(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光で照射されることにより発電を行う太陽光発電装置と、太陽光で照射されることにより内部の水を加熱する太陽熱加熱装置と、太陽光発電装置で発生した電気により水を分解して水素と酸素を発生する電気分解装置と、電気分解装置で発生した酸素を貯蔵する貯蔵装置と、貯蔵装置で貯蔵された酸素が供給される浴室と、燃料電池装置と、貯湯槽とを有し、該貯湯槽は太陽熱加熱装置及び燃料電池装置に連通しており、前記貯湯槽は上下２槽に分離されており、上方の貯湯槽には太陽熱加熱装置から温水が供給され、下方の貯湯槽には燃料電池装置から温水が供給され、上方の貯湯槽と下方の貯湯槽とを連通する配管が設けられ、該配管にはポンプが介装されていることを特徴とする給電及び給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる「自然エネルギー」を利用して、電気及び温水を供給するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に対する意識の向上に伴い、太陽光等の様ないわゆる「自然エネルギー」の利用に高い関心が集まっている。
また、発電に際して汚染物質を発生しない燃料電池についても、注目が集まっている。
【０００３】
従来技術においても、太陽光発電による電気を用いて水を電気分解し、発生した水素ガスと酸素ガスを各々タンクに貯蔵し、必要に応じてタンクに貯蔵された水素と酸素を燃料電池に投入して、発電を行う技術が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術では、一般家庭や職場における給湯需要に応えることが出来なかった。
特に一般家庭においては、電気のみならず、給湯も非常に重要である。上述した従来技術では、給湯については自然エネルギーを活用しておらず、その意味で、自然エネルギーを充分に取り込んでいるとは言い難い状況であった。
【０００４】
近年、閉空間内の酸素濃度を大気よりも高くして、当該酸素濃度の高い空間内に所定時間だけユーザーが入り、リラックスした姿勢で一定時間を経過することにより、ユーザーの疲労回復に役立つ技術が提案されている。
上述した従来の自然エネルギーを用いた技術では、その様な疲労回復には何等寄与するものではなかった。
【特許文献１】特開２００７−６７３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、電気需要のみならず、給湯需要についても自然エネルギーを活用することが出来て、しかも、自然エネルギーを取り込むことによりユーザーの疲労回復にも寄与することが出来る様な給電及び給湯システムの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の給電及び給湯システムは、太陽光で照射されることにより発電を行う太陽光発電装置（２：ソーラー発電、太陽熱スターリングエンジン等）と、太陽光で照射されることにより内部の水を加熱する太陽熱加熱装置（太陽熱温水器３）と、太陽光発電装置（２）で発生した電気により水を分解して水素と酸素を発生する電気分解装置（４）と、電気分解装置（４）で発生した酸素を貯蔵する貯蔵装置（Ｏ２タンク５）と、貯蔵装置（５）で貯蔵された酸素が供給される浴室（１１）と、燃料電池装置（７）と、貯湯槽（８、８Ａ）とを有し、該貯湯槽（８、８Ａ）は太陽熱加熱装置（３）及び燃料電池装置（７）に連通しており、前記貯湯槽（８、８Ａ）は上下２槽（上層側の貯湯槽８１と下層側の貯湯槽８２）に分離されており、上方の貯湯槽（上層側の貯湯槽８１）には太陽熱加熱装置（３）から温水が供給され、下方の貯湯槽（下層側の貯湯槽８２）には燃料電池装置（７）から温水が供給され、上方の貯湯槽（上層側の貯湯槽８１）と下方の貯湯槽（下層側の貯湯槽８２）とを連通する配管（接続ラインＬｗ０）が設けられ、該配管（接続ラインＬｗ０）にはポンプ（貯湯槽間循環ポンプＰ３）が介装されている。
【発明の効果】
【００１０】
上述する構成を具備する本発明によれば、太陽熱加熱装置（３）により太陽光を熱エネルギーに変換し、当該熱エネルギーを高温の温水として貯湯槽（８）に貯蔵し、そして、係る温水を給湯需要に用いることにより、一般家庭や職場における給湯需要に応えることが出来る。これにより、給湯需要についても自然エネルギーを活用することが出来る。
ここで、太陽熱加熱装置（３）により太陽光を高温の温水の形で貯蔵して給湯需要に応えることは、太陽光発電装置（２）で発生した電気を用いて給湯需要に対処することによりも、遥かに高効率で行うことが出来る。
【００１１】
また本発明によれば、太陽光発電装置（２）で発生した電気により水を分解して水素と酸素を発生する電気分解装置（４）と、電気分解装置（４）で発生した酸素を貯蔵する貯蔵装置（Ｏ２タンク５）とを有し、貯蔵装置（５）で貯蔵された酸素が浴室（１１）に供給される様に構成されているので、浴室（１１）内の酸素濃度を大気よりも高濃度にすることが出来る。その結果、浴室（１１）内のユーザーは、高濃度の酸素が充填された空間内で、例えば浴槽（１２）に浸かってリラックスすることが出来るので、疲労回復が可能となる。
