(57)【要約】【課題】  過去の給湯負荷（負荷パターン、負荷量）を再現させて給湯システムの評価を行うことができる給湯評価システムを提供すること。【解決手段】  過去の給湯負荷を再現させて給湯装置１１を含む給湯システムの評価を行う給湯評価システム。この給湯評価システムのコントローラ１２２は、設定単位時間帯における給湯流量に基づいてこの設定単位時間帯の平均給湯流量を演算し、演算された平均給湯流量と給湯しきい値とを比較し、平均給湯流量が給湯しきい値より小さいときに部分的給湯と判定し、部分的給湯の判定のときには、給湯しきい値を平均給湯流量とする給湯時間に変更する。部分的給湯と判定された給湯負荷を再現する場合、このコントローラ１２２は、給湯しきい値の平均給湯流量でもって変更給湯時間にわたって給湯システムを再現運転する。【選択図】  図１
2010007941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過去の給湯負荷を再現させて給湯装置を含む給湯システムの評価を行う給湯評価システムであって、
前記給湯システムを過去の給湯負荷に基づいて再現運転するためのコントローラを備え、前記コントローラは、設定単位時間帯における給湯流量に基づいてこの設定単位時間帯の平均給湯流量を演算する平均給湯流量演算手段と、前記平均給湯演算手段により演算された前記平均給湯流量と給湯しきい値とを比較し、前記平均給湯流量が前記給湯しきい値より小さいときに部分的給湯と判定する部分的給湯判定手段と、前記部分的給湯判定手段の前記部分的給湯の判定に基づいて、給湯しきい値を平均給湯流量とする給湯時間に変更する変更給湯時間演算手段と、を含んでおり、
前記部分的給湯と判定された給湯負荷を再現する場合、前記コントローラは、前記給湯しきい値の平均給湯流量でもって前記変更給湯時間にわたって前記給湯システムを再現運転することを特徴とする給湯評価システム。
【請求項２】
前記コントローラは、更に、給湯負荷を後送りする給湯後送り手段を含んでおり、部分的給湯と判定された給湯負荷を再現する場合、再現する単位時間帯に続く後の単位時間帯に給湯負荷が存在するときには、前記給湯後送り手段は、前記給湯しきい値の平均流量でもって給湯する変更給湯時間を前記後の単位時間帯に連続するように後送りすることを特徴とする請求項１に記載の給湯評価システム。
【請求項３】
前記コントローラは、更に、給湯熱量をバッファするための熱量バッファと、単位時間の給湯熱量を加算するバッファ熱量演算手段と、給湯負荷を再現する際の給湯熱量を演算する再現給湯熱量演算手段と、前記熱量バッファの残りバッファ給湯熱量を演算するための残りバッファ熱量演算手段と、を含み、前記バッファ熱量演算手段は、再現給湯開始時及び単位時間帯開始時にそれらの単位時間帯の給湯熱量を前記熱量バッファに加算し、前記残りバッファ熱量演算手段による残りバッファ給湯熱量がゼロになると再現給湯運転が終了することを特徴とする請求項２に記載の給湯評価システム。
【請求項４】
特定の単位時間帯において前記残りバッファ熱量演算手段による残りバッファ給湯熱量がゼロになった場合において、前記特定の単位時間に続く次の単位時間帯に給湯負荷が存在するときには、前記バッファ熱量演算手段は、前記残りバッファ給湯熱量がゼロになった時点で次の単位時間帯の給湯熱量を前記熱量バッファに加算して再現給湯運転が継続されることを特徴とする請求項３に記載の給湯評価システム。
【請求項５】
過去の給湯負荷を再現させて給湯装置を含む給湯システムの評価を行う給湯評価システムであって、
前記給湯システムを過去の給湯負荷に基づいて再現運転するためのコントローラを備え、前記コントローラは、所定時間先までの追焚き給湯負荷データを抽出する追焚きデータ抽出手段と、前記所定時間先までの風呂張り給湯負荷データを抽出する風呂張りデータ抽出手段と、浴槽に関する給湯負荷が追焚きか風呂張りかを判定する追焚き・風呂張り判定手段と、を含んでおり、
前記追焚き・風呂張り判定手段は、前記所定時間先までの所定時間範囲において前記風呂張りデータ抽出手段による風呂張り給湯負荷データが最初に出現し、且つ前記風呂張り給湯負荷データが風呂張り設定時間以上継続して出現したときに風呂張りと判定することを特徴とする給湯評価システム。
【請求項６】
前記追焚き・風呂張り判定手段が風呂張りと判定すると、この風呂張り判定結果に基づいて、前記コントローラは浴槽の排水弁を開放して浴槽内の水を排水することを特徴とする請求項５に記載の給湯評価システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水を供給する給湯装置を含む給湯システムの評価を行う給湯評価システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給湯装置を含む給湯システムにおいては、過去の給湯負荷に基づいて当日の予測給湯負荷データを作成し、この作成した予測給湯負荷データに基づいて給湯システムを運転制御している（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような給湯システムでは、信頼性、省エネ性などの評価を行うために評価試験が行われ、この評価試験結果を利用して給湯システムの運転制御方法に改良が施されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４８８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の評価試験では、過去の給湯負荷データを参考に給湯システムを運転して評価を行うが、その評価のための手間、時間が大変であり、また給湯装置などの機器の省エネ性の向上などの評価を定量的に評価することが難しいという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、過去の給湯負荷（負荷パターン、負荷量）を再現させて給湯システムの評価を簡単に且つ正確に行うことができる給湯評価システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の給湯評価システムは、過去の給湯負荷を再現させて給湯装置を含む給湯システムの評価を行う給湯評価システムであって、
