JP5955249B2 - Heat pump system - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプシステムに関するものである。 The present invention relates to a heat pump system.
従来より、熱量を供給するためのヒートポンプ式の熱源器であるヒートポンプ装置とヒートポンプ式以外の補助熱源器(例えばボイラや電気ヒータなど)とを備えたヒートポンプシステムが知られている。例えば、下記特許文献1に示される従来のヒートポンプは、ランニングコストを抑えるため、ヒートポンプ式の熱源器による加熱コストと補助熱源器による加熱コストとの比較を行い、コスト面で有利な熱源器を稼働するように構成されている。
Conventionally, a heat pump system including a heat pump device that is a heat pump type heat source device for supplying heat and an auxiliary heat source device (for example, a boiler, an electric heater, etc.) other than the heat pump type is known. For example, the conventional heat pump shown in the following
しかしながら、優先して稼働すべき熱源器を判定する判定周期(優先熱源判定周期)が一定であるヒートポンプシステムでは、ヒートポンプ装置の加熱コストの経時的変化を示すコスト曲線とボイラの加熱コストの経時的変化を示すコスト曲線とが交わる時点から一定時間経過した後でなければ優先して稼働すべき熱源器を判定することができない。従って、このようなヒートポンプシステムに上記特許文献1に示される従来技術を適用した場合、上記2つの曲線が交わる時点から一定時間が経過するまではコスト面で不利な熱源器の稼働が継続される可能性があり、更なる省エネルギー化を図るというニーズに対応することができないという課題があった。
However, in a heat pump system in which a determination cycle (priority heat source determination cycle) for determining a heat source device to be preferentially operated is constant, a cost curve indicating a temporal change in the heating cost of the heat pump device and the heating cost of the boiler over time A heat source device that should be preferentially operated can only be determined after a certain period of time has elapsed from the point where the cost curve showing the change intersects. Therefore, when the conventional technique shown in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、更なる省エネルギー化を図ることができるヒートポンプシステムを得ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the heat pump system which can aim at the further energy saving.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ヒートポンプ式の第1の熱源器と、ヒートポンプ式以外の第2の熱源器と、前記第1の熱源器および前記第2の熱源器の運転制御を行う制御装置とを備え、前記第1の熱源器または前記第2の熱源器で加熱された流体を供給するヒートポンプシステムであって、前記制御装置は、一定の周期の間に、前記第1の熱源器で消費されるエネルギーに応じた第1のコストと前記第2の熱源器で消費されるエネルギーに応じた第2のコストとを演算すると共に、前記第1のコストと前記第2のコストが経時的に同一時点でのコスト差分を演算し、前記周期の間に得られた複数の前記第1のコストに基づく第1のコスト変動率と前記周期の間に得られた複数の前記第2のコストに基づく第2のコスト変動率との経時的に同一時点でのコスト変動率差分を演算し、前記第1のコストと前記第2のコストとが同一となる時点より前の前記周期の時刻で、前記第1のコストが第2のコストより大きい場合、少なくとも前記コスト差分およびコスト変動率差分に基づいて前記第2の熱源器の運転を継続させるか前記第2の熱源器の代わりに前記第1の熱源器を運転させるかを判定し、この判定結果に応じて熱源器を制御することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a heat pump type first heat source device, a second heat source device other than the heat pump type, the first heat source device, and the second heat source device. A heat pump system that supplies a fluid heated by the first heat source device or the second heat source device, the control device having a constant period And calculating a first cost corresponding to the energy consumed by the first heat source device and a second cost corresponding to the energy consumed by the second heat source device, and the first cost. And the second cost is calculated over time, and the difference between the first cost fluctuation rate based on the plurality of first costs obtained during the period and the period is obtained between the periods. A second based on a plurality of said second costs The cost fluctuation rate difference at the same time point with respect to the strike fluctuation rate is calculated over time, and at the time of the cycle before the time point when the first cost and the second cost are the same, When the cost is higher than the second cost, the operation of the second heat source device is continued based on at least the cost difference and the cost fluctuation rate difference, or the first heat source device is used instead of the second heat source device. It is determined whether to operate, and the heat source device is controlled according to the determination result.
この発明によれば、経時的に変化する第1の熱源器の加熱コストと経時的に変化する第2の熱源器の加熱コストとが同一となる時刻よりも前のタイミングでコスト的に有利な熱源器を予測して制御するようにしたので、更なる省エネルギー化を図ることができる、という効果を奏する。 According to this invention, the heating cost of the first heat source device that changes over time and the heating cost of the second heat source device that changes over time are advantageous in terms of cost at a timing before the time at which the heating cost becomes the same. Since the heat source device is predicted and controlled, there is an effect that further energy saving can be achieved.
以下に、本発明に係るヒートポンプシステムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a heat pump system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態に係るヒートポンプシステムの構成を示すブロック図である。図2は、図1に示される制御装置の構成を示すブロック図である。図3は、外気温が経時的に上昇しているときに加熱コスト差分演算部で演算される加熱コストの関係を示す図である。図4は、外気温が経時的に下降しているときに加熱コスト差分演算部で演算される加熱コストの関係を示す図である。図5は、本発明の実施の形態に係るヒートポンプシステムにおける優先熱源判定手順を示すフロー図である。
Embodiment.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a heat pump system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the control device shown in FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship of heating costs calculated by the heating cost difference calculation unit when the outside air temperature increases with time. FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship of heating costs calculated by the heating cost difference calculation unit when the outside air temperature is decreasing with time. FIG. 5 is a flowchart showing a priority heat source determination procedure in the heat pump system according to the embodiment of the present invention.
