JP2014047944A - ヒートポンプ給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプ給湯装置の運転コストを低減可能なヒートポンプ給湯システムを提供することである。
【解決手段】ヒートポンプ給湯システムＳは、ヒートポンプ式熱源機３と貯湯タンク１２と燃焼式の補助熱源機１３とを有するヒートポンプ給湯装置１と、太陽光発電装置４０による発電電力及び家庭内の使用電力を測定する電力測定装置４５とを備え、電力測定装置４５とヒートポンプ給湯装置１とを通信接続してヒートポンプ給湯装置１が発電状態データを受信することが可能に構成され、太陽光発電装置４０による発電電力が、家庭内の使用電力を超えている場合で且つ所定条件成立した場合には、ヒートポンプ式熱源機３による給湯運転を禁止又は制限する制御ユニット１１を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明はヒートポンプ給湯システムに関して、特に太陽光発電装置が併設されたヒートポンプ給湯システムに関する。

従来、ヒートポンプ式熱源機と貯湯タンクと燃焼式の補助熱源機とを有するヒートポンプ給湯装置（所謂、ハイブリッドヒートポンプ）と、太陽光を利用して発電する複数の太陽電池パネルを有する太陽電池発電装置と、この太陽光発電装置による発電電力及び家庭内の使用電力を測定する電力測定装置等を備えたヒートポンプ給湯システムが実用化されている。

この種のヒートポンプ給湯システムは、一般的に、電力測定装置とヒートポンプ給湯装置とを通信接続してヒートポンプ給湯装置が発電状態データを受信することが可能に構成されているため、太陽光発電装置の発電状態に応じてヒートポンプ給湯装置の運転を適宜制御することができる。このようなヒートポンプ給湯システムのヒートポンプ給湯装置の制御方法に関しては、種々の文献に開示されている。

例えば、特許文献１のヒートポンプ給湯システムにおいては、ヒートポンプ式熱源機と、貯湯タンクと、太陽光発電装置と、商用電力系統の交流電力を直流電力に変換して蓄電すると共に蓄電された直流電力を交流電力に変換して給電する蓄電装置とを備え、ヒートポンプ式熱源機の翌日の運転に必要な電力量と太陽光発電装置の発電量とを予め予測し、この予測値から発電量の余剰分を求め、この余剰分の有無に応じて蓄電装置とヒートポンプ式熱源機の運転を制御している。

特開２０１１−６９５８７号公報

ところで、ヒートポンプ式熱源機は、家庭内のヒートポンプ式熱源機以外の使用電力（テレビ、洗濯機、冷蔵庫等の電気機器の消費電力の総量）と比較するとかなり多くの電力を必要とする。現状では、売電単価は買電単価の約２倍（例えば、買電単価２１円、売電単価４２円）に設定されているため、太陽光発電装置で発電された売電可能な電力をヒートポンプ式熱源機で消費するとコスト高となる可能性があり、太陽光発電装置の設置メリットを活かせないという問題がある。

特許文献１では、太陽光発電装置で発電された電力の余剰分をヒートポンプ式熱源機に供給する構造であるが、太陽光発電装置による翌日の発電量に余裕が無い場合は、安価な夜間電力を利用して予め蓄電装置に電力を蓄電し、この蓄電された電力で必要に応じて昼間にヒートポンプ式熱源機を駆動するように構成されている。しかし、一般的に蓄電装置は高価なものであるので、ヒートポンプ給湯システム全体の設備コストが高くなってしまい、ヒートポンプ給湯システムを採用するメリットが無くなってしまう虞がある。

