JP4484632B2 - 熱源制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱源制御装置に関するものである。

従来より、熱源を有する機器の熱を有効利用し、給湯や暖房などに利用することが行われている。そして、大規模な事業所では、発電の際に発生する排熱を熱源として有効利用されている。
近年、家庭や小規模な事業所に対応した排熱の利用可能な発電機が開発されている。そして、発電の際に発生する排熱を熱源として有効利用することにより、省エネルギーとすることができる。

上記の排熱は、発電に伴って発生する。したがって、電気と排熱が同時に発生し、電力量を多く発電すれば排熱が多くなる。しかしながら、必要な電力量と必要な熱エネルギーは必ずしも関連するものでない。
通常、電力量の変動よりも熱エネルギーの変動が大きい。これは、給湯や暖房など一時的に大きなエネルギーを使用する場合があるからである。

このため、貯湯槽を設けて湯によって熱エネルギーを一時的に蓄える蓄熱部を設けて、急激に熱エネルギーの使用が増えた時に使用することが行われている。また、発電機とは別に、燃焼装置などの熱源を設けて、さらに熱エネルギーの使用が増えた時に備えるということが行われていた。

この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特許２５８０５０４号公報

特許文献１には、居住者が起床中、不在中または睡眠中のうちいずれの生活状態であるかの判定を行い、エネルギー使用行為と使用実績データ測定部の測定結果からエネルギー使用行為毎に、使用開始時刻、使用継続時間および使用量の平均および分散を求め、時間毎のエネルギー使用を判定するエネルギー負荷予測装置が記載されている。そして、特許文献１によれば、多様な居住者の生活パターンに対応できる予測を行うことができ、集合住宅のエネルギー供給設備に有効的な著熱システムを利用できる。

しかし、家庭や小規模な事業所に対応した排熱を利用する発電機の場合には、使用する熱エネルギーの変動が大きい。特に風呂使用時などの給湯の際には、多量の熱エネルギーを短時間で必要とする。
また、発電によって生じる排熱のエネルギーは比較的小さく、一度に大きな熱エネルギーを供給することができない。そして、蓄熱部に貯まっていた熱エネルギー以上の大きな熱エネルギーが必要となる場合には、発電機とは別に設けられた燃焼装置などの熱源により、熱エネルギーを供給しなければならない。かかる場合には、前記熱源の使用により、エネルギー効率が低下してしまう。

一方、蓄熱部に常に多くの熱エネルギーを蓄えておけば、大きな熱エネルギーが必要となっても、蓄熱部から必要な熱エネルギーを供給することができる。しかし、熱エネルギーが使用されない状態が継続すると蓄熱部に蓄えられている加熱された水が放熱し、かえって省エネルギーとはならない。

そして、この問題の解決のため、過去の使用状況から、熱エネルギーの必要量を予測して、最適な運転状態となるようにできれば、より省エネルギーとなって望ましい。

しかし、現実には上記予測は難しいものであった。
例えば、従来技術である特許文献１に記載されている発明では、「エネルギー使用行為毎に、使用開始時刻、使用継続時間および使用量の平均および分散を求めて、エネルギー使用行為の発生の規則性を」予測しているが、一定期間の不在などにより、通常とは異なる状況が発生した場合には、精度の高い予測ができず、省エネルギーとはならないものであった。
すなわち、通常とは異なる状況を含めた状態で平均および分散が求められてしまうので、予測した必要エネルギーと、実際の必要エネルギーとに隔たりがおこってしまう。そして、実際の必要エネルギーと隔たりのある予測を元に運転されてしまう。

また、気温や水温の変動や、使用する家庭での住人の数が変わると、必要なエネルギー量とその時間帯が変わるので、エネルギーの無駄や不足が発生する。

そこで、本発明は、熱エネルギーの使用を正確に予測し、熱系システム全体のエネルギー効率が高く、より省エネルギーを図ることが可能となる熱源制御装置の提供を課題とするものである。

