JP7142216B2 - 給湯装置及び給湯システム - Google Patents

Description

本発明は、通信網で接続されたコントローラからの電力使用指示に基づいて昼間時間帯に沸き上げ運転を実行する給湯装置、及びコントローラと給湯装置とを有する給湯システムに関する。

多くの給湯装置は、貯湯タンク内の温水の加熱を夜間に沸き上げているが、太陽光発電を利用する場合には、昼間に沸き上げ時間をシフトすることで、太陽光による余剰電力を利用することができる。
しかし太陽光発電は、天候によって発電量が大きく変動するため、特許文献１では、天候の悪化等により実際のＰＶ発電量が気象情報から予測された予測値よりも低い場合には、昼間目標沸き上げ温度を制御手段により設定された前日の設定値よりも低い温度、即ち、給湯負荷に応じて要求される沸き上げ温度よりも低い温度に変更する給湯装置を開示している。
ところで近年では、点在する小規模な再生エネルギー発電や蓄電池、燃料電池、給湯装置などの設備と、電力の需要を管理するネットワークシステムをまとめて制御する分散型エネルギーシステム（ＶＰＰ）の構築が進められている。
分散型エネルギーシステムでは、負荷の平準化を図るために、コントローラで需要と供給とのバランスを保つ必要がある。
給湯装置は、昼間沸き上げ運転開始時刻での沸き上げ予測電力量を算出し、コントローラは、この沸き上げ予測電力量を給湯装置から受信し、翌日に予定している余剰電力量でまかなえるか否かを判断する。
給湯装置で算出した昼間沸き上げ運転開始時刻での沸き上げ予測電力量が、翌日に予定している余剰電力量を下回る場合には、コントローラは給湯装置に対して昼間沸き上げ運転開始時刻を送信することで、給湯装置は昼間沸き上げ運転を行うことができる。

特開２０１５－２１８９６７号公報

しかし、給湯装置で算出した昼間沸き上げ運転開始時刻での沸き上げ予測電力量が、翌日に予定している余剰電力量を超えた場合には、給湯装置での昼間沸き上げ運転を許可することはできないが、翌日に予定している余剰電力量を上回らない範囲で余剰電力を利用することが好ましい。

