JP2014190638A - 暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電装置による発電電力の売電を考慮して、暖房運転に要するコストのさらなる低減を図ることができる暖房システムを提供する。
【解決手段】ヒートポンプ売電指標値算出部１８３は、日中時間帯における床暖房機２００の暖房運転をヒートポンプ５１による加熱で行って、所定加熱量を得るための消費電力であるヒートポンプ電力指標値を算出し、ヒートポンプ電力指標値分の電力を売電したときの収益金であるヒートポンプ売電指標値を算出する。燃焼暖房コスト指標値算出部１８４は、床暖房機２００の暖房運転を燃焼熱源機７５による加熱で行って前記所定加熱量を得るための燃料コストである燃焼暖房コスト指標値を算出する。暖房制御部１８５は、ヒートポンプ売電指標値が燃焼暖房コスト指標値を上回る場合に、暖房実行日の日中時間帯における床暖房機２００の暖房運転を、燃焼熱源機７５による加熱によって行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、太陽光発電による電力と商用電力とが入力されるパワーコンディショナーから供給される電力を使用して、暖房端末に供給する熱媒体を加熱する暖房システムに関する。

従来より、床暖房パネルに循環供給する温水を加熱するヒートポンプを、太陽光発電により生成される電力を使用して作動させる暖房システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された暖房システムにおいては、太陽光発電により生成された電力でヒートポンプを作動させることにより、暖房運転に要するコストの低減を図っている。また、太陽光電力が得られない夜間等においては、商用電力によりヒートポンプを作動させて、暖房運転を行なうようにしている。

特開２００６−１０１９８号公報

太陽光発電装置が備えられた家屋においては、太陽光発電装置による発電電力が家屋の総消費電力を上回っているときに、上回った余剰電力を電力業者に売電することができる。そして、売電単価が商用電力の買電単価よりも高い場合には、使用者としては、太陽光発電装置が発電を行っているときには、家屋の消費電力を抑えて売電する電力量を増やしたいと考える。

また、太陽光発電装置が備えられた家屋が所在する地域において、日中の電力不足が生じているときに、使用者が、家屋の消費電力を抑えて売電する電力量を増やすことにより、地域の電力不足の解消に貢献したいと考える場合もある。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、日中の暖房運転に要する電力を低減して、太陽光発電装置による発電電力の売電量を増加することができる暖房システムを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、
太陽光発電装置及び商用電力供給ラインと電気負荷とに接続され、前記太陽光発電装置の発電量が前記電気負荷の消費電力を上回るときは、余剰な前記太陽光発電装置の発電電力を売電し、前記太陽光発電装置の発電量が前記電気負荷の消費電力を下回るときには、不足する電力を買電するパワーコンディショナーからの供給電力を使用する暖房システムであって、
熱媒体が封入された熱媒回路と、
前記熱媒回路内の熱媒体を循環させる熱媒循環部と、
前記熱媒回路の途中に接続されて、熱媒体からの放熱により暖房を行う暖房端末と、
前記パワーコンディショナーからの供給電力により作動する電気負荷であって、前記熱媒回路の途中に接続されて、前記熱媒回路を流通する熱媒体を加熱するヒートポンプと、
前記熱媒回路の途中に接続されて、前記熱媒回路を流通する熱媒体をバーナの燃焼熱により加熱する燃焼熱源機と、
前記暖房端末の暖房運転を実行する暖房実行日における日の出時刻及び日の入時刻を、予め認識する日出没時刻認識部と、
前記暖房実行日の日の出時刻から日の入り時刻までの間に設定された日中時間帯における前記暖房端末の暖房運転を、所定の燃焼暖房優先条件が成立しているときには、前記燃焼熱源機による加熱によって行う暖房制御部とを備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記熱媒回路に封入された熱媒体を加熱するための構成として、前記ヒートポンプの他に前記燃焼熱源機が備えられている。そして、前記暖房制御部は、前記燃焼暖房優先条件が成立しているときには、前記燃焼熱源機による加熱によって、前記日中時間帯での前記暖房端末の暖房運転を行なう。このように、前記日中時間帯での前記暖房端末の暖房運転を、前記燃焼熱源機による加熱により行うことによって、暖房運転時の前記ヒートポンプの作動を停止することができる。これにより、前記太陽光発電装置の発電電力が前記ヒートポンプにより消費されることが回避されるため、前記太陽光発電装置の発電電力の売電量を増加させることができる。

