JP6095318B2 - 削減量算出装置及びそのセンサ異常検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、削減量算出装置及びそのセンサ異常検出方法に関する。

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。しかし、経年劣化や衝撃などにより温度センサに断線、ショート及び精度劣化などの異常が発生した場合には正確な削減量を算出できなくなってしまう。

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、温度センサの異常を検出することが可能な削減量算出装置、及びそのセンサ異常検出方法を提供することにある。

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、供給される水及び太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、太陽熱温水器の加熱によって給湯器における加熱の際に削減できた削減量を算出するものであって、太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、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を検出する第２温度センサと、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を検出する流量センサと、第１温度センサ、第２温度センサ及び流量センサからの信号値に基づいて、削減量を算出する削減量算出手段と、流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において、第１温度センサにより検出された水温と第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差が所定温度を超えるとき、第１及び第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する異常判断手段と、を備え、異常判断手段は、流量センサにより流量が検出されない状態の開始時点における第２温度センサにより検出された予熱温水の温度が高くなるほど、所定温度が大きくなるように調整することを特徴とする。

また、本発明の削減量算出装置のセンサ異常検出方法は、供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、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を検出する第２温度センサと、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を検出する流量センサとの信号値に基づいて、太陽熱温水器の加熱により給湯器によって予熱温水を加熱する際に削減できた削減量を算出する方法であって、流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において、第１温度センサにより検出された水温と第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差が所定温度を超えるとき、第１及び第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する異常判断工程を備え、異常判断工程では、流量センサにより流量が検出されない状態の開始時点における第２温度センサにより検出された予熱温水の温度が高くなるほど、所定温度が大きくなるように調整することを特徴とする。

これらによれば、流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において予熱温水の温度と水温との温度差が所定温度を超えるとき、第１及び第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する。ここで、流量が検出されず予熱温水が需要者側に供給されない場合には、配管内の水や予熱温水は配管内に留まり外気温度等の影響を受けて或る温度に収束する傾向がある。このため、流量が検出されず予熱温水が需要者側に供給されない状態が規定時間継続した場合には、両センサの検出温度の差は所定温度以下となり、所定温度を超える場合は、センサ異常であると判断することができる。従って、温度センサの異常を検出することができる。さらに、流量が検出されない状態の開始時点における第２温度センサにより検出された予熱温水の温度が高くなるほど、所定温度が大きくなるように調整する。ここで、予熱温水の温度が高く、或る温度への収束に時間が掛かる場合には、或る程度の時間が経過しても両センサにより検出される温度の差は大きくなる傾向にある。よって、予熱温水の温度が高くなるほど、所定温度が大きくなるように調整することにより、センサ異常の判断について誤判断の可能性を減じることができる。

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、供給される水及び太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、太陽熱温水器の加熱によって給湯器における加熱の際に削減できた削減量を算出するものであって、太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、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を検出する第２温度センサと、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を検出する流量センサと、第１温度センサ、第２温度センサ及び流量センサからの信号値に基づいて、削減量を算出する削減量算出手段と、流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において、第１温度センサにより検出された水温と第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差が所定温度を超えるとき、第１及び第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する異常判断手段と、を備え、異常判断手段は、流量センサにより流量が検出されない状態の開始時点における第２温度センサにより検出された予熱温水の温度が高くなるほど、規定時間が長くなるように調整することを特徴とする。

また、本発明の削減量算出装置のセンサ異常検出方法は、供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、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を検出する第２温度センサと、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を検出する流量センサとの信号値に基づいて、太陽熱温水器の加熱により給湯器によって予熱温水を加熱する際に削減できた削減量を算出する方法であって、流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において、第１温度センサにより検出された水温と第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差が所定温度を超えるとき、第１及び第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する異常判断工程を備え、異常判断工程は、流量センサにより流量が検出されない状態の開始時点における第２温度センサにより検出された予熱温水の温度が高くなるほど、規定時間が長くなるように調整することを特徴とする。

