(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電排熱を貯湯タンクにお湯として蓄熱する貯湯タンクと、蓄熱量不足分を補充するためのバックアップ給湯器と、を備えたコージェネレーション・システムにおいて、
所定の予測対象時間帯（ｔ０〜ｔｎ）に属する各時間帯τｉ（ｉ＝０〜ｎ）の蓄熱量と給湯需要量のバランスを予測して、不足が予測される時間帯の開始前に不足分を蓄熱完了するように、バックアップ給湯器を運転するものであって、
（ａ）現時点（ｔ０）から各時間帯τｉ（ｉ＝０〜ｎ）について、給湯需要量Ｄ（τｉ）、発電排熱回収量Ｈ（τｉ）の予測に基づいて、各時間帯開始時の貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔｉ）を求めるステップと、
（ｂ）各時間帯について、給湯需要量Ｄ（τｉ）と貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔｉ）との需給バランスを判定するステップと、
（ｃ）いずれかの時間帯（τｊ）において、貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔｊ）が当該時間帯の給湯需要量Ｄ（τｊ）を下回る場合には、当該時間帯開始直前にＱ(ｔｊ)≧Ｄ（τｊ）を維持するように、バックアップ給湯器の加熱運転を行うステップと、
（ｄ）前記（ａ）乃至（ｃ）のステップを所定の更新時間ごとに繰り返し行うステップと、
を含むことを特徴とするコージェネレーション・システムの貯湯蓄熱制御方法。
【請求項２】
前記（ｂ）及び（ｃ）のステップに替えて、
（ｅ）各時間帯について、貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔｉ）と、その後の複数時間帯（τｉ〜τ（ｉ＋ｍ））分の給湯需要量総和ΣＤ（τｋ）（ｋ＝ｉ〜ｉ＋ｍ）との需給バランスを判定するステップと、
（ｆ）いずれかの時間帯（τｊ）において、貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔｊ）が、その後の複数時間帯（ｔｊ〜ｔ（ｊ＋ｍ））分の給湯需要量総和ΣＤ（τｋ）（ｋ＝ｊ〜ｊ＋ｍ）を下回る場合には、遅くとも当該時間帯開始前にＱ(ｔｊ)≧ΣＤ（τｋ）を確保するように、バックアップ給湯器の加熱運転を行うステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のコージェネレーション・システムの貯湯蓄熱制御方法。
【請求項３】
前記（ｃ）のステップにおいて、直近時間帯（τ０）開始時の貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔ０）が、当該時間帯の給湯需要量Ｄ（τ０）を下回る場合には、前記バックアップ給湯器の最大出力ｑmaxで加熱運転を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載のコージェネレーション・システムの貯湯蓄熱制御方法。
【請求項４】
前記（ｃ）のステップにおいて、貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔｉ）が給湯需要量Ｄ（τｉ）を下回る時間帯が複数存在する場合は、前記バックアップ給湯器が最大出力ｑmaxで加熱運転を行うとしたときに、最も早く運転開始すべき時間帯の運転開始時刻に運転開始する、
ことを特徴とする請求項１に記載のコージェネレーション・システムの貯湯蓄熱制御方法。  
【請求項５】
前記予測対象時間帯が、前記バックアップ給湯器のみで前記貯湯タンクを満蓄するのに要する時間であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のコージェネレーション・システムの貯湯蓄熱制御方法。
【請求項６】
