JP2005241020A - 太陽熱給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 構成が簡単で低コスト、小型の太陽熱給湯装置の提供。
【解決手段】 集熱器と、循環ポンプと、循環パイプと、熱媒と、該熱媒を貯めると共に、下部に往側出口を設け、上部に復側入口を設けた熱媒蓄熱槽と、前記熱媒蓄熱槽の下面から上面に貫通すると共に、該熱媒蓄熱槽の内部で熱交換可能な形状を有する通水管を備え、前記熱媒を前記往側出口から前記集熱器へ前記循環ポンプ及び前記循環パイプを介して送り、該集熱器で加熱された該熱媒を前記復側入口から循環パイプを介して前記熱媒蓄熱槽に戻すように該熱媒を循環させるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽熱を利用した太陽熱給湯装置に関するものである。

従来から太陽熱を利用した太陽熱給湯装置としては、例えば、特開２００２−３７２３０２号公報に記載されているものがある。この太陽熱給湯装置１０１は、図４に示すように、貯湯タンク１０２内の上部槽１０４に上部熱交換器１０６を設置すると共に、その下部槽１０５に下部熱交換器１０７を設置し、下部槽１０５に設けたタンク給水受入口１０８を介して該下部槽１０５及び上部槽１０４に給水し、上部槽１０４に設けたタンク給湯出口１０９を介して上部槽１０４及び下部槽１０５の湯を給湯し、太陽熱集熱器１１０で加熱された熱媒を下部熱交換器１０６、１０７及び太陽熱集熱器１１０間を循環パイプ１１２で循環させると共に、電動三方弁１１３で該熱媒を上部熱交換器１０６と下部熱交換器１０７とに選択的に循環するものである。

すなわち、この太陽熱給湯装置１０１は、貯湯タンク１０２に水道水を満たし、その内部の上部熱交換器１０６、下部熱交換器１０７に太陽熱集熱器１１０で暖めた前記熱媒を循環させて貯湯タンク１０２内の水を温めて使用するものである。

しかしながら、この太陽熱給湯装置１０１は、貯水式の給湯装置のため、構成が複雑になると共に、大型、大容量の貯湯タンクが必要のために小型化がしにくく、コストが高くなる場合があった。

更に、貯湯タンク１０２が大型のため、その内部の圧力を高くするとことができないので、給湯する圧力が弱くなる場合がある。

更に、貯湯タンク１０２の水は、水道水として使用するため、貯湯タンク１０２内の水質保全を行う必要があった。
特開２００２−３７２３０２号公報

本願発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、構成が簡単で低コスト、小型の太陽熱給湯装置を提供することである。

集熱器と、循環ポンプと、循環パイプと、熱媒と、該熱媒を貯めると共に、下部に往側出口を設け、上部に復側入口を設けた熱媒蓄熱槽と、前記熱媒蓄熱槽の下面から上面に貫通すると共に、該熱媒蓄熱槽の内部で熱交換可能な形状を有する通水管を備え、前記熱媒を前記往側出口から前記集熱器へ前記循環ポンプ及び前記循環パイプを介して送り、該集熱器で加熱された該熱媒を前記復側入口から循環パイプを介して前記熱媒蓄熱槽に戻すように該熱媒を循環させるものである。

また、第１の逃し弁兼負圧防止弁を備え、該第１の逃し弁兼負圧防止弁は、前記熱媒が膨張した場合、該熱媒の膨張を前記熱媒蓄熱槽の外部に逃し、前記熱媒が収縮した場合、収縮分を前記熱媒蓄熱槽の外部から補充することが好ましい。

また、前記通水管は、前記熱媒蓄熱槽の入口側に給水栓を備えるものが好ましい。

また、前記通水管は、第２の逃し弁兼負圧防止弁を備え、該第２の逃し弁兼負圧防止弁は、前記通水管の水が膨張した場合、膨張を該通水管の外部に逃し、前記水が収縮した場合、収縮分を前記通水管の外部から補充することが好ましい。

前記熱媒蓄熱槽は、保温材を有するケースで覆われて成るものが好ましい。

本願発明の太陽熱給湯装置においては、熱媒蓄熱槽に蓄えた熱媒に通水管を通して水を加熱して給湯するので、水の水質保持が容易であると共に、熱媒蓄熱槽の構成材を自由に選択することができる。

