JPWO2013027312A1 - 暖房システムの制御方法及び暖房システム - Google Patents

Abstract

暖房システムの制御方法は、ヒートポンプの消費電力を抑制する出力抑制時間帯を特定する情報を、電力供給元から取得する取得ステップ（Ｓ１０１）と、取得ステップ（Ｓ１０１）で取得された情報に基づいて、ヒートポンプで生成される熱量を制御する運転制御ステップ（Ｓ１０２、Ｓ１０３）とを含み、運転制御ステップ（Ｓ１０２、Ｓ１０３）では、ヒートポンプに、出力抑制時間帯以外の時間帯に単位時間当たりに第１の熱量を生成させ、出力抑制時間帯に単位時間当たりに第１の熱量より小さい第２の熱量を生成させる。

Description

本発明は、暖房システムの制御方法に関し、特にヒートポンプ式暖房装置を備える暖房システムの制御方法に関するものである。

ヒートポンプ式給湯装置は、大気の熱を吸熱し、電気で冷媒を圧縮して加熱し、熱交換器により水から温水を作る装置であり、従来のヒータ式の電気温水器と比較して省エネな給湯装置である。また、ヒートポンプ式暖房装置も、ヒートポンプで作った温水を暖房に利用するものとして省エネな暖房装置である。

例えば、特許文献１には、電力会社が提供する安価な電力を利用できる仕組み（ホットタイム２２）が開示されている。この仕組みを利用する需要家は、消費電力がピークとなる時間帯（例えば、１９時〜２２時）に電力をオフ（遮断）とするという条件の見返りに、通常の電力料金より安価な料金体系で電力を利用できる。また、電力会社にとっても、ピーク時間帯に電力供給を抑制し、平準化できるという利点がある。

特開２００６−２３４２３１号公報

しかしながら上記の方式では、安価な電気料金で電力を使用することができるが、ピーク時間帯に暖房器具を使用することができないので、特に冬季などは室温の快適性を犠牲にすることになる。

また、電力をオフする時間帯が始まる前に、事前にヒートポンプを最大能力で稼動させて住宅に蓄熱しておくことも考えられる。しかしながら、この方法では、短時間で室内の温度が急上昇し、その後の温度が急速に低下する。すなわち、短時間に温度の上昇及び下降が生じ、室内で過ごす人の快適性が損なわれる。

そこで本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、快適性を犠牲にすることなく、消費電力のピーク時間帯に消費電力を抑制することができる暖房システムの制御方法を提供することを目的とする。

本発明の一形態に係る暖房システムの制御方法は、電力供給元から電力の供給を受けて動作する暖房システムを制御する方法である。前記暖房システムは、前記電力供給元から供給される電力を用いて熱を生成するヒートポンプ部と、前記ヒートポンプ部で生成された熱を放熱する放熱部とを備える。前記暖房システムの制御方法は、前記ヒートポンプ部の消費電力を抑制する出力抑制時間帯を特定する情報を、前記電力供給元から取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得された情報に基づいて、前記ヒートポンプ部で生成される熱量を制御する運転制御ステップとを含む。前記運転制御ステップでは、前記ヒートポンプ部に、前記出力抑制時間帯以外の時間帯に単位時間当たりに第１の熱量を生成させ、前記出力抑制時間帯に単位時間当たりに前記第１の熱量より小さい第２の熱量を生成させる。

なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本発明によれば、出力抑制時間帯におけるヒートポンプの単位時間当たりの生熱量を減少させることにより、消費電力のピークカットとユーザの快適性の維持とを両立することができる。

図１は、実施の形態１に係るヒートポンプ式暖房システムの処理の概要を示すフローチャートである。 図２は、実施の形態１に係るヒートポンプ式暖房システムを示す図である。 図３は、実施の形態１に係るヒートポンプ式暖房装置および暖房システム制御部の詳細な構成図である。 図４は、実施の形態１に係るヒートポンプ式暖房装置の詳細な構成図である。 図５Ａは、実施の形態１に係るヒートポンプ制御処理のフローチャートである。 図５Ｂは、実施の形態１に係るヒートポンプ制御処理のフローチャートの変形例である。 図６は、図５Ａに示される出湯温度選択処理のフローチャートである。 図７は、実施の形態１に係る出湯温度設定テーブルの一例を示す図である。 図８Ａは、実施の形態１に係るヒートポンプ制御処理を実行した場合の出湯温度及び室内温度の推移を示す図である。 図８Ｂは、ＯＭ時間帯にヒートポンプを停止させた場合の出湯温度及び室内温度の推移を示す図である。 図９は、実施の形態１の変形例に係る出湯温度及び室内温度の推移を示す図である。 図１０は、室温の低下幅を２℃以下にするための出湯温度と外気温度との関係を、住宅性能（断熱性能）毎に示すグラフである。 図１１は、実施の形態２に係る出湯温度選択処理のフローチャートである。 図１２は、実施の形態２に係る出湯温度設定テーブルの一例を示す図である。 図１３Ａは、実施の形態２に係る出湯温度及び室内温度の推移の一例を示す図である。 図１３Ｂは、実施の形態２に係る出湯温度及び室内温度の推移の他の例を示す図である。 図１３Ｃは、実施の形態２に係る出湯温度及び室内温度の推移の他の例を示す図である。 図１４Ａは、出湯温度と快適性との関係を示す図である。 図１４Ｂは、出湯温度とヒートポンプの消費電力との関係を示す図である。 図１５は、実施の形態３に係る出湯温度選択処理のフローチャートである。 図１６は、外気温度及びＯＭ時間に、出湯温度、作用温度、及びヒートポンプの消費電力の複数の組み合わせが対応付けられた表である。 図１７Ａは、作用温度と快適性評価値との関係を示すグラフである。 図１７Ｂは、ヒートポンプの消費電力と消費電力評価値との関係を示すグラフである。 図１８は、評価値と出湯温度との対応関係を示す図である。 図１９は、実施の形態４に係るヒートポンプ制御処理のフローチャートである。 図２０は、実施の形態４に係る各種温度の推移を示す図である。 図２１は、実施の形態５に係るヒートポンプ制御処理のフローチャートである。 図２２は、実施の形態５に係る出湯温度の推移を示す図である。 図２３は、実施の形態５の変形例に係るヒートポンプ制御処理のフローチャートである。

本発明の一形態に係る暖房システムの制御方法は、電力供給元から電力の供給を受けて動作する暖房システムを制御する方法である。前記暖房システムは、前記電力供給元から供給される電力を用いて熱を生成するヒートポンプ部と、前記ヒートポンプ部で生成された熱を放熱する放熱部とを備える。前記暖房システムの制御方法は、前記ヒートポンプ部の消費電力を抑制する出力抑制時間帯を特定する情報を、前記電力供給元から取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得された情報に基づいて、前記ヒートポンプ部で生成される熱量を制御する運転制御ステップとを含む。前記運転制御ステップでは、前記ヒートポンプ部に、前記出力抑制時間帯以外の時間帯に単位時間当たりに第１の熱量を生成させ、前記出力抑制時間帯に単位時間当たりに前記第１の熱量より小さい第２の熱量を生成させる。

上記構成のように、出力抑制時間帯におけるヒートポンプ部の単位時間当たりの生熱量を減少させることにより、消費電力のピークカットを実現できる。なお、第２の熱量を０（Ｗ）より大きい値とすることで、ヒートポンプ部は完全に停止しない。その結果、ユーザの快適性を過度に損なうのを防止できる。つまり、上記構成によれば、高い快適性の維持と消費電力の抑制とを両立することができる。

また、前記ヒートポンプ部は、生成した熱で入力された水を加熱して出力してもよい。そして、前記運転制御ステップでは、前記ヒートポンプ部に、前記出力抑制時間帯以外の時間帯に第１の温度の湯を出力させ、前記出力抑制時間帯に前記第１の温度より低い第２の温度の湯を出力させてもよい。

これにより、ヒートポンプ部で単位時間当たりに生成させる熱量を減少させることができる。但し、ヒートポンプ部から出力される湯量を減少させてもよい。

さらに、前記暖房システムは、前記外気温度及び前記第２の温度の対応関係であって、前記放熱部が設置されている部屋の室温が前記出力抑制時間帯に予め定められた最低温度を下回らないように設計された前記対応関係を有してもよい。前記取得ステップでは、さらに、外気温度を取得してもよい。そして、前記運転制御ステップでは、前記取得ステップで取得された外気温度に対応する前記第２の温度を、前記対応関係から選択してもよい。

さらに、前記暖房システムは、前記外気温度、前記出力抑制時間帯の長さ、前記暖房システムが設置されている建物の断熱性能、及び前記第２の温度の対応関係であって、前記放熱部が設置されている部屋の室温の低下幅が前記出力抑制時間帯に予め定められた範囲を超えないように設計された前記対応関係を有してもよい。前記取得ステップでは、さらに、外気温度を取得してもよい。そして、前記運転制御ステップでは、前記取得ステップで取得された外気温度と、前記取得ステップで取得された前記出力抑制時間と、予め設定された前記建物の断熱性能とに対応する前記第２の温度を、前記対応関係から選択してもよい。

さらに、前記取得ステップでは、前記出力抑制時間帯における消費電力の抑制の度合いを示す情報を前記電力供給元から取得してもよい。そして、前記運転制御ステップでは、さらに、前記取得ステップで取得した電力の抑制の度合いに応じて、選択した前記第２の温度を補正してもよい。

一例として、前記運転制御ステップでは、前記取得ステップで取得した消費電力の抑制の度合いが予め定められた基準より大きい場合に、選択した前記第２の温度をより低い値に補正し、前記取得ステップで取得した消費電力の抑制の度合いが前記基準より小さい場合に、選択した前記第２の温度をより高い値に補正してもよい。

このように、消費電力の抑制の度合いを示す情報に応じて第２の温度を補正することにより、高い快適性の維持と消費電力の抑制とをより適切に両立させることができる。

さらに、前記暖房システムは、前記第２の温度及び前記消費電力の複数の組み合わせを前記外気温度に対応付けて保持してもよい。前記取得ステップでは、さらに、外気温度を取得してもよい。そして、前記運転制御ステップでは、前記取得ステップで取得された外気温度に対応する前記第２の温度及び前記消費電力の複数の組み合わせそれぞれに対して、前記第２の温度が高いほど高い値となる快適性評価値と、前記消費電力が低いほど高い値となる消費電力評価値とを算出し、前記快適性評価値と前記消費電力評価値とを加算して得られる総合評価値が最も高い前記第２の温度を選択してもよい。

このように、快適性評価値と消費電力評価値とを独立して算出し、これらの和である総合評価値が最も高くなる出湯温度を選択することにより、高い快適性と消費電力の抑制とをバランス良く両立させることができる。

さらに、前記取得ステップでは、前記ヒートポンプ部に入力される水の温度である入水温度と、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度である出湯温度とを、それぞれ単位時間毎に検出してもよい。そして、前記運転制御ステップでは、前記出湯温度と前記入水温度との差が閾値を上回る度に、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を所定の変動幅だけ低下させることによって、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を前記第１の温度から前記第２の温度まで低下させてもよい。

このように、出湯温度と入水温度との温度差を考慮しながら、出湯温度を徐々に低下させていくことにより、ヒートポンプ部が停止してしまうのを防ぎつつ、出湯温度を第１の温度から第２の温度まで低下させることができる。

さらに、前記取得ステップでは、前記放熱部が設置されている部屋の室温を単位時間毎に検出してもよい。そして、前記運転制御ステップでは、前記取得ステップで取得された室温の前記単位時間における低下幅が第１の閾値以下の場合に、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を第１の変動幅だけ低下させてもよい。

このように、単位時間当たりの室温低下幅を監視しながら出湯温度を徐々に低下させていくことにより、出湯温度が室温低下幅が大きくなる時の値に収束することになる。すなわち、事前に第２の温度を決定しておかなくとも、実際の快適性に応じて適切な出湯温度に変更することができる。

さらに、前記運転制御ステップでは、前記取得ステップで取得された室温の前記単位時間における低下幅が前記第１の閾値以上の第２の閾値を上回る場合に、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を前記第１の変動幅より小さい第２の変動幅だけ増加させてもよい。

さらに、前記運転制御ステップでは、前記取得ステップで取得された室温の前記単位時間における低下幅が前記第１の閾値を上回り、且つ前記第２の閾値以下の場合に、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を維持させてもよい。

さらに、前記暖房システムは、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度が前記第１の温度を下回る場合に、当該湯を前記第１の温度まで加熱するヒータを備えてもよい。そして、前記運転制御ステップでは、前記出力抑制時間帯以外の時間帯に前記ヒータの動作を許容し、前記出力抑制時間帯に前記ヒータの動作を制限してもよい。

このように、消費電力が相対的に大きいヒータを出力抑制時間帯に動作させないことにより、快適性は若干犠牲になるものの、消費電力を効果的に抑制することができる。

本発明の一形態に係る暖房システムは、電力供給元から電力の供給を受けて動作する。具体的には、暖房システムは、前記電力供給元から供給される電力を用いて熱を生成するヒートポンプ部と、前記ヒートポンプ部で生成された熱を放熱する放熱部と、前記ヒートポンプ部の消費電力を抑制する出力抑制時間帯を特定する情報を、前記電力供給元から取得する取得部と、前記取得部で取得された情報に基づいて、前記ヒートポンプ部で生成される熱量を制御する運転制御部とを備える。そして、前記運転制御部は、前記ヒートポンプ部に、前記出力抑制時間帯以外の時間帯に単位時間当たりに第１の熱量を生成させ、前記出力抑制時間帯に単位時間当たりに前記第１の熱量より小さい第２の熱量を生成させる。

また、前記ヒートポンプ部は、生成した熱で入力された水を加熱して出力してもよい。そして、前記運転制御部は、前記ヒートポンプ部に、前記出力抑制時間帯以外の時間帯に第１の温度の湯を出力させ、前記出力抑制時間帯に前記第１の温度より低い第２の温度の湯を出力させてもよい。

さらに、前記暖房システムは、外気温度を検出する外気温検出部と、前記外気温度及び前記第２の温度の対応関係であって、前記放熱部が設置されている部屋の室温が前記出力抑制時間帯に予め定められた最低温度を下回らないように設計された前記対応関係を保持する記憶部とを備えてもよい。そして、前記運転制御部は、前記外気温検出部で検出された前記外気温度に対応する前記第２の温度を、前記記憶部に記憶された対応関係から選択してもよい。

さらに、前記暖房システムは、外気温度を検出する外気温検出部と、前記外気温度、前記出力抑制時間帯の長さ、前記暖房システムが設置されている建物の断熱性能、及び前記第２の温度の対応関係であって、前記放熱部が設置されている部屋の室温の低下幅が前記出力抑制時間帯に予め定められた範囲を超えないように設計された前記対応関係を保持する記憶部とを備えてもよい。そして、前記運転制御部は、前記外気温検出部で検出された前記外気温度と、前記取得部で取得された前記出力抑制時間と、予め設定された前記建物の断熱性能とに対応する前記第２の温度を、前記記憶部に記憶された対応関係から選択してもよい。

さらに、前記暖房システムは、外気温度を検出する外気温検出部と、前記第２の温度及び前記消費電力の複数の組み合わせを前記外気温度に対応付けて保持する記憶部とを備えてもよい。そして、前記運転制御部は、前記外気温検出部で検出された前記外気温度に対応する前記第２の温度及び前記消費電力の複数の組み合わせそれぞれに対して、前記第２の温度が高いほど高い値となる快適性評価値と、前記消費電力が低いほど高い値となる消費電力評価値とを算出し、前記快適性評価値と前記消費電力評価値とを加算して得られる総合評価値が最も高い前記第２の温度を選択してもよい。

さらに、前記暖房システムは、前記ヒートポンプ部に入力される水の温度である入水温度を単位時間毎に検出する入水温度検出部と、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度である出湯温度を単位時間毎に検出する出湯温度検出部とを備えてもよい。そして、前記運転制御部は、前記出湯温度と前記入水温度との差が閾値を上回る度に、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を所定の変動幅だけ低下させることによって、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を前記第１の温度から前記第２の温度まで低下させてもよい。

さらに、前記暖房システムは、前記放熱部が設置されている部屋の室温を単位時間毎に検出する室温検出部を備えてもよい。そして、前記運転制御部は、前記室温検出部で検出された室温の前記単位時間における低下幅が第１の閾値以下の場合に、前記ヒートポンプ部（１０１、１０２）から出力される湯の温度を第１の変動幅だけ低下させてもよい。

さらに、前記運転制御部は、前記室温検出部で検出された室温の前記単位時間における低下幅が前記第１の閾値以上の第２の閾値を上回る場合に、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を前記第１の変動幅より小さい第２の変動幅だけ増加させてもよい。

また、前記暖房システムは、前記ヒートポンプ部と、前記放熱部と、前記運転制御部の制御に従って、前記ヒートポンプ部の運転を制御するＨＰ制御部とを備える暖房装置と、前記取得部と前記運転制御部とを備え、前記暖房装置とは別体として構成される前記暖房システム制御部とを備えてもよい。

なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態１）
まず、図１を参照して、本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ式暖房システムの処理の概要を説明する。図１は、実施の形態１に係るヒートポンプ式暖房システムの処理の概要を示すフローチャートである。

図１に示す通り、実施の形態１に係るヒートポンプ式暖房システムは、まず、エネルギー供給業者から出力抑制信号（以下「ＯＭ（Ｏｕｔｐｕｔ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号」と表記する）を受信する（Ｓ１０１）。ＯＭ信号には、ヒートポンプの消費電力を抑制すべき時間帯である出力抑制時間帯（以下「ＯＭ時間帯」と表記する）を特定する情報が含まれている。出力抑制時間帯とは、エネルギー供給業者が任意に指定することができる時間帯であって、例えば、エネルギー供給業者が供給する電力がピークに達する時間帯であり、１８時から２０時までの２時間、のように規定される。

次に、ヒートポンプ式暖房システムは、ＯＭ時間帯のヒートポンプの運転条件を決定する（Ｓ１０２）。具体的には、ＯＭ時間帯以外の時間帯にヒートポンプが単位時間当たりに生熱する熱量（第１の熱量：例えば９ｋＷ）より少ない熱量（第２の熱量：例えば３ｋＷ）を単位時間当たりに生熱するような運転条件を決定する。

そして、ヒートポンプ式暖房システムは、ＯＭ時間帯が終了するまでの間、ステップＳ１０２で決定した設定条件でヒートポンプを運転する（Ｓ１０３）。

このように、ＯＭ時間帯におけるヒートポンプの単位時間当たりの生熱量を減少させることにより、消費電力のピークカットを実現できる。ここで、第２の熱量は、ユーザの快適性が過度に損なわれることがないような値に設定される。これにより、消費電力のピークカットとユーザの快適性の維持とを両立することができる。さらに、ＯＭ時間帯にヒートポンプを完全に停止させないので、ＯＭ時間帯の終了後すぐに生熱量を元の状態（第１の熱量）に復帰させることができる。

図２は、実施の形態１に係るヒートポンプ式暖房システム１を示す図である。図２に示される例では、エネルギー供給業者（電力供給元）４から住宅（建物）に対して、第１及び第２の電力系統を通じて電力が供給されている。第１の電力系統は、安定的に電力が供給される電力系統である。また、第１の電力系統は、電力料金が相対的に高い電力系統であり、第１の電力メーター６によって電力消費量が計測される。一方、第２の電力系統は、エネルギー供給業者４によって任意の時間帯に電力の供給を抑制することができる電力系統である。また、第２の電力系統は、電力料金が第１の電力系統よりも安価な電力系統であり、第２の電力メーター７によって電力消費量が計測される。

また、図２に示される住宅内には、電力負荷５と、暖房システム制御部８と、ヒートポンプ式暖房装置１００とが設置されている。ヒートポンプ式暖房装置１００は、ヒートポンプ（生熱部）１０１と、熱交換器１０２と、暖房装置（放熱部）１０３とを少なくとも備えている。

ヒートポンプ式暖房装置１００は、ヒートポンプ１０１で生成した熱を、熱交換器１０２を通じて暖房装置１０３から放熱することにより、暖房装置１０３が設置されている部屋の室温を予め定められた設定温度を含む所定の温度範囲内に維持する装置である。

第１の電力メーター６は、ヒートポンプ式暖房装置１００以外の機器（すなわち、電力負荷５及び暖房システム制御部８）の消費電力を計測するものである。すなわち、暖房システム制御部８及び電力負荷５は、第１の電力系統を通じてエネルギー供給業者４から電力の供給を受けて動作する。一方、第２の電力メーター７は、圧縮機、ポンプ、及びファン等（図示省略）のヒートポンプ式暖房装置１００の各構成要素の電力消費を計測するものである。すなわち、ヒートポンプ式暖房装置１００の各構成要素は、第２の電力系統を通じてエネルギー供給業者４から電力の供給を受けて動作する。

暖房システム制御部８は、エネルギー供給業者４と通信を行う機能を有すると共に、ヒートポンプ式暖房装置１００に制御指令を与える。例えば、暖房システム制御部８は、ＯＭ時間帯における消費電力が抑制されるように、ヒートポンプ式暖房装置１００の運転を制御する。

エネルギー供給業者４は、各家庭に電力やガスを供給する会社であり、各家庭の電力の使用を抑制したい場合には、ＯＭ信号を送信することによって、各家庭に第２の電力系統を通じて供給される電力の消費を抑制させることができる。

図３及び図４は、本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ式暖房装置１００および暖房システム制御部８の詳細な構成図である。図３及び図４に示されるヒートポンプ式暖房装置１００は、ヒートポンプ１０１と、熱交換器１０２と、暖房装置１０３と、ＨＰ制御部１０４と、外気温検出部１０５と、室温検出部１０６と、出湯温度検出部１０７と、入水温度検出部１０８と、ヒータ１０９とを備える。また、ヒートポンプ１０１及び熱交換器１０２を合わせて、ヒートポンプ部と呼ぶ。

ヒートポンプ１０１は、空気熱源のヒートポンプであり、冷媒を圧縮して高温高圧の状態にする。より具体的には、ヒートポンプ１０１は、図示していないが、外気と低温低圧の液体冷媒との間で熱交換させて低温低圧の蒸気冷媒を生成する蒸発器、低温低圧の蒸気冷媒を高温高圧の蒸気冷媒に圧縮するモーター駆動の圧縮機、高温高圧の蒸気冷媒と循環される水（蓄熱材）との間で熱交換させて低温高圧の液体冷媒を生成する凝縮器、及び低温高圧の蒸気冷媒の圧力を下げて低温低圧の液体冷媒を生成する膨張弁、蒸発器中の冷媒と外気との熱交換を促進させるファン等により構成されている。

ヒートポンプ１０１の冷媒は、例えば、４１０Ａである。この冷媒の特性により、熱交換器１０２の水サイクル側の出口の最高温度は５５℃となり、設定暖房温度の上限値は５５℃とする。

熱交換器１０２は、ヒートポンプ１０１から出力される高温高圧の冷媒と、水が充填されている二次側の水サイクル（すなわち、熱交換器１０２と暖房装置１０３との間で循環する水）との間で熱交換を行う。また、暖房装置１０３から熱交換器１０２に至る流路上には、図４に示されるように、熱交換器１０２への水の入力量を調整する水ポンプ１１０が設置されている。

暖房装置１０３は、家庭内を暖めるための装置であり、例えば、放熱パネルを介して室内に熱エネルギーを放出するラジエータや床暖房等である。なお、暖房装置１０３の具体例はこれらに限定されず、ヒートポンプ１０１で生成された熱を、対象に放出する放熱部を有するあらゆる装置が該当する。

ＨＰ制御部１０４は、暖房装置１０３が設置されている部屋の室温が設定温度を含む所定の範囲内に維持されるように、ヒートポンプ１０１の生熱量を制御する。なお、ＨＰ制御部１０４は、通常時（ＯＭ時間帯以外の時間帯）においては、例えば、ユーザによって設定された運転条件等に従って、ヒートポンプ１０１の動作を制御する。一方、ＨＰ制御部１０４は、ＯＭ時間帯においては、暖房システム制御部８の指示に従って、ヒートポンプ１０１の運転を制御する。

外気温検出部１０５は、外気温度を検出するものであり、具体的には、ヒートポンプ式暖房装置１００が設置されている住宅（建物）の近傍の外気温度を検出する。室温検出部１０６は、部屋の温度を検出するものであり、具体的には、暖房装置１０３が設置されている部屋の部屋（空間）の温度を検出する。

出湯温度検出部１０７は、熱交換器１０２から出力される湯の温度を検出するものであり、図４に示されるように、熱交換器１０２から暖房装置１０３に至る流路上に設置される。入水温度検出部１０８は、熱交換器１０２に入力される水の温度を検出するものであり、図４に示されるように、暖房装置１０３から熱交換器１０２に至る流路上に設置される。

なお、上記の外気温検出部１０５、室温検出部１０６、出湯温度検出部１０７、及び入水温度検出部１０８の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、熱電対、測温抵抗体、サーミスタ、バイメタル式温度計等の温度を測定する一般的な構成を、測定する対象に応じて適宜採用すればよい。

ヒータ１０９は、図４に示されるように、熱交換器１０２から暖房装置１０３に至る流路上に設置されて、熱交換器１０２から出力される湯をさらに加熱することができる。ヒータ１０９の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、電熱線等を用いることができる。

上記構成のヒートポンプ式暖房装置１００は、例えば、熱交換器１０２から出力される湯の温度である出湯温度がユーザによって設定され、この出湯温度を実現するためにヒートポンプ１０１の運転条件が決定される。しかしながら、ヒートポンプ１０１は、起動してから生熱量が安定するまでにある程度の時間を必要とし、また大幅な設定変更にリアルタイムに追従するのが困難である。そこで、ヒータ１０９は、出湯温度検出部１０７で検出される出湯温度（計測出湯温度）がユーザの設定した温度（設定出湯温度）に満たない場合に、熱交換器１０２から出力される湯を設定出湯温度まで加熱する。

暖房システム制御部８は、状態検出部８１と、通信部８２と、運転制御部８３と、制御切替部８４と、制御指令部８５と、記憶部８６とを備える。なお、図２〜図４に示される暖房システム制御部８は、ヒートポンプ式暖房装置１００とは別体として構成されている。但し、ヒートポンプ式暖房装置１００と暖房システム制御部８とを一体として構成してもよい。例えば、ＨＰ制御部１０４の位置に暖房システム制御部８が配置されていてもよい。

状態検出部８１は、外気温検出部１０５、室温検出部１０６、出湯温度検出部１０７、及び入水温度検出部１０８が検出した各種温度、及び第１及び第２の電力メーター６、７で計測された消費電力量等の各種情報を検出（収集）する。

通信部８２は、エネルギー供給業者４からのＯＭ信号を受信する。また、通信部８２は、第２の電力系統を通じたヒートポンプ式暖房装置１００への電力の供給を抑制または再開した旨をエネルギー供給業者４へと通知する。なお、通信部８２は、電力線を通じてエネルギー供給業者４と通信（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：ＰＬＣ）してもよいし、インターネット等の電力線とは異なる回線を通じてエネルギー供給業者４と通信してもよい。

なお、ＯＭ信号は、例えば、各家庭の電力の使用を抑制したいＯＭ時間帯の開始時刻の前（例えば、０．５時間から１２時間前）にエネルギー供給業者４から送信されてもよい。この場合、ＯＭ信号には、ＯＭ時間帯の開始時刻及び終了時刻を特定するための情報が含まれる。

「ＯＭ時間帯の開始時刻及び終了時刻を特定するための情報」の具体例は特に限定されないが、例えば、「開始時刻：１８時、終了時刻：２０時」のように、開始時刻及び終了時刻そのものであってもよいし、「開始時刻１８時、ＯＭ時間：２時間」のように、開始時刻及びＯＭ時間帯の長さを表す情報であってもよい。

または、ＯＭ信号にはＯＭ時間帯の開始時刻が明示的に含まれず、ＯＭ信号の受信時刻をＯＭ時間帯の開始時刻としてもよい。この場合、ＯＭ信号には、ＯＭ時間帯の終了時刻又はＯＭ時間の長さを表す情報が含まれる。

さらに、ＯＭ信号は、上記の情報に加えて、例えば、ＯＭ時間帯における消費電力の抑制の度合いを示す情報（例えば、“大”、“中”、“小”等）を含んでもよい。一例として、“大”とは、快適性をある程度犠牲にしてでも大幅な消費電力の抑制を要求する値である。“小”とは、高い快適性を維持できる範囲内で小幅な消費電力の抑制を要求する値である。そして、“中”とは、前述の“大”及び“小”の中間的な値である。

運転制御部８３は、ＯＭ時間帯におけるヒートポンプ式暖房装置１００の運転条件を決定する。具体的には、運転制御部８３は、ＯＭ時間帯以外の時間帯におけるヒートポンプ１０１の単位時間当たりの生熱量（第１の熱量）より小さな熱量（第２の熱量）をヒートポンプ１０１に生成させるように、ヒートポンプ１０１の運転条件（例えば、圧縮機の周波数、膨張弁の開度）を決定する。圧縮機の周波数を高くすればヒートポンプの出力が高くなり、出湯温度を高くすることができる。この運転条件の決定処理は、例えば、通信部８２がエネルギー供給業者４からＯＭ信号を受信したタイミングで実行されるが、これに限定されない。

なお、実施の形態１においては、熱交換器１０２から出力される湯の温度（出湯温度）を第１の温度（例えば５５℃）から、第１の温度よりも低い第２の温度（例えば４１℃）に変更することによって、ヒートポンプ１０１での単位時間当たりの生熱量を第１の熱量から第２の熱量に減少させる例を説明する。ここでは熱交換器１０２から出力される湯の量（出湯量）は一定としている。

制御切替部８４は、ＯＭ時間帯とそれ以外の時間帯とで、ＨＰ制御部１０４の動作を切り替える。具体的には、制御切替部８４は、ＯＭ時間帯以外の時間帯には、ヒートポンプ式暖房装置１００内のＨＰ制御部１０４による自立制御を優先させる。一方、ＯＭ時間帯には、運転制御部８３で決定され、制御指令部８５から通知される運転条件に従って、ＨＰ制御部１０４に前述の各構成要素を制御させる。

制御指令部８５は、運転制御部８３によって決定された運転条件を、ヒートポンプ式暖房装置１００のＨＰ制御部１０４に通知する。

記憶部８６は、暖房システム制御部８の動作に必要な各種情報、例えば、後述する出湯温度設定テーブル等を記憶する。記憶部８６の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、強誘電体メモリ、又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）等、データを記憶可能であればどのようなものを利用しても構わない。

図５Ａ〜図９を参照して、実施の形態１に係るヒートポンプの制御方法を説明する。なお、実施の形態１は図２〜４に示されるヒートポンプ式暖房装置１００を前提としているが、室温検出部１０６、出湯温度検出部１０７、入水温度検出部１０８、及びヒータ１０９は省略することができる。

図５Ａは、実施の形態１に係るヒートポンプ制御処理のフローチャートである。図６は、図５Ａに示される出湯温度選択処理（Ｓ２０２）のフローチャートである。

まず、運転制御部８３は、図５Ａに示されるように、エネルギー供給業者４から送信されるＯＭ信号が通信部８２で受信されるのを監視する（Ｓ２０１）。そして、ＯＭ信号を受信すると（Ｓ２０１でＹｅｓ）、運転制御部８３は、出湯温度選択処理を実行する（Ｓ２０２）。出湯温度選択処理とは、ＯＭ時間帯における、熱交換器から出力される湯の温度（出湯温度）を選択（決定）する処理である。

図５ＡのステップＳ２０２を、図６を用いて説明する。運転制御部８３は、図６に示されるように、外気温検出部１０５で検出された外気温度を状態検出部８１を通じて取得する（Ｓ３０１）。そして、運転制御部８３は、記憶部８６に記憶されている出湯温度設定テーブルからステップＳ３０１で取得した外気温度に対応する出湯温度を選択する（Ｓ３０２）。

ここで、実施の形態１に係る出湯温度設定テーブルの一例を図７に示す。図７に示される出湯温度設定テーブルは、予め定められた外気温度と出湯温度との対応関係を保持するテーブルである。すなわち、入力情報としての外気温度が特定されれば、この外気温度に対応する出湯温度を出力情報として得ることができる。なお、出湯温度の最大値及び最小値は、ヒートポンプ１０１の能力によって決定される。この例では、最大値を５５℃、最小値を３０℃とする。

なお、図７の出湯温度設定テーブルは、暖房装置１０３が設置されている部屋の室温がＯＭ時間帯に予め定められた最低温度（例えば、１８℃）を下回らないように設計されている。具体的には、外気温度が低いほど出湯温度が高くなる。すなわち、外気温度が低いほど室温の低下速度も速くなるので、ＯＭ時間帯に快適性が過度に損なわれない程度の室温を維持するためには、出湯温度を高くする必要がある。

そこで、実験等により上記の関係を予め算出しておき、記憶部８６に記憶させておく。図７に示される出湯温度選択テーブルは、ＯＭ時間帯の終了時刻における室温が１８℃を下回らないための出湯温度を、外気温度と対応付けて保持している例である。なお、上記の「１８℃」は、ユーザの快適性が過度に損なわれない室温の一例であって、これに限定されない。

なお、上記の例では、外気温度と出湯温度との離散的な対応関係を出湯温度設定テーブルとして保持している例を示したが、これに限定されない。例えば、外気温度と出湯温度との連続的な対応関係を表す関数を記憶部８６に保持してもよい。そして、この関数に外気温度を入力して、対応する出湯温度を取得するようにしてもよい。これは、以降の「対応関係」に対しても同様に適用することができる。

そして、運転制御部８３は、例えば、外気温度が−１０℃であれば、出湯温度として４１℃を選択する。また、外気温検出部１０５で検出された外気温度に一致する値が出湯温度設定テーブルに保持されていない場合は、線形補完によって出湯温度を算出すればよい。そして、運転制御部８３は、選択した出湯温度を実現するためのヒートポンプ１０１の運転条件を決定し、図５Ａのヒートポンプ制御処理に復帰する。

次に、図５Ａに戻って、運転制御部８３は、ＯＭ時間帯の開示時刻になるのを待つ（Ｓ２０３）。このとき、ヒートポンプ１０１は、ユーザによって設定された出湯温度（第１の温度）を実現するための運転条件で動作している。また、前述の出湯温度選択処理（Ｓ２０２）で選択された出湯温度（第２の温度）は、第１の温度よりも低い温度である。

そして、ＯＭ時間帯の開始時刻が到来すると（Ｓ２０３でＹｅｓ）、運転制御部８３は、熱交換器１０２の出湯温度を第１の温度から第２の温度に変更する（Ｓ２０４）。すなわち、運転制御部８３は、出湯温度を第２の温度にするための運転条件を、制御指令部８５を通じてＨＰ制御部１０４に通知する。

また、これに合わせて、制御切替部８４は、運転制御部８３の制御に従うように、ＨＰ制御部１０４の動作を切り替えている。そのため、ＨＰ制御部１０４は、制御指令部８５を通じて運転制御部８３から通知された運転条件に従って、ヒートポンプ１０１の運転を制御する。その結果、ヒートポンプ１０１は、熱交換器１０２から第２の温度の湯が出力され続けるのに必要な熱量（第２の熱量）を生成する。

次に、運転制御部８３は、ＯＭ時間帯の終了時刻になるのを待つ（Ｓ２０５）。そして、ＯＭ時間帯の終了時刻が到来すると（Ｓ２０５でＹｅｓ）、運転制御部８３は、熱交換器１０２の出湯温度を第２の温度から第１の温度に変更する（Ｓ２０６）。すなわち、運転制御部８３は、ヒートポンプ１０１の運転条件をステップＳ２０３以前の状態に戻す。

なお、上記の例では、ＯＭ信号を受信したタイミングで出湯温度選択処理を実行しているが、これに限定されない。例えば、ＯＭ時間帯の開始時刻の数時間前（例えば２時間前）にＯＭ信号を受信している場合、ＯＭ時間帯の開始時刻直前（例えば１分前）に出湯温度選択処理（Ｓ２０２）を実行してもよい。これにより、ＯＭ時間帯直前の外気温度を用いてヒートポンプ１０１の運転条件を決定することができる。

また、上記の例では、出湯温度を第２の温度にするための運転条件を、ＯＭ時間帯の開始時刻にＨＰ制御部１０４に通知（Ｓ２０４）しているが、これに限定されない。例えば、運転制御部８３は、ＯＭ時間帯の開始時刻よりも前に、出湯温度を第２の温度にするための運転条件と、この運転条件でヒートポンプ１０１の運転を開始する時刻（すなわち、ＯＭ時間帯の開始時刻）とを、制御指令部８５を通じてＨＰ制御部１０４に通知しておいてもよい。出湯温度を第１の温度に戻すための運転条件の通知（Ｓ２０６）についても同様である。

さらに、上記の例では、運転制御部８３が出湯温度を第２の温度にするための運転条件を決定しているが、ＨＰ制御部１０４が、出湯温度を第２の温度にするための運転条件を決定してもよい。この場合、運転制御部８３は、出湯温度選択処理（Ｓ２０２）で選択した出湯温度（第２の温度）を、制御指令部８５を通じてＨＰ制御部１０４に通知する。そして、ＨＰ制御部１０４は、出湯温度を第２の温度にするための運転条件を決定し、決定した運転条件でヒートポンプ１０１の運転を制御してもよい。

図５Ａのヒートポンプ制御処理のフローチャートでは、ＯＭ信号を受信した後、出湯温度（第２の温度）を選択し、ＯＭ時間帯の開始から終了まで、この出湯温度（第２の温度）を変更せず、一定とした場合の制御処理を説明した。

さらに、図５Ｂのフローチャートを参照して、ＯＭ時間帯中にも、１分毎に出湯温度（第２の温度）を選択するヒートポンプ制御処理を説明する。ここで１分毎とは、１８時にＯＭ時間帯が開始し、２０時に終了する場合、ヒートポンプ制御処理のフローが、１８時００分、１８時０１分、１８時０２分、・・・、２０時００分まで１分毎に繰り返し実行されるということである。なお、図５Ａ及び図５Ｂの各処理の対応関係を明確にするために、図５Ｂの各ステップのステップ番号は、対応する図５Ａのステップ番号の末尾に「ｂ」を付している。

まず、運転制御部８３は、ＯＭ信号を受信したか否かを判断する（Ｓ２０１ｂ）。そして、ＯＭ信号を受信した場合（Ｓ２０１ｂでＹｅｓ）、運転制御部８３は、出湯温度選択処理を実行する（Ｓ２０２ｂ）。一方、ＯＭ信号を受信していない場合（Ｓ２０１ｂでＮｏ）、運転制御部８３は、ステップＳ２０２ｂをスキップする。

次に、運転制御部８３は、現在時刻がＯＭ時間帯の開始時刻と終了時刻の間（例えば、１８時から２０時）であるか否かを判断する（Ｓ２０３ｂ）。そして、現在時刻がＯＭ時間帯に含まれている場合（Ｓ２０３ｂでＹｅｓ）、運転制御部８３は、出湯温度を出湯温度選択処理で選択された第２の温度に設定する（Ｓ２０４ｂ）。一方、現在時刻がＯＭ時間帯から外れている場合（Ｓ２０３ｂでＮｏ）、運転制御部８３は、出湯温度をユーザが設定した第１の温度に設定する（Ｓ２０５ｂ）。

次に、図８Ａ及び図８Ｂを参照して、上記のヒートポンプ制御処理の効果を説明する。図８Ａは、図５Ａに示されるヒートポンプ制御処理を実行した場合の出湯温度（実線）及び室内温度（破線）の推移を示す図である。図８Ｂは、ＯＭ時間帯にヒートポンプ１０１を停止させた場合の出湯温度（実線）及び室内温度（破線）の推移を示す図である。なお、この例では、ユーザが設定した第１の温度を５５℃、出湯温度選択処理で選択された第２の温度を４１℃、ＯＭ時間帯を１８時〜２０時までの２時間としている。

まず、図８Ａの例では、ＯＭ時間帯の開始時刻である１８時に出湯温度が５５℃から４１℃に変化（図５ＡのＳ２０４）し、ＯＭ時間帯の終了時刻である２０時に出湯温度が４１℃から５５℃に変化している（図５ＡのＳ２０６）。

なお、図８Ａに示される出湯温度は、ＨＰ制御部１０４がヒートポンプ１０１の運転を制御するための設定温度（目標温度）であるので、ＯＭ時間帯の開始時刻及び終了時刻に瞬間的に変化しているように図示しているが、実際の出湯温度は、ＯＭ時間帯の開始時刻及び終了時刻を起点として、ある程度の時間（数十秒〜数分程度）をかけて緩やかに変化する（以降の図も同様）。

既に説明した通り、出湯温度は、ヒートポンプ１０１での単位時間あたりの生熱量に応じて変化する。すなわち、ＯＭ時間帯における単位時間当たりの生熱量（第２の熱量）は、ＯＭ時間帯以外の時間帯における単位時間当たりの生熱量（第１の熱量）より少ないことになる。但し、図５Ａのヒートポンプ制御処理では、ＯＭ時間帯にヒートポンプ１０１を停止させないので、第２の熱量は０（Ｗ）より大きい値となる。

そして、ヒートポンプ１０１の消費電力は、単位時間当たりの生熱量に応じて変化する。すなわち、ＯＭ時間帯に出湯温度を第２の温度に維持するために必要なヒートポンプ１０１の消費電力は、ＯＭ時間帯以外の時間帯に出湯温度を第１の温度に維持するために必要なヒートポンプ１０１の消費電力より少なくて済む。

そこで、エネルギー供給業者４は、第２の電力系統を通じて供給する電力のピーク時間帯をＯＭ時間帯に設定すれば、各家庭に設置されているヒートポンプ１０１の消費電力が少しずつ抑制されるので、ピークカットを実現することができる。

また、図８Ａの例では、ＯＭ時間帯の開始時刻である１８時まで２０℃に維持されていた室温が、１８時から徐々に低下し、ＯＭ時間帯の終了時刻である２０時に１８℃に達した後、再度２０℃まで上昇している。なお、図８Ａでは室温が線形に変化しているように図示しているが、実際には非線形に変化する場合もあり得る（以降の図も同様）。

この例では、室温を２０℃に維持するためには、出湯温度を５５℃に設定しておく必要がある。そして、出湯温度を４１℃に変更したことにより、ＯＭ時間帯に室温が２０℃から１８℃まで徐々に低下し、ＯＭ時間帯の終了と同時に出湯温度を５５℃に戻したことにより、室温が１８℃から２０℃まで徐々に上昇する。

一方、図８Ｂの例では、ＯＭ時間帯にヒートポンプ１０１を完全に停止させているので、ＯＭ時間帯に熱交換器１０２から湯が出力されない（図８Ｂでは、この状態を「出湯温度０℃」で表している）。すなわち、消費電力抑制の観点からは、図８Ｂの例の方が図８Ａの例よりも効果が高いことが分かる。

しかしながら、図８Ｂの例では、ＯＭ時間帯における室温の低下速度（破線の傾き）が図８Ａの例より大きく、且つＯＭ時間帯の終了時刻における室温（１６℃）も図８Ｂの例（１８℃）より低いことが分かる。すなわち、ＯＭ時間帯における快適性の観点からは、図８Ａの例の方が図８Ｂの例よりも効果が高いことが分かる。

さらに、図８Ａの例では、ＯＭ時間帯にヒートポンプ１０１を停止させないので、ＯＭ時間帯の終了時刻から室温が２０℃に戻るまでに必要な時間（図中の「復帰時間」）が、図８Ｂの例と比較して、極めて短くなっている。すなわち、図８Ａの例では、ＯＭ時間帯の終了後すぐに、本来ユーザが設定していた室温（２０℃）に戻すことができる。

このように、実施の形態１に係るヒートポンプ制御処理によれば、ＯＭ時間帯にヒートポンプ１０１を完全に停止させる場合と比較して、消費電力の抑制量は劣るものの、高い快適性の維持と消費電力の抑制とを両立させることができる。

なお、上記の例では、図７に示される出湯温度設定テーブルを用いて、ＯＭ時間帯の出湯温度（第２の温度）を外気温度に応じて選択していたが、これに限定されない。例えば、ＯＭ時間帯の出湯温度を外気温度に依存しない固定値としてもよい。固定値は、ヒートポンプ１０１が設置される地域の気温（例えば、最低気温、平均気温等）に応じて設定してもよいし、ヒートポンプ１０１の能力に応じた値（例えば、出湯温度の最小値の３０℃）であってもよい。

（実施の形態１の変形例１）
ＯＭ信号には、ＯＭ時間帯の開始時刻及び終了時刻を特定するための情報が含まれている。さらに、ＯＭ信号に「消費電力の抑制の度合いを示す情報」が含まれている場合、この情報に基づいて、出湯温度選択処理で選択された出湯温度を補正してもよい。例えば、消費電力の抑制の度合いが“中”である場合、図９の実線で示されるように、出湯温度選択処理で選択された出湯温度（４１℃）をそのまま第２の温度とする。

これに対して、消費電力の抑制の度合いが“小”である場合、図９の短破線で示されるように、出湯温度選択処理で選択された出湯温度（４１℃）を所定の増加幅（図９の例では、４℃）だけ増加させた４５℃を第２の温度とする。これにより、消費電力の抑制効果が小さくなる代わりに、ＯＭ時間帯における室温の低下幅が少なくなる。すなわち、より高い快適性を維持することができる。

一方、消費電力の抑制の度合いが“大”である場合、図９の長破線で示されるように、出湯温度選択処理で選択された出湯温度（４１℃）を所定の低下幅（図９の例では、６℃）だけ低下させた３５℃を第２の温度とする。これにより、ＯＭ時間帯における室温の低下幅が大きくなる代わりに、消費電力の抑制効果が高まる。

すなわち、“中”を基準として、消費電力の抑制の度合いがこの基準より大きい場合（すなわち、”大”の場合）に、選択された出湯温度をより低い値に補正する。一方、消費電力の抑制の度合いがこの基準より小さい場合（すなわち、”小”の場合）に、選択された出湯温度をより高い値に補正する。

このように、現実の電力の使用状況に応じた「消費電力の抑制の度合いを示す情報」を、エネルギー供給業者４が適切に設定することにより、高い快適性の維持と消費電力の抑制とをより適切に両立させることができる。なお、上記の増加幅（４℃）及び低下幅（６℃）は一例であり、これに限定されない。

なお、この変形例は、後述する実施の形態２にも適用することができる。

（実施の形態１の変形例２）
ヒートポンプ式暖房装置１００がヒータ１０９を備えている場合、運転制御部８３は、ＯＭ時間帯と、ＯＭ時間帯以外の時間帯とでヒータ１０９の動作を許容するか否かを示す情報を運転条件に含めて、制御指令部８５を通じてＨＰ制御部１０４に通知してもよい。

具体的には、運転制御部８３は、ＯＭ時間帯以外の時間帯にはヒータ１０９の動作を許容する。すなわち、ＯＭ時間帯以外の時間帯には、実際の（出湯温度検出部１０７で検出された）出湯温度がユーザの設定した出湯温度（第１の温度）に満たない場合に、熱交換器１０２から出力される湯をヒータ１０９で第１の温度になるまで加熱することができる。

一方、運転制御部は、ＯＭ時間帯にはヒータ１０９の動作を制限（禁止）する。すなわち、ＯＭ時間帯には、実際の出湯温度が第２の温度に満たない場合でも、ヒータ１０９は動作しないことになる。

一般的なヒータ１０９は、ヒートポンプ１０１と比較して、同じ熱量を生成するのに必要な消費電力が大きい。そのため、消費電力を抑制すべき時間帯であるＯＭ時間帯には、ヒータ１０９を動作させないのが望ましい。その結果、快適性は若干犠牲になるものの、消費電力を効果的に抑制することが可能となる。

なお、この変形例は、後述する実施の形態２〜５にも適用することができる。

（実施の形態２）
次に、図１０、図１１、図１２、図１３Ａ、図１３Ｂ、及び図１３Ｃを参照して、実施の形態２に係るヒートポンプの制御方法を説明する。なお、実施の形態２は図２〜４に示されるヒートポンプ式暖房装置１００を前提としているが、室温検出部１０６、出湯温度検出部１０７、入水温度検出部１０８、及びヒータ１０９は省略することができる。

まず、図１０は、室温の低下幅を２℃以下にするための出湯温度と外気温度との関係を、住宅性能（断熱性能）毎に示すグラフである。住宅の断熱性能は、一般的に、住宅の建設時期によって決まる。典型的には、新しい住宅ほど断熱性能が高く、古い住宅ほど断熱性能が低い。すなわち、図１０を参照すれば明らかなように、室温の低下幅を２℃以下にするためには、古い住宅ほど出湯温度を高くする必要がある。また、ＯＭ時間帯に快適性を過度に損なわない室温を維持するためには、ＯＭ時間が長くなる程、ＯＭ時間帯の出湯温度（第２の温度）を高くする必要がある。

そこで、実施の形態２では、実施の形態１で考慮した外気温度に加えて、ＯＭ時間及び住宅性能（主に「住宅の断熱性能」を指す）を考慮して、ＯＭ時間帯の出湯温度を選択する例を説明する。なお、実施の形態２では、ＯＭ時間はＯＭ信号に含まれているものとする。また、住宅の断熱性能は、住宅の建設時期（古いほど断熱性能が低く、新しいほど断熱性能が高い）によって表されるものとし、ヒートポンプ式暖房装置１００の設置時等に設定されるものとする。

図１１は、実施の形態２に係る出湯温度選択処理（図５ＡのＳ２０２）のフローチャートである。なお、ヒートポンプ制御処理全体の流れは図５Ａと共通するので、実施の形態１との共通点の詳しい説明は省略し、相違点を中心に説明する。

まず、運転制御部８３は、図１１に示されるように、外気温検出部１０５で検出された外気温度を状態検出部８１を通じて取得する（Ｓ４０１）。また、運転制御部８３は、通信部８２で受信されたＯＭ信号からＯＭ時間を取得する（Ｓ４０２）。さらに、運転制御部８３は、ヒートポンプ式暖房装置１００が設置されている住宅の断熱性能を表す建設時期を取得する（Ｓ４０３）。

そして、運転制御部８３は、記憶部８６に記憶されている出湯温度設定テーブルからステップＳ４０１〜Ｓ４０３で取得した外気温度、ＯＭ時間、及び住宅の建設時期に対応する出湯温度を選択する（Ｓ４０４）。

ここで、実施の形態２に係る出湯温度設定テーブルの一例を図１２に示す。図１２に示される出湯温度設定テーブルは、予め定められた外気温度とＯＭ時間と住宅の建設時期と出湯温度との対応関係を保持するテーブルである。すなわち、取得したＯＭ時間及び住宅の建設時期に対応するテーブルを選択し、選択したテーブルから入力情報としての外気温度に対応する出湯温度を出力情報として得ることができる。

なお、図１２には、外気温度と出湯温度との対応関係を示すテーブルを、ＯＭ時間及び住宅の建設時期の組み合わせ毎に複数用意した例を示したが、テーブルの形式はこれに限定されない。例えば、ＯＭ時間、住宅の建設時期、及び外気温度を入力情報とし、出湯温度を出力情報とする１つのテーブルであってもよい。

なお、図１２の出湯温度設定テーブルは、暖房装置１０３が設置されている部屋の室温の低下幅がＯＭ時間帯に予め定められた範囲（例えば、２℃）を超えないように設計されている。具体的には、外気温度が低いほど出湯温度が高くなり、ＯＭ時間が長いほど出湯温度が高くなり、住宅の建設時期が古いほど出湯温度が高くなる。そして、外気温度、ＯＭ時間、及び住宅の建設時期の組み合わせに対して、ＯＭ時間帯の開始時刻及び終了時刻における室温の差が２℃以下となるような出湯温度が設定されている。但し、上記の「２℃」とは、ユーザの快適性が過度に損なわれない温度差の一例であって、これに限定されない。

そして、運転制御部８３は、例えば、外気温度が−１０℃、ＯＭ時間が１時間、ヒートポンプ式暖房装置１００が設置されているのが２０００年住宅であれば、出湯温度（第２の温度）として３３℃を選択する。そして、運転制御部８３は、選択した第２の温度を実現するためのヒートポンプ１０１の運転条件を決定し、図５Ａのヒートポンプ制御処理に復帰する。

次に、図１３Ａ〜図１３Ｃを参照して、上記のヒートポンプ制御処理の効果を説明する。図１３Ａは、外気温度−１０℃、ＯＭ時間１時間、及び２０００年住宅場合の出湯温度（実線）及び室内温度（破線）の推移を示す図である。図１３Ｂは、外気温度−１０℃、ＯＭ時間２時間、及び２０００年住宅場合の出湯温度（実線）及び室内温度（破線）の推移を示す図である。図１３Ｃは、外気温度−１５℃、ＯＭ時間２時間、及び２００５年住宅場合の出湯温度（実線）及び室内温度（破線）の推移を示す図である。また、いずれの場合もＯＭ時間帯の開始時刻は１８時、ユーザが設定した第１の温度は５５℃とする。

まず、図１３Ａと図１３Ｂとを比較すると、ＯＭ時間帯における室温低下を２℃に抑えるためには、ＯＭ時間の長い図１３Ｂの第２の温度（３７℃）を、図１３Ａの第２の温度（３３℃）より高くする必要がある。また、図１３Ｂと図１３Ｃとを比較すると、住宅の建設時期は図１３Ｂの方が古いが、外気温度は図１３Ｃの方が低いので、ＯＭ時間帯における室温低下を２℃に抑えるためには、結果として、図１３Ｂ及び図１３Ｃの出湯温度は同一（３７℃）となっている。

このように、ＯＭ時間帯における室温の低下幅が予め定めた範囲を超えないように、第２の温度を決定することにより、高い快適性の維持と消費電力の抑制とを両立させることが可能となる。

なお、実施の形態１に係る出湯温度選択テーブル（図７）は、ＯＭ時間帯の終了時刻における室温（すなわち、最低室温）の絶対値が予め定めた値（１８℃）を下回らないように設計されている。これに対して、実施の形態２に係る出湯温度選択テーブル（図１２）は、ＯＭ時間帯の開始時刻と終了時刻との間の室温の差が予め定めた範囲（２℃）を超えないように設計されている点が、実施の形態１と異なる。

また、実施の形態１では、出湯温度選択テーブルの入力情報に、外気温度のみを用いる。これに対して、実施の形態２では、出湯温度選択テーブルの入力情報に、外気温度と、ＯＭ時間と、住宅の断熱性能とを用いる。しかしながら、実施の形態１、２における入力情報の組み合わせは、これらに限定されない。すなわち、実施の形態１、２に係る出湯温度選択テーブルは、外気温度、ＯＭ時間、及び住宅の断熱性能の少なくとも１つを入力情報として用いて、設計することができる。

例えば、実施の形態１に係る出湯温度選択テーブルを、外気温度とＯＭ時間とを入力情報として用いて設計してもよいし、外気温度と住宅の断熱性能とを入力情報として用いてもよい。さらに、他の組み合わせで設計してもよいことは言うまでもない。実施の形態２に係る出湯温度選択テーブルについても同様である。

また、暖房装置１０３の放熱性能、入水温度検出部１０８で検出される入水温度等、上記以外の情報を入力情報として用いてもよい。但し、上記の入力情報のうち、外気温度は、季節又はＯＭ時間帯の開始時刻によって最も大きく変動するので、少なくとも外気温度は入力情報に含めるのが望ましい。そして、上記の入力情報の一部を省略する場合には、省略された入力情報に一般的な値が設定されていると仮定して、出湯温度選択テーブルを設計する。

（実施の形態３）
次に、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５、図１６、図１７Ａ、図１７Ｂ、及び図１８を参照して、実施の形態３に係るヒートポンプの制御方法を説明する。なお、実施の形態３は図２〜４に示されるヒートポンプ式暖房装置１００を前提としているが、室温検出部１０６、出湯温度検出部１０７、入水温度検出部１０８、及びヒータ１０９は省略することができる。

まず、図１４Ａは、出湯温度と快適性との関係を示す図である。図１４Ｂは、出湯温度とヒートポンプ１０１の消費電力との関係を示す図である。図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すれば明らかなように、出湯温度が高くなるほど快適性及び消費電力も高くなる傾向がある。すなわち、出湯温度と快適性との間、及び出湯温度と消費電力との間には、正の相関があると言える。

しかしながら、快適性は、図１４Ａに示されるように、出湯温度が比較的低い（４５℃前後）時に大きく変化し、出湯温度が比較的高い（５５℃前後）時にあまり変化しない傾向がある。これに対して、ヒートポンプ１０１の消費電力は、図１４Ｂに示されるように、出湯温度が比較的高い（５５℃前後）時に大きく変化し、出湯温度が比較的低い（４５℃前後）時にあまり変化しない傾向がある。すなわち、快適性と消費電力とは、変化の傾向は大きく異なると言える。そこで、実施の形態３では、上記の関係を利用して、快適性と消費電力とのバランスが最適となるように、ＯＭ時間帯の出湯温度（第２の温度）を選択する例を説明する。

図１５は、実施の形態３に係る出湯温度選択処理（図５ＡのＳ２０２）のフローチャートである。なお、ヒートポンプ制御処理全体の流れは図５Ａと共通するので、実施の形態１、２との共通点の詳しい説明は省略し、相違点を中心に説明する。

まず、運転制御部８３は、図１５に示されるように、外気温検出部１０５で検出された外気温度を状態検出部８１を通じて取得する（Ｓ５０１）。また、運転制御部８３は、通信部８２で受信されたＯＭ信号からＯＭ時間を取得する（Ｓ５０２）。

次に、運転制御部８３は、図１６に示される表のうち、ステップＳ５０１で取得した外気温度、ステップＳ５０２で取得したＯＭ時間、及び外気温度とＯＭ時間との組み合わせに対応する出湯時間に対応する全ての列に対して、ステップＳ５０３〜ステップＳ５０６の処理を実行する。

図１６は、外気温度、ＯＭ時間、及び出湯温度（入力情報）に対して、作用温度、及びヒートポンプ１０１の消費電力（出力情報）の複数の組み合わせが対応付けられた表である。なお、作用温度とは、ＯＭ時間帯の終了時刻における体感温度の予測値であり、出湯温度（第２の温度）が高くなるほど高い値となり、快適性も向上する。

実施の形態３では、この作用温度を快適性を表す指標として用いるが、第２の温度そのものを用いてもよいことは言うまでもない。また、快適性を表す他の指標として、作用温度以外に、例えば、不快指数、有効温度、予測平均温冷感を用いてもよい。

この作用温度は、例えば、下記の式１で算出される。なお、式１中のｔ_０は作用温度［℃］を、ｈ_ｃは対流熱伝達［Ｗ／（ｍ^２・℃）］を、ｈ_ｒは放射熱伝達［Ｗ／（ｍ^２・℃）］を、ｔ_ａは室温［℃］を、ｔ_ｒは平均放射温度［℃］を示す。

そして、図１６は、外気温度が−２０℃、ＯＭ時間が２時間の場合に、出湯温度を変更させた複数の組み合わせに対応する作用温度及び消費電力を図示している。すなわち、運転制御部８３は、ステップＳ５０１で取得した外気温度が−２０℃で、ステップＳ５０２で取得したＯＭ時間が２時間で、出湯温度を順次変更した場合に、これらの入力情報に対応する図１６の各列に対して、図１５のステップＳ５０４及びＳ５０５の処理を実行する。

まず、運転制御部８３は、入力情報としての外気温度、ＯＭ時間、及び出湯温度の最初の組み合わせを図１６の表に入力することにより、出力情報としての作用温度及び消費電力を取得する（Ｓ５０３）。例えば、入力情報として、外気温度を−２０℃、ＯＭ時間を２時間、出湯温度を３５℃とすると、出力情報として、作用温度１０．０℃、消費電力３０００Ｗを取得することができる。

次に、運転制御部８３は、快適性評価値を算出する（Ｓ５０４）。快適性評価値は、暖房装置１０３が設置されている部屋の快適性を示す値であって、値が高いほど快適であり、値が低いほど不快であることを示す。この快適性評価値は、例えば、ステップＳ５０３で図１６の表から取得した作用温度を図１７Ａの横軸に当てはめることによって得ることができる。

図１７Ａは、作用温度と快適性評価値との関係を示すグラフであって、作用温度が高くなるほど快適性評価値も高くなるように予め設計されている。なお、図１７Ａでは、作用温度と快適性評価値との関係を線形としているが、非線形の関係であってもよいことは言うまでもない。

次に、運転制御部８３は、消費電力評価値を算出する（Ｓ５０５）。消費電力評価値は、消費電力の抑制の度合いを示す指標であって、値が高いほど消費電力の抑制量が大きく、値が小さいほど消費電力の抑制量が小さいことを示す。この消費電力評価値は、例えば、ステップＳ５０３で図１６の表から取得した消費電力を図１７Ｂの横軸に当てはめることによって得ることができる。

図１７Ｂは、ヒートポンプ１０１の消費電力と消費電力評価値との関係を示すグラフであって、消費電力が低くなるほど消費電力評価値が高くなるように予め設計されている。なお、図１７Ｂでは、消費電力と消費電力評価値との関係を線形としているが、非線形の関係であってもよいことは言うまでもない。

次に、運転制御部８３は、図１６の表のうちの処理対処となる全ての列に対して、ステップＳ５０３〜ステップＳ５０５の処理を実行したか否かを確認する（Ｓ５０６）。そして、未だ処理していない列があれば（Ｓ５０６でＮｏ）、運転制御部８３は、次の列に対して、ステップＳ５０３〜ステップＳ５０５の処理を実行する。一方、全ての列を処理していれば（Ｓ５０６でＹｅｓ）、次のステップＳ５０７に進む。

図１６の表の各列に対して算出された評価値と、対応する出湯温度との関係を図１８に示す。図１８において、短破線は快適性評価値と出湯温度との関係を示し、長破線は消費電力評価値と出湯温度との関係を示し、実線は総合評価値と出湯温度との関係を示す。総合評価値は、同一の出湯温度に対応する快適性評価値及び消費電力評価値を重み付けした和であって、例えば、下記式２によって算出することができる。

総合評価値 ＝ 快適性評価値×α＋消費電力評価値×β・・・（式２）

なお、式２のα、βは、重み係数であって、α＝β＝０．５とすれば、快適性評価値と消費電力評価値とを単純平均することによって総合評価値を得ることができる。一方、エネルギー供給業者４がその日のピーク電力の大きさを考慮して、α、βを決定し、ＯＭ信号に含めて送信してもよい。例えば、ピーク電力が大きい（すなわち、消費電力を大幅に抑制する必要がある）場合にはα＜βとし、ピーク電力が小さい（すなわち、消費電力をそれほど抑制する必要がない）場合にはα＞βとすればよい。

そして、運転制御部８３は、最も高い総合評価値に対応する出湯温度を、第２の温度として選択する（Ｓ５０７）。すなわち、図１８の例では、第２の温度として４０℃が選択されることになる。

このように、快適性評価値と消費電力評価値とを独立して算出し、これらの和である総合評価値が最も高くなる出湯温度を選択することにより、高い快適性と消費電力の抑制とをバランス良く両立させることができる。

なお、上記の例のように、外気温度及びＯＭ時間の２つを図１６の表の入力情報として用いる場合、他の情報（例えば、住宅の断熱性能、暖房装置１０３の放熱性能、入水温度検出部１０８で検出される入水温度等）に一般的な値が設定されていると仮定して、図１６の表を設計する。

また、実施の形態１、２の場合と同様に、図１６の表の入力情報の組み合わせは、上記の例に限定されず、外気温度、ＯＭ時間、住宅の断熱性能、暖房装置１０３の放熱性能、及び入水温度検出部１０８で検出される入水温度等を任意に組み合わせることができる。

（実施の形態４）
次に、図１９及び図２０を参照して、実施の形態４に係るヒートポンプの制御方法を説明する。なお、実施の形態４は図２〜４に示されるヒートポンプ式暖房装置１００を前提としているが、室温検出部１０６は省略することができる。

実施の形態１〜３では、ＯＭ時間帯における出湯温度の決定方法を詳しく説明した。しかしながら、ヒートポンプ１０１が動作するためには、入水温度と出湯温度との間にある程度の温度差が必要になる。すなわち、第１の温度と第２の温度との温度差が大きい場合、出湯温度を一気に変更するのは望ましくない。そこで、実施の形態４では、入水温度と出湯温度との温度差に応じて、出湯温度を第１の温度から第２の温度まで徐々に低下させる方法を説明する。ここでは、入水温度と出湯温度との温度差をΔＴとし、ΔＴの最小許容値をΔＴｍｉｎとし、最大許容値をΔＴｍａｘとする。

図１９は、実施の形態４に係るヒートポンプ制御処理のフローチャートである。なお、図１９のフローチャートは、典型的には、図５ＡのステップＳ２０２で第２の温度が選択（決定）された後の処理である。また、図１９中の２つの閾値をΔＴｍｉｎ＝３．５℃、ΔＴｍａｘ＝７℃として説明するが、各値はこれらに限定されない。

運転制御部８３は、図１９のステップＳ６０１〜Ｓ６０８の処理を、ＯＭ時間帯の開始時刻から終了時刻まで１分毎に繰り返し実行する。すなわち、１８時にＯＭ時間帯が開始し、２０時に終了する場合、ヒートポンプ制御処理３のフローが、１８時００分、１８時０１分、１８時０２分、・・・、２０時００分まで１分毎に繰り返し実行されるということである。この処理は、入水温度と出湯温度との温度差に応じて、出湯温度を徐々に変更する処理である。なお、以降の説明で、（ｔ）を付した値は、時刻ｔ（分）における値であることを指すものとする。

まず、運転制御部８３は、現在時刻がＯＭ時間帯に含まれているか否かを判断する（Ｓ６０１）。そして、現在時刻がＯＭ時間帯に含まれている場合（Ｓ６０１でＹｅｓ）、運転制御部８３は、出湯温度検出部１０７から出湯温度（ｔ）を、入水温度検出部１０８から入水温度（ｔ）を、それぞれ状態検出部８１を通じて取得する。そして、運転制御部８３は、出湯温度から入水温度を減じて得られるΔＴ（ｔ）と予め定められたΔＴｍｉｎとを比較する（Ｓ６０２）。

ΔＴ（ｔ）≦Δｍｉｎ（Ｓ６０２でＹｅｓ）の場合、運転制御部８３は、現在の出湯温度（ｔ）に１℃を加えて、新たな出湯温度（ｔ＋１）を算出する（Ｓ６０３）。ステップＳ６０２でＹｅｓの場合とは、入水温度と出湯温度との温度差が極めて小さいことを指す。そこで、一時的に出湯温度を増加させて、ヒートポンプ１０１が停止しないようにする。但し、出湯温度の増加幅は、上記の例（１℃）に限定されない。

一方、ΔＴ（ｔ）＞ΔＴｍｉｎ（Ｓ６０２でＮｏ）の場合、運転制御部８３は、ΔＴ（ｔ）と予め定められたΔＴｍａｘとを比較する（Ｓ６０４）。そして、ΔＴ（ｔ）＞ΔＴｍａｘ（Ｓ６０４でＹｅｓ）の場合、ΔＴ（ｔ）が大きすぎるため、運転制御部８３は、現在の出湯温度（ｔ）から１℃を減じて、新たな出湯温度（ｔ＋１）を算出する（Ｓ６０５）。一方、ΔＴ（ｔ）≦ΔＴｍａｘ（Ｓ６０４でＮｏ）の場合、ΔＴ（ｔ）は許容数値内に収まっているため、運転制御部８３は、現在の出湯温度（ｔ）から０．５℃だけを減じて、新たな出湯温度（ｔ＋１）を算出する（Ｓ６０６）。但し、出湯温度の低下幅は、上記の例（１℃、０．５℃）に限定されない。

ステップＳ６０２でＮｏの場合とは、入水温度と出湯温度との温度差がある程度あることを指す。そこで、新たな出湯温度（ｔ＋１）を現在の出湯温度（ｔ）より低くする。このとき、入水温度と出湯温度との温度差が極めて大きければ（Ｓ６０４でＹｅｓ）、出湯温度を早く第２の温度に到達させるために、相対的に大きな低下幅（１℃）を用いる(Ｓ６０５）。一方、入水温度と出湯温度との温度差がそれほど大きくなければ（Ｓ６０４でＮｏ）、ヒートポンプ１０１を安定して動作させるために、相対的に小さな低下幅（０．５℃）を用いる（Ｓ６０６）。

次に、運転制御部８３は、ステップＳ６０５又はステップＳ６０６で算出した出湯温度（ｔ＋１）と、実施の形態１〜３で算出した第２の温度とを比較する（Ｓ６０７）。そして、出湯温度（ｔ＋１）≦第２の温度（Ｓ６０７でＹｅｓ）である場合、運転制御部８３は、出湯温度（ｔ＋１）を第２の温度にする（Ｓ６０８）。すなわち、新たな出湯温度（ｔ＋１）が目標温度である第２の温度に達したことになる。一方、ステップＳ６０７でＮｏの場合、ステップＳ６０５およびステップＳ６０６で設定した出湯温度（ｔ＋１）がそのまま出湯温度となる。

一方、ステップＳ６０１において、現在時刻がＯＭ時間帯から外れている場合（Ｓ６０１でＮｏ）、運転制御部８３は、新たな出湯温度（ｔ＋１）をユーザが設定した第１の温度に設定する（Ｓ６０９）。なお、ステップＳ６０９の処理は、ＯＭ時間帯の終了時刻（この例では、２０時００分）に一度だけ実行される。

そして、運転制御部８３は、ステップＳ６０３、Ｓ６０５、Ｓ６０６、Ｓ６０８、Ｓ６０９のいずれかで算出した出湯温度（ｔ＋１）を実現するための運転条件を決定し、決定した運転条件を制御指令部８５を通じてＨＰ制御部１０４に通知する。ＨＰ制御部１０４は、取得した運転条件に従ってヒートポンプ１０１の運転を制御する。

上記の処理の流れを図２０を用いて説明する。なお、図２０の例では、第１の温度が５５℃、ＯＭ時間帯の開始時刻が１８時であることを前提としている。また、図２０の◇（短破線）は出湯温度検出部１０５で検出される出湯温度を、□（長破線）は入水温度検出部１０６で検出される入水温度を、△（実線）は出湯温度と入水温度との温度差をそれぞれ示している。

図２０を参照すれば、１８時から１８時４分までは、出湯温度が徐々に低下している（図１９のＳ６０６）。しかしながら、１８時４分におけるΔＴがΔＴｍｉｎを下回るので、１８時４分から１８時５分に至る過程（図２０の左側の領域Ａ）で出湯温度が一時的に上昇している（Ｓ６０３）。

また、１８時５分から１８時９分までは、再度、出湯温度が徐々に低下している（Ｓ１９のＳ６０６）。そして、１８時９分及び１８時１０分におけるΔＴがΔＴｍａｘを上回るので、１８時９分から１８時１１分に至る過程（図２０の右側の領域Ｂ）で出湯温度が他の時間帯より急激に低下している（図１９のＳ６０５）。

このように、出湯温度と入水温度との温度差を考慮しながら、出湯温度を徐々に低下させていくことにより、ヒートポンプ１０１が停止してしまうのを防ぎつつ、出湯温度を第１の温度から第２の温度まで低下させることができる。

なお、図１９の例では、出湯温度と入水温度との温度差ΔＴ（ｔ）と、２つの閾値（ΔＴｍｉｎ、ΔＴｍａｘ）との比較結果に応じて、新たな出湯温度（ｔ＋１）の算出方法を変更しているが、これに限定されない。

例えば、ヒートポンプ１０１が停止してしまうのを防止する観点からは、少なくとも温度差ΔＴ（ｔ）の下限値であるΔＴｍｉｎのみを用いればよい。より具体的には、図１９のステップＳ６０４及びステップＳ６０６を省略し、ステップＳ６０２でＮｏの場合にステップＳ６０５を実行するようにすればよい。

また、３つ以上の閾値を用いて、新たな出湯温度（ｔ＋１）の算出方法を細分化してもよい。これにより、現在の状況（すなわち、温度差ΔＴ（ｔ）の値）に応じて、出湯温度の変動幅を適切に設定することができる。

（実施の形態５）
次に、図２１及び図２２を参照して、実施の形態５に係るヒートポンプの制御方法を説明する。なお、実施の形態５は図２〜４に示されるヒートポンプ式暖房装置１００を前提としているが、外気温検出部１０５、出湯温度検出部１０７、入水温度検出部１０８、及びヒータ１０９は省略することができる。

実施の形態１〜４では、ＯＭ時間帯の開始時刻までに予め第２の温度を決定しておく例を説明した。しかしながら、実施の形態１〜４では、ＯＭ時間帯における実際の快適性が考慮されていない。そこで、実施の形態５では、暖房装置１０３が設置されている部屋の室温の単位時間毎の低下幅を、ＯＭ時間帯における実際の快適性の指標とする。そして、この快適性の指標に応じて、出湯温度を徐々に低下していく方法を説明する。

図２１は、実施の形態５に係るヒートポンプ制御処理のフローチャートである。なお、図２１において、閾値を０．０２℃／分、出湯温度の低下幅（第１の変動幅）を０．５℃、出湯温度の増加幅（第２の変動幅）を０．１℃として説明するが、各値はこれらに限定されない。但し、出湯温度の増加幅は、低下幅より小さく設定されるものとする。

運転制御部８３は、図２１のステップＳ７０１〜Ｓ７０６の処理を、ＯＭ時間帯の開始時刻から終了時刻まで１分毎に繰り返し実行する。すなわち、１８時にＯＭ時間帯が開始し、２０時に終了する場合、ヒートポンプ制御処理４のフローが、１８時００分、１８時０１分、１８時０２分、・・・、２０時００分まで１分毎に繰り返し実行されるということである。この処理は、単位時間当たりの室温の低下幅に応じて、出湯温度を徐々に変更する処理である。なお、以降の説明で、（ｔ）を付した値は、時刻ｔ（分）における値であることを指すものとする。

まず、運転制御部８３は、現在時刻がＯＭ時間帯に含まれているか否かを判断する（Ｓ７０１）。そして、現在時刻がＯＭ時間帯に含まれている場合（Ｓ７０１でＹｅｓ）、運転制御部８３は、室温検出部１０６から暖房装置１０３が設置されている部屋の室温（ｔ）を状態検出部８１を通じて取得する。そして、運転制御部８３は、単位時間当たりの室温の低下幅（室温低下幅）と、予め定められた閾値（０．０２℃／分）とを比較する（Ｓ７０２）。ここで閾値は、快適と不快との境界を示す数値である。すなわち、単位時間当たり室温の低下幅が閾値以下であれば快適と判断し、閾値よりも大きければ不快と判断する。

なお、室温低下幅とは、例えば、今回取得した室温（ｔ）と１分前に取得した室温（ｔ−１）との差で算出することができる。但し、室温の低下は、出湯温度の変化にリアルタイムに追従せず、少しより遅れて生じる。そこで、例えば、現在の室温（ｔ）とｎ分前の室温（ｔ−ｎ）との差をｎで除すことによって、室温低下幅を求めてもよい。すなわち、室温低下幅＝（室温（ｔ）−室温（ｔ−ｎ））／ｎとしてもよい。ｎの値は特に限定されないが、例えば、２〜１０分、より好ましくは、３〜５分程度とする。

室温低下幅≦０．０２℃／分（Ｓ７０２でＹｅｓ）の場合、運転制御部８３は、現在の出湯温度（ｔ）から０．５℃を減じて、新たな出湯温度（ｔ＋１）を算出する（Ｓ７０３）。ステップＳ７０２でＹｅｓの場合とは、単位時間当たりの室温低下幅が極めて小さいことを指す。すなわち、高い快適性が維持されていると判断できるので、出湯温度を低下させる。

次に、運転制御部８３は、ステップＳ７０３で算出された出湯温度（ｔ＋１）と、ヒートポンプ１０１の能力によって定まる出湯温度の最低値（３０℃）とを比較する（Ｓ７０４）。そして、出湯温度（ｔ＋１）が３０℃を下回る（Ｓ７０４でＹｅｓ）場合、運転制御部８３は、出湯温度（ｔ＋１）を３０℃にする（Ｓ７０５）。

一方、室温低下幅＞０．０２℃／分（Ｓ７０２でＮｏ）の場合、運転制御部８３は、現在の出湯温度（ｔ）に０．１℃を加えて、新たな出湯温度（ｔ＋１）を算出する（Ｓ７０６）。ステップＳ７０２でＮｏの場合とは、単位時間当たりの室温低下幅がある程度大きいことを指す。すなわち、快適性が低下していると判断できるので、出湯温度を増加させる。

一方、ステップＳ７０１において、現在時刻がＯＭ時間帯から外れている場合（Ｓ７０１でＮｏ）、運転制御部８３は、新たな出湯温度（ｔ＋１）をユーザが設定した第１の温度に設定する（Ｓ７０７）。なお、ステップＳ７０７の処理は、ＯＭ時間帯の終了時刻（この例では、２０時００分）に一度だけ実行される。

そして、運転制御部８３は、ステップＳ７０３、Ｓ７０５、Ｓ７０６、Ｓ７０７のいずれかで算出した出湯温度（ｔ＋１）を実現するための運転条件を決定し、決定した運転条件を制御指令部８５を通じてＨＰ制御部１０４に通知する。ＨＰ制御部１０４は、取得した運転条件に従ってヒートポンプ１０１の運転を制御する。

上記の処理の流れを図２２を用いて説明する。なお、図２２の例では、第１の温度が５５℃、ＯＭ時間帯の開始時刻が１８時であることを前提としている。また、図２０の実線は出湯温度を、破線は室温をそれぞれ示している。

図２２を参照すれば、１８時まで５５℃であった出湯温度が１８時から徐々に低下し始め、３５℃まで低下している。ここまでは、図２２の左側の噴出しＡ内に示すように、出湯温度の低下（図２１のＳ７０３）の機会が増加（図２１のＳ７０６）の機会を上回っているので、全体として出湯温度が徐々に低下している。すなわち、ここまでは、単位時間当たりの室温低下幅が閾値より小さい場合が多いことを示している。

一方、出湯温度が３５℃まで達した後は、図２２の右側の噴出しＢ内に示すように、出湯温度の増加（図２１のＳ７０６）の機会が低下（図２１のＳ７０３）の機会を上回っているので、全体として出湯温度がほぼ一定になっている。すなわち、これ以降は、単位時間当たりの室温低下幅が閾値を上回る場合が多くなることを示している。

このように、単位時間当たりの室温低下幅を監視しながら出湯温度を徐々に低下させていくことにより、出湯温度が室温低下幅が大きくなる時の値に収束することになる。すなわち、事前に第２の温度を決定しておかなくとも、実際の快適性に応じて適切な出湯温度に変更することができる。

（実施の形態５の変形例）
次に、図２３を参照して、実施の形態５の変形例に係るヒートポンプの制御方法を説明する。この変形例は、新たな出湯温度（ｔ＋１）を算出するために、複数の閾値を用いる例である。

図２３は、実施の形態５の変形例に係るヒートポンプ制御処理のフローチャートである。なお、図２３において、第１の閾値を０．０１５℃／分、第２の閾値を０．０２℃／分、出湯温度の低下幅（第１の変動幅）を０．５℃、出湯温度の増加幅（第２の変動幅）を０．１℃として説明するが、各値はこれらに限定されない。また、図２１と共通する処理には同一の参照番号を付し、詳しい説明は省略する。

図２３に示されるヒートポンプ制御処理は、出湯温度を変更するための閾値を２つ（第１及び第２の閾値）設け、（ｉ）単位時間当たりの室温低下幅が第１の閾値以下の場合、（ｉｉ）単位時間当たりの室温低下幅が第１の閾値より大きく、且つ第２の閾値以下の場合、（ｉｉｉ）単位時間当たりの室温低下幅が第２の閾値より大きい場合に、それぞれ異なる方法で出湯温度を算出している点が図２１と相違する。

具体的には、単位時間当たりの室温低下幅が０．０１５℃／分（第１の閾値）を以下となる場合（Ｓ７０２でＹｅｓ）、室温低下幅が極めて小さい状態（すなわち、快適状態）にあるため、運転制御部８３は、現在の出湯温度（ｔ）から０．５℃を減じて、新たな出湯温度（ｔ＋１）を算出する（Ｓ７０３）。

また、単位時間当たりの室温低下幅が０．０１５℃／分より大きく（Ｓ７０２でＮｏ）、且つ単位時間当たりの室温低下幅が０．０２℃／分（第２の閾値）以下となる場合（Ｓ８０１でＹｅｓ）、室温低下幅が小さい状態（すなわち、快適状態）にあるため、運転制御部８３は、現在の出湯温度（ｔ）を維持する（Ｓ８０２）。すなわち、出湯温度（ｔ＋１）＝出湯温度（ｔ）となる。

さらに、単位時間当たりの室温低下幅が０．０２℃／分より大きくなる場合（Ｓ８０１でＮｏ）、室温低下幅が大きい状態（すなわち、不快状態）となるため、運転制御部８３は、現在の出湯温度（ｔ）に０．５℃を加えて、新たな出湯温度（ｔ＋１）を算出する（Ｓ７０６）。

すなわち、図２１では、１分毎の処理で、必ず出湯温度を低下（図２１のＳ７０３）させるか、増加（図２１のＳ７０６）させるかしていた。一方、図２３では、出湯温度を変更しない（図２３のＳ８０２）パターンをさらに追加したので、図２１の場合と比較して出湯温度の変動が滑らかになる。

（その他の実施の形態）
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。

上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。

上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成要素を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶さている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。

上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有してもよい。

本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであってもよいし、コンピュータプログラムからなるデジタル信号であってもよい。

また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録してもよい。また、これらの記録媒体に記録されているデジタル信号であるとしてもよい。

また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送してもよい。

また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、マイクロプロセッサは、コンピュータプログラムにしたがって動作してもよい。

また、プログラムまたはデジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、またはプログラムまたはデジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施してもよい。

上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせてもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

本発明は、ヒートポンプを備える暖房システムに有利に利用される。

１ ヒートポンプ式暖房システム
４ エネルギー供給業者
５ 電力負荷
６ 第１の電力メーター
７ 第２の電力メーター
８ 暖房システム制御部
８１ 状態検出部
８２ 通信部
８３ 運転制御部
８４ 制御切替部
８５ 制御指令部
８６ 記憶部
１００ ヒートポンプ式暖房装置
１０１ ヒートポンプ
１０２ 熱交換器
１０３ 暖房装置
１０４ ＨＰ制御部
１０５ 外気温検出部
１０６ 室温検出部
１０７ 出湯温度検出部
１０８ 入水温度検出部
１０９ ヒータ
１１０ 水ポンプ

Claims (21)

1. 電力供給元から電力の供給を受けて動作する暖房システムの制御方法であって、
   前記暖房システムは、前記電力供給元から供給される電力を用いて熱を生成するヒートポンプ部と、前記ヒートポンプ部で生成された熱を放熱する放熱部とを備え、
   前記暖房システムの制御方法は、
   前記ヒートポンプ部の消費電力を抑制する出力抑制時間帯を特定する情報を、前記電力供給元から取得する取得ステップと、
   前記取得ステップで取得された情報に基づいて、前記ヒートポンプ部で生成される熱量を制御する運転制御ステップとを含み、
   前記運転制御ステップでは、前記ヒートポンプ部に、
   前記出力抑制時間帯以外の時間帯に単位時間当たりに第１の熱量を生成させ、
   前記出力抑制時間帯に単位時間当たりに前記第１の熱量より小さい第２の熱量を生成させる
   暖房システムの制御方法。
2. 前記ヒートポンプ部は、生成した熱で入力された水を加熱して出力し、
   前記運転制御ステップでは、前記ヒートポンプ部に、
   前記出力抑制時間帯以外の時間帯に第１の温度の湯を出力させ、
   前記出力抑制時間帯に前記第１の温度より低い第２の温度の湯を出力させる
   請求項１に記載の暖房システムの制御方法。
3. 前記暖房システムは、さらに、前記外気温度及び前記第２の温度の対応関係であって、前記放熱部が設置されている部屋の室温が前記出力抑制時間帯に予め定められた最低温度を下回らないように設計された前記対応関係を有し、
   前記取得ステップでは、さらに、外気温度を取得し、
   前記運転制御ステップでは、前記取得ステップで取得された外気温度に対応する前記第２の温度を、前記対応関係から選択する
   請求項２に記載の暖房システムの制御方法。
4. 前記暖房システムは、さらに、前記外気温度、前記出力抑制時間帯の長さ、前記暖房システムが設置されている建物の断熱性能、及び前記第２の温度の対応関係であって、前記放熱部が設置されている部屋の室温の低下幅が前記出力抑制時間帯に予め定められた範囲を超えないように設計された前記対応関係を有し、
   前記取得ステップでは、さらに、外気温度を取得し、
   前記運転制御ステップでは、前記取得ステップで取得された外気温度と、前記取得ステップで取得された前記出力抑制時間と、予め設定された前記建物の断熱性能とに対応する前記第２の温度を、前記対応関係から選択する
   請求項２に記載の暖房システムの制御方法。
5. 前記取得ステップでは、さらに、前記出力抑制時間帯における消費電力の抑制の度合いを示す情報を前記電力供給元から取得し、
   前記運転制御ステップでは、さらに、前記取得ステップで取得した電力の抑制の度合いに応じて、選択した前記第２の温度を補正する
   請求項３又は４に記載の暖房システムの制御方法。
6. 前記運転制御ステップでは、
   前記取得ステップで取得した消費電力の抑制の度合いが予め定められた基準より大きい場合に、選択した前記第２の温度をより低い値に補正し、
   前記取得ステップで取得した消費電力の抑制の度合いが前記基準より小さい場合に、選択した前記第２の温度をより高い値に補正する
   請求項５に記載の暖房システムの制御方法。
7. 前記暖房システムは、さらに、前記第２の温度及び前記消費電力の複数の組み合わせを前記外気温度に対応付けて保持し、
   前記取得ステップでは、さらに、外気温度を取得し、
   前記運転制御ステップでは、
   前記取得ステップで取得された外気温度に対応する前記第２の温度及び前記消費電力の複数の組み合わせそれぞれに対して、前記第２の温度が高いほど高い値となる快適性評価値と、前記消費電力が低いほど高い値となる消費電力評価値とを算出し、
   前記快適性評価値と前記消費電力評価値とを加算して得られる総合評価値が最も高い前記第２の温度を選択する
   請求項２に記載の暖房システムの制御方法。
8. 前記取得ステップでは、さらに、前記ヒートポンプ部に入力される水の温度である入水温度と、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度である出湯温度とを、それぞれ単位時間毎に検出し、
   前記運転制御ステップでは、前記出湯温度と前記入水温度との差が閾値を上回る度に、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を所定の変動幅だけ低下させることによって、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を前記第１の温度から前記第２の温度まで低下させる
   請求項２〜７のいずれか１項に記載の暖房システムの制御方法。
9. 前記取得ステップでは、さらに、前記放熱部が設置されている部屋の室温を単位時間毎に検出し、
   前記運転制御ステップでは、前記取得ステップで取得された室温の前記単位時間における低下幅が第１の閾値以下の場合に、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を第１の変動幅だけ低下させる
   請求項２に記載の暖房システムの制御方法。
10. 前記運転制御ステップでは、さらに、前記取得ステップで取得された室温の前記単位時間における低下幅が前記第１の閾値以上の第２の閾値を上回る場合に、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を前記第１の変動幅より小さい第２の変動幅だけ増加させる
    請求項９に記載の暖房システムの制御方法。
11. 前記運転制御ステップでは、さらに、前記取得ステップで取得された室温の前記単位時間における低下幅が前記第１の閾値を上回り、且つ前記第２の閾値以下の場合に、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を維持させる
    請求項１０に記載の暖房システムの制御方法。
12. 前記暖房システムは、さらに、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度が前記第１の温度を下回る場合に、当該湯を前記第１の温度まで加熱するヒータを備え、
    前記運転制御ステップでは、
    前記出力抑制時間帯以外の時間帯に前記ヒータの動作を許容し、
    前記出力抑制時間帯に前記ヒータの動作を制限する
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載の暖房システムの制御方法。
13. 電力供給元から電力の供給を受けて動作する暖房システムであって、
    前記電力供給元から供給される電力を用いて熱を生成するヒートポンプ部と、
    前記ヒートポンプ部で生成された熱を放熱する放熱部と、
    前記ヒートポンプ部の消費電力を抑制する出力抑制時間帯を特定する情報を、前記電力供給元から取得する取得部と、
    前記取得部で取得された情報に基づいて、前記ヒートポンプ部で生成される熱量を制御する運転制御部とを備え、
    前記運転制御部は、前記ヒートポンプ部に、
    前記出力抑制時間帯以外の時間帯に単位時間当たりに第１の熱量を生成させ、
    前記出力抑制時間帯に単位時間当たりに前記第１の熱量より小さい第２の熱量を生成させる
    暖房システム。
14. 前記ヒートポンプ部は、生成した熱で入力された水を加熱して出力し、
    前記運転制御部は、前記ヒートポンプ部に、
    前記出力抑制時間帯以外の時間帯に第１の温度の湯を出力させ、
    前記出力抑制時間帯に前記第１の温度より低い第２の温度の湯を出力させる
    請求項１３に記載の暖房システム。
15. 前記暖房システムは、さらに、
    外気温度を検出する外気温検出部と、
    前記外気温度及び前記第２の温度の対応関係であって、前記放熱部が設置されている部屋の室温が前記出力抑制時間帯に予め定められた最低温度を下回らないように設計された前記対応関係を保持する記憶部とを備え、
    前記運転制御部は、前記外気温検出部で検出された前記外気温度に対応する前記第２の温度を、前記記憶部に記憶された対応関係から選択する
    請求項１４に記載の暖房システム。
16. 前記暖房システムは、さらに、
    外気温度を検出する外気温検出部と、
    前記外気温度、前記出力抑制時間帯の長さ、前記暖房システムが設置されている建物の断熱性能、及び前記第２の温度の対応関係であって、前記放熱部が設置されている部屋の室温の低下幅が前記出力抑制時間帯に予め定められた範囲を超えないように設計された前記対応関係を保持する記憶部とを備え、
    前記運転制御部は、前記外気温検出部で検出された前記外気温度と、前記取得部で取得された前記出力抑制時間と、予め設定された前記建物の断熱性能とに対応する前記第２の温度を、前記記憶部に記憶された対応関係から選択する
    請求項１４に記載の暖房システム。
17. 前記暖房システムは、さらに、
    外気温度を検出する外気温検出部と、
    前記第２の温度及び前記消費電力の複数の組み合わせを前記外気温度に対応付けて保持する記憶部とを備え、
    前記運転制御部は、
    前記外気温検出部で検出された前記外気温度に対応する前記第２の温度及び前記消費電力の複数の組み合わせそれぞれに対して、前記第２の温度が高いほど高い値となる快適性評価値と、前記消費電力が低いほど高い値となる消費電力評価値とを算出し、
    前記快適性評価値と前記消費電力評価値とを加算して得られる総合評価値が最も高い前記第２の温度を選択する
    請求項１４に記載の暖房システム。
18. 前記暖房システムは、さらに、
    前記ヒートポンプ部に入力される水の温度である入水温度を単位時間毎に検出する入水温度検出部と、
    前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度である出湯温度を単位時間毎に検出する出湯温度検出部とを備え、
    前記運転制御部は、前記出湯温度と前記入水温度との差が閾値を上回る度に、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を所定の変動幅だけ低下させることによって、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を前記第１の温度から前記第２の温度まで低下させる
    請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の暖房システム。
19. 前記暖房システムは、さらに、前記放熱部が設置されている部屋の室温を単位時間毎に検出する室温検出部を備え、
    前記運転制御部は、前記室温検出部で検出された室温の前記単位時間における低下幅が第１の閾値以下の場合に、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を第１の変動幅だけ低下させる
    請求項１４に記載の暖房システム。
20. 前記運転制御部は、さらに、前記室温検出部で検出された室温の前記単位時間における低下幅が前記第１の閾値以上の第２の閾値を上回る場合に、前記ヒートポンプ部から出力される湯の温度を前記第１の変動幅より小さい第２の変動幅だけ増加させる
    請求項１９に記載の暖房システム。
21. 前記暖房システムは、
    前記ヒートポンプ部と、前記放熱部と、前記運転制御部の制御に従って、前記ヒートポンプ部の運転を制御するＨＰ制御部とを備える暖房装置と、
    前記取得部と前記運転制御部とを備え、前記暖房装置とは別体として構成される前記暖房システム制御部とを備える
    請求項１３〜２０のいずれか１項に記載の暖房システム。

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