前記給湯システムを過去の給湯負荷に基づいて再現運転するためのコントローラを備え、前記コントローラは、設定単位時間帯における給湯流量に基づいてこの設定単位時間帯の平均給湯流量を演算する平均給湯流量演算手段と、前記平均給湯演算手段により演算された前記平均給湯流量と給湯しきい値とを比較し、前記平均給湯流量が前記給湯しきい値より小さいときに部分的給湯と判定する部分的給湯判定手段と、前記部分的給湯判定手段の前記部分的給湯の判定に基づいて、給湯しきい値を平均給湯流量とする給湯時間に変更する変更給湯時間演算手段と、を含んでおり、
前記部分的給湯と判定された給湯負荷を再現する場合、前記コントローラは、前記給湯しきい値の平均給湯流量でもって前記変更給湯時間にわたって前記給湯システムを再現運転することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の給湯評価システムでは、前記コントローラは、更に、給湯負荷を後送りする給湯後送り手段を含んでおり、部分的給湯と判定された給湯負荷を再現する場合、再現する単位時間帯に続く後の単位時間帯に給湯負荷が存在するときには、前記給湯後送り手段は、前記給湯しきい値の平均流量でもって給湯する変更給湯時間を前記後の単位時間帯に連続するように後送りすることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載の給湯評価システムでは、前記コントローラは、更に、給湯熱量をバッファするための熱量バッファと、単位時間の給湯熱量を加算するバッファ熱量演算手段と、給湯負荷を再現する際の給湯熱量を演算する再現給湯熱量演算手段と、前記熱量バッファの残りバッファ給湯熱量を演算するための残りバッファ熱量演算手段と、を含み、前記バッファ熱量演算手段は、再現給湯開始時及び単位時間帯開始時にそれらの単位時間帯の給湯熱量を前記熱量バッファに加算し、前記残りバッファ熱量演算手段による残りバッファ給湯熱量がゼロになると再現給湯運転が終了することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載の給湯評価システムでは、特定の単位時間帯において前記残りバッファ熱量演算手段による残りバッファ給湯熱量がゼロになった場合において、前記特定の単位時間に続く次の単位時間帯に給湯負荷が存在するときには、前記バッファ熱量演算手段は、前記残りバッファ給湯熱量がゼロになった時点で次の単位時間帯の給湯熱量を前記熱量バッファに加算して再現給湯運転が継続されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５に記載の給湯評価システムは、過去の給湯負荷を再現させて給湯装置を含む給湯システムの評価を行う給湯評価システムであって、
前記給湯システムを過去の給湯負荷に基づいて再現運転するためのコントローラを備え、前記コントローラは、所定時間先までの追焚き給湯負荷データを抽出する追焚きデータ抽出手段と、前記所定時間先までの風呂張り給湯負荷データを抽出する風呂張りデータ抽出手段と、浴槽に関する給湯負荷が追焚きか風呂張りかを判定する追焚き・風呂張り判定手段と、を含んでおり、
前記追焚き・風呂張り判定手段は、前記所定時間先までの所定時間範囲において前記風呂張りデータ抽出手段による風呂張り給湯負荷データが最初に出現し、且つ前記風呂張り給湯負荷データが風呂張り設定時間以上継続して出現したときに風呂張りと判定することを特徴とする。
【００１２】
更に、本発明の請求項６に記載の給湯評価システムでは、前記追焚き・風呂張り判定手段が風呂張りと判定すると、この風呂張り判定結果に基づいて、前記コントローラは浴槽の排水弁を開放して浴槽内の水を排水することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１に記載の給湯評価システムによれば、例えば、給湯システムの給湯負荷データなどの各種データをデータ取得時間間隔として例えば１秒毎に取得し、このように取得した各種データをデータ再現時間間隔として例えば１分毎に再現運転する場合、データ再現時間間隔に対応する設定単位時間帯に平均化したデータ（給湯負荷データなど）に変換して再現運転するようになる。このようなことから、給湯流量に関して、平均給湯流量演算手段は、設定単位時間帯における給湯流量に基づいてこの設定単位時間帯の平均給湯流量を演算し、部分的給湯判定手段は、この平均給湯流量と給湯しきい値とを比較し、平均給湯流量が給湯しきい値より小さいときに部分的給湯と判定し、変更給湯時間演算手段は、この部分的給湯の判定に基づいて、給湯しきい値を平均給湯流量とする給湯時間に変更するので、再現運転のときに給湯装置が動作しないなどの不都合が発生することがなく、過去の給湯負荷データをできる限り忠実に再現して運転することができる。一般的に、給湯装置においては、給湯動作が確実に行われるように最低作動流量が設定され、この最低作動流量より少ない流量では給湯装置が作動しないように構成されており、このようなことから、この最低作動流量以上の流量値を給湯しきい値として設定し、再現運転のときには、この給湯しきい値の給湯流量で動作させ、このように再現運転することによって、過去の給湯負荷データにできる限り忠実に再現運転することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項２に記載の給湯評価システムによれば、部分的給湯と判定された給湯負荷を再現する場合、再現する単位時間帯に続く後の単位時間帯に給湯負荷が存在するときには、給湯後送り手段は、給湯しきい値による給湯の変更給湯時間を後の単位時間帯に連続するように後送りするので、この単位時間帯と後の単位時間帯の給湯が連続した一連の給湯動作として再現運転され、再現運転のときの給湯装置の作動、作動停止が繰り返されることを防止することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項３に記載の給湯評価システムによれば、給湯動作の再現運転のときには、熱量バッファという概念を用い、バッファ熱量演算手段は単位時間の給湯熱量を加算し、再現給湯熱量演算手段は給湯負荷を再現する際の給湯熱量を演算し、残りバッファ熱量演算手段は熱量バッファの残りバッファ給湯熱量を演算し、このバッファ熱量演算手段は再現給湯開始時及び単位時間帯開始時にそれらの単位時間帯の給湯熱量を熱量バッファに加算し、残りバッファ熱量演算手段による残りバッファ給湯熱量がゼロ（零）になると再現給湯運転が終了するので、給湯熱量に着目して一連の給湯動作をより忠実に再現して運転することができる。
