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研究論文

補助ボイラを有する貯湯式太陽熱給湯システムの性能試験
補助ボイラを有する貯湯式太陽熱給湯システムの性能試験
Performance Evaluation of Domestic Hot Water Supply System
Performance Evaluation of Domestic Hot Water Supply Systemusing Solar Collectors and an Auxiliary Boiler

using Solar Collectors and an Auxiliary Boiler*1*2
濱田濱 靖弘功多多*2*2 中 村中村
福 澤明大
明 大*2 高 高橋
橋 功
田 靖 弘*1 福澤

*3
充充
斉

*3

隆也
藤 斉藤
隆 也*3

浦崎

義輝
*7

本

*3

Yasuhiro
HAMADA
Akihiro
FUKUZAWA
Norikazu
TAKAHASHIMitsuru
Mitsuru
NAKAMURA
Takaya SAITOH
Yasuhiro
HAMADA
Akihiro
FUKUZAWA
Norikazu TAKAHASHI
NAKAMURA
Takaya SAITOH
*4
*5
*6
*7
*8

浦

博幸
崎

博

中村

幸*4 中

貫太

村

貫

太*5 蓑

Hiroyuki URASAKI
Kanta NAKAMURA
Hiroyuki URASAKI
Kanta NAKAMURA

蓑川
川

恭子 *6

恭

子

水

水馬

馬

義

輝

松

松本
達

達也

也*8

Kyoko MINOKAWA
Yoshiteru MIZUMA Tatsuya MATSUMOTO
Kyoko MINOKAWA Yoshiteru MIZUMA
Tatsuya MATSUMOTO

Abstract
This paper describes the performance evaluation of a domestic hot water supply system using solar collectors
and an auxiliary boiler. First, the specifications of solar collectors, measurement items and experimental conditions at
each site were mentioned. Second, laboratory experiments by using the modified M1 mode were carried out. It was
showed that an introduction effect was high in both moderate climate and cold regions. As a result of fieldmeasurements, the annual system coefficient of performance and the coefficient of primary energy consumption
became 5.4-10.9 and 0.19-0.38, respectively.
キーワード： 実験，太陽熱集熱器，給湯，修正 M1 モード
Key Words ： Experiment, Solar Collectors, Domestic Hot Water, Modified M1 Mode
１．はじめに意識が高まり，再び太陽熱利用給湯機が注目されており，
2012 年末の時点では，家庭の給湯用を主体とする太陽熱

住宅におけるエネルギー消費の約 3 割は給湯（Domestic

温水器の総出荷数は累計約 684 万台(3)に達しているが，海Hot Water：DHW）エネルギーが占める．そのため，給湯外と比較すると普及が進んでいるとは言い難いのが現状

用途の省エネルギー化は，近年の増加傾向にある民生部門

である．太陽熱集熱に関する報告(4)～(13)はこれまでに多数の省エネルギー化をめざす上でも重要である．給湯設備は，見られており，省エネルギー性は十分に実証されているも熱源，配管，給湯栓から構成されるが，熱源として太陽熱のの，ユーザーの導入意欲に一層訴求する商用化に課題がを利用することは，エネルギーの有効利用という観点からあると考えられる．近年，太陽熱のより積極的な活用に向も重要である．

けて，集合住宅向けのバルコニー設置型太陽熱給湯システ

世界における太陽熱利用機器の導入実績は増加傾向にムも開発されている(14)．

あり，特に中国における導入量の伸びが大きい(1)，(2)．一

本論文は，HEMS（Home Energy Management System）を方，日本においては，太陽熱温水器は，第二次石油危機の指向し，ユーザビリティに配慮した表示機能を擁するなど時点でピークを迎え，年間に 40～80 万台普及したが，そした近年の太陽熱を利用した貯湯式給湯システムの性能の後は普及台数が停滞した．最近では，環境問題に対する評価を行ったものである．まず，修正 M1 モード(15)による

*1
*2
*3
*4
*5
*6
*7
*8

実使用を考慮した実験を実施し，性能評価を行う．次いで，北海道大学大学院工学研究院教授（〒060-8628 札幌市北区北 13 条西 8 丁目）
e-mail: hamada@eng.hokudai.ac.jp
北海道大学大学院工学院修士課程
北海道ガス株式会社
日本海ガス株式会社
京葉ガス株式会社
静岡ガス株式会社
広島ガス株式会社
西部ガス株式会社