また、本発明において、
前記売電の価格と前記バーナの燃料価格に関する情報を取得するコスト情報取得部と、
前記暖房端末の暖房運転を、前記ヒートポンプによる加熱により行って、所定加熱量を得るための消費電力であるヒートポンプ電力指標値を算出し、該ヒートポンプ電力指標値分の電力を売電したときの収益金であるヒートポンプ売電指標値を算出するヒートポンプ売電指標値算出部と、
前記暖房端末の暖房運転を、前記燃焼熱源機による加熱により行って前記所定加熱量を得るためのコストである燃焼暖房コスト指標値を算出する燃焼暖房コスト指標値算出部とを備え、
前記燃焼暖房優先条件として、前記ヒートポンプ売電指標値が前記燃焼暖房コスト指標値を上回ることが設定されていることが好ましい。

この構成によれば、前記ヒートポンプ売電指標値算出部により、前記暖房端末の暖房運転を前記ヒートポンプによる加熱により行って、所定加熱量を得るための消費電力である前記ヒートポンプ電力指標値が算出される。そして、前記ヒートポンプ売電指標値算出部により、前記ヒートポンプ暖房指標値分の電力を売電したときの収益金である暖房売電指標値が算出される。また、前記燃焼暖房指標値算出部により、前記暖房端末の暖房運転を前記燃焼熱源機による加熱により前記暖房端末の暖房運転を行なう場合のコストである前記燃焼暖房コスト指標値が算出される。

そして、前記暖房制御部は、前記暖房実行日の前記日中時間帯における前記暖房端末の暖房運転を、前記ヒートポンプ売電指標値が前記燃焼暖房コスト指標値を上回る場合には、前記燃焼熱源機による加熱によって行う。これにより、前記暖房実行日の日中時間帯において前記暖房端末の暖房運転を行なう場合に、前記ヒートポンプ売電指標値と前記燃焼暖房コスト指標値の差に応じた収益金が得られるため、前記暖房端末の暖房運転のコストを低減して、前記太陽光発電装置による発電電力の売電量を増加することができる。

また、本発明において、
前記パワーコンディショナーから出力される電力により充電されると共に、前記パワーコンディショナーを介して前記電気負荷に電力を供給する蓄電部と、
前記日中時間帯よりも前記商用電力の買電コストが低い時間帯に、前記商用電力供給ラインから供給される商用電力により前記蓄電部を充電する充電制御部とを備え、
前記暖房制御部は、前記日中時間帯における前記太陽光発電装置の発電電力が所定レベル以下であるときに、前記蓄電部からの出力電力により、前記ヒートポンプを作動させて前記暖房端末による暖房運転を行なうことが好ましい。

この構成によれば、前記商用電力の買電コストが低い時間帯に前記蓄電部を充電しておくことができる。そして、雨天等により前記太陽光発電装置の発電電力が低下して、売電量が少ない状況となっているときに、前記蓄電部からの電力を用いて買電量を減少することにより、前記暖房端末の暖房運転のコストを低減することができる。

貯湯式給湯装置の構成図。 日付と日の出時刻及び日の入り時刻との対応マップの説明図。 暖房運転モードの設定処理のフローチャート。 日中時間帯と深夜電力時間帯の説明図。

本発明の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。図１を参照して、本実施形態の暖房システム１は、ヒートポンプユニット５０、熱源ユニット８０、床暖房機２００（本発明の暖房端末に相当する）、温風暖房機２１０（本発明の暖房端末に相当する）、及び暖房システム１の全体的な作動を制御するコントローラ１８０を備えて構成されている。

暖房システム１は、配電盤１５３を介して、家電製品１７０等の他の電気負荷と共にパワーコンディショナー１５１と接続されており、パワーコンディショナー１５１からの供給電力を使用して作動する。

パワーコンディショナー１５１は、太陽光発電装置１５０に接続されると共に、電力メータ１５２を介して商用電力供給ライン１６０に接続されている。パワーコンディショナー１５１は、太陽光発電装置１５０から出力される直流電力を、商用電力と同じ仕様の交流電力（例えば、単相３線式交流１００Ｖ／２００Ｖ）に変換して、暖房システム１及び家電製品１７０等の電気負荷に供給する。

パワーコンディショナー１５１は、電力メータ１５２と接続され、太陽光発電装置１５０による発電量が、電気負荷の総消費電力を上回る場合に、余剰電力を商用電力供給ライン１６０に供給する売電を行う。また、パワーコンディショナー１５１は、太陽光発電装置１５０による発電量が、電気負荷の総消費電力を下回る場合には、不足電力を商用電力供給ライン１６０から受給する買電を行う。

