JP2016044848A - 太陽光発電装置連携ヒートポンプ貯湯式給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】発電余剰電力で沸き上げる熱量が予測からずれる場合がある。
【解決手段】複数の沸き上げ目標温度に応じて予め定められたヒートポンプ式加熱手段１９の消費電力であるＨＰ消費電力を記憶したＨＰ消費電力記憶手段３７と、太陽光発電装置３における翌日の発電余剰電力を予測する余剰予測手段３６と、発電余剰電力の情報と、決定した沸き上げ目標温度に応じたＨＰ消費電力とから翌日の発電余剰電力で沸き上げ可能な沸き上げ可能時間を算出する沸き上げ可能時間算出手段３８と、沸き上げ可能時間で沸き上げられる熱量である余剰電力沸き上げ熱量を算出する余剰電力沸き上げ熱量算出手段３９と、余剰電力沸き上げ熱量を沸き上げ目標熱量から減算して夜間沸き上げ熱量を算出する夜間沸き上げ熱量算出手段３４とを備え、発電余剰電力による昼間の沸き上げ熱量を精度よく予測でき、夜間時間帯において適切な量を沸き上げることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、太陽光発電装置の発電余剰電力を利用して湯を沸き上げるヒートポンプ貯湯式給湯システムに関するものである。

従来よりこの種のヒートポンプ貯湯式給湯システムでは、太陽光発電装置の発電余剰電力を予測考慮して、昼間時間帯での発電余剰電力で湯を沸き上げることを前提に夜間時間帯での湯の沸き上げ量を発電余剰電力で沸き上げられる量だけ減らすようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１２−１７２９１５号公報

しかしながら、この従来のものでは、ヒートポンプ式加熱手段でのＨＰ消費電力を一定の値と見なし、太陽光発電装置の発電余剰電力をこの一定の値でヒートポンプ式加熱手段を駆動できるものとして夜間の沸き上げ量を減らしているため、ヒートポンプ式加熱手段のＨＰ消費電力が一定の値からずれていた場合に、昼間時間帯での湯切れや不要な買電が生じたり、あるいは昼間時間帯での発電余剰電力を沸き上げに用いることができずに発電余剰電力の自家消費率が低下したり、夜間時間帯での沸き上げ量が過剰となって自然放熱分が増加してヒートポンプ貯湯式給湯機の効率が低下すると共に、夜間時間帯での余分な電力消費が増加してしまうという不具合があった。

そこで、本発明は上記課題を解決するために、太陽光発電装置と、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの湯水を沸き上げ目標温度まで加熱するヒートポンプ式加熱手段と、過去所定期間の給湯使用実績から前記沸き上げ目標温度と沸き上げ目標熱量を決定する沸き上げ目標決定手段と、複数の前記沸き上げ目標温度に応じて予め定められた前記ヒートポンプ式加熱手段の消費電力であるＨＰ消費電力を記憶したＨＰ消費電力記憶手段と、前記太陽光発電装置における翌日の発電余剰電力を予測する余剰予測手段と、前記発電余剰電力の情報と、前記沸き上げ目標決定手段で決定した沸き上げ目標温度に応じた前記ＨＰ消費電力とから翌日の発電余剰電力で沸き上げ可能な沸き上げ可能時間を算出する沸き上げ可能時間算出手段と、前記沸き上げ可能時間で沸き上げられる熱量である余剰電力沸き上げ熱量を算出する余剰電力沸き上げ熱量算出手段と、前記余剰電力沸き上げ熱量を前記沸き上げ目標熱量から減算して夜間沸き上げ熱量を算出する夜間沸き上げ熱量算出手段と、夜間時間帯に前記夜間沸き上げ熱量を沸き上げ、前記夜間時間帯以外の時間帯に余剰電力沸き上げ熱量を沸き上げるようにした沸き上げ制御手段とを備えた。

また、翌日の外気温度を予測する外気温予測手段を設け、前記ＨＰ消費電力記憶手段は、複数の沸き上げ目標温度と外気温度とに応じて予め定められた前記ＨＰ消費電力を記憶し、前記沸き上げ可能時間算出手段は、前記発電余剰電力の情報と、前記ＨＰ消費電力記憶手段から読み出した前記沸き上げ目標決定手段で決定した沸き上げ目標温度と前記前記外気温予測手段で予測された外気温度とに応じたＨＰ消費電力とから翌日の発電余剰電力で沸き上げ可能な沸き上げ可能時間を算出するようにした。

本発明によれば、太陽光発電装置の発電余剰電力で湯を沸き上げる沸き上げ熱量の予測算出時に用いるヒートポンプ式加熱手段のＨＰ消費電力を沸き上げ目標温度に応じることで実態に近づけることができ、発電余剰電力による昼間の沸き上げ熱量を精度よく予測でき、夜間時間帯において適切な量を沸き上げることができるため、昼間時間帯での湯切れや不要な買電を抑制でき、昼間時間帯での発電余剰電力を沸き上げに用いて発電余剰電力の自家消費率を向上でき、夜間時間帯での沸き上げる量が適切となって過剰に沸き上げることが無くなって自然放熱による放熱ロスを抑制してヒートポンプ貯湯式給湯システムの効率が向上できると共に、夜間時間帯での余分な電力消費を抑制できるものである。

また、沸き上げ目標温度に加えて外気温度にも応じて沸き上げ熱量の予測算出時に用いるヒートポンプ式加熱手段のＨＰ消費電力を決めることで、発電余剰電力による沸き上げ熱量の予測精度をさらに向上することができる。

本発明の実施形態のシステム図。 第１実施形態のブロック図。 第１実施形態の作動を説明するためのフローチャート。 予測余剰電力とＨＰ消費電力の関係を説明するための図。 発電余剰電力とＨＰ消費電力の関係を説明するための図。 第２実施形態のブロック図。 第２実施形態の作動を説明するためのフローチャート。

本発明の第１実施形態の太陽光発電装置連携ヒートポンプ貯湯式給湯システムを図１〜５に基づいて説明する。
１は主に夜間の電力料金単価が安価な時間帯に沸き上げを行うヒートポンプ貯湯式給湯機、２は商用電源に接続され家屋に設置された分電盤、３は家屋の屋根等に設置された太陽光発電パネル４と、太陽光発電パネル４の発電電力を交流電源に変換するインバータ５からなる太陽光発電装置、６はエアコン等の他の電気負荷機器、７は家庭内の電力マネジメントを行うためのＨＥＭＳ機器（ＨＥＭＳはホームエネルギーマネジメントシステムの略語）、８は外部のインターネット通信網、９は外部サーバ機器である。

ＨＥＭＳ機器７は、ヒートポンプ貯湯式給湯機１と太陽光発電装置３に双方向に通信可能に接続され、ヒートポンプ貯湯式給湯機１の使用状況や太陽光発電装置３の発電電力情報を収集可能とし、さらに分電盤２の分岐回路毎の電力消費量の情報を収集可能としていると共に、インターネット通信網８を介して外部のサーバ機器９と必要な情報を相互にやり取りできるよう接続されているものである。

ヒートポンプ貯湯式給湯機１について説明すると、１０は湯水を貯湯する貯湯タンク、１１は貯湯タンク１０底部に給水する給水管、１２は貯湯タンク１０頂部から出湯する出湯管、１３は給水管１１から分岐した給水バイパス管、１４は出湯管１２からの湯と給水バイパス管１３からの水を図示しないリモコン装置によって設定された給湯設定温度になるように混合する混合弁、１５は給湯管、１６は給湯流量を検出する給湯流量センサ、１７は給湯温度を検出する給湯温度センサ、１８は貯湯タンク１０の側面に高さ位置を変えて複数設けられ、貯湯温度を検出する貯湯温度センサである。

１９は貯湯タンク１０内の湯水を沸き上げ目標温度に加熱するヒートポンプ式加熱手段で、冷媒を高温高圧に圧縮搬送する圧縮機２０と、高温高圧の冷媒と貯湯タンク１０からの水とを熱交換する水冷媒熱交換器２１と、熱交換後の冷媒を減圧膨張させる膨張手段２２と、低圧冷媒を蒸発させる空気熱交換器２３と、空気熱交換器２３へ外気を送風する送風機２４と、圧縮機２０から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ２５から構成されているものである。

２６は貯湯タンク１０の下部と水冷媒熱交換器２１の水側入口を接続するＨＰ往き管、２７は水冷媒熱交換器２１の水側出口と貯湯タンク１０の上部とを接続するＨＰ戻り管、２８はＨＰ往き管２６途中に設けられた加熱循環ポンプ、２９はＨＰ戻り管２７に設けられた沸き上げ温度センサ、３０は外気温度を検出する外気温度センサ、３１はヒートポンプ貯湯式給湯機１全体の作動を制御する制御手段である。

この制御手段３１には、図２に示すように、給湯流量センサ１６の出力と給湯設定温度とから過去所定期間の給湯使用実績を所定温度の給湯量に換算して記憶する給湯使用実績記憶手段３２と、過去所定期間の給湯使用実績からヒートポンプ式加熱手段１９で沸き上げて貯湯タンク１０に貯めておく湯の温度である沸き上げ目標温度と一日で使用する湯を賄うために貯湯タンク１０に貯めておくべき熱量である沸き上げ目標熱量とを決定する沸き上げ目標決定手段３３と、沸き上げ目標熱量と後述する余剰電力沸き上げ熱量とから夜間時間帯に貯湯タンク１０内に貯めておくべき熱量である夜間沸き上げ熱量を決定する夜間沸き上げ熱量算出手段３４と、ヒートポンプ式加熱手段１９と加熱循環ポンプ２８を制御して沸き上げ運転を行う沸き上げ制御手段３５とが設けられている。

また、ＨＥＭＳ機器７には、図２に示すように、太陽光発電装置３の過去所定期間の単位時間毎の発電実績や外部サーバ機器９から提供される天気予報情報および家庭内の単位時間毎の電力使用実績とから翌日の時間に応じた発電余剰電力を予測する余剰予測手段３６と、ヒートポンプ貯湯式給湯機１の複数の沸き上げ目標温度毎に対応して、ヒートポンプ式加熱手段１９で当該沸き上げ目標温度に沸き上げる際の消費電力の値であるＨＰ消費電力を予め記憶したＨＰ消費電力記憶手段３７と、時間に応じた発電余剰電力の予測と沸き上げ目標温度に応じたＨＰ消費電力とから沸き上げ可能時間を算出する沸き上げ可能時間算出手段３８と、沸き上げ可能時間と予め記憶しているヒートポンプ式加熱手段１９の単位時間あたりの加熱能力とから発電余剰電力によって沸き上げられる熱量である余剰電力沸き上げ熱量を算出する余剰電力沸き上げ熱量算出手段３９と、太陽光発電装置３の発電電力と家庭内の使用電力から発電余剰電力を求めて監視する余剰電力監視手段４０と、発電余剰電力と沸き上げ目標温度に応じたＨＰ消費電力とを比較して、発電余剰電力がＨＰ消費電力より大きい場合に余剰電力沸き上げ開始可能信号を出力し、発電余剰電力がＨＰ消費電力以下の場合に余剰電力沸き上げ停止信号を出力する余剰電力沸き上げ判断手段４１とが設けられている。

次に、この太陽光発電装置連携ヒートポンプ貯湯式給湯システムの作動について図３に基づいて説明すると、ヒートポンプ貯湯式給湯装置１は、電力料金単価の安価な夜間時間帯の開始時刻となると、沸き上げ目標決定手段３３は給湯使用実績記憶手段３２で記憶している過去所定期間の給湯使用実績から沸き上げ目標温度と沸き上げ目標熱量とを決定する（ステップＳ１、Ｓ２）。ここで、沸き上げ目標温度は６５℃〜９０℃まで５℃刻みで複数設けられており、過去の一日単位の給湯量の最大値や一日単位の給湯量のバラツキなどから翌日の一日で使用する分を賄えるように沸き上げ目標温度と沸き上げ目標熱量とが決定されるものである。

そして、沸き上げ目標決定手段３３で決定された沸き上げ目標温度はＨＥＭＳ機器７のＨＰ消費電力記憶手段３７に対して出力される（ステップＳ３）。

一方、ＨＥＭＳ機器７では、夜間時間帯の開始時刻となると、余剰予測手段３６が翌日の発電余剰電力を予測するために、先ず過去所定期間の単位時間毎の発電実績と、外部サーバ機器９から提供される翌日の天気予報情報（日照予報情報が好ましい）とから翌日の単位時間毎の発電電力を予測し（ステップＳ１１）、ＨＥＭＳ機器７で記憶している過去所定期間のこのＨＥＭＳ機器７が設置されている家庭における単位時間毎の電力使用実績から翌日の単位時間毎の使用電力を予測する（ステップＳ１２）、そして、余剰予測手段３６は、図４に示すように予測発電電力と予測使用電力とから翌日の発電余剰電力を算出して予測すると共に、予測余剰電力を沸き上げ可能時間算出手段３８へ出力する（ステップＳ１３）。

次に、ＨＰ消費電力記憶手段３７は、沸き上げ目標決定手段３３からの沸き上げ目標温度の入力を受け付けると（ステップＳ１４）、入力された沸き上げ目標温度に対応したＨＰ消費電力を選択し沸き上げ可能時間算出手段３８へ出力する（ステップＳ１５）。

沸き上げ可能時間算出手段３８では、図４に示すように予測余剰電力とＨＰ消費電力とを比較して、沸き上げ目標温度に対応したＨＰ消費電力よりも予測余剰電力が上回る時間である沸き上げ可能時間を算出し、算出した沸き上げ可能時間を余剰電力沸き上げ熱量算出手段３９に出力する（ステップＳ１６）。

余剰電力沸き上げ熱量算出手段３９では、予め記憶しているヒートポンプ式加熱手段１９の単位時間あたりの加熱能力と沸き上げ可能時間を乗じて余剰電力沸き上げ熱量を算出し（ステップＳ１７）、これを夜間沸き上げ熱量算出手段３４へ出力する（ステップＳ１８）。

そして、ヒートポンプ貯湯式給湯装置１の夜間沸き上げ熱量算出手段３４は、余剰電力沸き上げ熱量の入力を受け付けると（ステップＳ４）、沸き上げ目標決定手段３３で決定された沸き上げ目標熱量から余剰電力沸き上げ熱量を減じて夜間沸き上げ熱量を決定し（ステップＳ５）、沸き上げ制御手段３５へ出力する。

沸き上げ制御手段３５では、夜間沸き上げ熱量を夜間時間帯の終了時刻に沸き上げ完了させるよう適切な沸き上げ開始時刻を算出し（ステップＳ６）、沸き上げ開始時刻になるとヒートポンプ式加熱手段１９と加熱循環ポンプ２８を駆動して沸き上げ目標温度に加熱した湯を貯湯タンク１０の上部から順次積層するように沸き上げ運転を行うようにしている。

そして、夜間時間帯以外の昼間時間帯においては、ＨＥＭＳ機器７の余剰電力沸き上げ判断手段４１は、図５に示すように余剰電力監視手段４０が監視している現在の太陽光発電装置３の発電電力から現在の使用電力を減じた発電余剰電力が沸き上げ目標温度に対応したＨＰ消費電力を上回ると余剰電力沸き上げ可能信号をヒートポンプ貯湯式給湯装置１へ出力し、発電余剰電力が沸き上げ目標温度に対応したＨＰ消費電力を下回ると余剰電力沸き上げ禁止信号をヒートポンプ貯湯式給湯装置１へ出力する。

ヒートポンプ貯湯式給湯装置１の沸き上げ制御手段３５では、余剰電力沸き上げ可能信号が入力されると、沸き上げ制御手段３５が貯湯タンク１０内の湯量を確認し、沸き上げ運転が可能な湯量であると沸き上げ運転を開始し、貯湯タンク１０内が満タンまで沸き上げられるか、ＨＥＭＳ機器７の余剰電力沸き上げ判断手段４１からの余剰電力沸き上げ禁止信号が入力されるまで沸き上げ運転を継続するようにしている。

なお、貯湯タンク１０内の湯量が少ない場合や、沸き上げ運転の開始から余剰電力沸き上げ禁止信号が入力されるまでの時間が、予め定められた最低作動継続時間よりも短い場合には、余剰電力沸き上げ禁止信号が入力されても直ぐに沸き上げ運転を停止せずに沸き上げ運転を継続する。