そして、上記した目的を達成するための請求項１に記載の発明は、予め設定された運転計画により熱源を運転する熱源制御装置において、複数の期間を構成要素とする一定の基準周期について、当該各期間における消費熱量の基準予測値を期間ごとに記憶する基準値記憶手段と、各期間における実際の消費熱量を確認する消費熱量確認手段と、基準値記憶手段に記憶された基準値予測値に基づいて運転計画を作成する運転計画作成手段を備え、前記運転計画作成手段は、熱源を運転する際に、または熱源を運転する前に、熱源を運転する直前の期間における実際の消費熱量と対応する基準予測値を比較し、その比較結果によって基準予測値を補正して運転計画を作成するもので、運転計画の作成の際、直前の期間における実際の消費熱量と対応する基準予測値を比較したとき、両者の差が一定以下である場合には基準予測値を補正せずに運転計画を作成し、さらに運転計画の作成の際、直前の期間における実際の消費熱量と対応する基準予測値を比較したとき、両者の差が一定の値を超えるものであっても、当該直前の期間の基準周期前の期間の実際の消費熱量と基準予測値を比較したとき、両者の差が一定の値を超えない場合には、基準予測値を補正せずに運転計画を作成することを特徴とする熱源制御装置である。

請求項１に記載の発明によれば、運転計画作成手段は、基準値記憶手段に記憶された基準予測値に基づいて運転計画を作成するものであって、直前の期間における実際の消費熱量と基準予測値を比較し、基準予測値を補正した値を用いて運転計画を作成するものであるので、直前の期間の消費熱量の傾向を、当日の予測に反映することができ、長期間の不在や季節変動などにより継続的に消費熱量が変動する場合にも予測の精度が高い。
また、本発明によれば、直前の期間における実際の消費熱量と対応する基準予測値を比較したとき、両者の差が一定以下である場合には基準予測値を補正せずに運転計画を作成するので、小さな変動では補正しないので、不必要な変動を抑制することができる。
さらに、本発明では、直前の期間の実際の消費熱量と対応する基準予測値の差が一定の値を超えるものであっても、当該直前の期間の基準周期前の期間の消費熱量と基準予測値を比較したとき、両者の差が一定の値を超えない場合には、基準予測値を補正せずに運転計画を作成するので、前日の消費熱量が突発的な理由により変動した場合には、その変動分は当日の運転計画に反映されず、予測の精度が高い。
例えば、基準周期が１週間であって前記期間が１日の場合、前日の消費熱量と基準予測値に一定の値を超える差があった場合でも、その前日の一週間前（前日と同じ曜日）の消費熱量と基準予測値の差が一定の値を越えない場合には、基準予測値を補正せずに運転計画を作成されて前日の変動分は当日の運転計画に反映されない。

請求項２に記載の発明は、基準予測値の補正は、直前の期間における実際の消費熱量と対応する基準予測値の差に基づくものであることを特徴とする請求項１に記載の熱源制御装置である。
ここで、消費熱量と対応する基準予測値の差に基づく場合には、この差をそのまま用いても良く、この差に所定の係数を乗じたり、加えたり、引いたりした値を用いても良い。

請求項２に記載の発明によれば、基準予測値の補正は、直前の期間における実際の消費熱量と対応する基準予測値の差に基づくものであるので、予測の程度が高い。

請求項３に記載の発明は、基準周期毎の期間における実際の消費熱量と対応する基準予測値との間の差が一定の値を超えている状態が、所定の回数だけ続いた場合に、その時の実際の消費熱量の値となるように基準予測値を更新することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱源制御装置である。

請求項５に記載の発明によれば、基準予測値の更新は、基準周期毎の期間における実際の消費熱量と対応する基準予測値との間の差が一定の値を超えている状態が、所定の回数だけ続いた場合に行われるので、突発的な理由によっては基準予測値が更新されず予測の精度が高い。
例えば、基準周期が１週間であって前記期間が１日の場合、同じ曜日における消費熱量と対応する基準予測値との間の差が一定の値を超えている状態が、所定の回数継続した場合に、基準予測値が更新される。そのため、消費熱量が基準予測値よりも大きな差があっても更新されず、特定の曜日の使用状態が変化した場合や、気温変化などにより消費熱量と基準予測値との差が継続的に発生するような場合などには、基準予測値が更新される。

また、本発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の熱源制御装置と、前記熱源制御装置によって作成された運転計画によって運転される熱源を有する熱系システムに用いることができる（請求項４）。

本発明の熱源制御装置は、熱エネルギーの使用を正確に予測し、熱系システム全体のエネルギー効率が高く、より省エネルギーを図ることが可能となる。

以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における熱系システムを示したブロック図である。図２は、本発明の第１の実施形態における熱系システムを示した模式図である。図３、図４は、本発明の第１の実施形態における熱系システムの具体例を示した模式図である。図５は、基準予測値の更新内容を示したフローチャートである。図６は、計画熱量値の補正内容を示したフローチャートである。図７〜図９は、一日の各時間における計画熱量値、基準熱量値及び消費熱量の例を時系列に示したグラフである。図１０は、計画熱量値の補正内容を示したフローチャートである。