なお、ここでの売電・買電とは、必ずしも金銭的な収支のみを意味するものではなく、パワーコンディショナー１５１から商用電力供給ライン１６０側に電力を供給することを売電と称している。また、商用電力供給ライン１６０からパワーコンディショナー１５１側に電力を供給することを買電と称している。

パワーコンディショナー１５１からコントローラ１８０には、太陽光発電装置１５０の発電電力ＰＶの測定データが出力される。また、電力メータ１５２からコントローラ１８０には、商用電力供給ライン１６０からパワーコンディショナー１５１への電力供給量Ｃｄ（負のときは売電状態を示し、正のときは買電状態を示す）の測定データが出力される。

また、パワーコンディショナー１５１には蓄電池１５５（本発明の蓄電部に相当する）が接続されている。パワーコンディショナー１５１は、日中に比べて電気料金が安くなる深夜時間帯に、商用電力により蓄電池１５５を充電しておき、日中に蓄電池１５５の放電電力を商用電力と同じ仕様の交流電力に変換して暖房システム１及び家電製品１７０等の電気負荷に供給する。

なお、このように、パワーコンディショナー１５１が深夜時間帯に蓄電池１５５を充電する構成は、本発明の充電制御部に相当する。蓄電池１５５の放電電力を電気負荷に供給することによって、日中、太陽光発電装置１５０により生成される電力のうち、電気負荷により消費される電力を低減することができるため、売電量を増やすことができる。

なお、図１では、暖房システム１のコントローラとして一つのコントローラ１８０を示したが、熱源ユニット８０のコントローラと、ヒートポンプユニット５０のコントローラを個別に備え、各コントローラ間の通信によって、暖房システム１の全体的な作動を制御する構成としてもよい。

熱源ユニット８０は、湯水（本発明の熱媒体に相当する）が封入された暖房循環路４０（本発明の熱媒回路に相当する）の途中に接続された暖房熱交換器７７と、暖房熱交換器７７を加熱する暖房バーナ７６とを有する燃焼熱源機７５を備えている。暖房バーナ７６には、図示しないガス供給管から燃料ガスが供給されると共に、図示しない燃焼ファンにより燃焼用空気が供給される。

コントローラ１８０は、暖房バーナ７６に供給する燃焼ガスと燃焼用空気の流量を調節して、暖房バーナ７６の燃焼量を制御する。暖房バーナ７６の燃焼熱によって、暖房熱交換器７７を流通する温水が加熱される。暖房循環路４０は、床暖房機２００及び温風暖房機２１０と接続されて温水による熱を供給する。

暖房循環路４０には、シスターン１１０と、暖房循環ポンプ１１１（本発明の熱媒循環部に相当する）とが設けられており、暖房循環路４０は、暖房循環ポンプ１１１と暖房熱交換器７７の間の箇所で、低温暖房路１１２と高温暖房路１３０に分岐している。

高温暖房路１３０には温風暖房機２１０が接続され、低温暖房路１１２には床暖房機２００が接続されている。高温暖房路１３０と低温暖房路１１２は、温風暖房機２１０及び床暖房機２００の下流側で合流している。また、高温暖房路１３０と温風暖房機２１０の接続部と暖房熱交換器７７の間の箇所で高温暖房路１３０から分岐してシスターン１１０に連通する暖房バイパス路１１３が設けられており、暖房バイパス路１１３には、暖房バイパスと１１３の開度を変更する暖房バイパス弁１１４が設けられている。

暖房循環路４０の暖房循環ポンプ１１１の出口付近には、暖房循環ポンプ１１１から送出される温水の温度を検出する戻り温水温度センサ１１５が設けられている。また、暖房循環路４０の暖房熱交換器７７の出口付近には、暖房熱交換器７７から送出される温水の温度を検出する往き温水温度センサ１１６が設けられている。

低温暖房路１１２は、熱動弁１２０を介して床暖房機２００に接続されており、熱動弁１２０の開閉によって、低温暖房路１１２から床暖房機２００への温水の供給と停止が切換えられる。また、高温暖房路１３０から温風暖房機２１０への温水の供給と停止は、温風暖房機２１０に備えられた熱動弁２１１の開閉により行われる。床暖房機２００と温風暖房機２１０は、暖房循環路４０を流通する温水の放熱により暖房を行う。

床暖房機２００を操作するための床暖房リモコン２０１には、床暖房機２００が設置された室内の温度を検出する室温センサ２０２が接続されている。床暖房リモコン２０１とコントローラ１８０は通信可能に接続され、床暖房リモコン２０１により設定された目標暖房温度のデータと、室温センサ２０２による検出温度のデータがコントローラ１８０に送信される。

さらに、暖房循環路４０には、暖房循環路４０からヒートポンプユニット５０に戻る温水の温度を検出する暖房ヒートポンプ戻り温度センサ４５と、ヒートポンプユニット５０により加熱されて暖房循環路４０に出湯される温水の温度を検出する暖房ヒートポンプ往き温度センサ４６と、ヒートポンプユニット５０をバイパスするヒートポンプバイパス路４２の下流側での暖房循環路４０との接続箇所の直下流部に設けられて、暖房循環路４０からの温水とヒートポンプバイパス路４２からの温水とが混合された温水の温度を検出する暖房混合温度センサ４７とが設けられている。また、暖房循環路４０側に流通する温水とヒートポンプバイパス路４２側に流通する湯水の割合を調節するための暖房側混合弁４８が設けられている。

熱源ユニット８０に備えられた各センサの検出信号は、コントローラ１８０に入力される。また、コントローラ１８０から出力される制御信号によって、燃焼熱源機７５、暖房循環ポンプ１１１、暖房バイパス弁１１４、熱動弁１２０、及び暖房側混合弁４８の作動が制御される。

次に、ヒートポンプユニット５０は、暖房循環路４０内を流通する温水を加熱するためのものである。ヒートポンプユニット５０は、ヒートポンプ循環路５２により接続された蒸発器５３、圧縮機５４、ヒートポンプ熱交換器５５（凝縮機）、及び膨張弁５６により構成されたヒートポンプ５１を有している。

蒸発器５３は、ファン６０の回転により供給される空気とヒートポンプ循環路５２内を流通する熱媒体（ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）等の代替フロン、二酸化炭素等）との間で熱交換を行う。圧縮機５４は、蒸発器５３から吐出された熱媒体を圧縮して高圧・高温とし、ヒートポンプ熱交換器５５に送出する。膨張弁５６は、圧縮機５４で加圧された熱媒体の圧力を開放する。

除霜弁６１は膨張弁５６をバイパスして設けられており、圧縮機５４から送出される熱媒体により蒸発器５３を除霜する。ヒートポンプ循環路５２の膨張弁５６の上流側及び下流側、圧縮機５４の上流側及び下流側には、ヒートポンプ循環路５２内を流通する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度センサ６２，６３，６４，６５が、それぞれ設けられている。また、蒸発器５３には、蒸発器５３に吸入される空気の温度を検出する周囲温度センサ６７が設けられている。

ヒートポンプ熱交換器５５は暖房循環路４０と接続され、圧縮機５４により高圧・高温とされた熱媒体と、暖房循環路４０内を流通する温水との熱交換により、暖房循環路４０内を流通する温水を加熱する。

ヒートポンプユニット５０に設けられた各センサの検出信号は、コントローラ１８０に入力される。また、コントローラ１８０から出力される制御信号によって、圧縮機５４、タンク循環ポンプ６６、ファン６０、及びヒートポンプ混合弁５９の作動が制御される。

次に、コントローラ１８０は、図示しないＣＰＵ、メモリ、各種インターフェース回路等により構成された電子回路ユニットであり、メモリに保持された暖房システム１の制御用プログラムをＣＰＵで実行することによって、日出没時刻認識部１８１、コスト情報取得部１８２、ヒートポンプ売電指標値算出部１８３、燃焼暖房コスト指標値算出部１８４、及び暖房制御部１８５として機能する。また、コントローラ１８０は、後述する対応マップ１８７のデータを保持したメモリ１８６と、計時部１８８を備えている。

コントローラ１８０は、通信ケーブルによりリモコン１４０と接続されている。リモコン１４０は、暖房システム１の運転状況や運転条件の設定等を表示するための表示器１４１と、各種スイッチが設けられたスイッチ部１４２とを備えている。暖房システム１の使用者は、リモコン１４０のスイッチ部１４２を操作することによって、床暖房機２００の暖房運転と温風暖房機２１０の暖房運転の開始と停止の指示等を行う。

計時部１８８は、図示しない発振器から出力される基準パルス信号を計数することによって、現在の日付と時刻を算出する。なお、計時部１８８をリモコン１４０に設けて、リモコン１４０との通信により、現在の日付と時刻のデータをコントローラ１８０側で受信するようにしてもよい。