そこで本発明は、翌日に予定している余剰電力量が沸き上げ予測電力量に満たない場合にも、余剰電力を温水の加熱に用いることができるとともに必要な湯量を確保することができる給湯装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の給湯装置は、昼間時間帯における電力使用指示を行うコントローラ６３と通信網６２で接続され、前記コントローラ６３からの前記電力使用指示に基づいて前記昼間時間帯に沸き上げ運転を実行する給湯装置であって、貯湯タンク１０と、前記貯湯タンク１０内の湯水を加熱する加熱装置２０と、前記加熱装置２０が前記貯湯タンク１０内の前記湯水を加熱する前記沸き上げ運転の運転動作を制御する制御装置３０と、を備え、前記制御装置３０は、記憶された使用湯量履歴によって、沸き上げ運転開始時刻と沸き上げ運転時間とを算出して沸き上げ運転モード３４を設定し、前記沸き上げ運転モード３４として、前記昼間時間帯に前記沸き上げ運転を実行する昼間時間帯モード３４Ａと、深夜時間帯に前記沸き上げ運転を実行する深夜時間帯モード３４Ｂとを有し、少なくとも前記昼間時間帯での昼間沸き上げ運転開始時刻と、前記昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量と、前記昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量とを前記昼間時間帯モード３４Ａとして算出するとともに、前記昼間沸き上げ運転開始時刻と前記沸き上げ予測電力量と前記時間当たりの消費電力量とを前記コントローラ６３に送信し、前記コントローラ６３において、受信した前記昼間沸き上げ運転開始時刻と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記沸き上げ予測電力量と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記時間当たりの消費電力量とから、前記昼間時間帯モード３４Ａでの前記沸き上げ運転を許容できると判断した場合には、昼間沸き上げ運転開始指示時刻を前記電力使用指示として受信し、前記コントローラ６３において、受信した前記昼間沸き上げ運転開始時刻と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記沸き上げ予測電力量と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記時間当たりの消費電力量とから、前記昼間時間帯モード３４Ａでの前記沸き上げ運転を許容できないと判断した場合には、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ運転指示時間、または、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ予測電力量を前記電力使用指示として受信し、使用者が前記電力使用指示に基づく前記沸き上げ運転をしないことを設定している場合には、前記昼間時間帯モード３４Ａを解除して前記深夜時間帯モード３４Ｂで前記沸き上げ運転を行い、前記コントローラ６３から前記昼間時間帯モード３４Ａでの前記沸き上げ運転を許容できると判断した場合の前記電力使用指示を受信したときには、前記昼間時間帯モード３４Ａでは、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻で前記沸き上げ運転を開始し、記憶されている前記昼間沸き上げ運転時間だけ前記沸き上げ運転を実行し、前記深夜時間帯モード３４Ｂでは、前記昼間時間帯モード３４Ａで沸き上げた湯量を除いた深夜沸き上げ湯量を沸き上げるように深夜沸き上げ運転開始時刻を遅らせて前記沸き上げ運転を実行し、前記コントローラ６３から前記昼間時間帯モード３４Ａでの前記沸き上げ運転を許容できないと判断した場合の前記電力使用指示を受信したときには、前記昼間時間帯モード３４Ａでは、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻で前記沸き上げ運転を開始し、前記昼間沸き上げ運転指示時間だけ前記沸き上げ運転を実行し、前記深夜時間帯モード３４Ｂでは、前記昼間時間帯モード３４Ａにおける前記沸き上げ運転の不足電力量を加えて算出した前記深夜沸き上げ運転開始時刻で前記沸き上げ運転を実行することで、前記沸き上げ予測電力量に対する余剰電力量の不足電力量を、前記深夜時間帯で前記沸き上げ運転にて消費させることを特徴とする．
請求項２記載の本発明の給湯システムは、昼間時間帯における電力使用指示を行うコントローラ６３と、前記コントローラ６３と通信網で接続され、前記コントローラ６３からの前記電力使用指示に基づいて前記昼間時間帯に沸き上げ運転を実行する給湯装置とを有する給湯システムであって、前記給湯装置は、貯湯タンク１０と、前記貯湯タンク１０内の湯水を加熱する加熱装置２０と、前記加熱装置２０が前記貯湯タンク１０内の前記湯水を加熱する前記沸き上げ運転の運転動作を制御する制御装置３０と、を備え、前記制御装置３０は、記憶された使用湯量履歴によって、沸き上げ運転開始時刻と沸き上げ運転時間とを算出して沸き上げ運転モード３４を設定し、前記沸き上げ運転モード３４として、前記昼間時間帯に前記沸き上げ運転を実行する昼間時間帯モード３４Ａと、深夜時間帯に前記沸き上げ運転を実行する深夜時間帯モード３４Ｂとを有し、少なくとも前記昼間時間帯での昼間沸き上げ運転開始時刻と、前記昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量と、前記昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量とを前記昼間時間帯モード３４Ａとして算出するとともに、前記昼間沸き上げ運転開始時刻と前記沸き上げ予測電力量と前記時間当たりの消費電力量とを前記コントローラ６３に送信し、前記コントローラ６３は、余剰電力量を算出するとともに、前記沸き上げ予測電力量が前記余剰電力量より大きいか否かを判断し、前記制御装置３０では、前記コントローラ６３において、受信した前記昼間沸き上げ運転開始時刻と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記沸き上げ予測電力量と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記時間当たりの消費電力量とから、前記昼間時間帯モード３４Ａでの前記沸き上げ運転を許容できると判断した場合には、昼間沸き上げ運転開始指示時刻を前記電力使用指示として受信し、前記コントローラ６３において、受信した前記昼間沸き上げ運転開始時刻と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記沸き上げ予測電力量と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記時間当たりの消費電力量とから、前記昼間時間帯モード３４Ａでの前記沸き上げ運転を許容できないと判断した場合には、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ運転指示時間、または、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ予測電力量を前記電力使用指示として受信し、前記制御装置３０は、使用者が前記電力使用指示に基づく前記沸き上げ運転をしないことを設定している場合には、前記昼間時間帯モード３４Ａを解除して前記深夜時間帯モード３４Ｂで前記沸き上げ運転を行い、前記コントローラ６３から前記昼間時間帯モード３４Ａでの前記沸き上げ運転を許容できると判断した場合の前記電力使用指示を受信したときには、前記昼間時間帯モード３４Ａでは、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻で前記沸き上げ運転を開始し、記憶されている前記昼間沸き上げ運転時間だけ前記沸き上げ運転を実行し、前記深夜時間帯モード３４Ｂでは、前記昼間時間帯モード３４Ａで沸き上げた湯量を除いた深夜沸き上げ湯量を沸き上げるように深夜沸き上げ運転開始時刻を遅らせて前記沸き上げ運転を実行し、前記コントローラ６３から前記昼間時間帯モード３４Ａでの前記沸き上げ運転を許容できないと判断した場合の前記電力使用指示を受信したときには、前記昼間時間帯モード３４Ａでは、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻で前記沸き上げ運転を開始し、前記昼間沸き上げ運転指示時間だけ前記沸き上げ運転を実行し、前記深夜時間帯モード３４Ｂでは、前記昼間時間帯モード３４Ａにおける前記沸き上げ運転の不足電力量を加えて算出した前記深夜沸き上げ運転開始時刻で前記沸き上げ運転を実行することで、前記沸き上げ予測電力量に対する前記余剰電力量の不足電力量を、前記深夜時間帯で前記沸き上げ運転にて消費させることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の給湯装置において、前記加熱装置２０を、ヒートポンプ装置としたことを特徴とする。

