JP2017096509A - 電力管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を抑制しつつ熱媒を確実に加熱することができる技術を提供する。【解決手段】各１１０住戸の熱機器１４０は、通常動作モードと、通常動作モードより消費電力が抑制された抑制動作モードで動作可能である。集合住宅用制御装置１２０は、複数の住戸１１０の熱機器１４０の消費電力の合計が所定の抑制電力以下になるように各住戸１１０の住戸用制御装置１３０に電力抑制指示を送信し、各住戸１１０の住戸用制御装置１３０は、集合住宅用制御装置１２０から受信した電力抑制指示に基づいて、その住戸１１０の熱機器１４０の熱機器用制御装置１８０に動作抑制指示を送信し、各熱機器１４０の熱機器用制御装置１８０は、各住戸用制御装置１３０から受信した動作抑制指示に基づいて、その熱機器１４０を抑制動作モードで動作させてヒートポンプ５０の動作を抑制する。【選択図】図２

Description

本明細書に開示する技術は、電力管理システムに関する。

特許文献１に開示されている電力管理システムは、集合住宅の複数の住戸のそれぞれに設置されている給湯器を備えている。各給湯器は、水（熱媒）を加熱するヒートポンプと、ヒートポンプによって加熱された水（熱媒）を貯えるタンクを備えている。

特許文献１の電力管理システムでは、高圧一括受電サービスを利用している。高圧一括受電サービスとは、集合住宅の管理会社が電力会社から高圧の電力を一括で受電し、管理会社が受電した電力を集合住宅の各住戸に分割して供給するサービスである。この高圧一括受電サービスでは、集合住宅全体での最大使用電力量によって電気料金が変動する。最大使用電力量とは、集合住宅全体で所定時間（例えば３０分）にわたって使用した電力量の最大値である。

特開２０１５−１２７２２号公報

高圧一括受電サービスの電気料金を抑制するためには、最大使用電力量を抑制することが有効である。そのために、特許文献１の電力管理システムでは、給湯器の消費電力を抑制している。しかしながら、給湯器の消費電力を抑制すると、ヒートポンプによって水を加熱するときの熱量が少なくなってしまい、水を確実に加熱できなくなるという問題がある。そこで本明細書は、消費電力を抑制しつつ熱媒を確実に加熱することができる技術を提供する。

本明細書に開示する電力管理システムは、集合住宅に設置される集合住宅用制御手段と、集合住宅の複数の住戸のそれぞれに設置される住戸用制御手段を備えている。また、電力管理システムは、集合住宅の複数の住戸のそれぞれに設置され、熱媒を加熱するガス熱源機と、熱媒を加熱するヒートポンプと、ヒートポンプによって加熱された熱媒を貯えるタンクと、熱機器用制御手段と、を有している熱機器を備えている。各住戸の熱機器は、通常動作モードと、通常動作モードより消費電力が抑制された抑制動作モードで動作可能である。集合住宅用制御手段は、複数の住戸の熱機器の消費電力の合計が所定の抑制電力以下になるように各住戸の住戸用制御手段に電力抑制指示を送信する。各住戸の住戸用制御手段は、集合住宅用制御手段から受信した電力抑制指示に基づいて、その住戸の熱機器の熱機器用制御手段に動作抑制指示を送信する。各熱機器の熱機器用制御手段は、各住戸用制御手段から受信した動作抑制指示に基づいて、その熱機器を抑制動作モードで動作させてヒートポンプの動作を抑制する。

このような構成によれば、消費電力を抑制するためにヒートポンプの動作を制御するので、ヒートポンプによって熱媒を加熱するときの熱量が少なくなる。しかしながら、ガス熱源機によって熱媒を加熱することができるので、熱媒を確実に加熱することができる。これによって、消費電力を抑制しつつ熱媒を確実に加熱することができる。

上記の電力管理システムにおいて、各熱機器の熱機器用制御手段は、各住戸用制御手段から受信した動作抑制指示に基づいて、その熱機器のヒートポンプを停止してもよい。

このような構成によれば、複数の熱機器の消費電力の合計を更に抑制することができる。

また、各熱機器は、消費電力を設定するための設定手段を備えていてもよい。各熱機器の熱機器用制御手段は、その熱機器の消費電力が設定手段で設定された設定電力以下となるように、その熱機器のヒートポンプの動作を抑制してもよい。

このような構成によれば、各熱機器の消費電力をユーザーが望む設定電力以下に抑制することができる。

実施例に係る電力管理システムが設置される集合住宅の模式図である。 実施例に係る電力管理システムのブロック図である。 実施例に係る熱機器のブロック図である。 実施例に係る熱機器の模式図である。 電力管理システムの動作を説明するための図である。

図１及び図２に示すように、実施例に係る電力管理システム１は、集合住宅１００に設置される。集合住宅１００は、一つの建物の中に複数の住戸１１０が集合している形式の住宅であり、例えばマンションやホテルである。各住戸１１０は、例えばマンションやホテルの一室である。

