JP2023060710A - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】買電を抑制する上で有利になる貯湯式給湯機を提供する。【解決手段】本開示による貯湯式給湯機は、貯湯タンクに湯を貯めるわき上げ運転を実施可能で、自家発電装置とともに利用される貯湯式給湯機であって、自家発電装置での発電電力に対して自家消費電力を差し引いた値である余剰電力を把握する手段を有し、余剰電力が、０以上の第一所定値以上になるとわき上げ運転を開始し、余剰電力が、０以上の第二所定値以下になるとわき上げ運転を停止する。【選択図】図２

Description

本開示は、貯湯式給湯機に関する。

下記特許文献１に開示された太陽光発電装置連携貯湯式給湯システムは、余剰電力予測値を決定する余剰電力予測手段と、余剰電力予測値に基づき、太陽光発電装置からの電力を用いた貯湯式給湯装置の沸上運転による昼間沸上量を算出する昼間沸上量算出手段と、翌日に必要な貯湯量に基づき、夜間帯の開始時刻から終了時刻までに沸き上げるべき目標夜間沸上量を算出する目標沸上量算出手段と、翌日における太陽光発電装置からの電力利用を見込む場合において、目標夜間沸上量から昼間沸上量を減じることにより、夜間帯の開始時刻から終了時刻までに沸き上げる補正夜間沸上量を算出する補正沸上量算出手段と、夜間帯の終了時刻における貯湯タンク内の貯湯量が、１入浴使用回に対応した湯水の量以上となるように、補正夜間沸上量の下限値を設定する沸上下限値設定手段と、を有する。

特開２０１８－１６５５９７号公報

従来の技術では、翌日の余剰電力が少ないと予想される場合、あるいは、翌日の予測給湯量が多い場合において、夜間のわき上げをゼロにすることができない。また、余剰電力が予測より低い場合、あるいは、給湯量が予測より多い場合には、わき増し運転が行われる。これらのわき上げ、わき増しは、商用電源から購入した電力で行われる。この場合、購入電力量をゼロ化したいユーザーを満足させることができない。

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、買電を抑制する上で有利になる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

本開示に係る貯湯式給湯機は、貯湯タンクに湯を貯めるわき上げ運転を実施可能で、自家発電装置とともに利用される貯湯式給湯機であって、自家発電装置での発電電力に対して自家消費電力を差し引いた値である余剰電力を把握する手段を有し、余剰電力が、０以上の第一所定値以上になるとわき上げ運転を開始し、余剰電力が、０以上の第二所定値以下になるとわき上げ運転を停止するものである。

本開示によれば、買電を抑制する上で有利になる貯湯式給湯機を提供することが可能となる。

実施の形態１による貯湯式給湯機を含む宅内系統の例を示す図である。 実施の形態１による給湯機がわき上げ運転に関して実行する処理を示すフローチャートである。 図２のフローチャートに従ってわき上げ運転を制御した場合の、自家発電電力、自家消費電力、給湯機消費電力、及び余剰電力の、一日の経時変化の例を示す図である。 実施の形態２による貯湯式給湯機が備えるリモコンの正面図である。 翌日２４時間の余剰電力予測曲線の一例と、その余剰電力予測曲線において発生する複数回のわき上げ可能時間の一例を示す図である。 実施の形態４による給湯機がわき上げ運転の実施中に実行するフローチャートである。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、説明を簡略化または省略する。以下の説明において、「水」、「湯」、または「湯水」との記載は、原則として、液体の水を意味し、冷水から熱湯までもが含まれうるものとする。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による貯湯式給湯機を含む宅内系統の例を示す図である。図１に示す給湯機１は、実施の形態１による貯湯式給湯機に相当する。給湯機１は、自家発電装置とともに利用される。給湯機１は、貯湯タンク（図示省略）に湯を貯めるわき上げ運転を実施可能である。給湯機１は、貯湯タンクに貯えられた湯を利用して、給湯先へ給湯可能である。給湯先に、例えば、浴槽、シャワー、流し台の蛇口、洗面台の蛇口のうちの少なくとも一つが含まれていてもよい。

給湯機１は、わき上げ運転を制御する制御部を有する。給湯機１の制御部は、少なくとも一つのメモリと、少なくとも一つのプロセッサとを有していてもよい。

給湯機１は、わき上げ運転時の加熱能力を調整する手段を有していてもよい。加熱能力は、時間当たりに水に与える熱量であり、単位はワットである。加熱能力と、給湯機１の消費電力には相関関係がある。給湯機１は、わき上げ運転時に、圧縮機により圧縮された冷媒と、水との間で熱を交換することで、水を加熱するものでもよい。そのような給湯機１は、例えばインバータ制御により圧縮機の動作速度を変えることで、加熱能力及び消費電力を調整できる。

給湯機１が利用される住宅または施設（以下、代表して「住宅」と称する）に、太陽光発電装置１０４が備えられている。太陽光発電装置１０４は、自家発電装置に相当する。宅内機器２は、給湯機１以外に住宅で用いられる電気機器である。宅内機器２には、例えば、冷蔵庫、エアコン、洗濯機、照明器具などが含まれていてもよい。給湯機１及び宅内機器２は、太陽光発電装置１０４で発電された電力により運転可能である。本開示では、太陽光発電装置１０４で発電された電力の値を「自家発電電力」と称する場合がある。また、宅内機器２が消費する電力を「自家消費電力」と称する場合がある。また、自家発電電力から自家消費電力を差し引いた電力を「余剰電力」と称する場合がある。なお、本開示における自家発電装置は、太陽光発電装置１０４に限定されず、例えば、風力発電装置、水力発電装置などでもよい。

給湯機１の電源線は、分電盤１０３に接続されている。宅内機器２の電源線は、分電盤１０３に接続されている。分電盤１０３から給湯機１と宅内機器２に電力が供給される。分電盤１０３は、太陽光発電装置１０４から電力供給を受ける。分電盤１０３は、商用電源１０１から電力量計１０２を介して電力供給を受けることもできる。

商用電源１０１から分電盤１０３への電力供給方向は可逆的である。宅内機器２による自家消費電力と、給湯機１の消費電力との合計が、太陽光発電装置１０４による自家発電電力よりも高い場合には、不足分の電力が商用電源１０１から分電盤１０３へ供給される。宅内機器２による自家消費電力と、給湯機１の消費電力との合計が、太陽光発電装置１０４による自家発電電力よりも低い場合には、余剰分の電力が分電盤１０３から商用電源１０１へ供給される。

電力量計１０２は、商用電源１０１と分電盤１０３との間での電力の供給方向及び供給量を検知する。電力量計１０２が検知した情報に応じて、ユーザーが電力会社に支払う電気料金が決定される。電力量計１０２は、余剰電力を検知できる。電力量計１０２は、スマートメーターでもよい。

図１に示す例において、給湯機１は、ＨＥＭＳ（ホームエネルギーマネジメントシステム）ユニット３に対して、通信可能に接続されている。電力量計１０２は、ＨＥＭＳユニット３に対して、通信可能に接続されている。電力量計１０２が検知している余剰電力等の情報は、ＨＥＭＳユニット３へ送信される。給湯機１は、電力量計１０２が検知している余剰電力等の情報をＨＥＭＳユニット３から受信する。このように、給湯機１は、余剰電力を把握する手段を有している。上記の例に代えて、ＨＥＭＳユニット３を介さずに給湯機１と電力量計１０２が直接通信し、余剰電力等の情報を電力量計１０２から給湯機１が受信してもよい。

ＨＥＭＳユニット３は、インターネットのようなネットワークに接続されていてもよい。当該ネットワークからＨＥＭＳユニット３が情報を受信してもよい。当該ネットワークから、ＨＥＭＳユニット３を介して、給湯機１の制御部が情報を受信してもよい。

給湯機１は、現在の余剰電力が、０以上の第一所定値以上になると、わき上げ運転を開始する。給湯機１は、現在の余剰電力が第一所定値以上にならなければ、わき上げ運転を開始しない。第一所定値は、わき上げ運転中の最小の給湯機消費電力以上の値であることが好ましい。本実施の形態であれば、現在の余剰電力が第一所定値以上にならなければ給湯機１がわき上げ運転を開始しないので、商用電源１０１からの買電を確実に抑制できる。それゆえ、購入電力量をゼロ化したいユーザーを満足させる上で有利になる。

わき上げ運転の実施中、給湯機１は、現在の余剰電力が、０以上の第二所定値以下になると、わき上げ運転を停止する。第二所定値は、わき上げ運転中の最小の給湯機消費電力以上の値であることが好ましい。本実施の形態であれば、わき上げ運転の実施中に現在の余剰電力が第二所定値以下になると給湯機１がわき上げ運転を停止するので、商用電源１０１からの買電を確実に抑制できる。それゆえ、購入電力量をゼロ化したいユーザーを満足させる上で有利になる。

第一所定値が第二所定値よりも大きいことが好ましい。第一所定値が第二所定値よりも大きい値であれば、余剰電力が変動したときに、わき上げ運転の開始及び停止の頻度が多くなりすぎることを予防できる。

前述したように、給湯機１は、わき上げ運転時の消費電力を調整する手段を有していてもよい。本開示では、わき上げ運転時の給湯機１の消費電力を「給湯機消費電力」と呼ぶ場合がある。給湯機消費電力を調整する手段を有する給湯機１は、わき上げ運転の実施中に、現在の余剰電力が大きいほど、給湯機消費電力を高めるように、給湯機消費電力を調整してもよい。余剰電力が大きい場合に、給湯機消費電力を高めることで、加熱能力が高まる。このため、余剰電力をより有効に活用して、貯湯タンクに熱を蓄積することが可能となる。なお、給湯機１は、給湯機消費電力が、現在の余剰電力を超えない範囲において、給湯機消費電力を調整する。

図２は、実施の形態１による給湯機１がわき上げ運転に関して実行する処理を示すフローチャートである。図２のステップＳ１として、給湯機１は、現在の余剰電力を第一所定値と比較する。現在の余剰電力が第一所定値未満の場合には、給湯機１は、ステップＳ１にとどまり、ステップＳ１の処理を再び実行する。給湯機１は、現在の余剰電力が第一所定値以上になった場合にのみ、ステップＳ１からステップＳ２へ進み、わき上げ運転を開始する。

ステップＳ２でわき上げ運転を開始すると、ステップＳ３へ進み、給湯機１は、現在の余剰電力を能力ＵＰ閾値と比較する。能力ＵＰ閾値は、第一所定値に等しい値でもよいし、第一所定値よりも大きい値でもよい。現在の余剰電力が能力ＵＰ閾値未満の場合には、処理はステップＳ７へ進む。現在の余剰電力が能力ＵＰ閾値以上の場合には、処理はステップＳ４へ進む。

ステップＳ４で、給湯機１は、給湯機消費電力を上げ、加熱能力を上げる。加熱能力が上がると、貯湯速度が上昇する。給湯機１は、ステップＳ４からステップＳ５へ進み、現在の余剰電力を能力ＤＯＷＮ閾値と比較する。能力ＤＯＷＮ閾値は、能力ＵＰ閾値よりも小さい値である。能力ＤＯＷＮ閾値は、第二所定値に等しい値でもよいし、第二所定値よりも大きい値でもよい。

現在の余剰電力が能力ＤＯＷＮ閾値よりも大きい場合には、給湯機１は、ステップＳ５にとどまり、ステップＳ５の処理を再び実行する。現在の余剰電力が能力ＤＯＷＮ閾値以下になった場合には、給湯機１は、ステップＳ５からステップＳ６へ進む。ステップＳ６で、給湯機消費電力を下げ、加熱能力を下げる。ステップＳ６の後、給湯機１は、ステップＳ３へ戻る。

ステップＳ７で、給湯機１は、現在の余剰電力を第二所定値と比較する。現在の余剰電力が第二所定値よりも大きい場合には、給湯機１は、ステップＳ７からステップＳ３へ戻る。現在の余剰電力が第二所定値以下になった場合には、給湯機１は、ステップＳ７からステップＳ８へ進み、わき上げ運転を停止する。ここで、本フローチャートの処理は終了となる。

