JP5127595B2 - Hot water supply system, distribution board - Google Patents
Hot water supply system, distribution board Download PDFInfo
- Publication number
- JP5127595B2 JP5127595B2 JP2008167738A JP2008167738A JP5127595B2 JP 5127595 B2 JP5127595 B2 JP 5127595B2 JP 2008167738 A JP2008167738 A JP 2008167738A JP 2008167738 A JP2008167738 A JP 2008167738A JP 5127595 B2 JP5127595 B2 JP 5127595B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- heat pump
- power
- commercial power
- capacity
- 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.)
- Active
Links
Description
本発明は、給湯システム、分電盤に関する。 The present invention relates to a hot water supply system and a distribution board.
近年、従前より電力で駆動されていた冷蔵庫、洗濯機、電子レンジ等といった家電製品向けのエネルギーの他に、浴室や洗面台等での給湯、キッチンでの調理、リビングでの冷暖房等といった日頃の生活環境で必要なエネルギーを全て電力で賄うオール電化住宅が普及している。また、これに伴って、住宅内に分散配置された各家電製品に向けて満遍なく電力を分配するとともに、各家電製品の安全使用のために漏電遮断器や配線用遮断器等が一体的に配設された分電盤に対し、オール電化に向けて取り扱うべき負荷の数や用途が増大するために、更なる高機能化が求められている。 In recent years, in addition to energy for household appliances such as refrigerators, washing machines, microwave ovens, etc., which have been driven by electricity, hot water supply in bathrooms and washstands, cooking in the kitchen, air conditioning in the living room, etc. All-electric homes that use electricity to supply all the energy needed in the living environment are widespread. In addition, along with this, power is distributed evenly to each home appliance distributed in the house, and earth leakage circuit breakers and wiring circuit breakers are integrally distributed for safe use of each home appliance. In order to increase the number of loads and applications that should be handled for all electrification, there is a need for further enhancement of functionality.
例えば、以下に示す特許文献１に開示される分電盤は、商用電源からの商用電力を直流電力に変換する整流器と、整流器からの直流電力を蓄電する蓄電池と、交流電力（商用電力）が必要な家電製品等の分電盤負荷のために蓄電池からの直流電力を交流電力に変換するインバータと、を有した無停電電源装置を設置しており、停電時や過負荷時において蓄電池に蓄電しておいた直流電力をインバータを介して利用することによって、分電盤負荷の安定した駆動を実現する、という効果を謳っている。
ところで、マンションやアパート等の既存の集合住宅をオール電化住宅に変更する一環として、浴室や洗面台等での給湯システムをヒートポンプ式電気給湯器を用いて実現しようとした場合、貯湯ユニットの設置場所が確保できないという課題が生じている。例えば、貯湯ユニットが容量３７０リットル、大きさ１９００ｍｍ×１１２０ｍｍ×４３０ｍｍの仕様である場合、貯湯ユニットのみで満水時には約４６０ｋｇもの重量となる。一方、一般的なマンションの耐荷重は１８０ｋｇ／ｍ２とされているため、貯湯ユニットを設置するための面積としては計算上２．５〜３ｍ２程度が必要となる。これに対して集合住宅の通路やベランダ等の空き空間は、非常用の通路として設備の設置が禁止されていることが多く、実際に設置できる場所は限られている。 By the way, as a part of changing existing apartment houses such as condominiums and apartments to all-electric houses, if a hot water supply system in a bathroom or washbasin is to be realized using a heat pump electric water heater, the location of the hot water storage unit There is a problem that cannot be secured. For example, if the hot water storage unit has a capacity of 370 liters and a size of 1900 mm × 1120 mm × 430 mm, the hot water storage unit alone is about 460 kg in weight when full. On the other hand, since the load capacity of a general apartment is 180 kg / m 2 , the area for installing the hot water storage unit needs to be about 2.5 to 3 m 2 in calculation. In contrast, empty spaces such as passageways and verandas in apartment buildings are often prohibited from being installed as emergency passages, and places where they can actually be installed are limited.
また、電気給湯器を分電盤の負荷の一つとして取り扱う場合、ヒートポンプ式電気給湯器による給湯の際に一時的に必要となる消費電力は、その他の負荷である家電製品等の消費電力と比べて非常に大きい。従って、分電盤は大容量の蓄電池並びに大出力のインバータを備える必要がある。すると、給湯システムの導入コスト又は再構築コストが増大化する懸念がある。また、最悪の場合には、ヒートポンプ式電気給湯器の消費電力が大きいために、一般家庭向けの契約電力では賄いきれず、一般家庭に普及しない虞がある。 In addition, when an electric water heater is handled as one of the loads on the distribution board, the power consumption temporarily required for hot water supply by the heat pump type electric water heater is the power consumption of home appliances and other loads that are other loads. Very large compared. Therefore, the distribution board needs to have a large capacity storage battery and a high output inverter. Then, there is a concern that the introduction cost or the reconstruction cost of the hot water supply system increases. In the worst case, the power consumption of the heat pump type electric water heater is large, so the contract power for general households cannot be covered and there is a possibility that it will not spread to general households.
本発明は、ヒートポンプユニットと、当該ヒートポンプユニットにより生成された温水を貯蔵する貯湯ユニットとを備えるヒートポンプ式電気給湯器と、当該ヒートポンプ式電気給湯器を含めた複数の負荷に対し商用電源から供給される商用電力を分配供給する分電盤と、を有した給湯システムであって、前記分電盤は、前記商用電力を直流電力に変換する整流器と、前記商用電力を前記整流器により変換した直流電力によって充電される蓄電池と、前記蓄電池に充電された直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記商用電源から供給される前記商用電力又は前記インバータから供給される前記交流電力を選択して前記ヒートポンプ式電気給湯器に供給するスイッチと、深夜時間帯には、当該深夜時間帯の商用電力を用いて前記ヒートポンプユニットを運転させるとともに、当該深夜時間帯の商用電力を用いて前記蓄電池を充電させ、当該深夜時間帯以外の時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転する場合、前記蓄電池の残量に応じて前記スイッチの選択を前記商用電力から前記交流電力に切り替える制御回路と、を有し、前記蓄電池は、放電深度の高い順に、第１の容量、第２の容量、第３の容量が設定され、前記第１の容量は、前記商用電源から供給される電流量が所定の基準電流量を超える場合又は停電が発生した場合、前記複数の負荷の一部又は全部に分配供給される前記商用電力の補償に用いられ、前記第２の容量は、深夜時間帯以外の時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転する場合に用いられ、前記第３の容量は、自由に利用可能であることを特徴とする。 The present invention is supplied from a commercial power supply to a plurality of loads including a heat pump electric water heater including a heat pump unit and a hot water storage unit that stores hot water generated by the heat pump unit, and the heat pump electric water heater. A distribution board for distributing and supplying commercial power, the distribution board comprising: a rectifier that converts the commercial power into DC power; and a DC power that is converted from the commercial power by the rectifier. The heat pump by selecting the storage battery charged by the inverter, the inverter for converting the DC power charged in the storage battery into AC power, the commercial power supplied from the commercial power source or the AC power supplied from the inverter A switch to be supplied to the electric water heater, and in the midnight hours, the heat is generated using commercial power in the midnight hours. When operating the pump unit, charging the storage battery using commercial power in the midnight time zone, and operating the heat pump unit in a time zone other than the midnight time zone, the switch according to the remaining amount of the storage battery A control circuit that switches the selection from the commercial power to the AC power, and the storage battery has a first capacity, a second capacity, and a third capacity set in descending order of discharge depth, The capacity of 1 is used to compensate for the commercial power distributed and supplied to some or all of the plurality of loads when the amount of current supplied from the commercial power source exceeds a predetermined reference current amount or when a power failure occurs. used, the second capacitor is used when operating the heat pump unit in a time zone other than the late-night hours, the third volume, to being a freely available .
また、上記システムであって、前記制御回路は、深夜時間帯以外の時間帯において、時間情報及び環境情報に基づいて前記貯湯ユニットに貯蔵される温水の熱エネルギーとしての目標エネルギーを算定するとともに、前記貯湯ユニットに貯蔵される温水の熱エネルギーが前記目標エネルギーとなるように前記ヒートポンプユニットの運転を制御すること、が好ましい。 Further, in the above system, the control circuit calculates target energy as thermal energy of hot water stored in the hot water storage unit based on time information and environmental information in a time zone other than midnight time zone, It is preferable to control the operation of the heat pump unit so that the thermal energy of hot water stored in the hot water storage unit becomes the target energy.
また、上記システムであって、前記制御回路は、所定時間以上連続した給湯が行われた場合、前記ヒートポンプユニットの運転を開始させること、が好ましい。 Moreover, it is said system, Comprising: It is preferable that the said control circuit starts the driving | operation of the said heat pump unit, when the hot water supply continued more than predetermined time.
また、本発明は、ヒートポンプユニットと、当該ヒートポンプユニットにより生成された温水を貯蔵する貯湯ユニットとを備えるヒートポンプ式電気給湯器とを備えるヒートポンプ式電気給湯器を含めた複数の負荷に対し商用電源から供給される商用電力を分配供給する分電盤であって、前記商用電力を直流電力に変換する整流器と、前記商用電力を前記整流器により変換した直流電力によって充電される蓄電池と、前記蓄電池に充電された直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記商用電源から供給される前記商用電力又は前記インバータから供給される前記交流電力を選択して前記ヒートポンプ式電気給湯器に供給するスイッチと、深夜時間帯には、当該深夜時間帯の商用電力を用いて前記ヒートポンプユニットを運転させるとともに、当該深夜時間帯の商用電力を用いて前記蓄電池を充電させ、当該深夜時間帯以外の時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転する場合、前記蓄電池の残量に応じて前記スイッチの選択を前記商用電力から前記交流電力に切り替える制御回路と、を有し、前記蓄電池は、放電深度の高い順に、第１の容量、第２の容量、第３の容量が設定され、前記第１の容量は、前記商用電源から供給される電流量が所定の基準電流量を超える場合又は停電が発生した場合、前記複数の負荷の一部又は全部に分配供給される前記商用電力の補償に用いられ、前記第２の容量は、深夜時間帯以外の時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転する場合に用いられ、前記第３の容量は、自由に利用可能であることを特徴とする。 Further, the present invention provides a commercial power supply for a plurality of loads including a heat pump electric water heater including a heat pump unit and a heat pump electric water heater including a hot water storage unit that stores hot water generated by the heat pump unit. A distribution board that distributes and supplies supplied commercial power, a rectifier that converts the commercial power into DC power, a storage battery that is charged by DC power that is converted from the commercial power by the rectifier, and a charge to the storage battery An inverter that converts the direct current power into alternating current power, a switch that selects the commercial power supplied from the commercial power source or the alternating current power supplied from the inverter, and supplies it to the heat pump type electric water heater, midnight In the time zone, if the heat pump unit is operated using commercial power in the midnight time zone, In addition, when the storage battery is charged using commercial power in the midnight time zone and the heat pump unit is operated in a time zone other than the midnight time zone, the selection of the switch is performed according to the remaining amount of the storage battery. possess a control circuit for switching from a commercial power into the AC power, wherein the storage battery, the high depth of discharge order, a first capacitor, a second capacitor, the third capacitor is set, the first volume When the amount of current supplied from the commercial power source exceeds a predetermined reference current amount or when a power failure occurs, it is used for compensation of the commercial power distributed and supplied to some or all of the plurality of loads, The second capacity is used when the heat pump unit is operated in a time zone other than the midnight time zone, and the third capacity can be freely used .
本発明によれば、設備の利用効率を向上させた給湯システムや当該給湯システム向けの分電盤を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hot water supply system which improved the utilization efficiency of an installation, and the distribution board for the said hot water supply system can be provided.
