JP4752460B2 - 給湯機制御装置 - Google Patents

給湯機制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4752460B2
JP4752460B2 JP2005329841A JP2005329841A JP4752460B2 JP 4752460 B2 JP4752460 B2 JP 4752460B2 JP 2005329841 A JP2005329841 A JP 2005329841A JP 2005329841 A JP2005329841 A JP 2005329841A JP 4752460 B2 JP4752460 B2 JP 4752460B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hot water
water heater
water storage
power
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005329841A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007139213A (ja
Inventor
善博 中川
耕一 石田
和雄 須小
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP2005329841A priority Critical patent/JP4752460B2/ja
Publication of JP2007139213A publication Critical patent/JP2007139213A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4752460B2 publication Critical patent/JP4752460B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、水道源から給水される水を沸かしてタンク内に貯湯しておき、利用者からの要求に応じて湯を提供する給湯機を制御する給湯機制御装置に関する。
従来より、水道源から給水される水を沸かしてタンク内に貯湯しておき、利用者からの要求に応じて湯を提供するタイプの給湯機が利用されている。このようなタイプの給湯機では、一般的に電力単価の安くなる夜間帯に湯を沸かすことにより、利用者においては電力料金を節約することができ、電力会社においては電力負荷を平準化することができるというメリットがある。
特許文献1には、このようなタイプの給湯機を使用するに際して電力料金をより節約するために、給湯機が設置される地域の気候情報に基づいて貯湯運転に必要となる蓄熱量を予測して、放熱ロスを抑制することが開示されている。
特開2003−269785号公報
一方、電力会社は、電力負荷をより平準化するために、様々な料金体系を提案している。しかしながら、特許文献1に開示される給湯機は、電力会社により提案される様々な料金体系に対応しておらず、さらなる電力負荷の平準化が望まれる。
本発明の課題は、電力会社が賄う電力負荷の平準化を促進することができる給湯機制御装置を提供することにある。
第1発明に係る給湯機制御装置は、電力単価情報取得手段と、スケジュール作成手段とを備え、給湯機を制御する。給湯機は、水道源から給水される水を沸かしてタンク内に貯湯しておき、利用者からの要求に応じて湯を提供する。電力単価情報取得手段は、電力単価情報を取得する。電力単価情報は、給湯機に電力を供給する電力会社により定められた日時ごとの電力単価に関する情報である。スケジュール作成手段は、電力単価情報に基づいて、利用者が負担する電力料金が最適化されるように給湯機の貯湯運転のスケジュールを作成する。
この給湯機制御装置では、電力会社により定められた日時ごとの電力単価に関する情報が取得され、取得された電力単価情報に基づいて、利用者が負担する電力料金が最適化されるように給湯機の貯湯運転のスケジュールが作成される。一般的に、電力会社にとって電力負荷の少ない夜間帯などの時間帯においては電力単価が低く設定される。このため、この給湯機制御装置により制御される給湯機のように、利用者が負担する電力料金が最適化されるように貯湯運転のスケジュールが組まれる場合には、電力会社が賄う電力負荷が平準化されるようになる。これにより、この給湯機制御装置では、電力会社が賄う電力負荷の平準化を促進することができる。
また、第1発明に係る給湯機制御装置は、気象情報取得手段をさらに備える。気象情報取得手段は、気象情報を取得する。気象情報は、気象に関する情報である。スケジュール作成手段は、外気温度予測部と、給水温度予測部と、運転効率予測部と、電力料金予測部とを有する。外気温度予測部は、気象情報に基づいて、給湯機の設置場所付近の外気温度を予測する。給水温度予測部は、タンク内に給水される水の温度である給水温度を予測する。運転効率予測部は、外気温度及び給水温度に基づいて、給湯機の運転効率を予測する。電力料金予測部は、運転効率及び電力単価情報に基づいて、貯湯運転に必要となる電力料金を予測する。
この給湯機制御装置では、気象情報が取得され、取得された気象情報に基づいて給湯機の設置場所付近の外気温度が予測されるとともに、給湯機のタンク内に給水される水の給水温度が予測される。そして、これらの予測値に基づいて、給湯機の運転効率が予測され、さらに、この運転効率と電力単価情報とに基づいて、給湯機の貯湯運転に必要となる電力料金が予測される。これにより、この給湯機制御装置では、電力料金をより正確に予測することが可能になり、効率よく電力料金の削減を図ることができる。
第2発明に係る給湯機制御装置は、第1発明に係る給湯機制御装置であって、スケジュール作成手段は、実行決定部をさらに有する。実行決定部は、電力料金と所定の第1基準料金とを比較した結果に基づいて、貯湯運転を実行するか否かを決定する。
この給湯機制御装置では、給湯機の貯湯運転に必要となる電力料金が所定の第1基準料金と比較され、その比較結果に基づいて、貯湯運転を実行するか否かが決定される。これにより、この給湯機制御装置では、給湯機の貯湯運転に必要となる電力料金がある基準料金よりも高くなるような条件下での給湯機の貯湯運転を抑制することができる。
第3発明に係る給湯機制御装置は、第1発明に係る給湯機制御装置であって、スケジュール作成手段は、水道料金予測部と、実行決定部とをさらに有する。水道料金予測部は、水道単価情報に基づいて、貯湯運転に必要となる水道料金を予測する。水道単価情報は、水道単価に関する情報である。実行決定部は、水道料金と電力料金との合算料金と所定の第2基準料金とを比較した結果に基づいて、貯湯運転を実行するか否かを決定する。
この給湯機制御装置では、給湯機の貯湯運転に必要となる水道料金が予測され、予測された水道料金と給湯機の貯湯運転に必要となる電力料金との合算料金が所定の第2基準料金と比較され、その比較結果に基づいて、貯湯運転を実行するか否かが決定される。これにより、この給湯機制御装置では、給湯機の貯湯運転に必要となる電力料金と水道料金との合算料金がある基準料金よりも高くなるような条件下での給湯機の貯湯運転を抑制することができる。
第4発明に係る給湯機制御装置は、第2発明又は第3発明に係る給湯機制御装置であって、実行決定部は、さらにタンク内の貯湯量と所定の貯湯量とを比較した結果に基づいて、貯湯運転を実行するか否かを決定する。
この給湯機制御装置では、給湯機のタンク内の貯湯量が所定の貯湯量と比較され、その比較結果に基づいて、貯湯運転を実行するか否かが決定される。これにより、この給湯機制御装置では、給湯機のタンク内の貯湯量をある貯湯量よりも少なくならないように維持することができる。
第5発明に係る給湯機制御装置は、第1発明から第4発明のいずれかに係る給湯機制御装置であって、通知手段と、受付手段とをさらに備える。通知手段は、電力単価情報に基づいて、タンク内の貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方を抑制することを促すメッセージを利用者に通知する。受付手段は、タンク内の貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方を設定する操作を受け付ける。スケジュール作成手段は、受付手段が貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方を受け付けた場合には、受付手段が受け付けた貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方にさらに基づいて、スケジュールを作成する
の給湯機制御装置では、貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方を抑制することを促すメッセージが利用者に通知される。これにより、この給湯機制御装置では、貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方を抑制することが望ましいと判断されるような場合に、貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方を抑制することを利用者が容易に意思決定することができる。なお、貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方を抑制することが望ましいと判断されるような場合とは、例えば、電力会社により定められた電力単価が高価になっている場合や、外気温度などの外的要因により運転効率が著しく低下している場合などである。
