JP2006250380A - コージェネレーションシステムの暖房負荷予測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】予測精度をより向上させることが可能なコージェネレーションシステムの熱負荷予測技術を提供する。
【解決手段】熱電併給装置２、暖房装置、暖房負荷検出手段４１、暖房予約情報を記憶する暖房予約記憶手段４５、及び熱電併給装置制御手段４０を備えたコージェネレーションシステムの暖房負荷予測装置３５において、暖房負荷の実績値を記憶する暖房負荷実績記憶手段４３、暖房負荷の実績値に基づき各時間帯における初期予測暖房負荷データを生成する初期予測データ生成手段４４、暖房予約情報に基づいて算出される暖房装置の予約運転時間帯における予約暖房負荷を算出する予約暖房負荷演算手段４６、及び初期予測暖房負荷データを予約暖房負荷により修正することにより予測暖房負荷データを生成する予測データ修正手段４７を備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、熱電併給装置で発電すると共に発電の際に発生する熱（排熱）を給湯又は暖房に活用するコージェネレーションシステムにおいて、熱電併給装置の運転スケジュールを自動策定する際に、暖房装置において消費される熱量の予測を行う暖房負荷予測装置に関する。

図５は従来の一般的なコージェネレーションシステムの一例を示した図である（特許文献２，図１参照）。このコージェネレーションシステムは、熱電併給装置である燃料電池装置２０１及び排熱利用システム２０２の２つの部分から構成されている。

排熱利用システム２０２の内部には、貯湯タンク２１０が備えられており、燃料電池装置２０１から回収された排熱は、一旦貯湯タンク２１０に回収される。そして、排熱利用システム２０２は、貯湯タンク２１０に蓄積された熱を各種熱負荷（食器洗浄乾燥器などの高温給湯端末２０３、浴槽２０４、洗濯機２０５、トイレ２０６、及び台所等蛇口２０７）に分配供給する。

図６は１日の各時間帯における消費電力と熱電併給装置の発電量との関係の一例を示したものである（特許文献２参照）。図６に示すように、燃料電池装置２０１は、一日のうちで消費電力が大きくなる時間帯において運転される。これにより、市販の電力の消費が押さえられ、電力料金を節約することができる。

一方、燃料電池装置２０１を運転すると、それに付随して排熱が生じる。この排熱は貯湯タンク２１０に一旦回収され、各種熱負荷において消費される。図７は１日の各時間帯における消費熱量と貯湯熱量との関係の一例を示したものである（特許文献２参照）。このように、１日のうちで熱負荷による消費熱量が大きくなる時間帯に貯湯タンク２１０に排熱を多く貯熱しておくことで、排熱を有効に利用することができる。

しかしながら、貯湯タンク２１０に蓄積される熱は熱電併給装置の発電に付随して発生するものであるため、発電量と排熱量とは常に従属関係にある。したがって、コージェネレーションシステムにおいては、消費電力と消費熱量とから、最もエネルギー効率がよくかつ経済的となるように、熱電併給装置の運転スケジュールを立てることが重要となる。また、熱電併給装置では、発停が頻繁に起こると改質器の耐用年数や効率の低下等の悪影響が生じるため、発停回数を少なくするように熱電併給装置の運転スケジュールを立てることも重要である。

そこで、このようなコージェネレーションシステムにおいては、電気エネルギーや熱エネルギーを有効利用するために、過去の運転実績（過去負荷データ）に基づいて熱電併給装置の運転スケジュールが決定される（例えば、特許文献１，２，３参照）。すなわち、過去の実績に基づいて運転日の負荷状態を或る程度の精度で予測し、予測された負荷状態に対して運転スケジュールを最適化する。これにより、或る程度効率よく熱電併給装置の発電量の制御を行うことができようにしている。

図８は特許文献１に記載のコージェネレーションシステムの構成を表す図である。この制御装置は、各種指令入力手段１０１、電力負荷計測手段１０２、熱負荷計測手段１０３、気候データ入力手段１０４、カレンダー機能１０５、計時手段１０６、現在の温水貯湯量計測手段１０７、制御手段１０８、燃料電池装置１０９、及び外部負荷１１０を備えている。制御手段１０８は、データベース１２１、各種負荷・データの予測手段１２２、及び制御モード選択手段１２３を備えている。また、燃料電池装置１０９は、水素製造手段１３１、及びセルスタック１３２を備えている。