そして、浴室（１１）内に供給される酸素は、太陽光発電装置（２）で発生した電気により水を分解することにより得られるので、自然エネルギーを取り込むことによりユーザーの疲労回復にも寄与することが出来る。
【００１２】
ここで本発明によれば、電気分解装置（４）で発生した酸素及び水素を燃料電池装置（７）へ供給して、燃料電池装置（７）における発電に供することが出来る。
従って、浴室（１１）内の酸素濃度を上昇してユーザーの疲労回復を図る必要がない場合には、貯蔵された酸素及び水素を燃料電池（７）で使用して、電力需要に対処することが可能である。
【００１３】
本発明において、酸素を貯蔵する貯蔵装置（５）は酸素供給ライン（Ｌ１）を有し、酸素供給ライン（Ｌ１）が酸素吸気管（Ｌ２）と合流する様に構成すれば（請求項２）、浴室（１１）に具備した換気装置（換気扇１３）を駆動することにより、貯蔵された酸素は酸素供給ライン（Ｌ１）及び酸素吸気管（Ｌ２）を介して浴室（１１）内に吸引される。
ここで、酸素吸気管（Ｌ２）の浴室とは反対側の端部（他端Ｌ２ｂ）が外気に連通しているので（請求項２）、他端部（Ｌ２ｂ）から外気が吸入されて酸素吸気管（２Ｌ）内に進入して酸素と混合される。そのため、１００％の酸素を浴室（１１）内に供給してしまうことが防止される。
【００１４】
或いは本発明において、酸素を貯蔵する貯蔵装置（５）は酸素供給ライン（Ｌ１）を有し、酸素供給ライン（Ｌ１）は浴室ダクト（Ｄ）に合流する様に構成すれば（請求項３）、浴室換気乾燥装置（１３Ａ）のファンを浴室（１１）内に空気を供給する方向に回転（逆転）することにより、貯蔵された酸素は酸素供給ライン（Ｌ１）及び浴室ダクト（Ｄ）を介して浴室（１１）内に吸引される。
ここで、酸素ダクト（Ｄ）の浴室とは反対側の端部（他端Ｄｂ）が外気に連通しているので、ダクトの他端（Ｄｂ）から外気が吸入され、ダクト（Ｄ）内で外気と酸素とが混合される。これにより、１００％の酸素を浴室内に供給してしまうことが防止される。
さらに、浴室（１１）内に酸素を供給することにより浴室（１１）内の圧力が上昇し過ぎてしまった場合（浴室内の圧力が、例えば、１．３気圧以上となった場合）には、浴室換気乾燥装置（１３）のファンを浴室（１１）内の空気を吸引する方向に回転（正転）すれば良い。
【００１５】
これに加えて本発明において、前記貯湯槽（８、８Ａ）は上下２槽（上層側の貯湯槽８１と下層側の貯湯槽８２）に分離されており、上方の貯湯槽（上層側の貯湯槽８１）には太陽熱加熱装置（３）から温水が供給され、下方の貯湯槽（下層側の貯湯槽８２）には燃料電池装置（７）から温水が供給される様に構成すれば（請求項４）、給湯需要に対しては上方の貯湯槽（８１）を優先的に割り振る様に制御することにより、温水供給効率が高い太陽熱加熱装置から供給される温水を優先的に給湯需要に対応させることが出来る。その結果、太陽熱加熱装置（３）における良好な変換効率を活用することが可能となる。
そして、上方の貯湯槽（上層側の貯湯槽８１）と下方の貯湯槽（下層側の貯湯槽８２）とを連通する配管（接続ラインＬｗ０）が設けられ、該配管（接続ラインＬｗ０）にはポンプ（貯湯槽間循環ポンプＰ３）が介装されていれば（請求項４）、太陽熱加熱装置（３）だけでは給湯需要を賄うことが出来ない場合に、燃料電池装置（７）で加熱された冷却水を用いることが出来る。その結果、一般家庭や職場における給湯需要に応えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１〜図３を参照して、第１参考例を説明する。
【００１７】
図１は、第１参考例における全体的な構成を示している。
図１において、全体を符号１０１で示す給電及び給湯システムは、住居１に適用されており、太陽光発電装置（いわゆるソーラー発電装置）２と、太陽熱温水器３と、電気分解装置４と、Ｏ２タンク５と、Ｈ２タンク６と、燃料電池装置（以下、燃料電池と言う）７と、貯湯槽８と、浴室１１とを備えている。
【００１８】
太陽光発電装置２はいわゆるソーラー発電装置であり、Ｏ２タンク５としては例えば、酸素ボンベが用いられ、Ｈ２タンク６としては例えば、水素ボンベが用いられる。
【００１９】
浴室１１には、浴槽１２が設置してある。
太陽光発電装置２は、装置が太陽光で照射されることにより、発電を行う様に構成されている。
太陽熱温水器３は、太陽光で照射されることにより、内部を循環する水を加熱して温水を作り出している。
電気分解装置４は、太陽光発電装置２で発生した電気により、水を電気分解して水素と酸素を発生する。
Ｏ２タンク５は、電気分解装置４で発生した酸素をコンプレッサー等により貯蔵するように構成されている。
Ｈ２タンク６は、電気分解装置４で発生した水素をコンプレッサー等により貯蔵するように構成されている。
【００２０】
Ｏ２タンク（例えば、酸素ボンベ）５は、住居１の外部に設置されている。Ｏ２タンク５は、第１の酸素供給ラインＬ１を有している。
