JP6876989B2

JP6876989B2 - 資源消費量の制御システム、資源消費量の制御方法、および資源消費量の制御プログラム

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Publication number: JP6876989B2
Application number: JP2017025728A
Authority: JP
Inventors: 篠崎　聡; 聡篠崎
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2021-05-26
Anticipated expiration: 2037-02-15
Also published as: JP2018132239A

Description

本開示は、資源消費量の制御システム、資源消費量の制御方法、および資源消費量の制御プログラムに関する。

特許文献１には、給湯機の動作状態を選択させる操作スイッチを備えた貯湯式給湯システムが開示されている。特許文献１には、動作状態として、沸き上げを禁止しない第１の動作状態、沸き上げの操作時点から深夜電力時間帯より前の第１時刻まで禁止する第２の動作状態、沸き上げを深夜電力時間帯が開始される第２時刻まで禁止する第３の動作状態が記載されている。

一般的に、貯湯式の給湯機は、過去に使用した湯量に基づいて、電気料金等が安い時間帯に、１日に必要なお湯を沸かすための沸き上げ運転を行い、湯量が所定量まで減少したときに沸き増し運転を行う。

特開２０１０−１４４９５５号公報

ところで、住宅等の施設で使用される電力等の資源の料金は、所定期間における資源消費量から算出される平均資源消費の最大値に基づいて決定される場合があり、当該最大値が大きくなるほど段階的に料金が上昇する。このため、この最大値を低く抑えることができるように、給湯機およびその他の機器を制御することは重要な課題である。

本開示の一態様である資源消費量の制御システムは、貯湯式の給湯機が設置された施設における資源消費量の制御システムであって、前記施設の資源消費および資源消費量の少なくとも一方に関する情報を取得する取得部と、前記給湯機が沸き上げ運転中である場合に実行する第１処理と、前記給湯機が沸き増し運転中である場合に実行する第２処理とをそれぞれ設定し、前記資源消費および前記資源消費量の少なくとも一方と前記給湯機の運転状態とに基づいて、前記第１処理または前記第２処理を実行する出力部とを備えることを特徴とする。

本開示の一態様である資源消費量の制御方法は、貯湯式の給湯機が設置された施設における資源消費量の制御方法であって、前記施設の資源消費および資源消費量の少なくとも一方に関する情報を取得するステップと、前記給湯機が沸き上げ運転中である場合に実行する第１処理と、前記給湯機が沸き増し運転中である場合に実行する第２処理とをそれぞれ設定し、前記資源消費および前記資源消費量の少なくとも一方と前記給湯機の運転状態とに基づいて、前記第１処理または前記第２処理を実行するステップとを含むことを特徴とする。

本開示の一態様である資源消費量の制御プログラムは、上記制御方法をコンピュータで実現するためのプログラムである。

本開示の一態様である資源消費量の制御システムによれば、給湯機が設置された施設における平均資源消費の最大値を低く抑えることができるように、給湯機およびその他の機器を制御することが可能である。

実施形態の一例である資源消費量の制御システムの構成を示すブロック図である。実施形態の一例である資源消費量の制御手順を示すフローチャートである。給湯機の貯湯量および施設の消費電力を示す図である。給湯機の貯湯量および施設の消費電力を示す図である。実施形態の他の一例である資源消費量の制御手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本開示の資源消費量の制御システム、資源消費量の制御方法、および資源消費量の制御プログラムの実施形態について詳細に説明する。但し、本開示の資源消費量の制御システム、資源消費量の制御方法、および資源消費量の制御プログラムは、以下で説明する実施形態に限定されない。また、以下で説明する複数の実施形態の各構成要素を選択的に組み合わせることは当初から想定されている。

以下では、給湯機３０が設置される施設１として、戸建の住宅を例示する。但し、施設１は特に限定されず、マンション等の集合住宅、学校、図書館等の公共施設、店舗、オフィスなどであってもよい。

図１は、実施形態の一例である資源消費量の制御システム１０の構成を示すブロック図である。資源消費量の制御システム１０（以下、「制御システム１０」とする）は、貯湯式の給湯機３０が設置された施設１における資源消費量の制御システムである。制御システム１０は、施設１の資源消費および資源消費量の少なくとも一方に関する情報を取得する取得部１１と、出力部１２とを備える。出力部１２は、給湯機３０が沸き上げ運転中である場合に実行する第１処理と、給湯機３０が沸き増し運転中である場合に実行する第２処理とをそれぞれ設定する。そして、施設１の資源消費および資源消費量の少なくとも一方と給湯機３０の運転状態とに基づいて、第１処理または第２処理を実行する。

