JP6045395B2

JP6045395B2 - 給湯システム

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Publication number: JP6045395B2
Application number: JP2013037469A
Authority: JP
Inventors: 本間　誠; 誠本間; 正己大桃; 誠森田
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2033-02-27
Also published as: JP2014163640A

Description

本発明は、深夜時間帯に翌日の目標熱量を沸き上げるようにしたヒートポンプ貯湯式給湯機、このヒートポンプ貯湯式給湯機と連係する建物内の電力需要を監視するＨＥＭＳコントローラおよびこれらを備えた給湯システムに関するものである。

従来より、この種の湯水を貯湯する貯湯タンクと所定の加熱能力で貯湯タンク内の湯水を沸き上げるヒートポンプ式加熱手段を有したヒートポンプ貯湯式給湯機においては、特許文献１に示すように、前日までの使用熱量を学習して翌日の目標熱量を電力会社の時間帯別料金制度の深夜時間帯に沸き上げるようにしたものがあった。

また、ヒートポンプ貯湯式給湯機と連係する建物内の電力需要を監視するＨＥＭＳコントローラとしては、特許文献２に示すようなものが知られていた。

特開２００６−１２５７６４号公報特開２０１０−１６９３１４号公報

このようなヒートポンプ貯湯式給湯機と共に、加熱調理器としてのＩＨクッキングヒータや暖冷房装置としてのエアコン等を用いる電化住宅が普及するにつれて、ヒートポンプ貯湯式給湯機の沸き上げ完了の前に住人の活動時間帯が重なり、早朝に電力需要のピークが現れるようになった。

一方、建物内の電力需要を監視するＨＥＭＳコントローラは、ヒートポンプ貯湯式給湯機との連係についてはあまり考慮されておらず改善の余地の残るものであった。

そのため、昼夜の電力需要の平準化を目的としているヒートポンプ貯湯式給湯機によって早朝の電力需要のピーク形成を助長してしまうこととなり、このような状況を解消しつつ昼夜の電力需要の平準化に資するヒートポンプ貯湯式給湯機、ＨＥＭＳコントローラおよびこれらを備えた給湯システムを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達するため、湯水を貯湯する貯湯タンクと、所定の加熱能力で前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げるヒートポンプ式加熱手段と、電力会社の時間帯別料金制度に対応する複数の沸き上げ時間帯コース毎に沸き上げ時間帯開始時刻と沸き上げ時間帯終了時刻を記憶し、沸き上げを行う沸き上げ時間帯コースを選択する沸き上げ時間帯コース選択手段と、前日までの使用熱量を学習して翌日の目標熱量を算出する目標熱量算出手段と、前記目標熱量の沸き上げを前記沸き上げ時間帯終了時刻に完了させるための沸き上げ開始時刻を前記所定の加熱能力の値を用いて算出する沸き上げ開始時刻算出手段と、前記沸き上げ開始時刻になると前記ヒートポンプ式加熱手段を駆動開始させて沸き上げを開始させる沸き上げ制御手段と、前記沸き上げ時間帯終了時刻より一定時間遡った沸き上げ完了目標時刻を設定する早期完了設定手段とを有し、前記沸き上げ開始時刻算出手段は、前記早期完了設定手段によって前記沸き上げ完了目標時刻が設定されている場合には、前記沸き上げ完了目標時刻に前記目標熱量の沸き上げを完了させるように前記沸き上げ開始時刻を算出するようにし、前記沸き上げ完了目標時刻に前記目標熱量の沸き上げが完了できなかった場合には、前記沸き上げ時間帯終了時刻まで沸き上げを継続するようにし、前記早期完了設定手段は、早期沸き上げ要求信号を受信すると、前記沸き上げ完了目標時刻を設定するようにしたヒートポンプ貯湯式給湯機と、前記ヒートポンプ貯湯式給湯機の設置されている建物内の電力需要を監視し、前記ヒートポンプ貯湯式給湯機が選択している沸き上げ時間帯コースの沸き上げ時間帯終了時刻付近の時刻に電力需要のピークが生じている場合に、前記沸き上げ時間帯終了時刻付近の時刻の電力需要の状況から、前記一定時間の値または前記沸き上げ完了目標時刻そのものを決定し、前記ヒートポンプ貯湯式給湯機に対して前記一定時間の値あるいは前記沸き上げ完了目標時刻そのものが含まれている早期沸き上げ要求を送信するＨＥＭＳコントローラと、を備えた給湯システムとした。

