JP2006010296A

JP2006010296A - 熱源システム

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Publication number: JP2006010296A
Application number: JP2004262337A
Authority: JP
Inventors: Shin Iwata; 伸岩田; Takeshi Tomio; 剛至富尾; Masahiko Yagi; 政彦八木; Hidekazu Fukui; 秀和福井; Yoshitaka Tanimura; 愛隆谷村; Hiroshi Ota; 浩志太田; Hiroshi Takagi; 博司高木; Satoru Yoshida; 哲吉田; Hiroshi Yamamoto; 啓山本; Shin Miyamoto; 伸宮本
Original assignee: Saibu Gas Co Ltd; Osaka Gas Co Ltd; Noritz Corp; Chofu Seisakusho Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Saibu Gas Co Ltd; Osaka Gas Co Ltd; Noritz Corp; Chofu Seisakusho Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2024-09-09
Also published as: JP4208802B2

Abstract

【課題】使用者の熱消費に関する生活パターンが不規則に変化したとしても、貯湯槽の湯水の量が大きく過不足しないような熱源システムを提供する。
【解決手段】熱源システムにおいて、運転制御手段７が、特異日指令手段５０ｂによって特異日であることが指令されていないときには、熱負荷装置５ａ、５ｂ、５ｃにおける時系列的な実績熱負荷データから予測される時系列的な予測熱負荷データに基づき、且つ、予測熱負荷データに対して設定予測余裕を設けて加熱手段Ｈの計画運転を行って貯湯槽４に湯水を貯える通常運転用の計画運転処理を実行し、特異日指令手段５０ｂによって特異日であることが指令されているときには、予測熱負荷データに基づき、且つ、予測熱負荷データに設定予測余裕よりも大きい特異日用設定予測余裕を設けて加熱手段Ｈの計画運転を行って貯湯槽４に湯水を貯える特異日運転用の計画運転処理を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、加熱手段にて生成された湯水を貯える貯湯槽と、貯湯槽に貯えられている湯水を消費する熱負荷装置と、加熱手段の計画運転を行って貯湯槽に湯水を貯える計画運転処理を実行する運転制御手段とが設けられている熱源システムに関する。

かかる熱源システムは、熱負荷装置で消費される湯水の貯湯槽への貯湯がその湯水を生成する加熱手段の計画運転によって行われることで、湯水が実際に使用されるときには既に充分な量の湯水が貯湯槽に貯湯されているようになるというものである。このような熱源システムには、使用者の通常の生活パターンに基づいてどの程度の量の湯水を何時までに貯湯槽に貯湯しておけば良いのかを予測して加熱手段の計画運転を行い、且つ、使用者が通常の生活パターンとは異なる特別な使用形態で湯水を使用するときには、使用者自身が特定の期間及び目標貯湯量を指定して、その特定期間中は目標貯湯量が維持されるように加熱手段を運転させるように構成されているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−５５２５号公報

従来の熱源システムでは、使用者が通常の生活パターンとは異なる使用形態で湯水を使用するときには、上記時間帯が何時であり及び使用される湯水の量がどの程度になるかについて使用者自身に判断させて指令させているが、過去の生活パターンとは異なる湯水の特別な使用形態において上記特定の期間及び上記目標貯湯量が如何ほどになるのかを使用者自身が正確に予測することはできない。
また、過去の生活パターンとは異なる湯水の特別な使用形態というものが、使用者が入浴するか否かに関するものであるとき、湯水の使用量の大部分を占める浴槽への風呂湯張り量に関する具体的な予測を無視していては、貯湯槽に予め貯湯するべき湯水の量を正確に予測することはできず、また、使用者が入浴するか否かに関する湯水の特別な使用形態を、使用者自身によって行われる上記時間帯及び目標貯湯量に関する指令によって表すことは困難である。
その結果、湯水の余剰によって生じる熱の廃棄や、湯水の不足によって生じるバックアップボイラなどの補助加熱器を運転しなければならないようになり、熱源システムのエネルギ効率の低下を招く可能性が高い。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、使用者の熱消費に関する生活パターンが不規則に変化したとしても、貯湯槽の湯水の量が大きく過不足しないような熱源システムを提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る熱源システムの第１特徴構成は、加熱手段にて生成された湯水を貯える貯湯槽と、前記貯湯槽に貯えられている湯水を消費する熱負荷装置と、前記加熱手段の計画運転を行って前記貯湯槽に湯水を貯える計画運転処理を実行する運転制御手段とが設けられている熱源システムであって、生活パターンの特異日であることを指令する手動操作式の特異日指令手段が設けられ、前記運転制御手段が、前記特異日指令手段によって特異日であることが指令されていないときには、前記計画運転処理として、前記熱負荷装置における時系列的な実績熱負荷データから予測される時系列的な予測熱負荷データに基づき、且つ、前記予測熱負荷データに対して設定予測余裕を設けて前記加熱手段の計画運転を行って前記貯湯槽に湯水を貯える通常運転用の計画運転処理を実行し、前記特異日指令手段によって特異日であることが指令されているときには、前記計画運転処理として、前記予測熱負荷データに基づき、且つ、前記予測熱負荷データに前記設定予測余裕よりも大きい特異日用設定予測余裕を設けて前記加熱手段の計画運転を行って前記貯湯槽に湯水を貯える特異日運転用の計画運転処理を実行するように構成されている点にある。

上記第１特徴構成によれば、運転制御手段が、特異日指令手段によって特異日であることが指令されていないときには、上記計画運転処理として、熱負荷装置における時系列的な実績熱負荷データから予測される時系列的な予測熱負荷データに基づき、且つ、上記予測熱負荷データに対して設定予測余裕を設けて加熱手段の計画運転を行って貯湯槽に湯水を貯える通常運転用の計画運転処理を実行するように構成されているので、過去の生活パターンと同様の熱消費が行われるとすると、或いは、過去の生活パターンと時間的及び量的に僅かに変化した熱消費が行われるとしても、その熱消費に相当する熱量が大きな過不足なく賄われるような加熱手段の計画運転が行われることになり、そして、特異日指令手段によって特異日であることが指令されているときには、上記計画運転処理として、予測熱負荷データに基づき、且つ、予測熱負荷データに上記設定予測余裕よりも大きい特異日用設定予測余裕を設けて加熱手段の計画運転を行って貯湯槽に湯水を貯える特異日運転用の計画運転処理を実行するように構成されているので、過去の生活パターンから逸脱した特異なパターンで熱消費が行われるとしても、その熱消費に相当する熱量が賄われるような加熱手段の計画運転が行われることになる。その結果、生活パターンが変化したときの実施の熱消費量が、加熱手段の計画運転によって貯湯槽に貯湯されている熱量から大きく逸脱しないことが確保されるので、湯水が不足した場合に必要となるバックアップボイラなどの補助熱源器の運転といったエネルギ効率上好ましくない事態を避けることができる。
従って、使用者の熱消費に関する生活パターンが不規則に変化したとしても、貯湯槽の湯水の量が大きく過不足しないような熱源システムが提供されることになる。

本発明に係る熱源システムの第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、前記特異日指令手段によって特異日であることが指令されていた日の前記実績熱負荷データを除いた時系列的な実績熱負荷データから前記予測熱負荷データを予測するように構成されている点にある。

上記第２特徴構成によれば、運転制御手段が、特異日指令手段によって特異日であることが指令されていた日、つまり、使用者の熱消費に関する生活パターンが不規則に変化したと見なすことができる日の実績熱負荷データを除いた時系列的な実績熱負荷データから予測熱負荷データを予測することで、予測熱負荷データを予測するために蓄積されている過去の時系列的な実績熱負荷データに、実績熱負荷データの規則性を乱すデータが含まれないようになる。つまり、予測熱負荷データが、使用者の熱消費に関する生活パターンが規則的であるときに収集された実績熱負荷データに基づいて予測されることになって、予測熱負荷データの信頼性を確保することができる。

上記目的を達成するための本発明に係る熱源システムの第３特徴構成は、加熱手段にて生成された湯水を貯える貯湯槽と、前記貯湯槽に貯えられている湯水を消費する熱負荷装置と、前記加熱手段の計画運転を行って前記貯湯槽に湯水を貯える計画運転処理を実行する運転制御手段とが設けられている熱源システムであって、生活パターンの特異日であると暦に基づいて判定する特異日判定手段が設けられ、前記運転制御手段が、前記特異日判定手段によって特異日であると判定されていないときには、前記計画運転処理として、前記熱負荷装置における時系列的な実績熱負荷データから予測される時系列的な予測熱負荷データに基づき、且つ、前記予測熱負荷データに対して設定予測余裕を設けて前記加熱手段の計画運転を行って前記貯湯槽に湯水を貯える通常運転用の計画運転処理を実行し、前記特異日判定手段によって特異日であると判定されているときには、前記計画運転処理として、前記予測熱負荷データに基づき、且つ、前記予測熱負荷データに前記設定予測余裕よりも大きい特異日用設定予測余裕を設けて前記加熱手段の計画運転を行って前記貯湯槽に湯水を貯える特異日運転用の計画運転処理を実行するように構成されている点にある。