このようにして、太陽光発電装置３の発電余剰電力で湯を沸き上げる沸き上げ熱量の予測算出時に用いるヒートポンプ式加熱手段１９のＨＰ消費電力を沸き上げ目標温度に応じることで実態に近づけることができ、発電余剰電力による昼間の沸き上げ熱量を精度よく予測でき、夜間時間帯において適切な量を沸き上げることができるため、昼間時間帯での湯切れや不要な買電を抑制でき、昼間時間帯での発電余剰電力を沸き上げに用いて発電余剰電力の自家消費率を向上でき、夜間時間帯での沸き上げ熱量が適切となって過剰に沸き上げることが無くなって自然放熱による放熱ロスを抑制してヒートポンプ貯湯式給湯システムの効率が向上できると共に、夜間時間帯での余分な電力消費を抑制できるものである。

昼間時間帯での沸き上げ運転においては、沸き上げ目標温度に応じたＨＰ消費電力よりも発電余剰電力が大きい場合に沸き上げ運転を行うようにしているため、従来の一定のＨＰ消費電力で判断するものにおいて、実際のＨＰ消費電力が一定の値よりも大きい場合の発電余剰電力で沸き上げているつもりが買電電力で沸き上げてしまう不具合や、実際のＨＰ消費電力が一定の値よりも小さい場合の発電余剰電力で沸き上げが行える状況においても沸き上げが行われず、発電余剰電力の自家消費率が低下してしまう不具合を解消して、発電余剰電力による適切な沸き上げ運転の開始、停止の判断を行わせることができる。

次に、本発明の第２実施形態を図１、図４〜７に基づいて説明する。ここで、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

この第２実施形態では、図６に示すように過去の外気温度の変遷等から翌日の昼間時間帯での外気温度を予測する外気温予測手段４２が設けられている点と、ＨＰ消費電力記憶手段３７と余剰電力沸き上げ熱量算出手段３９が、ヒートポンプ貯湯式給湯機１側に設けられている点が第１実施形態と異なり、ＨＰ消費電力記憶手段３７は、ヒートポンプ貯湯式給湯機１の複数の沸き上げ目標温度と複数の外気温度域の組合せ毎に対応して、ヒートポンプ式加熱手段１９で当該沸き上げ目標温度に沸き上げる際の消費電力の値であるＨＰ消費電力を予め記憶したものとしている。

次に、この太陽光発電装置連携ヒートポンプ貯湯式給湯システムの作動について図７に基づいて説明すると、ヒートポンプ貯湯式給湯装置１は、電力料金単価の安価な夜間時間帯の開始時刻となると、沸き上げ目標決定手段３３は給湯使用実績記憶手段３２で記憶している過去所定期間の給湯使用実績から沸き上げ目標温度と沸き上げ目標熱量とを決定する（ステップＳ２１、Ｓ２２）。

次に、ＨＰ消費電力記憶手段３７は、外気温予測手段４２が予測する外気温度と、沸き上げ目標決定手段３３で決定された沸き上げ目標温度とに対応したＨＰ消費電力を選択し（ステップＳ２３）、沸き上げ可能時間算出手段３８へ出力する（ステップＳ２４）。

一方、ＨＥＭＳ機器７では、夜間時間帯の開始時刻となると、余剰予測手段３６が翌日の発電余剰電力を予測するために、先ず過去所定期間の単位時間毎の発電実績と、外部サーバ機器９から提供される翌日の天気予報情報（日照予報情報が好ましい）とから翌日の単位時間毎の発電電力を予測し（ステップＳ３１）、ＨＥＭＳ機器７で記憶している過去所定期間のこのＨＥＭＳ機器７が設置されている家庭における単位時間毎の電力使用実績から翌日の単位時間毎の使用電力を予測する（ステップＳ３２）、そして、余剰予測手段３６は、図４に示すように予測発電電力と予測使用電力とから翌日の発電余剰電力を算出して予測すると共に、予測余剰電力を沸き上げ可能時間算出手段３８へ出力する（ステップＳ３３）。

沸き上げ可能時間算出手段３８では、ＨＰ消費電力記憶手段３７からのＨＰ消費電力の入力を受け付けると（ステップＳ３４）、図４に示すように予測余剰電力と入力されたＨＰ消費電力とを比較して、沸き上げ目標温度と外気温度に対応したＨＰ消費電力よりも予測余剰電力が上回る時間である沸き上げ可能時間を算出し（ステップＳ３５）、算出した沸き上げ可能時間を余剰電力沸き上げ熱量算出手段３９に出力する（ステップＳ３６）。