これらによれば、流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において予熱温水の温度と水温との温度差が所定温度を超えるとき、第１及び第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する。ここで、流量が検出されず予熱温水が需要者側に供給されない場合には、配管内の水や予熱温水は配管内に留まり外気温度等の影響を受けて或る温度に収束する傾向がある。このため、流量が検出されず予熱温水が需要者側に供給されない状態が規定時間継続した場合には、両センサの検出温度の差は所定温度以下となり、所定温度を超える場合は、センサ異常であると判断することができる。従って、温度センサの異常を検出することができる。さらに、流量が検出されない状態の開始時点における第２温度センサにより検出された予熱温水の温度が高くなるほど、規定時間が長くなるように調整する。ここで、予熱温水の温度が高い場合には、或る温度への収束に長期の時間を要してしまう。よって、予熱温水の温度が高くなるほど、規定時間が長くなるように調整することにより、センサ異常の判断について誤判断の可能性を減じることができる。

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、供給される水及び太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、太陽熱温水器の加熱によって給湯器における加熱の際に削減できた削減量を算出するものであって、太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、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を検出する第２温度センサと、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を検出する流量センサと、第１温度センサ、第２温度センサ及び流量センサからの信号値に基づいて、削減量を算出する削減量算出手段と、流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において、第１温度センサにより検出された水温と第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差が所定温度を超えるとき、第１及び第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する異常判断手段と、流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合における第１温度センサにより検出された水温と第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差を記憶する記憶手段と、記憶手段により記憶された複数の温度差に基づいて所定温度を算出する所定温度算出手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の削減量算出装置のセンサ異常検出方法は、供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、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を検出する第２温度センサと、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を検出する流量センサとの信号値に基づいて、太陽熱温水器の加熱により給湯器によって予熱温水を加熱する際に削減できた削減量を算出する方法であって、流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において、第１温度センサにより検出された水温と第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差が所定温度を超えるとき、第１及び第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する異常判断工程と、流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合における第１温度センサにより検出された水温と第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差を記憶する記憶工程と、記憶工程において記憶された複数の温度差に基づいて所定温度を算出する所定温度算出手段と、を備えることを特徴とする。

これらによれば、流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において予熱温水の温度と水温との温度差が所定温度を超えるとき、第１及び第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する。ここで、流量が検出されず予熱温水が需要者側に供給されない場合には、配管内の水や予熱温水は配管内に留まり外気温度等の影響を受けて或る温度に収束する傾向がある。このため、流量が検出されず予熱温水が需要者側に供給されない状態が規定時間継続した場合には、両センサの検出温度の差は所定温度以下となり、所定温度を超える場合は、センサ異常であると判断することができる。従って、温度センサの異常を検出することができる。さらに、流量が検出されない状態が規定時間継続した場合の温度差を記憶し、複数の温度差から所定温度を算出するため、例えば日当たりが悪い場所や良い場所、温暖地や寒冷地などのように、環境が異なる場合であっても適切な所定温度を設定することができる。

また、本発明の削減量算出装置において、異常判断手段は、第１温度センサにより検出された水温が第２温度センサにより検出された予熱温水の温度を規定温度以上上回る場合、第１及び第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断することが好ましい。

また、本発明の削減量算出装置のセンサ異常検出方法において、異常判断工程では、第１温度センサにより検出された水温が第２温度センサにより検出された予熱温水の温度を規定温度以上上回る場合、第１及び第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断することが好ましい。

これらによれば、水温が予熱温水の温度を規定温度以上上回る場合、第１及び第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する。ここで、第１温度センサは水温を検出し、第２温度センサは予熱温水の温度を検出することから、これらセンサの検出温度は或る範囲に収まる傾向がある。そして、その傾向からすると、水温が予熱温水の温度を規定温度以上上回ることはなく、上回る場合にはセンサ異常であると判断することができる。従って、温度センサの異常を検出することができる。

