(57)【要約】【課題】放熱部の消費する熱量を賄いつつ、加熱部のエネルギー効率を高く運転することのできる貯湯式給湯装置を提供する。【解決手段】貯湯式給湯装置１０であって、加熱部２０２が間欠運転で湯水を加熱する所定の運転パターンでの貯湯タンク２０１から加熱部２０２へ入水される湯水の温度の予測対象期間での予測値を加熱部入水予測温度とし、所定の運転パターンでの加熱部２０２の起動の際のエネルギー効率の低下量を示す値を起動ロス値とし、複数の所定の運転パターンのそれぞれについて、加熱部入水予測温度であるときの起動ロス値を用いて低減された加熱部２０２のエネルギー効率である運転効率結果を算出する運転効率算出部１０４と、運転効率結果が最大となる運転パターンを最適運転パターンと判定する最適運転判定部１０５と、予測対象期間に最適運転パターンに従って湯水を加熱するように加熱部２０２に加熱指令を行う加熱指令部１０６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水が貯められる貯湯タンクと、前記貯湯タンクから取り出され前記貯湯タンクに戻される湯水を加熱する加熱部とを備える貯湯式給湯装置であって、
前記加熱部が間欠運転で湯水を加熱する所定の運転パターンでの前記貯湯タンクから前記加熱部へ入水される湯水の温度の予測対象期間での予測値を加熱部入水予測温度とし、前記所定の運転パターンでの前記加熱部の起動の際のエネルギー効率の低下量を示す値を起動ロス値とし、複数の前記所定の運転パターンのそれぞれについて、前記加熱部へ入水される湯水の温度が前記加熱部入水予測温度であるときの、前記起動ロス値を用いて低減された前記加熱部のエネルギー効率である運転効率結果を算出する運転効率算出部と、
算出された前記運転効率結果が最大となる運転パターンを最適運転パターンと判定する最適運転判定部と、
前記予測対象期間に前記最適運転パターンに従って前記加熱部が湯水を加熱するように、前記加熱部に加熱指令を行う加熱指令部と
を備える貯湯式給湯装置。
【請求項２】
さらに、
所定の期間に計測された、前記貯湯タンクに貯められた湯水が供給されることで消費された熱量である消費負荷の実績値から、前記消費負荷の前記予測対象期間での予測値である予測消費負荷を算出する予測負荷算出部を備え、
前記運転効率算出部は、前記所定の運転パターンでの前記加熱部が湯水の加熱に要する時間が、当該所定の運転パターンにおいて前記加熱部が前記予測消費負荷の熱量を加熱することができる時間よりも小さい場合に、当該所定の運転パターンを有効運転パターンとして抽出し、前記有効運転パターンごとに前記運転効率結果を算出する
請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項３】
さらに、
前記加熱部へ入水される湯水の温度と当該温度での前記加熱部の定格のエネルギー効率とが対応付けられた加熱効率特性データと、前記所定の運転パターンと前記所定の運転パターンでの前記加熱部の起動の際の定格のエネルギー効率からのエネルギー効率の低下率とが対応付けられた起動ロス特性データとを記憶している加熱特性記憶部を備え、
前記運転効率算出部は、前記加熱効率特性データから、前記加熱部へ入水される湯水の温度が前記加熱部入水予測温度での前記加熱部の定格のエネルギー効率を取得するとともに、前記起動ロス特性データから、前記所定の運転パターンでの前記低下率を前記起動ロス値として取得し、前記定格のエネルギー効率に前記起動ロス値を乗じることにより前記運転効率結果を算出する
請求項１又は２に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項４】
さらに、
所定の期間に計測された、前記所定の運転パターンでの前記貯湯タンクから前記加熱部へ入水する湯水の温度である加熱部入水温度の実績値から、当該所定の運転パターンでの前記加熱部入水予測温度を算出する入水予測温度算出部を備える
請求項１〜３のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項５】
前記所定の運転パターンは、前記間欠運転の１回で前記加熱部が湯水を加熱する熱量又は時間によって特定される運転形態である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項６】
前記最適運転判定部は、第一の予測対象期間での加熱部入水予測温度が第二の予測対象期間での加熱部入水予測温度よりも大きい場合、前記第一の予測対象期間での最適運転パターンによって示される熱量又は時間が、前記第二の予測対象期間での最適運転パターンによって示される熱量又は時間よりも小さくなるように、最適運転パターンを判定する
請求項５に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項７】
さらに、
前記貯湯タンクから供給され前記貯湯タンクに戻される湯水から熱のみを供給する放熱部を備え、
前記運転効率算出部は、前記予測対象期間に前記放熱部が当該熱を供給しているとした場合の前記加熱部入水予測温度での、前記所定の運転パターンごとの前記運転効率結果を算出し、
前記加熱指令部は、前記放熱部が当該熱を供給している間に、前記加熱部に前記加熱指令を行う
請求項１〜６のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項８】
前記放熱部は、暖房装置である
請求項７に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項９】
前記加熱部は、電気を利用して湯水を加熱する
請求項１〜８のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項１０】
前記加熱部は、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプである
請求項９に記載の貯湯式給湯装置。
【請求項１１】
湯水が貯められる貯湯タンクと、前記貯湯タンクから取り出され前記貯湯タンクに戻される湯水を加熱する加熱部とを備える貯湯式給湯装置の運転を計画する運転計画装置であって、
前記加熱部が間欠運転で湯水を加熱する所定の運転パターンでの前記貯湯タンクから前記加熱部へ入水される湯水の温度の予測対象期間での予測値を加熱部入水予測温度とし、前記所定の運転パターンでの前記加熱部の起動の際のエネルギー効率の低下量を示す値を起動ロス値とし、複数の前記所定の運転パターンのそれぞれについて、前記加熱部へ入水される湯水の温度が前記加熱部入水予測温度であるときの、前記起動ロス値を用いて低減された前記加熱部のエネルギー効率である運転効率結果を算出する運転効率算出部と、
算出された前記運転効率結果が最大となる運転パターンを最適運転パターンと判定する最適運転判定部と、