集合住宅１００では、高圧一括受電サービスを利用している。高圧一括受電サービスとは、集合住宅１００の管理会社が電力会社から高圧の電力を一括で受電し、管理会社が受電した電力を集合住宅１００の各住戸１１０に分割して供給するサービスである。この高圧一括受電サービスでは、集合住宅１００全体での最大使用電力量によって電気料金が変動する。最大使用電力量とは、集合住宅１００全体で所定時間（例えば３０分）にわたって使用した電力量の最大値である。

電力管理システム１は、１つの集合住宅用制御装置１２０と、複数の住戸用制御装置１３０と、複数の熱機器１４０を備えている。

集合住宅用制御装置１２０は、集合住宅１００に設置されている。１棟の集合住宅１００に対して１台の集合住宅用制御装置１２０が設置されている。集合住宅用制御装置１２０は、集合住宅１００用のＨＥＭＳ（Home Energy Management System）である。

各住戸用制御装置１３０は、各住戸１１０に設置されている。１戸の住戸１１０に対して１台の住戸用制御装置１３０が設置されている。集合住宅１００の全ての住戸１１０に住戸用制御装置１３０が設置されている。住戸用制御装置１３０は、住戸１１０用のＨＥＭＳ（Home Energy Management System）である。各住戸用制御装置１３０は、集合住宅用制御装置１２０に電気的に接続されている。

各熱機器１４０は、各住戸１１０に設置されている。１戸の住戸１１０に対して１台の熱機器１４０が設置されている。集合住宅１００の全ての住戸１１０に熱機器１４０が設置されている。各熱機器１４０は、熱機器用制御装置１８０を備えている。各熱機器１４０の熱機器用制御装置１８０は、その熱機器１４０の動作を制御する。各住戸１１０の熱機器１４０の熱機器用制御装置１８０は、その住戸１１０の住戸用制御装置１３０に電気的に接続されている。

各熱機器１４０は、図３に示すように、ヒートポンプ５０を備えているヒートポンプユニット６と、タンク１０を備えているタンクユニット４と、ガス熱源機１５０を備えている熱源機ユニット８と、を備えている。熱機器１４０の構成の詳細については後述する。

各熱機器１４０は、通常動作モードと抑制動作モードで動作可能である。抑制動作モードでは、熱機器１４０の動作が抑制される。抑制動作モードでの熱機器１４０の消費電力は、通常動作モードでの熱機器１４０の消費電力より抑制される。熱機器１４０は、通常動作モードで動作すると消費電力が相対的に大きくなり、抑制動作モードで動作すると消費電力が相対的に小さくなる。熱機器１４０の消費電力は、ヒートポンプ５０が動作していると大きくなる。ヒートポンプ５０の動作が抑制されると、熱機器１４０の消費電力が抑制される。熱機器１４０の抑制動作モードでは、ヒートポンプ５０の動作が抑制される。熱機器１４０の通常動作モードでは、ヒートポンプ５０の動作が抑制されていない。

各熱機器１４０は、その熱機器１４０の消費電力を設定するための設定装置１９０を備えている。各熱機器１４０のユーザーが、その熱機器１４０の消費電力を予め設定することができる。各熱機器１４０は、その消費電力が設定装置１９０で設定された設定電力以下となるように動作可能である。

電力管理システム１では、集合住宅用制御装置１２０が、集合住宅１００の全住戸１１０の熱機器１４０の消費電力の合計を監視している。全住戸１１０の熱機器１４０の消費電力の合計は、全住戸１１０の熱機器１４０の動作状況に依存している。全住戸１１０の熱機器１４０のうち、通常動作モードでヒートポンプ５０が動作している熱機器１４０の数が多ければ、全住戸１１０の熱機器１４０の消費電力の合計が大きくなる。全住戸１１０の熱機器１４０のうち、抑制動作モードでヒートポンプ５０が動作している熱機器１４０の割合が大きくなると、全住戸１１０の熱機器１４０の消費電力の合計が相対的に小さくなる。

次に、熱機器の一例について説明する。本実施例では、熱機器として給湯暖房装置を用いている。図４に示すように、熱機器１４０（給湯暖房装置）は、タンクユニット４と、ヒートポンプユニット６と、熱源機ユニット８と、熱機器用制御装置１８０を備えている。

ヒートポンプユニット６は、ヒートポンプ５０と、給湯用水循環ポンプ２２を備えている。ヒートポンプ５０は、冷媒（例えばＲ４１０ＡといったＨＦＣ冷媒や、ＣＯ２、イソブタン、プロパン等の自然冷媒など）を循環させるための冷媒循環路５２と、空気熱交換器５４と、ファン５６と、圧縮機６２と、給湯熱交換器５１と、暖房熱交換器５３と、膨張弁６０を備えている。ヒートポンプ５０では、空気熱交換器５４が蒸発器を構成しており、給湯熱交換器５１と暖房熱交換器５３が凝縮器を構成している。