本発明によれば、温度センサの異常を検出することが可能な削減量算出装置、及びそのセンサ異常検出方法を提供することができる。

本実施形態に係る削減量算出装置を含む太陽熱給湯システムの構成図である。 本実施形態に係る表示演算部を示す構成図である。 本実施形態に係る異常判断手段による第１及び第２温度センサの異常検出の原理を示す図である。 本実施形態に係る削減量算出装置の第１及び第２温度センサの異常検出方法を示すフローチャートである。 本実施形態に係る削減量算出装置の第１及び第２温度センサの異常検出方法を示すフローチャートであって、異常判断処理を示している。 本実施形態に係る削減量算出装置の第１及び第２温度センサの異常検出方法を示すフローチャートであって、所定温度の設定処理を示している。 本実施形態に係る削減量算出装置の第１及び第２温度センサの異常検出方法を示すフローチャートであって、所定温度及び規定時間の調整処理を示している。

まず、本実施形態に係る削減量算出装置を説明するのに先立って、太陽熱給湯システム１を説明する。図１は、本実施形態に係る削減量算出装置を含む太陽熱給湯システムの構成図である。太陽熱給湯システム１は、水道管１１と、冷水管１２と、温水管１３と、混合水管１４と、加熱水管１５とを備えている。さらに、太陽熱給湯システム１は、太陽熱温水器２と、混合弁３と、給湯器４とを備えている。

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、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ものである。

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

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

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１は、水道管１１からの冷水を、太陽熱を利用した太陽熱温水器２によって予熱温水とし、これを給湯器４に供給するので給湯器４にて使用される燃料費や排出される二酸化炭素量等を削減することができる。

次に、本実施形態に係る削減量算出装置５について説明する。削減量算出装置５は、太陽熱温水器２の利用によって削減されたガス料金や二酸化炭素排出量を積算表示するものであって、第１温度センサ５１と、第２温度センサ５２と、流量センサ５３と、演算表示部５５とを備えている。

第１温度センサ５１は、冷水管１２に配置され、太陽熱温水器２により加熱される前の水温、すなわち冷水の温度を検出するものである。第２温度センサ５２は、温水管１３に配置され、太陽熱温水器２により加熱されてから給湯器４に供給されるまでの配管内（すなわち温水管１３内）の予熱温水の温度を検出するものである。流量センサ５３は、温水管１３に配置され、太陽熱温水器２から給湯器４に供給された予熱温水の流量を検出するものである。

表示演算部５５は、各種演算処理及び表示処理を行うものであって、詳細には図２に示す構成となっている。図２は、本実施形態に係る表示演算部５５を示す構成図である。

図２に示すように、表示演算部５５は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５５ａを備えている。ＭＰＵ５５ａ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、ＣＰＵ５５ａ１と、ＲＯＭ５５ａ２と、ＲＡＭ５５ａ３とを備えている。

ＣＰＵ５５ａ１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。ＲＯＭ５５ａ２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。ＲＡＭ５５ａ３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燃料費や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ＣＰＵ５５ａ１は、削減された燃料費や二酸化炭素量を算出する削減量算出手段として機能することとなる。

さらに、削減量算出装置５は、メモリ部５５ｂと、表示部５５ｃと、インタフェース部５５ｄとを備えている。

メモリ部５５ｂ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、ＣＰＵ５５ａ１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５５ｃは、ＬＣＤ、ＬＥＤ等が用いられ、例えば、削減量算出装置５の本体部に利用者等が目視可能に設けられている。この表示部５５ｃは、削減量算出手段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５５ｃは、野外に設置された削減量算出装置５の本体部に設けられているが、これに限らず、宅内に設けられてもよい。

インタフェース部５５ｄは、第１〜第３温度センサ５１，５２，５４や流量センサ５３と電気的に接続されており、各種センサ５１〜５４とＭＰＵ５５ａとの交信を可能としたものである。

加えて、本実施形態においてＲＯＭ５１ａ２には、第１温度センサ５１及び第２温度センサ５２に異常が発生したかを検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ＣＰＵ５５ａ１は、第１温度センサ５１及び第２温度センサ５２の異常を検出する異常判断手段として機能することとなる。

次に、異常判断手段による第１及び第２温度センサ５１，５２の異常検出の原理について図１を参照して説明する。まず、第１温度センサ５１は、冷水管１２に配置され、太陽熱温水器２により加熱される前の水温を検出する。このため、水温は季節によって異なるものの、大凡０℃〜３０℃となる。これに対して、第２温度センサ５２は、温水管１３に配置され、予熱温水の温度を検出する。ここで、予熱温水の温度は季節によっても異なり、且つ、需要者側での予熱温水の使用時には貯湯槽２３内の温かい予熱温水が供給される場合と長時間予熱温水が使用されず温水管１３に予熱温水が留まる場合とで異なるものの、大凡３０℃〜８０℃となる。なお、太陽熱温水器２は、予熱温水の温度が８０℃となると熱媒の循環を停止させるため、予熱温水の温度の上限は８０℃となる。

このように、第１温度センサ５１と第２温度センサ５２とにより検出される温度は或る程度決まっており、第１温度センサ５１の検出温度Ｔ１≦第２温度センサ５２の検出温度Ｔ２となる傾向がある。より詳細には、日当たりの違いによって、第１温度センサ５１の検出温度Ｔ１＞第２温度センサ５２の検出温度Ｔ２となることがあるため、両者の温度は、第１温度センサ５１の検出温度Ｔ１≦第２温度センサ５２の検出温度Ｔ２＋規定温度（日当たり分の温度）となる傾向がある。よって、ＣＰＵ５５ａ１は、第１温度センサ５１の検出温度Ｔ１＞第２温度センサ５２の検出温度Ｔ２＋規定温度となった場合、第１温度センサ５１と第２温度センサ５２との少なくとも一方に異常があると判断することができる。

さらに、本実施形態に係る異常判断手段は、以下のようにして、第１及び第２温度センサ５１，５２の異常を検出する。まず、流量センサ５３により流量が検出されない状態が規定時間継続したかを判断する。そして、規定時間継続した場合に、第１温度センサにより検出された水温と第２温度センサ５２により検出された予熱温水の温度との温度差が所定温度を超えるとき、第１及び第２温度センサ５１，５２の少なくとも一方が異常であると判断する。

図３は、本実施形態に係る異常判断手段による第１及び第２温度センサ５１，５２の異常検出の原理を示す図である。まず、流量センサ５３により流量が検出されない状態とは、予熱温水が需要者側に供給されず、冷水管１２及び温水管１３内にそれぞれ冷水と予熱温水とが留まっている状態といえる。

このような場合、図３に示すように、留まる冷水の温度Ｔ１は季節等によっても異なるが上昇すると共に予熱温水の温度Ｔ２は低下して、両温度Ｔ１，Ｔ２は或る温度に収束する傾向にある。なお、収束先の温度は、外気温、日当たりなどから決まる。

そして、流量センサ５３により流量が検出されない状態が或る程度の時間Ｔ１継続すると、両者の温度差は所定温度ΔＴとなる。このような傾向から、第２実施形態では、流量センサ５３により流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において、温度差が所定温度ΔＴを超えるとき、第１及び第２温度センサ５１，５２の少なくとも一方が異常であると判断する。

さらに、ＲＯＭ５５ａ２には、上記の規定時間及び所定温度ΔＴを調整するためのプログラムが格納されている。このため、ＣＰＵ５５ａ１（異常判断手段）は、規定時間及び所定温度ΔＴを調整する手段として機能することとなる。

具体的に説明すると、流量センサ５３により流量が検出されない状態の開始時点において第２温度センサ５２により検出された予熱温水の温度が高いと、収束先である或る温度付近に到達し難くなり、或る程度の時間が経過しても両センサにより検出される温度の差は大きい可能性がある。よって、異常判断手段は、開始時点の予熱温水の温度が高くなるほど、所定温度ΔＴを大きくする。

また、同様に流量センサ５３により流量が検出されない状態の開始時点において第２温度センサ５２により検出された予熱温水の温度が高いと、或る温度への収束に長期の時間を要してしまう。よって、異常判断手段は、開始時点の予熱温水の温度が高くなるほど、規定時間を長くする。

