JPS6123214Y2

JPS6123214Y2 -

Info

Publication number: JPS6123214Y2
Application number: JP1980131079U
Authority: JP
Priority date: 1980-09-12
Filing date: 1980-09-12
Publication date: 1986-07-11
Also published as: JPS5754829U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、集熱系からの太陽熱を直接給湯系
および冷暖房系の負荷に供給し、熱損失を極減し
て太陽熱を有効に利用するようにした太陽熱冷暖
房給湯装置に関する。

従来の太陽熱冷暖房給湯装置は、太陽熱集熱器
で得られた高温の熱媒体を、給湯系および冷暖房
系の熱源として高温蓄熱槽に蓄え、該高温蓄熱槽
の高温熱媒体を必要に応じ、給湯系および冷暖房
系に供給している。しかし、この種冷暖房給湯装
置では、集熱した太陽熱を一度高温蓄熱槽に蓄え
る必要から、熱損失が大きくなり、集熱した太陽
熱を有効に利用できない欠点がある。

この考案は、前記の点に留意してなされたもの
であり、つぎにこの考案を、その１実施例を示し
た図面とともに詳細に説明する。

図面において、１は太陽熱集熱器、２は集熱器
１の往水配管に設けられた集熱ポンプであり、集
熱器１および集熱ポンプ２により太陽熱の集熱系
Ａが構成される。３は蓄熱系Ｂを構成する高温蓄
熱槽、４は給湯系Ｃを構成する貯湯槽であり、底
部に熱交換器５を有し、熱交換器５の往水配管に
設けられた熱交換ポンプ６により熱交換器５内に
太陽熱源が供給され、貯湯槽４内の水が昇温され
る。７は給湯コツク、８は冷暖房負荷であり、暖
房においては、蓄熱用温水槽あるいはFCU（フ
アンコイルユニツト）、AHU（エアハンドリング
ユニツト）等であり、冷房においては、吸収式冷
凍機の発生器等である。９および１０は冷暖房負
荷８の往水配管に設けられたボイラ等の冷暖房用
の補助熱源および熱源水ポンプであり、冷暖房負
荷８、補助熱源９および熱源水ポンプ１０により
冷暖房系Ｄが構成される。なお、給湯系Ｃにおい
て、太陽熱源が不十分なときのために、貯湯槽４
内あるいは給湯管中に給湯用補助熱源が設けられ
ている。

１１は集熱系Ａ、蓄熱系Ｂ、給湯系Ｃおよび冷
暖房系Ｄがそれぞれ接続された温水分配装置であ
り、後述の温水分配室、温水合流室等がユニツト
化されている。１２および１３はそれぞれ円筒容
器状の温水分配室および温水合流室、１４ａ，１
５ａ，１６ａおよび１７ａは温水分配室１２と集
熱系Ａ、蓄熱系Ｂ、給湯系Ｃおよび冷暖房系Ｄと
を接続する集熱系還水接続管、蓄熱槽上部接続
管、給湯系往水接続管および冷暖房系往水接続
管、１４ｂ，１５ｂ，１６ｂおよび１７ｂは温水
合流室１３と集熱系Ａ、蓄熱系Ｂ、給湯系Ｃおよ
び冷暖房系Ｄとを接続する集熱系往水接続管、蓄
熱槽下部接続管、給湯系還水接続管および冷暖房
系還水接続管であり、集熱系Ａ、蓄熱系Ｂ、給湯
系Ｃおよび冷暖房系Ｄはそれぞれ、各接続管１４
ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂお
よび１７ａ，１７ｂを介して温水分配室１２およ
び温水合流室１３に連通されている。１８は集熱
系接続管１４ｂに介設された集熱系三方弁であ
り、該三方弁１８の他の口が集熱系還水接続管１
４ａに連通する集熱系バイパス管１９に接続され
ている。２０は冷暖房系往水接続管１７ａに介設
された冷暖房系三方弁であり、該三方弁２０の他
の口が冷暖房系還水接続管１７ｂに連通する冷暖
房系バイパス管２１に接続されている。２２は給
湯系往水接続管１６ａに介設され熱交換ポンプ６
に同期して作動する給湯系二方弁であり、熱交換
ポンプ６の駆動時開となる。

