エネルギー供給システム
【課題】設置コストの削減を図ると共に、熱効率の向上を図ることが可能なエネルギー供給システムを提供する。
【解決手段】エネルギー供給システム１は、給水された水を太陽熱により加熱するソーラパネル１０と、給水された水を加熱すると共に、ソーラパネル１０により加熱された湯水をさらに加熱する給湯器４０と、ソーラパネル１０によって加熱された湯水、及び、給湯器４０によって加熱された湯水を配管を介して、複数の家庭に供給する湯水配管設備５１，５２，５５，５６とを備えている。
【解決手段】エネルギー供給システム１は、給水された水を太陽熱により加熱するソーラパネル１０と、給水された水を加熱すると共に、ソーラパネル１０により加熱された湯水をさらに加熱する給湯器４０と、ソーラパネル１０によって加熱された湯水、及び、給湯器４０によって加熱された湯水を配管を介して、複数の家庭に供給する湯水配管設備５１，５２，５５，５６とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽熱によるクリーンエネルギーを利用した集合住宅向けのエネルギー供給システムが提案されている。このエネルギー供給システムでは、バルコニーに集熱器を設置して給湯設備を構成している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０４１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のエネルギー供給システムでは、給湯設備が各家庭に個別に設置されるため、集合住宅では設置数が多大となり、設置コストが決して安くないものであった。また、バルコニーに集熱器を配置する場合、集熱器の設置箇所がバルコニーに制限され、バルコニーが影に隠れる場合など、熱効率が決して高いとはいえない。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、設置コストの削減を図ると共に、熱効率の向上を図ることが可能なエネルギー供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエネルギー供給システムは、給水された水を太陽熱により加熱する太陽熱湯水器と、給水された水を加熱すると共に、前記太陽熱湯水器により加熱された湯水をさらに加熱する給湯器と、前記太陽熱湯水器によって加熱された湯水、及び、前記給湯器によって加熱された湯水を配管を介して、複数の家庭に供給する湯水配管設備と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このエネルギー供給システムによれば、太陽熱湯水器と、給湯器と、太陽熱湯水器によって加熱された湯水、及び、給湯器によって加熱された湯水を配管を介して、複数の家庭に供給する湯水配管設備とを備えるため、複数の家庭に対して太陽熱湯水器と給湯器とが共有されることとなる。このため、太陽熱湯水器及び給湯器の設置については、各家庭に設置する場合と比較して設置コストが削減される。また、太陽熱湯水器の設置箇所はバルコニー等に限られず、集熱効率のよい場所に設置したうえで配管設備により各家庭に供給すればよく、熱効率の向上を図ることができる。従って、設置コストの削減を図ると共に、熱効率の向上を図ることが可能なエネルギー供給システムを提供することができる。
【０００８】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記給湯器に燃料ガスを供給するガス容器と、前記ガス容器内の燃料ガスを配管を介して、複数の家庭に供給するガス配管設備と、をさらに備えることが好ましい。
【０００９】
このエネルギー供給システムによれば、給湯器に燃料ガスを供給するガス容器を備えると共に、このガス容器内の燃料ガスを配管を介して、複数の家庭に供給するため、燃料ガスについても設備が共有され、一層設置コストの削減を図ることができる。
【００１０】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記太陽熱湯水器に給水された水の温度を計測する入水温度センサと、前記太陽熱湯水器から出力された湯水の量を計測する出水流量センサと、前記太陽熱湯水器から出力された湯水の温度を計測する出水温度センサと、前記入水及び出水流量センサと前記出水温度センサとからの計測信号に基づいて、前記太陽熱湯水器にて水の加熱に利用された熱量を算出する熱量算出手段と、各家庭それぞれに設置され、各家庭に供給された湯水の量を計測する複数の流量センサと、前記複数の流量センサからの計測信号に基づいて、個別の家庭に供給された湯水の割合を算出すると共に、前記熱量算出手段により算出された熱量と前記割合とから、個別の家庭において削減された熱量を算出する削減熱量算出手段と、各家庭それぞれに設置され、前記削減熱量算出手段により算出された個別の家庭の削減熱量を表示する複数の表示手段と、を備えることが好ましい。
【００１１】
このエネルギー供給システムによれば、太陽熱湯水器にて水の加熱に利用された熱量を算出し、これに基づいて個別の家庭の削減熱量を算出して表示するため、各家庭において太陽熱湯水器の利用を促すことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、設置コストの削減を図ると共に、熱効率の向上を図ることが可能なエネルギー供給システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るエネルギー供給システムの一例を示す構成図である。
【図２】図１に示したエコモニタの概略構成図である。
【図３】本実施形態に係るエコモニタの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るエネルギー供給システムの一例を示す構成図である。なお、図１では、４家庭にエネルギーを供給する例を説明するが、特に４家庭に限られるものではない。
【００１５】
本実施形態に係るエネルギー供給システム１は、図１に示すように、一戸建てなどの各家庭にエネルギーを供給するものであって、ソーラパネル（太陽熱湯水器）１０と、蓄熱槽２０と、バルク（ガス容器）３０と、給湯器４０と、各種配管（湯水配管設備、ガス配管設備）５１〜５６と、三方弁６１，６２と、複数のエコモニタ７０と、温度センサ８１，８２と、流量センサ９１〜９５とからなっている。
【００１６】
ソーラパネル１０は、給水された水を太陽熱により加熱して湯水とするものである。ソーラパネル１０からの湯水は、第１配管５１を通じて蓄熱槽２０に供給される。このようなソーラパネル１０は、地面から少なくとも３０ｃｍ以上浮いた状態で設置されており、洪水などによる水の浸入が防止されている。また、ソーラパネル１０は、直射日光の照射方向で垂直方向に対して３０％程度の傾斜が設けられている。これにより、ソーラパネル１０自身による影で集熱能力が低下しないようにされている。
【００１７】
蓄熱槽２０は、供給された湯水の温度低下を抑制する保温槽として機能するものである。蓄熱槽２０からの湯水は、各家庭で湯水が使用されることにより、第２配管５２を通じてそれぞれの家庭に供給される。
【００１８】
バルク３０は、各家庭に供給する燃料ガスを貯蔵するガス容器である。バルク３０内の燃料ガスは、第３配管５３を通じて各家庭に供給される。また、バルク３０には第４配管５４が接続され、第４配管５４の他端側は給湯器４０に接続されている。
【００１９】
給湯器４０は、給水された水を加熱すると共に、第４配管５４を通じて供給される燃料ガスを燃焼させることにより、ソーラパネル１０にて加熱され蓄熱槽２０を介して供給される湯水をさらに加熱するものである。蓄熱槽２０からの湯水は、第２配管５２より分岐される第５配管５５を通じて給湯器４０に供給される。また、第２配管５２と第５配管５５との接続部には第１三方弁６１が設けられ、湯水の流れ方向を制御可能となっている。
【００２０】
給湯器４０によって加熱された湯水は第６配管５６を通じて第２配管５２に戻され、各家庭に供給される。なお、第６配管５６と第２配管５２との接続部には第２三方弁６２が設けられ、湯水の流れ方向を制御可能となっている。
【００２１】
このようなエネルギー供給システム１では、夏場のようにソーラパネル１０によって水を充分に温めることができる環境において、第１三方弁６１は湯水が第５配管５５に流れず第２配管５２のみを流れるように制御される。第２三方弁６２についても第２配管５２中を湯水が流れるように制御される。これにより、ソーラパネル１０にて充分に温められた湯水が各家庭に供給される。また、夏場において蓄熱槽２０内の湯が余る状況においては、蓄熱槽２０への蓄熱を行うようにしてもよい。
【００２２】
一方、冬場や夜間のようにソーラパネル１０によって水を５０℃〜６０℃程度にしか暖めることができない環境では、第１三方弁６１は湯水が第５配管５５を通じて給湯器４０側に流れるように制御される。第２三方弁６２についても湯水が第６配管５６から第２配管５２に流れるように制御される。これにより、給湯器４０を通じて湯水が流れることとなり、５０℃〜６０℃程度の湯水が所定の温度まで暖められて各家庭に供給される。
【００２３】
また、エコモニタ７０は、各家庭に設置されるものであり、ソーラパネル１０により削減された熱量、削減されたガス使用体積量、削減された二酸化炭素排出量、及び削減されたガス料金等を算出するものである。
【００２４】
入水温度センサ８１は、ソーラパネル１０に給水される水の温度を計測するものである。出水温度センサ８２は、ソーラパネル１０から出力された湯水の温度を計測するものである。
【００２５】
流量センサ９１〜９４は、各家庭それぞれに設置され、各家庭に供給された湯水の量を計測するものである。なお、各家庭に設けられる水道メータの計測値を第１〜第４流量センサ９１〜９４として用いるようにしてもよい。出水流量センサ９５は、ソーラパネル１０から出力された湯水の量を計測するものである。
【００２６】
ここで、図２を参照してエコモニタ７０について詳細に説明する。図２は、図１に示したエコモニタ７０の概略構成図である。エコモニタ７０は、ガス使用体積量等を表示する表示部（表示手段）７１と、熱量算出部（熱量算出手段）７２、削減値算出部（削減熱量算出手段）７３とを備えている。
【００２７】
図２に示すように、表示部７１は、算出した各種の削減値を表示するものであり、具体的にはソーラパネル１０によって削減された熱量７１ａ、削減されたガス体積７１ｂ、削減ガス料金７１ｃ、及び削減二酸化炭素量７１ｄを表示するようになっている。なお、エコモニタ７０は給湯器４０の操作盤についても兼ねており、表示部７１は、給湯温度７１ｅや給湯器２０が異常か否かについての情報７１ｆも表示するようになっている。
【００２８】
熱量算出部７２は、ソーラパネル１０によって削減された熱量を算出するものである。この熱量算出部７２は、入水温度センサ８１、出水温度センサ８２、及び出水温度センサ９５からの計測信号に基づいて、削減された熱量を算出する。
【００２９】
具体的に熱量算出部７２は、入水温度センサ８１の信号により求められるソーラパネル１０での加熱前の水の温度をＴｃ［℃］とし、出水流量センサ９５の信号により求められるソーラパネル１０から出湯された湯水の流量をＦ［Ｌ］とし、出水温度センサ８２の信号により求められるソーラパネル１０から出湯された湯水の温度をＴｍ［℃］とし、熱量換算係数Ｃとすると、
Ｑ＝（Ｔｍ−Ｔｃ）×Ｆ×Ｃ／１０００［ＭＪ］・・・（１）
なる式（１）から、ソーラパネル１０による水の加熱に利用された熱量Ｑ、即ち、ソーラパネル１０によって削減することができた湯水の生成に要する熱量が算出できる。なお、一例として、流量Ｆは、水１Ｌ＝１ｋｇとしており、熱量換算係数Ｃは、水の比熱を示しており、Ｃ＝１［ｋｃａｌ／ｋｇ ℃］＝４．１８６０５［ｋＪ／ｋｇ Ｋ］である。
【００３０】
削減値算出部７３は、個別の家庭において、ソーラパネル１０により削減された熱量を算出するものである。すなわち、ソーラパネル１０があることにより、それぞれの家庭で、どの程度熱量が削減されたかを算出するものである。この際、削減値算出部７３は、複数の流量センサ９１〜９４からの計測信号に基づいて、個別の家庭に供給された湯水の割合を算出すると共に、熱量算出部７２により算出された熱量Ｑと湯水の割合とから、個別の家庭において削減された熱量を算出する。
【００３１】
具体的に説明すると、第１流量センサ９１の計測値をＦ１とし、第２流量センサ９２の計測値をＦ２とし、第３流量センサ９３の計測値をＦ３とし、第４流量センサ９４の計測値をＦ４とした場合、個別家庭の削減熱量Ｑｎは、
Ｑｎ＝Ｆｎ／（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４）・・・（２）
なる式（２）から算出される。ここで、Ｆｎは、個別家庭に供給された湯水の流量であり、Ｆ１からＦ４のいずれかの値が代入される。
【００３２】
上記の表示部７１は、削減値算出部７３により算出された個別家庭の削減熱量Ｑｎの情報７１ａを表示する。すなわち、第１流量センサ９１が設置される家庭を第１家庭とした場合、第１家庭のエコモニタ７０の表示部７１は、第１家庭において削減された熱量を表示することとなる。この場合、他の家庭において削減された熱量は表示してもよいし、しなくともよい。
【００３３】
さらに、本実施形態において削減値算出部７３は、個別家庭の削減ガス体積の情報７１ｂ、削減ガス料金の情報７１ｃ、及び、削減二酸化炭素量の情報７１ｄを算出する。また、表示部７１は、図２に示すように、これらを表示する。
【００３４】
詳細には、以下のようにして個別家庭の削減ガス体積、削減ガス料金、及び、削減二酸化炭素量が算出される。まず、個別家庭の削減熱量Ｑｎに基づいてソーラパネル１０の使用によって削減された個別家庭のガス使用体積量Ｖｎが算出される。具体的に、燃料ガスの単位体積あたりの総発熱量をＨ［ＭＪ／Ｎｍ３］とし、給湯器４０の燃焼効率をｋ［％］とすると、
Ｖｎ＝Ｑｎ／（Ｈ×ｋ）［Ｎｍ３］・・・（３）
なる式（３）から、ソーラパネル１０により削減できた個別家庭のガス使用体積量Ｖｎを算出することができる。なお、一例として、都市ガスの単位体積あたりの総発熱量Ｈ１は、４６．０８［ＭＪ／Ｎｍ３］であり、プロパンガスの単位体積あたりの総発熱量Ｈ２は、１０１．３８［ＭＪ／Ｎｍ３］である。また、ｋは、一般的に８０％（一般型ガス給湯器）〜９５％（高効率型ガス給湯器）などの一定の値である。
【００３５】
その後、ガス使用体積量Ｖｎに基づいてソーラパネル１０の使用によって削減された個別家庭のガス料金Ｙｎが算出される。具体的に、燃料ガスの単位体積あたりのガス料金をＢ［円／Ｎｍ３］とすると、
Ｙｎ＝Ｖｎ×Ｂ［円］・・・（４）
なる式（４）から、ソーラパネル１０により削減できた個別家庭のガス料金Ｙｎを算出することができる。なお、一例として、都市ガスの単位体積あたりのガス料金Ｂは、１５３［円／Ｎｍ３］であり、プロパンガスの単位体積あたりのガス料金Ｂは、３８５［円／Ｎｍ３］である。
【００３６】
さらに、ガス使用体積量Ｖｎに基づいてソーラパネル１０の使用によって削減された個別家庭の二酸化炭素排出量Ｘｎが算出される。具体的に、燃料ガスの単位体積あたりの二酸化炭素排出量をＥ［ｋｇＣＯ２／Ｎｍ３］とすると、
Ｘｎ＝Ｖｎ×Ｅ［ｋｇＣＯ２］・・・（５）
なる式（５）から、ソーラパネル１０により削減できた個別家庭の二酸化炭素排出量Ｘｎを算出することができる。なお、一例として、都市ガスの単位体積あたりの二酸化炭素排出量Ｅは、２．３５５［ｋｇＣＯ２／Ｎｍ３］であり、プロパンガスの単位体積あたりの二酸化炭素排出量Ｅは、５．８９３［ｋｇＣＯ２／Ｎｍ３］である。
【００３７】
表示部７１は、削減値算出部７３により算出された個別家庭の削減ガス使用体積量Ｖｎ、削減ガス料金Ｙｎ、及び削減二酸化炭素排出量Ｘｎを表示する。すなわち、第１流量センサ９１が設置される家庭が第１家庭とした場合、第１家庭のエコモニタ７０の表示部７１は、第１家庭において削減されたガス使用体積量Ｖｎの情報７１ｂ、ガス料金Ｙｎの情報７１ｃ、及び二酸化炭素排出量Ｘｎの情報７１ｄを表示することとなる。この場合、他の家庭において削減されたガス使用体積量Ｖｎの情報７１ｂ、ガス料金Ｙｎの情報７１ｃ、及び二酸化炭素排出量Ｘｎの情報７１ｄは表示してもよいし、しなくともよい。
【００３８】
さらに、本実施形態に係るエコモニタ７０は、自動申請部７４を備えている。自動申請部７４は、個別家庭において削減された二酸化炭素排出量Ｘｎに基づいて、公共機関や国の機関などに補助金を申請する申請書類を電子上で作成するものである。また、自動申請部７４は、エコモニタ７０がプリンタ等に接続される場合、申請書類を印刷出力してもよいし、エコモニタ７０がインターネット等に接続される場合、電子書類を所定機関に送信するようにしてもよい。
【００３９】
次に、本実施形態に係るエネルギー供給システム１の動作を説明する。まず、エネルギー供給システム１の湯水の供給動作を説明する。例えば、第１家庭においてお湯張りの指示があった場合、各家庭に温水が供給される。このとき、蓄熱槽２０に蓄えられる湯水の温度が、お湯張りに適した温度に達している場合、第１及び第２三方弁６１，６２は、第２配管５２のみを流れるように制御され、お湯張りに適した温度の湯が第１家庭に供給される。なお、蓄熱槽２０に蓄えられる湯水の温度が高い場合、所定の配管から水が供給されて温度調節が為されたうえで第１家庭に湯が供給される。
【００４０】
また、例えば、第１家庭においてお湯張りの指示があり、蓄熱槽２０に蓄えられる湯水の温度が、お湯張りに適した温度に達していない場合、第１三方弁６１が給湯器４０側に制御される。これにより、蓄熱槽２０からの湯水が給湯器４０に供給される。また、バルク３０からの燃料ガスが給湯器４０に供給されてバーナが点火される。これにより、お湯張りに適した温度に達していない湯水が所定温度まで加熱される。さらに第２三方弁６２が制御され、所定温度まで達した湯水が第１家庭に供給されることとなる。
【００４１】
図３は、本実施形態に係るエコモニタ７０の動作を示すフローチャートである。図３に示すように、まず、エコモニタ７０は各種センサ８１，８２，９１〜９５の計測信号を入力する（Ｓ１）。次いで、熱量算出部７２はソーラパネル１０の利用によって削減された熱量Ｑを算出する（Ｓ２）。このとき、熱量算出部７２は、上記式（１）に基づいて熱量Ｑを算出する。
【００４２】
次いで、削減値算出部７３は個別家庭の削減熱量Ｑｎを算出する（Ｓ３）。このとき、削減値算出部７３は、上記式（２）に基づいて個別家庭の削減熱量Ｑｎを算出する。次に、削減値算出部７３は個別家庭の削減ガス体積Ｖｎを算出する（Ｓ４）。このとき、削減値算出部７３は、上記式（３）に基づいて個別家庭の削減ガス体積Ｖｎを算出する。
【００４３】
その後、削減値算出部７３は個別家庭の削減ガス料金Ｙｎを算出する（Ｓ５）。このとき、削減値算出部７３は、上記式（４）に基づいて個別家庭の削減ガス料金Ｙｎを算出する。次いで、削減値算出部７３は個別家庭の削減二酸化炭素排出量Ｘｎを算出する（Ｓ６）。このとき、削減値算出部７３は、上記式（５）に基づいて個別家庭の削減二酸化炭素排出量Ｘｎを算出する。
【００４４】
次に、表示部４１は、ステップＳ３〜ステップＳ６において算出した各値を表示する（Ｓ７）。その後、自動申請部７４は、個別家庭において削減された二酸化炭素排出量Ｘｎに基づいて、公共機関や国の機関などに補助金を申請する申請書類を電子上で作成する（Ｓ８）。そして、自動申請部７４は印刷や電子書類の送信を行い、図３に示す処理は終了する。
【００４５】
このようにして、本実施形態に係るエネルギー供給システム１によれば、ソーラパネル１０と、給湯器４０と、ソーラパネル１０によって加熱された湯水、及び、給湯器４０によって加熱された湯水を配管を介して、複数の家庭に供給する湯水配管設備５１，５２，５５，５６とを備えるため、複数の家庭に対してソーラパネル１０と給湯器４０とが共有されることとなる。このため、ソーラパネル１０及び給湯器４０の設置については、各家庭に設置する場合と比較して設置コストが削減される。また、ソーラパネル１０の設置箇所はバルコニー等に限られず、集熱効率のよい場所に設置したうえで配管設備５１，５２，５５，５６により各家庭に供給すればよく、熱効率の向上を図ることができる。従って、設置コストの削減を図ると共に、熱効率の向上を図ることが可能なエネルギー供給システム１を提供することができる。
【００４６】
また、給湯器４０に燃料ガスを供給するバルク３０を備えると共に、このバルク３０内の燃料ガスを配管を介して、複数の家庭に供給するため、燃料ガスについても設備が共有され、一層設置コストの削減を図ることができる。
【００４７】
また、ソーラパネル１０にて水の加熱に利用された熱量Ｑを算出し、これに基づいて個別の家庭の削減熱量Ｑｎを算出して表示するため、各家庭においてソーラパネル１０の利用を促すことができる。
【００４８】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、本実施形態に係るエネルギー供給システム１は、戸建ての各家庭に湯水や燃料ガスを供給する例を示しているが、マンションなどの集合住宅に適用されてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…エネルギー供給システム
１０…ソーラパネル（太陽熱温水器）
２０…蓄熱槽
３０…バルク（ガス容器）
４０…給湯器
５１〜５６…配管（湯水配管設備、ガス配管設備）
６１，６２…三方弁
７０…エコモニタ
７１…表示部（表示手段）
７２…熱量算出部（熱量算出手段）
７３…削減値算出部（削減熱量算出手段）
７４…自動申請部
８１，８２…温度センサ（入水温度センサ、出水温度センサ）
９１〜９５…流量センサ（複数の流量センサ、出水流量センサ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽熱によるクリーンエネルギーを利用した集合住宅向けのエネルギー供給システムが提案されている。このエネルギー供給システムでは、バルコニーに集熱器を設置して給湯設備を構成している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０４１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のエネルギー供給システムでは、給湯設備が各家庭に個別に設置されるため、集合住宅では設置数が多大となり、設置コストが決して安くないものであった。また、バルコニーに集熱器を配置する場合、集熱器の設置箇所がバルコニーに制限され、バルコニーが影に隠れる場合など、熱効率が決して高いとはいえない。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、設置コストの削減を図ると共に、熱効率の向上を図ることが可能なエネルギー供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエネルギー供給システムは、給水された水を太陽熱により加熱する太陽熱湯水器と、給水された水を加熱すると共に、前記太陽熱湯水器により加熱された湯水をさらに加熱する給湯器と、前記太陽熱湯水器によって加熱された湯水、及び、前記給湯器によって加熱された湯水を配管を介して、複数の家庭に供給する湯水配管設備と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このエネルギー供給システムによれば、太陽熱湯水器と、給湯器と、太陽熱湯水器によって加熱された湯水、及び、給湯器によって加熱された湯水を配管を介して、複数の家庭に供給する湯水配管設備とを備えるため、複数の家庭に対して太陽熱湯水器と給湯器とが共有されることとなる。このため、太陽熱湯水器及び給湯器の設置については、各家庭に設置する場合と比較して設置コストが削減される。また、太陽熱湯水器の設置箇所はバルコニー等に限られず、集熱効率のよい場所に設置したうえで配管設備により各家庭に供給すればよく、熱効率の向上を図ることができる。従って、設置コストの削減を図ると共に、熱効率の向上を図ることが可能なエネルギー供給システムを提供することができる。
【０００８】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記給湯器に燃料ガスを供給するガス容器と、前記ガス容器内の燃料ガスを配管を介して、複数の家庭に供給するガス配管設備と、をさらに備えることが好ましい。
【０００９】
このエネルギー供給システムによれば、給湯器に燃料ガスを供給するガス容器を備えると共に、このガス容器内の燃料ガスを配管を介して、複数の家庭に供給するため、燃料ガスについても設備が共有され、一層設置コストの削減を図ることができる。
【００１０】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記太陽熱湯水器に給水された水の温度を計測する入水温度センサと、前記太陽熱湯水器から出力された湯水の量を計測する出水流量センサと、前記太陽熱湯水器から出力された湯水の温度を計測する出水温度センサと、前記入水及び出水流量センサと前記出水温度センサとからの計測信号に基づいて、前記太陽熱湯水器にて水の加熱に利用された熱量を算出する熱量算出手段と、各家庭それぞれに設置され、各家庭に供給された湯水の量を計測する複数の流量センサと、前記複数の流量センサからの計測信号に基づいて、個別の家庭に供給された湯水の割合を算出すると共に、前記熱量算出手段により算出された熱量と前記割合とから、個別の家庭において削減された熱量を算出する削減熱量算出手段と、各家庭それぞれに設置され、前記削減熱量算出手段により算出された個別の家庭の削減熱量を表示する複数の表示手段と、を備えることが好ましい。
【００１１】
このエネルギー供給システムによれば、太陽熱湯水器にて水の加熱に利用された熱量を算出し、これに基づいて個別の家庭の削減熱量を算出して表示するため、各家庭において太陽熱湯水器の利用を促すことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、設置コストの削減を図ると共に、熱効率の向上を図ることが可能なエネルギー供給システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るエネルギー供給システムの一例を示す構成図である。
【図２】図１に示したエコモニタの概略構成図である。
【図３】本実施形態に係るエコモニタの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るエネルギー供給システムの一例を示す構成図である。なお、図１では、４家庭にエネルギーを供給する例を説明するが、特に４家庭に限られるものではない。
【００１５】
本実施形態に係るエネルギー供給システム１は、図１に示すように、一戸建てなどの各家庭にエネルギーを供給するものであって、ソーラパネル（太陽熱湯水器）１０と、蓄熱槽２０と、バルク（ガス容器）３０と、給湯器４０と、各種配管（湯水配管設備、ガス配管設備）５１〜５６と、三方弁６１，６２と、複数のエコモニタ７０と、温度センサ８１，８２と、流量センサ９１〜９５とからなっている。
【００１６】
ソーラパネル１０は、給水された水を太陽熱により加熱して湯水とするものである。ソーラパネル１０からの湯水は、第１配管５１を通じて蓄熱槽２０に供給される。このようなソーラパネル１０は、地面から少なくとも３０ｃｍ以上浮いた状態で設置されており、洪水などによる水の浸入が防止されている。また、ソーラパネル１０は、直射日光の照射方向で垂直方向に対して３０％程度の傾斜が設けられている。これにより、ソーラパネル１０自身による影で集熱能力が低下しないようにされている。
【００１７】
蓄熱槽２０は、供給された湯水の温度低下を抑制する保温槽として機能するものである。蓄熱槽２０からの湯水は、各家庭で湯水が使用されることにより、第２配管５２を通じてそれぞれの家庭に供給される。
【００１８】
バルク３０は、各家庭に供給する燃料ガスを貯蔵するガス容器である。バルク３０内の燃料ガスは、第３配管５３を通じて各家庭に供給される。また、バルク３０には第４配管５４が接続され、第４配管５４の他端側は給湯器４０に接続されている。
【００１９】
給湯器４０は、給水された水を加熱すると共に、第４配管５４を通じて供給される燃料ガスを燃焼させることにより、ソーラパネル１０にて加熱され蓄熱槽２０を介して供給される湯水をさらに加熱するものである。蓄熱槽２０からの湯水は、第２配管５２より分岐される第５配管５５を通じて給湯器４０に供給される。また、第２配管５２と第５配管５５との接続部には第１三方弁６１が設けられ、湯水の流れ方向を制御可能となっている。
【００２０】
給湯器４０によって加熱された湯水は第６配管５６を通じて第２配管５２に戻され、各家庭に供給される。なお、第６配管５６と第２配管５２との接続部には第２三方弁６２が設けられ、湯水の流れ方向を制御可能となっている。
【００２１】
このようなエネルギー供給システム１では、夏場のようにソーラパネル１０によって水を充分に温めることができる環境において、第１三方弁６１は湯水が第５配管５５に流れず第２配管５２のみを流れるように制御される。第２三方弁６２についても第２配管５２中を湯水が流れるように制御される。これにより、ソーラパネル１０にて充分に温められた湯水が各家庭に供給される。また、夏場において蓄熱槽２０内の湯が余る状況においては、蓄熱槽２０への蓄熱を行うようにしてもよい。
【００２２】
一方、冬場や夜間のようにソーラパネル１０によって水を５０℃〜６０℃程度にしか暖めることができない環境では、第１三方弁６１は湯水が第５配管５５を通じて給湯器４０側に流れるように制御される。第２三方弁６２についても湯水が第６配管５６から第２配管５２に流れるように制御される。これにより、給湯器４０を通じて湯水が流れることとなり、５０℃〜６０℃程度の湯水が所定の温度まで暖められて各家庭に供給される。
【００２３】
また、エコモニタ７０は、各家庭に設置されるものであり、ソーラパネル１０により削減された熱量、削減されたガス使用体積量、削減された二酸化炭素排出量、及び削減されたガス料金等を算出するものである。
【００２４】
入水温度センサ８１は、ソーラパネル１０に給水される水の温度を計測するものである。出水温度センサ８２は、ソーラパネル１０から出力された湯水の温度を計測するものである。
【００２５】
流量センサ９１〜９４は、各家庭それぞれに設置され、各家庭に供給された湯水の量を計測するものである。なお、各家庭に設けられる水道メータの計測値を第１〜第４流量センサ９１〜９４として用いるようにしてもよい。出水流量センサ９５は、ソーラパネル１０から出力された湯水の量を計測するものである。
【００２６】
ここで、図２を参照してエコモニタ７０について詳細に説明する。図２は、図１に示したエコモニタ７０の概略構成図である。エコモニタ７０は、ガス使用体積量等を表示する表示部（表示手段）７１と、熱量算出部（熱量算出手段）７２、削減値算出部（削減熱量算出手段）７３とを備えている。
【００２７】
図２に示すように、表示部７１は、算出した各種の削減値を表示するものであり、具体的にはソーラパネル１０によって削減された熱量７１ａ、削減されたガス体積７１ｂ、削減ガス料金７１ｃ、及び削減二酸化炭素量７１ｄを表示するようになっている。なお、エコモニタ７０は給湯器４０の操作盤についても兼ねており、表示部７１は、給湯温度７１ｅや給湯器２０が異常か否かについての情報７１ｆも表示するようになっている。
【００２８】
熱量算出部７２は、ソーラパネル１０によって削減された熱量を算出するものである。この熱量算出部７２は、入水温度センサ８１、出水温度センサ８２、及び出水温度センサ９５からの計測信号に基づいて、削減された熱量を算出する。
【００２９】
具体的に熱量算出部７２は、入水温度センサ８１の信号により求められるソーラパネル１０での加熱前の水の温度をＴｃ［℃］とし、出水流量センサ９５の信号により求められるソーラパネル１０から出湯された湯水の流量をＦ［Ｌ］とし、出水温度センサ８２の信号により求められるソーラパネル１０から出湯された湯水の温度をＴｍ［℃］とし、熱量換算係数Ｃとすると、
Ｑ＝（Ｔｍ−Ｔｃ）×Ｆ×Ｃ／１０００［ＭＪ］・・・（１）
なる式（１）から、ソーラパネル１０による水の加熱に利用された熱量Ｑ、即ち、ソーラパネル１０によって削減することができた湯水の生成に要する熱量が算出できる。なお、一例として、流量Ｆは、水１Ｌ＝１ｋｇとしており、熱量換算係数Ｃは、水の比熱を示しており、Ｃ＝１［ｋｃａｌ／ｋｇ ℃］＝４．１８６０５［ｋＪ／ｋｇ Ｋ］である。
【００３０】
削減値算出部７３は、個別の家庭において、ソーラパネル１０により削減された熱量を算出するものである。すなわち、ソーラパネル１０があることにより、それぞれの家庭で、どの程度熱量が削減されたかを算出するものである。この際、削減値算出部７３は、複数の流量センサ９１〜９４からの計測信号に基づいて、個別の家庭に供給された湯水の割合を算出すると共に、熱量算出部７２により算出された熱量Ｑと湯水の割合とから、個別の家庭において削減された熱量を算出する。
【００３１】
具体的に説明すると、第１流量センサ９１の計測値をＦ１とし、第２流量センサ９２の計測値をＦ２とし、第３流量センサ９３の計測値をＦ３とし、第４流量センサ９４の計測値をＦ４とした場合、個別家庭の削減熱量Ｑｎは、
Ｑｎ＝Ｆｎ／（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４）・・・（２）
なる式（２）から算出される。ここで、Ｆｎは、個別家庭に供給された湯水の流量であり、Ｆ１からＦ４のいずれかの値が代入される。
【００３２】
上記の表示部７１は、削減値算出部７３により算出された個別家庭の削減熱量Ｑｎの情報７１ａを表示する。すなわち、第１流量センサ９１が設置される家庭を第１家庭とした場合、第１家庭のエコモニタ７０の表示部７１は、第１家庭において削減された熱量を表示することとなる。この場合、他の家庭において削減された熱量は表示してもよいし、しなくともよい。
【００３３】
さらに、本実施形態において削減値算出部７３は、個別家庭の削減ガス体積の情報７１ｂ、削減ガス料金の情報７１ｃ、及び、削減二酸化炭素量の情報７１ｄを算出する。また、表示部７１は、図２に示すように、これらを表示する。
【００３４】
詳細には、以下のようにして個別家庭の削減ガス体積、削減ガス料金、及び、削減二酸化炭素量が算出される。まず、個別家庭の削減熱量Ｑｎに基づいてソーラパネル１０の使用によって削減された個別家庭のガス使用体積量Ｖｎが算出される。具体的に、燃料ガスの単位体積あたりの総発熱量をＨ［ＭＪ／Ｎｍ３］とし、給湯器４０の燃焼効率をｋ［％］とすると、
Ｖｎ＝Ｑｎ／（Ｈ×ｋ）［Ｎｍ３］・・・（３）
なる式（３）から、ソーラパネル１０により削減できた個別家庭のガス使用体積量Ｖｎを算出することができる。なお、一例として、都市ガスの単位体積あたりの総発熱量Ｈ１は、４６．０８［ＭＪ／Ｎｍ３］であり、プロパンガスの単位体積あたりの総発熱量Ｈ２は、１０１．３８［ＭＪ／Ｎｍ３］である。また、ｋは、一般的に８０％（一般型ガス給湯器）〜９５％（高効率型ガス給湯器）などの一定の値である。
【００３５】
その後、ガス使用体積量Ｖｎに基づいてソーラパネル１０の使用によって削減された個別家庭のガス料金Ｙｎが算出される。具体的に、燃料ガスの単位体積あたりのガス料金をＢ［円／Ｎｍ３］とすると、
Ｙｎ＝Ｖｎ×Ｂ［円］・・・（４）
なる式（４）から、ソーラパネル１０により削減できた個別家庭のガス料金Ｙｎを算出することができる。なお、一例として、都市ガスの単位体積あたりのガス料金Ｂは、１５３［円／Ｎｍ３］であり、プロパンガスの単位体積あたりのガス料金Ｂは、３８５［円／Ｎｍ３］である。
【００３６】
さらに、ガス使用体積量Ｖｎに基づいてソーラパネル１０の使用によって削減された個別家庭の二酸化炭素排出量Ｘｎが算出される。具体的に、燃料ガスの単位体積あたりの二酸化炭素排出量をＥ［ｋｇＣＯ２／Ｎｍ３］とすると、
Ｘｎ＝Ｖｎ×Ｅ［ｋｇＣＯ２］・・・（５）
なる式（５）から、ソーラパネル１０により削減できた個別家庭の二酸化炭素排出量Ｘｎを算出することができる。なお、一例として、都市ガスの単位体積あたりの二酸化炭素排出量Ｅは、２．３５５［ｋｇＣＯ２／Ｎｍ３］であり、プロパンガスの単位体積あたりの二酸化炭素排出量Ｅは、５．８９３［ｋｇＣＯ２／Ｎｍ３］である。
【００３７】
表示部７１は、削減値算出部７３により算出された個別家庭の削減ガス使用体積量Ｖｎ、削減ガス料金Ｙｎ、及び削減二酸化炭素排出量Ｘｎを表示する。すなわち、第１流量センサ９１が設置される家庭が第１家庭とした場合、第１家庭のエコモニタ７０の表示部７１は、第１家庭において削減されたガス使用体積量Ｖｎの情報７１ｂ、ガス料金Ｙｎの情報７１ｃ、及び二酸化炭素排出量Ｘｎの情報７１ｄを表示することとなる。この場合、他の家庭において削減されたガス使用体積量Ｖｎの情報７１ｂ、ガス料金Ｙｎの情報７１ｃ、及び二酸化炭素排出量Ｘｎの情報７１ｄは表示してもよいし、しなくともよい。
【００３８】
さらに、本実施形態に係るエコモニタ７０は、自動申請部７４を備えている。自動申請部７４は、個別家庭において削減された二酸化炭素排出量Ｘｎに基づいて、公共機関や国の機関などに補助金を申請する申請書類を電子上で作成するものである。また、自動申請部７４は、エコモニタ７０がプリンタ等に接続される場合、申請書類を印刷出力してもよいし、エコモニタ７０がインターネット等に接続される場合、電子書類を所定機関に送信するようにしてもよい。
【００３９】
次に、本実施形態に係るエネルギー供給システム１の動作を説明する。まず、エネルギー供給システム１の湯水の供給動作を説明する。例えば、第１家庭においてお湯張りの指示があった場合、各家庭に温水が供給される。このとき、蓄熱槽２０に蓄えられる湯水の温度が、お湯張りに適した温度に達している場合、第１及び第２三方弁６１，６２は、第２配管５２のみを流れるように制御され、お湯張りに適した温度の湯が第１家庭に供給される。なお、蓄熱槽２０に蓄えられる湯水の温度が高い場合、所定の配管から水が供給されて温度調節が為されたうえで第１家庭に湯が供給される。
【００４０】
また、例えば、第１家庭においてお湯張りの指示があり、蓄熱槽２０に蓄えられる湯水の温度が、お湯張りに適した温度に達していない場合、第１三方弁６１が給湯器４０側に制御される。これにより、蓄熱槽２０からの湯水が給湯器４０に供給される。また、バルク３０からの燃料ガスが給湯器４０に供給されてバーナが点火される。これにより、お湯張りに適した温度に達していない湯水が所定温度まで加熱される。さらに第２三方弁６２が制御され、所定温度まで達した湯水が第１家庭に供給されることとなる。
【００４１】
図３は、本実施形態に係るエコモニタ７０の動作を示すフローチャートである。図３に示すように、まず、エコモニタ７０は各種センサ８１，８２，９１〜９５の計測信号を入力する（Ｓ１）。次いで、熱量算出部７２はソーラパネル１０の利用によって削減された熱量Ｑを算出する（Ｓ２）。このとき、熱量算出部７２は、上記式（１）に基づいて熱量Ｑを算出する。
【００４２】
次いで、削減値算出部７３は個別家庭の削減熱量Ｑｎを算出する（Ｓ３）。このとき、削減値算出部７３は、上記式（２）に基づいて個別家庭の削減熱量Ｑｎを算出する。次に、削減値算出部７３は個別家庭の削減ガス体積Ｖｎを算出する（Ｓ４）。このとき、削減値算出部７３は、上記式（３）に基づいて個別家庭の削減ガス体積Ｖｎを算出する。
【００４３】
その後、削減値算出部７３は個別家庭の削減ガス料金Ｙｎを算出する（Ｓ５）。このとき、削減値算出部７３は、上記式（４）に基づいて個別家庭の削減ガス料金Ｙｎを算出する。次いで、削減値算出部７３は個別家庭の削減二酸化炭素排出量Ｘｎを算出する（Ｓ６）。このとき、削減値算出部７３は、上記式（５）に基づいて個別家庭の削減二酸化炭素排出量Ｘｎを算出する。
【００４４】
次に、表示部４１は、ステップＳ３〜ステップＳ６において算出した各値を表示する（Ｓ７）。その後、自動申請部７４は、個別家庭において削減された二酸化炭素排出量Ｘｎに基づいて、公共機関や国の機関などに補助金を申請する申請書類を電子上で作成する（Ｓ８）。そして、自動申請部７４は印刷や電子書類の送信を行い、図３に示す処理は終了する。
【００４５】
このようにして、本実施形態に係るエネルギー供給システム１によれば、ソーラパネル１０と、給湯器４０と、ソーラパネル１０によって加熱された湯水、及び、給湯器４０によって加熱された湯水を配管を介して、複数の家庭に供給する湯水配管設備５１，５２，５５，５６とを備えるため、複数の家庭に対してソーラパネル１０と給湯器４０とが共有されることとなる。このため、ソーラパネル１０及び給湯器４０の設置については、各家庭に設置する場合と比較して設置コストが削減される。また、ソーラパネル１０の設置箇所はバルコニー等に限られず、集熱効率のよい場所に設置したうえで配管設備５１，５２，５５，５６により各家庭に供給すればよく、熱効率の向上を図ることができる。従って、設置コストの削減を図ると共に、熱効率の向上を図ることが可能なエネルギー供給システム１を提供することができる。
【００４６】
また、給湯器４０に燃料ガスを供給するバルク３０を備えると共に、このバルク３０内の燃料ガスを配管を介して、複数の家庭に供給するため、燃料ガスについても設備が共有され、一層設置コストの削減を図ることができる。
【００４７】
また、ソーラパネル１０にて水の加熱に利用された熱量Ｑを算出し、これに基づいて個別の家庭の削減熱量Ｑｎを算出して表示するため、各家庭においてソーラパネル１０の利用を促すことができる。
【００４８】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、本実施形態に係るエネルギー供給システム１は、戸建ての各家庭に湯水や燃料ガスを供給する例を示しているが、マンションなどの集合住宅に適用されてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…エネルギー供給システム
１０…ソーラパネル（太陽熱温水器）
２０…蓄熱槽
３０…バルク（ガス容器）
４０…給湯器
５１〜５６…配管（湯水配管設備、ガス配管設備）
６１，６２…三方弁
７０…エコモニタ
７１…表示部（表示手段）
７２…熱量算出部（熱量算出手段）
７３…削減値算出部（削減熱量算出手段）
７４…自動申請部
８１，８２…温度センサ（入水温度センサ、出水温度センサ）
９１〜９５…流量センサ（複数の流量センサ、出水流量センサ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水された水を太陽熱により加熱する太陽熱湯水器と、
給水された水を加熱すると共に、前記太陽熱湯水器により加熱された湯水をさらに加熱する給湯器と、
前記太陽熱湯水器によって加熱された湯水、及び、前記給湯器によって加熱された湯水を配管を介して、複数の家庭に供給する湯水配管設備と、
を備えることを特徴とするエネルギー供給システム。
【請求項２】
前記給湯器に燃料ガスを供給するガス容器と、
前記ガス容器内の燃料ガスを配管を介して、複数の家庭に供給するガス配管設備と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー供給システム。
【請求項３】
前記太陽熱湯水器に給水された水の温度を計測する入水温度センサと、
前記太陽熱湯水器から出力された湯水の量を計測する出水流量センサと、
前記太陽熱湯水器から出力された湯水の温度を計測する出水温度センサと、
前記入水及び出水流量センサと前記出水温度センサとからの計測信号に基づいて、前記太陽熱湯水器にて水の加熱に利用された熱量を算出する熱量算出手段と、
各家庭それぞれに設置され、各家庭に供給された湯水の量を計測する複数の流量センサと、
前記複数の流量センサからの計測信号に基づいて、個別の家庭に供給された湯水の割合を算出すると共に、前記熱量算出手段により算出された熱量と前記割合とから、個別の家庭において削減された熱量を算出する削減熱量算出手段と、
各家庭それぞれに設置され、前記削減熱量算出手段により算出された個別の家庭の削減熱量を表示する複数の表示手段と、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のエネルギー供給システム。
【請求項１】
給水された水を太陽熱により加熱する太陽熱湯水器と、
給水された水を加熱すると共に、前記太陽熱湯水器により加熱された湯水をさらに加熱する給湯器と、
前記太陽熱湯水器によって加熱された湯水、及び、前記給湯器によって加熱された湯水を配管を介して、複数の家庭に供給する湯水配管設備と、
を備えることを特徴とするエネルギー供給システム。
【請求項２】
前記給湯器に燃料ガスを供給するガス容器と、
前記ガス容器内の燃料ガスを配管を介して、複数の家庭に供給するガス配管設備と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー供給システム。
【請求項３】
前記太陽熱湯水器に給水された水の温度を計測する入水温度センサと、
前記太陽熱湯水器から出力された湯水の量を計測する出水流量センサと、
前記太陽熱湯水器から出力された湯水の温度を計測する出水温度センサと、
前記入水及び出水流量センサと前記出水温度センサとからの計測信号に基づいて、前記太陽熱湯水器にて水の加熱に利用された熱量を算出する熱量算出手段と、
各家庭それぞれに設置され、各家庭に供給された湯水の量を計測する複数の流量センサと、
前記複数の流量センサからの計測信号に基づいて、個別の家庭に供給された湯水の割合を算出すると共に、前記熱量算出手段により算出された熱量と前記割合とから、個別の家庭において削減された熱量を算出する削減熱量算出手段と、
各家庭それぞれに設置され、前記削減熱量算出手段により算出された個別の家庭の削減熱量を表示する複数の表示手段と、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のエネルギー供給システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１４４９７５（Ｐ２０１１−１４４９７５Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４７８４（Ｐ２０１０−４７８４）
【出願日】平成２２年１月１３日（２０１０．１．１３）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１３日（２０１０．１．１３）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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