JP6956363B2 - 給湯装置 - Google Patents
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Description
ところで、昨今の住宅事情により、太陽光発電の普及が進み、太陽光での発電した電力を使用したいという要望がある。
また、太陽光発電において住宅用太陽光発電を導入する際に、10年間の電力買取期間の終了が迫っており、売電価格が深夜電力価格を下回った場合には、売電よりも太陽光発電による昼間電力の自家消費の要望が考えられる。
請求項2記載の本発明の給湯装置は、請求項1に記載の給湯装置において、前記昼間時間帯モードが実行される、運転開始時刻、運転終了時刻、又は運転実行時間のうち、少なくともいずれかを、使用者が設定できる操作手段を備えたことを特徴とする。
請求項3記載の本発明の給湯装置は、請求項1又は請求項2に記載の給湯装置において、前記昼間時間帯モードで沸き上げる湯量は、使用湯量履歴に基づいて決定されることを特徴とする。
請求項4記載の本発明の給湯装置は、請求項3に記載の給湯装置において、前記昼間時間帯モードと前記深夜時間帯モードとで沸き上げる前記湯量の配分は、前記使用湯量履歴に基づいて決定されることを特徴とする。
請求項5記載の本発明の給湯装置は、請求項3又は請求項4に記載の給湯装置において、前記昼間時間帯モードにて沸き上げる前記湯量を、前記使用湯量履歴に基づいて決定された前記湯量以下としたことを特徴とする。
請求項6記載の本発明の給湯装置は、請求項3又は請求項4に記載の給湯装置において、前記昼間時間帯モードにて沸き上げる前記湯量は、前記使用湯量履歴に基づいて決定される前記湯量未満としたことを特徴とする。
請求項7記載の本発明の給湯装置は、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の給湯装置において、前記加熱装置を、ヒートポンプ装置としたことを特徴とする。
請求項8記載の本発明の給湯装置は、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の給湯装置において、前記他の機器を、太陽光発電装置としたことを特徴とする。
請求項9記載の本発明の給湯装置は、請求項2に記載の給湯装置において、前記他の機器を、太陽光発電装置とし、ネットワーク送受信機が、通信網から天気予報情報を取得し、前記取得した天気予報情報に基づいて判断した前記太陽光発電装置による太陽光発電の実行の判定情報、又は前記加熱装置に関する運転情報を、前記制御装置又は前記操作手段が受信することを特徴とする。
図1は本実施例による給湯装置の構成図である。
本実施例による給湯装置は、貯湯タンク10と、貯湯タンク10内の湯水を加熱する加熱装置20と、加熱装置20を制御する制御装置30と、使用者が制御装置30での制御方法を設定できる操作手段40とを備えている。
給湯栓12から給湯されることによって貯湯タンク10内で不足する湯水は、貯湯タンク10の底部に接続した給水配管14から供給され、貯湯タンク10内は常に湯水で満たされている。
貯湯タンク10から給湯栓12に至る給湯配管15には、給湯栓12に供給する湯量を検知する給湯流量検知手段16を備えている。
加熱装置20には、圧縮機、放熱器、減圧器、及び蒸発器から構成されるヒートポンプ装置が適している。ヒートポンプ装置を加熱装置20として用いる場合には、放熱器での放熱を加熱源として利用する。加熱装置20をヒートポンプ装置とすることで、電力を有効に利用することができる。
他の機器52には太陽光発電装置が適している。他の機器52からの電力はパワーコンディショナー53で交流に変換され、分電盤54を介して制御装置30に供給される。他の機器52を太陽光発電装置とすることで、太陽光発電による電力を有効に利用することができる。なお、太陽光発電装置は、太陽電池モジュールであるが、太陽電池モジュールで発電された電力を蓄えた蓄電ユニットでもよい。
制御装置30又はリモコン等の操作手段40は、ネットワーク送受信機61(例えば、HEMS(Home Energy Management System)(ホーム エネルギー マネジメント システム))と接続されていることが好ましい。ネットワーク送受信機61は、インターネット等の通信網62から天気予報情報を取得のうえ、それに基づいて判断した太陽光発電装置による太陽光発電の実行の可否の判定情報、又は加熱装置20に関する運転情報を、制御装置30又は操作手段40に送信する。
タイマー手段31は時間を計時し、タイマー手段31によって年月日及び時刻を判定できる。従って、昼間時間帯や深夜時間帯は、タイマー手段31によって判定する。昼間時間帯と深夜時間帯とは、あらかじめ設定される他、操作手段40での操作によって、又はネットワーク送受信機61で受信した情報によって変更されるものであってもよい。例えば、昼間時間帯は7時から23時までと、深夜時間帯は23時から7時までと設定する。
使用湯量記憶手段32は、給湯流量検知手段16で検知される湯量を、タイマー手段31で計時される時刻とともに記憶する。使用湯量記憶手段32には、1日分、1週間分、1ヶ月分、及び1年分のような所定期間における時間帯別の湯量を、使用湯量履歴として記憶している。
運転モード判断手段33は、操作手段40によって指示された設定モードや使用湯量記憶手段32に記憶された使用湯量履歴によって沸き上げ運転モード34を設定する。
昼間時間帯モード34Aでは、昼間時間帯に沸き上げ運転を実行する。昼間時間帯モード34Aによって、加熱装置20が他の機器52が発電する電力を活用できるため、昼間時間帯に他の機器52が発電する余剰電力を温水の加熱に用いることができる。
例えば、インターネット等の通信網62から受信した天気予報情報が雨天の場合、ネットワーク送受信機61は、太陽光発電装置による太陽光発電の実行に適さないと判断し、太陽光発電装置による太陽光発電の実行は否と判定する。また、インターネット等の通信網62から受信した天気予報情報が晴天の場合、太陽光発電装置による太陽光発電の実行に適すると判断し、太陽光発電装置による太陽光発電の実行は可と判定する。
そして、他の機器52である太陽光発電装置による実行が否の判定の場合には、制御装置30は、加熱装置20が供給電源を利用した通常の沸き上げ運転(深夜時間帯モード34B)を自動的に実行するようにする。また、他の機器52である太陽光発電装置による実行が可の判定の場合には、制御装置30は、加熱装置20が、太陽光発電装置が発電する電力を活用した沸き上げ運転を自動的に実行するようにする(昼間時間帯モード34A)。
なお、この場合、ネットワーク送受信機61は、インターネット等の通信網62から天気予報情報を取得のうえ、それに基づいて、加熱装置20に太陽光発電装置が発電する電力を活用する沸き上げ運転(昼間時間帯モード34A)を実行させるか、あるいは、加熱装置20に供給電源を利用した通常の沸き上げ運転(深夜時間帯モード34B)を実行させるかを判断し、その加熱装置20に実行させる沸き上げ運転に関する運転情報を、制御装置30または操作手段40に送信し、制御装置30または操作手段40が受信したその運転情報に基づいて、制御装置30が、加熱装置20の運転動作を自動的に制御するようにしてもよい。
なお、昼間時間帯モード34Aの実行は、使用者が操作手段4を用いて設定できるようにしてもよく、操作手段40では、少なくとも昼間時間帯モード34Aの運転開始時刻、運転終了時刻、又は運転実行時間のいずれかを少なくとも設定できる。
昼間時間帯モード34Aで沸き上げる湯量は、使用湯量履歴に基づいて決定される。使用者が実際に使用した湯量から昼間時間帯モード34Aで沸き上げる湯量を決定するため、最適な湯量を沸き上げることができる。
制御装置30又は操作手段40は、ネットワーク送受信機61から受信した天気予報情報に基づいて判断された昼間時間帯モード34Aの実行の可否の判定情報に基づいて、例えば、以下のような動作を行う。なお、天気予報情報に基づいて判断された昼間時間帯モード34Aの実行の可否の判定情報とは、太陽光発電装置による太陽光発電の実行の判断情報、または、加熱装置20に実行させる沸き上げ運転に関する運転情報である。
すなわち、使用者により昼間時間帯モード34Aが設定されている状態において、受信した情報が昼間時間帯モード34Aの実行否の判定により、昼間時間帯に余剰電力が発生しない場合には、昼間時間帯モード34Aの実行を停止するようにしてもよい。
あるいは、使用者により昼間時間帯モード34Aが設定されていない状態において、受信した情報が昼間時間帯モード34Aの実行可の判定の場合には、自動的に昼間時間帯モード34Aを実行するようにしてもよい。
さらには、昼間時間帯モード34Aが設定されていない状態において、受信した情報が昼間時間帯モード34Aの実行可の判定の場合には、昼間時間帯モード34Aの設定の使用者への推奨を操作手段40に表示するようにしてもよい。
また、受信した情報が昼間時間帯モード34Aの実行否の判定の場合には、昼間時間帯モード34Aの設定の使用者への抑制を操作手段40に表示したりするようにしてもよい。すなわち、昼間時間帯モード34Aの実行の可否の判定の情報を、使用者に報知するようにしてもよい。
なお、使用者は、ネットワーク送受信機61からの昼間時間帯モード34Aの実行の可否の判定情報を参考にして、操作手段40にて設定するのみで、昼間時間帯モード34Aの運転開始時刻又は運転終了時刻又は運転実行時間のいずれかを設定することができ、また、制御装置30や操作手段40と他の機器52とが直接情報を介することなく運転を実行できるため、使用性を向上できるものである。
ピークカットモード34Cを第1禁止モード、停止モード34Dを第2禁止モードとして以下に説明する。
第1禁止モードであるピークカットモード34Cが設定され、更に昼間時間帯モード34Aが設定され、昼間時間帯モード34Aによる設定時間帯がピークカットモード34Cで停止期間に設定されている場合には、第1禁止モードが動作しても、昼間時間帯モード34Aは実行される。
このように、沸き上げを禁止する第1禁止モードに設定されていても、昼間時間帯モード34Aによって昼間沸き上げ運転を行わせることで、昼間時間帯に発電する余剰電力を温水の加熱に用いることができる。
第2禁止モードである停止モード34Dが設定され、更に昼間時間帯モード34Aが設定され、昼間時間帯モード34Aによる設定時間帯が停止モード34Dで停止期間に設定されている場合には、昼間時間帯モード34Aは実行されない。
このように、複数の禁止モードを有する場合に、昼間時間帯モード34Aが禁止モードに優先する場合と、禁止モードが昼間時間帯モード34Aに優先する場合とを設けることで、昼間時間帯に発電する余剰電力を温水の加熱に用いることができるとともに、例えば電力の需要バランスを優先させることができる。
また、普段は沸き上げを禁止する第1禁止モードを常に設定されていて、日々の電力ピークを抑制しながら余剰電力を温水の加熱に使用している場合においても、例えば、長期不在となる場合には、第2禁止モードである停止モード34Dを設定するだけで、昼間時間帯モード34Aは実行されないため、使用者が操作手段40にて、昼間時間帯モード34Aの解除を行う必要がないため、使用性を向上できる。
図2(a)は、給湯の使用例を示している。例えば、図2(a)に示すように、19時から23時まで、7時、及び12時に使用する。
図2(b)は貯湯タンク10の湯水の状態を、図2(c)は加熱装置20の運転時間帯を示している。
深夜時間帯モード34Bでは、図2(c)に示す深夜時間帯に、使用湯量履歴に基づいて決定される湯量を沸き上げる。図2(c)に示す深夜時間帯(19時)の沸き上げ運転は、貯湯タンク10内の残湯量及び/又は使用湯量履歴から判断され、適宜行われる。
昼間時間帯モード34Aが操作手段40で設定された場合には、深夜時間帯モード34Bが設定されていても、昼間時間帯モード34Aが優先して行われる。
図2(d)に示す運転状態Bでは、昼間時間帯モード34Aによって昼間時間帯(12時から15時まで)に沸き上げ運転が行われる。この昼間時間帯での沸き上げ運転によって、深夜時間帯での沸き上げ運転時間は、図2(c)に示す運転状態Aに対して短くなる。
昼間時間帯モード34Aと深夜時間帯モード34Bとで沸き上げる湯量の配分は、使用湯量履歴に基づいて決定される。すなわち、例えば、使用湯量履歴から判断される湯量を500Lとし、昼間時間帯モード34Aで設定された湯量を300Lとすると、夜間時間帯モード34Bで沸き上げる湯量を200Lに決定する。
図2(e)に示す運転状態Cでは、昼間時間帯モード34Aにて沸き上げる湯量を、使用湯量履歴に基づいて決定された湯量としている。すなわち、昼間時間帯モード34Aで設定された湯量が、使用湯量履歴から判断される湯量より多く設定された場合には、昼間時間帯モード34Aでは、設定された湯量ではなく、使用湯量履歴に基づいて決定された湯量とする。例えば、使用湯量履歴から判断される湯量を500Lとし、昼間時間帯モード34Aで設定された湯量を700Lとすると、昼間時間帯モード34Aで沸き上げる湯量を500Lに決定する。
図2(f)に示す運転状態Dでは、昼間時間帯モード34Aにて沸き上げる湯量を、使用湯量履歴に基づいて決定された湯量未満としている。すなわち、昼間時間帯モード34Aで設定された湯量が、使用湯量履歴から判断される湯量より多く設定された場合には、昼間時間帯モード34Aでは、設定された湯量ではなく、使用湯量履歴に基づいて決定された湯量未満とする。例えば、使用湯量履歴から判断される湯量を500Lとし、昼間時間帯モード34Aで設定された湯量を700Lとすると、昼間時間帯モード34Aで沸き上げる湯量を400Lに決定し、深夜時間帯モード34Bで沸き上げる湯量を100Lに決定する。
図2(g)に示す運転状態Eでは、昼間時間帯モード34Aにて沸き上げる湯量を、使用湯量履歴に基づいて決定された湯量としているが、深夜時間帯モード34Bにおいても沸き上げ運転を行う。
図2(g)に示す運転状態Eは、使用湯量履歴から、昼間時間帯モード34Aにて設定された運転開始時刻以前の昼間時間帯に給湯負荷があると判断された場合に行う運転パターンである。
すなわち、昼間時間帯モード34Aで設定された湯量が、使用湯量履歴から判断される湯量より多く設定された場合には、昼間時間帯モード34Aでは、設定された湯量ではなく、使用湯量履歴に基づいて決定された湯量とする。例えば、使用湯量履歴から判断される湯量を500Lとし、昼間時間帯モード34Aで設定された湯量を700Lとすると、昼間時間帯モード34Aで沸き上げる湯量を500Lに決定する。更に、7時から昼間時間帯モード34Aにて設定された運転開始時刻である12時までの間に、使用湯量履歴から給湯負荷があると判断されると、使用湯量履歴による7時から12時までの給湯負荷に応じて深夜時間帯モード34Bで沸き上げ運転を行う。
なお、昼間時間帯モード34Aにて沸き上げる湯量は、使用湯量履歴に基づいて決定される湯量未満(使用湯量履歴に基づいて決定された湯量の100%は沸き上げない)とすることで、深夜時間帯モード34Bに、必ず少量もしくは決められた湯量の沸き上げ運転を行うことで、朝から昼間までの多少の突発的な使用者の使用湯量にも湯切れすることなく対応できる。
11 沸き上げ配管
12 給湯栓
13 混合弁
14 給水配管
15 給湯配管
16 給湯流量検知手段
20 加熱装置
30 制御装置
31 タイマー手段
32 使用湯量記憶手段
33 運転モード判断手段
34 沸き上げ運転モード
34A 昼間時間帯モード
34B 深夜時間帯モード
34C 停止モード
34D ピークカットモード
40 操作手段
51 商用電源
52 他の機器
53 パワーコンディショナー
54 分電盤
61 ネットワーク送受信機
62 通信網
Claims (9)
- 貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱装置と、制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記加熱装置が前記貯湯タンク内の前記湯水を加熱する、沸き上げ運転モードを有し、
前記沸き上げ運転モードは、前記加熱装置が他の機器が発電する電力を活用して、昼間時間帯に沸き上げ運転を実行する昼間時間帯モードと、深夜時間帯に前記沸き上げ運転を実行する深夜時間帯モードとを含み、
前記沸き上げ運転モードの前記沸き上げ運転を禁止する禁止モードとして、少なくとも第1禁止モードであるピークカットモードと第2禁止モードである停止モードとを有し、
前記ピークカットモードは、電力需要が大きな時間帯で前記沸き上げ運転を行わないモードであり、前記停止モードは、前記沸き上げ運転を設定した期間停止するモードであり、前記昼間時間帯モードが設定された状態で前記第1禁止モードが設定された場合、前記第1禁止モードが設定されている前記時間帯でも、前記昼間時間帯モードを実行し、
前記昼間時間帯モードが設定された状態で前記第2禁止モードが設定された場合、前記第2禁止モードが設定されている前記期間には、前記昼間時間帯モードを実行しないことを特徴とする給湯装置。 - 前記昼間時間帯モードが実行される、運転開始時刻、運転終了時刻、又は運転実行時間のうち、少なくともいずれかを、使用者が設定できる操作手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の給湯装置。
- 前記昼間時間帯モードで沸き上げる湯量は、使用湯量履歴に基づいて決定されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の給湯装置。
- 前記昼間時間帯モードと前記深夜時間帯モードとで沸き上げる前記湯量の配分は、前記使用湯量履歴に基づいて決定されることを特徴とする請求項3に記載の給湯装置。
- 前記昼間時間帯モードにて沸き上げる前記湯量を、前記使用湯量履歴に基づいて決定された前記湯量以下としたことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の給湯装置。
- 前記昼間時間帯モードにて沸き上げる前記湯量は、前記使用湯量履歴に基づいて決定される前記湯量未満としたことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の給湯装置。
- 前記加熱装置を、ヒートポンプ装置としたことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の給湯装置。
- 前記他の機器を、太陽光発電装置としたことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の給湯装置。
- 前記他の機器を、太陽光発電装置とし、
ネットワーク送受信機が、通信網から天気予報情報を取得し、前記取得した天気予報情報に基づいて判断した前記太陽光発電装置による太陽光発電の実行の判定情報、又は前記加熱装置に関する運転情報を、前記制御装置又は前記操作手段が受信することを特徴とする請求項2に記載の給湯装置。
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