JP2004317063A - 熱負荷測定システムおよびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、この発明は、ガスメータで測定されたガス使用量を基に、各ガス器具の熱負荷を測定するシステムおよびその方法に関する。
【解決手段】熱負荷測定システムは、ガスメータで測定されたガス使用量を検出するガス使用量検出手段と、複数のガス機器のそれぞれの運転状態を、ガス燃焼に伴う温度または電源からの電流により検出する運転状態検出手段と、上記ガス使用量検出手段と運転状態検出手段とから得られたデータと、メモリに予め記憶された前記ガス機器毎のガス発熱量と熱効率のデータを基に、各ガス機器の熱負荷を算出する熱負荷測定手段とからなることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ガスメータで測定されたガス使用量を基に、各ガス器具の熱負荷を測定するシステムおよびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスなどのエネルギーの消費性向を診断することは、省エネルギーのために必要なことであるが、従来、ガス給湯暖房熱源器（又はガス給湯器）やその他ガス器具に対して用途別に熱負荷を測定するためには、以下の方法が用いられる。
（１）ガス給湯暖房熱源機又はガス給湯器の給水配管又は給湯配管の途中に流量計を設置しておき、これにより測定した流量と給水温度と給湯温度の差から給湯負荷を計算する。
また、温水暖房とふろ追いだきの負荷は、温水循環配管の途中に流量計と往きと戻りの温度を測定する温度計を設置し計算する。
しかし、上記方法では、ガス給湯暖房熱源機又はガス給湯器の給水配管又は給湯配管の途中に流量計及び温度計を設置するための工事が必要となる。
（２）使用するガス機器ごとにガスメータを設置し、それぞれのガス使用量を測定する。
多数のガスメータを設置する必要があると共に、ガス給湯暖房熱源機又はガス給湯器にガスメータを設置しただけでは、給湯負荷と暖房・ふろ追いだき負荷を区別することができない。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１４１７６２ エネルギー使用量の分析方法について
【特許文献２】
特開２０００−３２９８０５ エネルギー消費性向診断方法について
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その主たる課題は、ガス給湯暖房熱源機又はガス給湯器の給水配管又は給湯配管の途中に流量計及び温度計などの測定器設置のための工事が不要で、極めて簡単に設置することができると共に、１箇所でガス流量を測定するだけで、給湯、暖房といった用途ごとのガス使用量又は負荷を測定することができる熱負荷測定システムおよびその方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するために、請求項１の熱負荷測定システムの発明では、
ガスメータで測定されたガス使用量を検出するガス使用量検出手段と、ガスを動力源として稼働する複数のガス機器のそれぞれの運転状態を、ガス燃焼に伴う温度または駆動に伴う電流を検出する運転状態検出手段と、上記ガス使用量検出手段と運転状態検出手段とから得られたデータと、メモリに予め記憶された前記ガス機器毎のガス発熱量または熱効率のデータを基に、各ガス機器の熱負荷を算出する熱負荷測定手段とからなる、という技術的手段を講じている。
また、請求項２の発明では、
前記熱負荷測定手段が、測定した温度または電流を基に対象となるガス機器の稼働の有無を判定する稼働判定手段と、上記稼働と判定されたガス機器の稼働時間に対応したガス使用量を算出する稼働対応使用量算出手段と、上記稼働と判定されたガス機器のガス発熱量または熱効率データをメモリから呼び出し、これらを基に各ガス機器の熱負荷を算出する熱負荷算出手段とを有してなる、という技術的手段を講じている。
更に、請求項３の発明では、
前記複数のガス機器が、給湯用運転部と暖房用（又は暖房・ふろ追いだき用）運転部とを有するガス給湯暖房熱源機（又はガス給湯器）、または該ガス給湯暖房熱源機とガスファンヒーターやガスコンロなどの独立した１または複数のガス器具とからなっている、という技術的手段を講じている。