空気熱交換器５４は、ファン５６によって送風された外気と冷媒循環路５２内の冷媒との間で熱交換させる。空気熱交換器５４には、膨張弁６０を通過後の低圧低温の液体状態にある冷媒が供給される。空気熱交換器５４は、冷媒と外気とを熱交換させることによって、冷媒を加熱する。冷媒は、加熱されることにより気化し、比較的高温で低圧の気体状態となる。

圧縮機６２には、空気熱交換器５４を通過後の冷媒が供給される。即ち、圧縮機６２には、比較的高温で低圧の気体状態の冷媒が供給される。圧縮機６２によって冷媒が圧縮されることにより、冷媒は高温高圧の気体状態となる。圧縮機６２は、圧縮後の高温高圧の気体状態の冷媒を、給湯熱交換器５１に送り出す。

給湯熱交換器５１には、圧縮機６２から送り出された高温高圧の気体状態の冷媒が供給される。給湯熱交換器５１は、冷媒循環路５２内の冷媒と、後述のタンク水循環路２０内の水（熱媒の一例であり、以下では給湯用水ともいう）との間で熱交換を行う。給湯熱交換器５１を通過した冷媒は、暖房熱交換器５３へ送られる。暖房熱交換器５３は、給湯熱交換器５１からの冷媒と、後述の第２暖房加熱路８４からの水（熱媒の一例であり、以下では暖房用水ともいう）との間で熱交換を行う。冷媒は、給湯熱交換器５１および／または暖房熱交換器５３での熱交換の結果、熱を奪われて凝縮する。これにより、冷媒は、比較的低温で高圧の液体状態となる。

膨張弁６０には、暖房熱交換器５３を通過後の比較的低温で高圧の液体状態の冷媒が供給される。冷媒は、膨張弁６０を通過することによって減圧され、低温低圧の液体状態となる。膨張弁６０を通過した冷媒は、上記の通り、空気熱交換器５４に送られる。

ヒートポンプ５０において、圧縮機６２を作動させると、冷媒循環路５２内の冷媒は、圧縮機６２、給湯熱交換器５１、暖房熱交換器５３、膨張弁６０、空気熱交換器５４の順に循環する。これによって、給湯熱交換器５１においてタンク水循環路２０内の給湯用水（熱媒）が加熱され、および／または、暖房熱交換器５３において第２暖房加熱路８４からの暖房用水（熱媒）が加熱される。給湯熱交換器５１と暖房熱交換器５３は、冷媒を加熱流体とした、給湯用水および／または暖房用水を加熱する加熱装置５５ということもできる。

タンクユニット４は、タンク１０を備えている。タンク１０は、ヒートポンプ５０によって加熱された給湯用水を貯える。本実施例の給湯用水は、水道水である。タンク１０は、密閉型であり、断熱材によって外側が覆われている。タンク１０内には満水まで給湯用水が貯留される。

タンク水循環路２０は、上流端がタンク１０の下部に接続されており、ヒートポンプユニット６の給湯熱交換器５１を通過して、下流端がタンク１０の上部に接続されている。タンク水循環路２０には、ヒートポンプユニット６の給湯用水循環ポンプ２２が介装されている。ヒートポンプユニット６において、ヒートポンプ５０を作動させて、給湯用水循環ポンプ２２を駆動すると、タンク１０の下部の給湯用水が給湯熱交換器５１に送られて加熱され、加熱された給湯用水がタンク１０の上部に戻される。タンク１０の内部には、低温の給湯用水の層の上に高温の給湯用水の層が積み重なった温度成層が形成される。

水道水導入路２４は、上流端が熱機器１４０（給湯暖房装置）の外部の水道水供給源３２に接続されている。水道水導入路２４の下流側は、第１導入路２４ａと第２導入路２４ｂに分岐している。第１導入路２４ａの下流端は、タンク１０の下部に接続されている。第２導入路２４ｂの下流端は、第１給湯路３６の途中に接続されている。

第１給湯路３６は、上流端がタンク１０の上部に接続されている。上述したように、第１給湯路３６の途中には、水道水導入路２４の第２導入路２４ｂが接続されている。第１給湯路３６と第２導入路２４ｂの接続部には、混合弁３０が介装されている。混合弁３０は、タンク１０の上部から第１給湯路３６へ流入する高温の給湯用水の流量と、第２導入路２４ｂから第１給湯路３６へ流入する低温の水道水の流量の割合を調整する。第２導入路２４ｂとの接続部より下流側の第１給湯路３６は、熱源機ユニット８の給湯加熱路３７を通過して、第２給湯路３９へ接続している。第１給湯路３６と第２給湯路３９の間は、熱源機バイパス路３３によって接続されている。熱源機バイパス路３３にはバイパス弁３４が介装されている。第２給湯路３９の下流端は給湯栓３８に接続されている。

熱源機ユニット８は、シスターン７０と、暖房用バーナ８２と、給湯用バーナ８１を備えている。暖房用バーナ８２と給湯用バーナ８１は、熱媒を加熱するガス熱源機１５０ということもできる。シスターン７０は、上部が開放されている容器であり、内部に暖房用水を貯留している。本実施例の暖房用水は例えば水道水または不凍液である。シスターン７０には、暖房往路７２の上流端が接続されている。暖房往路７２には、暖房用水循環ポンプ７４が介装されている。暖房用水循環ポンプ７４を駆動すると、シスターン７０内の暖房用水が暖房往路７２に流れ込む。

