(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクから湯を供給し、前記貯湯タンクに貯えられている湯の残量が第１閾値より少なくなると電力を消費して湯を生成するモードで稼働する第１給湯器及び第２給湯器と、
前記第１給湯器及び前記第２給湯器が前記モードで稼働する期間において、前記第１給湯器及び前記第２給湯器のうち、他の給湯器よりも、湯の残量が小さい給湯器、湯の残量と前記第１閾値との差が小さい給湯器、又は、生成させるべき湯量が少ない給湯器である一の給湯器が過去の前記期間に湯を供給した供給時刻に対応する時刻より前に、前記一の給湯器を制御して湯を生成させる制御装置と、
を備える給湯システム。
【請求項２】
前記供給時刻は、過去の前記期間において前記一の給湯器による湯の供給量が最大となった時刻である、
請求項１に記載の給湯システム。
【請求項３】
前記供給時刻は、過去の前記期間の前の前記期間よりも前記一の給湯器による湯の供給量が増加した時刻である、
請求項１に記載の給湯システム。
【請求項４】
前記供給時刻は、過去の前記期間より前の前記期間から前記一の給湯器が湯を周期的に供給する時刻である、
請求項１又は３に記載の給湯システム。
【請求項５】
貯湯タンクから湯を供給し、前記貯湯タンクに貯えられている湯の残量が第１閾値より少なくなると電力を消費して湯を生成するモードで稼働する第１給湯器及び第２給湯器と、
前記第１給湯器及び前記第２給湯器が前記モードで稼働する期間において、前記第１給湯器及び前記第２給湯器のいずれか一の給湯器が過去の前記期間に湯を供給した供給時刻に対応する時刻より前に、前記一の給湯器を制御して湯を生成させる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記期間において、前記供給時刻に対応する時刻より前の時刻であって、前記第１給湯器及び前記第２給湯器のうち前記一の給湯器とは異なる他の給湯器が湯を供給していない時刻又は過去の前記期間において前記他の給湯器による湯の供給量が予め定められた量より少なかった時刻に対応する時刻に、前記一の給湯器を制御して湯を生成させる、給湯システム。
【請求項６】
前記一の給湯器が設置される施設に電力線を介して供給される電力を計測する計測手段をさらに備え、
前記制御装置は、前記期間において、前記供給時刻に対応する時刻より前の時刻であって、過去の前記期間に前記計測手段によって計測された電力が最小となった時刻に対応する時刻に、前記一の給湯器を制御して湯を生成させる、
請求項１から５のいずれか一項に記載の給湯システム。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記第１給湯器が設置される施設に電力線を介して供給される電力の計測値と、前記第２給湯器が設置される施設に電力線を介して供給される電力の計測値と、を収集し、
前記期間において、前記供給時刻に対応する時刻より前の時間であって、過去の前記期間に収集した計測値の総和の積算値が第２閾値より小さい時間に対応する時間に、前記一の給湯器を制御して湯を生成させる、
請求項１から６のいずれか一項に記載の給湯システム。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記第１給湯器及び前記第２給湯器を含む複数の給湯器が設置される施設の各々に電力線を介して供給される電力の計測値を収集し、
収集した計測値の総和の変化量に基づいて、前記複数の給湯器から制御対象として選択する給湯器の台数を決定する、
請求項１から７のいずれか一項に記載の給湯システム。
【請求項９】
貯湯タンクから湯を供給し、前記貯湯タンクに貯えられている湯の残量が閾値より少なくなると電力を消費して湯を生成するモードで稼働する第１給湯器及び第２給湯器から、湯を供給した時刻を示すデータを取得する取得手段と、
前記第１給湯器及び前記第２給湯器が前記モードで稼働する期間において、前記第１給湯器及び前記第２給湯器のうち、他の給湯器よりも、湯の残量が小さい給湯器、湯の残量と前記閾値との差が小さい給湯器、又は、生成させるべき湯量が少ない給湯器である一の給湯器が過去の前記期間に湯を供給した供給時刻に対応する時刻より前に、前記一の給湯器を制御して湯を生成させる制御手段と、
を備える制御装置。
【請求項１０】
貯湯タンクから湯を供給し、前記貯湯タンクに貯えられている湯の残量が閾値より少なくなると電力を消費して湯を生成するモードで稼働する第１給湯器及び第２給湯器から、湯を供給した時刻を示すデータを取得する取得手段と、
前記第１給湯器及び前記第２給湯器が前記モードで稼働する期間において、前記第１給湯器及び前記第２給湯器のいずれか一の給湯器が過去の前記期間に湯を供給した供給時刻に対応する時刻より前に、前記一の給湯器を制御して湯を生成させる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記期間において、前記供給時刻に対応する時刻より前の時刻であって、前記第１給湯器及び前記第２給湯器のうち前記一の給湯器とは異なる他の給湯器が湯を供給していない時刻又は過去の前記期間において前記他の給湯器による湯の供給量が予め定められた量より少なかった時刻に対応する時刻に、前記一の給湯器を制御して湯を生成させる、制御装置。
【請求項１１】
貯湯タンクから湯を供給し、前記貯湯タンクに貯えられている湯の残量が閾値より少なくなると電力を消費して湯を生成するモードで第１給湯器及び第２給湯器が稼働する期間において、前記第１給湯器及び前記第２給湯器のうち、他の給湯器よりも、湯の残量が小さい給湯器、湯の残量と前記閾値との差が小さい給湯器、又は、生成させるべき湯量が少ない給湯器である一の給湯器が過去の前記期間に湯を供給した供給時刻に対応する時刻より前に、前記一の給湯器を制御して湯を生成させる制御方法。
【請求項１２】
貯湯タンクから湯を供給し、前記貯湯タンクに貯えられている湯の残量が閾値より少なくなると電力を消費して湯を生成するモードで第１給湯器及び第２給湯器が稼働する期間において、前記第１給湯器及び前記第２給湯器のいずれか一の給湯器が過去の前記期間に湯を供給した供給時刻に対応する時刻より前に、前記一の給湯器を制御して湯を生成させる制御方法であって、
