JP2014066496A

JP2014066496A - 給湯装置

Info

Publication number: JP2014066496A
Application number: JP2012214018A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sugie; 剛史杉江; Yoshiaki Nishiyama; 善朗西山; Kenji Morikawa; 健志森川; Satoru Matsumura; 悟松村; Naoko Okitsu; 直子興津; Masanori Yamashita; 昌則山下; Kenta Shiomi; 健太塩見; Takuto Matsuoka; 拓人松岡; Takahiro Tamai; 貴啓玉井
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-04-17

Abstract

【課題】ピーク電力時間帯を避けながらもヒートポンプなどの電力を駆動源とする貯湯装置によって日中に貯湯を行うことのできるハイブリッド給湯システムを提供する。
【解決手段】過去の給湯量実績情報に基づいて時間帯別予想使用湯量を予測し、電力供給業者が提供するピーク電力時間帯に関する情報を取得し、貯湯装置の貯湯能力情報と時間帯別予想使用湯量とに基づいて貯湯装置の運転時間帯をピーク電力時間帯に重複しないように且つ各時間帯の開始時刻において当該時間帯の予想使用湯量の湯水が貯湯されているように設定し、設定された運転時間帯に貯湯装置を作動させるように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド給湯システムに関し、特に、学習により時間帯毎の使用湯量を予め予測して使用時までにヒートポンプ式貯湯装置などの電力を駆動源とする貯湯装置に予め貯湯しておく一方、給湯使用時に貯湯量が不足した場合には瞬間式給湯器によって給湯するハイブリッド給湯システムに関する。

この種従来のハイブリッド給湯システムは、例えば下記の特許文献１に開示されているように、貯湯タンクと該タンク内の水を加熱するヒートポンプとを有する貯湯装置を備え、深夜の比較的安価な深夜電力を利用してヒートポンプにより加熱して貯湯タンクに貯湯する一方、貯湯された温水を必要に応じて給湯に利用する際に湯切れが生じた場合にはガス瞬間式給湯器によって給湯を行うようになっている。

特開２００２−２８６２８６号公報

上記従来のハイブリッドヒートポンプ給湯システムでは、時間帯別電灯契約または季節別電灯契約においては電力価格は気温が高い昼間や夏場が高く設定されており、光熱費としては深夜電力を用いた方が安価となるために、夜間に翌日１日分の予想使用湯量の貯湯を行うようになっており、１日分の湯量を貯湯するに十分な容量の大きな貯湯タンクが付設される。

しかし、夜間や朝方は気温が低いとともに、湯が大量に消費されるのは翌日の夕方から夜の時間帯であるので貯湯されてから給湯されるまでの時間も長くなるため、貯湯タンクからの放熱ロスも大きくなるという問題があった。

一方、ヒートポンプの特性上、気温が高い状態で稼働させた方が必要な温度を得るために消費するエネルギーが少なく済み、機器の消費電力が少なくなるため、近年、比較的小容量の貯湯タンクを用い、気温の比較的高い日中にヒートポンプを作動させて、給湯の使用が予測される時間帯の直前までに予想使用湯量の貯湯を行うようにすることで、貯湯タンクからの放熱ロスを低減するとともにヒートポンプの消費電力を低減させるようにしたハイブリッドヒートポンプ給湯システムも開発されている。

しかし、日中はエアコン等の稼働率が上昇して電力需要が大きく上昇することが多いが、かかる電力需要に対し電力供給が逼迫することにより停電してしまうと必要な貯湯量を効率の良いヒートポンプによって貯湯することができなくなり、効率の悪い瞬間式給湯器による給湯に依存してしまうこととなるため、できる限り日中の電力需要を増大させないようにすることが求められている。

そこで、本発明は、ピーク電力時間帯を避けながらもヒートポンプなどの電力を駆動源とする貯湯装置によって日中に貯湯を行うことのできるハイブリッド給湯システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、次の技術的手段を講じた。

