JP2017096582A - Hot water system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、給湯システムに関する。 The present invention relates to a hot water supply system.
特許文献1には、太陽光発電器と、太陽光発電器から供給される電力及び商用電源から供給される電力を用いて運転可能であり、外気から吸熱して熱媒を加熱するヒートポンプと、熱を蓄えるタンクと、タンク内に蓄えられた熱を利用して温水を温水利用箇所に供給する供給手段と、ヒートポンプとタンクとの間で熱媒を循環させるタンク循環路と、制御装置と、を備える給湯システムが開示されている。この給湯システムでは、制御装置は、商用電源の夜間料金時間帯には、商用電源から供給される電力によってヒートポンプを動作させてタンクに熱を蓄え、商用電源の昼間料金時間帯には、太陽光発電器によって発電される発電電力から使用電力を除いた余剰電力が存在する場合に、その余剰電力によってヒートポンプを動作させてタンクに熱を蓄えることで、給湯用のエネルギーのコストの低減を図っている。 Patent Document 1 can be operated using a solar power generator, power supplied from the solar power generator and power supplied from a commercial power source, a heat pump that absorbs heat from the outside air and heats the heat medium, A tank for storing heat, a supply means for supplying hot water to a hot water using location using heat stored in the tank, a tank circulation path for circulating a heat medium between the heat pump and the tank, a control device, There is disclosed a hot water supply system comprising: In this hot water supply system, the control device operates the heat pump with the electric power supplied from the commercial power source to store heat in the night charge time zone of the commercial power supply, and stores the heat in the daytime charge time zone of the commercial power supply. When there is surplus power obtained by removing the used power from the generated power generated by the generator, the heat pump is operated by the surplus power and heat is stored in the tank, thereby reducing the cost of energy for hot water supply. Yes.
このような給湯システムでは、制御装置が、過去の所定期間内において、温水の供給が開始された時刻と温水の供給が終了した時刻とのうち少なくとも一方の時刻を示す時刻情報を記憶しておき、記憶した時刻情報に基づいて、24時間を単位とする単位時間における、最初の温水の供給が開始されるべき給湯開始時刻を特定し、給湯開始時刻より所定時間だけ前のヒートポンプ動作開始時刻に、商用電源から供給される電力を利用してヒートポンプを動作させ、タンクに最大蓄熱量の熱を蓄える制御を行う場合がある。 In such a hot water supply system, the control device stores time information indicating at least one of a time at which the supply of hot water is started and a time at which the supply of hot water is ended within a predetermined period in the past. Based on the stored time information, the hot water supply start time at which the first hot water supply should be started in a unit time of 24 hours is specified, and the heat pump operation start time is a predetermined time before the hot water start time. In some cases, the heat pump is operated using electric power supplied from a commercial power source, and control is performed to store the maximum amount of heat in the tank.
上記の制御が行われる場合、給湯開始時刻の時点で、タンクに最大蓄熱量の熱が蓄えられる。しかしながら、給湯開始時刻の時点でタンクに最大蓄熱量の熱を蓄えるために、商用電源から供給される電力を多く利用する必要がある。また、給湯開始時刻から余剰電力が生じる時刻までの間にタンク内の熱が全て使われる可能性は低く、余剰電力が存在する時間帯が到来した場合であっても、タンク内には比較的多くの熱が残っている可能性が高い。そのため、余剰電力が存在する時間帯においても、余剰電力を用いてヒートポンプを動作させることによってタンクに十分に熱を蓄えることができず、余剰電力を有効に利用できない場合がある。 When the above control is performed, the maximum amount of heat stored in the tank is stored at the hot water supply start time. However, in order to store the maximum amount of heat stored in the tank at the time of hot water supply start time, it is necessary to use a large amount of electric power supplied from a commercial power source. In addition, it is unlikely that all the heat in the tank will be used between the start of hot water supply and the time when surplus power is generated, and even if a time zone in which surplus power exists is reached, It is likely that a lot of heat remains. Therefore, even in a time zone where surplus power exists, there is a case where heat cannot be stored in the tank sufficiently by operating the heat pump using surplus power, and surplus power cannot be used effectively.
本明細書では、商用電源から供給される電力の利用量を従来よりも抑制できるとともに、余剰電力を用いて効率よく蓄熱を行うことができる給湯システムを開示する。 The present specification discloses a hot water supply system that can suppress the amount of electric power supplied from a commercial power source as compared with the conventional one and can efficiently store heat using surplus electric power.
本明細書が開示する給湯システムは、太陽光発電器と、太陽光発電器から供給される電力及び商用電源から供給される電力を用いて運転可能であり、外気から吸熱して熱媒を加熱するヒートポンプと、熱を蓄えるタンクと、タンク内に蓄えられた熱を利用して温水を温水利用箇所に供給する供給手段と、ヒートポンプとタンクとの間で熱媒を循環させるタンク循環路と、制御装置と、を備える。制御装置は、過去の所定期間内において、温水利用箇所に温水の供給が開始された時刻と、その際に利用された熱量と、に関係する給湯実績情報を記憶し、給湯実績情報に基づいて、24時間を単位とする単位時間における、最初の温水の供給が開始されるべき給湯開始時刻と、給湯開始時刻より後の時刻であって、太陽光発電器によって発電される発電電力から使用電力を除いた余剰電力が存在すると予測される時間帯のうちの第1の時刻と、を特定し、過去の所定期間内において、給湯開始時刻から第1の時刻までの間に利用される熱量である予定熱量を特定し、給湯開始時刻より特定時間だけ前の時刻であるヒートポンプ動作開始時刻が到来する場合に、少なくとも商用電源から供給される電力を用いてヒートポンプを動作させて、タンクに予定熱量の熱を蓄えるとともに、第1の時刻が到来する場合に、余剰電力を優先的に用いてヒートポンプを動作させて、タンクに熱を蓄える。 The hot water supply system disclosed in this specification can be operated using a solar power generator, power supplied from the solar power generator, and power supplied from a commercial power source, and heats the heat medium by absorbing heat from outside air. A heat pump, a tank for storing heat, a supply means for supplying hot water to a hot water use location using the heat stored in the tank, a tank circulation path for circulating a heat medium between the heat pump and the tank, And a control device. The control device stores hot water supply performance information related to the time when the supply of hot water is started to the hot water use location and the amount of heat used at that time within a predetermined period in the past, and based on the hot water supply performance information , The hot water supply start time at which the first hot water supply should start in a unit time of 24 hours, and the time after the hot water supply start time, and the power used from the generated power generated by the solar power generator The first time in the time zone in which surplus power is predicted to be excluded, and the amount of heat used between the hot water supply start time and the first time within a predetermined period in the past. When a certain amount of heat is specified and the heat pump operation start time, which is a specific time before the hot water supply start time, arrives, the heat pump is operated using at least the electric power supplied from the commercial power supply. With storing schedule heat of heat click, if the first time arrives, using the excess power preferentially to operate the heat pump, stores heat in the tank.