前記期間において、前記供給時刻に対応する時刻より前の時刻であって、前記第１給湯器及び前記第２給湯器のうち前記一の給湯器とは異なる他の給湯器が湯を供給していない時刻又は過去の前記期間において前記他の給湯器による湯の供給量が予め定められた量より少なかった時刻に対応する時刻に、前記一の給湯器を制御して湯を生成させる制御方法。
【請求項１３】
コンピュータに、
貯湯タンクから湯を供給し、前記貯湯タンクに貯えられている湯の残量が閾値より少なくなると電力を消費して湯を生成するモードで第１給湯器及び第２給湯器が稼働する期間において、前記第１給湯器及び前記第２給湯器のうち、他の給湯器よりも、湯の残量が小さい給湯器、湯の残量と前記閾値との差が小さい給湯器、又は、生成させるべき湯量が少ない給湯器である一の給湯器が過去の前記期間に湯を供給した供給時刻に対応する時刻より前に、前記一の給湯器を制御して湯を生成させる、
ことを実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
コンピュータに、
貯湯タンクから湯を供給し、前記貯湯タンクに貯えられている湯の残量が閾値より少なくなると電力を消費して湯を生成するモードで第１給湯器及び第２給湯器が稼働する期間において、前記第１給湯器及び前記第２給湯器のいずれか一の給湯器が過去の前記期間に湯を供給した供給時刻に対応する時刻より前に、前記一の給湯器を制御して湯を生成させる手順であって、
前記期間において、前記供給時刻に対応する時刻より前の時刻であって、前記第１給湯器及び前記第２給湯器のうち前記一の給湯器とは異なる他の給湯器が湯を供給していない時刻又は過去の前記期間において前記他の給湯器による湯の供給量が予め定められた量より少なかった時刻に対応する時刻に、前記一の給湯器を制御して湯を生成させる手順を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯システム、制御装置、制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、沸かした湯を貯湯タンクに貯えておいて、必要に応じて貯湯タンクから湯を供給する給湯器の普及が進んでいる。このような給湯器として、電気料金が安価な時間に電力を消費して湯を沸かしておいて、その後は、比較的少量の湯を適宜沸き上げることで湯切れを防止するものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。【０００３】
特許文献１には、平均給湯量と給湯量のバラツキ度合に応じて、湯切れを防止するための加熱運転を制御する装置について記載されている。この装置によれば、給湯量のバラツキが大きい場合であっても、適当な量の湯を沸き上げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２５６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、給湯器は、ユーザが入浴する際に大量の湯を供給することが求められる。また、入浴の時間は個人により異なるが、複数のユーザの入浴により湯の需要が生じる時間は、夕方から夜に偏っていると考えられる。そのため、特許文献１に記載の装置に代表される給湯器が湯切れを防止するための運転も、この時間に偏って実行されることとなる。【０００６】
湯切れを防止するために湯を沸き上げる運転が一定の時間に集中すると、この時間に消費電力のピークが生じることとなる。このような給湯器の稼働によって生じる消費電力のピークは、給湯器に電力を供給する発電設備の利用効率の低下、及び電気料金の上昇を招くおそれがあるため、好ましくない。【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、給湯器の稼働によって生じる消費電力のピークを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の給湯システムは、貯湯タンクから湯を供給し、貯湯タンクに貯えられている湯の残量が第１閾値より少なくなると電力を消費して湯を生成するモードで稼働する第１給湯器及び第２給湯器と、第１給湯器及び第２給湯器がモードで稼働する期間において、第１給湯器及び第２給湯器のうち、他の給湯器よりも、湯の残量が小さい給湯器、湯の残量と第１閾値との差が小さい給湯器、又は、生成させるべき湯量が少ない給湯器である一の給湯器が過去の期間に湯を供給した供給時刻に対応する時刻より前に、一の給湯器を制御して湯を生成させる制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一の給湯器が、過去に湯を供給した供給時刻に対応する時刻より前に、湯を生成する。このため、供給時刻に対応する時刻では、当該一の給湯器による湯の生成が抑制される。したがって、第１給湯器及び第２給湯器の稼働時間が分散し、結果として、これらの給湯器の稼働によって生じる消費電力のピークを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る給湯システムの構成を示す図
【図２】制御装置及び給湯器のハードウェア構成を示す図
【図３】実施の形態１に係る給湯システムの機能的な構成を示す図
【図４】データ取得部によって取得されるデータの内容の一例を示す図
【図５】消費電力の推移を示す図
【図６】制御処理を示すフロー図
【図７】供給時刻の推定について説明するための第１の図
【図８】供給時刻の推定について説明するための第２の図
【図９】実施の形態１に係る生成時刻の決定について説明するための図
【図１０】実施の形態２に係る給湯システムの構成を示す図
【図１１】実施の形態２に係る給湯システムの機能的な構成を示す図
【図１２】実施の形態２に係る生成時刻の決定について説明するための図
【図１３】実施の形態３に係る生成時刻の決定について説明するための第１の図
【図１４】実施の形態３に係る生成時刻の決定について説明するための第２の図