前記予測対象期間に前記最適運転パターンに従って前記加熱部が湯水を加熱するように、前記加熱部に加熱指令を行う加熱指令部と
を備える運転計画装置。
【請求項１２】
湯水が貯められる貯湯タンクと、前記貯湯タンクから取り出され前記貯湯タンクに戻される湯水を加熱する加熱部とを備える貯湯式給湯装置の運転計画装置が運転を計画する方法であって、
前記加熱部が間欠運転で湯水を加熱する所定の運転パターンでの前記貯湯タンクから前記加熱部へ入水される湯水の温度の予測対象期間での予測値を加熱部入水予測温度とし、前記所定の運転パターンでの前記加熱部の起動の際のエネルギー効率の低下量を示す値を起動ロス値とし、複数の前記所定の運転パターンのそれぞれについて、前記加熱部へ入水される湯水の温度が前記加熱部入水予測温度であるときの、前記起動ロス値を用いて低減された前記加熱部のエネルギー効率である運転効率結果を算出する運転効率算出ステップと、
算出された前記運転効率結果が最大となる運転パターンを最適運転パターンと判定する最適運転判定ステップと、
前記予測対象期間に前記最適運転パターンに従って前記加熱部が湯水を加熱するように、前記加熱部に加熱指令を行う加熱指令ステップと
を含む運転計画方法。
【請求項１３】
湯水が貯められる貯湯タンクと、前記貯湯タンクから取り出され前記貯湯タンクに戻される湯水を加熱する加熱部とを備える貯湯式給湯装置の運転計画装置が運転を計画するためのプログラムであって、
請求項１２に記載の運転計画方法に含まれるステップを
コンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＣＯ2ヒートポンプ給湯器や電気温水器などの加熱部を備えた貯湯式給湯装置、その運転計画装置及び運転計画方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
貯湯式給湯装置は、需要家に設置され、加熱部で熱を発生させ、その熱を蓄熱することで需要家の給湯負荷と放熱負荷を賄う。特に、加熱部にＣＯ2ヒートポンプ給湯器を使用すると、単位電力を使用した場合に蓄熱される熱量であるエネルギー効率が高く、少ない電力で多くの熱を蓄熱することができ、省エネ機器として普及が期待されている。
【０００３】
特に、暖房や風呂追炊きなどの放熱部を備えた貯湯式多機能給湯装置では、使用される暖房や風呂追炊きなどの放熱部は給湯に比べ長い時間連続して使用され、多くの熱量を貯湯タンクから消費する。放熱部で消費される熱量を全て事前に貯湯タンクに蓄熱するには、貯湯タンクを高温のお湯で満たさなければならない。しかし、このような場合には、貯湯タンクから加熱部への入水温度が高くなり、単位熱量を加熱するための加熱部のエネルギー消費量であるエネルギー効率が低下する。このため、放熱部が使用されている時間に加熱部を動作させる運転が、エネルギー効率が高く有効である。
【０００４】
このようなシステムとして例えば特許文献１に示すものがある。
【０００５】
特許文献１に開示された発明では、放熱部使用時に、放熱部で使用している熱量以上の熱量で加熱部を動作させる運転を行っている。この運転により、暖房のための有効熱量が減少せず、湯切れの起こる可能性を少なくしている。また、この条件を満たしつつ、加熱部で沸き上げる温度を低く設定することでエネルギー効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５７６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術によれば、加熱部への入水温度である加熱部入水温度が上昇し、エネルギー効率が低下するという課題がある。
【０００８】
放熱部で使用されている熱量以上の熱量で加熱部を動作させ続けた場合、貯湯タンクの中の熱量が増加し続ける。これは加熱部入水温度が上昇し続けることとなり、エネルギー効率が低下する。
【０００９】
加熱部入水温度の上昇を解決するためには、加熱部を動作させ、一定以上余剰に蓄熱されたら加熱部を停止させ、放熱部で熱量が消費され一定以下の熱量となったら再度加熱部を動作させる運転を繰り返す間欠運転を行うと良い。
【００１０】
しかし、加熱部には一般的に起動時のエネルギー効率運転が低くなる起動ロスが存在し、一定時間経過してから定格のエネルギー効率に達するため、間欠運転を繰り返しすぎても、エネルギー効率が低下する。
【００１１】
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、放熱部の消費する熱量を賄いつつ、加熱部のエネルギー効率を高く運転することのできる貯湯式給湯装置、運転計画装置及び運転計画方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る貯湯式給湯装置は、湯水が貯められる貯湯タンクと、前記貯湯タンクから取り出され前記貯湯タンクに戻される湯水を加熱する加熱部とを備える貯湯式給湯装置であって、前記加熱部が間欠運転で湯水を加熱する所定の運転パターンでの前記貯湯タンクから前記加熱部へ入水される湯水の温度の予測対象期間での予測値を加熱部入水予測温度とし、前記所定の運転パターンでの前記加熱部の起動の際のエネルギー効率の低下量を示す値を起動ロス値とし、複数の前記所定の運転パターンのそれぞれについて、前記加熱部へ入水される湯水の温度が前記加熱部入水予測温度であるときの、前記起動ロス値を用いて低減された前記加熱部のエネルギー効率である運転効率結果を算出する運転効率算出部と、算出された前記運転効率結果が最大となる運転パターンを最適運転パターンと判定する最適運転判定部と、前記予測対象期間に前記最適運転パターンに従って前記加熱部が湯水を加熱するように、前記加熱部に加熱指令を行う加熱指令部とを備える。
【００１３】
この構成によれば、加熱部に入水する湯水の温度と起動ロスとを考慮したエネルギー効率が最大となる運転パターンで、加熱部が湯水を加熱する。これにより、需要家毎に、放熱部の消費する熱量を賄いつつ、加熱部のエネルギー効率が最高となる運転を行うことができる。
【００１４】
また、本発明は、このような貯湯式給湯装置として実現できるだけでなく、その装置の運転を計画する運転計画装置、またはその装置を構成する各処理部をステップとする方法として実現したりすることができる。さらに、本発明は、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、放熱部の消費する熱量を賄いつつ、加熱部のエネルギー効率を高く運転することのできる貯湯式給湯装置、運転計画装置及び運転計画方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る貯湯式給湯装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る貯湯式給湯装置の模式図である。