上記の給湯システムでは、制御装置は、ヒートポンプ動作開始時刻が到来する場合に、少なくとも商用電源から供給される電力を用いてヒートポンプを動作させて、タンクに予定熱量の熱を蓄える。また、その後第1の時刻が到来する場合に、余剰電力を優先的に用いてヒートポンプを動作させて、タンクに熱を蓄える。予定熱量は、過去の所定期間内において、給湯開始時刻から第1の時刻までの間に利用される熱量である。即ち、上記の給湯システムでは、制御装置は、ヒートポンプ動作開始時刻の到来時に、給湯開始時刻から第1の時刻までの間に利用される熱量である予定熱量の熱だけをタンクに蓄えればよく、タンクに最大蓄熱量の熱を蓄える必要はない。そのため、上記の給湯システムによると、ヒートポンプ動作開始時刻が到来する場合に、商用電源から供給される電力を用いてタンクに最大蓄熱量の熱を蓄える従来の構成と比べて、商用電源から供給される電力の利用量が少なく済む。さらに、予定熱量の熱をタンクに蓄えた後、第1の時刻が到来するまでの間に、タンク内の熱がおおよそ予定熱量分使用されれば、第1の時刻が到来する時点で、タンク内の熱は十分に少なくなる。その結果、余剰電力を優先的に用いてヒートポンプを動作させることによってタンクに十分に熱を蓄えることができるようになる。即ち、余剰電力を用いてタンクに蓄える熱量が従来の構成と比べて大きくなる。従って、上記の給湯システムによると、商用電源から供給される電力の利用量を従来よりも抑制できるとともに、余剰電力を用いて効率よく蓄熱を行うことができる。 In the above hot water supply system, when the heat pump operation start time arrives, the control device operates the heat pump using at least the electric power supplied from the commercial power source, and stores the heat of the predetermined heat amount in the tank. Further, when the first time arrives thereafter, the heat pump is operated using the surplus power preferentially, and heat is stored in the tank. The planned heat amount is the heat amount used between the hot water supply start time and the first time within a predetermined period in the past. That is, in the hot water supply system described above, the control device only needs to store in the tank only a predetermined amount of heat that is the amount of heat used between the hot water supply start time and the first time when the heat pump operation start time arrives. There is no need to store the maximum amount of heat in the tank. Therefore, according to the hot water supply system described above, when the heat pump operation start time arrives, it is supplied from the commercial power supply as compared to the conventional configuration in which the heat stored in the tank is stored using the power supplied from the commercial power supply. Use less power. Furthermore, if the heat in the tank is used approximately for the planned amount of heat before the first time arrives after the heat of the planned amount of heat is stored in the tank, the tank will be The heat inside is sufficiently low. As a result, sufficient heat can be stored in the tank by operating the heat pump using the surplus power preferentially. That is, the amount of heat stored in the tank using surplus power is greater than that of the conventional configuration. Therefore, according to the hot water supply system described above, the amount of electric power supplied from the commercial power supply can be suppressed as compared with the conventional one, and heat can be efficiently stored using surplus electric power.
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、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。 The main features of the embodiments described below are listed. The technical elements described below are independent technical elements and exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Absent.
(特徴1)制御装置は、第1の時刻から、第1の時刻より後であって日没時刻以前の時刻である第2の時刻までの第1の期間においては、タンク内の熱が第1の熱量分だけ減少した場合に、余剰電力を優先的に用いたヒートポンプの動作を開始させ、単位時間における第1の期間以外の期間である第2の期間においては、タンク内の熱が第1の熱量よりも大きい第2の熱量分だけ減少した場合に、少なくとも商用電源から供給される電力を用いたヒートポンプの動作を開始させることが好ましい。 (Characteristic 1) In the first period from the first time to the second time after the first time and before the sunset time, the control device has the heat in the tank When the heat amount is reduced by 1, the operation of the heat pump that preferentially uses the surplus power is started. In the second period, which is a period other than the first period in unit time, the heat in the tank is It is preferable to start the operation of the heat pump using at least the electric power supplied from the commercial power source when the amount of heat is reduced by a second amount of heat larger than the amount of heat of 1.
この構成によると、第1の期間においては、第2の期間に比べて、ヒートポンプを早期に動作させることができる。そのため、余剰電力を用いた蓄熱を比較的高い頻度で行うことができ、かつ、商用電源から供給される電力を用いた蓄熱を比較的低い頻度で行うことができる。従って、商用電源から供給される電力の利用量を抑制できるとともに、余剰電力を用いて効率よく蓄熱を行うことができる。 According to this configuration, the heat pump can be operated earlier in the first period than in the second period. Therefore, heat storage using surplus power can be performed with a relatively high frequency, and heat storage using electric power supplied from a commercial power source can be performed with a relatively low frequency. Accordingly, the amount of power supplied from the commercial power source can be suppressed, and heat can be efficiently stored using surplus power.
(特徴2)制御装置は、第1の期間中にヒートポンプを動作させるべき場合には、タンク内に第1の最大蓄熱量の熱が貯えられるように、ヒートポンプの加熱後の熱媒の温度を第1の温度に設定してヒートポンプを動作させ、第2の期間中にヒートポンプを動作させるべき場合には、タンク内に第1の最大蓄熱量よりも少ない第2の最大蓄熱量の熱が蓄えられるように、ヒートポンプの加熱後の熱媒の温度を第1の温度以下の第2の温度に設定してヒートポンプを動作させることが好ましい。 (Feature 2) When the heat pump is to be operated during the first period, the control device sets the temperature of the heat medium after heating the heat pump so that the heat of the first maximum heat storage amount is stored in the tank. When the heat pump is operated at the first temperature and the heat pump is to be operated during the second period, the heat of the second maximum heat storage amount less than the first maximum heat storage amount is stored in the tank. As described above, it is preferable to operate the heat pump by setting the temperature of the heat medium after the heat pump is heated to a second temperature equal to or lower than the first temperature.
この構成によると、第1の期間においては、第2の期間に比べて、ヒートポンプの加熱後の熱媒の温度が高く設定されることにより、タンク内により多くの熱を蓄えることができる。余剰電力を優先的に用いてタンクに蓄熱できる熱量が多くなるため、余剰電力を効率よく利用して蓄熱を行うことができる。 According to this configuration, in the first period, more heat can be stored in the tank by setting the temperature of the heat medium after the heat pump is heated higher than in the second period. Since the amount of heat that can be stored in the tank by using the surplus power preferentially increases, the surplus power can be efficiently used to store heat.
(特徴3)制御装置は、余剰電力を用いずにヒートポンプを動作させる動作モードでヒートポンプを動作させている間に、商用電源からの電力供給が停止される場合には、余剰電力を用いてヒートポンプを動作させる動作モードに切り替えることが好ましい。 (Feature 3) When the power supply from the commercial power supply is stopped while operating the heat pump in the operation mode in which the heat pump is operated without using surplus power, the control device uses the surplus power to heat pump. It is preferable to switch to an operation mode in which the is operated.
この構成によると、商用電源が使用できない場合に余剰電力を利用して蓄熱を行うことができる。余剰電力を効率よく利用することができる。 According to this configuration, when the commercial power source cannot be used, heat can be stored using surplus power. Surplus power can be used efficiently.
(実施例)
(システム構成;図1)
図1に示すように、本実施例の給湯システム2は、ヒートポンプ10と、タンク20と、タンク循環路30と、水道水導入路40と、供給路50と、バーナ加熱装置60と、太陽光発電器70と、商用電源供給路80と、制御装置90とを備える。
(Example)
(System configuration: Fig. 1)
As shown in FIG. 1, the hot water supply system 2 of the present embodiment includes a
ヒートポンプ10は、外気から吸熱して、タンク循環路30を通過する水を加熱する熱源である。ヒートポンプ10は、太陽光発電器70から供給される電力を用いて運転可能であるとともに、商用電源供給路80を介して商用電源から供給される電力を用いて運転可能である。ヒートポンプ10は、図示しないが、冷媒(例えば自然冷媒R290、フロン系冷媒R32等)を循環させる冷媒循環路と、外気と冷媒との間で熱交換を行う蒸発器と、蒸発器からの冷媒を圧縮して高温高圧にする圧縮機と、タンク循環路30を通過する水と圧縮機からの冷媒との間で熱交換を行う凝縮器と、凝縮器からの冷媒を減圧させて低温低圧にする膨張弁とを備えている。
The
タンク20は、ヒートポンプ10によって加熱された温水を蓄える。タンク20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20には満水まで水が貯留されている。本実施例では、タンク20の容量は100Lである。タンク20には、サーミスタ22a、22b、22c、22dがタンク20の高さ方向に所定間隔で取り付けられている。各サーミスタ22a〜22dは、その取付位置の水の温度を測定する。例えば、各サーミスタ22a、22b、22c、22dは、それぞれ、タンクの上部から70L、50L、30L、5Lの位置の水の温度を測定する。
The
タンク循環路30は、上流端がタンク20の下部に接続されており、下流端がタンク20の上部に接続されている。タンク循環路30には、循環ポンプ36が介装されている。循環ポンプ36は、タンク循環路30内の水を上流側から下流側に送り出す。また、タンク循環路30は、ヒートポンプ10の凝縮器(図示省略)を通過している。そのため、ヒートポンプ10を運転させると、タンク循環路30内の水がヒートポンプ10の凝縮器で加熱される。従って、循環ポンプ36とヒートポンプ10とを運転させると、タンク20の下部の水がヒートポンプ10で加熱され、加熱された水がタンク20の上部に戻される。即ち、タンク循環路30は、タンク20に蓄熱するための水路である。また、タンク循環路30のうち、ヒートポンプ10の入口側(即ち上流側)と出口側(即ち下流側)には、それぞれ、サーミスタ32、34が介装されている。サーミスタ32は、タンク20の下部から導出され、ヒートポンプ10によって加熱される前の水の温度を測定する。サーミスタ34は、ヒートポンプ10によって加熱された後の温水の温度を測定する。
The
水道水導入路40は、上流端が給水弁42に接続されている。給水弁42は、図示しない水道水供給源に接続されている。給水弁42は、通常は開状態に維持されている。水道水導入路40の下流側は、第1導入路40aと第2導入路40bに分岐している。第1導入路40aの下流端は、タンク20の下部に接続されている。第2導入路40bの下流端は、後述の供給路50の途中に接続されている。第2導入路40bの下流端と供給路50との接続部分には、混合弁44が設けられている。混合弁44は、供給路50を流れる温水に、第2導入路40b内の水を混合させる量を調整する。
The tap
供給路50は、上流端がタンク20の上部に接続されている。上述したように、供給路50の途中には、水道水導入路40の第2導入路40bが接続されており、接続部分には混合弁44が設けられている。第2導入路40bとの接続部より下流側の供給路50には、バーナ加熱装置60が介装されている。また、バーナ加熱装置60より下流側の供給路50には、サーミスタ52が介装されている。サーミスタ52は、供給される温水の温度を測定する。バーナ加熱装置60は、サーミスタ52が測定する温水の温度が、給湯設定温度と一致するように、供給路50内の水を加熱する。供給路50の下流端は、温水利用箇所(例えば台所、浴槽等)に接続されている。
The upstream end of the
太陽光発電器70は、太陽光を受光することによって発電するための装置である。太陽光発電器70が発生させた電力は、制御装置90を介して、給湯システム2の各構成要素を含む様々な装置に供給される。例えば、太陽光発電器70が発生させた電力は、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36の運転の他に、図示しない空調装置の運転等、様々な用途に利用される。
The
商用電源供給路80は、商用電源に接続して商用電源から電力の供給を受けるための電源コードである。商用電源供給路80を介して商用電源から供給された電力は、制御装置90を介して、給湯システム2の各構成要素を含む様々な装置に供給される。
The commercial
制御装置90は、給湯システム2の上記各構成要素と電気的に接続されており、各構成要素の動作を制御する。図1には示していないが、制御装置90には、使用者が様々な指示を入力可能な操作部と、様々な情報を表示可能な表示部とを有するリモコンが接続されている。また、制御装置90は、給湯システム2の各要素を運転させるための電力を、商用電源供給路80から供給するか、太陽光発電器70から供給するかを切り替えるための電力源切替手段も備えている。また、制御装置90は、図示しないネットワークに接続されており、そのネットワークを介して、図示しないサーバに格納されている気象情報(例えば、天気予報、過去の日照時間等)を取得することもできる。
The
次いで、本実施例の給湯システム2の動作について説明する。給湯システム2は、蓄熱運転及び給湯運転を実行することができる。以下、各運転について説明する。 Next, the operation of the hot water supply system 2 of the present embodiment will be described. The hot water supply system 2 can execute a heat storage operation and a hot water supply operation. Hereinafter, each operation will be described.
(蓄熱運転)
蓄熱運転は、ヒートポンプ10で生成した熱によってタンク20内の水を加熱する運転である。蓄熱運転が実行されるべき場合には、制御装置90は、ヒートポンプ10と循環ポンプ36とを動作させる。循環ポンプ36が動作すると、タンク循環路30内をタンク20内の水が循環する。即ち、タンク20の下部に存在する水がタンク循環路30内に導入され、導入された水がヒートポンプ10内の凝縮器を通過する際に、冷媒の熱によって、予め設定された目標出口温度Tbまで加熱される。目標出口温度Tbまで加熱された水は、タンク20の上部に戻される。これにより、タンク20に目標出口温度Tbの水が貯められる。この結果、タンク20の上部には、高温の水の層が形成され、下部には、低温の水の層が形成される。本実施例では、制御装置90は、ヒートポンプ10の圧縮機の回転数を変えることによって、加熱後の温水の温度(目標出口温度Tb)を変えることができる。
(Heat storage operation)
The heat storage operation is an operation in which water in the
(給湯運転)
給湯運転は、タンク20内の温水を温水利用箇所に供給する運転である。給湯運転は、上記の蓄熱運転中にも実行することができる。温水利用箇所の給湯栓が開かれると、給水弁42が開状態に維持されているため、水道水供給源からの水圧によって、水道水導入路40(第1導入路40a)からタンク20の下部に水道水が流入する。同時に、タンク20上部の温水が、供給路50を介して温水利用箇所に供給される。
(Hot water operation)
The hot water supply operation is an operation in which the hot water in the
制御装置90は、タンク20から供給路50に供給される温水の温度(即ち、サーミスタ22dの測定温度)が、給湯設定温度Tsより高い場合には、混合弁44を開いて第2導入路40bから供給路50に水道水を導入する。この場合、タンク20から供給された温水と第2導入路40bから供給された水道水とが、供給路50内で混合される。制御装置90は、温水利用箇所に供給される温水の温度(即ち、サーミスタ52が計測する温水の温度)が、給湯設定温度Tsと一致するように、混合弁44の開度を調整する。一方、制御装置90は、タンク20から供給路50に供給される温水の温度が、給湯設定温度Tsより低い場合には、バーナ加熱装置60を作動させる。この場合、供給路50を通過する温水がバーナ加熱装置60によって加熱される。制御装置90は、温水利用箇所に供給される温水の温度が、給湯設定温度Tsと一致するように、バーナ加熱装置60の出力を制御する。
When the temperature of the hot water supplied from the
(特定の世帯における給湯の傾向及び太陽光発電器70の発電量の傾向;図2)
続いて、図2を参照して、特定の世帯の生活サイクルを24時間(1日)単位で見る場合における、特定の世帯での給湯の傾向を説明する。図2は、ある1日の間に、特定の世帯で給湯が行われる時間帯を模式的に示すとともに、太陽光発電器70による発電量の推移を模式的に示す図である。図2に示す給湯傾向と発電量の推移は、過去7日間の特定の世帯における給湯履歴及び発電履歴に基づいて特定されたものである。なお、本実施例は、制御装置90は、2:00を始点とする24時間を、1日を特定するための単位時間としている。
