(57)【要約】【課題】対象エリアに設けられた電気機器の消費電力量の上限値を適切に設定し、対象エリアで必要な電力量を確保しつつ電気料金の削減を図る。【解決手段】給湯制御システム（40）は、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）に関する第１予測電力量と、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の電気器具（65a,65b,…）に関する第２予測電力量と、この電気器具（65a,65b,…）に関する各評価時間帯の第３予測電力量とを算出し、第１予測電力量と第２予測電力量の和を評価時間帯の数で除した値と、上記第３予測電力量の最大値の大きい方を基準電力量とする。そして、給湯制御システム（40）は、各評価時間帯における集合住宅（15）への供給電力量が上記基準電力量以下となるように、沸き上げ運転を実行させるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を選択する。【選択図】図１
2015028410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の対象エリア（15）に設置されてそれぞれが貯湯タンク（75）を有する複数のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を制御する給湯制御システムであって、
制御対象となる上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）全ての、２４時間先までの消費電力量の予測値である第１予測電力量を算出する第１予測動作と、
制御対象の上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の上記対象エリア（15）に設置された電気器具（65a,65b,…）全ての、２４時間先までの消費電力量の予測値である第２予測電力量を算出する第２予測動作と、
２４時間先までの期間を複数の評価時間帯に区分した場合に、制御対象の上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の上記対象エリア（15）に設置された上記電気器具（65a,65b,…）全ての、２４時間先までの各評価時間帯の消費電力量の予測値である第３予測電力量を算出する第３予測動作と、
上記第１予測電力量と上記第２予測電力量の和を２４時間内の上記評価時間帯の数で除した値と、２４時間先までの上記第３予測電力量の最大値の大きい方を基準電力量とする基準設定動作と、
商用電源（10）から上記対象エリア（15）への上記各評価時間帯の供給電力量が上記基準電力量以下となるように、制御対象となる上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の中から加熱した水を上記貯湯タンク（75）へ供給する沸き上げ運転を実行させるものを選ぶ選定動作と、
上記選定動作において選ばれた上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）に対して上記沸き上げ運転を指令する指令動作とを行う
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、
上記第１予測動作では、上記各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の定格消費電力に所定の標準運転時間と制御対象となる上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の台数とを乗じた値、又は制御対象となる全ての上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の過去の消費電力量に基づいて予測した該ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の２４時間先までの消費電力量の予測値を、上記第１予測電力量とする
ことを特徴とする給湯制御システム。
【請求項３】
請求項１において、
上記第１予測動作では、上記各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の定格消費電力に所定の標準運転時間と制御対象となる上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の台数とを乗じた値と、制御対象となる全ての上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の過去の２４時間毎の消費電力量に基づいて予測した該ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の２４時間先までの消費電力量の予測値のうちの小さい方を、上記第１予測電力量とする
ことを特徴とする給湯制御システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
上記選定動作と上記指令動作とを少なくとも行う中央制御部（41）を備え、
上記対象エリア（15）に設置された上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）のうち、上記中央制御部（41）が通信回線（30）を介して通信可能なものだけを制御対象とする
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、複数のヒートポンプ給湯器を制御する給湯制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ヒートポンプ給湯器が知られている。例えば特許文献１に開示されているように、ヒートポンプ給湯器は、冷凍サイクルを行う冷媒回路と、冷凍サイクルによって得られた温熱で加熱した水を蓄える貯湯タンクとを備えている。例えば、オール電化タイプの集合住宅では、各戸にヒートポンプ給湯器が設置される。
【０００３】
一方、近年、いわゆる高圧一括受電を採用する集合住宅が増えている。特許文献２に開示されているように、この高圧一括受電は、電力会社と契約する管理会社が高圧（例えば、６６００ボルト）の電力を一括して受電し、それを１００ボルト又は２００ボルトに降圧して各戸に配電する仕組みである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２０７９１４号公報
【特許文献２】特開２００３−３２４８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多くの場合、高圧電力を受電する場合の電気料金には、最大需要電力に応じて決まる基本料金と、電力使用量に比例する電力量料金とが含まれる。最大需要電力とは、所定の評価時間帯（例えば３０分間）毎の使用電力の最大値である。そして、ある評価時間帯（例えば８月１日の１４時〜１４時３０分）における使用電力が１５０ｋＷであったとすると、それ以外の評価時間帯における使用電力が１５０ｋＷ未満であったとしても、その後１年間は最大需要電力である１５０ｋＷに基づいて算出された基本料金が適用される。このため、電力料金を低く抑えるには、最大需要電力を低く抑える必要がある。
【０００６】
最大需要電力を低く抑える手法としては、集合住宅等の対象エリアに対する供給電力量に上限値を設定することが考えられる。そして、例えば各戸にヒートポンプ給湯器が設置された集合住宅では、そこに設置された電気機器の消費電力量が上限値以下となるように、ヒートポンプ給湯器の運転台数を調節することが考えられる。しかし、この場合、供給電力量の上限値が低すぎると、作動させることのできるヒートポンプ給湯器の台数が少なくなり過ぎて給湯を行えなかったり、ヒートポンプ給湯器以外の電気機器を作動させられないおそれがある。その一方、供給電力量の上限値が高すぎると、電気料金を充分に削減できない。
【０００７】
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、対象エリアに対する供給電力量の上限値を適切に設定し、対象エリアで必要な電力量を確保しつつ電気料金の削減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、所定の対象エリア（15）に設置されてそれぞれが貯湯タンク（75）を有する複数のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を制御する給湯制御システムを対象とする。そして、制御対象となる上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）全ての、２４時間先までの消費電力量の予測値である第１予測電力量を算出する第１予測動作と、制御対象の上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の上記対象エリア（15）に設置された電気器具（65a,65b,…）全ての、２４時間先までの消費電力量の予測値である第２予測電力量を算出する第２予測動作と、２４時間先までの期間を複数の評価時間帯に区分した場合に、制御対象の上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の上記対象エリア（15）に設置された上記電気器具（65a,65b,…）全ての、２４時間先までの各評価時間帯の消費電力量の予測値である第３予測電力量を算出する第３予測動作と、上記第１予測電力量と上記第２予測電力量の和を２４時間内の上記評価時間帯の数で除した値と、２４時間先までの上記第３予測電力量の最大値の大きい方を基準電力量とする基準設定動作と、商用電源（10）から上記対象エリア（15）への上記各評価時間帯の供給電力量が上記基準電力量以下となるように、制御対象となる上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の中から加熱した水を上記貯湯タンク（75）へ供給する沸き上げ運転を実行させるものを選ぶ選定動作と、上記選定動作において選ばれた上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）に対して上記沸き上げ運転を指令する指令動作とを行うものである。
【０００９】
第１の発明において、給湯制御システム（40）は、“第１予測電力量と第２予測電力量の和を２４時間内の上記評価時間帯の数で除した値”と“２４時間先までの各評価時間帯の第３予測電力量の最大値”の大きい方を、基準電力量とする。そして、この発明の給湯制御システム（40）は、商用電源（10）から対象エリア（15）への各評価時間帯の供給電力量が基準電力量以下となるように、制御対象となるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の中から沸き上げ運転を実行させるものを選定する。給湯制御システム（40）から沸き上げ運転の指令を受けたヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）は、必要に応じて沸き上げ運転を行う。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記第１予測動作では、上記各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の定格消費電力に所定の標準運転時間と制御対象となる上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の台数とを乗じた値、又は制御対象となる全ての上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の過去の消費電力量に基づいて予測した該ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の２４時間先までの消費電力量の予測値を、上記第１予測電力量とするものである。
【００１１】
第２の発明の給湯制御システム（40）は、上述した二つの値のどちらかを第１予測電力量（即ち、制御対象となる全てのヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の、２４時間先までの消費電力量の予測値）とする。
【００１２】
第３の発明は、上記第１の発明において、上記第１予測動作では、上記各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の定格消費電力に所定の標準運転時間と制御対象となる上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の台数とを乗じた値と、制御対象となる全ての上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の過去の２４時間毎の消費電力量に基づいて予測した該ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の２４時間先までの消費電力量の予測値のうちの小さい方を、上記第１予測電力量とするものである。
【００１３】
第３の発明の給湯制御システム（40）は、上述した二つの値のうちの小さい方を第１予測電力量（即ち、制御対象となる全てのヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の、２４時間先までの消費電力量の予測値）とする。
【００１４】
第４の発明は、上記第１〜第３のいずれか一つの発明において、上記選定動作と上記指令動作とを少なくとも行う中央制御部（41）を備え、上記対象エリア（15）に設置された上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）のうち、上記中央制御部（41）が通信回線（30）を介して通信可能なものだけを制御対象とするものである。
【００１５】
第４の発明の給湯制御システム（40）は、中央制御部（41）と通信可能なヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を制御対象とする。つまり、例えば対象エリア（15）である集合住宅に設けられたヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の一部だけが中央制御部（41）と通信可能である場合、給湯制御システム（40）は、中央制御部（41）と通信可能なヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）だけを制御対象として、所定の動作を行う。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の給湯制御システム（40）は、“第１予測電力量と第２予測電力量の和を２４時間内の評価時間帯の数で除した値”と“２４時間先までの各評価時間帯の第３予測電力量の最大値”の大きい方を、基準電力量とする。
【００１７】
ここで、“第１予測電力量と第２予測電力量の和を２４時間内の評価時間帯の数で除した値（以下では「平均電力量の予測値」という）”は、対象エリア（15）に設けられた全ての電気機器（即ち、制御対象のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）とそれ以外の電気器具（65a,65b,…）の全部）の、２４時間先までの消費電力量の平均値の予測値である。つまり、この平均電力量の予測値は、対象エリア（15）における一日の電力需要を完全に平準化した場合（即ち、各評価時間帯における使用電力量の差がゼロである場合）における、各評価時間帯における対象エリア（15）への供給電力量の予測値である。
【００１８】
ところが、時間帯によっては、制御対象のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の対象エリア（15）に設置された電気器具（65a,65b,…）の消費電力量が、平均電力量の予測値を上回る場合がある。電気機器によって使用頻度の高い時間帯が異なるからである。そして、この場合には、制御対象となる全てのヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を停止させても、制御対象のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の電気器具（65a,65b,…）の一部を作動させられなくなる。
【００１９】
これに対し、本発明の給湯制御システム（40）は、“平均電力量の予測値”と“２４時間先までの第３予測電力量の最大値”の大きい方を基準電力量としている。このため、“平均電力量の予測値”が“２４時間先までの第３予測電力量の最大値”を上回る場合は、“平均電力量の予測値”を基準電力量とし、最大需要電力を低く抑えて電力料金の低減を図ることができる。また、“２４時間先までの第３予測電力量の最大値”が“平均電力量の予測値” を上回る場合は、“２４時間先までの第３予測電力量の最大値”を基準電力量とし、制御対象のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の対象エリア（15）に設置された電気器具（65a,65b,…）を必要なときに作動させることが可能となる。
【００２０】
ここで、標準運転時間の値を適切に設定すれば、“各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の定格消費電力に所定の標準運転時間と制御対象となるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の台数とを乗じた値”は、制御対象となるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の消費電力量の実質的な最大値となり得る。
【００２１】
