(57)【要約】【目的】昇温した給水を長時間保温する必要がないようにした給湯システムを提供する。【解決手段】太陽熱で熱媒体を昇温させる太陽熱昇温器１２と、内燃機関１４ａで駆動されて発電すると共に、内燃機関の排熱で熱媒体を昇温させるコジェネレーション装置１４と、熱媒体と給水の間で熱交換させる熱交換器１６ｄによって給水を昇温して給湯を行う給湯器１６と、太陽熱昇温器１２とコジェネレーション装置１４と熱交換器１６ｄの間で熱媒体を循環させるポンプ１８と、発電された電力で昇温された給水をさらに昇温させる電気昇温器１６ｅとを備えると共に、給湯器１６に給湯を開始させる給湯開始時刻を設定し、予め設定された日射データに基づいて太陽熱昇温器１２によって吸収される予想吸熱量を算出し、設定された給湯開始時刻と算出された予想吸熱量に基づいてコジェネレーション装置１４と電気昇温器１６ｅの動作を制御するように構成する。【選択図】図１
2011038681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．熱媒体を流出入させると共に、吸収した太陽熱で前記熱媒体を昇温させる太陽熱昇温器と、
ｂ．内燃機関で駆動されて発電する発電機を備えると共に、前記内燃機関の排熱で前記熱媒体を昇温させるコジェネレーション装置と、
ｃ．前記昇温された熱媒体と給水源から供給される給水の間で熱交換させる熱交換器によって前記給水を昇温して給湯を行う給湯器と、
ｄ．前記太陽熱昇温器とコジェネレーション装置と熱交換器の間で前記熱媒体を循環させる熱媒体循環手段と、
ｅ．前記発電機によって発電された電力で前記昇温された給水をさらに昇温させる電気昇温器と、
ｆ．前記給湯器に給湯を開始させる給湯開始時刻を設定する給湯開始時刻設定手段と、
ｇ．予め設定された日射データに基づいて前記太陽熱昇温器によって吸収される予想吸熱量を算出する予想吸熱量算出手段と、
ｈ．前記設定された給湯開始時刻と前記算出された予想吸熱量に基づいて前記コジェネレーション装置と電気昇温器の動作を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
ｉ．前記太陽熱昇温器に流入する熱媒体の温度を検出する第１の温度検出手段と、
ｊ．前記太陽熱昇温器から流出する熱媒体の温度を検出する第２の温度検出手段と、
ｋ．前記第１、第２の温度検出手段によって検出された温度に基づいて前記太陽熱昇温器によって吸収された実吸熱量を算出する実吸熱量算出手段と、
ｌ．前記算出された実吸熱量で前記算出された予想吸熱量を補正する補正手段と、
を備えると共に、前記制御手段は、前記設定された給湯開始時刻と前記補正された予想吸熱量に基づいて前記コジェネレーション装置と電気昇温器の動作を制御することを特徴とする請求項１記載の給湯システム。
【請求項３】
ｍ．前記第２の温度検出手段によって検出された温度から前記第１の温度検出手段によって検出された温度を減じて得た差が所定値以下であるとき、前記太陽熱昇温器への熱媒体の流入を停止させる停止手段と、
を備えたことを特徴とする請求項２記載の給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に記載されるように、太陽熱を利用して給水を昇温させる太陽熱昇温器と、昇温された給水を商用電力でさらに昇温する電気昇温器とからなるハイブリッド型の給湯システムが知られている。
【０００３】
下記特許文献１記載のハイブリッド給湯システムにあっては、電気昇温器において安価な深夜電力を用いることで給水を昇温する費用を低廉させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２６９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、深夜電力を用いて給水を昇温する場合、昇温されてから実際に多くの給湯が行われる夕方までの時間が長いため、昇温した給水を長時間保温するための熱量（電力）が別途必要となり、給湯システム全体としてのエネルギ効率が低下してしまうといった問題があった。
