(57)【要約】【課題】集熱パネルにより集熱された太陽熱を適切に蓄熱可能にする。【解決手段】太陽熱を集熱する集熱パネル１０と、内部に貯留する湯水を集熱パネル１０で集熱した熱により加熱すると共に、加熱された湯水を湯水消費部３１又は熱消費部３０へ供給する貯留槽２０を備えるソーラーシステムであって、貯留槽２０に貯留された湯水の量を変更する貯留容量変更手段Ａと、集熱パネル１０の集熱状態を判定する集熱状態判定手段Ｂとを備え、集熱状態判定手段Ｂが、低集熱状態であると判定する場合より低集熱状態よりも高い熱量を集熱する状態である高集熱状態であると判定する場合に、貯留容量変更手段Ａが、貯留槽２０に貯留される湯水の貯留容量を多い側へ変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽熱を集熱する集熱パネルと、
内部に貯留する湯水を前記集熱パネルで集熱した熱により加熱すると共に、加熱された湯水を湯水消費部又は熱消費部へ供給する貯留槽を備えるソーラーシステムであって、
前記貯留槽に貯留する湯水の貯留容量を変更する貯留容量変更手段と、
前記集熱パネルの集熱状態を判定する集熱状態判定手段とを備え、
前記集熱状態判定手段が、低集熱状態であると判定する場合の前記低集熱状態よりも高い熱量を集熱する高集熱状態であると判定する場合に、前記貯留容量変更手段が、前記貯留槽に貯留される湯水の貯留容量を多い側へ変更するソーラーシステム。
【請求項２】
前記貯留容量変更手段は、前記貯留槽への給水の供給を断続する供給断続弁と、前記貯留槽からの湯水の排出を断続する排出断続弁との開閉状態を切り替えて、前記貯留槽の貯留容量を変更する請求項１に記載のソーラーシステム。
【請求項３】
前記貯留容量変更手段は、前記貯留槽の内部に設けられた複数の貯留空間を接続する連通路を断続する貯留空間断続弁の開閉状態を切り替えて、前記貯留槽の貯留空間の容量を変更する請求項１に記載のソーラーシステム。
【請求項４】
前記集熱パネルと前記貯留槽との間の循環回路に備えられた循環ポンプの駆動により熱媒を循環させて、貯留槽に貯留する湯水を集熱パネルで集熱した熱にて熱媒を介して加熱する構成で、前記集熱状態判定手段は、集熱状態を判定する第１判定期間において、当該循環ポンプの駆動状態に基づいて、前記集熱パネルの集熱状態を判定する請求項１乃至３の何れか一項に記載のソーラーシステム。
【請求項５】
前記集熱状態判定手段は、集熱状態を判定する第１判定期間において、外気の温度を計測する外気温度計測部が計測した最高到達外気温度、又は、貯留槽に貯留された温水の温度を計測する湯水温度計測部が計測する最高到達湯水温度に基づいて、前記集熱パネルの集熱状態を判定する請求項１乃至３の何れか一項に記載のソーラーシステム。
【請求項６】
前記集熱状態判定手段は、前記第１判定期間よりも長い第２判定期間において、前記最高到達外気温度、又は、前記最高到達湯水温度が上昇傾向にある場合、前記高集熱状態であると判定し、前記最高到達外気温度、又は、前記最高到達湯水温度が下降傾向にある場合、前記低集熱状態であると判定する請求項５に記載のソーラーシステム。
【請求項７】
前記集熱状態判定手段は、前記設定期間よりも長い判定期間において、前記最高到達外気温度、又は、前記最高到達湯水温度が、第１判定閾値を上回る傾向にある場合、前記高集熱状態であると判定し、前記最高到達外気温度、又は、前記最高到達湯水温度が、前記第１判定閾値よりも低い第２判定閾値を下回る傾向にある場合、前記低集熱状態であると判定する請求項５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、太陽熱を集熱する集熱パネルと、内部に貯留する湯水を前記集熱パネルで集熱した熱により加熱すると共に、加熱された湯水を湯水消費部又は熱消費部へ供給する貯留槽を備えるソーラーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のソーラーシステムは、太陽熱を集熱する集熱パネルと、当該集熱パネルが集熱した熱にて加熱された温水を貯留する貯留槽を備えて構成されている。集熱パネルと貯留槽との間には、熱媒（一般的には不凍液）を循環させる循環回路が設けられており、集熱パネルにて集熱した熱にて熱媒を加熱し、その加熱された熱媒を貯留槽に供給して貯留槽に貯留する湯水を加熱して、集熱パネルが集熱した熱にて加熱された温水を貯留槽に貯留している。そして、貯留槽に貯留した温水を浴槽等の湯水消費部、又は、床暖房や浴室乾燥暖房機等の熱消費部へ供給して、貯留槽に貯留した温水にて湯張りや暖房を行っている。また、貯留槽に貯留している湯水の温度が、湯水消費部や熱消費部にて要求されている温度よりも低い場合には、貯留槽に貯留している湯水を補助熱源機にて加熱した上で湯水消費部や熱消費部に供給している（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５９８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなソーラーシステムでは、一般的に、貯留槽に貯留する湯水の貯留容量を大きくするほど、貯留槽に貯留可能な温水量を多くできるので、多量の温水を湯水消費部や熱消費部にて使用することができ、省エネ性は向上することになる。しかしながら、貯留槽の貯留容量を大きくし過ぎると、貯留槽に貯留する湯水の温度が上がり難くなるので、集熱パネルにて集熱した熱だけでは、貯留槽に貯留する湯水を湯水消費部や熱消費部にて要求されている温度まで加熱できなくなる。よって、貯留槽に貯留している湯水を補助熱源機にて加熱した上で湯水消費部や熱消費部に供給することが多くなり、かえって省エネ性が低下することがある。
【０００５】
そこで、このようなシステムでは、貯湯槽の貯留容量をどのような貯留容量とするかを設計するに当たり、例えば、図４に示すように、集熱パネルの集熱量について１年間の平均値を求め、その平均値において貯留槽の貯留容量とＣＯＰ（成績係数：エネルギ消費効率の目安として使われる係数）との関係を求めている。そして、最も高いＣＯＰを示す最適貯留容量（図４中Ｐ点）となるように、貯湯槽の貯留容量を設定することが考えられる。尚、当該図４のＣＯＰ変動曲線は、集熱パネルの集熱面積が６ｍ2である場合のものである。
【０００６】
しかしながら、冬季等の低集熱時においては、集熱パネルの集熱量が少ないので、当該最適貯留容量は減少する傾向（図４において、変動曲線の頂点Ｐが黒矢印側へ移動する傾向）にある。逆に、夏季等の高集熱時においては、集熱パネルの集熱量が多くなるので、該最適貯留容量は増加する傾向（図４において、変動曲線の頂点Ｐが白抜き矢印側へ移動する傾向）にある。よって、上述の如く、ソーラーシステムにおいて貯留槽の貯留容量を、年間を通じた最適貯留容量の平均値等を用いて決定された固定容量に設定しているだけでは、省エネ性の向上に限界があった。
【０００７】
本発明は、かかる問題に着目してなされたものであり、その目的は、集熱パネルにより集熱された太陽熱を貯留槽にて適切に蓄熱して、省エネ性の向上を図ることができるソーラーシステムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するための本発明に係るソーラーシステムは、太陽熱を集熱する集熱パネルと、内部に貯留する湯水を前記集熱パネルで集熱した熱により加熱すると共に、加熱された湯水を湯水消費部又は熱消費部へ供給する貯留槽を備えるソーラーシステムであって、
その特徴構成は、前記貯留槽に貯留する湯水の貯留容量を変更する貯留容量変更手段と、前記集熱パネルの集熱状態を判定する集熱状態判定手段とを備え、前記集熱状態判定手段が、低集熱状態であると判定する場合の前記低集熱状態よりも高い熱量を集熱する高集熱状態であると判定する場合に、前記貯留容量変更手段が、前記貯留槽に貯留される湯水の貯留容量を多い側へ変更する点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、集熱パネルの集熱状態が、低集熱状態よりも高集熱状態であると判定された場合に、貯留槽の貯留容量を多い側へ変更可能に構成されているので、集熱状態に追従するように、貯留槽の貯留容量を変更して、システム全体のＣＯＰ（成績係数）を向上させることができる。