本発明に関連する別の第6発明に係る給湯機制御装置は、電力負荷情報取得手段と、スケジュール作成手段とを備え、給湯機を制御する。給湯機は、水道源から給水される水を沸かしてタンク内に貯湯しておき、利用者からの要求に応じて湯を提供する。電力負荷情報取得手段は、給湯機以外の機器である他機器による電力負荷に関する電力負荷情報を取得する。他機器は、給湯機と同じく電力会社から電力の供給を受ける機器である。スケジュール作成手段は、電力負荷予測曲線算出部と、タイミング決定部とを有し、電力負荷情報に基づいて、給湯機の貯湯運転のスケジュールを作成する。電力負荷予測曲線算出部は、電力負荷情報に基づいて、他機器による時刻ごとの電力負荷を示す電力負荷予測曲線を算出する。タイミング決定部は、電力負荷予測曲線を平準化するように貯湯運転を実行するタイミングを決定する。
この給湯機制御装置では、給湯機と同じく電力会社から電力の供給を受ける給湯機以外の機器による電力負荷に関する情報が取得され、取得された電力負荷情報に基づいて、給湯機以外の機器による時刻ごとの電力負荷を示す電力負荷予測曲線が算出され、電力負荷予測曲線が平準化されるように給湯機による貯湯運転のタイミングが決定される。これにより、この給湯機制御装置では、給湯機だけでなく給湯機以外の機器をも含む電力会社が管理する機器全般を考慮して、電力会社が賄う電力負荷の平準化を促進することができる。
本発明に関連する別の第7発明に係る給湯機制御装置は、本発明に関連する別の第6発明に係る給湯機制御装置であって、スケジュール作成手段は、スケジュール見直し部をさらに有する。スケジュール見直し部は、タイミング決定部により決定されたタイミングを所定の間隔で見直す。
この給湯機制御装置では、所定の間隔で給湯機による貯湯運転のタイミングが見直される。これにより、この給湯機制御装置では、給湯機に適切なタイミングで貯湯運転を実行させることができる。
第1発明に係る給湯機制御装置では、電力会社により定められた日時ごとの電力単価に関する情報が取得され、取得された電力単価情報に基づいて、利用者が負担する電力料金が最適化されるように給湯機の貯湯運転のスケジュールが作成される。このように、利用者が負担する電力料金が最適化されるように貯湯運転のスケジュールが組まれる場合には、電力会社が賄う電力負荷が平準化されるようになる。これにより、この給湯機制御装置では、電力会社が賄う電力負荷の平準化を促進することができる。
また、第1発明に係る給湯機制御装置では、気象情報が取得され、取得された気象情報に基づいて給湯機の設置場所付近の外気温度が予測されるとともに、給湯機のタンク内に給水される水の給水温度が予測される。そして、これらの予測値に基づいて、給湯機の運転効率が予測され、さらに、この運転効率と電力単価情報とに基づいて、給湯機の貯湯運転に必要となる電力料金が予測される。これにより、この給湯機制御装置では、電力料金をより正確に予測することが可能になり、効率よく電力料金の削減を図ることができる。
第2発明に係る給湯機制御装置では、給湯機の貯湯運転に必要となる電力料金が所定の第1基準料金と比較され、その比較結果に基づいて、貯湯運転を実行するか否かが決定される。これにより、この給湯機制御装置では、給湯機の貯湯運転に必要となる電力料金がある基準料金よりも高くなるような条件下での給湯機の貯湯運転を抑制することができる。
第3発明に係る給湯機制御装置では、給湯機の貯湯運転に必要となる水道料金が予測され、予測された水道料金と給湯機の貯湯運転に必要となる電力料金との合算料金が所定の第2基準料金と比較され、その比較結果に基づいて、貯湯運転を実行するか否かが決定される。これにより、この給湯機制御装置では、給湯機の貯湯運転に必要となる電力料金と水道料金との合算料金がある基準料金よりも高くなるような条件下での給湯機の貯湯運転を抑制することができる。
第4発明に係る給湯機制御装置では、給湯機のタンク内の貯湯量が所定の貯湯量と比較され、その比較結果に基づいて、貯湯運転を実行するか否かが決定される。これにより、この給湯機制御装置では、給湯機のタンク内の貯湯量をある貯湯量よりも少なくならないように維持することができる。
第5発明に係る給湯機制御装置では、貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方を抑制することを促すメッセージが利用者に通知される。これにより、この給湯機制御装置では、貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方を抑制することが望ましいと判断されるような場合に、貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方を抑制することを利用者が容易に意思決定することができる。
<第1実施形態>
図1に、本発明の第1実施形態に係るセンターサーバ(給湯機制御装置)30を含む給湯機制御システム1を示す。
給湯機制御システム1は、管理会社3と、管理会社3から給湯機20の管理サービスを受けている複数の利用者の利用者宅A1,A2,・・・,Anと、利用者宅A1,A2,・・・,Anに電力を供給する電力会社5と、利用者宅A1,A2,・・・,Anを含む様々な地域の気象の予測及び観測をして気象情報を配信する気象観測機関6とを含む。管理会社3と利用者宅A1,A2,・・・,Anと電力会社5と気象観測機関6とは、それぞれインターネット回線7を介して接続されている。
(電力会社)
電力会社5は、管理用サーバ(図示せず)を有しており、この管理用サーバは、インターネット回線7に接続されている。電力会社5は、図2に示されるように日ごと時刻ごとに異なる電力単価に基づいて、利用者宅A1,A2,・・・,Anに電力を供給している。すなわち、本実施形態では、同じ1日の中での電力単価は、午前6時から午後22時までの昼間帯と午前22時から午前6時までの夜間帯とで異なり、一般的に電力使用量が少なくなる夜間帯での電力単価が昼間帯の電力単価よりも安くなるように設定されている。また、電力会社5は、1年365日をそれぞれ料金タイプA,B,Cのいずれかに割り当て、割り当てられた料金タイプA,B,Cごとに1年365日に異なる電力単価を設定している。各日に料金タイプA,B,Cを割り当てる作業は、その日の前日になされ、前日のうちにインターネット回線7を介して翌日の電力単価に関する電力単価情報が管理会社3に送信される。なお、1年365日のうち、料金タイプA,B,Cのそれぞれに割り当てられる日数は予め定められている。
(利用者宅)
図3に示すように、利用者宅A1,A2,・・・,Anには、それぞれ給湯機20と、利用者が給湯機20を操作するためのリモコン11と、コントローラ10とが設置されている。コントローラ10は、管理会社3からインターネット回線7を介して利用者宅A1,A2,・・・,Anに送信されてくる給湯機20の貯湯運転のスケジュールに基づいて、給湯機20を制御する。
〔給湯機〕
給湯機20は、主として、ヒートポンプユニット21と、タンク22とから構成される。ヒートポンプユニット21は、空気熱交換機21a、圧縮機21b、水熱交換器21c及び膨張弁21dを有しており、空気熱交換器21aにおいて大気中の熱を汲み上げて自然冷媒CO2に伝え、圧縮機21bにおいて自然冷媒CO2を圧縮しさらに高温化させ、水熱交換器21cにおいて配管25を流れる水に自然冷媒CO2の熱を伝え、膨張弁21dにおいて自然冷媒CO2を減圧し低温化させて再び空気熱交換機21aに送る。タンク22内には、水道源26から配管23を介して給水がされ、タンク22内に給水された水は、配管25に送られて水熱交換器21cから熱を奪って沸き上げられて湯となる。タンク22内に貯湯された湯は、利用者からの要求に応じて配管24を介して台所や風呂等に提供される。
また、タンク22内には温度計27aが、配管23内には温度計27bが取り付けられており、温度計27a,27bは、それぞれタンク22内に貯湯されている湯の温度(以下、貯湯温度という)及びタンク22内に給水される水の温度(以下、給水温度という)を計測する。また、タンク22内には、水位センサ28が取り付けられており、水位センサ28は、タンク22内の貯湯量を計測する。
ヒートポンプユニット21のケーシングの中には、マイコン29が取り付けられている。マイコン29は、コントローラ10からの制御命令に基づいて圧縮機21b、膨張弁21d、水道源26、温度計27a,27b及び水位センサ28の動作を制御するとともに、これらの被制御機器21a、21d、26,27a,27b,28から被制御機器21a、21d、26,27a,27b,28の運転履歴に関する情報(以下、運転履歴情報)を受け取ってコントローラ10に送る。マイコン29が被制御機器21a、21d、26,27a,27b,28から受け取る運転履歴情報には、温度計27a,27bにより計測された貯湯温度及び給水温度に計測時刻を対応付けた情報、水位センサ28により計測されたタンク22内の貯湯量に計測時刻を対応付けた情報、水道源26からタンク22内に給水された水量に給水時刻を対応付けた情報、圧縮機21bと膨張弁21cとの動作によりヒートポンプユニット21で生成された熱量に動作時刻を対応付けた情報、圧縮機21bの駆動周波数と時刻とを対応付けた情報等が含まれる。そして、マイコン29がコントローラ10に送る運転履歴情報には、マイコン29が被制御機器21a、21d、26,27a,27b,28から受け取った運転履歴情報そのものに加え、これらの運転履歴情報から加工される情報も含む。運転履歴情報から加工される情報には、例えば、給湯機20の利用者が使用する所定の間隔(例えば、1時間)ごとの使用湯量が含まれる。
〔リモコン〕
リモコン11は、操作ボタン11aとディスプレイ11bとを有している。
操作ボタン11aは、利用者から給湯機20への操作命令を受け付ける。操作命令には、タンク22内に貯湯すべき貯湯量の上限値を設定するための命令や、タンク22の貯湯温度の目標値である目標貯湯温度を設定するための命令が含まれる。また、操作命令には、貯湯をしないとする命令も含まれる。
ディスプレイ11bは、利用者に対する給湯機20側からの種々のメッセージを表示する。ディスプレイ11bに表示されるメッセージには、タンク22の貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方を抑制することを促すメッセージ(以下、抑制メッセージ)が含まれる。
