(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽熱集熱器によるセントラル給湯システムにおいて、太陽熱利用による省エネ度を各需要者が簡易に認識可能とする技術を提供する。【解決手段】最初に、午前０時の外気温ＴｏをセンサＳ２により取り込む（Ｓ１０２）。次に、１式により水道水温を推定する（Ｓ１０３）。次いで、２式により給湯使用時に太陽熱利用量の演算、時間経過に伴う積算を行う（Ｓ１０４）。演算結果は、その日の太陽熱利用量積算値としてリモコン６に常時表示される（Ｓ１０５）。さらに、２４時時点において、その日の太陽熱利用量積算値情報を外部メモリに保存する（Ｓ１０６）。これにより、需要者は１日、１月、１年単位等、任意の期間の太陽熱利用量を、リモコンの操作により認識可能となる。【選択図】図３
2013213644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集合住宅の屋上等に設置した太陽熱集熱器で集めた熱を、水道水と熱交換して予熱水として蓄える貯湯タンクと、各住戸に配設した補助給湯器と、を備え、貯湯タンク内の予熱水を補助給湯器で利用する太陽熱利用給湯システムであって、  
補助給湯器は、外気温（Ｔｏ）を検知する外気温検知手段と、太陽熱集熱器から供給される予熱水流量（Ｆ(t)）を検知する流量検知手段と、
外気温（Ｔｏ）から、水道水温度（Ｔｗ）を推定する回帰式（１）を格納する手段と、を備えて成り、
外気温（Ｔｏ）と、補助給湯器に供給される予熱水流量（Ｆ(t)）と、回帰式（１）に基づいて求めた水道水推定温度（Ｔｗ）と、を用いて、(２)式により各住戸の太陽熱利用量の推定演算を可能に構成した、
ことを特徴とする太陽熱利用給湯システム。    
Ｔｗ＝αＴｏ＋β      ・・・・（１）
α、βは地域により定まる係数。
【数１】
2013213644.tif 000006
Ｑ(t)：その日の太陽熱利用量積算値（ｋＪ）
Ｔｈ：貯湯タンク２ｂから供給される温水温度（℃）
Ｆ(t)：貯湯タンク２ｂから供給される温水流量（Ｌ/min）
ｋ：エネルギー換算係数（4.186Ｊ／cal）
【請求項２】
前記外気温検知手段が、前記補助給湯器に搭載されている外気温計測用センサであり、
前記流量検知手段が、前記補助給湯器に搭載されている給湯運転制御用流量センサであることを特徴とする請求項１に記載の太陽熱利用給湯システム。
【請求項３】
推定した前記太陽熱利用量を表示する手段を、住戸ごとに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽熱利用給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱集熱器によるセントラル給湯システムにおいて、太陽熱利用による省エネ度を各需要者が簡易に認識可能とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、集合住宅の屋上等に太陽熱集熱器を設置して、集めた熱を貯湯タンクに温水として蓄え、各住戸に設置した給湯器に予熱水として供給して、省エネ化を図るセントラル給水予熱方式が公知である。この場合、各住戸の需要者に太陽熱利用による省エネ度を実感してもらうためには、太陽熱の利用量を計測して給湯器リモコン等に視覚的に表示することが効果的である。
しかしながら、住戸ごとの太陽熱利用量を計測するためには、個別に熱量計等を設置する必要があり、コスト的に困難である。従って、現状では集合配管部に熱量計を配設して、住棟全体の太陽熱利用量をエントランス等に表示するに止まっている。
るという問題がある。
【０００３】
太陽熱温水器を経由する温水熱量を計測して節約量を表示可能とする技術として、特許文献１が公知である。同文献による給湯装置１００は、図４に示すように太陽熱温水器１０２から温水管１０３を経由する温水と、水道管１０４を経由する水道給水とを混合弁１１０で混合した後、バーナ１１３で加熱後して給湯管１０５を介して供給する。温水管１０３、水道管１０４，給湯管１０５にはそれぞれ温度センサ１０６，１０７，１０８が配設されている。また、給湯管１０５には流量センサ１０９が配設されている。これらのセンサにより、各配管中を通過する水又は温水の温度、流量を計測し、さらに太陽熱温水器１０２を通した場合の熱量Ｑａと、太陽熱温水器を通さない場合の熱量Ｑｂとを比較して、節約量を給湯器リモコン１１２に表示可能とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７９１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
同文献は太陽熱温水器を各戸に設置したシステムに関する技術であり、セントラル給湯方式のシステムに関して開示するものではない。また、熱量演算に際しては給湯器に入る水（この場合は、太陽熱によって予熱されている水）の温度とは別に、市水の水道水温度を検知する必要があるが、通常、給湯器には上記両方の水温を計測できる手段は搭載されておらず、この技術を汎用的に適用することは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題に鑑み、給水温度計測手段を搭載していない一般的な給湯器にも適用可能な、セントラル給湯方式による太陽熱利用給湯システムを提供する。
本発明は、以下の内容を要旨とする。すなわち、本発明に係る太陽熱利用給湯システムは、
（１）集合住宅の屋上等に設置した太陽熱集熱器で集めた熱を、水道水と熱交換して予熱水として蓄える貯湯タンクと、各住戸に配設した補助給湯器と、を備え、貯湯タンク内の予熱水を補助給湯器で利用する太陽熱利用給湯システムであって、  
補助給湯器は、外気温（Ｔｏ）を検知する外気温検知手段と、太陽熱集熱器から供給される予熱水流量（Ｆ(t)）を検知する流量検知手段と、
外気温（Ｔｏ）から、水道水温度（Ｔｗ）を推定する回帰式（１）を格納する手段と、を備えて成り、
外気温（Ｔｏ）と、補助給湯器に供給される予熱水流量（Ｆ(t)）と、回帰式（１）に基づいて求めた水道水推定温度（Ｔｗ）と、を用いて、(２)式により各住戸の太陽熱利用量の推定演算を可能に構成した、
ことを特徴とする太陽熱利用給湯システム。    
Ｔｗ＝αＴｏ＋β      ・・・・（１）
α、βは地域により定まる係数であり、具体的には例えば表１に示される。
【数１】
2013213644.tif 000003
Ｑ(t)：その日の太陽熱利用量積算値（ｋＪ）
Ｔｈ：貯湯タンク２ｂから供給される温水温度（℃）
Ｆ(t)：貯湯タンク２ｂから供給される温水流量（Ｌ/min）
ｋ：エネルギー換算係数（4.186Ｊ／cal）
【０００７】
（２）上記発明において、前記外気温検知手段が、前記補助給湯器に搭載されている凍結予防運転用外気温度センサであり、前記流量検知手段が、前記補助給湯器に搭載されている給湯運転制御用流量センサであることを特徴とする。
【０００８】
（３）上記各発明において、推定した前記太陽熱利用量を表示する手段を、住戸ごとに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、各戸に高価な熱量計を設置することなく、集合号住宅の各需要者に簡易に太陽熱エネルギーの恩恵を実感してもらうことができるという効果がある。
【００１０】
また、補助給湯器に標準搭載されている外気温度センサ及び出湯温度制御用流量センサを用いて太陽熱利用量の推定演算を行う発明によれば、別個に外気温検知手段、流量検知手段を搭載する必要がないため、低コストで本システムの構築が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１（ａ）】本発明の一実施形態に係る太陽熱利用給湯システム１（強制循環タイプ）の全体構成を示す図である。
【図１（ｂ）】同じく太陽熱利用給湯システム１’（自然循環タイプ）の全体構成を示す図である。
【図２】給湯器５の詳細構成を示す図である。
【図３】各戸における太陽熱利用量の推定演算フローを示す図である。
【図４】従来の太陽熱利用給湯装置１００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について、図１（ａ）乃至３を参照してさらに詳細に説明する。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００１３】
図１（ａ）を参照して、本実施形態に係る太陽熱利用給湯システム１は、集合住宅３の屋上に設置された太陽熱集熱装置２と、各住戸３ａに設置され、太陽熱集熱装置２により予熱された水を配管４ｂ、４ｃを介して導入する給湯器５と、各住戸内に配設される給湯器リモコン６と、を主要構成として備えている。
【００１４】
太陽熱集熱装置２は、太陽熱を集熱する集熱パネル２ａと、集熱パネル２ａで集熱した太陽熱を温水として蓄熱する貯湯タンク２ｂと、集熱パネル２ａと貯湯タンク２ｂ間を熱媒循環させる循環ポンプ２ｄ及び循環配管２ｃと、熱媒と水道給水とを熱交換させる熱交換器２ｅと、により構成されている。
貯湯タンク２ｂ内には、給水配管４ａを経由して水道水が供給される。また、熱交換により貯湯タンク２ｂ内に蓄熱された温水は、予熱水配管４ｂ、分岐配管４ｃを経由して各戸の給湯器５に供給される。
【００１５】
図２を参照して、給湯器５は筐体５ａ内部にバーナ５ｃ，熱交換部５ｄ、燃焼ファン（図示せず）、排気部（図示せず）を備えている。貯湯タンク２ｂから繋がる分岐配管４ｃは機内の給水配管５ｂに接続し、給水配管５ｂはさらに熱交換部５ｄに接続している。また、熱交換部５ｄ出側は機内給湯管５ｇに接続し、さらに住戸内給湯配管５ｊと接続している。
【００１６】
以上の構成により、太陽熱利用給湯システム１は集熱パネル２ａで集熱した太陽熱を貯湯タンク２ｂにおいて温水として蓄熱し、これを給湯器５に予熱水として供給する。給湯器５においては、予熱水温度が出湯要求温度以上の場合にはそのまま給湯する。また、要求温度に達していない場合には、不足熱量分をバーナ５ｃにより加熱昇温して給湯可能としている。
【００１７】
給水配管５ｂ経路中には流量センサＳ１が配設されており、貯湯タンク２ｂから供給される温水流量を計測可能に構成されている。また、筐体５ａ内の外気温検知可能な位置には温度センサＳ２が配設されている。なお、流量センサＳ１は給湯運転制御用、また温度センサＳ２は凍結予防運転等のためにとして、給湯器５に標準搭載されている計測装置である。
【００１８】
給湯器５は流量センサＳ１、温度センサＳ２の計測値に基づいて、後述する太陽熱利用量の演算を可能とする制御部５ｈを備えている。制御部５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、クロック、等を備えたマイコン及び外部メモリを主要構成とする装置により実装可能である。
制御部５ｈの外部メモリには、（１）式に示す地域別気温（Ｘ：（℃））と水道水温度（Ｙ：（℃））の一次回帰式の係数α、βのテーブル（表１）が格納されている。
Ｙ＝αＸ＋β      ・・・・（１）
なお、（１）式及び係数α、βは、「給湯設備設計用基礎データの検討・整備に関する研究  第８報」（空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集［'97.8.27〜 8.29］）に基づいて設定したものである。
【００１９】
回帰式の係数は、（１）の発明の場合は、α＝０．８９、β＝２．２３を用いる。（３）の発明の場合は表１の値を用いる。
【表１】
2013213644.tif 000004
【００２０】
各戸室内には、制御部５ｈに接続するリモコン６が配設されており、タッチパネル（図示せず）の適宜選択により、後述するように給湯使用に伴う太陽熱利用量を表示可能に構成されている。
【００２１】
太陽熱利用給湯システム１は以上のように構成されており、次に図３を参照して、制御部５ｈにより実行される各戸の太陽熱利用量推定方法、リモコン６への表示方法等について説明する。
本推定に先立ち、予め（１）式の演算に適用される当該住棟地域（又は最近接地域）の係数α、βが、表１のテーブルの中から選定されているものとする（Ｓ１０１）。
最初に、毎日午前０時の外気温（Ｔｏ）を当該日の代表外気温として、センサＳ２により取り込む（Ｓ１０２）。次に、（１）式により水道水温を推定する（Ｓ１０３）。
次いで、（２）式により給湯使用時に太陽熱利用量の演算、時間経過に伴う積算を行う（Ｓ１０４）。
【００２２】
【数２】
2013213644.tif 000005
Ｑ(t)：その日の太陽熱利用量積算値（ｋＪ）
Ｔｈ：貯湯タンク２ｂから供給される温水温度（℃）
Ｆ(t)：貯湯タンク２ｂから供給される温水流量（Ｌ/min）
ｋ：エネルギー換算係数（4.186Ｊ／cal）
【００２３】
演算結果は、その日の太陽熱利用量積算値としてリモコン６に常時表示される（Ｓ１０５）。さらに、２４時時点において、その日の太陽熱利用量積算値情報を外部メモリに保存する（Ｓ１０６）。これにより、需要者は１日、１月、１年単位等、任意の期間の太陽熱利用量を、リモコン６の操作により認識可能となる。
【００２４】
本実施形態による太陽熱利用量推定値の精度は必ずしも高いとはいえないが、課金に用いるのではなく、太陽熱による恩恵を実感してもらうことを目的とするのであれば、十分な精度であるといえる。
【００２５】
なお、本実施形態では水道水温を、回帰式（１）を用いて推定する例を示したが、他の手段、例えば予め1年間の水道水温平年値の統計データを、例えば給湯器に内蔵されている制御基板に備えた外部メモリに格納しておき、これを用いて推定してもよい。
【００２６】
また、本実施形態では太陽熱集熱装置２として強制循環タイプを用いる例を示したが、図１（ｂ）に示すように自然循環タイプの集熱パネル７ａ及び貯湯タンク７ｂを用いた太陽熱集熱装置７を用いる態様とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、集合住宅の太陽熱利用給湯システムのみならず、戸建の太陽熱利用給湯システムの太陽熱利用量推定にも適用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・・太陽熱利用給湯システム（強制循環タイプ）
１’・・・太陽熱利用給湯システム（自然循環タイプ）
２、７・・・・太陽熱集熱装置
２ａ、７ａ・・・集熱パネル
２ｂ、７ｂ・・・貯湯タンク
４ａ・・・給水配管
４ｂ・・・予熱水配管
４ｃ・・・分岐配管
５・・・・給湯器
５ｈ・・・制御部
６・・・・給湯器リモコン
Ｓ１・・・流量センサ
Ｓ２・・・温度センサ
【図１（ａ）】
2013213644.tif 000007
【図１（ｂ）】
2013213644.tif 000008
【図２】
2013213644.tif 000009
【図３】
2013213644.tif 000010
【図４】
2013213644.tif 000011