【０００６】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、昇温した給水を長時間保温する必要がないようにした給湯システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る給湯システムにあっては、熱媒体を流出入させると共に、吸収した太陽熱で前記熱媒体を昇温させる太陽熱昇温器と、内燃機関で駆動されて発電する発電機を備えると共に、前記内燃機関の排熱で前記熱媒体を昇温させるコジェネレーション装置と、前記昇温された熱媒体と給水源から供給される給水の間で熱交換させる熱交換器によって前記給水を昇温して給湯を行う給湯器と、前記太陽熱昇温器とコジェネレーション装置と熱交換器の間で前記熱媒体を循環させる熱媒体循環手段と、前記発電機によって発電された電力で前記昇温された給水をさらに昇温させる電気昇温器と、前記給湯器に給湯を開始させる給湯開始時刻を設定する給湯開始時刻設定手段と、予め設定された日射データに基づいて前記太陽熱昇温器によって吸収される予想吸熱量を算出する予想吸熱量算出手段と、前記設定された給湯開始時刻と前記算出された予想吸熱量に基づいて前記コジェネレーション装置と電気昇温器の動作を制御する制御手段とを備える如く構成した。
【０００８】
また、請求項２に係る給湯システムにあっては、前記太陽熱昇温器に流入する熱媒体の温度を検出する第１の温度検出手段と、前記太陽熱昇温器から流出する熱媒体の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記第１、第２の温度検出手段によって検出された温度に基づいて前記太陽熱昇温器によって吸収された実吸熱量を算出する実吸熱量算出手段と、前記算出された実吸熱量で前記算出された予想吸熱量を補正する補正手段とを備えると共に、前記制御手段は、前記設定された給湯開始時刻と前記補正された予想吸熱量に基づいて前記コジェネレーション装置と電気昇温器の動作を制御する如く構成した。
【０００９】
また、請求項３に係る給湯システムにあっては、前記第２の温度検出手段によって検出された温度から前記第１の温度検出手段によって検出された温度を減じて得た差が所定値以下であるとき、前記太陽熱昇温器への熱媒体の流入を停止させる停止手段とを備える如く構成した。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る給湯システムにあっては、熱媒体を流出入させると共に、太陽熱で熱媒体を昇温させる太陽熱昇温器と、内燃機関で駆動されて発電する発電機を備えると共に、内燃機関の排熱で熱媒体を昇温させるコジェネレーション装置と、昇温された熱媒体と給水源から供給される給水の間で熱交換させる熱交換器によって給水を昇温して給湯を行う給湯器と、太陽熱昇温器とコジェネレーション装置と熱交換器の間で熱媒体を循環させる熱媒体循環手段と、発電機によって発電された電力で昇温された給水をさらに昇温させる電気昇温器とを備えると共に、給湯器に給湯を開始させる給湯開始時刻を設定し、予め設定された日射データに基づいて太陽熱昇温器によって吸収される予想吸熱量を算出し、設定された給湯開始時刻と算出された予想吸熱量に基づいてコジェネレーション装置と電気昇温器の動作を制御するように構成、即ち、給湯開始時刻と太陽熱昇温器による予想吸熱量とに基づいてコジェネレーション装置と電気昇温器の動作を開始させるように構成したので、給湯開始時刻に合わせて給湯すべき給水を昇温させることができ、昇温した給水を長時間保温する必要がない。また、太陽熱昇温器による予想吸熱量を考慮して給水を的確に昇温させるため、コジェネレーション装置と電気昇温器の動作時間を減少させることができる。よって、給湯システムのエネルギ効率を向上させることができる。
【００１１】
また、太陽熱昇温器によって昇温された熱媒体をコジェネレーション装置の内燃機関の排熱でさらに昇温させると共に、熱交換器によって昇温された給水をコジェネレーション装置の発電機によって発電された電力でさらに昇温させるため、深夜電力に頼ることなく給水を昇温させることができる。
【００１２】
請求項２に係る給湯システムにあっては、太陽熱昇温器に流入する熱媒体の温度と太陽熱昇温器から流出する熱媒体の温度を検出し、それら温度に基づいて太陽熱昇温器によって吸収された実吸熱量を算出し、実吸熱量で予想吸熱量を補正すると共に、設定された給湯開始時刻と補正された予想吸熱量に基づいてコジェネレーション装置と電気昇温器の動作を制御するように構成、即ち、給湯開始時刻と実吸熱量で補正された太陽熱昇温器による予想吸熱量とに基づいてコジェネレーション装置と電気昇温器の動作を開始させるように構成したので、より正確に給湯開始時刻に合わせて給湯すべき給水を昇温させることができ、昇温した給水を長時間保温する必要がない。また、実吸熱量で補正された太陽熱昇温器による予想吸熱量を考慮して給水を一層的確に昇温させるため、コジェネレーション装置と電気昇温器の動作時間を一層減少させることができる。よって、給湯システムのエネルギ効率を一層向上させることができる。
【００１３】
請求項３に係る給湯システムにあっては、太陽熱昇温器から流出する熱媒体の温度から太陽熱昇温器に流入する熱媒体の温度を減じて得た差が所定値以下であるとき、太陽熱昇温器への熱媒体の流入を停止させるように構成、即ち、太陽熱昇温器によって熱媒体が放熱するおそれがあるとき、太陽熱昇温器への熱媒体の流入を停止させるように構成したので、太陽熱昇温器による熱媒体の放熱を防ぐことができ、よってコジェネレーション装置による熱媒体の昇温や電気昇温器による給水の昇温を妨げることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施例に係る給湯システムを全体的に示す概略図である。
【図２】図１に示す給湯システムの動作を示すフロー・チャートである。
【図３】図１に示す制御装置に設定される日射データについての説明図である。
【図４】図２の融雪制御処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
【図５】図２のコジェネレーション装置運転制御処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
【図６】図２の第１第２開閉弁切換制御処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
【図７】図２のポンプ停止制御処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面に即してこの発明に係る給湯システムを実施するための形態について説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、この発明の実施例に係る給湯システムを全体的に示す概略図である。図中の太い実線は水路または湯路または冷却水路を示すと共に、破線は後述する熱媒体の流路を示す。また、細い実線は信号線を、一点鎖線は電力の流れを示す。
【００１７】
図１において、符号１０は給湯システムを示す。給湯システム１０は、太陽熱昇温器１２とコジェネレーション装置１４と給湯器１６を備える。この給湯システム１０は家庭用であって太陽熱昇温器１２は建造物の屋根や屋上などの日当たりの良い屋外に設置されると共に、コジェネレーション装置１４や給湯器１６は湯の需要先（風呂やキッチン）の付近に配置される。
【００１８】
太陽熱昇温器１２は、上面にガラス板１２ａが取り付けられた平べったいボックス状（例えば幅２ｍ、奥行１ｍ、高さ０．１ｍ）の容器１２ｂからなる。そこに熱媒体が充填されると共に、熱媒体は太陽熱昇温器１２に接続されるポンプ１８の吐出力によって流路２０との間で流出入させられる。容器１２ｂ内の熱媒体は太陽熱で昇温される。ここで熱媒体としては、エチレングリコール水溶液が用いられる。
【００１９】
コジェネレーション装置１４は内燃機関（図で「Ｅ」と示す）１４ａと内燃機関１４ａで駆動される発電機（図で「Ｇ」と示す）１４ｂとからなる本体部１４ｃと、内燃機関１４ａの排熱で熱媒体を昇温させる排熱昇温器（熱交換器）１４ｄとからなる。内燃機関１４ａの排熱は内燃機関１４ａの冷却水路１４ｅを介して排熱昇温器１４ｄに送られ、排熱昇温器１４ｄに流入される熱媒体と熱交換される。尚、コジェネレーション装置１４の内燃機関１４ａは、都市ガスあるいはＬＰガスを燃料とする、水冷４サイクルの単気筒ＯＨＶ型の火花点火式のエンジンであり、例えば１６３ｃｃの排気量を備える。
【００２０】
給湯器１６は貯湯槽１６ａと、貯湯槽１６ａに給水するための給水管１６ｂと、貯湯槽１６ａにおいて昇温された給水を湯として需要先に給湯するための給湯管１６ｃとを有する。貯湯槽１６ａには熱媒体と給水の間で熱交換するための熱交換器１６ｄが設けられ、給水は熱媒体の熱を利用して昇温される。また、貯湯槽１６ａには、熱交換によって昇温された給水を発電機１４ｂによって発電された電力でさらに昇温させるためのヒータ（電熱線）からなる電気昇温器１６ｅが設けられる。
【００２１】
給水管１６ｂには給水弁（開閉弁）１６ｆが設けられ、開弁されるときに給水源から貯湯槽１６ａへの給水が行われる。給湯管１６ｃにも同様な給湯弁（開閉弁）１６ｇが設けられ、開弁されるときに湯の需要先への給湯が行われる。
【００２２】
熱媒体の循環について説明すると、太陽熱昇温器１２には流路２０ａを介してポンプ１８が接続され、ポンプ１８の吐出力によって熱媒体が流入される。流入された熱媒体は太陽熱で昇温された後、流路２０ｂに流出される。流路２０ｂのその先には排熱昇温器１４ｄが接続され、熱媒体は内燃機関１４ａの排熱でさらに昇温される。
【００２３】
昇温された熱媒体は流路２０ｃを通って熱交換器１６ｄに至り、そこで貯湯槽１６ａに蓄えられる給水と熱交換され、冷却される。冷却された熱媒体は流路２０ｄを通ってポンプ１８に戻り、再び太陽熱昇温器１２に送られる。このように、太陽熱昇温器１２と排熱昇温器１４ｄは直列に接続され、熱媒体は両者によって昇温される。
【００２４】
一方、流路２０ａと流路２０ｂを結んで太陽熱昇温器１２をバイパスする第１のバイパス路２０ｅが設けられ、そこに設けられる第１の開閉弁２２が開弁されると共に、流路２０ｂに設けられる第２の開閉弁２４が閉弁されるとき、熱媒体は太陽熱昇温器１２に送られることなく、排熱昇温器１４ｄのみによって昇温される。尚、第１の開閉弁２２、第２の開閉弁２４の初期状態はそれぞれ閉弁状態、開弁状態である。
【００２５】
また、流路２０ｂと流路２０ｃを結んで排熱昇温器１４ｄをバイパスする第２のバイパス路２０ｆが設けられ、そこに設けられる第３の開閉弁２６が開弁されると共に、流路２０ｃに設けられる第４の開閉弁２８が閉弁されるとき、熱媒体は排熱昇温器１４ｄに送られることなく、太陽熱昇温器１２のみによって昇温される。尚、第３の開閉弁２６、第４の開閉弁２８の初期状態はそれぞれ開弁状態、閉弁状態である。
【００２６】
流路２０ａには第１の温度検出手段３０が設置され、太陽熱昇温器１２に流入する熱媒体の温度を示す信号が発せられる。流路２０ｂには第２の温度検出手段３２が設置され、太陽熱昇温器１２から流出する熱媒体の温度を示す信号が発せられる。
【００２７】
貯湯槽１６ａには第３の温度検出手段３４が設けられ、貯湯槽１６ａに蓄えられた給水の温度を示す信号が発せられる。また、貯湯槽１６ａには水量検出手段３６が設けられ、貯湯槽１６ａに蓄えられた給水の量を示す信号が発せられる。温度検出手段３０，３２，３４および水量検出手段３６から発せられた信号は制御装置３８に送信される。
【００２８】
制御装置３８はＣＰＵ、ＲＯＭ、メモリおよび入出力回路などを備えるマイクロ・コンピュータからなると共に、前記したコジェネレーション装置１４、電気昇温器１６ｅ、ポンプ１８および各開閉弁１６ｆ、１６ｇ、２２、２４、２６、２８の動作を制御する。
【００２９】
制御装置３８には給湯システム１０の初期設定データや運転設定データを入力するためのデータ入力装置４０と、それらデータや給湯システムの運転状況を表示するためのディスプレイ４２が接続される。また、制御装置３８には外部コンピュータとデータの送受信が可能な通信手段４４も設けられる。
【００３０】
制御装置３８は、具体的には、予め入力された設定データと各温度検出手段や水量検出手段から送信される信号に基づいてコジェネレーション装置１４、電気昇温器１６ｅ、ポンプ１８および各開閉弁１６ｆ、１６ｇ、２２、２４、２６、２８の動作を制御する。
【００３１】
図２はその動作、即ちこの発明の実施例に係る給湯システム１０の動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは給湯システム１０の電源がオンされたとき、制御装置３８によって実行される。尚、給湯システム１０の電源は、日の出より少し前の時刻にオンされるものとする。
【００３２】
以下説明すると、先ずＳ１０において給湯システム１０の初期設定データを読み込む。ここで初期設定データとは、給湯システム１０が家庭に設置される際に予め設定されるものであり、太陽熱昇温器１２の定格変換効率、有効吸熱面積、設置方位、（水平面に対する）設置角度、排熱昇温器１４ｄと電気昇温器１６ｅの定格熱出力および設置場所の日射データをいう。太陽熱昇温器１２の設置方位および設置角度は、定格変換効率を補正する設置方位係数および設置角度係数として設定される。
【００３３】
図３は、制御装置３８に予め設定される日射データについての説明図である。
【００３４】
日射データは、図に示すような１年間にわたる所定日ごとの日の出から日の入りまでの所定時刻ごとの日射量の推移を予め数値化して設定されたものである。
【００３５】
次いでＳ１２に進み、給湯システム１０の運転設定データを読み込む。ここで運転設定データとは、給湯システム１０を運転する際に予め設定されるものであり、貯湯槽１６ａに蓄えられるべき給水の量、温度、給湯器１６に給湯を開始させる給湯開始時刻および給湯システム１０の運転停止時刻をいう。また、後述する各種所定値も運転設定データに含まれる。
【００３６】
次いでＳ１４に進み、ポンプ１８を駆動する。ポンプ１８は適宜な電源から電力を供給されて駆動されるものとする。
【００３７】