制御中に、貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔ）が所定の最低蓄熱量Ｑminを下回る状態に至った場合には、
Ｑ（ｔ）≧Ｑminに至るまでは、前記バックアップ給湯器の加熱運転を最優先して行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のコージェネレーション・システムの貯湯蓄熱制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコージェネレーション・システムの貯湯蓄熱制御技術に係り、特に、家庭用等の小規模システムにおいて効率的に貯湯可能なコージェネレーション・システムの貯湯蓄熱制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コージェネレーション・システムは、発電時に発生する排熱を回収して同時にお湯を作り、貯湯タンクに蓄熱して給湯需要に対応する熱電併給システムであり、総合熱効率が高いシステムとして注目されている（例えば特許文献１）。
現在、商品化されている燃料電池等を用いた家庭用コージェネレーション・システムでは、蓄熱量が少ない場合の大量給湯使用時の湯切れを防止するため、バックアップ用の給湯器として大能力（例えば２４号程度）の給湯器を搭載することが一般的である。
さらに、文献２のコージェネレーション・システム１００では、図８に示すように燃料電池装置１０１の内部に都市ガス等を燃料とするバックアップバーナ１０４ａと、改質装置１０２で生成する改質ガスを燃料とするプロセスガスバーナ１０４ｂを有するバックアップ用給湯器１０５を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８３９４７号公報
【特許文献２】特開２００４−１６４８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、大能力のバックアップ給湯器を搭載することは、コストアップ要因となり、コージェネレーション・システムの普及阻害要因となる。
本発明は、コジェネ・システのバックアップ用給湯器として小型給湯器を用い、かつ、大量給湯使用時の湯切れリスク回避可能な貯湯蓄熱制御技術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】
【０００５】
本発明は、以下の内容を要旨とする。すなわち、本発明に係るコージェネレーション・システムの貯湯蓄熱制御方法は、
（１）発電排熱を貯湯タンクにお湯として蓄熱する貯湯タンクと、蓄熱量不足分を補充するためのバックアップ給湯器と、を備えたコージェネレーション・システムにおいて、
所定の予測対象時間帯（ｔ０〜ｔｎ）に属する各時間帯τｉ（ｉ＝０〜ｎ）の蓄熱量と給湯需要量のバランスを予測して、遅くとも不足が予測される時間帯の開始前に不足分を蓄熱完了するように、バックアップ給湯器を運転することを特徴とする。
【０００６】
（２）上記（１）の発明において、
（ａ）現時点（ｔ０）から各時間帯τｉ（ｉ＝０〜ｎ）について、給湯需要量Ｄ（τｉ）、発電排熱回収量Ｈ（τｉ）の予測に基づいて、各時間帯開始時の貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔｉ）を求めるステップと、
（ｂ）各時間帯について、給湯需要量Ｄ（τｉ）と貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔｉ）との需給バランスを判定するステップと、
（ｃ）上記（２）の発明において、いずれかの時間帯（τｊ）において、貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔｊ）が当該時間帯の給湯需要量Ｄ（τｊ）を下回る場合には、遅くとも当該時間帯開始前にＱ(ｔｊ)≧Ｄ（τｊ）を維持するように、バックアップ給湯器の加熱運転を行うステップと、
