(57)【要約】【課題】対象エリアの複数の給湯器（10）を制御する給湯システムにおいて、対象エリアで効果的な節電を行えるようにするとともに、蓄熱量不足が生じるのも防止する。【解決手段】対象エリアに設けられた複数の給湯器（10）と、各給湯器（10）の蓄熱量を検知する蓄熱量検知部（52）と、給湯器（10）の沸き上げ運転時に相対的に蓄熱量の少ない給湯器（10）を優先して沸き上げる運転制御部（51）とからシステムを構成する。【選択図】図３
2014137215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象エリアに設けられた複数の給湯器（10）と、
各給湯器（10）の蓄熱量を検知する蓄熱量検知部（52）と、
給湯器（10）の沸き上げ運転時に、相対的に蓄熱量の少ない給湯器（10）を優先して沸き上げる運転制御部（51）と、
を有することを特徴とする給湯制御システム。
【請求項２】
請求項１において、
上記運転制御部（51）は、沸き上げ運転時に、全給湯器（10）のうち蓄熱量が少ない方から所定割合の給湯器（10）を、優先して沸き上げる給湯器（10）に決定することを特徴とする給湯制御システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
上記運転制御部（51）は、沸き上げ運転時に、相対的に蓄熱量の少ない給湯器（10）を優先して沸き上げる制御を、単位時間ごとに繰り返すことを特徴とする給湯制御システム。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１つにおいて、
各給湯器（10）の出湯量を検出する出湯量検出部（53）を備え、
上記運転制御部（51）は、過去の一定期間の出湯量に基づく温熱の平均使用量を補正値として、現在の蓄熱量と該補正値から各給湯器（10）の補正蓄熱量を求め、該補正蓄熱量に基づいて給湯器（10）の優先沸き上げ順序を決定することを特徴とする給湯制御システム。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１つにおいて、
対象エリアにおける給湯器（10）以外の電気機器（30）の電力使用量及び電力使用パターンを検出する第１電力検出部（54）と、給湯器（10）の電力使用量及び電力使用パターンを検出する第２電力検出部（55）を備え、
上記運転制御部（51）は、上記電気機器（30）の電力使用量と上記給湯器（10）の電力使用量の合計値が、予め定められた電力量よりも小さくなるように、給湯器（10）の運転台数を制御する沸き上げ割合算出部（56）を有することを特徴とする給湯制御システム。
【請求項６】
請求項５において、
上記運転制御部（51）は、各給湯器（10）の蓄熱量の低下傾向を検知して、現在から所定時間内に蓄熱量が所定値以下に低下すると予測される給湯器（10）を優先して、運転する給湯器（10）の台数を決定する沸き上げ割合補正部（57）を有することを特徴とする給湯制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象エリアの複数の給湯器を制御する給湯制御システムに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷凍サイクルによって温水を生成し、この温水を貯湯タンク内に貯留するヒートポンプ式の給湯器が知られている。この給湯器は、冷媒回路と、該冷媒回路に接続される貯湯タンクとを備えている。冷媒回路には、圧縮機と、水熱交換器（放熱器）と、膨張機と、空気熱交換器（蒸発器）とが接続されている。給湯器の運転時には、圧縮機が運転され、冷媒が水熱交換器で放熱する。この結果、水熱交換器では、冷媒によって水が加熱される。加熱された水（温水）は、貯湯タンクへ供給され、貯湯タンク内に所定温度の温水が溜め込まれていく。マンションなどの対象エリアに設けられる複数の給湯器のそれぞれにおいて、貯湯タンク内に溜まった水は風呂やシャワー等の温水として利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２０５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した給湯器は、比較的電力料金の安い夜間に運転され、貯湯タンク内に温水を溜め込むのが一般的である。このため、各々の給湯器の運転時間が夜間の所定時刻に集中すると、これらの給湯器の消費電力のピーク時刻が互いに重畳してしまう。この結果、これらの給湯器が使用される対象エリアの総消費電力のピークが増大してしまい、この対象エリアの電力供給に対して電力需要が上回ってしまうという問題が生じる。
【０００５】
また、消費電力のピークが大きくなりすぎるのを防止するために、対象エリア内の複数の給湯器の沸き上げ時間を互いにずらすことが考えられるが、その場合には、給湯時（入浴時や食事時）よりもかなり早い時間に沸き上げが完了することがあり、そうなると給湯時に温水の温度が下がってしまう（蓄熱量不足になる）おそれがある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、対象エリアの複数の給湯器を制御する給湯システムにおいて、対象エリアで効果的な節電を行えるようにするとともに、蓄熱量不足が生じるのも防止できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、給湯制御システムに関するものであって、対象エリアに設けられた複数の給湯器（10）と、各給湯器（10）の蓄熱量を検知する蓄熱量検知部（52）と、給湯器（10）の沸き上げ運転時に、相対的に蓄熱量の少ない給湯器（10）を優先して沸き上げる運転制御部（51）と、を有することを特徴としている。
【０００８】
この第１の発明では、対象エリアに設けられた複数の給湯器（10）の蓄熱量が検知されて、相対的に蓄熱量の少ない給湯器（10）から優先的に沸き上げ運転が行われる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、上記運転制御部（51）が、沸き上げ運転時に、全給湯器（10）のうち蓄熱量が少ない方から所定割合の給湯器（10）を、優先して沸き上げる給湯器（10）に決定することを特徴としている。
【００１０】
この第２の発明では、対象エリアに設けられた複数の給湯器（10）の蓄熱量が検知されて、相対的に蓄熱量の少ない給湯器（10）を優先的に沸き上げ運転する際に、予め定められた所定割合の給湯器（10）が沸き上げられる。
【００１１】
第３の発明は、第１または第２の発明において、上記運転制御部（51）が、沸き上げ運転時に、相対的に蓄熱量の少ない給湯器（10）を優先して沸き上げる制御を、単位時間ごとに繰り返すことを特徴としている。
【００１２】
この第３の発明では、相対的に蓄熱量の少ない給湯器（10）を検知して優先的に沸き上げる制御が、単位時間ごとに、例えば１時間に一度の割合で繰り返して行われる。
【００１３】
第４の発明は、第１から第３の発明の何れか１つにおいて、各給湯器（10）の出湯量を検出する出湯量検出部（53）を備え、上記運転制御部（51）が、過去の一定期間の出湯量に基づく温熱の平均使用量を補正値として、現在の蓄熱量と該補正値から各給湯器（10）の補正蓄熱量を求め、該補正蓄熱量に基づいて給湯器（10）の優先沸き上げ順序を決定することを特徴としている。
【００１４】
この第４の発明では、過去の一定期間の出湯量から求められた温熱の平均使用量により実際の蓄熱量から補正蓄熱量が求められる。例えば、２つの住戸で蓄熱量が同じであっても、温熱の平均使用量が異なれば、補正蓄熱量が相違する。具体的には、温熱の平均使用量が多いほど補正蓄熱量は少なくなり、給湯器（10）の沸き上げ優先順位が上位になる。
【００１５】
第５の発明は、第１から第４の発明の何れか１つにおいて、対象エリアにおける給湯器（10）以外の電気機器（30）の電力使用量及び電力使用パターンを検出する第１電力検出部（54）と、給湯器（10）の電力使用量及び電力使用パターンを検出する第２電力検出部（55）を備え、上記運転制御部（51）が、上記電気機器（30）の電力使用量と上記給湯器（10）の電力使用量の合計値が、予め定められた電力量よりも小さくなるように、給湯器（10）の運転台数を制御する沸き上げ割合算出部（56）を有することを特徴としている。
【００１６】
この第５の発明では、例えば、給湯器（10）以外の電気機器（30）の電力使用量のピークを除いた時間に複数の給湯器（10）が運転され、そのときの電気機器（30）の電力使用量と給湯器（10）の電力使用量の合計値が予め定められた電力量よりも小さくなる制御が行われる。
【００１７】
第６の発明は、第５の発明において、上記運転制御部（51）が、各給湯器（10）の蓄熱量の低下傾向を検知して、現在から所定時間内に蓄熱量が所定値以下に低下すると予測される給湯器（10）を優先して、運転する給湯器（10）の台数を決定する沸き上げ割合補正部（57）を有することを特徴としている。
【００１８】
この第６の発明では、例えば現在の蓄熱量と過去の温熱平均使用量から数時間以内に蓄熱量が不足すると判断される給湯器（10）を運転する制御が行われる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数の給湯器（10）のうちで相対的に蓄熱量の少ない給湯器（10）が優先して沸き上げられるから、すべての給湯器（10）の運転が同じ時間に集中しなくなり、給湯器（10）が電力を消費する時間が分散する。したがって、消費電力のピーク値を抑えることができ、節電効果を高められる。また、給湯器（10）が蓄熱量の少ない順に沸き上げられるので湯切れが生じにくくなり、蓄熱量不足が生じるのを防止できる。
【００２０】
上記第２の発明によれば、相対的に蓄熱量の少ない給湯器（10）を優先的に沸き上げ運転する際に、所定割合の給湯器（10）を沸き上げる構成を採用している。こうすると、各戸の給湯需要をまかなえる時間を上記割合から予め定めておくことができ、そうすることにより、必要以上の電力消費を抑えつつ蓄熱量不足も防止できる。
【００２１】
上記第３の発明によれば、相対的に蓄熱量の少ない給湯器（10）を優先して沸き上げる制御を、単位時間ごとに、例えば１時間に一度の割合で繰り返して行うことにより、蓄熱量不足が生じるのをより確実に防止できる。
【００２２】
上記第４の発明によれば、実際の蓄熱量と温熱の平均使用量とから補正蓄熱量が求められて沸き上げ優先順位が決定される。２つの給湯器（10）の実際の蓄熱量が同じであっても平均の温熱使用量が多い給湯器（10）ほど蓄熱量が少なくなるのが早く、その平均の温熱使用量が多い給湯器（10）を優先して沸き上げるため、湯切れが生じるのをより確実に防止できる。また、例えばある住戸の住人が長期不在で給湯器（10）を使用していない場合などは沸き上げ優先順位が低くなるから、無駄な電力消費を抑えられる。
【００２３】
上記第５の発明によれば、例えば給湯器（10）以外の電気機器（30）の電力使用量のピークを除いた時間に複数の給湯器（10）が運転され、そのときの電気機器（30）の電力使用量と給湯器（10）の電力使用量の合計値が予め定められた電力量よりも小さくなる制御が行われる。このとき、予め定められた電力量を超えない範囲でできるだけ多くの給湯器（10）を運転することにより、蓄熱量不足が生じるのをより確実に防止できる。また、電気機器（30）の電力使用量と給湯器（10）の電力使用量の合計値が、給湯器（10）以外の電気機器（30）の電力使用量のピークよりも小さくなるようにすると、消費電力の増大を効果的に抑えられる。また、上記の予め定められた電力量の値は、給湯器（10）と給湯器（10）以外の電気機器（30）の合計電力使用量のピークから定めたり、ユーザーが適宜定めたりする値にしてもよく、これらの場合でも消費電力が必要以上に多くなるのを防止できる。
【００２４】
上記第６の発明によれば、現在の蓄熱量と過去の温熱平均使用量から数時間以内に蓄熱量が不足すると判断される給湯器（10）を運転することにより、湯切れを予測した制御が可能となり、蓄熱量不足が発生するのを未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、実施形態１に係る給湯システムの全体構成を示す構成図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る給湯器の概略の構成図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る給湯システムの概略図に集中監視サーバの構成を表した図である。
【図４】図４は、縦軸を各給湯器の蓄熱量、横軸を各給湯器の蓄熱量の順位として、複数の給湯器を蓄熱量順に示すグラフである。
【図５】図５は、縦軸をマンション全体の消費電力量、横軸を時間にして、消費電力量の推移を示すグラフである。
【図６】図６（Ａ）は貯湯タンクの断面図、図６（Ｂ）は貯湯タンクの蓄熱量を算出する数式である。
【図７】図７は、冬期の一般的な給湯器の運転時間を示すグラフである。
【図８】図８は、実施形態１の給湯システムの運転制御を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施形態２に係る給湯システムの概略図に集中監視サーバの構成を表した図である。
【図１０】図１０は、補正値を考慮した蓄熱量の順位を示す表である。
【図１１】図１１は、補正値ＭＩとＭＩｉとの関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、実施形態２の給湯システムの運転制御を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施形態３に係る給湯システムの概略図に集中監視サーバの構成を表した図である。
【図１４】図１４は、マンション全体の消費電力量の２４時間の推移を表すグラフである。
【図１５】図１５は、マンション全体で給湯器を除く電気機器のみの消費電力量の２４時間の推移を表すグラフである。
【図１６】図１６は、電気機器の電力消費のピークを越えない範囲で給湯器を運転する状態を表すグラフである。
【図１７】図１７（Ａ）は、電気機器の過去一週間の１時間ごとの消費電力を表す表、図１７（Ｂ）は、給湯器の過去一週間の１時間当たりの消費電力を示す表である。
【図１８】図１８（Ａ）は、各住戸において過去一週間の１時間当たりの給湯負荷を表す表、図１８（Ｂ）は、給湯器（10）の沸き上げ能力を示す表である。
【図１９】図１９は、実施形態３の給湯システムの運転制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。
【００２８】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る給湯システム（S）は、対象エリア（1）の複数の給湯器（10）と、該複数の給湯器（10）とネットワーク（N）を介して接続される集中監視サーバ（給湯制御システム（50））とで構成される。給湯システム（S）の対象エリア（1）は、例えばマンションやビル等の１つの建物を対象範囲としてもよいし、これらの複数の建物を含む所定の地域を対象範囲としてもよい。図１に示す例では、所定の地域の複数の住戸Ａ、Ｂ…を含むマンションを対象エリア（1）とし、これらの住戸Ａ、Ｂ…に設置された複数の給湯器（10）がネットワーク（N）を介して集中監視サーバ（50）と接続されている。
【００２９】
〈給湯器の構成〉
図２に示すように、給湯器（10）は、ヒートポンプ式の給湯器で構成されている。給湯器（10）は、二酸化炭素等の冷媒が充填される冷媒回路（11）を備えている。冷媒回路（11）には、圧縮機（12）と水熱交換器（13）と膨張弁（14）と空気熱交換器（15）とが順に接続されている。圧縮機（12）は、モータの回転数（即ち、運転周波数）が可変のインバータ式の圧縮機で構成されている。水熱交換器（13）は、冷媒回路（11）の冷媒と循環回路（21）の水とを互いに熱交換させる。膨張弁（14）は、冷媒を減圧する減圧機構であり、例えば電子膨張弁で構成されている。空気熱交換器（15）は、冷媒と、室外ファン（図示省略）によって搬送される室外空気とを熱交換させる。冷媒回路（11）では、圧縮機（12）が運転されることで、水熱交換器（13）が放熱器となり、空気熱交換器（15）が蒸発器となる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。
【００３０】
貯湯タンク（20）は、水熱交換器（13）によって加熱された水（温水）を貯留する貯留部を構成する。貯湯タンク（20）には、循環回路（21）の流入端と流出端とが接続される。循環回路（21）には、貯湯タンク（20）内の水を搬送して循環させるポンプ（22）が接続されている。貯湯タンク（20）には、給湯器（10）の運転（沸き上げ運転）によって蓄えられた温水を所定の利用対象へ供給する供給路（23）が接続されている。
【００３１】
〈ネットワークの構成〉
図１に示すように、各住戸には、光回線終端装置（61）、集線装置（62）、及びルータ（63）が設けられている。光回線終端装置（61）は、ネットワーク（N）の終端に接続される。集線装置（62）は、いわゆるハブを構成しており、複数のＬＡＮケーブルを介して、上記ルータ（63）や、他の機器（例えばホームサーバ（64）、パソコン（65a）、スマートフォン（65b）等に接続されている。上述した給湯器（10）には、ルータ（63）に対応する通信アダプタ（66）がそれぞれ設けられる。つまり、各給湯器（10）は、通信アダプタ（66）及びルータ（63）を介して光回線終端装置（61）と接続されている。なお、通信アダプタ（66）及びルータ（63）は、無線接続方式であっても有線接続方式であってもよい。このようにして、対象エリア（1）の各給湯器（10）は、ネットワーク（N）を経由して、集中監視サーバ（50）と双方向に通信可能となっている。なお、集中監視サーバ（50）は、ホームサーバ（64）を経由して各給湯器（10）と伝送するようにしてもよい。
【００３２】
上記給湯器は、電源ライン（70）に接続されている。電源ライン（70）は、受変電設備（71）を介して系統電力（72）に接続されている。また、電源ライン（70）には、給湯器（10）以外の電気機器（その他機器）（30）が接続されている。給湯器（10）とその他機器（30）には使用電力を測定する測定器（35）が接続され、この測定器（35）はルータ（63）に接続されている。
【００３３】
〈集中監視サーバ〉
図３は、実施形態１に係る給湯システム（S）の概略図に集中監視サーバ（50）の構成を表した図である。集中監視サーバ（50）は、各給湯器（10）の蓄熱量を検知する蓄熱量検知部（52）と、給湯器（10）の沸き上げ運転時に、相対的に蓄熱量の少ない給湯器（10）を優先して沸き上げる運転制御部（51）とを有している。
【００３４】
上記運転制御部（51）は、沸き上げ運転時に、全ての給湯器（10，10…）のうち蓄熱量が少ない方から所定割合の給湯器（10）を、優先して沸き上げる給湯器に決定するように構成されている。
【００３５】
−制御動作−
図４は、縦軸を各給湯器（10）の蓄熱量、横軸を各給湯器（10）の蓄熱量の順位として、複数の給湯器を蓄熱量の順に示すグラフである。この図４では、蓄熱量が少ない下位３３％の給湯器（10）に、運転制御部から、例えば１時間に１回沸き上げ指令が送られる。このように蓄熱量が少ない下位３３％の給湯器（10）の沸き上げ運転を行うと、運転する給湯器の割合が少ないために消費電力が少なくて済む。
【００３６】
また、１時間に一度ずつ繰り返してこの運転を行うことにより、縦軸をマンション全体の消費電力量、横軸を時間として、消費電力量の推移を示す図５のグラフにおいて、ドットを付した給湯器（図ではＥＱと表示）（10）の負荷が平準化される。なお、このグラフでハッチングを付しているのは、給湯器以外の電気機器（30）の消費電力量を表している。蓄熱量が少ない給湯器が順に沸き上げられるので、マンション全体として湯切れが起こりにくくなる。
【００３７】
ここで、給湯器（10）の貯湯タンク（20）における蓄熱量を求めるための構成と、蓄熱量の算出の仕方について説明する。図６（Ａ）は貯湯タンク（20）の断面図、図６（Ｂ）は貯湯タンク（20）の蓄熱量を算出する数式である。
【００３８】
図６（Ａ）では、貯湯タンクの上端から下端まで６つの温度センサ（Ｔ０〜Ｔ５）を設け、上下にとなり合う温度センサ（Ｔ０〜Ｔ５）の間に５つのエリア（Ｖ１〜Ｖ５）を定めている。
【００３９】
この構成において、本実施形態では、温度センサが４５℃以下のとき、そのエリアには温水がないと判断する。そして、図６（Ａ）において、Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２が４５℃よりも高く、Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５が４５℃以下の温度とする。この場合、図６（Ｃ）の（３）式により、エリアＶ３，Ｖ４，Ｖ５には温水がないと判断される。
【００４０】
貯湯タンク（20）の蓄熱量は、図６（Ｂ）の（１）式により求められる。ｃは比熱、ρは密度である。図６（Ａ）の場合、貯湯タンク（20）の全体の蓄熱量Ｑは、図６（Ｂ）の（２）式に示すように、エリアＶ１，Ｖ２の蓄熱量の和となる。
【００４１】
図７は、冬期の一般的な給湯器（10）の運転時間を示すグラフである。このグラフでｔ１とｔ２の合計は約７時間であり、住居一戸当たり、余裕をみて８時間の沸き上げ運転を行えば給湯需要をまかなえることが分かる。
【００４２】
ここで、マンションの全体の個数をｉ戸とし、そのうちのｊ％が沸き上げ運転を行う制御をする場合、一戸当たり８時間以上沸き上げることが可能なｊの値は、マンション全体に許されている１日当たりの沸き上げ時間が、湯切れを起こさないのに必要な沸き上げ時間以上であればよいから、
ｉ×ｊ×（１／１００）×２４ ≧ ｉ×８
から求めることができ、ｊ≧３３．３  となる。つまり、図４において蓄熱量が少ない方から約３３％の給湯器（10）の沸き上げ運転を例えば１時間に１回繰り返して行えば、湯切れが起こるのを抑えられることになる。
【００４３】
ただし、上記の数値は一例であり、給湯需要は家族構成やその他の環境に左右されるので、ｊの値は上記に限定されるものではない。
【００４４】
次に、運転制御を図８のフローチャートを用いて説明する。
【００４５】
ステップST１では、集中監視サーバ（50）を初期化して現在の日時を取得し、各給湯器に対して採番する。ステップST２では制御を実行してから１時間が経過したかどうかを判別する。１時間が経過するとステップST３に進み、図６（Ｂ）に示した方法で各給湯器の蓄熱量を算出した後、ステップST４で蓄熱量が大きい順（または小さい順）にデータの並べ替えを行う。次にステップST５では、蓄熱量の少ない給湯器（10）を沸き上げ対象として抽出する。そして、ステップST６で、抽出した給湯器（10）の沸き上げ運転を行う。
【００４６】
この制御を例えば１時間に一度行うことにより、常に蓄熱量の少ない給湯器（10）の沸き上げ運転が優先して行われる。
【００４７】
−実施形態の効果−
この実施形態１によれば、複数の給湯器（10）のうちで相対的に蓄熱量の少ない給湯器（10）が優先して沸き上げられるから、すべての給湯器（10）の運転が同じ時間に集中しなくなり、給湯器（10）が電力を消費する時間が分散する。したがって、消費電力のピーク値を抑えることができ、節電効果を高められる。また、給湯器（10）が蓄熱量の少ない順に沸き上げられるので各給湯器（10）の蓄熱量を常に確保でき、蓄熱量不足が生じるのを防止できる。
【００４８】
また、この実施形態１では、相対的に蓄熱量の少ない給湯器（10）を優先的に沸き上げ運転する際に、所定割合（上記の例では下位３３％）の給湯器（10）を沸き上げる構成を採用している。このように各戸の給湯需要をまかなえる割合を予め定めておくことにより、必要以上の電力消費を抑えつつ、蓄熱量不足も防止できる。
【００４９】
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。
【００５０】
この実施形態２は、過去の温熱使用量を学習し、それにより貯湯タンク（20）の蓄熱量を補正して、沸き上げ運転を行う給湯器（10）の優先順位を定めるようにした例である。
【００５１】
図９に示すように、この実施形態２の集中監視サーバ（50）は、運転制御部（51）と蓄熱量検知部（52）に加えて、出湯量検出部（53）を有している。そして、運転制御部（51）は、過去の一定期間の出湯量に基づく温熱の平均使用量を補正値として、現在の蓄熱量と上記補正値とから各給湯器（10）の補正蓄熱量を求め、この補正蓄熱量に基づいて給湯器の優先沸き上げ順序を決定するように構成されている。
【００５２】
例えば、住戸Ａと住戸Ｂで貯湯タンク（20）内の蓄熱量ＱＩが等しいとき、過去の温熱使用量の多い方がその後の蓄熱量の低下が速くなるため、蓄熱量が少ないものとして扱い、沸き上げ運転の優先順位を上位にする。補正値を考慮した蓄熱量の優先順位を示す表である図１０では、補正の結果、住戸Ａの優先順位が上位になった例を示している。補正蓄熱量ＱＩ’の算出は、過去の温熱の平均使用量をＭＩとすると、
ＱＩ’＝ＱＩ／ＭＩｉ
で求められる。
【００５３】
図１１は、補正値ＭＩとＭＩｉとの関係を示すグラフである。出湯量が多くて温熱の使用量が多い住戸を重視して補正をする場合は、冪指数ｉを大きな値に設定するとよい。
【００５４】
−運転動作−
この実施形態２の給湯システムの運転動作について、図１２のフローチャートを用いて説明する。
【００５５】
ステップST１１では、集中監視サーバ（50）を初期化して現在の日時を取得し、各給湯器に対して採番する。ステップST１２では制御を実行してから１時間が経過したかどうかを判別する。１時間が経過するとステップST１３に進み、図６（Ｂ）に示した方法で各給湯器の蓄熱量を算出した後、ステップST１４で図１０の補正を行い、ステップST１５で蓄熱量が大きい順（または小さい順）にデータの並べ替えを行う。次にステップST１６では、蓄熱量の少ない給湯器（10）を沸き上げ対象として抽出する。そして、ステップST１７で、抽出した給湯器（10）の沸き上げ運転を行う。
【００５６】
この制御を例えば１時間に一度繰り返して行うことにより、常に補正蓄熱量の少ない給湯器（10）の沸き上げ運転が優先して行われる。
【００５７】
−実施形態２の効果−
この実施形態２によれば、実際の蓄熱量と温熱の平均使用量とから補正蓄熱量が求められて沸き上げ優先順位が決定される。そして、例えば２つの給湯器（10）の実際の蓄熱量が同じであっても平均の温熱使用量が多い給湯器（10）ほど蓄熱量が少なくなるのが早いことから、その平均の温熱使用量が多い給湯器（10）を優先して沸き上げるようにしているため、湯切れが生じるのをより確実に防止できる。また、例えばある住戸の住人が長期不在で給湯器（10）を使用していない場合などにはその給湯器（10）の沸き上げ優先順位が低くなるから、無駄な電力消費を抑えられる。
【００５８】
《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３について説明する。
【００５９】
この実施形態３は、上記給湯器（10）及び給湯器以外の電気機器（30）の２４時間後までの電力検出パターンを求め、電力ピークを上昇させない最大沸き上げ台数を求めて給湯器（10）を運転するようにした例である。また、数時間で湯切れを起こしそうな給湯器（10）の有無を蓄熱量検知部（52）で検出し、湯切れしそうな給湯器（10）がある場合はその給湯器（10）を沸き上げ対象に追加するようにしている。
【００６０】
図１３に示すように、この実施形態３の集中監視サーバ（50）は、運転制御部（51）と蓄熱量検知部（52）と出湯量検出部（53）に加えて、第１電力検出部（54）と、第２電力検出部（55）とを有している。また、運転制御部（51）には、沸き上げ割合算出部（56）と沸き上げ割合補正部（57）とが含まれている。
【００６１】
第１電力検出部（54）は、対象エリアにおける給湯器（10）以外の電気機器（30）の電力使用量及び電力使用パターンを検出する。第２電力検出部（55）は、対象エリアにおける給湯器（10）の電力使用量及び電力使用パターンを検出する。そして、上記運転制御部（51）は、例えば第１電力検出部（54）により求められた電気機器（30）の電力使用量のピークを除いた時間に所定台数の給湯器（10）の運転制御を行う。
【００６２】
また、沸き上げ割合算出部（56）は、電気機器（30）の電力使用量と給湯器（10）の電力使用量の合計値が、予め定められた電力量よりも小さくなるように、給湯器（10）の運転台数を制御する。沸き上げ割合補正部（57）は、各給湯器（10）の蓄熱量の低下傾向を検知して、現在から所定時間内に蓄熱量が所定値以下に低下すると予測される給湯器（10）を優先して、例えば電力使用量のピークが発生する前に、運転する給湯器（10）の台数を決定する。
【００６３】
図１４は、マンション全体（例えば１１０戸とする）の消費電力量の２４時間の推移を表すグラフである。図において、ハッチングを付しているのが電気機器（30）の使用電力量、ドットを付しているのが平準化した給湯器（10）の使用電力量である。この例では、６時台と１８時台で電気機器（30）の消費電力が多いため、その時間帯の合計電力がマンション全体の電力消費のピークになっている。
【００６４】
図１５は、マンション全体で給湯器（10）を除く電気機器（30）のみの消費電力の推移を示したグラフである。この場合の電力消費のピークは図１４よりも小さくなる。
【００６５】
図１６は、電気機器（30）の電力消費のピークを越えない範囲で給湯器（10）を運転する状態を表すグラフであり、図の例では、ピークになっている１８時台を除く時間帯で、電力消費のピークを越えない台数の給湯器（10）が運転される。
【００６６】
その際の給湯器（10）の運転台数は、図１７の表に基づいて、沸き上げ割合算出部（56）で以下のように決定される。図１７（Ａ）は、電気機器（30）の過去一週間の１時間ごとの消費電力を表す表であり、図１７（Ｂ）は、給湯器（10）の過去一週間の１時間当たりの消費電力を示す表である（図１７（Ｂ）はｍ時のみを表し、他の時間帯は省略している）。Ｅaveｍは、時間帯ごとの消費電力の一週間の平均値である。図１６で電力ピークをＥｍａｘとすると、ある時間帯に運転することができる給湯器（10）の最大台数Ｎは、
Ｎ＝（Ｅｍａｘ−Ｅaveｍ）／ＥＱＥaveｍ
で求められる。これにより、電気機器（30）の電力ピークを越えない範囲で給湯器（10）を運転できる。
【００６７】
図１８（Ａ）は、各住戸において過去一週間の１時間当たりの給湯負荷を表す表、図１８（Ｂ）は、給湯器（10）の沸き上げ能力を示す表である。Ｍａｖｅは給湯負荷の一週間の平均値、ｑａｖｅは沸き上げ能力の一週間の平均値である。
【００６８】
過去一週間の給湯負荷に基づいて、図１８の表から温熱使用量を２時間先まで予測して、湯切れを起こすと判断される給湯器（10）がある場合は、沸き上げ割合補正部（57）により、その給湯器（10）を沸き上げ対象に追加する。具体的には、蓄熱量をＱｍとすると、
Ｑｍ−Ｍａｖｅｍ−Ｍａｖｅｍ＋１＋ｑａｖｅｍ＋１＜Ｍａｖｅｍ＋２
となる場合は、その給湯器（10）を沸き上げ対象に追加する。
【００６９】
−運転動作−
この実施形態３の給湯システムの運転制御について、図１９のフローチャートを用いて説明する。
【００７０】
ステップST２１では、集中監視サーバ（50）を初期化して現在の日時を取得し、各給湯器（10）に対して採番する。ステップST２２では制御を実行してから１時間が経過したかどうかを判別する。１時間が経過すると、ステップST２３，ステップST２４で、図１５に示したようにマンション全体の給湯器（10）以外の電気機器（30）の電力パターンを取得し、電力の最大値を取得する。次にステップST２５，ステップST２６では給湯器（10）の運転電力を取得し、沸き上げ熱量を取得して、ステップST２７において、図１６に示すように運転できる給湯器の割合を沸き上げ割合算出部（56）で算出する。
【００７１】
ステップST２８では、図６（Ｂ）に示した方法で各給湯器（10）の蓄熱量を算出した後、ステップST２９で図１０の補正を行い、ステップST３０で蓄熱量が大きい順（または小さい順）にデータの並べ替えを行う。次にステップST３１では、蓄熱量の少ない給湯器（10）を沸き上げ対象として抽出する。
【００７２】
ステップST３２，ステップST３３において、沸き上げ割合補正部（57）により、最低蓄熱量以下の給湯器（10）を沸き上げ対象に追加する。そして、ステップST３４で、抽出した給湯器（10）の沸き上げ運転を行う。
【００７３】
この制御を例えば１時間に一度繰り返して行うことにより、常に補正蓄熱量の少ない給湯器（10）の沸き上げ運転が優先的に行われる。
【００７４】
−実施形態３の効果−
この実施形態３によれば、給湯器（10）以外の電気機器（30）の電力使用量のピーク値を除いた時間に複数の給湯器（10）が運転され、そのときの電気機器（30）の電力使用量と給湯器（10）の電力使用量の合計値が上記ピーク値よりも小さくなる制御が行われる。このとき、予め定められた電力量を超えない範囲でできるだけ多くの給湯器（10）を運転することができるから、蓄熱量の不足が生じるのをより確実に防止できる。また、電気機器（30）の電力使用量と給湯器（10）の電力使用量の合計値が、給湯器（10）以外の電気機器（30）の電力使用量のピークよりも小さくなるようにしているので、消費電力の増大も効果的に抑えられる。
【００７５】
また、この実施形態３によれば、現在の蓄熱量と過去の温熱平均使用量から数時間（上記の例では２時間）以内に蓄熱量が不足すると判断される給湯器（10）を、電力使用量のピークが発生する前に運転する制御を行うようにしているので、湯切れを予測した制御が可能となり、蓄熱量の不足が発生するのを未然に防止できる。
【００７６】
−実施形態３の変形例−
実施形態３では、電力ピークＥｍａｘを、給湯器を除いた電気機器（30）の過去のピーク値にしているが、別の定め方をしてもよい。
【００７７】
例えば、電力ピークＥｍａｘは、過去のデータから、電気機器（30）の２４時間後までの電力需要パターンの予測と給湯器（10）の２４時間後までの電力需要パターンの予測とを行い、電気機器（30）の電力需要パターンに給湯器（10）の１時間当たりの平均需要電力を加算して、その最大値に定めてもよい。この場合、電力ピークＥｍａｘは上記実施形態３よりも大きな値になる。
【００７８】
また、電力ピークＥｍａｘは、マンションの管理者や住人が適宜設定できる値や、あるいは過去一年間のマンション全体の電力ピークであってもよく、その値は、電気機器（30）の電力需要パターンに給湯器（10）の１時間当たりの平均需要電力を加算して求めた値より大きくてもよいし小さくてもよい。こうすると、ピーク値を適切な値に設定することが可能になる。
【００７９】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００８０】
例えば、上記実施形態１において図６に示した蓄熱量の算出の仕方は一例であり、他の方法を採用してもよい。
【００８１】
また、上記各実施形態における蓄熱量の補正の仕方や電力使用パターンの推定方法なども一例であり、場合によっては他の方法を採用してもよい。
【００８２】
また、上記各実施形態では１時間に一度の割合で繰り返して沸き上げ制御を行うようにしているが、制御を行う間隔などは適宜変更してもよい。
【００８３】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上説明したように、本発明は、対象エリアの複数の給湯器を制御する給湯制御システムについて有用である。
【符号の説明】
【００８５】
S   給湯制御システム
1   対象エリア
10  給湯器
30  電気機器（その他機器）
50  集中監視サーバ（給湯制御システム）
51  運転制御部
52  蓄熱量検知部
53  出湯量検出部
54  第１電力検出部
55  第２電力検出部
56  沸き挙げ割合算出部
57  沸き上げ割合補正部
【図１】
2014137215.tif 000003
【図２】
2014137215.tif 000004
【図３】
2014137215.tif 000005
【図４】
2014137215.tif 000006
【図５】
2014137215.tif 000007
【図６】
2014137215.tif 000008
【図７】
2014137215.tif 000009
【図８】
2014137215.tif 000010
【図９】
2014137215.tif 000011
【図１０】
2014137215.tif 000012
【図１１】
2014137215.tif 000013
【図１２】
2014137215.tif 000014
【図１３】
2014137215.tif 000015
【図１４】
2014137215.tif 000016
【図１５】
2014137215.tif 000017
【図１６】
2014137215.tif 000018
【図１７】
2014137215.tif 000019
【図１８】
2014137215.tif 000020
【図１９】
2014137215.tif 000021