また、請求項４の発明では、
前記ガス使用量検出手段が、ガスメータのカウンターに取り付けてカウンターの動きを読みとるワンタッチ型データロガー、またはパルス発信機能付きガスメータに接続されてパルス発信される信号を読み取るパルスロガーからなっている、という技術的手段を講じている。
請求項５の発明では、
前記運転状態検出手段が、ガス給湯暖房熱源機（又はガス給湯器）の給湯用排出口と暖房用（又は暖房・ふろ追いだき用）排出口にそれぞれ設置されて、それぞれの排気温度を測定する温度データロガー、またはガスファンヒーターやガスコンロなどの独立したガス器具の熱風温度またはガス器具上部の温度を測定する温度データロガーからなっている、という技術的手段を講じている。
また、請求項６の発明では、
前記熱負荷測定手段が、給湯用排気温度が所定温度以上のとき、給湯運転が行われたと判定し、給湯運転時間のガス使用量と、熱源機の給湯用運転部のガス発熱量または熱効率データを基に給湯負荷を算定し、暖房用（又は暖房・ふろ追いだき用）排気温度が所定温度以上のとき、暖房（又は暖房・ふろ追いだき）運転が行われたと判定し、暖房（又は暖房・ふろ追いだき）時間のガス使用量と、熱源機の暖房用（又は暖房・ふろ追いだき用）運転部のガス発熱量または熱効率データを基に暖房（又は暖房・ふろ追いだき）負荷を算定し、給湯用と暖房用（又は暖房・ふろ追いだき用）の両方の排気温度がそれぞれ所定温度以上のときは、前記運転時間のガス使用量を給湯運転と暖房（又は暖房・ふろ追いだき）運転の発熱量に比例して給湯と暖房（又は暖房・ふろ追いだき）に振り分け、それぞれのガス発熱量と熱効率とを基に給湯負荷と暖房（又は暖房・ふろ追いだき）負荷とを算定してなる、という技術的手段を講じている。
更に、請求項７の発明では、
前記ガス給湯暖房熱源機（又はガス給湯器）の給湯用排気温度と暖房用（又は暖房・ふろ追いだき用）排気温度の双方がそれぞれ所定温度未満のときは、前記ガス給湯暖房熱源機（又はガス給湯器）の運転時間に対応するガス使用量を、前記以外の１または複数のガス器具の稼働と判定し、該１または複数のガス器具のガス発熱量または熱効率とを基に前記ガス器具の熱負荷として算定してなる、という技術的手段を講じている。
また、請求項８の熱負荷測定方法の発明では、
ガスメータで測定されたガス使用量を検出するガス使用量検出手段と、複数のガス機器のそれぞれの運転状態を、ガス燃焼に伴う温度または駆動に伴う電流を検出する運転状態検出手段と、上記ガス使用量検出手段と運転状態検出手段とから得られたデータと、メモリに予め記憶された前記ガス機器毎のガス発熱量または熱効率のデータを基に、各ガス機器の熱負荷を算出する熱負荷測定手段とを有し、
該熱負荷測定手段が、測定した温度または電流を基に対象となるガス機器の稼働の有無を判定し、上記稼働と判定されたガス機器の稼働時間に対応したガス使用量を算出し、上記ガス機器のガス発熱量または熱効率データを基に、各ガス機器の熱負荷を算出してなる、という技術的手段を講じている。
【０００６】
【発明の好適な実施の形態】
以下に、この発明の熱負荷測定システムおよびその方法の好適実施例について図面を参照しながら説明する。
図１は、一例としての家屋全体のガス使用量を基に熱負荷を測定するシステムを示す。
この熱負荷測定システム１は、家屋に配管されたガス供給ラインＬにそれぞれ接続された各種ガス機器群と、前記ガス供給ラインＬの上流側でガス使用量を測定するガスメータ２とに設けられる。
【０００７】
ガスメータ２には、ガスメータで測定されたガス使用量を検出するガス使用量検出手段として、本実施例では、ガスメータのカウンターに取り付けてカウンターの動きを検出するワンタッチ型データロガー１０が用いられる。
このワンタッチ型データロガー１０は、例えば、特開平１１−２５９７８９に開示されたデータ収集装置のように、文字車に反射箔を設けておき、ガスメータには光センサーとメモリとコントローラなどを有するデータ収集装置を外部から結線作業を要せずに取り付けることができる構成からなっている。
【０００８】
また、上記構成に代えて、図２に示すように、パルス発信機能付きガスメータ２’を用い、これに接続されてパルス信号を検出するパルスロガー１０’を接続する構成などでもよい。