次いでＳ１６に進み、太陽熱昇温器１２の吸放熱パラメータαを算出する。具体的には、図示のように、太陽熱昇温器１２から流出する熱媒体の温度（流出温度）から太陽熱昇温器１２に流入する熱媒体の温度（流入温度）を減算することにより、吸放熱パラメータαを算出する。
【００３８】
次いでＳ１８に進み、吸放熱パラメータαが所定値（具体的には０）以下であるか否か判断する。肯定される場合、太陽熱昇温器１２において熱媒体が放熱していると判断、即ち、太陽熱昇温器１２に積雪が生じていることによって熱媒体が太陽熱を吸収できず、逆に放熱していると判断し、Ｓ２０に進んで融雪制御を実行する。
【００３９】
図４は、その処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
【００４０】
先ずＳ１００において、第３の温度検出手段３４によって検出される温度（貯湯温度）が所定温度β（例えば４０℃）以上であり、かつ水量検出手段３６によって検出される水量（貯湯量）が所定量γ（例えば１００Ｌ）以上であるか否か判断する。
【００４１】
Ｓ１００で否定される場合、Ｓ１０２に進み、第１の温度検出手段３０によって検出される温度（流入温度）が所定温度δ（例えば２０℃）以下であるか否か判断する。Ｓ１０２で肯定される場合にはＳ１０４に進む。一方、否定される場合にはＳ１０６に進み、検出される流入温度が所定温度δよりも高く設定された第２の所定温度ε（例えば３０℃）以下であるか否か判断する。Ｓ１０６で肯定される場合にはＳ１０８に進む一方、否定される場合にはＳ１１０に進む。
【００４２】
Ｓ１０４においては、コジェネレーション装置１４を運転させる、即ち内燃機関１４ａを駆動させる。これにより、発電機１４ｂが駆動されて発電されると共に、内燃機関１４ａの駆動によって生じる排熱が排熱昇温器１４ｄに送られる。また、第３の開閉弁２６を閉弁する一方、第４の開閉弁２８を開弁する。これにより、排熱昇温器１４ｄにおいて流出入する熱媒体が昇温される。さらに、電気昇温器１６ｅを動作させる。これにより貯湯槽１６ａの給水が昇温される。
【００４３】
即ち、Ｓ１０４においては、太陽熱昇温器１２に流入する熱媒体の温度が低温であることから、コジェネレーション装置１４を運転して排熱昇温器１４ｄで熱媒体を昇温させると共に、電気昇温器１６ｅを動作させて給水を昇温させることで、太陽熱昇温器１２に流入する熱媒体の温度を大幅に上昇させるようにした。
【００４４】
Ｓ１０８においては、Ｓ１０４と同様、コジェネレーション装置１４を運転させる。また、第３の開閉弁２６を閉弁し、第４の開閉弁２８を開弁する。一方、電気昇温器１６ｅの動作を停止させる。即ち、Ｓ１０４においては、太陽熱昇温器１２に流入する熱媒体の温度が中温であることから、コジェネレーション装置１４を運転して排熱昇温器１４ｄで熱媒体を昇温する一方、電気昇温器１６ｅの動作は停止させることで、太陽熱昇温器１２に流入する熱媒体の温度を少しだけ上昇させるようにした。
【００４５】
Ｓ１１０においては、コジェネレーション装置１４の運転を停止させる。また、第３の開閉弁２６を開弁する一方、第４の開閉弁２８を閉弁する。さらに、電気昇温器１６ｅの動作を停止させる。即ち、Ｓ１１０においては、太陽熱昇温器１２に流入する熱媒体の温度が高温であることから、これ以上上昇させる必要がないため、コジェネレーション装置１４の運転と電気昇温器１６ｅの動作を停止させるようにした。尚、第３、第４の開閉弁を切り換えるのは、排熱が移送されない排熱昇温器１４ｄで熱媒体が無駄に放熱することがないようにするためである。
【００４６】
また、Ｓ１００で肯定される場合もＳ１１０に進む。この場合は貯湯槽１６ａにおける余熱が十分であって、ここで熱交換される熱媒体も高温を維持できるからである。
【００４７】
次いでＳ１１２に進み、このサブ・ルーチンにおいて所定時間（例えば３０ｍｉｎ）経過したか否か判断する。否定される場合、融雪が完了していないと判断し、Ｓ１００に戻る。肯定される場合、融雪が完了したと判断し、コジェネレーション装置１４が運転されている場合や電気昇温器１６ｅが動作されている場合にそれらを停止させると共に、第３、第４の開閉弁を初期状態に戻し、このサブ・ルーチンを終了する。
【００４８】
図２のフロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ２２に進み、水量検出手段３６による検出水量が設定水量未満であるか否か判断する。肯定されるとき、Ｓ２４に進んで給水弁１６ｆを開弁して給水を行う。
【００４９】
検出水量が設定水量に至るとＳ２６に進み、太陽熱昇温器１２によって吸収される１日分の予想吸熱量を算出する。具体的には、次式から算出する。式中の１日分の日射量は、前記した日射データに基づいて本日の日の出から日の入りまでの日射量を積算して求める。
