流量校正方法、流量校正装置、及び削減熱量算出装置
【課題】コストアップを抑えつつ、削減熱量を算出するための流量をより精度良く計測することが可能な流量校正方法、流量校正装置、及び削減熱量算出装置を提供する。
【解決手段】削減熱量算出装置５は、流量センサ５３から得られた出力と流量値との相関データを記憶した相関データ記憶部５４ｅと、流量センサ５３から出力が得られた場合に、相関データ記憶部５４ｅ手段により記憶された相関データに基づいて、流量値を算出する流量算出部５４ｆとを備えている。流量校正方法は、定格最小流量Ｆ１、定格最大流量Ｆ２、及び変化点流量Ｆ３の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサ５３に対して流して、得られた出力を記憶し、記憶した出力が相関データ記憶部５４ｅにより記憶された相関データ上で３つの既知の流量値と合致するように、当該相関データを校正する。
【解決手段】削減熱量算出装置５は、流量センサ５３から得られた出力と流量値との相関データを記憶した相関データ記憶部５４ｅと、流量センサ５３から出力が得られた場合に、相関データ記憶部５４ｅ手段により記憶された相関データに基づいて、流量値を算出する流量算出部５４ｆとを備えている。流量校正方法は、定格最小流量Ｆ１、定格最大流量Ｆ２、及び変化点流量Ｆ３の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサ５３に対して流して、得られた出力を記憶し、記憶した出力が相関データ記憶部５４ｅにより記憶された相関データ上で３つの既知の流量値と合致するように、当該相関データを校正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量校正方法、流量校正装置、及び削減熱量算出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽熱温水器を利用した太陽熱給湯システムが提案されている。太陽熱温水器は、太陽熱の利用により湯水を加熱するものであり、これにより化石燃料等の消費量を抑えて二酸化炭素排出量の削減を図っている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、近年、太陽熱給湯システムにより削減できた熱量の環境価値を証書化（グリーン熱証書）するしくみが構築されている。このグリーン熱証書はキャップアンドトレード方式による国内排出量取引制度において、キャップの充当に使用することが検討されている。
【０００４】
削減できた熱量を証書化するにあたって、削減熱量を計測する計量器は、削減熱量の算出精度が高いことが要件とされている。ここで、太陽熱給湯システムにおける削減熱量は、太陽熱温水器により温められる前の水の温度、暖められた後の温水の温度、及び、太陽熱温水器から家庭等に供給される温水の流量から求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０８１２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の太陽熱給湯システムにおいて削減熱量を算出するために、安価な流量センサを用いた場合、流量の計測精度が悪く証書化の要件を満たさなくなってしまう。
【０００７】
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、その目的とするところは、コストアップを抑えつつ、削減熱量を算出するための流量をより精度良く計測することが可能な流量校正方法、流量校正装置、及び削減熱量算出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の流量校正方法は、供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、太陽熱温水器から供給される予熱温水及び当該予熱温水と冷水とが混合された混合水の少なくとも一方を検出対象水とし、当該検出対象水の流量に応じた出力を行う流量センサと、当該流量センサから得られた出力と流量値との相関データを記憶した相関データ記憶手段と、当該流量センサから出力が得られた場合に、相関データ記憶手段により記憶された相関データに基づいて、流量値を算出する流量算出手段と、太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、検出対象水の温度を検出する第２温度センサと、を備え、第１温度センサ及び第２温度センサからの信号値並びに流量算出手段により算出された流量値に基づき、太陽熱温水器の加熱によって給湯器における加熱の際に削減できた削減熱量を算出する削減熱量算出装置が有する流量算出手段を校正する流量校正方法であって、定格最小流量、定格最大流量、及び定格最小流量と定格最大流量との間の流量域において流量センサの出力特性の変化点となる変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサに対して流して、得られた出力を記憶する出力記憶工程と、出力記憶工程において記憶された出力が相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で３つの既知の流量値と合致するように、当該相関データを校正する流量校正工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この流量校正方法によれば、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサに対して流して、得られた出力を記憶し、記憶された出力が相関データ上で３つの既知の流量値と合致するように当該相関データを校正する。ここで、本件発明者らは、低流量域から高流量域までの流体を流量センサに対して流した場合、定格最小流量から変化点流量（例えば最大定格流量の２０％の流量）までの流量−出力特性の勾配と、変化点流量から定格最大流量までの勾配とが異なることを見出した。このため、上記３つの既知の流量値を有する流体にて得られた出力に基づいて校正することで、安価で精度面で劣る流量センサであっても精度向上を図ることができる。特に、本発明では３点のみで校正を行ったとしても一定の精度を確保することができるため、校正を行うことによるコストアップが抑えられる。従って、コストアップを抑えつつ、削減熱量を算出するための流量をより精度良く計測することができる。
【００１０】
また、本発明の流量校正方法において、出力記憶工程では、定格最小流量から変化点流量までの流量域において流量センサの出力特性の変化点となる第２変化点流量を有する流体を流量センサに対して流して、得られた出力をさらに記憶し、流量校正工程では、出力記憶工程において記憶した出力が相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で、３つの既知の流量値及び第２変化点流量と合致するように当該相関データを校正することが好ましい。
【００１１】
この流量校正方法によれば、定格最小流量から変化点流量までの流量域において流量センサの出力特性の変化点となる第２変化点流量を有する流体を流量センサに対して流して、得られた出力をさらに記憶し、記憶した出力が相関データ上で３つの既知の流量値及び第２変化点流量と合致するように当該相関データを校正する。ここで、本件発明者らは、上記変化点流量未満の流量域において、流量センサの出力特性の変化点となる第２変化点流量が存在することを見出した。このため、第２変化点流量を流した場合の出力に基づいて校正することで、一層流量測定精度を高めることができる。
【００１２】
また、本発明の流量校正方法において、流量校正工程では、出力記憶工程において記憶した出力が相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で、３つの既知の流量値と合致するように当該相関データを校正すると共に、変化点流量未満においては流量に応じた補正係数を相関データ記憶手段に記憶させておくことが好ましい。
【００１３】
この流量校正方法によれば、変化点流量未満においては流量に応じた補正係数を相関データ記憶手段に記憶させておく。ここで、本件発明者らは、上記変化点流量未満の流量域において、流量センサの出力特性の変化点となる第２変化点流量が存在することを見出した。このため、変化点流量未満においては流量に応じた補正係数を記憶させておくことにより、削減熱量算出装置が実際に使用される段階において変化点流量未満の流量が算出された場合に補正係数を掛けることができ、一層流量測定精度を高めることができる。
【００１４】
本発明の流量校正装置は、供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、太陽熱温水器から供給される予熱温水及び当該予熱温水と冷水とが混合された混合水の少なくとも一方を検出対象水とし、当該検出対象水の流量に応じた出力を行う流量センサと、当該流量センサから得られた出力と流量値との相関データを記憶した相関データ記憶手段と、当該流量センサから出力が得られた場合に、相関データ記憶手段により記憶された相関データに基づいて、流量値を算出する流量算出手段と、太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、検出対象水の温度を検出する第２温度センサと、を備え、第１温度センサ及び第２温度センサからの信号値並びに流量算出手段により算出された流量値に基づき、太陽熱温水器の加熱によって給湯器における加熱の際に削減できた削減熱量を算出する削減熱量算出装置が有する流量算出手段を校正する流量校正装置であって、定格最小流量、定格最大流量、及び定格最小流量と定格最大流量との間の流量域において流量センサの出力特性の変化点となる変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサに対して流して、得られた出力を記憶する出力記憶手段と、出力記憶手段により記憶された出力が相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で、３つの既知の流量値と合致するように当該相関データを校正する流量校正手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
この流量校正装置によれば、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサに対して流して、得られた出力を記憶し、記憶された出力が相関データ上で３つの既知の流量値と合致するように当該相関データを校正する。ここで、本件発明者らは、低流量域から高流量域までの流体を流量センサに対して流した場合、定格最小流量から変化点流量（例えば最大定格流量の２０％の流量）までの流量−出力特性の勾配と、変化点流量から定格最大流量までの勾配とが異なることを見出した。このため、上記３つの既知の流量値を有する流体にて得られた出力に基づいて校正することで、安価で精度面で劣る流量センサであっても精度向上を図ることができる。特に、本発明では３点のみで校正を行ったとしても一定の精度を確保することができるため、校正を行うことによるコストアップが抑えられる。従って、コストアップを抑えつつ、削減熱量を算出するための流量をより精度良く計測することができる。
【００１６】
本発明の削減熱量算出装置は、供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、太陽熱温水器から供給される予熱温水及び当該予熱温水と冷水とが混合された混合水の少なくとも一方を検出対象水とし、当該検出対象水の流量に応じた出力を行う流量センサと、当該流量センサから得られた出力と流量値との相関データを記憶した相関データ記憶手段と、当該流量センサから出力が得られた場合に、相関データ記憶手段により記憶された相関データに基づいて、流量値を算出する流量算出手段と、太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、検出対象水の温度を検出する第２温度センサと、を備え、第１温度センサ及び第２温度センサからの信号値並びに流量算出手段により算出された流量値に基づき、太陽熱温水器の加熱によって給湯器における加熱の際に削減できた削減熱量を算出する削減熱量算出装置において、相関データ記憶手段により記憶される相関データは、定格最小流量、定格最大流量、及び定格最小流量と定格最大流量との間の流量域において流量センサの出力特性の変化点となる変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサに対して流して得られた出力と、３つの既知の流量値とが合致するように校正されていることを特徴とする。
【００１７】
この削減熱量算出装置によれば、相関データは、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサに対して流して得られた出力と、３つの既知の流量値とが合致するように校正されている。ここで、本件発明者らは、低流量域から高流量域までの流体を流量センサに対して流した場合、定格最小流量から変化点流量（例えば最大定格流量の２０％の流量）までの流量−出力特性の勾配と、変化点流量から定格最大流量までの勾配とが異なることを見出した。このため、上記３つの既知の流量値を有する流体にて得られた出力に基づいて校正された削減熱量算出装置は、安価で精度面で劣る流量センサを用いていたとしても、一定の精度が確保されている。特に、削減熱量算出装置は３点で校正が行われており、多数点で校正を行った場合と比較してコストアップが抑えられている。従って、コストアップを抑えつつ、削減熱量を算出するための流量をより精度良く計測することができる。
【００１８】
また、本発明の削減熱量算出装置において、流量センサの取付姿勢に関する姿勢情報を入力する姿勢情報入力手段と、姿勢情報入力手段により入力された姿勢情報に従って、流量算出手段により算出された流量値を補正する姿勢補正手段と、をさらに備え、相関データ記憶手段により記憶される相関データは、予め１つの姿勢にて校正されており、姿勢補正手段は、姿勢情報入力手段により入力された姿勢情報が示す姿勢が予め１つの姿勢と異なる場合に、流量算出手段により算出された流量値を補正することが好ましい。
【００１９】
この削減熱量算出装置によれば、相関データは予め１つの姿勢にて校正されており、入力された姿勢情報が示す姿勢が予め１つの姿勢と異なる場合、算出された流量値を補正する。このため、例えば流量センサが羽根車式である場合、取付姿勢によって羽根車の軸と軸受との摺動抵抗が校正時と異なってしまっても、精度の低下を抑えることができる。特に、相関データは、予め１つの姿勢で校正されていることから、取付姿勢毎に校正を行う必要がなく、設置工数減に寄与することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、コストアップを抑えつつ、削減熱量を算出するための流量をより精度良く計測することが可能な流量校正方法、流量校正装置、及び削減熱量算出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る削減熱量算出装置を含む太陽熱給湯システムの構成図である。
【図２】本実施形態に係る演算表示器を示す構成図である。
【図３】図１及び図２に示した演算表示器の機能ブロック図である。
【図４】羽根車式の流量センサにおける流量−出力特性を示すグラフである。
【図５】本実施形態に係る流量校正装置を示すブロック図である。
【図６】流量と流量センサからの出力（パルス数）との関係を示すグラフである。
