JP2015183927A - Solar heat storage control device, solar heat storage system and control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽蓄熱制御装置に関する。 The present invention relates to a solar heat storage control device.
太陽蓄熱システムでは、太陽光から得られた熱量(熱エネルギー)が蓄熱器に蓄えられる。蓄熱器に蓄えられた熱量は、暖房装置または給湯器等の機器に供給される。 In the solar heat storage system, the amount of heat (heat energy) obtained from sunlight is stored in a heat accumulator. The amount of heat stored in the heat accumulator is supplied to a device such as a heating device or a water heater.
近年、太陽蓄熱システムのランニングコストを抑制するための様々な技術が開発されている。特許文献1には、太陽光集熱器内の集熱媒体温度が所定の温度よりも低い場合に、補助熱源(例えば、ヒートポンプ)を稼働させる自然熱利用給湯床温度調整装置が開示されている。
In recent years, various techniques have been developed to reduce the running cost of solar heat storage systems.
しかしながら、特許文献1では、補助熱源を稼働させるためのエネルギー料金(例えば電気料金)の時間的な変動については考慮されていない。このため、エネルギー料金が高い時間帯に補助熱源を稼働させることにより、太陽蓄熱システムのランニングコストが上昇してしまうという問題がある。
However,
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、エネルギー料金が時間的に変動する場合であっても、ランニングコストを抑制することが可能な太陽蓄熱制御装置を提供することである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a solar heat storage control device capable of suppressing running cost even when the energy fee fluctuates with time. Is to provide.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る太陽蓄熱制御装置は、太陽光集熱器、当該太陽光集熱器が集めた熱エネルギーを蓄熱材に蓄える蓄熱器、および上記蓄熱材に熱エネルギーを追加する補助熱源を含む太陽蓄熱システムを制御する太陽蓄熱制御装置であって、所定時刻までに上記太陽光集熱器において集熱される熱量の予測値である予測太陽光集熱量を算出する予測集熱量算出手段と、上記所定時刻までに上記蓄熱器に供給すべき熱量の予測値である予測需要熱量を算出する予測需要熱量算出手段と、上記補助熱源を動作させるために必要となるエネルギーの単位量当たりの料金を監視するエネルギー料金監視手段と、上記予測需要熱量が上記予測太陽光集熱量を超える場合、上記料金が所定の金額以下の時に、上記補助熱源を動作させる補助熱源制御手段と、を備えている。 In order to solve the above problems, a solar heat storage control device according to an aspect of the present invention includes a solar heat collector, a heat storage device that stores thermal energy collected by the solar heat collector in a heat storage material, and the heat storage device. A solar heat storage control device that controls a solar heat storage system including an auxiliary heat source that adds heat energy to a material, and is a predicted solar heat collection amount that is a predicted value of the amount of heat collected in the solar heat collector by a predetermined time Necessary for operating the auxiliary heat source, the predicted heat amount calculating means for calculating the predicted demand heat amount for calculating the predicted demand heat amount which is the predicted value of the heat amount to be supplied to the heat accumulator by the predetermined time, and the auxiliary heat source Energy charge monitoring means for monitoring a charge per unit amount of energy, and when the predicted demand heat amount exceeds the predicted solar heat collection amount, and the charge is less than a predetermined amount, the auxiliary heat And a, and auxiliary heat source control means for operating.
本発明の一態様に係る太陽蓄熱制御装置によれば、エネルギー料金が時間的に変動する場合であっても、ランニングコストを抑制することができるという効果を奏する。 According to the solar heat storage control device of one aspect of the present invention, there is an effect that the running cost can be suppressed even when the energy fee fluctuates with time.
〔実施形態1〕
本発明の実施形態1について、図1〜図3に基づいて説明すれば、以下の通りである。
(太陽蓄熱システム100)
図1は、本実施形態の太陽蓄熱システム100の構成を示す機能ブロック図である。
(Solar heat storage system 100)
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the solar
太陽蓄熱システム100は、制御装置1(太陽蓄熱制御装置)、太陽光集熱器80、補助熱源81、蓄熱器82、ポンプ83、および記憶部90を備えている。
The solar
図2は、図1の太陽蓄熱システム100の概略的な構成を示す図である。以下、図2を参照し、太陽光集熱器80、補助熱源81、蓄熱器82、およびポンプ83について説明する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the solar
太陽光集熱器80は、例えば、ソーラーパネルと貯湯槽とが一体として設けられた集熱器である。太陽光集熱器80は、太陽光から得られた熱量を蓄える(集熱する)機能を有している。
The
太陽光集熱器80の内部には、熱媒として、例えば水が貯蔵されている。太陽光集熱器80の内部に貯蔵された水は、集熱された熱量によって暖められる。
For example, water is stored in the
なお、太陽光集熱器80の熱媒は、必ずしも水に限定されなくともよい。また、太陽光集熱器80は、例えば、平板型集熱器、真空管型集熱器、または集光型集熱器等の、太陽光からの集熱が可能な公知の集熱器であってよい。
Note that the heat medium of the
熱媒の移動を可能とするために、太陽光集熱器80、補助熱源81、および蓄熱器82は、非図示のパイプによって流体的に連結されている。
In order to enable movement of the heat medium, the
補助熱源81は、太陽光集熱器80から蓄熱器82へ流入した熱源を加熱する(すなわち、熱源に熱量を与える)機能を有する。なお、補助熱源81における熱源の加熱の動作は、制御装置1によって制御されている。当該制御の詳細な説明については後述する。
The
補助熱源81は、例えば、電気ヒータまたはヒートポンプ等の公知の電気的な熱源であってよい。他方、補助熱源81は、適当な燃料(ガスまたは灯油等)を燃焼させることによって熱量を発生させる、ガスヒータまたはボイラ等の公知の機械的な熱源であってもよい。
The
太陽蓄熱システム100では、太陽光集熱器80および補助熱源81の両方を用いて、蓄熱器82への蓄熱が行われている。このため、補助熱源81は、太陽光集熱器80のみによる集熱では不足する熱量を蓄熱器82へ供給するだけでよい。従って、太陽蓄熱システム100では、太陽光集熱器80を有しない蓄熱システムに比べて、蓄熱に必要な消費電力が低減されている。
In the solar
蓄熱器82は、補助熱源81を介して太陽光集熱器80から供給された熱媒を、内部に設けられた蓄熱材82aに貯蔵する。換言すれば、蓄熱器82は、太陽光集熱器80において集熱された太陽光からの熱量、および、補助熱源81において発生した熱量を供給され、当該熱量を蓄える。
The
蓄熱器82は、例えば、熱媒としての水を貯蔵する蓄熱槽であってよい。蓄熱器82としては、例えば顕熱型の蓄熱槽等の公知の蓄熱槽を用いることができる。蓄熱器82に蓄えられた熱量は、暖房装置または給湯器等の機器(不図示)に供給される。
The
特に、蓄熱器82に蓄えられた熱量が暖房装置に利用される場合には、蓄熱器82は、家屋の床下部に配置され、蓄熱床暖房装置として用いられてもよい。
In particular, when the amount of heat stored in the
この場合、蓄熱器82に蓄えられた熱量は、自然に家屋の室内に放出される。従って、蓄熱器82の内部に設けられた蓄熱材82aが熱量を放出しきるまでは、蓄熱器82は、屋内の適切な室温を維持する暖房装置として機能する。
In this case, the amount of heat stored in the
なお、本実施形態では、補助熱源81と蓄熱器82とが別体として設けられており、熱媒を介して、蓄熱材82aに間接的に熱エネルギーを与える構成が例示されている。
In the present embodiment, the
しかしながら、補助熱源81と蓄熱器82とが一体として設けられてもよい。この場合、例えば、蓄熱器82の内部に備えられた補助熱源81が、蓄熱材82aに直接的に熱エネルギーを与える構成としてもよい。
However, the
つまり、補助熱源81は、蓄熱材82aに熱エネルギーを追加する役割を果たすものであればよい。
That is, the
本実施形態の制御装置1は、太陽蓄熱システム100の単位動作時間(例えば24時間)に亘って、蓄熱器82に蓄えられる熱量が不足することのないように、補助熱源による蓄熱器82への熱量の供給を制御している。
The
ここで、太陽蓄熱システム100の単位動作時間とは、後述のエネルギー料金の時間的な変動の周期を意味する。以降、単位動作時間を24時間として説明を行う。しかしながら、単位動作時間は必ずしも24時間に限定されず、エネルギー料金の体系に応じて、適宜定められる値であってよい。
Here, the unit operation time of the solar
ポンプ83は、蓄熱器82に貯蔵された熱媒の一部を、太陽光集熱器80に移動させる。太陽蓄熱システム100において、ポンプ83が設けられることによって、熱媒を、太陽光集熱器80と蓄熱器82との間において循環させることができる。
The
(制御装置1)
以下、図1を参照し、制御装置1の詳細な構成および動作について説明する。
(Control device 1)
Hereinafter, a detailed configuration and operation of the
制御装置1は、太陽蓄熱システム100の動作を統括的に制御する。具体的には、制御装置1は、(i)太陽光集熱器80、(ii)太陽光集熱器80が集めた熱エネルギーを蓄熱材82aに蓄える蓄熱器82、および、(iii)蓄熱器82の蓄熱材82aに熱エネルギーを追加する補助熱源81、を含む太陽蓄熱システム100を制御する。
The
特に、制御装置1は、補助熱源81の動作を制御する役割を果たす。制御装置1の機能は、記憶部90に記憶されたプログラムを、CPU(Central Processing Unit)が実行することによって実現されてよい。
In particular, the
なお、記憶部90は、制御装置1が実行する各種のプログラム、および、プログラムによって使用されるデータを格納する記憶装置である。記憶部90には、気象情報91およびエネルギー料金情報92が格納されている。
The
本実施形態において、制御装置1は、補助熱源制御部10(補助熱源制御手段)、集熱量予測部13(予測集熱量算出手段)、需要熱量予測部14(予測需要熱量算出手段)、およびエネルギー料金監視部15(エネルギー料金監視手段)として機能する。
In the present embodiment, the
また、補助熱源制御部10は、供給可否判定部11および駆動可否判定部12として機能する。本実施形態では、供給可否判定部11および駆動可否判定部12が別体として設けられている場合が例示されている。
The auxiliary heat
しかしながら、補助熱源制御部10において、供給可否判定部11および駆動可否判定部12は、一体として設けられてもよい。このことは、後述する各実施形態の補助熱源制御部においても同様である。
However, in the auxiliary heat
(集熱量予測部13)
集熱量予測部13は、太陽光集熱器80が集熱する熱量の予測値として、予測太陽光集熱量を算出する。また、集熱量予測部13は、太陽光集熱器80が実際に集熱した熱量の値を、記憶部90に記憶させる機能をも有する。
(Heat collection amount prediction unit 13)
The heat collection
ここで、予測太陽光集熱量とは、現時点から所定時刻までに、太陽光集熱器80において集熱される集熱量の予測値を意味する。
Here, the predicted amount of solar heat collected means a predicted value of the amount of heat collected by the
実施形態1では、集熱量予測部13における予測太陽光集熱量の演算は、太陽蓄熱システム100の動作開始直後(例えば午前0時)に行われる。また、所定時刻としては、単位動作時間の終了時点(例えば午後24時)が設定されてよい。
In the first embodiment, the calculation of the predicted solar heat collection amount in the heat collection
従って、実施形態1における予測太陽光集熱量は、太陽蓄熱システム100の動作開始直後での、太陽蓄熱システム100の単位動作時間(具体的には、午前0時から午後24時まで)に亘る、集熱量の予測値を意味する。
Therefore, the predicted solar heat collection amount in the first embodiment covers the unit operation time (specifically, from midnight to 24:00 pm) of the solar
予測太陽光集熱量は、太陽蓄熱システム100における、太陽光集熱器80が集熱する熱量の経時的な変化の予測値である。需要家による確認を容易化するために、予測太陽光集熱量は、不図示の表示装置に例えばグラフとして表示されてもよい。
The predicted solar heat collection amount is a predicted value of change over time of the amount of heat collected by the
集熱量予測部13における予測太陽光集熱量の演算は、例えば天気予報に基づいて行われる。
The calculation of the predicted solar heat collection amount in the heat collection
集熱量予測部13において、例えば、天気予報の天気が、(i)「晴れ」であれば、「日照率100%」として、また、(ii)「晴れ時々曇り」であれば、「日照率50%」として、天気予報の天気に対応した日照率の予測値が定められる。そして、集熱量予測部13は、日照率の予測値から、予測太陽光集熱量を演算する。
In the heat collection
なお、集熱量予測部13が日照率の予測値を定めるために利用する天気予報のデータは、記憶部90に格納されている気象情報91に含まれている。従って、集熱量予測部13は、気象情報91を参照し、予測太陽光集熱量を演算する。
The weather forecast data used by the heat collection
集熱量予測部13は、演算した予測太陽光集熱量の値を、供給可否判定部11へ与える。また、集熱量予測部13は、太陽光集熱器80が実際に集熱した熱量の値をも、供給可否判定部11へ与える。
The heat collection
なお、予測の的中確率、および、太陽蓄熱システム100に設けられた各装置に対する影響度(または安全率)を考慮し、予測太陽光集熱量の値に幅を持たせてもよい。
Note that the predicted solar heat collection value may be given a range in consideration of the prediction probability and the degree of influence (or safety factor) on each device provided in the solar
なお、気象情報91は、データセンター、クラウドセンター、制御計画基地、気象庁、または適当なWebサイト等から取得され、記憶部90に格納されている。気象情報91、および後述のエネルギー料金情報92は、制御装置1によって取得されてよい。
The
さらに、集熱量予測部13における予測太陽光集熱量の演算の精度を向上させるために、天気予報のデータに加えて、過去の日付における天気、気温、および太陽光集熱量等のデータベースをも、気象情報91として用いてもよい。
Further, in order to improve the accuracy of calculation of the predicted solar heat collection amount in the heat collection
これにより、集熱量予測部13において、現在の日の天気予報と、データベース内に記録された過去のデータとを対比させることにより、予測太陽光集熱量をより高精度に演算することができる。
Thereby, in the heat collection
なお、集熱量予測部13における予測太陽光集熱量の演算の精度を向上させるために、地域ごとの詳細なスポット天気予報の情報をも、気象情報91として用いてもよい。
In addition, in order to improve the accuracy of calculation of the predicted solar heat collection amount in the heat collection
