JP2015227756A - 削減量算出システム、削減量算出装置、サーミスタの校正装置及び校正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを抑えつつ温度検出精度の向上を図ることが可能な削減量算出システム及び削減量算出装置、並びに、サーミスタの校正装置及び校正方法を提供する。【解決手段】削減量算出システム１は、第１サーミスタ５１、第２サーミスタ５２及び流量センサ５３からの電気信号に基づいて、削減熱量を算出する削減量算出部５４ｇと、サーミスタの出力値と温度との相関を示す相関データを記憶した相関データ記憶部５４ｅと、サーミスタの出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を記憶した校正データ記憶部５４ｆと、を備え、削減量算出部５４ｇは、第１サーミスタ５１及び第２サーミスタ５２からの電気信号が示す出力値と校正データ記憶部５４ｆにより記憶される関係式とから隔たり量を算出し、当該電気信号が示す出力値に算出した隔たり量を加算し、加算して得られた値と相関データ記憶部５４ｅにより記憶される相関データとから温度を求める。【選択図】図３

Description

本発明は、削減量算出システム、削減量算出装置、サーミスタの校正装置及び校正方法に関する。

近年、地球温暖化の影響から二酸化炭素の排出量削減が求められている。特に、住宅におけるエネルギー消費量は増加の傾向にあり、住宅から排出される二酸化炭素量の削減が急務の課題となっている。

そこで、太陽熱温水器を利用した太陽熱給湯システムが提案されている。太陽熱温水器は、太陽熱の利用により湯水を加熱するものであり、これにより化石燃料等の消費量を抑えて二酸化炭素排出量の削減を図っている。

また、太陽熱給湯システムの利用により削減された二酸化炭素量や燃料費等を算出して表示する削減量算出装置が提案されている。この装置によれば、削減された二酸化炭素量や燃料費等を算出して積算表示するため、ユーザに削減目標を達成できたなどを提示できることとなり、二酸化炭素量の削減に励むように仕向けることができる（特許文献１参照）。

特開２００３−２７９１４４号公報

ここで、特許文献１に記載の装置では、削減された二酸化炭素量や燃料費等の削減量を算出するために、温度センサや流量センサを備えている。また、近年、太陽熱給湯システムにより削減できた熱量の環境価値を証書化（グリーン熱証書）するしくみが構築されている。このグリーン熱証書はキャップアンドトレード方式による国内排出量取引制度において、キャップの充当に使用することが検討されている。

削減できた熱量を証書化するにあたって、削減熱量を計測する計量器は、削減熱量の算出精度が高いことが要件とされている。このため、温度センサや流量センサについては検出精度が高いものを用いる必要があり、特に温度センサについては検出温度と実際の温度との誤差が所定温度以内（例えば±０．１℃以内）であることが好ましい。そこで、温度センサには検出精度が高い白金測温抵抗体が用いられることが考えられるが、この場合には高価な白金測温抵抗体を用いることとなってしまう。

一方、温度センサに安価なサーミスタを用いることにより、コスト低減を図ることができる。しかし、この場合には、検出温度と実際の温度との誤差が所定温度以内に収まらず、削減量算出装置には使用できない。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、コストを抑えつつ温度検出精度の向上を図ることが可能な削減量算出システム及び削減量算出装置、並びに、サーミスタの校正装置及び校正方法を提供することにある。

本発明の削減量算出システムは、供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び前記太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、前記太陽熱温水器の加熱によって前記給湯器における加熱の際に削減できた削減量を算出する削減量算出システムであって、前記太陽熱温水器により加熱される前の水温に応じた出力値の電気信号を出力する第１サーミスタと、前記太陽熱温水器により加熱されて当該太陽熱温水器から需要者側に伸びる配管内に供給された予熱温水の温度に応じた出力値の電気信号を出力する第２サーミスタと、前記太陽熱温水器から需要者側に伸びる配管内に供給された予熱温水の流量に応じた出力値の電気信号を出力する流量センサと、前記第１サーミスタ、前記第２サーミスタ及び前記流量センサからの電気信号に基づいて、前記削減量を算出する削減量算出手段と、サーミスタの出力値と温度との相関を示す相関データ、及び、サーミスタの出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を記憶した記憶手段と、を備え、前記削減量算出手段は、前記第１サーミスタ、及び前記第２サーミスタからの電気信号のうち少なくとも一方について、電気信号が示す出力値と前記記憶手段により記憶される関係式とから隔たり量を算出し、当該電気信号が示す出力値に算出した隔たり量を加算し、加算して得られた値と前記相関データとから温度を求めることを特徴とする。

また、本発明の削減量算出装置は、供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び前記太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、前記太陽熱温水器により加熱される前の水温に応じた出力値の電気信号を出力する第１サーミスタと、前記太陽熱温水器により加熱されて当該太陽熱温水器から需要者側に伸びる配管内に供給された予熱温水の温度に応じた出力値の電気信号を出力する第２サーミスタと、前記太陽熱温水器から需要者側に伸びる配管内に供給された予熱温水の流量に応じた出力値の電気信号を出力する流量センサとからの電気信号の出力値に基づいて、前記太陽熱温水器の加熱によって前記給湯器における加熱の際に削減できた削減量を算出する削減量算出装置であって、前記第１サーミスタ、前記第２サーミスタ及び前記流量センサからの電気信号に基づいて、前記削減量を算出する削減量算出手段と、サーミスタの出力値と温度との相関を示す相関データ、及び、サーミスタの出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を記憶した記憶手段と、を備え、前記削減量算出手段は、前記第１サーミスタ、及び前記第２サーミスタからの電気信号のうち少なくとも一方について、電気信号が示す出力値と前記記憶手段により記憶される関係式とから隔たり量を算出し、当該電気信号が示す出力値に算出した隔たり量を加算し、加算して得られた値と前記相関データとから温度を求めることを特徴とする。

