[go: up one dir, main page]

WO2012090365A1 - 運転計画方法、及びヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法 - Google Patents

運転計画方法、及びヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2012090365A1
WO2012090365A1 PCT/JP2011/005825 JP2011005825W WO2012090365A1 WO 2012090365 A1 WO2012090365 A1 WO 2012090365A1 JP 2011005825 W JP2011005825 W JP 2011005825W WO 2012090365 A1 WO2012090365 A1 WO 2012090365A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat
hot water
water supply
power
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2011/005825
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
岳 林田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2012507527A priority Critical patent/JP5025835B2/ja
Priority to EP11847893.2A priority patent/EP2660942B1/en
Priority to US13/511,290 priority patent/US9261284B2/en
Priority to CN201180005040XA priority patent/CN102687364A/zh
Publication of WO2012090365A1 publication Critical patent/WO2012090365A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/02Domestic hot-water supply systems using heat pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1051Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water
    • F24D19/1054Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water the system uses a heat pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/20Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/281Input from user
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/30Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/375Control of heat pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/30Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/375Control of heat pumps
    • F24H15/38Control of compressors of heat pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/40Control of fluid heaters characterised by the type of controllers
    • F24H15/414Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based
    • F24H15/421Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based using pre-stored data
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/40Control of fluid heaters characterised by the type of controllers
    • F24H15/414Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based
    • F24H15/45Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based remotely accessible
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/02Photovoltaic energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12Heat pump
    • H02J2105/42
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/003Load forecast, e.g. methods or systems for forecasting future load demand
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/222Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/242Home appliances
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/242Home appliances
    • Y04S20/244Home appliances the home appliances being or involving heating ventilating and air conditioning [HVAC] units