また、前記沸き上げ開始時刻算出手段は、前記沸き上げ完了目標時刻に前記目標熱量の沸き上げが完了する見込みがないと判断した場合は、前記所定の加熱能力よりも大きい増大加熱能力を用いて前記沸き上げ開始時刻を算出し、前記沸き上げ制御手段は、前記沸き上げ開始時刻となると前記ヒートポンプ式加熱手段を増大加熱能力で運転して沸き上げを行うようにした。

また、前記ヒートポンプ貯湯式給湯機が選択している前記沸き上げ時間帯コースの沸き上げ時間帯終了時刻は、手動操作で入力される値であるものとした。

また、前記ヒートポンプ貯湯式給湯機が選択している前記沸き上げ時間帯コースの沸き上げ時間帯終了時刻は、前記ヒートポンプ貯湯式給湯機が備えられた建物に設置されているスマートメータから受信した時間帯別料金制度の情報から推定するようにした。

また、前記請求項１〜４のいずれかに記載のヒートポンプ貯湯式給湯機と、前記請求項５〜９のいずれかに記載のＨＥＭＳコントローラとを備えた給湯システムとした。

本発明によれば、昼夜の電力需要の平準化に資することができ、かつ沸き上げ完了時刻が早まるため朝の電力需要のピーク解消あるいは緩和に資することができると共に、沸き上げが完了しなければ、朝の電力需要のピーク解消に優先して沸き上げ時間帯終了時刻まで沸き上げを継続するため、湯切れの心配もない。

さらに、目標熱量が多く沸き上げ完了目標時刻までに沸き上げが完了する見込みがないと判断された場合は、ヒートポンプ式加熱手段を増大加熱能力で運転して沸き上げを行うため、冬期等の朝の電力需要のピークが大きい場合にも、沸き上げ完了時刻が早まるため朝の電力需要のピーク解消あるいは緩和に資することができる。

また、建物内の電力需要のピークが朝にあったことを外部のＨＥＭＳコントローラが把握して早期沸き上げ要求がヒートポンプ貯湯式給湯機に対して出力された場合は、このＨＥＭＳコントローラからの早期沸き上げ要求に応じて沸き上げ完了目標時刻が設定されるため、実際に朝に電力需要のピークが発生する場合に沸き上げ完了時刻が早まるため朝の電力需要のピーク解消あるいは緩和に資することができると共に、沸き上げが完了しなければ、朝の電力需要のピーク解消に優先して沸き上げ時間帯終了時刻まで沸き上げを継続するため、湯切れの心配もない。

また、ＨＥＭＳコントローラは、電力需要の状況から沸き上げ完了を前倒しする前記一定時間の値または沸き上げ完了目標時刻そのものを決定するため、電力需要のピーク解消あるいは緩和を確実にできると共に、昼夜の電力需要の平準化に対しても適切な沸き上げ完了目標時刻を設定することができるものである。

本発明の一実施形態のヒートポンプ貯湯式給湯機の概略構成図同一実施形態の制御ブロック図別一実施形態の給湯システムの概略構成図

次に、本発明の一実施形態のヒートポンプ貯湯式給湯機１を図面に基づいて説明する。２は湯水を貯湯するステンレス製の貯湯タンク３を有した貯湯タンクユニット、４は貯湯タンク３内の湯水を主に深夜時間帯に沸き上げるヒートポンプ式加熱手段としてのヒートポンプユニット、５は給湯設定温度を変更する等の操作を行うためのリモートコントローラである。

貯湯タンクユニット２には、貯湯タンク３底部に市水を給水する給水管６と、貯湯タンク３上部から出湯する出湯管７と、給水管６から分岐された給水バイパス管８と、出湯管７からの湯水と給水バイパス管８からの水とを給湯設定温度になるように混合する給湯混合弁９と、給湯混合弁９で混合された湯が流通する給湯管１０と、給湯管１０途中に設けられ給湯温度を検出する給湯温度センサ１１と、給湯管１０途中に設けられ給湯流量を検出する給湯流量センサ１２と、貯湯タンク２の側面上下に複数設けられてそれぞれ貯湯温度を検出する貯湯温度センサ１３と、給水管６に設けられ市水の給水圧を一定の圧力に減圧する減圧弁１３と、貯湯タンク２内の過圧を逃がす過圧逃がし弁１４と、ヒートポンプユニット４で加熱するため貯湯タンク２底部から取り出した湯水を流通させる加熱往き管１５と、ヒートポンプユニット４で加熱された湯水を貯湯タンク２上部へ戻すために流通させる加熱戻り管１６と、貯湯タンク３側面に高さを異ならせて複数設けられ貯湯温度を検出する貯湯温度センサ１７とが設けられている。