この抑制メッセージは、例えば、翌日の電力単価が高くなる場合に表示される。具体的には、管理会社3は、電力会社5から電力単価情報を受信して、翌日にタイプAが割り当てられたことを認識すると、その情報をインターネット回線7を介して利用者宅A1,A2,・・・,Anに送信する。これにより、コントローラ10は、翌日の電力単価が高くなることを認識することができるようになり、抑制メッセージがディスプレイ11bに表示されることになる。
また、この抑制メッセージは、後述するステップS4において給湯機20の運転効率(COP)が著しく低下することが予測される場合などにも、ディスプレイ11bに表示される。
〔コントローラ〕
コントローラ10は、所定の間隔(本実施形態では、1時間)でマイコン29から被制御機器21a、21d、26,27a,27b,28の運転履歴情報を受け取って、1日1回、1日分の運転履歴情報をインターネット回線7を介して管理会社3に送信する。また、コントローラ10は、リモコン11の操作ボタン11aから操作命令を受け取ると、直ちにインターネット回線7を介して管理会社3に送信する。さらに、コントローラ10は、管理会社3から送信されてくる給湯機20の貯湯運転のスケジュールを受信し、受信した貯湯運転のスケジュールに基づいて被制御機器21a、21d、26,27a,27b,28を動作させるための制御命令を生成し、生成した制御命令をマイコン29に送る。このように、コントローラ10は、マイコン29を介して給湯機20を制御している。
(気象観測機関)
気象観測機関6は、管理用サーバ(図示せず)を有しており、この管理用サーバは、インターネット回線7に接続されている。気象観測機関6は、利用者宅A1,A2,・・・,Anを含む様々な地域の気象を予測したり観測したりして、インターネット回線7を介して気象に関する気象情報を配信している。気象観測機関6により配信される気象情報には、気象予測情報と気象観測情報とが含まれる。
(管理会社)
図4に示すように、管理会社3は、センターサーバ30と、センターサーバ30に接続された記憶部40とを備えている。センターサーバ30は、通信部31と制御部32とを有しており、記憶部40は、運転履歴情報データベース41と気象情報データベース42とを記憶している。
〔通信部〕
通信部31は、センターサーバ30をインターネット回線7に接続するための通信ポートであり、電力会社5から送信されてくる電力単価情報を取得する電力単価情報取得ブロック31aとして機能したり、気象観測機関6により配信される気象情報を取得する気象情報取得ブロック31bとして機能したりする。電力単価情報取得ブロック31aは、1日1回、電力単価情報を取得し、取得した電力単価情報を、順次、記憶部40に記憶してゆく。気象情報取得ブロック31bは、所定の間隔(本実施形態では、1時間)で気象情報を取得し、取得した気象情報を、順次、気象情報データベース42に格納してゆく。そして、その結果、気象情報データベース42には、過去の膨大な気象予測情報や気象観測情報が蓄積されることになる。気象情報データベース42は、日時及び地域コードに気象予測情報及び気象観測情報を対応付けるデータ構造となっている。
また、通信部31は、1日1回、各利用者宅A1,A2,・・・,Anのコントローラ10からインターネット回線7を介して1日分の被制御機器21a、21d、26,27a,27b,28の運転履歴情報を受信する。通信部31により受信された運転履歴情報は、順次、運転履歴情報データベース41に格納されてゆく。そして、その結果、運転履歴情報データベース41には、被制御機器21a、21d、26,27a,27b,28の過去の膨大な運転履歴情報が蓄積されることになる。運転履歴情報データベース41は、各利用者宅A1,A2,・・・,Anの家族構成、給湯機20の機種名及び機種番号、ならびに給湯機20が設置された地域コードなどに運転履歴情報を対応付けるデータ構造となっている。
また、通信部31は、利用者からリモコン11に操作命令が入力された場合には、インターネット回線7を介してその利用者宅A1,A2,・・・,Anのコントローラ10から操作命令を受信する。
さらに、通信部31は、制御部32により作成される給湯機20の貯湯運転のスケジュールをインターネット回線7を介して対応する利用者宅A1,A2,・・・,Anのコントローラ10に送信する。
〔制御部〕
制御部32は、CPU、ROM及びRAM等から構成されており、センターサーバ30の全体の動作を制御している。また、制御部32は、CPUがROMに格納されている所定のプログラムを読み出して実行することにより、給湯機20の貯湯運転のスケジュールを作成する。
(制御部が貯湯量を予測する処理)
制御部32は、1日1回、所定の時刻(例えば、午前6時)に貯湯量予測ブロック32fとして動作する。貯湯量予測ブロック32fは、運転履歴情報データベース41及び季節情報データベース42を参照して、給湯機20の利用者が使用する向こう1日の所定の間隔(例えば、1時間)ごとの使用湯量を予測し、給湯機20のタンク22内に貯湯しておくべき向こう1日の所定の間隔(例えば、1時間)ごとの貯湯量を予測する。
具体的には、貯湯量予測ブロック32fは、まず、運転履歴情報データベース41を参照して、同じ機種番号の給湯機20に関するデータを抽出する。次に、貯湯量予測ブロック32fは、抽出されたデータから、向こう1日と季節及び曜日が同じとなる条件下での1以上の過去の1時間ごとの使用湯量の値を抽出する。さらに、貯湯量予測ブロック32fは、季節情報データベース42を参照して、抽出された1以上の過去の1時間ごとの使用湯量の値から、向こう1日の1時間ごとにその1時間と外気温度及び湿度が最も類似すると予測される条件下での1の過去の1時間ごとの使用湯量を抽出する。このとき、向こう1日のその1時間の外気温度及び湿度は、地域コードをキーにして季節情報データベース42に格納される気象予測情報から予測される。また、このとき、外気温度及び湿度の類似の判断は、季節情報データベース42に格納される情報に対して所定のデータマイニングが施され、外気温度及び湿度の変化のパターンが比較されることにより行われる。そして、貯湯量予測ブロック32fは、外気温度及び湿度の差の大小、外気温度及び湿度の絶対値による人の行動への影響を加味して、抽出された1の過去の1時間ごとの使用湯量を補正する。そして、貯湯量予測ブロック32fは、その補正値を給湯機20の利用者が使用する向こう1日のその1時間の使用湯量として予測する。そして、貯湯量予測ブロック32fは、向こう1日の24時間分の使用湯量を算出し、これにより、給湯機20の利用者が使用する向こう1日の1時間ごとの使用湯量を予測することができる。
(制御部が貯湯運転のスケジュールを作成する処理)
制御部32は、図5に示されるフローチャートに従って給湯機20の貯湯運転を実行するか否かを決定し、その決定に基づいて給湯機20の貯湯運転のスケジュールを作成する。制御部32が給湯機20の貯湯運転のスケジュールを作成する処理は、制御部32により、所定の間隔(本実施形態では、1時間)で実行されるとともに、各利用者宅A1,A2,・・・,Anの給湯機20について実行される。
まず、図5を参照して、制御部32が給湯機20の貯湯運転を実行するか否かを決定する処理について説明する。
ステップS1では、制御部32は、実行決定ブロック32eとして動作する。実行決定ブロック32eは、給湯機20の貯湯運転を実行するか否かを決定する。具体的には、実行決定ブロック32eは、運転履歴情報データベース41を参照して、水位センサ28により計測されたタンク22内の最新の貯湯量を読み出す。そして、実行決定ブロック32eは、タンク22内の最新の貯湯量と記憶部40に記憶されたタンク22の最大貯湯量とを比較し、最新の貯湯量が最大貯湯量に満たないと判断される場合には、処理をステップS2に進め、最大貯湯量に等しいと判断される場合には、給湯機20の貯湯運転を実行しないことを決定する。
なお、タンク22の最大貯湯量とは、利用者から操作命令が入力されてタンク22内に貯湯すべき貯湯量の上限値が定められた場合には、その上限値となり、特に上限値が定められていない場合には、タンク22内に貯湯することが可能な最大の貯湯量となる。また、タンク22内に貯湯することが可能な最大の貯湯量に関する情報は、各利用者宅A1,A2,・・・,Anの給湯機20について、予め記憶部40に格納されているものとする。
次に、ステップS2では、制御部32は、外気温度予測ブロック32aとして動作する。外気温度予測ブロック32aは、気象情報データベース42に格納されている最新の気象予測情報に基づいて、給湯機20が設置された利用者宅付近の向こう1時間の外気温度を予測する。
次に、ステップS3では、制御部32は、給水温度予測ブロック32bとして動作する。給水温度予測ブロック32bは、運転履歴情報データベース41を参照して、温度計27bにより計測された最新の給水温度を読み出す。そして、給水温度予測ブロック32bは、最新の給水温度及びステップS2で予測された向こう1時間の外気温度に基づいて、給湯機20のタンク22内に給水される水の向こう1時間の給水温度を予測する。このとき、記憶部40には、過去の運転履歴情報に基づいて外気温度と給水温度との相関関係が予め算出されて記憶されているものとする。そして、このステップS3では、この相関関係に基づいて、向こう1時間の給水温度が予測される。
次に、ステップS4では、制御部32は、運転効率予測ブロック32cとして動作する。運転効率予測ブロック32cは、ステップS2で予測された向こう1時間の外気温度及びステップS3で予測された向こう1時間の給水温度に基づいて、給湯機20の向こう1時間の運転効率(COP)を予測する。具体的には、記憶部40には、図6に示す運転効率算出表が記憶されている。運転効率予測ブロック32cは、この運転効率算出表を参照して、ステップS2で予測された外気温度に対応する行とステップS3で予測された給水温度に対応する列とがクロスする位置の値を読み出して、給湯機20の運転効率(COP)とする。
次に、ステップS5では、制御部32は、電力料金予測ブロック32dとして動作する。電力料金予測ブロック32dは、ステップS4で予測された向こう1時間の運転効率及び記憶部40に記憶されている電力単価情報に基づいて、給湯機20の貯湯運転に必要となる向こう1時間の電力料金C1を予測する。