Definitions

  • the present invention relates to a system including an apparatus related to power generation such as a solar power generation apparatus and a device that consumes electric power such as a heat pump.
  • Power generation devices such as solar power generation and wind power generation are devices aimed at creating energy.
  • Photovoltaic power generation is natural energy power generation that converts sunlight energy into electric power and supplies it to a home.
  • the generated power constantly fluctuates due to changes in weather and meteorological conditions.
  • a heat pump water heater absorbs the heat of the atmosphere, compresses and heats the refrigerant with electricity, and makes hot water from water using a heat exchanger, making it an energy-saving hot water supply system compared to conventional heater-type electric water heaters It is.
  • Patent Document 1 discloses a heat pump hot water supply / heating system including a conventional power generation device.
  • weather forecast information is acquired from the server by the weather information acquisition means, and when the acquisition information is set, the power for boiling hot water with the CO 2 heat pump water heater is not midnight power of commercial power, Switching control is performed so as to use the power of solar power generation. Since the electric water heater is operated with natural energy, the use of electric power is more efficient and energy saving, and the electricity bill is also cheaper.
  • the consumption of the reverse power determined by the constantly changing power of the photovoltaic power generation device and the power load of the consumer is not taken into consideration.
  • the voltage of the grid rises and the grid becomes unstable.
  • a consumer located on the lower side of the system cannot reverse power when the system voltage is high, and the power generated by the solar power generation device is wasted.
  • the reversed power is converted to high voltage by the distribution environment, a large conversion loss occurs in the conversion process, and a transmission loss in the process of transmitting to another customer also occurs. For this reason, it is good also from an environmental viewpoint to consume the generated electric power privately.
  • Patent Document 2 an apparatus shown in Patent Document 2 has also been proposed.
  • the heat pump unit is operated when the amount of power generation exceeds the amount of power used.
  • the heat pump unit is not operated corresponding to the amount of electric power exceeding this, and it is not possible to effectively reduce the reverse tide to the system.
  • an object of the present invention is to provide an operation planning method for a system including a power generator that has low reverse power and does not impair energy saving.
  • An operation planning method generates heat using a power generation device, a first power load that operates using power generated by the power generation device, and power generated by the power generation device.
  • the operation plan for the second power load is drawn up.
  • the second power load includes a raw heat unit that generates heat using electric power generated by the power generation device, a heat storage unit that stores heat generated by the raw heat unit, and A first heat radiating part that radiates heat stored in the heat accumulating part, and a second heat radiating part that directly radiates heat generated by the heat generating part.
  • the operation planning method includes, in each time zone divided into unit times, the amount of power generated by the power generation device, the first power consumption consumed by the first power load, A predicting step of predicting a second power consumption amount consumed in the heat generating portion in order to heat the heat radiated in the second heat radiating portion; and the first and second from the generated power amount An operation for planning an operation plan for the second power load so that the second power load is operated in an operation time period including a time period in which the reverse power amount obtained by subtracting the power consumption is the largest. Including planning steps.
  • the power generation device may be a solar power generation device.
  • the reverse tide stop during which the said 1st and 2nd power consumption is further heat-radiated by the said 1st thermal radiation part in the reverse tide stop time zone which is a time zone which exceeds the said generated electric energy amount The amount of heat release is predicted, and in the operation planning step, the amount of heat corresponding to the amount of heat released during reverse tide stop predicted by the prediction unit is stored in the heat storage unit.
  • An operation plan may be made.
  • the operation planning step one or more of the time zones in the descending order of the reverse power amount until the amount of heat corresponding to the amount of heat released during reverse power flow stop exceeds the time required for the raw heat unit to generate.
  • the operation time zone may be determined by selecting and the operation plan in the determined operation time zone may be drafted.
  • a minimum value of the backflow power amount in each of the selected one or more time zones is determined as a backflow power threshold value, and actually measured in the operation time zone.
  • the operation plan may be drafted so that the operation of the raw heat unit is started at the timing when the reverse flow power becomes equal to or higher than the reverse flow power threshold.
  • the operation plan is drawn up so that the operation of the raw heat unit is stopped at the timing when the amount of heat corresponding to the amount of heat released during the reverse tide stop is generated in the operation time period. Also good.
  • the heat storage unit may include a heat storage material whose temperature changes according to the amount of heat stored.
  • the raw heat unit includes a heat pump that can raise the temperature of the heat storage material to a first temperature, and a heater that can raise the temperature of the heat storage material to a temperature higher than the first temperature. You may prepare.
  • the heat pump generates a heat amount until the heat storage material reaches the first temperature, out of a heat amount corresponding to the heat release amount during the reverse tide stop, and the heat storage material is the first heat storage material.
  • the operation plan may be drafted so that the heater generates the amount of heat after reaching this temperature.
  • a reverse tide stop time which is a time when the reverse flow power amount changes from a positive value to a value of 0 or less
  • a predetermined time at which heat dissipation from the heat radiating unit is considered to stop The amount of heat dissipated by the heat dissipating unit in the reverse tide stop time period, which is a time period between the two, may be predicted as the heat release amount during the reverse tide stop.
  • the operation method of the heat pump hot water supply and heating apparatus is an operation method of a heat pump hot water supply and heating system including a solar power generation device and a heat pump hot water supply and heating apparatus.
  • the heat pump hot water supply and heating device includes a heat pump that generates heat using electric power generated by a solar power generation device, a hot water supply tank that stores hot water heated by the heat generated by the heat pump, and the heat pump. And a heating device for heating using the heat generated in step (b).
  • the system includes an operation planning device.
  • the said operation plan apparatus is the said heat pump in order to heat-generate the amount of electric power generated with the said electric power generation apparatus, the 1st electric power consumption consumed with an electric power load, and the heat radiated
  • a control including an operation planning step of formulating a plan for operating the heat pump hot water supply and heating device is performed so as to store the predicted amount of heat.
  • the minimum value among the target heat storage temperature for storing the predicted heat amount and the reverse power amount in each of the selected one or more time zones is determined as the reverse power threshold value. May be.
  • the actually measured reverse power is equal to or greater than the reverse power threshold in the operation time zone.
  • the operation of the heat pump hot water supply and heating apparatus may be started at the timing, and the operation of the heat pump hot water supply and heating apparatus may be stopped at the timing when the predicted amount of heat is generated in the operation time period.
  • the operation planning step determines a target heat storage temperature for storing the predicted amount of heat in the hot water tank, and heats the heat storage material in the hot water tank to a first temperature by a heat pump of the heat pump hot water heater. Thereafter, the heat storage material may be controlled to be heated to a second temperature higher than the first temperature by a heater installed in the hot water supply tank.
  • the heat pump hot water supply and heating device includes a hot water supply and heating control device, and the hot water supply and heating control device receives operation information of the heat pump hot water supply and heating device from the operation planning device, and the heat pump hot water supply and heating device from a remote controller.
  • the operation information from the operation planning device is acquired, the operation information from the operation planning device is given priority over the operation information from the remote control. You may control the said heat pump type hot-water supply heater.
  • the operation information may be an operation mode of the heat pump hot water supply / room heating device and a set hot water supply temperature of a hot water supply tank.
  • the heat pump hot water supply and heating device further includes a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant of the heat pump and a heat storage material, and a heat storage material supplied from the heat exchanger, the hot water supply tank and the heating device.
  • You may provide the switching apparatus which switches which apparatus is supplied to.
  • the said operation control step is the timing which starts the driving
  • the switching device may be switched to the hot water supply tank side.
  • the present invention predicts a time zone in which the reverse power flow reaches a peak and operates the system in the predicted time zone, damage to the system can be reduced.
  • FIG. 1 is a flowchart showing the points of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a heat pump hot water supply and heating system including the power generation apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a heat pump hot water supply / room heating device.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a data flow in the heat pump hot water supply / heating system.
  • FIG. 5 is a diagram showing remote control setting items and setting information.
  • FIG. 6 is a block diagram of the operation planning apparatus.
  • FIG. 7 is a diagram showing a format of information stored in the storage means.
  • FIG. 8 is a diagram showing a predicted load power amount, a predicted heating load power amount, a predicted PV power generation amount, and a predicted reverse power flow amount at each time.
  • FIG. 8 is a diagram showing a predicted load power amount, a predicted heating load power amount, a predicted PV power generation amount, and a predicted reverse power flow amount at each time.
  • FIG. 8 is a
  • FIG. 9 is a diagram showing priorities of the respective time zones assigned in descending order of the predicted reverse power flow amount.
  • FIG. 10 is a flowchart of the operation plan process.
  • FIG. 11 is a flowchart of the load prediction process.
  • FIG. 12 is a flowchart of the control parameter calculation process of the operation plan means.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of the operation of the heat pump hot water supply / heating system.
  • FIG. 14 is a flowchart showing another example of the operation of the heat pump hot water supply / heating system.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of power consumption when control is different.
  • the reverse power amount is predicted (S104), and the HP (Heat Pump) is operated (S106) in a time zone when the reverse power amount reaches a peak.
  • the operation period of HP is determined by prediction of hot water supply heat amount (S105).
  • FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a heat pump hot water supply / heating system 9000 provided with a power generation device.
  • the heat pump hot water supply and heating system 9000 according to the first embodiment includes a heat pump hot water supply and heating device 900, a power distribution device 905, an operation planning device 910, and a solar power generation device 911.
  • the power distribution device 905 is connected to the first power load 906 and the energy supplier 908 via the power meter 907.
  • the operation planning device 910 is connected to the server 909 via the Internet.
  • the energy supplier (power supply source) 908 shown in FIG. 2 supplies power to the house through the power system.
  • the power system is a power system to which power is stably supplied.
  • the power meter 907 measures the amount of power supplied through the power system and consumed in the house. Further, the power meter 907 can consume the power generated by the solar power generation device 911 at home and sell the surplus power to the system.
  • a first power load 906, a heat pump hot water heater / heater (second power load) 900, an operation planning device 910, a solar power generation device 911, and a power distribution device 905 are provided. Is installed.
  • the heat pump hot water supply and heating apparatus 900 includes at least a heat pump unit 901a, a heat exchanger 902, a hot water supply apparatus 903, and a heating apparatus 904.
  • the hot water supply device (first heat radiating unit) 903 has a hot water supply tank (not shown in FIG. 2) functioning as a heat storage unit inside, and the heat generated by the heat pump unit (heat generating unit) 901a.
  • the water is once stored in the hot water tank, and the hot water in the hot water tank is discharged according to the user's request, that is, the heat stored in the heat storage section is radiated.
  • the heating device (second heat radiating unit) 904 is connected to the heat pump unit 901a via a heating circuit (not shown in FIG. 2), and directly generates heat stored in the heat pump unit 901a, that is, heat storage. Dissipate heat without accumulating heat in the part.
  • the heat generating unit is connected to the first and second heat radiating units via a switching device (three-way valve). By switching the switching device, one of the first and second heat radiating units is heated. Supply. That is, heat cannot be supplied to both the first and second heat radiating portions at the same time.
  • the first heat dissipating part that dissipates the heat stored in the heat accumulating part performs heat dissipating even when the heat generating part is not operating or when the switching device is switched to the second heat dissipating part side.
  • the second heat radiating section that directly radiates the heat generated in the heat generating section is in a state where the heat generating section is operating and the switching device is switched to the second heat radiating section side. If it is not in a state, heat cannot be dissipated.
  • the solar power generation device 911 is a device that converts solar energy into electric power, converts solar energy into electric power, and outputs the converted electric power (PV power generation).
  • the power distribution device 905 acquires power from the solar power generation device 911 and the commercial power source supplied by the energy supplier 908, and supplies power to the heat pump hot water supply / room heating device 900 and the first power load 906 according to demand. It is a device to distribute.
  • the heat pump hot water supply / room heating device 900 can be operated with electric power from the solar power generation device 911 and can also be operated with electric power purchased from a commercial power source (system power).
  • the power distribution device 905 can measure the amount of power distributed to the heat pump hot water supply / room heating device 900 and the first power load.
  • the power distribution device 905 acquires the PV power generation from the solar power generation device 911.
  • the power distribution device 905 is the power consumed by the heat pump hot water supply / room heating device 900 to generate the load power that is the power consumed by the first power load 906 and the heat consumed by the heating device 904.
  • the hot water supply power that is the power consumed in the heat pump hot water supply / room heating device 900 in order to generate the heat consumed in the hot water supply device 903 is measured.
  • system is acquired through the electric power meter 907.
  • the power distribution device 905 acquires PV power generation and purchased power, and supplies heating load power and hot water supply power to the heat pump hot water supply / room heating device 900 and load power to the first power load 906, respectively. Moreover, when PV generation
  • the power distribution device 905 includes a converter and an inverter, and when outputting the acquired power as described above, performs conversion between voltage and AC / DC according to the type of power to output the acquired power. Further, the power distribution device 905 outputs the load power actually consumed by the first power load 906 and the PV generated power actually generated by the solar power generation device 911 to the operation planning device 910.
  • the server 909 is a device that transmits the current amount of solar radiation at the consumer's home and the amount of solar radiation predicted in the future via the Internet. In the present embodiment, the server 909 transmits the amount of solar radiation measured in the customer's area via the Internet every predetermined time.
  • the server 909 calculates the predicted value of the solar radiation amount for every hour from 0:00 to the next 24 hours using the history of the past solar radiation amount in the customer's area and the weather forecast for the next day. Send once over the internet at 0:00.
  • the energy supplier 908 supplies purchased power in accordance with the demand of the power distribution device 905 installed in the consumer, and when reverse power is input from the power distribution device 905, the power is supplied to other demands via the power system. Output to home.
  • the first power load 906 is a power load of a consumer, and refers to a device that operates using power supplied from a power distribution device 905 such as a television, an air conditioner, a refrigerator, a washing machine, and lighting. And the sum total of the electric power used by these apparatuses is defined as load electric power.
  • switching between hot water supply and heating can be controlled by a remote controller 1101 used by a customer (user).
  • the remote controller 1101 has a function of setting the heat generated by the heat pump 901 to “heating” used for heating, “hot water” used for hot water supply, or “stop” for stopping the heat pump 901. ing.
  • the remote controller 1101 outputs the set operation mode to the hot water supply / heating control apparatus 1001. The user can also set the hot water supply temperature and the heating temperature.
  • the operation mode When the operation mode is “heating”, the temperature of water (hot water) entering a heating circuit 904a described later is a set heating temperature set by the user.
  • the operation mode is “hot water supply”, a temperature in a hot water supply tank 903a described later becomes a set hot water supply temperature set by the user.
  • FIG. 3 is a block diagram for explaining the details of the heat pump hot water supply / room heating device 900.
  • the heat pump hot water supply and heating apparatus 900 is mainly configured by a hot water supply and heating control apparatus 1001, a heat pump 901, a hot water supply apparatus 903, a heating apparatus 904, and a three-way valve (switching apparatus) 1010.
  • the heat pump 901 includes a heat pump unit 901a and a heat exchanger 902.
  • the heat pump hot water supply / room heating device 900 operates by receiving power supply from the power distribution device 905, and transmits heating load power amount information to the power distribution device 905.
  • the heat pump unit 901a is an evaporator that exchanges heat between the outside air and a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant to generate a low-temperature and low-pressure vapor refrigerant, and compresses the low-temperature and low-pressure vapor refrigerant into a high-temperature and high-pressure vapor refrigerant
  • an expansion valve that generates low-temperature and low-pressure liquid refrigerant, a fan that promotes heat exchange between the refrigerant in the evaporator and the outside air, and the like.
  • the hot water supply tank 903a stores the heat that covers the hot water supply load.
  • the hot water heater 903h is in the hot water tank 903a and heats the water in the hot water tank 903a.
  • the heating circuit 904a is a hot water passage of the heating facility that covers the heating load.
  • the heat exchanger 902 performs heat exchange between the refrigerant heated by the heat pump unit 901a and the secondary water cycle filled with water.
  • the three-way valve 1010 is a device that switches the flow path in order to guide the water heated by the heat exchanger 902 to either the hot water supply tank 903a or the heating circuit 904a.
  • the refrigerant of the heat pump 901 is 410A. Due to the characteristics of this refrigerant, the maximum temperature of the outlet on the water cycle side of the heat exchanger 902 is 55 ° C., and the upper limit value of the set heating temperature is 55 ° C.
  • the hot water supply tank 903a has a heat exchange coil inside. This heat exchange coil is a dotted line portion of the hot water supply tank 903a in FIG.
  • the three-way valve 1010 When the three-way valve 1010 is set in the flow path of the hot water supply tank 903a, the water heated by the heat exchanger 902 passes through the heat exchange coil and heats the water in the hot water supply tank 903a. Since the maximum temperature at the water cycle side outlet of the heat exchanger 902 is 55 ° C., when the temperature of the hot water supply tank 903a is 50 ° C. or higher, heat exchange by the heat exchange coil is hardly performed.
  • the hot water heater 903h is energized and heated.
  • the capacity of the hot water supply tank 903a is 200L
  • the heating capacity of the hot water heater 903h is 3 kW
  • the upper limit value of the set hot water temperature is 80 ° C.
  • the heat pump unit 901a can raise the temperature of the water in the hot water supply tank 903a to around 50 ° C. (first temperature), and the hot water heater 903h makes the temperature of the water in the hot water supply tank 903a higher than 50 ° C.
  • the temperature can be raised (second temperature).
  • water is used as an example of the heat storage material held in the hot water supply tank 903a.
  • the present invention is not limited to this, and any heat storage material whose temperature changes according to the amount of heat stored is adopted. can do.
  • the hot water supply and heating control device 1001 is a device that controls the entire system of the heat pump hot water supply and heating device 900 based on set information. As shown in FIG. 4, hot water supply and heating control device 1001 acquires operation information from remote controller 1101 and operation planning device 910.
  • the hot water supply / heating control apparatus 1001 acquires an operation mode, a set heating temperature, and a set hot water supply temperature as operation information from the remote controller 1101. Moreover, the hot water supply and heating control device 1001 acquires the priority operation mode and the priority set hot water supply temperature as operation information from the operation planning device 910.
  • the priority operation mode has priority over the operation mode acquired from the remote controller 1101.
  • the priority set hot water supply temperature has priority over the set hot water supply temperature acquired from the remote controller 1101. That is, even when the hot water supply / heating control apparatus 1001 acquires the operation mode from the remote controller 1101, when the priority operation mode is acquired from the operation planning apparatus 910, the priority operation mode from the operation planning apparatus 910 is given priority.
  • the hot water supply and heating control device 1001 sends information on the amount of hot water supply and the temperature of the hot water supply tank to the operation planning device 910.
  • the operation planning device 910 receives information on the load power amount, the heating load power amount, and the PV power generation amount from the power distribution device 905. In addition, it is set to receive solar radiation information and predicted solar radiation information via the Internet.
  • the hot water supply / heating control apparatus 1001 sets the three-way valve 1010 as the flow path of the heating circuit 904a, and when the operation mode is “hot water supply”, the three-way valve 1010 is set as the flow path of the hot water tank 903a. Set. When the operation mode is “stop”, the three-way valve 1010 is not changed.
  • the hot water supply / heating control apparatus 1001 operates the heat pump unit 901a, and the rotation speed of the compressor of the heat pump unit 901a so that the outlet temperature of the heat exchanger 902 becomes equal to the set heating temperature. Adjust the opening of the expansion valve.
  • the hot water heater 903h When the temperature of the hot water supply tank 903a is 5 degrees or more lower than the set hot water supply temperature ("set hot water supply temperature -5" ° C or less), the hot water heater 903h is energized to heat the water in the hot water supply tank 903a. When the temperature of the hot water supply tank 903a becomes equal to or higher than the set hot water supply temperature, the power supply to the hot water heater 903h is stopped.
  • the hot water supply / heating control apparatus 1001 has a temperature in the hot water supply tank 903a of 50 ° C. or lower and lower than the set hot water supply temperature by 5 degrees or more (“set hot water supply temperature ⁇ 5”). And the three-way valve 1010 is set in the flow path of the hot water supply tank 903a, and the heat pump 901 is controlled so that the outlet temperature of the heat exchanger 902 becomes 55 ° C. This is because, as described above, when the temperature in the hot water supply tank 903a is 50 ° C. or higher, heat exchange (heating) in the hot water supply tank 903a is hardly performed.
  • the hot water heater 903h is energized, Heat the water inside.
  • the temperature of the hot water supply tank 903a becomes equal to or higher than the set hot water supply temperature, the power supply to the hot water heater 903h is stopped.
  • the hot water supply and heating control device 1001 acquires the priority operation mode and the priority set hot water supply temperature from the operation planning device 910, the operation plan is given priority over the operation mode and the set hot water supply temperature set by the user with the remote controller 1101. Control is performed using the “priority operation mode” acquired from the device 910 as the operation mode and the “priority set hot water temperature” as the set hot water temperature.
  • the operation planning device 910 formulates an operation plan for the heat pump hot water supply and heating device 900 so as to reduce the amount of reverse power flow and controls its operation.
  • the configuration of the operation planning device 910 will be described in detail with reference to FIG.
  • the operation planning device 910 includes an accumulation unit 301, a load prediction unit 302, an operation planning unit 303, and an operation control unit 304.
  • the storage unit 301 uses the hourly load power consumed by the first power load 906 and one hour consumed by the heat pump hot water supply / room heating device 900 to generate heat consumed by the heating device 904.
  • 1 is the value of the heating load power amount for each hour, the hourly hot water supply heat amount consumed by the hot water supply device 903, the hourly PV power generation amount generated by the solar power generation device 911, and the current solar radiation amount. Accumulate solar radiation every hour.
  • This storage means 301 may be any means capable of recording data such as DRAM (Dynamic random access memory), SDRAM (Synchronous dynamic random access memory), flash memory, or ferroelectric memory. It doesn't matter.
  • the load predicting means 302 is a heat pump hot water supply / room heating device 900 for generating the predicted load power amount per hour predicted to be consumed by the first power load 906 and the heat consumed by the heating device 904. Is predicted to be generated by the solar power generation device 911, and is predicted to be generated by the photovoltaic power generation device 911. The predicted PV power generation amount per hour is calculated.
  • the operation planning means 303 formulates an operation plan for the heat pump hot water supply and heating device 900 so that the amount of reverse power flow is minimized, and calculates control parameters for controlling the operation of the heat pump hot water supply and heating device 900. Finally, the operation control unit 304 controls the operation of the heat pump hot water supply / room heating device 900 based on the control parameter.
  • the accumulation means 301 accumulates each value of the consumer's load power amount, heating load power amount, hot water supply heat amount, PV power generation amount, and solar radiation amount. More specifically, as shown in the history table of FIG. 7, the storage unit 301 measures the load power hourly measured value (load power amount) and the heating load power hourly measured value (heating). Load electric energy), measured value of hot water supply heat every hour, measured value of PV generated power per hour (PV generated power amount), and measured value of solar radiation generated per hour, load power history, The heating load power history, the hot water supply heat history, the PV power generation history, and the solar radiation history are retained for a predetermined period (four weeks in the example of FIG. 7).
  • This history table holds history information (load power, heating load power, hot water supply heat, PV power generation, solar radiation) for each week for four weeks. History information is retained. The times 0, 1, 2,... Indicate the hours of 0 o'clock, 1 o'clock, 2 o'clock,. The history information at that time is integrated information. The load power history at time 0 is the accumulated power amount of load power in the midnight range.
  • the load prediction unit 302 can acquire desired information from the storage unit 301, for example, the load power amount at 15 to 16:00 one week ago, the hot water supply heat amount at 18 to 22:00 two weeks ago, and the like. It has become. The same applies to the heating load power amount, the PV power generation amount, and the solar radiation amount.
  • the operation planning device 910 acquires the load power amount and the PV power generation amount from the power distribution device 905, acquires the heating load power and the hot water supply heat amount from the heat pump hot water supply / heating device 900, and the solar radiation amount from the server 909 outside the home. Get via the internet.
  • the amount of solar radiation is the amount of solar radiation in the district where the house is installed.
  • the amount of hot water supply refers to the amount of heat per hour consumed (heat radiation) by the hot water supply device 903.
  • the heating load electric energy refers to the electric energy per hour consumed by the heat pump hot water supply / room heating device 900 in order to generate heat consumed by the heating device 904. This amount of power is the total power such as the power required to operate the heat pump 901 and the power required to operate the water pump.
  • the load power amount refers to the amount of power per hour consumed by the first power load 906.
  • the PV power generation amount refers to the amount of power generated per hour by the solar power generation device.
  • the amount of solar radiation refers to the amount of solar radiation per unit area of the amount of solar radiation from the server 909 to the current consumer.
  • the operation planning device 910 for example, accumulates each piece of information acquired for one day of the previous day at 0:00 every day in units of one hour, and accumulates values for the past four weeks (28 days) in the accumulation unit 301. .
  • the load predicting means 302 is a heat pump type in order to generate a predicted value (predicted load power amount) of hourly load power consumed by the first power load 906 and heat consumed by the heating device 904.
  • Predicted value of heating load electric energy per hour consumed by hot water heater / heater 900 predicted heating load electric energy
  • predicted value of hot water supply heat amount per hour consumed by hot water heater 903 predicted hot water supply heat amount