国内各地域でフィールド実測を実施し，年間を通じた省エ
ネルギー性，経済性について検討する．
２．実験概要2.1 実験機器の仕様
太陽熱利用給湯システムの仕様を表 1，表 2 に示す．集

（原稿受付：2013 年 10 月 30 日）

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濱田・福澤・高橋・中村・斉藤・浦崎・中村・蓑川・水馬・松本：

Table 1 Specification of DHW systems using solar collectors Table 2 Specification of DHW systems using solar collectors(Model A)(Model B)

Solar collectors
System of heat collection
Total area of collectors
Number of panels
Panel size (mm)Type
Absorptance
Emissivity
Brine
Hot water storage unit
Tank
Electric
Maximum
consumption Antifreeze heater
BoilerGas
Maximum
consumption Minimum
Type of gas

Forced-circulation
3.8 m²
2
1954×1054×56
Flat plate（Selective absorption film）
0.95±0.02
0.05±0.02
Propylene glycol solution
200 L
225/255 W
126/126 W
50.0 kW
8.4 kW
13 A/LP

Solar collectors
System of heat collection
Total area of collectors
Number of panels
Panel size (mm)Type
Absorptance
Emissivity
Brine
Hot water storage unit
Tank
Electric
Maximum
consumption Antifreeze heater
BoilerGas
Maximum
consumption Minimum
Type of gas

Forced-circulation
3.88 m²
2
2026×1032×67
Flat plate（Selective absorption film）
0.95±0.02
0.12±0.02
Propylene glycol solution
90 L
310/310 W
197/197 W
50.0 kW
13 A/LP

Table 3 Conditions at each site
Laboratory (Model A)
Hiroshima
Site
Installation location Aki gun Kaita cho
34°22'N
Latitude132°32'E
Longitude
Tilt angle
20°
0°
AzimuthField measurement (Model A)
Site
ToyamaChiba
Installation location Toyama
Matsudo
Latitude
36°43'N
35°47'N
Longitude
137°13'E139°54'E
Two stories
Two stories
Target house
2 adults, 2 children 2 adults, 1 child
Tilt angle
33°
30°
Azimuth0°0°
T16

Outdoor air temperature

S1
Insolation

Field measurement (Model B)
Hiroshima
Fukuoka
Shizuoka
Fukuoka
Higashi Hiroshima Fukuoka
Shizuoka
Fukuoka
34°28'N
33°38'N
34°58'N
33°38'N132°47'E
130°28'E
138°22'E130°28'E
Two stories
Two stories
Two stories
Two stories
2 adults, 1 child2 adults, 7 children 2 adults, 1 child2 adults, 2 children
22°
29°
24°
29°
-24°
+40°
+40°
+5°

F3

Solar collectors
T13
T12

T4

Laboratory (Model A and B)
Hokkaido
Sapporo43°07'N
141°35'E
31°
0°

T3

T5 F2
T6
T15 Room air temperature
Measurement interval 2 [sec]Temperature Flow rate Electric power

Boiler

T14 T2

T7

0L

T8

50 L

T9

100 L

T10 150 L
T11 200 L

T20

Outdoor air F3
Boilertemperature

S1

Solar collectors

Hot-water
supply

T4
T3

T1F1

T5 F2

T17

Heating supply(high temp.)

Water supply

T14

T2

T13
T12
T7
T8

Heat exchanger Hot-watersupply0L
23 L

T9 45 LT10 68 L Check valve
T1F1
T11 90 L
Water supply
T6
Heat exchanger
E1 E2
T15

Heating supply(low temp.)

F4 T18Heating return(high temp.)

T16
F5
Heating return(low temp.)
Measurement interval 2 [sec]Temperature Flow rate Electric power T19 Room air temperature

E1 E2

Fig. 1 System diagram of experimental equipment (Model A).

Fig. 2 System diagram of experimental equipment (Model B).