次に、ステップS6では、制御部32は、実行決定ブロック32eとして動作する。実行決定ブロック32eは、ステップS5で予測された向こう1時間の電力料金C1と所定の基準電力料金C2とを比較し、電力料金C1が基準電力料金C2よりも高い場合には、処理をステップS7に進め、電力料金C1が基準電力料金C2よりも安い場合には、タンク22内に最大貯湯量の湯が貯湯されるまで給湯機20の貯湯運転を実行することを決定する。
ここで、基準電力料金C2は、予め記憶部40に記憶されているものとする。基準電力料金C2は、運転履歴情報データベース41に蓄積されている過去の運転履歴情報に基づいて算出される。具体的には、基準電気料金C2は、実際に給湯機20の貯湯運転を実行した際の1時間当たりの電力料金の平均値である。
次に、ステップS7では、制御部32は、実行決定ブロック32eとして動作する。実行決定ブロック32eは、貯湯量予測ブロック32fにより予測された給湯機20のタンク22内に貯湯しておくべき向こう1日の1時間ごとの貯湯量に基づいて、給湯機20のタンク22内に貯湯しておくべき向こう1時間の貯湯量を予測する。そして、実行決定ブロック32eは、ステップS1で読み出された最新の貯湯量と貯湯しておくべき向こう1時間の貯湯量に余裕しろを持たせた貯湯量とを比較し、最新の貯湯量の方が多いと判断される場合には、給湯機20の貯湯運転を実行しないことを決定し、最新の貯湯量の方が少ないと判断される場合には、タンク22内の貯湯量が貯湯しておくべき向こう1時間の貯湯量に余裕しろを持たせた貯湯量になるまで給湯機20の貯湯運転を実行することを決定する。
このようにして給湯機20の貯湯運転を実行するか否かが決定されると、制御部32は、この決定に基づいて、給湯機20の貯湯運転のスケジュールを作成する。このとき、貯湯運転のスケジュールは、目標貯湯温度が確保され、かつ、ステップS6ないしステップS7で決定された貯湯量が確保されるように作成される。なお、目標貯湯温度とは、利用者から操作命令が入力されてタンク22の貯湯温度の目標値が定められた場合には、その目標値となり、特に目標値が定められていない場合には、タンク22の規格として定められている標準の貯湯温度となる。また、標準の貯湯温度に関する情報は、各利用者宅A1,A2,・・・,Anの給湯機20について、予め記憶部40に格納されているものとする。そして、利用者宅A1,A2,・・・,Anごとに作成された貯湯運転のスケジュールは、通信部31により、それぞれインターネット回線7を介して対応する利用者宅A1,A2,・・・,Anのコントローラ10まで送信される。
(変形例)
(1)
第1実施形態では、給湯機20の貯湯運転のスケジュールを作成する処理は、管理会社3のセンターサーバ30により実行されているが、この態様に限定されない。例えば、給湯機20の貯湯運転のスケジュールを作成する処理は、電力会社5の管理用サーバにより実行されてもよいし、コントローラ10により実行されてもよい。
(2)
第1実施形態では、基準電気料金C2は、実際に給湯機20の貯湯運転を実行した際の単位時間(例えば、1時間)当たりの電力料金の平均値として算出されているが、この態様に限定されない。基準電気料金C2は、例えば、運転履歴情報データベース41に蓄積されている過去の運転履歴情報に基づいて、運転効率(COP)が最も高い状態で貯湯運転が実行されたときの単位時間(例えば、1時間)当たりの電力料金として算出されてもよい。
また、第1実施形態では、基準電力料金C2は、予め記憶部40に記憶されているが、運転履歴情報データベース41に蓄積される運転履歴情報が増加するにつれて、定期的に再計算されるよう設定されていてもよい。
(3)
第1実施形態のステップS6では、電力料金C1と基準電力料金C2とを比較した結果に基づいて給湯機20の貯湯運転を実行するか否かが決定されているが、向こう1時間の給湯機20の貯湯運転に必要となる水道料金と電力料金C1との合計料金を所定の基準料金C3と比較した結果に基づいて、給湯機20の貯湯運転を実行するか否かが決定されてもよい。
この場合、第1実施形態におけるステップS5とステップS6との間にステップS5aが実行される。ステップS5aでは、制御部32が、水道料金決定ブロック32g(図4)として動作する。水道料金決定ブロック32gは、運転履歴情報データベース41を参照して、給湯機20において水道源26からタンク22内に給水された水の総量を算出し、向こう1時間の水道単価を算出する。次に、水道料金決定ブロック32gは、算出された水道単価に基づいて、向こう1時間の給湯機20の貯湯運転に必要となる水道料金を算出する。そして、水道料金決定ブロック32gは、算出された水道料金、ステップS4で予測された向こう1時間の運転効率及び記憶部40に記憶されている電力単価情報に基づいて、上述の合計料金を予測する。なお、記憶部40には、利用者宅A1,A2,・・・,Anに水を提供している水道会社における水道料金の算出方法が予め記憶されているものとする。
これにより、水道料金が定額制や単純な従量制ではなく、例えば、総使用量が増加につれて水道単価が増加するような料金体系となっている場合に、利用者が負担する水道料金を合理化することができる。
(4)
第1実施形態では、操作命令がリモコン11の操作ボタン11aを介して入力されるようになっているが、さらに、外出中の利用者から携帯電話を介して入力可能になっていてもよい。この場合、携帯電話を介して利用者から入力された操作命令は、インターネット回線7を介して利用者宅A1,A2,・・・,Anのコントローラ10まで送信される。
(5)
第1実施形態のステップS3で給水温度を予測するために利用される外気温度と給水温度との相関関係は、センターサーバ30の学習機能により自動的に再計算されるように設定されていてもよい。例えば、初回運転時に再計算されてもよいし、定期的に再計算されてもよい。
<第2実施形態>
図7に、本発明の第2実施形態に係るセンターサーバ(給湯機制御装置)130を含む給湯機制御システム101を示す。ここでは、第1実施形態との差異を中心に説明する。なお、同じ参照符号が付された構成要素は、同じ構成要素を示すものとする。
給湯機制御システム101は、管理会社3と、管理会社3から給湯機20の管理サービスを受けている複数の利用者の利用者宅A1,A2,・・・,Anと、利用者宅A1,A2,・・・,Anに電力を供給する電力会社5と、利用者宅A1,A2,・・・,Anを含む様々な地域の気象の予測及び観測をして気象情報を配信する気象観測機関6とを含む。管理会社3と利用者宅A1,A2,・・・,Anと電力会社5と気象観測機関6とは、それぞれインターネット回線7を介して接続されている。
(電力会社)
電力会社5は、管理用サーバ(図示せず)を有しており、この管理用サーバは、インターネット回線7に接続されている。電力会社5は、利用者宅A1,A2,・・・,Anの給湯機20だけでなく、給湯機20以外の機器O1,O2,・・・,Onにも電力を供給している。そして、電力会社5は、1日1回、給湯機20以外の全ての機器O1,O2,・・・,Onに供給した時刻ごとの総電力量に関する情報(以下、時刻ごとの総電力量情報)を管理会社3に送信する。
(利用者宅)
図8に示すように、利用者宅A1,A2,・・・,Anには、それぞれ給湯機20と、給湯機以外の機器O1,O2,・・・,Onと、利用者が給湯機20を操作するためのリモコン11と、コントローラ110とが設置されている。コントローラ110は、管理会社3からインターネット回線7を介して利用者宅A1,A2,・・・,Anに送信されてくる制御命令に基づいて、給湯機20を制御する。この制御命令は、利用者宅A1,A2,・・・,Anの給湯機20に貯湯運転を開始または停止させるための命令である。
〔給湯機〕
給湯機20の構成については、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
〔リモコン〕
リモコン11は、操作ボタン11aとディスプレイ11bとを有している。
操作ボタン11aは、利用者から給湯機20への操作命令を受け付ける。操作命令には、タンク22内に貯湯すべき貯湯量の上限値を設定するための命令や、タンク22の貯湯温度の目標値である目標貯湯温度を設定するための命令が含まれる。また、操作命令には、貯湯をしないとする命令も含まれる。
〔コントローラ〕
コントローラ110は、所定の間隔(本実施形態では、1時間)でマイコン29から被制御機器21a、21d、26,27a,27b,28の運転履歴情報を受け取って、直ちにその運転履歴情報を機種名及び機種番号などの給湯機20に関する情報とともにインターネット回線7を介して管理会社3に送信する。また、コントローラ110は、リモコン11の操作ボタン11aから操作命令を受け取ると、直ちにインターネット回線7を介して管理会社3に送信する。さらに、コントローラ110は、管理会社3から送信されてくる給湯機20に対する制御命令を受信し、受信した給湯機20に対する制御命令に基づいて被制御機器21a、21d、26,27a,27b,28を動作させるための制御命令を生成し、生成した制御命令をマイコン29に送る。このように、コントローラ110は、マイコン29を介して給湯機20を制御している。
(気象観測機関)
気象観測機関6については、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
(管理会社)
図9に示すように、管理会社3は、センターサーバ130と、センターサーバ130に接続された記憶部140とを備えている。センターサーバ130は、通信部131と制御部132とを有しており、記憶部140は、運転履歴情報データベース41と気象情報データベース42とを記憶している。
〔通信部〕