  • a predicted value (predicted PV power generation amount) of the PV power generation amount generated every hour by the solar power generation device 911 is calculated.
  • the load predicting unit 302 stores the predicted load power amount, the predicted heating load power amount, and the predicted hot water supply heat amount for each time zone, which are stored in the storage unit 301, in the same time zone on the same day of the past four weeks. Predicted to be equivalent to the average value. For example, when predicting the load power amount, heating load power amount, and hot water heat amount from 19:00 to 20:00 on Tuesday, the measured values from 19:00 to 20:00 on Tuesday for the past four weeks are acquired from the storage means 301 and acquired. The added average of the measured values is used as the predicted value.
  • the load prediction unit 302 acquires the predicted solar radiation amount of each time zone on the prediction day from the server 909 via the Internet, and the predicted PV power generation amount of each time zone is calculated from the PV power generation amount measured in the past. It is predicted that it corresponds to the PV power generation amount in the time zone closest to the predicted solar radiation amount on that day. That is, the load prediction unit 302 searches the solar radiation amount history of the storage unit 301 for the same value or the closest value to the solar radiation amount in the predicted time period. Next, the PV power generation amount measured in the found time zone is acquired from the PV power generation history. And let the acquired PV generated electric energy be the predicted PV generated electric energy of the time slot
  • the load prediction unit 302 executes the above-described prediction process once a day at 0:00, and calculates a predicted value every hour for 24 hours from the current time.
  • the operation planning means 303 makes an operation plan for the heat pump hot water supply / room heating device 900 so that the amount of reverse power flow is minimized, and calculates control parameters for the heat pump hot water supply / room heating device 900.
  • the operation planning unit 303 acquires the predicted load power amount, the predicted heating load power amount, the predicted hot water supply heat amount, and the predicted PV power generation amount from the load prediction unit 302. Further, a set hot water supply temperature (current set temperature) set in heat pump hot water supply / room heating device 900 is acquired from heat pump hot water supply / room heating device 900.
  • the operation planning means 303 executes an operation plan planning process once a day, for example, at 0:00.
  • the operation planning means 303 calculates the “predicted load power amount” for each time slot from the “predicted PV power generation amount” for each time slot (0 o'clock, 1 o'clock,. By subtracting the “predicted heating load power amount”, the “predicted reverse power amount” for each hour is calculated. The lower limit of the predicted reverse power flow is zero. After the evening, the predicted PV power generation amount becomes zero (0) and no reverse tide occurs. Therefore, the time when the predicted reverse power flow amount for each time zone first became zero from the next 24 o'clock, in other words, the time when the predicted reverse power flow amount changed from a positive value to a value less than or equal to 0 is expressed as “reverse. It is defined as “tide stop time”.
  • the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the amount of power.
  • is the predicted load power amount
  • is the predicted heating load power amount
  • is the predicted PV power generation amount
  • (solid black triangle in the figure, the same applies hereinafter) is the predicted reverse tidal power amount .
  • the predicted reverse power amount ( ⁇ ) is obtained by subtracting the predicted load power amount and the predicted heating load power amount from the predicted PV generated power amount.
  • Each electric energy at each time indicates an integrated value at that time. For example, if it is 12:00, the power of 12:00 (from 12:00 to 13:00) is integrated.
  • the reverse tide stop time is 17:00 when the predicted reverse tide electric energy becomes zero.
  • the amount of heat (heat loss during reverse tide stop) obtained by integrating each predicted hot water supply amount from 17:00 to 24:00 (reverse tide stop time zone), which is the reverse tide stop time, If the hot water storage tank 903a is used to store heat, the hot water supply tank 903a need not be heated after the reverse tide stop time, and it is not necessary to consume extra power.
  • the predicted hot water supply heat amount can be calculated, for example, by acquiring the hot water supply heat amount from 17:00 to 24:00 on the same day of the past four weeks from the hot water supply heat amount history and averaging the acquired past hot water supply heat amounts.
  • the temperature calculated by dividing the estimated amount of hot water supply accumulated from 17:00 to 24:00 by the tank capacity of the hot water supply tank 903a (for example, 200 liters) is set as the target heat storage temperature. That is, the target heat storage temperature is a target temperature for performing heat generation with the heat pump 901 so that the hot water supply tank 903a becomes this temperature. In other words, when the hot water supply tank 903a reaches this temperature, the heat generated by the heat pump 901 is stopped.
  • An upper limit value may be set for the heat storage temperature of the hot water supply tank 903a. If the target heat storage temperature exceeds the upper limit value, the target heat storage temperature is replaced with the set temperature.
  • the upper limit value of the heat storage temperature of the hot water supply tank 903a is 80 ° C.
  • the amount of heat to be stored in the hot water supply tank 903a during reverse tide can be calculated from the target heat storage temperature and the temperature currently set in the heat pump hot water supply / room heating device 900 (set hot water supply temperature).
  • the following formula (1) is used to calculate the amount of raw heat during reverse tide, which is the amount of heat that is regenerated by the heat pump 901 and stored in the hot water supply tank 903a during reverse tide. This amount of raw heat during reverse tide corresponds to the amount of heat released during reverse tide stop radiated by the hot water supply device 903 during the reverse tide stop time period (17:00 to 24:00).
  • the operation plan means 303 calculates a reverse tidal biothermal time, which is a time required for regenerating the reverse tidal raw heat quantity with the heat pump 901, using the following equation (2).
  • the HP average capacity which is the average biothermal capacity of the heat pump 901, which is a value stored in advance, is 9 kW.
  • heat amount (kcal) to electric power (kW) is 0.86.
  • Reverse-tidal biothermal time (Reverse-tidal bioheat / 0.86 / 1000) / HP average capacity formula (2)
  • the operation planning unit 303 calculates the predicted reverse power flow amount in each time zone.
  • FIG. 9 is obtained by replacing the graph of FIG. 8 with a table format.
  • the predicted reverse power flow amount in each time zone indicates the integrated value in that time zone. For example, if it is 0 o'clock, as described above, it is the integrated value of the predicted reverse power at 0 o'clock from 0:00 to 1:00. Further, the priorities in FIG. 9 are given in descending order of the predicted reverse power flow amount.
  • the operation planning means 303 determines an operation time zone that is a time zone in which the heat pump 901 is operated, and a reverse power threshold for determining the timing at which the heat pump 901 actually starts heat generation.
  • the operation time zone includes a time zone in which the predicted reverse power amount is maximum.
  • the operation planning means 303 selects one or more time zones as the operation time zone in descending order of the predicted reverse tidal power amount (that is, in descending order of priority) until the reverse tidal live heat time is exceeded. To do.
  • the reverse flow power threshold value matches the minimum value of the reverse flow power amount in the above operation time zone.
  • the 12 o'clock range which is the time zone with the highest priority in FIG. 9, is the operating time zone.
  • the heat storage start reverse power at this time is 1.68 kW.
  • the reverse tidal biothermal time is 3.2 hours
  • the time zone for 4 hours is secured by raising this 3.2.
  • the operating time zone is a time zone from 10:00 to 13:00, which is a time zone with a priority of 1 to 4.
  • the heat storage start reverse power at this time is 1.00 kW.
  • the operation plan unit 303 outputs the target heat storage temperature, the operation time zone, and the reverse power threshold value determined above to the operation control unit 304 as control parameters.
  • the heat pump hot water supply and heating system 9000 of the first embodiment performs heat exchange with the heat exchanger 902 and then switches the flow path between the hot water supply tank 903a and the heating circuit 904a by the three-way valve 1010. It has become. Further, since the heat exchanger 902 can only heat up to about 50 ° C., when heating to a temperature higher than that, the hot water heater 903h in the hot water tank 903a is used.
  • the operation planning device 910 causes the heat pump unit 901a to generate the amount of heat until the water in the hot water supply tank 903a reaches 50 ° C. out of the amount of heat corresponding to the amount of heat released during reverse tide stop, and the water in the hot water supply tank 903a
  • An operation plan is made so that the amount of heat after reaching 50 ° C. is generated in the hot water heater 903h. For this reason, the calculation method of the amount of heat required during reverse tide is as follows.
  • the operation plan means 303 uses the following equation (3) “Reverse tide HP raw heat amount”, which is the amount of heat generated in 901, is calculated, and “Reverse tide heater heat amount”, which is the amount of heat generated by the hot water heater 903h during reverse tide, is calculated by the following equation (4). calculate.
  • the operation planning device 910 When the set hot water supply temperature (current set temperature of the hot water supply tank 903a) is 50 ° C. or higher.
  • the operation planning device 910 generates the hot water heater 903h using the following equation (5) when the set hot water supply temperature is 50 ° C. or higher.
  • the amount of raw heat generated during reverse tide, which is the amount of heat that is heated, is calculated.
  • Heater heat quantity during reverse tide (Target heat storage temperature-Set hot water temperature) * Hot water tank capacity ⁇ Equation (5)
  • the operation planning means 303 uses the following equation (6) to calculate “the reverse tidal HP biothermal time t (HP)” which is the time required to regenerate the reverse tidal HP raw heat quantity with the heat pump 901. And the “reverse tide heater heat generation time t (HT)”, which is the time required for regenerating the reverse tide heater raw heat amount with the hot water heater 903h, is calculated by the following equation (7).
  • capacitance which is the value memorize
  • the heater heating capacity which is an average raw heat capacity of the hot water heater 903h, is 3 kW.
  • the conversion factor from the amount of heat (kcal) to electric power (kW) is 0.86.
  • t (HP) (HP tidal energy during reverse tide / 0.86 / 1000) / HP average capacity formula (6)
  • t (HT) (heat amount of heater during reverse tide / 0.86 / 1000) / heater heating capacity / expression (7)
  • the operation planning means 303 calculates a value (t (HP) + t (HT)) obtained by adding the reverse-tide HP heat generation time and the reverse-flow heater heat generation time as the reverse-tide heat generation time. .
  • the operation planning means 303 makes an operation plan for the heat pump 901 from the calculated reverse tidal live heat time.
  • the hot water heater 903h is heated subsequent to the operation of the heat pump 901, but an operation plan is drawn up so that the operation of the hot water heater 903h is also terminated before the reverse tide stop time.
  • the operation control unit 304 controls the operation of the heat pump hot water supply / room heating device 900 based on the control parameter generated by the operation planning unit 303.
  • the operation control unit 304 acquires the reverse power threshold, the operation time zone, and the target heat storage temperature of the hot water tank 903a from the operation plan unit 303, and the current load power amount and the current PV power generation amount from the power distribution device 905.
  • the current heating load power and the current temperature of the hot water supply tank 903a (hot water tank temperature) are acquired from the heat pump hot water supply and heating device 900.
  • the operation control unit 304 calculates reverse power that is a value obtained by subtracting the load power and the heating load power from the PV generated power. These processes are executed every minute, for example.
  • the heat pump 901 does not start operation when the calculated current reverse power does not reach the reverse power threshold. Then, the heat pump 901 starts operation at the timing when the calculated current reverse power flow becomes equal to or greater than the value of the reverse power threshold value. In addition, since the operation control unit 304 acquires the temperature of the hot water supply tank 903a every minute, the operation of the heat pump 901 ends at the timing when the hot water supply tank 903a reaches the target heat storage temperature.
  • the backflow power in that time zone can be reduced (peak cut).
  • the influence on the power system can be effectively reduced.
  • it is possible to cover with natural energy the amount of heat released during reverse tide stop predicted to be necessary after the reverse tide stop time (17:00 in the example of FIG. 8) it is not necessary to purchase power from the energy supplier 908. It can also contribute to energy saving.
  • Embodiment 1 (Description of operation of Embodiment 1)
  • movement in this Embodiment of a heat pump type hot-water supply system is demonstrated.
  • the current time is 0 o'clock and the heat pump hot water supply / heating system has been operating for four weeks (28 days) or more.
  • the set hot water supply temperature is “45 ° C.”.
  • the temperature in the hot water supply tank 903a is made uniform at 50 ° C. at 0:00.
  • FIG. 10 is a flowchart of an operation plan process performed by the operation plan apparatus 910 every day at 0:00.
  • the operation planning device 910 starts the “operation planning process” once a day when the current time becomes 0:00 (S601).
  • the operation planning device 910 updates the storage unit 301 (S602).
  • the accumulation means 301 is newly added with integrated values for each hour of the load power amount, heating load power amount, hot water supply heat amount, PV power generation amount, and solar radiation amount for the past 24 hours.
  • the accumulation means 301 accumulates load power history, heating load power history, hot water supply heat history, PV generation history, and solar radiation history for the past 28 days. Has been. Therefore, the history data is updated by discarding the data of the oldest one day of each history and adding the latest information for the past 24 hours to each history.
  • FIG. 11 is a flowchart of the prediction process (S603) processed by the load prediction unit 302.
  • the load prediction unit 302 starts a prediction process (S701).
  • the load prediction unit 302 acquires data necessary for load prediction (S702).
  • the load prediction unit 302 needs the predicted solar radiation amount from the server 909 from the load power history, heating load power history, hot water supply heat history, PV generation history, and solar radiation history for the past 28 days stored in the storage unit 301. Information is obtained.
  • the load prediction unit 302 calculates a predicted load power amount for every hour (S703). As described above, the load prediction unit 302 acquires four load power amounts on the same day of the week as the prediction date and the same time zone from the load power history, and uses the average value of these as a predicted value for 24 hours of load power. Calculate the amount.
  • the load predicting means 302 calculates a predicted heating load electric energy for every hour (S704). As described above, the load prediction unit 302 obtains four heating load power amounts on the same day of the week as the predicted date and the same time zone from the heating load power history, and uses these average values as predicted values for 24 hours. Calculate the heating load electric energy.
  • the load predicting means 302 calculates a predicted hot water supply heat amount (S705). As described above, the load prediction unit 302 obtains four hot water supply heat amounts on the same day of the week as the predicted date and the same time from the hot water supply heat history, and uses the average value thereof as a predicted value to calculate the predicted hot water supply amount for 24 hours. calculate.
  • the load prediction unit 302 calculates the predicted PV power generation amount (S706). As described above, the load prediction unit 302 searches the solar radiation history for a value that is the same as or closest to the predicted solar radiation for each hour. Then, the PV power generation amount corresponding to the found time zone is acquired from the PV power generation history, and the predicted PV power generation amount for 24 hours is calculated using this value as the predicted value in that time zone.
  • the load prediction means 302 ends the load prediction processing (S603) (S707).
  • FIG. 12 is a flowchart of the control parameter calculation process (S604) processed by the operation plan unit 303.
  • the operation planning means 303 starts control parameter calculation processing (S801).
  • the operation planning unit 303 acquires data necessary for the control parameter (S802).
  • the operation planning unit 303 acquires the set hot water supply temperature from the heat pump hot water supply / room heating device 900, and acquires the predicted load power amount, the predicted heating load power amount, the predicted hot water supply heat amount, and the predicted PV power generation amount from the load prediction unit 302.
  • the operation planning means 303 calculates a reverse tide stop time (S803). As described above, the operation planning unit 303 subtracts the predicted load power amount and the predicted heating load power amount from the predicted PV generated power amount in each time zone, and calculates the predicted reverse power amount that is a value with the lower limit set to 0. .
  • the value of the predicted reverse tide power amount in each time zone goes back from 24 o'clock the next time and becomes 0 first.
  • the time is the reverse tide stop time.
  • the reverse tide stop time is 17:00.
  • the operation planning means 303 calculates a target heat storage temperature (S804). As described above, the operation planning means 303 calculates the heat calculated by dividing the heat quantity obtained by integrating the predicted hot water supply quantity from the reverse tide stop time to the next 24 o'clock by 200 L which is the tank capacity of the hot water supply tank 903a, and the set hot water supply. The lower one of the upper limit value of 80 ° C. is set as the target heat storage temperature.
  • the temperature divided by 200 L which is the tank capacity is 75 ° C., which is the upper limit value of the set hot water temperature.
  • the target heat storage temperature is 75 ° C. because of a value lower than 80 ° C.
  • the operation planning means 303 calculates the amount of raw heat during reverse tide (S805).
  • the operation plan means 303 calculates the amount of heat during reverse tide, which is the amount of heat to be generated by the heat pump 901. This amount of heat during reverse tide corresponds to the amount of heat released during reverse tide stop.
  • the amount of raw heat during reverse tide 6000 kcal is calculated using the above equation (1).
  • the operation planning means 303 calculates an operation time zone and a reverse power threshold value (S807). As described above, the operation planning means 303 selects one or more time zones as the operation time zone in descending order of the predicted reverse tidal power amount until the reverse tidal live heat time is exceeded. Moreover, the minimum value of the predicted reverse power amount in each of one or more time zones included in the operation time zone is determined as the reverse power threshold value. For example, in the case where the result of rearranging the predicted reverse tidal power amount from the higher value is as in the example shown in FIG. 9, when the calculated reverse tidal thermal heat time is 0.78 hours, Becomes 12 o'clock, and the reverse power threshold is 1.68 kW.
  • the operation planning means 303 ends the control parameter calculation processing (S604) (S808), and the operation planning device 910 ends the operation planning processing (S605).
  • the operation plan apparatus 910 performs the operation control process of the heat pump hot water supply / room heating device 900 by the operation control means 304 every minute.
  • the operation control unit 304 acquires the target heat storage temperature, the operation time zone, and the reverse power threshold value from the operation plan unit 303 after the operation plan process is completed, and loads the load power and the PV power generation from the power distribution device 905 every minute.
  • the heating load electric power and the temperature of the hot water supply tank 903a are acquired from the heat pump hot water supply and heating device 900. And every time the information is acquired every minute, the operation control means 304 calculates the reverse power that is a value obtained by subtracting the load power and the heating load power from the PV generated power.
  • the operation of the heat pump 901 is not started when the calculated current reverse power does not reach the reverse power threshold. Then, the operation of the heat pump 901 is started at the timing when the calculated current reverse power flow becomes equal to or higher than the reverse power power threshold value. Since the operation control means 304 acquires the temperature of the hot water supply tank 903a every minute, the operation of the heat pump 901 is ended when the hot water supply tank 903a reaches the target heat storage temperature.
  • the operation plan apparatus 910 performs a process of storing various information in the storage unit 301 every predetermined time.
  • the storage unit 301 includes a heating load power amount and hot water supply heat amount acquired from the heat pump hot water supply and heating device 900, a load power amount acquired from the power distribution device 905, a PV power generation amount acquired from the solar power generation device 911, and acquired from the server 909. Accumulated solar radiation.
  • the values acquired each time are accumulated every hour, and the accumulated value for the past one hour is accumulated in the accumulating unit 301 in association with the time at the timing when the time of the time information held inside changes. At the same time, the integrated value is reset to zero.
  • the operation planning device 910 uses the operation planning unit 303 based on the prediction information of the load prediction unit 302 to calculate the amount of heat corresponding to the predicted hot water supply heat amount from the reverse tide stop time to the next 24:00. Heat is stored in the hot water supply tank 903a at the reverse tide stop time.
  • the temperature of the hot water supply tank 903a is heated to 80 ° C. which is the upper limit of the set value in order to use up the reverse power, the heat loss will occur on the day when the predicted hot water supply amount is small.
  • the necessary amount of heat is predicted, energy is not lost without wasteful heat generation.
  • the generated reverse power can be reduced without impairing the energy saving performance.
  • the operation of the heat pump hot water supply / heating system 9000 according to Embodiment 1 will be described.
  • the current time is 0:00 and the heat pump hot water supply / heating system 9000 has been operating for 28 days or more.
  • the remote controller 1101 is set such that the operation mode information is “heating”, the set heating temperature is “50 ° C.”, and the set hot water supply temperature is “45 ° C.”. Further, the temperature in the hot water supply tank 903a is made uniform at 50 ° C. at 0:00.
  • the operation planning means 303 uses the formula (3) to generate heat in the reverse tide HP, which is the heat generated by the heat pump 901, and the formula (4).
  • the amount of regenerative heat during reverse tide which is the amount of heat generated by the heater 903h, is calculated.
  • the set hot-water supply temperature is less than 50 ° C., and therefore, using the equations (3) and (4), the amount of HP heat generated during reverse tide Is 1000 [kcal], and the amount of raw heat generated during reverse tide is 5000 [kcal].
  • the hot water storage tank capacity is 200 liters.
  • the operation planning means 303 calculates the heating time during reverse tide. As described above, the operation planning means 303 calculates the reverse tidal HP heat generation time, which is the time required for regenerating the reverse tidal HP raw heat amount with the heat pump 901, using the equation (6). ) To calculate the heater heat generation time during reverse tide, which is the time required for the amount of heat generated during reverse tide heating by the hot water heater 903h.
  • the operation planning means 303 calculates a value (t (HP) + t (HT)) obtained by adding the reverse tidal HP heat generation time and the reverse tidal heater heat generation time as the reverse tidal heating time. For example, 2.07 [hr] is calculated as the heating time during reverse tide for t (HP) and t (HT) calculated as described above.
  • the priority order 1 to 3 in FIG. is set as the reverse flow power threshold.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the heat pump hot water supply / room heating device 900.
  • the hot water supply and heating control device 1001 monitors the reverse power, and starts the operation of the heat pump hot water supply and heating device 900 at a timing (S1601) when the reverse power becomes equal to or higher than the reverse power threshold. At that time, if the temperature of the hot water supply tank (current temperature of the hot water supply tank 903a) is 50 ° C. or higher (S1602), the hot water heater 903h is heated (S1603), and the water in the hot water supply tank 903a reaches the target heat storage temperature. (S1604), the raw heat by the hot water heater 903h is terminated (S1605).
  • the heat pump unit 901a is heated. At this time, if the target heat storage temperature is less than 50 ° C. (S1606), only the heat pump unit 901a is heated (S1609). When the water in the hot water supply tank 903a reaches the target heat storage temperature (S1610), the heat generation by the heat pump unit 901a is terminated (S1611).
  • the heat pump 901 a is heated until the water in the hot water supply tank 903 a reaches 50 ° C. (S 1607). Furthermore, after the water in the hot water supply tank 903a has reached the upper limit temperature of 50 ° C. (S1608), the hot water supply heater 903h is regenerated until the target heat storage temperature is reached (S1603), and the water in the hot water supply tank 903a becomes the target heat storage. When the temperature is reached (S1604), the heat generation by the hot water heater 903h is terminated (S1605).
  • FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the heat pump hot water supply / heating system 9000 of the present embodiment.
  • This flowchart is a control method of the heat pump hot water supply / heating system 9000 when the heat pump unit 901a has already been used to supply heat to the heating device 904 at the timing of starting to store heat in the hot water supply tank 903a. .
  • the hot water supply and heating control device 1001 monitors the reverse power, and starts the operation of the heat pump hot water supply and heating device 900 at a timing when the reverse power becomes equal to or higher than the reverse power threshold (S1701). For example, a case where the target heat storage temperature is 75 ° C. will be described. In this case, if the temperature of the hot water supply tank 903a is already 50 ° C. or higher (YES in S1702), the subsequent heat storage is performed by the raw heat of the hot water heater 903h (S1703).
  • the heat pump unit 901a is used to supply heat to the heating device 904 (S1706).
  • the heat pump unit 901a is operated to generate heat, and the temperature of the water in the hot water supply tank 903a is warmed (S1708).
  • the heat pump unit 901a is already used to supply heat to the heating device 904, heat is stored in the hot water supply tank 903a in preference to the heating device 904.
  • the three-way valve 1010 is switched from the heating device 904 side to the hot water supply tank 903a side (S1707), and the heat pump unit 901a is operated for heat storage in the hot water supply tank 903a (S1708).
  • the temperature of the hot water supply tank 903a is measured, for example, every minute, and the heat generation in the heat pump unit 901a is continued until the temperature of the hot water supply tank 903a reaches 50 ° C.
  • the temperature reaches 50 ° C. further heat storage is performed by the hot water heater 903h as shown in the flowchart (S1703), and when the target heat storage temperature is reached (S1704), the heat storage in the hot water heater 903h is ended (S1704). S1705).
  • the operation planning device 910 predicts the load power amount, the heating load power amount, the hot water supply heat amount, and the PV generated power amount in each time zone on the predicted day, and the reverse power is calculated based on the prediction information.
  • An operation plan is prepared such that the hot water supply tank 903a is heated.
  • the operation time zone is selected in order from the time zone in which the backflow power amount is large, and the minimum value of the backflow power amount in each selected time zone is set as the backflow power threshold value.
  • the reverse tidal biothermal time is 2.07 [hr]
  • the 11 o'clock range is 1.44 [kW]
  • the 12:00 range is 1.68 [kW]
  • the 13:00 range is 1.38 [kW]
  • the reverse power threshold when the 11:00 to 13:00 range is the operating time zone is 1.38, which is the smallest value among these three. [KW] is set.
  • the operation planning device 910 uses the control parameters determined as described above for the control of the heat pump hot water supply and heating device 900 in preference to the setting information by the remote controller 1101.
  • FIG. 15 shows a comparison of power consumption required for heating the water in the hot water supply tank 903a when the load prediction unit 302 is not used.
  • the reverse power flow generated can be reduced by the heat pump hot water supply and heating system 9000 including the solar power generation device 911 without impairing energy saving performance.
  • the solar power generation device has been described as an example of the power generation device, a power generation device in which a plurality of solar power generation devices are combined may be used.
  • the operation planning device is outside the hot water supply and heating device and serves as a gateway, it may be installed inside the hot water supply and heating device or inside the power distribution device. Further, the operation planning function of the operation planning device may be provided to the hot water supply device or the power distribution device.
  • the operation plan means calculates the reverse power threshold, and the operation control means controls according to the magnitude of the reverse power, but the timer is set at a predetermined time period calculated to minimize the reverse power.
  • the hot water heater may be operated between 11:00 and 13:00.
  • the operation planning apparatus performs the operation planning process once a day at 0 o'clock, but it may be performed several times a day, or at any time such as 2 o'clock or 6 o'clock even if it is not 0 o'clock.
  • the end of the reverse tide stop time zone (in the embodiment, 24:00) is changed in the same manner. That is, the reverse tide stop time period is a time period from the reverse tide stop time (in the example, 17:00) to a predetermined time when heat dissipation (hot water supply) from the heat radiating unit (hot water supply device) is considered to stop. Therefore, the operation planning device may make an operation plan for the next day after the end of the reverse tide stop time period.
  • the unit of 1 hour is used as the unit time of the load information and the prediction information used in the processing of the operation planning device, information in an arbitrary unit such as a unit of 15 minutes or a unit of 1 minute may be used.
  • the average value of the same day of the week and the same time is used for the prediction using the load prediction means, but a method such as prediction using a neural network may be used.
  • the operation planning apparatus is useful as an apparatus that contributes to stabilization of the electric power system when operating a hot water supply system or a hot water supply / heating system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