日出没時刻認識部１８１は、計時部１８８により算出された現在の日付を、対応マップ１８７に適用して、床暖房機２００による暖房運転を行なう日（暖房実行日）の日の出時刻ＳＲＴ及び日の入時刻ＳＳＴを取得する。

対応マップ１８７は、図２（ａ）に示したように、日付と日の出時刻ＳＲＴ及び日の入時刻ＳＳＴとを対応付けたマップとなっている。ここで、対応マップ１８７は、日本全国の平均的な日の出時刻及び日の入時刻の過去のデータに基づいて作成されたものである。

なお、リモコン１４０やコントローラ１８０に設けたＤＩＰスイッチ等により、暖房システム１の設置場所（設置地域）を入力できるようにし、対応マップ１８７により得られた日の出時刻ＳＲＴ及び日の入時刻ＳＳＴを、暖房システム１の設置場所に応じて補正するようにしてもよい。

また、対応マップ１８７を、日付単位ではなく、図２（ｂ）に示したように月単位で日の出時刻ＳＲＴ及び日の入時刻ＳＳＴを対応付けたものとしてもよい。この場合、日出没時刻認識部１８１は、暖房実行日の日付が属する月に対応した日の出時刻ＳＲＴ及び日の入時刻ＳＳＴを、対応マップ１８７から取得する。

また、メモリ１８６には、以下の表１，表２に示したデータが保持されている。

表１は、燃料ガスの種類（ＬＰ，１３Ａ）毎の単位体積あたりのガス発熱量（kcal/m³）及び単位体積あたりのガス単価（円/m³，燃料価格）と、燃焼熱源機７５の暖房効率（％）の例を示したものである。表２は、燃料ガスの種類（ＬＰ，１３Ａ）毎に設定された売電単価（円/kWh）と、買電単価（円/kWh）及びヒートポンプ５１の暖房効率（％）の例を示したものである。

ヒートポンプ売電指標値算出部１８３は、ヒートポンプ５１を作動させて床暖房機２００による暖房運転を行なう場合に、１ｋＷｈ（本発明の所定加熱量に相当する）の加熱量を得るために必要な電力であるヒートポンプ電力指標値ＨＰcsを、以下の式（１）により算出する。なお、所定加熱量を１ｋＷｈ以外の量に設定してもよい。

ＨＰcs＝１／１．９３＝０．５２（1/kWh） ・・・・・（１）
但し、ＨＰcs：ヒートポンプ電力指標値（ヒートポンプ５１を作動させて１ｋＷｈの発熱を得るために必要な電力）、１．９３：ヒートポンプ５１の暖房効率（％）。

そして、ヒートポンプ売電指標値算出部１８３は、以下の式（２）（燃料ガスとしてＬＰを使用する場合）又は式（３）（燃料ガスとして１３Ａを使用する場合）により、ヒートポンプ電力指標値ＨＰcs分の電力の売電量であるヒートポンプ売電指標値ＨＰspを算出する。

ＨＰsp＝ＨＰcs×３０＝０．５２×３０＝１５．６（円） ・・・・・（２）
但し、ＨＰsp：ヒートポンプ売電指標値、ＨＰcs：ヒートポンプ電力指標値、３０（kWh/円）：使用される燃料ガスがＬＰである場合の売電単価。

ＨＰsp＝ＨＰcs×４２＝０．５２×４２＝２１．８（円） ・・・・・（３）
但し、ＨＰsp：ヒートポンプ売電指標値、ＨＰcs：ヒートポンプ電力指標値、４２（kWh/円）：使用される燃料ガスが１３Ａである場合の売電単価。

また、燃焼暖房コスト指標値算出部１８４は、燃焼熱源機７５を作動させて床暖房機２００による暖房運転を実行する場合に、１ｋＷｈ分の加熱量を得るために必要な燃料ガスの料金である燃焼暖房コスト指標値Ｇcを、以下の式（４）（燃料ガスとしてＬＰガスを使用する場合）、又は式（５）（燃料ガスとして１３Ａを使用する場合）により算出する。

Ｇc＝１／２４２００×８６０×５００×０．５７３＝３１．０（円）
・・・・・（４）
但し、Ｇc：燃焼暖房コスト指標値、２４２００：単位体積あたりのＬＰの発熱量（kcal/m³）、８６０：kcalからＷへの換算係数、０．５７３：ヒートポンプ５１の暖房効率。

Ｇc＝１／１０７００×８６０×１５０／０．５７３＝２１（円）
・・・・・（５）
但し、Ｇc：燃焼暖房コスト指標値、１０７００：単位体積あたりの燃料ガスの発熱量（kcal/m³）、８６０：kcalからＷへの換算係数、０．５７３：ヒートポンプ５１の暖房効率。

暖房制御部１８５は、床暖房機２００の単独運転を行なうときは、戻り温水温度センサ１１５の検出温度が低温目標温度（例えば４５℃）となるように、ヒートポンプ５１と燃焼熱源機７５による加熱量を制御する。また、暖房制御部１８５は、温風暖房機２１０の単独運転、又は温風暖房機２１０と床暖房機２００の同時運転を行なうときには、往き温水温度センサ１１６の検出温度が高温目標温度（例えば７０℃）となるように、ヒートポンプ５１と燃焼熱源機７５による加熱量を制御する。

次に、図３に示したフローチャートに従って、床暖房機２００による暖房コストを低減するために、日中時間帯ＷＤＴにおける床暖房機２００による暖房運転を、ヒートポンプ５１を優先的に使用するヒートポンプ優先モードと、燃焼熱源機７５を優先的に使用する燃焼熱源機優先モードのいずれで行うかを決定する処理について説明する。

図３のＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ２は、日出没時刻認識部１８１による処理である。日出没時刻認識部１８１は、ＳＴＥＰ１で、計時部１８８により算出される暖房実行日の日付を取得する。なお、ＳＴＥＰ１の処理は、暖房実行日の日の出時刻よりも前（暖房実行日の前日等）に行われる。

ＳＴＥＰ２で、日出没時刻認識部１８１は、暖房実行日の日付を上述した図２（ａ）の対応マップに適用して、暖房実行日の日の出時刻ＳＲＴと日の入時刻ＳＳＴを認識し、暖房実行日において太陽光発電装置１５０による発電電力によるヒートポンプ５１の作動が可能であると想定される時間帯（日中時間帯）ＷＤＴを設定する。日中時間帯ＷＤＴは、暖房実行日の日の出時刻ＳＲＴから日の入時刻ＳＳＴまでの範囲内の時間帯に設定される。

次のＳＴＥＰ３〜ＳＴＥＰ４は、コスト情報取得部１８２による処理である。コスト情報取得部１８２は、ＳＴＥＰ３で、メモリ１８６に保持された燃料ガスの種類（本実施形態では、ＬＰ又は１３Ａ）のデータを読み出して、燃焼熱源機７５で使用される燃料ガスの種類を認識する。

また、続くＳＴＥＰ４で、コスト情報取得部１８２は、メモリ１８６に保持されたガス単価（ＳＴＥＰ３で認識された種類の燃料ガスの単価）、及び売電単価のデータを読み出して、ガス単価（燃料価格）と売電単価を認識する。

続くＳＴＥＰ５〜ＳＴＥＰ６はヒートポンプ売電指標値算出部１８３による処理である。ヒートポンプ売電指標値算出部１８３は、ＳＴＥＰ５で、上記式（１）によりヒートポンプ電力指標値ＨＰcsを算出する。また、ＳＴＥＰ６で、ヒートポンプ売電指標値算出部１８３は、上記式（２）又は式（３）により、ヒートポンプ売電指標値ＨＰspを算出する。

続くＳＴＥＰ７は燃焼暖房コスト指標値算出部１８４による処理である。燃焼暖房コスト指標値算出部１８４は、上記式（４）又は式（５）により、燃焼暖房コスト指標値Ｇcを算出する。

次のＳＴＥＰ８〜ＳＴＥＰ９及びＳＴＥＰ８から分岐したＳＴＥＰ２０は、暖房制御部１８５による処理である。ＳＴＥＰ８で、暖房制御部１８５は、ヒートポンプ売電指標値ＨＰspが燃焼暖房コスト指標値Ｇcよりも小さいか否かを判断する。なお、ヒートポンプ売電指標値ＨＰspが燃焼暖房コスト指標値Ｇcより大きいことは、本発明の燃焼暖房優先条件に相当する。ヒートポンプ売電指標値ＨＰspが燃焼暖房コスト指標値Ｇcより大きいときは、本発明の燃焼暖房優先条件の成立に相当する。

そして、ヒートポンプ売電指標値ＨＰspが燃焼暖房コスト指標値Ｇcよりも大きいときはＳＴＥＰ２０に分岐し、暖房制御部１８５は、燃焼熱源機優先モードに設定してＳＴＥＰ１０に進み、処理を終了する。一方、ヒートポンプ売電指標値ＨＰspが燃焼暖房コスト指標値Ｇc以下であるときにはＳＴＥＰ９に進む。そして、暖房制御部１８５は、ヒートポンプ優先モードに設定してＳＴＥＰ１０に進む。

本実施形態においては、上記式（２）〜式（５）により、燃料ガスとしてＬＰを使用するときは、燃焼暖房コスト指標値Ｇc（３１．０円）がヒートポンプ売電指標値ＨＰsp（１５．６円）以上になるので、ＳＴＥＰ９に進んでヒートポンプ優先モードに設定される。また、燃料ガスとして１３Ａが使用されるときには、燃焼暖房コスト指標値Ｇc（２１円）がヒートポンプ売電指標値ＨＰsp（２１．８円）よりも小さくなるので、ＳＴＥＰ２０に進んで燃焼熱源機優先モードに設定される。

ヒートポンプ優先モードに設定されたときは、暖房制御部１８５は、ヒートポンプ５１を作動させて床暖房機２００による暖房を行ない、ヒートポンプ５１による加熱が不十分であるときには、燃焼熱源機７５を併用して不足する加熱量を補う。

また、燃焼熱源機優先モードに設定されたときには、暖房制御部１８５は、燃焼熱源機７５を作動させて床暖房機２００による暖房を行なう。燃焼熱源機７５を作動させて床暖房機２００による暖房運転を行なうことにより、ヒートポンプ５１による電力消費分だけ、太陽光発電装置１５０による発電電力の売電量を増やすことができる。そして、売電による収益金と燃焼熱源機の燃料費との差額分の利益を得ることができ、これにより、床暖房機２００の暖房運転を行なうときのコストを下げることができる。

暖房制御部１８５は、暖房実行日が雨天になった場合等に、太陽光発電装置１５０による発電電力が少なく、太陽光発電装置１５０による発電電力ではヒートポンプ５１を作動させることができない場合には、蓄電池１５５からの放電電力を使用してヒートポンプ５１を作動させる。

蓄電池１５５は、上述したように日中よりも買電単価が低くなる深夜電力を使用して充電されるので、日中時間帯におけるヒートポンプ５１の作動に伴う電力コストを下げることができる。

次に、図４は、縦軸を太陽光発電装置１５０の発電電力（ＰＶ）に設定し、横軸を０〜２４時の時間（ｔ）に設定したものであり、日の出時刻ＳＲＴから日の入時刻ＳＳＴまでの時間帯を日中時間帯ＷＤＴに設定した例を示している。

図４のＭＳＴからＭＥＤまで（例えば２３時から翌日の７時まで）が深夜電力時間帯に設定されている。深夜電力時間帯における買電単価（例えば９円/kWh、蓄電効率が９０％のときは充電用の買電単価は１０円/kWhとなる）は、それ以外の時間帯における買電単価（例えば２３円/kWh）よりも安価である。

そこで、深夜電力時間帯に蓄電池１５５を充電しておき、雨天等により日中時間帯ＷＤＴにおける太陽光発電装置１５０の発電電力が所定レベル以下であるときに、蓄電池１５５からの出力電力によりヒートポンプ５１を作動させることで、暖房コストを低減することができる。

また、太陽光発電装置１５０による発電が期待できない日中時間帯以外においては、暖房制御部１８５は、ヒートポンプ５１を燃焼熱源機７５よりも優先的に作動させて、床暖房機２００の暖房運転を実行する。

なお、本実施形態では、本発明の蓄電部として蓄電池１５５を示したが、蓄電部としてコンデンサ等の他の種類の蓄電部を用いてもよい。また、蓄電部を備えていない場合にも、本発明の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、本発明の燃焼熱源機としてガスを燃料とする暖房バーナ７６を備えた燃焼熱源機７５を示したが、石油バーナ等の他の燃料を使用するバーナを備えた燃焼熱源機を用いてもよい。

また、本実施形態では、図３のＳＴＥＰ８において、燃焼暖房コスト指標値Ｇcがヒートポンプ売電指標値ＨＰspよりも低いときに「燃焼暖房優先モード」に設定するようにしたが、リモコン１４０の操作により、使用者が強制的に「燃焼暖房優先モード」に設定することができるようにしてもよい。この場合には、例えば、暖房システム１が設置された家屋が所在する地域において、日中の電力不足が生じているときに、使用者がリモコン１４０を操作して「燃焼暖房優先モード」に設定することにより、太陽光発電装置１５０の発電電力の売電量を増加させて地域の電力不足の解消に貢献することができる。

