JP2006266154A - 熱源制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 予測とは外れた電気や熱の使用が行われた場合でも、使用者の電気や熱の使用を適当な時間帯に促すようにして、省エネルギーを図ることができる熱源制御装置を提供する。
【解決手段】 本発明の熱源制御装置１は、発熱及び発電を行う熱源１６の運転を制御するものであり、運転計画作成手段１３と報知手段１５とを有し、運転計画作成手段１３は熱源１６の運転計画を作成して、この運転計画に基づいて熱源１６の運転の制御を行うものである。そして、報知手段１５によって、熱源１６の運転が行われているかどうかを音声や情報の表示などによって使用者に報知することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、熱源制御装置に関するものであり、特にコージェネレーションシステムに用いられる熱源制御装置に関するものである。

従来より、熱源を有する機器の熱を有効利用し、給湯や暖房などに利用することが行われている。そして、大規模な事業所では、発電の際に発生する熱を熱源として有効利用されている。
近年、家庭や小規模な事業所に対応した熱の利用可能な発電機が開発されている。そして、発電の際に発生する熱を熱源として有効利用することにより、省エネルギーとすることができる。
また、逆に発熱を行いながら発電することができる熱主導型の装置を用いて、電気と熱を有効利用することができる装置もある。

上記の熱は、発電に伴って発生する。したがって、電気と熱が同時に発生し、電力量を多く発電すればこの熱が多くなる。しかしながら、必要な電力量と必要な熱エネルギーは必ずしも関連するものでない。
通常、電力使用量の変動よりも熱量使用量の変動が大きい。これは、ふろへの給湯など一時的に大きなエネルギーを使用する場合があるからである。

このため、貯湯槽を設けて湯によって熱エネルギーを一時的に蓄える貯留槽などの蓄熱部を設けて、急激に熱エネルギーの使用が増えた時に蓄熱部に貯めた熱を使用することが行われている。また、発電機とは別に、燃焼装置などの補助熱源を設けて、さらに熱エネルギーの使用が増えた時などに、不足した熱量を補うことも行われている。

この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特許第２５８０５０４号公報

特許文献１には、居住者が起床中、不在中または睡眠中のうちいずれの生活状態であるかの判定を行い、エネルギー使用行為と使用実績データ測定部の測定結果からエネルギー使用行為毎に、使用開始時刻、使用継続時間および使用量の平均および分散を求め、時間毎のエネルギー使用を判定するエネルギー負荷予測装置が記載されている。そして、特許文献１によれば、多様な居住者の生活パターンに対応できる予測を行うことができ、集合住宅のエネルギー供給設備に有効な貯熱システムを利用できる。

家庭や小規模な事業所に対応した熱を利用する発電機（熱源）の場合には、使用する熱エネルギーの変動が大きい。特に風呂使用時などの給湯の際には、多量の熱エネルギーを短時間で必要とする。この場合、蓄熱部に貯まっていた熱エネルギーが用いられるが、蓄熱部に貯まっていた熱エネルギー以上の大きな熱エネルギーが必要となる場合には、発電機とは別に設けられた燃焼装置などの熱源により、熱エネルギーを供給しなければならない。かかる場合には、前記熱源の使用により、エネルギー効率が低下してしまう。

そのため、使用される熱エネルギーの予測を行い、多量の熱エネルギーを必要とする場合に備えて、前もって蓄熱部に熱エネルギーを貯めるように熱源を計画的に運転することが行われている。しかし、このように運転した場合にも、熱エネルギーの使用が予測通りに行われない場合がある。
また逆に、熱源によって発電された電気が有効に使用されない場合には、エネルギー効率が低下してしまう。

一方で、予測とは外れた電気や熱の使用が行われた場合でも、使用者の電気や熱の使用を適当な時間帯に行うことにより、省エネルギーを図ることができる場合がある。しかしながら、いつ電気や熱を使用することが省エネルギーとなるのかが、使用者にはわかりにくかった。

そこで、本発明は、運転の予測から外れた電気や熱の使用が行われた場合などにも、使用者の電気や熱の使用を適当な時間帯に行うように使用を促すことができ、省エネルギーを実現することが可能な熱源制御装置の提供を課題とするものである。

そして、上記した目的を達成するための請求項１に記載の発明は、発熱及び発電を行う熱源の運転を制御するものであり、熱及び電気の少なくとも一方の使用量を予測して熱源の運転を行う熱源制御装置であって、運転計画作成手段と使用電力確認手段と電力比較手段と報知手段とを有し、前記運転計画作成手段は熱源の運転計画を作成するものであって前記運転計画に基づいて熱源の運転の制御を行うものであり、前記使用電力確認手段は、前記熱源で発電した電気が、外部の装置で使用される使用電力を確認することができ、前記電力比較手段は熱源の発電量と前記使用電力とを比較するものであり、前記報知手段は、電力比較手段の結果に基づいて報知するものであって、周期的に発する音声を発するものであり、電力比較手段の結果に応じて、周期を変えて報知するものであることを特徴とする熱源制御装置である。

