(57)【要約】【課題】太陽熱を採熱して有効に利用することができる太陽熱利用方法及び太陽熱採熱システムを提供すること。【解決手段】太陽光を受ける日射受光面１８に第１の水ｗ１を供給して温度を上昇させ、温度が上昇した第１の水ｗ１の熱を熱源として昇温機器３５で第１の水ｗ１よりもさらに温度が上昇した第２の水ｗ２を生成し、温度が上昇した第２の水ｗ２を第２の水槽２２に貯えておき、第２の水ｗ２の熱を任意の時間に利用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を受ける日射受光面に第１の水を供給して前記第１の水の温度を上昇させる工程と；
前記温度が上昇した第１の水の熱と外部から供給されるエネルギーとを利用して、前記温度が上昇した第１の水よりもさらに温度が上昇した第２の水を生成する工程と；
前記第２の水を貯える工程とを備える；
太陽熱利用方法。
【請求項２】
太陽光を受ける屋根の表面に第１の水を供給する屋根散水管と；
前記屋根の表面に沿って流れた第１の水を集める屋根集水管と；
前記屋根集水管に集まった第１の水を貯える第１の水槽と；
前記第１の水槽内の第１の水の熱を熱源として前記第１の水よりも温度が高い第２の水を生成する昇温機器と；
前記第２の水を貯える第２の水槽とを備える；
太陽熱採熱システム。
【請求項３】
前記屋根散水管が、前記屋根集水管側の縁がその反対側の縁よりも低い明渠で構成された；
請求項２に記載の太陽熱採熱システム。
【請求項４】
前記屋根散水管が、前記屋根の表面を複数のゾーンに区分した各区分ごとに分けて前記第１の水を供給可能に構成され；
前記第１の水を供給する前記ゾーンを切り替える供給ゾーン変更手段をさらに備える；
請求項２又は請求項３に記載の太陽熱採熱システム。
【請求項５】
被加熱水の熱と前記第２の水の熱との熱交換を行う熱交換器を備える；
請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の太陽熱採熱システム。
【請求項６】
前記昇温機器が、前記第１の水槽内の第１の水の熱を熱源として前記第１の水よりも温度が低い第３の水を生成する水熱源ヒートポンプチラーで構成され；
さらに、前記第３の水を貯える第３の水槽と；
前記屋根の表面の温度を検出する温度検出器と；
前記屋根の表面の温度が前記第１の水槽内の第１の水の温度よりも低いときに前記水熱源ヒートポンプチラーをチラーとして運転させる制御装置とを備える；
請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の太陽熱採熱システム。
【請求項７】
太陽光を受ける路面下に配設された融雪用のパイプに第１の水を導く採熱用水供給管と；
前記融雪用のパイプを流れた第１の水を貯える第１の水槽と；
前記第１の水槽内の第１の水の熱を熱源として前記第１の水よりも温度が高い第２の水を生成する昇温機器と；
前記第２の水を貯える第２の水槽とを備える；
太陽熱採熱システム。
【請求項８】
太陽光を受ける路面に第１の水を供給する路面散水管と；
前記路面に沿って流れた第１の水を集める路面集水管と；
前記路面集水管に集まった第１の水を貯える第１の水槽と；
前記第１の水槽内の第１の水の熱を熱源として前記第１の水よりも温度が高い第２の水を生成する昇温機器と；
前記第２の水を貯える第２の水槽とを備える；
太陽熱採熱システム。
【請求項９】
前記第１の水が雨水である；
請求項２乃至請求項８のいずれか１項に記載の太陽熱採熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽熱利用方法及び太陽熱採熱システムに関し、特に太陽熱を採熱して有効利用することができる太陽熱利用方法及び太陽熱採熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば屋根散水は、屋根表面温度の上昇を緩和させる熱環境調整手法の一つとして知られている。屋根散水の一例は以下のようなものである。屋根に降った雨を貯える貯水タンクを備え、晴れたときは貯えた雨水を屋根に散水して雨水の一部を屋根面で蒸発させることで屋根表面温度の上昇を緩和し、散水した雨水のうち蒸発しなかった分は貯水タンクに回収して再び循環する（例えば、非特許文献１参照。）。これは、自然の土壌が降った雨を貯え、晴れたときには貯えた雨水を蒸発散させ、土壌の表面温度の上昇を抑えるしくみのアナロジーである。
【非特許文献１】大西正紘、他４名，「日本建築学会大会学術講演梗概集」，日本建築学会，２００２年８月，ｐ５５１−５５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
屋根に散布した水の一部を屋根面で蒸発させることで屋根表面温度の上昇を緩和する方法においては、太陽熱は邪魔者として扱われ、水の蒸発散により大気に捨てられていた。
【０００４】
本発明は上述の課題に鑑み、太陽熱を採熱して有効に利用することができる太陽熱利用方法及び太陽熱採熱システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係る太陽熱利用方法は、例えば図１（図５、図６）を参照して示すと、太陽光を受ける日射受光面１８（５８、６８）に第１の水ｗ１を供給して第１の水ｗ１の温度を上昇させる工程と；温度が上昇した第１の水ｗ１の熱と外部から供給されるエネルギーとを利用して、温度が上昇した第１の水ｗ１よりもさらに温度が上昇した第２の水ｗ２を生成する工程と；第２の水ｗ２を貯える工程とを備える。
【０００６】
このように構成すると、温度が上昇した第１の水の熱と外部から供給されるエネルギーとを利用して、温度が上昇した第１の水よりもさらに温度が上昇した第２の水を生成するので、例えば温水プールに利用しやすい温度の水を得ることができる等、太陽熱を採熱して有効に利用することができる。また、第２の水を貯えるので、第２の水に化体した熱エネルギーを任意の時間に利用することができる。
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明に係る太陽熱採熱システムは、例えば図１に示すように、太陽光を受ける屋根の表面１８に第１の水ｗ１を供給する屋根散水管１１と；屋根の表面１８に沿って流れた第１の水ｗ１を集める屋根集水管１９と；屋根集水管１９に集まった第１の水ｗ１を貯える第１の水槽２１と；第１の水槽２１内の第１の水ｗ１の熱を熱源として第１の水ｗ１よりも温度が高い第２の水ｗ２を生成する昇温機器３５と；第２の水ｗ２を貯える第２の水槽２２とを備える。
【０００８】
このように構成すると、第１の水槽内の第１の水の熱を熱源として第１の水よりも温度が高い第２の水を生成する昇温機器を備えるので、例えば温水プールに利用しやすい温度の水を得ることができる等、太陽熱を採熱して有効に利用することができる。また、第２の水を貯える第２の水槽を備えるので、第２の水に化体した熱エネルギーを任意の時間に利用することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明に係る太陽熱採熱システムは、例えば図２に示すように、請求項２に記載の太陽熱採熱システム１０（例えば図１参照）において、屋根散水管１１が、屋根集水管１９側の縁１１ｓがその反対側の縁１１ｔよりも低い明渠で構成されている。
【００１０】
このように構成すると、例えばパイプに複数の吐出用小孔を形成した場合に比べ、屋根の表面に斑なく第１の水を供給することができ、太陽熱の採熱量及び屋根の表面の冷却効果を増大させることができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明に係る太陽熱採熱システムは、例えば図３及び図４に示すように、請求項２又は請求項３に記載の太陽熱採熱システム１０（例えば図１参照）において、屋根散水管１１が、屋根の表面１８を複数のゾーン１８Ａ〜１８Ｆに区分した各区分ごとに分けて第１の水ｗ１を供給可能に構成され；第１の水ｗ１を供給するゾーンを切り替える供給ゾーン変更手段１３ａ、１３ｂ、・・・（１４ａ、１４ｂ、・・・）をさらに備える。
【００１２】
このように構成すると、屋根の表面の採熱されて温度が低下したゾーンを、次に採熱されるまでに太陽光を受け温度が上昇して再び採熱可能な状態とすることが可能となり、太陽熱を連続的に採熱することが可能となる。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明に係る太陽熱採熱システムは、例えば図１に示すように、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の太陽熱採熱システム１０において、被加熱水ｗ５の熱と第２の水ｗ２の熱との熱交換を行う熱交換器３６を備える。
【００１４】
このように構成すると、被加熱水の水質を低下させることなく第２の水に化体した熱を被加熱水（例えば温水プールの水）に伝達することができる。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明に係る太陽熱採熱システムは、例えば図１に示すように、請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の太陽熱採熱システム１０において、昇温機器３５が、第１の水槽２１内の第１の水ｗ１の熱を熱源として第１の水ｗ１よりも温度が低い第３の水ｗ３を生成する水熱源ヒートポンプチラーで構成され；さらに、第３の水ｗ３を貯える第３の水槽２３と；屋根の表面１８の温度を検出する温度検出器１６と；屋根の表面１８の温度が第１の水槽２１内の第１の水ｗ１の温度よりも低いときに水熱源ヒートポンプチラー３５をチラーとして運転させる制御装置１５とを備える。
【００１６】
このように構成すると、屋根の表面の温度が第１の水槽内の第１の水の温度よりも低いときに水熱源ヒートポンプチラーをチラーとして運転させるので、太陽熱採熱システムの設備を利用して効率よく冷水を製造することができる。ここで「冷水」とは、冷房負荷のある負荷側で利用する冷熱の媒体となる、負荷側での利用に適した温度に冷却された水である。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明に係る太陽熱採熱システムは、例えば図５に示すように、太陽光を受ける路面５８下に配設された融雪用のパイプ５３に第１の水ｗ１を導く採熱用水供給管５２と；融雪用のパイプ５３を流れた第１の水ｗ１を貯える第１の水槽２１と；第１の水槽２１内の第１の水ｗ１の熱を熱源として第１の水ｗ１よりも温度が高い第２の水ｗ２を生成する昇温機器５５と；第２の水ｗ２を貯える第２の水槽２２とを備える。
【００１８】
このように構成すると、第１の水槽内の第１の水の熱を熱源として第１の水よりも温度が高い第２の水を生成する昇温機器を備えるので、路面に積雪がなく融雪が必要ないときであっても、太陽熱を採熱することに利用することができ、システムを有効利用することができる。
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明に係る太陽熱採熱システムは、例えば図６に示すように、太陽光を受ける路面６８に第１の水ｗ１を供給する路面散水管６１と；路面６８に沿って流れた第１の水ｗ１を集める路面集水管６３と；路面集水管６３に集まった第１の水ｗ１を貯える第１の水槽２１と；第１の水槽２１内の第１の水ｗ１の熱を熱源として第１の水ｗ１よりも温度が高い第２の水ｗ２を生成する昇温機器５５と；第２の水ｗ２を貯える第２の水槽２２とを備える。
【００２０】
このように構成すると、第１の水槽内の第１の水の熱を熱源として第１の水よりも温度が高い第２の水を生成する昇温機器を備えるので、路面に積雪がなく融雪が必要ないときであっても、太陽熱を採熱することに利用することができ、システムを有効利用することができる。
【００２１】
また、請求項９に記載の発明に係る太陽熱採熱システムは、請求項２乃至請求項８のいずれか１項に記載の太陽熱採熱システムにおいて、前記第１の水が雨水である。
【００２２】
このように構成すると、自然資源である雨水を有効利用した太陽熱採熱システムとなり、地球環境保護に資すると共に低ランニングコストなシステムとなる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、温度が上昇した第１の水の熱と外部から供給されるエネルギーとを利用して、温度が上昇した第１の水よりもさらに温度が上昇した第２の水を生成するので、季節にかかわらず太陽熱を採熱して有効に利用することができる。また、第２の水を貯えるので、第２の水に化体した熱エネルギーを任意の時間に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。なお、図１中、制御装置１５まわりの破線は制御信号を表す。
【００２５】
まず図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る太陽熱採熱システムとしての屋根散水システム１０を説明する。図１は、屋根散水システム１０の模式的系統図である。屋根散水システム１０は、屋根散水管１１と、屋根集水管１９と、第１の水槽としての雨水槽２１と、第２の水槽としての温熱蓄熱槽２２と、第３の水槽としての冷熱蓄熱槽２３と、第４の水槽としての中水槽２４と、昇温機器としてのヒートポンプチラー３５と、屋根表面１８の温度を検出する温度検出器としての屋根温度センサ１６と、雨水槽２１内の水温を検出する雨水槽温度センサ１７と、制御装置１５とを備えている。
【００２６】
屋根散水システム１０は、日射によって温度が上昇した屋根表面１８に水ｗ１を流すことによって、太陽熱を水ｗ１で採熱して水ｗ１の温度を上昇させると共に、屋根表面１８を冷却して冷房負荷を低減するシステムである。そして、温度が上昇した水ｗ１をヒートポンプ３５の熱源水として利用することで、ヒートポンプ３５の効率を向上させることができるシステムとなっている。屋根散水システム１０は、水ｗ１を媒体として太陽熱を採熱するため、屋根表面１８でできるだけ水ｗ１を蒸発させないことが好ましい。このような点で、屋根散水システム１０は、水の蒸発潜熱によって屋根を冷却する従来の屋根散水技術とは、思想の異なる技術となっている。
【００２７】
屋根散水管１１は、屋根表面１８に第１の水としての雨水ｗ１を供給する部材である。屋根散水管１１から供給される雨水ｗ１は、雨水槽２１に貯留されている水が採熱ポンプ３１により揚水管１２を介して揚水されたものである。屋根散水管１１は、典型的には屋根の頂を連ねた線に沿って延びるように設けられている。他方、屋根の下流には、屋根表面１８を流れた雨水ｗ１を受ける屋根集水管１９が、屋根散水管１１と同方向に延びるように設けられている。屋根集水管１９は、屋根散水管１１から屋根表面１８に供給された雨水ｗ１のみならず、降雨が屋根表面１８に当たって流下した雨水をも集水する部材である。
【００２８】
図２の断面図に示すように、屋根散水管１１は、典型的には明渠（おおいのない水路）を構成している。そして、屋根散水管１１は、屋根集水管１９が配設されている方（下流側）の縁である低縁１１ｓが、その反対側の縁である高縁１１ｔよりも低くなっている。このように構成された屋根散水管１１では、雨水ｗ１が採熱ポンプ３１（図１参照）で圧送されて水位が低縁１１ｓを越えると、水が堰を越えるようにして屋根表面１８に向かって流水する。屋根散水管１１は、屋根の頂を連ねた線に沿って延びる低縁１１ｓが、なるべく水平になるように配設されていることが好ましい。低縁１１ｓが水平になるように配設されていると、雨水ｗ１を屋根表面１８に斑なく供給することができる。このように屋根散水管１１が明渠で構成されていると、パイプに小孔が形成された有孔管を用いる場合に比べて、屋根表面１８に斑なく雨水ｗ１を供給することが可能になる。
【００２９】
また図３に示すように屋根表面１８を複数のゾーン１８Ａ〜１８Ｆに仮想的に分割して、各ゾーン１８Ａ〜１８Ｆに時間差で雨水ｗ１を供給するようにすると、雨水ｗ１が流れることにより熱が奪われて温度が低下した屋根表面１８が、次に雨水ｗ１が供給されるまでの間に日射を受けて再び温度が上昇することとなるので、連続的に太陽熱を採熱することができる。図３に示す例では、屋根表面１８を、屋根散水管１１が延びる方向に対して直交するように仮想的に６等分している。例えば、６つの各ゾーン１８Ａ〜１８Ｆに対して１０分ごとに雨水ｗ１を供給するようにすると、各ゾーン１８Ａ〜１８Ｆには１時間おきに雨水ｗ１が供給されることとなり管理が容易になる。なお、屋根表面１８に金属屋根葺きの接続部であるハゼのような隆起部分がない場合、屋根散水管１１の低縁１１ｓから溢流した雨水ｗ１は、通常、仮想分割線通りに屋根の表面を流れずに末広がりに流れる。末広がりに雨水ｗ１が流れた部分は温度が低下しており、続けて隣接するゾーンに雨水ｗ１を供給すると重なる部分の採熱効率が低下することとなる。採熱効率の低下を回避するために、雨水ｗ１が流れるゾーンを切り替える際には、隣接するゾーン以外のゾーンに雨水ｗ１が流れるようにするのが好ましい（例えばゾーン１８Ａに雨水ｗ１が流れていた場合に次に流すゾーンをゾーン１８Ｂ以外のゾーンとする）。
【００３０】
図４には、雨水ｗ１が流れるゾーン１８Ａ〜１８Ｆ（図３参照）を切り替えるための屋根散水管１１まわりの構成を示している。
図４（ａ）は、屋根散水管１１のうち、雨水供給ゾーン切り替え構造を有するものの一態様である屋根散水管１１Ｐまわりの部分構成図である。屋根散水管１１Ｐは、仕切板１１ｂによって、屋根表面１８を仮想的に区分した数（図３に示す例では６分割）と同数の区分１１ＰＡ、１１ＰＢ、・・・に区切られている。各区分１１ＰＡ、１１ＰＢ、・・・の間では、仕切板１１ｂを越えて雨水ｗ１が流通することがないように構成されている。各区分１１ＰＡ、１１ＰＢ、・・・には、揚水管１２が分岐した揚水管１２ａ、１２ｂ、・・・がそれぞれ接続されている。各揚水管１２ａ、１２ｂ、・・・には、雨水ｗ１の流れを遮断可能な切替バルブ１３ａ、１３ｂ、・・・が配設されている。各切替バルブ１３ａ、１３ｂ、・・・は供給ゾーン変更手段を構成している。各切替バルブ１３ａ、１３ｂ、・・・は、それぞれ信号ケーブル（不図示）を介して制御装置１５（図１参照）に電気的に接続されており、制御装置１５（図１参照）からの信号を受信してバルブが開閉するように構成されている。屋根散水管１１Ｐでは、開となった切替バルブ１３ａ、１３ｂ、・・・の配設された揚水管１２ａ、１２ｂ、・・・が接続された区分１１ＰＡ、１１ＰＢ、・・・に雨水ｗ１が揚水され、水位が低縁１１ｓを越えた区分１１ＰＡ、１１ＰＢ、・・・内の雨水ｗ１が屋根表面１８に供給されるようになっている。
【００３１】
図４（ｂ）は、屋根散水管１１のうち、雨水供給ゾーン切り替え構造を有するものの別の態様である屋根散水管１１Ｑまわりの部分構成図である。屋根散水管１１Ｑは、屋根表面１８を仮想的に区分した数（図３に示す例では６分割）と同数の区分１１ＱＡ、１１ＱＢ、・・・に区切られ、屋根集水管１９（図１参照）側（下流側）の側壁が、この区切られた区分１１ＱＡ、１１ＱＢ、・・・ごとに外側に折れ曲がる可動板１４ａ、１４ｂ、・・・となっている。可動板１４ａ、１４ｂ、・・・が折れ曲がり、上側の辺であった部分が折れ曲がった部分よりも下方に来たときに、折れ曲がった部分が低縁１１ｓとなる。各可動板１４ａ、１４ｂ、・・・を上述のように可動させることは、例えば以下のような構造（不図示）で可能となる。立てた状態の可動板１４ａ、１４ｂ、・・・の上端にウインチのワイヤを取り付ける。可動板１４ａ、１４ｂ、・・・を立てた状態で維持するにはワイヤに張力働かせておく。雨水ｗ１を供給したいゾーン１８Ａ〜１８Ｆ（図３参照）に対応する区分１１ＱＡ、１１ＱＢ、・・・の可動板１４ａ、１４ｂ、・・・のワイヤの張力を開放することで低縁１１ｓを出現させ、雨水ｗ１を屋根表面１８に供給することができる。可動板１４ａ、１４ｂ、・・・を立てた状態に戻すには、ウインチ等でワイヤを巻けばよい。ウインチは制御装置１５（図１参照）により制御される。なお、各可動板１４ａ、１４ｂ、・・・を可動させる手段は上述した以外の公知の手段を用いてもよい。可動板１４ａ、１４ｂ、・・・は供給ゾーン変更手段を構成している。屋根散水管１１Ｑには、典型的には１箇所で揚水管１２が接続されている。屋根散水管１１Ｑでは、可動板１４ａ、１４ｂ、・・・の稼働により低縁１１ｓが現れた区分１１ＱＡ、１１ＱＢ、・・・から、雨水ｗ１が屋根表面１８（図１参照）に供給されるようになっている。
【００３２】
再び図１に戻って屋根散水システム１０の説明を続ける。屋根集水管１９は、典型的には明渠であり、いわゆる雨樋である。屋根集水管１９には、雨水回収管２０が接続されている。雨水回収管２０は雨水槽２１に導かれており、屋根集水管１９で集水した雨水ｗ１を雨水槽２１に導くことができるように構成されている。
