JP2016142454A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザに経済性を考慮した計画的な熱消費行動を促すことが可能な貯湯式給湯装置を提供すること。
【解決手段】貯湯式給湯装置100は、温水を生成する熱生成装置1と、熱生成装置1によって生成された温水を蓄える蓄熱槽2と、蓄熱時間帯に生成する目標の熱生成量を満たすように、熱生成装置1を制御する蓄熱制御装置3と、を備える。また、蓄熱制御装置3は、目標の熱生成量に対して追加の熱生成をする確率を求める確率演算部32と、追加の熱生成をした場合の電気代を求める電気代演算部35と、目標の熱生成量に対して追加の熱生成をする確率および追加の熱生成をした場合の電気代を含む表示内容を作成する表示内容作成部40と、を有する。
【選択図】図1
【解決手段】貯湯式給湯装置100は、温水を生成する熱生成装置1と、熱生成装置1によって生成された温水を蓄える蓄熱槽2と、蓄熱時間帯に生成する目標の熱生成量を満たすように、熱生成装置1を制御する蓄熱制御装置3と、を備える。また、蓄熱制御装置3は、目標の熱生成量に対して追加の熱生成をする確率を求める確率演算部32と、追加の熱生成をした場合の電気代を求める電気代演算部35と、目標の熱生成量に対して追加の熱生成をする確率および追加の熱生成をした場合の電気代を含む表示内容を作成する表示内容作成部40と、を有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、加熱した水を蓄熱槽内に蓄える貯湯式給湯装置に関するものである。
従来、電気温水器またはヒートポンプ給湯器などを備える貯湯式給湯装置が知られている。このような貯湯式給湯装置は、過去数日分の消費熱量の実績から当日分の熱消費量を予測し、予測した消費熱量を満たすように当日分の熱生成量を決定して運転を行う。この場合、当日の消費熱量が予測よりも大きくなると、熱切れ(すなわち湯切れ)が発生する。そこで、従来の貯湯式給湯装置では、熱切れが起こりそうな場合には、追加で熱生成を行う構成となっている。
例えば、特許文献1に記載される貯湯式給湯装置では、熱切れが発生すると判定された場合には、過去の熱消費実績の度数分布における最大消費熱量と前日の深夜に生成した生成熱量との差を追加生成熱量として決定し、昼間に自動的に追加熱生成する構成となっている。また、特許文献2に記載される貯湯式給湯装置では、湯切れ(熱切れ)までの残り使用可能時間が基準時間以下であるときに、使用者に対して湯切れが起こる可能性がある旨の第1の警告を行い、さらに残湯量が所定量以下になった場合に、湯切れが起こる可能性が非常に高い旨の第2の警告を行う構成となっている。これにより、特許文献2の貯湯式給湯装置では、湯切れが発生する前に使用者に手動で追加の熱生成を促すことができる。
上記のように、従来の貯湯式給湯装置では、熱切れを避けるためには、熱切れが起こる前に手動あるいは自動で追加の熱生成(沸き増し)を行う必要がある。しかしながら、昼間などの電気料金が高騰する時間帯に追加の熱生成を行うことは、ユーザにとって非経済的である。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ユーザに経済性を考慮した計画的な熱消費行動を促すことが可能な貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。
本発明の貯湯式給湯装置は、温水を生成する熱生成装置と、熱生成装置によって生成された温水を蓄える蓄熱槽と、蓄熱時間帯に生成する目標の熱生成量を満たすように、熱生成装置を制御する蓄熱制御装置と、を備え、蓄熱制御装置は、目標の熱生成量に対して追加の熱生成をする確率を求める確率演算部と、追加の熱生成をした場合の電気代を求める電気代演算部と、目標の熱生成量に対して追加の熱生成をする確率および追加の熱生成をした場合の電気代を含む表示内容を作成する表示内容作成部と、を有する。
本発明の貯湯式給湯装置によれば、事前に追加の熱生成を行う確率と追加の熱生成を行った場合の電気代とを含む表示内容を作成し、ユーザに知らせることにより、ユーザが経済性を考慮して、熱消費の抑制または計画的な熱消費を行うことができる。
以下に、本発明における貯湯式給湯装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における貯湯式給湯装置100の概略構成を示す図である。図1に示すように、本実施の形態における貯湯式給湯装置100は、熱生成装置1と、蓄熱槽2と、蓄熱制御装置3と、表示装置4とから構成される。貯湯式給湯装置100は、所定の蓄熱時間帯の電力を利用して、蓄熱制御装置3が決定する量および温度の水が蓄熱槽2に溜まるまで、熱生成装置1によって給水を加熱する。所定の蓄熱時間帯は、例えば、安価な深夜料金が適用される深夜帯である。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における貯湯式給湯装置100の概略構成を示す図である。図1に示すように、本実施の形態における貯湯式給湯装置100は、熱生成装置1と、蓄熱槽2と、蓄熱制御装置3と、表示装置4とから構成される。貯湯式給湯装置100は、所定の蓄熱時間帯の電力を利用して、蓄熱制御装置3が決定する量および温度の水が蓄熱槽2に溜まるまで、熱生成装置1によって給水を加熱する。所定の蓄熱時間帯は、例えば、安価な深夜料金が適用される深夜帯である。
熱生成装置1は、電気により温熱を生成する装置である。例えば、貯湯式給湯装置100がヒートポンプ式給湯器(例えばエコキュート(登録商標))の場合、熱生成装置1はヒートポンプであり、貯湯式給湯装置100がヒータ式温水器(電気温水器)の場合、熱生成装置1は熱ヒータである。熱生成装置1で生成される温熱によって水道水が加熱され、温水(湯)が生成される。蓄熱槽2は、熱生成装置1によって生成された温水をユーザが使用するまで蓄えるものである。
蓄熱制御装置3は、マイクロコンピュータまたはDSP(Digital Signal Processor)などで構成され、貯湯式給湯装置100全体の制御を行う。具体的には、蓄熱制御装置3は、過去の熱消費実績から、当日の熱生成量を決定し、その熱生成量が満たされるように熱生成装置1を起動および停止する。一般に、貯湯式給湯装置100は、安価な電力料金単価が適用できる深夜帯に熱生成を行い、その熱を昼間帯にユーザが消費する。そして、蓄熱制御装置3は、深夜帯に生成した熱量以上の当日消費が予想された場合、すなわち熱切れが起こると予想された場合には、追加の熱生成を行う。なお、給湯器の場合、この追加の熱生成は「沸き増し」などと呼ばれる。
図2は、蓄熱制御装置3の内部構成を示す図である。なお、図2は深夜帯の熱生成時に動作する構成について示すものである。図2に示すように、蓄熱制御装置3は、ユーザの熱消費実績を記録した実績データベース31と、実績データベース31の実績データから度数分布を生成するとともに熱切れの発生確率を求める確率演算部32と、現在の季節データおよび曜日データを確率演算部32に出力する時計(内部時計)33と、蓄熱槽2の熱容量に従って深夜帯に生成する熱量の候補を複数生成する仮定生成部34と、仮定生成部34で生成された各候補の熱生成量と電気料金単価に基づいて電気代期待値を演算する電気代演算部35と、各候補の中から電気代期待値が最小となるものを選択する仮定評価部36と、選択された候補の熱量を生成するように熱生成装置1を制御する熱生成制御部37と、仮定評価部36からの情報に基づいて表示内容を作成する表示内容作成部40とを備える。上記各部は、ソフトウェアで実現される機能部として蓄熱制御装置3を構成するCPUによってプログラムを実行することで実現されるか、またはDSP、ASIC(Application Specific IC)、PLD(Programmable Logic Device)などの電子回路で実現される。