【図７】流量を変化させた場合における流量センサの誤差を示すグラフである。
【図８】流量を変化させた場合における流量センサの誤差を示すグラフであり、水平取付の例を示している。
【図９】流量ゼロから徐々に流量値を増大させつつ定格最大流量までの水等を流した場合のパルス数の実測データを示す図である。
【図１０】流量を変化させた場合における流量センサの誤差を示すグラフであり、垂直立ち上げの例を示している。
【図１１】流量を変化させた場合における流量センサの誤差を示すグラフであり、垂直立ち下げの例を示している。
【図１２】流量を変化させた場合における流量センサの誤差を示すグラフであり、水平取付で校正を行い垂直立ち上げで使用した場合の例を示している。
【図１３】流量を変化させた場合における流量センサの誤差を示すグラフであり、補正係数にて補正を行った場合の例を示している。
【図１４】本実施形態に係る流量校正方法を示す第１のフローチャートであって、変化点流量や第２変化点流量を把握するために行われる実験工程を示している。
【図１５】本実施形態に係る流量校正方法を示す第２のフローチャートであって、流量センサの校正ために行われる工程を示している。
【図１６】本実施形態に係る流量校正方法を示す第３のフローチャートであって、補正係数の算出のために行われる実験工程を示している。
【図１７】本実施形態に係る流量算出方法を示すフローチャートである。
【図１８】変形例に係る削減熱量算出装置を含む太陽熱給湯システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
まず、本実施形態に係る流量校正装置、流量校正方法及び削減熱量算出装置を説明するのに先立って、太陽熱給湯システム１を説明する。図１は、本実施形態に係る削減熱量算出装置を含む太陽熱給湯システムの構成図である。太陽熱給湯システム１は、水道管１１と、冷水管１２と、温水管１３と、混合水管１４と、加熱水管１５とを備えている。さらに、太陽熱給湯システム１は、太陽熱温水器２と、混合弁３と、給湯器４とを備えている。
【００２３】
水道管１１は、台所、洗面所、風呂、トイレ等の住宅用水道器具の各々に水を供給するものである。また、水道管１１は、分岐されており、分岐箇所に冷水管１２が接続されている。冷水管１２は、水道管１１を介して流れてくる冷水を太陽熱温水器２まで導くものである。
【００２４】
太陽熱温水器２は、集熱器２１と熱媒配管２２と貯湯槽２３とを有している。集熱器２１は、日当たりの良い住宅等の屋根などに設置され太陽熱を取り込んで熱媒を温めるものである。また、熱媒配管２２は、集熱器２１と貯湯槽２３とを接続するものであり内部に熱媒が流れる構成となっている。熱媒は熱媒配管２２を介して集熱器２１と貯湯槽２３とを循環する。貯湯槽２３は、冷水管１２からの冷水を導入すると共に、熱媒配管２２を通じて流れてくる暖められた熱媒により冷水を加熱して予熱温水とし、貯湯しておくものである。
【００２５】
温水管１３は、貯湯槽２３からの予熱温水を給湯器４側に供給するための配管である。この温水管１３の終端には混合弁３が設置されており、温水管１３からの予熱温水は混合弁３の温水流入口３１から混合弁３に供給される。また、冷水管１２は接続点Ａにて分岐しており、冷水管１２からの冷水は混合弁３の冷水流入口３２を介して混合弁３に供給可能となっている。混合弁３は、上記の如く流入する予熱温水と冷水とを混ぜて混合水とする。
【００２６】
混合水管１４は、混合弁３の混合水流出口３３と給湯器４とを接続する配管であり、混合水はこの配管１４を介して混合弁３から給湯器４に供給される。なお、本実施形態において混合弁３は、混合水の温度が所定の温度となるように、温水と冷水との混合割合を自動的に調整する自動温度調節機能付湯水混合弁であるが、混合弁３の構成はこれに限られるものではない。
【００２７】
給湯器４は、例えば、ガスバーナと熱交換器とを備えており、利用者等によって定められた温度の加熱水（即ち、湯）を生成するものである。この給湯器４は、住宅に設けられた給湯器用リモコン等と接続されており、給湯器用リモコン等から受信する制御信号に基づいて、例えば、電源オン、電源オフ、及び、生成する湯の温度が設定される。
【００２８】
加熱水管１５は、給湯器４と給湯側であるシャワー口等とを接続する配管である。給湯器４にて暖められた加熱水は、この加熱水管１５を介して利用者等に供給されることとなる。
【００２９】
以上の構成により、太陽熱給湯システム１は、水道管１１からの冷水を太陽熱を利用した太陽熱温水器２によって予熱温水とし、これを給湯器４に供給するので給湯器４にて使用される燃料費や排出される二酸化炭素量等を削減することができる。
【００３０】
次に、本実施形態に係る削減熱量算出装置５について説明する。削減熱量算出装置５は、太陽熱温水器２の利用によって削減された熱量を算出して積算表示するものであって、第１温度センサ５１と、第２温度センサ５２と、流量センサ５３と、演算表示器５４と、家内表示器５５とを備えている。なお、削減熱量算出装置５は、熱量に加えて、削減されたガス料金や二酸化炭素排出量を算出して積算表示する機能を備えていてもよい。
【００３１】
第１温度センサ５１は、冷水管１２に配置され、太陽熱温水器２により加熱される前の水温、すなわち冷水の温度を検出するものである。第２温度センサ５２は、温水管１３に配置され、太陽熱温水器２により加熱されてから給湯器４に供給されるまでの配管内（すなわち温水管１３内）の予熱温水の温度を検出するものである。
【００３２】
流量センサ５３は、温水管１３に配置され、太陽熱温水器２から給湯器４に供給された予熱温水の流量を検出するものである。流量センサ５３は、例えば羽根車式のものであり、予熱温水が流れてくることにより羽根車が回転し、この回転数に応じた数のパルスを出力する構成となっている。なお、以下において流量センサ５３は羽根車式のものとして説明するが、これに限らず、流量センサ５３は他の構成のものであってもよい。
【００３３】
演算表示器５４は、太陽熱温水器２の利用により削減された熱量や二酸化炭素量を演算して積算表示する機能を有したものである。なお、表示機能に関しては、家内表示器５５にも搭載されており、削減された熱量や二酸化炭素量は、演算表示器５４及び家内表示器５５に表示されることとなる。
【００３４】
図２は、本実施形態に係る演算表示器５４を示す構成図である。図２に示すように、演算表示器５４は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５４ａを備えている。ＭＰＵ５４ａは、予め定められたプログラムに従って動作するものであり、ＣＰＵ５４ａ１と、ＲＯＭ５４ａ２と、ＲＡＭ５４ａ３とを備えている。
【００３５】
ＣＰＵ５４ａ１は、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを実行するものである。ＲＯＭ５４ａ２は、ＣＰＵ５１ａにて実行するプログラム等を格納した読み出し専用のメモリである。ＲＡＭ５４ａ３は、各種のデータを格納すると共にＣＰＵ５１ａの処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリである。
【００３６】
また、本実施形態においてＲＯＭ５１ａ２には、太陽熱温水器２の利用により削減された熱量、燃料費及び二酸化炭素量を算出するためのプログラムが格納されている。このため、このプログラムを実行するＣＰＵ５４ａ１は、削減された燃料費や二酸化炭素量を算出することとなる。
【００３７】
さらに、削減熱量算出装置５は、メモリ部５４ｂと、表示部５４ｃと、インタフェース部５４ｄとを備えている。
【００３８】
メモリ部５４ｂは、電力供給が断たれた場合でも、格納された各種データの保持が可能な記録媒体であり、ＣＰＵ５４ａ１の処理作業に必要な各種格納エリアを有する電気的消去／書き換え可能なメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等が用いられる。
【００３９】
表示部５４ｃは、ＬＣＤ、ＬＥＤ等が用いられ、例えば、削減熱量算出装置５の本体部に利用者等が目視可能に設けられている。この表示部５４ｃは、ＣＰＵ５４ａ１により算出された削減熱量、削減二酸化炭素量、及び削減燃料費等の各種表示を行う。なお、本実施形態において表示部５４ｃは、野外に設置された削減熱量算出装置５の本体部に設けられているが、これに限らず、宅内表示器５５のように家内に設けられてもよい。
【００４０】
インタフェース部５４ｄは、第１及び第２温度センサ５１，５２や流量センサ５３と電気的に接続されており、各種センサ５１〜５３とＭＰＵ５４ａとの交信を可能としたものである。
【００４１】
図３は、図１及び図２に示した演算表示器５４の機能ブロック図である。図３に示すように、演算表示器５４は、相関データ記憶部（相関データ記憶手段）５４ｅと、流量演算部（流量演算手段）５４ｆと、削減量算出部（削減熱量算出手段）５４ｇとを備えている。
【００４２】
相関データ記憶部５４ｅは、流量センサ５３から得られた出力（本実施形態ではパルス数）と流量値との相関データを記憶したものである。具体的に相関データ記憶部５４ｅは、流量センサ５３から得られたパルス数から流量値を算出するための算出式を相関データとして記憶している。
【００４３】
流量算出部５４ｆは、流量センサ５３から出力が得られた場合に、相関データ記憶部５４ｅにより記憶された相関データに基づいて、流量値を算出するものである。
【００４４】
削減量算出部５４ｇは、太陽熱温水器２の利用により削減された熱量、二酸化炭素量、及び燃料費等の各種削減量を算出するものである。具体的に削減量算出部５４ｇは、流量算出部５４ｆにより算出された流量値と、第１温度センサ５１により検出された冷水の温度と、第２温度センサ５２により検出された予熱温水の温度とから、削減された熱量を算出する。また、削減量算出部５４ｇは、削減熱量と給湯効率や燃料単価とから削減燃料費を算出する。同様に、削減量算出部５４ｇは、削減熱量と給湯効率や単位燃料当たりの二酸化炭素発生量とから、削減二酸化炭素量を算出する。
【００４５】
ここで、削減量を正確に算出するためには、流量センサ５３の出力から正確に流量を算出する必要がある。しかし、一般的に流量センサ５３は、それぞれ個別に器差があり、流れている予熱温水の流量に対して出力されるパルス数がそれぞれ異なってしまう。
【００４６】
図４は、羽根車式の流量センサ５３における流量−出力特性を示すグラフである。図４に示すように、各流量域において、中央値に対して８％〜２０％程度の誤差を有している。従って、精度良く流量を算出するためには校正を行う必要がある。
【００４７】
図５は、本実施形態に係る流量校正装置６を示すブロック図である。図５に示すように、流量校正装置６は出力記憶部（出力記憶手段）６ａと流量校正部（流量校正手段）６ｂとを備えている。なお、この流量校正装置６は、例えばパーソナルコンピュータ等により構成される。
【００４８】
出力記憶部６ａは、流量センサ５３からの出力を記憶するものである。流量校正部６ｂは、演算表示器５４の相関データ記憶部５４ｅに記憶される相関データを校正するものである。
【００４９】
次に、本実施形態に係る流量校正方法の概要を説明する。校正を行うにあたっては、まず配管上に流量センサ５３を配置する。また、流量センサ５３からの出力を流量校正装置６に入力されるように接続する。次いで、既知の流量値を有する水等を配管内に流す。
【００５０】
そして、流量センサ５３から出力されるパルス数を出力記憶部６ａにより記憶させる。これにより、流量校正部６ｂは、既知の流量値と、出力されたパルス数とが合致するように、相関データ記憶部５４ｅに記憶される相関データを校正することとなる。
【００５１】
ここで、流量の測定精度を高めるためには、できるだけ多く既知の流量値を有する水等を配管内に流して、出力されるパルス数を記憶し、校正を行うことが望ましい。しかし、この場合には、校正にあたり工数が多大となってしまい、折角安価な流量センサ５３を用いたにも拘わらず、演算表示器５４の生産性が低下してしまうことから、削減熱量算出装置５の多大なコストアップを招いてしまう。
【００５２】
そこで、本実施形態に係る流量校正方法では、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量の３点で校正を行い、一定の精度を確保しつつもコストアップを抑えるようにしている。以下、詳細に説明する。
【００５３】
一般的に流量センサ５３から出力されるパルスと流量とは、完全比例関係にあることが想定される。このため、相関データ記憶部５４ｅに記憶される相関データは、ｙ＝ｃｘ（ｃは定数、ｙは流量値、ｘはパルス数）により表現されるべきものである。
【００５４】
しかし、本件発明者らは、予熱温水の流量と羽根車の回転数とは完全比例関係にないことを見出した。図６は、流量と流量センサ５３からの出力（パルス数）との関係を示すグラフである。
【００５５】
まず、図６に示すように、流量ゼロの場合、出力パルス数もゼロである。そして、定格最大流量Ｆ２のときの出力パルス数がＰ２であったとし、流量ゼロから定格最大流量Ｆ２までを結ぶ直線をｙ＝ｃｘと定義したとする。この場合、図６からも明らかなように、流量−出力特性（実線にて記載）はｙ＝ｃｘと一致しない。すなわち、流量と出力とは完全比例関係にないといえる。
【００５６】
詳細に説明すると、本件発明者らは、定格最大流量（例えば２５Ｌ／ｍｉｎ）Ｆ２の約２０％となる流量（例えば５Ｌ／ｍｉｎ）Ｆ３から、定格最大流量Ｆ２までにおける流量−出力特性の勾配（すなわちａ３）と、定格最小流量Ｆ１から定格最大流量Ｆ２の約２０％となる流量Ｆ３までにおける流量−出力特性の勾配（すなわちａ２）とが異なることを見出した。なお、勾配が異なることから、流量Ｆ３を、流量センサ５３の出力特性の変化点となる変化点流量という。
【００５７】
ここで、流量ゼロから定格最小流量Ｆ１（例えば１．５Ｌ／ｍｉｎ）までの流量域においては、流量−出力特性はｙ＝ａ１ｘとなり、ｙ＝ｃｘと一致しない。しかし、この流量域は定格未満であることから、ｙ＝ｃｘと一致しないとしても問題はない。
【００５８】
なお、以下の説明において流量ゼロから定格最小流量Ｆ１までを極低流量域と称し、定格最小流量Ｆ１から変化点流量Ｆ３までを低流量域と称し、変化点流量Ｆ３から定格最大流量Ｆ２までを高流量域と称する。
【００５９】
図７は、流量を変化させた場合における流量センサ５３の誤差を示すグラフである。なお、図７では、流量ゼロ（パルス数ゼロ）から定格最大流量（パルス数実測値）までを結んだ直線（以下検量線Ａという）との誤差を示している。
【００６０】
図７に示すように、流量センサ５３は、流量１０Ｌ／ｍｉｎ以上の流域において得られるパルス数がほぼ検量線Ａ上に位置するが、流量１０Ｌ／ｍｉｎ未満となると流量が小さくなるほど誤差が大きくなる傾向にある。
【００６１】
以上のように、流量センサ５３の流量−出力特性は完全比例関係でない。そこで、本実施形態に係る流量校正装置６では、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量の３点で校正を行い、一定の精度を確保しつつもコストアップを抑えるようにしている。
【００６２】
具体的には、相関データ記憶部５４ｅは、ｙ＝ａ１ｘ、ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２、及びｙ＝ａ３ｘ＋ｂ３という基礎相関データを記憶しており、流量校正部６ｂは、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量のパルス数から、ａ１、ａ２、ｂ２、ａ３、及びｂ３の各値を算出することにより校正を行うこととなる。
【００６３】
なお、変化点流量は、同種の流量センサ５３それぞれで略共通する。このため、作業者は、予めサンプルとなる１つの流量センサ５３に対して定格最小流量から徐々に流量値を増大させつつ定格最大流量までの水等を流してパルス数を計測することにより、その種類の流量センサ５３における変化点流量を知ることができる。
【００６４】
図８は、流量ゼロから徐々に流量値を増大させつつ定格最大流量までの水等を流した場合のパルス数の実測データを示す図である。図８に示すように、変化点流量となる流量Ｆ３では、図６に示すように明確に勾配が変化するわけでない。すなわち、勾配は、流量Ｆ３辺りで流量の増大に合わせて除々変化することとなり、変化点流量Ｆ３の特定が困難であるといえる。そこで、本実施形態では、図８に示す流量Ｆ３のみならず、その周辺流量（例えば±３０％程度）についても、変化点流量Ｆ３の概念に含めるものとし、流量Ｆ３及びその周辺流量を変化点流量Ｆ３として、本実施形態に示す校正を行ってもよいものとする。
【００６５】
ここで、流量センサ５３は取付姿勢により、低流量域において特性が変化してしまう傾向がある。図９は、流量を変化させた場合における流量センサ５３の誤差を示すグラフであり、水平取付の例を示している。また、図１０は、流量を変化させた場合における流量センサ５３の誤差を示すグラフであり、垂直立ち上げの例を示している。さらに、図１１は、流量を変化させた場合における流量センサ５３の誤差を示すグラフであり、垂直立ち下げの例を示している。なお、図９から図１１では、上記ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２及びｙ＝ａ３ｘ＋ｂ３の２直線（以下検量線Ｂという）との誤差を示している。
【００６６】
図９から図１１に示すように、水平取付、垂直立ち上げ、及び垂直立ち下げの３つの姿勢において、誤差はそれぞれ異なっている。具体的に説明すると、図９に示すように、流量センサ５３の姿勢が水平取付である場合、上記した変化点流量未満の低流量域において誤差が大きくなる傾向にある。また、図１０に示すように、流量センサ５３の姿勢が垂直立ち上げである場合、上記した変化点流量未満の低流量域において僅かに誤差が発生する。また、図１１に示すように、流量センサ５３の姿勢が垂直立ち下げである場合、検量線Ｂとの誤差は殆ど見られない。
【００６７】
従って、取付姿勢に応じて校正を行うことが望ましいが、実際に家庭等で使用される際の取付姿勢については、生産時において不明である。このため、本実施形態では、予め１つの姿勢において校正を行っておく。
【００６８】
例えば、水平取付が最も多いと予測される場合、配管に流量センサ５３を水平に取り付ける。そして、上記したように、３流量で校正を行う。なお、この場合、図９に示すように、上記の如く３流量で校正を行い、相関データにｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２及びｙ＝ａ３ｘ＋ｂ３が反映されたとしても、流量１．５〜５．０Ｌ／ｍｉｎの低流量域（変化点流量未満）において誤差が発生する。これは、流量センサ５３の軸受と軸との位置関係により、変化点流量未満の流域において、流量センサ５３の出力特性の変化点となる第２変化点流量が発生してしまうことがあるためである。
【００６９】
このため、好ましくは、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量のみならず、第２変化点流量の水等を配管に流す。出力記憶部６ａは、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量におけるパルス数のみならず、第２変化点流量におけるパルス数を記憶する。そして、流量校正部６ｂは、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量、並びに第２変化点流量におけるパルス数に基づいて、相関データ記憶部５４ｅに記憶される相関データを校正する。これにより、流量センサ５３が家庭等において水平取付された場合に、一層精度を高めることができる。なお、この場合、相関データ記憶部５４ｅは、ｙ＝ａ１ｘ、ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２、及びｙ＝ａ３ｘ＋ｂ３のみならず、ｙ＝ａ２’ｘ＋ｂ２’という基礎相関データを記憶しておく。４点にて校正するため、４式を必要とするからである。
【００７０】
なお、上記では、第２変化点流量のパルス数を加えて相関データの校正を行っているが、これに限らず、補正係数を算出しておき、実際に削減熱量算出装置５が使用される際に、相関データに基づいて得られた流量値を補正係数により補正するようにしてもよい。
【００７１】
さらには、第２変化点流量については変化点流量と同様に１つの流量センサ５３をサンプルとし、定格最小流量から徐々に流量値を増大させつつ定格最大流量までの水等を流してパルス数を計測することにより、第２変化点流量を知ることができる。この第２変化点流量についても変化点流量と同様に、勾配が明確に変化するわけでないため、その周辺流量についても、第２変化点流量の概念に含めるものとし、その周辺流量を第２変化点流量として、本実施形態に示す校正を行ってもよいものとする。
【００７２】
図１２は、流量を変化させた場合における流量センサ５３の誤差を示すグラフであり、水平取付で校正を行い垂直立ち上げで使用した場合の例を示している。上記したように、例えば水平取付で校正を行い、水平取付で使用した場合には計測精度を高めることができる。しかし、図１２に示すように、水平取付で校正を行い垂直立ち上げで使用した場合には、逆に精度が悪化してしまう。
【００７３】
そこで、本実施形態では予め１つの姿勢で校正しつつも、異なる姿勢で使用されても精度が確保できるように、流量センサ５３の設置時（すなわち削減熱量算出装置５の設置時）において流量値を補正できるようにしておく。
【００７４】
具体的に説明すると、予め１つの姿勢で校正しつつも、その校正された流量センサ５３を他の姿勢で使用した場合を想定して、校正済みの流量センサ５３のうち１つをサンプルとし、配管に校正時とは異なる姿勢で取り付ける。そして、流量記憶部６ａは、定格最小流量から定格最大流量まで次第に流量を増大させて出力されるパルス数を記憶しておく。
【００７５】
そして、流量校正部６ｂは、例えば図１２に示すような誤差を解消するために、流量に応じた補正係数を算出しておき、異なる姿勢で使用されてもよいように補正係数を相関データ記憶部５４ｅに記憶させておく。
【００７６】
図１３は、流量を変化させた場合における流量センサ５３の誤差を示すグラフであり、補正係数にて補正を行った場合の例を示している。図１３に示すように、補正係数を使用して補正することにより、図１２に示したような誤差が軽減されていることがわかる。
【００７７】
再度、図３を参照する。上記の如く取付姿勢に応じた補正係数により補正を行うために、演算表示器５４は、姿勢情報入力部（姿勢情報入力手段）５４ｈと、姿勢補正部（姿勢補正手段）５４ｉとを備えている。
【００７８】
姿勢情報入力部５４ｈは、流量センサ５３の取付姿勢に関する取付姿勢情報を入力するものであって、例えば外部からのスイッチ操作や、送信器からの信号を受信することにより取付姿勢情報を入力するものである。
【００７９】
姿勢補正部５４ｉは、姿勢情報入力部５４ｈにより入力された姿勢情報に従って、流量算出部５４ｆにより算出された流量値を補正するものである。この姿勢補正部５４ｉは、姿勢情報入力部５４ｈにより入力された姿勢情報が示す姿勢が、校正された１つの姿勢と異なる場合に、算出された流量値を補正する。
【００８０】
次に、本実施形態に係る流量校正方法、流量算出方法の詳細について説明する。なお、流量の校正にあり、作業者は、まずサンプルとなる流量センサ５３を例えば１つ選択し、以下の図１４に示す実験工程を行って変化点流量や第２変化点流量を把握する。そして、図１５に示すステップＳ１１〜Ｓ１４の工程を行い、その後、図１６に示す実験工程を行うことにより、補正係数を算出する。そして、作業者は、把握した変化点流量や第２変化点流量、及び、算出した補正係数を用いて、図１５に示すステップＳ１１〜Ｓ１５の工程を行うことで、流量校正されたセンサを大量に生産することとなる。
【００８１】
図１４は、本実施形態に係る流量校正方法を示す第１のフローチャートであって、変化点流量や第２変化点流量を把握するために行われる実験工程を示している。
【００８２】
図１４に示すように、まず作業者は、配管にサンプルとなる流量センサ５３を設置する（Ｓ１）。このとき、例えば流量センサ５３を水平取付にて校正する場合、サンプルとなる流量センサ５３は水平に取り付けられる。すなわち、サンプルの取付姿勢と、校正される流量センサ５３の取付姿勢とは、対応付けられることとなる。
【００８３】
次いで、作業者は、定格最小流量から次第に流量を増大させていき、定格最大流量までの流量を発生させる（Ｓ２）。この際、出力記憶部６ａは、定格最小流量から定格最大流量までの流量における出力パルス数を記憶することとなる。
【００８４】
その後、作業者は、変化点流量、及び第２変化点流量を把握する（Ｓ３）。この際、作業者は、ステップＳ２にて得られた出力パルス数の変化度合いから、変化点流量、及び第２変化点流量を把握する。この際、作業者は上記したように、その周辺流量を変化点流量、及び第２変化点流量として把握してもよい。なお、作業者に限らず、流量校正装置６がパルス数に基づいて変化点流量及び第２変化点流量を演算により算出するようになっていてもよい。この場合、例えば流量校正装置６は、最も勾配の変化量が高い流量を変化点流量及び第２変化点流量としてもよいし、一定以上の勾配変化ある流量範囲を特定し、その中央値を変化点流量、及び第２変化点流量としてもよい。また、流量校正装置６が変化点流量、及び第２変化点流量を把握する場合においても、周辺流量を変化点流量、及び第２変化点流量としてもよい。
【００８５】
さらに、取付姿勢によっては図１１に示すように第２変化点流量がほぼ確認されない場合もある。このような場合には、ステップＳ３の処理において、変化点流量のみを把握し、第２変化点流量を把握しないようにしてもよい。
【００８６】
そして、上記の如く、変化点流量等を把握後、図１４に示す処理は終了する。
【００８７】
図１５は、本実施形態に係る流量校正方法を示す第２のフローチャートであって、流量センサ５３の校正ために行われる工程を示している。
【００８８】
図１５に示すように、まず作業者は、配管に流量センサ５３を設置する（Ｓ１１）。このとき、流量センサ５３は、変化点流量等の把握時に取り付けられたサンプルと同じ姿勢で配管に設置される。
【００８９】
次いで、作業者は、定格最小流量、定格最大流量、変化点流量、及び第２変化点流量の４流量を発生させる（Ｓ１２）。これにより、出力記憶部６ａは、４流量における出力パルス数を記憶する（Ｓ１３）。
【００９０】
その後、流量校正部６ｂは、上記したように、４流量のパルス数から相関データ記憶部５４ｅに記憶される相関データを校正する（Ｓ１４）。次いで、流量校正部６ｂは、流量センサ５３の姿勢に応じた補正係数を相関データ記憶部５４ｅに記憶させ（Ｓ１５）、図１４に示す処理は終了する。
【００９１】
なお、ステップＳ１５にて記憶される補正係数は、ステップＳ１１にて設置された流量センサ５３の姿勢と異なる姿勢毎に予め求められているものである。具体的に補正係数は、図１６に示す工程を経て求められる。
【００９２】
図１６は、本実施形態に係る流量校正方法を示す第３のフローチャートであって、補正係数の算出のために行われる実験工程を示している。
【００９３】
図１６に示すように、まず図１５に示したステップＳ１１からステップＳ１４の処理を実行して校正された校正済みの流量センサ５３を校正時とは異なる姿勢で設置する（Ｓ２１）。
【００９４】
次に、作業者は、定格最小流量から次第に流量を増大させていき、定格最大流量までの流量を発生させる（Ｓ２２）。この際、出力記憶部６ａは、定格最小流量から定格最大流量までの流量における出力パルス数を記憶することとなる。
【００９５】
その後、流量校正部６ｂは、校正済みの流量センサ５３の流量−出力特性と、異なる姿勢で設置された流量センサ５３の流量−出力特性とを比較し、その誤差から補正係数を算出する（Ｓ２３）。その後、図１６に示す処理は終了する。なお、図１６に示す処理は、異なる姿勢毎に繰り返し実行される。
【００９６】
図１７は、本実施形態に係る流量算出方法を示すフローチャートである。なお、図１７に示す処理は、校正済みの流量センサ５３を備えた削減熱量算出装置５にて実行される処理である。
【００９７】
図１７に示すように、まず演算表示部５４は流量が発生したか否かを判断する（Ｓ３１）。流量が発生していない場合（Ｓ３１：ＮＯ）、発生したと判断されるまで、この処理が繰り返される。一方、流量が発生していると判断した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、流量算出部５４ｆは、流量センサ５３から出力される流量パルスを計測する（Ｓ３２）。
【００９８】
次いで、流量算出部５４ｆは、ステップＳ３２にて得られたパルスから、流量区分を判断する（Ｓ３３）。すなわち、流量算出部５４ｆは、発生した流量が極低流量域に該当するのか、低流量域に該当するのか、高流量域に該当するのかを判断することとなる。
【００９９】
次に、流量算出部５４ｆは、区分に応じた算出式を選択する（Ｓ３４）。すなわち、流量算出部５４ｆは、ステップＳ３３にて判断された区分が極低流量域である場合、ｙ＝ａ１ｘの算出式を選択し、判断された区分が低流量域である場合、ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２の算出式を選択する。同様に、流量算出部５４ｆは、判断された区分が高流量域である場合、ｙ＝ａ３ｘ＋ｂ３の算出式を選択する。なお、第２流量変化点も含めて校正した場合には、、低流量域が更に細分化されて第１低流量域及び第２低流量域に分けられ、ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２の算出式、又は、ｙ＝ａ２’ｘ＋ｂ２’の算出式が選択される。
【０１００】
その後、流量算出部５４ｆは流量を演算する（Ｓ３５）。この際、流量算出部５４ｆは、ステップＳ３４にて選択した算出式と、ステップＳ３２にて得られた流量パルスとから、流量を算出する。
【０１０１】
次いで、演算表示器５４は、流量センサ５３の姿勢が校正時と異なるか否かを判断する（Ｓ３６）。ここで、演算表示器５４には、姿勢情報入力部５４ｈを介して予め設置時における流量センサ５３の姿勢情報が入力されている。このため、演算表示器５４は、予め入力された流量センサ５３の姿勢情報に基づいて、異なる姿勢であるか否かを判断することとなる。
【０１０２】
流量センサ５３の姿勢が校正時と異なると判断した場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、姿勢補正部５４ｉは、流量算出部５４ｆにより算出された流量値を補正する（Ｓ３７）。この際、姿勢補正部５４ｉは、予め相関データ記憶部５４ｅに記憶された姿勢毎の補正係数のうち、対応する補正係数を読み出して流量値を補正する。その後、図１７に示す処理は終了する。
【０１０３】
一方、流量センサ５３の姿勢が校正時と異ならないと判断した場合（Ｓ３６：ＮＯ）、姿勢による補正が行われることなく、図１７に示す処理は終了する。
【０１０４】