本実施形態において、出力部１２は、施設１の資源消費または資源消費量が資源の料金に基づく所定の目標値を超えないように、給湯機３０の運転状態に基づいて第１処理または第２処理を実行する。第１処理および第２処理の少なくとも一方は、給湯機３０を制御するための情報を出力する処理である。第１処理および第２処理はいずれも、給湯機３０以外の他の機器を対象とする処理であってもよいが、少なくとも第１処理は給湯機３０を対象とする処理であることが好ましい。以下では、少なくとも第１処理が給湯機３０を対象とする処理であり、制御システム１０は給湯機３０を制御するものとして説明する。

ここで、資源とは、給湯機３０の運転に使用されるエネルギーであって、一般的には電力またはガスである。本実施形態では、給湯機３０が電気給湯機であり、給湯機３０に供給される資源が電力であるものとする。すなわち、取得部１１は消費電力および消費電力量の少なくとも一方に関する情報を取得する。本明細書では、瞬間的に消費される電力を消費電力と定義し、ある一定の期間に消費される電力の積算値を消費電力量と定義する。なお、消費電力には、消費電力量から算出される平均消費電力が含まれる。

施設１には、電力会社等の電力供給事業者から商用の交流電力が供給される。施設１で使用される電力の料金（電気料金）の一例は、契約電力に基づいて決定される基本料金と、使用量によって決定される電力量料金との合計である。契約電力は、例えば所定期間の消費電力量から算出される平均消費電力の最大値に基づいて決定される。

本明細書では、３０分間の消費電力量から算出される平均消費電力を「３０分デマンド値」とし、１ヶ月で最大の３０分デマンド値である月間最大消費電力量を「デマンド値（一般的には、最大デマンド値またはピーク電力とも呼ばれる）」とする。平均消費電力を算出する時間の区切りは、デマンド時限と呼ばれる。デマンド時限は３０分に限定されず、例えば国によって異なる。

本実施形態では、施設１の契約電力が、過去１年間の各月のデマンド値のうち、最も大きな値に基づいて算出されるものとする。契約電力は、デマンド値が大きくなるほど段階的に上昇するため、電気料金を低く抑えるにはデマンド値を下げることが重要である。制御システム１０は、給湯機３０の運転に起因してデマンド値が目標値を超えないように、給湯機３０を制御するシステムである。ここで、目標値とは、ユーザーが任意に設定できる値であって、３ｋＷ、４ｋＷなど、希望の契約電力に対応するデマンド値（以下、「目標デマンド値」とする）である。目標デマンド値は、制御システム１０によって自動的に設定されてもよい。

施設１には、施設１に引き込まれる交流電源の幹線（１次幹線）が接続される電力量計２０と、電力量計２０から出た２次幹線を分岐する分電盤２１とが設置されている。施設１には、電力を使用する電気機器として、給湯機３０の他に、ＩＨクッキングヒーター３１、ＬＤＫエアコン３２、寝室エアコン３３等のエアコン、照明３４、食洗機３５、蓄電システム３６などが設置されている。なお、施設１で使用される電気機器は、これらに限定されず、冷蔵庫、電子レンジ、テレビ、パソコン、洗濯機、ドライヤー、床暖房などが例示できる。

電力量計２０は、施設１の消費電力および消費電力量を計測する装置である。本実施形態において、電力量計２０は常時、消費電力を計測する。また、３０分毎に消費電力量を計測して記憶すると共に、３０分間の消費電力量から平均消費電力である３０分デマンド値を算出して記憶する。電力量計２０は、通信機能を有し、計測データを電力供給事業者の管理サーバーに送信してもよく、制御システム１０に送信してもよい。制御システム１０は、電力量計２０から消費電力および消費電力量の少なくとも一方を取得することが好ましい。

分電盤２１は、電力量計２０から出た２次幹線が１次側に接続された主幹ブレーカーと、主幹ブレーカーの２次側に設けられた複数の分岐ブレーカーとを有する。分電盤２１は、各分岐ブレーカーで分岐された複数の分岐回路の電流をそれぞれ計測する複数の分岐電流センサを有していてもよい。なお、主幹ブレーカーの１次側に電流センサ等の電力計測機を設置してもよく、この場合、制御システム１０は当該計測機から計測データを取得してもよい。

施設１には、施設全体の消費電力量を監視し、各電気機器を制御するエネルギー管理システムが設置されていてもよい。エネルギー管理システムは、各分岐電流センサの計測データおよび電力量計２０の計測データを取得し、施設１の消費電力または消費電力量が目標値を超えないように、ＩＨクッキングヒーター３１、照明３４などの電気機器を制御する。エネルギー管理システムが設けられる場合、制御システム１０は、当該管理システムの一部として構成されてもよい。

制御システム１０の制御対象である給湯機３０は、電気料金が安い時間帯に、１日に必要なお湯を沸かすための沸き上げ運転を行う貯湯式の給湯機である。給湯機３０は、水を加熱する加熱装置、加熱装置で加熱されたお湯を貯留する貯湯タンク、給水配管、給湯配管、および制御装置等を備える。貯湯タンクは、施設１で使用される１日分のお湯を貯留可能な容量とされ、一般的に６５℃〜９０℃のお湯を貯留する。加熱装置の好適な一例は、圧縮機、水熱交換器、膨張弁、および空気熱交換器が冷媒回路で接続されたヒートポンプ装置である。

給湯機３０の制御装置は、例えば過去２週間程度のお湯の使用量、およびユーザーによる運転状態の設定に基づき、自動で最適な沸き上げ湯量を決定している。しかし、気温の低下、ユーザーの活動パターンの変化などで、お湯の使用量がいつもより増加すると、お湯が足りなくなり沸き増しが必要となる場合がある。一般的に、給湯機３０は、貯湯タンクの湯量が所定量まで減少したときに自動で沸き増し運転を実施し、湯切れの発生を防止するように構成されている。

給湯機３０の沸き上げ運転とは、上述の通り、１日に必要なお湯を沸かすための運転であって、貯湯量の減少に伴って実施される沸き増し運転と区別される。沸き上げ運転が実施される時間帯の少なくとも一部は、通常、電力供給事業者が定める電力の料金単価が安い深夜から早朝にかけての時間帯である。一般的に、冬場は夏場よりも沸き上げ運転の時間が長くなり、この時間帯を超える場合がある。沸き増し運転は、１日のうち沸き上げ運転終了から長時間が経過した時間帯、例えば１８時〜２２時に実施されることが多い。

制御システム１０は、上述のように、取得部１１と、出力部１２とを備え、施設１の消費電力または消費電力量が資源の料金に基づく所定の目標値を超えないように、給湯機３０の運転状態に基づいて第１処理または第２処理を実行する。本実施形態では、施設１の３０分デマンド値が上記目標デマンド値を超えないように、第１処理または第２処理が実行される。また、制御システム１０は記憶部１３を備える。記憶部１３は、例えば電力量計２０から取得した計測データ、後述の閾値等を含む制御パラメータ、制御プログラムなどを記憶している。

制御システム１０は、給湯機３０の運転状態、施設１の消費電力、消費電力量などを表示するための表示部１４と、目標デマンド値、給湯機３０の運転条件、制御条件などを設定するための入力部１５とを備えることが好ましい。表示部１４は、ランプ等であってもよいが、好ましくはディスプレイである。入力部１５としては、ボタン、テンキー、キーボード等が例示でき、表示部１４と一体化されたタッチパネルであってもよい。

また、制御システム１０は、給湯機３０の沸き上げ運転または沸き増し運転の運転禁止状態を継続する禁止期間を設定する禁止期間設定部１６を備えることが好ましい。禁止期間は、施設１の消費電力および消費電力量の少なくとも一方に基づいて第１処理または第２処理が実行される度に設定されてもよく、特定の期間に予め設定されてもよい。

制御システム１０は、例えばＣＰＵ、メモリ、入出力ポート等を含む１つまたは複数の機器を備えたコンピュータで構築される。図１に示す例では、取得部１１、出力部１２、記憶部１３、表示部１４、入力部１５、および禁止期間設定部１６が一体化されているが、これらは一体化されていなくてもよい。すなわち、制御システム１０は、１つまたは複数の機器で構成される。表示部１４および入力部１５として、スマートホン、タブレット端末等を用いることもできる。また、制御システム１０は、複数のコンピュータを用いて構築されてもよく、システムの一部がインターネット等のネットワークで接続された１つまたは複数のサーバーで構築されてもよい。

本実施形態では、取得部１１が電力量計２０から施設１の消費電力および消費電力量の少なくとも一方に関する計測データを取得し、出力部１２が当該計測データに基づいて第１処理または第２処理を実行する。

取得部１１は、上記計測データとして、施設１の消費電力に関する情報を取得することが好ましい。制御システム１０は、例えば無線通信機能を有し、取得部１１は電力量計２０との無線通信により計測データを取得する。取得部１１は、電力量計２０から常時、計測データを取得してもよく、１０秒毎など所定の間隔で取得してもよい。また、給湯機３０の沸き上げ運転中および沸き増し運転中にのみ、計測データを取得してもよい。

以下では、取得部１１が施設１の消費電力を取得し、出力部１２が当該消費電力に基づいて第１処理または第２処理を実行するものとする。但し、取得部１１は、施設１の消費電力量に関する情報、または消費電力と消費電力量の両方を取得するように構成されていてもよい。消費電力量を取得する場合は、５分毎などデマンド時限より十分短い期間の消費電力量を取得することが好ましい。