実績データベース31は、貯湯式給湯装置100の過去の日単位の熱消費量の実績データを季節(春夏秋冬)別および曜日別(平日/休日)に所定日数分(例えば30日分ずつ)記録する。
確率演算部32は、時計33から、現在の季節および曜日を示す季節データおよび曜日データを取得し、取得した現在の季節データおよび曜日データに基づいて、実績データベース31から、現在の季節および曜日に対応する過去の熱消費量の実績データを抽出する。そして、確率演算部32は、抽出した実績データから熱消費量の度数分布を算出して求める。図3は、確率演算部32によって求められる度数分布の一例を示す図である。図3の度数分布の横軸は熱消費量を示し、縦軸はその熱消費量が発生する確率を示す。また、確率演算部32は、求められた度数分布に基づいて、後述する仮定生成部34が生成する深夜帯の熱生成量の候補である仮定熱量Nごとに、昼間に熱切れが発生する確率を求める。
仮定生成部34は、深夜帯に生成する熱生成量の候補として複数の仮定熱量Nを生成する。例えば、蓄熱槽2の熱容量がNmaxであり、100個の候補を生成する場合、仮定熱量NはNmax×0.01刻みで、0〜Nmaxまでの値となる。
電気代演算部35は、仮定生成部34により生成された仮定熱量N(深夜帯の熱生成量)ごとに、深夜帯の電気代Cn(N)、昼間帯の追加生成による電気代期待値Cd(N)および当日かかる電気代期待値Ca(N)を計算する。当日かかる電気代期待値Ca(N)は、深夜帯の電気代Cn(N)と昼間帯の追加生成による電気代期待値Cd(N)の総和である。計算に必要な電力料金単価は、ユーザが入力するか、ネットワークを経由して送信するなどして、電気代演算部35に入力される。以下に、深夜帯の電気代Cn(N)、昼間帯の追加生成による電気代期待値Cd(N)および当日かかる電気代期待値Ca(N)を、仮定熱量Nの関数として定式化したものを示す。
まず、深夜帯に仮定熱量Nだけ生成および蓄熱する場合の電気代Cn(N)は、下式(1)で表現される。
Cn(N)=N×0.278×Pn÷En・・・(1)
ここで、
Cn:深夜帯の電気代(円)
N:深夜帯の熱生成量(MJ)
0.278:kWhとMJの熱量換算係数(kWh/MJ)
Pn:深夜帯の電力料金単価(円/kWh)
En:熱生成装置1の深夜帯での平均効率(%)
ここで、
Cn:深夜帯の電気代(円)
N:深夜帯の熱生成量(MJ)
0.278:kWhとMJの熱量換算係数(kWh/MJ)
Pn:深夜帯の電力料金単価(円/kWh)
En:熱生成装置1の深夜帯での平均効率(%)
さらに、昼間帯に仮定熱量Nだけでは熱切れが発生し、その結果、当日の熱生成量の総和が過去の最大熱消費量Mとなるまで追加で熱生成をするとした場合、昼間帯の電気代期待値Cd(N)は次式(2)で表現される。
Cd(N)=X×(M−N)×0.278×Pd÷Ed・・・(2)
ここで、
Cd:昼間帯の電気代期待値(円)
X:熱切れが発生する確率(%)
M:過去の最大熱消費量(MJ)
Pd:昼間帯の電力料金単価(円/kWh)
Ed:熱生成装置1の昼間帯での平均効率(%)
ここで、
Cd:昼間帯の電気代期待値(円)
X:熱切れが発生する確率(%)
M:過去の最大熱消費量(MJ)
Pd:昼間帯の電力料金単価(円/kWh)
Ed:熱生成装置1の昼間帯での平均効率(%)
従って、当日かかる電気代期待値Ca(N)は、次式(3)となる。
Ca(N)=Cn(N)+Cd(N)・・・(3)
Ca(N)=Cn(N)+Cd(N)・・・(3)
仮定評価部36は、電気代演算部35により求められた仮定熱量Nごとの当日かかる電気代期待値Ca(N)に基づいて、複数の仮定熱量Nの中から、当日かかる電気代期待値Ca(N)が最小となる仮定熱量Nを選択する。そして、選択された仮定熱量Nを当日深夜帯に生成する熱生成量Na(熱生成目標値)として決定し、熱生成制御部37に出力する。また、仮定評価部36は、決定した当日深夜帯に生成する熱生成量Naにおける、熱切れが発生する確率を表すX(%)と、昼間帯に追加の熱生成をした場合の電気代期待値Cd(N)とを、電気代演算部35から取得し、表示内容作成部40に送信する。
熱生成制御部37は、深夜帯に生成する熱量が、仮定評価部36により熱生成目標値として決定された熱生成量Naとなるように、熱生成装置1の起動時刻および停止時刻を決定し制御する。例えば、1時間あたりの熱生成量をGとすると、Na/Gが熱生成装置1を稼働させる時間となる。さらに、電力料金の深夜帯が終わるのがT1時であるとして、T1時の30分前に熱生成を完了させる場合、熱生成装置1の起動時刻はT1時のNa/G時間前の30分前とし、停止時刻はT1時の30分前とする。
表示内容作成部40は、仮定評価部36から受信した情報から表示装置4における表示内容を作成し、表示装置4に送信する。具体的には、表示内容作成部40は、仮定評価部36から受信した熱切れが発生する確率を表すX(%)を追加の熱生成をする確率とし、昼間帯に追加の熱生成をした場合の電気代期待値Cd(N)を追加の熱生成をした場合の電気代とした表示内容を作成し、表示装置4に送信する。
また、表示内容作成部40は、ユーザに計画的な熱消費を促し、追加の熱生成を行わずに熱切れを回避することを可能とするため、またはユーザにとって経済的な追加の熱生成を可能とするために、参考となる情報を含む表示内容を作成し、表示装置4に送信する。表示内容作成部40は、例えば、電気料金の安い深夜帯が開始される時刻まで追加の熱生成を行わない程度に熱消費を抑えることができれば、電気料金の高い昼間帯に追加の熱生成を行った場合の電気代よりもいくら電気代が得になるかといった参考情報や、具体的に追加の熱生成が行われるまでにどれだけ熱消費が可能かといった参考情報を作成する。参考情報は、あらかじめ定型文を用意しておき、その定型文中の数値(時間、電気代、湯量など)を書き換えて表示するなどして作成される。定型文中の数値は、現在時刻および電力料金の深夜帯の開始時刻などの時刻情報、昼間帯の電気代期待値Cd(N)、決定された熱生成量Naならびに蓄熱槽2の残湯量などの情報に基づいて計算される。さらに、表示内容作成部40は、蓄熱槽2から受信した残湯量など、貯湯式給湯装置100の状態を示す情報を含む表示内容を作成し、表示装置4に送信する。
表示装置4は、例えば、貯湯式給湯装置100に付属するリモコンであり、貯湯式給湯装置100の熱生成および蓄熱に関する情報を表示する。図4は、本実施の形態における表示装置4の正面図である。図4に示すように、表示装置4は液晶画面などで構成される表示部51、およびお知らせ確認ボタン52などの給湯や浴室の使用に関する各種設定/確認ボタンを有する。また、図2に示すように、表示装置4は、表示部51の表示を制御する表示制御部41を有する。
表示制御部41は、マイクロコンピュータまたはDSPなどで構成され、お知らせ確認ボタン52などの各種設定/確認ボタンの操作に応じて、表示部51に表示する表示内容を制御する。
図4に示すように、表示部51には、蓄熱槽2の残湯量、ならびに風呂およびシャワーなどの給湯温度に加え、追加の熱生成をする確率および追加の熱生成をした場合の電気代が表示される。これにより、ユーザが追加の熱生成をする確率と、追加の熱生成をした場合の電気代とを目視で確認することができる。なお、図4では、ユーザが容易に理解できるように、「追加の熱生成」を「沸き増し」と表現して表示している。