即ち、本発明のハイブリッド給湯システムは、電力を駆動源として貯湯運転を行う貯湯装置と、該貯湯装置から給湯を行う給湯路と、前記貯湯装置に貯湯された湯量が不足する場合に燃料を燃焼させて給湯を行うための瞬間式給湯器と、前記貯湯装置及び瞬間式給湯器の作動を制御する制御部とを備え、該制御部は、過去の給湯量実績情報に基づいて時間帯別予想使用湯量を予測する時間帯別使用湯量予測手段と、電力供給業者が提供するピーク電力時間帯に関する情報を取得するピーク電力時間帯情報取得手段と、前記貯湯装置の貯湯能力情報と前記時間帯別予想使用湯量とに基づいて前記貯湯装置の運転時間帯を前記ピーク電力時間帯に重複しないように且つ各時間帯の開始時刻において当該時間帯の予想使用湯量の湯水が貯湯されているように設定する運転時間帯設定手段とを備え、該運転時間帯設定手段により設定された運転時間帯に前記貯湯装置を作動させるよう構成されていることを特徴とするものである（請求項１）。

かかる本発明のハイブリッド給湯システムによれば、時間帯別使用湯量予測手段が、過去の給湯量実績情報に基づいて時間帯別の予想使用湯量を予測する。この時間帯は、１時間毎や３０分毎など所定時間毎に区分されたものとすることができる。また、時間帯は、明方・早朝・朝方・昼方・夕・夕方・晩・夜中・深夜・未明と不等分に区分されたものでもよく、この場合、季節毎に異なる時刻をそれぞれの時間帯の開始時刻、終了時刻として設定しておくこともできる。また、給湯量実績情報の具体的内容や形式は適宜のものであってよいが、例えば、直近１週間分の各時間帯の平均給湯量を給湯量実績情報としてもよく、また、一般的に家庭の給湯要求は曜日によって異なることも多いので、曜日毎に各時間帯毎の給湯量実績情報を記憶手段に記憶しておき、システムが動作している曜日に対応する給湯量実績情報を時間帯別の予想使用湯量として利用するとともに、各時間帯の終了後に、その日の各時間帯の実際の給湯量（貯湯装置からの給湯量と瞬間式給湯器による給湯量の総和）に基づいて給湯量実績情報を補正する（例えば、その日の各時間帯の実際の給湯量と、当該曜日の同じ時間帯の給湯量実績情報との平均値に更新するなど）こともできる。なお、システムの販売時には、給湯量実績情報の初期値として、平均的な家庭における給湯量実績情報を設定しておくことが好ましい。

一方、インターネット回線や電話回線などを用いて電力供給業者が提供するピーク電力時間帯に関する情報をピーク電力時間帯情報取得手段によって取得する。このピーク電力時間帯に関する情報は、電力供給業者が当日の予想情報を提供する場合には当該予想情報であってもよいし、当日の予想情報を提供しない場合には前日若しくは数日前の実績情報を利用してもよく、直近の数日間の平均値を利用してもよい。また、電力供給が電力需要に対して逼迫している時間帯をピーク電力時間帯とするが、電力供給業者の電力供給が逼迫しているか否かの判定や、ピーク電力時間帯であるか否かの判定は、電力供給が逼迫しているとの情報やピーク電力時間帯の開始時刻及び終了時刻を電力供給会社が提供している場合にはそれらの情報に基づいて行うこともできるし、また、電力供給業者が提供する日々のピーク時供給力情報（その日に発電できる最大電力）と、時間毎の予想使用電力乃至実績使用電力情報を「ピーク電力時間帯に関する情報」として取得して制御部がこれら情報に基づいてピーク時間帯がその日に生じるか否か、並びに、生じる場合にはピーク時間帯の開始時刻及び終了時刻を判定することもできる。その他、ピーク電力時間帯情報取得手段は、電力供給業者が提供する情報の内容及び形式に応じて適宜の構成とすることができる。