【００１６】
また、本発明の請求項４に記載の給湯評価システムによれば、特定の単位時間帯において残りバッファ熱量演算手段による残りバッファ給湯熱量がゼロになった場合において、特定の単位時間に続く次の単位時間帯に給湯負荷が存在するときには、バッファ熱量演算手段は、残りバッファ給湯熱量がゼロになった時点で次の単位時間帯の給湯熱量を熱量バッファに加算するので、特定の単位時間帯及び次の単位時間帯における給湯負荷を一連の給湯動作として再現運転し、給湯装置の作動、作動停止の繰り返し発生を回避しながら、過去の給湯負荷をできる限り忠実に再現運転することができる。
【００１７】
また、本発明の請求項５に記載の給湯評価システムによれば、追焚き・風呂張り判定手段は、再現運転するときに所定時間（例えば、６０分）先までの所定時間範囲において風呂張りデータ抽出手段による風呂張り給湯負荷データが最初に出現し、この風呂張り給湯負荷データが風呂張り設定時間以上継続して出現したときに風呂張りと判定するので、再現運転を行う際には、少なくとも風呂張り設定時間（例えば、５分）以上継続して風呂張り動作が行われ、これによって、後に追い炊き動作が行われても浴槽が空焚きされることがなく、浴槽の空焚きの発生を回避しながら再現運転を行うことができる。
【００１８】
また、本発明の請求項６に記載の給湯評価システムでは、追焚き・風呂張り判定手段が風呂張りと判定すると、コントローラは浴槽の排水弁を開放して浴槽内の水を排水するので、風呂張り動作の再現運転の前に浴槽の水が空になり、所望の風呂張り再現運転を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う給湯評価システムの一実施形態について説明する。図１は、給湯評価システムの一実施形態を簡略的に示すシステム図であり、図２は、図１の給湯評価システムを再現運転する際に必要なデータなどを示す図であり、図３は、図１の給湯評価システムの制御系の一部を示すブロック図であり、図４は、図３の制御系による部分的給湯を説明するための図であり、図５は、図３の制御系による部分的給湯の流れを説明するフローチャートであり、図６は、図３の制御系により再現運転される給湯負荷のデータの一部を示す図であり、図７は、図３の制御系による再現給湯運転における給湯熱量の変化を示す図であり、図８は、図３の制御系による再現給湯運転の流れを示すフローチャートであり、図９は、図１の給湯評価システムの制御系の他の一部を示すブロック図であり、図１０は、図９の制御系により再現運転される給湯負荷データの一部を示す図であり、図１１は、図９の制御系による風呂張り判定の流れを示すフローチャートである。
【００２０】
図１において、この給湯評価システムは、過去の給湯を再現するための評価システムであり、この実施形態では、家庭用コージェネレーションシステムの評価を行うための評価システムに給湯評価システムが組み込まれている。この家庭用コージェネレーション評価システムは、家庭において消費された各種負荷、即ち電力負荷、給湯負荷（通常の給湯負荷、浴槽への給湯負荷）、暖房負荷を再現するためのものであり、従って、家庭用コージェネレーションシステムと同様の構成を備えているとともに、家庭で用いられた各種家庭用機器、家庭用装置が家庭用コージェネレーションシステムに接続されている。尚、暖房負荷は、温水の熱を消費するので、給湯負荷の一部と考えられ、広い概念で給湯負荷に含めることができるが、後の説明を理解し易いものにするために、給湯負荷に含めず、暖房負荷として説明する。
【００２１】
この家庭用コージェネレーションシステムの評価システムは、ガスエンジン２によって発電機４が駆動され、この発電機４によって発電された電力がインバータ６を介して住宅分電盤８に送給され、この住宅分電盤８から電力負荷１０（交流負荷装置）に送られ、この交流負荷装置１０によって消費され、電力が不足するときには、外部からの電力（商用電力）が住宅分電盤８を通して電力負荷１０に送給される。
【００２２】
また、このコージェネレーションシステムの評価システムは、温水を供給するための給湯装置１１を備え、この給湯装置１１は温水を貯める貯湯タンク１２を有し、この貯湯タンク１２にガスエンジン２からの排熱が温水として貯えられるように構成されている。ガスエンジン２から冷却水が冷却水流路１４及び熱交換器１６を通して循環され、また貯湯タンク１２の温水が循環流路１８及び熱交換器１６を通して循環され、熱交換器１６にて冷却水流路１４の冷却水と循環流路１８の水との間で熱交換され、この熱交換によって加温された温水が貯湯タンク１２に貯えられる。この循環流路１８には余剰電力ヒータ１７が配設され、発電機４にて発電された余剰電力は、この余剰電力ヒータ１７に送給されて循環流路１８を流れる温水を加熱するのに消費されるように構成されている。また、循環流路１８にはボイラ手段２０が設けられ、熱交換による熱量では熱負荷（給湯負荷、暖房負荷）をまかなうことができないとき、このボイラ手段２０が作動される。
【００２３】
この貯湯タンク１２には給水流路２２が接続され、この給水流路２２の一方側は水道管２４に接続され、その他方側は冷水供給管２６に接続され、水道管２４からの水道水と冷水供給源２８から冷水供給管２６を流れる冷水とが混合弁３０により混合されて温度調整され、このように温度調整された水が給水流路２２を通して貯湯タンク１２に補給される。
