燃料・電力の実質的使用量算出方法、燃料・電力料金の負担額算出方法、燃料・電力の実質的使用量算出装置、及び燃料・電力料金の負担額算出装置
【課題】簡単な構成で適切な費用負担を定めることができ、公平なエネルギー分配を実現できる方法又は装置を提供し、エネルギーの有効利用を図る。
【解決手段】複数の世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が共同で使用する温水器Ａと、複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置Ｂとを有し、温水器Ａで昇温された湯水を給湯装置Ｂを経由して各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力の実質的使用量算出方法において、給湯システムへの入水温度、給湯装置Ｂからの出湯温度、及び給湯装置Ｂからの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量ｑｉと、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量Ｑとから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率ｑｉ／Ｑを算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力使用量Ｇとの積を各世帯の燃料・電力の実質的使用量ｇｉとする。
【解決手段】複数の世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が共同で使用する温水器Ａと、複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置Ｂとを有し、温水器Ａで昇温された湯水を給湯装置Ｂを経由して各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力の実質的使用量算出方法において、給湯システムへの入水温度、給湯装置Ｂからの出湯温度、及び給湯装置Ｂからの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量ｑｉと、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量Ｑとから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率ｑｉ／Ｑを算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力使用量Ｇとの積を各世帯の燃料・電力の実質的使用量ｇｉとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料・電力の実質的使用量算出方法、燃料・電力料金の負担額算出方法、燃料・電力の実質的使用量算出装置、又は燃料・電力料金の負担額算出装置に関するものである。なお、本出願において、「燃料・電力」とは、「燃料単独」、「電力単独」、「燃料及び電力」のいずれをも含むものである。
【背景技術】
【０００２】
住宅等の建築物に太陽熱利用温水器を設置し、太陽熱のエネルギーを利用することは広く行われている。太陽熱利用温水器を用いれば、各世帯にとっては、燃料費を低減でき、人類全体にとっては、燃料資源の節約及び二酸化炭素排出量低減に役立つ。設備コストの低減を図るため等の理由から、集合住宅等の複数世帯において太陽熱利用温水器を共用することが行われている（特許文献１参照）。太陽熱利用温水器によって得られる湯水の温度は、気候や天候などに大きく左右されるので、太陽熱利用温水器から各世帯に供給される湯水の温度が目標温度より低いときには、その湯水を各世帯に設けられたガス湯沸かし器等により、適宜加熱した上で使用する。
【０００３】
また、集合住宅又は地域においてコージェネレーション（熱電併給）装置を共用することも行われている（特許文献２参照）。この場合も、コージェネレーション装置から各世帯に供給される温水の温度が目標温度より低いときには、その湯水を各世帯に設けられたガス湯沸かし器等により、適宜加熱した上で使用する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１２１３号公報
【特許文献２】特開２００３−６５６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、複数世帯で太陽熱利用温水器を共用すると、燃料コストを要さない太陽熱と、コストを要するガス等の燃料とを併用するため、費用負担の問題が生じることがある。すなわち、早く湯を利用する世帯（例えば５時台に帰宅し、６時台に入浴する世帯）と遅く湯を利用する世帯（例えば９時台に帰宅し、１０時台に入浴する世帯）が同一の太陽熱利用温水器を共用している場合、早く湯を利用する世帯は、太陽熱で昇温された湯水を十分に利用できるのに対し、遅く湯を利用する世帯が湯を使おうとするときには太陽熱で昇温された湯水は残っておらず、冷水を湯沸し器で加熱しなければならない。そのため、帰宅の遅い世帯は、実際に使用した熱量に比してガスの使用量が多くなる。ガス料金は各世帯のガス使用量に応じて徴収されるため、帰宅の早い世帯は、実際に利用した熱量に比して金銭的負担が軽く、帰宅の遅い世帯は、実際に利用した熱量に比して金銭的負担が重くなる。こういう費用負担は適正ではない。また、このような問題があるため、複数世帯で太陽熱利用温水器を共用することが妨げられ、太陽熱利用温水器普及の妨げとなっている。
【０００６】
また、複数世帯でコージェネレーション装置を共用している場合も、同様の問題が生じ得る。すなわち、コージェネレーションによって昇温された湯水を十分に利用できる世帯と、十分に利用できない世帯との間で、費用負担の問題が生じることがある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑み、簡単な構成で適切な費用負担を定めることができ、もって公平なエネルギー分配を実現できる燃料・電力の実質的使用量算出方法、燃料・電力料金の負担額算出方法、燃料・電力の実質的使用量算出装置、又は燃料・電力料金の負担額算出装置を提供し、ひいてはエネルギーの有効利用を図ることを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための請求項１の発明は、複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力の実質的使用量算出方法において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力使用量との積を各世帯の燃料・電力の実質的使用量とすることを特徴とする燃料・電力の実質的使用量算出方法である。
【０００９】
上述したように、「燃料・電力」とは、「燃料単独」、「電力単独」、「燃料及び電力」のいずれの態様をも含むものである。また、本出願でいう「世帯」とは、必ずしも家庭を意味せず、温水器からの給湯と燃料・電力との双方を使用し、使用した給湯と燃料・電力とに対しその料金を負担する１つの単位であれば、事務所、企業等も含むものである。
【００１０】
算出された「各世帯の使用熱量」は、各世帯において湯水に付加された熱量に相当し、「全世帯の総使用熱量」は、全世帯において湯水に付加された熱量に相当する。これらの熱量は、太陽熱利用温水器又はコージェネレーション装置で得られた熱エネルギーも、給湯装置でガス・石油等の燃料、或いは電力を消費することにより生じた熱エネルギーも含んでいる。一方、「全世帯の燃料・電力使用量」は、各世帯が料金を負担すべき有償の燃料・電力の使用量の総和である。「各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力使用量との積」とは、言い換えれば、全世帯の燃料・電力使用量を各世帯に、その使用熱量比率に応じて按分したものであり、これを各世帯の燃料・電力の実質的使用量とすれば、各世帯における湯の使用の実態に応じた使用量を把握でき、その使用量を費用負担の基礎とすることができる。
【００１１】
