JP2014214978A - ヒートポンプシステム制御装置、ヒートポンプシステム、および、ヒートポンプシステム制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】給湯装置および暖房装置の両方に十分な熱が供給されるように、ヒートポンプシステムを制御することができるヒートポンプシステム制御装置を提供する。【解決手段】ヒートポンプシステム制御装置２０は、ヒートポンプ装置１１の消費電力を抑制するための準備期間を決定する決定部２１と、（ｉ）準備期間よりも前の通常期間の動作態様である通常動作態様とは異なる動作態様であり、かつ、（ｉｉ）通常動作態様ではヒートポンプ装置１１から給湯装置１２へ熱が供給されない状況で、ヒートポンプ装置１１から給湯装置１２へ熱が供給されるタイミングを有する動作態様であり、かつ、（ｉｉｉ）ヒートポンプ装置１１から暖房装置１３へ熱が供給される場合の熱の単位時間当たりの熱量が通常動作態様よりも大きい動作態様である準備動作態様でヒートポンプシステム１０を準備期間に動作させる制御部２２とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプ装置から状況に応じて選択的に給湯装置または暖房装置へ熱を供給するヒートポンプシステムを制御するヒートポンプシステム制御装置に関する。

ヒートポンプシステムを制御する制御装置に関する技術として、特許文献１に記載の技術がある。

国際公開第２０１３／０２７３１２号

しかしながら、ヒートポンプ装置から状況に応じて選択的に給湯装置または暖房装置へ熱を供給するヒートポンプシステムにおいて、給湯装置および暖房装置の両方に十分な熱が供給されない場合がある。

そこで、本発明は、給湯装置および暖房装置の両方に十分な熱が供給されるように、ヒートポンプシステムを制御することができるヒートポンプシステム制御装置を提供する。

本発明の一態様に係るヒートポンプシステム制御装置は、ヒートポンプ装置から状況に応じて選択的に給湯装置または暖房装置へ熱を供給するヒートポンプシステムを制御するヒートポンプシステム制御装置であって、前記ヒートポンプ装置の消費電力を抑制するための準備期間を決定する決定部と、（ｉ）前記準備期間よりも前の通常期間の動作態様である通常動作態様とは異なる動作態様であり、かつ、（ｉｉ）前記通常動作態様では前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱が供給されない状況で、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱が供給されるタイミングを有する動作態様であり、かつ、（ｉｉｉ）前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給される場合の前記熱の単位時間当たりの熱量が前記通常動作態様よりも大きい動作態様である準備動作態様で前記ヒートポンプシステムを前記準備期間に動作させる制御部とを備える。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、コンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本発明に係るヒートポンプシステム制御装置は、給湯装置および暖房装置の両方に十分な熱が供給されるように、ヒートポンプシステムを制御することができる。

図１は、実施の形態１に係るヒートポンプシステムおよびヒートポンプシステム制御装置の構成を示す図である。 図２は、実施の形態１に係るヒートポンプシステム制御装置の動作を示すフローチャートである。 図３は、実施の形態２に係るヒートポンプ式給湯暖房システムの処理の概要を示すフローチャートである。 図４は、実施の形態２に係るヒートポンプ式給湯暖房システムの構成を示す図である。 図５は、実施の形態２に係るヒートポンプ式給湯暖房装置の詳細な構成図である。 図６は、実施の形態２に係るヒートポンプの詳細な構成図である。 図７は、実施の形態２に係る暖房設定値の一例を示す図である。 図８は、実施の形態２に係るＤＲ制御部から指令がなかった場合の温度変化の一例を示す図である。 図９は、実施の形態２に係るヒートポンプ式給湯暖房システムの制御処理のフローチャートである。 図１０Ａは、実施の形態２に係るＤＲ事前制御のフローチャートである。 図１０Ｂは、実施の形態２に係るＤＲ事前制御（続き）のフローチャートである。 図１１Ａは、ＤＲ事前期間において、給湯モードへの切り替えのための閾値を給湯タンク内の温度が下回らなかった場合の温度変化の一例を示す図である。 図１１Ｂは、ＤＲ事前期間の中盤以降に、給湯モードへの切り替えのための閾値を給湯タンク内の温度が下回り、給湯タンクが加熱される場合の温度変化の一例を示す図である。 図１１Ｃは、ＤＲ事前期間において、給湯ヒータのみで給湯タンクが加熱される場合の温度変化の一例を示す図である。 図１２は、ＤＲ事前制御に基づく温度変化の一例を示す図である。 図１３は、実施の形態３に係るヒートポンプ式給湯暖房システムにおいて、給湯モードの時間と、室温の回復のための暖房モードの時間との関係を示す図である。 図１４は、実施の形態３に係るＤＲ事前制御のフローチャートである。 図１５は、実施の形態３に係る蓄熱時間不足版のＤＲ事前制御のフローチャートである。 図１６は、実施の形態３に係る温度変化の一例を示す図である。

（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、ヒートポンプシステムを制御する制御装置に関し、課題の存在を見出した。以下、具体的に記載する。

ヒートポンプ式給湯装置は、冷媒を用いて大気の熱を吸熱し、電気で冷媒を圧縮することで生成される熱を熱交換器により水に与えて、温水を作り出す装置であり、従来のヒータ式の電気温水器と比較して省エネの給湯装置である。また、ヒートポンプ式給湯暖房装置も、ヒートポンプで生成された熱を給湯（給湯装置）と暖房（暖房装置）との両方に利用するものであり、省エネの給湯暖房装置である。

ヒートポンプ式給湯暖房装置の一般的な形態として、一度、貯湯タンクに温水を貯めて、貯められた温水を給湯と暖房とに利用する形態がある。また、ヒートポンプで加熱された温水を暖房用の回路に直接循環させる系と、ヒートポンプで加熱された温水を給湯タンクの加熱に用いる系とを三方弁で切り替える形態がある。ここでは、後者の形態が記載されている。以降において、給湯暖房システム（ヒートポンプシステム）は、この形態に対応する。

また、近年、ヒートポンプの普及により、熱需要を賄うエネルギー源として電力の割合が増加しており、電力需要のピークが上昇を続けている。このような状況に対して、ピーク時間帯には電力料金が高価になる従来の契約制度に加え、電力会社が指定するピーク時間帯に電力負荷を抑制する代わりに電力料金をある程度安価にする契約制度も需要家が選択できるようになってきている。

例えば、特許文献１には、この契約制度に従ってピーク時間帯に消費電力を抑制するため、快適性を考慮しつつヒートポンプの出力を低下させる制御方法が開示されている。具体的には、この制御方法では、ピーク時間帯の前に暖房が十分に行われることにより、室温が確保される。これにより、快適性を考慮しつつ、ピーク時間帯の消費電力が抑制される。

一方で、給湯暖房システムは、暖房のためだけでなく給湯のためにも電力を用いる。したがって、ピーク時間帯に、給湯の使用に伴う給湯タンクの湯切れ、および、給湯タンク内の温度低下に伴う再加熱が発生しない方がよい。そのため、ピーク時間帯の前に給湯タンク内に十分な熱が蓄熱されている方がよい。これにより、給湯暖房システムの消費電力が抑制される。

しかしながら、ここでの給湯暖房システムは、ヒートポンプで生成された熱の供給先を弁で給湯または暖房に切り替える。したがって、給湯暖房システムは、熱を両方に同時に供給することができない。特許文献１のように、ピーク時間帯の前にヒートポンプで暖房が行われた場合、給湯タンクに熱が十分に供給されず、ピーク時間帯において再加熱または湯切れが発生する場合がある。反対にピーク時間帯の前にヒートポンプで給湯タンクが加熱された場合、暖房が十分に行われず、室温が確保されない。

そのため、例えば、補助的なヒータを使用して暖房装置および給湯装置の両方へ同時に熱を供給することも可能である。しかし、ヒータの効率（エネルギー変換効率）は、ヒートポンプよりも低いため、ヒータの使用は経済的ではない。

そこで、本発明の一態様に係るヒートポンプシステム制御装置は、ヒートポンプ装置から状況に応じて選択的に給湯装置または暖房装置へ熱を供給するヒートポンプシステムを制御するヒートポンプシステム制御装置であって、前記ヒートポンプ装置の消費電力を抑制するための準備期間を決定する決定部と、（ｉ）前記準備期間よりも前の通常期間の動作態様である通常動作態様とは異なる動作態様であり、かつ、（ｉｉ）前記通常動作態様では前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱が供給されない状況で、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱が供給されるタイミングを有する動作態様であり、かつ、（ｉｉｉ）前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給される場合の前記熱の単位時間当たりの熱量が前記通常動作態様よりも大きい動作態様である準備動作態様で前記ヒートポンプシステムを前記準備期間に動作させる制御部とを備える。

これにより、通常動作態様では給湯装置へ熱が供給されない状況において、給湯装置へ熱が供給されるタイミングを有する準備動作態様でヒートポンプシステムが準備期間に動作する。したがって、給湯装置へ供給される熱が大きくなる。また、準備期間では、暖房装置へ供給される熱の単位時間当たりの熱量が大きくなる。したがって、ヒートポンプシステム制御装置は、給湯装置および暖房装置の両方に十分な熱が供給されるように、ヒートポンプシステムを制御することができる。

例えば、前記制御部は、前記準備期間において、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置および前記暖房装置のうち前記給湯装置へ熱が供給される時間の割合を前記通常動作態様よりも大きくしてもよい。

これにより、給湯装置へ熱が供給される時間の割合が増加する。したがって、ヒートポンプシステム制御装置は、給湯装置へ供給される熱を大きくすることができる。

また、例えば、前記制御部は、前記準備期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給させた後、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給させてもよい。

これにより、給湯装置へ熱が供給された後に、暖房装置へ熱が供給される。給湯装置における湯の保温効率は比較的高いと予想される。したがって、ヒートポンプシステム制御装置は、先に給湯装置へ熱を供給することにより、熱の損失を抑制することができる。

また、例えば、前記制御部は、前記準備期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記給湯装置の湯の温度が予め定められた給湯温度に到達するまで前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給させた後、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給させてもよい。

これにより、準備期間において、給湯装置の湯の温度が予め定められた温度に到達するまで、給湯装置へ熱が供給される。したがって、給湯装置へ十分な熱が供給される。

また、例えば、前記制御部は、前記準備期間の開始時または開始前に、前記準備期間において前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給するための第１の期間と、前記準備期間において前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給するための第２の期間とを決定し、決定された前記第１の期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給させた後に、決定された前記第２の期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給させてもよい。

これにより、準備期間において、暖房装置へ熱が供給される期間と、給湯装置へ熱が供給される期間とが確保される。したがって、給湯装置および暖房装置の両方に十分な熱が供給される。

また、例えば、前記制御部は、前記準備期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置および前記暖房装置へ交互に熱を供給させてもよい。

これにより、ヒートポンプシステム制御装置は、長い時間、給湯装置または暖房装置へ熱が供給されないことによって発生する温度低下を軽減することができる。

また、例えば、前記制御部は、前記準備期間において、前記給湯装置の湯が所定の温度に到達したタイミングで、前記ヒートポンプシステムに、前記給湯装置および前記暖房装置のうち、一方への熱の供給を終了させ、他方への熱の供給を開始させることにより、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置および前記暖房装置へ交互に熱を供給させてもよい。

これにより、ヒートポンプシステム制御装置は、給湯装置の湯の状態に基づいて、給湯装置および暖房装置のうち一方へ熱を供給することができる。

また、例えば、前記制御部は、前記準備期間において、所定の時間間隔毎に、前記ヒートポンプシステムに、前記給湯装置および前記暖房装置のうち、一方への熱の供給を終了させ、他方への熱の供給を開始させることにより、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置および前記暖房装置へ交互に熱を供給させてもよい。

これにより、ヒートポンプシステム制御装置は、時間間隔に基づいて、周期的に、熱の供給先を給湯装置および暖房装置のうち一方に切り替えることができる。

また、例えば、前記ヒートポンプシステム制御装置は、さらに、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給されない第１の想定期間と、前記第１の想定期間に低下する温度が前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ供給された熱で回復するための第２の想定期間との関係を示す関係情報を記憶するための記憶部を備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記関係情報に基づいて、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給されない間に低下する温度が前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ供給された熱で前記準備期間に回復するように、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給するための第１の期間と、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給するための第２の期間とを決定し、決定された前記第１の期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給させ、決定された前記第２の期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給させてもよい。

これにより、ヒートポンプシステム制御装置は、消費電力の抑制が開始されるまでに、給湯装置および暖房装置の両方へ適切に熱を供給することができる。

また、例えば、前記制御部は、前記給湯装置の湯の温度が低いほど、前記第１の期間を長くしてもよい。

これにより、ヒートポンプシステム制御装置は、給湯装置の湯の温度に応じて、給湯装置へ熱が供給される期間と、暖房装置へ熱が供給される期間とを調整することができる。

また、例えば、前記制御部は、前記準備期間のうち、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給されている間に前記ヒートポンプ装置の動作を停止するための条件が満たされた場合、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置への熱の供給を停止させ、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置への熱の供給を開始させてもよい。

これにより、ヒートポンプシステム制御装置は、ヒートポンプ装置の稼働率を上げ、ヒートポンプ装置を効率的に動作させることができる。

また、例えば、前記制御部は、前記準備期間において、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給される場合、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ供給される流体の温度を前記通常動作態様よりも高くすることで、前記熱の単位時間当たりの熱量を前記通常動作態様よりも大きくしてもよい。

これにより、ヒートポンプシステム制御装置は、暖房装置へ供給される熱の単位時間あたりの熱量を通常動作態様よりも大きくすることができる。したがって、暖房装置へ熱が短い時間で十分に供給される。

また、例えば、前記制御部は、前記準備期間において、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給される場合、前記流体の温度を予め定められた上限温度まで高くしてもよい。

これにより、ヒートポンプシステム制御装置は、暖房装置へ十分に大きい熱を供給することができる。

また、例えば、前記制御部は、前記準備期間において、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給されない間に低下した温度の回復を検知し、前記回復後において、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給される場合の前記熱の単位時間当たりの熱量を前記通常動作態様と同じにしてもよい。

これにより、ヒートポンプシステム制御装置は、温度の回復後に、適切な熱を暖房装置へ供給することができる。

また、例えば、前記制御部は、前記ヒートポンプ装置の動作の停止、または、温度センサで得られる温度に基づいて、前記回復を検知してもよい。

これにより、ヒートポンプシステム制御装置は、適切に温度の回復を検知することができる。

また、例えば、前記ヒートポンプシステム制御装置は、さらに、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給されない第１の想定期間と、前記第１の想定期間に低下する温度が前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ供給された熱で回復するための第２の想定期間との関係を示す関係情報を記憶するための記憶部を備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記関係情報に基づいて、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給されない間に低下する温度が前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ供給された熱で前記準備期間に回復するように、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給するための第１の期間と、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給するための第２の期間と、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給するための前記流体の温度とを決定し、決定された前記第１の期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給させ、決定された前記第２の期間において、前記ヒートポンプシステムに、決定された前記温度を有する前記流体を前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ供給させることにより、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給させてもよい。

これにより、ヒートポンプシステム制御装置は、温度を調整し、調整された温度に基づいて、熱を暖房装置へ供給することができる。

また、例えば、前記制御部は、前記給湯装置の湯の温度が低いほど、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給するための前記流体の温度を高くしてもよい。

これにより、ヒートポンプシステム制御装置は、給湯装置の湯の温度が低い場合、暖房装置へ熱を供給する時間を短くすることができる。したがって、ヒートポンプシステム制御装置は、給湯装置へ熱を供給する時間を長くすることができる。

また、例えば、前記制御部は、前記準備期間において、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給される場合、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ供給される流体の流量を前記通常動作態様よりも大きくすることで、前記熱の単位時間当たりの熱量を前記通常動作態様よりも大きくしてもよい。

これにより、ヒートポンプシステム制御装置は、暖房装置へ供給される熱の単位時間あたりの熱量を通常動作態様よりも大きくすることができる。したがって、暖房装置へ熱が短い時間で十分に供給される。

さらに、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示す。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るヒートポンプシステムおよびヒートポンプシステム制御装置の構成を示す図である。

実施の形態１に係るヒートポンプシステム１０は、ヒートポンプ装置１１、給湯装置１２、暖房装置１３および三方弁１４を備える。ヒートポンプシステム１０は、ヒートポンプ装置１１から状況に応じて選択的に給湯装置１２または暖房装置１３へ熱を供給する。つまり、ヒートポンプシステム１０は、給湯装置１２および暖房装置１３のうち一方を状況に応じて選択し、選択された一方へヒートポンプ装置１１から熱を供給することにより、給湯装置１２および暖房装置１３のうち一方へ熱を供給する。

ヒートポンプ装置１１は、熱を生成する。給湯装置１２は、ヒートポンプ装置１１から供給される熱で給湯装置１２の湯を加熱する。暖房装置１３は、ヒートポンプ装置１１から供給される熱で暖房装置１３の周辺の暖房対象領域（室内）を暖める。三方弁１４は、ヒートポンプ装置１１から選択的に給湯装置１２または暖房装置１３へ熱を供給するためのバルブである。

ヒートポンプシステム制御装置２０は、決定部２１および制御部２２を備える。そして、ヒートポンプシステム制御装置２０は、ヒートポンプシステム１０の動作を制御する。また、ヒートポンプシステム制御装置２０は、さらに、記憶部２３を備えてもよい。

図２は、図１に示されたヒートポンプシステム制御装置２０の動作を示すフローチャートである。

まず、決定部２１は、ヒートポンプ装置１１の消費電力を抑制するための準備期間を決定する（Ｓ２１）。準備期間は、消費電力の抑制を準備するための期間であって、消費電力が抑制される期間よりも前の期間である。

次に、制御部２２は、決定部２１で決定された準備期間におけるヒートポンプシステム１０の動作を制御する（Ｓ１２）。具体的には、制御部２２は、決定部２１で決定された準備期間に、所定の準備動作態様でヒートポンプシステム１０を動作させる。

ここで、準備動作態様は、準備期間よりも前の通常期間の動作態様である通常動作態様とは異なる動作態様である。より具体的には、準備動作態様は、通常動作態様ではヒートポンプ装置１１から給湯装置１２へ熱が供給されない状況で、ヒートポンプ装置１１から給湯装置１２へ熱が供給されるタイミングを有する。また、準備動作態様でヒートポンプ装置１１から暖房装置１３へ熱が供給される場合の単位時間当たりの熱量は、通常動作態様で暖房装置１３へ熱が供給される場合の単位時間当たりの熱量よりも大きい。

以上の制御によって、ヒートポンプシステム１０は、決定された準備期間において、所定の準備動作態様で動作する。

上記の通り、準備動作態様は、通常動作態様では給湯装置１２へ熱が供給されない状況において、給湯装置１２へ熱が供給されるタイミングを有する。したがって、準備期間において、給湯装置１２へ供給される熱が大きくなる。また、上記の通り、準備動作態様で暖房装置１３へ熱が供給される場合の単位時間当たりの熱量は、通常動作態様で暖房装置１３へ熱が供給される場合の単位時間当たりの熱量よりも大きい。したがって、準備期間において、暖房装置１３へ供給される熱が大きくなる。

すなわち、上記の動作によって、ヒートポンプシステム制御装置２０は、準備期間において、給湯装置１２および暖房装置１３の両方に十分な熱が供給されるように、ヒートポンプシステム１０を制御することができる。

なお、制御部２２は、準備期間において、給湯装置１２および暖房装置１３のうち給湯装置１２へ熱が供給される時間の割合を通常動作態様よりも大きくしてもよい。また、制御部２２は、準備期間において、ヒートポンプシステム１０に、給湯装置１２へ熱を供給させた後、暖房装置１３へ熱を供給させてもよい。また、制御部２２は、準備期間において、ヒートポンプシステム１０に、給湯装置１２の湯（水）の温度が予め定められた給湯温度に到達するまで給湯装置１２へ熱を供給させた後、暖房装置１３へ熱を供給させてもよい。

また、制御部２２は、準備期間の開始時または開始前に、準備期間において給湯装置１２へ熱を供給するための第１の期間と、準備期間において暖房装置１３へ熱を供給するための第２の期間とを決定してもよい。そして、制御部２２は、決定された第１の期間において、ヒートポンプシステム１０に、給湯装置１２へ熱を供給させた後に、決定された第２の期間において、ヒートポンプシステム１０に、暖房装置１３へ熱を供給させてもよい。

また、制御部２２は、準備期間において、ヒートポンプシステム１０に、ヒートポンプ装置１１から給湯装置１２および暖房装置１３へ交互に熱を供給させてもよい。

例えば、制御部２２は、準備期間において、給湯装置１２の湯が所定の温度に到達したタイミングで、ヒートポンプシステム１０に、給湯装置１２および暖房装置１３のうち、一方への熱の供給を終了させ、他方への熱の供給を開始させてもよい。また、制御部２２は、準備期間において、所定の時間間隔毎に、ヒートポンプシステム１０に、給湯装置１２および暖房装置１３のうち、一方への熱の供給を終了させ、他方への熱の供給を開始させてもよい。

また、ヒートポンプシステム制御装置２０は、関係情報を記憶するための記憶部２３を備えてもよい。関係情報は、暖房装置１３へ熱が供給されない第１の想定期間と、第１の想定期間において低下する温度が暖房装置１３へ供給された熱で回復するための第２の想定期間との関係を示す。

そして、制御部２２は、記憶部２３に記憶されている関係情報に基づいて、給湯装置１２へ熱を供給するための第１の期間と、暖房装置１３へ熱を供給するための第２の期間とを決定してもよい。例えば、制御部２２は、暖房装置１３へ熱が供給されない間に低下する温度が準備期間に回復するように、第１の期間と第２の期間とを決定してもよい。そして、制御部２２は、第１の期間において、ヒートポンプシステム１０に、給湯装置１２へ熱を供給させ、第２の期間において、暖房装置１３へ熱を供給させてもよい。

また、制御部２２は、給湯装置１２の湯の温度が低いほど、給湯装置１２へ熱を供給するための第１の期間を長くしてもよい。また、制御部２２は、給湯装置１２の湯の温度が高いほど、準備期間において暖房装置１３へ供給される熱の単位時間当たりの熱量を小さくしてもよい。

また、制御部２２は、暖房装置１３へ熱が供給されている間にヒートポンプ装置１１の動作（生熱）を停止するための条件が満たされた場合、ヒートポンプシステム１０に、暖房装置１３への熱の供給を停止させ、給湯装置１２への熱の供給を開始させてもよい。例えば、この条件は、暖房装置１３へ熱が供給されている場合にヒートポンプ装置１１の動作を停止するための条件である。したがって、制御部２２は、ヒートポンプシステム１０に、給湯装置１２へ熱を供給させるため、ヒートポンプ装置１１の動作を継続させてもよい。

また、制御部２２は、準備期間において、暖房装置１３へ熱が供給される場合、ヒートポンプ装置１１から暖房装置１３へ供給される流体（水）の温度を通常動作態様よりも高くしてもよい。また、この場合、制御部２２は、流体の温度を予め定められた上限温度まで高くしてもよい。また、この場合、制御部２２は、流体の温度を通常動作態様よりも一定量高くしてもよい。

また、制御部２２は、準備期間において、暖房装置１３へ熱が供給されない間に低下した温度の回復を検知してもよい。そして、制御部２２は、回復後において、暖房装置１３へ供給される熱の単位時間当たりの熱量を通常動作態様と同じにしてもよい。また、制御部２２は、ヒートポンプ装置１１の動作（生熱）の停止に基づいて、温度の回復を検知してもよい。また、制御部２２は、温度センサで得られる温度に基づいて、温度の回復を検知してもよい。

また、制御部２２は、記憶部２３に記憶されている関係情報に基づいて、給湯装置１２へ熱を供給するための第１の期間と、暖房装置１３へ熱を供給するための第２の期間と、暖房装置１３へ熱を供給するための流体の温度とを決定してもよい。そして、制御部２２は、第２の期間において、ヒートポンプシステム１０に、決定された温度を有する流体をヒートポンプ装置１１から暖房装置１３へ供給させてもよい。また、制御部２２は、給湯装置１２の湯の温度が低いほど、流体の温度を高くしてもよい。

また、制御部２２は、準備期間において、ヒートポンプ装置１１から暖房装置１３へ熱が供給される場合、熱を供給するための流体の流量を通常動作態様よりも大きくしてもよい。

また、給湯装置１２および暖房装置１３のうち一方または両方は、ヒートポンプシステム１０に含まれなくてもよい。また、ヒートポンプシステム制御装置２０が、ヒートポンプシステム１０に含まれてもよい。例えば、ヒートポンプシステム１０は、暖房装置１３を備えず、ヒートポンプ装置１１、給湯装置１２、三方弁１４およびヒートポンプシステム制御装置２０を備えてもよい。

次に示される実施の形態２および実施の形態３は、それぞれ、実施の形態１のより具体的な例である。

（実施の形態２）
図３を参照して、実施の形態２に係るヒートポンプ式給湯暖房システムの制御方法の概要を説明する。図３は、実施の形態２に係るヒートポンプ式給湯暖房システムの制御方法の概要を示すフローチャートである。図４は、図３の説明に用いられるヒートポンプ式給湯暖房システムを示す図である。図４に示されたヒートポンプ式給湯暖房システム１は、ヒートポンプ式給湯暖房装置１００およびＤＲ制御部６を備える。

ヒートポンプ式給湯暖房装置１００は、実施の形態１のヒートポンプシステム１０に対応する。ＤＲ制御部６は、実施の形態１のヒートポンプシステム制御装置２０に対応する。以下では、図３に示された動作を図４に示された構成を用いて説明する。

まず、実施の形態２に係るヒートポンプ式給湯暖房システム１は、エネルギー供給業者４から高価な電力料金時間帯を示す出力抑制信号（以下、「ＤＲ（Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）信号」とも表記する）を受信する（Ｓ１０１）。ＤＲ信号には、ヒートポンプ１０１の消費電力を抑制すべき時間帯である出力抑制時間帯（以下、「ＤＲ時間帯」とも表記する）を特定するための情報が含まれている。

出力抑制時間帯は、エネルギー供給業者４が任意に指定することができる時間帯であり、例えば、エネルギー供給業者４が供給する電力がピークに達する時間帯である。より具体的には、出力抑制時間帯は、「１８時から２０時までの２時間」のように定められる。また、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、ＤＲ時間帯の開始時刻（ＤＲ開始時刻）より前（例えば、１６時００分）にＤＲ信号を受信する。

次に、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、ＤＲ開始時刻の前に、事前蓄熱温度を決定する（Ｓ１０２）。ここで、事前蓄熱温度として決定される温度は、ユーザによって給湯タンク１０３内の湯の目標温度として予め設定された蓄熱設定温度と、ヒートポンプ１０１の熱で給湯タンク１０３内の湯を加熱することができる上限温度とのうち、小さい方の温度である。

次に、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、三方弁を給湯タンク１０３側へ切り替え、給湯タンク１０３内の湯の温度が事前蓄熱温度になるまでヒートポンプ１０１の熱で加熱する（Ｓ１０３）。

給湯タンク１０３の加熱の終了後、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、三方弁を暖房装置１０４側へ切替え、室温が回復するまで暖房装置１０４を介して暖房対象領域（室内）をヒートポンプ１０１の熱で高温加熱する（Ｓ１０４）。室温の回復後、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、暖房対象領域をヒートポンプ１０１の熱で通常加熱する（Ｓ１０５）。

そして、ＤＲ開始時刻以降、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、予め設定されているＤＲ制御に基づいて運転を行う（Ｓ１０５）。ここで、ＤＲ制御は、例えば、特許文献１に記載のような、ヒートポンプ１０１の出力を抑制することにより消費電力を抑制する制御、または、ヒートポンプ１０１の運転を停止することにより消費電力をゼロにする制御などである。

このように、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、ＤＲ信号の受信後、まず、ヒートポンプ１０１で所定の温度まで給湯タンク１０３を加熱することにより給湯タンク１０３に蓄熱する。その後、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、暖房装置１０４に熱を供給する。つまり、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、蓄熱しやすく熱が逃げにくい給湯タンク１０３に先に蓄熱する。その後、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、ＤＲ開始時刻まで、蓄熱しにくく熱が逃げやすい暖房対象領域（室内）に蓄熱する。

この制御により、ＤＲ開始時刻までに室温も給湯タンク１０３内の湯の温度も確保される。したがって、ＤＲ時間帯の消費電力が抑制され、かつ、快適性が維持される。

（実施の形態２の構成）
図４は、実施の形態２に係るヒートポンプ式給湯暖房システム１を示す図である。ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、図４に示す通り、ヒートポンプ式給湯暖房装置１００およびＤＲ制御部６を備える。

図４に示される例では、エネルギー供給業者（電力供給元）４から住宅（建物）に対して、電力が供給されている。より具体的には、エネルギー供給業者４から、住宅内のヒートポンプ１０１および電力負荷装置５などに対して、電力が供給されている。

また、図４に示される住宅内には、電力負荷装置５と、ＤＲ制御部６と、ヒートポンプ式給湯暖房装置１００とが設置されている。ヒートポンプ式給湯暖房装置１００は、ヒートポンプ（生熱部）１０１と、熱交換器１０２と、給湯タンク１０３と、暖房装置（放熱部）１０４とを備える。

ヒートポンプ式給湯暖房装置１００は、三方弁が暖房方向へ制御されている場合、ヒートポンプ１０１で生成された熱を、熱交換器１０２を介して、暖房装置１０４から放熱する。これにより、ヒートポンプ式給湯暖房装置１００は、暖房装置１０４が設置されている部屋の室温を、予め定められた設定温度を含む所定の温度範囲内に維持する。

また、ヒートポンプ式給湯暖房装置１００は、三方弁が給湯方向へ制御されている場合、ヒートポンプ１０１で生成された熱を、熱交換器１０２を介して、給湯タンク１０３の内部の水へ放熱する。これにより、ヒートポンプ式給湯暖房装置１００は、給湯タンク１０３内の水の温度を、予め定められた設定温度を含む所定の温度範囲に維持する。

エネルギー供給業者４は、各需要家に電力またはガス等を供給する会社である。エネルギー供給業者４は、各需要家の電力の使用を抑制したい場合、ＤＲ信号を送信することによって、各需要家に電力系統を介して供給される電力の消費を抑制させる。

電力負荷装置５は、ヒートポンプ式給湯暖房装置１００以外で電力を消費する装置である。例えば、電力負荷装置５は、照明、テレビ、洗濯機、または、冷蔵庫等である。

図５は、図４に示されたヒートポンプ式給湯暖房装置１００の詳細な構成図である。図６は、図４および図５に示されたヒートポンプ１０１の詳細な構成図であり、ヒートポンプ１０１内の冷媒の流れを示す。

図５に示されたヒートポンプ式給湯暖房装置１００は、ヒートポンプ１０１と、熱交換器１０２と、給湯タンク１０３と、暖房装置１０４と、三方弁１０５と、外気温度検出部１０６と、出湯温度検出部１０７と、ＨＰ制御部（ヒートポンプ制御部）１０８と、給湯ヒータ１０９と、リモコン１１０とを備える。また、ヒートポンプ１０１および熱交換器１０２は、ヒートポンプ部１１１を構成する。ヒートポンプ部１１１は、実施の形態１のヒートポンプ装置１１に対応する。

ヒートポンプ１０１は、空気を熱源として用いるヒートポンプであり、冷媒を圧縮して冷媒を高温高圧の状態にする。より具体的には、ヒートポンプ１０１は、図６に示されるように、熱交換器（空気熱交換器）１０１ａ、圧縮機１０１ｂ、および、膨張弁１０１ｃを備える。

熱交換器１０１ａは、外気と低温低圧の液体冷媒との間で熱交換させて低温低圧の蒸気冷媒を生成する。圧縮機１０１ｂは、モーター駆動の圧縮機であり、低温低圧の蒸気冷媒を高温高圧の蒸気冷媒に圧縮する。膨張弁１０１ｃは、低温高圧の蒸気冷媒の圧力を下げて低温低圧の液体冷媒を生成する。なお、ヒートポンプ１０１は、さらに、熱交換器１０１ａにおける蒸発器中の冷媒と外気との熱交換を促進させるファン（図示省略）等を備える。

熱交換器１０２において、圧縮機１０１ｂから出力された高温高圧の蒸気冷媒と、水（蓄熱材）との間で熱交換が行われ、低温高圧の液体冷媒が膨張弁１０１ｃに流入する。すなわち、ヒートポンプ１０１内の冷媒は、図６のヒートポンプサイクルを時計回りに循環する。

ヒートポンプ１０１の冷媒は、例えば、４１０Ａである。熱交換器１０２の水サイクル側の出口の最高温度は、冷媒の特性に依存し、本実施の形態では５５℃である。そして、本実施の形態では、熱交換器１０２から暖房装置１０４へ出力される水（湯）の温度に対応する暖房設定温度の上限値として、５５℃が用いられる。また、暖房装置１０４は室内の暖房に用いられるため、本実施の形態では、暖房設定温度の下限値として３０℃が用いられる。

熱交換器（水熱交換器）１０２は、ヒートポンプ１０１から出力される高温高圧の冷媒と、水が充填されている二次側の水サイクル（すなわち、熱交換器１０２と暖房装置１０４または給湯タンク１０３との間で循環する水）との間で熱交換を行う。

また、水が循環し、再度、熱交換器１０２に至る流路上には、図５に示されるように、水ポンプが設置されている。水ポンプは、熱交換器１０２への水の入力量（流量）を調整する。この流量は、予め設定された流量に制御される。つまり、水ポンプは、熱交換器１０２への水の流量を予め設定された流量に調整する。

給湯タンク１０３は、給湯負荷を賄うための熱を水に蓄熱する。給湯タンク１０３は、実施の形態１の給湯装置１２に対応する。

具体的には、給湯タンク１０３は、内部に熱交換コイルを有する。図５の給湯タンク１０３内の点線の部分は、熱交換コイルを示す。三方弁１０５が給湯タンク１０３の方向に設定されている場合、熱交換器１０２で加熱された水が熱交換コイルを通過し、給湯タンク１０３内の水を加熱する。熱交換器１０２における水サイクル側の出口の最高温度が５５℃である。そのため、給湯タンク１０３の温度が４５℃以上である場合、熱交換コイルによる熱交換は、ほぼ行われない。

したがって、ヒートポンプ式給湯暖房装置１００は、給湯タンク１０３内の水を５０℃以上に加熱する場合、給湯ヒータ１０９に通電して、給湯タンク１０３内の水を加熱する。また、本実施の形態の想定では、給湯タンク１０３の容量は２００Ｌであり、給湯ヒータ１０９の加熱能力は３ｋＷである。給湯ヒータ１０９の動作は、後述するＨＰ制御部１０８により制御される。

ヒートポンプ部１１１は、給湯タンク１０３内の水の温度を４５℃前後まで上昇させることができ、給湯ヒータ１０９は、給湯タンク１０３内の水の温度を４５℃よりも高い温度まで上昇させることができる。なお、本実施の形態では、給湯タンク１０３に保持される蓄熱材として水（湯）が例として示されている。しかし、蓄熱材は、水に限られない。蓄熱の量に応じて温度が変化するあらゆる蓄熱材を採用することが可能である。

また、需要家の環境で給湯負荷が発生した場合、給湯タンク１０３内の湯が需要家へ供給される。そして、同じ量の市水が給湯タンク１０３内へ供給される。

暖房装置１０４は、室内を暖めるための装置である。暖房装置１０４は、実施の形態１の暖房装置１３に対応する。具体的には、暖房装置１０４は、例えば、放熱パネルを介して室内に熱エネルギーを放出するラジエータまたは床暖房、あるいは、熱交換器１０２から供給される熱で暖められた温風を出力する空調機等である。暖房装置１０４には、維持したい室温である室温設定値に室温を調整するためのバルブが設けられている。室温が室温設定値に近づくほど、バルブが徐々に絞られる。

これにより、放熱パネルまたは空調機等に供給される熱の量が減少し、熱交換器１０２の入水側に、出湯側と近い温度の水が戻る。本実施の形態の想定では、需要家は室温設定値に２０℃を設定している。なお、暖房装置１０４の具体例は、これらに限定されず、ヒートポンプ１０１で生成された熱を、暖房対象領域に放出する放熱部を有するあらゆる装置が暖房装置１０４に該当する。

三方弁１０５は、流路の方向を切り替える装置であり、熱交換器１０２により加熱された水を給湯タンク１０３および暖房装置１０４のうちいずれか一方に流すための弁である。三方弁１０５は、実施の形態１の三方弁１４に対応する。三方弁１０５の方向は、後述するＨＰ制御部１０８によって制御される。

外気温度検出部１０６は、外気温度を検出する。外気温度検出部１０６は、具体的には、ヒートポンプ式給湯暖房装置１００が設置されている近傍の外気温度を検出する。また、出湯温度検出部１０７は、熱交換器１０２からの出湯の温度を検出する。外気温度検出部１０６および出湯温度検出部１０７の具体的な構成は、特に限定されない。例えば、熱電対、測温抵抗体、サーミスタ、または、バイメタル式温度計等、温度を測定するための一般的な構成が、測定対象に応じて適宜採用可能である。

リモコン（リモートコントローラ）１１０は、ヒートポンプ式給湯暖房装置１００の全体を動作させるための設定情報を需要家（ユーザ）または設置者が設定するための装置である。システム全体の停止または稼働のためのシステム設定値と、暖房時の出湯温度を示す暖房設定値と、給湯タンク１０３に蓄熱する水の温度を示す給湯設定値とが、リモコン１１０に設定される。設定された情報（設定情報）は、適宜、ＨＰ制御部１０８へ送信される。

図７は、暖房設定値の一例を示す図である。暖房設定値は、暖房時の出湯温度を示す。具体的には、暖房設定値は、外気温度と出湯温度との関係式における係数として設定される。一般的に外気温度が低いほど出湯温度は高く設定され、外気温度が高いほど出湯温度は低く設定される。これにより、外気温度が低いほど、暖房装置１０４からの放熱量が大きくなるため、室温が維持される。

また、外気温度が高いほど、小さい放熱量で室温が維持される。ヒートポンプ１０１の一般的な特性において、出湯温度が低いほど、加熱効率が高い。したがって、ヒートポンプ式給湯暖房装置１００は、外気温度が高いほど、出湯温度を低くすることで、室温を維持しつつ、加熱効率を向上させることができる。

例えば、図７では、外気温度が−１５℃以下である場合、暖房時の出湯温度は５５℃に制御され、外気温度が１５℃以上である場合、暖房時の出湯温度は３０℃に制御される。外気温度が−１５℃と１５℃との間である場合、５５℃と３０℃との間で線形補完された値が暖房時の出湯温度に制御される。

ＨＰ制御部１０８は、ＤＲ制御部６からの指令、および、リモコン１１０の設定情報に基づいて、ヒートポンプ１０１における圧縮機１０１ｂおよび膨張弁１０１ｃを制御する。これにより、ＨＰ制御部１０８は、ヒートポンプ１０１の生熱量を制御する。また、ＨＰ制御部１０８は、三方弁１０５の流路の方向、および、給湯ヒータ１０９のＯＮまたはＯＦＦを制御する。ＨＰ制御部１０８は、ＤＲ制御部６からの指令をリモコン１１０の設定情報よりも優先する。

以下、ＤＲ制御部６からの指令がない場合のＨＰ制御部１０８の動作を説明する。ＨＰ制御部１０８は、ヒートポンプ１０１から暖房装置１０４へ熱を供給する暖房モードと、ヒートポンプ１０１から給湯タンク１０３へ熱を供給する給湯モードとを切り替えて、ヒートポンプ式給湯暖房装置１００を動作させる。

例えば、暖房モードで運転中に給湯タンク１０３内の温度が給湯設定値よりも一定温度以上低くなった時に、暖房モードが終了され給湯モードが開始される。そして、この時、ＨＰ制御部１０８は、三方弁１０５の方向を給湯タンク１０３に切り替える。その後、給湯タンク１０３内の温度がヒートポンプ１０１で給湯タンク１０３を加熱することが可能な上限温度である４５℃以上に到達した時に、給湯モードが終了され暖房モードが開始される。そして、この時、ＨＰ制御部１０８は、三方弁１０５の方向を暖房装置１０４に切り替える。