暖房往路７２の下流端は、第１暖房加熱路７３と、低温暖房循環路７５に分岐している。低温暖房循環路７５には、低温暖房機７８が取り付けられる。本実施例の低温暖房機７８は、例えば床暖房機である。低温暖房機７８は、供給される暖房用水の熱を利用して暖房する。第１暖房加熱路７３には、暖房用バーナ８２が介装されている。暖房用バーナ８２は、第１暖房加熱路７３内の暖房用水を加熱する。第１暖房加熱路７３の下流端は、高温暖房循環路７７と追い焚き循環路７９に分岐している。高温暖房循環路７７には、高温暖房機７６が取り付けられる。本実施例の高温暖房機７６は、例えば浴室暖房乾燥機である。高温暖房機７６は、供給される暖房用水の熱を利用して暖房する。低温暖房循環路７５と高温暖房循環路７７は、それぞれの下流端で合流して、第２暖房加熱路８４の上流端へ接続している。

第２暖房加熱路８４の下流端は、ヒートポンプユニット６の暖房熱交換器５３を通過して、暖房復路９６に接続している。暖房復路９６は、下流端が熱源機ユニット８のシスターン７０に接続している。

追い焚き循環路７９には、追い焚き熱動弁８３と、追い焚き熱交換器９７が介装されている。追い焚き熱動弁８３は、追い焚き循環路７９を開閉する。追い焚き熱交換器９７では、追い焚き循環路７９を流れる暖房用水と、浴槽水循環路９１を流れる浴槽水の間で熱交換が行われる。追い焚き循環路７９の下流端は、暖房復路９６に接続している。

浴槽水循環路９１の上流端は、浴槽９８の底部に接続している。浴槽水循環路９１の下流端は、浴槽９８の側部に接続している。浴槽水循環路９１には、浴槽水循環ポンプ９９が介装されている。浴槽水循環ポンプ９９が駆動すると、浴槽９８の底部から吸い出された浴槽水が、追い焚き熱交換器９７を通過して、浴槽９８の側部へ戻される。

給湯加熱路３７には、給湯用バーナ８１が介装されている。給湯加熱路３７の給湯用バーナ８１よりも下流側から、浴槽注湯路４０が分岐している。浴槽注湯路４０には、浴槽注湯路４０を開閉する注湯電磁弁４２が介装されている。浴槽注湯路４０の下流端は、浴槽水循環ポンプ９９に接続している。

熱機器用制御装置１８０は、タンクユニット４、ヒートポンプユニット６、熱源機ユニット８の各構成要素の動作を制御する。

熱機器１４０（給湯暖房装置）は、以下のように、蓄熱運転、給湯運転、暖房運転、湯はり運転、追い焚き運転、凍結防止運転等を実施することができる。

（蓄熱運転）
蓄熱運転では、タンク１０内の給湯用水をヒートポンプ５０で加熱し、高温となった給湯用水をタンク１０に戻す。蓄熱運転を実行する際には、熱機器用制御装置１８０は圧縮機６２およびファン５６を駆動してヒートポンプ５０を作動させるとともに、給湯用水循環ポンプ２２を駆動する。

圧縮機６２の駆動により、冷媒循環路５２内の冷媒は、圧縮機６２、給湯熱交換器５１、暖房熱交換器５３、膨張弁６０、空気熱交換器５４の順に循環する。この場合、給湯熱交換器５１を通過する冷媒循環路５２内の冷媒は、高温高圧の気体状態である。また、給湯用水循環ポンプ２２の駆動により、タンク水循環路２０内をタンク１０内の給湯用水が循環する。即ち、タンク１０の下部に存在する給湯用水がタンク水循環路２０内に導入され、導入された給湯用水が給湯熱交換器５１を通過する際に、冷媒循環路５２内の冷媒の熱によって加熱され、加熱された給湯用水がタンク１０の上部に戻される。これにより、タンク１０に高温の給湯用水が貯められる。タンク１０の内部が高温の給湯用水で満たされた満蓄状態となると、蓄熱運転を終了する。

（給湯運転）
給湯運転は、タンク１０内の給湯用水を給湯栓３８に供給する運転である。給湯運転は、上記の蓄熱運転と並行して行うこともできる。給湯栓３８が開かれると、水道水供給源３２からの水圧によって、水道水導入路２４（第１導入路２４ａ）からタンク１０の下部に水道水が流入する。同時に、タンク１０上部の給湯用水が、第１給湯路３６を介して給湯栓３８に供給される。