請求項１に記載の熱源制御装置では、電力比較手段により、熱源の発電量と、所定の装置に使用する使用電力とを比較し、さらに、報知手段によってこの比較結果に基づいて報知するものであるので、発電量に対して使用電力が少ないかどうかを使用者が知ることができ、使用電力が少ない場合に、使用者が電気を使用するように促すことができ、より省エネルギーとすることができる。
また、請求項１に記載の発明によれば、報知手段は電力比較手段の結果に応じて、周期を変えて報知するものであるので、言葉などを音声化したものを用いなくても、使用者に報知することができ、また、言葉などを音声化したものを用いた場合でも、この音声の内容が聞き取りにくいときにも使用者が確認することができる。

請求項２に記載の発明は、報知手段は、熱源の運転開始から運転終了までの間における、熱源の総発電量と総使用電力と比較した結果を報知することができることを特徴とする請求項１に記載の熱源制御装置である。

請求項２に記載の発明によれば、熱源の運転開始から運転終了までの間における、熱源の総発電量と総使用電力と比較した結果を報知することができるので、熱源を運転する毎に、省エネルギーの程度を確認して、使用者自身の行動に対する省エネルギー性への影響を確認することができ、熱源制御装置と使用者との協働で更に省エネルギーを図ることができる。

請求項３に記載の発明は、報知手段は、運転計画に基づいて行われる熱源の運転の開始予定時期及び終了予定時期の少なくともいずれか一方を報知することができることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱源制御装置である。

請求項３に記載の発明によれば、運転計画に基づいて行われる熱源の運転の開始予定時期及び終了予定時期の少なくともいずれか一方を報知することができるので、使用者が熱源の運転に合わせて、電気の使用を行うことができるように準備でき、省エネルギーを図ることができる。

また、遠隔操作を行うための操作部を設け、前記操作部の操作を行った場合に、熱源の運転の予定時期を報知するようにしてもよい（請求項４）。

さらに、熱源の運転によって発生した熱を湯として利用することができるものであって、前記湯を利用した場合に、熱源の運転の予定時期を報知するようにしてもよい（請求項５）。

請求項６に記載の発明は、発熱及び発電を行う熱源の運転を制御するものであり、熱及び電気の少なくとも一方の使用量を予測して熱源の運転を行う熱源制御装置であって、運転計画作成手段と使用電力確認手段と報知手段とを有し、前記運転計画作成手段は熱源の運転計画を作成するものであって前記運転計画に基づいて熱源の運転の制御を行うものであり、前記使用電力確認手段は、前記熱源で発電した電気が、外部の装置で使用される使用電力を確認することができ、前記使用電力が一定値を越えない場合には使用電力不足停止モードとなって運転計画にかかわらず熱源を停止するよう制御するものであり、前記報知手段は使用電力不足停止モードの際に、所定の情報を使用者に報知するものであることを特徴とする熱源制御装置である。
ここで使用者に報知する所定の情報とは、使用電力不足停止モードであることの情報や、電気の使用を促すことを示す情報などがある。

請求項６に記載の発明によれば、使用電力が一定値を越えない場合には使用電力不足停止モードとなって運転計画にかかわらず熱源を停止するよう制御するものであるので、電気を使用していない場合に発電をしないようにして、省エネルギー性を高めることができる。また、報知手段は使用電力不足停止モードの際に、所定の情報を使用者に報知するので、使用電力が一定値を越えるように使用者に電気の使用を促すことができる。さらに、使用者が電気を使用することで、使用電力不足停止モードが解除されて熱源が運転状態となり、熱源が発電した電気を用いることによる、省エネルギーとすることができる。

請求項７に記載の発明は、使用電力不足停止モードの場合に、使用電力と一定値の差である不足電力を使用者に報知するものであることを特徴とする請求項６に記載の熱源制御装置である。

請求項６に記載の発明によれば、使用電力不足停止モードの場合に、使用電力と一定値の差である不足電力を使用者に報知するものであるので、使用者は、使用電力不足停止モードを解除するためにどれくらい電気を使用すればよいかがわかる。
この不足電力を報知する場合、ワット数で直接的に表示することもできるが、不足電力に対応する電化製品の具体例などで表示することもできる。

