(57)【要約】【課題】簡単な構造で所定の温度の温水を確実に得ることのできるソーラーシステムを提供すること。【解決手段】太陽熱温水器１０、ミックスバルブ３４、及びガス湯沸かし器４０を直列に接続すると共に、ミックスバルブ３４には水道水を供給する分岐配管３６を接続する。太陽熱温水器１０の温水の温度が、ガス湯沸かし器４０で設定した出湯温度よりも高い温度等の場合にはミックスバルブ３４で水が混合され、ガス湯沸かし器４０が正常に作動するように、ガス湯沸かし器４０に供給される温水の湯温が下げられる。ミックスバルブ３４からの出湯の温度は、ガス湯沸かし器４０が上手く動作するような温度に予め設定しておくことで、ガス湯沸かし器４０は、出湯温度設定機能で設定された温度の湯を確実に出湯することができる。【選択図】図１
2011117634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給した水を太陽熱によって加熱して温水として排出可能な太陽熱温水器と、
前記太陽熱温水器の温水排出側に設けられ、前記太陽熱温水器から供給された温水を加熱可能な出湯温度設定機能付きの湯沸かし器と、
前記太陽熱温水器と前記湯沸かし器との間の温水通過経路に設けられ、予め設定された温度よりも高温の温水が前記太陽熱温水器から排出された場合には、前記高温の温水と外部から供給された水とを混合し、前記湯沸かし器の出湯設定温度よりも低い温度の温水を前記湯沸かし器に供給可能なミックスバルブと、
を有するソーラーシステム。
【請求項２】
前記ミックスバルブは、サーモスタット式混合水栓である、請求項１に記載のソーラーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーラーシステムに係り、特に、太陽熱によって水を加熱して温水を作る太陽熱温水器と、湯沸かし器とを組み合わせたソーラーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、住宅の屋根等に設置され、太陽熱で水を加熱して温水を作り、作った温水をタンクに貯留するタイプの太陽熱温水器が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６５２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般の家庭で使用される温水（お湯）の温度は、例えば、手洗いで４０°Ｃ程度、風呂、シャワー等で４２°Ｃ程度が一般的である。
太陽熱温水器のみでお湯を作るシステムでは、効率が良い、湯沸かし器が不要になるという利点がある反面、タンクが空になるとお湯が出ない、補助ヒーターが無いシステムでは冬、日射不足等の場合にお湯がぬるい、即ち、季節、天候等によっては上記のお湯の温度に達しない場合がある等の欠点を有する。
【０００５】
そこで、太陽熱温水器と湯沸かし器を直列に接続し、太陽熱温水器で暖められた温水を、温度設定装置の設けられた湯沸かし器でさらに加熱し、ユーザーが設定した所望の温度のお湯を使用できるシステムが考えられる。
【０００６】
このシステムでは、太陽熱温水器で作られた温水の温度が低い場合でも、湯沸かし器で所望の温度にすることができ、また、タンクの温水が無くなった場合でも、水を供給すれば、供給した水を湯沸かし器で所望の温度のお湯にできるので、太陽熱温水器のみのシステムの上記欠点を解消することができる。
【０００７】
しかしながら、夏等で日差しが強い場合には、太陽熱温水器で作られる温水の温度が５０°Ｃ以上となる場合がある。
湯沸かし器は、供給された冷たい水、例えば、水温１８〜２２°Ｃ以下の水道等の水を温めて温水にすることを想定して作られているため、湯沸かし器に供給され温水の温度によっては湯沸かし器がうまく動作しない場合がある。
【０００８】