数式的に表現すると、「各世帯の使用熱量」（ｉ番目の世帯の使用熱量をｑｉとする）は、「給湯システムへの入水温度」（Ｔｃ）及び「給湯装置からの出湯温度」（Ｔｏ）が時間的に一定であれば、これらの温度の差と「給湯装置からの出湯量」（Ｖ）及び水の比熱（Ｃｗ）との積、すなわち、ｑｉ＝（Ｔｏ−Ｔｃ）Ｖ・Ｃｗである。
【００１２】
「全世帯の使用熱量」（Ｑ）は、「各世帯の使用熱量」（ｑｉ）の総和である。全世帯数をｎとすれば、Ｑ＝ｑ１＋ｑ２＋…＋ｑｎである。ｉ番目の世帯の使用熱量比率は、ｑｉ／Ｑである。
【００１３】
「各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力使用量との積を各世帯の燃料・電力の実質的使用量とする」とは、全世帯の燃料・電力使用量をＧとし、ｉ番目の世帯の実質的使用量をｇｉとすれば、ｇｉ＝Ｇ・ｑｉ／Ｑとするということである。
【００１４】
なお、水の比熱（Ｃｗ）は、実用上、一定値とみなされるので、「各世帯の使用熱量比率」にも、「各世帯の実質的使用量」にも、結局影響しない。そのため、各世帯の使用熱量の計算において、水の比熱を無視して、ｑｉ＝（Ｔｏ−Ｔｃ）Ｖとしてもよい。
【００１５】
また、「給湯システムへの入水温度」（Ｔｃ）又は「給湯装置からの出湯温度」（Ｔｏ）が時間的に変動する場合は、「各世帯の使用熱量」（ｑ）は、「給湯装置からの出湯量」の瞬間値（単位時間あたり）をＦとすれば、（Ｔｏ−Ｔｃ）Ｆ・Ｃｗを時間で積分した数値となる。（この場合も、水の比熱は、計算上無視してよい。）もっとも、一回の使用中に入水温度や出湯温度が大きく変動することは稀なので、入水温度や出湯温度として何らかの代表値をとり、上記の乗算による式を用いてもよい。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１記載の燃料・電力の実質的使用量算出方法により算出された各世帯の燃料・電力の実質的使用量に基づいて各世帯の燃料・電力料金の負担額を算出することを特徴とする燃料・電力料金の負担額算出方法である。
【００１７】
このように燃料・電力料金の負担額を算出すれば、費用負担が公平になり、ひいては太陽熱利用温水器、コージェネレーション装置等の活用に資する。なお、「各世帯の燃料・電力の実質的使用量に基づいて各世帯の燃料・電力料金の負担額を算出する」とは、「各世帯の燃料・電力の実質的使用量」と「各世帯の燃料・電力料金の負担額」を比例させることには限定されず、両者を適当な相関関係におけばよい。例えば、一次関数関係（基本料金＋使用量比例料金）でもよいし、使用量が大きくなると単価が低減する関係（グラフ上で折れ線又は曲線になる関係）でもよい。一般の燃料又は電力の料金体系と合わせておけば、最も公平感があると期待される。勿論、比例関係は最も簡便かつ明瞭なので、前記実質的使用量と前記負担額を比例させてもよい。
【００１８】
請求項３の発明は、複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力料金の負担額算出方法において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金とに基づいて各世帯の燃料・電力料金を定めることを特徴とする燃料・電力料金の負担額算出方法である。
【００１９】
この方法によれば、「各世帯の燃料・電力の実質的使用量」を算出しなくても、各世帯の燃料・電力料金を定めることができる。なお、「各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金とに基づいて各世帯の燃料・電力料金を定める」とは、「各世帯の使用熱量比率」と「各世帯の燃料・電力料金」を比例させることには限定されず、両者を適当な相関関係におけばよい。
【００２０】
もっとも、両者を比例させること、すなわち、算出された各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金との積を各世帯の燃料・電力料金とすること（請求項４）は、最も簡便かつ明瞭な負担額算出方法である。
【００２１】
本発明の燃料・電力の実質的使用量算出方法又は燃料・電力料金の負担額算出方法において、給湯装置への入水温度を検知する給湯装置入水温度センサを備え、前記給湯装置入水温度センサの検出値に基づいて給湯システムへの入水温度を決定してよい（請求項５）。ここでいう「給湯装置への入水温度」とは、温水器から給湯装置に供給される湯水の温度ではなく、給湯システムの外部から給湯装置に供給される水の温度をいう。給湯装置には、通常、入水温度センサが備えられているので、この方法によれば、新たなセンサを備える必要なく、簡易に実施ができる。厳密に考えれば、給湯装置へ供給される水と温水器へ供給される水とで温度が異なることもあり得るが、通常は、両者は同一の水源（水道又は井戸）から供給されるので、両入水温度を同一とみなしても、ほとんどの場合、計算の精度上問題とならない。
【００２２】
一方、本発明の燃料・電力の実質的使用量算出方法又は燃料・電力料金の負担額算出方法において、温水器への入水温度を検知する温水器入水温度センサを備え、前記温水器入水温度センサの検出値に基づいて給湯システムへの入水温度を決定してもよい（請求項６）。
【００２３】
勿論、給湯装置入水温度センサと温水器入水温度センサの両方の検出値に基づいて給湯システムへの入水温度を決定してもよい。
【００２４】
本発明の燃料・電力の実質的使用量算出方法又は燃料・電力料金の負担額算出方法において、給湯装置は風呂の湯水を循環させて追い焚きする追い焚き機能を備え、さらに給湯装置は、追い焚き前後の湯の温度を検知する浴槽湯温度センサと、浴槽内の湯の量を検知する浴槽湯量センサを備え、追い焚き前後の湯の温度と浴槽内の湯の量から追い焚きに要した熱量を算出し、追い焚きに要した熱量を各世帯の使用熱量に個別に加算してもよい（請求項７）。
【００２５】
給湯装置において風呂の追い焚きを行った場合、上記のように「給湯システムへの入水温度」、「給湯装置からの出湯温度」、及び「給湯装置からの出湯量」のみから各世帯の使用熱量を算出したのでは、追い焚きに要した熱量が評価されていない。そのため、「追い焚き前後の湯の温度」と「浴槽内の湯の量」から「追い焚きに要した熱量」を算出し、追い焚きに要した熱量を各世帯の使用熱量に個別に加算すれば、追い焚きに要した熱量を含めた各世帯の使用熱量が算出できる。
【００２６】
ここで、「追い焚き前後の湯の温度」とは、「追い焚き開始直前と追い焚き終了直後の湯の温度」の意味である。すなわち、追い焚きによる昇温の前の湯の温度（Ｔ１）と昇温の後の湯の温度（Ｔ２）である。「追い焚きに要した熱量」は、「追い焚き前後の湯の温度の差」（Ｔ２−Ｔ１）と「浴槽内の湯の量」（Ｗ）と「水の比熱」（Ｃｗ）の積、すなわち（Ｔ２−Ｔ１）Ｗ・Ｃｗとして算出される。ただし、これも水の比熱Ｃｗを無視して、（Ｔ２−Ｔ１）Ｗとしてよい。
【００２７】
追い焚きを含めないで算出された「各世帯の使用熱量」に、上記の「追い焚きに要した熱量」を加算して算出される数量を「各世帯の使用熱量」（ｑｉ）とすれば、「各世帯の使用熱量」を、より熱利用の実態に即した数値として把握できる。
【００２８】
追い焚き前後の湯の温度は、浴槽において測定しても勿論よいが、浴槽内にセンサを設けないほうが、入浴者の邪魔にならないので、追い焚き用の循環流路のうち浴槽から給湯装置に至る流路（風呂復路）に設けることが望ましい。従来から風呂復路にはよく温度センサが設けられているので、既設のセンサを利用してもよい。「浴槽内の湯の量」は、圧力センサの測定値から浴槽内の水位を推算し、その水位からさらに推算することができる。このような圧力センサも、従来からよく風呂復路に設けられているので、既設のセンサを利用してもよい。
【００２９】
本発明の燃料・電力の実質的使用量算出方法又は燃料・電力料金の負担額算出方法において、各世帯の給湯装置の中に、風呂の湯水を循環させて追い焚きする追い焚き機能を有するものを含んでいても、追い焚きに要した熱量が、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量に含まれるものとみなしてもよい（請求項８）。このようにすれば、理論的な緻密さにはいくぶん欠けるが、発明の構成が簡易で済む。
【００３０】
