JP6899682B2

JP6899682B2 - 給湯システム

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Publication number: JP6899682B2
Application number: JP2017066796A
Authority: JP
Inventors: 藤本　卓也; 卓也藤本; 田中　宏典; 宏典田中; 七岡　寛; 寛七岡; 洋黒木; 淳司大澤; 令熊埜御堂; 香織藤堂
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2021-07-07
Anticipated expiration: 2037-03-30
Also published as: JP2018169093A

Description

本発明は、給湯システムの技術に関する。

従来、給湯システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１には、電力を利用して水を加熱する加熱手段と、前記加熱手段にて加熱した湯を貯湯する貯湯タンクとを具備する給湯装置が記載されている。当該給湯装置においては、沸き上げ運転の開始時間や停止時間が互いに異なる第１運転モードおよび第２運転モードが設定されている。このように給湯装置の運転時間が２つの運転モードに分かれることにより、消費電力のピークを緩和することができる。

しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、給湯装置を運転する時間と家電等の建物内の負荷の電力消費量が多い時間帯とが重複した場合には、時間帯による商用電源からの買電量の偏りが大きくなるという問題があった。

特開２０１４−１３７２００号公報

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、時間帯による商用電源からの買電量の偏りを低減することができる給湯システムを提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、内部に熱媒体が貯溜された蓄熱槽と、発生させた熱を用いて前記蓄熱槽に貯溜される熱媒体を設定温度まで温めるヒートポンプユニットと、前記ヒートポンプユニットの運転を制御する制御装置と、を具備し、前記制御装置は、所定の期間を複数の時間帯に区切り、前記ヒートポンプユニットの時間帯ごとの予測電力消費量を示すヒートポンプ予測電力消費量を取得すると共に、前記ヒートポンプユニットとは異なる負荷の時間帯ごとの予測電力消費量を示す負荷予測電力消費量を取得し、前記ヒートポンプ予測電力消費量と前記負荷予測電力消費量との合計値を示す予測合計値が所定の閾値を超える時間帯がある場合には、前記ヒートポンプユニットの運転を調整する調整制御を行い、前記調整制御は、太陽光発電の電力が得られる時間帯と重複する時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転させる第一の制御、前記予測合計値が最大となる時間帯と重複しない時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転させる第二の制御、前記蓄熱槽に貯溜される熱媒体の前記設定温度を下げて、前記ヒートポンプユニットを運転させる第三の制御、前記ヒートポンプユニットの加熱能力を抑制した状態で前記ヒートポンプユニットを運転させる第四の制御、又は前記ヒートポンプユニットの運転開始時刻が含まれる時間帯における当該ヒートポンプユニットの電力消費量を低減させるように、前記運転開始時刻をずらす第五の制御、のうちの少なくとも一つを含み、前記制御装置は、前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第一の制御を行い、前記第一の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合、又は前記第一の制御が実施不可能な場合には、前記第二の制御を行い、前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御、前記第四の制御又は前記第五の制御のうちの少なくとも一つを行うものである。

請求項２においては、前記制御装置は、前記ヒートポンプユニットの運転中に、前記ヒートポンプユニットの時間帯ごとの実際の電力消費量を示すヒートポンプ実電力消費量を取得すると共に、前記ヒートポンプユニットとは異なる負荷の時間帯ごとの実際の電力消費量を示す負荷実電力消費量を取得し、各時間帯において前記ヒートポンプ実電力消費量と前記負荷実電力消費量との合計値を示す実合計値が前記閾値を超えた場合には、前記調整制御を行うものである。

請求項３においては、前記制御装置は、前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御を行い、前記第一の制御、前記第二の制御及び前記第三の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御又は前記第五の制御を行うものである。

請求項４においては、前記制御装置は、前記第一の制御、前記第二の制御及び前記第三の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御を行い、前記第一の制御、前記第二の制御、前記第三の制御及び前記第四の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第五の制御を行うものである。

請求項５においては、前記制御装置は、前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第一の制御を行うものである。

請求項６においては、前記制御装置は、前記第一の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合、又は前記第一の制御が実施不可能な場合には、前記第二の制御、前記第三の制御、前記第四の制御又は前記第五の制御のうちの少なくとも一つを行うものである。

請求項７においては、前記制御装置は、前記第一の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合、又は前記第一の制御が実施不可能な場合には、前記第二の制御を行い、前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御、前記第四の制御又は前記第五の制御のうちの少なくとも一つを行うものである。

請求項８においては、前記制御装置は、前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御を行い、前記第一の制御、前記第二の制御及び前記第三の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御又は前記第五の制御を行うものである。

請求項９においては、前記制御装置は、前記第一の制御、前記第二の制御及び前記第三の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御を行い、前記第一の制御、前記第二の制御、前記第三の制御及び前記第四の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第五の制御を行うものである。

請求項１０においては、内部に熱媒体が貯溜された蓄熱槽と、発生させた熱を用いて前記蓄熱槽に貯溜される熱媒体を設定温度まで温めるヒートポンプユニットと、前記ヒートポンプユニットの運転を制御する制御装置と、を具備し、前記制御装置は、所定の期間を複数の時間帯に区切り、前記ヒートポンプユニットの時間帯ごとの予測電力消費量を示すヒートポンプ予測電力消費量を取得すると共に、前記ヒートポンプユニットとは異なる負荷の時間帯ごとの予測電力消費量を示す負荷予測電力消費量を取得し、前記ヒートポンプ予測電力消費量と前記負荷予測電力消費量との合計値を示す予測合計値が所定の閾値を超える時間帯がある場合には、前記ヒートポンプユニットの運転を調整する調整制御を行い、前記調整制御は、太陽光発電の電力が得られる時間帯と重複する時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転させる第一の制御、前記予測合計値が最大となる時間帯と重複しない時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転させる第二の制御、前記蓄熱槽に貯溜される熱媒体の前記設定温度を下げて、前記ヒートポンプユニットを運転させる第三の制御、前記ヒートポンプユニットの加熱能力を抑制した状態で前記ヒートポンプユニットを運転させる第四の制御、又は前記ヒートポンプユニットの運転開始時刻が含まれる時間帯における当該ヒートポンプユニットの電力消費量を低減させるように、前記運転開始時刻をずらす第五の制御、のうちの少なくとも一つを含み、前記制御装置は、前記ヒートポンプユニットの運転中に、前記ヒートポンプユニットの時間帯ごとの実際の電力消費量を示すヒートポンプ実電力消費量を取得すると共に、前記ヒートポンプユニットとは異なる負荷の時間帯ごとの実際の電力消費量を示す負荷実電力消費量を取得し、各時間帯においてヒートポンプ実電力消費量と前記負荷実電力消費量との合計値を示す実合計値が前記閾値を超えた場合には、前記調整制御を行い、前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第一の制御を行い、前記第一の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合、又は前記第一の制御が実施不可能な場合には、前記第二の制御を行い、前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御、前記第四の制御又は前記第五の制御のうちの少なくとも一つを行うものである。

