JP2013174408A - Heat pump type water heater - Google Patents

Heat pump type water heater Download PDF

Info

Publication number
JP2013174408A
JP2013174408A JP2012040383A JP2012040383A JP2013174408A JP 2013174408 A JP2013174408 A JP 2013174408A JP 2012040383 A JP2012040383 A JP 2012040383A JP 2012040383 A JP2012040383 A JP 2012040383A JP 2013174408 A JP2013174408 A JP 2013174408A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hot water
heat pump
unit
amount
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012040383A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5919881B2 (en
Inventor
Masato Kotake
正人 小竹
Yi Zheng
▲イ▼ 鄭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP2012040383A priority Critical patent/JP5919881B2/en
Publication of JP2013174408A publication Critical patent/JP2013174408A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5919881B2 publication Critical patent/JP5919881B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat pump type water heater responding to a demand or a real time pricing sent from an upper energy control device so that an operation plan is made for a demand from a user.SOLUTION: A heat pump type water heater includes: a demand information receiving part 203 receiving offer information on the supply side being information about an energy consumption recommend value or an energy price sent from an upper energy control device 10; an actual result value memory part 202 storing an actual result value of a used hot-water amount used for hot water supply or heating and the offer information on the supply side received by the demand information receiving part; a used hot-water amount prediction part 206 predicting a predicted hot-water amount used on the basis of the actual result value of the used hot-water amount and the offer information on the supply side; an operation plan planning part 207 making an operation plan of a heat pump based on the predicted hot-water amount used; and an operation control part 208 controlling operation of the heat pump based on the operation plan.

Description

本発明は、ヒートポンプ式給湯装置に関する。   The present invention relates to a heat pump type hot water supply apparatus.

ヒートポンプ式給湯装置は、たとえば、熱源ユニット内の熱交換器によって加熱された温水を貯湯タンクに貯めるように構成される。現状の電力料金は、夜間の電力料金が昼間に比べて安く設定されているため、貯湯タンクを備えたヒートポンプ式給湯機では、夜間に温水の沸き上げ運転を行って貯湯タンクに貯めておくことが一般的である。   The heat pump hot water supply apparatus is configured to store, for example, hot water heated by a heat exchanger in the heat source unit in a hot water storage tank. Since the current electricity rate is set to be cheaper than the daytime electricity rate, heat pump water heaters equipped with hot water storage tanks should be heated to hot water at night and stored in hot water storage tanks. Is common.

この場合、夜間において沸かした温水を昼間に使い切って、再び夜間において沸き上げて貯めておくことが好ましい。   In this case, it is preferable that the hot water boiled at night is used up in the daytime and boiled again at night and stored.

ところが、使用する湯量は日によって相違して一定ではないことから、夜間に貯めておいた湯量では不足して湯切れ状態となる場合があった。このような湯切れ状態が発生すると、使用中の温湯が急に水に変わるなどの不都合が生じる。このような不足分を補うために、貯湯タンク内の温水を沸き上げる運転を行うこととなるが、昼間の料金単価の高い時間帯に運転する必要が生じて、ランニングコストが引き上げられるという問題がある。   However, since the amount of hot water to be used differs depending on the day and is not constant, the amount of hot water stored at night may be insufficient and the hot water may be exhausted. When such a hot water outage occurs, there is a disadvantage that the hot water in use suddenly changes to water. In order to make up for this shortage, the hot water in the hot water storage tank will be boiled, but it will be necessary to operate in the daytime when the unit price is high, raising the running cost. is there.

そこで、貯湯タンク内の温水の残湯量と、ユーザからの操作内容に基づいて、沸き上げ運転を行うか否かの判断をするとともに、過去の使用湯量に基づいて必要湯量を設定できるようにしたヒートポンプ式給湯装置が存在する（特許文献１：特開２００７−２８５６３３号公報）。   Therefore, based on the amount of hot water remaining in the hot water storage tank and the operation contents from the user, it is determined whether or not to perform the boiling operation, and the required amount of hot water can be set based on the amount of hot water used in the past. There is a heat pump type hot water supply apparatus (Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-285633).

最近では、電力需用者に供給される電力エネルギーを、電力会社、または電力会社と需用者との間を仲介するアグリゲータと呼ばれる事業者によって管理し、季節や時間帯、天候、その他の条件に応じた消費電力の抑制や効率的な電力利用を促進するシステムが提案されている。   Recently, the power energy supplied to power users is managed by the power company or an operator called an aggregator that mediates between the power company and the customer, and the season, time zone, weather and other conditions A system has been proposed that suppresses power consumption and promotes efficient power use.

例えば、電力需要が大きくなる季節や時間帯に、電力供給量が需要を下回ることがないように、需用者に対して電力利用を抑制するようなデマンドを送信して、需用者側の機器の運転制御を行う。   For example, in order to prevent the power supply from falling below the demand during the season and time when the power demand becomes large, a demand that suppresses the use of power is transmitted to the consumer. Control the operation of the equipment.

また、電力供給側において風力発電や太陽光発電が増えると、天候変化により発電量が増減することになる。総発電量と総消費電力量とが一致しない場合、電力系統の周波数が変化し、電力系統に障害が発生する。   Further, when wind power generation or solar power generation increases on the power supply side, the amount of power generation increases or decreases due to weather changes. When the total power generation amount and the total power consumption amount do not match, the frequency of the power system changes and a failure occurs in the power system.

このため、エネルギー管理者側から通信回線を介して電力需用者側の各機器に対して、消費電力の抑制や効率的な電力利用が促進するためのデマンドを送信して各機器の運転制御を行う。   For this reason, the energy manager transmits a demand for suppressing power consumption and promoting efficient power use to each device on the power consumer side via a communication line to control the operation of each device. I do.

さらに、夜間と昼間などの時間帯別料金の設定がさらに細分化されて、時間別に料金を変化させるリアルタイムプライシングの料金体系についても実用化されつつある。   Furthermore, the setting of charges by time zone such as night and daytime is further subdivided, and a real-time pricing charge system that changes charges by time is also being put into practical use.

前述したように、貯湯タンク内の残湯量とユーザの操作内容に対応して、沸き上げ運転の制御を行う場合、予測によって得られた一日に使用する湯量を夜間に沸かし、予測が外れ湯切れすると判断した場合には昼間に追加沸き上げを実施する、というように起こりうる事象の場合分けの数が少なく、比較的簡単なアルゴリズムで運転制御プログラムを構成することができる。   As described above, when controlling the heating operation according to the amount of hot water in the hot water storage tank and the user's operation, the amount of hot water used for the day obtained by prediction is boiled at night, and the prediction When it is determined that the event has expired, additional boiling is performed during the day, so that the number of cases that can occur is small, and the operation control program can be configured with a relatively simple algorithm.

しかしながら、上位のエネルギー管理装置から送信されてくるデマンドに応答する場合や、リアルタイムプライシングに対応して料金の最低化を考慮する場合には、起こりうる事象の数が非常に多くなり、制御運転プログラムが複雑になる。   However, when responding to demand transmitted from a higher-level energy management device, or when considering the minimization of charges corresponding to real-time pricing, the number of events that can occur is extremely large, and the control operation program Becomes complicated.

本発明の目的は、上位のエネルギー管理装置から送信されるデマンドやリアルタイムプライシングへの応答を行うヒートポンプ式給湯装置であって、ユーザの需要に応じた運転計画を立案できるようにしたヒートポンプ式給湯装置を提供することにある。   An object of the present invention is a heat pump type hot water supply apparatus that responds to demand and real-time pricing transmitted from a host energy management apparatus, and is capable of formulating an operation plan according to a user's demand. Is to provide.