本発明の燃料・電力の実質的使用量算出方法又は燃料・電力料金の負担額算出方法において、給湯装置は石油給湯装置又はガス給湯装置であり、温水器は太陽熱利用温水器であってもよい（請求項９）。これは、太陽エネルギー利用の給湯システムの典型的な形態である。この場合、電力は必須でないので、「燃料・電力の実質的使用量算出方法」は、「燃料の実質的使用量算出方法」と、「燃料・電力料金の負担額算出方法」は「燃料料金の負担額算出方法」と、それぞれ読み替えられる。
【００３１】
請求項１０の発明は、複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力の実質的使用量算出装置において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力使用量との積を各世帯の燃料・電力の実質的使用量とすることを特徴とする燃料・電力の実質的使用量算出装置である。
【００３２】
これは、請求項１記載の方法に対応する装置である。
【００３３】
請求項１１の発明は、複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力料金の負担額算出装置において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金とに基づいて各世帯の燃料・電力料金を定めることを特徴とする燃料・電力料金の負担額算出装置である。
【００３４】
これは、請求項３記載の方法に対応する装置である。本出願に係る方法の種々の態様は、いずれも装置としても実施できる。
【００３５】
本出願における請求項は、「燃料・電力の実質的使用量算出方法」、「燃料・電力料金の負担額算出方法」、「燃料・電力の実質的使用量算出装置」、「燃料・電力料金の負担額算出装置」の４分野にわたるが、特に支障がない限り、そのいずれかの請求項の発明特定事項と、他の請求項の発明特定事項を組み合わせて実施してもよい。
【発明の効果】
【００３６】
本発明により、簡単な構成で適切な費用負担を定めることができ、もって公平なエネルギー分配を実現でき、ひいてはエネルギーの有効利用を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
次に本発明の具体的な実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態である燃料・電力の実質的使用量算出装置、燃料・電力料金の負担額算出装置を示す概略フロー図である。図１では、湯水のラインのみ図示し、燃料のラインや電気配線は省略した。なお、図１は流路構成の一例の概略を示す図であるので、実施に際しては、各種の弁、センサ、フィルタ、バイパスライン等を適宜追加、変更又は省略してもよいことは勿論である。
【００３８】
図１は、太陽熱利用温水器Ａを複数の世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３において共用している状態を示すものである。各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は、それぞれ給湯装置Ｂ、給湯カラン４０、浴槽４５を備えている。
【００３９】
なお、図１では、１台の太陽熱利用温水器Ａを３世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３で共用しているが、１台の太陽熱利用温水器を２世帯で共用してもよいし、４世帯以上で共用してもよいことは言うまでもない。また、例えば３台の太陽熱利用温水器を６世帯で共用するように、複数の太陽熱利用温水器を複数の世帯で共用してもよい。
【００４０】
太陽熱利用温水器Ａの基本的な流路構成は、従来のものと同様である。すなわち、太陽熱利用温水器Ａは、太陽熱交換器１１と、貯湯タンク１５とを備えている。太陽熱交換器１１には、熱媒体を封入した循環管路１２が接続され、循環管路１２内の熱媒体はポンプ１３によって循環駆動される。貯湯タンク１５には、ソーラー給湯路１６が接続されている。ソーラー給湯路１６から分岐管路１７が分岐して各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３へ導入されている。
【００４１】
なお、各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３には、水源４４（水道、井戸等）から常温水が供給される。
【００４２】
屋根の上等に設置された太陽熱交換器１１が日照を受けることにより、加熱された熱媒体は、貯湯タンク１５内に導入され、貯湯タンク１５内の水を熱交換加熱して昇温する。貯湯タンク１５で昇温された湯水は、ソーラー給湯路１６、分岐管路１７を経て各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３に供給される。貯湯タンク１５内の湯水が各世帯で消費されれば、水源１８（水道、井戸等）から温水器給水ライン１９を介して常温水が貯湯タンク１５内へ補充される。給水ライン１９には、温水器入水温度センサ２０が備えられている。
【００４３】
給湯装置Ｂは各世帯ごとに備えられているが、いずれの世帯のものも流路構成は実質的に同一であるので、図１には世帯Ｈ１のもののみ流路構成を明示した。給湯装置Ｂの基本的な流路構成も、従来のものと同様である。給湯装置Ｂは、缶体２１と、該缶体に配設されたガスバーナ２２、給湯用熱交換器２３、及び風呂追焚熱交換器２５を備えている。給湯用熱交換器２３には、入水路２６及び出湯路２７が接続されている。
【００４４】
入水路２６の上流側には、混水器６１が接続され、混水器６１には、ソーラー入水路２４とバイパス路４１が接続されている。ソーラー入水路２４は、分岐管路１７と接続されるものであり、バイパス路４１は、給湯用熱交換器２３をバイパスしてソーラー入水路２４と出湯路２７とを連結する位置に設けられている。該バイパス路４１にはバイパス調節弁４２が備えられている。また、バイパス路４１においてバイパス調節弁４２の上流側の合流点６２において、水源４４と連通した給湯装置給水ライン４３が合流する。給湯装置給水ライン４３から流入した水を、混水器６１にて、太陽熱利用温水器Ａから供給される湯水と混合することができる。その混合比率を調整するため、混水器６１には流量調整弁等の開閉弁（図示せず）が備えられている。
【００４５】
出湯路２７は、バイパス路４１との合流点６３より下流に三方弁２８を備え、この三方弁２８を介して２つの流路３０，３１に接続されている。一方の流路３０は給湯カラン４０に接続され、他方の流路３１（風呂落とし込み路）は、落とし込み開閉弁３２を介して合流点６０において後述の風呂往路４６と接続されている。
【００４６】
ソーラー入水路２４には、湯水温度センサ５１と水量センサ５２が設けられており、給湯装置給水ライン４３には、給湯装置入水温度センサ５３が設けられている。また、バイパス路４１において、給湯装置給水ライン４３との合流点６２と、出湯路２７との合流点６３との間には、水量センサ５５が設けられている。出湯路２７において、バイパス路４１との合流点６３より上流に水量センサ（出湯量センサ）５６が設けられ、合流点６３より下流で三方弁２８より上流に、出湯温度センサ５７が設けられている。
【００４７】
給湯装置Ｂは、風呂の湯水を循環させて昇温（追い焚き）する追い焚き機能を備えている。すなわち、給湯装置Ｂは風呂追焚熱交換器２５を有し、風呂追焚熱交換器２５には、浴槽４５に一端が接続された風呂往路４６と風呂復路４７が接続されており、風呂復路４７には、圧力センサ５８、浴槽湯温度センサ５９、及び循環ポンプ４８が設けられている。これにより、浴槽４５から、風呂復路４７、風呂追焚熱交換器２５、風呂往路４６を介して浴槽４５に戻る追い焚き用の循環流路が形成されている。ここで、圧力センサ５８は、浴槽水位計及び浴槽湯量センサの役割を果たす。
【００４８】
給湯装置Ｂのソーラー入水路２４は、上述の分岐管路１７、ソーラー給湯路１６を介して太陽熱利用温水器Ａと接続され、これによって給湯システムが形成されている。
【００４９】
各センサの出力は、集中制御コントローラ（図示せず）とそれに通信接続される各給湯装置Ｂのコントローラ（図示せず）に入力されて演算、集計される。
【００５０】