また、集熱量予測部13における予測太陽光集熱量の演算の精度をさらに向上させるためには、制御装置1をスーパーコンピュータ等の高性能コンピュータシステムによって実現することが考えられる。
Further, in order to further improve the accuracy of calculation of the predicted solar heat collection amount in the heat collection
この場合、高性能コンピュータシステムの大規模な計算リソースを利用することにより、集熱量予測部13が気象情報91に基づいて、雲の時間推移を予測する計算を行うことができる。従って、雲の時間推移をも考慮に入れて、予測太陽光集熱量の演算をより高精度に行うことができる。
In this case, by using a large-scale calculation resource of the high-performance computer system, the heat collection
なお、集熱量予測部13における予測太陽光集熱量の演算は、単位動作時間内に1回のみ行われてもよいし、単位動作時間内に複数回(例えば、指定されたそれぞれの時間帯に1回ずつ)行われてもよい。
Note that the calculation of the predicted solar heat collection amount in the heat collection
本実施形態では、集熱量予測部13における予測太陽光集熱量の演算は、単位動作時間に1回のみ行われている。また、後述の実施形態2では、集熱量予測部13における予測太陽光集熱量の演算は、単位動作時間内に反復して複数回行われている。
In the present embodiment, the calculation of the predicted solar heat collection amount in the heat collection
(需要熱量予測部14)
需要熱量予測部14は、蓄熱器82に供給すべき熱量の予測値として、予測需要熱量を算出する。需要熱量予測部14は、演算した予測需要熱量の値を、供給可否判定部11へ与える。
(Demand heat quantity prediction unit 14)
The demand heat
ここで、予測需要熱量とは、現時点から所定時刻までに、熱器82に供給すべき熱量の予測値を意味する。
Here, the predicted heat demand amount means a predicted value of the heat amount to be supplied to the
実施形態1では、需要熱量予測部14における予測需要熱量の演算は、太陽蓄熱システム100の動作開始直後に行われる。所定時刻としては、単位動作時間の終了時点(例えば午後24時)が設定されてよい。
In the first embodiment, the calculation of the predicted demand heat quantity in the demand heat
従って、実施形態1における予測需要熱量は、太陽蓄熱システム100の動作開始直後での、太陽蓄熱システム100の単位動作時間(具体的には、午前0時から午後24時まで)に亘る、蓄熱器82に供給すべき熱量の予測値を意味する。
Accordingly, the predicted demand heat quantity in the first embodiment is a regenerator over the unit operation time (specifically, from midnight to 24:00 pm) of the solar
具体的には、予測需要熱量は、太陽蓄熱システム100における、蓄熱器82に供給すべき熱量の経時的な変化の予測値である。需要家による確認を容易化するために、予測需要熱量は、不図示の表示装置に例えばグラフとして表示されてもよい。
Specifically, the predicted heat demand is a predicted value of a change over time in the amount of heat to be supplied to the
需要熱量予測部14における予測需要熱量の演算は、集熱量予測部13と同様に、気象情報91を参照することによって行われる。需要熱量予測部14における予測需要熱量の演算は、例えば天気予報に基づいて行われる。
The calculation of the predicted demand heat amount in the demand heat
具体的には、需要熱量予測部14における予測需要熱量の演算は、(i)過去の日付、天気、および気温等の実際の値、(ii)過去の日付、天気、および気温等の予測値、(iii)需要家によって使用された蓄熱量の実績データ、(iv)蓄熱器82の制御が行われる期間における太陽蓄熱システムの稼働計画等を用いて、重回帰・主成分解析または記憶ベース推論等の手法に基づいて行われる。
Specifically, the calculation of the predicted demand heat quantity in the demand heat
また、予測の的中確率、および、太陽蓄熱システム100に設けられた各装置に対する影響度(または安全率)を考慮し、予測需要熱量の値に幅を持たせてもよい。
Also, the predicted demand heat quantity may be given a range in consideration of the prediction probability and the degree of influence (or safety factor) on each device provided in the solar
需要熱量予測部14における予測需要熱量の演算は、単位動作時間内に1回のみ行われてもよいし、単位動作時間内に複数回行われてもよい。
The calculation of the predicted demand heat quantity in the demand heat
(エネルギー料金監視部15)
エネルギー料金監視部15は、エネルギー料金の時間的な変動を監視する機能を有する。ここで、エネルギー料金とは、補助熱源81において熱量を発生させるために必要なエネルギーの単位量当たりの料金を意味する。
(Energy fee monitoring unit 15)
The energy
例えば、補助熱源81が電気ヒータ等の電気的な熱源である場合には、エネルギー料金は、電気料金を意味する。本実施形態では、エネルギー料金が電気料金である場合を前提として説明を行う。
For example, when the
他方、補助熱源81がガスヒータ等の機械的な熱源である場合には、エネルギー料金は、燃料の料金(例えばガス料金)を意味してもよい。
On the other hand, when the
各時刻におけるエネルギー料金は、記憶部90に格納されているエネルギー料金情報92に含まれている。従って、エネルギー料金監視部15は、エネルギー料金情報92を参照し、エネルギー料金の時間的な変動を監視する。
The energy fee at each time is included in the
エネルギー料金情報92は、太陽蓄熱システム100が設置された建物の電気料金を決定する機関(例えば、電力会社または電力小売業者)から直接的に取得されてもよい。
The
エネルギー料金監視部15は、エネルギー料金情報92を参照し、エネルギー料金が所定の金額Cと同額以下である時間帯(動作許可時間帯)を検出する。本実施形態では、エネルギー料金監視部15は、エネルギー料金情報92を参照し、現時点のエネルギー料金が所定の金額Cと同額以下か否かを判定する。
The energy
そして、エネルギー料金監視部15は、現時点のエネルギー料金が所定の金額Cと同額以下か否かを判定した結果を示すエネルギー料金判定結果情報を、駆動可否判定部12に与える。
Then, the energy
なお、本実施形態では、太陽蓄熱システム100の単位動作時間(24時間)において、エネルギー料金が異なる時間帯が複数(少なくとも2つ以上)存在することを前提としている。
In the present embodiment, it is assumed that there are a plurality (at least two or more) of time zones with different energy charges in the unit operation time (24 hours) of the solar
例えば、エネルギー料金が異なる時間帯が2つ存在する場合を考える。一般的な電気料金の料金体系を想定した場合には、夜間のエネルギー料金は、昼間のエネルギー料金よりも安価である。他方、夜間のエネルギー料金が、昼間のエネルギー料金よりも安価であるケースが想定されてもよい。 For example, consider a case where there are two time zones with different energy charges. Assuming a general electricity rate structure, the nighttime energy charge is cheaper than the daytime energy charge. On the other hand, it may be assumed that the nighttime energy charge is cheaper than the daytime energy charge.
また、エネルギー料金が異なる時間帯が3つ(例えば、深夜、日中、および夜間)が存在する場合には、エネルギー料金が高価となる順序として、(日中の料金)>(夜間の料金)>(深夜の料金)の場合、または、(夜間の料金)>(日中の料金)>(深夜の料金)の場合等、合計6通りのケースが想定され得る。なお、深夜、日中、および夜間等の時間帯は、具体的な時間範囲として表されていてもよい。 In addition, when there are three time zones with different energy charges (for example, midnight, daytime, and nighttime), the order of increasing energy charges is (daytime charge)> (nighttime charge). In the case of> (midnight charge) or (night charge)> (day charge)> (midnight charge), a total of six cases can be assumed. Note that time zones such as midnight, daytime, and nighttime may be expressed as specific time ranges.
また、エネルギー料金が異なる時間帯が4つ以上存在する場合には、全ての時間帯においてエネルギー料金が異なっていてもよいし、連続しない時間帯においてエネルギー料金が同一であってもよい。 When there are four or more time zones with different energy rates, the energy rates may be different in all time zones, or the energy rates may be the same in non-continuous time zones.
(供給可否判定部11)
供給可否判定部11には、(i)集熱量予測部13において演算された予測太陽光集熱量と、(ii)需要熱量予測部14において演算された予測需要熱量とが与えられる。
(Supply availability determination unit 11)
The supply possibility determination unit 11 is provided with (i) the predicted solar heat collection amount calculated by the heat collection
供給可否判定部11は、予測太陽光集熱量と予測需要熱量とを用いて、蓄熱器82に供給すべき熱量が、太陽光集熱器80のみによって供給可能であるか否かを判定する。
The supply possibility determination unit 11 determines whether or not the amount of heat to be supplied to the
例えば、供給可否判定部11は、予測太陽光集熱量の値が予測需要熱量の値以上である場合に、蓄熱器82に供給すべき熱量が、太陽光集熱器80のみによって供給可能であると判断してよい。
For example, the supply possibility determination unit 11 can supply the heat amount to be supplied to the
供給可否判定部11は、蓄熱器82に供給すべき熱量が、太陽光集熱器80のみによって供給可能であるか否かを判定した結果を示す供給可否結果情報を生成し、当該供給可否結果情報を、駆動可否判定部12に与える。
The supply enable / disable determining unit 11 generates supply enable / disable result information indicating a result of determining whether the amount of heat to be supplied to the
また、供給可否判定部11には、集熱量予測部13から、太陽光集熱器80が実際に集熱した熱量の値もが与えられる。供給可否判定部11は、太陽光集熱器80が実際に集熱した熱量の値を用いて、太陽光集熱器80が集熱を行うことが可能であるか否かを判定する。
The supply possibility determination unit 11 is also given a value of the amount of heat actually collected by the
例えば、太陽光集熱器80が実際に集熱した熱量の値の単位時間当たりの値が、所定の値よりも大きい場合に、供給可否判定部11は、太陽光集熱器80が集熱を行うことが可能であると判定する。
For example, when the value per unit time of the amount of heat actually collected by the
また、供給可否判定部11は、太陽光集熱器80が実際に集熱した熱量の値を用いて、太陽蓄熱システム100における蓄熱が完了したか否かを判定する。
Moreover, the supply possibility determination part 11 determines whether the thermal storage in the solar
例えば、太陽光集熱器80が実際に集熱した熱量の値が、予測需要熱量の値よりも大きい場合に、太陽蓄熱システム100における蓄熱が完了したか否かを判定する。
For example, when the value of the heat amount actually collected by the
(駆動可否判定部12)
駆動可否判定部12は、補助熱源81の動作を制御する。より具体的には、駆動可否判定部12は、補助熱源81を動作させるか否かを判定する。さらに、駆動可否判定部12は、補助熱源81を動作させる場合には、補助熱源81をどの時間帯に動作させるかを決定する。
(Drivability determination unit 12)
The drive
駆動可否判定部12には、(i)供給可否判定部11からの供給可否結果情報と、(ii)エネルギー料金監視部15からのエネルギー料金判定結果情報とが与えられる。
The drive
駆動可否判定部12は、供給可否結果情報を参照し、供給可否判定部11において、蓄熱器82に供給すべき熱量が太陽光集熱器80のみによって供給可能であると判定された場合には、補助熱源81を動作させないように制御する制御信号を生成する。
The drive
従って、補助熱源81は、当該制御信号を駆動可否判定部12から与えられることによって、蓄熱器82に供給すべき熱量が太陽光集熱器80のみによって供給可能である場合には、動作しないように制御される。
Therefore, the
他方、駆動可否判定部12は、供給可否結果情報を参照し、供給可否判定部11において、蓄熱器82に供給すべき熱量が太陽光集熱器80のみによって供給可能でないと判定された場合には、補助熱源81を動作させるように制御する制御信号を生成する。
On the other hand, the drive
この場合、駆動可否判定部12は、エネルギー料金判定結果情報をさらに参照する。そして、駆動可否判定部12は、エネルギー料金判定結果情報において、現時点のエネルギー料金が所定の金額Cと同額以下であると示されている場合には、補助熱源81を動作させるように制御する制御信号を生成する。
In this case, the drive
他方、駆動可否判定部12は、エネルギー料金判定結果情報において、現時点のエネルギー料金が所定の金額Cと同額以下でないと示されている場合には、補助熱源81を動作させないように制御する制御信号を生成する。
On the other hand, when the energy rate determination result information indicates that the current energy rate is not equal to or less than the predetermined amount C, the drive
従って、補助熱源81は、当該制御信号を駆動可否判定部12から与えられることによって、蓄熱器82に供給すべき熱量が太陽光集熱器80のみによって供給可能でない場合には、エネルギー料金が所定の金額よりも安い時間帯にのみ動作するように制御される。
Accordingly, when the
なお、所定の金額Cは、太陽蓄熱システム100のユーザによって、任意に設定可能な値であってよい。一例として、夜間のエネルギー料金が「8円/kWh」であり、昼間のエネルギー料金が「10円/kWh」である場合には、所定の金額Cは、「9円/kWh」として設定されてよい。
The predetermined amount C may be a value that can be arbitrarily set by the user of the solar
(太陽蓄熱システム100における蓄熱の処理の流れ)
図3は、太陽蓄熱システム100における、蓄熱の処理の流れを例示するフローチャートである。以下、図3を参照し、処理S1〜S8について説明を行う。
(Flow of heat storage process in solar heat storage system 100)
FIG. 3 is a flowchart illustrating the heat storage processing flow in the solar
なお、処理S1〜S8は、太陽蓄熱システム100の単位動作時間(24時間)に亘る処理を例示したものである。また、処理S1に先立ち、ユーザによって制御装置1が起動される。
In addition, process S1-S8 illustrates the process over the unit operation time (24 hours) of the solar
集熱量予測部13は、予測太陽光集熱量を演算し(処理S1)、当該予測太陽光集熱量の値を、供給可否判定部11へ与える。需要熱量予測部14は、予測需要熱量を演算し(処理S2)、当該予測需要熱量の値を、供給可否判定部11へ与える。
The heat collection
続いて、供給可否判定部11は、予測太陽光集熱量と予測需要熱量とを用いて、蓄熱器82に供給すべき熱量が、太陽光集熱器80のみによって供給可能であるか否かを判定する(処理S3)。供給可否判定部11は、当該判定結果を示す供給可否結果情報を、駆動可否判定部12に与える。