第１の発明に係るヒートポンプ給湯装置は、ヒートポンプにより水を加熱して給湯又は暖房に使用する温水を提供するヒートポンプ給湯装置であって、デマンド情報受信部と、実績値記憶部と、使用湯量予測部と、運転計画立案部と、運転制御部とを備える。   A heat pump hot water supply apparatus according to a first aspect of the present invention is a heat pump hot water supply apparatus that provides hot water to be used for hot water supply or heating by heating water with a heat pump, and includes a demand information receiving unit, an actual value storage unit, and prediction of hot water usage Unit, an operation planning unit, and an operation control unit.

デマンド情報受信部は、上位のエネルギー管理装置から送信されるエネルギー消費推奨値又はエネルギー価格に関する情報である供給側提供情報を受信する。   The demand information receiving unit receives supply-side provided information that is information related to the recommended energy consumption value or the energy price transmitted from the host energy management apparatus.

実績値記憶部は、給湯又は暖房に使用した使用湯量の実績値と、デマンド情報受信部で受信した供給側提供情報とを蓄積する。   The actual value storage unit stores the actual value of the amount of hot water used for hot water supply or heating and the supply-side provision information received by the demand information receiving unit.

使用湯量予測部は、実績値記憶部に蓄積された使用湯量の実績値及び供給側提供情報に基づいて、予測使用湯量を予測する。   The hot water usage prediction unit predicts the predicted hot water usage based on the actual value of the used hot water amount stored in the actual value storage unit and the supply side provided information.

運転計画立案部は、予測使用湯量に基づいてヒートポンプの運転計画を作成する。   The operation planning unit creates an operation plan for the heat pump based on the predicted hot water usage.

運転制御部は、運転計画立案部により作成された運転計画に基づいてヒートポンプの運転制御を行う。   The operation control unit performs operation control of the heat pump based on the operation plan created by the operation plan planning unit.

本発明に係るヒートポンプ給湯装置では、上位のエネルギー管理装置から送信される供給側提供情報と、使用湯量の実績値に基づいて立案された運転計画によりヒートポンプの運転制御を行っていることから、ユーザの需要を満たすとともに上位のエネルギー管理装置からのデマンドに対応した運転制御を効率的に行うことが可能となる。   In the heat pump hot water supply apparatus according to the present invention, the user controls the operation of the heat pump based on the supply plan provided from the upper energy management apparatus and the operation plan designed based on the actual amount of hot water used. It is possible to efficiently perform the operation control corresponding to the demand from the higher-order energy management apparatus while satisfying the demand.

ここで、ヒートポンプにより加熱された温水を貯留する貯湯タンクをさらに備え、運転計画立案部は、貯湯タンクの現在の熱量、及び予測使用湯量に基づいて、ヒートポンプによる湯沸かし量を決定することができる。   Here, the hot water storage tank which stores the warm water heated with the heat pump is further provided, and the operation plan planning part can determine the amount of water boiling by the heat pump based on the current amount of heat of the hot water storage tank and the predicted amount of hot water used.

また、運転計画立案部は、貯湯タンクの現在の熱量、及び予測使用湯量に基づいて決定されたヒートポンプによる湯沸かし量から電力消費量を算出し、算出された電力消費量とエネルギー価格に関する情報に基づいて、電力料金が最小となるように、運転計画を作成することができる。   In addition, the operation planning unit calculates the power consumption from the current amount of heat in the hot water storage tank and the amount of boiling water by the heat pump determined based on the predicted amount of hot water used, and based on the information on the calculated power consumption and energy price. Thus, an operation plan can be created so that the electricity charge is minimized.

本発明では、上位のエネルギー管理装置から提供される供給側提供情報に基づいて、デマンドに対応した運転制御、またはリアルタイムプライシングに対応して料金最低化を図る運転制御を行うとともに、需用者の快適な使用を妨げることがない運転計画を立案して、実行することが可能となる。   In the present invention, based on the supply-side provided information provided from the host energy management device, the operation control corresponding to the demand or the operation control for minimizing the charge corresponding to the real-time pricing is performed. It is possible to formulate and execute an operation plan that does not impede comfortable use.

図１は、エネルギー管理システムの全体構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the energy management system. 図２は、上位エネルギー管理装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the upper energy management apparatus. 図３は、ヒートポンプ式給湯装置２０の構成を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the heat pump type hot water supply apparatus 20. 図４は、ヒートポンプ式給湯装置２０の制御部２７の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the control unit 27 of the heat pump type hot water supply apparatus 20. 図５は、運転計画立案部２０７が立案した運転計画に従って運転制御を行う際のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart when operation control is performed in accordance with the operation plan prepared by the operation plan planning unit 207.

以下、図を参照しながら、本発明に係るヒートポンプ式給湯装置の一実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a heat pump hot water supply apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

（１）エネルギー管理システム
図１は、本発明のヒートポンプ式給湯装置の運転制御を行うエネルギー管理システムの全体構成を示す模式図である。 (1) Energy Management System FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an energy management system that performs operation control of the heat pump type hot water supply apparatus of the present invention.

図示した例では、電力会社１から需用者２（需用者Ａ，Ｂ）に提供されるエネルギーが管理される。図１に示すように、電力会社１は、上位エネルギー管理装置１０（上位のエネルギー管理装置の一例）を有し、需用者２はそれぞれヒートポンプ式給湯装置２０（ヒートポンプ式給湯装置の一例）を有する。   In the illustrated example, the energy provided from the electric power company 1 to the consumer 2 (customers A and B) is managed. As shown in FIG. 1, the electric power company 1 has an upper energy management device 10 (an example of an upper energy management device), and each consumer 2 has a heat pump hot water supply device 20 (an example of a heat pump hot water supply device). Have.

需用者２は、一般家庭、またはオフィスビル、テナントビル、工場などの設備機器を備える物件である。   The consumer 2 is an ordinary home or a property provided with equipment such as an office building, a tenant building, and a factory.

電力会社１の上位エネルギー管理装置１０は、インターネットなどの通信ネットワーク３を介して、需用者２のヒートポンプ式給湯装置２０に接続可能になっている。   The host energy management device 10 of the electric power company 1 can be connected to the heat pump hot water supply device 20 of the consumer 2 via a communication network 3 such as the Internet.

（２）上位エネルギー管理装置１０
図２は、上位エネルギー管理装置１０の構成を示すブロック図である。 (2) Host energy management device 10
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the upper energy management apparatus 10.

上位エネルギー管理装置１０は、電力会社１に設定されており、インターネットなどの通信ネットワーク３を介して、需用者２のヒートポンプ式給湯装置２０に接続されている。   The host energy management device 10 is set in the electric power company 1 and is connected to the heat pump hot water supply device 20 of the consumer 2 via a communication network 3 such as the Internet.

図示した例では、需要者２として、需用者Ａ，Ｂの２つの物件のみを例示しているが、これに限定されるものではなく、１つの上位エネルギー管理装置１０が２以上の物件について管理する構成とすることもでき、また１つの物件のみを管理する構成とすることもできる。   In the illustrated example, only the two properties of the consumers A and B are illustrated as the consumer 2, but the present invention is not limited to this, and one upper energy management apparatus 10 has two or more properties. It can also be set as the structure which manages, It can also be set as the structure which manages only one property.

上位エネルギー管理装置１０は、通信部１０１、記憶部１０２、制御部１０３を備えている。   The upper energy management apparatus 10 includes a communication unit 101, a storage unit 102, and a control unit 103.

通信部１０１は、上位エネルギー管理装置１０を通信ネットワーク３に接続可能にするためのインターフェイスである。   The communication unit 101 is an interface for enabling the host energy management apparatus 10 to be connected to the communication network 3.

記憶部１０２は、主としてハードディスクドライブなどの記憶装置で構成されており、上位エネルギー管理装置１０の機能を実行するためのプログラムを記憶している。   The storage unit 102 is mainly configured by a storage device such as a hard disk drive, and stores a program for executing the functions of the higher-order energy management device 10.

また、記憶部１０２は、管理物件記憶領域１０２ａ、物件情報記憶領域１０２ｂを備えている。   The storage unit 102 includes a managed property storage area 102a and a property information storage area 102b.

管理物件記憶領域１０２ａは、電力会社１の管理対象である需用者２に関する情報が記憶されている。具体的には、需用者２の識別情報、ヒートポンプ式給湯装置２０の識別情報、その他機器の基本情報などが格納されている。   In the managed property storage area 102a, information related to the consumer 2 that is the management target of the electric power company 1 is stored. Specifically, the identification information of the consumer 2, the identification information of the heat pump type hot water supply device 20, basic information of other devices, and the like are stored.

物件情報記憶領域１０２ｂは、需用者２のヒートポンプ式給湯装置２０から送られてくるエネルギー消費量の実績値情報、各ヒートポンプ給湯装置２０において立案された運転計画情報などを記憶する。エネルギー消費量の実績値情報は、ヒートポンプ式給湯装置２０において所定期間に実際に消費されたエネルギー量の実績値に関する情報である。また、運転計画情報は、ヒートポンプ式給湯装置２０がエネルギー消費量の実績値情報に基づいて立案した今後の所定期間における運転予定情報である。   The property information storage area 102b stores the actual value information of energy consumption sent from the heat pump hot water supply device 20 of the consumer 2, the operation plan information designed in each heat pump hot water supply device 20, and the like. The actual value information of the energy consumption is information related to the actual value of the amount of energy actually consumed in the heat pump hot water supply apparatus 20 in a predetermined period. In addition, the operation plan information is operation schedule information for a predetermined period in the future that the heat pump hot water supply device 20 drafts based on the actual value information of energy consumption.

制御部１０３は、主としてＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭで構成されている。制御部１０３は、記憶部１０２に記憶されている上位エネルギー管理装置のプログラムを読み出して実行する。   The control unit 103 mainly includes a CPU, a ROM, and a RAM. The control unit 103 reads and executes the program of the upper energy management device stored in the storage unit 102.

制御部１０３は、情報収集部１０３ａ及びデマンド送信部１０３ｂを有している。情報収集部１０３ａ及びデマンド送信部１０３ｂは、制御部１０３が上位エネルギー管理装置のプログラムを実行することによって、制御部１０３に形成される機能部である。   The control unit 103 includes an information collection unit 103a and a demand transmission unit 103b. The information collection unit 103a and the demand transmission unit 103b are functional units formed in the control unit 103 when the control unit 103 executes a program of the upper energy management apparatus.

情報収集部１０３ａは、電力会社１が有するエネルギー系統におけるエネルギーの需要と供給とを調整するために、エネルギーの需要・供給に関する情報を収集する。   The information collecting unit 103a collects information related to energy supply and demand in order to adjust the energy demand and supply in the energy system of the power company 1.

デマンド送信部１０３ｂは、需用者２のヒートポンプ式給湯装置２０に対して消費量の要求を行うためのデマンドを送信する。たとえば、エネルギーの需要が供給を上回りそうな時間帯では、デマンド送信部１３０ｂは、エネルギーの消費抑制を需要者に要求するためのデマンドを送信する。逆に、エネルギー供給が需要を上回りそうな時間帯では、デマンド送信部１０３ｂは、エネルギーの消費促進を需用者に要求するためのデマンドを送信する。   The demand transmission unit 103b transmits a demand for requesting consumption to the heat pump hot water supply apparatus 20 of the consumer 2. For example, in a time zone where the demand for energy is likely to exceed the supply, the demand transmission unit 130b transmits a demand for requesting the consumer to suppress energy consumption. Conversely, in a time zone in which the energy supply is likely to exceed the demand, the demand transmission unit 103b transmits a demand for requesting the consumer to promote energy consumption.

デマンド送信部１０３ｂは、このような需用者に対するエネルギー消費に関する要求を時間帯別（例えば、１分毎）にエネルギー消費要求値として決定し、需用者２のヒートポンプ式給湯装置２０に送信する。   The demand transmission part 103b determines the request | requirement regarding such energy consumption with respect to a consumer as an energy consumption request value according to time slot | zone (for example, every minute), and transmits to the heat pump type hot water supply apparatus 20 of the consumer 2. .

この上位エネルギー管理装置１０は、電力会社１に設置されるサーバコンピュータで構成することができる。   The upper energy management apparatus 10 can be configured by a server computer installed in the electric power company 1.

また、電力会社１と複数の需要者２との間を仲介するアグリゲータと呼ばれる事業者が、上位エネルギー管理装置１０を管理するように構成することもできる。アグリゲータは、複数の需用者をとりまとめて、各需用者に代わって電力会社との間でエネルギー消費の調整を仲介する事業者である。   In addition, an operator called an aggregator that mediates between the electric power company 1 and a plurality of consumers 2 can be configured to manage the upper energy management apparatus 10. The aggregator is a business operator that aggregates a plurality of users and mediates the adjustment of energy consumption with an electric power company on behalf of each customer.

上位エネルギー管理装置１０から送信されるデマンドには、各ヒートポンプ式給湯装置２０の識別情報（ＩＤ）、時間帯別の要求値、インセンティブとしての報酬金または罰金に関する情報が含むデータである。また、リアルタイムプライシングを実施している場合には、上位エネルギー管理装置１０から所定期間における時間別料金を送信する。時間別料金は、たとえば、次の日の一日分の料金変動、一時間毎に次の一時間分の料金変動を、１分毎に決定したエネルギー価格に関する情報として送信する。   The demand transmitted from the host energy management device 10 is data including identification information (ID) of each heat pump type hot water supply device 20, a request value for each time zone, and information on a reward or a fine as an incentive. When real-time pricing is performed, the hourly charge for a predetermined period is transmitted from the upper energy management apparatus 10. As the hourly charge, for example, the charge fluctuation for one day of the next day and the charge fluctuation for the next hour are transmitted as information on the energy price determined every minute.

また、上位エネルギー管理装置１０は、各ヒートポンプ式給湯機２０から、エネルギー消費の計画値及び実際のエネルギー消費の実績値を受信する。受信したエネルギー消費の計画値及び実際のエネルギー消費の実績値は、記憶部１０２の所定の領域に記憶させることができ、たとえば、物件情報記憶領域１０２ｂに記憶することもできる。   Further, the upper energy management apparatus 10 receives the planned value of energy consumption and the actual value of actual energy consumption from each heat pump type water heater 20. The received planned value of energy consumption and the actual value of actual energy consumption can be stored in a predetermined area of the storage unit 102, for example, can be stored in the property information storage area 102b.

（３）ヒートポンプ給湯装置２０
図３は、ヒートポンプ式給湯装置２０の構成を模式的に示した図である。 (3) Heat pump water heater 20
FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the heat pump hot water supply apparatus 20.

