(57)【要約】【課題】自動お湯張り付き機能のついた多機能ボイラーにはソーラー接続が出来なかったため、ソーラーシステムの普及を妨げていた。【解決手段】ソーラーシステムをボイラーに接続するという方法からソーラーシステムとボイラーをソーラー接続ユニットに接続する方法に変更することにより、水道水の入水口１、ボイラーの往き戻り口２、３、ソーラーの往き戻り口４、５、給湯配管への出湯口６を設け、ソーラーのお湯を低温用ミキシングバルブ７で水と混合してボイラーの往き口２から出水する機能とソーラーのお湯を高温用ミキシングバルブ８でボイラーのお湯と混合もしくは切り替えて出湯口６から出湯する機能を備えた本発明のソーラー接続ユニットＡにより問題を解決する。【選択図】図１
2010019540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラーシステム（以下ソーラー）とボイラーを接続し、ソーラーを有効利用する為のソーラー接続ユニットにおいて、
水道水の入水口、ボイラーへの往き口、ボイラーからの戻り口、ソーラーへの往き口、ソーラーからの戻り口、給湯配管への出湯口を設け、
ソーラーからの温水を、入水口からの水と混合して温度を低下させた低温水をボイラーへ出水できるようにした低温用ミキシングバルブと、
ソーラーからの温水を、ボイラーからの温水と混合もしくは切り替えて出湯口から出湯できるようにした高温用ミキシングバルブを内蔵し、
ソーラーからの温水を低温用ミキシングバルブと高温用ミキシングバルブの両方で使えるようにしたことを特徴とするソーラー接続ユニット。
【請求項２】
前記ソーラー内の水を循環させて該ソーラーの凍結を防止すべく、
吸入側が、前記ソーラーと該ソーラーからの温水を低温用ミキシングバルブ及び高温用ミキシングバルブへ分岐する温水の分岐部との間の流路に接続され、吐出側が、水道水を前記ソーラー及び低温用ミキシングバルブへ分岐する水道水の分岐部と前記ソーラーとの間の流路に接続されている凍結防止用ポンプを備えると共に、
該凍結防止用ポンプが停止しているときに水が逆流しないように逆止機構を備えることを特徴とする請求項１記載のソーラー接続ユニット。
【請求項３】
前記ソーラーによって集熱したエネルギー量を積算すべく、
前記ソーラー内を流れる水量を測定する流量計と、
前記水道水の入水口と前記ソーラーとの間の流路に配設されて冷水側の温度の検出信号を出力する低温センサーと、
前記ソーラーと該ソーラーからの温水を低温用ミキシングバルブ及び高温用ミキシングバルブへ分岐する温水の分岐部との間の流路に配設されて温水側の温度の検出信号を出力する高温センサーとを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のソーラー接続ユニット。
【請求項４】
前記流量計が、前記凍結防止用ポンプの吐出側が流路に接続されている接続部と前記水道水の分岐部との間の流路、又は、前記凍結防止用ポンプの吸入側が流路に接続されている接続部と前記温水の分岐部との間の流路に配設されていることを特徴とする請求項３記載のソーラー接続ユニット。
【請求項５】
水道水の入水口、ボイラーへの往き口、ボイラーからの戻り口、ソーラーへの往き口、ソーラーからの戻り口、給湯配管への出湯口のうち少なくとも一つの口が、接続される相手側の装置における口になっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のソーラー接続ユニット。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれかに記載のソーラー接続ユニットに係る構成要素のうち前記高温用ミキシングバルブ、前記ボイラーからの戻り口及び前記給湯配管への出湯口を除いた形態に構成されていることを特徴とするソーラー接続ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ソーラーシステム（以下、「ソーラー」と記す）とボイラーを接続し、ソーラーを効率よく活用する為のソーラー接続ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術は図３のごとく単機能ボイラーＤ（水が入って加熱して出湯する）にソーラーＢの温水を接続する場合は、単機能ボイラーＤの入水口ＬにソーラーＢの温水を接続するだけであった（特許文献１参照）。
この場合、ボイラー設定温度よりもソーラーＢの温水が低ければ単機能ボイラーＤが着火し加熱部Ｊで加熱し、高ければそのままソーラーＢの温水が通過し、単機能ボイラーＤの出湯口Ｎから出湯し、浴槽Ｅや蛇口Ｆで便利に使うことが出来た。
【特許文献１】実用新案登録第３０８４９２４号公報（第１図）
【０００３】
しかしながら、最近のボイラーは図４のごとく、多機能ボイラーＫとなり、自動お湯張り、自動保温などの便利な機能が追加され、多機能化されてきている。
自動お湯張りの場合は多機能ボイラーＫ内の加熱部Ｊで加熱された８０℃の温水と入水口Ｌから供給された水道水Ｇを風呂用ミキシングバルブＲで混合して浴槽Ｅへの出湯口Ｗから適温の４２℃のお湯を浴槽Ｅに張るようになっている。
多機能ボイラーＫの入水口Ｌに３０℃以上のお湯を供給すると８０℃の温水と風呂用ミキシングバルブＲで混合した場合、温度を下げきれず浴槽Ｅの温度が４２℃以上の不適温となり、３０℃以上のソーラーの温水を多機能ボイラーＫの入水口Ｌに接続することは禁止されていた。
また、多機能ボイラーＫの入水回路は水での条件で設計されており、高温水が入水した場合はプラスチックやゴム部品が壊れる危険性があり、ソーラーＢを接続できない構造となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、多機能ボイラーにはソーラー接続が出来ず、ソーラーの普及の大きな障害となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従来のボイラーにソーラーを接続するという考え方を改め、ソーラーを最大限有効利用するためにボイラーとソーラーを同列に扱い、給水配管、ボイラーの往き返り管、ソーラーの往き返り管、給湯配管を接続するだけで、多機能ボイラーでもソーラーが使えるようになる本発明のソーラー接続ユニットにより問題を解決しようとするものである。
【０００６】
具体的には、
ソーラーとボイラーを接続し、ソーラーを有効利用する為のソーラー接続ユニットにおいて、図１で説明すると
水道水の入水口１、ボイラーへの往き口２、ボイラーからの戻り口３、ソーラーへの往き口４、ソーラーからの戻り口５、給湯配管への出湯口６の接続口を設け、
ソーラーからの温水を水と混合して温度を低下させた水をボイラーへの往き口２からボイラーへ出水できるようにした低温用ミキシングバルブ７と、
ソーラーからの温水を、ボイラーからの温水と混合もしくは切り替えてそのまま出湯口６から出湯できるようにした高温用ミキシングバルブ８を内蔵し、
ソーラーからの温水を低温用ミキシングバルブ７と高温用ミキシングバルブ８の両方で使えるようにしたことを特徴とするソーラー接続ユニットにより問題を解決しようとするものである。
【０００７】
また、本発明にかかるソーラー接続ユニットの一形態によれば、前記ソーラー内の水を循環させて該ソーラーの凍結を防止すべく、吸入側が、前記ソーラーと該ソーラーからの温水を低温用ミキシングバルブ及び高温用ミキシングバルブへ分岐する温水の分岐部との間の流路に接続され、吐出側が、水道水を前記ソーラー及び低温用ミキシングバルブへ分岐する水道水の分岐部と前記ソーラーとの間の流路に接続されている凍結防止用ポンプを備えると共に、該凍結防止用ポンプが停止しているときに水が逆流しないように逆止機構を備えることを特徴とすることができる。
【０００８】
また、本発明にかかるソーラー接続ユニットの一形態によれば、前記ソーラーによって集熱したエネルギー量を積算すべく、前記ソーラー内を流れる水量を測定する流量計と、前記水道水の入水口と前記ソーラーとの間の流路に配設されて冷水側の温度の検出信号を出力する低温センサーと、前記ソーラーと該ソーラーからの温水を低温用ミキシングバルブ及び高温用ミキシングバルブへ分岐する温水の分岐部との間の流路に配設されて温水側の温度の検出信号を出力する高温センサーとを備えることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかるソーラー接続ユニットの一形態によれば、前記流量計が、前記凍結防止用ポンプの吐出側が流路に接続されている接続部と前記水道水の分岐部との間の流路、又は、前記凍結防止用ポンプの吸入側が流路に接続されている接続部と前記温水の分岐部との間の流路に配設されていることを特徴とすることができる。
【０００９】
また、本発明にかかるソーラー接続ユニットの一形態によれば、水道水の入水口、ボイラーへの往き口、ボイラーからの戻り口、ソーラーへの往き口、ソーラーからの戻り口、給湯配管への出湯口のうち少なくとも一つの口が、接続される相手側の装置における口になっていることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかるソーラー接続ユニットの一形態によれば、前記のソーラー接続ユニットに係る構成要素のうち前記高温用ミキシングバルブ、前記ボイラーからの戻り口及び前記給湯配管への出湯口を除いた形態に構成されていることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、多機能ボイラーへの給水は３０℃以下の低温水で供給されるので自動お湯貼り、給水回路の部品を壊すことも無く、従来どおり使うことが出来る。また、供給される低温水の温度が３０℃であるので、水の年間平均温度を１５℃とすると、水道水を直接多機能ボイラーに入水するよりも１５℃分得をしたことになる。本来（風呂温度４２℃−水温１５℃＝２７℃）２７℃の加熱が必要であった給湯エネルギーが（風呂温度４２℃−低温水温３０℃＝１２℃）１２℃で済むので、３０℃の低温水で風呂用熱量の５５％を節約できることになる。
【００１１】
さらに、高温のソーラーの温水はそのまま給湯回路を通じて、シャワーや台所へも使えるので、集熱したソーラーのエネルギーのほとんどを有効利用出来るようになる。
本発明により、ソーラーと多機能ボイラーの接続が可能となりソーラーの普及が加速され、ソーラーの普及に貢献するとともに燃料の削減、ＣＯ２の削減に大きく寄与するようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態は、まず、図１のように、
水道水の入水口１、ボイラーへの往き口２、ボイラーからの戻り口３、ソーラーへの往き口４、ソーラーからの戻り口５、給湯配管への出湯口６を設け、
内部の配管を
水道水の入水口１とソーラーへの往き口４は直接配管接続する。
設定温度を３０℃にした低温用ミキシングバルブ７の水側Ｃに入水口１を、湯側Ｈにソーラーからの戻り口５を、出湯側Ｍにボイラーへの往き口２を接続する。
これにより、ソーラーからの戻り口５からの湯温が５０℃以上であっても、水と混合され、ボイラーへの往き口２からは３０℃以下の水がボイラーに供給されるようになる。
【００１３】
設定温度を５０℃にした高温用ミキシングバルブ８の水側Ｃにソーラーの戻り口５、湯側Ｈにボイラーからの戻り口３を、出湯側Ｍに出湯口６に接続する。
これにより、給湯開始時はボイラーからの戻り口３からの８０℃の温水が高温用ミキシングバルブ８の湯側Ｈに供給されるが、この温度を下げようとして水側Ｃを開き、ソーラーの戻り口５からソーラーの温水を流そうとする。ソーラーの温水が５０℃以上であれば湯側Ｈを閉じて、ソーラーの温水を出湯口６直接出湯し、５０℃未満の場合はボイラーからの戻り口３からの８０℃の温水と混合して５０℃のお湯が出湯口６から出湯されるようになる。
こうして、ソーラーの戻り口５の温水を低温用ミキシングバルブ７と高温用ミキシングバルブ８の両方で使えるようになる。
【実施例１】
【００１４】
実施例としては、
まず、図１のように、
ソーラー接続ユニットＡの外部接続部に配管口径２０Ａで、水道水の入水口１、ボイラーへの往き口２、ボイラーからの戻り口３、ソーラーへの往き口４、ソーラーからの戻り口５、給湯配管への出湯口６、を設ける。
水道水の入水口１とソーラーへの往き口４は直接配管接続する。
【００１５】
ミキシングバルブは、自動的に湯側Ｈと水側Ｃを混合し、設定温度で出湯側Ｍから送出するようになっている三方弁で、出湯側Ｍ温度が低くなると湯側Ｈの量を増やし、出湯側Ｍ温度が高くなると水側Ｃの量を増やして設定温度に混合する弁で、接続口は湯側Ｈ、水側Ｃ、出湯側Ｍの３箇所となっている。このミキシングバルブはワックス式と電気式があり、ワックス式は湯と水の混合のためにワックスの熱膨張を利用したもので電気を使わずに混合でき、電気式は湯、水、出湯温度を測り、モーターで混合比を調整するもので、効果はワックス式と同じであるが設定温度を簡単に変えることが出来る。
【００１６】
このミキシングバルブの設定温度を３０℃に設定した低温用ミキシングバルブ７を設け、湯側Ｈにソーラーからの戻り口５を、水側Ｃに水道水の入水口１を、出湯側Ｍにボイラーへの往き口２を接続する。
これにより、ソーラーからの温水が５０℃あったとしても水と混合されボイラーへは３０℃以下の水が供給されるようになる。
【００１７】
高温水を有効活用するために、ミキシングバルブを５０℃に設定した高温用ミキシングバルブ８を設け、湯側Ｈにボイラーからの戻り口３を、水側Ｃにソーラーからの戻り口５を、出湯側Ｍに給湯配管への出湯口６を接続する。これにより、ソーラーよりのお湯が５０℃以上の場合はそのまま出湯し、未満の場合はボイラーのお湯と混合され、設定温度になって出湯されるようになる。
【００１８】
また、高温用ミキシングバルブ８の代わりに、電動三方切替弁（単純に湯側と水側を切替て出湯側から出水する弁）を取り付け、切替温度を５０℃に設定する事により、ソーラーからの戻り口５のお湯が５０℃以上の場合はソーラーのお湯を、５０℃未満の場合はボイラーのお湯が出るように切り替える事が出来るようになり、上記の高温用ミキシングバルブ８と同様の効果を得ることが出来るようになる。
【００１９】
このソーラー接続ユニットに
図２のごとく、水道水Ｇを入水口１、ボイラーへの往き口２をボイラーの入水口Ｌ、ボイラーからの戻り口３にボイラーの出湯口Ｎ、ソーラーへの往き口４をソーラーの入水口Ｔ、ソーラーからの戻り口５にソーラーの出湯口Ｖ、出湯口６に出湯配管Ｓを接続することにより実際に使えるようになる。
【実施例２】
【００２０】
次に、他の実施例を図５に基づいて説明する。
１１は凍結防止用ポンプであり、ソーラーＢ内の水を循環させてソーラーＢの凍結を防止すべく、吸入側が、ソーラーＢと、そのソーラーＢからの温水を低温用ミキシングバルブ７及び高温用ミキシングバルブ８へ分岐する温水の分岐部１０との間の流路に接続され、吐出側が、水道水をソーラーＢ及び低温用ミキシングバルブ７へ分岐する水道水の分岐部９と、ソーラーＢとの間の流路に接続されている。
また、１５は逆止機構であり、凍結防止用ポンプ１１が停止しているときに水が逆流しないように作用する。この逆止機構１５としては、凍結防止用ポンプ１１の機能として設けられていてもよいし、逆止弁を接続して構成してもよい。
【００２１】
これによれば、ソーラーＢ内での循環水流の作用によって、ソーラーＢの凍結を適切に防止できる。また、逆止機構１５によって水道水が短絡して流れることを防止でき、水道水をソーラーＢへ適切に供給して通過させることができる。
なお、凍結防止用ポンプ１１の運転の制御は、例えば、気温や、ソーラーＢ内等に設けた温度センサーによって水温を測定し、その検出信号によって制御手段を介して行うことができる。また、その凍結防止用ポンプ１１のスイッチの入切制御は、バイメタルや形状記憶合金など、簡単な機械的構成によって行うこともできる。
【００２２】
また、この実施例では、ソーラーＢによって集熱したエネルギー量を積算すべく、流量計１４と、温度センサー１２、１３を備えている。
流量計１４は、ソーラーＢ内を流れる水量を測定するように配設されている。
低温センサー１２は、水道水の入水口１と、ソーラーＢとの間の流路に配設されて冷水側の温度の検出信号を出力する。
また、高温センサー１３は、ソーラーＢと、そのソーラーＢからの温水を低温用ミキシングバルブ７及び高温用ミキシングバルブ８へ分岐する温水の分岐部１０との間の流路に配設されて温水側の温度の検出信号を出力する。
【００２３】
また、流量計１４についてより詳細には、凍結防止用ポンプ１１の吐出側が流路に接続されている接続部１６と水道水の分岐部９との間の流路、又は、凍結防止用ポンプ１１の吸入側が流路に接続されている接続部１７と温水の分岐部１０との間の流路に配設されていることで、ソーラーＢ内を流れる水量を適切に測定できる。
【００２４】
以上の構成によれば、ソーラーＢによって熱せられた水量を適切に測定できる。その水量に、高温センサー１３と低温センサー１２とによって測定された温度差を乗じることで、太陽光のエネルギーが温水に変換された熱量を適切に積算できる。そして、そのデータに基づけば、ＣＯ２取引における二酸化炭素の削減量を適切に算出でき、その二酸化炭素の削減量を証明する証書を適切に発行できる。これらの計算や証書の発行は、コンピュータによる電子情報処理によって適宜に行うことができる。
【００２５】
また、以上の実施例において、水道水の入水口１、ボイラーへの往き口２、ボイラーからの戻り口３、ソーラーへの往き口４、ソーラーからの戻り口５、給湯配管への出湯口６のうち少なくとも一つの口が、接続される相手側の装置における口になっていてもよい。
例えば、ソーラーへの往き口４がソーラーの入水口Ｔであって、ソーラーよりの戻り口５がソーラーの出湯口Ｖであってもよい。また、ボイラーへの往き口２がボイラー給水口Ｌであって、ボイラーよりの戻り口３がボイラーの出湯口Ｎであってもよい。
これによれば、配管の接続部を減らして、各装置へ直接的に接続できる。
【００２６】
また、図５に示したソーラー接続ユニットに係る構成要素のうち高温用ミキシングバルブ８、ボイラーからの戻り口３及び給湯配管への出湯口６を除いた形態に構成されているソーラー接続ユニットにおいても、前述したようなソーラーの凍結防止、太陽光のエネルギーが温水に変換された熱量の積算等を好適に行うことができるという効果を奏する。
【００２７】
以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のソーラー接続ユニットのシステム図である。
【図２】本発明のソーラー接続ユニットと外部機器の接続図である。
【図３】従来の単機能ボイラーとソーラーの接続のシステム図である。
【図４】多機能ボイラーのシステム図である。
【図５】本発明の他のソーラー接続ユニットのシステム図である。
【符号の説明】
【００２９】
Ａ  本発明のソーラー接続ユニット
Ｂ  ソーラーシステム
Ｄ  単機能ボイラー
Ｅ  浴槽
Ｆ  蛇口
Ｇ  給水
Ｊ  加熱部
Ｋ  多機能ボイラー
Ｌ  ボイラー給水口
Ｎ  ボイラー出湯口
Ｒ  風呂用ミキシングバルブ
Ｓ  給湯配管
Ｔ  ソーラーの入水口
Ｖ  ソーラーの出湯口
Ｗ  浴槽への出湯口
１  水道水の入水口
２  ボイラーへの往き口
３  ボイラーよりの戻り口
４  ソーラーへの往き口
５  ソーラーよりの戻り口
６  給湯配管への出湯口
７  低温用ミキシングバルブ
８  高温用ミキシングバルブ
９  水道水の分岐部
１０  温水の分岐部
１１  凍結防止用ポンプ
１２  低温センサー
１３  高温センサー
１４  流量計
１５  逆止機構
１６  接続部
１７  接続部
Ｈ  ミキシングバルブの湯側
Ｃ  ミキシングバルブの水側
Ｍ  ミキシングバルブの出湯側
【図１】
2010019540.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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