(57)【要約】【課題】施設全体の電力使用量が契約使用量をオーバーすることを防止し得る電気式給湯機を提供することにある。【解決手段】電力を使用して水の加熱を行い、使用者が各種設定、確認を行うためリモコンが接続された電気式給湯機において、この電気式給湯機が使用される施設内の電力使用量から、この施設内の電力使用量が電力使用量が上限値を超える恐れがある旨を前記リモコンが報知する機能を設けた電気式給湯機とすることにより解決される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を使用して水の加熱を行い、使用者が各種設定、確認を行うためリモコンが接続された電気式給湯機において、この電気式給湯機が使用される施設内の電力使用量から、この施設内の電力使用量が電力使用量の上限値を超える恐れがある旨を前記リモコンが報知する機能を設けた電気式給湯機。
【請求項２】
請求項１において、前記電力使用量が上限値を超える恐れがある旨の報知は、音声によるメッセージである電気式給湯機。
【請求項３】
請求項１において、前記リモコンは表示部を有するものであり、前記電力使用量が上限値を超える恐れがある旨の報知は、前記リモコンの表示部に表示された画像である電気式給湯機。
【請求項４】
請求項１から３において、前記リモコンは台所リモコンである電気式給湯機。
【請求項５】
請求項１から３記載の電気式給湯機において、前記電気式給湯機は、前記リモコンの他にリモコンを増設することが可能であり、前記電力使用量が上限値を超える恐れがある旨の報知は、この増設されたリモコンも行う電気式給湯機
【請求項６】
請求項５において、前記電力使用量が上限値を超える恐れがある旨の報知は、台所リモコン及び前記増設されたリモコンによって行う電気式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を使用して温水を生成する電気式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、深夜電力等を利用してヒートポンプサイクルや電気ヒータを使用し、低温水を加熱して所望の温度の湯を貯湯タンクに貯える沸上げ機能を備えた電気式給湯機が知られている。ヒートポンプサイクルを使用した電気式給湯機は、ヒートポンプサイクル内に設けられた水−冷媒熱交換器と貯湯タンクとを配管にて接続し、接続した配管内に貯湯タンク内の水を循環させ、水−冷媒熱交換器において貯湯タンクの水と冷凍サイクルの冷媒とを熱交換させることによって沸上げを行なっている。
【０００３】
このようなヒートポンプ式給湯機には、オゾン層破壊係数がゼロでありかつ地球温暖化係数もフロン類に比べて格段に小さい二酸化炭素を冷媒として用いる冷凍サイクル装置が提案されている。また電気ヒータを使用した電気式給湯機は、貯湯タンク内に設けた電気ヒータを通電加熱することにより、貯湯タンク内の水を加熱する沸き上げ運転を行っている。
【０００４】
また電気式給湯機には、使用者が給湯機の運転方法の設定や、現在の設定状況の確認を行うためのリモコンが設けられている。
【０００５】
電気式給湯機は、沸き上げ運転を行うとき電力を多量に使用するため、家庭での電力消費が少ない深夜に沸き上げ運転を行うが、貯湯式の給湯機の場合、使用者の給湯使用量によっては湯切れが発生することがあり、湯切れを防止するためには沸き上げ運転を昼間の時間帯に行う必要がある。
【０００６】
しかし電力消費が大きい沸き上げ運転を深夜時間帯以外で行うと、使用者が家庭内で電力を消費する給湯機以外の電気機器を使用している事があり、使用者が電力会社と契約している電力使用量をオーバーしてしまう事がある。また夏場の昼間時間帯に電気式給湯機の沸き上げ運転を行うと、地域の電力使用量が増加し、停電が発生する恐れもある。
【０００７】
この様な問題を解消するために、特許文献１に示すような、電力を熱源とした給湯機を電力負荷として含む施設の契約電力の管理に置いて、施設の使用状況に応じて、最大需要電力の超過防止のためや、給湯機の湯切れ防止のための優先制御を使用者がリアルタイムに選択することができる貯湯式給湯システムの運転方法や、特許文献２に示すような、電力エネルギーを管理するエネルギー管理装置から電力使用に関する情報を取得し、得られた情報を用いて貯湯式給湯機の運転制御計画を立案する機能が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５１４５０６８号公報