浴室１１は、酸素吸気管Ｌ２によって外気と連通している。酸素吸気管Ｌ２は、一端Ｌ２ａが浴室１１内に連通し、反対側の端部Ｌ２ｂが外気に連通している。
Ｏ２タンク５における第１の酸素供給ラインＬ１の一端は、合流点Ｇ１で酸素吸気管Ｌ２と合流しており、Ｏ２タンク５内の酸素を外気と混合した後、浴室１１内に供給するように構成されている。
【００２１】
浴室１１の天井裏部分には、浴室１１の換気を行う換気装置１３が設置されている。換気装置１３は、図示しない換気ファンを備え、ダクトＤで外気と連通している。
換気装置１３を作動させれば、矢印Ｆで示すように、浴室１１内の空気は換気ファンによって吸い込まれ、ダクトＤから浴室１１外に排出される。浴室１１内の空気が換気ファンによって吸い込まれる結果、酸素吸気管Ｌ２を介して、外気（空気）と酸素の混合気体が浴室１１内へ吸い込まれる。
【００２２】
太陽光発電装置２は、ラインＬｅｏ、Ｌｅｈを介して、電気分解装置４に接続されている。
太陽熱温水器３は、温水供給ラインＬｗを介して、貯湯槽８と連通している。
Ｏ２タンク５は、ラインＬ３を介して、電気分解装置４の酸素極４ｏに連通している。
Ｈ２タンク６は、ラインＬ４を介して、電気分解装置４の酸素極４ｈに連通している。また、Ｈ２タンク６はラインＬ５によって、燃料電池７に連通している。
同様に、Ｏ２タンク５も、第２の酸素ラインＬ７、合流点Ｇ２、酸素吸気管Ｌ６を介して、燃料電池７に連通している。
【００２３】
電気分解装置４の水タンク４ｔと燃料電池７とは、ラインＬ８を介して連通している。
燃料電池７で生成された水は、ラインＬ８を介して、燃料電池７から電気分解装置４の水タンク４ｔに送られる。
【００２４】
燃料電池７と貯湯槽８とは、ラインＬ９を介して接続されている。燃料電池７で加熱された冷却水（温水）が、ラインＬ９を介して貯湯槽８に供給されるのである。
【００２５】
図２は、浴室１１及びＯ２タンク５の構成を、さらに詳細に示している。
浴室１１の図示しない出入口近傍には、換気装置１３を操作するためのリモートコントローラ９が設けられている。換気装置１３は、制御手段を内蔵している（図示は省略）。
リモートコントローラ９は、ラインＬｃによって、換気装置１３の図示しない制御手段と接続されている。
【００２６】
換気装置１３近傍には、第１の酸素センサＳ１が取付けられ、酸素センサＳ１は、浴室１１から室外に排出される気体の酸素濃度を検出している。
浴室内１１において、酸素吸気管Ｌ２の端部Ｌ２ａの近傍には、第２の酸素センサＳ２が取付けられており、浴室１１に流入する気体の酸素濃度を検出している。
【００２７】
酸素供給ラインＬ１には、開閉弁Ｖ１が介装されている。開閉弁Ｖ１は、制御信号ラインＬｓｏによって、換気装置１３に内蔵されている制御手段（図示せず）と接続されている。そして第２の酸素センサＳ２は、入力信号ラインＬｓｉを介して、図示しない前記制御手段と接続されている。
【００２８】
開閉弁Ｖ１は、第１の酸素センサＳ１及び第２の酸素センサＳ２で検出した酸素濃度に基づいて、開閉制御される。すなわち、第１の酸素センサＳ１及び第２の酸素センサＳ２で検出した酸素濃度から、浴室１１内の平均酸素濃度を求める。そして、浴室１１内の平均酸素濃度が、例えば、３０％以下になった場合に、開閉弁Ｖ１を開くように制御される。
【００２９】
浴室は、既存の疲労回復システムで用いられる容器に比較して、その容積は遥かに大きい。そして、浴室１１内において、酸素が偏在してしまう可能性がある。
そのため、酸素センサＳ２は、浴室内において最も酸素濃度が高くなることが予想される部位、すなわち酸素吸気管Ｌ２の端部Ｌ２ａ近傍に配置する。そして、酸素センサＳ１は、浴室１１内において最も酸素濃度が低くなることが予想される部位、すなわち換気装置１３近傍に配置する。
酸素センサＳ１、Ｓ２の計測結果を平均すれば、浴室１１内の酸素濃度の平均値を、正確に求めることが出来る。
【００３０】
上述した様に、換気装置１３の図示しない換気ファンは、浴室内の空気を吸引する作用を奏する。
換気ファンにより浴室内の空気を吸引しなければ、電磁バルブＶ１を開放した際に、図２の矢印αで示すように、Ｏ２タンク５側の酸素が大気側に拡散されてしまい、浴室１１内に供給されなくなってしまう。
【００３１】
Ｏ２タンク５に貯蔵されているのは、酸素１００％の気体である。しかし、閉鎖された空間である浴室１１内に酸素１００％の気体を供給してしまうことは危険であり、酸素１００％の気体を他の気体により希釈する必要がある。
図２で示す様に、酸素吸気管Ｌ２の他端Ｌ２ｂを外気に開放することにより、酸素１００％の気体を外気で希釈している。換言すれば、希釈用の外気を供給するため、酸素吸気管Ｌ２は、大気側に開放されているのである。
【００３２】
明確には図示されていないが、図２におけるＯ２タンク５に代えて、酸素透過膜を有する貯蔵装置を設け、大気を吸引して、酸素透過膜により酸素のみを貯蔵装置内に吸引、貯蔵することも可能である。