さらに、表示部51には、表示内容作成部40によって作成された追加の熱生成に関する参考情報が表示される。図5は、表示装置4における追加の熱生成に関する参考情報の表示例を示す図である。表示制御部41は、ユーザによってお知らせ確認ボタン52が押下されると、表示部51に追加の熱生成に関する参考情報を表示する。具体的には、図4の状態でお知らせ確認ボタン52が押下されると、例えば図5(a)に示すように、表示部51に参考情報の一部が表示される。図5(a)の例では、熱消費を抑えることによる電気代の節約に関する参考情報が表示されている。さらに、お知らせ確認ボタン52が再度押下されると、表示制御部41は、図5(b)に示すように、表示部51に参考情報の続きを表示する。図5(b)の例では、追加の熱生成が行われるまでにどれだけ熱消費が可能であるかに関する参考情報が表示されている。すなわち、表示制御部41は、参考情報の画面数がnである場合、お知らせ確認ボタン52の押下に伴って、表示部51に参考情報を順次表示する。そして、n枚目の画面が表示された後に、再度お知らせ確認ボタン52が押下されると、表示制御部41は、図4に示す元の表示画面を表示部51に表示する。
図6は、仮定評価部36における深夜帯の熱生成量Naの決定からお知らせ確認ボタン52の押下に伴う画面表示までの流れを示すフローチャートである。図6に示すように、まず、仮定評価部36によって深夜帯に生成する熱量の候補である複数の仮定熱量Nから電気代期待値が最小となる仮定熱量Nが選択され、熱生成量Naとして決定される(S11)。そして、熱生成量Naにおける、熱切れが発生する確率X(%)および昼間帯に追加の熱生成をした場合の電気代期待値Cd(N)が、表示内容作成部40に送信される(S12)。
次に、表示内容作成部40によって、追加の熱生成をする確率(すなわち熱切れが発生する確率)、追加の熱生成をした場合の電気代および追加の熱生成に関する参考情報を含む表示内容が作成され、表示装置4に送信される(S13)。そして、表示装置4の表示制御部41によって、受信した参考情報の情報量(文字数)と表示部51に表示できる情報量(文字数)とから、参考情報を分割した参考情報の画面数がnとされる(S14)。
そして、表示を終了するか否かが判断される(S15)。ここでは、あらかじめ決められた表示終了のタイミング、例えば当該表示の表示時間が所定の時間を超えた時、電気料金単価の時間帯の切り替え時、他に追加の熱生成に関する情報を受信した時などに、表示制御部41によって表示を終了すると判断される。そして、表示を終了する場合は(S15:YES)、本フローを終了する。一方、表示を終了しない場合は(S15:NO)、画面数を表す変数iが0とされる(S16)。
そして、表示装置4の表示部51に、追加の熱生成をする確率および追加の熱生成をした場合の電気代が表示される(S17)。続いて、お知らせ確認ボタン52が押下されたか否かが判断される(S18)。お知らせ確認ボタン52が押下されていない場合は(S18:NO)、S17の処理に戻る。一方、お知らせ確認ボタン52が押下された場合は(S18:YES)、変数iが画面数nより小さいか否かが判断される(S19)。そして、変数iが画面数nより小さい場合(S19:YES)、変数iに1が加算され(S20)、表示部51にi枚目の参考情報の画面が表示される(S21)。一方、変数iが画面数n以上の場合(S19:NO)、S15の処理に戻る。
従来は、熱切れが起こりそうになった場合には、経済性を考慮せずに追加の熱生成が行われた。これに対し、本実施の形態における貯湯式給湯装置100では、上記のように追加の熱生成をする確率および追加の熱生成をした場合の電気代が事前に表示装置4に表示される。これによりユーザが表示装置4に表示される追加の熱生成の確率と追加の熱生成をした場合の電気代を見て、ユーザにとって電気代が高い場合は熱消費を抑え、ユーザにとって電気代が安い場合は追加の熱生成をしても構わないという判断をすることができる。その結果、ユーザに経済性を考慮した計画的な熱消費を促すことができる。
また、追加の熱生成をする確率および追加の熱生成をした場合の電気代に加えて、ユーザが熱消費を抑制した場合に得られる電気代のメリット(熱生成を、昼間帯から深夜帯に振り替えるメリット)や、追加の熱生成が開始されるまでに使用可能な具体的な湯量など、ユーザの熱消費の抑制あるいは計画的な熱消費を促すための参考情報(アドバイス)も表示されることで、ユーザが参考情報に基づいて計画的に熱消費を行うことができ、結果として追加の熱生成を行わずに熱切れを回避することも可能となる。特に、TOU(Time Of Use)やCPP(Critical Peak Pricing)といった電力料金単価が時間帯で変化する電力契約をしているユーザにとっては、本実施の形態は有効である。
実施の形態2.
続いて、本発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2における貯湯式給湯装置100は、追加の熱生成が生じた場合に、表示装置4に追加の熱生成に関する表示が行われる点において、実施の形態1と相違する。実施の形態2における貯湯式給湯装置100のその他の構成は、実施の形態1と同様であり、同じ符号を付す。
続いて、本発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2における貯湯式給湯装置100は、追加の熱生成が生じた場合に、表示装置4に追加の熱生成に関する表示が行われる点において、実施の形態1と相違する。実施の形態2における貯湯式給湯装置100のその他の構成は、実施の形態1と同様であり、同じ符号を付す。
図7は、本実施の形態における蓄熱制御装置3Aの内部構成を示す図である。なお、図7は、昼間帯の追加熱生成時に動作する構成を示すものである。図7に示すように、蓄熱制御装置3Aは、実績データベース31、熱生成制御部37および表示内容作成部40に加え、蓄熱槽2の測定温度が入力される蓄熱槽温度入力部38と、当該測定温度に基づいて熱切れか否かを判定する熱切れ判定部39とをさらに備えている。
蓄熱槽温度入力部38は、蓄熱槽2に設置された蓄熱槽温度計20によって測定される蓄熱槽2の温度を所定の時間間隔で取得する。なお、当該温度の取得は常時行ってもよい。蓄熱槽温度計20は複数の温度計から構成されており、当該複数の温度計は、蓄熱槽2の上部から下部にかけて所定間隔で均等に設置されている。
熱切れ判定部39は、取得された蓄熱槽2の温度から熱切れを予測判断する。即ち、蓄熱槽2に設けられた当該複数の温度計で計測した蓄熱槽2内の全箇所の温度が、水道水温度(もしくは、予め設定した基準値)に近くなれば(すなわち、水道水温度または基準値から所定の範囲内の温度になれば)、熱切れと判断する。これは、蓄熱槽2内の温水と冷水は混ざるのが遅く、通常は温水層と冷水層がきれいに分離することに基づく。例えば温水の蓄熱槽2の場合、最上部の温度が著しく水道水温度に近づけば熱切れである。
熱生成制御部37は、熱切れ判定部39によって昼間帯に熱切れが発生すると判断された場合、確率演算部32から、現在の季節および曜日の最大熱消費量M(図3参照)を取得する。そして、取得した最大熱消費量Mと前日の深夜帯に生成した熱生成量Naとの差を、昼間帯に追加生成する追加熱生成量として決定する。そして、決定した追加熱生成量(M−Na)分だけ追加の熱生成を行うように、熱生成装置1の起動時刻および停止時刻を決定して制御する。例えば、1時間あたりの熱生成量をGとすると、(M−Na)/Gが熱生成装置1を稼働させる時間となる。現在時刻がT2時である場合、熱生成装置1の起動時刻をT2時とし、停止時刻はT2時の(M−Na)/G時間後とする。従来、熱切れが発生しそうな場合は、蓄熱槽2の半分もしくは全部を満たすように追加熱生成していたが、本実施の形態によれば、実際に消費されうる熱量(M−Na)を把握した上で追加熱生成を行うため、必要以上の熱生成を行うことを防止することができる。