(Tendency of hot water supply in specific household and trend of power generation amount of
Next, with reference to FIG. 2, the tendency of hot water supply in a specific household when the life cycle of the specific household is viewed in units of 24 hours (one day) will be described. FIG. 2 is a diagram schematically showing a time period during which hot water is supplied in a specific household during a certain day, and schematically showing a change in the amount of power generated by the
特定の世帯では、例えば、6:00〜7:00に最初に給湯が行われる(図2の例では6:00)。最初の給湯は、例えば、朝食の用意や洗面のための給湯である。最初の給湯では、5〜20L程度の温水が供給される。特定の世帯では、例えば、11:00〜12:00に二度目の給湯が行われる(図2の例では11:00)。二度目の給湯は、例えば、昼食の用意のための給湯である。二度目の給湯でも、5L〜20L程度の温水が供給される。特定の世帯では、例えば、20:00に三度目の給湯が行われる(図2の例では20:00)。三度目の給湯は、浴槽への湯張り運転である。本実施例では、特定の世帯は、毎日20:00に湯張り運転を開始するように予め設定している。湯張り運転では、150L〜180L程度の温水が供給される。特定の世帯では、例えば、23:00〜0:00に最後の給湯が行われる(図2の例ではおよそ23:00)。最後の給湯は、例えば、歯磨き等のための給湯である。最後の給湯では、5L〜10L程度の温水が供給される。最後の給湯は、0:00頃に終了する。 In a specific household, for example, hot water is first supplied from 6:00 to 7:00 (6:00 in the example of FIG. 2). The first hot water supply is, for example, a hot water supply for breakfast preparation or a washbasin. In the first hot water supply, about 5 to 20 L of hot water is supplied. In a specific household, for example, a second hot water supply is performed at 11:00 to 12:00 (11:00 in the example of FIG. 2). The second hot water supply is, for example, a hot water supply for preparing lunch. Even in the second hot water supply, hot water of about 5 L to 20 L is supplied. In a specific household, for example, a third hot water supply is performed at 20:00 (20:00 in the example of FIG. 2). The third hot water supply is a hot water operation to the bathtub. In this embodiment, a specific household is set in advance to start a hot water operation every day at 20:00. In the hot water operation, hot water of about 150L to 180L is supplied. In a specific household, for example, the last hot water supply is performed from 23:00 to 0:00 (approximately 23:00 in the example of FIG. 2). The last hot water supply is, for example, a hot water supply for brushing teeth. In the last hot water supply, hot water of about 5 L to 10 L is supplied. The last hot water supply ends at about 0:00.
また、特定の世帯に設置された給湯システム2では、6:00の日の出とともに太陽光発電器70が発電を開始する。発電量は12:00毎がピークになるように増加し、その後、19:00頃の日没に向けて減少する。
Moreover, in the hot water supply system 2 installed in a specific household, the
本実施例では、制御装置90は、特定の世帯において、給湯が行われる度に、給湯が開始された時刻と、給湯が終了した時刻と、を示す時刻情報と、供給された温水の量を示す供給量情報と、供給された温水の温度を示す温度情報と、を記憶する。制御装置90は、1日分の時刻情報、供給量情報及び温度情報を、特定の世帯の1日分の運転履歴として記憶する。本実施例では、制御装置90は、特定の世帯の過去7日分の運転履歴を記憶する。同様に、制御装置90は、特定の世帯の過去7日分の太陽光発電器70による時間帯毎の発電量を発電履歴として記憶する。
In the present embodiment, the
(制御装置90の処理)
続いて、制御装置90が実行する各処理について説明する。制御装置90が実行する各処理は、制御装置90が24時間毎(時刻が2:00になる毎)に実行する処理と、制御装置90が常時実行する処理とを含む。上記の通り、本実施例では、制御装置90は、特定の世帯の過去7日分の運転履歴を記憶する。そのため、制御装置90は、24時間毎に、8日前の運転履歴を消去して、前日の運転履歴を新たに記憶する。
(Processing of control device 90)
Next, each process executed by the
次いで、制御装置90は、特定の世帯の過去7日分の運転履歴から、過去7日間において、最初の給湯が開始された時刻のうち、最も早い時刻を特定する。以下では、この時刻を「給湯開始時刻S1」と呼ぶ。例えば、制御装置90は、6:00を給湯開始時刻S1として特定する(図2参照)。
Next, the
また、制御装置90は、特定の世帯の過去7日分の運転履歴から、過去7日間において、湯張り運転が開始された時刻のうち、最も早い時刻を特定する。以下では、この時刻を「湯張り開始時刻B1」と呼ぶ。上記の通り、本実施例では、特定の世帯は、毎日20:00に湯張り運転を開始するように予め設定している。例えば、制御装置90は、20:00を湯張り開始時刻B1として特定する(図2参照)。
Moreover, the
また、制御装置90は、特定の世帯の過去7日分の運転履歴から、過去7日間において、最後の給湯が終了した時刻のうち、最も遅い時刻を特定する。以下では、この時刻を「給湯終了時刻G1」と呼ぶ。例えば、制御装置90は、0:00を給湯終了時刻G1として特定する(図2参照)。
Moreover, the
さらに、制御装置90は、後述の余剰電力蓄熱処理(図5参照)を開始するトリガとなる時刻である余剰開始時刻PV1(図2では11:00)を予め特定する。余剰開始時刻PV1は、給湯開始時刻S1よりも後であって湯張り開始時刻B1よりも前の時刻であり、過去の発電履歴、電力使用履歴等に基づいて、太陽光発電器70によって発電される発電電力から使用電力を除いた余剰電力が発生していることが予測される(即ち、余剰電力が発生している可能性が高い)時刻である。この例では、余剰開始時刻PV1は11:00である。
Further, the
さらに、制御装置90は、後述の余剰電力蓄熱処理(図5参照)を終了するトリガとなる時刻である余剰終了時刻PV2(図2では17:30)を予め特定する。余剰終了時刻PV2は、日没時刻(図2では19:00頃)の1時間30分前の時刻に特定される。
Furthermore, the
さらに、制御装置90は、タンク20に供給される水道水の水温に基づいて、第1の所定時間α、第2の所定時間β、及び、第3の所定時間γを特定する。制御装置90は、水道水の水温が高いほど、第1の所定時間α及び第2の所定時間βとして短い時間を特定し、第3の所定時間γとして長い時間を特定する。
Further, the
次いで、制御装置90は、給湯開始時刻S1から、特定された第1の所定時間αだけ前の時刻である第1のヒートポンプ作動時刻S0を特定する。本実施例では、制御装置90は、第1のヒートポンプ作動時刻S0が到来すると、後述の給湯開始前蓄熱処理(図3参照)を開始する。即ち、第1のヒートポンプ作動時刻S0は、後述の給湯開始前蓄熱処理(図3参照)を開始するトリガとなる時刻である。
Next, the
また、制御装置90は、湯張り開始時刻B1から、特定された第2の所定時間βだけ前の時刻である第2のヒートポンプ作動時刻B0を特定する。本実施例では、制御装置90は、第2のヒートポンプ作動時刻B0が到来すると、後述の湯張り前蓄熱処理(図6参照)を開始する。即ち、第2のヒートポンプ作動時刻B0は、後述の湯張り前蓄熱処理(図6参照)を開始するトリガとなる時刻である。
In addition, the
