JP2023114719A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】湯切れの発生を抑制しつつ、複数の貯湯式給湯機が消費する合計電力を抑制する。【解決手段】複数の住宅に設置された複数の貯湯式給湯機を制御する制御手段を備える給湯システムであって、制御手段は、複数の貯湯式給湯機それぞれで消費される電力である給湯機消費電力の合計値を合計電力として算出する合計電力演算手段と、電力負荷が集中する集中負荷時間帯における合計電力が合計電力許容値以下となるように給湯機消費電力を制限する制限手段と、を備える。制限手段は、集中負荷時間帯に合計電力が合計電力許容値より大きくなった場合、沸上運転時の加熱能力を、給湯機消費電力を制限しないときの沸上運転での加熱能力と同じ能力とし、かつ、沸上運転における出湯温度が、給湯機消費電力を制限しないときの沸上運転での出湯温度である第一出湯温度よりも低温の第二出湯温度となるように制御する。【選択図】 図５

Description

本開示は給湯システムに関する。

ヒートポンプユニットによって加熱された高温の湯を貯湯タンクに貯留し、この貯湯タンクから必要時に湯を取り出して給湯端末に供給するように構成された貯湯式給湯機が広く用いられている。貯湯式給湯機では、主に電気料金が割安となる深夜時間帯に、沸上運転を行うことで一日に必要な給湯熱量を貯湯タンクに蓄熱することが一般的である。

集合住宅においても、貯湯式給湯機を各住宅に設置するケースが出てきている。集合住宅の各住宅において貯湯式給湯機が用いられる場合を想定すると、深夜時間帯（例えば２３時から翌朝７時）の終了時刻に近い時間には、全住宅の貯湯式給湯機で沸上運転が行われ、集合住宅全体としての需要電力が高くなる可能性がある。特許文献１には、加熱能力の異なる２つの運転モードを有する給湯システムによって、集合住宅全体での需要電力を平準化することが記載されている。具体的に、この給湯システムでは、複数の貯湯式給湯機の深夜の時間帯の沸上運転を、加熱能力の異なる２つのモードに分けることで、沸上運転の開始時間及び停止時間の時間帯を異なるものとすることで、集合住宅全体での最大電力を低減している。

特開２０１４－１３７２００号公報

深夜時間帯を除く昼間時間帯のなかで、一般家庭において消費電力が増大するのは、１８時以降の夜間にかけてである。この負荷が集中する集中負荷時間帯には、浴槽の湯張り及び保温、シャワーなどによって温水が消費されて貯湯タンクの温水が不足することがある。この場合、貯湯式給湯機では追加の沸上運転が行われる。特許文献１では、集合住宅全体での消費電力低減のため、沸上運転のタイミングを世帯ごとにずらしているが、昼間時間帯の追加の沸上運転のタイミングをずらすと、タイミングを遅らせた世帯の貯湯式給湯機で、蓄熱量の回復が間に合わず、湯切れが発生する虞がある。

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、湯切れの発生を抑制しつつ、複数の貯湯式給湯機が消費する合計電力を抑制する上で有利な給湯システムを提供することを目的とする。

複数の住宅に設置された複数の貯湯式給湯機を制御する制御手段を備える給湯システムであって、制御手段は、複数の貯湯式給湯機それぞれで消費される電力である給湯機消費電力の合計値を合計電力として算出する合計電力演算手段と、電力負荷が集中する集中負荷時間帯における合計電力が合計電力許容値以下となるように給湯機消費電力を制限する制限手段と、を備える。制限手段は、集中負荷時間帯に合計電力が合計電力許容値より大きくなった場合、沸上運転時の加熱能力を、消費電力を制限しないときの沸上運転での加熱能力と同じ能力とし、かつ、沸上運転における出湯温度が、消費電力を制限しないときの沸上運転での出湯温度である第一出湯温度よりも低温の第二出湯温度となるように制御する。

本開示に係る給湯システムによれば、負荷が集中する集中負荷時間帯に、複数の貯湯式給湯機での湯切れ発生を抑制しつつ、複数の貯湯式給湯機が消費する合計電力を抑制することができる。