図３は、図２のフローチャートに従ってわき上げ運転を制御した場合の、自家発電電力、自家消費電力、給湯機消費電力、及び余剰電力の、一日の経時変化の例を示す図である。この例では、給湯機１の加熱能力が高能力と低能力の二段階に調整可能であり、低能力時の給湯機消費電力が１ｋＷであり、高能力時の給湯機消費電力が１．５ｋＷであり、第一所定値が１．５ｋＷであり、第二所定値が１ｋＷであり、能力ＵＰ閾値が１．５ｋＷであり、能力ＤＯＷＮ閾値が１ｋＷである場合の挙動を示している。

給湯機１は、ステップＳ２でわき上げ運転を開始すると、まず、給湯機消費電力が１ｋＷとなる低能力で運転する。給湯機１は、ステップＳ４で、加熱能力を低能力から高能力に切り替えることで、給湯機消費電力を１ｋＷから１．５ｋＷへ上げる。給湯機１は、ステップＳ６で、加熱能力を高能力から低能力に切り替えることで、給湯機消費電力を１．５ｋＷから１ｋＷへ下げる。ステップＳ６によれば、自家消費電力が一定の場合、これによって余剰電力が０．５ｋＷ増加するため、ステップＳ７が該当しにくくなり、わき上げを継続できる。

本実施の形態であれば、わき上げ運転を実施可能な余剰電力を確保できる時間帯にのみ、給湯機１がわき上げ運転を行うことで、わき上げ運転をしている時間帯に、余剰電力が０ｋＷ未満になること、すなわちユーザーが商用電源１０１から電力を購入すること、を防いでいる。

本実施の形態であれば、購入電力量をゼロ化したいユーザーを満足させる上で、有利になる。また、購入電力量をゼロ化することは湯切れリスクを高めるが、加熱能力の調整によって余剰電力を最大限に活用することで、湯切れリスクを低減しつつ、購入電力量をゼロ化したいユーザーを満足させる上で、より有利になる。

給湯機１は、商用電源１０１から電力を購入して給湯機１を運転することを禁止する買電禁止モードと、商用電源１０１から電力を購入して給湯機１を運転することを禁止しない買電許容モードとを、ユーザーが選択可能であるように構成されていてもよい。この場合、湯切れリスクがあっても購入電力量をゼロ化したいと考えるユーザーは買電禁止モードを選択でき、多少の電力を商用電源１０１から購入することがあっても湯切れを避けたいと考えるユーザーは買電許容モードを選択できる。給湯機１は、買電禁止モードが選択されている場合に、余剰電力が第一所定値以上になるとわき上げ運転を開始し、余剰電力が第二所定値以下になるとわき上げ運転を停止するように構成されていてもよい。給湯機１は、買電禁止モードが選択されている場合に、商用電源１０１から供給される電力を一部でも利用するわき上げ運転の実施を一切禁止してもよい。給湯機１は、買電禁止モードが選択されている場合に、太陽光発電装置１０４が発電していない時間帯のわき上げ運転の実施を一切禁止してもよい。買電禁止モードと買電許容モードと、の少なくともいずれか１つのモードでの運転を、ユーザーが選択可能な選択手段として、後述するリモコン５その他のユーザーインターフェースを利用できるように構成してもよい。

給湯機１は、過去の、余剰電力の変化量または自家消費電力の変化量を把握する手段を有していてもよい。当該変化量を以下「電力変化量」と称する。給湯機１は、過去の、余剰電力の変動のデータ、あるいは、自家消費電力の変動のデータをメモリに記憶し、当該データを統計的に処理することで電力変化量を算出してもよい。給湯機１は、ＨＥＭＳユニット３または電力量計１０２から、電力変化量の情報を受信してもよい。電力変化量は、給湯機１がわき上げ運転を停止する動作を開始してから、わき上げ運転が完全に停止して給湯機消費電力がゼロになるまでの時間における、余剰電力あるいは自家消費電力の変化量あるいは変化速度の目安となる値でもよい。電力変化量は、給湯機１がわき上げ運転を起動してから、給湯機消費電力が目標値に達するまでの時間における、余剰電力あるいは自家消費電力の変化量あるいは変化速度の目安となる値でもよい。給湯機１は、第一所定値と第二所定値とのいずれか一方または両方を、電力変化量に応じて調節してもよい。例えば、給湯機１は、電力変化量が大きいほど、第二所定値の値を大きくしてもよい。これにより、商用電源１０１からの電力の購入が発生することをより確実に抑制できる。

仮に、第二所定値がわき上げ運転中の最小の給湯機消費電力に等しい値であるとすると、わき上げ運転を実施中の給湯機１は、余剰電力が、最小の給湯機消費電力まで低下した時点から、わき上げ運転を停止する動作を開始する。その時点から、給湯機消費電力の低下速度よりも速い速度で余剰電力が低下したと仮定すると、わき上げ運転が完全に停止して給湯機消費電力が０ｋＷになるまでの間は、余剰電力が給湯機消費電力よりも低くなるので、給湯機消費電力と余剰電力の差に相当する電力を商用電源１０１から購入することになる。そのような電力の購入をより確実に防止するためには、わき上げ運転を停止する動作を開始してから、わき上げ運転が完全に停止して給湯機消費電力が０ｋＷになるまでの間の、余剰電力の低下量を想定して、第二所定値を設定する必要がある。急激に余剰電力が低下する状況としては、宅内機器２のいずれかを動作させた場合が考えられる。このため、過去に自家消費電力が急上昇した際の電力変化量のデータを記憶しておき、その電力変化量を、わき上げ運転中の最小の給湯機消費電力に加算した値以上の値を第二所定値とすることが好ましい。そのようにすることで、わき上げ運転を停止する動作の開始から、わき上げ運転が完全に停止するまでの間に、商用電源１０１からの買電が発生することをより確実に予防できる。

他の例として、給湯機１は、電力変化量が大きいほど第一所定値の値を小さくしてもよい。これにより、商用電源１０１からの電力の購入を抑制しつつ、余剰電力をより多く利用した運転が可能となる。電力変化量が大きいと、電力変化量が小さいときに比べて、わき上げ運転に使用可能な余剰電力の変動が大きくなる。そこで、電力変化量が大きいときの第一所定値を、電力変化量が小さいときに比べて小さめの値としておくことで、余剰電力が上昇したときにわき上げ運転をより早期に実施できる可能性が高まり、余剰電力をより多く利用することが可能となる。

あるいは、給湯機１は、電力変化量が小さいほど第一所定値の値を小さくしてもよい。これにより、わき上げ運転の開始直後に余剰電力が低下して、わき上げ運転が中止となるリスクを低減できる。それゆえ、熱源の寿命が、わき上げ運転の開始及び停止の回数に影響を受ける場合に、熱源の短寿命化を抑制できる。

実施の形態２．
次に、図４を参照して、実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通する説明を簡略化または省略する。また、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付す。図４は、実施の形態２による貯湯式給湯機が備えるリモコン５の正面図である。リモコン５は、給湯機１の制御部に対して通信可能に接続されている。リモコン５は、給湯機１のユーザーインタフェースに相当する。リモコン５は、ディスプレイ６と、ユーザーの操作を受け付ける操作部７とを備える。ディスプレイ６は、表示によりユーザーへ情報を報知することが可能な表示手段に相当する。リモコン５は、例えば、浴室に設置されていてもよいし、台所に設置されていてもよいし、居室に設置されていてもよいし、携帯可能なものでもよい。

給湯機１は、余剰電力を第一所定値以上にするために削減が必要な自家消費電力の値をディスプレイ６により報知してもよい。例えば、現在の余剰電力が１．０ｋＷであり、第一所定値が１．５ｋＷである場合に、給湯機１は、図４のように「現在の余剰電力は１．０ｋＷです。家庭内の消費電力をあと０．５ｋＷ節約できれば湯をわき上げ可能です。」とのメッセージをディスプレイ６に表示してもよい。余剰電力を第一所定値以上にするために削減が必要な自家消費電力の値をユーザーに報知することで、わき上げ運転に必要な余剰電力を生み出すようユーザーへ節電を促すことが可能となる。その結果、わき上げ運転を実施可能となる時間が増えることが期待できるので、湯切れのリスクを低減することが可能となる。