通信部131は、センターサーバ130をインターネット回線7に接続するための通信ポートであり、電力会社5から送信されてくる時刻ごとの総電力量情報を受信したり、気象観測機関6により配信される気象情報を受信したりする。通信部131は、1日1回、電力負荷情報取得ブロック131aとして動作し、時刻ごとの総電力量情報を受信し、受信した時刻ごとの総電力量情報を、順次、記憶部140に記憶してゆく。また、通信部131は、所定の間隔(本実施形態では、1時間)で気象情報を取得し、取得した気象情報を、順次、気象情報データベース42に格納してゆく。そして、その結果、気象情報データベース42には、過去の膨大な気象予測情報や気象観測情報が蓄積されることになる。気象情報データベース42は、日時及び地域コードに気象予測情報及び気象観測情報を対応付けるデータ構造となっている。
また、通信部131は、所定の間隔(本実施形態では、1時間)で、各利用者宅A1,A2,・・・,Anのコントローラ110からインターネット回線7を介して被制御機器21a、21d、26,27a,27b,28の運転履歴情報を機種名及び機種番号などの給湯機20に関する情報とともに受信する。通信部131により受信された運転履歴情報や機種名及び機種番号などの給湯機20に関する情報は、順次、運転履歴情報データベース41に格納されてゆく。そして、その結果、運転履歴情報データベース41には、被制御機器21a、21d、26,27a,27b,28の過去の膨大な運転履歴情報が蓄積されることになる。運転履歴情報データベース41は、各利用者宅A1,A2,・・・,Anの家族構成、給湯機20の機種名及び機種番号、ならびに給湯機20が設置された地域コードなどに運転履歴情報を対応付けるデータ構造となっている。
また、通信部131は、利用者からリモコン11に操作命令が入力された場合には、インターネット回線7を介してその利用者宅A1,A2,・・・,Anのコントローラ10から操作命令を受信する。
さらに、通信部131は、制御部132により作成される給湯機20の給湯機20に対する制御命令をインターネット回線7を介して対応する利用者宅A1,A2,・・・,Anのコントローラ110に送信する。
〔制御部〕
制御部132は、CPU、ROM及びRAM等から構成されており、センターサーバ130の全体の動作を制御している。また、制御部132は、CPUがROMに格納されている所定のプログラムを読み出して実行することにより、給湯機20の貯湯運転のスケジュールを作成する。
(制御部が貯湯運転のスケジュールを作成する処理)
制御部132は、図10に示されるフローチャートに従って、給湯機20の貯湯運転のスケジュールを作成する処理を実行する。この処理は、制御部132により、1日1回、所定の時刻(本実施形態では、午前6時)に実行される。
ステップS101では、制御部132は、電力負荷予測曲線算出ブロック132aとして動作する。電力負荷予測曲線算出ブロック132aは、記憶部140に記憶された時刻ごとの総電力量情報に基づいて、電力会社5から電力の供給を受けている給湯機20以外の全ての機器O1,O2,・・・,Onによる向こう1日の時刻ごとの電力負荷を示す電力負荷予測曲線L1(図11(a)参照)を算出する。
次に、ステップS102では、制御部132は、属性情報収集ブロック132bとして動作する。属性情報収集ブロック132bは、各利用者宅A1,A2,・・・,Anについて、最大貯湯量、目標貯湯温度、機種名、現在の貯湯量及び現在の貯湯温度などの給湯機20の属性情報を収集する。
なお、最大貯湯量とは、利用者から操作命令が入力されてタンク22内に貯湯すべき貯湯量の上限値が定められた場合には、その上限値となり、特に上限値が定められていない場合には、タンク22内に貯湯することが可能な最大の貯湯量となる。目標貯湯温度とは、利用者から操作命令が入力されてタンク22の貯湯温度の目標値が定められた場合には、その目標値となり、特に目標値が定められていない場合には、タンク22の規格として定められている標準の貯湯温度となる。なお、タンク22内に貯湯することが可能な最大の貯湯量やタンク22の規格として定められている標準の貯湯温度に関する情報は、各利用者宅A1,A2,・・・,Anの給湯機20からセンターサーバ130にインターネット回線7を介して送信されてくる情報であって、予め記憶部140に格納されているものとする。
また、現在の貯湯量は、水位センサ28により計測されたタンク22内の最新の貯湯量とされ、運転履歴情報データベース41を参照して得られる。現在の貯湯温度は、温度計27aにより計測されたタンク22内の最新の貯湯温度とされ、運転履歴情報データベース41を参照して得られる。
次に、ステップS103では、制御部132は、外気温度予測ブロック132cとして動作する。外気温度予測ブロック132cは、気象情報データベース42に格納されている最新の気象予測情報に基づいて、各利用者宅A1,A2,・・・,Anについて、給湯機20が設置された利用者宅付近の向こう1日の時刻ごとの外気温度を予測する。
次に、ステップS104では、制御部132は、給水温度予測ブロック132dとして動作する。給水温度予測ブロック132dは、運転履歴情報データベース41を参照して、温度計27bにより計測された最新の給水温度を読み出す。そして、給水温度予測ブロック32bは、最新の給水温度及びステップS103で予測された向こう1日の時刻ごとの外気温度に基づいて、各利用者宅A1,A2,・・・,Anについて、給湯機20のタンク22内に給水される水の向こう1日の時刻ごとの給水温度を予測する。このとき、記憶部140には、過去の運転履歴情報に基づいて外気温度と給水温度との相関関係が予め算出されて記憶されているものとする。そして、このステップS104では、この相関関係に基づいて、向こう1日の時刻ごとの給水温度が予測される。
次に、ステップS105では、制御部132は、運転効率予測ブロック132eとして動作する。運転効率予測ブロック132eは、ステップS103で予測された向こう1日の時刻ごとの外気温度及びステップS104で予測された向こう1日の時刻ごとの給水温度に基づいて、各利用者宅A1,A2,・・・,Anについて、給湯機20の向こう1日の時刻ごとの運転効率(COP)を予測する。具体的には、記憶部140には、図6に示す運転効率算出表と同様の表が給湯機20の機種名ごとに記憶されている。運転効率予測ブロック132eは、各利用者宅A1,A2,・・・,Anの給湯機20について、機種名から対応する運転効率算出表を選択し、ステップS103で予測された外気温度に対応する行とステップS104で予測された給水温度に対応する列とがクロスする位置の値を読み出して、給湯機20の運転効率(COP)とする。
次に、ステップS106では、制御部132は、仮スケジュール作成ブロック132fとして動作する。仮スケジュール作成ブロック132fは、ステップS102で収集された属性情報と、ステップS103で予測された向こう1日の時刻ごとの外気温度と、ステップS104で予測された向こう1日の時刻ごとの給水温度と、ステップS104で予測された向こう1日の時刻ごとの運転効率(COP)と、給湯機20の貯湯能力及び消費電力の情報に基づいて、所定の時刻(本実施形態では、翌日の午前6時)にタンク22内に最大貯湯量かつ目標貯湯温度の湯を沸き上げるために給湯機20の貯湯運転に必要となる向こう1日の時刻ごとの電力量を予測する。なお、給湯機20の貯湯能力及び消費電力の情報は、記憶部140に給湯機20の機種名ごとに予め記憶されており、機種名から特定されて利用されるものとする。
このとき、給湯機20の貯湯運転に必要となる向こう1日の時刻ごとの電力量は、各利用者宅A1,A2,・・・,Anの給湯機20について予測される。そして、仮スケジュール作成ブロック132fは、各利用者宅A1,A2,・・・,Anの給湯機20について予測されたこれらの電力量に湯切れのリスクを考慮して、各利用者宅A1,A2,・・・,Anの給湯機20についての余裕ある向こう1日の貯湯運転の仮スケジュールを作成する。
次に、ステップS107では、制御部132は、消費電力予測曲線算出ブロック132gとして動作する。消費電力予測曲線作成ブロック132gは、ステップS106で予測された全ての給湯機20についての向こう1日の時刻ごとの電力量を合算して、全ての利用者宅A1,A2,・・・,Anの給湯機20において消費される向こう1日の時刻ごとの総電力量を示す消費電力予測曲線L2(図11(b)参照)を算出する。
次に、ステップS108では、制御部132は、タイミング決定ブロック132hとして動作する。タイミング決定ブロック132hは、電力会社5が賄う給湯機20及び給湯機20以外の機器O1,O2,・・・,Onによる電力負荷が平準化されるように、ステップS106で作成された仮スケジュールを前倒しして給湯機20の貯湯運転のスケジュールを作成する。具体的には、ステップS101で算出された電力負荷予測曲線L1が谷となる時間帯T1,T2(図11(a)参照)に給湯機20の貯湯運転が集中するように調整される。このような調整がなされると、ステップS107で算出された消費電力予測曲線L2は、変形されて消費電力予測曲線L3(図11(c)参照)のようになる。なお、消費電力予測曲線L3(図11(c)参照)には余裕しろが見込まれており、消費電力予測曲線L3から余裕しろを除くと曲線L4(図11(c)参照)となる。この余裕しろは、時刻ごとに過去のデータから統計的に算出される。
このステップS108では、タイミング決定ブロック132hは、電力会社5が賄う電力負荷が平準化されるように、各利用者宅A1,A2,・・・,Anについて、給湯機20が向こう1日に貯湯運転を実行するタイミング、すなわち、向こう1日に貯湯運転を開始する開始時刻及び貯湯運転を停止する停止時刻を決定する。なお、このステップS108では、仮スケジュールを前倒しすることにより貯湯運転のスケジュールが作成されるため、各時刻において必要とされる貯湯量が確保されることになる。
次に、ステップS109では、制御部132は、制御命令送信ブロック132iとして動作する。制御命令送信ブロック132iは、ステップS108で決定された開始時刻又は停止時刻になると、対応する利用者宅A1,A2,・・・,Anの給湯機20に貯湯運転を開始または停止させるための制御命令を生成して、対応する利用者宅A1,A2,・・・,Anのコントローラ110へ通信部131及びインターネット回線7を介して送信する。ステップS109は、所定の時間ΔTが経過するまで繰り返される。なお、このとき生成される制御命令には、給湯機20の目標貯湯温度を設定するための命令も含まれる。