【図３】本実施の形態に係る起動ロス特性データの一例を示す図である。
【図４】本実施の形態に係る加熱能力特性データの一例を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る加熱効率特性データの一例を示す図である。
【図６】本実施の形態に係る加熱部入水温度の履歴の一例を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る放熱負荷の履歴の一例を示す図である。
【図８】本実施の形態に係る加熱部の起動特性の一例を示す図である。
【図９】本実施の形態に係る運転計画装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本実施の形態に係る運転効率算出部が運転効率結果を算出する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本実施の形態に係る加熱部入水予測温度の一例を示す図である。
【図１２】本実施の形態に係る運転パターンと間欠運転１回あたりの時間の関係の一例を示す図である。
【図１３Ａ】本実施の形態に係る運転パターン３００ｋｃａｌまでの運転効率結果の一例を示す図である。
【図１３Ｂ】本実施の形態に係る運転パターン４００ｋｃａｌまでの運転効率結果の一例を示す図である。
【図１３Ｃ】本実施の形態に係る運転パターン１５００ｋｃａｌまでの運転効率結果の一例を示す図である。
【図１４】本実施の形態に係る運転パターンと運転効率結果の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態に係る貯湯式給湯装置１０の構成図である。具体的には、同図は、運転計画装置１００の機能構成を詳細に示す機能ブロック図である。
【００１９】
図２は、本実施の形態に係る貯湯式給湯装置１０の模式図である。具体的には、同図は、給湯部２００の構成を詳細に示す図である。
【００２０】
これらの図に示すように、貯湯式給湯装置１０は、給湯装置の運転の計画の対象となる運転計画期間において、加熱部への入水温度と起動ロスとから最適な間欠運転のパターンである最適運転パターンを算出する運転計画装置１００と、計画された運転に従って貯湯タンクに蓄熱を行うよう加熱部を動作させる給湯部２００とを備える。
【００２１】
給湯部２００は、湯水をタンクに貯湯し、需要家の要求に応じて、当該湯水を給湯したり、発生する放熱負荷に応じた当該湯水の熱を供給する。また、給湯部２００は、運転計画装置１００が出力した加熱指令により当該湯水を加熱し、運転計画装置１００に必要な情報を出力する。図２に示すように、給湯部２００は、貯湯タンク２０１と、加熱部２０２と、放熱部２０３とを備える。
【００２２】
貯湯タンク２０１は、湯水が貯められるタンクである。具体的には、貯湯タンク２０１は、貯湯タンク２０１の下部から水（給水）を取得し、当該下部から加熱部２０２へ水を供給し、需要家の要求に応じて、上部から放熱部２０３へ湯を供給する。そして、貯湯タンク２０１は、加熱部２０２で沸き上げられた湯を上部から取得し、放熱部２０３で需要家へ熱を供給した水を下部から取得する。また、上部から需要家の給湯水栓等へ給湯を行う。
【００２３】
放熱部２０３は、貯湯タンク２０１から供給され貯湯タンク２０１に戻される湯水から熱のみを需要家に供給する熱交換器を備えている。つまり、放熱部２０３は、需要家の要求に応じて、貯湯タンク２０１の上部から湯を取得し、需要家に熱交換により熱を供給し、貯湯タンク２０１の下部へ水を戻す。この放熱部２０３は、具体的には、需要家に設置される暖房装置である。
【００２４】
加熱部２０２は、貯湯タンク２０１から取り出され貯湯タンク２０１に戻される湯水を加熱する。ここで、加熱部２０２は、間欠運転を行うことで湯水を加熱する。具体的には、加熱部２０２は、運転計画装置１００から送られてくる加熱指令に従って、貯湯タンク２０１下部から取得した水を沸き上げ、貯湯タンク２０１上部へ加熱した湯を戻す。
【００２５】
本実施の形態では、加熱部２０２が沸き上げる沸き上げ温度は６０℃で、１時間に６０００ｋｃａｌの熱量で沸き上げるものとする。また、加熱部２０２は、具体的には、電気を利用して湯水を加熱する電気ヒータやヒートポンプなどであり、本実施の形態では、加熱部２０２は、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプである。
【００２６】
また、給湯部２００は、貯湯タンク２０１から加熱部２０２への入水温度を計測し、加熱部入水温度として運転計画装置１００に出力する。また、給湯部２００は、放熱部動作時の貯湯タンク２０１から放熱部２０３への入湯温度と、放熱部２０３から貯湯タンク２０１への入水温度との差に、貯湯タンク２０１から放熱部２０３への流量を乗算した値の熱量を放熱負荷として算出し、運転計画装置１００に出力する。また、給湯部２００は、放熱部２０３の動作の状態を放熱部動作情報として、貯湯タンク２０１内の温度センサの情報を貯湯タンク温度情報として運転計画装置１００に出力する。
【００２７】
運転計画装置１００は、運転計画期間の始まりの時刻に、発生が予測される放熱負荷である予測放熱負荷と、放熱部動作時に予測される加熱部入水温度の予測値である加熱部入水予測温度とを算出し、放熱部動作時に加熱部の入水温度と起動ロスとから最適な間欠運転のパターンを算出する。本実施の形態では、２３時を１日の始まりとみなし、時刻が２３時になると同時に、当日の２３時から翌日の２３時までの放熱負荷を予測し、最適運転パターンを算出する。
【００２８】
図１に示すように、運転計画装置１００は、入水予測温度算出部１０１と、予測負荷算出部１０２と、加熱特性記憶部１０３と、運転効率部１０４と、最適運転判定部１０５と、加熱指令部１０６とを備える。
【００２９】
入水予測温度算出部１０１は、所定の期間に計測された、所定の運転パターンでの貯湯タンク２０１から加熱部２０２へ入水する湯水の温度である加熱部入水温度の実績値から、当該所定の運転パターンでの加熱部入水予測温度を算出する。ここで、加熱部入水予測温度とは、加熱部２０２が湯水を加熱する所定の運転パターンでの貯湯タンク２０１から加熱部２０２へ入水される湯水の温度の予測対象期間での予測値である。また、運転パターンとは、間欠運転の１回で加熱部２０２が湯水を加熱する熱量や時間などによって特定される運転形態であり、本実施の形態では、熱量である。
【００３０】
具体的には、入水予測温度算出部１０１は、図２に示された放熱部２０３が使用されている期間に加熱部２０２が動作した場合の加熱部入水温度を取得し、蓄積している。そして、入水予測温度算出部１０１は、蓄積したデータから、翌日の２３時までに放熱部２０３が使用されている期間に加熱部２０２が動作した場合に予測される加熱部入水温度を加熱部入水予測温度として算出する。