２３は太陽熱集熱器１の出口に設けられた集熱
運転発停用高温側の集熱温度センサ、２４は高温
蓄熱槽３の下部に設けられた蓄熱下部温度センサ
であり、集熱運転発停用低温側温度センサおよび
集熱系満温度センサとなる。２５は高温蓄熱槽３
の上部に設けられた蓄熱上部温度センサであり、
三方弁１８の作動用差温低温側センサ、給湯熱交
換運転制御用差温高温側センサおよび補助熱源９
の作動用温度センサとなる。２６は貯湯槽４の下
部に設けられた貯湯温度センサであり、熱交換運
転制御用差温低温側センサおよび給湯満信号温度
センサとなる。２７は集熱系還水接続管１４ａに
設けられた集熱還水温度センサ、２８は冷暖房系
往水接続管１７ａに設けられた冷暖房熱源水温度
センサである。なお、第２図に示すようにユニツ
ト化された温水分配装置１１は全体が断熱され
る。

つぎに、前記実施例の動作について説明する。

まず、集熱系Ａにおいて、太陽熱の集熱運転
は、集熱温度センサ２３と蓄熱下部温度センサ２
４との差温により集熱ポンプ２を発停して行なわ
れる。ここで、集熱系三方弁１８は、集熱運転停
止時にはバイパス管１９側が開、温水合流室１３
側が閉となるが、集熱運転時には、集熱還水温度
センサ２７あるいは該センサ２７と蓄熱上部温度
センサ２５との差温により三方弁１８が作動さ
れ、バイパス管１９側か温水合流室１３側かの切
り換え制御が行なわれる。すなわち、集熱還水温
度が設定値以上あるいは高温蓄熱槽３の上部温度
以上のとき、三方弁１８が温水合流室１３側に連
通され、したがつて、温水合流室１３の水が集熱
器において太陽熱により昇温され、温水分配室１
２に供給される。

また、蓄熱系Ｂにおいては、温水分配室１２の
温水が高温蓄熱槽３の上部に供給されるととも
に、該蓄熱槽３の下部の温水が温水合流室１３に
送られる状態は高温蓄熱槽３への蓄熱の状態であ
り、その逆の場合は、蓄熱された温水が給湯系Ｃ
または冷暖房系Ｄの負荷側に使用される場合であ
る。この太陽熱による蓄熱状態において、蓄熱下
部温度センサ２４による高温蓄熱槽３の下部温度
がたとえば95℃の設定温度以上になると、満状態
となり、集熱運転が停止される。

つぎに、給湯系Ｃにおいて、熱交換運転は、蓄
熱上部温度センサ２５と貯湯温度センサ２６との
差温により熱交換ポンプ６を発停して行なわれ、
該ポンプ６の駆動時、三方弁２２が開となり、温
水分配室１２からの高温水が熱交換器５において
熱放出し、貯湯槽４内の水を昇温して温水合流室
１３に戻される。この熱交換時、貯湯槽４内の温
水が設定温度以上になると、貯湯温度センサ２６
の給湯満信号により熱交換ポンプ６が停止され、
熱交換運転が停止される。また、集熱系Ａ、蓄熱
系Ｂからの太陽熱源が不十分なとき、給湯用補助
熱源により所定の給湯が行なわれる。

さらに、冷暖房系Ｄにおいて、冷暖房運転中
は、蓄熱上部温度センサ２５により、太陽熱源に
よる運転か補助熱源９による運転かが定められ、
補助熱源９による場合、冷暖房系三方弁２０がバ
イパス管２１側に連通され、太陽熱源による場
合、熱源水温度センサ２８により三方弁２０が比
例制御され、供給温水が所定の熱源水温度、たと
えば冷房時90℃、暖房時45℃に制御される。すな
わち、温水分配室１２からの温水温度が設定温度
以上であれば、冷暖房負荷８からの還水の一部を
バイパスし、冷暖房負荷８への熱源水温度を設定
温度に保つ。なお、冷暖房運転停止時は、三方弁
２０がバイパス管２１側開、温水分配室１２側閉
となる。

そして、集熱運転停止時あるいは集熱系三方弁
１８によるバイパス運転時、集熱温水が温水分配
室１２に供給されることはないため、給湯熱交換
運転、冷暖房運転が行なわれれば、高温蓄熱槽３
の蓄熱温水が温水分配室１２に供給され、給湯系
Ｃ、冷暖房系Ｄに分配されるとともに、給湯系
Ｃ、冷暖房系Ｄからの還水が温水合流室１３で合
流し、高温蓄熱槽３の下部に戻される。

また、集熱運転時、集熱温水温度が設定温度以
上あるいは高温蓄熱槽３の上部温度以上であれ
ば、集熱温水は温水分配室１２に供給されるが、
該温水は温水分配室１２での流量バランスにより
分配される。すなわち、給湯系Ｃ、冷暖房系Ｄの
負荷側運転停止時においては、集熱温水はすべて
高温蓄熱槽３の上部に送られるとともに、該蓄熱
槽３の下部の温水が温水合流室１３を介して集熱
器１に送られ、蓄熱運転が行なわれる。また、負
荷側運転時においては、集熱温水流量が負荷側流
量、すなわち温水分配室１２から給湯系Ｃおよび
冷暖房系Ｄへの吐出流量より大きい場合、集熱温
水が直接負荷側へ送られるとともに、集熱温水の
一部が高温蓄熱槽３へ送られて蓄熱され、他方、
給湯系Ｃ、冷暖房系Ｄおよび高温蓄熱槽３からの
還水が温水合流室１３において合流され、集熱系
Ａに送られる。さらに、前述とは逆に、集熱温水
流量が負荷側流量より小さい場合、温水分配室１
２において高温蓄熱槽３の上部の高温水が集熱温
水に加えられて負荷側へ供給され、負荷側からの
還水が温水合流室１３において合流し、一部が高
温蓄熱槽３の下部へ戻されるとともに、残りの還
水が集熱系Ａへ送られる。

したがつて、前記実施例によると、集熱系Ａ、
蓄熱系Ｂ、給湯系Ｃおよび冷暖房系Ｄをそれぞれ
温水分配室１２および温水合流室１３に連通した
から、集熱温水を直接給湯系Ｃおよび冷暖房系Ｄ
に供給でき、しかも、負荷がないときおよび負荷
より集熱量が大きいときに、集熱温水を高温蓄熱
槽３に蓄熱できるとともに、太陽熱の集熱が行な
われないときおよび集熱量より負荷が大きいとき
に、高温蓄熱槽３に蓄熱された温水を負荷に供給
でき、従来のような集熱温水を一度高温蓄熱槽３
に蓄えることによる熱損失をなくすことができ、
集熱された太陽熱を有効に利用することができ
る。

ところで、通常、この種太陽熱冷暖房給湯装置
では、太陽熱を有効に利用するため、配管径路に
制御弁やバイパス管および制御用温度センサが数
多く用いられるが、これらはすべて現場で施工さ
れるため、配管が極めて複雑になり、施工費が高
くなるとともに、配管からの熱損失も大きくなる
欠点を有している。

しかし、前記実施例では、温水分配室１２、該
分配室１２に接続された各接続管１４ａ，１５
ａ，１６ａ，１７ａ、温水合流室１３、該合流室
に接続された接続管１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ，１
７ｂ、両バイパス管１９，２１、両三方弁１８，
２０、二方弁２２および温度センサ２７，２８を
ユニツト化して温水分配装置１１を構成するか
ら、現場においては、温水分配装置１１を集熱系
Ａ、蓄熱系Ｂ、給湯系Ｃおよび冷暖房系Ｄの各配
管に接続するだけの施工になり、作業工数を削減
できるとともに、施工費を安価にでき、温水分配
装置１１の工場での生産を可能にできるため、低
コスト化を計ることができる。さらに、温水分配
装置１１を用いることにより、配管長が短かくな
り、従来の複雑な配管をコンパクト化でき、した
がつて配管からの熱損失を極減でき、しかも、温
水分配装置１１全体を断熱するから、断熱性がよ
り完全なものになり、該装置１１からの熱損失を
防止できる。

なお、前記実施例において、集熱系往水接続管
１４ｂの三方弁１８および冷暖房系往水接続管１
７ａの三方弁２０は、同機能を有する２個の二方
弁をそれぞれ用いてもよく、また、給湯系往水接
続管１６ａの二方弁２２を、同還水接続管１６ｂ
に設けてもよい。

以上のように、この考案の太陽熱冷暖房給湯装
置によると、太陽熱集熱器および該集熱器に送水
する集熱ポンプを有する集熱系と、高温蓄熱槽を
有する蓄熱系と、熱交換器を内装した貯湯槽およ
び前記熱交換器に送水する熱交換ポンプを有する
給湯系と、冷暖房負荷、該負荷に送水する熱源水
ポンプおよび補助熱源を有する冷暖房系とをそれ
ぞれ、容器状の分配室および合流室に連通し、前
記集熱系から前記分配室への集熱温水量と、前記
分配室から前記給湯系および冷暖房系への供給温
水量とのバランスにより、前記分配室から前記高
温蓄熱槽への流入温水量および前記高温蓄熱槽か
ら前記分配室への供給温水量を、前記分配室にお
いて制御するようにしたことにより、集熱器から
の太陽熱源を直接負荷側へ供給でき、しかも、負
荷がないときおよび負荷より集熱量が大きいとき
に、太陽熱源を蓄熱できるとともに、集熱が行な
われないときおよび集熱量より負荷が大きいとき
に、蓄熱された熱源を負荷に供給でき、熱損失を
小さくし、太陽熱源を有効に利用することができ
るものである。

また、分配室から高温蓄熱槽への流入温水量お
よび高温蓄熱槽から分配室への供給温水量を、集
熱系からの集熱温水量と、給湯系および冷暖房系
への供給温水量とのバランス、すなわち差により
適宜制御することができ、換言すれば、集熱系、
給湯系、冷暖房系の各ポンプの発停のみにより、
温水の流れを制御することができることになり、
各系間の温水の流れを弁等を用いて制御する必要
がなく、構造が簡単になり、装置の故障も少なく
なるものである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の太陽熱冷暖房給湯装置の１実
施例を示し、第１図は配管系統図、第２図は温水
分配装置の斜視図である。１……太陽熱集熱器、２……集熱ポンプ、３…
…高温蓄熱槽、４……貯湯槽、５……熱交換器、
６……熱交換ポンプ、８……冷暖房負荷、９……
補助熱源、１０……熱源水ポンプ、１１……温水
分配装置、１２……温水分配室、１３……温水合
流室、Ａ……集熱系、Ｂ……蓄熱系、Ｃ……給湯
系、Ｄ……冷暖房系。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

太陽熱集熱器および該集熱器に送水する集熱ポ
ンプを有する集熱系と、高温蓄熱槽を有する蓄熱
系と、熱交換器を内装した貯湯槽および前記熱交
換器に送水する熱交換ポンプを有する給湯系と、
冷暖房負荷、該負荷に送水する熱源水ポンプおよ
び補助熱源を有する冷暖房系とをそれぞれ、容器
状の分配室および合流室に連通し、前記集熱系か
ら前記分配室への集熱温水量と、前記分配室から
前記給湯系および冷暖房系への供給温水量とのバ
ランスにより、前記分配室から前記高温蓄熱槽へ
の流入温水量および前記高温蓄熱槽から前記分配
室への供給温水量を、前記分配室において制御す
るようにした太陽熱冷暖房給湯装置。