本発明によれば、コントローラからの電力使用指示に基づいた昼間時間帯モードを行うことで、翌日に予定している余剰電力量が沸き上げ予測電力量に満たない場合にも、余剰電力を温水の加熱に用いることができ、不足電力量については深夜時間帯で沸き上げ運転を実行することで必要な湯量を確保することができる。

本発明の一実施例による給湯装置の構成図 同給湯装置の動作説明図 本実施例による給湯システムのフローチャート

本発明の第１の実施の形態による給湯装置は、昼間時間帯における電力使用指示を行うコントローラと通信網で接続され、コントローラからの電力使用指示に基づいて昼間時間帯に沸き上げ運転を実行する給湯装置であって、貯湯タンクと、貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱装置と、加熱装置が貯湯タンク内の湯水を加熱する沸き上げ運転の運転動作を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、記憶された使用湯量履歴によって、沸き上げ運転開始時刻と沸き上げ運転時間とを算出して沸き上げ運転モードを設定し、沸き上げ運転モードとして、昼間時間帯に沸き上げ運転を実行する昼間時間帯モードと、深夜時間帯に沸き上げ運転を実行する深夜時間帯モードとを有し、少なくとも昼間時間帯での昼間沸き上げ運転開始時刻と、昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量と、昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量とを昼間時間帯モードとして算出するとともに、昼間沸き上げ運転開始時刻と沸き上げ予測電力量と時間当たりの消費電力量とをコントローラに送信し、コントローラにおいて、受信した昼間沸き上げ運転開始時刻と昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量と昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量とから、昼間時間帯モードでの沸き上げ運転を許容できると判断した場合には、昼間沸き上げ運転開始指示時刻を電力使用指示として受信し、コントローラにおいて、受信した昼間沸き上げ運転開始時刻と昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量と昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量とから、昼間時間帯モードでの沸き上げ運転を許容できないと判断した場合には、昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ運転指示時間、または、昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ予測電力量を電力使用指示として受信し、使用者が電力使用指示に基づく沸き上げ運転をしないことを設定している場合には、昼間時間帯モードを解除して深夜時間帯モードで沸き上げ運転を行い、コントローラから昼間時間帯モードでの沸き上げ運転を許容できると判断した場合の電力使用指示を受信したときには、昼間時間帯モードでは、昼間沸き上げ運転開始指示時刻で沸き上げ運転を開始し、記憶されている昼間沸き上げ運転時間だけ沸き上げ運転を実行し、深夜時間帯モードでは、昼間時間帯モードで沸き上げた湯量を除いた深夜沸き上げ湯量を沸き上げるように深夜沸き上げ運転開始時刻を遅らせて沸き上げ運転を実行し、コントローラから昼間時間帯モードでの沸き上げ運転を許容できないと判断した場合の電力使用指示を受信したときには、昼間時間帯モードでは、昼間沸き上げ運転開始指示時刻で沸き上げ運転を開始し、昼間沸き上げ運転指示時間だけ沸き上げ運転を実行し、深夜時間帯モードでは、昼間時間帯モードにおける沸き上げ運転の不足電力量を加えて算出した深夜沸き上げ運転開始時刻で沸き上げ運転を実行することで、沸き上げ予測電力量に対する余剰電力量の不足電力量を、深夜時間帯で沸き上げ運転にて消費させるものである。本実施の形態によれば、コントローラからの電力使用指示に基づいた昼間時間帯モードを行うことで、翌日に予定している余剰電力量が沸き上げ予測電力量に満たない場合にも、昼間時間帯に余剰電力量を超えない電力量で温水の加熱を実行できるとともに、不足電力量については深夜時間帯で沸き上げ運転を実行することで、必要な湯量を確保することができる。