また、本実施形態では、日中時間帯における床暖房機２００の暖房運転を、燃焼熱源機優先モードとヒートポンプ優先モードを選択して行ったが、温風暖房機２１０についても、同様の選択を行うことで暖房コストを低減することができる。

また、日出没時刻認識部１８１は、メモリ１８６に保持された対応マップ１８７のデータに基づいて、制御対象日における日の出時刻ＳＲＴ及び日の入時刻ＳＳＴを認識したが、コントローラ１８０に通信機能を備えて、図示しない情報サーバーとの通信により受信したデータにより、制御対象日における日の出時刻ＳＲＴ及び日の入時刻ＳＳＴを認識してもよい。

１…暖房システム、４０…温水循環路、５０…ヒートポンプユニット、５１…ヒートポンプ、７５…燃焼熱源機、８０…熱源ユニット、１１１…暖房循環ポンプ、１４０…リもｋン、１５０…太陽光発電装置、１５１…パワーコンディショナー、１５５…蓄電池、１８０…コントローラ、１８１…日出没時刻認識部、１８２…コスト情報取得部、１８３…ヒートポンプ売電指標値算出部、１８４…燃焼暖房指標値算出部、１８５…暖房制御部、１８６…メモリ、２００…床暖房機、２１０…温風暖房機。

Claims (3)

1. 太陽光発電装置及び商用電力供給ラインと電気負荷とに接続され、前記太陽光発電装置の発電量が前記電気負荷の消費電力を上回るときは、余剰な前記太陽光発電装置の発電電力を売電し、前記太陽光発電装置の発電量が前記電気負荷の消費電力を下回るときには、不足する電力を買電するパワーコンディショナーからの供給電力を使用する暖房システムであって、
   熱媒体が封入された熱媒回路と、
   前記熱媒回路内の熱媒体を循環させる熱媒循環部と、
   前記熱媒回路の途中に接続されて、熱媒体からの放熱により暖房を行う暖房端末と、
   前記パワーコンディショナーからの供給電力により作動する電気負荷であって、前記熱媒回路の途中に接続されて、前記熱媒回路を流通する熱媒体を加熱するヒートポンプと、
   前記熱媒回路の途中に接続されて、前記熱媒回路を流通する熱媒体をバーナの燃焼熱により加熱する燃焼熱源機と、
   前記暖房端末の暖房運転を実行する暖房実行日における日の出時刻及び日の入時刻を、予め認識する日出没時刻認識部と、
   前記暖房実行日の日の出時刻から日の入り時刻までの間に設定された日中時間帯における前記暖房端末の暖房運転を、所定の燃焼暖房優先条件が成立しているときには、前記燃焼熱源機による加熱によって行う暖房制御部と
   を備えたことを特徴とする暖房システム。
2. 請求項１に記載の暖房システムにおいて、
   前記売電の価格と前記バーナの燃料価格に関する情報を取得するコスト情報取得部と、
   前記暖房端末の暖房運転を、前記ヒートポンプによる加熱により行って、所定加熱量を得るための消費電力であるヒートポンプ電力指標値を算出し、該ヒートポンプ電力指標値分の電力を売電したときの収益金であるヒートポンプ売電指標値を算出するヒートポンプ売電指標値算出部と、
   前記暖房端末の暖房運転を、前記燃焼熱源機による加熱により行って前記所定加熱量を得るためのコストである燃焼暖房コスト指標値を算出する燃焼暖房コスト指標値算出部とを備え、
   前記燃焼暖房優先条件として、前記ヒートポンプ売電指標値が前記燃焼暖房コスト指標値を上回ることが設定されていることを特徴とする暖房システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載された暖房システムにおいて、
   前記パワーコンディショナーから出力される電力により充電されると共に、前記パワーコンディショナーを介して前記電気負荷に電力を供給する蓄電部と、
   前記日中時間帯よりも前記商用電力の買電コストが低い時間帯に、前記商用電力供給ラインから供給される商用電力により前記蓄電部を充電する充電制御部とを備え、
   前記暖房制御部は、前記暖房実行日の前記日中時間帯における前記太陽光発電装置の発電電力が所定レベル以下であるときに、前記蓄電部からの出力電力により、前記ヒートポンプを作動させて前記暖房端末による暖房運転を行なうことを特徴とする暖房システム。