さらに、制御装置90は、給湯終了時刻G1から、特定された第3の所定時間γだけ前の時刻であるヒートポンプ停止時刻G0を特定する。本実施例では、制御装置90は、ヒートポンプ停止時刻G0が到来すると、後述のヒートポンプ停止処理を開始する。即ち、ヒートポンプ停止時刻G0は、後述のヒートポンプ停止処理を開始するトリガとなる時刻である。
Furthermore, the
制御装置90は、さらに、後述の通常蓄熱処理(図4参照)及びモード切替処理(図7参照)を常時実行している。各処理の詳しい内容は後で説明する。また、本実施例の給湯システム2の利用者は、リモコンの操作部を操作して、予め「通常蓄熱運転モード」と「余剰電力蓄熱運転モード」の2つの運転モードのうちの一方を選択することができる。通常蓄熱運転モードは、太陽光発電器70の余剰電力を用いることなく、商用電源供給路80を介して商用電源から供給される電力のみを利用して蓄熱を行うモードである。余剰電力蓄熱運転モードは、商用電源から供給される電力に加え、太陽光発電器70の余剰電力をさらに用いて蓄熱を行うモードである。
Further, the
(給湯開始前蓄熱処理;図3)
図3は、制御装置90が実行する給湯開始前蓄熱処理の内容を示すフローチャートである。上記の通り、第1のヒートポンプ作動時刻S0が到来すると、制御装置90は、図3の処理を開始する。まず、S10では、制御装置90は、給湯開始時刻S1から余剰開始時刻PV1までの間に必要とされる予定の予定熱量を算出する。制御装置90は、記憶されている過去7日分の運転履歴(時刻情報、供給量情報及び温度情報)を利用して、予定熱量を算出する。
(Heat storage heat treatment before starting hot water supply; Fig. 3)
FIG. 3 is a flowchart showing the content of the hot water storage heat treatment before the start of hot water supply executed by the
続いて、S12では、制御装置90は、目標出口温度Tbを、給湯設定温度Tsより5℃高い温度(Ts+5℃)に設定する。例えば、給湯設定温度Tsが40℃である場合、S12では、目標出口温度Tbは45℃に設定される。
Subsequently, in S12, the
次いで、S14では、制御装置90は、S10で算出された予定熱量と、S12で設定された目標出口温度Tbとに基づいて、目標出口温度Tbの温水で予定熱量を賄うために必要な温水の量である予定温水量を算出する。
Next, in S14, the
次いで、S16では、制御装置90は、商用電源供給路80から供給される電力を利用して、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を作動させる。この際、制御装置90は、ヒートポンプ10の出口温度(即ちサーミスタ34の検出温度)が、S12で設定された目標出口温度Tbになるように、ヒートポンプ10を作動させる。より詳しく言うと、制御装置90は、ヒートポンプ10の出口温度が、S12で設定された目標出口温度Tbになるように、圧縮機のモータの回転数を調整する。これにより、タンク20の下部に存在する水がタンク循環路30内に導入され、ヒートポンプ10を通過する際に目標出口温度Tbまで加熱され、タンク20の上部に戻される。即ち、タンク20に目標出口温度Tbの水が貯められる。他の例では、この時点(即ち、第1のヒートポンプ作動時刻S0が到来した時点)で余剰電力が存在している場合には、制御装置90は、S16において、商用電源供給路80から供給される電力とともに、余剰電力を併せて利用して、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を作動させるようにしてもよい。
Next, in S <b> 16, the
S16でヒートポンプ10と循環ポンプ36を作動させた後、S18では、制御装置90は、現在選択されている動作モードが「余剰電力蓄熱運転モード」であるか否かを判断する。現在選択されている動作モードが「余剰電力蓄熱運転モード」である場合、制御装置90は、S18でYESと判断し、S20に進む。一方、現在選択されている動作モードが「通常蓄熱運転モード」である場合、制御装置90は、S18でNOと判断し、S22に進む。
After operating the
S20では、制御装置90は、S14で算出された予定温水量の温水がタンク20に貯められたことを監視する。具体的には、S20では、制御装置90は、各サーミスタ22a〜22dの検出温度を継続して監視することにより、予定温水量の温水がタンク20内に貯められることを監視する。上記の通り、各サーミスタ22a〜22dは、それぞれ、タンク20の上部から70L、50L、30L、5Lの位置の水の温度を検出する。そのため、制御装置90は、各サーミスタ22a〜22dが検出する水温の推移を監視することによって、タンク20に貯められた目標出口温度Tbの温水の量を監視することができる。予定温水量の温水がタンク20内に貯められた場合、制御装置90は、S20でYESと判断し、S24に進む。
In S <b> 20, the
一方、S22では、制御装置90は、サーミスタ32の検出温度が給湯設定温度Ts以上になることを監視する。サーミスタ32の検出温度(即ち、タンク20の下部からタンク循環路30に導出された水の温度)が給湯設定温度Ts以上である場合、タンク20が給湯設定温度Ts以上の温度の温水で満たされた状態(いわゆる満蓄状態)であることを意味する。従って、サーミスタ32の検出温度が給湯設定温度Ts以上である場合、制御装置90は、S22でYESと判断し、S24に進む。
On the other hand, in S22, the
S24では、制御装置90は、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を停止させる。S24を終えると、図3の給湯開始前蓄熱処理が終了する。
In S24, the
(通常蓄熱処理;図4)
図4は、制御装置90が実行する通常蓄熱処理の内容を示すフローチャートである。図4の通常蓄熱処理は、後述の余剰電力蓄熱処理が実行されている間を除き、給湯システム2の稼働中、制御装置90によって常時実行される処理である。
(Normal heat storage; Fig. 4)
FIG. 4 is a flowchart showing the contents of the normal heat storage heat treatment executed by the
S30では、制御装置90は、サーミスタ22cの検出温度(即ち、タンク20の上部から30L(下部から70L)の位置の水の温度)が、給湯設定温度Ts以下になることを監視する。サーミスタ22cの検出温度が給湯設定温度Ts以下である場合は、タンク20内に貯められた給湯設定温度Ts以上の温度の温水の量が30L以下であることを意味する。サーミスタ22cの検出温度が給湯設定温度Ts以下である場合、制御装置90は、S30でYESと判断し、S32に進む。
In S30, the
S32では、制御装置90は、目標出口温度Tbを、給湯設定温度Tsより5℃高い温度(Ts+5℃)に設定する。
In S32,
次いで、S34では、制御装置90は、商用電源供給路80から供給される電力を利用して、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を作動させる。これにより、タンク20の下部に存在する水がタンク循環路30内に導入され、ヒートポンプ10を通過する際に目標出口温度Tbまで加熱され、タンク20の上部に戻される。即ち、タンク20に目標出口温度Tbの水が貯められる。他の例では、S34の時点で余剰電力が存在している場合には、制御装置90は、S34において、商用電源供給路80から供給される電力とともに、余剰電力を併せて利用して、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を作動させるようにしてもよい。
Next, in S <b> 34, the
次いで、S36では、制御装置90は、サーミスタ32の検出温度が給湯設定温度Ts以上になることを監視する。サーミスタ32の検出温度が給湯設定温度Ts以上である場合(即ち、タンク20が満蓄状態である場合)制御装置90は、S36でYESと判断し、S38に進む。
Next, in S36, the
S38では、制御装置90は、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を停止させる。S38を終えると、制御装置90は、再びS30の監視に戻る。
In S38, the
(余剰電力蓄熱処理;図5)
図5は、制御装置90が実行する余剰電力蓄熱処理の内容を示すフローチャートである。上記の通り、余剰開始時刻PV1が到来すると、制御装置90は、図5の処理を開始する。まず、S50では、制御装置90は、現在選択されている動作モードが「余剰電力蓄熱運転モード」であるか否かを判断する。現在選択されている動作モードが「余剰電力蓄熱運転モード」である場合、制御装置90は、S50でYESと判断し、S52に進む。一方、現在選択されている動作モードが「通常蓄熱運転モード」である場合、制御装置90は、S50でNOと判断し、図5の余剰電力蓄熱処理を終了する。
(Surplus power storage heat treatment; Fig. 5)
FIG. 5 is a flowchart showing the contents of the surplus power storage heat treatment executed by the
S52では、制御装置90は、目標出口温度Tbを、給湯設定温度Tsより15℃高い温度(Ts+15℃)に設定する。例えば、給湯設定温度Tsが40℃である場合、S52では、制御装置90は、目標出口温度Tbを55℃に設定する。他の例では、S52では、制御装置90は、目標出口温度Tbを通常蓄熱処理(図4参照)等の他の処理の目標出口温度よりも高い任意の温度に設定するようにしてもよい。
In S52,