本発明の第２の実施の形態の形態による給湯システムは、昼間時間帯における電力使用指示を行うコントローラと、コントローラと通信網で接続され、コントローラからの電力使用指示に基づいて昼間時間帯に沸き上げ運転を実行する給湯装置と、を有する給湯システムであって、給湯装置は、貯湯タンクと、貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱装置と、加熱装置が貯湯タンク内の湯水を加熱する沸き上げ運転の運転動作を制御する制御装置を備え、制御装置は、記憶された使用湯量履歴によって、沸き上げ運転開始時刻と沸き上げ運転時間とを算出して沸き上げ運転モードを設定し、沸き上げ運転モードとして、昼間時間帯に沸き上げ運転を実行する昼間時間帯モードと、深夜時間帯に沸き上げ運転を実行する深夜時間帯モードとを有し、少なくとも昼間時間帯での昼間沸き上げ運転開始時刻と、昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量と、昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量とを昼間時間帯モードとして算出するとともに、昼間沸き上げ運転開始時刻と沸き上げ予測電力量と時間当たりの消費電力量とをコントローラに送信し、コントローラは、余剰電力量を算出するとともに、沸き上げ予測電力量が余剰電力量より大きいか否かを判断し、制御装置では、コントローラにおいて、受信した昼間沸き上げ運転開始時刻と昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量と昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量とから、昼間時間帯モードでの沸き上げ運転を許容できると判断した場合には、昼間沸き上げ運転開始指示時刻を電力使用指示として受信し、コントローラにおいて、受信した昼間沸き上げ運転開始時刻と昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量と昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量とから、昼間時間帯モードでの沸き上げ運転を許容できないと判断した場合には、昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ運転指示時間、または、昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ予測電力量を電力使用指示として受信し、制御装置は、使用者が電力使用指示に基づく沸き上げ運転をしないことを設定している場合には、昼間時間帯モードを解除して深夜時間帯モードで沸き上げ運転を行い、コントローラから昼間時間帯モードでの沸き上げ運転を許容できると判断した場合の電力使用指示を受信したときには、昼間時間帯モードでは、昼間沸き上げ運転開始指示時刻で沸き上げ運転を開始し、記憶されている昼間沸き上げ運転時間だけ沸き上げ運転を実行し、深夜時間帯モードでは、昼間時間帯モードで沸き上げた湯量を除いた深夜沸き上げ湯量を沸き上げるように深夜沸き上げ運転開始時刻を遅らせて沸き上げ運転を実行し、コントローラから昼間時間帯モードでの沸き上げ運転を許容できないと判断した場合の電力使用指示を受信したときには、昼間時間帯モードでは、昼間沸き上げ運転開始指示時刻で沸き上げ運転を開始し、昼間沸き上げ運転指示時間だけ沸き上げ運転を実行し、深夜時間帯モードでは、昼間時間帯モードにおける沸き上げ運転の不足電力量を加えて算出した深夜沸き上げ運転開始時刻で沸き上げ運転を実行することで、沸き上げ予測電力量に対する余剰電力量の不足電力量を、深夜時間帯で沸き上げ運転にて消費させることを特徴とするものである。本実施の形態によれば、コントローラからの電力使用指示に基づいた昼間時間帯モードを行うことで、翌日に予定している余剰電力量が沸き上げ予測電力量に満たない場合にも、昼間時間帯に余剰電力量を超えない電力量で温水の加熱を実行できるとともに、不足電力量については深夜時間帯で沸き上げ運転を実行することで、必要な湯量を確保することができる。

本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態による給湯装置において、加熱装置をヒートポンプ装置としたものである。本実施の形態によれば、電力を有効に利用することができる。

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。
図１は本実施例による給湯装置の構成図である。
本実施例による給湯装置は、貯湯タンク１０と、貯湯タンク１０内の湯水を加熱する加熱装置２０と、給湯装置の運転動作を制御する制御装置３０と、使用者が制御装置３０での制御方法を設定できる操作手段４０とを備えている。

制御装置３０は、加熱装置２０が貯湯タンク１０内の湯水を加熱する沸き上げ運転の運転動作を制御している。沸き上げ運転は、貯湯タンク１０の湯水が、貯湯タンク１０の下部から導出し、沸き上げ配管１１を通じて加熱装置２０に通水され、加熱装置２０で高温に沸き上げられた後に貯湯タンク１０の上部から導入され、貯湯タンク１０に貯湯される運転動作である。そして、高温に沸き上げられた貯湯タンク１０内の湯水は、給湯栓１２が開栓されると、混合弁１３によって給水配管１４からの給水と所定温度に混合されて給湯栓１２から給湯される。
給湯栓１２から給湯されることによって貯湯タンク１０内で不足する湯水は、貯湯タンク１０の下部に接続した給水配管１４から供給され、貯湯タンク１０内は、温度成層の状態で常に湯水で満たされている。
貯湯タンク１０から給湯栓１２に至る給湯配管１５には、給湯栓１２に供給する湯量を検知する給湯流量検知手段１６を備えている。

加熱装置２０は、他の機器５２ａが発電する電力を活用できるとともに分散型エネルギーシステムに参加している他の機器５２ｂが発電する電力を、商用電源５１を介して活用できる。
加熱装置２０には、圧縮機、放熱器、減圧器、及び蒸発器から構成されるヒートポンプ装置が適している。ヒートポンプ装置を加熱装置２０として用いる場合には、放熱器での放熱を加熱源として利用する。加熱装置２０をヒートポンプ装置とすることで、電力を有効に利用することができる。
他の機器５２ａ、５２ｂには太陽光発電装置が適している。他の機器５２ａからの電力はパワーコンディショナー５３で交流に変換され、分電盤５４を介して制御装置３０に供給される。他の機器５２ａを太陽光発電装置とすることで、太陽光発電による電力を有効に利用することができる。なお、太陽光発電装置は、太陽電池モジュールであるが、太陽電池モジュールで発電された電力を蓄えた蓄電ユニットでもよい。さらには、他の機器５２ａ、５２ｂは、太陽光発電装置に限らず、発電機能を有する機器であればよい。