図示したヒートポンプ式給湯装置２０は、給湯の他に、居室の暖房か可能な暖房給湯装置である。   The illustrated heat pump hot water supply apparatus 20 is a heating hot water supply apparatus capable of heating a living room in addition to hot water supply.

ヒートポンプ式給湯装置２０は、ヒートポンプユニット２１、貯湯タンク２２、給湯配管２３、暖房用循環回路２４、制御部２７を備えている。   The heat pump hot water supply device 20 includes a heat pump unit 21, a hot water storage tank 22, a hot water supply pipe 23, a heating circulation circuit 24, and a control unit 27.

ヒートポンプユニット２１は、冷媒回路３５を有しており、貯湯タンク２２から送られてくる水を沸き上げて温水にする。冷媒回路３５は、主として、圧縮機３２と、熱交換路を構成する水熱交換器３３と、減圧機構としての電動膨張弁３４と、空気熱交換器３１とを順に接続して構成される。水熱交換器３３は、貯湯タンク２２側から引き込まれる配管との間で、熱交換を行い、貯湯タンク２２に貯えられる温水の沸き上げを行う。空気熱交換器３１には、空気熱交換機３１の熱交換機能を調整するためのファン３６が付設されている。   The heat pump unit 21 has a refrigerant circuit 35 and boiles water sent from the hot water storage tank 22 to make it hot water. The refrigerant circuit 35 is mainly configured by sequentially connecting a compressor 32, a water heat exchanger 33 constituting a heat exchange path, an electric expansion valve 34 as a pressure reducing mechanism, and an air heat exchanger 31. The water heat exchanger 33 exchanges heat with the pipe drawn from the hot water storage tank 22 side to boil hot water stored in the hot water storage tank 22. The air heat exchanger 31 is provided with a fan 36 for adjusting the heat exchange function of the air heat exchanger 31.

貯湯タンク２２は、ヒートポンプユニット２１で加熱された温水を貯える。貯湯タンク２２の内側には、図示しないセンサ類が設置されており、貯湯タンク２２内の温水の温度や水位などを感知して、制御部２７に送信する。   The hot water storage tank 22 stores hot water heated by the heat pump unit 21. Sensors (not shown) are installed inside the hot water storage tank 22, and the temperature and water level of the hot water in the hot water storage tank 22 are detected and transmitted to the control unit 27.

貯湯タンク２２は、沸き上げ用循環回路２５を介してヒートポンプユニット２１と接続されている。沸き上げ用循環回路２５は貯湯タンク２２に貯えられた温水のうち、下部にある比較的低温になった温水を水熱交換器３３に通して、貯湯タンク２２に戻す。   The hot water storage tank 22 is connected to the heat pump unit 21 via a boiling circulation circuit 25. Of the hot water stored in the hot water storage tank 22, the boiling circulation circuit 25 passes the relatively low temperature hot water in the lower part through the hydrothermal exchanger 33 and returns it to the hot water storage tank 22.

給湯配管２３は、水が供給される給水配管から分岐し、貯湯タンク２２内に設けられた給湯用熱交換器３７に引き込まれており、給水配管から供給される水道水を給湯用熱交換器３７により貯湯タンク２２内の温水と熱交換させて、家庭のキッチン、浴槽、シャワーなどに温水を供給する配管である。   The hot water supply pipe 23 branches from the water supply pipe to which water is supplied, and is drawn into a hot water supply heat exchanger 37 provided in the hot water storage tank 22, and tap water supplied from the water supply pipe is converted into a hot water supply heat exchanger. 37 is a pipe that exchanges heat with hot water in the hot water storage tank 22 by 37 to supply hot water to a kitchen, bathtub, shower, etc. in the home.

暖房用循環回路２４は、貯湯タンク２２内に貯められた温水を、建物の床などに設置された複数のラジエータ２６を経由させた後、再び、貯湯タンク２２内に戻して循環させる。複数のラジエータ２６は、建物の居室内に設置された放熱器として機能し、設置された居室内の暖房器具として利用される。   The heating circulation circuit 24 causes the hot water stored in the hot water storage tank 22 to pass through a plurality of radiators 26 installed on the floor of the building, and then returns to the hot water storage tank 22 to be circulated again. The plurality of radiators 26 function as radiators installed in the living room of the building, and are used as heaters in the installed living room.

制御部２７は、ヒートポンプ式給湯装置２０の圧縮機３２及びファン３６などの水熱交換の構成要素を制御する。制御部２７は、たとえば、貯湯タンク２２内の温水の温度が所定の温度を下回った場合に、所定の温度に上昇するまで沸き上げ運転を開始する。沸き上げ運転では、貯湯タンク２２内の温水を沸き上げ循環回路２５を介してヒートポンプユニット２１に流し、水熱交換器３３を通して温水に加熱して貯湯タンク２２に戻す。   The control unit 27 controls water heat exchange components such as the compressor 32 and the fan 36 of the heat pump hot water supply apparatus 20. For example, when the temperature of the hot water in the hot water storage tank 22 falls below a predetermined temperature, the control unit 27 starts the boiling operation until the temperature rises to the predetermined temperature. In the boiling operation, the hot water in the hot water storage tank 22 is supplied to the heat pump unit 21 through the boiling circulation circuit 25, heated to the hot water through the hydrothermal exchanger 33, and returned to the hot water storage tank 22.

また、制御部２７は、ユーザがリモコンを操作することにより入力される情報に基づいて、ヒートポンプ式給湯装置２０の運転制御を行う。また、所定のアルゴリズムに沿って立案した運転計画に基づいてヒートポンプ式給湯装置２０の各構成要素の制御を行う。運転計画は、ユーザがリモコンを介して入力する情報に基づいて設定が行われる他、制御部２７によるヒートポンプ式給湯装置２０の日々の運転実績を学習することによって作成される。さらに、制御部２７は、上位エネルギー管理装置１０から送信されるデマンドに基づいてヒートポンプ式給湯機２０の運転制御を行う。   Moreover, the control part 27 performs operation control of the heat pump type hot water supply apparatus 20 based on information input by the user operating the remote control. Moreover, each component of the heat pump type hot water supply apparatus 20 is controlled based on an operation plan designed according to a predetermined algorithm. The operation plan is set based on information input by the user via the remote controller, and is created by learning the daily operation performance of the heat pump hot water supply device 20 by the control unit 27. Furthermore, the control unit 27 performs operation control of the heat pump type hot water heater 20 based on the demand transmitted from the host energy management apparatus 10.

図４は、ヒートポンプ式給湯機２０の制御部２７の構成を示すブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the control unit 27 of the heat pump type hot water heater 20.

制御部２７は、主に、通信部２０１、記憶部２０２、デマンド受信部２０３、環境情報収集部２０４、運転情報収集部２０５、需要予測部２０６、運転計画立案部２０７、運転制御部２０８を備えている。   The control unit 27 mainly includes a communication unit 201, a storage unit 202, a demand reception unit 203, an environment information collection unit 204, an operation information collection unit 205, a demand prediction unit 206, an operation plan planning unit 207, and an operation control unit 208. ing.

通信部２０１は、インターネット等の通信ネットワーク３との接続を行うインターフェイスである。   The communication unit 201 is an interface for connecting to the communication network 3 such as the Internet.

記憶部２０２は、主にハードディスクドライブなどの記憶装置で構成され、ヒートポンプ式給湯装置２０の各部を制御するためのプログラムを記憶している。また、記憶部２０２は、運転実績記憶領域２０２ａ、デマンド情報記憶領域２０２ｂを備えている。   The memory | storage part 202 is mainly comprised by memory | storage devices, such as a hard disk drive, and has memorize | stored the program for controlling each part of the heat pump type hot-water supply apparatus 20. FIG. The storage unit 202 includes an operation result storage area 202a and a demand information storage area 202b.

運転実績記憶領域２０２ａは、ヒートポンプ式給湯機２０の運転実績に関する情報が記憶されている。運転実績に関する情報としては、例えば、ユーザが使用した使用湯量の実績値、貯湯タンク２２内に貯められる温水の沸き上げに使用した熱量などを含む時間帯別のエネルギー消費実績値が含まれる。   The operation record storage area 202a stores information related to the operation record of the heat pump type hot water heater 20. The information related to the operation results includes, for example, the actual value of the amount of hot water used by the user and the actual energy consumption value for each time zone including the amount of heat used for boiling hot water stored in the hot water storage tank 22.

デマンド情報記憶領域２０２ｂには、上位エネルギー管理装置１０から送信されてきたデマンドの種別、デマンドの時間長さ、及びデマンドを受信したタイミングにおける環境情報を関連付けたデマンド情報が記憶される。たとえば、制御部２７は、上位エネルギー管理装置１０からデマンドを受信したタイミングにおける季節、曜日、時刻、天候、気温などの環境情報を収集する。制御部２７は、受信したデマンドが、たとえば消費電力に関して運転抑制なし、０〜３０％の運転抑制あり、３０〜７０％の運転抑制あり、７０〜１００％の運転抑制ありなどのデマンド種別に分類し、収集した環境情報とともにデマンド情報としてデマンド情報記憶部２０２ｂに記憶する。   The demand information storage area 202b stores demand information that associates the type of demand transmitted from the host energy management apparatus 10, the time length of the demand, and the environment information at the timing when the demand is received. For example, the control unit 27 collects environmental information such as season, day of the week, time of day, weather, and temperature at the timing when the demand is received from the host energy management apparatus 10. The control unit 27 categorizes the received demands into demand types such as no operation suppression with respect to power consumption, 0 to 30% operation suppression, 30 to 70% operation suppression, and 70 to 100% operation suppression. Then, it is stored in the demand information storage unit 202b as demand information together with the collected environment information.

また、リアルタイムプライシングが実施されている場合には、制御部２７は、上位エネルギー管理装置１０から所定期間における時間別料金の情報を受信して、これをデマンド情報記憶領域２０２ｂに記憶する。   Further, when real-time pricing is performed, the control unit 27 receives information on hourly charges for a predetermined period from the upper energy management apparatus 10 and stores the information in the demand information storage area 202b.

デマンド受信部２０３は、上位エネルギー管理装置１０から送信されるデマンドを受信して、受信したタイミングにおける環境情報とともにデマンド情報記憶領域２０２ｂに記憶する。また、リアルタイムプライシングが実施されている場合には、上位エネルギー管理装置１０から送信される時間別料金の情報を受信し、デマンド情報記憶領域２０２ｂに記憶する。   The demand receiving unit 203 receives the demand transmitted from the upper energy management apparatus 10 and stores it in the demand information storage area 202b together with the environment information at the received timing. In addition, when real-time pricing is performed, information on hourly charges transmitted from the upper energy management apparatus 10 is received and stored in the demand information storage area 202b.

環境情報収集部２０４は、現在の季節、曜日、時刻、天候、気温などの情報を収集するものであり、ＣＰＵ内に備えるクロック及びカレンダーから季節、曜日、時刻などの時間に関するデータ収集し、通信ネットワーク３を介して天候及び気温データを収集する。気温データについては、ヒートポンプ式給湯装置２０に設けられているセンサから収集することも可能である。   The environment information collection unit 204 collects information such as the current season, day of the week, time, weather, temperature, etc., collects data related to time, such as season, day of the week, and time, from the clock and calendar provided in the CPU, and communicates. Weather and temperature data is collected via the network 3. The temperature data can also be collected from a sensor provided in the heat pump hot water supply apparatus 20.

運転情報収集部２０５は、所定の時間間隔で、ヒートポンプ式給湯装置２０の運転状況に関する情報を収集する。運転情報収集部２０５は、貯湯タンク２２に設けられているセンサから内部の温水の温度や残量に関する情報を収集する。また、運転情報収集部２０５は、ヒートポンプ２１の圧縮機３２の回転数やファン３６の回転数などに基づいてヒートポンプ２１の運転情報を収集する。運転情報収集部２０５で収集された運転情報は、記憶部２０２の所定領域に記憶される。さらに、運転情報収集部２０５は、給湯に用いられている水の使用量及ヒートポンプ式給湯装置２０が使用している電力をメータなどから収集する。   The operation information collection unit 205 collects information related to the operation status of the heat pump hot water supply device 20 at predetermined time intervals. The operation information collection unit 205 collects information about the temperature and remaining amount of the internal hot water from the sensor provided in the hot water storage tank 22. In addition, the operation information collection unit 205 collects operation information of the heat pump 21 based on the rotation speed of the compressor 32 of the heat pump 21, the rotation speed of the fan 36, and the like. The driving information collected by the driving information collection unit 205 is stored in a predetermined area of the storage unit 202. Furthermore, the operation information collection unit 205 collects the amount of water used for hot water supply and the power used by the heat pump hot water supply device 20 from a meter or the like.

需要予測部２０６は、運転実績記憶領域２０２ａに記憶されている運転実績に関する情報から、ユーザの需要を予測する。需要予測部２０６は、時間毎の運転実績に基づいて、現在から所定時間後までのユーザの使用湯量を予測して、これを記憶部２０２の所定の領域に記憶させる。   The demand prediction unit 206 predicts the user's demand from the information related to the driving performance stored in the driving performance storage area 202a. The demand prediction unit 206 predicts the amount of hot water used by the user from the present to a predetermined time later based on the operation results for each hour, and stores this in a predetermined area of the storage unit 202.

運転計画立案部２０７は、需要予測部２０６において予測されたユーザの需要と、デマンド受信部２０３で受信したデマンドまたは時間別料金の情報、ヒートポンプ給湯装置２０の成績係数ＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）などに基づいて、運転計画を立案する。   The operation planning unit 207 includes the demand of the user predicted by the demand prediction unit 206, information on the demand or hourly fee received by the demand receiving unit 203, the coefficient of performance COP (Coefficient of Performance) of the heat pump water heater 20, and the like. Based on this, an operation plan is drawn up.

運転制御部２０８は、運転計画立案部２０７によって立案された運転計画に基づいて、ヒートポンプ式給湯装置２０の運転制御を実行する。   The operation control unit 208 performs operation control of the heat pump hot water supply apparatus 20 based on the operation plan designed by the operation plan planning unit 207.

（４）運転制御のフローチャート
図５は、運転計画立案部２０７が立案した運転計画に従って運転制御を行う際のフローチャートである。 (4) Flowchart of Operation Control FIG. 5 is a flowchart for performing operation control in accordance with the operation plan formulated by the operation plan planning unit 207.

ステップＳ１０１において、デマンド受信部２０３が上位エネルギー管理装置１０からの供給側提供情報を受信する。   In step S <b> 101, the demand receiving unit 203 receives supply-side provided information from the higher-order energy management apparatus 10.