この場合、その他の構成は、後述の電流センサー１３’を設けた点、レンジフード５Ａを省略した点を除いて、他は図１の実施例と同様であるので、その説明を省略する。
このガス使用量検出手段は、ガスメータ２に外付けできるものが既設のガスメータに設置できるので好ましいが、この発明ではガスメータにガス使用量検出手段が内蔵されて使用量データを出力しうる構成であってもよい。
【０００９】
次ぎに、この発明でガス機器とはガスを動力源として稼働するものであって、例えば、ガス給湯暖房熱源機やガス給湯器の他に、ガスファンヒーターやガスコンロその他の公知の各種ガス器具を指す。
そして、本実施例では、ガス供給ラインＬに接続されるガス機器群として、ガス給湯暖房熱源機（またはガス給湯器）３と、ガスファンヒータ４と、ガスコンロ５が設けられている。
【００１０】
上記ガス給湯暖房熱源機３は、給湯運転部と、暖房・ふろ追いだき運転部とが別々に設けられており、給湯運転時の排気を放出する給湯用排気口３Ａと、暖房・ふろ追いだき運転時の排気を放出する暖房・ふろ追いだき用排気口３Ｂとを設けた公知構成からなっている。
そして、前記給湯用排気口３Ａと、暖房・ふろ追いだき用排気口３Ｂの近傍には、それぞれの排気温度を検出する第１温度データロガー１１と、第２温度データロガー１２とを設置している。
これにより、給湯用排気温度と、暖房・ふろ追いだき用排気温度をそれぞれ測定することができる。
【００１１】
次ぎに、ガスファンヒータ４では、ガスファンヒータの送風口４Ａの近傍に、温風温度を検出する第３温度データロガー１３を設置している。
また、ガスコンロ５には、その上部の温度（図２参照）、あるいは図１に示すように上部にレンジフード５Ａが設けてある場合はその近傍の温度を検出する第４温度データロガー１４を設置している。
これらによりガスファンヒータ４の送風温度や、ガスコンロ５の熱気温度をそれぞれ測定することができる。
【００１２】
次ぎに、前記ワンタッチ型データロガー１０などのガス使用量検出手段から検出されたガス使用量データと、前記第１から第４温度データロガー１１〜１４などの運転状態検出手段から検出された温度データは、それぞれコンピュータ構成の熱負荷測定手段２０に入力される。
この熱負荷測定手段２０には、前記各ガス機器３、４、５毎に、稼働時の排気や温風などの基準温度（所定値データ）、ガス発熱量や熱効率のデータが予めメモリＭに記憶されている。
【００１３】
熱負荷測定手段２０は、その演算部に、前記入力された温度データを基に、対象となるガス機器の稼働の有無を判定する稼働判定手段２１と、上記稼働と判定されたガス機器の稼働時間に対応したガス使用量を算出する稼働対応使用量算出手段２２と、上記稼働と判定されたガス機器のガス発熱量と熱効率データをメモリＭから呼び出し、これらを基に、各ガス機器３〜５の熱負荷を算出する熱負荷算出手段２３とを有している。
【００１４】
稼働判定手段２１は、前記温度データロガー１１〜１４から検出された温度が、当該温度データロガーの検出対象であるガス機器毎に予め定められてる所定値と比較し、所定値以上である場合は上記ガス機器が稼働状態と判定し、所定値以下の場合は上記ガス機器が停止中と判定する。
次ぎに稼働対応使用量算出手段２２では、上記稼働と判定されたガス機器の稼働開始時と稼働停止時を求め、前記入力されたガス使用量データを基に、前記稼働中の時間に対応するガス使用量を算出する。
【００１５】
これにより、稼働していたガス機器とそのガス使用量が分かるので、熱負荷算出手段２３では、前記メモリＭから稼働していたガス機器のガス発熱量と熱効率データを呼び出し、ガス使用量に積算して熱負荷を算出する。
この算出された熱負荷データはメモリに記録され、このデータを適宜処理して外部表示し、または処理用に出力される。
また、複数のガス機器が同時に稼働している場合には、ガス使用量をそれぞれのガス発熱量に応じて振り分け、振り分けられたガス使用量を基にガス発熱量と熱効率とを基に各ガス機器毎の熱負荷を算出するようになっている。
【００１６】
上記構成を図１の実施例に基づいて説明すると、第１温度データロガー１１で検出した給湯用排気温度が所定値以上のときは、給湯運転が行われたと判断し、同時刻のガス使用量と熱源機３の効率の積を給湯負荷とする。