更に、熱媒蓄熱槽は、熱媒を往側出口の循環ポンプで集熱器へ送り、復側入口から戻しているので、多くの水を蓄える必要がなく、熱媒蓄熱槽を小さくすることができるので小型化が可能である。

更に、熱媒蓄熱槽の内部圧力を調整する逃し弁兼負圧防止弁を設けているので、熱媒の温度変化による熱媒蓄熱槽の体積変動分を調整することができる。

図１、図２は、本願の請求項１から請求項４に対応した第１の実施形態である太陽熱給湯装置１である。この実施形態の太陽熱給湯装置１は、ケース１４に収納された熱媒蓄熱槽２と、熱媒３と、循環ポンプ４と、往管側循環パイプ５と、集熱器６と、復管側循環パイプ７と、第１の逃し弁兼負圧防止弁８と、通水管９と、熱交換器１０と、給水栓１１と、第２の逃し弁兼負圧防止弁１２と、ケース１４と、を備えている。

熱媒蓄熱槽２は、熱媒３を貯めるタンクであり、その内部には熱媒３が充填されている。そして、熱媒蓄熱槽２は、その下部に集熱器６への往側出口２ａを設けられると共に、その上部に集熱器６からの復側入口２ｂを設けられている。更に、熱媒蓄熱槽２の下面から上面に貫通すると共に、熱媒蓄熱槽２の内部で熱交換可能な形状の通水管９を備えている。

熱媒３は、例えば、プロピレングリコ−ル液であり、集熱器６により加熱され、熱交換器１０により通水管９を流れる水を加熱するものである。

循環ポンプ４は、往側出口２ａと集熱器６の間の往管側循環パイプ５の間に設けられ、圧力の作用で、熱媒蓄熱槽２内部の熱媒３を往側出口２ａに設けられた往管側循環パイプ５から集熱器６、そして、復側入口２ｂに設けられた復管側循環パイプ７を通して、熱媒蓄熱槽２へ循環させるためのポンプである。

往管側循環パイプ５は、中空で略円柱状の棒状のものであり、熱媒蓄熱槽２の下部の往側出口２ａより循環ポンプ４を介して集熱器６へ接続されている。

集熱器６は、例えば、太陽熱集熱器であり、太陽熱集熱器で集められた太陽熱を利用して熱媒３が加熱される。

復管側循環パイプ７は、中空で略円柱状の棒状のものであり、熱媒蓄熱槽２の上部の復側入口２ｂより集熱器６へ接続されている。

第１の逃し弁兼負圧防止弁８は、例えば、集熱器６が熱媒３を加熱する場合、熱媒３の膨張を外部に逃し、熱媒３が通水管の水を加熱する場合、熱媒３の収縮分を外部よりで補充するための弁である。

通水管９は、例えば水道管であり、生活に必要な水を家庭に供給するものである。

熱交換器１０は、通水管９を略らせん状の熱交換器形状にしたもので、集熱器６で集熱した熱媒３の熱を通水管９の水に伝えるものである。

給水栓１１は、水の出口を開閉する栓である。

第２の逃し弁兼負圧防止弁１２は、熱媒蓄熱槽２の上部側の通水管９に設けられ、通水管９の水温の変化による体積変動分を調整するための弁である。すなわち、通水管９の水が膨張した場合、内部圧力を外部に逃し、通水管９の水が収縮した場合、収縮分を外部より補充するためのものである。

このように構成された太陽熱給湯装置１は、熱媒蓄熱槽２に蓄えられた熱媒３が循環ポンプ４により、往管側循環パイプ５を介して集熱器６に送られる。この熱媒３は、集熱器６で集熱された熱により蓄熱され復管側循環パイプ７を介して、熱媒蓄熱槽２の上部より熱媒蓄熱槽２に戻される。この蓄熱された熱媒３は、熱交換器１０の周囲で熱媒３から熱を通水管９内部の水を加熱する。そして、この加熱された水は、通水管９を通して家庭に供給される。

従って、太陽熱給湯装置１は、熱媒３を循環ポンプ４で往側出口２ａの往管側循環パイプ５から集熱器６へ送り、復側入口２ｂの復管側循環パイプ７から戻し、熱媒蓄熱槽２に蓄えた熱媒３が通水管９の水を加熱して給湯するので、水の水質保持が容易であると共に、熱媒蓄熱槽２の構成材を自由に選択することができる。

更に、熱媒蓄熱槽２は、熱交換可能な形状を有する通水管９が熱媒蓄熱槽２の下面から上面に貫通する構造にすることにより、多くの水を蓄える必要がなく、熱媒蓄熱槽２を小さくすることができ、熱媒蓄熱槽２の小型化ができると共に、簡単な構成にすることができる。

更に、熱媒蓄熱槽２は、内部圧力を調整する第１の逃し弁兼負圧防止弁８を設けているので、熱媒３の温度変化による熱媒蓄熱槽２の体積変動分を調整することができる。従って、熱媒蓄熱槽２の損傷を防ぐことができる。

更に、通水管９は、その内部圧力を調整する第２の逃し弁兼負圧防止弁１２を設けているので、通水管９の水の温度変化による体積変動分を調整することができる。従って、通水管９の損傷を防ぐことができる。

図３は、本願の請求項５に対応した第２の実施形態である太陽熱給湯装置１である。この実施形態の太陽熱給湯装置１は、前述した第１の実施形態とは、蓄熱材１３と、保温材１５と、を加えたものであり、それら以外の構成要素は第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。

蓄熱材１３は、熱交換器１０の周囲に設けた内部槽２ｃ内部に蓄えら、熱媒蓄熱槽２の蓄熱量を向上させるものである。

保温材１５は、熱媒蓄熱槽２とケースの間に設けられ、熱媒蓄熱槽２の放熱を防ぐためのものである。

このように構成された太陽熱給湯装置１は、熱媒蓄熱槽２の蓄熱量を向上させると共に、放熱を防止するので、熱媒蓄熱槽２を小型化をすることができる。更に、太陽熱給湯装置１を保護することができる。

本願発明の第１の実施形態である太陽熱給湯装置のシステム構成図である。 本願発明の第１の実施形態である太陽熱給湯装置の構成図である。 本願発明の第２の実施形態である太陽熱給湯装置の構成図である。 特許文献１に記載の従来の太陽熱給湯装置の構成図である。

符号の説明

１ 太陽熱給湯装置
２ 熱媒蓄熱槽
２ａ 往側出口
２ｂ 復側入口
３ 熱媒
４ 循環ポンプ
５ 循環パイプ
６ 集熱器
７ 循環パイプ
８ 第１の逃し弁兼負圧防止弁
９ 通水管
１１ 給水栓
１２ 第２の逃し弁兼負圧防止弁
１４ ケース
１５ 保温材

Claims (5)

1. 集熱器と、循環ポンプと、循環パイプと、熱媒と、該熱媒を貯めると共に、下部に往側出口を設け、上部に復側入口を設けた熱媒蓄熱槽と、前記熱媒蓄熱槽の下面から上面に貫通すると共に、該熱媒蓄熱槽の内部で熱交換可能な形状を有する通水管を備え、
   前記熱媒を前記往側出口から前記集熱器へ前記循環ポンプ及び前記循環パイプを介して送り、該集熱器で加熱された該熱媒を前記復側入口から循環パイプを介して前記熱媒蓄熱槽に戻すように該熱媒を循環させるものである太陽熱給湯装置。
2. 第１の逃し弁兼負圧防止弁を備え、該第１の逃し弁兼負圧防止弁は、前記熱媒が膨張した場合、該熱媒の膨張を前記熱媒蓄熱槽の外部に逃し、前記熱媒が収縮した場合、収縮分を前記熱媒蓄熱槽の外部から補充するものであることを特徴とする請求項１記載の太陽熱給湯装置。
3. 前記通水管は、前記熱媒蓄熱槽の入口側に給水栓を備えているものであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の太陽熱給湯装置。
4. 前記通水管は、第２の逃し弁兼負圧防止弁を備え、該第２の逃し弁兼負圧防止弁は、前記通水管の水が膨張した場合、膨張を該通水管の外部に逃し、前記水が収縮した場合、収縮分を前記通水管の外部から補充するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の太陽熱給湯装置。
5. 前記熱媒蓄熱槽は、保温材を有するケースで覆われているものであること特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載の太陽熱給湯装置。

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