Ver.05（エネルギー消費性能計算プログラム（住宅版）Ver.02～）
2016.8

第二節 太陽熱利用給湯設備
1. 適用範囲
本計算方法は、用途が住宅である建築物又は建築物の部分に設置された太陽熱利用給湯設備（太陽熱温水器又はソーラーシステム）の補正集熱量及びソーラーシステムの循環ポンプの消費電力の計算に適用する。

2. 引用規格JIS A4111: 2011 太陽熱温水器
JIS A4112: 2011 太陽集熱器
JIS A4113: 2011 太陽蓄熱槽
JIS B7552: 2011 液体用流量計の校正方法及び試験方法
ISO 9488: 1999 Solar energy -Vocabulary

3. 用語の定義
第一章の定義を適用する。

4. 記号及び単位
4.1 記号
本計算で用いる記号及び単位は表 1 による。
表 1 記号及び単位記号

意味𝐴𝐴𝑠𝑝𝑓𝑠ℎ𝑓𝑠𝑝,𝑝𝑓𝑠𝑝,𝑠𝑓𝑠𝑠ℎ𝐻𝐶𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘
𝐼𝑑𝐼𝐷𝐼𝐷𝑁𝐼𝑆𝑘𝑦

太陽方位角
太陽熱集熱部の有効集熱面積
太陽熱温水器の分担率上限値太陽熱集熱部の集熱効率
太陽熱利用給湯設備のシステム効率
ソーラーシステムの分担率上限値
太陽高度
ソーラーシステムのタンク蓄熱量
太陽熱集熱部設置面の単位面積当たりの天空放射量
太陽熱集熱部設置面の単位面積当たりの直達日射量
法線面直達日射量
水平面天空日射量

𝐿𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘
𝐿𝑠𝑢𝑛
𝐿′
𝑃𝑠𝑠
𝑃𝛼

ソーラーシステムのタンク容量補正集熱量
太陽熱利用給湯設備による補正集熱量
節湯補正給湯熱負荷
ソーラーシステムの循環ポンプの消費電力
太陽熱集熱部の方位角

7-2-1

単位o

m2－－－－o

MJ
W/m2
W/m2
W/m2
W/m2
MJ/日
MJ/日
MJ/日
Wo

Ver.05（エネルギー消費性能計算プログラム（住宅版）Ver.02～）
2016.8記号𝑃𝛽𝑞𝑠𝑝

意味
太陽熱集熱部の傾斜角
太陽熱集熱部設置面の単位面積当たりの平均日射量

𝑞𝑠𝑠,𝑝,𝑙𝑄
𝑄𝑠𝑝
𝑅𝑡𝑠𝑠
𝑊𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘
𝛼𝑡𝑛𝑘
𝜃𝑒𝑥,𝑠,𝐴𝑣𝑒ソーラーシステムの循環ポンプの稼働閾値
基準集熱量
1 日当たりの太陽熱集熱部設置面の単位面積当たりの日射量
集熱総面積に対する有効集熱面積の割合
ソーラーシステムの循環ポンプの 1 日当たりの稼働時間
ソーラーシステムのタンク容量
ソーラーシステムのタンク有効利用率
日平均太陽熱外気温度
期間平均太陽熱外気温度
太陽熱温水器が使用できる外気下限温度
ソーラーシステムのタンク内温度
日平均給水温度𝜃𝑒𝑥,𝑠,𝑝𝑟𝑑,𝐴𝑣𝑒𝜃𝑠ℎ𝜃𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘
𝜃𝑤𝑡𝑟

単位o

W/m2
W/m2
MJ/日
MJ/m2 日－h/日
L
1/日
o
Co
Co
Co
Co
C

4.2 添え字
本計算で用いる添え字は表 2 による
表 2 添え字
添え字

意味

𝑏1𝑏2
𝑏𝑎1

浴槽水栓湯はり
浴槽自動湯はり
浴槽水栓さし湯𝑑𝑘𝑠𝑡𝑤

日付
台所水栓
浴室シャワー水栓
時刻
洗面水栓

5. 太陽熱温水器
日付𝑑における 1 日当たりの太陽熱利用給湯設備による補正集熱量𝐿𝑠𝑢𝑛,𝑑 は、式(1)により表される。ただし、式(2)により表される太陽熱温水器が使用できる条件を満たさない場合は、0とする。
𝐿𝑠𝑢𝑛,𝑑 = min(𝑄𝑑 , (𝐿′𝑘,𝑑 + 𝐿′𝑠,𝑑 + 𝐿′𝑤,𝑑 + 𝐿′𝑏1,𝑑 + 𝐿′𝑏2,𝑑 + 𝐿′𝑏𝑎1,𝑑 ) × 𝑓𝑠ℎ )ここで、
𝐿𝑠𝑢𝑛,𝑑：日付𝑑における 1 日当たりの太陽熱利用給湯設備による補正集熱量（MJ/日）