次いで、S54では、制御装置90は、余剰電力を優先的に利用して、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を作動させる。即ち、必要電力を余剰電力のみによって賄うことができる場合には、制御装置90は、余剰電力のみを利用して、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を作動させる。一方、余剰電力は存在するが、余剰電力のみでは必要電力を賄えない場合には、制御装置90は、余剰電力に加えて、商用電源供給路80から供給される電力を利用して、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を作動させる。上記の通り、余剰電力は、太陽光発電器70によって発電される発電電力から使用電力を除いた電力である。ここで、使用電力とは、例えば、図示しない空調装置の運転等、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36の運転以外の用途に使用されている電力である。S54では、制御装置90は、ヒートポンプ10の出口温度が、S52で設定された目標出口温度Tb(Ts+15℃)になるように、ヒートポンプ10を作動させる。これにより、タンク20の下部に存在する水がタンク循環路30内に導入され、ヒートポンプ10を通過する際に目標出口温度Tbまで加熱され、タンク20の上部に戻される。即ち、タンク20に目標出口温度Tb(Ts+15℃)の水が貯められる。なお、気象状況の悪化等の要因により、S54の時点で余剰電力が存在しない場合には、制御装置90は、S54の処理を実行することなく、図5の余剰電力蓄熱処理を終了する。他の例では、制御装置90は、S54の時点で余剰電力が存在しない場合に、余剰電力が発生するまでヒートポンプ10及び循環ポンプ36を動作させないようにしてもよい。
Next, in S54, the
続くS56では、制御装置90は、サーミスタ32の検出温度が給湯設定温度Ts以上になることを監視する。サーミスタ32の検出温度が給湯設定温度Ts以上である場合(即ち、タンク20が満蓄状態である場合)制御装置90は、S56でYESと判断し、S58に進む。
In continuing S56, the
S58では、制御装置90は、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を停止させる。S58を終えると、制御装置90は、S60及びS62の監視に進む。
In S58, the
S60及びS62では、制御装置90は、余剰終了時刻PV2(図2参照)が到来することを監視するとともに、サーミスタ22aの検出温度(即ち、タンク20の上部から70L(下部から30L)の位置の水の温度)が、給湯設定温度Ts以下になることを監視する。サーミスタ22aの検出温度が給湯設定温度Ts以下である場合は、タンク20内に貯められた給湯設定温度Ts以上の温度の温水の量が70L以下であることを意味する。余剰終了時刻PV2が到来する前に、サーミスタ22aの検出温度が給湯設定温度Ts以下となる場合、制御装置90は、S62でYESと判断し、S52〜S56の処理を再実行する(即ち、タンク20を再び満蓄状態に沸き上げる)。一方、余剰終了時刻PV2が到来すると、制御装置90は、S60でYESと判断し、図5の余剰電力蓄熱処理を終了する。
In S60 and S62, the
(湯張り前蓄熱処理;図6)
図6は、制御装置90が実行する湯張り前蓄熱処理の内容を示すフローチャートである。上記の通り、第2のヒートポンプ作動時刻B0が到来すると、制御装置90は、図6の処理を開始する。まず、S70では、サーミスタ32の検出温度(即ち、タンク20の下部から導出され、ヒートポンプ10を通過する前の水の温度)が、給湯設定温度Ts以上であるか否か(即ちタンク20が満蓄状態か否か)判断する。サーミスタ32の検出温度が給湯設定温度Ts以上である場合、制御装置90は、S70でYESと判断し、S75に進む。一方、サーミスタ32の検出温度が給湯設定温度Tsより低い場合、制御装置90は、S70でNOと判断し、S72に進む。
(Storage heat treatment before filling with water; Fig. 6)
FIG. 6 is a flowchart showing the content of the pre-filling heat treatment performed by the
S72では、制御装置90は、目標出口温度Tbを、給湯設定温度Tsより5℃高い温度(Ts+5℃)に設定する。
In S72,
次いで、S74では、制御装置90は、商用電源供給路80から供給される電力を利用して、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を作動させる。これにより、タンク20の下部に存在する水がタンク循環路30内に導入され、ヒートポンプ10を通過する際に目標出口温度Tbまで加熱され、タンク20の上部に戻される。即ち、タンク20に目標出口温度Tbの水が貯められる。S74を終えるとS76に進む。なお、他の例では、S74の時点で余剰電力が存在している場合には、制御装置90は、S74において、商用電源供給路80から供給される電力とともに、余剰電力を併せて利用して、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を作動させるようにしてもよい。
Next, in S <b> 74, the
一方、S75では、制御装置90は、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を停止させる。上記の通り、S70でYESと判断される場合は、タンク20は満蓄状態であるため、それ以上、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を動作させる必要がない。なお、S75の時点で既にヒートポンプ10及び循環ポンプ36が停止している場合には、制御装置90は、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36が停止している状態を維持する。S75を終えた場合もS76に進む。
On the other hand, in S75, the
S76では、制御装置90は、湯張り開始時刻B1が到来したか否か判断する。湯張り開始時刻B1が到来した場合、制御装置90は、S76でYESと判断してS78に進む。一方、湯張り開始時刻B1がまだ到来していない場合、制御装置90は、S76でNOと判断して、S70の判断に戻る。
In S76, the
S78では、制御装置90は、湯張り処理を開始する。即ち、S78では、制御装置90は、浴槽の給湯栓を開き、浴槽への温水の供給を開始するとともに、必要に応じて、ヒートポンプ10、循環ポンプ36、及び、バーナ加熱装置60を動作させ、所定量の温水を浴槽に供給する。S78の湯張り処理が開始されると、制御装置90は、図6の湯張り前蓄熱処理を終了する。
In S78, the
(モード切替処理;図7)
図7は、制御装置90が実行するモード切替処理の内容を示すフローチャートである。図7のモード切替処理は、給湯システム2の稼働中、制御装置90によって常時実行されている処理である。
(Mode switching process; FIG. 7)
FIG. 7 is a flowchart showing the contents of the mode switching process executed by the
S90では、制御装置90は、商用電源供給路80からの電力供給が停止することを監視する。例えば、停電等の要因により、商用電源供給路80からの電力供給が停止する場合がある。そのような場合には、制御装置90は、S90でYESと判断し、S92に進む。
In S90, the
S92では、制御装置90は、動作モードを強制的に余剰電力蓄熱運転モードに切り替える。S92では、制御装置90は、現在選択されている動作モードが「通常蓄熱運転モード」と「余剰電力蓄熱運転モード」のどちらであっても、動作モードを余剰電力蓄熱運転モードに設定する。これにより、商用電源供給路80からの電力供給が停止する場合においても、余剰電力が存在していれば、その余剰電力を用いて蓄熱を行うことができるようになる。S92を終えると、制御装置90は、S90の監視に戻る。
In S92, the
以上、本実施例の給湯システム2の構成及び運転内容について説明した。本実施例では、制御装置90は、第1のヒートポンプ作動時刻S0が到来すると、給湯開始前蓄熱処理(図3参照)を実行し、商用電源供給路80から供給される電力を利用してヒートポンプ10及び循環ポンプ36を動作させ(S16)、タンクに予定温水量の温水(即ち、予定熱量の熱)を蓄える(S20でYES)。また、制御装置90は、その後に余剰開始時刻PV1が到来する場合に、余剰電力蓄熱処理(図5参照)を実行し、余剰電力を優先的に利用してヒートポンプ10及び循環ポンプ36を動作させ(S54)、タンク20が満蓄状態になるまで熱を蓄える(S56でYES)。上記の予定熱量は、過去の所定期間(例えば過去の7日間)内において、給湯開始時刻S1(図2参照)から余剰開始時刻PV1までの間に利用される熱量である。即ち、本実施例では、制御装置90は、第1のヒートポンプ作動時刻S0の到来時に、給湯開始時刻S1から余剰開始時刻PV1までの間に利用される熱量である予定熱量の熱をタンク20に蓄えればよく、タンク20が満蓄状態になるまで熱を蓄える必要はない。そのため、本実施例の給湯システム2によると、第1のヒートポンプ作動時刻S0が到来する場合に、商用電源から供給される電力を用いてタンク20が満蓄状態になるまで熱を蓄える従来の構成と比べて、商用電源から供給される電力の利用量が少なく済む。さらに、予定熱量の熱をタンク20に蓄えた後、余剰開始時刻PV1が到来するまでの間に、タンク20の熱量が予定熱量分使用されれば、余剰開始時刻PV1が到来する時点で、タンク20内の熱は十分に少なくなる。即ち、タンク20に多くの熱を蓄えることができる。その結果、余剰電力を優先的に用いてヒートポンプ10及び循環ポンプ36を動作させることによってタンク20に十分に熱を蓄えることができるようになる。即ち、余剰電力を用いてタンク20に蓄えることができる熱量が従来の構成と比べて大きくなる。従って、本実施例の給湯システム2によると、商用電源から供給される電力の利用量を従来よりも抑制できるとともに、余剰電力を用いて効率よく蓄熱を行うことができる。
The configuration and operation content of the hot water supply system 2 according to the present embodiment have been described above. In the present embodiment, when the first heat pump operation time S0 arrives, the
本実施例では、制御装置90は、余剰開始時刻PV1から余剰終了時刻PV2までの期間(即ち、図5の余剰電力蓄熱処理の実行中)においては、サーミスタ22aの検出温度(即ち、タンク20の上部から70L(下部から30L)の位置の水の温度)が、給湯設定温度Ts以下になる場合(図5のS62でYES)に、余剰電力を優先的に利用してヒートポンプ10及び循環ポンプ36を動作させる(S54)。一方、制御装置90は、余剰電力蓄熱処理が実行されている期間以外の期間においては、サーミスタ22cの検出温度(即ち、タンク20の上部から30L(下部から70L)の位置の水の温度)が、給湯設定温度Ts以下になる場合(図4のS30でYES)に、商用電源供給路80から供給される電力を利用してヒートポンプ10及び循環ポンプ36を動作させる(S34)。即ち、本実施例では、余剰電力蓄熱処理の実行中は、それ以外の期間に比べて、ヒートポンプ10を早期に動作させることができる。そのため、余剰電力を用いた蓄熱を比較的高い頻度で行うことができ、かつ、商用電源供給路80から供給される電力を用いた蓄熱を比較的低い頻度で行うことができる。従って、商用電源供給路80から供給される電力の利用量を抑制できるとともに、余剰電力を用いて効率よく蓄熱を行うことができる。
In the present embodiment, the
また、本実施例では、制御装置90は、余剰電力蓄熱処理の実行中は、目標出口温度Tbを、給湯設定温度Tsより15℃高い温度に設定して(図5のS52)、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を動作させる。一方、制御装置90は、余剰電力蓄熱処理の実行中以外の期間では、目標出口温度Tbを、給湯設定温度Tsより5℃高い温度に設定して(図4のS32等)、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を動作させる。即ち、本実施例では、余剰電力蓄熱処理の実行中は、それ以外の期間に比べて、目標出口温度Tbが高く設定されることにより、タンク20内により多くの熱を蓄えることができる。余剰電力を用いてタンク20に蓄熱できる熱量が多くなるため、余剰電力を効率よく利用して蓄熱を行うことができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施例では、制御装置90は、停電等の要因により、商用電源供給路80からの電力供給が停止する場合には、動作モードを強制的に余剰電力蓄熱運転モードに切り替える(図7のS90でYES、S92)。そのため、商用電源が使用できない場合に余剰電力を利用して蓄熱を行うことができる。余剰電力を効率よく利用することができる。
In the present embodiment, the
本実施例の記載と請求項の記載との対応関係を説明しておく。制御装置90が記憶する運転履歴が「給湯実績情報」の一例である。余剰開始時刻PV1、余剰終了時刻PV2が、それぞれ「第1の時刻」、「第2の時刻」の一例である。第1のヒートポンプ作動時刻S0が「ヒートポンプ動作開始時刻」の一例である。図5のS52で設定される目標出口温度Tb(即ち、給湯設定温度Tsより15℃高い温度)が「第1の温度」の一例であり、図4のS32で設定される目標出口温度Tb(即ち、給湯設定温度Tsより5℃高い温度)が「第2の温度」の一例である。
The correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims will be described. The operation history stored in the
以上、実施例について詳細に説明したが、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。 As mentioned above, although the Example was described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
(変形例1)上記の実施例では、制御装置90は、図5の余剰電力蓄熱処理の実行中においては、サーミスタ22aの検出温度が、給湯設定温度Ts以下になる場合(図5のS62でYES)に、余剰電力を利用してヒートポンプ10及び循環ポンプ36を動作させる(S54)。一方、制御装置90は、余剰電力蓄熱処理が実行されている期間以外の期間においては、サーミスタ22cの検出温度が、給湯設定温度Ts以下になる場合(図4のS30でYES)に、商用電源供給路80から供給される電力を利用してヒートポンプ10及び循環ポンプ36を動作させる(S34)。これに限られず、制御装置90は、余剰電力蓄熱処理の実行中か否かに関わらず、所定位置のサーミスタ(例えばサーミスタ22c)の検出温度が給湯設定温度Ts以下になる場合に、ヒートポンプ10及び循環ポンプ36を動作させるようにしてもよい。
(Modification 1) In the above-described embodiment, the
(変形例2)上記の実施例では、余剰終了時刻PV2は、日没時刻の1時間30分前の時刻に設定されている。これに限られず、余剰終了時刻PV2は、余剰開始時刻PV1より後であって、日没時刻以前の時刻であれば、任意の時刻に設定されていてもよい。例えば、余剰終了時刻PV2が日没時刻と同じ時刻であってもよい。また、制御装置90は、記憶されている運転履歴及び発電履歴と、サーバから取得される気象情報と、に基づいて、余剰電力が存在する可能性の高い時間帯を特定し、その時間帯の始期を余剰開始時刻PV1として設定し、その時間帯の終期を余剰終了時刻PV2として設定してもよい。
(Modification 2) In the above embodiment, the surplus end time PV2 is set to a time 1
(変形例3)上記の実施例では、制御装置90は、余剰電力蓄熱処理の実行中は、目標出口温度Tbを、給湯設定温度Tsより15℃高い温度に設定し(図5のS52)、余剰電力蓄熱処理の実行中以外の期間では、目標出口温度Tbを給湯設定温度Tsより5℃高い温度に設定する(図4のS32等)。これに限られず、制御装置90は、余剰電力蓄熱処理の実行中か否かに関わらず、目標出口温度Tbを所定温度(例えば給湯設定温度Tsより5℃高い温度)に設定するようにしてもよい。
(Modification 3) In the above embodiment, the
(変形例4)上記の実施例では、制御装置90は、停電等の要因により、商用電源供給路80からの電力供給が停止する場合には、動作モードを強制的に余剰電力運転モードに切り替える(図7のS90でYES、S92)。これに限られず、制御装置90は、商用電源供給路80からの電力供給が停止する場合において、通常蓄熱運転モードが選択されている場合には、動作モードを強制的に余剰電力運転モードに切り替えることなく、蓄熱運転を強制的に停止するようにしてもよい。
(Modification 4) In the above embodiment, the
(変形例5)上記の実施例では、「通常蓄熱運転モード」は、太陽光発電器70の余剰電力を用いることなく、商用電源供給路80を介して商用電源から供給される電力のみを利用して蓄熱を行うモードであるが、これに限られない。「通常蓄熱運転モード」は、太陽光発電器70の余剰電力を用いずに蓄熱を行うモードであれば、商用電源から供給される電力のみに限られず、他の電力(例えば図示しない他の発電装置から供給される電力等)を併せて用いて蓄熱を行うモードであってもよい。
(Modification 5) In the above embodiment, the “normal heat storage operation mode” uses only the power supplied from the commercial power supply via the commercial
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。 The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
2:給湯システム
10:ヒートポンプ
20:タンク
22a、22b、22c、22d:サーミスタ
30:タンク循環路
32:サーミスタ
34:サーミスタ
36:循環ポンプ
40:水道水導入路
40a:第1導入路
40b:第2導入路
42:水道水供給源
44:混合弁
50:供給路
52:サーミスタ
60:バーナ加熱装置
70:太陽光発電器
80:商用電源供給路
90:制御装置
S0:第1のヒートポンプ作動時刻
S1:給湯開始時刻
B0:第2のヒートポンプ作動時刻
B1:湯張り開始時刻
G0:ヒートポンプ停止時刻
G1:給湯終了時刻
PV1:余剰開始時刻
PV2:余剰終了時刻
α:第1の所定時間
β:第2の所定時間
γ:第3の所定時間
2: Hot water supply system 10: Heat pump 20:
Claims (4)
太陽光発電器から供給される電力及び商用電源から供給される電力を用いて運転可能であり、外気から吸熱して熱媒を加熱するヒートポンプと、
熱を蓄えるタンクと、