同様に、第２温度データロガー１２で検出した暖房・ふろ追いだき用排気温度が所定値以上のときは、同時刻のガス使用量、ガス発熱量と熱源機３の効率の積を暖房・ふろ迫いだき負荷とする。
【００１７】
第１、第２温度データロガー１１、１２で検出した給湯用と暖房・ふろ追いだき用の両方の排気温度がそれぞれ所定値以上のときは、同時刻のガス使用量を給湯と暖房・ふろ追いだきに振り分け、ガス発熱量と熱源機の効率との積をそれぞれの負荷とする。
【００１８】
第１、第２温度データロガー１１、１２で検出した給湯用と暖房・ふろ追いだき用の両方の排気温度が一定温度未満のときは、同時刻のガス使用量、ガス発熱量及びガス機器の効率との積をガスコンロ５及びガスファンヒータ４等の負荷とする。
そして、第３温度データロガー１３でガスコンロ５上部の温度を測定し、第４温度データロガー１４でガスファンヒータ４の温風温度を測定しているので、ガスファンヒータ４とガスコンロ５のそれぞれの稼働状態の有無を区別することができる。また、同時に稼働している場合は、ガス使用量をそれぞれに振り分けて前述のように算出すればよい。
【００１９】
上記実施例では、排気温度又は温風温度を測定して、それぞれのガス機器の稼働の有無を判定したが、ガス給湯暖房熱源機（又はガス給湯器）３、あるいはガスファンヒータ４に通電する電源の電流をセンサー１３’で測定記録することで運転状態を判断することもできる（図２参照）。
【００２０】
例えば、ガスファンヒータ４を例にとると、該ガスファンヒータ４に第３温度データロガー１３に代えて、あるいはこれと共に、ガスファンヒータ４に給電する電線コードから通電の有無を検出するセンサー１３’を設けておけば、上記センサ１５の検出値を基に、ガスファンヒータ４の稼働の有無（運転状態）を判定することができる。
【００２１】
そして、稼働開始時と稼働停止時とを判定して、前記実施例と同様に稼働対応使用量算出手段２２で上記稼働と判定されたガスファンヒータ４の稼働時間に対応したガス使用量を算出し、熱負荷算出手段２３で上記ガスファンヒータ４のガス発熱量と熱効率データをメモリＭから呼び出し、これらを基に該ガスファンヒータ４の熱負荷を算出することができる。
このように、この発明でガス機器の稼働の有無は、温度の検出に限らず、ガス機器の駆動の有無が電源からの電流を必要とする場合には、前記電流を検出することで判定してもよい。
【００２２】
この発明でガス機器は、前記例示した構成に限定されるものでない。
また、ガス機器毎の熱負荷を測定するに際して、ガスの使用量データとガス発熱量および熱効率のデータを用いたが、ガス発熱量と熱効率のデータはいずれか一方を用いて算出してもよい。
要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は上記のような構成からなっているので、従来は、給水配管又は給湯配管の途中に流量計や温度計を設置する工事などが必要であったが、測定のための工事が不要であって容易に設置することができ、センサやデータロガーを外付けしうるので、既設の設備に後から追加することも簡単に行うことができる。
また、ガスメータによる１箇所でガス流量を測定するだけで、給湯や、暖房といった用途ごとのガス使用量又は熱負荷を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱負荷測定システムの好適実施例を示すシステム構成図である。
【図２】パルス発信機能付きガスメータを用いる場合のシステム構成図である。
【図３】熱負荷測定手段の機能を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 熱負荷測定システム
２ ガスメータ
２’ パルス発信付きガスメータ
３ ガス給湯暖房熱源機（またはガス給湯器）
３Ａ 給湯用排気口
３Ｂ 暖房・ふろ追いだき用排気口
４ ガスファンヒータ
４Ａ 送風口
５ ガスコンロ
５Ａ レンジフード
１０ ワンタッチ型データロガー
１０’ パルスロガー
１１ 第１温度データロガー
１２ 第２温度データロガー
１３ 第３温度データロガー
１４ 第４温度データロガー
２０ 熱負荷測定手段
２１ 稼働判定手段
２２ 稼働対応使用量算出手段