【００２４】
この家庭用コージェネレーションシステムの評価システムにおいて温水を消費する給湯負荷として、温水供給の通常の給湯負荷と浴槽への給湯負荷とがあり、温水供給負荷として貯湯タンク１２に第１給湯流路３２が接続され、この第１給湯流路３２に給湯排水弁３４が設けられ、貯湯タンク１２内の温水が第１給湯流路３２及び給湯排水弁３４を通して外部に排水される。また、浴槽への給湯負荷として貯湯タンク１２に第２給湯流路３６が接続され、貯湯タンク１２からの温水が第２給湯流路３６を通して浴槽３８に供給されて風呂張りが行われる。また、浴槽への給湯負荷として第２給湯流路３６が利用されるとともに、戻り流路４０が接続され、浴槽３８内の水（又は温水）が戻し流路４０を通して流れることによって貯湯タンク１２の温水を利用して加温され、加温された温水が第２給湯流路３６を通して浴槽３８に送給され、このようにして追焚きが行われる。浴槽３８には排水管４２が接続され、この排水管４２に排水弁４４が配設され、浴槽３８内の水（温水）が排水管４２及び排水弁４４を通して外部に排水される。
【００２５】
また、温水を消費する暖房負荷として２種類の暖房負荷、即ち第１及び第２暖房負荷４６，４８が用いられ、第１暖房負荷４６（熱交換器）が第１循環流路５０を介して貯湯タンク１２に接続され、この第１循環流路５０に第１開閉弁５２が配設され、貯湯タンク１２の温水が第１循環流路５０及び第１開閉弁５２を通して循環される。この第１暖房負荷４６は、第１冷水流路５４を流れる冷水との間で熱交換することによって熱を消費する。この第１暖房負荷４６は、例えば６０℃の温水を利用して床暖房を行う床暖房装置に相当する熱を消費するように構成される。また、第２暖房負荷４８（熱交換器）が第２循環流路５６を介して貯湯タンク１２に接続され、この第２循環流路５６に第２開閉弁５８が配設され、貯湯タンク１２の温水が第２循環流路５６及び第２開閉弁５８を通して循環される。この第２暖房負荷４８は、第２冷水流路６０を流れる冷水との間で熱交換することによって熱を消費する。この第２暖房負荷４８は、例えば８０℃の温水を利用して床暖房を行う床暖房装置に相当する熱を消費するように構成される。尚、第１及び第２冷水流路５４，６０には開閉弁６２，６４が配設される。
【００２６】
上述した評価システムでは、過去の負荷の再現を容易とするために、電力負荷として交流負荷装置を用い、また暖房負荷として冷水を利用した熱交換器を用いているが、暖房負荷として床暖房装置を用いるようにしてもよい。また、暖房負荷として浴室暖房機、浴室乾燥暖房機などを追加して装備するようにしてもよい。
【００２７】
このコージェネレーションシステムの評価システムは、家庭において運転されたコージェネレーションシステムの運転状況を再現して省エネ性の向上、給湯効率の向上などを評価するものであり、過去のコージェネレーションシステムの運転状況を再現するために、コージェネレーションを運転したときに図２に示す通りの各種モニターデータが取得される。そして、この取得した各種モニターデータを再現するために、この評価システムでは、次の通りの計測機器、計測センサなどが設けられる。ガスエンジン２に接続される第１ガス流路６６に、ガスエンジン２に供給される燃料ガスの流量（ＧＥガス量）を計測する第１ガス流量計６８が設けられ、またボイラ手段２０に接続される第２ガス流路７０に、ボイラ手段２０に供給される燃料ガスの流量（ＢＵガス量）を計測する第２ガス流量計７２が設けられる。また、コージェネレーションシステムに関連して、循環流路１４に、この循環流路１４を流れる流れる温水の流量（冷却水流量）を計測するための第１水流量計７４が設けられ、また循環流路１４の往き流路部に、ガスエンジン２から熱交換器１６に流れる温水の温度（冷却水Ｈｉ温度）を検知する第１温度センサ７６が配設され、循環流路１４の戻り流路部に、熱交換器１６からエンジン２に戻る温水の温度（冷却水Ｌｏｗ温度）を検知する第２温度センサ７８が設けられる。また、図示していないが、発電機４の発電電力（ＧＥ発電量）を計測する第１電力計、発電機４からインバータ６を介して住宅分電盤８に送給される電力（ＧＥ発電出力）を計測する第２電力計、及び余剰電力ヒータ１７に送給される電力（ヒータ電力）を計測する第３電力計が設けられる。
【００２８】
商用電源側には第４電力計８０が設けられ、この第４電力計８０は買電電力（買電量）を計測し、また電力負荷１０側には第５電力計８２が設けられ、この第５電力計８２は電力負荷１０に送給される電力（換言すると、電力負荷１０にて消費される電力負荷）を計測する。
【００２９】
また、給湯タンク１２内には、タンク容量の２０％、４０％、６０％、８０％及び１００％の温水（又は水）の温度（タンク２０％温度、タンク４０％温度、タンク６０％温度、タンク８０％温度、タンク１００％温度）を検知する第３〜第８温度センサ８４，８６，８８，９０，９２が設けられている。また、外気温を検知する第９温度センサ（図示せず）が設けられる。
【００３０】
浴槽３８に関連して、第２給湯流路３６に第２水流量計９４及び第１０温度センサ９６が設けられ、また戻り流路４０に第１１温度センサ９８が設けられる。第２水流量計９４は第２給湯流路３６を流れる温水の流量（風呂流量）を計測し、第１０温度センサ９６は第２給湯流路３６を流れる温水の温度（風呂往き温度）を検知し、また第１１温度センサ９８は戻り流路４０を流れる水（温水）の温度（風呂戻り温度）を検知する。
【００３１】
第１暖房負荷４６（熱交換器）に関連して、第１循環流路５０の往き流路部に第１２温度センサ１００が設けられ、その戻り流路部に第１３温度センサ１０２及び第３水流量計１０４が設けられている。第１２温度センサ１００は第１暖房負荷４６に送給される温水の温度（暖房往き温度）を検知し、第１３温度センサ１０２は貯湯タンク１２に戻る温水の温度（暖房戻り温度）を検知し、また第３水流量計１０４は第１循環流路５０を流れる温水の流量（暖房流量）を計測する。
【００３２】
