JP5384132B2 - ヒートポンプ給湯のシミュレーションプログラム - Google Patents
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Description
「日最大給湯量(60℃)」=「対象人数」×「施設稼働率」×「単位負荷」
また、ヒートポンプの貯湯槽の放熱量を次式によって算出する。
「放熱量」=「貯湯槽容量」×「放熱係数」×(「貯湯温度」−「外気温度」)
次に、入力タスク6で入力された給湯負荷およびステップS31で算出した出熱データに基づいて模擬運転データを算出し、図16に示すような算出結果を表示部12に表示する(ステップS32)。ここで、模擬運転データには、一時間ごとの給湯量、給湯熱量、残湯量およびヒートポンプの稼働状態、消費電力などが含まれる。具体的には、例えば、60℃の給湯量と給湯熱量をそれぞれ次式によって算出する。
「給湯量(60℃)」=「最大給湯量」×「曜日負荷率」×「時間負荷率」
「給湯熱量」=「給湯量(85℃)」×(「給湯温度(85℃)」−「給水温度」)
また、残湯量およびヒートポンプの稼働状態を次のようにして算出する。まず、夜間(22〜8時)は貯湯槽内の残湯量が所定量(図16の例では、9,000)に達するまでヒートポンプを稼働し、昼間(8〜22時)は通常時はヒートポンプを稼働せず貯湯槽内の残湯量が所定量(図16の例では、5,000)を満たない場合にヒートポンプを稼働することを前提とする。そして、給湯負荷と、各所への給湯や大浴場の湯張りおよび貯湯槽や配管からの放熱を含む給湯設備全体の出熱と、ヒートポンプによる給水加熱および放熱再加熱(配管からの放熱を補完するための加熱)を含む給湯設備全体の入熱とに基づいて、一時間ごとの貯湯槽内の残湯量を算出する。すなわち、出熱量と入熱量と貯湯槽の蓄放熱量(貯湯量の増減)は、次のような関係式が成り立ち、この関係式により熱収支をバランスさせるように残湯量を算出する。
「出熱量」=「入熱量」+「貯湯槽の蓄放熱量」
そして、この残湯量からヒートポンプの一時間ごとの稼働状態を予測する。
「残湯量」=「一時間前の残湯量」
+(「給水加熱量」−「タンク放熱量」)/(「貯湯温度」−「給水温度」)
−「給湯量合計」
ここで、「給水加熱量」が入熱に該当し、「タンク放熱量」と「給湯量合計」とが出熱に該当する。例えば、図16で示す日曜日の6〜7時の場合、「一時間前の残湯量」が所定量(9,000)未満であるため、ヒートポンプの運転モード(稼働状態)が稼働を示す「1」となり、「給水加熱量」が「85.4」となっている。続く7〜8時の場合、「一時間前の残湯量」が所定量に達しているため、ヒートポンプの運転モードが停止を示す「0」となり、「給水加熱量」が「0」となっている。同様に、昼間において「一時間前の残湯量」が所定量(5,000)以上の場合には、ヒートポンプの運転モードが「0」となり、「一時間前の残湯量」が所定量未満の場合に、ヒートポンプの運転モードが「1」となる。
「消費電力」=「単位時間当たりの消費電力量」×「COP」
×「台数」×「運転時間」
なお、図16の例では、「単位時間当たりの消費電力量」は8.4、「台数」は5、「運転時間」は1または0である。次に、放熱再加熱のための消費電力(放熱再加熱量)は、次式によって算出する。
「消費電力」=「単位時間当たりの消費電力量」×「台数」×「運転時間」
なお、図16の例では、「単位時間当たりの消費電力量」は1.5、「台数」は5、「運転時間」は0.9である。
11 入力部(負荷入力手段)
12 表示部
13 記憶部
14 中央処理部
2 負荷データベース
3 温度データベース
4 機器データベース
5 エネルギデータベース
6 入力タスク(負荷入力手段)
61 負荷入力タスク
62 熱源選定タスク
7 稼働予測タスク(稼働予測手段)
8 電力量予測タスク(消費電力算出手段、電力料金算出手段)
Claims (4)
- コンピュータを、
各ヒートポンプ式給湯機の熱源機や貯湯槽に関するデータを記憶した機器データベースと、
病院や宿泊施設、飲食店を含む施設形態ごとの標準的な給湯負荷が予め記憶され、施設形態を選択し必要に応じて給湯負荷を変更することで所定時間ごとの給湯負荷を入力するとともに、導入するヒートポンプの熱源機や貯湯槽、台数を入力する負荷入力手段と、
夜間は貯湯槽内の残湯量が所定量に達するまでヒートポンプを稼働し、昼間は通常時はヒートポンプを稼働せず貯湯槽内の残湯量が所定量を満たない場合にヒートポンプを稼働することを前提として、前記負荷入力手段で入力された給湯負荷と、導入するヒートポンプの熱源機や貯湯槽、台数と、各所への給湯および貯湯槽や配管からの放熱を含む給湯設備全体の出熱と、前記ヒートポンプによる加熱を含む給湯設備全体の入熱とに基づいて、所定時間ごとの貯湯槽内の残湯量を算出し、前記ヒートポンプの所定時間ごとの稼働状態を予測する稼働予測手段、
として機能させるためのヒートポンプ給湯のシミュレーションプログラム。 - コンピュータを、
前記稼働予測手段で予測された所定時間ごとの稼働状態に基づいて、前記ヒートポンプの消費電力を算出する消費電力算出手段、
として機能させるための請求項1に記載のヒートポンプ給湯のシミュレーションプログラム。 - コンピュータを、
前記消費電力算出手段で算出された消費電力に基づいて、電力料金を算出する電力料金算出手段、
として機能させるための請求項2に記載のヒートポンプ給湯のシミュレーションプログラム。 - 前記機器データベースは、各ボイラ式給湯機のボイラ、ヒータおよび貯湯タンクに関するデータを記憶し、
前記負荷入力手段は、比較対象のボイラ式給湯機のボイラや貯湯タンク、台数を入力し、
前記電力料金算出手段は、前記稼働予測手段で予測された所定時間ごとの稼働状態に基づいて、前記負荷入力手段で入力された比較対象のボイラ式給湯機の燃料費を算出する、
ことを特徴とする請求項3に記載のヒートポンプ給湯のシミュレーションプログラム。
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