このようにして、本実施形態に係る流量校正装置６及び流量校正方法によれば、定格最小流量Ｆ１、定格最大流量Ｆ２、及び変化点流量Ｆ３の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサ５３に対して流して、得られた出力を記憶し、記憶された出力が相関データ上で３つの既知の流量値と合致するように当該相関データを校正する。ここで、本件発明者らは、低流量域から高流量域までの流体を流量センサ５３に対して流した場合、定格最小流量Ｆ１から変化点流量Ｆ３までの流量−出力特性の勾配と、変化点流量Ｆ３から定格最大流量Ｆ２までの勾配とが異なることを見出した。このため、上記３つの既知の流量値を有する流体にて得られた出力に基づいて校正することで、安価で精度面で劣る流量センサ５３であっても精度向上を図ることができる。特に、本発明では３点のみで校正を行ったとしても一定の精度を確保することができるため、校正を行うことによるコストアップが抑えられる。従って、コストアップを抑えつつ、削減熱量を算出するための流量をより精度良く計測することができる。
【０１０５】
また、本実施形態に係る流量校正装置６及び流量校正方法によれば、定格最小流量Ｆ１から変化点流量Ｆ３までの流量域において流量センサ５３の出力特性の変化点となる第２変化点流量を有する流体を流量センサ５３に対して流して、得られた出力をさらに記憶し、記憶した出力が相関データ上で３つの既知の流量値及び第２変化点流量と合致するように当該相関データを校正する。ここで、本件発明者らは、上記変化点流量Ｆ３未満の流量域において、流量センサ５３の出力特性の変化点となる第２変化点流量が存在することを見出した。このため、第２変化点流量を流した場合の出力に基づいて校正することで、一層流量測定精度を高めることができる。
【０１０６】
さらに、本実施形態に係る流量校正装置６及び流量校正方法によれば、変化点流量Ｆ３未満においては流量に応じた補正係数を相関データ記憶部５４ｅに記憶させておく。ここで、本件発明者らは、上記変化点流量Ｆ３未満の流量域において、流量センサ５３の出力特性の変化点となる第２変化点流量が存在することを見出した。このため、変化点流量Ｆ３未満においては流量に応じた補正係数を記憶させておくことにより、削減熱量算出装置５が実際に使用される段階において変化点流量Ｆ３未満の流量が算出された場合に補正係数を掛けることができ、一層流量測定精度を高めることができる。
【０１０７】
また、本実施形態に係る削減熱量算出装置５によれば、相関データは、定格最小流量Ｆ１、定格最大流量Ｆ２、及び変化点流量Ｆ３の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサ５３に対して流して得られた出力と、３つの既知の流量値とが合致するように校正されている。ここで、本件発明者らは、低流量域から高流量域までの流体を流量センサ５３に対して流した場合、定格最小流量Ｆ１から変化点流量Ｆ３までの流量−出力特性の勾配と、変化点流量Ｆ３から定格最大流量Ｆ２までの勾配とが異なることを見出した。このため、上記３つの既知の流量値を有する流体にて得られた出力に基づいて校正された削減熱量算出装置５は、安価で精度面で劣る流量センサ５３を用いていたとしても、一定の精度が確保されている。特に、削減熱量算出装置５は３点で校正が行われており、多数点で校正を行った場合と比較してコストアップが抑えられている。従って、コストアップを抑えつつ、削減熱量を算出するための流量をより精度良く計測することができる。
【０１０８】
さらに、本実施形態に係る削減熱量算出装置５によれば、相関データは予め１つの姿勢にて校正されており、入力された姿勢情報が示す姿勢が予め１つの姿勢と異なる場合、算出された流量値を補正する。このため、例えば流量センサ５３が羽根車式である場合、取付姿勢によって羽根車の軸と軸受との摺動抵抗が校正時と異なってしまっても、精度の低下を抑えることができる。特に、相関データは、予め１つの姿勢で校正されていることから、取付姿勢毎に校正を行う必要がなく、設置工数減に寄与することができる。
【０１０９】
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。
【０１１０】
例えば、本実施形態において太陽熱温水器２は、貯湯槽２３に蓄えられた冷水を熱媒により加熱するものであるが、これに限らず、水道管１１からの冷水を集熱器２１まで導いて冷水を加熱するものであってもよい。また、太陽熱温水器２は、集熱器２１と貯湯槽２３とを備えるものに限らず、貯湯槽２３を備えない一体型の太陽熱温水器２であってもよい。
【０１１１】
また、本実施形態において流量センサ５３は羽根車式のものを例に説明したが、これに限らず、他のタイプの流量センサであっても、図６に示すように流量と出力とが完全比例でない傾向があれば適用可能である。
【０１１２】
また、本実施形態では太陽熱温水器２により加熱された予熱温水が給湯器４に供給される太陽熱給湯システム１を例に説明したが、これに限らず、太陽熱温水器２から給湯器４を介することなく直接需要者側に供給される太陽熱給湯システムに適用されてもよい。さらには、太陽熱温水器２により加熱された予熱温水を給湯器４を介して供給すると共に、直接需要者側に供給する双方の機能を備えた太陽熱給湯システムに適用されてもよい。
【０１１３】
また、本実施形態に係る太陽熱給湯システム１においては、混合弁３を１つ備えているが、弁はこれに限らず複数備えていてもよい。さらには、混合弁３以外の弁を備えていてもよい。
【０１１４】
加えて、本実施形態に係る流量校正装置６、流量校正方法、及び削減熱量算出装置５は、太陽熱給湯システム１に適用されるものであるが、これに限らず、流量センサ５３を使用して流量を計測する装置であれば、他のものにも適用可能である。
【０１１５】
さらに、本実施形態において第２温度センサ５２及び流量センサ５３は、以下のように配置されていてもよい。図１８は、変形例に係る削減熱量算出装置５を含む太陽熱給湯システム１の構成図である。
【０１１６】
図１８に示すように、第２温度センサ５２及び流量センサ５３は、混合弁３の下流側（より詳細には、混合弁３の下流側且つ給湯器４の上流側）に設けられていてもよい。この場合、流量センサ５３は、予熱温水と冷水とが混合された混合水を検出対象水とし、この検出対象水の流量に応じた出力を行うこととなる。さらに、第２温度センサ５２についても上記検出対象水の温度を検出することとなる。このように、図１に示した実施形態では太陽熱温水器２から供給される予熱温水を検出対象水とし、第２温度センサ５２及び流量センサ５３は、検出対象水である予熱温水の温度及び流量を検出していたが、特にこれに限らず、予熱温水と冷水とが混合された混合水を検出対象水として温度及び流量を検出してもよい。
【０１１７】
なお、補足すると、変形例のように構成したとしても、削減された熱量の算出については問題なく行うことができる。以下、具体的に説明する。まず、予熱温水が検出対象水の場合、予熱温水の流量がＲ１であり温度がＴ１であるとし、冷水の温度がＴ２であるとすると、削減された熱量は、（Ｔ１−Ｔ２）・Ｒ１に基づいて算出される。
【０１１８】
これに対して、混合水が検出対象水である場合、混合水の温度がＴ３であり流量がＲ３であるとすると、削減された熱量は、（Ｔ３−Ｔ２）・Ｒ３に基づいて算出される。ここで、Ｔ３＝{（Ｔ１・Ｒ１）＋（Ｔ２・Ｒ２）}／（Ｒ１＋Ｒ２）である。なお、Ｒ２は、予熱温水と混合された冷水の流量である。よって、Ｒ３＝Ｒ１＋Ｒ２である。
【０１１９】
そして、これら関係式からすると、（Ｔ３−Ｔ２）・Ｒ３は以下のようになる。すなわち、（Ｔ３−Ｔ２）・Ｒ３＝Ｔ３・Ｒ３−Ｔ２・Ｒ３＝{（Ｔ１・Ｒ１）＋（Ｔ２・Ｒ２）}−Ｔ２・Ｒ３＝{（Ｔ１・Ｒ１）＋（Ｔ２・Ｒ２）}−Ｔ２・（Ｒ１＋Ｒ２）＝Ｔ１・Ｒ１−Ｔ２・Ｒ１＝（Ｔ１−Ｔ２）・Ｒ１となる。よって、変形例のように構成したとしても、削減された熱量の算出については問題なく行うことができる。
【０１２０】
さらには、本実施形態と図１８に示す変形例を組み合わせて、双方により削減された熱量を算出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１ 太陽熱給湯システム
１１ 水道管
１２ 冷水管
１３ 温水管
１４ 混合水管
１５ 加熱水管
２ 太陽熱温水器
２１ 集熱器
２２ 熱媒配管
２３ 貯湯槽
３ 混合弁
３１ 温水流入口
３２ 冷水流入口
３３ 混合水流出口
４ 給湯器
５ 削減熱量算出装置
５１ 第１温度センサ
５２ 第２温度センサ
５３ 流量センサ
５４ 演算表示器
５４ａ ＭＰＵ
５４ａ１ ＣＰＵ
５４ａ２ ＲＯＭ
５４ａ３ ＲＡＭ
５４ｂ メモリ部
５４ｃ 表示部
５４ｄ インタフェース部
５４ｅ 相関データ記憶部（相関データ記憶手段）
５４ｆ 流量演算部（流量演算手段）
５４ｇ 削減量算出部（削減熱量算出手段）
５４ｈ 姿勢情報入力部（姿勢情報入力手段）
５４ｉ 姿勢補正部（姿勢補正手段）
５５ 家内表示器
６ 流量校正装置
６ａ 出力記憶部（出力記憶手段）
６ｂ 流量校正部（流量校正手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量校正方法、流量校正装置、及び削減熱量算出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽熱温水器を利用した太陽熱給湯システムが提案されている。太陽熱温水器は、太陽熱の利用により湯水を加熱するものであり、これにより化石燃料等の消費量を抑えて二酸化炭素排出量の削減を図っている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、近年、太陽熱給湯システムにより削減できた熱量の環境価値を証書化（グリーン熱証書）するしくみが構築されている。このグリーン熱証書はキャップアンドトレード方式による国内排出量取引制度において、キャップの充当に使用することが検討されている。
【０００４】
削減できた熱量を証書化するにあたって、削減熱量を計測する計量器は、削減熱量の算出精度が高いことが要件とされている。ここで、太陽熱給湯システムにおける削減熱量は、太陽熱温水器により温められる前の水の温度、暖められた後の温水の温度、及び、太陽熱温水器から家庭等に供給される温水の流量から求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０８１２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の太陽熱給湯システムにおいて削減熱量を算出するために、安価な流量センサを用いた場合、流量の計測精度が悪く証書化の要件を満たさなくなってしまう。
【０００７】
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、その目的とするところは、コストアップを抑えつつ、削減熱量を算出するための流量をより精度良く計測することが可能な流量校正方法、流量校正装置、及び削減熱量算出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の流量校正方法は、供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、太陽熱温水器から供給される予熱温水及び当該予熱温水と冷水とが混合された混合水の少なくとも一方を検出対象水とし、当該検出対象水の流量に応じた出力を行う流量センサと、当該流量センサから得られた出力と流量値との相関データを記憶した相関データ記憶手段と、当該流量センサから出力が得られた場合に、相関データ記憶手段により記憶された相関データに基づいて、流量値を算出する流量算出手段と、太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、検出対象水の温度を検出する第２温度センサと、を備え、第１温度センサ及び第２温度センサからの信号値並びに流量算出手段により算出された流量値に基づき、太陽熱温水器の加熱によって給湯器における加熱の際に削減できた削減熱量を算出する削減熱量算出装置が有する流量算出手段を校正する流量校正方法であって、定格最小流量、定格最大流量、及び定格最小流量と定格最大流量との間の流量域において流量センサの出力特性の変化点となる変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサに対して流して、得られた出力を記憶する出力記憶工程と、出力記憶工程において記憶された出力が相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で３つの既知の流量値と合致するように、当該相関データを校正する流量校正工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この流量校正方法によれば、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサに対して流して、得られた出力を記憶し、記憶された出力が相関データ上で３つの既知の流量値と合致するように当該相関データを校正する。ここで、本件発明者らは、低流量域から高流量域までの流体を流量センサに対して流した場合、定格最小流量から変化点流量（例えば最大定格流量の２０％の流量）までの流量−出力特性の勾配と、変化点流量から定格最大流量までの勾配とが異なることを見出した。このため、上記３つの既知の流量値を有する流体にて得られた出力に基づいて校正することで、安価で精度面で劣る流量センサであっても精度向上を図ることができる。特に、本発明では３点のみで校正を行ったとしても一定の精度を確保することができるため、校正を行うことによるコストアップが抑えられる。従って、コストアップを抑えつつ、削減熱量を算出するための流量をより精度良く計測することができる。
【００１０】
また、本発明の流量校正方法において、出力記憶工程では、定格最小流量から変化点流量までの流量域において流量センサの出力特性の変化点となる第２変化点流量を有する流体を流量センサに対して流して、得られた出力をさらに記憶し、流量校正工程では、出力記憶工程において記憶した出力が相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で、３つの既知の流量値及び第２変化点流量と合致するように当該相関データを校正することが好ましい。
【００１１】
この流量校正方法によれば、定格最小流量から変化点流量までの流量域において流量センサの出力特性の変化点となる第２変化点流量を有する流体を流量センサに対して流して、得られた出力をさらに記憶し、記憶した出力が相関データ上で３つの既知の流量値及び第２変化点流量と合致するように当該相関データを校正する。ここで、本件発明者らは、上記変化点流量未満の流量域において、流量センサの出力特性の変化点となる第２変化点流量が存在することを見出した。このため、第２変化点流量を流した場合の出力に基づいて校正することで、一層流量測定精度を高めることができる。
【００１２】
また、本発明の流量校正方法において、流量校正工程では、出力記憶工程において記憶した出力が相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で、３つの既知の流量値と合致するように当該相関データを校正すると共に、変化点流量未満においては流量に応じた補正係数を相関データ記憶手段に記憶させておくことが好ましい。
【００１３】
この流量校正方法によれば、変化点流量未満においては流量に応じた補正係数を相関データ記憶手段に記憶させておく。ここで、本件発明者らは、上記変化点流量未満の流量域において、流量センサの出力特性の変化点となる第２変化点流量が存在することを見出した。このため、変化点流量未満においては流量に応じた補正係数を記憶させておくことにより、削減熱量算出装置が実際に使用される段階において変化点流量未満の流量が算出された場合に補正係数を掛けることができ、一層流量測定精度を高めることができる。
【００１４】
本発明の流量校正装置は、供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、太陽熱温水器から供給される予熱温水及び当該予熱温水と冷水とが混合された混合水の少なくとも一方を検出対象水とし、当該検出対象水の流量に応じた出力を行う流量センサと、当該流量センサから得られた出力と流量値との相関データを記憶した相関データ記憶手段と、当該流量センサから出力が得られた場合に、相関データ記憶手段により記憶された相関データに基づいて、流量値を算出する流量算出手段と、太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、検出対象水の温度を検出する第２温度センサと、を備え、第１温度センサ及び第２温度センサからの信号値並びに流量算出手段により算出された流量値に基づき、太陽熱温水器の加熱によって給湯器における加熱の際に削減できた削減熱量を算出する削減熱量算出装置が有する流量算出手段を校正する流量校正装置であって、定格最小流量、定格最大流量、及び定格最小流量と定格最大流量との間の流量域において流量センサの出力特性の変化点となる変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサに対して流して、得られた出力を記憶する出力記憶手段と、出力記憶手段により記憶された出力が相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で、３つの既知の流量値と合致するように当該相関データを校正する流量校正手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
この流量校正装置によれば、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサに対して流して、得られた出力を記憶し、記憶された出力が相関データ上で３つの既知の流量値と合致するように当該相関データを校正する。ここで、本件発明者らは、低流量域から高流量域までの流体を流量センサに対して流した場合、定格最小流量から変化点流量（例えば最大定格流量の２０％の流量）までの流量−出力特性の勾配と、変化点流量から定格最大流量までの勾配とが異なることを見出した。このため、上記３つの既知の流量値を有する流体にて得られた出力に基づいて校正することで、安価で精度面で劣る流量センサであっても精度向上を図ることができる。特に、本発明では３点のみで校正を行ったとしても一定の精度を確保することができるため、校正を行うことによるコストアップが抑えられる。従って、コストアップを抑えつつ、削減熱量を算出するための流量をより精度良く計測することができる。
【００１６】
本発明の削減熱量算出装置は、供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、太陽熱温水器から供給される予熱温水及び当該予熱温水と冷水とが混合された混合水の少なくとも一方を検出対象水とし、当該検出対象水の流量に応じた出力を行う流量センサと、当該流量センサから得られた出力と流量値との相関データを記憶した相関データ記憶手段と、当該流量センサから出力が得られた場合に、相関データ記憶手段により記憶された相関データに基づいて、流量値を算出する流量算出手段と、太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、検出対象水の温度を検出する第２温度センサと、を備え、第１温度センサ及び第２温度センサからの信号値並びに流量算出手段により算出された流量値に基づき、太陽熱温水器の加熱によって給湯器における加熱の際に削減できた削減熱量を算出する削減熱量算出装置において、相関データ記憶手段により記憶される相関データは、定格最小流量、定格最大流量、及び定格最小流量と定格最大流量との間の流量域において流量センサの出力特性の変化点となる変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサに対して流して得られた出力と、３つの既知の流量値とが合致するように校正されていることを特徴とする。
【００１７】
この削減熱量算出装置によれば、相関データは、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサに対して流して得られた出力と、３つの既知の流量値とが合致するように校正されている。ここで、本件発明者らは、低流量域から高流量域までの流体を流量センサに対して流した場合、定格最小流量から変化点流量（例えば最大定格流量の２０％の流量）までの流量−出力特性の勾配と、変化点流量から定格最大流量までの勾配とが異なることを見出した。このため、上記３つの既知の流量値を有する流体にて得られた出力に基づいて校正された削減熱量算出装置は、安価で精度面で劣る流量センサを用いていたとしても、一定の精度が確保されている。特に、削減熱量算出装置は３点で校正が行われており、多数点で校正を行った場合と比較してコストアップが抑えられている。従って、コストアップを抑えつつ、削減熱量を算出するための流量をより精度良く計測することができる。
【００１８】
また、本発明の削減熱量算出装置において、流量センサの取付姿勢に関する姿勢情報を入力する姿勢情報入力手段と、姿勢情報入力手段により入力された姿勢情報に従って、流量算出手段により算出された流量値を補正する姿勢補正手段と、をさらに備え、相関データ記憶手段により記憶される相関データは、予め１つの姿勢にて校正されており、姿勢補正手段は、姿勢情報入力手段により入力された姿勢情報が示す姿勢が予め１つの姿勢と異なる場合に、流量算出手段により算出された流量値を補正することが好ましい。
【００１９】
この削減熱量算出装置によれば、相関データは予め１つの姿勢にて校正されており、入力された姿勢情報が示す姿勢が予め１つの姿勢と異なる場合、算出された流量値を補正する。このため、例えば流量センサが羽根車式である場合、取付姿勢によって羽根車の軸と軸受との摺動抵抗が校正時と異なってしまっても、精度の低下を抑えることができる。特に、相関データは、予め１つの姿勢で校正されていることから、取付姿勢毎に校正を行う必要がなく、設置工数減に寄与することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、コストアップを抑えつつ、削減熱量を算出するための流量をより精度良く計測することが可能な流量校正方法、流量校正装置、及び削減熱量算出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る削減熱量算出装置を含む太陽熱給湯システムの構成図である。
【図２】本実施形態に係る演算表示器を示す構成図である。
【図３】図１及び図２に示した演算表示器の機能ブロック図である。
【図４】羽根車式の流量センサにおける流量−出力特性を示すグラフである。
【図５】本実施形態に係る流量校正装置を示すブロック図である。
【図６】流量と流量センサからの出力（パルス数）との関係を示すグラフである。
【図７】流量を変化させた場合における流量センサの誤差を示すグラフである。
【図８】流量を変化させた場合における流量センサの誤差を示すグラフであり、水平取付の例を示している。
【図９】流量ゼロから徐々に流量値を増大させつつ定格最大流量までの水等を流した場合のパルス数の実測データを示す図である。
【図１０】流量を変化させた場合における流量センサの誤差を示すグラフであり、垂直立ち上げの例を示している。
【図１１】流量を変化させた場合における流量センサの誤差を示すグラフであり、垂直立ち下げの例を示している。
【図１２】流量を変化させた場合における流量センサの誤差を示すグラフであり、水平取付で校正を行い垂直立ち上げで使用した場合の例を示している。
【図１３】流量を変化させた場合における流量センサの誤差を示すグラフであり、補正係数にて補正を行った場合の例を示している。
【図１４】本実施形態に係る流量校正方法を示す第１のフローチャートであって、変化点流量や第２変化点流量を把握するために行われる実験工程を示している。
【図１５】本実施形態に係る流量校正方法を示す第２のフローチャートであって、流量センサの校正ために行われる工程を示している。
【図１６】本実施形態に係る流量校正方法を示す第３のフローチャートであって、補正係数の算出のために行われる実験工程を示している。
【図１７】本実施形態に係る流量算出方法を示すフローチャートである。
【図１８】変形例に係る削減熱量算出装置を含む太陽熱給湯システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
まず、本実施形態に係る流量校正装置、流量校正方法及び削減熱量算出装置を説明するのに先立って、太陽熱給湯システム１を説明する。図１は、本実施形態に係る削減熱量算出装置を含む太陽熱給湯システムの構成図である。太陽熱給湯システム１は、水道管１１と、冷水管１２と、温水管１３と、混合水管１４と、加熱水管１５とを備えている。さらに、太陽熱給湯システム１は、太陽熱温水器２と、混合弁３と、給湯器４とを備えている。
【００２３】
水道管１１は、台所、洗面所、風呂、トイレ等の住宅用水道器具の各々に水を供給するものである。また、水道管１１は、分岐されており、分岐箇所に冷水管１２が接続されている。冷水管１２は、水道管１１を介して流れてくる冷水を太陽熱温水器２まで導くものである。
【００２４】
太陽熱温水器２は、集熱器２１と熱媒配管２２と貯湯槽２３とを有している。集熱器２１は、日当たりの良い住宅等の屋根などに設置され太陽熱を取り込んで熱媒を温めるものである。また、熱媒配管２２は、集熱器２１と貯湯槽２３とを接続するものであり内部に熱媒が流れる構成となっている。熱媒は熱媒配管２２を介して集熱器２１と貯湯槽２３とを循環する。貯湯槽２３は、冷水管１２からの冷水を導入すると共に、熱媒配管２２を通じて流れてくる暖められた熱媒により冷水を加熱して予熱温水とし、貯湯しておくものである。
【００２５】
温水管１３は、貯湯槽２３からの予熱温水を給湯器４側に供給するための配管である。この温水管１３の終端には混合弁３が設置されており、温水管１３からの予熱温水は混合弁３の温水流入口３１から混合弁３に供給される。また、冷水管１２は接続点Ａにて分岐しており、冷水管１２からの冷水は混合弁３の冷水流入口３２を介して混合弁３に供給可能となっている。混合弁３は、上記の如く流入する予熱温水と冷水とを混ぜて混合水とする。
【００２６】
混合水管１４は、混合弁３の混合水流出口３３と給湯器４とを接続する配管であり、混合水はこの配管１４を介して混合弁３から給湯器４に供給される。なお、本実施形態において混合弁３は、混合水の温度が所定の温度となるように、温水と冷水との混合割合を自動的に調整する自動温度調節機能付湯水混合弁であるが、混合弁３の構成はこれに限られるものではない。
【００２７】
給湯器４は、例えば、ガスバーナと熱交換器とを備えており、利用者等によって定められた温度の加熱水（即ち、湯）を生成するものである。この給湯器４は、住宅に設けられた給湯器用リモコン等と接続されており、給湯器用リモコン等から受信する制御信号に基づいて、例えば、電源オン、電源オフ、及び、生成する湯の温度が設定される。
【００２８】
加熱水管１５は、給湯器４と給湯側であるシャワー口等とを接続する配管である。給湯器４にて暖められた加熱水は、この加熱水管１５を介して利用者等に供給されることとなる。
【００２９】
以上の構成により、太陽熱給湯システム１は、水道管１１からの冷水を太陽熱を利用した太陽熱温水器２によって予熱温水とし、これを給湯器４に供給するので給湯器４にて使用される燃料費や排出される二酸化炭素量等を削減することができる。
【００３０】
次に、本実施形態に係る削減熱量算出装置５について説明する。削減熱量算出装置５は、太陽熱温水器２の利用によって削減された熱量を算出して積算表示するものであって、第１温度センサ５１と、第２温度センサ５２と、流量センサ５３と、演算表示器５４と、家内表示器５５とを備えている。なお、削減熱量算出装置５は、熱量に加えて、削減されたガス料金や二酸化炭素排出量を算出して積算表示する機能を備えていてもよい。
【００３１】
第１温度センサ５１は、冷水管１２に配置され、太陽熱温水器２により加熱される前の水温、すなわち冷水の温度を検出するものである。第２温度センサ５２は、温水管１３に配置され、太陽熱温水器２により加熱されてから給湯器４に供給されるまでの配管内（すなわち温水管１３内）の予熱温水の温度を検出するものである。
【００３２】
流量センサ５３は、温水管１３に配置され、太陽熱温水器２から給湯器４に供給された予熱温水の流量を検出するものである。流量センサ５３は、例えば羽根車式のものであり、予熱温水が流れてくることにより羽根車が回転し、この回転数に応じた数のパルスを出力する構成となっている。なお、以下において流量センサ５３は羽根車式のものとして説明するが、これに限らず、流量センサ５３は他の構成のものであってもよい。
【００３３】
演算表示器５４は、太陽熱温水器２の利用により削減された熱量や二酸化炭素量を演算して積算表示する機能を有したものである。なお、表示機能に関しては、家内表示器５５にも搭載されており、削減された熱量や二酸化炭素量は、演算表示器５４及び家内表示器５５に表示されることとなる。
【００３４】
図２は、本実施形態に係る演算表示器５４を示す構成図である。図２に示すように、演算表示器５４は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５４ａを備えている。ＭＰＵ５４ａは、予め定められたプログラムに従って動作するものであり、ＣＰＵ５４ａ１と、ＲＯＭ５４ａ２と、ＲＡＭ５４ａ３とを備えている。
【００３５】
ＣＰＵ５４ａ１は、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを実行するものである。ＲＯＭ５４ａ２は、ＣＰＵ５１ａにて実行するプログラム等を格納した読み出し専用のメモリである。ＲＡＭ５４ａ３は、各種のデータを格納すると共にＣＰＵ５１ａの処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリである。
【００３６】
また、本実施形態においてＲＯＭ５１ａ２には、太陽熱温水器２の利用により削減された熱量、燃料費及び二酸化炭素量を算出するためのプログラムが格納されている。このため、このプログラムを実行するＣＰＵ５４ａ１は、削減された燃料費や二酸化炭素量を算出することとなる。
【００３７】
さらに、削減熱量算出装置５は、メモリ部５４ｂと、表示部５４ｃと、インタフェース部５４ｄとを備えている。
【００３８】
メモリ部５４ｂは、電力供給が断たれた場合でも、格納された各種データの保持が可能な記録媒体であり、ＣＰＵ５４ａ１の処理作業に必要な各種格納エリアを有する電気的消去／書き換え可能なメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等が用いられる。
【００３９】
表示部５４ｃは、ＬＣＤ、ＬＥＤ等が用いられ、例えば、削減熱量算出装置５の本体部に利用者等が目視可能に設けられている。この表示部５４ｃは、ＣＰＵ５４ａ１により算出された削減熱量、削減二酸化炭素量、及び削減燃料費等の各種表示を行う。なお、本実施形態において表示部５４ｃは、野外に設置された削減熱量算出装置５の本体部に設けられているが、これに限らず、宅内表示器５５のように家内に設けられてもよい。
【００４０】
インタフェース部５４ｄは、第１及び第２温度センサ５１，５２や流量センサ５３と電気的に接続されており、各種センサ５１〜５３とＭＰＵ５４ａとの交信を可能としたものである。
【００４１】
図３は、図１及び図２に示した演算表示器５４の機能ブロック図である。図３に示すように、演算表示器５４は、相関データ記憶部（相関データ記憶手段）５４ｅと、流量演算部（流量演算手段）５４ｆと、削減量算出部（削減熱量算出手段）５４ｇとを備えている。
【００４２】
相関データ記憶部５４ｅは、流量センサ５３から得られた出力（本実施形態ではパルス数）と流量値との相関データを記憶したものである。具体的に相関データ記憶部５４ｅは、流量センサ５３から得られたパルス数から流量値を算出するための算出式を相関データとして記憶している。
【００４３】
流量算出部５４ｆは、流量センサ５３から出力が得られた場合に、相関データ記憶部５４ｅにより記憶された相関データに基づいて、流量値を算出するものである。
【００４４】
削減量算出部５４ｇは、太陽熱温水器２の利用により削減された熱量、二酸化炭素量、及び燃料費等の各種削減量を算出するものである。具体的に削減量算出部５４ｇは、流量算出部５４ｆにより算出された流量値と、第１温度センサ５１により検出された冷水の温度と、第２温度センサ５２により検出された予熱温水の温度とから、削減された熱量を算出する。また、削減量算出部５４ｇは、削減熱量と給湯効率や燃料単価とから削減燃料費を算出する。同様に、削減量算出部５４ｇは、削減熱量と給湯効率や単位燃料当たりの二酸化炭素発生量とから、削減二酸化炭素量を算出する。
【００４５】
ここで、削減量を正確に算出するためには、流量センサ５３の出力から正確に流量を算出する必要がある。しかし、一般的に流量センサ５３は、それぞれ個別に器差があり、流れている予熱温水の流量に対して出力されるパルス数がそれぞれ異なってしまう。
【００４６】
図４は、羽根車式の流量センサ５３における流量−出力特性を示すグラフである。図４に示すように、各流量域において、中央値に対して８％〜２０％程度の誤差を有している。従って、精度良く流量を算出するためには校正を行う必要がある。
【００４７】
図５は、本実施形態に係る流量校正装置６を示すブロック図である。図５に示すように、流量校正装置６は出力記憶部（出力記憶手段）６ａと流量校正部（流量校正手段）６ｂとを備えている。なお、この流量校正装置６は、例えばパーソナルコンピュータ等により構成される。
【００４８】
出力記憶部６ａは、流量センサ５３からの出力を記憶するものである。流量校正部６ｂは、演算表示器５４の相関データ記憶部５４ｅに記憶される相関データを校正するものである。
【００４９】
次に、本実施形態に係る流量校正方法の概要を説明する。校正を行うにあたっては、まず配管上に流量センサ５３を配置する。また、流量センサ５３からの出力を流量校正装置６に入力されるように接続する。次いで、既知の流量値を有する水等を配管内に流す。
【００５０】
そして、流量センサ５３から出力されるパルス数を出力記憶部６ａにより記憶させる。これにより、流量校正部６ｂは、既知の流量値と、出力されたパルス数とが合致するように、相関データ記憶部５４ｅに記憶される相関データを校正することとなる。
【００５１】
ここで、流量の測定精度を高めるためには、できるだけ多く既知の流量値を有する水等を配管内に流して、出力されるパルス数を記憶し、校正を行うことが望ましい。しかし、この場合には、校正にあたり工数が多大となってしまい、折角安価な流量センサ５３を用いたにも拘わらず、演算表示器５４の生産性が低下してしまうことから、削減熱量算出装置５の多大なコストアップを招いてしまう。
【００５２】
そこで、本実施形態に係る流量校正方法では、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量の３点で校正を行い、一定の精度を確保しつつもコストアップを抑えるようにしている。以下、詳細に説明する。
【００５３】
一般的に流量センサ５３から出力されるパルスと流量とは、完全比例関係にあることが想定される。このため、相関データ記憶部５４ｅに記憶される相関データは、ｙ＝ｃｘ（ｃは定数、ｙは流量値、ｘはパルス数）により表現されるべきものである。
【００５４】
しかし、本件発明者らは、予熱温水の流量と羽根車の回転数とは完全比例関係にないことを見出した。図６は、流量と流量センサ５３からの出力（パルス数）との関係を示すグラフである。
【００５５】
まず、図６に示すように、流量ゼロの場合、出力パルス数もゼロである。そして、定格最大流量Ｆ２のときの出力パルス数がＰ２であったとし、流量ゼロから定格最大流量Ｆ２までを結ぶ直線をｙ＝ｃｘと定義したとする。この場合、図６からも明らかなように、流量−出力特性（実線にて記載）はｙ＝ｃｘと一致しない。すなわち、流量と出力とは完全比例関係にないといえる。
【００５６】
詳細に説明すると、本件発明者らは、定格最大流量（例えば２５Ｌ／ｍｉｎ）Ｆ２の約２０％となる流量（例えば５Ｌ／ｍｉｎ）Ｆ３から、定格最大流量Ｆ２までにおける流量−出力特性の勾配（すなわちａ３）と、定格最小流量Ｆ１から定格最大流量Ｆ２の約２０％となる流量Ｆ３までにおける流量−出力特性の勾配（すなわちａ２）とが異なることを見出した。なお、勾配が異なることから、流量Ｆ３を、流量センサ５３の出力特性の変化点となる変化点流量という。
【００５７】
ここで、流量ゼロから定格最小流量Ｆ１（例えば１．５Ｌ／ｍｉｎ）までの流量域においては、流量−出力特性はｙ＝ａ１ｘとなり、ｙ＝ｃｘと一致しない。しかし、この流量域は定格未満であることから、ｙ＝ｃｘと一致しないとしても問題はない。
【００５８】
なお、以下の説明において流量ゼロから定格最小流量Ｆ１までを極低流量域と称し、定格最小流量Ｆ１から変化点流量Ｆ３までを低流量域と称し、変化点流量Ｆ３から定格最大流量Ｆ２までを高流量域と称する。
【００５９】
図７は、流量を変化させた場合における流量センサ５３の誤差を示すグラフである。なお、図７では、流量ゼロ（パルス数ゼロ）から定格最大流量（パルス数実測値）までを結んだ直線（以下検量線Ａという）との誤差を示している。
【００６０】
図７に示すように、流量センサ５３は、流量１０Ｌ／ｍｉｎ以上の流域において得られるパルス数がほぼ検量線Ａ上に位置するが、流量１０Ｌ／ｍｉｎ未満となると流量が小さくなるほど誤差が大きくなる傾向にある。
【００６１】
以上のように、流量センサ５３の流量−出力特性は完全比例関係でない。そこで、本実施形態に係る流量校正装置６では、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量の３点で校正を行い、一定の精度を確保しつつもコストアップを抑えるようにしている。
【００６２】
具体的には、相関データ記憶部５４ｅは、ｙ＝ａ１ｘ、ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２、及びｙ＝ａ３ｘ＋ｂ３という基礎相関データを記憶しており、流量校正部６ｂは、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量のパルス数から、ａ１、ａ２、ｂ２、ａ３、及びｂ３の各値を算出することにより校正を行うこととなる。
【００６３】
なお、変化点流量は、同種の流量センサ５３それぞれで略共通する。このため、作業者は、予めサンプルとなる１つの流量センサ５３に対して定格最小流量から徐々に流量値を増大させつつ定格最大流量までの水等を流してパルス数を計測することにより、その種類の流量センサ５３における変化点流量を知ることができる。
【００６４】
図８は、流量ゼロから徐々に流量値を増大させつつ定格最大流量までの水等を流した場合のパルス数の実測データを示す図である。図８に示すように、変化点流量となる流量Ｆ３では、図６に示すように明確に勾配が変化するわけでない。すなわち、勾配は、流量Ｆ３辺りで流量の増大に合わせて除々変化することとなり、変化点流量Ｆ３の特定が困難であるといえる。そこで、本実施形態では、図８に示す流量Ｆ３のみならず、その周辺流量（例えば±３０％程度）についても、変化点流量Ｆ３の概念に含めるものとし、流量Ｆ３及びその周辺流量を変化点流量Ｆ３として、本実施形態に示す校正を行ってもよいものとする。
【００６５】
ここで、流量センサ５３は取付姿勢により、低流量域において特性が変化してしまう傾向がある。図９は、流量を変化させた場合における流量センサ５３の誤差を示すグラフであり、水平取付の例を示している。また、図１０は、流量を変化させた場合における流量センサ５３の誤差を示すグラフであり、垂直立ち上げの例を示している。さらに、図１１は、流量を変化させた場合における流量センサ５３の誤差を示すグラフであり、垂直立ち下げの例を示している。なお、図９から図１１では、上記ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２及びｙ＝ａ３ｘ＋ｂ３の２直線（以下検量線Ｂという）との誤差を示している。
【００６６】
図９から図１１に示すように、水平取付、垂直立ち上げ、及び垂直立ち下げの３つの姿勢において、誤差はそれぞれ異なっている。具体的に説明すると、図９に示すように、流量センサ５３の姿勢が水平取付である場合、上記した変化点流量未満の低流量域において誤差が大きくなる傾向にある。また、図１０に示すように、流量センサ５３の姿勢が垂直立ち上げである場合、上記した変化点流量未満の低流量域において僅かに誤差が発生する。また、図１１に示すように、流量センサ５３の姿勢が垂直立ち下げである場合、検量線Ｂとの誤差は殆ど見られない。
【００６７】
従って、取付姿勢に応じて校正を行うことが望ましいが、実際に家庭等で使用される際の取付姿勢については、生産時において不明である。このため、本実施形態では、予め１つの姿勢において校正を行っておく。
【００６８】
例えば、水平取付が最も多いと予測される場合、配管に流量センサ５３を水平に取り付ける。そして、上記したように、３流量で校正を行う。なお、この場合、図９に示すように、上記の如く３流量で校正を行い、相関データにｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２及びｙ＝ａ３ｘ＋ｂ３が反映されたとしても、流量１．５〜５．０Ｌ／ｍｉｎの低流量域（変化点流量未満）において誤差が発生する。これは、流量センサ５３の軸受と軸との位置関係により、変化点流量未満の流域において、流量センサ５３の出力特性の変化点となる第２変化点流量が発生してしまうことがあるためである。
【００６９】
このため、好ましくは、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量のみならず、第２変化点流量の水等を配管に流す。出力記憶部６ａは、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量におけるパルス数のみならず、第２変化点流量におけるパルス数を記憶する。そして、流量校正部６ｂは、定格最小流量、定格最大流量、及び変化点流量、並びに第２変化点流量におけるパルス数に基づいて、相関データ記憶部５４ｅに記憶される相関データを校正する。これにより、流量センサ５３が家庭等において水平取付された場合に、一層精度を高めることができる。なお、この場合、相関データ記憶部５４ｅは、ｙ＝ａ１ｘ、ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２、及びｙ＝ａ３ｘ＋ｂ３のみならず、ｙ＝ａ２’ｘ＋ｂ２’という基礎相関データを記憶しておく。４点にて校正するため、４式を必要とするからである。
【００７０】
なお、上記では、第２変化点流量のパルス数を加えて相関データの校正を行っているが、これに限らず、補正係数を算出しておき、実際に削減熱量算出装置５が使用される際に、相関データに基づいて得られた流量値を補正係数により補正するようにしてもよい。
【００７１】
さらには、第２変化点流量については変化点流量と同様に１つの流量センサ５３をサンプルとし、定格最小流量から徐々に流量値を増大させつつ定格最大流量までの水等を流してパルス数を計測することにより、第２変化点流量を知ることができる。この第２変化点流量についても変化点流量と同様に、勾配が明確に変化するわけでないため、その周辺流量についても、第２変化点流量の概念に含めるものとし、その周辺流量を第２変化点流量として、本実施形態に示す校正を行ってもよいものとする。
【００７２】
図１２は、流量を変化させた場合における流量センサ５３の誤差を示すグラフであり、水平取付で校正を行い垂直立ち上げで使用した場合の例を示している。上記したように、例えば水平取付で校正を行い、水平取付で使用した場合には計測精度を高めることができる。しかし、図１２に示すように、水平取付で校正を行い垂直立ち上げで使用した場合には、逆に精度が悪化してしまう。
【００７３】
そこで、本実施形態では予め１つの姿勢で校正しつつも、異なる姿勢で使用されても精度が確保できるように、流量センサ５３の設置時（すなわち削減熱量算出装置５の設置時）において流量値を補正できるようにしておく。
【００７４】
具体的に説明すると、予め１つの姿勢で校正しつつも、その校正された流量センサ５３を他の姿勢で使用した場合を想定して、校正済みの流量センサ５３のうち１つをサンプルとし、配管に校正時とは異なる姿勢で取り付ける。そして、流量記憶部６ａは、定格最小流量から定格最大流量まで次第に流量を増大させて出力されるパルス数を記憶しておく。
【００７５】
そして、流量校正部６ｂは、例えば図１２に示すような誤差を解消するために、流量に応じた補正係数を算出しておき、異なる姿勢で使用されてもよいように補正係数を相関データ記憶部５４ｅに記憶させておく。
【００７６】
図１３は、流量を変化させた場合における流量センサ５３の誤差を示すグラフであり、補正係数にて補正を行った場合の例を示している。図１３に示すように、補正係数を使用して補正することにより、図１２に示したような誤差が軽減されていることがわかる。
【００７７】
再度、図３を参照する。上記の如く取付姿勢に応じた補正係数により補正を行うために、演算表示器５４は、姿勢情報入力部（姿勢情報入力手段）５４ｈと、姿勢補正部（姿勢補正手段）５４ｉとを備えている。
【００７８】
姿勢情報入力部５４ｈは、流量センサ５３の取付姿勢に関する取付姿勢情報を入力するものであって、例えば外部からのスイッチ操作や、送信器からの信号を受信することにより取付姿勢情報を入力するものである。
【００７９】
姿勢補正部５４ｉは、姿勢情報入力部５４ｈにより入力された姿勢情報に従って、流量算出部５４ｆにより算出された流量値を補正するものである。この姿勢補正部５４ｉは、姿勢情報入力部５４ｈにより入力された姿勢情報が示す姿勢が、校正された１つの姿勢と異なる場合に、算出された流量値を補正する。
【００８０】
次に、本実施形態に係る流量校正方法、流量算出方法の詳細について説明する。なお、流量の校正にあり、作業者は、まずサンプルとなる流量センサ５３を例えば１つ選択し、以下の図１４に示す実験工程を行って変化点流量や第２変化点流量を把握する。そして、図１５に示すステップＳ１１〜Ｓ１４の工程を行い、その後、図１６に示す実験工程を行うことにより、補正係数を算出する。そして、作業者は、把握した変化点流量や第２変化点流量、及び、算出した補正係数を用いて、図１５に示すステップＳ１１〜Ｓ１５の工程を行うことで、流量校正されたセンサを大量に生産することとなる。
【００８１】