出力部１２は、上述の通り、第１処理または第２処理を実行して給湯機３０等を制御する。本実施形態では、出力部１２が設定部１７と処理部１８とで構成されている。設定部１７は、給湯機３０が沸き上げ運転中である場合に実行する第１処理と、給湯機３０が沸き増し運転中である場合に実行する第２処理とをそれぞれ設定する機能を有する。処理部１８は、取得部１１により取得された施設１の消費電力と給湯機３０の運転状態とに基づいて、設定部１７により設定された第１処理または第２処理を実行する機能を有する。

設定部１７により設定される第１処理および第２処理は、互いに異なる処理であることが好ましい。給湯機３０の運転状態に応じて処理方法を変更することで、施設１の３０分デマンド値が目標デマンド値を超えないように、かつ給湯機３０の湯切れが発生しないように、効率良く給湯機３０を運転してユーザーの利便性を向上させることが可能である。制御システム１０は、給湯機３０の制御装置から給湯機３０の運転状態に関する情報を取得することができる。

第１処理は、例えば給湯機３０の沸き上げ運転を停止させるための運転禁止情報を出力する処理であって、好ましくは沸き上げ運転を停止させるための信号である禁止指令を給湯機３０に出力する処理である。沸き上げ運転を停止しても直ちに湯切れは発生しないため、施設１の消費電力が上昇して３０分デマンド値が目標デマンド値を超える可能性がある状況では、沸き上げ運転を停止させることが好ましい。なお、運転禁止情報は禁止指令に限定されず、沸き上げ運転の停止をユーザーに勧める注意喚起情報であってもよい。注意喚起情報は、例えば表示部１４に出力される。

第２処理は、例えば給湯機３０の沸き増し運転を停止させるための運転禁止情報を出力する処理、および給湯機３０以外の他の機器の消費電力量を抑制するための情報（以下、「抑制情報」という場合がある）を出力する処理の少なくとも一方である。第２処理は、運転禁止情報を出力して給湯機３０の沸き増し運転を停止させる処理であってもよいが、好ましくは抑制情報を出力する処理である。

処理部１８は、給湯機３０が沸き上げ運転中である場合に、取得部１１により取得された施設１の消費電力に基づいて第１処理を実行し、好ましくは禁止指令を給湯機３０に出力する。処理部１８は、例えば施設１の消費電力から３０分デマンド値を予測し、その予測値が目標デマンド値を超える時間を推定して、その時間よりも前に給湯機３０に対して禁止指令を出力してもよい。図１に示す例では、給湯機３０が無線通信機能を有しており、出力部１２は給湯機３０との無線通信により禁止指令を送信する。

処理部１８は、禁止指令を出力するか否かを判定するために、目標デマンド値に基づいて決定される所定の閾値（以下、「第１の閾値」とする）を用い、施設１の消費電力が第１の閾値を超えたときに禁止指令を出力することが好ましい。すなわち、処理部１８は第１の閾値と施設１の消費電力とを比較し、禁止指令を出力するか否かを判定する機能を有する。この点に関し、処理部１８は判定部であるといえる。閾値を用いて禁止指令を出力するか否かを判定することで、制御プロセスの簡略化を図ることができる。目標デマンド値は、ユーザーが希望する契約電力（電気料金）に基づき任意に設定でき、例えばユーザーによる入力部１５の操作で設定される。

処理部１８は、給湯機３０が沸き上げ運転中である場合に、施設１の消費電力が第１の閾値を超えたとき、禁止指令を給湯機３０に出力するが、消費電力が第１の閾値を複数回超えた場合に禁止指令を出力するように構成されていてもよい。施設１の消費電力が第１の閾値を超えた後、同じデマンド時限中に１回または複数回、消費電力が第１の閾値を超えることを条件として、禁止指令を出力してもよい。

第１の閾値は、目標デマンド値と同じ値に設定されてもよく、目標デマンド値未満の値に設定されてもよい。目標デマンド値が４ｋＷである場合に、第１の閾値は４ｋＷに設定されてもよい。このように、第１の閾値を設定して給湯機３０を制御することで、３０分デマンド値が給湯機３０の運転に起因して目標デマンド値を超えることを抑制できる。第１の閾値は、目標デマンド値に基づいて自動的に決定されてもよく、ユーザーにより手動で設定されてもよい。

処理部１８は、施設１の消費電力に基づいて、運転禁止情報の出力により禁止された給湯機３０の沸き上げ運転を実行するための情報（以下、「解除情報」という）を出力する。処理部１８は、解除情報を表示部１４に出力してユーザーに報知してもよい。解除情報を確認したユーザーは、必要により、給湯機３０を手動で運転させることができる。なお、第２処理として運転禁止情報が出力された場合も、同様に解除情報が出力される。