請求項１１においては、前記制御装置は、前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御を行い、前記第一の制御、前記第二の制御及び前記第三の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御又は前記第五の制御を行うものである。

請求項１２においては、前記制御装置は、前記第一の制御、前記第二の制御及び第三の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御を行い、前記第一の制御、前記第二の制御、前記第三の制御及び前記第四の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第五の制御を行うものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、時間帯による商用電源からの買電量の偏りを低減することができる。

請求項２においては、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

請求項３においては、時間帯による商用電源からの買電量の偏りを低減することができる。

請求項４においては、時間帯による商用電源からの買電量の偏りを低減することができる。

請求項５においては、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

請求項６においては、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

請求項７においては、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

請求項８においては、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

請求項９においては、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

請求項１０においては、時間帯による商用電源からの買電量の偏りを低減することができる。また、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

請求項１１においては、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

請求項１２においては、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る給湯システムの全体的な構成を示した模式図。本発明の一実施形態に係る給湯システムの制御に関する構成を示したブロック図。本発明の一実施形態に係る給湯システムに係る電力供給システムの構成を示したブロック図。運転計画段階における運転調整の制御フローを示す図。運転計画段階における運転調整の制御フローを示す図。時間帯ごとの負荷予測電力消費量及びヒートポンプ予測電力消費量を示した図。ヒートポンプユニットの運転時間を前倒しした場合の、時間帯ごとの負荷予測電力消費量及びヒートポンプ予測電力消費量を示した図。ヒートポンプユニットの運転時間を後倒しした場合の、時間帯ごとの負荷予測電力消費量及びヒートポンプ予測電力消費量を示した図。ヒートポンプユニットを抑制運転した場合の、時間帯ごとの負荷予測電力消費量及びヒートポンプ予測電力消費量を示した図。実運転段階における運転調整の制御フローを示す図。実運転段階における運転調整の制御フローを示す図。

以下では、図１及び図２を用いて、第一実施形態に係る給湯システム１の構成について説明する。

給湯システム１は、ヒートポンプを用いて発生させた熱を蓄えると共に、当該熱を用いて沸かされた湯を供給するものである。給湯システム１は、住宅その他の建物や施設に適宜設けられる。給湯システム１は、主として貯湯槽２０、ヒートポンプユニット３０、給湯機構４０及び制御装置５０を具備する。

貯湯槽２０は、内部に貯溜された熱媒体を介して熱を蓄えるものである。具体的には、貯湯槽２０内には、熱媒体として水（湯）が満たされる。

ヒートポンプユニット３０は、電力を消費して熱を発生させる（製造する）ものである。ヒートポンプユニット３０は、主として第一配管３１、圧縮機３２、熱交換器３３、膨張弁３４、蒸発器３５、ファン３６、第二配管３７及びポンプ３８を具備する。

第一配管３１は、熱媒体（冷媒）が循環するための流路を形成するものである。第一配管３１は環状に形成される。第一配管３１内には、熱媒体（冷媒）が満たされる。

圧縮機３２は、電力を消費して、第一配管３１を流通する熱媒体を圧縮するものである。圧縮機３２は、第一配管３１の中途部に配置される。

熱交換器３３は、温度差のある流体間で熱（熱エネルギー）を交換するものである。熱交換器３３は、第一配管３１の中途部に配置される。より具体的には、熱交換器３３は、第一配管３１を流通する熱媒体の流通方向において、圧縮機３２の下流側に配置される。

膨張弁３４は、第一配管３１を流通する熱媒体を膨張させるものである。膨張弁３４は、第一配管３１の中途部に配置される。より具体的には、膨張弁３４は、第一配管３１を流通する熱媒体の流通方向において、熱交換器３３の下流側に配置される。

蒸発器３５は、熱媒体を蒸発させるための熱交換器である。蒸発器３５は、第一配管３１の中途部に配置される。より具体的には、蒸発器３５は、第一配管３１を流通する熱媒体の流通方向において、膨張弁３４の下流側に配置される。

ファン３６は、蒸発器３５へと風（外気）を送るためのものである。

第二配管３７は、熱交換器３３と貯湯槽２０との間で水が循環するための流路を形成するものである。第二配管３７の一端は、貯湯槽２０における下部に接続される。第二配管３７の中途部は、熱交換器３３の内部を通るように配置される。第二配管３７の他端は、貯湯槽２０における上部に接続される。

ポンプ３８は、第二配管３７内の水を循環させるものである。ポンプ３８は、第二配管３７の中途部に配置される。ポンプ３８が駆動すると、第二配管３７内の水は、当該第二配管３７の一端（貯湯槽２０の下部側）から他端（貯湯槽２０の上部側）に向かって流通する。

このように構成されたヒートポンプユニット３０において、圧縮機３２によって圧縮された熱媒体は、高温の気体となる。当該高温の熱媒体は、第一配管３１を介して熱交換器３３を流通する。熱交換器３３を流通する熱媒体の熱は、第二配管３７を流通する熱媒体（水）に移動する。これによって、熱交換器３３を流通する熱媒体の温度は低下し、当該熱媒体は液体になる。熱交換器３３を流通した第一配管３１内の熱媒体は、膨張弁３４において膨張することで、低温の液体（又は気体）になる。膨張弁３４を流通した低温の熱媒体は、蒸発器３５において外気から熱を受け取って蒸発し、再び気体になる。外気から熱を受け取った熱媒体は、再び圧縮機３２へと供給される。

また第二配管３７を流通する水は、熱交換器３３を通過することで、ヒートポンプユニット３０で発生した熱を受け取り、温度が上昇する。このように温度が上昇した水を貯湯槽２０に戻すことで、ヒートポンプユニット３０で得られた熱を貯湯槽２０に集めることができる。

給湯機構４０は、貯湯槽２０に貯溜された水（高温水又は中温水）を適宜の設備へと供給するものである。給湯機構４０は、主として注水配管４１、給湯配管４２及び混合配管４３を具備する。

注水配管４１は、上水を貯湯槽２０へと案内する配管である。注水配管４１の一端は、貯湯槽２０における下部に接続される。

給湯配管４２は、貯湯槽２０における上部に貯溜された水（湯）を取り出し、適宜の設備へと供給する配管である。給湯配管４２の一端は、貯湯槽２０における上部に接続される。給湯配管４２の他端は、湯が用いられる適宜の設備（例えば、浴室や洗面台等）に接続される（不図示）。

混合配管４３は、給湯配管４２を流通する水（湯）に上水を混合させるための配管である。混合配管４３の一端は、注水配管４１の中途部に接続される。混合配管４３の他端は、給湯配管４２の中途部に接続される。