タンク内に蓄えられた熱を利用して温水を温水利用箇所に供給する供給手段と、
ヒートポンプとタンクとの間で熱媒を循環させるタンク循環路と、
制御装置と、を備え、
制御装置は、
過去の所定期間内において、温水利用箇所に温水の供給が開始された時刻と、その際に利用された熱量と、に関係する給湯実績情報を記憶し、
給湯実績情報に基づいて、24時間を単位とする単位時間における、最初の温水の供給が開始されるべき給湯開始時刻と、給湯開始時刻より後の時刻であって、太陽光発電器によって発電される発電電力から使用電力を除いた余剰電力が存在すると予測される時間帯のうちの第1の時刻と、を特定し、
過去の所定期間内において、給湯開始時刻から第1の時刻までの間に利用される熱量である予定熱量を特定し、
給湯開始時刻より特定時間だけ前の時刻であるヒートポンプ動作開始時刻が到来する場合に、少なくとも商用電源から供給される電力を用いてヒートポンプを動作させて、タンクに予定熱量の熱を蓄えるとともに、
第1の時刻が到来する場合に、余剰電力を優先的に用いてヒートポンプを動作させて、タンクに熱を蓄える、
給湯システム。 A solar power generator,
A heat pump that can be operated using electric power supplied from a solar power generator and electric power supplied from a commercial power source, and absorbs heat from outside air to heat the heat medium;
A tank that stores heat,
Supply means for supplying hot water to the hot water use location using the heat stored in the tank;
A tank circulation path for circulating a heat medium between the heat pump and the tank;
A control device,
The control device
Stores hot water supply performance information related to the time when the supply of hot water was started to the hot water use location in the past predetermined period and the amount of heat used at that time,
Based on the hot water supply performance information, a hot water supply start time at which the first hot water supply should be started in a unit time of 24 hours and a time after the hot water supply start time are generated by the solar power generator. A first time in a time zone in which surplus power obtained by removing used power from the generated power is predicted to exist,
Within a predetermined period in the past, the planned amount of heat that is the amount of heat used between the hot water supply start time and the first time is specified,
When the heat pump operation start time, which is a specific time before the hot water supply start time, arrives, the heat pump is operated using at least the power supplied from the commercial power source, and the heat of the planned heat amount is stored in the tank,
When the first time arrives, surplus power is preferentially used to operate the heat pump and heat is stored in the tank.
Hot water system.
第1の時刻から、第1の時刻より後であって日没時刻以前の時刻である第2の時刻までの第1の期間においては、タンク内の熱が第1の熱量分だけ減少した場合に、余剰電力を優先的に用いたヒートポンプの動作を開始させ、
単位時間における第1の期間以外の期間である第2の期間においては、タンク内の熱が第1の熱量よりも大きい第2の熱量分だけ減少した場合に、少なくとも商用電源から供給される電力を用いたヒートポンプの動作を開始させる、
請求項1に記載の給湯システム。 The control device
In the first period from the first time to the second time after the first time and before the sunset time, the heat in the tank has decreased by the first amount of heat. To start the operation of the heat pump that preferentially uses surplus power,
In the second period, which is a period other than the first period in unit time, when the heat in the tank is reduced by a second amount of heat larger than the first amount of heat, at least electric power supplied from the commercial power source Start the operation of the heat pump using
The hot water supply system according to claim 1.
第1の期間中にヒートポンプを動作させるべき場合には、タンク内に第1の最大蓄熱量の熱が貯えられるように、ヒートポンプの加熱後の熱媒の温度を第1の温度に設定してヒートポンプを動作させ、
第2の期間中にヒートポンプを動作させるべき場合には、タンク内に第1の最大蓄熱量よりも少ない第2の最大蓄熱量の熱が蓄えられるように、ヒートポンプの加熱後の熱媒の温度を第1の温度以下の第2の温度に設定してヒートポンプを動作させる、
請求項2に記載の給湯システム。 The control device
When the heat pump should be operated during the first period, the temperature of the heat medium after heating the heat pump is set to the first temperature so that the heat of the first maximum heat storage amount is stored in the tank. Operate the heat pump,
When the heat pump is to be operated during the second period, the temperature of the heat medium after heating the heat pump so that the heat of the second maximum heat storage amount less than the first maximum heat storage amount is stored in the tank. To set the second temperature below the first temperature to operate the heat pump,
The hot water supply system according to claim 2.
余剰電力を用いずにヒートポンプを動作させる動作モードでヒートポンプを動作させている間に、商用電源からの電力供給が停止される場合には、余剰電力を用いてヒートポンプを動作させる動作モードに切り替える、
請求項1から3のいずれか一項に記載の給湯システム。 The control device
When the power supply from the commercial power supply is stopped while operating the heat pump in the operation mode in which the heat pump is operated without using surplus power, the operation mode is switched to the operation mode in which the heat pump is operated using the surplus power.
The hot water supply system according to any one of claims 1 to 3.
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