これらによれば、サーミスタの出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を記憶している。このため、隔たり量が一定値などではなく、サーミスタの出力値に応じた適切な隔たり量が記憶されていることとなる。よって、出力値と関係式とから隔たり量を算出し、当該出力値に算出した隔たり量を加算し、加算して得られた値と相関データとから温度を求めることにより、サーミスタを用いたままで適切に温度測定することができ、コストを抑えつつ温度検出精度の向上を図ることができる。

また、本発明のサーミスタ校正装置は、予め定められた複数の代表温度の雰囲気にサーミスタを曝した場合における当該サーミスタからの実出力値を計測する実出力計測手段と、前記実出力計測手段により得られた代表温度毎の実出力値と、予め定められている当該サーミスタの出力値と温度との相関を示す相関データにおける代表温度毎の理想出力値との差分である隔たり量を、代表温度毎に算出する隔たり量算出手段と、前記隔たり量算出手段により算出された代表温度毎の隔たり量に基づいて、サーミスタの出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を算出する関係式算出手段と、前記関係式算出手段により算出された関係式を、前記サーミスタから出力値に基づいて温度を算出する温度算出機器に記憶させる書込手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明のサーミスタ校正方法は、予め定められた複数の代表温度の雰囲気にサーミスタを曝した場合における当該サーミスタからの実出力値を計測する実出力計測工程と、前記実出力計測工程において得られた代表温度毎の実出力値と、予め定められている当該サーミスタの出力値と温度との相関を示す相関データにおける代表温度毎の理想出力値との差分である隔たり量を、代表温度毎に算出する隔たり量算出工程と、前記隔たり量算出工程において算出された代表温度毎の隔たり量に基づいて、サーミスタの出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を算出する関係式算出工程と、前記関係式算出工程において算出された関係式を、前記サーミスタから出力に基づいて温度を算出する温度算出機器に記憶させる書込工程と、を備えることを特徴とする。

これらによれば、サーミスタの出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を算出するため、隔たり量が一定値などではなく、サーミスタの出力値に応じた適切な隔たり量を有する校正データが記憶されることとなる。よって、温度算出機器において、出力値と関係式とから隔たり量を算出し、当該出力値に算出した隔たり量を加算し、加算して得られた値と相関データとから温度を求めることにより、サーミスタを用いたままで適切に温度測定することができ、コストを抑えつつ温度検出精度の向上を図ることができる削減量算出システム等を提供することができる。

本発明によれば、コストを抑えつつ温度検出精度の向上を図ることが可能な削減量算出システム及び削減量算出装置、並びに、サーミスタの校正装置及び校正方法を提供することができる。

本実施形態に係る削減熱量算出システムを含む太陽熱給湯システムの構成図である。 本実施形態に係る演算表示器を示す構成図である。 図１及び図２に示した演算表示器の機能ブロック図である。 図３に示した相関データ記憶部に記憶される相関データを示す図である。 サーミスタの温度誤差の一例を示すグラフである。 本実施形態に係る校正装置を示すブロック図である。 比較例１に係る校正方法を示す図であり、（ａ）は隔たり量等を示し、（ｂ）は校正データを示している。 比較例１による校正が行われた場合の温度誤差の一例を示すグラフである。 比較例２に係る校正方法を示す図であり、（ａ）は隔たり量等を示し、（ｂ）は校正データを示している。 比較例２による校正が行われた場合の温度誤差の一例を示すグラフである。 本実施形態に係る校正方法を示す図であり、（ａ）は隔たり量等を示し、（ｂ）は校正データを示している。 本実施形態による校正が行われた場合の温度誤差の一例を示すグラフである。 本実施形態に係るサーミスタの校正方法を示す工程図である。 本実施形態に係る演算表示器による削減量の算出方法を示すフローチャートである。 変形例に係る削減熱量算出システムを含む太陽熱給湯システムの構成図である。

まず、本実施形態に係るサーミスタの校正装置、及びサーミスタの校正方法を説明するのに先立って、削減熱量算出システム（削減熱量算出装置）を含む太陽熱給湯システム１００を説明する。図１は、本実施形態に係る削減熱量算出システムを含む太陽熱給湯システムの構成図である。太陽熱給湯システム１００は、水道管１１と、冷水管１２と、温水管１３と、混合水管１４と、加熱水管１５とを備えている。さらに、太陽熱給湯システム１００は、太陽熱温水器２と、混合弁３と、給湯器４とを備えている。

水道管１１は、台所、洗面所、風呂、トイレ等の住宅用水道器具の各々に水を供給するものである。また、水道管１１は、分岐されており、分岐箇所に冷水管１２が接続されている。冷水管１２は、水道管１１を介して流れてくる冷水を太陽熱温水器２まで導くものである。

太陽熱温水器２は、集熱器２１と熱媒配管２２と貯湯槽２３とを有している。集熱器２１は、日当たりの良い住宅等の屋根などに設置され太陽熱を取り込んで熱媒を温めるものである。また、熱媒配管２２は、集熱器２１と貯湯槽２３とを接続するものであり内部に熱媒が流れる構成となっている。熱媒は熱媒配管２２を介して集熱器２１と貯湯槽２３とを循環する。貯湯槽２３は、冷水管１２からの冷水を導入すると共に、熱媒配管２２を通じて流れてくる暖められた熱媒により冷水を加熱して予熱温水とし、貯湯しておくものである。

温水管１３は、需要者側に伸びる配管の１つであって、貯湯槽２３からの予熱温水を給湯器４側に供給するための配管である。この温水管１３の終端には混合弁３が設置されており、温水管１３からの予熱温水は混合弁３の温水流入口３１から混合弁３に供給される。また、冷水管１２は接続点Ａにて分岐しており、冷水管１２からの冷水は混合弁３の冷水流入口３２を介して混合弁３に供給可能となっている。混合弁３は、上記の如く流入する予熱温水と冷水とを混ぜて混合水とする。