上記第３特徴構成によれば、運転制御手段が、前記特異日判定手段によって特異日であると判定されていないときには、前記計画運転処理として、前記熱負荷装置における時系列的な実績熱負荷データから予測される時系列的な予測熱負荷データに基づき、且つ、前記予測熱負荷データに対して設定予測余裕を設けて前記加熱手段の計画運転を行って前記貯湯槽に湯水を貯える通常運転用の計画運転処理を実行するように構成されているので、過去の生活パターンと同様の熱消費が行われるとすると、或いは、過去の生活パターンと時間的及び量的に僅かに変化した熱消費が行われるとしても、その熱消費に相当する熱量が大きな過不足なく賄われるような加熱手段の計画運転が行われることになり、そして、前記特異日判定手段によって特異日であると判定されているときには、前記計画運転処理として、前記予測熱負荷データに基づき、且つ、前記予測熱負荷データに前記設定予測余裕よりも大きい特異日用設定予測余裕を設けて前記加熱手段の計画運転を行って前記貯湯槽に湯水を貯える特異日運転用の計画運転処理を実行するように構成されているので、過去の生活パターンから逸脱した特異なパターンで熱消費が行われるとしても、その熱消費に相当する熱量が賄われるような加熱手段の計画運転が行われることになる。その結果、生活パターンが変化したときの実施の熱消費量が、加熱手段の計画運転によって貯湯槽に貯湯されている熱量から大きく逸脱しないことが確保されるので、湯水が不足した場合に必要となるバックアップボイラなどの補助熱源器の運転といったエネルギ効率上好ましくない事態を避けることができる。
従って、使用者の熱消費に関する生活パターンが不規則に変化したとしても、貯湯槽の湯水の量が大きく過不足しないような熱源システムが提供されることになる。

本発明に係る熱源システムの第４特徴構成は、上記第３特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、前記特異日判定手段によって特異日であると判定されていた日の前記実績熱負荷データを除いた時系列的な実績熱負荷データから前記予測熱負荷データを予測するように構成されている点にある。

上記第４特徴構成によれば、運転制御手段が、特異日判定手段によって特異日であることが判定されていた日、つまり、使用者の熱消費に関する生活パターンが不規則に変化したと見なすことができる日の実績熱負荷データを除いた時系列的な実績熱負荷データから予測熱負荷データを予測することで、予測熱負荷データを予測するために蓄積されている過去の時系列的な実績熱負荷データに、実績熱負荷データの規則性を乱すデータが含まれないようになる。つまり、予測熱負荷データが、使用者の熱消費に関する生活パターンが規則的であるときに収集された実績熱負荷データに基づいて予測されることになって、予測熱負荷データの信頼性を確保することができる。

本発明に係る熱源システムの第５特徴構成は、上記第１から第４のいずれかの特徴構成に加えて、前記運転制御手段には、前記予測熱負荷データを利用して単位運転時間毎の予測省エネ度を演算し、前記設定予測余裕としての省エネ度しきい値と前記省エネ度しきい値よりも小さい前記特異日用設定予測余裕としての特異日用省エネ度しきい値を前記予測省エネ度に基づいて設定するための省エネ度しきい値演算設定手段と、現熱負荷データ及び実績熱負荷データに基づいて現省エネ度を演算する現省エネ度演算手段と、前記加熱手段を作動制御するための作動制御手段とが設けられ、前記通常運転用の計画運転処理において、前記現省エネ度演算手段により演算された現省エネ度が、前記省エネ度しきい値演算設定手段により設定された前記省エネ度しきい値以上になると、前記作動制御手段が前記加熱手段を作動させ、前記特異日運転用の計画運転処理において、前記現省エネ度演算手段により演算された現省エネ度が、前記省エネ度しきい値演算設定手段により設定された前記特異日用省エネ度しきい値以上になると、前記作動制御手段が前記加熱手段を作動させるように構成されている点にある。

上記第５特徴構成によれば、省エネ度しきい値演算設定手段が、単位運転時間毎の予測省エネ度を演算し、設定予測余裕としての省エネ度しきい値を予測省エネ度に基づいて設定し、及び、その省エネ度しきい値よりも小さい特異日用設定予測余裕としての特異日用省エネ度しきい値を予測省エネ度に基づいて設定し、現省エネ度演算手段が、現熱負荷データ及び実績熱負荷データに基づいて現省エネ度を演算し、作動制御手段が、上記通常運転用の計画運転処理において、現省エネ度演算手段により演算された現省エネ度が、省エネ度しきい値演算設定手段により設定された省エネ度しきい値以上になると加熱手段を作動させ、上記特異日運転用の計画運転処理において、現省エネ度演算手段により演算された現省エネ度が、省エネ度しきい値演算設定手段により設定された特異日用省エネ度しきい値以上になると加熱手段を作動させるように上記設定予測余裕を設けて計画運転していることにより、実際の湯水の消費量及び消費時刻が予測されたものから逸脱したとしても、貯湯槽に貯湯されている熱に大きな過不足が発生しないようにすることができる。その結果、この加熱手段の作動制御においては充分な省エネルギ効果が達成され、熱源システムを効率的に運用させることが可能となる。

本発明に係る熱源システムの第６特徴構成は、上記第１から第４のいずれかの特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、前記通常運転用の計画運転処理において、前記熱負荷装置への実績湯水供給時刻に基づいて予測湯水供給時刻を導出して、前記予測湯水供給時刻の設定予測余裕時間前に、前記熱負荷装置への実績熱負荷量に基づいて予測される予測熱負荷量の、前記貯湯槽への貯湯を完了するように前記加熱手段の計画運転を行い、前記特異日運転用の計画運転処理において、前記設定予測余裕時間及び前記予測熱負荷量の内の少なくとも一方を増大させて前記加熱手段の計画運転を行うように構成されている点にある。

上記第６特徴構成によれば、運転制御手段が、上記通常運転用の計画運転処理において、熱負荷装置への実績湯水供給時刻に基づいて予測湯水供給時刻を導出して、予測湯水供給時刻の設定予測余裕時間前に、熱負荷装置への実績熱負荷量に基づいて予測される予測熱負荷量の、貯湯槽への貯湯を完了するように加熱手段の計画運転を行うように構成されているので、過去の生活パターンと同様の予測熱負荷量が同様の予測湯水供給時刻に既に貯湯槽に貯湯されるように加熱手段の計画運転が行われ、上記特異日運転用の計画運転処理において、設定予測余裕時間及び予測熱負荷量の内の少なくとも一方を増大させて加熱手段の計画運転を行うように構成されているので、実際の湯水供給時刻及び実際の熱負荷量が過去の生活パターンにおける湯水供給時刻及び熱負荷量から逸脱することが許容されるようにした上で加熱手段の計画運転が行われることになる。その結果、生活パターンが変化したときの実施の熱消費量が、加熱手段の計画運転によって貯湯槽に貯湯されている熱量から大きく逸脱しないことが確保されるので、湯水が不足した場合に必要となるバックアップボイラなどの補助熱源器の運転といったエネルギ効率上好ましくない事態を避けることができる。

本発明に係る熱源システムの第７特徴構成は、上記第１から第６のいずれかの特徴構成に加えて、前記特異日用設定予測余裕の大きさが暦に応じて変更されるように構成されている点にある。

上記第７特徴構成によれば、特異日用設定予測余裕の大きさが暦に応じて変更されるように構成されているので、特異な使用形態で熱消費を行うときに、その熱消費が過去の通常の生活パターンでの熱消費からどれだけ逸脱するのかが暦に応じて異なるとしても、暦に応じたその逸脱度合いの違いを考慮した特異日用設定予測余裕を適用して、実施の熱消費量が、加熱手段の計画運転によって貯湯槽に貯湯されている熱量から大きく逸脱しないようにすることができる。

＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して本発明の第１実施形態の熱源システムについて説明する。
この熱源システムは、図１及び図２に示すように、ガスエンジン１によって発電装置２を駆動するように構成された熱電併給装置３と、その熱電併給装置３にて発生する熱を利用しながら、回収した熱を貯留する貯湯槽としての貯湯タンク４への貯湯及び熱負荷装置への熱媒供給を行う貯湯ユニット６と、熱電併給装置３及び貯湯ユニット６の運転を制御する運転制御手段としての運転制御部７と、リモコン５０などから構成されている。前記熱負荷装置は、給湯端末５ａ、浴槽５ｂ及び床暖房装置や浴室暖房装置などの暖房端末５ｃにて構成されている。

前記発電装置２の出力側には、熱電併給装置３を備える電力系統を外部電力系統としての商用電力系統（以下、単に「商用系統」と表記することもある）９に連係するためのインバータ８が設けられ、そのインバータ８は、発電装置２の出力電力を商用系統９から供給される電力と同じ電圧及び同じ周波数にするように構成されている。
前記商用系統９は、例えば、単相３線式１００／２００Ｖであり、商業用電力供給ライン１０を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力負荷装置１１に電気的に接続されている。
また、インバータ８は、コージェネ用供給ライン１２を介して商業用電力供給ライン１０に電気的に接続され、発電装置２からの出力電力がインバータ８及びコージェネ用供給ライン１２を介して電力負荷装置１１に供給されるように構成されている。