処理部１８は、解除情報として、運転禁止状態を解除するための信号である解除指令を給湯機３０に出力することが好ましい。運転が禁止された給湯機３０は、通常、解除指令を受信するまで運転禁止状態を継続するので、処理部１８は施設１の消費電力が下がったときに解除指令を出力する。解除指令を受信した給湯機３０は、例えば沸き上げ運転を再開できる。

制御システム１０では、禁止期間設定部１６により禁止期間が設定されることが好ましい。禁止期間は、給湯機３０の運転禁止状態を継続する期間である。処理部１８は、禁止期間設定部１６により設定された禁止期間が経過したときに解除指令等の解除情報を出力する。

禁止期間設定部１６は、禁止指令等の運転禁止情報が出力された後、一定の期間を禁止期間として設定してもよい。この場合、禁止期間の一例は、デマンド時限と同じ３０分間、またはデマンド時限よりも長い時間（１時間、２時間など）である。禁止期間設定部１６は、給湯機３０およびその他の機器の使用により施設１の消費電力が上がる時間帯が推定できる場合に、その時間帯を禁止期間として予め設定することもできる。

なお、２時間〜１０時間のように禁止期間を長く設定することで、沸き上げ時間の一部を大きくシフトさせることもできる。一方、禁止期間を設定した場合に、施設１の消費電力が所定の閾値を下回ることを条件として、禁止期間を解除してもよい。例えば、禁止期間を３０分のように短く設定し、３０分毎に禁止期間の解除判定を実行してもよい。制御システム１０は、沸き上げ運転のタイムシフトによる電気料金の増加、および３０分デマンド値が目標デマンド値を超えることによる電気料金の増加をそれぞれ算出して両者を比較し、料金が安くなる方の処理を実行してもよい。沸き上げ運転をタイムシフトした場合、当該シフトの実行をユーザーに報知することが好ましい。

処理部１８は、解除指令等の解除情報を出力するか否かを判定するために、第１の閾値未満の値に設定される第２の閾値を用い、施設１の消費電力が第２の閾値を下回ったときに解除情報を出力するように構成されていてもよい。第２の閾値は、目標デマンド値に基づいて自動的に決定されてもよく、ユーザーにより手動で設定されてもよい。処理部１８は、禁止指令の出力後、所定期間、施設１の消費電力が第２の閾値を下回っていることを条件として解除情報を出力してもよい。

処理部１８は、給湯機３０が沸き増し運転中である場合に、取得部１１により取得された施設１の消費電力に基づいて第２処理を実行する。処理部１８は、例えば施設１の消費電力から３０分デマンド値を予測し、その予測値が目標デマンド値を超える時間を推定して、その時間よりも前に第２処理を実行してもよい。処理部１８は、第２処理を実行するか否かを判定するために、上記第１の閾値を用いることが好ましい。

処理部１８は、上述の通り、第２処理として給湯機３０以外の他の機器の消費電力量を抑制するための抑制情報を出力する。処理部１８は、抑制情報として、施設１の消費電力が上昇していること、或いは電力の使用量を低く抑えなければ３０分デマンド値が目標デマンド値を超える可能性が高いことなどの情報を表示部１４に出力する。このとき、警告音または音声を併せて出力してもよく、特定の機器の指定して、その機器の使用停止を勧めてもよい。

処理部１８は、抑制情報として、給湯機３０以外の他の機器を停止させる、或いは出力を低減するといった動作状態を変更するための信号を他の機器に出力してもよい。例えば、蓄電システム３６が充電動作中である場合に、充電動作を停止させてもよく、充電条件を変更して消費電力を抑えてもよい。他の機器を停止させた場合は、給湯機３０を停止させた場合と同様に解除指令等の解除情報を出力する。沸き増し運転は貯湯量が減少したときに実施されるため、この運転を禁止すると湯切れが発生する可能性が高くなる。このため、給湯機３０の沸き増し運転中である場合は、給湯機３０の運転を優先し、他の機器の消費電力量を抑制することが好ましい。

処理部１８は、第１処理および第２処理の少なくとも一方について、ユーザーの承認操作に基づく承認信号を受信することを条件に処理を実行してもよい。この場合、施設１の消費電力が第１の閾値を超えたときに、第１処理または第２処理の実行予定をユーザーに報知することが好ましい。処理の実行予定をユーザーに知らせることで、例えば無駄な電力の使用を控えるように促すことができ、給湯機３０の停止等を回避できる場合がある。

処理部１８は、処理の実行予定を表示部１４に出力することで、ユーザーに報知するように構成されていてもよい。処理の実行予定が表示部１４に出力されると、この情報を確認したユーザーが処理の実行を承認するか否かを判断する。ユーザーの承認操作の一例は、入力部１５の操作であって、この操作により承認信号が出力される。