第１暖房負荷４８（熱交換器）に関連して、第２循環流路５６の往き流路部に第１４温度センサ１０６が設けられ、その戻り流路部に第１５温度センサ１０８及び第４水流量計１１０が設けられている。第１４温度センサ１０６は第２暖房負荷４８に送給される温水の温度（暖房往き温度）を検知し、第１５温度センサ１０８は貯湯タンク１２に戻る温水の温度（暖房戻り温度）を検知し、また第４水流量計１１０は第２循環流路５６を流れる温水の流量（暖房流量）を計測する。
【００３３】
給湯流路３２には、第１６温度センサ１１２及び第５水流量計１１４が設けられる。第１６温度センサ１１２は給湯流路３２を流れる温水の温度（給湯温度）を検知し、第５水流量計１１４は給湯流路３２を流れる温水の流量（給湯流量）を計測する。
【００３４】
また、給水流路２２には、第１７温度センサ１１６及び第６水流量計１１８が設けられる。第１７温度センサ１１６は給水流路２２を流れる水の温度（給水温度）を検知し、第６水流量計１１８は給水流路２２を流れる水の流量（給水流量）を計測する。
【００３５】
このコージェネレーションシステムの評価システムでは、上述した各種データは単位時間毎、例えば１秒毎に取得され、単位時間毎に取得したデータに基づいて再現運転するときには、単位時間よりも時間的に長い単位時間帯、例えば１分毎の再現データに変換されて再現運転される。この再現運転の際には、単位時間帯の範囲における単位時間毎の取得データをこの範囲の単位時間帯の平均化したデータに変換されて再現運転される。そして、各種測機器（第１〜第６水流量計、第１〜第５電力計など）、各種計測センサ（第１〜第１７温度センサなど）の計測値及び検知値が再現されるようにこの評価システムを運転したときにおける第１及び第２ガス流量計６８，７２の流量、即ちガスエンジン２及びボイラ手段２０における燃料ガスの使用量を調べることによって、過去の負荷状態における各種機器の省エネ性向上、給湯効率の向上を評価するものである。尚、取得データのうち冷却水熱量、貯湯タンク熱量、給湯負荷、風呂張り熱量、追焚き熱量などは、上述した各種取得データを利用して演算して算出することができる。
【００３６】
この評価システムを用いて再現運転するときには、単位時間（例えば、１秒）毎の取得データをそれよりも長い単位時間帯（例えば、１分）の再現データに変換して、上述した評価システムを再現するので、次の通りの改善が施されている。
【００３７】
一般的に、給湯タンク１２を含む給湯システムでは、給湯動作が確実に行われるように最低作動流量（最低作動流量として例えば２Ｌ／分）が設定され、この最低作動流量よりも少ない流量では作動しないように構成されている。このようなことから、再現運転では最低作動流量以上の値で給湯する給湯しきい値を設定し、この給湯しきい値で給湯するように構成されている。
【００３８】
図３〜図５を参照して、この評価システムは、システム全体を制御するためのコントローラ１２２を備え、コントローラ１２２の機能の一部である図３に示す構成によって、この給湯制御が行われる。更に説明すると、コントローラ１２２は、給湯排水弁３４などを作動制御するための作動制御手段１２４、平均給湯流量演算手段１２６、部分的給湯判定手段１２８、変更給湯時間演算手段１３０、給湯後送り手段１４０及びメモリ手段１４２を有し、このメモリ手段１４２に、過去の運転において取得した各種運転データである運転環境データ（換言すると、再現運転するための運転データ）、及び再現運転のときの最低作動流量となる給湯しきい値が登録されている。平均給湯流量演算手段１２６は、単位時間帯における給湯流量を、その単位時間帯の平均給湯流量を演算し、図４の左に示すように、例えば６Ｌ／分の割合で４５秒間にわたって給湯したときには、
平均給湯流量＝６Ｘ（３／４）＝４．５（Ｌ／分）
となり、この単位時間帯における給湯流量を４．５Ｌ／分と演算する。また、例えば、図４の中央に示すように、例えば２Ｌ／分の割合で３０秒間にわたって給湯したときには、平均給湯流量演算手段１２６は、上述したように演算して、平均給湯流量＝１Ｌ／分と演算する。
【００３９】
部分的給湯判定手段１２８は、平均給湯演算手段１２６により演算された平均給湯流量と給湯しきい値とを比較し、平均給湯流量が給湯しきい値以上のときには、その平均給湯流量で給湯する通常給湯と判定し、平均給湯流量が給湯しきい値よりも小さいときには部分的給湯と判定する。例えば、平均給湯流量が４．５Ｌ／分であるときには、給湯しきい値３Ｌ／分以上であるので通常給湯と判定し、再現運転するときには、コントローラ１２２はこの単位時間帯においては４．５Ｌ／分の割合で１分間にわたって給湯するように評価システムを運転制御し、例えば、平均給湯流量が１Ｌ／分のであるときには、給湯しきい値よりも小さいので部分的給湯と判定し、再現運転のときの給湯流量は給湯しきい値に設定される。
【００４０】
この部分的給湯判定のときには、変更給湯時間演算手段１３０は、次のようにして給湯時間を演算する。変更給湯時間演算手段１３０は、
変更給湯時間＝１／３＝０．３３分（２０秒）
と演算し、再現運転のときには、給湯しきい値（３Ｌ／分）の割合で１／３分間（２０秒間）にわって給湯するように評価システムを運転制御し、このように給湯流量を給湯しきい値に、また給湯時間を給湯しきい値で給湯したときの給湯時間に変更することによって、過去の運転状況をできる限り忠実に再現しながら評価システムを運転制御することができる。
【００４１】
そして、このような部分的給湯の場合、給湯後送り手段１４０は、図７に破線で示すように、この部分的給湯、即ち部分的給湯負荷をその単位時間帯の後ろに、即ちその後の単位時間帯に続くように後送りする。例えば、図４において中央の給湯負荷（３時２８分〜３時２９分の間の給湯負荷）の場合、変更給湯時間が２０秒であるので、給湯後送り手段１４０は再現運転場合に給湯しきい値による給湯負荷を後送りし、３時２８分４０秒から３時２９分までの２０秒間にわたって給湯しきい値（３Ｌ／分の割合）でもって給湯する。このよう変更給湯時間を次の単位時間帯に続くように後送りすることによって、図４の右側において示すように、後に給湯負荷がある場合に単位時間帯（３時３０分〜３時３１分）の給湯負荷とそれに続く単位時間帯（３時３１分〜３時３２分）の給湯負荷とが連続して給湯されるようになり、これによって、給湯システムの作動、作動停止が短時間で繰り返されることが回避され、過去の運転状況により沿った再現運転を行うことができる。