（ｄ）前記（ａ）乃至（ｃ）のステップを所定の更新時間ごとに繰り返し行うステップと、
を含むことを特徴とする。
【０００７】
（３）上記（２）の発明において、前記（ｂ）及び（ｃ）のステップに替えて、
（ｅ）各時間帯について、貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔｉ）と、その後の複数時間帯（τｉ〜τ（ｉ＋ｍ））分の給湯需要量総和ΣＤ（τｋ）（ｋ＝ｉ〜ｉ＋ｍ）との需給バランスを判定するステップと、
（ｆ）いずれかの時間帯（τｊ）において、貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔｊ）が、その後の複数時間帯（ｔｊ〜ｔ（ｊ＋ｍ））分の給湯需要量総和ΣＤ（τｋ）（ｋ＝ｊ〜ｊ＋ｍ）を下回る場合には、遅くとも当該時間帯開始前にＱ(ｔｊ)≧ΣＤ（τｋ）を確保するように、バックアップ給湯器の加熱運転を行うステップと、
を含むことを特徴とする。
【０００８】
（４）上記（２）の発明において、前記（ｃ）のステップにおいて、直近時間帯（τ０）開始時の貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔ０）が、当該時間帯の給湯需要量Ｄ（τ０）を下回る場合には、前記バックアップ給湯器の最大出力ｑmaxで加熱運転を行う、
ことを特徴とする。
【０００９】
（５）上記（２）の発明において、前記（ｃ）のステップにおいて、貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔｉ）が給湯需要量Ｄ（τｉ）を下回る時間帯が複数存在する場合は、前記バックアップ給湯器が最大出力ｑmaxで加熱運転を行うとしたときに、最も早く運転開始すべき時間帯の運転開始時刻に運転開始する、ことを特徴とする。  
【００１０】
（６）上記各発明において、前記予測対象時間帯が、前記バックアップ給湯器のみで前記貯湯タンクを満蓄するのに要する時間であることを特徴とする。
【００１１】
（７）上記各発明において、制御中に、貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔ）が所定の最低蓄熱量Ｑminを下回る状態に至った場合には、Ｑ（ｔ）≧Ｑminに至るまでは、前記バックアップ給湯器の加熱運転を最優先して行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、大能力のバックアップ給湯器を搭載する必要がなくなるため、装置・設備の小型・軽量化が可能となり、省資源化、イニシャルコスト低減化に資する。
【００１３】
また、給湯需要が予測される時間帯以前に常に必要量が貯湯されるため、湯切れリスクを回避可能とすることができるという効果がある。
【００１４】
また、給湯需要が予測される時間帯の直前に貯湯完了するように制御されるため、缶体からの放熱ロスを最小限に抑えることができるという効果がある。
【００１５】
また、所定の最低蓄熱量Ｑminを下回る場合にバックアップ給湯器が最大出力で加熱運転を行う発明にあっては、万一、給湯需要予測が外れた場合であっても、湯切れによる利用者の不便を回避又は極力抑制できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一の実施形態に係るコージェネレーション・システム１の構成を示す図である。
【図２】第一の実施形態における貯湯蓄熱制御フローを示す図である。
【図２（ａ）】長時間予測の貯湯蓄熱制御フローを示す図である。
【図３（ａ）】長時間予測において、全ての時間帯でΔＱ（ｔｉ）＞０の例を示す図である。
【図３（ｂ）】長時間予測において、いずれかの時間帯においてΔＱ（ｔｉ）＜０の例を示す図である。
【図３（ｃ）】短時間予測において、Ｑ（ｔ１）＜Ｄ（ｔ１）の例を示す図である。