本開示の実施の形態１に係る貯湯式給湯機の構成を示す模式図である。 本開示の実施の形態１に係る貯湯式給湯機の給湯機制御装置の制御構成を示すブロック図である。 本開示の実施の形態１に係る給湯システムの構成を示す模式図である。 本開示の実施の形態１に係る貯湯式給湯機の沸上運転の際の水及び冷媒の流れを示す図である。 本開示の実施の形態１に係る給湯システムにより実行される制御動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。また、本実施の形態では、湯の熱量を記述する場合、所定の基準給湯温度の湯が持っている熱量に換算したときの湯量［Ｌ］を単位として湯の熱量を記述する場合がある。基準給湯温度の値は、例えば４２℃である。また本開示では、「水」、「湯」、及び、「湯水」等の表現を用いるが、これらは水の温度を厳密に限定するものではなく、特に温度の限定がない場合、低温の水から、高温の湯まで、あらゆる温度の液体の水が含まれうるものとする。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係る貯湯式給湯機１０１の構成を示す模式図である。貯湯式給湯機１０１は、冷凍サイクルを利用して空気から熱を集めて水を加熱するヒートポンプユニット２００と、加熱した温水を貯留する貯湯タンク１１を有するタンクユニット３００、リモコン４００とを備えている。

ヒートポンプユニット２００は、圧縮機１、水冷媒熱交換器２、膨張弁３及び空気熱交換器４の機器を有している。これらの機器は配管で環状に接続され、圧縮機１によって冷媒を循環させる冷媒回路２０１を構成している。冷媒回路２０１を循環する冷媒は、二酸化炭素、Ｒ４１０Ａ、プロパンなどのように、高温出湯が可能な冷媒が用いられるのが望ましいが、これらの冷媒に限定されるものではない。

水冷媒熱交換器２は、水と冷媒との熱交換を行うものであり、水の流入口及び流出口と、冷媒の流入口及び流出口を有している。水の流入口から流入した水は冷媒と熱交換されて加熱され、流出口から温度が上昇した温水として流出される。空気熱交換器４は、空気と冷媒との熱交換を行うものである。ファン５は、空気熱交換器４に付設され、外気を取り込み、空気熱交換器４へ送風する。

ヒートポンプユニット２００は、水冷媒熱交換器２に流入する水の温度を検出する入水温度センサ１３ａと、水冷媒熱交換器２から流出する加熱水の温度を検出する出湯温度センサ１３ｂと、ヒートポンプユニット２００の周囲の外気温度を検出する外気温度センサ１３ｃとを備えている。出湯温度センサ１３ｂは、水冷媒熱交換器２の流出口近傍における温水温度（以下、「出湯温度」と称す）を検出する。また、冷媒回路２０１は、圧縮機１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ１３ｄと、圧縮機１に吸込まれる冷媒の温度を検出する吸込温度センサ１３ｅと、空気熱交換器４の入口もしくは中間部となる位置で冷媒の温度を検出する蒸発温度センサ１３ｆとを備えている。

ヒートポンプ制御装置１４は、マイクロプロセッサによりプログラムを実行する演算手段と、各温度センサ１３ａ～１３ｆの検出データを収集する計測手段と、計測データ及び運転状態のデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及び、プログラムを記憶するＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶手段と、後述する給湯機制御装置１８等との通信を行う通信手段と、圧縮機１の回転速度、膨張弁３の開度、及び、ファン５の回転速度などを制御する制御手段（何れも図示せず）と、を含んで構成されている。ヒートポンプ制御装置１４は、温度センサ１３ａ～１３ｆの検出値と、タンクユニット３００の給湯機制御装置１８からの入力情報とに基づいて、ヒートポンプユニット２００の加熱能力を制御する。なお、本開示に係る貯湯式給湯機１０１が備える水加熱手段は、ヒートポンプユニット２００に限定されるものではない。水加熱手段は、例えば、電気ヒータであってもよい。

タンクユニット３００には、貯湯タンク１１と、循環ポンプ６ａと、追い焚き用ポンプ６ｂと、切替弁７と、切替弁８と、切替弁９と、中温水混合弁１０と、給湯用混合弁１５ａ、ふろ用混合弁１５ｂとが備えられている。循環ポンプ６ａは、後述する貯湯回路３０１に水または加熱された温水を循環させ、水冷媒熱交換器２に流入させるものであり、貯湯回路３０１の一部を構成する。追い焚き用ポンプ６ｂは、ふろ用熱交換器１２に浴槽（図示省略）の湯水を送るものである。ふろ用熱交換器１２では、貯湯タンク１１から供給される温水を利用して、２次側の浴槽水を加熱する。