次に、ステップS110では、制御部132は、ステップS108で決定された1日分の開始時刻及び停止時刻に対応する全ての制御命令が、ステップS109において対応する利用者宅A1,A2,・・・,Anへ送信されたか否かを判断する。全ての制御命令が送信されたと判断される場合には、処理は終了し、未だ送信されていないと判断される場合には、ステップS111に進む。
ステップS111では、制御部132は、各利用者宅A1,A2,・・・,Anについて、給湯機20のタンク22内の現在の貯湯量及び現在の貯湯温度を取得する。具体的には、制御部132は、通信部131及びインターネット回線7を介して、各利用者宅A1,A2,・・・,Anのコントローラ110と通信し、水位センサ28により計測されたタンク22内の最新の貯湯量と、温度計27aにより計測されたタンク22内の最新の貯湯温度とを受信する。
次に、ステップS112では、制御部132は、スケジュール見直しブロック132jとして動作する。スケジュール見直しブロック132jは、ステップS111で取得された現在の貯湯量及び現在の貯湯温度に基づいて、ステップS108で各利用者宅A1,A2,・・・,Anについて作成された給湯機20の貯湯運転のスケジュールを見直しする。例えば、スケジュール見直しブロック132jは、現在の貯湯量が予測より多い場合などにその余分の貯湯量に対応する時間だけ、ステップS108で作成された当初の貯湯運転のスケジュールに停止時間帯T3,T4を組み込むことにより(図12参照)、再度、向こう1日の貯湯運転の開始時刻及び停止時刻を決定する。なお、このとき、停止時間帯T3,T4は、例えば5分を単位としてランダムに設定される。
以上により、所定の時間ΔTごとに不要な貯湯運転の有無が確認され、不要な貯湯運転が存在していることが確認された場合にはその余分の運転時間が省略されるように貯湯運転スケジュールが見直されるため、ステップS108で考慮された余裕しろが減少していくことになる。また、停止時間帯が細切れの時間単位(本実施形態では、5分)でランダムに設定されるため、電力会社5が賄う電力負荷が均等に低減されることになる。
続いて、ステップS112が終了すると、処理はステップS109へ進む。なお、ステップS112の後のステップS109では、ステップS108で決定された開始時刻又は停止時刻ではなくステップS112で再度決定された開始時刻又は停止時刻になると、対応する利用者宅A1,A2,・・・,Anへ制御命令が送信されることになる。
(利用者に給湯機の使用に対する電力料金を課金する処理)
給湯機制御システム101では、給湯機20の貯湯運転のスケジュールは、電力負荷を平準化するという電力会社5の都合により作成されている。すなわち、どの利用者宅A1,A2,・・・,Anの給湯機20の貯湯運転についても、電力消費が最小化される時間帯で実行されるとは限らないようになっている。したがって、電力使用量に応じて課金すると、利用者からクレームを受けることが懸念される。そこで、電力会社5では、給湯機20が消費した電力ではなく、給湯機20が消費した熱量に基づいて、電力料金を課金するシステムが採用されている。
管理会社3のセンターサーバ130は、給湯機20からインターネット回線7を介して所定の間隔(本実施形態では、1時間)で送信されてくる給湯機20の貯湯量、貯湯温度及びその時点での給水温度に関する情報を記憶しており、これらの情報に基づいて、給湯機20が消費した熱量に関する情報を管理する。これらの熱量に関する情報は、貯湯量、貯湯温度及びその時点での給水温度に関する情報とともに、各利用者宅A1,A2,・・・,Anに対応付けられた形式で記憶部140に記憶される。そして、センターサーバ130は、所定の間隔(例えば、1ヶ月)で又は所定の日(利用者への電力料金の請求日に基づいて設定される日)に、電力会社5が設定した電力料金の課金方法の詳細に基づいて、各利用者宅A1,A2,・・・,Anの利用者に請求すべき電力料金を算出する。
(第2実施形態の特徴)
第2実施形態では、第1実施形態のように間接的に電力負荷が平準化されるのではなく、利用者の意図に関係なくセンターサーバ130の意図どおりに給湯機20の貯湯運転が実行されるため、より確実に電力負荷が平準化されるようになっている。
また、利用者にとって必要となる貯湯量が確保されるように給湯機20の駆動運転のスケジュールが作成されるため、電力料金が安くなるが不便や不快を強いられるというような一般のデマンド制御において生じ易い問題も回避されるようになっている。
(変形例)
(1)
第2実施形態では、給湯機20の貯湯運転のスケジュールを作成する処理は、管理会社3のセンターサーバ130により実行されているが、この態様に限定されない。例えば、給湯機20の貯湯運転のスケジュールを作成する処理は、電力会社5の管理用サーバにより実行されてもよいし、コントローラ110により実行されてもよい。
(2)
第2実施形態では、操作命令がリモコン11の操作ボタン11aを介して入力されるようになっているが、さらに、外出中の利用者から携帯電話を介して入力可能になっていてもよい。この場合、携帯電話を介して利用者から入力された操作命令は、インターネット回線7を介して利用者宅A1,A2,・・・,Anのコントローラ110まで送信される。
また、リモコン11や携帯電話を介して入力されるこの操作命令には、タンク22内に最大貯湯量かつ目標貯湯温度の湯を沸き上げる所定の時刻(第2実施形態では、翌日の午前6時)を設定する命令が含まれていてもよい。
(3)
第2実施形態のステップS101では、電力負荷予測曲線L1は、記憶部140に記憶された時刻ごとの総電力量情報に基づいて算出されているが、本発明は、この態様に限定されない。上述のステップS101では、その他、電力負荷予測曲線L1を算出することが可能となる任意の方法を採用し得る。
(4)
第2実施形態では、電力会社5と管理会社3とは別のものとして記載されているが、これらは同じ会社であってもよい。すなわち、電力会社5ないし電力会社5の管理サーバが担っている機能を、管理会社3のセンターサーバ130が担うようになっていてもよい。この場合、第2実施形態において電力会社5と管理会社3との間のインターネット回線7を介した通信は、センターサーバ130の内部通信となる。
(5)
第2実施形態のステップS104で給水温度を予測するために利用される外気温度と給水温度との相関関係は、センターサーバ130の学習機能により自動的に再計算されるように設定されていてもよい。例えば、初回運転時に再計算されてもよいし、定期的に再計算されてもよい。
(6)
第2実施形態において、タンク22の最大貯湯量、タンク22の目標貯湯温度及びタンク22内に最大貯湯量かつ目標貯湯温度の湯を沸き上げる所定の時刻(第2実施形態では、良く一の午前6時)は、記憶部140に予め格納されている、又は利用者により入力される等により設定されているが、運転履歴情報に基づいて学習されて、自動的に最適化されるようになっていてもよい。
この場合、センターサーバ130は、運転履歴情報データベース41及び季節情報データベース42を参照して、給湯機20の使用パターンを学習する。例えば、センターサーバ130は、その季節であればタンク22内にNリットルの貯湯量があり、また、貯湯温度がK℃であれば利用者の要求に足りることが判明した場合には、最大貯湯量をNリットル、目標貯湯温度をK℃に設定する。また、センターサーバ130は、その季節であれば湯の使用が常にT時以降であることが判明した場合には、タンク22内に最大貯湯量かつ目標貯湯温度の湯を沸き上げる所定の時刻をT時に設定する。
(7)
第2実施形態では、給湯機20の機種名ごとに運転効率算出表や貯湯能力及び消費電力に関する情報が予め記憶部140に記憶されており、ステップS105,S106において利用されているが、本発明はこの態様に限定されない。センターサーバ130は、各利用者宅A1,A2,・・・,Anから給湯機20の機種名に関する情報を受信することに加えて、又は代えて、明示的に運転効率算出表や貯湯能力及び消費電力に関する情報を受信するようになっていてもよい。
本発明は、電力会社が賄う電力負荷の平準化を促進することができるという効果を有し、水道源から給水される水を沸かしてタンク内に貯湯しておき、利用者からの要求に応じて湯を提供する給湯機を制御する給湯機制御装置として有用である。
本発明の第1実施形態に係るセンターサーバ(給湯機制御装置)30を含む給湯機制御システム1の構成を示す図。 電力会社5により定められた日ごと時刻ごとに異なる電力単価を示す図。 第1実施形態に係る利用者宅A1,A2,・・・,Anの構成を示す図。 第1実施形態に係る管理会社3の構成を示す図。 給湯機20の貯湯運転を実行するか否かを決定する処理を示すフローチャート。 運転効率算出表を示す図。 本発明の第2実施形態に係るセンターサーバ(給湯機制御装置)130を含む給湯機制御システム101の構成を示す図。 第2実施形態に係る利用者宅A1,A2,・・・,Anの構成を示す図。 第2実施形態に係る管理会社3の構成を示す図。 給湯機20の貯湯運転のスケジュールを作成する処理を示すフローチャート。 (a)電力負荷予測曲線L1を示す図。(b)消費電力予測曲線L2を示す図。(c)消費電力予測曲線L3を示す図。 給湯機20の貯湯運転のスケジュールの見直し処理を説明する念図。
5 電力会社
11b ディスプレイ
20 給湯機
22 タンク
26 水道源
30,130 センターサーバ
31a 電力単価情報取得ブロック
31b 気象情報取得ブロック
32,132 制御部
32a 外気温度予測ブロック
32b 給水温度予測ブロック
32c 運転効率予測ブロック
32d 電力料金予測ブロック
32e 実行決定ブロック
32g 水道料金予測ブロック
131a 電力負荷情報取得ブロック
132a 電力負荷予測曲線算出ブロック
132h タイミング決定ブロック