 運転計画方法は、発電装置と、発電装置で発電された電力を用いて動作する第1の電力負荷と、発電装置で発電された電力を用いて熱を生成する第2の電力負荷とを備えるシステムにおいて、第2の電力負荷の運転計画を立案する方法である。具体的には、単位時間に区切られた各時間帯において、発電装置で発電される発電電力量(S103)と、第1及び第2の消費電力量とを予測する予測ステップ(S101、S102)と、発電電力量から第1及び第2の消費電力量を減算して得られる逆潮電力量が最も多くなる時間帯を含む運転時間帯に第2の電力負荷を動作させるように、第2の電力負荷の運転計画を立案する運転計画ステップ(S104~S106)とを含む。

Description

運転計画方法、及びヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法
 本発明は、太陽光発電装置などの発電に関する装置と、ヒートポンプなどの電力を消費する機器とを備えたシステムに関するものである。
 太陽光発電、風力発電などの発電装置は、創エネルギーを目的とした装置である。太陽光発電は、太陽光のエネルギーを電力に変換し家庭に供給する自然エネルギー発電であり、天候や気象条件の変化によって、常に発電電力が変動する。
 ヒートポンプ式給湯器は、大気の熱を吸熱し、電気で冷媒を圧縮して加熱し、熱交換器により水から温水を作るので、従来のヒータ式の電気温水器と比較して省エネな給湯システムである。
 発電装置を備えたヒートポンプ式給湯システムは、これらの組合せで構成され、需要家に電気と熱のエネルギーを供給する。従来の発電装置を備えたヒートポンプ式給湯暖房システムとして、例えば特許文献1に示すものがある。
 特許文献1の発明では、気象情報取得手段でサーバから気象予測情報を取得し、取得情報が設定した条件であると、CO2ヒートポンプ給湯器でお湯を沸かす電力を商用電力の深夜電力ではなく、太陽光発電の電力を利用するように切り替え制御する。自然エネルギーの電力で電気給湯器を稼動させるので、電力利用がより効率的・省エネルギーになり、電気代も安価になる。
特開2008-2702号公報 特開2006-158027号公報
 しかしながら、従来の装置によれば、常に変動する太陽光発電装置の電力と需要家の電力負荷とから決定される逆潮電力の消費量を考慮していない。太陽光発電が普及し、多くの家庭で逆潮電力が同時に発生すると、系統の電圧が上がり、系統が不安定になる。また、系統の下位側に位置する需要家では、系統の電圧が高い場合に逆潮できなくなり、太陽光発電装置で発電した電力を無駄にすることになる。
 また、逆潮した電力は、配電環境によって高圧に変換され、変換される過程で大きな変換ロスが生じ、また別の需要家に送電する過程での送電ロスも生じる。このため、発電した電力を自家消費することが環境面からも良い。
 さらに、特許文献2に示す装置も提案されている。この装置では、発電量が使用電力量を上回った場合にヒートポンプユニットを稼動させている。しかし、この上回った電力量に対応してヒートポンプユニットを稼動させるものではなく、系統への逆潮低減を効果的にできるものではない。
 そこで、本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、逆潮電力が小さく、省エネルギー性を損なわない、発電装置を備えたシステムの運転計画方法を提供することを目的とする。
 本発明の一形態に係る運転計画方法は、発電装置と、前記発電装置で発電された電力を用いて動作する第1の電力負荷と、前記発電装置で発電された電力を用いて熱を生成する第2の電力負荷とを備えるシステムにおいて、前記第2の電力負荷の運転計画を立案する方法である。具体的には、前記第2の電力負荷は、前記発電装置で発電される電力を用いて熱を生成する生熱部と、前記生熱部で生成された熱を蓄熱する蓄熱部と、前記蓄熱部に蓄熱されている熱を放熱する第1の放熱部と、前記成熱部で成熱された熱を直接放熱する第2の放熱部とを備える。そして、該運転計画方法は、単位時間に区切られた各時間帯において、前記発電装置で発電される発電電力量と、前記第1の電力負荷で消費される第1の消費電力量と、前記第2の放熱部で放熱される熱を成熱するために前記成熱部で消費される第2の消費電力量とを予測する予測ステップと、前記発電電力量から前記第1及び第2の消費電力量を減算して得られる逆潮電力量が最も多くなる時間帯を含む運転時間帯に前記第2の電力負荷を動作させるように、前記第2の電力負荷の運転計画を立案する運転計画ステップとを含む。
 上記構成のように、逆潮電力量がピークとなる時間帯を予測し、予測した時間帯に第2の電力負荷を運転させることにより、系統へのダメージを小さくすることができる。
 一例として、前記発電装置は、太陽光発電装置であってもよい。そして、前記予測ステップでは、さらに、前記第1及び第2の消費電力量が前記発電電力量を上回る時間帯である逆潮停止時間帯に前記第1の放熱部で放熱される逆潮停止中放熱量を予測し、前記運転計画ステップでは、前記予測部で予測された逆潮停止中放熱量に相当する熱量が前記蓄熱部に蓄熱されるように、前記運転時間帯における前記生熱部の運転計画を立案してもよい。
 また、前記運転計画ステップでは、前記逆潮停止中放熱量に相当する熱量を前記生熱部が生成するのに必要な時間を超えるまで、前記逆潮電力量の大きい順に1以上の前記時間帯を選択することによって前記運転時間帯を決定し、決定した前記運転時間帯における前記運転計画を立案してもよい。
 また、前記運転計画ステップでは、選択された前記1以上の時間帯各々における前記逆潮電力量のうちの最小値を、逆潮電力閾値として決定し、前記運転時間帯において、実際に計測された逆潮電力が前記逆潮電力閾値以上になったタイミングで前記生熱部の運転を開始するように、前記運転計画を立案してもよい。
 さらに、前記運転計画ステップでは、前記運転時間帯において、前記逆潮停止中放熱量に相当する熱量が生成されたタイミングで前記生熱部の運転を停止するように、前記運転計画を立案してもよい。
 また、前記蓄熱部は、蓄熱している熱量に応じて温度が変化する蓄熱材を備えてもよい。さらに、前記生熱部は、前記蓄熱材の温度を第1の温度まで上昇させることのできるヒートポンプと、前記蓄熱材の温度を前記第1の温度より高い温度まで上昇させることのできるヒータとを備えてもよい。そして、前記運転計画ステップでは、前記逆潮停止中放熱量に相当する熱量のうち、前記蓄熱材が前記第1の温度に達するまでの熱量を前記ヒートポンプに生成させ、前記蓄熱材が前記第1の温度に達した後の熱量を前記ヒータに生成させるように、前記運転計画を立案してもよい。
 また、前記予測ステップでは、前記逆潮電力量が正の値から0以下の値に変化した時刻である逆潮停止時刻から、前記放熱部からの放熱が停止すると考えられる予め定められた時刻までの間の時間帯である前記逆潮停止時間帯に前記放熱部で放熱される熱量を、前記逆潮停止中放熱量として予測してもよい。
 本発明の一形態に係るヒートポンプ式給湯暖房装置の運転方法は、太陽光発電装置と、ヒートポンプ式給湯暖房装置とを備えたヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法である。前記ヒートポンプ式給湯暖房装置は、太陽光発電装置で発電された電力を用いて熱を成熱するヒートポンプと、前記ヒートポンプで成熱された熱によって加熱された湯を貯湯する給湯タンクと、前記ヒートポンプで成熱された熱を用いて暖房する暖房装置とを備える。前記システムは運転計画装置を備える。そして、前記運転計画装置は、前記発電装置で発電される発電電力量と、電力負荷で消費される第1の消費電力量と、前記暖房装置で放熱される熱を成熱するために前記ヒートポンプで消費される第2の消費電力量とを予測する予測ステップと、前記発電電力量から前記第1及び第2の消費電力量を減算して得られる逆潮電力量を算出するステップと、前記逆潮電力量がゼロとなる逆潮停止時間帯に必要な熱量(逆潮停止中放熱量)を予測するステップと、前記逆潮電力量が最も多くなる時間帯を含む運転時間帯に、前記予測した熱量を蓄熱するように、前記ヒートポンプ式給湯暖房装置を動作させる計画を立案する運転計画ステップとを含む制御をする。
 また、前記運転計画ステップは、予測した熱量を蓄熱するための目標蓄熱温度と、選択された前記1以上の時間帯各々における前記逆潮電力量のうちの最小値を、逆潮電力閾値として決定してもよい。
 また、前記運転計画ステップで決定された前記目標蓄熱温度と、前記逆潮電力閾値とを受けて、前記運転時間帯において、実際に計測された逆潮電力が前記逆潮電力閾値以上になったタイミングで前記ヒートポンプ式給湯暖房装置の運転を開始し、前記運転時間帯において、前記予測した熱量が生成されたタイミングで前記ヒートポンプ式給湯暖房装置の運転を停止してもよい。
 また、前記運転計画ステップは、予測した熱量を給湯タンクに蓄熱するための目標蓄熱温度を決定し、前記ヒートポンプ式給湯暖房装置のヒートポンプにより第1の温度まで前記給湯タンク内の蓄熱材を加熱し、その後、前記給湯タンク内に設置されたヒータにより第1の温度よりも高い第2の温度まで前記蓄熱材を加熱するよう制御してもよい。
 また、前記ヒートポンプ式給湯暖房装置は、給湯暖房制御装置を備え、前記給湯暖房制御装置は、前記運転計画装置から前記ヒートポンプ式給湯暖房装置の運転情報を受けるとともに、リモコンから前記ヒートポンプ式給湯暖房装置の運転情報を受けるように設定されており、前記運転計画装置からの前記運転情報を取得した場合には、前記リモコンからの前記運転情報に優先して、前記運転計画装置からの前記運転情報に基づいて前記ヒートポンプ式給湯暖房装置を制御してもよい。
 また、前記運転情報は、前記ヒートポンプ式給湯暖房装置の運転モード及び給湯タンクの設定給湯温度であってもよい。
 また、前記ヒートポンプ式給湯暖房装置は、さらに、前記ヒートポンプの冷媒と蓄熱材との間で熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器から供給される蓄熱材を、前記給湯タンク及び前記暖房装置のどちらに供給するかを切り替える切替装置とを備えてもよい。そして、前記運転制御ステップは、前記ヒートポンプ式給湯暖房装置の運転を開始するタイミングで、前記切替装置が前記暖房装置側に切り替わっており、且つ蓄熱材の温度が第1の温度未満である場合に、前記切替装置を前記給湯タンク側に切り替えてもよい。
 本発明は、逆潮電力量がピークとなる時間帯を予測し、予測した時間帯にシステムを運転させるため、系統へのダメージを小さくできる。
図1は、本発明のポイントを示すフローチャートである。 図2は、実施の形態1に係る発電装置を備えたヒートポンプ式給湯暖房システムの構成図である。 図3は、ヒートポンプ式給湯暖房装置の構成図である。 図4は、ヒートポンプ式給湯暖房システムにおけるデータの流れを示す図である。 図5は、リモコン設定項目と設定情報とを示す図である。 図6は、運転計画装置のブロック図である。 図7は、蓄積手段に蓄積される情報の形式を示す図である。 図8は、各時刻における予測負荷電力量、予測暖房負荷電力量、予測PV発電力量、予測逆潮電力量を示す図である。 図9は、予測逆潮電力量の高い順につけられた各時間帯の優先順位を示す図である。 図10は、運転計画処理のフローチャートである。 図11は、負荷予測処理のフローチャートである。 図12は、運転計画手段の制御パラメータ算出処理のフローチャートである。 図13は、ヒートポンプ式給湯暖房システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図14は、ヒートポンプ式給湯暖房システムの動作の他の例を示すフローチャートである。 図15は、制御が異なる場合の消費電力の一例を示す図である。
 (実施の形態1)
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1に示す通り、本発明では、宅内の消費電力量である負荷電力量の予測(S101)と、暖房負荷電力の予測(S102)と、PV(Photovoltaic)による発電力量であるPV発電力量の予測(S103)とから、逆潮電力量を予測(S104)し、この逆潮電力量がピークとなる時間帯にHP(Heat Pump)を運転(S106)させるものである。HPの運転期間は、給湯熱量の予測(S105)により決定する。これにより系統へ逆潮する電力量を低減し、電力系統への影響を効果的に少なくすることができる。
 図2は、発電装置を備えたヒートポンプ式給湯暖房システム9000を説明する構成図である。実施形態1に係るヒートポンプ式給湯暖房システム9000は、図2に示されるように、ヒートポンプ式給湯暖房装置900と、電力分配装置905と、運転計画装置910と、太陽光発電装置911とを備える。そして、電力分配装置905は、第1の電力負荷906と、電力メーター907を介してエネルギー供給業者908とに接続されている。運転計画装置910は、インターネットを介してサーバ909に接続されている。
 図2に示されるエネルギー供給業者(電力供給元)908は、住宅に対して、電力系統を通じて電力を供給している。電力系統は、安定的に電力が供給される電力系統である。電力メーター907は、電力系統を通じて供給され、住宅で消費される電力の消費量を計測する。また、電力メーター907は、太陽光発電装置911で発電された電力を宅内で消費し、余った電力を系統へ売電できるようになっている。
 図2に示される住宅には、第1の電力負荷906と、ヒートポンプ式給湯暖房装置(第2の電力負荷)900と、運転計画装置910と、太陽光発電装置911と、電力分配装置905とが設置されている。
 ヒートポンプ式給湯暖房装置900は、ヒートポンプ部901aと、熱交換器902と、給湯装置903と、暖房装置904とを少なくとも備えている。ここで、給湯装置(第1の放熱部)903は、内部に蓄熱部として機能する給湯タンク(図2では図示省略)を有し、ヒートポンプ部(成熱部)901aで成熱された熱を給湯タンクに一旦蓄熱し、ユーザの求めに応じて給湯タンク内の湯を放出、すなわち、蓄熱部に蓄熱されている熱を放熱する。一方、暖房装置(第2の放熱部)904は、暖房回路(図2では図示省略)を介してヒートポンプ部901aと接続されており、ヒートポンプ部901aで成熱された熱を直接、すなわち、蓄熱部に蓄熱することなく放熱する。
 また、成熱部は、切替装置(三方弁)を介して第1及び第2の放熱部と接続されており、この切替装置を切り替えることによって、第1及び第2の放熱部の一方に熱を供給する。つまり同時に第1及び第2の放熱部の両方に熱を供給することはできない。
 すなわち、蓄熱部に蓄熱されている熱を放熱する第1の放熱部は、成熱部が稼動していない状態、又は切替え装置が第2の放熱部側に切り替わっている状態でも放熱を行うことができるのに対して、成熱部で成熱された熱を直接放熱する第2の放熱部は、成熱部が稼動している状態で、且つ切替装置が第2の放熱部側に切り替わっている状態でなければ、放熱を行うことができない。
 太陽光発電装置911は、太陽光のエネルギーを電力に変換する装置であり、太陽光のエネルギーを電力に変換し、変換した電力(PV発電力)を出力する。
 電力分配装置905は、太陽光発電装置911と、エネルギー供給業者908が供給する商用電源とから電力を取得し、需要に応じてヒートポンプ式給湯暖房装置900と第1の電力負荷906とに電力を分配する装置である。ヒートポンプ式給湯暖房装置900は、太陽光発電装置911からの電力で稼動できるとともに、商用電源(系統電力)から買電した電力でも稼動することができる。
 また電力分配装置905は、ヒートポンプ式給湯暖房装置900及び第1の電力負荷に分配する電力量を計測することができる。
 電力分配装置905は、太陽光発電装置911からPV発電力を取得する。電力分配装置905は、第1の電力負荷906で消費されている電力である負荷電力と、暖房装置904で消費される熱を成熱するためにヒートポンプ式給湯暖房装置900で消費されている電力である暖房負荷電力と、給湯装置903で消費される熱を成熱するためにヒートポンプ式給湯暖房装置900で消費されている電力である給湯電力とを計測する。そして、負荷電力と暖房負荷電力と給湯電力との和がPV発電力を上回る場合には、電力メーター907を通して電力系統から購入した電力である買電力を取得する。すなわち、電力分配装置905は、PV発電力と買電力を取得し、ヒートポンプ式給湯暖房装置900へは暖房負荷電力及び給湯電力を、第1の電力負荷906へは負荷電力をそれぞれ供給する。また、PV発電力が暖房負荷電力と給湯電力と負荷電力との和を上回った場合には、余った電力をエネルギー供給業者908に逆潮電力として出力し、電力を売電できる。
 また、電力分配装置905は、コンバータ及びインバータを備え、上記の通り取得した電力を出力する場合に、取得した電力を出力する電力の形式に合わせて電圧、及びAC/DC間の変換を行う。また、電力分配装置905は、第1の電力負荷906で実際に消費された負荷電力と、太陽光発電装置911で実際に発電されたPV発電力とを運転計画装置910に出力する。
 サーバ909は、需要家の自宅における現在の日射量と、将来に予測される日射量とをインターネット経由で送信する装置である。本実施の形態では、サーバ909は、需要家の地域で計測された日射量を、所定の時間毎にインターネット経由で送信する。
 また、サーバ909は、需要家の地域の過去の日射量の履歴と、翌日の天気予報とを用いて0時から翌24時間の1時間毎の日射量の予測値を算出し、1日に1回、0時にインターネット経由で送信する。
 エネルギー供給業者908は、需要家に設置された電力分配装置905の需要に従って買電力を供給し、電力分配装置905から逆潮電力が入力された場合は、その電力を電力系統経由で他の需要家へ出力する。
 第1の電力負荷906は、需要家の電力負荷であり、例えばテレビ、エアコン、冷蔵庫、洗濯機、照明等の電力分配装置905から供給される電力を用いて動作する機器を指す。そして、これらの機器で使用される電力の総和を負荷電力と定義する。
 また、実施の形態1に係るヒートポンプ式給湯暖房システム9000では、図4に示されるように、需要家(ユーザ)が使用するリモコン1101により、給湯と暖房との切り替え等のコントロールができるようになっている。リモコン1101は、図5に示す通り、ヒートポンプ901で生熱された熱を、暖房に用いる「暖房」、給湯に用いる「給湯」、もしくはヒートポンプ901を停止する「停止」の設定をする機能を備えている。ユーザが運転モードをこのいずれかに設定すると、リモコン1101は、設定された運転モードを給湯暖房制御装置1001に出力する。また給湯温度、暖房温度もユーザが設定できるようになっている。運転モードが「暖房」の場合、後述する暖房回路904aに入る水(湯)の温度が、ユーザから設定された設定暖房温度になる。一方、運転モードが「給湯」の場合、後述する給湯タンク903a内の温度が、ユーザから設定された設定給湯温度になる。
 図3は、ヒートポンプ式給湯暖房装置900の詳細を説明する構成図である。ヒートポンプ式給湯暖房装置900は、主として、給湯暖房制御装置1001と、ヒートポンプ901と、給湯装置903と、暖房装置904と、三方弁(切替装置)1010とにより構成されている。ヒートポンプ901は、ヒートポンプ部901aと、熱交換器902とにより構成されている。ヒートポンプ式給湯暖房装置900は、電力分配装置905から電力の供給を受けて稼動し、電力分配装置905に暖房負荷電力量情報を送信する。
 ヒートポンプ部901aは、図示していないが、外気と低温低圧の液体冷媒との間で熱交換させて低温低圧の蒸気冷媒を生成する蒸発器、低温低圧の蒸気冷媒を高温高圧の蒸気冷媒に圧縮するモーター駆動の圧縮機、高温高圧の蒸気冷媒と循環される水(蓄熱材)との間で熱交換させて低温高圧の液体冷媒を生成する凝縮器、及び低温高圧の蒸気冷媒の圧力を下げて低温低圧の液体冷媒を生成する膨張弁、蒸発器中の冷媒と外気との熱交換を促進させるファン等により構成されている。
 給湯タンク903aは、給湯負荷を賄う熱を貯湯する。給湯ヒータ903hは、給湯タンク903a内にあり、給湯タンク903a内の水を加熱する。暖房回路904aは、暖房負荷を賄う暖房設備の湯の流路である。熱交換器902は、ヒートポンプ部901aで加熱された冷媒と、水が充填されている二次側の水サイクルとの間で熱交換を行う。三方弁1010は、熱交換器902により加熱された水を、給湯タンク903aまたは暖房回路904aのいずれかに導くために流路を切り替える装置である。
 本実施の形態では、ヒートポンプ901の冷媒は410Aとする。この冷媒の特性により、熱交換器902の水サイクル側の出口の最高温度は55℃となり、設定暖房温度の上限値は55℃とする。
 給湯タンク903aは、内部に熱交換コイルを持っている。この熱交換コイルは、図3の給湯タンク903aの点線の部分である。三方弁1010が給湯タンク903aの流路に設定されている場合、熱交換器902で加熱された水が熱交換コイルを通過し、給湯タンク903a内の水を加熱する。熱交換器902の水サイクル側の出口の最高温度が55℃のため、給湯タンク903aの温度が50℃以上の場合には熱交換コイルによる熱交換がほぼ行われなくなる。
 このため、給湯タンク903a内の水を50℃以上に加熱する場合には、給湯ヒータ903hに通電して加熱する。また、給湯タンク903aの容量は200L、給湯ヒータ903hの加熱能力は3kW、設定給湯温度の上限値は80℃とする。
 すなわち、ヒートポンプ部901aは、給湯タンク903a内の水の温度を50℃(第1の温度)前後まで上昇させることができ、給湯ヒータ903hは、給湯タンク903a内の水の温度を50℃より高い温度(第2の温度)まで上昇させることができる。なお、上記の実施の形態では、給湯タンク903aに保持される蓄熱材として水を例に挙げたが、これに限ることなく、蓄熱している熱量に応じて温度が変化するあらゆる蓄熱材を採用することができる。
 給湯暖房制御装置1001は、設定された情報に基づき、ヒートポンプ式給湯暖房装置900のシステム全体の制御を行う装置である。図4に示すように、給湯暖房制御装置1001は、リモコン1101および運転計画装置910から運転情報を取得する。
 給湯暖房制御装置1001は、リモコン1101から、運転情報として、運転モードと、設定暖房温度と、設定給湯温度とを取得する。また、給湯暖房制御装置1001は、運転計画装置910から、運転情報として、優先運転モードと、優先設定給湯温度とを取得する。優先運転モードは、リモコン1101から取得する運転モードより優先される。同様に、優先設定給湯温度は、リモコン1101から取得する設定給湯温度より優先される。すなわち、給湯暖房制御装置1001は、リモコン1101により運転モードを取得していても、運転計画装置910からの優先運転モードを取得した場合には、運転計画装置910からの優先運転モードを優先させる。
 図4に示す通り、給湯暖房制御装置1001は、運転計画装置910に給湯熱量、給湯タンク温度の情報を送る。運転計画装置910は、電力分配装置905から負荷電力量、暖房負荷電力量、及びPV発電力量の情報を受ける。またインターネット経由で、日射量情報、予測日射量の情報を受けるように設定されている。
 給湯暖房制御装置1001は、運転モードが「暖房」の場合は三方弁1010を暖房回路904aの流路に設定し、運転モードが「給湯」の場合は三方弁1010を給湯タンク903aの流路に設定する。また、運転モードが「停止」の場合は、三方弁1010は変更されない。
 また、給湯暖房制御装置1001は、運転モードが「暖房」の場合、ヒートポンプ部901aを運転させ、熱交換器902の出口温度が設定暖房温度と等しくなるよう、ヒートポンプ部901aの圧縮機の回転数、膨張弁の開度等を調整する。
 また、給湯タンク903aの温度が、設定給湯温度よりも5度以上低くなった場合(「設定給湯温度-5」℃以下)に、給湯ヒータ903hに通電し、給湯タンク903a内の水の加熱を行い、給湯タンク903aの温度が設定給湯温度以上となった場合に給湯ヒータ903hへの通電を停止する。
 また、給湯暖房制御装置1001は、運転モードが「給湯」の場合、給湯タンク903a内の温度が50℃以下、かつ設定給湯温度よりも5度以上低くなった場合(「設定給湯温度-5」℃以下)、三方弁1010を給湯タンク903aの流路に設定し、熱交換器902の出口温度が55℃となるようヒートポンプ901を制御する。これは、前述の通り、給湯タンク903a内の温度が50℃以上の場合には、給湯タンク903aでの熱交換(加熱)がほぼ行われなくなるためである。
 また、給湯タンク903a内の温度が50℃以上の場合かつ、設定給湯温度よりも5度以上低くなった場合(「設定給湯温度-5」℃以下)、給湯ヒータ903hに通電し、給湯タンク903a内の水の加熱を行う。給湯タンク903aの温度が設定給湯温度以上となった場合に、給湯ヒータ903hへの通電を停止する。
 また、給湯暖房制御装置1001は、運転計画装置910から優先運転モードと優先設定給湯温度とを取得している場合、ユーザがリモコン1101で設定した運転モードと設定給湯温度に優先して、運転計画装置910から取得した、「優先運転モード」を運転モードとし、「優先設定給湯温度」を設定給湯温度として用いて制御を行う。
 運転計画装置910は、図1で説明したように、逆潮電力量が小さくなるようにヒートポンプ式給湯暖房装置900の運転計画を立案し、その動作を制御するものである。図6を用いて、運転計画装置910の構成を詳細に説明する。運転計画装置910は、図6に示されるように、蓄積手段301、負荷予測手段302、運転計画手段303および運転制御手段304で構成されている。
 蓄積手段301は、第1の電力負荷906で消費された1時間毎の負荷電力量と、暖房装置904で消費される熱を成熱するためにヒートポンプ式給湯暖房装置900で消費された1時間毎の暖房負荷電力量と、給湯装置903で消費された1時間毎の給湯熱量と、太陽光発電装置911で発電された1時間毎のPV発電力量と、現在の日射量の値である1時間毎の日射量とを蓄積する。
 この蓄積手段301は、例えば、DRAM(Dynamic random access memory)、SDRAM(Synchronous dynamic random access memory)、フラッシュメモリ、又は強誘電体メモリ等のデータを記録可能な手段であればどのようなものを利用しても構わない。
 負荷予測手段302は、第1の電力負荷906で消費されると予測される1時間毎の予測負荷電力量と、暖房装置904で消費される熱を成熱するためにヒートポンプ式給湯暖房装置900で消費と予測される1時間毎の予測暖房負荷電力量と、給湯装置903で消費されると予測される1時間毎の予測給湯熱量と、太陽光発電装置911で発電されると予測される1時間毎の予測PV発電力量とを算出する。
 運転計画手段303は、逆潮電力量が最小となるように、ヒートポンプ式給湯暖房装置900の運転計画を立案し、ヒートポンプ式給湯暖房装置900の動作を制御する制御パラメータを算出する。最後に運転制御手段304は、制御パラメータに基づきヒートポンプ式給湯暖房装置900の運転を制御する。
 (蓄積手段)
 まず蓄積手段301は、需要家の負荷電力量、暖房負荷電力量、給湯熱量、PV発電力量、及び日射量の各値を蓄積する。より具体的には、蓄積手段301は、図7の履歴表に示されるように、負荷電力の1時間毎の計測値(負荷電力量)と、暖房負荷電力の1時間毎の計測値(暖房負荷電力量)、給湯熱量の1時間毎の計測値と、PV発電力の1時間毎の計測値(PV発電力量)と、日射量の1時間毎の計測値とを、それぞれ負荷電力履歴、暖房負荷電力履歴、給湯熱量履歴、PV発電力履歴、及び日射量履歴として所定の期間(図7の例では、4週間分)だけ保持している。この履歴表は、4週間分の各曜日の履歴情報(負荷電力、暖房負荷電力、給湯熱量、PV発電力、日射量)を保持しているが、さらに詳細には、各曜日の各時刻の履歴情報を保持している。時刻が0、1、2、・・・とは、0時台、1時台、2時台、・・・を示している。またその時刻における履歴情報は、積算情報となっている。時刻0の負荷電力履歴は、0時台の負荷電力の積算電力量である。
 そして、負荷予測手段302は、この蓄積手段301から所望の情報、例えば、1週間前の15~16時の負荷電力量や、2週間前の18~22時の給湯熱量等を取得できるようになっている。暖房負荷電力量、PV発電力量、及び日射量についても、同様である。
 運転計画装置910は、負荷電力量とPV発電力量とを電力分配装置905から取得し、暖房負荷電力と給湯熱量とをヒートポンプ式給湯暖房装置900から取得し、日射量を宅外のサーバ909からインターネットを経由して取得する。ここで日射量とは住宅が設置された地区の日射量である。
 給湯熱量とは、給湯装置903で消費(放熱)された1時間当たりの熱量を指す。暖房負荷電力量とは、暖房装置904で消費される熱を成熱するためにヒートポンプ式給湯暖房装置900で消費された1時間当たりの電力量を指す。この電力量は、ヒートポンプ901を稼動させるのに必要な電力や水ポンプを稼動させるのに必要な電力などの総電力である。負荷電力量とは、第1の電力負荷906で消費された1時間当たりの電力量を指す。PV発電力量とは、太陽光発電装置で発電された1時間当たりの電力量を指す。日射量とは、サーバ909から現在の需要家への日射量の単位面積当たりの日射量を指す。
 また、運転計画装置910は、例えば、毎日0時に、前日の1日間に取得した各情報を1時間単位で積算し、過去4週間分(28日間)の値を蓄積手段301に蓄積している。
 (負荷予測手段)
 負荷予測手段302は、第1の電力負荷906で消費される1時間毎の負荷電力量の予測値(予測負荷電力量)と、暖房装置904で消費される熱を成熱するためにヒートポンプ式給湯暖房装置900で消費される1時間毎の暖房負荷電力量の予測値(予測暖房負荷電力量)と、給湯装置903で消費される1時間毎の給湯熱量の予測値(予測給湯熱量)と、太陽光発電装置911で発電される1時間毎のPV発電力量の予測値(予測PV発電力量)とを算出する。
 負荷予測手段302は、各時間帯の予測負荷電力量と予測暖房負荷電力量と予測給湯熱量とを、蓄積手段301に保持されている、過去4週間の同じ曜日の同じ時間帯の複数の計測値の平均値に相当すると予測する。たとえば、火曜日、19時~20時の負荷電力量、暖房負荷電力量、及び給湯熱量を予測する場合、蓄積手段301から過去4週間の火曜日の19時~20時の計測値を取得し、取得した計測値の加算平均を予測値とする。
 負荷予測手段302は、予測当日の各時間帯の予測日射量をインターネット経由でサーバ909から取得し、各時間帯の予測PV発電力量を、過去に計測されたPV発電力量のうち、日射量が当日の予測日射量に最も近い時間帯のPV発電力量に相当すると予測する。すなわち、負荷予測手段302は、予測時間帯の日射量と同値又は最も近い値を、蓄積手段301の日射量履歴内で検索する。次に、見つかった時間帯に計測されたPV発電力量をPV発電力履歴から取得する。そして、取得したPV発電力量をその時間帯の予測PV発電力量とする。
 負荷予測手段302は、1日に1回、0時に上記の予測処理を実行し、現在時刻から24時間の1時間毎の予測値を算出する。
 (運転計画手段)
 運転計画手段303は、逆潮電力量が最小となるように、ヒートポンプ式給湯暖房装置900の運転計画を立案し、ヒートポンプ式給湯暖房装置900に対する制御パラメータを算出する。
 本実施の形態では、運転計画手段303は、負荷予測手段302から予測負荷電力量と、予測暖房負荷電力量と、予測給湯熱量と、予測PV発電力量とを取得する。さらに、ヒートポンプ式給湯暖房装置900に設定されている設定給湯温度(現在の設定温度)をヒートポンプ式給湯暖房装置900から取得する。運転計画手段303は、1日に1回、例えば、0時に運転計画の立案処理を実行する。
 まず、運転計画手段303は、各時間帯(0時台、1時台、・・・22時台、23時台)の「予測PV発電力量」から各時間帯の「予測負荷電力量」と「予測暖房負荷電力量」とを減算して、1時間毎の「予測逆潮電力量」を算出する。予測逆潮電力量の下限はゼロである。夕方以降は予測PV発電力量がゼロ(0)となり逆潮が発生しない。そこで、各時間帯の予測逆潮電力量を翌24時から遡って最初にゼロになった時刻、言い換えれば、予測逆潮電力量が正の値から0以下の値に変化した時刻を「逆潮停止時刻」と定義する。
 図8を用いて詳しく説明する。図8の横軸は時刻であり、縦軸は電力量を示している。◆は予測負荷電力量であり、×は予測暖房負荷電力量であり、□は予測PV発電力量であり、△(図中の黒塗り△印。以下同じ。)は予測逆潮電力量である。予測逆潮電力量(△)は、予測PV発電力量から、予測負荷電力量と予測暖房負荷電力量とを減算したものである。各時刻おける各電力量は、その時刻での積算値を示している。例えば12時であれば、12時台(12:00から13:00まで)の電力を積算したものとなっている。
 図8からわかるように、逆潮停止時刻は、予測逆潮電力量がゼロとなる17時である。この逆潮停止時刻である17時から翌24時まで(逆潮停止時間帯)の各予測給湯熱量を積算した熱量(逆潮停止中放熱量)を、逆潮停止時刻までに逆潮電力を用いて給湯タンク903aに蓄熱しておけば、逆潮停止時刻以降に給湯タンク903aの加熱は不要となり、余分な電力の消費をしなくてすむ。予測給湯熱量は、例えば、過去4週間の同じ曜日の17時から24時までの給湯熱量を給湯熱量履歴から取得し、取得した過去の給湯熱量を加算平均することによって算出することができる。
 この17時から24時までの積算した予測給湯熱量を、給湯タンク903aのタンク容量(例えば200リッター)で除算して算出された温度を、目標蓄熱温度とする。つまり目標蓄熱温度とは、給湯タンク903aがこの温度となるように、ヒートポンプ901で生熱を行うための目標温度である。言い換えれば、給湯タンク903aがこの温度になればヒートポンプ901での生熱を停止することになる。
 給湯タンク903aの蓄熱温度には上限値が設定されている場合がある。もし目標蓄熱温度がこの上限値を越えることになれば、目標蓄熱温度は、この上限値を設定温度に置き換えられる。ここでは、給湯タンク903aの蓄熱温度の上限値は80℃とする。
 逆潮中に給湯タンク903aに蓄熱すべき熱量は、目標蓄熱温度と、現在ヒートポンプ式給湯暖房装置900に設定されている温度(設定給湯温度)とから算出できる。以下の式(1)を用いて、逆潮中にヒートポンプ901で生熱され、給湯タンク903aに蓄熱される熱量である逆潮中生熱量を算出する。この逆潮中生熱量は、逆潮停止時間帯(17時から24時)に給湯装置903で放熱される逆潮停止中放熱量に相当する。
 逆潮中生熱量=(目標蓄熱温度-設定給湯温度)*給湯タンク容量・・・式(1)
 次に、運転計画手段303は、以下の式(2)で、ヒートポンプ901で逆潮中生熱量を生熱するために必要な時間である逆潮中生熱時間を算出する。
 また、予め記憶されている値である、ヒートポンプ901の平均的な生熱能力であるHP平均能力は9kWとする。また、熱量(kcal)から電力(kW)への換算係数は0.86である。
 逆潮中生熱時間=(逆潮中生熱量/0.86/1000)/HP平均能力・・式(2)
 次に、運転計画手段303は、図9に示す通り、各時間帯における予測逆潮電力量を算出する。図9は、図8のグラフを表形式に置き換えたものである。各時間帯における予測逆潮電力量は、その時間帯の積算値を示している。例えば、0時であれば、前述したように0:00から1:00までの0時台の予測逆潮電力の積算値である。また、図9の優先順位は、予測逆潮電力量の高い順に付与されている。
 次に、運転計画手段303は、ヒートポンプ901を運転する時間帯である運転時間帯と、ヒートポンプ901が実際に生熱を開始するタイミングを決定するための逆潮電力閾値とを決定する。運転時間帯は、予測逆潮電力量が最大となる時間帯を含む。具体的には、運転計画手段303は、逆潮中生熱時間を超えるまで、予測逆潮電力量の大きい順(すなわち、優先順位の高い順)に1以上の時間帯を運転時間帯として選択する。逆潮電力閾値は、上記の運転時間帯における逆潮電力量の最小値に一致する。
 例えば、算出した逆潮中生熱時間が0.5時間の場合には、図9の優先順位が一番高くなる時間帯である12時台が運転時間帯となる。また、このときの蓄熱開始逆潮電力は1.68kWとなる。一方、逆潮中生熱時間が3.2時間の場合には、この3.2を繰り上げて4時間分の時間帯を確保する。つまり、優先順位が1から4の時間帯である10時台~13時台が運転時間帯となる。また、このときの蓄熱開始逆潮電力は1.00kWとなる。
 そして、運転計画手段303は、上記で決定された目標蓄熱温度、運転時間帯、及び逆潮電力閾値を、制御パラメータとして運転制御手段304に出力する。
 実施形態1のヒートポンプ式給湯暖房システム9000は、図4で示すように、熱交換器902で熱交換を行った後、三方弁1010により給湯タンク903aと暖房回路904aとに流路を切り替えるようになっている。また、熱交換器902では50℃程度までしか加熱できないため、それ以上の温度に加熱する場合は、給湯タンク903a内の給湯ヒータ903hを用いる。
 すなわち、運転計画装置910は、逆潮停止中放熱量に相当する熱量のうち、給湯タンク903a内の水が50℃に達するまでの熱量をヒートポンプ部901aに生成させ、給湯タンク903a内の水が50℃に達した後の熱量を給湯ヒータ903hに生成させるように、運転計画を立案する。このため逆潮中に必要な熱量の算出方法は以下の通りとなる。
 (1)設定給湯温度(現在の給湯タンク903aの設定温度)が50℃未満の場合
 運転計画手段303は、設定給湯温度が50℃未満の場合、以下の式(3)で逆潮中にヒートポンプ901で生熱される熱量である「逆潮中HP生熱量」を算出し、以下の式(4)で逆潮中に給湯ヒータ903hで生熱される熱量である「逆潮中ヒータ生熱量」を算出する。
 逆潮中HP生熱量=(50-設定給湯温度)*給湯タンク容量 ・・・式(3)
 逆潮中ヒータ生熱量=(目標蓄熱温度-50)*給湯タンク容量 ・・式(4)
 (2)設定給湯温度(現在の給湯タンク903aの設定温度)が50℃以上の場合
 運転計画装置910は、設定給湯温度が50℃以上の場合、以下の式(5)で給湯ヒータ903hで生熱される熱量である逆潮中ヒータ生熱量を算出する。
 逆潮中ヒータ生熱量=(目標蓄熱温度-設定給湯温度)*給湯タンク容量・・式(5)
 次に、運転計画手段303は、以下の式(6)で、逆潮中HP生熱量をヒートポンプ901で生熱するのに必要な時間である「逆潮中HP生熱時間t(HP)」を算出し、以下の式(7)で逆潮中ヒータ生熱量を給湯ヒータ903hで生熱するのに必要な時間である「逆潮中ヒータ生熱時間t(HT)」を算出する。
 なお、予め記憶されている値である、ヒートポンプ901の平均的な生熱能力であるHP平均能力は9kWとする。また、給湯ヒータ903hの平均的な生熱能力であるヒータ加熱能力は3kWとする。熱量(kcal)から電力(kW)への換算係数は0.86である。
t(HP)=(逆潮中HP生熱量/0.86/1000)/HP平均能力・・式(6)
t(HT)=(逆潮中ヒータ生熱量/0.86/1000)/ヒータ加熱能力・式(7)
 次に、運転計画手段303は、逆潮中HP生熱時間と逆潮中ヒータ生熱時間を和算した値(t(HP)+t(HT))を逆潮中生熱時間として算出する。算出した逆潮中生熱時間から、運転計画手段303がヒートポンプ901の運転計画を立案する。また、給湯ヒータ903hの加熱はヒートポンプ901の運転に引き続いて行うが、給湯ヒータ903hの運転も逆潮停止時刻前に終了するように、運転計画が立案される。
 (1)逆潮電力が逆潮電力閾値未満の場合
 優先運転モード、優先設定給湯温度共に「なし」を算出する。この場合、リモコン1101からの設定でヒートポンプ式給湯暖房システム9000は運転される。
 (2)逆潮電力が逆潮電力閾値以上の場合
 (i)給湯タンク温度が50℃未満の場合
 優先運転モードとして「給湯」を、優先設定給湯温度として「目標蓄熱温度」を算出する。この場合、ヒートポンプ901のみで生熱可能な温度のため、ヒートポンプ式給湯暖房装置900は、運転モードを「給湯」とし、ヒートポンプ901を用いて給湯タンク903a内の水の加熱を行う。
 (ii)給湯タンク温度が50℃以上の場合
 優先運転モードとして「なし」を、優先設定給湯温度として「目標蓄熱温度」を算出する。この場合、ヒートポンプ901で生熱可能な温度(50℃)を超えているため、ヒートポンプ式給湯暖房装置900は、運転モードをリモコン1101のまま変更せず、給湯ヒータ903hを用いて給湯タンク903a内の水の加熱を行う。ユーザのリモコン設定が、「暖房」になっていても「給湯」になっていても、いずれにしても給湯タンク903a内の水は、給湯ヒータ903hを用いて加熱するしかない。
 (運転制御手段)
 運転制御手段304は、運転計画手段303で生成された制御パラメータに基づきヒートポンプ式給湯暖房装置900の運転を制御する。運転制御手段304は、運転計画手段303から逆潮電力閾値と、運転時間帯と、給湯タンク903aの目標蓄熱温度とを取得し、電力分配装置905から現在の負荷電力量と現在のPV発電力量とを取得し、ヒートポンプ式給湯暖房装置900から現在の暖房負荷電力と現在の給湯タンク903aの温度(給湯タンク温度)とを取得する。運転制御手段304は、PV発電力から負荷電力と暖房負荷電力とを減算した値である逆潮電力を算出する。これらの処理は、例えば、1分毎に実行される。
 運転時間帯であっても、算出した現在の逆潮電力が逆潮電力閾値に達していない場合は、ヒートポンプ901は運転を開始しない。そして、算出した現在の逆潮電力が逆潮電力閾値の値以上となったタイミングで、ヒートポンプ901が運転を開始する。また、運転制御手段304は、1分毎に給湯タンク903aの温度を取得しているため、給湯タンク903aが、目標蓄熱温度に達したタイミングで、ヒートポンプ901の運転を終了する。
 このように運転計画装置910で立案された運転計画に従って逆潮電力量がピークとなる時間帯にヒートポンプ901を運転することにより、その時間帯の逆潮電力を低減(ピークカット)することができる。その結果、電力系統への影響を効果的に低減することができる。また逆潮停止時刻(図8の例では17時)以降に必要と予測される逆潮停止中放熱量を自然エネルギーで賄うことができるので、エネルギー供給業者908から電力を買電する必要がなくなり、省エネにも寄与することができる。
 (実施形態1の動作説明)
 以下、ヒートポンプ式給湯システムの本実施の形態における動作の一例について説明する。前提として、現在時刻を0時とし、ヒートポンプ式給湯暖房システムは、4週間(28日間)以上運転を行っているとする。設定は、設定給湯温度が「45℃」となっている。また、給湯タンク903a内の温度は0時に50℃で均一とする。
 (運転計画装置の0時におけるデータ更新処理)
 図10は、運転計画装置910で毎日0時に処理される運転計画処理のフローチャートである。まず、運転計画装置910は、現在時刻が0時となると、1日に1回の「運転計画処理」を開始する(S601)。
 次に、運転計画装置910は、蓄積手段301を更新する(S602)。蓄積手段301には、過去24時間分の負荷電力量、暖房負荷電力量、給湯熱量、PV発電力量、日射量の1時間毎の積算値が新たに追加される。
 また、過去28日以上運転しているため、蓄積手段301には、過去28日分の1時間単位の負荷電力履歴、暖房負荷電力履歴、給湯熱量履歴、PV発電力履歴、日射量履歴が蓄積されている。そこで、各履歴の最も古い1日分のデータを破棄し、最新の過去24時間分の情報を各履歴に追加することで各履歴情報を更新する。
 次に、運転計画装置910は、負荷予測手段302で予測処理を行う(S603)。図11は、負荷予測手段302で処理される予測処理(S603)のフローチャートである。まず、負荷予測手段302は予測処理を開始する(S701)。
 次に、負荷予測手段302は、負荷予測に必要なデータを取得する(S702)。負荷予測手段302は、サーバ909から予測日射量を、蓄積手段301に蓄積されている過去28日分の負荷電力履歴、暖房負荷電力履歴、給湯熱量履歴、PV発電力履歴、日射量履歴から必要な情報を取得する。
 次に、負荷予測手段302は、1時間毎の予測負荷電力量を算出する(S703)。負荷予測手段302は、前述の通り、予測日当日と同じ曜日で且つ同じ時間帯の4つの負荷電力量を負荷電力履歴から取得し、これらの平均値を予測値として、24時間分の負荷電力量を算出する。
 次に、負荷予測手段302は、1時間毎の予測暖房負荷電力量を算出する(S704)。負荷予測手段302は、前述の通り、予測日当日と同じ曜日で且つ同じ時間帯の4つの暖房負荷電力量を暖房負荷電力履歴から取得し、これらの平均値を予測値として、24時間分の暖房負荷電力量を算出する。
 次に、負荷予測手段302は、予測給湯熱量を算出する(S705)。負荷予測手段302は、前述の通り、予測日当日と同じ曜日で且つ同時刻の4つの給湯熱量を給湯熱量履歴から取得し、これらの平均値を予測値として、24時間分の予測給湯熱量を算出する。
 次に、負荷予測手段302は、予測PV発電力量を算出する(S706)。負荷予測手段302は、前述の通り、1時間毎の予測日射量と同値又は最も近い値を日射量履歴内で検索する。そして、見つかった時間帯に対応するPV発電力量をPV発電力履歴から取得し、この値をその時間帯における予測値として、24時間分の予測PV発電力量を算出する。
 以上の処理により、負荷予測手段302は負荷予測処理(S603)を終了する(S707)。
 (運転計画手段)
 次に、運転計画装置910は、運転計画手段303で制御パラメータの算出処理を行う(S604)。図12は、運転計画手段303で処理される制御パラメータの算出処理(S604)のフローチャートである。まず、運転計画手段303は、制御パラメータの算出処理を開始する(S801)。
 次に、運転計画手段303は、制御パラメータに必要なデータを取得する(S802)。運転計画手段303は、ヒートポンプ式給湯暖房装置900から設定給湯温度を取得し、負荷予測手段302から予測負荷電力量、予測暖房負荷電力量、予測給湯熱量、予測PV発電力量を取得する。
 次に、運転計画手段303は、逆潮停止時刻を算出する(S803)。運転計画手段303は、前述の通り、各時間帯における予測PV発電力量から予測負荷電力量と予測暖房負荷電力量とを減算し、下限を0とした値である予測逆潮電力量を算出する。
 図8の例に示すように、夕方以降は予測PV発電力量が0となり逆潮が発生しないため、各時間帯の予測逆潮電力量の値を翌24時から遡り、最初に0になった時刻を逆潮停止時刻とする。例えば、図8の例では逆潮停止時刻は17時である。
 次に、運転計画手段303は、目標蓄熱温度を算出する(S804)。運転計画手段303は、前述の通り、逆潮停止時刻から翌24時までの予測給湯熱量を積算した熱量を、給湯タンク903aのタンク容量である200Lで除算して算出された温度と、設定給湯温度の上限値である80℃の低い方を目標蓄熱温度とする。
 例えば、逆潮停止時刻(17時)から翌24時までの予測給湯熱量を積算した熱量が15000kcalの場合、タンク容量である200Lで除算した温度は75℃であり、設定給湯温度の上限値である80℃より低い値のため、目標蓄熱温度は75℃となる。
 次に、運転計画手段303は、逆潮中生熱量を算出する(S805)。運転計画手段303は、ヒートポンプ901で生熱すべき熱量である逆潮中生熱量を算出する。この逆潮中生熱量は、逆潮停止中放熱量に相当する。
 例えば、給湯タンク903aの目標蓄熱温度が75℃、設定給湯温度45℃の場合には、上記の式(1)を用いて、逆潮中生熱量=6000kcalが算出される。
 次に、運転計画手段303は、逆潮中生熱時間を算出する(S806)。運転計画手段303は、前述の通り、上記式(2)を用いて、逆潮中生熱量をヒートポンプ901で生熱するのに必要な時間である逆潮中生熱時間を算出する。例えば、上記で算出された値(6000kcal)に対しては、式(2)を用いて逆潮中HP生熱時間=0.78時間が算出される。
 次に、運転計画手段303は、運転時間帯と、逆潮電力閾値とを算出する(S807)。運転計画手段303は、前述の通り、逆潮中生熱時間を超えるまで、予測逆潮電力量の大きい順に1以上の時間帯を運転時間帯として選択する。また、運転時間帯に含まれる1以上の時間帯各々における予測逆潮電力量の最小値を、逆潮電力閾値と決定する。例えば、予測逆潮電力量を高い方の値から並び替えた結果が図9に示す例のような場合において、算出した逆潮中生熱時間が0.78時間の場合には、運転時間帯は12時台となり、逆潮電力閾値は1.68kWとなる。
 以上の処理により、運転計画手段303は、制御パラメータの算出処理(S604)を終了し(S808)、運転計画装置910は、運転計画処理を終了する(S605)。
 運転計画処理終了後~翌日の0時までの時間帯には、運転計画装置910は、1分毎に運転制御手段304でヒートポンプ式給湯暖房装置900の運転制御処理を行う。
 運転制御手段304は、運転計画処理終了後に、運転計画手段303から目標蓄熱温度と、運転時間帯と、逆潮電力閾値とを取得し、1分毎に電力分配装置905から負荷電力とPV発電力とを、ヒートポンプ式給湯暖房装置900から暖房負荷電力と給湯タンク903aの温度とを取得する。そして、1分毎の情報取得の度に、運転制御手段304は、PV発電力から負荷電力と暖房負荷電力とを減算した値である逆潮電力を算出する。
 運転時間帯であっても、算出した現在の逆潮電力が逆潮電力閾値に達していない場合は、ヒートポンプ901の運転を開始しない。そして、算出した現在の逆潮電力が逆潮電力閾値以上となったタイミングで、ヒートポンプ901の運転を開始する。運転制御手段304は、1分毎に給湯タンク903aの温度を取得しているため、給湯タンク903aが、目標蓄熱温度に達した場合に、ヒートポンプ901の運転を終了する。
 また、運転計画処理終了後~翌日の0時までの時間帯には、運転計画装置910は、所定の時間毎に蓄積手段301に各種情報を蓄積する処理を行う。蓄積手段301には、ヒートポンプ式給湯暖房装置900から取得した暖房負荷電力量及び給湯熱量、電力分配装置905から取得した負荷電力量、太陽光発電装置911から取得したPV発電力量、サーバ909から取得した日射量が蓄積される。
 毎回取得された各値が1時間毎に積算され、内部で保持している時刻情報の時が変わった場合タイミングで、過去1時間分の積算値が時刻と結びつけて蓄積手段301に蓄積されると共に、積算した値は0にリセットする。
 以上の通り、本実施形態では、運転計画装置910は、負荷予測手段302の予測情報を元に、運転計画手段303で、逆潮停止時刻から翌24時までの予測給湯熱量に相当する熱量を逆潮停止時刻に給湯タンク903aに蓄熱する。
 一方、必ず逆潮電力を使い切るために給湯タンク903aの温度を設定の上限値である80℃まで加熱すると、予測給湯熱量の小さい日などは放熱ロスが発生してしまう。一方、本実施形態では、必要な熱量を予測するため、無駄に生熱することなく、省エネ性を損なわない。
 以上から、本発明のかかる構成によれば、太陽光発電装置911とヒートポンプ式給湯暖房装置900とを備えるシステムにおいて、省エネ性を損なうことなく、発生する逆潮電力を小さくすることができる。
 (具体例)
 以下、実施の形態1に係るヒートポンプ式給湯暖房システム9000の動作について説明する。前提として、現在時刻を0時とし、ヒートポンプ式給湯暖房システム9000は、28日間以上運転を行っているとする。また、リモコン1101の設定は、運転モード情報が「暖房」、設定暖房温度が「50℃」、設定給湯温度が「45℃」となっているとする。また、給湯タンク903a内の温度は0時に50℃で均一とする。
 まず、運転計画手段303は、設定給湯温度が50℃未満の場合、式(3)を用いてヒートポンプ901で生熱される熱量である逆潮中HP生熱量と、式(4)を用いて給湯ヒータ903hで生熱される熱量である逆潮中ヒータ生熱量とを算出する。
 例えば、目標蓄熱温度が75℃、設定給湯温度が45℃の場合には、設定給湯温度が50℃未満のため、式(3)と式(4)とを用いて、逆潮中HP生熱量が1000[kcal]、逆潮中ヒータ生熱量が5000[kcal]と算出される。式(3)及び式(4)において、貯湯タンク容量は200リッターとしている。
 次に、運転計画手段303は、逆潮中加熱時間を算出する。運転計画手段303は、前述の通り、式(6)で、逆潮中HP生熱量をヒートポンプ901で生熱するのに必要な時間である逆潮中HP生熱時間を算出し、式(7)で逆潮中ヒータ生熱量を給湯ヒータ903hで生熱するのに必要な時間である逆潮中ヒータ生熱時間を算出する。
 例えば、上記のように算出された逆潮中HP生熱量及び逆潮中ヒータ生熱量に対しては、逆潮中HP生熱時間t(HP)=0.13[hr]、逆潮中ヒータ生熱時間t(HT)=1.94[hr]が算出される。
 次に、運転計画手段303は、逆潮中HP生熱時間と逆潮中ヒータ生熱時間とを和算した値(t(HP)+t(HT))を逆潮中加熱時間として算出する。例えば、上記のように算出されたt(HP)及びt(HT)に対しては、逆潮中加熱時間として2.07[hr]が算出される。
 この場合、図9の優先順位1~3である11時台~13時台を運転時間帯に設定する。そして、選択された運転時間帯における逆潮電力量の最小値である1.38[kW]を逆潮電力閾値とする。
 次に、実施の形態1に係るヒートポンプ式給湯暖房装置900の動作の一例を説明する。図13は、ヒートポンプ式給湯暖房装置900の動作を示すフローチャートである。
 まず、給湯暖房制御装置1001は、逆潮電力をモニターし、逆潮電力が逆潮電力閾値以上となるタイミング(S1601)で、ヒートポンプ式給湯暖房装置900の運転を開始する。その際、給湯タンク温度(給湯タンク903aの現在の温度)が50℃以上であれば(S1602)、給湯ヒータ903hにより生熱させ(S1603)、給湯タンク903a内の水が目標蓄熱温度に達すると(S1604)、給湯ヒータ903hによる生熱を終了させる(S1605)。
 一方、給湯タンク温度が50℃未満であれば(S1602)、まずヒートポンプ部901aに生熱させる。このとき、目標蓄熱温度が50℃未満であれば(S1606)、ヒートポンプ部901aのみに生熱させる(S1609)。そして、給湯タンク903a内の水が目標蓄熱温度に達したときに(S1610)、ヒートポンプ部901aによる生熱を終了させる(S1611)。
 一方、目標蓄熱温度が50℃以上であれば(S1606)、給湯タンク903a内の水が50℃に達するまでヒートポンプ部901aに生熱させる(S1607)。さらに、給湯タンク903a内の水が上限温度である50℃に達した後(S1608)から、目標蓄熱温度に達するまで給湯ヒータ903hに生熱させ(S1603)、給湯タンク903a内の水が目標蓄熱温度に達すると(S1604)、給湯ヒータ903hによる生熱を終了させる(S1605)。
 次に、実施の形態1に係るヒートポンプ式給湯暖房装置900の動作の他の例を説明する。図14は、本実施形態のヒートポンプ式給湯暖房システム9000の動作を示すフローチャートである。このフローチャートでは、給湯タンク903aへの蓄熱を開始しようとするタイミングで、暖房装置904に熱を供給するためにヒートポンプ部901aが既に使用されているときのヒートポンプ式給湯暖房システム9000の制御方法である。
 まず、給湯暖房制御装置1001は、逆潮電力をモニターし、逆潮電力が逆潮電力閾値以上となるタイミング(S1701)で、ヒートポンプ式給湯暖房装置900の運転を開始する。例えば、目標蓄熱温度を75℃の場合を説明する。その場合、給湯タンク903aの温度がすでに50℃以上(S1702でYES)であれば、これ以降の蓄熱は給湯ヒータ903hの生熱によって行う(S1703)。
 一方、給湯タンク903aの温度が50℃未満(S1702でNO)である場合は、まず、暖房装置904に熱を供給するためにヒートポンプ部901aが使用されているどうかを判断する(S1706)。使用されていない場合は、ヒートポンプ部901aを稼動させて生熱を行い、給湯タンク903aの水の温度を温める(S1708)。しかしながら、すでに暖房装置904に熱を供給するためにヒートポンプ部901aが使用されている場合は、暖房装置904に優先して、給湯タンク903aへの蓄熱を行う。つまり、フローチャートに示すように、三方弁1010を暖房装置904側から給湯タンク903a側への切替え(S1707)、ヒートポンプ部901aを給湯タンク903aへの蓄熱のために運転させる(S1708)。
 給湯タンク903aの温度を例えば1分毎に測定し、給湯タンク903aの温度が50℃になるまで、ヒートポンプ部901aでの生熱を継続して行う。そして、50℃になったときに、これ以上の蓄熱はフローチャートのように給湯ヒータ903hにより行い(S1703)、目標蓄熱温度になったときに(S1704)、給湯ヒータ903hでの蓄熱を終了する(S1705)。
 以下、実施の形態1に係るヒートポンプ式給湯暖房システム9000の効果について説明する。
 本実施の形態に係る運転計画装置910は、予測日当日の各時間帯における負荷電力量、暖房負荷電力量、給湯熱量、PV発電力量を予測し、その予測情報を元に、逆潮電力を利用して給湯タンク903aの加熱を行うような運転計画を立案する。このとき、逆潮電力量の大きい時間帯から順番に運転時間帯として選択し、選択された各時間帯における逆潮電力量の最小値を逆潮電力閾値とする。
 例えば上記の通り、逆潮中生熱時間として2.07[hr]となる場合、図9に示す通り、11時台は1.44[kW]、12時台は1.68[kW]、13時台は1.38[kW]となるため、この11時台~13時台が運転時間帯となる場合の逆潮電力閾値は、この3つの中で一番小さい値である1.38[kW]に設定される。
 そして、運転計画装置910は、上記のように決定された制御パラメータは、リモコン1101よる設定情報に優先して、ヒートポンプ式給湯暖房装置900の制御に用いられる。
 これにより、ヒートポンプ式給湯暖房装置900で給湯タンク903a内の水を加熱する場合でも、最もエネルギー供給業者908への逆潮電力が少なくなるような運転を行うことができる。
 仮に、負荷予測手段302を用いなかった場合の給湯タンク903a内の水の加熱に要する消費電力の比較を図15に示す。
 図15の本発明の運転では、負荷予測手段の予測結果を用いて運転計画を行うことで、逆潮電力が最小となる運転となっていることが分かる。
 以上から、本発明のかかる構成によれば、太陽光発電装置911を備えたヒートポンプ式給湯暖房システム9000により、省エネ性を損なうことなく、発生する逆潮電力を小さくすることができる。
 (他の構成)
 以上、本発明の発電装置を備えたヒートポンプ式給湯暖房システムの実施形態について説明したが、以下の形態であってもよい。
 発電装置には、太陽光発電装置を例にして説明したが、複数の太陽光発電装置を組合せた発電装置としてもよい。
 また、運転計画装置は、給湯暖房装置の外部にあり、ゲートウェイの位置付けを兼ねているが、給湯暖房装置の内部や、電力分配装置の内部に設置していてもよい。また運転計画装置の運転計画の機能を、給湯装置や電力分配装置に持たせてもよい。
 また、運転計画手段で、逆潮電力閾値を算出し、逆潮電力の大きさによって運転制御手段で制御を行っているが、逆潮電力を最小化するよう算出された所定の時間帯にタイマー設定して、例えば11時から13時の間に給湯暖房装置を運転するようにしても良い。
 また、運転計画装置は1日に1回、0時に運転計画処理を行っているが、1日に複数回でも、0時でなくても午前2時や6時など任意の時刻でも良い。この場合、逆潮停止時間帯の終期(実施例では24時とした)も同じように変更する。すなわち、逆潮停止時間帯は、逆潮停止時刻(実施例は17時)から、放熱部(給湯装置)からの放熱(給湯)が停止すると考えられる予め定められた時刻までの間の時間帯であり、運転計画装置は、逆潮停止時間帯の終了後に、次の1日分の運転計画を立案すればよい。
 また、運転計画装置の処理で用いている負荷情報、予測情報の単位時間として1時間単位を用いているが、15分単位や1分単位など任意の単位の情報でも良い。
 また、負荷予測手段を用いた予測に過去の同曜日、同時刻の平均値を用いているが、ニューラルネットを用いて予測するなどの手法を用いて良い。
 以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
 本発明にかかる運転計画装置は、給湯システム又は給湯暖房システム等の運転に際して、電力系統の安定化に寄与する装置として有用である。
301 蓄積手段
302 負荷予測手段
303 運転計画手段
304 運転制御手段
900 ヒートポンプ式給湯暖房装置
901 ヒートポンプ
901a ヒートポンプ部
902 熱交換器
903 給湯装置
903a 給湯タンク
903h 給湯ヒータ
904 暖房装置
904a 暖房回路
905 電力分配装置
906 第1の電力負荷
907 電力メーター
908 エネルギー供給業者
909 サーバ
910 運転計画装置
911 太陽光発電装置
1001 給湯暖房制御装置
1010 三方弁
1101 リモコン
9000 ヒートポンプ式給湯暖房システム

Claims (14)

  1.  発電装置と、前記発電装置で発電された電力を用いて動作する第1の電力負荷と、前記発電装置で発電された電力を用いて熱を生成する第2の電力負荷とを備えるシステムにおいて、前記第2の電力負荷の運転計画を立案する運転計画方法であって、
     前記第2の電力負荷は、前記発電装置で発電される電力を用いて熱を生成する生熱部と、前記生熱部で生成された熱を蓄熱する蓄熱部と、前記蓄熱部に蓄熱されている熱を放熱する第1の放熱部と、前記成熱部で成熱された熱を直接放熱する第2の放熱部とを備え、
     単位時間に区切られた各時間帯において、前記発電装置で発電される発電電力量と、前記第1の電力負荷で消費される第1の消費電力量と、及び前記第2の放熱部で放熱される熱を成熱するために前記成熱部で消費される第2の消費電力量とを予測する予測ステップと、
     前記発電電力量から前記第1及び第2の消費電力量を減算して得られる逆潮電力量が最も多くなる時間帯を含む運転時間帯に前記第2の電力負荷を動作させるように、前記第2の電力負荷の運転計画を立案する運転計画ステップとを含む
     運転計画方法。
  2.  前記発電装置は、太陽光発電装置であり、
     前記予測ステップでは、さらに、前記消費電力量が前記発電電力量を上回る時間帯である逆潮停止時間帯に前記第1の放熱部で放熱される逆潮停止中放熱量を予測し、
     前記運転計画ステップでは、前記予測部で予測された逆潮停止中放熱量に相当する熱量が前記蓄熱部に蓄熱されるように、前記運転時間帯における前記生熱部の運転計画を立案する
     請求項1に記載の運転計画方法。
  3.  前記運転計画ステップでは、前記逆潮停止中放熱量に相当する熱量を前記生熱部が生成するのに必要な時間を超えるまで、前記逆潮電力量の大きい順に1以上の前記時間帯を選択することによって前記運転時間帯を決定し、決定した前記運転時間帯における前記運転計画を立案する
     請求項2に記載の運転計画方法。
  4.  前記運転計画ステップでは、
     選択された前記1以上の時間帯各々における前記逆潮電力量のうちの最小値を、逆潮電力閾値として決定し、
     前記運転時間帯において、実際に計測された逆潮電力が前記逆潮電力閾値以上になったタイミングで前記生熱部の運転を開始するように、前記運転計画を立案する
     請求項3に記載の運転計画方法。
  5.  前記運転計画ステップでは、さらに、前記運転時間帯において、前記逆潮停止中放熱量に相当する熱量が生成されたタイミングで前記生熱部の運転を停止するように、前記運転計画を立案する
     請求項4に記載の運転計画方法。
  6.  前記蓄熱部は、蓄熱している熱量に応じて温度が変化する蓄熱材を備え、
     前記生熱部は、前記蓄熱材の温度を第1の温度まで上昇させることのできるヒートポンプと、前記蓄熱材の温度を前記第1の温度より高い温度まで上昇させることのできるヒータとを備え、
     前記運転計画ステップでは、前記逆潮停止中放熱量に相当する熱量のうち、前記蓄熱材が前記第1の温度に達するまでの熱量を前記ヒートポンプに生成させ、前記蓄熱材が前記第1の温度に達した後の熱量を前記ヒータに生成させるように、前記運転計画を立案する
     請求項2~5のいずれか1項に記載の運転計画方法。
  7.  前記予測ステップでは、前記逆潮電力量が正の値から0以下の値に変化した時刻である逆潮停止時刻から、前記放熱部からの放熱が停止すると考えられる予め定められた時刻までの間の時間帯である前記逆潮停止時間帯に前記放熱部で放熱される熱量を、前記逆潮停止中放熱量として予測する
     請求項2~6のいずれか1項に記載の運転計画方法。
  8.  太陽光発電装置と、ヒートポンプ式給湯暖房装置とを備えたヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法であって、
     前記ヒートポンプ式給湯暖房装置は、
     太陽光発電装置で発電された電力を用いて熱を成熱するヒートポンプと、
     前記ヒートポンプで成熱された熱によって加熱された湯を貯湯する給湯タンクと、
     前記ヒートポンプで成熱された熱を用いて暖房する暖房装置とを備え、
     前記システムは運転計画装置を備え、
     前記運転計画装置は、
     前記発電装置で発電される発電電力量と、電力負荷で消費される第1の消費電力量と、前記暖房装置で放熱される熱を成熱するために前記ヒートポンプで消費される第2の消費電力量とを予測する予測ステップと、
     前記発電電力量から前記第1及び第2の消費電力量を減算して得られる逆潮電力量を算出するステップと、
     前記逆潮電力量がゼロとなる逆潮停止時間帯に必要な熱量を予測するステップと、
     前記逆潮電力量が最も多くなる時間帯を含む運転時間帯に、前記予測した熱量を蓄熱するように、前記ヒートポンプ式給湯暖房装置を動作させる計画を立案する運転計画ステップと、を含む制御をする、
     ヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法。
  9.  前記運転計画ステップは、
     予測した熱量を蓄熱するための目標蓄熱温度と、選択された前記1以上の時間帯各々における前記逆潮電力量のうちの最小値を、逆潮電力閾値として決定する、
     請求項8に記載のヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法。
  10.  前記運転計画ステップで決定された前記目標蓄熱温度と、前記逆潮電力閾値とを受けて、
     前記運転時間帯において、実際に計測された逆潮電力が前記逆潮電力閾値以上になったタイミングで前記ヒートポンプ式給湯暖房装置の運転を開始し、
     前記運転時間帯において、前記予測した熱量が生成されたタイミングで前記ヒートポンプ式給湯暖房装置の運転を停止する
     運転制御ステップをさらに備えた、
     請求項9に記載のヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法。
  11.  前記運転計画ステップは、予測した熱量を給湯タンクに蓄熱するための目標蓄熱温度を決定し、
     前記ヒートポンプ式給湯暖房装置のヒートポンプにより第1の温度まで前記給湯タンク内の蓄熱材を加熱し、その後、前記給湯タンク内に設置されたヒータにより第1の温度よりも高い第2の温度まで前記蓄熱材を加熱するよう制御する、
     請求項10に記載のヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法。
  12.  前記ヒートポンプ式給湯暖房装置は、給湯暖房制御装置を備え、
     前記給湯暖房制御装置は、
     前記運転計画装置から前記ヒートポンプ式給湯暖房装置の運転情報を受けるとともに、リモコンから前記ヒートポンプ式給湯暖房装置の運転情報を受けるように設定されており、
     前記運転計画装置からの前記運転情報を取得した場合には、前記リモコンからの前記運転情報に優先して、前記運転計画装置からの前記運転情報に基づいて前記ヒートポンプ式給湯暖房装置を制御する、
     請求項10に記載のヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法。
  13.  前記運転情報は、前記ヒートポンプ式給湯暖房装置の運転モード及び給湯タンクの設定給湯温度である、
     請求項12に記載のヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法。
  14.  前記ヒートポンプ式給湯暖房装置は、さらに、
     前記ヒートポンプの冷媒と蓄熱材との間で熱交換を行う熱交換器と、
     前記熱交換器から供給される蓄熱材を、前記給湯タンク及び前記暖房装置のどちらに供給するかを切り替える切替装置とを備え、
     前記運転制御ステップは、前記ヒートポンプ式給湯暖房装置の運転を開始するタイミングで、前記切替装置が前記暖房装置側に切り替わっており、且つ蓄熱材の温度が第1の温度未満である場合に、前記切替装置を前記給湯タンク側に切り替える
     請求項11に記載のヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法。
PCT/JP2011/005825 2010-12-27 2011-10-18 運転計画方法、及びヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法 Ceased WO2012090365A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012507527A JP5025835B2 (ja) 2010-12-27 2011-10-18 運転計画方法、及びヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法
EP11847893.2A EP2660942B1 (en) 2010-12-27 2011-10-18 Operation planning method
US13/511,290 US9261284B2 (en) 2010-12-27 2011-10-18 Operation planning method, and heat pump hot water supply and heating system operation method
CN201180005040XA CN102687364A (zh) 2010-12-27 2011-10-18 运转计划方法以及热泵式热水供给供暖系统的运转方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-291135 2010-12-27
JP2010291135 2010-12-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012090365A1 true WO2012090365A1 (ja) 2012-07-05