貯湯タンク１１は、ヒートポンプユニット２００によって加熱された温水を貯留するものである。貯湯タンク１１には、貯湯タンク１１の上部側に位置する高温水取出口１１ａと、貯湯タンク１１の頂部に位置する貯湯口１１ｂと、貯湯タンク１１の中間高さに位置し、追い焚きに使われ温度が低下して戻ってきた中温水を貯湯タンク１１に戻す中温水戻し口１１ｃと、貯湯タンク１１の中間高さに位置する中温水取出口１１ｄと、貯湯タンク１１の底部に位置する低温沸上水戻し口１１ｅと、貯湯タンク１１の底部に位置する取水口１１ｆと、貯湯タンク１１の下部側に位置する給水口１１ｇとが備えられている。

切替弁７は、４つのポートＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有する電磁駆動式の四方弁等により構成され、水冷媒熱交換器２から流出する温水の流路を、切替弁８と低温沸上水戻し口１１ｅとのいずれかに切り替える切替機構を構成している。また、切替弁８は、４つのポートＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈを有する電磁駆動式の四方弁等により構成され、ポートＥから流入する水を、貯湯口１１ｂと中温水戻し口１１ｃとふろ用熱交換器１２とのいずれかに流出させる切替機構を構成している。切替弁９は、３つのポートＩ、Ｊ、Ｋを有する電磁駆動式の三方弁等により構成され、貯湯タンク１１の取水口１１ｆ、もしくはふろ用熱交換器１２から流出した水を、循環ポンプ６ａを通過し、水冷媒熱交換器２へ流出させる切替機構を構成している。中温水混合弁１０は、３つのポートＬ、Ｍ、Ｎを有し、中温水取出口１１ｄからの水と給水端２０からの水とを混合し、給湯混合部１５へ流出させる。

ヒートポンプユニット２００とタンクユニット３００とは、ヒートポンプ往き配管１６ａと、ヒートポンプ戻り配管１６ｋと、図示しない電気配線とを介して接続されている。水冷媒熱交換器２の水流出口は、ヒートポンプ往き配管１６ａを介して切替弁７のポートＡに接続されている。切替弁７のポートＢは配管１６ｂを介して切替弁８のポートＥに接続されている。切替弁８のポートＦは配管１６ｃと配管１６ｄとを介して高温水取出口１１ａと接続されている。また、ポートＦは配管１６ｃと配管１６ｅとを介してふろ用熱交換器１２の一次側流入口に接続されている。ふろ用熱交換器１２の一次側流出口は、配管１６ｆを介して切替弁９のポートＪと接続され、配管１６ｇを介して貯湯タンク１１の中温水取出口１１ｄと接続されている。切替弁９のポートＩは配管１６ｉを介して取水口１１ｆと接続され、ポートＫは配管１６ｊを介して循環ポンプ６ａの吸込口に接続されている。

循環ポンプ６ａの吐出口は、ヒートポンプ戻り配管１６ｋを介して水冷媒熱交換器２の流入口に接続されて、配管１６ｌを介して切替弁７のポートＣと接続されている。切替弁７のポートＤは、配管１６ｍを介して低温沸上水戻し口１１ｅと接続されている。切替弁８のポートＨは、配管１６ｈと配管１６ｐとを介し貯湯口１１ｂと接続され、ポートＧは配管１６ｏを介して中温水戻し口１１ｃと接続される。貯湯タンク１１の給水口１１ｇは配管１６ｎを介して給水端２０と接続される。

貯湯タンク１１には、複数の貯湯温度センサ１３ｇ～１３ｊが備えられている。貯湯温度センサ１３ｇ～１３ｊは、貯湯タンク１１の表面に異なる高さ位置で設置され、それぞれの設置場所で貯湯タンク１１内の水温を検出する。貯湯温度センサ１３ｇ～１３ｊのそれぞれが計測する温度は、当該センサが設置された範囲の数１０Ｌ分の部分水量の温度を代表する。これら貯湯温度センサ１３ｇ～１３ｊで貯湯タンク１１内の湯水の温度分布を検出することにより、貯湯タンク１１内の残湯量が把握され、ヒートポンプユニット２００による沸上運転の開始、停止などの動作条件判定に用いられる。