この場合、水を電気分解して酸素を生成する必要はない。太陽光発電装置２で得られた電力は、酸素透過膜を介して酸素を吸引する機器（例えばブロワ）の駆動源として用いられる。
【００３３】
酸素が浴室１１内に供給されている間は、常に換気装置１３が浴室１１内の空気を吸引している。従って、酸素を供給しても、浴室１１内の圧力が高圧（例えば１．３気圧以上）となり過ぎることはない。
【００３４】
図２の浴室１１内へ酸素を供給する態様について、主として図３を参照して説明する。
【００３５】
図３において、先ず、換気装置リモコン操作による酸素供給の指令があるか否かを判定し（ステップＳ１）、酸素供給の指令があれば（ステップＳ１がＹＥＳ）、ステップＳ２に進む。酸素供給の指令がなければ、待機する（ステップＳ１がＮＯのループ）。
【００３６】
ステップＳ２では、酸素センサＳ１、Ｓ２によって酸素濃度を測定し、浴室１１内の平均酸素濃度を決定する。
そして、浴室１１内の平均酸素濃度が３０％以下であるか否かを判断する（ステップＳ３）。浴室１１内の平均酸素濃度が３０％以下であれば（ステップＳ３がＹＥＳ）、ステップＳ４に進む。
浴室１１内の平均酸素濃度が３０％を超えていれば（ステップＳ３がＮＯ）、浴室１１内に酸素を新たに供給すると、酸素濃度が高くなりすぎて危険なので、酸素は供給せずに、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２以降を繰り返す。
ステップＳ４では、電磁弁Ｖ１を開放して、浴室１１内に酸素を供給する（ステップＳ５）。
【００３７】
次のステップＳ６では、酸素センサＳ１、Ｓ２によって酸素濃度を測定し、浴室１１内の平均酸素濃度を決定する。そして、浴室１１内の平均酸素濃度が３０％以下であるか否かを判断する（ステップＳ７）。
浴室１１内の平均酸素濃度が３０％未満であれば（ステップＳ７がＮＯ）、ステップＳ５まで戻り、酸素供給を繰り返す。
【００３８】
浴室１１内の平均酸素濃度が３０％以上になったなら（ステップＳ７がＹＥＳ）、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では電磁弁Ｖ１を閉鎖し、酸素供給を停止する。浴室１１内の平均酸素濃度が３０％以上になると、濃度が濃くなり過ぎるため、種々の不都合が生じる恐れが存在するからである。
【００３９】
ステップＳ８では電磁弁Ｖ１を閉鎖した後、酸素供給（提供）を終了するか否かを判断する（ステップＳ９）。
酸素提供（酸素浴）を終了するのであれば（ステップＳ９がＹＥＳ）、そのまま制御を終える。一方、酸素浴を続けるのであれば（ステップＳ９がＮＯ）、ステップＳ２まで戻り、ステップＳ２以降を繰り返す。
【００４０】
上述した構成の第１参考例によれば、太陽熱温水器３により太陽光を熱エネルギーに変換し、その熱エネルギーを高温の温水として貯湯槽８に貯蔵し、そして、係る温水を給湯需要に用いることにより、一般家庭や職場における給湯需要に応えることが出来る。これにより、給湯需要についても自然エネルギーを活用することが出来る。
ここで、太陽熱温水器３により太陽光を高温の温水の形で貯蔵して給湯需要に応えることは、太陽光発電装置２で発生した電気を用いて給湯需要に対処することによりも、遥かに高効率で行うことが出来る。
【００４１】
また第１参考例によれば、太陽光発電装置２で発生した電気により、電気分解装置４で水を電気分解して、得られた酸素をＯ２タンク５に貯留しており、Ｏ２タンク５で貯蔵された酸素を浴室１１に供給する様に構成されているので、浴室１１内の酸素濃度を大気よりも高濃度にすることが出来る。
その結果、浴室１１内のユーザーは、高濃度（例えば、３０％濃度）の酸素が充填された空間内で、浴槽１２に浸かってリラックスすることが出来るので、疲労回復が可能となる。
【００４２】
第１参考例によれば、電気分解装置４で発生した酸素及び水素を、燃料電池７へ供給して、燃料電池７における発電に供することが出来る。
従って、浴室１１内の酸素濃度を上昇する必要がない場合には、貯蔵された酸素及び水素を燃料電池７で使用して、電力需要に対処することが可能である。
【００４３】
酸素を貯蔵するＯ２タンク５は酸素供給ラインＬ１を有し、酸素供給ラインＬ１が酸素吸気管Ｌ２と合流するので、浴室１１に具備した換気装置１３の図示しない換気扇を駆動することにより、酸素供給ラインＬ１及び酸素吸気管Ｌ２を介して、Ｏ２タンク５内に貯蔵された酸素を浴室１１内に吸引することが出来る。
ここで、酸素吸気管Ｌ２の浴室１１とは反対側の端部Ｌ２ｂが外気に連通しているので、端部Ｌ２ｂから外気が吸入されて酸素吸気管２Ｌ内に進入して酸素と混合される。そのため、１００％の酸素を浴室１１内に供給してしまうことが防止される。
【００４４】
次に、図４、図５を参照して、第２参考例を説明する。
図４、図５の第２参考例における構成は、第１参考例と共通しているが、浴室１１に酸素を提供する構成について、図２、図３とは相違している。
図２、図３において、符号１３は単なる換気装置であった。それに対して、図４、図５では、符号１３Ａで示す部材は浴室換気乾燥装置（換気乾燥装置）である。