請求項８に記載の発明は、発熱及び発電を行う熱源の運転を制御するものであり、熱及び電気の少なくとも一方の使用量を予測して熱源の運転を行う熱源制御装置であって、運転計画作成手段と報知手段とを有し、前記運転計画作成手段は熱源の運転計画を作成するものであって前記運転計画に基づいて熱源の運転の制御を行うものであり、前記報知手段は使用者による電気又は熱の使用を適当な時間に促すように使用者に報知するものであることを特徴とする熱源制御装置である。

請求項８に記載の熱源制御装置によれば、報知手段によって使用者による電気又は熱の使用を適当な時間に促すように使用者に報知するものであるので、より省エネルギーが可能となる。

請求項９に記載の発明は、報知阻止手段が設けられ、前記報知阻止手段は報知可能状態及び報知阻止状態とを切り換えることができ、前記報知阻止状態では報知手段による報知が行われないものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の熱源制御装置である。

請求項９に記載の発明によれば、報知阻止状態とすることができる報知阻止手段が設けられているので、報知が不要な使用者が熱源制御装置を用いる場合には、報知が行われないようにすることができる

本発明の熱源制御装置では、予測から外れた電力や熱量の使用が行われた場合などにも、使用者の電気や熱の使用を適当な時間帯に行うように促すことにより省エネルギーを実現することができる。

以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における熱系システムを示したブロック図である。図２は、本発明の第１の実施形態における熱系システムを示した模式図である。図３は、本発明の第１の実施形態における熱系システムの具体例を示した模式図である。図４は、使用電力不足停止モードの判定基準を示したフローチャートである。図５は最低使用電力を示したグラフである。図６、図７は表示部を示した概念図である。

本発明の第１の実施形態における熱源制御装置１は、図１に示されるように、消費熱量確認手段１０、基準値更新手段１１、基準値記憶手段１２、運転計画作成手段１３、使用電力確認手段１４、電力比較手段１４ａ及び報知手段１５とを有している。
そして、熱源制御装置１は、熱系システム８に設けられる制御装置であり、熱系システム８には、熱源１６、貯留部１７、熱エネルギー使用装置１８が設けられて、熱源１６は熱源制御装置１によって制御しながら運転されている。

熱源制御装置１は、使用者が使用する熱量をあらかじめ予測し、その予測を元にして熱源１６を運転するものである。具体的には、基準値記憶手段１２に記憶された基準予測値Ｗに基づいて、運転計画作成手段１３によって運転計画が作成されて熱源１６の運転が行われる。そして、基準値記憶手段１２に記憶されている基準予測値Ｗは、消費熱量確認手段１０で確認された消費熱量Ｑ等を用いて更新される。

消費熱量確認手段１０は、一定間隔毎に関連する物理量を測定することにより、熱源１６で発生した熱を用いる所定の装置（給湯装置１９、風呂装置２０、暖房装置２１）で消費される消費熱量Ｑを確認することができるものである。

基準値更新手段１１は、基準予測値Ｗや消費熱量Ｑの実績値などに基づき、基準予測値Ｗを更新するかどうかを判断して、更新する場合には基準予測値Ｗを算出して、基準値記憶手段１２に記録されている基準予測値Ｗを更新するものである。そして、基準予測値Ｗは後述するように、運転計画を作成するために用いられるものである。
本実施形態では、基準予測値Ｗは基準周期だけ前の基準予測値Ｗを繰り返し用いられ、必要に応じて更新される。ここで、基準周期は任意であるが本発明の実施形態では１週間である。

なお、この基準周期は複数の期間を構成要素とするものであり、本実施形態ではこの期間は１日であり、基準周期に７つの期間を持っている。そして、この期間は複数の単位期間からなる。この単位期間は１時間であり、１つの期間に２４個の単位期間を有している。
さらに、基準予測値Ｗは１日で２４個のデータを有し、各時間毎にデータが設けられている。そして、消費熱量確認手段１０によって確認される消費熱量Ｑは、基準予測値Ｗに対応しており、１時間毎に消費される熱量を確認することができる。

そして、基準予測値Ｗは、曜日毎に、各時間の２４個のデータを持ち、合計１６８個のデータが基準値記憶手段１２により記録されている。言い換えると、基準予測値Ｗは単位期間ごとにデータを持っている。
基準予測値Ｗは、一定の条件を満たすことによって、曜日及び時間が対応する消費熱量Ｑの値に基準予測値Ｗを更新してもよい。かかる場合には、基準予測値Ｗを過去の同じ曜日の同時間の消費熱量Ｑに近い値とすることができる。なお、熱系システム８を使用し始めは、基準周期だけ前の基準予測値Ｗの代わりに初期値Ｓが用いられる。
なお、一日の基準となる時間は、午前０時でなくてもよく、午前３時など別の時間を基準とすることができる。

