WO2021246406A1 - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

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WO2021246406A1
WO2021246406A1 PCT/JP2021/020870 JP2021020870W WO2021246406A1 WO 2021246406 A1 WO2021246406 A1 WO 2021246406A1 JP 2021020870 W JP2021020870 W JP 2021020870W WO 2021246406 A1 WO2021246406 A1 WO 2021246406A1
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water storage
boiling operation
power
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孝司 千田
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ダイキン工業株式会社
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    • F24D2220/08—Storage tanks

Definitions

  • This disclosure relates to a hot water storage type hot water supply device.
  • hot water storage type hot water supply devices include a heat pump heat source machine, a hot water storage hot water supply unit that stores hot water heated by the heat pump heat source machine, and a solar power generation device as a household power generation device (for example, a special application). 2019-173977 (Patent Document 1)).
  • the heating capacity of the heat pump heat source machine during hot water storage operation using surplus power is limited so as not to exceed the predicted surplus power in order to maximize the use of surplus power and suppress the use of commercial power. is doing.
  • the required amount of heat is stored before using hot water supply based on the prediction of hot water supply use, but the electric power in the nighttime time zone when the electric power cost is low is not used for boiling, and in the daytime time zone. Since commercial power is used when the surplus power is insufficient, the surplus power cannot be used effectively.
  • the present disclosure provides a hot water storage type hot water supply device that can effectively utilize the surplus electric power of the renewable energy power generation device.
  • the hot water storage type hot water supply device of the present disclosure is With a hot water storage tank
  • the heating unit that heats the hot water in the hot water storage tank, It is equipped with a control unit that controls the heating unit.
  • the hot water in the hot water storage tank is boiled using the surplus power obtained by subtracting the power used by other devices from the power supplied from the renewable energy power generation device in the second time zone, which is a time zone other than the first time zone.
  • the control unit In the second boiling operation, when the surplus electric power is smaller than the electric power exhibiting the first heating capacity, the heating unit is controlled and the surplus electric power is used to make the second heating capacity smaller than the first heating capacity. It is characterized in that the hot water in the hot water storage tank is heated by the heating capacity.
  • the first boiling operation is performed in which the hot water in the hot water storage tank is boiled by the first heating capacity using the electric power supplied from the commercial power source.
  • the second boiling operation is performed to boil the hot water in the hot water storage tank using electric power.
  • the control unit In the second boiling operation, when the surplus electric power is larger than the electric power exhibiting the first heating capacity, the heating unit is controlled and the surplus electric power is used to make the third heating capacity larger than the first heating capacity.
  • the hot water in the hot water storage tank is heated by the heating capacity.
  • the surplus power of the renewable energy power generation device can be utilized more effectively.
  • the amount of the first hot water to be boiled in the first boiling operation is set to the amount of hot water obtained by subtracting the amount of the second hot water to be boiled in the next second boiling operation from the predetermined required amount of hot water per day.
  • the required amount of hot water per day can be reliably secured.
  • a prediction unit for predicting the generation status of the surplus electric power that can be used for the second boiling operation is provided.
  • the predetermined required amount of hot water per day is shared between the first boiling operation and the second boiling operation to efficiently boil. Can be done.
  • the hot water storage type hot water supply device It is equipped with a prediction unit that predicts the generation status of the surplus power that can be used for the second boiling operation. Based on the surplus power generation situation predicted by the prediction unit, the control unit heats the hot water in the hot water storage tank with the second heating capacity using the surplus power in the second boiling operation. Or, it is determined whether to heat the hot water in the hot water storage tank with the third heating capacity by using the surplus electric power.
  • the surplus power of the renewable energy power generation device can be more effectively utilized by heating the hot water in the hot water storage tank with the heating capacity according to the generation state of the surplus power.
  • the amount of the first hot water to be boiled in the first boiling operation is set to the amount of hot water obtained by subtracting the amount of the second hot water to be boiled in the next second boiling operation from the predetermined required amount of hot water per day.
  • the prediction unit that predicts the generation status of the surplus power that can be used for the second boiling operation
  • a learning memory unit that learns and stores past hot water usage status by users, Before the start of the first boiling operation, the next second boiling operation is based on the generation status of the surplus power predicted by the prediction unit and the hot water supply usage status stored in the learning storage unit.
  • the second hot water amount calculation unit that calculates the second hot water amount to be boiled in Before the start of the first boiling operation, the first hot water amount calculation unit that calculates the first hot water amount by subtracting the second hot water amount calculated by the second hot water amount calculation unit from the predetermined required hot water amount per day. And with The control unit In the first boiling operation, the first hot water amount calculated by the first hot water amount calculation unit is boiled by the first heating capacity by the electric power supplied from the commercial power source. In the second boiling operation following the first boiling operation, the second hot water amount calculated by the second hot water amount calculation unit is boiled by the heating capacity by the surplus electric power.
  • the predetermined required amount of hot water per day is determined by the first boiling operation and the second boiling operation by using the predicted generation state of surplus power and the past hot water supply usage situation by the learned user. It can be shared and boiled efficiently.
  • the first hot water amount calculation unit used the surplus power in the second time zone according to the hot water supply usage amount in the predetermined time zone in the second time zone based on the hot water supply usage status stored in the learning storage unit.
  • the amount of hot water is insufficient in the second boiling operation, at least the insufficient amount of hot water is added to the first amount of hot water.
  • the control unit In the second boiling operation, when the heating capacity by the surplus electric power is smaller than the first heating capacity, the heating unit sets the boiling time longer than when boiling with the first heating capacity.
  • the required amount of second hot water can be boiled.
  • the surplus power is described. Using electric power, it is boiled with a heating capacity larger than the above first heating capacity.
  • the surplus power is the power that exerts the first heating capacity with the first predetermined value.
  • the surplus electric power is used to boil with the second heating capacity smaller than the first heating capacity.
  • the present disclosure even if the supply of electric power generated by the renewable energy power generation device is unstable, it is possible to suppress hunting in which frequent switching of heating capacity occurs.
  • the hot water storage type hot water supply device does not have a function to store the electric power generated by the above-mentioned natural energy power generation device.
  • the surplus power of the renewable energy power generation device can be effectively utilized and the power cost can be reduced rather than selling the surplus power that cannot be stored to the power company.
  • the hot water storage type hot water supply device of the present disclosure will be described in detail by the illustrated embodiment.
  • the same reference number represents the same part or the corresponding part.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hot water supply system including the hot water storage type hot water supply device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the hot water supply system of the first embodiment includes a hot water storage type hot water supply device having a hot water storage unit 1 and a heat pump unit 2, a solar power generation device 3 as an example of a renewable energy power generation device, and a power controller. It is equipped with a shona 4, a distribution board 5 installed in the house H, and a HEMS (Home Energy Management System) controller 6 installed in the house H.
  • the heat pump unit 2 is an example of a heating unit.
  • the hot water storage unit 1 has a control device 10, a hot water storage tank 11, a flow rate sensor 12, and a circulation pump P1.
  • a circulation pump P1 is arranged in a pipe L1 having one end connected to the lower part of the hot water storage tank 11.
  • the other end of the pipe L1 is connected to the water inlet port 21a of the water heat exchanger 21 of the heat pump unit 2.
  • one end of the pipe L2 is connected to the water discharge port 21b of the water heat exchanger 21, and the other end of the pipe L2 is connected to the upper part of the hot water storage tank 11.
  • one end of the hot water outlet pipe L3 is connected to the upper part of the hot water storage tank 11.
  • a flow rate sensor 12 is arranged in the hot water outlet pipe L3.
  • the hot water discharged from the hot water pipe L3 is mixed with tap water by a mixing valve (not shown), and then discharged from a faucet, or used for a hot water bath or a shower.
  • the DC voltage output from the photovoltaic power generation device 3 is converted into a predetermined AC voltage by the power conditioner 4, and the AC voltage converted by the power conditioner 4 is input to the distribution board 5.
  • the AC voltage VA from a commercial power source (system power equipment, etc.) and the AC voltage VB of the power conditioner 4 are applied to the distribution board 5.
  • the power conditioner 4 switches between using a commercial power source for the heat pump unit 2 and using the surplus power of the photovoltaic power generation device 3 for the heat pump unit 2 as needed.
  • the surplus electric power of the photovoltaic power generation device 3 is the electric power obtained by subtracting the electric power used by other home appliances from the electric power supplied from the photovoltaic power generation device 3.
  • the HEMS controller 6 has power input from the power conditioner 4 to the distribution board 5, power supplied from the distribution board 5 to other home appliances, and power input from the commercial power supply to the distribution board 5 (
  • the surplus power of the solar power generation device 3 is calculated based on the power output from the distribution board 5 to the commercial power source (power purchase), and the surplus power information is used as the control device 10 of the hot water storage type hot water supply device.
  • the HEMS controller 6 provides information on the power consumption of other home appliances to the control device 10 of the hot water storage type hot water supply device.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the control device 10 of the hot water storage type hot water supply device, and the control device 10 includes a microcomputer, an input / output terminal, and the like.
  • the control device 10 includes a prediction unit 10a that predicts the generation status of surplus electricity that can be used for the second boiling operation, a learning storage unit 10b that learns and stores the past hot water supply usage status by the user, and a first boiling unit.
  • the first hot water amount calculation unit 10c for calculating the first hot water amount W1 to be boiled in the operation
  • the second hot water amount calculation unit 10d for calculating the second hot water amount W2 to be boiled in the second boiling operation
  • It has a boiling control unit 10e for controlling the above.
  • the boiling control unit 10e is an example of the control unit.
