JP2015175526A - エネルギー管理システム - Google Patents
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Abstract
【課題】運転メリットを更に向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理し得るエネルギー管理システムを提供する。
【解決手段】運転制御手段Ｃが、運転周期の開始時点において、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、運転周期における熱電併給装置１の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器５１の運転条件を設定して、熱電併給装置１及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器５１夫々を夫々について設定した運転条件で運転するように構成されている。
【選択図】図１
【解決手段】運転制御手段Ｃが、運転周期の開始時点において、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、運転周期における熱電併給装置１の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器５１の運転条件を設定して、熱電併給装置１及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器５１夫々を夫々について設定した運転条件で運転するように構成されている。
【選択図】図１
Description
本発明は、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱により貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とを備え、前記運転制御手段が、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費する複数のエネルギー消費機器を有するエネルギー消費箇所における時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを運転周期毎に区分けして管理して、前記時系列的な予測負荷電力データ及び前記時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、前記熱電併給装置の運転を制御するように構成されたエネルギー管理システムに関する。
かかるエネルギー管理システムは、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費する複数のエネルギー消費機器を有するエネルギー消費箇所（例えば、一般家庭）に設置されて、そのエネルギー消費箇所のエネルギーの消費が管理されるものである。
つまり、熱電併給装置にて発生する電力及び熱、並びに、その熱を用いて加熱された貯湯槽の湯がエネルギー消費機器で消費される。
そして、エネルギー消費箇所における時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データが運転周期毎に区分けされて管理され、基本的には、それら時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、メリットが高くなるように熱電併給装置の運転が制御されることにより、エネルギー消費箇所のエネルギーの消費が管理される。
つまり、熱電併給装置にて発生する電力及び熱、並びに、その熱を用いて加熱された貯湯槽の湯がエネルギー消費機器で消費される。
そして、エネルギー消費箇所における時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データが運転周期毎に区分けされて管理され、基本的には、それら時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、メリットが高くなるように熱電併給装置の運転が制御されることにより、エネルギー消費箇所のエネルギーの消費が管理される。
尚、熱電併給装置の停止中の負荷電力、及び、熱電併給装置の運転中における負荷電力に対する不足電力は、商用電源から買電することにより賄い、負荷熱量に対して熱電併給装置の運転により発生する熱量では不足する分は、ガス燃焼式等の補助加熱器の発生熱にて賄うことになる。
ちなみに、電力のみを消費するエネルギー消費機器としては、例えば、照明器具、洗濯乾燥機、テレビ等の各種電気機器が挙げられ、電力及び熱の両方を消費するエネルギー消費機器としては、例えば、食器洗浄乾燥機、床暖房装置、浴室暖房装置等が挙げられ、熱のみを消費するエネルギー消費機器としては、例えば、温水を出湯することにより温水を熱として消費する給湯栓、浴槽等が挙げられる。
このようなエネルギー管理システムにおいて、従来は、運転制御手段を構成するに、運転周期の開始時点において、時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、運転メリットが高くなるように運転周期における熱電併給装置の運転条件を設定して、設定した運転条件に基づいて熱電併給装置を運転するように構成していた（例えば、特許文献１参照。）。
ちなみに、運転周期は、例えば、１日に設定され、熱電併給装置の運転条件としては、例えば、運転周期中における熱電併給装置の運転時間帯や、熱電併給装置の出力電力が定められる。
又、運転メリットとしては、熱電併給装置のエネルギー消費量、商用電源から購入する電力量及び補助加熱手段のエネルギー消費量を併せた総エネルギー消費量、熱電併給装置を運転することによるエネルギー削減量やエネルギー削減率等にて示される省エネルギー性、熱電併給装置を運転することによるエネルギーコスト削減費等にて示される経済性、又は、熱電併給装置を運転することによる二酸化炭素削減量等にて示される環境性等が挙げられる。
ちなみに、運転周期は、例えば、１日に設定され、熱電併給装置の運転条件としては、例えば、運転周期中における熱電併給装置の運転時間帯や、熱電併給装置の出力電力が定められる。
又、運転メリットとしては、熱電併給装置のエネルギー消費量、商用電源から購入する電力量及び補助加熱手段のエネルギー消費量を併せた総エネルギー消費量、熱電併給装置を運転することによるエネルギー削減量やエネルギー削減率等にて示される省エネルギー性、熱電併給装置を運転することによるエネルギーコスト削減費等にて示される経済性、又は、熱電併給装置を運転することによる二酸化炭素削減量等にて示される環境性等が挙げられる。
例えば、熱電併給装置を、出力電力を予測負荷電力に追従させる負荷電力追従運転にて運転する条件で、予測負荷電力に追従させる電主出力、熱電併給装置が電主出力にて運転されることにより発生する熱量、時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、運転メリットが高くなるように運転時間帯が定められる。
しかしながら、従来のエネルギー管理システムでは、運転メリットが高くなるように熱電併給装置の運転が制御されることにより、エネルギー消費箇所での消費エネルギーが管理されるものであり、熱電併給装置以外のエネルギー消費機器の運転の制御は、エネルギー消費箇所に居る人の意志に任されるので、運転メリットを向上すべくエネルギーの消費を管理する上で、改善の余地があった。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転メリットを更に向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理し得るエネルギー管理システムを提供することにある。
本発明に係るエネルギー管理システムは、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱により貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とを備え、
前記運転制御手段が、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費する複数のエネルギー消費機器を有するエネルギー消費箇所における時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを運転周期毎に区分けして管理して、前記時系列的な予測負荷電力データ及び前記時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、前記熱電併給装置の運転を制御するように構成されたものであって、
第１特徴構成は、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費して所定の処理を行う所定運転を実行し、且つ、前記所定運転の運転モードとして、前記所定運転の実行時間と単位時間当たりの消費エネルギー量とを含むエネルギー消費形態が夫々異なる複数の運転モードを有するエネルギー消費機器が、前記運転周期において当該エネルギー消費機器を運転する運転モード及び時間帯を含む運転条件を設定する運転条件設定対象として設定され、
前記運転制御手段が、
前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器における各運転モードに夫々対応付けられた複数の前記エネルギー消費形態を機器エネルギー消費情報として記憶し、並びに、
前記時系列的な予測負荷電力データ及び前記時系列的な予測負荷熱量データを、前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器のエネルギー消費を除いた状態で、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データとして求め、
運転周期の開始時点において、前記時系列的な基礎予測負荷電力データ及び前記時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、前記機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、前記運転周期における前記熱電併給装置の運転条件及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件を設定して、前記熱電併給装置及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々を夫々について設定した運転条件で運転するように構成されている点にある。
前記運転制御手段が、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費する複数のエネルギー消費機器を有するエネルギー消費箇所における時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを運転周期毎に区分けして管理して、前記時系列的な予測負荷電力データ及び前記時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、前記熱電併給装置の運転を制御するように構成されたものであって、
第１特徴構成は、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費して所定の処理を行う所定運転を実行し、且つ、前記所定運転の運転モードとして、前記所定運転の実行時間と単位時間当たりの消費エネルギー量とを含むエネルギー消費形態が夫々異なる複数の運転モードを有するエネルギー消費機器が、前記運転周期において当該エネルギー消費機器を運転する運転モード及び時間帯を含む運転条件を設定する運転条件設定対象として設定され、
前記運転制御手段が、
前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器における各運転モードに夫々対応付けられた複数の前記エネルギー消費形態を機器エネルギー消費情報として記憶し、並びに、
前記時系列的な予測負荷電力データ及び前記時系列的な予測負荷熱量データを、前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器のエネルギー消費を除いた状態で、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データとして求め、
運転周期の開始時点において、前記時系列的な基礎予測負荷電力データ及び前記時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、前記機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、前記運転周期における前記熱電併給装置の運転条件及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件を設定して、前記熱電併給装置及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々を夫々について設定した運転条件で運転するように構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、所定の処理を行うための所定運転の実行時間と単位時間当たりの消費エネルギー量とを含むエネルギー消費形態が夫々異なる複数の運転モードを有するエネルギー消費機器が、運転条件設定対象として設定される。
又、運転制御手段により、運転周期の開始時点において、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、運転周期における熱電併給装置の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件が設定される。
又、運転制御手段により、運転周期の開始時点において、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、運転周期における熱電併給装置の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件が設定される。
尚、機器エネルギー消費情報とは、複数の運転モード夫々に対応付けられた状態のエネルギー消費形態の情報である。
又、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データは、時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを、運転条件設定対象のエネルギー消費機器のエネルギー消費を除いた状態で求めたものである。
又、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データは、時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを、運転条件設定対象のエネルギー消費機器のエネルギー消費を除いた状態で求めたものである。
つまり、運転条件設定対象以外のエネルギー消費機器により消費されると予測されるエネルギー消費の時系列的な予測データを前提にして、運転メリットが高くなるように、熱電併給装置の運転条件に加えて、運転周期のどの時間帯でどの運転モードで運転するかの運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件が設定されるのである。
そして、運転制御手段により、熱電併給装置がその熱電併給装置について設定された運転条件で運転され、運転条件設定対象のエネルギー消費機器が、そのエネルギー消費機器について設定された運転条件に設定されている時間帯に、その運転条件に設定されている運転モードで所定運転が実行される。
従って、運転メリットを更に向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理し得るエネルギー管理システムを提供することができる。
そして、運転制御手段により、熱電併給装置がその熱電併給装置について設定された運転条件で運転され、運転条件設定対象のエネルギー消費機器が、そのエネルギー消費機器について設定された運転条件に設定されている時間帯に、その運転条件に設定されている運転モードで所定運転が実行される。
従って、運転メリットを更に向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理し得るエネルギー管理システムを提供することができる。
第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記運転制御手段が、
前記熱電併給装置における出力電力に応じたエネルギー効率を、エネルギー効率情報として記憶し、
前記時系列的な基礎予測負荷電力データ及び前記時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、前記機器エネルギー消費情報に加えて、前記エネルギー効率情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、前記運転周期における前記熱電併給装置の運転条件及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件を設定するように構成されている点にある。
前記運転制御手段が、
前記熱電併給装置における出力電力に応じたエネルギー効率を、エネルギー効率情報として記憶し、
前記時系列的な基礎予測負荷電力データ及び前記時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、前記機器エネルギー消費情報に加えて、前記エネルギー効率情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、前記運転周期における前記熱電併給装置の運転条件及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件を設定するように構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、運転周期における熱電併給装置の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件が、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、機器エネルギー消費情報に加えて、熱電併給装置における出力電力に応じたエネルギー効率からなるエネルギー効率情報に基づいて設定される。
つまり、熱電併給装置のエネルギー効率が出力電力に応じて変化する場合に、例えば、熱電併給装置をエネルギー効率が極力高くなる出力電力で極力長い時間にわたって運転可能なように、運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転モード及び運転時間帯が設定されるようになるので、運転メリットを一層向上することが可能となる。
従って、運転メリットを一層向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理することができる。
つまり、熱電併給装置のエネルギー効率が出力電力に応じて変化する場合に、例えば、熱電併給装置をエネルギー効率が極力高くなる出力電力で極力長い時間にわたって運転可能なように、運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転モード及び運転時間帯が設定されるようになるので、運転メリットを一層向上することが可能となる。
従って、運転メリットを一層向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理することができる。
第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、
前記運転制御手段が、出力電力を予測負荷電力に追従させる負荷電力追従運転にて前記熱電併給装置を運転する条件で、運転メリットが高くなるように、前記運転周期における前記熱電併給装置の運転条件及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件を設定するように構成されている点にある。
前記運転制御手段が、出力電力を予測負荷電力に追従させる負荷電力追従運転にて前記熱電併給装置を運転する条件で、運転メリットが高くなるように、前記運転周期における前記熱電併給装置の運転条件及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件を設定するように構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、運転周期における熱電併給装置の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件が、熱電併給装置をその出力電力を予測負荷電力に追従させる負荷電力追従運転にて運転する条件で設定される。
つまり、熱電併給装置を負荷電力追従運転にて運転することにより、エネルギー消費箇所での消費電力に対して熱電併給装置の出力電力が上回って余剰となる余剰電力を極力少なくすることが可能となるので、運転メリットを更に向上することができる。
ちなみに、余剰電力は、例えば、電気ヒータにより熱に変換して貯湯槽に蓄えることができるが、熱への変換時の損失、貯湯槽での放熱損失等により、効率が低下するので、熱電併給装置の出力電力はそのままエネルギー消費機器で消費するのが、運転メリットを高めるうえで好ましいのである。
従って、運転メリットを更に向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理することができる。
つまり、熱電併給装置を負荷電力追従運転にて運転することにより、エネルギー消費箇所での消費電力に対して熱電併給装置の出力電力が上回って余剰となる余剰電力を極力少なくすることが可能となるので、運転メリットを更に向上することができる。
ちなみに、余剰電力は、例えば、電気ヒータにより熱に変換して貯湯槽に蓄えることができるが、熱への変換時の損失、貯湯槽での放熱損失等により、効率が低下するので、熱電併給装置の出力電力はそのままエネルギー消費機器で消費するのが、運転メリットを高めるうえで好ましいのである。
従って、運転メリットを更に向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理することができる。
第４特徴構成は、上記第１〜第３特徴構成のいずれか１つに加えて、
前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器が、前記複数の運転モードとして、標準運転モード、及び、当該標準運転モードよりも実行時間が短く且つ単位時間当たりの消費エネルギー量が多い早仕上げ運転モードを有する点にある。
前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器が、前記複数の運転モードとして、標準運転モード、及び、当該標準運転モードよりも実行時間が短く且つ単位時間当たりの消費エネルギー量が多い早仕上げ運転モードを有する点にある。
上記特徴構成によれば、所定運転の実行時間が比較的長くしかも単位時間当たりの消費エネルギー量が比較的少ない標準運転モード、及び、所定運転の実行時間が比較的短くしかも単位時間当たりの消費エネルギー量が比較的多い早仕上げ運転モードのうち、運転メリットが高くなる方で、運転条件設定対象のエネルギー消費機器が運転される。
つまり、例えば、運転条件設定対象以外のエネルギー消費機器により消費されると予測される時系列的なエネルギー消費において、消費エネルギー量が少ない時間帯が比較的長く存在する場合に、そのような時間帯で、運転条件設定対象のエネルギー消費機器を標準運転モードで運転することにより、熱電併給装置を比較的効率が高い高出力で比較的長い時間運転することが可能となり、運転メリットを高めることができる場合がある。
あるいは、運転条件設定対象以外のエネルギー消費機器により消費されると予測される時系列的なエネルギー消費において、短時間にまとまった大きな給湯負荷が発生すると予測される場合に、その大きな給湯負荷が発生する時間帯の直前で、運転条件設定対象のエネルギー消費機器を早仕上げ運転モードで運転することにより、熱電併給装置の熱出力を大きくして、貯湯槽に蓄えられる熱量を極力多くすることにより、運転メリットを高めることができる場合がある。
従って、運転メリットを更に向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理することができる。
つまり、例えば、運転条件設定対象以外のエネルギー消費機器により消費されると予測される時系列的なエネルギー消費において、消費エネルギー量が少ない時間帯が比較的長く存在する場合に、そのような時間帯で、運転条件設定対象のエネルギー消費機器を標準運転モードで運転することにより、熱電併給装置を比較的効率が高い高出力で比較的長い時間運転することが可能となり、運転メリットを高めることができる場合がある。
あるいは、運転条件設定対象以外のエネルギー消費機器により消費されると予測される時系列的なエネルギー消費において、短時間にまとまった大きな給湯負荷が発生すると予測される場合に、その大きな給湯負荷が発生する時間帯の直前で、運転条件設定対象のエネルギー消費機器を早仕上げ運転モードで運転することにより、熱電併給装置の熱出力を大きくして、貯湯槽に蓄えられる熱量を極力多くすることにより、運転メリットを高めることができる場合がある。
従って、運転メリットを更に向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理することができる。
第５特徴構成は、上記第１〜第４特徴構成のいずれか１つに加えて、
運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々について、前記夫々について設定した運転モードを含む運転条件を、当該エネルギー消費機器の使用者が認識可能に出力する出力手段を備える点にある。
運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々について、前記夫々について設定した運転モードを含む運転条件を、当該エネルギー消費機器の使用者が認識可能に出力する出力手段を備える点にある。
出力手段を介して、設定した運転条件を使用者が認識することにより、例えば、使用者の生活習慣を省エネ効果の高いものとしたり、当日の予定に従って、使用者が機器の運転時間を少し調整する等することで次善の条件を選択可能とできる。
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図１及び図２に示すように、エネルギー管理システムは、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費する複数のエネルギー消費機器５０を有するエネルギー消費箇所（図示省略）におけるエネルギー消費を管理するものである。このエネルギー管理システムは、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置としての燃料電池１と、その燃料電池１が発生する熱により貯湯槽２に貯湯する貯湯手段としての貯湯ユニット３と、エネルギー管理システムの運転を制御する運転制御手段としての運転制御部Ｃと、その運転制御部４に各種制御情報を送信する遠隔操作式の操作部５等を備えて構成されている。
図１及び図２に示すように、エネルギー管理システムは、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費する複数のエネルギー消費機器５０を有するエネルギー消費箇所（図示省略）におけるエネルギー消費を管理するものである。このエネルギー管理システムは、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置としての燃料電池１と、その燃料電池１が発生する熱により貯湯槽２に貯湯する貯湯手段としての貯湯ユニット３と、エネルギー管理システムの運転を制御する運転制御手段としての運転制御部Ｃと、その運転制御部４に各種制御情報を送信する遠隔操作式の操作部５等を備えて構成されている。
この実施形態では、運転制御部Ｃは、燃料電池１及び貯湯ユニット３を制御する熱電併給制御部４と、詳細は後述するが、複数のエネルギー消費機器５０のうちで、運転条件設定対象に設定されたエネルギー消費機器５０に設けられて、そのエネルギー消費機器５０の運転を制御する機器制御部５０ｃとから構成されている。
エネルギー消費箇所におけるエネルギー消費機器５０のうち、電力のみを消費するものの例として、洗濯乾燥機５１、テレビ５２、照明器具（図示省略）等があり、熱のみを消費するものの例として、湯を出湯することにより熱を消費する給湯栓５３及び浴槽５４等があり、電力及び熱の両方を消費するものの例として、食器洗浄乾燥機５５、浴室暖房装置５６、床暖房装置５７等がある。
尚、電力及び熱の両方を消費するエネルギー消費機器５０のうち、食器洗浄乾燥機５５は、湯を供給することにより熱を消費するものであり、以下の説明では、給湯式のエネルギー消費機器５０と称する場合がある。又、電力及び熱の両方を消費するエネルギー消費機器５０のうち、浴室暖房装置５６、床暖房装置５７は、加熱した熱媒を循環させる形態で、熱を消費するものであり、以下の説明では、総称して、熱媒循環式のエネルギー消費機器５０と称する場合がある。
燃料電池１は、周知であるので、詳細な説明及び図示を省略して簡単に説明すると、この燃料電池１は、水素を主成分とする水素含有ガス及び酸素含有ガスが供給されて発電するセルスタック、そのセルスタックに供給する水素含有ガスを生成する水素含有ガス生成部、並びに、セルスタックに酸素含有ガスとして空気を供給するブロア等を備えて構成されている。
セルスタックは、高分子膜を電解質層とするセルを複数積層状態に設けた固体高分子型に構成され、各セルの燃料極に水素含有ガス生成部から水素含有ガスが供給されると共に、各セルの空気極にブロアから空気が供給されて、水素と酸素との電気化学反応により発電を行うように構成されている。
水素含有ガス生成部には、都市ガス（例えば、天然ガスベースの都市ガス）等の炭化水素系の原燃料ガスが供給される。この水素含有ガス生成部は、図示を省略するが、供給される原燃料ガスと改質用水蒸気とを改質バーナの加熱により改質反応させて水素を主成分とする改質ガスを生成する改質器、その改質器から供給される改質ガス中の一酸化炭素を水蒸気にて二酸化炭素に変成処理する変成器、その変成器から供給される改質ガス中の一酸化炭素を別途供給される選択酸化用空気にて選択酸化する一酸化炭素除去器等を備えて構成され、一酸化炭素を変成処理及び選択酸化処理により低減した改質ガスが水素含有ガスとしてセルスタックに供給されるように構成されている。
そして、水素含有ガス生成部への原燃料ガスの供給量を調節することにより、燃料電池１の出力電力を調節するように構成されている。
燃料電池１の電力の出力側には、系統連系用のインバータ６が設けられ、そのインバータ６は、燃料電池１の出力電力の電圧及び周波数を商用電源７から受電する受電電力と同じ電圧及び同じ周波数に変換するように構成されている。
商用電源７は受電電力供給ライン８を介して分電盤９に接続され、商用電源７からの電力は、分電盤９を介して、洗濯乾燥機５１、テレビ５２、食器洗浄乾燥機５５、浴室暖房装置５６、床暖房装置５７等、少なくとも電力を消費するエネルギー消費機器５０に供給される。
インバータ６は、発電電力供給ライン１０を介して受電電力供給ライン８に電気的に接続されて、燃料電池１の発電電力を発電電力供給ライン１０、受電電力供給ライン８及び分電盤９を介して、前述の少なくとも電力を消費するエネルギー消費機器５０に供給するように構成されている。
燃料電池１の電力の出力側には、系統連系用のインバータ６が設けられ、そのインバータ６は、燃料電池１の出力電力の電圧及び周波数を商用電源７から受電する受電電力と同じ電圧及び同じ周波数に変換するように構成されている。
商用電源７は受電電力供給ライン８を介して分電盤９に接続され、商用電源７からの電力は、分電盤９を介して、洗濯乾燥機５１、テレビ５２、食器洗浄乾燥機５５、浴室暖房装置５６、床暖房装置５７等、少なくとも電力を消費するエネルギー消費機器５０に供給される。
インバータ６は、発電電力供給ライン１０を介して受電電力供給ライン８に電気的に接続されて、燃料電池１の発電電力を発電電力供給ライン１０、受電電力供給ライン８及び分電盤９を介して、前述の少なくとも電力を消費するエネルギー消費機器５０に供給するように構成されている。
受電電力供給ライン８には、少なくとも電力を消費するエネルギー消費機器５０の負荷電力を計測する負荷電力計測手段１１が設けられ、この負荷電力計測手段１１は、受電電力供給ライン８を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否かをも検出するように構成されている。
そして、逆潮流が生じないように、インバータ６により燃料電池１から受電電力供給ライン８に供給される電力が制御され、出力電力の余剰電力は、その余剰電力を熱に代えて回収する電気ヒータ１２に供給されるように構成されている。
そして、逆潮流が生じないように、インバータ６により燃料電池１から受電電力供給ライン８に供給される電力が制御され、出力電力の余剰電力は、その余剰電力を熱に代えて回収する電気ヒータ１２に供給されるように構成されている。
詳細は後述するが、貯湯ユニット３には、燃料電池１から発生する熱を回収すべく、燃料電池１を巡らせて設けられた熱回収用循環路１４、及び、その熱回収用循環路１４を通して熱回収用流体を循環させる熱回収用ポンプ１５が備えられている。
電気ヒータ１２は、複数の電気ヒータから構成されて、熱回収用ポンプ１５の作動により熱回収用循環路１４を通流する熱回収用流体を加熱するように設けられ、インバータ６の出力側に接続された作動スイッチ１３により各別にＯＮ／ＯＦＦが切り換えられる。
作動スイッチ１３は、余剰電力の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ１２の消費電力が大きくなるように、余剰電力の大きさに応じて電気ヒータ１２の消費電力を調整するように構成されている。
尚、電気ヒータ１２の消費電力を調整する構成については、上記のように複数の電気ヒータ１２のＯＮ／ＯＦＦを切り換える構成以外に、その電気ヒータ１２の出力を例えば位相制御等により調整する構成を採用しても構わない。
電気ヒータ１２は、複数の電気ヒータから構成されて、熱回収用ポンプ１５の作動により熱回収用循環路１４を通流する熱回収用流体を加熱するように設けられ、インバータ６の出力側に接続された作動スイッチ１３により各別にＯＮ／ＯＦＦが切り換えられる。
作動スイッチ１３は、余剰電力の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ１２の消費電力が大きくなるように、余剰電力の大きさに応じて電気ヒータ１２の消費電力を調整するように構成されている。
尚、電気ヒータ１２の消費電力を調整する構成については、上記のように複数の電気ヒータ１２のＯＮ／ＯＦＦを切り換える構成以外に、その電気ヒータ１２の出力を例えば位相制御等により調整する構成を採用しても構わない。
貯湯槽２は、密閉型であり、その頂部には、貯湯槽２から湯水を送出する給湯路２７が接続され、その底部には、水道圧等の給水圧により給水する給水路２８が接続されて、貯湯槽２には満タン状態で湯水が貯留されるように構成されている。
給湯路２７の先端には、台所や浴室に設けられた給湯栓５３が設けられている。
又、給湯路２７から、食器洗浄用分岐路２７ｗ、浴槽用分岐路２７ｂが上流側から順に分岐され、食器洗浄用分岐路２７ｗの先端には、食器洗浄乾燥機５５が接続され、浴槽用分岐路２７ｂの先端には、浴槽５４が接続されている。
給湯路２７の先端には、台所や浴室に設けられた給湯栓５３が設けられている。
又、給湯路２７から、食器洗浄用分岐路２７ｗ、浴槽用分岐路２７ｂが上流側から順に分岐され、食器洗浄用分岐路２７ｗの先端には、食器洗浄乾燥機５５が接続され、浴槽用分岐路２７ｂの先端には、浴槽５４が接続されている。
給湯路２７における食器洗浄用分岐路２７ｗの分岐箇所と浴槽用分岐路２７ｂの分岐箇所との間の箇所に、貯湯槽２からの湯水と給水路２８から分岐された分岐給水路２８ｐからの水とを混合すると共に、その混合比を調節自在な給湯温度調整用三方弁２９が設けられ、浴槽用分岐路２７ｂには、浴槽５４への給湯を断続する浴槽用断続弁３０が設けられている。
食器洗浄用分岐路２７ｗには、貯湯槽２からの湯水と分岐給水路２８ｐからの水とを混合すると共に、その混合比を調節自在な食器洗浄温度調整用三方弁３１、及び、食器洗浄用分岐路２７ｗを通しての食器洗浄乾燥機５５への給湯を断続する食器洗浄用断続弁３２が設けられている。
尚、食器洗浄乾燥機５５の運転は、それに備えられている食器洗浄用制御部（図示省略）により独立で制御され、食器洗浄用断続弁３２も、その食器洗浄用制御部により制御される。
尚、食器洗浄乾燥機５５の運転は、それに備えられている食器洗浄用制御部（図示省略）により独立で制御され、食器洗浄用断続弁３２も、その食器洗浄用制御部により制御される。
そして、給湯栓５３が開かれたり、浴槽用断続弁３０や食器洗浄用断続弁３２が開弁されると、給水路２８により貯湯槽２の底部にかかる水道圧により、貯湯槽２の頂部から湯水が給湯路２７を通して送出されて、給湯栓５３、浴槽５４及び食器洗浄乾燥機５５等の給湯先に供給され、そのように貯湯槽２から湯水が送出されるのに伴って、給水路２８を通して水が貯湯槽２の底部に供給される。
又、熱電併給制御部４により給湯温度調整用三方弁２９や食器洗浄温度調整用三方弁３１が制御されることにより、給湯栓５３や、浴槽５４や、食器洗浄乾燥機５５への給湯温度が調整される。
又、熱電併給制御部４により給湯温度調整用三方弁２９や食器洗浄温度調整用三方弁３１が制御されることにより、給湯栓５３や、浴槽５４や、食器洗浄乾燥機５５への給湯温度が調整される。
貯湯ユニット３は、燃料電池１から発生する熱を用いて貯湯槽２に貯湯する機能に加えて、燃料電池１から発生する熱を用いて加熱した熱媒を、浴室暖房装置５６、床暖房装置５７等、熱媒循環式のエネルギー消費機器５０に循環供給する機能も備えている。
即ち、貯湯ユニット３は、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する前述の貯湯槽２、前述の熱回収用循環路１４を通して熱回収用流体を循環させる熱回収用ポンプ１５、湯水循環路１６を通して貯湯槽２内の湯水を循環させる湯水循環ポンプ１７、熱源用循環路２０を通して熱源用湯水を循環させる熱源用循環ポンプ２１、熱媒循環路２２を通して熱媒を熱媒循環式のエネルギー消費機器５０に循環させる熱媒循環ポンプ２３、湯水循環路１６を通流する湯水を加熱する貯湯用熱交換器２４、熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱する熱源用熱交換器２５、熱媒循環路２２を通流する熱媒を加熱する熱媒加熱用熱交換器２６、貯湯槽２から取り出されて給湯路２７を通流する湯水及び熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱する燃焼式の補助加熱器３３などを備えて構成されている。
即ち、貯湯ユニット３は、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する前述の貯湯槽２、前述の熱回収用循環路１４を通して熱回収用流体を循環させる熱回収用ポンプ１５、湯水循環路１６を通して貯湯槽２内の湯水を循環させる湯水循環ポンプ１７、熱源用循環路２０を通して熱源用湯水を循環させる熱源用循環ポンプ２１、熱媒循環路２２を通して熱媒を熱媒循環式のエネルギー消費機器５０に循環させる熱媒循環ポンプ２３、湯水循環路１６を通流する湯水を加熱する貯湯用熱交換器２４、熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱する熱源用熱交換器２５、熱媒循環路２２を通流する熱媒を加熱する熱媒加熱用熱交換器２６、貯湯槽２から取り出されて給湯路２７を通流する湯水及び熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱する燃焼式の補助加熱器３３などを備えて構成されている。
湯水循環路１６は、貯湯槽２の底部と頂部とに接続されて、湯水循環ポンプ１７により、貯湯槽２の底部から取り出した湯水を貯湯槽２の頂部に戻す形態で貯湯槽２の湯水を湯水循環路１６を通して循環させるように構成されている。そして、そのように湯水循環路１６を通して循環される貯湯槽２の湯水を貯湯用熱交換器２４にて加熱することにより、貯湯槽２に温度成層を形成する状態で湯水が貯留される。
湯水循環路１６には、２系統の流路に分かれた後に再び合流する並列状部分が設けられ、その並列状部分の合流箇所に放熱用三方弁１８が設けられ、又、２系統の流路の一方側には、ラジエータ１９が設けられている。
湯水循環路１６には、２系統の流路に分かれた後に再び合流する並列状部分が設けられ、その並列状部分の合流箇所に放熱用三方弁１８が設けられ、又、２系統の流路の一方側には、ラジエータ１９が設けられている。
前述の給湯路２７は、湯水循環路１６における貯湯用熱交換器２４よりも下流側の箇所を介して貯湯槽２に接続されている。
熱源用循環路２０は、給湯路２７の一部を共用する状態で循環経路を形成するように設けられ、その熱源用循環路２０には、熱源用湯水の通流を断続させる熱源用断続弁３４が設けられている。
補助加熱器３３は、給湯路２７における熱源用循環路２０との共用部分に設けられた熱交換器３３ａ、その熱交換器３３ａを加熱するバーナ３３ｂ、そのバーナ３３ｂに燃焼用空気を供給するファン３３ｃ、熱交換器３３ａに流入する湯水の流入温度を検出する流入温度センサ（図示省略）、熱交換器３３ａから流出する湯水の流出温度を検出する流出温度センサ（図示省略）、及び、熱交換器３３ａに流入する湯水の流量を検出する流量センサ（図示省略）等を備えて構成され、この補助加熱器３３の運転は熱電併給制御部４により制御される。
補助加熱器３３は、給湯路２７における熱源用循環路２０との共用部分に設けられた熱交換器３３ａ、その熱交換器３３ａを加熱するバーナ３３ｂ、そのバーナ３３ｂに燃焼用空気を供給するファン３３ｃ、熱交換器３３ａに流入する湯水の流入温度を検出する流入温度センサ（図示省略）、熱交換器３３ａから流出する湯水の流出温度を検出する流出温度センサ（図示省略）、及び、熱交換器３３ａに流入する湯水の流量を検出する流量センサ（図示省略）等を備えて構成され、この補助加熱器３３の運転は熱電併給制御部４により制御される。
前述の熱回収用循環路１４は、貯湯用熱交換器２４側と熱源用熱交換器２５側とに分岐された後、再び合流される形態で、燃料電池１、貯湯用熱交換器２４及び熱源用熱交換器２５を巡らせて設けられ、その分岐箇所に、貯湯用熱交換器２４側に通流させる熱回収用流体の流量と熱源用熱交換器２５側に通流させる熱回収用流体の流量との割合を調整する分流弁３５が設けられている。
この分流弁３５は、熱回収用循環路１４の熱回収用流体の全量を貯湯用熱交換器２４側に通流させたり、熱回収用循環路１４の熱回収用流体の全量を熱源用熱交換器２５側に通流させることもできるように構成されている。
この分流弁３５は、熱回収用循環路１４の熱回収用流体の全量を貯湯用熱交換器２４側に通流させたり、熱回収用循環路１４の熱回収用流体の全量を熱源用熱交換器２５側に通流させることもできるように構成されている。
貯湯用熱交換器２４においては、燃料電池１の発生熱を回収した熱回収用循環路１４の熱回収用流体を通流させることにより、湯水循環路１６を通流する湯水を加熱するように構成されている。熱源用熱交換器２５においては、燃料電池１の発生熱を回収した熱回収用循環路１４の熱回収用流体を通流させることにより、熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱するように構成されている。
この実施形態では、浴室暖房装置５６及び床暖房装置５７等、熱媒循環式のエネルギー消費機器５０が複数台設けられているので、熱媒循環路２２には、複数台の熱媒循環式のエネルギー消費機器５０が並列状に設けられ、熱媒循環ポンプ２３は、複数台の熱媒循環式のエネルギー消費機器５０夫々に対して設けられている。
そして、熱媒加熱用熱交換器２６においては、熱源用熱交換器２５や補助加熱器３３にて加熱された熱源用湯水を通流させて、熱媒循環路２２を循環する熱媒を加熱することにより、燃料電池１が発生する熱を用いて加熱した熱媒を熱媒循環式のエネルギー消費機器５０に循環供給するように構成されている。
そして、熱媒加熱用熱交換器２６においては、熱源用熱交換器２５や補助加熱器３３にて加熱された熱源用湯水を通流させて、熱媒循環路２２を循環する熱媒を加熱することにより、燃料電池１が発生する熱を用いて加熱した熱媒を熱媒循環式のエネルギー消費機器５０に循環供給するように構成されている。
熱電併給制御部４による補助加熱器３３の運転制御について簡単に説明すると、流量センサが設定流量以上の流量を検出している状態で、流入温度センサにて検出される流入温度が目標加熱温度未満になるとバーナ３３ｂを燃焼させ、且つ、流出温度センサにて検出される流出温度が目標加熱温度になるようにバーナ３３ｂの燃焼量を調節し、バーナ３３ｂの燃焼中に流量センサの検出流量が設定流量未満になると、バーナ３３ｂを消火させる。
給湯栓５３、浴槽５４及び食器洗浄乾燥機５５等の給湯先に湯水を給湯するときの給湯負荷熱量を計測する給湯負荷熱量計測手段３６が設けられ、又、熱媒循環式のエネルギー消費機器５０での端末負荷熱量を計測する端末負荷熱量計測手段３７も設けられている。
尚、給湯負荷熱量計測手段３６は、給湯路２７における給湯温度調整用三方弁２９の設置個所と浴槽用分岐路２７ｂの分岐箇所との間の箇所に設けられて、給湯栓５３及び浴槽５４における給湯負荷熱量を計測する一般用給湯負荷熱量計測部３６ｂと、食器洗浄用分岐路２７ｗに設けられて、食器洗浄乾燥機５５における給湯負荷熱量を計測する食器洗浄用給湯負荷熱量計測部３６ｗとを備えて、それら一般用給湯負荷熱量計測部３６ｂ及び食器洗浄用給湯負荷熱量計測部３６ｗ夫々の計測値の合計を給湯負荷熱量として計測するように構成されている。
尚、給湯負荷熱量計測手段３６は、給湯路２７における給湯温度調整用三方弁２９の設置個所と浴槽用分岐路２７ｂの分岐箇所との間の箇所に設けられて、給湯栓５３及び浴槽５４における給湯負荷熱量を計測する一般用給湯負荷熱量計測部３６ｂと、食器洗浄用分岐路２７ｗに設けられて、食器洗浄乾燥機５５における給湯負荷熱量を計測する食器洗浄用給湯負荷熱量計測部３６ｗとを備えて、それら一般用給湯負荷熱量計測部３６ｂ及び食器洗浄用給湯負荷熱量計測部３６ｗ夫々の計測値の合計を給湯負荷熱量として計測するように構成されている。
ちなみに、図示は省略するが、これら給湯負荷熱量計測手段３６及び端末負荷熱量計測手段３７は、通流する湯水や熱媒の温度を検出する温度センサと、湯水や熱媒の流量を検出する流量センサとを備えて構成され、温度センサの検出温度と流量センサの検出流量とに基づいて負荷熱量を検出するように構成されている。
湯水循環路１６における貯湯用熱交換器２４よりも下流側の箇所に、貯湯用熱交換器２４にて加熱されて貯湯槽２に供給される湯水の温度を検出する貯湯温度センサＳｈが設けられている。
又、貯湯槽２には、その貯湯熱量の検出用として、貯湯槽２の上端の湯水の温度を検出する上端温度センサＳ１、貯湯槽２を上下方向に概ね三等分した等分部分の中層部における上端部分の湯水の温度を検出する中間上位温度センサＳ２、貯湯槽２の中層部における下端部分の湯水の温度を検出する中間下位温度センサＳ３、及び、貯湯槽２の下端の湯水の温度を検出する下端温度センサＳ４が設けられ、更に、給水路２８には、貯湯槽２に供給される水の給水温度を検出する給水温度センサＳｉが設けられている。
又、貯湯槽２には、その貯湯熱量の検出用として、貯湯槽２の上端の湯水の温度を検出する上端温度センサＳ１、貯湯槽２を上下方向に概ね三等分した等分部分の中層部における上端部分の湯水の温度を検出する中間上位温度センサＳ２、貯湯槽２の中層部における下端部分の湯水の温度を検出する中間下位温度センサＳ３、及び、貯湯槽２の下端の湯水の温度を検出する下端温度センサＳ４が設けられ、更に、給水路２８には、貯湯槽２に供給される水の給水温度を検出する給水温度センサＳｉが設けられている。
熱電併給制御部４による貯湯槽２の貯湯熱量の演算方法について、説明する。
上端温度センサＳ１、中間上位温度センサＳ２、中間下位温度センサＳ３、下端温度センサＳ４夫々にて検出される貯湯槽２の湯水の温度を、夫々、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４とし、給水温度センサＳｉにて検出される給水温度をＴｉとし、上層部、中層部、下層部夫々の容量をＶ（リットル）とする。
又、上層部における重み係数をＡ１とし、中層部における重み係数をＡ２とし、下層部における重み係数をＡ３とすると、貯湯熱量（ｋｃａｌ）は、下記の式１にて演算することができる。尚、この実施形態では、熱量の単位をｋｃａｌ／ｈの単位にて示す場合があるが、１ｋＷｈ＝８６０ｋｃａｌの関係に基づいて８６０に設定される係数αにて各値を除することにより、ｋＷｈの単位として求めることができる。
上端温度センサＳ１、中間上位温度センサＳ２、中間下位温度センサＳ３、下端温度センサＳ４夫々にて検出される貯湯槽２の湯水の温度を、夫々、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４とし、給水温度センサＳｉにて検出される給水温度をＴｉとし、上層部、中層部、下層部夫々の容量をＶ（リットル）とする。
又、上層部における重み係数をＡ１とし、中層部における重み係数をＡ２とし、下層部における重み係数をＡ３とすると、貯湯熱量（ｋｃａｌ）は、下記の式１にて演算することができる。尚、この実施形態では、熱量の単位をｋｃａｌ／ｈの単位にて示す場合があるが、１ｋＷｈ＝８６０ｋｃａｌの関係に基づいて８６０に設定される係数αにて各値を除することにより、ｋＷｈの単位として求めることができる。
貯湯熱量＝（Ａ１×Ｔ１＋（１−Ａ１）×Ｔ２−Ｔｉ）×Ｖ
＋（Ａ２×Ｔ２＋（１−Ａ２）×Ｔ３−Ｔｉ）×Ｖ
＋（Ａ３×Ｔ３＋（１−Ａ３）×Ｔ４−Ｔｉ）×Ｖ……………（式１）
＋（Ａ２×Ｔ２＋（１−Ａ２）×Ｔ３−Ｔｉ）×Ｖ
＋（Ａ３×Ｔ３＋（１−Ａ３）×Ｔ４−Ｔｉ）×Ｖ……………（式１）
重み係数Ａ１、Ａ２、Ａ３は、貯湯槽２の各層における過去の温度分布データを考慮した経験値である。ここで、Ａ１、Ａ２、Ａ３としては、例えば、Ａ１＝Ａ２＝０．２、Ａ３＝０．５である。Ａ１＝Ａ２＝０．２とは、上層部においては温度Ｔ２の影響が温度Ｔ１の影響よりも大きいことを示す。これは、上層部の８割の部分は温度Ｔ２に近く、２割の部分は温度Ｔ１に近いことを示す。これは、中層部においても同様である。下層部においては、温度Ｔ３とＴ４の影響が同じであることを示す。
熱電併給制御部４は、燃料電池１の運転中は熱回収用ポンプ１５を作動させる状態で、燃料電池１の運転を制御し、並びに、湯水循環ポンプ１７、熱源用循環ポンプ２１、熱媒循環ポンプ２３、浴槽用断続弁３０、分流弁３５及び熱源用断続弁３４夫々の作動を制御することによって、貯湯槽２内に湯水を貯湯する貯湯運転、浴槽５４に湯張りする湯張り運転、及び、熱媒循環式のエネルギー消費機器５０に熱媒を供給する熱媒供給運転を行うように構成されている。
熱電併給制御部４は、熱媒循環式のエネルギー消費機器５０用の端末用リモコン（図示省略）から運転の指令がされない状態では、貯湯運転を行い、その貯湯運転では、分流弁３５を熱回収用流体の全量を貯湯用熱交換器２４側に通流させる状態に切り換え且つ熱源用断続弁３４を閉弁した状態で、貯湯温度センサＳｈの検出情報に基づいて、貯湯槽２に供給される湯水の温度が予め設定された目標貯湯温度（例えば６０°Ｃ）になるように湯水循環量を調節すべく、湯水循環ポンプ１７の作動を制御するように構成されている。
又、熱電併給制御部４は、端末用リモコンから運転が指令されると、熱媒供給運転を行い、その熱媒供給運転では、熱源用断続弁３４を開弁し、熱源用循環ポンプ２１を予め設定された設定回転速度で作動させる状態で、熱媒循環式のエネルギー消費機器５０での端末負荷熱量に応じた量の熱回収用流体を熱源用熱交換器２５に通流させるように分流弁３５を制御するように構成され、そのように熱媒供給運転を行う状態で、分流弁３５を貯湯用熱交換器２４側にも熱回収用流体を通流させる状態に制御するときは、前述のように湯水循環ポンプ１７の作動を制御して、熱媒供給運転に並行して貯湯運転を実行するように構成されている。
熱電併給制御部４は、熱媒供給運転の実行中に端末用リモコンから運転の停止が指令されると、分流弁３５を熱回収用流体の全量を貯湯用熱交換器２４側に通流させる状態に切り換えると共に、熱源用断続弁３４を閉弁し、熱源用循環ポンプ２１を停止させて、湯水循環ポンプ１７を作動させることにより、熱媒供給運転から貯湯運転に切り換えるように構成されている。
熱電併給制御部４は、熱媒供給運転の実行中に端末用リモコンから運転の停止が指令されると、分流弁３５を熱回収用流体の全量を貯湯用熱交換器２４側に通流させる状態に切り換えると共に、熱源用断続弁３４を閉弁し、熱源用循環ポンプ２１を停止させて、湯水循環ポンプ１７を作動させることにより、熱媒供給運転から貯湯運転に切り換えるように構成されている。
又、熱電併給制御部４は、操作部５に設けられた湯張りスイッチ（図示省略）により湯張り運転が指令されると、浴槽５４の水位を検出する水位センサの検出水位が所定の水位になるまで、浴槽用断続弁３０を開いて湯張り運転を実行する。
そして、給湯路２７を通して貯湯槽２の湯水が給湯先に給湯されるとき、及び、熱媒供給運転の実行中は、熱電併給制御部４は、補助加熱器３３に供給される湯水の温度が目標加熱温度よりも低いときは、補助加熱器３３に供給される湯水を目標加熱温度に加熱して出湯すべく、バーナ３３ｃへのガス燃料の供給量を調節することになる。
更に、熱電併給制御部４は、給湯温度調整用三方弁２９や食器洗浄温度調整用三方弁３１を制御することにより、給湯栓５３や、浴槽５４や、食器洗浄乾燥機５５への給湯温度を調整する。
更に、熱電併給制御部４は、給湯温度調整用三方弁２９や食器洗浄温度調整用三方弁３１を制御することにより、給湯栓５３や、浴槽５４や、食器洗浄乾燥機５５への給湯温度を調整する。
ちなみに、給湯栓５３による給湯温度は、操作部５に設けられた給湯温度設定部（図示省略）により設定され、浴槽５４への給湯温度は、操作部５に設けられた湯張り温度設定部（図示省略）により設定され、食器洗浄乾燥機５５への給湯温度は、所定の温度にて予め記憶されている。
尚、熱電併給制御部４は、食器洗浄乾燥機５５の食器洗浄制御部（図示省略）との間で通信可能に構成され、食器洗浄用制御部からの指令に基づいて、食器洗浄乾燥機５５への給湯温度を調整すべく、食器洗浄温度調整用三方弁３１を制御するように構成されている。
尚、熱電併給制御部４は、食器洗浄乾燥機５５の食器洗浄制御部（図示省略）との間で通信可能に構成され、食器洗浄用制御部からの指令に基づいて、食器洗浄乾燥機５５への給湯温度を調整すべく、食器洗浄温度調整用三方弁３１を制御するように構成されている。
更に、熱電併給制御部４は、貯湯運転の実行中に、下端温度センサＳ４の検出温度が予め設定した放熱作動用設定温度以上になると、貯湯槽２の底部にまで貯湯されて、貯湯槽２の貯湯量が満杯になったとして、貯湯槽２の下部から取り出した湯水がラジエータ１９を通過する状態に放熱用三方弁１８を切り換えると共に、ラジエータ１９を作動させて、貯湯槽２の下部から取り出した湯水をラジエータ１９にて放熱させたのち、貯湯用熱交換器２４を通過させて加熱して、貯湯槽２に供給するように構成されている。
次に、運転制御部Ｃによるエネルギー管理システムの運転の制御について説明する。
運転制御部Ｃを構成する熱電併給制御部４は、基本的には、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費する複数のエネルギー消費機器５０を有するエネルギー消費箇所における時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを運転周期毎に区分けして管理して、時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、燃料電池１の運転を制御するように構成されている。
運転制御部Ｃを構成する熱電併給制御部４は、基本的には、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費する複数のエネルギー消費機器５０を有するエネルギー消費箇所における時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを運転周期毎に区分けして管理して、時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、燃料電池１の運転を制御するように構成されている。
本発明では、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費して所定の処理を行う所定運転を実行し、且つ、所定運転の運転モードとして、所定運転の実行時間と単位時間当たりの消費エネルギー量とを含むエネルギー消費形態が夫々異なる複数の運転モードを有するエネルギー消費機器５０が、運転周期において当該エネルギー消費機器５０を運転する運転モード及び時間帯を含む運転条件を設定する運転条件設定対象として設定される。
又、熱電併給制御部４が、運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０における各運転モードに夫々対応付けられた複数のエネルギー消費形態を機器エネルギー消費情報としてメモリ３８に記憶し、並びに、時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを、運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０のエネルギー消費を除いた状態で、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データとして求めるように構成されている。
そして、熱電併給制御部４が、運転周期の開始時点において、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、運転周期における燃料電池１の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０の運転条件を設定して、燃料電池１を当該燃料電池１について設定した運転条件で運転し、且つ、運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０に対して、当該エネルギー消費機器５０について設定した運転条件での運転を指令するように構成されている。
又、熱電併給制御部４が、運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０における各運転モードに夫々対応付けられた複数のエネルギー消費形態を機器エネルギー消費情報としてメモリ３８に記憶し、並びに、時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを、運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０のエネルギー消費を除いた状態で、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データとして求めるように構成されている。
そして、熱電併給制御部４が、運転周期の開始時点において、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、運転周期における燃料電池１の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０の運転条件を設定して、燃料電池１を当該燃料電池１について設定した運転条件で運転し、且つ、運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０に対して、当該エネルギー消費機器５０について設定した運転条件での運転を指令するように構成されている。
熱電併給制御部４と運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０の機器制御部５０ｃとは通信自在に構成され、そのエネルギー消費機器５０の機器制御部５０ｃは、熱電併給制御部４からの運転の指令に基づいて、指令された運転条件で設定されている時間帯に、その運転条件で設定されている運転モードで所定運転を実行するように構成されている。
つまり、熱電併給制御部４と機器制御部５０ｃとから構成される運転制御部Ｃが、運転周期の開始時点において、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、運転周期における燃料電池１の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０の運転条件を設定して、燃料電池１及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０夫々を夫々について設定した運転条件で運転するように構成されていることになる。
つまり、熱電併給制御部４と機器制御部５０ｃとから構成される運転制御部Ｃが、運転周期の開始時点において、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、運転周期における燃料電池１の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０の運転条件を設定して、燃料電池１及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０夫々を夫々について設定した運転条件で運転するように構成されていることになる。
操作部５には、エネルギー消費箇所にある複数のエネルギー消費機器５０のうちで、運転条件設定対象に設定するものを登録すると共に、登録した運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０の機器エネルギー消費情報を入力する対象機器登録部５ａが備えられている。
熱電併給制御部４は、対象機器登録部５ａからの入力情報に基づいて、機器エネルギー消費情報を運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０に対応付けて、メモリ３８に記憶するように構成されている。
熱電併給制御部４は、対象機器登録部５ａからの入力情報に基づいて、機器エネルギー消費情報を運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０に対応付けて、メモリ３８に記憶するように構成されている。
ここで、運転周期は１日に設定され、その運転周期を構成する複数の単位時間が１時間に設定されている。又、熱電併給制御部４は、運転メリットとして、エネルギー消費箇所における運転周期中の全予測負荷電力及び全予測負荷熱量を賄うために消費するエネルギー量（以下、予測総エネルギー消費量と記載する場合がある）を求めるように構成されている。
つまり、予測総エネルギー消費量が少なくなることが、省エネルギー性に関する運転メリットが高くなることに相当する。
つまり、予測総エネルギー消費量が少なくなることが、省エネルギー性に関する運転メリットが高くなることに相当する。
この実施形態では、熱電併給制御部４が、燃料電池１における出力電力に応じたエネルギー効率を、エネルギー効率情報としてメモリ３８に記憶し、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、機器エネルギー消費情報に加えて、エネルギー効率情報に基づいて、予測総エネルギー消費量が少なくなるように、運転周期における燃料電池１の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０の運転条件を設定するように構成されている。
図３及び図１０に、燃料電池１の出力電力調整範囲が例えば２００〜７００Ｗの範囲である場合に、燃料電池１の出力電力に応じた発電効率、熱効率（以下、電池熱効率と記載する場合がある）及び総合効率の例を示す。ちなみに、発電効率は、単位エネルギー消費量（ｋＷｈ）に対する出力電力量（ｋＷｈ）の比率を示し、電池熱効率は、単位エネルギー消費量（ｋＷｈ）に対する発生熱量（ｋＷｈ）の比率を示し、総合効率は、発電効率と電池熱効率との和である。
ちなみに、図３は、出力電力調整範囲の全範囲にわたって、出力電力が大きくなるに伴って、発電効率、電池熱効率及び総合効率共に高くなり、最大出力電力で発電効率、電池熱効率及び総合効率共に最高となる一例である。
又、図１０は、出力電力調整範囲の最小出力電力からその近傍までの小出力領域（図１０では、２００〜３００Ｗの範囲）の発電効率が他の燃料電池１の発電効率に比べて比較的高い（図３（ａ）に示す発電効率よりも高い）ために、出力電力調整範囲の小出力領域で、総合効率が他の燃料電池１の総合効率に比べて比較的高くなる（図３（ｂ）に示す総合効率よりも高くなる）一例である。
そして、メモリ３８には、エネルギー効率情報として、図３や図１０に示す如き出力電力に応じた発電効率、電池熱効率及び総合効率のデータが記憶されている。
ちなみに、図３は、出力電力調整範囲の全範囲にわたって、出力電力が大きくなるに伴って、発電効率、電池熱効率及び総合効率共に高くなり、最大出力電力で発電効率、電池熱効率及び総合効率共に最高となる一例である。
又、図１０は、出力電力調整範囲の最小出力電力からその近傍までの小出力領域（図１０では、２００〜３００Ｗの範囲）の発電効率が他の燃料電池１の発電効率に比べて比較的高い（図３（ａ）に示す発電効率よりも高い）ために、出力電力調整範囲の小出力領域で、総合効率が他の燃料電池１の総合効率に比べて比較的高くなる（図３（ｂ）に示す総合効率よりも高くなる）一例である。
そして、メモリ３８には、エネルギー効率情報として、図３や図１０に示す如き出力電力に応じた発電効率、電池熱効率及び総合効率のデータが記憶されている。
又、熱電併給制御部４が、出力電力を予測負荷電力に追従させる負荷電力追従運転にて燃料電池１を運転する条件で、予測総エネルギー消費量が少なくなるように、運転周期における燃料電池１の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０の運転条件を設定するように構成されている。
そして、熱電併給制御部４は、燃料電池１の運転条件として定めた運転時間帯において、燃料電池１を、その出力電力を実際の負荷電力（以下、実負荷電力と記載する場合がある）に追従させる実負荷電力追従運転にて運転するように構成されている。
そして、熱電併給制御部４は、燃料電池１の運転条件として定めた運転時間帯において、燃料電池１を、その出力電力を実際の負荷電力（以下、実負荷電力と記載する場合がある）に追従させる実負荷電力追従運転にて運転するように構成されている。
熱電併給制御部４は、実負荷電力追従運転では、１分等の比較的短い所定の出力調整周期毎に実負荷電力を求め、燃料電池１の出力電力調整範囲の最小出力から最大出力の範囲内で、連続的に実負荷電力に追従するように燃料電池１の出力電力を調整する。
つまり、実負荷電力が燃料電池１の出力電力調整範囲内のときは、逆潮流を防止するために、出力電力は実負荷電力よりもやや低い電力に調整され、実負荷電力が出力電力調整範囲の最小出力よりも小さいときは、出力電力は最小出力に調整され、実負荷電力が出力電力調整範囲の最大出力よりも大きいときは、出力電力は最大出力に調整される。
尚、実負荷電力は、負荷電力計測手段１１の計測値及びインバータ６の出力値に基づいて計測し、更に、その実負荷電力は、前の出力調整周期において所定のサンプリング時間（例えば５秒）でサンプリングしたデータの平均値として求められる。
つまり、実負荷電力が燃料電池１の出力電力調整範囲内のときは、逆潮流を防止するために、出力電力は実負荷電力よりもやや低い電力に調整され、実負荷電力が出力電力調整範囲の最小出力よりも小さいときは、出力電力は最小出力に調整され、実負荷電力が出力電力調整範囲の最大出力よりも大きいときは、出力電力は最大出力に調整される。
尚、実負荷電力は、負荷電力計測手段１１の計測値及びインバータ６の出力値に基づいて計測し、更に、その実負荷電力は、前の出力調整周期において所定のサンプリング時間（例えば５秒）でサンプリングしたデータの平均値として求められる。
熱電併給制御部４は、負荷電力追従運転では、燃料電池１の出力電力調整範囲の最小出力から最大出力の範囲内で、連続的に予測負荷電力に追従する予測出力電力を設定する。
つまり、予測負荷電力が燃料電池１の出力電力調整範囲内のときは、予測出力電力は予測負荷電力よりもやや低い電力に設定され、予測負荷電力が出力電力調整範囲の最小出力よりも小さいときは 予測出力電力は最小出力に設定され、予測負荷電力が出力電力調整範囲の最大出力よりも大きいときは、予測出力電力は最大出力に設定される。
つまり、予測負荷電力が燃料電池１の出力電力調整範囲内のときは、予測出力電力は予測負荷電力よりもやや低い電力に設定され、予測負荷電力が出力電力調整範囲の最小出力よりも小さいときは 予測出力電力は最小出力に設定され、予測負荷電力が出力電力調整範囲の最大出力よりも大きいときは、予測出力電力は最大出力に設定される。
又、この実施形態では、運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０としては、所定運転として、電力を消費して被洗濯物を洗濯すると共に、洗濯した被洗濯物を乾燥する洗濯乾燥運転を実行する洗濯乾燥機５１が設定されている。
洗濯乾燥機５１は、公知であるので、詳細な説明及び図示を省略して、簡単に説明すると、被洗濯物乾燥用の温風を生成するための熱源として、例えば、ヒートポンプを備え、洗濯乾燥制御部５１ｃに各種制御情報を指令する洗濯乾燥操作部を備えている。
洗濯乾燥機５１は、公知であるので、詳細な説明及び図示を省略して、簡単に説明すると、被洗濯物乾燥用の温風を生成するための熱源として、例えば、ヒートポンプを備え、洗濯乾燥制御部５１ｃに各種制御情報を指令する洗濯乾燥操作部を備えている。
この洗濯乾燥機５１には、洗濯乾燥運転を実行するための複数の運転モードとして、標準運転モードと、その標準運転モードよりも実行時間が短く且つ単位時間当たりの消費電力が多い早仕上げ運転モードが備えられている。つまり、運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０が、複数の運転モードとして、標準運転モード、及び、当該標準運転モードよりも実行時間が短く且つ単位時間当たりの消費エネルギー量が多い早仕上げ運転モードを有することになる。
洗濯乾燥機５１の洗濯乾燥操作部は、洗濯乾燥運転の開始指令や、洗濯乾燥運転を実行するための運転モードの設定が可能に構成されている。
そして、洗濯乾燥制御部５１ｃは、洗濯乾燥操作部から運転が指令されると、その洗濯乾燥操作部で設定されている運転モードで洗濯乾燥機５１を運転し、熱電併給制御部４から運転が指令されると、その熱電併給制御部４にて指令された運転条件で洗濯乾燥機５１を運転するように構成されている。
洗濯乾燥機５１の洗濯乾燥操作部は、洗濯乾燥運転の開始指令や、洗濯乾燥運転を実行するための運転モードの設定が可能に構成されている。
そして、洗濯乾燥制御部５１ｃは、洗濯乾燥操作部から運転が指令されると、その洗濯乾燥操作部で設定されている運転モードで洗濯乾燥機５１を運転し、熱電併給制御部４から運転が指令されると、その熱電併給制御部４にて指令された運転条件で洗濯乾燥機５１を運転するように構成されている。
ちなみに、この実施形態では、標準運転モードは、実行時間が４時間、単位時間（１時間）当たりの消費電力が３００Ｗｈであり、早仕上げ運転モードは、実行時間が２時間、単位時間当たりの消費電力が６００Ｗｈである。
そして、メモリ３８には、機器エネルギー消費情報として、洗濯乾燥運転の実行時間及び単位時間当たりの消費電力が、標準運転モード及び早仕上げ運転モード夫々について対応付けられた状態で記憶されている。
そして、メモリ３８には、機器エネルギー消費情報として、洗濯乾燥運転の実行時間及び単位時間当たりの消費電力が、標準運転モード及び早仕上げ運転モード夫々について対応付けられた状態で記憶されている。
次に、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データを求める処理について、説明を加える。ちなみに、この実施形態では、負荷熱量は、給湯先に湯水を給湯することにより消費される給湯負荷熱量と、熱媒循環式のエネルギー消費機器５０に熱媒を循環することにより消費される端末負荷熱量とからなる。ちなみに、実給湯負荷熱量は給湯負荷熱量計測手段３６にて計測され、実端末負荷熱量は端末負荷熱量計測手段３７にて計測される。
熱電併給制御部４には、運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０（この実施形態では、洗濯乾燥機５１）の機器制御部５０ｃ（この実施形態では、洗濯乾燥制御部５１ｃ）から、所定運転を開始した時刻、及び、実行した運転モードが送信される。
そして、熱電併給制御部４は、運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０が運転された時間帯では、その運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０にて消費された電力及び熱量を減算する状態で、実負荷電力データ、実給湯負荷熱量データ及び実端末負荷熱量データを運転周期及び単位時間に対応付けてメモリ３８に記憶することにより、時系列的な過去負荷電力データ及び時系列的な過去負荷熱量データを、設定期間（例えば、運転日前の４週間）にわたって、運転周期毎に単位時間毎に対応付けて管理するように構成されている。
そして、熱電併給制御部４は、運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０が運転された時間帯では、その運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０にて消費された電力及び熱量を減算する状態で、実負荷電力データ、実給湯負荷熱量データ及び実端末負荷熱量データを運転周期及び単位時間に対応付けてメモリ３８に記憶することにより、時系列的な過去負荷電力データ及び時系列的な過去負荷熱量データを、設定期間（例えば、運転日前の４週間）にわたって、運転周期毎に単位時間毎に対応付けて管理するように構成されている。
この実施形態では、運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０として、洗濯乾燥機５１が設定されているので、その洗濯乾燥機５１の制御部（図示省略）から、所定運転を開始した時刻、及び、実行した運転モード（標準運転モードか早仕上げ運転モードかのいずれか）が送信される。
洗濯乾燥機５１は、熱を消費しないので、熱電併給制御部４は、洗濯乾燥機５１が運転された時間帯では、それが運転された運転モード（標準運転モードか早仕上げ運転モードかのいずれか）にて消費された単位時間当たりの消費電力を減算する状態で、実負荷電力データ、実給湯負荷熱量データ及び実端末負荷熱量データを運転周期及び単位時間に対応付けてメモリ３８に記憶する。
洗濯乾燥機５１は、熱を消費しないので、熱電併給制御部４は、洗濯乾燥機５１が運転された時間帯では、それが運転された運転モード（標準運転モードか早仕上げ運転モードかのいずれか）にて消費された単位時間当たりの消費電力を減算する状態で、実負荷電力データ、実給湯負荷熱量データ及び実端末負荷熱量データを運転周期及び単位時間に対応付けてメモリ３８に記憶する。
そして、熱電併給制御部４は、運転周期の開始時点（例えば午前３時）において、設定期間の時系列的な過去負荷電力データ及び時系列的な過去負荷熱量データの管理データに基づいて、運転周期の時系列的な基礎予測負荷熱量データ及び時系列的な基礎予測負荷電力データを単位時間毎に区分けして求めるように構成されている。
例えば、設定期間である４週間の時系列的な過去負荷電力データ及び時系列的な過去負荷熱量データから、予測データを求める日と同じ曜日の４週分のデータを抽出して、単位時間毎に平均することにより、運転周期の時系列的な基礎予測負荷熱量データ及び時系列的な基礎予測負荷電力データを単位時間毎に区分けして求める。
ちなみに、時系列的な基礎予測負荷熱量データは、時系列的な基礎予測給湯負荷熱量データと時系列的な基礎予測端末負荷熱量データとを加えたデータであるが、この実施形態においては、熱の負荷状態としては、媒循環式のエネルギー消費機器５０での端末負荷熱量が発生しておらず、給湯負荷熱量のみが発生するとして説明する。
例えば、設定期間である４週間の時系列的な過去負荷電力データ及び時系列的な過去負荷熱量データから、予測データを求める日と同じ曜日の４週分のデータを抽出して、単位時間毎に平均することにより、運転周期の時系列的な基礎予測負荷熱量データ及び時系列的な基礎予測負荷電力データを単位時間毎に区分けして求める。
ちなみに、時系列的な基礎予測負荷熱量データは、時系列的な基礎予測給湯負荷熱量データと時系列的な基礎予測端末負荷熱量データとを加えたデータであるが、この実施形態においては、熱の負荷状態としては、媒循環式のエネルギー消費機器５０での端末負荷熱量が発生しておらず、給湯負荷熱量のみが発生するとして説明する。
時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データの具体例として、例えば、図４や図７に示すデータが求められる。尚、基礎予測負荷電力データの単位はＷｈであり、基礎予測給湯負荷熱量データの単位はｋｃａｌ／ｈである。
ちなみに、図４及び図７夫々に示すデータを比較すると、図４及び図７のいずれのデータでも、第１５番目の単位時間（１８〜１９時）の１時間に大きな給湯負荷熱量が発生するが、その大きな給湯負荷熱量が発生する時間帯の前でその時間帯に近い時間帯（第１０番目〜第１３番目の単位時間（１３〜１７時）の４時間）における予測負荷電力が図４に示すデータよりも図７に示すデータの方が大きい。しかも、図７に示すデータでは、大きな給湯負荷熱量が発生する時間帯に近い時間帯の負荷電力は、標準仕上げモードにおける単位時間当たりの消費電力を上乗せすると、図１に示す燃料電池１の総合効率が最高となる出力電力（最大出力電力）に近づくような電力である。
ちなみに、図４及び図７夫々に示すデータを比較すると、図４及び図７のいずれのデータでも、第１５番目の単位時間（１８〜１９時）の１時間に大きな給湯負荷熱量が発生するが、その大きな給湯負荷熱量が発生する時間帯の前でその時間帯に近い時間帯（第１０番目〜第１３番目の単位時間（１３〜１７時）の４時間）における予測負荷電力が図４に示すデータよりも図７に示すデータの方が大きい。しかも、図７に示すデータでは、大きな給湯負荷熱量が発生する時間帯に近い時間帯の負荷電力は、標準仕上げモードにおける単位時間当たりの消費電力を上乗せすると、図１に示す燃料電池１の総合効率が最高となる出力電力（最大出力電力）に近づくような電力である。
次に、予測総エネルギー消費量が少なくなるように、運転周期における燃料電池１及び洗濯乾燥機５１夫々の運転条件を設定する運転条件設定処理について、説明を加える。
ところで、予測総エネルギー消費量が少なくなるように設定される燃料電池１及び洗濯乾燥機５１夫々の運転条件は、燃料電池１の出力電力に応じたエネルギー効率、並びに、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データに依存する。
そこで、そのことを考察するために、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データとして、図４及び図７に示すものを例にし、燃料電池１の出力電力に応じたエネルギー効率として、図３及び図１０に示すものを例にして、運転条件設定処理を説明する。
ところで、予測総エネルギー消費量が少なくなるように設定される燃料電池１及び洗濯乾燥機５１夫々の運転条件は、燃料電池１の出力電力に応じたエネルギー効率、並びに、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データに依存する。
そこで、そのことを考察するために、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データとして、図４及び図７に示すものを例にし、燃料電池１の出力電力に応じたエネルギー効率として、図３及び図１０に示すものを例にして、運転条件設定処理を説明する。
運転周期の複数の単位時間のうちで、選択した１つ又は連続する複数の単位時間を運転時間帯を構成する単位時間とし且つ運転周期の残りの単位時間を停止時間帯を構成する単位時間とする形態で、運転時間帯を構成する単位時間として選択する単位時間を異ならせることにより、燃料電池仮運転パターンが形成され、その全ての燃料電池仮運転パターンがメモリ３８に記憶されている。
即ち、第１番目の単位時間から運転を開始させるパターンとして、第１番目の単位時間を運転時間帯とするパターン、第１、第２番目の単位時間を運転時間帯とするパターン、第１〜第３番目の単位時間を運転時間帯とするパターン・・・第１〜第２４番目の単位時間を運転時間帯とするパターンの２４種類がある。また、第２番目の単位時間から運転開始させるパターンとして、第２番目の単位時間を運転時間帯とするパターン、第２、第３番目の単位時間を運転時間帯とするパターン・・・第２〜第２４番目の単位時間を運転時間帯とするパターンの２３種類がある。このように、運転周期の最後の第２４番目の単位時間を運転時間帯とするパターンまで、燃料電池仮運転パターンは３００種類のものがある。
又、運転の開始時間を運転周期の第１番目の単位時間から順にずらすことにより、洗濯乾燥機１の標準運転モードについて、標準運転仮運転パターンが設定され、早仕上げ運転モードについて、早仕上げ運転仮運転パターンが設定されて、メモリ３８に記憶されている。
即ち、標準運転仮運転パターンとしては、第１番目の単位時間を開始時間として第４番目の単位時間までの４時間を運転時間帯とするパターン、第２番目の単位時間を開始時間として第５番目の単位時間までの４時間を運転時間帯とするパターン・・・第２１番目の単位時間を開始時間として第２４番目の単位時間までの４時間を運転時間帯とするパターンの２１種類がある。又、早仕上げ運転仮運転パターンとしては、第１番目の単位時間を開始時間として第２番目の単位時間までの２時間を運転時間帯とするパターン、第２番目の単位時間を開始時間として第３番目の単位時間までの２時間を運転時間帯とするパターン・・・第２３番目の単位時間を開始時間として第２４番目の単位時間までの２時間を運転時間帯とするパターンの２３種類がある。
即ち、標準運転仮運転パターンとしては、第１番目の単位時間を開始時間として第４番目の単位時間までの４時間を運転時間帯とするパターン、第２番目の単位時間を開始時間として第５番目の単位時間までの４時間を運転時間帯とするパターン・・・第２１番目の単位時間を開始時間として第２４番目の単位時間までの４時間を運転時間帯とするパターンの２１種類がある。又、早仕上げ運転仮運転パターンとしては、第１番目の単位時間を開始時間として第２番目の単位時間までの２時間を運転時間帯とするパターン、第２番目の単位時間を開始時間として第３番目の単位時間までの２時間を運転時間帯とするパターン・・・第２３番目の単位時間を開始時間として第２４番目の単位時間までの２時間を運転時間帯とするパターンの２３種類がある。
そして、全ての燃料電池仮運転パターンの夫々について、各燃料電池仮運転パターンで設定されている運転時間帯において負荷電力追従運転にて燃料電池１を運転する条件で、全ての標準運転仮運転パターンについて、各標準運転仮運転パターンで設定されている開始時間から洗濯乾燥機１を標準運転モードで運転するとして、標準運転モードでの予測総エネルギー消費量を求める。
又、全ての燃料電池仮運転パターンの夫々について、各燃料電池仮運転パターンで設定されている運転時間帯において負荷電力追従運転にて燃料電池１を運転する条件で、全ての早仕上げ運転仮運転パターンについて、各早仕上げ運転仮運転パターンで設定されている開始時間から洗濯乾燥機１を早仕上げ運転モードで運転するとして、早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量を求める。
又、全ての燃料電池仮運転パターンの夫々について、各燃料電池仮運転パターンで設定されている運転時間帯において負荷電力追従運転にて燃料電池１を運転する条件で、全ての早仕上げ運転仮運転パターンについて、各早仕上げ運転仮運転パターンで設定されている開始時間から洗濯乾燥機１を早仕上げ運転モードで運転するとして、早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量を求める。
そして、全ての標準運転モードでの予測総エネルギー消費量、及び、全ての早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量から、最少の予測総エネルギー消費量を抽出し、そのように予測総エネルギー消費量が最少となる燃料電池仮運転パターン及び標準運転仮運転パターン又は早仕上げ運転仮運転パターンに基づいて、燃料電池１及び洗濯乾燥機５１夫々の運転条件を設定する。
つまり、予測総エネルギー消費量が最少となる燃料電池仮運転パターンで定められている運転時間帯を、燃料電池１の運転時間帯に設定する。
又、標準運転仮運転パターン及び早仕上げ運転仮運転パターンのうち、予測総エネルギー消費量が最少となるのが標準運転仮運転パターンの場合は、その標準運転仮運転パターンで設定されている開始時間を洗濯乾燥機５１の運転の開始時間に、運転モードを標準運転モードに夫々設定する。
あるいは、標準運転仮運転パターン及び早仕上げ運転仮運転パターンのうち、予測総エネルギー消費量が最少となるのが早仕上げ運転仮運転パターンの場合は、その早仕上げ運転仮運転パターンで設定されている開始時間を洗濯乾燥機５１の運転の開始時間に、運転モードを早仕上げ運転モードに夫々設定する。
又、標準運転仮運転パターン及び早仕上げ運転仮運転パターンのうち、予測総エネルギー消費量が最少となるのが標準運転仮運転パターンの場合は、その標準運転仮運転パターンで設定されている開始時間を洗濯乾燥機５１の運転の開始時間に、運転モードを標準運転モードに夫々設定する。
あるいは、標準運転仮運転パターン及び早仕上げ運転仮運転パターンのうち、予測総エネルギー消費量が最少となるのが早仕上げ運転仮運転パターンの場合は、その早仕上げ運転仮運転パターンで設定されている開始時間を洗濯乾燥機５１の運転の開始時間に、運転モードを早仕上げ運転モードに夫々設定する。
予測総エネルギー消費量を求める処理について、説明を加える。
予測総エネルギー消費量Ｅ（ｋｃａｌ）は、下記の式２に示すように、燃料電池１の運転で消費する燃料電池消費エネルギー量（ｋｃａｌ）と、予測負荷電力から予測出力電力を差し引いた予測不足電力量に相当する購入電力（ｋｃａｌに換算）と、予測不足熱量を補うために補助加熱器３３で消費する補助加熱器消費エネルギー量（ｋｃａｌ）との和にて求められる。
予測総エネルギー消費量Ｅ（ｋｃａｌ）は、下記の式２に示すように、燃料電池１の運転で消費する燃料電池消費エネルギー量（ｋｃａｌ）と、予測負荷電力から予測出力電力を差し引いた予測不足電力量に相当する購入電力（ｋｃａｌに換算）と、予測不足熱量を補うために補助加熱器３３で消費する補助加熱器消費エネルギー量（ｋｃａｌ）との和にて求められる。
Ｅ＝燃料電池消費エネルギー量＋購入電力＋予測不足熱量／補助加熱器熱効率……………（式２）
上記式２の燃料電池消費エネルギー量は、下記の式３にて、燃料電池１を運転する単位時間（１時間）当たりのエネルギー消費量である単位時間エネルギー消費量を求めて、その求めた単位時間エネルギー消費量を積算することにより求める。
単位時間エネルギー消費量＝予測出力電力÷発電効率……………（式３）
但し、発電効率は、メモリ３８に記憶されているエネルギー効率情報から抽出される。
但し、発電効率は、メモリ３８に記憶されているエネルギー効率情報から抽出される。
上記式２の予測不足熱量は、予測不足熱量を求める対象の単位時間の予測給湯負荷熱量からその単位時間の直前の単位時間における貯湯槽２の予測貯湯熱量を減じることにより求められる。但し、求めた予測不足熱量が負の場合は、予測不足熱量は０とされる。