＜＜＜給湯システムの全体構成＞＞＞
図１は、本実施形態に係る給湯システムの全体構成を示した図である。
図１に示す給湯システム１００は、所定の給水源からヒートポンプ式電気給湯器２０に向けて冷水を給水するための給水管１と、ヒートポンプ式電気給湯器２０と、ヒートポンプ式電気給湯器２０から混合栓３２に向けて温水を給湯するための給湯管２と、混合栓３２に向けて所定の給水源からの冷水を給水するための給水管３と、給水管３から給水された冷水と給湯管２から給湯された温水とを混合させる混合栓３２と、混合栓３２から温水が給湯される浴槽３０と、分電盤４０と、により主に構成される。
<<< Overall configuration of hot water supply system >>>
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a hot water supply system according to the present embodiment.
A hot water supply system 100 shown in FIG. 1 is mixed from a water supply pipe 1 for supplying cold water from a predetermined water supply source toward a heat pump type electric water heater 20, a heat pump type electric water heater 20, and a heat pump type electric water heater 20. A hot water supply pipe 2 for supplying hot water toward the plug 32, a water supply pipe 3 for supplying cold water from a predetermined water supply source toward the mixing plug 32, and cold water and hot water supply pipe supplied from the water supply pipe 3 2 is mainly composed of a mixing plug 32 for mixing hot water supplied from 2, a bathtub 30 to which hot water is supplied from the mixing plug 32, and a distribution board 40.
ヒートポンプ式電気給湯器２０は、給水管１により給水された冷水を貯蔵する貯湯ユニット２２と、分電盤４０の複数の負荷の一部であって、分電盤４０から供給される交流電力（ＡＣ）に基づいて駆動され貯湯ユニット２２に貯蔵された冷水を加熱して温水を生成するヒートポンプユニット２４と、を備えている。尚、ヒートポンプ式電気給湯器２０は、住宅の屋外に設置される。 The heat pump type electric water heater 20 is a part of a plurality of loads of the hot water storage unit 22 that stores cold water supplied by the water supply pipe 1 and the distribution board 40, and AC power ( AC) and a heat pump unit 24 that generates hot water by heating cold water stored in the hot water storage unit 22. The heat pump type electric water heater 20 is installed outdoors in a house.
ヒートポンプ式電気給湯器２０の一構成例を図２に示す。同図に示すヒートポンプユニット２４は、ファン２４０の回転により取り込んだ外気中の熱をＣＯ２冷媒を介して吸収する熱交換器２４１と、外気中の熱を吸収したＣＯ２冷媒を圧縮して更に高温にする圧縮機２４２と、配管２２１を介して循環させる貯湯槽２２２に貯蔵された水を、圧縮機２４２を経由した高熱のＣＯ２冷媒によって加熱する熱交換器２４３と、熱交換器２４３を経由したＣＯ２冷媒を膨張させて低温にする膨張弁２４４と、を有する。尚、外気を取り込むファン２４０の周辺には外気の温度を測定する温度センサ２８が配設される。また、同図に示す貯湯ユニット２２は、給水管１から給水される冷水が貯湯槽２２２の下部に供給され、貯湯槽２２２の下部の配管２２１から熱交換器２４３を介して貯湯槽２２２の上部の配管２２１に循環されることで温水に代わる。そして、貯湯槽２２の上部に滞留する温水が給湯管２に排出されるとともに、この排出された温水分の冷水が給水管１より補給される。尚、貯湯槽２２２には、温水の温度及び水量を検出するために、例えば貯湯槽２２２の上部中部下部の三箇所に温度センサ２６ａ、２６ｂ、２６ｃが配設される。温度センサ２６ａ、２６ｂ、２６ｃにより検出された貯湯槽２２２の温水の温度及び水量によって、貯湯槽２２２の温水の熱エネルギー（＝質量×比熱×温度）が算出される。 One structural example of the heat pump type electric water heater 20 is shown in FIG. Heat pump unit 24 shown in the figure, the heat in the outside air taken by the rotation of the fan 240 and the heat exchanger 241 to absorb through the CO 2 refrigerant, further compressing the CO 2 refrigerant having absorbed heat in the outside air a compressor 242 to a high temperature, the water stored in the hot water tank 222 for circulating through a pipe 221, a heat exchanger 243 for heating by CO 2 refrigerant high heat passed through the compressor 242, the heat exchanger 243 And an expansion valve 244 that expands the passed CO 2 refrigerant to lower the temperature. A temperature sensor 28 that measures the temperature of the outside air is disposed around the fan 240 that takes in outside air. In the hot water storage unit 22 shown in the figure, cold water supplied from the water supply pipe 1 is supplied to the lower part of the hot water storage tank 222, and the upper part of the hot water storage tank 222 is connected to the lower part of the hot water storage tank 222 through the heat exchanger 243. It is replaced with hot water by being circulated through the pipe 221. Then, hot water staying in the upper part of the hot water tank 22 is discharged to the hot water supply pipe 2, and cold water of the discharged hot water is supplied from the water supply pipe 1. In the hot water storage tank 222, temperature sensors 26a, 26b, and 26c are disposed, for example, at three locations in the upper middle part of the hot water storage tank 222 in order to detect the temperature and amount of hot water. The thermal energy (= mass × specific heat × temperature) of the hot water in the hot water tank 222 is calculated based on the temperature and amount of hot water in the hot water tank 222 detected by the temperature sensors 26a, 26b, and 26c.
浴槽３０は、給水管３から給水される冷水と給湯管２から給湯される高温温水を混合し、適切な温度の温水の吐水や止水を行う混合栓３２等が設けられる。 The bathtub 30 is provided with a mixing plug 32 or the like that mixes cold water supplied from the water supply pipe 3 and high-temperature hot water supplied from the hot water supply pipe 2 to discharge or stop water at an appropriate temperature.
分電盤４０は、過負荷補償機能並びに停電補償機能を備えており、ヒートポンプ式電気給湯器２０を含めた複数の負荷（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、２０）に対し交流電力を安定的に供給する。尚、図１では、分電盤４０の負荷として、説明の便宜上、４パターンの負荷（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、２０）のみを示しているが、さらに負荷の数が多くてもよい。また、負荷５０ａ〜５０ｃは、分電盤４０の一般的な負荷である家電製品を表現しており、例えば、リビングに配置される冷暖房機器、テレビ受信機等、キッチン周辺に配置される電子レンジ等である。 The distribution board 40 has an overload compensation function and a power failure compensation function, and stably supplies AC power to a plurality of loads (50a, 50b, 50c, 20) including the heat pump type electric water heater 20. . In FIG. 1, only four patterns of loads (50a, 50b, 50c, 20) are shown as loads on the distribution board 40 for convenience of explanation, but the number of loads may be larger. Further, the loads 50a to 50c represent home appliances that are general loads of the distribution board 40. For example, a microwave oven disposed around the kitchen, such as an air conditioner or a television receiver disposed in a living room. Etc.
分電盤４０は、商用電源１０からの商用電力を受電するＡＣ電源ライン４０１上に配設され漏電時と過電流時の遮断機能を併せ持った漏電遮断器ＥＬＢと、商用電力を直流電流に変換する整流器４１と、整流器４１により変換された直流電力によって充電される蓄電池４２と、蓄電池４２に充電された直流電力を交流電力に変換するインバータ４３と、漏電遮断器ＥＬＢの出力側のＡＣ電源ライン４０１上に配設され商用電源から供給される電流量（即ち、負荷（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、２０）によって消費される電流量）を検出する電流センサ４４と、電流センサ４４によって検出された電流量に基づいて後述のスイッチＳＷ１〜ＳＷ５の切り替えを制御するコントローラ４５（本願請求項に係る制御回路）と、を有する。 The distribution board 40 is disposed on an AC power supply line 401 that receives commercial power from the commercial power supply 10 and has an earth leakage circuit breaker ELB having both functions of breaking at the time of current leakage and overcurrent, and converts commercial power into direct current. Rectifier 41, storage battery 42 charged by DC power converted by rectifier 41, inverter 43 for converting DC power charged to storage battery 42 to AC power, and AC power line on the output side of leakage breaker ELB 401, a current sensor 44 that detects the amount of current (ie, the amount of current consumed by the load (50a, 50b, 50c, 20)) supplied from the commercial power source and the current detected by the current sensor 44 And a controller 45 (control circuit according to the claims of the present application) that controls switching of switches SW1 to SW5 described later based on the amount.
尚、蓄電池４２は、鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池、リチウムイオン蓄電池等の種々の二次電池を採用することができるが、ヒートポンプ式電気給湯器２４による給湯の際の大電流で高頻度の放電に対応する為、その他の二次電池と対比して、メモリ効果現象（浅い深度の放電を受けた経歴を記憶する現象）が殆ど無く、継ぎ足し充電や非満充電保管に適すると言われるリチウムイオン電池の採用が好ましい。
また、電流センサ４４は、例えば、電源ライン４０１を流れる電流量を検出する変流器である。
As the storage battery 42, various secondary batteries such as a lead storage battery, a nickel-metal hydride storage battery, and a lithium ion storage battery can be adopted. However, the storage battery 42 generates a large current and a high frequency discharge during hot water supply by the heat pump type electric water heater 24. Lithium-ion battery, which is said to be suitable for additional charging and non-full charge storage, because it has little memory effect phenomenon (a phenomenon that memorizes the history of discharge at a shallow depth) compared to other secondary batteries. Is preferable.
The current sensor 44 is a current transformer that detects the amount of current flowing through the power supply line 401, for example.
分電盤４０は、さらに、漏電遮断器ＥＬＢの出力側のＡＣ電源ライン４０１上に配設され漏電遮断器ＥＬＢを経由した商用電力からの受電を可能とするか否かを切り替えるスイッチＳＷ１と、ＡＣ電源ライン４０１よりそれぞれの負荷（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、２０）に向けて分岐された分岐ライン４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ、４０２ｄと、分岐ライン４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ、４０２ｄ上に配設され各負荷（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、２０）への電力供給を過電流時に遮断する配線用遮断器ＮＦＢ１、ＮＦＢ２、ＮＦＢ３、ＮＦＢ４と、ＡＣ電源ライン４０１から分岐ライン４０２ｃに向かう商用電力の分配供給を遮断するか否かを切り替えるスイッチＳＷ２と、分岐ライン４０２ｃとインバータ４３との間に設けられインバータ４３から分岐ライン４０２ｃに向かう交流電力の供給を遮断するか否かを切り替えるスイッチＳＷ３と、漏電遮断器ＥＬＢとスイッチＳＷ１との間のＡＣ電源ライン４０１と整流器４１との間に配設されＡＣ電源ライン４０１から整流器４１への商用電力の供給を遮断するか否かを切り替えるスイッチＳＷ４と、分岐ライン４０２ｄから供給される商用電力又はインバータ４３から出力される交流電力を選択してヒートポンプ式電気給湯器２０に供給するスイッチＳＷ５と、を有する。 The distribution board 40 further includes a switch SW1 that is disposed on the AC power line 401 on the output side of the leakage breaker ELB and that switches whether or not it is possible to receive power from commercial power via the leakage breaker ELB; Branch lines 402a, 402b, 402c, 402d branched from the AC power supply line 401 toward the respective loads (50a, 50b, 50c, 20), and the respective loads provided on the branch lines 402a, 402b, 402c, 402d The circuit breakers NFB1, NFB2, NFB3, NFB4 for cutting off the power supply to (50a, 50b, 50c, 20) in the event of an overcurrent, and the commercial power distribution supply from the AC power line 401 to the branch line 402c are cut off. A switch SW2 for switching whether or not, an inverter provided between the branch line 402c and the inverter 43. Between the AC power line 401 and the rectifier 41 between the switch SW3 for switching whether or not to cut off the supply of AC power from the power supply 43 to the branch line 402c, and the leakage breaker ELB and the switch SW1. Switch SW4 for switching whether to cut off the supply of commercial power from the power line 401 to the rectifier 41, and the commercial power supplied from the branch line 402d or the AC power output from the inverter 43 to select a heat pump type electric hot water supply And a switch SW5 for supplying to the container 20.