【００３１】
本実施の形態では、入水予測温度算出部１０１は、放熱部２０３が使用されている期間に加熱部２０２が動作した場合の加熱部入水温度の実績値を、給湯部２００から取得する。つまり、入水予測温度算出部１０１は、この加熱部入水温度の実績値から、加熱部２０２が動作し始めてから加熱した熱量が１００ｋｃａｌ毎刻みの時点での加熱部入水温度の平均値を連続した１回の運転毎について過去７日間分蓄積している。
【００３２】
そして、入水予測温度算出部１０１は、蓄積している加熱部入水温度のデータのうち、１００ｋｃａｌの時点の加熱部入水温度を平均した値を１００ｋｃａｌの時点の加熱部入水予測温度とし、同様の処理で加熱部が加熱した熱量１００ｋｃａｌ刻みに対して加熱部入水予測温度を算出する。
【００３３】
予測負荷算出部１０２は、所定の期間に計測された、貯湯タンク２０１に貯められた湯水が供給されることで消費された熱量である消費負荷の実績値から、消費負荷の予測対象期間での予測値である予測消費負荷を算出する。ここでは、消費負荷は、放熱部２０３で消費される放熱負荷であり、予測消費負荷は、放熱負荷の予測値である予測放熱負荷であることとする。
【００３４】
つまり、予測負荷算出部１０２は、放熱部２０３が使用されている期間の放熱負荷を取得し、蓄積している。そして、予測負荷算出部１０２は、蓄積したデータから翌日の２３時までに放熱部２０３が使用されている期間の１時間あたりの予測される放熱負荷である予測放熱負荷を算出する。
【００３５】
本実施の形態では、予測負荷算出部１０２は、給湯部２００から放熱部２０３で消費された熱量である放熱負荷を取得する。そして、予測負荷算出部１０２は、この値から、連続した１回の放熱負荷毎の１時間あたりの放熱負荷を過去７日分蓄積する。そして、予測負荷算出部１０２は、蓄積しているデータの全てを平均した値を予測放熱負荷として算出する。
【００３６】
加熱特性記憶部１０３は、加熱部２０２の起動ロス特性データと、加熱する熱量をどのくらいの時間で加熱するかを示す加熱能力特性データと、加熱部入水温度に対するエネルギー効率である加熱効率特性データとを記憶している処理部である。
【００３７】
図３は、本実施の形態に係る起動ロス特性データの一例を示す図である。
【００３８】
同図に示すように、起動ロス特性データは、所定の運転パターンと、当該所定の運転パターンでの加熱部２０２の起動の際の定格のエネルギー効率からのエネルギー効率の低下率とが対応付けられたデータの集まりである。ここで、当該低下率は、当該所定の運転パターンでの加熱部２０２の起動の際のエネルギー効率の低下量を示す値であり、以下、起動ロス値という。
【００３９】
本実施の形態では、起動ロス特性データは、加熱部２０２が動作時に、加熱部２０２の起動直後から加熱部２０２が加熱した熱量１００ｋｃａｌ刻み毎に、起動から加熱した熱量のエネルギー効率が、定格のエネルギー効率に対して何倍であるかを示す値として記憶されている。
【００４０】
また、図４は、本実施の形態に係る加熱能力特性データの一例を示す図である。
【００４１】
同図に示すように、加熱能力特性データは、運転パターンと、当該運転パターンでの加熱部２０２が湯水の加熱に要する時間とが対応付けられたデータの集まりである。本実施の形態では、加熱能力特性データは、加熱部２０２が熱量１００ｋｃａｌ刻み毎にその熱量を何分で加熱できるかを示す値として記憶されている。
【００４２】
また、図５は、本実施の形態に係る加熱効率特性データの一例を示す図である。
【００４３】
同図に示すように、加熱効率特性データは、加熱部２０２へ入水される湯水の温度と当該温度での加熱部２０２の定格のエネルギー効率とが対応付けられたデータの集まりである。本実施の形態では、加熱効率特性データは、加熱部入水温度に対しての加熱部２０２の定格のエネルギー効率として記憶されている。
【００４４】
運転効率算出部１０４は、加熱部２０２への入水温度と起動ロス値とから運転パターンに対するエネルギー効率を算出する処理部である。つまり、運転効率算出部１０４は、複数の所定の運転パターンのそれぞれについて、加熱部２０２へ入水される湯水の温度が加熱部入水予測温度であるときの、起動ロス値を用いて低減された加熱部２０２のエネルギー効率である運転効率結果を算出する。
【００４５】
具体的には、運転効率算出部１０４は、予測対象期間に放熱部２０３が当該熱を需要家に供給しているとした場合の加熱部入水予測温度での、運転パターンごとの運転効率結果を算出する。
【００４６】
以下に、運転効率算出部１０４が行う処理をさらに具体的に説明する。
【００４７】
本実施の形態では、運転効率算出部１０４は、入水予測温度算出部１０１から加熱部入水予測温度を取得し、予測負荷算出部１０２から予測放熱負荷を取得し、加熱特性記憶部１０３から起動ロス特性データと加熱能力特性データと加熱効率特性データとを取得し、最適運転判定部１０５から最適判定結果を取得する。
【００４８】
そして、運転効率算出部１０４は、所定の運転パターンでの加熱部２０２が湯水の加熱に要する時間が、当該所定の運転パターンにおいて加熱部２０２が予測放熱負荷の熱量を加熱することができる時間よりも小さい場合に、当該所定の運転パターンを有効運転パターンとして抽出する。
【００４９】
具体的には、運転効率算出部１０４は、放熱負荷を賄うための間欠運転１回で一度に加熱部２０２で何ｋｃａｌの熱量を加熱するかを示す運転パターン１００ｋｃａｌ毎に対して、加熱能力特性データから、予測放熱負荷を賄える運転パターンである有効運転パターンを抽出する。
【００５０】
そして、運転効率算出部１０４は、加熱効率特性データから、加熱部２０２へ入水される湯水の温度が加熱部入水予測温度での加熱部２０２の定格のエネルギー効率を取得するとともに、起動ロス特性データから、所定の運転パターンでの低下率を起動ロス値として取得し、定格のエネルギー効率に起動ロス値を乗じることにより運転効率結果を算出する。
【００５１】
具体的には、運転効率算出部１０４は、予測放熱負荷を賄える有効運転パターンに対しては、運転パターンに対する加熱部入水予測温度と加熱効率特性データとから定格時のエネルギー効率を算出し、その値に起動ロス値を乗算することで、運転パターンに対するエネルギー効率である運転効率結果を算出する。運転効率算出部１０４は、この処理を最適運転判定部１０５からエネルギー効率が最高となる運転パターンである最適運転パターンが算出されたことを示す最適判定結果が得られるまで繰り返す。
【００５２】
最適運転判定部１０５は、運転効率結果から、最適運転パターンが算出されたか判定し、最適判定結果を算出する処理部である。具体的には、最適運転判定部１０５は、運転効率算出部１０４が算出した運転効率結果が最大となる運転パターンを最適運転パターンと判定する。