熱機器用制御装置１８０は、タンク１０から第１給湯路３６に供給される給湯用水の温度が、給湯設定温度より高い場合には、混合弁３０を駆動して第２導入路２４ｂから第１給湯路３６に水道水を導入する。従って、タンク１０から供給された給湯用水と第２導入路２４ｂから供給された水道水とが、第１給湯路３６内で混合される。熱機器用制御装置１８０は、給湯栓３８に供給される給湯用水の温度が、給湯設定温度と一致するように、混合弁３０の開度を調整する。一方、熱機器用制御装置１８０は、タンク１０から第１給湯路３６に供給される給湯用水の温度が、給湯設定温度より低い場合には、給湯用バーナ８１によって第１給湯路３６を通過する水を加熱する。熱機器用制御装置１８０は、給湯栓３８に供給される給湯用水の温度が、給湯設定温度と一致するように、給湯用バーナ８１の出力を制御する。

（暖房運転）
暖房運転は、ヒートポンプ５０によって暖房用水を加熱し、高温となった暖房用水を用いて低温暖房機７８や高温暖房機７６によって暖房する運転である。利用者によって暖房運転の実行が指示されると、熱機器用制御装置１８０は、暖房用水循環ポンプ７４を回転させる。さらに、熱機器用制御装置１８０は、圧縮機６２およびファン５６を駆動する。

圧縮機６２の駆動により、冷媒循環路５２内の冷媒は、圧縮機６２、給湯熱交換器５１、暖房熱交換器５３、膨張弁６０、空気熱交換器５４の順に循環する。この場合、暖房熱交換器５３を通過する冷媒循環路５２内の冷媒は、高温高圧の気体状態である。また、暖房用水循環ポンプ７４の駆動により、第２暖房加熱路８４をシスターン７０内の暖房用水が循環する。第２暖房加熱路８４を循環する暖房用水は、暖房熱交換器５３を通過する際に、冷媒循環路５２内の冷媒の熱によって加熱される。暖房熱交換器５３で加熱された暖房用水は、シスターン７０を経て、低温暖房機７８や高温暖房機７６に供給される。さらに、熱機器用制御装置１８０は、必要に応じて暖房用バーナ８２を作動する。これにより、高温暖房機７６には、暖房用バーナ８２での加熱によってさらに高温となった暖房用水が供給される。暖房運転においては、低温暖房機７８に供給される暖房用水の温度が低温暖房設定温度となるように、また高温暖房機７６に供給される暖房用水の温度が高温暖房設定温度となるように、ヒートポンプ５０の動作や、暖房用バーナ８２の出力が調整される。

（湯はり運転）
湯はり運転は浴槽９８に湯はりをする運転である。利用者が湯はり運転の開始を指示すると、熱機器１４０（給湯暖房装置）は湯はり運転を開始する。湯はり運転においては、注湯電磁弁４２を開く。注湯電磁弁４２が開くと、水道水供給源３２からの水圧によって、水道水導入路２４（第１導入路２４ａ）からタンク１０の下部に水道水が流入する。同時に、タンク１０上部の給湯用水が、第１給湯路３６、浴槽注湯路４０、浴槽水循環路９１を介して浴槽９８に供給される。湯はり運転においては、給湯運転と同様にして、浴槽注湯路４０に供給される水の温度を湯はり設定温度に調整する。浴槽９８に供給される水の水量が湯はり設定水量に達すると、湯はり運転を終了する。

（追い焚き運転）
追い焚き運転は、浴槽９８に貯められた浴槽水を追い焚きする運転である。利用者が追い焚き運転の開始を指示すると、熱機器１４０（給湯暖房装置）は追い焚き運転を開始する。追い焚き運転においては、浴槽水循環ポンプ９９を駆動する。また、追い焚き熱動弁８３を開いて、暖房用水循環ポンプ７４を駆動する。これにより、浴槽９８の底部から浴槽水が吸い出されて、追い焚き熱交換器９７で暖房用水との熱交換によって加熱される。加熱された浴槽水は、浴槽９８の側部へ戻される。追い焚き運転においては、暖房用バーナ８２による暖房用水の加熱が行われる。

（凍結防止運転）
凍結防止運転は、給湯熱交換器５１およびタンク水循環路２０内の給湯用水や、暖房熱交換器５３、第２暖房加熱路８４および暖房復路９６内の暖房用水が、凍結してしまうことを防止する運転である。給湯熱交換器５１やタンク水循環路２０の一部は、屋外に配置されているため、外気温度が低い状態で内部に給湯用水が長時間滞留していると、給湯用水が凍結してしまうおそれがある。そこで、給湯用水が凍結するおそれがある場合に、熱機器１４０（給湯暖房装置）は、給湯用水循環ポンプ２２を駆動する。これにより、給湯熱交換器５１およびタンク水循環路２０の内部の給湯用水がタンク１０からの給湯用水で置き換えられて、給湯用水が長時間の滞留によって凍結してしまうことを防ぐことができる。同様に、暖房熱交換器５３や、第２暖房加熱路８４および暖房復路９６の一部は、屋外に配置されているため、外気温度が低い状態で内部に暖房用水が長時間滞留していると、暖房用水が凍結してしまうおそれがある。そこで、暖房用水が凍結するおそれがある場合に、熱機器１４０（給湯暖房装置）は、暖房用水循環ポンプ７４を駆動する。これにより、暖房熱交換器５３、第２暖房加熱路８４および暖房復路９６の内部の暖房用水がシスターン７０からの暖房用水で置き換えられて、暖房用水が長時間の滞留によって凍結してしまうことを防ぐことができる。

