(57)【要約】商用電源と連系する太陽光発電装置（１）と、前記商用電源の電力および太陽光発電装置（１）の発電電力を使用する貯湯式電気給湯機（７）を含む電気負荷回路（２）と、前記商用電源から前記電気負荷回路（２）に供給された買電電力の電力料金データが基準金額より高い場合に前記前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を停止または抑制して前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を制限する制御装置（４）と、を備え、貯湯式電気給湯機（７）で太陽光発電電力を利用した沸き上げ動作を行っている場合に、一時的な曇り等による太陽光発電電力の低下や、予測していなかった家電機器等の使用による家庭内使用電力の増大により、商用電源からの買電が生じ、その買電金額が所定値以上となると、貯湯式電気給湯機（７）の沸き上げ動作を抑制または停止する。
2017090180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源と連系する太陽光発電装置と、
前記商用電源の電力および前記太陽光発電装置の発電電力を使用して低温水を高温水に沸き上げて貯留する貯湯式電気給湯機を含む電気負荷回路と、
前記商用電源から前記電気負荷回路に供給された買電電力の電力料金データが基準金額より高い場合に前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を停止または抑制して前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を制限する制御装置と、
を備えることを特徴とする給湯機制御システム。
【請求項２】
商用電源と連系する太陽光発電装置と、
前記商用電源の電力および前記太陽光発電装置の発電電力を使用して低温水を高温水に沸き上げて貯留する貯湯式電気給湯機を含む電気負荷回路と、
前記商用電源から前記電気負荷回路に供給された買電電力の電力料金データに基づいて前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作の制御を行う際に、所定の時間間隔で前記電力料金データを算出あるいは取得し、該電力料金データが基準値を超過すると前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を抑制または停止して沸き上げ動作を制限する沸き上げ制限動作モードと、前記買電電力料金データが所定値を超過しても前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を継続する沸き上げ継続動作モードと、を有し、前記沸き上げ制限動作モードと前記沸き上げ継続動作モードを時間帯により切り替えることを特徴とする給湯機制御システム。
【請求項３】
商用電源と連系する太陽光発電装置と、
前記商用電源の電力および前記太陽光発電装置の発電電力を使用して低温水を高温水に沸き上げて貯留する貯湯式電気給湯機を含む電気負荷回路と、
前記商用電源から前記電気負荷回路に供給された買電電力の買電電力料金データと、前記太陽光発電装置から前記商用電源に供給された売電電力の売電電力料金データと、を取得するとともに、取得した前記買電電力料金データおよび前記売電電力料金データに基づいて前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作の制御を行う際に、所定の時間間隔で前記買電電力料金データおよび売電電力料金データを取得し、前記買電電力料金データから前記売電電力料金データを減じた差額が基準値を超過すると前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を停止または抑制して沸き上げ動作を制限する沸き上げ制限動作モードと、前記差額が所定値を超過しても前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を継続する沸き上げ継続動作モードと、を有し、前記沸き上げ制限動作モードと前記沸き上げ継続動作モードとを時間帯により切り替えることを特徴とする給湯機制御システム。
【請求項４】
前記制御装置は、買電電力の電力料金データが基準金額を超過することによる貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を制限した後、所定時間経過により前記沸き上げ動作の制限を解除することを特徴とする、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の給湯機制御システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記太陽光発電装置から商用電源に逆潮流された売電電力量データを取得する電力量データ取得手段を備え、前記電力量データ取得手段で取得した売電電力量データが所定値より高い場合には、前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を始動し若しくは継続し、又は、前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作出力を増大し若しくは維持することを特徴とする、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の給湯機制御システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記商用電源から前記電気負荷回路に供給された買電電力量データを取得する電力量データ取得手段を備え、前記電力量データ取得手段で取得した買電電力量データが所定値より低い場合には、前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を始動し若しくは継続し、又は、前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作出力を増大し若しくは維持することを特徴とする、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の給湯機制御システム。
【請求項７】
太陽光発電装置が商用電源と連系する需要家電源ラインに他の電気負荷回路とともに接続され、前記商用電源の電力および前記太陽光発電装置の発電電力を使用して低温水を高温水に沸き上げて貯留する貯湯式電気給湯機であって、
低温水を高温水に沸き上げる加熱部と、
前記加熱部で沸き上げた高温水を貯留する貯湯タンクと、
前記貯湯タンクに貯留された高温水の状態を検知するとともに前記加熱部の沸き上げ動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記加熱部の沸き上げ動作中において前記商用電源から前記需要家電源ラインに供給された買電電力の電力料金データが基準金額を上回ると前記沸き上げ動作を抑制または停止することを特徴とする貯湯式電気給湯機。
【請求項８】
前記制御部は、前記買電電力の電力料金データが基準金額を上回ると沸き上げ動作を抑制または停止する沸き上げ制限動作モードと、前記買電電力の電力料金データが基準金額を上回っても沸き上げ動作を維持する沸き上げ継続動作モードを有し、前記沸き上げ制限動作モードと前記沸き上げ継続モードとを時間帯により切り替えることを特徴とする請求項７記載の貯湯式電気給湯機。
【請求項９】
前記制御部は、前記買電電力の電力料金データが基準金額を上回ることにより沸き上げ動作を抑制または停止した後、所定時間経過により前記沸き上げ動作の抑制または停止を解除することを特徴とする、
請求項７または請求項８に記載の貯湯式電気給湯機。
【請求項１０】
前記制御部は、前記太陽光発電装置から商用電源に逆潮流された売電電力量データを取得する電力量データ取得手段を備え、前記電力量データ取得手段で取得した売電電力量データが所定値より高い場合には、前記加熱部の沸き上げ動作を始動し若しくは継続し、又は、前記加熱部の沸き上げ動作出力を増大し若しくは維持することを特徴とする、
請求項７または請求項８に記載の貯湯式電気給湯機。
【請求項１１】
前記制御部は、前記商用電源から前記電気負荷回路に供給された買電電力量データを取得する電力量データ取得手段を備え、前記電力量データ取得手段で取得した買電電力量データが所定値より低い場合には、前記加熱部の沸き上げ動作を始動し若しくは継続し、又は、前記加熱部の沸き上げ動作出力を増大し若しくは維持することを特徴とする、
請求項７または請求項８に記載の貯湯式電気給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電力および太陽光発電電力を使用して沸き上げを行うことができる貯湯式電気給湯機を制御する給湯機制御システムおよび貯湯式電気給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自然エネルギーを活用した発電の普及において課題となっている送配電網の安定性を確保するために、太陽光発電を電力事業者からの指令により抑制する運用が開始されている。また、太陽光発電の買取単価は普及にともなって低下していくことが想定されている。上記の流れから家庭用の太陽光発電についても余剰売電よりも自家消費した方が経済的に有利になる傾向があり、今後その傾向はますます強くなる。【０００３】
自家消費の一つの方法として、現在は夜間の安い電気料金時間帯の電気を使用して沸かしている給湯設備を、昼間の太陽光発電の余剰電力が発生する時間帯に稼働させる方法が最も合理的な方法として考えられている。例えば、商用電力及び自家発電電力により作動し、低温水を加熱して高温水を貯湯タンクに貯える貯湯運転を実行することが可能な電気給湯機において、電力料金が安価となる深夜電力時間帯に商用電力を利用して貯湯運転を実行した場合の電力料金と、自家発電により貯湯運転を実行した場合にその電力をもし売電していたら得られたであろう電力料金とを比較して、深夜電力と自家発電電力のうちコスト的に有利な電力を自動的に選択して貯湯運転を行うものがあった。さらに、過去に蓄積した気象情報（外気温度、日照時間等）や太陽光発電量のデータと気象予報から太陽光発電の発電量を予測するとともに、過去の家庭内消費電力量のパターンから家庭内消費電力量を予測して、その差分の余剰電力量を算出し、貯湯要求電力量と比較して深夜電力による貯湯量と太陽光発電電力による貯湯量を決定し、太陽光発電電力による沸き上げを、予測した余剰電力が沸き上げ電力を上回る時間帯で行うものがあった（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２４５８３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の貯湯式電気給湯機では、太陽光発電電力による余剰電力が貯湯運転を行うのに十分な電力を確保できると予測された時間帯において貯湯運転を行うようにしているが、一時的な曇り等によるＰＶ発電量の低下が生じた場合や、その他の家電機器等の使用により家庭内の使用電力量が増え、余剰電力が不足して買電状態となることがある。昼間時間帯の買電電力量単価は一般に深夜時間帯の買電電力量単価より高く、そのような買電状態が継続すると買電電力料金が使用者の想定していない金額に増大するおそれがあるという課題があった。【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、貯湯式電気給湯機で太陽光発電電力を利用した沸き上げ動作（貯湯運転）を行っている場合に、一時的な曇り等による太陽光発電電力の低下や、予測していなかった家電機器等の使用による家庭内使用電力の増大により、商用電源からの買電が生じ、その買電金額が所定値以上となると、貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を抑制または停止して、買電電力料金の増大を抑制する手段を備えた給湯機制御システム、および、貯湯式電気給湯機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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る給湯機制御システムは、商用電源と連系する太陽光発電装置と、前記商用電源の電力および太陽光発電装置の発電電力を使用する貯湯式電気給湯機を含む電気負荷回路と、前記商用電源から前記電気負荷回路に供給された買電電力の電力料金データが基準金額より高い場合に前記前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を停止または抑制して前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を制限する制御装置と、を備える。【０００８】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る貯湯式電気給湯機は、太陽光発電装置が商用電源と連系する需要家電源ラインに他の電気負荷回路とともに接続され、商用電源の電力および太陽光発電装置の発電電力を使用して低温水を高温水に沸き上げる加熱部と、前記加熱部で沸き上げた高温水を貯留する貯湯タンクと、前記貯湯タンクに貯留された高温水の状態を検知するとともに前記加熱部の沸き上げ動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記加熱部の沸き上げ動作中において前記商用電源から前記需要家電源ラインに供給された買電電力の電力料金データが基準金額を上回ると沸き上げ動作を停止または抑制して沸き上げ動作を制限するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る給湯制御システムによれば、商用電源から電気負荷回路に供給された買電電力の電力料金データが基準金額より高い場合に貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を停止または抑制するので、一時的な曇り等による太陽光発電の発電量の低下が生じたり、電気負荷回路であるその他の家電機器等の使用により家庭内の使用電力量が増加したりして余剰電力が不足し、買電状態となった場合に、その買電電力料金の増大を抑えることができる。【００１０】
また、本発明に係る貯湯式電気給湯機によれば、商用電源から貯湯式電気給湯機等の電気負荷回路に供給される買電電力の電力料金データが基準金額より高い場合には、制御部は加熱部の沸き上げ動作を停止または抑制するので、買電電力量の増加を抑え、ひいては買電電力費用の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る給湯機制御システムの構成を示す全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る給湯機制御システムの制御装置であるＨＥＭＳコントローラによる貯湯式電気給湯機に対する沸き上げ制御の全体の処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１に係る給湯機制御システムの制御装置であるＨＥＭＳコントローラにおける時間帯沸き上げ割当処理のフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１に係る給湯機制御システムの制御装置であるＨＥＭＳコントローラが夜間電力時間帯において貯湯式電気給湯機に対して行う夜間電力時間帯沸き上げ制御のフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１に係る給湯機制御システムの制御装置であるＨＥＭＳコントローラが昼間電力時間帯において貯湯式電気給湯機に対して行う昼間電力時間帯沸き上げ制御のフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１に係る給湯機制御システムにおいて、構成要素における動作と通信データの一例を、一日サイクルのタイムチャートで示したものである。
【図７】本発明の実施の形態１において、所定時間毎の太陽光発電装置の発電量や電気回路負荷の使用電力量、等の日変動の一例を示したタイムチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２に係る給湯機制御システムの制御装置であるＨＥＭＳコントローラが昼間電力時間帯において貯湯式電気給湯機に対して行う昼間電力時間帯沸き上げ制御のフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態２に係る給湯機制御システムにおいて、構成要素における動作と通信データの一例を、一日サイクルのタイムチャートで示したものである。
【図１０】本発明の実施の形態２において、所定時間毎の太陽光発電装置の発電量や電気回路負荷の使用電力量、等の日変動の一例を示したタイムチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る給湯機制御システムの貯湯式電気給湯における沸き上げ動作の電力レベルを示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る給湯機制御システムの制御装置であるＨＥＭＳコントローラにおける時間帯沸き上げ割当処理のフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る給湯機制御システムにおいて、余剰電力沸き上げ電力量を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る給湯機制御システムの制御装置であるＨＥＭＳコントローラが昼間電力時間帯において貯湯式電気給湯機に対して行う昼間電力時間帯沸き上げ制御のフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る給湯機制御システムの制御装置であるＨＥＭＳコントローラが昼間電力時間帯において貯湯式電気給湯機に対して行う昼間電力時間帯沸き上げ制御のフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態４において、沸き上げ終了時刻と沸き上げ要求時間、沸き上げ実行時間と沸き上げ動作の関係を示した図である。
【図１７】本発明の実施の形態４において、昼間電力時間帯における沸き上げ制御の補足説明のための図である。
【図１８】本発明の実施の形態４において、昼間電力時間帯における沸き上げ制御の補足説明のための図である。
【図１９】本発明の実施の形態４において、昼間電力時間帯における沸き上げ制御の基準金額の調整例を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態４において、昼間電力時間帯における沸き上げ制御の所定値の調整例を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態５に係る給湯機制御システムの制御装置であるＨＥＭＳコントローラが昼間電力時間帯において貯湯式電気給湯機に対して行う昼間電力時間帯沸き上げ制御のフローチャートである。
【図２２】本発明の実施の形態６に係る給湯機制御システムの制御装置であるＨＥＭＳコントローラが昼間電力時間帯において貯湯式電気給湯機に対して行う昼間電力時間帯沸き上げ制御のフローチャートである。
【図２３】本発明の実施の形態７に係る貯湯式電気給湯機およびその周辺機器の構成を示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態７に係る貯湯式電気給湯機の制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図２５】本発明の実施の形態８に係る貯湯式電気給湯機の制御部の昼間電力時間帯における動作を示すフローチャートである。
【図２６】本発明の実施の形態９に係る貯湯式電気給湯機の制御部の昼間電力時間帯における動作を示すフローチャートである。
【図２７】本発明の実施の形態１０に係る貯湯式電気給湯機の制御部の昼間電力時間帯における動作を示すフローチャートである。
【図２８】本発明の実施の形態１１に係る貯湯式電気給湯機の制御部の昼間電力時間帯における動作を示すフローチャートである。
【図２９】昼間電力時間帯における沸き上げ制御の基準金額の買電電力量単価あるいは買電電力量単価による調整例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付す。
図１は、本実施の形態に係る給湯機制御システムの構成を示す図である。図において、給湯機制御システムは、商用電源と連系する太陽光発電装置１と、太陽光発電装置の発電電力および商用電源の電力を使用する電気負荷回路２と、太陽光発電装置１から商用電源に逆潮流される売電電力量および商用電源から電気負荷回路２に供給される買電電力量を検出する電力メータ３と、電力メータ３で検出したデータを取得するとともに電気負荷回路２の動作を制御する制御装置であるＨＥＭＳコントローラ４を備えている。
【００１３】
太陽光発電装置１は商用電源の電力線と接続された需要家電源ラインに接続され、太陽光等の光エネルギーから直流電気エネルギーを生成するＰＶパネル５と、ＰＶパネル５で生成した直流電気エネルギーを商用電源の系統と連系できる交流電気エネルギーに変換するパワーコンディショナ６と、を備える。パワーコンディショナ６は、商用電源の系統電圧を検出する手段を備え、ＰＶパネル５が生成した直流電気エネルギーの電圧が所定電圧以上の場合に、系統電圧に同期した逆潮流電流を流すように動作する。この逆潮流電流により太陽光発電装置１から商用電源の系統へ出力する電力量のデータを、パワーコンディショナ６は、発電電力量データとしてＨＥＭＳコントローラ４へ送信する。
【００１４】
電気負荷回路２は貯湯式電気給湯機７の他、空調機やＴＶ、掃除機や炊飯器等の家電機器をその他負荷８として含み、太陽光発電装置１が接続されている需要家電源ラインに接続されている。貯湯式電気給湯機７は、高温水および低温水を貯留する貯湯タンク９と、低温水を高温水に沸き上げる加熱部であるヒートポンプユニット１０と、貯湯式電気給湯機７全体の制御を行う制御部１１と、を備えている。貯湯タンク９は、複数の温度センサを有し、貯湯タンク内に貯留されている高温水の温度および量を検出可能である。ヒートポンプユニット１０は、電動式の圧縮機等により駆動されるヒートポンプサイクルを実現している。制御部１１は、ＨＥＭＳコントローラ４との通信機能を備え、ＨＥＭＳコントローラ４へ貯湯式電気給湯機７の状態情報（例えば低温水（給水）温度や高温水（沸き上げ）温度、貯湯タンク内の高温水（残湯）量、等）を通知するとともに、ＨＥＭＳコントローラ４からの指令を受け付ける。制御部１１は受け付けた指令に基づき、ヒートポンプユニット１０のヒートポンプサイクルにより大気中の熱を利用して低温水を加熱して高温水を生成し、高温水を貯湯タンク９に貯留させる沸き上げ動作（貯湯運転）を行う。貯湯タンク９に貯留された高温水は、各所の給湯栓等に供給されたり、浴槽水の加熱等に利用されたりする。なお、その他負荷8に含まれる家電機器の一部もＨＥＭＳコントローラ４との通信機能を備え、ＨＥＭＳコントローラ４に動作状態情報を通知するとともに、ＨＥＭＳコントローラ４からの指令を受け付けて動作する。また、貯湯式電気給湯機７を含む電気負荷回路２は、商用電源の電力系統から供給される商用電力および太陽光発電装置１で発電された太陽光発電電力を使用する。
【００１５】
電力メータ３は、太陽光発電装置１および電気負荷回路２とが接続された需要家電源ラインと商用電源の電力線との接続点に設けられ、商用電源の電力線から需要家電源ラインに供給される買電電力量を所定の周期で検出する。また、太陽光発電装置１で発電した電力量が電力負荷回路２で消費した電力量を上回って生じる余剰電力による売電電力量を所定の周期で検出する。電力メータ３はデータ送信手段を備え、検出した買電電力量データおよび売電電力量データをＨＥＭＳコントローラ４へ送信する。
【００１６】
ＨＥＭＳコントローラ４は通信手段を備え、太陽光発電装置１のパワーコンディショナ６から送信される発電電力量データや、電力メータ３から送信される買電電力量データおよび売電電力量データを受信することが可能である。さらに、ＨＥＭＳコントローラ４は貯湯式電気給湯機７の状態情報やその他負荷である家電機器の一部からの動作状態情報の受信が可能であり、貯湯式電気給湯機７やその他負荷である家電機器の一部に対する動作指令を送信することもできる。さらに、ＨＥＭＳコントローラ４は、インターネットを介してクラウドサーバ１２とも通信可能であり、太陽光発電装置１の発電電力量データや貯湯式電気給湯機を含む電気負荷回路２の動作状態データ、売電電力量データや買電電力量データを、クラウドサーバ１２へ送信する。クラウドサーバ１２はＨＥＭＳコントローラ４から送られてきた太陽光発電電力量データ等を、天気情報と関連付けて記憶して蓄積する。そして、クラウドサーバ１２は蓄積した前記記憶データや天気予報データを利用して太陽光発電装置１の発電電力量や貯湯式電気給湯機を除く電気負荷回路８の使用電力量の推移を予測し、それらの差分である余剰電力量の推移を予測する。ＨＥＭＳコントローラ４は、クラウドサーバ１２が予測した太陽光発電装置１における発電量の推移データや余剰電力量の推移データを取得することができる。
【００１７】
図２はＨＥＭＳコントローラ４による貯湯式電気給湯機７に対する沸き上げ制御の全体の処理を示すフローチャートである。ＨＥＭＳコントローラ４は、夜間電力時間帯になるのを待って（Ｓ１）、時間帯（夜間、昼間）毎の沸き上げ時間（電力量、湯量）の割り当てを決める時間帯沸き上げ割当処理を行い（Ｓ２）、電力料金が割安な夜間電力時間帯における貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作の制御（夜間電力時間帯沸き上げ制御）を実行する（Ｓ３）。次いで、電力料金が割高な昼間時間帯において余剰電力を利用した貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作の制御（昼間電力時間帯沸き上げ制御）を実行し（Ｓ４）、Ｓ１へ戻る。
【００１８】
図３は、ＨＥＭＳコントローラ４における時間帯沸き上げ割当処理（Ｓ２）のフローチャートであり、例えば夜間電力時間帯の開始時に実行する。時間帯沸き上げ割当処理では、翌日の所定時刻までに貯湯式電気給湯機７で沸き上げることが必要な高温水（湯）量や太陽光発電装置１の発電による予測余剰電力等から、貯湯式電気給湯機７における高温水沸き上げ動作の必要時間（沸き上げ必要時間）を求め、電力量単価の異なる夜間電力時間帯および昼間電力時間帯における沸き上げ動作の要求時間（夜間沸き上げ要求時間および昼間沸き上げ要求時間）の割り当てを決める。
【００１９】
時間帯沸き上げ割当処理は、図３に示すように、先ずＨＥＭＳコントローラ４が通信により貯湯式電気給湯機７から、沸き上げる高温水量や沸き上げ温度のデータを得て（Ｓ１１）、沸き上げに必要な電力量を算出する（Ｓ１２）。例えば、３００Ｌの低温水（２５℃）を８５℃の高温水に沸き上げるのに必要な電力量は、加熱効率が１００％であれば、３００Ｌ×（８５℃−２５℃）×４．１９／３６００＝２１．０ｋＷｈとなる。その電力量を電気給湯機の沸き上げ定格電力で除して沸き上げに要する時間（沸き上げ必要時間）を求める（Ｓ１３）。例えば沸き上げ定格電力を２．０ｋＷすると、２１．０ｋＷｈ／２．０ｋＷ＝１０．５ｈ  となる。
【００２０】
次いで、インターネット等を利用してクラウドサーバ１２にアクセスし、翌日の太陽光発電装置１の発電電力による余剰電力量（太陽光発電電力量から貯湯式電気給湯機を除く電気負荷回路８による使用電力量を減じた電力量）の予測推移データを取得する（Ｓ１４）。余剰電力の予測値が所定値（例えば定格電力：２．０ｋＷ）を超える時間（余剰電力沸き上げ可能時間）を求め、その余剰電力沸き上げ可能時間に余裕を持たせるため1未満の所定の係数（例えば０．８０）を乗じた時間を余剰電力沸き上げ時間とする（Ｓ１５）。その余剰電力沸き上げ時間と沸き上げ必要時間を比較し（Ｓ１６）、沸き上げ必要時間の方が長い場合は沸き上げ必要時間から余剰電力沸き上げ時間を減じた時間を夜間電力時間帯における沸き上げ要求時間に割り当て（Ｓ１７）、昼間電力時間帯の沸き上げ要求時間には余剰電力沸き上げ時間を割り当てる（Ｓ１８）。一方、余剰電力沸き上げ時間の方が沸き上げ必要時間以下であった場合には、夜間電力時間帯の沸き上げ要求時間を０にする（Ｓ１９）とともに沸き上げ必要時間の全てを昼間電力時間帯の沸き上げ要求時間に割り当てる（Ｓ２０）。
