熱源装置、熱源制御方法及び熱源制御プログラム
【課題】太陽熱等の外部から加えられる熱エネルギの利用率を高め、熱交換効率を高める。
【解決手段】外部から加えられる熱を受熱流体（温水ＨＭ２）に熱交換する熱交換手段（集熱パネル１０）と、熱交換手段（集熱パネル１０）に流れる受熱流体の温度、流量又は熱交換手段に加えられる熱量等を監視し、温度、熱量又は流量が所定値以下である場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する制御部（制御装置２２）とを備える。これにより、受熱流体の平均流量をポンプ等の圧送手段の最低流量未満に制御して、受熱流体への受熱量を高め、熱交換効率を向上させている。
【解決手段】外部から加えられる熱を受熱流体（温水ＨＭ２）に熱交換する熱交換手段（集熱パネル１０）と、熱交換手段（集熱パネル１０）に流れる受熱流体の温度、流量又は熱交換手段に加えられる熱量等を監視し、温度、熱量又は流量が所定値以下である場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する制御部（制御装置２２）とを備える。これにより、受熱流体の平均流量をポンプ等の圧送手段の最低流量未満に制御して、受熱流体への受熱量を高め、熱交換効率を向上させている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱等の外部からの熱を流体に熱交換する技術に関し、例えば、太陽熱を熱源に用いる熱源装置、熱源制御方法及び熱源制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上水加熱、熱媒加熱等の熱源に太陽熱が利用されている。太陽熱は自然エネルギであるから、これを熱源に利用することは自然エネルギの有効利用であるとともに、炭酸ガスの排出がない等、有益である。
【０００３】
太陽熱の利用に関し、上水が供給される貯湯槽に第１及び第２の熱交換器が設置され、第１の熱交換器に太陽熱集熱器で集熱した熱媒を循環させて熱交換し、第２の熱交換器にボイラで加熱した温水の熱を熱交換することが知られている（例えば、特許文献１）。この装置では、貯湯槽内の上水の加熱に太陽熱が利用され、加熱した上水が温水として供給される。また、ボイラで加熱した温水は暖房や浴槽追焚きに利用される。
【０００４】
また、熱源に燃焼排気を用いる熱源装置では、熱媒の熱を第１の熱交換手段により給水又は浴槽水に熱交換し、燃焼排気の潜熱を第２の熱交換手段により給水又は浴槽水に熱交換する熱源装置や、熱交換装置が知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−１３４４３２号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、太陽熱等、自然エネルギの利用は極めて有益であるが、自然要因に支配されることになる。太陽熱で利用できる熱量は日照時間、季節及び天候の影響を受ける。
【０００７】
太陽熱を熱源に利用した熱源装置では、熱媒の循環量を抑制することにより、集熱パネルに対する熱媒の滞留時間を長くすれば、熱媒に対する集熱量を確保することができる。また、循環量の抑制はポンプを低回転にすれば可能であるが、通常の循環量を確保するため、ポンプの低回転数を定格以下に低減することはできない。このため、ポンプを低回転数で運転させて熱媒の循環量を抑制するだけでは、熱媒が十分な熱量を得ることができない。また、ポンプを低回転数で運転することによるエネルギ消費が発生し、効率を低下させることになる。
【０００８】
また、ポンプを低回転数で運転するには限界があり、集熱パネルが高所に設置されることにより、必要とされる揚程力が得られない場合には、熱媒の循環ができない等の不都合がある。
【０００９】
斯かる課題について、特許文献１及び２にはその開示や示唆はなく、それを解決する構成等についての開示や示唆はない。
【００１０】
そこで、本発明の熱源装置、熱源制御方法又は熱源制御プログラムの目的は、上記課題に鑑み、熱エネルギの利用率を高め、熱交換効率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の熱源装置、熱源制御方法又は熱源制御プログラムは、熱エネルギの利用率を高め、熱交換効率を高めるため、以下の構成を備えている。
【００１２】
本発明の第１の側面である熱源装置は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の温度及び流量を監視し、前記温度が所定温度以下である場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する制御部とを備える構成である。
【００１３】
また、本発明の第２の側面である熱源装置は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、前記熱交換手段に加えられる熱及び前記受熱流体の流量を監視し、前記熱交換手段に加えられる熱量が低下した場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する制御部とを備える構成である。
【００１４】
また、本発明の第３の側面である熱源装置は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の出側温度を検出する温度検出手段と、前記熱交換手段に前記受熱流体を流す流路に設置されたポンプと、前記出側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する制御部とを備える構成である。
【００１５】
また、本発明の第４の側面である熱源装置は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の入側温度を検出する温度検出手段と、前記熱交換手段に前記受熱流体を流す流路に設置されたポンプと、前記入側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する制御部とを備える構成である。
【００１６】
また、本発明の第５の側面である熱源装置は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、前記受熱流体の熱が熱交換された熱媒により蓄熱する蓄熱手段と、前記熱交換手段から出る前記受熱流体の温度を検出する第１の温度検出手段と、前記蓄熱手段の前記熱媒の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記熱交換手段に前記受熱流体を流す流路に設置されたポンプと、前記第１の温度検出手段及び前記第２の温度検出手段の検出温度を監視し、これら検出温度の差が所定温度以下である場合、前記ポンプを低回転数で間欠運転させ、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の平均流速を前記ポンプの連続回転による最低流速未満に制御する制御部とを備える構成である。
【００１７】
また、本発明の第６の側面である熱源制御方法は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の温度及び流量を監視し、前記温度が所定温度以下である場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する工程とを含む構成である。
【００１８】
また、本発明の第７の側面である熱源制御方法は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、前記熱交換手段に加えられる熱及び前記受熱流体の流量を監視し、前記熱交換手段に加えられる熱量が低下した場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する工程とを含む構成である。
【００１９】
また、本発明の第８の側面である熱源制御方法は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の出側温度を検出する工程と、前記熱交換手段に前記受熱流体をポンプにより流す工程と、前記出側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する工程と、を含む構成である。
【００２０】
また、本発明の第９の側面である熱源制御方法は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の入側温度を検出する工程と、前記熱交換手段に前記受熱流体をポンプにより流す工程と、前記入側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する工程とを含む構成である。
【００２１】
また、本発明の第１０の側面である熱源制御方法は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、前記受熱流体の熱が熱交換された熱媒により蓄熱する工程と、前記熱交換手段から出る前記受熱流体の温度を第１の温度検出手段により検出する工程と、前記蓄熱手段の前記熱媒の温度を第２の温度検出手段により検出する工程と、前記熱交換手段に前記受熱流体を流す工程と、前記第１の温度検出手段及び第２の温度検出手段の検出温度を監視し、これら検出温度の差が所定温度以下である場合、前記ポンプを低回転数で間欠運転させ、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の平均流速を前記ポンプの連続回転による最低流速未満に制御する工程とを含む構成である。
【００２２】
また、本発明の第１１の側面である熱源制御プログラムは、熱源装置に搭載されたコンピュータに、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段に流れる前記受熱流体の温度及び流量を監視し、前記温度が所定温度以下である場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する機能とを実行させる構成である。
【００２３】
また、本発明の第１２の側面である熱源制御プログラムは、熱源装置に搭載されたコンピュータに、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段に加えられる熱及び前記受熱流体の流量を監視し、前記熱交換手段に加えられる熱量が低下した場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する機能とを実行させる構成である。
【００２４】
また、本発明の第１３の側面である熱源制御プログラムは、熱源装置に搭載されたコンピュータに、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段に流れる前記受熱流体の出側温度の検出情報を取り込む機能と、前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプを動作させる機能と、前記出側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する機能と実行させる構成である。
【００２５】
また、本発明の第１４の側面である熱源制御プログラムは、熱源装置に搭載されたコンピュータに、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段に前記熱交換を開始させる機能と、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の入側温度の検出情報を取り込む機能と、前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプを動作させる機能と、前記入側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する機能とを実行させる構成である。
【００２６】
また、本発明の第１５の側面である熱源制御プログラムは、熱源装置に搭載されたコンピュータに、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段に熱交換させる機能と、前記受熱流体の熱が熱交換された熱媒に蓄熱させる処理を実行させる機能と、前記熱交換手段から出る前記受熱流体の温度を検出する第１の温度検出手段の検出温度情報を取り込む機能と、前記蓄熱手段の前記熱媒の温度を検出する第２の温度検出手段の検出温度情報を取り込む機能と、前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプを動作させる機能と、前記第１の温度検出手段及び前記第２の温度検出手段から得た前記検出温度情報を監視し、前記検出温度の差が所定温度以下である場合、前記ポンプを低回転数で間欠運転させ、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の平均流速を前記ポンプの連続回転による最低流速未満に制御する機能とを実行させる構成である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。
【００２８】
(1) 外部からの熱量を効率的に受熱流体に変換でき、その結果、受熱流体の温度上昇を増大させることができる。従って、太陽熱等の外部からの熱エネルギの利用率を高めることができ、熱交換効率を高めることができる。
【００２９】
(2) 受熱流体の流量を間欠状態に制御し、受熱流体の集熱量を増大させることができる。
【００３０】
(3) 受熱流体の流量を停止させる時間が設定されるので、受熱流体を流すためのエネルギ消費が抑えられ、熱エネルギの利用率を向上させ、熱交換効率を高めることができる。
【００３１】
そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１の実施の形態に係る熱源装置の一例を示す図である。
【図２】運転比率テーブルの一例を示す図である。
【図３】流量制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態に係る熱源装置の一例を示す図である。
【図５】流量制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施の形態に係る熱源装置の一例を示す図である。
【図７】流量制御の一例を示すフローチャートである。
【図８】第４の実施の形態に係る熱源装置の一例を示す図である。
【図９】制御装置及びリモコン装置の一例を示す図である。
【図１０】流量テーブルの一例を示す図である。
【図１１】集熱パネルの一例を示し、（Ａ）は集熱パネルの正面図、（Ｂ）は集熱パネルの右側面図、（Ｃ）は集熱パネルの底面図である。
【図１２】第４の実施の形態に係る流量制御の一例を示すフローチャートである。
【図１３】集熱ポンプ制御の一例を示すフローチャートである。
【図１４】ポンプの回転数と出口側検出温度の関係の一例を示す図である。
【図１５】第５の実施の形態に係る暖房・給湯・追焚き装置を示す図である。
【図１６】流量制御の一例を示すフローチャートである。
【図１７】流量制御の一例を示すフローチャートである。
【図１８】第６の実施の形態に係る１パス方式の集熱パネルの構成例を示す図である。
【図１９】各測定日における集熱効率の一例を示す図である。
【図２０】日射量と集熱効率比率の関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
〔第１の実施の形態〕
【００３４】
第１の実施の形態は、熱交換手段に流れる受熱流体の温度及び流量を監視し、その温度が所定温度以下である場合、受熱流体の流れを間欠状態に制御する構成を含んでいる。この第１の実施の形態について、図１及び図２を参照する。図１は熱源装置の一例を示す図であり、図２は、運転比率テーブルの一例を示す図である。図１に示す構成及び図２に示すテーブルは一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００３５】
図１に示す熱源装置２では、熱媒体として温水ＨＭ１を溜める貯湯タンク４と、温水ＨＭ１を循環させる循環路６とが備えられ、温水ＨＭ１の加熱手段として太陽熱集熱回路８が備えられている。
【００３６】
貯湯タンク４は、温水ＨＭ１を溜める貯留手段の一例であるとともに、温水ＨＭ１を以て蓄熱する蓄熱手段の一例でもある。この貯湯タンク４の温水ＨＭ１には、太陽熱集熱回路８に循環する温水ＨＭ２の熱量が熱交換される。
【００３７】
太陽熱集熱回路８は、熱源に太陽熱を利用して集熱し、受熱流体として温水ＨＭ２を循環させ、その熱を温水ＨＭ１に熱交換する手段の一例である。この太陽熱集熱回路８は密閉回路であって、集熱パネル１０、太陽熱用熱交換器１２、集熱ポンプ１４が備えられている。即ち、集熱ポンプ１４が停止しても、集熱回路８内にある温水ＨＭ２に空気の侵入が阻止され、ポンプ停止時の回路内圧を維持する構成である。
【００３８】
集熱パネル１０は、外部から加えられる太陽熱を集熱し、その熱（熱量）を温水ＨＭ２に熱交換する熱交換手段の一例である。太陽熱用熱交換器１２は、貯湯タンク４に設置され、温水ＨＭ２の熱を温水ＨＭ１に熱交換する。集熱ポンプ１４は、温水ＨＭ２を圧送して集熱パネル１０及び太陽熱用熱交換器１２に流す温水圧送手段の一例である。集熱ポンプ１４は例えば、ＤＣ（直流）モータを用いたポンプであり、ポンプを停止した際に温水ＨＭ２が逆流することを防止する逆流防止機能を備えている。集熱パネル１０の出側には温度センサ１６が設置され、温度センサ１６の検出温度Ｔ１が集熱パネル１０の出側の温度である。換言すれば、太陽熱用熱交換器１２から見れば、太陽熱用熱交換器１２による温水ＨＭ２の熱交換前の温度、即ち、入側の温度を表す。検出温度Ｔ１は集熱ポンプ１４の制御に用いられる。温度センサ１６には、例えばサーミスタを用いることができる。
【００３９】
循環路６には、循環ポンプ１８と、温水ＨＭ１の熱エネルギを消費する負荷２０とが備えられる。負荷２０は熱媒である温水ＨＭ１が持つ熱量の利用即ち、放熱する負荷手段であればどのようなものでもよく、例えば、温水ＨＭ１の熱を利用する手段として低温暖房器、高温暖房器、給湯回路、浴槽の追焚回路等である。
【００４０】
検出温度Ｔ１は制御情報として制御装置２２に取り込まれ、集熱ポンプ１４の駆動が、制御装置２２の駆動出力によって制御される。制御装置２２はマイクロコンピュータ等のコンピュータによって構成されており、熱源装置２の制御部として機能し、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）２４、ＲＯＭ（Read-Only Memory）２６、ＲＡＭ（Random-Access Memory）２８、計時手段としてタイマ３０を備える。ＣＰＵ２４はＲＯＭ２６にある制御プログラムを実行して熱源装置２を制御する。ＲＯＭ２６は制御プログラムの他、流量を制御するための温度情報及び時間情報等の設定値を流量制御情報として格納し、例えば、熱交換後の温水ＨＭ２の温水温度設定値を格納している。また、ＲＯＭ２６には、運転比率テーブル５０（図２）が設定され、集熱ポンプ１４を間欠運転に制御して、温水ＨＭ２の流れを間欠状態に制御する制御情報を格納している。ＲＯＭ２６やＲＡＭ２８等の記憶媒体には、読み書き可能な不揮発性メモリとして例えば、ＥＥＰＲＯＭを用いてもよい。
【００４１】
温水温度設定値は、集熱ポンプ１４を連続運転から間欠運転に切替えて、温水ＨＭ２の流れを連続状態から間欠状態にするための温度設定値の一例であり、例えば３５〔℃〕に設定される。
【００４２】
図２に示す運転比率テーブル５０には、集熱ポンプ１４を運転する割合を表す値として、集熱ポンプ１４の回転数５２と、集熱ポンプ１４を停止させる時間としてＯＦＦ時間５４と、集熱ポンプ１４を運転させる時間としてＯＮ時間５６と、停止と運転の繰り返しの１サイクルとして、ＯＦＦ時間５４とＯＮ時間５６の合計時間５８が格納される。回転数５２には、集熱ポンプ１４を間欠運転する際の回転数が格納される。この回転数は、間欠運転時の回転数を低くするため、低い回転数に設定する。ＯＮ時間５６には、集熱ポンプ１４を回転数５２で回転した場合に、集熱パネル１０の取入口にある温水ＨＭ２が集熱パネル１０の取出口から導出されて太陽熱用熱交換器１２の通過に要する時間（単位：〔秒〕）を設定する。ＯＦＦ時間５４は、ＯＮ時間５６に対する相対値であり、所望の流量に合わせて時間（単位：〔秒〕）を設定する。回転数５２、ＯＦＦ時間５４、ＯＮ時間５６、合計時間５８として、例えばそれぞれ１８００、９５、２６５及び３６０を設定すると、運転比率ＯＲは、
運転比率ＯＲ＝ＯＮ時間５６／（ＯＮ時間５６＋ＯＦＦ時間５４） ・・・(1)
で表され、
運転比率ＯＲ＝２６５／３６０＝０．７３６ ・・・(2)
となる。集熱ポンプ１４により９５〔秒〕の停止と１８００回転での２６５〔秒〕の運転を繰り返して間欠運転すると、平均回転数ＡＲＮは、
平均回転数ＡＲＮ＝回転数５２×運転比率ＯＲ
＝１８００×０．７３６＝１３２５〔ｒｐｍ〕 ・・・(3)
となる。この平均回転数ＡＲＮは、集熱ポンプ１４を連続回転させた場合、集熱ポンプ１４の例えば、定格の最低回転数より小さくなり、温水ＨＭ２の平均流速が集熱ポンプ１４の連続回転による最低流速未満になる。つまり、最低流量よりも低い平均流量が得られる。
【００４３】
制御装置２２はＲＯＭ２６に格納している流量等の制御情報と検出温度Ｔ１を制御情報に用いてその演算等の処理により、制御出力を発生する。ＲＡＭ２８はプログラムの実行エリアを構成するとともに、一時的な情報の記憶を行う。タイマ３０は時間制御のための時間情報を生成する手段の一例である。制御装置２２は、マイクロコンピュータで構成され、所謂ワンチップマイコンで構成すればよい。
【００４４】
次に、熱源制御について、図３を参照する。図３は流量制御の処理手順の一例を示している。図３に示す処理手順は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００４５】
この処理手順は、本発明の熱源制御方法又は熱源制御プログラムの一例である。図３に示す処理手順では、熱源の制御は制御装置２２で制御プログラムを実行することにより実行され、熱源の制御は検出温度Ｔ１を監視して集熱ポンプ１４をフィードバック制御することで行う。外部から熱が加えられると、集熱ポンプ１４を運転して、外部から加えられる熱を温水ＨＭ２に熱交換する（ステップＳ１１）。そして、温水ＨＭ２の検出温度Ｔ１及び流量が監視される（ステップＳ１２）。熱交換により温水ＨＭ２の温度が上昇するが、温度センサ１６では、出側温度である検出温度Ｔ１が検出される。この検出温度Ｔ１は制御装置２２に取り込まれる。また、温水ＨＭ２の流量情報は、集熱ポンプ１４の回転速度により監視される。
【００４６】
検出温度Ｔ１が設定値未満であるかを判断し（ステップＳ１３）、温水温度設定値未満であれば（ステップＳ１３のＹＥＳ）、集熱ポンプ１４を間欠運転して温水ＨＭ２の流れを間欠状態に制御する（ステップＳ１４）。また、温水温度設定値以上であれば（ステップＳ１３のＮＯ）、ステップＳ１２に戻り、既述の検出温度Ｔ１及び温水ＨＭ２の流量の監視とともに、検出温度Ｔ１が設定値未満であるか否かの判断が繰り返される。
【００４７】
温水ＨＭ２の流れの間欠状態は、ＲＯＭ２６に格納されている回転数５２、ＯＦＦ時間５４及びＯＮ時間５６に従って、集熱ポンプ１４が間欠運転に制御される。即ち、集熱ポンプ１４は集熱ポンプ１４の最低回転数又はその近傍で回転数で、間欠状態に制御される。この場合、集熱ポンプ１４を間欠運転した際の平均の回転数は、集熱ポンプ１４の定格の最低回転数未満となる。つまり、温水ＨＭ２の流量は、集熱ポンプ１４の回転数に従って減少させることができ、温水ＨＭ２の流量は集熱ポンプ１４を既述の最低回転数による流量（最低流量）未満に制御することができる。なお、集熱ポンプ１４の既述の最低回転数は、集熱ポンプ１４を安定回転が得られる最低回転数又は、温水ＨＭ２を集熱パネル１０の高さまで押し上げ、又は汲むために必要な最低回転数を設定すればよい。太陽熱集熱回路８の最低流量は、例えば、集熱パネル１０の構造及び耐久性等から導き出せばよい。
【００４８】
このように、温水ＨＭ２の流れが間欠状態になれば、温水ＨＭ２の流量を連続状態で流す最低流量よりも低流量の平均流量で循環させることができる。この流量で十分な吸熱が得られた温水ＨＭ２を太陽熱用熱交換器１２へ送出できる。この間欠動作では、集熱ポンプ１４の駆動モータによる消費電力を連続運転より低減でき、温水ＨＭ２の循環のためのエネルギ消費を低減できる。
【００４９】
〔第２の実施の形態〕
【００５０】
第２の実施の形態は、熱交換手段に加えられる熱及び受熱流体の流量を監視し、熱交換手段に加えられる熱量が低下した場合、受熱流体の流れを間欠状態に制御する構成を含んでいる。この第２の実施の形態について、図４を参照する。図４は、第２の実施の形態に係る熱源装置の一例を示す図である。図４に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００５１】
太陽熱集熱回路１０８には、集熱パネル１０の入側に温度センサ１１６が設置されている。温度センサ１１６の検出温度Ｔ２が集熱パネル１０による温水ＨＭ２の熱交換前の温度、即ち、入側の温度を表す。検出温度Ｔ２は、出側の検出温度Ｔ１とともに集熱パネル１０に加えられる熱量の判断に用いられる。検出温度Ｔ１及びＴ２は制御情報として制御装置２２に取り込まれ、集熱ポンプ１４の制御に用いられる。
【００５２】
制御装置２２は、集熱パネル１０に加えられる熱量即ち、温水ＨＭ２に熱交換される熱量と、温水ＨＭ２の流量を監視して集熱ポンプ１４の回転を制御し、温水ＨＭ２の流量を制御する。
【００５３】
集熱パネル１０に加えられる熱量は、集熱パネル１０の熱交換により温水ＨＭ２が得る熱量に比例又はほぼ比例する。温水ＨＭ２が得る熱量は出側温度（Ｔ１）と入側温度（Ｔ２）の差ΔＴ12（ΔＴ12＝Ｔ１−Ｔ２）に温水ＨＭ２の流量Ｌ１を掛けた値（ΔＴ12×Ｌ１）に比例する。集熱パネル１０に加えられる熱は、検出温度Ｔ１及びＴ２並びに温水ＨＭ２の流量により監視することができる。ＲＯＭ２６は流量の制御情報として、集熱ポンプ１４の停止時間（ＯＦＦ時間５４）と、集熱ポンプ１４の運転時間（ＯＮ時間５６）を格納しているので、制御装置２２はＲＯＭ２６に格納している制御情報と検出温度Ｔ１及びＴ２を制御情報に用いてその演算等の処理により、制御出力を発生する。
【００５４】
次に、熱源制御について、図５を参照する。図５は流量制御の処理手順の一例を示している。図５に示す処理手順は一例であって、斯かる処理に本発明が限定されるものではない。
【００５５】
この処理手順は、本発明の熱源制御方法又は熱源制御プログラムの一例である。図５に示す処理手順では、外部から熱が加えられると、集熱ポンプ１４を運転して、外部から加えられる熱が温水ＨＭ２に熱交換される（ステップＳ３１）。温水ＨＭ２に加えられる熱として、その温度及び流量が監視される（ステップＳ３２）。温度センサ１６では、集熱パネル１０の出側温度である検出温度Ｔ１が検出される。温度センサ１１６では、集熱パネル１０の入側温度である検出温度Ｔ２が検出される。この検出温度Ｔ１及びＴ２の差温から集熱パネル１０で熱交換された熱量が得られる。つまり、集熱ポンプ１４の回転数による温水ＨＭ２の流量と差温から熱量を算出できる。
【００５６】
そこで、制御装置２２では、温水ＨＭ２の流量情報を集熱ポンプ１４の回転数から判断し、集熱ポンプ１４の回転数（回転速度）と、検出温度Ｔ１−Ｔ２の差温とから集熱パネル１０に加えられる熱量を判断する。この熱量を監視し、この熱量が閾値より低下すれば（ステップＳ３３のＹＥＳ）、温水ＨＭ２の流量を間欠制御とし（ステップＳ３４）、ステップＳ３２に戻る。流量の間欠制御には、集熱ポンプ１４を回転と停止とを繰り返す間欠状態に制御すればよい。また、熱量が低下していななければ（ステップＳ３３のＮＯ）、ステップＳ３２に戻り、ステップＳ３３及びステップＳ３４の処理を繰り返す。
【００５７】
集熱パネル１０に加えられる熱量が低下した場合、集熱ポンプ１４を間欠運転に制御するので、温水ＨＭ２を集熱パネル１０内で滞留させることができ、温水ＨＭ２に対する熱交換量を増加させることができる。即ち、間欠制御による流量は、集熱ポンプ１４の連続運転による既述の最低回転数により低い緩やかな温水ＨＭ２の流量に制御でき、熱交換量を増加できる。
【００５８】
〔第３の実施の形態〕
【００５９】
第３の実施の形態は、熱交換手段から流れ込む受熱流体の温度及び流量を監視し、その温度が所定温度以下である場合、受熱流体の流れを間欠状態に制御する構成を含んでいる。この第３の実施の形態について、図６を参照する。図６は、第３の実施の形態に係る熱源装置の一例を示す図である。図６に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図１及び図４と同一部分には同一符号を付してある。
【００６０】
太陽熱集熱回路２０８には温度センサ１１６が集熱パネル１０の入側に設置される。温度センサ１１６の検出温度Ｔ２が集熱パネル１０による温水ＨＭ２の熱交換前の温度、即ち、入側温度を表す。
【００６１】
検出温度Ｔ２は制御装置２２に取り込まれ、集熱ポンプ１４が検出温度Ｔ２によって制御される。その他の構成は第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００６２】
次に、熱源制御について、図７を参照する。図７は流量制御の処理手順の一例を示している。図７に示すフローチャートは一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００６３】
この処理手順は、本発明の熱源制御方法又は熱源制御プログラムの一例である。図７に示す処理手順では、熱源制御は制御装置２２で制御プログラムを実行することにより実行される。この熱源制御は検出温度Ｔ２と温水ＨＭ２の流量を監視し、これらを制御情報に用いて集熱ポンプ１４の回転即ち、循環流量を制御する。
【００６４】
集熱ポンプ１４の運転により、集熱パネル１０に加えられる熱量が温水ＨＭ２に熱交換される（ステップＳ４１）。この熱交換中、集熱パネル１０の温水ＨＭ２の入側温度及び流量が監視される（ステップＳ４２）。この入側温度は、温度センサ１１６により検出され、その検出温度Ｔ２が制御装置２２に取り込まれる。温水ＨＭ２の流量は、集熱ポンプ１４の回転数により検出される。この場合、検出温度Ｔ２が設定値未満であるかが判定される（ステップＳ４３）。検出温度Ｔ２が設定値未満であれば（ステップＳ４３のＹＥＳ）、集熱ポンプ１４が間欠運転に制御され（ステップＳ４４）、ステップＳ４２に戻る。検出温度Ｔ２が設定値以上であれば（ステップＳ４３のＮＯ）、ステップＳ４２に戻り、ステップＳ４３の判断が行われる。
【００６５】
間欠制御（ステップＳ４４）では、ＲＯＭ２６に格納されている運転比率テーブル５０の回転数５２、ＯＦＦ時間５４とＯＮ時間５６とにより、集熱ポンプ１４の回転数を間欠状態に制御する。この間欠制御では、集熱ポンプ１４の定格の最低回転数又はその近傍で回転させて間欠状態で運転する。この結果、集熱ポンプ１４の平均回転数は、ＯＦＦ時間５４とＯＮ時間５６との平均値となり、既述の最低回転数未満となる。この結果、温水ＨＭ２の流量は、集熱ポンプ１４の平均回転数に応じたものとなり、集熱ポンプ１４を最低回転数で回転した場合の流量（最低流量）未満となる。
【００６６】
このように、温水ＨＭ２の流量が間欠状態となるので、連続した循環流量より低い平均流量となり、集熱パネル１０では熱交換率を高めることができる。しかも、温水ＨＭ２の流量の間欠状態が集熱ポンプ１４の間欠運転で行なわれるので、既述のとおり、エネルギ消費を低減できる。
【００６７】
この場合、熱源の制御は、検出温度Ｔ２を監視して集熱ポンプ１４を制御（例えば、フィードフォワード制御又はフィードバック制御）することで行う。温度及び流量の監視では、第１の実施の形態の集熱パネル１０に対する温水ＨＭ２の出側温度の監視（図３のステップＳ１２）に代え、集熱パネル１０に対する温水ＨＭ２の入側温度（Ｔ２）を監視して、検出温度Ｔ２が温水温度設定値未満であるか否かを判断する。尚、温水温度の設定値は集熱パネル１０に入側温度に対して設定され、ＲＯＭ２６に格納されている。
【００６８】
温水ＨＭ２の入側温度は、集熱ポンプ１４を間欠運転に制御して温水ＨＭ２の流れを間欠状態にするための判断対象とする。流量を連続状態で流すことでは得られない流量の低い流れにより温水ＨＭ２を循環させることができる。このため、集熱パネル１０により十分に温めた温水を太陽熱用熱交換器１２へ送出することができ、温水ＨＭ２を流すためのエネルギ消費が抑制される。
【００６９】
〔第４の実施の形態〕
【００７０】
第４の実施の形態は、集熱パネルの出側温度と蓄熱手段側の温度との差温度を監視し、その温度が所定温度以下である場合、受熱流体の流れを間欠状態に制御する構成を含んでいる。この第４の実施の形態について、図８ないし図１２を参照する。図８は熱源装置の一例を示し、図９は制御装置及びリモコン装置の一例を示し、図１０は流量テーブルの一例を示す。図１１は、集熱パネルの一例を示している。図１、図４及び図６と同一部分には同一符号を付してある。図８ないし図１１に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００７１】
図８に示す熱源装置３０２では、温度センサ１６及び温度センサ１１６に加え、温度センサ３１６、３１７が備えられている、また、太陽熱集熱回路３０８には、集熱切替弁３３２、バイパス路３３４が備えられている。
【００７２】
温度センサ３１６は、貯湯タンク４の出側付近に設置され、熱媒体である温水ＨＭ１の温度Ｔ３を検出する。検出温度Ｔ３は検出温度Ｔ１とともに温水ＨＭ２の流量の制御に用いられる。
【００７３】
温度センサ３１７は、循環路６の設置エリアに設置され、この温度センサ３１７によって外気温度Ｔout が検出される。
【００７４】
バイパス路３３４は集熱切替弁３３２を介して太陽熱集熱回路３０８から分岐され、太陽熱用熱交換器１２の側路である。そして、温水ＨＭ２の温度が低ければ、このバイパス管路３３４側に温水ＨＭ２を循環させ、貯湯タンク４側に流入する温水ＨＭ２を制限する。温度センサ１６の検出温度Ｔ１及び温度センサ１１６の検出温度Ｔ２は、集熱切替弁３３２の切替えによるバイパス路３３４の開閉や集熱ポンプ１４の制御に用いられる。
【００７５】
これら検出温度Ｔ１〜Ｔ３及びＴout は制御情報として制御装置２２に取り込まれ、集熱ポンプ１４や集熱切替弁３３２が、制御装置２２の駆動出力及び切替え出力によって制御される。
【００７６】
この制御装置２２は、図９に示すように、温度センサ１６、１１６、３１６、３１７から検出温度Ｔ１〜Ｔ３及びＴout を取り込む。そして、集熱ポンプ１４の回転を制御し、温水ＨＭ２の流量を制御する。
【００７７】
この制御装置２２には、リモコン装置３４２が有線又は無線により接続されている。リモコン装置３４２は、ユーザの操作装置であって、制御部３４４と、操作部３４６と、表示部３４８とを備え、ユーザの生活エリアに設置される。
【００７８】
制御部３４４は、操作部３４６からの操作入力を受け、その操作入力に基づく制御情報を制御装置２２に通知する。操作部３４６はキーボードやタッチセンサ等で構成される。制御部３４４はコンピュータによって構成されており、ＣＰＵ３５０、ＲＯＭ３５２、ＲＡＭ３５４等を備える。ＣＰＵ３５０はＲＯＭ３５２にある制御プログラムを実行し、制御出力を発生する。ＲＡＭ３５４はプログラムの実行エリアを構成する。この制御部３４４は制御装置２２と連係し、制御装置２２に対する制御命令を出力し、制御装置２２からの出力情報を受け、制御状態等を表す提示出力を表示部３４８に提供する。
【００７９】
表示部３４８は制御部３４４の表示制御に基づき、制御部３４４から提供される提示出力に基づく視認可能な表示を行う。
【００８０】
制御装置２２のＲＯＭ2 6 には、流量テーブル３６０が設定されている。その他、ＲＯＭ２６には、例えば、燃焼運転制御の実行時刻を規定する時刻テーブル等が設定されればよい。
【００８１】
図１０に示す流量テーブル３６０には、温水ＨＭ２が太陽熱集熱回路３０８を流れる流量のレベル３６２として、例えばＴＢＬ（０）、ＴＢＬ（１）、・・・、ＴＢＬ（５）が設定される。また、太陽熱集熱回路３０８を流れる流量として、集熱ポンプ１４のポンプ回転数３６４が各レベルＴＢＬに対応して格納される。ポンプ回転数３６４は段階的な値として例えば、１８００〔rpm 〕、２２００〔rpm 〕、２６００〔rpm 〕、３０００〔rpm 〕、３５００〔rpm 〕、４０００〔rpm 〕が設定され、回転数情報として格納される。ＴＢＬ（０）のポンプ回転数は、例えば、集熱ポンプ１４の最低回転数又はその近傍値に設定し、ＴＢＬ（５）のポンプ回転数は、太陽熱集熱回路３０８の最大流量又はその近傍流量を得るための回転数が設定され、ＴＢＬ（０）からＴＢＬ（４）のポンプ回転数３６４は、レベル３６２が大きくなるにつれて大きくする。尚、ポンプの最低回転数はポンプを安定して回転させるために必要な回転数であり、温水ＨＭ２を集熱パネル１０の高さまで押し上げ、又は汲むために必要な回転数等から設定し、太陽熱集熱回路３０８の最大流量は、例えば、集熱パネル１０の構造及び耐久性等から導き出す。
【００８２】
この実施の形態では、ヘッダ方式の集熱パネル１０が使用されている。この集熱パネル１０は、図１１の各図（Ａはその平面図、Ｂは長手方向側面を示す側面図、Ｃは短手方向側面を示す側面図）に示すように、長方形の平板状の筐体部３９１を備えている。この筐体部３９１には、太陽光を受ける上面側に筐体部３９１内を防護する防護カバー３９２を備え、この防護カバー３９２は例えば、光透過性材料で形成されている。この実施の形態では、図１１のＡに示すように、防護カバー３９２の一部を省略し、筐体部３９１の内部を露出させている。
【００８３】
筐体部３９１の内部には、温水ＨＭ２を流す配管を備える。筐体部３９１の長手方向の側部のそれぞれには、入側ヘッダ配管３９４と、出側ヘッダ配管３９６が離間するとともに対向して配置され、入側ヘッダ配管３９４と出側ヘッダ配管３９６は、複数の渡り配管４０１、４０２、４０３、・・・４０８で接続される。入側ヘッダ配管３９４の一端には、温水ＨＭ２を導入するための取入口４１２が形成され、他端にはキャップ４１４を配置して入側ヘッダ配管３９４の管口を閉止している。出側ヘッダ配管３９６の一端には、キャップ４１６を配置して出側ヘッダ配管３９６の管口を閉止し、他端には温水ＨＭ２が導出するための取出口４１８が形成されている。取入口４１２と取出口４１８は集熱パネル１０の対角上又は対角の近傍に配置して、渡り配管４０１、４０２、４０３、・・・４０８を流れる温水の流量のばらつきを抑制している。
【００８４】
その他の構成は第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００８５】
次に、温水ＨＭ１を加熱するための集熱動作について、図１２及び図１３を参照する。図１２は流量制御の処理手順の一例を示し、図１３は、集熱ポンプ制御の処理手順の一例を示し、図１２に示す集熱ポンプ制御（図１２のステップＳ５９）の処理手順（サブルーチン）の一例を示している。図１２及び図１３に示す処理手順は一例であって、斯かる処理に本発明が限定されるものではない。
【００８６】
この処理手順は、本発明の熱源制御方法又は熱源制御プログラムの一例である。図１２に示す処理手順では、太陽熱集熱動作であって、太陽熱集熱回路３０８に温水ＨＭ２を循環させ、太陽熱を温水ＨＭ２に熱交換し、温水ＨＭ２の熱を貯湯タンク４内にある太陽熱用熱交換器１２で温水ＨＭ１に熱交換する動作である。この集熱動作は、制御装置２２で制御プログラムを実行することにより実行される。
【００８７】
太陽熱による温水ＨＭ２の温度上昇は、日射量に関係し、試験結果によれば、冬季でも約３０〔〔℃〕〕の上昇が期待できることが確認されている。季節にかかわらず、貯湯タンク４の温水温度は約３０〔〔℃〕〕であるため、太陽熱用熱媒である温水ＨＭ２と熱交換する太陽熱用熱交換器１２を備える貯湯タンク４では、冬期でも３０〔〔℃〕〕の温度上昇があり、貯湯タンク４の温水温度は３０〔〔℃〕〕＋３０〔〔℃〕〕で約６０〔〔℃〕〕に上昇させることができる。この場合、貯湯タンク４の温水を低温暖房器の放熱等に利用できる。夏期であれば、これ以上の熱利用ができることは勿論である。
【００８８】
この太陽熱集熱回路３０８に利用できる太陽熱について、季節により日の出、日の入り時刻が変わり、日射のある時間帯も変化する。制御装置２２の制御部では、外気温度Ｔout とタイマ３０による時間計測から平均最低気温を演算する。平均最低気温から季節の変化を判断し、季節に応じて集熱運転の開始時刻及び終了時刻を制御することができる。現時刻等の初期の設定値は、リモコン装置３４２を通して制御装置２２に初期設定する（ステップＳ５１）。
【００８９】
この集熱動作では、集熱開始動作Ｐ１と、蓄熱動作Ｐ２と、集熱実行判断動作Ｐ３と、集熱停止動作Ｐ４が行われる。
【００９０】
(1) 集熱開始動作（Ｐ１）
【００９１】
図１２に示す処理手順では、初期設定を行うと（ステップＳ５１）、運転時間帯（例えば、７：００〜１７：００）であるかを判断する（ステップＳ５２）。運転時間帯でなければ（ステップＳ５２のＮＯ）、運転時間帯の確認を継続する。設定された運転時間帯であれば（ステップＳ５２のＹＥＳ）、集熱切替弁３３２を操作して貯湯タンク４側を閉にし（ステップＳ５３）、検出温度Ｔ３が所定値として例えば、温度Ｔmax より高い温度であるかを判断する（ステップＳ５４）。Ｔmax は、貯湯タンク４内の温水ＨＭ１の過熱を防止するための過熱防止温度値であって、例えば８０〔℃〕に設定（ＲＯＭ２６に格納）される。
【００９２】
検出温度Ｔ３が温度Ｔmax より高い温度であれば（ステップＳ５４のＹＥＳ）、貯湯タンク４の温水ＨＭ１を加熱する必要がないため、ステップＳ５２からステップＳ５４の動作を繰り返しポンプの停止状態を維持する。検出温度Ｔ３がＴmax 以下であれば（ステップＳ５４のＮＯ）、流量テーブル３６０（図１０）のレベル３６２の番号ｎを２に設定して、（ステップＳ５５）、集熱ポンプ１４をＴＢＬ（ｎ）、ｎ＝２のポンプ回転数、即ち、ＴＢＬ（２）のポンプ回転数（２６００〔ｒｐｍ〕）で運転する（ステップＳ５６）。集熱切替弁３３２により貯湯タンク４側を閉じているので、温水ＨＭ２はバイパス路３３４を通って太陽熱集熱回路３０８を循環し、太陽熱を温水ＨＭ２に蓄熱する。ｎは、レベル３６２のレベルを表す０から５までの整数であって、Ｎ＝２であるＴＢＬ（ｎ）は、レベル３６２がＴＢＬ（２）であることを表す。ｎ値は流量制御の実行により変更させる変数であって例えばＲＡＭ２８に格納される。
【００９３】
検出温度Ｔ１は、太陽熱により加熱された温水ＨＭ２の温度であり、この検出温度Ｔ１と検出温度Ｔ３とを比較し（ステップＳ５７）、Ｔ１＞Ｔ３＋２〔℃〕であれば（ステップＳ５７のＹＥＳ）、温水ＨＭ２の熱を温水ＨＭ１に熱交換可能であるので蓄熱動作Ｐ２へ移行し、Ｔ１＞Ｔ３＋２〔℃〕でなければ（ステップＳ５７のＮＯ）、集熱パネル１０で集熱があるかを判断するため、集熱実行判断動作Ｐ３へ移行する。
【００９４】
(2) 蓄熱動作（Ｐ２）
【００９５】
集熱切替弁３３２を操作して貯湯タンク４側を開として（ステップＳ５８）、バイパス路３３４を通る循環から太陽熱用熱交換器１２を通る循環に切り替える。このとき、集熱ポンプ１４を制御して（ステップＳ５９）、温水ＨＭ２の熱量が温水ＨＭ１に熱交換される。
【００９６】
太陽熱を温水ＨＭ２に蓄熱し、温水ＨＭ２の熱を温水ＨＭ１に熱交換する間、Ｔ３＞Ｔmax かを判断し（ステップＳ６０）、Ｔ３の温度がＴmax 又はＴmax に達していなければ（ステップＳ６０のＮＯ）、検出温度Ｔ１と検出温度Ｔ３との比較に戻り（ステップＳ５７）、蓄熱動作Ｐ２を繰り返し又は集熱実行判断動作Ｐ３へ移行する。Ｔ３の温度がＴmax を超えると（ステップＳ６０のＹＥＳ）、貯湯タンク４の温水ＨＭ１を加熱する必要がないため、集熱停止動作Ｐ４へ移行して、ポンプによるエネルギ消費を削減する。
【００９７】
(3) 集熱実行判断動作（Ｐ３）
【００９８】
この集熱実行判断動作では、集熱パネル１０で熱交換により集熱されているかを判断する。このため、集熱切替弁３３２により貯湯タンク４側を閉にし、又は閉状態にあれば、閉状態を維持して（ステップＳ６１）、検出温度Ｔ２の温度を記憶する（ステップＳ６２）。検出温度Ｔ２は、温度Ｔ２' として例えば、ＲＡＭ２８に記憶する。ｔ〔秒〕経過後に検出温度Ｔ１と検出温度Ｔ２' とを比較して（ステップＳ６３）、Ｔ１＞Ｔ２' であれば（ステップＳ６３のＹＥＳ）、集熱パネル１０で集熱があるので、集熱ポンプ１４を制御して（ステップＳ５９）、熱交換による集熱を行う。Ｔ１＞Ｔ２' でなければ（ステップＳ６３のＮＯ）、集熱ができないので、集熱停止動作Ｐ４へ移行する。