  • the prediction unit 10a generates surplus power of the solar power generation device 3 during the daytime based on the weather forecast information from an information source such as a weather forecast company and the power consumption information of other home appliances from the HEMS controller 6. Predict the situation. Specifically, the prediction unit 10a predicts the generated power of the solar power generation device 3 in the daytime based on the weather forecast information, and also predicts the power generated by the solar power generation device 3 in the daytime based on the power usage information of other home appliances in the past. The surplus power of the solar power generation device 3 is calculated based on the predicted power generation of the solar power generation device 3 and the predicted power consumption of other home appliances, and the daytime time is calculated. Predict the generation of surplus electricity in the band.
  • the learning storage unit 10b receives a signal indicating the flow rate detected by the flow rate sensor 12, and as a past hot water supply usage status by the user, for example, 1 based on the history of the accumulated hot water amount per unit time for each day of the week in the past week. Learn and memorize the cumulative amount of hot water for each unit time for each day of the week.
  • the cumulative amount of hot water supply for each unit time may be obtained by learning based on the history information indicating the hot water supply usage status for the past one month or one year.
  • the first hot water amount calculation unit 10c calculates the second hot water amount W2 calculated by the second hot water amount calculation unit 10d from the predetermined required hot water amount W3 per day before the start of the first boiling operation (for example, 22:55).
  • the deducted first hot water amount W1 is calculated.
  • the power supplied from the commercial power source is used in the nighttime zone (first time zone) from 23:00 to 07:00, which is the midnight electricity charge, which is cheaper than the daytime electricity charge. It is used to boil the hot water in the hot water storage tank 11 with the standard heating capacity (first heating capacity) by normal electric power.
  • the normal power when the heat pump unit 2 uses the power supplied from the commercial power source to perform the boiling operation is the normal power. It is about 4.5 kW.
  • the normal electric power is the rated electric power (the maximum value of the electric power that can be used in the continuous operation state at the specified ambient temperature) at which the heat pump unit 2 exhibits the standard heating capacity.
  • the predetermined required amount of hot water W3 per day is the average amount of hot water used per day calculated by the control device 10 based on the history of the amount of hot water supplied from the hot water storage tank 11.
  • a machine learning unit having a trained neural network that outputs the average amount of hot water used per day as input information and the amount of hot water supplied from the hot water storage tank 11 may be provided, or a remote controller (not shown). ) May allow the user to set a predetermined required amount of hot water W3 per day.
  • the second hot water amount calculation unit 10d is described as follows, based on the surplus power generation status predicted by the prediction unit 10a and the hot water supply usage status stored in the learning storage unit 10b before the start of the first boiling operation.
  • the second hot water amount W2 to be boiled in the second boiling operation is calculated.
  • the power used by other devices is transferred from the power supplied from the solar power generation device 3 in the daytime time zone (second time zone), which is a time zone other than the nighttime time zone (first time zone).
  • the hot water in the hot water storage tank 11 is boiled using the deducted surplus electric power.
  • the boiling control unit 10e includes a signal representing the second hot water amount W2 from the second hot water amount calculation unit 10d, a signal representing the flow rate detected by the flow rate sensor 12, information on the current surplus power from the HEMS controller 6, and information on the current surplus power from the HEMS controller 6. It receives temperature information such as the hot water temperature of the heat pump unit 2 and the hot water temperature of each layer in the hot water storage tank 11. Then, the boiling control unit 10e controls the heat pump unit 2 and the circulation pump P1 to perform the first boiling operation in the night time zone (first time zone), and the first hot water amount W1 is stored in the hot water storage tank 11. It is boiled until it is secured, and in the next daytime time zone (second time zone), the second boiling operation is performed to boil the second hot water amount W2.
  • the total of the first hot water amount W1 and the second hot water amount W2 is equal to the predetermined required hot water amount W3 per day.
  • the target temperature of the hot water boiled in the hot water storage tank 11 is raised from 60 ° C. to 70 ° C., the total calorific value of the calorific value of the first hot water amount W1 and the calorific value of the second hot water amount W2, and a predetermined required amount per day.
  • the first hot water amount W1 and the second hot water amount W2 are each 0.86 ( ⁇ 60/70) times as much as the total heat amount of the hot water amount W3.
  • the boiling control unit 10e of the control device 10 starts the operation of the heat pump unit 2 and the circulation pump P1. Then, the hot water in the hot water storage tank 11 is circulated through the pipe L1, the water heat exchanger 21, and the pipe L2.
  • the boiling control unit 10e controls the heat pump unit 2 so that the hot water temperature of the heat pump unit 2 becomes the target hot water temperature TS during the boiling operation.
  • the target hot water temperature TS is calculated by the boiling control unit 10e based on the past hot water supply usage status and the like. For example, when the amount of hot water used is large, the target hot water temperature TS is as high as 85 ° C., and when the amount of hot water used is small, the target hot water temperature TS is as low as 65 ° C.
  • the target hot water temperature TS may be set by a remote controller (not shown).
  • the hot water storage tank 11 detects the hot water temperature of each layer in the hot water storage tank 11 by a plurality of temperature sensors (not shown) provided at intervals from the lower side to the upper side. Then, the boiling control unit 10e of the control device 10 calculates the amount of residual hot water in the hot water storage tank 11 based on the hot water temperature of each layer in the hot water storage tank 11 detected by the plurality of temperature sensors.
  • the amount of remaining hot water is the amount of hot water in the hot water storage tank 11 having a target temperature (for example, 60 ° C.) or higher.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a process before the start of the first boiling operation of the control device 10 of the hot water storage type hot water supply device.
  • the load prediction information for the next day is acquired in step S1.
  • the second hot water amount calculation unit 10d reads out the integrated hot water amount for each unit time corresponding to the day of the week of the next day stored in the learning storage unit 10b.
  • step S2 proceed to step S2 and predict the generation status of surplus power the next day.
  • the forecasting unit 10a predicts the generation status of the surplus power of the solar power generation device 3 during the daytime based on the weather forecast information from the information source such as the weather forecast company and the generation status of the surplus power in the past. do.
  • step S3 the process proceeds to step S3, and the amount of boiling water (second amount of hot water W2) during the daytime is determined. Specifically, it is based on the prediction information of the generation state of surplus power predicted by the prediction unit 10a by the second hot water amount calculation unit 10d and the information of the accumulated hot water amount for each unit time of the corresponding day stored in the learning storage unit 10b. Then, the amount of the second hot water W2 to be boiled in the second boiling operation in the next daytime time zone is calculated.
  • step S4 the process proceeds to step S4, and the amount of boiling water (first amount of hot water W1) in the night time zone is determined.
  • the first hot water amount calculation unit 10c calculates the first hot water amount W1 obtained by subtracting the second hot water amount W2 calculated by the second hot water amount calculation unit 10d from the predetermined required hot water amount W3 per day, and this process is performed. finish.
  • the first hot water amount W1 is calculated by the first hot water amount calculation unit 10c, if there is residual hot water above the target temperature in the hot water storage tank 11, the amount of (first hot water amount W1-remaining hot water amount) in the first boiling operation. Boil up.
  • the boiling control unit 10e uses the electric power supplied from the commercial power source in the night time zone (first time zone) and uses the standard heating capacity (first heating capacity) to enter the first hot water amount in the hot water storage tank 11. Boil until W1 is secured. At this time, the boiling control unit 10e sets the boiling start time T1 so that the boiling is completed at "07:00" when the midnight electricity charge ends.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a process before the start of the second boiling operation of the control device 10 of the hot water storage type hot water supply device.
  • step S11 the boiling control unit 10e calculates the scheduled start time T2 of the second boiling operation. Specifically, the boiling control unit 10e heats with the surplus power without causing the hot water to run out based on the generation state of the surplus power predicted by the prediction unit 10a and the hot water supply usage state stored in the learning storage unit 10b. The scheduled start time T2 of the second boiling operation in the next daytime time zone is determined so that the boiling is completed by the capacity.
  • step S12 the process proceeds to step S12, and if the heating capacity by the predicted surplus power in the scheduled start time zone (the section from the scheduled start time T2 to the elapse of a predetermined time) is larger than the standard heating capacity (first heating capacity), The process proceeds to step S13, and the boiling heating capacity is set as the standard heating capacity, and this process is completed.
  • step S12 if the predicted surplus power in the scheduled start time zone is equal to or less than the standard power in step S12, the process proceeds to step S14, and the boiling heating capacity is set to the heating capacity by the surplus power.
  • step S15 the scheduled start time T2 of the second boiling operation is adjusted, and this process is completed.
  • the heating capacity by the surplus electric power is smaller than the standard heating capacity, the boiling time is longer than that of boiling with the standard heating capacity, so the scheduled start time T2 is advanced.
  • the process of FIG. 4 is repeated from the time when the first boiling operation is completed to the time when the second boiling operation is started, and the second boiling operation is performed according to the predicted change in the generation state of surplus power.
  • the scheduled start time T2 of the operation is reviewed.
  • the boiling control unit 10e starts the second boiling operation using the surplus electric power of the photovoltaic power generation device 3 at the scheduled start time T2 in the daytime time zone (second time zone), and the second boiling water amount W2. Boil up.
  • FIG. 5A shows a case where a predetermined required amount of hot water W3 per day is boiled only by the first boiling operation in the night time zone (“23:00 to 07:00”). In the raising operation, the predetermined required amount of hot water W3 per day is boiled with the standard heating capacity (first heating capacity).
  • the electric power exhibiting the standard heating capacity is referred to as “normal electric power”, and the same applies to FIGS. 5B and 5C.
  • the first boiling water amount W1 is boiled in the first boiling operation in the night time zone (“02:00 to 07:00”), and the daytime time zone (“11:30 to 15:30”). It shows the case where the second hot water amount W2 is boiled by the second boiling operation of ").
  • the first hot water amount W1 in the first boiling operation using a commercial power source, the first hot water amount W1 is boiled with the standard heating capacity (first heating capacity), and in the second boiling operation, the heating capacity by surplus power is larger than the standard heating capacity.
  • the first boiling water amount W1 is boiled in the first boiling operation in the night time zone (“02:00 to 07:00”), and the daytime time zone (“11:30 to 15:00”). It shows the case where the second hot water amount W2 is boiled by the second boiling operation of ").
  • the first hot water amount W1 is boiled at the standard heating capacity (first heating capacity).
  • the second boiling operation using the surplus electric power when the heating capacity by the surplus electric power is a1 smaller than the standard heating capacity (“11:30 to 12:30” and “14:00 to 15:00”.
  • the first hot water amount W1 is boiled by the second heating capacity ( ⁇ standard heating capacity) by the surplus power, and when the heating capacity by the surplus power is equal to or more than the standard heating capacity ("12:30 to 14:00"). ") Boil the first hot water amount W1 with the standard heating capacity by the surplus electric power.
  • the hot water in the hot water storage tank 11 is boiled at the standard heating capacity (first heating capacity) by using the electric power supplied from the commercial power source in the night time zone (first time zone).
  • the first boiling operation is performed, and then the surplus of the solar power generation device 3 (renewable energy power generation device) is performed in the daytime time zone (second time zone), which is a time zone other than the night time zone (first time zone).
  • a second boiling operation is performed in which the hot water in the hot water storage tank 11 is boiled using electric power.
  • a part of the predetermined required amount of hot water W3 per day is boiled by using the low-cost electric power supplied from the commercial power source during the night time zone (first time zone), and the predetermined required amount per day.
  • the rest of the hot water amount W3 is boiled with surplus electric power in the daytime time zone (second time zone).
  • the surplus power is smaller than the normal power that exerts the standard heating capacity, the surplus power is used to heat the hot water in the hot water storage tank 11 even with the second heating capacity smaller than the standard heating capacity. Therefore, the surplus electric power of the solar power generation device 3 can be effectively utilized.
  • the predetermined required amount of hot water W3 per day can be efficiently boiled by sharing it between the first boiling operation and the second boiling operation. ..
  • the boiling control unit 10e boils the first hot water amount W1 calculated by the first hot water amount calculation unit 10c with the standard heating capacity (first heating capacity) by the electric power supplied from the commercial power source. Then, in the second boiling operation following the first boiling operation, the second hot water amount W2 calculated by the second hot water amount calculation unit 10d is boiled by the heating capacity by the surplus electric power.
  • the predetermined required hot water amount W3 per day can be obtained in the first boiling operation and the second boiling operation. It can be shared and boiled efficiently.
  • the amount of hot water used (morning) in a predetermined time zone for example, "07: 00-08: 59" in the daytime zone (second time zone) based on the hot water supply usage status stored in the learning storage unit 10b.
  • the first hot water amount calculation unit 10c at least determines the insufficient amount of hot water. Since it is added to one hot water amount W1, it is possible to suppress the occurrence of hot water running out in the daytime time zone (second time zone).
  • the boiling control unit 10e when the heating capacity by the surplus power is smaller than the standard heating capacity (first heating capacity), the boiling control unit 10e has a longer boiling time than when boiling with the standard heating capacity. Since it is set, the required second hot water amount W2 can be boiled.
  • the hot water storage type hot water supply device of the first embodiment does not have a function of storing the electric power generated by the solar power generation device 3, the surplus electric power that cannot be stored is sold to the electric power company for solar power generation.
  • the surplus power of the device 3 can be effectively used, and the power cost can be reduced.
  • the flow rate sensor 12 detects the flow rate of hot water discharged from the hot water storage tank 11 via the hot water outlet pipe L3, but the hot water discharged from the hot water storage tank 11 and tap water are mixed by the mixing valve.
  • the flow rate of the temperature-adjusted hot water may be detected by a flow rate sensor, and the flow rate of the hot water discharged from the hot water storage tank 11 may be calculated using the mixing ratio of the mixing valve.
  • a boiling circuit is used in which the hot water in the hot water storage tank 11 is circulated by the circulation pump P1 via the pipe L1, the water heat exchanger 21, and the pipe L2. Not limited to this.
  • the hot water storage type hot water supply device of the second embodiment of the present disclosure has the same configuration as the hot water storage type hot water supply device of the first embodiment except for the operation of the boiling control unit 10e, and FIGS. 1 and 2 are incorporated. ..
  • the first boiling water amount W1 is boiled in the first boiling operation during the night time zone (“02:00 to 07:00”)
  • the second hot water amount W2 is boiled in the second boiling operation during the daytime time zone. It shows the case of boiling.
  • the heat pump unit 2 (heating unit) is controlled by the boiling control unit 10e, and as shown in FIG. 6A, the standard heating capacity (first heating) is performed in the first boiling operation using a commercial power source. (Capacity) to boil the first amount of hot water W1.
  • the electric power exhibiting the standard heating capacity is referred to as “normal electric power”, and the same applies to FIG. 6B.
  • the upper limit of the third heating capacity of the heat pump unit 2 is standard heating. It should be about 1.3 times the capacity.
  • the first boiling water amount W1 is boiled in the first boiling operation in the night time zone (“02:00 to 07:00”), and the daytime time zone (“11:00 to 14:30”). It shows the case where the second hot water amount W2 is boiled by the second boiling operation of ").
  • the second heating capacity smaller than the standard heating capacity (first heating capacity) is (standard heating capacity ⁇ a1) and a1> a2 (standard heating capacity). -A2) is an example.
  • the surplus power is used and is smaller than the standard heating capacity (first heating capacity) based on the generation status of the surplus power predicted by the prediction unit 10a. 2 Determine whether to heat the hot water in the hot water storage tank 11 with the heating capacity or to heat the hot water in the hot water storage tank 11 with the third heating capacity larger than the standard heating capacity by using the surplus power, and the surplus power.
  • the surplus power of the renewable energy power generation device can be used more effectively.
  • the surplus power is used to boil at a third heating capacity that is larger than the standard heating capacity.
  • the surplus power is used to boil with the third heating capacity larger than the standard heating capacity.
  • the surplus power is smaller than the first predetermined value for the power exhibiting the standard heating capacity.
  • it becomes less than or equal to the value obtained by adding the predetermined value, it is boiled with a second heating capacity smaller than the standard heating capacity by using the surplus electric power.
  • the hot water storage type hot water supply device of the second embodiment has the same effect as the hot water storage type hot water supply device of the first embodiment.
  • the hot water storage type hot water supply device of the third embodiment of the present disclosure has the same configuration as the hot water storage type hot water supply device of the first embodiment except for the operation of the boiling control unit 10e, and FIGS. 1 and 2 are incorporated. ..
  • the surplus power is smaller than the power exhibiting the standard heating capacity (first heating capacity) in the second boiling operation
  • the power from the commercial power source purchasing power
  • the surplus power is used together with the surplus power.
  • the surplus power of the photovoltaic power generation device 3 whose power generation amount depends on the weather is insufficient
  • the second hot water amount W2 required for the second boiling operation can be boiled.
  • the electric power that exerts the standard heating capacity is defined as "normal electric power”.
  • the power conditioner 4 of the third embodiment uses a commercial power source for the heat pump unit 2 as needed, or uses the surplus power of the solar power generation device 3 for the heat pump unit 2, or a heat pump. Switch whether to use both the commercial power source and the surplus power of the solar power generation device 3 for the unit 2.
  • the hot water storage type hot water supply device of the third embodiment can suppress the occurrence of hot water running out during the daytime when the second boiling operation is performed, and the convenience is improved.
  • the hot water storage type hot water supply device of the third embodiment has the same effect as the hot water storage type hot water supply device of the first embodiment.
  • the control device 10 of the hot water storage type hot water supply device learns the prediction unit 10a that predicts the generation status of surplus electricity that can be used for the second boiling operation, and the past hot water supply usage status by the user.
  • the learning storage unit 10b is provided for storing the data
  • the prediction unit and the learning storage unit may be provided in a server device or the like that communicates with the control device via the communication network.
  • FIG. 7 is a block diagram of a main part including the control device 110 of the hot water storage type hot water supply device according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • the hot water storage type hot water supply device of the fourth embodiment of the present disclosure has the same configuration as the hot water storage type hot water supply device of the first embodiment except for the control device 110 and the HEMS controller 106, and FIG. 1 is incorporated.
  • the hot water storage type hot water supply device of the fourth embodiment is different from the control device 110 of the first embodiment in that the control device 110 does not have a prediction unit.
  • the HEMS controller 106 installed in the house H is provided with the prediction unit 106a.
  • the control device 110 includes a communication unit (not shown) that communicates with the HEMS controller 106 via a LAN (local area network) or the like.
  • the prediction unit 106a predicts the generation status of surplus power of the solar power generation device 3 during the daytime based on the weather forecast information from an information source such as a weather forecast company and the power consumption information of other home appliances. Based on the prediction information of the generation status of the surplus power predicted by the prediction unit 106a and the information of the integrated hot water amount for each unit time of the corresponding day stored in the learning storage unit 10b, the second hot water amount calculation unit 10d is next. The second hot water amount W2 to be boiled in the second boiling operation in the daytime time zone is calculated.
  • the hot water storage type hot water supply device of the fourth embodiment has the same effect as the hot water storage type hot water supply device of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram of a main part including the control device 110 of the hot water storage type hot water supply device according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • the hot water storage type hot water supply device of the fifth embodiment of the present disclosure is the hot water storage type of the first embodiment except that the control device 110 does not have a prediction unit and the cloud server 200 predicts the generation state of surplus electric power. It has the same configuration as the hot water supply device, and FIG. 1 is used.
  • the cloud server 200 is connected to the control device 110 via the network NW.
  • the control device 110 includes a communication unit (not shown) that communicates with the cloud server 200 via the network NW.
  • the cloud server 200 predicts the generation status of surplus power of the solar power generation device 3 during the daytime based on the weather forecast information from an information source such as a weather forecast company and the power consumption information of other home appliances. Based on the prediction information of the generation status of the surplus power predicted by the cloud server 200 and the information of the accumulated hot water amount for each unit time of the corresponding day of the week stored in the learning storage unit 10b, the second hot water amount calculation unit 10d is next. The amount of second hot water W2 to be boiled in the second boiling operation in the daytime time zone is calculated.
  • the hot water storage type hot water supply device of the fifth embodiment has the same effect as the hot water storage type hot water supply device of the first embodiment.
  • the hot water storage type hot water supply device that uses the surplus power of the solar power generation device 3 as the renewable energy power generation device has been described, but the renewable energy power generation device is not limited to this, and the wind power generation device and the hydraulic power generation device are not limited to this.
  • the present disclosure may be applied to a hot water storage type hot water supply device that utilizes surplus power of other renewable energy power generation devices such as a power generation device and a geothermal power generation device.
  • the present disclosure is not limited to the first to fifth embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the present disclosure.
  • a combination of the contents described in the first to fifth embodiments may be used as one embodiment of the present disclosure.
  • Hot water storage unit 2 ... Heat pump unit 3 ... Solar power generation device 4 ... Power conditioner 5 ... Distribution board 6,106 ... HEMS controller 10,110 ... Control device 10a, 106a ... Prediction unit 10b ... Learning storage unit 10c ... No. 1 Hot water volume calculation unit 10d ... 2nd hot water volume calculation unit 10e ... Boiling control unit 11 ... Hot water storage tank 12 ... Flow sensor 21 ... Water heat exchanger 21a ... Water inlet port 21b ... Water outlet port 200 ... Cloud server L1, L2 ... Piping L3 ... Hot water pipe NW ... Network P1 ... Circulation pump

Landscapes

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Abstract

貯湯式給湯装置は、第１時間帯において商用電源から供給される電力を利用して第１加熱能力により貯湯タンク(１１)内の湯水を沸き上げる第１沸き上げ運転と、第１時間帯以外の第２時間帯において自然エネルギー発電装置から供給される電力から他の機器の使用電力を差し引いた余剰電力を利用して貯湯タンク(１１)内の湯水を沸き上げる第２沸き上げ運転とを行う。第１沸き上げ運転において沸き上げる第１湯量が、１日あたりの所定の必要湯量から次の第２沸き上げ運転において沸き上げる第２湯量を差し引いた湯量に設定される。制御部は、第２沸き上げ運転において、余剰電力が第１加熱能力を発揮する電力よりも小さいとき、加熱部(２)を制御して、余剰電力を用いて第１加熱能力よりも小さい第２加熱能力で貯湯タンク(１１)内の湯水を加熱する。

Description

貯湯式給湯装置
　本開示は、貯湯式給湯装置に関する。
　従来、貯湯式給湯装置としては、ヒートポンプ熱源機と、ヒートポンプ熱源機で加熱した湯水を貯湯する貯湯給湯ユニットと、家庭用の発電装置として太陽光発電装置を備えたものがある(例えば、特願２０１９－１７３９７７号公報(特許文献１)参照)。
　上記貯湯式給湯装置では、余剰電力を最大限使用して商用電力の使用を抑えるために予測した余剰電力を超えないように、余剰電力を用いた貯湯運転時のヒートポンプ熱源機の加熱能力を制限している。
特願２０１９－１７３９７７号公報
　上記貯湯式給湯装置では、給湯使用の予測に基づいて給湯使用前に必要熱量を貯湯しているが、電力コストの安い夜間時間帯の電力を沸き上げに利用しておらず、昼間時間帯において余剰電力が不足したときに商用電力が使用されるため、余剰電力を有効に活用できていない。
　本開示では、自然エネルギー発電装置の余剰電力を有効に活用できる貯湯式給湯装置を提供する。
　本開示の貯湯式給湯装置は、
　貯湯タンクと、
　上記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱部と、
　上記加熱部を制御する制御部と
を備え、
　第１時間帯において商用電源から供給される電力を利用して第１加熱能力により上記貯湯タンク内の湯水を沸き上げる第１沸き上げ運転と、
　上記第１時間帯以外の時間帯である第２時間帯において自然エネルギー発電装置から供給される電力から他の機器の使用電力を差し引いた余剰電力を利用して上記貯湯タンク内の湯水を沸き上げる第２沸き上げ運転とを行うと共に、
　上記制御部は、
　上記第２沸き上げ運転において、上記余剰電力が上記第１加熱能力を発揮する電力よりも小さいとき、上記加熱部を制御して、上記余剰電力を用いて上記第１加熱能力よりも小さい第２加熱能力で上記貯湯タンク内の湯水を加熱することを特徴とする。
　本開示によれば、第１時間帯(例えば夜間時間帯)において商用電源から供給される電力を利用して第１加熱能力により貯湯タンク内の湯水を沸き上げる第１沸き上げ運転を行い、次に、第１時間帯以外の時間帯である第２時間帯(例えば昼間時間帯)において自然エネルギー発電装置(例えば太陽光発電装置)から供給される電力から他の機器の使用電力を差し引いた余剰電力を利用して貯湯タンク内の湯水を沸き上げる第２沸き上げ運転を行う。これにより、第１時間帯において商用電源から低コストな電力を利用可能な場合、商用電源から供給される電力を利用して１日あたりの所定の必要湯量の一部を沸き上げ、当該１日あたりの所定の必要湯量の残りを第２時間帯において余剰電力で沸き上げ、さらに、この第２沸き上げ運転において、余剰電力が第１加熱能力を発揮する電力よりも小さいとき、余剰電力を用いて第１加熱能力(例えば加熱部の標準加熱能力)よりも小さい第２加熱能力でも貯湯タンク内の湯水を加熱するので、自然エネルギー発電装置の余剰電力を有効に活用できる。
　また、本開示の１つの態様に係る貯湯式給湯装置では、
　上記制御部は、
　上記第２沸き上げ運転において、上記余剰電力が上記第１加熱能力を発揮する電力よりも大きいとき、上記加熱部を制御して、上記余剰電力を用いて上記第１加熱能力よりも大きい第３加熱能力で上記貯湯タンク内の湯水を加熱する。
　本開示によれば、自然エネルギー発電装置の余剰電力をさらに有効に活用できる。
　また、本開示の１つの態様に係る貯湯式給湯装置では、
　上記第１沸き上げ運転において沸き上げる第１湯量が、１日あたりの所定の必要湯量から次の上記第２沸き上げ運転において沸き上げる第２湯量を差し引いた湯量に設定されている。
　本開示によれば、１日あたりの必要湯量を確実に確保できる。
　また、本開示の１つの態様に係る貯湯式給湯装置では、
　上記第２沸き上げ運転に利用可能な上記余剰電力の発生状況を予測する予測部を備える。
　本開示によれば、予測部により予測された余剰電力の発生状況を用いて、１日あたりの所定の必要湯量を第１沸き上げ運転と第２沸き上げ運転で分担して効率よく沸き上げることができる。
　また、本開示の１つの態様に係る貯湯式給湯装置では、
　上記第２沸き上げ運転に利用可能な上記余剰電力の発生状況を予測する予測部を備え、
　上記制御部は、上記予測部により予測された上記余剰電力の発生状況に基づいて、上記第２沸き上げ運転において、上記余剰電力を用いて上記第２加熱能力で上記貯湯タンク内の湯水を加熱するか、または、上記余剰電力を用いて上記第３加熱能力で上記貯湯タンク内の湯水を加熱するかを決定する。