上記の構成により、コントローラ４５は、電流センサ４４によって検出された電流量が所定の基準電流量を超えるような過負荷の発生を検出した場合にスイッチＳＷ１〜ＳＷ５の開閉を制御して、複数の負荷（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、２０）の一部（本実施形態の場合は負荷５０ｃのみ）に分配供給される商用電源１０からの商用電力をインバータ４３からの交流電力に切り替える過負荷補償機能を備える。 With the above configuration, the controller 45 controls the opening and closing of the switches SW <b> 1 to SW <b> 5 when detecting the occurrence of an overload such that the current amount detected by the current sensor 44 exceeds a predetermined reference current amount, An overload compensation function for switching the commercial power from the commercial power source 10 distributed and supplied to a part of the loads (50a, 50b, 50c, 20) (only the load 50c in this embodiment) to the AC power from the inverter 43 Prepare.
また、コントローラ４５は、電圧センサ４４’によって検出された電圧に基づいて停電の有無を検出し、停電の発生を検出した場合にはスイッチＳＷ１〜ＳＷ５の開閉を制御して、複数の負荷（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、２０）全てもしくは一部に分配供給される商用電源１０からの商用電力をインバータ４３からの交流電力に切り替える停電補償機能を備える。なお、インバータ４３から供給する負荷は、停電前に電流センサ４４で検出された電流量をもとに供給可能な範囲で選択するものとする。 Moreover, the controller 45 detects the presence or absence of a power failure based on the voltage detected by the voltage sensor 44 ′. 50b, 50c, 20) A power failure compensation function is provided for switching the commercial power from the commercial power source 10 distributed and supplied to all or part of the commercial power to the alternating current power from the inverter 43. In addition, the load supplied from the inverter 43 shall be selected in the range which can be supplied based on the electric current amount detected by the current sensor 44 before the power failure.
さらに、コントローラ４５は、スイッチＳＷ３〜ＳＷ５の開閉によって、蓄電池４２の充放電と、ヒートポンプユニット２４を駆動する電源供給元の切り替えと、を制御する。具体的には、コントローラ４５は、カレンダ機能付きの時計４５１を備え、現時点の日付、時刻、季節や、さらには、安価な夜間電力を利用可能な深夜時間帯であるか否かを識別する。そして、コントローラ４５は、深夜時間帯には、深夜時間帯以外の時間帯に必要とされる給湯エネルギー（温水の熱エネルギー）を貯湯ユニット２２に蓄積すべく夜間電力を用いてヒートポンプユニット２４を運転させるとともに、夜間電力により蓄電池４２を充電させ、深夜時間帯以外の時間帯には、深夜時間帯に貯湯ユニット２２に蓄積された給湯エネルギー（以下、貯湯エネルギーと呼ぶ。）をヒートポンプユニット２４の運転により補充する場合、蓄電池４２の残量に応じてスイッチＳＷ５の選択を商用電力から交流電力に切り替える制御を行う。 Furthermore, the controller 45 controls charging / discharging of the storage battery 42 and switching of the power supply source that drives the heat pump unit 24 by opening and closing the switches SW3 to SW5. Specifically, the controller 45 includes a clock 451 with a calendar function, and identifies the current date, time, season, and whether or not it is a midnight time zone in which inexpensive nighttime power can be used. Then, the controller 45 operates the heat pump unit 24 using nighttime power to store hot water supply energy (heat energy of hot water) required in a time zone other than the midnight time zone in the hot water storage unit 22 during the midnight time zone. In addition, the storage battery 42 is charged by nighttime electric power, and the hot water supply energy accumulated in the hot water storage unit 22 in the midnight time zone (hereinafter referred to as hot water storage energy) is operated in the heat pump unit 24 in the time zone other than the midnight time zone. When the replenishment is performed, control for switching the switch SW5 from commercial power to AC power is performed according to the remaining amount of the storage battery 42.
さらに、コントローラ４５は、時間的要因（時間帯毎に予測される給湯イベント、季節毎に統計した給湯エネルギー分布等）及び環境的要因（気温、気圧、自然放熱等）を反映した１日分の給湯エネルギーの各種サンプル情報を格納するメモリ４５２を備えている。コントローラ４５は、時計４５１により測定した時刻と温度センサ２８により測定した気温とを、メモリ４５２に格納されたサンプル情報と照らし合わせることで、１日分の給湯エネルギー（以下、予測エネルギーＥＰと呼ぶ。）を予測するとともに、当該予測した結果に基づいて貯湯ユニット２２に貯蔵すべき目標となる貯湯エネルギー（以下、目標貯湯エネルギーＥＯといい、本願請求項に係る目標エネルギーに対応づけられる。）を定め、当該目標貯湯エネルギーＥＯが貯湯ユニット２２に貯蔵されるようにヒートポンプユニット２４の運転を制御する。 Furthermore, the controller 45 reflects a time factor (a hot water supply event predicted for each time zone, a hot water energy distribution statistically analyzed for each season, etc.) and an environmental factor (temperature, atmospheric pressure, natural heat dissipation, etc.) for one day. A memory 452 for storing various sample information of hot water supply energy is provided. The controller 45 compares the time measured by the clock 451 and the temperature measured by the temperature sensor 28 with the sample information stored in the memory 452, thereby calling the hot water supply energy for one day (hereinafter referred to as predicted energy EP). ) And a target hot water storage energy to be stored in the hot water storage unit 22 (hereinafter referred to as target hot water storage energy EO, which is associated with the target energy according to the claims of the present application) based on the predicted result. The operation of the heat pump unit 24 is controlled so that the target hot water storage energy EO is stored in the hot water storage unit 22.
＜＜＜蓄電池の有効利用＞＞＞
＝＝＝蓄電池の容量設定＝＝＝
本発明では、上記のコントローラ４５の各機能説明の中で述べたように、夜間電力によって蓄電池４２に蓄えられた電気エネルギーを、過負荷補償や停電補償の際の補償エネルギーとして利用する他、給湯エネルギーをヒートポンプユニット２４の運転によって生成する場合にも利用する。さらに、蓄電池４２に蓄えられた電気エネルギーは、分電盤４０の負荷（５０ａ〜５０ｃ）として数多くの家電製品向けにも利用する。このように、本発明では、蓄電池４２に蓄えられた夜間の電気エネルギーを、昼の時間帯に、給湯用途を含めて様々な用途に目一杯使い切るようにすることで、高価な蓄電池４２の有効利用を図る。
<<< Effective use of storage battery >>>
=== Storage battery capacity setting ===
In the present invention, as described in the explanation of each function of the controller 45, the electric energy stored in the storage battery 42 by night power is used as compensation energy at the time of overload compensation or power failure compensation, It is also used when energy is generated by the operation of the heat pump unit 24. Furthermore, the electrical energy stored in the storage battery 42 is also used for many home appliances as a load (50a to 50c) of the distribution board 40. As described above, according to the present invention, the nighttime electric energy stored in the storage battery 42 is used up for various purposes including hot water supply use in the daytime time period. Use it.
図３は、蓄電池４２を多目的に利用するための容量設定の一例を示した図である。尚、同図に示す放電深度（定格容量に対する放電の比率）Ｘ、Ｙ、Ｚの順に放電深度が低くなる場合とする。 FIG. 3 is a diagram showing an example of capacity setting for using the storage battery 42 for multiple purposes. It is assumed that the discharge depth decreases in the order of the discharge depth (ratio of discharge to the rated capacity) X, Y, and Z shown in FIG.
蓄電池４２の定格容量Ｍ０の中で放電深度１００％から放電深度Ｘ％までの範囲の容量Ｍ１は、利用不可分として設定する。蓄電池４２は一般的に放電深度が高くなると劣化が大きいという特徴を有するからである。 The capacity M1 in the range from the discharge depth 100% to the discharge depth X% in the rated capacity M0 of the storage battery 42 is set as unusable. This is because the storage battery 42 generally has a characteristic that the deterioration is large as the depth of discharge increases.
蓄電池４２の定格容量Ｍ０の中で放電深度Ｘ％から放電深度Ｙ％までの範囲の容量Ｍ２（第１の容量）は、停電／過負荷補償専用の容量として設定する。放電深度の高い（１００％側）範囲を用いたのは、非常時の停電補償や過負荷補償に必要とされる電力量はそれ程多くないからである。 The capacity M2 (first capacity) in the range from the discharge depth X% to the discharge depth Y% in the rated capacity M0 of the storage battery 42 is set as a capacity dedicated for power failure / overload compensation. The reason why the range with a high discharge depth (100% side) is used is that the amount of electric power required for power failure compensation and overload compensation in an emergency is not so much.
蓄電池４２の定格容量Ｍ０の中で放電深度Ｙ％から放電深度Ｚ％までの範囲の容量Ｍ３（第２の容量）は、深夜時間帯以外の時間帯での第２の予測エネルギーに応じた給湯専用の容量として設定する。尚、中程度（１００％から０％の中間）の高さの放電深度の範囲を用いたのは、給湯頻度はある程度予測可能であり、給湯の中で非常に多くのエネルギーを消費する浴槽３０向け給湯は、蓄電池４２の充電が開始される深夜時間帯に近い夕刻頃と推定可能だからである。 The capacity M3 (second capacity) in the range from the discharge depth Y% to the discharge depth Z% in the rated capacity M0 of the storage battery 42 is a hot water supply according to the second predicted energy in a time zone other than the midnight time zone. Set as a dedicated capacity. In addition, the hot water supply frequency can be predicted to some extent by using a medium (100% to 0% intermediate) discharge depth range, and the bathtub 30 consumes a great deal of energy in the hot water supply. This is because the hot water supply can be estimated to be in the evening near the midnight time when charging of the storage battery 42 is started.
蓄電池４２の定格容量Ｍ０の中で放電深度Ｚ％から放電深度０％までの範囲の容量Ｍ４（第３の容量）は、用途を問わずに自由に利用可能な容量として設定する。放電深度の低い（０％側）範囲を用いたのは、朝方より積極的に利用させるためである。また、容量Ｍ４は自由に利用可能であるため、給湯やその他の負荷（本実施形態の場合、５０ｃ）に利用してもよいし、停電／過負荷補償に利用してもよい。 The capacity M4 (third capacity) in the range from the discharge depth Z% to the discharge depth 0% in the rated capacity M0 of the storage battery 42 is set as a capacity that can be freely used regardless of the application. The reason why the range with a low discharge depth (0% side) is used is to use it more actively in the morning. Further, since the capacity M4 can be freely used, it may be used for hot water supply or other loads (in the case of this embodiment, 50c), or may be used for power failure / overload compensation.
尚、容量Ｍ３のとおり、蓄電池４２の容量の一部を給湯エネルギー生成専用として貯蔵したのは、給湯エネルギーには、家電製品に必要なエネルギーには無いつぎのような特徴があるからである。第１に一時的に大量の給湯エネルギーを必要とする点、第２に浴槽３０の大きさに基づいて１日に消費される給湯エネルギーの予測が容易である点、第３に利用時間帯（夕刻頃）が比較的遅いので蓄電池４２の再充電（深夜時間帯）が速やかに行われる点、第４に夏期は追い炊きの必要が殆どない点等、が挙げられる。これらの特徴を利用して、給湯に利用される給湯エネルギーをベース負荷として放電を行うことで、蓄電池４２の有効利用が図られることになる。 In addition, as the capacity | capacitance M3, it stored because the part of capacity | capacitance of the storage battery 42 was dedicated for hot water supply energy production | generation, since the hot water supply energy has the following characteristics which are not in energy required for household appliances. First, it requires a large amount of hot water supply energy temporarily, second, it is easy to predict hot water supply energy consumed per day based on the size of the bathtub 30, and third, a usage time zone ( (Evening time) is relatively slow, so recharging (late-night time) of the storage battery 42 is performed quickly, and fourthly, there is almost no need for additional cooking in the summer. By using these features and discharging with hot water supply energy used for hot water supply as a base load, the storage battery 42 can be effectively used.