【００９９】
(4) 集熱停止動作（Ｐ４）
【０１００】
集熱ポンプ１４を停止し（ステップＳ６４）、所定のインターバルを経て（ステップＳ６５）、運転時間帯の判断（ステップＳ５２）に戻る。
【０１０１】
(5) 集熱ポンプ制御動作
【０１０２】
温水ＨＭ１の加熱は、太陽熱を温水ＨＭ２に蓄熱する動作と、温水ＨＭ２の熱を温水ＨＭ１に熱交換させる動作を介して行う。このとき、温水ＨＭ２の出側温度（検出温度Ｔ１）と温水ＨＭ１の温度（検出温度Ｔ３）の温度差（ΔＴ13：ΔＴ13＝Ｔ１−Ｔ３）を例えば５〔℃〕以上にすると温水ＨＭ１を効率よく加熱することができる。ΔＴ13が７〔℃〕より大きい場合には、集熱パネル１０を流れる温水ＨＭ２を多くして、ΔＴ13が５〔℃〕から７〔℃〕の間の温水ＨＭ２を多量に太陽熱用熱交換器１２へ供給すると、温水ＨＭ１を更に効率よく加熱することができる。このため、制御装置２２では、Ｔ１及びＴ３に基づいて、集熱ポンプ１４を制御する（図１２のステップＳ５９）。つまり、一例として５〔℃〕から７〔℃〕の範囲としているのは、集熱ポンプ１４側の消費電力を加味して効率を考えると、温度差をこの程度に設定することが効率上に有益である。しかし、この温度範囲５〔℃〕から７〔℃〕に限定されるものではない。
【０１０３】
集熱ポンプ制御動作について、図１３を参照する。図１３に示す処理手順は本発明の熱源制御方法又は熱源制御プログラムの一例である。図１３に示す処理手順では、集熱ポンプ１４の回転数を変更するためのレベル変更動作ＳＰ１と、集熱ポンプ１４を間欠運転させる間欠運転制御動作ＳＰ２を行う。レベル変更動作ＳＰ１は、制御装置２２のタイマ３０（図２）により時間を計測し、例えば３分に１回のタイミングでサンプリングを行う。制御装置２２でサンプリングタイミングか否かを判断し（ステップＳ７１）、サンプリングタイミングであれば（ステップＳ７１のＹＥＳ）、レベル変更動作ＳＰ１へ移行し、サンプリングタイミングでなければ（ステップＳ７１のＮＯ）、レベル変更動作ＳＰ１をスキップして（跳び越して）、間欠運転制御動作ＳＰ２へ移行する。
【０１０４】
(5-1) レベル変更動作（ＳＰ１）
【０１０５】
レベル変更動作では、温水ＨＭ２の集熱パネル１０の出側温度と、温水ＨＭ１の貯湯タンク３１６の出側温度の温度差ΔＴ13を算出し、この温度差ΔＴ13を複数の温度設定値と段階的に対比して、温度差ΔＴ13の値を判断する。そして温度差ΔＴ13の値の範囲に応じて集熱ポンプ１４の回転を制御するレベルを決定し、このレベルを変更する。この複数の温度設定値は、レベル変更設定値としてＲＯＭ２６に格納される。レベルが変更されると、運転比率テーブル５０及び流量テーブル３６０に基づいて集熱ポンプ１４の回転数の増減及び連続運転と間欠運転の間で運転状態の変更が行われる。
【０１０６】
温度差ΔＴ13を算出すると（ステップＳ７２）、温度差ΔＴ13＜３〔℃〕か否か（ステップＳ７３）、温度差ΔＴ13＜５〔℃〕か否か（ステップＳ７４）、温度差ΔＴ13≧１０〔℃〕か否か（ステップＳ７５）、温度差ΔＴ13≧７〔℃〕か否か（ステップＳ７６）が順番に判断される。温度差ΔＴ13＜３〔℃〕であれば（ステップＳ７３のＹＥＳ）、温度差ΔＴ13を上昇させるため、レベル３６２の番号ｎから２引いてＴＢＬ（ｎ）を２レベル下げる（ステップＳ７７）。また、温度差ΔＴ13＜３〔℃〕ではなく、温度差ΔＴ13＜５〔℃〕であれば（ステップＳ７３のＮＯ及びステップＳ７４のＹＥＳ）、温度差ΔＴ13を上昇させるため、レベル３６２の番号ｎから１引いてＴＢＬ（ｎ）を１レベル下げる（ステップＳ７８）。ＴＢＬ（ｎ）を下げる場合、ｎ＜０かを判断し（ステップＳ７９）、ｎ＜０であれば（ステップＳ７９のＹＥＳ）、レベル３６２の番号ｎを０に変更して、ＴＢＬ（０）にする（ステップＳ８０）。
【０１０７】
温度差ΔＴ13＜５〔℃〕ではなく、温度差ΔＴ13≧１０〔℃〕であれば（ステップＳ７４のＮＯ及びステップＳ７５のＹＥＳ）、温度差ΔＴ13を低下させるため、レベル３６２の番号ｎに２足して、ＴＢＬ（ｎ）を２レベル上げ（ステップＳ８１）、温度差ΔＴ13≧１０〔℃〕ではなく、温度差ΔＴ13≧７〔℃〕であれば（ステップＳ７５のＮＯ及びステップＳ７６のＹＥＳ）、温度差ΔＴ13を低下させるため、レベル３６２の番号ｎに１足してＴＢＬ（ｎ）を１レベル上げる（ステップＳ８２）。ＴＢＬ（ｎ）を上げる場合、ｎ＞５かを判断し（ステップＳ８３）、ｎ＞５であれば（ステップＳ８３のＹＥＳ）、レベル３６２の番号ｎを５に変更して、ＴＢＬ（５）にする（ステップＳ８４）。ｎ＞５でなければ（ステップＳ８３のＮＯ）、ステップＳ８５に移行する。
【０１０８】
温度差ΔＴ13＜５〔℃〕ではなく、温度差ΔＴ13≧７〔℃〕でもない場合、即ち５〔℃〕≦ΔＴ13＜７〔℃〕のとき（ステップＳ７６のＮＯ）、温水ＨＭ１の熱交換にとって効率のよい温度差範囲差にあるので、レベルの変更を行わずに、間欠運転制御動作ＳＰ２へ移行する。
【０１０９】
(5-2) 間欠運転制御動作（ＳＰ２）
【０１１０】
レベル変更後又はレベル維持後のＴＢＬ（ｎ）のｎの値が０かを判断する（ステップＳ８５）。ｎ＝０でなければ（ステップＳ８５のＮＯ）、流量テーブル３６０を参照して、集熱ポンプ１４の回転数をＴＢＬ（ｎ）の回転数とした上で、集熱ポンプ１４のＯＮ状態（運転状態）を維持し（ステップＳ８８）、集熱ポンプ制御動作から抜け出して、ステップＳ６０へ戻る。
【０１１１】
ｎ＝０であれば（ステップＳ８５のＮＯ）、運転比率テーブル５０の設定値を読み込んで、集熱ポンプ１４を間欠運転する。間欠運転は、ＯＦＦ時間５４（例えば９５〔秒〕）と、ＯＮ時間５６（例えば２６５〔秒〕）の繰り返しであるので、経過時間を計測しているタイマ３０の情報をもとに、間欠運転がＯＦＦ時間であるかを判断する（ステップＳ８６）。ＯＦＦ時間であるときは（ステップＳ８６のＹＥＳ）、集熱ポンプ１４をＯＦＦにして停止させ、又は停止状態にあれば、集熱ポンプ１４の停止を維持する（ステップＳ８７）。また、間欠運転がＯＦＦ時間でないときは（ステップＳ８６のＮＯ）、集熱ポンプ１４をＯＮして運転させ、又は集熱ポンプ１４の運転状態を維持する（ステップＳ８８）。斯かる動作の後、ステップＳ６０へ移行し、蓄熱動作Ｐ２が繰り返されると、蓄熱動作Ｐ２を繰り返す毎に間欠運転制御動作ＳＰ２が動作し、３分に１回、レベル変更動作ＳＰ１が動作することになる。
【０１１２】
集熱ポンプ１４を所定時間として例えば、９５〔秒〕間だけ停止させ、その後、停止時間より長い所定時間として例えば、２６５〔秒〕間だけ運転した場合、検知温度Ｔ１の変化は例えば、図１４のようになる。ＯＦＦ時間５４では、温水ＨＭ２は滞留するので温度センサ１６の位置で滞留している温水ＨＭ２は外気の温度に応じて自然増加又は減少する。ＯＮ時間５６では、集熱ポンプ１４が１８００〔ｒｐｍ〕で回転するので、集熱パネル１０で滞留していた温水ＨＭ２が温度センサ１６で検知され、時間６０のように検出温度が上昇する。集熱ポンプ１４をＯＮ時間５６が終了するまで回転することで、集熱パネル１０で滞留していた温水ＨＭ２が太陽熱用熱交換器１２へ送られる。図１４に示す例では、間欠運転により最大で所定温度例えば、１〔℃〕以上、温水ＨＭ２を上昇させる効果が得られる。
【０１１３】
上記実施の形態の特徴事項や利点について、以下に列挙する。
【０１１４】
(1) この熱源装置３０２では、外部から加えられる熱源として太陽熱を用いるので、集熱動作は日射のある時間に行われ、貯湯タンク４に蓄熱される。日の出後及び日没前等の日射量が少ない時間帯及び天候状態により日射量が少ないときには、集熱ポンプ１４の間欠運転を行ない、太陽熱集熱回路３０８を循環する温水の流量をポンプを連続運転させる場合よりも低下させて集熱する。ポンプを間欠運転することで、温水ＨＭ２を熱パネル１０内で一時的に滞留させ、集熱パネル１０で集熱した熱を温水ＨＭ２に熱交換して、温水ＨＭ２の温度を上昇させる。一方、集熱ポンプ１４の運転は、断続的であり、停止している時間帯はエネルギ消費が抑えられている。このため、太陽熱をより有効に蓄熱することができる。
【０１１５】
(2) 集熱ポンプを連続運転させることを前提にした熱源装置では、日射量の低い環境下では太陽熱による温水ＨＭ２の温度上昇量は制限される。集熱ポンプ１４の回転数を更に遅くすると、ポンプの回転が不安定になる又は揚程力が不足し、温水ＨＭ２を循環できなくなり、結果集熱ができなくなる。この熱源装置３０２では、日射量が低い場合又は日射量が低くなった場合に、集熱ポンプ１４を強制的に間欠運転させ、ポンプの停止（ＯＦＦ）とポンプの運転（ＯＮ）を繰り返す。これにより、ポンプを連続運転することでは得られない、実質的に低い回転数の運転を実現させ、集熱効率を高めることができる。
【０１１６】
(3) 太陽熱は、時刻、季節及び天候に応じて増減し、太陽熱の熱量も変動する。このため、熱媒の循環に用いるポンプを低回転数で運転させて熱媒の循環量を抑制するだけでは、熱媒が十分な熱量を得ることができないし、ポンプを低回転数で運転することによるエネルギ消費が発生し、熱効率が十分にとれないという不都合がある。しかも、ポンプを低回転数で運転するには限界があり、必要とされる揚程力が得られない場合には、ポンプは回転しても熱媒を流すことができないという不都合がある。上記実施の形態では、斯かる不都合を改善している。具体的には、ポンプの回転数を断続させ、熱媒の循環量をポンプの最低回転数による循環流量に低下させており、搭載されたポンプの最低回転数以下での循環流量を実現している。この結果、ポンプの連続した回転による最低回転数以下の熱媒循環が可能となり、集熱パネル１０における熱媒の滞留時間が実質的に長くすることができ、熱エネルギの回収率を高め、熱交換効率を向上させている。
【０１１７】
(4) ポンプ回転数を遅くして、熱媒の循環量を減少させて熱媒の滞留時間を長くすることは理論的には可能であるが、ポンプ回転数を断続させることにより、熱媒の循環量の増減幅を拡大でき、結果として、集熱量を高め、熱交換効率の向上を図っている。
【０１１８】
(5) また、ヘッダ方式の集熱パネルでは、複数の渡り配管を配置しているので、集熱パネルを通過させる受熱流体の量を増大させることが容易である。太陽から太陽熱が多く照射される環境では、ΔＴ13の値が大きくなり過ぎ、例えば、５〔℃〕から７〔℃〕の範囲を超える場合がある。そこで、ヘッダ方式の集熱パネルによれば、温水ＨＭ１を効率よく加熱することができる。
【０１１９】
〔第５の実施の形態〕
【０１２０】
第５の実施の形態は暖房・給湯・追焚装置を開示している。この暖房・給湯・追焚装置について、図１５を参照する。図１５は暖房・給湯・追焚装置の構成例を示している。図１５に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図１５において、図１、図４、図６、図８及び図９と同一部分には同一符号を付してある。
【０１２１】
図１５に示す暖房・給湯・追焚装置５０２は、本発明の熱源装置の一例である。貯湯タンク４と、集熱パネル１０と、太陽熱用熱交換器１２と、集熱ポンプ１４と、温度センサ１６、１１６、３１６、３１７と、循環ポンプ１８と、集熱切替弁３３２と、バイパス路３３４と、制御装置２２は第４の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２２】
太陽熱集熱回路５０８には、プレッシャータンク５１０及びリザーブタンク５１２が備えられている。プレッシャータンク５１０は、温水ＨＭ２を溜める貯留タンクの一例であって、太陽熱集熱回路５０８に流れる温水ＨＭ２が上昇した際に、太陽熱集熱回路５０８から温水ＨＭ２をリザーブタンク５１２に流出させるとともに、太陽熱集熱回路５０８に温水ＨＭ２が不足した際に、リザーブタンク５１２から温水ＨＭ２を吸い込む。このため、プレッシャーキャップ５１４には連結パイプ５１６が接続され、この連結パイプ５１６がリザーブタンク５１２内に挿入され、リザーブタンク５１２内の温水ＨＭ２内に没している。
【０１２３】
リザーブタンク５１２は、温水ＨＭ２を貯留する貯留タンクの一例であって、プレッシャータンク５１０から流出し又はプレッシャータンク５１０に供給するための温水ＨＭ２が溜められている。このリザーブタンク５１２には、温水ＨＭ２の水位を検出する水位センサ５１８が設置されている。また、リザーブタンク５１２にはオーバーフローパイプ５２０が接続され、このオーバーフローパイプ５２０では、リザーブタンク５１２の上限レベルを超えた温水ＨＭ２を排出させる。
【０１２４】
貯湯タンク４には、温水ＨＭ１の水位確認手段として水位確認タンク５２２が連通管路５２４により接続され、水位確認タンク５２２及び貯湯タンク４は通気管５２６で連結され大気に開放されている。そして、水位確認タンク５２２には水位センサ５２８が設置されている。貯湯タンク４の温水ＨＭ１は連通管路５２４を通じて水位確認タンク５２２に流れ込み、水位確認タンク５２２内の水位は貯湯タンク４の温水ＨＭ１の水位と同一レベルを呈する。従って、水位センサ５２８には貯湯タンク４の温水ＨＭ１のレベルを表す検出出力が得られる。
【０１２５】
この水位確認タンク５２２には補給水を流し込む補給管路５３０が接続され、この補給管路５３０は上水管路に接続されている。この補給管路５３０には補給水閉止弁５３２及び補給水電磁弁５３４が設置されている。補給水閉止弁５３２は常時開放され、補給水は補給水電磁弁５３４によって供給が制御される。補給水には上水Ｗが用いられる。
【０１２６】
循環路５３６は、分流路５３８と、循環ポンプ１８と、温水ＨＭ１を加熱するための一次熱交換器５４０と、二次熱交換器５４２とを備えている。
【０１２７】
分流路５３８は、貯湯タンク４の入側と出側との間の循環路５３６に連結された管路であって、温水ＨＭ１を分流して貯湯タンク４の出側の温水ＨＭ１に合流させる手段の一例である。
【０１２８】
循環路５３６と分流路５３８との分岐点には貯湯タンク切替弁５４４が設置され、この貯湯タンク切替弁５４４は、貯湯タンク４側に流れる温水流量と、分流路５３８に流れる温水流量とに分配する流量分配手段の一例である。貯湯タンク切替弁５４４の入側の循環路５３６には温度センサ５４６、貯湯タンク４の入側の循環路５３６には開閉弁５４８、貯湯タンク４の出側近傍には温度センサ３１６が設置されている。開閉弁５４８は、循環路５３６を貯湯タンク４の入側で開閉する手段である。温度センサ３１６、５４６の検出温度Ｔ３、Ｔ４は貯湯タンク４側に流れる温水流量と、分流路５３８に流れる温水流量との分配比率の設定や制御に用いられる。温度センサ３１６は熱媒である温水ＨＭ１の温度を検出する温度センサ、温度センサ５４６は負荷側から循環路５３６に戻る温水ＨＭ１の温度を検出する温度センサである。貯湯タンク４の出側の循環路５３６と分流路５３８との合流点には気液分離部５５０が設置されている。気液分離部５５０は、温水ＨＭ１から空気を分離する手段である。
【０１２９】
循環ポンプ１８は、温水ＨＭ１の圧送手段の一例であって、温水ＨＭ１の熱利用や一次熱交換器５４０及び二次熱交換器５４２による加熱の際等に駆動され、循環路５３６に温水ＨＭ１を循環させる。
【０１３０】
一次熱交換器５４０は、燃料ガスの燃焼手段の一例として設置されたバーナ５５２の燃焼排気から主として顕熱を温水ＨＭ１に熱交換する第１の熱交換手段である。二次熱交換器５４２は、バーナ５５２の燃焼排気から主として潜熱を温水ＨＭ１に熱交換する第２の熱交換手段であって、温水ＨＭ１の予備加熱に用いられる。一次熱交換器５４０の出側の循環路５３６には温度センサ５５４、二次熱交換器５４２の出側の循環路５３６には温度センサ５５６が設置され、これらの検出温度Ｔ５、Ｔ６がバーナ５５２の燃焼制御に用いられる。
【０１３１】
この循環路５３６には、温水ＨＭ１の熱を利用する手段として低温暖房回路５５８、高温暖房回路５６０、給湯回路５６２、追焚回路５６４が接続されている。
【０１３２】
低温暖房回路５５８は、循環路５３６の二次熱交換器５４２の出側と貯湯タンク切替弁５４４の入側とから分岐され、低温暖房器５６６に低温側の温水ＨＭ１を循環させる管路である。低温暖房器５６６は、温水ＨＭ１の第１の放熱負荷又は第１の放熱手段の一例であって、例えば、床暖房器である。
【０１３３】
高温暖房回路５６０は、循環路５３６の一次熱交換器５４０の出側と貯湯タンク切替弁５４４の入側とから分岐され、高温暖房器５６８に高温側の温水ＨＭ１を循環させる管路である。高温暖房器５６８は、温水ＨＭ１の第２の放熱負荷又は第２の放熱手段の一例であって、例えば、温風暖房器である。
【０１３４】
給湯回路５６２は給水Ｗを温水ＨＭ１で加熱して温水ＨＷとして出湯する管路であって、この実施の形態では、給湯用熱交換器５７０と、二次熱交換器５７２と、バイパス路５７４とを備える。
【０１３５】
給湯用熱交換器５７０は、温水ＨＭ１の熱を給水Ｗに熱交換する給湯用熱交換手段の一例であって、給湯用熱交換器５７０には例えば、プレート熱交換器が用いられる。この給湯用熱交換器５７０には、給水側に上水圧が作用している。この給湯用熱交換器５７０は、循環路５３６に高温分配弁５７６を介して分岐された循環路５３６Ａに設置され、循環路５３６Ａを通して温水ＨＭ１が循環する。この給湯用熱交換器５７０に穿孔による水漏れが生じた場合には、上水圧が温水ＨＭ１の圧力に打ち勝ち、上水が温水ＨＭ１側に侵入し、貯湯タンク４の水位を上昇させることになる。
【０１３６】
二次熱交換器５７２は、既述のバーナ５５２の燃焼排気から主として潜熱を給水Ｗに熱交換する手段であって、給水Ｗが常温の上水であれば、効率よく潜熱を給水Ｗに熱交換することができる。この予備加熱された給水Ｗには、給湯用熱交換器５７０により温水ＨＭ１の熱が熱交換され、高温の温水ＨＷが得られる。バイパス路５７４は、この温水ＨＷに上水Ｗをミキシングする手段であって、図示しないミキシング弁を用いて高温の温水ＨＷを適温化することができる。給湯回路５６２の上水Ｗの入側には温度センサ５７８、温水ＨＷの出湯側には温度センサ５８０が設置され、これらの検出温度Ｔ７、Ｔ８等が出湯温度の制御としてバーナ５５２の燃焼制御やバイパス路５７４側への給水Ｗとのミキシング比率の制御に用いられる。
【０１３７】
追焚回路５６４は、温水ＨＭ１の熱を浴槽５８２にある浴槽水ＢＷに熱交換し、浴槽水ＢＷを入浴に適する温度に昇温する手段の一例である。この追焚回路５６４は追焚用熱交換器５８４と、追焚ポンプ５８６とを備える。追焚用熱交換器５８４は、温水ＨＭ１の熱を浴槽水ＢＷに熱交換する熱交換手段の一例であって、循環路５３６に高温分配弁５７６を介して分岐された循環路５３６Ｂに設置され、循環路５３６Ｂを通して温水ＨＭ１が循環する。追焚ポンプ５８６は、追焚時、浴槽水ＢＷを浴槽５８２から追焚用熱交換器５８４を通して浴槽５８２に循環させる手段である。追焚回路５６４の浴槽５８２の出側には温度センサ５８８が設置され、その検出温度Ｔ９が追焚制御に用いられる。
【０１３８】
この追焚回路５６４と給湯回路５６２との間には注湯回路５９０が接続され、この注湯回路５９０は、注湯電磁弁５９２を介して給湯回路５６２と追焚回路５６４とを連結している。注湯電磁弁５９２は、上水Ｗ側と浴槽水ＢＷとを絶縁する手段の一例である。
【０１３９】
これら検出温度Ｔ１〜Ｔ９及びＴout は制御情報として制御装置２２に取り込まれる。集熱ポンプ１４、循環ポンプ１８、追焚ポンプ５８６の駆動やバーナ５５２の燃焼が制御装置２２の駆動出力によって制御される。
【０１４０】
次に、熱源制御について、図１６及び図１７を参照する。図１６及び図１７は流量制御の処理手順の一例を示している。図１６及び図１７に示す処理手順は一例であって、斯かる処理に本発明が限定されるものではない。図１６及び図１７において、ａ、ｂ及びｃはフローチャート間の連結子を示している。
【０１４１】
この処理手順は、本発明の熱源制御方法又は熱源制御プログラムの一例である。図１６に示す処理手順では、暖房・給湯・追焚装置５０２を電源に接続すると、電源の「入」が検出され（ステップＳ１０１）、回路異常のプリチェック（事前確認）をする（ステップＳ１０２）。プリチェックでは、集熱回路漏水異常、温度センサのオープン又はショート、集熱数位電極異常、集熱切替弁異常、電装基板異常を確認し、これらに異常があれば（ステップＳ１０２でＮＯ）、これらの異常に応じた警報を発生して（ステップＳ１０３）、電源を切り離して「切」状態にする（ステップＳ１０４）。警報の発生により原因の除去がなされた後に、暖房・給湯・追焚装置５０２を電源に再接続が行われる。
【０１４２】
プリチェックで異常がなければ（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、集熱切替弁３３２の貯湯タンク４側を閉じ（ステップＳ１０５）、バイパス路３３４との間を開放し、太陽熱用熱交換器１２との間を閉止し、集熱パネル１０を通過した温水ＨＭ２が太陽熱用熱交換器１２を通らない回路を形成する。リモコン装置３４２の時刻設定が終了しているかを判断して（ステップＳ１０６）、時刻設定が終了していなければ（ステップＳ１０６でＮＯ）、時刻設定の判断が繰り返され、時刻設定が設定済みであれば（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、集熱切替弁３３２が循環位置又は待機位置であるかを判断する（ステップＳ１０７）。集熱切替弁３３２には、バイパス路３３４を開放するとともに太陽熱用熱交換器１２との間を閉止し、バイパス３３４を経由して温水ＨＭ２を循環させる循環位置と、バイパス路３３４との間を開放するとともに太陽熱用熱交換器１２との間を開放する待機位置と、バイパス路３３４との間を閉止するとともに太陽熱用熱交換器１２との間を開放して、太陽熱用熱交換器１２を経由して温水ＨＭ１を熱交換する熱交換位置がある。循環位置又は待機位置でなはなく、熱交換位置にあれば（ステップＳ１０７のＮＯ）集熱運転終了時刻（例えば、１９：００）後か否かを判断し（ステップＳ１０８）、集熱運転終了時刻の後であれば（ステップＳ１０８のＹＥＳ）集熱ポンプ１４をＯＦＦにして停止し（ステップＳ１０９）、集熱切替弁３３２の貯湯タンク４側を閉じ（ステップＳ１１０）、集熱切替弁３３２の位置確認（ステップＳ１０７）へ戻る。
【０１４３】
循環位置又は待機位置であれば（ステップＳ１０７のＹＥＳ）、現在の時刻が集熱運転の開始時刻範囲（例えば、７：００〜１７：００）内かを判断し（ステップＳ１１１）、範囲内であれば（ステップＳ１１１のＹＥＳ）、貯湯タンク４の出側付近の検出温度Ｔ３がＴmax 以下（Ｔ３≦Tmax）かを判断し（ステップＳ１１２）、Ｔmax 以下であれば（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、集熱切替弁３３２の貯湯タンク４側を閉じ（ステップＳ１１３）、集熱ポンプ１４をＯＮにして運転する（ステップＳ１１４）。集熱ポンプの運転を監視して集熱ポンプの回転数が正常かを判断する（ステップＳ１１５）。回転数の判断は、集熱ポンプ１４の起動を待って行うため、起動待ち時間として例えば、１２０〔秒〕後に行う。回転数が例えば、５００〔ｒｐｍ〕以上でななければ（ステップＳ１１５のＮＯ）、集熱ポンプ１４をＯＦＦにして停止させ（ステップＳ１１６）、集熱ポンプ回転異常として警報を発生させた後（ステップＳ１１７）、電源を切断する（ステップＳ１０４）。
【０１４４】
集熱ポンプ１４の回転が例えば５００〔ｒｐｍ〕以上であれば（ステップＳ１１５のＹＥＳ）、所定時間として例えば１８０〔秒〕の経過を経て（ステップＳ１１８）、温度Ｔ１が温度Ｔ３より３〔℃〕以上高いかを判断し（ステップＳ１１９）、温度Ｔ１が高くなければ（ステップＳ１１９のＮＯ）、温水ＨＭ２と温水ＨＭ１の間に、温水ＨＭ１を加熱するための温度差が得られていないと判断して沸騰防止動作の判断をし（ステップＳ１２０）、温度Ｔ１が高ければ（ステップＳ１１９のＹＥＳ）、温度Ｔ３がＴmax 以下であるかを判断する。温度Ｔ３がＴmax 以下であれば（ステップＳ１２１でＹＥＳ）、集熱切替弁３３２を熱交換器側に切替えて、温水ＨＭ２の流れを、バイパス路３３４を循環する流れから、集熱切替弁３３２の貯湯タンク４側を開とする（ステップＳ１２２）。
【０１４５】
集熱中であることを表す集熱ランプを点灯させ（ステップＳ１２３）、集熱ポンプ１４を可変制御する（ステップＳ１２４）。可変制御は集熱ポンプ１４の連続運転状態の下での回転数の変更の他、集熱ポンプ１４を間欠運転して平均の回転数を変更する動作も含む。斯かる変更は流量テーブル３６０（図１０）及び運転比率テーブル５０（図２）を用いて行う。変更動作は第４の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１４６】
集熱ポンプ１４の可変制御（ステップＳ１２４）は、回転数レベルが０以外で集熱ポンプ１４が連続運転中であれば（ステップＳ１２５のＮＯ）と、回転数レベルが０で間欠運転状態にあり（ステップＳ１２５のＹＥＳ）、温度Ｔ１が温度Ｔ３より２〔℃〕以上低くなければ（ステップＳ１２６のＮＯ）、集熱ポンプ１４の可変制御を繰り返す。回転数レベルが０であれば（ステップＳ１２５のＹＥＳ）、温度Ｔ１が温度Ｔ３より２〔℃〕以上低ければ（ステップＳ１２６のＹＥＳ）、集熱するより集熱ポンプ１４を停止した方がエネルギ効率が良いと判断し、集熱切替弁３３２の貯湯タンク４側を閉じ（ステップＳ１２７）、集熱ポンプを停止し（ステップＳ１２８）、集熱ランプを消灯する（ステップＳ１２９）。集熱ポンプの停止期間は、天候の回復などにより外部環境が集熱可能な状況まで回復したかを定期的に確認するための間隔であり、待ち時間として例えば１５分間に設定する。このように停止期間を設定し、期間経過後に集熱切替弁３３２の位置確認（ステップＳ１０７）を開始することにより、天候の回復などによる集熱環境が改善すれば、集熱を再開することを可能にすることができる。
【０１４７】
現在の時刻が集熱運転の開始時刻範囲内でなければ（ステップＳ１１１のＮＯ）と、Ｔ３がＴmax 以下でなければ、即ちＴmax を超えれば（ステップＳ１１２のＮＯ及びステップＳ１２１のＮＯ）、集熱切替弁３３２の位置確認（ステップＳ１０７）へ戻り、時刻及びＴ３の温度条件が得られるまで判断を繰り返す。これにより、効率的な集熱を行うことができる。
【０１４８】
また、沸騰防止動作判断（ステップＳ１２０）では、温度Ｔ１の温度が沸騰防止動作基準値より高ければ（ステップＳ１２０のＹＥＳ）、沸騰防止動作を行う必要があると判断し、集熱切替弁３３２の貯湯タンク４側を閉じる（ステップＳ１３０）。温水ＨＭ２は、バイパス路３３４を経由して循環するので、集熱パネル１０に滞留することがなく、温水ＨＭ２の沸騰を防止できる。また、温水ＨＭ２は太陽熱用熱交換器１２を経由しないので、温水ＨＭ１がＴmax として例えば８０〔℃〕以上に過熱するのを防止することができる。
【０１４９】
温度Ｔ１の温度が沸騰防止動作基準値より低ければ（ステップＳ１２０のＮＯ）、沸騰防止動作を行う必要がないと判断し、集熱ポンプ１４をＯＦＦにして停止させ（ステップＳ１３１）させ、規定時間経過後（ステップＳ１３２のＹＥＳ）、集熱切替弁３３２の位置確認（ステップＳ１０７）を開始する。温度Ｔ１がＴ３＋３〔℃〕未満であれば、集熱ポンプ１４を停止するので、温水ＨＭ２の循環によるエネルギ消費を抑制できる。
【０１５０】
〔第６の実施の形態〕
【０１５１】
既述の集熱パネル１０にはヘッダ方式に代え、１パス方式の集熱パネルを用いてもよい。そこで、第６の実施の形態では、１パス方式の集熱パネルを開示している。この集熱パネルについて、図１８を参照する。図１８は１パス方式の集熱パネルを示している。
【０１５２】
図１８の各図Ａ、Ｂ及びＣに示すように、この集熱パネル６０２は長方形平板状の筐体部６０３を備えている。この実施の形態においても、図１８のＡに示すように、防護カバー６０４の一部を省略し、筐体部６０３の内部を露出させている。この筐体部６０３の内部には、筐体部５０３の面内で最も受熱量を高めるために蛇行させた単一の蛇行配管６０６が配置され、温水ＨＭ２は蛇行配管６０６の一端６０８（取入口）から導入して他端６１０（取出口）から取り出される。
【０１５３】
この集熱パネル６０２では、受熱流体が１本の蛇行配管の内部を通過するので、受熱流体が集熱パネルの通過に要する時間がほぼ一定となり。取り出される受熱流体の温度の変動を抑えられる。
【０１５４】
また、上記実施の形態では、１枚の集熱パネルで説明したが、複数の集熱パネルを直列に配置し又は並列に配列した集熱パネルを用いてもよい。集熱パネルを大型化することで、太陽エネルギの集熱量を増加させることができる。
【０１５５】
〔実験例〕
【０１５６】
実験例について、図１９及び図２０を参照する。図１９は各測定日における集熱効率を示し、図２０は日射量と集熱効率比率の関係を示している。
【０１５７】
図１９は横軸を集熱効率を測定した測定日とし、縦軸を集熱効率〔％〕で表している。そこで、この実施例の集熱効率を求めると、
集熱効率＝日積算集熱量÷日積算日射量×１００〔％〕 ・・・(4)
で表すことができる。
【０１５８】
図２０は横軸が集熱効率の測定日、左側の縦軸が集熱効率比率〔％〕、右側縦軸を日射量〔ＭＪ／日〕を取ることにより、日射量と集熱効率比率の関係を表している。そこで、集熱効率比率は、間欠運転なしで集熱したときの集熱効率を１００〔％〕とした場合の比率である。間欠運転としない場合には、各測定日とも集熱効率比率は１００〔％〕であり、集熱効率比率は、
集熱効率比率＝集熱効率÷間欠運転なしの集熱効率×１００〔％〕 ・・・(5)
となる。
【０１５９】
一例として、８月１２日から９月８日までの期間を測定日とし、間欠運転を行わずに連続運転で集熱した場合と比較すると、図１９に示すように、いずれの測定日においても、間欠運転を行わない場合を上回る集熱効率又は間欠運転を行わない場合と同等の集熱効率が得られることが確認された。
【０１６０】
図２０に示す日射効率比率では、日射量が５０〜６０％の範囲であった８月１２日、８月１５日及び９月８日において１１５％以上の集熱効率比率を得ることができ、特に、９月８日には、間欠運転をしない場合の５倍以上の集熱効率であることが確認された。日射量が少なく、集熱ポンプを連続運転することでは十分な集熱が得られない環境下であっても集熱ポンプの間欠運転により集熱し、集熱効率が高められる。
【０１６１】
〔他の実施の形態〕
【０１６２】
(1) 第１の実施形態ないし第３の実施の形態では、温水ＨＭ２の検出温度を基に集熱ポンプ１４を制御したが例えば、温水ＨＭ２の流量情報を制御情報として追加することができる。例えば、温水ＨＭ２の流量が最低流量又はその近傍値よりも多ければ、即ち、集熱ポンプ１４が最低回転数又はその近傍値よりも高速で回転すれば、回転数を低速にする制御を行い、温水ＨＭ２の流量が最低流量又はその近傍値である場合に間欠状態に切り替えるようしてもよい。このように制御すると、温水ＨＭ２の流量の変更を段階的に制御することができる。
【０１６３】
(2) 第１の実施形態では出湯温度の目標値として例えば３５〔℃〕未満のように固定値を設定したがこれに限らない。固定値を３５〔℃〕以外の数値としてもよいし、例えば、熱交換開始からの経過時間又は時刻情報に応じて数値を上昇又は減少させるなどの変数としてもよい。
【０１６４】
(3) 第２の実施形態では検出温度Ｔ１及びＴ２並びに温水ＨＭ２の流量Ｌ１を用いて集熱パネル１０に加えられる熱を監視したがこれに限らない。例えば集熱パネル１０の近傍に日射センサを配置して日射センサが検出する日射量を制御装置２２に取り込んで斯かる日射量を基に集熱パネル１０に加えられる熱を判断することも可能である。日射センサを用いると、制御装置２２において、検出温度Ｔ１及びＴ２並びに温水ＨＭ２の流量を演算処理する必要がない。また、検出温度Ｔ１及びＴ２並びに温水ＨＭ２の流量から熱量を求めれば、日照による熱量が求められるので、日射センサを配置する必要がなくなる。
【０１６５】
(4) 第２の実施形態では検出温度Ｔ１及びＴ２並びに温水ＨＭ２の流量Ｌ１を用いて集熱パネル１０に加えられる熱を監視したがこれに限らない。例えば集熱ポンプ１４の回転が低回転数で固定される場合又は低回転数のときに加えられる熱を監視する場合には、集熱ポンプ１４の回転が一定であり温度差ΔＴ12が加えられる熱量に比例又はほぼ比例することになる。この場合検出温度Ｔ１及びＴ２を用いて集熱パネル１０に加えられる熱を監視することができるので、制御装置２２における演算処理の負荷を軽減することができる。
【０１６６】
(5) 上記実施の形態では外部から加えられる熱として太陽熱を利用して集熱したがこれに限らない。例えば、燃焼熱や排熱を利用した熱源外部から加えられる熱として用いてもよい。
【０１６７】
(6) 上記実施の形態では、間欠運転における停止時間（滞留時間）と運転時間（稼働時間）を１つの設定値としたがこれに限らない。集熱ポンプ１４の稼働時間として、例えば、集熱パネル１０の入側の温水ＨＭ２が出口側に到達する時間に設定してもよい。その他、例えば、複数の停止時間を設定して外部から加えられる熱量に応じて停止時間を変更するようにしてもよい。また、複数の運転時間を設定して外部から加えられる熱量に応じて停止時間を変更するようにしてもよい。停止時間又は運転時間の何れかを複数設定すれば、複数の異なる平均の回転数を設定することができる。
【０１６８】
(7) 所定の熱量が得られない場合に集熱切替弁を切り替えてバイパスを循環させて蓄熱して、温水の温度を上昇させた後に太陽熱用熱交換器１２へ送るようにしてもよい。
【０１６９】
(8) 第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態では、ＲＯＭに運転比率テーブルを設定して集熱ポンプを制御したが、第４の実施の形態で説明したように、流量テーブルを設定して集熱ポンプの回転数を段階的に変更する制御を行い、時刻テーブルを設定して、運転開示時刻及び運転終了時刻を判断する構成としてもよい。また、集熱切替弁とバイパス路を配置して集熱環境に応じてバイパス路を経由する循環を行うように構成してもよい。第４の実施の形態で説明した構成、制御及び動作等は、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態で説明した構成及び制御又は動作と矛盾しない範囲において、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態に適用可能であることは勿論である。
【０１７０】
(9) 第１の実施の形態（図１）、第２の実施の形態（図４）、第３の実施の形態（図６）では、集熱回路にバイパス路を明示していないが、第４の実施の形態（図８）と同様に、バイパス路を形成し、温水のバイパス制御を行ってもよい。
【０１７１】
(10) 上記実施の形態では受熱流体である温水ＨＭ２の流量の監視を集熱ポンプ１４の回転数によって監視しているが、流量センサを設置して流量を検出し、その検出信号で流量監視をする構成としてもよい。
【０１７２】
(11) 集熱ポンプ１４の間欠制御について、動作時間と停止時間の比率や、動作と停止の断続ハターンは任意に設定することができ、上記実施の形態に限定されない。
【０１７３】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
この発明は、太陽熱等の外部からの熱を効率的に利用する熱源装置等に適用でき、熱交換効率を高め、熱利用に広く適用でき、有用である。
【符号の説明】
【０１７５】
２ 熱源装置
４ 貯湯タンク
６ 循環路
８、１０８、２０８、３０８、５０８ 太陽集熱回路
１０ 集熱パネル
１４ 集熱ポンプ
１６、１１６、３１６、３１７、５４４、５４６、５５６、５８８ 温度センサ
１８ 循環ポンプ
３３２ 集熱切替弁
３３４ バイパス路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱等の外部からの熱を流体に熱交換する技術に関し、例えば、太陽熱を熱源に用いる熱源装置、熱源制御方法及び熱源制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上水加熱、熱媒加熱等の熱源に太陽熱が利用されている。太陽熱は自然エネルギであるから、これを熱源に利用することは自然エネルギの有効利用であるとともに、炭酸ガスの排出がない等、有益である。
【０００３】
太陽熱の利用に関し、上水が供給される貯湯槽に第１及び第２の熱交換器が設置され、第１の熱交換器に太陽熱集熱器で集熱した熱媒を循環させて熱交換し、第２の熱交換器にボイラで加熱した温水の熱を熱交換することが知られている（例えば、特許文献１）。この装置では、貯湯槽内の上水の加熱に太陽熱が利用され、加熱した上水が温水として供給される。また、ボイラで加熱した温水は暖房や浴槽追焚きに利用される。
【０００４】
また、熱源に燃焼排気を用いる熱源装置では、熱媒の熱を第１の熱交換手段により給水又は浴槽水に熱交換し、燃焼排気の潜熱を第２の熱交換手段により給水又は浴槽水に熱交換する熱源装置や、熱交換装置が知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−１３４４３２号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、太陽熱等、自然エネルギの利用は極めて有益であるが、自然要因に支配されることになる。太陽熱で利用できる熱量は日照時間、季節及び天候の影響を受ける。
【０００７】
太陽熱を熱源に利用した熱源装置では、熱媒の循環量を抑制することにより、集熱パネルに対する熱媒の滞留時間を長くすれば、熱媒に対する集熱量を確保することができる。また、循環量の抑制はポンプを低回転にすれば可能であるが、通常の循環量を確保するため、ポンプの低回転数を定格以下に低減することはできない。このため、ポンプを低回転数で運転させて熱媒の循環量を抑制するだけでは、熱媒が十分な熱量を得ることができない。また、ポンプを低回転数で運転することによるエネルギ消費が発生し、効率を低下させることになる。
【０００８】
また、ポンプを低回転数で運転するには限界があり、集熱パネルが高所に設置されることにより、必要とされる揚程力が得られない場合には、熱媒の循環ができない等の不都合がある。
【０００９】
斯かる課題について、特許文献１及び２にはその開示や示唆はなく、それを解決する構成等についての開示や示唆はない。
【００１０】
そこで、本発明の熱源装置、熱源制御方法又は熱源制御プログラムの目的は、上記課題に鑑み、熱エネルギの利用率を高め、熱交換効率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の熱源装置、熱源制御方法又は熱源制御プログラムは、熱エネルギの利用率を高め、熱交換効率を高めるため、以下の構成を備えている。
【００１２】
本発明の第１の側面である熱源装置は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の温度及び流量を監視し、前記温度が所定温度以下である場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する制御部とを備える構成である。
【００１３】
また、本発明の第２の側面である熱源装置は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、前記熱交換手段に加えられる熱及び前記受熱流体の流量を監視し、前記熱交換手段に加えられる熱量が低下した場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する制御部とを備える構成である。
【００１４】
また、本発明の第３の側面である熱源装置は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の出側温度を検出する温度検出手段と、前記熱交換手段に前記受熱流体を流す流路に設置されたポンプと、前記出側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する制御部とを備える構成である。
【００１５】
また、本発明の第４の側面である熱源装置は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の入側温度を検出する温度検出手段と、前記熱交換手段に前記受熱流体を流す流路に設置されたポンプと、前記入側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する制御部とを備える構成である。
【００１６】
また、本発明の第５の側面である熱源装置は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、前記受熱流体の熱が熱交換された熱媒により蓄熱する蓄熱手段と、前記熱交換手段から出る前記受熱流体の温度を検出する第１の温度検出手段と、前記蓄熱手段の前記熱媒の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記熱交換手段に前記受熱流体を流す流路に設置されたポンプと、前記第１の温度検出手段及び前記第２の温度検出手段の検出温度を監視し、これら検出温度の差が所定温度以下である場合、前記ポンプを低回転数で間欠運転させ、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の平均流速を前記ポンプの連続回転による最低流速未満に制御する制御部とを備える構成である。
【００１７】
また、本発明の第６の側面である熱源制御方法は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の温度及び流量を監視し、前記温度が所定温度以下である場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する工程とを含む構成である。
【００１８】
また、本発明の第７の側面である熱源制御方法は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、前記熱交換手段に加えられる熱及び前記受熱流体の流量を監視し、前記熱交換手段に加えられる熱量が低下した場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する工程とを含む構成である。
【００１９】
また、本発明の第８の側面である熱源制御方法は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の出側温度を検出する工程と、前記熱交換手段に前記受熱流体をポンプにより流す工程と、前記出側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する工程と、を含む構成である。
【００２０】
また、本発明の第９の側面である熱源制御方法は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の入側温度を検出する工程と、前記熱交換手段に前記受熱流体をポンプにより流す工程と、前記入側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する工程とを含む構成である。
【００２１】
また、本発明の第１０の側面である熱源制御方法は、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、前記受熱流体の熱が熱交換された熱媒により蓄熱する工程と、前記熱交換手段から出る前記受熱流体の温度を第１の温度検出手段により検出する工程と、前記蓄熱手段の前記熱媒の温度を第２の温度検出手段により検出する工程と、前記熱交換手段に前記受熱流体を流す工程と、前記第１の温度検出手段及び第２の温度検出手段の検出温度を監視し、これら検出温度の差が所定温度以下である場合、前記ポンプを低回転数で間欠運転させ、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の平均流速を前記ポンプの連続回転による最低流速未満に制御する工程とを含む構成である。
【００２２】
また、本発明の第１１の側面である熱源制御プログラムは、熱源装置に搭載されたコンピュータに、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段に流れる前記受熱流体の温度及び流量を監視し、前記温度が所定温度以下である場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する機能とを実行させる構成である。
【００２３】
また、本発明の第１２の側面である熱源制御プログラムは、熱源装置に搭載されたコンピュータに、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段に加えられる熱及び前記受熱流体の流量を監視し、前記熱交換手段に加えられる熱量が低下した場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する機能とを実行させる構成である。
【００２４】
また、本発明の第１３の側面である熱源制御プログラムは、熱源装置に搭載されたコンピュータに、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段に流れる前記受熱流体の出側温度の検出情報を取り込む機能と、前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプを動作させる機能と、前記出側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する機能と実行させる構成である。
【００２５】
また、本発明の第１４の側面である熱源制御プログラムは、熱源装置に搭載されたコンピュータに、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段に前記熱交換を開始させる機能と、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の入側温度の検出情報を取り込む機能と、前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプを動作させる機能と、前記入側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する機能とを実行させる構成である。
【００２６】
また、本発明の第１５の側面である熱源制御プログラムは、熱源装置に搭載されたコンピュータに、外部から加えられる熱を受熱流体に熱交換する熱交換手段に熱交換させる機能と、前記受熱流体の熱が熱交換された熱媒に蓄熱させる処理を実行させる機能と、前記熱交換手段から出る前記受熱流体の温度を検出する第１の温度検出手段の検出温度情報を取り込む機能と、前記蓄熱手段の前記熱媒の温度を検出する第２の温度検出手段の検出温度情報を取り込む機能と、前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプを動作させる機能と、前記第１の温度検出手段及び前記第２の温度検出手段から得た前記検出温度情報を監視し、前記検出温度の差が所定温度以下である場合、前記ポンプを低回転数で間欠運転させ、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の平均流速を前記ポンプの連続回転による最低流速未満に制御する機能とを実行させる構成である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。
【００２８】
(1) 外部からの熱量を効率的に受熱流体に変換でき、その結果、受熱流体の温度上昇を増大させることができる。従って、太陽熱等の外部からの熱エネルギの利用率を高めることができ、熱交換効率を高めることができる。
【００２９】
(2) 受熱流体の流量を間欠状態に制御し、受熱流体の集熱量を増大させることができる。
【００３０】
(3) 受熱流体の流量を停止させる時間が設定されるので、受熱流体を流すためのエネルギ消費が抑えられ、熱エネルギの利用率を向上させ、熱交換効率を高めることができる。
【００３１】
そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１の実施の形態に係る熱源装置の一例を示す図である。
【図２】運転比率テーブルの一例を示す図である。
【図３】流量制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態に係る熱源装置の一例を示す図である。
【図５】流量制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施の形態に係る熱源装置の一例を示す図である。
【図７】流量制御の一例を示すフローチャートである。
【図８】第４の実施の形態に係る熱源装置の一例を示す図である。
【図９】制御装置及びリモコン装置の一例を示す図である。
【図１０】流量テーブルの一例を示す図である。
【図１１】集熱パネルの一例を示し、（Ａ）は集熱パネルの正面図、（Ｂ）は集熱パネルの右側面図、（Ｃ）は集熱パネルの底面図である。
【図１２】第４の実施の形態に係る流量制御の一例を示すフローチャートである。
【図１３】集熱ポンプ制御の一例を示すフローチャートである。
【図１４】ポンプの回転数と出口側検出温度の関係の一例を示す図である。
【図１５】第５の実施の形態に係る暖房・給湯・追焚き装置を示す図である。
【図１６】流量制御の一例を示すフローチャートである。
【図１７】流量制御の一例を示すフローチャートである。
【図１８】第６の実施の形態に係る１パス方式の集熱パネルの構成例を示す図である。
【図１９】各測定日における集熱効率の一例を示す図である。
【図２０】日射量と集熱効率比率の関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
〔第１の実施の形態〕
【００３４】
第１の実施の形態は、熱交換手段に流れる受熱流体の温度及び流量を監視し、その温度が所定温度以下である場合、受熱流体の流れを間欠状態に制御する構成を含んでいる。この第１の実施の形態について、図１及び図２を参照する。図１は熱源装置の一例を示す図であり、図２は、運転比率テーブルの一例を示す図である。図１に示す構成及び図２に示すテーブルは一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００３５】
図１に示す熱源装置２では、熱媒体として温水ＨＭ１を溜める貯湯タンク４と、温水ＨＭ１を循環させる循環路６とが備えられ、温水ＨＭ１の加熱手段として太陽熱集熱回路８が備えられている。
【００３６】
貯湯タンク４は、温水ＨＭ１を溜める貯留手段の一例であるとともに、温水ＨＭ１を以て蓄熱する蓄熱手段の一例でもある。この貯湯タンク４の温水ＨＭ１には、太陽熱集熱回路８に循環する温水ＨＭ２の熱量が熱交換される。
【００３７】
太陽熱集熱回路８は、熱源に太陽熱を利用して集熱し、受熱流体として温水ＨＭ２を循環させ、その熱を温水ＨＭ１に熱交換する手段の一例である。この太陽熱集熱回路８は密閉回路であって、集熱パネル１０、太陽熱用熱交換器１２、集熱ポンプ１４が備えられている。即ち、集熱ポンプ１４が停止しても、集熱回路８内にある温水ＨＭ２に空気の侵入が阻止され、ポンプ停止時の回路内圧を維持する構成である。
【００３８】
集熱パネル１０は、外部から加えられる太陽熱を集熱し、その熱（熱量）を温水ＨＭ２に熱交換する熱交換手段の一例である。太陽熱用熱交換器１２は、貯湯タンク４に設置され、温水ＨＭ２の熱を温水ＨＭ１に熱交換する。集熱ポンプ１４は、温水ＨＭ２を圧送して集熱パネル１０及び太陽熱用熱交換器１２に流す温水圧送手段の一例である。集熱ポンプ１４は例えば、ＤＣ（直流）モータを用いたポンプであり、ポンプを停止した際に温水ＨＭ２が逆流することを防止する逆流防止機能を備えている。集熱パネル１０の出側には温度センサ１６が設置され、温度センサ１６の検出温度Ｔ１が集熱パネル１０の出側の温度である。換言すれば、太陽熱用熱交換器１２から見れば、太陽熱用熱交換器１２による温水ＨＭ２の熱交換前の温度、即ち、入側の温度を表す。検出温度Ｔ１は集熱ポンプ１４の制御に用いられる。温度センサ１６には、例えばサーミスタを用いることができる。
【００３９】
循環路６には、循環ポンプ１８と、温水ＨＭ１の熱エネルギを消費する負荷２０とが備えられる。負荷２０は熱媒である温水ＨＭ１が持つ熱量の利用即ち、放熱する負荷手段であればどのようなものでもよく、例えば、温水ＨＭ１の熱を利用する手段として低温暖房器、高温暖房器、給湯回路、浴槽の追焚回路等である。
【００４０】
検出温度Ｔ１は制御情報として制御装置２２に取り込まれ、集熱ポンプ１４の駆動が、制御装置２２の駆動出力によって制御される。制御装置２２はマイクロコンピュータ等のコンピュータによって構成されており、熱源装置２の制御部として機能し、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）２４、ＲＯＭ（Read-Only Memory）２６、ＲＡＭ（Random-Access Memory）２８、計時手段としてタイマ３０を備える。ＣＰＵ２４はＲＯＭ２６にある制御プログラムを実行して熱源装置２を制御する。ＲＯＭ２６は制御プログラムの他、流量を制御するための温度情報及び時間情報等の設定値を流量制御情報として格納し、例えば、熱交換後の温水ＨＭ２の温水温度設定値を格納している。また、ＲＯＭ２６には、運転比率テーブル５０（図２）が設定され、集熱ポンプ１４を間欠運転に制御して、温水ＨＭ２の流れを間欠状態に制御する制御情報を格納している。ＲＯＭ２６やＲＡＭ２８等の記憶媒体には、読み書き可能な不揮発性メモリとして例えば、ＥＥＰＲＯＭを用いてもよい。
【００４１】
温水温度設定値は、集熱ポンプ１４を連続運転から間欠運転に切替えて、温水ＨＭ２の流れを連続状態から間欠状態にするための温度設定値の一例であり、例えば３５〔℃〕に設定される。
【００４２】
図２に示す運転比率テーブル５０には、集熱ポンプ１４を運転する割合を表す値として、集熱ポンプ１４の回転数５２と、集熱ポンプ１４を停止させる時間としてＯＦＦ時間５４と、集熱ポンプ１４を運転させる時間としてＯＮ時間５６と、停止と運転の繰り返しの１サイクルとして、ＯＦＦ時間５４とＯＮ時間５６の合計時間５８が格納される。回転数５２には、集熱ポンプ１４を間欠運転する際の回転数が格納される。この回転数は、間欠運転時の回転数を低くするため、低い回転数に設定する。ＯＮ時間５６には、集熱ポンプ１４を回転数５２で回転した場合に、集熱パネル１０の取入口にある温水ＨＭ２が集熱パネル１０の取出口から導出されて太陽熱用熱交換器１２の通過に要する時間（単位：〔秒〕）を設定する。ＯＦＦ時間５４は、ＯＮ時間５６に対する相対値であり、所望の流量に合わせて時間（単位：〔秒〕）を設定する。回転数５２、ＯＦＦ時間５４、ＯＮ時間５６、合計時間５８として、例えばそれぞれ１８００、９５、２６５及び３６０を設定すると、運転比率ＯＲは、
運転比率ＯＲ＝ＯＮ時間５６／（ＯＮ時間５６＋ＯＦＦ時間５４） ・・・(1)
で表され、
運転比率ＯＲ＝２６５／３６０＝０．７３６ ・・・(2)
となる。集熱ポンプ１４により９５〔秒〕の停止と１８００回転での２６５〔秒〕の運転を繰り返して間欠運転すると、平均回転数ＡＲＮは、
平均回転数ＡＲＮ＝回転数５２×運転比率ＯＲ
＝１８００×０．７３６＝１３２５〔ｒｐｍ〕 ・・・(3)
となる。この平均回転数ＡＲＮは、集熱ポンプ１４を連続回転させた場合、集熱ポンプ１４の例えば、定格の最低回転数より小さくなり、温水ＨＭ２の平均流速が集熱ポンプ１４の連続回転による最低流速未満になる。つまり、最低流量よりも低い平均流量が得られる。
【００４３】
制御装置２２はＲＯＭ２６に格納している流量等の制御情報と検出温度Ｔ１を制御情報に用いてその演算等の処理により、制御出力を発生する。ＲＡＭ２８はプログラムの実行エリアを構成するとともに、一時的な情報の記憶を行う。タイマ３０は時間制御のための時間情報を生成する手段の一例である。制御装置２２は、マイクロコンピュータで構成され、所謂ワンチップマイコンで構成すればよい。
【００４４】
次に、熱源制御について、図３を参照する。図３は流量制御の処理手順の一例を示している。図３に示す処理手順は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００４５】
この処理手順は、本発明の熱源制御方法又は熱源制御プログラムの一例である。図３に示す処理手順では、熱源の制御は制御装置２２で制御プログラムを実行することにより実行され、熱源の制御は検出温度Ｔ１を監視して集熱ポンプ１４をフィードバック制御することで行う。外部から熱が加えられると、集熱ポンプ１４を運転して、外部から加えられる熱を温水ＨＭ２に熱交換する（ステップＳ１１）。そして、温水ＨＭ２の検出温度Ｔ１及び流量が監視される（ステップＳ１２）。熱交換により温水ＨＭ２の温度が上昇するが、温度センサ１６では、出側温度である検出温度Ｔ１が検出される。この検出温度Ｔ１は制御装置２２に取り込まれる。また、温水ＨＭ２の流量情報は、集熱ポンプ１４の回転速度により監視される。
【００４６】
検出温度Ｔ１が設定値未満であるかを判断し（ステップＳ１３）、温水温度設定値未満であれば（ステップＳ１３のＹＥＳ）、集熱ポンプ１４を間欠運転して温水ＨＭ２の流れを間欠状態に制御する（ステップＳ１４）。また、温水温度設定値以上であれば（ステップＳ１３のＮＯ）、ステップＳ１２に戻り、既述の検出温度Ｔ１及び温水ＨＭ２の流量の監視とともに、検出温度Ｔ１が設定値未満であるか否かの判断が繰り返される。
【００４７】
温水ＨＭ２の流れの間欠状態は、ＲＯＭ２６に格納されている回転数５２、ＯＦＦ時間５４及びＯＮ時間５６に従って、集熱ポンプ１４が間欠運転に制御される。即ち、集熱ポンプ１４は集熱ポンプ１４の最低回転数又はその近傍で回転数で、間欠状態に制御される。この場合、集熱ポンプ１４を間欠運転した際の平均の回転数は、集熱ポンプ１４の定格の最低回転数未満となる。つまり、温水ＨＭ２の流量は、集熱ポンプ１４の回転数に従って減少させることができ、温水ＨＭ２の流量は集熱ポンプ１４を既述の最低回転数による流量（最低流量）未満に制御することができる。なお、集熱ポンプ１４の既述の最低回転数は、集熱ポンプ１４を安定回転が得られる最低回転数又は、温水ＨＭ２を集熱パネル１０の高さまで押し上げ、又は汲むために必要な最低回転数を設定すればよい。太陽熱集熱回路８の最低流量は、例えば、集熱パネル１０の構造及び耐久性等から導き出せばよい。
【００４８】
このように、温水ＨＭ２の流れが間欠状態になれば、温水ＨＭ２の流量を連続状態で流す最低流量よりも低流量の平均流量で循環させることができる。この流量で十分な吸熱が得られた温水ＨＭ２を太陽熱用熱交換器１２へ送出できる。この間欠動作では、集熱ポンプ１４の駆動モータによる消費電力を連続運転より低減でき、温水ＨＭ２の循環のためのエネルギ消費を低減できる。
【００４９】
〔第２の実施の形態〕
【００５０】
第２の実施の形態は、熱交換手段に加えられる熱及び受熱流体の流量を監視し、熱交換手段に加えられる熱量が低下した場合、受熱流体の流れを間欠状態に制御する構成を含んでいる。この第２の実施の形態について、図４を参照する。図４は、第２の実施の形態に係る熱源装置の一例を示す図である。図４に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００５１】
太陽熱集熱回路１０８には、集熱パネル１０の入側に温度センサ１１６が設置されている。温度センサ１１６の検出温度Ｔ２が集熱パネル１０による温水ＨＭ２の熱交換前の温度、即ち、入側の温度を表す。検出温度Ｔ２は、出側の検出温度Ｔ１とともに集熱パネル１０に加えられる熱量の判断に用いられる。検出温度Ｔ１及びＴ２は制御情報として制御装置２２に取り込まれ、集熱ポンプ１４の制御に用いられる。
【００５２】
制御装置２２は、集熱パネル１０に加えられる熱量即ち、温水ＨＭ２に熱交換される熱量と、温水ＨＭ２の流量を監視して集熱ポンプ１４の回転を制御し、温水ＨＭ２の流量を制御する。
【００５３】
集熱パネル１０に加えられる熱量は、集熱パネル１０の熱交換により温水ＨＭ２が得る熱量に比例又はほぼ比例する。温水ＨＭ２が得る熱量は出側温度（Ｔ１）と入側温度（Ｔ２）の差ΔＴ12（ΔＴ12＝Ｔ１−Ｔ２）に温水ＨＭ２の流量Ｌ１を掛けた値（ΔＴ12×Ｌ１）に比例する。集熱パネル１０に加えられる熱は、検出温度Ｔ１及びＴ２並びに温水ＨＭ２の流量により監視することができる。ＲＯＭ２６は流量の制御情報として、集熱ポンプ１４の停止時間（ＯＦＦ時間５４）と、集熱ポンプ１４の運転時間（ＯＮ時間５６）を格納しているので、制御装置２２はＲＯＭ２６に格納している制御情報と検出温度Ｔ１及びＴ２を制御情報に用いてその演算等の処理により、制御出力を発生する。
【００５４】
次に、熱源制御について、図５を参照する。図５は流量制御の処理手順の一例を示している。図５に示す処理手順は一例であって、斯かる処理に本発明が限定されるものではない。
【００５５】
この処理手順は、本発明の熱源制御方法又は熱源制御プログラムの一例である。図５に示す処理手順では、外部から熱が加えられると、集熱ポンプ１４を運転して、外部から加えられる熱が温水ＨＭ２に熱交換される（ステップＳ３１）。温水ＨＭ２に加えられる熱として、その温度及び流量が監視される（ステップＳ３２）。温度センサ１６では、集熱パネル１０の出側温度である検出温度Ｔ１が検出される。温度センサ１１６では、集熱パネル１０の入側温度である検出温度Ｔ２が検出される。この検出温度Ｔ１及びＴ２の差温から集熱パネル１０で熱交換された熱量が得られる。つまり、集熱ポンプ１４の回転数による温水ＨＭ２の流量と差温から熱量を算出できる。
【００５６】
そこで、制御装置２２では、温水ＨＭ２の流量情報を集熱ポンプ１４の回転数から判断し、集熱ポンプ１４の回転数（回転速度）と、検出温度Ｔ１−Ｔ２の差温とから集熱パネル１０に加えられる熱量を判断する。この熱量を監視し、この熱量が閾値より低下すれば（ステップＳ３３のＹＥＳ）、温水ＨＭ２の流量を間欠制御とし（ステップＳ３４）、ステップＳ３２に戻る。流量の間欠制御には、集熱ポンプ１４を回転と停止とを繰り返す間欠状態に制御すればよい。また、熱量が低下していななければ（ステップＳ３３のＮＯ）、ステップＳ３２に戻り、ステップＳ３３及びステップＳ３４の処理を繰り返す。
【００５７】
集熱パネル１０に加えられる熱量が低下した場合、集熱ポンプ１４を間欠運転に制御するので、温水ＨＭ２を集熱パネル１０内で滞留させることができ、温水ＨＭ２に対する熱交換量を増加させることができる。即ち、間欠制御による流量は、集熱ポンプ１４の連続運転による既述の最低回転数により低い緩やかな温水ＨＭ２の流量に制御でき、熱交換量を増加できる。
【００５８】
〔第３の実施の形態〕
【００５９】
第３の実施の形態は、熱交換手段から流れ込む受熱流体の温度及び流量を監視し、その温度が所定温度以下である場合、受熱流体の流れを間欠状態に制御する構成を含んでいる。この第３の実施の形態について、図６を参照する。図６は、第３の実施の形態に係る熱源装置の一例を示す図である。図６に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図１及び図４と同一部分には同一符号を付してある。
【００６０】
太陽熱集熱回路２０８には温度センサ１１６が集熱パネル１０の入側に設置される。温度センサ１１６の検出温度Ｔ２が集熱パネル１０による温水ＨＭ２の熱交換前の温度、即ち、入側温度を表す。
【００６１】
検出温度Ｔ２は制御装置２２に取り込まれ、集熱ポンプ１４が検出温度Ｔ２によって制御される。その他の構成は第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００６２】
次に、熱源制御について、図７を参照する。図７は流量制御の処理手順の一例を示している。図７に示すフローチャートは一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００６３】
この処理手順は、本発明の熱源制御方法又は熱源制御プログラムの一例である。図７に示す処理手順では、熱源制御は制御装置２２で制御プログラムを実行することにより実行される。この熱源制御は検出温度Ｔ２と温水ＨＭ２の流量を監視し、これらを制御情報に用いて集熱ポンプ１４の回転即ち、循環流量を制御する。
【００６４】
集熱ポンプ１４の運転により、集熱パネル１０に加えられる熱量が温水ＨＭ２に熱交換される（ステップＳ４１）。この熱交換中、集熱パネル１０の温水ＨＭ２の入側温度及び流量が監視される（ステップＳ４２）。この入側温度は、温度センサ１１６により検出され、その検出温度Ｔ２が制御装置２２に取り込まれる。温水ＨＭ２の流量は、集熱ポンプ１４の回転数により検出される。この場合、検出温度Ｔ２が設定値未満であるかが判定される（ステップＳ４３）。検出温度Ｔ２が設定値未満であれば（ステップＳ４３のＹＥＳ）、集熱ポンプ１４が間欠運転に制御され（ステップＳ４４）、ステップＳ４２に戻る。検出温度Ｔ２が設定値以上であれば（ステップＳ４３のＮＯ）、ステップＳ４２に戻り、ステップＳ４３の判断が行われる。
【００６５】
間欠制御（ステップＳ４４）では、ＲＯＭ２６に格納されている運転比率テーブル５０の回転数５２、ＯＦＦ時間５４とＯＮ時間５６とにより、集熱ポンプ１４の回転数を間欠状態に制御する。この間欠制御では、集熱ポンプ１４の定格の最低回転数又はその近傍で回転させて間欠状態で運転する。この結果、集熱ポンプ１４の平均回転数は、ＯＦＦ時間５４とＯＮ時間５６との平均値となり、既述の最低回転数未満となる。この結果、温水ＨＭ２の流量は、集熱ポンプ１４の平均回転数に応じたものとなり、集熱ポンプ１４を最低回転数で回転した場合の流量（最低流量）未満となる。
【００６６】
このように、温水ＨＭ２の流量が間欠状態となるので、連続した循環流量より低い平均流量となり、集熱パネル１０では熱交換率を高めることができる。しかも、温水ＨＭ２の流量の間欠状態が集熱ポンプ１４の間欠運転で行なわれるので、既述のとおり、エネルギ消費を低減できる。
【００６７】
この場合、熱源の制御は、検出温度Ｔ２を監視して集熱ポンプ１４を制御（例えば、フィードフォワード制御又はフィードバック制御）することで行う。温度及び流量の監視では、第１の実施の形態の集熱パネル１０に対する温水ＨＭ２の出側温度の監視（図３のステップＳ１２）に代え、集熱パネル１０に対する温水ＨＭ２の入側温度（Ｔ２）を監視して、検出温度Ｔ２が温水温度設定値未満であるか否かを判断する。尚、温水温度の設定値は集熱パネル１０に入側温度に対して設定され、ＲＯＭ２６に格納されている。
【００６８】
温水ＨＭ２の入側温度は、集熱ポンプ１４を間欠運転に制御して温水ＨＭ２の流れを間欠状態にするための判断対象とする。流量を連続状態で流すことでは得られない流量の低い流れにより温水ＨＭ２を循環させることができる。このため、集熱パネル１０により十分に温めた温水を太陽熱用熱交換器１２へ送出することができ、温水ＨＭ２を流すためのエネルギ消費が抑制される。