熱板は，いずれも平板型（選択吸収膜，太陽光線吸収率較を実施する．両メーカーには研究趣旨を説明し，同意を0.95，放射率 0.05～0.12）で，集熱器総面積は約 4 m2 であ得ている．

る．また，貯湯ユニットは貯湯槽（機種 A：200 L，機種
B：90 L）とともに補助熱源機としてガスボイラが組み込

2.2 実験およびフィールド実測の概要

まれた一体型である．機種 A，B は集熱面積は同等である

表 3 に実験およびフィールド実測を実施した各サイト

が，貯湯槽容量が大きく異なること，また，機種 B が暖の概要を示す．北海道と広島の 2 箇所で行った実験では，房機能も有することからこれらの二機種を対象に性能比

給湯負荷パターンとして，修正 M1 モード(15)を採用した．

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補助ボイラを有する貯湯式太陽熱給湯システムの性能試験

Table 4 Measurement items (Model A)
No.
T1-T6
T7-T11
T12-T14
T15
T16
F1, F2F3
E1, E2
S1

Measurement items
Fluid temperature
Tank temperature
Fluid temperature
Room air temperature
Outdoor air temperature
Flow rate
Gas consumption
Power consumption
Insolation

Sensor
Pt-100T thermocouple
Pt-100T thermocouple
T thermocouple
Flow meter
Flow meterTransducer
Pyranometer

Point
6
5
3
1
1
2
1
1
1

Accurary
±0.3℃
±0.5℃
±0.3℃
±0.5℃
±0.5℃
±2%
±0.3%
±2%
±2%

Point
6
5
7
1
1
4
1
1
1

Accurary
±0.3℃
±0.5℃
±0.3℃
±0.5℃
±0.5℃
±2%
±0.3%
±2%
±2%

Table 5 Measurement items (Model B)
No.
T1-T6
T7-T11
T12-T18
T19
T20
F1, F2, F4, F5
F3
E1, E2
S1

Measurement items
Fluid temperature
Tank temperature
Fluid temperature
Room air temperature
Outdoor air temperature
Flow rate
Gas consumption
Power consumption
Insolation

Sensor
Pt-100T thermocouple
Pt-100T thermocouple
T thermocouple
Flow meter
Flow meterTransducer
Pyranometer

Fig. 3 Specification of modified M1 mode.

これは，貯湯式給湯機を主な対象とし，1 モードが 6 日からなる複数日モードであり，平均・変動が実測結果より設定されたものである．広島サイトは年間を通した実験，北海道サイトは春期から厳冬期について実験を行っている．
また，富山，千葉，広島，福岡，静岡で実際の世帯において実使用実態を把握するためのフィールド実測を行っている．地域選択にあたっては，太陽エネルギーが極めて地
Fig. 4 Dependence rate (Hiroshima laboratory).

域性に影響されることを考慮し，改正省エネルギー法告示
地域区分 1～8，年間日射量地域区分 A1～A5 からできるだけ幅広い地域区分の選択をめざしたが，今回は限界もあり，告示地域区分 2・5～7，年間日射量地域区分 A2～A4にとどまった．今後より大規模な実証評価が必要となる．
また，測定項目，測定間隔，センサ等を統一した同時測定結果を検討できよう配慮した．世帯選定にあたっては，共同研究者を通じて設置協力に応じた表 3 の各地域一世帯ずつとなった．熱需要にばらつきがありサンプル数としては不十分であり，地域を代表するデータとしては取り扱えない参考値であることに留意が必要である．また，屋根形状の制約もありパネル設置状態等の統一化は行えなかった．なお，各サイトには，何れもそれぞれの機種で同仕様

Fig. 5 Energy conservation (Hiroshima laboratory).

の試験機を設置しているが，北海道のみ貯湯ユニットを屋内設置としている．北海道以外は外界気象条件の異なる影響を受けることとなるが，今回はメーカーの設置指針に従の各回路［暖房回路は高温（図 2 の Heating supply/returnった．

(high temp.)），低温（low temp.）の二回路］における熱媒の往き・還り温度と流量から算出する．給湯はタンクに蓄熱するが，暖房はタンクを介さずに熱交換器で熱交換し，2.3 計測項目
図 1，図 2，表 4，表 5 に北海道のセンサ設置箇所，お供給する．また，貯湯槽温度を垂直方向に 5 点計測し，蓄よび測定項目・測定機器を示す．各種センサにおいて，温熱量を計算する．貯湯槽の測定点は，最上部を 0 L（リッ度（表 4，表 5 の T1～20），電力量（E1～2），流量（F1～トル）とし，機種 A は上から 50 L，100 L，150 L，200 L，5），日射量（S1）を 2 秒間隔で収集した．他のサイトにお機種 B は 23 L，45 L，68 L，90 L の位置に設定した．太いてもほぼ同様の計測を実施している．熱量は給湯・暖房

陽熱集熱効率は，パネル面日射強度（パネル面と同方向に

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濱田・福澤・高橋・中村・斉藤・浦崎・中村・蓑川・水馬・松本：

Fig. 6 Dependence rate (Hokkaido laboratory, Model A).