また、貯湯式給湯機１０１の配管上には、給水端２０から給水される水温を検知する給水温度センサ１３ｋと、給湯用混合弁１５ａから給湯される温水の給湯温度を検出する給湯温度センサ１３ｌと、給湯流量を検出する給湯流量センサ１７ａと、浴槽に供給される温水の温度を検出するふろ温度センサ１３ｍと、流量を検出するふろ流量センサ１７ｂとが備えられている。

また、給湯機制御装置１８は、有線又は無線により、リモコン４００と双方向に通信可能に接続されている。給湯機制御装置１８とリモコン４００とはネットワークを介して通信可能でもよい。リモコン４００は、ユーザーインターフェースの例である。リモコン４００は、情報を表示する表示部と、ユーザーが操作可能な操作部とを有する。リモコン４００は、表示部及び操作部の両方の機能を有するタッチスクリーンを備えてもよい。リモコン４００の操作部は、貯湯式給湯機１０１の運転動作及び設定値に関する指令の操作入力を受け付ける入力手段としての機能を有する。ユーザー等の人間は、操作部のスイッチ等を操作することで、貯湯式給湯機を遠隔操作したり、各種の設定などを行ったりすることができる。表示部は、ユーザー等の人間に情報を報知する報知手段としての機能を有する。本実施の形態におけるリモコン４００は、表示部を報知手段として備えるが、変形例として、例えば、スピーカ及びマイク等の音声案内装置を他の報知手段を備えてもよい。また、スマートフォンのような携帯情報端末を、リモコン４００のようなユーザーインターフェースとしての機能を有するように構成してもよい。複数のリモコン４００が給湯機制御装置１８に対して通信可能な構成であってもよい。

図２は、貯湯式給湯機１０１が備える給湯機制御装置１８の制御構成を示すブロック図である。タンクユニット３００には、図２に示す給湯機制御装置１８が内蔵されている。給湯機制御装置１８は、計測手段１８１と記憶手段１８２と演算手段１８３と駆動手段１８４と通信手段１８５とを備える。計測手段１８１は、温度センサ１３ｇ～１３ｍ及び流量センサ１７ａ、１７ｂの検出値を計測する。記憶手段１８２は、計測手段１８１が計測したデータ、制御プログラム、及び、制御の判定条件とするデータなどを記憶する。演算手段１８３は、記憶手段１８２のデータを利用して制御の判定条件などを演算する。駆動手段１８４は、演算手段１８３の演算結果に基づき、弁及びポンプ等を作動させる。通信手段１８５は、ヒートポンプ制御装置１４、リモコン４００、及び、集中コントローラ５００と通信して、データの送受信を行う。具体的に、通信手段１８５は、ヒートポンプ制御装置１４と通信して、状態監視データを収集したり、ヒートポンプユニット２００の起動、停止制御指令を送信したりする。また、通信手段１８５は、リモコンとの通信により、リモコン４００に入力された操作指令値を収集したり、記憶手段１８２に記憶されたデータをリモコン４００に送信したりする。更に、通信手段１８５は、集中コントローラ５００と通信して、集中コントローラ５００からの指令を受信すると共に、貯湯式給湯機１０１の運転状態に関する情報を送信したりする。

図３は、本開示の実施の形態１に係る給湯システムの構成を示す模式図である。図３に示されるように、本実施の形態１の給湯システム１００は、集中コントローラ５００と、複数の貯湯式給湯機１０１とを備えている。複数の貯湯式給湯機１０１は、例えば集合住宅等の施設の複数の世帯に１台ずつ設けられたものである。図３の例では、住宅の戸数が３戸であるが、当然ながら、住宅の戸数は２戸であってもよく、４戸以上であってもよい。なお、以下の説明では、貯湯式給湯機１０１の消費電力を「給湯機消費電力」と呼ぶ場合がある。また、集合住宅における給湯機消費電力の合計を「合計電力」と呼ぶ場合がある。

集中コントローラ５００は、各住宅の貯湯式給湯機１０１の給湯機制御装置１８と有線通信又は無線通信により接続されている。集中コントローラ５００は、ネットワークを介して、各住宅のルータと接続してもよい。集中コントローラ５００は、例えば、集合住宅の敷地内に設置されて、集合住宅のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であるネットワークに接続するものでもよい。あるいは、集中コントローラ５００は、管理会社など、集合住宅の敷地外の施設に設置されて、インターネットであるネットワークに接続するものであってもよい。

集中コントローラ５００は、通信手段５０１と、記憶手段５０２と、合計電力演算手段５０３と、制限手段５０４と、を備える。通信手段５０１は、各住宅の給湯機制御装置１８及び図示しない電力計測装置に対して、ＬＡＮもしくはインターネットのようなネットワークを経由して接続し、データの送受信を行う。例えば、給湯機制御装置１８のそれぞれは、貯湯式給湯機１０１の温度センサ１３ｇ～１３ｍの検出値及び流量センサ１７ａ、１７ｂの検出値に加え、沸上運転の開始時刻及び停止時刻、貯湯タンク１１の蓄熱量及び放熱率、給湯熱量、加熱熱量等のデータを集中コントローラ５００に送信する。

記憶手段５０２は、各住宅の給湯機制御装置１８及び図示しない電力計測装置から受信したデータと、各貯湯式給湯機１０１に対して利用されるその他の演算データと、制御プログラムと、制御の判定条件とするデータ等を記憶する。合計電力演算手段５０３は、記憶手段５０２に記憶されたデータから、各住宅の給湯機消費電力を取得し、給湯機消費電力を合算した合計電力を算出する。制限手段５０４は、合計電力演算手段５０３により算出された合計電力の値に基づいて、各住宅の貯湯式給湯機１０１の沸上運転によって消費される消費電力を制限する。

なお、本実施の形態の給湯システム１００では、集中コントローラ５００と、各住宅のヒートポンプ制御装置１４及び給湯機制御装置１８とが連携することにより、複数の住宅に設置された複数の貯湯式給湯機１０１を制御する制御手段が達成される。本開示に係る給湯システムにおいて、どの制御装置がどの処理を実行するかについては、本明細書の記載に限定されるものではない。例えば、本明細書で集中コントローラ５００が実行すると記載された処理を給湯機制御装置１８又はヒートポンプ制御装置１４が実行してもよいし、本明細書で給湯機制御装置１８又はヒートポンプ制御装置１４が実行すると記載された処理を集中コントローラ５００が実行してもよい。

また、各住宅のヒートポンプ制御装置１４及び給湯機制御装置１８に代えて、例えば、各リモコン４００が処理の一部又は全部を実行してもよい。その場合には、リモコン４００が制御装置に相当する。また、本開示における給湯システム１００の制御手段は、複数の制御装置が連携する構成に限らず、単一の制御装置によって構成されるものでもよい。

次に、図４を参照しながら給湯システムの沸上運転の動作について説明する。図４は、沸上運転時の動作説明図である。貯湯タンク１１に温水を蓄熱する沸上運転は、冷媒回路２０１と貯湯回路３０１とを作動させ、取水口１１ｆから流出させた低温水を冷媒回路２０１により加熱し、水冷媒熱交換器２から流出する高温水を、切替弁７のＢポート及び切替弁８のＨポートを経由して貯湯口１１ｂから貯湯タンク１１の上部に流入させる運転である。この沸上運転では、貯湯タンク１１内で、上部が高温水となり下部が低温水となる温度成層を維持しつつ、貯湯される。

次に、沸上運転時の温水温度制御について説明する。この温度制御では、ヒートポンプ制御装置１４は、出湯温度センサ１３ｂにより検出される水冷媒熱交換器２の出湯温度が所定の目標出湯温度に等しくなるように、循環ポンプ６ａの回転速度をフィードバック制御する。沸上運転では、目標出湯温度を所定の貯湯目標出湯温度に設定した状態で蓄熱を行う。目標出湯温度は、リモコン４００の操作内容等に基づいて設定されるか、または過去の給湯使用量から算出される必要熱量を確保できるように設定される。あるいは、目標出湯温度は、後述する集中コントローラ５００の制限手段５０４によって設定された指令値に従って変更される。なお、目標出湯温度の設定は、ヒートポンプ制御装置１４、給湯機制御装置１８、リモコン４００の何れで行ってもよい。