処理部１８は、第２処理を実行する場合にのみ、ユーザーの承認を求めてもよい。すなわち、第２処理として、上記ユーザー承認プロセスを実行してもよい。換言すると、処理部１８は、第１処理を実行する場合、例えば承認プロセスを経ることなく、給湯機３０に対して禁止指令を出力する。

処理部１８は、第１処理および第２処理の少なくとも一方を実行したとき、処理の実行をユーザーに報知するように構成されていてもよい。特に、給湯機３０を停止させる禁止指令、または給湯機３０以外の他の機器を停止させる信号が出力された場合は、表示部１４を用いてユーザーに報知することが好ましい。処理の実行をユーザーに知らせることで、例えば給湯機３０の停止を知らないことによる湯切れ等の不具合の発生を防止できる。

以下、図２のフローチャートを参照しながら、上記構成を備えた制御システム１０による給湯機３０の制御手順の一例について詳説する。以下では、図３および図４を適宜参照し、具体的な事例を交えて説明する。

図３および図４は、給湯機３０の貯湯量および施設１の３０分デマンド値を示す図である。３０分デマンド値は３０分毎に算出されるが、図面の明瞭化等の観点から、１時間単位で３０分デマンド値を示している。ＥＱは給湯機３０、Ｌは電力の料金単価が安い時間帯、ＨはＬよりも料金単価が高い時間帯をそれぞれ意味する。鎖線で示す湯量変化は、沸き上げ運転のシフト後の湯量変化である。給湯機３０は、８０℃のお湯を５０Ｌ／時で沸かして貯湯タンクに貯留するものとする。

実施形態の一例である資源消費量の制御方法は、貯湯式の給湯機３０が設置された施設１における資源消費量の制御方法である。本実施形態の制御方法は、施設１の資源消費および資源消費量の少なくとも一方に関する情報を取得する第１のステップと、第１処理または第２処理を実行する第２のステップとを含む。第２のステップでは、給湯機３０が沸き上げ運転中である場合に実行する第１処理と、給湯機３０が沸き増し運転中である場合に実行する第２処理とをそれぞれ設定する。そして、資源消費および資源消費量の少なくとも一方と給湯機３０の運転状態とに基づいて、第１処理または第２処理を実行する。

以下では、第１のステップで施設１の消費電力を取得するものとする。この場合、第２のステップでは、取得された施設１の消費電力と給湯機３０の運転状態とに基づいて、第１処理または第２処理が実行される。また、第１の閾値は目標デマンド値と同じ値に設定されているものとする。

制御システム１０は、例えば記憶部１３に記憶された資源消費量の制御プログラムを読み出して実行することにより、取得部１１、出力部１２、および禁止期間設定部１６の各機能を実現する。つまり、資源消費量の制御プログラムは、制御システム１０による資源消費量の制御をコンピュータで実現するためのプログラムである。

図２に例示するように、本実施形態の制御手順では、まず初めに、施設１の消費電力に関する情報を取得する（Ｓ２０）。Ｓ２０は、取得部１１の機能により実行される。取得部１１は、電力量計２０から常時または所定の間隔で消費電力を取得する。Ｓ２０は、給湯機３０の沸き上げ運転中および沸き増し運転中のみに実行されてもよい。

続いて、Ｓ２０で取得された施設１の消費電力と第１の閾値とを比較し、施設１の消費電力が第１の閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ２１）。そして、Ｓ２１で施設１の消費電力が第１の閾値を超えていると判定されたときに、給湯機３０の運転状態を判定する（Ｓ２２，Ｓ２７）。具体的には、Ｓ２２で給湯機３０が沸き上げ運転中か否かを判定し、沸き上げ運転中ではないと判定された場合に、Ｓ２７で給湯機３０が沸き増し運転中か否かを判定する。Ｓ２２とＳ２７の順序は逆であってもよい。Ｓ２２およびＳ２７は、処理部１８の機能により実行される。

Ｓ２２で給湯機３０が沸き上げ運転中であると判定された場合は、第１処理（Ｓ２３〜Ｓ２６）が実行される。Ｓ２３は禁止期間設定部１６の機能により実行され、Ｓ２４〜Ｓ２６は処理部１８の機能により実行される。具体的には、禁止期間を設定し（Ｓ２３）、運転禁止情報として禁止指令を出力する（Ｓ２４）。Ｓ２３とＳ２４の順序は逆であってもよい。なお、既に禁止期間が特定の期間等に設定されている場合は、Ｓ２３を実行しなくてもよい。

Ｓ２４では、沸き上げ運転の停止をユーザーに勧める注意喚起情報を表示部１４に出力してもよいが、好ましくは沸き上げ運転を停止させるための禁止指令を給湯機３０に出力する。給湯機３０は、禁止指令を受信したときに、沸き上げ運転を停止する。なお、Ｓ２１で施設１の消費電力が第１の閾値を超えていると判定されなかった場合、またはＳ２２で給湯機３０が沸き上げ運転中であると判定されなかった場合は、給湯機３０の学習に基づく通常の沸き上げ運転が継続される。