表示内容作成部40は、熱生成制御部37が追加の熱生成のために熱生成装置1を起動した場合、熱生成制御部37で決定した追加の熱生成量(M−Na)の情報を受信し、追加の熱生成による電気代を計算する。追加の熱生成による電気代Cxは次式(4)で表現される。
Cx=(M−Na)×0.278×Px÷Ex・・・(4)
ここで、
Cx:追加の熱生成による電気代(円)
M:過去の最大熱消費量(MJ)
Na:深夜帯に生成した熱量(MJ)
0.278:kWhとMJの熱量換算係数(kWh/MJ)
Px:追加の熱生成をする時間帯での電力料金単価(円/kWh)
Ex:追加の熱生成をする時間帯での熱生成装置1の平均効率(%)
Cx=(M−Na)×0.278×Px÷Ex・・・(4)
ここで、
Cx:追加の熱生成による電気代(円)
M:過去の最大熱消費量(MJ)
Na:深夜帯に生成した熱量(MJ)
0.278:kWhとMJの熱量換算係数(kWh/MJ)
Px:追加の熱生成をする時間帯での電力料金単価(円/kWh)
Ex:追加の熱生成をする時間帯での熱生成装置1の平均効率(%)
また、表示内容作成部40は、追加の熱生成を開始したという情報および追加の熱生成による電気代Cxを含む表示内容を作成し、表示装置4に送信する。また、表示内容作成部40は、追加の熱生成量および追加の熱生成によりどれだけ熱消費が可能となるかといった参考情報を含む表示内容を作成し、表示装置4に送信する。
表示装置4は、表示内容作成部40から受信した表示内容を表示部51に表示する。図8は、追加の熱生成開始時の表示例を示す図である。図8(a)に示すように、表示制御部41は、表示内容作成部40から受信した追加の熱生成を開始したという情報および追加の熱生成による電気代を、ユーザが目視で確認できるように、表示部51に表示する。
また、表示制御部41は、ユーザによってお知らせ確認ボタン52が押下されると、表示内容作成部40で作成された参考情報を表示部51に表示する。具体的には、お知らせ確認ボタン52が押下されると、図8(b)に示すように、参考情報の一部が表示される。ここでは、沸き増しを行う湯量(すなわち追加の熱生成量)に関する情報が表示される。さらに、お知らせ確認ボタン52が再度押下されると、図8(c)に示すように、参考情報の続きが表示される。ここでは、沸き増し後(すなわち追加の熱生成後)、どれだけ熱消費を行うことができるかに関する情報が表示される。実施の形態1と同様に、参考情報の画面数がnである場合、表示制御部41は、お知らせ確認ボタン52の押下に伴って、表示部51に参考情報を順次表示し、n枚目の画面が表示された後に、図8(a)に示す元の表示画面を表示する。
また、蓄熱制御装置3の表示内容作成部40は、熱生成制御部37で追加の熱生成を終えるために熱生成装置1を停止した場合、追加の熱生成を終了したという情報および追加の熱生成による電気代Cxを含む表示内容を作成し、表示装置4に送信する。また、表示内容作成部40は、追加の熱生成により、どれだけ熱消費が可能となったかといった参考情報を含む表示内容を作成し、表示装置4に送信する。
表示装置4は、表示内容作成部40から受信した表示内容を表示部51に表示する。図9は、追加の熱生成終了時の表示例を示す図である。図9(a)に示すように、表示制御部41は、表示内容作成部40から受信した追加の熱生成が終了したという情報および追加の熱生成による電気代を、ユーザが目視で確認できるように、表示部51に表示する。
また、表示制御部41は、ユーザによってお知らせ確認ボタン52が押下されると、表示内容作成部40で作成された参考情報を表示部51に表示する。具体的には、お知らせ確認ボタン52が押下されると、図9(b)に示すように、参考情報の一部が表示される。ここでは、沸き増しが行われた湯量(すなわち追加の熱生成量)に関する情報が表示される。さらに、お知らせ確認ボタン52がもう一度押下されると、図9(c)に示すように、参考情報の続きが表示される。ここでは、次の沸き増し開始(追加の熱生成)までの間にどれだけ熱消費を行うことができるかに関する情報が表示される。実施の形態1と同様に、参考情報の画面数がnである場合、表示制御部41は、お知らせ確認ボタン52の押下に伴って、表示部51に参考情報を順次表示し、n枚目の画面が表示された後に、図9(a)に示す元の表示画面を表示する。
図10は、追加の熱生成の開始からお知らせ確認ボタン52の押下に伴う画面表示までの流れを示すフローチャートである。なお、追加の熱生成の終了からお知らせ確認ボタン52の押下に伴う画面表示までの流れは、追加の熱生成の開始時と同様であるため、図10に基づいてまとめて説明する。まず、追加の熱生成が開始または終了されるか否かが判断される(S31)。ここでは、熱生成制御部37で熱生成装置1の起動または停止が決定されたか否かが判断される。そして、追加の熱生成が開始または終了される場合(S31:YES)、表示内容作成部40によって、熱生成制御部37で決定した追加の熱生成量の情報に基づき、式(4)から追加の熱生成による電気代Cxが計算される(S32)。
次に、表示内容作成部40によって、追加の熱生成の開始または終了に関する情報、追加の熱生成による電気代、および追加の熱生成に関する参考情報などを含む表示内容が作成され、表示装置4に送信される(S33)。そして、表示装置4の表示制御部41によって、受信した参考情報の情報量(文字数)と表示部51に表示できる情報量(文字数)とから、参考情報を分割した参考情報の画面数がnとされる(S34)。
そして、表示を終了するか否かが判断される(S35)。ここでは、あらかじめ決められた表示終了のタイミング、例えば当該表示の表示時間が所定の時間を超えた時、電気料金単価の時間帯の切り替え時、他に追加の熱生成に関する情報を受信した時などに、表示制御部41によって表示を終了すると判断される。そして、表示を終了する場合は(S35:YES)、本フローを終了する。一方、表示を終了しない場合は(S35:NO)、画面数を表す変数iが0とされる(S36)。
そして、表示装置4の表示部51に、追加の熱生成の開始または終了に関する情報および追加の熱生成による電気代が表示される(S37)。続いて、お知らせ確認ボタン52が押下されたか否かが判断される(S38)。お知らせ確認ボタン52が押下されていない場合は(S38:NO)、S37の処理に戻る。一方、お知らせ確認ボタン52が押下された場合は(S38:YES)、変数iが画面数nより小さいか否かが判断される(S39)。そして、変数iが画面数nより小さい場合(S39:YES)、変数iに1が加算され(S40)、表示部51にi枚目の参考情報の画面が表示される(S41)。一方、変数iが画面数n以上の場合(S39:NO)、S35の処理に戻る。
以上のように、本実施の形態では、熱切れが発生するか否かを判定する熱切れ判定部39をさらに備え、熱切れ判定部39によって熱切れが発生すると判定された場合に、昼間帯に追加生成する追加生成熱量を、図3の度数分布における最大熱消費量Mと前回の深夜帯に生成した熱生成量Naとの差として決定する構成とした。これにより、追加の熱生成においても、必要以上の熱生成を行うことを防止することができる。その結果、余分な熱生成を防止でき、電力消費も最小化されるため、CO2削減にも貢献することができる。また、熱切れ判定部39によって熱切れが発生すると判定された場合に、表示装置4に追加の熱生成に関する情報を表示することで、ユーザが追加の熱生成による電気代を目視で確認することができ、以降の熱消費行動において経済性を考慮した計画的な熱消費を促すことができる。
実施の形態3.