図1に示されるヒートポンプシステムは、ヒートポンプ装置1と、ヒートポンプ式以外の補助熱源器であるボイラ2と、ヒートポンプ装置1またはボイラ2によって加熱された温水を貯えるミキシングタンク4と、流体配管7に流れる温水と給湯用水(図示せず)とを熱交換する熱放出器3と、ヒートポンプシステムを制御する制御装置100とを備えている。ヒートポンプ装置1、ボイラ2、熱放出器3、およびミキシングタンク4は、流体配管7で接続される。
The heat pump system shown in FIG. 1 flows through a
制御装置100には、操作部101が接続され、操作部101で設定された操作情報101a(例えば設定温度など)と、外気温センサ6で検出された外気温度情報6aと、出湯温度センサ5で検出された出湯温度情報5aとが入力される。制御装置100は、これらの情報に基づいてヒートポンプシステムの各種動作指令を生成し、ヒートポンプ装置1およびボイラ2などを制御する。なお、図示例では、ヒートポンプ装置1に近傍に設けられた出湯温度センサ5で出湯温度情報5aが取得されているが、出湯温度センサ5の位置は図示例の場所に限定されるものではなく、ヒートポンプ装置1およびボイラ2で加熱された出湯を検出可能な位置であれば流体配管7の何れの場所でもよい。
An
ヒートポンプ装置1は、蒸発、圧縮、凝縮、および膨張の工程からなるサイクルにより、低温側の加熱流体(空気など)から熱を汲み上げ、高温側の被加熱流体(流体配管7から供給される低温水など)に熱を与える装置であり、制御装置100からのヒートポンプ稼働指令(H/P稼働指令41a)に基づいて流体配管7から供給される低温水を加熱する。加熱された湯水は流体配管7を介してミキシングタンク4などに供給される。
The
ボイラ2は、油やガスなどの燃料を燃焼させてその燃焼熱によって流体配管7から供給される低温水などを加熱する補助熱源器であり、ボイラ2としては公知の様々な形態が適用可能であり、ボイラ2の代わりに電気ヒータや他の熱装置を用いることができる。ボイラ2は、制御装置100からのボイラ稼働指令41bに基づいて、流体配管7から供給される低温水を加熱する。加熱された湯水は流体配管7を介してミキシングタンク4などに供給される。
The boiler 2 is an auxiliary heat source that burns fuel such as oil or gas and heats low-temperature water or the like supplied from the
ヒートポンプ装置1またはボイラ2により加熱された湯水の温度は、流体配管7を介して出湯温度センサ5により検出される。
The temperature of the hot water heated by the
図2には制御装置100の詳細構成が示され、制御装置100は、主たる構成として、加熱コスト判定部10、加熱コスト変動率判定部30、優先熱源判定部40、および制御部41を有する。
FIG. 2 shows a detailed configuration of the
加熱コスト判定部10は、加熱コスト差分演算部11、加熱コスト差分閾値記憶部12、コスト差分演算部13、コスト差分比較部14、およびコスト比較部21を有する。
The heating
加熱コスト差分演算部11はH/Pコスト演算部15およびボイラコスト演算部16を有する。 The heating cost difference calculation unit 11 includes an H / P cost calculation unit 15 and a boiler cost calculation unit 16.
H/Pコスト演算部15は、電気料金単価記憶部17、出湯温度データ取得部19、および外気温データ取得部20を有する。電気料金単価記憶部17には予め電気料金単価が記録され、H/Pコスト演算部15では、例えば、出湯温度データ取得部19に取り込まれた外気温度情報6aと、外気温データ取得部20に取り込まれた出湯温度情報5aと、電気料金単価記憶部17に記録された電気料金単価とに基づいて、ヒートポンプ装置1の加熱コスト(加熱コストH)が演算される。
The H / P cost calculation unit 15 includes an electricity bill unit price storage unit 17, a tapping temperature data acquisition unit 19, and an outside air temperature data acquisition unit 20. The electricity bill unit price is stored in the electricity bill unit price storage unit 17 in advance, and the H / P cost calculation unit 15 stores, for example, the outside
なお、H/Pコスト演算部15では任意の期間で加熱コストHが演算される。この任意の期間は、優先して稼働すべき熱源器を判定する優先熱源判定周期T(図3参照)を任意の数n(nは2以上の整数)で除した時間であり、以下「コスト演算周期」と称する。例えば、優先熱源判定周期Tを10分とし任意の数nを5とした場合のコスト演算周期は、2分となり、H/Pコスト演算部15では2分毎に加熱コストHが演算される。 The H / P cost calculation unit 15 calculates the heating cost H in an arbitrary period. This arbitrary period is a time obtained by dividing a priority heat source determination period T (see FIG. 3) for determining a heat source device to be operated with priority by an arbitrary number n (n is an integer of 2 or more). This is referred to as “calculation cycle”. For example, the cost calculation period when the priority heat source determination period T is 10 minutes and the arbitrary number n is 5 is 2 minutes, and the H / P cost calculation unit 15 calculates the heating cost H every 2 minutes.
ボイラコスト演算部16のボイラ料金単価記憶部18には予めボイラ料金単価が記録され、ボイラコスト演算部16ではボイラ料金単価に基づいてボイラ2の加熱コスト(加熱コストB)が求められる。加熱コストBの演算周期は、H/Pコスト演算部15と同様にコスト演算周期である。
The boiler fee unit
H/Pコスト演算部15で求められた加熱コストHは、コスト比較部21、コスト差分演算部13、およびH/Pコスト変動率演算部35に入力される。また、ボイラコスト演算部16で求められた加熱コストBは、コスト比較部21、コスト差分演算部13、およびボイラコスト変動率演算部36に入力される。
The heating cost H obtained by the H / P cost calculation unit 15 is input to the
コスト比較部21では加熱コストHが加熱コストBよりも大きいか否かが判断され、その比較結果がコスト比較結果21aとして優先熱源判定部40に入力される。
The
コスト差分演算部13では加熱コストHと加熱コストBとの差分が求められ、その差分がコスト差分13aとしてコスト差分比較部14に入力される。
The cost
加熱コスト差分閾値記憶部12には予め加熱コスト差分閾値12a(第1の閾値)が記録され、加熱コスト差分閾値12aはコスト差分比較部14による演算に用いられる。
A heating
コスト差分比較部14では、コスト差分13aが加熱コスト差分閾値12a以上か否かが判断され、その比較結果が加熱コスト差分11aとして優先熱源判定部40に入力される。
In the cost
加熱コスト変動率判定部30は、加熱コスト変動率差分演算部31、加熱コスト変動率差分閾値記憶部32、コスト変動率差分演算部33、およびコスト変動率比較部34を有する。
The heating cost variation
加熱コスト変動率差分演算部31はH/Pコスト変動率演算部35およびボイラコスト変動率演算部36を有する。
The heating cost fluctuation rate difference calculation unit 31 includes an H / P cost fluctuation rate calculation unit 35 and a boiler cost fluctuation
H/Pコスト変動率演算部35のH/Pコスト記憶部37には、前述したコスト演算周期で演算される複数の加熱コストHが記録されているため、H/Pコスト変動率演算部35ではこれらの加熱コストHによってH/Pコスト変動率35aが求められる。H/Pコスト変動率35aは例えば、H/Pコスト変動率=(加熱コストHn−加熱コストH(n−1))/加熱コストHn*100という式で求められる(ただしnは2以上の整数)。
In the H / P
この演算により、H/Pコスト変動率35aの値が負である場合、加熱コストHが時間の経過と共に減少する傾向にある。従って図4に示されるH/P加熱コスト曲線102は、図示例のように経時的に下がる傾向を示す。一方、この演算により、H/Pコスト変動率35aの値が正である場合、加熱コストHが時間の経過と共に増加する傾向にある。従って図4に示されるH/P加熱コスト曲線102は、図示例のように経時的に上がる傾向を示す。
With this calculation, when the value of the H / P
ボイラコスト変動率演算部36のボイラコスト記憶部38には、前述したコスト演算周期で演算される複数の加熱コストBが記録されているため、ボイラコスト変動率演算部36ではこれらの加熱コストBによってボイラコスト変動率36aが求められる。ボイラコスト変動率36aは例えば、(加熱コストBn−加熱コストB(n−1))/加熱コストBn*100という式で求められる(ただしnは2以上の整数)。
In the boiler cost storage unit 38 of the boiler cost fluctuation
H/Pコスト変動率演算部35で求められたH/Pコスト変動率35aとボイラコスト変動率演算部36で求められたボイラコスト変動率36aとは、コスト変動率差分演算部33に入力され、コスト変動率差分演算部33は、前述した優先熱源判定周期Tで、H/Pコスト変動率35aとボイラコスト変動率36aとの差分(コスト変動率差分33a)を求める。
The H / P
加熱コスト変動率差分閾値記憶部32には、予め加熱コスト変動率差分閾値32a(第2の閾値)が記録されている。
In the heating cost fluctuation rate difference threshold storage unit 32, a heating cost fluctuation
コスト変動率比較部34では、コスト変動率差分演算部33からのコスト変動率差分33aと加熱コスト変動率差分閾値記憶部32から読み出された加熱コスト変動率差分閾値32aとが比較される。そして、コスト変動率比較部34による判定結果(コスト変動率差分33aが加熱コスト変動率差分閾値32a以上か否か)が加熱コスト変動率差分30aとして優先熱源判定部40に入力される。
The cost fluctuation rate comparison unit 34 compares the cost
優先熱源判定部40では、コスト差分比較部14からの加熱コスト差分11aとコスト変動率比較部34からの加熱コスト変動率差分30aに基づいて優先して稼働すべき熱源器を判定する。判定結果は制御部41に出力される。制御部41は、優先熱源判定部40での判定結果に応じた稼働指令(H/P稼働指令41aまたはボイラ稼働指令41b)を生成して出力する。
The priority heat
次に、加熱コストH、加熱コストB、H/Pコスト変動率35a、およびボイラコスト変動率36aの関係を説明する。
Next, the relationship among the heating cost H, the heating cost B, the H / P
図3には横軸を時間とし縦軸をコストとして、例えば外気温が急激に上昇する時間帯(例えば早朝から昼間までの時間帯)におけるヒートポンプ装置1およびボイラの加熱コストの経時的変化を示す曲線が示されている。
FIG. 3 shows time-dependent changes in heating costs of the
図3において実線で示されるH/P加熱コスト曲線102は、ヒートポンプ装置1の加熱コストの経時的変化を示す曲線であり、点線で示されるボイラ加熱コスト曲線103は、ボイラの加熱コストの経時的変化を示す曲線である。
The H / P
図示例のように外気温が急激に上昇する時間帯では、複数の加熱コストHから求められるH/Pコスト変動率35aは、負の値となり、かつ、複数の加熱コストBから求められるボイラコスト変動率36aに比べて大きな値となる。そのため、図示例のようにH/P加熱コスト曲線102が右下がりとなり、ヒートポンプ装置1の加熱コストが経時的に下がる傾向を示す。
In the time zone in which the outside air temperature rapidly increases as in the illustrated example, the H / P
一方、外気温が急激に上昇する時間帯において、ボイラ2の加熱コストは、ヒートポンプ装置1の加熱コストに比べてその経時的な変化が小さい。そのため、ボイラ加熱コスト曲線103は、H/P加熱コスト曲線102に比べてその変動率が小さく、図示例のように略横ばいの傾向を示す。なお、図示例のボイラ加熱コスト曲線103は、説明の便宜上略横ばいの曲線としているが条件次第ではその変化率が大きくなる場合もある。
On the other hand, the heating cost of the boiler 2 is less changed over time than the heating cost of the
このように、外気温が急激に上昇する時間帯では、H/Pコスト変動率35aが負の値、かつ、ボイラコスト変動率36aより大きい値となる。従って、2つのコスト曲線は、図示例のようにある時点(時刻Ta)で交わる。時刻Taは、経時的に変化する加熱コストHと経時的に変化する加熱コストBとが同一となる時点を示す。図示例では、この時刻Ta以前の時間帯ではボイラ加熱コスト曲線103がH/P加熱コスト曲線102よりも低く、時刻Ta以降の時間帯ではH/P加熱コスト曲線102がボイラ加熱コスト曲線103よりも低い。従って、コスト変化点の時刻である時刻Ta以前の時間帯ではボイラ2を稼働させたほうがシステム全体のコストが有利であり、時刻Ta以降の時間帯ではヒートポンプ装置1を稼働させたほうがシステム全体のコストが有利である。このようなことから時刻Ta以前ではボイラ2を稼働させ、時刻Taになった時点で制御対象の熱源器をボイラ2からヒートポンプ装置1に切り替えることができれば、システム全体での無駄なコストを省くことができる。
Thus, in the time zone when the outside air temperature rapidly increases, the H / P
ただし、前述した優先熱源判定周期Tが一定であるヒートポンプシステムでは、必ずしも時刻Taのタイミングで優先して稼働すべき熱源器の判定が行われるとは限らない。具体的に説明すると、2つの曲線が交わる時刻Ta以前では、優先熱源判定周期Tによる時刻T1で加熱コストH1および加熱コストB1が求められ、優先熱源判定周期Tによる時刻T2で加熱コストH2および加熱コストB2が求められる。これらの加熱コストによって優先熱源判定が行われた結果、時刻T1やT2ではコスト的に有利なボイラ2に対してボイラ稼働指令41bが送信される。ただし、優先熱源判定周期Tによる時刻T3となるまで加熱コストH3および加熱コストB3が求められない。すなわち、時刻Taから時刻T3までの間では優先熱源判定が行われないため、コスト的に不利なボイラ2の稼働が継続される。
However, in the heat pump system in which the above-described priority heat source determination cycle T is constant, the determination of the heat source device that should operate preferentially at the time Ta is not always performed. More specifically, before the time Ta when the two curves intersect, the heating cost H1 and the heating cost B1 are obtained at the time T1 according to the priority heat source determination period T, and the heating cost H2 and the heating are determined at time T2 according to the priority heat source determination period T. Cost B2 is required. As a result of performing the priority heat source determination based on these heating costs, the
このような問題を解消するため本実施の形態にかかるヒートポンプシステムでは、例えば、時刻Taの直前の優先熱源判定周期Tの時刻T2において、コスト的に有利なボイラ2が稼働しているとき(時刻Taより前の時間に加熱コストHが加熱コストBより高いとき)であっても、以下の条件が成り立つ場合、時刻T2で優先して稼働すべき熱源器をボイラ2からヒートポンプ装置1に切り替えるように構成されている。
In order to solve such a problem, in the heat pump system according to the present embodiment, for example, at the time T2 of the priority heat source determination period T immediately before the time Ta, the cost-effective boiler 2 is operating (time Even when the heating cost H is higher than the heating cost B at a time prior to Ta), when the following conditions are satisfied, the heat source device to be operated with priority at time T2 is switched from the boiler 2 to the
条件は、以下の(1)と(2)とを満たす場合である。
(1)時刻T2におけるコスト差分13aが加熱コスト差分閾値12a以下である。
(2)時刻T2におけるH/Pコスト変動率35aが負であるときのコスト変動率差分33aが加熱コスト変動率差分閾値32a以上である。
The condition is when the following (1) and (2) are satisfied.
(1) The
(2) The cost
なお、時刻T2で制御対象の熱源器をボイラ2からヒートポンプ装置1に切り替えた場合、時刻T2から時刻Taまでの間ではヒートポンプ装置1の加熱コストが不利となるが、時刻T2から時刻Taまでの時間は、加熱コストが安価でない熱源選択期間(時刻Taから時刻T3までの時間)より短いため、時刻Taから時刻T3までの間にボイラ2を稼働させる場合に比べて、システム全体でのコストを低減することが期待できる。
In addition, when the heat source device to be controlled is switched from the boiler 2 to the
また、時刻T2と時刻Taとの間の時間が図示例よりも長い場合(すなわち、時刻T2の位置が図示例よりも時刻T1側である場合)、時刻T2で上記2つの条件が満たされない場合もある。その場合でも、時刻Taから時刻T3までの時間が短くなるため、この時刻T3の時点で加熱コストHが加熱コストBより小さい値と判断されれば、時刻T3で制御対象の熱源器がボイラ2からヒートポンプ装置1に切り替えられる。
Further, when the time between time T2 and time Ta is longer than the illustrated example (that is, when the position of time T2 is closer to time T1 than the illustrated example), when the above two conditions are not satisfied at time T2. There is also. Even in that case, since the time from time Ta to time T3 is shortened, if it is determined that the heating cost H is smaller than the heating cost B at the time T3, the heat source to be controlled is the boiler 2 at time T3. To the
図4には横軸を時間とし縦軸をコストとして、例えば外気温が急激に下降する時間帯(例えば夕方から深夜までの時間帯)におけるヒートポンプ装置1およびボイラ2の加熱コストの経時的変化を示す曲線が示されている。
In FIG. 4, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents cost. For example, the time-dependent change in the heating cost of the
図示例のように外気温が急激に上昇する時間帯では、複数の加熱コストHから求められるH/Pコスト変動率35aは、正の値となり、かつ、複数の加熱コストBから求められるボイラコスト変動率36aに比べて大きな値となる。そのため、図示例のようにH/P加熱コスト曲線102が右上がりとなり、ヒートポンプ装置1の加熱コストが経時的に上がる傾向を示す。
In the time zone in which the outside air temperature rapidly increases as in the illustrated example, the H / P
このように、外気温が急激に下降する時間帯では、H/Pコスト変動率35aが正の値、かつ、ボイラコスト変動率36aより大きい値となるため、図3の例と同様に、2つのコスト曲線はある時刻Taで交わる。図4の例では、時刻Ta以前の時間帯ではボイラ加熱コスト曲線103がH/P加熱コスト曲線102よりも高く、時刻Ta以降の時間帯ではH/P加熱コスト曲線102がボイラ加熱コスト曲線103よりも高い。従って、時刻Ta以前の時間帯ではヒートポンプ装置1を稼働させたほうがシステム全体のコストが有利であり、時刻Ta以降の時間帯ではボイラ2を稼働させたほうがシステム全体のコストが有利である。このようなことから時刻Ta以前ではヒートポンプ装置1を稼働させ、時刻Taになった時点で制御対象の熱源器をヒートポンプ装置1からボイラ2に切り替えることができれば、システム全体での無駄なコストを省くことができる。
In this way, in the time zone in which the outside air temperature falls rapidly, the H / P
そこで、本実施の形態にかかるヒートポンプシステムでは、時刻Taより前、かつ、時刻Taの直前の優先熱源判定周期Tの時刻T2において、コスト的に有利なヒートポンプ装置1が稼働しているとき(時刻Taより前の時間に加熱コストBが加熱コストHより高いとき)であっても、以下の条件が成り立つ場合、時刻T2で制御対象の熱源器をヒートポンプ装置1からボイラ2に切り替えるように構成されている。
Therefore, in the heat pump system according to the present embodiment, when the
条件は、以下の(1)と(2)とを満たす場合である。
(1)時刻T2におけるコスト差分13aが加熱コスト差分閾値12a以下である。
(2)時刻T2におけるH/Pコスト変動率35aが正であるときのコスト変動率差分33aが加熱コスト変動率差分閾値32a以上である。
The condition is when the following (1) and (2) are satisfied.
(1) The
(2) The cost
なお、時刻T2で制御対象の熱源器をヒートポンプ装置1からボイラ2に切り替えた場合、時刻T2から時刻Taまでの間ではボイラ2の加熱コストが不利となるが、時刻T2から時刻Taまでの時間は、加熱コストが安価でない熱源選択期間(時刻Taから時刻T3までの時間)より短いため、時刻Taから時刻T3までの間にヒートポンプ装置1を稼働させる場合に比べて、システム全体でのコストを低減することが期待できる。
Note that when the heat source device to be controlled is switched from the
また、時刻T2と時刻Taとの間の時間が図示例よりも長い場合(すなわち、時刻T2の位置が図示例よりも時刻T1側である場合)、時刻T2で上記2つの条件が満たされない場合もある。その場合でも、時刻Taから時刻T3までの時間が短くなるため、この時刻T3の時点で加熱コストBが加熱コストHより小さい値と判断されれば、時刻T3で制御対象の熱源器がヒートポンプ装置1からボイラ2に切り替えられる。 Further, when the time between time T2 and time Ta is longer than the illustrated example (that is, when the position of time T2 is closer to time T1 than the illustrated example), when the above two conditions are not satisfied at time T2. There is also. Even in that case, the time from the time Ta to the time T3 is shortened. Therefore, if it is determined that the heating cost B is smaller than the heating cost H at the time T3, the heat source device to be controlled is the heat pump device at the time T3. 1 is switched to boiler 2.
このように、本実施の形態に係るヒートポンプシステムは、上記の条件を用いることにより、2つのコスト曲線が交わる時刻Taに到達する直前にシステム全体のコストが有利となることが予測される熱源器を選択し、または2つのコスト曲線が交わる時刻Taに到達した直後にシステム全体のコストが有利な熱源器を選択するように構成されている。 As described above, the heat pump system according to the present embodiment uses the above-described conditions, and the heat source device that is expected to be advantageous in the cost of the entire system immediately before reaching the time Ta at which the two cost curves intersect. Or immediately after reaching the time Ta at which the two cost curves intersect, the heat source apparatus having an advantageous cost for the entire system is selected.
以下、図5を用いて本実施の形態に係るヒートポンプシステムの動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the heat pump system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
加熱コスト差分演算部11では、予め設定されたコスト演算周期でボイラ2による加熱コストB(ボイラ加熱コスト)とヒートポンプ装置1による加熱コストH(H/P加熱コスト)とが演算される(ステップS1)。
The heating cost difference calculation unit 11 calculates a heating cost B (boiler heating cost) by the boiler 2 and a heating cost H (H / P heating cost) by the
ボイラ加熱コストおよびH/P加熱コストは、例えば、予め制御装置100に設定される優先熱源判定周期Tの時刻T1からT2の間で複数回演算され(ステップS2,No)、各H/P加熱コストがH/Pコスト記憶部37に保存され、各ボイラ加熱コストがボイラコスト記憶部38に保存される(ステップS3)。
For example, the boiler heating cost and the H / P heating cost are calculated a plurality of times between times T1 and T2 of the priority heat source determination period T set in advance in the control device 100 (step S2, No), and each H / P heating is performed. The cost is stored in the H / P
優先熱源判定周期Tの時刻(例えばT2)のとき(ステップS2,Yes)、加熱コスト変動率判定部30ではH/Pコスト変動率35aおよびボイラコスト変動率36aが演算される(ステップS4)。
At the time (for example, T2) of the priority heat source determination cycle T (step S2, Yes), the heating cost variation
また、加熱コスト判定部10では、ステップS1で演算されたH/P加熱コストがボイラ加熱コストより大きいか否かが判定され、H/P加熱コストがボイラ加熱コストより大きい場合(ステップS5,Yes)、その結果がコスト比較結果21aとして優先熱源判定部40に入力される。
Moreover, in the heating
また、加熱コスト判定部10ではステップS1で演算されたH/P加熱コストとボイラ加熱コストとのコスト差分13aが加熱コスト差分閾値12a以下である否かが判定され、その判定結果が加熱コスト差分11aとして優先熱源判定部40に入力される。
Moreover, in the heating
また、加熱コスト変動率判定部30では、H/Pコスト変動率35aとボイラコスト変動率36aとのコスト変動率差分33aが加熱コスト変動率差分閾値32a以上であるか否かが判定され、その判定結果が加熱コスト変動率差分30aとして優先熱源判定部40に入力される。
The heating cost fluctuation
そして、優先熱源判定部40では、加熱コスト判定部10および映像表示装置30からの情報に基づいて、以下の処理(優先熱源判定処理)が行われる。
And in the priority heat
コスト比較結果21aによりH/P加熱コストがボイラ加熱コストより大きく(ステップS5,Yes)、加熱コスト差分11aによりコスト差分13aが加熱コスト差分閾値12a以下であり(ステップS6,Yes)、H/Pコスト変動率演算部35からのH/Pコスト変動率35aが負の値であり(ステップS7,Yes)、さらに加熱コスト変動率差分30aによりコスト変動率差分33aが加熱コスト変動率差分閾値32a以上である場合(ステップS8,Yes)、優先熱源判定部40では優先すべき熱源器がヒートポンプ装置1であると判定され、制御部41ではこの判定結果に応じてH/P稼働指令41aが生成される。その結果、熱源器がボイラ2からヒートポンプ装置1に切り替える(ステップS9)。
From the
ステップS6においてコスト差分13aが加熱コスト差分閾値12a以下ではない場合(ステップS6,No)、またはステップS7においてH/Pコスト変動率35aが負の値ではない場合(ステップS7,No)、またはステップS8においてコスト変動率差分33aが加熱コスト変動率差分閾値32a以上ではない場合(ステップS8,No)、優先熱源判定部40では熱源器を切り替える必要がないと判定され、制御部41ではこの判定結果に応じてボイラ稼働指令41bが継続して生成される。その結果、ボイラ2の運転が継続される(ステップS10)。
When the
ステップS5において、H/P加熱コストがボイラ加熱コスト以下であり(ステップS5,No)、コスト差分13aが加熱コスト差分閾値12a以下であり(ステップS11,Yes)、H/Pコスト変動率35aが正の値であり(ステップS12,Yes)、コスト変動率差分33aが加熱コスト変動率差分閾値32a以上である場合(ステップS13,Yes)、優先熱源判定部40では優先すべき熱源器がボイラ2であると判定され、制御部41ではこの判定結果に応じてボイラ稼働指令41bが生成される。
In step S5, the H / P heating cost is equal to or less than the boiler heating cost (step S5, No), the
ステップS11においてコスト差分13aが加熱コスト差分閾値12a以下ではない場合(ステップS11,No)、またはステップS12においてH/Pコスト変動率35aが正の値ではない場合(ステップS12,No)、またはステップS13においてコスト変動率差分33aが加熱コスト変動率差分閾値32a以上ではない場合(ステップS13,No)、優先熱源判定部40では熱源器を切り替える必要がないと判定され、制御部41ではこの判定結果に応じてH/P稼働指令41aが継続して生成される。
If the
以上に説明したように本実施の形態に係るヒートポンプシステムは、ヒートポンプ式の第1の熱源器(1)と、ヒートポンプ式以外の第2の熱源器(2)と、第1の熱源器および第2の熱源器の運転制御を行う制御装置100とを備え、第1の熱源器または第2の熱源器で加熱された流体を供給するヒートポンプシステムであって、制御装置100は、一定の周期(優先熱源判定周期T)の間に、第1の熱源器で消費されるエネルギーに応じた第1のコスト(H)と第2の熱源器で消費されるエネルギーに応じた第2のコスト(B)とを演算すると共に、第1のコストと第2のコストが経時的に同一時点でのコスト差分13aを演算し、前記周期の間に得られた複数の第1のコストに基づく第1のコスト変動率(35a)と前記周期の間に得られた複数の前記第2のコストに基づく第2のコスト変動率(36a)との経時的に同一時点でのコスト変動率差分33aを演算し、第1のコストと第2のコストとが同一となる時点(Ta)より前の前記周期の時刻(例えば時刻T2)で、第1のコストが第2のコストより大きい場合、少なくともコスト差分13aおよびコスト変動率差分33aに基づいて第2の熱源器の運転を継続させるか第2の熱源器の代わりに第1の熱源器を運転させるかを判定し、この判定結果に応じて熱源器を制御するように構成されている。このように各熱源器の加熱コストの比較結果だけでなく各熱源器の加熱コスト変動率の比較結果を考慮することにより、外気温が上昇傾向にある時間帯において、経時的に変化する加熱コストHと経時的に変化する加熱コストBとが同一となる時刻Taよりも前のタイミングで、時刻Ta以降でコスト的に有利な熱源器を予測することができ、時刻Taよりも早いタイミングでその熱源器を制御することができる。その結果、システム全体でのコストを低減することができる共に、更なる省エネルギー化を図ることができる。
As described above, the heat pump system according to the present embodiment includes the heat pump type first heat source device (1), the second heat source device (2) other than the heat pump type, the first heat source device, and the first heat source device. A heat pump system that supplies a fluid heated by the first heat source device or the second heat source device, and the
また、制御装置100は、加熱コストHと加熱コストBとを比較するコスト比較部21と、コスト差分13aを演算するコスト差分演算部13と、コスト差分演算部13からのコスト差分13aと加熱コスト差分閾値12aとを比較するコスト差分比較部14と、コスト変動率差分33aを演算するコスト変動率差分演算部33と、コスト変動率差分演算部33からのコスト変動率差分33aと加熱コスト変動率差分閾値32aとを比較するコスト変動率比較部34と、コスト比較部21の比較結果により加熱コストHが加熱コストBより大きく、コスト差分比較部14の比較結果によりコスト差分13aが加熱コスト差分閾値12a以下であり、H/Pコスト変動率35aが負の値であり、コスト変動率比較部34の比較結果によりコスト変動率差分33aが加熱コスト変動率差分閾値32a以上である場合、優先すべき熱源器がヒートポンプ装置1であると判定する優先熱源判定部40と、を備えるように構成されている。従って、図3に示される時刻Taよりも前のタイミングでボイラ2が稼働中の場合でも、時刻Ta以降でコスト的に有利な熱源器がヒートポンプ装置1であることを予測して、制御対象の熱源器をボイラ2からヒートポンプ装置1に切り替えることができる。
In addition, the
また、本実施の形態に係るヒートポンプシステムは、第1のコストと第2のコストとが同一となる時点より前の前記周期の時刻で、前記第1のコストが第2のコストより小さい場合、少なくとも前記コスト差分およびコスト変動率差分に基づいて前記第1の熱源器の運転を継続させるか前記第1の熱源器の代わりに前記第2の熱源器を運転させるかを判定し、この判定結果に応じて熱源器を制御するように構成されている。このように、各熱源器の加熱コストの比較結果だけでなく各熱源器の加熱コスト変動率の比較結果を考慮することにより、外気温が下降傾向にある時間帯において、経時的に変化する加熱コストHと経時的に変化する加熱コストBとが同一となる時刻Taよりも前のタイミングで、時刻Ta以降でコスト的に有利な熱源器を予測することができ、時刻Taよりも早いタイミングでその熱源器を制御することができる。その結果、システム全体でのコストを低減することができる共に、更なる省エネルギー化を図ることができる。 Further, in the heat pump system according to the present embodiment, when the first cost is smaller than the second cost at the time of the cycle before the time when the first cost and the second cost are the same, Based on at least the cost difference and the cost fluctuation rate difference, it is determined whether to continue the operation of the first heat source device or to operate the second heat source device instead of the first heat source device. It is comprised so that a heat source device may be controlled according to. Thus, by considering not only the comparison result of the heating cost of each heat source unit but also the comparison result of the heating cost fluctuation rate of each heat source unit, the heating that changes with time in the time zone in which the outside air temperature tends to decrease A heat source that is advantageous in terms of cost can be predicted after the time Ta at a timing before the time Ta at which the cost H and the heating cost B that changes with time are the same, and at a timing earlier than the time Ta. The heat source can be controlled. As a result, the cost of the entire system can be reduced and further energy saving can be achieved.
また、制御装置100は、加熱コストHと加熱コストBとを比較するコスト比較部21と、コスト差分13aを演算するコスト差分演算部13と、コスト差分演算部13からのコスト差分13aと加熱コスト差分閾値12aとを比較するコスト差分比較部14と、コスト変動率差分33aを演算するコスト変動率差分演算部33と、コスト変動率差分演算部33からのコスト変動率差分33aと加熱コスト変動率差分閾値32aとを比較するコスト変動率比較部34と、コスト比較部21の比較結果により加熱コストHが加熱コストBより小さく、コスト差分比較部14の比較結果によりコスト差分13aが加熱コスト差分閾値12a以下であり、H/Pコスト変動率35aが正の値であり、コスト変動率比較部34の比較結果によりコスト変動率差分33aが加熱コスト変動率差分閾値32a以上である場合、優先すべき熱源器がヒートポンプ装置1であると判定する優先熱源判定部40と、を備えるように構成されている。従って、図4に示される時刻Taよりも前のタイミングでボイラ2が稼働中の場合でも、時刻Ta以降でコスト的に有利な熱源器がボイラ2であることを予測して、制御対象の熱源器をヒートポンプ装置1からボイラ2に切り替えることができる。
In addition, the
また、本発明の実施の形態は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは無論である。 Further, the embodiment of the present invention shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and a part thereof is not deviated from the gist of the present invention. Of course, it is possible to change the configuration such as omission.
以上のように、本発明は、ヒートポンプシステムに適用可能であり、特に、更なる省エネルギー化を図ることができる発明として有用である。 As described above, the present invention is applicable to a heat pump system, and is particularly useful as an invention that can achieve further energy saving.
1 ヒートポンプ装置、2 ボイラ、3 熱放出器、4 ミキシングタンク、5 出湯温度センサ、5a 出湯温度情報、6 外気温センサ、6a 外気温度情報、7 流体配管、10 加熱コスト判定部、11 加熱コスト差分演算部、11a 加熱コスト差分、12 加熱コスト差分閾値記憶部、12a 加熱コスト差分閾値、13 コスト差分演算部、13a コスト差分、14 コスト差分比較部、15 H/Pコスト演算部、16 ボイラコスト演算部、17 電気料金単価記憶部、18 ボイラ料金単価記憶部、19 出湯温度データ取得部、20 外気温データ取得部、21 コスト比較部、21a コスト比較結果、30 加熱コスト変動率判定部、30a 加熱コスト変動率差分、31 加熱コスト変動率差分演算部、32 加熱コスト変動率差分閾値記憶部、32a 加熱コスト変動率差分閾値、33 コスト変動率差分演算部、33a コスト変動率差分、34 コスト変動率比較部、35 H/Pコスト変動率演算部、35a H/Pコスト変動率、36 ボイラコスト変動率演算部、36a ボイラコスト変動率、37 H/Pコスト記憶部、38 ボイラコスト記憶部、40 優先熱源判定部、41 制御部、41a H/P稼働指令、41b ボイラ稼働指令、100 制御装置、101 操作部、101a 操作情報、102 H/P加熱コスト曲線、103 ボイラ加熱コスト曲線、B 加熱コスト、H 加熱コスト、T 優先熱源判定周期。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat pump apparatus, 2 Boiler, 3 Heat release device, 4 Mixing tank, 5 Hot water temperature sensor, 5a Hot water temperature information, 6 Outside air temperature sensor, 6a Outside air temperature information, 7 Fluid piping, 10 Heating cost judgment part, 11 Heating cost difference Calculation unit, 11a heating cost difference, 12 heating cost difference threshold storage unit, 12a heating cost difference threshold value, 13 cost difference calculation unit, 13a cost difference, 14 cost difference comparison unit, 15 H / P cost calculation unit, 16 boiler cost calculation Unit, 17 electricity unit price storage unit, 18 boiler unit price storage unit, 19 hot water temperature data acquisition unit, 20 outside air temperature data acquisition unit, 21 cost comparison unit, 21a cost comparison result, 30 heating cost fluctuation rate determination unit, 30a heating Cost fluctuation rate difference, 31 Heating cost fluctuation rate difference calculation unit, 32 Heating cost fluctuation rate Difference threshold storage unit, 32a Heating cost fluctuation rate difference threshold, 33 Cost fluctuation rate difference calculation unit, 33a Cost fluctuation rate difference, 34 Cost fluctuation rate comparison unit, 35 H / P cost fluctuation rate calculation unit, 35a H / P cost fluctuation Rate, 36 boiler cost fluctuation rate calculation unit, 36a boiler cost fluctuation rate, 37 H / P cost storage unit, 38 boiler cost storage unit, 40 priority heat source determination unit, 41 control unit, 41a H / P operation command, 41b boiler operation Command, 100 control device, 101 operation unit, 101a operation information, 102 H / P heating cost curve, 103 boiler heating cost curve, B heating cost, H heating cost, T priority heat source determination cycle.
Claims (4)
前記制御装置は、
一定の周期の間に、前記第1の熱源器で消費されるエネルギーに応じた第1のコストと前記第2の熱源器で消費されるエネルギーに応じた第2のコストとを演算すると共に、前記第1のコストと前記第2のコストが経時的に同一時点でのコスト差分を演算し、
前記周期の間に得られた複数の前記第1のコストに基づく第1のコスト変動率と前記周期の間に得られた複数の前記第2のコストに基づく第2のコスト変動率との経時的に同一時点でのコスト変動率差分を演算し、
前記第1のコストと前記第2のコストとが同一となる時点より前の前記周期の時刻で、前記第1のコストが第2のコストより大きい場合、少なくとも前記コスト差分およびコスト変動率差分に基づいて前記第2の熱源器の運転を継続させるか前記第2の熱源器の代わりに前記第1の熱源器を運転させるかを判定し、
この判定結果に応じて熱源器を制御することを特徴とするヒートポンプシステム。 A heat pump type first heat source device; a second heat source device other than the heat pump type; and a control device that performs operation control of the first heat source device and the second heat source device. Or a heat pump system for supplying fluid heated by the second heat source device,
The controller is
Calculating a first cost according to the energy consumed by the first heat source device and a second cost according to the energy consumed by the second heat source device during a certain period; Calculating a cost difference at the same time point of the first cost and the second cost,
Time course of a first cost variation rate based on the plurality of first costs obtained during the period and a second cost variation rate based on the plurality of second costs obtained during the period To calculate the cost fluctuation rate difference at the same time,
If the first cost is greater than the second cost at the time of the cycle before the time when the first cost and the second cost are the same, at least the cost difference and the cost fluctuation rate difference To determine whether to continue the operation of the second heat source device or to operate the first heat source device instead of the second heat source device,
A heat pump system that controls a heat source device according to the determination result.
前記第1のコストと前記第2のコストとを比較するコスト比較部と、
前記コスト差分を演算するコスト差分演算部と、
前記コスト差分演算部からのコスト差分と第1の閾値とを比較するコスト差分比較部と、
前記コスト変動率差分を演算するコスト変動率差分演算部と、
前記コスト変動率差分演算部からのコスト変動率差分と前記第1の閾値とは異なる第2の閾値とを比較するコスト変動率比較部と、
前記コスト比較部の比較結果により前記第1のコストが前記第2のコストより大きく、前記コスト差分比較部の比較結果により前記コスト差分が前記第1の閾値以下であり、前記第1のコスト変動率が負の値であり、前記コスト変動率比較部の比較結果により前記コスト変動率差分が前記第2の閾値以上である場合、優先すべき熱源器が前記第1の熱源器であると判定する優先熱源判定部と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプシステム。 The controller is
A cost comparison unit for comparing the first cost and the second cost;
A cost difference calculation unit for calculating the cost difference;
A cost difference comparison unit that compares the cost difference from the cost difference calculation unit with a first threshold;
A cost fluctuation rate difference calculation unit for calculating the cost fluctuation rate difference;
A cost fluctuation rate comparison unit that compares the cost fluctuation rate difference from the cost fluctuation rate difference calculation unit with a second threshold value different from the first threshold value;
The first cost is greater than the second cost based on the comparison result of the cost comparison unit, the cost difference is equal to or less than the first threshold value based on the comparison result of the cost difference comparison unit, and the first cost fluctuation If the rate is a negative value and the cost variation rate difference is greater than or equal to the second threshold based on the comparison result of the cost variation rate comparison unit, it is determined that the heat source device to be prioritized is the first heat source device. A priority heat source determination unit to
The heat pump system according to claim 1, further comprising:
前記制御装置は、
一定の周期の間に、前記第1の熱源器で消費されるエネルギーに応じた第1のコストと前記第2の熱源器で消費されるエネルギーに応じた第2のコストとを演算すると共に、前記第1のコストと前記第2のコストが経時的に同一時点でのコスト差分を演算し、
前記周期の間に得られた複数の前記第1のコストに基づく第1のコスト変動率と前記周期の間に得られた複数の前記第2のコストに基づく第2のコスト変動率との経時的に同一時点でのコスト変動率差分を演算し、
前記第1のコストと前記第2のコストとが同一となる時点より前の前記周期の時刻で、前記第1のコストが第2のコストより小さい場合、少なくとも前記コスト差分およびコスト変動率差分に基づいて前記第1の熱源器の運転を継続させるか前記第1の熱源器の代わりに前記第2の熱源器を運転させるかを判定し、
この判定結果に応じて熱源器を制御することを特徴とするヒートポンプシステム。 A heat pump type first heat source device; a second heat source device other than the heat pump type; and a control device that performs operation control of the first heat source device and the second heat source device. Or a heat pump system for supplying fluid heated by the second heat source device,
The controller is
Calculating a first cost according to the energy consumed by the first heat source device and a second cost according to the energy consumed by the second heat source device during a certain period; Calculating a cost difference at the same time point of the first cost and the second cost,
Time course of a first cost variation rate based on the plurality of first costs obtained during the period and a second cost variation rate based on the plurality of second costs obtained during the period To calculate the cost fluctuation rate difference at the same time,
When the first cost is smaller than the second cost at the time of the cycle before the time when the first cost and the second cost are the same, at least the cost difference and the cost fluctuation rate difference To determine whether to continue the operation of the first heat source device or to operate the second heat source device instead of the first heat source device,
A heat pump system that controls a heat source device according to the determination result.
前記第1のコストと前記第2のコストとを比較するコスト比較部と、
前記コスト差分を演算するコスト差分演算部と、
前記コスト差分演算部からのコスト差分と第1の閾値とを比較するコスト差分比較部と、
前記コスト変動率差分を演算するコスト変動率差分演算部と、
前記コスト変動率差分演算部からのコスト変動率差分と前記第1の閾値とは異なる第2の閾値とを比較するコスト変動率比較部と、
前記コスト比較部の比較結果により前記第1のコストが前記第2のコストより小さく、前記コスト差分比較部の比較結果により前記コスト差分が前記第1の閾値以下であり、前記第1のコスト変動率が正の値であり、前記コスト変動率比較部の比較結果により前記コスト変動率差分が前記第2の閾値以上である場合、優先すべき熱源器が前記第2の熱源器であると判定する優先熱源判定部と、
を備えたことを特徴とする請求項3に記載のヒートポンプシステム。 The controller is
A cost comparison unit for comparing the first cost and the second cost;
A cost difference calculation unit for calculating the cost difference;
A cost difference comparison unit that compares the cost difference from the cost difference calculation unit with a first threshold;
A cost fluctuation rate difference calculation unit for calculating the cost fluctuation rate difference;
A cost fluctuation rate comparison unit that compares the cost fluctuation rate difference from the cost fluctuation rate difference calculation unit with a second threshold value different from the first threshold value;
The first cost is smaller than the second cost based on the comparison result of the cost comparison unit, the cost difference is equal to or less than the first threshold value based on the comparison result of the cost difference comparison unit, and the first cost fluctuation When the rate is a positive value and the cost variation rate difference is greater than or equal to the second threshold based on the comparison result of the cost variation rate comparison unit, it is determined that the heat source device to be prioritized is the second heat source device. A priority heat source determination unit to
The heat pump system according to claim 3, further comprising:
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