本実施の形態では、給湯タンク１０３内の温度が給湯設定値よりも５Ｋ以上低くなった時に給湯モードが開始される。

また、暖房モードでは出湯温度検出部１０７で検出された出湯温度が、外気温度検出部１０６で検出された外気温度に対応する暖房設定値よりも一定温度以上高くなった時に、ＨＰ制御部１０８は、ヒートポンプ１０１の運転を停止させる。その後、出湯温度検出部１０７で検出された出湯温度が、暖房設定値よりも一定温度以上低くなった時に、ＨＰ制御部１０８は、ヒートポンプ１０１の運転を再開させる。この間、水ポンプは常時動作する。

本実施の形態では、出湯温度検出部１０７で検出された出湯温度が、暖房設定値以上に高くなった時に、ＨＰ制御部１０８は、ヒートポンプ１０１の運転を停止させる。また、出湯温度検出部１０７で検出された出湯温度が、暖房設定値よりも５Ｋ以上低くなった時に、ＨＰ制御部１０８は、ヒートポンプ１０１の運転を再開させる。

前述の通り、室温が室温設定値に近づくにつれて、暖房装置１０４のバルブが絞られ、熱交換器１０２の入水側の温度と出湯側の温度とが近くなる。その後、ヒートポンプ１０１で生成される熱が暖房装置１０４で放出される熱よりも大きくなり、循環する水の温度が上昇して、ヒートポンプ１０１の運転が停止される。

また、ヒートポンプ１０１の運転の停止後、暖房装置１０４からの放熱が小さくなり、室温が低下する。これにより、バルブが開かれ、循環している水の温度は徐々に低下し、ヒートポンプ１０１の運転が再開される。暖房モードの運転は、上記のように制御される。そして、ヒートポンプ１０１の停止中にも、水ポンプの運転は継続される。これにより、暖房装置１０４への熱の不足が監視され、室温が室温設定値付近に維持されるように、ヒートポンプ１０１の運転が制御される。

また、ＨＰ制御部１０８は、給湯モードでは、給湯タンク１０３の熱交換コイルで熱交換が行われるように、ヒートポンプ式給湯暖房装置１００を制御する。この時、ＨＰ制御部１０８は、熱交換器１０２の出湯温度が上限の５５℃になるようにヒートポンプ１０１の運転を制御する。これにより、ＨＰ制御部１０８は、給湯タンク１０３の湯の温度をできるだけ高くして、給湯タンク１０３に蓄熱する。

また、ＨＰ制御部１０８は、給湯モードの終了時に給湯タンク１０３内の湯の温度が給湯設定値以下である場合、給湯ヒータ１０９をＯＮにする。その後、給湯タンク１０３内の湯の温度が給湯設定値以上に到達した時に、ＨＰ制御部１０８は、給湯ヒータ１０９をＯＦＦにする。

図８は、ＤＲ制御部６からの指令がなかった場合の温度変化の一例を示す図である。この例では、外気温度に対応する暖房設定値は４０℃であり、給湯設定値は４６℃である。

図８の例を時系列に従って説明する。図８の例では、まず、ヒートポンプ式給湯暖房装置１００は、暖房モードで運転を行う。この時、出湯温度検出部１０７で検出された出湯温度が、外気温度に対応する暖房設定値である４０℃よりも５Ｋ以上低い３５℃以下であるため、ヒートポンプ１０１は運転を開始する。

その後、出湯温度が４０℃以上になった時に、ヒートポンプ１０１は運転を停止する。その後、暖房装置１０４が放熱を行うことで出湯温度が３５℃以下になった時に、ヒートポンプ１０１が、再度、運転を開始する。そして、出湯温度が４０℃以上になった時に、ヒートポンプ１０１は運転を停止する。

次に、ヒートポンプ１０１の運転停止中に、給湯負荷が発生する。これにより、給湯タンク１０３内の湯の温度が、４６℃の給湯設定値よりも５Ｋ以上低い４１℃以下（給湯モードへの切り替え条件）になった時に、給湯モードへの切り替えが行われる。具体的には、三方弁１０５の方向が、給湯タンク１０３へ向けられる。給湯モードでは、出湯温度が上限である５５℃に制御される。そして、給湯タンク１０３内の湯が熱交換コイルで加熱される。

その後、給湯タンク１０３内の湯の温度が、ヒートポンプ１０１で加熱することが困難な湯の温度である４５℃以上になると、再度、暖房モードへの切り替えが行われる。具体的には、三方弁１０５の方向が暖房装置１０４へ向けられる。その後、給湯タンク１０３内の湯の温度が給湯設定値である４６℃以上になるまで、給湯ヒータ１０９がＯＮにされる。

再度、暖房モードへの切り替えが行われた時点で、出湯温度は４０℃の暖房設定値以上である。そのため、ヒートポンプ１０１は運転を停止する。そして、暖房装置１０４が放熱を行うことにより、出湯温度が３５℃以下に低下した時に、ヒートポンプ１０１が運転を開始する。その後、暖房モードで、ヒートポンプ１０１は、運転の開始と運転の停止とを繰り返す。以上のように、図８に示された一連の動作が行われる。

次に、ＤＲ制御部６からの指令がある場合に、ＨＰ制御部１０８によって制御される動作を説明する。ＤＲ制御部６からの指令は、例えば、暖房モードまたは給湯モードの指示と、給湯ヒータ１０９のＯＮまたはＯＦＦの指示と、システム設定値と、暖房設定値と、給湯設定値とを含み、リモコン１１０の設定情報よりも優先される。例えば、リモコン１１０の設定情報では、暖房モードで運転が行われる状況でも、ＤＲ制御部６から給湯モードの指令がある場合、給湯モードで運転が行われる。

ＨＰ制御部１０８は、ＤＲ制御部６からの指令があった場合でも、ＤＲ制御部６からの指令以外については、ＤＲ制御部６からの指令がなかった場合と同様に動作を行う。例えば、ＤＲ制御部６から給湯ヒータ１０９のＯＮの指示があり、暖房モードまたは給湯モードの指示がない場合、ＨＰ制御部１０８は、ＤＲ制御部６からの指示に従って給湯ヒータ１０９をＯＮにし、リモコン１１０の設定情報に従って運転モードを決定する。

ＤＲ制御部６は、エネルギー供給業者４と通信を行ってＤＲ信号を受信する機能を有する。また、ＤＲ制御部６は、ヒートポンプ式給湯暖房装置１００内のＨＰ制御部１０８に指令（制御指令）を与える。また、ＤＲ制御部６は、ＨＰ制御部１０８から、ヒートポンプ１０１の稼動または停止の状態、および、給湯タンク１０３内の温度などを取得する。

ＤＲ信号は、例えば、各需要家の電力の使用を抑制したいＤＲ時間帯の開始時刻よりも前（例えば、０．５〜１２時間前）に、エネルギー供給業者４から送信される。この場合、ＤＲ信号には、ＤＲ時間帯の開始時刻および終了時刻を特定するための情報が含まれる。本実施の形態では、１６時の時点で「ＤＲ開始時刻：１８時、ＤＲ終了時刻：２０時」を示すＤＲ信号が受信される。

「ＤＲ時間帯の開始時刻および終了時刻を特定するための情報」は、特に限定されない。この情報は、例えば、「ＤＲ開始時刻：１８時、ＤＲ終了時刻：２０時」のように、ＤＲ開始時刻およびＤＲ終了時刻そのものを示してもよいし、「ＤＲ開始時刻１８時、ＤＲ時間：２時間」のように、ＤＲ開始時刻およびＤＲ時間帯の長さを示す情報でもよい。

ＤＲ制御部６は、ＤＲ事前期間において、ヒートポンプ１０１からの熱を給湯タンク１０３に蓄熱した後、暖房装置１０４に熱を供給するための指令をＨＰ制御部１０８に行う。ＤＲ事前期間は、ＤＲ信号の受信からＤＲ開始時刻までの一定の期間である。また、ＤＲ制御部６は、ＤＲ期間（ＤＲ時間帯）に、システム全体の消費電力を抑制する指令をＨＰ制御部１０８に行う。ＤＲ期間（ＤＲ時間帯）は、ＤＲ開始時刻（ＤＲ時間帯の開始時刻）からＤＲ終了時刻（ＤＲ時間帯の終了時刻）までの間である。

本実施の形態では、ＤＲ事前期間は、ＤＲ信号の受信からＤＲ開始時刻までの期間である。なお、ＤＲ事前期間は、例えば、ＤＲ開始時刻の１時間前からＤＲ開始時刻まで、または、ＤＲ開始時刻の２時間前からＤＲ開始時刻の１時間前など、ＤＲ信号の受信からＤＲ開始時刻までのいずれの期間でもよい。

また、ＤＲ期間およびＤＲ事前期間は、ＤＲ信号によらず、任意に定められてもよい。例えば、電力料金の高い時間帯が予め定められている場合、電力料金の高い時間帯がＤＲ期間であり、その前の一定の期間がＤＲ事前期間でもよい。また、電力料金の今後の変化に関する情報が一定期間毎にエネルギー供給業者４から取得され、取得された情報に基づいて、電力料金の高い時間帯がＤＲ期間と定められ、その前の一定の期間がＤＲ事前期間と定められてもよい。

以下、ＤＲ事前期間におけるＤＲ制御部６の動作について説明する。ＤＲ事前期間では、ＤＲ制御部６は、ＤＲ事前制御を行う。まず、ＤＲ制御部６は、ＤＲ開始時刻までに給湯タンク１０３内に熱を蓄熱するための温度である事前蓄熱温度を算出する。本実施の形態では、事前蓄熱温度として、リモコン１１０に設定された給湯設定値と同一の値が用いられる。

なお、事前蓄熱温度は、上記に限定されない。例えば、ＤＲ期間が長い場合、大きい熱を蓄熱するため、給湯設定値よりも高い事前蓄熱温度が用いられてもよい。また、ＤＲ期間の給湯負荷の予測に基づいて、湯切れが発生しない最低温度が事前蓄熱温度として決定されてもよい。

次に、ＤＲ制御部６は、ＨＰ制御部１０８に給湯モードを指令する。給湯タンク１０３内の温度が事前ＨＰ蓄熱温度以上に高くなるまで、ＤＲ制御部６は給湯モードの指令を継続する。事前ＨＰ蓄熱温度は、事前蓄熱温度と、ヒートポンプ１０１で加熱することができる給湯タンク１０３内の湯の温度の上限である４５℃とのうち、低い方の値である。これにより、ヒートポンプ１０１で加熱することができる給湯タンク１０３内の湯の温度の上限よりも需要家によって設定された給湯設定値が低い場合、需要家によって設定された給湯設定値を超えてまで給湯タンク１０３は加熱されない。したがって、無駄な蓄熱が抑制される。

次に、給湯タンク１０３内の湯の温度が事前ＨＰ蓄熱温度以上に高くなった場合、ＤＲ制御部６は、ＨＰ制御部１０８に、暖房モードの指示と、暖房設定値とを含む指令を行う。この指令に含まれる暖房設定値は、外気温度にかかわらず、暖房設定値の上限である５５℃である。

そして、出湯温度が５５℃以上になって、ヒートポンプ１０１が運転を停止するまで、ＤＲ制御部６は、上記の指令を継続する。ヒートポンプ１０１が運転を停止することは、ヒートポンプ１０１からの熱の出力が、暖房装置１０４で行われる放熱よりも大きくなったことを意味する。また、暖房装置１０４の放熱量の低下は、室温の上昇、または、バルブが絞られることにより発生する。

ＤＲ制御部６は、給湯タンク１０３を加熱している間に低下した室温が回復するまで、暖房設定値に上限を用いて、暖房装置１０４からの放熱量を増加させる。これにより、ＤＲ制御部６は、早く室温を回復させる。

なお、本実施の形態では、暖房設定値に上限である５５℃が用いられている。しかし、暖房設定値はこれに限定されない。通常の暖房設定値に５Ｋを加算して得られる値が用いられてもよい。また、通常の暖房設定値を２０％増しして得られる値が用いられてもよい。暖房設定値は、リモコン１１０に設定された通常の暖房設定値以上の温度であればよい。

そして、ヒートポンプ１０１の運転が停止した時に、ＤＲ制御部６は、ＨＰ制御部１０８への指令を停止する。

次に、ＤＲ期間におけるＤＲ制御部６の動作について説明する。ＤＲ期間において、ＤＲ制御部６は、ＤＲ制御を行う。本実施の形態のＤＲ制御では、ＤＲ制御部６は、システム設定としてシステム全体の停止をＨＰ制御部１０８に指令する。システム設定としてシステム全体の停止が指令された時に、ＨＰ制御部１０８は、ヒートポンプ１０１だけでなく、水ポンプおよび給湯ヒータ１０９なども全て停止する。

なお、ＤＲ制御は、例えば、特許文献１に記載のように、電力を抑制するため、ヒートポンプ１０１の出力を抑制する制御でもよいし、上記のように、電力をゼロにするため、ヒートポンプ１０１の運転を停止する制御でもよい。

（実施の形態２の動作）
次に、図９〜図１２を参照して、実施の形態２に係るヒートポンプ式給湯暖房システム１の制御方法を説明する。

図９は、実施の形態２に係るヒートポンプ式給湯暖房システム１の制御処理のフローチャートである。図１０Ａおよび図１０Ｂは、図９に示されるＤＲ事前制御（図９のＳ７０６）のフローチャートである。図１２は、ＤＲ事前制御に基づく温度変化の一例を示す図である。

まず、図９を説明する。ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、図９の処理を周期的（例えば、１分毎）に実行する。最初に、ＤＲ制御部６は、ＤＲ信号を新規に受信したか否かを判定する（Ｓ７０１）。ＤＲ制御部６は、ＤＲ信号を新規に受信した場合（Ｓ７０１でＹＥＳ）、ＤＲ事前期間を算出する（Ｓ７０５）。

本実施の形態では、ＤＲ制御部６は、１６時の時点で「ＤＲ開始時刻：１８時、ＤＲ終了時刻：２０時」を示すＤＲ信号を新規に取得する。また、本実施の形態では、ＤＲ事前期間は、ＤＲ信号の受信からＤＲ開始時刻までであるため、ＤＲ事前期間は１８時から２０時と算出される。その後、次の処理（Ｓ７０２）が行われる。

ＤＲ信号が新規に受信されていない場合（Ｓ７０１でＮＯ）、または、ＤＲ事前期間の算出（Ｓ７０５）が行われた後、ＤＲ制御部６は、現在時刻がＤＲ事前期間内であるか否かを判定する（Ｓ７０２）。現在時刻がＤＲ事前期間内である場合（Ｓ７０２でＹＥＳ）、ＤＲ制御部６はＤＲ事前制御を行う（Ｓ７０６）。本実施の形態では、現在時刻が１８時から２０時までである間に、１分間隔でＤＲ事前制御が実行される。

次に、図１０Ａおよび図１０Ｂを用いてＤＲ事前制御処理（Ｓ７０６）の詳細を説明する。ＤＲ制御部６は、ＤＲ事前制御処理において、まず、現在時刻がＤＲ事前期間の開始時刻であるか否かを判定する（Ｓ８０１）。

現在時刻がＤＲ事前期間の開始時刻である場合（Ｓ８０１でＹＥＳ）、ＤＲ制御部６は、パラメータの初期化を行う（Ｓ８０２）。ＤＲ制御部６は、ＤＲ事前制御用のパラメータとして、給湯タンク１０３への事前蓄熱が完了したか否かを示す事前ＨＰ蓄熱完了フラグと、給湯タンク１０３への加熱中に低下した室温が回復した否かを示す室温回復フラグとを持つ。

事前ＨＰ蓄熱完了フラグは、「未完了」および「完了」の２つの値を持ち、この初期化によって「未完了」が事前ＨＰ蓄熱完了フラグに設定される。また、室温回復フラグも「未完了」および「完了」の２つの値を持ち、この初期化によって「未完了」が室温回復フラグに設定される。

次に、ＤＲ制御部６は、事前ＨＰ蓄熱温度を算出する（Ｓ８０３）。本実施の形態では、事前蓄熱温度として、リモコン１１０に設定されている給湯設定値と同一の値が用いられる。また、本実施の形態では、給湯設定値は４６℃であり、事前蓄熱温度として４６℃が算出される。また、ＤＲ制御部６は、事前蓄熱温度と、ヒートポンプ１０１で加熱することができる給湯タンク１０３の温度の上限である４５℃とのうち低い方の値である４５℃を事前ＨＰ蓄熱温度として算出する。その後、次の処理（Ｓ８０４）が行われる。

現在時刻がＤＲ事前期間の開始時刻でない場合（Ｓ８０１でＮＯ）、または、パラメータの初期化（Ｓ８０２）および事前ＨＰ蓄熱温度の算出（Ｓ８０３）が行われた後、ＤＲ制御部６は、事前ＨＰ蓄熱完了フラグが「完了」であるか否か判定する（Ｓ８０４）。事前ＨＰ蓄熱完了フラグが「完了」でない場合（Ｓ８０４でＮＯ）、ＤＲ制御部６は、給湯タンク１０３内の湯の温度が事前ＨＰ蓄熱温度以上であるか否かを判定する（Ｓ８０５）。

給湯タンク１０３内の湯の温度が事前ＨＰ蓄熱温度以上でない場合（Ｓ８０５でＮＯ）、ＤＲ制御部６は、ＨＰ制御部１０８に運転モードとして給湯モードを指令する（Ｓ８１０）。その後、ＤＲ制御部６は、ＤＲ事前制御を終了する。

給湯タンク１０３内の湯の温度が事前ＨＰ蓄熱温度以上である場合（Ｓ８０５でＹＥＳ）、ＤＲ制御部６は、事前ＨＰ蓄熱を完了させる（Ｓ８０６）。本実施の形態では、給湯タンク１０３内の温度が、事前ＨＰ蓄熱温度以上である４５℃以上に高くなった時に、ＤＲ制御部６は、事前ＨＰ蓄熱完了フラグを「未完了」から「完了」へ変更する。その後、次の処理（Ｓ８０７）が行われる。

上記の事前ＨＰ蓄熱の完了（Ｓ８０６）の後、ＤＲ事前制御では、事前ＨＰ蓄熱完了フラグが「完了」である（Ｓ８０４でＹＥＳ）と判定される。つまり、ＤＲ事前制御が開始されてから、給湯タンク１０３内の湯の温度が事前ＨＰ蓄熱温度以上に高くなるまで、ＤＲ制御部６は、運転モードとして給湯モードを指令し、ヒートポンプ１０１で給湯タンク１０３を加熱する。そして、給湯タンク１０３内の湯の温度が事前ＨＰ蓄熱温度以上に高くなった後、ＤＲ制御部６は、ヒートポンプ１０１で給湯タンク１０３を加熱しない。

事前ＨＰ蓄熱完了フラグが「完了」である場合（Ｓ８０４でＹＥＳ）、または、事前ＨＰ蓄熱が完了した後（Ｓ８０６）、ＤＲ制御部６は、室温回復完了フラグが「完了」であるか否かを判定する（Ｓ８０７）。室温回復フラグが「完了」でない場合（Ｓ８０７でＮＯ）、ヒートポンプ１０１が停止しているか否かを判定する（Ｓ８０８）。

ヒートポンプ１０１が停止していない場合（Ｓ８０８でＮＯ）、ＤＲ制御部６は、ＨＰ制御部１０８へ、運転モードとして暖房モードを指令する（Ｓ８１１）。次に、ＤＲ制御部６は、ＨＰ制御部１０８へ外気温度にかかわらず５５℃を暖房設定値として指令する（Ｓ８１２）。その後、ＤＲ制御部６は、ＤＲ事前制御を終了する。

ヒートポンプ１０１が停止している場合（Ｓ８０８でＹＥＳ）、ＤＲ制御部６は、室温の回復を完了する（Ｓ８０９）。この時、ＤＲ制御部６は、室温回復完了フラグを「未完了」から「完了」へ変更する。その後、ＤＲ制御部６は、ＤＲ事前制御を終了する。

上記の室温回復の完了（Ｓ８０９）の後、ＤＲ事前制御では、室温回復完了フラグが「完了」である（Ｓ８０７でＹＥＳ）と判定される。つまり、ＤＲ事前制御が開始されてから、給湯タンク１０３内の加熱にヒートポンプ１０１を用いている間に低下した室温の回復がヒートポンプ１０１の停止で検知されるまで、ＤＲ制御部６は、暖房設定値として５５℃を指令する。これにより、この間、暖房装置１０４からの放熱量が通常よりも大きい暖房が行われる。

そして、室温の回復がヒートポンプ１０１の停止で検知された後、放熱量が通常よりも大きい暖房は行われない。

室温回復完了フラグが「完了」である場合（Ｓ８０７でＹＥＳ）、ＤＲ制御部６は、ＤＲ事前制御を終了する。以上で、図１０Ａおよび図１０Ｂに示されたＤＲ事前制御が終わる。

図９の通り、ＤＲ制御部６は、ＤＲ事前制御（Ｓ７０６）を行った後、次の処理（Ｓ７０４）を行う。

現在時刻がＤＲ事前期間内でないと判定された場合（Ｓ７０２でＮＯ）、ＤＲ制御部６は、現在時刻がＤＲ期間内であるか否かを判定する（Ｓ７０３）。本実施の形態では、ＤＲ期間は、ＤＲ開始時刻である１８時からＤＲ終了時刻である２０時であるため、ＤＲ制御部６は、現在時刻がこの範囲内であるか否かを判定する。

現在時刻がＤＲ期間内であると判定された場合（Ｓ７０３でＹＥＳ）、ＤＲ制御部６は、ＤＲ制御を行う（Ｓ７０７）。本実施の形態では、ＤＲ制御部６は、システム設定としてシステム全体の停止をＨＰ制御部１０８に指令する。その後、ＤＲ制御部６は、次の処理（Ｓ７０４）を行う。

現在時刻がＤＲ期間内でないと判定された場合（Ｓ７０３でＮＯ）、あるいは、ＤＲ事前制御（Ｓ７０６）またはＤＲ制御（Ｓ７０７）が行われた後、ＨＰ制御部１０８は、システム制御を実行する（Ｓ７０４）。その後、ヒートポンプ式給湯暖房システム１の制御処理が終わる。

ＨＰ制御部１０８は、リモコン１１０の設定情報と、ＤＲ事前制御またはＤＲ制御でＤＲ制御部６から指令された情報とに基づいて、ヒートポンプ１０１、三方弁１０５、および、給湯ヒータ１０９の制御を行う。ＨＰ制御部１０８は、ＤＲ制御部６から指令がない場合、リモコン１１０の設定情報に基づいて、これらの制御を行う。また、ＨＰ制御部１０８は、ＤＲ制御部６からの指令がある場合、リモコン１１０の設定情報よりもＤＲ制御部６からの指令を優先して制御を行う。

例えば、本実施の形態では、ＤＲ事前制御で給湯モードが指令された場合（Ｓ８１０）、ＨＰ制御部１０８は、リモコン１１０の設定情報にかかわらず、三方弁１０５を給湯タンク１０３の向きへ変更する。その後、給湯タンク１０３内の温度が事前ＨＰ蓄熱温度（４５℃）以上になってから、給湯設定値（４６℃）以上になるまで、ＨＰ制御部１０８は、給湯ヒータ１０９をＯＮにする。

また、ＤＲ事前制御において運転モードとして暖房モードおよび暖房設定値として上限の５５℃が指令された場合、リモコン１１０の設定情報にかかわらず、ＨＰ制御部１０８は、三方弁１０５を暖房装置１０４の方向へ変更し、出湯温度が５５℃に調整されるようにヒートポンプ１０１を制御する。

以上で、実施の形態２に係るヒートポンプ式給湯暖房システム１の制御処理が終わる。

（実施の形態２の効果）
図１１Ａ〜図１２を参照して、実施の形態２の効果を説明する。まず、図１１Ａ〜図１１Ｃを用いて、ＤＲ制御部６が、上記のＤＲ事前制御を行わず、ＤＲ制御のみを行う場合の動作の例を説明する。

図１１Ａは、ＤＲ事前期間において、給湯モードへの切り替えのための閾値を給湯タンク１０３内の湯の温度が下回らなかった場合の温度変化の一例を示す図である。この例では、ＤＲ信号の受信時刻は１６時であり、ＤＲ開始時刻は１８時である。そして、１６時から１８時までのＤＲ事前期間に、給湯タンク１０３内の湯の温度は、給湯モードに切り替えるための閾値である４１℃を下回っていない。

具体的には、１６時において、給湯タンク１０３内の温度は低い。また、第１の給湯負荷が発生しても給湯タンク１０３内の湯の温度が４１℃を下回っていない。そして、給湯タンク１０３内の湯の温度が低いまま、１８時にＤＲ時間帯が開始される。したがって、ＤＲ期間に発生する第２の給湯負荷によって、本来ならば給湯タンク１０３の加熱が開始される４１℃を下回る。そのため、実質的に湯切れが発生し、ユーザは十分な温度で湯を用いることができない。

図１１Ａの例では、ＤＲ事前期間に、常に暖房モードで運転が行われ、ヒートポンプ１０１の熱が暖房装置１０４に供給される。そのため、需要家により設定された室温設定値である２０℃が維持されている。つまり、給湯を犠牲にすることで、室温が維持されている。

図１１Ｂは、ＤＲ事前期間の中盤以降に、給湯タンク１０３内の湯の温度が４１℃を下回り、給湯タンク１０３内の湯が加熱された場合の温度変化の一例を示す図である。この例では、第１の給湯負荷が発生した際、給湯タンク１０３内の湯の温度が４１℃を下回り、給湯モードの運転が開始される。これにより、給湯タンク１０３内の湯の温度は、１８時のＤＲ開始時刻において、給湯設定値である４６℃に確保されている。このため、第２の給湯負荷がＤＲ期間に発生した場合でも、ユーザは、給湯設定値に対応する十分な温度で湯を用いることができる。

図１１Ｂの例では、ＤＲ開始時刻である１８時の前に、ヒートポンプ１０１の熱が給湯タンク１０３の加熱に用いられたため、室温が低下している。そして、給湯モードの終了後、暖房モードが開始される。これにより、ある程度、暖房装置１０４に熱が供給される。しかし、通常の暖房モードの運転で室温を回復するには、時間が足りない。そのため、１８時に室温が低い状態のままであり、ＤＲ期間において室温が非常に低くなり快適性が損なわれる。つまり、室温を犠牲にして、給湯の温度が維持されている。

図１１Ｃは、ＤＲ事前期間において、給湯ヒータ１０９のみで給湯タンク１０３が加熱される場合の温度変化の一例を示す図である。つまり、図１１Ｃの例では、図１０Ａおよび図１０Ｂで示されたＤＲ事前制御ではなく、ＤＲ事前期間に給湯タンク１０３を給湯ヒータ１０９のみで加熱する制御が行われる。

具体的には、図１１Ｃの例では、図１１Ｂの例と同様に、ＤＲ事前期間の中盤以降に、第１の給湯負荷が発生する。これにより、給湯タンク１０３内の温度が４１℃を下回る。この時、給湯タンク１０３内の湯が給湯ヒータ１０９のみで加熱されている。この結果、給湯タンク１０３内の湯の温度は、１８時のＤＲ開始時刻において、給湯設定値である４６℃に確保される。このため、ＤＲ期間に第２の給湯負荷が発生した場合でも、ユーザは給湯設定値に対応する十分な温度で湯を用いることができる。