図４、図５の換気乾燥装置１３Ａは、換気ファン（図示を省略）の回転を正転、逆転可能に構成している。図示しない換気ファンを正転すると浴室１１内の空気を吸引する。そして図示しない換気ファンを逆転すると、浴室内に空気を供給することが出来る。
【００４５】
図４において、換気装置１３Ａに設けたダクト（排気管）Ｄの途中に、酸素供給ラインＬ１の端部が合流している。そのため、図示しない換気ファンを逆転すれば、ダクトＤを介してＯ２タンク５からの酸素を吸引し、浴室１１内に供給することが可能である。
ダクトＤにおいて、換気装置１３Ａの反対側端部Ｄｂは、大気に開放されている。そして、端部Ｄｂから外気が吸入され、ダクトＤ内で外気と酸素とが混合されるので、１００％の酸素を浴室内に供給してしまうことが防止される。
【００４６】
図４における符号Ｆａは、換気ファンを逆回転させた場合におけるダクトＤ内の気体の流れ方向を示し、符号Ｆｂは、換気ファンを正回転させた場合におけるダクトＤ内の気体の流れ方向を示す。
図４、図５において、浴室換気乾燥装置１３Ａにより、浴室１１内に酸素を供給する場合（図示しない換気ファンを逆回転させる場合）には、浴室１１内から空気を排出する機器はないため、浴室１１内の圧力が増加する。
ここで、浴室１１内の圧力が一定以上に増加すると、不都合である。
【００４７】
そのため、図４、図５の第２実施形態では、浴室１１内の圧力の上限値（閾値）を１．３気圧と設定し、浴室１１内の圧力がそれよりも昇圧しないように構成して、安全を確保している。
圧力が１．３気圧を越えないようにするため、以下の２つの態様の内、何れか一方を採用すれば良い。
態様１：換気ファンの能力を、１．３気圧を越えないようなものを選定する。
態様２：図５で示す様に、浴室内の圧力が１．３気圧を超えたら、浴室内に酸素を供給しないような制御を行う。
【００４８】
図４の浴室内へ酸素を供給する態様について、主として図５を参照して説明する。
図５のステップＳ１１で、換気装置リモコン９が操作され、酸素供給の指令が為されたか否かを判断する。酸素供給の指令が入れば（ステップＳ１１のＹＥＳ）、ステップＳ１２に進む。酸素供給の指令が入らなければ、待機する（ステップＳ１１がＮＯのループ）。
【００４９】
ステップＳ１２では、換気乾燥装置１３Ａの換気濃度センサＳ１で酸素濃度を計測する。そしてステップＳ１３で、酸素濃度が３０％以下であるか否かを判断する。
酸素濃度が３０％以下であれば（ステップＳ１３がＹＥＳ）、ステップＳ１４に進む。一方、３０％を超えていれば（ステップＳ１３がＮＯ）、浴室１１内の酸素濃度が高くなり過ぎて不都合であるため、酸素を供給することなく、ステップＳ１２に戻る。
【００５０】
ステップＳ１４では、電磁弁Ｖ１を開放し、換気装置１３Ａの換気ファンを逆回転させ、浴室１１内に酸素を供給する。
ステップＳ１５では、再び酸素センサＳ１で酸素濃度を測定し、酸素濃度が３０％以上になったか否かを判断する（ステップＳ１６）。
酸素濃度が３０％以上であれば（ステップＳ１６でＹＥＳ）、浴室１１内の酸素濃度が高くなり過ぎて不都合であるため、ステップＳ１８において酸素供給を停止する。
【００５１】
酸素濃度が３０％に達していなければ（ステップＳ１６でＮＯ）、酸素供給を継続したままステップＳ１７に進み、浴室１１内の圧力が１．３気圧を超えているか否かを判断する。浴室１１内の圧力が１．３気圧を超えていれば（ステップＳ１７がＹＥＳ）、浴室１１内の圧力が高圧過ぎて不都合であると判断して、ステップＳ１８において、酸素の供給を停止する。
一方、浴室１１内の圧力が１．３気圧以下であれば（ステップＳ１７がＹＥＳ）、ステップＳ１４まで戻り、酸素供給を継続する。
【００５２】
ステップＳ１８では、電磁弁Ｖ１を閉じ、換気ファンは停止、又は、正回転させる。特に換気ファンを正回転すれば、浴室１１内の空気が排出されるので、浴室１１内の圧力は早期に減少する。
次のステップＳ１９では、酸素提供を終了するか否かを判断する。酸素提供を終了するのであれば（ステップＳ１９でＹＥＳ）、そのまま制御を終える。酸素提供を継続するのであれば（ステップＳ１９でＮＯ)、ステップＳ１２まで戻り、ステップＳ１２以降を繰り返す。
【００５３】
第２参考例において、態様１で述べたように、換気ファンの能力を、１．３気圧を越えないようなものを選定し、ステップＳ１７を省略しても良い。
図４、図５の第２参考例におけるその他の構成及び作用効果は、図１〜図３の第１参考例と同様である。
【００５４】
次に、図６〜図１０を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図６において、全体を符号１０３で示す給電及び給湯システムは、浴室内の酸素濃度を高くするシステムを備えている家庭に適用されている。
以下において、図６を参照して、本発明の実施形態に係る給電及び給湯システム１０３が、図１で示す給電及び給湯システム１０１とは異なる点を主として説明する。
【００５５】
図６において、Ｏ２タンク５に連通する第２の酸素ラインＬ７には酸素用電磁バルブＶ２が介装され、Ｈ２タンク６に連通するラインＬ５に水素用電磁バルブＶ３を介装している。
また、燃料電池７には、熱回収用の循環ポンプＰ１を設けている。
そして、図６で示す貯湯槽８Ａの構成は、図１で示すシステム１０１における貯湯槽８とは、大きく異なっている。
【００５６】
図７は、本発明の実施形態で用いられる貯湯槽８Ａの構成を詳細に示している。
図７において、貯湯槽８Ａは、上下２層（上層タンク８１、下層タンク８２）に分離している。
上層タンク８１には太陽熱温水器３で加熱された温水（太陽熱で得られた温水）が貯蔵される。太陽熱温水器３と上層タンク８１とは、温水循環ラインＬｗ１、Ｌｗ２によって連通している。上層タンク８１におけるラインＬｗ１接続箇所には、太陽熱循環ポンプＰ２が介装されており、太陽熱循環ポンプＰ２は上層タンク８１と太陽熱温水器３との間で水を循環している。
【００５７】
下層タンク８２には、燃料電池７の冷却水（燃料電池で加熱された冷却水：温水）が貯蔵されている。
上層タンク８１と下層タンク８２とは接続ラインＬｗ０で連通しており、接続ラインＬｗ０には貯湯槽間循環ポンプＰ３が介装されている。加えて、下層タンク８２の底部には、下層タンク８２の水温を昇温するためのヒータＨが装備されている。
【００５８】
下層タンク８２には、例えば、図示しない上水道本管から給水ラインＬｗ１１が接続され、上水を下層タンク８２に供給している。給水ラインＬｗ１１には、下層タンク８２に向かって分岐点Ｂｗ１、Ｂｗ２が設けられている。
分岐点Ｂｗ１は、バイパスラインＬｗｂを介して、給湯ラインＬｗ２１の合流点Ｇｗ２に連通している。
分岐点Ｂｗ２は、分岐ラインＬｗ１２を介して、上層タンク８１に連通している。
【００５９】
上層タンク８１には、給湯ラインＬｗ２１が接続されている。給湯ラインＬｗ２１は、図示されない給湯需要に連通している。
給湯ラインＬｗ２１には、合流点Ｇｗ１、Ｇｗ２が設けられている。合流点Ｇｗ１は、ラインＬｗ２２を介して、下層タンク８２と連通している。そのため、給湯ラインＬｗ２１は、上層タンク８１の温水のみならず、下層タンク８２の温水も、給湯需要に対して供給可能に構成されている。
【００６０】
給湯ラインＬｗ２１において、上層タンク８１と合流点Ｇｗ１との間の領域には、上層給湯電磁バルブＶ４が介装されている。また、ラインＬｗ２２には、下層給湯電磁バルブＶ５が介装されている。
なお、上層給湯電磁バルブＶ４及び下層給湯電磁バルブＶ５の開閉制御については、図１０を参照して後述する。
【００６１】
貯湯槽８Ａにおいて、昼間には、太陽熱温水器３で加熱された温水が貯蔵される上層タンク８１の温水温度が高温となっている。一般家庭等では、昼間は電力需要が少なく、燃料電池７は使用されていない場合が多い。そのため、昼間は、燃料電池７の冷却水が貯蔵される下層タンク８２の温水温度は低い。
【００６２】
夜間には、電気需要の増大と共に、燃料電池７の冷却水が貯蔵される下層タンク８２の温水温度が上昇する。一方、太陽熱温水器３で加熱された温水が給湯需要に応答して消費されることにより、上層タンク８１の温水温度は下降する。
【００６３】
図６及び図７を参照して説明したシステム１０３における発電制御について、図８のフローチャートを参照して説明する。
【００６４】
図８において、先ず太陽光発電装置２で発電（ソーラー発電）される（ステップＳ２１）。そして、ソーラー発電量がその時の電力使用量以上であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。昼間の晴天時等において、ソーラー発電量がその時の電力使用量以上であれば（ステップＳ２２がＹＥＳ）、ステップＳ２３に進む。
一方、夜間あるいは雨天のように、ソーラー発電量がその時の電力使用量未満であれば（ステップＳ２２がＮＯ）、ステップＳ２８に進む。
【００６５】
ステップＳ２３では、ソーラー発電により生成した電力が電力需要に対して供給され、余剰の電力は電気分解装置４で水を電気分解するのに用いられる（ステップＳ２４）。水の電気分解で発生した酸素及び水素は夫々Ｏ２タンク５、Ｈ２タンク６に補充される（ステップＳ２５）。
次のステップＳ２６では、Ｏ２タンク５及びＨ２タンク６が満タンになったか否かを判断する。Ｏ２タンク５及びＨ２タンク６が満タンになったなら（ステップＳ２６がＹＥＳ）、電力需要に対して余剰な電力を電力会社等に売電して（ステップＳ２７）、ステップＳ２２に戻る。Ｏ２タンク５及びＨ２タンク６が未だ、満タンにならなければ（ステップＳ２６がＮＯ）、ステップＳ２４まで戻り、水の電気分解を続行する。
【００６６】
ソーラー発電量がその時の電力使用量を下回っている場合（ステップＳ２２がＮＯ）には、ステップＳ２８において、酸素用電磁弁Ｖ２及び水素用電磁弁Ｖ３を開放し、燃料電池７によって発電を開始する（ステップＳ２９）。そして、燃料電池の循環ポンプＰ１を稼動させ、冷却水を貯湯槽８Ａの下層タンク８２と燃料電池７との間で冷却水を循環し（ステップＳ３０）、下層タンク８２内の温度が、例えば７５℃以上になったか否かを判断する（ステップＳ３１）。
下層タンク８２内の温度が、７５℃以上になったなら（ステップＳ３１がＹＥＳ）、貯湯槽の下層タンク８２は熱的にいわゆる「満タン」になったので、燃料タンクの運転を中止して、冷却水の循環を停止する（ステップＳ３２）。
一方、下層タンク８２内の温度が７５℃未満であれば（ステップＳ３１がＮＯ）、ステップＳ２９まで戻り、燃料電池の運転及び冷却水の循環を続行する。
ステップＳ３２で燃料循環ポンプＰ１を停止させたならば、ステップＳ２２に戻る。
【００６７】
次に、図６で示すシステムにおける温水の貯蔵について、主として図９を参照して説明する。
図９において、太陽熱温水器３によって太陽熱を回収し（ステップＳ４１）、太陽熱循環ポンプＰ２を作動する（ステップＳ４２）。そしてステップＳ４３では、太陽熱回収が終了したか否かを判断し、太陽熱回収が終了したならば（ステップＳ４３がＹＥＳ）、ステップＳ４４に進む。一方、太陽熱の回収が終了していないのなら（ステップＳ４３がＮＯ）、ステップＳ４１まで戻り、太陽熱の回収を続行する（ステップＳ４３がＮＯのループ）。
【００６８】
ステップＳ４４では、上層タンク８１内の温度が、例えば、４５℃以下であるか否かを判断する。４５℃以下であれば（ステップＳ４４がＹＥＳ）、ステップＳ４５に進む。一方、４５℃を越えていれば（ステップＳ４４がＮＯ）、そのまま制御を終了する。
上層タンク８１内の温度が４５℃を超えていれば、上層タンク８１内の温水を給湯需要に供給して、給湯需要を賄う事が出来るからである。
【００６９】
ステップＳ４５では、下層タンク８２内の温度が７０℃以上であるか否かを判断する。下層タンク８２内の温度が７０℃以上であれば（ステップＳ４５がＹＥＳ）、ステップＳ４６に進む。一方、下層タンク８２内の温度が７０℃未満（温水が溜まっていない）であれば（ステップＳ４５がＮＯ）、下層タンク８２内の電気ヒータＨをＯＮにして（ステップＳ４９）、下層タンク８２内の温度が７０℃以上となるまで待機する（ステップＳ４５がＮＯのループ）。
【００７０】
太陽熱が回収できない場合で、下層タンク８２内の温度が７０℃以上であれば（ステップＳ４５がＹＥＳ）、貯湯槽間循環ポンプＰ３を稼動し（ステップＳ４６）、上層タンク８１内の温度が７０℃以上になったか否かを判断する（ステップＳ４７）。
貯湯槽間循環ポンプＰ３を稼動することにより、下層タンク８２内の７０℃以上の温水を上層タンク８１内に供給して、上層タンク８１内の温水を昇温するためである。
明確には図示されていないが、接続ラインＬｗ０及び貯湯槽間循環ポンプＰ３は、下層タンク８２内の７０℃以上の温水を上層タンク８１内に供給するのに加えて、上層タンク８１内の低温水が下層タンク８２内に供給する様に構成されている。
上層タンク８１内の温度が７０℃以上になったなら（ステップＳ４７がＹＥＳ）、ステップＳ４８で貯湯槽間循環ポンプＰ３を停止させ、下層タンク８２内の温水を上層タンク８１内に供給するのを停止する。上層タンク８１内の温度が７０℃未満である間は（ステップＳ４７がＮＯのループ）、下層タンク８２内の温水を上層タンク８１に供給して、上層タンク８１内の温水を昇温し続ける。
ステップＳ４８では貯湯槽間循環ポンプＰ３を停止させ、制御を終了させる。
【００７１】
ここで、貯湯槽８Ａの下層８２側（燃料電池で加熱された冷却水が貯蔵される側）に７０℃以上の温水が溜まっていない場合（Ｓ４５がＮＯ）には、貯湯槽間循環ポンプＰ３は駆動しない。
貯湯槽の下層８２側（燃料電池で加熱された冷却水が貯蔵される側）の温度が低ければ、貯湯槽間循環ポンプＰ３を駆動しても、上層８１側（太陽熱側）は昇温しないからである。
【００７２】
図６で示すシステムにおいて、給湯需要に対応して温水を供給する制御の態様について、図１０を参照して説明する。
【００７３】
図１０のステップＳ５１において、給湯需要があるか否かを判断する。給湯需要がなければ待機状態となり（ステップＳ５１がＮＯのループ）、給湯需要があれば（ステップＳ５１がＹＥＳ）、ステップＳ５２に進む。
ステップＳ５２では、上層タンク８１内の水温が４５℃以上であるか否かを判断する。上層タンク８１内の水温が４５℃以上であれば（ステップＳ５２がＹＥＳ）、上層タンク８１内の温水で給湯需要が賄えると判断して、上槽電磁バルブＶ４を開放する（ステップＳ５３）。
一方、上層タンク８１内の水温が４５℃未満であれば（ステップＳ５２がＮＯ）、上槽電磁バルブＶ４を閉鎖した状態で、ステップＳ５６まで進む。
【００７４】
上層タンク８１内の水温が４５℃以上であり（ステップＳ５２がＹＥＳ）、上層給湯電磁バルブＶ４を開放したならば（ステップＳ５３）、上層タンク８１の湯は給湯需要ラインＬｗ２１から給湯需要（例えば浴槽１１への給湯）に流れる。
次のステップＳ５４では、給湯の結果、上層タンク８１内の温水温度が４５℃以下となったか否かを判断する。上層タンク８１内の温度が４５℃を超えていれば、ステップＳ５１に戻り、上層タンク８１内の温水を給湯負荷へ供給することを続行する（ステップＳ５４がＮＯのループ）。
上層タンク８１内の温度が４５℃以下であれば（ステップＳ５４がＹＥＳ)、ステップＳ５５に進む。
【００７５】
上層タンク８１内の温水温度が４５℃以下では、給湯負荷へ供給することができないと判断して、上層電磁バルブＶ４を閉じる（ステップＳ５５）。
そしてステップＳ５６において、下層タンク８２内温度が４０℃以下になったか否かを判断する。下層タンク８２内温度が４０℃を超えていれば（ステップＳ５６がＮＯ）、下層タンク８２内の温水により給湯需要が賄えると判断して、下層電磁バルブＶ５を開放する（ステップＳ５８）。
【００７６】
下層タンク８２内温度が４０℃以下であれば（ステップＳ５６がＹＥＳ）、下層タンク８２内の温水では給湯需要が賄えないと判断して、下層電磁バルブＶ５を閉鎖すると共に、下層タンク８２内の水温を上昇するべく、電気ヒータＨを作動させる（ステップＳ５７）。
ステップＳ５７で電気ヒータＨをＯＮにした後、ステップＳ５１まで戻る。
下層タンク８２内温度が４０℃を超えており、ステップＳ５８で下層電磁バルブＶ５を開放したならば、ステップＳ５１まで戻る。
【００７７】
図１０のフローチャートでは記述していないが、上層電磁バルブＶ４或いは下層電磁バルブＶ５がＯＮの時、ヒータＨは、ＯＦＦとなっている。上層電磁バルブＶ４あるいは下層電磁バルブＶ５がＯＮの時、上層タンク８１あるいは下層タンク８２の温水を給湯需要に供給しており、換言すれば、上層タンク８１あるいは下層タンク８２の温水は、給湯需要を賄える程度の温度であり、ヒータＨで加熱する必要が無いからである。
【００７８】
ステップＳ５８以降で、下層タンク８２から給湯している際に、上槽タンク８１の温水温度が所定値（４５℃）以上に上昇したならば、下層電磁バルブＶ５を閉じ、上層電磁バルブＶ４を開放して、上層タンク８１から給湯を行う。
下層タンク８２のヒータＨが作動している際に、上槽タンク８１の温水温度が所定値（４５℃）以上に上昇した場合も同様に、下層電磁バルブＶ５を閉じ、上層電磁バルブＶ４を開放して、上層タンク８１から給湯を行うと共に、ヒータＨを停止する。
【００７９】
電気ヒータＨがＯＮになった後に、電力需要の増大により、燃料電池７が稼動され、下層タンク８２の水温が４０℃より高温になれば、下層電磁バルブＶ５が開き、下層タンク８２から温水が供給される。その際には、ヒータＨはＯＦＦとなる。
要約すれば、上層電磁バルブＶ４が開放されれば、下層電磁バルブＶ５は閉鎖され、ヒータＨはＯＦＦとなる。下層電磁バルブＶ５が開放されれば、上層電磁バルブＶ４は閉じ、ヒータＨはＯＦＦとなる。
そして、ヒータＨがＯＮの時は、上方電磁バルブＶ４、下層電磁バルブＶ５は共に閉鎖される。
【００８０】
図１０を参照して説明した様に、給湯需要が存在する場合には、上層タンク８１から優先的に温水を供給する。そして、上層タンク８１の温度が低下した場合には、下層タンク８２から温水を供給する。下層タンク８２の温度も低下した場合には、電気ヒータＨにより下層タンク８２を加熱して、温水を給湯需要へ供給する。
【００８１】
なお、下層タンク８２から給湯需要に対して温水を供給している間に、上層タンク８１の温度が上昇した場合には（例えば、曇天が晴天に変わり、太陽熱温水器３から高温の温水が大量に供給される様になった場合）、直ちに上層タンク８１側から給湯需要に温水が供給される。
図６〜図１０の本発明の実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図１〜図５の第１および第２参考例と同様である。
【００８２】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１参考例を示すブロック図。
【図２】第１参考例における浴室に酸素を供給するシステムのブロック図。
【図３】第１参考例において浴室に酸素を供給する手順のフローチャート。
【図４】第２参考例における浴室に酸素を供給するシステムのブロック図。
【図５】第２参考例において浴室に酸素を供給する手順のフローチャート。
【図６】本発明の実施形態のブロック図。
【図７】本発明の実施形態における貯湯槽のブロック図。
【図８】本発明の実施形態における発電を示すフローチャート。
【図９】本発明の実施形態における温水貯蔵を示すフローチャート。
【図１０】本発明の実施形態における給湯需要へ給湯を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８４】
２・・・太陽光発電装置
３・・・太陽熱加熱装置／太陽熱温水器
４・・・電気分解装置
５・・・貯蔵装置／Ｏ２タンク
６・・・水素装置／Ｈ２タンク
７・・・燃料電池装置／燃料電池
８・・・貯湯槽
９・・・リモートコントローラ
１１・・・浴室
１３・・・換気装置
１３Ａ・・・換気乾燥装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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