沸き上げが完了したか否かの判定は、例えば、複数ある貯湯温度センサ１３ｇ～１３ｊのうち、貯湯タンク１１の最下部に設けられた貯湯温度センサ１３ｊ又は入水温度センサ１３ａが検出する検出温度が予め設定された沸上停止温度以上を検出したかどうか、又は沸き上げた熱量が目標蓄熱量に達したかで判断される。給湯機制御装置１８は、沸き上げが完了した場合、ヒートポンプ制御装置１４に対して沸上運転停止指令を発する。この指令を受けたヒートポンプ制御装置１４はヒートポンプユニット２００及び循環ポンプ６ａを停止し、沸上運転を終了する。

本実施の形態に係る給湯システム１００において、集中コントローラ５００は、複数の貯湯式給湯機１０１の沸上運転が、電力負荷が集中する集中負荷時間帯に実行される場合に、合計電力が閾値である合計電力許容値を越えないように制限する電力制限制御を行う。図５は、電力制限制御の制御動作を説明するためのフローチャートである。以下、図５を用いて、電力制限制御について説明する。

図５の制御では、ステップＳ１で、目標出湯温度が第一出湯温度に設定され、沸上運転が開始される。第一出湯温度は、消費電力の制限が不要である場合の通常の沸上運転で設定される温度である。

次に、ステップＳ２では、給湯システム１００全体で利用可能な合計電力の閾値である合計電力許容値が設定される。例えば、電気料金が、最大消費電力に応じて決まる基本料金と、電力使用量に比例する電力量料金とで構成される場合、最大消費電力を低く抑えることが望ましい。合計電力許容値は、例えば、最大消費電力から、集中負荷時間帯に各住宅において貯湯式給湯機１０１以外で使用される機器消費電力の合計値を除いた電力に応じて決定される。集中コントローラ５００は、合計電力許容値を設定する許容値設定手段としての機能を有し、合計電力許容値を、毎回演算してもよい。あるいは、合計電力許容値は、予め記憶された値であってもよい。または、ユーザー等が直接入力可能としてもよい。

次に、ステップＳ３では、合計電力演算手段５０３によって演算された各住宅の現在の給湯機消費電力の合計値である合計電力が、ステップＳ２で設定された合計電力許容値より大きいか否かが判定される。合計電力が合計電力許容値より大きくなっていないと判定された場合は、処理はステップＳ３に戻される。その後、合計電力が合計電力許容値より大きいと判定されるまでの間、ステップＳ３の判定の処理が一定の制御間隔で繰り返し実行される。

一方、ステップＳ３で合計電力が、合計電力許容値より大きいと判定された場合、次に、Ｓ４に進む。ステップＳ４では、現在沸上運転を実行中の貯湯式給湯機１０１の沸上運転の目標出湯温度が、第二出湯温度に変更される。各貯湯式給湯機１０１では、第二出湯温度で沸上運転が行われる。なお、第二出湯温度は、第一出湯温度より低温であって、予め設定され、集中コントローラ５００の記憶手段５０２又は給湯機制御装置１８の記憶手段１８２に記憶された値であってもよい。あるいは、集中コントローラ５００は、第二出湯温度を設定する出湯温度設定手段としての機能を有し、毎回第二出湯温度を演算し設定してもよい。例えば、集中コントローラ５００は、第二出湯温度を、例えば、合計電力許容値と現在沸上運転を実行中の貯湯式給湯機１０１の台数に基づいて演算する構成とすることができる。

ステップＳ４において、目標出湯温度を変更する場合、ヒートポンプユニット２００の加熱能力は、現在の能力に維持され変更されない。つまり、ヒートポンプユニット２００の加熱能力は、合計電力を制限しない場合の通常の沸上運転での加熱能力に維持される。ステップＳ４の後、今回の処理は終了する。

以上説明したように、本実施の形態の給湯システム１００によれば、合計電力が合計電力許容値を超えているか否かに基づいて目標出湯温度を変更させる。これにより、湯切れの発生を抑制しつつ、合計電力を効果的に抑制することができる。

本実施の形態では、給湯システム１００の合計電力が合計電力許容値を超えている場合に、全貯湯式給湯機１０１の目標出湯温度を一律に第二出湯温度にまで低下させることで合計電力を抑制する場合について説明した。これにより集合住宅で消費される合計電力を低減することができる。しかしながら、本開示に係る給湯システム１００における電力制限制御は、これに限られない。