本発明の第１の実施形態における熱源制御装置１は、図１に示されており、消費熱量確認手段１０と、基準値更新手段１１と、基準値記憶手段１２と、運転計画作成手段１３と、補正手段１３ａとを有している。
そして、熱源制御装置１は、熱系システム８に設けられる制御装置であり、熱系システム８には、熱源１６、貯留部１７、熱エネルギー使用装置１８が設けられている。
熱源１６は熱源制御装置１によって制御しながら運転されるが、これは、基準予測値Ｗに基づいて作成された運転計画により運転される。

消費熱量確認手段１０は、一定間隔毎に関連する物理量を測定して、実際の消費熱量Ｑを演算して確認することができるものである。具体的には、後述するように、熱系システム８に導入される水温Ｔ１と、熱エネルギー使用装置１８で使用される湯水の温度Ｔ２及びその量Ｖを用い、これらの結果を演算して算出されている。

基準値更新手段１１は、基準予測値Ｗや消費熱量Ｑの実績値などに基づき、基準予測値Ｗを更新するかどうかを判断して、更新する場合には基準予測値Ｗを算出して、基準値記憶手段１２に記録されている基準予測値Ｗを更新するものである。そして、基準予測値Ｗは後述するように、運転計画を作成するために用いられ、計画熱量値Ｔｙを求めるために用いられるデータである。
本実施形態では、基準予測値Ｗは基準周期だけ前の基準予測値Ｗを繰り返し用いられ、必要に応じて更新される。ここで、基準周期は任意であるが本発明の実施形態では１週間である。

なお、この基準周期は複数の期間を構成要素とするものであり、本実施形態ではこの期間は１日であり、基準周期に７つの期間を持っている。そして、この期間は複数の単位期間からなる。この単位期間は１時間であり、１つの期間に２４個の単位期間を有している。
さらに、基準予測値Ｗは１日で２４個のデータを有し、各時間毎にデータが設けられている。そして、消費熱量確認手段１０によって確認される消費熱量Ｑは、基準予測値Ｗに対応しており、１時間毎に消費される熱量を確認することができる。

そして、基準予測値Ｗは、曜日毎に、各時間の２４個のデータを持ち、合計１６８個のデータが基準値記憶手段１２により記録されている。言い換えると、基準予測値Ｗは単位期間ごとにデータを持っている。
基準予測値Ｗは、後述するように、一定の場合には、曜日及び時間が対応する消費熱量Ｑの値に基準予測値Ｗが更新されるので、過去の同じ曜日の同時間の消費熱量Ｑに近い値である。なお、熱系システム８を使用し始めは、基準周期だけ前の基準予測値Ｗの代わりに初期値Ｓが用いられる。

運転計画作成手段１３は、基準値記憶手段１２で記憶されている基準予測値Ｗに基づいて運転計画を作成するものである。運転計画は、運転計画を作成する曜日の基準予測値Ｗを用いて行われる。
具体的には、運転計画を作成する曜日の、各時間の基準予測値Ｗを基本として、これを補正手段１３ａによって補正して各時間の計画熱量値Ｔｙを算出して、運転計画が作成される。なお、計画熱量値Ｔｙの算出方法については、後述する。

図１に示されるように、熱源制御装置１は熱源１６と制御可能に接続されている。
熱源１６は、外部から制御が可能である発電機であり、発電の際に発生する排熱を冷却水により冷却し、前記冷却水を熱エネルギーとして取り出すことのできる装置である。そして、排熱によって加熱を直接供給し、又は熱交換機などを介して、貯留部１７及び熱エネルギー使用装置１８の水を加熱する。
熱源（発電機）１６によって、発電された電力は、テレビや冷蔵庫等の電力負荷２２によって消費される。

貯留部１７は具体的には保温機能を有するタンクであり、前記したように熱源１６の排熱によって貯留部１７内部の水が加熱される。
熱エネルギー使用装置１８は、熱源１６の排熱によって加熱された水や、貯留部１７から供給される加熱された水を用いて加熱等を行うものであり、具体的には、図１に示すように、給湯装置１９、風呂装置２０、暖房装置２１である。給湯装置１９は、湯を供給する装置であり、さらに具体的には、給湯栓やシャワー等である。風呂装置２０は、浴槽が設けられ、浴槽内の水を循環して追い焚きすることができ、また、高温の水を浴槽に供給することが可能である。暖房装置２１は、室温より高い水を循環路によって循環させ、室内で熱交換を行って暖房を行うものである。