ガスバーナ２２において消費される燃料ガスの量は、各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３ごとに通常のガスメータ（図示せず）により測定される。
【００５１】
このような方法、装置において、前記給湯システムへの入水温度（温水器入水温度センサ２０又は給湯装置入水温度センサ５３の測定値）、前記給湯装置からの出湯温度（出湯温度センサ５７の測定値）、及び前記給湯装置からの出湯量（出湯量センサ５６の測定値）に基づいて各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の使用熱量を算出する。そして、算出された各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の使用熱量を合算して、全世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の総使用熱量を得る。そして、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料使用量（燃料・電力使用量）との積を各世帯の燃料（燃料・電力）の実質的使用量とする。ここで、全世帯の燃料使用量は、各世帯のガスメータ（図示せず）での検出値を、図示しない集中コントローラで集計したものである。
【００５２】
このようにして算出された各世帯の燃料（燃料・電力）の実質的使用量に基づいて各世帯の燃料（燃料・電力）料金の負担額を算出する。
【００５３】
または、各世帯の使用熱量比率と、図示しない集中コントローラで集計した全世帯の燃料・電力料金とに基づいて各世帯の燃料・電力料金を定める。例えば、算出された各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金との積を各世帯の燃料・電力料金とする。
【００５４】
各世帯の使用熱量比率を算出する際、追い焚きに要した熱量分を補正するために、浴槽湯温度センサ５９により検知される追い焚き前後の湯の温度と、圧力センサ（浴槽湯量センサ）５８により検知される浴槽内の湯の量から追い焚きに要した熱量を算出し、追い焚きに要した熱量を各世帯の使用熱量に個別に加算する。
【００５５】
もっとも、各世帯の給湯装置の中に、風呂の湯水を循環させて追い焚きする追い焚き機能を有するものを含んでいても、追い焚きに要した熱量が、前記給湯システムに入水される入水温度と、前記給湯装置から出湯される出湯温度及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量に含まれるものとみなしてもよい。
【００５６】
なお、図１では二つの水量センサ５５，５６を設けているが、その替わりに、出湯路２７において、バイパス路４１との合流点６３より下流で三方弁２８より上流に、一つの水量センサを設けてもよい
【００５７】
本実施形態では、ガス給湯装置を用い、給湯用熱交換器２３及び風呂追焚熱交換器２５の加熱用にガスバーナ２２を用いているが、石油給湯装置を用いてもよい。その場合、給湯用熱交換器２３及び風呂追焚熱交換器２５の加熱用に石油バーナを用い、燃料使用量の集計用に石油使用量メータを用いればよい。
【００５８】
また、本実施形態において、給湯用熱交換器２３及び風呂追焚熱交換器２５の加熱用にガスバーナ２２を用いているが、これを電気ヒータに替えてもよい。その場合、ガスメータに替えて電力量メータを用い、「燃料・電力の実質的使用量」、「燃料・電力料金」は、それぞれ「電力の実質的使用量」、「電力の料金」の意味となる。
【００５９】
本発明は、コージェネレーション（熱電併給）システムにおいて、複数世帯がコージェネレーション（熱電併給）装置を共用している場合にも応用できる。この場合、燃料・電力の実質的使用量算出装置又は燃料・電力料金の負担額算出装置は、図１のＡのところに太陽熱利用温水器の替わりにコージェネレーション装置が入ったものとなるだけで、他の部分のフローに変わりはない。燃料・電力の実質的使用量や燃料・電力料金の算出方法も、太陽熱利用温水器使用の場合と同様である。
【００６０】
本発明について、上記以外にも種々の実施形態が可能である。例えば、各世帯に暖房単機能のガス熱源機及び／又はガス暖房機を備えて暖房を行う場合、各世帯には、給湯用のガス流路に給湯用ガスメータを備えるのみならず、暖房単機能のガス熱源機及び／又はガス暖房機へのガス流路に暖房専用ガスメータを備え、暖房用の燃料使用量と給湯用の燃料使用量を分離して把握し、給湯用の燃料使用量に基づいて燃料・電力の実質的使用量や料金を定め、暖房用のガス料金は給湯用と分離することが望ましい。出湯温度、出湯量等に基づく計算によって暖房用のガス料金の負担まで定めるのは無理があるからである。もっとも、理論的精密さよりシステムの簡便さを重視して、ガスメータを各世帯あたり１つで済ませることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態である燃料・電力の実質的使用量算出装置、燃料・電力料金の負担額算出装置を示す概略フロー図である。
【符号の説明】
【００６２】
Ａ 太陽熱利用温水器
Ｂ 給湯装置
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３ 世帯
１１ 太陽熱交換器
２０ 温水器入水温度センサ
４０ 給湯カラン
４５ 浴槽
５３ 給湯装置入水温度センサ
５６ 水量センサ（出湯量センサ）
５７ 出湯温度センサ
５８ 圧力センサ（浴槽湯量センサ）
５９ 浴槽湯温度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料・電力の実質的使用量算出方法、燃料・電力料金の負担額算出方法、燃料・電力の実質的使用量算出装置、又は燃料・電力料金の負担額算出装置に関するものである。なお、本出願において、「燃料・電力」とは、「燃料単独」、「電力単独」、「燃料及び電力」のいずれをも含むものである。
【背景技術】
【０００２】
住宅等の建築物に太陽熱利用温水器を設置し、太陽熱のエネルギーを利用することは広く行われている。太陽熱利用温水器を用いれば、各世帯にとっては、燃料費を低減でき、人類全体にとっては、燃料資源の節約及び二酸化炭素排出量低減に役立つ。設備コストの低減を図るため等の理由から、集合住宅等の複数世帯において太陽熱利用温水器を共用することが行われている（特許文献１参照）。太陽熱利用温水器によって得られる湯水の温度は、気候や天候などに大きく左右されるので、太陽熱利用温水器から各世帯に供給される湯水の温度が目標温度より低いときには、その湯水を各世帯に設けられたガス湯沸かし器等により、適宜加熱した上で使用する。
【０００３】
また、集合住宅又は地域においてコージェネレーション（熱電併給）装置を共用することも行われている（特許文献２参照）。この場合も、コージェネレーション装置から各世帯に供給される温水の温度が目標温度より低いときには、その湯水を各世帯に設けられたガス湯沸かし器等により、適宜加熱した上で使用する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１２１３号公報
【特許文献２】特開２００３−６５６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、複数世帯で太陽熱利用温水器を共用すると、燃料コストを要さない太陽熱と、コストを要するガス等の燃料とを併用するため、費用負担の問題が生じることがある。すなわち、早く湯を利用する世帯（例えば５時台に帰宅し、６時台に入浴する世帯）と遅く湯を利用する世帯（例えば９時台に帰宅し、１０時台に入浴する世帯）が同一の太陽熱利用温水器を共用している場合、早く湯を利用する世帯は、太陽熱で昇温された湯水を十分に利用できるのに対し、遅く湯を利用する世帯が湯を使おうとするときには太陽熱で昇温された湯水は残っておらず、冷水を湯沸し器で加熱しなければならない。そのため、帰宅の遅い世帯は、実際に使用した熱量に比してガスの使用量が多くなる。ガス料金は各世帯のガス使用量に応じて徴収されるため、帰宅の早い世帯は、実際に利用した熱量に比して金銭的負担が軽く、帰宅の遅い世帯は、実際に利用した熱量に比して金銭的負担が重くなる。こういう費用負担は適正ではない。また、このような問題があるため、複数世帯で太陽熱利用温水器を共用することが妨げられ、太陽熱利用温水器普及の妨げとなっている。
