JPS6310443Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えば太陽熱で温水を作り給湯に利
用する強制循環式の太陽熱給湯装置、特にその循
環ポンプの運転費低減の改良に関するものであ
る。

第１図は従来の蓄熱槽内に熱交換器を備えたい
わゆる２回路式の太陽熱給湯装置を示す回路図で
あり、図において１は蓄熱槽、２はこの蓄熱槽の
最下部に設けられた給水源と接続される給水口、
３は同じく槽の最上部に設けられた湯栓と接続さ
れる給湯口、４は同じく槽の最下部へ挿入された
熱交換器、５はこの熱交換器を介して上記蓄熱槽
１と太陽熱コレクター６を結ぶ集熱回路、７はこ
の集熱回路の途中に設けられた作動流体循環用の
循環ポンプ、８はこの循環ポンプの吸入側に接続
されたシスターンタンク、９は上記蓄熱槽１の下
部へ低温センサー１０と上記コレクター６の上部
へ高温センサー１１をもち両センサーの温度差を
検出し上記循環ポンプ７の発停を行う差温サーモ
である。

従来の太陽熱給湯装置は上記の様に構成され、
たとえば朝方、コレクター６は太陽光が当ると内
部の作動流体の温度が上昇してくる。この温度を
高温センサー１１が検出し、低温センサー１０で
検出した蓄熱槽１の温度との温度差があらかじめ
設定された値（例えば10℃）に達すると差温サー
モ９が循環ポンプ７の運転指令を発する。循環ポ
ンプ７が運転され集熱回路５の作動流体が循環を
はじめると、コレクター６で吸収された太陽熱が
熱交換器４をへて蓄熱槽１内の水へ伝えられる。
夕方蓄熱槽１の温度が高まり、低温センサー１０
と高温センサー１０の温度差があらかじめ設定さ
れた値（例えば２℃）に縮まると差温サーモ９が
循環ポンプ７の停止指令を発する。つまり電気代
をかけて循環ポンプ７を運転しても、それ以上の
エネルギーがコレクター６から蓄熱槽１へ送られ
る時のみ差温サーモ９の働きにより循環ポンプ７
が運転される。給湯負荷が発生し湯栓が設けられ
ると給水源から蓄熱槽１の給水口２へ給水がなさ
れ、給湯口３から集熱された温かい湯が流出す
る。

しかるに上記の様に、循環ポンプ７の運転を差
温サーモ９により〔コレクター６温度＞蓄熱槽１
温度〕の条件の間中運転させているため、晴天日
の日中はほぼ連続的な運転になり、循環ポンプ７
の運転費（電気代）がかさむという欠点があつ
た。太陽熱利用システムはその集めた熱量を金額
に換算しそれから運転費を引いた金額が、システ
ムの設備費に対して大きいほど経済性のよいシス
テムであると言えるが従来のものはその点経済性
が悪いものであつた。

この考案は循環ポンプの運転費が安い経済的な
太陽熱給湯装置を得ることを目的とするものであ
る。

第２図はこの考案の一実施例を示す回路図であ
り、１〜８，１０，１１は上記従来装置と全く同
一のものである。９は高温センサー１１と低温セ
ンサー１０を備えた差温サーモ、１２はこの差温
サーモが集熱可能な状態を検出している間中、循
環ポンプ７を間欠運転（例えば５分間運転、５分
間停止の繰返し）制御するタイマーである。

上記のように構成された太陽熱給湯装置におい
ては、朝方太陽光がコレクター６に当りはじめる
とコレクター６内の作動流体の温度が上昇し、蓄
熱槽１との間に温度差がつき始める。この温度差
を差温サーモ９が検出し、あらかじめ設定された
温度差に達するとタイマー１２が動作を開始す
る。タイマー制御により循環ポンプ７はあらかじ
め設定された時間だけ運転される。この運転中に
コレクター６内の温かい作動流体は熱交換器４へ
送られ冷めたい蓄熱槽１内の水と熱交換しこれを
加熱し、自らは温度降下する。次いで循環ポンプ
７はあらかじめ設定された時間だけ強制的に停止
される。この停止中にコレクター６内の作動流体
の温度は再び上昇し太陽熱が作動流体とコレクタ
ー６の集熱板に蓄熱される。また熱交換器４内の
作動流体の温度はさらに下がり蓄熱槽１の水温に
近づく。以下この運転動作が繰り返され、コレク
ター６で集めた太陽熱が蓄熱槽１へ間欠的に移送
され、水の温度を段階的に高めていく。循環ポン
プ７が運転中、日がかげる等して高温センサー１
１と低温センサー１０の検出した温度差が差温サ
ーモ９であらかじめ設定された値以下であると判
定されるとその時点で循環ポンプ７の運転は停止
される。循環ポンプ７が停止中に上記温度差が小
さくなると、次からのタイマー制御による循環ポ
ンプ７の運転はなくなる。

循環ポンプ７の運転・停止時間の設定は、コレ
クター６の性能や熱容量、循環流量等により最適
値を選ぶ必要があるが、停止時間が長いとコレク
ター６内の作動流体の温度が上がりすぎ放熱損失
が増加し、停止中の集熱量（蓄熱量）が減り、ま
た場合によつては作動流体が沸騰してしまうの
で、運転率が50％のときには、10分間−10分間よ
り５分間−５分間のように１サイクルが短い方が
望ましい。

なお上記実施例ではコレクター６を通常の強制
循環用のものとしていたが、熱容量が特別に大き
いタイプのものにすれば循環ポンプ７停止中にお
ける温度上昇の割合が少なくなり蓄熱量も増すの
でタイマー１２の１サイクルを長くとることがで
きる。

また間欠運転は連続運転に比べコレクター６に
おける平均集熱温度が高くなりがちとなるため、
集熱温度や日射量・外気温による集熱効率への影
響の少ない選択吸収膜付平板コレクターや真空コ
レクターのような集熱効率の高いコレクターを使
用するとよい。

さてこの考案は上記のように集熱回路５に熱交
換器４が入つたいわゆる２回路式システムとして
説明したが、熱交換器４をもたず蓄熱槽１の水を
直接コレクター６へ循環する１回路式システムに
採用して所期の目的を達成し得ることはいうまで
もない。

ところで、上記説明ではこの考案を太陽熱を給
湯に利用する場合について述べたが、その他の太
陽熱を蓄熱槽に集熱して使用する装置にも利用で
きることは言うまでもない。

この考案は以上説明した通り、循環ポンプを差
温サーモとタイマーにより間欠的に運転するとい
う簡単な構造により、循環ポンプの運転費が安く
なり、より経済的な給湯装置になるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の太陽熱給湯装置を示す回路図、
第２図はこの考案の一実施例を示す回路図であ
る。 図において、１は蓄熱槽、２は給水口、３は給
湯口、４は熱交換器、５は集熱回路、６はコレク
ター、７は循環ポンプ、９は差温サーモ、１２は
タイマーである。なお各図中同一符号は同一また
は相当部分を示すものとする。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 給水口と給湯口を備えた蓄熱槽、この蓄熱槽
   と集熱回路によつて結ばれたコレクター、この
   コレクターと上記蓄熱槽の差温を検出する差温
   サーモ、この差温サーモが検出した差温が設定
   値の範囲内にあるとき循環ポンプを間欠的に運
   転させるタイマーを備えたことを特徴とする太
   陽熱給湯装置。 (2) 集熱回路が蓄熱槽内に熱交換器を備えたもの
   であることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項に記載の太陽熱給湯装置。