𝑄𝑑：日付𝑑における 1 日当たりの基準集熱量（MJ/日）

𝑓𝑠ℎ𝐿′𝑘,𝑑：太陽熱温水器の分担率上限値：日付𝑑における 1 日当たりの台所水栓における節湯補正給湯熱負荷（MJ/日）

𝐿′𝑠,𝑑：日付𝑑における 1 日当たりの浴室シャワー水栓における節湯補正給湯熱負荷（MJ/日）

𝐿′𝑤,𝑑𝐿′𝑏1,𝑑𝐿′𝑏2,𝑑𝐿′𝑏𝑎1,𝑑：日付𝑑における 1 日当たりの洗面水栓における節湯補正給湯熱負荷（MJ/日）：日付𝑑における 1 日当たりの浴槽水栓湯はり時における節湯補正給湯熱負荷（MJ/日）：日付𝑑における 1 日当たりの浴槽自動湯はり時における節湯補正給湯熱負荷（MJ/日）：日付𝑑における 1 日当たりの浴槽水栓さし湯時における節湯補正給湯熱負荷（MJ/日）

であり、太陽熱温水器の分担率上限値𝑓𝑠ℎ は0.9とする。
太陽熱温水器が使用できる条件
7-2-2

(1)

Ver.05（エネルギー消費性能計算プログラム（住宅版）Ver.02～）
2016.8𝜃𝑒𝑥,𝑠,𝑝𝑟𝑑,𝐴𝑣𝑒,𝑑 ≥ 𝜃𝑠ℎ(2)ここで、
𝜃𝑒𝑥,𝑠,𝑝𝑟𝑑,𝐴𝑣𝑒,𝑑：日付𝑑を基準とした期間平均太陽熱外気温度（oC）
𝜃𝑠ℎ：太陽熱温水器が使用できる外気下限温度（oC）であり、太陽熱温水器が使用できる外気下限温度𝜃𝑠ℎ は5℃とする。

6. ソーラーシステム
日付𝑑における 1 日当たりの太陽熱利用給湯設備による補正集熱量𝐿𝑠𝑢𝑛,𝑑 は、式(3)により表される。
𝐿𝑠𝑢𝑛,𝑑 = min(𝐿𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘,𝑑 , (𝐿′𝑘,𝑑 + 𝐿′𝑠,𝑑 + 𝐿′𝑤,𝑑 + 𝐿′𝑏1,𝑑 + 𝐿′𝑏2,𝑑 + 𝐿′𝑏𝑎1,𝑑 ) × 𝑓𝑠𝑠 )

(3)

ここで、
𝐿𝑠𝑢𝑛,𝑑：日付𝑑における 1 日当たりの太陽熱利用給湯設備による補正集熱量（MJ/日）

𝐿𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘,𝑑：日付𝑑における 1 日当たりのソーラーシステムのタンク容量補正集熱量（MJ/日）

𝑓𝑠𝑠：ソーラーシステムの分担率上限値

𝐿′𝑘,𝑑：日付𝑑における 1 日当たりの台所水栓における節湯補正給湯熱負荷（MJ/日）

𝐿′𝑠,𝑑𝐿′𝑤,𝑑𝐿′𝑏1,𝑑𝐿′𝑏2,𝑑𝐿′𝑏𝑎1,𝑑：日付𝑑における 1 日当たりの浴室シャワー水栓における節湯補正給湯熱負荷（MJ/日）：日付𝑑における 1 日当たりの洗面水栓における節湯補正給湯熱負荷（MJ/日）：日付𝑑における 1 日当たりの浴槽水栓湯はり時における節湯補正給湯熱負荷（MJ/日）：日付𝑑における 1 日当たりの浴槽自動湯はり時における節湯補正給湯熱負荷（MJ/日）：日付𝑑における 1 日当たりの浴槽水栓さし湯時における節湯補正給湯熱負荷（MJ/日）

であり、ソーラーシステムの分担率上限値𝑓𝑠𝑠 は0.9とする。
日付𝑑における 1 日当たりのソーラーシステムのタンク容量補正集熱量𝐿𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘,𝑑 は、式(4)により表される。
𝐿𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘,𝑑 = min(𝑄𝑑 , 𝐻𝐶𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘,𝑑 × 𝛼𝑡𝑛𝑘,𝑑 )

(4)

ここで、
𝑄𝑑

：日付𝑑における 1 日当たりの基準集熱量（MJ/日）

𝐻𝐶𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘,𝑑 ：日付𝑑におけるソーラーシステムのタンク蓄熱量（MJ）
𝛼𝑡𝑛𝑘,𝑑：日付𝑑におけるソーラーシステムのタンク有効利用率（1/日）

である。
日付𝑑におけるソーラーシステムのタンク有効利用率𝛼𝑡𝑛𝑘,𝑑 は、日付𝑑によらず1.0に等しいとする。
日付𝑑におけるソーラーシステムのタンク蓄熱量𝐻𝐶𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘,𝑑 は、式(5)により求めることとする。
𝐻𝐶𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘,𝑑 = (𝜃𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘 − 𝜃𝑤𝑡𝑟,𝑑 ) × 𝑊𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘 × 4.186 × 10−3

(5)

ここで、
𝜃𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘：ソーラーシステムのタンク内温度（oC）

𝜃𝑤𝑡𝑟,𝑑：日付𝑑における日平均給水温度（oC）

𝑊𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘：ソーラーシステムのタンク容量（L）であり、ソーラーシステムのタンク内温度𝜃𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘 は65℃とする。
ソーラーシステムのタンク容量𝑊𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘 は付録 A により規定される。
日付𝑑における 1 日当たりのソーラーシステムの循環ポンプの消費電力量𝐸𝐸,𝑠𝑠,𝑝,𝑑 は、式(6)により表される。
𝐸𝐸,𝑠𝑠,𝑝,𝑑 = 𝑃𝑠𝑠,𝑑 × 𝑡𝑠𝑠,𝑝 × 10−3
ここで、
𝑃𝑠𝑠,𝑝

：ソーラーシステムの循環ポンプの消費電力（W）

7-2-3

(6)

Ver.05（エネルギー消費性能計算プログラム（住宅版）Ver.02～）
2016.8𝑡𝑠𝑠,𝑑：日付𝑑におけるソーラーシステムの循環ポンプの 1 日当たりの稼働時間（h/日）である。
ソーラーシステムの循環ポンプの消費電力𝑃𝑠𝑠,𝑝 は、表 3 の適用条件に当てはまるものを選択するものとする。
表 3 ソーラーシステムの循環ポンプの消費電力𝑃𝑠𝑠,𝑝 の値と適用条件
項 目
省消費電力型
上記以外の機種

適用条件

値

現時点では該当するポンプがない
すべてのポンプ

4080

日付𝑑におけるソーラーシステムの循環ポンプの 1 日当たりの稼働時間𝑡𝑠𝑠,𝑑 は、日付𝑑の時刻𝑡における太陽熱集熱部設置面の単位面積当たりの平均日射量𝑞𝑠𝑝,𝑑,𝑡 がソーラーシステムの循環ポンプの稼働閾値𝑞𝑠𝑠,𝑝,𝑙 以上の場合に単位時間動作するとし、日付𝑑においてその動作する時間を積算したものである。ここで、ソーラーシステムの循環ポンプの稼働閾値𝑞𝑠𝑠,𝑝,𝑙 は、150（W/m2）に等しいとする。

7. 基準集熱量
日付𝑑における 1 日当たりの基準集熱量𝑄𝑑 は、式(7)により表される。
𝑄𝑑 = 𝑄𝑠𝑝,𝑑 × 𝐴𝑠𝑝 × 𝑓𝑠𝑝,𝑝 × 𝑓𝑠𝑝,𝑠(7)

ここで、𝑄𝑑𝑄𝑠𝑝,𝑑：日付𝑑における 1 日当たりの基準集熱量（MJ/日）：日付𝑑における 1 日当たりの太陽熱集熱部設置面の単位面積当たりの日射量（MJ/m2 日）

𝐴𝑠𝑝：太陽熱集熱部の有効集熱面積（m2）𝑓𝑠𝑝,𝑝：太陽熱集熱部の集熱効率

𝑓𝑠𝑝,𝑠：太陽熱利用給湯設備のシステム効率である。ここで、太陽熱集熱部の集熱効率𝑓𝑠𝑝,𝑝 は0.4に等しく、太陽熱利用給湯設備のシステム効率𝑓𝑠𝑝,𝑠 は0.85に等しいものとする。
太陽熱集熱部の有効集熱面積𝐴𝑠𝑝 は、ISO 9488 の 8.6 節「aperture area」に規定される方法により算出した値とするか、太陽熱温水器の場合、JIS A 4111 に規定される集熱部総面積又は集熱貯湯部総面積に 0.85 を乗じた値であり、ソーラーシステムの場合、JIS A 4112 に規定される集熱器総面積に 0.85 を乗じた値とする。
日付𝑑における 1 日当たりの太陽熱集熱部設置面の単位面積当たりの日射量𝑄𝑠𝑝,𝑑 は、式(8)により表されるものとする。
23

𝑄𝑠𝑝,𝑑 = ∑(𝑞𝑠𝑝,𝑑,𝑡 × 3600 × 10−6 )

(8)

𝑡=0

ここで、
𝑞𝑠𝑝,𝑑,𝑡：日付𝑑の時刻𝑡における太陽熱集熱部設置面の単位面積当たりの平均日射量（W/m2）

であり、日付𝑑の時刻𝑡における太陽熱集熱部設置面の単位面積当たりの平均日射量𝑞𝑠𝑝,𝑑,𝑡 は付録 B により計算される。

8. 期間平均太陽熱外気温度
日付𝑑を基準とした期間平均太陽熱外気温度𝜃𝑒𝑥,𝑠,𝑝𝑟𝑑,𝐴𝑣𝑒,𝑑 は、式(9)により表される。

7-2-4

Ver.05（エネルギー消費性能計算プログラム（住宅版）Ver.02～）
2016.830

𝜃𝑒𝑥,𝑠,𝑝𝑟𝑑,𝐴𝑣𝑒,𝑑 = ∑ 𝜃𝑒𝑥,𝑠,𝐴𝑣𝑒,𝑑−15+𝑖 ⁄31

(9)

𝑖=0

ここで、
𝜃𝑒𝑥,𝑠,𝑝𝑟𝑑,𝐴𝑣𝑒,𝑑：日付𝑑を基準とした期間平均太陽熱外気温度（oC）
𝜃𝑒𝑥,𝑠,𝐴𝑣𝑒,𝑑 ：日付𝑑における日平均太陽熱外気温度（oC）であり、第十一章「その他」第二節「日射に関する地域区分と日射量等」により規定され、「年間日射量地域区分」に応じて定まる。

7-2-5

Ver.05（エネルギー消費性能計算プログラム（住宅版）Ver.02～）
2016.8

付録 A ソーラーシステムのタンク容量
ソーラーシステムのタンク容量𝑊𝑠𝑠,𝑡𝑛𝑘 は JIS A 4113「太陽蓄熱槽」で規定される貯湯槽容量の小数点第一位を四捨五入し整数値とした値である。JIS A 4113「太陽蓄熱槽」で規定される貯湯槽容量の代わりに以下の方法により計測した値を使用することもできる。
ソーラーシステムの貯湯タンクが複数ある場合はそれぞれの貯湯タンクのタンク容量を合計した値で評価することができる。
A.1 タンク容量の測定方法
タンク容量は、タンクの構造により以下のいずれかの方法によって測定した値を用いることとする。試験時の蓄熱媒体は水を用いて行い、密度は1.00g/cm3 とみなす。
A.1.1 開放型の場合
ソーラーシステムのタンク内の液体が大気に解放された構造（開放型）のものについては、タンクに20℃±5℃の水をゲージ圧344kPa±34kPa の給水静水圧の下でボールタップ、液面スイッチ等の給水制御装置が閉止するまで給水し、その後、給水栓を止めて、排水口から排水した水の質量を JIS B7552 に規定する器差が±1%の流量計を用いて測定した値とする。
A.1.2 密閉型の場合
ソーラーシステムのタンク内に大気圧を超える液体を貯蔵する構造（密閉型）のものについては、タンクに20℃±5℃の水をゲージ圧80kPa の給水圧の下で満水状態まで給水し、その後、給水栓を止めて、排水口から排水した水の質量を JIS B7552 に規定する器差が±1%の流量計を用いて測定した値とする。

7-2-6

Ver.05（エネルギー消費性能計算プログラム（住宅版）Ver.02～）
2016.8

付録 B 太陽熱集熱部設置面の単位面積当たりの平均日射量
日付𝑑時刻𝑡における太陽熱集熱部設置面の単位面積当たりの平均日射量𝑞𝑠𝑝,𝑑,𝑡 は、式(1)から式(3)により算出する。
𝐼𝐷,𝑑,𝑡 + 𝐼𝑑,𝑑,𝑡
𝑞𝑠𝑝,𝑑,𝑡 = {𝐼𝑑,𝑑,𝑡(1)(𝐼𝐷,𝑖,𝑑,𝑡 ≥ 0)
(𝐼𝐷,𝑖,𝑑,𝑡 < 0)(2)

𝐼𝐷,𝑑,𝑡 = 𝐼𝐷𝑁,𝑑,𝑡 {𝑠𝑖𝑛 ℎ𝑑,𝑡 𝑐𝑜𝑠 𝑃𝛽 + 𝑐𝑜𝑠 ℎ𝑑,𝑡 𝑠𝑖𝑛 𝑃𝛽 𝑐𝑜𝑠(𝑃𝛼 − 𝐴𝑑,𝑡 )}𝐼𝑑,𝑑,𝑡 = 𝐼𝑆𝑘𝑦,𝑑,𝑡(3)(1 + 𝑐𝑜𝑠 𝑃𝛽 )2

ここで、
𝑞𝑠𝑝,𝑑,𝑡：日付𝑑の時刻𝑡における太陽熱集熱部設置面の単位面積当たりの平均日射量（W/m2）

𝐼𝐷,𝑑,𝑡：日付𝑑の時刻𝑡における太陽熱集熱部設置面の単位面積当たりの直達日射量（W/m2）

𝐼𝑑,𝑑,𝑡：日付𝑑の時刻𝑡における太陽熱集熱部設置面の単位面積当たりの天空放射量（W/m2）

𝐼𝐷𝑁,𝑑,𝑡𝐼𝑆𝑘𝑦,𝑑,𝑡：日付𝑑の時刻𝑡における法線面直達日射量（W/m2）：日付𝑑の時刻𝑡における水平面天空日射量（W/m2）ℎ𝑑,𝑡：日付𝑑の時刻𝑡における太陽高度（o）

𝐴𝑑,𝑡：日付𝑑の時刻𝑡における太陽方位角（o）

𝑃𝛼𝑃𝛽：太陽熱集熱部の方位角（o）：太陽熱集熱部の傾斜角（o）である。日付𝑑時刻𝑡における法線面直達日射量𝐼𝐷𝑁,𝑑,𝑡 、日付𝑑時刻𝑡における水平面天空日射量𝐼𝑆𝑘𝑦,𝑑,𝑡 、日付𝑑時刻𝑡における太陽高度ℎ𝑑,𝑡 及び日付𝑑時刻𝑡における太陽方位角𝐴𝑑,𝑡 は年間日射量地域区分に応じて、第十一章「その他」第二節「日射に関する地域区分と日射量等」に定める値とする。
太陽熱集熱部の方位角𝑃𝛼 とは、太陽熱集熱部の法線方向の水平部分が真南に対して西回りに振れた角度であり、次表のようにその数値を丸めることができる。
表 B.1 太陽熱集熱部の方位角
方位角の範囲丸めた値

方位角の範囲丸めた値−15度（345度）から15度
15度から45度
45度から75度75度から105度
105度から135度
135度から165度

0度
30度
60度
90度
120度
150度

165度から195度
195度から225度
225度から255度
255度から285度
285度から315度
315度から345度

180度
210度
240度
270度
300度
330度

太陽熱集熱部の傾斜角𝑃𝛽 は、水平面からの太陽熱集熱部の角度であり、設置した傾斜角の一の位を四捨五入した値とし、90度を超える場合は90度とする。

7-2-7