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本发明提供一种能够实现高效率化的利用太阳能热的供热水系统。控制装置(61)基于由高温侧传感器(13)检测出的热介质的温度、与由低温侧传感器(15)检测出的冷/热水的温度之差，控制循环泵(41)的工作及停止。

1.  一种利用太阳能热的供热水系统，其特征在于，包括：
集热器，其收集太阳能热；
热水储存箱，其用于储存冷/热水；
配管部，其具有通过所述集热器的内部的集热器配管部、和通过所述热水储存箱的内部的热水储存箱配管部，并供热介质流动；
循环泵，其用于使所述热介质流动到该配管部；
控制装置，其控制所述循环泵的工作及停止；
高温侧传感器，其配置于所述集热器的附近，并检测所述集热器配管部内的所述热介质的温度；以及
低温侧传感器，其配置于所述热水储存箱的附近，并检测所述热水储存箱内的冷/热水的温度，
所述控制装置基于由所述高温侧传感器检测出的所述热介质的温度、与由所述低温侧传感器检测出的冷/热水的温度之差，控制所述循环泵的工作及停止。

2.  如权利要求1所述的利用太阳能热的供热水系统，其特征在于，
所述高温侧传感器配置于所述集热器配管部的最下游部。

3.  如权利要求1或2所述的利用太阳能热的供热水系统，其特征在于，
所述低温侧传感器配置于所述热水储存箱的下部。

4.  如权利要求1或2所述的利用太阳能热的供热水系统，其特征在于，
所述配管部还具有：
集热回程配管，其将所述集热器配管部和所述热水储存箱配管部连接，并供所述热介质从该集热器配管部朝向该热水储存箱配管部流动；以及
集热去程配管，其将所述集热器配管部和所述热水储存箱配管部连接，并供所述热介质从该热水储存箱配管部朝向该集热器配管部流动，
在所述集热去程配管设置有构成为能够储存所述热介质且向大气开放的水箱，在所述集热去程配管的与该水箱相比在所述集热器配管部侧配置有所述循环泵。

利用太阳能热的供热水系统
技术领域
本发明涉及一种利用太阳能热的供热水系统。
背景技术
以往，公知有一种利用太阳能热的供热水系统，其利用太阳能热加热热介质，并通过来自加热后的热介质的热移动而对储存于热水储存箱的水进行加热(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8－303876号公报
首先，参照图5说明专利文献1所公开的利用太阳能热的供热水系统。如图5所示，专利文献1的利用太阳能热的供热水系统包括：集热器1，其收集太阳能热；热水储存箱3；水箱4；循环泵5；以及配管部6，其以通过所述各部的方式配置。
配管部6具有：集热器配管部(未图示)，其通过集热器1的内部；以及热水储存箱配管部7，其通过热水储存箱3的内部，并作为热交换器发挥作用。集热器1收集太阳能热，并利用所收集的热对在集热器配管部中通过的热介质进行加热。热水储存箱3是用于储存要加热的水、或者加热后的水(即，热水)的部件。储存在热水储存箱3中的水由于加热后的热介质在热水储存箱配管部7中通过而被加热。水箱4用于暂时储备热介质。循环泵5通过对热介质进行加压而使热介质通过配管部6并按照集热器1、热水储存箱3、水箱4的顺序循环。储存于热水储存箱3的冷/热水被从未图示的出热水管排出并被利用。
根据具有以上说明的构成的专利文献1的利用太阳能热的供热水系统，能够利用太阳能热对水加热，并能够利用加热后的水。
近年来，要求利用太阳能热的供热水系统进一步高效率化。
发明内容
本发明是鉴于上述的情况而做成的，其目的在于提供一种能够实现高效率化的利用太阳能热的供热水系统。
为了达成上述目的，本发明的利用太阳能热的供热水系统的特征在于以下的点。
(1)利用太阳能热的供热水系统包括：
集热器，其收集太阳能热；
热水储存箱，其用于储存冷/热水；
配管部，其具有通过所述集热器的内部的集热器配管部、和通过所述热水储存箱的内部的热水储存箱配管部，并供热介质流动；
循环泵，其用于使所述热介质流动到该配管部；
控制装置，其控制所述循环泵的工作及停止；
高温侧传感器，其配置于所述集热器的附近，并检测所述集热器配管部内的所述热介质的温度；以及
低温侧传感器，其配置于所述热水储存箱的附近，并检测所述热水储存箱内的冷/热水的温度，
所述控制装置基于由所述高温侧传感器检测出的所述热介质的温度、与由所述低温侧传感器检测出的冷/热水的温度之差，控制所述循环泵的工作及停止。
根据所述(1)的利用太阳能热的供热水系统，基于集热器配管部内的热介质的温度、与热水储存箱内的冷/热水的温度之差，控制循环 泵的工作及停止。例如，若热介质在集热器配管部内被加热而该热介质的温度上升，且与热水储存箱内的冷/热水的温度之差大于规定值，则循环泵工作。此外，若热水储存箱内的冷/热水的温度由于在热水储存箱配管部处进行的热交换而上升，且集热器配管部内的热介质的温度、与热水储存箱内的冷/热水的温度之差小于规定值，则循环泵停止。其结果，在集热器配管部内的热介质的温度高于规定值的情况下停止循环泵，能够防止过集热。
(2)一种所述(1)的利用太阳能热的供热水系统，其中，
所述高温侧传感器配置于所述集热器配管部的最下游部。
在集热器配管部中，在最下游部流动的热介质的温度最高。
根据所述(2)的利用太阳能热的供热水系统，由于高温侧传感器配置于集热器配管部的最下游部，所以能够准确地掌握能够用作热源的热介质的温度而控制循环泵。
(3)所述(1)或(2)的利用太阳能热的供热水系统，其中，
所述低温侧传感器配置于所述热水储存箱的下部。
在热水储存箱中，滞留于下方的冷/热水的温度低。
根据所述(3)的利用太阳能热的供热水系统，由于低温侧传感器配置于热水储存箱的下方，所以能够准确地掌握需要加热的冷/热水的温度而控制循环泵。
此外，若设为将低温侧传感器配置于热水储存箱内的热水储存箱配管部所延伸的区域中的最下部的构成，则能够更高效率地对冷/热水加温。
(4)所述(1)～(3)中任一项的利用太阳能热的供热水系统，其中，
所述配管部还具有：集热回程配管，其将所述集热器配管部和所述热水储存箱配管部连接，并供所述热介质从该集热器配管部朝向该热水储存箱配管部流动；以及集热去程配管，其将所述集热器配管部和所述热水储存箱配管部连接，并供所述热介质从该热水储存箱配管部朝向该集热器配管部流动，
在所述集热去程配管设置有构成为能够储存所述热介质且向大气开放的水箱，在所述集热去程配管的与该水箱相比在所述集热器配管部侧配置有所述循环泵。
根据所述(4)的利用太阳能热的供热水系统，通过使用向大气开放的水箱，能够将集热回路设为开放型，降低配管部内的压力。此外，还能够在过集热时使热介质返回到水箱并储存。
与此相对地，在现有的利用太阳能热的供热水系统中，使用未设置水箱的密闭型的集热回路。在该现有的利用太阳能热的供热水系统中，为了缓和由于温度上升导致的配管部内的压力的上升，需要设置用于积存高压流体的密闭膨胀箱(蓄压器：accumulator)。此外，由于过集热时热介质的温度暂时上升而内压升高，所以需要使配管部为金属制。或者，为了对应过集热时，需要设置用于暂时储存热介质的储备箱(reserve tank)。由于所述的情况，现有的利用太阳能热的供热水系统的制造成本增加。
对于这一点，根据所述(4)的利用太阳能热的供热水系统，由于不需要设置所述密闭膨胀箱、储备箱，所以能够减少制造成本。此外，由于集热回路是开放型的，所以能够降低配管部内的压力。此外，由于内压不会变高，所以能够使配管部为树脂制，而进一步减少制造成本。
根据本发明，能够提供一种能够实现高效率化的利用太阳能热的供热水系统。
以上，简单地说明了本发明。进而，通过参照附图通读以下说明的用于实施发明的方式(以下，称为实施方式)，将进一步明确本发明的详细内容。
附图说明
图1是实施方式的利用太阳能热的供热水系统的概略构成图。
图2的(a)及图2的(b)是表示热水储存箱的外观的图，其中，图2的(a)是从一侧面侧观察的侧视图，图2的(b)是从图2的(a)中的箭头IIb侧观察的图。
图3的(a)及图3的(b)是表示收容于外壳内的状态的热水储存箱的外观的图。
图4是用于说明整流板的形状及其作用的图。
图5是表示现有的太阳能热集热系统的示意图。
附图标记说明
10：利用太阳能热的供热水系统
11：集热器
13：高温侧传感器
15：低温侧传感器
21：热水储存箱
27：整流板
31：配管部
32：集热器配管部
33：热水储存箱配管部
35：集热回程配管
37：集热去程配管
41：循环泵
51：水箱
61：控制装置
91：外壳
具体实施方式
以下，参照图1～图4说明本发明的实施方式的利用太阳能热的供热水系统。
＜利用太阳能热的供热水系统10的概要＞
如图1所示，实施方式的利用太阳能热的供热水系统的主要的构成包括：集热器11，其利用太阳能热加热热介质；热水储存箱21，其用于储存冷/热水；配管部31，其供热介质流动；循环泵41，其用于使热介质流动到配管部31；水箱51，其构成为能够储存热介质；以及控制装置61，其控制循环泵41的工作及停止。
配管部31是树脂制的管体，具有：集热器配管部32，其通过集热器11的内部；以及热水储存箱配管部33，其通过热水储存箱3的内部，作为热交换器发挥作用。此外，配管部31还具有：集热回程配管35，其将集热器配管部32和热水储存箱配管部33连接，并供热介质从该集热器配管部32朝向该热水储存箱配管部33流动；以及集热去程配管37，其将集热器配管部32和热水储存箱配管部33连接，并供热介质从该热水储存箱配管部33朝向该集热器配管部流动。此外，配管部31也可以是橡胶制、或者金属制的(例如钢制)。
集热器11例如在其内部具有集热板(未图示)，收集太阳能热，并利用所收集的热对在集热器配管部32中通过的热介质进行加热。作为热介质，例如既可以使用作为防冻液的丙二醇，也可以在不存在冻结的风险的情况下使用水。
热水储存箱21储存要加热的水、或者加热后的水(即，热水)。 储存于热水储存箱21的水由于加热后的热介质在热水储存箱配管部33中通过而被加热。即，热水储存箱配管部33作为热交换器发挥作用。
循环泵41设置于集热去程配管37的中途，使热介质在集热器11与热水储存箱配管部33之间循环。水箱51在集热去程配管37上设置于热水储存箱21与循环泵41之间。水箱51构成为能够储存热介质。此外，水箱51向大气开放，由此，吸收热介质的膨胀及收缩。
通过使用向大气开放的水箱51，从而能够使集热回路为开放型，降低配管部31内的压力。此外，也能够在过集热时使热介质返回到水箱51并储存。其结果，根据利用太阳能热的供热水系统10，由于不需要设置密闭膨胀箱、回收箱，所以能够减少制造成本。此外，由于集热回路是开放型的，所以能够降低配管部31内的压力。此外，由于内压不会变高，所以能够使配管部31为树脂制而减少制造成本。
如图1～图3所示，热水储存箱21在下部具有与供给上水管的水的供水管71连接的供水口23，并在上部具有与排出冷/热水的出热水管73连接的出热水口25。热水储存箱21是耐腐蚀性优异的金属(例如不锈钢)制的密闭箱。热水储存箱21为了易于在具有出热水口25的上部收集高温的冷/热水而设为纵置型，并由坚固的腿部26支承。关于热水储存箱21的周边部的详细构造，在后参照图2及图3进行说明。此外，在本实施方式中，虽然出热水口25形成于热水储存箱21的上部，但是，出热水口25也可以形成于热水储存箱21的下部。
再次参照图1，在将水供给至热水储存箱21的供水管71上配设有减压阀75及排水阀77。减压阀75是为了将热水储存箱21内的压力维持为恒定而调整向热水储存箱21供水的供水压力的阀。