制御装置３０又はリモコン等の操作手段４０は、ネットワーク送受信機（コントローラ）６１（例えば、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）（ホーム エネルギー マネジメント システム））と接続されている。ネットワーク送受信機６１は、インターネット等の通信網６２からサービサー（コントローラ）６３からの電力使用指示を取得し、取得した電力使用指示を制御装置３０又は操作手段４０に送信する。また、ネットワーク送受信機６１は、天気予報情報を取得のうえ、それに基づいて判断した太陽光発電装置による太陽光発電の実行の可否の判定情報、又は、加熱装置２０に関する運転情報を、制御装置３０又は操作手段４０に送信する。
サービサー６３は、昼間時間帯における電力使用指示を行う。

制御装置３０は、タイマー手段３１と、記憶手段３２と、算出手段３３とを備えている。
タイマー手段３１は時間を計時し、タイマー手段３１によって年月日及び時刻を判定できる。従って、昼間時間帯や深夜時間帯は、タイマー手段３１によって判定する。昼間時間帯と深夜時間帯とは、あらかじめ設定される他、操作手段４０での操作によって、又は、ネットワーク送受信機６１で受信した情報によって変更されるものであってもよい。例えば、昼間時間帯は７時から２３時までと、深夜時間帯は２３時から７時までと設定する。なお、昼間時間帯および深夜時間帯は、電力契約時に決定されるものであり、前記時刻間に限られるものではない。
記憶手段３２は、給湯流量検知手段１６で検知される湯量を、タイマー手段３１で計時される時刻とともに記憶する。記憶手段３２には、１日分、１週間分、１ヶ月分、及び１年分のような所定期間における時間帯別の湯量を、使用湯量履歴として記憶している。
算出手段３３は、操作手段４０によって指示された設定モードや記憶手段３２に記憶された使用湯量履歴によって沸き上げ運転モード３４を設定し、沸き上げ運転開始時刻と沸き上げ運転時間とを算出する。
また、算出手段３３では、昼間時間帯での昼間沸き上げ運転開始時刻と、昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量と、昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量と、昼間沸き上げ運転時間とを、昼間時間帯モード３４Ａとして算出する。
記憶手段３２では、算出手段３３で算出した、昼間沸き上げ運転開始時刻、昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量と、昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量と、昼間沸き上げ運転時間とを記憶する。

沸き上げ運転モード３４として、昼間時間帯モード３４Ａ及び深夜時間帯モード３４Ｂを有している。
昼間時間帯モード３４Ａでは、昼間時間帯に沸き上げ運転を実行する。昼間時間帯モード３４Ａによって、加熱装置２０が他の機器５２ａ、５２ｂが発電する電力を活用できるため、昼間時間帯に他の機器５２ａ、５２ｂが発電する余剰電力量を、温水の加熱に用いることができる。
昼間時間帯モード３４Ａで沸き上げる湯量は、使用湯量履歴に基づいて決定される。使用者が実際に使用した湯量から昼間時間帯モード３４Ａで沸き上げる湯量を決定するため、最適な湯量を沸き上げることができる。

深夜時間帯モード３４Ｂでは、深夜時間帯に沸き上げ運転を実行する。深夜時間帯は、電力需要が少ないため、深夜時間帯モード３４Ｂによって電力消費時間帯の分散を図ることができる。深夜時間帯モード３４Ｂで沸き上げる湯量は、使用湯量履歴に基づいて決定される。使用者が実際に使用した湯量から深夜時間帯モード３４Ｂで沸き上げる湯量を決定するため、最適な湯量を沸き上げることができる。

図２は本実施例による給湯装置の動作説明図である。
図２（ａ）は、給湯の使用例を示している。例えば、図２（ａ）に示すように、１９時から２３時まで、７時、及び１２時に使用する。
図２（ｂ）は貯湯タンク１０の湯水の状態を、図２（ｃ）は加熱装置２０の運転時間帯を示している。

図２（ｃ）に示す運転状態Ａは、深夜時間帯モード３４Ｂで沸き上げ運転を実行した場合を示している。
深夜時間帯モード３４Ｂでは、図２（ｃ）に示す深夜時間帯に、使用湯量履歴に基づいて決定される湯量を沸き上げる。図２（ｃ）に示す昼間時間帯（１９時）の沸き上げ運転は、貯湯タンク１０内の残湯量及び／又は使用湯量履歴から判断され、適宜行われる。

図２（ｄ）に示す運転状態Ｂは、昼間時間帯モード３４Ａで沸き上げ運転を実行した場合を示している。
昼間時間帯モード３４Ａが操作手段４０で設定された場合には、深夜時間帯モード３４Ｂが設定されていても、昼間時間帯モード３４Ａが優先して行われる。
図２（ｄ）に示す運転状態Ｂでは、昼間時間帯モード３４Ａによって昼間時間帯（１２時から１５時まで）に沸き上げ運転が行われる。この昼間時間帯での沸き上げ運転によって、深夜時間帯での沸き上げ運転時間は、図２（ｃ）に示す運転状態Ａに対して短くなる。
昼間時間帯モード３４Ａと深夜時間帯モード３４Ｂとで沸き上げる湯量の配分は、使用湯量履歴に基づいて決定される。すなわち、例えば、使用湯量履歴から判断される湯量を５００Ｌとし、昼間時間帯モード３４Ａで設定された湯量を３００Ｌとすると、深夜時間帯モード３４Ｂで沸き上げる湯量を２００Ｌに決定する。