本開示における表示手段は、リモコン５のディスプレイ６に限定されない。例えば、給湯機１の制御部あるいはＨＥＭＳユニット３と通信可能なスマートフォンのディスプレイを表示手段として利用し、余剰電力を第一所定値以上にするために削減が必要な自家消費電力の値を表示してもよい。

実施の形態３．
次に、図５を参照して、実施の形態３について説明するが、前述した実施の形態１及び２との相違点を中心に説明し、共通する説明を簡略化または省略する。また、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付す。

給湯機１が水を加熱する熱源の種類によっては、わき上げ運転の開始及び終了の回数が多くなると、熱源の寿命が短縮する可能性がある。余剰電力が頻繁に増減した場合、わき上げ運転の開始及び終了が繰り返される結果、給湯機１の熱源の寿命を縮めてしまう可能性がある。本実施の形態であれば、そのような課題を解決しうる。

本実施の形態の給湯機１は、余剰電力の予測値である予測余剰電力を把握する手段を有している。本実施の形態において、ＨＥＭＳシステムは、翌日の余剰電力予測曲線を算出する手段を有している。余剰電力予測曲線は、時刻ごとの予測余剰電力の変動を表す曲線である。給湯機１は、ＨＥＭＳユニット３から、余剰電力予測曲線の情報を受信する。例えば、ＨＥＭＳシステムは、過去の学習値を用いて翌日の自家消費電力の変動を予測し、気象予測情報を用いて翌日の自家発電電力の変動を予測することで、余剰電力予測曲線を算出してもよい。

本実施の形態では、給湯機１の熱源の短寿命化を予防する観点から、所定期間のうちに実施するわき上げ運転の回数に上限回数が決められている。ここでは、例として、所定期間が１日すなわち２４時間であり、上限回数が２回であるものとして説明する。

本実施の形態において、給湯機１は、所定期間すなわち２４時間のうちに、予測余剰電力が第一所定値以上になった後に第二所定値以下になるわき上げ可能時間が、上限回数よりも多い回数発生する場合に、当該発生する複数回のわき上げ可能時間のうちの少なくとも一つのわき上げ可能時間のときに、余剰電力が第一所定値以上になってもわき上げ運転を開始しない。これにより、わき上げ運転の開始及び終了の回数が多くなりすぎることを確実に予防できるので、給湯機１の熱源の短寿命化を予防できる。

図５は、翌日２４時間の余剰電力予測曲線の一例と、その余剰電力予測曲線において発生する複数回のわき上げ可能時間の一例を示す図である。図５に示す例においては、翌日２４時間のうちに、１回目のわき上げ可能時間Ａと、２回目のわき上げ可能時間Ｂと、３回目のわき上げ可能時間Ｃと、４回目のわき上げ可能時間Ｄとの、計４回のわき上げ可能時間が発生する。この４回のわき上げ可能時間のすべてでわき上げ運転を実施すると、１日のわき上げ運転の開始及び終了の回数が４回になり、上限回数である２回を超えてしまう。図５に示す例においては、わき上げ可能時間Ａ＜わき上げ可能時間Ｂ＜わき上げ可能時間Ｃ＜わき上げ可能時間Ｄの順に、わき上げ可能時間が長くなっている。このため、わき上げ可能時間Ａとわき上げ可能時間Ｂにわき上げ運転を実施するよりも、わき上げ可能時間Ｃとわき上げ可能時間Ｄにわき上げ運転を実施した方が、わき上げ湯量を多くできると予測できる。そこで、給湯機１は、わき上げ可能時間Ｃが始まる１１時半までは、わき上げ運転を禁止し、実際の余剰電力が第一所定値以上になってもわき上げ運転を開始しない。その後、給湯機１は、わき上げ可能時間Ｃに対応してわき上げ運転を開始及び終了し、わき上げ可能時間Ｄに対応してわき上げ運転を開始及び終了する。これにより、１日のわき上げ運転の開始及び終了の回数を、上限回数である２回に抑えることができるので、給湯機１の熱源の短寿命化を予防できる。