【００６９】
〔第４の実施の形態〕
【００７０】
第４の実施の形態は、集熱パネルの出側温度と蓄熱手段側の温度との差温度を監視し、その温度が所定温度以下である場合、受熱流体の流れを間欠状態に制御する構成を含んでいる。この第４の実施の形態について、図８ないし図１２を参照する。図８は熱源装置の一例を示し、図９は制御装置及びリモコン装置の一例を示し、図１０は流量テーブルの一例を示す。図１１は、集熱パネルの一例を示している。図１、図４及び図６と同一部分には同一符号を付してある。図８ないし図１１に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００７１】
図８に示す熱源装置３０２では、温度センサ１６及び温度センサ１１６に加え、温度センサ３１６、３１７が備えられている、また、太陽熱集熱回路３０８には、集熱切替弁３３２、バイパス路３３４が備えられている。
【００７２】
温度センサ３１６は、貯湯タンク４の出側付近に設置され、熱媒体である温水ＨＭ１の温度Ｔ３を検出する。検出温度Ｔ３は検出温度Ｔ１とともに温水ＨＭ２の流量の制御に用いられる。
【００７３】
温度センサ３１７は、循環路６の設置エリアに設置され、この温度センサ３１７によって外気温度Ｔout が検出される。
【００７４】
バイパス路３３４は集熱切替弁３３２を介して太陽熱集熱回路３０８から分岐され、太陽熱用熱交換器１２の側路である。そして、温水ＨＭ２の温度が低ければ、このバイパス管路３３４側に温水ＨＭ２を循環させ、貯湯タンク４側に流入する温水ＨＭ２を制限する。温度センサ１６の検出温度Ｔ１及び温度センサ１１６の検出温度Ｔ２は、集熱切替弁３３２の切替えによるバイパス路３３４の開閉や集熱ポンプ１４の制御に用いられる。
【００７５】
これら検出温度Ｔ１〜Ｔ３及びＴout は制御情報として制御装置２２に取り込まれ、集熱ポンプ１４や集熱切替弁３３２が、制御装置２２の駆動出力及び切替え出力によって制御される。
【００７６】
この制御装置２２は、図９に示すように、温度センサ１６、１１６、３１６、３１７から検出温度Ｔ１〜Ｔ３及びＴout を取り込む。そして、集熱ポンプ１４の回転を制御し、温水ＨＭ２の流量を制御する。
【００７７】
この制御装置２２には、リモコン装置３４２が有線又は無線により接続されている。リモコン装置３４２は、ユーザの操作装置であって、制御部３４４と、操作部３４６と、表示部３４８とを備え、ユーザの生活エリアに設置される。
【００７８】
制御部３４４は、操作部３４６からの操作入力を受け、その操作入力に基づく制御情報を制御装置２２に通知する。操作部３４６はキーボードやタッチセンサ等で構成される。制御部３４４はコンピュータによって構成されており、ＣＰＵ３５０、ＲＯＭ３５２、ＲＡＭ３５４等を備える。ＣＰＵ３５０はＲＯＭ３５２にある制御プログラムを実行し、制御出力を発生する。ＲＡＭ３５４はプログラムの実行エリアを構成する。この制御部３４４は制御装置２２と連係し、制御装置２２に対する制御命令を出力し、制御装置２２からの出力情報を受け、制御状態等を表す提示出力を表示部３４８に提供する。
【００７９】
表示部３４８は制御部３４４の表示制御に基づき、制御部３４４から提供される提示出力に基づく視認可能な表示を行う。
【００８０】
制御装置２２のＲＯＭ2 6 には、流量テーブル３６０が設定されている。その他、ＲＯＭ２６には、例えば、燃焼運転制御の実行時刻を規定する時刻テーブル等が設定されればよい。
【００８１】
図１０に示す流量テーブル３６０には、温水ＨＭ２が太陽熱集熱回路３０８を流れる流量のレベル３６２として、例えばＴＢＬ（０）、ＴＢＬ（１）、・・・、ＴＢＬ（５）が設定される。また、太陽熱集熱回路３０８を流れる流量として、集熱ポンプ１４のポンプ回転数３６４が各レベルＴＢＬに対応して格納される。ポンプ回転数３６４は段階的な値として例えば、１８００〔rpm 〕、２２００〔rpm 〕、２６００〔rpm 〕、３０００〔rpm 〕、３５００〔rpm 〕、４０００〔rpm 〕が設定され、回転数情報として格納される。ＴＢＬ（０）のポンプ回転数は、例えば、集熱ポンプ１４の最低回転数又はその近傍値に設定し、ＴＢＬ（５）のポンプ回転数は、太陽熱集熱回路３０８の最大流量又はその近傍流量を得るための回転数が設定され、ＴＢＬ（０）からＴＢＬ（４）のポンプ回転数３６４は、レベル３６２が大きくなるにつれて大きくする。尚、ポンプの最低回転数はポンプを安定して回転させるために必要な回転数であり、温水ＨＭ２を集熱パネル１０の高さまで押し上げ、又は汲むために必要な回転数等から設定し、太陽熱集熱回路３０８の最大流量は、例えば、集熱パネル１０の構造及び耐久性等から導き出す。
【００８２】
この実施の形態では、ヘッダ方式の集熱パネル１０が使用されている。この集熱パネル１０は、図１１の各図（Ａはその平面図、Ｂは長手方向側面を示す側面図、Ｃは短手方向側面を示す側面図）に示すように、長方形の平板状の筐体部３９１を備えている。この筐体部３９１には、太陽光を受ける上面側に筐体部３９１内を防護する防護カバー３９２を備え、この防護カバー３９２は例えば、光透過性材料で形成されている。この実施の形態では、図１１のＡに示すように、防護カバー３９２の一部を省略し、筐体部３９１の内部を露出させている。
【００８３】
筐体部３９１の内部には、温水ＨＭ２を流す配管を備える。筐体部３９１の長手方向の側部のそれぞれには、入側ヘッダ配管３９４と、出側ヘッダ配管３９６が離間するとともに対向して配置され、入側ヘッダ配管３９４と出側ヘッダ配管３９６は、複数の渡り配管４０１、４０２、４０３、・・・４０８で接続される。入側ヘッダ配管３９４の一端には、温水ＨＭ２を導入するための取入口４１２が形成され、他端にはキャップ４１４を配置して入側ヘッダ配管３９４の管口を閉止している。出側ヘッダ配管３９６の一端には、キャップ４１６を配置して出側ヘッダ配管３９６の管口を閉止し、他端には温水ＨＭ２が導出するための取出口４１８が形成されている。取入口４１２と取出口４１８は集熱パネル１０の対角上又は対角の近傍に配置して、渡り配管４０１、４０２、４０３、・・・４０８を流れる温水の流量のばらつきを抑制している。
【００８４】
その他の構成は第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００８５】
次に、温水ＨＭ１を加熱するための集熱動作について、図１２及び図１３を参照する。図１２は流量制御の処理手順の一例を示し、図１３は、集熱ポンプ制御の処理手順の一例を示し、図１２に示す集熱ポンプ制御（図１２のステップＳ５９）の処理手順（サブルーチン）の一例を示している。図１２及び図１３に示す処理手順は一例であって、斯かる処理に本発明が限定されるものではない。
【００８６】
この処理手順は、本発明の熱源制御方法又は熱源制御プログラムの一例である。図１２に示す処理手順では、太陽熱集熱動作であって、太陽熱集熱回路３０８に温水ＨＭ２を循環させ、太陽熱を温水ＨＭ２に熱交換し、温水ＨＭ２の熱を貯湯タンク４内にある太陽熱用熱交換器１２で温水ＨＭ１に熱交換する動作である。この集熱動作は、制御装置２２で制御プログラムを実行することにより実行される。
【００８７】
太陽熱による温水ＨＭ２の温度上昇は、日射量に関係し、試験結果によれば、冬季でも約３０〔〔℃〕〕の上昇が期待できることが確認されている。季節にかかわらず、貯湯タンク４の温水温度は約３０〔〔℃〕〕であるため、太陽熱用熱媒である温水ＨＭ２と熱交換する太陽熱用熱交換器１２を備える貯湯タンク４では、冬期でも３０〔〔℃〕〕の温度上昇があり、貯湯タンク４の温水温度は３０〔〔℃〕〕＋３０〔〔℃〕〕で約６０〔〔℃〕〕に上昇させることができる。この場合、貯湯タンク４の温水を低温暖房器の放熱等に利用できる。夏期であれば、これ以上の熱利用ができることは勿論である。
【００８８】
この太陽熱集熱回路３０８に利用できる太陽熱について、季節により日の出、日の入り時刻が変わり、日射のある時間帯も変化する。制御装置２２の制御部では、外気温度Ｔout とタイマ３０による時間計測から平均最低気温を演算する。平均最低気温から季節の変化を判断し、季節に応じて集熱運転の開始時刻及び終了時刻を制御することができる。現時刻等の初期の設定値は、リモコン装置３４２を通して制御装置２２に初期設定する（ステップＳ５１）。
【００８９】
この集熱動作では、集熱開始動作Ｐ１と、蓄熱動作Ｐ２と、集熱実行判断動作Ｐ３と、集熱停止動作Ｐ４が行われる。
【００９０】
(1) 集熱開始動作（Ｐ１）
【００９１】
図１２に示す処理手順では、初期設定を行うと（ステップＳ５１）、運転時間帯（例えば、７：００〜１７：００）であるかを判断する（ステップＳ５２）。運転時間帯でなければ（ステップＳ５２のＮＯ）、運転時間帯の確認を継続する。設定された運転時間帯であれば（ステップＳ５２のＹＥＳ）、集熱切替弁３３２を操作して貯湯タンク４側を閉にし（ステップＳ５３）、検出温度Ｔ３が所定値として例えば、温度Ｔmax より高い温度であるかを判断する（ステップＳ５４）。Ｔmax は、貯湯タンク４内の温水ＨＭ１の過熱を防止するための過熱防止温度値であって、例えば８０〔℃〕に設定（ＲＯＭ２６に格納）される。
【００９２】
検出温度Ｔ３が温度Ｔmax より高い温度であれば（ステップＳ５４のＹＥＳ）、貯湯タンク４の温水ＨＭ１を加熱する必要がないため、ステップＳ５２からステップＳ５４の動作を繰り返しポンプの停止状態を維持する。検出温度Ｔ３がＴmax 以下であれば（ステップＳ５４のＮＯ）、流量テーブル３６０（図１０）のレベル３６２の番号ｎを２に設定して、（ステップＳ５５）、集熱ポンプ１４をＴＢＬ（ｎ）、ｎ＝２のポンプ回転数、即ち、ＴＢＬ（２）のポンプ回転数（２６００〔ｒｐｍ〕）で運転する（ステップＳ５６）。集熱切替弁３３２により貯湯タンク４側を閉じているので、温水ＨＭ２はバイパス路３３４を通って太陽熱集熱回路３０８を循環し、太陽熱を温水ＨＭ２に蓄熱する。ｎは、レベル３６２のレベルを表す０から５までの整数であって、Ｎ＝２であるＴＢＬ（ｎ）は、レベル３６２がＴＢＬ（２）であることを表す。ｎ値は流量制御の実行により変更させる変数であって例えばＲＡＭ２８に格納される。
【００９３】
検出温度Ｔ１は、太陽熱により加熱された温水ＨＭ２の温度であり、この検出温度Ｔ１と検出温度Ｔ３とを比較し（ステップＳ５７）、Ｔ１＞Ｔ３＋２〔℃〕であれば（ステップＳ５７のＹＥＳ）、温水ＨＭ２の熱を温水ＨＭ１に熱交換可能であるので蓄熱動作Ｐ２へ移行し、Ｔ１＞Ｔ３＋２〔℃〕でなければ（ステップＳ５７のＮＯ）、集熱パネル１０で集熱があるかを判断するため、集熱実行判断動作Ｐ３へ移行する。
【００９４】
(2) 蓄熱動作（Ｐ２）
【００９５】
集熱切替弁３３２を操作して貯湯タンク４側を開として（ステップＳ５８）、バイパス路３３４を通る循環から太陽熱用熱交換器１２を通る循環に切り替える。このとき、集熱ポンプ１４を制御して（ステップＳ５９）、温水ＨＭ２の熱量が温水ＨＭ１に熱交換される。
【００９６】
太陽熱を温水ＨＭ２に蓄熱し、温水ＨＭ２の熱を温水ＨＭ１に熱交換する間、Ｔ３＞Ｔmax かを判断し（ステップＳ６０）、Ｔ３の温度がＴmax 又はＴmax に達していなければ（ステップＳ６０のＮＯ）、検出温度Ｔ１と検出温度Ｔ３との比較に戻り（ステップＳ５７）、蓄熱動作Ｐ２を繰り返し又は集熱実行判断動作Ｐ３へ移行する。Ｔ３の温度がＴmax を超えると（ステップＳ６０のＹＥＳ）、貯湯タンク４の温水ＨＭ１を加熱する必要がないため、集熱停止動作Ｐ４へ移行して、ポンプによるエネルギ消費を削減する。
【００９７】
(3) 集熱実行判断動作（Ｐ３）
【００９８】
この集熱実行判断動作では、集熱パネル１０で熱交換により集熱されているかを判断する。このため、集熱切替弁３３２により貯湯タンク４側を閉にし、又は閉状態にあれば、閉状態を維持して（ステップＳ６１）、検出温度Ｔ２の温度を記憶する（ステップＳ６２）。検出温度Ｔ２は、温度Ｔ２' として例えば、ＲＡＭ２８に記憶する。ｔ〔秒〕経過後に検出温度Ｔ１と検出温度Ｔ２' とを比較して（ステップＳ６３）、Ｔ１＞Ｔ２' であれば（ステップＳ６３のＹＥＳ）、集熱パネル１０で集熱があるので、集熱ポンプ１４を制御して（ステップＳ５９）、熱交換による集熱を行う。Ｔ１＞Ｔ２' でなければ（ステップＳ６３のＮＯ）、集熱ができないので、集熱停止動作Ｐ４へ移行する。
【００９９】
(4) 集熱停止動作（Ｐ４）
【０１００】
集熱ポンプ１４を停止し（ステップＳ６４）、所定のインターバルを経て（ステップＳ６５）、運転時間帯の判断（ステップＳ５２）に戻る。
【０１０１】
(5) 集熱ポンプ制御動作
【０１０２】
温水ＨＭ１の加熱は、太陽熱を温水ＨＭ２に蓄熱する動作と、温水ＨＭ２の熱を温水ＨＭ１に熱交換させる動作を介して行う。このとき、温水ＨＭ２の出側温度（検出温度Ｔ１）と温水ＨＭ１の温度（検出温度Ｔ３）の温度差（ΔＴ13：ΔＴ13＝Ｔ１−Ｔ３）を例えば５〔℃〕以上にすると温水ＨＭ１を効率よく加熱することができる。ΔＴ13が７〔℃〕より大きい場合には、集熱パネル１０を流れる温水ＨＭ２を多くして、ΔＴ13が５〔℃〕から７〔℃〕の間の温水ＨＭ２を多量に太陽熱用熱交換器１２へ供給すると、温水ＨＭ１を更に効率よく加熱することができる。このため、制御装置２２では、Ｔ１及びＴ３に基づいて、集熱ポンプ１４を制御する（図１２のステップＳ５９）。つまり、一例として５〔℃〕から７〔℃〕の範囲としているのは、集熱ポンプ１４側の消費電力を加味して効率を考えると、温度差をこの程度に設定することが効率上に有益である。しかし、この温度範囲５〔℃〕から７〔℃〕に限定されるものではない。
【０１０３】
集熱ポンプ制御動作について、図１３を参照する。図１３に示す処理手順は本発明の熱源制御方法又は熱源制御プログラムの一例である。図１３に示す処理手順では、集熱ポンプ１４の回転数を変更するためのレベル変更動作ＳＰ１と、集熱ポンプ１４を間欠運転させる間欠運転制御動作ＳＰ２を行う。レベル変更動作ＳＰ１は、制御装置２２のタイマ３０（図２）により時間を計測し、例えば３分に１回のタイミングでサンプリングを行う。制御装置２２でサンプリングタイミングか否かを判断し（ステップＳ７１）、サンプリングタイミングであれば（ステップＳ７１のＹＥＳ）、レベル変更動作ＳＰ１へ移行し、サンプリングタイミングでなければ（ステップＳ７１のＮＯ）、レベル変更動作ＳＰ１をスキップして（跳び越して）、間欠運転制御動作ＳＰ２へ移行する。
【０１０４】
(5-1) レベル変更動作（ＳＰ１）
【０１０５】
レベル変更動作では、温水ＨＭ２の集熱パネル１０の出側温度と、温水ＨＭ１の貯湯タンク３１６の出側温度の温度差ΔＴ13を算出し、この温度差ΔＴ13を複数の温度設定値と段階的に対比して、温度差ΔＴ13の値を判断する。そして温度差ΔＴ13の値の範囲に応じて集熱ポンプ１４の回転を制御するレベルを決定し、このレベルを変更する。この複数の温度設定値は、レベル変更設定値としてＲＯＭ２６に格納される。レベルが変更されると、運転比率テーブル５０及び流量テーブル３６０に基づいて集熱ポンプ１４の回転数の増減及び連続運転と間欠運転の間で運転状態の変更が行われる。
【０１０６】
温度差ΔＴ13を算出すると（ステップＳ７２）、温度差ΔＴ13＜３〔℃〕か否か（ステップＳ７３）、温度差ΔＴ13＜５〔℃〕か否か（ステップＳ７４）、温度差ΔＴ13≧１０〔℃〕か否か（ステップＳ７５）、温度差ΔＴ13≧７〔℃〕か否か（ステップＳ７６）が順番に判断される。温度差ΔＴ13＜３〔℃〕であれば（ステップＳ７３のＹＥＳ）、温度差ΔＴ13を上昇させるため、レベル３６２の番号ｎから２引いてＴＢＬ（ｎ）を２レベル下げる（ステップＳ７７）。また、温度差ΔＴ13＜３〔℃〕ではなく、温度差ΔＴ13＜５〔℃〕であれば（ステップＳ７３のＮＯ及びステップＳ７４のＹＥＳ）、温度差ΔＴ13を上昇させるため、レベル３６２の番号ｎから１引いてＴＢＬ（ｎ）を１レベル下げる（ステップＳ７８）。ＴＢＬ（ｎ）を下げる場合、ｎ＜０かを判断し（ステップＳ７９）、ｎ＜０であれば（ステップＳ７９のＹＥＳ）、レベル３６２の番号ｎを０に変更して、ＴＢＬ（０）にする（ステップＳ８０）。
【０１０７】
温度差ΔＴ13＜５〔℃〕ではなく、温度差ΔＴ13≧１０〔℃〕であれば（ステップＳ７４のＮＯ及びステップＳ７５のＹＥＳ）、温度差ΔＴ13を低下させるため、レベル３６２の番号ｎに２足して、ＴＢＬ（ｎ）を２レベル上げ（ステップＳ８１）、温度差ΔＴ13≧１０〔℃〕ではなく、温度差ΔＴ13≧７〔℃〕であれば（ステップＳ７５のＮＯ及びステップＳ７６のＹＥＳ）、温度差ΔＴ13を低下させるため、レベル３６２の番号ｎに１足してＴＢＬ（ｎ）を１レベル上げる（ステップＳ８２）。ＴＢＬ（ｎ）を上げる場合、ｎ＞５かを判断し（ステップＳ８３）、ｎ＞５であれば（ステップＳ８３のＹＥＳ）、レベル３６２の番号ｎを５に変更して、ＴＢＬ（５）にする（ステップＳ８４）。ｎ＞５でなければ（ステップＳ８３のＮＯ）、ステップＳ８５に移行する。
【０１０８】
温度差ΔＴ13＜５〔℃〕ではなく、温度差ΔＴ13≧７〔℃〕でもない場合、即ち５〔℃〕≦ΔＴ13＜７〔℃〕のとき（ステップＳ７６のＮＯ）、温水ＨＭ１の熱交換にとって効率のよい温度差範囲差にあるので、レベルの変更を行わずに、間欠運転制御動作ＳＰ２へ移行する。
【０１０９】
(5-2) 間欠運転制御動作（ＳＰ２）
【０１１０】
レベル変更後又はレベル維持後のＴＢＬ（ｎ）のｎの値が０かを判断する（ステップＳ８５）。ｎ＝０でなければ（ステップＳ８５のＮＯ）、流量テーブル３６０を参照して、集熱ポンプ１４の回転数をＴＢＬ（ｎ）の回転数とした上で、集熱ポンプ１４のＯＮ状態（運転状態）を維持し（ステップＳ８８）、集熱ポンプ制御動作から抜け出して、ステップＳ６０へ戻る。
【０１１１】
ｎ＝０であれば（ステップＳ８５のＮＯ）、運転比率テーブル５０の設定値を読み込んで、集熱ポンプ１４を間欠運転する。間欠運転は、ＯＦＦ時間５４（例えば９５〔秒〕）と、ＯＮ時間５６（例えば２６５〔秒〕）の繰り返しであるので、経過時間を計測しているタイマ３０の情報をもとに、間欠運転がＯＦＦ時間であるかを判断する（ステップＳ８６）。ＯＦＦ時間であるときは（ステップＳ８６のＹＥＳ）、集熱ポンプ１４をＯＦＦにして停止させ、又は停止状態にあれば、集熱ポンプ１４の停止を維持する（ステップＳ８７）。また、間欠運転がＯＦＦ時間でないときは（ステップＳ８６のＮＯ）、集熱ポンプ１４をＯＮして運転させ、又は集熱ポンプ１４の運転状態を維持する（ステップＳ８８）。斯かる動作の後、ステップＳ６０へ移行し、蓄熱動作Ｐ２が繰り返されると、蓄熱動作Ｐ２を繰り返す毎に間欠運転制御動作ＳＰ２が動作し、３分に１回、レベル変更動作ＳＰ１が動作することになる。
【０１１２】
集熱ポンプ１４を所定時間として例えば、９５〔秒〕間だけ停止させ、その後、停止時間より長い所定時間として例えば、２６５〔秒〕間だけ運転した場合、検知温度Ｔ１の変化は例えば、図１４のようになる。ＯＦＦ時間５４では、温水ＨＭ２は滞留するので温度センサ１６の位置で滞留している温水ＨＭ２は外気の温度に応じて自然増加又は減少する。ＯＮ時間５６では、集熱ポンプ１４が１８００〔ｒｐｍ〕で回転するので、集熱パネル１０で滞留していた温水ＨＭ２が温度センサ１６で検知され、時間６０のように検出温度が上昇する。集熱ポンプ１４をＯＮ時間５６が終了するまで回転することで、集熱パネル１０で滞留していた温水ＨＭ２が太陽熱用熱交換器１２へ送られる。図１４に示す例では、間欠運転により最大で所定温度例えば、１〔℃〕以上、温水ＨＭ２を上昇させる効果が得られる。
【０１１３】
上記実施の形態の特徴事項や利点について、以下に列挙する。
【０１１４】
(1) この熱源装置３０２では、外部から加えられる熱源として太陽熱を用いるので、集熱動作は日射のある時間に行われ、貯湯タンク４に蓄熱される。日の出後及び日没前等の日射量が少ない時間帯及び天候状態により日射量が少ないときには、集熱ポンプ１４の間欠運転を行ない、太陽熱集熱回路３０８を循環する温水の流量をポンプを連続運転させる場合よりも低下させて集熱する。ポンプを間欠運転することで、温水ＨＭ２を熱パネル１０内で一時的に滞留させ、集熱パネル１０で集熱した熱を温水ＨＭ２に熱交換して、温水ＨＭ２の温度を上昇させる。一方、集熱ポンプ１４の運転は、断続的であり、停止している時間帯はエネルギ消費が抑えられている。このため、太陽熱をより有効に蓄熱することができる。
【０１１５】
(2) 集熱ポンプを連続運転させることを前提にした熱源装置では、日射量の低い環境下では太陽熱による温水ＨＭ２の温度上昇量は制限される。集熱ポンプ１４の回転数を更に遅くすると、ポンプの回転が不安定になる又は揚程力が不足し、温水ＨＭ２を循環できなくなり、結果集熱ができなくなる。この熱源装置３０２では、日射量が低い場合又は日射量が低くなった場合に、集熱ポンプ１４を強制的に間欠運転させ、ポンプの停止（ＯＦＦ）とポンプの運転（ＯＮ）を繰り返す。これにより、ポンプを連続運転することでは得られない、実質的に低い回転数の運転を実現させ、集熱効率を高めることができる。
【０１１６】
(3) 太陽熱は、時刻、季節及び天候に応じて増減し、太陽熱の熱量も変動する。このため、熱媒の循環に用いるポンプを低回転数で運転させて熱媒の循環量を抑制するだけでは、熱媒が十分な熱量を得ることができないし、ポンプを低回転数で運転することによるエネルギ消費が発生し、熱効率が十分にとれないという不都合がある。しかも、ポンプを低回転数で運転するには限界があり、必要とされる揚程力が得られない場合には、ポンプは回転しても熱媒を流すことができないという不都合がある。上記実施の形態では、斯かる不都合を改善している。具体的には、ポンプの回転数を断続させ、熱媒の循環量をポンプの最低回転数による循環流量に低下させており、搭載されたポンプの最低回転数以下での循環流量を実現している。この結果、ポンプの連続した回転による最低回転数以下の熱媒循環が可能となり、集熱パネル１０における熱媒の滞留時間が実質的に長くすることができ、熱エネルギの回収率を高め、熱交換効率を向上させている。
【０１１７】
(4) ポンプ回転数を遅くして、熱媒の循環量を減少させて熱媒の滞留時間を長くすることは理論的には可能であるが、ポンプ回転数を断続させることにより、熱媒の循環量の増減幅を拡大でき、結果として、集熱量を高め、熱交換効率の向上を図っている。
【０１１８】
(5) また、ヘッダ方式の集熱パネルでは、複数の渡り配管を配置しているので、集熱パネルを通過させる受熱流体の量を増大させることが容易である。太陽から太陽熱が多く照射される環境では、ΔＴ13の値が大きくなり過ぎ、例えば、５〔℃〕から７〔℃〕の範囲を超える場合がある。そこで、ヘッダ方式の集熱パネルによれば、温水ＨＭ１を効率よく加熱することができる。
【０１１９】
〔第５の実施の形態〕
【０１２０】
第５の実施の形態は暖房・給湯・追焚装置を開示している。この暖房・給湯・追焚装置について、図１５を参照する。図１５は暖房・給湯・追焚装置の構成例を示している。図１５に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図１５において、図１、図４、図６、図８及び図９と同一部分には同一符号を付してある。
【０１２１】
図１５に示す暖房・給湯・追焚装置５０２は、本発明の熱源装置の一例である。貯湯タンク４と、集熱パネル１０と、太陽熱用熱交換器１２と、集熱ポンプ１４と、温度センサ１６、１１６、３１６、３１７と、循環ポンプ１８と、集熱切替弁３３２と、バイパス路３３４と、制御装置２２は第４の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２２】
太陽熱集熱回路５０８には、プレッシャータンク５１０及びリザーブタンク５１２が備えられている。プレッシャータンク５１０は、温水ＨＭ２を溜める貯留タンクの一例であって、太陽熱集熱回路５０８に流れる温水ＨＭ２が上昇した際に、太陽熱集熱回路５０８から温水ＨＭ２をリザーブタンク５１２に流出させるとともに、太陽熱集熱回路５０８に温水ＨＭ２が不足した際に、リザーブタンク５１２から温水ＨＭ２を吸い込む。このため、プレッシャーキャップ５１４には連結パイプ５１６が接続され、この連結パイプ５１６がリザーブタンク５１２内に挿入され、リザーブタンク５１２内の温水ＨＭ２内に没している。
【０１２３】
リザーブタンク５１２は、温水ＨＭ２を貯留する貯留タンクの一例であって、プレッシャータンク５１０から流出し又はプレッシャータンク５１０に供給するための温水ＨＭ２が溜められている。このリザーブタンク５１２には、温水ＨＭ２の水位を検出する水位センサ５１８が設置されている。また、リザーブタンク５１２にはオーバーフローパイプ５２０が接続され、このオーバーフローパイプ５２０では、リザーブタンク５１２の上限レベルを超えた温水ＨＭ２を排出させる。
【０１２４】
貯湯タンク４には、温水ＨＭ１の水位確認手段として水位確認タンク５２２が連通管路５２４により接続され、水位確認タンク５２２及び貯湯タンク４は通気管５２６で連結され大気に開放されている。そして、水位確認タンク５２２には水位センサ５２８が設置されている。貯湯タンク４の温水ＨＭ１は連通管路５２４を通じて水位確認タンク５２２に流れ込み、水位確認タンク５２２内の水位は貯湯タンク４の温水ＨＭ１の水位と同一レベルを呈する。従って、水位センサ５２８には貯湯タンク４の温水ＨＭ１のレベルを表す検出出力が得られる。
【０１２５】
この水位確認タンク５２２には補給水を流し込む補給管路５３０が接続され、この補給管路５３０は上水管路に接続されている。この補給管路５３０には補給水閉止弁５３２及び補給水電磁弁５３４が設置されている。補給水閉止弁５３２は常時開放され、補給水は補給水電磁弁５３４によって供給が制御される。補給水には上水Ｗが用いられる。
【０１２６】
循環路５３６は、分流路５３８と、循環ポンプ１８と、温水ＨＭ１を加熱するための一次熱交換器５４０と、二次熱交換器５４２とを備えている。
【０１２７】
分流路５３８は、貯湯タンク４の入側と出側との間の循環路５３６に連結された管路であって、温水ＨＭ１を分流して貯湯タンク４の出側の温水ＨＭ１に合流させる手段の一例である。
【０１２８】
循環路５３６と分流路５３８との分岐点には貯湯タンク切替弁５４４が設置され、この貯湯タンク切替弁５４４は、貯湯タンク４側に流れる温水流量と、分流路５３８に流れる温水流量とに分配する流量分配手段の一例である。貯湯タンク切替弁５４４の入側の循環路５３６には温度センサ５４６、貯湯タンク４の入側の循環路５３６には開閉弁５４８、貯湯タンク４の出側近傍には温度センサ３１６が設置されている。開閉弁５４８は、循環路５３６を貯湯タンク４の入側で開閉する手段である。温度センサ３１６、５４６の検出温度Ｔ３、Ｔ４は貯湯タンク４側に流れる温水流量と、分流路５３８に流れる温水流量との分配比率の設定や制御に用いられる。温度センサ３１６は熱媒である温水ＨＭ１の温度を検出する温度センサ、温度センサ５４６は負荷側から循環路５３６に戻る温水ＨＭ１の温度を検出する温度センサである。貯湯タンク４の出側の循環路５３６と分流路５３８との合流点には気液分離部５５０が設置されている。気液分離部５５０は、温水ＨＭ１から空気を分離する手段である。
【０１２９】
循環ポンプ１８は、温水ＨＭ１の圧送手段の一例であって、温水ＨＭ１の熱利用や一次熱交換器５４０及び二次熱交換器５４２による加熱の際等に駆動され、循環路５３６に温水ＨＭ１を循環させる。
【０１３０】
一次熱交換器５４０は、燃料ガスの燃焼手段の一例として設置されたバーナ５５２の燃焼排気から主として顕熱を温水ＨＭ１に熱交換する第１の熱交換手段である。二次熱交換器５４２は、バーナ５５２の燃焼排気から主として潜熱を温水ＨＭ１に熱交換する第２の熱交換手段であって、温水ＨＭ１の予備加熱に用いられる。一次熱交換器５４０の出側の循環路５３６には温度センサ５５４、二次熱交換器５４２の出側の循環路５３６には温度センサ５５６が設置され、これらの検出温度Ｔ５、Ｔ６がバーナ５５２の燃焼制御に用いられる。
【０１３１】
この循環路５３６には、温水ＨＭ１の熱を利用する手段として低温暖房回路５５８、高温暖房回路５６０、給湯回路５６２、追焚回路５６４が接続されている。
【０１３２】
低温暖房回路５５８は、循環路５３６の二次熱交換器５４２の出側と貯湯タンク切替弁５４４の入側とから分岐され、低温暖房器５６６に低温側の温水ＨＭ１を循環させる管路である。低温暖房器５６６は、温水ＨＭ１の第１の放熱負荷又は第１の放熱手段の一例であって、例えば、床暖房器である。
【０１３３】
高温暖房回路５６０は、循環路５３６の一次熱交換器５４０の出側と貯湯タンク切替弁５４４の入側とから分岐され、高温暖房器５６８に高温側の温水ＨＭ１を循環させる管路である。高温暖房器５６８は、温水ＨＭ１の第２の放熱負荷又は第２の放熱手段の一例であって、例えば、温風暖房器である。
【０１３４】
給湯回路５６２は給水Ｗを温水ＨＭ１で加熱して温水ＨＷとして出湯する管路であって、この実施の形態では、給湯用熱交換器５７０と、二次熱交換器５７２と、バイパス路５７４とを備える。
【０１３５】
給湯用熱交換器５７０は、温水ＨＭ１の熱を給水Ｗに熱交換する給湯用熱交換手段の一例であって、給湯用熱交換器５７０には例えば、プレート熱交換器が用いられる。この給湯用熱交換器５７０には、給水側に上水圧が作用している。この給湯用熱交換器５７０は、循環路５３６に高温分配弁５７６を介して分岐された循環路５３６Ａに設置され、循環路５３６Ａを通して温水ＨＭ１が循環する。この給湯用熱交換器５７０に穿孔による水漏れが生じた場合には、上水圧が温水ＨＭ１の圧力に打ち勝ち、上水が温水ＨＭ１側に侵入し、貯湯タンク４の水位を上昇させることになる。
【０１３６】
二次熱交換器５７２は、既述のバーナ５５２の燃焼排気から主として潜熱を給水Ｗに熱交換する手段であって、給水Ｗが常温の上水であれば、効率よく潜熱を給水Ｗに熱交換することができる。この予備加熱された給水Ｗには、給湯用熱交換器５７０により温水ＨＭ１の熱が熱交換され、高温の温水ＨＷが得られる。バイパス路５７４は、この温水ＨＷに上水Ｗをミキシングする手段であって、図示しないミキシング弁を用いて高温の温水ＨＷを適温化することができる。給湯回路５６２の上水Ｗの入側には温度センサ５７８、温水ＨＷの出湯側には温度センサ５８０が設置され、これらの検出温度Ｔ７、Ｔ８等が出湯温度の制御としてバーナ５５２の燃焼制御やバイパス路５７４側への給水Ｗとのミキシング比率の制御に用いられる。
【０１３７】
追焚回路５６４は、温水ＨＭ１の熱を浴槽５８２にある浴槽水ＢＷに熱交換し、浴槽水ＢＷを入浴に適する温度に昇温する手段の一例である。この追焚回路５６４は追焚用熱交換器５８４と、追焚ポンプ５８６とを備える。追焚用熱交換器５８４は、温水ＨＭ１の熱を浴槽水ＢＷに熱交換する熱交換手段の一例であって、循環路５３６に高温分配弁５７６を介して分岐された循環路５３６Ｂに設置され、循環路５３６Ｂを通して温水ＨＭ１が循環する。追焚ポンプ５８６は、追焚時、浴槽水ＢＷを浴槽５８２から追焚用熱交換器５８４を通して浴槽５８２に循環させる手段である。追焚回路５６４の浴槽５８２の出側には温度センサ５８８が設置され、その検出温度Ｔ９が追焚制御に用いられる。
【０１３８】
この追焚回路５６４と給湯回路５６２との間には注湯回路５９０が接続され、この注湯回路５９０は、注湯電磁弁５９２を介して給湯回路５６２と追焚回路５６４とを連結している。注湯電磁弁５９２は、上水Ｗ側と浴槽水ＢＷとを絶縁する手段の一例である。
【０１３９】
これら検出温度Ｔ１〜Ｔ９及びＴout は制御情報として制御装置２２に取り込まれる。集熱ポンプ１４、循環ポンプ１８、追焚ポンプ５８６の駆動やバーナ５５２の燃焼が制御装置２２の駆動出力によって制御される。
【０１４０】
次に、熱源制御について、図１６及び図１７を参照する。図１６及び図１７は流量制御の処理手順の一例を示している。図１６及び図１７に示す処理手順は一例であって、斯かる処理に本発明が限定されるものではない。図１６及び図１７において、ａ、ｂ及びｃはフローチャート間の連結子を示している。
【０１４１】
この処理手順は、本発明の熱源制御方法又は熱源制御プログラムの一例である。図１６に示す処理手順では、暖房・給湯・追焚装置５０２を電源に接続すると、電源の「入」が検出され（ステップＳ１０１）、回路異常のプリチェック（事前確認）をする（ステップＳ１０２）。プリチェックでは、集熱回路漏水異常、温度センサのオープン又はショート、集熱数位電極異常、集熱切替弁異常、電装基板異常を確認し、これらに異常があれば（ステップＳ１０２でＮＯ）、これらの異常に応じた警報を発生して（ステップＳ１０３）、電源を切り離して「切」状態にする（ステップＳ１０４）。警報の発生により原因の除去がなされた後に、暖房・給湯・追焚装置５０２を電源に再接続が行われる。
【０１４２】
プリチェックで異常がなければ（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、集熱切替弁３３２の貯湯タンク４側を閉じ（ステップＳ１０５）、バイパス路３３４との間を開放し、太陽熱用熱交換器１２との間を閉止し、集熱パネル１０を通過した温水ＨＭ２が太陽熱用熱交換器１２を通らない回路を形成する。リモコン装置３４２の時刻設定が終了しているかを判断して（ステップＳ１０６）、時刻設定が終了していなければ（ステップＳ１０６でＮＯ）、時刻設定の判断が繰り返され、時刻設定が設定済みであれば（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、集熱切替弁３３２が循環位置又は待機位置であるかを判断する（ステップＳ１０７）。集熱切替弁３３２には、バイパス路３３４を開放するとともに太陽熱用熱交換器１２との間を閉止し、バイパス３３４を経由して温水ＨＭ２を循環させる循環位置と、バイパス路３３４との間を開放するとともに太陽熱用熱交換器１２との間を開放する待機位置と、バイパス路３３４との間を閉止するとともに太陽熱用熱交換器１２との間を開放して、太陽熱用熱交換器１２を経由して温水ＨＭ１を熱交換する熱交換位置がある。循環位置又は待機位置でなはなく、熱交換位置にあれば（ステップＳ１０７のＮＯ）集熱運転終了時刻（例えば、１９：００）後か否かを判断し（ステップＳ１０８）、集熱運転終了時刻の後であれば（ステップＳ１０８のＹＥＳ）集熱ポンプ１４をＯＦＦにして停止し（ステップＳ１０９）、集熱切替弁３３２の貯湯タンク４側を閉じ（ステップＳ１１０）、集熱切替弁３３２の位置確認（ステップＳ１０７）へ戻る。
【０１４３】
循環位置又は待機位置であれば（ステップＳ１０７のＹＥＳ）、現在の時刻が集熱運転の開始時刻範囲（例えば、７：００〜１７：００）内かを判断し（ステップＳ１１１）、範囲内であれば（ステップＳ１１１のＹＥＳ）、貯湯タンク４の出側付近の検出温度Ｔ３がＴmax 以下（Ｔ３≦Tmax）かを判断し（ステップＳ１１２）、Ｔmax 以下であれば（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、集熱切替弁３３２の貯湯タンク４側を閉じ（ステップＳ１１３）、集熱ポンプ１４をＯＮにして運転する（ステップＳ１１４）。集熱ポンプの運転を監視して集熱ポンプの回転数が正常かを判断する（ステップＳ１１５）。回転数の判断は、集熱ポンプ１４の起動を待って行うため、起動待ち時間として例えば、１２０〔秒〕後に行う。回転数が例えば、５００〔ｒｐｍ〕以上でななければ（ステップＳ１１５のＮＯ）、集熱ポンプ１４をＯＦＦにして停止させ（ステップＳ１１６）、集熱ポンプ回転異常として警報を発生させた後（ステップＳ１１７）、電源を切断する（ステップＳ１０４）。
【０１４４】
集熱ポンプ１４の回転が例えば５００〔ｒｐｍ〕以上であれば（ステップＳ１１５のＹＥＳ）、所定時間として例えば１８０〔秒〕の経過を経て（ステップＳ１１８）、温度Ｔ１が温度Ｔ３より３〔℃〕以上高いかを判断し（ステップＳ１１９）、温度Ｔ１が高くなければ（ステップＳ１１９のＮＯ）、温水ＨＭ２と温水ＨＭ１の間に、温水ＨＭ１を加熱するための温度差が得られていないと判断して沸騰防止動作の判断をし（ステップＳ１２０）、温度Ｔ１が高ければ（ステップＳ１１９のＹＥＳ）、温度Ｔ３がＴmax 以下であるかを判断する。温度Ｔ３がＴmax 以下であれば（ステップＳ１２１でＹＥＳ）、集熱切替弁３３２を熱交換器側に切替えて、温水ＨＭ２の流れを、バイパス路３３４を循環する流れから、集熱切替弁３３２の貯湯タンク４側を開とする（ステップＳ１２２）。
【０１４５】
集熱中であることを表す集熱ランプを点灯させ（ステップＳ１２３）、集熱ポンプ１４を可変制御する（ステップＳ１２４）。可変制御は集熱ポンプ１４の連続運転状態の下での回転数の変更の他、集熱ポンプ１４を間欠運転して平均の回転数を変更する動作も含む。斯かる変更は流量テーブル３６０（図１０）及び運転比率テーブル５０（図２）を用いて行う。変更動作は第４の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１４６】
集熱ポンプ１４の可変制御（ステップＳ１２４）は、回転数レベルが０以外で集熱ポンプ１４が連続運転中であれば（ステップＳ１２５のＮＯ）と、回転数レベルが０で間欠運転状態にあり（ステップＳ１２５のＹＥＳ）、温度Ｔ１が温度Ｔ３より２〔℃〕以上低くなければ（ステップＳ１２６のＮＯ）、集熱ポンプ１４の可変制御を繰り返す。回転数レベルが０であれば（ステップＳ１２５のＹＥＳ）、温度Ｔ１が温度Ｔ３より２〔℃〕以上低ければ（ステップＳ１２６のＹＥＳ）、集熱するより集熱ポンプ１４を停止した方がエネルギ効率が良いと判断し、集熱切替弁３３２の貯湯タンク４側を閉じ（ステップＳ１２７）、集熱ポンプを停止し（ステップＳ１２８）、集熱ランプを消灯する（ステップＳ１２９）。集熱ポンプの停止期間は、天候の回復などにより外部環境が集熱可能な状況まで回復したかを定期的に確認するための間隔であり、待ち時間として例えば１５分間に設定する。このように停止期間を設定し、期間経過後に集熱切替弁３３２の位置確認（ステップＳ１０７）を開始することにより、天候の回復などによる集熱環境が改善すれば、集熱を再開することを可能にすることができる。
【０１４７】
現在の時刻が集熱運転の開始時刻範囲内でなければ（ステップＳ１１１のＮＯ）と、Ｔ３がＴmax 以下でなければ、即ちＴmax を超えれば（ステップＳ１１２のＮＯ及びステップＳ１２１のＮＯ）、集熱切替弁３３２の位置確認（ステップＳ１０７）へ戻り、時刻及びＴ３の温度条件が得られるまで判断を繰り返す。これにより、効率的な集熱を行うことができる。
【０１４８】
また、沸騰防止動作判断（ステップＳ１２０）では、温度Ｔ１の温度が沸騰防止動作基準値より高ければ（ステップＳ１２０のＹＥＳ）、沸騰防止動作を行う必要があると判断し、集熱切替弁３３２の貯湯タンク４側を閉じる（ステップＳ１３０）。温水ＨＭ２は、バイパス路３３４を経由して循環するので、集熱パネル１０に滞留することがなく、温水ＨＭ２の沸騰を防止できる。また、温水ＨＭ２は太陽熱用熱交換器１２を経由しないので、温水ＨＭ１がＴmax として例えば８０〔℃〕以上に過熱するのを防止することができる。
【０１４９】
温度Ｔ１の温度が沸騰防止動作基準値より低ければ（ステップＳ１２０のＮＯ）、沸騰防止動作を行う必要がないと判断し、集熱ポンプ１４をＯＦＦにして停止させ（ステップＳ１３１）させ、規定時間経過後（ステップＳ１３２のＹＥＳ）、集熱切替弁３３２の位置確認（ステップＳ１０７）を開始する。温度Ｔ１がＴ３＋３〔℃〕未満であれば、集熱ポンプ１４を停止するので、温水ＨＭ２の循環によるエネルギ消費を抑制できる。
【０１５０】
〔第６の実施の形態〕
【０１５１】
既述の集熱パネル１０にはヘッダ方式に代え、１パス方式の集熱パネルを用いてもよい。そこで、第６の実施の形態では、１パス方式の集熱パネルを開示している。この集熱パネルについて、図１８を参照する。図１８は１パス方式の集熱パネルを示している。
【０１５２】
図１８の各図Ａ、Ｂ及びＣに示すように、この集熱パネル６０２は長方形平板状の筐体部６０３を備えている。この実施の形態においても、図１８のＡに示すように、防護カバー６０４の一部を省略し、筐体部６０３の内部を露出させている。この筐体部６０３の内部には、筐体部５０３の面内で最も受熱量を高めるために蛇行させた単一の蛇行配管６０６が配置され、温水ＨＭ２は蛇行配管６０６の一端６０８（取入口）から導入して他端６１０（取出口）から取り出される。
【０１５３】
この集熱パネル６０２では、受熱流体が１本の蛇行配管の内部を通過するので、受熱流体が集熱パネルの通過に要する時間がほぼ一定となり。取り出される受熱流体の温度の変動を抑えられる。
【０１５４】
また、上記実施の形態では、１枚の集熱パネルで説明したが、複数の集熱パネルを直列に配置し又は並列に配列した集熱パネルを用いてもよい。集熱パネルを大型化することで、太陽エネルギの集熱量を増加させることができる。
【０１５５】
〔実験例〕
【０１５６】
実験例について、図１９及び図２０を参照する。図１９は各測定日における集熱効率を示し、図２０は日射量と集熱効率比率の関係を示している。
【０１５７】
図１９は横軸を集熱効率を測定した測定日とし、縦軸を集熱効率〔％〕で表している。そこで、この実施例の集熱効率を求めると、
集熱効率＝日積算集熱量÷日積算日射量×１００〔％〕 ・・・(4)
で表すことができる。
【０１５８】
図２０は横軸が集熱効率の測定日、左側の縦軸が集熱効率比率〔％〕、右側縦軸を日射量〔ＭＪ／日〕を取ることにより、日射量と集熱効率比率の関係を表している。そこで、集熱効率比率は、間欠運転なしで集熱したときの集熱効率を１００〔％〕とした場合の比率である。間欠運転としない場合には、各測定日とも集熱効率比率は１００〔％〕であり、集熱効率比率は、
集熱効率比率＝集熱効率÷間欠運転なしの集熱効率×１００〔％〕 ・・・(5)
となる。
【０１５９】
一例として、８月１２日から９月８日までの期間を測定日とし、間欠運転を行わずに連続運転で集熱した場合と比較すると、図１９に示すように、いずれの測定日においても、間欠運転を行わない場合を上回る集熱効率又は間欠運転を行わない場合と同等の集熱効率が得られることが確認された。
【０１６０】
図２０に示す日射効率比率では、日射量が５０〜６０％の範囲であった８月１２日、８月１５日及び９月８日において１１５％以上の集熱効率比率を得ることができ、特に、９月８日には、間欠運転をしない場合の５倍以上の集熱効率であることが確認された。日射量が少なく、集熱ポンプを連続運転することでは十分な集熱が得られない環境下であっても集熱ポンプの間欠運転により集熱し、集熱効率が高められる。
【０１６１】
〔他の実施の形態〕
【０１６２】
(1) 第１の実施形態ないし第３の実施の形態では、温水ＨＭ２の検出温度を基に集熱ポンプ１４を制御したが例えば、温水ＨＭ２の流量情報を制御情報として追加することができる。例えば、温水ＨＭ２の流量が最低流量又はその近傍値よりも多ければ、即ち、集熱ポンプ１４が最低回転数又はその近傍値よりも高速で回転すれば、回転数を低速にする制御を行い、温水ＨＭ２の流量が最低流量又はその近傍値である場合に間欠状態に切り替えるようしてもよい。このように制御すると、温水ＨＭ２の流量の変更を段階的に制御することができる。
【０１６３】
(2) 第１の実施形態では出湯温度の目標値として例えば３５〔℃〕未満のように固定値を設定したがこれに限らない。固定値を３５〔℃〕以外の数値としてもよいし、例えば、熱交換開始からの経過時間又は時刻情報に応じて数値を上昇又は減少させるなどの変数としてもよい。
【０１６４】
(3) 第２の実施形態では検出温度Ｔ１及びＴ２並びに温水ＨＭ２の流量Ｌ１を用いて集熱パネル１０に加えられる熱を監視したがこれに限らない。例えば集熱パネル１０の近傍に日射センサを配置して日射センサが検出する日射量を制御装置２２に取り込んで斯かる日射量を基に集熱パネル１０に加えられる熱を判断することも可能である。日射センサを用いると、制御装置２２において、検出温度Ｔ１及びＴ２並びに温水ＨＭ２の流量を演算処理する必要がない。また、検出温度Ｔ１及びＴ２並びに温水ＨＭ２の流量から熱量を求めれば、日照による熱量が求められるので、日射センサを配置する必要がなくなる。
【０１６５】
(4) 第２の実施形態では検出温度Ｔ１及びＴ２並びに温水ＨＭ２の流量Ｌ１を用いて集熱パネル１０に加えられる熱を監視したがこれに限らない。例えば集熱ポンプ１４の回転が低回転数で固定される場合又は低回転数のときに加えられる熱を監視する場合には、集熱ポンプ１４の回転が一定であり温度差ΔＴ12が加えられる熱量に比例又はほぼ比例することになる。この場合検出温度Ｔ１及びＴ２を用いて集熱パネル１０に加えられる熱を監視することができるので、制御装置２２における演算処理の負荷を軽減することができる。
【０１６６】
(5) 上記実施の形態では外部から加えられる熱として太陽熱を利用して集熱したがこれに限らない。例えば、燃焼熱や排熱を利用した熱源外部から加えられる熱として用いてもよい。