【０００６】
また、複数世帯でコージェネレーション装置を共用している場合も、同様の問題が生じ得る。すなわち、コージェネレーションによって昇温された湯水を十分に利用できる世帯と、十分に利用できない世帯との間で、費用負担の問題が生じることがある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑み、簡単な構成で適切な費用負担を定めることができ、もって公平なエネルギー分配を実現できる燃料・電力の実質的使用量算出方法、燃料・電力料金の負担額算出方法、燃料・電力の実質的使用量算出装置、又は燃料・電力料金の負担額算出装置を提供し、ひいてはエネルギーの有効利用を図ることを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための請求項１の発明は、複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力の実質的使用量算出方法において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力使用量との積を各世帯の燃料・電力の実質的使用量とすることを特徴とする燃料・電力の実質的使用量算出方法である。
【０００９】
上述したように、「燃料・電力」とは、「燃料単独」、「電力単独」、「燃料及び電力」のいずれの態様をも含むものである。また、本出願でいう「世帯」とは、必ずしも家庭を意味せず、温水器からの給湯と燃料・電力との双方を使用し、使用した給湯と燃料・電力とに対しその料金を負担する１つの単位であれば、事務所、企業等も含むものである。
【００１０】
算出された「各世帯の使用熱量」は、各世帯において湯水に付加された熱量に相当し、「全世帯の総使用熱量」は、全世帯において湯水に付加された熱量に相当する。これらの熱量は、太陽熱利用温水器又はコージェネレーション装置で得られた熱エネルギーも、給湯装置でガス・石油等の燃料、或いは電力を消費することにより生じた熱エネルギーも含んでいる。一方、「全世帯の燃料・電力使用量」は、各世帯が料金を負担すべき有償の燃料・電力の使用量の総和である。「各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力使用量との積」とは、言い換えれば、全世帯の燃料・電力使用量を各世帯に、その使用熱量比率に応じて按分したものであり、これを各世帯の燃料・電力の実質的使用量とすれば、各世帯における湯の使用の実態に応じた使用量を把握でき、その使用量を費用負担の基礎とすることができる。
【００１１】
数式的に表現すると、「各世帯の使用熱量」（ｉ番目の世帯の使用熱量をｑｉとする）は、「給湯システムへの入水温度」（Ｔｃ）及び「給湯装置からの出湯温度」（Ｔｏ）が時間的に一定であれば、これらの温度の差と「給湯装置からの出湯量」（Ｖ）及び水の比熱（Ｃｗ）との積、すなわち、ｑｉ＝（Ｔｏ−Ｔｃ）Ｖ・Ｃｗである。
【００１２】
「全世帯の使用熱量」（Ｑ）は、「各世帯の使用熱量」（ｑｉ）の総和である。全世帯数をｎとすれば、Ｑ＝ｑ１＋ｑ２＋…＋ｑｎである。ｉ番目の世帯の使用熱量比率は、ｑｉ／Ｑである。
【００１３】
「各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力使用量との積を各世帯の燃料・電力の実質的使用量とする」とは、全世帯の燃料・電力使用量をＧとし、ｉ番目の世帯の実質的使用量をｇｉとすれば、ｇｉ＝Ｇ・ｑｉ／Ｑとするということである。
【００１４】
なお、水の比熱（Ｃｗ）は、実用上、一定値とみなされるので、「各世帯の使用熱量比率」にも、「各世帯の実質的使用量」にも、結局影響しない。そのため、各世帯の使用熱量の計算において、水の比熱を無視して、ｑｉ＝（Ｔｏ−Ｔｃ）Ｖとしてもよい。
【００１５】
また、「給湯システムへの入水温度」（Ｔｃ）又は「給湯装置からの出湯温度」（Ｔｏ）が時間的に変動する場合は、「各世帯の使用熱量」（ｑ）は、「給湯装置からの出湯量」の瞬間値（単位時間あたり）をＦとすれば、（Ｔｏ−Ｔｃ）Ｆ・Ｃｗを時間で積分した数値となる。（この場合も、水の比熱は、計算上無視してよい。）もっとも、一回の使用中に入水温度や出湯温度が大きく変動することは稀なので、入水温度や出湯温度として何らかの代表値をとり、上記の乗算による式を用いてもよい。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１記載の燃料・電力の実質的使用量算出方法により算出された各世帯の燃料・電力の実質的使用量に基づいて各世帯の燃料・電力料金の負担額を算出することを特徴とする燃料・電力料金の負担額算出方法である。
【００１７】
このように燃料・電力料金の負担額を算出すれば、費用負担が公平になり、ひいては太陽熱利用温水器、コージェネレーション装置等の活用に資する。なお、「各世帯の燃料・電力の実質的使用量に基づいて各世帯の燃料・電力料金の負担額を算出する」とは、「各世帯の燃料・電力の実質的使用量」と「各世帯の燃料・電力料金の負担額」を比例させることには限定されず、両者を適当な相関関係におけばよい。例えば、一次関数関係（基本料金＋使用量比例料金）でもよいし、使用量が大きくなると単価が低減する関係（グラフ上で折れ線又は曲線になる関係）でもよい。一般の燃料又は電力の料金体系と合わせておけば、最も公平感があると期待される。勿論、比例関係は最も簡便かつ明瞭なので、前記実質的使用量と前記負担額を比例させてもよい。
【００１８】
請求項３の発明は、複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力料金の負担額算出方法において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金とに基づいて各世帯の燃料・電力料金を定めることを特徴とする燃料・電力料金の負担額算出方法である。
【００１９】
この方法によれば、「各世帯の燃料・電力の実質的使用量」を算出しなくても、各世帯の燃料・電力料金を定めることができる。なお、「各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金とに基づいて各世帯の燃料・電力料金を定める」とは、「各世帯の使用熱量比率」と「各世帯の燃料・電力料金」を比例させることには限定されず、両者を適当な相関関係におけばよい。
【００２０】
もっとも、両者を比例させること、すなわち、算出された各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金との積を各世帯の燃料・電力料金とすること（請求項４）は、最も簡便かつ明瞭な負担額算出方法である。
【００２１】
本発明の燃料・電力の実質的使用量算出方法又は燃料・電力料金の負担額算出方法において、給湯装置への入水温度を検知する給湯装置入水温度センサを備え、前記給湯装置入水温度センサの検出値に基づいて給湯システムへの入水温度を決定してよい（請求項５）。ここでいう「給湯装置への入水温度」とは、温水器から給湯装置に供給される湯水の温度ではなく、給湯システムの外部から給湯装置に供給される水の温度をいう。給湯装置には、通常、入水温度センサが備えられているので、この方法によれば、新たなセンサを備える必要なく、簡易に実施ができる。厳密に考えれば、給湯装置へ供給される水と温水器へ供給される水とで温度が異なることもあり得るが、通常は、両者は同一の水源（水道又は井戸）から供給されるので、両入水温度を同一とみなしても、ほとんどの場合、計算の精度上問題とならない。
【００２２】
一方、本発明の燃料・電力の実質的使用量算出方法又は燃料・電力料金の負担額算出方法において、温水器への入水温度を検知する温水器入水温度センサを備え、前記温水器入水温度センサの検出値に基づいて給湯システムへの入水温度を決定してもよい（請求項６）。
【００２３】
勿論、給湯装置入水温度センサと温水器入水温度センサの両方の検出値に基づいて給湯システムへの入水温度を決定してもよい。
【００２４】
本発明の燃料・電力の実質的使用量算出方法又は燃料・電力料金の負担額算出方法において、給湯装置は風呂の湯水を循環させて追い焚きする追い焚き機能を備え、さらに給湯装置は、追い焚き前後の湯の温度を検知する浴槽湯温度センサと、浴槽内の湯の量を検知する浴槽湯量センサを備え、追い焚き前後の湯の温度と浴槽内の湯の量から追い焚きに要した熱量を算出し、追い焚きに要した熱量を各世帯の使用熱量に個別に加算してもよい（請求項７）。
【００２５】
給湯装置において風呂の追い焚きを行った場合、上記のように「給湯システムへの入水温度」、「給湯装置からの出湯温度」、及び「給湯装置からの出湯量」のみから各世帯の使用熱量を算出したのでは、追い焚きに要した熱量が評価されていない。そのため、「追い焚き前後の湯の温度」と「浴槽内の湯の量」から「追い焚きに要した熱量」を算出し、追い焚きに要した熱量を各世帯の使用熱量に個別に加算すれば、追い焚きに要した熱量を含めた各世帯の使用熱量が算出できる。
【００２６】
ここで、「追い焚き前後の湯の温度」とは、「追い焚き開始直前と追い焚き終了直後の湯の温度」の意味である。すなわち、追い焚きによる昇温の前の湯の温度（Ｔ１）と昇温の後の湯の温度（Ｔ２）である。「追い焚きに要した熱量」は、「追い焚き前後の湯の温度の差」（Ｔ２−Ｔ１）と「浴槽内の湯の量」（Ｗ）と「水の比熱」（Ｃｗ）の積、すなわち（Ｔ２−Ｔ１）Ｗ・Ｃｗとして算出される。ただし、これも水の比熱Ｃｗを無視して、（Ｔ２−Ｔ１）Ｗとしてよい。
【００２７】
追い焚きを含めないで算出された「各世帯の使用熱量」に、上記の「追い焚きに要した熱量」を加算して算出される数量を「各世帯の使用熱量」（ｑｉ）とすれば、「各世帯の使用熱量」を、より熱利用の実態に即した数値として把握できる。
【００２８】
追い焚き前後の湯の温度は、浴槽において測定しても勿論よいが、浴槽内にセンサを設けないほうが、入浴者の邪魔にならないので、追い焚き用の循環流路のうち浴槽から給湯装置に至る流路（風呂復路）に設けることが望ましい。従来から風呂復路にはよく温度センサが設けられているので、既設のセンサを利用してもよい。「浴槽内の湯の量」は、圧力センサの測定値から浴槽内の水位を推算し、その水位からさらに推算することができる。このような圧力センサも、従来からよく風呂復路に設けられているので、既設のセンサを利用してもよい。
【００２９】
本発明の燃料・電力の実質的使用量算出方法又は燃料・電力料金の負担額算出方法において、各世帯の給湯装置の中に、風呂の湯水を循環させて追い焚きする追い焚き機能を有するものを含んでいても、追い焚きに要した熱量が、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量に含まれるものとみなしてもよい（請求項８）。このようにすれば、理論的な緻密さにはいくぶん欠けるが、発明の構成が簡易で済む。
【００３０】
本発明の燃料・電力の実質的使用量算出方法又は燃料・電力料金の負担額算出方法において、給湯装置は石油給湯装置又はガス給湯装置であり、温水器は太陽熱利用温水器であってもよい（請求項９）。これは、太陽エネルギー利用の給湯システムの典型的な形態である。この場合、電力は必須でないので、「燃料・電力の実質的使用量算出方法」は、「燃料の実質的使用量算出方法」と、「燃料・電力料金の負担額算出方法」は「燃料料金の負担額算出方法」と、それぞれ読み替えられる。
【００３１】
請求項１０の発明は、複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力の実質的使用量算出装置において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力使用量との積を各世帯の燃料・電力の実質的使用量とすることを特徴とする燃料・電力の実質的使用量算出装置である。
【００３２】
これは、請求項１記載の方法に対応する装置である。
【００３３】
請求項１１の発明は、複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力料金の負担額算出装置において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金とに基づいて各世帯の燃料・電力料金を定めることを特徴とする燃料・電力料金の負担額算出装置である。
【００３４】
これは、請求項３記載の方法に対応する装置である。本出願に係る方法の種々の態様は、いずれも装置としても実施できる。
【００３５】
本出願における請求項は、「燃料・電力の実質的使用量算出方法」、「燃料・電力料金の負担額算出方法」、「燃料・電力の実質的使用量算出装置」、「燃料・電力料金の負担額算出装置」の４分野にわたるが、特に支障がない限り、そのいずれかの請求項の発明特定事項と、他の請求項の発明特定事項を組み合わせて実施してもよい。
【発明の効果】
【００３６】
本発明により、簡単な構成で適切な費用負担を定めることができ、もって公平なエネルギー分配を実現でき、ひいてはエネルギーの有効利用を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
次に本発明の具体的な実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態である燃料・電力の実質的使用量算出装置、燃料・電力料金の負担額算出装置を示す概略フロー図である。図１では、湯水のラインのみ図示し、燃料のラインや電気配線は省略した。なお、図１は流路構成の一例の概略を示す図であるので、実施に際しては、各種の弁、センサ、フィルタ、バイパスライン等を適宜追加、変更又は省略してもよいことは勿論である。
【００３８】
図１は、太陽熱利用温水器Ａを複数の世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３において共用している状態を示すものである。各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は、それぞれ給湯装置Ｂ、給湯カラン４０、浴槽４５を備えている。
【００３９】
なお、図１では、１台の太陽熱利用温水器Ａを３世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３で共用しているが、１台の太陽熱利用温水器を２世帯で共用してもよいし、４世帯以上で共用してもよいことは言うまでもない。また、例えば３台の太陽熱利用温水器を６世帯で共用するように、複数の太陽熱利用温水器を複数の世帯で共用してもよい。
【００４０】
太陽熱利用温水器Ａの基本的な流路構成は、従来のものと同様である。すなわち、太陽熱利用温水器Ａは、太陽熱交換器１１と、貯湯タンク１５とを備えている。太陽熱交換器１１には、熱媒体を封入した循環管路１２が接続され、循環管路１２内の熱媒体はポンプ１３によって循環駆動される。貯湯タンク１５には、ソーラー給湯路１６が接続されている。ソーラー給湯路１６から分岐管路１７が分岐して各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３へ導入されている。
【００４１】
なお、各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３には、水源４４（水道、井戸等）から常温水が供給される。
【００４２】
屋根の上等に設置された太陽熱交換器１１が日照を受けることにより、加熱された熱媒体は、貯湯タンク１５内に導入され、貯湯タンク１５内の水を熱交換加熱して昇温する。貯湯タンク１５で昇温された湯水は、ソーラー給湯路１６、分岐管路１７を経て各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３に供給される。貯湯タンク１５内の湯水が各世帯で消費されれば、水源１８（水道、井戸等）から温水器給水ライン１９を介して常温水が貯湯タンク１５内へ補充される。給水ライン１９には、温水器入水温度センサ２０が備えられている。
【００４３】
給湯装置Ｂは各世帯ごとに備えられているが、いずれの世帯のものも流路構成は実質的に同一であるので、図１には世帯Ｈ１のもののみ流路構成を明示した。給湯装置Ｂの基本的な流路構成も、従来のものと同様である。給湯装置Ｂは、缶体２１と、該缶体に配設されたガスバーナ２２、給湯用熱交換器２３、及び風呂追焚熱交換器２５を備えている。給湯用熱交換器２３には、入水路２６及び出湯路２７が接続されている。