図２に示すように、熱源１６、貯留部１７及び熱エネルギー使用装置１８は、配管２４で接続されている。そして、熱源１６で発生した熱エネルギーを貯留部１７で一時的に貯留し、また、熱エネルギー使用装置１８で使用することができる。
また、図２の矢印で示す方向に水が流れるように配管２４が接続されて、熱エネルギーの移動が可能である。なお、この配管２４は中途部で熱交換器などを介している構成でもよく、直接つながる流路を持つものでなくても構わない。

さらに、図２に示されるように、熱系システム８には、導入される水温Ｔ１を測定する給水サーミスタ１０ａと、熱エネルギー使用装置１８で使用される湯水の温度Ｔ２及びその量Ｖを測定する出湯サーミスタ１０ｂ及び出湯流量センサ１０ｃが設けられている。そして、前記した消費熱量確認手段１０は、これらの検出データに基づいて演算して算出されている。

熱系システム８の具体的な装置として、例えば、図３、４に示されるような熱系システム８ａ、８ｂがある。
図３に示される熱系システム８ａでは、貯留部１７である貯湯タンク１７ａと、熱源１６である加熱器１６ａが配管２４によって循環路６１を形成している。また、貯湯タンク１７ａには、配管２４である給水路６２と給湯路６３が接続されており、給水路６２から供給される水が貯湯タンク１７ａ内で加熱されて給湯路６３を通じて湯が排出される。

また、図４に示される熱系システム８ｂでは、熱源１６はヒータ１６ｂが用いられており、このヒータ１６ｂは、貯留部１７である貯湯タンク１７ｂ内に配置されている。そして、貯湯タンク１７ｂには、配管２４である給水路６２と給湯路６３が接続されており、給水路６２から供給される水が貯湯タンク１７ｂ内で、ヒータ１６ｂによって加熱され、給湯路６３を通じて湯が排出される。なお、熱系システム８ｂでは、前記した熱系システム８ａのように、貯湯タンク１７ａと、加熱器１６ａとを循環する循環路６１を形成しておらず、直接貯湯タンク１７ｂの湯水を加熱する。

そして、熱系システム８ａ、８ｂには、流量センサ６４や温度センサー６５が設けられている。熱系システム８ａ、８ｂの流量センサ６４は、給湯される湯水の量Ｖを確認することができ、温度センサー６５は導入される水温Ｔ１や、給湯される湯水の温度Ｔ２、貯湯タンク１７ａ、１７ｂ内の温度を確認することができ、上記した消費熱量確認手段１０として用いられる。

貯湯タンク１７ａ、１７ｂには、湯として熱量を蓄えることができる。そして、この熱量は、温度センサー６５などによって確認することができる。
熱系システム８ａの貯湯タンク１７ａでは、貯湯タンク１７ａ内の高温の湯の部分の容積とその部分の温度や、全体の湯の温度により熱量を確認することができる。また、熱系システム８ｂの貯湯タンク１７ｂでは、貯湯タンク１７ｂ内の湯の温度と、その容積によって熱量を確認することができる。

次に、熱源制御装置１を有する熱系システム８を用い、熱源制御装置１による制御について説明する。

熱系システム８の発電機能を有する熱源１６が作動すると、発電しながら発熱し、冷却水によって排熱を回収する。
また、給水サーミスタ１０ａ、出湯サーミスタ１０ｂ及び出湯流量センサ１０ｃにより上記した導入される水温Ｔ１、熱エネルギー使用装置１８で使用される湯水の温度Ｔ２及びその量Ｖを１時間毎に測定していく。
そして、消費熱量確認手段１０により、消費熱量Ｑを算出する。消費熱量Ｑは所定の物理量から演算された推定される消費熱量であり、具体的には、熱系システム８に導入される水温Ｔ１、熱エネルギー使用装置１８で使用される湯水の温度Ｔ２及びその量Ｖにより求めることができるものであり、熱系システム８で消費されたと考えられる熱量である。本実施形態では、式１により求められる。