また、貯湯タンクユニット２には、貯湯タンク２内の湯の熱で浴槽１８からの浴水を加熱するための風呂熱交換器１９と、浴槽１８と風呂熱交換器１９とを浴水が循環可能に接続する風呂循環回路２０と、風呂循環回路２０途中に設けられ浴水を循環させる風呂循環ポンプ２１と、風呂循環回路２０を風呂熱交換器１９をバイパスして接続する熱交バイパス管２２と、浴槽１８からの浴水を風呂熱交換器１９側へ流すか熱交バイパス管２２側へ流すかを切り替える三方弁２３と、浴槽１８から風呂熱交換器１９へ流れる浴水の温度を検出する風呂温度センサ２４と、風呂循環回路２０の浴水の循環の有無を検知する流水スイッチ２５と、浴槽１８内の水位を検出するための水位センサ２６とが設けられている。

さらに、貯湯タンクユニット２には、給湯管１０から分岐されて風呂循環回路２０途中に接続される湯はり管２７と、湯はり管２６途中に設けられ湯はり流量を検出する湯はり流量センサ２８と、湯はり管２７途中に設けられ湯はり温度を検出する湯はり温度センサ２９と、湯はり管２７途中に設けられた電磁弁よりなる湯はり開閉弁３０と、湯はり開閉弁３０の下流に設けられ、湯はり開閉弁３０上流側の給水圧よりも浴槽１８からの逆流圧が高いときに浴水を外部に排水するホッパー弁３１とが設けられている。

ヒートポンプユニット４には、冷媒を圧縮する圧縮機３２と、圧縮された高温冷媒と貯湯タンク３からの湯水とを熱交換する冷媒水熱交換器３３と、冷媒水熱交換器３３で放熱された冷媒を減圧する膨張弁３４と、低温低圧の冷媒を蒸発する蒸発器３５と、圧縮機３２、冷媒水熱交換器３３、膨張弁３４、蒸発器３５を環状に接続した冷凍サイクル配管３６と、蒸発器３５に熱源となる外気を送風する送風機３７と、冷媒水熱交換器３３の水側に貯湯タンク３からの湯水を供給する加熱循環ポンプ３８と、加熱往き管１５から冷媒水熱交換器３３に流入する湯水の温度を検出する入水温度センサ３９と、冷媒水熱交換器３３から加熱戻り管１６へ流出する湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサ４０とが設けられている。

リモートコントローラ５には、給湯機に関する各種の情報（給湯設定温度、風呂設定温度、風呂設定湯量、残湯量、給湯機の作動状態等）を表示する表示部４１と、給湯設定温度および風呂設定温度あるいは風呂設定湯量を設定操作するための設定スイッチ４２と、浴槽１８へ風呂設定湯量の湯はりを指示する湯はりスイッチ４３等の複数の操作スイッチ４４とが設けられている。

４５は貯湯タンクユニット２内に設けられ、給湯温度センサ１１、給湯流量センサ１２、貯湯温度センサ１７、風呂温度センサ２４、流水スイッチ２５、水位センサ２６、湯はり流量センサ２８、湯はり温度センサ２９の検出値が入力され、給湯混合弁９、風呂循環ポンプ２１、三方弁２３、湯はり開閉弁３０の作動を制御すると共に、ヒートポンプユニット４およびリモートコントローラ５と必要な情報を送受信可能に接続された貯湯制御手段である。ここで、貯湯制御手段４５は、ＭＰＵ等の論理回路を有してメモリを参照しつつ予め記憶されているプログラムに従って作動を制御するものである。

４６はヒートポンプユニット４内に設けられ、入水温度センサ３９、沸き上げ温度センサ４０の検出値が入浴され、圧縮機３２、膨張弁３４、送風機３７、加熱循環ポンプ３８の作動を制御すると共に、貯湯制御手段４５と必要な情報を送受信可能に接続された加熱制御手段である。ここで、加熱制御手段４６は、ＭＰＵ等の論理回路を有してメモリを参照しつつ予め記憶されているプログラムに従って作動を制御するものである。