【００４２】
図４の右側に示すように、単位時間帯及びこの単位時間帯に続く次の単位時間帯に給湯負荷がある場合、単位時間帯の変更給湯時間を上述したように次の時間帯に続くように後送りするのが望ましいが、次の単位時間帯に給湯負荷がない場合には、この変更給湯時間を後送りをしてもよいが、この単位時間帯の前側に先送りをするようにしてもよい。
【００４３】
評価システムを再現運転する場合、給湯制御における給湯の開始は、図５に示すフローチャートの流れに沿って行われる。主として図３及び図５を参照して、上述した評価システムによる再現運転を行うために、コントローラ１２２のメモリ手段１４２には家庭用コージェネレーションシステムの過去の各種運転データ、即ち運転環境データが登録されており、この運転環境データに基づいて再現運転の給湯制御を行うには、まず、メモリ手段１４２に登録された運転環境データの読出しが行われ（ステップＳ１）、読み出された運転環境データの一部、給湯流量に関するデータを用いて給湯制御が次のように行われる。
【００４４】
給湯制御においては、例えば単位時間（例えば、１秒）毎の取得運転データを単位時間帯（例えば、１分間）毎の再現運転データに変更するために、単位時間帯毎の給湯流量の演算が行われる（ステップＳ２）。平均給湯流量演算手段１２６は、単位時間帯毎の給湯流量を演算して平均し、単位時間帯にわたって平均給湯流量で給湯する運転データに変更する。
【００４５】
そして、この平均給湯流量と給湯しきい値（メモリ手段１４２に登録されている）との比較が行われ（ステップＳ３）、平均給湯流量が給湯しきい値以上であるときには、ステップＳ５に進む。部分的給湯判定手段１２８は、平均給湯流量と給湯しきい値とを対比し、平均給湯流量が給湯しきい値以上のときには給湯システムを安定的に作動することができるとして通常給湯と判定し、再現運転における単位時間帯にわたる給湯流量としてこの平均給湯流量を設定し、再現運転においてはこの平均給湯流量でもって単位時間帯にわたって給湯される。
【００４６】
一方、平均給湯流量が給湯しきい値より小さいときには、ステップＳ６に移り、部分的給湯判定手段１２８は、再現運転の際に給湯システムを安定的に作動することができないとして部分的給湯と判定し、この部分的判定に基づいて、給湯しきい値を再現運転における給湯流量として設定し、変更給湯時間演算手段１３０は、給湯しきい値を給湯流量としたときの給湯時間を上述したように演算し（ステップＳ７）、このように演算された給湯時間が変更給湯時間として設定され、給湯後送り手段１４０は、この変更された給湯時間を次の単位時間帯に続くように後側に後送りする。例えば、図４において中央の給湯負荷（３時２８分〜３時２９分の間の時間帯の給湯負荷）の場合、上述したように演算された２０秒の変更給湯時間が後側に後送りされるので、３時２８分４０秒から再現運転における給湯が２０秒間にわたって給湯される。
【００４７】
また、一般的な給湯動作においては、給湯が例えば５分間にわたって行われている場合、５分間の継続給湯動作として再現運転することが実際の稼働運転に即しており、またこのように再現運転することによって給湯システムの作動、作動停止が多数回繰り返されることが回避され、更には所定の熱量を消費しないままに次の熱量消費に移行することが回避される。このようなことから、給湯負荷の終了については、給湯熱量を貯える熱量バッファという概念を用い、この熱量バッファがゼロ（零）になったときに再現運転における給湯が終了するように構成されている。
【００４８】
再び、図３参照して、このコントローラ１２２は、熱量バッファの概念を用いて給湯負荷を再現運転するために、バッファ熱量演算手段１５２、再現給湯熱量演算手段１５４及び残りバッファ熱量演算手段１５６を有するとともに、メモリ手段１４２は熱量バッファ１５８を含んでいる。バッファ熱量演算手段１５２は、メモリ手段１４２の熱量バッファ１５８に貯えられるバッファ給湯熱量を演算し、再現運転時の給湯制御開始時に、その単位時間帯の給湯負荷（給湯熱量）を熱量バッファ１５８に加算し、また単位時間帯の初めに、その単位時間帯の給湯負荷を熱量バッファ１５８に加算し、更に、熱量バッファ１５８のバッファ給湯熱量がゼロになったときにおいて次の単位時間帯に給湯負荷があるときに、次の単位時間帯の給湯負荷を熱量バッファ１５８に加算する。
【００４９】
また、再現給湯熱量演算手段１５４は、再現運転時の再現給湯熱量を演算する。この再現給湯熱量は、
再現給湯熱量＝〔（給湯温度）−（給水温度）〕×（給湯流量）
と演算される。また、残りバッファ熱量演算手段１５６は、熱量バッファ１５８に残る残りバッファ給湯熱量を演算する。この残りバッファ給湯熱量は、
残りバッファ給湯熱量＝（熱量バッファのバッファ給湯熱量）−（再現給湯熱量）
と演算され、この残りバッファ給湯熱量が、再現運転するときの残りの給湯負荷となる。
【００５０】
評価システムを再現運転する場合、給湯制御における給湯終了は、図８に示すフローチャートの流れに沿って行われる。図３とともに図６〜図８を参照して、上述した評価システムによる再現運転を行うために、コントローラ１２２のメモリ手段１４２には運転環境データが登録されており、この運転環境データの一部は、図６に示す通りであり、各単位時間帯の給湯流量、給湯負荷（給湯熱量）、給水温度、給湯温度などの再現運転データを含んでいる。
【００５１】
再現運転の給湯制御において給湯動作が開始されると、ステップＳ１１からステップＳ１２に進み、メモリ手段１４２の熱量バッファ１５８に給湯熱量が加算される。即ち、図７において７時３４分３２秒になると、再現運転において給湯が開始され、バッファ熱量演算手段１５２は、運転環境データにおけるこの単位時間帯（７時３４分〜７時３５分の時間帯）の給湯負荷（給湯熱量）を演算してその給湯熱量を熱量バッファ１５８に登録する。
【００５２】
そして、この評価システムの再現運転が開始されると、給湯熱量演算手段１５４は、再現運転の給湯動作による給湯熱量を上述したようにして演算し（ステップＳ１３）、残りバッファ熱量演算手段１５６は、熱量バッファ１５８のバッファ給湯熱量から再現運転に伴う給湯熱量を減算し（ステップＳ１４）、このようにして再現運転する際の残り給湯熱量、即ち残りのバッファ給湯熱量を算出する。
【００５３】
このようにして残りのバッファ給湯熱量が演算されると、熱量バッファ１５８のバッファ給湯熱量がゼロか否かが判断され（ステップＳ１５）、所定の単位時間帯が経過したか否かが判断され（ステップＳ１６）、更に給湯が継続されるか否かが判断される（ステップＳ１７）。
【００５４】
再現運転における給湯動作の開始の単位時間帯（７時３４分〜７時３５分の単位時間帯）が終了して次の単位時間帯（７時３５分〜７時３６分の単位時間帯）になると、図７に示すように、このときには次の単位時間帯が開始されるときに熱量バッファ１５８にバッファ給湯熱量が残っているので、ステップＳ１５からステップＳ１６経てステップＳ１２に戻り、バッファ熱量演算手段１５２は、熱量バッファ１５８のバッファ給湯熱量に次の単位時間帯の給湯負荷（給湯熱量）を加算し、ステップＳ１３〜ステップＳ１７が繰り返し遂行される。このようにステップＳ１６からステップＳ１２に戻る流れは、更に次の単位時間帯（７時３６分〜７時３７分の単位時間帯）及びその次の単位時間帯（７時３７分〜７時３８分の単位時間帯）の初めにおいても、図７に示すように行われる。
【００５５】
また、再現運転における給湯動作の単位時間帯（７時３７分〜７時３８分の単位時間帯）においては、再現運転の給湯動作中に熱量バッファ１５８のバッファ給湯熱量がゼロ（零）になるが、この単位時間帯に続く次の単位時間帯（７時３８分〜７時３９分の単位時間帯）において給湯熱量が存在して給湯が行われるために、この場合には、ステップＳ１５及びステップＳ１７を経てステップＳ１２に戻り、この単位時間帯（７時３７分〜７時３８分の単位時間帯）が経過していないが、熱量バッファ１５８のバッファ給湯熱量がゼロになった時点で次の単位時間帯（７時３８分〜７時３９分の単位時間帯）の給湯負荷（給湯熱量）を加算してステップＳ１３に進む。
【００５６】
また、再現運転における給湯動作の単位時間帯（７時３８分〜７時３９分の単位時間帯）においては、再現運転の給湯動作中に熱量バッファ１５８のバッファ給湯熱量がゼロ（零）になり、この単位時間帯に続く次の単位時間帯（７時３９分〜７時４０分の単位時間帯）において給湯熱量が存在しないために、この場合には、ステップＳ１５及びステップＳ１７を経てステップＳ１８に進み、熱量バッファ１５８のバッファ給湯熱量がゼロになった時点で再現運転の給湯が終了する。
【００５７】
このように再現運転の給湯制御において熱量バッファという概念を用い、そのバッファ給湯熱量に基づいて給湯を終了させているので、例えば、図７に示すように、過去の給湯運転において５分間（７時３４分〜７時３８分）の給湯動作が遂行された場合、その再現運転においては、上述したように５分間（７時３４分〜７時３８分）の一連の継続した給湯動作として再現され、このように再現することによって、実際の給湯運転に即してより忠実に再現運転することができるとともに、再現運転における給湯システムの作動、作動停止が繰り返されることを回避することができる。
【００５８】
また、この評価システムは浴槽３８を備え、浴槽３８の風呂張り及び追焚きをも再現して運転するように構成されており、このことに関連して、更に、次の通りの改善が施されている。
【００５９】
コントローラ１２２は、作動制御手段１２４（図９にも示す）、メモリ手段１４２（図９にも示す）、平均給湯流量演算手段１２６及び部分的給湯判定手段１２８など（図３参照）に加えて、更に、データ読出し手段１６２、追焚きデータ抽出手段１６４、風呂張りデータ抽出手段１６６、風呂張り継続判定手段１６８及び追焚き・風呂張り判定手段１７０を含んでおり、またメモリ手段１４２には、上述した各種データに加えて所定設定時間が登録される。データ読出し手段１６２は、メモリ手段１４２に登録された運転環境データの一部である図１０に示すデータを読み出し、追焚きデータ抽出手段１６４は、読み出したデータから追焚きデータを抽出し、また風呂張りデータ抽出手段１６６は、読み出したデータから風呂張りデータを抽出する。また、風呂張り継続判定手段１６８は風呂張りが所定設定時間（例えば、５分程度に設定される）継続して行われたか否かを判定し、追焚き・風呂張り判定手段１７０は、後述するようにして追焚き、風呂張りを判定する。
【００６０】
更に、浴槽３８には、液面レベルを検知するためのレベル計１７４が設けられ、このレベル計１７４は、浴槽３８の上液面（浴槽３８に適切に水（温水）が入ったときの液面）を検知するための上レベルセンサ１７６と、浴槽３８の下液面（浴槽３８内の水（温水）が排出された面）を検知するための下レベルセンサ１７８を含んでおり、これら上レベル及び下レベルセンサ１７６，１７８からの検知信号は、コントローラ１２２に送給される。また、第２給湯流路３６には風呂給湯開閉弁１８０が配設され、戻し流路４０には追焚き戻し開閉弁１８２及び送給ポンプ１８４が配設され、再現運転における風呂張りのときには、風呂給湯開閉弁１８０が開状態に保持され、再現運転における追焚きのときには、追焚き戻し開閉弁１８２が開状態に保持されるとともに、送給ポンプ１８４が作動される。また、風呂張り動作の前には、後述するように、排水弁４４が開放されて浴槽３８内の水（温水）が外部に排水される。
【００６１】
この評価システムを再現運転する場合、追焚き、風呂張りの判定は、図１１に示すフローチャートの流れに沿って行われる。図９とともに図１０及び図１１を参照して、上述した評価システムによる再現運転を行うために、コントローラ１２２のメモリ手段１４２には運転環境データが登録されており、この運転環境データの一部は、図１０に示す通りであり、各単位時間帯の追焚き熱量、風呂張り熱量などの再現運転データを含んでいる。