【０１６７】
(6) 上記実施の形態では、間欠運転における停止時間（滞留時間）と運転時間（稼働時間）を１つの設定値としたがこれに限らない。集熱ポンプ１４の稼働時間として、例えば、集熱パネル１０の入側の温水ＨＭ２が出口側に到達する時間に設定してもよい。その他、例えば、複数の停止時間を設定して外部から加えられる熱量に応じて停止時間を変更するようにしてもよい。また、複数の運転時間を設定して外部から加えられる熱量に応じて停止時間を変更するようにしてもよい。停止時間又は運転時間の何れかを複数設定すれば、複数の異なる平均の回転数を設定することができる。
【０１６８】
(7) 所定の熱量が得られない場合に集熱切替弁を切り替えてバイパスを循環させて蓄熱して、温水の温度を上昇させた後に太陽熱用熱交換器１２へ送るようにしてもよい。
【０１６９】
(8) 第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態では、ＲＯＭに運転比率テーブルを設定して集熱ポンプを制御したが、第４の実施の形態で説明したように、流量テーブルを設定して集熱ポンプの回転数を段階的に変更する制御を行い、時刻テーブルを設定して、運転開示時刻及び運転終了時刻を判断する構成としてもよい。また、集熱切替弁とバイパス路を配置して集熱環境に応じてバイパス路を経由する循環を行うように構成してもよい。第４の実施の形態で説明した構成、制御及び動作等は、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態で説明した構成及び制御又は動作と矛盾しない範囲において、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態に適用可能であることは勿論である。
【０１７０】
(9) 第１の実施の形態（図１）、第２の実施の形態（図４）、第３の実施の形態（図６）では、集熱回路にバイパス路を明示していないが、第４の実施の形態（図８）と同様に、バイパス路を形成し、温水のバイパス制御を行ってもよい。
【０１７１】
(10) 上記実施の形態では受熱流体である温水ＨＭ２の流量の監視を集熱ポンプ１４の回転数によって監視しているが、流量センサを設置して流量を検出し、その検出信号で流量監視をする構成としてもよい。
【０１７２】
(11) 集熱ポンプ１４の間欠制御について、動作時間と停止時間の比率や、動作と停止の断続ハターンは任意に設定することができ、上記実施の形態に限定されない。
【０１７３】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
この発明は、太陽熱等の外部からの熱を効率的に利用する熱源装置等に適用でき、熱交換効率を高め、熱利用に広く適用でき、有用である。
【符号の説明】
【０１７５】
２ 熱源装置
４ 貯湯タンク
６ 循環路
８、１０８、２０８、３０８、５０８ 太陽集熱回路
１０ 集熱パネル
１４ 集熱ポンプ
１６、１１６、３１６、３１７、５４４、５４６、５５６、５８８ 温度センサ
１８ 循環ポンプ
３３２ 集熱切替弁
３３４ バイパス路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、
前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の温度及び流量を監視し、前記温度が所定温度以下である場合、前記受熱流体の流量を間欠状態に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする熱源装置。
【請求項２】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、
前記熱交換手段に加えられる熱量及び前記受熱流体の流量を監視し、前記熱交換手段に加えられる熱量が低下した場合、前記受熱流体の流量を間欠状態に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする熱源装置。
【請求項３】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、
前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の出側温度を検出する温度検出手段と、
前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプと、
前記出側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする熱源装置。
【請求項４】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、
前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の入側温度を検出する温度検出手段と、
前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプと、
前記入側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする熱源装置。
【請求項５】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、
前記受熱流体の熱が熱交換された熱媒により蓄熱する蓄熱手段と、
前記熱交換手段から出る前記受熱流体の温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記蓄熱手段の前記熱媒の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプと、
前記第１の温度検出手段及び第２の温度検出手段の検出温度を監視し、これら検出温度の差が所定温度以下である場合、前記ポンプを低回転数で間欠運転させ、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の平均流量を前記ポンプの連続回転による最低流量未満に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする熱源装置。
【請求項６】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、
前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の温度及び流量を監視し、前記温度が所定温度以下である場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する工程と、
を含むことを特徴とする熱源制御方法。
【請求項７】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、
前記熱交換手段に加えられる熱量及び前記受熱流体の流量を監視し、前記熱交換手段に加えられる熱量が低下した場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する工程と、
を含むことを特徴とする熱源制御方法。
【請求項８】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、
前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の出側温度を検出する工程と、
前記熱交換手段に前記受熱流体をポンプにより流す工程と、
前記出側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する工程と、
を含むことを特徴とする熱源制御方法。
【請求項９】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、
前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の入側温度を検出する工程と、
前記熱交換手段に前記受熱流体をポンプにより流す工程と、
前記入側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する工程と、
を含むことを特徴とする熱源制御方法。
【請求項１０】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、
前記受熱流体の熱が熱交換された熱媒により蓄熱する工程と、
前記熱交換手段から出る前記受熱流体の温度を第１の温度検出手段により検出する工程と、
前記蓄熱手段の前記熱媒の温度を第２の温度検出手段により検出する工程と、
前記熱交換手段に前記受熱流体をポンプにより流す工程と、
前記第１の温度検出手段及び第２の温度検出手段の検出温度を監視し、これら検出温度の差が所定温度以下である場合、前記ポンプを低回転数で間欠運転させ、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の平均流量を前記ポンプの連続回転による最低流量未満に制御する工程と、
を含むことを特徴とする熱源制御方法。
【請求項１１】
熱源装置に搭載されたコンピュータに、
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段に流れる前記受熱流体の温度及び流量を監視し、前記温度が所定温度以下である場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する機能と、
を実行させることを特徴とする熱源制御プログラム。
【請求項１２】
熱源装置に搭載されたコンピュータに、
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段に加えられる熱量及び前記受熱流体の流量を監視し、前記熱交換手段に加えられる熱量が低下した場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する機能と、
を実行させることを特徴とする熱源制御プログラム。
【請求項１３】
熱源装置に搭載されたコンピュータに、
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段に流れる前記受熱流体の出側温度の検出情報を取り込む機能と、
前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプを動作させる機能と、
前記出側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する機能と、
を実行させることを特徴とする熱源制御プログラム。
【請求項１４】
熱源装置に搭載されたコンピュータに、
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段に流れる前記受熱流体の入側温度の検出情報を取り込む機能と、
前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプを動作させる機能と、
前記出側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する機能と、
を実行させることを特徴とする熱源制御プログラム。
【請求項１５】
熱源装置に搭載されたコンピュータに、
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段に熱交換させる機能と、
前記受熱流体の熱が熱交換された熱媒に蓄熱させる処理を実行させる機能と、
前記熱交換手段から出る前記受熱流体の温度を検出する第１の温度検出手段の検出温度情報を取り込む機能と、
前記蓄熱手段の前記熱媒の温度を検出する第２の温度検出手段の検出温度情報を取り込む機能と、
前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプを動作させる機能と、
前記第１の温度検出手段及び第２の温度検出手段から得た前記検出温度情報を監視し、前記検出温度の差が所定温度以下である場合、前記ポンプを低回転数で間欠運転させ、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の平均流量を前記ポンプの連続回転による最低流量未満に制御する機能と、
を実行させることを特徴とする熱源制御プログラム。
【請求項１】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、
前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の温度及び流量を監視し、前記温度が所定温度以下である場合、前記受熱流体の流量を間欠状態に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする熱源装置。
【請求項２】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、
前記熱交換手段に加えられる熱量及び前記受熱流体の流量を監視し、前記熱交換手段に加えられる熱量が低下した場合、前記受熱流体の流量を間欠状態に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする熱源装置。
【請求項３】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、
前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の出側温度を検出する温度検出手段と、
前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプと、
前記出側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする熱源装置。
【請求項４】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、
前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の入側温度を検出する温度検出手段と、
前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプと、
前記入側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする熱源装置。
【請求項５】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段と、
前記受熱流体の熱が熱交換された熱媒により蓄熱する蓄熱手段と、
前記熱交換手段から出る前記受熱流体の温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記蓄熱手段の前記熱媒の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプと、
前記第１の温度検出手段及び第２の温度検出手段の検出温度を監視し、これら検出温度の差が所定温度以下である場合、前記ポンプを低回転数で間欠運転させ、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の平均流量を前記ポンプの連続回転による最低流量未満に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする熱源装置。
【請求項６】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、
前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の温度及び流量を監視し、前記温度が所定温度以下である場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する工程と、
を含むことを特徴とする熱源制御方法。
【請求項７】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、
前記熱交換手段に加えられる熱量及び前記受熱流体の流量を監視し、前記熱交換手段に加えられる熱量が低下した場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する工程と、
を含むことを特徴とする熱源制御方法。
【請求項８】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、
前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の出側温度を検出する工程と、
前記熱交換手段に前記受熱流体をポンプにより流す工程と、
前記出側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する工程と、
を含むことを特徴とする熱源制御方法。
【請求項９】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、
前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の入側温度を検出する工程と、
前記熱交換手段に前記受熱流体をポンプにより流す工程と、
前記入側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する工程と、
を含むことを特徴とする熱源制御方法。
【請求項１０】
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換手段で熱交換する工程と、
前記受熱流体の熱が熱交換された熱媒により蓄熱する工程と、
前記熱交換手段から出る前記受熱流体の温度を第１の温度検出手段により検出する工程と、
前記蓄熱手段の前記熱媒の温度を第２の温度検出手段により検出する工程と、
前記熱交換手段に前記受熱流体をポンプにより流す工程と、
前記第１の温度検出手段及び第２の温度検出手段の検出温度を監視し、これら検出温度の差が所定温度以下である場合、前記ポンプを低回転数で間欠運転させ、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の平均流量を前記ポンプの連続回転による最低流量未満に制御する工程と、
を含むことを特徴とする熱源制御方法。
【請求項１１】
熱源装置に搭載されたコンピュータに、
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段に流れる前記受熱流体の温度及び流量を監視し、前記温度が所定温度以下である場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する機能と、
を実行させることを特徴とする熱源制御プログラム。
【請求項１２】
熱源装置に搭載されたコンピュータに、
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段に加えられる熱量及び前記受熱流体の流量を監視し、前記熱交換手段に加えられる熱量が低下した場合、前記受熱流体の流れを間欠状態に制御する機能と、
を実行させることを特徴とする熱源制御プログラム。
【請求項１３】
熱源装置に搭載されたコンピュータに、
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段に流れる前記受熱流体の出側温度の検出情報を取り込む機能と、
前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプを動作させる機能と、
前記出側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する機能と、
を実行させることを特徴とする熱源制御プログラム。
【請求項１４】
熱源装置に搭載されたコンピュータに、
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段に流れる前記受熱流体の入側温度の検出情報を取り込む機能と、
前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプを動作させる機能と、
前記出側温度が所定温度以下である場合、前記ポンプを間欠運転に制御する機能と、
を実行させることを特徴とする熱源制御プログラム。
【請求項１５】
熱源装置に搭載されたコンピュータに、
外部から加えられる熱量を受熱流体に熱交換する熱交換手段に熱交換させる機能と、
前記受熱流体の熱が熱交換された熱媒に蓄熱させる処理を実行させる機能と、
前記熱交換手段から出る前記受熱流体の温度を検出する第１の温度検出手段の検出温度情報を取り込む機能と、
前記蓄熱手段の前記熱媒の温度を検出する第２の温度検出手段の検出温度情報を取り込む機能と、
前記熱交換手段に前記受熱流体を流すポンプを動作させる機能と、
前記第１の温度検出手段及び第２の温度検出手段から得た前記検出温度情報を監視し、前記検出温度の差が所定温度以下である場合、前記ポンプを低回転数で間欠運転させ、前記熱交換手段に流れる前記受熱流体の平均流量を前記ポンプの連続回転による最低流量未満に制御する機能と、
を実行させることを特徴とする熱源制御プログラム。
【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１９】
【図２０】
【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１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−９７９７９（Ｐ２０１２−９７９７９Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４６８９７（Ｐ２０１０−２４６８９７）
【出願日】平成２２年１１月２日（２０１０．１１．２）
【出願人】（０００１７０１３０）パーパス株式会社 (87)
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２日（２０１０．１１．２）
【出願人】（０００１７０１３０）パーパス株式会社 (87)
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