４７はリモートコントローラ５内に設けられ、操作スイッチ４４の操作信号や貯湯制御手段４５からの信号を受け、表示部４１に予め定められた必要な表示を行わせると共に、貯湯制御手段４５に操作信号に基づく信号を送信するリモコン制御手段である。ここで、リモコン制御手段４７は、ＭＰＵ等の論理回路を有してメモリを参照しつつ予め記憶されているプログラムに従って作動を制御するものである。

ここで、貯湯制御手段４５と加熱制御手段４６とリモコン制御手段４７は互いに必要な情報を授受して、互いに連携してヒートポンプ貯湯式給湯機の作動を制御する制御手段として振る舞うものである。

図２は、貯湯制御手段４５の制御ブロック図で、４５１は、電力会社の時間帯別料金制度に対応する複数の沸き上げ時間帯コース毎に沸き上げ時間帯開始時刻と沸き上げ時間帯終了時刻を予め記憶し、リモートコントローラ５の沸き上げ時間帯コース選択設定操作に応じて、いずれかの沸き上げ時間帯コースを選択する沸き上げ時間帯コース選択手段である。

４５２は、給湯温度センサ１１、給湯流量センサ１２、湯はり温度センサ２８、湯はり流量センサ２９で検出した湯の温度やその流量から一日の間の使用熱量を算出し、これを複数日分記憶して、平均や偏差を算出して翌日の目標熱量を算出する目標熱量算出手段である。なお、使用熱量の算出には、浴水の加熱に用いられた貯湯熱量を加えてもよいものである。

４５３は、目標熱量算出手段４５２で算出した目標熱量を、沸き上げ時間帯コース選択手段４５１で選択している沸き上げ時間帯コースの沸き上げ時間帯終了時刻に沸き上げ完了させるための沸き上げ開始時刻を所定の加熱能力を用いて算出する沸き上げ開始時刻算出手段で、ここでは、沸き上げ時間帯開始時刻になると、目標熱量から貯湯温度センサ１７で検出した貯湯タンク３内の残熱量を減じた値をヒートポンプユニット４の所定の加熱能力で除して算出した沸き上げ所要時間を沸き上げ時間帯終了時刻から逆算して沸き上げ開始時刻を算出するようにしている。なお、最先の沸き上げ開始時刻は、選択されている沸き上げ時間帯コースの沸き上げ時間帯開始時刻に制限されている。

４５４は、沸き上げ開始時刻算出手段４５３が算出した沸き上げ開始時刻になると、ヒートポンプユニット３０を所定の加熱能力（ここでは４．５ｋＷ）で駆動させるよう加熱制御手段４６へ沸き上げ開始指示を出力し、沸き上げ時間帯終了時刻が到来するか、貯湯温度センサ１７で目標熱量が貯湯されたことを検知したら加熱制御手段４６へ沸き上げ停止指示を出力する沸き上げ制御手段である。

４５５は、リモートコントローラ５の操作スイッチ４４の特定操作によって沸き上げ時間帯コース選択手段４５１で選択されている沸き上げ時間帯コースの沸き上げ時間帯終了時刻よりも予め定められた一定時間だけ遡った沸き上げ完了目標時刻を設定する早期完了設定手段であり、予め定められた一定時間は、０．５時間、１時間、１．５時間、２時間のうちから操作スイッチ４４の操作によって選択されるものである。

そして、早期完了設定手段４５５にて沸き上げ完了目標時刻が設定されていると、沸き上げ開始時刻算出手段４５３は、沸き上げ時間帯開始時刻になると、沸き上げ完了目標時刻に沸き上げ完了させるための沸き上げ開始時刻を算出し、沸き上げ制御手段４５４は、算出された沸き上げ開始時刻になると、ヒートポンプユニット４を所定の加熱能力で駆動させるよう加熱制御手段４６へ沸き上げ開始指示を出力し、沸き上げ完了目標時刻までに沸き上げを完了させるように作動する。

このようにして、早期完了設定がなされていると沸き上げ時間帯終了時刻の前に住人の活動時間帯が重なっていても、沸き上げ時間帯終了時刻よりも一定時間遡った沸き上げ完了目標時刻までに沸き上げを完了させるべくしているため、早朝の電力需要のピーク解消あるいは緩和を図ることができるものである。

ここで、沸き上げ開始後に給湯がされるなどして沸き上げ完了目標時刻に目標熱量が沸き上がらなかった場合は、沸き上げ完了目標時刻を過ぎても沸き上げ時間帯終了時刻の到来までは、目標熱量が貯湯されるまで沸き上げを継続し、沸き上げ制御手段４５４は沸き上げ時間帯終了時刻が到来するか、貯湯温度センサ１７で目標熱量が貯湯されたことを検知したら加熱制御手段４６へ沸き上げ停止指示を出力する。

このようにして、沸き上げ完了目標時刻までに沸き上げが完了しなければ、朝の電力需要のピーク解消に優先して沸き上げ時間帯終了時刻まで沸き上げを継続するため、電力料金単価の安価な深夜時間帯での沸き上げを継続し、湯切れの心配もないものである。

一方、冬期で給湯負荷が大きいなどにより目標熱量が多く、沸き上げ完了目標時刻までに所定の加熱能力では沸き上げ完了できる見込みがない場合、そのままでは毎日のように沸き上げ時間帯終了時刻まで沸き上げが継続されてしまい、朝の電力需要のピーク解消を図ることができないという問題が発生する。

これに対しては、沸き上げ開始時刻算出手段４５３が算出する沸き上げ開始時刻が沸き上げ時間帯開始時刻よりも一定時間（たとえば０．５時間）以上早い時刻であったことをもって、沸き上げ開始時刻算出手段４５３は、沸き上げ完了目標時刻までに所定の加熱能力では沸き上げ完了できる見込みがないと判断すると同時に、ヒートポンプユニット４の所定の加熱能力より大きい予め定められた所定の増大加熱能力（ここでは６．０ｋＷ）を用いて沸き上げ開始時刻を改めて算出する。

そして、沸き上げ制御手段４５４は、沸き上げ開始時刻になると、ヒートポンプユニット４を所定の増大加熱能力で駆動させるよう加熱制御手段４６へ沸き上げ開始指示を出力し、沸き上げ完了目標時刻までに沸き上げを完了させるように作動する。

このようにして、目標熱量が多く沸き上げ完了目標時刻までに沸き上げが完了する見込みがないと判断された場合は、ヒートポンプユニット４を増大加熱能力で運転して沸き上げを行うため、冬期等の朝の電力需要のピークが大きい場合にも、沸き上げ完了時刻が早まるため朝の電力需要のピーク解消あるいは緩和に資することができる。

なお、上記一実施形態では、早期完了設定をリモートコントローラ５の操作によって手動設定するようにしたが、早期完了設定を朝の電力需要ピークの発生状況に合わせて自動で設定するようにしてもよいもので、以下の別実施形態の給湯システムについて説明する。なお、図３におけるヒートポンプ貯湯式給湯機１は、上記一実施形態のヒートポンプ貯湯式給湯機１と同一であるためその説明を省略する。

１００は系統電力１１０からの電力を受電するスマートメータ、１２０は建物内に設置され各分岐回路の電流値を取得して出力可能としたインテリジェント分電盤、１３０はインテリジェント分電盤１２０から各分岐回路の電流値の情報を取得し情報解析するＨＥＭＳコントローラ、１４０はＨＥＭＳコントローラ１３０の解析した情報を表示すると共にＨＥＭＳコントローラ１３０に対しての設定操作等を行うモニタ操作盤である。

ここで、ＨＥＭＳとはＨｏｍｅＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍの略であり、家庭内のエネルギーの使用状況を監視して可視化と共に管理する家庭用エネルギー管理システムのことで、ＨＥＭＳコントローラ１３０は、家庭用エネルギー管理システムの中核をなすエネルギーの使用状況を監視し情報解析する装置であり、図示しないインターネット網に接続されているものである。なお、ＨＥＭＳコントローラ１３０はクラウド型であってもよいものである。

そして、ＨＥＭＳコントローラ１３０はヒートポンプ貯湯式給湯機１とＬＡＮケーブルで接続され、ＥＣＨＯＮＥＴＬｉｔｅ（登録商標）規格にて相互に通信可能に接続されているものである。

ＨＥＭＳコントローラ１３０には、モニタ操作盤１４０からの設定操作によってこの建物に適用されている時間帯別料金制度に対応する沸き上げ時間帯コース（≒時間帯別料金制度の契約コース）が入力され、ＨＥＭＳコントローラ１３０は、沸き上げ時間帯コースの沸き上げ時間帯終了時刻から遡った時間帯におけるインテリジェント分電盤１２０からの電流値情報に基づいて朝に電力需要のピークが生じていて、予め定められた許容できる大きさを超えているかどうかを判断する。

そして、朝の電力需要のピークが許容できる大きさを超えている場合は、ＨＥＭＳコントローラ１３０は沸き上げ時間帯終了時刻と電力需要のピーク時刻とから電力需要のピーク解消あるいは緩和ができる沸き上げ完了目標時刻を設定し、早期沸き上げ要求信号と共に沸き上げ完了目標時刻をヒートポンプ貯湯式給湯機１に送信する。

このとき、朝の電力需要のピークの頂点の時刻が沸き上げ時間帯終了時刻よりも後の時刻であっても、朝の電力需要のピークの開始時刻が沸き上げ時間帯終了時刻よりも前の時刻で、ヒートポンプ貯湯式給湯機１の沸き上げを前倒しすることで朝の電力需要のピークが緩和できると判断できるときは、早期沸き上げ要求信号と共に適切な沸き上げ完了目標時刻をヒートポンプ貯湯式給湯機１に送信するようにしている。

なお、沸き上げ完了目標時刻そのものの送信に代えて、ＨＥＭＳコントローラ１３０は沸き上げ時間帯終了時刻と電力需要のピーク時刻とから、早期完了設定手段４５５で設定する沸き上げ完了を前倒しする一定時間の値を決定して早期沸き上げ要求信号と共にヒートポンプ貯湯式給湯機１に送信するようにしてもよい。

なお、この早期沸き上げ要求信号および沸き上げ完了目標時刻または前倒しする一定時間の値は、ＥＣＨＯＮＥＴＬｉｔｅ（登録商標）の通信規格に規定がないため、通信プロパティの拡張領域を用いて送信する。

早期沸き上げ要求信号と沸き上げ完了目標時刻を受信したヒートポンプ貯湯式給湯機１は、早期沸き上げ設定手段４５５にて受信した沸き上げ完了目標時刻を設定し、沸き上げ開始時刻算出手段４５３は、沸き上げ時間帯開始時刻になると、沸き上げ完了目標時刻に沸き上げ完了させるための沸き上げ開始時刻を算出し、沸き上げ制御手段４５４は、算出された沸き上げ開始時刻になると、ヒートポンプユニット４を所定の加熱能力で駆動させるよう加熱制御手段４６へ沸き上げ開始指示を出力し、沸き上げ完了目標時刻までに沸き上げを完了させるように作動する。

このようにして、建物内の電力需要のピークが朝にあったことを外部のＨＥＭＳコントローラ１３０が把握して早期沸き上げ要求がヒートポンプ貯湯式給湯機１に対して出力された場合は、このＨＥＭＳコントローラ１３０からの早期沸き上げ要求に応じて沸き上げ完了目標時刻が設定されるため、実際に朝に電力需要のピークが発生する場合に沸き上げ完了時刻が早まるため朝の電力需要のピーク解消あるいは緩和に資することができると共に、沸き上げが完了しなければ、朝の電力需要のピーク解消に優先して沸き上げ時間帯終了時刻まで沸き上げを継続するため、湯切れの心配もない。

また、ＨＥＭＳコントローラ１３０は、電力需要の状況から沸き上げ完了を前倒しする前記一定時間の値または沸き上げ完了目標時刻そのものを決定するため、電力需要のピーク解消あるいは緩和を確実にできると共に、昼夜の電力需要の平準化に対しても適切な沸き上げ完了目標時刻を設定することができるものである。

なお、ＨＥＭＳコントローラ１３０は、モニタ操作盤１４０を介した手動操作入力によってヒートポンプ貯湯式給湯機１が選択している沸き上げ時間帯コースの沸き上げ時間帯終了時刻が設定されているが、これに限らず、例えばヒートポンプ貯湯式給湯機１からＨＥＭＳコントローラ１３０へ送信されるＥＣＨＯＮＥＴＬｉｔｅ（登録商標）の通信規格に定められている沸き上げ中状態プロパティの状態から沸き上げが完了した時刻を学習し、これから沸き上げ時間帯終了時刻を推定するようにしてもよい。また、スマートメータ１００から電力会社と契約している時間帯別料金制度の契約コースの情報を受け取って沸き上げ時間帯終了時刻を推定するようにしてもよく、これらのようにすることで、沸き上げ時間帯コースのＨＥＭＳコントローラ１３０への操作入力を省略できると共に、確実な沸き上げ時間帯終了時刻の入力ができるものである。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で改変可能なものである。

１ヒートポンプ貯湯式給湯機
２貯湯タンクユニット
３貯湯タンク
４ヒートポンプユニット（ヒートポンプ式加熱手段）
４５貯湯制御手段
４５１沸き上げ時間帯コース選択手段
４５２目標熱量算出手段
４５３沸き上げ開始時刻算出手段
４５４沸き上げ制御手段
４５５早期完了設定手段
１００スマートメータ
１１０系統電力
１２０インテリジェント分電盤
１３０ＨＥＭＳコントローラ
１４０モニタ操作盤

Claims

湯水を貯湯する貯湯タンクと、所定の加熱能力で前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げるヒートポンプ式加熱手段と、電力会社の時間帯別料金制度に対応する複数の沸き上げ時間帯コース毎に沸き上げ時間帯開始時刻と沸き上げ時間帯終了時刻を記憶し、沸き上げを行う沸き上げ時間帯コースを選択する沸き上げ時間帯コース選択手段と、前日までの使用熱量を学習して翌日の目標熱量を算出する目標熱量算出手段と、前記目標熱量の沸き上げを前記沸き上げ時間帯終了時刻に完了させるための沸き上げ開始時刻を前記所定の加熱能力の値を用いて算出する沸き上げ開始時刻算出手段と、前記沸き上げ開始時刻になると前記ヒートポンプ式加熱手段を駆動開始させて沸き上げを開始させる沸き上げ制御手段と、前記沸き上げ時間帯終了時刻より一定時間遡った沸き上げ完了目標時刻を設定する早期完了設定手段とを有し、前記沸き上げ開始時刻算出手段は、前記早期完了設定手段によって前記沸き上げ完了目標時刻が設定されている場合には、前記沸き上げ完了目標時刻に前記目標熱量の沸き上げを完了させるように前記沸き上げ開始時刻を算出するようにし、前記沸き上げ完了目標時刻に前記目標熱量の沸き上げが完了できなかった場合には、前記沸き上げ時間帯終了時刻まで沸き上げを継続するようにし、前記早期完了設定手段は、早期沸き上げ要求信号を受信すると、前記沸き上げ完了目標時刻を設定するようにしたヒートポンプ貯湯式給湯機と、
前記ヒートポンプ貯湯式給湯機の設置されている建物内の電力需要を監視し、前記ヒートポンプ貯湯式給湯機が選択している沸き上げ時間帯コースの沸き上げ時間帯終了時刻付近の時刻に電力需要のピークが生じている場合に、前記沸き上げ時間帯終了時刻付近の時刻の電力需要の状況から、前記一定時間の値または前記沸き上げ完了目標時刻そのものを決定し、前記ヒートポンプ貯湯式給湯機に対して前記一定時間の値あるいは前記沸き上げ完了目標時刻そのものが含まれている早期沸き上げ要求を送信するＨＥＭＳコントローラと、
を備えたことを特徴とする給湯システム。
前記ヒートポンプ貯湯式給湯機の前記沸き上げ開始時刻算出手段は、前記沸き上げ完了目標時刻に前記目標熱量の沸き上げが完了する見込みがないと判断した場合は、前記所定の加熱能力よりも大きい増大加熱能力を用いて前記沸き上げ開始時刻を算出し、前記沸き上げ制御手段は、前記沸き上げ開始時刻となると前記ヒートポンプ式加熱手段を増大加熱能力で運転して沸き上げを行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の給湯システム。
前記ＨＥＭＳコントローラは、前記ヒートポンプ貯湯式給湯機が選択している前記沸き上げ時間帯コースの沸き上げ時間帯終了時刻を、前記ヒートポンプ貯湯式給湯機から受信される沸き上げ終了時刻から推定するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の給湯システム。
前記ＨＥＭＳコントローラは、前記ヒートポンプ貯湯式給湯機が選択している前記沸き上げ時間帯コースの沸き上げ時間帯終了時刻を、手動操作で入力される値としたことを特徴とする請求項１または２記載の給湯システム。
前記ＨＥＭＳコントローラは、前記ヒートポンプ貯湯式給湯機が選択している前記沸き上げ時間帯コースの沸き上げ時間帯終了時刻を、前記ヒートポンプ貯湯式給湯機が備えられた建物に設置されているスマートメータから受信した時間帯別料金制度の情報から推定するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の給湯システム。