まず、電力負荷計測手段１０２又は熱負荷計測手段１０３が、電力負荷又は熱負荷を検出する。また、気候データ入力手段１０４が、気候に関するデータを入力する。そして、制御手段１０８は、検出された電力負荷及び熱負荷と気候に関する情報に基づいて、電力負荷又は温水消費量を予測する。そして、予測された電力負荷又は温水消費量を参照して、燃料電池装置１０９の運転停止を抑制するように運転制御を行う。

この場合、制御手段１０８は、過去の各季節・曜日において、電力負荷計測手段１０２や熱負荷計測手段１０３で計測された電力負荷及び熱負荷をデータベース１２１に記憶する。そして、各種負荷・データの予測手段１２２は、データベース１２１に記憶された過去のデータに基づいて、事例データベース推論、自己回帰モデル等の予測方法により、今後の電力及び給湯量の予測のためのモデル作成を行う。また、これらの予測に基づいて、現在から何時間か後の合計電力及び消費給湯量の予測を行う。そして、得られた予測値から、燃料電池の運転停止を最小限に抑えるように制御するようにしている。

また、特許文献２には、貯湯タンク２１０の給湯水の温度（貯湯槽温度）を検出して貯湯熱量を算出する貯湯熱量算出装置と、貯湯熱量算出装置が過去に算出した貯湯熱量を蓄積し、又は、予約された給湯需要に基づいて経時的な給湯需要予測を立案し、貯湯熱量算出装置が算出した熱量と給湯需要予測に基づいて切替弁を制御することにより、貯湯タンクに給湯需要予測に対応し得る給湯水を貯湯しているか否かをもって、貯湯タンクから洗濯機に給湯水を供給するか否かを決定するようにした廃熱利用システムの制御装置が記載されている。

また、特許文献３には、居住者の外出等により電力需要や給湯需要が突然減少した場合には、熱電併給装置の運転スケジュールを需要が少ないモードに自動的に変更するようにしたコージェネレーションシステムが記載されている。
特開２００３−４５４６０号公報 特開２００４−１０８６０８号公報 特開２００５−９８４６号公報

上述のように、従来のコージェネレーションシステムでは、過去の電力需要及び熱需要に基づいて、事例データベース推論、自己回帰モデル等の予測方法により、現在以降の電力需要及び熱需要を予測して、予測された各需要に対してエネルギー効率やコストが最適となるように熱電併給装置の運転スケジュールを策定するものである。

しかしながら、負荷状態は、使用者の意思によっても変動する。例えば、使用者が、ある時点で暖房等の熱負荷装置の運転予約を設定した場合には、従来のコージェネレーションシステムの制御装置では、熱負荷装置の運転予約によって予約された時間帯での熱負荷が確定されているにもかかわらず、過去の運転実績から予測される電力需要及び熱需要に基づいて運転スケジュールが策定されてしまう。すなわち、従来のコージェネレーションシステムの制御装置のような過去負荷データに基づく負荷状態の予測では、使用者の意志による熱負荷状態の変更までをも反映させることができない。

そこで、本発明の目的は、過去負荷データに使用者の意志による熱負荷状態の変更を反映させることで予測精度をより向上させることが可能なコージェネレーションシステムの熱負荷予測技術を提供することにある。