【図１５】総電力が最小となった時刻から湯を生成する場合における総電力の推移を示す図
【図１６】総電力の積算値が閾値以下となる時間帯から構成される時間に湯を生成することを示す図
【図１７】表示画面の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１には、実施の形態１に係る給湯システム１００が示されている。給湯システム１００は、複数の給湯器が稼働する時間を分散させることで、消費電力のピークを抑制するシステムである。給湯システム１００は、図１に示されるように、ネットワーク４０を介して複数の給湯器２１〜２９を制御する制御装置１０と、電力源６０から電力線を介して供給される電力を消費することで湯を生成する給湯器２１〜２９と、を有している。なお、図１において、ネットワーク４０につながる実線は通信線を示し、電力源６０につながる太い実線は電力線を示す。
【００１３】
ネットワーク４０は、例えば、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、又は専用線である。制御装置１０と給湯器２１〜２９とは、ネットワーク４０を介して有線通信又は無線通信を行う。
【００１４】
制御装置１０は、ネットワーク４０を介して給湯器２１〜２９に接続されるサーバである。制御装置１０は、給湯器２１〜２９の稼働状況を管理して、給湯器２１〜２９を制御することで給湯器２１〜２９が稼働する時間を分散させる。
【００１５】
給湯器２１〜２９はそれぞれ、貯湯タンク２１１〜２１９を有している。給湯器２１は、ヒートポンプユニット（不図示）で市水を加熱することで生成した湯を貯湯タンク２１１に貯えて、給湯器２１が設置された施設５１を利用するユーザからの要求に応じて、貯湯タンク２１１から湯を供給する。他の給湯器による湯の供給も同様であり、例えば給湯器２９は、給湯器２９が設置された施設５９を利用するユーザからの要求に応じて、貯湯タンク２１９から湯を供給する。
【００１６】
施設５１〜５９は、例えば、住宅又は建物である。施設５１〜５９が住宅である場合には、給湯器２１〜２９は、住宅の住人であるユーザに湯を供給する。また、施設５１〜５９は、電力供給単位６１を構成する。電力供給単位６１は、電力源６０から電力が供給され得る負荷の集合であって、例えば、住宅である施設５１〜５９を有する集合住宅、又は、建物である施設５１〜５９を有する地域である。
【００１７】
電力源６０は、例えば、商用電源、分散型電源、又は、商用電源と分散型電源との組み合わせである。電力供給単位６１が集合住宅である場合に、電力源６０は、商用電源と当該集合住宅に設置された太陽光発電装置、風力発電装置、又は燃料電池との組み合わせであってもよい。
【００１８】
図２には、制御装置１０及び給湯器２０のハードウェア構成が示されている。ただし、給湯器２０は、給湯器２１〜２９の総称である。また、図２に示される給湯器２０のハードウェア構成は、コンピュータとしての機能を発揮するための構成であり、貯湯タンク２１１〜２１９、ヒートポンプユニット、配水管、送水ポンプ及び弁は、図２では省略されている。
【００１９】
図２に示されるように、制御装置１０及び給湯器２０は、プロセッサ３１、主記憶部３２、補助記憶部３３、入力部３４、出力部３５、及び通信部３６を有するコンピュータとして構成される。主記憶部３２、補助記憶部３３、入力部３４、出力部３５、及び通信部３６はいずれも、内部バス３７を介してプロセッサ３１に接続されている。
【００２０】
プロセッサ３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成される。プロセッサ３１は、補助記憶部３３に記憶されるプログラム３８を実行することにより、後述の機能を発揮する。
【００２１】
主記憶部３２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含んで構成される。主記憶部３２は、補助記憶部３３からプログラム３８をロードする。そして、主記憶部３２は、プロセッサ３１の作業領域として用いられる。
【００２２】
補助記憶部３３は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はフラッシュメモリに代表される不揮発性メモリを含んで構成される。補助記憶部３３は、プログラム３８の他に、プロセッサ３１の処理に用いられる種々のデータを記憶している。そして、補助記憶部３３は、プロセッサ３１の指示に従って、プロセッサ３１が利用するデータをプロセッサ３１に供給し、プロセッサ３１から供給されたデータを記憶する。
【００２３】
入力部３４は、入力キー及び静電容量方式のポインティングデバイスを含んで構成される。入力部３４は、ユーザによって入力された情報を取得して、プロセッサ３１に通知する。
【００２４】
出力部３５は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）に代表される表示デバイス及びスピーカを含んで構成される。本実施の形態に係る出力部３５の表示デバイスは、入力部３４を構成するポインティングデバイスと一体的に形成されることで、タッチスクリーンを構成する。そして、出力部３５は、プロセッサ３１の指示に従って種々の図形及び文字をユーザに対して表示したり、音響信号を再生したりする。
【００２５】
通信部３６は、通信線を介して接続された外部の装置とネットワーク４０を介して通信するための通信インタフェース回路を含んで構成される。通信部３６は、外部から受信した信号に含まれる情報をプロセッサ３１に通知して、プロセッサ３１から出力された情報を示す信号を外部の機器に送信する。
【００２６】
図３には、給湯システム１００の機能的な構成が示されている。図３に示される制御装置１０及び給湯器２０それぞれの機能は、上述のハードウェアが連携して動作することで実現される。
【００２７】
図３に示されるように、制御装置１０は、その機能として、給湯器２０からデータを取得するデータ取得部１０１と、制御対象となる給湯器２０を選択する制御対象選択部１０２と、給湯器２０が湯を供給する時刻を推定する供給時刻推定部１０３と、制御対象として選択した給湯器２０に湯を生成させる時刻を決定する生成時刻決定部１０４と、給湯器２０を制御する制御部１０５と、を有している。