【００４４】
入水路２６の上流側には、混水器６１が接続され、混水器６１には、ソーラー入水路２４とバイパス路４１が接続されている。ソーラー入水路２４は、分岐管路１７と接続されるものであり、バイパス路４１は、給湯用熱交換器２３をバイパスしてソーラー入水路２４と出湯路２７とを連結する位置に設けられている。該バイパス路４１にはバイパス調節弁４２が備えられている。また、バイパス路４１においてバイパス調節弁４２の上流側の合流点６２において、水源４４と連通した給湯装置給水ライン４３が合流する。給湯装置給水ライン４３から流入した水を、混水器６１にて、太陽熱利用温水器Ａから供給される湯水と混合することができる。その混合比率を調整するため、混水器６１には流量調整弁等の開閉弁（図示せず）が備えられている。
【００４５】
出湯路２７は、バイパス路４１との合流点６３より下流に三方弁２８を備え、この三方弁２８を介して２つの流路３０，３１に接続されている。一方の流路３０は給湯カラン４０に接続され、他方の流路３１（風呂落とし込み路）は、落とし込み開閉弁３２を介して合流点６０において後述の風呂往路４６と接続されている。
【００４６】
ソーラー入水路２４には、湯水温度センサ５１と水量センサ５２が設けられており、給湯装置給水ライン４３には、給湯装置入水温度センサ５３が設けられている。また、バイパス路４１において、給湯装置給水ライン４３との合流点６２と、出湯路２７との合流点６３との間には、水量センサ５５が設けられている。出湯路２７において、バイパス路４１との合流点６３より上流に水量センサ（出湯量センサ）５６が設けられ、合流点６３より下流で三方弁２８より上流に、出湯温度センサ５７が設けられている。
【００４７】
給湯装置Ｂは、風呂の湯水を循環させて昇温（追い焚き）する追い焚き機能を備えている。すなわち、給湯装置Ｂは風呂追焚熱交換器２５を有し、風呂追焚熱交換器２５には、浴槽４５に一端が接続された風呂往路４６と風呂復路４７が接続されており、風呂復路４７には、圧力センサ５８、浴槽湯温度センサ５９、及び循環ポンプ４８が設けられている。これにより、浴槽４５から、風呂復路４７、風呂追焚熱交換器２５、風呂往路４６を介して浴槽４５に戻る追い焚き用の循環流路が形成されている。ここで、圧力センサ５８は、浴槽水位計及び浴槽湯量センサの役割を果たす。
【００４８】
給湯装置Ｂのソーラー入水路２４は、上述の分岐管路１７、ソーラー給湯路１６を介して太陽熱利用温水器Ａと接続され、これによって給湯システムが形成されている。
【００４９】
各センサの出力は、集中制御コントローラ（図示せず）とそれに通信接続される各給湯装置Ｂのコントローラ（図示せず）に入力されて演算、集計される。
【００５０】
ガスバーナ２２において消費される燃料ガスの量は、各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３ごとに通常のガスメータ（図示せず）により測定される。
【００５１】
このような方法、装置において、前記給湯システムへの入水温度（温水器入水温度センサ２０又は給湯装置入水温度センサ５３の測定値）、前記給湯装置からの出湯温度（出湯温度センサ５７の測定値）、及び前記給湯装置からの出湯量（出湯量センサ５６の測定値）に基づいて各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の使用熱量を算出する。そして、算出された各世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の使用熱量を合算して、全世帯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の総使用熱量を得る。そして、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料使用量（燃料・電力使用量）との積を各世帯の燃料（燃料・電力）の実質的使用量とする。ここで、全世帯の燃料使用量は、各世帯のガスメータ（図示せず）での検出値を、図示しない集中コントローラで集計したものである。
【００５２】
このようにして算出された各世帯の燃料（燃料・電力）の実質的使用量に基づいて各世帯の燃料（燃料・電力）料金の負担額を算出する。
【００５３】
または、各世帯の使用熱量比率と、図示しない集中コントローラで集計した全世帯の燃料・電力料金とに基づいて各世帯の燃料・電力料金を定める。例えば、算出された各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金との積を各世帯の燃料・電力料金とする。
【００５４】
各世帯の使用熱量比率を算出する際、追い焚きに要した熱量分を補正するために、浴槽湯温度センサ５９により検知される追い焚き前後の湯の温度と、圧力センサ（浴槽湯量センサ）５８により検知される浴槽内の湯の量から追い焚きに要した熱量を算出し、追い焚きに要した熱量を各世帯の使用熱量に個別に加算する。
【００５５】
もっとも、各世帯の給湯装置の中に、風呂の湯水を循環させて追い焚きする追い焚き機能を有するものを含んでいても、追い焚きに要した熱量が、前記給湯システムに入水される入水温度と、前記給湯装置から出湯される出湯温度及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量に含まれるものとみなしてもよい。
【００５６】
なお、図１では二つの水量センサ５５，５６を設けているが、その替わりに、出湯路２７において、バイパス路４１との合流点６３より下流で三方弁２８より上流に、一つの水量センサを設けてもよい
【００５７】
本実施形態では、ガス給湯装置を用い、給湯用熱交換器２３及び風呂追焚熱交換器２５の加熱用にガスバーナ２２を用いているが、石油給湯装置を用いてもよい。その場合、給湯用熱交換器２３及び風呂追焚熱交換器２５の加熱用に石油バーナを用い、燃料使用量の集計用に石油使用量メータを用いればよい。
【００５８】
また、本実施形態において、給湯用熱交換器２３及び風呂追焚熱交換器２５の加熱用にガスバーナ２２を用いているが、これを電気ヒータに替えてもよい。その場合、ガスメータに替えて電力量メータを用い、「燃料・電力の実質的使用量」、「燃料・電力料金」は、それぞれ「電力の実質的使用量」、「電力の料金」の意味となる。
【００５９】
本発明は、コージェネレーション（熱電併給）システムにおいて、複数世帯がコージェネレーション（熱電併給）装置を共用している場合にも応用できる。この場合、燃料・電力の実質的使用量算出装置又は燃料・電力料金の負担額算出装置は、図１のＡのところに太陽熱利用温水器の替わりにコージェネレーション装置が入ったものとなるだけで、他の部分のフローに変わりはない。燃料・電力の実質的使用量や燃料・電力料金の算出方法も、太陽熱利用温水器使用の場合と同様である。
【００６０】
本発明について、上記以外にも種々の実施形態が可能である。例えば、各世帯に暖房単機能のガス熱源機及び／又はガス暖房機を備えて暖房を行う場合、各世帯には、給湯用のガス流路に給湯用ガスメータを備えるのみならず、暖房単機能のガス熱源機及び／又はガス暖房機へのガス流路に暖房専用ガスメータを備え、暖房用の燃料使用量と給湯用の燃料使用量を分離して把握し、給湯用の燃料使用量に基づいて燃料・電力の実質的使用量や料金を定め、暖房用のガス料金は給湯用と分離することが望ましい。出湯温度、出湯量等に基づく計算によって暖房用のガス料金の負担まで定めるのは無理があるからである。もっとも、理論的精密さよりシステムの簡便さを重視して、ガスメータを各世帯あたり１つで済ませることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態である燃料・電力の実質的使用量算出装置、燃料・電力料金の負担額算出装置を示す概略フロー図である。
【符号の説明】
【００６２】
Ａ 太陽熱利用温水器
Ｂ 給湯装置
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３ 世帯
１１ 太陽熱交換器
２０ 温水器入水温度センサ
４０ 給湯カラン
４５ 浴槽
５３ 給湯装置入水温度センサ
５６ 水量センサ（出湯量センサ）