＝＝＝蓄電池の容量設定フロー＝＝＝
図４は、蓄電池４２の各容量Ｍ１〜Ｍ４の設定フローを示すフローチャートである。尚、以下の主体は特に断らない限りコントローラ４５である。
=== Storage battery capacity setting flow ===
FIG. 4 is a flowchart showing a setting flow of the capacities M1 to M4 of the storage battery 42. The following main body is the controller 45 unless otherwise specified.
まず、蓄電池４２の定格容量の中で放電深度の高い側（１００％側）より容量Ｍ１（利用不可分）と容量Ｍ２（停電／過負荷補償用）とを順に設定する（Ｓ４０１）。つぎに、コントローラ４５は、時計４５１より日付、時刻、季節の情報を取得するとともに温度計２８により気温の情報を取得し、これらの取得した情報に基づいて１日分の給湯に必要とされる予測エネルギーＥＰを算定する（Ｓ４０２）。 First, the capacity M1 (unusable) and the capacity M2 (for power failure / overload compensation) are set in order from the higher discharge depth (100% side) of the rated capacity of the storage battery 42 (S401). Next, the controller 45 acquires date, time, and season information from the clock 451, acquires temperature information from the thermometer 28, and is required for hot water supply for one day based on the acquired information. The predicted energy EP is calculated (S402).
詳述すると、コントローラ４５は、取得した情報をメモリ４５２に格納されたサンプル情報と照らし合わせることで、予測エネルギーＥＰを算定することができる。尚、予測エネルギーＥＰは、実際に給湯に使用されるまでの間に貯湯ユニット２２２から自然に放熱されて失われる貯湯エネルギーを加味して算定することもできる。また、予測エネルギーＥＰは、浴槽３０向けの給湯エネルギーと浴槽３０以外向けの給湯エネルギーとに区別して算定する。さらに、予測エネルギーＥＰは、貯湯槽２２２に貯蔵すべき温水の熱エネルギー（Ｊ）として換算するが、その他に当該温水の水量（ｌ）や当該温水を生成するための消費電力（Ｗ）として換算してもよい。 More specifically, the controller 45 can calculate the predicted energy EP by comparing the acquired information with the sample information stored in the memory 452. Note that the predicted energy EP can also be calculated by taking into account the hot water storage energy that is naturally radiated from the hot water storage unit 222 and lost before it is actually used for hot water supply. The predicted energy EP is calculated by distinguishing between hot water supply energy for the bathtub 30 and hot water supply energy for other than the bathtub 30. Furthermore, the predicted energy EP is converted as the thermal energy (J) of hot water to be stored in the hot water tank 222, but is also converted as the amount of hot water (l) and the power consumption (W) for generating the hot water. May be.
つぎに、コントローラ４５は、予測エネルギーＥＰが貯湯ユニット２２に蓄積可能な最大の温水の熱エネルギー（以下、上限貯湯エネルギーＥＭＡＸという。）を上回るか否かを判定する（Ｓ４０３）。予測エネルギーＥＰが上限貯湯エネルギーＥＭＡＸを上回る場合には（Ｓ４０３：ＹＥＳ）、追い炊き（給湯エネルギーの補充）が必要と判定し、予測エネルギーＥＰから上限貯湯エネルギーを差し引いた量をヒートポンプユニット２４の概算効率ηで除算して容量Ｍ３（給湯用）を算定する（Ｓ４０４）。一方、予測エネルギーＥＰが上限貯湯エネルギーＥＭＡＸを下回る場合には（Ｓ４０３：ＮＯ）、追い炊きが不要と判定し、容量Ｍ３（給湯用）を「０」とする（Ｓ４０５）。そして、コントローラ４５は、蓄電池４２の定格容量Ｍ０から容量Ｍ１乃至Ｍ３の総和を減算して自由利用分の容量Ｍ４を算定する（Ｓ４０６）。 Next, the controller 45 determines whether or not the predicted energy EP exceeds the maximum thermal energy of hot water that can be stored in the hot water storage unit 22 (hereinafter referred to as the upper limit hot water storage energy EMAX) (S403). When the predicted energy EP exceeds the upper limit hot water storage energy EMAX (S403: YES), it is determined that additional cooking (replenishment of hot water supply energy) is necessary, and the amount obtained by subtracting the upper limit hot water storage energy from the predicted energy EP is an approximate value of the heat pump unit 24. The capacity M3 (for hot water supply) is calculated by dividing by the efficiency η (S404). On the other hand, when the predicted energy EP is lower than the upper limit hot water storage energy EMAX (S403: NO), it is determined that no additional cooking is required, and the capacity M3 (for hot water supply) is set to “0” (S405). Then, the controller 45 subtracts the sum of the capacities M1 to M3 from the rated capacity M0 of the storage battery 42 to calculate the capacity M4 for free use (S406).
図４に示した設定フローによって、例えば、四季の中で特徴的な夏期と冬期ではつぎのような蓄電池４２の利用形態を想定することができる。 With the setting flow shown in FIG. 4, for example, the following usage forms of the storage battery 42 can be assumed in summer and winter, which are characteristic in the four seasons.
夏期の場合、深夜時間帯以外の給湯前の時間帯では、外気温の高さより、貯湯ユニット２２に予め蓄積された貯湯エネルギーにより給湯可能であり、追い炊きのためにヒートポンプユニット２４を運転させる必要が殆どない。また、夏期の場合、昼時間帯では給湯以外に空調（冷房）に伴う消費電力が非常に大きい。従って、夏期の場合、図４に示したフローに従えば、蓄電池４２に蓄電された電力のうち給湯用の容量Ｍ３が殆どなく、その分、自由に利用可能な容量Ｍ４を多く貯蔵できるため、蓄電した安価な深夜電力の多くを空調等に利用することが可能となる。 In the summer season, hot water can be supplied by hot water storage energy stored in advance in the hot water storage unit 22 in the time zone before hot water supply other than the midnight time zone, and it is necessary to operate the heat pump unit 24 for additional cooking. There is almost no. In addition, in summer, the power consumption associated with air conditioning (cooling) is very large in addition to hot water supply during the daytime. Therefore, in the summer season, according to the flow shown in FIG. 4, there is almost no capacity M3 for hot water supply out of the electric power stored in the storage battery 42, and accordingly, the capacity M4 that can be freely used can be stored. Most of the stored inexpensive late-night power can be used for air conditioning and the like.
但し、深夜時間帯に蓄えた貯湯エネルギーで不足する場合には、蓄電池４２に給湯向けとして充電された夜間電力を利用してヒートポンプユニット２４を運転（追い炊き）する制御や、蓄電池４２の夜間電力を消費した場合にはスイッチＳＷ５を切り替えて商用電力を利用してヒートポンプユニット２４を運転する制御を行うこととする。 However, when the hot water storage energy stored in the midnight hours is insufficient, the night power charged in the storage battery 42 for hot water supply is operated (cooked) or the night power of the storage battery 42 is controlled. When the power is consumed, control is performed to switch the switch SW5 and operate the heat pump unit 24 using commercial power.
冬期の場合、深夜時間帯以外の給湯前の時間帯では、外気温の低さより貯湯ユニット２２に蓄積された貯湯エネルギーが保存されず、追い炊きのためにヒートポンプユニット２４を長時間運転する必要がある。このため、図４に示したフローに従うと、蓄電池４２に蓄えられたエネルギーのうち多く、もしくは全てはヒートポンプユニット２４による追い炊きに利用される容量Ｍ３となるため、自由に利用できる蓄電エネルギーが殆どなくなる。また、冬期の場合、昼時間帯では給湯以外に空調（暖房）に伴う消費電力が夏期の場合よりも大きく、分電盤４０がより過負荷状態となる可能性が高い。
尚、参考情報として、図６には、四季それぞれの１日分の給湯に用いられる消費電力の一例（サンプル情報）を示している。
In the winter season, the hot water storage energy stored in the hot water storage unit 22 is not preserved in the time zone before the hot water supply other than the midnight time zone due to the low outside temperature, and it is necessary to operate the heat pump unit 24 for a long time for additional cooking. is there. For this reason, according to the flow shown in FIG. 4, most or all of the energy stored in the storage battery 42 becomes the capacity M3 used for the additional cooking by the heat pump unit 24, so that the stored energy that can be freely used is almost all. Disappear. In the winter season, the power consumption associated with air conditioning (heating) in addition to hot water supply is greater in the daytime than in the summer season, and the distribution board 40 is more likely to be overloaded.
As reference information, FIG. 6 shows an example of power consumption (sample information) used for hot water supply for one day in each of the four seasons.
＝＝＝過負荷補償を利用した蓄電池の有効利用＝＝＝
上記のとおり、過負荷補償は、電流センサ４４によって検出された電流量が所定の基準電流量を超えるような過負荷の発生を検出した場合にスイッチＳＷ１〜ＳＷ５の開閉を制御して、負荷５０ｃに供給される商用電源１０からの商用電力をインバータ４３からの交流電力に切り替えることで行われる。尚、過負荷補償を行うか否かの基準となる基準電流量は、漏電遮断器ＥＬＢの仕様により設定される。
ここで、上記の過負荷補償を利用して、容量Ｍ４の大きさに応じて基準電流量を可変させることで、本来過負荷でない場合にあっても、負荷５０ｃを蓄電池４２の電力を用いて駆動させる仕組みを備えることとする。具体的には、蓄電池４２に充電された自由に利用可能な容量Ｍ４が大きい場合には、上記の基準電流量を下げるように制御する。この結果、例えば、昼の時間帯に、負荷５０ｃは、本来過負荷でなければ商用電源１０によって駆動されるべきところ、蓄電池４２に充電された容量Ｍ４の夜間電力によって駆動させることができる。即ち、負荷５０ｃに向けた蓄電池４２からの積極的な放電を促すことができる。
=== Efficient use of storage battery using overload compensation ===
As described above, overload compensation controls the opening and closing of the switches SW1 to SW5 when the occurrence of an overload in which the amount of current detected by the current sensor 44 exceeds a predetermined reference current amount, thereby controlling the load 50c. Is performed by switching the commercial power supplied from the commercial power source 10 to the AC power supplied from the inverter 43. Note that the reference current amount serving as a reference for whether or not to perform overload compensation is set according to the specifications of the leakage breaker ELB.
Here, by using the above-described overload compensation, the reference current amount is varied in accordance with the magnitude of the capacity M4, so that the load 50c can be used with the power of the storage battery 42 even when the load is not originally overloaded. A mechanism to drive is provided. Specifically, when the freely available capacity M4 charged in the storage battery 42 is large, control is performed so as to reduce the reference current amount. As a result, for example, during the daytime period, the load 50c should be driven by the commercial power supply 10 unless it is originally overloaded, but can be driven by the night power of the capacity M4 charged in the storage battery 42. That is, positive discharge from the storage battery 42 toward the load 50c can be promoted.