運転計画作成手段１３は、基準値記憶手段１２で記憶されている基準予測値Ｗに基づいて運転計画を作成するものである。運転計画は、運転計画を作成する曜日の基準予測値Ｗを用いて行われる。運転計画を作成する場合、基準予測値Ｗをそのまま用いても良いが、一定の条件で基準予測値Ｗを補正して算出された計画熱量値Ｔｙを用いて運転計画を作成することもできる。そして、この運転計画に基づいて熱源１６の制御が行われ、熱源１６は、一定の時間、運転状態となる。

熱源１６には熱源１６によって発電された電力を使用する外部に設けられた装置の電力負荷２２が接続されている。この電力負荷２２によって使用される使用電力Ｅは、使用電力確認手段１４によって確認することができる。また、使用電力確認手段１４は、任意の時期に使用した総電力量についても確認することができる。

また、電力比較手段１４ａは、使用電力確認手段１４で確認された使用電力Ｅと熱源１６で発電された発電量を比較することができるものである。
そして、熱源制御装置１では、電力比較手段１４ａによって比較した結果、使用電力確認手段１４によって確認された使用電力Ｅが最低使用電力Ｅ０よりも小さい場合には、使用電力不足停止モードとして、熱源１６を停止させるように制御が行われる。すなわち、運転計画作成手段１３で作成された運転計画では熱源１６を運転させることとなっている場合であっても、使用電力不足停止モードとなると熱源１６を停止させるように制御される。
すなわち、図４に示されるように、運転計画作成手段１３で作成された運転計画では、熱源１６の運転予定の時間帯であるが、使用電力Ｅが最低使用電力Ｅ０よりも小である場合には、ＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ２を経てＳＴＥＰ３に進み、使用電力不足停止モードとなる。
このように使用電力不足停止モードとなると熱源１６が停止するので、熱源１６で発生した電力が有効利用されないことを防ぎ、エネルギー効率を向上させることができる。

なお、使用電力不足停止モードとするかどうかの最低使用電力Ｅ０は、固定された値を用いても良く、条件によって変化する値を用いることができる。
条件によって最低使用電力Ｅ０の値を変化させる例について、図５を用いて説明する。給湯装置１９や風呂装置２０などによって使用される熱量（計画熱量値Ｔｙ）を前もって発生させて貯めておくように、運転計画が作成されて熱源１６が運転される。このとき、熱源の運転の際に電気を使用しないとエネルギーの無駄が発生しやすい。そのため、最低使用電力Ｅ０以下の使用電力Ｅの場合には使用電力不足停止モードとなる。
また、前もって熱源１６を運転させると、熱を使用する時間までの放熱があるので、最低使用電力Ｅ０を大きくしておき、熱を使用する時間に近づくほど、最低使用電力Ｅ０を小さくする。また、暖房装置２１を使用した場合には、その分の熱量については使用されるので無駄が小さくなるので、暖房装置２１を使用しない場合に比較して最低使用電力Ｅ０を小さくする。
さらに、最低使用電力Ｅ０についても学習機能を設け、より省エネルギーとなるように変更させることもできる。

報知手段１５は、熱源制御装置１に関する所定の情報を、表示や音声を発することなどにより使用者に報知するものである。
本発明における報知手段１５では、現在の時点で熱源１６が運転しているかどうかの情報、現在の時点で熱源１６の発電量と使用電力確認手段１４で確認された使用電力Ｅとの比較結果がどうなっているかの情報、熱源１６の運転の開始予定時期や終了予定時期がいつであるかの情報、使用電力不足停止モードによって熱源１６が停止しているかどうかの情報、使用電力不足停止モードの場合に電気の使用を促す情報、上記の使用電力不足停止モードの場合に使用電力Ｅと最低使用電力Ｅ０との差である不足電力の値、熱源１６の運転開始から運転終了までの間における、熱源１６の総発電量と電力負荷２２による総使用電力と比較した結果、等を報知してこれらの情報を使用者に伝達することができる。

報知手段１５は、使用者に報知することができればどのような方法でも良いが、例えば、情報を文字や図形などにして、これをディスプレイなどを用いて表示して情報を伝達する方法や、情報を音声化して音声によって情報を伝達する方法などを用いることができる。
報知手段１５による情報の伝達の時期はいつ行っても良く、表示するなどして常に報知を行っても良いが、所定の条件の場合にのみ報知することも可能である。具体的には、熱源制御装置１に遠隔操作が可能な操作部（リモコン）が設けて、当該操作部が使用者によって操作されたときに報知手段１５による情報の報知を行うようにすることもできる。また、給湯装置１９に設けられたカランなどを操作することにより、湯の利用を検知して、この検知により報知手段１５を操作するようにすることができる。

報知手段１５を用いて、現在の時点で熱源１６が運転しているかどうかを使用者に伝える場合、熱源１６が運転しているときにのみ報知して、熱源１６の運転が停止しているときには報知しないようにすることができる。
また、電力比較手段１４ａによる、使用電力Ｅと熱源１６で発電された発電量との比較結果により報知の内容を変更し、熱源１６が運転していることと、使用電力Ｅの使用状況を合わせて報知することができる。この報知の内容の変更は、報知する音声情報を変えたり、音声情報の音質や発生の間隔を変えたりして行われる。

例えば、発電量を基準として、使用電力Ｅが同じ又は大きい場合には満足感を与える音声（小鳥のさえずり音や心地よいメロディーなど）を発し、使用電力Ｅがやや小さい場合には通常の音声を発し、使用電力Ｅがかなり小さい場合には物足りなさを表す音声を発することにより、音のイメージでも使用者に情報を伝達することができる。
さらに、発電量を基準として使用電力Ｅが小さい場合には、この電気を使用することにより、エネルギー効率が向上して省エネルギーとすることができるので、この場合には、「発電中のお得な電気を使用してください」などを使用者に電気の使用を促すメッセージを合わせて伝達することができる。そして、「発電中のお得な電気を使用してください」などのメッセージは、発電量と使用電力Ｅとの比較した結果の情報の間に発するようにすることができる。さらに、この比較結果の情報を２回発した後にこのようなメッセージを１回発するなど、これらの音声を周期的に発するようにすることができる。

また、音声を発する周期（時間当たりの回数）については任意に変更できるが、使用電力Ｅの大きさによって変えることができる。例えば、発電量を基準として、使用電力Ｅが同じ又は大きい場合には音声を発する周期（間隔）を長くし、使用電力Ｅがやや小さい場合には音声を発する周期（間隔）をやや短くし、使用電力Ｅがかなり小さい場合には音声を発する周期（間隔）をさらに短くしてもよい。さらに、音声の大きさを変えて報知することもできる。

そして、報知手段１５を用いて、熱源１６の運転の開始予定時期や終了予定時期がいつであるかを報知する場合には、図６に示されるような表示部５０を用いて行うことができる。表示部５０には各時間に対応する部分に表示灯５０ａが設けられており、運転計画によって計画された熱源１６の運転を行う時間に対応する表示灯５０ａが点灯し、他の時間帯の表示灯５０ａは消灯する。そして、使用者はこの表示部５０を見ることによって、熱源１６の運転開始予定時間と、運転終了予定時間を確認することができる。そして、使用者は表示部５０を見ることで、いつ電気や熱を使用するのが適当であるかがわかり、報知手段１５によって電気又は熱の使用を適当な時間に促すように使用者に報知することができる。

なお、熱源１６の運転中の場合、熱源１６の運転の開始予定時期を報知する必要はないので、終了予定時期がいつであるかの情報だけが報知される。また、本発明の熱源制御装置１では、午前０時や午前３時を基準として一日として、表示部５０の表示が更新される。図６に示される例では、１９時から２２時まで熱源１６が運転される。

また、上記したように、運転計画作成手段１３によって作成された運転計画によって熱源を運転する予定であっても、使用電力Ｅが最低使用電力Ｅ０よりも小さいと使用電力不足停止モードとなり、熱源１６の運転が停止状態となる。そのため、表示部５０などに表示された熱源１６の運転時期に停止した状態となって、表示部５０と異なる状態となり、故障などと間違うおそれもあった。
そこで、本発明の報知手段１５では、使用電力不足停止モードによって熱源１６が停止しているかどうかを使用者に報知することができ、また、使用電力不足停止モードの場合に使用電力Ｅとの差である不足電力の値を表示して、使用電力不足停止モードから脱するために、電力をどれくらい使用すればよいかを報知することができる。この場合、図７に示されるような、表示部５１を用いることができる。図７の例では、表示部５１に「あと３００Ｗでお得な電力が使えます」と表示されている。

これを、図４のフローチャートを用いて説明すると、まず、ＳＴＥＰ１で、運転計画によって熱源１６を運転する予定の時間帯かどうか判断し、運転計画で熱源１６を運転する時間帯であれば、ＳＴＥＰ２に進む。そして、ＳＴＥＰ２では電力負荷２２で使用される使用電力Ｅが最低使用電力Ｅ０より小さいかどうか判断され、小さい場合は使用電力不足停止モードとなり、不足電力が表示される（ＳＴＥＰ３、ＳＴＥＰ４）。
一方、運転計画で熱源１６を運転する時間帯でなく、又は、使用電力Ｅが最低使用電力Ｅ０より大きい場合には、ＳＴＥＰ５に進み、通常のデフォルトの表示が行われる。

このように、使用電力不足で使用電力不足停止モードとなり熱源１６が運転されないと、エネルギー効率が低下して省エネルギーとなりにくいが、本発明の熱源制御装置１では、かかる場合に使用者に電気の使用を促して、熱源１６の運転停止を解除するようにできるので、省エネルギーを実現することができる。
さらに、表示部５１に表示する内容を、不足電力に対応する電化製品の具体例を表示することもできる。例えば、「エアコン１台分の電気の使用でお得な電力が使えます」などと表示することもできる。

表示部５０、５１は、遠隔操作を行うための操作部（リモコン）に設けることができる。かかる場合には、使用者が表示内容を確認しやすい。

そして、報知手段１５では、熱源１６の総発電量と総使用電力とを比較した結果を報知することができる。熱源１６の総発電量は、実際に発電された電力量でもよく、熱源１６の定格発電能力に時間を乗じた電力量を用いても良い。また、総使用電力は、電力負荷２２で使用されたものであり、使用電力Ｅを積算して求められる。そして、この結果を報知することにより、使用者は省エネルギーをより実感することができる。
また、熱源１６の運転が停止した直後に、総発電量と総使用電力との比較を行い、その結果を報知することができる。このようにすることにより、自分の行動に対する省エネルギー性への影響が素早く確認することができ、熱源制御装置１と使用者との協働で更に省エネルギーを図ることができる。

総発電量と総使用電力と比較した結果の具体例としては、総発電量に対する総使用電力の割合でもよく、総発電量から総使用電力を引いた電力量でもよい。

熱源制御装置１は、図１に示されるように、熱源１６と接続されて、熱源１６を制御することができる。
熱源１６は、外部から制御が可能である発電機であり、発電の際に発生する熱を冷却水により冷却し、前記冷却水を熱エネルギーとして取り出すことのできる装置である。そして、この発生した熱を直接供給し、又は熱交換機などを介して、貯留部１７及び熱エネルギー使用装置１８の水を加熱する。
熱源１６は、燃料電池やガスエンジンなどが用いられている。

また、熱源１６によって、発電された電力は、テレビや冷蔵庫等の電力負荷２２によって消費される。そして、熱源１６で発電された電気は基本的には電力負荷２２で使用されるが、電極負荷２２で使用されずに余った電気は、ヒータなどによって貯留部１７内の水を加熱して畜熱される。

貯留部１７は具体的には保温機能を有するタンクであり、前記したように熱源１６の発熱によって貯留部１７内部の水が加熱される。
熱エネルギー使用装置１８は、熱源１６の発熱によって加熱された水や、貯留部１７から供給される加熱された水を用いて加熱等を行うものであり、具体的には、図１に示すように、給湯装置１９、風呂装置２０、暖房装置２１である。給湯装置１９は、熱源１６で発生した熱を用いてできた湯を供給する装置であり、さらに具体的には、給湯栓やシャワー等である。風呂装置２０は、浴槽が設けられ、浴槽内の水を循環して追い焚きすることができ、また、高温の水を浴槽に供給することが可能である。暖房装置２１は、室温より高い水を循環路によって循環させ、室内で熱交換を行って暖房を行うものである。

図２に示すように、熱源１６、貯留部１７及び熱エネルギー使用装置１８は、配管２４で接続されている。そして、熱源１６で発生した熱エネルギーを貯留部１７で一時的に貯留し、また、熱エネルギー使用装置１８で使用することができる。
また、図２の矢印で示す方向に水が流れるように配管２４が接続されて、熱エネルギーの移動が可能である。なお、この配管２４は中途部で熱交換器などを介している構成でもよく、直接つながる流路を持つものでなくても構わない。

さらに、図２に示されるように、熱系システム８には、導入される水温Ｔ１を測定する給水サーミスタ１０ａと、熱エネルギー使用装置１８で使用される湯水の温度Ｔ２及びその量Ｖを測定する出湯サーミスタ１０ｂ及び出湯流量センサ１０ｃが設けられている。そして、前記した消費熱量確認手段１０は、これらの検出データに基づいて演算して算出されている。

熱系システム８の具体的な装置を、図３に示す。
熱系システム８では、貯留部１７である貯湯タンク１７ａと、熱源１６である加熱器１６ａが配管２４によって循環路６１を形成している。また、貯湯タンク１７ａには、配管２４である給水路６２と給湯路６３が接続されており、給水路６２から供給される水が貯湯タンク１７ａ内で加熱されて給湯路６３を通じて湯が排出される。

そして、熱系システム８には、流量センサ６４や温度センサ６５が設けられている。熱系システム８の流量センサ６４は、給湯される湯水の量Ｖを確認することができ、温度センサ６５は導入される水温Ｔ１や、給湯される湯水の温度Ｔ２、貯湯タンク１７ａ内の温度を確認することができ、上記した消費熱量確認手段１０として用いられる。

貯湯タンク１７ａには、湯として熱量を蓄えることができる。そして、この熱量は、温度センサ６５などによって確認することができる。
熱系システム８の貯湯タンク１７ａでは、貯湯タンク１７ａ内の高温の湯の部分の容積とその部分の温度や、全体の湯の温度により熱量を確認することができる。

次に、熱源制御装置１を有する熱系システム８を用い、熱源制御装置１による制御について説明する。
熱系システム８の発電機能を有する熱源１６が作動すると、発電しながら発熱し、冷却水によって熱を回収する。
また、給水サーミスタ１０ａ、出湯サーミスタ１０ｂ及び出湯流量センサ１０ｃにより上記した導入される水温Ｔ１、熱エネルギー使用装置１８で使用される湯水の温度Ｔ２及びその量Ｖを１時間毎に測定していく。
そして、上記の水温Ｔ１、湯水の温度Ｔ２や量Ｖなどから算出される消費熱量確認手段１０により消費熱量Ｑが算出される。消費熱量Ｑは所定の物理量から演算された推定される消費熱量であり、具体的には、熱系システム８に導入される水温Ｔ１、熱エネルギー使用装置１８で使用される湯水の温度Ｔ２及びその量Ｖにより求めることができるものであり、熱系システム８で消費されたと考えられる熱量である。

そして、熱源１６の運転は、運転計画作成手段１３によって作成された運転計画により運転される。この運転計画は、基準予測値Ｗに基づいて作成される。

基準予測値Ｗは、基準値更新手段１１により一定の条件で更新されるものである。この更新は、図５に示されるような手順で行われる。なお、この基準予測値Ｗの更新を行うかどうかの判断は、対応する消費熱量Ｑ等を用いて行われる。

運転計画作成手段１３によって運転計画を作成するが、基準予測値Ｗを基準として、前日の消費熱量Ｑの実績値等を用いて各時間の計画熱量値Ｔｙを算出して行われる。運転計画は、各時間の計画熱量値Ｔｙの消費熱量を供給することができるように、計画的に熱源１６を作動させ、その熱を貯留部１７に蓄えておく。

このようにして、各時間の計画熱量値Ｔｙの熱量を供給できるように運転計画が作成されて熱源１６が運転されるので、使用者が使用実績に基づいて学習した熱量に基づいた予測により自動的に熱源１６が運転され、使用者は、熱源１６によって効率的に発電・発熱した電気や熱（湯）を用いることができる。

そして、本実施形態の熱源制御装置１では、報知手段１５により現在の時点で熱源１６が運転しているかどうかの情報を報知することができるので、現時点で発電しているかどうかがわかり、熱源１６の運転により発生した電力を使用してより省エネルギーとすることができる。

また、現在の時点で熱源１６が運転しているときには、報知手段１５によって、熱源１６による発電量と使用電力Ｅとを対比した結果を知ることができるので、使用電力Ｅが少ない場合には電力を使用して、より省エネルギー性を高めることができる。例えば、洗濯やアイロンがけなど、使用者が電気の使用時期を変えることができるものを、使用電力Ｅが少ない時に変更することができる。

さらに、報知手段１５によって、図６に示されるような表示部５０により、熱源１６の運転の開始予定時期や終了予定時期がいつであるかを確認することができる。そのため、使用者は、電気の使用時期を変えることができるものを、熱源１６の運転時間帯にするように段取りすることができるので、確実に熱源１６の運転時間帯に使用電力Ｅを大きくすることができる。

また、報知手段１５によって、使用電力不足停止モードによって熱源１６が停止しているかどうかがわかるので、使用電力不足停止モードによって熱源１６が停止している場合に、熱源１６が故障と間違えることがない。また、上記の使用電力不足停止モードの場合に使用電力Ｅと最低使用電力Ｅ０との差である不足電力の値を表示することができるので、不足分の電力の使用を促して省エネルギー性を高めることができる。

そして、報知手段１５によって、使用者は、熱源１６の運転開始から運転終了までの間における、熱源１６の総発電量と電力負荷２２による総使用電力と比較した結果を知ることができるので、使用者に、より省エネルギー性が高くなるように意識させることができる。

報知手段１５による報知は、遠隔操作が可能な操作部（リモコン）を操作した場合や、給湯装置１９に設けられたカランなどを操作した場合に行うものであるので、不必要な報知をなくして、報知のための無駄な電力などを削減することができる。

さらに、熱源制御装置１の報知手段１５による報知を行わないようにする報知阻止手段を設けることができる。報知阻止手段は、ディップスイッチなどであって、報知可能状態及び報知阻止状態を切り換えることができる。そして、報知が不要な使用者が熱源制御装置１を用いる場合には、報知阻止手段によって報知が行われないようにすることができる。

そして、熱源制御装置１の報知手段１５について、使用者による熱の使用を適当な時間に促すような報知ができるようにしてもよい。例えば、熱源１６が運転中であり、貯留部１７に十分に熱が貯留されていない時に、使用者が風呂スイッチを押して風呂にお湯張りしようとした場合、「○○時にお湯張りした方が省エネです」や「○時間待った方が省エネになります」などと報知することができる。

本発明の第１の実施形態における熱系システムを示したブロック図である。 本発明の第１の実施形態における熱系システムを示した模式図である。 本発明の第１の実施形態における熱系システムの具体例を示した模式図である。 使用電力不足停止モードの判定基準を示したフローチャートである。 最低使用電力を示したグラフである。 表示部を示した概念図である。 表示部を示した概念図である。

符号の説明

１ 熱源制御装置
１０ 消費熱量確認手段
１１ 基準値更新手段
１２ 基準値記憶手段
１３ 運転計画作成手段
１４ 使用電力確認手段
１４ａ 電力比較手段
１６ 熱源

Claims (9)

1. 発熱及び発電を行う熱源の運転を制御するものであり、熱及び電気の少なくとも一方の使用量を予測して熱源の運転を行う熱源制御装置であって、
   運転計画作成手段と使用電力確認手段と電力比較手段と報知手段とを有し、前記運転計画作成手段は熱源の運転計画を作成するものであって前記運転計画に基づいて熱源の運転の制御を行うものであり、前記使用電力確認手段は、前記熱源で発電した電気が、外部の装置で使用される使用電力を確認することができ、前記電力比較手段は熱源の発電量と前記使用電力とを比較するものであり、前記報知手段は、電力比較手段の結果に基づいて報知するものであって、周期的に発する音声を発するものであり、電力比較手段の結果に応じて、周期を変えて報知するものであることを特徴とする熱源制御装置。
2. 報知手段は、熱源の運転開始から運転終了までの間における、熱源の総発電量と総使用電力と比較した結果を報知することができることを特徴とする請求項１に記載の熱源制御装置。
3. 報知手段は、運転計画に基づいて行われる熱源の運転の開始予定時期及び終了予定時期の少なくともいずれか一方を報知することができることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱源制御装置。
4. 遠隔操作を行うための操作部が設けられ、前記操作部の操作を行った場合に、熱源の運転の予定時期を報知するものであることを特徴とする請求項３に記載の熱源制御装置。
5. 熱源の運転によって発生した熱を湯として利用することができるものであり、前記湯を利用した時に、熱源の運転の予定時期を報知するものであることを特徴とする請求項３又は４に記載の熱源制御装置。
6. 発熱及び発電を行う熱源の運転を制御するものであり、熱及び電気の少なくとも一方の使用量を予測して熱源の運転を行う熱源制御装置であって、
   運転計画作成手段と使用電力確認手段と報知手段とを有し、前記運転計画作成手段は熱源の運転計画を作成するものであって前記運転計画に基づいて熱源の運転の制御を行うものであり、前記使用電力確認手段は、前記熱源で発電した電気が、外部の装置で使用される使用電力を確認することができ、前記使用電力が一定値を越えない場合には使用電力不足停止モードとなって運転計画にかかわらず熱源を停止するよう制御するものであり、
   前記報知手段は使用電力不足停止モードの際に、所定の情報を使用者に報知するものであることを特徴とする熱源制御装置。
7. 使用電力不足停止モードの場合に、使用電力と一定値の差である不足電力を使用者に報知するものであることを特徴とする請求項６に記載の熱源制御装置。
8. 発熱及び発電を行う熱源の運転を制御するものであり、熱及び電気の少なくとも一方の使用量を予測して熱源の運転を行う熱源制御装置であって、
   運転計画作成手段と報知手段とを有し、前記運転計画作成手段は熱源の運転計画を作成するものであって前記運転計画に基づいて熱源の運転の制御を行うものであり、前記報知手段は使用者による電気又は熱の使用を適当な時間に促すように使用者に報知するものであることを特徴とする熱源制御装置。
9. 報知阻止手段が設けられ、前記報知阻止手段は報知可能状態及び報知阻止状態とを切り換えることができ、前記報知阻止状態では報知手段による報知が行われないものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の熱源制御装置。

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