そして、ヒートポンプ貯湯式給湯装置１では、沸き上げ可能時間算出手段３９からの沸き上げ可能時間の入力を受け付けると（ステップＳ２５）、余剰電力沸き上げ熱量算出手段３９が、予め記憶しているヒートポンプ式加熱手段１９の単位時間あたりの加熱能力と沸き上げ可能時間を乗じて余剰電力沸き上げ熱量を算出し（ステップＳ２６）、夜間沸き上げ熱量算出手段３４は、沸き上げ目標決定手段３３で決定された沸き上げ目標熱量から余剰電力沸き上げ熱量を減じて夜間沸き上げ熱量を決定し（ステップＳ２７）、沸き上げ制御手段３５へ出力する。

沸き上げ制御手段３５では、夜間沸き上げ熱量を夜間時間帯の終了時刻に沸き上げ完了させるよう適切な沸き上げ開始時刻を算出し（ステップＳ２８）、沸き上げ開始時刻になるとヒートポンプ式加熱手段１９と加熱循環ポンプ２８を駆動して沸き上げ目標温度に加熱した湯を貯湯タンク１０の上部から順次積層するように沸き上げ運転を行うようにしている。

そして、夜間時間帯以外の昼間時間帯においては、ＨＥＭＳ機器７の余剰電力沸き上げ判断手段４１は、図５に示すように余剰電力監視手段４０が監視している現在の太陽光発電装置３の発電電力から現在の使用電力を減じた発電余剰電力が沸き上げ目標温度と現在の外気温度に対応したＨＰ消費電力を上回ると余剰電力沸き上げ可能信号をヒートポンプ貯湯式給湯装置１へ出力し、発電余剰電力が沸き上げ目標温度と外気温度に対応したＨＰ消費電力を下回ると余剰電力沸き上げ禁止信号をヒートポンプ貯湯式給湯装置１へ出力する。

ヒートポンプ貯湯式給湯装置１では、余剰電力沸き上げ可能信号が入力されると、沸き上げ制御手段３５が貯湯タンク１０内の湯量を確認し、沸き上げ運転が可能な湯量であると沸き上げ運転を開始し、貯湯タンク１０内が満タンまで沸き上げられるか、ＨＥＭＳ機器７からの余剰電力沸き上げ禁止信号が入力されるまで沸き上げ運転を継続するようにしている。

なお、貯湯タンク１０内の湯量が少ない場合や、沸き上げ運転の開始から余剰電力沸き上げ禁止信号が入力されるまでの時間が、予め定められた最低作動継続時間よりも短い場合には、余剰電力沸き上げ禁止信号が入力されても直ぐに沸き上げ運転を停止せずに沸き上げ運転を継続する。

このようにして、太陽光発電装置３の発電余剰電力で湯を沸き上げる沸き上げ熱量の予測算出時に用いるヒートポンプ式加熱手段１９のＨＰ消費電力を沸き上げ目標温度に応じることで実態に近づけることができ、発電余剰電力による昼間の沸き上げ熱量を精度よく予測でき、夜間時間帯において適切な量を沸き上げることができるため、昼間時間帯での湯切れや不要な買電を抑制でき、昼間時間帯での発電余剰電力を沸き上げに用いて発電余剰電力の自家消費率を向上でき、夜間時間帯での沸き上げ熱量が適切となって過剰に沸き上げることが無くなって自然放熱による放熱ロスを抑制してヒートポンプ貯湯式給湯システムの効率が向上できると共に、夜間時間帯での余分な電力消費を抑制できるものである。

昼間時間帯での沸き上げ運転においては、沸き上げ目標温度に応じたＨＰ消費電力よりも発電余剰電力が大きい場合に沸き上げ運転を行うようにしているため、従来の一定のＨＰ消費電力で判断するものにおいて、実際のＨＰ消費電力が一定の値よりも大きい場合の発電余剰電力で沸き上げているつもりが買電電力で沸き上げてしまう不具合や、実際のＨＰ消費電力が一定の値よりも小さい場合の発電余剰電力で沸き上げが行える状況においても沸き上げが行われず、発電余剰電力の自家消費率が低下してしまう不具合を解消して、発電余剰電力による適切な沸き上げ運転を行わせることができる。

また、沸き上げ目標温度に加えて外気温度にも応じて沸き上げ熱量の予測算出時に用いるヒートポンプ式加熱手段１９のＨＰ消費電力を決めることで、発電余剰電力による沸き上げ熱量の予測精度をさらに向上することができ、さらに、発電余剰電力による沸き上げ運転の開始、停止の判断の精度も向上させることができる。

本発明は、上記した第１、第２の実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で変形可能なものであり、例えば、沸き上げ目標決定手段３３や夜間沸き上げ熱量算出手段３４も含めた演算機能の一部または全てＨＥＭＳ機器７側あるいは外部サーバ機器９に設けることも可能であり、システムとして同等の作動を果たすことができるものであればよいものである。

また、第２実施形態では、ＨＰ消費電力記憶手段３７は沸き上げ目標温度と外気温度の組合せ毎にＨＰ消費電力を記憶している構成としているが、これに限定されず、沸き上げ目標温度毎にＨＰ消費電力を記憶し、これを外気温度に応じて補正する関係式を記憶した構成としたり、ＨＰ消費電力が沸き上げ目標温度と外気温度によって導出される関係式を記憶した構成としてもよい。

また、余剰電力沸き上げ判断手段４１は現在の外気温度に応じたＨＰ消費電力を用いているが、これに限られず外気温予測手段４２が予測した外気温度に応じたＨＰ消費電力を用いてもよく、また、外気温予測手段４２は外気温度の推移から予測しているが、これに限られず、給水温度やカレンダー機能による季節等から大まかな外気温度を予測する構成としたり、サーバ機器９からの外気温度予測情報が入力される構成としてもよい。

１ ヒートポンプ貯湯式給湯機
３ 太陽光発電装置
７ ＨＥＭＳ機器
１０ 貯湯タンク
１９ ヒートポンプ式加熱手段
３２ 給湯使用実績記憶手段
３３ 沸き上げ目標決定手段
３４ 夜間沸き上げ熱量算出手段
３５ 沸き上げ制御手段
３６ 余剰予測手段
３７ ＨＰ消費電力記憶手段
３８ 沸き上げ可能時間算出手段
３９ 余剰電力沸き上げ熱量算出手段
４２ 外気温予測手段

Claims (2)

1. 太陽光発電装置と、
   湯水を貯湯する貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクの湯水を沸き上げ目標温度まで加熱するヒートポンプ式加熱手段と、
   過去所定期間の給湯使用実績から前記沸き上げ目標温度と沸き上げ目標熱量を決定する沸き上げ目標決定手段と、
   複数の前記沸き上げ目標温度に応じて予め定められた前記ヒートポンプ式加熱手段の消費電力であるＨＰ消費電力を記憶したＨＰ消費電力記憶手段と、
   前記太陽光発電装置における翌日の発電余剰電力を予測する余剰予測手段と
   前記発電余剰電力の情報と、前記沸き上げ目標決定手段で決定した沸き上げ目標温度に応じた前記ＨＰ消費電力とから翌日の発電余剰電力で沸き上げ可能な沸き上げ可能時間を算出する沸き上げ可能時間算出手段と、
   前記沸き上げ可能時間で沸き上げられる熱量である余剰電力沸き上げ熱量を算出する余剰電力沸き上げ熱量算出手段と、
   前記余剰電力沸き上げ熱量を前記沸き上げ目標熱量から減算して夜間沸き上げ熱量を算出する夜間沸き上げ熱量算出手段と、
   夜間時間帯に前記夜間沸き上げ熱量を沸き上げ、前記夜間時間帯以外の時間帯に余剰電力沸き上げ熱量を沸き上げるようにした沸き上げ制御手段と
   を備えたことを特徴とする太陽光発電装置連携ヒートポンプ貯湯式給湯システム。
2. 翌日の外気温度を予測する外気温予測手段を設け、
   前記ＨＰ消費電力記憶手段は、複数の沸き上げ目標温度と外気温度とに応じて予め定められた前記ＨＰ消費電力を記憶し、
   前記沸き上げ可能時間算出手段は、前記発電余剰電力の情報と、前記ＨＰ消費電力記憶手段から読み出した前記沸き上げ目標決定手段で決定した沸き上げ目標温度と前記前記外気温予測手段で予測された外気温度とに応じたＨＰ消費電力とから翌日の発電余剰電力で沸き上げ可能な沸き上げ可能時間を算出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置連携ヒートポンプ貯湯式給湯システム。

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