そして、運転時間帯設定手段が、予め記憶乃至設定されている貯湯装置の貯湯能力情報と、前記時間帯別予想使用湯量とに基づいて、前記貯湯装置の運転時間帯を、前記ピーク電力時間帯に重複しないように、且つ、各時間帯の開始時刻に当該時間帯の予想使用湯量の湯水が貯湯されているように設定する。かかる運転時間帯は、前記ピーク電力時間帯の前後にまたがるように設定されてもよいし、ピーク電力時間帯の前にすべて設定されてもよい。好ましくは、ピーク電力時間帯の前に設定される運転時間帯は、ピーク電力時間帯の直前に設定することができる。なお、運転時間帯の設定方法も適宜のものであってよいが、例えば、運転時間帯の開始時刻と終了時刻を算出して記憶することで運転時間帯を設定することができる。そして、設定された運転時間帯に貯湯装置による貯湯動作をさせるように制御部が貯湯装置を制御することによって、その日の時間帯別予想使用湯量に応じた湯量の貯湯が行われ、給湯路からの給湯が可能になる。一方、予想使用湯量よりも大量の給湯が行われるなどによっていわゆる湯切れが生じたときは、制御部が瞬間式給湯器を作動させて、瞬間式給湯器による給湯が行われる。

本発明によれば、ピーク電力時間帯を避けて貯湯装置による貯湯を日中に行わせることができるので、電力供給を逼迫し、停電が発生した場合でも、瞬間式給湯器より効率の良い貯湯装置による貯湯動作を確実に行わせることができる。

なお、前記運転時間帯設定手段は、前記ピーク電力時間帯を考慮せずに前記貯湯装置の貯湯能力情報と前記時間帯別予想使用湯量とに基づいて前記貯湯装置の運転時間帯を仮設定し、該運転時間帯がピーク電力時間帯に重複する場合に重複部分をピーク電力時間帯の前にシフトすることにより運転時間帯を再設定するように構成されたものとすることができる。また、前記運転時間帯設定手段は、前記ピーク電力時間帯を考慮せずに前記貯湯装置の貯湯能力情報と前記時間帯別予想使用湯量とに基づいて前記貯湯装置の運転時間帯を仮設定し、該運転時間帯がピーク電力時間帯に重複する場合に前記仮設定した運転時間帯の全体をピーク電力時間帯の前にシフトすることにより運転時間帯を再設定するように構成されたものとすることもできる。

このように運転時間帯をピーク電力時間帯の前にシフトすることにより、貯湯されてから給湯に使用されるまで貯湯が数時間貯湯タンク内に放置され、外気温との温度差によって貯湯タンクから放熱してしまい、給湯使用時に貯湯量が予想使用湯量よりも減少してしまう。かかる問題を回避するために、上記本発明のハイブリッド給湯システムにおいて、前記貯湯装置は貯湯タンクを備え、前記ハイブリッド給湯システムは、貯湯タンクの外気温を検出する気温センサを備え、前記制御部は、外気温に応じて貯湯量を増加させるように貯湯装置の運転時間帯を補正する貯湯量補正手段をさらに備えることができる（請求項２）。これによれば、外気温との温度差に応じた放熱量を加味して、貯湯量補正手段によって貯湯量を増加させて、給湯の使用が予想される時間帯に予想使用湯量の湯水が貯湯された状態とすることができ、燃料効率の悪い瞬間式給湯器が使用されてしまうことを回避できる。

さらに、前記制御部は、貯湯量の増加分の前記貯湯装置の電気料金を算出する電気料金算出手段と、前記貯湯量の増加分に相当する給湯を前記瞬間式給湯器によって行う場合の燃料料金を算出する燃料料金算出手段とを備え、前記貯湯量補正手段は、前記燃料料金が前記電気料金よりも安価であれば前記補正を行わないように構成することもできる（請求項３）。これによれば、放熱に起因する貯湯量の増加分の電気料金よりも燃料料金の方が安価であるときは前記補正を行わずに、放熱によって不足した湯量の給湯を瞬間式給湯器によって行うことができ、トータルコストを低減することができる。なお、前記電気料金の算出や燃料料金の算出は厳密なものであってもなくてもよく、厳密に算出する場合には月毎の構内（家庭）の総消費電力量や総燃料消費量などに関する情報を電力・ガス測定ユニット等から取得して、作動時の電力単価や燃料（ガス）単価に基づいて算出することができ、厳密に算出しない場合には一般的な電力単価や燃料単価に基づいて算出することもできる。