前記商業用電力供給ライン１０には、この商業用電力供給ライン１０にて供給される商業用電力を計測する商用電力計測部Ｐ１が設けられ、コージェネ用供給ライン１２には、熱電併給装置３の発電電力を計測する発電電力計測部Ｐ２が設けられている。前記商用電力計測部Ｐ１は、商業用電力供給ライン１０を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否か、即ち、余剰電力が発生するか否かをも検出するように構成されている。

また、熱電併給装置３の余剰電力を消費して熱を発生し、その熱により貯湯タンク４への貯湯を行うことで、エネルギの回収を行う電気ヒータ１４が接続されている。そして、コージェネ用供給ライン１２の途中には、余剰電力の商用系統９への逆潮流を防止するために、その余剰電力を電気ヒータ１４にて消費させて回収可能に構成されている。

前記電気ヒータ１４は、複数の電気ヒータから構成され、冷却水循環ポンプ１７の作動により冷却水循環路１５を通流するガスエンジン１の冷却水を加熱するように設けられ、発電装置２の出力側に接続された作動スイッチ１６によりＯＮ／ＯＦＦが切り換えられている。
よって、夫々の作動スイッチ１６のＯＮ／ＯＦＦを切り換えることにより、電気ヒータ１４の電力負荷を調整可能に構成されている。ちなみに、電気ヒータ１４の電力負荷は、電気ヒータ１本当たりの電力負荷（例えば１００Ｗ）にオンされている作動スイッチ１６の個数を乗じた電力量になる。そして、運転制御部７は、夫々の作動スイッチ１６のＯＮ／ＯＦＦを切り換えて、余剰電力の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ１４の電力負荷を大きくすることになる。

前記ガスエンジン１には、エンジン燃料路２１を通じて設定流量（例えば、０．４３３ｍ³／ｈ）でガス燃料が供給されて、前記熱電併給装置３が定格運転されるようになっており、その定格運転では、前記熱電併給装置３の発電電力は定格発電電力（例えば１ｋＷ）で略一定になるようになっている。

前記貯湯ユニット６は、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する前記貯湯タンク４、湯水循環路１８を通して貯湯タンク４内の湯水を循環させたり熱負荷装置へ供給される熱媒を加熱する湯水を循環させる湯水循環ポンプ１９、熱媒循環路２２を通して熱媒を熱負荷装置に循環供給させる熱媒循環ポンプ２３、冷却水循環路１５を通流する冷却水にて湯水循環路１８を通流する湯水を加熱させる排熱式熱交換器２４、湯水循環路１８を通流する湯水にて熱媒循環路２２を通流する熱媒を加熱させる熱媒加熱用熱交換器２６、バーナ２７ｂの燃焼により湯水循環路１８を通流する湯水を加熱させる熱源機としての補助加熱器２７などを備えて構成されている。この補助加熱器２７はガスを燃料として熱を直接発生させる装置であり、加熱対象の湯水を通流させる熱交換器２７ａと、その熱交換器２７ａを加熱する前記バーナ２７ｂと、そのバーナ２７ｂに燃焼用空気を供給する燃焼用ファン２７ｃとを備えて構成されている。
バーナ２７ｂへガス燃料を供給する補助燃料路２８には、バーナ２７ｂへのガス燃料の供給を断続する補助燃料用電磁弁２９と、バーナ２７ｂへのガス燃料の供給量を調節する補助燃料用比例弁３０とが設けられている。

前記貯湯タンク４には、貯湯タンク４の貯湯量を検出する４個のタンクサーミスタＴｔが上下方向に間隔を隔てて設けられている。つまり、タンクサーミスタＴｔが設定温度以上の温度を検出することにより、その設置位置に湯が貯湯されているとして、検出温度が設定温度以上であるタンクサーミスタＴｔのうちの最下部のタンクサーミスタＴｔの位置に基づいて、貯湯量を４段階に検出するように構成され、４個のタンクサーミスタＴｔ全ての検出温度が前記設定温度以上になると、貯湯タンク４の貯湯量が満杯であることが検出されるように構成されている。

以上のようにして、加熱手段Ｈが、熱電併給装置３、電気ヒータ１４、冷却水循環路１５、冷却水循環ポンプ１７、湯水循環路１８、湯水循環ポンプ１９及び貯湯用熱交換器２４により構成され、熱電併給装置３の発生発熱を用いて湯水を貯湯するように構成されている。

前記湯水循環路１８には、貯湯タンク４の下部と連通する取り出し路３５と貯湯タンク４の上部と連通する貯湯路３６が接続され、貯湯路３６には、電磁比例弁にて構成されて、湯水の通流量の調整及び通流の断続を行う貯湯弁３７が設けられている。
そして、湯水循環路１８には、取り出し路３５との接続箇所から湯水の循環方向の順に、前記排熱式熱交換器２４、前記湯水循環ポンプ１９、前記補助加熱器２７、電磁比例弁にて構成されて、湯水の通流量の調整及び通流の断続を行う暖房弁３９、前記熱媒加熱用熱交換器２６が設けられている。

この熱源システムに設けられる補機には、この熱源システム固有の補機と、この熱源システムにおいて本来必要な補機があり、固有の補機としては、前記冷却水循環ポンプ１７及び前記湯水循環ポンプ１９などが含まれ、本来必要な補機としては、前記熱媒循環ポンプ２３などが含まれ、本来必要な補機の電力負荷は、前記電力負荷装置１１と同様に、使用者にて消費される電力として扱われる。

前記運転制御部７は、熱電併給装置３を運転するときには、熱電併給装置３及び冷却水循環ポンプ１７の作動状態を制御し、そして、湯水循環ポンプ１９、熱媒循環ポンプ２３の作動状態を制御することによって、貯湯タンク４内に湯水を貯湯する貯湯運転や、給湯端末５ａに湯水を給湯する給湯運転や、風呂湯張り弁４０の開閉を調整して、浴槽５ｂに湯水を湯張りする風呂湯張り運転や、熱消費端末５ｃに熱媒を供給する熱媒供給運転を行うように構成されている。尚、図示していないが、貯湯タンク４に貯湯されている湯水と水道水とをミキシング弁によって混合して水温を調整した上で上記給湯運転及び風呂湯張り運転が行われている。加えて、熱電併給装置３が発生した余剰電力を前記電気ヒータ１４にて熱に変換する余剰電力貯運転モードと、熱電変換装置３が発生した余剰電力を前記商用系統９に売却する余剰電力売却運転モードとを備えている。さらに、運転制御部７は、後述の如く、予測負荷演算処理及びデータ更新処理等を実行するように構成されている。

また、湯水循環路１８には、前記補助加熱器２７に流入する湯水の温度を検出する入口サーミスタＴｉ、補助加熱器２７から流出する湯水の温度を検出する出口サーミスタＴｅが設けられている。
ちなみに、給湯端末５ａの給湯栓が開栓されると、貯湯タンク４の上部から湯水が取り出されて、給湯路２０を通じて給湯するように構成され、前記給湯栓が開栓されたときに、貯湯タンク４内に湯が貯湯されていないときには、湯水循環ポンプ１９が作動され、貯湯弁３７が開弁されると共に、補助加熱器２７が加熱作動されて、その補助加熱器２７にて加熱されて、貯湯路３６を通じて給湯路２０に給湯されるように構成されている。また、熱消費端末５ｃの運転開始がリモコン５０によって指令されると、運転制御部７は熱電併給装置３の運転を行って、熱電併給装置３によって生成された熱が湯水循環路１８、熱媒加熱用熱交換器２６及び熱媒循環路２２を経て、熱消費端末５ｃに対して熱供給される熱媒供給運転が実行されるように構成されている。

また、給湯路２０には給湯端末５ａでの給湯熱負荷量及び浴槽５ｂでの風呂湯張り熱負荷量を計測する給湯熱負荷計測手段３１が設けられ、暖房端末５ｃでの暖房熱負荷量を計測する暖房熱負荷計測手段３２が設けられている。

次に、運転制御部７による加熱手段Ｈの計画運転処理について説明を加える。
前記運転制御部７は、実際の使用状況に基づいて、１日分の過去負荷データを曜日と対応付ける状態で更新して記憶するデータ更新処理を行い、日付が変わって午前０時になるごとに、記憶されている１日分の過去負荷データから、その日１日分の予測負荷データを求める予測負荷演算処理を行うように構成されている。そして、運転制御部７は、その予測負荷演算処理によって導出された熱負荷装置における時系列的な予測熱負荷データに基づき、且つ、その予測熱負荷データに対して設定予測余裕を設けて加熱手段Ｈの通常運転用の計画運転処理を行って貯湯タンク４に湯水を貯える計画運転処理を実行する。

具体的には、図２に示すように運転制御部７には、省エネ度しきい値演算設定手段７ａと現省エネ度演算手段７ｂと作動制御手段７ｃとが設けられ、上記省エネ度しきい値演算設定手段７ａは、予測熱負荷データを利用して単位運転時間毎の予測省エネ度を演算し、設定予測余裕としての省エネ度しきい値をその予測省エネ度に基づいて設定し、現省エネ度演算手段７ｂは、現熱負荷データ及び過去の熱負荷データに基づいて、熱電併給装置３を運転させるか否かの基準となる現省エネ度を演算し、作動制御手段７ｃは、求められた省エネ度しきい値よりも現時点での現省エネ度が上回っているか否かによって、熱電併給装置３の運転の可否を判別する運転可否判別処理を行うように構成されている。つまり、本実施形態では、省エネ度しきい値を小さくすると上記設定予測余裕を大きくしたことになり、省エネ度しきい値を大きくすると上記設定予測余裕を小さくしたことになる。

このようにして、運転制御部７は、運転可否判別処理において、熱電併給装置３の運転が可と判別されると、熱電併給装置３を運転させ、熱電併給装置３の運転が不可と判別されると、熱電併給装置３の運転を停止させるように構成されている。
そして、運転制御部７は、運転用時間帯において、貯湯タンク４内の貯湯量が満杯となると、熱電併給装置３の運転を停止させるように構成されている。

前記データ更新処理について説明を加えると、１日のうちのどの時間帯にどれだけの電力負荷、熱負荷としての給湯熱負荷（本実施形態では、給湯端末５ａでの給湯熱負荷量及び浴槽５ｂでの風呂湯張り熱負荷量を含む）と暖房熱負荷とがあったかの１日分の過去負荷データを曜日と対応付ける状態で更新して記憶するように構成されている。

まず、過去負荷データについて説明すると、過去負荷データは、電力負荷データ、給湯熱負荷データ、暖房熱負荷データの３種類の負荷データからなり、図３に示すように、１日分の過去負荷データが日曜日から土曜日までの曜日ごとに区分けした状態で記憶するように構成されている。
そして、１日分の過去負荷データは、２４時間のうち１時間を単位時間として、単位時間当たりの電力負荷データの２４個、単位時間当たりの給湯熱負荷データの２４個、及び、単位時間当たりの暖房熱負荷データの２４個から構成されている。

上述のような過去負荷データを更新する構成について説明を加えると、実際の使用状況から、単位時間当たりの電力負荷、給湯熱負荷、及び、暖房熱負荷の夫々を、商用電力計測部Ｐ１、給湯熱負荷計測手段３１、及び、暖房熱負荷計測手段３２にて計測し、その計測した負荷データ（熱の時系列消費データ、電力の時系列消費データに相当する）を記憶する状態で１日分の実負荷データ（実績熱負荷データ、実績電力負荷データ）を曜日と対応付けて記憶させる。ちなみに、電力負荷は、商用電力計測部Ｐ１で計測した電力から、電気ヒータ１４の電力負荷とエネルギ供給システム固有の補機の電力負荷とを差し引いたものとなる。尚、商用電力計測部Ｐ１で計測された電力とは、商用系統９から受電する方向を正とした電力を示し、よって、商用系統９へ電力を逆潮流している場合には、負の値を取る。
そして、１日分の実負荷データが１週間分記憶されると、曜日ごとに、過去負荷データと実負荷データとを所定の割合で足し合わせることにより、新しい過去負荷データを求めて、その求めた新しい過去負荷データを記憶して、過去負荷データを更新するように構成されている。

日曜日を例に挙げて具体的に説明すると、図３に示すように、過去負荷データのうち日曜日に対応する過去負荷データＤ１ｍと、実負荷データのうち日曜日に対応する実負荷データＡ１とから、下記の〔式１〕により、日曜日に対応する新しい過去負荷データＤ１（ｍ＋１）が求められ、その求められた過去負荷データＤ１（ｍ＋１）を記憶する。
尚、下記の〔式１〕において、Ｄ１ｍを、日曜日に対応する過去負荷データとし、Ａ１を、日曜日に対応する実負荷データとし、Ｋは、０．７５の定数であり、Ｄ１（ｍ＋１）を、新しい過去負荷データとする。

〔数１〕
Ｄ１（ｍ＋１）＝（Ｄ１ｍ×Ｋ）＋｛Ａ１×（１−Ｋ）｝・・・・・〔式１〕

前記予測負荷演算処理について説明を加えると、日付が変わるごとに実行され、その日のどの時間帯にどれだけの電力負荷、給湯熱負荷、暖房熱負荷が予測されているかの１日分の予測負荷データ（予測電力負荷データ、予測熱負荷データ）を求めるように構成されている。
すなわち、曜日ごとの７つの過去負荷データのうち、その日の曜日に対応する過去負荷データと前日の実負荷データとを所定の割合で足し合わせることにより、どの時間帯にどれだけの電力負荷、給湯熱負荷、暖房熱負荷が予測されているかのその日１日分の予測負荷データを求めるように構成されている。

月曜日１日分の予測負荷データを求める場合を例に挙げて具体的に説明すると、図３に示すように、曜日ごとの７つの過去負荷データＤ１ｍ〜Ｄ７ｍと曜日ごとの７つの実負荷データＡ１〜Ａ７とが記憶されているので、月曜日に対応する過去負荷データＤ２ｍと、前日の日曜日に対応する実負荷データＡ１とから、下記の〔式２〕により、月曜日の１日分の予測負荷データＢを求める。
そして、１日分の予測負荷データＢは、図４に示すように、１日分の予測電力負荷データ、１日分の予測給湯熱負荷データ、１日分の予測暖房熱負荷データからなり、図４の（イ）は、１日分の予測電力負荷を示しており、図４の（ロ）は、１日分の予測暖房熱負荷を示しており、図４の（ハ）は、１日分の予測給湯熱負荷を示している。
尚、下記の〔式２〕において、Ｄ２ｍを、月曜日に対応する過去負荷データとし、Ａ１を、日曜日に対応する実負荷データとし、Ｑは、０．２５の定数であり、Ｂは、予測負荷データとする。

〔数２〕
Ｂ＝（Ｄ２ｍ×Ｑ）＋｛Ａ１×（１−Ｑ）｝・・・・・〔式２〕

次に、省エネ度しきい値演算処理について説明を加えると、省エネ度しきい値演算設定手段７ａは、予測給湯熱負荷データを用いて、現時点から基準値用時間先までの間に必要となる貯湯必要量を賄えるように熱電併給装置３を運転させた場合に、熱電併給装置３を運転させることによって、エネルギ供給システムの設置施設における省エネルギ化を実現できる省エネ度しきい値を求めるように構成されている。

例えば、単位時間を１時間とし、基準値用時間を１２時間として説明を加えると、まず、予測負荷データによる予測電力負荷、予測給湯熱負荷、及び、予測暖房熱負荷から、下記の〔式３〕により、図５に示すように、熱電併給装置３を運転させた場合の予測省エネ度を１時間ごとに１２時間先までの１２個分を求めると共に、熱電併給装置３を運転させた場合に貯湯タンク３に貯湯することができる予測貯湯量を１時間ごとに１２時間先までの１２個分を求める。

〔数３〕
省エネ度Ｐ＝｛（ＥＫ１＋ＥＫ２＋ＥＫ３）／熱電併給装置３の必要エネルギ｝×１００・・・・・〔式３〕

但し、ＥＫ１は、有効発電出力Ｅ１を変数とする関数であり、ＥＫ２は、Ｅ２を変数とする関数であり、ＥＫ３は、Ｅ３を変数とする関数であり、
ＥＫ１＝有効発電出力Ｅ１の発電所一次エネルギ換算値
＝ｆ１（有効発電出力Ｅ１，発電所での必要エネルギ）
ＥＫ２＝有効暖房熱出力Ｅ２の従来給湯器でのエネルギ換算値
＝ｆ２（有効暖房熱出力Ｅ２，バーナ効率（暖房時））
ＥＫ３＝有効貯湯熱出力Ｅ３の従来給湯器でのエネルギ換算値
＝ｆ３（有効貯湯熱出力Ｅ３，バーナ効率（給湯時））
熱電併給装置３の必要エネルギ：５．５ｋＷ
（熱電併給装置３を１時間稼動させたときの都市ガス消費量を０．４３３ｍ³とする）
単位電力発電必要エネルギ：２．８ｋＷ
バーナ効率（暖房時）：０．８
バーナ効率（給湯時）：０．９

また、有効発電出力Ｅ１、有効暖房熱出力Ｅ２、有効貯湯熱出力Ｅ３の夫々は、下記の〔式４〕〜〔式６〕により求められる。

〔数４〕
Ｅ１＝熱電併給装置３の発電電力−（余剰電力＋固有の補機の電力負荷）・・・・・〔式４〕
Ｅ２＝熱負荷装置５での熱負荷・・・・・〔式５〕
Ｅ３＝（熱電併給装置３の熱出力＋電気ヒータ１４の熱出力−有効暖房熱出力Ｅ２）−放熱ロス・・・・・〔式６〕
但し、電気ヒータ１４の熱出力＝電気ヒータ１４の電力負荷×ヒータの熱効率とする。

そして、図５に示すように、１時間ごとの予測省エネ度及び予測貯湯量を１２個分求めた状態において、まず、予測給湯熱負荷データから１２時間先までに必要とされている予測必要貯湯量を求め、その予測必要貯湯量から現時点での貯湯タンク４内の貯湯量を引いて、１２時間先までの間に必要となる必要貯湯量を求める。
例えば、予測給湯熱負荷データから１２時間後に９．８ｋＷの給湯熱負荷が予測されていて、現時点での貯湯タンク４内の貯湯量が２．５ｋＷである場合には、１２時間先までの間に必要となる必要貯湯量は７．３ｋＷとなる。

そして、単位時間の予測貯湯量を足し合わせる状態で、その足し合わせた予測貯湯量が必要貯湯量に達するまで、１２個分の単位時間のうち、予測省エネ度の数値が高いものから選択していくようにしている。

説明を加えると、例えば、上述の如く、必要貯湯量が７．３ｋＷである場合には、図５に示すように、まず、予測省エネ度の一番高い７時間先から８時間先までの単位時間を選択し、その単位時間における予測貯湯量を足し合わせる。
次に予測省エネ度の高い６時間先から７時間先までの単位時間を選択し、その単位時間における予測貯湯量を足し合わせて、そのときの足し合わせた予測貯湯量が１．１ｋＷとなる。
また次に予測省エネ度の高い５時間先から６時間先までの単位時間を選択し、その単位時間における予測貯湯量を足し合わせて、そのときの足し合わせた予測貯湯量が４．０ｋＷとなる。

このようにして、予測省エネ度の数値が高いものからの単位時間の選択と予測貯湯量の足し合わせを繰り返していくと、図５に示すように、８時間先から９時間先までの単位時間を選択したときに、足し合わせた予測貯湯量が７．３ｋＷに達する。
そうすると、８時間先から９時間先までの単位時間の省エネ度を省エネ度しきい値として設定し、図５に示すものでは、省エネ度しきい値が１０６となる。

前記運転可否判別処理について説明を加えると、運転可否判別処理では、現時点での電力負荷、予測給湯熱負荷、及び、暖房熱負荷から、上記の〔式３〕により、現省エネ度を求める。
そして、その現省エネ度が省エネ度しきい値よりも上回ると、熱電併給装置３の運転が可と判別し、現省エネ度が省エネ度しきい値以下であると、熱電併給装置３の運転が不可と判別するようにしている。

つまり、実際の電力負荷、給湯熱負荷及び暖房熱負荷が、予測電力負荷データ、予測給湯熱負荷データ及び予測暖房熱負荷データと略等しければ、現省エネ度は、省エネルギ基準値演算処理において求めた予測省エネ度と略等しくなるので、必要貯湯量を貯湯できるように予測省エネ度の高い時間帯の順に選択した複数の単位時間において、熱電併給装置３が運転されることになる。

従って、必要貯湯量を貯湯できるように予測省エネ度の高い時間帯の順に選択した複数の単位時間から成る時間帯が、予測熱負荷及び予測電力負荷と省エネルギ運転条件とに基づいて求めた熱電併給装置３を運転するための予測運転時間帯となる。つまり、運転制御部７は、省エネ度が高く且つ熱負荷又は電力負荷が多い時間帯を、熱電併給装置３を運転するための予測運転時間帯として求めるように構成されている。

以上のように、規則的な生活パターンを実行している使用者においては、上述のような加熱手段Ｈの通常運転用の計画運転処理を行うことで、実際の湯水の使用量が貯湯タンク４に貯湯された湯水の量から大きく逸脱しないことが確保されて、湯水の不足によって補助加熱器２７を運転するといったエネルギ効率上好ましくない事態を避けることができる。

但し、月曜日が祝日であるために通常の休日と同様の生活パターンで月曜日を過ごすという場合や、来客があるために本来は４人家族であるにも拘わらず当日は７人の在宅者がいるという場合など、熱消費のパターンが通常とは異なる特異日も存在する。具体的には、前者の場合は通常時よりも特異日の方が風呂湯張り時刻が時間的に早まる可能性が高く、後者の場合は通常時よりも特異日の方が風呂湯張り熱負荷量が増大する可能性が高い。
従って、本発明の第１実施形態の熱源システムでは、使用者自身に風呂湯張りの特異日であることを指令させるための手動操作式の特異日指令手段としての風呂湯張り変更スイッチ５０ｂを設け、風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作されているときには、計画運転処理として、予測熱負荷データに基づき、且つ、予測熱負荷データに通常運転用の設定予測余裕よりも大きい特異日運転用の特異日用設定予測余裕を設けて加熱手段Ｈの計画運転を行って貯湯タンク４に湯水を貯える特異日運転用の計画運転処理を実行するように構成されている。つまり、上記省エネ度しきい値演算設定手段７ａが、上記省エネ度しきい値よりも小さい特異日用設定予測余裕としての特異日用省エネ度しきい値を上記予測省エネ度に基づいて設定し、作動制御手段７ｃが、現省エネ度演算手段７ｂにより演算された現省エネ度が、省エネ度しきい値演算設定手段７ａにより設定された特異日用省エネ度しきい値以上になると、作動制御手段７ｃが前記加熱手段Ｈを作動させるように構成されている。

具体的には、省エネ度しきい値演算設定手段７ａは、風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作されると、図５を参照して上述のように設定された通常運転用の省エネ度しきい値：１０６よりも小さい特異日用設定予測余裕としての特異日運転用の特異日用省エネ度しきい値を、例えば、下記の〔式７〕のような演算設定式に則って設定する。

〔数５〕
特異日用省エネ度しきい値＝省エネ度しきい値−（特異日設定用定数）・・・・〔式７〕

そして、上記特異日設定用定数を４とした場合、設定される特異日用省エネ度しきい値は１０６−４＝１０２となる。そして、上述した通常運転の場合と同様に、現省エネ度が特異日用省エネ度しきい値：１０２よりも上回ると、熱電併給装置３の運転が可と判別し、現省エネ度が特異日用省エネ度しきい値以下であると、熱電併給装置３の運転が不可と判別するようにしている。その結果、図５に示した例では、通常運転用の計画運転処理では現時点から５時間後において熱電併給装置３の運転が可と判別されていたものが、２時間の設定予測余裕の増大を行うことでこの特異日運転用の計画運転処理では現時点から３時間後において熱電併給装置３の運転が可と判別され、熱が通常運転時よりも２時間前から貯湯タンク４に貯えられはじめることとなるので、使用者が通常の生活パターンにおける風呂湯張り時刻よりも前に風呂湯張りを行ったとしても、貯湯タンク４の湯水の量が大きく過不足しないようにできる。

そして、運転制御部７は、生活パターンの特異日であることを指令する特異日指令手段としての風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作されたとき、特異日であることが指令されていた日の実績熱負荷データを除いた時系列的な実績熱負荷データから予測熱負荷データを予測するような処理を実行するように構成されている。つまり、本実施形態において運転制御部７は、上記データ更新処理において新しい過去負荷データを導出するときに、風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作された日に収集された実負荷データ（実績熱負荷データ）としての実際の給湯熱負荷データを用いず、且つ、上記予測負荷演算処理において予測熱負荷データを導出するとき、風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作された日に収集された実負荷データとしての実際の給湯熱負荷データを用いないように構成されている。

具体的には、このデータ更新処理において運転制御部７は、図３及び〔式１〕を参照して上述したように、下記の〔式８〕に基づき、該当曜日の過去負荷データＤ１ｍとその日の実負荷データＡ１とから、翌週の該当曜日の予測負荷演算処理に用いられる新しい過去負荷データＤ１（ｍ＋１）の導出を行っている。但し、運転制御部７は、特異日指令手段としての風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作されると、〔式８〕においてＫ＝１として翌週の該当曜日の予測負荷演算処理に用いられる新しい過去負荷データＤ１（ｍ＋１）を導出することで、実質的に過去負荷データの更新が行われないようにＤ１（ｍ＋１）＝Ｄ１ｍとなるようにして、その特異日に収集された実負荷データとしての実際の給湯熱負荷データＡ１が新しい過去負荷データＤ１（ｍ＋１）には含まれないようにしている。

〔数６〕
Ｄ１（ｍ＋１）＝（Ｄ１ｍ×Ｋ）＋｛Ａ１×（１−Ｋ）｝・・・・・〔式８〕

また、予測負荷演算処理において運転制御部７は、〔式２〕を参照して上述したように、下記の〔式９〕に基づき、該当曜日の過去負荷データＤ２ｍと予測日の前日の実負荷データＡ１とから予測負荷データＢの導出を行っている。但し、運転制御部７は、生活パターンの特異日であることを指令する特異日指令手段としての風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作された特異日の翌日用の予測負荷演算処理において運転制御部７は、〔式９〕においてＱ＝１として予測熱負荷データとしての予測給湯熱負荷データＢを導出することで、実質的に予測給湯熱負荷データＢが過去負荷データＤ２ｍと同じになるようにＢ＝Ｄ２ｍとなるようにして、特異日に収集された実負荷データである実際の給湯熱負荷データＡ１が、その特異日の翌日の予測給湯熱負荷データＢには含まれないようにしている。

〔数７〕
Ｂ＝（Ｄ２ｍ×Ｑ）＋｛Ａ１×（１−Ｑ）｝・・・・・〔式９〕

＜第２実施形態＞
第２実施形態で説明する熱源システムは、図２に示した特異日指令手段としての風呂湯張り変更スイッチ５０ｂに代えて図６に示すような生活パターンの特異日であると暦に基づいて判定する特異日判定手段７ｄが運転制御部７に設けられ、特異日判定手段７ｄによって特異日であると判定されていないときには第１実施形態と同様の通常運転用の計画運転処理を実行し、特異日判定手段７ｄによって特異日であると判定されているときには第１実施形態と同様の特異日運転用の計画運転処理を実行するように構成されている点で、生活パターンの特異日であることを指令する手動操作式の特異日指令手段が設けられていた上記第１実施形態と異なっている。以下に第２実施形態の熱源システムについて説明するが、第１実施形態と異なっている構成について説明し、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。

特異日判定手段７ｄは、暦の情報を有しており、運転日当日の曜日や休日であるか否かの情報を判定可能となっている。従って、特異日判定手段７ｄは、祝日が月曜日から金曜日の間にあるときには、その日が通常の平日の生活パターンと異なる休日用の生活パターンで熱消費が行われる特異日に相当すると判定し、第１実施形態と同様に特異日用省エネ度しきい値を導出する。そして、現省エネ度が特異日用省エネ度しきい値よりも上回ると、熱電併給装置３の運転が可と判別し、現省エネ度が特異日用省エネ度しきい値以下であると、熱電併給装置３の運転が不可と判別するような加熱手段Ｈの特異日運転用の計画運転処理を行うにしている。

そして、運転制御部７は、特異日判定手段７ｄが暦に基づいて生活パターンの特異日であると判定しているとき、上記第１実施形態において説明した特異日指令手段としての風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作された場合と同様に、特異日であると判定されていた日の実績熱負荷データを除いた時系列的な実績熱負荷データから予測熱負荷データを予測するような処理を実行するように構成されている。つまり、運転制御部７が、風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作されたことによって特異日を認識するのか、或いは、特異日判定手段７ｄによる判定結果によって特異日を認識するのかが、上記第１実施形態とこの第２実施形態とで異なっているだけである。
そして本実施形態では、上記第１実施形態と同様に運転制御部７は、上記データ更新処理において新しい過去負荷データを導出するときに、生活パターンの特異日であると判定された日に収集された実負荷データ（実績熱負荷データ）としての実際の給湯熱負荷データを用いず、且つ、上記予測負荷演算処理において予測給湯熱負荷データを導出するときに、生活パターンの特異日であると判定された日に収集された実際の給湯熱負荷データを用いないように構成されている。

＜第３実施形態＞
第３実施形態で説明する熱源システムは、運転制御部が、通常運転用の計画運転処理において、熱負荷装置への実績湯水供給時刻に基づいて予測湯水供給時刻を導出して、予測湯水供給時刻の設定予測余裕時間前に、熱負荷装置への実績熱負荷量に基づいて予測される予測熱負荷量の、貯湯タンク４への貯湯を完了するように加熱手段の計画運転を行い、特異日運転用の計画運転処理において、設定予測余裕時間及び予測熱負荷量の内の少なくとも一方を増大させて、つまり設定予測余裕を増大させて加熱手段の計画運転を行うように構成されている。以下に、図７に示す第３実施形態の熱源システムの制御構成のブロック図を参照して説明を行うが、熱源システムの全体構成及び各制御ブロックは図１を参照して上述したのと同様であるので説明を省略する。

以下に、運転制御部７による熱電併給装置３の計画運転処理について説明する。
運転制御部７は、使用者が浴槽５ｂへの湯張りの指令を行ったとき、その風呂湯張り開始指令に応じて貯湯タンク４に貯湯されている湯水を浴槽５ｂへと湯張りさせるような運転制御を行うように構成されており、使用者が湯張り指令を行う前に、予測風呂湯張り熱負荷量に相当する湯水を貯湯タンク４に予め貯湯しておかねばならない。つまり、運転制御部７は、上記予測湯水供給時刻の一例としての予測風呂湯張り時刻及び上記予測熱負荷量の一例としての予測風呂湯張り熱負荷量を実績湯水供給時刻としての実績風呂湯張り時刻及び実績風呂湯張り熱負荷量に基づいて予め導出し、その予測風呂湯張り時刻の設定予測余裕時間前において、上記予測風呂湯張り熱負荷量に相当する熱量の湯水を貯湯タンク４に貯湯しておかねばならない。尚、給湯装置の使用者がリモコン５０の風呂湯張り開始スイッチ５０ａを操作して湯張り指令を行う時刻を実績風呂湯張り時刻とし、湯張り弁４０が開放された状態で設定量以上の湯水が設定時間以上流れた場合の湯水の温度と量とにより実績風呂湯張り熱負荷量を導出している。

前記運転制御部７は、実際の風呂湯張り時刻（実績風呂湯張り時刻）及び風呂湯張り熱負荷量（実績風呂湯張り熱負荷量）を分単位のデータとして収集して、１日分の風呂湯張り時刻データ及び風呂湯張り熱負荷データを期間属性としての曜日と対応付けて記憶しており、記憶されている過去の風呂湯張り時刻データ及び風呂湯張り熱負荷データを参照して、予測日の予測風呂湯張り時刻及び予測風呂湯張り熱負荷量を導出する演算処理を行う。そして、運転制御部７は、予測風呂湯張り時刻の設定予測余裕時間前に、つまり、本発明における設定予測余裕を設けた上で、貯湯タンク４に予測風呂湯張り熱負荷量に相当する熱量の湯水を貯湯するように加熱手段Ｈの運転制御を行う。

図８（イ）に示すのは１日の予測電力負荷量データであり、過去の電力負荷量の時間的な変化パターンを時刻毎に平均化処理するなどの導出手法を用いて導出可能である。図８（ロ）に示すのは１日の風呂湯張り熱負荷データであり、後述する導出手法を用いて導出可能である。尚、浴槽５ｂでの風呂湯張り熱負荷量の他に、給湯端末５ａでの給湯用途で消費される熱負荷量や、熱消費端末５ｃで消費される熱負荷量も存在するが、それらは風呂湯張り熱負荷量と比べて非常に小さい。但し、運転制御部７は、貯湯タンク４には風呂湯張り熱負荷量と他の熱負荷量との合計熱負荷量に相当する湯水を貯湯するように加熱手段Ｈを運転制御するように構成されている。

そして、運転制御部７は、過去の実績風呂湯張り時刻データ及び過去の実績風呂湯張り熱負荷データの内、予測日の前日から４週間分のデータを、予測風呂湯張り時刻及び予測風呂湯張り熱負荷量を導出するために記憶しているものとする。表１及び表２に示すのは基準日である予測日の前日から４週間分の実績風呂湯張り時刻データ：Ｔと実績風呂湯張り熱負荷データ：Ｑである。

そして、運転制御部７は、過去の実績風呂湯張り時刻と〔数６〕に示す予測風呂湯張り時刻導出条件とに基づいて予測日における予測風呂湯張り時刻を導出し、過去の実績風呂湯張り熱負荷量と予測風呂湯張り熱負荷量導出条件とに基づいて予測日における予測風呂湯張り熱負荷量を導出する。尚、本実施形態では、参照する過去の実績風呂湯張り時刻として、予測日の前日の風呂湯張り時刻：Ｔ_Yと、予測日と同じ曜日の前三週間分の風呂湯張り時刻の平均値：Ｔ_Aとを用い、参照する過去の実績風呂湯張り熱負荷量として、予測日の前日の風呂湯張り熱負荷量：Ｑ_Yと、予測日と同じ曜日の前三週間分の風呂湯張り熱負荷量の平均値：Ｑ_Aとを用いている。具体的には、予測日の前日の風呂湯張り時刻：Ｔ_YはT(0-tue)であり、予測日と同じ曜日の前三週間分の風呂湯張り時刻の平均値：Ｔ_Aは、T(1-wed)とT(2-wed)とT(3-wed)との平均値である。そして、予測日の前日の風呂湯張り熱負荷量：Ｑ_YはQ(0-tue)であり、予測日と同じ曜日の前三週間分の風呂湯張り熱負荷量の平均値：Ｑ_Aは、Q(1-wed)とQ(2-wed)とQ(3-wed)との平均値である。また、定数ｋ、ｍには適当な値が代入されて、予測日の前日の風呂湯張り時刻：Ｔ_Yと、予測日と同じ曜日の前三週間分の風呂湯張り時刻の平均値：Ｔ_Aとに重み付けを行い、予測日の前日の風呂湯張り熱負荷量：Ｑ_Yと、予測日と同じ曜日の前三週間分の風呂湯張り熱負荷量の平均値：Ｑ_Aとに重み付けを行っている。

〔数８〕
予測風呂湯張り時刻：Ｔ_P＝（１−ｋ）Ｔ_Y＋ｋＴ_A （０≦ｋ≦１）・・・・・〔式１０〕
予測風呂湯張り熱負荷量：Ｑ_P＝（１−ｍ）Ｑ_Y＋ｍＱ_A （０≦ｍ≦１）・・・・・〔式１１〕

上述のようにして、運転制御部７は予測風呂湯張り時刻：Ｔ_Pと予測風呂湯張り熱負荷量：Ｑ_Pとを導出する。そして、運転制御部７は、図８（ハ）に示すように、他の予測熱負荷量：Ｑ_Sを考慮し、予測風呂湯張り時刻：Ｔｐの設定予測余裕時間：Ｔ_Sだけ前に、貯湯タンク４にＱ_P＋Ｑ_Sに相当する熱量の湯水が蓄熱されるように、加熱手段Ｈの運転、具体的には熱電併給装置３の通常運転用の計画運転処理を行う。

以上のように、規則的な生活パターンを実行している使用者においては、上述のような加熱手段Ｈの運転を行うことで、実際の湯水の使用量が貯湯タンク４に貯湯された湯水の量から大きく逸脱しないことが確保されて、湯水の不足によって補助加熱器２７を運転するといったエネルギ効率上好ましくない事態を避けることができる。

但し、月曜日が祝日であるために通常の休日と同様の生活パターンで月曜日を過ごすという場合や、来客があるために本来は４人家族であるにも拘わらず当日は７人の在宅者がいるという場合など、風呂湯張りを行う上での特異日も存在する。具体的には、前者の場合は通常時よりも特異日の方が風呂湯張り時刻が時間的に早まる可能性が高く、後者の場合は通常時よりも特異日の方が風呂湯張り熱負荷量が増大する可能性が高い。
従って、本発明の第３実施形態の熱源システムでは、使用者自身に風呂湯張りの特異日であることを指令させるための手動操作式の特異日指令手段としての風呂湯張り変更スイッチ５０ｂを設け、運転制御部７が、風呂湯張り変更スイッチ５０ｂによる指令が行われているときには、上記設定予測余裕時間及び予測風呂湯張り熱負荷量の内の少なくとも一方を増大させて加熱手段Ｈの特異日運転用の計画運転処理を行うように構成されている。つまり、本実施形態では、上記設定予測余裕時間及び予測風呂湯張り熱負荷量の内の少なくとも一方を増大させることが上記設定予測余裕を大きくすることになり、上記設定予測余裕時間及び予測風呂湯張り熱負荷量の内の少なくとも一方を減少させることが上記設定予測余裕を小さくすることになる。

具体的には、上記設定予測余裕時間を増大させる場合、風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作されると、運転制御部７は風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作されていないときの上記設定予測余裕時間Ｔｓに余裕時間係数を乗算して、変更後の設定予測余裕時間：Ｔｓ'を導出する。そして運転制御部７は、図９に示すように予測風呂湯張り時刻：Ｔｐの設定予測余裕時間：Ｔｓ'だけ前に、つまり、特異日用設定予測余裕を設けた上で、貯湯タンク４にＱ_P＋Ｑ_Sに相当する熱量の湯水が蓄熱されるように、加熱手段Ｈの運転を制御する。図９に示すように、この例ではＴｓ'＞Ｔｓとなっているので、使用者の生活パターンが変化して、風呂湯張り時刻が通常時よりも前倒しされたとしても、貯湯タンク４から浴槽５ｂへ湯水を大きな過不足なく風呂湯張りすることが可能となる。

また、上記予測風呂湯張り熱負荷量を増大させる場合、風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作されると、運転制御部７は風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作されていないときの上記予測風呂湯張り熱負荷量：Ｑｐに余裕熱負荷量係数を乗算して、図１０（イ）に示すように変更後の予測風呂湯張り熱負荷量：Ｑｐ'を導出する。そして運転制御部７は、図１０（ロ）に示すように予測風呂湯張り時刻：Ｔｐの設定予測余裕時間：Ｔｓだけ前に、貯湯タンク４にＱｐ'＋Ｑｓに相当する熱量の湯水が蓄熱されるように、つまり、特異日用設定予測余裕を設けた上で、加熱手段Ｈの運転を制御する。図１０（ロ）に示すように、この例ではＱｐ'＞Ｑｐとなっているので、使用者宅において風呂湯張り熱負荷量が通常時よりも増大したとしても、貯湯タンク４から浴槽５ｂへ湯水を大きな過不足なく風呂湯張りすることが可能となる。

そして、運転制御部７は、生活パターンの特異日であることを指令する特異日指令手段としての風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作されたとき、特異日であることが指令されていた日の実績熱負荷データを除いた時系列的な実績熱負荷データから予測熱負荷データを予測するような処理を実行するように構成されている。例えば、本実施形態において運転制御部７は、風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作されたとき、結果として特異日であったその日ために予測されていた予測風呂湯張り時刻：Ｔ_P及び予測風呂湯張り熱負荷量：Ｑ_Pを、表１及び表２に示すように本来記憶するべきその日の実負荷データ（実績熱負荷データ）としての実績風呂湯張り時刻及び実績風呂湯張り熱負荷量に代えて記憶しておく。その結果、運転制御部７が上記〔式１０〕に基づいて導出する予測熱負荷データとしての予測風呂湯張り時刻：Ｔ_P及び予測風呂湯張り熱負荷量：Ｑ_Pには、特異日に収集された実負荷データとしての実績風呂湯張り時刻及び実績風呂湯張り熱負荷量が除かれていることが確保される。

＜第４実施形態＞
第４実施形態で説明する熱源システムは、図７に示した特異日指令手段としての風呂湯張り変更スイッチ５０ｂに代えて図１１に示すような生活パターンの特異日であると暦に基づいて判定する特異日判定手段７ｄが運転制御部７設けられ、特異日判定手段７ｄによって特異日であると判定されていないときには第１実施形態と同様の通常運転用の計画運転処理を実行し、特異日判定手段７ｄによって特異日であると判定されているときには特異日運転用の計画運転処理を実行するように構成されている点で、生活パターンの特異日であることを指令する手動操作式の特異日指令手段が設けられていた上記第３実施形態と異なっている。以下に第４実施形態の熱源システムについて説明するが、第３実施形態と異なっている構成について説明し、第３実施形態と同様の構成については説明を省略する。

特異日判定手段７ｄは、暦の情報を有しており、運転日当日の曜日や休日であるか否かの情報を判定可能となっている。従って、特異日判定手段７ｄは、祝日が月曜日から金曜日の間にあるときには、その予測日が通常の平日の生活パターンと異なる休日用の生活パターンで熱消費が行われる特異日に相当すると判定し、第３実施形態と同様に上記設定予測余裕時間及び予測風呂湯張り熱負荷量の内の少なくとも一方を増大させて加熱手段Ｈの特異日運転用の計画運転処理を行うように構成されている。また、特異日判定手段７ｄは、その予測日が通常の平日であるときには、通常の平日の生活パターンで熱消費が行われると判定し、その結果、加熱手段Ｈの通常運転用の計画運転処理が行われることになる。

そして、運転制御部７は、特異日判定手段７ｄが暦に基づいて生活パターンの特異日であると判定しているとき、上記第３実施形態において説明した特異日指令手段としての風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作された場合と同様に、特異日であると判定されていた日の実績熱負荷データを除いた時系列的な実績熱負荷データから予測熱負荷データを予測するような処理を実行するように構成されている。つまり、運転制御部７が、風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作されたことによって特異日を認識するのか、或いは、特異日判定手段７ｄによる判定結果によって特異日を認識するのかが、上記第３実施形態とこの第４実施形態とで異なっているだけである。
そして、上記第３実施形態と同様に運転制御部７は、結果として特異日であったその日ために予測されていた予測風呂湯張り時刻：Ｔ_P及び予測風呂湯張り熱負荷量：Ｑ_Pを、表１及び表２に示すように本来記憶するべきその日の実負荷データ（実績熱負荷データ）としての実績風呂湯張り時刻及び実績風呂湯張り熱負荷量に代えて記憶しておく。その結果、運転制御部７が上記〔式１０〕に基づいて導出する予測熱負荷データとしての予測風呂湯張り時刻：Ｔ_P及び予測風呂湯張り熱負荷量：Ｑ_Pには、特異日に収集された実負荷データとしての実績風呂湯張り時刻及び実績風呂湯張り熱負荷量が除かれていることが確保される。

＜第５実施形態＞
第５実施形態の熱源システムは、風呂湯張りの特異日であることを指令するための風呂湯張り変更スイッチ５０ｂがオン操作されているときには、特異日用の設定予測風呂湯張り熱負荷データに基づいて予測風呂湯張り時刻及び予測風呂湯張り熱負荷量を導出する点で、使用者の過去の実績風呂湯張り熱負荷データに基づいて予測風呂湯張り時刻Ｔｐ及び予測風呂湯張り熱負荷量Ｑｐを導出していた第３及び第４実施形態と異なる。

例えば、暦の上では月曜日であるにも拘わらず休日と同様の生活パターンを実行するような特異日である場合、又は、暦の上では日曜日であるにも拘わらず平日と同様の生活パターンを実行するような特異日である場合において、風呂湯張り変更スイッチ５０ｂによって、上記実施形態で説明したような休日及び平日の変更を指令することができるように構成されているとき、運転制御部７は、特異日用の設定予測風呂湯張り熱負荷データとして、図１２（イ）に例示するような休日用の予測風呂湯張り熱負荷データと、図１２（ロ）に例示するような平日用の予測風呂湯張り熱負荷データとを記憶している。

そして、風呂湯張り変更スイッチ５０ｂによって休日モードが指令されると、運転制御部７は、第１実施形態で説明したような過去の実績風呂湯張り時刻及び実績風呂湯張り量から予測される予測風呂湯張り時刻：Ｔｐ及び予測風呂湯張り熱負荷量：Ｑｐではなく、図１２（イ）に示す休日モードの予測風呂湯張り時刻：Ｔｐ１及び予測風呂湯張り熱負荷量：Ｑｐ１を予測値とする。そして第１実施形態と同様に、運転制御部７は、他の予測熱負荷量：Ｑｓを考慮し、予測風呂湯張り時刻：Ｔｐ１の設定予測余裕時間：Ｔｓだけ前に、貯湯タンク４にＱｐ１＋Ｑｓに相当する熱量の湯水が蓄熱されるように、加熱手段Ｈの運転を制御する。又は、予測風呂湯張り時刻：Ｔｐ１の設定予測余裕時間：Ｔｓ'（＞Ｔｓ）だけ前に、つまり、特異日用設定予測余裕を設けた上で、貯湯タンク４にＱｐ１＋Ｑｓに相当する熱量の湯水が蓄熱されるように、加熱手段Ｈの運転を制御する。
或いは、運転制御部７は、第１実施形態と同様に予測風呂湯張り熱負荷量：Ｑｐ１'（＞Ｑｐ１）を導出し、予測風呂湯張り時刻：Ｔｐ１の設定予測余裕時間：Ｔｓだけ前に、貯湯タンク４にＱｓ１'＋Ｑｓに相当する熱量の湯水が蓄熱されるように、つまり、特異日用設定予測余裕を設けた上で、加熱手段Ｈの運転を制御する。
また詳細は説明しないが、風呂湯張り変更スイッチ５０ｂによって平日モードが指令された場合には図１２（ロ）に例示するような平日用の予測風呂湯張り熱負荷データに基づいて同様の制御が行われる。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、熱電併給装置としてガスエンジンと発電装置とを備えた熱源システムを例示したが、熱と電気とを併せて発生させることのできる装置であれば燃料電池などの他の装置を用いて熱源システムを構築することもできる。

＜２＞
上記実施形態において、特異日運転用の計画運転処理における特異日用設定予測余裕の大きさが暦に応じて変更されるように構成してもよい。例えば、〔式７〕に示した特異日設定用定数の大きさが、月曜日は４、火曜日は４、水曜日は４、木曜日は４、金曜日は６というように暦に応じて変更されるように構成してもよい。これにより、特異な使用形態で熱消費を行うときに、その熱消費が過去の通常の生活パターンでの熱消費からどれだけ逸脱するのかが暦に応じて異なるとしても、暦に応じたその逸脱度合いの違いを暦に基づいて考慮した特異日用設定予測余裕を適用して、実施の熱消費量が、加熱手段Ｈの計画運転によって貯湯槽に貯湯されている熱量から大きく逸脱しないようにすることができる。

＜３＞
上記第３実施形態では、設定予測余裕時間又は予測風呂湯張り熱負荷量を増大させることで、特異日運転用の計画運転処理における特異日用設定予測余裕を通常運転用の計画運転処理における設定予測余裕よりも増大させるように構成した例について説明したが、その両者を同時に増大させてもよい。設定予測余裕時間及び予測風呂湯張り熱負荷量の両者を同時に増大させたときには、使用者にとって風呂湯張り時刻及び風呂湯張り量の変更の自由度が更に大きく許容されることになり、湯水の大きな過不足が発生する可能性が更に低いものとなる。また、第４実施形態においても同様である。

＜４＞
上記第１実施形態では、特異日指令手段の例として風呂湯張り変更スイッチ５０ｂを説明したが、他のスイッチを用いて特異日であることが指令されるように構成してもよい。
また、第３実施形態においても同様である。

熱源システムの全体構成を示すブロック図第１実施形態の熱源システムの制御構成を示すブロック図データ更新処理を説明する図時系列的なデータを示す図省エネ度しきい値の設定を説明する図第２実施形態の熱源システムの制御構成を示すブロック図第３実施形態の熱源システムの制御構成を示すブロック図時系列的なデータを示す図時系列的なデータを示す図時系列的なデータを示す図第４実施形態の熱源システムの制御構成を示すブロック図時系列的なデータを示す図

符号の説明

４貯湯タンク（貯湯槽）
５ａ給湯端末（熱負荷装置）
５ｂ浴槽（熱負荷装置）
５ｃ暖房端末（熱負荷装置）
７運転制御部（運転制御手段）
５０ｂ風呂湯張り変更スイッチ（特異日指令手段）
Ｈ加熱手段

Claims

加熱手段にて生成された湯水を貯える貯湯槽と、前記貯湯槽に貯えられている湯水を消費する熱負荷装置と、前記加熱手段の計画運転を行って前記貯湯槽に湯水を貯える計画運転処理を実行する運転制御手段とが設けられている熱源システムであって、
生活パターンの特異日であることを指令する手動操作式の特異日指令手段が設けられ、
前記運転制御手段が、前記特異日指令手段によって特異日であることが指令されていないときには、前記計画運転処理として、前記熱負荷装置における時系列的な実績熱負荷データから予測される時系列的な予測熱負荷データに基づき、且つ、前記予測熱負荷データに対して設定予測余裕を設けて前記加熱手段の計画運転を行って前記貯湯槽に湯水を貯える通常運転用の計画運転処理を実行し、
前記特異日指令手段によって特異日であることが指令されているときには、前記計画運転処理として、前記予測熱負荷データに基づき、且つ、前記予測熱負荷データに前記設定予測余裕よりも大きい特異日用設定予測余裕を設けて前記加熱手段の計画運転を行って前記貯湯槽に湯水を貯える特異日運転用の計画運転処理を実行するように構成されている熱源システム。
前記運転制御手段が、前記特異日指令手段によって特異日であることが指令されていた日の前記実績熱負荷データを除いた時系列的な実績熱負荷データから前記予測熱負荷データを予測するように構成されている請求項１記載の熱源システム。
加熱手段にて生成された湯水を貯える貯湯槽と、前記貯湯槽に貯えられている湯水を消費する熱負荷装置と、前記加熱手段の計画運転を行って前記貯湯槽に湯水を貯える計画運転処理を実行する運転制御手段とが設けられている熱源システムであって、
生活パターンの特異日であると暦に基づいて判定する特異日判定手段が設けられ、
前記運転制御手段が、前記特異日判定手段によって特異日であると判定されていないときには、前記計画運転処理として、前記熱負荷装置における時系列的な実績熱負荷データから予測される時系列的な予測熱負荷データに基づき、且つ、前記予測熱負荷データに対して設定予測余裕を設けて前記加熱手段の計画運転を行って前記貯湯槽に湯水を貯える通常運転用の計画運転処理を実行し、
前記特異日判定手段によって特異日であると判定されているときには、前記計画運転処理として、前記予測熱負荷データに基づき、且つ、前記予測熱負荷データに前記設定予測余裕よりも大きい特異日用設定予測余裕を設けて前記加熱手段の計画運転を行って前記貯湯槽に湯水を貯える特異日運転用の計画運転処理を実行するように構成されている熱源システム。
前記運転制御手段が、前記特異日判定手段によって特異日であると判定されていた日の前記実績熱負荷データを除いた時系列的な実績熱負荷データから前記予測熱負荷データを予測するように構成されている請求項３記載の熱源システム。
前記運転制御手段には、前記予測熱負荷データを利用して単位運転時間毎の予測省エネ度を演算し、前記設定予測余裕としての省エネ度しきい値と前記省エネ度しきい値よりも小さい前記特異日用設定予測余裕としての特異日用省エネ度しきい値を前記予測省エネ度に基づいて設定するための省エネ度しきい値演算設定手段と、現熱負荷データ及び実績熱負荷データに基づいて現省エネ度を演算する現省エネ度演算手段と、前記加熱手段を作動制御するための作動制御手段とが設けられ、
前記通常運転用の計画運転処理において、前記現省エネ度演算手段により演算された現省エネ度が、前記省エネ度しきい値演算設定手段により設定された前記省エネ度しきい値以上になると、前記作動制御手段が前記加熱手段を作動させ、
前記特異日運転用の計画運転処理において、前記現省エネ度演算手段により演算された現省エネ度が、前記省エネ度しきい値演算設定手段により設定された前記特異日用省エネ度しきい値以上になると、前記作動制御手段が前記加熱手段を作動させるように構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱源システム。
前記運転制御手段が、
前記通常運転用の計画運転処理において、前記熱負荷装置への実績湯水供給時刻に基づいて予測湯水供給時刻を導出して、前記予測湯水供給時刻の設定予測余裕時間前に、前記熱負荷装置への実績熱負荷量に基づいて予測される予測熱負荷量の、前記貯湯槽への貯湯を完了するように前記加熱手段の計画運転を行い、
前記特異日運転用の計画運転処理において、前記設定予測余裕時間及び前記予測熱負荷量の内の少なくとも一方を増大させて前記加熱手段の計画運転を行うように構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱源システム。
前記特異日用設定予測余裕の大きさが暦に応じて変更されるように構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱源システム。