例えば、合計電力が合計電力許容値より大きいと判別された場合、集中コントローラ５００は、現在沸上運転中の貯湯式給湯機１０１の中から１の貯湯式給湯機を選択して、選択された貯湯式給湯機１０１の給湯機制御装置１８に対して、目標出湯温度を第二出湯温度とする指令を送信し、選択された貯湯式給湯機１０１の出湯温度のみを低下するようにさせてもよい。この場合、合計電力が、合計電力許容値以下となるまで、現在沸上運転中の貯湯式給湯機１０１の中から順次１つの貯湯式給湯機１０１を選択して、選択された貯湯式給湯機１０１の目標出湯温度を低下させる処理を、繰り返し実行すればよい。

あるいは、合計電力が合計電力許容値より大きいと判別された場合、合計電力を合計電力許容値以下に低下できる台数分の貯湯式給湯機１０１を選択して、選択された貯湯式給湯機１０１に対して目標出湯温度を第二出湯温度とするようにしてもよい。

また、給湯システム１００は、例えば、目標出湯温度を変更する際、貯湯タンク１１の上部温度が所定の温度以上である場合、第二出湯温度より更に低い第三出湯温度に変更する構成としてもよい。具体的に、第三出湯温度は、例えば、貯湯タンク１１の温度が、レジオネラ菌が死滅する温度である６０℃以上となるように設定された温度である。つまり、貯湯タンク１１の上部に６０℃以上の高温の湯が貯まっていれば、第三出湯温度は６０℃未満としてもよい。そうすることで、給湯システム１００の合計電力をより効果的に抑制することができる。

また、本実施の形態では、第二出湯温度又は第三出湯温度を目標出湯温度として沸上運転を行う際、目標出湯温度を第一出湯温度とする場合の加熱能力と同等の加熱能力で沸上運転を行う場合について説明した。これにより、各貯湯式給湯機１０１での湯切れの発生を抑制することができる。しかしながら、給湯システム１００は、合計電力が合計電力許容値を越えた場合に、湯切れの発生を抑制できる範囲で、加熱能力を低減する制御を組み合わせて行なうように構成されたものであってもよい。

また、本実施の形態では、ある貯湯式給湯機１０１で、第二出湯温度又は第三出湯温度を目標出湯温度として沸上運転を行う場合、その貯湯式給湯機１０１に対応するリモコン４００の表示部に、第二出湯温度又は第三出湯温度で沸上運転を行っていることを表示する構成としてもよい。これによりユーザーは、電力を抑制した沸上運転が実行されていることを認識することができる。

また、給湯システム１００は、ユーザーが、各リモコン４００の操作部から、第二出湯温度又は第三出湯温度で沸上運転を行わない指令である拒否設定を入力できるように構成されたものであってもよい。この場合、拒否設定がされていることをリモコン４００等の表示部に表示させても良い。これにより、タンクユニット３００に高温の湯を貯蓄することができるようになり、ユーザーの湯切れに対する懸念を減らすことができると共に、拒否設定により合計電力量が増大する虞があることを知らせることができる。

１ 圧縮機、 ２ 水冷媒熱交換器、 ３ 膨張弁、 ４ 空気熱交換器、 ５ ファン、 ６ａ 循環ポンプ、 ６ｂ 追い焚き用ポンプ、 ７～９ 切替弁、 １０ 中温水混合弁、 １１ 貯湯タンク、 １１ａ 高温水取出口、 １１ｂ 貯湯口、 １１ｃ 中温水戻し口、 １１ｄ 中温水取出口、 １１ｅ 低温沸上水戻し口、 １１ｆ 取水口、 １１ｇ 給水口、 １２ 用熱交換器、 １３ 貯湯温度センサ、 １３ａ 入水温度センサ、 １３ｂ 出湯温度センサ、 １３ｃ 外気温度センサ、 １３ｄ 吐出温度センサ、 １３ｅ 吸込温度センサ、 １３ｆ 蒸発温度センサ、 １３ｊ 貯湯温度センサ、 １３ｋ 給水温度センサ、 １３ｌ 給湯温度センサ、 １３ｍ 温度センサ、 １４ ヒートポンプ制御装置、 １５ 給湯混合部、 １５ａ 給湯用混合弁、 １５ｂ ふろ用混合弁、 １６ａ ヒートポンプ往き配管、 １６ｋ ヒートポンプ戻り配管、 １６ｂ～１６ｐ 配管、 １７ａ 給湯流量センサ、 １７ｂ ふろ流量センサ、 １８ 給湯機制御装置、 ２０ 給水端、 １００ 給湯システム、 １０１ 貯湯式給湯機、 １８１ 計測手段、 １８２ 記憶手段、 １８３ 演算手段、 １８４ 駆動手段、 １８５ 通信手段、 ２００ ヒートポンプユニット、 ２０１ 冷媒回路、 ３００ タンクユニット、 ３０１ 貯湯回路、 ４００ リモコン、 ５００ 集中コントローラ、 ５０１ 通信手段、 ５０２ 記憶手段、 ５０３ 合計電力演算手段、 ５０４ 制限手段、 Ａ～Ｌ ポート