図１４は、本実施形態に係る流量校正方法を示す第１のフローチャートであって、変化点流量や第２変化点流量を把握するために行われる実験工程を示している。
【００８２】
図１４に示すように、まず作業者は、配管にサンプルとなる流量センサ５３を設置する（Ｓ１）。このとき、例えば流量センサ５３を水平取付にて校正する場合、サンプルとなる流量センサ５３は水平に取り付けられる。すなわち、サンプルの取付姿勢と、校正される流量センサ５３の取付姿勢とは、対応付けられることとなる。
【００８３】
次いで、作業者は、定格最小流量から次第に流量を増大させていき、定格最大流量までの流量を発生させる（Ｓ２）。この際、出力記憶部６ａは、定格最小流量から定格最大流量までの流量における出力パルス数を記憶することとなる。
【００８４】
その後、作業者は、変化点流量、及び第２変化点流量を把握する（Ｓ３）。この際、作業者は、ステップＳ２にて得られた出力パルス数の変化度合いから、変化点流量、及び第２変化点流量を把握する。この際、作業者は上記したように、その周辺流量を変化点流量、及び第２変化点流量として把握してもよい。なお、作業者に限らず、流量校正装置６がパルス数に基づいて変化点流量及び第２変化点流量を演算により算出するようになっていてもよい。この場合、例えば流量校正装置６は、最も勾配の変化量が高い流量を変化点流量及び第２変化点流量としてもよいし、一定以上の勾配変化ある流量範囲を特定し、その中央値を変化点流量、及び第２変化点流量としてもよい。また、流量校正装置６が変化点流量、及び第２変化点流量を把握する場合においても、周辺流量を変化点流量、及び第２変化点流量としてもよい。
【００８５】
さらに、取付姿勢によっては図１１に示すように第２変化点流量がほぼ確認されない場合もある。このような場合には、ステップＳ３の処理において、変化点流量のみを把握し、第２変化点流量を把握しないようにしてもよい。
【００８６】
そして、上記の如く、変化点流量等を把握後、図１４に示す処理は終了する。
【００８７】
図１５は、本実施形態に係る流量校正方法を示す第２のフローチャートであって、流量センサ５３の校正ために行われる工程を示している。
【００８８】
図１５に示すように、まず作業者は、配管に流量センサ５３を設置する（Ｓ１１）。このとき、流量センサ５３は、変化点流量等の把握時に取り付けられたサンプルと同じ姿勢で配管に設置される。
【００８９】
次いで、作業者は、定格最小流量、定格最大流量、変化点流量、及び第２変化点流量の４流量を発生させる（Ｓ１２）。これにより、出力記憶部６ａは、４流量における出力パルス数を記憶する（Ｓ１３）。
【００９０】
その後、流量校正部６ｂは、上記したように、４流量のパルス数から相関データ記憶部５４ｅに記憶される相関データを校正する（Ｓ１４）。次いで、流量校正部６ｂは、流量センサ５３の姿勢に応じた補正係数を相関データ記憶部５４ｅに記憶させ（Ｓ１５）、図１４に示す処理は終了する。
【００９１】
なお、ステップＳ１５にて記憶される補正係数は、ステップＳ１１にて設置された流量センサ５３の姿勢と異なる姿勢毎に予め求められているものである。具体的に補正係数は、図１６に示す工程を経て求められる。
【００９２】
図１６は、本実施形態に係る流量校正方法を示す第３のフローチャートであって、補正係数の算出のために行われる実験工程を示している。
【００９３】
図１６に示すように、まず図１５に示したステップＳ１１からステップＳ１４の処理を実行して校正された校正済みの流量センサ５３を校正時とは異なる姿勢で設置する（Ｓ２１）。
【００９４】
次に、作業者は、定格最小流量から次第に流量を増大させていき、定格最大流量までの流量を発生させる（Ｓ２２）。この際、出力記憶部６ａは、定格最小流量から定格最大流量までの流量における出力パルス数を記憶することとなる。
【００９５】
その後、流量校正部６ｂは、校正済みの流量センサ５３の流量−出力特性と、異なる姿勢で設置された流量センサ５３の流量−出力特性とを比較し、その誤差から補正係数を算出する（Ｓ２３）。その後、図１６に示す処理は終了する。なお、図１６に示す処理は、異なる姿勢毎に繰り返し実行される。
【００９６】
図１７は、本実施形態に係る流量算出方法を示すフローチャートである。なお、図１７に示す処理は、校正済みの流量センサ５３を備えた削減熱量算出装置５にて実行される処理である。
【００９７】
図１７に示すように、まず演算表示部５４は流量が発生したか否かを判断する（Ｓ３１）。流量が発生していない場合（Ｓ３１：ＮＯ）、発生したと判断されるまで、この処理が繰り返される。一方、流量が発生していると判断した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、流量算出部５４ｆは、流量センサ５３から出力される流量パルスを計測する（Ｓ３２）。
【００９８】
次いで、流量算出部５４ｆは、ステップＳ３２にて得られたパルスから、流量区分を判断する（Ｓ３３）。すなわち、流量算出部５４ｆは、発生した流量が極低流量域に該当するのか、低流量域に該当するのか、高流量域に該当するのかを判断することとなる。
【００９９】
次に、流量算出部５４ｆは、区分に応じた算出式を選択する（Ｓ３４）。すなわち、流量算出部５４ｆは、ステップＳ３３にて判断された区分が極低流量域である場合、ｙ＝ａ１ｘの算出式を選択し、判断された区分が低流量域である場合、ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２の算出式を選択する。同様に、流量算出部５４ｆは、判断された区分が高流量域である場合、ｙ＝ａ３ｘ＋ｂ３の算出式を選択する。なお、第２流量変化点も含めて校正した場合には、、低流量域が更に細分化されて第１低流量域及び第２低流量域に分けられ、ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２の算出式、又は、ｙ＝ａ２’ｘ＋ｂ２’の算出式が選択される。
【０１００】
その後、流量算出部５４ｆは流量を演算する（Ｓ３５）。この際、流量算出部５４ｆは、ステップＳ３４にて選択した算出式と、ステップＳ３２にて得られた流量パルスとから、流量を算出する。
【０１０１】
次いで、演算表示器５４は、流量センサ５３の姿勢が校正時と異なるか否かを判断する（Ｓ３６）。ここで、演算表示器５４には、姿勢情報入力部５４ｈを介して予め設置時における流量センサ５３の姿勢情報が入力されている。このため、演算表示器５４は、予め入力された流量センサ５３の姿勢情報に基づいて、異なる姿勢であるか否かを判断することとなる。
【０１０２】
流量センサ５３の姿勢が校正時と異なると判断した場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、姿勢補正部５４ｉは、流量算出部５４ｆにより算出された流量値を補正する（Ｓ３７）。この際、姿勢補正部５４ｉは、予め相関データ記憶部５４ｅに記憶された姿勢毎の補正係数のうち、対応する補正係数を読み出して流量値を補正する。その後、図１７に示す処理は終了する。
【０１０３】
一方、流量センサ５３の姿勢が校正時と異ならないと判断した場合（Ｓ３６：ＮＯ）、姿勢による補正が行われることなく、図１７に示す処理は終了する。
【０１０４】
このようにして、本実施形態に係る流量校正装置６及び流量校正方法によれば、定格最小流量Ｆ１、定格最大流量Ｆ２、及び変化点流量Ｆ３の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサ５３に対して流して、得られた出力を記憶し、記憶された出力が相関データ上で３つの既知の流量値と合致するように当該相関データを校正する。ここで、本件発明者らは、低流量域から高流量域までの流体を流量センサ５３に対して流した場合、定格最小流量Ｆ１から変化点流量Ｆ３までの流量−出力特性の勾配と、変化点流量Ｆ３から定格最大流量Ｆ２までの勾配とが異なることを見出した。このため、上記３つの既知の流量値を有する流体にて得られた出力に基づいて校正することで、安価で精度面で劣る流量センサ５３であっても精度向上を図ることができる。特に、本発明では３点のみで校正を行ったとしても一定の精度を確保することができるため、校正を行うことによるコストアップが抑えられる。従って、コストアップを抑えつつ、削減熱量を算出するための流量をより精度良く計測することができる。
【０１０５】
また、本実施形態に係る流量校正装置６及び流量校正方法によれば、定格最小流量Ｆ１から変化点流量Ｆ３までの流量域において流量センサ５３の出力特性の変化点となる第２変化点流量を有する流体を流量センサ５３に対して流して、得られた出力をさらに記憶し、記憶した出力が相関データ上で３つの既知の流量値及び第２変化点流量と合致するように当該相関データを校正する。ここで、本件発明者らは、上記変化点流量Ｆ３未満の流量域において、流量センサ５３の出力特性の変化点となる第２変化点流量が存在することを見出した。このため、第２変化点流量を流した場合の出力に基づいて校正することで、一層流量測定精度を高めることができる。
【０１０６】
さらに、本実施形態に係る流量校正装置６及び流量校正方法によれば、変化点流量Ｆ３未満においては流量に応じた補正係数を相関データ記憶部５４ｅに記憶させておく。ここで、本件発明者らは、上記変化点流量Ｆ３未満の流量域において、流量センサ５３の出力特性の変化点となる第２変化点流量が存在することを見出した。このため、変化点流量Ｆ３未満においては流量に応じた補正係数を記憶させておくことにより、削減熱量算出装置５が実際に使用される段階において変化点流量Ｆ３未満の流量が算出された場合に補正係数を掛けることができ、一層流量測定精度を高めることができる。
【０１０７】
また、本実施形態に係る削減熱量算出装置５によれば、相関データは、定格最小流量Ｆ１、定格最大流量Ｆ２、及び変化点流量Ｆ３の３つの既知の流量値を有する流体を流量センサ５３に対して流して得られた出力と、３つの既知の流量値とが合致するように校正されている。ここで、本件発明者らは、低流量域から高流量域までの流体を流量センサ５３に対して流した場合、定格最小流量Ｆ１から変化点流量Ｆ３までの流量−出力特性の勾配と、変化点流量Ｆ３から定格最大流量Ｆ２までの勾配とが異なることを見出した。このため、上記３つの既知の流量値を有する流体にて得られた出力に基づいて校正された削減熱量算出装置５は、安価で精度面で劣る流量センサ５３を用いていたとしても、一定の精度が確保されている。特に、削減熱量算出装置５は３点で校正が行われており、多数点で校正を行った場合と比較してコストアップが抑えられている。従って、コストアップを抑えつつ、削減熱量を算出するための流量をより精度良く計測することができる。
【０１０８】
さらに、本実施形態に係る削減熱量算出装置５によれば、相関データは予め１つの姿勢にて校正されており、入力された姿勢情報が示す姿勢が予め１つの姿勢と異なる場合、算出された流量値を補正する。このため、例えば流量センサ５３が羽根車式である場合、取付姿勢によって羽根車の軸と軸受との摺動抵抗が校正時と異なってしまっても、精度の低下を抑えることができる。特に、相関データは、予め１つの姿勢で校正されていることから、取付姿勢毎に校正を行う必要がなく、設置工数減に寄与することができる。
【０１０９】
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。
【０１１０】
例えば、本実施形態において太陽熱温水器２は、貯湯槽２３に蓄えられた冷水を熱媒により加熱するものであるが、これに限らず、水道管１１からの冷水を集熱器２１まで導いて冷水を加熱するものであってもよい。また、太陽熱温水器２は、集熱器２１と貯湯槽２３とを備えるものに限らず、貯湯槽２３を備えない一体型の太陽熱温水器２であってもよい。
【０１１１】
また、本実施形態において流量センサ５３は羽根車式のものを例に説明したが、これに限らず、他のタイプの流量センサであっても、図６に示すように流量と出力とが完全比例でない傾向があれば適用可能である。
【０１１２】
また、本実施形態では太陽熱温水器２により加熱された予熱温水が給湯器４に供給される太陽熱給湯システム１を例に説明したが、これに限らず、太陽熱温水器２から給湯器４を介することなく直接需要者側に供給される太陽熱給湯システムに適用されてもよい。さらには、太陽熱温水器２により加熱された予熱温水を給湯器４を介して供給すると共に、直接需要者側に供給する双方の機能を備えた太陽熱給湯システムに適用されてもよい。
【０１１３】
また、本実施形態に係る太陽熱給湯システム１においては、混合弁３を１つ備えているが、弁はこれに限らず複数備えていてもよい。さらには、混合弁３以外の弁を備えていてもよい。
【０１１４】
加えて、本実施形態に係る流量校正装置６、流量校正方法、及び削減熱量算出装置５は、太陽熱給湯システム１に適用されるものであるが、これに限らず、流量センサ５３を使用して流量を計測する装置であれば、他のものにも適用可能である。
【０１１５】
さらに、本実施形態において第２温度センサ５２及び流量センサ５３は、以下のように配置されていてもよい。図１８は、変形例に係る削減熱量算出装置５を含む太陽熱給湯システム１の構成図である。
【０１１６】
図１８に示すように、第２温度センサ５２及び流量センサ５３は、混合弁３の下流側（より詳細には、混合弁３の下流側且つ給湯器４の上流側）に設けられていてもよい。この場合、流量センサ５３は、予熱温水と冷水とが混合された混合水を検出対象水とし、この検出対象水の流量に応じた出力を行うこととなる。さらに、第２温度センサ５２についても上記検出対象水の温度を検出することとなる。このように、図１に示した実施形態では太陽熱温水器２から供給される予熱温水を検出対象水とし、第２温度センサ５２及び流量センサ５３は、検出対象水である予熱温水の温度及び流量を検出していたが、特にこれに限らず、予熱温水と冷水とが混合された混合水を検出対象水として温度及び流量を検出してもよい。
【０１１７】
なお、補足すると、変形例のように構成したとしても、削減された熱量の算出については問題なく行うことができる。以下、具体的に説明する。まず、予熱温水が検出対象水の場合、予熱温水の流量がＲ１であり温度がＴ１であるとし、冷水の温度がＴ２であるとすると、削減された熱量は、（Ｔ１−Ｔ２）・Ｒ１に基づいて算出される。
【０１１８】
これに対して、混合水が検出対象水である場合、混合水の温度がＴ３であり流量がＲ３であるとすると、削減された熱量は、（Ｔ３−Ｔ２）・Ｒ３に基づいて算出される。ここで、Ｔ３＝{（Ｔ１・Ｒ１）＋（Ｔ２・Ｒ２）}／（Ｒ１＋Ｒ２）である。なお、Ｒ２は、予熱温水と混合された冷水の流量である。よって、Ｒ３＝Ｒ１＋Ｒ２である。
【０１１９】
そして、これら関係式からすると、（Ｔ３−Ｔ２）・Ｒ３は以下のようになる。すなわち、（Ｔ３−Ｔ２）・Ｒ３＝Ｔ３・Ｒ３−Ｔ２・Ｒ３＝{（Ｔ１・Ｒ１）＋（Ｔ２・Ｒ２）}−Ｔ２・Ｒ３＝{（Ｔ１・Ｒ１）＋（Ｔ２・Ｒ２）}−Ｔ２・（Ｒ１＋Ｒ２）＝Ｔ１・Ｒ１−Ｔ２・Ｒ１＝（Ｔ１−Ｔ２）・Ｒ１となる。よって、変形例のように構成したとしても、削減された熱量の算出については問題なく行うことができる。
【０１２０】
さらには、本実施形態と図１８に示す変形例を組み合わせて、双方により削減された熱量を算出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１ 太陽熱給湯システム
１１ 水道管
１２ 冷水管
１３ 温水管
１４ 混合水管
１５ 加熱水管
２ 太陽熱温水器
２１ 集熱器
２２ 熱媒配管
２３ 貯湯槽
３ 混合弁
３１ 温水流入口
３２ 冷水流入口
３３ 混合水流出口
４ 給湯器
５ 削減熱量算出装置
５１ 第１温度センサ
５２ 第２温度センサ
５３ 流量センサ
５４ 演算表示器
５４ａ ＭＰＵ
５４ａ１ ＣＰＵ
５４ａ２ ＲＯＭ
５４ａ３ ＲＡＭ
５４ｂ メモリ部
５４ｃ 表示部
５４ｄ インタフェース部
５４ｅ 相関データ記憶部（相関データ記憶手段）
５４ｆ 流量演算部（流量演算手段）
５４ｇ 削減量算出部（削減熱量算出手段）
５４ｈ 姿勢情報入力部（姿勢情報入力手段）
５４ｉ 姿勢補正部（姿勢補正手段）
５５ 家内表示器
６ 流量校正装置
６ａ 出力記憶部（出力記憶手段）
６ｂ 流量校正部（流量校正手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び前記太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、前記太陽熱温水器から供給される予熱温水及び当該予熱温水と冷水とが混合された混合水の少なくとも一方を検出対象水とし、当該検出対象水の流量に応じた出力を行う流量センサと、当該流量センサから得られた出力と流量値との相関データを記憶した相関データ記憶手段と、当該流量センサから出力が得られた場合に、前記相関データ記憶手段により記憶された相関データに基づいて、流量値を算出する流量算出手段と、前記太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、前記検出対象水の温度を検出する第２温度センサと、を備え、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサからの信号値並びに前記流量算出手段により算出された流量値に基づき、前記太陽熱温水器の加熱によって前記給湯器における加熱の際に削減できた削減熱量を算出する削減熱量算出装置が有する前記流量算出手段を校正する流量校正方法であって、
定格最小流量、定格最大流量、及び定格最小流量と定格最大流量との間の流量域において前記流量センサの出力特性の変化点となる変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を前記流量センサに対して流して、得られた出力を記憶する出力記憶工程と、
前記出力記憶工程において記憶された出力が前記相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で前記３つの既知の流量値と合致するように、当該相関データを校正する流量校正工程と、
を備えることを特徴とする流量校正方法。
【請求項２】
前記出力記憶工程では、前記定格最小流量から前記変化点流量までの流量域において前記流量センサの出力特性の変化点となる第２変化点流量を有する流体を前記流量センサに対して流して、得られた出力をさらに記憶し、
前記流量校正工程では、前記出力記憶工程において記憶した出力が前記相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で前記３つの既知の流量値及び第２変化点流量と合致するように、当該相関データを校正する
ことを特徴とする請求項１に記載の流量校正方法。
【請求項３】
前記流量校正工程では、前記出力記憶工程において記憶した出力が前記相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で、前記３つの既知の流量値と合致するように当該相関データを校正すると共に、前記変化点流量未満においては流量に応じた補正係数を前記相関データ記憶手段に記憶させておく
ことを特徴とする請求項１に記載の流量校正方法。
【請求項４】
供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び前記太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、前記太陽熱温水器から供給される予熱温水及び当該予熱温水と冷水とが混合された混合水の少なくとも一方を検出対象水とし、当該検出対象水の流量に応じた出力を行う流量センサと、当該流量センサから得られた出力と流量値との相関データを記憶した相関データ記憶手段と、当該流量センサから出力が得られた場合に、前記相関データ記憶手段により記憶された相関データに基づいて、流量値を算出する流量算出手段と、前記太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、前記検出対象水の温度を検出する第２温度センサと、を備え、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサからの信号値並びに前記流量算出手段により算出された流量値に基づき、前記太陽熱温水器の加熱によって前記給湯器における加熱の際に削減できた削減熱量を算出する削減熱量算出装置が有する前記流量算出手段を校正する流量校正装置であって、
定格最小流量、定格最大流量、及び定格最小流量と定格最大流量との間の流量域において前記流量センサの出力特性の変化点となる変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を前記流量センサに対して流して、得られた出力を記憶する出力記憶手段と、
前記出力記憶手段により記憶された出力が前記相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で、前記３つの既知の流量値と合致するように当該相関データを校正する流量校正手段と、
を備えることを特徴とする流量校正装置。
【請求項５】
供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び前記太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、前記太陽熱温水器から供給される予熱温水及び当該予熱温水と冷水とが混合された混合水の少なくとも一方を検出対象水とし、当該検出対象水の流量に応じた出力を行う流量センサと、当該流量センサから得られた出力と流量値との相関データを記憶した相関データ記憶手段と、当該流量センサから出力が得られた場合に、前記相関データ記憶手段により記憶された相関データに基づいて、流量値を算出する流量算出手段と、前記太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、前記検出対象水の温度を検出する第２温度センサと、を備え、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサからの信号値並びに前記流量算出手段により算出された流量値に基づき、前記太陽熱温水器の加熱によって前記給湯器における加熱の際に削減できた削減熱量を算出する削減熱量算出装置において、
前記相関データ記憶手段により記憶される相関データは、定格最小流量、定格最大流量、及び定格最小流量と定格最大流量との間の流量域において前記流量センサの出力特性の変化点となる変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を前記流量センサに対して流して得られた出力と、前記３つの既知の流量値とが合致するように校正されている
ことを特徴とする削減熱量算出装置。
【請求項６】
前記流量センサの取付姿勢に関する姿勢情報を入力する姿勢情報入力手段と、
前記姿勢情報入力手段により入力された姿勢情報に従って、前記流量算出手段により算出された流量値を補正する姿勢補正手段と、をさらに備え、
前記相関データ記憶手段により記憶される相関データは、予め１つの姿勢にて校正されており、
前記姿勢補正手段は、前記姿勢情報入力手段により入力された姿勢情報が示す姿勢が前記予め１つの姿勢と異なる場合に、前記流量算出手段により算出された流量値を補正する
ことを特徴とする請求項５に記載の削減熱量算出装置。
【請求項１】
供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び前記太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、前記太陽熱温水器から供給される予熱温水及び当該予熱温水と冷水とが混合された混合水の少なくとも一方を検出対象水とし、当該検出対象水の流量に応じた出力を行う流量センサと、当該流量センサから得られた出力と流量値との相関データを記憶した相関データ記憶手段と、当該流量センサから出力が得られた場合に、前記相関データ記憶手段により記憶された相関データに基づいて、流量値を算出する流量算出手段と、前記太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、前記検出対象水の温度を検出する第２温度センサと、を備え、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサからの信号値並びに前記流量算出手段により算出された流量値に基づき、前記太陽熱温水器の加熱によって前記給湯器における加熱の際に削減できた削減熱量を算出する削減熱量算出装置が有する前記流量算出手段を校正する流量校正方法であって、
定格最小流量、定格最大流量、及び定格最小流量と定格最大流量との間の流量域において前記流量センサの出力特性の変化点となる変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を前記流量センサに対して流して、得られた出力を記憶する出力記憶工程と、
前記出力記憶工程において記憶された出力が前記相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で前記３つの既知の流量値と合致するように、当該相関データを校正する流量校正工程と、
を備えることを特徴とする流量校正方法。
【請求項２】
前記出力記憶工程では、前記定格最小流量から前記変化点流量までの流量域において前記流量センサの出力特性の変化点となる第２変化点流量を有する流体を前記流量センサに対して流して、得られた出力をさらに記憶し、
前記流量校正工程では、前記出力記憶工程において記憶した出力が前記相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で前記３つの既知の流量値及び第２変化点流量と合致するように、当該相関データを校正する
ことを特徴とする請求項１に記載の流量校正方法。
【請求項３】
前記流量校正工程では、前記出力記憶工程において記憶した出力が前記相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で、前記３つの既知の流量値と合致するように当該相関データを校正すると共に、前記変化点流量未満においては流量に応じた補正係数を前記相関データ記憶手段に記憶させておく
ことを特徴とする請求項１に記載の流量校正方法。
【請求項４】
供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び前記太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、前記太陽熱温水器から供給される予熱温水及び当該予熱温水と冷水とが混合された混合水の少なくとも一方を検出対象水とし、当該検出対象水の流量に応じた出力を行う流量センサと、当該流量センサから得られた出力と流量値との相関データを記憶した相関データ記憶手段と、当該流量センサから出力が得られた場合に、前記相関データ記憶手段により記憶された相関データに基づいて、流量値を算出する流量算出手段と、前記太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、前記検出対象水の温度を検出する第２温度センサと、を備え、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサからの信号値並びに前記流量算出手段により算出された流量値に基づき、前記太陽熱温水器の加熱によって前記給湯器における加熱の際に削減できた削減熱量を算出する削減熱量算出装置が有する前記流量算出手段を校正する流量校正装置であって、
定格最小流量、定格最大流量、及び定格最小流量と定格最大流量との間の流量域において前記流量センサの出力特性の変化点となる変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を前記流量センサに対して流して、得られた出力を記憶する出力記憶手段と、
前記出力記憶手段により記憶された出力が前記相関データ記憶手段により記憶された相関データ上で、前記３つの既知の流量値と合致するように当該相関データを校正する流量校正手段と、
を備えることを特徴とする流量校正装置。
【請求項５】
供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び前記太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、前記太陽熱温水器から供給される予熱温水及び当該予熱温水と冷水とが混合された混合水の少なくとも一方を検出対象水とし、当該検出対象水の流量に応じた出力を行う流量センサと、当該流量センサから得られた出力と流量値との相関データを記憶した相関データ記憶手段と、当該流量センサから出力が得られた場合に、前記相関データ記憶手段により記憶された相関データに基づいて、流量値を算出する流量算出手段と、前記太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、前記検出対象水の温度を検出する第２温度センサと、を備え、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサからの信号値並びに前記流量算出手段により算出された流量値に基づき、前記太陽熱温水器の加熱によって前記給湯器における加熱の際に削減できた削減熱量を算出する削減熱量算出装置において、
前記相関データ記憶手段により記憶される相関データは、定格最小流量、定格最大流量、及び定格最小流量と定格最大流量との間の流量域において前記流量センサの出力特性の変化点となる変化点流量の３つの既知の流量値を有する流体を前記流量センサに対して流して得られた出力と、前記３つの既知の流量値とが合致するように校正されている
ことを特徴とする削減熱量算出装置。
【請求項６】
前記流量センサの取付姿勢に関する姿勢情報を入力する姿勢情報入力手段と、
前記姿勢情報入力手段により入力された姿勢情報に従って、前記流量算出手段により算出された流量値を補正する姿勢補正手段と、をさらに備え、
前記相関データ記憶手段により記憶される相関データは、予め１つの姿勢にて校正されており、
前記姿勢補正手段は、前記姿勢情報入力手段により入力された姿勢情報が示す姿勢が前記予め１つの姿勢と異なる場合に、前記流量算出手段により算出された流量値を補正する
ことを特徴とする請求項５に記載の削減熱量算出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−５３８４１（Ｐ２０１３−５３８４１Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７４９５２（Ｐ２０１２−１７４９５２）
【出願日】平成２４年８月７日（２０１２．８．７）
【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２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月７日（２０１２．８．７）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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