なお、本実施形態では開始時点の予熱温水の温度に応じて、所定温度ΔＴ及び規定時間の双方を調整するが、これに限らず、いずれか一方のみを設定するようにしてもよい。

加えて、ＲＡＭ５５ａ３は、流量センサ５３により流量が検出されない状態が規定時間継続した場合における第１温度センサ５１により検出された水温と第２温度センサ５２により検出された予熱温水の温度との温度差を記憶する記憶手段として機能する。さらには、ＲＯＭ５５ａ２には、記憶手段により記憶された複数の温度差に基づいて所定温度ΔＴを算出するプログラムが記憶されている。このため、このプログラムを実行するＣＰＵ５５ａ１は、所定温度ΔＴを算出する所定温度算出手段として機能することとなる。

ここで、例えば削減量算出装置５の設置時においては、第１及び第２温度センサ５１，５２に異常が発生しているとは考えにくい。このため、記憶手段は、初期的に得られる上記温度差を順次記憶していく。そして、所定温度算出手段は、複数の温度差の統計値（例えば平均値や最頻値など）を算出し、算出した統計値を所定温度ΔＴとしたり、統計値＋Ｘ℃（Ｘは任意の正の数）を所定温度ΔＴとしたりする。これにより、例えば日当たりが悪い場所や良い場所、温暖地や寒冷地などのように、環境が異なる場合であっても適切な所定温度を設定することができるからである。

なお、記憶された複数の温度差から所定温度ΔＴを設定する処理は、削減量算出装置５の設置時に限らず、所定時間毎など、設置時以外に行われてもよい。

次に、本実施形態に係る削減量算出装置５のセンサ異常検出方法の詳細についてフローチャートを参照して説明する。図４は、本実施形態に係る削減量算出装置５の第１及び第２温度センサ５１，５２の異常検出方法を示すフローチャートである。

図４に示すように、まずＣＰＵ５５ａ１、すなわち異常判断手段は、第１及び第２温度センサ５１，５２から信号値を読み込む（Ｓ１）。次いで、異常判断手段は、第１温度センサ５１により検出された水温が第２温度センサ５２により検出された予熱温水の温度＋規定温度を上回るか否かを判断する（Ｓ２）。

上回らないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、異常判断手段は、第１及び第２温度センサ５１，５２が正常であると判断し（Ｓ３）、図４に示す処理は終了する。

一方、上回ると判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、異常判断手段は、第１及び第２温度センサ５１，５２の少なくとも一方が異常であると判断する（Ｓ４）。そして、ＣＰＵ５５ａ１は、例えば表示部５５ｃに警告表示を行う（Ｓ５）。その後、図４に示す処理は終了する。

図５は、本実施形態に係る削減量算出装置５の第１及び第２温度センサ５１，５２の異常検出方法を示すフローチャートであって、異常判断処理を示している。

図５に示すように、まずＣＰＵ５５ａ１、すなわち異常判断手段は、流量センサ５３により流量が検出されない状態であるか否かを判断する（Ｓ１１）。具体的に異常判断手段は、流量センサ５２からの信号に基づいて流量がゼロであるか否かを判断することとなる。なお、流量ゼロか否かに限らず、略ゼロ以下であるか否かを判断してもよい。すなわち微小流量に関しては流量センサ５３により流量が検出されない状態であると判断してもよい。

流量がゼロでないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、図５に示す処理は終了する。一方、流量がゼロであると判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、異常判断手段は、流量ゼロの状態が規定時間継続したか否かを判断する（Ｓ１２）。

規定時間継続していないと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、図５に示す処理は終了する。規定時間継続したと判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、異常判断手段は、第１及び第２温度センサ５１，５２の検出温度Ｔ１，Ｔ２の差が所定温度ΔＴ以下であるか否かを判断する（Ｓ１３）。

所定温度ΔＴ以下であると判断した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、異常判断手段は、第１及び第２温度センサ５１，５２が正常であると判断する（Ｓ１４）。そして、記憶手段は、検出温度Ｔ１，Ｔ２の差を記憶し（Ｓ１５）、図５に示す処理は終了する。