さらに、図１１Ｃの例では、ＤＲ事前期間において、常に暖房モードで運転が行われ、ヒートポンプ１０１の熱が暖房装置１０４に供給される。そのため、需要家により設定された室温設定値である２０℃が維持されている。つまり、給湯の温度および室温が維持されている。

しかし、図１１Ａおよび図１１Ｂの例と比較して、図１１Ｃの例では、給湯タンク１０３の加熱に効率の低い給湯ヒータ１０９が使用されているため、消費電力が大きい。よって、この方法は経済的ではない。

図１１Ａ〜図１１Ｃの例で示したように、図１０Ａおよび図１０Ｂで示されたＤＲ事前制御が行われない場合、ＤＲ開始時刻に室温および給湯温度の両方の確保が難しい。また、室温および給湯温度の両方の確保のため、給湯ヒータ１０９が使用された場合、消費電力が増加する。

次に、図１２を用いて図１０Ａおよび図１０Ｂで示されたＤＲ事前制御が行われる動作の一例を説明する。図１２の例では、ＤＲ事前期間の開始後、まず、給湯モードで運転が行われる。すなわち、ヒートポンプ１０１の熱で給湯タンク１０３が加熱される。その後、給湯設定値に基づいて、適宜、給湯設定値まで、給湯ヒータ１０９で給湯タンク１０３が加熱される。これにより、給湯設定値まで、一度、給湯タンク１０３が加熱される。

また、給湯タンク１０３の加熱の完了後、運転モードとして暖房モード、および、暖房設定値として５５℃が指令される。これに基づいて、暖房装置１０４が放熱する。そのため、通常の４０℃よりも高い温度の熱を用いて、暖房装置１０４が放熱を行う。したがって、室温が早く回復する。その後、室温設定値付近まで室温が回復した場合、暖房装置１０４の放熱が小さくなり、出湯温度が上昇する。これにより、ヒートポンプ１０１が停止する。その後、暖房装置１０４は、リモコン１１０に設定された暖房設定値に従って、暖房を行う。

上記のように、図１２の例では、ＤＲ事前期間の開始後、まず、給湯タンク１０３が、ヒートポンプ１０１を使用して給湯設定値まで加熱される。これにより、給湯ヒータ１０９の使用が最小限に抑制され、ＤＲ時間帯の開始までに、給湯タンク１０３への蓄熱が可能である。

また、給湯タンク１０３の加熱中、暖房装置１０４に熱が供給されない。したがって、この間に室温が低下する。給湯タンク１０３の加熱後、通常の暖房設定値のままで暖房が行われた場合、室温の回復が緩やかであるため、ＤＲ開始時刻に室温設定値まで室温が回復しない可能性がある。しかし、図１２の例では、リモコン１１０に設定されている通常の暖房設定値よりも高い出湯温度で暖房が行われる。これにより、室温が通常よりも急速に回復するため、ＤＲ開始時刻に室温が回復する可能性は高い。

また、ヒートポンプ１０１の一般的な特性として、出湯温度が高いほど、効率が低い。そのため、室温の回復が検知されずに、高い暖房設定値のままで暖房が継続された場合、消費電力が大きくなる。しかし、ＤＲ制御部６は、出湯温度の上昇に伴うヒートポンプ１０１の停止に基づいて、室温が室温設定値まで回復したことを検知する。その後、通常通りの運転で暖房が行われ、室温が維持される。そのため、室温の回復後、ヒートポンプ１０１の効率低下が抑制される。

また、給湯タンク１０３は、通常、断熱材で断熱されているため、熱が給湯タンク１０３から逃げにくい。蓄熱後、給湯負荷が発生した場合、給湯設定値よりも温度は下がる。しかしながら、放熱に基づく温度低下は微小である。これに対し、暖房装置１０４で加熱される室内の空気の熱損失は、窓からの放熱または換気などの要因によって比較的大きい。本実施の形態では、放熱が小さい給湯タンク１０３が先に加熱される。その後、ＤＲ開始時刻まで、暖房装置１０４で室内が加熱される。そのため、ＤＲ開始時刻に、室内にも給湯タンク１０３内にも十分に熱が確保される。

このように、実施の形態２に係るヒートポンプ式給湯暖房装置１００の制御方法によって、小さい消費電力で、ＤＲ開始時刻までに室内および給湯タンク１０３内へ十分な熱を確保することが可能である。

（実施の形態２の補足）
なお、実施の形態２のＤＲ事前期間は、実施の形態１の準備期間に対応する。つまり、図１２で示された動作態様は、準備動作態様の例である。また、ＤＲ事前期間の前において、ＤＲ事前制御は行われない。つまり、図８、図１０Ａおよび図１０Ｂで示された動作態様は、通常動作態様の例である。

また、本実施の形態では、室温設定値に室温を調整するためのバルブが暖房装置１０４に設置されている。しかし、室温を調整するための構成はこれに限定されない。例えば、暖房装置１０４にバルブがなく、暖房装置１０４は、暖房装置１０４に設置されているサーモスタットで室温設定値に達したことを検知し、直接、ヒートポンプ１０１を停止する機能を有していてもよい。

また、本実施の形態では、ＤＲ制御部６は、室温が回復したか否かを検知するため、ヒートポンプ１０１が停止したか否かを用いている。しかし、室温の回復を検知するための方法は、これに限定されない。ＤＲ制御部６は、室温計の値を取得し、室温の回復を判断してもよい。

また、本実施の形態では、ＤＲ制御部６は、室温を回復させるため、暖房設定値を上げて暖房装置１０４からの放熱を増加させている。しかし、室温を回復させるための方法はこれに限定されない。ＤＲ制御部６は、例えば、暖房設定値をそのまま維持して、水ポンプの流量を増加させることにより、暖房装置１０４からの放熱量を増加させてもよい。

また、本実施の形態では、ＤＲ事前期間の開始時に、給湯タンク１０３内の湯の温度が事前ＨＰ蓄熱温度以上に高くなるまで蓄熱が行われる。蓄熱の方法は、これに限定されない。例えば、ＤＲ開始時刻の１時間前から常に暖房モードで運転が行われ、その前に、給湯タンク１０３内にできるだけ蓄熱されるように、給湯モードで運転が行われてもよい。すなわち、ＤＲ制御部６は、給湯タンク１０３内の湯の温度ではなく、各モードの運転時間を決めて運転させてもよい。

また、本実施の形態では、ＤＲ事前期間の開始後、最初に、給湯タンク１０３内の湯の温度が事前ＨＰ蓄熱温度以上になるまで連続して蓄熱が行われる。しかし、蓄熱の方法は、これに限定されない。

例えば、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、給湯モードで給湯タンク１０３内の温度が１℃上がったタイミングで、暖房モードで１５分の運転を行い、再度給湯モードに切り替えてもよい。ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、その後、同様に、給湯タンク１０３内の温度が１℃上がったタイミングで、暖房モードで１５分の運転を行ってもよい。つまり、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、給湯モードと暖房モードとを交互に切り替えてもよい。

この方法の場合、暖房装置１０４へ熱が供給されない継続時間が短くなるため、ＤＲ事前期間における室温の最低値が高くなり、快適性が向上する。

また、本実施の形態では、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、給湯タンク１０３への蓄熱完了後、暖房モードでＤＲ開始時刻まで運転を行う。しかし、運転方法は、これに限定されない。例えば、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、給湯タンク１０３の湯の温度が給湯設定値から２℃下回ったら再度給湯モードに変更してよい。

また、通常の制御では暖房モードの運転が行われる状況でも、ＤＲ事前制御では給湯モードで運転が行われる場合がある。これにより、給湯モードの時間がより確実に確保される。この動作は、給湯モードと暖房モードとの切り替えの閾値温度が変更されることで実現されてもよい。あるいは、この動作は、給湯モードと暖房モードとが切り替えられる時間間隔の変更によって実現されてもよい。あるいは、この動作は、ＤＲ事前期間の開始時に運転モードが暖房モードから給湯モードへ切り替えられることによって実現されてもよい。

（実施の形態３）
実施の形態３に係るヒートポンプ式給湯暖房システムの制御方法の概要を説明する。実施の形態３は、実施の形態２の変形例である。

実施の形態２では、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、まず、給湯タンク１０３を加熱し、その後、暖房装置１０４へ高温の熱を供給する。これにより、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、給湯タンク１０３を加熱している間に低下した室温を急速に回復させる。したがって、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、小さい消費電力でＤＲ開始前に室内および給湯タンク１０３内の両方へ十分な熱を確保することができる。

実施の形態２では、ＤＲ事前期間が十分に長い場合、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、十分な熱を確保することができる。しかし、ＤＲ事前期間が短い場合、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、十分な熱を確保することが困難である。

例えば、ヒートポンプ式給湯暖房システム１がＤＲ開始時刻の３０分前にＤＲ信号を受信した場合、ＤＲ事前期間の長さは３０分である。仮に、給湯タンク１０３の加熱にかかる時間が２０分である場合、暖房装置１０４へ熱を供給する時間は、ＤＲ開始時刻までの１０分しか残されていない。したがって、ＤＲ開始時刻において、給湯タンク１０３内へ十分な熱が確保されているが、室温が低い状態となってしまう。

そこで、実施の形態３では、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、給湯タンク１０３を加熱する時間に応じて、室温を回復する時間を予測する。そして、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、ＤＲ事前期間に室温を回復できる範囲で、給湯タンク１０３をヒートポンプ１０１で加熱する。その後、ヒートポンプ式給湯暖房システム１は、室内をヒートポンプ１０１の熱で暖めつつ、給湯タンク１０３を給湯ヒータ１０９で加熱する。なお、ヒートポンプ式給湯暖房システム１の制御方法の流れは、図９と共通するため、実施の形態２との共通点の詳しい説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。

（実施の形態３の構成）
実施の形態３は、図４等に示されるヒートポンプ式給湯暖房装置１００を前提としているが、実施の形態２とＤＲ制御部６のＤＲ事前制御が異なるため、相違点を記載する。

以下、ＤＲ制御部６のＤＲ事前制御を説明する。ＤＲ制御部６は、ＤＲ事前期間において、ＤＲ事前制御を行う。

まず、ＤＲ制御部６は、実施の形態２と同様に、事前蓄熱温度と、事前ＨＰ蓄熱温度とを算出する。事前蓄熱温度および事前ＨＰ蓄熱温度は、それぞれ、給湯タンク１０３内の湯の目標温度である。事前ＨＰ蓄熱温度は、ヒートポンプ１０１の熱を用いることを前提として定められる目標温度である。事前蓄熱温度は、ヒートポンプ１０１の熱を用いることを前提とせずに定められる目標温度である。

次に、ＤＲ制御部６は、ヒートポンプ１０１の熱で給湯タンク１０３内の湯の温度が事前ＨＰ蓄熱温度に到達するまでにかかる時間（給湯モードの時間）を算出する。なお、給湯モードの時間において、暖房装置１０４へヒートポンプ１０１の熱が供給されない。したがって、給湯モードの時間において室内の温度が低下する。

次に、ＤＲ制御部６は、給湯モードの時間において低下する室温を５５℃の暖房設定値を用いて暖房モードで回復させるための時間を算出する。

ＤＲ制御部６は、給湯モードの想定時間と、暖房モードの想定時間との関係を示す関係情報を保持している。暖房モードの想定時間は、給湯モードの想定時間において低下する室温を回復させるための暖房モードの時間である。例えば、この関係情報は、図１３のような情報であり、外気温度毎に、１分間の給湯モードで低下する室温を５５℃の暖房設定値を用いて暖房モードで回復させるための時間（分）を示す。本実施の形態では、この関係情報は、一般的な需要家で計測した値に基づいて事前に設定される。

ＤＲ制御部６は、図１３に示された関係情報に基づいて、室温の回復にかかる時間を算出する。そして、ＤＲ事前期間の長さが、給湯タンク１０３への事前蓄熱にかかる時間と、室温の回復にかかる時間との合計よりも長い場合、ＤＲ制御部６は、実施の形態２と同様に、ＨＰ制御部１０８へ指令を行う。

ＤＲ事前期間の長さが、給湯タンク１０３への事前蓄熱にかかる時間と、室温の回復にかかる時間との合計よりも短い場合、ＤＲ制御部６は、ＤＲ事前期間に室温の回復が可能な範囲で、給湯タンク１０３をヒートポンプ１０１で加熱する給湯加熱時間を算出する。ＤＲ制御部６は、給湯加熱時間において、運転モードとして給湯モードをＨＰ制御部１０８に指令する。そして、ＤＲ制御部６は、給湯加熱時間の終了後、運転モードとして暖房モード、および、暖房設定値として上限の５５℃をＨＰ制御部１０８へ指令する。

（実施の形態３の動作）
次に、実施の形態３に係るヒートポンプ式給湯暖房システム１の制御方法を説明する。ＤＲ制御部６は、図９に示された実施の形態２の動作と同様に、周期的にＤＲ信号を受信したが否かを判定する。そして、ＤＲ信号の受信後において、現在時刻がＤＲ事前期間内である場合、ＤＲ制御部６は、ＤＲ事前制御を行う。また、ＤＲ制御部６は、現在時刻がＤＲ期間内である場合、ＤＲ制御を行う。

実施の形態３は、実施の形態２とＤＲ事前制御が異なるため、相違点のみについて説明する。図１４は、実施の形態３のＤＲ事前制御（Ｓ７０６）のフローチャートである。

ＤＲ制御部６は、ＤＲ事前制御処理（Ｓ７０６）の開始後、まず、現在時刻がＤＲ事前期間の開始時刻であるか否かを判定する（Ｓ１２０１）。

現在時刻がＤＲ事前期間の開始時刻である場合（Ｓ１２０１でＹＥＳ）、ＤＲ制御部６は、事前ＨＰ蓄熱温度を算出する（Ｓ１２０２）。本処理は、実施の形態２の事前ＨＰ蓄熱温度の算出（図１０ＡのＳ８０３）と同様である。

次に、ＤＲ制御部６は、給湯タンク１０３の事前蓄熱にかかる時間を算出する（Ｓ１２０３）。例えば、ＤＲ制御部６は、事前ＨＰ蓄熱温度と、給湯タンク１０３内の湯の現在の温度との差を計算する。ＤＲ制御部６は、事前に設定された情報として、ヒートポンプ１０１で加熱される給湯タンク１０３内の湯の１分あたりの温度上昇度を示す情報を保持している。

ＤＲ制御部６は、事前ＨＰ蓄熱温度と、給湯タンク１０３内の湯の現在の温度との差を、温度上昇度で除算する。これにより、ＤＲ制御部６は、湯の温度が事前ＨＰ蓄熱温度に到達するまで給湯タンク１０３内の湯を加熱するための給湯モードの時間を算出する。例えば、事前ＨＰ蓄熱温度が４５℃であり、給湯タンク１０３内の湯の現在の温度が４２℃であり、温度上昇度が０．１℃である場合、湯の温度が事前ＨＰ蓄熱温度に到達するまで湯を加熱するための給湯モードの時間は３０分と算出される。

次に、ＤＲ制御部６は、給湯暖房の事前蓄熱にかかる時間を算出する（Ｓ１２０４）。ＤＲ制御部６は、図１３に示すような、関係情報を保持している。ＤＲ制御部６は、この関係情報を参照し、外気温度検出部１０６で検出された現在の外気温度に応じて、１分間の給湯モードに対して室温の回復にかかる時間を算出する。

ＤＲ制御部６は、湯の温度が事前ＨＰ蓄熱温度に到達するまでの給湯モードの時間（全体）に、１分間の給湯モードに対して室温の回復にかかる時間を乗算することで、給湯モードの時間（全体）に対して室温の回復にかかる時間（全体）を算出する。ＤＲ制御部６は、湯の温度が事前ＨＰ蓄熱温度に到達するまでの給湯モードの時間（全体）と、室温の回復にかかる時間（全体）との合計を、給湯暖房の事前蓄熱にかかる時間として算出する。その後、次の処理（Ｓ１２０５）が行われる。

例えば、外気温度が−５℃であり、湯の温度が事前ＨＰ蓄熱温度に到達するまでの給湯モードの時間が３０分である場合、ＤＲ制御部６は、次のように、給湯暖房の事前蓄熱にかかる時間を算出する。すなわち、ＤＲ制御部６は、図１３の関係情報に基づいて、１分間の給湯モードに対して室温の回復にかかる時間を１．５０分と特定する。したがって、ＤＲ制御部６は、３０分間の給湯モードに対して室温の回復にかかる時間を４５分として算出する。そして、ＤＲ制御部６は、給湯暖房の事前蓄熱にかかる時間を７５分として算出する。

現在時刻がＤＲ事前期間の開始時刻でない場合（Ｓ１２０１でＮＯ）、または、給湯暖房の事前蓄熱にかかる時間の算出（Ｓ１２０４）が行われた後、ＤＲ制御部６は、ＤＲ事前期間の長さが給湯暖房の事前蓄熱にかかる時間以上であるか否か判定する（Ｓ１２０５）。ＤＲ事前期間の長さが給湯暖房の事前蓄熱にかかる時間以上である場合（Ｓ１２０５でＹＥＳ）、ＤＲ制御部６は、通常版のＤＲ事前制御を行う（Ｓ１２０６）。

通常版のＤＲ事前制御は、実施の形態２のＤＲ事前制御と同様の処理であり、ＤＲ制御部６は、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すフローチャートに従って制御を行う。その後、ＤＲ制御部６は、通常版のＤＲ事前制御を終了する。例えば、ＤＲ事前期間が１２０分であり、給湯暖房の事前蓄熱にかかる時間が７５分である場合、実施の形態２と同様にＤＲ事前制御が行われても、給湯タンク１０３の加熱後に室温の回復を行える時間が十分にある。したがって、ＤＲ制御部６は、実施の形態２と同様のＤＲ事前制御を行う。

ＤＲ事前期間の長さが、給湯暖房の事前蓄熱にかかる時間未満である場合（Ｓ１２０５でＮＯ）、ＤＲ制御部６は、蓄熱時間不足版のＤＲ事前制御を行う（Ｓ１２０７）。

次に、図１５を用いて、蓄熱時間不足版のＤＲ事前制御処理（Ｓ１２０７）の詳細を説明する。ＤＲ制御部６は、蓄熱時間不足版のＤＲ事前制御処理において、まず、現在時刻がＤＲ事前期間の開始時刻であるか否かを判定する（Ｓ１３０１）。

現在時刻がＤＲ事前期間の開始時刻である場合（Ｓ１３０１でＹＥＳ）、ＤＲ制御部６は、給湯加熱時間を算出する（Ｓ１３０２）。この時、ＤＲ制御部６は、図１３の関係情報を参照し、外気温度検出部１０６で検出された現在の外気温度に応じて、１分間の給湯モードで低下する室温の回復にかかる時間を特定する。そして、ＤＲ制御部６は、特定された時間を用いて、給湯加熱時間を算出する。

例えば、ＤＲ制御部６は、１分間の給湯モードで低下する室温の回復にかかる時間に１（給湯モードの時間）を加算して得られる値でＤＲ事前期間の長さを除算する。ＤＲ制御部６は、除算で得られた値を給湯加熱時間として算出する。その後、次の処理（Ｓ１３０３）が行われる。

給湯加熱時間は、ＤＲ事前期間において、給湯モードで運転を行って、かつ、残りの時間で室温を回復させることが可能な上限の時間に相当する。例えば、外気温度が−５℃であり、ＤＲ事前期間が６０分である場合、１分間の給湯モードに対して室温の回復にかかる時間は１．５０分である。したがって、ＤＲ制御部６は、１．５０に１を加算し、加算結果の２．５で６０を除算することにより、２４（分）を算出する。

この算出結果は、２４分間の給湯モードの運転後、３６分間の暖房モードの運転によって、室温が回復することを意味する。また、この算出結果は、２４分間よりも長く給湯モードで運転が行われた場合、ＤＲ事前期間の６０分間で室温が回復しないことを意味する。

現在時刻がＤＲ事前期間の開始時刻でない場合（Ｓ１３０１でＮＯ）、または、給湯過熱時間の算出（Ｓ１３０２）が行われた後、ＤＲ制御部６は、給湯加熱時間が完了したか否か判定する（Ｓ１３０３）。

給湯加熱時間が完了していない場合（Ｓ１３０３でＮＯ）、ＤＲ制御部６は、運転モードとして給湯モードをＨＰ制御部１０８に指令する（Ｓ１３０４）。また、ＤＲ制御部６は、給湯モードの運転の時間を加算（計測）し、加算（計測）された時間を給湯加熱時間の完了の判定（Ｓ１３０３）に用いる。例えば、給湯加熱時間が２４分間である場合、ＤＲ事前期間の開始から２４分間、給湯モードの指令（Ｓ１３０４）が行われる。その後、ＤＲ制御部６は、蓄熱時間不足版のＤＲ事前制御を終了する。

給湯加熱時間が完了している場合（Ｓ１３０３でＹＥＳ）、ＤＲ制御部６は、運転モードとして暖房モードをＨＰ制御部１０８に指令する（Ｓ１３０５）。次に、ＤＲ制御部６は、ＨＰ制御部１０８へ暖房設定値として外気温度にかかわらず５５℃を指令する（Ｓ１３０６）。その後、ＤＲ制御部６は、蓄熱時間不足版のＤＲ事前制御を終了する。

ＨＰ制御部１０８は、給湯モードの終了後、給湯タンク１０３内の湯の温度が事前蓄熱温度に到達するまで、給湯ヒータ１０９をＯＮにする。そのため、暖房モードの指令（Ｓ１３０５）が最初に行われる時、ＨＰ制御部１０８は、給湯タンク１０３内の湯の温度、および、事前蓄熱温度に応じて、給湯ヒータ１０９をＯＮにする。ＤＲ制御部６が、給湯ヒータ１０９をＯＮにするための指令をＨＰ制御部１０８へ送信してもよい。

以上の手順で、蓄熱時間不足版のＤＲ事前制御（Ｓ１２０７）が行われる。これにより、室温が回復する。

（実施の形態３の効果）
図１６を参照して、実施の形態３の効果を説明する。図１６は、実施の形態３に係る温度変化の一例を示す図である。この例では、１７時にＤＲ信号が受信され、１７時から１８時までがＤＲ事前期間である。

ＤＲ事前期間の開始時、ＤＲ制御部６は、まず、給湯暖房の事前蓄熱にかかる時間を算出する。外気温度が−５℃であり、かつ、事前ＨＰ蓄熱温度までの加熱に給湯モードで３０分かかる場合、給湯暖房の事前蓄熱にかかる時間は７５分である。したがって、蓄熱時間不足版のＤＲ事前制御が行われる。

この場合、ＤＲ制御部６によって算出される給湯加熱時間は２４分である。そのため、給湯加熱時間が完了する１７時２４分まで、給湯モードで給湯タンク１０３が加熱される。給湯加熱時間の完了時において、給湯タンク１０３内の温度は４５℃未満である。この場合、さらにヒートポンプ１０１を用いて蓄熱することが可能であるが、運転モードは、暖房モードへ切り替えられる。そして、給湯ヒータ１０９がＯＮにされ、事前蓄熱温度まで給湯タンク１０３が加熱される。

また、給湯加熱時間の完了後、ヒートポンプ１０１は、５５℃の暖房設定値および暖房モードの運転モードに基づいて、暖房装置１０４に熱を供給する。これにより、給湯加熱時間の間に低下した室温が、ＤＲ開始時刻までに回復する。

本実施の形態では、ＤＲ制御部６は、事前ＨＰ蓄熱温度まで給湯タンク１０３をヒートポンプ１０１で加熱し、かつ、低下した室温をＤＲ開始時刻までに回復させることが可能であるか否かをＤＲ事前期間の開始時に判定している。室温の回復が可能であると判定された場合、ＤＲ制御部６は、実施の形態２と同様に、給湯ヒータ１０９の使用を最小限に抑制しつつ給湯タンク１０３内へ蓄熱し、かつ、ＤＲ開始時刻までに室温も回復させることができる。

また、湯の温度が事前ＨＰ蓄熱温度に到達するまでの間に低下する室温の回復が可能でないと判定された場合、ＤＲ制御部６は、ＤＲ開始時刻までに、室温の回復が可能な、給湯モードの時間の上限である給湯加熱時間を算出する。ＤＲ制御部６は、給湯モードの時間と、給湯モードの時間に低下する室温の回復にかかる時間との関係に基づいて、給湯加熱時間を算出することができる。

ＤＲ制御部６は、給湯加熱時間にヒートポンプ１０１で給湯タンク１０３を加熱し、その後、事前蓄熱温度まで給湯ヒータ１０９で給湯タンク１０３を加熱する。これにより、実施の形態２よりも給湯ヒータ１０９の使用時間が増えるが、ＤＲ制御部６は、ＤＲ開始時刻までに室温を回復させることができる。

以上のように、実施の形態３に係る制御方法によって、ＤＲ事前期間の長さに応じて、消費電力を抑制しつつ、ＤＲ開始時刻までに室内と給湯タンク１０３内へ十分な熱を確保することが可能である。

（実施の形態３の補足）
なお、本実施の形態では、給湯モードの時間と、給湯モードの時間に低下する室温を５５℃の暖房設定値で回復させる場合にかかる時間との関係を示す関係情報が保持されている。しかし、保持される関係情報は、これに限定されない。例えば、４０℃から５℃刻みの複数の暖房設定値の各々について、給湯モードの時間と、給湯モードの時間に低下する室温を回復させるための暖房モードの時間との関係を示す関係情報が保持されていてもよい。

そして、ＤＲ事前期間において、事前ＨＰ蓄熱温度まで給湯タンク１０３を加熱することが可能であり、かつ、室温を回復することが可能である場合、ＤＲ制御部６は、室温の回復可能な最低の暖房設定値を選択してもよい。

例えば、ＤＲ事前期間の開始時に給湯タンク１０３内の湯の温度が高いほど、給湯タンク１０３の加熱にかかる時間が短くてもよい。したがって、ＤＲ制御部６は、給湯タンク１０３内の湯の温度が高いほど、給湯モードの時間を短くし、暖房モードの時間を長くし、暖房設定値を低くする。これにより、ヒートポンプ１０１の一般的な特性に従って効率が向上し、より小さい消費電力で事前蓄熱が可能である。

また、上記の制御では、ＤＲ事前期間の開始時に給湯タンク１０３内の湯の温度が低いほど、給湯モードの時間が長くなり、暖房モードの時間が短くなる。そのため、ＤＲ制御部６は、給湯タンク１０３内の湯の温度が低いほど、暖房設定値を高くしてもよい。これにより、ＤＲ制御部６は、ＤＲ事前期間に室温を回復させることができる。