＜＜ヒートポンプユニットの運転効率化＞＞
＝＝＝蓄電池容量と連動したヒートポンプユニットの運転の概要＝＝＝
図４に示した設定フローによって蓄電池４２の容量Ｍ１乃至Ｍ４を設定した後、コントローラ４５は、図５に示すフローチャートに従って、ヒートポンプユニット２４を運転させるための電源供給元の切り替え制御を行う。なお、容量Ｍ３（給湯用）並びに容量Ｍ４（自由利用分）は、昼の時間帯（＝充電を行わない時間帯）において時間の経過と共に数値が変化するため、随時、設定更新を行うものとする。
<< Efficient operation of heat pump unit >>
=== Outline of operation of heat pump unit linked with storage battery capacity ===
After setting the capacities M1 to M4 of the storage battery 42 according to the setting flow shown in FIG. 4, the controller 45 performs switching control of the power supply source for operating the heat pump unit 24 according to the flowchart shown in FIG. Note that the values of the capacity M3 (for hot water supply) and the capacity M4 (for free use) change with time in the daytime period (= time period when charging is not performed), so that the settings are updated as needed. To do.
深夜時間帯の場合（Ｓ５０１：ＹＥＳ）、蓄電池４２は夜間電力で充電されるため、スイッチＳＷ５の入力を分岐ライン４０２ｄ側に設定し（Ｓ５０２）、商用電力を利用してヒートポンプユニット２４を駆動する（Ｓ５０５）。 In the case of the midnight time zone (S501: YES), since the storage battery 42 is charged with night power, the input of the switch SW5 is set to the branch line 402d side (S502), and the heat pump unit 24 is driven using commercial power. (S505).
深夜時間帯以外の時間帯の場合（Ｓ５０１：ＮＯ）、追い炊きのためにヒートポンプユニット２４を駆動する場合であって、且つ蓄電池４２の定格容量Ｍ０の中で容量Ｍ４（自由利用分）又は容量Ｍ３（給湯用）が残存している場合には（Ｓ５０３：ＹＥＳ）、スイッチＳＷ５の入力を分岐ライン４０２ｄ側からインバータ４３側に切り替え（Ｓ５０４）、容量Ｍ４又は容量Ｍ３を積極的に利用してヒートポンプユニット２４を駆動する（Ｓ５０５）。尚、容量Ｍ４及び容量Ｍ３が残存しない場合には（Ｓ５０３：ＮＯ）、スイッチＳＷ５の入力を分岐ライン４０２ｄ側に設定し（Ｓ５０２）、商用電力を利用してヒートポンプユニット２４を駆動する（Ｓ５０５）。 In a time zone other than the midnight time zone (S501: NO), it is a case where the heat pump unit 24 is driven for additional cooking, and the capacity M4 (for free use) or the capacity in the rated capacity M0 of the storage battery 42 When M3 (for hot water supply) remains (S503: YES), the input of the switch SW5 is switched from the branch line 402d side to the inverter 43 side (S504), and the capacity M4 or the capacity M3 is actively used. The heat pump unit 24 is driven (S505). If the capacitors M4 and M3 do not remain (S503: NO), the input of the switch SW5 is set to the branch line 402d (S502), and the heat pump unit 24 is driven using commercial power (S505). .
上記のとおり、ヒートポンプユニット２４の電源供給元は、蓄電池４２の残量の中で容量Ｍ３（給湯用）が残存している場合は蓄電池４２となり、容量Ｍ３が残存していない場合には商用電源１０となる。従って、本来夜間電力のみで運転すべきヒートポンプユニット２４を深夜以外の時間帯（昼の時間帯等）に運転する必要が生じた場合、容量Ｍ３の残量に応じて、商用電力ではなく、蓄電池４２の夜間電力を利用できる。 As described above, the power supply source of the heat pump unit 24 is the storage battery 42 when the capacity M3 (for hot water supply) remains in the remaining capacity of the storage battery 42, and the commercial power supply when the capacity M3 does not remain 10 Therefore, when it becomes necessary to operate the heat pump unit 24 that should be operated only by nighttime power in a time zone other than midnight (daytime time zone, etc.), instead of commercial power, a storage battery is used instead of commercial power. 42 night power is available.
ところで、蓄電池４２の残量の中で容量Ｍ４（自由利用分）又は容量Ｍ２（停電／過負荷補償用）が残存する場合、スイッチＳＷ３を利用した切替運転を可能とする。例えば、停電時には、上記のとおりスイッチＳＷ１乃至ＳＷ３を利用して停電補償を行う。尚、ヒートポンプユニット２４が運転中に停電が発生した場合、その他の負荷５０ａ乃至５０ｃの停電補償の方を優先して、ヒートポンプユニット２４を強制停止させ、更に起動ロックをかける。また、過負荷時には、上記のとおりスイッチＳＷ２、ＳＷ３を用いて過負荷補償を行う。尚、ヒートポンプユニット２４が商用電力を利用した運転中に過負荷が発生した場合、過負荷補償の方を優先して行い、それでも過負荷が解消しないときにヒートポンプユニット２４を停止させる。尚、ヒートポンプユニット２４が蓄電池４２の電力を利用した運転中に過負荷が発生した場合、過負荷が解消するまでヒートポンプユニット２４を停止させる。 By the way, when the capacity M4 (for free use) or the capacity M2 (for power failure / overload compensation) remains in the remaining amount of the storage battery 42, the switching operation using the switch SW3 is enabled. For example, at the time of a power failure, the power failure compensation is performed using the switches SW1 to SW3 as described above. In addition, when a power failure occurs while the heat pump unit 24 is operating, the heat pump unit 24 is forcibly stopped and the activation lock is applied with priority given to the power failure compensation of the other loads 50a to 50c. Further, at the time of overload, overload compensation is performed using the switches SW2 and SW3 as described above. If an overload occurs during operation of the heat pump unit 24 using commercial power, overload compensation is prioritized and the heat pump unit 24 is stopped when the overload is still not resolved. In addition, when an overload occurs during the operation in which the heat pump unit 24 uses the power of the storage battery 42, the heat pump unit 24 is stopped until the overload is eliminated.
＝＝＝目標貯湯エネルギーに基づくヒートポンプユニットの運転例＝＝＝
図７は、貯湯ユニット２２に貯蔵すべき目標貯湯エネルギーＥＯの設定処理の流れを示すフローチャートである。尚、同図に示す目標貯湯エネルギーＥＯの設定処理は、予測エネルギーＥＰが貯湯ユニット２２に最大限蓄積可能な上限貯湯エネルギーＥＭＡＸ（貯湯能力）を常時下回ることを条件としており、例えば夏期のような暖かい季節であって昼の時間帯に追い炊きの必要のない１日を対象としている。また、以下の処理を実行する主体は、特に断らない限りコントローラ４５である。
=== Example of operation of heat pump unit based on target hot water storage energy ===
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of setting processing of the target hot water storage energy EO to be stored in the hot water storage unit 22. The target hot water storage energy EO setting process shown in the figure is based on the condition that the predicted energy EP is always below the upper limit hot water storage energy EMAX (hot water storage capacity) that can be stored in the hot water storage unit 22 to the maximum. The target is a warm season that requires no additional cooking during the daytime. The main body that executes the following processing is the controller 45 unless otherwise specified.
まず、コントローラ４５は、時計４５１より現時点の日付、時刻、季節等の時間情報を取得するとともに温度計２８より現時点の気温情報を取得し、これらの取得した情報に基づいて予測エネルギーＥＰを算定する（Ｓ７０１）。 First, the controller 45 acquires time information such as the current date, time, and season from the clock 451, acquires current temperature information from the thermometer 28, and calculates a predicted energy EP based on the acquired information. (S701).
つぎに、コントローラ４５は、時間情報に基づき深夜時間帯以外の時間帯であるか否かを判別し（Ｓ７０２）、深夜時間帯の場合には（Ｓ７０２：ＮＯ）、貯湯ユニット２２に貯蔵すべき目標貯湯エネルギーＥＯを予測エネルギーＥＰに設定する（Ｓ７０６）。一方、深夜時間帯以外の時間帯の場合には（Ｓ７０２：ＹＥＳ）、所定時間連続した給湯が行われているか否かを判別し（Ｓ７０３）、連続した給湯が行われていない場合（Ｓ７０３：ＹＥＳ）にはＳ７０５に進む。連続した給湯が行われている場合（Ｓ７０３：ＮＯ）には浴槽３０向け給湯が行われたものと判定して予測エネルギーＥＰを「０」に設定し（Ｓ７０４）、Ｓ７０５に進む。 Next, the controller 45 determines whether it is a time zone other than the midnight time zone based on the time information (S702), and if it is a midnight time zone (S702: NO), it should be stored in the hot water storage unit 22. The target hot water storage energy EO is set to the predicted energy EP (S706). On the other hand, in the time zone other than the midnight time zone (S702: YES), it is determined whether or not the hot water supply is performed for a predetermined time (S703), and the continuous hot water supply is not performed (S703: If YES, the process proceeds to S705. When the continuous hot water supply is performed (S703: NO), it is determined that the hot water supply for the bathtub 30 has been performed, the predicted energy EP is set to “0” (S704), and the process proceeds to S705.
つぎに、予測エネルギーＥＰが貯湯ユニット２２に給湯に利用する時点において予測される常時貯蔵しておきたい下限貯湯エネルギーＥＭＩＮを上回るか否かを判別する（Ｓ７０５）。予測エネルギーＥＰが下限貯湯エネルギーＥＭＩＮを上回る場合には（Ｓ７０５：ＹＥＳ）、貯湯ユニット２２に貯蔵すべき目標貯湯エネルギーＥＯを予測エネルギーＥＰに設定する（Ｓ７０６）。予測エネルギーＥＰが下限貯湯エネルギーＥＭＩＮを下回る場合には（Ｓ７０５：ＮＯ）、目標貯湯エネルギーＥＯを下限貯湯エネルギーＥＭＩＮに設定する（Ｓ７０７）。 Next, it is determined whether or not the predicted energy EP exceeds the lower limit hot water storage energy EMIN that is to be constantly stored when the hot water storage unit 22 uses it for hot water supply (S705). When the predicted energy EP exceeds the lower limit hot water storage energy EMIN (S705: YES), the target hot water storage energy EO to be stored in the hot water storage unit 22 is set as the predicted energy EP (S706). When the predicted energy EP is lower than the lower limit hot water storage energy EMIN (S705: NO), the target hot water storage energy EO is set to the lower limit hot water storage energy EMIN (S707).
図８は、図７に示すフローチャートに従って設定された目標貯湯エネルギーＥＯの一例を示した図である。尚、同図では、実線が目標貯湯エネルギーＥＯを示し、点線が下限貯湯エネルギーＥＭＩＮを示し、一点鎖線が予測エネルギーＥＰを示している。同図において、午前０時から午前６時までの時間帯が深夜時間帯であって、午前６時から午前０時（２４：００）までの時間帯が深夜時間帯以外の時間帯である。尚、深夜時間帯は、同図の時間帯に限定されず、安価な夜間電力を利用可能な時間帯であればよい。 FIG. 8 is a diagram showing an example of the target hot water storage energy EO set in accordance with the flowchart shown in FIG. In the figure, the solid line indicates the target hot water storage energy EO, the dotted line indicates the lower limit hot water storage energy EMIN, and the alternate long and short dash line indicates the predicted energy EP. In the figure, the time zone from midnight to 6:00 am is a midnight time zone, and the time zone from 6:00 am to midnight (24:00) is a time zone other than the midnight time zone. The midnight time zone is not limited to the time zone shown in the figure, and may be a time zone in which inexpensive nighttime power can be used.