貯湯槽２の予測貯湯熱量は、貯湯槽２に湯水にて貯えられると予測される熱量であり、各単位時間の予測貯湯熱量（ｋｃａｌ／ｈ）は、下記の式４、式５にて求められる。つまり、直前の単位時間の予測貯湯熱量に、予測貯湯熱量を求める単位時間の予測熱出力を加えたものから、予測貯湯熱量を求める単位時間の予測給湯負荷熱量を減じることにより求める。但し、貯湯槽２からの放熱を考慮する。
尚、各式において、添え字「ｎ」は、運転周期における単位時間の順序を示し、例えば、ｎ＝１のときは、運転周期の１番目の単位時間を示す。
但し、ｎ＝１のときの式４における予測貯湯熱量n-1としての予測貯湯熱量0は、運転周期の開始時点の予測貯湯熱量であり、上記の式１に基づいて求められた値とされる。
尚、各式において、添え字「ｎ」は、運転周期における単位時間の順序を示し、例えば、ｎ＝１のときは、運転周期の１番目の単位時間を示す。
但し、ｎ＝１のときの式４における予測貯湯熱量n-1としての予測貯湯熱量0は、運転周期の開始時点の予測貯湯熱量であり、上記の式１に基づいて求められた値とされる。
予測貯湯熱量n＝（予測貯湯熱量n-1−予測給湯負荷熱量n＋予測熱出力n）×（１−槽放熱率）……………（式４）
予測熱出力n＝α×｛（予測出力電力n÷発電効率）×電池熱効率｝＋余剰電力×α×β−ベース放熱量……………（式５）
予測熱出力n＝α×｛（予測出力電力n÷発電効率）×電池熱効率｝＋余剰電力×α×β−ベース放熱量……………（式５）
但し、
上記式４の槽放熱率は、貯湯槽２からの放熱率であり、例えば、０．０１２に予め設定されて、メモリ３８に記憶されている。
上記式５の電池熱効率は、メモリ３８に記憶されているエネルギー効率情報から抽出される。
ベース放熱量は、燃料電池１の発生熱量のうち、貯湯槽２への貯湯及び熱媒循環式のエネルギー消費機器５０に循環供給する熱媒の加熱に用いられることなく放熱される熱量であり、予め設定されている。
余剰電力は、予測出力電力が予測負荷電力よりも大きい場合に、予測出力電力から予測負荷電力を減じることにより求められる。
例えば、予測負荷電力が燃料電池１の出力電力調整範囲における最小出力よりも小さいときは、余剰電力は、燃料電池１の最小出力から予測負荷電力を減じることにより求められる。
αは、上述したように８６０に設定される係数である。
βは、電気ヒータ１２にて余剰電力（ｋＷｈ）を熱（ｋＷｈ）に変換するときの効率であるヒータ効率であり、予め設定されている。
上記式４の槽放熱率は、貯湯槽２からの放熱率であり、例えば、０．０１２に予め設定されて、メモリ３８に記憶されている。
上記式５の電池熱効率は、メモリ３８に記憶されているエネルギー効率情報から抽出される。
ベース放熱量は、燃料電池１の発生熱量のうち、貯湯槽２への貯湯及び熱媒循環式のエネルギー消費機器５０に循環供給する熱媒の加熱に用いられることなく放熱される熱量であり、予め設定されている。
余剰電力は、予測出力電力が予測負荷電力よりも大きい場合に、予測出力電力から予測負荷電力を減じることにより求められる。
例えば、予測負荷電力が燃料電池１の出力電力調整範囲における最小出力よりも小さいときは、余剰電力は、燃料電池１の最小出力から予測負荷電力を減じることにより求められる。
αは、上述したように８６０に設定される係数である。
βは、電気ヒータ１２にて余剰電力（ｋＷｈ）を熱（ｋＷｈ）に変換するときの効率であるヒータ効率であり、予め設定されている。
図３〜図１２に基づいて、運転条件設定処理を具体的に説明する。
尚、図５、図６、図８、図９、図１１及び図１２には、洗濯乾燥機５１の消費電力を含む状態での予測負荷電力（Ｗ）、予測出力電力（Ｗ）、余剰電力（Ｗ）、購入電力（Ｗ）、予測給湯負荷熱量（ｋｃａｌ）、予測貯湯熱量（ｋｃａｌ）及び予測不足熱量（ｋｃａｌ）夫々の時系列的なデータが示されている。
先ず、図５及び図６に基づいて、エネルギー効率情報が図３に示す場合で、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データが図４に示す場合について、運転条件設定処理を説明する。
尚、図５、図６、図８、図９、図１１及び図１２には、洗濯乾燥機５１の消費電力を含む状態での予測負荷電力（Ｗ）、予測出力電力（Ｗ）、余剰電力（Ｗ）、購入電力（Ｗ）、予測給湯負荷熱量（ｋｃａｌ）、予測貯湯熱量（ｋｃａｌ）及び予測不足熱量（ｋｃａｌ）夫々の時系列的なデータが示されている。
先ず、図５及び図６に基づいて、エネルギー効率情報が図３に示す場合で、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データが図４に示す場合について、運転条件設定処理を説明する。
洗濯乾燥機１を標準運転モードで運転するとした場合は、図５に示すように、燃料電池１の運転時間帯を第２番目〜第２４番目の単位時間（４〜２７時）の２３時間に設定し、洗濯乾燥機１の運転時間帯を第１０番目〜第１３番目の単位時間（１３〜１７時）の４時間に設定すると、標準運転モードでの予測総エネルギー消費量が２５，７８０ｋｃａｌで最少となる。
又、洗濯乾燥機１を早仕上げ運転モードで運転するとした場合は、図６に示すように、燃料電池１の運転時間帯を第２番目〜第２４番目の単位時間（４〜２７時）の２３時間に設定し、洗濯乾燥機１の運転時間帯を第１２番目、第１３番目（１５〜１７時）の２時間に設定すると、早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量が２５，７４４ｋｃａｌで最少となる。
又、洗濯乾燥機１を早仕上げ運転モードで運転するとした場合は、図６に示すように、燃料電池１の運転時間帯を第２番目〜第２４番目の単位時間（４〜２７時）の２３時間に設定し、洗濯乾燥機１の運転時間帯を第１２番目、第１３番目（１５〜１７時）の２時間に設定すると、早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量が２５，７４４ｋｃａｌで最少となる。
従って、早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量の方が少ないので、洗濯乾燥機１の運転条件として、運転モードを早仕上げ運転モードとし、運転時間帯を第１２番目、第１３番目（１５〜１７時）の２時間とする条件に設定される。
つまり、燃料電池１の総合効率が、出力電力が高くなるほど効率が高くなって、出力電力調整範囲の最大出力電力で総合効率が最高となる場合、運転モードを、単位時間当たりの消費電力が少ない標準運転モードよりも、単位時間当たりの消費電力が多い早仕上げ運転モードに設定して、燃料電池１を最大出力電力又はそれに近い出力電力で運転するようにすると、予測総エネルギー消費量を少なくすることができる。
つまり、燃料電池１の総合効率が、出力電力が高くなるほど効率が高くなって、出力電力調整範囲の最大出力電力で総合効率が最高となる場合、運転モードを、単位時間当たりの消費電力が少ない標準運転モードよりも、単位時間当たりの消費電力が多い早仕上げ運転モードに設定して、燃料電池１を最大出力電力又はそれに近い出力電力で運転するようにすると、予測総エネルギー消費量を少なくすることができる。
次に、図８及び図９に基づいて、エネルギー効率情報が図３に示す場合で、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データが図７に示す場合について、運転条件設定処理を説明する。
洗濯乾燥機１を標準運転モードで運転するとした場合は、図８に示すように、燃料電池１の運転時間帯を第２番目〜第２４番目の単位時間（４〜２７時）の２３時間に設定し、洗濯乾燥機１の運転時間帯を第１０番目〜第１３番目の単位時間（１３〜１７時）の４時間に設定すると、標準運転モードでの予測総エネルギー消費量が２７，８９８ｋｃａｌで最少となる。
又、洗濯乾燥機１を早仕上げ運転モードで運転するとした場合は、図９に示すように、燃料電池１の運転時間帯を第２番目〜第２４番目の単位時間（４〜２７時）の２３時間に設定し、洗濯乾燥機１の運転時間帯を第１２番目、第１３番目（１５〜１７時）の２時間に設定すると、早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量が２７，９５３ｋｃａｌで最少となる。
又、洗濯乾燥機１を早仕上げ運転モードで運転するとした場合は、図９に示すように、燃料電池１の運転時間帯を第２番目〜第２４番目の単位時間（４〜２７時）の２３時間に設定し、洗濯乾燥機１の運転時間帯を第１２番目、第１３番目（１５〜１７時）の２時間に設定すると、早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量が２７，９５３ｋｃａｌで最少となる。
従って、標準運転モードでの予測総エネルギー消費量の方が少ないので、洗濯乾燥機１の運転条件として、運転モードを標準運転モードとし、運転時間帯を第１０番目〜第１３番目の単位時間（１３〜１７時）の４時間とする条件に設定される。
つまり、図７に示す時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データは、大きな予測給湯負荷熱量が発生する時間帯（第１５番目の単位時間（１８〜１９時）の１時間）に近い時間帯（第１０番目〜第１３番目の単位時間（１３〜１７時）の４時間）の予測負荷電力が、標準仕上げモードにおける単位時間当たりの消費電力を上乗せすると、燃料電池１の総合効率が最高となる出力電力（出力電力調整範囲の最大出力電力）に近づく場合である。
このような場合に、燃料電池１の総合効率が最大出力電力で最高となる場合であれば、標準仕上げモードで運転すると、燃料電池１を総合効率が最大となる状態で運転する時間を長くすることができるので、早仕上げ運転モードで運転するよりも、予測総エネルギー消費量を少なくすることができる。
つまり、図７に示す時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データは、大きな予測給湯負荷熱量が発生する時間帯（第１５番目の単位時間（１８〜１９時）の１時間）に近い時間帯（第１０番目〜第１３番目の単位時間（１３〜１７時）の４時間）の予測負荷電力が、標準仕上げモードにおける単位時間当たりの消費電力を上乗せすると、燃料電池１の総合効率が最高となる出力電力（出力電力調整範囲の最大出力電力）に近づく場合である。
このような場合に、燃料電池１の総合効率が最大出力電力で最高となる場合であれば、標準仕上げモードで運転すると、燃料電池１を総合効率が最大となる状態で運転する時間を長くすることができるので、早仕上げ運転モードで運転するよりも、予測総エネルギー消費量を少なくすることができる。
次に、図１１及び図１２に基づいて、エネルギー効率情報が図１０に示す場合で、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データが図４に示す場合について、運転条件設定処理を説明する。
洗濯乾燥機１を標準運転モードで運転するとした場合は、図１１に示すように、燃料電池１の運転時間帯を第２番目〜第２４番目の単位時間（４〜２７時）の２３時間に設定し、洗濯乾燥機１の運転時間帯を第１０番目〜第１３番目の単位時間（１３〜１７時）の４時間に設定すると、標準運転モードでの予測総エネルギー消費量が２５，９５５ｋｃａｌで最少となる。
又、洗濯乾燥機１を早仕上げ運転モードで運転するとした場合は、図１２に示すように、燃料電池１の運転時間帯を第２番目〜第２４番目の単位時間（４〜２７時）の２３時間に設定し、洗濯乾燥機１の運転時間帯を第１２番目、第１３番目（１５〜１７時）の２時間に設定すると、早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量が２６，００１ｋｃａｌで最少となる。
又、洗濯乾燥機１を早仕上げ運転モードで運転するとした場合は、図１２に示すように、燃料電池１の運転時間帯を第２番目〜第２４番目の単位時間（４〜２７時）の２３時間に設定し、洗濯乾燥機１の運転時間帯を第１２番目、第１３番目（１５〜１７時）の２時間に設定すると、早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量が２６，００１ｋｃａｌで最少となる。
従って、標準運転モードでの予測総エネルギー消費量の方が少ないので、洗濯乾燥機１の運転条件として、運転モードを標準運転モードとし、運転時間帯を第１０番目〜第１３番目の単位時間（１３〜１７時）の４時間とする条件に設定される。
つまり、図１０に示すように、出力電力調整範囲の小出力領域で総合効率が比較的高くなる（図３に示す総合効率よりも高くなる）場合、早仕上げ運転モードにて運転することにより負荷電力を集中させるのではなく、標準運転モードで運転して負荷電力を万遍なく広げると、燃料電池１を総合効率が比較的高くなる比較的低い出力電力で運転することができるので、予測総エネルギー消費量を少なくすることができる。
つまり、図１０に示すように、出力電力調整範囲の小出力領域で総合効率が比較的高くなる（図３に示す総合効率よりも高くなる）場合、早仕上げ運転モードにて運転することにより負荷電力を集中させるのではなく、標準運転モードで運転して負荷電力を万遍なく広げると、燃料電池１を総合効率が比較的高くなる比較的低い出力電力で運転することができるので、予測総エネルギー消費量を少なくすることができる。
熱電併給制御部４は、運転条件設定処理にて設定した燃料電池１の運転条件にて、燃料電池１を運転すると共に、洗濯乾燥機５１の洗濯乾燥制御部５１ｃに、運転条件設定処理にて設定した洗濯乾燥機５１の運転条件での運転を指令する。
つまり、熱電併給制御部４は、燃料電池１の運転条件にて設定されている時間帯（上記の例では、第２番目〜第２４番目の単位時間（４〜２７時）の２３時間）で、実負荷電力追従運転を実行する。
又、洗濯乾燥機５１の洗濯乾燥制御部５１ｃは、熱電併給制御部４から運転が指令されると、指令された運転条件で設定されている運転時間帯において、指令された運転条件で設定されている運転モードにて、洗濯乾燥機５１を運転する。
つまり、熱電併給制御部４は、燃料電池１の運転条件にて設定されている時間帯（上記の例では、第２番目〜第２４番目の単位時間（４〜２７時）の２３時間）で、実負荷電力追従運転を実行する。
又、洗濯乾燥機５１の洗濯乾燥制御部５１ｃは、熱電併給制御部４から運転が指令されると、指令された運転条件で設定されている運転時間帯において、指令された運転条件で設定されている運転モードにて、洗濯乾燥機５１を運転する。
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ） 運転条件設定対象に設定するエネルギー消費機器５０の具体例は、上記の実施形態で例示した洗濯乾燥機５１に限定されるものではない。
電力のみを消費するエネルギー消費機器５０を運転条件設定対象に設定する場合、洗濯乾燥機５１以外に、例えば、炊飯器等を設定することができる。
又、電力及び熱の両方を消費するエネルギー消費機器５０（例えば、食器洗浄乾燥器５５）や、熱のみを消費するエネルギー消費機器５０を運転条件設定対象に設定しても良い。
ちなみに、電力及び熱の両方を消費するエネルギー消費機器５０を運転条件設定対象に設定する場合、機器エネルギー消費情報として、所定運転の実行時間、単位時間当たりの消費電力及び単位時間当たりの消費熱量が複数の運転モード夫々について対応付けられた状態で記憶される。
次に別実施形態を説明する。
（イ） 運転条件設定対象に設定するエネルギー消費機器５０の具体例は、上記の実施形態で例示した洗濯乾燥機５１に限定されるものではない。
電力のみを消費するエネルギー消費機器５０を運転条件設定対象に設定する場合、洗濯乾燥機５１以外に、例えば、炊飯器等を設定することができる。
又、電力及び熱の両方を消費するエネルギー消費機器５０（例えば、食器洗浄乾燥器５５）や、熱のみを消費するエネルギー消費機器５０を運転条件設定対象に設定しても良い。
ちなみに、電力及び熱の両方を消費するエネルギー消費機器５０を運転条件設定対象に設定する場合、機器エネルギー消費情報として、所定運転の実行時間、単位時間当たりの消費電力及び単位時間当たりの消費熱量が複数の運転モード夫々について対応付けられた状態で記憶される。
（ロ）運転条件設定対象に設定するエネルギー消費機器５０としては、１日の間の所定の許容時間範囲中であれば、実行時間が異なっても使用者には支障のないものを設定するのが好ましい。
例えば、上記の実施形態のように運転条件設定対象に設定した洗濯乾燥機５１は、例えば午前８時から午後１７時の所定の許容時間範囲中であれば、洗濯乾燥運転の実行時間が異なっても使用者には支障がない場合がある。
そこで、操作部５に、所定運転の実行時間を設定するための許容時間範囲を設定する人為操作式の許容時間範囲設定部を設ける。そして、熱電併給制御部４により、運転メリットが高くなるように燃料電池１の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０の運転条件を設定するに当たって、所定運転の実行時間は、許容時間範囲設定部にて設定された許容時間範囲中で設定するように構成しても良い。
例えば、上記の実施形態のように運転条件設定対象に設定した洗濯乾燥機５１は、例えば午前８時から午後１７時の所定の許容時間範囲中であれば、洗濯乾燥運転の実行時間が異なっても使用者には支障がない場合がある。
そこで、操作部５に、所定運転の実行時間を設定するための許容時間範囲を設定する人為操作式の許容時間範囲設定部を設ける。そして、熱電併給制御部４により、運転メリットが高くなるように燃料電池１の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０の運転条件を設定するに当たって、所定運転の実行時間は、許容時間範囲設定部にて設定された許容時間範囲中で設定するように構成しても良い。
（ハ） 熱電併給制御部４により、運転メリットが高くなるように燃料電池１の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０の運転条件を設定するに当たって、燃料電池１の運転条件としては、燃料電池１の運転形態が上記の実施形態のように負荷電力追従運転に限定されるものではない。
例えば、燃料電池１の運転形態としては、出力電力を所定の定格出力電力に調整する定格出力運転として、燃料電池１の運転条件として、定格出力運転を実行する運転時間帯を設定しても良い。
又、燃料電池１の運転条件として、複数種の運転形態（例えば、負荷電力追従運転、定格出力運転等）から一つの運転形態を設定すると共に、設定した運転形態の運転時間帯を設定するように構成しても良い。
例えば、燃料電池１の運転形態としては、出力電力を所定の定格出力電力に調整する定格出力運転として、燃料電池１の運転条件として、定格出力運転を実行する運転時間帯を設定しても良い。
又、燃料電池１の運転条件として、複数種の運転形態（例えば、負荷電力追従運転、定格出力運転等）から一つの運転形態を設定すると共に、設定した運転形態の運転時間帯を設定するように構成しても良い。
（ニ） 運転メリットとしては、上記の実施形態で説明した予測総エネルギー消費量に限定されるものではなく、燃料電池１を運転することにより得られると予測される予測エネルギー削減量、燃料電池１を運転することによる予測エネルギーコスト削減額、又は、燃料電池１を運転することによる予測二酸化炭素削減量等を用いることができる。
ちなみに、予測エネルギー削減量は、燃料電池１を運転しない場合の予測総エネルギー消費量から、燃料電池１を運転した場合の予測総エネルギ消費量を減じることにより演算する。
又、予測エネルギーコスト削減額は、燃料電池１を運転しない場合のエネルギーコストから、燃料電池１を運転したときのエネルギーコストを減じて求めることができる。
又、予測二酸化炭素削減量は、燃料電池１を運転しない場合の二酸化炭素発生量から、燃料電池１を運転したときの二酸化炭素発生量を減じて求めることができる。
ちなみに、予測エネルギー削減量は、燃料電池１を運転しない場合の予測総エネルギー消費量から、燃料電池１を運転した場合の予測総エネルギ消費量を減じることにより演算する。
又、予測エネルギーコスト削減額は、燃料電池１を運転しない場合のエネルギーコストから、燃料電池１を運転したときのエネルギーコストを減じて求めることができる。
又、予測二酸化炭素削減量は、燃料電池１を運転しない場合の二酸化炭素発生量から、燃料電池１を運転したときの二酸化炭素発生量を減じて求めることができる。
（ホ） 上記の実施形態では、運転制御部Ｃを熱電併給制御部４と運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０の機器制御部５０ｃ（上記の実施形態では、洗濯乾燥機５１の洗濯乾燥制御部５１ｃ）とから構成したが、熱電併給制御部４を、運転条件設定対象のエネルギー消費機器５０の運転も制御するように構成して、運転制御部Ｃを熱電併給制御部４のみで構成しても良い。
（ヘ） 熱電併給装置として、上記の実施形態のように燃料電池１を適用する場合、燃料電池１の型式としては、固体高分子型に限定されるものではなく、電解質層に固体酸化物を用いた固体酸化物型等、種々の型式の燃料電池を用いることができる。
又、熱電併給装置として、燃料電池１以外に、エンジンにより発電機を駆動するように構成したもの等、種々のものを適用することができる。
（ト）
これまで説明したエネルギー管理システムにおいては、運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々を、夫々について設定した運転条件（運転モードを含む）に従って運転する例を示した。
運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々では、所定の処理夫々が、その使用者の生活に密着した処理であることが多い。従って、システム側で設定した運転条件が、どのような条件となっているかが、使用者の生活の質に密接に関連する。そこで、システム側で夫々設定した運転条件を当該エネルギー消費機器の使用者が認識可能に出力する出力手段（画像表示手段、音声出力手段等）を備えておくことで、その有用な情報を使用者側で充分に生かすことができる。例えば、運転時間の使用者による生活に適した選択・調整、運転モードの使用者による生活に適した選択・調整を可能とすることとなる。
又、熱電併給装置として、燃料電池１以外に、エンジンにより発電機を駆動するように構成したもの等、種々のものを適用することができる。
（ト）
これまで説明したエネルギー管理システムにおいては、運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々を、夫々について設定した運転条件（運転モードを含む）に従って運転する例を示した。
運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々では、所定の処理夫々が、その使用者の生活に密着した処理であることが多い。従って、システム側で設定した運転条件が、どのような条件となっているかが、使用者の生活の質に密接に関連する。そこで、システム側で夫々設定した運転条件を当該エネルギー消費機器の使用者が認識可能に出力する出力手段（画像表示手段、音声出力手段等）を備えておくことで、その有用な情報を使用者側で充分に生かすことができる。例えば、運転時間の使用者による生活に適した選択・調整、運転モードの使用者による生活に適した選択・調整を可能とすることとなる。
以上説明したように、運転メリットを更に向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理し得るエネルギー管理システムを提供することができる。
１ 燃料電池（熱電併給装置）
２ 貯湯槽
３ 貯湯ユニット（貯湯手段）
５０ エネルギー消費機器
５１ 洗濯乾燥機（運転条件設定対象のエネルギー消費機器）
Ｃ 運転制御部（運転制御手段）
２ 貯湯槽
３ 貯湯ユニット（貯湯手段）
５０ エネルギー消費機器
５１ 洗濯乾燥機（運転条件設定対象のエネルギー消費機器）
Ｃ 運転制御部（運転制御手段）
Claims (5)
- 電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱により貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とを備え、
前記運転制御手段が、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費する複数のエネルギー消費機器を有するエネルギー消費箇所における時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを運転周期毎に区分けして管理して、前記時系列的な予測負荷電力データ及び前記時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、前記熱電併給装置の運転を制御するように構成されたエネルギー管理システムであって、
電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費して所定の処理を行う所定運転を実行し、且つ、前記所定運転の運転モードとして、前記所定運転の実行時間と単位時間当たりの消費エネルギー量とを含むエネルギー消費形態が夫々異なる複数の運転モードを有するエネルギー消費機器が、前記運転周期において当該エネルギー消費機器を運転する運転モード及び時間帯を含む運転条件を設定する運転条件設定対象として設定され、
前記運転制御手段が、
前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器における各運転モードに夫々対応付けられた複数の前記エネルギー消費形態を機器エネルギー消費情報として記憶し、並びに、
前記時系列的な予測負荷電力データ及び前記時系列的な予測負荷熱量データを、前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器のエネルギー消費を除いた状態で、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データとして求め、
運転周期の開始時点において、前記時系列的な基礎予測負荷電力データ及び前記時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、前記機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、前記運転周期における前記熱電併給装置の運転条件及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件を設定して、前記熱電併給装置及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々を夫々について設定した運転条件で運転するように構成されているエネルギー管理システム。 - 前記運転制御手段が、
前記熱電併給装置における出力電力に応じたエネルギー効率を、エネルギー効率情報として記憶し、
前記時系列的な基礎予測負荷電力データ及び前記時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、前記機器エネルギー消費情報に加えて、前記エネルギー効率情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、前記運転周期における前記熱電併給装置の運転条件及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件を設定するように構成されている請求項１に記載のエネルギー管理システム。 - 前記運転制御手段が、出力電力を予測負荷電力に追従させる負荷電力追従運転にて前記熱電併給装置を運転する条件で、運転メリットが高くなるように、前記運転周期における前記熱電併給装置の運転条件及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件を設定するように構成されている請求項１又は２に記載のエネルギー管理システム。
- 前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器が、前記複数の運転モードとして、標準運転モード、及び、当該標準運転モードよりも実行時間が短く且つ単位時間当たりの消費エネルギー量が多い早仕上げ運転モードを有する請求項１〜３のいずれか１項に記載のエネルギー管理システム。
- 運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々について、前記夫々について設定した運転モードを含む運転条件を、当該エネルギー消費機器の使用者が認識可能に出力する出力手段を備える請求項１〜４のいずれか１項に記載のエネルギー管理システム。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2019138594A (ja) * | 2018-02-14 | 2019-08-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | コージェネレーションシステム及びその運転方法 |
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-
2014
- 2014-03-13 JP JP2014050122A patent/JP6278763B2/ja active Active
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