Claims (8)

1. 複数の住宅に設置された複数の貯湯式給湯機を制御する制御手段を備える給湯システムであって、
   前記制御手段は、
   前記複数の貯湯式給湯機それぞれで消費される電力である給湯機消費電力の合計値を合計電力として算出する合計電力演算手段と、
   電力負荷が集中する集中負荷時間帯における前記合計電力が合計電力許容値以下となるように前記給湯機消費電力を制限する制限手段と、
   を備え、
   前記制限手段は、
   前記集中負荷時間帯に前記合計電力が前記合計電力許容値より大きくなった場合、
   沸上運転時の加熱能力を、前記給湯機消費電力を制限しないときの沸上運転での加熱能力と同じ能力とし、かつ、
   前記沸上運転における出湯温度が、前記給湯機消費電力を制限しないときの沸上運転での出湯温度である第一出湯温度よりも低温の第二出湯温度となるように制御する、
   ことを特徴とする給湯システム。
2. 前記制限手段は、
   前記沸上運転中の貯湯式給湯機の中から１の貯湯式給湯機を順次選択して、選択された貯湯式給湯機に対して、前記出湯温度が前記第二出湯温度となるように制限する制御を、
   前記合計電力が前記合計電力許容値以下になるまでの間、繰り返し実行する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
3. 前記制限手段は、
   前記沸上運転中の貯湯式給湯機の中から、前記合計電力を前記合計電力許容値以下とできる台数の貯湯式給湯機を選択し、
   選択された貯湯式給湯機に対して、前記出湯温度が前記第二出湯温度となるように制限する制御を実行する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
4. 前記制限手段は、前記合計電力許容値の値を設定する許容値設定手段を、
   更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の給湯システム。
5. 前記制限手段は、前記第二出湯温度の値を設定する出湯温度設定手段を、
   更に備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の給湯システム。
6. 前記複数の貯湯式給湯機それぞれは、前記複数の貯湯式給湯機それぞれの運転状態に関する情報を報知する報知手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記報知手段それぞれにより報知される情報を制御可能に構成され、かつ、
   前記出湯温度が前記第二出湯温度となるように制限されている前記貯湯式給湯機の前記報知手段から、前記第二出湯温度で沸上運転を行っていることを報知する、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の給湯システム。
7. 前記複数の貯湯式給湯機のそれぞれは、前記出湯温度が前記第二出湯温度に制限される制御の実行を拒否する設定である拒否設定の入力を受け付け可能な入力手段を備え、
   前記制限手段は、
   前記複数の貯湯式給湯機のうち、１つの貯湯式給湯機の前記入力手段が、前記拒否設定の入力を受け付けた場合、前記制限手段は、前記１つの貯湯式給湯機に対して前記出湯温度を前記第二出湯温度に制限する制御を実行しない、
   ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の給湯システム。
8. 前記複数の貯湯式給湯機それぞれは、前記複数の貯湯式給湯機それぞれの運転状態に関する情報を報知する報知手段を、更に備え、
   前記制御手段は、
   前記報知手段により報知される情報を制御可能に構成され、かつ、
   前記１つの貯湯式給湯機の前記入力手段が前記拒否設定の入力を受け付けた場合、前記１つの貯湯式給湯機の前記報知手段により、前記第二出湯温度での沸上運転が拒否されていることを報知する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の給湯システム。

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