Subsequently, the supply possibility determination unit 11 uses the predicted solar heat collection amount and the predicted demand heat amount to determine whether the heat amount to be supplied to the
供給可否判定部11において、蓄熱器82に供給すべき熱量が太陽光集熱器80のみによって供給可能であると判定された場合には(処理S3においてYES)、駆動可否判定部12は、補助熱源81を動作させない。そして、後述の処理S6に進む。
When it is determined in the supply possibility determination unit 11 that the amount of heat to be supplied to the
他方、供給可否判定部11において、蓄熱器82に供給すべき熱量が太陽光集熱器80のみによって供給可能でないと判定された場合には(処理S3においてNO)、駆動可否判定部12は、エネルギー料金監視部15から与えられたエネルギー料金判定結果情報をさらに参照する。そして、駆動可否判定部12は、エネルギー料金判定結果情報を参照し、現時点のエネルギー料金が所定の金額Cと同額以下か否かを確認する(処理S4)。
On the other hand, when the supply possibility determination unit 11 determines that the amount of heat to be supplied to the
駆動可否判定部12は、現時点のエネルギー料金が所定の金額Cと同額以下である場合には(処理S4においてYES)、補助熱源81を動作させる(処理S5)。
When the current energy charge is equal to or less than the predetermined amount C (YES in process S4), the drive
他方、駆動可否判定部12は、現時点のエネルギー料金が所定の金額Cと同額以下でない場合には(処理S4においてNO)、補助熱源81を動作させない。そして、後述の処理S6に進む。
On the other hand, if the current energy charge is not equal to or less than the predetermined amount C (NO in process S4), the drive
続いて、供給可否判定部11は、集熱量予測部13から与えられた、太陽光集熱器80が実際に集熱した熱量の値を用いて、太陽光集熱器80が集熱を行うことが可能であるか否かを判定する(処理S6)。
Subsequently, in the supply possibility determination unit 11, the
供給可否判定部11が、太陽光集熱器80が集熱を行うことが可能であると判定した場合には(処理S6においてYES)、太陽光による集熱が行われる(処理S7)。他方、太陽光集熱器80が集熱を行うことが可能でないと判定した場合には(処理S6においてNO)、太陽光による集熱は行われない。そして、後述の処理S8に進む。
If supply possibility determination unit 11 determines that
供給可否判定部11は、太陽光集熱器80が実際に集熱した熱量の値を用いて、太陽蓄熱システム100における蓄熱が完了したか否かを判定する(処理S8)。
The supply possibility determination unit 11 determines whether or not the heat storage in the solar
供給可否判定部11が太陽蓄熱システム100における蓄熱が完了したと判定した場合には(処理S8においてYES)、太陽蓄熱システム100における蓄熱の処理は終了する。
When supply possibility determination unit 11 determines that heat storage in solar
他方、供給可否判定部11が太陽蓄熱システム100における蓄熱が完了していないと判定した場合には(処理S8においてNO)、上述の処理S3に戻る。以上のように、処理S1〜S8により、太陽蓄熱システム100における蓄熱の処理が行われる。
On the other hand, when supply possibility determination part 11 determines with heat storage in solar
なお、太陽蓄熱システム100における蓄熱の処理が完了した場合には、制御装置1の起動が終了されてもよい。この場合、制御装置1は、規定の時刻に再起動され、上述の処理S1〜S8を再度実行する。
In addition, when the process of the heat storage in the solar
制御装置1が再起動される規定の時刻は、例えば24時00分(1日の終了時)と設定されてもよい。しかしながら、当該規定の時刻は、必ずしも24時00分に限定される必要はない。
The specified time at which the
例えば、規定の時刻は、23時00分(深夜料金の開始時)と設定されてもよい。当該規定の時刻は、太陽蓄熱システム100のユーザによって適宜設定される値であってよい。
For example, the specified time may be set to 23:00 (at the start of the late night charge). The specified time may be a value that is appropriately set by the user of the solar
(太陽蓄熱システム100の効果)
本実施形態の太陽蓄熱システム100によれば、太陽光集熱器80による集熱のみでは熱需要量を供給することができないと予想される場合において、エネルギー料金が安価な時間帯にのみ、補助熱源81を動作させることができる。
(Effect of solar heat storage system 100)
According to the solar
従って、例えば、天気が曇りであり、補助熱源81を動作させることが必要となる場合であっても、エネルギー料金の時間的な変動に応じて、太陽蓄熱システム100のランニングコストを抑制することできるという効果を奏する。
Therefore, for example, even when the weather is cloudy and it is necessary to operate the
また、太陽蓄熱システム100では、補助熱源81の動作中または動作後に、太陽光集熱器80による集熱を行う場合であっても、太陽光集熱器80による集熱が可能な熱量については、太陽光集熱器80による集熱を優先させることができる。
Further, in the solar
また、エネルギー料金は、必ずしも全国的に共通なものではなく、太陽蓄熱システム100が設けられている地域、または、太陽蓄熱システム100にエネルギーを供給する設備のエネルギー供給状況等の、様々な条件に応じて変動することが考えられる。
In addition, the energy charge is not necessarily common nationwide, and is subject to various conditions such as the area where the solar
例えば、現在の日本の電気料金の体系では、日中に比べて、深夜の電気料金がより安価に設定されていることが一般的と言える。しかしながら、近年、ベース電源としての原子力発電所が運転できない等の理由により、電気料金の体系が変更される可能性が考えられる。 For example, it can be said that in the current Japanese electricity bill system, the late-night electricity bill is generally cheaper than during the day. However, in recent years, there is a possibility that the system of electricity charges may be changed due to reasons such as the inability to operate a nuclear power plant as a base power source.
このような場合、深夜の電気料金の値上げ率が、日中の電気料金の値上げ率よりも大きくなることが想定される。さらに、一部の地域では、昼間の時間帯の料金をコミュニティ内での電力使用の状況に応じて変動させる実証実験が行われている。このため、今後は、深夜の電力量基金が最も安価であるとは限らない場合も想定される。 In such a case, it is assumed that the rate of increase in electricity charges at midnight is greater than the rate of increase in electricity charges during the day. Furthermore, in some areas, demonstration experiments have been conducted in which the charge during the daytime hours varies according to the state of power usage within the community. For this reason, it may be assumed in the future that the late-night electricity fund may not be the cheapest.
太陽蓄熱システム100によれば、このような場合においても、エネルギー料金の時間的な変動に応じて、システムのランニングコストを抑制することができるという利点が得られる。
According to the solar
また、エネルギー料金が電気料金以外の料金(例えばガス料金)であっても、エネルギー料金が時間帯に応じて変動するものであれば、太陽蓄熱システム100によるシステムのランニングコストの抑制が同様に可能である。
Moreover, even if the energy rate is a rate other than an electricity rate (for example, a gas rate), if the energy rate varies depending on the time zone, the solar
従って、電気料金以外のエネルギー料金体系が、将来的な料金体系の変更によって、電気料金と同様の料金体系とされた場合においても、太陽蓄熱システム100は有益である。
Therefore, the solar
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、図4および図5に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
(太陽蓄熱システム200)
図4は、本実施形態の太陽蓄熱システム200の構成を示す機能ブロック図である。
(Solar heat storage system 200)
FIG. 4 is a functional block diagram showing the configuration of the solar
太陽蓄熱システム200は、制御装置2(太陽蓄熱制御装置)、太陽光集熱器80、補助熱源81、蓄熱器82、ポンプ83、および記憶部90を備えている。
The solar
本実施形態において、制御装置2は、補助熱源制御部20(補助熱源制御手段)、集熱量予測部13、需要熱量予測部14、エネルギー料金監視部15、および不足熱量演算部23(差分算出手段)として機能する。また、補助熱源制御部20は、供給可否判定部21および駆動可否判定部22として機能する。
In the present embodiment, the
本実施形態の制御装置2は、実施形態1の制御装置1において、(i)不足熱量演算部23を付加し、かつ、(ii)供給可否判定部11および駆動可否判定部12を、供給可否判定部21および駆動可否判定部22にそれぞれ置き換えることによって、実現される構成である。
The
(不足熱量演算部23)
不足熱量演算部23には、(i)集熱量予測部13において演算された予測太陽光集熱量と、(ii)需要熱量予測部14において演算された予測需要熱量とが与えられる。
(Insufficient heat quantity calculation unit 23)
The insufficient heat
不足熱量演算部23は、不足熱量を演算する。ここで、不足熱量とは、予測需要熱量と予測太陽光集熱量との差の値である。不足熱量演算部23は、演算した不足熱量の値を、供給可否判定部21に与える。
The insufficient heat
なお、後述する図5において示されているように、太陽蓄熱システム200では、集熱量予測部13における予測太陽光集熱量の演算は、システムの単位動作時間において、定期的に(反復的に)行われる。
Note that, as shown in FIG. 5 described later, in the solar
例えば、太陽蓄熱システム200の動作開始直後(図5の処理S11)に、集熱量予測部13における予測太陽光集熱量の演算が1度行われる。この場合の予測太陽光集熱量は、太陽蓄熱システム200の単位動作時間全体に亘る集熱量の予測値を意味する。
For example, immediately after the operation of the solar
そして、太陽蓄熱システム200において蓄熱が完了する前(図5の処理S18)に、集熱量予測部13における予測太陽光集熱量の演算が再び行われる。この場合の予測太陽光集熱量は、その時点(例えば18時)から太陽蓄熱システム200の動作が終了するまでの時間に亘る集熱量の予測値を意味する。
And before heat storage is completed in the solar heat storage system 200 (process S18 of FIG. 5), the calculation of the predicted solar heat collection amount in the heat collection
このため、太陽蓄熱システム200では、集熱量予測部13における予測太陽光集熱量の演算の回数に応じて、不足熱量演算部23における不足熱量の演算もまた、システムの単位動作時間において定期的に行われる。
For this reason, in the solar
(供給可否判定部21)
本実施形態の供給可否判定部21は、実施形態1の供給可否判定部11と同様の機能を有する。本実施形態の供給可否判定部21は、不足熱量演算部23から与えられた不足熱量の値を用いて、実施形態1の供給可否判定部11と同様に、蓄熱器82に供給すべき熱量が、太陽光集熱器80のみによって供給可能であるか否かを判定する。
(Supply availability determination unit 21)
The supply
上述のように、不足熱量演算部23における不足熱量の演算は、システムの単位動作時間において定期的に行われる。このため、供給可否判定部21における判定もまた、システムの単位動作時間において定期的に行われる。
As described above, the calculation of the insufficient heat amount in the insufficient heat
本実施形態の供給可否判定部21は、今回与えられた不足熱量の値が、前回与えられた不足熱量の値よりも大きいか否かを判定する機能をも有する。
The supply
そして、今回与えられた不足熱量の値が前回与えられた不足熱量の値よりも大きい場合には、供給可否判定部21は、補助熱源81によって供給すべき熱量の増加分を示す、不足熱量増加値を演算する。ここで、不足熱量増加値とは、(i)今回与えられた不足熱量の値と、(ii)前回与えられた不足熱量の値との差の値である。供給可否判定部21は、演算した不足熱量増加値を、駆動可否判定部22に与える。
And when the value of the insufficient heat amount given this time is larger than the value of the insufficient heat amount given last time, the supply
(駆動可否判定部22)
本実施形態の駆動可否判定部22は、実施形態1の駆動可否判定部12と同様の機能を有する。
(Drivability determination unit 22)
The drive
本実施形態の駆動可否判定部22は、供給可否判定部21から与えられた不足熱量増加値を用いて、補助熱源81の動作を制御する機能をも有する。
The drive
駆動可否判定部22は、不足熱量増加値を参照し、不足熱量増加値が正の値である(すなわち、補助熱源81によって供給すべき熱量が増加している)場合には、補助熱源81を動作させるように制御する制御信号を生成する。
The drive
この場合、駆動可否判定部22は、エネルギー料金判定結果情報をさらに参照する。そして、駆動可否判定部22は、エネルギー料金判定結果情報において、現時点のエネルギー料金が所定の金額Cと同額以下であると示されている場合には、補助熱源81を動作させるように制御する制御信号を生成する。
In this case, the drive
なお、補助熱源81がまだ稼働されていない場合、すなわち、エネルギー料金が所定の金額Cと同額以下である時間帯が現時点以降にある場合には、(i)当初予定していた補助熱源81による蓄熱量と、(ii)太陽光集熱器80による集熱量の不足による蓄熱量の増加分(すなわち、今回演算された予測太陽光集熱量と、前回演算された予測太陽光集熱量との差の値)とを、にエネルギー料金が所定の金額Cと同額以下である時間帯に蓄熱するように、補助熱源81を動作させるよう制御してもよい。
When the
また、エネルギー料金が所定の金額Cと同額以下である時間帯が、熱需要が発生する時間よりも後に存在する場合、または、エネルギー料金が単位動作時間に亘って変化しない場合は、現時点でのエネルギー料金が継続する時間帯に、熱需要が発生する時間までに必要な蓄熱量が確保できるよう、補助熱源81を動作させるよう制御してもよい。
In addition, when the time period in which the energy fee is equal to or less than the predetermined amount C exists after the time when the heat demand occurs, or when the energy fee does not change over the unit operation time, You may control to operate the auxiliary |
(太陽蓄熱システム200における蓄熱の処理の流れ)
図5は、太陽蓄熱システム200における、蓄熱の処理の流れを例示するフローチャートである。
(Flow of heat storage process in solar heat storage system 200)
FIG. 5 is a flowchart illustrating the heat storage processing flow in the solar
なお、図5には処理S11〜S20が示されているが、処理S11〜S17は、図3の処理S1〜S7と同様の処理である。また、図5の処理S20は、図3の処理S8と同様の処理である。従って、これらの処理の説明は省略する。 Note that although steps S11 to S20 are shown in FIG. 5, steps S11 to S17 are the same as steps S1 to S7 in FIG. Further, the process S20 in FIG. 5 is the same process as the process S8 in FIG. Therefore, description of these processes is omitted.
以下、図5を参照し、処理S18およびS19、およびその前後の処理についてのみ説明を行う。 Hereinafter, with reference to FIG. 5, only the processes S18 and S19 and the processes before and after that will be described.
処理S16または処理S17の後、集熱量予測部13は、予測太陽光集熱量を演算する(処理S18)。
After the process S16 or the process S17, the heat collection
そして、不足熱量演算部23は、(i)処理S18において演算された予測太陽光集熱量と、(ii)処理S2において演算された予測需要熱量とを用いて、不足熱量を演算する(処理S19)。続いて、処理S20において、処理S7と同様に、蓄熱が完了したか否かが判定される。
Then, the insufficient heat
処理S18は、処理S1と同様の処理である。つまり、本実施形態の太陽蓄熱システム200では、太陽蓄熱システムの起動直後のみならず、蓄熱が完了する直前においても、予測太陽光集熱量の演算が行われている。この点において、本実施形態の太陽蓄熱システム200は、実施形態1の太陽蓄熱システム100と異なる。
Process S18 is the same process as process S1. That is, in the solar
従って、処理S19では、更新された予測太陽光集熱量の値を用いて、不足熱量が更新される。従って、太陽蓄熱システム200では、更新された不足熱量の値を用いて、補助熱源81の動作を制御することができる。
Therefore, in process S19, the insufficient heat amount is updated using the updated predicted solar heat collection value. Therefore, in the solar
(太陽蓄熱システム200の効果)
本実施形態の太陽蓄熱システム200において、予測太陽光集熱量の値は、システムの単位動作時間に亘って定期的に更新される。
(Effect of solar heat storage system 200)
In the solar
このため、太陽蓄熱システム200の起動直後に演算された予測太陽光集熱量が、実際の予測太陽光集熱量とは大きく異なる場合であっても、蓄熱直前にも予測太陽光集熱量を再度演算することにより、予測太陽光集熱量の精度を向上させることができる。
For this reason, even if the predicted solar heat collection amount calculated immediately after the start of the solar
そして、本実施形態の太陽蓄熱システム200において、不足熱量の値もまた、予測太陽光集熱量の値と同様に、定期的に更新される。従って、最新の不足熱量の値を用いて、エネルギー料金が安価な時間帯にのみ補助熱源81を動作させることができる。
Then, in the solar
すなわち、最新の不足熱量の値が演算されるごとに、太陽蓄熱システム200のシステム制御を随時修正することが可能となる。このため、エネルギー料金の時間的な変動に応じて、太陽蓄熱システム200のランニングコストをより効果的に抑制することできるという効果を奏する。
That is, whenever the latest value of the insufficient heat quantity is calculated, the system control of the solar
〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について、図6〜図8に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
(太陽蓄熱システム300)
図6は、本実施形態の太陽蓄熱システム300の構成を示す機能ブロック図である。
(Solar heat storage system 300)
FIG. 6 is a functional block diagram showing the configuration of the solar
太陽蓄熱システム300は、制御装置3(太陽蓄熱制御装置)、太陽光集熱器80、補助熱源81、蓄熱器82、ポンプ83、流路切替弁84(バイパス)、温度計89a(第1温度計)、温度計89b(第2温度計)、および記憶部90を備えている。
The solar
本実施形態において、制御装置3は、補助熱源制御部20、集熱量予測部13、需要熱量予測部14、エネルギー料金監視部15、不足熱量演算部23、および流路切替弁制御部33(流路切替手段)として機能する。本実施形態の制御装置3は、実施形態2の制御装置2において、流路切替弁制御部33を付加することによって実現される構成である。
In the present embodiment, the
図7は、図6の太陽蓄熱システム300の概略的な構成を示す図である。以下、図7を参照し、流路切替弁84、温度計89a、および温度計89bについて説明する。
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the solar
実施形態1において述べたように、太陽光集熱器80、補助熱源81、および蓄熱器82は、熱媒の流路として設けられた非図示のパイプによって流体的に連結されている。本実施形態の太陽蓄熱システム300では、パイプ内に熱媒の流れを切り替える流路切替弁84がさらに設けられている。
As described in the first embodiment, the
流路切替弁84は、熱媒の流路を機械的に切り替える機能を有している。具体的には、流路切替弁84において、内部に設けられたバルブが閉じられた場合には、蓄熱器82へ熱媒が流入しないように流路が形成される。この場合、熱媒は、太陽光集熱器80→補助熱源81→ポンプ83という流路を流れる。
The flow
他方、流路切替弁84において、内部に設けられたバルブが開放された場合には、蓄熱器82へ熱媒が流入するように流路が形成される。すなわち、上述の実施形態1および2の太陽蓄熱システム100および200と同様の流路が形成される。従って、熱媒は、太陽光集熱器80→補助熱源81→蓄熱器82→ポンプ83という流路を流れる。
On the other hand, in the flow
すなわち、流路切替弁84は、太陽光集熱器80によって熱せられた熱媒を、蓄熱器82へ循環させずに太陽光集熱器80へ戻すためのバイパスであると言える。なお、流路切替弁84における流路の切り替えの動作は、流路切替弁制御部33によって制御されている。流路切替弁制御部33による制御の詳細については、後述する。
That is, it can be said that the flow
また、太陽蓄熱システム300では、太陽光集熱器80の内部を流れる熱媒の温度T1を測定する温度計89aがさらに設けられている。温度計89aは、例えば、太陽光集熱器80の内部を流れる熱媒の出口に設けられてよい。温度計89aにおいて測定された温度T1は、流路切替弁制御部33に与えられる。
The solar
なお、本実施形態では、温度T1を測定する温度計として、1つの温度計89aのみが設けられている。しかしながら、温度T1を測定するために、2つ以上の温度計が設けられてもよい。
In the present embodiment, only one
この場合には、2つ以上の複数の温度計が、温度計89aとして総称されてもよい。そして、複数の温度計89aによって測定された複数の温度データに対して、適当な統計処理が施された結果として得られる値を、温度T1の値としてもよい。
In this case, two or more thermometers may be collectively referred to as a
例えば、複数の温度計89aによって測定された熱媒の温度の平均値(または最頻値)を、温度T1の値としてもよい。また、複数の温度計89aによって測定された熱媒の温度の最大値(または最小値)を、温度T1の値としてもよい。
For example, an average value (or mode value) of the temperature of the heat medium measured by the plurality of
また、太陽蓄熱システム300では、蓄熱器82の内部に設けられた蓄熱材82aの温度T2を測定する温度計89bがさらに設けられている。温度計89bにおいて測定された温度T2は、流路切替弁制御部33に与えられる。
The solar
なお、本実施形態では、温度T2を測定する温度計として、1つの温度計89bのみが設けられている。しかしながら、温度T2を測定するために、2つ以上の温度計が設けられてもよい。
In the present embodiment, only one
この場合には、2つ以上の複数の温度計が、温度計89bとして総称されてもよい。そして、温度計89aの場合と同様に、複数の温度計89bによって測定された複数の温度データに対して、適当な統計処理が施された結果として得られる値を、温度T2の値としてもよい。
In this case, two or more thermometers may be collectively referred to as the
(流路切替弁制御部33)
流路切替弁制御部33には、(i)温度計89aにおいて測定された温度T1の値と、(ii)温度計89bにおいて測定された温度T2の値とが与えられる。流路切替弁制御部33は、温度T1の値と温度T2の値との大小を比較する。
(Flow path switching valve controller 33)
The flow path switching
流路切替弁制御部33は、温度T1の値が温度T2の値以上であると判定した場合には、流路切替弁84にバルブを開放するように指令する制御信号を与える。
When it is determined that the value of the temperature T1 is equal to or higher than the value of the temperature T2, the flow path switching
従って、温度T1の値が温度T2の値以上である場合には、流路切替弁84は、蓄熱器82へ熱媒を流入させるように流路を形成する。この場合、蓄熱器82に流入した熱媒は、蓄熱器82の動作に応じて加熱される。
Therefore, when the value of the temperature T1 is equal to or higher than the value of the temperature T2, the flow
他方、流路切替弁制御部33は、温度T1の値が温度T2の値よりも小さいと判定した場合には、流路切替弁84にバルブを閉じるように指令する制御信号を与える。
On the other hand, when it is determined that the value of the temperature T1 is smaller than the value of the temperature T2, the flow path switching
従って、温度T1の値が温度T2の値よりも小さい場合には、流路切替弁84は、蓄熱器82へ熱媒を流入させないように流路を形成する。この場合、熱媒は、ポンプ83を介して太陽光集熱器80に再度循環し、太陽光集熱器80において集熱された熱量によって加熱される。
Therefore, when the value of the temperature T1 is smaller than the value of the temperature T2, the flow
換言すれば、流路切替弁制御部33は、太陽光集熱器80における熱媒の温度T1が、蓄熱器82における熱媒の温度T2以上である場合にのみ、バイパス(流路切替弁84)を開放する機能を有していると言える。
In other words, the flow path switching
(太陽蓄熱システム300における蓄熱の処理の流れ)
図8は、太陽蓄熱システム300における、蓄熱の処理の流れを例示するフローチャートである。
(Flow of heat storage process in solar heat storage system 300)
FIG. 8 is a flowchart illustrating the heat storage processing flow in the solar
なお、図8には処理S31〜S43が示されているが、処理S31〜S36は、図5の処理S11〜S16と同様の処理である。また、図8の処理S40〜S43は、図5の処理S17〜S20と同様の処理である。従って、これらの処理の説明は省略する。 8 shows processes S31 to S43, but the processes S31 to S36 are the same processes as the processes S11 to S16 of FIG. Further, the processes S40 to S43 in FIG. 8 are the same processes as the processes S17 to S20 in FIG. Therefore, description of these processes is omitted.
以下、図8を参照し、処理S37〜S39、およびその前後の処理についてのみ説明を行う。 Hereinafter, with reference to FIG. 8, only the processes S37 to S39 and the processes before and after that will be described.
処理S36において、太陽光集熱器80による集熱が可能と判定された後(処理S36においてYES)、流路切替弁制御部33は、温度計89aにおいて測定された温度T1の値が、温度計89bにおいて測定された温度T2の値以上であるか否かを判定する(処理S37)。
After it is determined in process S36 that heat collection by the
そして、温度T1の値が温度T2の値以上であると判定された場合には(処理S37においてYES)、流路切替弁制御部33は、流路切替弁84にバルブを開放させることによって、蓄熱器82に熱媒を流入させる(処理S38)。そして、処理S38の後には、処理S40に進む。
And when it determines with the value of temperature T1 being more than the value of temperature T2 (in process S37 YES), the flow-path switching
他方、温度T1の値が温度T2の値よりも小さいと判定された場合には(処理S37においてNO)、流路切替弁84にバルブを閉じさせることによって、蓄熱器82に熱媒を流入させない(処理S39)。そして、処理S39の後には、処理S40に進む。
On the other hand, when it is determined that the value of temperature T1 is smaller than the value of temperature T2 (NO in process S37), the flow
(太陽蓄熱システム300の効果)
本実施形態の太陽蓄熱システム300は、太陽光集熱器80の内部を流れる熱媒の温度T1が、蓄熱器82の内部に設けられた蓄熱材82aの温度T2以上である場合にのみ、蓄熱器82に熱媒が流入するように構成されている。
(Effect of solar heat storage system 300)
The solar
このため、太陽光集熱器80の内部を流れる熱媒の温度T1が、蓄熱材82aの温度T2よりも温度が低い場合には、当該熱媒が蓄熱器82に流入することが防止される。従って、蓄熱材82aの温度T2よりも低温の熱媒によって、蓄熱器82に蓄えられた熱量が奪われることを防止することができる。
For this reason, when the temperature T1 of the heat medium flowing inside the
従って、蓄熱器82に蓄えられた熱量の減少を抑制することができ、蓄熱器82の蓄熱効率を向上させることができるという効果を奏する。
Therefore, a decrease in the amount of heat stored in the
本実施形態の太陽蓄熱システム300によれば、太陽光集熱器80による集熱が可能となる日照開始(日の出)直後の時点では熱媒を蓄熱器82へ流入させないことが可能である。このため、太陽光集熱器80において、熱媒の温度T1が蓄熱材82aの温度T2以上に上昇した後に、熱媒を蓄熱器82へ流入させることができる。
According to the solar
従って、蓄熱材82aの温度T2よりも高温の熱媒を蓄熱器82へ流入させることにより、蓄熱器82の蓄熱効率を向上させることができるという効果を奏する。
Therefore, the heat storage efficiency of the
また、本実施形態の太陽蓄熱システム300は、太陽光集熱器80による集熱が行われている途中に、太陽が雲に隠れる、または、障害物等により太陽光集熱器80が影に隠されることによって、集熱が一時的に不能になった場合にも、好適に利用可能である。
Further, in the solar
本実施形態の太陽蓄熱システム300では、太陽光集熱器80による集熱が一時的に不能になったとしても、熱媒の温度T1が蓄熱材82aの温度T2よりも高い場合には、熱媒が蓄熱器82へ流入する。
In the solar
このため、熱媒の温度T1が蓄熱材82aの温度T2を下回る直前の時点まで、熱媒の流入による82の蓄熱が可能となる。従って、蓄熱器82の蓄熱効率を向上させることができるという効果を奏する。
For this reason, the heat storage of 82 by the inflow of the heat medium becomes possible until the time immediately before the temperature T1 of the heat medium falls below the temperature T2 of the
〔実施形態4〕
本発明の他の実施形態について、図9〜図11に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 4]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
(太陽蓄熱システム400)
図9は、本実施形態の太陽蓄熱システム400の構成を示す機能ブロック図である。
(Solar heat storage system 400)
FIG. 9 is a functional block diagram showing the configuration of the solar
太陽蓄熱システム400は、制御装置4(太陽蓄熱制御装置)、太陽光集熱器80、補助熱源81、蓄熱器82、ポンプ83、および記憶部90を備えている。
The solar
本実施形態において、制御装置4は、補助熱源制御部40(補助熱源制御手段)、集熱量予測部43(予測集熱量算出手段)、需要熱量予測部14、エネルギー料金監視部15、および不足熱量演算部23として機能する。また、補助熱源制御部40は、供給可否判定部21および駆動可否判定部42として機能する。
In the present embodiment, the control device 4 includes an auxiliary heat source control unit 40 (auxiliary heat source control unit), a heat collection amount prediction unit 43 (predicted heat collection amount calculation unit), a demand heat
本実施形態の制御装置4は、実施形態2の制御装置2において、(i)集熱量予測部13を集熱量予測部43に置き換え、かつ、(ii)駆動可否判定部22を駆動可否判定部42に置き換えることによって、実現される構成である。
The control device 4 of the present embodiment is similar to the
(集熱量予測部43)
集熱量予測部43は、太陽光不足熱量を演算し、当該太陽光不足熱量の値を、駆動可否判定部42に与える。この点においてのみ、本実施形態の集熱量予測部43は、実施形態1〜3の集熱量予測部13と異なる。
(Heat collection amount prediction unit 43)
The heat collection
ここで、太陽光不足熱量とは、(i)予測太陽光集熱量と、(ii)太陽光集熱器80が実際に集熱した熱量の値との差の値である。
Here, the solar shortage heat amount is a value of a difference between (i) the predicted solar heat collection amount and (ii) the value of the heat amount actually collected by the
(駆動可否判定部42)
本実施形態の駆動可否判定部42は、実施形態2の駆動可否判定部22と同様の機能を有する。
(Drivability determination unit 42)
The drive
本実施形態の駆動可否判定部42は、供給可否判定部21から与えられた太陽光不足熱量を用いて、補助熱源81の動作を制御する機能をも有する。
The drive
駆動可否判定部42は、太陽光不足熱量を参照し、太陽光不足熱量が負の値であるか否か(すなわち、予測太陽光集熱量が、太陽光集熱器80が実際に集熱した熱量の値を下回るか否か)を判定する。
The drive
続いて、駆動可否判定部42は、駆動可否判定部22と同様に、太陽光集熱器80のみによって予測需要熱量が供給可能であるか否かを判定する。
Subsequently, similarly to the drive
駆動可否判定部42は、太陽光不足熱量が負の値であると判定した場合には、予測太陽光集熱量を用いて予測需要熱量が供給可能であるか否かの判定を行う。そして、駆動可否判定部22と同様の動作を行う。すなわち、駆動可否判定部42は、太陽光不足熱量を補償するように、補助熱源81を動作させることができる。
When it is determined that the sunlight deficient heat amount is a negative value, the drive
また、駆動可否判定部42は、太陽光不足熱量が正の値であると判定した場合には、太陽光集熱器80が実際に集熱した熱量の値を用いて予測需要熱量が供給可能であるか否かの判定を行う。そして、駆動可否判定部22と同様の動作を行う。
In addition, when the
予測需要熱量が供給可能であると判定された場合には、駆動可否判定部42は、補助熱源81を動作しないように制御する。
When it is determined that the predicted demand heat quantity can be supplied, the drive
他方、予測需要熱量が供給可能でないと判定された場合には、駆動可否判定部42は、補助熱源81によって供給すべき熱量の大きさを、太陽光不足熱量の分だけ減少させるように、補助熱源81を制御する。すなわち、駆動可否判定部42は、補助熱源81の動作時間を短縮させるように制御を行う。
On the other hand, when it is determined that the predicted demand heat quantity cannot be supplied, the drive
(太陽蓄熱システム400における蓄熱の処理の流れ)
図10は、太陽蓄熱システム400における、蓄熱の処理の流れを例示するフローチャートである。
(Flow of heat storage process in solar heat storage system 400)
FIG. 10 is a flowchart illustrating the heat storage processing flow in the solar
なお、図10には処理S51〜S66が示されているが、処理S54〜S58、および処理S66以外の処理は、図5の処理S11〜S20と同様の処理である。以下、図10を参照し、処理S54〜S58、処理S66、およびその前後の処理についてのみ説明を行う。 10 shows processes S51 to S66, but the processes other than the processes S54 to S58 and the process S66 are the same as the processes S11 to S20 of FIG. Hereinafter, with reference to FIG. 10, only the processes S54 to S58, the process S66, and the processes before and after that will be described.
処理S53において、太陽光集熱器80のみによって予測需要熱量が供給可能であると判定された場合には(処理S53においてYES)、駆動可否判定部42は、太陽光不足熱量が正の値であるか否かを判定する(処理S54)。
In the process S53, when it is determined that the predicted demand heat amount can be supplied only by the solar heat collector 80 (YES in the process S53), the drive
太陽光不足熱量が正の値であると判定された場合には(処理S54においてYES)、処理S60へ進む。 If it is determined that the amount of sunlight deficient heat is a positive value (YES in process S54), the process proceeds to process S60.
他方、太陽光不足熱量が正の値でないと判定された場合には(処理S54においてNO)、駆動可否判定部42は、太陽光集熱器80のみによって予測需要熱量が供給可能であるか否かを判定する(処理S55)。処理S55の判定では、太陽光集熱器80が実際に集熱した熱量の値が用いられる。
On the other hand, if it is determined that the amount of sunlight deficient heat is not a positive value (NO in process S54), the
太陽光集熱器80のみによって予測需要熱量が供給可能であると判定された場合には(処理S55においてYES)、処理S61へ進む。また、太陽光集熱器80のみによって予測需要熱量が供給可能でないと判定された場合には(処理S55においてNO)、処理S59へ進む(図10の記号(A)を参照)。 When it is determined that the predicted demand heat quantity can be supplied only by the solar heat collector 80 (YES in process S55), the process proceeds to process S61. When it is determined that the predicted demand heat quantity cannot be supplied only by the solar heat collector 80 (NO in process S55), the process proceeds to process S59 (see symbol (A) in FIG. 10).
他方、処理S53において、太陽光集熱器80のみによって予測需要熱量が供給可能でないと判定された場合には(処理S53においてNO)、駆動可否判定部42は、太陽光不足熱量が負の値であるか否かを判定する(処理S56)。
On the other hand, in the process S53, when it is determined that the predicted demand heat quantity cannot be supplied only by the solar heat collector 80 (NO in the process S53), the drive
太陽光不足熱量が負の値であると判定された場合には(処理S54においてNO)、処理S59へ進む。 When it is determined that the amount of sunlight deficient heat is a negative value (NO in process S54), the process proceeds to process S59.
他方、太陽光不足熱量が負の値でないと判定された場合には(処理S54においてYES)、駆動可否判定部42は、太陽光集熱器80のみによって予測需要熱量が供給可能であるか否かを判定する(処理S57)。処理S57の判定では、予測太陽光集熱量が用いられる。
On the other hand, when it is determined that the solar shortage heat amount is not a negative value (YES in process S54), the drive
太陽光集熱器80のみによって予測需要熱量が供給可能であると判定された場合には(処理S57においてYES)、処理S61へ進む。 When it is determined that the predicted demand heat quantity can be supplied only by the solar heat collector 80 (YES in process S57), the process proceeds to process S61.
他方、太陽光集熱器80のみによって予測需要熱量が供給可能でないと判定された場合には(処理S57においてNO)、駆動可否判定部42は、太陽光不足熱量の値に応じて、補助熱源81の動作時間を短縮させるように制御を行う(処理S58)。そして、処理S59へ進む。
On the other hand, when it is determined that the predicted demand heat quantity cannot be supplied only by the solar heat collector 80 (NO in process S57), the drive
なお、処理S65において蓄熱が完了していないと判定された場合には(処理S65においてNO)、集熱量予測部43は、太陽光集熱器80が実際に集熱した熱量の値を再度読み込む(S66)。そして、集熱量予測部43は、太陽光不足熱量の値を更新する。
If it is determined in step S65 that heat storage has not been completed (NO in step S65), the heat collection
(太陽蓄熱システム400における蓄熱のより具体的な処理の流れ)
図11は、図10において示された蓄熱の詳細な処理の流れを、より具体的に例示するフローチャートである。図11では、日照前(日の出前)、日照中、および日照後(日の入り後)の3つのタイミングにおいて、補助熱源81を動作させるか否かの判断が行われる場合が示されている。
(More specific processing flow of heat storage in the solar heat storage system 400)
FIG. 11 is a flowchart illustrating more specifically the detailed flow of heat storage processing shown in FIG. 10. FIG. 11 shows a case where it is determined whether or not to operate the
なお、図11には処理S71〜S101が示されているが、補助熱源81を動作させるか否かの判断のタイミングが複数存在している点を除けば、図11の処理は、図10の処理と同様である。
11 shows the processes S71 to S101, the process of FIG. 11 is the same as that of FIG. 10 except that there are a plurality of timings for determining whether or not to operate the
処理S71〜S82は、日照前における太陽蓄熱システム400の処理である。日照前には、処理S73〜S75、処理S77〜S78、および処理S79〜S81において、補助熱源81を動作させるか否かの判断が行われる。
Processes S71 to S82 are processes of the solar
処理S83〜S97、および処理S99は、日照中における太陽蓄熱システム400の処理である。日照中には、処理S84〜S86、および処理S90〜S92において、補助熱源81を動作させるか否かの判断が行われる。
Processes S83 to S97 and process S99 are processes of the solar
処理S98、および処理S100〜S101は、日照後における太陽蓄熱システム400の処理である。日照後には、処理S98処理S100において、補助熱源81を動作させるか否かの判断が行われる。
Process S98 and processes S100 to S101 are processes of the solar
(太陽蓄熱システム400の効果)
本実施形態の太陽蓄熱システム400は、補助熱源81を動作させるか否かの判断基準として、太陽光不足熱量をも用いている。
(Effect of solar heat storage system 400)
The solar
従って、予測太陽光集熱量が、太陽光集熱器80が実際に集熱した熱量の値に対して有意に異なっている場合(すなわち、集熱量の予測の精度が良好でない場合)であっても、太陽蓄熱システム400のランニングコストを効果的に抑制することできるという効果を奏する。
Therefore, when the predicted solar heat collection amount is significantly different from the value of the heat amount actually collected by the solar collector 80 (that is, when the accuracy of prediction of the heat collection amount is not good), Moreover, there exists an effect that the running cost of the solar
特に、図11に示されているように、補助熱源81を動作させるか否かの判断が行われるタイミングを、単位動作時間中に複数回設けることによって、補助熱源81の動作を調整する機会が増加する。このため、太陽蓄熱システム400のランニングコストをより効果的に抑制することできる。
In particular, as shown in FIG. 11, there is an opportunity to adjust the operation of the
〔実施形態5〕
本発明の他の実施形態について、図12〜図14に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 5]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
(太陽蓄熱システム500)
図12は、本実施形態の太陽蓄熱システム500の構成を示す機能ブロック図である。
(Solar heat storage system 500)
FIG. 12 is a functional block diagram showing the configuration of the solar
太陽蓄熱システム500は、制御装置5(太陽蓄熱制御装置)、太陽光集熱器80、補助熱源81、蓄熱器82、ポンプ83、流路切替弁84、温度計89a、温度計89b、および記憶部90を備えている。
The solar
本実施形態において、制御装置5は、補助熱源制御部40、集熱量予測部43、需要熱量予測部14、エネルギー料金監視部15、不足熱量演算部23、および流路切替弁制御部33として機能する。
In the present embodiment, the
本実施形態の太陽蓄熱システム500は、実施形態4の太陽蓄熱システム400に、実施形態3の流路切替弁84、温度計89a、温度計89b、および流路切替弁制御部33を付加することによって実現される構成である。
The solar
図13は、太陽蓄熱システム500における、蓄熱の処理の流れを例示するフローチャートである。図13には、処理S111〜S129が示されている。
FIG. 13 is a flowchart illustrating the heat storage processing flow in the solar
図13において、処理S122〜S124は、図8の処理S37〜S39と同様の処理である。また、図13において、処理S122〜S124以外の処理は、図9の処理S51〜S66と同様の処理である。 In FIG. 13, processes S122 to S124 are the same as the processes S37 to S39 of FIG. In FIG. 13, processes other than the processes S122 to S124 are the same as the processes S51 to S66 of FIG.
