JP5538574B2 - 給湯機制御装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、電力負荷平準化要求に応えるため、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を制御する給湯機制御装置が開示されている。
複数の貯湯式給湯機と相互に通信可能に接続され、
前記複数の貯湯式給湯機それぞれにおける1日の使用熱量を前記複数の貯湯式給湯機から受信する受信部と、
前記受信した1日の使用熱量と、前記1日の使用熱量のうち予め設定された期間内に沸上げされる熱量の割合であって、昼夜における電力使用量の平準化を促進するために予め設定される深夜運転率と、に基づいて、前記各貯湯式給湯機で前記期間内に許容される最大の沸上げ熱量を算出する最大沸上げ熱量算出部と、
前記受信した1日の使用熱量と前記許容される最大の沸上げ熱量とに基づいて、前記貯湯式給湯機毎に、前記期間内に沸上げられる熱量を、前記1日の使用熱量または前記許容される最大の沸上げ熱量のいずれかに決定する沸上げ熱量決定部と、
前記貯湯式給湯機毎に、前記沸上げ熱量決定部で決定した熱量に基づいて、沸上げ運転の運転時間を設定する運転時間設定部と、
前記沸上げ熱量決定部で決定された熱量と、前記運転時間設定部で設定された運転時間に基づいて、前記各貯湯式給湯機の沸上げ運転を制御する沸上げ運転制御部と、
を備える給湯機制御装置であって、
前記運転時間設定部は、同一時間帯に運転される前記貯湯式給湯機の台数が、前記複数の貯湯式給湯機の台数未満となるように、前記貯湯式給湯機の沸上げ運転の開始時間と終了時間を設定する、
ことを特徴とする。
給湯機制御装置100は、図示するように、記憶部102と、制御部104から構成され、後述する各貯湯式給湯機150と相互に通信可能に接続されている。
ヒートポンプユニット151内には、圧縮機153と、水冷媒熱交換器154と、膨張弁155と、空気熱交換器156と、圧力センサ157a、157bと、温度センサ158a、158bが搭載されている。そして、圧縮機153、水冷媒熱交換器154、膨張弁155および空気熱交換器156が環状に接続され、冷凍サイクル回路(冷媒回路)が構成されている。
水冷媒熱交換器154は、プレート式あるいは二重管式などの熱交換器であり、流入する冷媒と水(低温水)との間で熱交換を行う。この水冷媒熱交換器154における熱交換により、冷媒は放熱し、水は吸熱する。
ヒートポンプユニット1とタンクユニット2とは、湯水が流れる配管で接続され、ヒートポンプユニット151とタンクユニット152との間を、タンクユニット152内の貯湯タンク159下部を起点に、ポンプ162、水冷媒熱交換器154を経て貯湯タンク159上部に戻ることで湯水が循環する沸上げ回路が構成される。
このとき貯湯タンク159では、タンク上部から流出した高温水の体積分、水道圧により、タンク下部から市水が供給される。貯湯タンク159内では、上部に高温水、下部に低温水が滞留して温度成層が形成され、高温水と低温水との間には温度境界層が生成される。
具体的には、使用熱量算出部171は、使用者が給湯機の使用を開始する1日の最初、例えば深夜運転を終了する午前7時と、使用者の使用が完了する1日の最後、例えば深夜運転を開始する午後11時に、貯湯熱量の推算を行い、午前7時と午後11時の貯湯熱量の偏差を使用者の1日の使用熱量とする。
また、通信部172は、貯湯式給湯機150で許容される最大の深夜沸上げ熱量を示す最大沸上げ熱量データを給湯機制御装置100の送信部105から受信し、沸上げ熱量決定部173へ送信する。
受信した最大沸上げ熱量データが示す最大の深夜沸上げ熱量が1日の平均使用熱量以上の場合、沸上げ熱量決定部173は、1日の平均使用熱量を深夜運転の沸上げ熱量として決定する。
なお、1日の平均使用熱量は、適度な期間、例えば過去2週間から1ヶ月程度の使用熱量の平均値を示し、記憶部167に格納されている過去の使用熱量を読み込んで算出する。
従って、沸上げすべき熱量を沸上げする場合において、貯湯式給湯機150の消費電力を極力抑えた運転を効率の良い運転とした場合、沸上げ温度が低いほど、貯湯式給湯機150の運転効率は良くなる。
深夜の沸上げ運転の完了を判断するにあたって、沸上げ運転制御部175は、貯湯タンク159の貯湯熱量を随時算出する。そして、その熱量が沸上げ熱量決定部173における沸上げ温度決定時に用いられた深夜沸上げ運転終了時の貯湯タンク159の必要保持熱量と等しいか否かを判定し、両者が等しい場合に運転を終了する。
貯湯式給湯機150の運転に伴い貯湯タンク159の貯湯熱量が増加し、貯湯タンク159の熱量が最低限の貯湯熱量を上回った場合、昼間運転部176は、各機器に指示を与えて貯湯式給湯機150の運転を停止する。
温度センサ163aは、沸上げ回路の水冷媒熱交換器出口側に設置されている。温度センサ163bは、図示するように、貯湯タンク159上部入口側に設置されている。温度センサ163c〜163hは、貯湯タンク159の高さ方向に設置されている。温度センサ163iは、出湯管165に設置されている。
受信した最大沸上げ熱量データの示す熱量が、1日の平均使用熱量以上である場合(ステップS107:Yes)、1日の平均使用熱量を深夜運転の沸上げ熱量とする(ステップS108)。一方で、受信した最大沸上げ熱量データの示す熱量が、1日の平均使用熱量未満である場合(ステップS107:No)、受信した最大沸上げ熱量データにより示される、許容される最大の深夜沸上げ熱量を深夜運転の沸上げ熱量とする(ステップS109)。
上述したように、沸上げ温度が低いほど貯湯式給湯機150の運転効率は良くなるため、下限値である65℃が設定される。
従って、使用熱量の多い貯湯式給湯機150があっても、沸上げ温度を一定とすることができ、貯湯式給湯機150全体として電力負荷平準化を促進しつつ、各貯湯式給湯機150の運転を効率化することができる。
この発明は、上記の実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。上記実施形態では、深夜沸上げ機能を給湯機制御装置100における深夜沸上げ量決定機能と各貯湯式給湯機150における沸上げ機能との協同により実現する場合について説明したが、これは一例である。例えば、深夜沸上げ機能を、深夜沸上げ量決定機能と沸上げ機能とを併せ持つ一つの給湯機制御装置100により実現してもよい。この場合、1つのプログラムにより深夜沸上げ機能を実現するようにしてもよい。この構成によれば、各貯湯式給湯機150の運転を一つの給湯機制御装置100により制御することが可能となり、設備費用を抑えることができ、かつメンテナンスも容易となる。
このように、同一時間帯に運転される貯湯式給湯機150の台数が少なくなることにより、図8(a)に示すように同一時間帯に運転される貯湯式給湯機150が多い場合と比較して、貯湯式給湯機150全体における瞬時の最大消費電力量を低減することができる。従って契約電力により設定される電気料金を引き下げられ、低コストで各貯湯式給湯機150を運転することができる。さらに、深夜時間帯に同時に運転される貯湯式給湯機150の運転台数が均一化され、深夜時間帯での消費電力量が均一化されることで、電力負荷平準化をさらに促進することができる。
この構成によれば、図9(a)に示す各貯湯式給湯機150の沸上げ完了時間が同じ時間の場合と比較して、貯湯式給湯機150全体における瞬時の最大消費電力量を低減することができる。従って、受電設備の契約電力を引き下げることができ、契約電力により設定される電気料金を引き下げられ、低コストで各貯湯式給湯機150を運転することができる。
Claims (3)
- 複数の貯湯式給湯機と相互に通信可能に接続され、
前記複数の貯湯式給湯機それぞれにおける1日の使用熱量を前記複数の貯湯式給湯機から受信する受信部と、
前記受信した1日の使用熱量と、前記1日の使用熱量のうち予め設定された期間内に沸上げされる熱量の割合であって、昼夜における電力使用量の平準化を促進するために予め設定される深夜運転率と、に基づいて、前記各貯湯式給湯機で前記期間内に許容される最大の沸上げ熱量を算出する最大沸上げ熱量算出部と、
前記受信した1日の使用熱量と前記許容される最大の沸上げ熱量とに基づいて、前記貯湯式給湯機毎に、前記期間内に沸上げられる熱量を、前記1日の使用熱量または前記許容される最大の沸上げ熱量のいずれかに決定する沸上げ熱量決定部と、
前記貯湯式給湯機毎に、前記沸上げ熱量決定部で決定した熱量に基づいて、沸上げ運転の運転時間を設定する運転時間設定部と、
前記沸上げ熱量決定部で決定された熱量と、前記運転時間設定部で設定された運転時間に基づいて、前記各貯湯式給湯機の沸上げ運転を制御する沸上げ運転制御部と、
を備える給湯機制御装置であって、
前記運転時間設定部は、同一時間帯に運転される前記貯湯式給湯機の台数が、前記複数の貯湯式給湯機の台数未満となるように、前記貯湯式給湯機の沸上げ運転の開始時間と終了時間を設定する、
ことを特徴とする給湯機制御装置。 - 複数の貯湯式給湯機と相互に通信可能に接続され、
前記複数の貯湯式給湯機それぞれにおける1日の使用熱量を前記複数の貯湯式給湯機から受信する受信部と、
前記受信した1日の使用熱量と、前記1日の使用熱量のうち予め設定された期間内に沸上げされる熱量の割合であって、昼夜における電力使用量の平準化を促進するために予め設定される深夜運転率と、に基づいて、前記各貯湯式給湯機で前記期間内に許容される最大の沸上げ熱量を算出する最大沸上げ熱量算出部と、
前記受信した1日の使用熱量と前記許容される最大の沸上げ熱量とに基づいて、前記貯湯式給湯機毎に、前記期間内に沸上げられる熱量を、前記1日の使用熱量または前記許容される最大の沸上げ熱量のいずれかに決定する沸上げ熱量決定部と、
前記貯湯式給湯機毎に、前記沸上げ熱量決定部で決定した熱量に基づいて、沸上げ運転の運転時間を設定する運転時間設定部と、
前記沸上げ熱量決定部で決定された熱量と、前記運転時間設定部で設定された運転時間に基づいて、前記各貯湯式給湯機の沸上げ運転を制御する沸上げ運転制御部と、
を備える給湯機制御装置であって、
前記運転時間設定部は、前記複数の貯湯式給湯機の内、少なくとも2台の沸上げ完了時間が異なるように、前記各貯湯式給湯機における沸上げ運転の開始および終了を設定する、
ことを特徴とする給湯機制御装置。 - 前記予め設定された期間が、深夜時間帯であることを特徴とする請求項1又は2に記載の給湯機制御装置。
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