ここでの供給側提供情報は、電力需給の調整のために電力使用の抑制または促進を要求するためのエネルギー消費推奨値を含むデマンド、又は、リアルタイムプライシングが実施されている場合には時間毎のエネルギー価格に関する情報である。   The supply-side provided information here includes demand including energy consumption recommendation values for requesting suppression or promotion of power use for adjustment of power supply and demand, or, if real-time pricing is implemented, for each hour Information on energy prices.

デマンド受信部２０３は、上位エネルギー管理装置１０から受信した供給側提供情報をデマンド情報記憶領域２０２ｂに記憶させる。   The demand receiving unit 203 stores the supply-side provided information received from the higher energy management apparatus 10 in the demand information storage area 202b.

ステップＳ１０２において、運転計画立案部２０７がユーザの需要情報を取得する。   In step S102, the operation planning unit 207 acquires user demand information.

運転計画立案部２０７は、ユーザにより設定されたスケジュールやユーザが入力した操作内容に基づいて、必要となる湯量を算出する。また、需要予測部２０６により予測されて記憶部２０２に記憶されているユーザの使用湯量を読み出して、ユーザの需要情報とする。   The operation planning unit 207 calculates the required amount of hot water based on the schedule set by the user and the operation content input by the user. Moreover, the user's hot water usage predicted by the demand prediction unit 206 and stored in the storage unit 202 is read out and used as user demand information.

ステップＳ１０３では、ヒートポンプ式給湯装置２０の定格性能などの機器情報と、デマンド情報記憶領域２０２ｂに記憶された供給側提供情報と、ユーザの需要情報とに基づいて運転計画を立案する。   In step S103, an operation plan is made based on equipment information such as the rated performance of the heat pump hot water supply apparatus 20, supply-side provided information stored in the demand information storage area 202b, and user demand information.

運転計画立案部２０７は、数理計画法により、たとえば、電力料金が最低になるように、貯湯タンク２２内の温水の沸き上げ運転を計画する。   The operation plan planning unit 207 plans the boiling operation of the hot water in the hot water storage tank 22 by, for example, a mathematical programming method so that the power rate is minimized.

たとえば、リアルタイムプライシングが実施されている場合に、運転計画立案部２０７は、時刻ｔ0＋ｋＴからｔ0＋（ｋ＋１）ＴにおけるＴ時間での電力料金をＰａｙ（ｋ）として、時刻ｔ0からｎＴ時間後までの電力料金ΣＰａｙ（ｋ）の最小化を図ることを問題とする。 For example, when real-time pricing is performed, the operation planning unit 207 sets the power rate at time T from time t 0 + kT to t 0 + (k + 1) T as Pay (k), and from time t 0 to nT. The problem is to minimize the electricity charge ΣPay (k) until after the time.

この場合、運転計画立案部２０７が運転計画を立案する際に用いる目的関数と、その制約を示す数理計画問題を以下のように示すことができる。   In this case, the objective function used when the operation plan planning unit 207 formulates the operation plan and the mathematical programming problem indicating the constraints can be expressed as follows.

Figure 2013174408
Figure 2013174408

式１は、数理計画問題における目的関数であって、運転計画立案部２０７は、時刻ｔ0＋ｋＴからｔ0＋（ｋ＋１）Ｔにおける電力料金Ｐａｙ（ｋ）の合計値が最小になるように、決定変数Ｑeq（ｋ）の最適解を求める。決定変数Ｑeq（ｋ）は時刻ｔ0＋ｋＴから時刻ｔ0＋（ｋ＋１）Ｔにおける区間Ｔ時間での温水の沸き上げ量を表すものであって、ヒートポンプユニット２１による水熱交換処理を実行する熱量Ｑeq（ｋ）*が決定変数Ｑeq（ｋ）の最適解となる。 Equation 1 is an objective function in the mathematical programming problem, and the operation planning unit 207 is configured so that the total value of the power rate Pay (k) from time t 0 + kT to t 0 + (k + 1) T is minimized. Find the optimal solution for the decision variable Q eq (k). The decision variable Q eq (k) represents the amount of hot water boiled in the section T from the time t 0 + kT to the time t 0 + (k + 1) T, and executes the water heat exchange process by the heat pump unit 21. The amount of heat Q eq (k) * is the optimal solution for the decision variable Q eq (k).

式２〜式６は、問題となる目的関数の最適解が満たすべき制約である。   Equations 2 to 6 are constraints that the optimal solution of the objective function in question should satisfy.

式２に示すように、運転計画立案部２０７は、時刻ステップｋにおける最終時刻ｔ0＋（ｋ＋１）Ｔでの貯湯タンク２２内の温水に必要な熱量Ｑ（ｋ）が、初期時刻ｔ0＋ｋＴでの貯湯タンク２２内の温水の熱量Ｑ（ｋ−１）と、ヒートポンプユニット２１の沸き上げにより供給される熱量Ｑeq（ｋ）と、ユーザが使用する湯量により消費される熱量Ｑusr（ｋ）との合計に整合するようにする。 As shown in Equation 2, the operation planning unit 207 determines that the amount of heat Q (k) required for the hot water in the hot water storage tank 22 at the final time t 0 + (k + 1) T at the time step k is the initial time t 0 + kT. The amount of heat Q (k-1) of hot water in the hot water storage tank 22 in the water, the amount of heat Q eq (k) supplied by boiling the heat pump unit 21, and the amount of heat Q usr (k consumed by the amount of hot water used by the user ) And be consistent with the total.

ここで、ユーザが使用する湯量により消費される熱量Ｑusr（ｋ）は、ユーザにより設定されたスケジュールやユーザが入力した操作内容に基づいて算出された湯量、または、需要予測部２０６により予測されて記憶部２０２に記憶されているユーザの使用湯量から求めることができる。 Here, the amount of heat Q usr (k) consumed by the amount of hot water used by the user is predicted by the amount of hot water calculated based on the schedule set by the user or the operation content input by the user, or by the demand prediction unit 206. Thus, the amount of hot water used by the user stored in the storage unit 202 can be obtained.

運転計画立案部２０７は、この式２により、ヒートポンプユニット２１の沸き上げ運転により必要となる決定変数である熱量Ｑeq（ｋ）を求める。 The operation planning unit 207 obtains the amount of heat Q eq (k), which is a determination variable necessary for the heating operation of the heat pump unit 21, using Equation 2.

式３に示すように、運転計画立案部２０７は、ヒートポンプユニット２１の沸き上げにより供給される熱量Ｑeq（ｋ）に基づいて、ヒートポンプユニット２１の消費電力量を算出する。運転計画立案部２０７は、時刻ステップｋにおけるヒートポンプユニット２１の成績係数αcop（ｋ）と、熱量Ｑeq（ｋ）とを掛けることにより、ヒートポンプユニット２１の消費電力Ｐeq（ｋ）を算出する。 As shown in Equation 3, the operation planning unit 207 calculates the power consumption amount of the heat pump unit 21 based on the heat amount Q eq (k) supplied by boiling the heat pump unit 21. The operation planning unit 207 calculates the power consumption P eq (k) of the heat pump unit 21 by multiplying the coefficient of performance α cop (k) of the heat pump unit 21 at the time step k and the heat quantity Q eq (k). .