すなわち、図13の処理S111〜S129は、図10の処理S51〜S66に、図8の処理S37〜S39を付加することによって実現される処理である。このため、図13の処理の詳細な説明については省略する。 That is, the processes S111 to S129 in FIG. 13 are realized by adding the processes S37 to S39 in FIG. 8 to the processes S51 to S66 in FIG. For this reason, a detailed description of the processing of FIG. 13 is omitted.
また、図14は、図13において示された蓄熱の詳細な処理の流れを、より具体的に例示するフローチャートである。図13には、処理S131〜S167が示されている。
図14においても、図11と同様の3つのタイミングにおける判断が示されている。
FIG. 14 is a flowchart illustrating more specifically the detailed flow of heat storage shown in FIG. 13. FIG. 13 shows processing S131 to S167.
FIG. 14 also shows determinations at three timings similar to those in FIG.
図14において、処理S144〜S146、および処理S153〜S155は、図13の処理S122〜S124と同様の処理である。また、図13において、処理S144〜S146、および処理S153〜S155以外の処理は、図11の処理S71〜S101と同様の処理である。このため、図14の処理の詳細な説明についても省略する。 14, processes S144 to S146 and processes S153 to S155 are the same processes as processes S122 to S124 of FIG. In FIG. 13, processes other than the processes S144 to S146 and the processes S153 to S155 are the same as the processes S71 to S101 of FIG. Therefore, a detailed description of the processing in FIG. 14 is also omitted.
(太陽蓄熱システム500の効果)
本実施形態の太陽蓄熱システム500は、実施形態3の太陽蓄熱システム300と実施形態4の太陽蓄熱システム400とを組み合わせたものである。
(Effect of solar heat storage system 500)
The solar
従って、本実施形態の太陽蓄熱システム500によれば、実施形態3の太陽蓄熱システム300の効果(蓄熱効率の向上)と、実施形態4の太陽蓄熱システム400の効果(ランニングコストの特性)との両方の効果を奏する。
Therefore, according to the solar
〔変形例〕
太陽蓄熱システム100〜500において、集熱量予測部13または43における予測太陽光集熱量の演算には、詳細な天気予報または日射量予測情報が用いられてよい。また、需要熱量予測部14における予測需要熱量の演算にも、詳細な天気予報または日射量予測情報が同様に用いられてもよい。
[Modification]
In the solar
なお、当該天気予報または日射量予測情報は、制御装置1〜5によって取得されてよい。日射量予測情報は、簡易な天気情報(一日を通しての天気が、晴、曇り、雨、または雪であるか等の大まかな情報)に基づいて算出されたものでもよい。 In addition, the said weather forecast or solar radiation amount prediction information may be acquired by the control apparatuses 1-5. The solar radiation amount prediction information may be calculated based on simple weather information (rough information such as whether the weather throughout the day is clear, cloudy, rainy, or snowy).
他方、日射量予測情報を詳細に算出する場合には、より詳細な天気情報(例えば、時間ごとの日照率、または、ある地点における雲の動きからの日射量を予測値)が用いられてもよい。 On the other hand, when the solar radiation amount prediction information is calculated in detail, more detailed weather information (for example, a solar radiation rate for each hour or a solar radiation amount from a cloud movement at a certain point) is used. Good.
上述のように、詳細な天気予報または日射量予測情報を用いて、集熱量予測部13または43における予測太陽光集熱量の演算、および需要熱量予測部14における予測需要熱量の演算をそれぞれ行うことにより、予測太陽光集熱量および予測需要熱量の精度がさらに向上する。
As described above, using the detailed weather forecast or solar radiation amount prediction information, calculating the predicted solar heat collection amount in the heat collection
このため、制御装置1〜5による補助熱源81の動作の制御をより高精度に行うことができ、太陽蓄熱システム100〜500のランニングコストの抑制がもたらされる。
For this reason, control of operation | movement of the auxiliary |
また、太陽蓄熱システム100〜500において、集熱量予測部13または43における予測太陽光集熱量の演算、および、需要熱量予測部14における予測需要熱量の演算には、
(i)簡易な天気予報詳細、または、
(ii)詳細な天気予報または日射量予測情報、
のいずれかの情報のみでなく、
(iii)予想気温、または、
(iv)詳細な需要熱量予測情報(必要な熱量)、
のどちらかの情報とが、組み合わせて用いられてもよい。
In the solar
(I) Simple weather forecast details, or
(Ii) detailed weather forecast or solar radiation forecast information,
As well as any of the information
(Iii) Expected temperature, or
(Iv) Detailed demand heat quantity prediction information (necessary heat quantity),
Either piece of information may be used in combination.
需要熱量予測情報は、太陽蓄熱システム100〜500の外部から取得されてもよいし、記憶部90に格納された、予めデータ化されたリストから選択されてもよい。需要熱量予測情報は、例えば需要熱量の過去の実績データである。
The demand heat quantity prediction information may be acquired from the outside of the solar
需要熱量予測情報をリストから選択する場合には、例えば、熱需要が暖房であり、かつ、使用日の天気が晴れの場合、既存のリストの中から、日付(使用日)および天気情報(晴れ)に対応した暖房の需要熱量を選択する。 When selecting the demand heat quantity prediction information from the list, for example, when the heat demand is heating and the weather on the use day is sunny, the date (use date) and the weather information (sunny) are selected from the existing list. ) To select the amount of heat required for heating.
特に、需要熱量予測情報として予測需要熱量を用いる場合には、需要熱量予測部14における演算には、気温情報が用いられてもよい。
In particular, when the predicted demand heat quantity is used as the demand heat quantity prediction information, the temperature information may be used for the calculation in the demand heat
気温情報は、簡易的なものであれば、例えば一日の予測平均気温であってよい。また、気温情報は、一日の予測平均気温に限らず、一定時間毎の予測平均気温、または詳細な気温変化予測等の情報であってもよい。 The temperature information may be, for example, the predicted average temperature of the day as long as it is simple. Further, the temperature information is not limited to the predicted average temperature of the day, but may be information such as a predicted average temperature for every fixed time or a detailed temperature change prediction.
なお、一定時間毎の予測平均気温、または詳細な気温変化予測等の情報が存在していない場合には、数年間の同一日(あるいは、同一月、または同一時間であってもよい)の平均気温等が用いられてもよい。 In addition, when there is no information such as predicted average temperature for every fixed time or detailed temperature change prediction, the average of the same day (or the same month or the same time) for several years Temperature or the like may be used.
これにより、予測太陽光集熱量および予測需要熱量の精度がより一層向上させることができ、太陽蓄熱システム100〜500のランニングコストのさらなる抑制がもたらされる。
As a result, the accuracy of the predicted solar heat collection amount and the predicted demand heat amount can be further improved, and the running cost of the solar
また、上述の天気予報または日射量予測情報に基づいて、外部の情報機器等によって決定された制御情報(例えば制御計画のようなもの)が、制御装置1〜5に与えられてもよい。この場合、制御装置1〜5は、当該制御情報に従って、太陽蓄熱システム100〜500の動作を制御してもよい。
Further, control information (such as a control plan) determined by an external information device or the like based on the above-described weather forecast or solar radiation amount prediction information may be given to the
また、太陽蓄熱システム100〜500において、エネルギー料金情報92は、太陽蓄熱システムが設置されたマンションまたは一定の地域内での電力消費量に基づいて電気料金を決定することを任された機関(例えば、マンション管理業者)、データセンター、クラウドセンター、制御計画基地、または電力管理サーバ等から取得されてもよい。
Further, in the solar
また、太陽蓄熱システム100〜500において、太陽蓄熱システムが設置されている家庭の家電機器(例えば、TV、DVD、またはBD(Blu-ray(登録商標)Disc)レコーダ)によって、気象情報91およびエネルギー料金情報92が取得されてもよい。
Further, in the solar
なお、家電機器としては、情報通信機能を備えたスマート家電(例えば、冷蔵庫、エアコン、炊飯器、または電子レンジ)が用いられてもよい。また、太陽蓄熱システムと通信可能な情報機器(例えば、PC、スマートフォン、タブレット端末、またはゲーム機)によって、気象情報91およびエネルギー料金情報92が取得されてもよい。
Note that a smart home appliance (for example, a refrigerator, an air conditioner, a rice cooker, or a microwave oven) having an information communication function may be used as the home appliance. The
また、気象情報91としては、風向の予測情報、風速の予測情報もが用いられてもよい。なお、需要熱量予測部14における予測需要熱量の演算の精度を向上させるためには、気象情報91に外気温予測情報が含まれていることが好ましい。
As the
また、太陽蓄熱システム100〜500において、熱需要が暖房の場合には、需要熱量予測部14における予測需要熱量の演算には、気象情報91に加えて、太陽蓄熱システムが設置されている建物の断熱性能を示す断熱性能情報もが用いられることが好ましい。
Further, in the solar
これは、熱需要が暖房の場合には、以下の(A)〜(C)、すなわち、
(A)太陽蓄熱システムを設置する地域が異なれば、建物の断熱性能の基準値が異なり得る、
(B)地域が同じであっても、建物の設計者(または居住者)次第によって、建物の断熱性能が異なり得る、
(C)断熱性能は、建物の大きさに応じて異なり得る、
という可能性が想定されるためである。
This is because when the heat demand is heating, the following (A) to (C), that is,
(A) If the area where the solar heat storage system is installed is different, the standard value of the thermal insulation performance of the building may be different.
(B) Even if the area is the same, depending on the designer (or resident) of the building, the thermal insulation performance of the building may differ.
(C) Thermal insulation performance can vary depending on the size of the building,
This is because the possibility is assumed.
上述のように、建物の断熱性能情報を用いた演算を行うことにより、予測需要熱量の精度をさらに向上させることができ、太陽蓄熱システム100〜500のランニングコストの抑制がもたらされる。
As described above, by performing the calculation using the heat insulation performance information of the building, the accuracy of the predicted demand heat quantity can be further improved, and the running cost of the solar
建物の断熱性能情報は、簡易的なものとしては、例えば、設置地域の基準断熱性能を示すQ値であってよい。なお、建物の断熱性能情報として、より詳細なデータが必要とされる場合には、当該断熱性能情報は、例えば、建物の部材の断熱特性(熱抵抗値)を用いて算出されてもよい。 The heat insulation performance information of the building may be a Q value indicating the standard heat insulation performance of the installation area, for example, as simple information. In addition, when more detailed data is required as the heat insulation performance information of a building, the heat insulation performance information may be calculated using, for example, the heat insulation characteristics (thermal resistance value) of a building member.