続いて、本発明の実施の形態3について説明する。実施の形態3における貯湯式給湯装置100は、仮定評価部36で決定していた深夜帯に生成する熱生成量Naをユーザに選択させるという点で実施の形態1と相違する。実施の形態3における貯湯式給湯装置100のその他の構成は実施の形態1と同様であり、同じ符号を付す。
続いて、本発明の実施の形態3について説明する。実施の形態3における貯湯式給湯装置100は、仮定評価部36で決定していた深夜帯に生成する熱生成量Naをユーザに選択させるという点で実施の形態1と相違する。実施の形態3における貯湯式給湯装置100のその他の構成は実施の形態1と同様であり、同じ符号を付す。
図11は、本実施の形態における蓄熱制御装置3Bの内部構成を示す図である。なお、図11は、深夜帯の熱生成時に動作する構成を示すものである。本実施の形態の蓄熱制御装置3Bの内部構成は、実施の形態1と同様であるが、一部の構成において実施の形態1と異なる機能を有する。具体的には、本実施の形態の仮定生成部34は、深夜帯に生成する熱量の候補として、複数の仮定熱量N0を生成する。仮定生成部34で生成される複数の仮定熱量N0は、沸き上げの加減を表す「沸き上げコース」の項目(例えば、たっぷり、お任せ、省エネなど)に対応するよう生成される。また、電気代演算部35は仮定生成部34で生成された仮定熱量N0ごとに、深夜帯の熱生成による電気代Cn(N0)と、昼間帯に追加の熱生成をした場合の電気代期待値Cd(N0)とを計算する。深夜帯の熱生成による電気代Cn(N0)および昼間帯に追加の熱生成をした場合の電気代期待値Cd(N0)は、実施の形態1の式(1)および式(2)を用いて計算される。また、確率演算部32は、度数分布に基づいて、各仮定熱量N0における熱切れが発生する確率を求める。
仮定評価部36は、仮定生成部34で生成された複数の仮定熱量N0、電気代演算部35で計算された各仮定熱量N0の深夜帯の熱生成による電気代Cn(N0)および追加の熱生成をした場合の電気代期待値Cd(N0)、ならびに確率演算部32で求められた熱切れが発生する確率を表示内容作成部40に送信する。仮定評価部36は、また、後述する仮定選択部42で選択された沸き上げコースに従って、深夜帯に生成する熱生成量Naを決定し、熱生成制御部37に送信する。
表示内容作成部40は、仮定評価部36から受信した情報に基づいて表示内容を作成し、表示装置4Aに送信する。本実施の形態の表示内容は、各仮定熱量N0に対応する「沸き上げコース」項目、深夜帯の電気代、昼間帯に熱切れが発生する確率(追加の熱生成をする確率)および追加の熱生成をした場合の電気代を含む。なお、深夜帯の電気代、昼間帯に熱切れが発生する確率(追加の熱生成をする確率)および追加の熱生成をした場合の電気代の全てを参考情報に含む必要はなく、少なくとも何れかを含んでいればよい。
表示装置4Aは、表示内容作成部40で作成された表示内容を表示部51に表示する。図12は、本実施の形態における表示装置4Aの正面図である。表示制御部41は、沸き上げ設定ボタン53が押下された場合、図12に示す表示画面を表示部51に表示する。図12の例では、仮定生成部34で生成された3つの候補(仮定熱量N0)に対応する「沸き上げコース」項目(たっぷり、おまかせ、省エネ)、深夜帯の電気代、追加の熱生成をする確率(熱切れの発生確率)、および追加の熱生成をした場合の電気代が表示される。
また、本実施の形態の表示装置4Aは、仮定選択部42を有する。仮定選択部42は、ユーザによる候補の選択を受け付けるとともに、ユーザが選択した候補の情報を仮定評価部36に送信する。ユーザは、表示部51に表示される深夜帯の電気代、昼間帯に追加の熱生成をする確率および追加の熱生成をした場合の電気代を参照して、複数の沸き上げコースから所望の沸き上げコースを選択する。このとき、表示装置4Aの選択ボタン54および決定ボタン55を使って沸き上げコースの選択が行われる。仮定選択部42は、ユーザによって選択された沸き上げコースに関する情報を仮定評価部36に送信する。仮定評価部36は、ユーザによって選択された沸き上げコースに対応する仮定熱量N0を深夜帯に生成する熱生成量Naとし、熱生成制御部37に送信する。熱生成制御部37は、深夜帯に生成する熱量が、仮定評価部36により決定された熱生成量Naとなるように、熱生成装置1を制御する。
図13は、ユーザによって所望の沸き上げコースが選択された場合の表示装置4Aの表示例を示す図である。詳しくは、図13は、図12に示す画面において、ユーザが「1.たっぷり」の沸き上げコースを選択した場合の表示例である。まず、ユーザによって複数の沸き上げコースの何れかが選択されると、図13(a)に示すように、表示制御部41によって表示部51に選択されたコースを報知する画面が表示される。また、沸き上げが開始されると、図13(b)に示すように、表示部51に沸き上げ中であることを報知する画面が表示される。そして、沸き上げが完了すると、図13(c)に示すように、表示部51に沸き上げが完了したことを報知する画面が表示される。その後、図13(d)のように、表示部51に追加の熱生成をする確率(熱切れの発生確率)と、追加の熱生成をした場合の電気代とが表示され、以降、実施の形態1と同様の処理が行われる。
本実施の形態では、上記のように、ユーザに対して深夜帯の電気代と、追加の熱生成をする確率と、追加の熱生成をした場合の電気代とを提示した上で、深夜帯に生成する熱量(沸き上げコース)を複数の中から選択させることで、経済性を考慮した上で、ユーザに計画的な熱消費を促すことができる。
実施の形態4.