図２（ｅ）に示す運転状態Ｃは、算出手段３３で算出され、記憶手段３２で記憶されている昼間時間帯モード３４Ａで設定された湯量３００Ｌを沸き上げるのに必要な昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量が、サービサー６３において算出され、翌日に予定している余剰電力量を超えた場合に、サービサー６３からの電力使用指示に基づいた運転パターンを示している。
昼間時間帯モード３４Ａでは、サービサー６３からの電力使用指示による昼間沸き上げ運転開始指示時刻で運転を開始し、サービサー６３からの電力使用指示による許容できる昼間沸き上げ運転指示時間で沸き上げ運転を行う。なお、サービサー６３からの電力使用指示を、昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ予測電力量としてもよい。この場合の、昼間沸き上げ運転時間は、制御装置３０において、許容できる昼間沸き上げ予測電力量を、昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量で除算して算出される。
運転状態Ｃでは、設定された湯量３００Ｌを沸き上げるのに必要な昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量を、昼間時間帯のみで沸き上げ運転すると、翌日に予定している余剰電力量を超えてしまうので、昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量に対する余剰電力量の不足電力量を、深夜時間帯の沸き上げ運転で消費させるのである。

図３は本実施例による給湯システムのフローチャートである。
給湯装置は、制御装置３０の算出手段３３によって、昼間沸き上げ運転開始時刻と昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量とを、昼間時間帯モード３４Ａとして算出し（Ｓ７１）、昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量と、昼間沸き上げ運転時間とを算出する（Ｓ７２）。
算出手段３３によって算出された、昼間沸き上げ運転開始時刻、昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量、昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量、昼間沸き上げ運転時間は、記憶手段３２に記憶される（Ｓ７３）。
給湯装置の制御装置３０は、昼間沸き上げ運転開始時刻、昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量、昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量を、サービサー６３に送信する（Ｓ７４）。
昼間沸き上げ運転開始時刻、昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量、昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量を、サービサー６３は、受信する（Ｓ７５）。
使用者は操作手段４０にて、電力使用指示に基づく沸き上げ運転の実行の可否を設定できる。なお、サービサー６３においても、電力使用指示に基づく沸き上げ運転の実行の可否を設定できる。Ｓ７６において、電力使用指示に基づく沸き上げ運転をしないことが設定されている場合には、昼間時間帯モード３４Ａは解除され、深夜時間帯モード３４Ｂで、深夜時間帯に沸き上げ運転が行われる（Ｓ７７）。

電力使用指示に基づく沸き上げ運転を実行することが設定されている場合には、サービサー６３は、受信した昼間沸き上げ運転開始時刻と昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量と昼間沸き上げ運転開始時刻における消費電力量とから、昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量が余剰電力量より大きいか否かを判断、すなわち、昼間時間帯モード３４Ａでの運転を許容できるか否かを判断する（Ｓ７８）。

Ｓ７８において、予定している余剰電力量が昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量以下であり、昼間時間帯モード３４Ａでの運転を許容できるとサービサー６３が判断した場合には、昼間沸き上げ運転開始指示時刻を、電力使用指示として給湯装置の制御装置３０に送信する（Ｓ７９）。
Ｓ７９において、電力使用指示である昼間沸き上げ運転開始指示時刻が送信された場合には、制御装置３０では、昼間沸き上げ運転開始指示時刻で昼間時間帯での沸き上げ運転を開始し、既に制御装置３０の算出手段３３によって算出され、記憶手段３２に記憶されている昼間沸き上げ運転時間だけ運転を実行する（Ｓ８０）。これにより、翌日に予定している余剰電力量が沸き上げ予測電力量以上の場合には、制御装置３０が受信する電力使用指示を昼間沸き上げ運転開始指示時刻とし、それに基づいて昼間時間帯モードを行うことで、昼間時間帯に余剰電力量を温水の加熱に用いることができる。