Claims (5)

  1. 水道源(26)から給水される水を沸かしてタンク(22)内に貯湯しておき、利用者からの要求に応じて湯を提供する給湯機(20)を制御する給湯機制御装置(30)であって、
    前記給湯機(20)に電力を供給する電力会社(5)により定められた日時ごとの電力単価に関する情報である電力単価情報を取得する電力単価情報取得手段(31a)と、
    前記電力単価情報に基づいて、前記利用者が負担する電力料金が最適化されるように前記給湯機(20)の貯湯運転のスケジュールを作成するスケジュール作成手段(32)と、
    気象に関する情報である気象情報を取得する気象情報取得手段(31b)と、
    を備え、
    前記スケジュール作成手段(32)は、
    前記気象情報に基づいて、前記給湯機(20)の設置場所付近の外気温度を予測する外気温度予測部(32a)と、
    前記タンク(22)内に給水される水の温度である給水温度を予測する給水温度予測部(32b)と、
    前記外気温度及び前記給水温度に基づいて、前記給湯機(20)の運転効率を予測する運転効率予測部(32c)と、
    前記運転効率及び前記電力単価情報に基づいて、前記貯湯運転に必要となる電力料金を予測する電力料金予測部(32d)と、
    を有する、
    給湯機制御装置(30)。
  2. 前記スケジュール作成手段(32)は、
    前記電力料金と所定の第1基準料金とを比較した結果に基づいて、前記貯湯運転を実行するか否かを決定する実行決定部(32e)、
    をさらに有する、
    請求項1に記載の給湯機制御装置(30)。
  3. 前記スケジュール作成手段(32)は、
    水道単価に関する情報である水道単価情報に基づいて、前記貯湯運転に必要となる水道料金を予測する水道料金予測部(32g)と、
    前記水道料金と前記電力料金との合算料金と所定の第2基準料金とを比較した結果に基づいて、前記貯湯運転を実行するか否かを決定する実行決定部(32e)と、
    をさらに有する、
    請求項1に記載の給湯機制御装置(30)。
  4. 前記実行決定部(32e)は、さらに前記タンク(22)内の貯湯量と所定の貯湯量とを比較した結果に基づいて、前記貯湯運転を実行するか否かを決定する、
    請求項2又は3に記載の給湯機制御装置(30)。
  5. 記電力単価情報に基づいて、前記タンク(22)内の貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方を抑制することを促すメッセージを前記利用者に通知する通知手段(11b)と、
    前記タンク(22)内の貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方を設定する操作を受け付ける受付手段(11a)と、
    をさらに備え、
    前記スケジュール作成手段は、前記受付手段が前記貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方を受け付けた場合には、前記受付手段が受け付けた前記貯湯量及び貯湯温度の少なくとも一方にさらに基づいて、前記スケジュールを作成する、
    請求項1〜4のいずれかに記載の給湯機制御装置(30)。
JP2005329841A 2005-11-15 2005-11-15 給湯機制御装置 Expired - Fee Related JP4752460B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005329841A JP4752460B2 (ja) 2005-11-15 2005-11-15 給湯機制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005329841A JP4752460B2 (ja) 2005-11-15 2005-11-15 給湯機制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007139213A JP2007139213A (ja) 2007-06-07
JP4752460B2 true JP4752460B2 (ja) 2011-08-17

Family

ID=38202305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005329841A Expired - Fee Related JP4752460B2 (ja) 2005-11-15 2005-11-15 給湯機制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4752460B2 (ja)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5203855B2 (ja) * 2007-10-10 2013-06-05 パナソニック株式会社 貯湯式給湯装置、運転計画装置及び運転計画方法
JP5192406B2 (ja) * 2009-01-21 2013-05-08 株式会社コロナ ヒートポンプ式給湯機の沸き上げ目標温度決定方法
JP5384132B2 (ja) * 2009-02-12 2014-01-08 中国電力株式会社 ヒートポンプ給湯のシミュレーションプログラム
JP5405964B2 (ja) * 2009-09-28 2014-02-05 パナソニック株式会社 ヒートポンプ給湯システム
JP5405963B2 (ja) * 2009-09-28 2014-02-05 パナソニック株式会社 ヒートポンプ給湯システム
JP5121882B2 (ja) * 2010-05-27 2013-01-16 三菱電機株式会社 沸上げ制御システム、沸上げ制御方法及びプログラム
JP5204819B2 (ja) * 2010-08-31 2013-06-05 株式会社日立製作所 エネルギマネジメントシステムおよびエネルギマネジメント方法
JP5185351B2 (ja) * 2010-11-01 2013-04-17 三菱電機株式会社 給湯機制御システム、給湯機制御装置、給湯機制御方法、およびプログラム
JP5158236B2 (ja) 2011-06-30 2013-03-06 ダイキン工業株式会社 設備機器の制御装置
JP5919881B2 (ja) * 2012-02-27 2016-05-18 ダイキン工業株式会社 ヒートポンプ式給湯装置
JP5994282B2 (ja) * 2012-02-27 2016-09-21 ダイキン工業株式会社 ヒートポンプ機器エネルギー管理装置
GB2500618B (en) * 2012-03-26 2015-07-15 Basic Holdings Storage heaters
JP6040348B2 (ja) * 2012-05-15 2016-12-07 株式会社ノーリツ 給湯システム
JP6083222B2 (ja) * 2012-12-07 2017-02-22 ダイキン工業株式会社 コントローラ
JP5751247B2 (ja) * 2012-12-27 2015-07-22 ダイキン工業株式会社 給湯制御システム
JP5831537B2 (ja) * 2013-06-28 2015-12-09 ダイキン工業株式会社 給湯制御システム
JP6582476B2 (ja) * 2015-03-20 2019-10-02 ダイキン工業株式会社 給湯機の制御装置
JP6712505B2 (ja) * 2016-06-17 2020-06-24 リンナイ株式会社 熱媒加熱装置
JP6789012B2 (ja) * 2016-07-04 2020-11-25 リンナイ株式会社 熱供給装置
JP6513257B2 (ja) * 2018-04-17 2019-05-15 三菱電機株式会社 コントローラ、スケジュール作成方法、及びプログラム
JP7172670B2 (ja) * 2019-02-01 2022-11-16 三菱電機株式会社 貯湯式給湯装置
CN115978787B (zh) * 2023-03-15 2023-06-20 绵阳高新区恒奥电子科技有限公司 节能型储热式热水器

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60221661A (ja) * 1984-04-18 1985-11-06 日立化成工業株式会社 ヒ−トポンプ給湯システム
JP2506114B2 (ja) * 1987-07-10 1996-06-12 株式会社日立製作所 ヒ−トポンプ式給湯設備
JPH099502A (ja) * 1995-06-23 1997-01-10 Mitsubishi Electric Corp デマンド制御装置
JP3882278B2 (ja) * 1997-07-22 2007-02-14 松下電器産業株式会社 機器制御システム
JP3680712B2 (ja) * 2000-07-19 2005-08-10 ダイキン工業株式会社 エネルギー使用機器適正運用装置、及びエネルギー使用機器適正運用方法
JP3773404B2 (ja) * 2000-07-19 2006-05-10 ダイキン工業株式会社 省エネルギー機器導入システム
JP2002032441A (ja) * 2000-07-19 2002-01-31 Daikin Ind Ltd 省エネルギー機器導入方法
JP3760876B2 (ja) * 2002-03-14 2006-03-29 松下電器産業株式会社 温水器
JP2005249358A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 冷蔵庫システムおよびそのプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007139213A (ja) 2007-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4752460B2 (ja) 給湯機制御装置
US20200271342A1 (en) System and method for using a mobile electronic device to optimize an energy management system
US20200034939A1 (en) Energy budget manager
CN108292860B (zh) 电力控制装置、运转计划制定方法以及记录介质
JP4703736B2 (ja) エネルギー管理システム及び方法
JP5121882B2 (ja) 沸上げ制御システム、沸上げ制御方法及びプログラム
US10584890B2 (en) System and method for using a mobile electronic device to optimize an energy management system
CN104137375B (zh) 热泵设备能量管理装置
JP7146035B2 (ja) 給湯システム、沸き上げスケジュール作成装置、沸き上げスケジュール作成方法及びプログラム
EP2136152B1 (en) Heating System
WO2013018380A1 (ja) 電気機器の制御装置および制御システム
JP5463298B2 (ja) エネルギー供給システム
CN111008722A (zh) 氢供需匹配系统、氢供需匹配方法
JP5919881B2 (ja) ヒートポンプ式給湯装置
JP5375670B2 (ja) ハイブリッドシステム
JP6115831B2 (ja) コントローラ、スケジュール作成方法、及びプログラム
JP6719669B2 (ja) 制御装置、電力管理システム、機器の制御方法及びプログラム
JP6719672B2 (ja) 制御装置、電力管理システム、情報提示方法及びプログラム
JP5927982B2 (ja) ヒートポンプ式給湯機
CN114846277A (zh) 空调机的剩余价值算出系统以及空调机的辅助系统
WO2023161988A1 (ja) 蓄熱システムおよび情報処理装置
JP6789012B2 (ja) 熱供給装置
EP2733563A2 (en) Method and apparatus for controlling heating system
JP5622608B2 (ja) 機器制御装置及び機器制御方法
JP2023016133A (ja) 給湯機制御装置、給湯システム、沸き上げスケジュール生成方法およびプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080825

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101026

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101221

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20101221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110201

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110224

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110426

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110509

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140603

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140603

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees