(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽熱を集熱する太陽熱集熱器と
湯水を貯湯する貯湯タンクと、
太陽熱集熱器と貯湯タンクとの間で熱媒体の循環経路を形成し、循環経路の一部を貯湯タンク内に配設して循環する熱媒体により貯湯タンク内の湯水を加熱する放熱部を備える熱媒体循環路と、
貯湯タンクに給水される給水温度を検出する給水温度検出器と、
貯湯タンクの出口に接続される給湯路を流れる湯水の出湯温度を検出する出湯温度検出器と、
貯湯タンクの出口に接続される給湯路を流れる湯水の給湯流量を検出する給湯流量検出器と、
熱媒体循環路を循環する熱媒体を熱交換加熱する温水が循環する温水循環路と、
温水循環路を循環する温水を加熱する補助熱源機と、
検出された給水温度と出湯温度と給湯流量とに基づいて給湯熱量を算出すると共に、温水循環路を循環する温水を補助熱源機で加熱した際に消費された補助熱源熱量を算出して、給湯熱量から給湯使用量に対応する補助熱源熱量を減算して給湯のために使用された太陽熱熱量を算出する制御手段と、
制御手段で算出した太陽熱熱量を表示する表示部とを備える太陽熱利用の貯湯式給湯システム。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽熱利用の貯湯式給湯システムにおいて、
貯湯タンク内のタンク湯水の温度を検出するタンク温度検出器を備え、
制御手段は、温水循環路を循環する温水により熱媒体循環路を循環する熱媒体の熱交換加熱が行なわれた場合に、熱媒体加熱開始時の貯湯タンク内のタンク湯水の検出温度と熱媒体加熱終了時の貯湯タンク内のタンク湯水の検出温度との温度差、及び、貯湯タンクに貯湯されている湯量に基づいて補助熱源熱量を算出する構成としている太陽熱利用の貯湯式給湯システム。
【請求項３】
請求項１に記載の太陽熱利用の貯湯式給湯システムにおいて、
熱媒体循環路における熱媒体の温度を検出する熱媒体温度検出器を備え、
制御手段は、温水循環路を循環する温水により熱媒体循環路を循環する熱媒体の熱交換加熱が行なわれた場合に、所定時間経過毎に検出する熱媒体の温度と前記所定時間内に熱媒体循環路を流れる熱媒体の流量とに基づいて補助熱源熱量を算出する構成としている太陽熱利用の貯湯式給湯システム。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽熱利用の貯湯式給湯システムにおいて、
熱媒体温度検出器が、熱媒体循環路における放熱部の上流側の熱媒体の温度を検出する第１熱媒体温度検出器と、放熱部の下流側の熱媒体の温度を検出する第２熱媒体温度検出器であり、
制御手段は、熱媒体循環路における放熱部の下流側と上流側との所定時間毎の温度差と、前記所定時間内に熱媒体循環路を流れた熱媒体の流量とに基づいて補助熱源熱量を算出する構成としている太陽熱利用の貯湯式給湯システム。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の太陽熱利用の貯湯式給湯システムにおいて、
制御手段は、算出された太陽熱熱量と二酸化炭素換算係数とにより二酸化炭素削減量を算出して、二酸化炭素削減量を表示部に表示させる構成としている太陽熱利用の貯湯式給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンク内に貯湯したタンク湯水を太陽熱を利用して加熱して給湯使用する太陽熱利用の貯湯式給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽熱利用の貯湯式給湯システムは、太陽熱集熱器と貯湯タンクとの間で熱媒体を循環する熱媒体循環路を設け、この熱媒体循環路の一部を貯湯タンク内に配置することにより貯湯タンクに給水された水を熱媒体で加熱して貯湯し、この貯湯タンクのタンク湯水を必要に応じて給湯器などの補助熱源機で再加熱して給湯使用する（特許文献１）。上記太陽熱利用の貯湯式給湯システムは、さらに、太陽熱によってどれだけの熱量が節約できたのかを知るために、貯湯タンクへの入水量及び入水温と、貯湯タンクからの出水温とを検出して、これらの検出結果に基づいて流入熱量と流出熱量とを算出し、流出熱量から流入熱量を減算することにより節約熱量を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１４７８７０号公報
【特許文献２】特開２００６−３２２６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、貯湯式給湯システムでは、タンク湯水が長期間利用されないと貯湯タンク内にレジオネラ菌等の有害な細菌が繁殖する可能性が懸念され得る。また、熱媒体循環路の熱媒体の循環状態を定期的に検査することや、熱媒体循環路内での熱媒体の凍結防止を行なうことが望まれる。そのため、貯湯運転や給湯運転時以外で熱媒体循環路内の熱媒体を加熱する熱媒体加熱運転を行う必要があるが、発電用ガスエンジン等の排熱を利用して貯湯タンク内に貯湯したタンク湯水を給湯使用するコージェネレーションシステムの場合とは異なり、太陽熱利用の貯湯式給湯システムでは、太陽熱集熱器の集熱量が日射量に依存するため、日射量が十分でない場合は、太陽熱集熱器による熱媒体加熱運転を行なえない場合がある。