Ｓ７８において、昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量が予定している余剰電力量を超える、すなわち、昼間時間帯モード３４Ａでの運転を許容できないとサービサー６３が判断した場合には、昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ運転指示時間、または、昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ予測電力量を、電力使用指示として、サービサー６３から制御装置３０に送信する（Ｓ８１）。
サービサー６３から制御装置３０に、Ｓ８１の電力使用指示が送信された場合には、制御装置３０では、昼間時間帯における沸き上げ運転の不足電力量（＝深夜時間帯に沸き上げる電力量）と、深夜沸き上げ運転時間とを算出し（Ｓ８２）、深夜時間帯で沸き上げ運転を実行する（Ｓ８３）。これにより、昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量に対する余剰電力量の不足電力量を、深夜時間帯の沸き上げ運転で消費できる。
その後、サービサー６３から制御装置３０に送信された電力使用指示である昼間沸き上げ運転開始指示時刻で昼間時間帯の沸き上げ運転を開始し、許容できる昼間沸き上げ運転指示時間だけ昼間時間帯で沸き上げ運転を実行する（Ｓ８４）。この場合、許容できる昼間沸き上げ運転指示時間は、既に制御装置３０の算出手段３３によって算出され、記憶手段３２に記憶されている昼間沸き上げ運転時間よりも、短い時間である。
また、Ｓ８１において、昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ予測電力量が、電力使用指示として、サービサー６３から制御装置３０に送信された場合には、昼間沸き上げ運転時間は、制御装置３０において、許容できる昼間沸き上げ予測電力量を、昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量で除算して算出され、昼間時間帯で沸き上げ運転が実行される。この場合の、昼間沸き上げ運転時間も、既に制御装置３０の算出手段３３によって算出され、記憶手段３２に記憶されている昼間沸き上げ運転時間よりも、短い時間である。

このように、昼間時間帯に発電する余剰電力量が十分な場合には、給湯装置が算出した昼間時間帯モード３４Ａで温水の加熱を行え、昼間時間帯に発電する余剰電力量に不足が発生した場合にも、サービサー６３からの電力使用指示に基づいた昼間時間帯モード３４Ａを行うことで、翌日に予定している余剰電力量が沸き上げ予測電力量に満たない場合にも、余剰電力を温水の加熱に用いることができ、不足電力量については深夜時間帯で沸き上げ運転を実行することで必要な湯量を確保することができる。
なお、図３では、コントローラとしてサービサー６３を用いて説明したが、ネットワーク送受信機６１をコントローラとすることもできる。ネットワーク送受信機６１をコントローラとして用いる場合には、ネットワーク送受信機６１が通信網６２から取得する天気予報情報等を基に余剰電力量を算出し、昼間時間帯における電力使用指示を行うことができる。

本発明は、特に分散型エネルギーシステムを実現する上で有効である。

１０ 貯湯タンク
１１ 沸き上げ配管
１２ 給湯栓
１３ 混合弁
１４ 給水配管
１５ 給湯配管
１６ 給湯流量検知手段
２０ 加熱装置
３０ 制御装置
３１ タイマー手段
３２ 記憶手段
３３ 算出手段
３４ 沸き上げ運転モード
３４Ａ 昼間時間帯モード
３４Ｂ 深夜時間帯モード
４０ 操作手段
５１ 商用電源
５２ａ、５２ｂ 他の機器
５３ パワーコンディショナー
５４ 分電盤
６１ ネットワーク送受信機（コントローラ）
６２ 通信網
６３ サービサー（コントローラ）

Claims (3)

