WO2019163140A1 - 給湯システム、クラウドサーバ、沸き上げスケジュール作成方法及びプログラム - Google Patents

給湯システム、クラウドサーバ、沸き上げスケジュール作成方法及びプログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2019163140A1
WO2019163140A1 PCT/JP2018/007033 JP2018007033W WO2019163140A1 WO 2019163140 A1 WO2019163140 A1 WO 2019163140A1 JP 2018007033 W JP2018007033 W JP 2018007033W WO 2019163140 A1 WO2019163140 A1 WO 2019163140A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
boiling
schedule
water heater
hot water
power
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/007033
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雄喜 小川
明宏 戸田
隆司 新井
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to PCT/JP2018/007033 priority Critical patent/WO2019163140A1/ja
Priority to JP2020501993A priority patent/JP6928164B2/ja
Publication of WO2019163140A1 publication Critical patent/WO2019163140A1/ja
Priority to JP2021128848A priority patent/JP7146035B2/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18—Water-storage heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02—Water heaters

Definitions

  • the present invention relates to a hot water supply system, a cloud server, a boiling schedule creation method, and a program.
  • Patent Document 1 In recent years, in order to reduce the power purchased from the commercial power system, an increasing number of homes are installed with power generation facilities that generate power using natural energy represented by sunlight and wind power. In recent years, there is a trend to increase the rate of self-consumption of the electric power generated by the power generation facilities, and various proposals have been made on technologies for such requests (for example, Patent Document 1).
  • the hot water storage type hot-water supply system disclosed in Patent Document 1 predicts the amount of surplus power generated by solar power generation the next day, and changes the amount of boiling in the night heating operation according to the prediction result. For example, when the amount of surplus power generated is predicted to be large, the amount of boiling at night is reduced compared to the case where the amount of surplus power is predicted to be small. Thereby, surplus electric power can be used effectively and the electric power used for the night boiling operation can be reduced.
  • This invention is made
  • a hot water supply system includes: A hot water supply system comprising a cloud server and a water heater installed in a house, The cloud server A predicting means for predicting a transition of surplus power generated by the power generation equipment installed in the house; Based on the transition of the surplus power, schedule creation means for creating a daytime heating schedule related to daytime boiling operation of the water heater, Schedule transmission means for transmitting the daytime boiling schedule to the water heater, The water heater acquires the daytime boiling schedule by communication from the cloud server, and performs a boiling operation with a first capability or a second capability lower than the first capability according to the acquired daytime boiling schedule, When the total time during which the hot water heater can perform the boiling operation with only the first power is equal to or more than a predetermined reference time, the schedule creation means is configured to perform the boiling operation with the first capacity. A boiling schedule is created. When the total time is shorter than the reference time and a predetermined condition is satisfied, the daytime boiling schedule is created so that the water heater performs a
  • the figure which shows the whole structure of the hot-water supply system which concerns on embodiment of this invention The block diagram which shows the structure of the heat pump unit with which the water heater which concerns on this Embodiment is provided.
  • the block diagram which shows the hardware constitutions of the control apparatus which concerns on this Embodiment The block diagram which shows the function structure of the control apparatus which concerns on this Embodiment
  • the block diagram which shows the hardware constitutions of the cloud server which concerns on this Embodiment The block diagram which shows the function structure of the cloud server which concerns on this Embodiment
  • the figure which shows an example of transition of the surplus electric power estimated in this Embodiment The flowchart which shows the procedure of the surplus electric power prediction process of this Embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a hot water supply system 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the hot water supply system 1 includes a power generation facility 2, an electric power measuring device 3, a hot water heater 4, a control device 5, an operation terminal 6, and a cloud server 7, and the water heater 4 installed in a house H is heated up.
  • the operation can be performed according to the boiling schedule created by the cloud server 7.
  • the power generation facility 2 is a solar power generation facility including a PV (photovoltaic) panel 20 and a PV-PCS 21 that is a power conditioning system.
  • the PV panel 20 is, for example, a polycrystalline silicon type solar panel, is installed on the roof of the house H, and generates power by converting solar energy into electric energy.
  • the PV-PCS 21 converts the DC power generated by the power generation of the PV panel 20 into AC power with a specified conversion efficiency, thereby generating generated power and supplying it to the distribution board 10 via the power line PL2.
  • the power measuring device 3 measures the power transmitted through each of the power lines PL1 to PL3 disposed in the house H.
  • the power line PL1 is disposed between the commercial power system 9 and the distribution board 10
  • the power line PL2 is disposed between the power generation facility 2 and the distribution board 10
  • the power line PL3 is connected to the distribution board 10. It is arranged between the water heater 4.
  • Power measurement device 3 is connected to each of CT (Current Transformer) 1 to CT3 connected to power lines PL1 to PL3 via a communication line.
  • CT1 to CT3 are sensors for measuring an alternating current.
  • the power measuring device 3 measures the power P1 in the power line PL1 based on the measurement result of CT1.
  • the electric power P1 corresponds to commercial electric power that is electric power purchased by the consumer from an electric power company in the house H.
  • the electric power measurement apparatus 3 measures the electric power P2 in the electric power line PL2 based on the measurement result of CT2.
  • the power P2 is generated power by the power generation facility 2.
  • the electric power measurement apparatus 3 measures the electric power P3 in the electric power line PL3 based on the measurement result of CT3.
  • the electric power P3 corresponds to the electric power consumed in the water heater 4.
  • the power measuring device 3 includes a wireless communication interface, and is communicably connected to the control device 5 via a wireless network constructed in the house H (hereinafter referred to as “home network”).
  • the home network is, for example, a network that conforms to ECHONET Lite.
  • the power measuring device 3 may be connected to a home network via an external communication adapter (not shown).
  • the power measurement device 3 In response to a periodic request from the control device 5 (for example, a request every minute), the power measurement device 3 has its own device ID (identification) and the current time (means measurement time). Then, power measurement information including information obtained by associating the measured values of the powers P1 to P3 with the power line ID of each power line is transmitted to the control device 5.
  • the device ID is an ID for identifying the power measuring device 3, the hot water heater 4, and the device 11 (11a, 11b,).
  • the power line ID is an ID for identifying the power lines PL1 to PL3.
  • the measured value of power transmitted to the control device 5 by the power measuring device 3 may be expressed in units of power (watts), or the power is integrated over a preset integration time. It may be expressed in units of electric power.
  • the power measurement device 3 may spontaneously transmit the power measurement information to the control device 5 at a constant time interval (for example, every one minute).
  • the water heater 4 is a hot water storage type water heater that includes a heat pump unit 40 and a tank unit 41.
  • the heat pump unit 40 and the tank unit 41 are connected by a water pipe 42 through which hot water flows.
  • the water heater 4 is electrically connected to the commercial power system 9 and the power generation equipment 2 via the power line PL3 branched by the distribution board 10, and either the commercial power system 9 or the power generation equipment 2 or It operates with power from both.
  • the heat pump unit 40 is a heat pump type heat source device using CO 2 (carbon dioxide) or HFC (hydrofluorocarbon) as a refrigerant.
  • the heat pump unit 40 uses the surrounding air as a heat source to boil low temperature water in the hot water storage tank 410 into high temperature water.
  • the heat pump unit 40 includes a compressor 400, a first heat exchanger 401, an expansion valve 402, a second heat exchanger 403, a blower 404, a water pump 405, and a control board 406. With.
  • the compressor 400, the first heat exchanger 401, the expansion valve 402, and the second heat exchanger 403 are annularly connected by a refrigerant pipe 407. Thereby, a refrigerant circuit in which the refrigerant circulates is formed.
  • the refrigerant circuit is also referred to as a heat pump or a refrigeration cycle.
  • the water pipe 42 is arranged to return from the lower part of the hot water storage tank 410 to the upper part of the hot water storage tank 410 through the water pump 405 and the first heat exchanger 401. Thereby, the boiling circuit through which hot water circulates is formed.
  • Compressor 400 compresses the refrigerant to increase temperature and pressure.
  • the compressor 400 includes an inverter circuit that can change a capacity, which is a delivery amount per unit, according to a driving frequency.
  • the compressor 400 changes the above capacity according to an instruction from the control board 406.
  • the first heat exchanger 401 is a heating source for heating the city water to a target boiling temperature.
  • the boiling temperature is also called hot water storage temperature.
  • the first heat exchanger 401 is a plate type or double pipe type heat exchanger, and performs heat exchange between the refrigerant circulating in the refrigerant pipe 407 and the water sent from the hot water storage tank 410. Through heat exchange in the first heat exchanger 401, the refrigerant dissipates heat and the temperature decreases, and water absorbs heat and the temperature increases.
  • the expansion valve 402 expands the refrigerant to lower the temperature and pressure.
  • the expansion valve 402 changes the valve opening degree according to an instruction from the control board 406.
  • the second heat exchanger 403 exchanges heat between the outside air sent from the blower 404, that is, the taken-in outside air and the refrigerant.
  • the refrigerant absorbs heat and the temperature rises due to heat exchange in the second heat exchanger 403, and the taken-in outside air dissipates heat and the temperature falls.
  • the water pump 405 conveys the low temperature water from the lower part of the hot water storage tank 410 to the first heat exchanger 401.
  • the water pump 405 includes an inverter circuit, and changes the flow rate of water at the time of conveyance by changing the drive rotation speed according to the control value instructed from the control board 406.
  • control board 406 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a communication interface, an EEPROM (Electrically® Erasable Programmable Read-Only Memory), And a readable / writable nonvolatile semiconductor memory such as a flash memory.
  • the control board 406 is communicably connected to each of the compressor 400, the expansion valve 402, the blower 404, and the water pump 405 via a communication line (not shown), and controls these operations.
  • the control board 406 is communicably connected to the hot water controller 411 of the tank unit 41 via a communication line (not shown).
  • the tank unit 41 includes a hot water storage tank 410, a hot water supply controller 411, and a mixing valve 412. These components are housed in a metal outer case.
  • the hot water storage tank 410 is made of metal such as stainless steel, resin, or the like. A heat insulating material is disposed outside the hot water storage tank 410. Thereby, hot water can be kept warm for a long time in the hot water storage tank 410.
  • the hot water controller 411 includes a CPU, a ROM, a RAM, a communication interface, and a readable / writable nonvolatile semiconductor memory such as an EEPROM and a flash memory, and controls the hot water heater 4 in an integrated manner. To do.
  • the hot water supply controller 411 is communicably connected to the control board 406 of the heat pump unit 40 via a communication line (not shown).
  • the hot water controller 411 is connected to the remote controller 44 through the communication line 43 so as to be communicable.
  • the hot water supply controller 411 is communicably connected to the control device 5 via the above-described home network.
  • the hot water supply controller 411 may be installed in the heat pump unit 40.
  • the remote controller 44 is installed in a bathroom in the house H and receives hot water, hot water supply and other operation inputs from the user, and displays the operating state and hot water storage state of the water heater 4 to present to the user.
  • This is a terminal device dedicated to the machine 4.
  • the remote controller 44 is not shown, but includes a CPU, a ROM, a RAM, a communication interface, a readable / writable nonvolatile semiconductor memory such as an EEPROM and a flash memory, and an input device such as a push button, a touch panel, and a touch pad. And displays such as an organic EL display and a liquid crystal display.
  • the remote controller 44 receives setting input and operation input related to boiling operation, hot water supply, and the like from the user, and outputs information related to the received input to the hot water supply controller 411 via the communication line 43.
  • the remote controller 44 displays information such as a set value, an operating state, and a hot water storage state of the water heater 4 supplied from the hot water controller 411.
  • the user can select an electricity rate plan, enable / disable the remote control function by the cloud server 7, enable / disable the daytime boiling function, set the hot water temperature, boil through the remote controller 44. Setting of raising temperature, setting of hot water amount, etc. can be performed.
  • the user can give an instruction to start or stop the operation such as filling the bath or chasing after the remote controller 44 to the water heater 4.
  • the water heater 4 roughly performs a boiling operation and a hot water supply operation.
  • Boiling action >> At the start of the boiling operation, the hot water in the hot water storage tank 410 is consumed, and low temperature water close to the temperature of city water is stored in the lower part of the hot water storage tank 410.
  • this low-temperature water enters the first heat exchanger 401 of the heat pump unit 40, and the temperature is raised by heat exchange with the refrigerant to become high-temperature water.
  • This high temperature water is returned to the upper part of the hot water storage tank 410, and in the hot water storage tank 410, high temperature water stays in the upper part and low temperature water stays in the lower part to form a temperature stratification, and a temperature boundary is formed between the high temperature water and the low temperature water. A layer is generated.
  • the temperature boundary layer approaches the lower part of the hot water storage tank 410, and the incoming water temperature, which is the temperature of the water entering the first heat exchanger 401, gradually increases.
  • the water heater 4 of the present embodiment performs the boiling operation with either the first ability indicating the normal ability or the second ability having a lower ability than the first ability.
  • Hot water supply operation A hot water discharge pipe is connected to the upper part of the hot water storage tank 410, and hot water discharged from the hot water storage tank 410 through the hot water discharge pipe is mixed with city water by the mixing valve 412. Thereby, it becomes hot water of the temperature (for example, 40 degreeC) which a user desires, for example, is supplied to hot water supply terminals, such as the shower 45 arrange
  • hot water supply terminals such as the shower 45 arrange
  • city water is supplied from a water supply pipe connected to the lower part by the volume of the hot water flowing out from the upper part and the water pressure. As a result, the temperature boundary layer moves upward in the hot water storage tank 410.
  • the water heater 4 performs additional boiling.
  • the hot water pipe described above is provided with a hot water usage sensor (not shown) that measures the amount of hot water used (the amount of hot water supply) that is the amount of hot water discharged from the hot water storage tank 410.
  • the amount of hot water used corresponds to the amount of hot water used in the house H.
  • the hot water storage tank 410 is provided with a hot water storage amount sensor (not shown) that measures the amount of hot water stored, which is the amount of hot water stored in the hot water storage tank 410.
  • the hot water usage sensor and the hot water storage amount sensor are communicably connected to the hot water supply controller 411 via a communication line (not shown).
  • the hot water supply controller 411 is obtained by measuring the amount of hot water obtained by the measurement of the hot water usage sensor and the measurement of the hot water storage sensor in response to a periodic request (for example, a request every minute) from the control device 5.
  • the hot water amount measurement information including the hot water storage amount is generated and transmitted to the control device 5.
  • the transmitted hot water measurement information further includes the device ID of the water heater 4 and the measurement time.
  • the hot water supply controller 411 may spontaneously transmit the hot water amount measurement information to the control device 5 at a constant time interval (for example, every one minute).
  • the device 11 (devices 11a, 11b,...) Is an electrical device such as an air conditioner, an illuminator, a floor heating system, a refrigerator, an IH (Induction Heating) cooker, or a television.
  • the electrical devices 11a, 11b,... are installed in the house H and are electrically connected to the commercial power system 9 and the power generation facility 2 via the power lines PL4, PL5,.
  • Each device 11 includes a wireless communication interface and communicates with the control device 5 via the above-described home network.
  • Each device 11 may be of a specification that is connected to a home network via an external communication adapter (not shown).
  • each device 11 transmits operation state information in which the device ID, the current time, and information indicating the current operation state are stored to the control device 5 via the home network.
  • the operation terminal 6 is a smart device such as a smartphone or a tablet terminal including an input device such as a push button, a touch panel, and a touch pad, a display device such as an organic EL display and a liquid crystal display, and a communication interface.
  • the operation terminal 6 communicates with the control device 5 in accordance with a known communication standard such as Wi-Fi (registered trademark), Wi-SUN (registered trademark), or wired LAN.
  • the operation terminal 6 receives an operation from the user and transmits information indicating the received operation content to the control device 5. Further, the operation terminal 6 receives the information transmitted from the control device 5 and presented to the user, and displays the received information. In this way, the operation terminal 6 plays a role as an interface (so-called user interface) with the user.
  • the control device 5 is installed at an appropriate location in the house H, and collects each of the above-described information transmitted from the power measuring device 3, the water heater 4 and each device 11 installed in the house H via the home network. It is a collection unit.
  • the control device 5 is a HEMS (Home Energy Management System) controller that manages power used in the house H.
  • the control device 5 includes a CPU 50, a ROM 51, a RAM 52, a communication interface 53, and a secondary storage device 54. These components are connected to each other via a bus 55.
  • the CPU 50 controls the control device 5 in an integrated manner.
  • the ROM 51 stores a plurality of firmware and data used when the firmware is executed.
  • the RAM 52 is used as a work area for the CPU 50.
  • the communication interface 53 includes a network card for wirelessly communicating with the power measuring device 3, the water heater 4, and each device 11 via a home network, a network card for wirelessly or wiredly communicating with the operation terminal 6, and the router 12. And a network card for communicating with other devices (for example, the cloud server 7) connected to the Internet via the Internet.
  • the router 12 is a broadband router and is connected to the control device 5 via a LAN (Local Area Network) cable.
  • the secondary storage device 54 includes a readable / writable non-volatile semiconductor memory such as an EEPROM or a flash memory, or an HDD (Hard Disk Disk Drive). The secondary storage device 54 stores one or a plurality of programs for managing the power consumed in the home and data used when each program is executed.
  • the control device 5 functionally includes a measurement information acquisition unit 500, a record information transmission unit 501, a water heater information acquisition unit 502, a water heater information transmission unit 503, and a schedule acquisition unit. 504 and a schedule transmission unit 505. These functional units are realized by the CPU 50 executing the above-described program stored in the secondary storage device 54.
  • the measurement information acquisition unit 500 acquires power measurement information and hot water measurement information from the power measurement device 3 and the water heater 4. Specifically, the measurement information acquisition unit 500 requests the power measurement device 3 to transmit power measurement information at regular time intervals (for example, at intervals of 1 minute). The measurement information acquisition unit 500 receives and acquires power measurement information sent from the power measurement device 3 in response to the request. The measurement information acquisition unit 500 stores the acquired power measurement information in the result information table 510.
  • the measurement information acquisition unit 500 requests the hot water supply device 4 to transmit hot water measurement information at regular time intervals (for example, one minute intervals). In response to the request, the measurement information acquisition unit 500 receives and acquires the hot water measurement information sent from the water heater 4. The measurement information acquisition unit 500 stores the acquired hot water measurement information in the result information table 510.
  • the performance information table 510 is a data table stored in the secondary storage device 54.
  • the history information table 510 stores a history of power measurement information and hot water measurement information for a predetermined period (for example, one year).
  • the performance information transmission unit 501 In response to a request from the cloud server 7, the performance information transmission unit 501 periodically saves power measurement information and hot water volume for the past hour, which are stored in the performance information table 510 periodically (for example, every hour). Information is read and transmitted to the cloud server 7 as actual power information and hot water volume information.
  • the water heater information acquisition unit 502 acquires water heater information from the water heater 4 in response to a request from the cloud server 7 or a user operation via the operation terminal 6. Specifically, the hot water heater information acquisition unit 502 requests the hot water controller 411 of the hot water heater 4 to transmit hot water heater information. In response to such a request, the water heater information acquisition unit 502 receives and acquires the water heater information sent from the hot water controller 411. The water heater information acquisition unit 502 stores the acquired water heater information in a water heater information table 511 that is a data table stored in the secondary storage device 54.
  • the water heater information includes the rated value, heating capacity, reduction rate, and the like of the water heater 4.
  • the above-mentioned rated value means the power consumption of the water heater 4 when performing the boiling operation with the first capacity described above.
  • the heating capacity means the heating capacity (unit: kW) of the water heater 4 when performing the boiling operation with the first capacity
  • the reduction rate is the second capacity with respect to the first capacity in the water heater 4.
  • the capacity ratio which is 0.8 in the present embodiment.
  • the driving frequency at the first capacity of the compressor 400 for example, 50 Hz
  • the driving frequency at the second capacity of the compressor 400 for example, 40 Hz
  • the water heater information transmission unit 503 reads out the water heater information stored in the water heater information table 511 and transmits it to the cloud server 7.
  • the schedule acquisition unit 504 receives and acquires the boiling schedule sent from the cloud server 7 periodically (for example, every 24 hours).
  • the schedule transmission unit 505 transmits the boiling schedule acquired by the schedule acquisition unit 504 to the hot water supply controller 411 of the water heater 4.
  • the hot water controller 411 controls the heating operation by the hot water heater 4 in accordance with the received boiling schedule.
  • the cloud server 7 is a server computer installed and operated by the manufacturer or sales company of the control device 5, has a function as a general Web server, and is connected to the Internet. As shown in FIG. 5, the cloud server 7 includes a CPU 70, a ROM 71, a RAM 72, a communication interface 73, and a secondary storage device 74. These components are connected to each other via a bus 75. The CPU 70 comprehensively controls the cloud server 7. The performance of the CPU 70 is higher than that of the CPU 50 of the control device 5.
  • ROM 71 stores a plurality of firmware and data used when executing these firmwares.
  • the RAM 72 is used as a work area for the CPU 70.
  • the communication interface 73 includes an interface for connecting to the Internet and communicating with other devices such as the control device 5 and the weather server 8.
  • the secondary storage device 74 is a large-capacity storage device including a readable / writable nonvolatile semiconductor memory such as an EEPROM or a flash memory, or an HDD. As shown in FIG. 5, the customer DB 740 is stored in the secondary storage device 74.
  • the customer DB 740 is a database for managing information (hereinafter, customer information) about the user (ie, customer) of the control device 5. Details of the customer information will be described later.
  • the cloud server 7 functionally includes a weather information acquisition unit 700, a power result acquisition unit 701, a hot water amount acquisition unit 702, a water heater information acquisition unit 703, and a prediction unit 704.
  • the weather information acquisition unit 700 acquires weather information from the weather server 8.
  • the meteorological server 8 is a data server operated by the Japan Meteorological Agency, a meteorological company, or the like, and provides weather information so that it can be used generally.
  • the weather server 8 is communicably connected to the cloud server 7 via the Internet, and distributes weather information to the cloud server 7 via the Internet.
  • the meteorological information includes weather forecasts that are forecasts of weather, amount of solar radiation, sunshine duration, temperature, etc. in the area including the house H, and weather results that are past results of these forecasts. It is used as a parameter for predicting a certain power P2.
  • the weather information acquisition unit 700 transmits a request for weather information to the weather server 8, and receives and acquires the weather information transmitted from the weather server 8 as a response to the request.
  • the weather information acquisition unit 700 acquires weather information from the weather server 8 every time the weather information is updated in the weather server 8, and the weather information included in the customer information corresponding to the customer in the customer DB 740 based on the acquired weather information. Update forecast information and weather information.
  • Customer information is registered in the customer DB 740 for each customer.
  • the customer information includes water heater information, weather forecast information, weather performance information, generated power information, power consumption information, hot water usage information, hot water storage information, and the like.
  • the weather forecast information is information indicating a weather forecast for the next day in an area including the house H.
  • the weather performance information is information indicating the weather performance in the area including the house H.
  • the weather performance information includes weather performance for the past two weeks.
  • the power record acquisition unit 701 acquires power record information from the control device 5 of each customer periodically (for example, every hour).
  • the power record acquisition unit 701 periodically notifies each customer's control device 5 of a request for power record information, and receives the power record information transmitted from each control device 5 in response to the request. get.
  • the actual power information includes the measured value of the power P1 that is commercial power, the measured value of the power P2 that is the generated power, and 1 of the power P3 supplied to the water heater 4.
  • the measured values for each minute are stored for a certain period (in this embodiment, one hour). That is, the power record acquisition unit 701 acquires the records of the powers P1 to P3 for the past one hour every minute.
  • the power record acquisition unit 701 stores the acquired record of every hour of the power P3 for the past hour in the generated power information included in the customer information corresponding to the customer in the customer DB 740.
  • the generated power information includes the results of the power P3 every minute for the past two weeks.
  • the power result acquisition unit 701 removes the power consumption of the water heater 4 (power P3) from the total power consumption of the house H based on the acquired results of the last hour of power P1 to P3.
  • a record of power consumption (hereinafter referred to as power Pc) is acquired every minute.
  • the total power consumption of the house H corresponds to the sum of the power P1 and the power P2.
  • the power history acquisition unit 701 stores the acquired track records of power Pc for the past hour in the power consumption information included in the customer information of the customer DB 740.
  • the power consumption information includes the results of every minute of the power Pc for the past two weeks.
  • the hot water volume acquisition unit 702 acquires hot water volume information from the control device 5 of each customer periodically (for example, every hour).
  • the hot water volume acquisition unit 702 periodically notifies each customer's control device 5 of a request for hot water volume information, and receives the hot water volume information transmitted from each control device 5 in response to the request. get.
  • the hot water amount actual information the measured value of the used hot water amount per minute and the measured value of the hot water amount per minute are stored for a certain period of time (in this embodiment, one hour). . That is, the hot water volume actual acquisition unit 702 acquires the actual volume of hot water used and the amount of hot water stored for the past one hour every minute.
  • the hot water volume result acquisition unit 702 stores the acquired hot water volume for the past hour in the hot water volume information included in the customer information corresponding to the customer in the customer DB 740.
  • the amount of hot water used includes the actual amount of hot water used every minute for the past two weeks.
  • the hot water volume actual result acquisition unit 702 stores the acquired actual volume of hot water stored for one hour in the hot water storage volume information included in the customer information of the customer DB 740.
  • the hot water storage amount information includes the results of the hot water storage every minute for the past two weeks.
  • the water heater information acquisition unit 703 acquires the water heater information from the control device 5 of each customer periodically (for example, every 24 hours).
  • the water heater information acquisition unit 703 periodically notifies each customer's control device 5 of a request for water heater information, and receives the water heater information transmitted from each control device 5 in response to the request. Get.
  • the water heater information includes the rated value, the heating capacity, the reduction rate, etc. of the water heater 4.
  • the water heater information acquisition unit 703 stores the acquired water heater information in the water heater information included in the customer information corresponding to the customer in the customer DB 740.
  • the prediction unit 704 is an example of a prediction unit according to the present invention.
  • the prediction unit 704 predicts the transition of surplus power on the next day in each customer's house H based on each customer information registered in the customer DB 740.
  • the surplus power here (hereinafter referred to as power Ps) refers to the excess power when the power P2 generated by the power generation facility 2 exceeds the power Pc described above. That is, the power Ps corresponds to the difference between the power P2 and the power Pc.
  • the prediction unit 704 predicts the transition of the power P2 that is the generated power of the next day in the house H. Therefore, the prediction unit 704 creates a power generation prediction model based on the weather performance information and the generated power information stored in the customer DB 740.
  • the power generation prediction model is a model for predicting the electric power P2, and shows a measured value of the electric power P2 for a predetermined target period (for example, two weeks) in the past before today. Time) and weather, and the power P2 is averaged in each group.
  • the prediction unit 704 refers to the weather results in the past target period, and groups the measured values of the power P2 at each time in the target period by weather such as sunny, cloudy, rainy, The average value of the measured values of power P2 in each group is calculated. Then, the prediction unit 704 creates a power generation prediction model by associating the calculated average value of the measured values of the power P2 with each time and weather. Note that the prediction unit 704 creates a power generation prediction model by calculating the median of the measured values of the power P2 in each group and associating the calculated median of the measured values of the power P2 with each time and weather. Also good.
  • the prediction unit 704 acquires the weather forecast for the next day in the area including the house H from the weather forecast information included in the customer information corresponding to the customer.
  • the prediction unit 704 refers to the generated power generation prediction model and acquires the average value of the measured values of the power P2 corresponding to the weather at each time of the next day.
  • the prediction unit 704 sets the obtained average value of the measured values of the power P2 at each time as the predicted value of the power P2 at each time on the next day. In this way, the prediction unit 704 predicts the transition of the power P2 on the next day.
  • the prediction unit 704 predicts the transition of the power Pc of the next day in the house H.
  • the power Pc corresponds to the difference between the total power consumption (ie, power P1 + power P2) and the power P3 supplied to the water heater 4.
  • the prediction unit 704 creates a consumption prediction model based on the power consumption information stored in the customer DB 740.
  • the consumption prediction model is a model for predicting the electric power Pc that is electric power consumption in the house H, and the measured value of the electric power Pc for the target period is set to a time (for example, a time indicated by a minute) and a day of the week. This is a model in which the power Pc is averaged in each group.
  • the prediction unit 704 groups the measurement values of the power Pc at each time in the past target period by day of the week, and calculates the average value of the measurement values of the power Pc in each group. Then, the prediction unit 704 creates a consumption prediction model by associating the calculated average value of the measured values of power Pc with the day of the week. Note that the prediction unit 704 may create a consumption prediction model by calculating the median value of the measured values of power Pc in each group and associating the calculated median value of the measured values of power Pc with the day of the week. Alternatively, the prediction unit 704 may create a consumption prediction model by associating the maximum value of the measured value of the power Pc in each group with the day of the week.
  • the average value when employed as in the present embodiment, there is an effect that it is easy to grasp the tendency of the power consumption depending on the season.
  • adopting the median value has an effect of reducing the influence of outliers (for example, excessive use by visitors, underuse by travel, etc.).
  • adopting the maximum value has an effect of further reducing the risk of power purchase because it assumes the past maximum use.
  • the prediction unit 704 refers to the created consumption prediction model and acquires the average value of the measured values of the power Pc at each time corresponding to the day of the next day.
  • the prediction unit 704 sets the obtained average value of the measured values of the power Pc at each time as the predicted value of the power Pc at each time on the next day. In this way, the prediction unit 704 predicts the transition of the power Pc on the next day.
  • the prediction unit 704 may create a consumption prediction model in consideration of the user's home or absence performance, and may predict the next day's power Pc transition in consideration of the user's home or absence schedule. .
  • the predicting unit 704 predicts the transition of the power Ps that is surplus power from the predicted transition of the power P2 and the transition of the power Pc on the next day. Specifically, the prediction unit 704 subtracts the predicted value of the power Pc from the predicted value of the power P2 at each time of the next day (for example, a time indicated in units of one minute), thereby predicting the power Ps at that time. Calculate the value. In this way, the prediction unit 704 predicts the transition of the power Ps that is surplus power, as shown in FIG.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the sequence of the above-described series of processing (hereinafter referred to as surplus power prediction processing) by the prediction unit 704.
  • the prediction unit 704 creates a power generation prediction model based on the weather performance information and the generated power information stored in the customer DB 740.
  • the power generation prediction model is updated based on the latest information stored in the prediction unit 704 and the customer DB 740.
  • step S102 the prediction unit 704 acquires the weather forecast for the next day in the area including the house H from the weather forecast information stored in the customer DB 740.
  • the prediction unit 704 predicts the transition of generated power on the next day. Specifically, the prediction unit 704 refers to the power generation prediction model, and acquires the average value of the measured values of the power P2 corresponding to the weather at each time of the next day. Then, the prediction unit 704 predicts the transition of the power P2 by setting the average value of the acquired measured values of the power P2 at each time as the predicted value of the power P2 at each time on the next day.
  • step S104 the prediction unit 704 creates a consumption prediction model based on the power consumption information stored in the customer DB 740. Alternatively, if a consumption prediction model has already been created, the prediction unit 704 updates the consumption prediction model based on the latest information stored in the customer DB 740.
  • step S105 the prediction unit 704 predicts the transition of power consumption on the next day. Specifically, the prediction unit 704 refers to the consumption prediction model and acquires the average value of the measured values of the power Pc at each time corresponding to the day of the next day. Then, the prediction unit 704 predicts the transition of the power Pc by setting the average value of the measured values of the power Pc at each time as the predicted value of the power Pc at each time on the next day.
  • step S106 the prediction unit 704 predicts the transition of surplus power on the next day. Specifically, the prediction unit 704 calculates the predicted value of the power Ps at each time by subtracting the predicted value of the power Pc from the predicted value of the power P2 at each time of the next day. In this way, the prediction unit 704 predicts the transition of the power Ps on the next day.
  • the schedule creation unit 705 is an example of a schedule creation unit according to the present invention. Based on the transition of surplus power predicted by the prediction unit 704 after the above surplus power prediction process is completed, the schedule creation unit 705 performs the night boiling schedule regarding the night boiling operation of the water heater 4 and the daytime boiling. A heating schedule including a daytime heating schedule related to the driving operation is created.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of a process for creating a boiling schedule by the schedule creating unit 705 (hereinafter referred to as a boiling schedule creating process).
  • the schedule creation unit 705 executes a process for creating a daytime heating schedule (hereinafter referred to as a daytime heating schedule creation process).
  • FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of daytime boiling schedule creation processing.
  • the schedule creation unit 705 sets a target time zone from 0:00 to 0:30 (step S301).
  • the schedule creation unit 705 determines whether or not the predicted value of surplus power in the time period is greater than the rated value of the water heater 4 (step S302).
  • the surplus power for example, the power Ps at the time indicated in units of 1 minute is predicted (see FIG. 7).
  • the schedule creation unit 705 determines whether or not the minimum value of the surplus power predicted value in the time zone is larger than the rated value of the water heater 4, thereby determining the surplus power in the time zone. It is determined whether or not the predicted value is larger than the rated value of the water heater 4.
  • step S ⁇ b> 302 the schedule creation unit 705 determines that the predicted value of the surplus power in the time period is that of the water heater 4. It may be determined whether or not the rated value is larger than a value obtained by adding a predetermined margin.
  • the schedule creation unit 705 When the predicted value of the surplus power in the time zone is larger than the rated value of the water heater 4 (step S302; YES), the schedule creation unit 705 turns on the boiling possible flag for the time zone (step S303). On the other hand, when the predicted value of surplus power in the time zone is not larger than the rated value of the water heater 4 (step S302; NO), the schedule creation unit 705 turns off the boiling-up possible flag for the time zone (step S302). S304).
  • the boilable flag is a variable corresponding to each time zone constituting the boil-up schedule, and is temporarily expanded in the RAM 72. In the present embodiment, the boiling schedule is composed of a time zone of 30 minutes from 0:00 to 24:00.
  • the schedule creation unit 705 advances the target time zone by 30 minutes (step S305), and determines whether the target new time zone is from 24 hours to 24:30 (step S306). When the target new time zone is not 24:00 to 24:30 (step S306; NO), the schedule creation unit 705 repeats the processing of steps S302 to S305.
  • the schedule creation unit 705 determines that the total time of the time zone in which the boiling-up flag is turned on is set in advance. It is determined whether or not the predetermined reference time is exceeded (step S307).
  • the reference time is the time required to boil the maximum daytime boiling amount, and is calculated by the following equation.
  • Standard time maximum daytime boiling amount x (boiling temperature-city water temperature) / heating capacity of water heater 4 (Equation 1)
  • the amount of hot water prevention is an amount that is a threshold value for additional boiling, and corresponds to the amount of hot water for one hot water filling, for example.
  • the reference time may be an average time or a minimum time of daytime boiling time in a past predetermined period (for example, two weeks) before today.
  • step S307 When the total time of the time zone in which the boilable flag is turned on is equal to or more than a predetermined reference time (step S307; YES), the schedule creation unit 705 sets the boilable flag for the maximum daytime boilable amount on.
  • a day-time boiling schedule is created so as to boil with the normal ability (that is, the first ability) in the time zone (step S308).
  • step S308 the process of the schedule creation unit 705 proceeds to step S202 of FIG.
  • step S307 when the total time in the time zone when the boiling-up possible flag is turned on is not equal to or longer than a predetermined reference time (step S307; NO), the schedule creation unit 705 determines whether the water heater 4 can be heated up with low capacity.
  • a process for determining whether or not (hereinafter referred to as a low ability determination process) is executed (step S309). After the process of step S309, the process of the schedule creation unit 705 proceeds to step S202 of FIG.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the procedure of the low ability determination process.
  • the schedule creation unit 705 sets a target time zone from 0:00 to 0:30 (step S401).
  • the schedule creation unit 705 determines whether or not the predicted value of surplus power in the time period is larger than the reduction value (step S402).
  • the reduced value means the power consumption of the water heater 4 when performing the boiling operation with a low capacity (that is, the second capacity), and when performing the boiling operation with a low capacity, a load lower than usual, That is, it means that the compressor 400 is operated at a driving frequency smaller than usual.
  • the reduction value is calculated by rated value ⁇ reduction rate (that is, 0.8).
  • the schedule creation unit 705 calculates the reduction rate based on both drive frequencies.
  • the schedule creation unit 705 determines whether or not the minimum value of the surplus power predicted value in the time period is larger than the reduction value, thereby determining the time period. It is determined whether the predicted value of surplus power is larger than the reduction value.
  • the schedule creation unit 705 turns on the low-capacity boiling possible flag for the time period (step S403).
  • the schedule creation unit 705 turns off the low-capacity boiling possible flag for the time period (step S404).
  • the low-capacity boiling possible flag is a variable corresponding to each time zone constituting the boiling schedule, and is temporarily expanded in the RAM 72, like the boiling possible flag.
  • the schedule creation unit 705 advances the target time zone by 30 minutes (step S405), and determines whether or not the target new time zone is from 24 hours to 24:30 (step S406). When the target new time zone is not 24:00 to 24:30 (step S406; NO), the schedule creation unit 705 repeats the processes of steps S402 to S405.
  • the schedule creation unit 705 boils up with normal capacity during the time zone when the boiling-up flag is set to ON.
  • the amount of hot water when the operation is performed hereinafter referred to as the first hot water amount
  • the amount of hot water when the boiling operation is performed at a low capacity during the time period when the low capacity boiling possible flag is turned on hereinafter referred to as the second hot water amount.
  • the schedule creation unit 705 determines whether or not the first hot water amount is larger than the second hot water amount (step S408).
  • the schedule creation unit 705 creates a daytime boiling schedule so that the boiling operation is performed with the normal capacity during the time when the boiling possible flag is ON. (Step S409).
  • the process of the schedule creation unit 705 proceeds to step S202 of FIG.
  • step S408 when the amount of the first hot water is not larger than the amount of the second hot water (step S408; NO), the schedule creation unit 705 boils during the day so that the low-capacity boiling-up flag is turned on at a low-capacity boiling time.
  • a schedule for raising is created (step S410). After the process of step S410, the process of the schedule creation unit 705 proceeds to step S202 of FIG.
  • the schedule creation unit 705 creates a night boiling schedule. Specifically, the schedule creation unit 705 uses the normal capacity at night when the electricity rate is low, by subtracting the amount of hot water that is planned for the boiling operation in the created daytime boiling schedule from the amount of hot water stored in the tank. Create a night boiling schedule to boil up. Note that the schedule creation unit 705 may create the night boiling schedule so that the boiling operation is performed with low capacity when the created day boiling schedule is performed with low capacity. .
  • the schedule transmission unit 706 is an example of a schedule transmission unit according to the present invention.
  • the schedule transmission unit 706 transmits the boiling schedule obtained by integrating the day boiling schedule and the night boiling schedule created as described above to the control device 5.
  • the hot water heater 4 is heated up with low capacity. Therefore, surplus power can be used more and the self-consumption rate can be improved.
  • the risk of receiving power supply from the commercial power system 9, that is, the risk of power purchase can be reduced, and economic loss can be suppressed.
  • control device 5 may further include at least one of an input device for receiving an operation from the user and a display device for presenting information to the user.
  • control apparatus 5 may create a boiling schedule.
  • control device 5 includes functional units similar to the weather information acquisition unit 700, the prediction unit 704, and the schedule creation unit 705 of the cloud server 7 described above.
  • the cloud server 7 may estimate the power generation amount instead of acquiring the weather result from the weather server 8.
  • the power generation amount is classified into a predetermined number of classes, the class with the largest power generation amount is classified as “sunny”, and the class with the least power generation is classified as “rain”.
  • the solar radiation amount outside the atmosphere may be calculated from the latitude and longitude and the date, and the power generation amount may be divided by the solar radiation amount and the PV rating, and clustered by the power generation amount count.
  • a clustering method a k-average method or the like can be adopted.
  • the cloud server 7 may create only the daytime boiling schedule and transmit it to the control device 5.
  • the night boiling schedule is created by the control device 5 or the hot water supply controller 411 of the water heater 4.
  • control apparatus 5 does not transmit the boiling schedule received from the cloud server 7 to the hot water controller 411 as it is, but transmits the control data to the hot water controller 411 according to the received boiling schedule, so that the water heater 4 The boiling operation may be controlled.
  • the cloud server 7 may directly transmit the boiling schedule to the hot water supply controller 411 of the hot water supply device 4 without the control device 5 interposed.
  • the hot water supply controller 411 includes a communication interface for connecting to the Internet via the router 12.
  • the hot water supply controller 411 may directly transmit the hot water volume record information and the water heater information to the cloud server 7.
  • the cloud server 7 does not transmit the created boiling schedule to the hot water controller 411 as it is, but transmits the control data to the hot water controller 411 according to the created boiling schedule, so that the boiling operation of the water heater 4 is performed. May be controlled.
  • the control apparatus 5 acquired the hot water heater information containing a rated value, a heating capability, a reduction rate, etc. from the hot water controller 411 of the hot water heater 4, and transmitted to the cloud server 5, Information (hereinafter referred to as model specifying information) that can specify the model such as the model number of the water heater 4 may be transmitted to the cloud server 5.
  • the control device 5 acquires such model specifying information from the hot water supply controller 411.
  • the model specifying information may be stored in the secondary storage device 54 of the control device 5 by the user inputting through the operation terminal 6.
  • the cloud server 5 uses the model specifying information received from the control device 5 to make an inquiry to a server managed by the manufacturer or development department of the water heater 4 (hereinafter referred to as a “water heater management server”). Obtain water heater information including the rated value, heating capacity, reduction rate, etc.
  • the cloud server 7 and the water heater management server are connected via the Internet or an intranet.
  • a screen for inquiring the user of whether or not the daytime boiling operation is performed is displayed on the operation terminal 6, and the daytime boiling is performed only when permitted by the user. You may make it perform raising operation.
  • the user inquiry screen may display the effects of the user's permission, such as daytime boiling operation time, the amount of hot water heated in the daytime, the amount of private power consumption, the economic benefits associated with private consumption, etc. .
  • step S307 in FIG. 10 instead of the total time in the time zone in which the boiling-up flag is ON, the reference time may be compared with the longest time in which the boiling-up flag is the most continuously turned ON. If it does in this way, the frequency
  • the schedule creation unit 705 creates a day-time boiling schedule so that the normal ability (ie, the first ability) is raised in the time zone related to the longest time. Further, in step S407 of FIG.
  • the schedule creation unit 705 calculates the amount of hot water when the boiling operation is performed with the normal capacity in the time zone related to the longest time as the first hot water volume, and the low capacity boiling possible flag The amount of hot water when the boiling operation is performed at a low capacity in the time zone related to the longest time when the power is continuously turned on is calculated as the second hot water amount. Then, in step S409 of FIG. 11, the schedule creation unit 705 creates a daytime boiling schedule so that it can be heated up with normal capacity during the time zone related to the longest time in which the boiling possible flag is the largest and continuously ON. In step S410, the schedule creation unit 705 creates a day-time boiling schedule so that the low-capacity boiling possible flag is boiled at a low capacity in the time zone related to the longest time when the flag is continuously turned on.
  • the low ability may have multiple stages.
  • the water heater information includes a plurality of reduction rates (for example, 0.7, 0.8, 0.9, etc.).
  • the schedule creation unit 705 performs the processing of steps S401 to S407 at each reduction rate to calculate the amount of hot water corresponding to each reduction rate.
  • the most hot water amount is adopted as the second hot water amount to be compared with the first hot water amount.
  • the schedule creation unit 705 creates a daytime boiling schedule so that the boiling operation is performed at a reduction rate corresponding to the largest amount of hot water.
  • the schedule preparation part 705 may change a reduction rate for every time slot
  • step S408 in FIG. 11 whether the boiling operation is performed with the normal capacity or with the low capacity may be determined with both COPs (Coefficient Of Performance) instead of determining with both hot water amounts.
  • COPs Coefficient Of Performance
  • the cloud server 7 or the control device 5 may instruct the water heater 4 to perform the boiling operation with low capacity. Thereby, the risk of purchasing electricity can be reduced while securing the amount of boiling water during the daytime.
  • the low-capacity boiling operation is realized by making the drive frequency of the compressor 400 smaller than usual.
  • the present invention is not limited to this.
  • the water heater 4 is also provided with a configuration in which the medium-temperature water is taken out from the middle position of the hot water storage tank 410 and transported to the first heat exchanger 401, It is good also as boiling operation with low capacity to perform boiling operation using warm water.
  • all or a part of the functional units (see FIG. 4) of the control device 5 may be realized by dedicated hardware.
  • all or part of the functional units (see FIG. 6) of the cloud server 7 may be realized by dedicated hardware.
  • the dedicated hardware is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated ⁇ Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination thereof.
  • the above schedule creation program includes CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), DVD (Digital Versatile Disc), magneto-optical disc (Magneto-Optical Disc), USB (Universal Serial Bus) memory, memory card, HDD, etc. It is also possible to store and distribute in a computer-readable recording medium. And it is also possible to make the said computer function as the cloud server 7 in said embodiment by installing the schedule creation program distributed in this way in a specific or general purpose computer.
  • the schedule creation program may be stored in a storage device of another server on the Internet, and the schedule creation program may be downloaded from the server to the cloud server 7.
  • the present invention can be suitably employed in a hot water supply system.
  • 1 hot water supply system 1 hot water supply system, 2 power generation equipment, 3 electric power measuring device, 4 hot water supply device, 5 control device, 6 operation terminal, 7 cloud server, 8 weather server, 9 commercial power supply system, 10 distribution board, 11a, 11b equipment, 12 router , 20 PV panel, 21 PV-PCS, 40 heat pump unit, 41 tank unit, 42 water piping, 43 communication line, 44 remote control, 45 shower, 46 faucet, 50, 70 CPU, 51, 71 ROM, 52, 72 RAM, 53, 73 communication interface, 54, 74 secondary storage device, 55, 75 bus, 400 compressor, 401 first heat exchanger, 402 expansion valve, 403 second heat exchanger, 404 blower, 405 water pump, 406 control Substrate, 407 refrigerant piping, 410 hot water storage tank, 411 Hot water controller, 412 mixing valve, 500 measurement information acquisition unit, 501 performance information transmission unit, 502,703 hot water supply information acquisition unit, 503 hot water supply information transmission unit, 504 schedule acquisition unit, 505, 706 schedule transmission unit,

Abstract

予測部（７０４）は、住宅に設置される発電設備によって生じる余剰電力の推移を予測する。スケジュール作成部（７０５）は、余剰電力の推移に基づいて、住宅に設置される給湯機の昼間の沸き上げ運転に関する昼間沸き上げスケジュールを作成する。スケジュール送信部（７０６）は、昼間沸き上げスケジュールを給湯機に送信する。スケジュール作成部（７０５）は、給湯機が第１能力で沸き上げ運転を余剰電力のみで行える総時間が予め定めた基準時間以上の場合、第１能力で沸き上げ運転を行うように昼間沸き上げスケジュールを作成し、総時間が基準時間より短く且つ予め定めた条件を満たす場合、給湯機が第１能力よりも能力が低い第２能力で沸き上げ運転を行うように昼間沸き上げスケジュールを作成する。

Description

給湯システム、クラウドサーバ、沸き上げスケジュール作成方法及びプログラム
　本発明は、給湯システム、クラウドサーバ、沸き上げスケジュール作成方法及びプログラムに関する。
　近年、商用電力系統から購入する電力を減少させるため、太陽光、風力に代表される自然エネルギーによって発電する発電設備を設置する住宅が増えている。また、昨今では、発電設備により生じた電力の自家消費率を高めることが要請される風潮にあり、かかる要請に対する技術の提案も種々なされている（例えば、特許文献１）。
　特許文献１に開示される貯湯式給湯システムは、翌日の太陽光発電の余剰電力の発生量を予測し、その予測結果に応じて、夜間の沸き上げ運転の沸き上げ量を変化させる。例えば、余剰電力の発生量が多いと予測される場合には、少ないと予測される場合に比べて、夜間の沸き上げ量を少なくする。これにより、余剰電力を有効に利用することができ、また夜間の沸き上げ運転に使用する電力を低減させることができる。
特開２０１３－１４８２８７号公報
　ところで、一般に、余剰電力のみで給湯機に沸き上げ運転を実行させる場合、当該給湯機の仕様に応じた一定の大きさ以上の余剰電力が必要とされ、余剰電力が十分でない場合には、商用電力系統から電力を購入することなく沸き上げ運転を実行させることが困難である。
　このため、余剰電力が小さい場合であっても、自家消費率を高めることができる新たな技術の提案が望まれている。
　本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、余剰電力が小さい場合であっても、自家消費率を高めることができる給湯システム等を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係る給湯システムは、
　クラウドサーバと、住宅に設置される給湯機と、を備える給湯システムであって、
　前記クラウドサーバは、
　前記住宅に設置される発電設備によって生じる余剰電力の推移を予測する予測手段と、
　前記余剰電力の推移に基づいて、前記給湯機の昼間の沸き上げ運転に関する昼間沸き上げスケジュールを作成するスケジュール作成手段と、
　前記昼間沸き上げスケジュールを前記給湯機に送信するスケジュール送信手段と、を備え、
　前記給湯機は、前記昼間沸き上げスケジュールを前記クラウドサーバから通信により取得し、取得した昼間沸き上げスケジュールに従って、第１能力又は前記第１能力より能力が低い第２能力で沸き上げ運転を行い、
　前記スケジュール作成手段は、前記給湯機が前記第１能力で沸き上げ運転を余剰電力のみで行える総時間が予め定めた基準時間以上の場合、前記第１能力で沸き上げ運転を行うように前記昼間沸き上げスケジュールを作成し、前記総時間が前記基準時間より短く且つ予め定めた条件を満たす場合、前記給湯機が前記第２能力で沸き上げ運転を行うように前記昼間沸き上げスケジュールを作成する。
　本発明によれば、小さい余剰電力であっても活用できるようになり、自家消費率を向上させることが可能となる。
本発明の実施の形態に係る給湯システムの全体構成を示す図 本実施の形態に係る給湯機が備えるヒートポンプユニットの構成を示すブロック図 本実施の形態に係る制御装置のハードウェア構成を示すブロック図 本実施の形態に係る制御装置の機能構成を示すブロック図 本実施の形態に係るクラウドサーバのハードウェア構成を示すブロック図 本実施の形態に係るクラウドサーバの機能構成を示すブロック図 本実施の形態において予測した余剰電力の推移の一例を示す図 本実施の形態の余剰電力予測処理の手順を示すフローチャート 本実施の形態の沸き上げスケジュール作成処理の手順を示すフローチャート 本実施の形態の昼間沸き上げスケジュール作成処理の手順を示すフローチャート 本実施の形態の低能力判定処理の手順を示すフローチャート 他の実施の形態においてユーザ問合せ画面の一例を示す図
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、本発明の実施の形態に係る給湯システム１の全体構成を示す図である。給湯システム１は、発電設備２と、電力計測装置３と、給湯機４と、制御装置５と、操作端末６と、クラウドサーバ７とを備え、家屋Ｈに設置された給湯機４の沸き上げ運転をクラウドサーバ７で作成した沸き上げスケジュールに従って行えるようにしたシステムである。
　＜発電設備２＞
　発電設備２は、ＰＶ（photovoltaic）パネル２０と、パワーコンディショニングシステムであるＰＶ－ＰＣＳ２１とを備えた太陽光発電設備である。ＰＶパネル２０は、例えば多結晶シリコン型のソーラパネルであり、家屋Ｈの屋根の上に設置され、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することで発電する。ＰＶ－ＰＣＳ２１は、ＰＶパネル２０の発電により生じた直流電力を交流電力に規定の変換効率で変換することで、発電電力を生成し、電力線ＰＬ２を介して、分電盤１０に供給する。
　＜電力計測装置３＞
　電力計測装置３は、家屋Ｈに配設された電力線ＰＬ１～ＰＬ３のそれぞれを送電される電力を計測する。電力線ＰＬ１は、商用電力系統９と分電盤１０との間に配設され、電力線ＰＬ２は、発電設備２と分電盤１０との間に配設され、電力線ＰＬ３は、分電盤１０と給湯機４との間に配設される。電力計測装置３は、電力線ＰＬ１～ＰＬ３にそれぞれ接続されたＣＴ（Current Transformer）１～ＣＴ３の各々と通信線を介して接続される。ＣＴ１～ＣＴ３は、交流電流を計測するセンサである。
　電力計測装置３は、ＣＴ１の計測結果に基づいて、電力線ＰＬ１における電力Ｐ１を計測する。電力Ｐ１は、家屋Ｈにおいて当該需要家が電気事業者から買った電力である商用電力に相当する。また、電力計測装置３は、ＣＴ２の計測結果に基づいて電力線ＰＬ２における電力Ｐ２を計測する。電力Ｐ２は、発電設備２による発電電力である。また、電力計測装置３は、ＣＴ３の計測結果に基づいて電力線ＰＬ３における電力Ｐ３を計測する。電力Ｐ３は、給湯機４において消費される電力に相当する。
　電力計測装置３は、無線通信インタフェースを備え、家屋Ｈに構築された無線ネットワーク（以下、宅内ネットワークという。）を介して、制御装置５と通信可能に接続する。宅内ネットワークは、例えば、エコーネットライト（ECHONET Lite）に準じたネットワークである。なお、電力計測装置３は、外付けの通信アダプタ（図示せず）を介して、宅内ネットワークに接続されてもよい。
　電力計測装置３は、制御装置５からの定期的な要求（例えば、１分毎の要求）に応答して、自装置の機器ＩＤ（identification）と、現在時刻（計測時刻を意味する。）と、電力Ｐ１～Ｐ３それぞれの計測値と各電力線の電力線ＩＤとを互いに対応付けた情報とを含む電力計測情報を制御装置５に送信する。機器ＩＤは、電力計測装置３、給湯機４、機器１１（１１ａ，１１ｂ，…）を識別するためのＩＤである。電力線ＩＤは、電力線ＰＬ１～ＰＬ３を識別するためのＩＤである。なお、電力計測装置３によって制御装置５に送信される電力の計測値は、電力（ワット）の単位で表されるものであっても良いし、電力を予め設定された積算時間に亘って積算した電力量の単位で表されるものであってもよい。また、電力計測装置３は、電力計測情報を自発的に一定の時間間隔（例えば、１分間隔）で制御装置５に送信してもよい。
　＜給湯機４＞
　給湯機４は、ヒートポンプユニット４０とタンクユニット４１とを備える貯湯式の給湯機である。ヒートポンプユニット４０とタンクユニット４１とは、湯水が流れる水配管４２で接続されている。給湯機４は、分電盤１０により分岐された電力線ＰＬ３を介して、商用電力系統９及び発電設備２と電気的に接続されており、商用電力系統９又は発電設備２の何れか一方、あるいは、これらの双方から電力を得て動作する。
　ヒートポンプユニット４０は、ＣＯ２（二酸化炭素）又はＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）を冷媒として用いたヒートポンプ式の熱源器である。ヒートポンプユニット４０は、周辺の空気を熱源として、貯湯タンク４１０内の低温水を高温水に沸き上げる。図２に示すように、ヒートポンプユニット４０は、圧縮機４００と、第１熱交換器４０１と、膨張弁４０２と、第２熱交換器４０３と、送風機４０４と、水ポンプ４０５と、制御基板４０６とを備える。
　圧縮機４００と、第１熱交換器４０１と、膨張弁４０２と、第２熱交換器４０３とは、冷媒配管４０７により環状に接続される。これにより、冷媒が循環する冷媒回路が形成されている。冷媒回路は、ヒートポンプ又は冷凍サイクルともいう。水配管４２は、貯湯タンク４１０の下部を起点に、水ポンプ４０５及び第１熱交換器４０１を経て貯湯タンク４１０の上部に戻るように配設されている。これにより、湯水が循環する沸き上げ回路が形成されている。
　圧縮機４００は、冷媒を圧縮して温度及び圧力を上昇させる。圧縮機４００は、駆動周波数に応じて、単位当たりの送り出し量である容量を変化させることができるインバータ回路を備える。圧縮機４００は、制御基板４０６からの指示に従って上記の容量を変更する。
　第１熱交換器４０１は、市水を目標の沸き上げ温度まで昇温加熱するための加熱源である。沸き上げ温度は、貯湯温度ともいう。第１熱交換器４０１は、プレート式、二重管式等の熱交換器であり、冷媒配管４０７を循環する冷媒と貯湯タンク４１０から送られてきた水との間で熱交換を行う。第１熱交換器４０１における熱交換により、冷媒は放熱して温度が下降し、水は吸熱して温度が上昇する。
　膨張弁４０２は、冷媒を膨張させて温度及び圧力を下降させる。膨張弁４０２は、制御基板４０６からの指示に従って弁開度を変更する。
　第２熱交換器４０３は、送風機４０４により送られてきた、即ち、取り込まれた外気と冷媒との間で熱交換を行う。第２熱交換器４０３における熱交換により冷媒は吸熱して温度が上昇し、取り込まれた外気は放熱して温度が下降する。
　水ポンプ４０５は、貯湯タンク４１０の下部からの低温水を第１熱交換器４０１へ搬送する。水ポンプ４０５は、インバータ回路を備え、制御基板４０６から指示される制御値に従って駆動回転数を変更することにより、搬送する際の水流量を変化させる。
　制御基板４０６は、何れも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、通信インタフェースと、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリとを備える。制御基板４０６は、圧縮機４００、膨張弁４０２、送風機４０４及び水ポンプ４０５のそれぞれと図示しない通信線を介して通信可能に接続され、これらの動作を制御する。また、制御基板４０６は、図示しない通信線を介してタンクユニット４１の給湯コントローラ４１１と通信可能に接続されている。
　図１に戻り、タンクユニット４１は、貯湯タンク４１０、給湯コントローラ４１１及び混合弁４１２を備える。これらの構成部品は、金属製の外装ケースに収められている。
　貯湯タンク４１０は、ステンレス等の金属、樹脂等で形成されている。貯湯タンク４１０の外側には断熱材が配置されている。これにより、貯湯タンク４１０内で、高温の湯を長時間に亘って保温することができる。
　給湯コントローラ４１１は、何れも図示しないが、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、通信インタフェースと、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリとを備え、給湯機４を統括的に制御する。給湯コントローラ４１１は、ヒートポンプユニット４０の制御基板４０６と図示しない通信線を介して通信可能に接続する。また、給湯コントローラ４１１は、通信線４３を介してリモコン４４と通信可能に接続する。さらに、給湯コントローラ４１１は、上述した宅内ネットワークを介して、制御装置５と通信可能に接続する。なお、給湯コントローラ４１１は、ヒートポンプユニット４０に設置されてもよい。
　リモコン４４は、家屋Ｈにおける浴室に設置され、ユーザから、沸き上げ、給湯等に関する操作入力を受け付けたり、給湯機４の運転状態、貯湯状態等を表示してユーザに提示したりするための給湯機４専用の端末装置である。
　リモコン４４は、何れも図示しないが、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、通信インタフェースと、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリと、押しボタン、タッチパネル、タッチパッド等の入力装置と、有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイ等のディスプレイとを備える。
　リモコン４４は、ユーザから、沸き上げ運転、給湯等に関する設定入力及び操作入力を受け付け、受け付けた入力に係る情報を通信線４３を介して給湯コントローラ４１１に出力する。また、リモコン４４は、給湯コントローラ４１１から供給された、給湯機４の設定値、運転状態、貯湯状態等の情報を表示する。詳細には、ユーザは、リモコン４４を介して、電気料金プランの選択、クラウドサーバ７による遠隔制御機能の有効又は無効の設定、昼間沸き上げ機能の有効又は無効の設定、出湯温度の設定、沸き上げ温度の設定、湯量の設定等を行うことができる。また、ユーザは、リモコン４４を介して、浴槽への湯張り、追焚き等の運転の開始又は停止の指示を給湯機４に与えることができる。