所定期間のうちに、上限回数よりも多い回数のわき上げ可能時間が発生すると予測された場合に、給湯機１は、その複数回のわき上げ可能時間のうち、わき上げ可能時間が長い方から順に、上限回数に等しい回数のわき上げ可能時間を選択し、その選択したわき上げ可能時間にわき上げ運転を実施し、残りのわき上げ可能時間にはわき上げ運転を禁止してもよい。例えば、図５の例に代えて、わき上げ可能時間Ａ＞わき上げ可能時間Ｂ＞わき上げ可能時間Ｃ＞わき上げ可能時間Ｄであった場合には、給湯機１は、わき上げ可能時間Ａとわき上げ可能時間Ｂにわき上げ運転を実施し、わき上げ可能時間Ｃとわき上げ可能時間Ｄのわき上げ運転を禁止してもよい。

実施の形態４．
次に、図６を参照して、実施の形態４について説明するが、前述した実施の形態１から３との相違点を中心に説明し、共通する説明を簡略化または省略する。また、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付す。

本実施の形態において、給湯機１は、貯湯タンクの貯湯温度を検知する手段と、貯湯タンクから浴槽へ給湯する手段とを有する。貯湯タンクの貯湯温度を検知する手段は、貯湯タンク内の下部の水温を検知してもよい。貯湯タンクの下部の水温を以下「残湯温度」と称する。貯湯タンクから浴槽へ給湯する手段は、貯湯タンクから浴槽への給湯管を開閉する湯はり開閉弁を含む。湯はり開閉弁が開くと貯湯タンクから浴槽への給湯が開始され、湯はり開閉弁が閉じると貯湯タンクから浴槽への給湯が停止する。給湯機１は、わき上げ運転の実施中に、残湯温度が所定温度以上となった場合に、開閉弁を開いて貯湯タンクから浴槽へ給湯する。当該所定温度を以下「満タン温度」と称する。

わき上げ運転の最中、貯湯タンク内の上部から貯湯タンク内の下部に向かって、徐々に湯が溜まっていく。貯湯タンク内の下部が高温の湯になった場合、貯湯タンクは湯で満タンになったと言える。通常、残湯温度が満タン温度以上になると、これ以上は貯湯ができないため、給湯機１は、わき上げ運転を終了する。これに対し、本実施の形態であれば、わき上げ運転の実施中に残湯温度が満タン温度以上となった場合に、貯湯タンクから浴槽へ給湯すると、水源からの低温水が貯湯タンクの下部に流入するので、貯湯タンク内の下部の水温が低下する。これにより、残湯温度が低下し、残湯温度が満タン温度よりも低くなるので、わき上げ運転を停止する必要がなくなり、わき上げ運転をさらに継続することができる。貯湯タンクから浴槽へ供給された湯は、浴槽に貯留される。後にユーザーが入浴する際に、浴槽に貯留された湯を利用できる。本実施の形態であれば、余剰電力を利用したわき上げ運転で生成された湯を、貯湯タンクだけでなく、浴槽にも貯めることができる。それゆえ、余剰電力をより有効に活用することが可能となる。

給湯機１は、浴槽内の湯量を把握する手段を有していてもよい。例えば、給湯機１は、浴槽につながる配管の圧力を検知する浴槽水位センサで検知される圧力を用いて、浴槽内の湯量を把握してもよい。ユーザーは、リモコン５を用いて、浴槽湯量を設定することができる。給湯機１は、浴槽に給湯したときに、浴槽内の湯量が、浴槽湯量設定値に達すると、湯はり開閉弁を閉じて、浴槽への給湯を終了する。

図６は、実施の形態４による給湯機１がわき上げ運転の実施中に実行するフローチャートである。図６のステップＳ１１で、給湯機１は、わき上げ運転の停止条件が成立したかどうかを判断する。このステップＳ１１は、図２のステップＳ７と同じである。すなわち、現在の余剰電力が第二所定値以下になると、給湯機１は、わき上げ運転の停止条件が成立したと判断し、ステップＳ１５に進み、わき上げ運転を停止する。

ステップＳ１１でわき上げ運転の停止条件が成立していない場合には、ステップＳ１２へ進み、給湯機１は、残湯温度を満タン温度と比較する。残湯温度が満タン温度未満である場合には、処理はステップＳ１２からステップＳ１１へ戻る。