1. 昼間時間帯における電力使用指示を行うコントローラと通信網で接続され、前記コントローラからの前記電力使用指示に基づいて前記昼間時間帯に沸き上げ運転を実行する給湯装置であって、
   貯湯タンクと、
   前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱装置と、
   前記加熱装置が前記貯湯タンク内の前記湯水を加熱する前記沸き上げ運転の運転動作を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   記憶された使用湯量履歴によって、沸き上げ運転開始時刻と沸き上げ運転時間とを算出して沸き上げ運転モードを設定し、
   前記沸き上げ運転モードとして、前記昼間時間帯に前記沸き上げ運転を実行する昼間時間帯モードと、深夜時間帯に前記沸き上げ運転を実行する深夜時間帯モードとを有し、
   少なくとも前記昼間時間帯での昼間沸き上げ運転開始時刻と、前記昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量と、前記昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量とを前記昼間時間帯モードとして算出するとともに、前記昼間沸き上げ運転開始時刻と前記沸き上げ予測電力量と前記時間当たりの消費電力量とを前記コントローラに送信し、
   前記コントローラにおいて、受信した前記昼間沸き上げ運転開始時刻と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記沸き上げ予測電力量と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記消費電力量とから、前記昼間時間帯モードでの前記沸き上げ運転を許容できると判断した場合には、昼間沸き上げ運転開始指示時刻を前記電力使用指示として受信し、
   前記コントローラにおいて、受信した前記昼間沸き上げ運転開始時刻と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記沸き上げ予測電力量と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記消費電力量とから、前記昼間時間帯モードでの前記沸き上げ運転を許容できないと判断した場合には、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ運転指示時間、または、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ予測電力量を前記電力使用指示として受信し、
   使用者が前記電力使用指示に基づく前記沸き上げ運転をしないことを設定している場合には、前記昼間時間帯モードを解除して前記深夜時間帯モードで前記沸き上げ運転を行い、
   前記コントローラから前記昼間時間帯モードでの前記沸き上げ運転を許容できると判断した場合の前記電力使用指示を受信したときには、前記昼間時間帯モードでは、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻で前記沸き上げ運転を開始し、記憶されている前記昼間沸き上げ運転時間だけ前記沸き上げ運転を実行し、前記深夜時間帯モードでは、前記昼間時間帯モードで沸き上げた湯量を除いた深夜沸き上げ湯量を沸き上げるように深夜沸き上げ運転開始時刻を遅らせて前記沸き上げ運転を実行し、
   前記コントローラから前記昼間時間帯モードでの前記沸き上げ運転を許容できないと判断した場合の前記電力使用指示を受信したときには、前記昼間時間帯モードでは、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻で前記沸き上げ運転を開始し、前記昼間沸き上げ運転指示時間だけ前記沸き上げ運転を実行し、前記深夜時間帯モードでは、前記昼間時間帯モードにおける前記沸き上げ運転の不足電力量を加えて算出した前記深夜沸き上げ運転開始時刻で前記沸き上げ運転を実行することで、前記沸き上げ予測電力量に対する余剰電力量の不足電力量を、前記深夜時間帯で前記沸き上げ運転にて消費させる
   ことを特徴とする給湯装置。
2. 昼間時間帯における電力使用指示を行うコントローラと、
   前記コントローラと通信網で接続され、前記コントローラからの前記電力使用指示に基づいて前記昼間時間帯に沸き上げ運転を実行する給湯装置と、
   を有する給湯システムであって、
   前記給湯装置は、
   貯湯タンクと、
   前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱装置と、
   前記加熱装置が前記貯湯タンク内の前記湯水を加熱する前記沸き上げ運転の運転動作を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   記憶された使用湯量履歴によって、沸き上げ運転開始時刻と沸き上げ運転時間とを算出して沸き上げ運転モードを設定し、
   前記沸き上げ運転モードとして、前記昼間時間帯に前記沸き上げ運転を実行する昼間時間帯モードと、深夜時間帯に前記沸き上げ運転を実行する深夜時間帯モードとを有し、
   少なくとも前記昼間時間帯での昼間沸き上げ運転開始時刻と、前記昼間沸き上げ運転開始時刻における沸き上げ予測電力量と、前記昼間沸き上げ運転開始時刻における時間当たりの消費電力量とを前記昼間時間帯モードとして算出するとともに、前記昼間沸き上げ運転開始時刻と前記沸き上げ予測電力量と前記時間当たりの消費電力量とを前記コントローラに送信し、
   前記コントローラは、
   余剰電力量を算出するとともに、前記沸き上げ予測電力量が前記余剰電力量より大きいか否かを判断し、
   前記制御装置では、
   前記コントローラにおいて、受信した前記昼間沸き上げ運転開始時刻と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記沸き上げ予測電力量と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記消費電力量とから、前記昼間時間帯モードでの前記沸き上げ運転を許容できると判断した場合には、昼間沸き上げ運転開始指示時刻を前記電力使用指示として受信し、
   前記コントローラにおいて、受信した前記昼間沸き上げ運転開始時刻と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記沸き上げ予測電力量と前記昼間沸き上げ運転開始時刻における前記消費電力量とから、前記昼間時間帯モードでの前記沸き上げ運転を許容できないと判断した場合には、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ運転指示時間、または、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻と許容できる昼間沸き上げ予測電力量を前記電力使用指示として受信し、
   前記制御装置は、
   使用者が前記電力使用指示に基づく前記沸き上げ運転をしないことを設定している場合には、前記昼間時間帯モードを解除して前記深夜時間帯モードで前記沸き上げ運転を行い、
   前記コントローラから前記昼間時間帯モードでの前記沸き上げ運転を許容できると判断した場合の前記電力使用指示を受信したときには、前記昼間時間帯モードでは、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻で前記沸き上げ運転を開始し、記憶されている前記昼間沸き上げ運転時間だけ前記沸き上げ運転を実行し、前記深夜時間帯モードでは、前記昼間時間帯モードで沸き上げた湯量を除いた深夜沸き上げ湯量を沸き上げるように深夜沸き上げ運転開始時刻を遅らせて前記沸き上げ運転を実行し、
   前記コントローラから前記昼間時間帯モードでの前記沸き上げ運転を許容できないと判断した場合の前記電力使用指示を受信したときには、前記昼間時間帯モードでは、前記昼間沸き上げ運転開始指示時刻で前記沸き上げ運転を開始し、前記昼間沸き上げ運転指示時間だけ前記沸き上げ運転を実行し、前記深夜時間帯モードでは、前記昼間時間帯モードにおける前記沸き上げ運転の不足電力量を加えて算出した前記深夜沸き上げ運転開始時刻で前記沸き上げ運転を実行することで、前記沸き上げ予測電力量に対する前記余剰電力量の不足電力量を、前記深夜時間帯で前記沸き上げ運転にて消費させる
   ことを特徴とする給湯システム。
3. 前記加熱装置を、ヒートポンプ装置としたことを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。

Images