【０００５】
一方、上記のような補助熱源機を有する太陽熱利用の貯湯式給湯システムでは、補助熱源機で任意の温度を有する温水を生成可能であるため、補助熱源機と熱媒体循環路との間を温水を循環させる温水循環路で接続し、上記のような再加熱運転が必要となった場合に、補助熱源機を作動させて温水を生成し、この温水を温水循環路に循環させれば、太陽熱集熱器以外の加熱源により熱媒体循環路内の熱媒を加熱することができる。
【０００６】
しかしながら、補助熱源機を用いて再加熱運転を行って熱媒体循環路内の熱媒体を加熱すると、貯湯タンク内のタンク湯水が再加熱運転時にも加熱されるため、上述したように流出熱量から流入熱量を減算しただけでは節約熱量の誤差が大きくなる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、太陽熱以外のエネルギーを用いて貯湯タンク内のタンク湯水を加熱した場合があっても、太陽熱による加熱で消費した太陽熱熱量を算出して、節約熱量を算出する際の誤差を低減することができる太陽熱利用の貯湯式給湯システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る太陽熱利用の貯湯式給湯システムは、
太陽熱を集熱する太陽熱集熱器と
湯水を貯湯する貯湯タンクと、
太陽熱集熱器と貯湯タンクとの間で熱媒体の循環経路を形成し、循環経路の一部を貯湯タンク内に配設して循環する熱媒体により貯湯タンク内の湯水を加熱する放熱部を備える熱媒体循環路と、
貯湯タンクに給水される給水温度を検出する給水温度検出器と、
貯湯タンクの出口に接続される給湯路を流れる湯水の出湯温度を検出する出湯温度検出器と、
貯湯タンクの出口に接続される給湯路を流れる湯水の給湯流量を検出する給湯流量検出器と、
熱媒体循環路を循環する熱媒体を熱交換加熱する温水が循環する温水循環路と、
温水循環路を循環する温水を加熱する補助熱源機と、
検出された給水温度と出湯温度と給湯流量とに基づいて給湯熱量を算出すると共に、温水循環路を循環する温水を補助熱源機で加熱した際に消費された補助熱源熱量を算出して、給湯熱量から給湯使用量に対応する補助熱源熱量を減算して給湯のために使用された太陽熱熱量を算出する制御手段と、
制御手段で算出した太陽熱熱量を表示する表示部とを備えることを特徴としている。
【０００９】
このような構成により、補助熱源機を用いて温水循環路を循環する温水を再加熱して貯湯タンク内の殺菌や、熱媒体循環路の凍結防止、さらには熱媒循環状態の定期検査を行なったりすることがあっても、補助熱源機の使用により消費した補助熱源熱量における給湯使用量に対応した補助熱源熱量を給湯熱量から除外することによりタンク湯水を太陽熱で加熱した太陽熱熱量を算出することができるので、節約熱量の誤差を低減することができる。
【００１０】
さらに、補助熱源熱量を算出するために、貯湯タンク内のタンク湯水の温度を検出するタンク温度検出器を備え、制御手段は、温水循環路を循環する温水により熱媒体循環路を循環する熱媒体の熱交換加熱が行なわれた場合に、熱媒体加熱開始時の貯湯タンク内のタンク湯水の検出温度と熱媒体加熱終了時の貯湯タンク内のタンク湯水の検出温度との温度差、及び、貯湯タンクに貯湯されている湯量に基づいて補助熱源熱量を算出する構成とすることが好ましい。
【００１１】
このような構成により、給湯停止時に補助熱源機で加熱された温水を温水循環路に循環させて再加熱運転を行なう時は、タンク温度検出器により貯湯タンク内のタンク湯水の温度を検出して、再加熱開始時の検出温度と再加熱終了時の検出温度との温度差、及び、貯湯タンクに貯湯されている湯量(タンク容量)に基づいて簡単に補助熱源熱量を算出することができる。
【００１２】
さらに、補助熱源熱量を算出するために、熱媒体循環路における熱媒体の温度を検出する熱媒体温度検出器を備え、制御手段は、温水循環路を循環する温水により熱媒体循環路を循環する熱媒体の熱交換加熱が行なわれた場合に、所定時間経過毎に検出する熱媒体の温度と前記所定時間内に熱媒体循環路を流れる熱媒体の流量とに基づいて補助熱源熱量を算出する構成とすることが好ましい。
【００１３】
このような構成により、給湯停止時に補助熱源機で加熱された温水を温水循環路に循環させて再加熱運転を行なう時だけでなく、給湯中に温水循環路及び熱媒体循環路の凍結防止や熱動弁等の作動状態を良好にするための定期検査を行なったりするために再加熱運転を行なうことがあっても、所定時間経過毎に検出する熱媒体の温度と前記所定時間内に熱媒体循環路を流れた熱媒体の流量とに基づいて補助熱源熱量を算出して節約熱量を算出することができる。なお、この場合の補助熱源熱量の算出は、熱媒体循環路の所定箇所を流れる熱媒体の所定時間毎の前後の温度差に所定時間内に流れる流量を乗算して求めることもできるし、熱媒体循環路における放熱部の上流側と下流側との温度差に所定時間内に流れる流量を乗算して求めることもできる。