以上説明したように、本発明の請求項１に係るハイブリッド給湯システムによれば、ピーク電力時間帯を避けて貯湯装置による貯湯を日中に行わせることができるので、本発明に係るシステムが普及した場合でも電力供給を逼迫させて停電を発生させることを回避でき、瞬間式給湯器より効率の良い貯湯装置による貯湯動作を確実に行わせることができる。

また、本発明の請求項２に係るハイブリッド給湯システムによれば、外気温との温度差に応じた放熱量を加味して、貯湯量補正手段によって貯湯量を増加させて、給湯の使用が予想される時間帯に予想使用湯量の湯水が貯湯された状態とすることができ、燃料効率の悪い瞬間式給湯器が使用されてしまうことを回避できる。

また、本発明の請求項３に係るハイブリッド給湯システムによれば、放熱に起因する貯湯量の増加分の電気料金よりも燃料料金の方が安価であるときは前記補正を行わずに、放熱によって不足した湯量の給湯を瞬間式給湯器によって行うことができ、トータルコストを低減することができる。

本発明の一実施形態に係るハイブリッドヒートポンプ給湯システムの概略回路図である。同実施形態の制御ブロック図である。同実施形態におけるピーク電力時間帯情報、時間帯別予想使用湯量及びヒートポンプ運転時間帯の設定値の変遷との関連を示すタイムチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッドヒートポンプ給湯システムを示しており、ヒートポンプ作動系２及び貯湯タンク３により主構成されるヒートポンプ式貯湯装置と、外部から水道水等を貯湯タンク３等に給水するための給水路４と、貯湯タンク３からの貯湯又は瞬間式ガス給湯器６（バックアップ熱源機）で加熱後の湯を用いて給湯栓７等に給湯する給湯路５と、給湯路５からの湯を暖房熱源とする暖房回路８と、同様に給湯路５からの湯を追い焚き熱源とする風呂追い焚き回路９と、この貯湯式給湯システムの作動制御を行うコントローラ１０（制御部）とを備えている。

ヒートポンプ作動系２は、主熱源としてのヒートポンプ２１の排熱との熱交換加熱により貯湯タンク３内の湯水を所定温度まで昇温させて貯湯タンク３に貯湯するためのものである。このヒートポンプ作動系２は、前記ヒートポンプ２１と、循環ポンプ２２と、沸き上げ切換弁２３と、入側温度センサ２４と、出側温度センサ２５とからなる。そして、運転制御の開始により、例えば、ヒートポンプ２３の凝縮用熱交換器（図示せず）において高温状態の冷媒と、循環ポンプ２１により貯湯タンク３の底部から供給された水とを熱交換させることで、水が熱交換加熱され、加熱された湯が貯湯タンク３の頂部に戻されて貯湯タンク３内で温度成層を形成して蓄熱されることになる。この際、入側温度センサ２４による貯湯タンク３の底部からの湯水温度と、出側温度センサ２５による熱交換加熱後の湯水温度との差温の情報、ヒートポンプ２１側の冷媒温度や、沸き上げ切換弁２３によるヒートポンプ２１側への通過流量の調整等に基づき、貯湯タンク３の頂部に戻される熱交換加熱後の湯水温度が所定の沸き上げ温度になるよう運転制御されることになる。

貯湯タンク３は、密閉式で、通常の貯湯式給湯システムの場合よりも大幅に小さい（例えば約１／４の小容量）もので構成されている。具体的には、通常の例が３５０Ｌの容量であるとしたら、本実施形態の貯湯タンク３の例としては９０Ｌの容量のものが挙げられる。そして、貯湯タンク３の上下方向の所定の各位置には、上下方向各位置での内部の貯湯温度を検出する貯湯温度センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが設置されている。

給水路４は、主給水路４１の上流端が外部の水道管等に接続され、下流端が逆止弁４２を介して貯湯タンク３の底部に接続されている。主給水路４１の上流側から逆止弁４３を介して分岐した混水用給水路４４が給湯路５の後述の第１混合弁５５に対し給水可能に接続されている。又、主給水路４１の下流側から分岐した分岐給水路４５が同じく給湯路５の後述の第２混合弁５３に対し給水可能に接続されている。図１の符号４６は給水路４により給水される水の温度を検出する給水温度センサである。

給湯路５は、貯湯タンク３の頂部から出湯される貯湯が副熱源としての瞬間式ガス給湯器６に対し補助加熱のために供給される補助加熱路５１と、上記貯湯がそのまま直接に出湯される貯湯直接給湯路５２との２つに分岐可能とされている。補助加熱路５１は、分岐給水路４５からの給水との混合が可能な第２混合弁５３及び加熱ポンプ５４を経て瞬間式ガス給湯器６に貯湯を導き、この瞬間式ガス給湯器６で補助加熱した上で最終温調用の第１混合弁５５まで出湯路６０を通して導くようになっている。この際、瞬間式ガス給湯器６と第１混合弁５５との間の出湯路６０で補助加熱後の湯（補助加熱湯）が閉止機能付きの第１比例弁５６を通過するようにされている。貯湯直接給湯路５２は、下流端が上記の第１比例弁５６の下流側の出湯路６０に対し合流点５０で合流することにより、上記の第１混合弁５５に貯湯を給湯し得るようになっている。図１中の符号５８は第１混合弁５５の下流側位置において最終的に給湯される湯の給湯温度を検出する給湯温度センサであり、符号５９は機器異常の発生等に起因する高温水の給湯を阻止して回避するために開作動されて混水用給水路４４からの水を供給するための回避弁である。又、符号６１は給湯のための第２比例弁、６２は瞬間式ガス給湯器６により補助加熱された後の湯の温度を検出する加熱後温度センサである。

暖房回路８は、暖房循環路８１内の暖房用の循環熱媒を熱交換器８２で液−液熱交換により加熱し、加熱した循環熱媒を高温暖房端末（例えば浴室乾燥機）８３や、低温暖房端末（例えば床暖房）８４に対し循環供給するようになっている。そして、上記の熱交換器８２での液−液熱交換の加熱源（暖房熱源）として、瞬間式ガス給湯器６から出湯される加熱後の湯、又は、非作動状態の瞬間式ガス給湯器６を素通りした貯湯タンク３内の湯が、熱交換器８２の熱源側に循環供給されるようになっている。すなわち、瞬間式ガス給湯器６の下流側の出湯路６０の分岐点８０から分岐した熱源供給路８５を通して熱源として湯が熱交換器８２に暖房用熱源として供給され、液−液熱交換により温度低下した湯が開閉電磁弁８６を経て分岐給水路４５に導出され、通常時であれば、この分岐給水路４５を介して第２混合弁５３に導かれた後、加熱ポンプ５４を介して瞬間式ガス給湯器６に戻されて再加熱されるというように循環されることになる。又、熱交換器８２での液−液熱交換により加熱された循環熱媒は、高温暖房端末８３又は低温暖房端末８４に供給されて放熱された後、膨張タンク８７及び暖房ポンプ８８を経て上記熱交換器８２に戻されて再加熱されることになる。

風呂追い焚き回路９は、追い焚きポンプ９１を作動させることにより浴槽９２内の湯水を追い焚き循環路９３を通して熱交換器９４との間で循環させ、この熱交換器９４での液−液熱交換により追い焚き加熱するようになっている。熱交換器９４の熱源側には、暖房回路８と同様に、瞬間式ガス給湯器６から出湯される加熱後の湯又は貯湯タンク３内の湯が分岐点９０から分岐された熱源供給路９５を通して追い焚き用の加熱源として循環供給され、熱交換器９４での液−液熱交換により温度低下した湯が開閉電磁弁９６を経て分岐給水路４５に導出され、以後、通常時であれば、上記と同様に瞬間式ガス給湯器６に戻されて再加熱されるというように循環されることになる。なお、図１中の符号９７は、給湯路５から追い焚き循環路９３に接続されて、浴槽９２に注湯させるための注湯路である。

以上の各回路５，８，９が熱負荷作動系１１（図２参照）を構成する。そして、ヒートポンプ作動系２と、熱負荷作動系１１との運転作動は、リモコン１００からの入力設定信号や操作信号の出力や、種々の温度センサ２４，２５，３１ａ〜３１ｄ，４６，５８，６２等からの検出信号の出力を受けて、コントローラ（制御部）１０により作動制御されるようになっている。

コントローラ１０は、ＣＰＵや書き換え可能メモリを備えるマイコンによって主構成されており、メモリに記憶されたプログラム及び各種データに基づいてヒートポンプ作動系２の作動制御を行うようになっている。図２は、ヒートポンプ作動系２の作動制御の制御ブロックの一例を示しており、図に示す各記憶手段は上記メモリの所定の領域によって構成されており、各手段は主としてプログラムを実行するＣＰＵによって構成されるものである。図示実施例においてコントローラ１０は、過去の給湯量実績情報を記憶する給湯量実績情報記憶手段１０１を備えている。該記憶手段１０１は、例えば各曜日毎に設けることができ、各曜日の給湯量実績情報として、給湯栓７、暖房回路８、風呂追い焚き回路９及び浴槽９２への貯湯タンク３及び瞬間式ガス給湯器６による給湯量実績値を、下記表１に示すように１時間毎に区分された時間帯毎にテーブル形式で記憶するものである。

各曜日の各時間帯の給湯総量実績値は、過去の同じ曜日の同じ時間帯の実給湯量に基づいて設定されており、ユーザーの生活習慣の変動に対応するために、コントローラ１０は、直近の終了した時間帯の実給湯量を、給湯路５の適宜の位置に設けた流量センサの検出値に基づいて算出取得する実給湯量取得手段１０２と、該手段１０２により取得した直近の時間帯の実給湯量と対応する曜日の対応する時間帯の給湯量実績値との平均値を、適宜丸め処理などを行った上で当該曜日の当該時間帯の給湯量実績値として更新記憶させる学習更新手段１０３を備えている。

また、コントローラ１０は、給湯量実績情報記憶手段１０１に記憶された上記の給湯量実績情報に基づいて運転当日の時間帯別予想使用湯量を予測する時間帯別使用湯量予測手段１０４と、該手段１０４によって予測された時間帯別使用湯量を記憶する時間帯別使用湯量記憶手段１０５とを備えている。時間帯別使用湯量予測手段１０４は、給湯量実績情報から運転当日の曜日に対応する情報をそのまま時間帯別予想使用湯量として予測するものであってもよいし、天候や気温などに基づいて適宜補正した上で時間帯別予想使用湯量として予測するものであってもよい。また、毎日所定の時刻、例えば深夜０時に、１日分すなわち２４時間分の時間帯別予想使用湯量を予測することができ、また、翌日の深夜の給湯使用に対応するため、例えば現在の時間帯から３０時間分の時間帯別予想使用湯量を予測しておくことも可能である。一例として、図３（ｂ）には、月曜日の時間帯別予想使用湯量を示している。

また、リモコン１０１は、インターネット回線に接続されたネットワーク接続端末１２０に接続されており、インターネット回線を通じて各種情報を取得してコントローラ１０に供給可能に構成されている。コントローラ１０は、電力供給業者がインターネット回線を介して直接若しくは他業者を介して間接的に提供する当日の最大供給電力情報、及び、当該電力供給業者の管内における１時間毎に区分された時間帯毎の使用電力予想情報（これら最大供給電力情報と使用電力予想情報とが「ピーク電力時間帯に関する情報」を構成する。）をリモコン１０１を介して取得して、電力供給業者の電力供給量が予想使用電力に対して逼迫するピーク時間帯を判定するピーク電力時間帯情報取得手段１０６を備えている。例えば、本願出願時点においては、各電力会社が電気予報ＡＰＩ(http://developer.yahoo.co.jp/webapi/shinsai/v1/setsuden/electricpowerforecast.html)というインターネット上で公開されたシステムによって当日、過去及び将来の所定期間の各日の最大電力供給量情報と、１時間毎の時間帯別の予想使用電力量情報とを提供しており、ＸＭＬ形式などの所定のフォーマットによってこれら情報を随時取得できるようになっている。ピーク電力時間帯情報取得手段１０６は、図３（ａ）に示すように、これら情報を取得するとともに、最大供給電力に所定の掛率、例えば８０％の値をピーク基準値として設定し、該ピーク基準値を超える使用電力予想となっている時間帯（図示例では日中の１２時から１５時まで）をピーク電力時間帯であると判定する。