続いて、本発明の実施の形態4について説明する。図14は、実施の形態4における貯湯式給湯装置100Aの概略構成を示す図である。図14に示されるように、本実施の形態の貯湯式給湯装置100Aは、蓄電池6を備え、商用系統からの電力を消費するだけでなく、蓄電池6から供給される電力を使うことが可能である点において実施の形態1と相違する。貯湯式給湯装置100Aのその他の構成については、実施の形態1と同様であり、同じ符号を付す。本実施の形態の貯湯式給湯装置100Aは、安価な深夜料金が適用される深夜電力を利用して、蓄熱制御装置3が決定する量および温度の水が蓄熱槽2に貯まるまで、熱生成装置1によって給水を加熱するとともに、深夜電力を蓄電池6に充電して昼間帯に必要に応じて蓄電池6に充電した電力を消費する。
続いて、本発明の実施の形態4について説明する。図14は、実施の形態4における貯湯式給湯装置100Aの概略構成を示す図である。図14に示されるように、本実施の形態の貯湯式給湯装置100Aは、蓄電池6を備え、商用系統からの電力を消費するだけでなく、蓄電池6から供給される電力を使うことが可能である点において実施の形態1と相違する。貯湯式給湯装置100Aのその他の構成については、実施の形態1と同様であり、同じ符号を付す。本実施の形態の貯湯式給湯装置100Aは、安価な深夜料金が適用される深夜電力を利用して、蓄熱制御装置3が決定する量および温度の水が蓄熱槽2に貯まるまで、熱生成装置1によって給水を加熱するとともに、深夜電力を蓄電池6に充電して昼間帯に必要に応じて蓄電池6に充電した電力を消費する。
蓄電池6は、深夜帯に商用電源から充電される。また、蓄電池6に充電された電力から、昼間帯に熱生成装置1以外の負荷(例えば、エアコン、照明、テレビ、冷蔵庫、洗濯機など)に供給される電力を除いた残りの電力が熱生成装置1に供給される。蓄電池6の蓄電量は、蓄熱制御装置3に出力される。本実施の形態の蓄熱制御装置3の内部構成は、図2に示す実施の形態1の蓄熱制御装置3の内部構成と同様である。ただし、本実施の形態において、電気代演算部35は、昼間帯に蓄電池6から熱生成装置1に供給される電力の単価を深夜電力の単価であるとして、仮定熱量Nごとに昼間帯の追加熱生成による電気代期待値Cd(N)を計算する。通常、深夜電力は昼間帯の電力よりも安価であるため、本実施の形態において計算される、蓄電池6からの電力供給による昼間帯の追加熱生成にかかる電気代期待値Cd(N)は実施の形態1と比べて安くなる。
例えば、深夜電力の単価が10円/kWh、昼間帯の電力の単価が20円/kWh、熱生成装置1の平均効率が100%であり、昼間帯の追加の熱生成に3kWhの電力を消費する場合を考える。蓄電池6を構成要素として備えない場合(例えば実施の形態1)においては、昼間帯の追加熱生成にかかる電気代期待値Cd(N)は、3(kWh)×20(円/kWh)=60円となる。これに対し、蓄電池6を構成要素として備える本実施の形態においては、追加の熱生成に使用できる蓄電池6の電力が1kWhある場合、追加の熱生成で消費する電力3kWhのうち1kWhは蓄電池6から、残りの2kWhは商用系統から電力が供給される。蓄電池6の電力の単価が深夜電力の単価であるとすると、昼間帯の追加熱生成にかかる電気代期待値Cd(N)は、1(kWh)×10(円/kWh)+2(kWh)×20(円/kWh)=50円となる。
電気代演算部35は、上記のように計算した仮定熱量Nごとに昼間帯の追加熱生成による電気代期待値Cd(N)と、深夜帯の電気代Cn(N)から、当日かかる電気代期待値Ca(N)を計算する。そして、仮定評価部36は、実施の形態1と同様に電気代演算部35により求められた仮定熱量Nごとの当日かかる電気代期待値Ca(N)に基づいて、複数の仮定熱量Nの中から、当日かかる電気代期待値Ca(N)が最小となる仮定熱量Nを選択し、その値を熱生成目標値として決定し、当日深夜帯の熱生成量Naとして熱生成制御部37に出力する。また、仮定評価部36は、決定した当日深夜帯の熱生成量Naにおける、熱切れが発生する確率を表すX(%)と、昼間帯に追加の熱生成をした場合の電気代期待値Cd(N)とを、表示内容作成部40に送信する。
表示内容作成部40は、実施の形態1と同様に、仮定評価部36から受信した情報から、追加の熱生成をする確率、追加の熱生成をした場合の電気代および追加の熱生成に関する参考情報を含む表示内容を作成し、表示装置4に送信する。表示装置4は、表示内容作成部40で作成された情報を受信し、表示部51に表示する。
本実施の形態では、このように蓄電池6に充電した深夜電力を昼間帯の追加の熱生成に使用することを考慮して、昼間帯の追加熱生成にかかる電気代期待値を計算し、追加の熱生成をする確率とともに表示装置4に表示することで、ユーザによる経済性を考慮した計画的な熱消費を促すことができる。
実施の形態5.
続いて、本発明の実施の形態5について説明する。図15は、実施の形態5における貯湯式給湯装置100Bの概略構成を示す図である。図15に示されるように、本実施の形態の貯湯式給湯装置100Bは、太陽電池7を備え、商用系統からの電力を消費するだけでなく、太陽電池7から供給される電力を使うことが可能である点において、実施の形態1と相違する。貯湯式給湯装置100Bのその他の構成については、実施の形態1と同様であり、同じ符号を付す。貯湯式給湯装置100Bは、安価な深夜料金が適用される深夜電力を利用して、蓄熱制御装置3が決定する量および温度の水が蓄熱槽2に貯まるまで熱生成装置1によって給水を加熱するとともに、太陽電池7で発電した電力を使用して給水を加熱することができる。
続いて、本発明の実施の形態5について説明する。図15は、実施の形態5における貯湯式給湯装置100Bの概略構成を示す図である。図15に示されるように、本実施の形態の貯湯式給湯装置100Bは、太陽電池7を備え、商用系統からの電力を消費するだけでなく、太陽電池7から供給される電力を使うことが可能である点において、実施の形態1と相違する。貯湯式給湯装置100Bのその他の構成については、実施の形態1と同様であり、同じ符号を付す。貯湯式給湯装置100Bは、安価な深夜料金が適用される深夜電力を利用して、蓄熱制御装置3が決定する量および温度の水が蓄熱槽2に貯まるまで熱生成装置1によって給水を加熱するとともに、太陽電池7で発電した電力を使用して給水を加熱することができる。
太陽電池7は、例えば家の屋根等に設置され、太陽光の光エネルギーを電力に変換して発電する。本実施の形態では、太陽電池7で発電された電力から、熱生成装置1以外の負荷(例えば、エアコン、照明、テレビ、冷蔵庫、洗濯機など)に供給する電力を除いた残りの電力が、熱生成装置1に供給される。太陽電池7の発電量は、蓄熱制御装置3に出力される。本実施の形態の蓄熱制御装置3の内部構成は、図2に示す実施の形態1の蓄熱制御装置3の内部構成と同様である。ただし、本実施の形態の電気代演算部35は、太陽電池7から熱生成装置1に供給する電力の単価を売電単価であるとして、昼間帯の追加熱生成による電気代期待値Cd(N)を計算する。また、太陽電池7で発電した電力のうち、熱生成装置1およびそれ以外の負荷に供給せず、余った電力は売電できるものとする(余剰電力買取制度を想定)。太陽光発電の売電単価が、商用系統から購入する電力単価と比べて高い場合、太陽電池7が発電している間はできるだけ電力を消費せずに売電をする方がユーザにとって経済的である。通常、太陽光発電の売電は、商用系統からの購入電力よりも高価であるため、本実施の形態において計算する、太陽電池7からの電力供給による追加熱生成にかかる電気代期待値は実施の形態1と比べて高くなる。
例えば、太陽光発電の売電単価が37円/kWh、商用系統からの購入電力の単価が20円/kWh、熱生成装置1の平均効率が100%であり、追加の熱生成に3kWhの電力を消費する場合を考える。この追加の熱生成を行う場合、太陽電池7を構成要素として備えない実施の形態1においては、昼間帯に追加の熱生成をした場合の電気代期待値Cd(N)は、3(kWh)×20(円/kWh)=60円となる。一方、太陽電池7を構成要素として備える本実施の形態において、追加の熱生成に使用できる太陽電池7の電力が1kWhある場合、追加の熱生成で消費する電力3kWhのうち1kWhは太陽電池7から、残りの2kWhは商用系統から電力を供給する。太陽電池7から供給される電力の単価が売電単価であるとすると、昼間帯に追加の熱生成をした場合の電気代期待値Cd(N)は、1(kWh)×37(円/kWh)+2(kWh)×20(円/kWh)=77円となる。
ところで、将来的に太陽電池7で発電した電力を売電できなくなった場合、太陽光発電による余剰電力は行き先を失い、発電を抑制する必要が出てくる(余剰電力買取制度がなくなると想定)。また、余剰電力買取制度での電力の単価が非常に安価となった場合は、できるだけ自家消費した方が経済的には好ましい。このような場合、太陽電池7の電力の単価は0あるいは非常に安価であるとして、追加の熱生成をした場合の電気代を計算する。
例えば、太陽電池7の電力の単価が0、商用系統からの購入電力の単価が20円/kWh、熱生成装置1の平均効率が100%であり、追加の熱生成に3kWhの電力を消費する場合を考える。追加の熱生成に使用できる太陽電池7の電力が1kWhある場合、追加の熱生成で消費する電力3kWhのうち1kWhは太陽電池7から、残りの2kWhは商用系統から電力を供給する。この場合、昼間帯に追加の熱生成をした場合の電気代期待値Cd(N)は、1(kWh)×0(円/kWh)+2(kWh)×20(円/kWh)=40円となる。
電気代演算部35は、上記のように計算した仮定熱量Nごとに昼間帯の追加熱生成による電気代期待値Cd(N)と、深夜帯の電気代Cn(N)から、当日かかる電気代期待値Ca(N)を計算する。そして、仮定評価部36は、実施の形態1と同様に電気代演算部35により求められた仮定熱量Nごとの当日かかる電気代期待値Ca(N)に基づいて、複数の仮定熱量Nの中から、当日かかる電気代期待値Ca(N)が最小となる仮定熱量Nを選択し、その値を熱生成目標値として決定し、当日深夜帯の熱生成量Naとして熱生成制御部37に出力する。また、仮定評価部36は、決定した当日深夜帯の熱生成量Naにおける、熱切れが発生する確率を表すX(%)と、昼間帯に追加の熱生成をした場合の電気代期待値Cd(N)とを、表示内容作成部40に送信する。
表示内容作成部40は、実施の形態1と同様に、仮定評価部36から受信した情報から、追加の熱生成をする確率、追加の熱生成をした場合の電気代および追加の熱生成に関する参考情報を含む表示内容を作成し、表示装置4に送信する。ここで、表示内容作成部40は、天気予報の情報(天気、日照時間など、太陽光発電に影響のある情報)を、ユーザが入力することにより、あるいはネットワークを経由して受信することにより得ることができる。天気が良く、太陽電池7から多くの発電が期待できる日は、表示内容作成部40において、太陽電池7の発電量が多いため昼間帯に安価で追加の熱生成ができるといった参考情報が作成される。反対に、天気が悪く、太陽電池7からの発電が期待できない日は、表示内容作成部40において、太陽電池7の発電量が少ないため昼間帯の追加の熱生成は比較的高価になるといった参考情報が作成される。表示装置4は、表示内容作成部40で作成された情報を受信し、表示部51に表示する。
本実施の形態では、上記のように太陽電池7で発電した電力を売電できる場合、および売電できない場合において、太陽電池7で発電した電力を追加の熱生成に使用することを考慮して追加の熱生成による電気代を計算し、追加の熱生成をする確率とともに表示装置4に表示することができる。これにより、ユーザは経済性を考慮して計画的に熱消費を行うことができる。また、天気予報の情報に応じて参考情報を作成し、表示装置4に表示することで、特に天気が悪い日は、ユーザは昼間帯に熱切れが起こらないように計画的な熱消費を促すことができる。また、今後、太陽光発電の導入が進み、系統全体として余剰電力が発生し、昼間帯に電力料金単価が下がるような場面でも、本実施の形態の構成のように、ユーザによる判断を仰ぐことは有効である。
実施の形態6.
続いて、本発明の実施の形態6について説明する。図16は、実施の形態6における貯湯式給湯装置100Cの概略構成を示す図である。本実施の形態の貯湯式給湯装置100Cは、図16に示されるように、蓄電池6および太陽電池7を備える点において、実施の形態1と相違する。貯湯式給湯装置100Cのその他の構成については、実施の形態1と同様であり、同じ符号を付す。本実施の形態の貯湯式給湯装置100Cは、安価な深夜料金が適用される深夜電力を利用して、蓄熱制御装置3が決定する量および温度の水が蓄熱槽2に貯まるまで熱生成装置1によって給水を加熱するとともに、深夜電力を蓄電池6に充電して昼間帯に必要に応じて蓄電池6に充電した電力を消費し、さらに太陽電池7で発電した電力を使用して給水を加熱することができる。また、太陽電池7で発電した電力を蓄電池6に充電することもできる。
続いて、本発明の実施の形態6について説明する。図16は、実施の形態6における貯湯式給湯装置100Cの概略構成を示す図である。本実施の形態の貯湯式給湯装置100Cは、図16に示されるように、蓄電池6および太陽電池7を備える点において、実施の形態1と相違する。貯湯式給湯装置100Cのその他の構成については、実施の形態1と同様であり、同じ符号を付す。本実施の形態の貯湯式給湯装置100Cは、安価な深夜料金が適用される深夜電力を利用して、蓄熱制御装置3が決定する量および温度の水が蓄熱槽2に貯まるまで熱生成装置1によって給水を加熱するとともに、深夜電力を蓄電池6に充電して昼間帯に必要に応じて蓄電池6に充電した電力を消費し、さらに太陽電池7で発電した電力を使用して給水を加熱することができる。また、太陽電池7で発電した電力を蓄電池6に充電することもできる。
本実施の形態の蓄電池6は、深夜電力および太陽電池7で発電した電力が充電され、蓄電池6に充電された電力から、昼間帯に熱生成装置1以外の負荷(例えば、エアコン、照明、テレビ、冷蔵庫、洗濯機など)に供給される電力を除いた残りの電力が熱生成装置1に供給される。また、太陽電池7で発電された電力から、熱生成装置1以外の負荷(例えば、エアコン、照明、テレビ、冷蔵庫、洗濯機など)に供給する電力を除いた残りの電力が、熱生成装置1に供給される。蓄電池6の蓄電量および太陽電池7の発電量は、蓄熱制御装置3に出力される。本実施の形態の蓄熱制御装置3の内部構成は、図2に示す実施の形態1の蓄熱制御装置3の内部構成と同様である。ただし、本実施の形態において、電気代演算部35は、昼間帯に蓄電池6から熱生成装置1に供給される電力の単価を深夜電力の単価であるとして、仮定熱量Nごとに昼間帯の追加熱生成による電気代期待値Cd(N)を計算する。通常、深夜電力は昼間帯の電力よりも安価であるため、本実施の形態において計算される、蓄電池6からの電力供給による昼間帯の追加熱生成にかかる電気代期待値Cd(N)は実施の形態1と比べて安くなる。
本実施の形態では、深夜電力および太陽電池7で発電した電力が蓄電池6に充電される。また、昼間帯に蓄電池6および太陽電池7から熱生成装置1以外の負荷(例えば、エアコン、照明、テレビ、冷蔵庫、洗濯機など)に供給する電力を除いた残りの電力が熱生成装置1に供給される。蓄電池6の蓄電量および太陽電池7の発電量は、蓄熱制御装置3に出力される。本実施の形態の蓄熱制御装置3の内部構成は、図2に示す実施の形態1の蓄熱制御装置3の内部構成と同様である。ただし、本実施の形態において、電気代演算部35は、昼間帯に蓄電池6から熱生成装置1に供給する電力のうち深夜帯に充電した電力の単価を深夜電力の単価であるとして、昼間帯の追加熱生成による電気代期待値Cd(N)を計算する。または、太陽電池7から熱生成装置1に直接供給する電力の単価、および太陽電池7で発電した電力を一旦蓄電池6に充電した後、蓄電池6から熱生成装置1に供給する電力の単価を売電単価であるとして、昼間帯の追加熱生成による電気代期待値Cd(N)を計算する。通常、深夜電力は昼間帯の電力よりも安価であるため、本実施の形態において計算する、蓄電池6で深夜帯に充電した電力の電力供給による昼間帯の追加熱生成にかかる電気代期待値Cd(N)は実施の形態1と比べて安くなる。一方、太陽光発電の売電は、商用系統からの購入電力よりも高価であるため、本実施の形態において計算する、太陽電池7からの電力供給による追加熱生成にかかる電気代期待値Cd(N)は実施の形態1と比べて高くなる。