　続いて、給湯機４における基本的な動作について説明する。給湯機４は、大別すると、沸き上げ動作と給湯動作を行う。
<<沸き上げ動作>>
　沸き上げ動作の開始時には、貯湯タンク４１０内の高温水は消費されており、貯湯タンク４１０の下部には市水の温度に近い低温水が貯留している。水ポンプ４０５を作動させることで、この低温水がヒートポンプユニット４０の第１の熱交換器４０１に入水され、冷媒との熱交換により昇温し、高温水となる。この高温水は貯湯タンク４１０の上部に戻され、貯湯タンク４１０内では、上部に高温水、下部に低温水が滞留して温度成層が形成され、高温水と低温水との間には温度境界層が生成される。
　沸き上げ量が増えて、高温水の領域が大きくなると貯湯タンク４１０の下部に温度境界層が近づき、第１の熱交換器４０１に入水する水の温度である入水温度が次第に上昇する。
　詳細は後述するが、本実施の形態の給湯機４は、通常能力を示す第１能力又は第１能力より能力が低い第２能力の何れかで沸き上げ運転を行う。
<<給湯動作>>
　貯湯タンク４１０の上部には出湯管が接続されており、貯湯タンク４１０からこの出湯管を介して出湯した高温水が、混合弁４１２にて市水と混合される。これにより、ユーザが所望する温度（例えば４０℃）の湯水となって、例えば浴室に配設されたシャワー４５、蛇口４６等の給湯端末に供給される。このとき、貯湯タンク４１０では、上部から流出した高温水の体積分、水道圧により、下部に接続された給水管から市水が供給される。これにより、貯湯タンク４１０内では温度境界層が上方へ移動する。高温水が少なくなると、給湯機４は、追加沸き上げを行う。
　上述した出湯管には、貯湯タンク４１０から出湯される湯の量である使用湯量（給湯量ともいう。）を計測する図示しない使用湯量センサが設けられている。使用湯量は、家屋Ｈで使用される湯の量に相当する。また、貯湯タンク４１０には、貯湯タンク４１０内に貯留する湯の量である貯湯量を計測する図示しない貯湯量センサが設けられている。使用湯量センサ及び貯湯量センサは、図示しない通信線を介して給湯コントローラ４１１と通信可能に接続されている。給湯コントローラ４１１は、制御装置５からの定期的な要求（例えば、１分毎の要求）に応答して、使用湯量センサの計測によって得られた使用湯量と、貯湯量センサの計測によって得られた貯湯量とを含む湯量計測情報を生成し、制御装置５に送信する。送信される湯量計測情報は、さらに給湯機４の機器ＩＤ及び計測時刻を含む。なお、給湯コントローラ４１１は、湯量計測情報を自発的に一定の時間間隔（例えば、１分間隔）で制御装置５に送信してもよい。
　＜機器１１ａ，１１ｂ，…＞
　機器１１（機器１１ａ，１１ｂ，…）は、例えば、エアコン、照明器、床暖房システム、冷蔵庫、ＩＨ（Induction Heating）調理器、テレビ等の電気機器である。電気機器１１ａ，１１ｂ，…は、家屋Ｈに設置され、分電盤１０により分岐された電力線ＰＬ４，ＰＬ５，…を介して、商用電力系統９及び発電設備２と電気的に接続される。
　各機器１１は、無線通信インタフェースを備え、上述の宅内ネットワークを介して、制御装置５と通信する。なお、各機器１１は、外付けの通信アダプタ（図示せず）を介して、宅内ネットワークに接続される仕様であってもよい。各機器１１は、制御装置５からの要求に応答して、機器ＩＤと現在時刻と現在の運転状態を示す情報とが格納された運転状態情報を宅内ネットワークを介して制御装置５に送信する。
　＜操作端末６＞
　操作端末６は、押しボタン、タッチパネル、タッチパッド等の入力デバイスと、有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイ等の表示デバイスと、通信インタフェースとを備えた、例えば、スマートフォン、タブレット端末等のスマートデバイスである。操作端末６は、制御装置５と、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｗｉ－ＳＵＮ（登録商標）、有線ＬＡＮ等の周知の通信規格に則った通信を行う。操作端末６は、ユーザからの操作を受け付け、受け付けた操作内容を示す情報を制御装置５に送信する。また、操作端末６は、制御装置５から送信された、ユーザに提示するための情報を受信し、受信した情報を表示する。このように、操作端末６は、ユーザとのインタフェース（いわゆる、ユーザインタフェース）としての役割を担う。
　＜制御装置５＞
　制御装置５は、家屋Ｈの適切な場所に設置され、家屋Ｈに設置された電力計測装置３、給湯機４及び各機器１１から宅内ネットワークを介して送信される上述した各情報を収集する情報収集ユニットである。制御装置５は、一例として、家屋Ｈで使用される電力の管理を行うＨＥＭＳ（Home Energy Management System）コントローラである。図３に示すように、制御装置５は、ＣＰＵ５０と、ＲＯＭ５１と、ＲＡＭ５２と、通信インタフェース５３と、二次記憶装置５４とを備える。これらの構成部は、バス５５を介して相互に接続される。ＣＰＵ５０は、この制御装置５を統括的に制御する。
　ＲＯＭ５１は、複数のファームウェア及びこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータを記憶する。ＲＡＭ５２は、ＣＰＵ５０の作業領域として使用される。
　通信インタフェース５３は、宅内ネットワークを介して電力計測装置３、給湯機４及び各機器１１と無線通信するためのネットワークカードと、操作端末６と無線通信又は有線通信するためのネットワークカードと、ルータ１２を介してインターネットに接続される他の装置（例えば、クラウドサーバ７）と通信するためのネットワークカードとを備える。ルータ１２は、ブロードバンドルータであり、制御装置５とＬＡＮ（Local Area Network）ケーブルで接続される。二次記憶装置５４は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）を含んで構成される。二次記憶装置５４は、この家庭で消費される電力を管理するための１又は複数のプログラムと、各プログラムの実行時に使用されるデータとを記憶する。
　制御装置５は、機能的には、図４に示すように、計測情報取得部５００と、実績情報送信部５０１と、給湯機情報取得部５０２と、給湯機情報送信部５０３と、スケジュール取得部５０４と、スケジュール送信部５０５とを備える。これらの機能部は、ＣＰＵ５０が二次記憶装置５４に記憶されている上記のプログラムを実行することで実現される。
　計測情報取得部５００は、電力計測装置３及び給湯機４から電力計測情報及び湯量計測情報を取得する。詳細には、計測情報取得部５００は、一定時間間隔（例えば、１分間隔）で、電力計測装置３に対し、電力計測情報の送信を要求する。計測情報取得部５００は、かかる要求に応答して、電力計測装置３から送られてきた電力計測情報を受信して取得する。計測情報取得部５００は、取得した電力計測情報を実績情報テーブル５１０に保存する。
　また、計測情報取得部５００は、一定時間間隔（例えば、１分間隔）で、給湯機４に対し、湯量計測情報の送信を要求する。計測情報取得部５００は、かかる要求に応答して、給湯機４から送られてきた湯量計測情報を受信して取得する。計測情報取得部５００は、取得した湯量計測情報を実績情報テーブル５１０に保存する。
　実績情報テーブル５１０は、二次記憶装置５４に記憶されるデータテーブルである。実績情報テーブル５１０には、予め定めた期間分（例えば、１年分）の電力計測情報及び湯量計測情報の履歴が保存される。
　実績情報送信部５０１は、クラウドサーバ７からの要求に応答して、定期的（例えば、１時間毎）に実績情報テーブル５１０に保存されている、それぞれ過去１時間分の電力計測情報及び湯量計測情報を読み出し、それぞれ電力実績情報及び湯量実績情報としてクラウドサーバ７に送信する。
　給湯機情報取得部５０２は、クラウドサーバ７からの要求又は操作端末６を介したユーザ操作に応答して、給湯機４から給湯機情報を取得する。詳細には、給湯機情報取得部５０２は、給湯機４の給湯コントローラ４１１に対して、給湯機情報の送信を要求する。給湯機情報取得部５０２は、かかる要求に応答して、給湯コントローラ４１１から送られてきた給湯機情報を受信して取得する。給湯機情報取得部５０２は、取得した給湯機情報を、二次記憶装置５４に記憶されるデータテーブルである給湯機情報テーブル５１１に保存する。給湯機情報には、給湯機４の定格値、加熱能力、低減率等が含まれる。
　上記の定格値とは、前述した第１能力で沸き上げ運転する際の給湯機４の消費電力を意味する。また、加熱能力とは、第１能力で沸き上げ運転する際の給湯機４の加熱能力（単位は、ｋＷ）を意味し、低減率とは、給湯機４における第１能力に対する第２能力の能力比であり、本実施の形態では０．８である。なお、給湯機情報には、低減率の替わりに、圧縮機４００の第１能力時の駆動周波数（例えば、５０Ｈｚ）と、圧縮機４００の第２能力時の駆動周波数（例えば、４０Ｈｚ）とが含まれていてもよい。
　給湯機情報送信部５０３は、クラウドサーバ７からの要求に応答して、給湯機情報テーブル５１１に保存されている給湯機情報を読み出して、クラウドサーバ７に送信する。
　スケジュール取得部５０４は、クラウドサーバ７から定期的（例えば、２４時間毎）に送られてくる沸き上げスケジュールを受信して取得する。スケジュール送信部５０５は、スケジュール取得部５０４により取得された沸き上げスケジュールを給湯機４の給湯コントローラ４１１に送信する。給湯コントローラ４１１は、受信した沸き上げスケジュールに則って給湯機４による沸き上げ運転を制御する。
　＜クラウドサーバ７＞
　クラウドサーバ７は、制御装置５のメーカ又は販売会社によって設置され、運用されるサーバコンピュータであり、一般的なＷｅｂサーバとしての機能を有し、インターネットに接続される。図５に示すように、クラウドサーバ７は、ＣＰＵ７０と、ＲＯＭ７１と、ＲＡＭ７２と、通信インタフェース７３と、二次記憶装置７４とを備える。これらの構成部は、バス７５を介して相互に接続される。ＣＰＵ７０は、このクラウドサーバ７を統括的に制御する。ＣＰＵ７０の性能は、制御装置５のＣＰＵ５０より高い。
　ＲＯＭ７１は、複数のファームウェアとこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータを記憶する。ＲＡＭ７２は、ＣＰＵ７０の作業領域として使用される。
　通信インタフェース７３は、インターネットに接続して、制御装置５、気象サーバ８等の他の装置と通信するためのインタフェースを備える。
　二次記憶装置７４は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ又はＨＤＤを含んで構成される大容量の記憶装置である。二次記憶装置７４には、図５に示すように、顧客ＤＢ７４０が記憶されている。顧客ＤＢ７４０は、制御装置５のユーザ（即ち、顧客）についての情報（以下、顧客情報）を管理するためのデータベースである。顧客情報の詳細については後述する。
　クラウドサーバ７は、機能的には、図６に示すように、気象情報取得部７００と、電力実績取得部７０１と、湯量実績取得部７０２と、給湯機情報取得部７０３と、予測部７０４と、スケジュール作成部７０５と、スケジュール送信部７０６とを備える。これらの機能部は、ＣＰＵ７０が二次記憶装置７４に記憶されている図示しないスケジュール作成プログラムを実行することで実現される。
　気象情報取得部７００は、気象サーバ８から気象情報を取得する。気象サーバ８は、気象庁、気象事業者等によって運営されるデータサーバであって、気象情報を一般に利用可能に提供する。気象サーバ８は、クラウドサーバ７とインターネットを介して通信可能に接続されており、インターネットを介してクラウドサーバ７に気象情報を配信する。気象情報は、家屋Ｈを含む地域における天気、日射量、日照時間、気温等の予報である気象予報と、これらの過去の実績である気象実績とを含んでおり、発電設備２による発電電力である電力Ｐ２を予測するためのパラメータとして用いられる。
　気象情報取得部７００は、気象サーバ８に気象情報の要求を送信し、かかる要求の応答として気象サーバ８から送信された気象情報を受信して取得する。気象情報取得部７００は、気象サーバ８において気象情報が更新される毎に気象サーバ８から気象情報を取得し、取得した気象情報に基づいて顧客ＤＢ７４０の当該顧客に対応する顧客情報に含まれる気象予報情報及び気象実績情報を更新する。顧客ＤＢ７４０には、顧客毎に顧客情報が登録されている。顧客情報には、給湯機情報、気象予報情報、気象実績情報、発電電力情報、消費電力情報、使用湯量情報、貯湯量情報等が含まれる。気象予報情報は、家屋Ｈを含む地域における翌日の気象予報を示す情報である。気象実績情報は、家屋Ｈを含む地域における気象実績を示す情報である。本実施の形態では、気象実績情報には、過去２週間分の気象実績が含まれる。
　電力実績取得部７０１は、定期的（例えば、１時間毎）に各顧客の制御装置５から電力実績情報を取得する。電力実績取得部７０１は、定期的に各顧客の制御装置５に対して、電力実績情報の要求を通知し、かかる要求に応答して各制御装置５から送信された電力実績情報を受信して取得する。上述したように、電力実績情報には、商用電力である電力Ｐ１の１分毎の計測値、発電電力である電力Ｐ２の１分毎の計測値及び給湯機４に供給される電力Ｐ３の１分毎の計測値とが、それぞれ一定期間分（本実施の形態では、１時間分）格納されている。即ち、電力実績取得部７０１は、過去１時間分の電力Ｐ１～Ｐ３の１分毎の実績を取得する。
　電力実績取得部７０１は、取得した過去１時間分の電力Ｐ３の１分毎の実績を顧客ＤＢ７４０の当該顧客に対応する顧客情報に含まれる発電電力情報に格納する。発電電力情報には、電力Ｐ３の１分毎の実績が過去２週間分含まれる。また、電力実績取得部７０１は、取得した過去１時間分の電力Ｐ１～Ｐ３の１分毎の実績に基づいて、家屋Ｈの総消費電力から給湯機４の消費電力（電力Ｐ３）を除いた消費電力（以下、電力Ｐｃという。）の１分毎の実績を取得する。家屋Ｈの総消費電力は、電力Ｐ１と電力Ｐ２との和に相当する。電力実績取得部７０１は、取得した過去１時間分の電力Ｐｃの１分毎の実績を顧客ＤＢ７４０の当該顧客情報に含まれる消費電力情報に格納する。消費電力情報には、電力Ｐｃの１分毎の実績が過去２週間分含まれる。
　湯量実績取得部７０２は、定期的（例えば、１時間毎）に各顧客の制御装置５から湯量実績情報を取得する。湯量実績取得部７０２は、定期的に各顧客の制御装置５に対して、湯量実績情報の要求を通知し、かかる要求に応答して各制御装置５から送信された湯量実績情報を受信して取得する。上述したように、湯量実績情報には、使用湯量の１分毎の計測値及び貯湯量の１分毎の計測値がそれぞれ一定期間分（本実施の形態では、１時間分）格納されている。即ち、湯量実績取得部７０２は、過去１時間分の使用湯量及び貯湯量の１分毎の実績を取得する。
　湯量実績取得部７０２は、取得した過去１時間分の使用湯量の１分毎の実績を顧客ＤＢ７４０の当該顧客に対応する顧客情報に含まれる使用湯量情報に格納する。使用湯量情報には、使用湯量の１分毎の実績が過去２週間分含まれる。また、湯量実績取得部７０２は、取得した過去１時間分の貯湯量の１分毎の実績を顧客ＤＢ７４０の当該顧客情報に含まれる貯湯量情報に格納する。貯湯量情報には、貯湯量の１分毎の実績が過去２週間分含まれる。
　給湯機情報取得部７０３は、定期的（例えば、２４時間毎）に各顧客の制御装置５から給湯機情報を取得する。給湯機情報取得部７０３は、定期的に各顧客の制御装置５に対して、給湯機情報の要求を通知し、かかる要求に応答して各制御装置５から送信された給湯機情報を受信して取得する。上述したように、給湯機情報には、給湯機４の定格値、加熱能力、低減率等が含まれる。給湯機情報取得部７０３は、取得した給湯機情報を顧客ＤＢ７４０の当該顧客に対応する顧客情報に含まれる給湯機情報に格納する。
　予測部７０４は、本発明に係る予測手段の一例である。予測部７０４は、顧客ＤＢ７４０に登録されている各顧客情報に基づいて、各顧客の家屋Ｈにおける翌日の余剰電力の推移を予測する。ここでの余剰電力（以下、電力Ｐｓという。）とは、発電設備２による発電電力である電力Ｐ２が、上述した電力Ｐｃを超えた際の超過分の電力のことをいう。すなわち、電力Ｐｓは、電力Ｐ２と電力Ｐｃとの差に相当する。
　以下、余剰電力である電力Ｐｓの推移の予測について詳細に説明する。第１に、予測部７０４は、家屋Ｈにおける翌日の発電電力である電力Ｐ２の推移を予測する。そのために、予測部７０４は、顧客ＤＢ７４０に記憶されている気象実績情報と発電電力情報とに基づいて、発電予測モデルを作成する。発電予測モデルは、電力Ｐ２を予測するためのモデルであって、本日以前の過去の予め定めた対象期間（例えば、２週間）分の電力Ｐ２の計測値を時刻（例えば、１分単位で示される時刻）及び天気でグループ化し、各グループにおいて、電力Ｐ２を平均化したモデルである。
　詳細には、予測部７０４は、過去の上記対象期間における気象実績を参照して、その対象期間における各時刻の電力Ｐ２の計測値を、晴れ、曇り、雨等のような天気別にグループ化し、各グループにおける電力Ｐ２の計測値の平均値を算出する。そして、予測部７０４は、算出した電力Ｐ２の計測値の平均値を、各時刻及び天気に対応付けることによって、発電予測モデルを作成する。なお、予測部７０４は、各グループにおける電力Ｐ２の計測値の中央値を算出し、算出した電力Ｐ２の計測値の中央値を、各時刻及び天気に対応付けることによって、発電予測モデルを作成してもよい。
　予測部７０４は、当該顧客に対応する顧客情報に含まれる気象予報情報から、家屋Ｈを含む地域における翌日の気象予報を取得する。予測部７０４は、作成した発電予測モデルを参照して、翌日の各時刻の天気に対応する電力Ｐ２の計測値の平均値を取得する。予測部７０４は、取得した各時刻の電力Ｐ２の計測値の平均値を翌日の各時刻における電力Ｐ２の予測値とする。このようにして、予測部７０４は、翌日の電力Ｐ２の推移を予測する。
　第２に、予測部７０４は、家屋Ｈにおける翌日の電力Ｐｃの推移を予測する。電力Ｐｃは、上述したように、総消費電力（即ち、電力Ｐ１＋電力Ｐ２）と給湯機４に供給される電力Ｐ３の差に相当する。電力Ｐｃの推移を予測するために、予測部７０４は、顧客ＤＢ７４０に記憶されている消費電力情報に基づいて、消費予測モデルを作成する。消費予測モデルは、家屋Ｈにおける消費電力である電力Ｐｃを予測するためのモデルであって、上記の対象期間分の電力Ｐｃの計測値を時刻（例えば、１分単位で示される時刻）及び曜日でグループ化し、各グループにおいて、電力Ｐｃを平均化したモデルである。
　詳細には、予測部７０４は、過去の対象期間における各時刻の電力Ｐｃの計測値を曜日別にグループ化し、各グループにおける電力Ｐｃの計測値の平均値を算出する。そして、予測部７０４は、算出した電力Ｐｃの計測値の平均値を曜日に対応付けることによって、消費予測モデルを作成する。なお、予測部７０４は、各グループにおける電力Ｐｃの計測値の中央値を算出し、算出した電力Ｐｃの計測値の中央値を曜日に対応付けることによって、消費予測モデルを作成してもよい。あるいは、予測部７０４は、各グループにおける電力Ｐｃの計測値の最大値を曜日に対応付けることによって、消費予測モデルを作成してもよい。例えば、本実施の形態のように平均値を採用すると、消費電力の季節による変化の傾向を掴みやすいという効果がある。また、中央値を採用すると、外れ値（例えば、来客による過剰使用、旅行による過少使用等）の影響を小さくできるという効果がある。また、最大値を採用すると、過去の最大使用を想定するため、買電リスクをより低減できるという効果がある。
　予測部７０４は、作成した消費予測モデルを参照して、翌日の曜日に対応する各時刻の電力Ｐｃの計測値の平均値を取得する。予測部７０４は、取得した各時刻の電力Ｐｃの計測値の平均値を翌日の各時刻における電力Ｐｃの予測値とする。このようにして、予測部７０４は、翌日の電力Ｐｃの推移を予測する。なお、予測部７０４は、ユーザの在宅又は不在の実績も加味して消費予測モデルを作成し、ユーザの翌日の在宅又は不在の予定を加味して翌日の電力Ｐｃの推移を予測してもよい。
　そして、予測部７０４は、それぞれ予測した、翌日の電力Ｐ２の推移と電力Ｐｃの推移とから、余剰電力である電力Ｐｓの推移を予測する。詳細には、予測部７０４は、翌日の各時刻（例えば、１分単位で示される時刻）において、電力Ｐ２の予測値から電力Ｐｃの予測値を減算することで、当該時刻における電力Ｐｓの予測値を算出する。このようにして、予測部７０４は、図７に示すように、余剰電力である電力Ｐｓの推移を予測する。
　図８は、予測部７０４による上記の一連の処理（以下、余剰電力予測処理という。）の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０１では、予測部７０４は、顧客ＤＢ７４０に記憶されている気象実績情報と発電電力情報とに基づいて、発電予測モデルを作成する。あるいは、発電予測モデルが既に作成されている場合には、予測部７０４、顧客ＤＢ７４０に記憶されている最新の情報に基づいて、発電予測モデルを更新する。
　ステップＳ１０２では、予測部７０４は、顧客ＤＢ７４０に記憶されている気象予報情報から、家屋Ｈを含む地域における翌日の気象予報を取得する。
　ステップＳ１０３では、予測部７０４は、翌日の発電電力の推移を予測する。詳細には、予測部７０４は、発電予測モデルを参照して、翌日の各時刻の天気に対応する電力Ｐ２の計測値の平均値を取得する。そして、予測部７０４は、取得した各時刻の電力Ｐ２の計測値の平均値を翌日の各時刻における電力Ｐ２の予測値とすることで、電力Ｐ２の推移を予測する。
　ステップＳ１０４では、予測部７０４は、顧客ＤＢ７４０に記憶されている消費電力情報に基づいて、消費予測モデルを作成する。あるいは、消費予測モデルが既に作成されている場合には、予測部７０４は、顧客ＤＢ７４０に記憶されている最新の情報に基づいて、消費予測モデルを更新する。
　ステップＳ１０５では、予測部７０４は、翌日の消費電力の推移を予測する。詳細には、予測部７０４は、消費予測モデルを参照して、翌日の曜日に対応する各時刻の電力Ｐｃの計測値の平均値を取得する。そして、予測部７０４は、取得した各時刻の電力Ｐｃの計測値の平均値を翌日の各時刻における電力Ｐｃの予測値とすることで、電力Ｐｃの推移を予測する。
　ステップＳ１０６では、予測部７０４は、翌日の余剰電力の推移を予測する。詳細には、予測部７０４は、翌日の各時刻において、電力Ｐ２の予測値から電力Ｐｃの予測値を減算することで、各時刻における電力Ｐｓの予測値を算出する。このようにして、予測部７０４は、翌日の電力Ｐｓの推移を予測する。
　図６に戻り、スケジュール作成部７０５は、本発明に係るスケジュール作成手段の一例である。スケジュール作成部７０５は、上記の余剰電力予測処理の終了後、予測部７０４により予測された余剰電力の推移に基づいて、給湯機４の夜間の沸き上げ運転に関する夜間沸き上げスケジュールと、昼間の沸き上げ運転に関する昼間沸き上げスケジュールとを含む沸き上げスケジュールを作成する。図９は、スケジュール作成部７０５による沸き上げスケジュールを作成する処理（以下、沸き上げスケジュール作成処理という。）の手順を示すフローチャートである。
　先ず、スケジュール作成部７０５は、昼間沸き上げスケジュールを作成する処理（以下、昼間沸き上げスケジュール作成処理という。）を実行する。図１０は、昼間沸き上げスケジュール作成処理の手順を示すフローチャートである。スケジュール作成部７０５は、初期設定として、対象とする時間帯を０時～０時３０分に設定する（ステップＳ３０１）。スケジュール作成部７０５は、当該時間帯における余剰電力の予測値が、給湯機４の定格値より大きいか否かを判定する（ステップＳ３０２）。上述したように、余剰電力は、例えば、１分単位で示される時刻の電力Ｐｓが予測されている（図７参照）。したがって、詳細には、スケジュール作成部７０５は、当該時間帯における余剰電力の予測値の最小値が、給湯機４の定格値より大きいか否かを判定することで、当該時間帯における余剰電力の予測値が、給湯機４の定格値より大きいか否かを判定する。
　また、商用電力系統９から電力の供給を受けるリスク、即ち、買電のリスクを小さくするため、スケジュール作成部７０５は、ステップＳ３０２において、当該時間帯における余剰電力の予測値が、給湯機４の定格値に予め定めたマージンを加算した値より大きいか否かを判定してもよい。
　当該時間帯における余剰電力の予測値が、給湯機４の定格値より大きい場合（ステップＳ３０２；ＹＥＳ）、スケジュール作成部７０５は、当該時間帯の沸き上げ可能フラグをＯＮにする（ステップＳ３０３）。一方、当該時間帯における余剰電力の予測値が、給湯機４の定格値より大きくない場合（ステップＳ３０２；ＮＯ）、スケジュール作成部７０５は、当該時間帯の沸き上げ可能フラグをＯＦＦにする（ステップＳ３０４）。沸き上げ可能フラグとは、沸き上げスケジュールを構成する各時間帯に対応する変数であり、ＲＡＭ７２に一時的に展開される。本実施の形態では、沸き上げスケジュールは、０時から２４時まで、３０分間隔の時間帯で構成される。
　スケジュール作成部７０５は、対象とする時間帯を３０分進め（ステップＳ３０５）、対象とする新たな時間帯が、２４時～２４時３０分であるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。対象とする新たな時間帯が、２４時～２４時３０分でない場合（ステップＳ３０６；ＮＯ）、スケジュール作成部７０５は、ステップＳ３０２～Ｓ３０５の処理を繰り返し行う。
　一方、対象とする新たな時間帯が、２４時～２４時３０分である場合（ステップＳ３０６；ＹＥＳ）、スケジュール作成部７０５は、沸き上げ可能フラグをＯＮにした時間帯の総時間が、予め定めた基準時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０７）。ここで基準時間とは、最大昼間沸き上げ量を沸き上げるのに要する時間であり、以下の式で算出される。
　基準時間＝最大昼間沸き上げ量×（沸き上げ温度－市水温度）／給湯機４の加熱能力
　　（式１）
　最大昼間沸き上げ量＝満タン貯湯量－湯切れ防止量　　（式２）
　湯切れ防止量とは、追加沸き上げの閾値となる量であり、例えば、湯張り１回分の湯量に相当する。
　なお、基準時間は、本日以前の過去の予め定めた期間（例えば、２週間）において、昼間沸き上げ時間を平均した時間あるいは最小の時間であってもよい。
　沸き上げ可能フラグをＯＮにした時間帯の総時間が、予め定めた基準時間以上である場合（ステップＳ３０７；ＹＥＳ）、スケジュール作成部７０５は、最大昼間沸き上げ量を沸き上げ可能フラグがＯＮの時間帯に通常能力（即ち、第１能力）で沸き上げるように昼間沸き上げスケジュールを作成する（ステップＳ３０８）。ステップＳ３０８の処理後、スケジュール作成部７０５の処理は、図９のステップＳ２０２に移行する。
　一方、沸き上げ可能フラグをＯＮにした時間帯の総時間が、予め定めた基準時間以上でない場合（ステップＳ３０７；ＮＯ）、スケジュール作成部７０５は、給湯機４が低能力で沸き上げ可能か否かを判定する処理（以下、低能力判定処理という。）を実行する（ステップＳ３０９）。ステップＳ３０９の処理後、スケジュール作成部７０５の処理は、図９のステップＳ２０２に移行する。
　図１１は、低能力判定処理の手順を示すフローチャートである。スケジュール作成部７０５は、初期設定として、対象とする時間帯を０時～０時３０分に設定する（ステップＳ４０１）。スケジュール作成部７０５は、当該時間帯における余剰電力の予測値が、低減値より大きいか否かを判定する（ステップＳ４０２）。
　ここで低減値とは、低能力（即ち、第２能力）で沸き上げ運転を行う際の給湯機４の消費電力を意味し、低能力で沸き上げ運転を行うとは、通常より低い負荷、即ち、通常よりも小さい駆動周波数で圧縮機４００を動作させることを意味する。本実施の形態では、低減値は、定格値×低減率（即ち、０．８）で算出される。なお、上述したように、給湯機情報において、低減率の替わりに、圧縮機４００の第１能力時の駆動周波数（例えば、５０Ｈｚ）と、圧縮機４００の第２能力時の駆動周波数（例えば、４０Ｈｚ）とが含まれている場合、スケジュール作成部７０５は、双方の駆動周波数に基づいて、低減率を算出する。
　また、スケジュール作成部７０５は、図１０のステップＳ３０２の場合と同様に、当該時間帯における余剰電力の予測値の最小値が、低減値より大きいか否かを判定することで、当該時間帯における余剰電力の予測値が、低減値より大きいか否かを判定する。
　当該時間帯における余剰電力の予測値が、低減値より大きい場合（ステップＳ４０２；ＹＥＳ）、スケジュール作成部７０５は、当該時間帯の低能力沸き上げ可能フラグをＯＮにする（ステップＳ４０３）。一方、当該時間帯における余剰電力の予測値が、低減値より大きくない場合（ステップＳ４０２；ＮＯ）、スケジュール作成部７０５は、当該時間帯の低能力沸き上げ可能フラグをＯＦＦにする（ステップＳ４０４）。低能力沸き上げ可能フラグとは、沸き上げ可能フラグと同様、沸き上げスケジュールを構成する各時間帯に対応する変数であり、ＲＡＭ７２に一時的に展開される。
　スケジュール作成部７０５は、対象とする時間帯を３０分進め（ステップＳ４０５）、対象とする新たな時間帯が、２４時～２４時３０分であるか否かを判定する（ステップＳ４０６）。対象とする新たな時間帯が、２４時～２４時３０分でない場合（ステップＳ４０６；ＮＯ）、スケジュール作成部７０５は、ステップＳ４０２～Ｓ４０５の処理を繰り返し行う。
　一方、対象とする新たな時間帯が、２４時～２４時３０分である場合（ステップＳ４０６；ＹＥＳ）、スケジュール作成部７０５は、沸き上げ可能フラグをＯＮにした時間帯に通常能力で沸き上げ運転を行った場合の湯量（以下、第１湯量という。）と、低能力沸き上げ可能フラグをＯＮにした時間帯に低能力で沸き上げ運転を行った場合の湯量（以下、第２湯量という。）とを算出する（ステップＳ４０７）。
　そして、スケジュール作成部７０５は、第１湯量が第２湯量より多いか否かを判定する（ステップＳ４０８）。第１湯量が第２湯量より多い場合（ステップＳ４０８；ＹＥＳ）、スケジュール作成部７０５は、沸き上げ可能フラグがＯＮの時間帯に通常能力で沸き上げ運転を行うように昼間沸き上げスケジュールを作成する（ステップＳ４０９）。ステップＳ４０９の処理後、スケジュール作成部７０５の処理は、図９のステップＳ２０２に移行する。
　一方、第１湯量が第２湯量より多くない場合（ステップＳ４０８；ＮＯ）、スケジュール作成部７０５は、低能力沸き上げ可能フラグがＯＮの時間帯に低能力で沸き上げ運転を行うように昼間沸き上げスケジュールを作成する（ステップＳ４１０）。ステップＳ４１０の処理後、スケジュール作成部７０５の処理は、図９のステップＳ２０２に移行する。
　図９のステップＳ２０２では、スケジュール作成部７０５は、夜間沸き上げスケジュールを作成する。詳細には、スケジュール作成部７０５は、作成した昼間沸き上げスケジュールで沸き上げ運転を行った場合に予定される湯量を、満タン貯湯量から差し引いた湯量を、電気料金が安い夜間に通常能力で沸き上げるように夜間沸き上げスケジュールを作成する。なお、スケジュール作成部７０５は、作成した昼間沸き上げスケジュールが低能力で沸き上げ運転を行うものである場合には、低能力で沸き上げ運転を行うように夜間沸き上げスケジュールを作成してもよい。
　図６に戻り、スケジュール送信部７０６は、本発明に係るスケジュール送信手段の一例である。スケジュール送信部７０６は、以上のようにして作成された昼間沸き上げスケジュールと夜間沸き上げスケジュールを統合した沸き上げスケジュールを制御装置５に送信する。
　以上説明したように、本実施の形態の給湯システム１によれば、余剰電力が給湯機４の定格値に達していない時間帯であっても、給湯機４を低能力で沸き上げ運転させることが可能であるため、余剰電力をより活用できるようになり、自家消費率を向上させることが可能となる。
　例えば、発電設備２の定格容量が少ない場合であっても、商用電力系統９から電力の供給を受けるリスク、即ち、買電のリスクを低減でき、経済的な損失を抑制できる。
　なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。
　例えば、制御装置５が、ユーザからの操作を受け付けるための入力デバイスと、ユーザに情報を提示するための表示デバイスの少なくとも何れかをさらに含んで構成されるようにしてもよい。また、制御装置５が、沸き上げスケジュールを作成してもよい。この場合、制御装置５には、上記のクラウドサーバ７の気象情報取得部７００、予測部７０４及びスケジュール作成部７０５と同様の機能部が含まれている。
　また、クラウドサーバ７は、気象実績を気象サーバ８から取得するのではなく、発電量の実績から推定してもよい。例えば、発電量を予め定めたクラス数に分類し、最も発電量が多いクラスを「晴れ」、最も少ないクラスを「雨」と分類する。この場合、各時間帯で発電量が異なるので、緯度経度と日付から大気外日射量を計算し、発電量を大気外日射量及びＰＶ定格で除算して、発電量計数でクラスタリングしてもよい。クラスタリングの手法として、ｋ平均法等が採用できる。
　また、クラウドサーバ７は、昼間沸き上げスケジュールのみを作成し、制御装置５に送信してもよい。この場合、夜間沸き上げスケジュールは、制御装置５又は給湯機４の給湯コントローラ４１１で作成される。
　また、制御装置５は、クラウドサーバ７から受信した沸き上げスケジュールを給湯コントローラ４１１にそのまま送信するのではなく、受信した沸き上げスケジュールに従って、給湯コントローラ４１１に制御データを送信することで、給湯機４の沸き上げ運転を制御してもよい。
　また、給湯システム１において、制御装置５を介在させず、クラウドサーバ７が、給湯機４の給湯コントローラ４１１に対して、直接に沸き上げスケジュールを送信する構成であってもよい。この構成では、給湯コントローラ４１１は、ルータ１２を介してインターネットに接続するための通信インタフェースを備える。また、この場合、湯量実績情報、給湯機情報は、給湯コントローラ４１１が、直接にクラウドサーバ７に送信してもよい。また、クラウドサーバ７が、作成した沸き上げスケジュールを給湯コントローラ４１１にそのまま送信するのではなく、作成した沸き上げスケジュールに従って、給湯コントローラ４１１に制御データを送信することで、給湯機４の沸き上げ運転を制御してもよい。
　また、上記の実施の形態では、制御装置５は、給湯機４の給湯コントローラ４１１から、定格値、加熱能力、低減率等が含まれる給湯機情報を取得し、クラウドサーバ５に送信したが、給湯機４の型番等の機種が特定できる情報（以下、機種特定情報という。）をクラウドサーバ５に送信してもよい。制御装置５は、かかる機種特定情報を給湯コントローラ４１１から取得する。あるいは、ユーザが操作端末６を介して入力することで、機種特定情報が、制御装置５の二次記憶装置５４に保存されるようにしてもよい。クラウドサーバ５は、制御装置５から受信した機種特定情報を使用して、給湯機４のメーカ又は開発部門が管理するサーバ（以下、給湯機管理サーバという。）に問い合わせることで、当該給湯機４の定格値、加熱能力、低減率等が含まれる給湯機情報を取得する。クラウドサーバ７と給湯機管理サーバとは、インターネット又はイントラネットを介して接続される。
　また、図１２に示すように操作端末６に、昼間の沸き上げ運転の実行の有無をユーザに問い合わせる画面（以下、ユーザ問合せ画面という。）を表示して、ユーザが許可した場合のみ昼間の沸き上げ運転を実行するようにしてもよい。ユーザ問合せ画面には、ユーザが許可した場合の効果、例えば、昼間の沸き上げ運転時間、昼間に沸き上げられる湯量、自家消費電力量、自家消費に伴う経済的なメリット等を表示してもよい。
　また、図１０のステップＳ３０７において、沸き上げ可能フラグがＯＮの時間帯の総時間の替わりに、沸き上げ可能フラグが最も多く連続してＯＮになる最長時間と基準時間を比較してもよい。このようにすると、圧縮機４００の発停回数を抑えることができ、給湯機４の製品寿命の短縮を防止できる。この場合、図１０のステップＳ３０８において、スケジュール作成部７０５は、上記の最長時間に係る時間帯に通常能力（即ち、第１能力）で沸き上げるように昼間沸き上げスケジュールを作成する。また、図１１のステップＳ４０７において、スケジュール作成部７０５は、上記の最長時間に係る時間帯に通常能力で沸き上げ運転を行った場合の湯量を第１湯量として算出し、低能力沸き上げ可能フラグが最も多く連続してＯＮになる最長時間に係る時間帯に低能力で沸き上げ運転を行った場合の湯量を第２湯量として算出する。そして、図１１のステップＳ４０９において、スケジュール作成部７０５は、沸き上げ可能フラグが最も多く連続してＯＮになる最長時間に係る時間帯に通常能力で沸き上げるように昼間沸き上げスケジュールを作成する。また、ステップＳ４１０において、スケジュール作成部７０５は、低能力沸き上げ可能フラグが最も多く連続してＯＮになる最長時間に係る時間帯に低能力で沸き上げるように昼間沸き上げスケジュールを作成する。
　また、低能力には、複数の段階があってもよい。この場合、例えば、給湯機情報には、複数の低減率が含まれている（例えば、０．７、０．８、０．９等）。このように、複数の低減率がある場合、図１１の低能力判定処理において、スケジュール作成部７０５は、各低減率でステップＳ４０１～Ｓ４０７の処理を行って、各低減率に対応する湯量を算出し、最も多い湯量をステップＳ４０８で第１湯量と比較する第２湯量として採用する。また、スケジュール作成部７０５は、ステップＳ４１０において、当該最も多い湯量に対応する低減率で沸き上げ運転を行うように昼間沸き上げスケジュールを作成する。あるいは、スケジュール作成部７０５は、時間帯毎に低減率を変化させて低能力判定処理を行ってもよい。
　また、図１１のステップＳ４０８において、沸き上げ運転を通常能力で行うか、低能力で行うかを双方の湯量で判定するのではなく、双方のＣＯＰ（Coefficient Of Performance）で判定してもよい。一般的に、冷凍サイクルでは低負荷の方が熱交換器の効率が高くなるため、ＣＯＰで判定することで、低能力での沸き上げ運転が採用され易くなる。
　また、クラウドサーバ７又は制御装置５は、当日の余剰電力が予測よりも小さい場合、低能力で沸き上げ運転を行うように給湯機４に指示してもよい。これにより、昼間の沸き上げ湯量を確保しつつ、買電のリスクを低減できる。
　上記の実施の形態では、低能力での沸き上げ運転を、圧縮機４００の駆動周波数を通常よりも小さくすることで実現した。しかし、これに限定されることはなく、例えば、給湯機４が、貯湯タンク４１０の中程の位置から中温水を取り出して第１熱交換器４０１へ搬送する構成も備えている場合では、中温水を用いて沸き上げ運転を行うことを低能力での沸き上げ運転としてもよい。
　また、制御装置５の機能部（図４参照）の全部又は一部が、専用のハードウェアで実現されるようにしてもよい。同様に、クラウドサーバ７の機能部（図６参照）の全部又は一部が、専用のハードウェアで実現されるようにしてもよい。専用のハードウェアとは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又は、これらの組み合わせである。
　また、上記のスケジュール作成プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、光磁気ディスク（Magneto-Optical Disc）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリカード、ＨＤＤ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布することも可能である。そして、このように配布したスケジュール作成プログラムを特定の又は汎用のコンピュータにインストールすることによって、当該コンピュータを上記の実施の形態におけるクラウドサーバ７として機能させることも可能である。
　また、スケジュール作成プログラムをインターネット上の他のサーバが有する記憶装置に格納しておき、当該サーバからクラウドサーバ７にスケジュール作成プログラムがダウンロードされるようにしてもよい。
　本発明は、広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能である。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
　本発明は、給湯システムに好適に採用され得る。
　１　給湯システム、２　発電設備、３　電力計測装置、４　給湯機、５　制御装置、６　操作端末、７　クラウドサーバ、８　気象サーバ、９　商用電源系統、１０　分電盤、１１ａ，１１ｂ　機器、１２　ルータ、２０　ＰＶパネル、２１　ＰＶ－ＰＣＳ、４０　ヒートポンプユニット、４１　タンクユニット、４２　水配管、４３　通信線、４４　リモコン、４５　シャワー、４６　蛇口、５０，７０　ＣＰＵ、５１，７１　ＲＯＭ、５２，７２　ＲＡＭ、５３，７３　通信インタフェース、５４，７４　二次記憶装置、５５，７５　バス、４００　圧縮機、４０１　第１熱交換器、４０２　膨張弁、４０３　第２熱交換器、４０４　送風機、４０５　水ポンプ、４０６　制御基板、４０７　冷媒配管、４１０　貯湯タンク、４１１　給湯コントローラ、４１２　混合弁、５００　計測情報取得部、５０１　実績情報送信部、５０２，７０３　給湯機情報取得部、５０３　給湯機情報送信部、５０４　スケジュール取得部、５０５，７０６　スケジュール送信部、５１０　実績情報テーブル、５１１　給湯機情報テーブル、７００　気象情報取得部、７０１　電力実績取得部、７０２　湯量実績取得部、７０４　予測部、７０５　スケジュール作成部、７４０　顧客ＤＢ

Claims (6)

  1. 　クラウドサーバと、住宅に設置される給湯機と、を備える給湯システムであって、
    　前記クラウドサーバは、
    　前記住宅に設置される発電設備によって生じる余剰電力の推移を予測する予測手段と、
    　前記余剰電力の推移に基づいて、前記給湯機の昼間の沸き上げ運転に関する昼間沸き上げスケジュールを作成するスケジュール作成手段と、
    　前記昼間沸き上げスケジュールを前記給湯機に送信するスケジュール送信手段と、を備え、
    　前記給湯機は、前記昼間沸き上げスケジュールを前記クラウドサーバから通信により取得し、取得した前記昼間沸き上げスケジュールに従って、第１能力又は前記第１能力より能力が低い第２能力で沸き上げ運転を行い、
    　前記スケジュール作成手段は、前記給湯機が前記第１能力で沸き上げ運転を余剰電力のみで行える総時間が予め定めた基準時間以上の場合、前記第１能力で沸き上げ運転を行うように前記昼間沸き上げスケジュールを作成し、前記総時間が前記基準時間より短く且つ予め定めた条件を満たす場合、前記給湯機が前記第２能力で沸き上げ運転を行うように前記昼間沸き上げスケジュールを作成する、給湯システム。
  2. 　前記スケジュール作成手段は、作成した前記昼間沸き上げスケジュールに従って沸き上げ運転を行った場合に予定される湯量を算出し、算出した湯量に基づいて、前記給湯機の夜間の沸き上げ運転に関する夜間沸き上げスケジュールをさらに作成し、
    　前記スケジュール送信手段は、さらに前記夜間沸き上げスケジュールを前記給湯機に送信し、
    　前記給湯機は、さらに、前記夜間沸き上げスケジュールを前記クラウドサーバから通信により取得し、取得した前記夜間沸き上げスケジュールに従って沸き上げ運転を行う、請求項１に記載の給湯システム。
  3. 　前記スケジュール作成手段は、前記給湯機が前記第１能力で沸き上げ運転を余剰電力のみで行える総時間が予め定めた基準時間未満の場合、前記給湯機が前記第１能力で沸き上げ運転を行った場合に予定される第１湯量が、前記給湯機が前記第２能力で沸き上げ運転を行った場合に予定される第２湯量以下の場合、前記給湯機が前記第２能力で沸き上げ運転を行うように前記昼間沸き上げスケジュールを作成する、請求項１又は２に記載の給湯システム。
  4. 　住宅に設置される発電設備によって生じる余剰電力の推移を予測する予測手段と、
    　前記余剰電力の推移に基づいて、前記住宅に設置される給湯機の昼間の沸き上げ運転に関する昼間沸き上げスケジュールを作成するスケジュール作成手段と、
    　前記昼間沸き上げスケジュールを前記給湯機に送信するスケジュール送信手段と、を備え、
    　前記スケジュール作成手段は、前記給湯機が第１能力で沸き上げ運転を余剰電力のみで行える総時間が予め定めた基準時間以上の場合、前記第１能力で沸き上げ運転を行うように前記昼間沸き上げスケジュールを作成し、前記総時間が前記基準時間より短く且つ予め定めた条件を満たす場合、前記給湯機が前記第１能力よりも能力が低い第２能力で沸き上げ運転を行うように前記昼間沸き上げスケジュールを作成する、クラウドサーバ。
  5. 　予測手段が、住宅に設置される発電設備によって生じる余剰電力の推移を予測し、
    　スケジュール作成手段が、前記余剰電力の推移に基づいて、前記住宅に設置される給湯機の昼間の沸き上げ運転に関する昼間沸き上げスケジュールを作成し、
    　スケジュール送信手段が、前記昼間沸き上げスケジュールを前記給湯機に送信し、
    　前記スケジュール作成手段は、前記給湯機が第１能力で沸き上げ運転を余剰電力のみで行える総時間が予め定めた基準時間以上の場合、前記第１能力で沸き上げ運転を行うように前記昼間沸き上げスケジュールを作成し、前記総時間が前記基準時間より短く且つ予め定めた条件を満たす場合、前記給湯機が前記第１能力よりも能力が低い第２能力で沸き上げ運転を行うように前記昼間沸き上げスケジュールを作成する、沸き上げスケジュール作成方法。
  6. 　コンピュータを、
    　住宅に設置される発電設備によって生じる余剰電力の推移を予測する予測手段、
    　前記余剰電力の推移に基づいて、前記住宅に設置される給湯機の昼間の沸き上げ運転に関する昼間沸き上げスケジュールを作成するスケジュール作成手段、
    　前記昼間沸き上げスケジュールを前記給湯機に送信するスケジュール送信手段、として機能させ、
    　前記スケジュール作成手段は、前記給湯機が第１能力で沸き上げ運転を余剰電力のみで行える総時間が予め定めた基準時間以上の場合、前記第１能力で沸き上げ運転を行うように前記昼間沸き上げスケジュールを作成し、前記総時間が前記基準時間より短く且つ予め定めた条件を満たす場合、前記給湯機が前記第１能力よりも能力が低い第２能力で沸き上げ運転を行うように前記昼間沸き上げスケジュールを作成する、プログラム。
PCT/JP2018/007033 2018-02-26 2018-02-26 給湯システム、クラウドサーバ、沸き上げスケジュール作成方法及びプログラム WO2019163140A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/007033 WO2019163140A1 (ja) 2018-02-26 2018-02-26 給湯システム、クラウドサーバ、沸き上げスケジュール作成方法及びプログラム
JP2020501993A JP6928164B2 (ja) 2018-02-26 2018-02-26 給湯システム、クラウドサーバ、沸き上げスケジュール作成方法及びプログラム
JP2021128848A JP7146035B2 (ja) 2018-02-26 2021-08-05 給湯システム、沸き上げスケジュール作成装置、沸き上げスケジュール作成方法及びプログラム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/007033 WO2019163140A1 (ja) 2018-02-26 2018-02-26 給湯システム、クラウドサーバ、沸き上げスケジュール作成方法及びプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019163140A1 true WO2019163140A1 (ja) 2019-08-29

Family

ID=67688220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/007033 WO2019163140A1 (ja) 2018-02-26 2018-02-26 給湯システム、クラウドサーバ、沸き上げスケジュール作成方法及びプログラム

Country Status (2)

Country Link
JP (2) JP6928164B2 (ja)
WO (1) WO2019163140A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021092350A (ja) * 2019-12-11 2021-06-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 給湯システム
JP7132552B1 (ja) 2022-04-28 2022-09-07 株式会社ソーラーハート スマートグリッド型給湯システム
JP7162392B1 (ja) 2022-04-28 2022-10-28 株式会社ソーラーハート スマートグリッド型給湯システム
JP7396068B2 (ja) 2020-01-20 2023-12-12 三菱電機株式会社 貯湯式給湯装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220404078A1 (en) 2019-12-27 2022-12-22 Mitsubishi Electric Corporation Gas-Liquid Separation Device and Refrigeration Cycle Apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014095501A (ja) * 2012-11-08 2014-05-22 Denso Corp 給湯装置および給湯システム
JP2014122764A (ja) * 2012-12-21 2014-07-03 Mitsubishi Electric Corp 貯湯式給湯機及びソーラーシステム
JP2016151396A (ja) * 2015-02-18 2016-08-22 積水化学工業株式会社 給湯制御装置
JP2017005851A (ja) * 2015-06-09 2017-01-05 東京電力ホールディングス株式会社 電力制御方法および電力制御システム
WO2017090151A1 (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 三菱電機株式会社 給湯器制御システム、制御方法及びプログラム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4818780B2 (ja) * 2006-04-04 2011-11-16 東芝キヤリア株式会社 給湯装置
JP2013024487A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Panasonic Corp 給湯機、制御装置、プログラム
JP2017089970A (ja) * 2015-11-10 2017-05-25 株式会社長府製作所 電動式給湯機及び沸き上げ方法
JP6289440B2 (ja) * 2015-12-22 2018-03-07 三菱電機株式会社 ヒートポンプ給湯機
JP6630631B2 (ja) * 2016-05-19 2020-01-15 リンナイ株式会社 給湯システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014095501A (ja) * 2012-11-08 2014-05-22 Denso Corp 給湯装置および給湯システム
JP2014122764A (ja) * 2012-12-21 2014-07-03 Mitsubishi Electric Corp 貯湯式給湯機及びソーラーシステム
JP2016151396A (ja) * 2015-02-18 2016-08-22 積水化学工業株式会社 給湯制御装置
JP2017005851A (ja) * 2015-06-09 2017-01-05 東京電力ホールディングス株式会社 電力制御方法および電力制御システム
WO2017090151A1 (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 三菱電機株式会社 給湯器制御システム、制御方法及びプログラム

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021092350A (ja) * 2019-12-11 2021-06-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 給湯システム
JP7390647B2 (ja) 2019-12-11 2023-12-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 給湯システム
JP7396068B2 (ja) 2020-01-20 2023-12-12 三菱電機株式会社 貯湯式給湯装置
JP7132552B1 (ja) 2022-04-28 2022-09-07 株式会社ソーラーハート スマートグリッド型給湯システム
JP7162392B1 (ja) 2022-04-28 2022-10-28 株式会社ソーラーハート スマートグリッド型給湯システム
JP2023163376A (ja) * 2022-04-28 2023-11-10 株式会社ソーラーハート スマートグリッド型給湯システム
JP2023164230A (ja) * 2022-04-28 2023-11-10 株式会社ソーラーハート スマートグリッド型給湯システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP6928164B2 (ja) 2021-09-01
JP2021169927A (ja) 2021-10-28
JPWO2019163140A1 (ja) 2020-12-17
JP7146035B2 (ja) 2022-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7146035B2 (ja) 給湯システム、沸き上げスケジュール作成装置、沸き上げスケジュール作成方法及びプログラム
JP5025834B2 (ja) 運転計画方法、運転計画装置、ヒートポンプ式給湯システムの運転方法、及びヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法
US20140257584A1 (en) Energy management system, energy management method, medium, and server
JP6249895B2 (ja) 電力制御システム、方法及び電力制御装置
WO2017145369A1 (ja) 給湯システム及び給湯機の制御方法
US11859833B2 (en) Control device, control method for water heater, and program
JP6599558B2 (ja) 給湯システム、給湯機及び給湯機の制御方法
JP7475508B2 (ja) 給湯システム、クラウドサーバ、沸上げスケジュール管理方法及びプログラム
JP6701312B2 (ja) 制御装置、エネルギー管理システム、給湯機制御方法及びプログラム
JP6719669B2 (ja) 制御装置、電力管理システム、機器の制御方法及びプログラム
JP2015056975A (ja) 自家発電電力制御システムおよび情報通信システム
JP6719672B2 (ja) 制御装置、電力管理システム、情報提示方法及びプログラム
JPWO2018078802A1 (ja) 電力管理システム、制御装置及び電力管理方法
JP6452855B2 (ja) 制御装置、給湯機制御方法及びプログラム
JP7390811B2 (ja) 給湯制御装置、クラウドサーバ、給湯システム、給湯制御方法及びプログラム
JP7378251B2 (ja) 制御装置、エネルギー管理システム、エネルギー管理方法及びプログラム
JP7267149B2 (ja) 制御装置、給湯システム、給湯機制御方法およびプログラム
JP6701311B2 (ja) 制御装置、エネルギー管理システム、給湯機制御方法及びプログラム
JP6833001B2 (ja) 給湯システム、給湯機及び給湯機の制御方法
JP6914446B2 (ja) 制御装置、制御システム、制御方法およびプログラム
JPWO2018069958A1 (ja) 制御装置、電力管理システム、電力管理方法及びプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18906743

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020501993

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18906743

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1