【図３（ｄ）】加熱運転による蓄熱量推移を、加熱なしの場合と対比して示した図である。
【図４】第二の実施形態における貯湯蓄熱制御フローを示す図である。
【図５】最も早い加熱開始時刻（tsE）の判定方法を模式的に示す図（例１）である。
【図６】同上（例２）である。
【図７】第三の実施形態における貯湯蓄熱制御フローを示す図である。
【図８】従来のコージェネレーション・システム１００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図１乃至７を参照してさらに詳細に説明する。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００１８】
＜第一の実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態に係るコージェネレーション・システム１の全体構成を示す図である。コージェネレーション・システム１は、燃料電池発電ユニット２と、貯湯タンク４及び補助給湯器５を備えた貯湯ユニット３と、これら各装置間を結ぶ配管群と、を主要構成として備えている。
【００１９】
発電ユニット２は、都市ガス中の天然ガスを水素を主成分とするガスに改質する燃料処理装置（図示せず）、改質ガスと酸素を反応させて発電する燃料電池セルスタック（図示せず）、セルスタックにおいて得られた直流電力を交流電力に変換するインバータ（図示せず）、発電排熱及び余剰電力によるヒータ熱を回収する排熱回収装置（図示せず）等により構成されている。燃料である都市ガスは、供給管６を介して供給される。
【００２０】
貯湯タンク４は、発電ユニット２の排熱回収装置との熱交換により、発電排熱を温水循環系統４ａを介して回収して、貯湯タンク４にお湯として蓄熱するように構成されている。貯湯タンク４には、給湯配管４ｃを介して消費される湯量に対応する冷水が、給水配管４ｂを介して新たに補給されるように構成されている。
補助給湯器５は、後述する蓄熱制御方法により貯湯タンク４の温水不足分を適宜補充するように構成されている。補助給湯器５は、循環配管５ａ及び循環ポンプ５ｂにより循環する貯湯タンク４内の温水を、バーナ５ｃにより燃焼加熱して高温水（例えば８０℃）として戻し、貯湯タンク４を制御温度に維持するように構成されている。
貯湯タンク４内には、縦方向に複数の温度センサ（図示せず）が配設されており、各部の温水温度の測定に基づいて蓄熱量Ｑ（ｔ）を計測可能に構成されている。
【００２１】
コージェネレーション・システム１は以上のように構成されており、次に、図２乃至図３（ｄ）を参照して、本実施形態における制御フローについて説明する。システム１の運転制御は不図示の制御部により行われる。なお、以下のフローにおいて、「発電スケジュール」、「排熱回収量予測」、「給湯需要予測」に際しては、公知の学習型アルゴリズムに基づく燃料電池運転制御ロジック（例えば、特開２００６−２６６１２１号公報参照）に基づき、演算可能である。因みに、市販の実機では、現在の需要データを過去数ヶ月の同じ曜日、同じ時刻の需要データと比較して、水温など他のパラメータも加味して、最も近似する日を抽出する。そしてその日の２４時間の需要パターンを、今後２４時間の予測値として設定し、これに基づいて起動時間を逆算し、運転スケジュールを決定する方式を採用するものがある。
【００２２】
図２を参照して、システム運転開始に伴い、発電ユニット２は所定の発電スケジュールに従って、負荷追従制御により運転が行われる。運転中、発電排熱は回収され貯湯タンク４側に蓄熱される（Ｓ１０１）。初期状態において補助給湯器５による加熱運転は行われない（ｑ＝０）（Ｓ１０２）。制御中は常に貯湯タンク４の蓄熱量Ｑ（ｔ）が計測されており（Ｓ１０３）、Ｑ（ｔ）が所定の最低蓄熱量Ｑminを下回る場合には（Ｓ１０４においてＹ）、Ｑmin以上となるまで補助給湯器５により最大出力ｑmaxでの加熱運転が行われる（Ｓ１０４ｂ）。また、Ｑ（ｔ）≧Ｑminの場合には（Ｓ１０４においてＮ）、加熱出力ｑ＝ｑ（τ０）により加熱運転が行われる（Ｓ１０４ａ）。なお、ｑ（τ０）の具体的内容は後述する。
この状態で所定の制御更新タイミング（ｔ＝ｔ０）に至ったときは（Ｓ１０５においてＹＥＳ）、今後ｎ時間後までの蓄熱量予測を行う（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。なお、予測範囲ｎ時間については、補助給湯器５で貯湯タンク４の貯湯量Ｖを常温Ｔ０から設定温度ＴＨ（例えば６０℃、８０℃等）まで沸かし上げる必要時間ｔｂ
ｔｂ＝ｋ・Ｖ（ＴＨ−Ｔ０）／ｑmax    ・・・・（１）
に基づいて設定することが合理的である（但し、ｋ：熱量換算単位）。
【００２３】
蓄熱量予測は、以下の手順で行う。最初に現在時ｔ０からｎ時間後（ｔｎ）までの各時間帯τｉ（ｉ＝０〜ｎ）の給湯需要量Ｄ（τｉ）、排熱回収量Ｈ（τｉ）の予測を行う（Ｓ１０６）。なお、以下の説明において。時刻（ｔｉ）と時間帯（τｉ）の対応は、ｔ０−ｔ１間をτ０、ｔ１−ｔ２間をτ１、・・・、ｔｎ−ｔ（ｎ＋１）間をτｎ  とする。
次いで、各時間帯開始時におけるタンク蓄熱量Ｑ（ｔｉ）の推移を（２）式により求める（Ｓ１０７）。なお、同式において貯湯タンク缶体からの放熱は他と比較して小さいため、無視している。
Ｑ（ｔ（ｉ＋１））＝Ｑ（ｔｉ）＋［（Ｈ（τｉ）−Ｄ（τｉ）］  ・・・・（２）
【００２４】
次に、各時間帯開始時の蓄熱量Ｑ（ｔｉ）が当該時間帯の給湯需要量Ｄ（τｉ）とバランスしているか否かの判定を行う。判定は、長時間予測及び短時間予測の２段階で行う（Ｓ１０８、Ｓ１１０）。短時間予測とは、直近時間帯τ１の給湯需要量Ｄ（τ１）に基づく予測を意味する。
図３（ａ）−（ｃ）を参照して、ここでは長時間予測として２〜６時間、短時間予測として１時間に設定した例を説明する。
最初に、長時間予測において給湯需要が充足されるか否かの判定を行う（Ｓ１０８）。具体的には図２（ａ）のフローを参照して、時間帯τｉ（ｉ＝２〜６：２時間後から６時間後まで）について、蓄熱量Ｑ（ｔｉ）と給湯需要量Ｄ（τｉ）の差ΔＱ（ｔｉ）を求める（Ｓ１０８１）。
ΔＱ（ｔｉ）＝Ｑ（ｔｉ）−Ｄ（τｉ）  ・・・・（２）  
なお、ΔＱ（ｔｉ）＜０となる場合は、ｔｉにおける蓄熱量Ｑ（ｔｉ）よりも時間帯τｉの給湯需要量Ｄ（τｉ）の方が大きいことを意味し、時間帯τｉにおいて蓄熱量不足を起こすことになる。この際の蓄熱不足量は−ΔＱ（ｔｉ）で表される。
【００２５】
次いで、ΔＱ（ｔｉ）＜０、すなわち蓄熱量不足が予測される時間帯τｉの有無を判定する（Ｓ１０８２）。図３（ａ）は全ての時間帯でΔＱ（ｔｉ）＞０の例を示している。これに対して図３（ｂ）は、時間帯τ(５)においてΔＱ（ｔ５）＝Ｑ（ｔ５）−Ｄ（τ５）＜０となっている例である。
ΔＱ（ｔｉ）＜０に該当する時間帯τｉが存在する場合には（Ｓ１０８２においてＹ）、さらに、次の更新タイミング（ｔ＝ｔ１）以降に給湯器運転を開始したのでは、給湯器の最大出力ｑmaxで加熱運転したとしても蓄熱量が不足、すなわち、
−ΔＱ（ｔｋ）＞ｑmax・(ｔｋ−ｔ１)   ・・・・（３）  
である時間帯τｋが有るか否かを判定する（ｋ＝２〜６）（Ｓ１０８３）。
【００２６】
これに該当する時間帯τｋが存在する場合には（Ｓ１０８３においてＹ）、次の更新タイミング（ｔ＝ｔ１）以降から給湯器を運転開始したのでは蓄熱不足量を充足することが出来ないことを意味し、当該時間帯τｋの蓄熱不足量充足のためには現時間帯ｔ０から給湯器運転を行う必要がある。
さらに、該当する各時間帯τｋについて、それぞれの蓄熱不足量を充足するために必要な給湯器出力ｑ（ｋ）を次式（４）により算出する（ｋ＝２〜６）（Ｓ１０８４）。
ｑ（ｋ）＝−ΔＱ（ｔｋ）／（ｔｋ−ｔ０）  ・・・・（４）  
さらにｑ（ｋ）とｑ（１）の最大値を判定し、給湯器出力ｑ（τ０）とする（Ｓ１０８５）。なお、ｑ（１）は1時間後の蓄熱不足量を充足するために必要な給湯器出力であり、以下式で表される。ΔＱ（ｔ１）≧０の場合はｑ（１）＝０と考える。
ｑ（１）＝−ΔＱ（ｔ１）／（ｔ１−ｔ０）
その後、図２のフローに戻り、下記式で求まる加熱出力ｑ（τ０）で、補助給湯器５による加熱運転が行われる（Ｓ１０９）。
ｑ（τ０）＝Max(ｑ（１）、ｑ（ｋ）)
【００２７】
Ｓ１０８においてＮＯ、すなわち長時間予測において給湯需要が充足される場合には、さらに短時間予測による判定を行う（Ｓ１１０）。
前掲の図３（ａ）、（ｂ）のケースでは、時間帯τ１の開始時ｔ１における蓄熱量Ｑ（ｔ１）≧Ｄ（τ１）であるため、給湯需要充足と判定される。この場合には補助給湯器５により加熱運転は行われない（Ｓ１１２）。
【００２８】
これに対して、図３（ｃ）のケースでは、蓄熱量Ｑ（ｔ１）＜Ｄ（τ１）となるため、給湯需要に対応不可と判定される。この場合には時間帯τ１の開始時ｔ１までにＱ（ｔ１）≧Ｄ（τ１）を確保するように、補助給湯器５により加熱運転が行われる（Ｓ１１１）。時間帯τ１における蓄熱量Ｑ（ｔ１）と給湯需要量Ｄ（τ１）の差ΔＱ（ｔ１）は以下の式で表される。
ΔＱ（ｔ１）＝Ｑ（ｔ１）−Ｄ（τ１）
この場合の給湯器の加熱出力ｑ（τ０）は、
ｑ（τ０）＝−ΔＱ（ｔ１）／（ｔ１−ｔ０）  ・・・・（４）’
に調整される。
【００２９】
図３（ｄ）は、加熱運転による蓄熱量推移を加熱なしの場合と対比して示した図である。同図中、Ａ（破線）及びＢ（実線）は、それぞれ給湯器５による加熱運転なし、ありの場合の蓄熱量推移を示している。加熱運転により、時刻ｔ１において時間帯τ１の給湯需要Ｄ（τ１）を充足するための蓄熱（＝Ｑ'（ｔ１））が完了していることが分かる。この場合、時間帯τ１の開始時刻ｔ１までに（４）’式の加熱出力ｑ（τ０）により、
−ΔＱ（ｔ１）＝Ｄ（τ１）−Ｑ（ｔ１）＝Ｑ'（ｔ１）−Ｑ（ｔ１）・・・・（４）”
の蓄熱がなされることになる。
以上の制御を所定の更新タイミングごとに行うことにより、給湯需要に対応した蓄熱量が常時維持可能となる。
【００３０】
なお、本実施形態では発電装置として燃料電池を用いた例を示したが、これに限らずエンジン発電機を用いるシステムとしても良い。
また、各時間帯におけるタンク蓄熱量Ｑ（ｔｉ）の推移予測（（２）式）では、排熱回収量Ｈ（τｉ）を含めているが、所定時間ごとの更新（Ｓ１０５）により補正されるため、排熱回収量が給湯器能力に対し十分に小さければ（例えば１／１０）、排熱回収量Ｈ（τｉ）を省略した予測演算としてもよい。
【００３１】
また、本実施形態では時間帯単位として1時間の例を示したが、より短時間（例えば３０分、１０分）を単位として更新する態様とすることも可能である。
【００３２】
＜第二の実施形態＞
次に、図４乃至６を参照して本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態の構成は第一の実施形態と同一であるので、重複説明を省略する。
図４を参照して、本実施形態における制御フローは以下の通りである。Ｓ２０１−Ｓ２０４ｂまでは第一の実施形態のＳ１０１−Ｓ１０４ｂと同様である。）。なお、Ｓ２０４ａにおけるｑ（τ０）は、ｑ（τ０）＝０（前回判定時においてq＝０の場合）、又は、ｑ（τ０）＝ｑｍａｘ（前回判定時においてq＝ｑｍａｘの場合）である。
【００３３】
この状態で所定の制御更新タイミング（ｔ＝ｔ０）に至ったときは（Ｓ２０５においてＹＥＳ）、今後ｎ時間後までの蓄熱量予測を行う（Ｓ２０６、Ｓ２０７）。次に、各時間帯におけるタンク蓄熱量Ｑ（ｔｉ）を当該時間帯の開始時間ｔｉまでに蓄熱完了させるために、遡って加熱開始すべき時刻ts(i)を求める（Ｓ２０８）。さらに、各ts(i)のうち現時点（ｔ０）に最も近接する時刻（tsE）を判定する（Ｓ２０９）。図５のケースでは  ts(4)が、図６のケースでは  ts(3)がそれぞれ最近接時刻tsEに該当することになる。さらに、最近接時刻（tsE）＜時刻ｔ１か否かを判定し（Ｓ２１０）、該当する場合（図５）には、ｔ０〜ｔ１間の当該最近接時刻（tsE）から給湯器５の最大出力ｑmaxでの加熱運転を開始する（Ｓ２１１）。Ｓ２１０においてtsE ≧ｔ１の場合（図６）にはＳ２０３に戻り、随時タンク蓄熱量Ｑ（ｔ）の計測を継続する。
【００３４】
＜第三の実施形態＞
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態が上述の各実施形態と異なる点は、時刻ｔｉにおける貯湯タンク蓄熱量Ｑ（ｔｉ）が直近時間帯の給湯需要量Ｄ（τｉ）を上回るだけでなく、その先の複数時間帯分の給湯需要量ΣＤ（τｊ）（ｊ＝ｉ〜ｉ＋ｍ）を担保するように給湯器運転を行うことである。ここでは６時間分の予測需要量を蓄熱する例について説明する。
【００３５】
本実施形態の構成についても第一の実施形態と同一であるので、重複説明を省略する。
図７を参照して、本実施形態における制御フローは以下の通りである。Ｓ３０１−Ｓ３０５までは第一の実施形態のＳ１０１−Ｓ１０５と同様である。
更新タイミングｔ＝ｔ０に至ったときは、時間帯別の給湯需要量Ｄ（τｉ）、排熱回収量Ｈ（τｉ）（ｉ＝０〜１１）の予測演算を５時間分延長してτ１１まで行う（Ｓ３０６）。
【００３６】
次に、次の時間帯開始時ｔ１における蓄熱量Ｑ（ｔｉ）の推移を（５）式により求める（Ｓ３０７）。なお、同式において貯湯タンク缶体からの放熱は他と比較して小さいため、無視している。また、タンク蓄熱量Ｑ（ｔｉ）の予測演算はｔ１〜ｔ６のみを行いｔ７以降は行う必要はない。
Ｑ（ｔ（ｉ＋１））＝Ｑ（ｔｉ）＋［（Ｈ（τｉ）−Ｄ（τｉ）］  ・・・・（５）
【００３７】
さらに、Ｑ（ｔｉ）とｔｉ〜ｔ（ｉ＋５）間の給湯需要量合計値ΣＤ（τｉ）とを比較する（Ｓ３０８）。
ΣＤ（τｉ）＝Ｄ（τｉ）＋Ｄ（τ（ｉ＋１））＋Ｄ（τ（ｉ＋２））＋Ｄ（τ（ｉ＋３））＋Ｄ（τ（ｉ＋４））＋Ｄ（τ（ｉ＋５））
ｉ＝１〜６の全ての時間帯において、Ｑ（ｔｉ）≧ΣＤ（τｉ）の場合には（Ｓ３０８においてＹ）、次の更新タイミングまで現状状態が継続される。
Ｑ（ｔ１）＜ΣＤ（τｉ）の場合には（Ｓ３０８においてＮ）、遅くとも当該時間帯開始前に蓄熱不足分を充足するように給湯器５の加熱運転を行う（Ｓ３０９）。この場合の給湯器出力ｑは、第１の実施形態Ｓ１０８−Ｓ１１３と同様である。
【００３８】
以上の制御を所定の更新タイミングごとに行うことにより、設定した複数時間分の給湯需要量を予め蓄熱することができ、給湯需要予測が外れた場合の湯切れリスクを極力排除することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、コージェネレーション・システムのみならず、電気温水器、ヒートポンプ給湯器等の蓄熱制御としても適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・・コージェネレーション・システム
２・・・・燃料電池発電ユニット
３・・・・貯湯ユニット
４・・・・貯湯タンク
５・・・・補助給湯器
Ｄ・・・・給湯需要量
Ｈ・・・・発電排熱回収量
Ｑ・・・・貯湯タンク蓄熱量
ｑ・・・・補助給湯器加熱出力
【図１】
0005769257.tif 000002
【図２】
0005769257.tif 000003
【図２（ａ）】
0005769257.tif 000004
【図３（ａ）】
0005769257.tif 000005
【図３（ｂ）】
0005769257.tif 000006
【図３（ｃ）】
0005769257.tif 000007
【図３（ｄ）】
0005769257.tif 000008
【図４】
0005769257.tif 000009
【図５】
0005769257.tif 000010
【図６】
0005769257.tif 000011
【図７】
0005769257.tif 000012
【図８】
0005769257.tif 000013