次に、図５を参照しながら、電力管理システム１の動作について説明する。電力管理システム１では、集合住宅１００全体での消費電力に対して、抑制電力Ｗｒと上閾値電力Ｗａと下閾値電力Ｗｂが予め設定されている。抑制電力Ｗｒは、高圧一括受電サービスにおける最大使用電力量に応じて予め設定されている。集合住宅１００全体で所定時間（例えば３０分）にわたって使用する電力が高圧一括受電サービスにおける最大使用電力量以下になるように、抑制電力Ｗｒが予め設定されている。例えば、抑制電力以上の電力を所定時間（例えば３０分）にわたって使用すると、高圧一括受電サービスにおける最大使用電力量以上になる。

上閾値電力Ｗａと下閾値電力Ｗｂは、抑制電力Ｗｒに応じて予め設定されている。上閾値電力Ｗａは、例えば抑制電力Ｗｒの９０％（抑制電力Ｗｒより１０％小さい値）に設定されている。下閾値電力Ｗｂは、例えば抑制電力Ｗｒの７０％（抑制電力Ｗｒより３０％小さい値）に設定されている。

まず、ある時刻ｔ１において、集合住宅１００の一部の住戸１１０では熱機器１４０のヒートポンプ５０が動作しており、他の一部の住戸１１０では熱機器１４０のヒートポンプ５０が動作していない状況を想定する。動作しているヒートポンプ５０は、熱機器１４０の通常動作モードで動作している。ヒートポンプ５０は、蓄熱運転のために動作している。通常動作モードでは、ヒートポンプ５０の動作が抑制されておらず、熱機器１４０の消費電力が抑制されていない。図５に示すように、時刻ｔ１の状況における電力管理システム１の全熱機器１４０（集合住宅１００の全住戸１１０に設置されている熱機器１４０）の消費電力の合計はｗ１であるとする。

その後、時刻ｔ２において、集合住宅１００の更にいくつかの住戸１１０で熱機器１４０のヒートポンプ５０が始動して、動作しているヒートポンプ５０の数が増加したとする。始動したヒートポンプ５０は、通常動作モードで動作するとする。動作しているヒートポンプ５０の数が増加すると、その分、電力管理システム１の全熱機器１４０（集合住宅１００の全住戸１１０に設置されている熱機器１４０）の消費電力の合計が増加する。時刻ｔ２における全熱機器１４０の消費電力の合計はｗ２であるとする。

その後、更にいくつかの住戸１１０で熱機器１４０のヒートポンプ５０が始動すると、それに伴って、電力管理システム１の全熱機器１４０の消費電力の合計が増加してゆく。動作しているヒートポンプ５０の数が更に増加し、時刻ｔ３において、電力管理システム１の全熱機器１４０の消費電力の合計がｗ３になり、その値が上閾値電力Ｗａ以上になったとする。そうすると、集合住宅用制御装置１２０が、全住戸１１０の住戸用制御装置１３０に電力抑制指示を送信する。電力抑制指示は、各住戸１１０の熱機器１４０の消費電力を抑制するための指示である。各住戸１１０の住戸用制御装置１３０は、電力抑制指示を受信する。

次に、各住戸１１０の住戸用制御装置１３０は、集合住宅用制御装置１２０から受信した電力抑制指示に基づいて、各住戸１１０の熱機器１４０の熱機器用制御装置１８０に動作抑制指示を送信する。動作抑制指示は、各住戸１１０の熱機器１４０の動作を抑制するための指示である。各熱機器１４０の熱機器用制御装置１８０は、動作抑制指示を受信する。

次に、各住戸１１０の熱機器１４０の熱機器用制御装置１８０は、住戸用制御装置１３０から受信した動作抑制指示に基づいて、各熱機器１４０のヒートポンプ５０の動作を抑制する。各熱機器用制御装置１８０は、各熱機器１４０を抑制動作モードで動作させる。より詳細には、熱機器用制御装置１８０は、熱機器１４０のヒートポンプ５０の動作を抑制する。例えば、熱機器用制御装置１８０は、熱機器１４０のヒートポンプ５０の圧縮機６２の回転数を、通常動作モードでの回転数よりも低減させる。各熱機器１４０が抑制動作モードで動作すると、各熱機器１４０の消費電力が抑制される。その結果、電力管理システム１の全熱機器１４０（集合住宅１００の全住戸１１０に設置されている熱機器１４０）の消費電力の合計が減少する。抑制後の電力管理システム１の全熱機器１４０の消費電力の合計がｗ４まで減少したとする。