１日分の予想吸熱量＝１日分の日射量×定格変換効率×有効吸熱面積×設置方位係数×設置角度係数・・・（式１）
【００５０】
次いでＳ２８に進み、給湯システム１０において本日必要とされる必要熱量を算出する。具体的には、次式から算出する。式中の貯湯温度は、第３の温度検出手段によって検出される温度である。
必要熱量＝検出水量×（設定温度−貯湯温度） ・・・（式２）
【００５１】
次いでＳ３０に進み、不足熱量を算出する。具体的には、次式から算出する。
不足熱量＝必要熱量−１日分の予想吸熱量・・・（式３）
【００５２】
次いでＳ３２に進み、コジェネレーション装置１４の必要運転時間を算出する。具体的には、次式から算出する。
必要運転時間＝不足熱量／排熱昇温器の定格熱出力・・・（式４）
必要運転時間＝不足熱量／（排熱昇温器の定格熱出力＋電気昇温器の定格熱出力）・・・（式５）
【００５３】
式４は電気昇温器１６ｅによる給水の昇温を行わない場合の必要運転時間である。式５は排熱昇温器１４ｄによる熱媒体の昇温と電気昇温器１６ｅによる給水の昇温を行う場合の必要運転時間である。式４による必要運転時間が所定時間（例えば１２時間）以上となる場合、排熱昇温器１４ｄと電気昇温器１６ｅの両者によって昇温するものとし、式５による必要運転時間を用いる。一方、式４による必要運転時間が所定時間未満の場合、電気昇温器１６ｅによる給水の昇温を行わないものとし、式４による必要運転時間を用いる。
【００５４】
次いでＳ３４に進み、コジェネレーション装置１４の運転開始時刻を算出する。具体的には、次式から算出する。
運転開始時刻＝給湯開始時刻−必要運転時間・・・（式６）
【００５５】
尚、電気昇温器１６ｅによって給水を昇温する場合、コジェネレーション装置１４の運転が開始されれば発電機１４ｂによる発電が開始されるので、電気昇温器１６ｅもその発電された電力でこの運転開始時刻に動作させることができる。
【００５６】
次いでＳ３６に進み、コジェネレーション装置１４の運転開始時刻であるか否か判断する。現在時刻はタイマなどから適宜に取得する。否定される場合、Ｓ３８に進む。
【００５７】
Ｓ３８においては、太陽熱昇温器１２によって吸収された実吸熱量を算出する。具体的には、次式から算出する。
実吸熱量(n)＝実吸熱量(n-1)＋（流出温度−流入温度）×熱媒体流量×熱媒体比熱×熱媒体比重・・・（式７）
【００５８】
ここで、流出温度は第２の温度検出手段３２によって検出される温度、流入温度は第１の温度検出手段３０によって検出される温度である。また、熱媒体流量とはポンプ１８の吐出力に依存するものであり、このプログラムループの間に太陽熱昇温器１２に流出入される熱媒体の流量である。熱媒体比熱および熱媒体比重は熱媒体固有の物性値（定数）である。nはプログラムループにおけるカウンタ値であり、実吸熱量(n)は今回プログラムループにおける実吸熱量、実吸熱量(n-1)は前回プログラムループにおける実吸熱量を示す。
【００５９】
次いでＳ４０に進み、予想吸熱量を補正する。具体的には、Ｓ２６において算出された１日分の予想吸熱量をＳ３８において算出された実吸熱量に基づいて補正する。より具体的には、次式のように、１日分の予想吸熱量に実吸熱量と現在時刻までの予想吸熱量の比を乗算する。式８中の現在時刻までの予想吸熱量は下記の式９から算出される。式９中の現在時刻までの日射量は、前記した日射データに基づいて本日の日の出から現在時刻までの日射量を積算して求める。
補正予想吸熱量＝１日分の予想吸熱量×実吸熱量／現在時刻までの予想吸熱量・・・（式８）
現在時刻までの予想吸熱量＝現在時刻までの日射量×定格変換効率×有効吸熱面積×設置方位係数×設置角度係数・・・（式９）
【００６０】
次いでＳ２８に戻り、補正された予想吸熱量に基づいて再度必要熱量を算出する。再度算出された必要熱量に基づいて続くＳ３０からＳ３４においても再度、不足熱量、必要運転時間、運転開始時間を算出する。即ち、コジェネレーション装置１４の運転開始時刻に至るまで実吸熱量を算出し、算出された実吸熱量で予想吸熱量を補正し、コジェネレーション装置１４の運転開始時刻を算出し直す。
【００６１】
Ｓ３６において肯定される場合、Ｓ４２に進んでコジェネレーション装置１４の運転制御を実行する。
【００６２】
図５は、その処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
【００６３】
先ずＳ２００において、第３の温度検出手段によって検出される温度（貯湯温度）が設定温度以上であるか否か判断する。
【００６４】
Ｓ２００で否定される場合、Ｓ２０２に進み、コジェネレーション装置１４を運転させる。即ち、内燃機関１４ａを駆動させる。これにより、発電機１４ｂが駆動されて発電されると共に、内燃機関１４ａの駆動によって生じる排熱が排熱昇温器１４ｄに送られる。また、第３の開閉弁２６を閉弁すると共に、第４の開閉弁２８を開弁する。これにより、排熱昇温器１４ｄにおいて熱媒体が昇温される。また、必要に応じて（電気昇温器１６ｅによって貯湯槽１６ａの給水を昇温する必要があるとき）電気昇温器１６ｅを動作させる。これにより、貯湯槽１６ａの給水が昇温される。
【００６５】
一方、Ｓ２００において肯定される場合、Ｓ２０４に進み、コジェネレーション装置１４の運転を停止させる。即ち、内燃機関１４ａの駆動を停止させる。これにより、発電機１４ｂによる発電が停止されると共に、排熱昇温器１４ｄへの排熱の移送も停止される。また、第３の開閉弁２６を開弁すると共に、第４の開閉弁２８を閉弁する。これにより、排熱昇温器１４ｄがバイパスされ、排熱昇温器１４ｄへの熱媒体の流入が停止されることとなる。即ち、排熱が移送されない場合に排熱昇温器１４ｄへの熱媒体の流出入を停止させることで、熱媒体が無駄に放熱することがないようにした。また、電気昇温器１６ｅを動作させていた場合にはその動作も停止させる。
【００６６】
図２のフロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ４４に進んで第１、第２の開閉弁２２、２４の切り換え制御を実行する。
【００６７】
図６は、その処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
【００６８】
先ずＳ３００において再び太陽熱昇温器１２の吸放熱パラメータαを算出し、次いでＳ３０２に進み、吸放熱パラメータαが所定値（具体的には０）以下であるか否か判断する。肯定される場合、太陽熱昇温器１２において熱媒体が放熱していると判断し、Ｓ３０４に進んで第１の開閉弁２２を開弁すると共に、第２の開閉弁２４を閉弁する。これにより、太陽熱昇温器１２がバイパスされ、太陽熱昇温器１２への熱媒体の流入が停止されることとなる。
【００６９】
一方、Ｓ３０２で否定される場合、太陽熱昇温器１２において熱媒体が吸熱していると判断し、そのままサブルーチンを終了する。
【００７０】
図２のフロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ４６に進んでポンプ停止制御を実行する。
【００７１】
図７は、その処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。
【００７２】
先ずＳ４００において、第１の開閉弁２２と第３の開閉弁２６が共に開弁され、かつ第２の開閉弁２４と第４の開閉弁２８が共に閉弁されているか否か判断する。肯定される場合、太陽熱昇温器１２と排熱昇温器１４ｄが共にバイパスされているため、熱媒体を循環させる必要がないと判断し、Ｓ４０２に進んでポンプ１８の駆動を停止させる。一方、否定される場合、Ｓ４０４に進んでポンプ１８の駆動を継続させる。
【００７３】
図２のフロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ４８に進んで給湯開始時刻であるか否か判断する。否定される場合にはＳ４２に戻る一方、肯定される場合にはＳ５０に進んで給湯弁１６ｇを開弁して給湯を開始する。尚、給湯の停止（給湯弁１６ｇを閉弁）や再度の給湯（給湯弁１６ｇを開弁）は、必要に応じて操作者によって行われる。
【００７４】
次いでＳ５２に進み、給湯システム１０の運転停止時刻であるか否か判断する。肯定されれば、給湯システム１０の電源をオフしてプログラムを終了する。
【００７５】
上記した如く、この実施例に係る給湯システム（１０）にあっては、熱媒体を流出入させると共に、吸収した太陽熱で前記熱媒体を昇温させる太陽熱昇温器（１２）と、内燃機関（１４ａ）で駆動されて発電する発電機（１４ｂ）を備えると共に、前記内燃機関の排熱で前記熱媒体を昇温させるコジェネレーション装置（１４）と、前記昇温された熱媒体と給水源から供給される給水の間で熱交換させる熱交換器（１６ｄ）によって前記給水を昇温して給湯を行う給湯器（１６）と、前記太陽熱昇温器とコジェネレーション装置と熱交換器の間で前記熱媒体を循環させる熱媒体循環手段（ポンプ１８）と、前記発電機によって発電された電力で前記昇温された給水をさらに昇温させる電気昇温器（１６ｅ）と、前記給湯器に給湯を開始させる給湯開始時刻を設定する給湯開始時刻設定手段（データ入力装置４０）と、予め設定された日射データに基づいて前記太陽熱昇温器によって吸収される予想吸熱量を算出する予想吸熱量算出手段（制御装置３８、Ｓ２０）と、前記設定された給湯開始時刻と前記算出された予想吸熱量に基づいて前記コジェネレーション装置と電気昇温器の動作を制御する制御手段（制御装置３８、Ｓ２８、Ｓ３０、Ｓ３６、Ｓ１００からＳ１０４）とを備える如く構成した。