一方、所定温度ΔＴ以下でないと判断した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、異常判断手段は、第１及び第２温度センサ５１，５２の少なくとも一方が異常であると判断する（Ｓ１６）。そして、ＣＰＵ５５ａ１は、例えば表示部５５ｃに警告表示を行う（Ｓ１７）。その後、図５に示す処理は終了する。

図６は、本実施形態に係る削減量算出装置５の第１及び第２温度センサ５１，５２の異常検出方法を示すフローチャートであって、所定温度ΔＴの設定処理を示している。

まず、図６に示すように、所定温度算出手段は、温度差の情報が記憶手段に所定個数以上記憶されているか否かを判断する（Ｓ２１）。所定個数以上記憶されていないと判断した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、所定個数以上記憶されたと判断されるまで、この処理が繰り返される。

一方、所定個数以上記憶されたと判断した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、所定温度算出手段は、記憶手段に記憶された所定個数以上の温度差の統計値（例えば平均値）を算出する（Ｓ２２）。そして、所定温度算出手段は、ステップＳ２２にて算出した統計値から所定温度ΔＴを設定する（Ｓ２３）。

その後、記憶手段は、所定個数以上の温度差のデータを消去し（Ｓ２４）、図６に示す処理は終了する。そして、このようにして得られた所定温度ΔＴは図５に示すステップＳ１３の処理の所定温度ΔＴとして採用されることとなる。

なお、ステップＳ２４では所定個数以上の温度差のデータを消去しているが、これに限らず、例えば記憶手段内に必ず所定個数の温度差データが記憶されているようにするために、新たな温度差データが取得される毎に、最も古い温度差データを消去するようにしてもよい。また、所定期間毎に消去を行ってもよいし、種々の変更が可能である。

図７は、本実施形態に係る削減量算出装置５の第１及び第２温度センサ５１，５２の異常検出方法を示すフローチャートであって、所定温度ΔＴ及び規定時間の調整処理を示している。

まず、図７に示すように、異常判断手段は、流量センサ５３により流量が検出されない状態であるか否かを判断する（Ｓ３１）。なお、この処理は図５に示したステップＳ１１と同様である。

流量がゼロでないと判断した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、流量がゼロであると判断されるまで、この処理が繰り返される。一方、流量がゼロであると判断した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、異常判断手段は、第２温度センサ５２からの信号に基づいて予熱温水の温度Ｔ２を検出する（Ｓ３２）。

そして、異常判断手段は、ステップＳ３２にて検出した温度Ｔ２に基づいて、所定温度ΔＴ及び規定時間の調整を行う（Ｓ３３）。このとき、異常判断手段は、温度Ｔ２が高くなるほど、所定温度ΔＴ（詳細には図６のステップＳ２３にて設定された所定温度ΔＴ）が大きくなるように調整し、規定時間が長くなるように調整する。その後、図７に示す処理は終了する。

なお、調整については、例えばＲＯＭ５５ａ２に所定温度ΔＴと温度Ｔ２との相関を示す演算式やマップ等を記憶しておき、これらに基づいて調整すればよい。規定時間についても同様である。

このようにして、本実施形態に係る削減量算出装置５及びそのセンサ異常検出方法によれば、流量センサ５３により流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において予熱温水の温度と水温との温度差が所定温度ΔＴを超えるとき、第１及び第２温度センサ５１，５２の少なくとも一方が異常であると判断する。ここで、流量が検出されず予熱温水が需要者側に供給されない場合には、配管１２，１３内の水や予熱温水は配管１２，１３内に留まり外気温度等の影響を受けて或る温度に収束する傾向がある。このため、流量が検出されず予熱温水が需要者側に供給されない状態が規定時間継続した場合には、両センサ５１，５２の検出温度Ｔ１，Ｔ２の差は所定温度ΔＴ以下となり、所定温度ΔＴを超える場合は、センサ異常であると判断することができる。従って、温度センサ５１，５２の異常を検出することができる。

また、水温が予熱温水の温度＋規定温度を上回る場合、第１及び第２温度センサ５１，５２の少なくとも一方が異常であると判断する。ここで、第１温度センサ５１は水温を検出し、第２温度センサ５２は予熱温水の温度を検出することから、これらセンサ５１，５２の検出温度は或る範囲に収まる傾向がある。そして、その傾向からすると、水温が予熱温水の温度を上回ることはなく、上回る場合にはセンサ異常であると判断することができる。従って、温度センサ５１，５２の異常を検出することができる。

また、流量が検出されない状態の開始時点における第２温度センサ５２により検出された予熱温水の温度が高くなるほど、所定温度ΔＴが大きくなるように調整する。ここで、予熱温水の温度が高く、或る温度への収束に時間が掛かる場合には、或る程度の時間が経過しても両センサ５１，５２により検出される温度の差は大きくなる傾向にある。よって、予熱温水の温度が高くなるほど、所定温度ΔＴが大きくなるように調整することにより、センサ異常の判断について誤判断の可能性を減じることができる。

また、流量が検出されない状態の開始時点における第２温度センサ５２により検出された予熱温水の温度が高くなるほど、規定時間が長くなるように調整する。ここで、予熱温水の温度が高い場合には、或る温度への収束に長期の時間を要してしまう。よって、予熱温水の温度が高くなるほど、規定時間が長くなるように調整することにより、センサ異常の判断について誤判断の可能性を減じることができる。

また、流量が検出されない状態が規定時間継続した場合の温度差を記憶し、複数の温度差から所定温度ΔＴを算出するため、例えば日当たりが悪い場所や良い場所、温暖地や寒冷地などのように、環境が異なる場合であっても適切な所定温度ΔＴを設定することができる。

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、本実施形態に係る削減値算出装置５はセンサ異常時に表示部５５ｃに警告表示を行う構成であるが、これに限らず、音声警告を行ってもよいし、ガス管理センター等に通信により通知する構成であってもよい。

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１を例に説明したが、これに限らず、太陽熱温水器２から給湯器４を介することなく直接需要者側に供給される太陽熱給湯システムに適用されてもよい。さらには、太陽熱温水器２により加熱された予熱温水を給湯器４を介して供給すると共に、直接需要者側に供給する双方の機能を備えた太陽熱給湯システムに適用されてもよい。

加えて、本実施形態に係る太陽熱給湯システム１においては、混合弁３を１つ備えているが、弁はこれに限らず複数備えていてもよい。さらには、混合弁３以外の弁を備えていてもよい。また、給湯器４は、追炊き機能を備えるものなど、上記に示したものに限られるものではない。

１ 太陽熱給湯システム
１１ 水道管
１２ 冷水管
１３ 温水管
１４ 混合水管
１５ 加熱水管
２ 太陽熱温水器
２１ 集熱器
２２ 熱媒配管
２３ 貯湯槽
３ 混合弁
３１ 温水流入口
３２ 冷水流入口
３３ 混合水流出口
４ 給湯器
５ 削減値算出装置
５１ 第１温度センサ
５２ 第２温度センサ
５３ 流量センサ
５５ 表示演算部
５５ａ ＭＰＵ
５５ａ１ ＣＰＵ
５５ａ２ ＲＯＭ
５５ａ３ ＲＡＭ
５５ｂ メモリ部
５５ｃ 表示部
５５ｄ インタフェース部

Claims (8)

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装置であって、
   前記太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、
   前記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を検出する第２温度センサと、
   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を検出する流量センサと、
   前記第１温度センサ、前記第２温度センサ及び前記流量センサからの信号値に基づいて、前記削減量を算出する削減量算出手段と、
   前記流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において、前記第１温度センサにより検出された水温と前記第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差が所定温度を超えるとき、前記第１及び前記第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する異常判断手段と、を備え、
   前記異常判断手段は、前記流量センサにより流量が検出されない状態の開始時点における第２温度センサにより検出された予熱温水の温度が高くなるほど、前記所定温度が大きくなるように調整する
   ことを特徴とする削減量算出装置。
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、
   前記太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、
   前記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を検出する第２温度センサと、
   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を検出する流量センサと、
   前記第１温度センサ、前記第２温度センサ及び前記流量センサからの信号値に基づいて、前記削減量を算出する削減量算出手段と、
   前記流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において、前記第１温度センサにより検出された水温と前記第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差が所定温度を超えるとき、前記第１及び前記第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する異常判断手段と、を備え、
   前記異常判断手段は、前記流量センサにより流量が検出されない状態の開始時点における第２温度センサにより検出された予熱温水の温度が高くなるほど、前記規定時間が長くなるように調整する
   ことを特徴とする削減量算出装置。
3. 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装置であって、
   前記太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、
   前記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を検出する第２温度センサと、
   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を検出する流量センサと、
   前記第１温度センサ、前記第２温度センサ及び前記流量センサからの信号値に基づいて、前記削減量を算出する削減量算出手段と、
   前記流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において、前記第１温度センサにより検出された水温と前記第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差が所定温度を超えるとき、前記第１及び前記第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する異常判断手段と、
   前記流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合における前記第１温度センサにより検出された水温と前記第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段により記憶された複数の温度差に基づいて前記所定温度を算出する所定温度算出手段と、
   を備えることを特徴とする削減量算出装置。
4. 前記異常判断手段は、前記第１温度センサにより検出された水温が前記第２温度センサにより検出された予熱温水の温度を規定温度以上上回る場合、前記第１及び前記第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の削減量算出装置。
5. 供給される水を加熱して予熱温水とする太陽熱温水器と、供給される水及び前記太陽熱温水器から供給される予熱温水の少なくとも一方を加熱する給湯器と、を有する太陽熱給湯システムに用いられ、前記太陽熱温水器により加熱される前の水温を検出する第１温度センサと、前記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を検出する第２温度センサと、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を検出する流量センサとの信号値に基づいて、前記太陽熱温水器の加熱により前記給湯器によって前記予熱温水を加熱する際に削減できた削減量を算出する削減量算出装置のセンサ異常検出方法であって、
   前記流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において、前記第１温度センサにより検出された水温と前記第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差が所定温度を超えるとき、前記第１及び前記第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する異常判断工程を備え、
   前記異常判断工程では、前記流量センサにより流量が検出されない状態の開始時点における第２温度センサにより検出された予熱温水の温度が高くなるほど、前記所定温度が大きくなるように調整する
   ことを特徴とする削減量算出装置のセンサ異常検出方法。
6. 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を検出する第１温度センサと、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を検出する第２温度センサと、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を検出する流量センサとの信号値に基づいて、前記太陽熱温水器の加熱により前記給湯器によって前記予熱温水を加熱する際に削減できた削減量を算出する削減量算出装置のセンサ異常検出方法であって、
   前記流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において、前記第１温度センサにより検出された水温と前記第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差が所定温度を超えるとき、前記第１及び前記第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する異常判断工程を備え、
   前記異常判断工程は、前記流量センサにより流量が検出されない状態の開始時点における第２温度センサにより検出された予熱温水の温度が高くなるほど、前記規定時間が長くなるように調整する
   ことを特徴とする削減量算出装置のセンサ異常検出方法。
7. 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を検出する第１温度センサと、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を検出する第２温度センサと、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を検出する流量センサとの信号値に基づいて、前記太陽熱温水器の加熱により前記給湯器によって前記予熱温水を加熱する際に削減できた削減量を算出する削減量算出装置のセンサ異常検出方法であって、
   前記流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合において、前記第１温度センサにより検出された水温と前記第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差が所定温度を超えるとき、前記第１及び前記第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する異常判断工程と、
   前記流量センサにより流量が検出されない状態が規定時間継続した場合における前記第１温度センサにより検出された水温と前記第２温度センサにより検出された予熱温水の温度との温度差を記憶する記憶工程と、
   前記記憶工程において記憶された複数の温度差に基づいて前記所定温度を算出する所定温度算出工程と、
   を備えることを特徴とする削減量算出装置のセンサ異常検出方法。
8. 前記異常判断工程では、前記第１温度センサにより検出された水温が前記第２温度センサにより検出された予熱温水の温度を規定温度以上上回る場合、前記第１及び前記第２温度センサの少なくとも一方が異常であると判断する
   ことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の削減量算出装置のセンサ異常検出方法。

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