(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を加熱して湯を生成する加熱手段と、該加熱手段により生成された湯を貯留する貯湯タンクとを備えた貯湯式給湯システムであって、
太陽光発電設備と、系統電力設備とのそれぞれに接続され、前記加熱手段により湯を生成して前記貯湯タンク内に貯える沸き上げ運転に用いる電力を前記太陽光発電設備から供給するか前記系統電力設備から供給するかを切り替える電力切り替え装置と、
夜間に前記系統電力設備からの電力を用いた前記沸き上げ運転である夜間沸き上げ運転を行う夜間沸き上げ制御手段と、
前記太陽光発電設備が発電する電力のうちで前記沸き上げ運転に用いることのできる電力である余剰電力の翌日の値を予測する余剰電力予測手段と、
前記系統電力設備の電力需給が逼迫する可能性があるか否かを予測可能な電力需給情報を取得する手段と、
を備え、
前記夜間沸き上げ制御手段は、前記予測された翌日の余剰電力が多い場合には、前記予測された翌日の余剰電力が少ない場合に比べて、前記夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を少なくし、
前記夜間沸き上げ制御手段は、前記取得された電力需給情報に基づき、翌日の前記系統電力設備の電力需給が逼迫する可能性があると予測される場合には、その可能性がないと予測される場合に比べて、前記夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を多くする貯湯式給湯システム。
【請求項２】
前記夜間沸き上げ制御手段は、翌日の前記系統電力設備の電力需給が逼迫する可能性が高いと予測される場合には、その可能性が低いと予測される場合に比べて、前記夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を多くする請求項１記載の貯湯式給湯システム。
【請求項３】
気象予測情報を取得する手段を備え、
前記余剰電力予測手段は、前記取得された気象予測情報に基づいて、翌日の余剰電力を予測する請求項１または２記載の貯湯式給湯システム。
【請求項４】
前記余剰電力が発生している場合に、前記余剰電力を用いた前記沸き上げ運転である余剰電力沸き上げ運転を行う余剰電力沸き上げ制御手段を備える請求項１乃至３の何れか１項記載の貯湯式給湯システム。
【請求項５】
前記貯湯タンク内の貯湯量を検出する貯湯量検出手段を備え、
前記余剰電力が発生している場合であって、前記貯湯タンク内に湯を貯える余地がない場合、または前記貯湯タンク内の貯湯量が所定の必要量を上回っている場合には、前記余剰電力を他の機器に使用または前記系統電力設備へ逆潮流する請求項４記載の貯湯式給湯システム。
【請求項６】
使用される湯の量を検出する使用湯量検出手段と、
毎日の使用湯量のバラツキを学習する学習手段と、
を備え、
前記夜間沸き上げ制御手段は、前記学習されたバラツキが所定範囲より大きい場合には、該バラツキが前記所定範囲より小さい場合に比べて、前記夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を多くする請求項１乃至５の何れか１項記載の貯湯式給湯システム。
【請求項７】
必要湯量を設定する手段を備え、
前記夜間沸き上げ制御手段は、前記設定された必要湯量に応じて、前記夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を変化させる請求項１乃至６の何れか１項記載の貯湯式給湯システム。
【請求項８】
前記夜間沸き上げ制御手段は、翌日の前記系統電力設備の電力需給が逼迫する可能性に応じて前記夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を増加補正する場合の補正率の値として、予め記憶された値、使用者により設定された値、外部通信装置を介して外部から指示された値、の何れかを使用する請求項１乃至７の何れか１項記載の貯湯式給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱手段で沸き上げられた湯を貯湯タンクに貯留する貯湯式給湯システムに関し、特に太陽光発電設備とともに設置されている貯湯式給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
夏場の日中等、電力需給が逼迫する場合に、太陽光発電等により発電した電力を利用し、各需要家が使用する系統電力の抑制が望まれている。また、太陽光発電等による発電量のうち需要家の使用量を超える余剰分については、系統電力側へ逆潮流（売電）されることが一般的であるが、安定的な電力システムのためには、太陽光発電等で発電した電力はその需要家内で消費することが望ましい。その場合、電力の余剰分の利用先として、蓄電装置のほか、貯湯式給湯機等の蓄熱装置が有効であると考えられる。
【０００３】
特許文献１には、外部放熱手段と蓄熱手段とを有するコージェネレーションシステムにおいて、例えば日中最高気温や湿度等の気象情報から、直近の日中に系統電力の需給の逼迫が発生すると予測し、夜中から日中にかけて外部放熱手段を使用しつつコージェネレーション設備を運転して蓄熱手段に蓄熱の余地を残しておき、系統電力の需給の逼迫した際にコージェネレーション設備で発電することで買電を抑制し、電力会社はその抑制量に応じた金額を電気料金から割引くようにしたシステムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７１６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたコージェネレーションシステムは、系統電力の需給が逼迫しているときに買電を抑制することには効果があるが、蓄熱手段に蓄熱の余地を残しておくために、コージェネレーション設備で発生した熱を冷却塔のような外部放熱手段から無駄に放熱するので、エネルギー効率が低いという問題がある。
【０００６】
これに対し、太陽光発電の余剰電力で沸き上げ運転を行って湯を貯える貯湯式給湯システムでは、エネルギーをより有効に利用することができる。しかしながら、太陽光発電は、天候により発電量が左右される。このため、そのような貯湯式給湯システムでは、太陽光発電の発電量が少なかった日には、余剰電力による沸き上げ量が少なくなるので、湯が不足する可能性がある。湯が不足した場合には、系統電力を用いて沸き増し動作を行うことになるので、電気料金の高い時間帯での沸き上げとなり、高コストとなる。また、その沸き増し動作時に系統電力の需給が逼迫していた場合には、系統電力に負担が掛かる等の問題がある。一方、太陽光発電の発電量が多かった日には、余剰電力による沸き上げ量が多くなるので、余剰電力により沸き上げた湯の一部が利用されないまま貯湯タンク内に残って無駄となる可能性があり、エネルギー効率が低下する。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、太陽光発電により得られた電力を有効に利用することのできる貯湯式給湯システム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】
【０００８】
本発明に係る貯湯式給湯システムは、水を加熱して湯を生成する加熱手段と、該加熱手段により生成された湯を貯留する貯湯タンクとを備えた貯湯式給湯システムであって、太陽光発電設備と、系統電力設備とのそれぞれに接続され、加熱手段により湯を生成して貯湯タンク内に貯える沸き上げ運転に用いる電力を太陽光発電設備から供給するか系統電力設備から供給するかを切り替える電力切り替え装置と、夜間に系統電力設備からの電力を用いた沸き上げ運転である夜間沸き上げ運転を行う夜間沸き上げ制御手段と、太陽光発電設備が発電する電力のうちで沸き上げ運転に用いることのできる電力である余剰電力の翌日の値を予測する余剰電力予測手段と、系統電力設備の電力需給が逼迫する可能性があるか否かを予測可能な電力需給情報を取得する手段と、を備え、夜間沸き上げ制御手段は、予測された翌日の余剰電力が多い場合には、予測された翌日の余剰電力が少ない場合に比べて、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を少なくし、夜間沸き上げ制御手段は、取得された電力需給情報に基づき、翌日の系統電力設備の電力需給が逼迫する可能性があると予測される場合には、その可能性がないと予測される場合に比べて、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を多くするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、翌日の太陽光発電の余剰電力の発生量を予測し、その予測結果に応じて、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を変化させる。このため、翌日の余剰電力が少ないと予測される場合には、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量が多くされるので、翌日の実際の余剰電力が予測通りに少なく、余剰電力による沸き上げ量が少なかったときに、貯湯タンク内の湯が不足することを防止することができる。また、翌日の余剰電力が多いと予測される場合には、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量が少なくされるので、翌日の実際の余剰電力が予測通りに多く、余剰電力による沸き上げ量が多かったときに、余剰電力により沸き上げた湯が使われないまま貯湯タンク内に残って無駄となることを抑制することができる。このため、太陽光発電の余剰電力を給湯に有効に利用し、夜間沸き上げ運転に使用する電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯システムを示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における通信部の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１における夜間沸き上げ運転の制御処理の流れを示したフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１における昼間時間帯における制御処理の流れを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯システムを示す構成図である。図１に示すように、本実施形態の貯湯式給湯システムは、水を加熱して湯を生成する加熱手段５と、加熱手段５で加熱された湯（高温の水）を貯留する貯湯タンク１を搭載した貯湯タンクユニット１００とを有している。加熱手段５は、例えば、空気の熱を吸収して水を加熱して湯を生成することのできるヒートポンプサイクル（冷凍サイクル）を搭載している。貯湯タンク１の下部には、水道等の水源からの水を供給するための給水配管２が接続されている。給水配管２の途中には、水源水圧を所定圧力に減圧する減圧弁１７が設けられている。貯湯タンク１は、図示しない断熱材により覆われ、断熱性が確保されている。貯湯タンク１内は、常に満水状態に維持され、湯は温度成層を形成して上側から貯えられる。貯湯タンク１と加熱手段５とは、入水配管３と出湯配管６と図示しない電気ケーブルとを介して接続されている。入水配管３の途中には、循環ポンプ４が設置されている。
【００１３】
貯湯タンク１内に湯を貯える（蓄熱する）ための沸き上げ運転時には、循環ポンプ４および加熱手段５が運転される。これにより、貯湯タンク１内に貯留された水は、貯湯タンク１の下部に接続された入水配管３を通り、循環ポンプ４によって加熱手段５へ供給される。加熱手段５によって加熱されて生成した湯は、出湯配管６を通って貯湯タンクユニット１００に戻り、上部から貯湯タンク１内に流入する。このようにして貯湯タンク１内に湯が貯えられることにより、貯湯タンク１に蓄熱することができる。
【００１４】
貯湯タンクユニット１００には、更に、貯湯タンク１の上部に接続され貯湯タンク１内の圧力を逃がすための逃し弁７と、貯湯タンク１の上部に接続され、貯湯タンク１に貯留された湯または加熱手段５で加熱された湯を引き出す給湯配管８と、給湯配管８から供給される湯と給水配管２から供給される水とを混合して温度調節する混合弁９と、混合弁９と接続され、混合弁９から出湯された湯を貯湯タンクユニット１００の外部へ導く混合給湯経路１０と、混合給湯経路１０の途中に配置され、混合給湯経路１０からの出湯を制御する開閉弁１２と、貯湯タンク１に取り付けられた複数の貯湯温度センサ１４と、混合給湯経路１０で使用している湯量を検出する混合給湯側流量検出部１６と、本貯湯式給湯システム全体の動作を制御する制御部１５と、電力切り替え装置１０２とが備えられている。複数の貯湯温度センサ１４は、高さの異なる位置に取り付けられ、各位置における湯温（水温）を検出する。制御部１５は、それらの貯湯温度センサ１４からの温度情報に基づき、貯湯タンク１内の温度分布を取得することにより、貯湯タンク１内の貯湯量（蓄熱量）を検出することができる。また、制御部１５は、混合給湯側流量検出部１６で検出される使用湯量に基づいて、毎日の使用湯量を学習することができる。
【００１５】
制御部１５は、ユーザーインターフェース装置としての外部指示系統１０１と通信可能に接続されている。外部指示系統１０１には、使用者が本貯湯式給湯システムの動作を設定するための操作部と、本貯湯式給湯システムの状態を表示する表示部とが設けられている。また、制御部１５には、外部通信装置１０３が接続されており、この外部通信装置１０３は外部通信回線１０４と接続されている。電力切り替え装置１０２は、系統電力設備ライン１０５を介して図２に示す電力会社１０７の系統電力設備に接続されるとともに、太陽光発電設備ライン１０６を介して太陽光発電パネル等の太陽光発電設備（図示せず）に接続されている。電力切り替え装置１０２は、沸き上げ運転に用いる電力（すなわち、加熱手段５および循環ポンプ４を運転するための電力）を、系統電力設備から供給するか、太陽光発電設備から供給するかを切り替えるための装置である。制御部１５は、外部指示系統１０１から入力される情報、外部通信装置１０３によって取得される情報、複数の貯湯温度センサ１４により取得される貯湯タンク１内の貯湯量（蓄熱量）の情報等に基づいて、循環ポンプ４、加熱手段５、混合弁９、開閉弁１２および電力切り替え装置１０２を制御する。
【００１６】
制御部１５は、夜間（例えば２３時〜翌朝７時）に、系統電力設備から供給される電力（以下、「系統電力」と称する）を系統電力設備ライン１０５を介して受電して沸き上げ運転を行うことができる。この沸き上げ運転を以下「夜間沸き上げ運転」と証する。夜間沸き上げ運転は、電気料金の割安な深夜電力を用いて行うことができる。
【００１７】
昼間時に太陽光発電設備で発電される電力は、本貯湯式給湯システムを使用する需要家（以下、「当該需要家」と称する）が使用する他の機器（負荷）にも供給可能になっていてもよい。太陽光発電設備で発電される電力のうち、沸き上げ運転に用いることのできる電力を以下「余剰電力」と称する。制御部１５は、余剰電力が発生している場合には、その余剰電力を太陽光発電設備ライン１０６を介して受電して沸き上げ運転を行うことができる。この沸き上げ運転を以下「余剰電力沸き上げ運転」と称する。
【００１８】
また、制御部１５は、昼間時に、複数の貯湯温度センサ１４により検出される貯湯タンク１内に残っている貯湯量（蓄熱量）が所定の必要量（最低貯湯量）未満となった場合であって、余剰電力が発生していない場合には、系統電力を用いて沸き上げ運転を行うことができる。この沸き上げ運転を以下「湯切れ防止沸き増し運転」と称する。
【００１９】
図２は、本発明の実施の形態１における通信部の構成を示す模式図である。図２に示すように、外部通信装置１０３は、外部通信回線１０４を介して、気象予測情報発信元１０８（例えば、気象庁、気象予報業者等）から送信される気象予測情報を受信し、電力会社１０７から送信される系統電力設備の電力需給に関する情報（例えば、過去の電力需要の実績情報や、ピーク時供給能力、翌日以降の予想最大電力需要等）を受信し、電力メーター１０９から送信される当該需要家の使用電力（電力消費量）の情報を受信し、それらの情報を制御部１５へ送信する。電力メーター１０９は、当該需要家内の各機器の使用電力の状況や太陽光発電設備での発電状況の情報を保有している機器である。
【００２０】
図３は、本発明の実施の形態１において、制御部１５が夜間沸き上げ運転を行うときの制御処理の流れを示したフローチャートである。以下、図３を参照して、夜間沸き上げ運転時に制御部１５が行う制御処理について説明する。ステップＳ１では、外部通信装置１０３により取得した気象予測情報発信元１０８からの気象予測情報に基づき、太陽光発電設備における翌日の発電量を予測するとともに、外部通信装置１０３により取得した電力メーター１０９からの使用電力情報に基づき、翌日の昼間時に当該需要家内の他の機器で使用される電力量を予測する。そして、翌日の太陽光発電設備の発電量予測値と、翌日の昼間時に他の機器で使用される電力量の予測値とに基づいて、翌日に発生する余剰電力の予測値を算出する。例えば、太陽光発電設備の発電した電力を本貯湯式給湯システムに優先的に使用するものとされている場合には、翌日の太陽光発電設備の発電量予測値がそのまま余剰電力の予測値とされる。一方、太陽光発電設備の発電した電力を他の機器に優先的に使用するものとされている場合には、翌日の太陽光発電設備の発電量予測値から、翌日の昼間時に他の機器で使用される電力量の予測値を差し引いた値が、余剰電力の予測値とされる。
【００２１】
ステップＳ２では、ステップＳ１で算出した結果から、翌日の余剰電力の発生の有無を判断し、翌日に余剰電力が発生すると予測される場合はステップＳ３に移行し、余剰電力が発生しないと予測される場合はステップＳ９に移行する。ステップＳ９では、夜間沸き上げ運転により沸き上げる熱量を算出する。このステップＳ９では、例えば、過去所定期間（例えば２週間）に学習した１日当たりの平均使用湯量に基づいて、貯湯タンク１内に貯えるべき必要な蓄熱量（必要湯量）を算出する。このようにして貯湯タンク１内に貯えるべき必要な蓄熱量（必要湯量）を設定することにより、使用状況に応じて無駄なく沸き上げ運転を行うことができる。このステップＳ９では、翌日に余剰電力が発生しないと予測されているので、必要な蓄熱量を夜間沸き上げ運転のみによって貯湯タンク１内に貯えることができるように、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を算出する。ステップＳ１０では、ステップＳ９で算出した夜間沸き上げ運転の沸き上げ量の算出結果に合わせて、深夜電力を使用して夜間沸き上げ運転を実行する。
【００２２】
一方、翌日に余剰電力が発生すると予測された場合には、ステップＳ３で、ステップＳ１で算出された翌日の余剰電力に基づき、その余剰電力を用いた余剰電力沸き上げ運転により翌日に沸き上げ可能な熱量を算出する。続いて、ステップＳ４では、夜間沸き上げ運転により沸き上げる熱量を算出する。このステップＳ４では、翌日に余剰電力沸き上げ運転が行われると予測されているので、夜間沸き上げ運転により沸き上げるべき熱量は、翌日に余剰電力沸き上げ運転で沸き上げられると見込まれる熱量の分だけ少なくて良い。このため、このステップＳ４では、まず上記ステップＳ９と同様の計算方法により夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を算出した後、その算出値から、ステップＳ３で算出された翌日の余剰電力沸き上げ運転による沸き上げ熱量の予測値を減じた値を、夜間沸き上げ運転により沸き上げるべき熱量として算出する。
【００２３】
続いて、ステップＳ５では、外部通信装置１０３により取得した電力会社１０７からの電力需給情報を用いて、翌日の系統電力設備の電力需給が逼迫する可能性とその度合いを予測する。このステップＳ５では、例えば、翌日の電力使用率の予測値（予想最大電力需要とピーク時供給能力との比率）に基づいて、翌日の系統電力設備の電力需給が逼迫する可能性とその度合いを判定する。ステップＳ６では、ステップＳ５で予測した結果から、翌日の系統電力設備の電力需給が逼迫する可能性がある場合にはステップＳ７へ移行し、翌日の系統電力設備の電力需給が逼迫する可能性がない場合にはステップＳ８へ移行する。
【００２４】
ステップＳ７では、翌日の系統電力の需給が逼迫する可能性の度合いに応じて、ステップＳ４で算出された夜間沸き上げ運転で沸き上げるべき熱量を増加させる補正を行う。すなわち、翌日の系統電力の需給が逼迫する可能性が高いほど、夜間沸き上げ運転で沸き上げるべき熱量を大きく増加させるように補正する。
【００２５】
ステップＳ８では、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量の算出結果に合わせて、深夜電力を使用して夜間沸き上げ運転を実行する。この場合、ステップＳ８では、翌日の系統電力設備の電力需給が逼迫する可能性がない場合には、ステップＳ４で算出された夜間沸き上げ運転で沸き上げるべき熱量を沸き上げるように夜間沸き上げ運転を実行し、翌日の系統電力設備の電力需給が逼迫する可能性がある場合には、ステップＳ７で増加補正された後の熱量を沸き上げるように夜間沸き上げ運転を実行する。
【００２６】
以上説明したように、実施の形態１では、翌日の太陽光発電の余剰電力の発生量を予測し、その予測結果に応じて、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を変化させる。このため、翌日の余剰電力が少ないと予測される場合には、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量が多くされるので、翌日の実際の余剰電力が予測通りに少なかったとき、すなわち余剰電力沸き上げ運転による実際の沸き上げ量が予測通り少なかったときに、貯湯タンク１内の湯が不足することを防止することができる。また、翌日の余剰電力が多いと予測される場合には、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量が少なくされるので、翌日の実際の余剰電力が予測通りに多かったとき、すなわち余剰電力沸き上げ運転による実際の沸き上げ量が予測通り多かったときに、余剰電力沸き上げ運転で沸き上げた湯が使われないまま貯湯タンク１内に残って無駄となることを抑制することができる。このため、太陽光発電の余剰電力を給湯に有効に利用することができるとともに、夜間沸き上げ運転に使用する電力を低減することができる。
【００２７】
また、実施の形態１では、翌日の余剰電力が発生すると予測される場合において、翌日の系統電力の需給が逼迫する可能性があると予測される場合には、翌日の系統電力の需給が逼迫する可能性がないと予測される場合と比べて、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を増加補正する。仮に、この増加補正を行わないとすると、次のような問題がある。翌日の実際の余剰電力が予測よりも少なかった場合には、余剰電力沸き上げ運転による実際の沸き上げ量が予測より少なくなるので、上記増加補正を行わなかった場合には、貯湯タンク１内の湯が不足する可能性がある。貯湯タンク１内の湯が不足した場合には、系統電力を用いて湯切れ防止沸き増し運転を行う必要があるが、系統電力の需給が逼迫している場合、その湯切れ防止沸き増し運転の実行により、系統電力設備に更に負担を掛けることとなる。これに対し、本実施形態では、翌日の系統電力の需給が逼迫する可能性がある場合には、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を増加補正するので、翌日の実際の余剰電力が予測よりも少なかった場合であっても、貯湯タンク１内の湯が不足することを抑制することができるので、系統電力を用いた湯切れ防止沸き増し運転の実行を抑制することができる。このため、翌日に系統電力の需給が逼迫した場合に、系統電力の使用を抑制し、系統電力設備への負担を軽減することができる。
【００２８】
また、本実施形態では、翌日の系統電力の需給が逼迫する可能性があると予測される場合には、その可能性が高いほど、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量をより多くするように補正する。これにより、系統電力の需給が逼迫する可能性が高い場合ほど、系統電力を用いた湯切れ防止沸き増し運転の実行を確実に抑制することができるので、電力需給逼迫時の系統電力設備への負担を確実に軽減することができる。
【００２９】
一方、翌日の系統電力の需給が逼迫する可能性がないと予測される場合には、翌日の実際の余剰電力が予測よりも少なく、系統電力を用いた湯切れ防止沸き増し運転の実行が必要となったとしても、系統電力設備に負担を掛けることはない。このため、この場合には、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を増加補正せず、翌日に発生すると予測される余剰電力に応じて沸き上げの余地を残しておくことにより、余剰電力を給湯により有効に利用することができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、１日当たりの平均使用湯量の学習値に基づいて、貯湯タンク１内に貯えるべき必要な蓄熱量（必要湯量）を算出し、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を算出しているが、更に、毎日の使用湯量のバラツキを学習し、そのバラツキが所定範囲より大きい場合にはこの所定範囲より小さい場合と比べて、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を多くするように補正しても良い。これにより、毎日の使用湯量のバラツキが大きく、１日の使用湯量が平均使用湯量を大きく超えることがあるような場合においても、貯湯タンク１内の湯が不足することを確実に抑制することができる。
【００３１】
図４は、本発明の実施の形態１において、制御部１５が行う昼間時間帯における制御処理の流れを示したフローチャートである。以下、図４を参照して、制御部１５が行う昼間時間帯における制御処理について説明する。なお、図４に示したフローチャートは、余剰電力の発生し得る昼間時間帯において繰り返し処理を行う。
【００３２】
ステップＳ２１では、外部通信装置１０３により取得した電力メーター１０９からの使用電力情報に基づいて、現在の余剰電力の有無を判定する。余剰電力がある場合にはステップＳ２２へ移行し、余剰電力がない場合にはステップＳ２６へ移行する。ステップＳ２２では、貯湯温度センサ１４の検出結果を用いて貯湯タンク１内の現在の貯湯量（蓄熱量）を算出する。ステップＳ２３では、ステップＳ２２で確認した結果を用いて、沸き上げ運転を行った場合に貯湯タンク１内に湯を貯える余地があるかどうかを確認し、貯湯タンク１内に湯を貯える余地がまだある場合にはステップＳ２４に移行し、湯を貯える余地がない場合にはステップＳ２５に移行する。
【００３３】
ステップＳ２４では、余剰電力を使用して、余剰電力沸き上げ運転を行う。ステップＳ２５では、余剰電力を他の機器（例えば、他の蓄熱装置や蓄電装置等）に供給して使用するか、または、余剰電力を系統電力設備側へ逆潮流（売電）する。このようにして、余剰電力を有効に利用することができる。
【００３４】
一方、余剰電力が発生していない場合には、ステップＳ２６で、貯湯温度センサ１４の検出結果を用いて貯湯タンク１内の現在の貯湯量（蓄熱量）を算出する。ステップＳ２７では、ステップＳ２６で算出した貯湯タンク１内の貯湯量が所定の必要量を上回っているかどうかを判定し、貯湯量が必要量を上回っている場合には処理を終了し、貯湯量が必要量に対し不足している場合にはステップＳ２８へ移行する。ステップＳ２８では、現在の時刻や外部通信装置１０３により取得した気象予測情報に基づき、現在以降に余剰電力が発生する可能性があるかどうかを判定する。現在以降に余剰電力が発生する可能性があると判定された場合には、余剰電力が発生した際に余剰電力沸き上げ運転によって貯湯量が必要量以上まで増加されることが期待できるので、処理を終了する。一方、ステップＳ２８で、現在以降に余剰電力が発生する可能性がないと判定された場合には、系統電力による湯切れ防止沸き増し運転を実行する必要があるため、ステップＳ２９へ移行する。
【００３５】
ステップＳ２９では、外部通信装置１０３により取得した電力需給情報に基づいて、現在および以降の電力需給が逼迫しているかどうかを判定し、電力需給が逼迫している場合にはステップＳ３０に移行する。ステップＳ３０では、外部通信装置１０３により取得した電力需給情報に基づいて、電力需給に余裕が出る時間を待ち、電力需給に余裕が出たと判定された後に、系統電力を使用して湯切れ防止沸き増し運転を実行する。一方、ステップＳ２９で電力の需給が逼迫していないと判定された場合にはステップＳ３１に移行し、直ちに、系統電力を使用して湯切れ防止沸き増し運転を実行する。
【００３６】
以上説明した本実施形態の昼間時間帯における制御処理によれば、余剰電力が発生している場合には、貯湯タンク１内に湯を貯える余地がある限りは余剰電力沸き上げ運転を行い、貯湯タンク１内に湯を貯える余地が無くなった場合には、余剰電力を他の蓄熱装置や蓄電装置等の機器に供給し、あるいは系統電力側への逆潮流（売電）を行う。本発明では、このような制御処理に限らず、余剰電力が発生し、且つ貯湯タンク１内に湯を貯える余地がある場合であっても、貯湯温度センサ１４により検出される貯湯タンク１内の貯湯量（蓄熱量）が所定の必要量を上回っている場合には、余剰電力を他の蓄熱装置や蓄電装置等の機器に供給し、あるいは系統電力側への逆潮流（売電）を行うようにしてもよい。
【００３７】
また、本実施形態では、気象予測情報、電力需給情報、使用電力情報等を外部通信回線１０４を用いて取得することとしたが、本発明では、これらの情報を取得する方法としては、外部指示系統１０１を通して使用者が直接指示しても良いし、記憶媒体等を用いた情報転送としても良いし、または過去の実績等に基づいて制御部１５に予め記憶させた情報を使用してもよい。また、電力需給情報は、電力会社１０７からの情報を使用するだけでなく、気象情報から予測しても良い。また、使用電力情報は、電力メーター１０９から入手するだけでなく、ホームエネルギー・マネジメントシステム（ＨＥＭＳ）に代表される需要家内の電力管理設備から入手しても良く、また、各発電設備および電力消費設備から直接入手しても良い。
【００３８】
また、本実施形態では、系統電力の需給が逼迫している場合に湯切れ防止沸き増し運転を行う必要のある場合、電力需給に余裕が出る時間を待って湯切れ防止沸き増し運転を実行するようにしているが、本発明では、その場合に、蓄電装置等の電力を用いて湯切れ防止沸き増し運転を即時に開始することとしても良く、または必要最小限のみ系統電力を使用して即時に開始することとしても良い。
【００３９】
また、本発明において、翌日の余剰電力の予測値は、実電力値としても良いし、または実電力値より少なく見積もっても良い。また、翌日の余剰電力による沸き上げ量の予測値は、余剰電力のすべてを使用した場合の沸き上げ量としても良く、または余剰電力の一部を使用した場合の沸き上げ量としても良い。また、翌日の余剰電力の予測値は、夜間沸き上げ運転の沸き上げ量の決定時にのみ算出しても良く、または気象予測情報に基づいて随時更新しても良い。
【００４０】
また、本発明において、翌日の系統電力の需給が逼迫する可能性に応じて夜間沸き上げ運転の沸き上げ量を増加補正する場合、その補正率の値は、予め制御部１５に記憶した値を使用しても良いし、使用者が設定できるようにしても良いし、または外部通信装置１０３を介して外部から指示できるようにしても良い。
【００４１】
また、本発明において、太陽光発電設備により発電された電力は、貯湯式給湯システムに優先的に使用することとしても良いし、他の機器に優先的に使用することとしても良いし、また、電力需給情報に基づき、電力需給が逼迫している場合には系統電力への逆潮流（売電）を優先的に行うようにしても良い。
【００４２】
また、本実施形態では制御部１５を貯湯タンクユニット１００内に設置しているが、制御部１５の一部またはすべての機能を貯湯タンクユニット１００の外部に配置した制御装置で代替しても良く、また、外部指示系統１０１内に配置した制御装置で代替しても良い。また、外部通信装置１０３や電力切り替え装置１０２についても、貯湯タンクユニット１００の外部や外部指示系統１０１内に配置しても良い。
【符号の説明】
【００４３】
１      貯湯タンク
２      給水配管
３      入水配管
４      循環ポンプ
５      加熱手段
６      出湯配管
７      逃し弁
８      給湯配管
９      混合弁
１０    混合給湯経路
１２    開閉弁
１４    貯湯温度センサ
１５    制御部
１６    混合給湯側流量検出部
１７    減圧弁
１００  貯湯タンクユニット
１０１  外部指示系統
１０２  電力切り替え装置
１０３  外部通信装置
１０４  外部通信回線
１０５  系統電力設備ライン
１０６  太陽光発電設備ライン
１０７  電力会社
１０８  気象予測情報発信元
１０９  電力メーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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