【００７６】
即ち、給湯開始時刻と太陽熱昇温器（１２）による予想吸熱量とに基づいてコジェネレーション装置（１４）と電気昇温器（１６ｅ）の動作を開始させるように構成したので、給湯開始時刻に合わせて給湯すべき給水を昇温させることができ、昇温した給水を長時間保温する必要がない。また、太陽熱昇温器（１２）による予想吸熱量を考慮して給水を的確に昇温させるため、コジェネレーション装置（１４）と電気昇温器（１６ｅ）の動作時間を減少させることができる。よって、給湯システム（１０）のエネルギ効率を向上させることができる。
【００７７】
また、太陽熱昇温器（１２）によって昇温された熱媒体をコジェネレーション装置（１４）の内燃機関（１４ａ）の排熱でさらに昇温させると共に、熱交換器（１６ｄ）によって昇温された給水をコジェネレーション装置（１４）の発電機（１４ｂ）によって発電された電力でさらに昇温させるため、深夜電力に頼ることなく給水を昇温させることができる。
【００７８】
また、前記太陽熱昇温器に流入する熱媒体の温度を検出する第１の温度検出手段（３０）と、前記太陽熱昇温器から流出する熱媒体の温度を検出する第２の温度検出手段（３２）と、前記第１、第２の温度検出手段によって検出された温度に基づいて前記太陽熱昇温器によって吸収された実吸熱量を算出する実吸熱量算出手段（制御装置３８、Ｓ３２）と、前記算出された実吸熱量で前記算出された予想吸熱量を補正する補正手段（制御装置３８、Ｓ３４）とを備えると共に、前記制御手段は、前記設定された給湯開始時刻と前記補正された予想吸熱量に基づいて前記コジェネレーション装置と電気昇温器の動作を制御する（Ｓ２８、Ｓ３０、Ｓ３６、Ｓ１００からＳ１０４）如く構成した。
【００７９】
即ち、給湯開始時刻と実吸熱量で補正された太陽熱昇温器（１２）による予想吸熱量とに基づいてコジェネレーション装置（１４）と電気昇温器（１６ｅ）の動作を開始させるように構成したので、より正確に給湯開始時刻に合わせて給湯すべき給水を昇温させることができ、昇温した給水を長時間保温する必要がない。また、実吸熱量で補正された太陽熱昇温器（１２）による予想吸熱量を考慮して給水を一層的確に昇温させるため、コジェネレーション装置（１４）と電気昇温器（１６ｅ）の動作時間を一層減少させることができる。よって、給湯システム（１０）のエネルギ効率を一層向上させることができる。
【００８０】
また、前記第２の温度検出手段によって検出された温度から前記第１の温度検出手段によって検出された温度を減じて得た差が所定値（０）以下であるとき、前記太陽熱昇温器への熱媒体の流入を停止させる停止手段（制御装置３８、Ｓ３８、Ｓ２００からＳ２０４）とを備える如く構成した。
【００８１】
即ち、太陽熱昇温器（１２）によって熱媒体が放熱するおそれがあるとき、太陽熱昇温器（１２）への熱媒体の流入を停止させるように構成したので、太陽熱昇温器（１２）による熱媒体の放熱を防ぐことができ、よってコジェネレーション装置（１４）による熱媒体の昇温や電気昇温器（１６ｅ）による給水の昇温を妨げることがない。
【００８２】
尚、上記において熱媒体としてエチレングリコール水溶液を使用したが、その他の液体であっても良いし、気体であっても良い。
【００８３】
また、Ｓ１０２およびＳ１０４において流入温度を用いたが、流出温度を用いても良い。
【符号の説明】
【００８４】
１０  給湯システム、１２  太陽熱昇温器、１４  コジェネレーション装置、１４ａ  内燃機関、１４ｂ  発電機、１４ｄ  排熱昇温器、１６  給湯器、１６ｅ  電気昇温器、３０  第１の温度検出手段、３２  第２の温度検出手段、３８  制御装置、４０  データ入力装置
【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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【図６】
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【図７】
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