Ｑ ＝ （ Ｔ２ − Ｔ１ ） × Ｖ ・・・・（式１）

そして、熱源１６の運転は、運転計画作成手段１３によって作成された運転計画により運転される。この運転計画は、基準予測値Ｗに基づいて作成される。

基準予測値Ｗは、基準値更新手段１１により一定の条件で更新されるものである。この更新は、図５に示されるような手順で行われる。なお、この基準予測値Ｗの更新を行うかどうかの判断は、対応する消費熱量Ｑが算出され、基準周期である１週間ごとに行われる。

使用し始めの際には、基準予測値Ｗは、あらかじめ設定されている初期値Ｓが用いられる。また、後述するカウンターの値Ｃは０である（ＳＴＥＰ１）。
そして、式１により、消費熱量Ｑの実績値を算出する（ＳＴＥＰ２）。さらに、この消費熱量Ｑと基準予測値Ｗとの差Ｋを算出し（ＳＴＥＰ３）、この差Ｋの絶対値が所定の設定値Ｘ２より大きいかどうかを判断する（ＳＴＥＰ４）。

消費熱量Ｑと基準予測値Ｗとの差Ｋの絶対値が、所定の設定値Ｘ２よりも大きい場合には、カウンターの値Ｃを１だけ増加させる（ＳＴＥＰ５）。
そして、カウンターの値Ｃが２となったかどうか判断し（ＳＴＥＰ７）、カウンターの値Ｃが２の場合には、基準予測値Ｗを消費熱量Ｑに変更するように更新して、カウンターの値Ｃを０に戻す（ＳＴＥＰ８）。カウンターの値Ｃが２でない場合には、カウンターの値Ｃはそのままにし、基準予測値Ｗは更新せず、基準予測値Ｗの値はそのままとする。

また、消費熱量Ｑと基準予測値Ｗとの差Ｋの絶対値が、所定の設定値Ｘ２よりも小さい場合には、カウンターの値Ｃを０に戻す（ＳＴＥＰ６）。

したがって、基準周期前（１週間前）と当日とが連続して、消費熱量Ｑと基準予測値Ｗとの差Ｋの絶対値が、所定の設定値Ｘ２よりも大きい場合にのみ、基準値記憶手段１２によって記憶されている基準予測値Ｗが更新され、他の場合には更新されない。そして、更新される場合には、その値は消費熱量Ｑの値になる。
言い換えると、同じ曜日の過去の消費熱量Ｑの実績と基準予測値Ｗとの差が、２回連続して一定以上の差があった場合には、基準予測値Ｗは更新される。

なお、この更新を行うための回数は、２回に限定されることはなく、２回以上であれば何回でも良い。また、更新を判断するための設定値Ｘ２の値は任意であり、使用条件などによって変更することができる。

次に、運転計画作成手段１３により、記録されている基準予測値Ｗを用いて、運転計画を作成する方法について説明する。なお、運転計画作成手段１３による予測を行う間隔は、特に限られるものでなく、熱源１６を運転する際に、または熱源１６を運転する前に行うことができる。さらに、消費熱量Ｑを測定するタイミングに合わせて１時間毎でも良く、また、一日毎にまとめておこなってもよい。
なお、説明の便宜上、運転を行う日を基準として、当日の基準予測値をＷ０、ｎ日前の基準予測値をＷｎ、ｎ日前の消費熱量の実績値をＱｎとして説明する。

運転計画の作成は、各時間毎の計画熱量値Ｔｙを算出することにより行われる。
具体的には、図６に示されており、予測する曜日の基準予測値Ｗ、すなわち、運転を行う日の基準予測値Ｗ０に基づいて行われる。

図６を用いて説明すると、前日の基準予測値をＷ１と消費熱量Ｑ１から、差Ｋ１を算出する（ＳＴＥＰ１１）。そして、前日における差Ｋ１の絶対値が所定の値Ｘ１よりも大きいかどうか判断する（ＳＴＥＰ１２）。
差Ｋ１の絶対値が所定の値Ｘ１よりも大きい場合には、補正手段１３ａによる補正が行われて、計画熱量値Ｔｙが算出される。具体的には、以下に示す式２によって算出される（ＳＴＥＰ１４）。
なお、所定の値Ｘ１は、前記した所定値Ｘ２と同じ値でも、異なる値でもよい。

Ｔｙ ＝ Ｗ０ ＋ Ｋ１ ・・・・（式２）

差Ｋ１は、消費熱量Ｑ１が基準予測値をＷ１よりも大きいと値が正になって、計画熱量値Ｔｙが当日の基準予測値をＷ０よりも大きくなり、また、逆に小さいと値が負になるので、計画熱量値Ｔｙが当日の基準予測値をＷ０よりも小さくなる。

