JPS6310444Y2 - - 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へ太陽光が当ると内
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１１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。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を備えた両センサーの差温が設定値
（例えば20℃）に達すると循環ポンプ７に運転指
令を発する差温サーモ、１２はこの差温サーモに
連動し循環ポンプ７の運転と同時に時間の積算を
開始しその時間が設定値（例えば10分間）に達す
ると循環ポンプ７に停止指令を発するタイマーで
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、朝方太陽熱がコレクター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
度差に達すると循環ポンプ７が運転される。同時
にタイマー１２は時間の積算を開始する。循環ポ
ンプ７の運転中、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。タ
イマー１２の時間が設定値に達すると循環ポンプ
７は強制的に停止される。通常この時点における
両センサー１０・１１の差温は設定値を下回つて
いる。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。日がかげる
等して循環ポンプ７が停止中に差温サーモ９の検
出する差温が設定値に達しなくなると集熱運転は
行なわれなくなる。

差温サーモ９の差温設定値とタイマー１２のポ
ンプ運転時間の設定値の選定は、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、差温設定値が大きすぎるとコレクタ
ー６内の作動流体の温度が上りすぎ放熱損失が増
加し、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。ポンプ運転時間
が短かすぎると、コレクター６の熱が蓄熱槽１へ
十分移送されない。

なお上記実施例では差温サーモ９を循環ポンプ
７の運転開始のためにのみ使用していたが、従来
装置と同様に差温が小さくなつた時に循環ポンプ
７を停止させる機能をもたせておけば、タイマー
１２によるポンプ運転中でも日がかげる等して差
温が小さくなつた時点で循環ポンプ７は止められ
る。

また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槽も増すの
で循環ポンプ７の停止時間が伸び、その運転率が
低下する。

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回路式のものとして説
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回路式のものに採用
しても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しその値が設定値を越
   えると循環ポンプを運転させる差温サーモ、上
   記循環ポンプを設定時間後停止させるタイマー
   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。