従って、第２の発明において“各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の定格消費電力に所定の標準運転時間と制御対象となるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の台数とを乗じた値”を第１予測電力量にすれば、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）が必要とする電力を充分に確保することが可能となり、その結果、確実に給湯を行うことが可能となる。
【００２２】
一方、第２の発明において“制御対象となる全ての上記ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の過去の消費電力量に基づいて予測した該ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の２４時間先までの消費電力量の予測値”を第１予測電力量にすれば、基準設定動作によって設定される基準電力量を必要最小限に抑えられる可能性があり、電力料金の更なる低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、実施形態１の給湯制御システムと、この給湯制御システムの制御対象であるヒートポンプ給湯器が設けられた集合住宅の概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態１の給湯制御システムの運転制御部のブロック図である。
【図３】図３は、ヒートポンプ給湯器の概略構成図である。
【図４】図４は、集合住宅に設けられたヒートポンプ給湯器以外の電気機器の、第１基準時間毎の消費電力量の予測値（予測電力量ｙ(n)）を示すグラフである。
【図５】図５は、集合住宅に設けられたヒートポンプ給湯器以外の電気機器の、第１基準時間毎の消費電力量の予測値（予測電力量ｙ(n)）と、ヒートポンプ給湯器の沸き上げ運転に利用できる電力量ΔＷとを示すグラフである。
【図６】図６は、ヒートポンプ給湯器の蓄熱量の算出手法を示す貯湯タンクの模式図と数式である。
【図７】図７は、蓄熱量に基づくヒートポンプ給湯器の順位付けを示すグラフである。
【図８】図８は、実施形態２の給湯制御システムと、この給湯制御システムの制御対象であるヒートポンプ給湯器が設けられた集合住宅の概略構成図である。
【図９】図９は、集合住宅に設けられたヒートポンプ給湯器以外の電気機器の、第１基準時間毎の消費電力量の予測値（予測電力量ｙ(n)）と、各沸き上げ時間帯についての演算値ｙk(a)と、ヒートポンプ給湯器の沸き上げ運転に利用できる電力量ΔＷとを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態および変形例は、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。
【００２５】
《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。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態の給湯制御システム（40）は、対象エリアである一棟の集合住宅（15）に設置されたヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を制御する。この集合住宅（15）には、１００戸の住戸（15a,15b,…）が設けられている。なお、一棟の集合住宅（15）に設けられる住戸（15a,15b,…）の数は、単なる一例である。ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）は、集合住宅（15）の各住戸（15a,15b,…）に一台ずつ設置されている。ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の詳細については、後述する。
【００２７】
−集合住宅の配電系統−
集合住宅（15）の配電系統（20）について説明する。この配電系統（20）には、受変電設備（21）が設けられている。この配電系統（20）において、受変電設備（21）は、幹線（22）を介して商用電源（10）に接続され、支線（23）を介して各住戸（15a,15b,…）の分電盤（24a,24b,…）に接続される。また、受変電設備（21）は、共用部（16）に設置された電気器具（例えば、廊下の照明器具など）にも接続される。
【００２８】
受変電設備（21）は、商用電源（10）から高圧（例えば６６００ボルト）の電力を受電し、受電した高圧電力を１００ボルト又は２００ボルトにまで降圧して各住戸（15a,15b,…）へ供給する。
【００２９】
各住戸（15a,15b,…）の分電盤（24a,24b,…）には、給湯制御システム（40）の制御対象であるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）と、給湯制御システム（40）の制御対象であるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の電気器具（65a,65b,…）（例えば、空調機、冷蔵庫、洗濯機、電磁調理器、照明器具など）が接続される。
【００３０】
なお、以下の説明に記載した電気器具は、集合住宅（15）の配電系統（20）から電力を供給されて作動するものを意味する。従って、例えば乾電池などを電源として配電系統（20）から切り離された状態で作動する器具は、以下の説明に記載した電気器具には含まれない。また、給湯制御システム（40）の制御対象では無いヒートポンプ給湯器が集合住宅（15）に存在する場合は、この制御対象では無いヒートポンプ給湯器も、“制御対象であるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の電気器具”に含まれる。
【００３１】
−給湯制御システムの構成−
本実施形態の給湯制御システム（40）は、集合住宅（15）の外部に設置された中央制御部である中央サーバ（41）と、集合住宅（15）に設置された基幹電力量計（42）及び個別電力量計（43a,43b,…）とを備えている。基幹電力量計（42）は、集合住宅（15）に一つだけ設置されている。一方、個別電力量計（43a,43b,…）は、各住戸（15a,15b,…）に一つずつ設置されている。基幹電力量計（42）と各個別電力量計（43a,43b,…）は、インターネット等の通信回線（30）を介して中央サーバ（41）に接続される。また、各住戸（15a,15b,…）のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）も、通信回線（30）を介して中央サーバ（41）に接続される。
【００３２】
各住戸（15a,15b,…）では、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）と個別電力量計（43a,43b,…）とがＨＵＢ／ハブ（31A,31B,…）に接続される。ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）は、通信アダプタ（32a,32b,…）を介してＨＵＢ（31A,31B,…）に接続される。また、各住戸（15a,15b,…）では、ＨＵＢ（31A,31B,…）がルータ（33a,33b,…）及び光回線終端装置（34a,34b,…）を介して通信回線（30）に接続される。光回線終端装置（34a,34b,…）は、電気信号と光信号を相互に変換する。一方、基幹電力量計（42）は、通信回線（30）に直接に接続される。
【００３３】
基幹電力量計（42）は、受変電設備（21）を商用電源（10）に接続する幹線（22）に設けられている。この基幹電力量計（42）は、商用電源（10）から集合住宅（15）へ供給される電力量（即ち、集合住宅（15）全体の消費電力量）を計測する。
【００３４】
個別電力量計（43a,43b,…）は、各住戸（15a,15b,…）の分電盤（24a,24b,…）とヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を繋ぐ配線に接続される。この個別電力量計（43a,43b,…）は、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の消費電力量を計測する。つまり、住戸Ａ（15a）に設けられた個別電力量計（43a）は、住戸Ａ（15a）に設けられたヒートポンプ給湯器（60a）の消費電力を計測する。また、住戸Ｂ（15b）に設けられた個別電力量計（43b）は、住戸Ｂ（15b）に設けられたヒートポンプ給湯器（60b）の消費電力を計測する。
【００３５】
中央サーバ（41）は、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を制御する運転制御部（50）を構成している。図２に示すように、運転制御部（50）は、記憶部（51）と、第１消費電力量予測部（52a）と、第２消費電力量予測部（52b）と、上限電力量決定部（53）と、沸き上げ台数決定部（54）と、蓄熱量算出部（55）と、沸き上げ対象選定部（56）と、運転指令部（57）とを備えている。
【００３６】
記憶部（51）は、第１基準時間（本実施形態では３０分間）毎の基幹電力量計（42）の計測値（即ち、集合住宅（15）に設けられたヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を含む全ての電気器具の消費電力量の合計の実績値）と、第１基準時間毎の個別電力量計（43a,43b,…）の計測値（即ち、各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の消費電力量の実績値）とを記憶する。また、記憶部（51）は、各時刻における各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の蓄熱量も記憶する。なお、この第１基準時間は、電力会社が電気料金を算出する際の基準となる消費電力量を測定する時間と等しい。
【００３７】
第１消費電力量予測部（52a）は、“集合住宅（15）に設けられた制御対象となるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の、第１基準時間毎の消費電力量の合計”の予測値を、現時点から２４時間先の分まで算出する。
【００３８】
第２消費電力量予測部（52b）は、“制御対象となるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の集合住宅（15）に設けられた電気器具（65a,65b,…）の、第１基準時間毎の消費電力量の合計”の予測値を、現時点から２４時間先の分まで算出する。
【００３９】
上限電力量決定部（53）は、第１消費電力量予測部（52a）が算出した消費電力量の予測値や、第２消費電力量予測部（52b）が算出した消費電力量の予測値などを用いて、基準電力量である上限電力量を決定する。
【００４０】
沸き上げ台数決定部（54）は、第２消費電力量予測部（52b）が算出した消費電力量の予測値と、上限電力量決定部（53）が決定した上限電力量とを用いて、沸き上げ運転を実行させるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の台数を決定する。
【００４１】
蓄熱量算出部（55）は、各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の蓄熱量を算出する。
【００４２】
沸き上げ対象選定部（56）は、蓄熱量算出部（55）が算出した各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の蓄熱量と、沸き上げ台数決定部（54）が決定した台数とに基づいて、沸き上げ運転を実行させるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を選ぶ。
【００４３】
運転指令部（57）は、沸き上げ対象選定部（56）が選んだヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）に対して、沸き上げ運転を実行させるための指令信号を出力する。
【００４４】
本実施形態の給湯制御システム（40）は、中央サーバ（41）と通信可能なヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）だけを制御対象とする。
【００４５】
例えば、この給湯制御システム（40）を用いたサービスを提供する会社が集合住宅（15）に設けられた１００戸の住戸（15a,15b,…）のうちの七割と契約を結んでいる場合、給湯制御システム（40）の中央サーバ（41）は、契約を結んだ住戸に設けられた７０台のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）と通信可能となる。従って、この場合、給湯制御システム（40）は、中央サーバ（41）と通信可能な７０台のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を制御対象とする。
【００４６】
また、この給湯制御システム（40）を用いたサービスを提供する会社と契約を結んでいる住戸（15a,15b,…）に設けられたヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の中には、通信機器（即ち、通信アダプタ（32a,32b,…）、ＨＵＢ（31A,31B,…）、ルータ（33a,33b,…））のトラブルや電源オフ等に起因して中央サーバ（41）と通信できないものが含まれる可能性がある。従って、この場合も、給湯制御システム（40）は、中央サーバ（41）と通信可能なヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を制御対象とする。
【００４７】
なお、以下では、集合住宅（15）の各住戸（15a,15b,…）に一台ずつ設けられたヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の全て（即ち、１００台のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…））が給湯制御システム（40）の制御対象となっていることを前提として説明する。
【００４８】
−ヒートポンプ給湯器−
図３に示すように、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）は、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（70）と、貯湯タンク（75）とを備えている。
【００４９】
冷媒回路（70）は、圧縮機（71）と、水熱交換器（72）と、膨張弁（73）と、空気熱交換器（74）とを順に配管で接続した閉回路である。この冷媒回路（70）は、圧縮機（71）の吐出側に水熱交換器（72）が配置され、圧縮機（71）の吸入側に空気熱交換器（74）が配置される。また、冷媒回路（70）には、二酸化炭素が冷媒として充填されている。
【００５０】
圧縮機（71）は、ロータリ式またはスクロール式の全密閉型圧縮機（71）である。水熱交換器（72）は、一次側流路（72a）と二次側流路（72b）とを備えている。水熱交換器（72）は、一次側流路（72a）に冷媒回路（70）が接続され、二次側流路（72b）に後述する水回路（76）が接続される。水熱交換器（72）は、二次側流路（72b）を流れる水を一次側流路（72a）を流れる冷媒と熱交換させる。膨張弁（73）は、いわゆる電子膨張弁（73）である。空気熱交換器（74）は、冷媒回路（70）を流れる冷媒を、図外の室外ファンによって供給された室外空気と熱交換させる。
【００５１】
貯湯タンク（75）は、起立状態で設置された円筒形の容器である。貯湯タンク（75）の容積は、例えば３００〜５００リットル程度である。貯湯タンク（75）には、水回路（76）が接続されている。水回路（76）は、一端が貯湯タンク（75）の下端付近に接続され、他端が貯湯タンク（75）の上端付近に接続される。水回路（76）には、水熱交換器（72）の二次側流路（72b）と、ポンプ（77）とが接続される。ポンプ（77）は、水熱交換器（72）の上流側に配置されている。
【００５２】
貯湯タンク（75）には、給水管（78）と出湯管（79）とが接続されている。給水管（78）は、貯湯タンク（75）の下端付近に接続され、水道水を貯湯タンク（75）へ供給する。出湯管（79）は、貯湯タンク（75）の上端付近に接続され、貯湯タンク（75）内の温水を給湯栓や風呂などへ向けて送り出す。
【００５３】
貯湯タンク（75）には、六つの温度センサ（80〜85）が設けられている。これら六つの温度センサ（80〜85）は、貯湯タンク（75）の上下方向に等間隔で配置されている。また、温度センサ（80）は、貯湯タンク（75）の上端部に設置され、温度センサ（85）は、貯湯タンク（75）の下端部に設置される。
【００５４】
〈沸き上げ運転〉
ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）は、沸き上げ運転を行う。沸き上げ運転中には、圧縮機（71）とポンプ（77）とが作動する。
【００５５】
沸き上げ運転中は、冷媒回路（70）を冷媒が循環し、冷凍サイクルが行われる。具体的に、圧縮機（71）から吐出された冷媒は、水熱交換器（72）の一次側流路（72a）へ流入し、二次側流路（72b）を流れる水へ放熱する。放熱後の冷媒は、膨張弁（73）を通過する際に膨張してから空気熱交換器（74）へ流入し、室外空気から吸熱して蒸発する。空気熱交換器（74）を通過した冷媒は、圧縮機（71）へ吸入されて圧縮される。
【００５６】
また、沸き上げ運転中は、水回路（76）を水が流れる。ポンプ（77）は、貯湯タンク（75）の底部に存在する比較的低温（例えば２０℃程度）の水を吸い込み、水熱交換器（72）の二次側流路（72b）へ向けて吐出する。水熱交換器（72）の二次側流路（72b）へ流入した水は、その一次側流路（72a）を流れる冷媒によって加熱され、比較的高温（例えば８０℃程度）の高温水となる。水熱交換器（72）から流出した高温水は、貯湯タンク（75）の上部へ供給される。
【００５７】
貯湯タンク（75）は、常に内部空間が水で満たされた満水状態となっている。貯湯タンク（75）では、貯留された高温水の量が増えるにつれて、高温水の存在する領域が下方へ拡大する。そして、貯湯タンク（75）の下端部にも例えば８０℃程度の高温水が存在する状態になると、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）は、沸き上げが完了したと判断して沸き上げ運転を終了する。具体的には、最も下方に配置された温度センサ（85）の計測値が目標値（例えば８０℃）に達すると、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）は、貯湯タンク（75）が高温水で満たされたと判断し、沸き上げ運転を終了する。
【００５８】
−運転制御部の制御動作−
給湯制御システム（40）の運転制御部（50）が行う制御動作について、図４〜７を適宜参照しながら説明する。
【００５９】
この運転制御部（50）では、第１消費電力量予測部（52a）と、第２消費電力量予測部（52b）と、上限電力量決定部（53）と、沸き上げ台数決定部（54）と、蓄熱量算出部（55）と、沸き上げ対象選定部（56）と、運転指令部（57）とが、順に所定の動作を行う。第１消費電力量予測部（52a）、第２消費電力量予測部（52b）、上限電力量決定部（53）、沸き上げ台数決定部（54）、蓄熱量算出部（55）、沸き上げ対象選定部（56）、及び運転指令部（57）の一連の動作は、選定動作であって、第２基準時間（本実施形態では２時間）が経過する毎に繰り返し行われる。つまり、運転制御部（50）は、“沸き上げ運転を実行させるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を選び、選んだヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）に対して沸き上げ運転の実行を指令する動作”を、２時間毎に行う。なお、本実施形態の第２基準時間である２時間（＝１２０分）は、本実施形態の第１基準時間である３０分（＝０.５時間）の整数倍である。
【００６０】
〈記憶部〉
記憶部（51）は、運転制御部（50）が制御動作を行う際に必要な各種のデータを記憶する。
【００６１】
上述したように、記憶部（51）は、第１基準時間（本実施形態では３０分間）毎の基幹電力量計（42）及び個別電力量計（43a,43b,…）の計測値を記憶する。つまり、記憶部（51）は、一日（２４時間）を３０分毎に区分した４８の評価時間帯のそれぞれについて、基幹電力量計（42）の計測値（Ｗt(n)、ｎ(評価時間帯の番号)＝１〜４８）と、各住戸（15a,15b,…）に設けられた個別電力量計（43a,43b,…）の計測値（Ｗi(n,m)、 評価時間帯の番号：ｎ＝１〜４８、住戸の番号：ｍ＝１〜１００）とを記憶する。
【００６２】
また、記憶部（51）は、“各評価時間帯における基幹電力量計（42）の計測値（Ｗt(n)）”から“各評価時間帯における各個別電力量計（43a,43b,…）の計測値（Ｗi(n,m)）の合計（Ｗit(n)＝Ｗi(n,1)＋Ｗi(n,2)＋Ｗi(n,3)＋…＋Ｗi(n,100)）”を差し引いた値（Ｗo(n)＝Ｗt(n)−Ｗit(n)、ｎ(評価時間帯の番号)＝１〜４８）を記憶する。
【００６３】
上述したように、各評価時間帯における基幹電力量計（42）の計測値（Ｗt(n)）は、各評価時間帯における集合住宅（15）全体の消費電力量を示す。また、各評価時間帯における全ての個別電力量計（43a,43b,…）の計測値（Ｗi(n,m)）の合計は、集合住宅（15）に設けられた各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の評価時間帯毎の消費電力量の合計を示す。従って、“各評価時間帯における基幹電力量計（42）の計測値（Ｗt(n)）”から“各評価時間帯における各個別電力量計（43a,43b,…）の計測値（Ｗi(n,m)）の合計（Ｗit(n)）”を差し引いた値（Ｗo(n)）は、“集合住宅（15）に設けられた制御対象のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の電気器具（その他の電気器具（65a,65b,…））の、各評価時間帯における消費電力量の合計値”である。
【００６４】
記憶部（51）は、上述した値Ｗt(n) , Ｗi(n,m) , Ｗit(n) , Ｗo(n)を、過去の所定期間分（例えば、過去二週間分）記憶する。また、記憶部（51）は、各時刻における各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の蓄熱量も記憶する。各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の蓄熱量は、後述する蓄熱量算出部（55）によって算出される。
【００６５】
〈第１消費電力量予測部〉
第１消費電力量予測部（52a）は、第１予測電力量を算出するための第１予測動作を行う。具体的に、第１消費電力量予測部（52a）は、現時点から２４時間先の時点までの期間を対象として第１の仮予測値と第２の仮予測値とを算出し、これら二つの仮予測値のうちの小さい方を第１予測電力量ｙhとする。
【００６６】
第１の仮予測値ｙh_1について説明する。第１の仮予測値は、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の定格消費電力Ｗrに、所定の標準運転時間Ｈ（本実施形態では８時間）と、給湯制御システム（40）の制御対象となっているヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の台数Ｎ（本実施形態では１００台）とを乗じた値である（ｙh_1＝Ｗr×Ｈ×Ｎ）。その際、第１消費電力量予測部（52a）は、室外気温や、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の特性を表すデータ等を用いて、定格消費電力Ｗrを算出する。
【００６７】
第２の仮予測値ｙh_2について説明する。第２の仮予測値は、過去のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の消費電力量（即ち、記憶部（51）が記憶する個別電力量計（43a,43b,…）の計測値Ｗi(n,m)）に基づいて算出される値である。
【００６８】
具体的に、予測対象が平日の場合、第１消費電力量予測部（52a）は、例えば過去二週間の平日の各日における全てのヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の消費電力量（Ｗi(1,1)＋…＋Ｗi(1,100)＋Ｗi(2,1)＋…＋Ｗi(2,100)＋…＋Ｗi(48,1)＋…＋Ｗi(48,100)）の平均値Ｗhmを算出する。また、予測対象が休日の場合、第１消費電力量予測部（52a）は、例えば過去二週間の休日の各日における全てのヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の消費電力量（Ｗi(1,1)＋…＋Ｗi(1,100)＋Ｗi(2,1)＋…＋Ｗi(2,100)＋…＋Ｗi(48,1)＋…＋Ｗi(48,100)）の平均値Ｗhmを算出する。
【００６９】
続いて、第１消費電力量予測部（52a）は、全てのヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の消費電力量の平均値を算出する対象となった各日について、全てのヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の消費電力量の標準偏差σを算出する。そして、第１消費電力量予測部（52a）は、下記の数式１によって算出される値を、第２の仮予測値ｙh_2とする。つまり、第１消費電力量予測部（52a）は、各日の平均値Ｗhmの変動幅を考慮して、第２の仮予測値ｙh_2を平均値Ｗhmよりも大きな値とする。なお、数式１のＡは定数であり、例えばＡ＝１.９６である。
【００７０】
ｙh_2 ＝ Ｗhm＋σ×Ａ        （数式１）
一般的に、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）は、貯湯タンク（75）に高温水（例えば８０℃の温水）が全く無い状態から沸き上げ運転を開始した場合に、８時間で貯湯タンク（75）が高温水で満たされた状態になるように設計される。従って、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の定格消費電力Ｗrに、本実施形態の標準運転時間Ｈ（＝８時間）を乗じた値は、一日における各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の消費電力量の実質的な最大値となる。このため、通常であれば、第１の仮予測値は、第２の仮予測値よりも大きくなる。
【００７１】
ところが、誤差を見込んで第２の仮予測値を設定した場合は、第２の仮予測値が第１の仮予測値を上回る場合がある。そこで、第１消費電力量予測部（52a）は、第１の仮予測値と第２の仮予測値の小さい方を第１予測電力量とする。その結果、第１予測電力量が過大に見積もられる可能性を低くできる。
【００７２】
〈第２消費電力量予測部〉
第２消費電力量予測部（52b）は、第２予測電力量を算出するための第２予測動作と、第３予測電力量を算出するための第３予測動作とを行う。第２消費電力量予測部（52b）は、先ず第３予測動作を行い、第３予測動作によって得られた第３予測電力量を用いて第２予測動作を行う。
【００７３】
第３予測動作について説明する。
【００７４】
第２消費電力量予測部（52b）は、集合住宅（15）に設けられた制御対象のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の電気器具（その他の電気器具（65a,65b,…））の消費電力量の合計値Ｗo(n)（ｎ＝１〜４８）を、現時点から２４時間先の時点までの各評価時間帯（３０分間）について予測する。つまり、例えば現在が０時数分前であったとすると、第２消費電力量予測部（52b）は、翌日の０時から２４時を３０分毎の評価時間帯に区分し、その各評価時間帯の合計値Ｗo(n)を予測する。図４は、第２消費電力量予測部（52b）が０時を起点として予測を行った結果を示すグラフである。
【００７５】
まず、第２消費電力量予測部（52b）は、記憶部（51）が記憶するデータを利用して、 その他の電気器具（65a,65b,…）の消費電力の合計値Ｗo(n)の、過去一週間の平均値Ｗom(n)を算出する。そして、第２消費電力量予測部（52b）は、下記の数式２を用いて、“その他の電気器具（65a,65b,…）の消費電力の合計値Ｗo(n)”の予測値である予測電力量ｙ(n)を算出する。つまり、第２消費電力量予測部（52b）は、４８個の予測電力量（ｙ(1)〜ｙ(48)）を算出する。この数式２を用いて算出された予測電力量（ｙ(1)〜ｙ(48)）が、第３予測電力量である。
【００７６】
ｙ(n)＝ａ(n)×ｙ(n-1)＋ｂ(n)×Ｗom(n)＋ｃ(n)×Ｃ(n)＋Ｎ(n)  （数式２）
数式２は、過去の“その他の電気器具（65a,65b,…）の消費電力の合計値Ｗo(n)”を重回帰分析することによって得られた予測式である。数式２のａ(n), ｂ(n), ｃ(n)は、各評価時間帯について予め定められた係数である。数式２のＣ(n)は、日特性（その日の特性）を示す値であり、例えば、“休日の前日”と“休日”と“平日の前日”とでは異なる値となる。数式２のＮ(n)は、切片である。
【００７７】
なお、ｙ(n-1)は、計算対象の評価時間帯の直前の評価時間帯における“その他の電気器具（65a,65b,…）の消費電力の合計値Ｗo(n)”の予測値である。従って、例えば５時から５時３０分の評価時間帯における予測電力量ｙ(x)を算出する際には、４時３０分から５時の評価時間帯における予測電力量ｙ(x-1)が用いられる。また、例えば０時に予測電力量を算出する場合において、０時から０時３０分の評価時間帯の予測電力量ｙ(1)を算出する際には、前日の２３時３０分から２４時の評価時間帯における“その他の電気器具（65a,65b,…）の消費電力の合計値Ｗo(48)”がｙ(0)として用いられる。
【００７８】
第２予測動作について説明する。
【００７９】
第２消費電力量予測部（52b）は、現時点から２４時間先の時点までの期間を対象として、集合住宅（15）に設けられた制御対象のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の電気器具（その他の電気器具（65a,65b,…））全ての消費電力量を予測する。具体的に、第２消費電力量予測部（52b）は、第３予測動作によって算出された予測電力量ｙ(n)の合計値ｙt（＝ｙ(1)＋ｙ(2)＋…＋ｙ(48)）を算出する。この予測電力量ｙ(n)の合計値ｙtが、第２予測電力量である。
【００８０】
〈上限電力量決定部〉
上限電力量決定部（53）は、上限電力量Ｗuを決定する上限設定動作を行う。この上限電力量決定部（53）の動作は、上述した第１消費電力量予測部（52a）及び第２消費電力量予測部（52b）の動作が終了した後に行われる。
【００８１】
はじめに、上限電力量決定部（53）は、２４時間の集合住宅（15）全体の消費電力量の予測値の平均値Ｗtmを算出する。具体的に、上限電力量決定部（53）は、第１消費電力量予測部（52a）が算出した第１予測電力量ｙhと、第２消費電力量予測部（52b）が算出した第２予測電力量ｙtとを読み込む。そして、上限電力量決定部（53）は、第１予測電力量ｙhと第２予測電力量ｙtの合計を評価時間帯の数（本実施形態では４８）で除することによって、平均値Ｗtmを算出する（Ｗtm＝(ｙt＋ｙh)／４８）。つまり、この平均値Ｗtmは、「平均電力量の予測値」である。
【００８２】
そして、上限電力量決定部（53）は、第２消費電力量予測部（52b）が算出した予測電力量ｙ(n)（即ち、第３予測電力量）の最大値と、２４時間後までの集合住宅（15）全体の消費電力量の平均値Ｗtmとを比較し、それらのうちの大きい方を上限電力量Ｗuとする。
【００８３】
例えば、図４の場合は、１８時３０分から１９時までの評価時間帯の予測電力量ｙ(38)＝１０８ｋＷが最大となる。そして、２４時間の集合住宅（15）全体の消費電力量の平均値Ｗtmが１１５ｋＷである場合（同図の一点鎖線を参照）、上限電力量決定部（53）は、上限電力量Ｗuを１１５ｋＷに設定する。一方、２４時間の集合住宅（15）全体の消費電力量の平均値Ｗtmが９５ｋＷである場合（同図の破線を参照）、上限電力量決定部（53）は、上限電力量Ｗuを１０８ｋＷに設定する。
【００８４】
〈沸き上げ台数決定部〉
沸き上げ台数決定部（54）は、沸き上げ運転を実行させるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の台数を決定する決定動作を行う。この沸き上げ台数決定部（54）の動作は、上述した上限電力量決定部（53）の動作が終了した後に行われる。
【００８５】
沸き上げ台数決定部（54）は、現在から第２基準時間（本実施形態では２時間）が経過した時点までに沸き上げ運転を実行させるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の台数を決定する。
【００８６】
ここでは、０時から２時までの２時間に沸き上げ運転を実行させるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の台数を決定する場合を例に、沸き上げ台数決定部（54）の動作を、図５を参照しながら説明する。なお、図５に示す第２消費電力量予測部（52b）が算出した予測電力量ｙ(n)は、図４に示すものと同じである。
【００８７】
まず、沸き上げ台数決定部（54）は、０時から２時までの四つの評価時間帯における予測電力量ｙ(1)〜ｙ(4)を比較し、そのうち最も大きいものを選び出す。図５において、予測電力量ｙ(1)〜ｙ(4)のうち最も大きいのは、０時から０時３０分の評価時間帯における予測電力量ｙ(1)である。
【００８８】
次に、沸き上げ台数決定部（54）は、上限電力量決定部（53）が決定した上限電力量Ｗuと、０時から２時までにおける最大の予測電力量ｙ(1)の差ΔＷ（＝Ｗu−ｙ(1)）を算出する。０時から２時までの残りの予測電力量ｙ(2)〜ｙ(4)は、予測電力量ｙ(1)よりも小さい。このため、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の消費電力量がΔＷ以下であれば、０時から２時までの各評価時間帯における集合住宅（15）全体の消費電力量は、上限電力量Ｗu以下となる。
【００８９】
つまり、ΔＷは、０時から２時までの各評価時間帯における集合住宅（15）全体の消費電力量が上限電力量Ｗu以下となる範囲で、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の沸き上げ運転に利用できる電力量を示す。
【００９０】
そこで、沸き上げ台数決定部（54）は、沸き上げ運転を実行するヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の消費電力量の合計がΔＷ以下となるように、沸き上げ運転を実行させるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の台数を決定する。
【００９１】
具体的に、沸き上げ台数決定部（54）は、上限電力量Ｗuと予測電力量ｙ(1)の差ΔＷを、一台のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の単位時間あたりの消費電力量Ｗhpで除することによって、沸き上げ運転を実行させるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の台数Ｎhpを決定する。図５に示す例では、上限電力量Ｗu＝１０８ｋＷであり、０時から０時３０分の評価時間帯における予測電力量ｙ(1)＝５０ｋＷであるため、ΔＷ＝５８ｋＷである。そして、仮に一台のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の単位時間あたりの消費電力量Ｗhp＝１.８ｋＷであるとすると、ΔＷ／Ｗhp＝３２.２２…であるため、沸き上げ台数決定部（54）は、沸き上げ運転を実行させるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の台数Ｎhpを３２台とする。
【００９２】
〈蓄熱量算出部〉
蓄熱量算出部（55）は、集合住宅（15）に設けられた各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の蓄熱量を個別に算出する動作（蓄熱量算出動作）を行う。蓄熱量算出部（55）は、各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の貯湯タンク（75）に設けられた温度センサ（80〜85）の計測値を取得し、取得した温度センサ（80〜85）の計測値に基づいて、各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の貯湯タンク（75）に蓄えられた温熱量を算出する。
【００９３】
蓄熱量算出部（55）が一つのヒートポンプ給湯器（60a）の貯湯タンク（75）の蓄熱量を算出する動作について、図６を参照しながら説明する。
【００９４】
図６に示すように、貯湯タンク（75）には、六つの温度センサ（80〜85）が、貯湯タンク（75）の高さ方向に等間隔に設置されている。また、最も上方の温度センサ（80）は貯湯タンク（75）の上端部に設置され、最も下方の温度センサ（85）は貯湯タンク（75）の下端部に設置されている。このため、貯湯タンク（75）の内部空間は、上下に隣り合う二つの温度センサ（80〜85）に挟まれた五つのエリア（Ａ１〜Ａ５）に区分される。
【００９５】
蓄熱量算出部（55）は、算出対象の貯湯タンク（75）に設けられた温度センサ（80〜85）の計測値（Ｔ０〜Ｔ５）と、図６に示す数式とを用いて、貯湯タンク（75）の蓄熱量Ｑ(m) （住戸の番号：ｍ＝１〜１００）を算出する。つまり、蓄熱量算出部（55）は、貯湯タンク（75）内の４５℃以上の温熱量を、貯湯タンク（75）の蓄熱量Ｑ(m)とする。なお、ＶｋはエリアＡｋの容積であり、ρｋは温度Ｔｋにおける水の密度であり、ｃｋは温度Ｔｋにおける水の比熱である。
【００９６】
例えば、上側三つの温度センサ（80〜82）の計測値（Ｔ０〜Ｔ２）が４５℃以上であり、下側三つの温度センサ（83〜85）の計測値（Ｔ３〜Ｔ５）が４５℃未満である場合は、ΔＴ１＝Ｔ１−４５、ΔＴ２＝Ｔ２−４５、ΔＴ３＝ΔＴ４＝ΔＴ５＝０（ゼロ）となる。従って、この場合、各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の貯湯タンク（75）の蓄熱量Ｑ(m)は、下記の数式３によって算出される。
【００９７】
Ｑ(m)＝ρ１ｃ１Ｖ１ΔＴ１＋ρ２ｃ２Ｖ２ΔＴ２    （数式３）
蓄熱量算出部（55）は、集合住宅（15）に設けられた全てのヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）について、それぞれの貯湯タンク（75）の蓄熱量Ｑ(m)を個別に算出する。
【００９８】
〈沸き上げ対象選定部〉
沸き上げ対象選定部（56）は、集合住宅（15）に設けられたヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）のうち沸き上げ運転を実行させるものを選ぶ動作を行う。この沸き上げ対象選定部（56）の動作は、沸き上げ台数決定部（54）の動作と蓄熱量算出部（55）の動作とが終了した後に行われる。
【００９９】
まず、沸き上げ対象選定部（56）は、蓄熱量算出部（55）が算出した各ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の蓄熱量Ｑ(m)を比較する。そして、沸き上げ対象選定部（56）は、図７に示すように、集合住宅（15）に設けられた全てのヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を、蓄熱量Ｑ(m)の少ない順に順位付けする。
【０１００】
次に、沸き上げ対象選定部（56）は、順位付けしたヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）のうち蓄熱量Ｑ(m)の最も少ないものから沸き上げ台数決定部（54）が決定した台数Ｎhp分のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を、沸き上げ運転を実行させるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）に選ぶ。つまり、沸き上げ台数決定部（54）が決定した台数Ｎhpが３２台である上記の例において、沸き上げ対象選定部（56）は、蓄熱量Ｑ(m)の少ない順に順位付けされたヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）のうち１番目から３２番目のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を、沸き上げ運転を実行させるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）とする。
【０１０１】
このように、沸き上げ対象選定部（56）は、蓄熱量Ｑ(m)の少ないヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を、優先的に沸き上げ運転を実行させるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）に選定する。
【０１０２】
〈運転指令部〉
運転指令部（57）は、集合住宅（15）に設けられたヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）のうち沸き上げ対象選定部（56）が沸き上げ運転の対象に選んだものに対し、沸き上げ運転を実行させるための指令信号を出力する。上記の例の場合、運転指令部（57）は、沸き上げ対象選定部（56）が選んだ３２台のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）に対して、指令信号を出力する。運転指令部（57）が出力した指令信号は、通信回線（30）を通じて対象となるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）へ送られる。
【０１０３】
運転指令部（57）からの指令信号を受信したヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）は、沸き上げ運転を開始し、沸き上げ運転の開始から第２基準時間（本実施形態では２時間）が経過するか、貯湯タンク（75）が８０℃程度の高温水で満たされた状態になる（具体的には、最も下方に配置された温度センサ（85）の計測値Ｔ５が８０℃に達する）までの間、沸き上げ運転を継続して行う。
【０１０４】
−実施形態１の効果−
上述したように、本実施形態の給湯制御システム（40）の上限電力量決定部（53）は、“第１予測電力量ｙhと第２予測電力量ｙtの和を２４時間内の評価時間帯の数で除した値（即ち、平均電力量の予測値Ｗtm）”と“２４時間先までの各評価時間帯の第３予測電力量ｙ(n)（ｎ＝１〜４８）の最大値”の大きい方を、上限電力量Ｗuとする。
【０１０５】
ここで、平均電力量の予測値Ｗtmは、集合住宅（15）に設けられた全ての電気機器（即ち、制御対象のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）とそれ以外の電気器具（65a,65b,…）の全部）の、２４時間先までの消費電力量の平均値の予測値である。つまり、この平均電力量の予測値は、集合住宅（15）における一日の電力需要を完全に平準化した場合（即ち、各評価時間帯における使用電力量の差がゼロである場合）における、各評価時間帯における集合住宅（15）への供給電力量の予測値である。
【０１０６】
ところが、時間帯によっては、制御対象のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の集合住宅（15）に設置された全ての電気器具（65a,65b,…）の消費電力量が、平均電力量の予測値Ｗtmを上回る場合がある。電気機器によって使用頻度の高い時間帯が異なるからである。そして、この場合には、制御対象となる全てのヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を停止させても、制御対象のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の電気器具（65a,65b,…）の一部を作動させられなくなる。
【０１０７】
これに対し、本実施形態の上限電力量決定部（53）は、“平均電力量の予測値Ｗtm”と“２４時間先までの第３予測電力量ｙ(n)の最大値”の大きい方を上限電力量Ｗuとしている。このため、“平均電力量の予測値Ｗtm”が“２４時間先までの第３予測電力量ｙ(n)の最大値”を上回る場合は、“平均電力量の予測値Ｗtm”を上限電力量Ｗuとし、最大需要電力を低く抑えて電力料金の低減を図ることができる。また、“２４時間先までの第３予測電力量ｙ(n)の最大値”が“平均電力量の予測値Ｗtm” を上回る場合は、“２４時間先までの第３予測電力量ｙ(n)の最大値”を上限電力量Ｗuとし、制御対象のヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の集合住宅（15）に設置された電気器具（65a,65b,…）を必要なときに作動させることが可能となる。
【０１０８】
また、本実施形態の給湯制御システム（40）は、中央サーバ（41）と通信可能なヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）だけを制御対象（即ち、上述した各動作の対象）としている。このため、通信回線（30）のトラブルや、住人によるルータ(33a)等の通信機器の電源オフなどに起因して、中央サーバ（41）が一部のヒートポンプ給湯器と通信不能になった場合でも、本実施形態の給湯制御システム（40）は、中央サーバ（41）と通信可能な残りのヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を対象として、所定の動作を継続して行うことができる。
【０１０９】
《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。
【０１１０】
図８に示すように、本実施形態の給湯制御システム（40）では、気象情報および交通情報を提供するデータベース（35）と、集合住宅（15）に実際に居る人間の数を推定するためのセンサ（36）とが、通信回線（30）を介して中央サーバ（41）に接続される。
【０１１１】
データベース（35）が提供する気象情報には、気温、湿度、雨量、全天日射量、暴風雨警報の有無などの情報が含まれる。これらの気象情報は、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の電気器具（65a,65b,…）の消費電力や、給湯需要量などに影響を及ぼす。
【０１１２】
データベース（35）が提供する交通情報には、電車の運行状況と、渋滞情報とが含まれる。これらの交通情報は、集合住宅（15）から外出する人間の数（従って、集合住宅（15）に実際に居る人間の数）に影響を及ぼす。このため、これらの交通情報も、ヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）以外の電気器具（65a,65b,…）の消費電力や、給湯需要量などに影響を及ぼす。
【０１１３】
ここで、集合住宅（15）に実際に居る人間の数は、集合住宅（15）のエントランスを通る人間の数から推定できる。また、集合住宅（15）のエントランスを通る人間の数は、集合住宅（15）のエントランスに設置されたドアの開閉の頻度からも推定できる。従って、上記センサ（36）の一例としては、集合住宅（15）のエントランスに設置された人感センサや、集合住宅（15）のエントランスに設置されたドアの開閉を検知する開閉センサなどが挙げられる。
【０１１４】
本実施形態の給湯制御システム（40）の運転制御部（50）は、データベース（35）とセンサ（36）から取得した情報を利用して、予測電力量ｙ(n)の算出や、沸き上げ運転を実行させるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）の選定などを行う。
【０１１５】
《その他の実施形態》
上記の各実施形態の変形例について説明する。
【０１１６】
−第１変形例−
上記の各実施形態の給湯制御システム（40）において、第２消費電力量予測部（52b）は、上記の数式２を用いて算出された予測電力量ｙ(n)（ｎ＝１〜４８）を第３予測電力量とするように構成される。そして、この第２消費電力量予測部（52b）は、数式２を用いて算出された予測電力量ｙ(n)に、各日の予測電力量ｙ(n)の変動幅を考慮した補正値を加えた値ｙ’(n)を、第３予測電力量とするように構成されていてもよい。
【０１１７】
ここでは、第２消費電力量予測部（52b）が行う第３予測動作について、実施形態１の第２消費電力量予測部（52b）が行う第３予測動作と異なる点を説明する。
【０１１８】
第２消費電力量予測部（52b）は、過去の所定期間（例えば、二週間）の各予測電力量ｙ(n)の標準偏差σ(n) （ｎ＝１〜４８）を算出する。そして、第２消費電力量予測部（52b）は、下記の数式４を用いて、第３予測電力量ｙ’(n)を算出する。なお、数式４のＡは定数であり、例えばＡ＝１.９６である。
【０１１９】
ｙ’(n) ＝ｙ(n)＋σ(n)×Ａ        （数式４）
−第２変形例−
上記の各実施形態の給湯制御システム（40）において、第２消費電力量予測部（52b）は、第３予測動作によって算出された予測電力量ｙ(n)の合計値ｙt（＝ｙ(1)＋ｙ(2)＋…＋ｙ(48)）を、第２予測電力量とするように構成される。そして、この第２消費電力量予測部（52b）は、後述する値ｙt’を第２予測電力量とするように構成されていてもよい。
【０１２０】
ここでは、第２消費電力量予測部（52b）が行う第２予測動作について、実施形態１の第２消費電力量予測部（52b）が行う第２予測動作と異なる点を、図９を参照しながら説明する。
【０１２１】
上述したように、上記の各実施形態の給湯制御システム（40）は、第２基準時間である２時間が経過する毎に、沸き上げ運転を実行させるヒートポンプ給湯器（60a,60b,…）を選択する。そこで、本変形例の第２消費電力量予測部（52b）は、現時点から２４時間先までの期間を、２時間ずつ（即ち、１２個）の沸き上げ時間帯に区分する。
【０１２２】
各沸き上げ時間帯には、四つの評価時間帯が含まれる。本変形例の第２消費電力量予測部（52b）は、各沸き上げ時間帯について、沸き上げ時間帯に含まれる評価時間帯の第３予測電力量ｙ(n)の最大値を四倍する演算を行い、その演算によって得られた値をｙk(a)（ａ＝１〜１２）とする。例えば、０時から２時までの沸き上げ時間帯では、０時から０時３０分までの評価時間帯の第３予測電力量ｙ(1)が最大となる。そこで、第２消費電力量予測部（52b）は、この第３予測電力量ｙ(1)の四倍を、０時から２時までの沸き上げ時間帯における演算値ｙk(1)（＝４×ｙ(1)）とする。そして、本変形例の第２消費電力量予測部（52b）は、１２個の演算値ｙk(a)の合計値（＝ｙk(1)＋ｙk(2)＋…＋ｙk(12)）を第２予測電力量とする。
【０１２３】
−第３変形例−
上記の各実施形態の給湯制御システム（40）において、第１消費電力量予測部（52a）は、現時点から２４時間先の時点までの期間を対象として第１の仮予測値だけを算出し、算出した第１の仮予測値を第１予測電力量ｙhとするように構成されていてもよい。また、第１消費電力量予測部（52a）は、現時点から２４時間先の時点までの期間を対象として第２の仮予測値だけを算出し、算出した第２の仮予測値を第１予測電力量ｙhとするように構成されていてもよい。
【０１２４】
−第４変形例−
上記各実施形態の給湯制御システム（40）において、運転制御部（50）の第２消費電力量予測部（52b）は、重回帰分析によって得られた予測式（数式２）を用いて予測電力量ｙ(n)を算出しているが、それ以外の手法を用いて予測電力量ｙ(n)を算出してもよい。例えば、第２消費電力量予測部（52b）は、各評価時間帯について“その他の電気器具（65a,65b,…）の消費電力量の合計値Ｗo(n) ”の過去の所定期間（例えば、一週間）の算術平均を算出し、算出した平均値を各評価時間帯の予測電力量ｙ(n)としてもよい。
【０１２５】
−第５変形例−
上記の各実施形態では、一棟の集合住宅（15）を対象エリアとしたが、複数棟の集合住宅を対象エリアとしてもよいし、複数の戸建て住宅が存在する所定の地域を対象エリアとしてもよい。
【０１２６】
−第６変形例−
上記各実施形態の給湯制御システム（40）が制御対象とする給湯器は、ヒートポンプを熱源とする給湯器に限らず、例えばジュール熱によって貯湯タンク（75）内の水を加熱する給湯器であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
以上説明したように、本発明は、複数のヒートポンプ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】
【０１２８】
10    商用電源
15    集合住宅（対象エリア）
30    通信回線
40    給湯制御システム
41    中央サーバ（中央制御部）
60a,60b  ヒートポンプ給湯器
65a,65b  電気機器
75    貯湯タンク
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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