【００５３】
本実施の形態では、最適運転判定部１０５は、運転効率算出部１０４から運転効率結果を取得する。そして、最適運転判定部１０５は、所定の値の運転パターンでの運転効率結果よりも、当該所定の値よりも大きい運転パターンでの運転効率結果が小さくなった時点で、最適運転パターンが算出されたことを示す最適運転判定結果を算出する。
【００５４】
加熱指令部１０６は、放熱部２０３や貯湯タンク２０１の状態により、最適運転パターンで運転するよう加熱指令を行う処理部である。具体的には、加熱指令部１０６は、予測対象期間の放熱部２０３が熱を需要家に供給している間に、最適運転パターンに従って加熱部２０２が湯水を加熱するように、加熱部２０２に加熱指令を行う。
【００５５】
本実施の形態では、加熱指令部１０６は、給湯部２００から放熱負荷と現在の放熱部２０３の動作を示す放熱部動作情報と貯湯タンク２０１内の温度センサ情報を示す貯湯タンク温度情報とを取得し、最適運転判定部１０５から最適運転パターンを取得する。
【００５６】
そして、加熱指令部１０６は、放熱部動作情報で放熱部２０３が動作している場合は、最適運転パターンで間欠運転を行うよう、最適運転パターン分の熱量を加熱部２０２で加熱するまで、加熱部２０２に加熱指令を出力する。また、加熱指令部１０６は、加熱部２０２が最適運転パターン分の熱量を加熱すると、加熱指令の出力を停止する。
【００５７】
また、加熱指令部１０６は、最適運転パターン分の熱量が放熱部２０３での放熱負荷で消費された場合には、再度最適運転パターン分の加熱指令を加熱部２０２に出力し、加熱部２０２に間欠運転を行わせる。
【００５８】
また、加熱指令部１０６は、常に貯湯タンク温度情報から、貯湯タンク２０１内の熱量を算出し、予め設定された熱量を下回った場合には加熱部２０２に加熱の運転指令を行う。本実施の形態では、給湯部２００は、加熱指令部１０６から加熱指令を取得する。そして、給湯部２００は、加熱指令を取得している期間は、加熱部２０２を動作させ加熱を行なわせる。
【００５９】
以下、貯湯式給湯装置１０における動作の一例について説明する。
【００６０】
前提として、貯湯式給湯装置１０は、７日間以上運転を行っており、入水予測温度算出部１０１は、加熱部入水温度の履歴を蓄積している。
【００６１】
図６は、本実施の形態に係る加熱部入水温度の履歴の一例を示す図である。
【００６２】
入水予測温度算出部１０１は、同図に示すような加熱部入水温度の実績値を蓄積している。つまり、入水予測温度算出部１０１は、放熱部２０３が使用されている期間に、加熱部２０２が動作し始めてから加熱した熱量が１００ｋｃａｌ毎刻みの時点までの加熱部入水温度の平均値の履歴を過去７日分の連続した１回の運転毎に対して蓄積している。
【００６３】
また、予測負荷算出部１０２は、放熱負荷の履歴を蓄積している。
【００６４】
図７は、本実施の形態に係る放熱負荷の履歴の一例を示す図である。
【００６５】
予測負荷算出部１０２は、同図に示すような放熱負荷の実績値を蓄積している。つまり、予測負荷算出部１０２は、連続した１回の放熱負荷毎に放熱部２０３が動作している１時間あたりの放熱負荷を過去７日分蓄積している。
【００６６】
また、加熱特性記憶部１０３には、事前に起動ロス特性データと加熱能力特性データと加熱効率特性データとが記憶されている。
【００６７】
図８は、本実施の形態に係る加熱部２０２の起動特性の一例を示す図である。
【００６８】
同図に示すように、加熱部２０２の起動特性は、一般的に、起動直後はエネルギー効率、加熱能力ともに低いが、起動後一定時間経過後に定格に達する。このように、加熱部２０２は、起動時に起動ロスが生じる。
【００６９】
起動ロス特性データは、図３に示されたように、加熱部２０２が動作時に、加熱部２０２の起動直後から加熱部２０２が加熱した熱量１００ｋｃａｌ刻み毎に、起動から加熱した熱量のエネルギー効率が、定格のエネルギー効率に対して何倍であるかを示す値である起動ロス値として記憶されている。この起動ロス特性データは、加熱部２０２が加熱した熱量が大きくなるほど、起動ロス値も大きくなる傾向がある。
【００７０】
また、加熱能力特性データは、図４に示されたように、加熱部２０２が熱量１００ｋｃａｌ刻み毎にその熱量を何分で加熱できるかを示す値として記憶されている。この加熱能力特性データは、加熱部２０２が加熱した熱量が大きくなるほど、加熱に要する時間の変化量は小さくなる傾向がある。
【００７１】
また、加熱効率特性データは、図５に示されたように、加熱部入水温度に対しての加熱部２０２の定格のエネルギー効率として記憶されている。この加熱効率特性データは、加熱部入水温度が大きくなるほど、定格のエネルギー効率は小さくなる傾向がある。
【００７２】
また、前述のように本実施の形態では当日の２３時から翌日の２３時までを１日と見なすこととする。
【００７３】
図９は、本実施の形態に係る運転計画装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７４】
図１０は、本実施の形態に係る運転効率算出部１０４が運転効率結果を算出する処理の一例を示すフローチャートである。
【００７５】
図９に示すように、まず、当日の２３時に貯湯式給湯装置１０の運転計画装置１００により運転計画処理の開始指示が出される。
【００７６】
そして、入水予測温度算出部１０１は、翌日２４時間の放熱部使用時の加熱部入水温度を予測する（Ｓ１０２）。つまり、入水予測温度算出部１０１は、予測対象期間である翌日２４時間の加熱部入水予測温度を算出する。
【００７７】
まず、入水予測温度算出部１０１は、図６に示されたような加熱部入水温度の履歴から、過去７日間に行った運転での、加熱部２０２が加熱した熱量１００ｋｃａｌの加熱部入水温度の全てでの平均値を算出する。次に、入水予測温度算出部１０１は、加熱部２０２が加熱した熱量２００ｋｃａｌ、３００ｋｃａｌ、４００ｋｃａｌと全てに対して同様の処理を行い、図１１に示すような加熱部入水予測温度を算出する。
【００７８】
図１１は、本実施の形態に係る加熱部入水予測温度の一例を示す図である。
【００７９】
入水予測温度算出部１０１は、同図に示すような加熱部入水予測温度を算出する。これは、過去７日間の放熱部２０３が動作している期間に加熱部２０２が動作した熱量に対しての平均値であり、加熱部２０２が動作すると１回の運転で加熱部入水温度の平均はこの予測値に近い値になると考えられる。
【００８０】
図９に戻り、予測負荷算出部１０２は、翌日２４時間の放熱部が使用された場合の１時間当たりの放熱負荷を予測する（Ｓ１０４）。つまり、予測負荷算出部１０２は、予測対象期間である翌日２４時間の予測放熱負荷を算出する。
【００８１】
予測負荷算出部１０２は、図７に示すような１時間当たりの放熱負荷の履歴を全て平均した値を算出し、予測放熱負荷とする。本実施の形態では、１時間あたり３０００ｋｃａｌと算出されたとする。
【００８２】
これは、過去７日間の放熱部２０３が動作している期間の放熱負荷の平均値であり、翌日２４時間も放熱部２０３が動作した場合の放熱負荷はこの予測値に近い値になると考えられる。
【００８３】
次に、運転効率算出部１０４は、放熱負荷を賄う有効な運転パターンである有効運転パターンを、運転パターンの中から抽出する（Ｓ１０６）。
【００８４】
まず、運転効率算出部１０４は、予測負荷算出部１０２から予測放熱負荷を、加熱特性記憶部１０３から加熱能力特性データを取得する。次に、運転効率算出部１０４は、予測放熱負荷である１時間当たり３０００ｋｃａｌを賄う運転を行うためには、間欠運転を１時間あたり何回行えば良いかを、運転パターン１００ｋｃａｌ毎に算出する。
【００８５】
例えば、運転パターン１００ｋｃａｌでは、１時間あたり３０００ｋｃａｌを加熱するためには、３０００／１００＝３０回を１回１００ｋｃａｌ加熱する間欠運転で１時間あたりに繰り返せばよい。
【００８６】
次に、運転効率算出部１０４は、運転パターン１００ｋｃａｌ毎に１回の間欠運転にかかる時間を算出する。例えば、１時間あたり３０回間欠運転を繰り返す場合には、６０／３０＝２分が１回の間欠運転あたりにかかる時間である。この結果を図１２に示す。図１２は、本実施の形態に係る運転パターンと間欠運転１回あたりの時間の関係の一例を示す図である。
【００８７】
次に、運転効率算出部１０４は、同じ運転パターンにおける、この算出した結果の間欠運転１回あたりの時間と、図４に示された加熱能力特性データの加熱に要する時間とを比較する。そして、運転効率算出部１０４は、間欠運転１回あたりの時間が、加熱に要する時間よりも長い運転パターンを有効運転パターンとして抽出する。
【００８８】
例えば、運転パターン１００ｋｃａｌでは、間欠運転１回あたり２分かかるが、加熱に要する時間は３分であり、有効運転パターンではない。また、運転パターン３００ｋｃａｌでは、間欠運転１回あたり６分かかるが、加熱に要する時間は５．８分のため、有効運転パターンである。本実施の形態では、運転効率算出部１０４は、３００ｋｃａｌ以上の運転パターンを有効運転パターンとして抽出する。
【００８９】
これは、間欠運転を行う時間に対して、加熱に要する時間の方が長かった場合には、間欠運転１回あたりの時間では運転パターンの熱量を加熱することができないことを意味している。また、間欠運転１回あたりの時間は、各運転パターンで放熱負荷を賄うために必要な時間であるため、有効運転パターンでないと、放熱負荷を賄う間欠運転を行えないことになり、この処理で湯切れする運転パターンを排除することができる。
【００９０】
次に、運転効率算出部１０４は、運転パターンでの運転効率結果を算出する（Ｓ１０８）。この運転効率算出部１０４が運転効率結果を算出する処理について、以下に詳細に説明する。
【００９１】
図１０に示すように、まず、運転効率算出部１０４は、入水予測温度算出部１０１から加熱部入水予測温度を、加熱特性記憶部１０３から起動ロス特性データと加熱効率特性データとを取得する（Ｓ２０２）。
【００９２】
次に、運転効率算出部１０４は、エネルギー効率を算出する運転パターンを選択する（Ｓ２０４）。本実施の形態では、まず、運転効率算出部１０４は、有効運転パターンのうち、最も小さい運転パターン３００ｋｃａｌを選択し、エネルギー効率を算出する。
【００９３】
そして、運転効率算出部１０４は、選択した運転パターンでの加熱部入水予測温度を取得する（Ｓ２０６）。つまり、運転効率算出部１０４は、図１１に示された加熱部入水予測温度から、運転パターン３００ｋｃａｌでの加熱部入水予測温度を取得する。本実施の形態では図１１に示すように、運転パターン３００ｋｃａｌでは加熱部入水温度は２８℃である。
【００９４】
次に、運転効率算出部１０４は、選択した運転パターンでの定格エネルギー効率を取得する（Ｓ２０８）。つまり、運転効率算出部１０４は、図５に示された加熱効率特性データから、取得した運転パターン３００ｋｃａｌでの加熱部入水予測温度での定格エネルギー効率を取得する。本実施の形態では図５に示されたように、加熱部入水予測温度は２８℃のため、定格エネルギー効率は４．００である。
【００９５】
次に、運転効率算出部１０４は、選択した運転パターンでの起動ロス値を取得する（Ｓ２１０）。つまり、運転効率算出部１０４は、図３に示された起動ロス特性データから、取得した運転パターン３００ｋｃａｌでの起動ロス値を取得する。本実施の形態では、図３に示されたように、運転パターン３００ｋｃａｌでの起動ロス値は０．３０である。
【００９６】
そして、運転効率算出部１０４は、選択した運転パターンでの運転効率結果を算出する（Ｓ２１２）。つまり、運転効率算出部１０４は、定格エネルギー効率に起動ロス値を乗算し、運転パターン３００ｋｃａｌでの実際のエネルギー効率である運転効率結果を算出する。本実施の形態では、定格エネルギー効率４．００×起動ロス値０．３０＝１．２０が、運転パターン３００ｋｃａｌでの運転効率結果となる。
【００９７】
以上で、運転効率算出部１０４が運転効率結果を算出する処理（図９のＳ１０８）は終了する。
【００９８】
次に、図９に戻り、最適運転判定部１０５は、運転効率結果が最大となる運転パターンを最適運転パターンと判定する（Ｓ１１０）。
【００９９】
まず、最適運転判定部１０５は、運転効率算出部１０４から運転効率結果を取得する。次に、最適運転判定部１０５は、取得した運転効率結果を蓄積する。
【０１００】
図１３Ａ〜図１３Ｃは、本実施の形態に係る運転パターンでの運転効率結果の一例を示す図である。具体的には、図１３Ａは、運転パターン３００ｋｃａｌまでの運転効率結果の一例を示す図であり、図１３Ｂは、運転パターン４００ｋｃａｌまでの運転効率結果の一例を示す図であり、図１３Ｃは、運転パターン１５００ｋｃａｌまでの運転効率結果の一例を示す図である。
【０１０１】
図１３Ａに示すように、最適運転判定部１０５は、取得した運転パターン３００ｋｃａｌでの運転効率結果１．２０を蓄積する。
【０１０２】
図９に戻り、次に、最適運転判定部１０５は、当該運転パターンが最適運転パターンか否か判定を行うが、運転パターン１つに対してのみ運転効率結果が算出されているので、最適運転パターンか否かの判定が行えない。
【０１０３】
このため、最適運転判定部１０５は、当該運転パターンは最適運転パターンではない（Ｓ１１０でＮＯ）と判定する最適判定結果を出力し、運転効率算出部１０４で、次の運転パターンでの運転効率結果の算出が行われる（Ｓ１０８）。
【０１０４】
このため運転効率算出部１０４は、最適運転判定部１０５から最適運転パターンと判定されていないとする最適判定結果を取得し、次の運転パターンである４００ｋｃａｌに対して同様の処理を行い、運転効率結果を算出する。
【０１０５】
次に、最適運転判定部１０５は、再度、運転パターンのいずれかが最適運転パターンか否かを判定する（Ｓ１１０）。
【０１０６】
本実施の形態では、図１３Ｂに示すような運転効率結果が蓄積されたとする。運転パターン４００ｋｃａｌの運転効率結果は１．５６で、運転パターン３００ｋｃａｌの運転効率結果１．２０より高いため、最適運転判定部１０５は、最適運転パターンは算出されていないと判定する（Ｓ１１０でＮＯ）。
【０１０７】
次に、最適運転パターンと判定されないまま、上記一連の処理（Ｓ１０８〜Ｓ１１０）が繰り返され、運転パターン１５００ｋｃａｌに対してまで運転効率結果が算出されたとする。
【０１０８】
そして、最適運転判定部１０５は、運転パターンのいずれかが最適運転パターンか否かを判定する（Ｓ１１０）。
【０１０９】
本実施の形態では、図１３Ｃに示すような運転効率結果が蓄積されたとする。運転パターン１５００ｋｃａｌの運転効率結果は２．４１で、運転パターン１４００ｋｃａｌの運転効率結果２．５６よりも小さいため、最適運転判定部１０５は、運転パターン１４００ｋｃａｌが最適運転パターンであると判定する（Ｓ１１０でＹＥＳ）。
【０１１０】
図１４は、本実施の形態に係る運転パターンと運転効率結果の関係を示す図である。
【０１１１】
同図に示すように、運転パターンと運転効率結果の関係が１つの頂点を持つ曲線となるため、運転パターンが小さいものより運転効率結果が小さくなると最適運転パターンが算出されたと判定することができる。これは、運転パターンが小さいほど、図３の起動ロス特性データに示すように一般的に起動ロスによる効率低下の影響が大きくなり、逆に運転パターンが大きいほど、図１１の加熱部入水予測温度に示すように加熱部入水温度が上昇し、さらに図５に示すように一般的に加熱部入水温度が上昇するとエネルギー効率が低下するため、１つの頂点を持つ関係となっているためである。
【０１１２】
図９に戻り、加熱指令部１０６は、最適運転パターンに従って、加熱部２０２に加熱指令を行う（Ｓ１１２）。
【０１１３】
具体的には、まず、加熱指令部１０６は、最適運転判定部１０５から最適運転パターンの１４００ｋｃａｌを取得する。また、加熱指令部１０６は、１日中常に、給湯部２００から放熱負荷と現在の放熱部２０３の動作を示す放熱部動作情報と貯湯タンク２０１内の温度センサの情報を示す貯湯タンク温度情報とを取得し、最適運転判定部１０５から最適運転パターンを取得する。
【０１１４】
加熱指令部１０６は、放熱部動作情報から放熱部２０３が動作している場合は、最適運転パターン１４００ｋｃａｌで間欠運転を行うよう、最適運転パターン分の熱量を加熱部２０２で加熱するまで加熱指令を出力する。また、加熱指令部１０６は、加熱部２０２が最適運転パターン分の熱量を加熱すると、加熱指令の出力を停止する。
【０１１５】
また、加熱指令部１０６は、最適運転パターン分の熱量が放熱負荷で消費された場合には、再度最適運転パターン分の加熱指令を加熱部２０２に出力し、加熱部２０２に間欠運転を行わせる。
【０１１６】
また、加熱指令部１０６は、常に貯湯タンク温度情報から、貯湯タンク２０１内の熱量を算出し、予め設定された熱量を下回った場合には加熱指令を出力する。
【０１１７】
以上の処理により、運転計画装置１００による処理が終了する。
【０１１８】
このようにして、運転計画装置１００は翌日の２３時まで上記の運転を行い、翌日の２３時になった場合には、運転計画装置１００は同様の処理を繰り返す。
【０１１９】
以下、本実施の形態における効果について説明する。
【０１２０】
本実施の形態では、入水予測温度算出部１０１で加熱部入水温度を予測し、加熱特性記憶部１０３で起動ロス特性データと加熱効率特性データとを記憶している。
【０１２１】
運転効率算出部１０４では、加熱部入水予測温度と加熱効率特性データから定格時のエネルギー効率を算出し、大きい値の運転パターンほど加熱部入水温度の上昇でエネルギー効率が低下する値を算出している。
【０１２２】
また、運転効率算出部１０４では、起動ロス特性データからエネルギー効率の定格からの低下倍率を用いるため、小さい運転パターンほど図８に示すような起動直後のエネルギー効率の低い運転によるエネルギー効率が低下する値を用いている。
【０１２３】
これにより、前述した課題の、放熱部２０３が使用されている期間に間欠運転を行う場合の、エネルギー効率の低下要因のトレードオフを最適運転判定部１０５で図１４に示すような関係として算出し、エネルギー効率が最高となる間欠運転の１回で加熱する熱量の大きさである最適運転パターンを算出することができる。
【０１２４】
また、加熱部入水予測温度が実際と多少の乖離が発生して最適運転パターンが１００ｋｃａｌ実際と乖離したとしても、エネルギー効率は図１４に示すような関係であるため、最高に近いエネルギー効率で運転することができる。
【０１２５】
また、本実施の形態では、予測負荷算出部１０２で放熱負荷を予測しており、運転効率算出部１０４では、放熱負荷を賄える運転パターンのみを最適運転パターンの対象としているため、湯切れない最適運転パターンを算出することができる。
【０１２６】
また、予測負荷算出部１０２で予測した１時間あたりの放熱負荷が実際と多少の乖離が発生しても、加熱指令部１０６では、加熱した熱量分が暖房で使用されると、再度加熱を開始するため湯切れが起こらない。また、この場合でも最適運転パターンのエネルギー効率は、運転効率算出部１０４で加熱部入水温度と起動ロス特性データと加熱効率特性データとから算出されるため、最高のエネルギー効率で運転することが可能である。
【０１２７】
また、本実施の形態では、加熱指令部１０６で貯湯タンク２０１内の熱量を算出し、予め設定された熱量を下回った場合には加熱指令を算出するため、予め給湯負荷に対して湯切れが起こらないために蓄熱する熱量を設定しておくことで、給湯負荷発生時にも湯切れが起こらない。
【０１２８】
本実施の形態では、以上のような効果があるため、需要家毎に放熱部２０３として異なる暖房装置や追炊き装置が設置されていたとしても、その需要家に合わせた最適運転パターンで運転することができる。
【０１２９】
また、同じ需要家でも季節変動などで放熱部２０３の使用の仕方や設定が変化すると、それに合わせて最適運転パターンも変化し、適応していく。
【０１３０】
例えば、同じ需要家でも、加熱部入水温度の上昇度合いが早くなると、小さい値の運転パターンが最適運転パターンとなる。これは、図１４に示すように、運転パターンの値が大きくなると加熱部入水温度上昇の影響によるエネルギー効率の低下が大きくなるため、エネルギー効率が最高となる運転パターンの値は小さくなるためである。
【０１３１】
つまり、最適運転判定部１０５は、第一の予測対象期間での加熱部入水予測温度が第二の予測対象期間での加熱部入水予測温度よりも大きい場合、第一の予測対象期間での最適運転パターンによって示される熱量が第二の予測対象期間での最適運転パターンによって示される熱量よりも小さくなるように、最適運転パターンを判定する。
【０１３２】
例えば、第一の予測対象期間が予測対象の期間であり、第二の予測対象期間が過去の期間であれば、最適運転判定部１０５は、予測対象の期間の加熱部入水予測温度が過去の期間よりも大きい場合、過去の期間での最適運転パターンよりも小さい値の最適運転パターンを予測対象の期間での最適運転パターンとして判定する。
【０１３３】
また、同様に、第一の予測対象期間が過去の期間であり、第二の予測対象期間が予測対象の期間であれば、最適運転判定部１０５は、予測対象の期間の加熱部入水予測温度が過去の期間よりも小さい場合、過去の期間での最適運転パターンよりも大きい値の最適運転パターンを予測対象の期間での最適運転パターンとして判定する。
【０１３４】
また、貯湯タンク２０１の容量や高さなど形状が変化したとしても、直接エネルギー効率に影響する加熱部入水温度を用いているため、貯湯タンク２０１に関わらず、本発明では最適運転パターンで運転することができる。
【０１３５】
本発明のかかる構成によれば、需要家毎に放熱負荷に合わせたエネルギー効率が最高となる運転を行うことができる。
【０１３６】
以上、本発明の貯湯式給湯装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【０１３７】
例えば、本実施の形態の構成においては、貯湯式給湯装置１０は放熱部２０３を備え、放熱部２０３が熱を需要家に供給する場合の運転計画を行うこととした。しかし、貯湯式給湯装置１０は放熱部２０３を備えていなくともよく、貯湯タンク２０１からの給湯が継続的に行われている場合の運転計画を行うこととしてもよい。
【０１３８】
また、運転計画を開始する時刻は２３時の変わりに０時や７時など任意の時刻でよい。また、運転計画を行う期間は２４時間の変わりに１２時間や４８時間など任意の期間でも良い。
【０１３９】
また、入水予測温度算出部１０１と予測負荷算出部１０２とが蓄積する期間は７日間には限られず、１ヶ月や１年間のデータを蓄積してもよい。
【０１４０】
また、入水予測温度算出部１０１と予測負荷算出部１０２とが加熱部入水温度と放熱負荷を予測する方法は、平均を用いる方法の代わりに、ニューラルネットや回帰分析など任意の手法でもよい。
【０１４１】
また、入水予測温度算出部１０１が加熱部入水予測温度を算出し、予測負荷算出部１０２が予測放熱負荷を算出することとした。しかし、加熱部入水予測温度は、算出されずに予め定められていてもよいし、予測放熱負荷も同様に、算出されずに予め定められていてもよい。
【０１４２】
また、沸き上げ温度は６０度で固定しているが、放熱部２０３で必要な温度に合わせた最低の沸き上げ温度などに変動させても良い。
【０１４３】
また、運転パターンは、間欠運転１回あたりに加熱する熱量として最適運転パターンを算出する方法の代わりに、間欠運転１回あたりの加熱部２０２の動作時間であってもよい。また、運転パターンは、加熱部入水温度が一定値以下で加熱部２０２が起動し、一定値以上で停止するなど温度で判定する間欠運転でも良い。また、運転パターンは、間欠運転の１回の起動停止で、加熱部２０２が加熱運転を開始するときの貯湯タンク２０１内の熱量と、加熱部２０２が加熱運転を終了するときの貯湯タンク２０１内の熱量との組み合わせであってもよい。
【０１４４】
ここで、運転パターンを、間欠運転１回あたりの加熱部２０２の動作時間とする場合、図３〜図７及び図１１〜図１３Ｃの各図に示された熱量を加熱部２０２が所定の加熱能力で加熱する時間を運転パターンとして、運転効率算出部１０４は、当該時間に基づいて運転効率結果を算出する。また、同様に、運転パターンを、加熱部２０２が起動停止するときの加熱部入水温度や起動停止するときの貯湯タンク２０１内の熱量とする場合についても、運転効率算出部１０４は、当該運転パターンに基づいて運転効率結果を算出することができる。
【０１４５】
また、加熱指令部１０６が、給湯負荷を賄うために予め設定された熱量以下になると加熱指令を出力する方法の代わりに、給湯負荷を蓄積し、予測を行い、各時刻で必要とされる熱量を設定しても良い。
【０１４６】
また、起動ロス値は、定格エネルギー効率からの低下割合の代わりに、エネルギー効率の低下量を利用しても良い。
【０１４７】
また、加熱特性記憶部１０３で記憶している情報は予め記憶させているが、需要家に設置後に蓄積した値を利用しても良い。
【０１４８】
また、運転効率算出部１０４は、有効運転パターンを抽出し、最適運転判定部１０５は有効運転パターンの中から最適運転パターンを判定することとした。しかし、運転効率算出部１０４は有効運転パターンを抽出することなく、最適運転判定部１０５は全ての運転パターンの中から最適運転パターンを判定することにしてもよい。
【０１４９】
また、放熱部２０３は暖房装置であり、加熱部２０２は、電気を利用して湯水を加熱する二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプであることとした。しかし、放熱部２０３は、暖房装置でなくても、継続的に放熱負荷を発生させる機器であればよい。また、加熱部２０２は、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプでなくても、加熱部入水温度が高いほど効率が低くなり、起動ロスが生じる特性を持った機器であればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明は、貯湯タンクに蓄熱を行う貯湯式給湯装置として、例えば、ＣＯ2ヒートポンプ給湯器や電気温水器などの、電力による給湯部を設けた貯湯式給湯装置、その運転計画装置及び運転計画方法に利用できる。
【符号の説明】
【０１５１】
１０  貯湯式給湯装置
１００  運転計画装置
１０１  入水予測温度算出部
１０２  予測負荷算出部
１０３  加熱特性記憶部
１０４  運転効率算出部
１０５  最適運転判定部
１０６  加熱指令部
２００  給湯部
２０１  貯湯タンク
２０２  加熱部
２０３  放熱部
【図１】
2010276284.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010276284.tif 000014
【図１３Ａ】
2010276284.tif 000015
【図１３Ｂ】
2010276284.tif 000016
【図１３Ｃ】
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【図１４】
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