また、前日の差Ｋ１の絶対値が、所定の値Ｘ１以下の場合には、計画熱量値Ｔｙは基準予測値Ｗ０をそのまま用いられる（ＳＴＥＰ１５）。これは、式３によって示される。

Ｔｙ ＝ Ｗ０ ・・・・（式３）

このように、所定の値Ｘ１以下の場合には、計画熱量値Ｔｙは基準予測値Ｗ０をそのまま用いられるので、不必要な変動を抑制しつつ、補正を確実にすることができる。
そして、各時間の計画熱量値Ｔｙを算出して、運転計画を作成する。運転計画は、各時間の計画熱量値Ｔｙの消費熱量を供給することができるように、計画的に熱源１６を作動させ、その熱を貯留部１７に蓄えておく。

次に、上記の熱源制御装置１を使用した場合の具体的な動作について説明する。
運転計画は、その曜日の基準予測値Ｗを基準として、前日の対応する時間の差Ｋにより補正して、各時間の計画熱量値Ｔｙを算出して作成されるものである。以下の説明では、ある時間の消費熱量Ｑ、基準予測値Ｗ、計画熱量値Ｔｙの推移を示して、説明する。

図７は、毎日のある時間の消費熱量Ｑ、基準予測値Ｗ及び計画熱量値Ｔｙを時系列に示したグラフである。
１日目から１５日目までは、基準予測値Ｗと消費熱量Ｑの実績値がほぼ近く、基準予測値Ｗと消費熱量Ｑとの差Ｋは所定の値Ｘ１、Ｘ２よりも小さい。
前日の差Ｋが所定の値Ｘ１よりも小さいと、基準予測値Ｗの補正はされず、計画熱量値Ｔｙは基準予測値Ｗの値が用いられて、運転計画が作成される。
また、基準予測値Ｗは、更新されない限り、毎週同じ時間では、同じ値のものが用いられるが、当日の基準予測値Ｗと消費熱量Ｑとの差Ｋが所定値Ｘ２より小さいと基準予測値Ｗは更新されないので、毎週同じ値が用いられる。

このように、消費熱量Ｑが、基準予測値Ｗとほぼ同じ傾向が継続する場合には、補正を行わないで基準予測値Ｗの値を計画熱量値Ｔｙに用いて運転計画を作成することとなり、運転計画の精度が高い。

また、図７における１６日目以降は、以前の週より全体的に消費熱量Ｑが大きくなっている。このような現象は、例えば、気温が急に低下した場合などに起こる。
急な変化の最初の日（１６日目）は、計画熱量値Ｔｙと消費熱量Ｑとに差Ｋが大きくなる。しかし、次の日（１７日目）以降については、補正手段１３ａによる補正によって、計画熱量値Ｔｙの補正が行われるので、計画熱量値Ｔｙと消費熱量Ｑとの差を小さくすることができる。

例えば、図７における１７日目では、前日（１６日目）の基準予測値Ｗと消費熱量Ｑとの差Ｋが所定の値Ｘ１よりも大きいので、基準予測値Ｗがこの差Ｋによって補正されて計画熱量値Ｔｙが算出されるので、より近い消費熱量Ｑを予測することができる。

また、１８日目も、前日（１７日目）の基準予測値Ｗと消費熱量Ｑとの差Ｋが所定の値Ｘ１よりも大きくなる。このように、前日の計画熱量値Ｔｙと消費熱量Ｑとを比較して補正するのではなく、前日の基準予測値Ｗと消費熱量Ｑとを比較して補正するものであるので、基準予測値Ｗが、ほぼ同じだけ消費熱量Ｑがずれた場合にも正確な予測ができる。そして、１９日目以降の計画熱量値Ｔｙも同様にして正確に予測ができる。

したがって、継続的に消費熱量Ｑが変化した場合には、すぐに、基準予測値Ｗは更新されないが、前日の差Ｋ１の分を上乗せして計画熱量値Ｔｙに反映させることができるので、気温変化などにより、継続的に消費熱量Ｑが変化する場合でも、精度良い運転計画を作成することができる。

また、この状態が継続すると、差Ｋの値が大きくなる状態が継続することとなって、過去の同じ曜日の同じ時間の差Ｋが大きくなる状態が継続することとなる。そして、連続して、基準予測値Ｗと消費熱量Ｑとの差Ｋが所定値Ｘ２よりも大きくなると、基準予測値Ｗをそのときの消費熱量Ｑの値に更新するので、再び、基準予測値Ｗと消費熱量Ｑが近づく。
図７には図示していないが、消費熱量Ｑの傾向が継続して基準予測値Ｗよりも小さい状態が継続すると、急な変化の最初の日（１６日目）から基準周期の後の日（２３日目）の後に行われる、基準値更新手段１１による更新の判断の際にカウンターの値Ｃが２となる。そして、次の基準周期の後の日（３０日目）に用いられる基準予測値Ｗは更新され、この値は２３日目の消費熱量Ｑの実績値である。

また、突発的に、または、同じ曜日に連続して、計画熱量値Ｔｙと消費熱量Ｑとに差Ｋが大きくなる場合がある。このような場合、上記したように、基準予測値Ｗの更新はすぐに行われないので、翌日の計画熱量値Ｔｙが補正によって変動してしまい、予測の精度が低下する場合がある。
そこで、計画熱量値Ｔｙの算出を、図１０に示されるような方法により行い、予測の精度を向上させることができる。

図１０に示される計画熱量値Ｔｙの算出方法では、上記した、図６に示される方法に比べて、ＳＴＥＰ１３が追加されている。そして、ＳＴＥＰ１２で、前日における差Ｋ１の絶対値が所定の値Ｘ１よりも大きい場合に、ＳＴＥＰ１３で判断される。そして、ＳＴＥＰ１３では前日の基準周期前である８日前の差Ｋ８の絶対値が所定の値Ｘ１よりも大きい場合に、ＳＴＥＰ１４に移行し、式２で示される内容で補正される。
そして、この図１０に示される内容で補正を行った場合について、図８、図９に示す例を用いて説明する。

図８は、毎日のある時間の消費熱量Ｑ、基準予測値Ｗ及び計画熱量値Ｔｙを時系列に示したグラフであるが、１１日目には、消費熱量Ｑ１１の実績値が大きく低下し、基準予測値Ｗ１１と消費熱量Ｑ１１との差Ｋ１１は所定の値Ｘ１、Ｘ２よりも大きくなっている。

ここで、先週の同じ曜日（４日目）は、基準予測値Ｗ４と消費熱量Ｑ４との差Ｋ４の絶対値は所定値Ｘ２よりも小さく、所定値Ｘ２よりも差Ｋの絶対値が大きくなる状態が連続していないので、基準予測値Ｗは更新されず、来週の同じ曜日（１８日目）の基準予測値Ｗは１１日目と同じものが用いられる。

また、１２日目の計画熱量値Ｔｙは、前日（１１日目）の基準予測値Ｗ１１と消費熱量Ｑ１１との差Ｋ１１が所定の値Ｘ１よりも大きいが、前日の１週間前（４日目）の基準予測値Ｗ４と消費熱量Ｑ４との差Ｋが所定の値Ｘ１よりも小さいので、補正手段１３ａにより補正されず、１２日目の計画熱量値Ｔｙは基準予測値Ｗが用いられる。
そして、１２日目の消費熱量Ｑは、計画熱量値Ｔｙの値より大きく、基準予測値Ｗに近い実績値となっており、基準予測値Ｗと消費熱量Ｑとの差Ｋは所定の値Ｘ１、Ｘ２よりも小さくなっている。したがって、１３日目の計画熱量値Ｔｙは、補正手段１３ａにより補正されない。

このように、一時的な消費熱量Ｑの変化の場合には、基準予測値Ｗは更新されず、次週以降の運転計画は、同じ値の基準予測値Ｗを用いて計画熱量値Ｔｙが算出される。

次に、特定の曜日の消費熱量Ｑが変化した場合について説明する。
例えば、使用者の休みの曜日が変わるなどにより、特定の曜日の消費熱量Ｑの傾向が変化する場合がある。この場合には、一時的に消費熱量Ｑが変化した場合とは異なり、その特定の曜日については、基準予測値Ｗを合わせる必要がある。

例えば、図９に示されるように、２日目、９日目、１６日目の消費熱量Ｑが以前より小さくなっている。
２日目の基準予測値Ｗと消費熱量Ｑとの差Ｋが、所定の値Ｘ１、Ｘ２よりも大きい。そして、３日目の計画熱量値Ｔｙは、当日の基準予測値Ｗを前日（２日目）の差Ｋによって補正されて算出される。

また、２日目の基準予測値Ｗと消費熱量Ｑとの差Ｋは所定値Ｘ２よりも大きいが、連続して所定値Ｘ２よりも大きくはないので、９日目に用いられる基準予測値Ｗは、２日目と同じものが用いられる。

そして、図９に示されるように、９日目の消費熱量Ｑも２日目と同様に小さい。したがって、１０日目の計画熱量値Ｔｙは、当日の基準予測値Ｗを前日（９日目）の差Ｋによって補正されて算出される。
また、９日目の基準予測値Ｗと消費熱量Ｑとの差Ｋは所定の値Ｘ２よりも大きく、２週間連続して所定値Ｘ２よりも大きいので、１６日目に用いられる基準予測値Ｗは更新され、９日目の消費熱量Ｑに変更される。

そうして、１６日目、１７日目の計画熱量値Ｔｙは、消費熱量Ｑに近い値を予測することができる。

本実施形態の熱源制御装置１では、過去の同じ曜日の同じ時間の差Ｋが大きくなる状態が継続すると、基準予測値Ｗをそのときの消費熱量Ｑに置き換えるように更新される。したがって、このように特定の曜日の消費熱量Ｑだけが変化した場合などには、その特定の曜日のみの基準予測値Ｗが更新されて他の曜日は更新されず、基準予測値Ｗを変化に合わせて更新することができるので、精度良い運転計画を作成することができる。

上記した実施形態では、消費熱量Ｑの基準予測値Ｗを用いて運転計画を作成するものであったが、例えば、熱源１６の稼働時間などの運転状況の基準予測値Ｗを用いて運転計画を作成することができる。

本発明の第１の実施形態における熱系システムを示したブロック図である。 本発明の第１の実施形態における熱系システムを示した模式図である。 本発明の第１の実施形態における熱系システムの具体例を示した模式図である。 本発明の第１の実施形態における熱系システムの具体例を示した模式図である。 基準予測値の更新内容を示したフローチャートである。 計画熱量値の補正内容を示したフローチャートである。 一日の各時間における計画熱量値、基準熱量値及び消費熱量の例を時系列に示したグラフである。 一日の各時間における計画熱量値、基準熱量値及び消費熱量の例を時系列に示したグラフである。 一日の各時間における計画熱量値、基準熱量値及び消費熱量の例を時系列に示したグラフである。 計画熱量値の補正内容を示したフローチャートである。

符号の説明

１ 熱源制御装置
８、８ａ、８ｂ 熱系システム
１０ 消費熱量確認手段
１１ 基準値更新手段
１２ 基準値記憶手段
１３ 運転計画作成手段
１３ａ 補正手段
１６ 熱源
１７ 貯留部
Ｔｙ 計画熱量値
Ｑ 消費熱量
Ｗ 基準予測値

Claims (4)

1. 予め設定された運転計画により熱源を運転する熱源制御装置において、複数の期間を構成要素とする一定の基準周期について、当該各期間における消費熱量の基準予測値を期間ごとに記憶する基準値記憶手段と、各期間における実際の消費熱量を確認する消費熱量確認手段と、基準値記憶手段に記憶された基準値予測値に基づいて運転計画を作成する運転計画作成手段を備え、前記運転計画作成手段は、熱源を運転する際に、または熱源を運転する前に、熱源を運転する直前の期間における実際の消費熱量と対応する基準予測値を比較し、その比較結果によって基準予測値を補正して運転計画を作成するもので、運転計画の作成の際、直前の期間における実際の消費熱量と対応する基準予測値を比較したとき、両者の差が一定以下である場合には基準予測値を補正せずに運転計画を作成し、さらに運転計画の作成の際、直前の期間における実際の消費熱量と対応する基準予測値を比較したとき、両者の差が一定の値を超えるものであっても、当該直前の期間の基準周期前の期間の実際の消費熱量と基準予測値を比較したとき、両者の差が一定の値を超えない場合には、基準予測値を補正せずに運転計画を作成することを特徴とする熱源制御装置。
2. 基準予測値の補正は、直前の期間における実際の消費熱量と対応する基準予測値の差に基づくものであることを特徴とする請求項１に記載の熱源制御装置。
3. 基準周期毎の期間における実際の消費熱量と対応する基準予測値との間の差が一定の値を超えている状態が、所定の回数だけ続いた場合に、その時の実際の消費熱量の値となるように基準予測値を更新することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱源制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の熱源制御装置と、前記熱源制御装置によって作成された運転計画によって運転される熱源を有することを特徴とする熱系システム。

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