在出热水管73上经由温度调节阀79连接有根据需要对从热水储存箱21排出的冷/热水进行加热的供热水器(辅助加热机)81。在温度 调节阀79上连接有从减压阀75的下游的供水管71分支出来的混合用供水管83，预先将热水储存箱21的温水和从供水管71供给的冷水混合而供给到供热水器81。在温度调节阀79与供热水器81之间配设有切换阀87，该切换阀87与从减压阀75的上游的供水管71分支出来的直接供水用管85连接。通过使用该切换阀87，能够在从出热水管73向供热水器81供给水的情况、与从供水管71直接向供热水器81供给水的情况之间进行切换。
控制装置61与高温侧传感器13及低温侧传感器15这两个温度传感器连接。
高温侧传感器13配置于集热器11的附近，检测集热器配管部32内的热介质的温度。更具体而言，高温侧传感器13配置于集热器配管部32的最下游部、即集热器配管部32与集热回程配管35连接的连接部位的附近。这是因为，在集热器配管部32中，在最下游部中流动的热介质的温度最高。即，若设为将高温侧传感器13配置于集热器配管部32的最下游部的构成，则能够准确地掌握能够用作热源的热介质的温度。
低温侧传感器15配置于热水储存箱21的附近，检测热水储存箱21内的冷/热水的温度。更具体而言，低温侧传感器15配置于热水储存箱21的下方、进一步具体而言是最下部的附近。这是因为，在热水储存箱21内，已经加温后的水易于积存于上部，冷/热水以从上方朝向底部而温度变低的层状储存。即，若设为将低温侧传感器15配置于热水储存箱21的下方的构成，则能够检测需要加热的冷/热水的温度。此外，更具体而言，在热水储存箱21内，由于位于比热水储存箱配管部33所延伸的部分靠下方侧的部分的水难以被加温，所以优选将低温侧传感器配置于热水储存箱配管部33在热水储存箱21中的延伸部分中最下部的附近。
而且，控制装置61基于由高温侧传感器13检测出的热介质的温度、与由低温侧传感器15检测出的冷/热水的温度之差，控制循环泵41的工作及停止。例如，若热介质在集热器配管部32内被加热而热介质的温度上升，且与热水储存箱21内的冷/热水的温度之差大于规定值(例如6℃)，则控制装置使循环泵41工作。此外，若热水储存箱21内的冷/热水的温度由于在热水储存箱配管部33处进行的热交换而上升，且集热器配管部32内的热介质的温度与热水储存箱21内的冷/热水的温度之差小于规定值(例如2℃)，则控制装置使循环泵41停止。此外，控制装置61在集热器配管部32内的热介质的温度大于规定值(例如95℃)的情况下使循环泵41停止。
这样，根据实施方式的利用太阳能热的供热水系统10，由于基于集热器配管部32内的热介质的温度、与热水储存箱21内的冷/热水的温度之差，控制循环泵41的工作及停止，所以与例如循环泵41始终工作的情况相比较，能够实现高效率化。此外，由于在集热器配管部32内的热介质的温度高于规定值的情况下，使循环泵41停止，所以还能够防止过集热。
尤其是，在实施方式的利用太阳能热的供热水系统10中，由于高温侧传感器13配置于集热器配管部32的最下游部，所以能够准确地掌握能够用作热源的热介质的温度而控制循环泵41。
此外，在实施方式的利用太阳能热的供热水系统10中，由于低温侧传感器15配置于热水储存箱21的下方，所以能够准确地掌握需要加热的冷/热水的温度而控制循环泵41。
<热水储存箱21的周边部的构造>
说明热水储存箱21的周边部的构造。图2的(a)及图2的(b)是表示热水储存箱的外观的图，其中，图2的(a)是从一侧面侧观察的侧视图，图2的(b)是从图2的(a)中的箭头IIb侧观察的图。图 3的(a)及图3的(b)是表示收容于外壳内的状态的热水储存箱的外观的图。