【００２１】
図４は、ＨＥＭＳコントローラ４が夜間電力時間帯において貯湯式電気給湯機７に対して行う夜間電力時間帯沸き上げ制御のフローチャートである。夜間電力時間帯沸き上げ制御はＨＥＭＳコントローラ４が時間帯沸き上げ割当処理後に夜間電力時間帯において実行する。ＨＥＭＳコントローラ４は先ず、夜間沸き上げ要求時間が０か否かを判断し（Ｓ２１）、夜間沸き上げ要求時間が０であれば夜間電力時間帯における貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作の要求はないので夜間電力時間帯沸き上げ制御を終了する。夜間沸き上げ要求時間が０でない場合は、夜間沸き上げ開始時刻を夜間電力時間帯終了時刻から夜間沸き上げ要求時間だけ前の時刻とし（Ｓ２２）、夜間沸き上げ開始時刻になるのを待って（Ｓ２３）、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作の開始を指示する（Ｓ２４）。次いで、夜間沸き上げ動作を終了する夜間電力時間帯終了時刻になるのを待って（Ｓ２５）、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作の停止を指示して（Ｓ２６）、夜間電力時間帯沸き上げ制御を終了する。貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作の開始を指示してから停止を指示するまで（Ｓ２４~Ｓ２６）、ＨＥＭＳコントローラ４は電力メータ３で検出される買電電力の電力量データや買電電力料金データに関わらず、沸き上げ動作を継続する。
【００２２】
図５は、ＨＥＭＳコントローラ４が昼間電力時間帯において貯湯式電気給湯機７に対して行う昼間電力時間帯沸き上げ制御のフローチャートである。昼間電力時間帯沸き上げ制御はＨＥＭＳコントローラ４が昼間電力時間帯になると実行する処理で、まず昼間電力時間帯における沸き上げ要求の有無を判断し（Ｓ３０）、沸き上げ要求が無ければ昼間電力時間帯沸き上げ制御の処理を終了する。沸き上げ要求があった場合には電力メータ３が検出した買電電力量を取得し（Ｓ３１）、その値が基準値以下か否かを判断する（Ｓ３２）。買電電力量が基準値以下であった場合には電力メータ３が検出した売電電力量を取得し（Ｓ３３），その値が所定値を超えたか否かを判断する（Ｓ３４）。Ｓ３２で買電電力量が基準値を超えた場合や、Ｓ３４で売電電力量が所定値以下であった場合には、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作の停止状態を所定時間継続し（Ｓ３５）、次いで、その時点における時刻が沸き上げ動作終了時刻に達しているか否かを判断する（Ｓ３６）。その結果、沸き上げ動作終了時刻に達していれば昼間電力時間帯沸き上げ制御を終了し、沸き上げ動作終了時刻に達していなければＳ３１へ戻る。
【００２３】
Ｓ３４で売電電力量が所定値を超えた場合には貯湯式電気給湯機７に沸き上げ動作の開始を指示し（Ｓ３７）、その後、所定時間沸き上げ動作を継続させるとともに、その沸き上げ動作の実行時間を積算し（Ｓ３８）、その沸き上げ実行時間が沸き上げ要求時間以上となったか否かを判断する（Ｓ３９）。沸き上げ実行時間が沸き上げ要求時間に至らない場合は、ＨＥＭＳコントローラ４はその所定時間における買電電力量のデータを電力メータ３から取得し（Ｓ４０）、その買電電力量データに買電電力量単価を乗じて買電電力料金のデータを算出する（Ｓ４１）。買電電力は太陽光発電装置１の発電電力が、貯湯式電気給湯機７を含む電気負荷回路２の消費電力（使用電力）を下回ると発生する。買電電力量単価のデータは、インターネットを介して商用電源の電力供給会社のサーバーから取得してもよいし、電力契約により予め時間帯（夜間電力時間帯、昼間電力時間帯）毎の電力量単価が定まっている場合には、ＨＥＭＳコントローラ４がその内部に記憶部を備えて記憶しておいてもよい。
【００２４】
次いで、算出した買電電力料金データと基準金額とを比較する（Ｓ４２）。基準金額は、例えば買電電力量単価が最安値となる深夜電力で貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を行った場合の電気料金とする。買電電力料金データが基準金額を上回った場合には、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作において使用される電力によって買電電力料金が増加しているので、次の所定時間における貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作の停止を指示し、その状態を所定時間維持して買電電力費用の増加を抑制し（Ｓ４３）、Ｓ３７に戻る。Ｓ４２で買電電力料金データが基準金額以下であった場合には、太陽光発電装置１の発電電力により生じた余剰電力を貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作に有効に使用できているので、その時点における時刻が沸き上げ動作終了時刻に達しているか否かを判断し（Ｓ４４）、沸き上げ動作終了時刻に達していなければＳ３８に戻り、貯湯式電気給湯機７に沸き上げ動作を継続させる。Ｓ４４で沸き上げ終了時刻に達していた場合や、Ｓ３９で沸き上げ実行時間が沸き上げ要求時間に達していた場合には、沸き上げ動作の停止を指示して（Ｓ４５）、昼間電力時間帯沸き上げ制御を終了する。
【００２５】
なお、上記説明では、図５のＳ３１〜Ｓ３４に示したように、ＨＥＭＳコントローラ４が昼間電力時間帯において貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作の開始を指示するのに当たり、電力メータ３が検出した売電電力量のデータを取得して所定値と比較判断する前に買電電力量のデータを取得して基準値と比較判断しているが、買電電力量データの比較判断処理（Ｓ３１〜Ｓ３２）を省略することとしてもよい。
【００２６】
また、上記説明において本実施の形態に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラ４は、図５のＳ３９に示したように、昼間電力時間帯における貯湯式電気給湯機７の沸き上げ実行時間が沸き上げ必要時間（要求時間）に達すると沸き上げ動作の停止を指示したが、Ｓ３９を省略してもよく、あるいは、Ｓ３９に代えて、貯湯式電気給湯機７の貯湯タンク９の状態データを取得し、貯湯タンク９に高温水が満タンである蓄熱上限状態となると沸き上げ停止としてもよい。Ｓ３９の判断を実施しなければ、買電電力料金を大幅に増加させることなく、貯湯タンク９に貯え可能な範囲で使用者の要求以上の高温水を貯えることができ、予定より高温水の使用が増加した場合においても貯湯タンク内の高温水切れの発生を抑え、買電電力量単価が高い時間帯における買電電気量を抑制することができる。また、使用する高温水が予定より多くならなかった場合においても翌日への蓄熱エネルギーを繰り越すことができるので、翌日の沸き上げ必要電力量を抑え、買電電気量や買電電気料金を抑制することができる。
【００２７】
図６は、本実施の形態に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラ４、太陽光発電装置１、貯湯式電気給湯機７、クラウドサーバ１２、および電力メータ３における動作と通信データの例について一日サイクルのタイムチャートで示したものである。給湯機制御システムの制御装置であるＨＥＭＳコントローラ４は、電力メータ３が検出した商用電源の電力線から需要家電源ラインに供給された買電電力の電力量データおよび需要家電源ラインから商用電源の電力線へ逆潮流された売電電力の電力量データを所定の時間間隔で取得し、クラウドサーバ１２へ送信して蓄積する。また、太陽光発電装置１の発電電力量データや、貯湯式電気給湯機７の動作状態データを取得し、クラウドサーバ１２へ送信して蓄積する。本実施の形態に係る給湯機制御システムにおいて、一日の制御サイクルの初めにクラウドサーバ１２が、蓄積している過去の太陽光発電電力量データ等を利用して太陽光発電装置１の発電電力量や電気負荷回路２の使用電力量の推移を予測し、太陽光発電装置１の予測発電電力量から貯湯式電気給湯機を除く電気負荷回路８の予測使用電力量を減じた予測余剰電力量の推移を算出する。ＨＥＭＳコントローラ４は、貯湯式電気給湯機７から必要な高温水量や沸き上げ温度差（高温水温度―低温水温度）等のデータを取得し、沸き上げ動作に必要な電力量を把握し、沸き上げに必要な時間を算出する。そして、クラウドサーバ１２が予測した予測余剰電力量の推移データから夜間電力時間帯における沸き上げ時間の割り当てを決定する。次いで、夜間電力時間帯の終盤においてＨＥＭＳコントローラ４は夜間電力時間帯に割り当てられた貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を実行させる。次いで、昼間電力時間帯においてＨＥＭＳコントローラ４は、電力メータ３から所定電力量以上の売電電力量データを取得すると貯湯式電気給湯機７に沸き上げ動作の開始を指示し、電力メータ３から取得した買電電力の電力量データに買電電力量単価を乗じて算出した買電電力料金が基準金額以上となると貯湯式電気給湯機７に沸き上げ動作の所定時間の停止を指示する。ＨＥＭＳコントローラ４は沸き上げ動作の開始を貯湯式電気給湯機７に指示した後、沸き上げ実行時間が沸き上げ必要時間に達すると貯湯式電気給湯機７に沸き上げ停止を指示して沸き上げ動作を終了する。
【００２８】
なお、上記説明では、クラウドサーバ１２が、クラウドサーバ１２に蓄積した太陽光発電装置１の発電電力量データ等を利用して余剰電力量の予測を行っているが、ＨＥＭＳコントローラ４が太陽光発電量等のデータを記憶し、それらのデータを利用して太陽光発電装置１の発電電力量や余剰電力量の予測を行うこととしてもよい。また、発電電力量データ等を気象情報に関連付けて蓄積し、天気予報の情報を利用して余剰電力量を予測することとしてもよい。
【００２９】
図７は、所定時間毎の太陽光発電装置1の発電電力量（ａ）、貯湯式電気給湯機以外の電気負荷回路８の使用電力量（ｂ）、貯湯式電気給湯機７の使用電力量（ｃ）、電力メータ３で検出された商用電源から供給された買電電力量および商用電源へ逆潮流さらた売電電力量（ｄ）、買電電力量単価（ｅ）、買電電力料金（ｆ）、の日変動の一例を示したタイムチャートである。本図（ｄ）において示した（Ａ）は、昼間電力時間帯において売電電力量（余剰電力量）が最初に所定値以上となった時点で、ＨＥＭＳコントローラ４が貯湯式電気給湯機７に沸き上げ動作の開始を指示する。本図（ｆ）において示した（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は、昼間電力時間帯における貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作中に買電電力料金が基準金額以上となった時点で、ＨＥＭＳコントローラ４が貯湯式電気給湯機７に所定の時間、沸き上げ動作の停止を指示する。買電電力料金は、（Ｂ）では貯湯式電気給湯機以外の電気負荷回路８の使用電力増加により、（Ｃ）では雲等の影響で太陽光発電装置１の発電電力量が減少することにより、（Ｄ）では貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作再開時に太陽光発電装置１の発電電力量が回復していないことにより、商用電源からの買電電力量が増加して買電電力料金が基準金額を超えている。また、（Ｅ）では買電電力量単価の上昇により、（Ｆ）では貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作再開時に買電電力量単価の高い状態が継続していたことにより買電電力料金が基準金額を超えて貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を停止させている。沸き上げ動作を所定の時間停止させたのち、沸き上げ動作を再開して買電電力料金が基準金額を超えない場合には沸き上げ動作を継続させる。
【００３０】
以上のように、本実施の形態に係る給湯機制御システムによれば、太陽光発電装置１の発電電力による余剰電力で貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を行っている際に、一時的な曇り等による余剰電力不足が大きくなって買電電力料金が基準金額以上となった場合や、買電電力量単価が上昇して買電電力料金が基準金額を超えた場合に貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を所定時間停止するので、買電電力費用の増加を抑制することができる。特に買電電力量単価が高い場合には、少ない買電電力量であっても買電電力料金が基準値金額を超えた場合に貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を制限することができる。また、買電電力料金の基準金額超過による沸き上げ動作停止から所定時間後に沸き上げ動作を再開するので、貯湯式電気給湯機７で要求された高温水量を確保することができる。
【００３１】
また、本実施の形態に係る給湯機制御システムによれば、制御装置であるＨＥＭＳコントローラ４は深夜電力時間帯における貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作では買電電力料金に関わらず高温水の沸き上げ動作を継続する沸き上げ継続動作モードで動作するとともに、昼間電力時間帯においては買電電力料金が基準金額を超えると沸き上げ動作を所定の時間停止する沸き上げ制限動作モードで動作して、買電電力料金を抑制しつつ、要求された沸き上げ湯量の確保の図ることができる。
【００３２】
なお、本実施の形態に係る給湯機制御システムでは、図３に示したように、制御装置であるＨＥＭＳコントローラ４で沸き上げ必要時間を求め、夜間電力時間帯と昼間電力時間帯における沸き上げ動作の時間割り当てを行ったが、クラウドサーバ１２に貯湯式電気給湯機７の状態情報（沸き上げ要求量、等）を送付し、クラウドサーバ１２で沸き上げ必要時間を算出し、夜間電力時間帯と昼間電力時間帯における沸き上げ動作の時間割り当てや、沸き上げ動作開始時刻と沸き上げ動作終了時刻の設定を行い、それらのデータをＨＥＭＳコントローラ４へ送信することとしてもよい。
【００３３】
また、上記実施の形態に係る給湯機制御システムの電力メータ３は、検出した買電電力量および売電電力量のデータを送信するものであり、ＨＥＭＳコントローラ４が受信した買電電力量データや売電電力量データに買電電力量単価や売電電力量単価を乗じて買電電力料金や売電電力料金を算出するものであったが、電力メータ３が買電電力量単価データや売電電力量単価データを記憶し、買電電力量データや売電電力量データに乗じて買電電力料金や売電電力料金を算出し、その算出したデータを送信することとしてもよいし、クラウドサーバ１２が電力メータ３から買電電力量データや売電電力量データを取得し、買電電力料金や売電電力料金を算出してＨＥＭＳコントローラ４に送信することとしてもよい。買電電力料金や売電電力料金を算出するための買電電力量単価データや売電電力量単価データについては、予め契約により決定されているものでもよいし、商用電源の電力供給業者からＨＥＭＳコントローラ４や電力メータ３等に随時通知されるものでもよい。
【００３４】
実施の形態２．
実施の形態１に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラ４は、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作中に買電電力の電力料金が基準金額を超過すると貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を停止し、所定時間後に沸き上げ動作を再開させるものであったが、売電電力量が所定値を超えた場合に限り、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を再開することとしてもよい。実施の形態２に係る給湯機制御システムについて、そのＨＥＭＳコントローラ４における貯湯式電気給湯機７に対する昼間電力時間帯沸き上げ制御のフローチャートを図８に示す。なお、本実施の形態に係る給湯機制御システムの構成については、実施の形態１に係る給湯機制御システムと同様であり、その構成についての図および説明は省略する。また、本実施の形態に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラ４における貯湯式電気給湯機７に対する沸き上げ制御の全体処理や時間帯沸き上げ割当処理、夜間電力時間帯沸き上げ制御処理については、実施の形態１で図２〜図４に示したフローチャートと同様であり、その図および説明を省略する。以下、本実施の形態に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラ４の貯湯式電気給湯機に対する昼間電力時間帯における沸き上げ制御について、図８に基づき説明する。なお、図５と同一または対応する処理については同一の符号を付している。
【００３５】
図８において、まず昼間電力時間帯における沸き上げ要求の有無を判断し（Ｓ３０）、沸き上げ要求が無ければ昼間電力時間帯沸き上げ制御の処理を終了する。一方、沸き上げ要求があった場合には電力メータ３が検出した売電電力量を取得し（Ｓ３３）、その値が所定値を超えたか否かを判断する（Ｓ３４）。売電電力量が所定値以下であった場合には、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作の停止状態を所定時間継続し（Ｓ３５）、次いで、その時点における時刻が沸き上げ動作終了時刻に達しているか否かを判断する（Ｓ３６）。その結果、沸き上げ動作終了時刻に達していれば昼間電力時間帯沸き上げ制御を終了し、沸き上げ動作終了時刻に達していなければＳ３３へ戻る。
【００３６】
Ｓ３４で売電電力量が所定値を超えた場合には貯湯式電気給湯機７に沸き上げ動作の開始を指示し（Ｓ３７）、その後、所定時間沸き上げ動作を継続させる（Ｓ３８ａ）。次いで、貯湯式電気給湯機７の貯湯タンク９に貯留された高温水量が要求された沸き上げ湯量以上となったか否かを判断する（Ｓ３９ａ）。高温水量が要求された沸き上げ湯量未満の場合には、ＨＥＭＳコントローラ４はその所定時間における買電電力量のデータを電力メータ３から取得し（Ｓ４０）、買電電力量単価を乗じて買電電力料金のデータを算出する（Ｓ４１）。その買電電力料金データを基準金額と比較し（Ｓ４２）、買電電力料金データが基準金額を上回った場合には、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作の停止を指示し、その状態を所定時間維持して買電電力費用の増加を抑制し（Ｓ４３ａ）、Ｓ３６に戻る。その後、沸き上げ終了時刻に達していない場合には売電電気量が所定値を超えた場合に限り貯湯式電気給湯機7の沸き上げ動作を再開する。Ｓ４２で買電電力料金データが基準金額以下であった場合には沸き上げ動作終了時刻に達しているか否かを判断し（Ｓ４４）、沸き上げ動作終了時刻に達していなければＳ３８ａに戻り、貯湯式電気給湯機７に沸き上げ動作を継続させる。Ｓ４４で沸き上げ終了時刻に達していた場合や、Ｓ３９ａで貯湯タンク９に貯留された高温水量が要求された沸き上げ湯量以上であった場合には、沸き上げ動作の停止を指示して（Ｓ４５）、昼間電力時間帯沸き上げ制御を終了する。
【００３７】
次に、本実施の形態に係る給湯機制御システムについて、ＨＥＭＳコントローラ４、太陽光発電装置１、貯湯式電気給湯機７、クラウドサーバ１２および電力メータ３における動作と通信データの例を一日サイクルのタイムチャートで図９に示す。ＨＥＭＳコントローラ４の昼間電力時間帯沸き上げ制御において、売電電力量が所定値以上であれば貯湯式電気給湯機７に対して沸き上げ開始の指示を送信する。貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作中に買電電力料金を判定し、基準金額以下であれば沸き上げ動作を維持する。一方、買電電力料金が基準金額を超えた場合には貯湯式電気給湯機７に対して沸き上げ停止指示を送信する。その後、売電電力量が所定値以上となると貯湯式電気給湯機７に対し沸き上げ動作の再開を指示する。貯湯式電気給湯機７は、貯湯タンク９に貯留された高温水量が要求沸き上げ湯量以上となると沸き上げ動作を停止し、ＨＥＭＳコントローラ４に沸き上げ停止を報知する送信を行う。
【００３８】
次に、本実施の形態に係る給湯機制御システムにおける所定時間毎の太陽光発電装置１の発電電力量（ａ）、貯湯式電気給湯機以外の電気負荷回路８の使用電力量（ｂ）、貯湯式電気給湯機７の使用電力量（ｃ）、電力メータ３で検出された商用電源からの買電電力量および商用電源への売電電力量（ｄ）、買電電力量単価（ｅ）、買電電力料金（ｆ）、の日変動の一例を示したタイムチャートを図１０に示す。本図（ｄ）において示した（Ａ）、（Ｇ）、（Ｈ）は、昼間電力時間帯において売電電力量（余剰電力量）が所定値以上となった時点で、ＨＥＭＳコントローラ４が貯湯式電気給湯機７に沸き上げ動作の開始を指示する。本図（ｆ）において示した（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｅ）は、昼間電力時間帯の貯湯式電気給湯機７が沸き上げ動作中に買電電力料金が基準金額以上となった時点で、ＨＥＭＳコントローラ４が貯湯式電気給湯機７に沸き上げ動作の停止を指示する。買電電力料金は、（Ｂ）では貯湯式電気給湯機以外の電気負荷回路の使用電力増加により、（Ｃ）では雲等の影響で太陽光発電装置の発電電力量が減少することにより、商用電源からの買電電力量が増加して買電電力料金が基準金額を超えている。また、（Ｅ）では買電電力量単価の上昇により買電電力料金が基準金額を超えて貯湯式電気給湯機の動作を停止させている。
【００３９】
以上のように、本実施の形態に係る給湯機制御システムによれば、太陽光発電装置の発電電力による余剰電力で貯湯式電気給湯機の沸き上げを行っている際に、一時的な曇り等による余剰電力不足が大きくなって買電電力料金が基準金額以上となった場合や、買電電力量単価が上昇して買電電力料金が基準金額を超えた場合に貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を停止するので、買電電力費用の増加を抑制することができる。また、商用電源への売電電力量が所定値以上となった場合に貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を開始するので、一時的な曇り等による余剰電力不足の解消を確実に検出して、買電電力費用の増加を抑制しながら太陽光発電装置の発電電力による余剰電力を有効利用を図ることができる。
【００４０】
実施の形態３．
実施の形態１および実施の形態２に係る給湯機制御システムの制御装置であるＨＥＭＳコントローラ４においては、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を実行させるか停止させるかのオン／オフの選択制御であったが、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作に使用される電力が可変の場合、例えば加熱部であるヒートポンプユニット１０の駆動周波数を変えて熱交換出力を調整することにより貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作に使用される電力を変えることができる場合には、余剰電力の大きさに合わせて貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を制御して使用電力を調整することとしてもよい。実施の形態３に係る給湯機制御システムの構成については、実施の形態１に係る給湯機制御システムの図1と同様の構成であり、その構成については図および説明を省略する。また、本実施の形態に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラによる貯湯式電気給湯機に対する沸き上げ制御の全体処理や夜間電力時間帯沸き上げ制御処理のフローチャートは、実施の形態１に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラのフローチャートである図２や図４と同様であり、その制御フローチャートの図および説明を省略する。
【００４１】
図１１は、本実施の形態に係る給湯機制御システムの貯湯式電気給湯機７における沸き上げ動作の電力レベルを示す図であり、図１２は、本実施の形態に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラ４における時間帯沸き上げ割当処理（Ｓ２）のフローチャートであり、図１３は、余剰電力沸き上げ電力量を説明する図であり、図１４は、本実施の形態に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラ４における昼間電力時間帯沸き上げ制御（Ｓ４）のフローチャートである。なお、図１２において、実施の形態１における図３に示した処理と同一の処理または相当する処理については図３と同一の符号を付し、図１４において、実施の形態１における図５に示した処理と同一の処理または相当する処理については図５と同一の符号を付している。本実施の形態に係る給湯機制御システムにおける貯湯式電気給湯機７で使用される電力は、図１１に示したように可変（３段階）であり、太陽光発電装置１による発電電力から貯湯式電気給湯機を除く電気負荷回路８で使用された電力を減じた余剰電力に応じて、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を、複数段階の電力レベルを使用して制御するものである。
【００４２】
次に、本実施の形態に係るＨＥＭＳコントローラ４の時間帯沸き上げ割当処理を、図１２に基づいて説明する。図において、先ず貯湯式電気給湯機７から、沸き上げる高温水量や沸き上げ温度等のデータを得て（Ｓ１１）、沸き上げに必要な電力量を算出する（Ｓ１２）。次いで、インターネット等を利用してクラウドサーバ１２にアクセスし、翌日の太陽光発電装置１の発電電力による余剰電力量（太陽光発電電力量から貯湯式電気給湯機を除く電気負荷回路８による使用電力量を減じた電力量）の予測推移データを取得する（Ｓ１４）。次いで、余剰電力の予測値と図１１の貯湯式電気給湯機７の沸き上げ電力（０．８ｋＷ、１．４ｋＷ、２．０ｋＷ）とを比較して、余剰電力沸き上げ電力量を推定する（Ｓ１５ａ）。余剰電力沸き上げ電力量の推定は、図１３に示すように予測された余剰電力量の推移データの所定時間毎の最小値と所定の沸き上げ電力（０．８ｋＷ、１．４ｋＷ、２．０ｋＷ）とを比較し、その所定時間毎に予測余剰電力で沸き上げが可能な電力を定め、その電力を積算すること（図１０の斜線部分の面積）により行う。そして、推定した余剰電力沸き上げ電力量と沸き上げ必要電力量とを比較し（Ｓ１６ａ）、余剰電力沸き上げ電力量が沸き上げ必要電力量より少ない場合には夜間電力時間帯の沸き上げ要求時間として、（沸き上げ必要電力量―余剰電力沸き上げ電力量）を貯湯式電気給湯機の定格電力（例えば２ｋＷ）で除した値を割り当てる。Ｓ１６ａで余剰電力沸き上げ電力量が沸き上げ必要電力量以下であった場合には、夜間電力時間帯の沸き上げ要求時間を０として、全ての沸き上げ要求電力量を昼間電力時間帯に割り当てる（Ｓ１９）。
【００４３】
次に、本実施の形態に係るＨＥＭＳコントローラ４の昼間電力時間帯における沸き上げ制御について、図１４に基づいて説明する。本図において、先ず、ＨＥＭＳコントローラ４は、昼間電力時間帯における沸き上げ要求の有無を判断し（Ｓ３０）、沸き上げ要求が無ければ昼間電力時間帯沸き上げ制御の処理を終了する。沸き上げ要求があった場合には電力メータ３が検出した買電電力量を取得し（Ｓ３１）、その値が基準値以下か否かを判断する（Ｓ３２）。買電電力量が基準値以下であった場合には電力メータ３が検出した売電電力量を取得し（Ｓ３３），その値が所定値を超えたか否かを判断する（Ｓ３４）。Ｓ３２で買電電力量が基準値を超えた場合や、Ｓ３４で売電電力量が所定値以下であった場合には、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作の停止状態を所定時間継続し（Ｓ３５）、次いで、その時点における時刻が沸き上げ動作終了時刻に達しているか否かを判断する（Ｓ３６）。その結果、沸き上げ動作終了時刻に達していれば昼間電力時間帯沸き上げ制御を終了し、沸き上げ動作終了時刻に達していなければＳ３１へ戻る。
【００４４】
Ｓ３４で売電電力量が所定値を超えた場合にはＨＥＭＳコントローラ４は貯湯式電気給湯機７に沸き上げ動作の開始を指示し（Ｓ３７）、その後、所定時間沸き上げ動作を継続させるとともに、その沸き上げ動作の電力量を貯湯式電気給湯機７から取得して沸き上げ実行電力量として積算し（Ｓ３８ｂ）、その沸き上げ実行電力量が沸き上げ要求電力量以上となったか否かを判断する（Ｓ３９ｂ）。沸き上げ実行電力量が沸き上げ要求電力量に満たない場合には、ＨＥＭＳコントローラ４はその所定時間における買電電力量のデータを電力メータ３から取得し（Ｓ４０）、その買電電力量データに買電電力量単価を乗じて買電電力料金のデータを算出する（Ｓ４１）。そして、算出した買電電力料金データと基準金額とを比較し（Ｓ４２）、買電電力料金データが基準金額を上回った場合には、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作において使用される電力によって買電電力料金が増加しているので、貯湯式電気給湯機７に沸き上げ電力を減少させるよう指示を送る（Ｓ５０）。その結果、貯湯式電気給湯機７は沸き上げ電力を減少させるが、沸き上げ電力の下限を下回る場合には沸き上げ動作を停止する。ＨＥＭＳコントローラ４は貯湯式電気給湯機７が沸き上げ動作を停止したか否かを判断し（Ｓ５１）、沸き上げ動作が継続している場合にはＳ３８ｂへ戻り、沸き上げ動作が停止した場合にはＳ３６へ戻る。
【００４５】
Ｓ４２で買電電力料金データが基準金額以下であった場合には、大きな買電電力料金を発生させることなく太陽光発電装置１の発電電力により生じた余剰電力を貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作に有効に使用できている。その時点における時刻が沸き上げ動作終了時刻に達しているか否かを判断し（Ｓ４４）、沸き上げ動作終了時刻に達していない場合には、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ電力が最大の状態か否かを判断する（Ｓ４６）。最大でなければ電力メータ３から売電電力量のデータを取得して（Ｓ４７）、所定値（例えば６００Ｗ×所定時間）と比較し（Ｓ４８）、売電電力量が所定値より大きかった場合には余剰電力に余裕があるので貯湯式電気給湯機７に沸き上げ電力を増加させる指示を送り、Ｓ３８ｂに戻る。Ｓ４６で貯湯式電気給湯機７の沸き上げ電力が既に最大であった場合や、Ｓ４８で売電電力量が所定値以下であった場合には、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ電力を変更することなくＳ３８ｂに移行して、沸き上げ動作を継続させる。一方、Ｓ４４で沸き上げ終了時刻に達していた場合や、Ｓ３９ｂで沸き上げ実行電力量が沸き上げ要求電力量に達していた場合には、沸き上げ動作の停止を指示して（Ｓ４５）、昼間電力時間帯沸き上げ制御を終了する。
【００４６】
なお、Ｓ４９における沸き上げ電力の増加量や、Ｓ５０における沸き上げ電力量の削減量は、図１１に示した貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作で使用する電力レベルを一段ずつ変更するものであってもよいし、売電電力量や買電電力料金の大きさに応じて貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作で使用する電力レベルを複数段変更するものであってもよい。また、沸き上げ動作で使用する電力レベルの増加量は１段まで、削減量は３段まで、というように貯湯式給湯機７の使用電力量の調整を増加させる場合と減少させる場合で異ならせることとしてもよい。
【００４７】
本実施の形態に係る給湯機制御システムによれば、買電電力料金が所定金額を超えると貯湯式電気給湯機７の沸き上げ電力を減らすように制御するので、貯湯式電気給湯機７を買電電力料金の増大を抑制することができるとともに、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ電力が複数の電力レベルで可能なので、貯湯式電気給湯機の沸き上げ定格電力以下の余剰電力に対しても、買電電力の発生を抑制した状態で余剰電力の使用を図ることができる。  
【００４８】
実施の形態４．（買電電力量により抑制、停止：時間帯により抑制停止せず）
図１５は、実施の形態４に係る給湯機制御システムの制御装置であるＨＥＭＳコントローラ４が貯湯式電気給湯機７に対して行う昼間電力時間帯における沸き上げ制御のフローチャートである。本実施の形態のＨＥＭＳコントローラ４は、貯湯式電気給湯機７の沸き上げを終えることが要求された終了時刻（沸き上げ終了時刻）までの残り時間と、沸き上げ完了までに必要な残りの沸き上げ必要時間（あるいは、残りの沸き上げ必要時間+α：αは余裕時間）と比較し、残りの沸き上げ必要時間（＝沸き上げ必要時間−沸き上げ実行時間）より沸き上げ終了時刻までの残り時間の方が少なくなったと判断した場合には買電電力料金の値に関わらず、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を沸き上げ完了または沸き上げ終了時刻まで沸き上げ動作を継続する。なお、本実施の形態に係る給湯機制御システムは、実施の形態１に係る給湯機制御システムの図１と同様の構成である。また、本実施の形態に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラ４による貯湯式電気給湯機７に対する沸き上げ制御の全体処理や時間帯沸き上げ割当処理、夜間電力時間帯沸き上げ制御処理も図２〜図４に示した実施の形態１に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラによる貯湯式電気給湯機７に対する沸き上げ制御の全体処理や時間帯沸き上げ割当処理、夜間電力時間帯沸き上げ制御処理のフローチャートと同様である。
【００４９】
図１５において、実施の形態１における図５または実施の形態２における図８に示した処理と同一の処理または相当する処理については図５または図８と同一の符号を付して説明を省略し、Ｓ５２〜Ｓ５７の処理について説明する。Ｓ３２で買電電力量が基準値を超えた場合や、Ｓ３４で売電電力量が所定値以下であった場合、あるいは貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作中に買電電力料金が基準金額を超過することによりＳ４３ａで沸き上げ動作を所定時間停止した場合には、その時点における時刻が（沸き上げ終了時刻―（沸き上げ要求時間―沸き上げ実行時間））に達しているか否かを判断する（Ｓ５２）。（沸き上げ要求時間―沸き上げ実行時間）は、貯湯式電気給湯機が沸き上げを完了するまでに必要な残りの沸き上げ動作時間であり、沸き上げ終了時刻までに沸き上げを完了するため、時刻が（沸き上げ終了時刻―（沸き上げ要求時間―沸き上げ実行時間））に到達していた場合には、ＨＥＭＳコントローラ４は使用者に買電電力料金の増大が生じても沸き上げ動作を行うか否か、沸き上げ許可の有無を確認する（Ｓ５３）。Ｓ５２で時刻が（沸き上げ終了時刻―（沸き上げ要求時間―沸き上げ実行時間））に達していない場合や、Ｓ５３で使用者の沸き上げ許可が無い場合には、Ｓ３１に戻って電力メータ３で検出する買電電力量や売電電力量の確認を行う。Ｓ５３で沸き上げ許可が有った場合には、貯湯式電気給湯機７に沸き上げ動作の開始を指示する（Ｓ５４）。その後、所定時間沸き上げ動作を継続させ（Ｓ５５）、沸き上げ終了時刻に到達したか判断する（Ｓ５６）。沸き上げ終了時刻に達していなければＳ５５に戻って沸き上げ動作を継続し、沸き上げ終了時刻に達した場合には沸き上げ動作の停止を指示し（Ｓ５７）、昼間電力時間帯における沸き上げ制御を終了する。Ｓ５４〜Ｓ５６を実行中（沸き上げ終了時刻の（沸き上げ要求時間―沸き上げ実行時間）前から沸き上げ終了時刻までの時間）は買電電力料金に関わらず、貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を継続させる。図１６に、沸き上げ終了時刻と沸き上げ要求時間、沸き上げ実行時間と沸き上げ動作の関係を示す。
【００５０】
本実施の形態に係る給湯機制御システムによれば、太陽光発電電力を有効に活用して貯湯式電気給湯機の沸き上げを行い、一時的な曇りによる発電電力量の減少や他の家電機器等の使用による消費電力量の増加による買電電力量の増加や、電力需給状況による買電電力量単価の上昇により、買電電力料金が基準金額を超えた場合に、貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を抑制または停止することによって買電電力料金の増大を抑制するとともに、沸き上げ終了時刻までの残り時間が沸き上げ必要時間以下となると、使用者の了解のもと、買電電力料金に関わらず貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を継続して、必要な高温水量を確保することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態に係る給湯機制御システムでは、ＨＥＭＳコントローラ４が昼間電力時間帯の沸き上げ制御において、Ｓ５２において時刻が（沸き上げ終了時刻―（沸き上げ要求時間―沸き上げ実行時間））に達するとＳ５３で使用者に買電電力料金に関わらず沸き上げ動作を実行するか否かの確認を行っているが、Ｓ５３の処理を省略して買電電力料金に関わらず沸き上げ動作を行うこととしてもよい（図１７を参照）。また、Ｓ５２において沸き上げが要求された高温水量を沸き上げるのに必要な沸き上げ要求時間を用いて判断を行っているが、沸き上げが要求された高温水量(要求高温水量)よりも少ない最低限確保する高温量（必須高温水量）を定め、沸き上げ要求時間より短い必須高温水量を沸き上げるのに必要な沸き上げ必須時間を用いてＳ５２ａのように判断することとしてもよい（図１８を参照）。
【００５２】
また、本実施の形態に係る給湯機制御システムでは、図１５のＳ４２に示すように、ＨＥＭＳコントローラ４が昼間電力時間帯の沸き上げ制御において、前所定時間買電電力料金と基準金額とを比較して貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を停止するか否かを判断しているが、この基準金額を「残り沸き上げ必要時間」や「沸き上げ終了時刻までの残り時間」により調整することとしてもよい。「残り沸き上げ必要時間」とは、要求された高温水量を沸き上げるのに必要な沸き上げ時間から、実行済みの沸き上げ時間を減じた、残りの沸き上げ必要時間である。例えば、基準金額＝原基準金額×（残り沸き上げ必要時間）／（沸き上げ終了時刻までの残り時間）（または、基準金額＝原基準金額×（残り沸き上げ必要時間）／（沸き上げ終了時刻までの残り時間―残り沸き上げ必要時間））として、「残り沸き上げ必要時間」が長い場合には基準金額を大きくして沸き上げ動作の継続割合を増やして沸き上げを促進し、「残り沸き上げ必要時間」が短くなった場合には基準金額を小さくして買電電力費用の増加を一層抑制するとともに、「沸き上げ終了時刻までの残り時間」が短くなった場合には基準金額を大きくして沸き上げ動作を促進する。基準金額と残り沸き上げ必要時間、基準金額と沸き上げ終了時刻までの残り時間、の関係の例を図１９に示す。
【００５３】
また、図１５のＳ３４に示すように、前所定時間売電電力量を所定値と比較して、貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を開始するか否かを判断しているが、この所定値も「残り沸き上げ必要時間」や「沸き上げ終了時刻までの残り時間」により調整することとしてもよい。例えば、所定値＝原所定値×（沸き上げ終了時刻までの残り時間）／（残り沸き上げ必要時間）（または、所定値＝原所定値×（沸き上げ終了時刻までの残り時間−残り沸き上げ必要時間）／（残り沸き上げ必要時間））として、「残り沸き上げ必要時間」が長い場合や「沸き上げ終了時刻までの残り時間」が短くなった場合には所定値を小さくして、沸き上げ動作の開始割合を増加させ、沸き上げを促進するようにしてもよい。所定値と残り沸き上げ必要時間、基準金額と沸き上げ終了時刻までの残り時間、の関係の例を図２０に示す。
【００５４】
上記の図１９や図２０のように、買電電力料金と比較する基準金額や、売電電力量と比較する所定値を、沸き上げ終了時刻までの残り時間や残り沸き上げ必要時間等で調整することにより、買電電力料金の抑制を図りつつ、沸き上げ高温水の不足を回避することができる。
【００５５】
実施の形態５．
上記の実施の形態１〜４に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラ４においては、買電電力料金に基づいて貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を制限するように制御して、買電電力料金の増大を抑制するようにしたものであったが、商用電源からの買電電力料金と商用電源への売電電力料金の差額金額を基準金額に基づいて貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を制限するように制御して、差額金額の増加を抑制するようにしてもよい。図２１に実施の形態５に係る給湯機制御システムの制御装置であるＨＥＭＳコントローラ４が貯湯式電気給湯機７に対して行う昼間電力時間帯における沸き上げ制御のフローチャートを示す。なお、実施の形態１に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラ４が貯湯式電気給湯機７に対して行う昼間電力時間帯における沸き上げ制御のフローチャートである図５と同一の処理については同一の符号を付している。本実施の形態に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラ４では、昼間電力時間帯において商用電源からの買電電力料金と商用電源への売電電力料金の差額金額を基準金額と比較し、差額金額の方が基準金額より大きい場合には貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を抑制あるいは停止して、差額金額の増加を抑制する。以下、図２１に基づいてその動作を説明する。
【００５６】
図２１において、まず、貯湯式電気給湯機７の貯湯タンク９における蓄熱量が上限（上限温度に沸き上げた高温水で貯湯タンクが満タン）か確認し（Ｓ３０ａ）、蓄熱量が上限であれば昼間電力時間帯沸き上げ制御の処理を終了する。蓄熱量が上限でない場合には電力メータ３が検出した売電電力量を取得し（Ｓ３３）、その値が所定値を超えたか否かを判断する（Ｓ３４）。売電電力量が所定値以下であった場合には、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作の停止状態を所定時間継続し（Ｓ３５）、次いで、その時点における時刻が沸き上げ動作終了時刻に達しているか否かを判断する（Ｓ３６）。その結果、沸き上げ動作終了時刻に達していれば昼間電力時間帯沸き上げ制御を終了し、沸き上げ動作終了時刻に達していなければＳ３３へ戻る。
【００５７】
Ｓ３４で売電電力量が所定値を超えた場合にはＨＥＭＳコントローラ４は貯湯式電気給湯機７に沸き上げ動作の開始を指示し（Ｓ３７）、その後、所定時間沸き上げ動作を継続させる（Ｓ３８ａ）。その後、貯湯式電気給湯機７の貯湯タンク９における蓄熱量が上限（上限温度に沸き上げた高温水で貯湯タンクが満タン）か否かを判断し（Ｓ３９ｃ）、蓄熱量が上限でなければＨＥＭＳコントローラ４は電力メータ３から買電電力量および売電電力量のデータを取得し（Ｓ４０ｂ）、その買電電力量データに買電電力量単価を乗じて得た買電電力料金から、売電電力量データに売電電力量単価を乗じて得た売電電力料金を減じた差額金額（支払金額）のデータを算出する（Ｓ４１ｂ）。この差額金額と基準金額とを比較し（Ｓ４２ｂ）、差額金額データが基準金額を上回った場合には、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作をの停止を指示し、その状態を所定時間維持して買電電力量、ひいては買電電力費用の増加を抑制し（Ｓ４３）、Ｓ３７に戻る。Ｓ４２ｂで差額金額のデータが基準金額以下であった場合には、その時点における時刻が沸き上げ動作終了時刻に達しているか否かを判断し（Ｓ４４）、沸き上げ動作終了時刻に達していなければＳ３８ａに戻り、貯湯式電気給湯機７に沸き上げ動作を継続させる。Ｓ４４で沸き上げ終了時刻に達していた場合や、Ｓ３９ｃで沸き上げ実行時間が沸き上げ要求時間に達していた場合には、沸き上げ動作の停止を指示して（Ｓ４５）、昼間電力時間帯沸き上げ制御を終了する。
【００５８】
本実施の形態に係る給湯機制御システムによれば、太陽光発電装置１の発電電力による余剰電力量（売電電力量）が所定値を超えると貯湯式電気給湯機7の沸き上げ動作を開始することにより、太陽光発電電力を有効に利用して蓄熱を行うことができる。また、貯湯式電気給湯機1の沸き上げ動作中に商用電源からの買電電力料金が増加すると差額金額も増加し、基準金額を超えると貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作を停止して買電電力費用の増加を抑制することができるとともに、買電電力料金がある程度大きくても売電電力料金が大きくてその差額が基準金額より小さい場合には、太陽光発電装置の発電電力による余剰電力が全体として大きく、貯湯式電気給湯機７で使用する電力量を維持しても、太陽光発電装置１における発電量や電気負荷回路２における使用電力量の多少の変動で、買電電力料金が大幅に増大する可能性は低く、買電電力費用の増大を抑制しながら太陽光発電装置２の発電電力を有効に活用することができる。
【００５９】
なお、本実施の形態に係る給湯機制御システムにおいては、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ完了の判断は、貯湯タンク９に設けられた複数の温度センサ等の温度検出手段により、所定の温度の高温水が所定の容量以上、蓄えられたこと（蓄熱量上限）を検出することにより判断したが、実施の形態１に係る給湯機制御システムのように、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作の実行時間が要求された高温水量の沸き上げに必要な沸き上げ必要時間に到達したか否かによって判断してもよく、また、実施の形態３に係る給湯機制御システムのように、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作の電力量が要求された高温水量の沸き上げに必要な電力量に達したか否かによって判断することとしてもよい。
【００６０】
実施の形態６．
図２２は、本発明の実施の形態６に係る給湯機制御システムの制御装置であるＨＥＭＳコントローラ４の昼間電力時間帯における沸き上げ制御のフローチャートである。本実施の形態に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラ４による貯湯式電気給湯機７に対する昼間電力時間帯における沸き上げ制御においては、買電電力量が小さい場合に貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作の電力を増加させ、買電電力料金が大きい場合に貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作の電力を減少させるものである。なお、本実施の形態に係る給湯機制御システムの構成は、実施の形態１で示した図１と同様の構成であるが、本実施の形態に係る電力メータ３は売電電力量は検出せず、買電電力量のみ検出するものとする。また、本実施の形態に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラ４による貯湯式電気給湯機７に対する沸き上げ制御の全体処理や時間帯沸き上げ割当処理、夜間電力時間帯沸き上げ制御処理については、図２〜図４に示した実施の形態１に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラによる貯湯式電気給湯機７に対する沸き上げ制御の全体処理や時間帯沸き上げ割当処理、夜間電力時間帯沸き上げ制御処理のフローチャートと同様であるものとする。以下、図２２に基づいて本実施の形態に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラ４の貯湯式電気給湯機７に対する制御について説明する。なお、上述の実施の形態１あるいは実施の形態５に係る給湯機制御システムのＨＥＭＳコントローラにおける昼間電力時間帯における沸き上げ制御のフローチャートである図５または図２１と同一または対応する処理については同一の符号を付している。
【００６１】
図においてＨＥＭＳコントローラ４は、先ず貯湯式電気給湯機７の貯湯タンク９における状況等から昼間電力時間帯における沸き上げ動作の要求の有無を判断し（Ｓ３０）、沸き上げの要求が無ければ昼間電力時間帯沸き上げ制御を終了する。沸き上げ要求があった場合は、電力メータ３から買電電力量のデータを取得し（Ｓ３１）、その買電電力量が基準値以下か否かを判断する（Ｓ３２）。基準値を超えていた場合には、沸き上げ停止状態を所定時間継続し（Ｓ３５）、沸き上げ終了時刻になったか否かを判断する（Ｓ３６）。沸き上げ終時刻に達していなければＳ３１へ戻り、沸き上げ終時刻に達していれば昼間電力時間帯沸き上げ制御を終了する。
【００６２】
Ｓ３２で買電電力量が基準値以下であった場合には、貯湯式電気給湯機７に沸き上げ開始を指示し（Ｓ３７）、その後、貯湯式電気給湯機７に所定時間沸き上げ動作を継続させる（Ｓ３８ａ）。次いで、貯湯式電気給湯機７にの貯湯タンク９における蓄熱量が上限か否かを判断し（Ｓ３９ｃ）、蓄熱量が上限でなければ沸き上げ終了時刻か否かを判断する（Ｓ４４）。Ｓ３９ｃで貯湯タンク９の蓄熱量が上限であった場合や、Ｓ４４で沸き上げ終了時刻に達していた場合には、貯湯式電気給湯機７に沸き上げ動作の停止を指示し（Ｓ４５）、昼間電力時間帯沸き上げ制御を終了する。
【００６３】
Ｓ４４で沸き上げ終了時刻に至らなかった場合には、電力メータ３から買電電力量のデータを取得し（Ｓ６１）、その買電電力量が基準値以下か否かを判断する（Ｓ６２）。その結果、基準値以下であった場合には、貯湯式電気給湯機７の沸き上げ電力が定格(最高)電力か否かを判断し（Ｓ６３）、定格電力でなければ沸き上げ電力を増加させ（Ｓ６４）、Ｓ３８ａへ戻る。Ｓ６２で買電電力量が基準値を超えていた場合には買電電力量単価を取得して（Ｓ６５）、買電電力量に乗算して買電電力の電力料金を算出し（Ｓ６６）、その電力料金データが基準金額を超えたか否かを判断する（Ｓ６７）。買電電力料金データが基準金額を超えていなければＳ３８ａに戻り、貯湯式電気給湯機７は沸き上げ動作を継続する。
【００６４】
Ｓ６７で買電電力料金が基準金額を超えていた場合には貯湯式電気給湯機７の沸き上げ動作の電力が下限の動作電力か否かを判断し（Ｓ６８）、下限でない場合は貯湯式電気給湯機７に沸き上げ電力の低下を指示し（Ｓ６９）、Ｓ３８ａへ移行して沸き上げ動作を継続する。一方、Ｓ６８で沸き上げ電力が下限であると判断した場合には、貯湯式電気給湯機７に沸き上げ動作の停止を指示した（Ｓ７０）後、Ｓ３５に移行する。
【００６５】
以上のように、本実施の形態に係る給湯機制御システムにおいては、買電電力量単価の高い昼間電力時間帯において買電電力料金が基準金額より高いと貯湯式電気給湯機の沸き上げ電力を抑制して買電電力費用の増加を抑制するとともに、買電電力量が基準値以下の場合には余剰電力が十分にあると推定して貯湯式電気給湯機の沸き上げ電力を増加させ、太陽光発電装置の発電電力の使用を図るので、売電電力量データを取得できない場合であっても太陽光発電装置の発電電力を有効に使用することができる。
【００６６】
実施の形態７．
上記の実施の形態１〜６に記載した給湯機制御システムにおいては、制御装置であるＨＥＭＳコントローラから貯湯式電気給湯機に対して沸き上げ開始や沸き上げ停止のタイミングで沸き上げ開始指示や沸き上げ停止指示を出しているが、貯湯式電気給湯機の制御部が沸き上げ開始や沸き上げ停止を判断してもよい。図２３は、本発明の実施の形態７に係る貯湯式電気給湯機およびその周辺機器の構成を示す図であり、実施の形態１の図１と同一または対応する部分については同一の符号を付している。図において、貯湯式電気給湯機７は、高温水および低温水を貯留する貯湯タンク９と、低温水を高温水に沸き上げる加熱部であるヒートポンプユニット１０と、貯湯式電気給湯機７全体の制御を行う制御部１１と、を備え、需要家電源ラインに接続されている。貯湯式電気給湯機７が接続された需要家電源ラインには、空調機やＴＶ、掃除機や炊飯器等の家電機器がその他の電気負荷回路８として接続されている。また、需要家電源ラインにはＰＶパネル５とパワーコンディテョナ６を備える太陽光発電装置１も接続されており、ＰＶパネル５で発生した直流電力がパワーコンディショナ６で交流に変換されて、需要家電源ラインに出力される。需要家電源ラインは、商用電源の電力線と接続され、その接続点には電力メータ３が設置されている。電力メータ３は商用電源の電力線と需要家電源ラインとの間でやりとりされる電力量を検出し、その電力量データを所定の周期で貯湯式電気給湯機７の制御部１１に通知する。貯湯式電気給湯機７の制御部１１は、その内部に記憶部や時計を有し、電力メータ３から通知された電力量データを随時記憶部に格納し、余剰電力量の予測に使用する。
【００６７】
図２４は、貯湯式電気給湯機の制御部の動作の一例を示すフローチャートである。内蔵する時計を利用して夜間電力時間帯に入るのを待ち（Ｓ１０１）、夜間電力時間帯になると時間帯沸き上げ割当処理を行う（Ｓ１０２）。時間帯沸き上げ割当処理では、貯湯タンク１１内に残っている高温水量、沸き上げが要求されている高温水量、給水温度等から沸き上げに必要な電力量（沸き上げ必要電力量）を算出する。また、記憶部に記憶した電力量データを利用して、沸き上げ目標時刻までの余剰電力量（太陽光発電装置の発電電力量―その他の電気負荷回路８の使用電力量）を推定する。そして、沸き上げ必要電力量と余剰電力量から夜間電力時間帯の沸き上げ電力量の割り当てを決め、貯湯式電気給湯機７の定格電力等を利用して、夜間電力時間帯における沸き上げ動作時間（夜間沸き上げ動作時間）を決定する。そして、夜間電力時間帯の終了時刻より夜間沸き上げ動作時間前の時刻を夜間沸き上げ開始時刻に設定し、夜間電力時間帯の終了時刻を夜間沸き上げ終了時刻に設定する。また、推定した余剰電力量が沸き上げ電力を十分に賄えるようになる時刻を、昼間電力時間帯の沸き上げ開始時刻に設定する。
【００６８】
次いで、夜間電力時間帯の沸き上げ要求の有無を判断する（Ｓ１０３）。Ｓ１０２の時間帯沸き上げ割当処理で、推定した余剰電力量が沸き上げ必要電力量を大幅に上回る場合には、夜間電力時間帯の沸き上げ要求は設定されない。夜間電力時間帯沸き上げ要求があった場合には、夜間電力時間帯沸き上げ開始時刻に到達するのを待って（Ｓ１０４）ヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作を開始させる（Ｓ１０５）。その後、夜間電力時間帯の沸き上げ終了時刻になるのを待って（Ｓ１０６）ヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作を停止させる（Ｓ１０７）。
【００６９】
次に、昼間電力時間帯の沸き上げ制御を行う。先ず、昼間電力時間帯の沸き上げ要求の有無を判断する（Ｓ１０８）。貯湯タンク９に貯留されている高温水量が要求された量に達しているか否かで判断してもよい。昼間電力時間帯の沸き上げ要求があった場合には、昼間電力電力時間帯沸き上げ開始時刻になるのを待って（Ｓ１０９）ヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作を開始させ（Ｓ１１０）、その沸き上げ動作を所定時間継続させる（Ｓ１１１）。次いで、貯湯タンク９に要求された高温水量が確保されたか否かを確認し（Ｓ１１２）、確保できていない場合には電力メータ３から買電電力量のデータを取得し（Ｓ１１３）、その買電電力量データに買電電力量単価を乗じて買電電力料金を算出する（Ｓ１１４）。そして、算出した買電電力料金と所定の基準金額を比較する（Ｓ１１５）。基準金額は、例えば、買電電力量単価が安い夜間電力時間帯に貯湯式電気給湯機７を定格電力で沸き上げ動作をさせた場合に要する金額とする。Ｓ１１５の比較の結果、買電電力料金が所定の基準金額を超えていた場合にはヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作を停止させ、所定時間、その停止状態を維持する（Ｓ１１６）。次いで、沸き上げ終了時刻に達したか否かを判断し（Ｓ１１７）、沸き上げ終了時刻に達していなければＳ１１０へ戻ってヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作を再開する。Ｓ１１７で終了時刻に達していた場合には、昼間電力時間帯の沸き上げ制御を終了する。
【００７０】
Ｓ１１５で買電電力料金が基準金額以下であった場合には、沸き上げ終了時刻に達したか否かを判断し（Ｓ１１８）、沸き上げ終了時刻に達していない場合には、Ｓ１１１へ戻ってヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作を所定時間継続する。Ｓ１１８で終了時刻に達していた場合には、ヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作を停止させ（Ｓ１１９）、昼間電力時間帯の沸き上げ制御を終了する。
【００７１】
以上のように、本実施の形態に係る貯湯式電気給湯機はにおいては、買電電力量単価が高い昼間電力時間帯において、買電電力料金が基準金額を超えると沸き上げ動作を一時的に停止するので、一時的な曇りによる太陽光発電装置の発電電力量の低下等による買電電力費用の増加を抑制することができる。
【００７２】
実施の形態８．
上記実施の形態７に係る貯湯式電気給湯機では、夜間電力時間帯には買電電力料金に関わらず、要求された高温水の沸き上げを継続して実行するとともに、昼間電力時間帯では買電電力料金が基準金額を超えると沸き上げ動作を所定時間停止し、買電電力費用の増加を抑制するものであった。一時的な雲の影響で太陽光発電装置の発電量が低下たり、予定外の家電機器の使用により昼間電力時間帯の買電電力料金が増加して、頻繁に沸き上げ動作が制限を受けた場合に、十分な高温水量を沸き上げることができない虞がある。実施の形態８に係る貯湯式制電気給湯機は、沸き上げを終えることが要求された終了時刻（沸き上げ終了時刻）までの残り時間と、沸き上げ完了までに必要な残りの沸き上げ必要時間（＝沸き上げ必要時間−沸き上げ実行時間）と比較し、残りの沸き上げ必要時間より沸き上げ終了時刻までの残り時間の方が少なくなったと判断した場合には買電電力料金の値に関わらず、沸き上げ動作を継続するようにしたものである。図２５は、実施の形態８に係る貯湯式電気給湯機の制御部における昼間電力時間帯の動作を示すフローチャートである。実施の形態７に係る貯湯式電気給湯機の制御部のフローチャートである図２４と同一の処理については同一の符号を付している。なお、本実施の形態に係る貯湯式電気給湯機とその周辺機器の構成は、実施の形態７の図２３と同様の構成である。以下、実施の形態７と異なる部分について説明する。
【００７３】
図２５において、沸き上げ動作中に買電電力料金が基準金額を超えたか否かを判断し（Ｓ１１５）、買電電力料金が基準金額を超えていた場合に沸き上げ終了までの残り時間と、沸き上げ完了までに必要な残りの沸き上げ必要時間を比較する（１２０）。具体的には、現在の時刻と沸き上げ終了時刻から（沸き上げ必要時間−沸き上げ実行時間）を減じた時刻とを比較する。その結果、残りの沸き上げ必要時間より沸き上げ終了時刻までの残り時間の方が少なくなったと判断した場合には買電電力料金の金額に関わらず沸き上げ動作を実行させるか、使用者の沸き上げ許可の有無を判断する（Ｓ１２１）。使用者の沸き上げ許可があった場合には、ヒートポンプユニット１０に沸き上げ動作を開始させ（Ｓ１２２），沸き上げ終了時刻に至るまで買電電力料金に関わらず沸き上げ動作を継続させ（Ｓ１２３，Ｓ１２４）、沸き上げ終了時刻になるとヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作を停止させて（Ｓ１２５），昼間電力時間帯の沸き上げ制御を終了する。Ｓ１２０で沸き上げ終了までの残り時間が残りの沸き上げ必要時間より長い場合や、Ｓ１２１で使用者の許可が無い場合には、Ｓ１１６へ移行してヒートポンプユニット１０を停止させて買電電力費用の増加を抑制する。
【００７４】
以上のように、本実施の形態に係る貯湯式電気給湯機はにおいては、買電電力量単価が高い昼間電力時間帯において、買電電力料金が基準金額を超えると沸き上げ動作を一時的に停止するので、一時的な曇りによる太陽光発電装置の発電電力量の低下等による買電電力費用の増加を抑制することができるとともに、沸き上げ終了時刻までの残り時間が少なくなると買電電力料金に関わらず沸き上げ動作を継続できるので、必要な高温水量を確実に確保することができる。
【００７５】
実施の形態９．
実施の形態７および実施の形態８に係る貯湯式電気給湯機は、ヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作を行うか否かの二者択一の制御を行うものであったが、実施の形態８に係る貯湯式電気給湯機は、ヒートポンプユニット１０の駆動周波数を変えて、沸き上げ動作で使用する電力を変える制御を行うものであり、例えば図１１に示した電力で動作させることができるものである。図２６は、本実施の形態に係る貯湯式電気給湯機の制御部における昼間電力時間帯の動作を示すフローチャートである。実施の形態７に係る貯湯式電気給湯機の制御部のフローチャートである図２４と同一の処理については同一の符号を付している。なお、本実施の形態に係る貯湯式電気給湯機とその周辺機器の構成は、実施の形態７の図２３と同様の構成である。以下、図２６に基づいて昼間電力時間帯の沸き上げ制御について説明する。
【００７６】
図において、先ず、昼間電力時間帯の沸き上げ要求の有無を判断する（Ｓ１０８）。昼間電力時間帯の沸き上げ要求があった場合には、電力メータ３から売電電力量のデータを取得し（Ｓ１３１）、その売電電力量が所定値を超えているか判断する（Ｓ１３２）。その結果、売電電力量が所定値を超えていなかった場合には、沸き上げ停止状態を所定時間継続し（Ｓ１３３）、沸き上げ終了時刻に達したか否かを判断する（Ｓ１３４）。沸き上げ終了時刻に達していれば昼間電力時間帯の沸き上げ制御を終了する。沸き上げ終了時刻に達していなければＳ１３１に戻る。
【００７７】
Ｓ１３２で売電電力量が所定値を超えた場合には、ヒートポンプユニット１０を駆動して沸き上げ動作を開始させ（Ｓ１１０）、その沸き上げ動作を所定時間継続させる（Ｓ１１１）。次いで、貯湯タンク９に要求された高温水量が確保されたか否かを判断する（Ｓ１１２）。確保できていない場合には電力メータ３から買電電力量のデータを取得し（Ｓ１１３）、その買電電力量データに買電電力量単価を乗じて買電電力料金を算出する（Ｓ１１４）。そして、算出した買電電力料金と所定の基準金額を比較する（Ｓ１１５）。買電電力料金が所定の基準金額を超えていた場合にはヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作の電力が下限（最小電力）か否かを判断する（Ｓ１１６ａ）。その結果、下限である場合にはヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作を停止させ、所定時間、その停止状態を維持する（Ｓ１１６ｂ）。次いで、沸き上げ終了時刻に達したか否かを判断する（Ｓ１１７ａ）。沸き上げ終了時刻に達していなければＳ１１０へ戻ってヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作を再開する。Ｓ１１７ａで終了時刻に達していた場合には、昼間電力時間帯の沸き上げ制御を終了する。Ｓ１１６ａでヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作の電力が下限でなかった場合には、沸き上げ電力を減少させ（Ｓ１１６ｃ）、沸き上げ終了時刻に達したか否かを判断する（Ｓ１１７ｂ）。沸き上げ終了時刻に達していなければＳ１１１へ戻ってヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作状態を所定の時間、継続する。Ｓ１１７ｂで終了時刻に達していた場合には、ヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作を停止させ（Ｓ１１７ｃ）、昼間電力時間帯の沸き上げ制御を終了する。
【００７８】
Ｓ１１５で買電電力料金が基準金額以下であった場合には、沸き上げ終了時刻に達したか否かを判断し（Ｓ１１８）、沸き上げ終了時刻に達していない場合には、Ｓ１１１へ戻ってヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作の電力が最大（定格）電力か否かを判断する（Ｓ１３５）。その結果、最大電力の場合はそのまま、最大電力でない場合は沸き上げ電力を増加させて（Ｓ１３６）、Ｓ１１１に戻り、沸き上げ動作を継続する。Ｓ１１８で終了時刻に達していた場合には、ヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作を停止させ（Ｓ１１９）、昼間電力時間帯の沸き上げ制御を終了する。
【００７９】
以上のように、本実施の形態に係る貯湯式電気給湯機においては、買電電力量単価が高い昼間電力時間帯において、買電電力料金が基準金額を超えると沸き上げ動作を一時的に抑制して、一時的な曇りによる太陽光発電装置の発電電力量の低下等による買電電力費用の増加を抑制するとともに、所定の時間が経過すると沸き上げ動作を復帰させるので、必要な高温水を確保することができる。また、沸き上げ動作が定格電力より小さい電力でも可能なので、大きな買電電力料金の発生を抑えつつ、沸き上げ動作を継続させることができ、太陽光発電装置の発電電力をより有効に使用することができる。
【００８０】
実施の形態１０．
実施の形態１０に係る貯湯式電気給湯機は、買電電力量単価が高い昼間電力時間帯に買電電力料金が基準金額を超えた場合に、ヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作を停止または抑制して買電電力費用の増加を抑制するとともに、その停止状態または抑制状態を売電電力量が基準値以下となった場合に解除して必要な沸き上げ高温水量を確保するものである。なお、本実施の形態に係る貯湯式電気給湯機も、ヒートポンプユニット１０の駆動周波数を変えて、沸き上げ動作で使用する電力を変える制御を行うものであり、例えば図１１に示した電力で動作させることができるものである。図２７に実施の形態１０に係る貯湯式電気給湯機の制御部における昼間電力時間帯の沸き上げ制御のフローチャートを示す。本図において、実施の形態９の図２６のフローチャートと同一または対応する処理については同一の符号を付し、説明を省略する。なお、本実施の形態に係る貯湯式電気給湯機とその周辺機器の構成は、実施の形態７の図２３と同様の構成である。以下、図２７に基づき、昼間電力時間帯の沸き上げ制御において、買電電力料金の基準金額超過による沸き上げ動作の停止または抑制後の復帰処理について説明する。
【００８１】
図２７において、沸き上げ動作中の買電電力料金が基準金額以下であって（Ｓ１１５）、沸き上げ終了時刻に達していない場合（Ｓ１１８）に、ヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作の電力が最大電力か否かを判断する（Ｓ１３５）。最大電力でない場合に、電力メータ３から売電電力量データを取得し（Ｓ１４１）、その売電電力量が所定値（例えば６００Ｗ×所定時間）を超えているか否かを判断する（Ｓ１４２）。売電電力量が所定値を超えている場合には、ヒートポンプユニット１０を制御して沸き上げ電力を増加させ（Ｓ１３６）、Ｓ１１１へ戻って沸き上げ動作を継続する。Ｓ１３５で沸き上げ動作の電力が最大電力であった場合や、Ｓ１４２で売電電力量が所定値以下であった場合には、ヒートポンプユニット１０の沸き上げ電力量を維持してＳ１１１へ戻り、沸き上げ動作を継続する。
【００８２】
以上のように、本実施の形態に係る貯湯式電気給湯機においては、買電電力量単価が高い昼間電力時間帯において、買電電力料金が基準金額を超えると沸き上げ動作を一時的に抑制して、一時的な曇りによる太陽光発電装置の発電電力量の低下等による買電電力費用の増加を抑制するとともに、売電電力量が所定値を超えた場合に沸き上げ動作を復帰させるので、沸き上げ動作の復帰時においても大きな売電電力料金の発生を抑制することができる。
【００８３】
実施の形態１１．
実施の形態１１に係る貯湯式電気給湯機は、買電電力量単価が高い昼間電力時間帯に買電電力料金が基準金額を超えた場合に、ヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作を停止または抑制して買電電力費用の増加を抑制するとともに、その停止状態または抑制状態を買電電力量が基準値以下となった場合に解除して必要な沸き上げ高温水量を確保するものである。図２８に実施の形態１１に係る貯湯式電気給湯機の制御部における昼間電力時間帯の沸き上げ制御のフローチャートを示す。本図において、実施の形態１０の図２７のフローチャートと同一または対応する処理については同一の符号を付し、説明を省略する。なお、本実施の形態に係る貯湯式電気給湯機とその周辺機器の構成は、実施の形態７の図２３と同様の構成である。以下、図２８に基づき、昼間電力時間帯の沸き上げ制御において、沸き上げ動作開始の判断処理、および、買電電力料金の基準金額超過による沸き上げ動作の停止または抑制後の復帰処理について説明する。
【００８４】
昼間電力時間帯の沸き上げ動作開始の判断は、図２８において、先ず昼間電力時間帯の沸き上げ要求があるか否かを判断し（Ｓ１０８）、要求がある場合には電力メータ３から買電電力量データを取得し（Ｓ１５１）、その買電電力量データが基準値（例えば０Ｗｈ）以下か否かを判断する（Ｓ１５２）。その結果、買電電力量が基準値以下の場合には、太陽光発電装置１の発電電力による余剰電力が生じている可能性があるので、ヒートポンプユニット１０を制御して沸き上げ動作を開始する（Ｓ１１０）。買電電力料金の基準金額超過による沸き上げ動作の停止または抑制後の復帰処理については、沸き上げ動作中の買電電力料金が基準金額以下であって（Ｓ１１５）、沸き上げ終了時刻に達していない場合（Ｓ１１８）に、ヒートポンプユニット１０の沸き上げ動作の電力が最大電力か否かを判断する（Ｓ１３５）。最大電力でない場合には、電力メータ３から買電電力量データを取得し（Ｓ１５３）、その買電電力量が基準値（例えば０Ｗｈ）以下か否かを判断する（Ｓ１４２）。買電電力量が基準値以下の場合には、余剰電力が生じている可能性があるので、ヒートポンプユニット１０を制御して沸き上げ電力を増加させ（Ｓ１３６）、Ｓ１１１へ戻って沸き上げ動作を継続する。Ｓ１３５で沸き上げ動作の電力が最大電力であった場合や、Ｓ１４２で買電電力量が基準値を超えていた場合には、ヒートポンプユニット１０の沸き上げ電力量を維持してＳ１１１へ戻り、沸き上げ動作を継続する。
【００８５】
以上のように、本実施の形態に係る貯湯式電気給湯機においては、買電電力量単価が高い昼間電力時間帯において、買電電力料金が基準金額を超えると沸き上げ動作を一時的に抑制して、一時的な曇りによる太陽光発電装置の発電電力量の低下等による買電電力費用の増加を抑制するとともに、買電電力量が所定値以下の場合に沸き上げ動作を復帰させるので、太陽光発電装置の発電電力による余剰電力を有効に活用することができる。
【００８６】
なお、上記の実施の形態１〜実施の形態１１において、買電電力料金と比較する基準金額を、例えば図３０（ａ）に示すように買電電力量単価が高い場合には低く、買電電力量単価が低い場合には高く設定することとしてもよい。このように基準金額を設定すれば、買電電力量単価が安い場合には、貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作が抑制されにくくなり、継続的にされ易くなって比較的低い電力料金単価で沸き上げを行うことができる。一方、買電電力量単価が高い場合には、基準金額が低くなるので、貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作が一層制限されやすくなり、買電電力料金がさらに抑制することができる。また、同じような買電電力量の増加に対して買電電力料金が大幅に増加する買電電力量単価が高い場合に早めに沸き上げ制限を行うことで、買電電力料金の急増に対するリスクも低減することができる。
【００８７】
また、買電電力料金と比較する基準金額を、例えば図３０（ｂ）に示すように売電電力量単価が高い場合には低く、売電電力量単価が低い場合には高く設定することとしてもよい。このように基準金額を設定すれば、売電電力量単価が低い場合には、貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作が抑制されにくくなり、継続的に沸き上げ動作が実行され易くなる。その結果、太陽光発電装置の発電電力による余剰電力を有効に活用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１  太陽光発電装置、２  電気負荷回路、３  電力メータ、４  ＨＥＭＳｋンとローラ、５  ＰＶパネル、６  パワーコンディショナ、７  貯湯式電気給湯機、９  貯湯タンク、１０  ヒートポンプユニット、１１  制御部、１２  クラウドサーバ。
【図１】
2017090180.tif 000003
【図２】
2017090180.tif 000004
【図３】
2017090180.tif 000005
【図４】
2017090180.tif 000006
【図５】
2017090180.tif 000007
【図６】
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【図７】
2017090180.tif 000009
【図８】
2017090180.tif 000010
【図９】
2017090180.tif 000011
【図１０】
2017090180.tif 000012
【図１１】
2017090180.tif 000013
【図１２】
2017090180.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2017090180.tif 000017
【図１６】
2017090180.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2017090180.tif 000022
【図２１】
2017090180.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2017090180.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月5日(2017.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る給湯機制御システムは、商用電源と連系する太陽光発電装置と、前記商用電源の電力および前記太陽光発電装置の発電電力を使用して低温水を高温水に沸き上げて貯留する貯湯式電気給湯機を含む電気負荷回路と、予め定められた時間帯において、前記商用電源から前記電気負荷回路に供給された買電電力の電力料金データが基準金額より高い場合に前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を停止または抑制して前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を制限する制御装置と、を備える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る貯湯式電気給湯機は、太陽光発電装置が商用電源と連系する需要家電源ラインに他の電気負荷回路とともに接続され、前記商用電源の電力および前記太陽光発電装置の発電電力を使用して低温水を高温水に沸き上げて貯留する貯湯式電気給湯機であって、低温水を高温水に沸き上げる加熱部と、前記加熱部で沸き上げた高温水を貯留する貯湯タンクと、前記貯湯タンクに貯留された高温水の状態を検知するとともに前記加熱部の沸き上げ動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、予め定められた時間帯における前記加熱部の沸き上げ動作中において前記商用電源から前記需要家電源ラインに供給された買電電力の電力料金データが基準金額を上回ると前記沸き上げ動作を停止または抑制する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源と連系する太陽光発電装置と、
前記商用電源の電力および前記太陽光発電装置の発電電力を使用して低温水を高温水に沸き上げて貯留する貯湯式電気給湯機を含む電気負荷回路と、
予め定められた時間帯において、前記商用電源から前記電気負荷回路に供給された買電電力の電力料金データが基準金額より高い場合に前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を停止または抑制して前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を制限する制御装置と、
を備えることを特徴とする給湯機制御システム。
【請求項２】
商用電源と連系する太陽光発電装置と、
前記商用電源の電力および前記太陽光発電装置の発電電力を使用して低温水を高温水に沸き上げて貯留する貯湯式電気給湯機を含む電気負荷回路と、
前記商用電源から前記電気負荷回路に供給された買電電力の電力料金データに基づいて前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作の制御を行う際に、所定の時間間隔で前記電力料金データを算出あるいは取得し、該電力料金データが基準値を超過すると前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を抑制または停止して沸き上げ動作を制限する沸き上げ制限動作モードと、前記買電電力の電力料金データが所定値を超過しても前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を継続する沸き上げ継続動作モードと、を有し、前記沸き上げ制限動作モードと前記沸き上げ継続動作モードを時間帯により切り替えることを特徴とする給湯機制御システム。
【請求項３】
商用電源と連系する太陽光発電装置と、
前記商用電源の電力および前記太陽光発電装置の発電電力を使用して低温水を高温水に沸き上げて貯留する貯湯式電気給湯機を含む電気負荷回路と、
前記商用電源から前記電気負荷回路に供給された買電電力の電力料金データと、前記太陽光発電装置から前記商用電源に供給された売電電力の電力料金データと、を取得するとともに、取得した前記買電電力の電力料金データおよび前記売電電力の電力料金データに基づいて前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作の制御を行う際に、所定の時間間隔で前記買電電力の電力料金データおよび前記売電電力の電力料金データを取得し、前記買電電力の電力料金データから前記売電電力の電力料金データを減じた差額が基準値を超過すると前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を停止または抑制して沸き上げ動作を制限する沸き上げ制限動作モードと、前記差額が所定値を超過しても前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を継続する沸き上げ継続動作モードと、を有し、前記沸き上げ制限動作モードと前記沸き上げ継続動作モードとを時間帯により切り替えることを特徴とする給湯機制御システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記買電電力の電力料金データが基準金額を超過することによる前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を制限した後、所定時間経過により前記沸き上げ動作の制限を解除することを特徴とする、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の給湯機制御システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記太陽光発電装置から前記商用電源に逆潮流された売電電力量データを取得する電力量データ取得手段を備え、前記電力量データ取得手段で取得した売電電力量データが所定値より高い場合には、前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を始動し若しくは継続し、又は、前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作出力を増大し若しくは維持することを特徴とする、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の給湯機制御システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記商用電源から前記電気負荷回路に供給された買電電力量データを取得する電力量データ取得手段を備え、前記電力量データ取得手段で取得した買電電力量データが所定値より低い場合には、前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作を始動し若しくは継続し、又は、前記貯湯式電気給湯機の沸き上げ動作出力を増大し若しくは維持することを特徴とする、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の給湯機制御システム。
【請求項７】
太陽光発電装置が商用電源と連系する需要家電源ラインに他の電気負荷回路とともに接続され、前記商用電源の電力および前記太陽光発電装置の発電電力を使用して低温水を高温水に沸き上げて貯留する貯湯式電気給湯機であって、
低温水を高温水に沸き上げる加熱部と、
前記加熱部で沸き上げた高温水を貯留する貯湯タンクと、
前記貯湯タンクに貯留された高温水の状態を検知するとともに前記加熱部の沸き上げ動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、予め定められた時間帯における前記加熱部の沸き上げ動作中において前記商用電源から前記需要家電源ラインに供給された買電電力の電力料金データが基準金額を上回ると前記沸き上げ動作を停止または抑制することを特徴とする貯湯式電気給湯機。
【請求項８】
前記制御部は、前記買電電力の電力料金データが基準金額を上回ると沸き上げ動作を抑制または停止する沸き上げ制限動作モードと、前記買電電力の電力料金データが基準金額を上回っても沸き上げ動作を維持する沸き上げ継続動作モードを有し、前記沸き上げ制限動作モードと前記沸き上げ継続モードとを時間帯により切り替えることを特徴とする、
請求項７に記載の貯湯式電気給湯機。
【請求項９】
前記制御部は、前記買電電力の電力料金データが基準金額を上回ることにより沸き上げ動作を抑制または停止した後、所定時間経過により前記沸き上げ動作の抑制または停止を解除することを特徴とする、
請求項７または請求項８に記載の貯湯式電気給湯機。
【請求項１０】
前記制御部は、前記太陽光発電装置から前記商用電源に逆潮流された売電電力量データを取得する電力量データ取得手段を備え、前記電力量データ取得手段で取得した売電電力量データが所定値より高い場合には、前記加熱部の沸き上げ動作を始動し若しくは継続し、又は、前記加熱部の沸き上げ動作出力を増大し若しくは維持することを特徴とする、
請求項７または請求項８に記載の貯湯式電気給湯機。
【請求項１１】
前記制御部は、前記商用電源から前記電気負荷回路に供給された買電電力量データを取得する電力量データ取得手段を備え、前記電力量データ取得手段で取得した買電電力量データが所定値より低い場合には、前記加熱部の沸き上げ動作を始動し若しくは継続し、又は、前記加熱部の沸き上げ動作出力を増大し若しくは維持することを特徴とする、
請求項７または請求項８に記載の貯湯式電気給湯機。
【国際調査報告】
2017090180.tif 000032
2017090180.tif 000033
2017090180.tif 000034
2017090180.tif 000035