式４に示すように、運転計画立案部２０７は、ヒートポンプユニット２１の消費電力ｐeq（ｋ）と、その時の電力価格Ｒａｔｅ（ｋ）を掛けることによって、時刻ステップｋにおける電力料金Ｐａｙ（ｋ）を算出する。電力価格Ｒａｔｅ（ｋ）は、上位エネルギー管理装置１０から計画的に配信される電力価格であって、リアルタイムプライシングが実施されている場合には、例えば１分単位で電力価格が変動するように設定される。 As shown in Equation 4, the operation planning unit 207 multiplies the power consumption p eq (k) of the heat pump unit 21 by the power price Rate (k) at that time to thereby calculate the power rate Pay (k) at the time step k. Is calculated. The power price Rate (k) is a power price that is systematically distributed from the higher-order energy management apparatus 10 and is set so that the power price fluctuates in units of one minute, for example, when real-time pricing is performed. Is done.

上位エネルギー管理装置１０が、最小消費電力Ｐmin（ｋ）及び／又は最大消費電力Ｐmax（ｋ）をデマンドとして送信してきている場合には、運転計画立案部２０７は、式５が成り立つように考慮する。ここでは、運転計画立案部２０７は、消費電力Ｐeq（ｋ）が最小消費電力Ｐmin（ｋ）と、最大消費電力Ｐmax（ｋ）との間になるようにする。 When the upper energy management apparatus 10 has transmitted the minimum power consumption P min (k) and / or the maximum power consumption P max (k) as a demand, the operation planning unit 207 satisfies the expression 5 below. Consider. Here, the operation planning unit 207 causes the power consumption P eq (k) to be between the minimum power consumption P min (k) and the maximum power consumption P max (k).

さらに、式６に示すように、運転計画立案部２０７は、貯湯タンク２２内の温水の熱量が最大を超えないことを考慮する。貯湯タンク２２内に貯められる温水の湯量及び温度は、ユーザが給湯に使用する湯量や暖房に必要となる熱量に基づいて決定することができ、運転計画立案部２０７は、貯湯タンク２２内の温水の熱量が、予測される必要熱量に所定の余裕を付加した最大熱量Ｑmax以下になるように考慮する。 Furthermore, as shown in Expression 6, the operation plan making unit 207 considers that the amount of heat of the hot water in the hot water storage tank 22 does not exceed the maximum. The amount and temperature of hot water stored in the hot water storage tank 22 can be determined based on the amount of hot water used by the user for hot water supply and the amount of heat required for heating, and the operation planning unit 207 determines the hot water in the hot water storage tank 22. Is considered to be equal to or less than the maximum heat amount Q max obtained by adding a predetermined margin to the predicted required heat amount.

運転計画立案部２０７は、これら式２〜６の制約を満たす最適解として、ヒートポンプユニット２１の沸き上げ運転を行う各時刻ステップでの沸き上げ湯量であるＱeq（ｋ）の実行可能集合を求め、式（１）を満たすＱeq（ｋ）を導出する。これにより、リアルタイムプライシングが実施されている場合には、料金が比較的安い時間帯により多くヒートポンプユニット２１による沸き上げ運転を行うような解が得られ、かつユーザの需要を満たすために貯湯タンク２２内の温水の熱量が不足しないように、運転計画を立案することができる。 The operation planning unit 207 obtains an executable set of Q eq (k) that is the amount of boiling water at each time step in which the heating operation of the heat pump unit 21 is performed as an optimal solution that satisfies the constraints of Equations 2 to 6. , Q eq (k) that satisfies the equation (1) is derived. As a result, when real-time pricing is performed, a solution is obtained in which the heating operation by the heat pump unit 21 is performed more in a relatively inexpensive time zone, and the hot water storage tank 22 is used to satisfy the user's demand. An operation plan can be made so that the amount of heat in the hot water does not become insufficient.

上位エネルギー管理装置１０からのデマンドが送信されている場合には、その時の消費電力が運転の抑制または促進のデマンドに対応するように、運転計画立案部２０７が運転計画を立案する。   When the demand from the upper energy management apparatus 10 is transmitted, the operation plan drafting unit 207 drafts an operation plan so that the power consumption at that time corresponds to the demand for suppressing or promoting the operation.

ステップＳ１０４において、運転計画立案部２０７で立案された運転計画に沿って、運転制御部２０８が運転制御する。運転制御部２０８は、運転計画立案部２０７が数理計画法により求めた最適解Ｑeq（ｋ）を用いて、ヒートポンプユニット２１による沸き上げ運転を実行する。 In step S104, the operation control unit 208 performs operation control in accordance with the operation plan prepared by the operation plan planning unit 207. The operation control unit 208 performs the boiling operation by the heat pump unit 21 using the optimum solution Q eq (k) obtained by the operation planning unit 207 by the mathematical programming method.

このような構成によれば、ユーザの需要情報に応じた運転計画を立案することができるため、ユーザがヒートポンプ式給湯装置２０から温湯の供給を受けている際に、湯切れを生じることを防止できる。   According to such a configuration, since an operation plan according to the user's demand information can be made, it is possible to prevent running out of hot water when the user is receiving supply of hot water from the heat pump hot water supply device 20. it can.

また、上位エネルギー管理装置１０から送信されてくるデマンドに対応した運転ができるため、インセンティブを考慮して電力料金を最低化することも可能である。さらに、リアルタイムプライシングが実施されている場合にも、比較的低価格である時間帯を選択してヒートポンプユニット２１の沸き上げ運転を実行することができるため、電力料金を抑制することが可能となる。   Moreover, since the operation | movement corresponding to the demand transmitted from the high-order energy management apparatus 10 can be performed, it is also possible to minimize an electric power charge in consideration of an incentive. Furthermore, even when real-time pricing is performed, it is possible to perform a heating operation of the heat pump unit 21 by selecting a relatively low-priced time zone, and thus it is possible to reduce the power charge. .

この実施形態では、数理計画法を用いた電力料金の最低化を行う場合についての１実施形態を説明したが、数理計画問題に対する制約は例示した式以外のものを適用することができ、例示したものに限定されるものではない。   In this embodiment, one embodiment has been described for the case of minimizing power charges using mathematical programming. However, constraints other than the exemplified formula can be applied to constraints on mathematical programming problems. It is not limited to things.

また、数理計画問題の目的関数は、消費電力の最低化に関するものであってもよい。   Further, the objective function of the mathematical programming problem may relate to minimization of power consumption.

本発明の具体的な実施形態について上述したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々変更して実施することができる。   Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention.

本発明は、上位のエネルギー管理装置から送信されるエネルギー消費推奨値又はエネルギー価格に関する情報である供給側提供情報を受信して運転制御するヒートポンプ式給湯装置に適用することができる。   The present invention can be applied to a heat pump type hot water supply apparatus that receives supply-side provided information that is information related to an energy consumption recommended value or energy price transmitted from a host energy management apparatus and performs operation control.