具体而言，如图2的(a)及图2的(b)所示，在热水储存箱21的周边配置有集热回程配管35、集热去程配管37、循环泵41、水箱51、控制装置61、供水管71及出热水管73等。此外，在热水储存箱21的周边，在图2的(a)及图2的(b)中以附图标记A～E表示的位置设置有防冻结用的加热器(未图示)。所述防冻结加热器与控制装置61连接，按照来自控制装置61的指示工作及停止。控制装置61例如基于由设置于腿部26的用于检测外部气温的外部气温传感器(未图示)检测出的外部气温，控制防冻结加热器的工作及停止。例如，在检测到外部气温达到2℃以下的情况下，控制装置61使防冻结加热器停止。由此，在外部气温低的情况下，也能够防止配管等冻结。
如图2的(a)及图2的(b)所示，所述防冻结加热器设置于各功能部件的附近。这是因为，由于功能部件的附近的表面积大，易于被外部气体冷却。
此外，如图3的(a)及图3的(b)所示，热水储存箱21、配置于该热水储存箱21的周边部的集热回程配管35、集热去程配管37、循环泵41、水箱51、控制装置61、供水管71、出热水管73以及防冻结加热器等全部收纳于单一的外壳91的内部。这样，在实施方式的利用太阳能热的供热水系统10中，由于主要的部件收纳于单一的外壳91的内部，所以外观良好，施工性也高。
<整流板27>
在实施方式的利用太阳能热的供热水系统10中，如图1及图4所示，在热水储存箱21的内部的与供水口23对应的部位配置有整流板27。图4是用于说明整流板的形状及其作用的图。
整流板27是用于整理在热水储存箱21内部的水的流动的部件。在热水储存箱21内，已经加温后的水易于积存于上部，冷/热水以从上方朝向底部而温度变低的层状储存。为了有效率地取出这样积存于上部的热水，将出热水口25设置于热水储存箱21的上部，并从该出热水口25供给热水。关于这一点，在不具有整流板27的情况下，储存于热水储存箱21内部的冷/热水会被从供水口23供给的水的冲力搅拌，有可能不能有效率地将加温后的热水取出。与此相对地，为了抑制该搅拌而设置有整流板27，具有减弱从供水口23供给的水的冲力、并将水缓慢地导入到热水储存箱21的内部的作用。在本实施方式中，整流板27如图4所示那样具有左右对称的形状。
以下，简单地总结实施方式的利用太阳能热的供热水系统10。
(1)利用太阳能热的供热水系统10包括：集热器11，其收集太阳能热；热水储存箱21，其用于储存冷/热水；配管部31，其具有通过所述集热器11的内部的集热器配管部32、和通过所述热水储存箱21的内部的热水储存箱配管部33，并供热介质流动；循环泵41，其用于使所述热介质流动到该配管部31；控制装置61，其控制所述循环泵41的工作及停止；高温侧传感器13，其配置于所述集热器11的附近，并检测所述集热器配管部32内的所述热介质的温度；以及低温侧传感器15，其配置于所述热水储存箱21的附近，并检测所述热水储存箱21内的冷/热水的温度。所述控制装置61基于由所述高温侧传感器13检测出的所述热介质的温度、与由所述低温侧传感器15检测出的冷/热水的温度之差，控制所述循环泵41的工作及停止。
(2)在利用太阳能热的供热水系统10中，所述高温侧传感器13配置于所述集热器配管部32的最下游部。
(3)在利用太阳能热的供热水系统10中，所述低温侧传感器15配置于所述热水储存箱21的下部。
(4)在利用太阳能热的供热水系统10中，所述配管部31还具有：集热回程配管35，其将所述集热器配管部32和所述热水储存箱配管部33连接，并供所述热介质从该集热器配管部32朝向该热水储存箱配管部33流动；以及集热去程配管37，其将所述集热器配管部32和所述热水储存箱配管部33连接，并供所述热介质从该热水储存箱配管部33朝向该集热器配管部32流动。此外，在所述集热去程配管37上设置有构成为能够储存所述热介质且向大气开放的水箱51，在所述集热去程配管37的与该水箱51相比在所述集热器配管部32侧配置有所述循环泵41。
此外，本发明的保护范围不限定于所述的实施方式。所述的实施方式在本发明的保护范围内能够伴随各种变形、改进等。