本発明に係るコージェネレーションシステムの暖房負荷予測装置の第１の構成は、電力と熱を発生する熱電併給装置； 前記熱電併給装置から供給される熱を利用して暖房を行う暖房装置； 前記暖房装置において消費される熱量又は前記暖房装置の運転実績（以下「暖房負荷」という。）を検出する暖房負荷検出手段； 使用者が設定した前記暖房装置の運転時間及び暖房温度の予約値（以下「暖房予約情報」という。）を記憶する暖房予約記憶手段； 及び、現在以降の暖房負荷の予測値（以下「予測暖房負荷データ」という。）に基づいて、前記熱電併給装置の運転制御を行う熱電併給制御手段；を備えたコージェネレーションシステムにおいて、前記予測暖房負荷データの生成を行う暖房負荷予測装置であって、前記暖房負荷検出手段が検出する暖房負荷の実績値を記憶する暖房実績記憶手段； 前記暖房実績記憶手段に記憶された過去の暖房負荷の実績値に基づいて、現在以降の各時間帯における暖房負荷の予測値（以下、「初期予測暖房負荷データ」という。）を生成する初期予測データ生成手段； 現在以降の各時間帯において、前記暖房予約記憶手段に記憶された暖房予約情報に基づいて算出される前記暖房装置の予約運転時間帯における暖房負荷（以下「予約暖房負荷」という。）を算出する予約暖房負荷演算手段； 及び、前記初期予測暖房負荷データを前記予約暖房負荷により修正することにより、前記予測暖房負荷データを生成する予測データ修正手段；を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、予測データ修正手段は、予約暖房負荷により初期予測暖房負荷データを修正して予測暖房負荷データを生成することで、使用者の意志により決定される暖房負荷を予測暖房負荷データに加味することができる。これにより、使用者の意志が反映されるため、予測暖房負荷データを実際の暖房負荷により近づけることができる。従って、暖房負荷の予測精度が向上する。

ここで、暖房装置の運転実績とは、例えば、暖房装置が運転される時間と運転モード（例えば、「強」・「中」・「弱」など）のように、暖房装置で消費される熱量を表す指標となるような実績値をいう。

本発明に係るコージェネレーションシステムの暖房負荷予測装置の第２の構成は、上記第１の構成において、前記予測データ修正手段は、現在以降の各時間帯において、前記予約暖房負荷と前記初期予測暖房負荷データとを比較し、前記予約暖房負荷のほうが大きい時間帯は前記予約暖房負荷を前記予測暖房負荷データとし、前記初期予測暖房負荷データのほうが大きい時間帯は前記初期予測暖房負荷データを前記予測暖房負荷データとすることを特徴とする。

このように、予約暖房負荷と初期予測暖房負荷の何れか大きい負荷を予測暖房負荷データとすることにより、予測暖房負荷データの精度が向上する。そのため、熱電併給装置の排熱をより効果的に暖房用熱源として利用することができる。また、給湯に必要な貯湯熱量を確保するために前記暖房負荷時間帯を避けて熱電併給装置の運転スケジュールを策定することが可能となる。その結果、貯湯タンクの湯切れを防止することができる。更に、一日当たりの熱電併給装置の運転時間が増大する。従って、省エネ性をより向上させることができる。

本発明に係るコージェネレーションシステムの暖房負荷予測装置の第３の構成は、上記第１の構成において、前記予測データ修正手段は、現在以降の各時間帯において、前記予約暖房負荷がある時間帯は前記予約暖房負荷を前記予測暖房負荷データとし、前記予約暖房負荷がない時間帯は前記初期予測暖房負荷データを前記予測暖房負荷データとすることを特徴とする。

このように、予約暖房負荷が設定されている時間帯については、予測暖房負荷データを予約暖房負荷とすることにより、予測精度が向上する。

本発明に係るプログラムは、コンピュータに読み込んで実行することにより、コンピュータを請求項１乃至３の何れか一の暖房負荷予測装置として機能させることを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、予約暖房負荷によって初期予測暖房負荷データを修正することにより、使用者の意志による暖房負荷の変更が予測暖房負荷データに反映される。そのため、暖房負荷の予測精度が向上し、熱電併給制御手段はより省エネ性の高い熱電併給装置の運転スケジュールを決定することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施例１に係るコージェネレーションシステムの構成を表す図である。コージェネレーションシステム１は、熱電併給装置２と貯湯タンク３を備えている。熱電併給装置２は、エンジン発電機や燃料電池のような電力と熱を発生する装置である。貯湯タンク３は、温度成層型蓄熱槽（排熱回収した７０℃の温水を貯湯タンク３上部にゆっくりと注入することで、下部の水と混ざらないように貯める方式。）であり、熱電併給装置２から回収される熱を貯熱する装置である。

熱電併給装置２において発電時に発生する排熱は、排熱回収ラインＬ１を循環する水（温水）に回収される。排熱回収ラインＬ１は、水の循環方向に、熱電併給装置２内のウォータージャケットから、余剰電力回収ヒータ５、貯湯熱交換器６、循環サーミスタ７、暖房低温熱交換器８、排熱サーミスタ９、冷却水タンク１０、排熱ポンプ１１の順に経由し、ウォータージャケットに戻る水循環回路である。余剰電力回収ヒータ５は、熱電併給装置２で余分に発電が行われた場合に、その際発生する余剰電力をヒータにより消費し、熱として回収する装置である。貯湯熱交換器６は、排熱回収ラインＬ１の温水と貯湯タンク３内の温水との間で熱交換を行う装置である。循環サーミスタ７は、貯湯熱交換器６の出側の水温を測定する温度センサである。暖房低温熱交換器８は、暖房装置に対して供給する温水と排熱回収ラインＬ１内を循環する温水との間で熱交換を行う装置である。排熱サーミスタ９は暖房低温熱交換器８の出側の排熱回収ラインＬ１を循環する温水の温度を検出する温度センサである。冷却水タンク１０は、排熱回収ラインＬ１を循環する水を一時的に貯水するタンクであり、タンク内の水位を測定することにより排熱回収ラインＬ１内の水量が適当であるかどうかを検出するために設けられている。排熱ポンプ１１は、排熱回収ラインＬ１内の温水を循環させるためのポンプである。

貯湯タンク３の底部には、上水道から水を供給するための給水ラインＬ２が接続されている。給水ラインＬ２上には、減圧弁１２、給水サーミスタ１３、給水水量センサ１４、及び逆止弁１５が設けられている。上水道から給水ラインＬ２に供給される水は、減圧弁１２で減圧され、給水サーミスタ１３で温度を測定され、給水水量センサ１４で水量検出がされる。そして、逆流防止用の逆止弁１５を通り、底部から貯湯タンク３内に給水される。

貯湯タンク３の底部と上部の間には、蓄熱ラインＬ３が接続されている。蓄熱ラインＬ３は、貯湯タンク３の底部から、循環比例弁１７、貯湯熱交換器６、及び循環ポンプ１６を経由して貯湯タンク３の上部に接続されている。貯湯タンク３の水は、蓄熱ラインＬ３を循環する間に貯湯熱交換器６において排熱回収ラインＬ１内の温水から熱を吸収する。これにより、熱電併給装置２で発生する排熱は貯湯タンク３に蓄熱される。なお、循環ポンプ１６は、蓄熱ラインＬ３内の水を循環させるポンプである。また、循環比例弁１７は、蓄熱ラインＬ３を循環する温水の水量を調節する比例弁である。

循環ポンプ１６の吐出側の蓄熱ラインＬ３と循環ポンプ１６の吸入側の蓄熱ラインＬ３には補助熱供給ラインＬ４が接続されている。補助熱供給ラインＬ４は、循環ポンプ１６の吐出側から、ＢＵ水量センサ１８、ＢＵ入サーミスタ１９、補助熱源機（ＢＵ）２０、ＢＵ出サーミスタ２１、暖房高温熱交換器２２、及び暖房弁２３を経由して循環ポンプ１６の吸入側へ至る温水循環ラインである。ＢＵ水量センサ１８は、補助熱供給ラインＬ４を通って補助熱源機２０へ流入する水量を検出する流量センサである。ＢＵ入サーミスタ１９は、補助熱源機２０に流入する水温を検出する温度センサである。補助熱源機２０は、内部にガスバーナを備えており、貯湯タンク３の蓄熱量が不足した場合に、補助熱供給ラインＬ４内の水に補助的に熱を供給する装置である。ＢＵ出サーミスタ２１は、補助熱源機２０から流出する温水の温度を検出する温度センサである。暖房高温熱交換器２２は、暖房装置に対して供給する温水と補助熱供給ラインＬ４内を循環する温水との間で熱交換を行う装置である。暖房弁２３は、補助熱供給ラインＬ４内を循環する温水の流量を調節する水量調節弁である。

暖房弁２３が開弁した状態で、循環ポンプ１６を運転すると、補助熱供給ラインＬ４内に温水が循環する。このとき、補助熱源機２０において熱供給を行うことにより、補助熱供給ラインＬ４内の温水温度が上昇する。この供給された熱は、暖房高温熱交換器２２により暖房装置に供給することができる。また、暖房弁２３と同時に循環比例弁１７を開弁しておくことにより、補助熱源機２０で供給された熱を貯湯タンク３内に蓄熱することもできる。

補助熱供給ラインＬ４の補助熱源機２０の出側（ＢＵ出サーミスタ２１の下流側）には、給湯回路に温水を供給する為の給湯ラインＬ５が接続されている。本発明においては給湯回路は関係しないため、図１では給湯回路は省略してある。

また、コージェネレーションシステム１には、床暖房装置やファンコイルユニット等の暖房装置（図示せず）に対して熱供給を行うための暖房ラインＬ６が備えられている。暖房ラインＬ６は、暖房装置からの戻り温水を加熱して暖房装置に供給することで、暖房装置に熱を供給する。暖房ラインＬ６には、暖房装置からの戻り側から、暖房低温熱交換器８、暖房高温熱交換器２２、暖房水タンク２４、暖房ポンプ２５、及び暖房サーミスタ２６が備えられている。暖房低温熱交換器８は、排熱回収ラインＬ１を循環する温水と暖房ラインＬ６を循環する温水との間で熱交換を行う熱交換器である。暖房低温熱交換器８を介して、熱電併給装置２からの排熱は暖房装置に直接的（貯湯タンク３を介さずに）に供給される。暖房高温熱交換器２２は、補助熱供給ラインＬ４を循環する温水と暖房ラインＬ６を循環する温水との間で熱交換を行う熱交換器である。暖房高温熱交換器２２を介して、貯湯タンク３内に蓄熱された熱や補助熱源機２０から供給される熱を暖房装置に供給することができる。暖房水タンク２４は、暖房ラインＬ６内の温水を一時的に貯水するタンクである。暖房水タンク２４の水位を測定することにより、暖房ラインＬ６内の温水量が適正か否かを測定することができる。暖房ポンプ２５は、暖房ラインＬ６内の温水を循環させるためのポンプである。暖房サーミスタ２６は、暖房ラインＬ６を通して暖房装置に供給される温水の温度を検出する温度センサである。

図２は実施例１に係るコージェネレーションシステム１の制御構成のうち暖房制御に係わる制御構成を抜き出して示した図である。コージェネレーションシステム１は、暖房装置の制御を行うためのシステム制御装置３０を備えている。また、システム制御装置３０には、各暖房装置（床暖房装置、ファンコンベクタ、ファンコイルユニット等）に設けられたリモコン３１が接続されている。

システム制御装置３０は、暖房制御手段３２、補助熱源機制御手段３３、給湯制御手段３４、暖房負荷予測装置３５、暖房負荷予測記憶装置３６、給湯負荷予測装置３７、給湯負荷予測記憶装置３８、運転スケジュール生成手段３９、及び熱電併給装置制御手段４０を備えている。

暖房制御手段３２は、リモコン３１からの入力指示及び各種センサ（暖房サーミスタ２６、ＢＵ水量センサ１８、ＢＵ入サーミスタ１９、ＢＵ出サーミスタ２１等）からの温度又は水量の検出値に基づいて、暖房ポンプ２５、循環ポンプ１６、暖房弁２３、補助熱源機制御手段３３を制御することによって各暖房装置の制御を行う。補助熱源機制御手段３３は、補助熱源機２０の制御を行う。給湯制御手段３４は、給湯回路の制御を行う。

暖房負荷予測装置３５は、各暖房装置の運転実績及びリモコン３１から入力される暖房装置の運転予約情報に基づいて、現在以降の時間帯における暖房負荷の予測を行う装置である。暖房負荷予測記憶装置３６は、暖房負荷予測装置３５により予測される現在以降の時間帯における暖房負荷の予測値を記憶する。給湯負荷予測装置３７は、給湯回路の運転実績に基づいて現在以降の時間帯における給湯負荷の予測を行う装置である。給湯負荷予測記憶装置３８は、給湯負荷予測装置３７により予測される現在以降の時間帯における給湯負荷の予測値を記憶する。