本発明の目的は、ヒートポンプ給湯装置の運転コストを低減可能なヒートポンプ給湯システムを提供すること、などである。

請求項１のヒートポンプ給湯システムは、ヒートポンプ式熱源機と貯湯タンクと燃焼式の補助熱源機とを有するヒートポンプ給湯装置と、太陽光発電装置による発電量及び家庭内の使用電力を測定する電力測定装置とを備え、前記電力測定装置と前記ヒートポンプ給湯装置とを通信接続して前記ヒートポンプ給湯装置が発電状態データを受信することが可能なヒートポンプ給湯システムにおいて、前記太陽光発電装置による発電電力が、前記家庭内の使用電力を超えている場合で且つ所定条件成立した場合には、前記ヒートポンプ式熱源機による給湯運転を禁止又は制限する制御ユニットを備えたことを特徴としている。

請求項２のヒートポンプ給湯システムは、請求項１の発明において、前記制御ユニットは、前記ヒートポンプ式熱源機が運転禁止又は制限されている状態において給湯要求があった場合には、前記補助熱源機を駆動して給湯運転を行うことを特徴としている。

請求項３のヒートポンプ給湯システムは、請求項１又は２の発明において、前記所定条件は、前記ヒートポンプ式熱源機の使用電力に占める前記太陽光発電装置から供給される電力の比率が設定値を上回っている場合であることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、太陽光発電装置による発電電力が、家庭内の使用電力を超えている場合で且つ所定条件成立した場合には、ヒートポンプ式熱源機による給湯運転を禁止又は制限する制御ユニットを備えたので、ヒートポンプ式熱源機の使用電力を低減して、売電量を増加させることができ、故に、運転コストを低減することができる。また、高価な蓄電装置等の蓄電機能を備えたものを新たに設置する必要なく運転コストを低減することができる。

請求項２の発明によれば、制御ユニットは、ヒートポンプ式熱源機が運転禁止又は制限されている状態において給湯要求があった場合には、補助熱源機を駆動して給湯運転を行うので、ヒートポンプ給湯システムの売電状態を維持しながら給湯することができ、使用者の利便性が損なわれることがない。

請求項３の発明によれば、所定条件は、ヒートポンプ式熱源機の使用電力に占める太陽光発電装置から供給される電力の比率が設定値を上回っている場合であるので、太陽光発電装置の発電電力が低い場合は、ヒートポンプ式熱源機による給湯運転を禁止又は制限せずに、ヒートポンプ式熱源機の運転を継続することができる。

実施例１に係るヒートポンプ給湯システムの概略構成図である。 ヒートポンプ給湯装置の運転禁止制御のフローチャートである。 ヒートポンプ式熱源機の運転モードによる売電電力の変化を示す図表である。 ヒートポンプ式熱源機の使用電力に占める太陽光発電電力の比率とヒートポンプ式熱源機と補助熱源機の運転コストの関係を示す線図である。 実施例２に係るヒートポンプ給湯装置の出力制限制御のフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

先ずは、ヒートポンプ給湯システムＳの全体構造について簡単に説明する。
図１に示すように、ヒートポンプ給湯システムＳは、貯湯タンクユニット２とヒートポンプ式熱源機３とからなるヒートポンプ給湯装置１と、太陽光を利用して発電する太陽光発電装置４０と、この太陽光発電装置４０による発電電力及び家庭内の使用電力を測定する電力測定装置４５とを備え、電力測定装置４５とヒートポンプ給湯装置１とを通信接続してヒートポンプ給湯装置１が発電状態データを受信することが可能に構成されている。

次に、ヒートポンプ給湯装置１について説明する。
図１に示すように、ヒートポンプ給湯装置１は、温水を貯留する大容量の貯湯タンク１２と補助熱源機１３とを備えた貯湯タンクユニット２、ヒートポンプ回路を有するヒートポンプ式熱源機３、貯湯タンクユニット２とヒートポンプ式熱源機３との間に湯水を循環させる温水循環用配管９から構成され、台所等での少量の給湯には貯湯タンク１２内の湯水を供給し、風呂等への大量の給湯にはヒートポンプ式熱源機３又は補助熱源機１３を駆動して湯水を供給するものである。