本実施の形態においては、深夜電力が昼間帯の電力よりも安価であり、太陽電池7の売電単価が商用系統からの購入電力よりも高価である場合、深夜電力を蓄電池6に充電し、昼間帯には蓄電池6から熱生成装置1以外の負荷に電力を供給し、昼間帯に追加の熱生成をすることなく、太陽電池7で発電した電力はできるだけ売電する。また、昼間帯に熱切れが発生する場合には、電力が安価な深夜帯に蓄電池6で充電した電力を熱生成装置1に供給して追加の熱生成を行う。上記のように構成することで、ユーザにとって経済的な熱生成を行うことができる。
そのため、本実施の形態の電気代演算部35は、実施の形態4と同様に、昼間帯に蓄電池6から熱生成装置1に供給する電力のうち深夜帯に充電した電力の単価を深夜電力の単価であるとして、昼間帯の追加熱生成による電気代期待値Cd(N)を計算し、当日かかる電気代期待値Ca(N)を計算する。そして、表示内容作成部40は、実施の形態1と同様に、仮定評価部36から受信した情報から、追加の熱生成をする確率、追加の熱生成をした場合の電気代および追加の熱生成に関する参考情報を含む表示内容を作成し、表示装置4に送信する。ここで、表示内容作成部40は、実施の形態5と同様に天気予報の情報に応じた参考情報を作成してもよい。表示装置4は、表示内容作成部40で作成された情報を受信し、表示部51に表示する。
本実施の形態では、上記のように蓄電池6での充放電と太陽電池7での発電を考慮して追加の熱生成による電気代を計算し、追加の熱生成をする確率とともに表示装置4に表示することができる。これにより、ユーザは経済性を考慮して計画的に熱消費を行うことができる。
以上、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これに限られるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、表示装置4は、貯湯式給湯装置100に付属するリモコン以外にも、パソコン、スマートフォン、携帯電話またはテレビなどで実現することも可能である。この場合、蓄熱制御装置3は、通信部を介して表示内容作成部40で作成された表示内容をパソコン、スマートフォン、携帯電話またはテレビなどに送信し、パソコン、スマートフォン、携帯電話またはテレビの表示部に表示内容が表示される。さらに、表示装置4に通信機能を備え、参考情報の作成に必要な情報を上位システム(図示しない)に送信し、上位システムで参考情報を作成し、表示装置4が受信して表示しても良い。また、表示装置4が表示内容作成部40を有する構成としても良い。
また、上記実施の形態では、仮定生成部34によって複数の候補(仮定熱量N)を生成する構成としたが、従来の貯湯式給湯装置に備わる機能により得られた1つの熱生成量を候補としてもよい。候補が1つの場合は、単純に深夜帯の電気代と追加生成による電気代期待値を加算して、当日かかる電気代期待値Ca(N)を計算すればよい。また、実績データベース31において、熱消費実績量の度数分布および熱生成装置1の平均効率を季節ごとに記憶し、仮定評価部36が、季節ごとに電気代期待値を計算するようにしてもよい。
さらに、上記実施の形態では、お知らせ確認ボタン52を押下することによって、参考情報を順次表示するようなフローとしたが、これに限定されるものではなく、表示画面1枚に全ての情報を表示してもよい。また、上記実施の形態では、深夜帯を蓄熱時間帯として説明したが、これに限定されるものではなく、任意の時間帯を蓄熱時間帯とすることが可能である。
1 熱生成装置、2 蓄熱槽、3、3A、3B 蓄熱制御装置、4、4A 表示装置、6 蓄電池、7 太陽電池、20 蓄熱槽温度計、31 実績データベース、32 確率演算部、33 時計、34 仮定生成部、35 電気代演算部、36 仮定評価部、37 熱生成制御部、38 蓄熱槽温度入力部、39 熱切れ判定部、40 表示内容作成部、41 表示制御部、42 仮定選択部、51 表示部、52 お知らせ確認ボタン、53 沸き上げ設定ボタン、54 選択ボタン、55 決定ボタン、100、100A、100B、100C 貯湯式給湯装置。
Claims (10)
- 温水を生成する熱生成装置と、
前記熱生成装置によって生成された温水を蓄える蓄熱槽と、
蓄熱時間帯に生成する目標の熱生成量を満たすように、前記熱生成装置を制御する蓄熱制御装置と、を備え、
前記蓄熱制御装置は、
前記目標の熱生成量に対して追加の熱生成をする確率を求める確率演算部と、
追加の熱生成をした場合の電気代を求める電気代演算部と、
前記目標の熱生成量に対して追加の熱生成をする確率および前記追加の熱生成をした場合の電気代を含む表示内容を作成する表示内容作成部と、を有することを特徴とする貯湯式給湯装置。 - 前記表示内容作成部は、さらに、追加の熱生成に関する参考情報を含む表示内容を作成することを特徴とする請求項1に記載の貯湯式給湯装置。
- 前記参考情報は、追加の熱生成を行わないように熱消費を抑えることによる電気代の節約に関する情報または追加の熱生成が行われるまでにどれだけ熱消費が可能かに関する情報を含むことを特徴とする請求項2に記載の貯湯式給湯装置。
- 前記蓄熱槽の温度を計測する温度計をさらに備え、
前記蓄熱制御装置は、さらに、前記温度計により計測される温度に基づいて前記蓄熱槽における熱切れを判定する熱切れ判定部を有し、
前記表示内容作成部は、前記熱切れ判定部によって熱切れが発生すると判定された場合に、追加の熱生成の開始または終了に関する情報および追加の熱生成による電気代を含む表示内容を作成することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の貯湯式給湯装置。 - 前記蓄熱制御装置は、さらに、前記目標の熱生成量の候補を複数生成する仮定生成部を有し、
前記表示内容作成部は、さらに、前記仮定生成部で生成された前記複数の候補と、前記複数の候補ごとの蓄熱時間帯における電気代、追加の熱生成をする確率および追加の熱生成による電気代の少なくとも何れかと、を含む表示内容を作成することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の貯湯式給湯装置。 - 前記表示内容作成部で作成された前記表示内容を表示する表示装置をさらに備え、
前記表示装置は、前記複数の候補の何れかの選択を受け付け、選択された候補に関する情報を前記蓄熱制御装置に送信する仮定選択部を有し、
前記蓄熱制御装置は、前記選択された候補を前記目標の熱生成量とすることを特徴とする請求項5に記載の貯湯式給湯装置。 - 前記蓄熱制御装置は、
過去複数日のユーザの熱消費実績量を記憶する実績データベースと、
前記目標の熱生成量の候補を複数生成する仮定生成部と、
前記複数の候補の何れかを選択して前記目標の熱生成量とする仮定評価部と、をさらに有し、
前記確率演算部は、前記実績データベースに記憶された前記熱消費実績量の度数分布を求めるとともに、前記度数分布に基づいて、前記複数の候補ごとに、前記追加の熱生成をする確率を算出するものであり、
前記電気代演算部は、前記複数の候補ごとに、前記蓄熱時間帯の電気代と前記追加の熱生成をする確率に基づく追加の熱生成による電気代との総和を求めるものであり、
前記仮定評価部は、前記電気代演算部により求められた前記総和が最小となる候補を前記目標の熱生成量とすることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の貯湯式給湯装置。 - 前記熱生成装置に電力を供給する蓄電池をさらに備え、
前記電気代演算部は、前記熱生成装置で消費する前記蓄電池の電力を用いて前記追加の熱生成をした場合の電気代を計算することを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の貯湯式給湯装置。 - 前記熱生成装置に電力を供給する太陽電池をさらに備え、
前記電気代演算部は、前記熱生成装置で消費する前記太陽電池の電力を用いて前記追加の熱生成をした場合の電気代を計算することを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の貯湯式給湯装置。 - 前記表示内容作成部は、さらに、天気予報に応じた前記太陽電池の発電量に関する参考情報を含む表示内容を作成することを特徴とする請求項9に記載の貯湯式給湯装置。
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