運転スケジュール生成手段３９は、暖房負荷予測記憶装置３６に記憶された現在以降の時間帯における暖房負荷の予測値、及び給湯負荷予測記憶装置３８に記憶された現在以降の時間帯における給湯負荷の予測値に基づいて、熱電併給装置２の運転スケジュールを策定するための装置である。熱電併給装置制御手段４０は、運転スケジュール生成手段３９により策定された運転スケジュールに基づいて熱電併給装置２の運転制御を行う装置である。

また、暖房負荷予測装置３５は、暖房負荷検出手段４１、暖房負荷実績更新手段４２、暖房負荷実績記憶手段４３、初期予測データ生成手段４４、暖房予約記憶手段４５、予約暖房負荷演算手段４６、及び予測データ修正手段４７を備えている。

暖房負荷検出手段４１は、暖房装置において消費される熱量又は暖房装置の運転実績を暖房負荷として検出する。ここで、運転実績とは、暖房装置が運転されている時間とそのときの運転モード（「高温モード」、「低温モード」等）をいう。運転実績から暖房装置において消費される熱量は、所定の計算式を用いて算出できる。暖房負荷検出手段４１により検出された暖房負荷は、暖房負荷実績記憶手段４３に保存される。暖房負荷実績更新手段４２は、暖房負荷実績記憶手段４３に記憶された暖房負荷の実績値を更新する。

初期予測データ生成手段４４は、暖房負荷実績記憶手段４３に記憶された過去の暖房負荷の実績値に基づいて、現在以降の各時間帯における暖房負荷の予測値（以下、「初期予測暖房負荷データ」という。）を生成する。

暖房予約記憶手段４５は、リモコン３１から入力される使用者が設定した暖房装置の運転時間及び暖房温度の予約値（以下「暖房予約情報」という。）を記憶する。予約暖房負荷演算手段４６は、現在以降の各時間帯において、暖房予約記憶手段４５に記憶された暖房予約情報に基づいて算出される暖房装置の予約運転時間帯における暖房負荷（以下「予約暖房負荷」という。）を算出する。予測データ修正手段４７は、初期予測データ生成手段４４により生成される初期予測暖房負荷データを、予約暖房負荷演算手段４６が生成する予約暖房負荷により修正することにより、予測暖房負荷データを生成する。

尚、本実施例において、システム制御装置３０は、マイコン又はプログラマブル論理回路によって構成されているものとし、マイコンやプログラマブル論理回路にプログラム（又は回路構成情報）を書き込むことによって、上述の各種機能ブロックが実現されている。

また、リモコン３１は、入力部５０、暖房予約記憶手段５１、及びリモコン制御部５２を備えている。入力部５０は、使用者が暖房装置の発停指示や温度・運転モードの設定、暖房予約等を入力する。暖房予約記憶手段５１は、使用者が設定した暖房装置の運転時間及び暖房温度の予約値（暖房予約情報）を記憶する。リモコン制御部５２は、リモコン３１の制御を行う。暖房予約記憶手段５１に記憶された暖房予約情報は、有線又は無線で暖房負荷予測装置３５に送信され、暖房予約記憶手段４５に格納される。

以上のように構成された本実施例のコージェネレーションシステム１において、以下その暖房負荷予測方法について説明する。

まず、暖房負荷検出手段４１が暖房負荷を検出すると、暖房負荷実績更新手段４２が暖房負荷実績記憶手段４３に記憶された暖房負荷の実績値を更新する。これにより、暖房負荷実績記憶手段４３に過去の暖房負荷の使用実績が蓄積されていく。暖房負荷の使用実績は、通常は、曜日ごと、時間帯ごとに区分されて蓄積される。次に、初期予測データ生成手段４４が暖房負荷実績記憶手段４３に記憶された過去の暖房負荷の使用実績に基づいて、現在以降の各時間帯（通常は、２４時間後までの各時間帯）における初期予測暖房負荷データを生成する。尚、時間帯の取り方は任意であるが、通常は１時間又は３０分程度の長さの時間帯とされる。初期予測暖房負荷データの生成は、過去の暖房負荷の使用実績から、事例データベース推論、自己回帰モデル等の予測方法により行うことができる。以上の初期予測暖房負荷データを生成する方法は、従来公知の方法と同様である。

次に、使用者によって暖房予約が設定された場合における初期予測暖房負荷データの修正方法について説明する。

図３は暖房負荷予測装置３５の予測データ修正動作を表すフローチャートである。

まず、暖房負荷予測装置３５は、リモコン３１から暖房予約情報が送信されてくるまでは待機する（Ｓ１）。

暖房予約情報が送信されてきた場合、まず、暖房予約情報を暖房予約記憶手段４５に保存する。そして、予約暖房負荷演算手段４６は、現在以降の各時間帯において、暖房予約記憶手段４５に記憶された暖房予約情報に基づいて算出される暖房装置の予約運転時間帯における予約暖房負荷を算出する（Ｓ２）。

図４に、暖房負荷のデータ構造を示す。初期予測暖房負荷データは、配列rec[1]〜rec[n]に格納される。nは現在以降の時間帯を表すインデックスである。n=1は、現在直後の時間帯である。時間帯幅は、任意に設定することができる。ここでは説明の便宜上、時間帯幅は１時間とする。初期予測暖房負荷データは、例えば、過去の同じ時間帯における暖房負荷の実績値の平均、加重平均等により計算される。

同様に、予約暖房負荷は、配列set[1]〜set[n]に格納される。また、予測暖房負荷データは、配列est[1]〜est[n]に格納される。

次に、予測データ修正手段４７は、初期予測データ生成手段４４により生成される初期予測暖房負荷データを、予約暖房負荷演算手段４６が生成する予約暖房負荷により修正することにより、予測暖房負荷データを生成する（Ｓ３）。予測データ修正手段４７は、生成した新たな予測暖房負荷データを暖房負荷予測記憶装置３６に保存する。

このとき、予測データ修正手段４７は、現在以降の各時間帯ｉにおいて、予約暖房負荷set[i]と初期予測暖房負荷データrec[i]とを比較し、予約暖房負荷set[i]のほうが大きい時間帯は予約暖房負荷set[i]を予測暖房負荷データest[i]とし、初期予測暖房負荷データrec[i]のほうが大きい時間帯は初期予測暖房負荷データrec[i]を前記予測暖房負荷データとする。

また、他の方法として、予測データ修正手段４７は、現在以降の各時間帯ｉにおいて、予約暖房負荷set[i]がある時間帯は予約暖房負荷set[i]を予測暖房負荷データest[i]とし、予約暖房負荷set[i]がない時間帯は初期予測暖房負荷データrec[i]を予測暖房負荷データest[i]とするようにしてもよい。

これにより、使用者の意志により設定される暖房予約が反映されるため、予測暖房負荷データを実際の暖房負荷により近づけることができる。従って、暖房負荷の予測精度が向上する。

最後に、暖房負荷予測記憶装置３６の予測暖房負荷データが変更されると、運転スケジュール生成手段３９は、変更された予測暖房負荷データを用いて熱電併給装置２の運転スケジュールを変更する（Ｓ４）。そして、ステップＳ１に戻る。

以上のように、本実施例のコージェネレーションシステム１によれば、使用者により設定される予約暖房負荷によって初期予測暖房負荷データを修正することにより、使用者の意志による暖房負荷の変更が予測暖房負荷データに反映される。そのため、暖房負荷の予測精度が向上し、熱電併給装置制御手段４０はより省エネ性の高い熱電併給装置２の運転スケジュールを決定することが可能となる。

本発明の実施例１に係るコージェネレーションシステムの構成を表す図である。 実施例１に係るコージェネレーションシステムの制御構成のうち暖房制御に係わる制御構成を抜き出して示した図である。 暖房負荷予測装置３５の予測データ修正動作を表すフローチャートである。 暖房負荷のデータ構造と予測値の算出方法を表した図である。 従来の一般的なコージェネレーションシステムの一例を示した図である。 １日の各時間帯における消費電力と熱電併給装置の発電量との関係の一例を示したものである。 １日の各時間帯における消費熱量と貯湯熱量との関係の一例を示したものである。 特許文献１に記載のコージェネレーションシステムの構成を表す図である。

符号の説明

１ コージェネレーションシステム
２ 熱電併給装置
３ 貯湯タンク
５ 余剰電力回収ヒータ
６ 貯湯熱交換器
７ 循環サーミスタ
８ 暖房低温熱交換器
９ 排熱サーミスタ
１０ 冷却水タンク
１１ 排熱ポンプ
１２ 減圧弁
１３ 給水サーミスタ
１４ 給水水量センサ
１５ 逆止弁
１６ 循環ポンプ
１７ 循環比例弁
１８ ＢＵ水量センサ
１９ ＢＵ入サーミスタ
２０ 補助熱源機
２１ ＢＵ出サーミスタ
２２ 暖房高温熱交換器
２３ 暖房弁
２４ 暖房水タンク
２５ 暖房ポンプ
２６ 暖房サーミスタ
３０ システム制御装置
３１ リモコン
３２ 暖房制御手段
３３ 補助熱源機制御手段
３４ 給湯制御手段
３５ 暖房負荷予測装置
３６ 暖房負荷予測記憶装置
３７ 給湯負荷予測装置
３８ 給湯負荷予測記憶装置
３９ 運転スケジュール生成手段
４０ 熱電併給装置制御手段
４１ 暖房負荷検出手段
４２ 暖房負荷実績更新手段
４３ 暖房負荷実績記憶手段
４４ 初期予測データ生成手段
４５ 暖房予約記憶手段
４６ 予約暖房負荷演算手段
４７ 予測データ修正手段
５０ 入力部
５１ 暖房予約記憶手段
５２ リモコン制御部
Ｌ１ 排熱回収ライン
Ｌ２ 給水ライン
Ｌ３ 蓄熱ライン
Ｌ４ 補助熱供給ライン
Ｌ５ 給湯ライン
Ｌ６ 暖房ライン

Claims (4)

1. 電力と熱を発生する熱電併給装置；
   前記熱電併給装置から供給される熱を利用して暖房を行う暖房装置；
   前記暖房装置において消費される熱量又は前記暖房装置の運転実績（以下「暖房負荷」という。）を検出する暖房負荷検出手段；
   使用者が設定した前記暖房装置の運転時間及び暖房温度の予約値（以下「暖房予約情報」という。）を記憶する暖房予約記憶手段；
   及び、現在以降の暖房負荷の予測値（以下「予測暖房負荷データ」という。）に基づいて、前記熱電併給装置の運転制御を行う熱電併給制御手段；
   を備えたコージェネレーションシステムにおいて、前記予測暖房負荷データの生成を行う暖房負荷予測装置であって、
   前記暖房負荷検出手段が検出する暖房負荷の実績値を記憶する暖房実績記憶手段；
   前記暖房実績記憶手段に記憶された過去の暖房負荷の実績値に基づいて、現在以降の各時間帯における暖房負荷の予測値（以下、「初期予測暖房負荷データ」という。）を生成する初期予測データ生成手段；
   現在以降の各時間帯において、前記暖房予約記憶手段に記憶された暖房予約情報に基づいて算出される前記暖房装置の予約運転時間帯における暖房負荷（以下「予約暖房負荷」という。）を算出する予約暖房負荷演算手段；
   及び、前記初期予測暖房負荷データを前記予約暖房負荷により修正することにより、前記予測暖房負荷データを生成する予測データ修正手段；
   を備えていることを特徴とする暖房負荷予測装置。
2. 前記予測データ修正手段は、
   現在以降の各時間帯において、前記予約暖房負荷と前記初期予測暖房負荷データとを比較し、前記予約暖房負荷のほうが大きい時間帯は前記予約暖房負荷を前記予測暖房負荷データとし、前記初期予測暖房負荷データのほうが大きい時間帯は前記初期予測暖房負荷データを前記予測暖房負荷データとすること
   を特徴とする請求項１記載の暖房負荷予測装置。
3. 前記予測データ修正手段は、
   現在以降の各時間帯において、前記予約暖房負荷がある時間帯は前記予約暖房負荷を前記予測暖房負荷データとし、前記予約暖房負荷がない時間帯は前記初期予測暖房負荷データを前記予測暖房負荷データとすること
   を特徴とする請求項１記載の暖房負荷予測装置。
4. コンピュータに読み込んで実行することにより、コンピュータを請求項１乃至３の何れか一の暖房負荷予測装置として機能させるプログラム。
   
   
   
   

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