例えば、冬季等のように集熱パネルの集熱量が少ない低集熱状態である場合には、貯留槽の貯留容量を少ない側へ変更し、貯留槽の湯水の温度を上昇しやすい状態として、当該貯留槽から熱消費部等に導かれる湯水を高温にして、補助熱源機等が用いられる頻度を低下させることで、ＣＯＰ（成績係数）を向上させることができる。
一方、夏季等のように集熱パネルの集熱量が多い高集熱状態である場合には、貯留槽の貯留容量を多い側へ変更し、貯留槽に蓄熱される熱量が多い状態として、集熱パネルで集熱された太陽熱を適切に蓄熱し、ＣＯＰ（成績係数）を向上させることができる。
以上から、集熱パネルにより集熱された太陽熱を貯留槽にて適切に蓄熱して、省エネ性の向上を図ることができるなソーラーシステムを実現することができる。
【００１０】
本発明の更なる特徴構成は、前記貯留容量変更手段は、前記貯留槽への給水の供給を断続する供給断続弁と、前記貯留槽からの湯水の排出を断続する排出断続弁との開閉状態を切り替えて、前記貯留槽の貯留容量を変更する点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、集熱パネルの集熱状態に基づいて、供給断続弁又は排出断続弁の開閉状態を切り替えることにより、貯留槽の貯留容量を変更するので、例えば貯留槽の貯留容積を物理的に変更する等することなく、比較的簡単な操作により、貯留槽の貯留容量を集熱パネルの集熱量に適合したものとすることができる。
例えば、冬季等で低集熱状態であると判定されている場合、水位計測部が低水位レベルを計測するまで、排出断続弁を開状態として貯留槽の湯水を排水して貯留容量を減少させ、貯留容量を低集熱状態に適したものとできる。
一方、夏季等で高集熱状態であると判定されている場合、水位計測部が高水位レベルを計測するまで、給水断続弁を開状態として、貯留槽に給水を供給して貯留容量を増加させ、貯留容量を高集熱状態に適したものとできる。
尚、集熱状態判定手段の判定結果に基づき、貯留槽の貯留容量を変更した後は、貯留槽の貯留容量は、現状の集熱状態と異なる集熱状態の判定がなされるまで、現状の貯留容量が維持されるように、適宜調整される。
【００１２】
本発明の更なる特徴構成は、前記貯留容量変更手段は、前記貯留槽の内部に設けられた複数の貯留空間を接続する連通路を断続する貯留空間断続弁の開閉状態を切り替えて、前記貯留槽の貯留空間の容量を変更する点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、集熱パネルの集熱状態に応じて、貯留空間断続弁を開閉することにより、湯水が貯留される貯留空間の容量を変更するので、給排水等の操作を行うことなく、比較的短時間で貯留槽の貯留容量を集熱パネルの集熱量に適合したものとすることができる。
【００１４】
本発明の更なる特徴構成は、前記集熱パネルと前記貯留槽との間の循環回路に備えられた循環ポンプの駆動により熱媒を循環させて、貯留槽に貯留する湯水を集熱パネルで集熱した熱にて熱媒を介して加熱する構成で、前記集熱状態判定手段は、集熱状態を判定する第１判定期間において、当該循環ポンプの駆動状態に基づいて、前記集熱パネルの集熱状態を判定する点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、例えば、集熱パネルから貯留槽へ向かう熱媒の温度と貯留槽から集熱パネルへ向かう熱媒の温度の双方に基づいて、循環ポンプの駆動と停止が切り替えられるようになっている。具体的には、集熱パネルから貯留槽へ向かう熱媒の温度が、貯留槽から集熱パネルへ向かう熱媒の温度よりも高い場合に、循環ポンプが駆動されるように制御される。
上記特徴構成によれば、例えば集熱状態を判定する判定期間が太陽熱の集熱周期である２４時間（１日間）である場合、当該循環ポンプの駆動状態として循環ポンプの駆動時間が長いと高集熱状態であると判定でき、循環ポンプの駆動時間が短いと低集熱状態であると判定できる。また、例えば、集熱パネルでの集熱状態が高集熱状態であるほど循環ポンプの回転速度を高速側に制御することができるので、この場合には、当該循環ポンプの駆動状態として循環ポンプの回転速度が高速であると集熱状態であると判定でき、循環ポンプの回転速度が低速であると低集熱状態であると判定できる。このように、循環ポンプの駆動状態を監視しているだけで、集熱パネルの集熱量を直接計測することなく、簡単に集熱状態を判定できる。
【００１６】
本発明の更なる特徴構成は、前記集熱状態判定手段は、集熱状態を判定する第１判定期間において、外気の温度を計測する外気温度計測部が計測した最高到達外気温度、又は、貯留槽に貯留された温水の温度を計測する湯水温度計測部が計測する最高到達湯水温度に基づいて、前記集熱パネルの集熱状態を判定する点にある。
【００１７】
通常、最高到達外気温度又は最高到達湯水温度が高いと集熱パネルの集熱状態が高くなり、最高到達外気温度又は最高到達湯水温度が低いと集熱パネルの集熱状態が低くなるという一定の関係を有する。そこで、上記特徴構成によれば、例えば集熱状態を判定する第１判定期間が太陽熱の集熱周期である２４時間（１日間）である場合、最高到達外気温度又は最高到達湯水温度に基づいて、最高到達外気温度又は最高到達湯水温度と集熱状態との一定の関係を利用して、集熱パネルの集熱状態を判定するので、上記第１判定期間における集熱状態を適切に判定することができる。
【００１８】
本発明の更なる特徴構成は、前記集熱状態判定手段は、前記第１判定期間よりも長い第２判定期間において、前記最高到達外気温度、又は、前記最高到達湯水温度が上昇傾向にある場合、前記高集熱状態であると判定し、前記最高到達外気温度、又は、前記最高到達湯水温度が下降傾向にある場合、前記低集熱状態であると判定する点にある。
【００１９】
ここで、第２判定期間とは、例えば２４時間（１日間）程度の第１判定期間よりも長い１ヶ月程度の期間のことを指す。また、最高到達湯水温度又は最高到達外気温度が上昇傾向にある場合とは、上記第２判定期間において、最高到達湯水温度又は最高到達外気温度の変化傾向（上昇の傾き）が、予め設定された高集熱状態判定直線の傾きよりも大きい場合をいう。一方、最高到達湯水温度又は最高到達外気温度が下降傾向にある場合とは、上記第２判定期間において、最高到達湯水温度又は最高到達外気温度の変化傾向（下降の傾き）が、予め設定された低集熱状態判定直線の傾きよりも小さい場合をいう。
上記特徴構成によれば、第２判定期間において、最高到達湯水温度又は最高到達外気温度が上昇傾向にあるか下降傾向にあるかにより集熱状態を判定するので、単純に、ある時点における最高到達湯水温度又は最高到達外気温度の値のみから判定する場合等に比べて、より高い精度で集熱状態を判定できる。
尚、上述したが、この判定においても、一旦、所定の集熱状態が判定された後は、現状の集熱状態と別の集熱状態であると判定されるまで、現状の集熱状態であると判定され続けられるものとする。
【００２０】
本発明の更なる特徴構成は、前記集熱状態判定手段は、前記第１判定期間よりも長い第２判定期間において、前記最高到達外気温度、又は、前記最高到達湯水温度が、高集熱状態判定閾値を上回る傾向にある場合、前記高集熱状態であると判定し、前記最高到達外気温度、又は、前記最高到達湯水温度が、高集熱状態判定閾値よりも低い低集熱状態判定閾値を下回る傾向にある場合、前記低集熱状態であると判定する点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、例えば１ヶ月程度の期間である第２判定期間において、最高到達湯水温度又は最高到達外気温度と、具体的な閾値である高集熱状態判定閾値及び低集熱状態判定閾値とを比較して、集熱状態が高集熱状態であるか、低集熱状態であるかを判定することができる。