また、本実施の形態では、ＤＲ事前期間の開始後、まず、ヒートポンプ１０１で給湯タンク１０３が加熱される。そして、給湯加熱時間の終了後、暖房装置１０４へ熱が供給される。しかし、制御方法はこれに限定されない。給湯加熱時間の合計が複数の時間に分割され、給湯モードと暖房モードとが繰り返されてもよい。

例えば、ＤＲ事前期間が６０分間であり、給湯加熱時間が２４分間である場合、ＤＲ事前期間の開始後、まず、１２分間の給湯モードの運転、および、その後の１８分間の暖房モードの運転が２回繰り返されてもよい。これによって、給湯モードと暖房モードとで交互に運転が行われる。この方法によって、暖房装置１０４へ熱が供給されない連続時間が短くなる。そのため、ＤＲ事前期間の室温の最低値が高くなり、快適性が向上する。

また、上記のように給湯モードと暖房モードとで交互に運転を行う方法が用いられた場合、ＤＲ制御部６は、暖房モードから給湯モードへの切り替えの判定に、暖房モードでのヒートポンプ１０１の停止条件を用いてもよい。この方法によって、室温が一定以上である場合のみ、給湯モードに切り替えられるため、ＤＲ事前期間の室温の最低値がより高くなり、快適性がより向上する。

また、本実施の形態では、図１３に示すような、給湯モードの時間と、その時間に低下する室温の回復にかかる時間との関係を示す関係情報が事前に保持されている。しかし、給湯モードの時間と、その時間に低下する室温の回復にかかる時間との関係を用いる方法は、これに限定されない。

例えば、需要家ごとに、この関係は異なる。そのため、ＤＲ制御部６は、需要家ごとに実際に給湯モードでの運転が行われた時間と、その後の暖房モードで室温が回復するまでの時間とを学習してもよい。そして、ＤＲ制御部６は、それらの時間に基づいて、給湯モードの時間と、その時間に低下する室温を回復させるための時間との関係を算出してもよい。

（全体の補足）
なお、ヒートポンプシステム制御装置、ヒートポンプシステム、および、ヒートポンプシステム制御方法は、上記の実施の形態に限定されない。ヒートポンプシステム制御装置、ヒートポンプシステム、および、ヒートポンプシステム制御方法は、以下に示される態様でもよい。

（１）上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボードおよびマウスなどで構成されるコンピュータシステムで実現されてもよい。ＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここで、コンピュータプログラムは、コンピュータに対する指令を示す複数の命令コードの組み合わせで構成される。

（２）上記の各装置を構成する複数の構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）で構成されてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成要素を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを含むコンピュータシステムである。ＲＯＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。

マイクロプロセッサが、ＲＯＭからＲＡＭにコンピュータプログラムをロードし、ロードされたコンピュータプログラムに従って演算等を行うことにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。

（３）上記の各装置を構成する複数の構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュール等で構成されてもよい。例えば、ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどで構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールには、上記の超多機能ＬＳＩが含まれてもよい。

マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。ＩＣカードまたはモジュールは、耐タンパ性を有してもよい。

（４）本概念は、上記の複数の実施の形態に示された方法で実現されてもよい。また、本概念は、これらの方法をコンピュータによって実現するコンピュータプログラムで実現されてもよいし、コンピュータプログラムからなるデジタル信号で実現されてもよい。

また、本概念は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号が記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよい。記録媒体は、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）、または、半導体メモリなどである。また、本概念は、これらの記録媒体に記録されているデジタル信号で実現されてもよい。

また、上記のコンピュータプログラムまたはデジタル信号は、電気通信回線、無線または有線の通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、あるいは、データ放送等を経由して伝送されてもよい。

また、上記の各装置は、マイクロプロセッサとメモリとを備えるコンピュータシステムでもよい。そして、マイクロプロセッサが、メモリに記憶されているコンピュータプログラムに従って動作してもよい。

また、プログラムまたはデジタル信号が記録媒体に記録され移送されることにより、あるいは、プログラムまたはデジタル信号がネットワーク等を経由して移送されることにより、独立した他のコンピュータシステムが上記の複数の実施の形態に示された方法を実行してもよい。

（５）上記の各装置は、集積回路などの電子回路でもよい。上記に示された複数の構成要素は、全体として１つの回路でもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの構成要素は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。

（６）ヒートポンプシステム制御装置等は、複数の実施の形態に示された各構成要素に対応するメモリおよびプロセッサを備えてもよい。そして、プロセッサが、メモリを用いて、複数の実施の形態に示された各処理を実行してもよい。

（７）上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態のヒートポンプシステム制御装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。

すなわち、このプログラムは、コンピュータに、ヒートポンプ装置から状況に応じて選択的に給湯装置または暖房装置へ熱を供給するヒートポンプシステムを制御するヒートポンプシステム制御方法であって、前記ヒートポンプ装置の消費電力を抑制するための準備期間を決定する決定ステップと、（ｉ）前記準備期間よりも前の通常期間の動作態様である通常動作態様とは異なる動作態様であり、かつ、（ｉｉ）前記通常動作態様では前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱が供給されない状況で、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱が供給されるタイミングを有する動作態様であり、かつ、（ｉｉｉ）前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給される場合の前記熱の単位時間当たりの熱量が前記通常動作態様よりも大きい動作態様である準備動作態様で前記ヒートポンプシステムを前記準備期間に動作させる制御ステップとを含むヒートポンプシステム制御方法を実行させる。

（８）上記の実施の形態および上記の変形例が、それぞれ組み合わされてもよい。上記に示された特定の構成要素が実行する処理を別の構成要素が実行してもよい。また、処理を実行する順番が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。

以上、一つまたは複数の態様に係るヒートポンプシステム制御装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

本発明に係るヒートポンプシステム制御装置は、給湯装置、床暖房または空調機などにヒートポンプ装置から熱を供給するヒートポンプシステムを制御する制御装置として有用である。

１ ヒートポンプ式給湯暖房システム
４ エネルギー供給業者
５ 電力負荷装置
６ ＤＲ制御部
１０ ヒートポンプシステム
１１ ヒートポンプ装置
１２ 給湯装置
１３、１０４ 暖房装置
１４、１０５ 三方弁
２０ ヒートポンプシステム制御装置
２１ 決定部
２２ 制御部
２３ 記憶部
１００ ヒートポンプ式給湯暖房装置
１０１ ヒートポンプ
１０１ａ、１０２ 熱交換器
１０１ｂ 圧縮機
１０１ｃ 膨張弁
１０３ 給湯タンク
１０６ 外気温度検出部
１０７ 出湯温度検出部
１０８ ＨＰ制御部
１０９ 給湯ヒータ
１１０ リモコン
１１１ ヒートポンプ部

Claims (20)

1. ヒートポンプ装置から状況に応じて選択的に給湯装置または暖房装置へ熱を供給するヒートポンプシステムを制御するヒートポンプシステム制御装置であって、
   前記ヒートポンプ装置の消費電力を抑制するための準備期間を決定する決定部と、
   （ｉ）前記準備期間よりも前の通常期間の動作態様である通常動作態様とは異なる動作態様であり、かつ、（ｉｉ）前記通常動作態様では前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱が供給されない状況で、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱が供給されるタイミングを有する動作態様であり、かつ、（ｉｉｉ）前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給される場合の前記熱の単位時間当たりの熱量が前記通常動作態様よりも大きい動作態様である準備動作態様で前記ヒートポンプシステムを前記準備期間に動作させる制御部とを備える
   ヒートポンプシステム制御装置。
2. 前記制御部は、前記準備期間において、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置および前記暖房装置のうち前記給湯装置へ熱が供給される時間の割合を前記通常動作態様よりも大きくする
   請求項１に記載のヒートポンプシステム制御装置。
3. 前記制御部は、前記準備期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給させた後、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給させる
   請求項１または２に記載のヒートポンプシステム制御装置。
4. 前記制御部は、前記準備期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記給湯装置の湯の温度が予め定められた給湯温度に到達するまで前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給させた後、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給させる
   請求項３に記載のヒートポンプシステム制御装置。
5. 前記制御部は、
   前記準備期間の開始時または開始前に、前記準備期間において前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給するための第１の期間と、前記準備期間において前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給するための第２の期間とを決定し、
   決定された前記第１の期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給させた後に、決定された前記第２の期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給させる
   請求項３に記載のヒートポンプシステム制御装置。
6. 前記制御部は、前記準備期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置および前記暖房装置へ交互に熱を供給させる
   請求項１または２に記載のヒートポンプシステム制御装置。
7. 前記制御部は、前記準備期間において、前記給湯装置の湯が所定の温度に到達したタイミングで、前記ヒートポンプシステムに、前記給湯装置および前記暖房装置のうち、一方への熱の供給を終了させ、他方への熱の供給を開始させることにより、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置および前記暖房装置へ交互に熱を供給させる
   請求項６に記載のヒートポンプシステム制御装置。
8. 前記制御部は、前記準備期間において、所定の時間間隔毎に、前記ヒートポンプシステムに、前記給湯装置および前記暖房装置のうち、一方への熱の供給を終了させ、他方への熱の供給を開始させることにより、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置および前記暖房装置へ交互に熱を供給させる
   請求項６に記載のヒートポンプシステム制御装置。
9. 前記ヒートポンプシステム制御装置は、さらに、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給されない第１の想定期間と、前記第１の想定期間に低下する温度が前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ供給された熱で回復するための第２の想定期間との関係を示す関係情報を記憶するための記憶部を備え、
   前記制御部は、
   前記記憶部に記憶されている前記関係情報に基づいて、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給されない間に低下する温度が前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ供給された熱で前記準備期間に回復するように、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給するための第１の期間と、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給するための第２の期間とを決定し、
   決定された前記第１の期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給させ、決定された前記第２の期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給させる
   請求項１〜８のいずれか１項に記載のヒートポンプシステム制御装置。
10. 前記制御部は、前記給湯装置の湯の温度が低いほど、前記第１の期間を長くする
    請求項９に記載のヒートポンプシステム制御装置。
11. 前記制御部は、前記準備期間のうち、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給されている間に前記ヒートポンプ装置の動作を停止するための条件が満たされた場合、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置への熱の供給を停止させ、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置への熱の供給を開始させる
    請求項１または２に記載のヒートポンプシステム制御装置。
12. 前記制御部は、前記準備期間において、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給される場合、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ供給される流体の温度を前記通常動作態様よりも高くすることで、前記熱の単位時間当たりの熱量を前記通常動作態様よりも大きくする
    請求項１〜８のいずれか１項に記載のヒートポンプシステム制御装置。
13. 前記制御部は、前記準備期間において、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給される場合、前記流体の温度を予め定められた上限温度まで高くする
    請求項１２に記載のヒートポンプシステム制御装置。
14. 前記制御部は、
    前記準備期間において、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給されない間に低下した温度の回復を検知し、
    前記回復後において、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給される場合の前記熱の単位時間当たりの熱量を前記通常動作態様と同じにする
    請求項１〜１３のいずれか１項に記載のヒートポンプシステム制御装置。
15. 前記制御部は、前記ヒートポンプ装置の動作の停止、または、温度センサで得られる温度に基づいて、前記回復を検知する
    請求項１４に記載のヒートポンプシステム制御装置。
16. 前記ヒートポンプシステム制御装置は、さらに、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給されない第１の想定期間と、前記第１の想定期間に低下する温度が前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ供給された熱で回復するための第２の想定期間との関係を示す関係情報を記憶するための記憶部を備え、
    前記制御部は、
    前記記憶部に記憶されている前記関係情報に基づいて、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給されない間に低下する温度が前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ供給された熱で前記準備期間に回復するように、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給するための第１の期間と、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給するための第２の期間と、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給するための前記流体の温度とを決定し、
    決定された前記第１の期間において、前記ヒートポンプシステムに、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱を供給させ、決定された前記第２の期間において、前記ヒートポンプシステムに、決定された前記温度を有する前記流体を前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ供給させることにより、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給させる
    請求項１２または１３に記載のヒートポンプシステム制御装置。
17. 前記制御部は、前記給湯装置の湯の温度が低いほど、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱を供給するための前記流体の温度を高くする
    請求項１６に記載のヒートポンプシステム制御装置。
18. 前記制御部は、前記準備期間において、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給される場合、前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ供給される流体の流量を前記通常動作態様よりも大きくすることで、前記熱の単位時間当たりの熱量を前記通常動作態様よりも大きくする
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載のヒートポンプシステム制御装置。
19. 請求項１に記載のヒートポンプシステム制御装置によって制御される前記ヒートポンプシステムであって、
    前記ヒートポンプシステム制御装置と、
    前記ヒートポンプ装置と、
    前記給湯装置と、
    前記ヒートポンプ装置から選択的に前記給湯装置または前記暖房装置へ熱を供給するための三方弁とを備える
    ヒートポンプシステム。
20. ヒートポンプ装置から状況に応じて選択的に給湯装置または暖房装置へ熱を供給するヒートポンプシステムを制御するヒートポンプシステム制御方法であって、
    前記ヒートポンプ装置の消費電力を抑制するための準備期間を決定する決定ステップと、
    （ｉ）前記準備期間よりも前の通常期間の動作態様である通常動作態様とは異なる動作態様であり、かつ、（ｉｉ）前記通常動作態様では前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱が供給されない状況で、前記ヒートポンプ装置から前記給湯装置へ熱が供給されるタイミングを有する動作態様であり、かつ、（ｉｉｉ）前記ヒートポンプ装置から前記暖房装置へ熱が供給される場合の前記熱の単位時間当たりの熱量が前記通常動作態様よりも大きい動作態様である準備動作態様で前記ヒートポンプシステムを前記準備期間に動作させる制御ステップとを含む
    ヒートポンプシステム制御方法。

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