また、当然ながら、湯沸かし器には冷却機能は無いため、湯沸かし器の温度設定を４０°Ｃにしても、設定温度以上の温水、例えば、６０°Ｃの温水が供給されてしまうと、６０°Ｃの高温のお湯が蛇口から出てしまう、また、蛇口を開けて湯沸かし器が作動してしまうと、さらに高温のお湯が蛇口から出てしまう問題がある。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、簡単な構造で所定の温度のお湯を確実に得ることのできるソーラーシステムを提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであって、請求項１に記載のソーラーシステムでは、供給した水を太陽熱によって加熱して温水として排出可能な太陽熱温水器と、前記太陽熱温水器の温水排出側に設けられ、前記太陽熱温水器から供給された温水を加熱可能な出湯温度設定機能付きの湯沸かし器と、前記太陽熱温水器と前記湯沸かし器との間の温水通過経路に設けられ、予め設定された温度よりも高温の温水が前記太陽熱温水器から排出された場合には、前記高温の温水と外部から供給された水とを混合し、前記湯沸かし器の出湯設定温度よりも低い温度の温水を前記湯沸かし器に供給可能なミックスバルブと、を有する。
【００１１】
次に、請求項１に記載のソーラーシステムの作用を説明する。
請求項１に記載のソーラーシステムにおいて、太陽熱温水器は供給した水を太陽熱によって加熱して温水として排出することができる。
一方、湯沸かし器は、太陽熱温水器から供給された温水を加熱することができ、また、出湯温度設定機能により、出湯温度を所望の温度に設定することができる。
【００１２】
ここで、太陽熱温水器から排出される温水の温度が、ミックスバルブの設定温度よりも低い場合には、温水はミックスバルで水が加えられることなく、そのまま湯沸かし器へ供給されて加熱され、ガス湯沸かし器からは所望の温度の温水が出湯される。
一方、太陽熱温水器から排出される湯の温度が、湯沸かし器で設定した出湯温度よりも高い場合には、ミックスバルブにおいて太陽熱温水器から排出される湯に水が混合され、湯沸かし器に供給する温水の湯温が、ガス湯沸かし器の出湯設定温度よりも下げられ、ガス湯沸かし器の出湯設定温度よりも低温の温水がガス湯沸かし器で加熱されてガス湯沸かし器から出湯される。
【００１３】
ミックスバルブからの排出される温水の温度、即ち、湯沸かし器に供給される温水の温度を、湯沸かし器が上手く動作するような温度（出湯設定温度よりも低い温度）となるようにミックスバルブで予め設定しておくことで、湯沸かし器は上手く作動することができ、出湯温度設定機能で設定された温度の湯を確実に出湯することができる。
【００１４】
なお、湯沸かし器に供給される温水の温度（即ち、ミックスバルブの設定温度）を、湯沸かし器の出湯設定温度よりも何度下げれば湯沸かし器が上手く作動するかは、湯沸かし器毎に異なるため、具体的に何度にするかを限定することは出来ない。したがって、湯沸かし器の仕様書等を確認して湯沸かし器に供給される温水の温度を設定すれば良い。
【００１５】
また、太陽熱温水器で作られたお湯が無くなった場合には、太陽熱温水器を通過させた水をそのまま湯沸かし器に供給すれば、供給した水を湯沸かし器で所望の温度のお湯にできる。
【００１６】
なお、このシステムでは、湯沸かし器が組み込まれているため、補助ヒーターは必要としない。
一般家庭で使用するお湯の温度は、例えば４２°Ｃ程度であるため、湯沸かし器の確実な動作を考えると、湯沸かし器に供給する温水の湯温の上限は、例えば、３５°Ｃ程度で良く、太陽熱温水器で高温の温水を作る必要は無い。
太陽熱温水器としては、比較的低温の低温給湯となるため、熱効率が良いという利点がある。
【００１７】