さらに、コントローラ１０は、貯湯装置の貯湯能力情報と前記時間帯別予想使用湯量とに基づいて、貯湯装置のヒートポンプ作動系２の運転時間帯を、前記ピーク電力時間帯に重複しないように且つ各時間帯の開始時刻において当該時間帯の予想使用湯量の湯水が貯湯されているように設定する運転時間帯設定手段１０７を備えている。上記貯湯能力情報は、マイコンのメモリに記憶しておくことができる。

運転時間帯設定手段１０７は、ピーク電力時間帯を避けてヒートポンプ作動系２の作動による貯湯運転を行うよう適宜の構成とすることができるが、本実施形態では、ピーク電力時間帯を考慮せずに前記貯湯能力情報と前記時間帯別予想使用湯量とに基づいて、図３（ｃ）に示すように各時間帯の開始時刻において当該時間帯の予想使用湯量の湯水が貯湯されているように貯湯装置の運転時間帯を運転時間帯記憶手段１０８に仮設定する運転時間帯仮設定手段１０９と、該運転時間帯がピーク電力時間帯に重複する場合に図３（ｄ）に示すように重複部分をピーク電力時間帯の前にシフトすることにより運転時間帯を再設定する運転時間帯シフト手段１１０とを備えている。該シフト手段１１０は、ピーク電力時間帯の開始時刻の直前のシフトすべき重複部分に相当する時間幅（図３に示す例では２時間）内に、既に他の運転時間帯（図３において１０時〜１１時に設定された運転時間帯）が設定されている場合には、仮設定時にピーク電力時間帯の前に設定された運転時間帯の時間幅と、シフトすべき重複部分に相当する時間幅との和の時間幅（図３（ｄ）では３時間）を有する運転時間帯を、ピーク電力時間帯の開始時刻直前に再設定するように構成されている。なお、運転時間帯の設定は、ヒートポンプ作動系２をオンする時刻とオフする時刻を時系列順に記憶することによって行ってもよいし、所定の時間間隔、例えば１時間毎や３０分毎など、に区分された各時間帯においてヒートポンプ作動系２をオンするかオフするかを示す各時間帯毎のフラグを設定することによって行ってもよい。

また、貯湯タンク３の外気温を検出する気温センサ（図示せず）を設けておき、コントローラ１０に、図３（ｅ）に示すように外気温に応じて貯湯量を増加させるように運転時間帯記憶手段１０８に記憶された運転時間帯を補正する貯湯量補正手段１１１を備えている。補正量の具体的算出方法は適宜のものとすることができ、例えば、外気温に応じて補正量を予め定めておいて、外気温によって一律に補正量を求めることができる。より好ましくは、外気温に加えて、貯湯時点から当該貯湯が給湯に使用されると予測される時間帯までの経過時間をも考慮して、当該経過時間が長くなるほど補正量を大きくすることも可能である。これによれば、外気温と貯湯から給湯使用までの経過時間とに基づいて貯湯タンク３からの予測放熱量を演算により求めることができ、算出した予測放熱量を加味して貯湯装置による事前の貯湯量を変更して貯湯を実施することが可能である。

さらに、コントローラ１０は、貯湯量補正手段１１１による補正量分（貯湯量の増加分）の貯湯を行うために貯湯装置を作動させるための電気料金を算出する電気料金算出手段１１２と、上記補正量分に相当する給湯を瞬間式ガス給湯器によって行う場合のガス料金を算出する燃料料金算出手段１１３とをさらに備えることができ、これら電気料金と燃料料金とが貯湯量補正手段１１１に供給され、前記燃料料金が前記電気料金よりも安価であれば貯湯量補正手段１１１による運転時間帯の補正を行わないように構成されている。このように、放熱量を加味した貯湯量増加分の貯湯を行うためにヒートポンプ貯湯装置を運転させる電気料金よりも、貯湯量増加分の給湯を行うために瞬間式ガス給湯器６を燃焼させるガス料金のほうが安価であれば、放熱量を加味せずに図３（ｄ）に示す運転時間帯タイムチャートにしたがってヒートポンプ貯湯装置を運転させることにより、光熱費の節減を行うことが可能になる。

コントローラ１０は、上記のように設定された運転時間帯設定内容にしたがってヒートポンプ作動系２のオンオフ制御を行うヒートポンプオンオフ制御部１１４を備えている。また、コントローラ１０は、貯湯タンク３内の貯湯が無くなった場合に給湯要求があれば瞬間式ガス給湯器６の燃焼制御を開始して、該給湯器６によって給湯を行うようになっている。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更可能である。例えば、貯湯装置としては、ヒートポンプ貯湯装置以外に、電熱線加熱式貯湯装置などとすることもできる。また、制御部は、上記実施形態ではコントローラ１０によって構成したが、コントローラ１０の機能の一部をリモコン１０１に保有させて、これらコントローラ１０とリモコン１０１との組み合わせによって制御部を構成してもよい。また、運転時間帯の時間区分方法と、時間帯別予測使用湯量の時間区分方法と、ピーク電力時間帯の時間区分方法は上記実施形態ではすべて１時間毎に時間区分したが、これら時間区分方法はそれぞれ異なっていてもよく、運転時間帯は３０分毎に区分し、時間帯別予測使用湯量は１時間毎に区分し、ピーク電力時間帯は２時間毎に区分するなど、適宜のものとすることができる。

２ヒートポンプ作動系（貯湯装置）
５給湯路
６瞬間式給湯器
１０制御部
１０１給湯量実績情報記憶手段
１０２実給湯量取得手段
１０３学習更新手段
１０４時間帯別使用湯量予測手段
１０５時間帯別使用湯量記憶手段
１０６ピーク電力時間帯情報取得手段
１０７運転時間帯設定手段
１０８運転時間帯記憶手段
１０９運転時間帯仮設定手段
１１０運転時間帯シフト手段
１１１貯湯量補正手段
１１２増加分電気料金算出手段
１１３増加分燃料料金算出手段

Claims

電力を駆動源として貯湯運転を行う貯湯装置と、該貯湯装置から給湯を行う給湯路と、前記貯湯装置に貯湯された湯量が不足する場合に燃料を燃焼させて給湯を行うための瞬間式給湯器と、前記貯湯装置及び瞬間式給湯器の作動を制御する制御部とを備え、
該制御部は、過去の給湯量実績情報に基づいて時間帯別予想使用湯量を予測する時間帯別使用湯量予測手段と、電力供給業者が提供するピーク電力時間帯に関する情報を取得するピーク電力時間帯情報取得手段と、前記貯湯装置の貯湯能力情報と前記時間帯別予想使用湯量とに基づいて前記貯湯装置の運転時間帯を前記ピーク電力時間帯に重複しないように且つ各時間帯の開始時刻において当該時間帯の予想使用湯量の湯水が貯湯されているように設定する運転時間帯設定手段とを備え、該運転時間帯設定手段により設定された運転時間帯に前記貯湯装置を作動させるよう構成されていることを特徴とするハイブリッド給湯システム。
請求項１に記載のハイブリッド給湯システムにおいて、前記貯湯装置は貯湯タンクを備え、前記ハイブリッド給湯システムは、貯湯タンクの外気温を検出する気温センサを備え、前記制御部は、外気温に応じて貯湯量を増加させるように貯湯装置の運転時間帯を補正する貯湯量補正手段をさらに備えていることを特徴とするハイブリッド給湯システム。
請求項２に記載のハイブリッド給湯システムにおいて、前記制御部は、貯湯量の増加分の前記貯湯装置の電気料金を算出する電気料金算出手段と、前記貯湯量の増加分に相当する給湯を前記瞬間式給湯器によって行う場合の燃料料金を算出する燃料料金算出手段とを備え、前記貯湯量補正手段は、前記燃料料金が前記電気料金よりも安価であれば前記補正を行わないように構成されていることを特徴とするハイブリッド給湯システム。