　本開示によれば、余剰電力の発生状況に応じた加熱能力で貯湯タンク内の湯水を加熱することによって、自然エネルギー発電装置の余剰電力をさらに有効に活用できる。
　また、本開示の１つの態様に係る貯湯式給湯装置では、
　上記第１沸き上げ運転において沸き上げる第１湯量が、１日あたりの所定の必要湯量から次の上記第２沸き上げ運転において沸き上げる第２湯量を差し引いた湯量に設定され、
　上記第２沸き上げ運転に利用可能な上記余剰電力の発生状況を予測する予測部と、
　ユーザーによる過去の給湯使用状況を学習して記憶する学習記憶部と、
　上記第１沸き上げ運転の開始前に、上記予測部により予測された上記余剰電力の発生状況と、上記学習記憶部に記憶された給湯使用状況とに基づいて、次の上記第２沸き上げ運転において沸き上げる上記第２湯量を算出する第２湯量算出部と、
　上記第１沸き上げ運転の開始前に、上記１日あたりの所定の必要湯量から上記第２湯量算出部により算出された上記第２湯量を差し引いた上記第１湯量を算出する第１湯量算出部と
を備え、
　上記制御部は、
　上記第１沸き上げ運転において、商用電源から供給される電力による上記第１加熱能力で上記第１湯量算出部により算出された上記第１湯量を沸き上げ、
　当該第１沸き上げ運転の次の上記第２沸き上げ運転において、上記余剰電力による加熱能力で上記第２湯量算出部により算出された上記第２湯量を沸き上げる。
　本開示によれば、予測された余剰電力の発生状況と学習されたユーザーによる過去の給湯使用状況とを用いて、１日あたりの所定の必要湯量を第１沸き上げ運転と第２沸き上げ運転で分担して効率よく沸き上げることができる。
　また、本開示の１つの態様に係る貯湯式給湯装置では、
　上記第１湯量算出部は、上記学習記憶部に記憶された給湯使用状況に基づく上記第２時間帯における所定の時間帯での給湯使用量によって、当該第２時間帯における上記余剰電力を用いた上記第２沸き上げ運転で湯量が不足する場合には、少なくとも不足する湯量を上記第１湯量に加算する。
　本開示によれば、第２時間帯において湯切れの発生を抑えることができる。
　また、本開示の１つの態様に係る貯湯式給湯装置では、
　上記制御部は、
　上記第２沸き上げ運転において、上記余剰電力による加熱能力が上記第１加熱能力よりも小さいとき、上記加熱部は、上記第１加熱能力で沸き上げるときよりも沸き上げ時間を長く設定する。
　本開示によれば、必要な第２湯量を沸き上げることができる。
　また、本開示の１つの態様に係る貯湯式給湯装置では、
　上記第２沸き上げ運転において、上記第１加熱能力よりも小さい加熱能力で沸き上げているとき、上記余剰電力が上記第１加熱能力を発揮する電力よりも第１所定値以上大きくなると、上記余剰電力を用いて上記第１加熱能力よりも大きい加熱能力で沸き上げ、
　上記第２沸き上げ運転において、上記余剰電力を用いて上記第１加熱能力よりも大きい加熱能力で沸き上げているとき、上記余剰電力が上記第１加熱能力を発揮する電力に上記第１所定値よりも小さい第２所定値を加算した値以下になると、上記余剰電力を用いて上記第１加熱能力よりも小さい上記第２加熱能力で沸き上げる。
　本開示によれば、自然エネルギー発電装置により発電される電力の供給が不安定であっても、加熱能力の切り換えが頻繁に発生するハンチングを抑制できる。
　また、本開示の１つの態様に係る貯湯式給湯装置では、
　上記自然エネルギー発電装置で発電された電力を蓄電する機能を備えていない。
　本開示によれば、蓄電できない余剰電力を電力会社に売電するよりも自然エネルギー発電装置の余剰電力を有効に活用でき、電力コストを削減できる。
本開示の第１実施形態の貯湯式給湯装置を含む給湯システムの概略構成図である。 上記貯湯式給湯装置の制御装置のブロック図である。 上記貯湯式給湯装置の制御装置の第１沸き上げ運転の開始前の処理を説明するフローチャートである。 上記貯湯式給湯装置の制御装置の第２沸き上げ運転の開始前の処理を説明するフローチャートである。 上記貯湯式給湯装置の第１沸き上げ運転と第２沸き上げ運転の動作を説明する図である。 上記貯湯式給湯装置の第１沸き上げ運転と第２沸き上げ運転の動作を説明する図である。 上記貯湯式給湯装置の第１沸き上げ運転と第２沸き上げ運転の動作を説明する図である。 本開示の第２,第３実施形態の貯湯式給湯装置の第１沸き上げ運転と第２沸き上げ運転の動作を説明する図である。 本開示の第２,第３実施形態の貯湯式給湯装置の第１沸き上げ運転と第２沸き上げ運転の動作を説明する図である。 本開示の第２,第３実施形態の貯湯式給湯装置の第１沸き上げ運転と第２沸き上げ運転の動作を説明する図である。 本開示の第４実施形態の貯湯式給湯装置の要部のブロック図である。 本開示の第５実施形態の貯湯式給湯装置の要部のブロック図である。
　以下、本開示の貯湯式給湯装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。
　〔第１実施形態〕
　図１は、本開示の第１実施形態の貯湯式給湯装置を含む給湯システムの概略構成図である。
　この第１実施形態の給湯システムは、図１に示すように、貯湯ユニット１とヒートポンプユニット２とを有する貯湯式給湯装置と、自然エネルギー発電装置の一例としての太陽光発電装置３と、パワーコンデショナ４と、家屋Ｈ内に設置された分電盤５と、家屋Ｈ内に設置されたＨＥＭＳ(Home Energy Management System：ホーム エネルギー マネジメント システム)コントローラ６とを備えている。ヒートポンプユニット２は加熱部の一例である。
　貯湯ユニット１は、制御装置１０と、貯湯タンク１１と、流量センサ１２と、循環ポンプＰ１を有する。貯湯タンク１１の下部に一端が接続された配管Ｌ１に循環ポンプＰ１が配設されている。この配管Ｌ１の他端がヒートポンプユニット２の水熱交換器２１の入水ポート２１ａに接続されている。また、水熱交換器２１の出水ポート２１ｂに配管Ｌ２の一端が接続され、配管Ｌ２の他端が貯湯タンク１１の上部に接続されている。また、貯湯タンク１１の上部に出湯配管Ｌ３の一端が接続されている。出湯配管Ｌ３に流量センサ１２を配設している。
　ここで、出湯配管Ｌ３を介して出湯される湯水は、混合弁(図示せず)により水道水と混合された後、蛇口から出湯されたり、風呂の湯はりやシャワーに利用されたりする。
　太陽光発電装置３から出力された直流電圧は、パワーコンデショナ４により所定の交流電圧に変換され、パワーコンデショナ４により変換された交流電圧が分電盤５に入力されている。
　分電盤５は、商用電源(系統電力設備など)からの交流電圧ＶＡと、パワーコンデショナ４の交流電圧ＶＢが印加されている。パワーコンデショナ４は、必要に応じてヒートポンプユニット２に商用電源を利用するか、または、ヒートポンプユニット２に太陽光発電装置３の余剰電力を利用するかを切り替える。ここで、太陽光発電装置３の余剰電力は、太陽光発電装置３から供給される電力から他の家電機器の使用電力を差し引いた電力である。
　ＨＥＭＳコントローラ６は、パワーコンデショナ４から分電盤５に入力される電力と、分電盤５から他の家電機器に供給される電力と、商用電源から分電盤５に入力される電力(買電)あるいは分電盤５から商用電源に出力される電力(売電)に基づいて、太陽光発電装置３の余剰電力を算出し、その余剰電力の情報を貯湯式給湯装置の制御装置１０に提供する。また、ＨＥＭＳコントローラ６は、他の家電機器の使用電力情報を貯湯式給湯装置の制御装置１０に提供する。
　図２は、上記貯湯式給湯装置の制御装置１０のブロック図を示しており、制御装置１０は、マイクロコンピュータおよび入出力端子などからなる。
　制御装置１０は、第２沸き上げ運転に利用可能な余剰電力の発生状況を予測する予測部１０ａと、ユーザーによる過去の給湯使用状況を学習して記憶する学習記憶部１０ｂと、第１沸き上げ運転において沸き上げる第１湯量Ｗ１を算出する第１湯量算出部１０ｃと、第２沸き上げ運転において沸き上げる第２湯量Ｗ２を算出する第２湯量算出部１０ｄと、ヒートポンプユニット２と循環ポンプＰ１とを制御する沸き上げ制御部１０ｅとを有する。沸き上げ制御部１０ｅは制御部の一例である。
　予測部１０ａは、気象予報会社などの情報源からの気象予報情報と、ＨＥＭＳコントローラ６からの他の家電機器の使用電力情報に基づいて、昼間時間帯の太陽光発電装置３の余剰電力の発生状況を予測する。詳しくは、予測部１０ａは、気象予報情報に基づき昼間時間帯の太陽光発電装置３の発電電力を予測する共に、過去の他の家電機器の使用電力情報に基づき昼間時間帯の他の家電機器の使用電力を予測して、予測された太陽光発電装置３の発電電力と、予測された他の家電機器の使用電力に基づいて、太陽光発電装置３の余剰電力を算出して、昼間時間帯の余剰電力の発生状況を予測する。
　学習記憶部１０ｂは、流量センサ１２により検出される流量を表す信号を受けて、ユーザーによる過去の給湯使用状況として、例えば過去１週間の曜日毎の単位時間あたりの積算湯量の履歴に基づいて１週間の曜日毎の単位時間毎の積算湯量を学習して記憶する。
　なお、過去の給湯使用状況として、過去１ヶ月または１年間の給湯使用状況を示す履歴情報に基づいて単位時間毎の積算湯量を学習により得るようにしてもよい。
　第１湯量算出部１０ｃは、第１沸き上げ運転の開始前(例えば２２時５５分)に、１日あたりの所定の必要湯量Ｗ３から第２湯量算出部１０ｄにより算出された第２湯量Ｗ２を差し引いた第１湯量Ｗ１を算出する。第１沸き上げ運転では、昼間の電力料金よりも安い深夜電力料金の“２３時００分～０７時００分”までの夜間時間帯(第１時間帯)において、商用電源から供給される電力を利用して通常電力による標準加熱能力(第１加熱能力)で貯湯タンク１１内の湯水を沸き上げる。例えば、ヒートポンプユニット２を用いた貯湯式給湯装置で貯湯タンク１１の容量が３７０リットルの場合、商用電源から供給される電力を利用してヒートポンプユニット２により沸き上げ運転を行うときの通常電力は、４．５ｋＷ程度である。ここで、通常電力とは、ヒートポンプユニット２が標準加熱能力を発揮する定格電力(規定の周囲温度において連続動作状態で使用できる電力の最大値)である。
　この第１実施形態では、１日あたりの所定の必要湯量Ｗ３として、貯湯タンク１１から給湯される湯量の履歴などに基づいて、制御装置１０で算出される１日あたりの平均使用湯量としている。なお、貯湯タンク１１から給湯される湯量を入力情報とし、１日あたりの平均使用湯量を出力情報として出力する学習済みニューラルネットワークを有する機械学習部を備えてもよいし、リモートコントローラ(図示せず)によりユーザーが１日あたりの所定の必要湯量Ｗ３を設定してもよい。
　第２湯量算出部１０ｄは、第１沸き上げ運転の開始前に、予測部１０ａにより予測された余剰電力の発生状況と、学習記憶部１０ｂに記憶された給湯使用状況とに基づいて、次の第２沸き上げ運転において沸き上げる第２湯量Ｗ２を算出する。第２沸き上げ運転では、夜間時間帯(第１時間帯)以外の時間帯である昼間時間帯(第２時間帯)において太陽光発電装置３から供給される電力から他の機器の使用電力を差し引いた余剰電力を利用して貯湯タンク１１内の湯水を沸き上げる。
　沸き上げ制御部１０ｅは、第２湯量算出部１０ｄからの第２湯量Ｗ２を表す信号と、流量センサ１２により検出される流量を表す信号と、ＨＥＭＳコントローラ６からの現在の余剰電力の情報と、ヒートポンプユニット２の出湯温度や貯湯タンク１１内の各層の湯温などの温度情報を受ける。そして、沸き上げ制御部１０ｅは、ヒートポンプユニット２と循環ポンプＰ１とを制御して、夜間時間帯(第１時間帯)において第１沸き上げ運転を行って貯湯タンク１１内に第１湯量Ｗ１が確保されるまで沸き上げ、次の昼間時間帯(第２時間帯)において第２沸き上げ運転を行って第２湯量Ｗ２を沸き上げる。
　ここで、貯湯タンク１１内に沸き上げる湯水の目標温度を一定とした場合、第１湯量Ｗ１と第２湯量Ｗ２の合計と１日あたりの所定の必要湯量Ｗ３とは等しい。しかしながら、貯湯タンク１１内に沸き上げる湯水の目標温度を６０℃から７０℃に上げた場合は、第１湯量Ｗ１の熱量と第２湯量Ｗ２の熱量の合計熱量と、１日あたりの所定の必要湯量Ｗ３の総熱量とが等しくなるように、第１湯量Ｗ１と第２湯量Ｗ２がそれぞれ０．８６(≒６０／７０)倍になる。同様に、貯湯タンク１１内に沸き上げる湯水の目標温度を６０℃から５０℃に下げた場合は、第１湯量Ｗ１と第２湯量Ｗ２がそれぞれ１．２(＝６０／５０)倍になる。
　上記構成の貯湯式給湯装置において、ヒートポンプユニット２により貯湯タンク１１内の湯を沸き上げる沸き上げ運転では、制御装置１０の沸き上げ制御部１０ｅによって、ヒートポンプユニット２と循環ポンプＰ１の運転を開始して、貯湯タンク１１内の湯を、配管Ｌ１,水熱交換器２１,配管Ｌ２を介して循環させる。
　上記沸き上げ制御部１０ｅは、沸き上げ運転時にヒートポンプユニット２の出湯温度が目標出湯温度ＴＳになるように、ヒートポンプユニット２を制御する。ここで、目標出湯温度ＴＳは、過去の給湯使用状況などに基づいて沸き上げ制御部１０ｅで算出される。例えば、使用される湯量が多い場合、目標出湯温度ＴＳは例えば８５℃と高くし、使用される湯量が少ない場合、目標出湯温度ＴＳは例えば６５℃と低くする。なお、この目標出湯温度ＴＳは、リモートコントローラ(図示せず)により設定してもよい。
　上記沸き上げ運転では、貯湯タンク１１の上部側に比較的小流量の高温水が供給されるため、貯湯タンク１１内で温度差による対流が生じないと共に、貯湯タンク１１内で攪拌がほとんど生じない。このようにして、沸き上げ運転により、貯湯タンク１１内の上部側から底部側に向かって高温水の領域が拡大していく。
　上記貯湯タンク１１には、下側から上側に向かって間隔をあけて設けられた複数の温度センサ(図示せず)により貯湯タンク１１内の各層の湯温を検出する。そして、複数の温度センサにより検出された貯湯タンク１１内の各層の湯温に基づいて、制御装置１０の沸き上げ制御部１０ｅは、貯湯タンク１１内の高温水の残湯量を算出する。ここで、残湯量とは、貯湯タンク１１内にある目標温度(例えば６０℃)以上の湯水の量である。
　図３は、上記貯湯式給湯装置の制御装置１０の第１沸き上げ運転の開始前の処理を説明するフローチャートである。
　まず、夜間時間帯の開始時(この実施形態では“２２時５５分”)に、ステップＳ１で翌日の負荷予測情報を取得する。詳しくは、第２湯量算出部１０ｄにより学習記憶部１０ｂに記憶された翌日の曜日に該当する単位時間毎の積算湯量を読み出す。
　次に、ステップＳ２に進み、翌日の余剰電力の発生状況を予測する。詳しくは、予測部１０ａによって、気象予報会社などの情報源からの気象予報情報と、過去の余剰電力の発生状況に基づいて、昼間時間帯の太陽光発電装置３の余剰電力の発生状況を予測する。
　次に、ステップＳ３に進み、昼間時間帯の沸き上げ湯量(第２湯量Ｗ２)を決定する。詳しくは、第２湯量算出部１０ｄによって、予測部１０ａにより予測された余剰電力の発生状況の予測情報と、学習記憶部１０ｂに記憶された該当曜日の単位時間毎の積算湯量の情報とに基づいて、次の昼間時間帯の第２沸き上げ運転において沸き上げる第２湯量Ｗ２を算出する。
　次に、ステップＳ４に進み、夜間時間帯の沸き上げ湯量(第１湯量Ｗ１)を決定する。詳しくは、第１湯量算出部１０ｃによって、１日あたりの所定の必要湯量Ｗ３から第２湯量算出部１０ｄにより算出された第２湯量Ｗ２を差し引いた第１湯量Ｗ１を算出して、この処理を終了する。
　なお、第１湯量算出部１０ｃにより第１湯量Ｗ１を算出するとき、貯湯タンク１１内に目標温度以上の残湯がある場合は、第１沸き上げ運転において(第１湯量Ｗ１－残湯量)分の沸き上げを行う。
　＜第１沸き上げ運転＞
　そうして、沸き上げ制御部１０ｅは、夜間時間帯(第１時間帯)において商用電源から供給される電力を利用して標準加熱能力(第１加熱能力)により貯湯タンク１１内に第１湯量Ｗ１が確保されるまで沸き上げる。このとき、沸き上げ制御部１０ｅによって、深夜電力料金が終了する“０７時００分”には沸き上げが完了するように、沸き上げ開始時刻Ｔ１が設定される。
　図４は、上記貯湯式給湯装置の制御装置１０の第２沸き上げ運転の開始前の処理を説明するフローチャートである。
　ステップＳ１１で、沸き上げ制御部１０ｅは、第２沸き上げ運転の開始予定時刻Ｔ２を算出する。詳しくは、沸き上げ制御部１０ｅは、予測部１０ａにより予測された余剰電力の発生状況と、学習記憶部１０ｂに記憶された給湯使用状況とに基づいて、湯切れを起こすことなく余剰電力による加熱能力で沸き上げが完了するように、次の昼間時間帯の第２沸き上げ運転の開始予定時刻Ｔ２を決定する。
　次に、ステップＳ１２に進み、開始予定時刻帯(開始予定時刻Ｔ２から所定時間経過するまでの区間)の予測余剰電力による加熱能力が、標準加熱能力(第１加熱能力)よりも大きい場合は、ステップＳ１３に進み、沸き上げ加熱能力を標準加熱能力として、この処理を終了する。
　一方、ステップＳ１２で、開始予定時刻帯の予測余剰電力が標準電力以下である場合は、ステップＳ１４に進み、沸き上げ加熱能力を余剰電力による加熱能力とする。
　そして、ステップＳ１５に進み、第２沸き上げ運転の開始予定時刻Ｔ２を調整して、この処理を終了する。ここで、余剰電力による加熱能力が標準加熱能力より小さい場合、標準加熱能力で沸き上げるよりも沸き上げ時間が長くなるので、開始予定時刻Ｔ２を前倒しする。
　なお、図４の処理は、第１沸き上げ運転が終了した時点から第２沸き上げ運転が開始されるまで繰り返し行われて、予測される余剰電力の発生状況の変化に応じて第２沸き上げ運転の開始予定時刻Ｔ２が見直される。
　＜第２沸き上げ運転＞
　そうして、沸き上げ制御部１０ｅは、昼間時間帯(第２時間帯)の開始予定時刻Ｔ２に太陽光発電装置３の余剰電力を利用した第２沸き上げ運転を開始し、第２湯量Ｗ２を沸き上げる。
　図５Ａは、夜間時間帯(“２３時００分～０７時００分”)の第１沸き上げ運転のみで１日あたりの所定の必要湯量Ｗ３を沸き上げる場合を示しており、この第１沸き上げ運転では標準加熱能力(第１加熱能力)で１日あたりの所定の必要湯量Ｗ３を沸き上げる。図５Ａでは、標準加熱能力を発揮する電力を「通常電力」としており、図５Ｂと図５Ｃも同様である。
　また、図５Ｂは、夜間時間帯(“０２時００分～０７時００分”)の第１沸き上げ運転で第１湯量Ｗ１を沸き上げ、昼間時間帯(“１１時３０分～１５時３０分”)の第２沸き上げ運転で第２湯量Ｗ２を沸き上げる場合を示している。図５Ｂでは、商用電源を利用した第１沸き上げ運転では標準加熱能力(第１加熱能力)で第１湯量Ｗ１を沸き上げ、第２沸き上げ運転において余剰電力による加熱能力が標準加熱能力よりもａ１小さい場合は、余剰電力を利用した第２沸き上げ運転では標準加熱能力よりも小さい第２加熱能力(＝標準加熱能力－ａ１)で第２湯量Ｗ２を沸き上げる。
　また、図５Ｃは、夜間時間帯(“０２時００分～０７時００分”)の第１沸き上げ運転で第１湯量Ｗ１を沸き上げ、昼間時間帯(“１１時３０分～１５時００分”)の第２沸き上げ運転で第２湯量Ｗ２を沸き上げる場合を示している。図５Ｃでは、商用電源を利用した第１沸き上げ運転では標準加熱能力(第１加熱能力)で第１湯量Ｗ１を沸き上げる。また、余剰電力を利用した第２沸き上げ運転では、余剰電力による加熱能力が標準加熱能力よりもａ１小さい場合(“１１時３０分～１２時３０分”と“１４時００分～１５時００分”)は、余剰電力による第２加熱能力(＜標準加熱能力)で第１湯量Ｗ１を沸き上げ、余剰電力による加熱能力が標準加熱能力以上の場合(“１２時３０分～１４時００分”)は、余剰電力による標準加熱能力で第１湯量Ｗ１を沸き上げる。
　上記構成の貯湯式給湯装置によれば、夜間時間帯(第１時間帯)において商用電源から供給される電力を利用して標準加熱能力(第１加熱能力)で貯湯タンク１１内の湯水を沸き上げる第１沸き上げ運転を行い、次に、夜間時間帯(第１時間帯)以外の時間帯である昼間時間帯(第２時間帯)において太陽光発電装置３(自然エネルギー発電装置)の余剰電力を利用して貯湯タンク１１内の湯水を沸き上げる第２沸き上げ運転を行う。これにより、夜間時間帯(第１時間帯)に商用電源から供給される低コストな電力を利用して１日あたりの所定の必要湯量Ｗ３の一部を沸き上げ、１日あたりの所定の必要湯量Ｗ３の残りを昼間時間帯(第２時間帯)において余剰電力で沸き上げる。さらに、この第２沸き上げ運転において、余剰電力が標準加熱能力を発揮する通常電力よりも小さいとき、余剰電力を用いて標準加熱能力よりも小さい第２加熱能力でも貯湯タンク１１内の湯水を加熱するので、太陽光発電装置３の余剰電力を有効に活用できる。
　また、予測部１０ａにより予測された余剰電力の発生状況を用いて、１日あたりの所定の必要湯量Ｗ３を第１沸き上げ運転と第２沸き上げ運転で分担して効率よく沸き上げることができる。
　また、沸き上げ制御部１０ｅは、第１沸き上げ運転において、商用電源から供給される電力による標準加熱能力(第１加熱能力)で第１湯量算出部１０ｃにより算出された第１湯量Ｗ１を沸き上げ、当該第１沸き上げ運転の次の第２沸き上げ運転において、余剰電力による加熱能力で第２湯量算出部１０ｄにより算出された第２湯量Ｗ２を沸き上げる。これにより、予測された余剰電力の発生状況と、学習されたユーザーによる過去の給湯使用状況とを用いて、１日あたりの所定の必要湯量Ｗ３を第１沸き上げ運転と第２沸き上げ運転で分担して効率よく沸き上げることができる。
　また、学習記憶部１０ｂに記憶された給湯使用状況に基づく昼間時間帯(第２時間帯)において所定の時間帯(例えば“０７時００分～０８時５９分”)での給湯使用量(朝シャワーなどによる給湯)によって、第１湯量算出部１０ｃは、昼間時間帯(第２時間帯)における余剰電力を用いた第２沸き上げ運転で湯量が不足する場合には、少なくとも不足する湯量を第１湯量Ｗ１に加算するので、昼間時間帯(第２時間帯)において湯切れの発生を抑えることができる。
　また、第２沸き上げ運転において、余剰電力による加熱能力が標準加熱能力(第１加熱能力)よりも小さいとき、沸き上げ制御部１０ｅは、標準加熱能力で沸き上げるときよりも沸き上げ時間を長く設定するので、必要な第２湯量Ｗ２を沸き上げることができる。
　また、上記第１実施形態の貯湯式給湯装置は、太陽光発電装置３で発電された電力を蓄電する機能を備えていないので、蓄電できない余剰電力を電力会社に売電するよりも太陽光発電装置３の余剰電力を有効に活用でき、電力コストを削減できる。
　上記第１実施形態では、貯湯タンク１１から出湯配管Ｌ３を介して出湯される湯水の流量を流量センサ１２により検出したが、貯湯タンク１１から出湯された湯水と水道水を混合弁により混合して温度調整された湯の流量を流量センサで検出し、混合弁の混合比を用いて貯湯タンク１１から出湯された湯の流量を算出してもよい。
　また、上記第１実施形態では、貯湯タンク１１内の湯を配管Ｌ１,水熱交換器２１,配管Ｌ２を介して循環ポンプＰ１により循環させる沸き上げ回路を用いたが、沸き上げ回路の構成はこれに限らない。
　〔第２実施形態〕
　本開示の第２実施形態の貯湯式給湯装置は、沸き上げ制御部１０ｅの動作を除いて第１実施形態の貯湯式給湯装置と同一の構成をしており、図１,図２を援用する。
　図６Ａは、夜間時間帯(“０２時００分～０７時００分”)の第１沸き上げ運転で第１湯量Ｗ１を沸き上げ、昼間時間帯の第２沸き上げ運転で第２湯量Ｗ２を沸き上げる場合を示している。
　上記貯湯式給湯装置は、沸き上げ制御部１０ｅによりヒートポンプユニット２(加熱部)を制御して、図６Ａに示すように、商用電源を利用した第１沸き上げ運転では標準加熱能力(第１加熱能力)で第１湯量Ｗ１を沸き上げる。図６Ａでは、標準加熱能力を発揮する電力を「通常電力」としており、図６Ｂも同様である。
　また、余剰電力を利用した第２沸き上げ運転において、余剰電力による加熱能力が標準加熱能力(第１加熱能力)よりもａ１小さい場合(“１１時３０分～１２時３０分”と“１４時００分～１４時３０分”)は、余剰電力を利用して標準加熱能力よりも小さい第２加熱能力(＝標準加熱能力－ａ１)で沸き上げる。一方、第２沸き上げ運転において余剰電力による加熱能力が標準加熱能力よりもｂ１大きい場合(“１３時００分～１４時００分”)は、余剰電力を利用して標準加熱能力よりも大きい第３加熱能力(＝標準加熱能力＋ｂ１)で沸き上げる。これにより、太陽光発電装置３の余剰電力をさらに有効に活用でき、第２沸き上げ運転において標準加熱能力よりも低い第２加熱能力で沸き上げるよりも沸き上げ時間を短縮できる。
　なお、余剰電力を利用して標準加熱能力(第１加熱能力)よりも大きい第３加熱能力(＝標準加熱能力＋ｂ１)で沸き上げるとき、ヒートポンプユニット２の第３加熱能力の上限は、標準加熱能力の１．３倍程度とする。
　また、図６Ｂは、夜間時間帯(“０２時００分～０７時００分”)の第１沸き上げ運転で第１湯量Ｗ１を沸き上げ、昼間時間帯(“１１時００分～１４時３０分”)の第２沸き上げ運転で第２湯量Ｗ２を沸き上げる場合を示している。図６Ｂは、余剰電力を利用した第２沸き上げ運転では標準加熱能力(第１加熱能力)よりも小さい第２加熱能力が、(標準加熱能力－ａ１)と、ａ１＞ａ２の(標準加熱能力－ａ２)となっている例である。
　上記構成の貯湯式給湯装置では、予測部１０ａにより予測された余剰電力の発生状況に基づいて、第２沸き上げ運転において、余剰電力を用いて標準加熱能力(第１加熱能力)よりも小さい第２加熱能力で貯湯タンク１１内の湯水を加熱するか、または、余剰電力を用いて標準加熱能力よりも大きい第３加熱能力で貯湯タンク１１内の湯水を加熱するかを決定して、余剰電力の発生状況に応じた加熱能力で貯湯タンク内の湯水を加熱することによって、自然エネルギー発電装置の余剰電力をさらに有効に活用できる。
　また、第２沸き上げ運転において、標準加熱能力(第１加熱能力)よりも小さい加熱能力で沸き上げているとき、余剰電力が標準加熱能力を発揮する電力よりも第１所定値以上大きくなると、余剰電力を用いて標準加熱能力よりも大きい第３加熱能力で沸き上げる。一方、第２沸き上げ運転において、余剰電力を用いて標準加熱能力よりも大きい第３加熱能力で沸き上げているとき、余剰電力が標準加熱能力を発揮する電力に第１所定値より小さい第２所定値を加算した値以下になると、余剰電力を用いて標準加熱能力よりも小さい第２加熱能力で沸き上げる。これにより、太陽光発電装置３により発電される電力の供給が不安定であっても、加熱能力の切り換えが頻繁に発生するハンチングを抑制できる。
　上記第２実施形態の貯湯式給湯装置は、第１実施形態の貯湯式給湯装置と同様の効果を有する。
　〔第３実施形態〕
　本開示の第３実施形態の貯湯式給湯装置は、沸き上げ制御部１０ｅの動作を除いて第１実施形態の貯湯式給湯装置と同一の構成をしており、図１,図２を援用する。
　図６Ｃに示すように、第２沸き上げ運転において、余剰電力が標準加熱能力(第１加熱能力)を発揮する電力よりも小さいとき、余剰電力と共に商用電源からの電力(買電)を利用することで標準加熱能力により沸き上げる。これにより、天候に発電量が左右される太陽光発電装置３の余剰電力が不足しても、第２沸き上げ運転で必要な第２湯量Ｗ２を沸き上げることができる。図６Ｃでは、標準加熱能力を発揮する電力を「通常電力」としている。
　なお、第３実施形態のパワーコンデショナ４は、必要に応じてヒートポンプユニット２に商用電源を利用するか、または、ヒートポンプユニット２に太陽光発電装置３の余剰電力を利用するか、または、ヒートポンプユニット２に商用電源と太陽光発電装置３の余剰電力の両方を利用するかを切り替える。
　上記第３実施形態の貯湯式給湯装置は、第２沸き上げ運転が行われる昼間時間帯での湯切れの発生を抑制でき、利便性が向上する。
　上記第３実施形態の貯湯式給湯装置は、第１実施形態の貯湯式給湯装置と同様の効果を有する。
　上記第１～第３実施形態では、貯湯式給湯装置の制御装置１０に第２沸き上げ運転に利用可能な余剰電力の発生状況を予測する予測部１０ａと、ユーザーによる過去の給湯使用状況を学習して記憶する学習記憶部１０ｂとを備えたが、予測部や学習記憶部は、通信ネットワークを介して制御装置と通信を行うサーバー装置などに備えてもよい。
　〔第４実施形態〕
　図７は、本開示の第４実施形態の貯湯式給湯装置の制御装置１１０を含む要部のブロック図である。本開示の第４実施形態の貯湯式給湯装置は、制御装置１１０とＨＥＭＳコントローラ１０６とを除いて第１実施形態の貯湯式給湯装置と同一の構成をしており、図１を援用する。
　この第４実施形態の貯湯式給湯装置は、図７に示すように、制御装置１１０が予測部を備えていない点で第１実施形態の制御装置１１０と相違する。
　第４実施形態では、家屋Ｈ内に設置されたＨＥＭＳコントローラ１０６が予測部１０６ａを備えている。制御装置１１０は、ＬＡＮ(ローカル・エリア・ネットワーク)などを介してＨＥＭＳコントローラ１０６と通信を行う通信部(図示せず)を備えている。
　予測部１０６ａは、気象予報会社などの情報源からの気象予報情報と、他の家電機器の使用電力情報に基づいて、昼間時間帯の太陽光発電装置３の余剰電力の発生状況を予測する。予測部１０６ａにより予測された余剰電力の発生状況の予測情報と、学習記憶部１０ｂに記憶された該当曜日の単位時間毎の積算湯量の情報とに基づいて、第２湯量算出部１０ｄは、次の昼間時間帯の第２沸き上げ運転において沸き上げる第２湯量Ｗ２を算出する。
　上記第４実施形態の貯湯式給湯装置は、第１実施形態の貯湯式給湯装置と同様の効果を有する。
　〔第５実施形態〕
　図８は、本開示の第５実施形態の貯湯式給湯装置の制御装置１１０を含む要部のブロック図である。本開示の第５実施形態の貯湯式給湯装置は、制御装置１１０が予測部を備えていない点とクラウドサーバー２００が余剰電力の発生状況を予測する点とを除いて第１実施形態の貯湯式給湯装置と同一の構成をしており、図１を援用する。
　第５実施形態では、ネットワークＮＷを介して制御装置１１０にクラウドサーバー２００が接続されている。制御装置１１０は、ネットワークＮＷを介してクラウドサーバー２００と通信を行う通信部(図示せず)を備えている。
　クラウドサーバー２００は、気象予報会社などの情報源からの気象予報情報と、他の家電機器の使用電力情報に基づいて、昼間時間帯の太陽光発電装置３の余剰電力の発生状況を予測する。クラウドサーバー２００により予測された余剰電力の発生状況の予測情報と、学習記憶部１０ｂに記憶された該当曜日の単位時間毎の積算湯量の情報とに基づいて、第２湯量算出部１０ｄは、次の昼間時間帯の第２沸き上げ運転において沸き上げる第２湯量Ｗ２を算出する。
　上記第５実施形態の貯湯式給湯装置は、第１実施形態の貯湯式給湯装置と同様の効果を有する。
　上記第１～第５実施形態では、自然エネルギー発電装置として太陽光発電装置３の余剰電力を利用する貯湯式給湯装置について説明したが、自然エネルギー発電装置はこれに限らず、風力発電装置、水力発電装置、地熱発電装置などの他の自然エネルギー発電装置の余剰電力を利用する貯湯式給湯装置に本開示を適用してもよい。
　本開示の具体的な実施の形態について説明したが、本開示は上記第１～第５実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１～第５実施形態で記載した内容を適宜組み合わせたものを、本開示の一実施形態としてもよい。
　１…貯湯ユニット
　２…ヒートポンプユニット
　３…太陽光発電装置
　４…パワーコンデショナ
　５…分電盤
　６,１０６…ＨＥＭＳコントローラ
　１０,１１０…制御装置
　１０ａ,１０６ａ…予測部
　１０ｂ…学習記憶部
　１０ｃ…第１湯量算出部
　１０ｄ…第２湯量算出部
　１０ｅ…沸き上げ制御部
　１１…貯湯タンク
　１２…流量センサ
　２１…水熱交換器
　２１ａ…入水ポート
　２１ｂ…出水ポート
　２００…クラウドサーバー
　Ｌ１,Ｌ２…配管
　Ｌ３…出湯配管
　ＮＷ…ネットワーク
　Ｐ１…循環ポンプ

Claims (10)

  1. 　貯湯タンク(１１)と、
    　上記貯湯タンク(１１)内の湯水を加熱する加熱部(２)と、
    　上記加熱部(２)を制御する制御部(１０ｅ)と
    を備え、
    　第１時間帯において商用電源から供給される電力を利用して第１加熱能力により上記貯湯タンク(１１)内の湯水を沸き上げる第１沸き上げ運転と、
    　上記第１時間帯以外の時間帯である第２時間帯において自然エネルギー発電装置から供給される電力から他の機器の使用電力を差し引いた余剰電力を利用して上記貯湯タンク(１１)内の湯水を沸き上げる第２沸き上げ運転とを行うと共に、
    　上記制御部(１０ｅ)は、
    　上記第２沸き上げ運転において、上記余剰電力が上記第１加熱能力を発揮する電力よりも小さいとき、上記加熱部(２)を制御して、上記余剰電力を用いて上記第１加熱能力よりも小さい第２加熱能力で上記貯湯タンク(１１)内の湯水を加熱することを特徴とする貯湯式給湯装置。
  2. 　請求項１に記載の貯湯式給湯装置において、
    　上記制御部は、
    　上記第２沸き上げ運転において、上記余剰電力が上記第１加熱能力を発揮する電力よりも大きいとき、上記加熱部(２)を制御して、上記余剰電力を用いて上記第１加熱能力よりも大きい第３加熱能力で上記貯湯タンク(１１)内の湯水を加熱することを特徴とする貯湯式給湯装置。
  3. 　請求項１または２に記載の貯湯式給湯装置において、
    　上記第１沸き上げ運転において沸き上げる第１湯量が、１日あたりの所定の必要湯量から次の上記第２沸き上げ運転において沸き上げる第２湯量を差し引いた湯量に設定されていることを特徴とする貯湯式給湯装置。
  4. 　請求項１から３までのいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置において、
    　上記第２沸き上げ運転に利用可能な上記余剰電力の発生状況を予測する予測部(１０ａ)を備えることを特徴とする貯湯式給湯装置。
  5. 　請求項２に記載の貯湯式給湯装置において、
    　上記第２沸き上げ運転に利用可能な上記余剰電力の発生状況を予測する予測部(１０ａ)を備え、
    　上記制御部(１０ｅ)は、上記予測部(１０ａ)により予測された上記余剰電力の発生状況に基づいて、上記第２沸き上げ運転において、上記余剰電力を用いて上記第２加熱能力で上記貯湯タンク(１１)内の湯水を加熱するか、または、上記余剰電力を用いて上記第３加熱能力で上記貯湯タンク(１１)内の湯水を加熱するかを決定することを特徴とする貯湯式給湯装置。
  6. 　請求項３に記載の貯湯式給湯装置において、
    　上記第２沸き上げ運転に利用可能な上記余剰電力の発生状況を予測する予測部(１０ａ)と、
    　ユーザーによる過去の給湯使用状況を学習して記憶する学習記憶部(１０ｂ)と、
    　上記第１沸き上げ運転の開始前に、上記予測部(１０ａ)により予測された上記余剰電力の発生状況と、上記学習記憶部(１０ｂ)に記憶された給湯使用状況とに基づいて、次の上記第２沸き上げ運転において沸き上げる上記第２湯量を算出する第２湯量算出部(１０ｄ)と、
    　上記第１沸き上げ運転の開始前に、上記１日あたりの所定の必要湯量から上記第２湯量算出部(１０ｄ)により算出された上記第２湯量を差し引いた上記第１湯量を算出する第１湯量算出部(１０ｃ)と
    を備え、
    　上記制御部(１０ｅ)は、
    　上記第１沸き上げ運転において、商用電源から供給される電力による上記第１加熱能力で上記第１湯量算出部(１０ｃ)により算出された上記第１湯量を沸き上げ、
    　当該第１沸き上げ運転の次の上記第２沸き上げ運転において、上記余剰電力による加熱能力で上記第２湯量算出部(１０ｄ)により算出された上記第２湯量を沸き上げることを特徴とする貯湯式給湯装置。
  7. 　請求項６に記載の貯湯式給湯装置において、
    　上記第１湯量算出部(１０ｃ)は、上記学習記憶部(１０ｂ)に記憶された給湯使用状況に基づく上記第２時間帯における所定の時間帯での給湯使用量によって、当該第２時間帯における上記余剰電力を用いた上記第２沸き上げ運転で湯量が不足する場合には、少なくとも不足する湯量を上記第１湯量に加算することを特徴とする貯湯式給湯装置。
  8. 　請求項６に記載の貯湯式給湯装置において、
    　上記制御部(１０ｅ)は、
    　上記第２沸き上げ運転において、上記余剰電力による加熱能力が上記第１加熱能力よりも小さいとき、上記第１加熱能力で沸き上げるときよりも沸き上げ時間を長く設定することを特徴とする貯湯式給湯装置。
  9. 　請求項１から８までのいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置において、
    　上記第２沸き上げ運転において、上記第１加熱能力よりも小さい加熱能力で沸き上げているとき、上記余剰電力が上記第１加熱能力を発揮する電力よりも第１所定値以上大きくなると、上記余剰電力を用いて上記第１加熱能力よりも大きい加熱能力で沸き上げ、
    　上記第２沸き上げ運転において、上記余剰電力を用いて上記第１加熱能力よりも大きい加熱能力で沸き上げているとき、上記余剰電力が上記第１加熱能力を発揮する電力に上記第１所定値よりも小さい第２所定値を加算した値以下になると、上記余剰電力を用いて上記第１加熱能力よりも小さい上記第２加熱能力で沸き上げることを特徴とする貯湯式給湯装置。
  10. 　請求項１から９のいずれか１つに記載の貯湯式給湯装置において、
    　上記自然エネルギー発電装置で発電された電力を蓄電する機能を備えていないことを特徴とする貯湯式給湯装置。
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