建物の詳細な延べ床面積がすでに判っている場合には、当該延べ床面積の値をも用いて、需要熱量予測部14における予測需要熱量の演算が行われてもよい。
When the detailed total floor area of the building is already known, the demand heat
なお、建物の詳細な延べ床面積が判っていない場合(例えば、建物の詳細な設計が着手される前の場合)には、平均的な建物の延べ床面積を用いて、需要熱量予測部14における予測需要熱量の演算が行われてもよい。
When the detailed total floor area of the building is not known (for example, before the detailed design of the building is started), the demand heat
また、太陽蓄熱システム100〜500において、蓄熱器82は、断熱性を高めたタンク内に配置されてもよい。この場合、暖房需要に応じて、蓄熱器82に蓄えられた熱量は、暖房使用箇所へ随時供給されてもよい。
Moreover, in the solar heat storage systems 100-500, the
また、蓄熱器82の内部に設けられた蓄熱材82aは、蓄熱器82に蓄えられた熱量が放出されることを抑制するために、断熱性の高い材料であることが好ましい。例えば、蓄熱材82aは、顕熱材料、潜熱材料、または化学蓄熱材料のいずれかであってよい。
In addition, the
特に、蓄熱材料を蓄熱材82aとして用いることによって、熱利用時に要求される一定の温度が保持されるように、蓄熱材82aによる蓄熱が可能となる。
In particular, by using a heat storage material as the
また、温度が一定の条件では、潜熱材料は、顕熱材料に比べて蓄熱可能な熱量が多いことが一般的である。また、潜熱材料は、蓄熱密度が比較的高いため、蓄熱材82aの配置スペースを小さくすることができるという利点も得られる。
Moreover, under a constant temperature condition, the latent heat material generally has a larger amount of heat that can be stored than the sensible heat material. Further, since the latent heat material has a relatively high heat storage density, there is also an advantage that the arrangement space for the
さらに、潜熱材料は、化学蓄熱材料と比べて蓄熱量は少ないものの、一定の温度が保持されるように蓄熱を行うことが可能であるという点において、暖房用途により適している。 Furthermore, although the latent heat material has a smaller heat storage amount than the chemical heat storage material, it is more suitable for heating applications in that it can store heat so that a constant temperature is maintained.
また、潜熱材料は、一般的に安全性が高いという利点がある。このため、放熱時に化学変化を伴うために安全性に配慮を要する化学蓄熱材に比べて、潜熱材料は、例えば家屋用の太陽蓄熱システムに設けられる蓄熱器82への適用がより容易であると言える。
Further, the latent heat material generally has an advantage of high safety. For this reason, the latent heat material is easier to apply to, for example, a
また、一部の潜熱材料は、「無毒の不燃物」に指定されている。また、一部の潜熱材料は、可燃物であっても、「非危険物、指定可燃物」に指定されており、木材と同じ扱いが可能となっている。この点においても、潜熱材料は、蓄熱器82への適用がより容易であると言える。
Some latent heat materials are designated as “non-toxic non-combustible materials”. Some latent heat materials are designated as “non-hazardous materials and designated combustible materials” even if they are combustible materials, and can be handled in the same manner as wood. Also in this respect, it can be said that the latent heat material is easier to apply to the
〔ソフトウェアによる実現例〕
太陽蓄熱システム100〜500の制御ブロック(特に、制御装置1〜5)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
[Example of software implementation]
The control blocks (particularly, the
後者の場合、太陽蓄熱システム100〜500は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ(またはCPU)で読み取り可能に記録されたROM(Read Only Memory)または記憶装置(これらを「記録媒体」と称する)、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などを備えている。そして、コンピュータ(またはCPU)が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
In the latter case, the solar
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る太陽蓄熱制御装置(制御装置1)は、太陽光集熱器(80)、当該太陽光集熱器が集めた熱エネルギーを蓄熱材(82a)に蓄える蓄熱器(82)、および上記蓄熱材に熱エネルギーを追加する補助熱源(81)を含む太陽蓄熱システムを制御する太陽蓄熱制御装置であって、所定時刻までに上記太陽光集熱器において集熱される熱量の予測値である予測太陽光集熱量を算出する予測集熱量算出手段(集熱量予想部13)と、上記所定時刻までに上記蓄熱器に供給すべき熱量の予測値である予測需要熱量を算出する予測需要熱量算出手段(需要熱量予測部14)と、上記補助熱源を動作させるために必要となるエネルギーの単位量当たりの料金を監視するエネルギー料金監視手段(エネルギー料金監視部15)と、上記予測需要熱量が上記予測太陽光集熱量を超える場合、上記料金が所定の金額以下の時に、上記補助熱源を動作させる補助熱源制御手段(補助熱源制御部10)と、を備えている。
[Summary]
A solar heat storage control device (control device 1) according to
上記の構成によれば、太陽光集熱器による集熱のみでは熱需要量を供給することができないと予測される場合において、エネルギー料金が安価な時間帯(例えば、夜間)にのみ、補助熱源を動作させることができる。 According to the above configuration, in the case where it is predicted that the amount of heat demand cannot be supplied only by the heat collection by the solar heat collector, the auxiliary heat source is only in the time zone (for example, at night) when the energy fee is low. Can be operated.
従って、エネルギー料金の時間的に変動する場合であっても、太陽光集熱器、蓄熱器、および補助熱源を備えた太陽蓄熱システムのランニングコストを抑制することできるという効果を奏する。 Therefore, even if it is a case where an energy rate fluctuates temporally, there exists an effect that the running cost of a solar heat storage system provided with a solar heat collector, a regenerator, and an auxiliary heat source can be controlled.
また、本発明の態様2に係る太陽蓄熱制御装置は、上記態様1において、上記予測集熱量算出手段は、上記予測太陽光集熱量を定期的に算出し、上記予測太陽光集熱量と上記予測需要熱量との差分を定期的に算出する差分算出手段(不足熱量演算部23)をさらに備え、上記補助熱源制御手段は、上記差分算出手段が算出した最新の差分を用いて、上記補助熱源を動作させることが好ましい。
Further, in the solar heat storage control device according to
上記の構成によれば、最新の差分が演算されるごとに、太陽蓄熱システムのシステム制御を随時修正することが可能となる。特に、当該差分が増加した場合には、その増加分をも、動作許可時間帯に補助熱源を動作させることによって補填することが可能となる。 According to said structure, whenever the newest difference is calculated, it becomes possible to correct | amend the system control of a solar thermal storage system at any time. In particular, when the difference increases, the increase can be compensated by operating the auxiliary heat source during the operation permission time zone.
このため、太陽蓄熱システムのランニングコストをより効果的に抑制することできるという効果を奏する。 For this reason, there exists an effect that the running cost of a solar heat storage system can be controlled more effectively.
また、本発明の態様3に係る太陽蓄熱制御装置は、上記態様1または2において、
上記太陽蓄熱システムには、上記太陽光集熱器によって熱せられた熱媒を上記蓄熱器へ循環させずに上記太陽光集熱器へ戻すためのバイパス(流路切替弁84)が設けられており、
上記太陽光集熱器における上記熱媒の温度(T1)が、上記蓄熱材の温度(T2)より低い場合に、上記バイパスへ上記熱媒を流入させる流路切替手段(流路切替弁制御部33)を備えていることが好ましい。
Moreover, the solar heat storage control apparatus which concerns on
The solar heat storage system is provided with a bypass (flow path switching valve 84) for returning the heat medium heated by the solar heat collector to the solar heat collector without circulating it to the heat accumulator. And
When the temperature (T1) of the heat medium in the solar heat collector is lower than the temperature (T2) of the heat storage material, the flow path switching means (flow path switching valve control unit) causes the heat medium to flow into the bypass. 33).
上記の構成によれば、蓄熱材の温度よりも低温の熱媒によって、蓄熱器に蓄えられた熱量が奪われることを防止することができる。このため、太陽蓄熱システムにおける蓄熱器の蓄熱効率を向上させることができるという効果を奏する。 According to said structure, it can prevent that the calorie | heat amount stored in the thermal accumulator is taken away with the heat medium lower temperature than the temperature of a thermal storage material. For this reason, there exists an effect that the thermal storage efficiency of the thermal storage device in a solar thermal storage system can be improved.
また、本発明の態様4に係る太陽蓄熱制御装置は、上記態様1から3のいずれか1つにおいて、上記補助熱源制御手段は、上記予測太陽光集熱量と、上記所定時刻までに上記太陽光集熱器によって集熱された熱量との差分を算出し、上記予測太陽光集熱量が上記熱量よりも小さい場合に、上記差分を補償するように上記補助熱源を動作させることが好ましい。 Moreover, the solar heat storage control apparatus which concerns on aspect 4 of this invention is any one of the said aspects 1-3. WHEREIN: The said auxiliary | assistant heat source control means is the said sunlight by the said estimated solar heat collecting amount and the said predetermined time. It is preferable to calculate the difference from the amount of heat collected by the heat collector, and to operate the auxiliary heat source so as to compensate for the difference when the predicted solar heat collection amount is smaller than the heat amount.
上記の構成によれば、予測太陽光集熱量が、太陽光集熱器において実際に集熱された熱量の値に対して有意に少ない場合(すなわち、集熱量の予測の精度が良好でない場合)であっても、太陽蓄熱システムのランニングコストを効果的に抑制することできるという効果を奏する。 According to the above configuration, when the predicted solar heat collection amount is significantly smaller than the value of the heat amount actually collected in the solar collector (that is, when the accuracy of the heat collection amount prediction is not good). Even so, the running cost of the solar heat storage system can be effectively suppressed.
また、本発明の態様5に係る太陽蓄熱制御装置は、上記態様1から4のいずれか1つにおいて、上記予測集熱量算出手段は、天気予報、日射量予測情報、予想気温、および需要熱量の過去の実績データの少なくともいずれかを用いて、上記予測太陽光集熱量を演算することが好ましい。
Moreover, the solar heat storage control apparatus according to
上記の構成によれば、予測太陽光集熱量の精度をより一層向上させることができ、太陽蓄熱システムのランニングコストをさらに抑制することできるという効果を奏する。 According to said structure, there exists an effect that the precision of estimated solar heat collection amount can be improved further, and the running cost of a solar heat storage system can further be suppressed.
また、本発明の態様6に係る太陽蓄熱制御装置は、上記態様1から5のいずれか1つにおいて、上記予測需要熱量算出手段は、天気予報、日射量予測情報、予想気温、および需要熱量の過去の実績データの少なくともいずれかを用いて、上記予測需要熱量を演算することが好ましい。 Moreover, the solar heat storage control apparatus which concerns on aspect 6 of this invention WHEREIN: In any one of the said aspects 1-5, the said predicted demand heat amount calculation means is a weather forecast, solar radiation amount prediction information, predicted temperature, and a demand heat amount. It is preferable to calculate the predicted demand heat quantity using at least one of past performance data.
上記の構成によれば、予測需要熱量の精度をより一層向上させることができ、太陽蓄熱システムのランニングコストをさらに抑制することできるという効果を奏する。 According to said structure, there exists an effect that the precision of prediction demand calorie | heat amount can be improved further and the running cost of a solar heat storage system can further be suppressed.
また、本発明の態様7に係る太陽蓄熱制御装置は、上記態様1から6のいずれか1つにおいて、上記予測需要熱量算出手段は、建物の断熱性能を示す情報を用いて、上記予測需要熱量を演算することが好ましい。
Moreover, the solar heat storage control apparatus which concerns on
上記の構成によれば、予測需要熱量の精度をより一層向上させることができ、太陽蓄熱システムのランニングコストをさらに抑制することできるという効果を奏する。 According to said structure, there exists an effect that the precision of prediction demand calorie | heat amount can be improved further and the running cost of a solar heat storage system can further be suppressed.
また、本発明の態様8に係る太陽蓄熱制御装置は、上記態様1から7のいずれか1つにおいて、上記蓄熱材は、潜熱材料であることが好ましい。
In the solar heat storage control device according to aspect 8 of the present invention, in any one of the
上記の構成によれば、暖房用途に特に好適な蓄熱材を実現することができるという効果を奏する。 According to said structure, there exists an effect that the thermal storage material especially suitable for a heating use can be implement | achieved.
また、本発明の態様9に係る太陽蓄熱制御装置は、上記態様1から8のいずれか1つにおいて、上記料金は、電気料金であることが好ましい。 Moreover, the solar heat storage control apparatus which concerns on aspect 9 of this invention WHEREIN: In any one of the said aspects 1-8, it is preferable that the said charge is an electricity charge.
上記の構成によれば、様々な時間帯(例えば、深夜、日中、および夜間)ごとの電気料金の変動に応じて、太陽蓄熱システムのランニングコストをさらに抑制することできるという効果を奏する。 According to said structure, there exists an effect that the running cost of a solar heat storage system can further be suppressed according to the fluctuation | variation of the electricity bill for every various time slot | zones (for example, midnight, daytime, and night).
また、本発明の態様10に係る太陽蓄熱システムは、上記態様1から9のいずれか1つに係る太陽蓄熱制御装置と、太陽光集熱器と、上記太陽光集熱器が集めた熱エネルギーを蓄熱材に蓄える蓄熱器と、上記蓄熱材に熱エネルギーを追加する補助熱源と、上記太陽光集熱器によって熱せられた熱媒を上記蓄熱器へ送るためのポンプと、を備えていることが好ましい。
Moreover, the solar heat storage system which concerns on
上記の構成によれば、ランニングコストの抑制が可能な太陽蓄熱システムを実現することできるという効果を奏する。 According to said structure, there exists an effect that the solar heat storage system which can suppress running cost is realizable.
また、本発明の態様11に係る太陽蓄熱システムは、上記態様10において、上記太陽光集熱器によって熱せられた熱媒を上記蓄熱器へ循環させずに上記太陽光集熱器へ戻すためのバイパスと、上記太陽光集熱器の内部を流れる上記熱媒の温度を測定する第1温度計(温度計89a)と、上記蓄熱材の温度を測定する第2温度計(温度計89b)と、をさらに備えることが好ましい。
Moreover, the solar heat storage system which concerns on aspect 11 of this invention is for returning to the said solar heat collector, without circulating the heat medium heated by the said solar heat collector in the said
上記の構成によれば、ランニングコストの抑制に加えて、蓄熱効率の向上もが可能な太陽蓄熱システムを実現することできるという効果を奏する。 According to said structure, in addition to suppression of running cost, there exists an effect that the solar heat storage system which can also improve heat storage efficiency is realizable.
また、本発明の各態様に係る太陽蓄熱制御装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記太陽蓄熱制御装置が備える各手段として動作させることにより上記太陽蓄熱システム制御装置をコンピュータにて実現させる太陽蓄熱制御装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。 In addition, the solar heat storage control device according to each aspect of the present invention may be realized by a computer. In this case, the solar heat storage system control device is operated by operating the computer as each unit included in the solar heat storage control device. A control program for a solar heat storage control device that realizes the above in a computer and a computer-readable recording medium that records the control program also fall within the scope of the present invention.
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
[Additional Notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, a new technical feature can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
なお、本発明は、以下のようにも表現できる。 The present invention can also be expressed as follows.
すなわち、本発明の一態様に係る太陽蓄熱システム制御器は、太陽熱集熱器、蓄熱器、および補助熱源を含む太陽熱蓄熱供給システムを制御する太陽蓄熱システム制御器であって、前記太陽集熱器が集熱した太陽熱集熱熱量を記憶する集熱熱量記憶部と、
気象データなどから前記蓄熱器に供給すべき予想需要熱量を演算する予想需要熱量演算部と、エネルギー料金の変動を監視するエネルギー料金記憶部と、前記補助熱源の動作を制御する補助熱源制御部と、を備え、前記補助熱源制御部は、前記集熱熱量記憶部から前記太陽熱集熱熱量を、前記予想需要熱量演算部から予想需要熱量を、前記エネルギー料金監視部から前記エネルギー料金情報を取得し、太陽熱のみで、前記蓄熱器に供給すべき熱量を供給可能か否かを判断し、供給可能と判断した場合には、前記補助熱源を動作しない制御を行い、供給不可能と判断した場合には、前記エネルギー料金が所定金額よりも安い時間帯にのみ前記補助熱源を稼働させる。
That is, the solar heat storage system controller according to one aspect of the present invention is a solar heat storage system controller that controls a solar heat storage supply system including a solar heat collector, a heat storage, and an auxiliary heat source, and the solar heat collector A heat collection heat storage unit for storing the amount of solar heat collected by
An expected demand heat amount calculation unit for calculating an expected demand heat amount to be supplied to the regenerator from weather data, an energy rate storage unit for monitoring fluctuations in energy rate, and an auxiliary heat source control unit for controlling the operation of the auxiliary heat source; The auxiliary heat source control unit obtains the solar heat collection heat amount from the heat collection heat amount storage unit, the predicted demand heat amount from the predicted demand heat amount calculation unit, and the energy rate information from the energy rate monitoring unit. When it is determined whether it is possible to supply the amount of heat to be supplied to the regenerator only by solar heat, and when it is determined that supply is possible, control is performed not to operate the auxiliary heat source, and when it is determined that supply is not possible Operates the auxiliary heat source only during a time period when the energy fee is lower than a predetermined amount.
また、本発明の一態様に係る太陽蓄熱システム制御器は、前記予想需要熱量に対する前記集熱量の前記不足熱量を演算する不足熱量演算部を備える。 Moreover, the solar heat storage system controller which concerns on 1 aspect of this invention is provided with the insufficient heat amount calculating part which calculates the said insufficient heat amount of the said heat collection amount with respect to the said estimated demand heat amount.
また、本発明の一態様に係る太陽蓄熱システム制御器において、前記太陽蓄熱システムは、熱媒を前記太陽熱集熱器と前記集熱器と前記補助熱源とに流すパイプを備え、前記太陽集熱器は、前記太陽集熱器を流れる前記熱媒の温度を測定する第1の温度計を備え、前記蓄熱器は、前記蓄熱器に含まれる蓄熱材の温度を測定する第2の温度計を備え、前記パイプは、前記熱媒の流れを切替える流路切替弁を含み、当該太陽蓄熱システム制御器は、前記第1温度計が測定した温度T1と第2の温度計が測定した温度T2とを比較し、T1がT2よりも低い場合は、前記熱媒を前記蓄熱器へ輸送しない制御を行う流路切替弁制御部を備える。 Moreover, the solar heat storage system controller which concerns on 1 aspect of this invention WHEREIN: The said solar heat storage system is provided with the pipe which flows a heat medium to the said solar heat collector, the said heat collector, and the said auxiliary heat source, The said solar heat collection system The storage device includes a first thermometer that measures the temperature of the heat medium flowing through the solar collector, and the heat storage device includes a second thermometer that measures the temperature of the heat storage material included in the heat storage device. The pipe includes a flow path switching valve for switching the flow of the heat medium, and the solar heat storage system controller includes a temperature T1 measured by the first thermometer and a temperature T2 measured by the second thermometer. When T1 is lower than T2, a flow path switching valve control unit that performs control not to transport the heat medium to the heat accumulator is provided.
また、本発明の一態様に係る太陽蓄熱システムは、上述の一態様に係る制御器と、太陽熱集熱器と、蓄熱器と、前記太陽熱集熱器と前記蓄熱器との間に配置された補助熱源と、太陽熱を集熱し、蓄熱器へと熱を移動する熱媒と、熱媒を循環させるポンプと、を備え、前記制御器は熱需要量に対する太陽熱集熱量の不足量を、エネルギー料金が安価な時間帯に前記補助熱源を稼働させて前記蓄熱器に蓄熱する。 Moreover, the solar heat storage system which concerns on 1 aspect of this invention was arrange | positioned between the controller which concerns on the above-mentioned 1 aspect, a solar heat collector, a heat storage device, the said solar heat collector, and the said heat storage device. An auxiliary heat source, a heat medium that collects solar heat and transfers the heat to the heat accumulator, and a pump that circulates the heat medium, and the controller determines an insufficient amount of solar heat collection relative to the heat demand. However, the auxiliary heat source is operated during an inexpensive time period to store heat in the heat accumulator.
また、本発明の一態様に係る太陽蓄熱システムは、上述の一態様に係る制御器と、太陽熱集熱器と、蓄熱器と、記太陽熱集熱器と前記蓄熱器との間に配置された補助熱源と、太陽熱を集熱し、蓄熱器へと熱を移動する熱媒と、熱媒を循環させるポンプと、太陽熱集熱器の出口の熱媒温度を測定する少なくとも一つ以上の第1の温度計と、蓄熱器の蓄熱材温度を測定する少なくとも一つ以上の第2の温度計と、蓄熱器の前に配置され、蓄熱器への熱媒の流入を制御する流路切換弁と、を備え、前記制御器は熱需要量に対する太陽熱集熱量の不足量を、エネルギー料金が安価な時間帯に前記補助熱源を稼働させて前記蓄熱器に蓄熱し、前記制御器が前記熱媒温度と前記蓄熱材温度を比較して、前記熱媒温度が前記蓄熱材温度よりも高い場合に前記熱媒を蓄熱器へと輸送し、前記熱媒温度が前記蓄熱材温度よりも低い場合は前記熱媒を前記蓄熱器へ輸送せずに太陽熱により加熱するように、前記熱媒の流路を切換えるような制御を行う。 Moreover, the solar heat storage system which concerns on 1 aspect of this invention was arrange | positioned between the controller which concerns on the above-mentioned 1 aspect, a solar heat collector, a thermal storage device, the solar thermal collector, and the said thermal storage device. An auxiliary heat source, a heat medium that collects solar heat and transfers the heat to the regenerator, a pump that circulates the heat medium, and at least one first heat medium temperature that measures the heat medium temperature at the outlet of the solar heat collector A thermometer, at least one second thermometer that measures the temperature of the heat storage material of the heat storage device, a flow path switching valve that is disposed in front of the heat storage device and controls the inflow of the heat medium to the heat storage device, The controller stores the shortage of the solar heat collection amount with respect to the heat demand by operating the auxiliary heat source in a time zone where the energy fee is low and storing the heat in the heat accumulator, and the controller stores the heat medium temperature and the heat medium temperature. When the heat storage material temperature is compared and the heat medium temperature is higher than the heat storage material temperature, The medium is transported to a heat accumulator, and when the heat medium temperature is lower than the heat accumulator temperature, the flow path of the heat medium is switched so that the heat medium is heated by solar heat without being transported to the heat accumulator. Perform such control.
本発明は、太陽蓄熱制御装置、および太陽蓄熱システムに利用することができる。 The present invention can be used for a solar heat storage control device and a solar heat storage system.
1,2,3,4,5 制御装置(太陽蓄熱制御装置)
10,20,30,40 補助熱源制御部(補助熱源制御手段)
13,43 集熱量予測部(予測集熱量算出手段)
14 需要熱量予測部(予測需要熱量算出手段)
15 エネルギー料金監視部(エネルギー料金監視手段)
23 不足熱量演算部(差分算出手段)
33 流路切替弁制御部(流路切替手段)
80 太陽光集熱器
81 補助熱源
82 蓄熱器
82a 蓄熱材
84 流路切替弁(バイパス)
89a 温度計(第1温度計)
89b 温度計(第2温度計)
100,200,300,400,500 太陽蓄熱システム
T1 熱媒の温度
T2 蓄熱材の温度
1, 2, 3, 4, 5 Control device (solar heat storage control device)
10, 20, 30, 40 Auxiliary heat source control unit (auxiliary heat source control means)
13, 43 Heat collection amount prediction unit (predicted heat collection amount calculation means)
14 Demand heat quantity prediction part (Predicted demand heat quantity calculation means)
15 Energy rate monitoring unit (energy rate monitoring means)
23 Insufficient heat quantity calculation unit (difference calculation means)
33 Channel switching valve controller (channel switching means)
80
89a Thermometer (first thermometer)
89b Thermometer (second thermometer)
100, 200, 300, 400, 500 Solar heat storage system T1 Temperature of heat medium T2 Temperature of heat storage material
Claims (5)
所定時刻までに上記太陽光集熱器において集熱される熱量の予測値である予測太陽光集熱量を算出する予測集熱量算出手段と、
上記所定時刻までに上記蓄熱器に供給すべき熱量の予測値である予測需要熱量を算出する予測需要熱量算出手段と、
上記補助熱源を動作させるために必要となるエネルギーの単位量当たりの料金を監視するエネルギー料金監視手段と、
上記予測需要熱量が上記予測太陽光集熱量を超える場合、上記料金が所定の金額以下の時に、上記補助熱源を動作させる補助熱源制御手段と、を備えていることを特徴とする太陽蓄熱制御装置。 A solar heat storage control device that controls a solar heat storage system including a solar heat collector, a heat storage that stores heat energy collected by the solar heat collector in a heat storage material, and an auxiliary heat source that adds heat energy to the heat storage material. There,
A predicted heat collection amount calculating means for calculating a predicted solar heat collection amount that is a predicted value of the heat amount collected in the solar heat collector by a predetermined time;
A predicted demand heat amount calculating means for calculating a predicted demand heat amount that is a predicted value of the heat amount to be supplied to the regenerator by the predetermined time;
Energy charge monitoring means for monitoring a charge per unit amount of energy required to operate the auxiliary heat source;
An auxiliary heat source control means for operating the auxiliary heat source when the estimated amount of heat demand exceeds the estimated amount of solar heat collected, and the charge is equal to or less than a predetermined amount; .
上記予測太陽光集熱量と上記予測需要熱量との差分を定期的に算出する差分算出手段をさらに備え、
上記補助熱源制御手段は、上記差分算出手段が算出した最新の差分を用いて、上記補助熱源を動作させることを特徴とする請求項1に記載の太陽蓄熱制御装置。 The predicted heat collection amount calculation means periodically calculates the predicted solar heat collection amount,
A difference calculating means for periodically calculating a difference between the predicted solar heat collection amount and the predicted demand heat amount;
The solar heat storage control device according to claim 1, wherein the auxiliary heat source control means operates the auxiliary heat source by using the latest difference calculated by the difference calculation means.
上記太陽光集熱器における上記熱媒の温度が、上記蓄熱材の温度より低い場合に、上記バイパスへ上記熱媒を流入させる流路切替手段を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の太陽蓄熱制御装置。 The solar heat storage system is provided with a bypass for returning the heat medium heated by the solar heat collector to the solar heat collector without circulating it to the heat storage device,
The flow path switching means for allowing the heat medium to flow into the bypass is provided when the temperature of the heat medium in the solar heat collector is lower than the temperature of the heat storage material. 2. The solar heat storage control device according to 2.
太陽光集熱器と、
上記太陽光集熱器が集めた熱エネルギーを蓄熱材に蓄える蓄熱器と、
上記蓄熱材に熱エネルギーを追加する補助熱源と、
上記太陽光集熱器によって熱せられた熱媒を上記蓄熱器へ送るためのポンプと、を備えていることを特徴とする太陽蓄熱システム。 The solar heat storage control device according to any one of claims 1 to 3,
A solar collector,
A heat accumulator for storing the thermal energy collected by the solar heat collector in a heat storage material;
An auxiliary heat source for adding thermal energy to the heat storage material;
A solar heat storage system comprising: a pump for sending the heat medium heated by the solar heat collector to the heat accumulator.
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