【００３３】
雨水槽２１は、屋根表面１８を流れて太陽熱を採熱した雨水ｗ１あるいは屋根表面１８に当たった降雨を回収した雨水を貯える水槽である。雨水槽２１は、太陽熱を採熱した雨水ｗ１を任意の時間に利用可能とする観点から、適切に断熱されていることが好ましい。雨水槽２１は、本実施の形態では地下のピットを利用して形成された躯体（コンクリート）で囲まれた水槽であるが、地上や屋内に設置されたＦＲＰ製や鋼板製等の可搬式の水槽であってもよい。しかしながら、躯体の壁はＦＲＰや鋼板の壁よりも一般的に熱貫流率（いわゆるＫ値）が低いため、雨水槽２１を躯体の水槽とすることが断熱施工の容易化の観点から好ましい。なお、熱貫流率の単位はｋＪ／ｍ2ｈ℃である。
【００３４】
雨水槽２１には採熱ポンプ３１が設置されている。採熱ポンプ３１は、上述のように、雨水槽２１内の雨水ｗ１を屋根散水管１１に揚水するポンプであり、典型的には水中ポンプである。採熱ポンプ３１には揚水管１２が接続されている。雨水槽２１の上部には、雨水槽２１内の雨水をろ過及び殺菌する雨水ろ過殺菌器３９が設置されている。雨水ろ過殺菌器３９によってろ過及び殺菌された雨水は中水槽２４に貯留され、中水ｗ４として、トイレの洗浄水、植栽の散水、防火水槽の水などに利用される。中水槽２４は、典型的には躯体の水槽である。中水槽２４には中水ポンプ３４が設けられている。また、雨水槽２１には、ヒートポンプチラー３５の熱源水ｗｍと雨水ｗ１との間で熱交換を行わせる雨水熱交換器３８が配設されている。雨水熱交換器３８を設けて雨水ｗ１と熱源水ｗｍとの縁を切ることによりヒートポンプチラー３５の防食を図っている。また、雨水槽２１には、雨水槽２１内の雨水ｗ１の温度を検出する雨水槽温度センサ１７が設置されている。雨水槽温度センサ１７は、制御装置１５と信号ケーブルを介して電気的に接続されている。
【００３５】
ヒートポンプチラー３５は、雨水槽２１内の雨水ｗ１と熱交換して昇温された熱源水ｗｍを熱源として導入し、外部からの電気エネルギーを利用して、雨水ｗ１よりも温度が高い、第２の水としての温熱水ｗ２を生成する機器である。また、ヒートポンプチラー３５は、雨水ｗ１よりも温度が低い、第３の水としての冷熱水ｗ３を生成することもできる。冷熱水ｗ３は冷水である。すなわち、ヒートポンプチラー３５は、ヒートポンプとしてもチラーとしても利用することができる機器である。ヒートポンプチラー３５は、冷媒の冷凍サイクルを利用して、冷媒が凝縮する際に放出する熱で水（ｗ２）を加温し、冷媒が蒸発する際に水（ｗ３）から熱を吸収することにより水（ｗ３）を冷却するユニットである。ヒートポンプチラー３５は、典型的には圧縮式のヒートポンプチラーであり、熱源水ｗｍを導入する熱源導入部３５ｅと、温熱水ｗ２又は冷熱水ｗ３を導入する水温調節部３５ｃとを有している。熱源導入部３５ｅは、温熱水ｗ２生成時に蒸発器として作用し、冷熱水ｗ３生成時に凝縮器として作用する。水温調節部３５ｃは、温熱水ｗ２生成時に凝縮器として作用し、冷熱水ｗ３生成時に蒸発器として作用する。熱源導入部３５ｅは、熱源水ポンプ４１Ｐが配設された熱源水管４１を介して、雨水槽２１内の雨水熱交換器３８と接続されている。水温調節部３５ｃは、入口側に共用入口管４５ｓが接続され、出口側に共用出口管４５ｄが接続されている。
【００３６】
ヒートポンプチラー３５により昇温される温熱水ｗ２は、温熱蓄熱槽２２に貯留されている。温熱蓄熱槽２２は、ヒートポンプチラー３５により温度が上昇した温熱水ｗ２を任意の時間に利用可能とする観点から、適切に断熱されていることが好ましい。温熱蓄熱槽２２は、本実施の形態では、雨水槽２１と同様、地下のピットを利用して形成された躯体（コンクリート）で囲まれた水槽であるが、地上や屋内に設置されたＦＲＰ製や鋼板製等の可搬式の水槽であってもよい。
【００３７】
温熱蓄熱槽２２には温熱水ポンプ３２が設置されている。温熱水ポンプ３２には温熱水入口管４２ｓが接続されている。温熱水入口管４２ｓの他端は、入口切替弁２８を介して共用入口管４５ｓに接続されている。また、温熱蓄熱槽２２には、ヒートポンプチラー３５で温度が上昇した温熱水ｗ２を温熱蓄熱槽２２に導く温熱水出口管４２ｄが配設されている。温熱水出口管４２ｄの他端は、出口切替弁２９を介して共用出口管４５ｄに接続されている。ヒートポンプチラー３５により昇温されて温熱蓄熱槽２２に貯留された温熱水ｗ２は、例えば温熱利用管４６でプール加温熱交換器３６に導き、被加熱水としての温水プールの水ｗ５の加温に用いることができる。このように、被加熱水は、第２の水（温熱水ｗ２）の熱を利用する手段となっている。また、プール加温熱交換器３６は、第２の水（ｗ２）の熱と被加熱水（ｗ５）の熱との熱交換を行う機器であり、図からも明らかなようにヒートポンプチラー３５や雨水熱交換器３８とは異なるものである。採熱した太陽熱をヒートポンプチラー３５で昇温して温水プールの水ｗ５の加温に用いることとすると、年間を通して、採熱した太陽熱の有効利用が可能となる。なお、温水プールの水ｗ５を排水するときは、プール排水熱回収熱交換器３７で、水ｗ５の熱を回収してもよい。
【００３８】
ヒートポンプチラー３５により冷却される冷熱水ｗ３は、冷熱蓄熱槽２３に貯留されている。冷熱蓄熱槽２３は、ヒートポンプチラー３５により温度が降下した冷熱水ｗ３を任意の時間に利用可能とする観点から、適切に断熱されていることが好ましい。冷熱蓄熱槽２３は、本実施の形態では、雨水槽２１や温熱蓄熱槽２２と同様、地下のピットを利用して形成された躯体（コンクリート）で囲まれた水槽であるが、地上や屋内に設置されたＦＲＰ製や鋼板製等の可搬式の水槽であってもよい。
【００３９】
冷熱蓄熱槽２３には冷熱水ポンプ３３が設置されている。冷熱水ポンプ３３には冷熱水入口管４３ｓが接続されている。冷熱水入口管４３ｓの他端は、入口切替弁２８を介して共用入口管４５ｓに接続されている。入口切替弁２８は、共用入口管４５ｓ、冷熱水入口管４３ｓ、温熱水入口管４２ｓが接続される三方弁となっている。また、冷熱蓄熱槽２３には、ヒートポンプチラー３５で温度が降下した冷熱水ｗ３を冷熱蓄熱槽２３に導く冷熱水出口管４３ｄが配設されている。冷熱水出口管４３ｄの他端は、出口切替弁２９を介して共用出口管４５ｄに接続されている。出口切替弁２９は、共用出口管４５ｄ、冷熱水出口管４３ｄ、温熱水出口管４２ｄが接続される三方弁となっている。ヒートポンプチラー３５により冷却されて冷熱蓄熱槽２３に貯留された冷熱水ｗ３は、例えばエアハンドリングユニット（不図示）に導かれ、建物の冷房等に利用される。
【００４０】
制御装置１５は、屋根散水システム１０の作動を制御する。すなわち、制御装置１５は、ヒートポンプチラー３５の運転モード（温熱水ｗ２生成、冷熱水ｗ３生成の別）や発停を制御し、各ポンプ３１、３２、３３、３４、４１Ｐの発停、入口切替弁２８及び出口切替弁２９の切り替え動作を制御する。また、制御装置１５は、切替バルブ１３ａ、１３ｂ、・・・（図４（ａ）参照）や可動板１４ａ、１４ｂ、・・・（図４（ｂ）参照）の作動を制御する。また、制御装置１５は、雨水槽温度センサ１７から雨水槽２１内の雨水ｗ１の温度を信号として受信し、屋根温度センサ１６から屋根表面１８の温度を信号として受信する。屋根温度センサ１６は、典型的には屋根表面１８に配設されている。
【００４１】
引き続き図１を参照して、屋根散水システム１０の作用を説明する。降雨により屋根表面１８に当たった雨は、屋根表面１８を流下して屋根集水管１９に流入する。屋根集水管１９に流入した雨水は、雨水回収管２０を流れて雨水槽２１に流入し貯留される。雨水槽２１に貯留されている雨水は、水温にかかわらず中水として利用することが可能である。中水として利用するために、雨水槽２１内の雨水の一部は、雨水ろ過殺菌器３９に導入されて殺菌及びろ過された後、中水槽２４に入れられる。中水槽２４内の中水ｗ４は、上述のように、中水ポンプ３４でトイレ、植栽、防火水槽等に圧送され、トイレの洗浄水、植栽の散水、防火水槽の水などに利用される。
【００４２】
日射があるとき、屋根表面１８の温度は周囲の気温よりも高く、コンクリート屋根の場合、例えば夏には約５５℃、冬には約３０℃に達することがある。制御装置１５は、随時、屋根温度センサ１６から屋根表面１８の温度の信号を受信し、また雨水槽温度センサ１７から雨水槽２１内の雨水ｗ１の温度の信号を受信して、屋根表面１８の温度が雨水槽２１内の雨水ｗ１の温度よりも第１の所定の温度以上高いときに採熱ポンプ３１を起動させる。ここで「第１の所定の温度」は、好ましくは採熱ポンプ３１の動力を差し引いても太陽熱を採熱した方がメリットがある温度であり、例えば１０℃とすることができる。別の観点から見れば、屋根表面１８を流れて雨水槽２１に戻ってきた雨水ｗ１の温度が、採熱前の雨水槽２１内の雨水ｗ１の温度よりも２℃以上、好ましくは５℃以上、より好ましくは８℃以上高くなるような屋根表面１８の温度を第１の所定の温度とするとよい。
【００４３】
採熱ポンプ３１が起動すると、雨水ｗ１は揚水管１２を流れて屋根散水管１１に至り、低縁１１ｓ（図２及び図４参照）を越流して屋根表面１８を流れる。屋根表面１８を流れる雨水ｗ１は、日射によって温度が上昇した屋根表面１８から熱を受けて温度が上昇する。逆に、屋根表面１８は雨水ｗ１によって冷やされる。屋根表面１８が冷やされると、建物の冷房負荷が低減されると共に、屋根の材料の寿命も延びることとなる。
【００４４】
採熱ポンプ３１によって屋根散水管１１に揚水される雨水ｗ１の流量は、屋根表面１８に供給した雨水ｗ１ができるだけ蒸発しないような水量とするとよい。蒸発量を抑制することでより多くの太陽熱を採熱することができる。逆に、屋根散水管１１に揚水される雨水ｗ１の流量が多すぎると採熱後の雨水ｗ１の温度上昇が小さくなるので、温度上昇をできるだけ大きくするために、採熱ポンプ３１の動力を利用したことを差し引いてもヒートポンプチラー３５の成績係数（ＣＯＰ）を効果的に向上させることができる程度の温度上昇があるような水量とするとよい。つまり、屋根散水管１１に揚水される雨水ｗ１の流量は、屋根表面１８でできるだけ蒸発しない流量の範囲で、できるだけ温度上昇が大きくなるような流量とするとよい。屋根表面１８から熱を受けて温度が上昇した雨水ｗ１は、屋根集水管１９で集水され、雨水回収管２０に流入して雨水槽２１に戻る。上述のように、屋根表面１８を複数のゾーン１８Ａ〜１８Ｆ（図３参照）に仮想的に分割して各ゾーン１８Ａ〜１８Ｆに時間差で雨水ｗ１を供給するようにすると、連続的に太陽熱を採熱することができる。このように太陽熱を採熱して、雨水槽２１内の水温を、例えば夏には約４０℃、冬には約１５℃とすることができる。
【００４５】
温度が上昇した雨水槽２１内の雨水ｗ１の熱は、ヒートポンプチラー３５の熱源水ｗｍとして利用される。制御装置１５が、ヒートポンプチラー３５、熱源水ポンプ４１Ｐ、温熱水ポンプ３２を起動させると、雨水槽２１内の雨水ｗ１の熱が雨水熱交換器３８を介して熱源水ｗｍに伝達され、熱源水ポンプ４１Ｐにより熱源水ｗｍはヒートポンプチラー３５の熱源導入部３５ｅに導入される。他方、温熱水ポンプ３２の起動により温熱蓄熱槽２２内の温熱水ｗ２が温熱水入口管４２ｓ及び共用入口管４５ｓを介して水温調節部３５ｃに導入される。水温調節部３５ｃに導入された温熱水ｗ２は、温度が上昇して温熱蓄熱槽２２に戻る。このようにして、温熱蓄熱槽２２内の温熱水ｗ２の温度が利用に適した温度に調節される。本実施の形態では、温熱蓄熱槽２２内の温熱水ｗ２を約５０℃に上昇させることし、この約５０℃の温熱水ｗ２を例えばプール加温熱交換器３６における温水プールの水ｗ５を加温するために任意の時間帯に利用する。
【００４６】
このように、屋根散水システム１０では、採熱した太陽熱により温度を上昇させた熱源水ｗｍをヒートポンプチラー３５に供給することにより、熱源水ｗｍの温度を上昇させない場合に比べてヒートポンプチラー３５の成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。なお、ヒートポンプチラー３５を夜間に稼働させた場合は、電力利用の平準化に資することになると共に、比較的安価な夜間電力を利用してヒートポンプチラー３５を稼働させることができるので経済的なメリットもある。
【００４７】
屋根散水システム１０は、温熱の需要がないときに冷熱水ｗ３を生成するシステムに切り替えてもよい。冷熱水ｗ３を生成するシステムとした場合は、雨水槽２１内の雨水ｗ１の温度ができるだけ低い方が好ましいことになる。屋根散水システム１０を冷熱水ｗ３を生成するシステムに切り替える場合は、入口切替弁２８及び出口切替弁２９を温熱蓄熱槽２２側から冷熱蓄熱槽２３側へ切り替える。そして、例えば放射冷却により屋根表面１８が冷やされて、屋根表面１８の温度が雨水槽２１内の水ｗ１の温度よりも第２の所定の温度以上低くなったときに、制御装置１５は採熱ポンプ３１を起動させる。ここで「第２の所定の温度」は、好ましくは採熱ポンプ３１の動力を差し引いても雨水ｗ１を屋根表面１８で冷却した方がメリットがある温度であり、例えば１０℃とすることができる。なお、冷熱水ｗ３を生成するシステムに切り替えた場合も、制御装置１５は、屋根温度センサ１６及び雨水槽温度センサ１７から温度信号を随時受信している。
【００４８】
採熱ポンプ３１が起動すると、雨水ｗ１は揚水管１２を流れて屋根散水管１１に至り、低縁１１ｓ（図２及び図４参照）を越流して屋根表面１８を流れる。屋根表面１８を流れる雨水ｗ１は、放射冷却等によって温度が低下した屋根表面１８により冷やされて温度が低下する。屋根表面１８によって冷やされた雨水ｗ１は、屋根集水管１９で集水され、雨水回収管２０に流入して雨水槽２１に戻る。
【００４９】
温度が低下した雨水槽２１内の雨水ｗ１の熱は、ヒートポンプチラー３５の熱源水として利用される。制御装置１５が、ヒートポンプチラー３５、熱源水ポンプ４１Ｐ、冷熱水ポンプ３３を起動させると、雨水槽２１内の雨水ｗ１の冷熱が雨水熱交換器３８を介して熱源水ｗｍに伝達され、熱源水ポンプ４１Ｐにより熱源水ｗｍはヒートポンプチラー３５の熱源導入部３５ｅに導入される。他方、冷熱水ポンプ３３の起動により冷熱蓄熱槽２３内の冷熱水ｗ３が冷熱水入口管４３ｓ及び共用入口管４５ｓを介して水温調節部３５ｃに導入される。水温調節部３５ｃに導入された冷熱水ｗ３は、温度が低下して冷熱蓄熱槽２３に戻る。このようにして、冷熱蓄熱槽２３内の冷熱水ｗ３の温度が利用に適した温度に調節される。本実施の形態では、冷熱蓄熱槽２３内の冷熱水ｗ３を約７℃に低下させることし、この約７℃の冷熱水ｗ３を例えばエアハンドリングユニット（不図示）に任意の時間帯に供給することで利用する。
【００５０】
このように、屋根散水システム１０では、屋根の表面で冷却した雨水ｗ１の冷熱を利用して温度を低下させた熱源水ｗｍをヒートポンプチラー３５に供給することにより、熱源水ｗｍの温度を低下させない場合に比べてヒートポンプチラー３５の成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。なお、ヒートポンプチラー３５を夜間に稼働させた場合は、電力利用の平準化に資することとなると共に、比較的安価な夜間電力を利用してヒートポンプチラー３５を稼働させることができるので経済的なメリットもあることは、温熱水ｗ２を生成するシステムとして利用した場合と同様である。
【００５１】
以上の第１の実施の形態の説明では、昇温機器がヒートポンプチラー３５であるとして説明したが、屋根散水システム１０を冷熱水ｗ３を生成するシステムとして利用しない場合は、チラーの機能がない単なるヒートポンプとしてもよい。この場合は、冷熱蓄熱槽２３及びそのまわりの冷熱水ポンプ３３や配管４３ｓ、４３ｄも省略することができる。また、入口切替弁２８及び出口切替弁２９も省略して、温熱水入口管４２ｓと共用入口管４５ｓとを直接接続し、温熱水出口管４２ｄと共用出口管４５ｄとを直接接続することができる。また、屋根温度センサ１６及び雨水槽温度センサ１７に代えて日射を検知する日射センサを設け、日射があるときに雨水ｗ１を屋根表面１８に供給するようにしてもよい。さらに中水ｗ４を利用しない場合は、中水槽２４及びそのまわりの機器類３４、３９を省略することができる。さらに、各機器を手動で操作する場合は制御装置１５を設けなくてもよい。
【００５２】
以上の第１の実施の形態の説明では、採熱ポンプ３１が水中ポンプであるとして説明したが、雨水槽２１内の水源より高所に設けられた自吸式渦巻きポンプであってもよい。また、雨水槽２１が可搬式の水槽であって、採熱ポンプ３１が水源よりも低所に設置される場合は、自吸式でない渦巻きポンプを用いてもよい。
【００５３】
以上の第１の実施の形態の説明では、ヒートポンプチラー３５が圧縮式であるとして説明したが、吸収式であってもよい。圧縮式とした場合は、応答が早く（起動してから水温が調節されるまでの時間が短い）、夜間電力により稼働させることができる利点がある。他方、吸収式とした場合は、一般に電気エネルギーよりも安価なエネルギーを利用することが可能となる。外部から供給されるエネルギーは、圧縮式の場合は電気であり、吸収式の場合は油、ガス、蒸気等のいずれかとなる。
【００５４】
以上の第１の実施の形態の説明では、入口切替弁２８及び出口切替弁２９が三方弁であるとして説明したが、２つの二方弁を利用してヒートポンプチラー３５の水温調節部３５ｃに導入する水を温熱水ｗ２と冷熱水ｗ３との間で切り替えるように構成してもよい。
【００５５】
以上の第１の実施の形態の説明では、屋根散水システム１０を、温熱水ｗ２を生成するシステムとして利用する場合と、冷熱水ｗ３を生成するシステムとして利用する場合とで、雨水ｗ１を供給する屋根表面１８を変えることについて言及していないが、北半球に位置する我が国においては、温熱水ｗ２を生成するシステムとして利用する場合は南側に面した屋根表面１８に雨水ｗ１を供給し、冷熱水ｗ３を生成するシステムとして利用する場合は北側に面した屋根表面１８に雨水ｗ１を供給するようにしてもよい。また、雨水槽２１を、温熱水ｗ２生成用と冷熱水ｗ３生成用とで別個に設け、屋根表面１８の温度変化により、随時、温熱水ｗ２を生成するシステムと冷熱水ｗ３を生成するシステムとを切り替えるように構成してもよい（例えば季節ごとに切り替えるのではなく日中と夜間とで切り替える等）。
【００５６】
次に図５を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る太陽熱採熱システムとしての無散水融雪システム５０について説明する。図５は、無散水融雪システム５０の模式的系統図である。無散水融雪システム５０は、採熱用水供給管としての採熱往管５２と、第１の水槽としての雨水槽２１と、第２の水槽としての温熱蓄熱槽２２と、昇温機器としてのヒートポンプ５５とを備えている。
【００５７】
採熱往管５２は、路面５８の下に設置された融雪用のパイプとしての融雪管５３に、切替弁５６Ａを介して接続されている。融雪管５３の他端は、切替弁５６Ｂを介して採熱還管５４に接続されている。融雪管５３は、路面５８下に埋設される温水ロードヒーティング用のパイプであり、所定の大きさのパネル上に架橋ポリエチレン管が蛇行するように取り付けられている。切替弁５６Ａ、５６Ｂに接続されている端部とは反対側の、採熱往管５２の端部及び採熱還管５４の端部は、雨水槽２１内に存在している。
【００５８】
雨水槽２１は、典型的には、路面５８に降った雨を貯える水槽である。路面５８に降った雨は、雨水管（不図示）を流れて雨水槽２１に流入する。雨水槽２１は、太陽熱を採熱した雨水ｗ１を任意の時間に利用可能とする観点から、断熱されていることが好ましい。雨水槽２１は、本実施の形態では路面５８下に形成された躯体（コンクリート）で囲まれた水槽であるが、地上や屋内に設置されたＦＲＰ製や鋼板製等の可搬式の水槽であってもよい。雨水槽２１には、屋根散水システム１０（図１参照）のものと同様の採熱ポンプ３１が設置されており、採熱ポンプ３１に採熱往管５２が接続されている。また、雨水槽２１には、屋根散水システム１０（図１参照）のものと同様の雨水熱交換器３８が配設されている。雨水熱交換器３８には、熱源水ポンプ４１Ｐが配設された熱源水管４１が接続されている。熱源水管４１は、ヒートポンプ５５に接続されている。
【００５９】
ヒートポンプ５５は、雨水槽２１内の雨水ｗ１と熱交換して昇温された熱源水ｗｍを熱源として導入し、外部からの電気エネルギーを利用して、雨水ｗ１よりも温度が高い、第２の水としての温熱水ｗ２を生成する機器である。ヒートポンプ５５は、冷媒の冷凍サイクルを利用して、冷媒が凝縮する際に放出する熱で水（ｗ２）を加温するユニットである。ヒートポンプ５５は、典型的には圧縮式のヒートポンプであり、熱源水ｗｍを導入する蒸発器５５ｅと、温熱水ｗ２を導入する凝縮器５５ｃとを有している。上述の熱源水管４１は蒸発器５５ｅに接続されている。凝縮器５５ｃには、入口側に温熱水入口管４２ｓが接続され、出口側に温熱水出口管４２ｄが接続されている。
【００６０】
ヒートポンプ５５により昇温される温熱水ｗ２は、温熱蓄熱槽２２に貯留されている。温熱蓄熱槽２２は、ヒートポンプ５５により温度が上昇した温熱水ｗ２を任意の時間に利用可能とする観点から、適切に断熱されていることが好ましい。温熱蓄熱槽２２は、本実施の形態では、雨水槽２１と同様、地下のピットを利用して形成された躯体（コンクリート）で囲まれた水槽であるが、地上や屋内に設置されたＦＲＰ製や鋼板製等の可搬式の水槽であってもよい。温熱蓄熱槽２２には温熱水ポンプ３２が設置されている。温熱水ポンプ３２には温熱水入口管４２ｓが接続されている。また、温熱蓄熱槽２２には、冬季に融雪管５３へ温熱水ｗ２を圧送する融雪ポンプ５９が設置されている。融雪ポンプ５９には融雪往管５７Ａが接続されている。融雪往管５７Ａの他端は切替弁５６Ａに接続されている。他方の切替弁５６Ｂには融雪還管５７Ｂが接続されており、融雪還管５７Ｂの他端は温熱蓄熱槽２２に導かれている。切替弁５６Ａは、融雪管５３、採熱往管５２、融雪往管５７Ａが接続される三方弁となっている。切替弁５６Ｂは、融雪管５３、採熱還管５４、融雪還管５７Ｂが接続される三方弁となっている。
【００６１】
引き続き図５を参照して、無散水融雪システム５０の作用を説明する。冬季の降雪時は、路面５８の積雪を融雪するための温水としての温熱水ｗ２を、ヒートポンプ５５で生成して温熱蓄熱槽２２に貯留しておく。そして、切替弁５６Ａを融雪管５３と融雪往管５７Ａとが連通するように、切替弁５６Ｂを融雪管５３と融雪還管５７Ｂとが連通するように切り替えておく。降雪時は融雪ポンプ５９を起動し、融雪往管５７Ａを介して温熱水ｗ２を融雪管５３に供給する。温熱水ｗ２が融雪管５３を流れると路面５８が温められて、路面５８上の雪がとける。雪をとかして温度が低下した温熱水ｗ２は、融雪還管５７Ｂを流れて温熱蓄熱槽２２に戻る。なお、一般の融雪システムでは降雪時以外は利用されないが、無散水融雪システム５０は、降雪時以外にも有効に利用することができる。
【００６２】
降雪時以外では、路面５８の温度が雨水槽２１内の雨水ｗ１の温度よりも第３の所定の温度以上高いときに採熱ポンプ３１を起動させる。ここで「第３の所定の温度」は、好ましくは採熱ポンプ３１の動力を差し引いても太陽熱を採熱した方がメリットがある温度であり、例えば１０℃とすることができる。別の観点から見れば、融雪管５３を流れて雨水槽２１に戻ってきた雨水ｗ１の温度が、採熱前の雨水槽２１内の雨水ｗ１の温度よりも２℃以上、好ましくは５℃以上、より好ましくは８℃以上高くなるような路面５８の温度を第３の所定の温度とするとよい。採熱ポンプ３１を起動させるときは、切替弁５６Ａを融雪管５３と採熱往管５２とが連通するように切り替え、切替弁５６Ｂを融雪管５３と採熱還管５４とが連通するように切り替える。
【００６３】
採熱ポンプ３１が起動すると、雨水ｗ１は採熱往管５２を流れた後に融雪管５３を流れる。融雪管５３を流れる雨水ｗ１は、日射によって温度が上昇した路面５８の表面から熱を受けて温度が上昇する。逆に、路面５８は雨水ｗ１との熱交換によって冷やされる。路面５８が冷やされると、ヒートアイランド現象の抑制につながる。温度が上昇した雨水ｗ１は、採熱還管５４を介して雨水槽２１に戻る。
【００６４】
温度が上昇した雨水槽２１内の雨水ｗ１の熱は、ヒートポンプ５５の熱源水として利用される。ヒートポンプ５５、熱源水ポンプ４１Ｐ、温熱水ポンプ３２が起動されると、雨水槽２１内の雨水ｗ１の熱が雨水熱交換器３８を介して熱源水ｗｍに伝達され、熱源水ポンプ４１Ｐにより熱源水ｗｍはヒートポンプ５５の蒸発器５５ｅに導入される。他方、温熱水ポンプ３２の起動により温熱蓄熱槽２２内の温熱水ｗ２が温熱水入口管４２ｓを介して凝縮器５５ｃに導入される。凝縮器５５ｃに導入された温熱水ｗ２は、温度が上昇して温熱蓄熱槽２２に戻る。このようにして、温熱蓄熱槽２２内の温熱水ｗ２の温度が利用に適した温度に調節される。利用に適した温度に調節された温熱蓄熱槽２２内の温熱水ｗ２は、例えば屋根散水システム１０（図１参照）と同様に、約５０℃に上昇させて温水プールの水の加温に任意の時間帯に利用することができる。
【００６５】
このように、無散水融雪システム５０では、採熱した太陽熱により温度を上昇させた熱源水ｗｍをヒートポンプ５５に供給することにより、熱源水ｗｍの温度を上昇させない場合に比べてヒートポンプ５５の成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。なお、ヒートポンプ５５を夜間に稼働させた場合は、電力利用の平準化に資することになると共に、比較的安価な夜間電力を利用してヒートポンプ５５を稼働させることができるので経済的なメリットもある。また、無散水融雪システム５０は、通常では利用期間が降雪のある季節に限定されるシステムを、夏季等においても有効に利用することができる。すなわち、日射受光面としての路面５８が雨水ｗ１の温度を上昇させることができる温度の場合は、融雪以外の目的で利用することが可能となる。
【００６６】
以上で説明した無散水融雪システム５０の一連の動作は、手動で行ってもよく、制御装置により自動で行ってもよい。
【００６７】
次に図６を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る太陽熱採熱システムとしての散水消雪システム６０について説明する。図６は、散水消雪システム６０の模式的系統図である。散水消雪システム６０は、路面６８に積もった雪に路面散水管６１から直接散水して消雪するシステムである。散水消雪システム６０は、無散水融雪システム５０（図５参照）と比較すると、採熱往管５２及び採熱還管５４が融雪管５３（図５参照）に接続されるのに代えて、採熱往管５２が供給管６２に接続され、採熱還管５４が回収管６４に接続されるのが異なっている。また、切替弁５６Ｂから温熱蓄熱槽２２へ配設された融雪還管５７Ｂ（図５参照）に代えて、下水本管（不図示）へ向けて排水管６７が配設されているのが異なっている。これ以外の、切替弁５６Ａ、５６Ｂより水槽側の構成は、無散水融雪システム５０（図５参照）と同様である。
【００６８】
供給管６２は、路面散水管６１に接続されている。路面散水管６１は、典型的には路面６８の中央線上に適切な間隔で配置されており、中央線上を除く放射状に散水できるように構成されている。路面６８の両脇には、路面散水管６１から散布した水や雨水を集水する路面集水管としての集水溝６３が形成されている。集水溝６３には回収管６４が接続されている。
【００６９】
引き続き図６を参照して、散水消雪システム６０の作用を説明する。降雨により路面６８に当たった雨は、集水溝６３に流入する。集水溝６３に流入した雨水は、回収管６４を流れて雨水槽２１に流入し貯留される。冬季の降雪時は、無散水融雪システム５０（図５参照）と同様に、路面６８の積雪を消雪するための温水としての温熱水ｗ２を、ヒートポンプ５５で生成して温熱蓄熱槽２１に貯留しておく。そして、切替弁５６Ａを供給管６２と融雪往管５７Ａとが連通するように、切替弁５６Ｂを回収管６４と排水管６７とが連通するように切り替えておく。降雪時は融雪ポンプ５９を起動し、融雪往管５７Ａ及び供給管６２を介して温熱水ｗ２を路面散水管６１に圧送し、路面６８に散水する。路面６８の積雪は、温熱水ｗ２でとけて水となり、集水溝６３に流入する。集水溝６３に流入した雪解け水は、回収管６４及び排水管６７を流れて下水本管（不図示）に至る。下水本管（不図示）に導かれるようにシステム外に流出する分の水は、市水（不図示）から温熱蓄熱槽２２へ補給される。なお、一般の消雪システムでは降雪時以外は利用されないが、散水消雪システム６０は、降雪時以外にも有効に利用することができる。
【００７０】
降雪時以外では、無散水融雪システム５０（図５参照）と同様に、路面６８の温度が雨水槽２１内の雨水ｗ１の温度よりも第３の所定の温度以上高いときに採熱ポンプ３１を起動させる。「第３の所定の温度」は、好ましくは採熱ポンプ３１の動力を差し引いても太陽熱を採熱した方がメリットがある温度であり、例えば１０℃とすることができる。別の観点から見れば、路面６８を流れて雨水槽２１に戻ってきた雨水ｗ１の温度が、採熱前の雨水槽２１内の雨水ｗ１の温度よりも２℃以上、好ましくは５℃以上、より好ましくは８℃以上高くなるような路面６８の温度を第３の所定の温度とするとよい。採熱ポンプ３１を起動させるときは、切替弁５６Ａを供給管６２と採熱往管５２とが連通するように切り替え、切替弁５６Ｂを回収管６４と採熱還管５４とが連通するように切り替える。
【００７１】
採熱ポンプ３１が起動すると、雨水ｗ１は採熱往管５２及び供給管６２を流れて路面散水管６１に至り、路面６８に散水される。路面６８に散水された雨水ｗ１は、集水溝６３に向かって流れ、日射によって温度が上昇した路面６８の表面から熱を受けて温度が上昇する。逆に、路面６８は雨水ｗ１によって冷やされる。路面６８が冷やされると、ヒートアイランド現象の抑制につながる。温度が上昇した雨水ｗ１は、回収管６４及び採熱還管５４を介して雨水槽２１に戻る。
【００７２】
温度が上昇した雨水槽２１内の雨水ｗ１の熱は、ヒートポンプ５５の熱源水として利用される。ヒートポンプ５５、熱源水ポンプ４１Ｐ、温熱水ポンプ３２が起動されると、雨水槽２１内の雨水ｗ１の熱が雨水熱交換器３８を介して熱源水ｗｍに伝達され、熱源水ポンプ４１Ｐにより熱源水ｗｍはヒートポンプ５５の蒸発器５５ｅに導入される。他方、温熱水ポンプ３２の起動により温熱蓄熱槽２２内の温熱水ｗ２が温熱水入口管４２ｓを介して凝縮器５５ｃに導入される。凝縮器５５ｃに導入された温熱水ｗ２は、温度が上昇して温熱蓄熱槽２２に戻る。このようにして、温熱蓄熱槽２２内の温熱水ｗ２の温度が利用に適した温度に調節される。利用に適した温度に調節された温熱蓄熱槽２２内の温熱水ｗ２は、例えば屋根散水システム１０（図１参照）や無散水融雪システム５０（図５参照）と同様に、約５０℃に上昇させて温水プールの水の加温に任意の時間帯に利用することができる。
【００７３】
このように、散水消雪システム６０では、採熱した太陽熱により温度を上昇させた熱源水ｗｍをヒートポンプ５５に供給することにより、熱源水ｗｍの温度を上昇させない場合に比べてヒートポンプ５５の成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。なお、ヒートポンプ５５を夜間に稼働させた場合は、電力利用の平準化に資することになると共に、比較的安価な夜間電力を利用してヒートポンプ５５を稼働させることができるので経済的なメリットもある。また、散水消雪システム６０は、通常では利用期間が降雪のある季節に限定されるシステムを、夏季等においても有効に利用することができる。すなわち、日射受光面としての路面６８が雨水ｗ１の温度を上昇させることができる温度の場合は、融雪（消雪）以外の目的で利用することが可能となる。
【００７４】
以上で説明した散水消雪システム６０の一連の動作は、無散水融雪システム５０（図５参照）と同様、手動で行ってもよく、制御装置により自動で行ってもよい。
【００７５】
以上の第２、第３の実施の形態の説明では、切替弁５６Ａ、５６Ｂが三方弁であるとしたが、２個の二方弁で代用してもよい。
【００７６】
以上の第１〜第３の実施の形態の説明では、第１の水槽が雨水槽２１であるとして説明したが、水道水を溜める水槽であってもよい。すなわち、第１の水が雨水ｗ１ではなく水道水であってもよい。また、雨水と水道水とが混合した水であってもよい。
【００７７】
以上の第１〜第３の実施の形態の説明では、雨水槽２１内に雨水熱交換器３８を設けることとして説明したが、雨水ｗ１を熱源として直接ヒートポンプチラー３５（ヒートポンプ５５）に供給してもよい。この場合は適切な防食処理を施すことが好ましい。雨水ｗ１を熱源として直接ヒートポンプチラー３５（ヒートポンプ５５）に供給した場合は、熱交換ロスがなくなり、ＣＯＰの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る屋根散水システムの模式的系統図である。
【図２】屋根まわりの部分断面図である。
【図３】屋根を仮想的に分割したときの各ゾーンを示す斜視図である。
【図４】屋根散水管まわりの水供給ゾーン切り替え構造を示す部分斜視図である。（ａ）は一態様を示す図、（ｂ）は別の態様を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る無散水融雪システムの模式的系統図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る散水消雪システムの模式的系統図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０  屋根散水システム
１１  屋根散水管
１１ｓ  低縁
１１ｔ  高縁
１３ａ、１３ｂ、・・・  切替バルブ
１４ａ、１４ｂ、・・・  可動板
１５  制御装置
１６  屋根温度センサ
１８  屋根表面
１８Ａ〜１８Ｆ  ゾーン
１９  屋根集水管
２１  雨水槽
２２  温熱蓄熱槽
２３  冷熱蓄熱槽
３５  ヒートポンプチラー
３６  プール加温熱交換器
５０  無散水融雪システム
５２  採熱往管
５３  融雪管
５５  ヒートポンプ
５８  路面
６０  散水消雪システム
６１  路面散水管
６３  集水溝
６８  路面
ｗ１  雨水
ｗ２  温熱水
ｗ３  冷熱水
ｗ５  被加熱水
【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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