深夜時間帯や、午前６時から浴槽３０向けの給湯が行われる午後８時３０分頃までの時間帯では、目標貯湯エネルギーＥＯが予測エネルギーＥＰに設定されている。尚、深夜時間帯での予測エネルギーＥＰは、深夜時間帯に貯湯ユニット２２に貯蔵しておくべき貯湯エネルギーを予測したものである。また、午前６時から午後８時３０分までの時間帯での予測エネルギーＥＰは、当該時間帯に必要とされる貯湯エネルギーを予測したものである。尚、図８に示される例では予測エネルギーＥＰを一定としているが、当該時間帯における時間的要因（時間、季節等）及び環境的要因（外気温、自然放熱等）に基づいて随時変化する予測エネルギーＥＰのパターンであってもよい。浴槽３０向けの給湯が行われる午後８時３０分頃から午前０時までの時間帯では、当該時間帯に必要とされる貯湯エネルギーを予測したものであり、図８に示される例では予測エネルギーＥＰが下限貯湯エネルギーＥＭＩＮを下回るため、目標貯湯エネルギーＥＯが下限貯湯エネルギーＥＭＩＮに設定されている。 The target hot water storage energy EO is set to the predicted energy EP in the late-night time zone or a time zone from 6 am to about 8:30 pm when hot water is supplied to the bathtub 30. The predicted energy EP in the midnight time zone is a prediction of hot water storage energy that should be stored in the hot water storage unit 22 in the midnight time zone. The predicted energy EP in the time zone from 6:00 am to 8:30 pm is a prediction of hot water storage energy required in the time zone. In the example shown in FIG. 8, the prediction energy EP is constant, but the prediction changes at any time based on temporal factors (time, season, etc.) and environmental factors (outside temperature, natural heat dissipation, etc.) in the time zone. It may be a pattern of energy EP. In the time zone from about 8:30 pm to midnight when hot water supply for the bathtub 30 is performed, the hot water storage energy required in the time zone is predicted. In the example shown in FIG. Since EP is lower than the lower limit hot water storage energy EMIN, the target hot water storage energy EO is set to the lower limit hot water storage energy EMIN.
図９は、ヒートポンプユニット２４の運転開始条件を示すフローチャートであり、図１０は、ヒートポンプユニット２４の運転停止条件を示すフローチャートである。尚、以下の処理を実行する主体は、図７と同様に、特に断らない限りコントローラ４５である。 FIG. 9 is a flowchart showing the operation start conditions of the heat pump unit 24, and FIG. 10 is a flowchart showing the operation stop conditions of the heat pump unit 24. The main body that executes the following processing is the controller 45 unless otherwise specified, as in FIG.
まず、ヒートポンプユニット２４の運転停止状態である場合（Ｓ９０１）、コントローラ４５は、時計４５１より時間情報を取得して所定の深夜時間帯であるか否かを判別する（Ｓ９０２）。深夜時間帯であれば（Ｓ９０２：ＹＥＳ）、コントローラ４５は、貯湯エネルギーを最大限貯蔵すべく、ヒートポンプユニット２４の運転を開始させる（Ｓ９０５）。一方、深夜時間帯以外の時間帯であれば（Ｓ９０２：ＮＯ）、Ｓ９０３に進む。 First, when the operation of the heat pump unit 24 is stopped (S901), the controller 45 acquires time information from the clock 451 and determines whether it is a predetermined midnight time zone (S902). If it is the midnight time zone (S902: YES), the controller 45 starts the operation of the heat pump unit 24 in order to store hot water storage energy to the maximum (S905). On the other hand, if it is a time zone other than the midnight time zone (S902: NO), the process proceeds to S903.
Ｓ９０３では、所定時間以上連続した給湯が行われたか否かが判別される（Ｓ９０３）。所定時間以上連続した給湯が行われた場合（Ｓ９０３：ＹＥＳ）、浴槽３０向け給湯が行われたものとみなし、コントローラ４５は、午前０時までに使われる可能性のある温水を貯蔵すべく、ヒートポンプユニット２４の運転を開始させる（Ｓ９０５）。所定時間以上連続した給湯が行われていない場合（Ｓ９０３：ＮＯ）、コントローラ４５は、温度センサ２６より貯湯ユニット２２の現在（時刻ｔとする。）の貯湯エネルギーＥ（ｔ）の情報を取得するとともに、貯湯エネルギーＥ（ｔ）が目標貯湯エネルギーＥＯ（ｔ）を下回るか否かを判別する（Ｓ９０４）。尚、目標貯湯エネルギーＥＯ（ｔ）は、自然放熱による貯湯ユニット２２の温水の温度低下を加味しているものとする。 In S903, it is determined whether or not hot water supply has been performed continuously for a predetermined time or more (S903). When hot water supply is performed for a predetermined time or longer (S903: YES), it is considered that hot water supply for the bathtub 30 has been performed, and the controller 45 stores hot water that may be used by midnight. The operation of the heat pump unit 24 is started (S905). When hot water supply is not performed continuously for a predetermined time or longer (S903: NO), the controller 45 acquires information on the hot water storage energy E (t) of the hot water storage unit 22 from the temperature sensor 26 (current time t). At the same time, it is determined whether or not the hot water storage energy E (t) is lower than the target hot water storage energy EO (t) (S904). It is assumed that the target hot water storage energy EO (t) takes into account the temperature drop of hot water in the hot water storage unit 22 due to natural heat dissipation.
貯湯エネルギーＥ（ｔ）が目標貯湯エネルギーＥＯ（ｔ）を下回る場合（Ｓ９０４：ＹＥＳ）、貯湯エネルギーＥ（ｔ）が目標貯湯エネルギーＥＯ（ｔ）に到達するように、コントローラ４５は、ヒートポンプユニット２４の運転を開始させる（Ｓ９０５）。一方、貯湯エネルギーＥ（ｔ）が目標貯湯エネルギーＥＯ（ｔ）を上回っていれば（Ｓ９０４：ＮＯ）、ヒートポンプユニット２４の運転を開始せずに、Ｓ９０２に戻る。 When the hot water storage energy E (t) is lower than the target hot water storage energy EO (t) (S904: YES), the controller 45 is configured so that the hot water storage energy E (t) reaches the target hot water storage energy EO (t). Is started (S905). On the other hand, if the hot water storage energy E (t) exceeds the target hot water storage energy EO (t) (S904: NO), the operation returns to S902 without starting the operation of the heat pump unit 24.
ヒートポンプユニット２４の運転を開始した場合（Ｓ１００１）、コントローラ４５は、温度センサ２６より貯湯ユニット２２に現時点（時刻ｔとする。）で蓄積されている貯湯エネルギーＥ（ｔ）の情報を取得するとともに、貯湯エネルギーＥ（ｔ）が目標貯湯エネルギーＥＯ（ｔ）に補償分ΔＥを加算した量（＝ＥＯ（ｔ）＋ΔＥ）よりも上回るか否かを判別する（Ｓ１００２）。目標貯湯エネルギーＥＯ（ｔ）に補償分ΔＥを加算した量（＝ＥＯ（ｔ）＋ΔＥ）より上回れば（Ｓ１００２：ＹＥＳ）、コントローラ４５は、ヒートポンプユニット２４の運転を停止させる（Ｓ１００３）。 When the operation of the heat pump unit 24 is started (S1001), the controller 45 acquires information on the hot water storage energy E (t) stored in the hot water storage unit 22 from the temperature sensor 26 at the present time (time t). Then, it is determined whether or not the hot water storage energy E (t) exceeds an amount obtained by adding the compensation amount ΔE to the target hot water storage energy EO (t) (= EO (t) + ΔE) (S1002). If the amount exceeds the amount obtained by adding the compensation amount ΔE to the target hot water storage energy EO (t) (= EO (t) + ΔE) (S1002: YES), the controller 45 stops the operation of the heat pump unit 24 (S1003).
上記のとおり、コントローラ４５は、例えば浴槽３０向けの給湯やシャワーの利用によって所定時間以上連続した給湯が行われる場合には、無条件にヒートポンプユニット２４の運転を開始させる。それ以外の場合には、貯湯ユニット２２に蓄積された貯湯エネルギーＥ（ｔ）が目標貯湯エネルギーＥＯ（ｔ）を下回るときにはヒートポンプユニット２４の運転を開始させ、目標貯湯エネルギーＥＯ（ｔ）に補償分ΔＥを加算した量に達するとヒートポンプユニット２４の運転を停止させる。この結果、目標貯湯エネルギーＥＯ（ｔ）に応じたヒートポンプユニット２４の効率的な運転が可能となる。 As described above, the controller 45 unconditionally starts the operation of the heat pump unit 24 when, for example, hot water supply for the bathtub 30 or hot water supply for a predetermined time or more is performed by using a shower. In other cases, when the hot water storage energy E (t) accumulated in the hot water storage unit 22 is lower than the target hot water storage energy EO (t), the operation of the heat pump unit 24 is started, and the target hot water storage energy EO (t) is compensated. When the amount obtained by adding ΔE is reached, the operation of the heat pump unit 24 is stopped. As a result, the heat pump unit 24 can be efficiently operated according to the target hot water storage energy EO (t).
＝＝＝目標貯湯エネルギーに基づくヒートポンプユニットのその他の運転例＝＝＝
予測エネルギーＥＰが貯湯ユニット２２に最大限蓄積可能な上限貯湯エネルギーＥＭＡＸ（貯湯能力）を上回る場合、図１１に示すフローチャートにより目標貯湯エネルギーＥＯの設定処理を行う。本設定処理は、例えば冬期のような寒い季節であって昼間の時間帯に長期間の追い炊きが行われるような１日を対象としている。尚、以下の処理を実行する主体は、特に断らない限りコントローラ４５である。
=== Other operation examples of the heat pump unit based on the target hot water storage energy ===
When the predicted energy EP exceeds the upper limit hot water storage energy EMAX (hot water storage capacity) that can be stored in the hot water storage unit 22 to the maximum, the target hot water storage energy EO is set according to the flowchart shown in FIG. This setting process is intended for a day when it is a cold season such as the winter season and long-time additional cooking is performed during the daytime. The main body that executes the following processing is the controller 45 unless otherwise specified.
まず、コントローラ４５は、時計４５１より時間情報を取得し、深夜時間帯であるか否かを判別する（Ｓ１１０１）。深夜時間帯の場合（Ｓ１１０１：ＹＥＳ）、貯湯ユニット２２に貯蔵すべき目標貯湯エネルギーＥＯを上限貯湯エネルギーＥＭＡＸに設定する（Ｓ１１０２）。一方、深夜時間帯以外の時間帯の場合（Ｓ１１０１：ＮＯ）、コントローラ４５は、時計４５１より現時点の日付、時刻、季節等の時間情報を取得するとともに温度計２８より現時点の気温情報（環境情報）を取得し、これらの取得した情報に基づいて予測エネルギーＥＰを随時算定する（Ｓ１１０３）。 First, the controller 45 acquires time information from the clock 451 and determines whether or not it is a midnight time zone (S1101). In the case of the midnight time zone (S1101: YES), the target hot water storage energy EO to be stored in the hot water storage unit 22 is set to the upper limit hot water storage energy EMAX (S1102). On the other hand, in a time zone other than the midnight time zone (S1101: NO), the controller 45 acquires time information such as the current date, time, season, etc. from the clock 451, and at the same time temperature information (environment information) from the thermometer 28. ) And the predicted energy EP is calculated as needed based on the acquired information (S1103).
つぎに、所定時間連続した給湯が行われているか否かを判別し（Ｓ１１０４）、連続給湯が行われていない場合（Ｓ１１０４：ＹＥＳ）にはＳ１１０６に進む。連続給湯が行われている場合（Ｓ１１０４：ＮＯ）には浴槽３０向け給湯が行われたものと判定して予測エネルギーＥＰを「０」に設定し（Ｓ１１０５）、Ｓ１１０６に進む。 Next, it is determined whether or not hot water supply is performed for a predetermined time (S1104). If continuous hot water supply is not performed (S1104: YES), the process proceeds to S1106. When continuous hot water supply is performed (S1104: NO), it is determined that hot water supply for the bathtub 30 has been performed, the predicted energy EP is set to “0” (S1105), and the process proceeds to S1106.
つぎに、予測エネルギーＥＰが貯湯ユニット２２に常時貯蔵しておきたい下限貯湯エネルギーＥＭＩＮを上回るか否かを判別する（Ｓ１１０６）。予測エネルギーＥＰが下限貯湯エネルギーＥＭＩＮを下回る場合（Ｓ１１０６：ＮＯ）、目標貯湯エネルギーＥＯを下限貯湯エネルギーＥＭＩＮに設定する（Ｓ１１０９）。 Next, it is determined whether or not the predicted energy EP exceeds the lower limit hot water storage energy EMIN that is to be stored in the hot water storage unit 22 at all times (S1106). When the predicted energy EP is lower than the lower limit hot water storage energy EMIN (S1106: NO), the target hot water storage energy EO is set to the lower limit hot water storage energy EMIN (S1109).
一方、予測エネルギーＥＰが下限貯湯エネルギーＥＭＩＮを上回る場合（Ｓ１１０６：ＹＥＳ）、コントローラ４５は、現時刻から予め設定しておいた給湯予定時刻までの時間Ｔ１を算定するとともに、現時刻の予測エネルギーＥＰ（浴槽以外の給湯）から上限貯湯エネルギーＥＭＡＸを得るまでに要する時間Ｔ２を算定する。尚、時間Ｔ２は、「（上限貯湯エネルギーＥＭＡＸ−予測エネルギーＥＰ）÷ヒートポンプユニット２４の単位時間あたりの生成エネルギー」によって算定する。そして、時間Ｔ１が時間Ｔ２よりも長い場合には（Ｓ１１０７：ＹＥＳ）、貯湯ユニット２２に貯蔵すべき目標貯湯エネルギーＥＯを予測エネルギーＥＰに設定する（Ｓ１１０８）。一方、時間Ｔ２が時間Ｔ１に達した場合には（Ｓ１１０７：ＮＯ）、給湯の事前準備のために、目標貯湯エネルギーＥＯを上限貯湯エネルギーＥＭＡＸに設定する（Ｓ１１０２）。 On the other hand, when the predicted energy EP exceeds the lower limit hot water storage energy EMIN (S1106: YES), the controller 45 calculates the time T1 from the current time to the preset hot water supply time, and the predicted energy EP at the current time. The time T2 required to obtain the upper limit hot water storage energy EMAX from (hot water other than the bathtub) is calculated. The time T2 is calculated by “(upper limit hot water storage energy EMAX−predicted energy EP) ÷ energy generated per unit time of the heat pump unit 24”. When the time T1 is longer than the time T2 (S1107: YES), the target hot water storage energy EO to be stored in the hot water storage unit 22 is set to the predicted energy EP (S1108). On the other hand, when the time T2 reaches the time T1 (S1107: NO), the target hot water storage energy EO is set to the upper limit hot water storage energy EMAX in order to prepare for hot water supply (S1102).
図１２は、図１１に示すフローチャートに従って設定された目標貯湯エネルギーＥＯの一例を示した図である。尚、同図では、実線が目標貯湯エネルギーＥＯを示し、貯湯エネルギーの高い方の点線が上限貯湯エネルギーＥＭＡＸを示し、貯湯エネルギーの低い方の点線が下限貯湯エネルギーＥＭＩＮを示し、一点鎖線が予測エネルギーＥＰを示している。同図において、午前０時から午前６時までの時間帯が深夜時間帯であって、午前６時から午前０時（２４：００）までの時間帯が深夜時間帯以外の時間帯である。 FIG. 12 is a diagram showing an example of the target hot water storage energy EO set according to the flowchart shown in FIG. In the figure, the solid line indicates the target hot water storage energy EO, the dotted line with the higher hot water storage energy indicates the upper limit hot water storage energy EMAX, the dotted line with the lower hot water storage energy indicates the lower limit hot water storage energy EMIN, and the alternate long and short dash line indicates the predicted energy. EP is shown. In the figure, the time zone from midnight to 6:00 am is a midnight time zone, and the time zone from 6:00 am to midnight (24:00) is a time zone other than the midnight time zone.
深夜時間帯では、予測エネルギーＥＰが上限貯湯エネルギーＥＭＡＸを上回るため、目標貯湯エネルギーＥＯは上限貯湯エネルギーＥＭＡＸに設定されている。 Since the predicted energy EP exceeds the upper limit hot water storage energy EMAX in the midnight time zone, the target hot water storage energy EO is set to the upper limit hot water storage energy EMAX.
午前６時から午後１時３０分までの時間帯では、予測エネルギーＥＰが上限貯湯エネルギーＥＭＡＸを下回っており、目標貯湯エネルギーＥＯが予測エネルギーＥＰに設定されている。尚、当該時間帯の予測エネルギーＥＰは、図１２に示される例では一定であるが、当該時間帯における時間的要因（時間、季節等）及び環境的要因（外気温、自然放熱等）に基づいて随時変化する予測エネルギーＥＰのパターンであってもよい。 In the time zone from 6:00 am to 1:30 pm, the predicted energy EP is lower than the upper limit hot water storage energy EMAX, and the target hot water storage energy EO is set to the predicted energy EP. Note that the predicted energy EP for the time period is constant in the example shown in FIG. 12, but is based on temporal factors (time, season, etc.) and environmental factors (outside temperature, natural heat dissipation, etc.) in the time zone. The pattern of predicted energy EP that changes as needed may be used.
午後１時３０分では、現時刻（午後１時３０分）の予測エネルギーＥＰ（浴槽以外の給湯）から上限貯湯エネルギーＥＭＡＸを得るまでに要する時間Ｔ２が、現時刻（午後１時３０分）から予め設定しておいた給湯予定時刻（午後８時３０分）までの時間Ｔ１に達したため、給湯の事前準備のため、目標貯湯エネルギーＥＯが予測エネルギーＥＰから上限貯湯エネルギーＥＭＡＸに変更されている。そして、午前１時３０分から浴槽３０向け給湯が行われる午後８時３０分までの時間帯では、目標貯湯エネルギーＥＯとして上限貯湯エネルギーＥＭＡＸの設定を維持している。 At 1:30 pm, the time T2 required to obtain the upper limit hot water storage energy EMAX from the predicted energy EP (hot water other than the bathtub) at the current time (1:30 pm) is from the current time (1:30 pm). Since the preset time T1 until the scheduled hot water supply time (8:30 pm) has been reached, the target hot water storage energy EO has been changed from the predicted energy EP to the upper limit hot water storage energy EMAX to prepare for hot water supply in advance. And in the time slot | zone from 1:30 am to the hot water supply for the bathtub 30 to 8:30 pm, the setting of the upper limit hot water storage energy EMAX is maintained as the target hot water storage energy EO.
浴槽３０向け給湯が行われる午後８時３０分頃から午前０時までの時間帯では、予測エネルギーＥＰが下限貯湯エネルギーＥＭＩＮを下回るまでの間、目標貯湯エネルギーＥＯが予測エネルギーＥＰに設定されており、予測エネルギーＥＰが下限貯湯エネルギーＥＭＩＮを下回った後は、目標貯湯エネルギーＥＯが下限貯湯エネルギーＥＭＩＮに設定されている。 In the time zone from 8:30 pm to midnight when hot water is supplied to the bathtub 30, the target hot water storage energy EO is set to the predicted energy EP until the predicted energy EP falls below the lower limit hot water storage energy EMIN. After the predicted energy EP falls below the lower limit hot water storage energy EMIN, the target hot water storage energy EO is set to the lower limit hot water storage energy EMIN.
上記の給湯システム１００によれば、深夜時間帯には、深夜時間帯以外の時間帯に利用される貯湯エネルギーを、安価な夜間電力を利用して貯湯ユニット２２に貯蔵しておくことができる。また、深夜時間帯以外の時間帯では、貯湯ユニット２２に貯蔵された貯湯エネルギーの補充が必要となる場合、蓄電池４２の残量があれば、蓄電池４２に充電された安価な夜間電力を用いてヒートポンプユニット２４を運転することができる。 According to the hot water supply system 100 described above, hot water storage energy used in a time zone other than the midnight time zone can be stored in the hot water storage unit 22 using inexpensive nighttime power during the midnight time zone. In addition, when it is necessary to replenish hot water stored in the hot water storage unit 22 in a time zone other than the midnight time zone, if there is a remaining amount of the storage battery 42, the inexpensive night power charged in the storage battery 42 is used. The heat pump unit 24 can be operated.
また、上記の給湯システム１００によれば、蓄電池４２の定格容量Ｍ０を、放電深度の高い順に、停電／過負荷補償用の容量Ｍ２、給湯用の容量Ｍ３、自由利用分の容量Ｍ４に少なくとも分割しており、使用頻度の高い用途には放電深度の低い（劣化の少ない）範囲を割り当てるようにしている。この結果、蓄電池４２の利用率を更に向上することができる。 Further, according to the hot water supply system 100 described above, the rated capacity M0 of the storage battery 42 is divided into at least a capacity M2 for power failure / overload compensation, a capacity M3 for hot water supply, and a capacity M4 for free use in descending order of discharge depth. Therefore, a range having a low discharge depth (low degradation) is assigned to a frequently used application. As a result, the utilization factor of the storage battery 42 can be further improved.
さらに、上記の給湯システム１００によれば、深夜時間帯以外の時間帯において、現時点での時間情報及び環境情報に基づいて貯湯ユニット２２に貯蔵すべき目標貯湯エネルギーＥＯが算定され、当該目標貯湯エネルギーＥＯが維持されるようにヒートポンプユニット２４の運転が制御される。この結果、例えば、夏期の場合、深夜時間帯以外の時間帯では、深夜時間帯に蓄積しておいた貯湯エネルギーが保存されているため、ヒートポンプユニット２４を運転せずに済ませる、といった季節に応じた効率的な運用が可能となる。尚、目標貯湯エネルギーＥＯという指標が何もない状態でヒートポンプユニット２４を運転する場合、例えば、蓄電池４２の容量Ｍ４、Ｍ３を早々に使い切ってしまい、昼の時間帯にヒートポンプユニット２４を高価な商用電力で運転する虞がある。従って、目標貯湯エネルギーＥＯという指標を導入したことによって、蓄電池４２の容量と連動したヒートポンプユニット２４の効率的な運転が可能となる。 Furthermore, according to the hot water supply system 100 described above, the target hot water storage energy EO to be stored in the hot water storage unit 22 is calculated based on the current time information and environmental information in a time zone other than the midnight time zone, and the target hot water storage energy is calculated. The operation of the heat pump unit 24 is controlled so that EO is maintained. As a result, for example, in the summer season, in the time zone other than the midnight time zone, the stored hot water energy stored in the midnight time zone is stored, so that the heat pump unit 24 can be dispensed with without depending on the season. Efficient operation. In the case where the heat pump unit 24 is operated in a state where there is no index of the target hot water storage energy EO, for example, the capacities M4 and M3 of the storage battery 42 are used up quickly, and the heat pump unit 24 is expensively used in the daytime. There is a risk of driving with electric power. Therefore, by introducing the index of the target hot water storage energy EO, efficient operation of the heat pump unit 24 in conjunction with the capacity of the storage battery 42 becomes possible.
さらに、上記の給湯システム１００によれば、深夜時間帯以外の時間帯では、所定時間以上連続した給湯が行われた場合には、浴槽への給湯が行われたものとみなし、ヒートポンプユニット２４の運転を無条件に開始させる。このため、貯湯ユニット２２に貯蔵される貯湯エネルギーが浴槽３０への給湯後に速やかに目標貯湯エネルギーＥＯとなるように補充することができる。従って、貯湯ユニット２２にはその日に必要とされる貯湯エネルギーを常に蓄積した状態とすることができる。 Furthermore, according to the hot water supply system 100 described above, when hot water is continuously supplied for a predetermined time or more in a time zone other than the midnight time zone, it is considered that hot water is supplied to the bathtub. Start driving unconditionally. For this reason, the hot water storage energy stored in the hot water storage unit 22 can be replenished so as to quickly become the target hot water storage energy EO after the hot water supply to the bathtub 30. Therefore, the hot water storage unit 22 can always store the hot water storage energy required for the day.
さらに、上記の給湯システム１００によれば、給湯システム１００を構成する貯湯ユニット２２、蓄電池４２並びにヒートポンプユニット２４全ての設備の利用率を向上させることができ、オール電化住宅の実現に向けて給湯システム１００の小型化を図ることができる。 Furthermore, according to said hot water supply system 100, the utilization factor of all the hot water storage units 22, the storage battery 42, and the heat pump unit 24 which comprise the hot water supply system 100 can be improved, and the hot water supply system is aimed at realization of an all-electricity house. 100 can be downsized.
以上、本実施形態について説明したが、前述した実施例は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。 While the present embodiment has been described above, the above-described examples are for facilitating the understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The present invention can be changed / improved without departing from the spirit thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
１０ 商用電源
２０ ヒートポンプ式電気給湯器
２２ 貯湯ユニット
２４ ヒートポンプユニット
２６、２８ 温度センサ
３２ 給湯口
４０ 分電盤
４１ 整流器
４２ 蓄電池
４３ インバータ
４４ センサ
４５ コントローラ
４５１ 時計
４５２ メモリ
５０ａ〜５０ｃ 負荷
ＳＷ１〜ＳＷ５ スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Commercial power supply 20 Heat pump type electric water heater 22 Hot water storage unit 24 Heat pump unit 26, 28 Temperature sensor 32 Hot water inlet 40 Distribution board 41 Rectifier 42 Storage battery 43 Inverter 44 Sensor 45 Controller 451 Clock 452 Memory 50a-50c Load SW1-SW5 Switch
Claims (4)
前記分電盤は、
前記商用電力を直流電力に変換する整流器と、
前記商用電力を前記整流器により変換した直流電力によって充電される蓄電池と、
前記蓄電池に充電された直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記商用電源から供給される前記商用電力又は前記インバータから供給される前記交流電力を選択して前記ヒートポンプ式電気給湯器に供給するスイッチと、
深夜時間帯には、当該深夜時間帯の商用電力を用いて前記ヒートポンプユニットを運転させるとともに、当該深夜時間帯の商用電力を用いて前記蓄電池を充電させ、
当該深夜時間帯以外の時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転する場合、前記蓄電池の残量に応じて前記スイッチの選択を前記商用電力から前記交流電力に切り替える制御回路と、
を有し、
前記蓄電池は、放電深度の高い順に、第１の容量、第２の容量、第３の容量が設定され、
前記第１の容量は、前記商用電源から供給される電流量が所定の基準電流量を超える場合又は停電が発生した場合、前記複数の負荷の一部又は全部に分配供給される前記商用電力の補償に用いられ、
前記第２の容量は、深夜時間帯以外の時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転する場合に用いられ、
前記第３の容量は、自由に利用可能であること、
を特徴とする給湯システム。 A heat pump electric water heater having a heat pump unit and a hot water storage unit for storing hot water generated by the heat pump unit, and commercial power supplied from a commercial power source to a plurality of loads including the heat pump electric water heater. A hot water supply system having a distribution board for distribution and supply,
The distribution board is
A rectifier for converting the commercial power into DC power;
A storage battery that is charged by DC power obtained by converting the commercial power by the rectifier;
An inverter that converts DC power charged in the storage battery into AC power;
A switch that selects the commercial power supplied from the commercial power supply or the alternating current power supplied from the inverter and supplies it to the heat pump type electric water heater;
In the midnight hours, while operating the heat pump unit using the commercial power of the midnight hours, and charging the storage battery using the commercial power of the midnight hours,
When operating the heat pump unit in a time zone other than the midnight time zone, a control circuit that switches the switch from the commercial power to the AC power according to the remaining amount of the storage battery;
Have,
In the storage battery, a first capacity, a second capacity, and a third capacity are set in descending order of discharge depth,
When the amount of current supplied from the commercial power source exceeds a predetermined reference current amount or when a power failure occurs, the first capacity is the amount of the commercial power distributed and supplied to some or all of the plurality of loads. Used for compensation,
The second capacity is used when the heat pump unit is operated in a time zone other than midnight time zone,
The third capacity is freely available ;
Hot water supply system characterized by
前記制御回路は、
深夜時間帯以外の時間帯において、
時間情報及び環境情報に基づいて前記貯湯ユニットに貯蔵される温水の熱エネルギーとしての目標エネルギーを算定するとともに、
前記貯湯ユニットに貯蔵される温水の熱エネルギーが前記目標エネルギーとなるように前記ヒートポンプユニットの運転を制御すること、
を特徴とする給湯システム。 The hot water supply system according to claim 1 ,
The control circuit includes:
In times other than midnight,
While calculating the target energy as the thermal energy of hot water stored in the hot water storage unit based on time information and environmental information,
Controlling the operation of the heat pump unit so that the thermal energy of the hot water stored in the hot water storage unit becomes the target energy,
Hot water supply system characterized by
前記制御回路は、所定時間以上連続した給湯が行われた場合、前記ヒートポンプユニットの運転を開始させること、を特徴とする給湯システム。 The hot water supply system according to claim 2 ,
The control circuit starts the operation of the heat pump unit when hot water is continuously supplied for a predetermined time or more.
前記商用電力を直流電力に変換する整流器と、
前記商用電力を前記整流器により変換した直流電力によって充電される蓄電池と、
前記蓄電池に充電された直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記商用電源から供給される前記商用電力又は前記インバータから供給される前記交流電力を選択して前記ヒートポンプ式電気給湯器に供給するスイッチと、
深夜時間帯には、当該深夜時間帯の商用電力を用いて前記ヒートポンプユニットを運転させるとともに、当該深夜時間帯の商用電力を用いて前記蓄電池を充電させ、
当該深夜時間帯以外の時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転する場合、前記蓄電池の残量に応じて前記スイッチの選択を前記商用電力から前記交流電力に切り替える制御回路と、
を有し、
前記蓄電池は、放電深度の高い順に、第１の容量、第２の容量、第３の容量が設定され、
前記第１の容量は、前記商用電源から供給される電流量が所定の基準電流量を超える場合又は停電が発生した場合、前記複数の負荷の一部又は全部に分配供給される前記商用電力の補償に用いられ、
前記第２の容量は、深夜時間帯以外の時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転する場合に用いられ、
前記第３の容量は、自由に利用可能であること、
を特徴とする分電盤。 Commercial power supplied from a commercial power source to a plurality of loads including a heat pump type electric water heater including a heat pump unit and a heat pump type electric water heater including a hot water storage unit that stores hot water generated by the heat pump unit. A distribution board that distributes and supplies power
A rectifier for converting the commercial power into DC power;
A storage battery that is charged by DC power obtained by converting the commercial power by the rectifier;
An inverter that converts DC power charged in the storage battery into AC power;
A switch that selects the commercial power supplied from the commercial power supply or the alternating current power supplied from the inverter and supplies it to the heat pump type electric water heater;
In the midnight hours, while operating the heat pump unit using the commercial power of the midnight hours, and charging the storage battery using the commercial power of the midnight hours,
When operating the heat pump unit in a time zone other than the midnight time zone, a control circuit that switches the switch from the commercial power to the AC power according to the remaining amount of the storage battery;
I have a,
In the storage battery, a first capacity, a second capacity, and a third capacity are set in descending order of discharge depth,
When the amount of current supplied from the commercial power source exceeds a predetermined reference current amount or when a power failure occurs, the first capacity is the amount of the commercial power distributed and supplied to some or all of the plurality of loads. Used for compensation,
The second capacity is used when the heat pump unit is operated in a time zone other than midnight time zone,
The third capacity is freely available ;
A distribution board characterized by
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008167738A JP5127595B2 (en) | 2008-06-26 | 2008-06-26 | Hot water supply system, distribution board |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008167738A JP5127595B2 (en) | 2008-06-26 | 2008-06-26 | Hot water supply system, distribution board |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010007952A JP2010007952A (en) | 2010-01-14 |
| JP5127595B2 true JP5127595B2 (en) | 2013-01-23 |
Family
ID=41588670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008167738A Active JP5127595B2 (en) | 2008-06-26 | 2008-06-26 | Hot water supply system, distribution board |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5127595B2 (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5769948B2 (en) * | 2010-10-25 | 2015-08-26 | 東邦瓦斯株式会社 | Hot water heating system |
| JP5890999B2 (en) * | 2011-10-17 | 2016-03-22 | 株式会社長府製作所 | Water heater |
| JP2013088059A (en) * | 2011-10-19 | 2013-05-13 | Chofu Seisakusho Co Ltd | Water heater |
| JP2013088083A (en) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Chofu Seisakusho Co Ltd | Water heater |
| JP5642109B2 (en) * | 2012-04-20 | 2014-12-17 | リンナイ株式会社 | Heat supply equipment |
| JP5663697B2 (en) * | 2014-09-26 | 2015-02-04 | リンナイ株式会社 | Heat supply equipment |
| JP6709691B2 (en) * | 2016-06-23 | 2020-06-17 | リンナイ株式会社 | Thermal equipment |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0595639A (en) * | 1991-08-20 | 1993-04-16 | Misawa Homes Co Ltd | Power supply system in highly-airtight heat-insulated residence |
| JPH05231727A (en) * | 1992-02-24 | 1993-09-07 | Toshiba Corp | Air conditioner |
| JP3642334B2 (en) * | 2003-05-19 | 2005-04-27 | 松下電器産業株式会社 | Heat pump water heater |
| JP4159975B2 (en) * | 2003-12-02 | 2008-10-01 | 松下電器産業株式会社 | Energy storage type heat pump water heater |
| JP4404002B2 (en) * | 2005-04-19 | 2010-01-27 | パナソニック株式会社 | Hot water storage water heater |
| JP4302686B2 (en) * | 2005-10-07 | 2009-07-29 | 中国電力株式会社 | Hot water system |
-
2008
- 2008-06-26 JP JP2008167738A patent/JP5127595B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2010007952A (en) | 2010-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5127595B2 (en) | Hot water supply system, distribution board | |
| JP6038395B2 (en) | Control device, control system, control method, and program | |
| JP5025835B2 (en) | Operation planning method and operation method of heat pump hot water supply and heating system | |
| JP5391886B2 (en) | Electric device with charging means, control method of electric device with charging means, and program thereof | |
| EP2442424A1 (en) | Utility interconnection system | |
| JP5518419B2 (en) | Power supply management device | |
| JP4799531B2 (en) | Apartment house power distribution system, apartment house power distribution method, apartment house power distribution management device | |
| JP2006286450A (en) | Fuel cell system, its control method, and its control device | |
| JP2017169349A (en) | Power supply system | |
| WO2017090168A1 (en) | Hot-water supply unit and hot-water supply system | |
| JP5394011B2 (en) | Hot water supply system, distribution board | |
| JP2011200101A (en) | Energy storage system | |
| WO2018211263A1 (en) | Heat and power generation and storage system | |
| JP2013093981A (en) | Electric vehicle charging/discharging system | |
| JP2020148429A (en) | Hot water supply system | |
| JP5404686B2 (en) | Battery charging system | |
| JP2015012719A (en) | Electric apparatus control system | |
| GB2577231A (en) | Power supply apparatus and method | |
| JP5069455B2 (en) | Collective cogeneration system | |
| JP2004265778A (en) | Power supply system and fuel cell unit | |
| JP2006158148A (en) | Power consumption installation and cogeneration system | |
| JP2009145042A (en) | Hot water system | |
| JP6694757B2 (en) | Hot water supply system | |
| JP2005078976A (en) | Fuel cell co-generation system | |
| JP6212990B2 (en) | Electrical equipment control system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101004 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120706 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120717 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120911 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121023 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121030 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5127595 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151109 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151109 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |