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JP2008096053A - Operation method of storage type hot water supply system and storage type hot water supply system - Google Patents

Operation method of storage type hot water supply system and storage type hot water supply system Download PDF

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JP2008096053A JP2006280097A JP2006280097A JP2008096053A JP 2008096053 A JP2008096053 A JP 2008096053A JP 2006280097 A JP2006280097 A JP 2006280097A JP 2006280097 A JP2006280097 A JP 2006280097A JP 2008096053 A JP2008096053 A JP 2008096053A
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  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain deterioration of a function of facilities in power control, and not to contribute to updating of contract demand in an operation method of a storage type hot water supply system having a hot water supply machine taking electric power as a heat source. <P>SOLUTION: This operation method of a storage type hot water supply system includes: a step S21 of setting a margin rate α; a step S1 of setting a demand time limit; a step s2 of calculating the average electric power; a step S3 of time-dividing the demand time limit; a step S6 of estimating the maximum demand power of the facilities at every time division; a step S22 of comparing a margin power value αPp of computed value obtained by multiplying the estimated demand value Pp by a margin rate with a target demand Pmax; and a step S8 of controlling the power of the hot water supply machine 1 so that the margin power value αPp does not exceed the target demand Pmax. The deterioration of function of the facilities in controlling is restrained by power control over the hot water supply machine 1 only, and contribution to updating of contract demand can be surely inhibited by introducing the margin rate α. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、契約電力管理する施設において、最大需要電力のピーク電力を抑制する貯湯式給湯システムの運転方法とその貯湯式給湯システムに関するものである。   The present invention relates to a method for operating a hot water storage hot water supply system and a hot water storage hot water supply system that suppress peak power of maximum demand power in a facility that manages contract power.

従来から、電力の契約形態は多岐にわたるが、概ね50kW以上の電気容量を要する施設においては高圧受電を行う必要がある。この高圧受電における契約電力は、当月を含む過去1年間の各月の最大需要電力のうちで最も大きい値として算出される。ここで、最大需要電力とは、このデマンド時限の30分毎に計量された施設での全使用電力のうち月間で最も大きい値となる。従って、一度使用電力の最大値が更新されてしまうと以後、使用電力値が最大値を下回っても最低1年間はその基本料金が継続されることとなる。このため、基本料金の低減には、この最大需要電力を超過しないように使用電力を抑えることが必要とされる。   Conventionally, there are various types of power contracts, but it is necessary to receive high-voltage power in facilities that require an electric capacity of approximately 50 kW or more. The contract power in this high voltage power reception is calculated as the largest value among the maximum demand power in each month in the past year including the current month. Here, the maximum demand power is the largest value in a month among all the power used in the facility measured every 30 minutes of the demand time limit. Accordingly, once the maximum value of the used power is updated, the basic charge is continued for at least one year even if the used power value falls below the maximum value. For this reason, to reduce the basic charge, it is necessary to suppress the power consumption so as not to exceed the maximum demand power.

このため、一般にデマンドコントローラと称するデマンド管理装置が市販されており、これはデマンド時限内の電力値(デマンド値)を予測し、最大値を超える可能性のある場合には、ランプ表示やブザー等で何らかの警報を出すものである。また、このデマンドコントローラと連動して空調機器等の負荷機器の運転停止を行うことも行われている。しかし、実際の施設における電力負荷は、その負荷状態が刻々と変化するため、このようなデマンド管理装置においては、一時的に契約電力値を超える電力が使用されることがあり、これにより、電力料金が増加する場合があった。   For this reason, a demand management device generally called a demand controller is commercially available, which predicts a power value (demand value) within a demand time limit, and if there is a possibility of exceeding the maximum value, a lamp display, a buzzer, etc. It will give some kind of alarm. In addition, operation of a load device such as an air conditioner is stopped in conjunction with the demand controller. However, since the power load in an actual facility changes every moment, in such a demand management device, power exceeding the contracted power value may be temporarily used. There were cases where fees increased.

これに対し、デマンド値を予測し、この予測デマンド値が目標デマンドを超えないようにするものとして、例えば、特許文献1に示されるように、電気温水器等の蓄熱負荷以外の負荷の使用電力の予測値と、予め設定された目標電力と、蓄熱負荷の要求使用電力量とに基いて、蓄熱負荷の運転を総使用電力が目標電力を超過しないように、所定時間帯内にスケジューリングされた制御内容に基いて蓄熱負荷を制御するデマンド制御装置が知られている。この装置のデマンド制御においては、要求使用電力量に基いて予めスケジューリングされた時間帯内でしか蓄熱負荷を制御できないので、蓄熱負荷による電力制御を自動的にリアルタイムすることができなかった。   On the other hand, as a thing which predicts a demand value and prevents this predicted demand value from exceeding a target demand, for example, as shown in Patent Document 1, electric power used by a load other than a heat storage load such as an electric water heater Based on the predicted value, the target power set in advance, and the required power consumption of the heat storage load, the operation of the heat storage load was scheduled within a predetermined time period so that the total power usage does not exceed the target power A demand control device that controls a heat storage load based on control content is known. In demand control of this apparatus, the heat storage load can be controlled only within a time zone scheduled in advance based on the required power consumption, and therefore power control by the heat storage load cannot be automatically performed in real time.

また、特許文献2に示されるように、現時点での電力と、単位時間の平均電力及び残り時間とにより算出した予測需要電力を、予め運転、停止の予測がつく負荷により補正して電力制御を行う最大需要電力監視制御装置が知られている。また、特許文献3に示されるように、電力量の変動周期と、電力量計測の開始からの経過時間と、変動周期だけ遡った時間の電力量増加分と、デマンド時限等により、予測電力量を予測して、電力量を制御するデマンド予測装置が知られている。   Moreover, as shown in Patent Document 2, the predicted demand power calculated based on the current power, the average power per unit time, and the remaining time is corrected by a load that can be predicted to run and stop in advance to control power. A maximum demand power monitoring and control device to perform is known. Moreover, as shown in Patent Document 3, the predicted electric energy is calculated based on the fluctuation period of the electric energy, the elapsed time from the start of the electric energy measurement, the increase in the electric energy in the time that goes back by the fluctuation period, the demand time limit, and the like. There is known a demand prediction device that controls the amount of electric power by predicting.

しかしながら、上記特許文献2、3に示されるような技術においては、デマンド時限内で連続的に電力制御を行うので、極めて短い間隔で電力をオン、オフする可能性があった。このため、例えば、電力負荷がヒートポンプを用いた貯湯式給湯機のような場合においては、電力制御のために高頻度にオン、オフが繰り返されると、圧縮機に負担を与えて寿命を短縮する場合があり、また、ヒートポンプの冷媒を予熱する時間が必要であるため運転開始から出湯開始まで数分間の待ち時間を要することが多く、高頻度のオン、オフの場合は、オフからオンしても出湯に至らないでエネルギのみ消費して電力損失が生じることがあった。
特開平9−9502号公報 特開昭60−245428号公報 実新登−2549868号公報
However, in the techniques as disclosed in Patent Documents 2 and 3, since power control is continuously performed within a demand time period, there is a possibility that power is turned on and off at extremely short intervals. For this reason, for example, when the power load is a hot water storage type hot water heater using a heat pump, if the on / off is repeated frequently for power control, the compressor is burdened and the life is shortened. In addition, there is often a waiting time of several minutes from the start of operation to the start of hot water because it takes time to preheat the refrigerant of the heat pump, and in the case of frequent on / off, turn on from off However, there was a case where power was lost by consuming only energy without reaching the hot water.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-9502 JP-A-60-245428 Real Shinto-2549868 gazette

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、電力を熱源とした給湯機を電力負荷として含む施設の契約電力の管理において、電力制御時の施設の機能の低下を抑えて、かつ契約施設の最大需要電力を更新させないようにする貯湯式給湯システムの運転方法とその貯湯式給湯システムを提供することを目的とする。   The present invention was made in order to solve the above problems, and in the contract power management of a facility that includes a water heater that uses electric power as a heat source as an electric power load, suppressing a decrease in the function of the facility during power control, And it aims at providing the operating method of the hot water storage type hot-water supply system which does not update the maximum demand electric power of a contract facility, and the hot water storage type hot-water supply system.