５７ 出湯温度センサ
５８ 圧力センサ（浴槽湯量センサ）
５９ 浴槽湯温度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力の実質的使用量算出方法において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力使用量との積を各世帯の燃料・電力の実質的使用量とすることを特徴とする燃料・電力の実質的使用量算出方法。
【請求項２】
請求項１記載の燃料・電力の実質的使用量算出方法により算出された各世帯の燃料・電力の実質的使用量に基づいて各世帯の燃料・電力料金の負担額を算出することを特徴とする燃料・電力料金の負担額算出方法。
【請求項３】
複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力料金の負担額算出方法において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金とに基づいて各世帯の燃料・電力料金を定めることを特徴とする燃料・電力料金の負担額算出方法。
【請求項４】
算出された各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金との積を各世帯の燃料・電力料金とすることを特徴とする請求項３記載の燃料・電力料金の負担額算出方法。
【請求項５】
給湯装置への入水温度を検知する給湯装置入水温度センサを備え、前記給湯装置入水温度センサの検出値に基づいて給湯システムへの入水温度を決定することを特徴とする請求項１記載の燃料・電力の実質的使用量算出方法。
【請求項６】
温水器への入水温度を検知する温水器入水温度センサを備え、前記温水器入水温度センサの検出値に基づいて給湯システムへの入水温度を決定することを特徴とする請求項１記載の燃料・電力の実質的使用量算出方法。
【請求項７】
給湯装置は風呂の湯水を循環させて追い焚きする追い焚き機能を備え、さらに給湯装置は、追い焚き前後の湯の温度を検知する浴槽湯温度センサと、浴槽内の湯の量を検知する浴槽湯量センサを備え、追い焚き前後の湯の温度と浴槽内の湯の量から追い焚きに要した熱量を算出し、追い焚きに要した熱量を各世帯の使用熱量に個別に加算することを特徴とする請求項１記載の燃料・電力の実質的使用量算出方法。
【請求項８】
各世帯の給湯装置の中に、風呂の湯水を循環させて追い焚きする追い焚き機能を有するものを含んでいても、追い焚きに要した熱量が、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量に含まれるものとみなすことを特徴とする請求項１記載の燃料・電力の実質的使用量算出方法。
【請求項９】
給湯装置は石油給湯装置又はガス給湯装置であり、温水器は太陽熱利用温水器であることを特徴とする請求項１記載の燃料・電力の実質的使用量算出方法。
【請求項１０】
複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力の実質的使用量算出装置において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力使用量との積を各世帯の燃料・電力の実質的使用量とすることを特徴とする燃料・電力の実質的使用量算出装置。
【請求項１１】
複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力料金の負担額算出装置において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金とに基づいて各世帯の燃料・電力料金を定めることを特徴とする燃料・電力料金の負担額算出装置。
【請求項１】
複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力の実質的使用量算出方法において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力使用量との積を各世帯の燃料・電力の実質的使用量とすることを特徴とする燃料・電力の実質的使用量算出方法。
【請求項２】
請求項１記載の燃料・電力の実質的使用量算出方法により算出された各世帯の燃料・電力の実質的使用量に基づいて各世帯の燃料・電力料金の負担額を算出することを特徴とする燃料・電力料金の負担額算出方法。
【請求項３】
複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力料金の負担額算出方法において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金とに基づいて各世帯の燃料・電力料金を定めることを特徴とする燃料・電力料金の負担額算出方法。
【請求項４】
算出された各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金との積を各世帯の燃料・電力料金とすることを特徴とする請求項３記載の燃料・電力料金の負担額算出方法。
【請求項５】
給湯装置への入水温度を検知する給湯装置入水温度センサを備え、前記給湯装置入水温度センサの検出値に基づいて給湯システムへの入水温度を決定することを特徴とする請求項１記載の燃料・電力の実質的使用量算出方法。
【請求項６】
温水器への入水温度を検知する温水器入水温度センサを備え、前記温水器入水温度センサの検出値に基づいて給湯システムへの入水温度を決定することを特徴とする請求項１記載の燃料・電力の実質的使用量算出方法。
【請求項７】
給湯装置は風呂の湯水を循環させて追い焚きする追い焚き機能を備え、さらに給湯装置は、追い焚き前後の湯の温度を検知する浴槽湯温度センサと、浴槽内の湯の量を検知する浴槽湯量センサを備え、追い焚き前後の湯の温度と浴槽内の湯の量から追い焚きに要した熱量を算出し、追い焚きに要した熱量を各世帯の使用熱量に個別に加算することを特徴とする請求項１記載の燃料・電力の実質的使用量算出方法。
【請求項８】
各世帯の給湯装置の中に、風呂の湯水を循環させて追い焚きする追い焚き機能を有するものを含んでいても、追い焚きに要した熱量が、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量に含まれるものとみなすことを特徴とする請求項１記載の燃料・電力の実質的使用量算出方法。
【請求項９】
給湯装置は石油給湯装置又はガス給湯装置であり、温水器は太陽熱利用温水器であることを特徴とする請求項１記載の燃料・電力の実質的使用量算出方法。
【請求項１０】
複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力の実質的使用量算出装置において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力使用量との積を各世帯の燃料・電力の実質的使用量とすることを特徴とする燃料・電力の実質的使用量算出装置。
【請求項１１】
複数の世帯が共同で使用する温水器と、前記複数の世帯が各別に使用する複数の給湯装置とを有し、前記温水器で昇温された湯水を前記給湯装置を経由して各世帯に出湯させる給湯システムを採用する場合における各世帯の燃料・電力料金の負担額算出装置において、前記給湯システムへの入水温度、前記給湯装置からの出湯温度、及び前記給湯装置からの出湯量に基づいて算出される各世帯の使用熱量と、算出された各世帯の使用熱量を合算して得られた全世帯の総使用熱量とから、その総使用熱量に対する各世帯の使用熱量比率を算出し、各世帯の使用熱量比率と全世帯の燃料・電力料金とに基づいて各世帯の燃料・電力料金を定めることを特徴とする燃料・電力料金の負担額算出装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−１５６４６９（Ｐ２０１０−１５６４６９Ａ）
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３３３４１（Ｐ２００８−３３３３４１）
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
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