混合水管１４は、需要者側に伸びる配管の１つであって、混合弁３の混合水流出口３３と給湯器４とを接続する配管である。混合水はこの配管１４を介して混合弁３から給湯器４に供給される。なお、本実施形態において混合弁３は、混合水の温度が所定の温度となるように、温水と冷水との混合割合を自動的に調整する自動温度調節機能付湯水混合弁であるが、混合弁３の構成はこれに限られるものではない。

給湯器４は、例えば、ガスバーナと熱交換器とを備えており、利用者等によって定められた温度の加熱水（即ち、湯）を生成するものである。この給湯器４は、住宅に設けられた給湯器用リモコン等と接続されており、給湯器用リモコン等から受信する制御信号に基づいて、例えば、電源オン、電源オフ、及び、生成する湯の温度が制御される。

加熱水管１５は、給湯器４と給湯側であるシャワー口等とを接続する配管である。給湯器４にて暖められた加熱水は、この加熱水管１５を介して利用者等に供給されることとなる。

以上の構成により、太陽熱給湯システム１００は、水道管１１からの冷水を太陽熱を利用した太陽熱温水器２によって予熱温水とし、これを給湯器４に供給するので給湯器４にて使用される燃料費や排出される二酸化炭素量等を削減することができる。

次に、本実施形態に係る削減熱量算出システム１について説明する。削減熱量算出システム１は、太陽熱温水器２の利用によって削減された熱量を算出して積算表示するものであって、第１サーミスタ５１と、第２サーミスタ５２と、流量センサ５３と、演算表示器（削減量算出装置）５４と、家内表示器５５とを備えている。なお、削減熱量算出システム１は、熱量に加えて、削減されたガス料金や二酸化炭素排出量を算出して積算表示する機能を備えていてもよい。

第１サーミスタ５１は、冷水管１２に配置され、太陽熱温水器２により加熱される前の水温、すなわち冷水の温度に応じた出力値の電気信号を出力するものである。第２サーミスタ５２は、温水管１３に配置され、太陽熱温水器２により加熱されてから給湯器４に供給されるまでの配管内（すなわち温水管１３内）の予熱温水の温度に応じた出力値の電気信号を出力するものである。

流量センサ５３は、温水管１３に配置され、太陽熱温水器２から給湯器４に供給された予熱温水の流量に応じた出力値の電気信号を出力するものである。流量センサ５３は、例えば羽根車式のものであり、予熱温水が流れてくることにより羽根車が回転し、この回転数に応じた数のパルスを出力する構成となっている。なお、流量センサ５３は羽根車式のものに限られない。

演算表示器５４は、太陽熱温水器２の利用により削減された熱量や二酸化炭素量を演算して積算表示する機能を有したものである。なお、表示機能に関しては、家内表示器５５にも搭載されており、削減された熱量や二酸化炭素量は、演算表示器５４及び家内表示器５５に表示されることとなる。

図２は、本実施形態に係る演算表示器５４を示す構成図である。図２に示すように、演算表示器５４は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５４ａを備えている。ＭＰＵ５４ａは、予め定められたプログラムに従って動作するものであり、ＣＰＵ５４ａ１と、ＲＯＭ５４ａ２と、ＲＡＭ５４ａ３とを備えている。

ＣＰＵ５４ａ１は、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを実行するものである。ＲＯＭ５４ａ２は、ＣＰＵ５１ａにて実行するプログラム等を格納した読み出し専用のメモリである。ＲＡＭ５４ａ３は、各種のデータを格納すると共にＣＰＵ５１ａの処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリである。

また、本実施形態においてＲＯＭ５１ａ２には、太陽熱温水器２の利用により削減された熱量、燃料費及び二酸化炭素量を算出するためのプログラムが格納されている。このため、このプログラムを実行するＣＰＵ５４ａ１は、削減された燃料費や二酸化炭素量を算出する部位として機能することとなる。

さらに、削減熱量算出システム１は、メモリ部５４ｂと、表示部５４ｃと、インタフェース部５４ｄとを備えている。

メモリ部５４ｂは、電力供給が断たれた場合でも、格納された各種データの保持が可能な記録媒体であり、ＣＰＵ５４ａ１の処理作業に必要な各種格納エリアを有する電気的消去／書き換え可能なメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等が用いられる。

表示部５４ｃは、ＬＣＤ、ＬＥＤ等が用いられ、例えば、削減熱量算出システム１の本体部に利用者等が目視可能に設けられている。この表示部５４ｃは、ＣＰＵ５４ａ１により算出された削減熱量、削減二酸化炭素量、及び削減燃料費等の各種表示を行う。なお、本実施形態において表示部５４ｃは、野外に設置された削減熱量算出システム１の本体部に設けられているが、これに限らず、宅内表示器５５のように家内に設けられてもよい。

インタフェース部５４ｄは、第１及び第２サーミスタ５１，５２や流量センサ５３と電気的に接続されており、各種センサ５１〜５３とＭＰＵ５４ａとの通信を可能としたものである。

図３は、図１及び図２に示した演算表示器５４の機能ブロック図である。図３に示すように、演算表示器５４は、相関データ記憶部（記憶手段）５４ｅと、校正データ記憶部（記憶手段）５４ｆと、削減量算出部（削減量算出手段）５４ｇとを備えている。

相関データ記憶部５４ｅは、サーミスタ５１，５２から得られる出力値（本実施形態ではＡＤ値）と温度との相関データを記憶したものである。図４は、図３に示した相関データ記憶部５４ｅに記憶される相関データを示す図である。図４に示す相関データは、基準検量線とも呼ばれるものであり、サーミスタ５１，５２から得られるＡＤ値がＡＤ２０である場合には、相関データに基づいてサーミスタ５１，５２の周辺温度が例えば２０℃であると判断され、サーミスタ５１，５２から得られるＡＤ値がＡＤ６０である場合には、相関データに基づいてサーミスタ５１，５２の周辺温度が例えば６０℃であると判断される。

削減量算出部５４ｇは、太陽熱温水器２の利用により削減された熱量、二酸化炭素量、及び燃料費等の各種削減量を算出するものである。具体的に削減量算出部５４ｇは、第１及び第２サーミスタ５１，５２からの電気信号、並びに流量センサ５３からの電気信号に基づいて、削減された熱量等を算出する。削減された熱量は、（Ｔ１−Ｔ２）・Ｒ１に基づいて算出される。ここで、Ｔ１は第２サーミスタ５２からの電気信号に基づく検出温度であり、Ｔ２は第１サーミスタ５１からの電気信号に基づく検出温度であり、Ｒ１は流量センサ５３からの電気信号に基づく検出流量である。

また、削減量算出部５４ｇは、削減熱量と給湯効率及び燃料単価とから削減燃料費を算出してもよいし、削減熱量と給湯効率及び単位燃料当たりの二酸化炭素発生量とから、削減二酸化炭素量を算出してもよい。

ここで、削減量を正確に算出するためには、第１及び第２サーミスタ５１，５２の出力値から正確に温度を算出する必要がある。しかし、一般的に安価なサーミスタ５１，５２は、精度がそれほど高いものではないことから、削減量算出システム１に用いるには適切であると言い難い。

図５は、サーミスタの温度誤差の一例を示すグラフである。削減量算出システム１における温度誤差は、例えば±０．１℃以内である必要がある。しかし、図５に示すように、１０個のサンプルとなるサーミスタについて温度誤差を測定した結果、対象となる温度範囲（例えば５℃〜８０℃）の全域において、温度誤差が±０．１℃以内に収まるものは無かった。

そこで、本実施形態に係る演算表示器５４は、図３に示すように、校正データ記憶部５４ｆを備えている。校正データ記憶部５４ｆは、図５に示すような誤差を有するサーミスタについて、その誤差が小さくなるような校正データを記憶するものである。この校正データ記憶部５４ｆにおける校正データは、図６に示す校正装置６により算出される。

図６は、本実施形態に係る校正装置６を示すブロック図である。図６に示すように、校正装置６は、実出力計測部（実出力計測手段）６ａと、隔たり量算出部（隔たり量算出手段）６ｂと、関係式算出部（関係式算出手段）６ｃと、書込部（書込手段）６ｄとを備えている。なお、この校正装置６は、例えばパーソナルコンピュータ等により構成される。

実出力計測部６ａは、予め定められた複数の代表温度の雰囲気にサーミスタ５１，５２を曝した場合における当該サーミスタ５１，５２の実出力値を計測するものである。本実施形態において代表温度は、例えば５℃、２０℃、４５℃、６０℃、及び８０℃である。

隔たり量算出部６ｂは、代表温度毎に隔たり量を算出するものである。ここで、隔たり量とは、実出力計測部６ａにより得られた代表温度毎の実出力値と、図４に示した相関データにおける代表温度毎の理想出力値（例えば図４に示すように２０℃においてＡＤ２０、６０℃においてＡＤ６０）と差分である。よって、隔たり量算出部６ｂは、２０℃における理想出力値ＡＤ２０と、実出力計測部６ａにより計測された２０℃における実出力値との差分を隔たり量として算出する。他の代表温度である５℃、４５℃、６０℃、及び８０℃についても同様である。なお、図４に示す相関データは校正装置６に予め記憶されていてもよいし、演算表示器５４に記憶されている相関データが校正装置６に読み込まれるようになっていてもよい。

関係式算出部６ｃは、隔たり量算出部６ｂにより算出された代表温度毎の隔たり量に基づいて、サーミスタの出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を算出するものである。関係式算出部６ｃの詳細については後述する。

書込部６ｄは、関係式算出部６ｃにより算出された関係式を校正データとし、演算表示器５４（温度算出機器）の校正データ記憶部５４ｆに記憶させるものである。

次に、本実施形態に係る校正方法の概要を説明するが、それに先立って、本実施形態に係る校正方法と比較対象となる比較例（以下、比較例１，２）に係る校正方法について説明する。

図７は、比較例１に係る校正方法を示す図であり、（ａ）は隔たり量等を示し、（ｂ）は校正データを示している。

比較例１の校正を行う場合、まず、サーミスタ５１，５２と校正装置６とを接続すると共に、校正装置６と演算表示器５４とを接続する。次いで、サーミスタ５１，５２を既知の温度雰囲気（代表温度の雰囲気）に曝す。ここで、例えば既知の温度は４０℃であるとする。この際、サーミスタ５１，５２は加熱炉内に投入されてもよいし既知の温度の流体が流れる流路上に配置されてもよい。

そして、４０℃におけるサーミスタ５１，５２からの実出力値が実出力計測部６ａにより計測される。ここで、図７（ａ）に示すように、実出力計測部６ａにより計測された実出力値がＡＤＴ１であったとする。この場合、相関データに基づくとサーミスタ５１，５２の検出温度は、６０℃超８０℃未満のＴ１℃となる。しかし、サーミスタ５１，５２は４０℃の温度雰囲気に曝されていることから、相関データに基づくとサーミスタ５１，５２の出力はＡＤ４０となるべきである。

よって、隔たり量算出部６ｂは、４０℃における理想出力値ＡＤ４０と、実出力計測部６ａにより計測された４０℃における実出力値ＡＤＴ１との差分ｏ４０を隔たり量として算出する。

書込部６ｄは、この隔たり量ｏ４０を校正データとして、校正データ記憶部５４ｆに記憶させることとなる。すなわち、校正データは、図７（ｂ）に示すように、全温度範囲において一定値となる。

削減量算出システム１は、上記の如く、校正データ記憶部５４ｆに校正データが記憶されると、図１に示すような使用形態において、以下のようにして温度を求める。すなわち、削減量算出部５４ｇは、サーミスタ５１，５２からの出力値に上記一定値（すなわち隔たり量ｏ４０）を加算する。そして、削減量算出部５４ｇは、加算して得られた値と、相関データとに基づいて、温度を求めることとなる。

図８は、比較例１による校正が行われた場合の温度誤差の一例を示すグラフである。図８に示すように、１０個のサンプルとなるサーミスタについて温度誤差を測定した結果、対象となる温度範囲（例えば５℃〜８０℃）の全域において、温度誤差が±０．１℃以内に収まるものは無かった。特に、比較例１では４０℃の隔たり量ｏ４０を校正データとしているため、４０℃における温度誤差は小さくなっているが、５℃や８０℃のように４０℃から離れた温度において誤差が大きくなってしまう。

図９は、比較例２に係る校正方法を示す図であり、（ａ）は隔たり量等を示し、（ｂ）は校正データを示している。

比較例２においては、サーミスタ５１，５２を複数の既知の温度雰囲気（複数の代表温度の雰囲気）に曝す。このとき、例えば対象となる温度範囲（例えば５℃〜８０℃）を３つの区分（例えば５℃〜２０℃、２０℃〜４５℃、４５℃〜８０の３つの区分）に分割し、それぞれの区分において代表温度を決定し、それぞれの区分の代表温度にサーミスタ５１，５２を曝す。ここで、例えば代表温度を１０℃、３５℃及び６０℃であるとする。この際、サーミスタ５１，５２は加熱炉内に投入されてもよいし既知の温度の流体が流れる流路上に配置されてもよい。

そして、１０℃、３５℃及び６０℃におけるサーミスタ５１，５２からの実出力値が実出力計測部６ａにより計測される。ここで、図９（ａ）に示すように、実出力計測部６ａにより計測された実出力値が、１０℃においてＡＤＴ２であり、３５℃においてＡＤＴ３であり、６５℃においてＡＤＴ４であるとする。この場合、相関データに基づくとサーミスタ５１，５２の検出温度は、Ｔ２℃（＞１０℃）、Ｔ３℃（＞６５℃）、及びＴ４℃（＞８０℃であって図示を省略）となる。しかし、サーミスタ５１，５２は１０℃、３５℃及び６０℃の温度雰囲気に曝されていることから、相関データに基づくとサーミスタ５１，５２の出力はそれぞれＡＤ１０、ＡＤ３５及びＡＤ６５となるべきである。

よって、隔たり量算出部６ｂは、１０℃、３５℃及び６０℃における理想出力値ＡＤ１０，ＡＤ３５，ＡＤ６５と、実出力計測部６ａにより計測された１０℃、３５℃及び６０℃における実出力値ＡＤＴ２，ＡＤＴ３，ＡＤＴ４との差分ｏ１０，ｏ３５，ｏ６５を、代表温度毎の隔たり量として算出する。

書込部６ｄは、この隔たり量ｏ１０，ｏ３５，ｏ６５を区分毎の校正データとして、校正データ記憶部５４ｆに記憶させることとなる。すなわち、校正データは、図９（ｂ）に示すように、区分１（５℃〜２０℃）においてｏ１０であり、区分２（２０℃〜４５℃）においてｏ３５であり、区分３（４５℃〜８０℃）においてｏ６５であり、区分毎に一定値となる。なお、図９（ｂ）においてαは、例えばＡＤ４５−ｏ３５であり、βはＡＤ２０−ｏ１０である。

削減量算出システム１は、上記の如く、校正データ記憶部５４ｆに校正データが記憶されると、図１に示すような使用形態において、以下のようにして温度を求める。すなわち、演算表示器５４は、サーミスタ５１，５２からの出力値が、上記のα未満、α以上β未満、β以上のいずれに属するかを判断する。次いで、削減量算出部５４ｇは、サーミスタ５１，５２からの出力値がα未満である場合に当該出力値に一定値ｏ６５を加算し、サーミスタ５１，５２からの出力値がα以上β未満である場合に当該出力値に一定値ｏ３５を加算し、サーミスタ５１，５２からの出力値がβ以上である場合に当該出力値に一定値ｏ１０を加算する。そして、削減量算出部５４ｇは、加算して得られた値と、相関データとに基づいて、温度を求めることとなる。

図１０は、比較例２による校正が行われた場合の温度誤差の一例を示すグラフである。図１０に示すように、１０個のサンプルとなるサーミスタについて温度誤差を測定した結果、比較例１のものよりも、対象となる温度範囲（例えば５℃〜８０℃）の全域において、温度誤差が小さくなっている。しかし、特定の温度（例えば７０℃〜８０℃）においては、温度誤差が±０．１℃以内に収まらず、また所定温度（例えば５℃、２０℃、２５℃等）では温度誤差が±０．１℃付近となるものもあった。

このように、比較例１，２に係る校正方法では、温度誤差を±０．１℃に収めることができない。よって、本実施形態では校正方法が以下のようにして行われる。図１１は、本実施形態に係る校正方法を示す図であり、（ａ）は隔たり量等を示し、（ｂ）は校正データを示している。

本実施形態においては、サーミスタ５１，５２を複数の代表温度の雰囲気に曝す。ここで、例えば代表温度を５℃、２０℃、４５℃、６０℃及び８０℃であるとする。この際、サーミスタ５１，５２は加熱炉内に投入されてもよいし代表温度の流体が流れる流路上に配置されてもよい。

そして、５℃、２０℃、４５℃、６０℃及び８０℃におけるサーミスタ５１，５２からの実出力値が実出力計測部６ａにより計測される。ここで、図１１（ａ）に示すように、実出力計測部６ａにより計測された実出力値が、５℃においてａであり、２０℃においてｂであり、４５℃においてｃであり、６０℃においてｄであり、８０℃においてｅであるとする。

次いで、隔たり量算出部６ｂは、５℃、２０℃、４５℃、６０℃及び８０℃における理想出力値ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’，ｅ’と、実出力計測部６ａにより計測された５℃、２０℃、４５℃、６０℃及び８０℃における実出力値ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅとの差分ｏ５，ｏ２０，ｏ４５，ｏ６０，ｏ８０を、代表温度毎の隔たり量として算出する。

次に、関係式算出部６ｃは、実出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を算出する。例えば、関係式算出部６ｃは、図１１（ｂ）に示すように、出力（ＡＤ値）をｘ軸とし、隔たり量をｙ軸とした場合に、座標（ａ，ｏ５）と座標（ｂ，ｏ２０）とを結ぶ直線、座標（ｂ，ｏ２０）と座標（ｃ，ｏ４５）とを結ぶ直線、座標（ｃ，ｏ４５）と座標（ｄ，ｏ６０）とを結ぶ直線、及び、座標（ｄ，ｏ６０）と座標（ｅ，ｏ８０）とを結ぶ直線からなる関係式を算出する。

そして、書込部６ｄは、関係式算出部６ｃにより算出された関係式を校正データとして、校正データ記憶部５４ｆに記憶させることとなる。

ここで、関係式算出部６ｃにより算出される関係式は、比較例１，２と異なり、サーミスタの出力値を変数とした場合において連続的に変化するものである。すなわち、比較例１，２のように、一定値（区分毎に一定値）ではない。このような関係式を校正データとすることにより、削減量算出システム１は、温度の検出精度が高まることとなる。例えば、削減量算出部５４ｇは、サーミスタ５１，５２からのＡＤ値が（ａ＋ｂ）／２であったとすると、校正データ記憶部５４ｆに記憶されている関係式にＡＤ値（ａ＋ｂ）／２を当てはめ、隔たり量を算出する。このときの隔たり量をｏ’であるとすると、削減量算出部５４ｇは、ＡＤ値（ａ＋ｂ）／２に隔たり量ｏ’を加算し、加算して得られた値を相関データに当てはめて温度を算出する。ここで、隔たり量ｏ’は、ＡＤ値（ａ＋ｂ）／２に対して適切な値となっている。すなわち、比較例２の場合には、ＡＤ値（ａ＋ｂ）／２に対して隔たり量ｏ１０又はｏ３５が採用されるが、本実施形態では隔たり量ｏ’が採用されるため、隔たり量自体の誤差を小さくすることができる。この結果、本実施形態による校正が行われた場合の温度誤差は以下のようになる。

図１２は、本実施形態による校正が行われた場合の温度誤差の一例を示すグラフである。図１２に示すように、１０個のサンプルとなるサーミスタについて温度誤差を測定した結果、本実施形態による校正が行われた場合、対象となる温度範囲（例えば５℃〜８０℃）の全域において、温度誤差が±０．１℃以内に収まっている。特に、温度誤差は大凡±０．０５℃以内に収まっており、サーミスタ５１，５２を削減量算出システム１に好適に用いることができる。

なお、関係式算出部６ｃにより算出される関係式は、図１１（ｂ）に示すものに限らず、（ａ，ｏ５）（ｂ，ｏ２０）（ｃ，ｏ４５）（ｄ，ｏ６０）（ｅ，ｏ８０）の近似直線や近似曲線であってもよいし、種々のものを採用可能である。

次に、本実施形態に係るサーミスタの校正方法を、工程図を参照して説明する。図１３は、本実施形態に係るサーミスタの校正方法を示す工程図である。まず、図１３に示すように、作業者はサーミスタを所定箇所に設置する（Ｓ１１）。次いで、作業者は、サーミスタを複数の代表温度の雰囲気に曝す。これにより、実出力計測部６ａは、代表温度毎の実出力を計測する（Ｓ１２）。

次に、隔たり量算出部６ｂは、相関データが示す代表温度毎の理想出力値と、ステップＳ１２にて計測された実出力値との差分を隔たり量として算出する（Ｓ１３）。次いで、関係式算出部６ｃは、ステップＳ１３にて算出された代表温度毎の隔たり量に基づいて、サーミスタの出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を算出する（Ｓ１４）。この関係式は、図１１（ｂ）に示したように、隣接する代表温度における隔たり量を結ぶ直線により構成されてもよいし、近似式により構成されてもよい。

その後、書込部６ｄは、ステップＳ１４において算出した関係式を、演算表示器５４の校正データ記憶部５４ｆに記憶させ（Ｓ１５）、図１３に示す処理は終了する。なお、演算表示器５４に図４に示す相関データが記憶されていない場合、ステップＳ１５の処理において書込部６ｄが校正データと共に相関データを記憶させるようにしてもよい。

次に、本実施形態に係る演算表示器５４による削減量の算出方法を説明する。図１４は、本実施形態に係る演算表示器５４による削減量の算出方法を示すフローチャートである。

まず、削減量算出部５４ｇは、流量センサ５３からの信号に基づいて流量が発生したかを判断する（Ｓ２１）。流量が発生したと判断した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、削減量算出部５４ｇは、流量を計測する（Ｓ２２）。この処理において削減量算出部５４ｇは、流量センサ５３から送信される流量パルスの数から流量を演算により求める。

その後、削減量算出部５４ｇは、第１及び第２サーミスタ５１，５２のそれぞれの出力値を読み込む（Ｓ２３）。次いで、削減量算出部５４ｇは、ステップ２３において読み込まれた出力値に基づいて、校正データ記憶部５４ｆに記憶される校正データ（関係式）から隔たり量を算出する（Ｓ２４）。

次に、削減量算出部５４ｇは、ステップＳ２３において読み込まれた出力値に、ステップＳ２４において算出された隔たり量を加算する（Ｓ２５）。そして、削減量算出部５４ｇは、ステップＳ２５における加算により得られた値と、相関データ記憶部５４ｅに記憶される相関データとから、第１及び第２サーミスタ５１，５２の温度を算出する（Ｓ２６）。

その後、削減量算出部５４ｇは、ステップＳ２２にて計測された流量、並びに、ステップＳ２６にて算出された第１及び第２サーミスタ５１，５２の温度に基づいて、削減熱量を算出する（Ｓ２７）。さらに、削減量算出部５４ｇは、削減燃料費や削減二酸化炭素量を算出してもよい。

次いで、演算表示器５４は、ステップＳ２７にて算出された削減熱量等を表示部５４ｃに表示させる（Ｓ２８）。そして、処理はステップＳ２１に移行する。

ところで、ステップＳ２１において流量が発生していないと判断した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、削減熱量等は算出されず、図１４に示す処理は終了する。

このようにして、本実施形態に係る削減量算出システム１及び演算表示器５４によれば、サーミスタの出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を記憶している。このため、隔たり量が一定値などではなく、サーミスタの出力値に応じた適切な隔たり量が記憶されていることとなる。よって、出力値と関係式とから隔たり量を算出し、当該出力値に算出した隔たり量を加算し、加算して得られた値と相関データとから温度を求めることにより、サーミスタを用いたままで適切に温度測定することができ、コストを抑えつつ温度検出精度の向上を図ることができる。

また、本実施形態に係る校正装置６及び校正方法によれば、サーミスタの出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を算出するため、隔たり量が一定値などではなく、サーミスタの出力値に応じた適切な隔たり量を有する校正データが記憶されることとなる。よって、温度算出機器において、出力値と関係式とから隔たり量を算出し、当該出力値に算出した隔たり量を加算し、加算して得られた値と相関データとから温度を求めることにより、サーミスタを用いたままで適切に温度測定することができ、コストを抑えつつ温度検出精度の向上を図ることができる削減量算出システム等を提供することができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。

例えば、本実施形態において太陽熱温水器２は、貯湯槽２３に蓄えられた冷水を熱媒により加熱するものであるが、これに限らず、水道管１１からの冷水を集熱器２１まで導いて冷水を加熱するものであってもよい。また、太陽熱温水器２は、集熱器２１と貯湯槽２３とを備えるものに限らず、貯湯槽２３を備えない一体型の太陽熱温水器２であってもよい。

また、本実施形態において流量センサ５３は羽根車式のものを例に説明したが、これに限らず、他のタイプの流量センサであってもよい。

また、本実施形態では太陽熱温水器２により加熱された予熱温水が給湯器４に供給される太陽熱給湯システム１００を例に説明したが、これに限らず、太陽熱温水器２から給湯器４を介することなく直接需要者側に供給される太陽熱給湯システムに適用されてもよい。さらには、太陽熱温水器２により加熱された予熱温水を給湯器４を介して供給すると共に、直接需要者側に供給する双方の機能を備えた太陽熱給湯システムに適用されてもよい。

また、本実施形態に係る太陽熱給湯システム１００においては、混合弁３を１つ備えているが、弁はこれに限らず複数備えていてもよい。さらには、混合弁３以外の弁を備えていてもよい。

加えて、本実施形態に係るサーミスタの校正装置６及び校正方法は、太陽熱給湯システム１００のサーミスタ５１，５２の校正に適用されるものであるが、これに限らず、他のシステム等に用いられる温度算出機器のサーミスタの校正に適用されてもよい。

さらに、本実施形態において第２サーミスタ５２及び流量センサ５３は、以下のように配置されていてもよい。図１５は、変形例に係る削減熱量算出システム１を含む太陽熱給湯システム１００の構成図である。

図１５に示すように、第２サーミスタ５２及び流量センサ５３は、混合弁３の下流側（より詳細には、混合弁３の下流側且つ給湯器４の上流側）に設けられていてもよい。この場合、流量センサ５３は混合水（予熱温水の一例）の流量に応じた出力を行い、第２サーミスタ５２は混合水（予熱温水の一例）の温度に応じた出力を行うこととなる。

なお、補足すると、変形例のように構成したとしても、削減された熱量の算出については問題なく行うことができる。以下、具体的に説明する。まず、予熱温水が検出対象水の場合、予熱温水の流量がＲ１であり温度がＴ１であるとし、冷水の温度がＴ２であるとすると、削減された熱量は、（Ｔ１−Ｔ２）・Ｒ１に基づいて算出される。

これに対して、混合水が検出対象水である場合、混合水の温度がＴ３であり流量がＲ３であるとすると、削減された熱量は、（Ｔ３−Ｔ２）・Ｒ３に基づいて算出される。ここで、Ｔ３＝{（Ｔ１・Ｒ１）＋（Ｔ２・Ｒ２）}／（Ｒ１＋Ｒ２）である。なお、Ｒ２は、予熱温水と混合された冷水の流量である。よって、Ｒ３＝Ｒ１＋Ｒ２である。

そして、これら関係式からすると、（Ｔ３−Ｔ２）・Ｒ３は以下のようになる。すなわち、（Ｔ３−Ｔ２）・Ｒ３＝Ｔ３・Ｒ３−Ｔ２・Ｒ３＝{（Ｔ１・Ｒ１）＋（Ｔ２・Ｒ２）}−Ｔ２・Ｒ３＝{（Ｔ１・Ｒ１）＋（Ｔ２・Ｒ２）}−Ｔ２・（Ｒ１＋Ｒ２）＝Ｔ１・Ｒ１−Ｔ２・Ｒ１＝（Ｔ１−Ｔ２）・Ｒ１となる。よって、変形例のように構成したとしても、削減された熱量の算出については問題なく行うことができる。

さらには、本実施形態と図１５に示す変形例を組み合わせて、双方により削減された熱量を算出するようにしてもよい。

１ 削減量算出システム
１１ 水道管
１２ 冷水管
１３ 温水管
１４ 混合水管
１５ 加熱水管
２ 太陽熱温水器
２１ 集熱器
２２ 熱媒配管
２３ 貯湯槽
３ 混合弁
３１ 温水流入口
３２ 冷水流入口
３３ 混合水流出口
４ 給湯器
５１ 第１サーミスタ
５２ 第２サーミスタ
５３ 流量センサ
５４ 演算表示器
５４ａ ＭＰＵ
５４ａ１ ＣＰＵ
５４ａ２ ＲＯＭ
５４ａ３ ＲＡＭ
５４ｂ メモリ部
５４ｃ 表示部
５４ｄ インタフェース部
５４ｅ 相関データ記憶部（記憶手段）
５４ｆ 校正データ記憶部（記憶手段）
５４ｇ 削減量算出部（削減量算出手段）
５５ 家内表示器
６ 校正装置
６ａ 実出力計測部（実出力計測手段）
６ｂ 隔たり量算出部（隔たり量算出手段）
６ｃ 関係式算出部（関係式算出手段）
６ｄ 書込部（書込手段）
１００ 太陽熱給湯システム

Claims (4)

1. 供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び前記太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、前記太陽熱温水器の加熱によって前記給湯器における加熱の際に削減できた削減量を算出する削減量算出システムであって、
   前記太陽熱温水器により加熱される前の水温に応じた出力値の電気信号を出力する第１サーミスタと、
   前記太陽熱温水器により加熱されて当該太陽熱温水器から需要者側に伸びる配管内に供給された予熱温水の温度に応じた出力値の電気信号を出力する第２サーミスタと、
   前記太陽熱温水器から需要者側に伸びる配管内に供給された予熱温水の流量に応じた出力値の電気信号を出力する流量センサと、
   前記第１サーミスタ、前記第２サーミスタ及び前記流量センサからの電気信号に基づいて、前記削減量を算出する削減量算出手段と、
   サーミスタの出力値と温度との相関を示す相関データ、及び、サーミスタの出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を記憶した記憶手段と、を備え、
   前記削減量算出手段は、前記第１サーミスタ、及び前記第２サーミスタからの電気信号のうち少なくとも一方について、電気信号が示す出力値と前記記憶手段により記憶される関係式とから隔たり量を算出し、当該電気信号が示す出力値に算出した隔たり量を加算し、加算して得られた値と前記相関データとから温度を求める
   ことを特徴とする削減量算出システム。
2. 供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び前記太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、前記太陽熱温水器により加熱される前の水温に応じた出力値の電気信号を出力する第１サーミスタと、前記太陽熱温水器により加熱されて当該太陽熱温水器から需要者側に伸びる配管内に供給された予熱温水の温度に応じた出力値の電気信号を出力する第２サーミスタと、前記太陽熱温水器から需要者側に伸びる配管内に供給された予熱温水の流量に応じた出力値の電気信号を出力する流量センサとからの電気信号の出力値に基づいて、前記太陽熱温水器の加熱によって前記給湯器における加熱の際に削減できた削減量を算出する削減量算出装置であって、
   前記第１サーミスタ、前記第２サーミスタ及び前記流量センサからの電気信号に基づいて、前記削減量を算出する削減量算出手段と、
   サーミスタの出力値と温度との相関を示す相関データ、及び、サーミスタの出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を記憶した記憶手段と、を備え、
   前記削減量算出手段は、前記第１サーミスタ、及び前記第２サーミスタからの電気信号のうち少なくとも一方について、電気信号が示す出力値と前記記憶手段により記憶される関係式とから隔たり量を算出し、当該電気信号が示す出力値に算出した隔たり量を加算し、加算して得られた値と前記相関データとから温度を求める
   ことを特徴とする削減量算出装置。
3. 予め定められた複数の代表温度の雰囲気にサーミスタを曝した場合における当該サーミスタからの実出力値を計測する実出力計測手段と、
   前記実出力計測手段により得られた代表温度毎の実出力値と、予め定められている当該サーミスタの出力値と温度との相関を示す相関データにおける代表温度毎の理想出力値との差分である隔たり量を、代表温度毎に算出する隔たり量算出手段と、
   前記隔たり量算出手段により算出された代表温度毎の隔たり量に基づいて、サーミスタの出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を算出する関係式算出手段と、
   前記関係式算出手段により算出された関係式を、前記サーミスタから出力に基づいて温度を算出する温度算出機器に記憶させる書込手段と、
   を備えることを特徴とするサーミスタの校正装置。
4. 予め定められた複数の代表温度の雰囲気にサーミスタを曝した場合における当該サーミスタからの実出力値を計測する実出力計測工程と、
   前記実出力計測工程において得られた代表温度毎の実出力値と、予め定められている当該サーミスタの出力値と温度との相関を示す相関データにおける代表温度毎の理想出力値との差分である隔たり量を、代表温度毎に算出する隔たり量算出工程と、
   前記隔たり量算出工程において算出された代表温度毎の隔たり量に基づいて、サーミスタの出力値を変数とし隔たり量が連続的に変化する関係式を算出する関係式算出工程と、
   前記関係式算出工程において算出された関係式を、前記サーミスタから出力に基づいて温度を算出する温度算出機器に記憶させる書込工程と、
   を備えることを特徴とするサーミスタの校正方法。

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