例えば、最高到達湯水温度又は最高到達外気温度が、第２判定期間において、最高到達湯水温度又は最高到達外気温度が、複数回連続して高集熱状態判定閾値を上回るような場合に、高集熱状態であると判定することができ、複数回連続して低集熱状態判定閾値を下回るような場合に、低集熱状態であると判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のソーラーシステムの概略構成図である。
【図２】最高到達湯水（外気）温度の変化傾向とそれに基づく集熱状態判定方法を示すグラフ図
【図３】本発明の貯留槽及び貯留容量変更手段の別実施形態を示す図
【図４】貯留槽の貯留容量に対するＣＯＰの変動を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係るソーラーシステムを説明するに先立って、その基本構成を図１に基づいて説明する。
本発明のソーラーシステムは、図１に示すように、太陽熱を集熱する集熱パネル１０と、湯水を浴槽等の給湯部（湯水消費部３０の一例）又は暖房機、床暖房パネルや浴室乾燥機（熱消費部３１の一例）へ供給する貯留槽２０とを備えている。集熱パネル１０と、貯留槽２０との間には、内部を熱媒が循環する循環回路１１が設けられており、集熱パネル１０で集熱された太陽熱は、循環回路１１の内部を循環する熱媒によって、貯留槽２０の内部に設けられた熱交換部２１に導かれ、貯留槽２０内部の湯水の熱として蓄熱される。
【００２４】
上記集熱パネル１０の内部は、太陽熱により熱媒が加熱されて、下方から上方へ自然対流するように構成されており、熱媒が上方から下方へ温度成層を形成するようになっている。そして、当該集熱パネル１０で暖められた熱媒が、後述する循環回路１１の往き路に導かれる。
【００２５】
循環回路１１は、集熱パネル１０の上方に往き路を接続し、集熱パネル１０の下方に戻り路を接続し、往き路と戻り路の間にて、貯留槽２０に設けられた熱交換部２１を介するように配設されている。熱媒は、集熱パネル１０にて所定の集熱量がある場合、循環回路１１に設けられている循環ポンプＰにて圧送されて、集熱パネル１０と貯留槽２０の熱交換部２１との間を循環して、集熱パネル１０にて得た熱量を、熱交換部２１で放熱して貯留槽２０に貯留された湯水を加熱する。当該循環回路１１の往き路には、集熱パネル１０から出た熱媒の温度を計測する第１温度センサ１２が設けられ、当該循環回路１１の戻り路には、貯留槽２０から出た熱媒の温度を計測する第２温度センサ１３が設けられている。
【００２６】
貯留槽２０は、周囲を断熱材（図示せず）により外囲された貯留槽であり、給水断続弁２２の開閉状態を切り替えることにより給水調整して水位レベルを上昇可能に構成されていると共に、排水断続弁２３の開閉状態を切り替えることにより排水調整して水位レベルを下降可能に構成されている。貯留槽２０には、通電式の水位センサとして、高水位レベルを検出する一対の高水位センサ２４と、低水位レベルを検出する一対の低水位センサ２５とが設けられている。
【００２７】
貯留槽２０に貯留された湯水は、給湯部等の湯水消費部３０に循環供給可能であると共に、暖房機、浴室乾燥機、及び床暖房パネル等の熱消費部３１に循環供給可能に構成されている。貯留槽２０から出た湯水は、外部からの給水（図示せず）や補助熱源機３２により、適切な温度に調整された後、湯水消費部３０又は、熱消費部３１に供給される。
【００２８】
以上が、本発明のソーラーシステムの基本構成であるが、以下に、本発明のソーラーシステムの特徴構成を、図１及び図２に基づいて説明する。本発明のソーラーシステムは、集熱パネル１０の集熱状態を判定する集熱状態判定手段Ｂの判定結果に基づいて、貯留容量変更手段Ａが、貯留槽２０の貯留容量を変更する点を特徴とする。
【００２９】
制御装置４０は、図１に示すように、集熱パネル１０を出た熱媒の温度を計測する第１温度センサ１２、及び、貯留槽２０の熱交換部２１を出た熱媒の温度を計測する第２温度センサ１３の計測温度に基づいて、循環ポンプＰの駆動状態を決定する。例えば、第１温度センサ１２の計測温度が第２温度センサ１３の計測温度よりも高い場合、集熱パネル１０にて集熱した熱により貯留槽２０に貯留された湯水を加熱可能な状態であると判定し、循環ポンプＰを駆動する。逆に、第１温度センサ１２の計測温度が第２温度センサ１３の計測温度よりも低いか又は同程度の場合、集熱パネル１０にて集熱した熱により貯留槽２０に貯留された湯水を加熱できない状態であると判定し、循環ポンプＰを停止する。
【００３０】
〔集熱状態判定手段〕
制御装置４０は、太陽熱の集熱周期である２４時間（１日間）を単位期間（第１判定期間）として、上述した循環ポンプＰの駆動状態に基づいて、集熱パネル１０の集熱状態を判定する集熱状態判定手段Ｂとして機能する。制御装置４０は、上述の如く、第１温度センサ１２の計測温度と第２温度センサ１３の計測温度との高低関係から循環ポンプＰを駆動と停止とに切り替えている。そこで、制御装置４０は、循環ポンプＰの駆動状態としての循環ポンプＰの駆動時間が設定時間よりも長いと高集熱状態であると判定し、循環ポンプＰの駆動状態としての循環ポンプＰの駆動時間が設定時間以下であると低集熱状態であると判定している。
また、制御装置４０は、循環ポンプＰの駆動状態を、第１温度センサ１２の計測温度が第２温度センサ１３の計測温度よりも高い温度であるほど、循環ポンプＰの回転速度を高速側になるように制御する場合がある。この場合、制御装置４０は、上記第１判定期間において、循環ポンプＰの平均回転速度に基づいて、集熱状態を判定することができ、例えば、循環ポンプＰの回転速度が、予め定められた高集熱状態判定回転速度以上である場合には、高集熱状態であると判定し、低集熱状態判定回転速度以下である場合には、低集熱状態であると判定する。
【００３１】
〔貯留容量変更手段〕
さらに、制御装置４０は、集熱パネル１０の集熱状態の判定結果に基づいて、貯留槽２０の貯留容量を変更する貯留容量変更手段Ａとして機能する。
制御装置４０は、集熱パネル１０が高集熱状態であると判定した場合、一対の高水位センサ２４の一方にて高水位レベルの下限未満を検出すると、高水位センサ２４の他方にて高水位レベルの上限に達したことを検出するまで、給水断続弁２２を開弁させて貯留槽２０内に湯水を供給している。これにより、制御装置４０は、高集熱状態であると貯留容量を高水位レベルとしている。
一方、集熱パネル１０が低集熱状態であると判定した場合、一対の低水位センサ２５の一方にて低水位レベルの上限以上を検出すると、一対の低水位センサ２５の一方にて低水位レベルの上限未満となるまで、排水断続弁２３を開弁させて水位レベルを低下させる。また、一対の低水位センサ２５の他方にて低水位レベルの下限未満を検出すると、低水位センサ２５の他方にて低水位レベルの上限に達したことを検出するまで、給水断続弁２２を開弁させて貯留槽２０内に湯水を供給している。これにより、制御装置４０は、低集熱状態であると貯留容量を低水位レベルとしている。
以上より、集熱パネルの集熱状態が、低集熱状態よりも高集熱状態の場合に、貯留槽２０の貯留容量を多い側へ変更して、ソーラーシステムのＣＯＰ（成績係数）を増加させることができる。
【００３２】
〔別実施形態〕
本発明の制御装置４０は、外気温度又は貯留された湯水温度に基づいて、集熱状態を判定することもできるので、その実施形態を下記の（Ａ）及び（Ｂ）において、図２に基づいて説明する。
制御装置４０は、太陽熱の集熱周期である２４時間（１日間）である第１判定期間Ｔ１において、外気の温度を計測する外気温度センサ１４（外気温度計測部の一例）が計測した最高到達外気温度、又は、貯留槽２０に貯留された湯水の温度を計測する湯水温度センサ１５（湯水温度計測部の一例）が計測する最高到達湯水温度に基づいて、集熱パネルの集熱状態を判定する集熱状態判定手段Ｂとしても機能する。
尚、上記集熱状態判定手段Ｂでは、最高到達湯水温度と最高到達外気温度との何れに基づいても、略同様の判定行うこととなるので、以下では、最高到達湯水温度を例にとってその判定方法を説明する。
【００３３】
（Ａ）〔最高到達湯水温度の近似直線の傾きと判定直線の傾きを用いた判定〕
まず、上記集熱状態判定手段Ｂが、最高到達湯水温度の近似直線の傾きと予め記憶された判定直線の傾きとを比較して、貯留槽２０の集熱状態を判定する判定方法について説明する。
図２（イ）において、黒丸は、各第１判定期間Ｔ１における最高到達湯水温度であり、実線は、上記第１判定期間よりも長い第２判定期間Ｔ２における最高到達湯水温度の近似直線ｆ１（例えば、最小二乗法等に基づいて導出したもの）を示したものであり、１点鎖線は、高集熱状態判定直線ｆ２を示したものである。尚、第２判定期間Ｔ２は、具体的には、１ヶ月程度の期間として判定している。
制御装置４０は、第２判定期間Ｔ２において、例えば、最高到達湯水温度の近似直線ｆ１の傾きが、高集熱状態判定直線ｆ２の傾きαよりも大きい場合、高集熱状態であると判定する。
図２（ロ）においても、黒丸、及び、実線は、上記図２（イ）と同様のものを示すものであるが、一点鎖線ｆ４は、低集熱状態判定直線ｆ４を示したものである。制御装置４０は、第２判定期間Ｔ２において、例えば、最高到達湯水温度の近似直線ｆ１の傾きが、低集熱状態判定直線ｆ４の傾きβよりも小さい場合、低集熱状態と判定する。
【００３４】
（Ｂ）〔最高到達温度の値と判定閾値を用いた判定〕
次に、上記集熱状態判定手段Ｂが、最高到達湯水温度の値と判定閾値とを比較して、貯留槽２０の集熱状態を判定する判定方法について説明する。
図２（イ）において、２点鎖線は、高集熱状態判定閾値ｆ３を示すものである。制御装置４０は、１ヶ月程度の第２判定期間Ｔ２において、例えば、最高到達湯水温度が、所定の回数より多く高集熱状態判定閾値ｆ３を上回る場合や、連続して高集熱状態判定閾値ｆ３を上回る場合に、高集熱状態であると判定する。
一方、図２（ロ）において、２点鎖線は、低集熱状態判定閾値ｆ５を示すものである。制御装置４０は、１ヶ月程度の第２判定期間Ｔ２において、例えば、最高到達湯水温度が、所定の回数より多く低集熱状態判定閾値ｆ５を下回る場合や、連続して低集熱状態判定閾値ｆ５を下回る場合に、低集熱状態であると判定する。
このように、第１判定期間Ｔ１より長い第２判定期間Ｔ２において、複数の最高到達湯水温度の値に基づいて判定することにより、例えば、ある時点における最高到達湯水温度と高集熱状態判定閾値ｆ３、又は、低集熱状態判定閾値ｆ５とを比較する場合に比べて、判定精度を高めることができる。
【００３５】
ここで、高集熱状態判定閾値ｆ３は、外気温度を用いて判定する場合、２５度以上４０度以下程度の温度であり、湯水温度を用いて判定する場合、７０度以上９０度以下の温度である。一方、低集熱状態判定閾値ｆ５は、外気温度を用いて判定する場合、０度以上１５度以下程度の温度であり、湯水温度を用いて判定する場合、１０度以上３０度以下の温度である。
【００３６】
（Ｃ）貯留槽２０は、図３（イ）に示すように、水圧測定式の水位センサ２６を設けて構成することができ、制御手段４０は、当該水位センサ２６の計測結果に基づいて、貯留槽２０の貯留容量を変更する貯留容量変更手段Ａとして機能することもできる。これによれば、単一の水圧測定式の水位センサ２６を設けることで、高水位レベル、及び、低水位レベルの双方を測定することができると共に、容易に多段の水位レベルを設定できる。
【００３７】
（Ｄ）貯留槽２０は、図３（ロ）に示すように、その内部を複数の貯留空間Ｖ１〜Ｖ３に区画し、貯留空間Ｖ１とＶ２とを連通する連通路を断続する第１断続弁２７と、貯留空間Ｖ２とＶ３とを連通する連通路を断続する第２断続弁２８とを備えた密閉型の分割貯留空間を有する貯留槽として構成することができる。当該構成において、熱交換部２１は、貯留空間Ｖ１に貯留された湯水を加熱するように配置されている。
制御装置４０は、第１断続弁２７及び第２断続弁２８の開閉状態を切り替えることにより、貯留槽２０の貯留容量を適宜変更する貯留容量変更手段Ａとして機能する。例えば、貯留容量を小容量とする場合には、第１断続弁２７を閉状態として、第１貯留空間Ｖ１のみを使用可能状態とする。貯留容量を中容量とする場合には、第１断続弁２７を開状態とすると共に第２断続弁２８を閉状態として、第１貯留空間Ｖ１及び第２貯留空間Ｖ２のみを使用可能状態とする。貯留容量を大容量とする場合には、第１断続弁２７及び第２断続弁２８の双方を開状態として、すべての貯留空間Ｖ１〜Ｖ３を使用可能状態とする。
【００３８】
（Ｅ）上記実施形態において、第１判定期間Ｔ１は、太陽熱の集熱周期である２４時間（１日間）としたが、太陽熱が回収できる日の出から日の入りまでの日中だけとしてもよい。また、集熱周期である２４時間（１日間）より長い期間としてもよく、例えば、１週間程度の期間としてもよい。
【００３９】
（Ｆ）上記実施形態において、第２判定期間Ｔ２は、１ヶ月程度の期間であるとしたが、第１判定期間Ｔ１よりも長い期間であり、６ヶ月（夏季と冬季との間の期間）より短い期間であれば、どのような期間であってもよい。
【００４０】
（Ｇ）上述した実施形態において、集熱状態判定手段Ｂは、低集熱状態と高集熱状態との２段階の判定を行うものとして説明したが、別に中集熱状態などを判定するようにして、多段階の判定を行うものとしてもよい。
例えば、上記実施形態において、集熱状態判定手段Ｂは、集熱状態を判定する際、熱媒を循環させる循環ポンプの回転速度と、高集熱状態判定回転速度、及び、低集熱状態判定回転速度とを比較して判定したが、集熱状態が中程度である中集熱状態判定回転速度と比較して判定してもよい。
また、上記別実施形態において、集熱状態判定手段Ｂは、集熱状態を判定する際、高集熱状態判定閾値、及び、低集熱状態判定閾値に基づいて判定したが、集熱状態が中程度である中集熱状態判定閾値と比較して判定してもよい。
【００４１】
（Ｈ）上述した実施形態において、最高到達湯水温度（又は最高到達外気温度）に基づいて集熱状態を判定する場合、第１判定期間Ｔ１よりも長い第２判定期間Ｔ２において、複数の最高到達湯水温度（又は最高到達外気温度）に基づいて、集熱状態を判定したが、別にある１時点における最高到達湯水温度（又は最高到達外気温度）に基づいて、集熱状態を判定してもよい。
【００４２】
（Ｉ）制御装置４０は、上記集熱状態を判定する際、予め記憶されたカレンダーに基づいて、現在の外気温度を推定し、その外気温度に基づいて、集熱状態を判定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のソーラーシステムは、集熱パネルにより集熱された太陽熱を適切に蓄熱可能なソーラーシステムとして、有効に利用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０：    集熱パネル
１１：    循環回路
１２：    第１温度センサ
１３：    第２温度センサ
１４：    外気温度センサ
１５：    湯水温度センサ
２０：    貯留槽
２１：    熱交換部
２２：    給水断続弁
２３：    排水断続弁
２４：    高水位センサ
２５：    低水位センサ
３０：    給湯部
３１：    熱消費部
Ａ  ：    貯留容量切替手段
Ｂ  ：    集熱状態判定手段
Ｔ１：    第１判定期間
Ｔ２：    第２判定期間
ｆ３：    高集熱状態判定閾値
α  ：    高集熱状態判定直線の傾き
ｆ５：    低集熱状態判定閾値
β  ：    低集熱状態判定直線の傾き
２７：    第１断続弁
２８：    第２断続弁
Ｖ１：    第１貯留空間
Ｖ２：    第２貯留空間
Ｖ３：    第３貯留空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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