また、このシステムでは、太陽熱温水器と湯沸かし器との間にミックスバルブを設けるという簡単な構成で済むため、既存のシステムも簡単な改造で本発明のソーラーシステムとすることが出来る。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のソーラーシステムにおいて、前記ミックスバルブは、サーモスタット式混合水栓である。
【００１９】
次に、請求項２に記載のソーラーシステムの作用を説明する。
請求項２に記載のソーラーシステムでは、ミックスバルブにサーモスタット式混合水栓を用いているので、電気的制御等が必要なく、温度設定が簡単に行える。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明のソーラーシステムによれば、簡単な構造で、設定した所望の温度のお湯を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るソーラーシステムを示す構成図である。
【図２】太陽熱温水器の面に沿った断面図である。
【図３】太陽熱温水器の厚み方向に沿った断面図である。
【図４】太陽熱温水器の厚み方向に沿った拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の一実施形態に係るソーラーシステム１１を図１乃至図４にしたがって説明する。
図１に示すように、本実施形態のソーラーシステム１１は、住宅等の建物の屋根等に設置される太陽熱温水器１０、ガス湯沸かし器４０、及びミックスバルブ３４を備えている。
【００２３】
太陽熱温水器１０には、水道、井戸等からの水を供給する給水配管２２と、温水排水用の排湯配管２４が接続されている。
図２、及び図３に示すように、本実施形態の太陽熱温水器１０は、内部を真空状態とした矩形のケース１２の内部に集熱板１４を配置したものである。ケース１２は、太陽に面する側が開口した金属、樹脂等からなる箱１２Ａと、箱１２Ａの開口部分全体を覆うガラス等の透明カバー１２Ｂとから構成されている。集熱板１４は、全体が矩形に形成されており、片面に溝状の流路１６が形成された金属製の集熱板本体１４Ａと、集熱板本体１４Ａの片面全体に密着する金属製の蓋板１４Ｂとから形成されている。
【００２４】
図２に示すように、流路１６は、各領域内でジグザグ状に形成されており、流路１６の一端は給水配管２２に接続されており、流路１６の他端は排湯配管２４に接続されている。箱１２Ａには、給水配管２２が貫通する第１の孔２５Ａ、及び排湯配管２４の貫通する第２の孔２５Ｂが形成されおり、給水配管２２と第１の孔２５Ａの間、及び排湯配管２４と第２の孔２５Ｂの間は図示しないシール部材、接着剤等でシールされている。
【００２５】
図４に示すように、集熱板１４と箱１２Ａの底面１２Ａａとの間、及び集熱板１４と透明カバー１２Ｂとの間には、複数個の微小柱体２６が配置されており、集熱板１４と箱１２Ａの底面１２Ａａとの間、及び集熱板１４と透明カバー１２Ｂとの間に隙間を設けている。
【００２６】
微小柱体２６は、例えば、エポキシ樹脂を含む高粘度のインクを用いてシルク印刷にて微小のドットを集熱板１４の表面に複数印刷し、印刷したエポキシ樹脂のドットを集熱板１４の表面で固化させることで形成することができる。
【００２７】
なお、この微小柱体２６の大きさは、径がφ１０〜１００μｍ、高さが１μｍ〜１００μｍの範囲内が好ましい。微小柱体２６を形成するインクは、印刷後に硬化して固化するものであればエポキシ樹脂以外の材料から構成されていても良い。
また、微小柱体２６の代わりに、例えば、直径１〜１００μｍのセラミック等の微小球を用いても良い。
【００２８】
なお、箱１２Ａには、内部を真空にする際に真空ポンプと接続するための空気吸引孔２８が形成されており、空気吸引孔２８は栓３０で塞がれている。
【００２９】
このように構成された太陽熱温水器１０とミックスバルブ３４とは、排湯配管２４を介して接続されている。
ミックスバルブ３４としては、湯と水を混合して設定した温度の湯を出す一般的な温度調整機能付きのサーモスタット式混合水栓と同様の構造の公知のもの（例えば、特開平２００３−０４２３３５、特開平２００３−０２８３３７、特開平２００３−２８３３６、特開平１０−０９６４７７、特表平１０−５１１１６８等に開示。）を使用することができる。
サーモスタット式混合水栓は、例えば、混合水の温度を感知する手段としてワックスエレメントを使用し、ワックスエレメントの熱膨張，収縮により制御弁を移動させて湯入口と水入口の開度を調節し、温度調節ハンドルで設定した温度の混合水を吐水するように構成されている。
【００３０】
また、ミックスバルブ３４には、分岐配管３６を介して給水配管２２と接続されていると共に、配管３８を介してガス湯沸かし器４０と接続されている。
【００３１】
したがって、太陽熱温水器１０から、設定した温度を超える温度の温水がミックスバルブ３４に流入すると、ミックスバルブ３４は必要に応じて給水配管２２からの水を混合し、設定した温度の温水をガス湯沸かし器４０へ供給することができる。なお、太陽熱温水器１０から、設定した温度よりも低い温度の温水が供給された場合には、給水配管２２からの水を混合せず、太陽熱温水器１０からの温水をそのままガス湯沸かし器４０に供給する。
【００３２】
なお、ガス湯沸かし器４０には、配管４２を介して、建物に設けられている蛇口、風呂の給湯設備、皿洗い機等のお湯を使う水機器（図示省略）が接続されている。
【００３３】
ガス湯沸かし器４０は、出湯温度設定機能付きのものであり、出湯の温度を、コントローラの操作によって所望の温度に設定することが可能な一般的な構造のものを用いることができる。
【００３４】
（作用）
次に、本実施形態のソーラーシステム１１の作用を説明する。
太陽熱温水器１０では、集熱板１４が太陽３３の熱で加熱されることで、集熱板１４の流路１６の中の水が加熱されて温水（お湯）となる。
給水配管２２は、水道等に接続され、水圧が掛かっているので、例えば、建物内の水機器（例えば、蛇口、風呂、シャワー、食器洗い機、洗濯機等）が使用されると、集熱板１４においては、水が供給されると共に集熱板内部で温められたお湯が排出され、排出された温水が排湯配管２４、ミックスバルブ３４、配管３８、ガス湯沸かし器４０、及び配管４２を介して水機器へ供給される。
【００３５】
ガス湯沸かし器４０が作動（水機器の使用による水圧の変化で自動的に作動）すると、太陽熱温水器１０から供給された温水がガス湯沸かし器４０で加熱され、予めガス湯沸かし器４０の出湯温度設定装置にて設定された温度のお湯がガス湯沸かし器４０から排出される。
【００３６】
本実施形態のソーラーシステム１１の使用方法は、先ず最初に、ガス湯沸かし器４０の出湯温度設定機能を用いて、ガス湯沸かし器４０から排出される湯の温度を所望の温度に設定し、ミックスバルブ３４からの出湯温度を、ガス湯沸かし器４０の出湯温度よりも低い温度（ガス湯沸かし器４０が上手く作動する温度）に設定する。
より具体的には、一例として、ガス湯沸かし器４０の出湯温度を４２°Ｃに設定し、ミックスバルブ３４の出湯温度を３５°Ｃに設定する。
【００３７】
ここで、太陽熱温水器１０から排出される温水の温度が、ミックスバルブ３４の設定温度よりも低い場合には、温水はミックスバルブ３４で水が加えられることなく、そのままガス湯沸かし器４０へ供給されて加熱され、ガス湯沸かし器４０からは所望の温度（本実施形態では４２°Ｃ）の温水が出湯される。
【００３８】
一方、太陽熱温水器１０から排出される温水の温度がミックスバルブ３４の設定温度よりも高い場合には、ミックスバルブ３４で水が混合され、ガス湯沸かし器４０が上手く作動するように、ガス湯沸かし器４０に供給される温水の湯温が３５°Ｃに下げられる。そして、ガス湯沸かし器４０は、３５°Ｃに下げられた太陽熱温水器１０からの温水を加熱し、所望の温度（本実施形態では４２°Ｃ）の温水を出湯する。
【００３９】
このように、本実施形態のソーラーシステム１１では、ミックスバルブ３４からの出湯の温度、即ち、ガス湯沸かし器４０に供給される温水の温度を、ガス湯沸かし器４０が上手く動作するような温度に予め設定しておくことができるので、ガス湯沸かし器４０は、出湯温度設定機能で設定された温度の湯を確実に出湯することができる。
【００４０】
太陽熱温水器１０の内部に貯留されていた温水が排出されて無くなった場合には、太陽熱温水器１０側からは冷たい水（または極めて低い温度の温水）がガス湯沸かし器４０に供給されることになるが、ガス湯沸かし器４０は、供給された水を通常通り加熱して、出湯温度設定機能で設定した所望の温度のお湯を出湯することが出来る。
【００４１】
なお、本実施形態の太陽熱温水器１０では、ケース１２の内部が真空にされており、しかも集熱板１４の裏表面が複数の微小柱体２６で点当たりで支持されているので、集熱板１４のケース１２への熱伝達が最小限に抑えられる。
【００４２】
本実施形態のソーラーシステム１１では、太陽熱温水器１０からの温水をガス湯沸かし器４０で加熱するので、使用する湯の温度が４２°Ｃ程度であれば、ガス湯沸かし器４０に供給する温水の湯温の上限は、例えば、３５°Ｃ程度で良く、太陽熱温水器１０で高温の温水を作る必要は無い。太陽熱温水器１０としては、比較的低温の低温給湯となるため、熱効率が良い。
【００４３】
太陽熱温水器１０を用いず、ガス湯沸かし器４０のみで水道水（例えば、２０°Ｃ）の温度を４２°Ｃにする場合は、ガス湯沸かし器４０は水道水の温度を２２°Ｃ上昇させなければならないが、太陽熱温水器１０を併用した本実施形態のソーラーシステム１１では、ガス湯沸かし器４０に供給する温水の温度を仮に３５°Ｃに設定すれば、ガス湯沸かし器４０は温水の温度を７°Ｃ上昇させるのみで良いため省エネとなっている。
【００４４】
また、本実施形態のソーラーシステムでは、太陽熱温水器１０とガス湯沸かし器４０との間に外部の水を混合するサーモスタット式混合水栓を設けるという簡単な構成であり、既存のシステムも簡単な改造で本発明のソーラーシステム１１とすることが出来る。
なお、一般家庭等では、温水のみではなく、暖めていない通常の水道水を使用する場合もあるため、その場合には、図１に示すように、蛇口として温水用と水用とを設け、風呂には温水と水とを供給するように、給水配管２２から分岐管４４を設けても良い。
【００４５】
［その他の実施形態］
上記実施形態では、ソーラーシステム１１は、戸建の住宅に限らず、マンション、団地等の集合住宅等に適用することもできる。集合住宅に適用する場合、太陽熱温水器１０からの温水を分岐して各家庭のガス湯沸かし器４０に供給すれば良い。
【００４６】
また、太陽熱温水器１０に隣接して貯湯タンクを設け、上記太陽熱温水器１０で生成された温水を貯湯タンクに一時的に貯め、貯湯の温水をガス湯沸かし器４０に供給しても良い。
【００４７】
上記実施形態の太陽熱温水器１０は、平板状の集熱板１４で太陽光を受けるタイプであったが、黒色のガラス管等で太陽光を受ける他の構成のものであっても良く、太陽熱温水器自体の構成は、従来公知のものを用いることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０      太陽熱温水器
１１      ソーラーシステム
２４      排湯配管（温水通過経路）
３４      ミックスバルブ（サーモスタット式混合水栓）
３８      配管（温水通過経路）
４０      ガス湯沸かし器
【図１】
2011117634.tif 000003
【図２】
2011117634.tif 000004
【図３】
2011117634.tif 000005
【図４】
2011117634.tif 000006