２３ 熱負荷算出手段

Claims (8)

1. ガスメータで測定されたガス使用量を検出するガス使用量検出手段と、
   ガスを動力源として稼働する複数のガス機器のそれぞれの運転状態を、ガス燃焼に伴う温度または駆動に伴う電流を検出する運転状態検出手段と、
   上記ガス使用量検出手段と運転状態検出手段とから得られたデータと、メモリに予め記憶された前記ガス機器毎のガス発熱量または熱効率のデータを基に、各ガス機器の熱負荷を算出する熱負荷測定手段とからなることを特徴とする熱負荷測定システム。
2. 熱負荷測定手段が、測定した温度または電流を基に対象となるガス機器の稼働の有無を判定する稼働判定手段と、上記稼働と判定されたガス機器の稼働時間に対応したガス使用量を算出する稼働対応使用量算出手段と、上記稼働と判定されたガス機器のガス発熱量または熱効率データをメモリから呼び出し、これらを基に各ガス機器の熱負荷を算出する熱負荷算出手段とを有してなることを特徴とする請求項１に記載の熱負荷測定システム。
3. 複数のガス機器が、給湯用運転部と暖房用運転部とを有するガス給湯暖房熱源機、または該ガス給湯暖房熱源機とガスファンヒーターやガスコンロなどの独立した１または複数のガス器具とからなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱負荷測定システム。
4. ガス使用量検出手段が、ガスメータのカウンターに取り付けてカウンターの動きを読みとるワンタッチ型データロガー、またはパルス発信機能付きガスメータに接続されてパルス発信される信号を読み取るパルスロガーからなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱負荷測定システム。
5. 運転状態検出手段が、ガス給湯暖房熱源機の給湯用排出口と暖房用排出口にそれぞれ設置されて、それぞれの排気温度を測定する温度データロガー、またはガスファンヒーターやガスコンロなどの独立したガス器具の熱風温度またはガス器具上部の温度を測定する温度データロガーからなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱負荷測定システム。
6. 熱負荷測定手段が、給湯用排気温度が所定温度以上のとき、給湯運転が行われたと判定し、給湯運転時間のガス使用量と、熱源機の給湯用運転部のガス発熱量または熱効率データを基に給湯負荷を算定し、
   暖房用排気温度が所定温度以上のとき、暖房運転が行われたと判定し、暖房時間のガス使用量と、熱源機の暖房用運転部のガス発熱量または熱効率データを基に暖房負荷を算定し、
   給湯用と暖房用の両方の排気温度がそれぞれ所定温度以上のときは、前記運転時間のガス使用量を、給湯運転と暖房運転のそれぞれのガス発熱量に比例して給湯と暖房に振り分け、それぞれのガス発熱量または熱効率とを基に給湯負荷と暖房負荷とを算定してなることを特徴とする請求項３に記載の熱負荷測定システム。
7. ガス給湯暖房熱源機の給湯用排気温度と暖房用排気温度の双方がそれぞれ所定温度未満のときは、前記ガス給湯暖房熱源機の運転時間に対応するガス使用量を、前記以外の１または複数のガス器具の稼働と判定し、該１または複数のガス器具のガス発熱量または熱効率とを基に前記ガス器具の熱負荷として算定してなることを特徴とする請求項３または５に記載の熱負荷測定システム。
8. ガスメータで測定されたガス使用量を検出するガス使用量検出手段と、複数のガス機器のそれぞれの運転状態を、ガス燃焼に伴う温度または駆動に伴う電流を検出する運転状態検出手段と、上記ガス使用量検出手段と運転状態検出手段とから得られたデータと、メモリに予め記憶された前記ガス機器毎のガス発熱量または熱効率のデータを基に、各ガス機器の熱負荷を算出する熱負荷測定手段とを有し、
   該熱負荷測定手段が、測定した温度または電流を基に対象となるガス機器の稼働の有無を判定し、上記稼働と判定されたガス機器の稼働時間に対応したガス使用量を算出し、上記ガス機器のガス発熱量または熱効率データを基に、各ガス機器の熱負荷を算出してなることを特徴とする熱負荷測定方法。

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