１０ 上位エネルギー管理装置
２０ ヒートポンプ式給湯装置
２１ ヒートポンプユニット
２２ 貯湯タンク
２０１ 通信部
２０２ 記憶部
２０２ａ 運転実績記憶領域
２０２ｂ デマンド情報記憶領域
２０３ デマンド受信部
２０４ 環境情報収集部
２０５ 運転情報収集部
２０６ 需要予測部
２０７ 運転計画立案部
２０８ 運転制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Upper energy management apparatus 20 Heat pump type hot water supply apparatus 21 Heat pump unit 22 Hot water storage tank 201 Communication part 202 Storage part 202a Operation result storage area 202b Demand information storage area 203 Demand reception part 204 Environmental information collection part 205 Operation information collection part 206 Demand prediction part 207 Operation planning unit 208 Operation control unit

特開２００７−２８５６３３号公報JP 2007-285633 A

Claims (3)

ヒートポンプにより水を加熱して給湯又は暖房に使用する温水を提供するヒートポンプ式給湯装置であって、
上位のエネルギー管理装置から送信されるエネルギー消費推奨値又はエネルギー価格に関する情報である供給側提供情報を受信するデマンド情報受信部と、
前記給湯又は暖房に使用した使用湯量の実績値と、前記デマンド情報受信部で受信した供給側提供情報とを蓄積する実績値記憶部と、
前記実績値記憶部に蓄積された使用湯量の実績値及び供給側提供情報に基づいて、予測使用湯量を予測する使用湯量予測部と、
前記予測使用湯量に基づいて前記ヒートポンプの運転計画を作成する運転計画立案部と、
前記運転計画立案部により作成された運転計画に基づいて前記ヒートポンプの運転制御を行う運転制御部と、
を備えるヒートポンプ式給湯装置。 A heat pump type hot water supply apparatus that provides hot water to be used for hot water supply or heating by heating water with a heat pump,
A demand information receiving unit that receives supply-side provided information that is information related to energy consumption recommended values or energy prices transmitted from a host energy management device;
An actual value storage unit for accumulating the actual value of the amount of hot water used for the hot water supply or heating, and the supply-side provision information received by the demand information reception unit;
Based on the actual value of the amount of hot water accumulated in the actual value storage unit and the supply-side provided information, the hot water amount prediction unit that predicts the predicted amount of hot water used,
An operation plan drafting unit that creates an operation plan of the heat pump based on the predicted hot water usage,
An operation control unit that performs operation control of the heat pump based on the operation plan created by the operation plan planning unit;
A heat pump type hot water supply device comprising: 前記ヒートポンプにより加熱された温水を貯留する貯湯タンクをさらに備え、
前記運転計画立案部は、前記貯湯タンクの現在の熱量、及び前記予測使用湯量に基づいて、前記ヒートポンプによる湯沸かし量を決定する、請求項１に記載のヒートポンプ式給湯装置。 A hot water storage tank for storing hot water heated by the heat pump;
The heat pump hot water supply apparatus according to claim 1, wherein the operation planning unit determines an amount of boiling water by the heat pump based on a current heat amount of the hot water storage tank and the predicted hot water usage amount. 前記運転計画立案部は、前記貯湯タンクの現在の熱量、及び前記予測使用湯量に基づいて決定された前記ヒートポンプによる湯沸かし量から電力消費量を算出し、算出された電力消費量と前記エネルギー価格に関する情報に基づいて、電力料金が最小となるように、前記運転計画を作成する、請求項２に記載のヒートポンプ式給湯装置。   The operation planning unit calculates the power consumption from the current amount of heat of the hot water storage tank and the amount of boiling water by the heat pump determined based on the predicted amount of hot water used, and relates to the calculated power consumption and the energy price. The heat pump type hot water supply apparatus according to claim 2, wherein the operation plan is created so that a power charge is minimized based on the information.
JP2012040383A 2012-02-27 2012-02-27 Heat pump type water heater Active JP5919881B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012040383A JP5919881B2 (en) 2012-02-27 2012-02-27 Heat pump type water heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012040383A JP5919881B2 (en) 2012-02-27 2012-02-27 Heat pump type water heater

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013174408A true JP2013174408A (en) 2013-09-05
JP5919881B2 JP5919881B2 (en) 2016-05-18

Family

ID=49267458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012040383A Active JP5919881B2 (en) 2012-02-27 2012-02-27 Heat pump type water heater

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5919881B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014214978A (en) * 2013-04-25 2014-11-17 パナソニック株式会社 Heat pump system controller, heat pump system, and heat pump system control method
JP2015206499A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 株式会社日立製作所 User appliance application management system and method
JP2016176670A (en) * 2015-03-20 2016-10-06 ダイキン工業株式会社 Control device for water heater
JP2020125862A (en) * 2019-02-01 2020-08-20 三菱電機株式会社 Hot water storage type hot water supply device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004028459A (en) * 2002-06-26 2004-01-29 Noritz Corp Hot-water supply device, server, and network type hot-water supply system
JP2004349082A (en) * 2003-05-21 2004-12-09 Sekisui Chem Co Ltd Cogeneration system
JP2007139213A (en) * 2005-11-15 2007-06-07 Daikin Ind Ltd Water heater control device
JP2009109178A (en) * 2007-10-10 2009-05-21 Panasonic Corp Storage water heater, operation plan device and operation plan method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004028459A (en) * 2002-06-26 2004-01-29 Noritz Corp Hot-water supply device, server, and network type hot-water supply system
JP2004349082A (en) * 2003-05-21 2004-12-09 Sekisui Chem Co Ltd Cogeneration system
JP2007139213A (en) * 2005-11-15 2007-06-07 Daikin Ind Ltd Water heater control device
JP2009109178A (en) * 2007-10-10 2009-05-21 Panasonic Corp Storage water heater, operation plan device and operation plan method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014214978A (en) * 2013-04-25 2014-11-17 パナソニック株式会社 Heat pump system controller, heat pump system, and heat pump system control method
JP2015206499A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 株式会社日立製作所 User appliance application management system and method
JP2016176670A (en) * 2015-03-20 2016-10-06 ダイキン工業株式会社 Control device for water heater
JP2020125862A (en) * 2019-02-01 2020-08-20 三菱電機株式会社 Hot water storage type hot water supply device
JP7172670B2 (en) 2019-02-01 2022-11-16 三菱電機株式会社 Storage hot water heater

Also Published As

Publication number Publication date
JP5919881B2 (en) 2016-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5494696B2 (en) Heat pump equipment energy management device
US20160042377A1 (en) Adaptive Load Management: A System for Incorporating Customer Electrical Demand Information for Demand and Supply Side Energy Management
US10580094B1 (en) Energy cost optimizer
CN102375443A (en) Thermal time constraints for demand response applications
US20140222225A1 (en) Energy management system and method
JP6328283B2 (en) Controller, schedule creation method, and program
WO2011139949A2 (en) Scheduling and modeling the operation of controllable and non-controllable electronic devices
JP6275938B2 (en) Heat pump equipment control device
JP5919881B2 (en) Heat pump type water heater
JP5994282B2 (en) Heat pump equipment energy management device
JP6628831B2 (en) Controller, schedule creation method, and program
JP6513257B2 (en) Controller, schedule creation method, and program
JP2018042348A (en) Dwelling house apparatus control system
JP5927982B2 (en) Heat pump water heater
JP6115831B2 (en) Controller, schedule creation method, and program
JP6719669B2 (en) Control device, power management system, device control method and program
Duan et al. Integrated scheduling of generation and demand shifting in day‐ahead electricity market
JP2015056975A (en) Home power generation control system and information communication system
JP2013174421A (en) Heat pump apparatus energy management device
JP6130277B2 (en) Leveling adjustment system and information communication system
JP6719672B2 (en) Control device, power management system, information presentation method and program
KR101504169B1 (en) System and method of scheduling electric power consumption for smart grid
Griffiths et al. ThermalThrift: Cost Effective Thermal Energy Storage for Load Shifting with Water Heaters.
JP6048112B2 (en) Equipment management device, management system, program, and recording medium
US20230418346A1 (en) Methods, systems, and media for automatic and continuous control of energy-consuming devices

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150121

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160315

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160328

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5919881

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151