【００１４】
熱媒体循環路における放熱部の上流側と下流側との温度差を求める場合には、熱媒体温度検出器が、熱媒体循環路における放熱部の上流側の熱媒体の温度を検出する第１熱媒体温度検出器と、放熱部の下流側の熱媒体の温度を検出する第２熱媒体温度検出器であり、制御手段は、熱媒体循環路における放熱部の下流側と上流側との所定時間毎の温度差と、前記所定時間内に熱媒体循環路を流れた熱媒体の流量とに基づいて補助熱源熱量を算出する構成とする。
【００１５】
このような構成により、熱媒体循環路における放熱部の下流側と上流側との所定時間毎の温度差と、前記所定時間内に熱媒体循環路を流れた熱媒体の流量とに基づいて補助熱源熱量を所定時間毎に算出するので、給湯中に再加熱運転が行なわれてもリアルタイムで補助熱源熱量を除いた太陽熱熱量を表示部に表示することができる。
【００１６】
制御手段は、算出された太陽熱熱量と二酸化炭素換算係数とにより二酸化炭素削減量を算出して、二酸化炭素削減量を表示部に表示させる構成とすることが好ましい。
このような構成により、表示部に太陽熱熱量だけでなく二酸化炭素削減量も表示することができるので、ユーザーに太陽熱の貢献度を知らせることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明に係る太陽熱利用の貯湯式給湯システムによれば、温水循環路を循環する温水を補助熱源機で加熱して貯湯タンク内のタンク湯水の加熱を行なうことがあっても、補助熱源機の使用で消費した補助熱源熱量における給湯使用量に対応した補助熱源熱量を給湯熱量から除外することによりタンク湯水を太陽熱で加熱した太陽熱熱量を算出することができるので、節約熱量を求める際の誤差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態における太陽熱利用の貯湯式給湯システムの全体構成を示す模式図である。
【図２】実施形態における太陽熱利用の貯湯式給湯システムのリモコンに設ける表示部の表示状態を示す説明図である。
【図３】実施形態における太陽熱利用の貯湯式給湯システムの給湯停止時に再加熱運転を行なった時の補助熱源熱量（ガス熱量）を算出する制御を示すフローチャートである。
【図４】実施形態における太陽熱利用の貯湯式給湯システムの給湯停止時に再加熱運転を行なった時の太陽熱熱量を算出する制御を示すフローチャートである。
【図５】実施形態における太陽熱利用の貯湯式給湯システムの給湯停止時又は給湯運転中に再加熱運転を行なった時の補助熱源熱量（ガス熱量）及び太陽熱熱量を算出する制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の一実施形態をなす太陽熱利用の貯湯式給湯システムについて、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態による太陽熱利用の貯湯式給湯システム１は、湯水を貯湯する貯湯タンク２と、太陽熱を集熱する太陽熱集熱器９と、太陽熱集熱器９と貯湯タンク２との間で熱媒体（例えば、不凍液）の循環経路を形成する熱媒体循環路７と、熱媒体循環路７内の熱媒体を循環させる循環ポンプ３１と、貯湯タンク２から出湯される給湯路６の湯水を必要に応じて加熱して給湯使用したり、後述する温水循環路４１を循環する温水を加熱して暖房及び加熱殺菌運転に使用したりする給湯器等の補助熱源機４とを備える。
【００２０】
貯湯タンク２は、耐食性に優れた金属製（例えば、ステンレス製）のタンクであり、外周部に図示しない断熱材を配置して高温のタンク湯水を長時間にわたって保温する。貯湯タンク２は縦長形状であり、その底部には水道水を導入する給水管５が接続される導入口２１が設けられている。なお、給水管５には、水道管側から順に給水元弁５１、水フィルタ５２、減圧弁５３、貯湯タンク２へ供給される給水の温度を検出する給水温度検出器５４、逆止弁５５及び排水弁５６が設けられている。
【００２１】
貯湯タンク２の上部にはタンク湯水を出湯するための導出口２２が設けられ、この導出口２２に給湯路６が接続されている。さらに、貯湯タンク２の壁面における上下４箇所には、貯湯タンク２内のタンク湯水の温度を検知するタンク温度検出器２３が取り付けられている。
【００２２】
そして、給湯路６の途中には、圧力逃し弁６２が設けられた排出管６３を接続している。さらに給湯路６における排出管６３との接続部より上流側には貯湯タンク２から出湯されたタンク湯水の温度を検出するタンク湯水温度検出器６４が設けられている。また、給湯路６における排出管６３との接続部より下流側には、常閉のソーラー電磁弁６５が設けられている。
【００２３】
給湯路６におけるソーラー電磁弁６５の下流側には、給水管５から分岐する給水分岐管５７の一端が接続されており、この給水分岐管５７の他端は、給水管５の給水温度検出器５４よりも下流側に接続されている。なお、給水分岐管５７には、逆止弁５８が設けられている。給湯路６における給水分岐管５７との接続部には貯湯タンク２から出湯されたタンク湯水と水道水とを混合する混合弁６６が設けられている。混合弁６６は後述する制御装置１０による制御でタンク湯水と水道水を混合する量を調整するようになっており、混合弁６６においてタンク湯水と給水分岐管５７からの水道水とを所定の混合比で混合することによりタンク湯水は設定された給湯温度に調整される。
【００２４】
給湯路６における混合弁６６の下流側には、タンク湯水と水道水との混合後の混合湯水の流量を検出する水量センサ６７、混合湯水の温度を検出する混合温度検出器６８及びハイカットサーミスタ６９が設けられている。水量センサ６７は、例えば、羽根車式水量センサが用いられており、水流によって回る羽根車の回転数をパルス信号に変換した水量情報により流量を検出するようになっている。また、混合温度検出器６８で検出した混合温水の温度（本発明の出湯温度）の情報と、水量センサ６７の水量情報は電気的に接続される制御装置１０に出力される。
【００２５】
給湯路６におけるハイカットサーミスタ６９よりも下流側に、ガス給湯器からなる補助熱源機４が接続されている。この補助熱源機４は、内部に給湯路６から供給される混合湯水を給湯用熱交換器４０ａにおいて給湯用ガスバーナ４０１ａにより加熱する給湯用加熱ユニット４ａと、給湯路６とは別途に形成される温水循環路４１を循環する温水（不凍液を混入する温水等も含む。）を再加熱用熱交換器４０ｂにおいて再加熱用ガスバーナ４０１ｂにより加熱する再加熱用加熱ユニット４ｂとを備えている。
【００２６】
温水循環路４１内の温水は補助熱源機４内に設ける循環ポンプ４７の駆動により循環される。温水循環路４１は補助熱源機４の外部において、暖房機４４に接続される暖房用循環路４１ａと、熱媒体循環路７を流れる熱媒体を加熱するための液々熱交換部８に接続される再加熱用循環路４１ｂとに分岐され、再び合流して補助熱源機４内の再加熱用加熱ユニット４ｂに戻るようになっている。暖房用循環路４１ａには常閉の熱動弁４５が設けられ、再加熱用循環路４１ｂにおける液々熱交換部８よりも上流側に常閉の熱動弁４６が設けられている。
【００２７】
さらに、補助熱源機４の内部には、コントローラ４２が配置されており、このコントローラ４２は、台所等に設置されたリモコン４３との間で各種信号の送受信を行うようになっている。リモコン４３は、運転ボタン、給湯温度設定ボタン等の各種スイッチや、図２に示すように給湯設定温度、太陽熱熱量、ＣＯ2累積削減量等を表示する表示部４３ａを備えている。
【００２８】
貯湯タンク２内に貯湯されたタンク湯水は、太陽熱による加熱が不十分で給湯設定温度に至らない場合には、給湯路６から供給される湯水を補助熱源機４の給湯用加熱ユニット４ａにおいて給湯設定温度まで加熱した後に出湯口６１から出湯する。一方、太陽熱の加熱により給湯設定温度以上にタンク湯水が加熱されている場合には、混合弁６６で水道水を混合して給湯設定温度に調整し、補助熱源機４の給湯用加熱ユニット４ａにより加熱することなくそのまま出湯口６１から出湯する。
【００２９】
太陽熱集熱器９は、集合住宅のベランダに縦置きされたり、建物の屋根などに設置されたりするパネル状をしており、内部には日射により熱せられる熱媒体の流路が形成されている。この流路は熱媒体循環路７の一部を構成している。更に、太陽熱集熱器９は、太陽光発電を行なう太陽電池が設置されたソーラー発電部９１を備えている。ソーラー発電部９１は制御装置１０に電気的に接続されている。
【００３０】
貯湯タンク２内に配設される熱媒体循環路７の一部は、貯湯タンク２内のタンク湯水と熱媒体との間で熱交換が行なわれる放熱部７０を構成する。放熱部７０は、貯湯タンク２内の下方にＵ字状等に屈曲して配置された配管で形成されている。
【００３１】
なお、貯湯タンク２内は底部に水道水が導入される導入口２１が形成されていることから、放熱部７０は常温の水道水を加熱するように貯湯タンク２内の下部に配設している。このような構成により、放熱部７０において貯湯タンク２に給水される水を熱媒体により加熱して対流により下方から上方にわたり貯湯タンク２内全体のタンク湯水を加熱する。
【００３２】
そして、熱媒体循環路７は、太陽熱集熱器９から放熱部７０へ熱媒体が流れる循環往路７１と、放熱部７０から太陽熱集熱器９へ熱媒体が流れる循環復路７２と、これら循環往路７１及び循環復路７２を連通させるバイパス路７３とを有している。
【００３３】
熱媒体循環路７の循環復路７２には熱媒体を圧送する循環ポンプ３１が設けられている。この循環ポンプ３１の駆動により、太陽熱集熱器９で加熱された熱媒体が循環往路７１を介して放熱部７０に送られ、放熱部７０で熱交換された後の熱媒体が循環復路７２を介して太陽熱集熱器９に戻される。循環ポンプ３１は、通常は、太陽熱集熱器９のソーラー発電部９１で太陽光発電された電力で駆動するようになっており、太陽光発電が行なえない場合と殺菌などの再加熱運転を行なう場合には、制御装置１０を介して商用電源により駆動される。
【００３４】
さらに、循環復路７２における放熱部７０と循環ポンプ３１との間には、シスターン３２が設けられており、このシスターン３２には、熱媒体の異常高水位を検出する第１水位センサ３３と、熱媒体の異常低水位を検出する第２水位センサ３４と、循環ポンプ３１の空転を防止するための水位スイッチ３５とを設けている。第１・第２水位センサ３３，３４の検出結果は制御装置１０に出力される。
【００３５】
また、循環往路７１におけるバイパス路７３の接続部と放熱部７０との間に熱媒体の温度を検出する上流側熱媒体温度検出器７４ａ（第１熱媒体温度検出器）を設け、循環復路７２におけるバイパス路７３の接続部と循環ポンプ３１との間に熱媒体の温度を検出する下流側熱媒体温度検出器７４ｂ（第２熱媒体温度検出器）を設けている。上流側熱媒体温度検出器７４ａ及び下流側熱媒体温度検出器７４ｂで検出された熱媒体の温度検出結果は電気的に接続される制御装置１０に出力される。
【００３６】
さらに、バイパス路７３には液々熱交換部８が形成されている。この液々熱交換部８は、再加熱用循環路４１ｂの一部をバイパス路７３に接触又は隣接させることにより熱媒体循環路７を流れる熱媒体を再加熱用循環路４１ｂを流れる温水で熱交換加熱する。液々熱交換部８の具体的な構成は、例えば、バイパス路７３を構成する配管の周囲を覆うように再加熱用循環路４１ｂを構成する配管を設けた二重管構造や、隔壁を隔てて一方の室にバイパス路７３を接続して熱媒体を流通させ、他方の室に再加熱用循環路４１ｂを接続して温水を流通させる構造等とすることができる。
【００３７】
また、循環復路７２におけるバイパス路７３との接続部より下流側に太陽熱集熱器９への熱媒体の流れを連通・遮断する常開熱動弁７５を設けている。さらに、バイパス路７３には循環復路７２から循環往路７１への熱媒体の流れを連通・遮断する常閉熱動弁７６を設けている。再加熱運転時に常開熱動弁７５が閉弁し、常閉熱動弁７６が開弁するようになっており、この時、再加熱用循環路４１ｂに設ける常閉の熱動弁４６は開弁する。
【００３８】
制御装置１０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のＲＯＭ（図示せず）には、予め設定された制御プログラムが設けられており、各種温度検出器や水位センサなど各種検出器からの検出結果情報等に基づいて循環ポンプ３１、補助熱源機４及び各種開閉弁等の各機器を制御する。なお、制御装置１０には、リモコン４３で入力された情報が補助熱源機４に設けるコントローラ４２を介して入力される。
【００３９】
さらに、制御装置１０は、太陽熱集熱器９のソーラー発電部９１で発電した電力も入力され、ソーラー発電部９１の電圧の上昇具合に応じて循環ポンプ３１をソーラー発電部９１で発電した電力により駆動する場合と商用電源を用いて駆動する場合とを切換制御する。そして、制御装置１０は、加熱殺菌運転を開始する際には天候に関係なく商用電源を用いて循環ポンプ３１を駆動するように制御する。
【００４０】
そして、制御装置１０により定期的に貯湯タンク２内のタンク湯水を殺菌するなどの再加熱運転制御を行なう。まず、補助熱源機４の再加熱用加熱ユニット４ｂにより再加熱用循環路４１ｂを循環する温水を加熱する。そして、液々熱交換部８において熱媒体循環路７を流れる熱媒体を再加熱用循環路４１ｂを流れる温水で熱交換加熱し、加熱された熱媒体により貯湯タンク２内のタンク湯水を熱交換加熱する。タンク湯水は、例えば殺菌に必要な温度（例えば、６０℃）以上となる温度が所定時間（例えば、１５分）継続するまで加熱される。
【００４１】
ところで、本実施形態に係る太陽熱利用の貯湯式給湯システムでは、太陽熱集熱器９による集熱は日射量に依存するため、貯湯タンク２内のタンク湯水は常に太陽熱で加熱されるとは限らない。従って、ガス給湯器である補助熱源機４を用いて再加熱用循環路４１ｂを循環する温水を加熱し、熱交換により熱媒体循環路７の熱媒体を加熱し、さらに、熱媒体で貯湯タンク２内のタンク湯水を所定温度になるまで加熱して加熱処理を行なっている。このように、再加熱運転によるタンク湯水の加熱処理は補助熱源機４を用いるので、給湯総熱量[kcal]から補助熱源機４の使用により消費した補助熱源総熱量[kcal]を除くことにより、給湯に消費された太陽熱熱量[kcal]を算出する際の誤差を低減できる。
【００４２】
本実施形態では、再加熱運転が行なわれても制御装置１０により給湯総熱量[kcal]及び補助熱源熱量[kcal]を算出して太陽熱熱量[kcal]を算出するのであって、まず、制御装置１０は、給水温度検出器５４で検出された給水温度と、混合温度検出器６８で検出された出湯温度と、水量センサ６７で検出された給湯流量とに基づいて給湯総熱量[kcal]を算出する。そして、再加熱運転時に再加熱用循環路４１ｂを循環する温水を補助熱源機４で加熱した際に消費された補助熱源総熱量(ガス総熱量)[kcal]を算出する。そして、給湯総熱量[kcal]から補助熱源総熱量[kcal]を減算することにより、給湯のために消費された太陽熱熱量[kcal]を算出する。補助熱源総熱量[kcal]は、例えば、後述する再加熱運転で補助熱源機４を使用することによって消費された総熱量に基づいて算出される。
【００４３】
さらに、算出された太陽熱熱量[kcal]と二酸化炭素換算係数とにより二酸化炭素削減量[kg]も算出する。
まず、太陽熱熱量[m3]＝太陽熱熱量[kcal]/(体積換算係数×熱量係数×仮熱効率)の式により、太陽熱熱量[kcal]を体積(m3)に換算する。なお、体積換算係数は10,750、熱量係数は0.966、仮熱効率は0.9である。
その後、二酸化炭素削減量[kg]＝太陽熱熱量[m3]×二酸化炭素換算係数の式により、二酸化炭素削減量[kg]を求める。なお、二酸化炭素換算係数は2.21[kg/m3]である。
そして、算出された二酸化炭素削減量[kg]と太陽熱熱量[kcal]とを表示部４３ａに表示させる。
【００４４】
[太陽熱熱量の算出制御１]
図３のフローチャートを参照して、給湯停止時に殺菌のための加熱処理などを行なうために再加熱運転が行なわれた場合の補助熱源機４のガス総熱量の算出制御について具体的に説明する。
【００４５】
まず、制御装置１０において給湯運転制御が開始されると、再加熱運転が開始されたか否かの判定が行なわれる（ステップＳ１１）。再加熱運転が開始される場合には（ステップＳ１１でＹｅｓ）、給湯路６に設けるソーラー電磁弁６５を閉弁する（ステップＳ１２）。これにより、貯湯タンク２内のタンク湯水の使用が禁止される。
【００４６】
次に、補助熱源機４において循環ポンプ４７を駆動させると共に再加熱用加熱ユニット４ｂにより温水循環路４１の温水を加熱し、再加熱用循環路４１ｂに設ける熱動弁４６を開弁する（ステップＳ１３）。これにより、補助熱源機４の再加熱用加熱ユニット４ｂで加熱された温水が再加熱用循環路４１ｂを循環する。また、熱媒体循環路７において常開熱動弁７５を閉弁すると共に常閉熱動弁７６を開弁して循環ポンプ３１を駆動させる（ステップＳ１４）。循環ポンプ３１の駆動開始時における貯湯タンク２内のタンク湯水の温度を検出し制御装置１０内のメモリに記憶する（ステップＳ１５）。タンク湯水の温度は、最上部のタンク温度検出器２３で検出した温度を記憶する。
【００４７】
液々熱交換部８において熱媒体循環路７を流れる熱媒体が再加熱用循環路４１ｂを流れる温水で熱交換加熱され、加熱された熱媒体は太陽熱集熱器９側に流れることなく放熱部７０に流れて貯湯タンク２内のタンク湯水が加熱される。そして、再加熱運転が終了すると（ステップＳ１６でＹｅｓ）、再加熱運転終了時における貯湯タンク２内のタンク湯水の温度を検出しメモリに記憶する（ステップＳ１７）。
【００４８】
さらに、補助熱源機４において再加熱用循環路４１ｂの熱動弁４６を閉弁し、再加熱用加熱ユニット４ｂによる温水循環路４１の温水の加熱と再加熱用循環路４１ｂの温水を循環させる循環ポンプ４７の駆動を停止する（ステップＳ１８）。また、熱媒体循環路７において常開熱動弁７５を開弁すると共に常閉熱動弁７６を閉弁し、循環ポンプ３１を停止する（ステップＳ１９）。
【００４９】
次に、再加熱運転中に補助熱源機４の使用により消費された補助熱源熱量であるガス熱量[kcal]を算出する。ガス熱量[kcal]は、再加熱運転終了時（再加熱終了時）の貯湯タンク２内のタンク湯水の検出温度と再加熱運転開始時（再加熱開始時）の貯湯タンク２内のタンク湯水の検出温度との温度差にタンク容量(例えば１００リットル)を乗算して算出する（ステップＳ２０）。算出したガス熱量[kcal]は制御装置１０のメモリに記憶する。
【００５０】
そして、前回の給湯運転終了からこの再加熱運転を行なう前までに行なった過去の再加熱運転により消費したガス総熱量[kcal]に、ステップＳ２０で算出したガス熱量[kcal]をさらに積算してガス総熱量[kcal]を求め（ステップＳ２１）、算出されたガス総熱量[kcal]を制御装置１０のメモリに記憶する。
【００５１】
次に、図４のフローチャートを参照して、貯湯タンク２内のタンク湯水の太陽熱熱量及び二酸化炭素削減量の算出制御について具体的に説明する。
使用者が出湯口６１におけるカラン等を開栓すると、給水分岐管５７から混合弁６６を介して給湯路６に水が供給される。そして、水量センサ６７で所定流量以上の流水が検知されると、給湯運転が開始されたと判断して（ステップＳ３１でＹｅｓ）、給湯路６に設けるソーラー電磁弁６５が開弁されて貯湯タンク２から給湯される（ステップＳ３２）。
【００５２】
そして、１秒毎に混合温度検出器６８で検出された出湯温度と給水温度検出器５４で検出された給水温度の温度差を算出して、この温度差に水量センサ６７で検出された給湯流量[リットル/分/６０]を乗算して給湯熱量[kcal/秒]を算出しメモリに記憶する（ステップＳ３３）。
【００５３】
また、出湯温度と給水温度との温度差は以下のようにして求める。まず、給水温度が検出された水が出湯温度を検出する位置に到達するまでの時間を流量センサ６７で検出した流量に基づいて算出し、検出された給水温度と算出された時間経過後に検出した出湯温度とにより温度差を求める。
【００５４】
さらに、ステップＳ３３で算出した給湯熱量[kcal/秒]を積算して給湯総熱量[kcal]を求めてメモリに記憶する（ステップＳ３４）。算出された給湯総熱量[kcal]から上記したメモリに記憶されているガス総熱量[kcal]におけるタンク容量に対する給湯運転で使用された給湯流量分を減算して太陽熱熱量[kcal]を算出する（ステップＳ３５）。算出された太陽熱熱量[kcal]を図２示すようにリモコン４３の表示部４３ａに表示する（ステップＳ３６）。なお、給湯が行なわれずに再加熱運転のみが行われている状態では、太陽熱熱量は0[kcal]が表示される。
【００５５】
そして、算出された太陽熱熱量[kcal]と二酸化炭素換算係数とにより二酸化炭素削減量[kg]を算出し（ステップＳ３７）、二酸化炭素削減量[kg]を表示部４３ａに表示する（ステップＳ３８）。給湯運転制御中に、再度給湯運転が行なわれた場合にはステップＳ３１に戻ってステップＳ３２からステップＳ３８を行ない、給湯が停止されて再加熱運転が行なわれた場合には図３のステップＳ１１からステップＳ２１を行なう。
【００５６】
このように、本実施形態では、給湯停止時に補助熱源機４を用いて再加熱用循環路４１ｂを循環する温水を加熱して再加熱運転を行なった時は、貯湯タンク２内のタンク湯水の再加熱開始時の検出温度と再加熱終了時の検出温度との温度差を求めて、この温度差に貯湯タンク２に貯湯されている湯水の量となるタンク容量を乗算するだけで簡単に補助熱源機４の使用により消費したガス熱量[kcal]を算出することができる。
【００５７】
そして、メモリに記憶されているガス総熱量[kcal]におけるタンク容量に対する給湯運転で使用された給湯流量分を給湯総熱量[kcal]から除外することにより、太陽熱でタンク湯水を加熱した場合の太陽熱熱量[kcal]を算出することができるので、給湯停止時に補助熱源機４を用いて再加熱運転を行なっても、この再加熱運転時に消費した熱量を除いた節約熱量を把握することができる。
【００５８】
給湯停止時に行なわれる上記殺菌などの加熱処理時においては、ソーラー電磁弁６５が閉弁された状態で再加熱運転が行われるため、再加熱運転中のタンク湯水内の温度差のみを検知することにより、補助熱源機４の使用により消費したガス総熱量[kcal]を算出することができる。
【００５９】
[太陽熱熱量の算出制御２]
図３及び図４のフローチャートに基づく熱量算出制御では、給湯総熱量から再加熱運転時における貯湯タンク２内のタンク湯水の温度差から求められる消費したガス総熱量を減算することにより太陽熱熱量を算出したが、再加熱運転時における熱媒体循環路７内の熱媒体の温度差から求められる消費したガス熱量を給湯総熱量から減算することにより太陽熱熱量を算出してもよい。
【００６０】
例えば、凍結防止や熱媒体の循環状態を検査するために行なわれる再加熱運転では同時に給湯運転も行われる場合もあるため、給湯に伴って貯湯タンク２内に水が給水され、それによって貯湯タンク２内のタンク湯水の温度が低下する。従って、再加熱運転前後における貯湯タンク２内のタンク湯水の温度差を検知するだけでは、補助熱源機４で消費された熱量を正確に算出できないこととなる。このような場合に、以下の熱量算出制御を用いることができる。
【００６１】
図５のフローチャートを参照して、殺菌処理だけでなく凍結防止や熱媒体循環路７における熱媒体循環状態の定期検査のために再加熱運転を行なう場合の太陽熱熱量及び二酸化炭素削減量の算出制御について説明する。
【００６２】
まず、再加熱運転が開始されたか否かの判定が行なわれる（ステップＳ４１）。なお、凍結防止や定期検査のために再加熱運転が行われる場合、同時に給湯運転させることが可能であるため、ソーラー電磁弁６５を閉弁させる必要はない。
次に、補助熱源機４において循環ポンプ４７を駆動させると共に再加熱用加熱ユニット４ｂにより温水循環路４１の温水を加熱し、再加熱用循環路４１ｂに設ける熱動弁４６を開弁する（ステップＳ４２）。また、熱媒体循環路７において常開熱動弁７５を閉弁すると共に常閉熱動弁７６を開弁して循環ポンプ３１を駆動させる（ステップＳ４３）。循環ポンプ３１の駆動が開始されると開始時から１秒毎に、上流側熱媒体温度検出器７４ａにより検出した熱媒体の温度と下流側熱媒体温度検出器７４ｂにより検出した熱媒体の温度とを制御装置１０内のメモリに記憶していく。
【００６３】
次に、再加熱運転中に補助熱源機４の使用により消費された補助熱源熱量であるガス熱量[kcal／秒]を算出する。ガス熱量[kcal／秒]は、熱媒体循環路７に設ける上流側熱媒体温度検出器７４ａと下流側熱媒体温度検出器７４ｂとにより検出した熱媒体温度に基づき、放熱部７０の上流側と下流側との温度差を１秒毎に算出して、この１秒間に熱媒体循環路７を流れる熱媒体の流量[リットル/分/６０]を乗算してガス熱量[kcal／秒]を算出する（ステップＳ４４）。算出したガス熱量[kcal／秒]は制御装置１０のメモリに記憶する。
【００６４】
なお、放熱部７０の上流側と下流側との温度差は以下のようにして求める。まず、上流側で温度が検出された熱媒体が下流側の温度を検出する位置に到達するまでの時間を循環ポンプ３１の流量に基づいて算出し、上流側の検出温度と算出された時間経過後に検出した下流側の検出温度とにより温度差を求める。
さらに、ステップＳ４４で算出したガス熱量[kcal／秒]を積算してガス総熱量[kcal]を求めてメモリに記憶する（ステップＳ４５）。
【００６５】
次に、給湯運転中であるか否かの判定を行い（ステップＳ４６）、給湯停止中の場合には（ステップＳ４６でＮｏ）、再加熱運転が続行されているか否かの判定を行い（ステップＳ４７）、続行されている場合には（ステップＳ４７でＮｏ）、ステップＳ４４に戻ってガス熱量[kcal／秒]を算出する。再加熱運転が終了すると（ステップＳ４７でＹｅｓ）、補助熱源機４において、再加熱用循環路４１ｂの熱動弁４６を閉弁し、再加熱用加熱ユニット４ｂによる温水循環路４１の温水の加熱と再加熱用循環路４１ｂの温水を循環させる循環ポンプ４７の駆動を停止する（ステップＳ４８）。また、熱媒体循環路７において常開熱動弁７５を開弁すると共に常閉熱動弁７６を閉弁し、循環ポンプ３１を停止する（ステップＳ４９）。
【００６６】
なお、給湯停止時の再加熱運転が終了して給湯運転が行なわれると、図４のステップＳ３２からステップＳ３８と同様の制御が行なわれ、算出された給湯総熱量[kcal]からステップＳ４５によりメモリに記憶されているガス総熱量[kcal]におけるタンク容量に対する給湯運転で使用された給湯流量分を減算して太陽熱熱量[kcal]を算出し、算出された太陽熱熱量[kcal]及び二酸化炭素削減量[kg]を図２示すようにリモコン４３の表示部４３ａに表示する。
【００６７】
また、給湯運転中に再加熱運転が行なわれている場合には（ステップＳ４６でＹｅｓ）、図４のステップＳ３３〜Ｓ３５と同様に、１秒毎に混合温度検出器６８で検出された出湯温度と給水温度検出器５４で検出された給水温度の温度差を算出して、この温度差に水量センサ６７で検出された給湯流量[リットル/分/６０]を乗算して給湯熱量[kcal/秒]を算出して積算していき、積算された給湯総熱量[kcal]からステップＳ４５で算出したガス総熱量[kcal]を減算して太陽熱熱量[kcal]を算出した後、算出された太陽熱熱量[kcal]を図２示すようにリモコン４３の表示部４３ａに表示する（ステップＳ５０）。そして、算出された太陽熱熱量[kcal]と二酸化炭素換算係数とにより二酸化炭素削減量[kg]を算出し、二酸化炭素削減量[kg]を表示部４３ａに表示する（ステップＳ５１）。なお、給湯運転中に再加熱運転が行なわれている場合には、１秒毎にリアルタイムで太陽熱熱量[kcal]と二酸化炭素削減量[kg]とを表示部４３ａに表示することが好ましい。
【００６８】
そして、再加熱運転が続行されている場合には（ステップＳ５２でＮｏ）、ステップＳ４４に戻ってガス熱量[kcal／秒]を算出し、再加熱運転が終了すると（ステップＳ５２でＹｅｓ）、補助熱源機４において、再加熱用循環路４１ｂの熱動弁４６を閉弁し、再加熱用加熱ユニット４ｂによる温水循環路４１の温水の加熱と再加熱用循環路４１ｂの温水を循環させる循環ポンプ４７の駆動を停止する（ステップＳ４８）。
【００６９】
このように、熱媒体循環路７における放熱部７０の下流側と上流側との１秒毎の温度差と１秒間に熱媒体循環路７を流れる熱媒体の流量とに基づいて算出した補助熱源熱量を積算して補助熱源総熱量を算出することにより、給湯停止時に行なった再加熱運転時に消費した熱量だけでなく、給湯運転中に行なった再加熱運転時に消費した熱量も除いた太陽熱熱量を算出することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  貯湯式給湯システム
２  貯湯タンク
４  補助熱源機
６  給湯路
７  熱媒体循環路
８  液々熱交換部
９  太陽熱集熱器
１０  制御装置
２３  タンク温度検出器
３１  循環ポンプ
４１  温水循環路
４１ｂ  再加熱用循環路
４３  リモコン
４３ａ  表示部
５４  給水温度検出器
６７  水量センサ(給湯流量検出器)
６８  混合温度検出器(出湯温度検出器)
７０  放熱部
７４ａ  上流側熱媒体温度検出器（第１熱媒体温度検出器）
７４ｂ  下流側熱媒体温度検出器（第２熱媒体温度検出器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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