JP6104208B2 - 太陽熱利用ガス温水システム - Google Patents

Description

本発明は、太陽熱利用ガス温水システムに関する。

従来、集熱パネルで集熱した太陽熱を貯湯タンクに回収して貯湯タンクの湯を加温する太陽熱利用温水システムがある（例えば、特許文献１参照）。また、ガスバーナで加熱した温水を床暖房端末に送ることでガスの燃焼熱を床暖房端末の加温に利用する床暖房システムがある（例えば、特許文献２参照）。さらに、最近では、上述の太陽熱利用温水システムに床暖房システムを加えた太陽熱利用ガス温水システムが提案されている。この太陽熱利用ガス温水システムを図１０に基づいて説明する。

図１０に示されるように、太陽熱利用ガス温水システムＳ３において、太陽熱を回収する集熱回路は、集熱パネル１１０と、貯湯タンク１１４と、タンク側熱交換部１１６と、集熱往き管１３２及び集熱戻り管１３４と、集熱側ポンプ１３６とを有する。タンク側熱交換部１１６は、貯湯タンク１１４内に設けられており、集熱パネル１１０とタンク側熱交換部１１６とは、集熱往き管１３２及び集熱戻り管１３４によって接続されている。

集熱往き管１３２には、集熱側ポンプ１３６が設けられており、この集熱側ポンプ１３６が作動すると、集熱パネル１１０とタンク側熱交換部１１６との間で温水が循環し、集熱パネル１１０で加熱された温水がタンク側熱交換部１１６に送られる。そして、タンク側熱交換部１１６の内部を流通する温水と貯湯タンク１１４に貯留された湯とが熱交換し、これにより、貯湯タンク１１４の湯が加温される。

また、この太陽熱利用ガス温水システムＳ３において、床暖房回路は、床暖房端末１１２と、熱源機１２２と、端末往き管１３８と、端末戻り管１４０と、端末側ポンプ１４６とを有する。熱源機１２２は、ガスバーナ１２８と、バーナ側熱交換部１３０とを有し、バーナ側熱交換部１３０と床暖房端末１１２とは、端末往き管１３８及び端末戻り管１４０によって接続されている。

端末戻り管１４０には、端末側ポンプ１４６が設けられており、この端末側ポンプ１４６が作動すると、バーナ側熱交換部１３０と床暖房端末１１２との間で温水が循環し、バーナ側熱交換部１３０で加熱された温水が床暖房端末１１２に送られる。そして、床暖房端末１１２の内部を流通する温水から放熱している。

特開２０１３−２１３６４４号公報 特開昭６３−２６３３２７号公報

しかしながら、上述の従来の太陽熱利用ガス温水システムＳ３では、集熱回路と床暖房回路とが別々に構成されている。従って、床暖房端末１１２からの戻り温水は、バーナ側熱交換部１３０へそのまま戻される。

ここで、床暖房端末１１２では、比較的放熱量が少ないため、床暖房端末１１２からの戻り温水は、比較的温度の高い状態とされる。つまり、例えば、床暖房端末１１２への往きの温水の温度が４５〜６０℃である場合には、床暖房端末１１２からの戻り温水の温度は３５〜４０℃となる。このように、床暖房端末１１２からの戻り温水の温度が高い場合には、ガスバーナ１２８が戻り温水へ与える熱量が少なくなるので、システムの暖房効率が低くなる。

そこで、本発明は、暖房効率を向上させることができる太陽熱利用ガス温水システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の太陽熱利用ガス温水システムは、太陽熱を集熱し、内部を流通する温水を加熱する集熱パネルと、内部を流通する温水により加温される低温水端末と、湯を貯留する貯湯タンクと、前記貯湯タンクに設けられ、前記集熱パネルと前記低温水端末とに共通であり、内部を流通する温水と前記貯湯タンクに貯留された湯とを熱交換させるタンク側熱交換部と、ガスバーナと、内部を流通する温水を前記ガスバーナの燃焼運転に伴って加熱するバーナ側熱交換部とを有する熱源機と、前記集熱パネルと前記タンク側熱交換部とを接続する集熱往き管及び集熱戻り管と、前記バーナ側熱交換部と前記低温水端末とを接続する端末往き管と、前記低温水端末と前記集熱戻り管の中間部とを接続し、前記低温水端末からの戻り温水を前記タンク側熱交換部に経由させる端末戻り上流管と、前記集熱往き管の中間部と前記バーナ側熱交換部とを接続し、前記タンク側熱交換部を経由した前記低温水端末からの戻り温水を前記バーナ側熱交換部に戻す端末戻り下流管と、を備える。

本発明の太陽熱利用ガス温水システムによれば、低温水端末からの戻り温水は、端末戻り上流管を通じてタンク側熱交換部を経由し、このタンク側熱交換部を経由した低温水端末からの戻り温水は、端末戻り下流管を通じてバーナ側熱交換部に戻る。従って、例えば、低温水端末からの戻り温水の温度が貯湯タンクに貯留された湯の温度よりも高い場合には、タンク側熱交換部の内部を流通する戻り温水と貯湯タンクに貯留された湯とが熱交換することで、バーナ側熱交換部への戻り温水の温度を下げることができる。これにより、ガスバーナ１２８が戻り温水へ与える熱量が多くなるので、システムの暖房効率を向上させることができる。

第一実施形態に係る太陽熱利用ガス温水システムの全体構成図である。 図１に示される制御ユニットの動作を説明するフローチャートである。 第二実施形態に係る太陽熱利用ガス温水システムの全体構成図である。 図３に示される太陽熱利用ガス温水システムにおける動作パターン（１）を示す図である。 図３に示される太陽熱利用ガス温水システムにおける動作パターン（２）を示す図である。 図３に示される太陽熱利用ガス温水システムにおける動作パターン（３）を示す図である。 図３に示される太陽熱利用ガス温水システムにおける動作パターン（３）’を示す図である。 図３に示される太陽熱利用ガス温水システムにおける動作パターンの切り替わりの一例を示す図である。 図３に示される制御ユニットの動作を説明するフローチャートである。 従来の太陽熱利用ガス温水システムの全体構成図である。

［第一実施形態］
はじめに、本発明の第一実施形態について説明する。本発明の第一実施形態は、参考例である。

図１に示されるように、本発明の第一実施形態に係る太陽熱利用ガス温水システムＳ１は、集熱パネル１０と、床暖房端末１２（低温水端末）と、貯湯タンク１４と、タンク側熱交換部１６と、集熱温水管路１８と、端末温水管路２０と、熱源機２２とを備える。

タンク側熱交換部１６は、貯湯タンク１４に設けられた集熱用熱交換器２４及び端末用熱交換器２６を有し、熱源機２２は、ガスバーナ２８と、バーナ側熱交換部３０とを有する。集熱パネル１０、床暖房端末１２、集熱用熱交換器２４、端末用熱交換器２６、及び、バーナ側熱交換部３０は、いずれも内部に温水が流通する流通路を有する。

集熱温水管路１８は、集熱往き管３２と、集熱戻り管３４と、集熱側ポンプ３６とを有する。集熱パネル１０と集熱用熱交換器２４とは、集熱往き管３２及び集熱戻り管３４によって接続されており、集熱側ポンプ３６は、集熱往き管３２に設けられている。

端末温水管路２０は、端末往き管３８と、端末戻り上流管４０と、端末戻り下流管４２と、バイパス管４４と、端末側ポンプ４６と、開閉弁４８と、開閉弁４９とを有する。バーナ側熱交換部３０と床暖房端末１２とは、端末往き管３８によって接続されており、床暖房端末１２と端末用熱交換器２６とは、端末戻り上流管４０によって接続されている。

また、端末用熱交換器２６とバーナ側熱交換部３０とは、端末戻り下流管４２によって接続されており、端末側ポンプ４６は、端末戻り下流管４２に設けられている。バイパス管４４は、端末用熱交換器２６と並列に端末戻り上流管４０と端末戻り下流管４２とに接続されている。このバイパス管４４は、より具体的には、端末戻り上流管４０の中間部と、端末戻り下流管４２における端末側ポンプ４６よりも上流側（端末用熱交換器２６側）の部分とを接続している。