上記目的を達成するために請求項1の発明は、電気使用開始から1年間の各月の契約電力が、電気使用開始月からその月までの最大需要電力の内、最も大きい値となる契約形態の施設で使用される電力を熱源とした給湯機を有する貯湯式給湯システムの運転方法において、契約単位全体の所定時間毎の平均電力を予測するステップと、前記予測された平均電力が、前記最大需要電力の更新に寄与しないように給湯機を運転制御するステップと、を備えたものである。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is the contract form in which the contract power in each month for one year from the start of electricity use is the largest value among the maximum demand power from the start of electricity use to that month. In the operation method of the hot water storage hot water supply system having a hot water heater using the electric power used in the facility of the facility as a heat source, the step of predicting the average power per predetermined time of the entire contract unit, and the predicted average power is the maximum And a step of controlling the operation of the water heater so as not to contribute to the update of the demand power.

請求項2の発明は、請求項1に記載の貯湯式給湯システムの運転方法において、契約単位の所定時間毎の予測される平均電力値に、前記最大需要電力に対して設定された余裕率を乗じた演算値に基いて給湯機の電力を運転制御するものである。   According to a second aspect of the present invention, in the operation method of the hot water storage type hot water supply system according to the first aspect, a margin rate set for the maximum demand power is added to the predicted average power value for each predetermined time of the contract unit. The operation of the electric power of the hot water heater is controlled based on the calculated value.

請求項3の発明は、請求項2に記載の貯湯式給湯システムの運転方法において、所定の期間内における給湯機に備えられた貯湯タンク内の湯切れの有無を判定するステップと、前記判定に基づいて前記余裕率を予め設定された範囲内で変化させるステップと、を備えたものである。   According to a third aspect of the present invention, in the operation method of the hot water storage hot water supply system according to the second aspect, the step of determining the presence or absence of hot water in the hot water storage tank provided in the hot water heater within a predetermined period, and the determination And changing the margin rate within a preset range based on the above.

請求項4の発明は、契約単位全体の電力を計測する電力計測手段と通信を行う通信手段と、前記通信手段を介して得られた前記電力計測手段で計測された電力値に基いて給湯機の運転制御を行う運転制御手段と、を備え、前記運転制御手段は、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の運転方法を実行するものである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a hot water heater based on a communication unit that communicates with a power measuring unit that measures the power of the entire contract unit, and a power value measured by the power measuring unit obtained through the communication unit. And an operation control means for performing the operation control. The operation control means executes the operation method according to any one of claims 1 to 3.

請求項1の発明によれば、給湯機の電力制御により施設全体機能への電力制御による影響を低く抑え、予測される平均電力が最大需要電力の更新に寄与しないようにできるので、契約電力料金が高くなることを防止できる。   According to the first aspect of the present invention, the power control of the hot water heater can suppress the influence of the power control on the overall facility function so that the predicted average power does not contribute to the update of the maximum demand power. Can be prevented from becoming high.

請求項2の発明によれば、予測した平均電力と比較する基準となる最大需要電力を、余裕率の分だけ等価的に小さくできるので、実際の契約電力である最大需要電力に対して余裕を持って電力制御をすることができ、使用電力が最大需要電力を超過することを確実に抑えることができる。   According to the invention of claim 2, since the maximum demand power that becomes a reference for comparison with the predicted average power can be equivalently reduced by the margin ratio, there is a margin with respect to the maximum demand power that is the actual contract power. Therefore, it is possible to carry out power control, and to reliably prevent the power used from exceeding the maximum demand power.

請求項3の発明によれば、貯湯タンクの湯切れの有無に対応して余裕率を最適になるように変化させることができるので、貯湯タンクの湯切れ時間の低減と、契約電力料金の高くなることの防止とを両立させることができる。   According to the invention of claim 3, since the margin ratio can be changed to be optimal in accordance with the presence or absence of hot water in the hot water storage tank, it is possible to reduce the hot water shortage time of the hot water storage tank and increase the contract electric power charge. It is possible to achieve both prevention of becoming.

請求項4の発明によれば、測定された契約単位全体の電力値に基いて給湯機の運転制御を行うので、施設全体機能への電力制御による影響を低く抑え、最大需要電力の更新の寄与をなくし、契約電力料金が高くなることを防止できる。   According to the invention of claim 4, since the hot water heater operation is controlled based on the measured power value of the entire contract unit, the influence of the power control on the overall facility function is kept low, and the contribution to the update of the maximum demand power is made. It is possible to prevent the contract electric power charge from becoming high.

本発明の第1の実施形態に係る貯湯式給湯システムの運転方法ついて図面を参照して説明する。本実施形態の貯湯式給湯システムの運転方法は、契約単位時間として定められた時限毎の平均電力における各月毎の最大需要電力の内、電気使用開始月から当月までの最も大きい値を電気使用開始から1年間の各月の契約電力とする契約形態を取っている施設において、給湯機を含む契約単位全体の所定時間(デマンド時限という)毎の平均電力(デマンドという)を予測し、予測された平均電力(予測デマンド値という)が、契約施設の最大需要電力の更新に寄与しないように給湯機を定常的に運転制御(デマンド制御という)するものである。   An operation method of the hot water storage type hot water supply system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The operation method of the hot water storage type hot water supply system of the present embodiment uses the largest value from the month when electricity is first used to the current month among the maximum demand power for each month in the average power for each time period determined as the contract unit time. In facilities that have a contract form of contract power for each month for one year from the start, the average power (referred to as demand) for each predetermined time (referred to as demand time limit) of the entire contract unit including the water heater is predicted and predicted. In addition, the hot water heater is regularly operated (referred to as demand control) so that the average power (referred to as a predicted demand value) does not contribute to the update of the maximum demand power of the contract facility.

図1は、本実施形態に適用される貯湯式給湯システムの構成を示す。この貯湯式給湯システムは、電力負荷となる給湯機1と、給湯機1に電力を供給する電源2とを備える。給湯機1は、湯を貯める貯湯タンク4と、この貯湯タンク4に水を温めて給湯する複数のヒートポンプを有するヒートポンプユニット(HPUという)5と、貯湯タンク4及びHPU5等を制御する電子制御ユニット(Electronic、control unit、ECUという)6と、別途施設に設けられた電力計測部3(電力計測手段)で測定された電力値をECU6に有線又は無線により通信する通信部7(通信手段)と、を有する。この電力計測部3は、電源2の消費電力を含め施設における契約単位全体の電力を計測する。   FIG. 1 shows a configuration of a hot water storage type hot water supply system applied to the present embodiment. This hot water storage type hot water supply system includes a water heater 1 serving as an electric power load and a power source 2 for supplying electric power to the water heater 1. The water heater 1 includes a hot water storage tank 4 for storing hot water, a heat pump unit (HPU) 5 having a plurality of heat pumps for warming and supplying hot water to the hot water storage tank 4, and an electronic control unit for controlling the hot water storage tank 4 and the HPU 5 and the like. (Electronic, control unit, ECU) 6, and a communication unit 7 (communication unit) that communicates the power value measured by the power measurement unit 3 (power measurement unit) separately provided to the facility to the ECU 6 in a wired or wireless manner Have. The power measuring unit 3 measures the power of the entire contract unit in the facility including the power consumption of the power source 2.