このように構成された給湯機構４０において、浴室等の設備から湯が要求されると、図示せぬポンプが駆動され、貯湯槽２０から給湯配管４２を介して取り出された水（湯）に、混合配管４３を介して供給される上水が混合される。このように、貯湯槽２０からの水（湯）と上水を適宜混合することで、要求に応じた温度の水（湯）を得ることができる。このように混合された水（湯）は、給湯配管４２を介して浴室等の設備へと供給される。この場合、給湯配管４２を介して貯湯槽２０に貯溜された水が取り出されると共に、注水配管４１を介して上水が貯湯槽２０に供給される。このようにして、貯湯槽２０内は常に水で満たされる。

図２に示す制御装置５０は、給湯システム１の動作を制御するものである。制御装置５０は、主としてＣＰＵ等の演算処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置、Ｉ／Ｏ等の入出力装置、並びにモニター等の表示装置等により構成される。制御装置５０には、給湯システム１の動作を制御するための種々の情報やプログラム等が予め記憶される。制御装置５０は、上部温度センサ５１、下部温度センサ５２及び入水温度センサ５３に接続される。

図１及び図２に示す上部温度センサ５１は、貯湯槽２０における上部に貯溜された水（高温水）の温度を検出するものである。上部温度センサ５１は、貯湯槽２０内の上部に配置される。

下部温度センサ５２は、貯湯槽２０における下部に貯溜された水（低温水）の温度を検出するものである。下部温度センサ５２は、貯湯槽２０内の下部に配置される。

入水温度センサ５３は、第二配管３７を介して貯湯槽２０の下部からヒートポンプユニット３０の熱交換器３３へと供給される水の温度（入水温度）を検出するものである。入水温度センサ５３は、第二配管３７の中途部（熱交換器３３より上流側）に配置される。

また制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０を運転させることで得られる水（具体的には、第二配管３７を流通することによって、熱交換器３３で温められる水）の温度の目標値（以下、「貯湯設定温度」と称する）を制御することができる。本実施形態においては、制御装置５０は、貯湯設定温度を段階的に制御することができる。具体的には、本実施形態に係る制御装置５０は、貯湯設定温度の最低値を５０℃として、当該貯湯設定温度を５℃ずつ（すなわち、５５℃、６０℃、６５℃・・・等）段階的に変更することが可能である。なお、貯湯設定温度の最低値は、給湯機構４０による給湯温度以上の値に設定することが可能である。

また、制御装置５０は、給湯機構４０（当該給湯機構４０のポンプ等）に接続され、当該給湯機構４０の動作を制御することができる。具体的には、制御装置５０は、給湯機構４０を稼働（運転）又は停止させることができる。

次に、図３を用いて、給湯システム１に電力を供給する電力供給システム１００の構成について説明する。

電力供給システム１００は、住宅等に設けられ、商用電源１５０からの電力及び太陽光を利用して発電された電力を給湯システム１及び家庭内負荷１４０へと供給するものである。なお、家庭内負荷１４０とは、ヒートポンプユニット３０（給湯システム１）とは異なる負荷のことをいい、より詳細には、住宅内で電力を消費する一般電気機器等の全負荷のうち、ヒートポンプユニット３０（給湯システム１）以外の負荷のことをいう。電力供給システム１００は、主として太陽光発電部１１０及びセンサ部１３０を具備する。

太陽光発電部１１０は、太陽光を利用して発電する装置である。太陽光発電部１１０は、太陽電池パネル等により構成される。太陽光発電部１１０は、例えば住宅の屋根の上等の日当たりの良い場所に設置される。

なお、商用電源１５０と太陽光発電部１１０とは、図示せぬ分電盤を介して給湯システム１と家庭内負荷１４０とにそれぞれ電気的に接続される。前記分電盤は、図示せぬ漏電遮断器、配線遮断器、及び制御ユニット等をまとめたものである。前記分電盤は、給湯システム１及び家庭内負荷１４０への電力供給の可否を切り替え可能に構成される。

センサ部１３０は、回路の所定位置における電力の情報を検出するものである。センサ部１３０は、第一センサ１３１、第二センサ１３２及び第三センサ１３３を具備する。

第一センサ１３１は、太陽光発電部１１０の近傍（太陽光発電部１１０からの電力を住宅へ供給する配電線）に設けられる。第一センサ１３１は、太陽光発電部１１０からの電力を検知することができる。第一センサ１３１は、その検知結果に関する信号を給湯システム１の制御装置５０に出力することができる。

第二センサ１３２は、家庭内負荷１４０の近傍（電力を家庭内負荷１４０へ供給する配電線）に設けられる。第二センサ１３２は、家庭内負荷１４０の電力消費量を検知することができる。第二センサ１３２は、その検知結果に関する信号を給湯システム１の制御装置５０に出力することができる。

第三センサ１３３は、給湯システム１の近傍（電力を給湯システム１へ供給する配電線）に設けられる。第三センサ１３３は、給湯システム１（ヒートポンプユニット３０）の電力消費量を検知することができる。第三センサ１３３は、その検知結果に関する信号を給湯システム１の制御装置５０に出力することができる。

次に、図４から図９を用いて、運転計画段階におけるヒートポンプユニット３０の運転調整に係る制御（調整制御）について説明する。なお、図４及び図５に示す制御フローは、ヒートポンプユニット３０の当初の運転計画（給湯需要などに基づいて予め決められた運転計画）を修正することで、ヒートポンプユニット３０の翌日の最終的な運転計画を決定するためのものである。運転計画の修正は、所定の期間（本実施形態においては、３０分間）における電力消費量（具体的には、家庭内負荷１４０の電力消費量とヒートポンプユニット３０の電力消費量との合計値）を時間帯ごとに予測し、時間帯による電力消費量の偏り（ひいては商用電源１５０からの買電量の偏り）を低減することを目的としている。制御装置５０は、決定された最終的な運転計画に基づいて、翌日のヒートポンプユニット３０の運転を実行する。図４及び図５に示す制御フローは、１日に１回行われる。

ステップＳ１１において、制御装置５０は、負荷予測電力消費量を取得する。ここで、「負荷予測電力消費量」とは、家庭内負荷１４０（ヒートポンプユニット３０とは異なる負荷）が翌日に消費すると予測される、時間帯ごとの電力量のことをいう。制御装置５０は、家庭内負荷１４０の過去の電力消費量のデータ（家庭内負荷１４０の過去の所定期間における時間帯ごとの電力消費量の平均値など）に基づいて、翌日の負荷予測電力消費量を決定する。図６に示すように、本実施形態においては、制御装置５０は、３０分間ごとの負荷予測電力消費量を決定（取得）する。制御装置５０は、当該ステップＳ１１の処理を行った後、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２において、制御装置５０は、ヒートポンプ予測電力消費量を取得する。ここで、「ヒートポンプ予測電力消費量」とは、ヒートポンプユニット３０が翌日に消費すると予測される、時間帯ごとの電力量のことをいう。制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の過去の電力消費量のデータ（ヒートポンプユニット３０の過去の所定期間における時間帯ごとの電力消費量の平均値など）に基づいて、翌日のヒートポンプ予測電力消費量を決定（取得）する。ヒートポンプユニット３０の運転時間（運転時刻）は、当初の運転計画において、給湯需要等に基づいて適宜の時間（時刻）に設定されている。また、本実施形態においては、ヒートポンプユニット３０は３０分単位で運転する。図６に示すように、本実施形態においては、ヒートポンプユニット３０は、当初の運転計画において、８時３０分〜９時の間に運転される予定であるものとする。制御装置５０は、当該ステップＳ１２の処理を行った後、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３において、制御装置５０は、ステップＳ１１で取得した負荷予測電力消費量と、ステップＳ１２で取得したヒートポンプ予測電力消費量との合計値（以下、「予測合計値」という）が閾値を超えている時間帯があるか否かを判定する。閾値は、電力消費量の上限値を示すものであって、適宜の値に設定可能である。本実施形態においては、閾値は４０００Ｗに設定される。

ここで、商用電源１５０を有する電力会社と各住宅との間で契約される電気料金プランには、実量制電気料金プランと呼ばれるプランがある。実量制電気料金プランにおいて、契約電力（契約容量）は、当月を含む過去１年間の各月の最大需要電力のうちで最も大きい値となる。なお、最大需要電力とは、３０分毎の平均使用電力（平均電力消費量）のうち、月間で最も大きい値のことをいう。したがって、３０分間の最大電力消費量を低減させることで、実量制電気料金プランにおける電気料金を抑えることができる。前記閾値は、実量制電気料金プランの電気料金を考慮し、過去の電力使用状況に応じて決定することができる。

制御装置５０は、予測合計値が閾値を超えている時間帯があると判定した場合（ステップＳ１３で「ＹＥＳ」）、ステップＳ１４に移行する。一方、制御装置５０は、予測合計値が閾値を超えている時間帯がないと判定した場合（ステップＳ１３で「ＮＯ」）、図４及び図５に示す制御フローを終了する。

なお、ステップＳ１３で「ＮＯ」の場合には、制御装置５０は、現在の運転計画（当該ステップにおける判定時の運転計画）に基づいて、ヒートポンプユニット３０の翌日の運転を行う。

ステップＳ１４において、制御装置５０は、太陽光発電部１１０によって発電された電力で家庭内負荷１４０の消費電力を賄うことができる時間帯（以下、「ＰＶ余剰時間帯」という）があるか否かを判定する。制御装置５０は、太陽光発電部１１０によって発電された電力についての過去のデータ（第一センサ１３１による過去の検知結果）に基づいてこの判定を行う。制御装置５０は、ＰＶ余剰時間帯があると判定した場合（ステップＳ１４で「ＹＥＳ」）、ステップＳ１５に移行する。一方、制御装置５０は、ＰＶ余剰時間帯がないと判定した場合（ステップＳ１４で「ＮＯ」）、ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１５において、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間をＰＶ余剰時間帯にシフト可能か否かを判定する。制御装置５０は、給湯需要が多い時間帯や貯湯損失などを考慮して決定された所定の時間帯（例えば８〜１６時）の範囲内にＰＶ余剰時間帯がある場合には、ヒートポンプユニット３０の運転時間をＰＶ余剰時間帯にシフト可能であると判定する。一方、制御装置５０は、前記所定の時間帯の範囲内にＰＶ余剰時間帯がない場合には、ヒートポンプユニット３０の運転時間をＰＶ余剰時間帯にシフト可能でないと判定する。制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間をＰＶ余剰時間帯にシフト可能であると判定した場合（ステップＳ１５で「ＹＥＳ」）、ステップＳ１６に移行する。一方、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間をＰＶ余剰時間帯にシフト可能でないと判定した場合（ステップＳ１５で「ＮＯ」）、ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１６において、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間をＰＶ余剰時間帯にシフトさせる。制御装置５０は、当該ステップＳ１６の処理を行った後、ステップＳ１３に処理を戻す。なお、本実施形態においては、ステップＳ１６の処理が実施不可能な場合は、ステップＳ１４からステップＳ１６までの処理を省略する。なお、ステップＳ１６の処理が実施不可能な場合とは、例えば、太陽光発電部１１０が故障している場合や、太陽光発電部１１０がそもそも設けられていない場合等が考えられる。

ステップＳ１７において、制御装置５０は、本実施形態においては、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間前倒し可能か否かを判定する。制御装置５０は、現在の運転計画におけるヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間前倒ししたときの運転時間が、給湯需要が多い時間帯や貯湯損失などを考慮して決定された所定の時間帯（例えば８〜１６時）の範囲内に収まる場合には、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間前倒し可能であると判定する。一方、制御装置５０は、現在の運転計画におけるヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間前倒ししたときの運転時間が、前記所定の時間帯の範囲内に収まらない場合には、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間前倒し可能でないと判定する。制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間前倒し可能であると判定した場合（ステップＳ１７で「ＹＥＳ」）、ステップＳ１８に移行する。一方、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間前倒し可能でないと判定した場合（ステップＳ１７で「ＮＯ」）、ステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１８において、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間前倒しさせる（図７参照）。制御装置５０は、当該ステップＳ１８の処理を行った後、ステップＳ１３に処理を戻す。

ステップＳ１９において、制御装置５０は、本実施形態においては、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒し可能か否かを判定する。制御装置５０は、現在の運転計画におけるヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒ししたときの運転時間が、給湯需要が多い時間帯や貯湯損失などを考慮して決定された所定の時間帯（例えば８〜１６時）の範囲内に収まる場合には、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒し可能であると判定する。一方、制御装置５０は、現在の運転計画におけるヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒ししたときの運転時間が、前記所定の時間帯の範囲内に収まらない場合には、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒し可能でないと判定する。制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒し可能であると判定した場合（ステップＳ１９で「ＹＥＳ」）、ステップＳ２０に移行する。一方、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒し可能でないと判定した場合（ステップＳ１９で「ＮＯ」）、ステップＳ２１に移行する。

ステップＳ２０において、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒しさせる（図８参照）。制御装置５０は、当該ステップＳ２０の処理を行った後、ステップＳ１３に処理を戻す。

なお、運転時間の前倒し（ステップＳ１８）及び運転時間の後倒し（ステップＳ２０）は、予測合計値のピークを避けるように（予測合計値が最大となる時間帯と重複しない時間帯にシフトするように）行われる。

ステップＳ２１において、制御装置５０は、貯湯槽２０の貯湯設定温度を低下可能か否かを判定する。制御装置５０は、現在の運転計画における貯湯設定温度が貯湯設定温度の下限（例えば５０℃）を超えている場合、貯湯槽２０の貯湯設定温度を低下可能であると判定する。一方、制御装置５０は、現在の運転計画における貯湯設定温度が貯湯設定温度の下限値である場合、貯湯槽２０の貯湯設定温度を低下可能でないと判定する。制御装置５０は、貯湯槽２０の貯湯設定温度を低下可能であると判定した場合（ステップＳ２１で「ＹＥＳ」）、ステップＳ２２に移行する。一方、制御装置５０は、貯湯槽２０の貯湯設定温度を低下可能でないと判定した場合（ステップＳ２１で「ＮＯ」）、ステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２２において、制御装置５０は、貯湯槽２０の貯湯設定温度を低下させる。貯湯設定温度は、例えば５℃低下される。制御装置５０は、当該ステップＳ２２の処理を行った後、ステップＳ１３に処理を戻す。

ステップＳ２３において、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の抑制運転を実行可能か否かを判定する。ここで、「抑制運転」とは、定格時における消費電力（定格消費電力）よりも小さい消費電力での運転のことをいい、つまり加熱能力を抑制した状態での運転のことをいう。消費電力は、動作周波数を制御することで小さくすることができる。なお、抑制運転における運転時間は、定格時と同じ熱量を得るために、定格消費電力での運転における運転時間よりも長くなる。

制御装置５０は、定格消費電力よりも所定の値だけ小さい消費電力で抑制運転したときに、貯湯槽２０の貯湯温度を所定の時間内に貯湯設定温度まで上昇させることができる場合には、ヒートポンプユニット３０の抑制運転を実行可能であると判定する。一方、制御装置５０は、定格消費電力よりも所定の値だけ小さい消費電力で抑制運転したときに、貯湯槽２０の貯湯温度を所定の時間内に貯湯設定温度まで上昇させることができない場合には、ヒートポンプユニット３０の抑制運転を実行可能でないと判定する。制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の抑制運転を実行可能であると判定した場合（ステップＳ２３で「ＹＥＳ」）、ステップＳ２４に移行する。一方、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の抑制運転を実行可能でないと判定した場合（ステップＳ２３で「ＮＯ」）、ステップＳ２５に移行する。

ステップＳ２４において、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０を所定の値だけ小さい消費電力で抑制運転させるように、動作周波数を設定する。これにより、ヒートポンプユニット３０の電力消費量が低減される（図９参照）。制御装置５０は、当該ステップＳ２４の処理を行った後、ステップＳ１３に処理を戻す。

ステップＳ２５において、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転開始時刻が、３０分間ごとに区切られた各時間帯の始まり（区切り）の時刻から１５分だけずれるように、ヒートポンプユニット３０の運転開始時刻を設定する。これにより、ヒートポンプユニット３０の運転時間が、隣接する２つの時間帯に各１５分間ずつ分散することとなるため、ヒートポンプユニット３０の電力消費量も隣接する２つの時間帯に分散することができる。また、ヒートポンプユニット３０は起動時に最も電力を消費するが、運転開始時刻を各時間帯の区切りの時刻からずらすことで、ヒートポンプユニット３０の運転開始時刻が含まれる時間帯における当該ヒートポンプユニット３０の電力消費量を低減させることができる。制御装置５０は、当該ステップＳ２５の処理を行った後、図４及び図５に示す制御フローを終了する。

このように図４及び図５に示す制御フローを行うことにより、ヒートポンプユニット３０の当初の運転計画を修正し、最終的な運転計画を決定することができる。最終的な運転計画においては、家庭内負荷１４０及びヒートポンプユニット３０のために用いられる商用電源１５０の電力（３０分間で消費される電力）の最大値を低減させることができる。これにより、時間帯による商用電源１５０からの買電量の偏りを低減することができ、ひいては実量制電気料金プランにおける電気料金を低減することができる。

次に、図１０及び図１１を用いて、実運転段階におけるヒートポンプユニット３０の運転を調整する調整制御について説明する。なお、図１０及び図１１に示す制御フローは、図４及び図５に示す制御フローによって決定された最終的な運転計画に基づく実際の運転中（すなわち実運転段階）において、随時行われるものである。

ステップＳ３１において、制御装置５０は、負荷実電力消費量を取得する。ここで、「負荷実電力消費量」とは、家庭内負荷１４０（ヒートポンプユニット３０とは異なる負荷）が実際に消費した時間帯ごとの電力量のことをいう。制御装置５０は、第二センサ１３２の検知結果に基づいて、直近の時間帯（３０分間）の負荷実電力消費量を取得する。制御装置５０は、当該ステップＳ３１の処理を行った後、ステップＳ３２に移行する。

ステップＳ３２において、制御装置５０は、ヒートポンプ実電力消費量を取得する。ここで、「ヒートポンプ実電力消費量」とは、ヒートポンプユニット３０が実際に消費した時間帯ごとの電力量のことをいう。制御装置５０は、第三センサ１３３の検知結果に基づいて、直近の時間帯（３０分間）のヒートポンプ実電力消費量を取得する。制御装置５０は、当該ステップＳ３２の処理を行った後、ステップＳ３３に移行する。

ステップＳ３３において、制御装置５０は、ステップＳ３１で取得した負荷実電力消費量と、ステップＳ３２で取得したヒートポンプ実電力消費量との合計値（以下、「実合計値」という）が閾値を超えている時間帯があったか否かを判定する。制御装置５０は、実合計値が閾値を超えている時間帯があったと判定した場合（ステップＳ３３で「ＹＥＳ」）、ステップＳ３４に移行する。一方、制御装置５０は、実合計値が閾値を超えている時間帯がなかったと判定した場合（ステップＳ３３で「ＮＯ」）、最初のステップに処理を戻す。

ステップＳ３４において、制御装置５０は、ＰＶ余剰時間帯があるか否かを判定する。制御装置５０は、ＰＶ余剰時間帯があると判定した場合（ステップＳ３４で「ＹＥＳ」）、ステップＳ３５に移行する。一方、制御装置５０は、ＰＶ余剰時間帯がないと判定した場合（ステップＳ３４で「ＮＯ」）、ステップＳ３９に移行する。

ステップＳ３５において、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間をＰＶ余剰時間帯にシフト可能か否かを判定する。制御装置５０は、給湯需要が多い時間帯や貯湯損失などを考慮して決定された所定の時間帯（例えば８〜１６時）の範囲内に、且つ、判定時よりも後の時間帯にＰＶ余剰時間帯がある場合には、ヒートポンプユニット３０の運転時間をＰＶ余剰時間帯にシフト可能であると判定する。一方、制御装置５０は、前記所定の時間帯の範囲内に、且つ、判定時よりも後の時間帯にＰＶ余剰時間帯がない場合には、ヒートポンプユニット３０の運転時間をＰＶ余剰時間帯にシフト可能でないと判定する。制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間をＰＶ余剰時間帯にシフト可能であると判定した場合（ステップＳ３５で「ＹＥＳ」）、ステップＳ３６に移行する。一方、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間をＰＶ余剰時間帯にシフト可能でないと判定した場合（ステップＳ３５で「ＮＯ」）、ステップＳ３９に移行する。

ステップＳ３６において、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間をＰＶ余剰時間帯にシフトさせる。制御装置５０は、当該ステップＳ３６の処理を行った後、最初のステップに処理を戻す。

ステップＳ３９において、制御装置５０は、本実施形態においては、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒し可能か否かを判定する。制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒ししたときの運転時間が、給湯需要が多い時間帯や貯湯損失などを考慮して決定された所定の時間帯（例えば８〜１６時）の範囲内に収まる場合には、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒し可能であると判定する。一方、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒ししたときの運転時間が、前記所定の時間帯の範囲内に収まらない場合には、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒し可能でないと判定する。制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒し可能であると判定した場合（ステップＳ３９で「ＹＥＳ」）、ステップＳ４０に移行する。一方、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒し可能でないと判定した場合（ステップＳ３９で「ＮＯ」）、ステップＳ４１に移行する。

ステップＳ４０において、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転時間を３０分間後倒しさせる。制御装置５０は、当該ステップＳ４０の処理を行った後、最初のステップに処理を戻す。

ステップＳ４１において、制御装置５０は、貯湯槽２０の貯湯設定温度を低下可能か否かを判定する。制御装置５０は、現在の貯湯設定温度が貯湯設定温度の下限（例えば５０℃）を超えている場合、貯湯槽２０の貯湯設定温度を低下可能であると判定する。一方、制御装置５０は、現在の貯湯設定温度が貯湯設定温度の下限値である場合、貯湯槽２０の貯湯設定温度を低下可能でないと判定する。制御装置５０は、貯湯槽２０の貯湯設定温度を低下可能であると判定した場合（ステップＳ４１で「ＹＥＳ」）、ステップＳ４２に移行する。一方、制御装置５０は、貯湯槽２０の貯湯設定温度を低下可能でないと判定した場合（ステップＳ４１で「ＮＯ」）、ステップＳ４３に移行する。

ステップＳ４２において、制御装置５０は、貯湯槽２０の貯湯設定温度を低下させる。貯湯設定温度は、例えば５℃低下される。制御装置５０は、当該ステップＳ４２の処理を行った後、最初のステップに処理を戻す。

ステップＳ４３において、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の抑制運転を実行可能か否かを判定する。制御装置５０は、定格消費電力よりも所定の値だけ小さい消費電力で抑制運転したときに、貯湯槽２０の貯湯温度を所定の時間内に貯湯設定温度まで上昇させることができる場合には、ヒートポンプユニット３０の抑制運転を実行可能であると判定する。一方、制御装置５０は、定格消費電力よりも所定の値だけ小さい消費電力で抑制運転したときに、貯湯槽２０の貯湯温度を所定の時間内に貯湯設定温度まで上昇させることができない場合には、ヒートポンプユニット３０の抑制運転を実行可能でないと判定する。制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の抑制運転を実行可能であると判定した場合（ステップＳ４３で「ＹＥＳ」）、ステップＳ４４に移行する。一方、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の抑制運転を実行可能でないと判定した場合（ステップＳ４３で「ＮＯ」）、ステップＳ４５に移行する。

ステップＳ４４において、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０を所定の値だけ小さい消費電力で抑制運転させるように、動作周波数を設定する。これにより、ヒートポンプユニット３０の電力消費量が低減される。制御装置５０は、当該ステップＳ４４の処理を行った後、最初のステップに処理を戻す。

ステップＳ４５において、制御装置５０は、ヒートポンプユニット３０の運転開始時刻が、３０分間ごとに区切られた各時間帯の始まり（区切り）の時刻から１５分だけずれるように、ヒートポンプユニット３０の運転開始時刻を設定する。これにより、ヒートポンプユニット３０の運転時間が、隣接する２つの時間帯に各１５分間ずつ分散することとなる。制御装置５０は、当該ステップＳ４５の処理を行った後、最初のステップに処理を戻す。

このように図１０及び図１１に示す制御フローを行うことにより、家庭内負荷１４０の実際の電力消費量に基づいて、ヒートポンプユニット３０の運転時間等を修正することができる。これにより、時間帯による商用電源１５０からの買電量の偏りを低減することができ、ひいては実量制電気料金プランにおける電気料金を低減することができる。

また、一般的に、単価の安い深夜電力のみで貯湯槽２０内の湯を沸かす場合には、深夜から給湯需要が発生する時間（夕方〜夜間）まで、貯湯槽２０内の湯を長時間貯湯する必要がある。貯湯槽２０内に長時間貯湯すると、放熱による貯湯損失が増加する。一方、昼間に給湯需要時に必要に応じてヒートポンプユニット３０を運転させる場合、貯湯槽２０の貯湯温度を比較的低い温度で維持しても給湯需要を満たすことができる。よって、貯湯損失を低減することができる。このとき、本実施形態に係る給湯システム１においては、ヒートポンプユニット３０を、家庭内負荷１４０の電力消費量が比較的多い昼間に運転したとしても、家庭内負荷１４０及びヒートポンプユニット３０のために用いられる商用電源１５０の電力（３０分間で消費される電力）の最大値を低減させることができる。

以上の如く、本実施形態に係る給湯システム１は、内部に湯（熱媒体）が貯溜された貯湯槽２０（蓄熱槽）と、発生させた熱を用いて前記貯湯槽２０に貯溜される湯を設定温度まで温めるヒートポンプユニット３０と、前記ヒートポンプユニット３０の運転を制御する制御装置５０と、を具備し、前記制御装置５０は、所定の期間を複数の時間帯に区切り、前記ヒートポンプユニット３０の時間帯ごとの予測電力消費量を示すヒートポンプ予測電力消費量を取得すると共に、家庭内負荷１４０（前記ヒートポンプユニット３０とは異なる負荷）の時間帯ごとの予測電力消費量を示す負荷予測電力消費量を取得し、前記ヒートポンプ予測電力消費量と前記負荷予測電力消費量との合計値を示す予測合計値が所定の閾値を超える時間帯がある場合には、前記ヒートポンプユニット３０の運転を調整する調整制御を行い、前記調整制御は、太陽光発電部１１０（太陽光発電）の電力が得られる時間帯と重複する時間帯に前記ヒートポンプユニット３０を運転させる第一の制御、前記予測合計値が最大となる時間帯と重複しない時間帯に前記ヒートポンプユニット３０を運転させる第二の制御、前記貯湯槽２０に貯溜される湯の前記設定温度を下げて、前記ヒートポンプユニット３０を運転させる第三の制御、前記ヒートポンプユニット３０の加熱能力を抑制した状態で前記ヒートポンプユニット３０を運転させる第四の制御、又は前記ヒートポンプユニット３０の運転開始時刻が含まれる時間帯における当該ヒートポンプユニット３０の電力消費量を低減させるように、前記運転開始時刻をずらす第五の制御、のうちの少なくとも一つを含むものである。
このように構成することにより、時間帯による商用電源１５０からの買電量の偏りを低減することができる。

また、前記制御装置５０は、前記ヒートポンプユニット３０の運転中に、前記ヒートポンプユニット３０の時間帯ごとの実際の電力消費量を示すヒートポンプ実電力消費量を取得すると共に、家庭内負荷１４０（前記ヒートポンプユニットとは異なる負荷）の時間帯ごとの実際の電力消費量を示す負荷実電力消費量を取得し、各時間帯においてヒートポンプ実電力消費量と前記負荷実電力消費量との合計値を示す実合計値が前記閾値を超えた場合には、前記調整制御を行うものである。
このように構成することにより、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

また、前記制御装置５０は、前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第一の制御を行うものである。
このように構成することにより、時間帯による商用電源１５０からの買電量の偏りを低減することができる。

また、前記制御装置５０は、前記第一の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合、又は前記第一の制御が実施不可能な場合には、前記第二の制御を行うものである。
このように構成することにより、時間帯による商用電源１５０からの買電量の偏りを低減することができる。

また、前記制御装置５０は、前記第一の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合、又は前記第一の制御が実施不可能な場合には、前記第二の制御を行い、前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御を行うものである。
このように構成することにより、時間帯による商用電源１５０からの買電量の偏りを低減することができる。

また、前記制御装置５０は、前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御を行い、前記第一の制御、前記第二の制御及び前記第三の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御を行うものである。
このように構成することにより、時間帯による商用電源１５０からの買電量の偏りを低減することができる。

また、前記制御装置５０は、前記第一の制御、前記第二の制御及び第三の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御を行い、前記第一の制御、前記第二の制御、前記第三の制御及び前記第四の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第五の制御を行うものである。
このように構成することにより、時間帯による商用電源１５０からの買電量の偏りを低減することができる。

また、前記制御装置５０は、前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第一の制御を行うものである。
このように構成することにより、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

また、前記制御装置５０は、前記第一の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合、又は前記第一の制御が実施不可能な場合には、前記第二の制御を行うものである。
このように構成することにより、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

また、前記制御装置５０は、前記第一の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合、又は前記第一の制御が実施不可能な場合には、前記第二の制御を行い、前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御を行うものである。
このように構成することにより、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

また、前記制御装置５０は、前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御を行い、前記第一の制御、前記第二の制御及び前記第三の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御を行うものである。
このように構成することにより、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

また、前記制御装置５０は、前記第一の制御、前記第二の制御及び第三の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御を行い、前記第一の制御、前記第二の制御、前記第三の制御及び前記第四の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第五の制御を行うものである。
このように構成することにより、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

なお、本実施形態に係る貯湯槽２０は、蓄熱槽の実施の一形態である。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、制御装置５０は、予測合計値又は実合計値が閾値を超えている場合（ステップＳ１３又はＳ３３で「ＹＥＳ」）、ＰＶ余剰時間帯にシフト（ステップＳ１４〜Ｓ１６、ステップＳ３４〜Ｓ３６、）、運転時間を３０分前倒し（ステップＳ１７〜Ｓ１８）、運転時間を３０分後倒し（ステップＳ１９〜Ｓ２０、Ｓ３９〜Ｓ４０）、貯湯設定温度低下（ステップＳ２１〜Ｓ２２、Ｓ４１〜Ｓ４２）、抑制運転（ステップＳ２３〜Ｓ２４、Ｓ４３〜Ｓ４４）の順で、可能な制御を行うものとしたが、いずれか１つ以上の制御を行うものであればよく、また上記の制御の順番もこれに限定されるものではない。

つまり、前記制御装置５０は、前記第一の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第二の制御、前記第三の制御、前記第四の制御又は前記第五の制御のうちの少なくとも一つを行うものであってもよい。
このように構成することにより、時間帯による商用電源１５０からの買電量の偏りを低減することができる。

また、前記制御装置５０は、前記第一の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第二の制御を行い、前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御、前記第四の制御又は前記第五の制御のうちの少なくとも一つを行うものであってもよい。
このように構成することにより、時間帯による商用電源１５０からの買電量の偏りを低減することができる。

また、前記制御装置５０は、前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御を行い、前記第一の制御、前記第二の制御及び前記第三の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御又は前記第五の制御を行うものであってもよい。
このように構成することにより、時間帯による商用電源１５０からの買電量の偏りを低減することができる。

また、前記制御装置５０は、前記第一の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第二の制御、前記第三の制御、前記第四の制御又は前記第五の制御のうちの少なくとも一つを行うものであってもよい。
このように構成することにより、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

また、前記制御装置５０は、前記第一の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第二の制御を行い、前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御、前記第四の制御又は前記第五の制御のうちの少なくとも一つを行うものであってもよい。
このように構成することにより、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

また、前記制御装置５０は、前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御を行い、前記第一の制御、前記第二の制御及び前記第三の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御又は前記第五の制御を行うものであってもよい。
このように構成することにより、実際の電力消費量に応じた制御を行うことができる。

また、本実施形態においては、制御装置５０は、運転計画段階で図４及び図５に示す制御フローを実行し、実運転段階において図１０及び図１１に示す制御フローを実行するものとしたが、運転計画段階の制御フローと実運転段階の制御フローとでは、実行される制御が互いに異なっていてもよく、また制御の順番が互いに異なっていてもよい。また、実運転段階における制御フローは必ずしも実行しなくてもよい。

また、本実施形態においては、制御装置５０は、ステップＳ１６においてヒートポンプユニット３０の運転時間をＰＶ余剰時間帯にシフトさせるものとしたが、シフト後のヒートポンプユニット３０の運転時間の一部がＰＶ余剰時間帯に重複するものであればよい。

また、本実施形態においては、制御装置５０は、ステップＳ１６（ステップＳ３６）の処理（ヒートポンプユニット３０の運転時間をＰＶ余剰時間帯にシフトさせる処理）を行った後、ステップＳ１３（ステップＳ３３）に処理を戻すものとしたが、制御フローを終了するようにしてもよい。

また、本実施形態においては、制御装置５０は、ステップＳ３１（ステップＳ３２）において、直近の時間帯（３０分間）の負荷実電力消費量（ヒートポンプ実電力消費量）を取得するものとしたが、現在が属する時間帯における現在までの負荷実電力消費量（ヒートポンプ実電力消費量）をリアルタイムで取得するものであってもよい。

また、本実施形態においては、制御装置５０は、ステップＳ４５においてヒートポンプユニット３０の運転開始時刻を１５分だけずらすものとしたが、既にヒートポンプユニット３０の運転を開始している場合は、運転開始時刻をずらさないようにしてもよい。

また、本実施形態においては、ヒートポンプユニット３０の単位運転時間、ヒートポンプユニット３０の前倒しの運転時間（ステップＳ１８）、ヒートポンプユニット３０の後倒しの運転時間（ステップＳ２０、ステップＳ４０）、ヒートポンプユニット３０の運転開始時刻のずらし時間（ステップＳ２５、ステップＳ４５）は、実量制電気料金プランの電気料金が３０分毎の平均使用電力に基づいて決定されることを前提として設定されているが、当該平均使用電力の単位時間に応じて適宜変更することができる。

１給湯システム
２０貯湯槽
３０ヒートポンプユニット
５０制御装置

Claims

内部に熱媒体が貯溜された蓄熱槽と、
発生させた熱を用いて前記蓄熱槽に貯溜される熱媒体を設定温度まで温めるヒートポンプユニットと、
前記ヒートポンプユニットの運転を制御する制御装置と、
を具備し、
前記制御装置は、
所定の期間を複数の時間帯に区切り、前記ヒートポンプユニットの時間帯ごとの予測電力消費量を示すヒートポンプ予測電力消費量を取得すると共に、前記ヒートポンプユニットとは異なる負荷の時間帯ごとの予測電力消費量を示す負荷予測電力消費量を取得し、
前記ヒートポンプ予測電力消費量と前記負荷予測電力消費量との合計値を示す予測合計値が所定の閾値を超える時間帯がある場合には、前記ヒートポンプユニットの運転を調整する調整制御を行い、
前記調整制御は、
太陽光発電の電力が得られる時間帯と重複する時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転させる第一の制御、
前記予測合計値が最大となる時間帯と重複しない時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転させる第二の制御、
前記蓄熱槽に貯溜される熱媒体の前記設定温度を下げて、前記ヒートポンプユニットを運転させる第三の制御、
前記ヒートポンプユニットの加熱能力を抑制した状態で前記ヒートポンプユニットを運転させる第四の制御、又は
前記ヒートポンプユニットの運転開始時刻が含まれる時間帯における当該ヒートポンプユニットの電力消費量を低減させるように、前記運転開始時刻をずらす第五の制御、
のうちの少なくとも一つを含み、
前記制御装置は、
前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第一の制御を行い、
前記第一の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合、又は前記第一の制御が実施不可能な場合には、前記第二の制御を行い、
前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御、前記第四の制御又は前記第五の制御のうちの少なくとも一つを行う、
給湯システム。
前記制御装置は、
前記ヒートポンプユニットの運転中に、前記ヒートポンプユニットの時間帯ごとの実際の電力消費量を示すヒートポンプ実電力消費量を取得すると共に、前記ヒートポンプユニットとは異なる負荷の時間帯ごとの実際の電力消費量を示す負荷実電力消費量を取得し、
各時間帯において前記ヒートポンプ実電力消費量と前記負荷実電力消費量との合計値を示す実合計値が前記閾値を超えた場合には、前記調整制御を行う、
請求項１に記載の給湯システム。
前記制御装置は、
前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御を行い、
前記第一の制御、前記第二の制御及び前記第三の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御又は前記第五の制御を行う、
請求項１又は請求項２に記載の給湯システム。
前記制御装置は、
前記第一の制御、前記第二の制御及び前記第三の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御を行い、
前記第一の制御、前記第二の制御、前記第三の制御及び前記第四の制御によっても前記予測合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第五の制御を行う、
請求項３に記載の給湯システム。
前記制御装置は、
前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第一の制御を行う、
請求項２に記載の給湯システム。
前記制御装置は、
前記第一の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合、又は前記第一の制御が実施不可能な場合には、前記第二の制御、前記第三の制御、前記第四の制御又は前記第五の制御のうちの少なくとも一つを行う、
請求項５に記載の給湯システム。
前記制御装置は、
前記第一の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合、又は前記第一の制御が実施不可能な場合には、前記第二の制御を行い、
前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御、前記第四の制御又は前記第五の制御のうちの少なくとも一つを行う、
請求項６に記載の給湯システム。
前記制御装置は、
前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御を行い、
前記第一の制御、前記第二の制御及び前記第三の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御又は前記第五の制御を行う、
請求項７に記載の給湯システム。
前記制御装置は、
前記第一の制御、前記第二の制御及び前記第三の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御を行い、
前記第一の制御、前記第二の制御、前記第三の制御及び前記第四の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第五の制御を行う、
請求項８に記載の給湯システム。
内部に熱媒体が貯溜された蓄熱槽と、
発生させた熱を用いて前記蓄熱槽に貯溜される熱媒体を設定温度まで温めるヒートポンプユニットと、
前記ヒートポンプユニットの運転を制御する制御装置と、
を具備し、
前記制御装置は、
所定の期間を複数の時間帯に区切り、前記ヒートポンプユニットの時間帯ごとの予測電力消費量を示すヒートポンプ予測電力消費量を取得すると共に、前記ヒートポンプユニットとは異なる負荷の時間帯ごとの予測電力消費量を示す負荷予測電力消費量を取得し、
前記ヒートポンプ予測電力消費量と前記負荷予測電力消費量との合計値を示す予測合計値が所定の閾値を超える時間帯がある場合には、前記ヒートポンプユニットの運転を調整する調整制御を行い、
前記調整制御は、
太陽光発電の電力が得られる時間帯と重複する時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転させる第一の制御、
前記予測合計値が最大となる時間帯と重複しない時間帯に前記ヒートポンプユニットを運転させる第二の制御、
前記蓄熱槽に貯溜される熱媒体の前記設定温度を下げて、前記ヒートポンプユニットを運転させる第三の制御、
前記ヒートポンプユニットの加熱能力を抑制した状態で前記ヒートポンプユニットを運転させる第四の制御、又は
前記ヒートポンプユニットの運転開始時刻が含まれる時間帯における当該ヒートポンプユニットの電力消費量を低減させるように、前記運転開始時刻をずらす第五の制御、
のうちの少なくとも一つを含み、
前記制御装置は、
前記ヒートポンプユニットの運転中に、前記ヒートポンプユニットの時間帯ごとの実際の電力消費量を示すヒートポンプ実電力消費量を取得すると共に、前記ヒートポンプユニットとは異なる負荷の時間帯ごとの実際の電力消費量を示す負荷実電力消費量を取得し、
各時間帯においてヒートポンプ実電力消費量と前記負荷実電力消費量との合計値を示す実合計値が前記閾値を超えた場合には、前記調整制御を行い、
前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第一の制御を行い、
前記第一の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合、又は前記第一の制御が実施不可能な場合には、前記第二の制御を行い、
前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御、前記第四の制御又は前記第五の制御のうちの少なくとも一つを行う、
給湯システム。
前記制御装置は、
前記第一の制御及び前記第二の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第三の制御を行い、
前記第一の制御、前記第二の制御及び前記第三の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御又は前記第五の制御を行う、
請求項１０に記載の給湯システム。
前記制御装置は、
前記第一の制御、前記第二の制御及び第三の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第四の制御を行い、
前記第一の制御、前記第二の制御、前記第三の制御及び前記第四の制御によっても前記実合計値が前記閾値を超える時間帯がある場合には、前記第五の制御を行う、
請求項１１に記載の給湯システム。