開閉弁４８，４９は、例えば電磁弁等により構成されている。開閉弁４８は、バイパス管４４に設けられており、開閉弁４９は、端末戻り上流管４０におけるバイパス管４４との接続部と端末用熱交換器２６との間に設けられている。この開閉弁４８，４９（流路切替部）は、互いに異なる開閉状態とされる。そして、開閉弁４８が閉状態で開閉弁４９が開状態のときには、端末用熱交換器２６を通じて端末戻り上流管４０と端末戻り下流管４２とが連通される（このときの流路切替部は、タンク側切替状態である）。一方、開閉弁４８が開状態で開閉弁４９が閉状態のときには、バイパス管４４を通じて端末戻り上流管４０と端末戻り下流管４２とが連通される（このときの流路切替部は、バイパス側切替状態である）。通常は、開閉弁４８が閉状態で開閉弁４９が開状態とされる。

また、本発明の第一実施形態に係る太陽熱利用ガス温水システムＳ１は、操作パネル５０と、集熱センサ５２と、貯湯温センサ５４と、端末戻り水温センサ５６と、制御ユニット５８とをさらに備える。

操作パネル５０は、床暖房端末１２を作動させるための床暖房スイッチ６０（操作スイッチ）を有する。床暖房スイッチ６０がオフ状態からオンに操作されると、操作パネル５０から制御ユニット５８にオン信号が出力される。

集熱センサ５２は、集熱パネル１０における太陽熱の集熱を検出するものであり、集熱パネル１０に設けられている。この集熱センサ５２は、例えば日射センサや温度センサ等によって構成され、集熱パネル１０において太陽熱が集熱されている間、集熱検出信号を制御ユニット５８に出力する。

貯湯温センサ５４は、貯湯タンク１４に設けられており、端末戻り水温センサ５６は、床暖房端末１２の戻り側（端末戻り上流管４０の上流側の端部）に設けられている。貯湯温センサ５４は、貯湯タンク１４に貯留された湯の温度を検出し、この湯の温度に応じた信号を制御ユニット５８に出力する。また、端末戻り水温センサ５６は、床暖房端末１２からの戻り温水の温度を検出し、この戻り温水の温度に応じた信号を制御ユニット５８に出力する。

制御ユニット５８は、演算素子や記憶素子等を有する電子回路により構成されている。この制御ユニット５８は、上述の操作パネル５０、集熱センサ５２、貯湯温センサ５４、及び、端末戻り水温センサ５６から出力された信号に応じて、集熱側ポンプ３６、端末側ポンプ４６、開閉弁４８，４９、及び、ガスバーナ２８を制御する。

次に、本発明の第一実施形態に係る太陽熱利用ガス温水システムＳ１の動作について説明する。

＜集熱回路側の動作＞
先ず、集熱パネル１０を有する集熱回路側の動作について説明する。

太陽光が集熱パネル１０に照射されると、集熱センサ５２から制御ユニット５８に集熱検出信号が出力される。制御ユニット５８は、集熱センサ５２から出力された集熱検出信号を検出すると、集熱側ポンプ３６を作動させる。

集熱側ポンプ３６が作動すると、集熱往き管３２及び集熱戻り管３４を通じて集熱パネル１０と集熱用熱交換器２４との間で温水が循環する。また、このようにして集熱パネル１０と集熱用熱交換器２４との間で温水が循環する間、集熱パネル１０は、太陽熱を集熱し、内部を流通する温水を加熱する。

集熱パネル１０の内部を流通する温水が太陽熱の集熱によって加熱されると、集熱パネル１０からの戻り温水の温度は、貯湯タンク１４に貯留された湯の温度よりも高くなる。そして、この集熱パネル１０で加熱された温水が集熱用熱交換器２４に送られ、集熱用熱交換器２４の内部を流通する温水と貯湯タンク１４に貯留された湯とが熱交換することで、貯湯タンク１４の湯が加温される。

なお、制御ユニット５８は、例えば、太陽光の日射量を検出する日射センサや集熱パネル１０からの戻り温水の温度を検出する集熱戻り水温センサ等から出力された信号に基づいて、集熱パネル１０からの戻り温水の温度が貯湯タンク１４の湯の温度よりも高いか否かを判断しても良い。

そして、制御ユニット５８は、集熱パネル１０からの戻り温水の温度が貯湯タンク１４の湯の温度よりも高いと判断した場合には、集熱側ポンプ３６を作動させ、集熱パネル１０からの戻り温水の温度が貯湯タンク１４の湯の温度よりも低いと判断した場合には、集熱側ポンプ３６を停止させても良い。

このようにすると、集熱パネル１０からの戻り温水の温度が貯湯タンク１４の湯の温度よりも高い場合には、集熱パネル１０で集熱した太陽熱が貯湯タンク１４に回収され、集熱パネル１０からの戻り温水の温度が貯湯タンク１４の湯の温度よりも低い場合には、貯湯タンク１４から集熱パネル１０への熱の移動が抑制される。

＜床暖房回路側の動作＞
続いて、床暖房端末１２を有する床暖房回路側の動作について説明する。

床暖房スイッチ６０がオンに操作されると、操作パネル５０から制御ユニット５８にオン信号が出力される。制御ユニット５８は、操作パネル５０から出力されたオン信号を検出すると、ガスバーナ２８を燃焼運転させると共に、端末側ポンプ４６を作動させる。

ガスバーナ２８が燃焼運転すると、ガスバーナ２８によってバーナ側熱交換部３０が加熱され、このバーナ側熱交換部３０の内部を流通する温水が加熱される。このバーナ側熱交換部３０で加熱された温水は、端末側ポンプ４６の作動に伴って端末往き管３８を通じて床暖房端末１２に送られる。そして、床暖房端末１２の内部を流通する温水と床暖房端末１２とが熱交換することで、床暖房端末１２が加温される。その後、この床暖房端末１２の内部を流通した温水は、端末戻り上流管４０を流れる。

また、制御ユニット５８は、上述のようにガスバーナ２８を燃焼運転させると共に端末側ポンプ４６を作動させている間、図２のフローチャートで示される処理を実行する。以下の説明における各ステップの内容及びその番号は、図２を適宜参照することにする。

制御ユニット５８は、図２のフローチャートで示される処理を開始すると、先ず、貯湯温センサ５４からの出力信号及び端末戻り水温センサ５６からの出力信号を検出する。そして、制御ユニット５８は、端末戻り水温センサ５６によって検出された床暖房端末１２からの戻り温水の温度Ｔ２が貯湯温センサ５４によって検出された貯湯タンク１４に貯留された湯の温度Ｔ１よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１）。

ここで、制御ユニット５８は、床暖房端末１２からの戻り温水の温度Ｔ２が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度Ｔ１よりも高い場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）には、開閉弁４８を閉状態とし開閉弁４９を開状態（タンク側切替状態）とする（ステップＳ２）。

これにより、床暖房端末１２からの戻り温水は、端末戻り上流管４０を通じて端末用熱交換器２６に送られると共に、端末戻り下流管４２を通じてバーナ側熱交換部３０に戻される。つまり、床暖房端末１２からの戻り温水の温度Ｔ２が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度Ｔ１よりも高い場合には、床暖房端末１２からの戻り温水が端末用熱交換器２６を経由してからバーナ側熱交換部３０に戻る。

このとき、床暖房端末１２からの戻り温水が端末用熱交換器２６の内部を流通すると、端末用熱交換器２６の内部を流通する戻り温水と貯湯タンク１４に貯留された湯とが熱交換する。そして、端末用熱交換器２６の内部を流通する戻り温水が貯湯タンク１４の湯によって熱を奪われるので、床暖房端末１２からバーナ側熱交換部３０への戻り温水の温度が下げられる。

これに対し、制御ユニット５８は、床暖房端末１２からの戻り温水の温度Ｔ２が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度Ｔ１よりも低い場合（ステップＳ１：ＮＯ）には、開閉弁４８を開状態とし開閉弁４９を閉状態（バイパス側切替状態）とする（ステップＳ３）。

これにより、床暖房端末１２からの戻り温水は、端末戻り上流管４０、バイパス管４４、及び、端末戻り下流管４２を通じてバーナ側熱交換部３０に戻される。つまり、床暖房端末１２からの戻り温水の温度Ｔ２が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度Ｔ１よりも低い場合には、床暖房端末１２からの戻り温水が端末用熱交換器２６を経由せずにバイパス管４４を通じてバーナ側熱交換部３０に戻る。この場合、床暖房端末１２からの戻り温水と貯湯タンク１４の湯との間で熱交換が行われないので、貯湯タンク１４から床暖房端末１２への熱の移動が抑制される。

次に、本発明の第一実施形態の作用及び効果について説明する。

以上詳述したように、本発明の第一実施形態によれば、貯湯タンク１４には、集熱用熱交換器２４とは別に端末用熱交換器２６が設けられており、床暖房端末１２と端末用熱交換器２６とは、端末戻り上流管４０によって接続されている。また、端末用熱交換器２６とバーナ側熱交換部３０とは、端末戻り下流管４２によって接続され、さらに、端末戻り上流管４０の中間部と端末戻り下流管４２における端末側ポンプ４６よりも上流側の部分とは、バイパス管４４によって接続されている。

そして、床暖房端末１２からの戻り温水の温度Ｔ２が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度Ｔ１よりも高い場合には、開閉弁４８が閉状態で開閉弁４９が開状態とされ、床暖房端末１２からの戻り温水が端末用熱交換器２６を経由してからバーナ側熱交換部３０に戻される。従って、床暖房端末１２からの戻り温水が端末用熱交換器２６の内部を流通し、この床暖房端末１２からの戻り温水と貯湯タンク１４に貯留された湯とが熱交換するので、床暖房端末１２からバーナ側熱交換部３０への戻り温水の温度を下げることができる。これにより、ガスバーナ２８から戻り温水への熱の回収量が多くなるので、ガスバーナ２８の燃焼効率（暖房効率）を向上させることができる。

また、本発明の第一実施形態によれば、タンク側熱交換部１６は、集熱用熱交換器２４と端末用熱交換器２６とに分けられている。そして、この集熱用熱交換器２４は、集熱温水管路１８により集熱パネル１０と接続され、端末用熱交換器２６は、集熱温水管路１８とは独立して設けられた端末温水管路２０により床暖房端末１２と接続されている。これにより、集熱回路側において太陽熱を貯湯タンク１４に回収する動作と、床暖房回路側において床暖房端末１２からの戻り温水の熱を貯湯タンク１４に放出する動作とを分けて行うことができる。この結果、温水回路の構造と制御ユニット５８にて実行される処理を簡素化することができる。

また、本発明の第一実施形態によれば、端末戻り上流管４０の中間部と端末戻り下流管４２における端末側ポンプ４６よりも上流側の部分とは、開閉弁４８を有するバイパス管４４によって接続されている。そして、床暖房端末１２からの戻り温水の温度Ｔ２が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度Ｔ１よりも低い場合には、開閉弁４８が開状態で開閉弁４９が閉状態とされ、床暖房端末１２からの戻り温水が端末用熱交換器２６を経由せずにバイパス管４４を通じてバーナ側熱交換部３０に戻される。この場合には、床暖房端末１２からの戻り温水と貯湯タンク１４の湯との間で熱交換が行われないので、貯湯タンク１４から床暖房端末１２への熱の移動が抑制される。これにより、貯湯タンク１４の湯の温度が低下することを抑制することができる。

次に、本発明の第一実施形態の変形例について説明する。

本発明の第一実施形態において、集熱側ポンプ３６は、集熱往き管３２に設けられていたが、集熱戻り管３４に設けられていても良い。

また、端末側ポンプ４６は、端末戻り下流管４２に設けられていたが、床暖房端末１２とバーナ側熱交換部３０との間で温水を循環できるのであれば、端末側ポンプ４６は、端末往き管３８及び端末戻り上流管４０のいずれかに設けられていても良い。

また、太陽熱利用ガス温水システムＳ１は、低温水端末の一例として、床暖房端末１２を備えていたが、床暖房端末１２以外の低温水端末（例えば、ファンコンベクタなど）を備えていても良い。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。本発明の第二実施形態は、本発明の一実施形態である。

図３に示される本発明の第二実施形態に係る太陽熱利用ガス温水システムＳ２は、上述の第一実施形態に係る太陽熱利用ガス温水システムＳ１に対し、次のように構成が変更されている。なお、第二実施形態において、第一実施形態と同様の構成については同一の符号を用い説明を省略する。

第二実施形態に係る太陽熱利用ガス温水システムＳ２は、集熱パネル１０と、床暖房端末１２（低温水端末）と、貯湯タンク１４と、タンク側熱交換部６６と、集熱温水管路１８と、端末温水管路７０と、熱源機２２とを備える。

貯湯タンク１４には、一つのタンク側熱交換部６６が設けられている。このタンク側熱交換部６６は、後述する如く集熱パネル１０と床暖房端末１２とに共通である。

端末温水管路７０は、端末往き管７８と、端末戻り上流管８０と、端末戻り下流管８２と、バイパス管８４と、端末側ポンプ８６と、開閉弁８８とを有する。バーナ側熱交換部３０と床暖房端末１２とは、端末往き管７８によって接続されており、床暖房端末１２と集熱戻り管３４の中間部とは、端末戻り上流管８０によって接続されている。また、集熱往き管３２の中間部とバーナ側熱交換部３０とは、端末戻り下流管８２によって接続されている。

端末戻り上流管８０と集熱戻り管３４の中間部との接続部には、戻り側三方弁９０が設けられており、集熱往き管３２の中間部と端末戻り下流管８２との接続部には、往き側三方弁９２が設けられている。戻り側三方弁９０は、通常状態では、集熱戻り管３４の上流部３４Ａと下流部３４Ｂとを連通し、切替状態では、端末戻り上流管８０と集熱戻り管３４の下流部３４Ｂとを連通する。

同様に、往き側三方弁９２は、通常状態では、集熱往き管３２の上流部３２Ａと下流部３２Ｂとを連通し、切替状態では、集熱往き管３２の上流部３２Ａと端末戻り下流管８２とを連通する。集熱往き管３２における往き側三方弁９２よりも下流側には、集熱側ポンプ３６が設けられており、端末往き管７８には、端末側ポンプ８６が設けられている。

バイパス管８４は、タンク側熱交換部６６と並列に端末戻り上流管８０と端末戻り下流管８２とに接続されている。このバイパス管８４は、より具体的には、端末戻り上流管８０の中間部と、端末戻り下流管８２の中間部とを接続している。

開閉弁８８は、例えば電磁弁等により構成されており、バイパス管８４に設けられている。この開閉弁８８は、バイパス管８４を閉止する閉状態と、バイパス管８４を開放する開状態とに切り替わる。この開閉弁８８は、通常では、バイパス管８４を閉止する閉状態にある。

この開閉弁８８と、上述の戻り側三方弁９０及び往き側三方弁９２とは、後述する如く集熱戻り管３４、集熱往き管３２、端末戻り上流管８０、端末戻り下流管８２、及び、バイパス管８４の流路を切り替える流路切替部９４を構成している。

また、本発明の第二実施形態に係る太陽熱利用ガス温水システムＳ２は、操作パネル５０と、集熱センサ５２と、貯湯温センサ５４と、端末戻り水温センサ５６と、制御ユニット９８とをさらに備える。

制御ユニット９８は、演算素子や記憶素子等を有する電子回路により構成されている。この制御ユニット９８は、上述の操作パネル５０、集熱センサ５２、貯湯温センサ５４、及び、端末戻り水温センサ５６から出力された信号に応じて、集熱側ポンプ３６、端末側ポンプ８６、開閉弁８８、戻り側三方弁９０、往き側三方弁９２、及び、ガスバーナ２８を制御する。

次に、本発明の第二実施形態に係る太陽熱利用ガス温水システムＳ２の基本的な動作パターンについて説明する。

この太陽熱利用ガス温水システムＳ２では、床暖房スイッチ６０のオン・オフ状態、床暖房端末１２からの戻り温水の温度と貯湯タンク１４に貯留された湯の温度との関係、及び、集熱パネル１０における太陽熱の集熱の有無に応じて、以下の四種類の動作パターン（１）〜（３）’のいずれかが選択される。

この動作パターン（１）〜（３）’のいずれかを選択するために、制御ユニット９８は、図９のフローチャートで示される処理を実行する。以下の説明における各ステップの内容及びその番号は、図９を適宜参照することにする。

＜動作パターン（１）＞
制御ユニット９８は、図９のフローチャートで示される処理を実行すると、先ず、操作パネル５０からの出力信号に基づいて、床暖房スイッチ６０がオン状態であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。

ここで、床暖房スイッチ６０がオフ状態で操作パネル５０から制御ユニット９８にオン信号が出力されていない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）には、続いて、制御ユニット９８は、集熱パネル１０からの出力信号に基づいて、集熱パネル１０における太陽熱の集熱の有無を判断する（ステップＳ１２）。

そして、集熱パネル１０において太陽熱が集熱され、集熱センサ５２から集熱検出信号が出力されている場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）には、制御ユニット９８が動作パターン（１）を選択する（ステップＳ１３）。

制御ユニット９８は、動作パターン（１）を選択すると、図４に示されるように、戻り側三方弁９０及び往き側三方弁９２を通常状態とし開閉弁８８を閉状態とする。これにより、集熱往き管３２の上流部３２Ａと下流部３２Ｂとが連通されると共に、集熱戻り管３４の上流部３４Ａと下流部３４Ｂとが連通され、且つ、バイパス管８４に温水が流通しない状態となる。そして、集熱パネル１０とタンク側熱交換部６６とが集熱往き管３２及び集熱戻り管３４を通じて連通した状態となる（このときの流路切替部９４の切替状態は、集熱側循環状態である）。

また、制御ユニット９８は、動作パターン（１）を選択すると、集熱側ポンプ３６を作動させる。集熱側ポンプ３６が作動すると、集熱往き管３２及び集熱戻り管３４を通じて、集熱パネル１０とタンク側熱交換部６６との間で温水が循環する。

また、このようにして集熱パネル１０とタンク側熱交換部６６との間で温水が循環する間、集熱パネル１０は、太陽光から得られる太陽熱を集熱し、内部を流通する温水を加熱する。集熱パネル１０の内部を流通する温水が太陽熱の集熱によって加熱されると、集熱パネル１０からの戻り温水の温度は、貯湯タンク１４に貯留された湯の温度よりも高くなる。

そして、この集熱パネル１０で加熱された温水がタンク側熱交換部６６に送られ、タンク側熱交換部６６の内部を流通する温水と貯湯タンク１４に貯留された湯とが熱交換することで、貯湯タンク１４の湯が加温される。

このように、床暖房スイッチ６０がオフ状態にあり、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がある場合には、動作パターン（１）が選択される。そして、動作パターン（１）では、集熱パネル１０で加熱された温水がタンク側熱交換部６６に送られることにより、太陽熱を利用して貯湯タンク１４の湯が加温される。

なお、制御ユニット９８は、動作パターン（１）では、端末側ポンプ８６及びガスバーナ２８を停止状態とする。

また、制御ユニット９８は、床暖房スイッチ６０がオフ状態で（ステップＳ１１：ＮＯ）、集熱パネル１０において太陽熱の集熱が無い場合（ステップＳ１２：ＮＯ）には、集熱側ポンプ３６、端末側ポンプ８６、及び、ガスバーナ２８を停止状態にする（ステップＳ１４）。

＜動作パターン（２）＞
床暖房スイッチ６０がオンに操作されると、操作パネル５０から制御ユニット９８にオン信号が出力される。制御ユニット９８は、操作パネル５０から出力されたオン信号を検出すると、図５に示されるように、ガスバーナ２８を燃焼運転させると共に、端末側ポンプ８６を作動させる。

ガスバーナ２８が燃焼運転すると、ガスバーナ２８によってバーナ側熱交換部３０が加熱され、このバーナ側熱交換部３０の内部を流通する温水が加熱される。このバーナ側熱交換部３０で加熱された温水は、端末側ポンプ８６の作動に伴って端末往き管７８を通じて床暖房端末１２に送られる。そして、床暖房端末１２の内部を流通する温水から放熱される。その後、この床暖房端末１２の内部を流通した温水は、端末戻り上流管８０を流れる。

ここで、戻り側三方弁９０及び往き側三方弁９２が切替状態とされると共に開閉弁８８が閉状態とされている場合には、端末戻り上流管８０と集熱戻り管３４の下流部３４Ｂとが連通されると共に、集熱往き管３２の上流部３２Ａと端末戻り下流管８２とが連通され、且つ、バイパス管８４に温水が流通しない状態になる。この場合には、床暖房端末１２の内部を流通し端末戻り上流管８０を流れる温水は、集熱戻り管３４の下流部３４Ｂを通じてタンク側熱交換部６６に送られると共に、集熱往き管３２の上流部３２Ａ及び端末戻り下流管８２を通じてバーナ側熱交換部３０に戻される。

一方、戻り側三方弁９０及び往き側三方弁９２が通常状態とされると共に開閉弁８８が開状態とされている場合（図７参照）には、集熱往き管３２の上流部３２Ａと下流部３２Ｂとが連通されると共に、集熱戻り管３４の上流部３４Ａと下流部３４Ｂとが連通され、且つ、バイパス管８４が開放された状態になる。この場合には、床暖房端末１２の内部を流通し端末戻り上流管８０を流れる温水は、バイパス管８４を通じてバーナ側熱交換部３０に戻される。

このように、床暖房スイッチ６０がオンに操作されると、バーナ側熱交換部３０と床暖房端末１２との間で温水が循環する。また、このようにバーナ側熱交換部３０と床暖房端末１２との間で温水が循環しているときに、貯湯温センサ５４からは貯湯タンク１４に貯留された湯の温度に応じた信号が出力され、端末戻り水温センサ５６からは、床暖房端末１２からの戻り温水の温度に応じた信号が出力される。

制御ユニット９８は、床暖房スイッチ６０がオン状態にある場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、貯湯温センサ５４及び端末戻り水温センサ５６からの出力信号に基づいて、床暖房端末１２からの戻り温水の温度Ｔ２が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度Ｔ１よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１５）。

ここで、床暖房端末１２からの戻り温水の温度Ｔ２が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度Ｔ１よりも高い場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）には、続いて、制御ユニット９８は、集熱センサ１０からの出力信号に基づいて、集熱パネル１０における太陽熱の集熱の有無を判断する（ステップＳ１６）。

そして、制御ユニット９８は、集熱パネル１０において太陽熱が集熱されておらず、集熱センサ５２から集熱検出信号が出力されていない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）には、動作パターン（２）を選択する（ステップＳ１７）。

制御ユニット９８は、動作パターン（２）を選択すると、図５に示されるように、戻り側三方弁９０及び往き側三方弁９２を切替状態とし開閉弁８８を閉状態とする。これにより、集熱往き管３２の上流部３２Ａと端末戻り下流管８２とが連通されると共に、端末戻り上流管８０と集熱戻り管３４の下流部３４Ｂとが連通され、且つ、バイパス管８４が閉止された状態になる（このときの流路切替部９４の切替状態は、端末側循環状態である）。

また、制御ユニット９８は、動作パターン（２）を選択すると、集熱側ポンプ３６を停止させた状態で、端末側ポンプ８６を作動させ、ガスバーナ２８を燃焼運転させる。これにより、バーナ側熱交換部３０で加熱された温水が床暖房端末１２に送られると共に、この床暖房端末１２からの戻り温水がタンク側熱交換部６６を経由してバーナ側熱交換部３０に戻される。

このように、床暖房スイッチ６０がオン状態にあり、床暖房端末１２からの戻り温水の温度が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度よりも高く、且つ、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がない場合には、動作パターン（２）が選択される。そして、動作パターン（２）では、バーナ側熱交換部３０で加熱された温水が床暖房端末１２に送られると共に、この床暖房端末１２からの戻り温水がタンク側熱交換部６６を経由してバーナ側熱交換部３０に戻される。

また、動作パターン（２）では、床暖房端末１２からの戻り温水の温度Ｔ２が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度Ｔ１よりも高い状態にあるときに、床暖房端末１２からの戻り温水がタンク側熱交換部６６を経由される。このため、タンク側熱交換部６６の内部を流通する戻り温水が貯湯タンク１４の湯によって熱を奪われるので、貯湯タンク１４の湯の温度が上昇し、床暖房端末１２からバーナ側熱交換部３０への戻り温水の温度が下げられる。

＜動作パターン（３）＞

制御ユニット９８は、上述のように、床暖房スイッチ６０がオン状態にあり（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、床暖房端末１２からの戻り温水の温度Ｔ２が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度Ｔ１よりも高い場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）には、ステップＳ１６に移行する。

そして、制御ユニット９８は、ステップＳ１６において、集熱パネル１０において太陽熱が集熱され、集熱センサ５２から集熱検出信号が出力されている場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）には、動作パターン（３）を選択する（ステップＳ１８）。

また、制御ユニット９８は、床暖房スイッチ６０がオン状態にあり（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、床暖房端末１２からの戻り温水の温度Ｔ２が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度Ｔ１よりも低い場合（ステップＳ１５：ＮＯ）には、ステップＳ１９に移行する。

そして、制御ユニット９８は、ステップＳ１９において、集熱パネル１０において太陽熱が集熱され、集熱センサ５２から集熱検出信号が出力されている場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）には、動作パターン（３）を選択する（ステップＳ２０）。

制御ユニット９８は、動作パターン（３）を選択すると、図６に示されるように、戻り側三方弁９０及び往き側三方弁９２を通常状態とし開閉弁８８を開状態とする。戻り側三方弁９０及び往き側三方弁９２が通常状態になると、集熱往き管３２の上流部３２Ａと下流部３２Ｂとが連通されると共に、集熱戻り管３４の上流部３４Ａと下流部３４Ｂとが連通され、集熱パネル１０とタンク側熱交換部６６とが集熱往き管３２及び集熱戻り管３４を通じて連通される。

また、開閉弁８８が開状態になると、バイパス管８４が開放されて端末戻り上流管８０とバイパス管８４と端末戻り下流管８２とが連通され、バーナ側熱交換部３０と床暖房端末１２とが端末戻り上流管８０とバイパス管８４と端末戻り下流管８２とを通じて連通される（このときの流路切替部９４の切替状態は、集熱・端末循環状態である）。

これにより、集熱パネル１０とタンク側熱交換部６６とが集熱往き管３２及び集熱戻り管３４を通じて連通された集熱回路と、バーナ側熱交換部３０と床暖房端末１２とが端末戻り上流管８０とバイパス管８４と端末戻り下流管８２とを通じて連通された床暖房回路とが独立して形成される。

また、制御ユニット９８は、動作パターン（３）を選択すると、集熱側ポンプ３６及び集熱側ポンプ８６を作動させると共に、ガスバーナ２８を燃焼運転させる。これにより、集熱回路と床暖房回路とで独立して温水が循環される。

つまり、集熱回路側では、集熱往き管３２及び集熱戻り管３４を通じて、集熱パネル１０とタンク側熱交換部６６との間で温水が循環する。また、このとき、集熱パネル１０で加熱された温水がタンク側熱交換部６６に送られ、タンク側熱交換部６６の内部を流通する温水と貯湯タンク１４に貯留された湯とが熱交換することで、貯湯タンク１４の湯が加温される。

また、床暖房回路側では、端末往き管７８、端末戻り上流管８０、バイパス管８４、及び、端末戻り下流管８２を通じて、バーナ側熱交換部３０と床暖房端末１２との間で温水が循環する。また、このとき、バーナ側熱交換部３０で加熱された温水が床暖房端末１２に送られ、床暖房端末１２の内部を流通する温水と床暖房端末１２とが熱交換することで、床暖房端末１２が加温される。

このように、床暖房スイッチ６０がオン状態にあり、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がある場合には、動作パターン（３）が選択される。そして、動作パターン（３）では、集熱回路側において集熱パネル１０とタンク側熱交換部６６との間で温水が循環することにより貯湯タンク１４の湯が加温されると共に、床暖房回路側においてバーナ側熱交換部３０と床暖房端末１２との間で温水が循環することにより床暖房端末１２が加温される。

＜動作パターン（３）’＞
制御ユニット９８は、上述のように、床暖房スイッチ６０がオン状態にあり（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、床暖房端末１２からの戻り温水の温度Ｔ２が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度Ｔ１よりも低い場合（ステップＳ１５：ＮＯ）には、ステップＳ１９に移行する。

そして、制御ユニット９８は、ステップＳ１９において、集熱パネル１０において太陽熱が集熱されておらず、集熱センサ５２から集熱検出信号が出力されていない場合（ステップＳ１９：ＮＯ）には、動作パターン（３）’を選択する（ステップＳ２１）。

制御ユニット９８は、動作パターン（３）’を選択すると、図７に示されるように、上述の動作パターン（３）の場合と同様に、戻り側三方弁９０及び往き側三方弁９２を通常状態とし開閉弁８８を開状態として、床暖房回路及び集熱回路を独立して形成する（このときの流路切替部９４の切替状態は、集熱・端末循環状態である）。

また、制御ユニット９８は、動作パターン（３）’を選択すると、集熱側ポンプ３６を停止させた状態で、端末側ポンプ８６を作動させ、ガスバーナ２８を燃焼運転させる。これにより、集熱回路では温水が循環されずに床暖房回路のみで温水が循環される。

つまり、床暖房回路側では、端末往き管７８、端末戻り上流管８０、バイパス管８４、及び、端末戻り下流管８２を通じて、バーナ側熱交換部３０と床暖房端末１２との間で温水が循環する。また、このとき、バーナ側熱交換部３０で加熱された温水が床暖房端末１２に送られ、床暖房端末１２の内部を流通する温水と床暖房端末１２とが熱交換することで、床暖房端末１２が加温される。

このように、床暖房スイッチ６０がオン状態にあり、床暖房端末１２からの戻り温水の温度が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度よりも低く、且つ、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がない場合には、動作パターン（３）’が選択される。そして、動作パターン（３）’では、集熱回路側において温水が循環されずに、床暖房回路側においてのみバーナ側熱交換部３０と床暖房端末１２との間で温水が循環し、床暖房端末１２が加温される。

また、動作パターン（３）’では、床暖房端末１２からの戻り温水がタンク側熱交換部６６を経由せずにバイパス管８４を通じてバーナ側熱交換部３０に戻る。このため、床暖房端末１２からの戻り温水と貯湯タンク１４の湯との間で熱交換が行われないので、貯湯タンク１４から床暖房端末１２への熱の移動が抑制される。

次に、本発明の第二実施形態に係る太陽熱利用ガス温水システムＳ２の具体的な動作の一例について説明する。

図８には、本発明の第二実施形態に係る太陽熱利用ガス温水システムＳ２が適用される場所の冬季の快晴日における一日の日射量、床暖房端末１２からの戻り温水の温度、貯湯タンク１４の温度（本発明）の時間推移が示されている。

図８において、横軸は一日の時間を示している。また、第一縦軸は、日射量を示し、第二縦軸は、温度を示している。また、グラフＧ１は、日射量の推移を示している。このグラフＧ１で示されるように、日射量は、日の出となる朝７時から増加し始め、昼１２時頃にピークとなった後に減少し、日の入となる夕方１８時にゼロとなり、翌日の日の出までゼロのままとなる。

また、グラフＧ２−１，Ｇ２−２は、床暖房端末１２からの戻り温水の温度推移をそれぞれ示している。グラフＧ２−１，Ｇ２−２で示されるように、朝６時から朝１０時までと、夕方１８時から夜２２時までは床暖房端末１２が使用されるとした場合、床暖房端末１２からの戻り温水が高い温度に保たれる。

また、グラフＧ３は、本発明の第二実施形態に係る貯湯タンク１４（図３〜図７参照）の湯の温度推移を示し、グラフＧ４は、従来の貯湯タンク１１４（図１０参照）の湯の温度推移を示している。この双方の温度推移の相違については後述する。

グラフＧ４で示されるように、従来の貯湯タンク１１４の湯の温度は、日射量（グラフＧ１）より少し遅れて変化し、日の出後の朝８時頃から上昇し始め、昼過ぎの１４時頃にピークとなり、その後ゆっくりと低下する。また、日の入後の夜１９時３０分には、従来の貯湯タンク１１４の湯が湯張りに使用されるため、従来の貯湯タンク１１４の湯の温度（グラフＧ４）は、湯張りにより給水温度まで低下し、その後、翌日の日の出の後（朝８：００）まで給水温度のままとなる。

また、図８の横軸の下方には、上述の日射量と床暖房端末１２の使用状況とに応じた動作パターンが示されている。この動作パターンには、上述の（１）〜（３）’のいずれかが選択される。以下、図４〜図８及び図１０を適宜参照しながら、この動作パターンの切り替わりについて説明する。

＜朝６時から朝８時まで：動作パターン（２），図５参照＞
先ず、朝６時から朝８時までは、日射量（グラフＧ１）が少ないため、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がなく、集熱センサ５２からは集熱検出信号が出力されない。また、朝６時には、床暖房スイッチ６０がオンとされるので、操作パネル５０から制御ユニット９８にオン信号が出力される。さらに、朝６時から朝８時までは、床暖房端末１２の使用に伴い、床暖房端末１２からの戻り温水の温度（グラフＧ２−１）が貯湯タンク１４に貯留された湯（グラフＧ３）の温度よりも高くなる。

従って、朝６時から朝８時までのように、床暖房スイッチ６０がオン状態にあり、床暖房端末１２からの戻り温水の温度が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度よりも高く、且つ、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がない場合には、制御ユニット９８が動作パターン（２）を選択する。図５に示されるように、動作パターン（２）では、集熱側ポンプ３６が停止した状態で、端末側ポンプ８６が作動すると共にガスバーナ２８が燃焼運転する。そして、バーナ側熱交換部３０で加熱された温水が床暖房端末１２に送られると共に、この床暖房端末１２からの戻り温水がタンク側熱交換部６６を経由する。

また、床暖房端末１２からの戻り温水がタンク側熱交換部６６を経由すると、タンク側熱交換部６６の内部を流通する戻り温水と貯湯タンク１４に貯留された湯とが熱交換するので、床暖房端末１２からの戻り温水の熱が貯湯タンク１４の湯に回収される。このため、図８に示されるように、朝６時から朝８時までは、従来（グラフＧ４）では貯湯タンクの湯の温度が一定であるのに対し、本発明の第二実施形態（グラフＧ３）では貯湯タンクの湯の温度が上昇する。

また、朝６時から朝８時までは、図５に示されるように、タンク側熱交換部６６の内部を流通する戻り温水が貯湯タンク１４の湯によって熱を奪われるので、床暖房端末１２からバーナ側熱交換部３０への戻り温水の温度が下げられる。これにより、ガスバーナ２８から戻り温水への熱の回収量が多くなるので、ガスバーナ２８の燃焼効率（暖房効率）が向上する。

＜朝８時から朝１０時まで：動作パターン（３），図６参照＞
続いて、朝８時から朝１０時までは、上述の朝６時から朝８時に引き続き床暖房端末１２が使用される。従って、操作パネル５０からは制御ユニット９８にオン信号が出力されたままとなる。また、朝８時になると、日射量（グラフＧ１）が確保される。この場合、集熱パネル１０において太陽熱が集熱され、集熱センサ５２からは集熱検出信号が出力される。

従って、朝８時から朝１０時までのように、床暖房スイッチ６０がオン状態にあり、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がある場合には、制御ユニット９８が動作パターン（３）を選択する。図６に示される如く、動作パターン（３）では、上述のように、集熱回路と床暖房回路とが独立して形成され、集熱回路側では、集熱パネル１０とタンク側熱交換部６６との間で温水が循環することで貯湯タンク１４の湯が加温され、床暖房回路側では、バーナ側熱交換部３０と床暖房端末１２との間で温水が循環することで床暖房端末１２が加温される。

また、朝８時から朝１０時までは、日射量（グラフＧ１）が徐々に増加するので、床暖房端末１２からの戻り温水がタンク側熱交換部６６を経由しなくても、集熱パネル１０で集熱された太陽熱が貯湯タンク１４の湯に回収され、貯湯タンク１４の湯の温度（グラフＧ３）が徐々に上昇する。

また、図８に示されるように、本発明の第二実施形態（グラフＧ３）と従来（グラフＧ４）では、貯湯タンクの湯の温度が略同様の割合で増加するが、朝８時の時点で本発明の第二実施形態の方が従来よりも貯湯タンクの湯の温度が高いため、朝１０時の時点においても、本発明の第二実施形態（グラフＧ３）の方が従来（グラフＧ４）よりも貯湯タンクの湯の温度が高くなる。

なお、本発明の第二実施形態では、朝１０時ごろまでは、床暖房端末１２からの戻り温水の温度（グラフＧ２−１）の方が貯湯タンク１４の湯の温度（グラフＧ３）よりも高い。

＜朝１０時から夕方１８時まで：動作パターン（１），図４参照＞
続いて、朝１０時から夕方１８時までは、日射量（グラフＧ１）が確保され、床暖房端末１２が不使用とされる。従って、操作パネル５０からはオン信号が出力されず、また、集熱パネル１０においては太陽熱が集熱されるので、集熱センサ５２からは集熱検出信号が出力される。

従って、朝１０時から夕方１８時までのように、床暖房スイッチ６０がオフ状態にあり、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がある場合には、制御ユニット９８が動作パターン（１）を選択する。図４に示される如く、動作パターン（１）では、上述のように、集熱側ポンプ３６が作動することにより、集熱往き管３２及び集熱戻り管３４を通じて、集熱パネル１０とタンク側熱交換部６６との間で温水が循環する。そして、集熱パネル１０で加熱された温水がタンク側熱交換部６６に送られ、タンク側熱交換部６６の内部を流通する温水と貯湯タンク１４に貯留された湯とが熱交換することで、太陽熱を利用して貯湯タンク１４の湯が加温される。

なお、朝１０時から昼１２時までは、日射量（グラフＧ１）が徐々に増加するので、集熱パネル１０で集熱された太陽熱が貯湯タンク１４の湯に回収され、貯湯タンク１４の湯の温度（グラフＧ３）が徐々に上昇する。また、昼１２時から午後１４時までは、集熱パネル１０に蓄えられた熱が貯湯タンク１４の湯に回収されるため、引き続き貯湯タンク１４の湯の温度（グラフＧ３）が徐々に上昇する。

一方、午後１４時以降は、集熱パネル１０に蓄えられる熱の減少に伴い、貯湯タンク１４の湯による熱の回収量が減少し、貯湯タンク１４の湯の温度（グラフＧ３）が徐々に減少する。また、図８に示されるように、朝１０時から夕方１８時においても、本発明の第二実施形態（グラフＧ３）の方が従来（グラフＧ４）よりも貯湯タンクの湯の温度が高くなる。

＜夕方１８時から湯張り（夜１９時３０分）まで：動作パターン（３）’，図７参照＞
続いて、夕方１８時以降は、日射（グラフＧ１）がないため、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がなく、集熱センサ５２からは集熱検出信号が出力されない。また、夕方１８時には、床暖房スイッチ６０がオンとされるので、操作パネル５０から制御ユニット９８にオン信号が出力される。さらに、夕方１８時から湯張りされる夜１９時３０分までは、貯湯タンク１４に貯留された湯の温度（グラフＧ３）が高い状態にあるため、床暖房端末１２からの戻り温水の温度（グラフＧ２−２）が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度（グラフＧ３）よりも低くなる。

従って、夕方１８時から湯張りされる夜１９時３０分までのように、床暖房スイッチ６０がオン状態にあり、床暖房端末１２からの戻り温水の温度が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度よりも低く、且つ、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がない場合には、制御ユニット９８が動作パターン（３）’を選択する。図７に示される如く、動作パターン（３）’では、上述のように、床暖房回路が集熱回路とは独立して形成される。そして、集熱回路では温水が循環されずに床暖房回路のみで温水が循環され、床暖房端末１２の内部を流通する温水と床暖房端末１２とが熱交換することで、床暖房端末１２が加温される。

また、床暖房端末１２からの戻り温水がタンク側熱交換部６６を経由せずにバイパス管８４を通じてバーナ側熱交換部３０に戻る。この場合、床暖房端末１２からの戻り温水と貯湯タンク１４の湯との間で熱交換が行われないので、貯湯タンク１４から床暖房端末１２への熱の移動が抑制される。

このため、図８に示されるように、夕方１８時から湯張りされる夜１９時３０分までは、貯湯タンクに貯留された湯の温度（グラフＧ３）が高い状態に維持される。また、夕方１８時から湯張りされる夜１９時３０分までにおいても、本発明の第二実施形態（グラフＧ３）の方が従来（グラフＧ４）よりも貯湯タンクの湯の温度が高くなる。

＜湯張り（夜１９時３０分）から夜２２時まで：動作パターン（２），図５参照＞
湯張りされた夜１９時３０分から夜２２時までは、上述の夕方１８時から夜１９時３０分に引き続き床暖房端末１２が使用される。従って、操作パネル５０からは制御ユニット９８にオン信号が出力されたままとなる。また、夜１９時３０分に貯湯タンク１４の湯が湯張りに使用されると、貯湯タンク１４の湯の温度（グラフＧ３）が一気に低下する。このため、夜１９時３０分から夜２２時までは、床暖房端末１２からの戻り温水の温度（Ｇ２−２）が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度（グラフＧ３）よりも高くなる。さらに、湯張りされた夜１９時３０分から夜２２時までは、日射（グラフＧ１）がないため、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がなく、集熱センサ５２からは集熱検出信号が出力されない。

従って、湯張りされた夜１９時３０分から夜２２時までのように、床暖房スイッチ６０がオン状態にあり、床暖房端末１２からの戻り温水の温度が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度よりも高く、且つ、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がない場合には、制御ユニット９８が動作パターン（２）を選択する。図５に示される如く、動作パターン（２）では、上述のように、集熱側ポンプ３６が停止した状態で、端末側ポンプ８６が作動すると共にガスバーナ２８が燃焼運転する。そして、バーナ側熱交換部３０で加熱された温水が床暖房端末１２に送られると共に、この床暖房端末１２からの戻り温水がタンク側熱交換部６６を経由する。

また、床暖房端末１２からの戻り温水がタンク側熱交換部６６を経由すると、タンク側熱交換部６６の内部を流通する戻り温水と貯湯タンク１４に貯留された湯とが熱交換するので、床暖房端末１２からの戻り温水の熱が貯湯タンク１４の湯に回収される。このため、図８に示されるように、湯張りされた夜１９時３０分から夜２２時までは、従来（グラフＧ４）では貯湯タンクの湯の温度が一定であるのに対し、本発明の第二実施形態（グラフＧ３）では貯湯タンクの湯の温度が上昇する。

＜夜２２時から翌日の朝６時まで＞
なお、夜２２時から翌日の朝６時までは、集熱側ポンプ３６、端末側ポンプ８６、及び、ガスバーナ２８が全て停止状態とされる。このとき、戻り側三方弁９０、往き側三方弁９２、及び、開閉弁８８の作動状態は、適宜、上述の動作パターン（１）、又は、動作パターン（２）と同じとされる。図８に示されるように、夜２２時の時点で本発明の第二実施形態（グラフＧ３）の方が従来（グラフＧ４）よりも貯湯タンクの湯の温度が高いため、翌朝６時まで、本発明の第二実施形態の方が従来よりも貯湯タンクの湯の温度が高くなる。なお、夜２２時から翌日の朝６時までにおいては貯湯タンク１４から徐々に放熱される。

次に、本発明の第二実施形態の作用及び効果について説明する。

以上詳述したように、本発明の第二実施形態によれば、図８に示される条件では、湯張りが完了した夜１９時３０分の時点を除き、貯湯タンクの温度を従来よりも高く保つことができる。これにより、従来に比べて、貯湯タンク１４に貯留された湯を使用する際の経済性を向上させることができる。

また、朝６時から朝８時まで、及び、湯張りされた夜１９時３０分から夜２２時までのように、床暖房スイッチ６０がオン状態にあり、床暖房端末１２からの戻り温水の温度が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度よりも高く、且つ、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がない場合には、制御ユニット９８が動作パターン（２）を選択する。

そして、動作パターン（２）が選択された場合には、図５に示されるように、床暖房端末１２からの戻り温水がタンク側熱交換部６６を経由することにより、タンク側熱交換部６６の内部を流通する戻り温水と貯湯タンク１４に貯留された湯とが熱交換するので、床暖房端末１２からの戻り温水の熱が貯湯タンク１４の湯に回収される。このため、図８に示されるように、朝６時から朝８時までは、従来（グラフＧ４）では貯湯タンクの湯の温度が一定であるのに対し、本発明の第二実施形態（グラフＧ３）では貯湯タンクの湯の温度を上昇させることができる。

また、朝６時から朝８時までは、図５に示されるように、タンク側熱交換部６６の内部を流通する戻り温水が貯湯タンク１４の湯によって熱を奪われるので、床暖房端末１２からバーナ側熱交換部３０への戻り温水の温度が下げられる。これにより、ガスバーナ２８から戻り温水への熱の回収量が多くなるので、ガスバーナ２８の燃焼効率（暖房効率）を向上させることができる。

また、朝８時から朝１０時までのように、床暖房スイッチ６０がオン状態にあり、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がある場合には、制御ユニット９８が動作パターン（３）を選択する。そして、動作パターン（３）が選択された場合には、図６に示されるように、集熱回路と床暖房回路とが独立して形成され、集熱回路側では、集熱パネル１０とタンク側熱交換部６６との間で温水が循環することで貯湯タンク１４の湯が加温され、床暖房回路側では、バーナ側熱交換部３０と床暖房端末１２との間で温水が循環することで床暖房端末１２が加温される。これにより、貯湯タンク１４の湯の加温と床暖房端末１２の加温とを両立させることができる。

また、朝１０時から夕方１８時までのように、床暖房スイッチ６０がオフ状態にあり、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がある場合には、制御ユニット９８が動作パターン（１）を選択する。動作パターン（１）が選択された場合には、集熱側ポンプ３６が作動することにより、集熱往き管３２及び集熱戻り管３４を通じて、集熱パネル１０とタンク側熱交換部６６との間で温水が循環する。そして、集熱パネル１０で加熱された温水がタンク側熱交換部６６に送られ、タンク側熱交換部６６の内部を流通する温水と貯湯タンク１４に貯留された湯とが熱交換することで、太陽熱を利用して貯湯タンク１４の湯が加温される。これにより、ガスバーナ２８を使用せずに貯湯タンク１４の湯を加温することができるので、ガスバーナ２８における燃料ガスの消費量を低減することができる。

また、夕方１８時から湯張りされる夜１９時３０分までのように、床暖房スイッチ６０がオン状態にあり、床暖房端末１２からの戻り温水の温度が貯湯タンク１４に貯留された湯の温度よりも低く、且つ、集熱パネル１０において太陽熱の集熱がない場合には、制御ユニット９８が動作パターン（３）’を選択する。そして、動作パターン（３）’が選択された場合には、図７に示されるように、集熱回路では温水が循環されずに床暖房回路のみで温水が循環され、床暖房端末１２の内部を流通する温水と床暖房端末１２とが熱交換することで、床暖房端末１２が加温される。従って、床暖房端末１２からの戻り温水と貯湯タンク１４の湯との間で熱交換が行われないので、貯湯タンク１４から床暖房端末１２への熱の移動が抑制される。これにより、貯湯タンク１４に貯留された湯の温度を高い状態に維持することができる。

また、本発明の第二実施形態に係る太陽熱利用ガス温水システムＳ２では、貯湯タンク１４に一つのタンク側熱交換部６６が設けられているだけであるので、貯湯タンク１４に熱交換器が複数設けられる場合に比して、貯湯タンク１４の簡素化を図ることができると共にコストダウンすることができる。

次に、本発明の第二実施形態の変形例について説明する。

本発明の第二実施形態において、集熱側ポンプ３６は、集熱往き管３２に設けられていたが、集熱戻り管３４に設けられていても良い。

また、端末側ポンプ８６は、端末往き管７８に設けられていたが、床暖房端末１２とバーナ側熱交換部３０との間で温水を循環できるのであれば、端末側ポンプ８６は、端末戻り上流管８０及び端末戻り下流管８２のいずれかに設けられていても良い。

また、太陽熱利用ガス温水システムＳ２は、低温水端末の一例として、床暖房端末１２を備えていたが、床暖房端末１２以外の低温水端末（例えば、ファンコンベクタなど）を備えていても良い。

以上、本発明の第一及び第二実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

Ｓ１，Ｓ２…太陽熱利用ガス温水システム、１０…集熱パネル、１２…床暖房端末（低温水端末の一例）、１４…貯湯タンク、１６…タンク側熱交換部、１８…集熱温水管路、２０…端末温水管路、２２…熱源機、２４…集熱用熱交換器、２６…端末用熱交換器、２８…ガスバーナ、３０…バーナ側熱交換部、３２…集熱往き管、３２Ａ…上流部、３２Ｂ…下流部、３４…集熱戻り管、３４Ａ…上流部、３４Ｂ…下流部、３６…集熱側ポンプ、３８…端末往き管、４０…端末戻り上流管、４２…端末戻り下流管、４４…バイパス管、４６…端末側ポンプ、４８，４９…開閉弁（流路切替部）、５０…操作パネル、５２…集熱センサ、５４…貯湯温センサ、５６…端末戻り水温センサ、５８…制御ユニット、６０…床暖房スイッチ（操作スイッチの一例）、６６…タンク側熱交換部、７０…端末温水管路、７８…端末往き管、８０…端末戻り上流管、８２…端末戻り下流管、８４…バイパス管、８６…端末側ポンプ、８８…開閉弁、９０…戻り側三方弁、９２…往き側三方弁、９４…流路切替部、９８…制御ユニット

Claims (6)

1. 太陽熱を集熱し、内部を流通する温水を加熱する集熱パネルと、
   内部を流通する温水により加温される低温水端末と、
   湯を貯留する貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクに設けられ、前記集熱パネルと前記低温水端末とに共通であり、内部を流通する温水と前記貯湯タンクに貯留された湯とを熱交換させるタンク側熱交換部と、
   ガスバーナと、内部を流通する温水を前記ガスバーナの燃焼運転に伴って加熱するバーナ側熱交換部とを有する熱源機と、
   前記集熱パネルと前記タンク側熱交換部とを接続する集熱往き管及び集熱戻り管と、
   前記バーナ側熱交換部と前記低温水端末とを接続する端末往き管と、
   前記低温水端末と前記集熱戻り管の中間部とを接続し、前記低温水端末からの戻り温水を前記タンク側熱交換部に経由させる端末戻り上流管と、
   前記集熱往き管の中間部と前記バーナ側熱交換部とを接続し、前記タンク側熱交換部を経由した前記低温水端末からの戻り温水を前記バーナ側熱交換部に戻す端末戻り下流管と、
   を備える太陽熱利用ガス温水システム。
2. 前記タンク側熱交換部と並列に前記端末戻り上流管と前記端末戻り下流管とに接続されたバイパス管と、
   前記集熱戻り管、前記集熱往き管、前記端末戻り上流管、前記端末戻り下流管、及び、前記バイパス管の流路を切り替える流路切替部と、
   をさらに備え、
   前記流路切替部は、前記集熱往き管の上流部と下流部とを連通させると共に、前記集熱戻り管の上流部と下流部とを連通させる集熱側循環状態と、
   前記集熱往き管の上流部と前記端末戻り下流管とを連通させると共に、前記端末戻り上流管と前記集熱戻り管の下流部とを連通させ、且つ、前記バイパス管を閉止する端末側循環状態と、
   前記集熱往き管の上流部と下流部とを連通させると共に、前記集熱戻り管の上流部と下流部とを連通させ、且つ、前記バイパス管を開放して前記端末戻り上流管と前記バイパス管と前記端末戻り下流管とを連通させる集熱・端末循環状態と、に切り替わる、
   請求項１に記載の太陽熱利用ガス温水システム。
3. 前記低温水端末を作動させるための操作スイッチと、
   前記集熱パネルにおける太陽熱の集熱を検出する集熱センサと、
   前記集熱往き管又は前記集熱戻り管に設けられた集熱側ポンプと、
   前記流路切替部及び前記集熱側ポンプを制御する制御ユニットと、
   をさらに備え、
   前記制御ユニットは、前記操作スイッチがオフ状態にあり、前記集熱センサによって前記集熱パネルにおける太陽熱の集熱が検出された場合には、前記流路切替部が前記集熱側循環状態で前記集熱側ポンプが作動している状態にする、
   請求項２に記載の太陽熱利用ガス温水システム。
4. 前記低温水端末を作動させるための操作スイッチと、
   前記集熱パネルにおける太陽熱の集熱を検出する集熱センサと、
   前記貯湯タンクに貯留された湯の温度を検出する貯湯温センサと、
   前記低温水端末からの戻り温水の温度を検出する端末戻り水温センサと、
   前記集熱往き管又は前記集熱戻り管に設けられた集熱側ポンプと、
   前記端末往き管、前記端末戻り上流管、及び、前記端末戻り下流管のいずれかに設けられた端末側ポンプと、
   前記流路切替部、前記集熱側ポンプ、及び、前記端末側ポンプを制御する制御ユニットと、
   をさらに備え、
   前記制御ユニットは、前記操作スイッチがオン状態にあり、前記端末戻り水温センサによって検出された前記低温水端末からの戻り温水の温度が前記貯湯温センサによって検出された前記貯湯タンクに貯留された湯の温度よりも高く、且つ、前記集熱センサによって前記集熱パネルにおける太陽熱の集熱が検出されない場合には、前記集熱側ポンプが停止し、前記流路切替部が前記端末側循環状態で前記端末側ポンプが作動し、前記ガスバーナが燃焼運転している状態にする、
   請求項２又は請求項３に記載の太陽熱利用ガス温水システム。
5. 前記低温水端末を作動させるための操作スイッチと、
   前記集熱パネルにおける太陽熱の集熱を検出する集熱センサと、
   前記貯湯タンクに貯留された湯の温度を検出する貯湯温センサと、
   前記低温水端末からの戻り温水の温度を検出する端末戻り水温センサと、
   前記集熱往き管又は前記集熱戻り管に設けられた集熱側ポンプと、
   前記端末往き管、前記端末戻り上流管、及び、前記端末戻り下流管のいずれかに設けられた端末側ポンプと、
   前記流路切替部、前記集熱側ポンプ、及び、前記端末側ポンプを制御する制御ユニットと、
   をさらに備え、
   前記制御ユニットは、前記操作スイッチがオン状態にあり、前記集熱センサによって前記集熱パネルにおける太陽熱の集熱が検出された場合には、前記流路切替部が前記集熱・端末循環状態で前記集熱側ポンプ及び前記端末側ポンプが作動すると共に、前記ガスバーナが燃焼運転している状態にする、
   請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の太陽熱利用ガス温水システム。
6. 前記低温水端末を作動させるための操作スイッチと、
   前記集熱パネルにおける太陽熱の集熱を検出する集熱センサと、
   前記貯湯タンクに貯留された湯の温度を検出する貯湯温センサと、
   前記低温水端末からの戻り温水の温度を検出する端末戻り水温センサと、
   前記集熱往き管又は前記集熱戻り管に設けられた集熱側ポンプと、
   前記端末往き管、前記端末戻り上流管、及び、前記端末戻り下流管のいずれかに設けられた端末側ポンプと、
   前記流路切替部、前記集熱側ポンプ、及び、前記端末側ポンプを制御する制御ユニットと、
   をさらに備え、
   前記制御ユニットは、前記操作スイッチがオン状態にあり、前記端末戻り水温センサによって検出された前記低温水端末からの戻り温水の温度が前記貯湯温センサによって検出された前記貯湯タンクに貯留された湯の温度よりも低く、且つ、前記集熱センサによって前記集熱パネルにおける太陽熱の集熱が検出されない場合には、前記集熱側ポンプが停止し、前記流路切替部が前記集熱・端末循環状態で前記端末側ポンプが作動し、前記ガスバーナが燃焼運転している状態にする、
   請求項２〜請求項５のいずれか一項に記載の太陽熱利用ガス温水システム。

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