【００２８】
データ取得部１０１は、主として制御装置１０のプロセッサ３１及び通信部３６の協働により実現される。データ取得部１０１は、給湯器２０が湯を供給した時刻と湯の供給量とを含む供給情報を示すデータを、給湯器２０からくり返し取得する。これにより、データ取得部１０１は、図４に例示されるように、給湯器２０による湯の供給量を示す時系列のデータを取得する。
【００２９】
なお、図４では、データ取得部１０１によって取得された供給量を示すデータが実線の棒で示されている。破線の棒は、将来における供給量の推定値を示す。供給量の推定については後述する。また、図４では、湯切れ防止期間ＴＰ０，ＴＰ１，ＴＰ２が示されている。ここで、この湯切れ防止期間ＴＰ０〜ＴＰ２について説明する。
【００３０】
給湯器２０は、過去における湯の供給履歴に基づいて将来の一定期間に需要が生じると見込まれる湯量を目標貯湯量として、特定の時間にこの目標貯湯量だけ湯を沸き上げる沸き上げモードで稼働する。本実施の形態に係る将来の一定期間は、２４時間であるが、これに限定されず、将来の一定期間は、２４時間より短くてもよいし長くてもよい。また、本実施の形態に係る特定の時間は、商用電源から供給される電力の電気料金が安価な時間であるが、特定の時間は、これに限定されず、分散型電源からの発電が見込まれる時間であってもよい。なお、湯の沸き上げは、湯の生成を意味する。
【００３１】
そして、給湯器２０は、沸き上げモードでの稼働が終了すると、貯湯タンク２１１〜２１９に貯えられている湯の残量を監視して、残量が閾値より少なくなったときに比較的少量の湯を生成する湯切れ防止モードで稼働する。本実施の形態において湯切れ防止モードで生成する湯量は、残量が閾値より少なくなった時点以降に需要が生じると見込まれる湯量である。この湯量は、目標貯湯量から、沸き上げモードの稼働終了後に供給した湯量と閾値とを減じることで算出されるが、算出手順はこれに限定されない。
【００３２】
そして、給湯器２０は、特定の時間に再び沸き上げモードで稼働する。
【００３３】
このように、給湯器２０は、通常、沸き上げモードでの稼働と湯切れ防止モードでの稼働を交互にくり返す。図４に示される湯切れ防止期間ＴＰ０〜ＴＰ２は、給湯器２０が湯切れ防止モードで稼働する期間である。
【００３４】
なお、給湯器２１〜２９は、共通の電力源６０から電力の供給を受けるため、沸き上げモードで稼働する特定の時間は、通常、給湯器２１〜２９で共通する。すなわち、湯切れ防止期間ＴＰ０〜ＴＰ２は、給湯器２１〜２９で共通する。
【００３５】
図３に戻り、制御対象選択部１０２は、主として制御装置１０のプロセッサ３１により実現される。制御対象選択部１０２は、制御対象とする給湯器２０の台数を決定する。制御対象とされる給湯器２０の台数は、１以上であってすべての給湯器２０の総数より小さい。また、制御対象選択部１０２は、データ取得部１０１によって取得されたデータに基づいて、給湯器２１〜２９から、将来の湯切れ防止期間ＴＰ２において湯を生成する可能性の高い給湯器２０を選択する。
【００３６】
供給時刻推定部１０３は、主として制御装置１０のプロセッサ３１により実現される。供給時刻推定部１０３は、データ取得部１０１によって取得されたデータに基づいて、将来の湯切れ防止期間ＴＰ２において給湯器２０が湯を供給する時刻を推定する。図４では、供給時刻推定部１０３によって推定される湯の供給が、破線の棒で示されている。図４の例では、供給時刻推定部１０３は、白抜き矢印で示されるように、湯切れ防止期間ＴＰ１において湯の供給量が最大となった時刻を、湯切れ防止期間ＴＰ２において湯を供給する推定時刻としている。また、供給時刻推定部１０３は、湯切れ防止期間ＴＰ１で供給した最大の湯量が、湯切れ防止期間ＴＰ２においても供給されると推定している。
【００３７】
なお、少量の湯の需要が生じる時刻は定まらず、その推定は困難であると考えられる。しかしながら、湯の供給量が最大となる時刻は入浴の時刻に対応し、前日と同様に湯の需要が生じることが想定される。そこで、図４に示される例のように、供給時刻推定部１０３は、湯切れ防止期間ＴＰ２における湯の供給を推定している。
【００３８】
ここで、図４に示されるように、一般的に、入浴に応じて生じる湯の需要は、夕方から夜間に集中し、供給時刻推定部１０３は、湯切れ防止期間ＴＰ２において比較的多い湯の供給が夕方から夜間に集中すると推定している。比較的多い湯の供給が集中すると、給湯器２０は、湯切れ防止モードで稼働しているため、湯を生成するための電力消費も夕方から夜間に集中する。図５には、このような給湯器２１〜２９の稼働による電力消費の集中が、線Ｌ１で示されている。
【００３９】
図３に戻り、生成時刻決定部１０４は、主として制御装置１０のプロセッサ３１により実現される。生成時刻決定部１０４は、制御対象として選択した一部の給湯器２０に湯を生成させる時刻を決定する。この時刻は、制御対象の給湯器２０が湯を供給すると推定される時刻より前の時刻である。湯を供給することが推定される時刻より前に一部の給湯器２０に湯を生成させたときの給湯器２１〜２９の稼働による電力消費が、図５中の線Ｌ２に示されている。線Ｌ２に示されるように、線Ｌ１で示されるピークの消費電力量の一部がシフトすることで、消費電力のピーク値がＰ１からＰ２に抑制されていることがわかる。
【００４０】
図３に戻り、制御部１０５は、主として制御装置１０のプロセッサ３１及び通信部３６の協働により実現される。制御部１０５は、制御対象として選択された給湯器２０を制御して、生成時刻決定部１０４によって決定された時刻に、給湯器２０に湯を生成させる。
【００４１】
続いて、給湯器２０の機能的な構成について説明する。給湯器２０は、その機能として、湯の供給量を流量センサ（不図示）で計測する供給量計測部２０１と、供給量計測部２０１による計測結果を制御装置１０に通知する供給情報通知部２０２と、制御装置１０から送信される制御信号に応じて湯を生成する生成部２０３と、を有している。
【００４２】
なお、供給情報通知部２０２は、定期的に湯の供給量を通知する。この通知の周期は、例えば１分間、５分間、又は３０分間である。本実施の形態では、供給情報通知部２０２が、比較的短い周期で制御装置１０に湯の供給量を通知するため、制御装置１０は、通知を受けた時刻を、湯を供給した時刻として用いることができる。ただし、これに限定されず、供給情報通知部２０２は、湯の供給が生じた時刻を示すデータを湯の供給量を示すデータに関連付けて制御装置１０に送信してもよい。
【００４３】
続いて、制御装置１０によって実行される制御処理の一例について、図６〜９を用いて説明する。図６に示される制御処理は、定期的に実行される。制御処理が実行される周期は、例えば、１０分間、又は１時間である。
【００４４】
制御処理において、制御装置１０は、まず、現在時刻が湯切れ防止期間の開始時刻であるか否かを判定する（ステップＳ１）。例えば、制御装置１０のプロセッサ３１が、現在時刻が図４に示される湯切れ防止期間ＴＰ２の開始時刻である６時であるか否かを判定する。
【００４５】
現在時刻が湯切れ防止期間の開始時刻ではないと判定した場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、制御装置１０は、ステップＳ３に処理を移行する。一方、現在時刻が湯切れ防止期間の開始時刻であると判定した場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、制御装置１０は、制御対象となる給湯器２０の台数を決定する（ステップＳ２）。具体的には、制御対象選択部１０２が、すべての給湯器２０を未選択の状態にして、すべての給湯器２０の総数の半数を、制御対象の給湯器２０の台数として決定する。これにより、制御装置１０は、決定した台数だけ、制御対象となる給湯器２０を新たに選択することとなる。
【００４６】
次に、制御装置１０の制御対象選択部１０２は、湯の残量が小さい順、残量と湯を生成するための閾値との差が小さい順、又は生成させるべき湯量が少ない順に、すべての給湯器２０を順序付ける（ステップＳ３）。これにより、湯切れ防止期間において湯を生成する可能性が高い順で、すべての給湯器２０がソートされる。
【００４７】
次に、制御装置１０は、すべての給湯器２０をステップＳ３において順序付けられた順で識別するための変数ｍに１を代入する（ステップＳ４）。すなわち、変数ｍが１であれば、ｍ番目の給湯器２０は、湯切れ防止期間において湯を生成する可能性が最も高い給湯器２０に相当する。
【００４８】
次に、制御装置１０は、未選択の給湯器２０があるか否かを判定する（ステップＳ５）。すなわち、制御対象選択部１０２は、既に選択した給湯器２０の台数がステップＳ２で決定した台数に達しているか否かを判定する。
【００４９】
未選択の給湯器２０がないと判定した場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、制御装置１０は、制御処理を終了する。一方、未選択の給湯器２０があると判定した場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、制御装置１０の供給時刻推定部１０３は、ｍ番目の給湯器２０の供給時刻を推定する（ステップＳ６）。この供給時刻の推定手法に関して、図４に示された例とは異なる例について図７，８を用いて説明する。
【００５０】
図７では、湯切れ防止期間ＴＰ１において、その前の湯切れ防止期間ＴＰ０よりも湯の供給量が増加した時刻を、湯切れ防止期間ＴＰ２における湯の供給時刻として推定する例が示されている。具体的には、白抜き矢印で示される時刻における湯の供給量が、湯切れ防止期間ＴＰ０から湯切れ防止期間ＴＰ１で増加している。このように特定の時刻において前の湯切れ防止期間より湯の供給量が増加している場合には、将来の湯切れ防止期間ＴＰ２でも湯を供給することが見込まれる。
【００５１】
図８では、湯切れ防止期間ＴＰ３，ＴＰ０，ＴＰ１に渡って、周期的に湯を供給した時刻を、湯切れ防止期間ＴＰ２における湯の供給時刻として推定する例が示されている。具体的には、湯切れ防止期間ＴＰ３，ＴＰ０，ＴＰ１のいずれでも、白抜き矢印で示される特定の時刻で湯を供給している。このように周期的に湯を供給している場合には、将来の湯切れ防止期間ＴＰ２でも湯を供給することが見込まれる。
【００５２】
図６に戻り、ステップＳ６に続いて、制御装置１０は、ｍ番目の給湯器２０による湯の生成時刻を決定する（ステップＳ７）。具体的には、生成時刻決定部１０４は、湯切れ防止期間ＴＰ２において、ステップＳ６で推定した時刻より前の時刻を生成時刻として決定する。本実施の形態に係る生成時刻決定部１０４は、現在時刻が、ステップＳ６で推定した時刻より前の時刻であって、ｍ番目の給湯器２０以外の他の給湯器２０が湯を供給していない時刻であるとき、又は湯切れ防止期間ＴＰ１において他の給湯器２０による湯の供給量が予め定められた量より少なかった時刻に対応するときに、現在時刻を生成時刻として決定する。
【００５３】
図９には、生成時刻決定部１０４によって決定される生成時刻が含まれる時間ＴＧ１が示されている。なお、図９では、ハッチングが付された棒は、他の給湯器２０による湯の供給が湯切れ防止期間ＴＰ１と同様に湯切れ防止期間ＴＰ２において推移した例を示している。図９に示されるように、時間ＴＧ１は、ｍ番目の給湯器２０が湯切れ防止期間ＴＰ２において湯を供給することが推定された時刻より前であって、他の給湯器２０による湯の供給量が閾値ＴＨ１より少ない時間である。
【００５４】
他の給湯器２０が湯を供給する時刻では、他の給湯器２０が湯を生成する可能性がある。そのような時刻においてｍ番目の給湯器２０に湯を生成させると、電力消費がその時刻に集中してしまい、好ましくない。そこで、生成時刻決定部１０４は、他の給湯器２０による湯の供給がない時刻、又は湯の供給が少ない時刻を決定することが望ましい。これにより、電力消費をより確実に分散させることができる。
【００５５】
図６に戻り、ステップＳ７に続いて、制御装置１０は、ｍ番目の給湯器２０が制御対象から除外すべき状態にあるか否かを判定する（ステップＳ８）。具体的には、制御対象選択部１０２が、現在時刻がステップＳ６で推定した供給時刻を過ぎている場合、ｍ番目の給湯器２０が現在沸き上げモードで稼働している場合、及び、ｍ番目の給湯器２０について生成時刻決定部１０４の決定可能な時刻がない場合に、ｍ番目の給湯器２０が制御対象から除外すべき状態にあると判定する。
【００５６】
ｍ番目の給湯器２０が制御対象から除外すべき状態にあると判定した場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、制御装置１０は、ステップＳ１０に処理を移行する。一方、ｍ番目の給湯器２０が制御対象から除外すべき状態にはないと判定した場合（ステップＳ８；Ｎｏ）、制御装置１０は、ｍ番目の給湯器２０を選択して、選択した給湯器２０の稼働状態を沸き上げモードに設定する（ステップＳ９）。具体的には、制御対象選択部１０２が、ｍ番目の給湯器２０を制御対象の給湯器２０として選択する。また、制御部１０５が、選択された給湯器２０を制御して、沸き上げモードで稼働させることにより湯を生成させる。なお、制御部１０５が給湯器２０に湯を生成させる手法は、沸き上げモードの設定に限定されず、湯切れ防止モードを維持したまま、湯を生成させてもよい。なお、生成させる湯量は、沸き上げモードで生成する湯量と同等であってもよいし、湯切れ防止モードで生成する湯量と同等であってもよいし、湯切れ防止モードで生成する湯量より少なくてもよい。生成させる湯量が湯切れ防止モードで生成する湯量より少ない場合には、電力消費のピークをより抑制することができる。
【００５７】
次に、制御装置１０は、変数ｍがすべての給湯器２０の総数に等しいか否かを判定する（ステップＳ１０）。変数ｍがすべての給湯器２０の総数に等しくないと判定した場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、制御装置１０は、変数ｍに１を加えて（ステップＳ１１）、ステップＳ５以降の処理をくり返す。一方、変数ｍがすべての給湯器２０の総数に等しいと判定した場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、制御装置１０は、制御処理を終了する。
【００５８】
以上、説明したように、制御装置１０は、複数の給湯器２０のうち一部の給湯器２０を選択して、選択した給湯器２０について、過去の湯切れ防止期間に湯を供給した供給時刻から、将来の湯切れ防止期間における供給時刻を推定する。そして、制御装置１０は、将来の湯切れ防止期間において、推定した供給時刻より前に、選択した給湯器２０に湯を生成させる。これにより、推定された供給時刻では、選択された給湯器２０が湯を生成しなくなったり、選択された給湯器２０の生成湯量が少なくなったりする。したがって、湯切れ防止期間において、湯の需要が集中して電力消費が集中することを未然に防ぐことができる。ひいては、電力消費のピークを抑制することができる。
【００５９】
また、制御装置１０は、過去の湯切れ防止期間において湯の供給量が最大となった時刻、過去の湯切れ防止期間において、その前の湯切れ防止期間よりも湯の供給量が増加した時刻、或いは、過去の湯切れ防止期間において、その前の湯切れ防止期間から湯を周期的に供給した時刻を、将来の湯切れ防止期間における供給時刻として推定した。これにより、将来の湯切れ防止期間における湯の供給時刻の推定精度を高くして、より確実に供給時刻を推定することができる。
【００６０】
また、制御装置１０は、選択した給湯器２０に湯を生成させる時刻を、他の給湯器２０が湯を供給していない時刻、或いは過去の湯切れ防止期間において他の給湯器２０による湯の供給量が予め定められた量より少なかった時刻とした。これにより、電力消費の時間が集中することを防ぐことができる。
【００６１】
実施の形態２．
続いて、実施の形態２について、上述の実施の形態１との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態１と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。本実施の形態に係る給湯システム１００は、図１０に示されるように、施設５１〜５９それぞれに電力源６０から電力線を介して供給される電力を計測する計測装置７１〜７９を有している点で、実施の形態１に係るものと異なっている。
【００６２】
計測装置７１〜７９はそれぞれ、給湯器２１〜２９とともに施設５１〜５９に設置される。そして、計測装置７１〜７９は、施設５１〜５９へ供給される電力を変流器（ＣＴ，Current Transformer）を用いて計測し、計測結果を示すデータを、ネットワーク４０を介して定期的に制御装置１０に送信する。
【００６３】
図１１には、本実施の形態に係る給湯システム１００の機能的な構成が示されている。図１１に示されるように、本実施の形態に係る制御装置１０は、計測装置７０から計測結果を収集する収集部１０６を有している。収集部１０６は、主として制御装置１０のプロセッサ３１及び通信部３６の協働により実現される。収集部１０６は、計測装置７１〜７９から計測結果として送信された電力の計測値を収集する。なお、図１１中の計測装置７０は、計測装置７１〜７９の総称である。
【００６４】
本実施の形態に係る制御装置１０は、図６に示される制御処理と同等の処理を実行する。ただし、制御装置１０は、ステップＳ２，Ｓ７において、収集部１０６によって収集されたデータを用いる。
【００６５】
ステップＳ２において、制御対象選択部１０２は、収集部１０６によって収集された計測値の総和の変化量に基づいて、制御対象となる給湯器の台数を決定する。例えば、計測値の総和が現在時刻において減少している場合には、より多くの給湯器２０を沸き上げモードに設定しても電力供給単位６１に供給される電力が急激に増加することはないと考えられる。そこで、制御対象選択部１０２は、計測値の総和が減少している場合には、基準値より多くの台数の給湯器２０を制御対象とする。基準値は、すべての給湯器２０の総数の半数である。一方、計測値の総和が現在時刻において増加している場合には、給湯器２０を沸き上げモードに設定すると電力供給単位６１に供給される電力が急激に増加すると考えられる。そこで、制御対象選択部１０２は、計測値の総和が増加している場合には、基準値より少ない台数の給湯器２０を制御対象とする。これにより、計測値の総和の変化量に基づいて制御対象の機器が選択される。
【００６６】
ステップＳ７において、生成時刻決定部１０４は、将来の湯切れ防止期間のうち、過去の湯切れ防止期間において計測値が最小となった時刻を、湯を生成する時刻として決定する。図１２には、ｍ番目の給湯器２０による湯の供給量とともに、ｍ番目の給湯器２０が設置された施設に供給される電力の推移が示されている。ただし、電力の推移のうち、破線で示されている湯切れ防止期間ＴＰ２の推移は、湯切れ防止期間ＴＰ１と同等の推移を示している。図１２中の黒塗りの矢印で示されるように、湯切れ防止期間ＴＰ２において供給電力が湯切れ防止期間ＴＰ１と同等に推移する場合には、電力消費の集中を避ける観点から、計測値が最小となる時刻がｍ番目の給湯器２０に湯を生成させる時刻に適している。
【００６７】
なお、生成時刻決定部１０４は、収集部１０６によって収集された計測値の総和が最小となった時刻を、湯を生成する時刻として決定してもよい。
【００６８】
以上、説明したように、本実施の形態に係る制御装置１０は、電力の計測値に基づいて制御対象となる給湯器の台数を調整した。これにより、電力消費のピークを効果的に抑制することができる。
【００６９】
また、制御装置１０は、電力の計測値が最小となった時刻に、給湯器２０に湯を生成させた。これにより、電力消費のピークの発生を回避することができる。
【００７０】
実施の形態３．
続いて、実施の形態３について、上述の実施の形態２との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態２と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。本実施の形態に係る給湯システム１００は、生成時刻決定部１０４が、湯の生成にかかる時間を加味した上で湯を生成する時刻を決定する点で、実施の形態２に係るものと異なっている。
【００７１】
本実施の形態に係る制御装置１０は、図６に示される制御処理と同等の処理を実行する。ただし、本実施の形態は、ステップＳ６で推定した時刻より前を生成時刻とする点では実施の形態２と同様であるが、ステップＳ７における時刻の具体的な決定手法が、実施の形態２に係るものと異なる。この時刻の決定手法について、図１３〜１６を用いて説明する。
【００７２】
図１３，１４には、湯切れ防止期間ＴＰ２において施設５１〜５９に供給される電力の総和である総電力の推移が示されている。ただし、図１３，１４に示される推移は、総電力が湯切れ防止期間ＴＰ１と同等に推移するものと仮定したものである。生成時刻決定部１０４は、湯切れ防止期間ＴＰ２内で特定の長さの時間Ｐ１を走査して、総電力の積算値が予め定められた閾値以下となる時間Ｐ１を探索する。時間Ｐ１の長さは、湯の生成にかかる時間であって、例えば、湯の生成にかかる時間の平均的な長さであってもよいし、制御対象の給湯器２０に生成させるべき湯量から算出した時間の長さであってもよい。さらに、時間Ｐ１の長さは、予め工場出荷時に設定されてもよいし、ユーザによって入力されたものであってもよい。なお、総電力の積算値は、図１３，１４でハッチングが付された領域Ａ１，Ａ２で示される電力量に等しい。
【００７３】
ここで、図１３中の領域Ａ１の面積で示される積算値は、閾値より大きいため、図１３に示される時間Ｐ１は、湯を生成するための時間に適していない。一方、図１４中の領域Ａ２の面積で示される積算値は、閾値より小さいため、図１４に示される時間Ｐ１は、湯を生成するための時間に適している。そこで、生成時刻決定部１０４は、図１４に示される時間Ｐ１に属する時刻を、湯を生成する時刻として決定する。
【００７４】
以上、説明したように、本実施の形態に係る制御装置１０は、湯の生成にかかる時間を考慮した上で、総電力の積算値が閾値以下となる時間を、湯を生成する時間として決定した。
【００７５】
ここで、湯の生成にかかる時間を考慮しない場合について、図１５を用いて説明する。図１５には、総電力が最小となった時刻を湯の生成時刻として決定し、決定した生成時刻から湯を生成したときの総電力の推移が示されている。湯の生成にかかる時間Ｐ１は、総電力が最小となった時刻から開始するが、時間Ｐ１内で総電力が大きく増加している。このような時間Ｐ１で湯を生成すると、総電力の推移は、図１５中の白抜き矢印で示されるように変化し、結果として、湯を生成している最中に黒抜き矢印で示されるような消費電力のピークが生じてしまうおそれがある。
【００７６】
これに対して、本実施の形態では、総電力の積算値が閾値以下となる時間で湯を生成するため、消費電力のピークが発生することを回避することができると考えられる。
【００７７】
なお、生成時刻決定部１０４は、図１６に示されるように、複数の時間帯から構成される時間Ｐ１であって、各時間帯における総電力の積算値のいずれもが予め定められた閾値より小さい時間Ｐ１を、湯を生成する時間として決定してもよい。すなわち、領域Ａ３，Ａ４，Ａ５の面積で示される積算値すべてが閾値より小さくなる時間Ｐ１に属する時刻を、湯を生成する時刻として決定してもよい。時間Ｐ１を構成する時間帯それぞれの総電力量が閾値以下であれば、時間Ｐ１で湯を生成しても消費電力のピークが発生しにくくなると考えられる。なお、各時間帯の長さは、例えば５分間、３０分間又は１時間としてもよい。
【００７８】
さらに、生成時刻決定部１０４は、図１６に示されるように、総電力の推移が予め定められた閾値ＴＨ２を超えない時間Ｐ１に含まれる時刻を、湯を生成する時刻として決定してもよい。総電力の推移が閾値ＴＨ２を超えない時間Ｐ１で湯を生成すれば、消費電力のピークが発生しにくくなると考えられる。
【００７９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態によって限定されるものではない。
【００８０】
例えば、給湯器２０及び計測装置７０とともに、給湯器２０及び計測装置７０を統括する施設内コントローラが各施設５１〜５９に設置されて、制御装置１０は、施設内コントローラを介して給湯器２０及び計測装置７０と通信してもよい。
【００８１】
また、制御装置１０は、ユーザに対して、図１７に例示される画面を表示して、制御状況及び制御理由を報知してもよい。
【００８２】
計測装置７１〜７９による計測値は、給湯器２１〜２９によって消費される電力を除いた電力の計測値であることが望ましい。制御装置１０が給湯器２０に湯を生成させると、図５に示されるように、給湯器の消費電力量が発生する時間がシフトされて調整される。過去の湯切れ防止期間において既にこのような調整がなされている場合には、調整後の電力の推移に基づいて更に調整が行われ、制御装置１０による制御が適当でなくなることが考えられる。そのため、制御装置１０は、給湯器２１〜２９によって消費される電力を除いた電力の計測値に基づくことで適当な制御を実行することができる。
【００８３】
また、計測装置７１〜７９による計測値は、実質的に、施設５１〜５９において消費される電力に等しい。計測装置７１〜７９は、施設５１〜５９に設置された機器それぞれの消費電力を合算することで、施設５１〜５９に供給される電力を計測してもよい。計測装置７１〜７９は、機器の稼働状態と消費電力とを対応付けるデータを取得し又は保持しておいて、機器との通信により機器の稼働状態を取得し、取得した稼働状態から機器の消費電力を得てもよい。
【００８４】
また、上記実施の形態２，３では、将来の湯切れ防止期間における電力を、過去の湯切れ防止期間における計測値に等しいものと想定した。過去の湯切れ防止期間における計測値には、上述したような、前回の湯切れ防止期間における電力の計測値が含まれるが、これには限定されない。例えば、過去の湯切れ防止期間における計測値は、過去の複数の湯切れ防止期間における推移から、将来の湯切れ防止期間における電力の推移を予測したものであってもよい。電力の予測値は、過去の２以上の湯切れ防止期間における計測値の平均値であってもよい。また、複数の湯切れ防止期間のうち後の湯切れ防止期間における計測値に大きな重み付け係数を乗じた値の平均値であってもよい。さらに、過去の複数の湯切れ防止期間から最大値を抽出して組み合わせた最大値の時系列であってもよい。
【００８５】
また、計測装置７１〜７９による計測値は、瞬時値であってもよいし、ある程度の長さの時間区分における電力量又は平均電力の計測値であってもよい。時間区分の長さは、例えば３０分間又は１時間としてもよい。
【００８６】
また、図６に示される制御処理は、繰り返し実行されたが、これには限定されない。制御装置１０は、湯切れ防止期間が開始する前に、この湯切れ防止期間における制御スケジュールを作成し、作成した制御スケジュールに従って給湯器２０を制御してもよいし、作成した制御スケジュールを給湯器２０に送信することで給湯器２０を制御してもよい。
【００８７】
上記実施の形態に係る制御装置１０及び給湯器２０の機能は、専用のハードウェアによっても、また、通常のコンピュータシステムによっても実現することができる。
【００８８】
例えば、制御装置１０及び給湯器２０の補助記憶部３３に記憶されているプログラム３８を、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラム３８をコンピュータにインストールすることにより、上述の処理を実行する装置を構成することができる。
【００８９】
また、プログラム３８をインターネットに代表される通信ネットワーク上のサーバ装置が有するディスク装置に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、コンピュータにダウンロードするようにしてもよい。
【００９０】
また、通信ネットワークを介してプログラム３８を転送しながら起動実行することによっても、上述の処理を達成することができる。
【００９１】
更に、プログラム３８の全部又は一部をサーバ装置上で実行させ、その処理に関する情報をコンピュータが通信ネットワークを介して送受信しながらプログラム３８を実行することによっても、上述の処理を達成することができる。
【００９２】
なお、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）が分担して実現する場合又はＯＳとアプリケーションとの協働により実現する場合等には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、コンピュータにダウンロードしてもよい。
【００９３】
また、制御装置１０及び給湯器２０の機能を実現する手段は、ソフトウェアに限られず、その一部又は全部を、回路を含む専用のハードウェアによって実現してもよい。
【００９４】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、電力を消費して湯を生成する給湯器の運用に適している。
【符号の説明】
【００９６】
１００  給湯システム、  １０  制御装置、  １０１  データ取得部、  １０２  制御対象選択部、  １０３  供給時刻推定部、  １０４  生成時刻決定部、  １０５  制御部、  １０６  収集部、  ２０〜２９  給湯器、  ２０１  供給量計測部、  ２０２  供給情報通知部、  ２０３  生成部、  ２１１〜２１９  貯湯タンク、  ３１  プロセッサ、  ３２  主記憶部、  ３３  補助記憶部、  ３４  入力部、  ３５  出力部、  ３６  通信部、  ３７  内部バス、  ３８  プログラム、  ４０  ネットワーク、  ５１〜５９  施設、  ６０  電力源、  ６１  電力供給単位、  ７０〜７９  計測装置、  Ｌ１，Ｌ２  線。
【図１】
0006594554.tif 000002
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0006594554.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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