その後、更にいくつかの住戸１１０で熱機器１４０のヒートポンプ５０が始動すると、それに伴って、電力管理システム１の全熱機器１４０の消費電力の合計が増加してゆく。

次に、時刻ｔ４から時刻ｔ５において、集合住宅１００のいくつかの住戸１１０で熱機器１４０のヒートポンプ５０が順次停止したとする。例えば、蓄熱運転が終了してヒートポンプ５０が停止したとする。そうすると、ヒートポンプ５０の停止に伴って、電力管理システム１の全熱機器１４０（集合住宅１００の全住戸１１０に設置されている熱機器１４０）の消費電力の合計が減少してゆく。

その後、更にいくつかの住戸１１０で熱機器１４０のヒートポンプ５０が停止して、停止した（動作していない）ヒートポンプ５０の数が増加したとする。停止した（動作していない）ヒートポンプ５０の数が更に増加し、時刻ｔ５において、電力管理システム１の全熱機器１４０の消費電力の合計がｗ５になり、その値が下閾値電力Ｗｂ以下になったとする。そうすると、集合住宅用制御装置１２０が、全ての住戸１１０の住戸用制御装置１３０に電力復帰指示を送信する。電力復帰指示は、各住戸１１０の熱機器１４０の消費電力を復帰させるため（消費電力の抑制を解除するため）の指示である。各住戸用制御装置１３０は、電力復帰指示を受信する。

次に、各住戸用制御装置１３０は、集合住宅用制御装置１２０から受信した電力復帰指示に基づいて、各熱機器１４０の熱機器用制御装置１８０に動作復帰指示を送信する。動作復帰指示は、各住戸１１０の熱機器１４０の動作を復帰させるため（動作の抑制を解除するため）の指示である。各熱機器用制御装置１８０は、動作復帰指示を受信する。

次に、各熱機器用制御装置１８０は、各住戸用制御装置１３０から受信した動作復帰指示に基づいて、各熱機器１４０のヒートポンプ５０の動作を復帰させる。各熱機器用制御装置１８０は、各熱機器１４０を通常動作モードで動作させる。より詳細には、熱機器用制御装置１８０は、熱機器１４０のヒートポンプ５０の動作の抑制を解除する。各熱機器１４０が通常動作モードで動作すると、各熱機器１４０の消費電力が通常状態に戻る。その結果、電力管理システム１の全ての熱機器１４０（集合住宅１００の全住戸１１０に設置されている熱機器１４０）の消費電力の合計が増加する。復帰後の電力管理システム１の全熱機器１４０の消費電力の合計がｗ６まで増加したとする。

その後、集合住宅１００の更にいくつかの住戸１１０で熱機器１４０のヒートポンプ５０が停止すると、それに伴って、電力管理システム１の全熱機器１４０の消費電力の合計が減少してゆく。

以上、実施例に係る電力管理システム１の構成と動作について説明した。以上で説明したように、電力管理システム１は、集合住宅１００に設置される集合住宅用制御装置１２０と、集合住宅１００の複数の住戸１１０のそれぞれに設置される住戸用制御装置１３０と、集合住宅１００の複数の住戸１１０のそれぞれに設置される熱機器１４０を備えている。熱機器１４０は、水を加熱するガス熱源機１５０と、水を加熱するヒートポンプ５０と、ヒートポンプ５０によって加熱された水を貯えるタンク１０と、熱機器用制御装置１８０を有している。各住戸１１０の熱機器１４０は、通常動作モードと、通常動作モードより消費電力が抑制された抑制動作モードで動作可能である。集合住宅用制御装置１２０は、複数の住戸１１０の熱機器１４０の消費電力の合計が所定の抑制電力以下になるように各住戸１１０の住戸用制御装置１３０に電力抑制指示を送信する。より具体的には、集合住宅用制御装置１２０は、電力管理システム１の全熱機器１４０（集合住宅１００の全住戸１１０に設置されている熱機器１４０）の消費電力の合計が所定の上閾値電力Ｗａ以上なった場合に、電力抑制指示を送信する。各住戸１１０の住戸用制御装置１３０は、集合住宅用制御装置１２０から受信した電力抑制指示に基づいて、その住戸１１０の熱機器１４０の熱機器用制御装置１８０に動作抑制指示を送信する。各熱機器１４０の熱機器用制御装置１８０は、各住戸用制御装置１３０から受信した動作抑制指示に基づいて、その熱機器１４０を抑制動作モードで動作させてヒートポンプ５０の動作を抑制する。これによって、電力管理システム１の全熱機器１４０の消費電力の合計が所定の抑制電力Ｗｒ以下になるようにする。

このような構成によれば、全熱機器１４０の消費電力の合計を抑制するために各熱機器１４０のヒートポンプ５０の動作を制御するので、ヒートポンプ５０によって水を加熱するときの熱量が少なくなる。しかしながら、上記の構成によればガス熱源機１５０（給湯用バーナ８１と暖房用バーナ８２）によって水（熱媒）を加熱できるので、水（熱媒）を確実に加熱することができる。したがって、各熱機器１４０の消費電力を抑制しつつ水（熱媒）を確実に加熱することができる。これによって、電力管理システム１の全熱機器１４０の消費電力の合計を抑制することができ、高圧一括受電サービスの電気料金を抑制することができる。

以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。例えば、上記の実施例では、熱機器用制御装置１８０が動作抑制指示に基づいてヒートポンプ５０の動作を抑制している。この場合に、ヒートポンプ５０を停止してもよい。すなわち、各熱機器１４０の抑制動作モードでは、その熱機器１４０のヒートポンプ５０が停止する。ヒートポンプ５０が停止した後に給湯用水と暖房用水を加熱する場合は、ガス熱源機１５０（給湯用バーナ８１と暖房用バーナ８２）のみで水を加熱する。このような構成によれば、電力管理システム１の全熱機器１４０の消費電力の合計を更に抑制することができる。

他の実施例では、熱機器用制御装置１８０が熱機器１４０のヒートポンプ５０の動作を抑制するときに、その熱機器１４０の消費電力が設定装置１９０で設定された設定電力以下となるようにヒートポンプ５０の動作を抑制してもよい。設定電力は、ユーザーによって設定装置１９０で設定される。このような構成によれば、各熱機器１４０の消費電力をユーザーが望む設定電力以下に抑制することができる。

また、上記の実施例では、集合住宅１００の全住戸１１０に熱機器１４０が設置されていたが、この構成に限定されるものではなく、必ずしも全住戸１１０に熱機器１４０が設置されていなくてもよく、集合住宅１００の一部の住戸１１０に熱機器１４０が設置されている構成であってもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１ ：電力管理システム
４ ：タンクユニット
６ ：ヒートポンプユニット
８ ：熱源機ユニット
１０ ：タンク
２０ ：タンク水循環路
２２ ：給湯用水循環ポンプ
２４ ：水道水導入路
２４ａ ：第１導入路
２４ｂ ：第２導入路
３０ ：混合弁
３２ ：水道水供給源
３３ ：熱源機バイパス路
３４ ：バイパス弁
３６ ：第１給湯路
３７ ：給湯加熱路
３８ ：給湯栓
３９ ：第２給湯路
４０ ：浴槽注湯路
４２ ：注湯電磁弁
５０ ：ヒートポンプ
５１ ：給湯熱交換器
５２ ：冷媒循環路
５３ ：暖房熱交換器
５４ ：空気熱交換器
５５ ：加熱装置
５６ ：ファン
６０ ：膨張弁
６２ ：圧縮機
７０ ：シスターン
７２ ：暖房往路
７３ ：第１暖房加熱路
７４ ：暖房用水循環ポンプ
７５ ：低温暖房循環路
７６ ：高温暖房機
７７ ：高温暖房循環路
７８ ：低温暖房機
７９ ：追い焚き循環路
８１ ：給湯用バーナ
８２ ：暖房用バーナ
８３ ：追い焚き熱動弁
８４ ：第２暖房加熱路
９１ ：浴槽水循環路
９６ ：暖房復路
９７ ：追い焚き熱交換器
９８ ：浴槽
９９ ：浴槽水循環ポンプ
１００ ：集合住宅
１１０ ：住戸
１２０ ：集合住宅用制御装置
１３０ ：住戸用制御装置
１４０ ：熱機器
１５０ ：ガス熱源機
１８０ ：熱機器用制御装置
１９０ ：設定装置
Ｗａ ：上閾値電力
Ｗｂ ：下閾値電力
Ｗｒ ：抑制電力

Claims (3)

1. 集合住宅に設置される集合住宅用制御手段と、
   集合住宅の複数の住戸のそれぞれに設置される住戸用制御手段と、
   集合住宅の複数の住戸のそれぞれに設置され、熱媒を加熱するガス熱源機と、熱媒を加熱するヒートポンプと、ヒートポンプによって加熱された熱媒を貯えるタンクと、熱機器用制御手段と、を有している熱機器を備えており、
   各住戸の熱機器は、通常動作モードと、通常動作モードより消費電力が抑制された抑制動作モードで動作可能であり、
   集合住宅用制御手段は、複数の住戸の熱機器の消費電力の合計が所定の抑制電力以下になるように各住戸の住戸用制御手段に電力抑制指示を送信し、
   各住戸の住戸用制御手段は、集合住宅用制御手段から受信した電力抑制指示に基づいて、その住戸の熱機器の熱機器用制御手段に動作抑制指示を送信し、
   各熱機器の熱機器用制御手段は、各住戸用制御手段から受信した動作抑制指示に基づいて、その熱機器を抑制動作モードで動作させてヒートポンプの動作を抑制する、電力管理システム。
2. 各熱機器の熱機器用制御手段は、各住戸用制御手段から受信した動作抑制指示に基づいて、その熱機器のヒートポンプを停止する、請求項１に記載の電力管理システム。
3. 各熱機器は、消費電力を設定するための設定手段を備えており、
   各熱機器の熱機器用制御手段は、その熱機器の消費電力が設定手段で設定された設定電力以下となるように、その熱機器のヒートポンプの動作を抑制する、請求項１又は２に記載の電力管理システム。

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