【００６２】
再現運転の風呂判定を行うには、例えば所定時間（例えば、６０分程度に設定される）先までの運転環境データの読み出しが行われ（ステップＳ２１）、読み出された運転環境データから追焚きデータ及び風呂張りデータの抽出が行われる（ステップＳ２２）。追焚きデータ抽出手段１６４は、運転環境データから追焚きデータ、即ち追焚き熱量データを抽出し、風呂張りデータ抽出手段１６６は、運転環境データから風呂張りデータ、即ち風呂張り熱量データを抽出する。
【００６３】
追焚きデータ抽出手段１６４が追焚きデータを抽出せず、また風呂張りデータ抽出手段１６６が風呂張りデータを抽出しない（換言すると、所定設定時間先まで追焚き及び風呂張りが行われない）ときには、ステップＳ２３を経て終了する。
【００６４】
一方、追焚きデータ及び／又は風呂張りデータがあるときには、ステップＳ２３を経てステップＳ２４に進み、所定設定時間先までのデータにおいて追焚きデータが先に出現するか否か判断され、例えば、図１０に示すように追焚きデータ、即ち追焚き熱量が先に出現するときには、追焚き・風呂張り判定手段１７０は追焚きと判定し（ステップＳ２５）、浴槽３８に張られた水（温水）はそのままの状態に保たれる。
【００６５】
また、所定設定時間先までのデータにおいて風呂張りデータ、即ち風呂張り熱量が先に出現するときには、ステップＳ２６からステップＳ２７に進み、風呂張りが風呂張り設定時間（例えば、５分程度に設定される）以上継続して行われたかが判断され、風呂張り設定時間継続して行われないときには、追焚き・風呂張り判定手段１７０は追焚きと判定し（ステップＳ２８）、このときも浴槽３８に張られた水（温水）はそのままの状態に保たれる。風呂張りが風呂張り設定時間継続して行われないということは、浴槽３８内の水（温水）を排水した後に風呂張りを行っても、浴槽３８内にある程度の温水が貯まることがなく、この程度の風呂張りでは空焚きのおそれが生じるおそれがあり、それ故に、追焚き・風呂張り判定手段１７０は追焚きと判定し、浴槽３８内の水（温水）はそのままの状態に保たれる。
【００６６】
更に、所定設定時間先までのデータにおいて風呂張りデータが先に出現し、且つ風呂張りが風呂張り設定時間継続して行われたときには、追焚き・風呂張り判定手段１７０は風呂張りと判定し（ステップＳ２９）、この風呂張りの判定に基づいてコントローラ１２２は排水弁４４を開状態にし（ステップＳ３０）、浴槽３８内の水（温水）の排水が行われる。この排水弁４４の開状態は再現して風呂張りを行う時刻、即ち風呂張り時刻まで維持され、風呂張り時刻になると、ステップＳ３１からステップＳ３２に進み、排水弁４４が閉となり、浴槽３８への風呂張りが行われる（ステップＳ３３）。そして、この風呂張りによって所定熱量（即ち、風呂張りによる風呂張り熱量）のお湯が浴槽３８に供給されると、ステップＳ３４からステップＳ３５に進み、再現運転における風呂張りが終了する。このように浴槽３８の水（温水）を排水することによって、評価システムの再現運転において風呂張りを行うことができる。
【００６７】
尚、排水弁４４の開状態から閉状態への切換えは、レベル計１７４の下レベルセンサ１７８が水面を検知したときに行うようにしてもよい。
以上、本発明に従う給湯評価システムの一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００６８】
例えば、上述した実施形態では、本発明に従う給湯評価システムを組み込んだ家庭用コージェネレーションシステムの評価システムに適用して説明したが、本発明はこのような評価システムに限定されず、給湯装置、貯湯式給湯装置などから構成される給湯システムの評価システムとして適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】給湯評価システムの一実施形態を簡略的に示すシステム図。
【図２】図１の給湯評価システムを再現運転する際に必要なデータなどを示す図。
【図３】図１の給湯評価システムの制御系の一部を示すブロック図。
【図４】図３の制御系による部分的給湯を説明するための図。
【図５】図３の制御系による部分的給湯の流れを説明するフローチャート。
【図６】図３の制御系により再現運転される給湯負荷のデータの一部を示す図。
【図７】図３の制御系による再現給湯運転における給湯熱量の変化を示す図。
【図８】図３の制御系による再現給湯運転の流れを示すフローチャート。
【図９】図１の給湯評価システムの制御系の他の一部を示すブロック図。
【図１０】図９の制御系により再現運転される給湯負荷データの一部を示す図。
【図１１】図９の制御系による風呂張り判定の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７０】
２  ガスエンジン
４  発電機
１０  電力負荷
１１  給湯装置
１２  貯湯タンク
２０  ボイラ手段
３８  浴槽
４６，４８  暖房負荷
１２２  コントローラ
１２６  平均給湯流量演算手段
１２８  部分的給湯判定手段
１３０  変更給湯時間演算手段
１５２  バッファ熱量演算手段
１５４  再現給湯熱量演算手段
１５６  残りバッファ熱量演算手段
１７０  追焚き・風呂張り判定手段
【図１】
2010007941.tif 000003
【図２】
2010007941.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010007941.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010007941.tif 000008
【図７】
2010007941.tif 000009
【図８】
2010007941.tif 000010
【図９】
2010007941.tif 000011
【図１０】
2010007941.tif 000012
【図１１】
2010007941.tif 000013