図３に例示するように、給湯機３０の沸き上げ運転の終了後に起床して朝食の準備をするＡ日のような活動パターンであれば、早朝の時間帯に３０分デマンド値が目標デマンド値を超える可能性は低い。しかし、活動パターンが変化して、Ｂ日のように沸き上げ運転の終了前に朝食の準備がなされる場合、沸き上げ運転に起因して３０分デマンド値が目標デマンド値を超える可能性がある。

図３に示す例では、給湯機３０の沸き上げ運転中に、ＩＨクッキングヒーター３１、ＬＤＫエアコン３２等の電気機器が使用されることで、Ｂ日の５時〜６時に施設１の消費電力が第１の閾値を超える状況となっている。このような状況を放置すると、３０分デマンド値が目標デマンド値を超える可能性が高くなる。

そこで、本実施形態の制御手順では、給湯機３０が沸き上げ運転中である場合に、施設１の消費電力が第１の閾値を超えたことを条件として、禁止指令を出力し、沸き上げ運転を停止させている。沸き上げ運転を停止させることで、施設１の消費電力を第１の閾値未満に下げることができ、３０分デマンド値が目標デマンド値を超えることを回避できる。

図２に例示するように、本実施形態の制御手順では、禁止期間が経過したときに（Ｓ２５）、給湯機３０の運転禁止状態を解除するための解除情報として解除指令を出力する（Ｓ２６）。Ｓ２５およびＳ２６は、処理部１８の機能により実行される。給湯機３０は、解除指令を受信したときに沸き上げ運転を再開する。図３に示す例では、禁止期間が３時間に設定されているが、この場合は２時間〜６時間に設定してもよい。

なお、禁止期間を設定する代わりに、上述の第２の閾値を用いて解除情報を出力するか否かを判定してもよい。具体的には、施設１の消費電力を第２の閾値とを比較し、消費電力が第２の閾値を下回るときに、解除情報を出力する方法が挙げられる。また、禁止期間が経過したときに、直ちに解除情報を出力するのではなく、第２の閾値を用いた当該解除判定を実行することも可能である。

Ｓ２２で給湯機３０が沸き上げ運転中ではないと判定され、Ｓ２７で給湯機３０が沸き増し運転中であると判定された場合は、第２処理として、給湯機３０および他の機器の消費電力量を抑制するための抑制情報を出力する（Ｓ２８）。Ｓ２８は、処理部１８の機能により実行される。

図４に示す例では、Ｆ日、Ｇ日において風呂と夕食の時間が重なり、ＩＨクッキングヒーター３１、ＬＤＫエアコン３２、照明３４など、多くの電気機器が使用される時間帯に、給湯機３０の貯湯量の減少による沸き増し運転が実施されている。このような状況で、電子レンジ、テレビなど、他の電気機器がさらに使用されると、Ｇ日の１９時〜２０時のように３０分デマンド値が第１の閾値を超える可能性が高くなる。

そこで、図２に例示する制御手順では、給湯機３０が沸き増し運転中である場合に、施設１の消費電力が第１の閾値を超えたことを条件として第２処理を実行し、３０分デマンド値が目標デマンド値を超えることを回避する。具体的には、施設１の消費電力の上昇を表示部１４に出力して給湯機３０および他の機器の使用を控えるように促してもよく、給湯機３０および他の機器を停止させるための信号を出力してもよい。なお、他の機器を停止させた場合は、Ｓ２５およびＳ２６のような解除手順を設けることが好ましい。

このような情報を確認したユーザーの選択枝としては、給湯機３０の沸き増し運転を停止する、沸き増し運転を停止せずに他の機器の使用を控える、或いは何もしないことが挙げられる。この場合、沸き増し運転を停止すると、湯切れが発生する可能性は高くなるが、契約電力の上昇は回避できる。給湯機３０以外の他の機器の使用を控えることができれば、湯切れの発生および契約電力の上昇を回避できる。

Ｓ２７において、給湯機３０が沸き増し運転中ではないと判定された場合に、給湯機３０以外の他の機器の消費電力量を抑制するための情報を出力する第２処理を実行してもよい（Ｓ２９）。Ｓ２９は、処理部１８の機能により実行される。図２では、Ｓ２８とＳ２９とで異なる第２処理を実行する例を挙げたが、Ｓ２８においてＳ２９と同じ情報を出力してもよい。この場合は、給湯機３０が沸き増し運転中か否かを判定する必要がない。すなわち、Ｓ２２で給湯機３０が沸き上げ運転中ではないと判定された場合に、給湯機３０以外の他の機器の消費電力量を抑制するための情報を出力すればよい。

以下、図５のフローチャートを参照しながら、給湯機３０等の制御手順の他の一例について詳説する。図５では、図２に示す制御手順と同じ手順に同じ符号を用いている。以下では、図２に示す制御手順と異なる点を主に説明する。

図５に例示する制御手順は、Ｓ２８の代わりに、Ｓ３０，Ｓ３１が設けられている点で、図２に例示する制御手順と異なる。図５に示す例では、Ｓ２７で給湯機３０が沸き増し運転中であると判定されたときに、第２処理として、給湯機３０の運転状態と施設１の消費電力に関する情報をユーザーに報知する（Ｓ３０）。処理部１８は、例えば給湯機３０が運転中であること、および施設１の消費電力が上昇していることを表示部１４に出力する。

続いて、ユーザーの承認操作に基づく承認信号の有無を判定し（Ｓ３１）、承認信号が受信された場合は、第１処理と同じ処理（Ｓ２３〜Ｓ２６）を実行する。Ｓ３０およびＳ３１は、処理部１８の機能により実行される。他方、Ｓ３１で承認信号が受信されなかった場合は、給湯機３０の沸き増し運転が継続され、例えば他の電気機器の使用が控えられる。なお、何も対策を講じなければ、３０分デマンド値が目標デマンド値を超える可能性が高くなるが、ユーザーの選択肢としては、契約電力の上昇を容認することもあり得る。

以上のように、制御システム１０および上述の制御方法によれば、施設１のデマンド値が給湯機３０の運転に起因して上昇しないように、かつ給湯機３０の湯切れが発生しないように、給湯機３０およびその他の機器を制御することが可能である。

１施設、１０資源消費量の制御システム、１１取得部、１２出力部、１３記憶部、１４表示部、１５入力部、１６禁止期間設定部、１７設定部、１８処理部、２０電力量計、２１分電盤、３０給湯機、３１ＩＨクッキングヒーター、３２ＬＤＫエアコン、３３寝室エアコン、３４照明、３５食洗機、３６蓄電システム

Claims

貯湯式の給湯機が設置された施設における資源消費量の制御システムであって、
前記施設の資源消費および資源消費量の少なくとも一方に関する情報を取得する取得部と、
前記給湯機が沸き上げ運転中である場合に実行する第１処理と、前記給湯機が沸き増し運転中である場合に実行する第２処理とをそれぞれ設定し、前記資源消費および前記資源消費量の少なくとも一方と前記給湯機の運転状態とに基づいて、前記第１処理または前記第２処理を実行する出力部と、
を備え、
前記給湯機の前記沸き上げ運転中に前記施設の前記資源消費および前記資源消費量の少なくとも一方が第１の閾値を超えたとき、前記出力部が、前記第１処理として当該沸き上げ運転を停止させる情報を前記給湯機に出力する一方、前記給湯機の前記沸き増し運転中に前記施設の前記資源消費および前記資源消費量の少なくとも一方が前記第１の閾値を超えたときに、前記第２処理として前記給湯機が前記沸き増し運転を停止することなく持続する一方、人が前記給湯機以外の他の機器の消費電力量を抑制するか否かを選択できる、制御システム。
前記施設の前記資源消費および前記資源消費量の少なくとも一方が第２の閾値を下回ったときに、前記沸き上げ運転を実行する、請求項１に記載の制御システム。
前記出力部は、前記第１処理および前記第２処理の少なくとも一方を実行したとき、処理の実行をユーザーに報知する、請求項１または２に記載の制御システム。
前記資源消費は消費電力であり、前記資源消費量は消費電力量である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御システム。
貯湯式の給湯機が設置された施設における資源消費量の制御方法であって、
前記施設の資源消費および資源消費量の少なくとも一方に関する情報を取得するステップと、
前記給湯機が沸き上げ運転中である場合に実行する第１処理と、前記給湯機が沸き増し運転中である場合に実行する第２処理とをそれぞれ設定し、前記資源消費および前記資源消費量の少なくとも一方と前記給湯機の運転状態とに基づいて、前記第１処理または前記第２処理を実行するステップと、
前記給湯機の前記沸き上げ運転中に前記施設の前記資源消費および前記資源消費量の少なくとも一方が第１の閾値を超えたとき、前記第１処理として当該沸き上げ運転を停止させる制御を行う一方、前記給湯機の前記沸き増し運転中に前記施設の前記資源消費および前記資源消費量の少なくとも一方が前記第１の閾値を超えたときには、前記第２処理として前記給湯機が前記沸き増し運転を停止することなく持続する一方、前記給湯機以外の他の機器の消費電力量の抑制の制御は、その消費電力量の抑制を表す信号が入力されない限り実行しないステップと
を含む、制御方法。
請求項５に記載の制御方法をコンピュータで実現するための資源消費量の制御プログラム。