【特許文献２】特開２０１３−１７４４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、これら特許文献に示すような技術の場合、施設全体の電力エネルギーが超過しない様に、給湯機の運転やエネルギー管理装置が監視している電気機器の使用状態を管理することは可能である。しかし、施設の使用者がエネルギー管理装置で管理できない電気機器を使用した場合などは、施設全体の電力使用量が契約使用量をオーバーしてしまうことがある。この時、エネルギー管理装置は、装置が管理できる電気機器を使用して電力使用量を少なくする調整を行うが、使用者が使用しているエネルギー管理装置が管理していない電気機器の電力使用量が大きい場合、その機器の使用を停止してもらわない限り電力使用量のオーバーを抑えることが難しいといった問題があった。この問題は、施設に設置された機器の電力消費量を制御する機能がない施設に対してもあてはまる。
【００１０】
本発明の目的は、施設全体の電力使用量が契約使用量をオーバーすることを防止し得る電気式給湯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、電力を使用して水の加熱を行い、使用者が各種設定、確認を行うためリモコンが接続された電気式給湯機において、この電気式給湯機が使用される施設内の電力使用量から、この施設内の電力使用量が電力使用量が上限値を超える恐れがある旨を前記リモコンが報知する機能を設けた電気式給湯機とすることにより達成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、施設全体の電力使用量が契約使用量をオーバーすることを防止し得る電気式給湯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るヒートポンプ式給湯機の構成説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るヒートポンプ式給湯機が設置された施設の一例である。
【図３】本発明の一実施形態に係るヒートポンプ給湯機の制御フローを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るヒートポンプ給湯機の通常動作時のリモコン表示の概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るヒートポンプ給湯機のリモコンであって、電力使用量の超過が発生する時のリモコン表示の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下実施例を図面を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
本実施例において、電気式給湯機には加熱源として上記の通りヒートポンプを用いる給湯機と電気ヒータを用いる給湯機があるが、説明にはヒートポンプを用いているヒートポンプ式給湯機を用いる。本実施例に係るヒートポンプ式給湯機は、電力の使用量を管理するエネルギー管理装置から、家庭内の電力使用量が最大値を迎えることを示す情報を受け取ったとき、その旨を前記リモコンにより報知する機能を設けている。
【００１６】
以下では、本発明の一実施形態に係るヒートポンプ式給湯機の全体構成、家庭内でのエネルギー管理装置の使用概略について説明した後に、前記した機能について更に具体的に説明する。
【００１７】
図１はヒートポンプ式給湯機の構成説明図である。ヒートポンプ式給湯機は、貯湯ユニット１とヒートポンプユニット２とを備えている。ちなみに、貯湯ユニット１とヒートポンプユニット２とは、ヒートポンプ式給湯機が現場に設置される際に、水を通水する接続配管によって連結され、また貯湯ユニット１への給水配管、ならびに貯湯ユニット１からの給湯配管がそれぞれ接続される構造となっている。  前期貯湯ユニット１には、図示は省略しているが水（湯）を貯蔵する貯湯タンクを備えている。この貯湯タンクの塔頂部には、ヒートポンプユニット２により生成された湯が、接続配管を介して流れ込むようになっている。そして、この貯湯タンクの底部からは、接続配管を介して、ヒートポンプユニット２に水が流れ込むようになっている。
【００１８】
つまり、ヒートポンプユニット２から貯湯タンクに湯を送り出すと共に、貯湯タンクの水をヒートポンプユニット２に送り出すように、接続配管によりヒートポンプユニット２と貯湯タンクを接続することで、水（湯）の水循環路を形成している。
【００１９】
また、貯湯タンクの底部には給水配管を介して水道等の給水源（図示省略）が接続され、貯湯タンクの塔頂部には、貯湯タンク内の湯を導出して所定の給湯栓（図示省略）に給湯する給湯配管が接続されている。なお、図示しないが、給水配管から分岐すると共に、所定の湯水混合弁を介して給湯配管に合流するように分岐配管を設ける構成とすることもできる。このような分岐配管によれば、湯水混合弁の開口度合いに応じて、給水配管から給湯配管に流れ込む水の量を調節することで、前記した給湯栓から出る湯の温度を調節することができる。
【００２０】
また貯湯タンクユニット制御部４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インターフェース、電子回路等を含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、本実施形態に係るヒートポンプ式給湯機を総合的に制御するようになっており、ヒートポンプ式給湯機の使用者とのインターフェースとなる台所リモコン６aや、ふろリモコン６bからの情報や、貯湯タンクに設けた温度センサから得られる貯湯タンク内の残湯量の情報などから、沸き上げる目標温水温度と沸上開始時間を算出し、ヒートポンプユニット制御部５に対して沸上運転開始、停止指令の発報や、目標温水温度の伝達を行う。さらに貯湯ユニット制御部４では、家庭内の電力の使用量を管理するエネルギー管理装置３からの情報を受け取る機能を設けている。
【００２１】
ヒートポンプユニット２には、図示は省略しているが、お湯を生成するためのヒートポンプサイクルが搭載されている。ヒートポンプサイクルは、圧縮機と、水−冷媒熱交換器と、減圧弁と、蒸発器と、送風ファンと、で主に構成されている。そして、圧縮機、水−冷媒熱交換器、減圧弁、及び蒸発器は、この順番で冷媒が循環するように配管で環状に連結されている。そして、ヒートポンプユニット２では、圧縮機より吐出される冷媒（二酸化炭素）の吐出圧力が臨界圧力以上となる超臨界蒸気圧縮式のヒートポンプサイクルを使用している。
【００２２】
圧縮機は、環状の回路から戻ってきた冷媒を圧縮すると共に、圧縮した高温高圧のガス冷媒を再び環状の回路に送り出している。更に具体的には、蒸発器から戻ってきた冷媒を圧縮して水−冷媒熱交換器に向かって送り出している。ヒートポンプ式給湯機は、上述のヒートポンプサイクルを使用して、貯湯ユニット１内に設置している貯湯タンク(図示せず)内の水を所望の温度（約65℃〜約90℃）に沸き上げ再び貯湯タンクへとお湯を送ることで、貯湯タンク内部にお湯を蓄熱する。またヒートポンプユニット２には、上述のヒートポンプサイクルの運転制御と貯湯ユニットとの通信を行うために、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インターフェース、電子回路等を含んで構成された、ヒートポンプユニット制御部５を設けている。
【００２３】
次に、本実施形態に係るエネルギー管理装置３の動作について説明する。
【００２４】
図２はヒートポンプ式給湯機が設置された施設の一例であり、特に一般家庭を念頭に置いている。エネルギー管理装置３は、家庭内で使用されている電力使用量を計測する電力量計８から、電力使用量の情報を得ている。ここで電力量計８から得られる電力使用量の情報は、家庭内で消費している電力使用量のリアルタイムの値であったり、規定時間内の平均値である。またエネルギー管理装置３は、ヒートポンプ式給湯機の制御部４と情報のやり取りを行う機能を設けている。
【００２５】
エネルギー管理装置３では、電力量計８から得られる家庭内で消費している電力使用量が、使用者が電力事業者と契約した電力使用量の上限値を超えそうか否かの監視を行っている。図３に示すエネルギー管理装置３での電力使用量監視のフローチャートを用いて詳述する。
【００２６】
使用者は、エネルギー管理装置３に対して電力事業者と契約した電力使用量の上限値と電力使用量の余裕度を設定する。エネルギー管理装置３は、設定された電力使用量上限値と余裕度から、電力使用量が上限値を超える恐れのある値(使用量上限値−余裕度)を算出する。その後エネルギー管理装置３は、電力量計８から得られる現在電力使用量が上限値を超える恐れのある値を超過しているかどうかを監視し、超過した場合、上限値超過情報をヒートポンプ式給湯機の貯湯ユニット制御部４へ送信する。送信後、現在電力使用量が上限値を越える恐れのある値を下回ったら、エネルギー管理装置３は上限値超過情報の送信を停止し、現在電力使用量の監視を続ける。
【００２７】
本実施形態では、エネルギー管理装置３をヒートポンプ式給湯機とは別に設けているが、ヒートポンプ式給湯機内に組み込んでもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、電力使用量が上限値を超える恐れのある値として、使用量上限値から余裕度を引いた値を用いているが、これに限らず、電力使用量の傾向（上昇傾向／下降傾向）からその値を求めいてもよい。
【００２９】
次に、本実施形態に係るヒートポンプ式給湯機の動作について説明する。
【００３０】
図１において、貯湯ユニット制御部４には台所リモコン６aとふろリモコン６ｂが接続されている。各リモコンには、使用者がヒートポンプ式給湯機の各種設定を行うボタンと、設定状況や運転状況を使用者が確認するためのリモコン表示部７a、７bが設けられている。図４において、このリモコン表示部には、通常の使用状態の場合、給湯温度の設定値やふろ湯温度の設定値、貯湯タンクの残湯量、ふろ湯はりの実施状況、給湯実施状況などの情報が内部に記憶された画像データを基に表示されており、使用者はこの表示内容で各種設定状況や運転状況を把握することができる。
【００３１】
上述の通り、エネルギー管理装置３は家庭内の電力使用量が上限値を超える恐れのある値を超過しているかどうかを常時監視しており、超過した場合、貯湯ユニット制御部４に対して、上限値超過情報を送信する。貯湯ユニット制御部４は、上限値を超える情報を受信した後、台所リモコンの表示部７aと、ふろリモコンの表示部７ｂの表示内容を、図５に示す様に内部に記憶された画像データを基に電力使用量が超過することを報知する内容に変更すると共に台所リモコン６aとふろリモコン６ｂより、電力使用量が超過する旨のメッセージを内蔵スピーカを用いて音声で報知する。この時、報知方法として音声ではなく、警告音やメロディーを使用してもよい。また表示部７a、７ｂに表示したメッセージを点滅させることや、設定用ボタンに設けたランプを点滅させることで、より使用者に対して電力使用量が上限値を超過しそうであることを気付かせることができる。
【００３２】
貯湯ユニット制御部４は、エネルギー管理装置３から上限値超過情報が送信され続ける限り、使用者に対してリモコンによる電力使用量が超過する旨の報知を続ける。使用者により停止することができる電気機器の停止を促す。例えば、図２において、テレビ１０、ルームエアコン１１、冷蔵庫９、図示しないヘアドライヤー及び図示しない電気コタツが稼動状態にあるとき、台所リモコン６ａに図５に示すような表示及び音声（音）による報知が行われた場合について説明する。居間でテレビ１０を視聴していた使用者は、音声による報知を耳にしたので、台所に行き台所リモコンの表示を目にする（風呂から居間が離れていることもあるため、ふろリモコン７ｂには報知機能を設けても設けなくてもよい）。使用者は家族に対してヘアドライヤーの使用中止を促し、その家族はヘアドライヤーの使用を止める。しかし、まだ台所リモコン６ａからは電力使用量が超過しそうである旨の報知が続いているので、使用者は自身が使用している電気コタツの使用を止めたことから、エネルギー管理装置３が電力使用量が上限値を超える恐れのある値未満になったことを検出してヒートポンプ給湯機に対する上限値超過情報の送信を停止する。そして、台所リモコン６ａの表示が図５に示した表示から図４に示した通常表示に戻り、使用者はこの表示を確認することで、電力使用量が契約電力内に収まったことを知ることができる。
【００３３】
このように本実施の形態によれば、電力使用量が使用者が電力会社と契約している電力量の上限値を超過する恐れがある場合、超過が発生する情報をリモコンから使用者に報知する機能を設けた電気式給湯機を提供することで、使用者が家庭内で使用している電気機器の中で停止可能な電気機器を停止する事できるので、電力使用量が上限値を超過する事を抑えることが可能となる。
【００３４】
ところで、本実施の形態では、貯湯ユニット制御部４に接続されているリモコンは、台所リモコン６aとふろリモコン６ｂとして詳述したが、貯湯ユニット制御部４に接続できるリモコンの台数を増やせるリモコン増設機能を設け、貯湯ユニット制御部４に接続されているリモコン全てで、電力使用量が超過するメッセージの報知を実施してもよい。例えば、使用者が主に電気機器を使用していると想定される場所（ルームエアコンが設置されている２階の書斎など）に、ふろリモコン６ｂ以外のリモコンである増設リモコンを設置することによって、電力使用量が超過しそうである旨のメッセージの報知を実施してもよい。この場合、ふろリモコン６ｂ以外のリモコンである台所リモコン６ａおよびこの増設リモコンが電力使用量が超過しそうである旨の報知を行うので、家屋内の誰かに電力超過メッセージが伝わる可能性を増やすことができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…貯湯ユニット、２…ヒートポンプユニット、３…エネルギー管理装置、４…貯湯ユニット制御部、５…ヒートポンプユニット制御部、６ａ…台所リモコン、６ｂ…ふろリモコン、７a…台所リモコン表示部、７ｂ…ふろリモコン表示部、８…電力量計。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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