ECU6は、給湯システム全体を制御するCPU8と、HPU5を運転制御する運転制御部9(運転制御手段)と、貯湯タンク4の湯切れを検出する湯切れ検出部11と、電力測定時間等の複数のタイマ(I、II、III、IV)を有するタイマ部12と、ECU6をリモートコントロールするリモコン13と、を有する。また、貯湯タンク4とHPU5は、水や湯を供給するためのパイプラインとして温度の低い水を通す配管20(2重線)と、熱い湯を通す配管21、22、23、24(黒い太線)とを備える。この配管20は、水の流れを迂回さすバイパス弁25と供給水を止める止水弁26を有し、配管21は、部分的に湯を放出する逃し弁27と温度調節用の温調弁28を有し、配管22は、水圧(又は湯圧)減圧用の減圧弁29と止水弁26を備える。配管23、24は、貯湯タンク4からの高温湯(〜90℃)と温調弁28で温度調整された設定温湯を各配管の先端部に設けられた湯栓30及び混合栓31に配給湯し、各栓から高温の湯及び温度調整された湯がそれぞれ出力される。また、貯湯タンク4の湯の出口側と水の入口側には、湯の温度を測る温度センサ32と、水量を測る流量カウンタ33をそれぞれ備えている。この温度センサ32は、湯切れ検出部11に接続され、湯切れ検出部11は、この貯湯タンク4上部の温度センサ32により、湯切れを検出する。ここで、湯切れとは、貯湯タンク4内の湯の温度が低下し、湯が水の状態になっていることをいう。   The ECU 6 includes a CPU 8 that controls the entire hot water supply system, an operation control unit 9 (operation control means) that controls the operation of the HPU 5, a hot water detection unit 11 that detects a hot water out of the hot water storage tank 4, and a plurality of power measurement times. The timer unit 12 having the timers (I, II, III, IV) and the remote controller 13 for remotely controlling the ECU 6 are provided. Further, the hot water storage tank 4 and the HPU 5 are pipes 20 (double wires) for passing water having a low temperature and pipelines 21, 22, 23, 24 (black thick lines) for passing hot water as pipelines for supplying water and hot water. ). This pipe 20 has a bypass valve 25 that bypasses the flow of water and a water stop valve 26 that stops supply water, and the pipe 21 has a relief valve 27 that partially discharges hot water and a temperature control valve 28 for temperature adjustment. The pipe 22 includes a pressure reducing valve 29 and a water stop valve 26 for reducing the water pressure (or hot water pressure). The pipes 23 and 24 supply hot water (up to 90 ° C.) from the hot water storage tank 4 and set hot water whose temperature is adjusted by the temperature control valve 28 to the hot water tap 30 and the mixing tap 31 provided at the end of each pipe. Then, hot water and temperature-controlled hot water are respectively output from each plug. A hot water outlet side and a water inlet side of the hot water storage tank 4 are respectively provided with a temperature sensor 32 for measuring the temperature of the hot water and a flow rate counter 33 for measuring the amount of water. The temperature sensor 32 is connected to the hot water detection unit 11, and the hot water detection unit 11 detects the hot water using the temperature sensor 32 at the upper part of the hot water storage tank 4. Here, the hot water out means that the temperature of the hot water in the hot water storage tank 4 is lowered and the hot water is in a water state.

上記構成の貯湯式給湯システムの運転においては、大きく分けて次の3段階で給湯機1を運転制御する。第1段階においては、先ず、デマンド時限(一般には30分とされる)更新直後から平均電力を一定の時間間隔Ts(分)毎に算出し、第2段階は、平均電力算出時点で、デマンド時限内に消費可能な給湯機1の電力値を算出し、第3段階において、その時点における予測デマンド値Ppが、契約電力の最大需要電力(過去1年間の最大電力値(30分平均))であるで目標デマンドPmaxを超えた場合に運転を時間間隔Ts(分)の間、停止するものである。   In the operation of the hot water storage type hot water supply system having the above configuration, the hot water heater 1 is operated and controlled in the following three stages. In the first stage, first, the average power is calculated at regular time intervals Ts (minutes) immediately after the demand time limit (generally 30 minutes) is updated, and the second stage is the demand time of the average power calculation. The power value of the water heater 1 that can be consumed within the time limit is calculated, and in the third stage, the predicted demand value Pp at that time is the maximum demand power of the contract power (the maximum power value in the past year (30-minute average)) That is, when the target demand Pmax is exceeded, the operation is stopped for the time interval Ts (minutes).

このため、上記電力計測部3は、給湯機1の電力負荷となるHPU5と、施設の他の電力負荷を含む施設の契約単位全体の使用電力を測定する。また、その測定された電力値は通信部7からECU6のCPU8に伝達される。CPU8は、この電力値から平均電力を求める時間単位を、契約単位時間のデマンド時限T1(30分)とし、このデマンド時限T1毎に平均電力(デマンド)を算出する。また、CPU8は、このデマンド時限T1をさらに細かく分割した所定の時間間隔Ts(ここでは、T1を6分割して5分間とする)毎に、更新から現時点までの平均電力Paveを求める。この分割した時間間隔Tsは、HPU5の運転、停止を判断する時間間隔である。また、冷媒を余熱する時間を必要とするHPU5においては、通常運転開始から出湯開始までに数分を要する場合を考え、この時間間隔Tsを5分に選んでいる。   For this reason, the power measuring unit 3 measures the power consumption of the entire contract unit of the facility including the HPU 5 serving as the power load of the water heater 1 and other power loads of the facility. The measured power value is transmitted from the communication unit 7 to the CPU 8 of the ECU 6. The CPU 8 sets the time unit for obtaining the average power from the power value as the demand time period T1 (30 minutes) of the contract unit time, and calculates the average power (demand) for each demand time period T1. Further, the CPU 8 obtains the average power Pave from the update to the present time at every predetermined time interval Ts obtained by further dividing the demand time period T1 (here, T1 is divided into 6 for 5 minutes). This divided time interval Ts is a time interval for determining whether the HPU 5 is operating or stopped. Further, in the HPU 5 that requires time for preheating the refrigerant, the time interval Ts is selected to be 5 minutes in consideration of the case where several minutes are required from the start of normal operation to the start of hot water.

また、CPU8は、タイマ部12において、電力値更新からの経過時間t1を測るタイマIと、時間間隔Tsを計るタイマIIを制御し、デマンド時限T1(30分)内の施設の最大需要予測電力(Ppという)(予測デマンド値という)をTs時間毎に予測する。そのため、先ず、平均電力Paveの算出時点において、デマンド時限内の残り時間で消費可能な給湯機1の電力値を算出する。この給湯機1の消費電力は、電力使用量の大きいHPU5の使用電力で略決まる。このHPU5の使用電力のデマンド時限T1の現時点t1からの残りの時間(30−t1)における需要予測電力を、Ph(30−t1)/30として求める。ここで、Phは、HPU5に使用する全ヒートポンプのデマンド時限当りの消費電力で決まり、HPU5のデマンド時限(30分)当たりの最大予測消費電力としている。   In addition, the CPU 8 controls the timer I that measures the elapsed time t1 since the power value update and the timer II that measures the time interval Ts in the timer unit 12, and the maximum demand predicted power of the facility within the demand time limit T1 (30 minutes). (Pp) (predicted demand value) is predicted every Ts time. Therefore, first, at the time of calculating the average power Pave, the power value of the water heater 1 that can be consumed in the remaining time within the demand time limit is calculated. The power consumption of the water heater 1 is substantially determined by the power consumed by the HPU 5 that uses a large amount of power. The demand predicted power for the remaining time (30-t1) from the current time t1 of the demand time period T1 of the power used by the HPU 5 is obtained as Ph (30-t1) / 30. Here, Ph is determined by the power consumption per demand time period of all heat pumps used in the HPU 5, and is the maximum predicted power consumption per demand time period (30 minutes) of the HPU 5.

次に、施設の契約単位全体のデマンド時限における予測デマンド値Ppを求める。この予測デマンド値Ppは、デマンド時限更新後の現時点t1の平均電力PaveにHPU5のデマンド時限の残り時間で消費される需要予測電力のPh(30−t1)/30を加えたものとする。これにより、予測デマンド値Ppは、次の1式のようになる。
Pp=Pave+Ph(30−t1)/30 …(1)
このように、この予測デマンド値Ppは、平均電力PaveとHPU5の需要予測電力Ph(30−t1)/30により簡単に求めることができる。また、CPU8は、契約電力となる予測デマンド値Ppの過去1年間の最大需要電力(30分平均値)Pmax[kW](目標デマンドという)と比較し、この予測デマンド値Ppが目標デマンドPmaxを超えないように運転制御部9を制御し、運転制御部9がHPU5のオン、オフの切り替えを行って、給湯機1を運転制御する。
Next, the predicted demand value Pp in the demand time period of the entire contract unit of the facility is obtained. The predicted demand value Pp is obtained by adding the demand predicted power Ph (30-t1) / 30 consumed in the remaining time of the demand time limit of the HPU 5 to the average power Pave at the current time t1 after the demand time period update. As a result, the predicted demand value Pp is represented by the following one expression.
Pp = Pave + Ph (30−t1) / 30 (1)
Thus, the predicted demand value Pp can be easily obtained from the average power Pave and the demand predicted power Ph (30-t1) / 30 of the HPU 5. Further, the CPU 8 compares the predicted demand value Pp serving as the contract power with the maximum demand power (30-minute average value) Pmax [kW] (referred to as target demand) for the past one year, and this predicted demand value Pp sets the target demand Pmax. The operation control unit 9 is controlled so as not to exceed, and the operation control unit 9 switches the HPU 5 on and off to control the operation of the water heater 1.