次に、貯湯タンクユニット２について説明する。
図１に示すように、貯湯タンクユニット２は、縦長筒状の外周面を有する貯湯タンク１２、各種の配管６，７，８，９，１０、主制御ユニット１１、補助熱源機１３、外装ケース１４などを備えている。貯湯タンク１２は、ヒートポンプ式熱源機３で加熱された高温の温水を貯留するものであり、耐腐食性に優れたステンレス製の板材で構成されている。

貯湯タンク１２の下端部には、水道管などの給水用配管７と温水循環用配管９の上流側配管９ａに接続される下部配管８が接続されている。給水用配管７には、貯湯タンク１２へ水道水を供給する為の開閉弁１５が設けられており、通常は開閉弁１５が開弁されていて、水道水を貯湯タンク１２内に供給するようになっている。

温水循環用配管９は、上流側配管９ａと下流側配管９ｂとを有し、貯湯タンク１２から液送ポンプ１６を介して温水（貯留水）が下部配管８、上流側配管９ａを通りヒートポンプ式熱源機３に送られる。ヒートポンプ式熱源機３の温水加熱用熱交換器２１で加熱された温水は下流側配管９ｂへ流れる。

貯湯タンク１２の上端部には、下流側配管９ｂと出湯用配管６に接続される上部配管１０が接続されている。上部配管１０には開閉弁１７が設けられている。通常は開閉弁１７が開弁されていて、下流側配管９ｂから上部配管１０を通って戻された高温の温水（例えば、８０〜９０℃）を貯湯タンク１２内に貯留することができ、給湯時には貯湯タンク１２内の高温の温水を上部配管１０に供給することができる。

貯湯タンク１２の外面側は、例えば、発泡ポリプロピレン、発泡ポリスチレンなどの樹脂を発泡成形した発泡断熱材からなる保温材１２ａで覆われている。貯湯タンク１２には、複数の温度センサ３１〜３４が高さ方向所定間隔おきの位置に配置されている。温度センサ３１〜３４は主制御ユニット１１に接続されており、温度センサ３１〜３４の温度検出信号が主制御ユニット１１に供給される。

出湯用配管６は、高温の湯水が流れる上流側配管６ａと、水と高温の湯水が混合された混合湯水が流れる下流側配管６ｂとを有している。上流側配管６ａの下流端が混合弁２７に接続され、下流側配管６ｂの上流端が混合弁２７に接続され、給水用配管７の途中部から分岐する分岐配管７ａが混合弁２７に接続されている。出湯用配管６の下流側配管６ｂの途中部分に補助熱源機１３が設置されている。下流側配管６ｂの下流端に給湯栓４が接続されている。

補助熱源機１３は、都市ガスを燃料とするガス給湯器であり、ガスバーナーからなる燃焼部１３ａと、この燃焼部１３ａに燃焼用空気を供給する為の送風機１３ｂと、前記燃焼部１３ａから発生する燃焼熱によって水を再加熱して湯水を生成する熱交換器１３ｃ等を備え、外部から延びるガス配管を介して燃焼部１３ａにガスが供給される。尚、補助熱源機１３内を通過する下流側配管６ｂをバイパスするバイパス配管３６が設けられ、切換弁３７により下流側配管６ｂとバイパス配管３６とを択一的に切替可能である。

外装ケース１４は、薄鋼板製の箱状に形成され、主制御ユニット１１、貯湯タンク１２、配管類６，７，８，１０、温水循環用配管９の大部分、補助熱源機１３、液送ポンプ１６、開閉弁１５，１７、混合弁２７、複数の温度センサ２８〜３０などを収容している。

次に、ヒートポンプ式熱源機３について説明する。
図１に示すように、ヒートポンプ式熱源機３は、蒸発器としての外気熱吸収用熱交換器１８と、圧縮機２０と、凝縮器としての温水加熱用熱交換器２１と、高圧の冷媒を急膨張させて温度と圧力を下げる膨張弁２２とを有し、これら機器１８，２０，２１，２２が冷媒配管２３を介して接続されヒートポンプ回路を構成し、冷媒配管２３に収容された冷媒を利用して給湯加熱運転を行う。

ヒートポンプ式熱源機３は、さらに送風モータ１９ａで駆動される蒸発器用の送風ファン１９と、主制御ユニット１１に接続され且つヒートポンプ式熱源機３を制御する補助制御ユニット２４と、これらを収納する外装ケース２５などを備えている。

外気熱吸収用熱交換器１８は、冷媒配管２３に含まれる蒸発器通路部１８ａを有し、この蒸発器通路部１８ａは複数のフィンを有し、この外気熱吸収用熱交換器１８において、蒸発器通路部１８ａを流れる冷媒と外気との間で熱交換され、冷媒は外気から吸熱して気化する。圧縮機２０は、気相状態の冷媒を断熱圧縮して温度上昇させる公知の密閉型圧縮機である。

温水加熱用熱交換器２１は、熱交換器通路部２１ａと冷媒配管２３の一部である内部通路２１ｂとを有し、この内部通路２１ｂは例えば１６ＭＰａ以上の耐圧を有する銅管で形成されている。この温水加熱用熱交換器２１において、内部通路２１ｂを流れる冷媒と上流側配管９ａから熱交換器通路部２１ａに供給される湯水との間で熱交換され、湯水は加熱され冷媒は冷却され液化する。

膨張弁２２は液相状態の冷媒を断熱膨張させ温度低下させる。この膨張弁２２は絞り量が可変な制御弁からなる。尚、膨張弁２２の代わりに絞り量が一定の膨張弁を採用してもよい。

ヒートポンプ式熱源機３において、圧縮機２０により高圧に圧縮された加熱状態の冷媒は、温水加熱用熱交換器２１に送られ、液送ポンプ１６の駆動により貯湯タンク１２の下端部から下部配管８と上流側配管９ａを経て熱交換器通路部２１ａに流入した温水又は水と熱交換してその温水又は水を暖め、加熱された温水が下流側配管９ｂ、上部配管１０を通って貯湯タンクユニット２の貯湯タンク１２に貯留され、ヒートポンプ式熱源機３を経由する加熱動作を繰り返すことで貯湯タンク１２に高温の温水が貯留される。

次に、主制御ユニット１１について説明する。
主制御ユニット１１（制御ユニットに相当する）は、通信インターフェースを介して、ユーザーが操作可能な操作リモコン３５、各種の電力を測定する電力測定装置４５や補助制御ユニット２４等の各種機器と通信接続可能に構成され、操作リモコン３５、電力測定装置４５、補助制御ユニット２４との間でデータ通信可能である。

ユーザーが給湯操作を行なうと、貯湯タンク１２に貯留された温水が出湯用配管６に流れ、その温水と給水用配管７から供給される水道水とが混合弁２７で混合され、所定の温度となって蛇口などの給湯栓４に給湯される。混合弁２７の上流部、下流部、給水用配管７の途中部には、夫々、温水温度又は入水温度を検知するための温度センサ２８〜３０が設けられ、これら温度センサ２８〜３０の検出信号が主制御ユニット１１に供給されている。主制御ユニット１１は、これら温度センサ２８〜３０で検知された温度検知データに基づいて、混合弁２７を制御して温水と水の混合比を調節することで給湯する温水の温度を調整して給湯する。

また、主制御ユニット１１は、湯水の温度が不足している場合には、補助熱源機１３を駆動して、湯水を再加熱又は水道水を加熱して給湯可能である。さらに、主制御ユニット１１は、給湯加熱運転時には、目標給湯温度データ及び温度センサ３１〜３４からの温度検知データに基づいて、ヒートポンプ式熱源機３で温水を加熱する加熱温度を決定し、補助制御ユニット２４にその加熱温度を指示する。

補助制御ユニット２４は、主制御ユニット１１との間でデータ通信可能であり、主制御ユニット１１からの指令に従ってヒートポンプ式熱源機３の各種機器（送風モータ１９ａ、圧縮機２０など）の駆動制御を行う。温水加熱用熱交換器２１の出口側部分において、下流側配管９ｂには温水温度を検知するための温度センサ２６が設けられ、その検出信号が主制御ユニット１１に供給され、補助制御ユニット２４は、指令温度と温度検知データを主制御ユニット１１から受けて、温水の加熱温度が指令された温度となるように、ヒートポンプ式熱源機３を作動させる。

次に、操作リモコン３５について説明する。
図１に示すように、操作リモコン３５は、マイコン（図示略）、ヒートポンプ給湯装置１の動作状況や操作状況などの各種情報を視認可能な表示部３５ａ、ヒートポンプ給湯装置１の遠隔操作や操作リモコン３５に対する各種設定操作などが可能な複数のスイッチ３５ｂ等を備えている。

操作リモコン３５の表示部３５ａには、各種センサから算出した都市ガス及び水道水の使用量の表示に加えて、電力測定装置４０から送信されてくる電力会社から買電した電力及び電力会社に売電した電力や家庭内の使用電力の総量等も表示される。スイッチ操作により目標給湯温度が設定されると、その目標給湯温度データが操作リモコン３５から主制御ユニット１１に送信される。

次に、太陽光発電装置４０について説明する。
図１に示すように、太陽光発電装置４０は、複数の太陽電池パネル４１やパワーコンディショナ（図示略）等を有し、屋根等の設置面上に架台を介して設置され、電力線４２を介して発電された電力が分電盤４３に送電される。複数の太陽電池パネル４１は、例えば、複数行複数列のマトリックス状に並べられて設置されている。太陽電池パネル４１は、光を受光して発電可能な長方形状のパネル本体、このパネル本体の外周部に設けられてパネル本体を固定する為のフレーム枠等を有する一般的な構造のものである。尚、太陽電池パネル４１の形状や数は上記のものに限定する必要はなく適宜変更可能である。

次に、電力測定装置４５について説明する。
図１に示すように、電力測定装置４５は、商用電源と太陽光発電装置４０の２系統連係に対応した分電盤４３に又は分電盤４３の近傍部に設けられている。即ち、電力測定装置４５は、太陽光発電装置４０の発電電力を測定する電力計、家庭内の使用電力を測定する電力計、電力会社から買電した電力及び電力会社に売電した電力を測定する電力計等から構成されている。

電力測定装置４５は、ヒートポンプ給湯装置１と信号線４６を介して通信接続され、ヒートポンプ給湯装置１の主制御ユニット１１へ発電状態データや各種の電力データを送信することができる。

次に、太陽光発電装置４０が発電している状態で、主制御ユニット１１により行われる、ヒートポンプ式熱源機３の運転禁止制御について、図２のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中の符号Ｓｉ（ｉ=１，２，・・）は各ステップを示す。このヒートポンプ式熱源機３の運転禁止制御の制御プログラムは、主制御ユニット１１のコンピュータの記憶部（例えば、ＲＯＭ）に予め格納されている。

図２のフローチャートにおいて、この制御が開始されると、最初にＳ１にて、主制御ユニット１１は、電力測定装置４５から送信されてくる発電状態データを受信し、主制御ユニット１１は、太陽光発電装置４０が発電中か否かを判定し、Ｓ１の判定がＹｅｓの場合、Ｓ２に移行し、Ｎｏの場合、ヒートポンプ式熱源機３の運転禁止制御を行わずに終了する。

次に、Ｓ２において、主制御ユニット１１は、電力測定装置４５から送信されてくる各種の電力データを受信し、太陽光発電装置４０の発電電力が、家庭内の使用電力を超えているか否かを判定し、Ｓ２の判定がＹｅｓの場合、Ｓ３に移行し、Ｎｏの場合、ヒートポンプ式熱源機３の運転禁止制御を行わずに終了する。

即ち、Ｓ２において、具体的に説明すると、ヒートポンプ式熱源機３の停止状態における家庭内の使用電力の総量が０．５ｋＷ（図３参照）の場合、太陽光発電装置４０による発電電力が０．５ｋＷを超えていると、発電電力に余剰電力が生じるので、ヒートポンプ給湯システムＳは売電状態になる。

尚、例えば、ヒートポンプ式熱源機３の定格運転状態における使用電力を１．０ｋＷとすると、ヒートポンプ式熱源機３の運転状態では家庭内の使用電力は１．５ｋＷ（図３参照）となるので、太陽光発電装置４０による発電電力が１．５ｋＷ以下では余剰電力を確保できず、ヒートポンプ給湯システムＳを売電可能な状態にはならない。

次に、Ｓ３において、定格運転した場合のヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電電力の比率が設定値（例えば、４０％）以上になるか否か判定し、太陽光発電電力の比率が設定値以上の場合（本発明の所定条件が成立した場合）、つまり、太陽光発電装置４０による発電電力が多い場合は、Ｓ３の判定がＹｅｓとなりＳ４に移行する。Ｓ３の判定がＮｏの場合、後述するようにヒートポンプ式熱源機３の運転禁止制御を行わずに終了する。

Ｓ３について、以下に具体的に説明するが、定格運転状態のヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電電力の比率が１００％（売電電力１００％）の場合の運転コストを、１ｋＷＨ当り１５円程度と設定する。ヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電電力の比率が０％（買電電力１００％）の場合の運転コストを、１ｋＷＨ当り７円程度と設定する。一般的に、買電価格より売電価格の方が高いので、売電可能な発電電力を消費する方がコスト高となる。尚、補助熱源機１３の運転コストは、太陽光発電電力の比率に関係なく、都市ガスの価格から算出される１ｋＷＨ当り１０円程度と設定して説明する。

図４に示すように、ヒートポンプ式熱源機３の運転コストは、使用電力に占める太陽光発電電力の比率に応じて変動する。発電電力と家庭内使用電力の関係が図３（Ａ）の状態、つまり、定格運転状態にした場合のヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電電力の比率が１００％の場合、図４に示すように、ヒートポンプ式熱源機３の運転コストは１ｋＷＨ当り１５円となり、補助熱源機１３を使用する場合の運転コスト１０円を超えるので、給湯要求が有る場合は、ヒートポンプ式熱源機３を使用するより補助熱源機１３を使用する方が運転コストを低減できる。

ところで、ヒートポンプ式熱源機３は、発電電力に応じて発電電力と買電電力とを同時に使用する場合がある。例えば、発電電力と家庭内使用電力の関係が図３（Ｂ）の状態、つまり、定格運転状態にした場合のヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電電力の比率が５０％（発電電力０．５ｋＷ、買電電力０．５ｋＷ）の場合、図４に示すように、ヒートポンプ式熱源機３の運転コストは１ｋＷＨ当り１１円程度となるので、給湯要求が有る場合は、上記と同様に補助熱源機１３を使用する方が運転コストを低減できる。

しかし、太陽光発電装置４０の発電電力が家庭内の使用電力を超えている場合でも、太陽光発電装置４０の発電量自体が少ない場合がある。このとき、ヒートポンプ式熱源機３を定格運転すると、使用電力のうち買電電力が大部分を占めてしまうことになる。例えば、発電電力と家庭内使用電力の関係が図３（Ｃ）の状態、つまり、ヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電電力の比率が１０％（発電電力０．１ｋＷ、買電電力０．９ｋＷ）の場合、図４に示すように、ヒートポンプ式熱源機３の運転コストは１ｋＷＨ当り７．５円程度となるので、給湯要求が有る場合は、補助熱源機１３を使用するより、ヒートポンプ式熱源機３を使用した方が運転コストを低減できる。この場合、ヒートポンプ式熱源機３の運転禁止制御を必要としない。

このように、図４に示すように、定格運転状態のヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電電力の比率が高いＩ領域では、ヒートポンプ式熱源機３の運転を禁止して補助熱源機１３を使用した方が運転コストを低減できる。一方、太陽光発電電力の比率が低いＩＩ領域では、ヒートポンプ式熱源機３の運転を行って、売電を行わずに発電電力と買電電力とを使用した方が運転コストを低減できる。即ち、Ｓ３の判定に用いられる設定値は、ヒートポンプ式熱源機３の運転コストを示す傾斜線と補助熱源機１３の運転コストを示す水平線とが交差する部分に対応する比率より僅かに高い比率に設定されるのが望ましい。

次に、Ｓ４において、ヒートポンプ式熱源機３の運転を禁止するモードに設定すると、発電電力と家庭内使用電力の関係が、例えば、図３（Ｄ）の状態となり、ヒートポンプ式熱源機３の使用電力が常時０ｋＷとなり、家庭内の使用電力が０．５ｋＷとなる。即ち、発電電力が０．６ｋＷを超えている場合は、家庭内の使用電力は太陽光発電装置４０による発電で補うと共に余剰電力が生じるので、この余剰電力を売電することができる。

次に、Ｓ５において、主制御ユニット１１に対して給湯要求有りか否かを判定し、Ｙｅｓの場合、Ｓ６に移行して、補助熱源機１３を駆動して給湯運転を行う。このため、ヒートポンプ給湯システムＳの売電状態を維持したまま、補助熱源機１３を使用することで湯切れを起こさずに給湯を行うことができる。Ｎｏの場合、ヒートポンプ式熱源機３の運転禁止状態の設定を維持したまま、給湯要求が有るまでＳ５を繰り返す。

次に、本発明のヒートポンプ給湯システムＳの作用及び効果について説明する。
太陽光発電装置４０による発電電力が、家庭内の使用電力を超えている場合で且つヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電装置４０から供給される電力の比率が設定値（例えば、４０％）を上回っている場合には、ヒートポンプ式熱源機３による給湯運転を禁止し、このヒートポンプ式熱源機３が運転禁止されている状態において給湯要求があった場合には、補助熱源機１３を駆動して給湯運転を行う。

このように、太陽光発電装置４０による発電電力が、家庭内の使用電力を超えている場合で且つ所定条件成立した場合には、ヒートポンプ式熱源機３による給湯運転を禁止する主制御ユニット１１を備えたので、ヒートポンプ式熱源機３の使用電力を低減して、売電量を増加させることができ、故に、運転コスト（電気料金）を低減することができる。また、高価な蓄電装置等の蓄電機能を備えたものを新たに設置する必要なく運転コストを低減することができる。

また、主制御ユニット１１は、ヒートポンプ式熱源機３が運転禁止又は制限されている状態において給湯要求があった場合には、補助熱源機１３を駆動して給湯運転を行うので、ヒートポンプ給湯システムＳの売電状態を維持しながら給湯することができ、使用者の利便性が損なわれることがない。

さらに、所定条件は、ヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電装置４０から供給される電力の比率が設定値を上回っている場合であるので、太陽光発電装置４０の発電電力が低い場合は、ヒートポンプ式熱源機３による給湯運転を禁止せずに、ヒートポンプ式熱源機３の運転を継続することができる。

次に、実施例１のヒートポンプ給湯システムＳを部分的に変更した実施例２について説明する。尚、実施例１では、ヒートポンプ式熱源機３の運転禁止モードに関して説明したが、実施例２では、ヒートポンプ式熱源機３の出力制限モードに関して説明する。

太陽光発電装置４０が発電している状態で、主制御ユニット１１より行われる、ヒートポンプ式熱源機３の出力制限制御について、図５のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝１１，１２・・・）は各ステップを示す。このヒートポンプ式熱源機３の出力制限制御の制御プログラムは、主制御ユニット１１のコンピュータの記憶部（例えば、ＲＯＭ）に予め格納されている。尚、Ｓ１１〜Ｓ１３は、実施例１のＳ１〜Ｓ３と同様であるので、説明は省略する。

次に、Ｓ１４において、ヒートポンプ式熱源機３の出力（加熱能力）を制限するモードに設定すると、例えば、発電電力と家庭内使用電力の関係が、例えば、図３（Ｅ）の状態となり、仮にヒートポンプ式熱源機３を運転しても、制限動作によって加熱量が低減されて使用電力が０．５ｋＷとなり、家庭内の使用電力が１．０ｋＷとなる。即ち、発電電力が１．０ｋＷを超えている場合は、家庭内の使用電力は太陽光発電装置４０による発電で補うと共に余剰電力が生じるので、この余剰電力を売電することができる。尚、主制御ユニット１１には、外気温度・入水温度からヒートポンプ式熱源機３の出力に応じた使用電力のテーブルが予め記憶されている。

次に、Ｓ１５において、主制御ユニット１１に対して給湯要求有りか否かを判定し、Ｙｅｓの場合、Ｓ１６に移行して、ヒートポンプ式熱源機３を出力制限状態で運転するか、又は、出力制限状態のヒートポンプ式熱源機３に代えて補助熱源機１３を運転するか、又は、ヒートポンプ式熱源機３と補助熱源機１３を併用して給湯運転を行う。併用する場合は、ヒートポンプ式熱源機３の制限動作による加熱の低減量に応じて、補助熱源機１３の加熱量を増加して不足する加熱量を補う。このため、売電状態にも関わらず、補助熱源機１３や出力制限状態のヒートポンプ式熱源機３を使用することで湯切れを起こさずに給湯を行うことができる。Ｎｏの場合、ヒートポンプ式熱源機３の出力制限状態の設定を維持したまま、給湯要求が有るまでＳ１５を繰り返す。

このように、太陽光発電装置４０による発電電力が、家庭内の使用電力を超えている場合で且つヒートポンプ式熱源機３の使用電力に占める太陽光発電装置４０から供給される電力の比率が設定値（例えば、４０％）を上回っている場合には、ヒートポンプ式熱源機３による給湯運転を制限し、このヒートポンプ式熱源機３が制限されている状態において、給湯要求があった場合には、補助熱源機１３等を駆動して給湯運転を行う。その他の効果は、前記実施例１と同様であるので説明は省略する。

次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
［１］前記実施例１，２において、Ｓ３，Ｓ１３の判定に用いられる前記設定値は、図４に示すヒートポンプ式熱源機３の運転コストが１ｋＷＨ当り１０円を超える比率となる４０％と設定しているが、特にこの設定値に限定する必要はなく、補助熱源機１３を使用する方が運転コストを低減可能である場合は、買電価格、売電価格、燃料ガス価格の金額に応じて種々の設定値を採用することができる。

［２］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。

Ｓ ヒートポンプ給湯システム
１ ヒートポンプ給湯装置
３ ヒートポンプ式熱源機
１１ 主制御ユニット
１２ 貯湯タンク
１３ 補助熱源機
４０ 太陽光発電装置
４５ 電力測定装置

Claims (3)

1. ヒートポンプ式熱源機と貯湯タンクと燃焼式の補助熱源機とを有するヒートポンプ給湯装置と、太陽光発電装置による発電電力及び家庭内の使用電力を測定する電力測定装置とを備え、前記電力測定装置と前記ヒートポンプ給湯装置とを通信接続して前記ヒートポンプ給湯装置が発電状態データを受信することが可能なヒートポンプ給湯システムにおいて、
   前記太陽光発電装置による発電電力が、前記家庭内の使用電力を超えている場合で且つ所定条件成立した場合には、前記ヒートポンプ式熱源機による給湯運転を禁止又は制限する制御ユニットを備えたことを特徴とするヒートポンプ給湯システム。
2. 前記制御ユニットは、前記ヒートポンプ式熱源機が運転禁止又は制限されている状態において給湯要求があった場合には、前記補助熱源機を駆動して給湯運転を行うことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ給湯システム。
3. 前記所定条件成立は、前記ヒートポンプ式熱源機の使用電力に占める前記太陽光発電装置から供給される電力の比率が設定値を上回っている場合であることを特徴とする請求項１又は２に記載のヒートポンプ給湯システム。