残湯温度が満タン温度以上になると、給湯機１は、ステップＳ１２からステップＳ１３へ進み、現在の浴槽内の湯量を、浴槽湯量設定値と比較する。現在の浴槽内の湯量が浴槽湯量設定値未満である場合には、給湯機１は、ステップＳ１３からステップＳ１４へ進み、湯はり開閉弁を開いて、貯湯タンクから浴槽へ給湯する湯はりを実施する。ステップＳ１４の後、処理はステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１３で現在の浴槽内の湯量が浴槽湯量設定値以上である場合には、給湯機１は、ステップＳ１５に進み、わき上げ運転を停止する。なお、ステップＳ１４の湯はりは、貯湯容量を確保するために行うものであり、必ずしも浴槽湯量設定値の通りに行う必要はない。

本実施の形態４によれば、貯湯タンクの貯湯容量を超えていても、余剰電力を利用したわき上げ運転を継続可能となるため、湯切れリスクの低減が可能となる。それゆえ、購入電力量をゼロ化したいユーザーを満足させる上で、より有利になる。

上記の説明では、貯湯タンクの下部の残湯温度を満タン温度と比較することで、わき上げ運転の終了を判断しているが、貯湯タンクの下部以外の温度の条件をわき上げ運転の終了条件に含めても良いし、貯湯温度を熱量に換算した値を用いてわき上げ運転の終了を判断してもよい。

なお、上述した複数の実施の形態のうち、組み合わせることが可能な二つ以上を組み合わせて実施してもよい。

１ 給湯機
２ 宅内機器
３ ＨＥＭＳユニット
５ リモコン
６ ディスプレイ
７ 操作部
１０１ 商用電源
１０２ 電力量計
１０３ 分電盤
１０４ 太陽光発電装置

Claims (8)

1. 貯湯タンクに湯を貯めるわき上げ運転を実施可能で、自家発電装置とともに利用される貯湯式給湯機であって、
   前記自家発電装置での発電電力に対して自家消費電力を差し引いた値である余剰電力を把握する手段を有し、
   前記余剰電力が、０以上の第一所定値以上になると前記わき上げ運転を開始し、
   前記余剰電力が、０以上の第二所定値以下になると前記わき上げ運転を停止する貯湯式給湯機。
2. 過去の、前記余剰電力の変化量または前記自家消費電力の変化量を把握する手段を有し、
   前記第一所定値と前記第二所定値とのいずれか一方または両方を前記変化量に応じて調節する請求項１に記載の貯湯式給湯機。
3. 前記わき上げ運転時の消費電力を調整する手段を有し、
   前記余剰電力が大きいほど前記わき上げ運転時の消費電力を高める請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯機。
4. 表示によりユーザーへ情報を報知することが可能な表示手段を有し、
   前記余剰電力を前記第一所定値以上にするために削減が必要な前記自家消費電力の値を前記表示手段により報知する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。
5. 前記余剰電力の予測値である予測余剰電力を把握する手段を有し、
   所定期間のうちに実施する前記わき上げ運転の回数に上限回数が決められており、
   前記所定期間のうちに、前記予測余剰電力が前記第一所定値以上になった後に前記第二所定値以下になるわき上げ可能時間が、前記上限回数よりも多い回数発生する場合に、当該発生する複数回の前記わき上げ可能時間のうちの少なくとも一つの前記わき上げ可能時間のときに、前記余剰電力が前記第一所定値以上になっても前記わき上げ運転を開始しない請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。
6. 前記貯湯タンクの貯湯温度を検知する手段と、
   前記貯湯タンクから浴槽へ給湯する手段と、
   を有し、
   前記わき上げ運転の実施中に前記貯湯温度が所定温度以上となった場合に、前記貯湯タンクから前記浴槽へ給湯する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。
7. 商用電源から電力を購入して前記わき上げ運転を行うことを禁止する買電禁止モードと、
   前記商用電源から電力を購入して前記わき上げ運転を行うことを禁止しない買電許容モードと、
   を備える請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。
8. 前記買電禁止モードと、前記買電許容モードと、の少なくともいずれか１つのモードでの運転を、ユーザーが選択可能な選択手段を備える請求項７に記載の貯湯式給湯機。

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