このように、本実施形態の貯湯式給湯システムの運転方法は、デマンド時限(30分)毎の最大需要電力を予測し、この予測値が目標デマンドPmaxを超過しないように給湯機1の電力負荷であるHPU5の運転を制御する。以下、この貯湯式給湯システムの運転方法について、図2のフローチャートを参照して説明する。   As described above, the operation method of the hot water storage type hot water supply system of the present embodiment predicts the maximum demand power for each demand time period (30 minutes), and the power load of the water heater 1 so that the predicted value does not exceed the target demand Pmax. The operation of the HPU 5 is controlled. Hereinafter, the operation method of this hot water storage type hot water supply system will be described with reference to the flowchart of FIG.

図2において、先ず、CPU8は、デマンド時限更新後、タイマ部12のタイマIの経過時間t1をゼロに設定し(S1)、電力計測部3の電力値から算出する平均電力Paveをゼロに設定し(S2)、タイマ部12のタイマIIにおいて平均電力Paveを求める時間t2をゼロに設定する(S3)。次に、CPU8は、電力計測部3の電力値に基づく平均電力Paveを算出し(S4)、時間t2がTs未満の場合は(S5でNO)、ステップ4に戻ってTs期間の平均電力Paveの算出を継続し(S4)、時間t2がTsより大きい場合は(S5でYES)、ステップ4で算出した平均電力PaveとHPU5の残りのデマンド時限(30−t1)内における平均電力の需要予測電力Ph(30−t1)/30との和から予測デマンド値Ppを求め(S6)、この予測デマンド値Ppと目標デマンドのPmaxとを比較し、予測デマンド値Ppが大きい場合は(S7でYES)、CPU8は、HPU5の停止命令を発し(S8)、ステップ7でNOの場合は、HPU5の停止命令を解除する(S9)。   In FIG. 2, first, after updating the demand time limit, the CPU 8 sets the elapsed time t1 of the timer I of the timer unit 12 to zero (S1), and sets the average power Pave calculated from the power value of the power measuring unit 3 to zero. Then, the time t2 for obtaining the average power Pave in the timer II of the timer unit 12 is set to zero (S3). Next, the CPU 8 calculates the average power Pave based on the power value of the power measuring unit 3 (S4), and when the time t2 is less than Ts (NO in S5), the CPU 8 returns to Step 4 and returns to the average power Pave in the Ts period. When the time t2 is larger than Ts (YES in S5), the average power Pave calculated in step 4 and the demand prediction of the average power within the remaining demand time period (30-t1) of the HPU 5 are calculated. The predicted demand value Pp is obtained from the sum of the electric power Ph (30-t1) / 30 (S6), and the predicted demand value Pp is compared with the Pmax of the target demand. If the predicted demand value Pp is large (YES in S7) The CPU 8 issues a stop command for the HPU 5 (S8). If NO in step 7, the CPU 8 cancels the stop command for the HPU 5 (S9).

そして、時間t1がデマンド時限の30分未満の場合は(S10でNO)、ステップ3に戻り、t2をゼロにリセットし再度、ステップ3からステップ10までを繰り返す。また、ステップ10でYESの場合(デマンド時限の30分が経過したとき)は、ステップS1に戻り、t1をゼロにリセットして、次のデマンド時限における測定に移る。 If the time t1 is less than the demand time limit of 30 minutes (NO in S10), the process returns to step 3, resets t2 to zero, and repeats step 3 to step 10 again. If YES in step 10 (when the demand time period of 30 minutes has elapsed), the process returns to step S1, resets t1 to zero, and proceeds to measurement in the next demand time period.

図3に、上記フローチャートに基くデマンド制御の例として、デマンド時限30分間における時間間隔Ts(5分)毎の予測デマンド値Ppの変化と制御指令の関係を示す。図3において、経過時間t1が10分〜15分の間においては、予測デマンド値Ppの値は目標デマンドのPmaxを超えると予測されるので、CPU8がt1=10分においてHPU5の停止命令を発し、t1=15分でもPpがPmaxを超えると予測されると引き続きHPU5は15分〜20分の間で停止される。そして、HPU5はt1=20分において20分〜25分の間の予測デマンド値PpがPmax以下になると予測されると、CPU8からの運転命令によりHPU5の運転が再開される。   FIG. 3 shows, as an example of demand control based on the above flowchart, the relationship between the change in the predicted demand value Pp for each time interval Ts (5 minutes) in the demand time limit of 30 minutes and the control command. In FIG. 3, since the predicted demand value Pp is predicted to exceed the target demand Pmax when the elapsed time t1 is between 10 minutes and 15 minutes, the CPU 8 issues a stop command for the HPU 5 at t1 = 10 minutes. , If it is predicted that Pp exceeds Pmax even at t1 = 15 minutes, HPU5 is continuously stopped between 15 minutes and 20 minutes. When the predicted demand value Pp between 20 minutes and 25 minutes at t1 = 20 minutes is predicted to be equal to or less than Pmax, the HPU 5 is restarted by the operation command from the CPU 8.

このように、本実施形態の貯湯式給湯システムの運転方法によれば、デマンド時限毎に、デマンド時限(30分)を分割した時間間隔Ts毎に予測される予測デマンド値Ppに基き、この予測デマンド値Ppが目標デマンドPmaxを越えないようにTs毎に判断して、HPU5を停止、又は停止解除することにより、契約電力の最大需要電力を超過しないように貯湯式給湯システムを細かく運転制御することができる。これにより、電力料金が契約料金をオーバすることを防ぐことができ、経済的な電力制御が可能となる。また、この給湯機1の電力制御は、限られた時間帯ではなく、自動的にTs毎のリアルタイムに制御することができる。   Thus, according to the operation method of the hot water storage type hot water supply system of the present embodiment, this prediction based on the predicted demand value Pp predicted for each time interval Ts obtained by dividing the demand time period (30 minutes) for each demand time period. By determining at every Ts so that the demand value Pp does not exceed the target demand Pmax and stopping or releasing the stop of the HPU 5, the hot water storage hot water supply system is finely controlled so as not to exceed the maximum demand power of the contract power. be able to. Thereby, it is possible to prevent the power charge from exceeding the contract charge, and economical power control is possible. The power control of the water heater 1 can be automatically controlled in real time for each Ts, not in a limited time zone.

また、本実施形態の貯湯式給湯システムにおいては、給湯機1の貯湯タンク4の貯湯容量が大きいため(ここでは、370L)、瞬時的に停止しても急に湯の温度が低下することはなく給湯機能の動作に影響を与えることが少ない。また、他の稼動状態の電力負荷(例えば、照明機器など)を停止することなく電力制御できるので、電力制御に伴う施設の多くの電力負荷を持つ設備の機能低下を防ぐことができる。従って、施設全体が電力制御による影響を受け難くなることにより、電力制御時の施設の機能の低下を抑えて、かつ最大需要電力の更新を防止でき、電力料金を低減することができる。 Moreover, in the hot water storage type hot water supply system of this embodiment, since the hot water storage capacity of the hot water storage tank 4 of the water heater 1 is large (in this case, 370 L), the temperature of the hot water suddenly decreases even if stopped instantaneously. Without affecting the operation of the hot water supply function. In addition, since power control can be performed without stopping other power loads (for example, lighting devices) in the operating state, it is possible to prevent functional degradation of facilities having many power loads in facilities accompanying power control. Therefore, since the facility as a whole is less affected by the power control, it is possible to suppress a decrease in the function of the facility during the power control, to prevent the maximum demand power from being updated, and to reduce the power charge.

また、本実施形態のヒートポンプ式の給湯機1においては、高頻度にオン−オフを繰り返すと圧縮機に負荷を与えて寿命を短縮する場合がある。しかし、ここでは、運転切り換え間隔をTs時間の5分として長く取ることにより、運転切り換えの頻度を抑制して、ポンプの寿命の低下を抑えることができる。さらに、このヒートポンプ式の給湯機1においては、冷媒を余熱する時間が必要であるため、通常運転開始から出湯開始までに数分を要する場合が多く、高頻度のオン−オフにおいては、出湯に至らずエネルギのみ消費するロスが生じる可能性があるが、本実施形態の電力制御においては、運転停止時間間隔を5分としているので、HPU5のエネルギ効率を高めて利用することができ、電源制御における消費電力の低減が可能となる。また、通信部7を双方向通信とすることにより、電力計測部3をCPU8で制御することもできる。また、施設全体の電力を測定する電力計測部3は、貯湯式給湯システム1自体にあってもよいし、外部に存在してもよい。   Moreover, in the heat pump type water heater 1 of the present embodiment, if the on-off is repeated frequently, a load may be applied to the compressor to shorten the life. However, here, by setting the operation switching interval as long as 5 minutes of the Ts time, it is possible to suppress the frequency of the operation switching and suppress the decrease in the pump life. Furthermore, in this heat pump type hot water heater 1, since it takes time to reheat the refrigerant, it often takes several minutes from the start of normal operation to the start of tapping. However, in the power control of this embodiment, since the operation stop time interval is set to 5 minutes, the energy efficiency of the HPU 5 can be increased and used, and the power control is possible. It is possible to reduce the power consumption at. Further, the power measurement unit 3 can be controlled by the CPU 8 by making the communication unit 7 bidirectional communication. Moreover, the electric power measurement part 3 which measures the electric power of the whole plant | facility may be in the hot water storage type hot-water supply system 1 itself, and may exist outside.

次に、本発明の第2の実施形態に係る貯湯式給湯システムの運転方法について、図4を参照して説明する。本実施形態の貯湯式給湯システムの運転方法及びこの運転方法が適用される貯湯式給湯システムは、前記第1の実施形態と基本的に同じであり、契約単位の所定時間毎の予測される平均電力値に、契約電力となる最大需要電力(目標デマンド)に対して設定された余裕率αを乗じた演算値に基いて給湯機の電力を運転制御するものである。   Next, an operation method of the hot water storage type hot water supply system according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The operation method of the hot water storage type hot water supply system of the present embodiment and the hot water storage type hot water supply system to which this operation method is applied are basically the same as those of the first embodiment, and the predicted average for each predetermined time of the contract unit. Operation control is performed on the power of the water heater based on a calculated value obtained by multiplying the power value by the margin rate α set for the maximum demand power (target demand) as the contract power.

図4において、先ず、CPU8は、目標デマンドPmaxにたいする余裕率αを設定する(S21)。この余裕率αは、通常1より大きい値に設定する。α=1の場合は、前記第1の実施形態と同じとなる。この余裕率αの設定以降のステップ1〜ステップ6は、前記第1の実施形態の手順と同じであり、CPU8は、ステップ6で予測デマンド値Ppが算出された後、この予測デマンド値Ppに余裕率αを乗じた演算値Pp×αを余裕電力値として、この余裕電力値αPpを演算で求め、この得られた余裕電力値αPpを目標デマンドのPmaxと比較する(S22)。以下のステップS8〜S10は、前記第1の実施形態の手順と同様であり、CPU8は、ステップ22の比較判定に基きHPU5を制御する。この手順においては、予測デマンド値Ppを余裕電力値αPpとしたことにより、ステップ22における判定式Pp×α>Pmaxは、Pp>(Pmax/α)と置き換えられるので、見かけ上、予測デマンド値Ppに対して、目標デマンドPmaxを小さく設定されたことになる。従って、予測デマンド値Ppが目標デマンドPmaxを超える前に余裕を持って早めにHPU5を停止することができる。これにより、確実に予測デマンド値Ppが目標デマンドPmaxを超過しないように制御することができる。   In FIG. 4, first, the CPU 8 sets a margin rate α for the target demand Pmax (S21). This margin rate α is normally set to a value larger than 1. When α = 1, the result is the same as in the first embodiment. Steps 1 to 6 after the setting of the margin rate α are the same as those in the first embodiment, and the CPU 8 calculates the predicted demand value Pp in Step 6 and then calculates the predicted demand value Pp. Using the calculated value Pp × α multiplied by the margin rate α as a margin power value, the margin power value αPp is obtained by calculation, and the obtained margin power value αPp is compared with the target demand Pmax (S22). The following steps S8 to S10 are the same as the procedure of the first embodiment, and the CPU 8 controls the HPU 5 based on the comparison determination of step 22. In this procedure, since the predicted demand value Pp is set to the marginal power value αPp, the judgment formula Pp × α> Pmax in step 22 is replaced with Pp> (Pmax / α). On the other hand, the target demand Pmax is set small. Therefore, the HPU 5 can be stopped early with a margin before the predicted demand value Pp exceeds the target demand Pmax. Thereby, it is possible to reliably control the predicted demand value Pp so as not to exceed the target demand Pmax.

図5に、上記フローチャートに基くデマンド制御の例として、前記第1の実施形態と同様に、デマンド時限30分間における時間間隔Ts(5分)毎の予測デマンド値Ppの変化とCPU8からの制御指令の関係を示す。図5のグラフに示すように、給湯機1は、縦軸上のPpが、Pmaxより低いPmax/αを超えると予測されると、HPU5を停止するように制御される。従って、経過時間t1=5分において、5分〜10分の間における予測デマンド値PpがPmax/αを超えると予測されると、その時点でCPU8は、HPU5の停止命令を発する。また、10分から20分の各5分間において、さらにPpがPmax/αを超えると予測されると、t1が10分〜20分の間においても継続してHPU5が停止される。一方、t1=20分においてが20分〜25分の間にPpがPmax/α以下になると予測されると、その時点でCPU8は、運転指令を発する。さらに、20分〜30分の各5分(Ts)間でもPpがPmax/α以下になると予測されると運転が継続される。   As an example of demand control based on the flowchart shown in FIG. 5, as in the first embodiment, a change in the predicted demand value Pp for each time interval Ts (5 minutes) in the demand time limit of 30 minutes and a control command from the CPU 8 The relationship is shown. As shown in the graph of FIG. 5, the water heater 1 is controlled to stop the HPU 5 when it is predicted that Pp on the vertical axis exceeds Pmax / α lower than Pmax. Therefore, if the predicted demand value Pp between 5 minutes and 10 minutes is predicted to exceed Pmax / α at the elapsed time t1 = 5 minutes, the CPU 8 issues a stop command for the HPU 5 at that time. In addition, if it is predicted that Pp exceeds Pmax / α in each of 5 minutes from 10 minutes to 20 minutes, HPU 5 is stopped even if t1 is between 10 minutes and 20 minutes. On the other hand, if it is predicted that Pp will be Pmax / α or less during 20 minutes to 25 minutes at t1 = 20 minutes, the CPU 8 issues an operation command at that time. Furthermore, if it is predicted that Pp will be equal to or less than Pmax / α for 5 minutes (Ts) of 20 to 30 minutes, the operation is continued.

このように、余裕電力値αPpを設けたことにより、目標デマンドはPmax/αと低く設定されたことと同じになり、HPU5の停止命令を早めに発してHPU5を制御できるので、確実に目標デマンドPmaxを超えないようにデマンド制御することができ、使用料金の増加を抑制することができる。   Thus, by providing the marginal power value αPp, the target demand becomes the same as that set as low as Pmax / α, and the HPU 5 can be controlled by issuing the stop command for the HPU 5 early, so that the target demand is surely achieved. Demand control can be performed so as not to exceed Pmax, and an increase in usage charges can be suppressed.

次に、余裕率αの値を変化させた場合のデマンド制御について、図6、7を参照して説明する。図6、7は、上述の表1に示された外食の店舗Aと店舗Bにおける電力データ及び湯量データを計測し、その結果に基づいて、デマンド制御を行った場合と行わなかった場合の比較シミュレーションを行った結果を示す。   Next, demand control when the value of the margin rate α is changed will be described with reference to FIGS. FIGS. 6 and 7 measure the power data and hot water data at the restaurant A and the store B of the restaurant shown in Table 1 above, and based on the results, a comparison between when the demand control is performed and when the demand control is not performed The result of the simulation is shown.

このシミュレーションにおいては、デマンド制御による給湯機1の基本料金の低減を目的とすると共に、給湯機1の重要な基本機能である給湯が停止されないよう見守るため、湯切れの生じる時間についてもシミュレーションした。すなわち、余裕率αに対する基本料金の変化と、湯切れ時間とをシミュレーション項目とし、デマンド制御がない場合と余裕率αを導入してデマンド制御が行われた場合において、それぞれの基本料金差及び湯切れ時間差を算出して、これら2項目をデマンド運転評価のための判定に用いた。   In this simulation, the purpose is to reduce the basic charge of the water heater 1 by demand control, and in order to watch over the hot water supply which is an important basic function of the water heater 1 is not stopped, the time when the hot water breaks out is also simulated. That is, the change in the basic charge with respect to the margin rate α and the hot water run-out time are used as simulation items. When there is no demand control and when the demand control is performed with the allowance rate α introduced, the difference between the basic rate and the hot water The difference in cutting time was calculated, and these two items were used for judgment for demand driving evaluation.

ここで、基本料金差(円/月)は、デマンド運転をしたときとしないときの1ケ月あたりの基本料金差とし、湯切れ時間差(h/d)はデマンド運転をしたときとしないときの1日(d)あたり湯切れ時間(h)の差、即ち、貯湯タンク4の湯量が0となる時間差とした。この計算においては過去の最大電力データがないため、計算の開始から最大電力が更新されていくことになるので、初期の7日間の間は、湯切れ時間の算出から除外し、それ以降の1日当たりの平均値の差とした。この計算を行うためのシミュレーション条件として表1に示される各仕様を用いた。   Here, the basic charge difference (yen / month) is the basic charge difference per month when the demand operation is not performed and the hot water run-out time difference (h / d) is 1 when the demand operation is not performed. The difference in hot water run-out time (h) per day (d), that is, the time difference at which the amount of hot water in the hot water storage tank 4 becomes zero was used. Since there is no past maximum power data in this calculation, the maximum power is updated from the start of the calculation. The difference in the average value per day was taken. Each specification shown in Table 1 was used as a simulation condition for performing this calculation.

Figure 2008096053
Figure 2008096053

この表1は、店舗Aと店舗Bにおけるヒートポンプの台数、ヒートポンプの消費電力(デマンド時限当り)、貯湯タンクの最大貯湯量、負荷機器の力率、契約電力の電力基本料金単価等の各仕様例を示している。このシミュレーションにおいては、ヒートポンプ台数は事前計算により各店舗に適当と思われる台数を設定し(店舗Aは2台、店舗Bは3台)、基本料金の計算は、基本料金=料金単価×契約電力×〈185−力率〉/100により計算し、最大需要電力の目標デマンドPmaxの初期値は0として計算した。   Table 1 shows examples of specifications such as the number of heat pumps in store A and store B, heat pump power consumption (per demand time limit), maximum hot water storage capacity of hot water storage tanks, power factor of load equipment, and basic power unit price of contract power Is shown. In this simulation, the number of heat pumps is set to an appropriate number for each store by pre-calculation (2 units for store A and 3 units for store B), and the basic rate is calculated as follows: basic rate = unit price × contract power X <185-Power factor> / 100, and the initial value of the target demand Pmax of the maximum demand power was calculated as 0.

上記図6、7においては、αを個別に変化させた場合において、デマンド制御がない場合と、α導入のデマンド制御の場合との基本料金差(菱形印折れ線)と湯切れ時間差(四角印折れ線)を縦軸に、αを横軸としてそれぞれ折れ線グラフで示した。これらのグラフに示されるように、余裕率αを上げていくと、予測デマンド値Ppを見かけ上、大きく見積もる(αPp)ので、HPU5を制限電力に余裕を持って停止させ、電力使用量を削減して電力料金は低減できるが、HPU5の停止回数が増えるため、湯切れ時間が増加することになる。逆に、余裕率αを下げていくと、予測デマンド値Ppが小さくなるため、反対にHPU5の停止回数が少なくなって湯切れ時間が減り、その分、HPU5の運転時間が長くなり、基本料金差が減少し、料金低減の効果が薄れてくる。また、図6、7のグラフから分かるように、αが1以上、1.05以下の範囲であれば、基本料金差を大きくして電力料金を低減でき、かつ湯切れ時間差も殆ど変らないようにして湯切れ時間を少なくできることが分かる。   In FIGS. 6 and 7, when α is individually changed, the basic charge difference (diamond-shaped broken line) and the run-out time difference (square-shaped broken line) between the case where there is no demand control and the case where demand control is introduced by α ) On the vertical axis and α on the horizontal axis. As shown in these graphs, when the margin rate α is increased, the estimated demand value Pp is apparently estimated to be large (αPp), so the HPU 5 is stopped with a margin for the limited power and the power consumption is reduced. Thus, although the power charge can be reduced, the hot water run-out time increases because the number of times the HPU 5 is stopped increases. On the contrary, if the margin rate α is lowered, the predicted demand value Pp becomes smaller. On the contrary, the number of stops of the HPU 5 decreases, the hot water run-out time decreases, and the operation time of the HPU 5 increases accordingly, and the basic charge The difference will be reduced and the effect of fee reduction will fade. As can be seen from the graphs of FIGS. 6 and 7, if α is in the range of 1 or more and 1.05 or less, the basic charge difference can be increased to reduce the power charge, and the hot water run-out time difference is hardly changed. It can be seen that the time for running out of hot water can be reduced.

このシミュレーションの結果による余裕率αの最適値とそのときの基本料金差及び湯切れ時間差を表2に示す。この表2に示すように、基本料金差と湯切れ時間差を、余裕率α毎に計算した結果、店舗Aでのα最適値は0.98となり、そのときの湯切れ時間差は0、基本料金差は5,490円/月であった。一方店舗Bにおいては、αの最適値は1.05で場切れ時間差は0、基本料金差は7,304円/月であった。このように、電力使用量や出湯パターンによりαの最適値が異なることが分かる。ただし、確実に基本料金を低減し、かつ湯切れ時間を減らすには、前述のように、αは1以上で1.05以下が望ましい。   Table 2 shows the optimum value of the margin rate α based on the result of the simulation and the basic charge difference and hot water run-out time difference at that time. As shown in Table 2, as a result of calculating the basic charge difference and the hot water run time difference for each margin rate α, the optimum α value at the store A is 0.98, and the hot water run time difference at that time is 0, the basic charge. The difference was 5,490 yen / month. On the other hand, in the store B, the optimum value of α was 1.05, the difference in outage time was 0, and the basic charge difference was 7,304 yen / month. Thus, it turns out that the optimal value of (alpha) changes with electric power consumption and a tapping pattern. However, as described above, α is preferably 1 or more and 1.05 or less in order to surely reduce the basic charge and reduce the hot water running time.

Figure 2008096053
Figure 2008096053

このように余裕率αを導入し、αを1以上及び1.05以下にすることにより、湯切れ時間を抑え、かつ基本料金を減らすことが可能となる。また、予め施設の電力データ及び湯量データを計測し、シミュレーションでαの最適値を予め得ておけば、以降、このαを用いて給湯機1を電力制御することにより、目標デマンドを確実にオーバせず、湯切れの少ない好適なデマンド制御を行うことができる。   Thus, by introducing the margin rate α and setting α to 1 or more and 1.05 or less, it is possible to suppress the hot water run-out time and reduce the basic charge. In addition, if the power data and hot water volume data of the facility are measured in advance and the optimum value of α is obtained in advance by simulation, the target demand is surely exceeded by controlling the power of the hot water heater 1 using this α. Therefore, it is possible to perform suitable demand control with little hot water shortage.

上記第2の実施形態の貯湯式給湯システムの運転方法によれば、余裕率αを導入し、予測した平均電力である予測デマンド値Ppと比較する基準となる最大需要電力の目標デマンドPmaxを、余裕率の分だけ等価的に小さくできるので、実際の契約電力である最大需要電力に対して余裕を持って電力制御をすることができ、使用電力が契約電力を超過することを確実に抑えることができる。   According to the operation method of the hot water storage hot water supply system of the second embodiment, the margin demand α is introduced, and the target demand Pmax of the maximum demand power serving as a reference for comparison with the predicted demand value Pp that is the predicted average power is Since it can be reduced equivalently by the margin rate, it is possible to control power with a margin against the maximum demand power that is the actual contract power, and to ensure that the power used exceeds the contract power. Can do.

次に、本発明の第3の実施形態に係る貯湯式給湯システムの運転方法について、図8を参照して説明する。本実施形態の貯湯式給湯システムの運転方法及びこの運転方法が適用される貯湯式給湯システムは、前記第2の実施形態と基本的に同じであり、所定の期間内における給湯機1に備えられた貯湯タンク4内の湯切れの有無を判定し、この判定に基づいて余裕率αを予め設定された範囲内で自動的に変化させるものである。   Next, an operation method of the hot water storage type hot water supply system according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The operation method of the hot water storage type hot water supply system of this embodiment and the hot water storage type hot water supply system to which this operation method is applied are basically the same as those of the second embodiment, and is provided in the hot water heater 1 within a predetermined period. In addition, it is determined whether or not the hot water tank 4 has run out, and the margin rate α is automatically changed within a preset range based on this determination.

本実施形態の貯湯式給湯システムの運転方法は、前記第2の実施形態に加え、αを自動設定できるようにする。このため、αの学習条件として、
(1)αの範囲1.00≦α≦1.05(初期値1.05)
(2)過去1日間に湯切れがあった場合 α=α−0.01
(3)過去7日間に湯切れのない場合 α=α+0.01
とした。これにより、湯切れがあった場合には、αを小さくして余裕電力値αPpを低減することにより、HPU5を停止を減らして湯切れを少なくできる。また、湯切れの無い状態が長く続く場合には、貯湯状態に余裕があり、HPU5を停止しても湯切れの発生が少ないと判断し、αを大きくして余裕電力値αPpを増大する。これにより、Pmax/αを低下させて、HPU5を頻繁に停止させ使用電力を削減することができる。また、αの範囲は、前記図6、7のシミュレーションデータを参考にし、基本料金を下げるようにαの下限を1.00以上とし、湯切れの頻繁な発生が生じないようにαの上限を1.05以下と設定している。また、初期値は余裕電力値αPpが目標デマンドPmaxを最初からオーバしないように1.05としてαの範囲の高い方に設定している。
In addition to the second embodiment, the operation method of the hot water storage type hot water supply system of the present embodiment enables α to be automatically set. Therefore, as a learning condition for α,
(1) α range 1.00 ≦ α ≦ 1.05 (initial value 1.05)
(2) In case of running out of hot water in the past one day α = α−0.01
(3) When the hot water has not run out in the past 7 days α = α + 0.01
It was. As a result, when there is a hot water shortage, the HPU 5 can be stopped less and hot water shortage can be reduced by reducing α and reducing the marginal power value αPp. When the state without running out of hot water continues for a long time, it is determined that there is a margin in the hot water storage state, and there is little occurrence of hot water even when the HPU 5 is stopped, and α is increased to increase the marginal power value αPp. As a result, Pmax / α can be reduced, and the HPU 5 can be frequently stopped to reduce power consumption. For the range of α, referring to the simulation data in FIGS. 6 and 7, the lower limit of α is set to 1.00 or more so as to lower the basic charge, and the upper limit of α is set so that hot water does not frequently occur. It is set to 1.05 or less. Also, the initial value is set to 1.05 so that the marginal power value αPp does not exceed the target demand Pmax from the beginning, and is set to the higher of the range of α.

上記学習条件に基く本実施形態の貯湯式給湯システムの運転方法について、図8のフローチャートを参照して説明する。図8において、先ず、CPU8は、目標デマンドPmaxに対する余裕率αの初期値をα=1.05を設定する(S21)。そして、デマンド時限更新後、タイマ部12のタイマIIIで経過時間t3をゼロに設定し(S31)、さらにタイマIVで経過時間t4をゼロに設定する(S32)。以下のステップ1〜ステップ10までは、前記第2の実施形態の手順と同じである。そして、タイマIVのt4が1日未満のときは(S33でNO)、t1を0にリセットし(S1)、ステップ33でYESの場合は、過去1日に湯切れがあったかどうかを判定し、湯切れが合った場合において(S34でYES)、さらに、α>1の場合は(S35でYES)、αを(α−0.01)に減少して(S36)、ステップ32に戻り、S35でNOの場合は、αを変更せずステップ32に戻り、いずれもタイマIVでt4を0にリセットする。次に、ステップ34でNOの場合において、タイマIIIのt3の経過時間が7日未満の場合は(S37でNO)、ステップS32に戻る。ステップ37でYESの場合は、過去7日間に湯切れの無い場合において(S38でYES)、α<1.05の場合は(S39でYES)、αを(α+0.01)に増加して(S40)、ステップ31に戻り、S39でNOの場合は、αを変更せずステップ31に戻り、また、ステップ39でNOの場合も、ステップ31に戻り、いずれもタイマIIIでt3を0にリセットし、ステップ31以降のステップを繰り返す。   An operation method of the hot water storage type hot water supply system of the present embodiment based on the learning conditions will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 8, first, the CPU 8 sets α = 1.05 as the initial value of the margin rate α with respect to the target demand Pmax (S21). After the demand time limit is updated, the elapsed time t3 is set to zero by the timer III of the timer unit 12 (S31), and the elapsed time t4 is set to zero by the timer IV (S32). The following steps 1 to 10 are the same as the procedure of the second embodiment. When t4 of the timer IV is less than one day (NO in S33), t1 is reset to 0 (S1), and in the case of YES in Step 33, it is determined whether or not hot water has run out in the past one day, If the hot water runs out (YES in S34), and if α> 1 (YES in S35), α is reduced to (α−0.01) (S36), and the process returns to step 32, and S35. In the case of NO, α is not changed and the process returns to step 32, and in both cases, t4 is reset to 0 by the timer IV. Next, in the case of NO in step 34, if the elapsed time of t3 of timer III is less than 7 days (NO in S37), the process returns to step S32. If YES in step 37, if no hot water has run out in the past 7 days (YES in S38), if α <1.05 (YES in S39), α is increased to (α + 0.01) ( S40), return to step 31, and if NO in S39, return to step 31 without changing α, and also return to step 31 if NO in step 39, both reset t3 to 0 in timer III Then, the steps after step 31 are repeated.

上記フローチャートに基づくシミュレーションによって計算されたA店舗及びB店舗における余裕率αの変化の例を図9に示す。図9に示すように、デマンド制御と湯切れ制御の両方を自動的に制御することにより、A店舗(点線)及びB店舗(実線)における余裕率αは、1.0から1.05の間で変化した。また、このときのシミュレーションによる店舗Aと店舗Bにおけるそれぞれの余裕率αの最適値と、そのときの基本料金差及び湯切れ時間差を表3に示す。   FIG. 9 shows an example of a change in the margin rate α at the store A and the store B calculated by the simulation based on the flowchart. As shown in FIG. 9, by automatically controlling both the demand control and the hot water control, the margin rate α at the store A (dotted line) and the store B (solid line) is between 1.0 and 1.05. Changed. Table 3 shows the optimum values of the margin rates α in the store A and the store B by the simulation at this time, and the basic charge difference and the hot water time difference at that time.

Figure 2008096053
Figure 2008096053

この表3と前記表2の比較により、αを自動設定した場合において、αを個別に設定してシミュレーションした場合と比較して、両店舗共に基本料金の差は略同額となり節約効果に差はなかった。また、湯切れ時間差は共に0.01(h/d)であり、殆ど差はなかった。これにより、αを自動設定した場合においても、αを個別に変化させて得た最適値における基本料金差及び湯切れ時間差と同等の効果が得られ、湯切れ時間を殆ど増加させずに基本料金を同程度に削減できることが確認できた。   According to the comparison between Table 3 and Table 2, when α is automatically set, the difference in basic charges is approximately the same for both stores compared to the case where α is set individually and simulation is performed. There wasn't. Moreover, both hot water run time differences were 0.01 (h / d), and there was almost no difference. As a result, even when α is automatically set, the same effect as the basic charge difference and hot water time difference at the optimum values obtained by individually changing α can be obtained, and the basic charge is hardly increased with almost no increase in hot water time. Was confirmed to be reduced to the same extent.

上記第3の実施形態の貯湯式給湯システムの運転方法によれば、所定の期間内における給湯機1に備えられた貯湯タンク4内の湯切れの有無を判定し、この判定に基づいて余裕率αを予め設定された範囲内で自動的に変化させることができる。これにより、余裕率αを自動的に最適に設定して、基本料金の抑制と湯切れ時間の低減とを自動的に両立させて電力制御することができる。   According to the operation method of the hot water storage type hot water supply system of the third embodiment, the presence or absence of hot water in the hot water storage tank 4 provided in the hot water heater 1 within a predetermined period is determined, and the margin rate is determined based on this determination. α can be automatically changed within a preset range. As a result, the margin rate α can be automatically set to an optimum value, and the power control can be performed while automatically reducing the basic charge and reducing the hot water running time.

上述した各種実施形態に係る貯湯式給湯システムの運転方法によれば、給湯機1を含む施設の契約単位全体の電力制御を、瞬時停止においても機能低下の影響少ない給湯機1のみの電力制御により行えるので、デマンド制御による施設全体機能への影響を低く抑えて、最大需要電力の更新に寄与しないように給湯機を運転でき、契約電力料金の低減を可能にすることができる。また、デマンド時限内をさらに分割した時間間隔Ts毎に予測デマンド値Ppに基づく電力制御を行うので、高頻度のオン−オフ運転を避けることができ、特にヒートポンプ式の給湯機1においては、圧縮機の寿命劣化を抑制でき、エネルギ損失を低減することができる。   According to the operation method of the hot water storage type hot water supply system according to the various embodiments described above, the power control of the entire contract unit of the facility including the hot water heater 1 is performed by the power control of only the hot water heater 1 that is less affected by the deterioration in function even in an instantaneous stop. Since it can be performed, the influence of the demand control on the overall facility function can be kept low, the water heater can be operated so as not to contribute to the renewal of the maximum demand power, and the contract power charge can be reduced. In addition, since power control based on the predicted demand value Pp is performed for each time interval Ts further divided within the demand time period, frequent on-off operation can be avoided. In particular, in the heat pump type hot water heater 1, the compression is performed. It is possible to suppress the life deterioration of the machine and reduce energy loss.

また、目標デマンドPmaxに対して余裕率αを設定し、この余裕率αを予測デマンド値Ppに乗じた演算値αPpと目標デマンドPmaxとの比較に基いて給湯機を運転制御することにより、使用電力における契約電力の超過を確実に抑えることができる。さらに、余裕率αを貯湯タンク4の湯切れの有無に対応して最適になるように学習変化させることにより、貯湯タンク4の湯切れの低減と、電力料金の低減とを自動的に両立させることができる。   Further, by setting a margin rate α for the target demand Pmax and controlling the operation of the water heater based on a comparison between the target demand Pmax and a calculated value αPp obtained by multiplying the margin rate α by the predicted demand value Pp. Excessive contract power in power can be reliably suppressed. Furthermore, the learning rate is changed so that the margin rate α is optimized in accordance with the presence or absence of hot water in the hot water storage tank 4, thereby automatically reducing both hot water consumption in the hot water storage tank 4 and reducing the electricity bill. be able to.

本発明の第1の実施形態に係る貯湯式給湯システムの運転方法における給湯システムの構成図。The block diagram of the hot water supply system in the operating method of the hot water storage type hot water supply system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 上記運転方法のフローチャート図。The flowchart figure of the said operating method. 上記運転方法に基くデマンド時限内の予測需要電力の変化と制御指令の関係を説明する図。The figure explaining the relationship between the change of the predicted demand power within the demand time limit based on the said operation method, and a control command. 本発明の第2の実施形態に係る貯湯式給湯システムの運転方法のフローチャート図。The flowchart figure of the operating method of the hot water storage type hot-water supply system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 上記運転方法に基くデマンド時限内の予測需要電力変化と制御指令の関係を説明する図。The figure explaining the relationship between the predicted demand power change within the demand time limit based on the said operation method, and a control command. 上記運転方法に基く店舗Aにおける余裕率と基本料金差及び湯切れ時間差の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the margin rate in store A based on the said driving | operation method, a basic charge difference, and a hot water run-out time difference. 上記運転方法に基く店舗Bにおける余裕率と基本料金差及び湯切れ時間差の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the margin rate in the store B based on the said driving | operation method, a basic charge difference, and a hot water run time difference. 本発明の第3の実施形態に係る貯湯式給湯システムの運転方法のフローチャート図。The flowchart figure of the operating method of the hot water storage type hot-water supply system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 上記運転方法による余裕率の変化の例を示す図。The figure which shows the example of the change of the margin rate by the said operating method.

符号の説明Explanation of symbols

1 給湯機
3 電力計測部(電力計測手段)
4 貯湯タンク
5 ヒートポンプユニット
7 通信部(通信手段)
9 運転制御部(運転制御手段)
1 Water heater 3 Electric power measurement unit (electric power measurement means)
4 Hot water storage tank 5 Heat pump unit 7 Communication section (communication means)
9 Operation control unit (operation control means)

Claims (4)

電気使用開始から1年間の各月の契約電力が、電気使用開始月からその月までの最大需要電力の内、最も大きい値となる契約形態の施設で使用される電力を熱源とした給湯機を有する貯湯式給湯システムの運転方法において、
契約単位全体の所定時間毎の平均電力を予測するステップと、
前記予測された平均電力が、前記最大需要電力の更新に寄与しないように給湯機を運転制御するステップと、を備えたことを特徴とする貯湯式給湯システムの運転方法。
A hot water heater that uses the power used in the facility of the contract form in which the contract power for each month of the year from the start of electricity use is the largest of the maximum demand power from the start of electricity use to that month. In the operation method of the hot water storage type hot water supply system having,
Predicting the average power of the entire contract unit for a given time;
And a step of operating the hot water heater so that the predicted average power does not contribute to the update of the maximum demand power.
契約単位の所定時間毎の予測される平均電力値に、前記最大需要電力に対して設定された余裕率を乗じた演算値に基いて給湯機の電力を運転制御することを特徴とする請求項1に記載の貯湯式給湯システムの運転方法。   The power control of the water heater is controlled based on a calculated value obtained by multiplying a predicted average power value for each predetermined time in a contract unit by a margin rate set for the maximum demand power. The operation method of the hot water storage type hot water supply system according to 1. 所定の期間内における給湯機に備えられた貯湯タンク内の湯切れの有無を判定するステップと、
前記判定に基づいて前記余裕率を予め設定された範囲内で変化させるステップと、を備えたことを特徴とする請求項2に記載の貯湯式給湯システムの運転方法。
Determining the presence or absence of hot water in a hot water storage tank provided in a water heater within a predetermined period;
The operation method of the hot water storage type hot water supply system according to claim 2, further comprising a step of changing the margin rate within a preset range based on the determination.
契約単位全体の電力を計測する電力計測手段と通信を行う通信手段と、
前記通信手段を介して得られた前記電力計測手段で計測された電力値に基いて給湯機の運転制御を行う運転制御手段と、を備え、
前記運転制御手段は、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の運転方法を実行することを特徴とする貯湯式給湯システム。
A communication means for communicating with a power measuring means for measuring the power of the entire contract unit;
Operation control means for controlling the operation of the water heater based on the power value measured by the power measurement means obtained via the communication means,
The said operation control means performs the driving | operation method as described in any one of Claims 1 thru | or 3. The hot water storage type hot-water supply system characterized by the above-mentioned.
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