Fig. 8 Dependence rate (Hokkaido laboratory, Model B).

Fig. 7 Energy conservation (Hokkaido laboratory, Model A).

Fig. 9 Energy conservation (Hokkaido laboratory, Model B).

設置した日射計による計測値）と集熱量から算定する．

5.2～28.5℃，11.6～28.9℃，34.5～74.0 MJ/day であった．
図 4 の太陽熱寄与率は 8 月で最も大きく 76.6%，12 月で最も小さく 12.9%となった．7 月は稼動時日射量が小さいた

３．修正 M1 モードによる実験結果と考察

め寄与率も小さくなっている．集熱効率，太陽熱寄与率，
修正 M1 モードにおける給湯負荷パターンを図 3 に示す．

COP，SCOP，CPEC（従来方式のガスボイラ熱効率を改正

広島における実験結果として，図 4，図 5 に 2009 年 4 月

省エネルギー法に従い 75%とした場合）の月毎の値は，そから 2010 年 6 月までの運転実績を示す．ここで，COP（＝れぞれ 36.2～40.3%，12.9～76.6%，10.3～15.9，2.4～9.0，

太陽熱集熱量／ソーラーポンプ消費電力），SCOP（＝太陽0.23～0.85 となっており，年間を通して高い性能を示した．

熱利用量／システム消費電力），CPEC (16)（＝太陽熱利用

北海道における各期の運転実績を図 6～図 9 に示す．機種

システムの一次エネルギー消費量（システム消費電力の一A については，春期（2009 年 5 月～6 月，25 日間），夏期

次エネルギー換算値）／従来方式の一次エネルギー消費量）（2009 年 7 月～8 月，12 日間），秋期（2008 年 9 月～10 月，

は，以下の計算による．

20 日間），冬期（2008 年 11 月～12 月，12 日間），厳冬期

Qs
Es
Q
SCOP  uEt

COP 

CPEC 

Fs
Fc

…(1)

（2009 年 1 月，11 日間）に実験を行った．各期の平均外
気温度，給水温度，稼動時日射量は以下の通りである；春

…(2)
…(3)

期（16.4℃，14.2℃，41.2 MJ/day），夏期（23.5℃，17.5℃，
61.8 MJ/day），秋期（14.2℃，15.5℃，37.4 MJ/day），冬期（2.8℃，15.7℃，18.5 MJ/day），厳冬期（0.3℃，14.4℃，
18.3 MJ/day）．北海道では地下水を利用しており，給水温度の季節変動が小さい．図 6 の太陽熱寄与率は夏期で最も

COP は太陽熱集熱器の性能を評価し，SCOP はシステム全

大きく 59.7%，厳冬期で最も小さく 9.7%となった．運転

体の性能を評価する．CPEC は本システムの省エネルギー

期間の集熱効率，太陽熱寄与率，COP，SCOP，CPEC は，性を評価し，その値が小さい程省エネルギー性が高いことそれぞれ 35.0～48.8%，9.7～59.7%，10.8～24.6，3.7～12.4，を示す．

0.16～0.54 となった．広島における実験と比較すると，特月平均外気温度，給水温度，稼動時日射量は，それぞれに冬期間における寄与率低下が著しい．一方，機種 B はJournal of JSES

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補助ボイラを有する貯湯式太陽熱給湯システムの性能試験

Fig. 10 Dependence rate (Toyama, Chiba, Hiroshima and Fukuoka).

Fig.11 Energy conservation (Toyama, Chiba, Hiroshima and Fukuoka).
暖房への熱供給も可能としているが，暖房用供給熱量に占める太陽熱利用量の割合が 2～4%と僅かであったことか

４．フィールド実測結果と考察

ら，給湯のみを評価対象とした．夏期（2011 年 8 月，12 日間），秋期（2011 年 10 月，7 日間），冬期（2011 年 3 月，

図 10，図 11 に機種 A の各サイトの運転実績を示す．各6 日間），厳冬期（2012 年 3 月，6 日間）に実験を行った．

サイトの月平均給湯負荷，外気温度，給水温度，稼動時日各期の平均外気温度，給水温度，稼動時日射量は以下の通射量は以下の通りである；富山（31.0～123.0 MJ/day，3.0

りである；夏期（23.3℃，18.8℃，46.1 MJ/day），秋期（9.8℃，～25.3℃，5.9～26.0℃，17.1～57.3 MJ/day），千葉（12.2～

15.0℃，20.4 MJ/day），冬期（2.3℃，13.7℃，45.1 MJ/day），

48.9 MJ/day，5.1～27.1℃，0～26.4℃，7.6～67.8 MJ/day），

厳冬期（-0.9℃，12.3℃，20.1 MJ/day）．運転期間の集熱効

広島（24.6～102.2 MJ/day，1.6～29.0℃，2.8～27.7℃，28.4率，太陽熱寄与率，COP，SCOP，CPEC は，それぞれ 32.4

～70.6 MJ/day），福岡（20.1～98.7 MJ/day，2.8～27.7℃，～45.8%，12.3～34.6%，6.3～8.7，3.5～6.9，0.29～0.59 と9.2～28.7℃，21.4～62.3 MJ/day）．月別太陽熱寄与率は富なった．秋期の日射量が，夏期・冬期の実験期間と比較し山，千葉，広島，福岡でそれぞれ 18.5～56.7%，21.8～91.3%，て半分以下と小さかったため，寄与率が小さくなっている．

18.3~97.0%，14.1～74.2%となり，給湯負荷の小さい千葉

また，冬期の日射量は夏期の日射量とほぼ等しく，両者はで大きく，給湯負荷の大きい富山では小さくなっている．

ほぼ同様の運転実績を示した．修正 M1 モードによる実験

月別 SCOP は富山，千葉，広島，福岡の各サイトでそれぞにおいて，今回対象とした機種は，温暖地（広島）では，

れ，8.6～17.0，3.0～7.8，3.3～11.0，5.4～10.6，CPEC は

全天日射量に対する集熱量の割合が，春期 35～38%，夏期

0.12～0.24，0.26～0.67，0.06～0.61，0.19～0.38 となった．

33～36%，秋期 31～36%，冬期 32～36%と季節による差異

また，広島，福岡においては，二年目以降も実測を行い，はそれほど見られず，年間を通じて十分太陽熱利用の効果

ほぼ一年目の実績と同等であることを確認した（CPEC のが高いことが示された．一方，寒冷地においては集熱器面

一年目に対する比：広島 1.17・福岡 1.03（二年目），広島

積をより大きくとる等の対応が，今後必要となると考えら

1.13・福岡 1.06（三年目），広島 1.04・福岡 1.23（四年目））．

れる．

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濱田・福澤・高橋・中村・斉藤・浦崎・中村・蓑川・水馬・松本：

Fig. 12 Dependence rate (Shizuoka and Fukuoka).

Fig. 13 Energy conservation (Shizuoka and Fukuoka).

Table 6 Operating results (Model A and B)
Model
Site
DHW load
Average outside temperature
Average water supply temperature
Amount of insolation
Collecter efficiency
Dependence rate
SCOP
CPEC
Amount of primary energy reduction
compared with standerd gas boiler
Amount of cost reduction comparedwith standerd gas boiler
Amount of primary energy reduction
compared with condensing gas boiler
Amount of cost reduction comparedwith condensing gas boiler

GJ/year℃℃
GJ/year%%
ND
ND

Laboratory Field
Model A Model A
Hiroshima Toyama
Chiba
15.65
29.69
16.03
14.98
19.62
16.75
17.88
17.21
39.18
42.21
34.67
28.13
5.86
10.85
0.34
0.19

Model B
Hiroshima
Fukuoka
Shizuoka
10.70
20.42
21.94
15.78
14.98
17.43
17.04
16.75
19.05
13.23
17.21
15.56
45.25
43.86
42.43
41.37
37.42
32.29
5.62
7.58
8.06
0.36
0.27
0.25

Fukuoka
11.87
17.46
18.33
15.88
40.73
38.25
6.33
0.32

11.09
17.51
18.65
14.09
38.94
30.52
5.37
0.38

GJ/year

6.6

10.0

6.4

9.6

8.7

7.5

5.8

×10 yen/year

4

2.9

4.3

2.1

4.1

3.5

3.4

2.0

GJ/year

2.4

2.0

3.5

4.1

2.8

4.3

2.8

4

1.1

0.8

1.0

1.8

1.1

1.8

1.2

×10 yen/year

図 12，図 13 に機種 B の各サイトの運転実績を示す．各

した；機種 A，ラボ実験（2009 年 7 月～2010 年 6 月），機

サイトの月別給湯負荷，外気温度，給水温度，稼動時日射

種 A，フィールド実測（2010 年 7 月～2011 年 6 月），機種

量は以下の通りである；静岡（12.5～51.0 MJ/day，5.7～

B，フィールド実測（2012 年 7 月～2013 年 6 月）．非潜熱

28.2℃，12.6～24.0℃，34.0～51.6 MJ/day），福岡（9.5～49.5

回収型，潜熱回収型のガスボイラ熱効率はそれぞれ 75，

MJ/day，5.8～29.1℃，9.8～27.2℃，23.7～53.9 MJ/day）．

91.8%とした．エネルギー単価は，各地域の料金制度によ静岡における暖房用総供給熱量（11.1 GJ/year（一年目），

った．非潜熱回収型ボイラに対する一次エネルギー削減量

9 .6 GJ/year（二年目））に占める太陽熱利用量の割合はそは 5.8～10.0 GJ であり，いずれのサイトにおいても高い導れぞれ 6.7%（一年目），3.9%（二年目），総太陽熱利用量

入効果が得られている．コスト削減量は，2～4 万円程度

（5.3 GJ/year（一年目），5.0 GJ/year（二年目））に占めるであった．

太陽熱暖房利用量の割合はそれぞれ 12.4%（一年目），

機種 A の太陽熱集熱パネルへの熱媒往き温度の稼動時

10.4%（二年目）であった．一方，福岡の総暖房用供給熱

平均値は，33～39℃，機種 B では 45～48℃であった．貯量は 0.31 GJ/year（一年目），0.21 GJ/year（二年目）と小さ

湯容量に関して，機種 A では 200 L，機種 B では 90 L でかったため，３．と同様に，ここでは給湯のみを評価対象

あり，機種 B の集熱温度が高くなっているのに関わらず，とした．月別太陽熱寄与率は静岡，福岡でそれぞれ 21.2

集熱効率は機種 A と機種 B でほぼ同等であった．

～85.4%，7.5～95.1%であった．SCOP は静岡，福岡でそれぞれ 4.0～11.5，1.4～8.8，CPEC は 0.18～0.51，0.23～1.45

６．まとめ

となった．
太陽熱利用給湯システムを対象とし，実使用を考慮した性能評価を実施した．修正 M1 モードによる実使用を考

５．運転実績に基づく導入効果の評価

慮した実験を実施し，温暖地と寒冷地のいずれにおいても
表 6 に年間の運転実績を示す．運転期間は以下を対象とJournal of JSES

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導入効果が高いことを示した．また，フィールド実測の結－ 42 －

2014 年

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補助ボイラを有する貯湯式太陽熱給湯システムの性能試験

果，年間システム成績係数，一次換算エネルギー消費係数(2)

EUROBSERV’ER: Solar thermal barometer 2009.

は，それぞれ 5.4～10.9，0.19～0.38 となった．非潜熱回収(3)

http://www.ssda.or.jp/energy/result.html（社団法人ソーラーシ型ボイラに対する一次エネルギー削減量は 5.8～10.0 GJ

ステム振興協会太陽熱利用機器累積出荷台数平成 24 年末

であり，いずれのサイトにおいても高い導入効果が得られ

現在，著者閲覧日：平成 25 年 10 月 24 日）(4)ている．コスト削減量は，2～4 万円程度であった．初期費用を 50～90 万円(17)，(18)と想定した場合のペイバックタ

A. Hobbi and K. Siddiqui, Optimal design of a forced
circulation solar water heating system for a residential unit incold climate using TRNSYS, Solar Energy, 83-5(2009), 700.

イム（比較対象を非潜熱回収型ボイラとし，初期費用は事業者ヒヤリングにより 10 万円に設定）は，機種 A，機種

(5)

B でそれぞれ 9～39 年（サイト平均 19 年），12～39 年（サJ. Burch, C. Christensen, J. Salasovich and J. Thornton,
Simulation of an unglazed collector system for domestic hot

イト平均 24 年）であった．一例として，東京都による助water and space heating and cooling, Solar Energy, 77-4(2004),

成制度実績を参考に，集熱面積平方メートルあたり 7 万円

399.

の補助が得られる場合には，3～26 年（サイト平均 11 年），(6)

A. Dehghan and A. Barzegar, Thermal performance behavior of

4～26 年（サイト平均 13 年）となる．ペイバックタイム

a domestic hot water solar storage tank during consumption

は，給湯負荷が小さい場合には長くなる傾向にあり，これoperation, Energy Conversion and Management, 52-1(2011),については負荷の事前調査に基づく適材適所の給湯機器

468.
(7)

の選定が必要となる．本システムは，普及促進等によるさ

S. Furbo, E. Andersen, S. Knudsen, N. Vejen and L. Shah,

らなるコストダウンが必要ではあるものの，各種再生可能

Smart solar tanks for small solar domestic hot water systems,

エネルギー利用技術の中でも比較的短い期間で経済的にSolar Energy, 78-2(2005), 269.
(8)も導入効果が得られると言え，上記のような助成制度の拡S. Allen, G. Hammond, H. Harajli, M. McManus and A.

がりが期待される．間欠的な太陽エネルギーには，補助加Winnett, Integrated appraisal of a Solar Hot Water system,

熱が必要不可欠である．本報では，早朝，水道水温度に近Energy, 35-3(2010), 1351.
(9)い状態の貯湯槽を日中高効率で加温し，不足が発生した場

真之，太陽熱給湯（特集 住宅用給湯の省エネルギー－省エネルギー型給湯器の現在），IBEC，29-6(2009)，16-19．

合に瞬発力の高い熱源機器で補助する方式の有効性を異なる複数の地域における長期実測に基づく性能試験結果

前

(10)

を公開し，検討した．

増尾

渉・小峯 裕己，住宅密集地に建つ戸建住宅における太陽光発電と太陽熱給湯による省エネルギー効果に関する研究，空気調和・衛生工学会論文集，134(2008)，47-51
(11)

記号
COP

秋澤

淳・佐藤大幸・柏木孝夫，屋根方位を考慮した太陽

熱給湯器の導入ポテンシャル評価，環境工学総合シンポジ：成績係数（Coefficient Of Performance）[-]

CPEC ：一次換算エネルギー消費係数

ウム講演論文集(2006)，400-403．
(12)

盧炫佑・宇田川光弘，太陽熱床暖房・給湯住宅 USH の（Coefficient of Primary Energy Consumption）[-]

シミュレーションによる性能評価，太陽エネルギー，

E

：電力量

[J]

28-5(2002)，56-64．

F：一次エネルギー消費量

[J]

Q

：熱量

[J]

SCOP ：システム成績係数(13)する研究，空気調和・衛生工学会論文集，7(1978)，37-49．
(14)（System Coefficient Of Performance）

田中俊六・八十田茂，集合住宅の太陽熱給湯システムに関[-]伊東秀二・小玉祐一郎・坊垣和明・秋元孝之，次世代型ソーラー給湯システムに関する技術開発（第１報）システム
性能評価について，空気調和・衛生工学会大会学術講演論

添字

文集(2008)，897-900．

c：従来方式（ガスボイラ）s：太陽熱集熱元孝之・宇梶正明・澤地孝男，住宅のための省エネルギーt：太陽熱利用システム全体（貯湯ユニット含む）

手法の実験的評価に関する研究（その３），日本建築学会

u：各種損失を除いた正味の太陽熱利用

環境系論文集，659(2011)，49-57．

(15)

(16)

参

考

文

献

前

真之・三浦尚志・羽原宏美・堀祐治・桑沢保夫・秋

濱田靖弘・永廣健太郎・後藤隆一郎・中村充，高効率機器を導入した戸建て住宅の環境エネルギー工学的診断，人間と生活環境，16-1(2009)，27-35．

(1)International Energy Agency: Solar heat worldwide – Markets(17)

and contribution to the energy supply 2007, (2009).

Vol.40. No.2

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新エネルギー・産業技術総合開発機構，再生可能エネルギ
ー技術白書(2010)，407．

－ 43 －

太陽エネルギー

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濱田・福澤・高橋・中村・斉藤・浦崎・中村・蓑川・水馬・松本：(18)

http://www.solar.nef.or.jp/thermal/zissi/H16_hiyou.htm（財団法人新エネルギー財団住宅用太陽熱高度利用システムのタ
イプ別設置費用及び m2 当たりの費用について，著者閲覧日：平成 25 年 10 月 24 日）

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