Family

ID=46382511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/005825 Ceased WO2012090365A1 (ja) 2010-12-27 2011-10-18 運転計画方法、及びヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9261284B2 (ja)
EP (1) EP2660942B1 (ja)
JP (1) JP5025835B2 (ja)
CN (1) CN102687364A (ja)
WO (1) WO2012090365A1 (ja)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014209825A (ja) * 2013-03-27 2014-11-06 アイシン精機株式会社 発電システム
WO2016158028A1 (ja) * 2015-03-30 2016-10-06 オムロン株式会社 管理装置、管理システム、管理装置の制御方法および制御プログラム
JP2017036842A (ja) * 2015-08-06 2017-02-16 リンナイ株式会社 給湯システム
WO2017104074A1 (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 三菱電機株式会社 給湯機及びエネルギー管理システム
WO2017145369A1 (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 三菱電機株式会社 給湯システム及び給湯機の制御方法
JP2017156016A (ja) * 2016-03-02 2017-09-07 日立アプライアンス株式会社 貯湯式給湯機
WO2018003042A1 (ja) * 2016-06-29 2018-01-04 三菱電機株式会社 給湯システム、給湯機及び給湯機の制御方法
JP2018169049A (ja) * 2017-03-29 2018-11-01 株式会社コロナ 太陽光発電装置連携貯湯式給湯システム
JP2019219166A (ja) * 2019-10-02 2019-12-26 三菱電機株式会社 給湯システム、給湯機及び給湯機の制御方法
WO2020203993A1 (ja) * 2019-04-03 2020-10-08 株式会社Ihi 電力管理システム
JP2020171131A (ja) * 2019-04-03 2020-10-15 株式会社Ihi 電力管理システム
JP2020171132A (ja) * 2019-04-03 2020-10-15 株式会社Ihi 電力管理システム
JP2020171129A (ja) * 2019-04-03 2020-10-15 株式会社Ihi 電力管理システム
JP2020171130A (ja) * 2019-04-03 2020-10-15 株式会社Ihi 電力管理システム
JP2022020005A (ja) * 2019-04-03 2022-01-27 株式会社Ihi 電力管理システム
US11519612B2 (en) 2015-12-25 2022-12-06 Mitsubishi Electric Corporation Control device, control method for water heater, and program
US11837870B2 (en) 2020-08-24 2023-12-05 Ihi Corporation Power management system, power management method, and power management program

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2356387B1 (en) * 2008-11-18 2019-10-09 Phoebus Energy Ltd. Hybrid heating system
CN102933914A (zh) 2011-06-06 2013-02-13 松下电器产业株式会社 热泵的运转方法及热泵系统
US9677784B2 (en) 2011-06-06 2017-06-13 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Heat pump operation method and heat pump system
JP5927542B2 (ja) 2011-06-06 2016-06-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 ヒートポンプの運転方法及びヒートポンプシステム
EP2749820B1 (en) * 2011-08-24 2017-03-29 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Heating system control method and heating system
JP5818985B2 (ja) * 2012-06-25 2015-11-18 三菱電機株式会社 給湯システム
FR3015653A1 (fr) * 2013-12-20 2015-06-26 Electricite De France Systeme de pompe a chaleur regulable en puissance
FR3017941B1 (fr) * 2014-02-27 2018-07-13 Ergylink Dispositif pour piloter au moins un sous-ensemble apte a transformer de l'energie electrique et a la stocker sous forme thermique, systeme et procede associes
FR3030703B1 (fr) * 2014-12-19 2017-01-06 Electricite De France Procede de modification de la consommation d'une pompe a chaleur
JP6534038B2 (ja) * 2015-07-16 2019-06-26 清水建設株式会社 需要電力制御装置および需要電力制御方法
GB2541246A (en) * 2015-08-14 2017-02-15 Gordon Laurence Hunter Alastair The remote control of networks of heat-pump systems, in particular where thermal stores are used, for the purpose of demand side management
WO2017090168A1 (ja) * 2015-11-27 2017-06-01 三菱電機株式会社 給湯器、及び、給湯システム
US20170211829A1 (en) * 2016-01-25 2017-07-27 Sharp Kabushiki Kaisha Optimised heat pump system
US20170211862A1 (en) * 2016-01-25 2017-07-27 Sharp Kabushiki Kaisha Dual temperature heat pump system
EP3683533B1 (en) * 2017-09-13 2024-04-10 Mitsubishi Electric Corporation Heat storage device, heat storage system, and heat storage method
US11268706B2 (en) * 2017-12-21 2022-03-08 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Photovoltaic-assisted heat pump water heater system and method
CN108711849B (zh) * 2018-06-01 2020-08-18 国网经济技术研究院有限公司 一种热电机组配置蓄热装置的设计方法
CN209524659U (zh) * 2018-08-29 2019-10-22 杭州正行能源科技有限公司 一种宽温热泵冰点温度运行装置
US10976067B2 (en) * 2019-06-14 2021-04-13 Albasolar S.R.L. Exploitation of a photovoltaic system coupled to a joint water boiler-air/air heat pump air conditioning system
EP3961980A1 (de) * 2020-08-27 2022-03-02 Fronius International GmbH System und verfahren zum steuern einer wärmepumpe
NL2026934B1 (en) * 2020-11-20 2022-07-01 Helena Sustainable Innovations B V Building provided with an air or ground source heat pump
US20220235970A1 (en) * 2021-01-26 2022-07-28 John Williams Solar Heat Pump Water Heater
JP7416041B2 (ja) * 2021-12-09 2024-01-17 株式会社Ihi 運転計画作成装置、運転計画作成方法及び運転計画作成プログラム
WO2024155512A1 (en) * 2023-01-18 2024-07-25 Rheem Manufacturing Company Systems and methods for heat pump systems with demand response and/or reduced power consumption
CN116717910B (zh) * 2023-06-05 2025-10-24 广东美的暖通设备有限公司 加热时间计算方法、装置、存储介质及电子设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004194485A (ja) * 2002-12-13 2004-07-08 Hitachi Home & Life Solutions Inc エネルギーシステム
JP2006158027A (ja) 2004-11-26 2006-06-15 Hanshin Electric Co Ltd 家庭内電力システム
JP2008002702A (ja) 2006-06-20 2008-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 貯湯式給湯装置、給湯方法およびプログラム
JP2009268247A (ja) * 2008-04-24 2009-11-12 Central Res Inst Of Electric Power Ind 電力需給制御プログラム、電力需給制御装置および電力需給制御システム
JP2009284586A (ja) * 2008-05-20 2009-12-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電力システムおよびその制御方法
JP2010249333A (ja) * 2009-04-10 2010-11-04 Mitsubishi Electric Corp 運転制御情報生成装置及び運転制御情報生成プログラム及び記録媒体及び運転制御情報生成方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6865450B2 (en) 2001-05-10 2005-03-08 Siemens Westinghouse Power Corporation Schedule-based load estimator and method for electric power and other utilities and resources
US7406364B2 (en) 2001-09-13 2008-07-29 Abb Ab Method and system to calculate a demand for energy
JP2003254161A (ja) * 2002-02-28 2003-09-10 Osaka Gas Co Ltd 計画変更方法、計画立案装置、コンピュータプログラム及び記録媒体
JP3825020B2 (ja) 2002-08-01 2006-09-20 株式会社アイ・ヒッツ研究所 分散給電システム
JP2006295090A (ja) 2005-04-07 2006-10-26 Shoji Ueda 逆潮流電力削減型家庭用太陽光発電システム
JP4694614B2 (ja) * 2006-02-15 2011-06-08 三菱電機株式会社 電力系統安定化システム
GB2446530B (en) 2007-02-08 2009-03-11 Univ Montfort Apparatus and methods for metering of renewable energy devices
US8219505B2 (en) * 2007-08-15 2012-07-10 Constellation Energy Group, Inc. Energy usage prediction and control system and method
NL1035008C2 (nl) * 2007-10-29 2009-05-06 Marc Jan Minnee Werkwijze en systeem voor het toewijzen van energie aan een aantal energieverbruikers.
US8204633B2 (en) 2008-07-01 2012-06-19 Carina Technology, Inc. Water heater demand side management system
GB0815589D0 (en) * 2008-08-28 2008-10-01 Turbine Services Wind Hydro Ltd Apparatus and method for the efficient utilisation of renewable energy
US8494685B2 (en) 2009-04-27 2013-07-23 Cisco Technology, Inc. System for utilizing predictive energy consumption
WO2012004985A1 (ja) 2010-07-07 2012-01-12 パナソニック株式会社 貯湯式給湯システムとその運転方法
JP5025834B2 (ja) * 2010-11-10 2012-09-12 パナソニック株式会社 運転計画方法、運転計画装置、ヒートポンプ式給湯システムの運転方法、及びヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004194485A (ja) * 2002-12-13 2004-07-08 Hitachi Home & Life Solutions Inc エネルギーシステム
JP2006158027A (ja) 2004-11-26 2006-06-15 Hanshin Electric Co Ltd 家庭内電力システム
JP2008002702A (ja) 2006-06-20 2008-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 貯湯式給湯装置、給湯方法およびプログラム
JP2009268247A (ja) * 2008-04-24 2009-11-12 Central Res Inst Of Electric Power Ind 電力需給制御プログラム、電力需給制御装置および電力需給制御システム
JP2009284586A (ja) * 2008-05-20 2009-12-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電力システムおよびその制御方法
JP2010249333A (ja) * 2009-04-10 2010-11-04 Mitsubishi Electric Corp 運転制御情報生成装置及び運転制御情報生成プログラム及び記録媒体及び運転制御情報生成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2660942A4

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014209825A (ja) * 2013-03-27 2014-11-06 アイシン精機株式会社 発電システム
US10601225B2 (en) 2015-03-30 2020-03-24 Omron Corporation Management device, management system, control method for management device, and control program
WO2016158028A1 (ja) * 2015-03-30 2016-10-06 オムロン株式会社 管理装置、管理システム、管理装置の制御方法および制御プログラム
JP2017036842A (ja) * 2015-08-06 2017-02-16 リンナイ株式会社 給湯システム
WO2017104074A1 (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 三菱電機株式会社 給湯機及びエネルギー管理システム
JPWO2017104074A1 (ja) * 2015-12-18 2018-05-24 三菱電機株式会社 給湯機及びエネルギー管理システム
US11859833B2 (en) 2015-12-25 2024-01-02 Mitsubishi Electric Corporation Control device, control method for water heater, and program
US11519612B2 (en) 2015-12-25 2022-12-06 Mitsubishi Electric Corporation Control device, control method for water heater, and program
GB2562926B (en) * 2016-02-26 2020-07-15 Mitsubishi Electric Corp Hot-water supply system, and control method for water heater
JPWO2017145369A1 (ja) * 2016-02-26 2018-10-25 三菱電機株式会社 給湯システム及び給湯機の制御方法
WO2017145369A1 (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 三菱電機株式会社 給湯システム及び給湯機の制御方法
GB2562926A (en) * 2016-02-26 2018-11-28 Mitsubishi Electric Corp Hot-water supply system, and control method for water heater
JP2017156016A (ja) * 2016-03-02 2017-09-07 日立アプライアンス株式会社 貯湯式給湯機
WO2018003042A1 (ja) * 2016-06-29 2018-01-04 三菱電機株式会社 給湯システム、給湯機及び給湯機の制御方法
JPWO2018003042A1 (ja) * 2016-06-29 2018-09-20 三菱電機株式会社 給湯システム、給湯機及び給湯機の制御方法
US11371722B2 (en) 2016-06-29 2022-06-28 Mitsubishi Electric Corporation Hot-water supply system, water heater, and control method for water heater
JP2018169049A (ja) * 2017-03-29 2018-11-01 株式会社コロナ 太陽光発電装置連携貯湯式給湯システム
JP2020171132A (ja) * 2019-04-03 2020-10-15 株式会社Ihi 電力管理システム
JP2020171129A (ja) * 2019-04-03 2020-10-15 株式会社Ihi 電力管理システム
JP2020171130A (ja) * 2019-04-03 2020-10-15 株式会社Ihi 電力管理システム
JP2022020005A (ja) * 2019-04-03 2022-01-27 株式会社Ihi 電力管理システム
JP7044091B2 (ja) 2019-04-03 2022-03-30 株式会社Ihi 電力管理システム
JP7044090B2 (ja) 2019-04-03 2022-03-30 株式会社Ihi 電力管理システム
JP2020171131A (ja) * 2019-04-03 2020-10-15 株式会社Ihi 電力管理システム
JP7259923B2 (ja) 2019-04-03 2023-04-18 株式会社Ihi 電力管理システム
WO2020203993A1 (ja) * 2019-04-03 2020-10-08 株式会社Ihi 電力管理システム
US11990759B2 (en) 2019-04-03 2024-05-21 Ihi Corporation Power management system
JP2019219166A (ja) * 2019-10-02 2019-12-26 三菱電機株式会社 給湯システム、給湯機及び給湯機の制御方法
US11837870B2 (en) 2020-08-24 2023-12-05 Ihi Corporation Power management system, power management method, and power management program

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2012090365A1 (ja) 2014-06-05
EP2660942B1 (en) 2019-03-13
EP2660942A4 (en) 2014-12-10
JP5025835B2 (ja) 2012-09-12
EP2660942A1 (en) 2013-11-06
US9261284B2 (en) 2016-02-16
US20120235478A1 (en) 2012-09-20
CN102687364A (zh) 2012-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5025835B2 (ja) 運転計画方法、及びヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法
JP5025834B2 (ja) 運転計画方法、運転計画装置、ヒートポンプ式給湯システムの運転方法、及びヒートポンプ式給湯暖房システムの運転方法
TWI441407B (zh) 用以分配電能之方法及裝置以及電腦可讀取媒體
US9557068B2 (en) Heat pump hot-water supply system
US9494373B2 (en) Heat pump operation method and heat pump system
JP5942196B2 (ja) ヒートポンプの運転方法及びヒートポンプシステム
US20120046798A1 (en) Systems and Methods for Power Demand Management
CN110603703B (zh) 用于能量系统的能量管理方法和能量系统
US20090188486A1 (en) PV water heater with adaptive control
GR20190100088A (el) Μεθοδος για βελτιωμενη διαχειριση της ενεργειας ενος σχεδον ενεργειακα αυτοδυναμου κτιριου
EP2573474B1 (en) Heat management algorithm for optimized CHP operation
WO2017090180A1 (ja) 給湯機制御システムおよび貯湯式電気給湯機
WO2021001060A1 (en) Demand response of loads having thermal reserves
JP2012115003A (ja) 制御装置及び制御方法
JP2015078797A (ja) エネルギ融通マネジメントシステム、エネルギ融通マネジメント方法及びエネルギ融通マネジメントプログラム
WO2011036524A1 (ja) ヒートポンプ給湯システム
JP6899682B2 (ja) 給湯システム
Zhao et al. Residential demand response with power adjustable and unadjustable appliances in smart grid
JP7378251B2 (ja) 制御装置、エネルギー管理システム、エネルギー管理方法及びプログラム
JP7182431B2 (ja) 給湯システム
JP7165613B2 (ja) エネルギー管理制御装置
US10727691B2 (en) Methods and systems for adaptive load control
Badea et al. Functional Design of the mCCHP-RES System
Ditter et al. Smarteco: an integrated solution from load balancing between the grid and consumers to local energy efficiency
JP2021143780A (ja) 貯湯式給湯システム

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180005040.X

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012507527

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13511290

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011847893

Country of ref document: EP

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

Ref document number: 11847893

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE