(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を燃焼により加熱する熱源機と、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を電気ヒートポンプにより加熱するヒートポンプ装置と、を組み合わせた給湯暖房システムにおける制御ユニットであって、
各時刻の電気使用量が上限値を超えないように制御するピークカット制御方式、一日の給湯利用計画に対して光熱費が最も安くなるように制御する光熱費最適制御方式、一日の給湯利用計画に対して一次エネルギー消費量が最も少なくなるように制御する一次エネルギー最適制御方式、及び使用者が給湯及び暖房を快適に利用することを優先して制御する快適制御方式のうちの少なくとも２つの制御方式から、前記ピークカット制御方式が使用者により選択されているとき、
現在の電気使用量が、上限値を超えており、かつ、前記ヒートポンプ装置によって給湯温水を加熱している場合、前記ヒートポンプ装置による給湯温水の加熱を停止するように制御し、
現在の電気使用量が、上限値を超えており、かつ、前記ヒートポンプ装置によって暖房循環熱媒を加熱している場合、前記ヒートポンプ装置による暖房循環熱媒の加熱を停止するように制御し、前記熱源機によって暖房循環熱媒を加熱するように制御する制御ユニット。
【請求項２】
給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を燃焼により加熱する熱源機と、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を電気ヒートポンプにより加熱するヒートポンプ装置と、を組み合わせた給湯暖房システムにおける制御ユニットであって、
各時刻の電気使用量が上限値を超えないように制御するピークカット制御方式、一日の給湯利用計画に対して光熱費が最も安くなるように制御する光熱費最適制御方式、一日の給湯利用計画に対して一次エネルギー消費量が最も少なくなるように制御する一次エネルギー最適制御方式、及び使用者が給湯及び暖房を快適に利用することを優先して制御する快適制御方式のうちの少なくとも２つの制御方式から、前記光熱費最適制御方式が使用者により選択されているとき、
前記給湯利用計画の給湯使用時刻の所定時間前である現在時刻における電気料金単価と、前記給湯利用計画の給湯利用量に応じた電気使用量との積が、前記給湯利用計画の給湯使用時刻のガス料金と、前記給湯利用計画の給湯利用量に応じたガス使用量との積より小さい場合、前記ヒートポンプ装置によって給湯温水を加熱するように制御する制御ユニット。
【請求項３】
給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を燃焼により加熱する熱源機と、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を電気ヒートポンプにより加熱するヒートポンプ装置と、を組み合わせた給湯暖房システムにおける制御ユニットであって、
各時刻の電気使用量が上限値を超えないように制御するピークカット制御方式、一日の給湯利用計画に対して光熱費が最も安くなるように制御する光熱費最適制御方式、一日の給湯利用計画に対して一次エネルギー消費量が最も少なくなるように制御する一次エネルギー最適制御方式、及び使用者が給湯及び暖房を快適に利用することを優先して制御する快適制御方式のうちの少なくとも２つの制御方式から、前記光熱費最適制御方式が使用者により選択されているとき、
暖房運転のスイッチがオンされ、かつ、現在時刻における電気料金単価と、予め定められた電気使用量との積が、現在時刻のガス料金と、予め定められたガス使用量との積より小さい場合、前記ヒートポンプ装置によって暖房循環熱媒を加熱するように制御し、
暖房運転のスイッチがオンされ、かつ、現在時刻における電気料金単価と、予め定められた電気使用量との積が、現在時刻のガス料金と、予め定められたガス使用量との積以上である場合、前記熱源機によって暖房循環熱媒を加熱するように制御する制御ユニット。
【請求項４】
給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を燃焼により加熱する熱源機と、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を電気ヒートポンプにより加熱するヒートポンプ装置と、を組み合わせた給湯暖房システムにおける制御ユニットであって、
各時刻の電気使用量が上限値を超えないように制御するピークカット制御方式、一日の給湯利用計画に対して光熱費が最も安くなるように制御する光熱費最適制御方式、一日の給湯利用計画に対して一次エネルギー消費量が最も少なくなるように制御する一次エネルギー最適制御方式、及び使用者が給湯及び暖房を快適に利用することを優先して制御する快適制御方式のうちの少なくとも２つの制御方式から、前記一次エネルギー最適制御方式が使用者により選択されているとき、
現在時刻が、前記給湯利用計画の給湯使用時刻の所定時間前であり、かつ、前記給湯利用計画の給湯利用量に応じた電気使用量に基づく一次エネルギー消費量が、前記給湯利用計画の給湯利用量に応じたガス使用量に基づく一次エネルギー消費量より小さい場合、前記ヒートポンプ装置によって給湯温水を加熱するように制御する制御ユニット。
【請求項５】
給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を燃焼により加熱する熱源機と、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を電気ヒートポンプにより加熱するヒートポンプ装置と、を組み合わせた給湯暖房システムにおける制御ユニットであって、
各時刻の電気使用量が上限値を超えないように制御するピークカット制御方式、一日の給湯利用計画に対して光熱費が最も安くなるように制御する光熱費最適制御方式、一日の給湯利用計画に対して一次エネルギー消費量が最も少なくなるように制御する一次エネルギー最適制御方式、及び使用者が給湯及び暖房を快適に利用することを優先して制御する快適制御方式のうちの少なくとも２つの制御方式から、前記一次エネルギー最適制御方式が使用者により選択されているとき、
暖房運転のスイッチがオンされ、かつ、予め定められた電気使用量に基づく一次エネルギー消費量が、予め定められたガス使用量に基づく一次エネルギー消費量より小さい場合、前記ヒートポンプ装置によって暖房循環熱媒を加熱するように制御し、
暖房運転のスイッチがオンされ、かつ、予め定められた電気使用量に基づく一次エネルギー消費量が、予め定められたガス使用量に基づく一次エネルギー消費量以上である場合、前記熱源機によって暖房循環熱媒を加熱するように制御する制御ユニット。
【請求項６】
給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を燃焼により加熱する熱源機と、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を電気ヒートポンプにより加熱するヒートポンプ装置と、を組み合わせた給湯暖房システムにおける制御ユニットであって、
各時刻の電気使用量が上限値を超えないように制御するピークカット制御方式、一日の給湯利用計画に対して光熱費が最も安くなるように制御する光熱費最適制御方式、一日の給湯利用計画に対して一次エネルギー消費量が最も少なくなるように制御する一次エネルギー最適制御方式、及び使用者が給湯及び暖房を快適に利用することを優先して制御する快適制御方式のうちの少なくとも２つの制御方式から、前記快適制御方式が使用者により選択されているとき、前記ヒートポンプ装置によって給湯温水を加熱するように制御する制御ユニット。
【請求項７】
給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を燃焼により加熱する熱源機と、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を電気ヒートポンプにより加熱するヒートポンプ装置と、を組み合わせた給湯暖房システムにおける制御ユニットであって、
各時刻の電気使用量が上限値を超えないように制御するピークカット制御方式、一日の給湯利用計画に対して光熱費が最も安くなるように制御する光熱費最適制御方式、一日の給湯利用計画に対して一次エネルギー消費量が最も少なくなるように制御する一次エネルギー最適制御方式、及び使用者が給湯及び暖房を快適に利用することを優先して制御する快適制御方式のうちの少なくとも２つの制御方式から、前記快適制御方式が使用者により選択されているとき、
暖房運転のスイッチがオンされ、かつ、外気温が所定温度より低い場合、前記熱源機によって暖房循環熱媒を加熱するように制御し、
暖房運転のスイッチがオンされ、かつ、外気温が所定温度以上である場合、前記熱源機によって暖房循環熱媒を加熱し、かつ、前記ヒートポンプ装置によって暖房循環熱媒を加熱するように制御する制御ユニット。
【請求項８】
給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を燃焼により加熱する熱源機と、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を電気ヒートポンプにより加熱するヒートポンプ装置と、を組み合わせた給湯暖房システムにおける制御ユニットであって、
各時刻の電気使用量が上限値を超えないように制御するピークカット制御方式、一日の給湯利用計画に対して光熱費が最も安くなるように制御する光熱費最適制御方式、一日の給湯利用計画に対して一次エネルギー消費量が最も少なくなるように制御する一次エネルギー最適制御方式、及び使用者が給湯及び暖房を快適に利用することを優先して制御する快適制御方式のうちの少なくとも２つの制御方式から、前記快適制御方式が使用者により選択されているとき、
室温が所定温度以下である場合、又は室内のドアの開閉が検知された場合、前記ヒートポンプ装置によって暖房循環熱媒を加熱するように制御し、
室温が所定温度より高い場合、前記ヒートポンプ装置による暖房循環熱媒の加熱を停止するように制御する制御ユニット。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れか１項記載の制御ユニットと、
給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を燃焼により加熱する熱源機と、
給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を電気ヒートポンプにより加熱するヒートポンプ装置と、
を含む記載の給湯暖房システム。
【請求項１０】
給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を燃焼により加熱する熱源機と、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を電気ヒートポンプにより加熱するヒートポンプ装置と、を組み合わせた給湯暖房システムにおける制御方法であって、
制御ユニットが、各時刻の電気使用量が上限値を超えないように制御するピークカット制御方式、一日の給湯利用計画に対して光熱費が最も安くなるように制御する光熱費最適制御方式、一日の給湯利用計画に対して一次エネルギー消費量が最も少なくなるように制御する一次エネルギー最適制御方式、及び使用者が給湯及び暖房を快適に利用することを優先して制御する快適制御方式のうちの少なくとも２つの制御方式から、前記ピークカット制御方式が使用者により選択されているとき、
現在の電気使用量が、上限値を超えており、かつ、前記ヒートポンプ装置によって給湯温水を加熱している場合、前記ヒートポンプ装置による給湯温水の加熱を停止するように制御し、
現在の電気使用量が、上限値を超えており、かつ、前記ヒートポンプ装置によって暖房循環熱媒を加熱している場合、前記ヒートポンプ装置による暖房循環熱媒の加熱を停止するように制御し、前記熱源機によって暖房循環熱媒を加熱するように制御する制御方法。
【請求項１１】
給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を燃焼により加熱する熱源機と、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を電気ヒートポンプにより加熱するヒートポンプ装置と、を組み合わせた給湯暖房システムにおけるプログラムであって、
コンピュータに、
各時刻の電気使用量が上限値を超えないように制御するピークカット制御方式、一日の給湯利用計画に対して光熱費が最も安くなるように制御する光熱費最適制御方式、一日の給湯利用計画に対して一次エネルギー消費量が最も少なくなるように制御する一次エネルギー最適制御方式、及び使用者が給湯及び暖房を快適に利用することを優先して制御する快適制御方式のうちの少なくとも２つの制御方式から、前記ピークカット制御方式が使用者により選択されているとき、
現在の電気使用量が、上限値を超えており、かつ、前記ヒートポンプ装置によって給湯温水を加熱している場合、前記ヒートポンプ装置による給湯温水の加熱を停止するように制御し、
現在の電気使用量が、上限値を超えており、かつ、前記ヒートポンプ装置によって暖房循環熱媒を加熱している場合、前記ヒートポンプ装置による暖房循環熱媒の加熱を停止するように制御し、前記熱源機によって暖房循環熱媒を加熱するように制御する
こと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、制御ユニット、給湯暖房システム、制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気式ヒートポンプとガス給湯暖房システムにおいて、使用電力がある閾値(ここでは契約電力)を越えないように制御を行っているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−９２９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている技術は、「ある閾値を越えない制御を行う」という点では有効なものであり、ディマンドレスポンス要望があるような場合に適用できるが、使用者の中には「電気とガスを含めた光熱費を最小にするような給湯・暖房運転を行いたい。」、「ガス熱源機と電気式エアコンの双方のメリットを活かした快適な給湯・暖房運転を行いたい」といったニーズを持った使用者もおり、それぞれのニーズに合わせた給湯・暖房運転が行えないという点で限界があった。
【０００５】
そこで、本発明は、使用者のニーズに合わせた給湯・暖房運転を行うことができる制御ユニット、給湯暖房システム、制御方法、及びプログラ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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の制御ユニットは、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を燃焼により加熱する熱源機と、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を電気ヒートポンプにより加熱するヒートポンプ装置と、を組み合わせた給湯暖房システムにおける制御ユニットであって、各時刻の電気使用量が上限値を超えないように制御するピークカット制御方式、一日の給湯利用計画に対して光熱費が最も安くなるように制御する光熱費最適制御方式、一日の給湯利用計画に対して一次エネルギー消費量が最も少なくなるように制御する一次エネルギー最適制御方式、及び使用者が給湯及び暖房を快適に利用することを優先して制御する快適制御方式のうちの少なくとも２つの制御方式から使用者により選択された制御方式に従って、前記熱源機及び前記ヒートポンプ装置の少なくとも一方を制御する。
【０００７】
本発明の給湯暖房システムは、上記の制御ユニットと、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を燃焼により加熱する熱源機と、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を電気ヒートポンプにより加熱するヒートポンプ装置とを含んで構成されている。
【０００８】
本発明の制御方法は、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を燃焼により加熱する熱源機と、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を電気ヒートポンプにより加熱するヒートポンプ装置と、を組み合わせた給湯暖房システムにおける制御方法であって、制御ユニットが、各時刻の電気使用量が上限値を超えないように制御するピークカット制御方式、一日の給湯利用計画に対して光熱費が最も安くなるように制御する光熱費最適制御方式、一日の給湯利用計画に対して一次エネルギー消費量が最も少なくなるように制御する一次エネルギー最適制御方式、及び使用者が給湯及び暖房を快適に利用することを優先して制御する快適制御方式のうちの少なくとも２つの制御方式から使用者により選択された制御方式に従って、前記熱源機及び前記ヒートポンプ装置の少なくとも一方を制御する。
【０００９】
本発明のプログラムは、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を燃焼により加熱する熱源機と、給湯温水及び暖房循環熱媒の各々を電気ヒートポンプにより加熱するヒートポンプ装置と、を組み合わせた給湯暖房システムにおけるプログラムであって、コンピュータに、各時刻の電気使用量が上限値を超えないように制御するピークカット制御方式、一日の給湯利用計画に対して光熱費が最も安くなるように制御する光熱費最適制御方式、一日の給湯利用計画に対して一次エネルギー消費量が最も少なくなるように制御する一次エネルギー最適制御方式、及び使用者が給湯及び暖房を快適に利用することを優先して制御する快適制御方式のうちの少なくとも２つの制御方式から使用者により選択された制御方式に従って、前記熱源機及び前記ヒートポンプ装置の少なくとも一方を制御することを実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の給湯暖房システム、制御方法、及びプログラムによれば、ピークカット制御方式、光熱費最適制御方式、一次エネルギー最適制御方式、及び快適制御方式のうちの少なくとも２つの制御方式から使用者により選択された制御方式に従って、前記熱源機及び前記ヒートポンプ装置の少なくとも一方を制御する。これにより、使用者のニーズに合わせた給湯・暖房運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る給湯暖房システムの全体構成図である。
【図２】給湯暖房システムの制御ユニットの機能ブロック図である。
【図３】制御ユニットによる給湯暖房制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】制御ユニットによるピークカット制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】制御ユニットによる給湯用光熱費最適制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】制御ユニットによる給湯比較処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】制御ユニットによる暖房用光熱費最適制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】制御ユニットによる一次エネルギー最適制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】制御ユニットによる給湯比較処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】制御ユニットによる暖房用一次エネルギー最適制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】制御ユニットによる給湯用快適制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】制御ユニットによる暖房用快適制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】一日の給湯・暖房・その他家電の使用例を示す図である。
【図１４】外部サーバから受信した情報の一例を示す図である。
【図１５】各設定例における比較判定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
＜システム構成＞
図１に示されるように、本発明の実施形態に係る給湯暖房システムＳ１は、エアコン１０と、エアコン用ヒートポンプ装置１２と、貯湯タンク１４と、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６と、床暖房装置１８と、熱源機２０とを備える。
【００１４】
エアコン用ヒートポンプ装置１２は、空気（暖房循環熱媒）を電気ヒートポンプにより加熱する。エアコン１０とエアコン用ヒートポンプ装置１２とは、熱媒往き管３２及び熱媒戻り管３４によって接続されている。
【００１５】
貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６は、給湯温水を電気ヒートポンプにより加熱する。また、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６は、床暖房用温水（暖房循環熱媒）を電気ヒートポンプにより加熱する。貯湯タンク１４と貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６とは、温水往き管３６及び温水戻り管３８によって接続されている。
【００１６】
貯湯タンク１４に蓄えられた給湯温水は、給湯に用いられる。
【００１７】
熱源機２０は、ガスバーナの燃焼により給湯温水及び床暖房用温水の各々を加熱する。
【００１８】
床暖房装置１８は、内部に温水が流通する流通路を有し、熱源機２０と床暖房装置１８とが、温水往き管４２によって接続されており、温水往き管４２から供給された床暖房用温水が、床暖房装置１８の内部に流通する。
【００１９】
床暖房装置１８と貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６とは、温水戻り管４４によって接続されている。
【００２０】
貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６と熱源機２０とは、温水往き管４０によって接続されており、温水往き管４０から供給された床暖房用温水が、熱源機２０により加熱されて、温水往き管４２を介して、床暖房装置１８へ送られる。
【００２１】
また、本発明の実施形態に係る給湯暖房システムＳ１は、操作パネル５０と、制御ユニット４８とをさらに備える。
【００２２】
操作パネル５０は、ピークカット制御方式を優先するか否かを選択するためのピークカット制御優先スイッチと、光熱費最適制御方式、一次エネルギー最適制御方式、及び快適制御方式の何れかを選択するための制御方式スイッチと、暖房を作動させるための暖房スイッチとを有する。
【００２３】
制御ユニット４８は、例えばＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）であり、ネットワーク６０を介して、外部サーバ６２と接続されている。
【００２４】
制御ユニット４８は、貯湯温センサ、外気温センサ、室温センサ、ドア開閉センサ、水量センサ、給水温センサ、電力量センサ等と接続されている。
【００２５】
貯湯温センサは、貯湯タンク１４に設けられており、貯湯タンク１４の下部に貯留された湯の温度を検出し、この湯の温度に応じた信号を制御ユニット４８に出力する。外気温センサは、エアコン用ヒートポンプ装置１２装置の外部に設けられ、外気温を検出し、この外気温に応じた信号を制御ユニット４８に出力する。
【００２６】
室温センサは、エアコン１０が設置されている室内に設けられ、室温を検出し、この室温に応じた信号を制御ユニット４８に出力する。ドア開閉センサは、エアコン１０が設置されている部屋に設けられ、当該部屋のドアの開閉を検出し、ドアの開閉に応じた信号を制御ユニット４８に出力する。
【００２７】
制御ユニット４８は、ＣＰＵ、後述する給湯暖房制御処理ルーチンのプログラムを記憶したＲＯＭ、データ等を記憶するＲＡＭ、及びこれらを接続するバスを含んで構成されている。制御ユニット４８は、外部サーバ６２から受信した情報、上述の操作パネル５０、各種センサから出力された信号に応じて、エアコン１０、エアコン用ヒートポンプ装置１２、貯湯タンク１４、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６、熱源機２０、床暖房装置１８、その他の家電の作動を制御する。
【００２８】
この制御ユニット４８をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図２に示すように、制御ユニット４８は、設定部７０、判定部７２、ピークカット制御部７４、光熱費最適制御部７６、一次エネルギー最適制御部７８、及び快適制御部８０を備えている。
【００２９】
設定部７０は、操作パネル５０からの信号に応じて、ピークカット制御優先スイッチにより選択された、ピークカット制御方式を優先するか否かを設定すると共に、制御方式スイッチにより選択されている制御方式として、光熱費最適制御方式、一次エネルギー最適制御方式、及び快適制御方式の何れかを設定する。
【００３０】
判定部７２は、設定部７０による設定に基づいて、ピークカット制御方式を優先するか否かを判定し、ピークカット制御方式を優先すると判定された場合に、外部サーバ６２から受信されるピークカット要望情報に基づいて、現時点でピークカット要望があるか否かを判定する。
【００３１】
また、判定部７２は、ピークカット制御方式を優先しないと判定された場合、又は現時点でピークカット要望がないと判定された場合、光熱費最適制御方式、一次エネルギー最適制御方式、及び快適制御方式の何れかが選択されているかを判定する。
【００３２】
ピークカット制御部７４は、各時刻の電気使用量がペナルティ料金が発生しない範囲となるように制御するピークカット制御方式を優先すると判定部７２により判定され、かつ、ピークカット要望があると判定されているとき、現在の電気使用量が、ペナルティ料金が発生しない範囲を超えており、かつ、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６によって給湯温水を加熱している場合、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６による給湯温水の加熱を停止するように制御する。更に、ピークカット制御部７４は、現在の電気使用量が、ペナルティ料金が発生しない範囲を超えており、かつ、エアコン用ヒートポンプ装置１２によって暖房循環熱媒を加熱している場合、エアコン用ヒートポンプ装置１２による暖房循環熱媒の加熱を停止するように制御し、床暖房装置１８を作動させると共に、熱源機２０によって床暖房用温水を加熱するように制御する。
【００３３】
以上のように、夕方等の電気使用量のピークが発生し、ピークカット要望（ディマンドレスポンス要望）があった場合、ガス優先で給湯・暖房を使用するように制御される。
【００３４】
光熱費最適制御部７６は、過去の給湯利用の履歴に基づいて、一日の給湯利用計画を予測する。例えば、１回目の給湯利用計画として、６：４５に１０リットルのお湯を使用し、２回目の給湯利用計画として、７：００に５リットルのお湯を使用することなどが、予測される。
【００３５】
光熱費最適制御部７６は、一日の給湯利用計画に対して光熱費が最も安くなるように制御する光熱費最適制御方式が使用者により選択されていると判定部７２により判定され、かつ、現在時刻が、予測された給湯利用計画の給湯使用時刻の所定時間前であるとき、外部サーバ６２から受信した現在時刻における電気料金単価と、給湯利用計画の給湯利用量に応じた電気使用量との積が、外部サーバ６２から受信した給湯利用計画の給湯使用時刻のガス料金と、給湯利用計画の給湯利用量に応じたガス使用量との積より小さい場合、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６によって給湯温水を加熱するように制御する。
【００３６】
また、光熱費最適制御部７６は、光熱費最適制御方式が使用者により選択されていると判定部７２により判定されたとき、暖房運転のスイッチがオンされ、かつ、現在時刻における電気料金単価と、予め定められた電気使用量との積が、現在時刻のガス料金と、予め定められたガス使用量との積より小さい場合、エアコン１０を作動させると共に、エアコン用ヒートポンプ装置１２によって暖房循環熱媒を加熱するように制御する。また、光熱費最適制御部７６は、暖房運転のスイッチがオンされ、かつ、現在時刻における電気料金単価と、予め定められた電気使用量との積が、現在時刻のガス料金と、予め定められたガス使用量との積以上である場合、床暖房装置１８を作動させると共に、熱源機２０によって暖房循環熱媒を加熱するように制御する。
【００３７】
ここで、光熱費計算式は以下で表わされる。ただし、Ｃは、一日当たり光熱費を表し、ＫE,nは、時刻ｎにおける電気代単価を表し、ＫG,nは、時刻ｎにおけるガス代単価を表し、Ｅn、Ｇnは、時刻ｎにおける電気使用量、ガス使用量を表す。
【００３８】
Ｃ＝ＣE＋ＣG  ：光熱費は電気代とガス代の和
ＣE＝ΣＫE,nＥn, ＣG＝ΣＫG,nＧn  ：電気代、ガス代は各時刻ｎでの使用量と単価の積の合計
Eｎ＝ＥHP＋Ｅタンク＋Ｅエアコン＋Ｅ熱源機＋Ｅその他家電
Ｇn＝Ｇ熱源機
【００３９】
このように、光熱費最適制御部７６は、一日の給湯利用計画を予測すると共に、外部サーバ６２から最新の料金表を受信し、光熱費が一番安くなるように機器を制御する。例えば、自由化に伴い、電気・ガスの料金が時間帯によって変化する場合(ＫE,nとＫG,nが時間帯により変化する場合)、電気料金が高い時間帯にはガス優先で給湯・暖房を利用する。
【００４０】
一次エネルギー最適制御部７８は、過去の給湯利用の履歴に基づいて、一日の給湯利用計画を予測する。
【００４１】
一次エネルギー最適制御部７８は、一日の給湯利用計画に対して一次エネルギー消費量が最も少なくなるように制御する一次エネルギー最適制御方式が使用者により選択されていると判定部７２により判定され、かつ、現在時刻が、予測された給湯利用計画の給湯使用時刻の所定時間前であるとき、給湯利用計画の給湯利用量に応じた電気使用量に基づく一次エネルギー消費量が、前記給湯利用計画の給湯利用量に応じたガス使用量に基づく一次エネルギー消費量より小さい場合、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６によって給湯温水を加熱するように制御する。
【００４２】
また、一次エネルギー最適制御部７８は、一次エネルギー最適制御方式が使用者により選択されていると判定部７２により判定されたとき、暖房運転のスイッチがオンされ、かつ、予め定められた電気使用量に基づく一次エネルギー消費量が、予め定められたガス使用量に基づく一次エネルギー消費量より小さい場合、エアコン１０を作動させると共に、エアコン用ヒートポンプ装置１２によって暖房循環熱媒を加熱するように制御する。また、一次エネルギー最適制御部７８は、暖房運転のスイッチがオンされ、かつ、予め定められた電気使用量に基づく一次エネルギー消費量が、予め定められたガス使用量に基づく一次エネルギー消費量以上である場合、床暖房装置１８を作動させると共に、熱源機２０によって暖房循環熱媒を加熱するように制御する。
【００４３】
ここで、一次エネルギー消費量計算式は以下で表わされる。ただし、Ｐは、一日当たり一次エネルギー消費量を表し、Ｅn、Ｇnは、時刻ｎにおける電気使用量、ガス使用量を表す。
【００４４】
Ｐ＝ＰE＋ＰG  ：一次エネルギー消費量は電気とガスの和
ＰE＝Σ(1/ηn)Ｅn, ＰG＝ΣＧn  ：電気の一次エネルギー消費量は火力発電所の時刻ｎの効率ηnの逆数と電気消費量の積の合計
Ｅｎ＝ＥHP＋Ｅタンク＋Ｅエアコン＋Ｅ熱源機＋Ｅその他家電
Ｇn＝Ｇ熱源機
【００４５】
快適制御部８０は、使用者が給湯及び暖房を快適に利用することを優先して制御する快適制御方式が使用者により選択されていると判定部７２により判定された場合、快適給湯運転のために、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６によって給湯温水を加熱するように制御する。
【００４６】
これによって、夏場等、少量のお湯を使用したい場合にいつでも使用できるように常にタンクを満畜にしておく。ここで、貯湯タンク１４を満畜にする理由を以下に説明する。
ガス給湯器には最低出力が決まっており、この出力を下回ると燃焼が止まる(＝お湯が出ない)制御になっている。出力は以下の式で決まるため、夏場の給水温が高い条件では、特に少量のお湯が出なくなる。
出力＝(設定温度-給水温度)×流量
一方で、タンクにお湯を貯めている場合は、タンクのお湯をそのまま出すか、水と少し混ぜて、設定温度のお湯を出湯するため、水量センサで検知できる流量であれば、少量のお湯を夏場でも使用することができる。
上記の理由から、快適制御方式では常に貯湯タンク１４を満畜するように制御する。
【００４７】
また、快適制御部８０は、快適制御方式が使用者により選択されていると判定部７２により判定されたとき、暖房運転のスイッチがオンされ、かつ、外気温センサ５４で検出された外気温が所定温度より低い場合、冬季エアコン能力不足フォロー制御として、床暖房装置１８を作動させると共に、熱源機２０によって床暖房用温水を加熱するように制御する。
【００４８】
これにより、冬季にエアコン室外機に霜が降りて運転できなくなってしまった場合は、機器が自動的に熱源機を使用した給湯・暖房運転に切り替える。
【００４９】
一方、快適制御部８０は、暖房運転のスイッチがオンされ、かつ、外気温が所定温度以上である場合、床暖房装置１８を作動させると共に、熱源機２０によって床暖房用温水を加熱し、かつ、エアコン１０を作動させると共に、エアコン用ヒートポンプ装置１２によって暖房循環熱媒を加熱するように制御する。
また、快適制御部８０は、快適制御方式が使用者により選択されていると判定部７２により判定されたとき、室温センサ５６で検出された室温が所定温度以下である場合、又はドア開閉センサ５８により室内のドアの開閉が検知された場合、快適連動暖房制御として、エアコン１０を作動させると共に、エアコン用ヒートポンプ装置１２によって暖房循環熱媒を加熱するように制御し、室温が所定温度より高い場合、エアコン１０の作動を停止させると共に、エアコン用ヒートポンプ装置１２による暖房循環熱媒の加熱を停止するように制御する。
【００５０】
これにより、下記の表１に示す、エアコンと床暖房の双方のデメリットを補間する暖房制御が可能となる。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
例えば、立ち上がりはエアコンと床暖房を同時に作動させ、床暖房のデメリットを解消する。定常時は床暖房で運転しつつ、ドアの開閉や人が入ってきたことを検知してエアコンを部分的に当てる。
【００５３】
また、制御ユニット４８は、熱源機２０及びエアコン用ヒートポンプ装置１２のどちらかが壊れた際に、給湯暖房運転継続可能となるように制御する。例えば、熱源機２０が壊れた場合、エアコン用ヒートポンプ装置１２及び貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６で、給湯と暖房が使用可能であり、安心して機器の利用が可能となる。また、エアコン用ヒートポンプ装置１２及び貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６が壊れた場合、熱源機２０で給湯と暖房が使用可能であり、安心して機器の利用が可能となる。
【００５４】
＜給湯暖房システムの動作＞
次に、本発明の実施形態に係る給湯暖房システムＳ１の動作について説明する。
【００５５】
まず、使用者が、操作パネル５０において、ピークカット制御方式を優先するか否かを選択するためのピークカット制御優先スイッチを操作すると共に、光熱費最適制御方式、一次エネルギー最適制御方式、及び快適制御方式の何れかを選択するための制御方式スイッチを操作する。
【００５６】
＜給湯暖房制御処理ルーチン＞
そして、制御ユニット４８は、図３に示す給湯暖房制御処理ルーチンを実行する。
【００５７】
まず、ステップ１００において、ピークカット制御方式を優先するか否かを判定する。使用者の操作により、ピークカット制御優先スイッチがオンされている場合には、ステップ１０２へ進み、一方、ピークカット制御優先スイッチがオフされている場合には、ステップ１０６へ進む。
【００５８】
ステップ１０２では、外部サーバ６２から受信したピークカット要望情報に基づいて、現時点でピークカット要望があるか否かを判定する。現時点でピークカット要望がある場合には、ステップ１０４へ進み、ピークカット制御方式に従って給湯暖房制御を行う。
【００５９】
一方、現時点でピークカット要望がない場合には、ステップ１０６において、光熱費最適制御方式が選択されているか否かを判定する。制御方式スイッチにより光熱費最適制御方式が選択されている場合には、ステップ１０８へ進み、光熱費最適制御方式に従って給湯暖房制御を行う。
【００６０】
一方、制御方式スイッチにより光熱費最適制御方式が選択されていない場合には、ステップ１１０において、一次エネルギー最適制御方式が選択されているか否かを判定する。制御方式スイッチにより一次エネルギー最適制御方式が選択されている場合には、ステップ１１２へ進み、一次エネルギー最適制御方式に従って給湯暖房制御を行う。
【００６１】
一方、制御方式スイッチにより一次エネルギー最適制御方式が選択されていない場合には、ステップ１１４において、快適制御方式に従って給湯暖房制御を行う。
【００６２】
＜ピークカット制御処理ルーチン＞
上記ステップ１０４は、図４に示すピークカット制御処理ルーチンにより実現される。
【００６３】
ステップ１２０において、現時刻ｎにおける電気使用量Ｅｎが、ペナルティ料金が発生しない範囲の上限値Ｅｐを超えているか否かを判定する。電気使用量Ｅｎが、上限値Ｅｐを超えていない場合には、上記ステップ１００へ戻る。
【００６４】
一方、電気使用量Ｅｎが、上限値Ｅｐを超えている場合には、ステップ１２２において、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転が行われているか否かを判定する。貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転が行われている場合には、ステップ１２４において、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転を停止させるように制御する。一方、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転が行われていない場合には、ステップ１２６へ移行する。
【００６５】
ステップ１２６では、更に、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転が停止されている状態において、現時刻ｎにおける電気使用量Ｅｎが、ペナルティ料金が発生しない範囲の上限値Ｅｐを超えているか否かを判定する。電気使用量Ｅｎが、上限値Ｅｐを超えていない場合には、上記ステップ１００へ戻る。
【００６６】
一方、電気使用量Ｅｎが、上限値Ｅｐを超えている場合には、ステップ１２８において、エアコン用ヒートポンプ装置１２を用いた暖房運転又は貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた床暖房運転が行われているか否かを判定する。エアコン用ヒートポンプ装置１２を用いた暖房運転又は貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた床暖房運転が行われている場合には、ステップ１３０において、エアコン用ヒートポンプ装置１２を用いた暖房運転、及び貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた床暖房運転を停止させるように制御し、熱源機２０を用いた床暖房運転を行うように制御する。一方、エアコン用ヒートポンプ装置１２を用いた暖房運転及び貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転の何れもが行われていない場合には、ステップ１３２へ移行する。
【００６７】
ステップ１３２では、更に、エアコン用ヒートポンプ装置１２を用いた暖房運転及び貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転が停止されている状態において、現時刻ｎにおける電気使用量Ｅｎが、ペナルティ料金が発生しない範囲の上限値Ｅｐを超えているか否かを判定する。電気使用量Ｅｎが、上限値Ｅｐを超えていない場合には、上記ステップ１００へ戻る。
【００６８】
一方、電気使用量Ｅｎが、上限値Ｅｐを超えている場合には、ステップ１３４において、その他の家電が作動しているか否かを判定する。その他の家電が作動している場合には、ステップ１３６において、その他の家電の作動を停止するように制御して、ステップ１００へ戻る。
【００６９】
上記のピークカット制御処理ルーチンにより、現時刻における電気使用量Ｅｎが、上限値Ｅｐを超えている場合、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転、エアコン用ヒートポンプ装置１２又は貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた暖房運転、その他の家電の順番に電気の使用を停止するように制御する。これにより、電気使用量を、ペナルティ料金が発生しない範囲に留めることができる。
【００７０】
＜光熱費最適制御処理ルーチン＞
上記ステップ１０８は、図５に示す給湯用光熱費最適制御処理ルーチン、及び図７に示す暖房用光熱費最適制御処理ルーチンにより実現される。なお、光熱費最適制御部７６によって、一日の給湯利用計画が予測されているものとする。
【００７１】
＜給湯用光熱費最適制御処理ルーチン＞
まず、図５に示す給湯用光熱費最適制御処理ルーチンのステップ１４０において、１つ目の給湯利用計画に対して、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた給湯と熱源機２０を用いた給湯との何れが安いかを比較したか否かを示す給湯１比較完了フラグがオンになっているか否かを判定する。給湯１比較完了フラグがオンになっていない場合には、ステップ１４２において、１つ目の給湯利用計画に対して、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた給湯と熱源機２０を用いた給湯との何れが安いかを比較する。
【００７２】
一方、給湯１比較完了フラグがオンになっている場合には、ステップ１４４において、２つ目の給湯利用計画に対して、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた給湯と熱源機２０を用いた給湯との何れが安いかを比較したか否かを示す給湯２比較完了フラグがオンになっているか否かを判定する。給湯２比較完了フラグがオンになっていない場合には、ステップ１４６において、２つ目の給湯利用計画に対して、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた給湯と熱源機２０を用いた給湯との何れが安いかを比較する。
【００７３】
そして、３つ目以降の全ての給湯利用計画の各々に対して、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた給湯と熱源機２０を用いた給湯との何れが安いかを比較したか否かを示す給湯比較完了フラグがオンになっているか否かを判定し、当該給湯比較完了フラグがオンになっていない場合には、同様に、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた給湯と熱源機２０を用いた給湯との何れが安いかを比較する。
【００７４】
そして、全ての給湯利用計画の各々に対して、給湯比較完了フラグがオンになると、ステップ１５０において、全ての給湯利用計画の各々に対する給湯比較完了フラグを削除し、ステップ１５２において、翌日になるまで待機し、上記ステップ１００へ戻る。
【００７５】
上記ステップ１４２は、図６に示す給湯１比較処理ルーチンによって実現される。
【００７６】
ステップ１６０において、現在時刻が、１つ目の給湯利用計画の開始時刻のＡ時間前以降であるか否かを判定する。現在時刻が、１つ目の給湯利用計画の開始時刻のＡ時間より前である場合には、上記ステップ１００へ戻る。
【００７７】
現在時刻が、１つ目の給湯利用計画の開始時刻のＡ時間前以降である場合には、ステップ１６２において、給湯１比較完了フラグをオンにする。
【００７８】
そして、ステップ１６４において、外部サーバ６２から受信した料金表に基づいて、現在時刻における電気料金単価ＫE,現在と、１つ目の給湯利用計画の給湯利用量に応じた電気使用量ＥHP,給湯１との積ＫE,現在・ＥHP, 給湯１が、１つ目の給湯利用計画の給湯使用時刻のガス料金ＫG,給湯１と、１つ目の給湯利用計画の給湯利用量に応じたガス使用量Ｇ熱源機,給湯１との積ＫG,給湯１・Ｇ熱源機,給湯１より小さいか否かを判定する。積ＫE,現在・ＥHP, 給湯１が、積ＫG,給湯１・Ｇ熱源機,給湯１以上である場合には、上記ステップ１４４へ移行する。
【００７９】
一方、積ＫE,現在・ＥHP, 給湯１が、積ＫG,給湯１・Ｇ熱源機,給湯１より小さい場合には、ステップ１６６において、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転が行われているか否かを判定する。貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転が行われていない場合には、ステップ１６８において、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を作動させて、貯湯運転を行うように制御する。
【００８０】
ステップ１７０において、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転による電気使用量ＥHPが、１つ目の給湯利用計画の給湯利用量に応じた電気使用量ＥHP,給湯１以上であるか否かを判定する。ここで、電気使用量ＥHP,給湯１と比較する電気使用量ＥHPは、１つ目の給湯利用計画分の貯湯運転を開始してから積算される電気使用量である。電気使用量ＥHPが、電気使用量ＥHP,給湯１未満である場合には、ステップ１７２において、貯湯温センサ５２によって検出された貯湯タンク１４の下部の温度が、所定温度Ｘ℃より高いか否かを判定する。貯湯タンク１４の下部の温度が、所定温度Ｘ℃以下である場合には、ステップ１７０へ戻る。一方、貯湯タンク１４の下部の温度が、所定温度Ｘ℃より高い場合には、貯湯タンク１４が満畜になったと判断し、ステップ１７４において、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転を停止させる。そして、ステップ１７６において、Ｂ時間待機してから、上記ステップ１００へ戻る。
【００８１】
一方、上記ステップ１７０において、電気使用量ＥHPが、電気使用量ＥHP,給湯１以上である場合には、１つ目の給湯利用計画に必要なお湯が貯湯タンク１４に蓄えられたと判断し、上記ステップ１４４へ移行する。
【００８２】
全ての給湯利用計画の各々に対して、上記図６に示す給湯１比較処理ルーチンと同様の処理ルーチンが実行される。
【００８３】
上記のように、その日の給湯需要(給湯回数、時間帯、流量等)を予測し、給湯用光熱費最適制御処理ルーチンによって、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた給湯と熱源機２０を用いた給湯との何れで賄うか計算する。
【００８４】
どちらが安いか比較計算する際、電気は現在時刻の電気料金単価を用い、ガスは給湯需要がある時刻のガス料金単価を用いる。
【００８５】
なお、給湯需要があった場合には、貯湯タンクのお湯を優先的に使い、足りない分を熱源機２０で補うようにする。また、「現在時刻と給湯使用時刻の差」「タンク温度と外気温度との差」「タンク放熱率」等から計算されるタンク放熱量を加味した電気使用量ＥHP,給湯１を用いても構わない。
【００８６】
＜暖房用光熱費最適制御処理ルーチン＞
また、図７に示す暖房用光熱費最適制御処理ルーチンのステップ１８０において、使用者の操作により操作パネル５０における暖房運転スイッチがオンされているか否かを判定する。暖房運転スイッチがオンされていない場合には、上記ステップ１００へ戻る。
【００８７】
一方、暖房運転スイッチがオンされている場合には、外部サーバ６２から受信した料金表に基づいて、現在時刻における電気料金単価ＫE,現在と、予め定められたエアコン暖房運転に応じた電気使用量ＥHP,エアコン暖房との積ＫE,現在・ＥHP,エアコン暖房が、現在時刻のガス料金ＫG,現在と、予め定められた床暖房運転に応じたガス使用量Ｇ熱源機,暖房との積ＫG,現在・Ｇ熱源機,暖房より小さいか否かを判定する。積ＫE,現在・ＥHP,エアコン暖房が、積ＫG,現在・Ｇ熱源機,暖房以上である場合には、ステップ１８４へ移行し、一方、積ＫE,現在・ＥHP,エアコン暖房が、積ＫG,現在・Ｇ熱源機,暖房未満である場合には、ステップ１８８へ移行する。
【００８８】
ステップ１８４では、熱源機２０を用いた床暖房運転を行うように制御する。そして、ステップ１８６において、使用者の操作により操作パネル５０における暖房運転スイッチがオフされたか否かを判定する。暖房運転スイッチがオフされると、上記ステップ１００へ戻る。
【００８９】
ステップ１８８では、エアコン用ヒートポンプ装置１２を用いた暖房運転を行うように制御する。そして、ステップ１９０において、使用者の操作により操作パネル５０における暖房運転スイッチがオフされたか否かを判定する。暖房運転スイッチがオフされると、上記ステップ１００へ戻る。
【００９０】
このように、暖房用光熱費最適制御処理ルーチンにおいて、暖房に必要な電気使用量をEHP,エアコン暖房とし、ガス使用量をG熱源機,暖房として、暖房使用時の単価を使って、暖房に必要な光熱費を計算比較する。
【００９１】
なお、上記の暖房用光熱費最適制御処理ルーチンでは、熱源機２０を用いた床暖房運転の光熱費と、エアコン用ヒートポンプ装置１２を用いた暖房運転の光熱費とを比較する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、熱源機２０を用いた床暖房運転の光熱費と、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた床暖房運転の光熱費とを比較するようにしてもよい。
【００９２】
＜一次エネルギー最適制御処理ルーチン＞
上記ステップ１１２は、図８に示す給湯用一次エネルギー最適制御処理ルーチン、及び図１０に示す暖房用一次エネルギー最適制御処理ルーチンにより実現される。なお、一次エネルギー最適制御部７８によって、一日の給湯利用計画が予測されているものとする。
【００９３】
＜給湯用一次エネルギー最適制御処理ルーチン＞
まず、図８に示す給湯用一次エネルギー最適制御処理ルーチンのステップ２００において、１つ目の給湯利用計画に対して、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた給湯と熱源機２０を用いた給湯との何れが少ない一次エネルギー消費量となるかを比較したか否かを示す給湯１比較完了フラグがオンになっているか否かを判定する。給湯１比較完了フラグがオンになっていない場合には、ステップ２０２において、１つ目の給湯利用計画に対して、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた給湯と熱源機２０を用いた給湯との何れが少ない一次エネルギー消費量となるかを比較する。
【００９４】
一方、給湯１比較完了フラグがオンになっている場合には、ステップ２０４において、２つ目の給湯利用計画に対して、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた給湯と熱源機２０を用いた給湯との何れが少ない一次エネルギー消費量となるかを比較したか否かを示す給湯２比較完了フラグがオンになっているか否かを判定する。給湯２比較完了フラグがオンになっていない場合には、ステップ２０６において、２つ目の給湯利用計画に対して、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた給湯と熱源機２０を用いた給湯との何れが少ない一次エネルギー消費量となるかを比較する。
【００９５】
そして、３つ目以降の全ての給湯利用計画の各々に対して、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた給湯と熱源機２０を用いた給湯との何れが少ない一次エネルギー消費量となるかを比較したか否かを示す給湯比較完了フラグがオンになっているか否かを判定し、当該給湯比較完了フラグがオンになっていない場合には、同様に、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた給湯と熱源機２０を用いた給湯との何れが少ない一次エネルギー消費量となるかを比較する。
【００９６】
そして、全ての給湯利用計画の各々に対して、給湯比較完了フラグがオンになると、ステップ２１０において、全ての給湯利用計画の各々に対する給湯比較完了フラグを削除し、ステップ２１２において、翌日になるまで待機し、上記ステップ１００へ戻る。
【００９７】
上記ステップ２０２は、図９に示す給湯１比較処理ルーチンによって実現される。
【００９８】
ステップ２２０において、現在時刻が、１つ目の給湯利用計画の開始時刻のＡ時間前以降であるか否かを判定する。現在時刻が、１つ目の給湯利用計画の開始時刻のＡ時間前より前である場合には、上記ステップ１００へ戻る。
【００９９】
現在時刻が、１つ目の給湯利用計画の開始時刻のＡ時間前以降である場合には、ステップ２２２において、給湯２比較完了フラグをオンにする。
【０１００】
そして、ステップ２２４において、１つ目の給湯利用計画の給湯利用量に応じた電気使用量ＥHP,給湯１に基づく一次エネルギー消費量（＝（（１／η）ＥHP,給湯１））が、１つ目の給湯利用計画の給湯利用量に応じたガス使用量Ｇ熱源機,給湯１に基づく一次エネルギー消費量（＝Ｇ熱源機,給湯１）より小さいか否かを判定する。電気使用量ＥHP,給湯１に基づく一次エネルギー消費量が、ガス使用量Ｇ熱源機,給湯１に基づく一次エネルギー消費量以上である場合には、上記ステップ２０４へ移行する。
【０１０１】
一方、電気使用量ＥHP,給湯１に基づく一次エネルギー消費量が、ガス使用量Ｇ熱源機,給湯１に基づく一次エネルギー消費量より小さい場合には、ステップ２２６において、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転が行われているか否かを判定する。貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転が行われていない場合には、ステップ２２８において、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を作動させて、貯湯運転を行うように制御する。
【０１０２】
ステップ２３０において、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転による電気使用量ＥHPが、１つ目の給湯利用計画の給湯利用量に応じた電気使用量ＥHP,給湯１以上であるか否かを判定する。電気使用量ＥHPが、電気使用量ＥHP,給湯１未満である場合には、ステップ２３２において、貯湯温センサ５２によって検出された貯湯タンク１４の下部の温度が、所定温度Ｘ℃より高いか否かを判定する。貯湯タンク１４の下部の温度が、所定温度Ｘ℃以下である場合には、ステップ２３０へ戻る。一方、貯湯タンク１４の下部の温度が、所定温度Ｘ℃より高い場合には、貯湯タンク１４が満畜になったと判断し、ステップ２３４において、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転を停止させる。そして、ステップ２３６において、Ｂ時間待機してから、上記ステップ１００へ戻る。
【０１０３】
一方、上記ステップ２３０において、電気使用量ＥHPが、電気使用量ＥHP,給湯１以上である場合には、ステップ２０４へ移行する。
【０１０４】
全ての給湯利用計画の各々に対して、上記図９に示す給湯１比較処理ルーチンと同様の処理ルーチンが実行される。
【０１０５】
上記のように、その日の給湯需要(給湯回数、時間帯、流量等)を予測し、給湯用一次エネルギー量最適制御処理ルーチンによって、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた給湯と熱源機２０を用いた給湯との何れで賄うか計算する。
【０１０６】
なお、給湯需要があった場合には、貯湯タンクのお湯を優先的に使い、足りない分を熱源機２０で補うようにする。また、「現在時刻と給湯使用時刻の差」「タンク温度と外気温度との差」「タンク放熱率」等から計算されるタンク放熱量を加味した一次エネルギー消費量を用いても構わない。
【０１０７】
＜暖房用一次エネルギー消費量最適制御処理ルーチン＞
また、図１０に示す暖房用一次エネルギー消費量最適制御処理ルーチンのステップ２４０において、使用者の操作により操作パネル５０における暖房運転スイッチがオンされているか否かを判定する。暖房運転スイッチがオンされていない場合には、上記ステップ１００へ戻る。
【０１０８】
一方、暖房運転スイッチがオンされている場合には、ステップ２４２において、現在時刻における電気料金単価ＫE,現在と、予め定められたエアコン暖房運転に応じた電気使用量ＥHP,エアコン暖房に基づく一次エネルギー消費量（＝（（１／η）ＥHP,給湯１））が、予め定められた床暖房運転に応じたガス使用量Ｇ熱源機,暖房に基づく一次エネルギー消費量（＝Ｇ熱源機,暖房）より小さいか否かを判定する。電気使用量ＥHP,エアコン暖房に基づく一次エネルギー消費量が、ガス使用量Ｇ熱源機,暖房に基づく一次エネルギー消費量以上である場合には、ステップ２４４へ移行し、一方、電気使用量ＥHP,エアコン暖房に基づく一次エネルギー消費量が、ガス使用量Ｇ熱源機,暖房に基づく一次エネルギー消費量未満である場合には、ステップ２４８へ移行する。
【０１０９】
ステップ２４４では、熱源機２０を用いた床暖房運転を行うように制御する。そして、ステップ２４６において、使用者の操作により操作パネル５０における暖房運転スイッチがオフされたか否かを判定する。暖房運転スイッチがオフされると、上記ステップ１００へ戻る。
【０１１０】
ステップ２４８では、エアコン用ヒートポンプ装置１２を用いた暖房運転を行うように制御する。そして、ステップ２５０において、使用者の操作により操作パネル５０における暖房運転スイッチがオフされたか否かを判定する。暖房運転スイッチがオフされると、上記ステップ１００へ戻る。
【０１１１】
このように、暖房用一次エネルギー量最適制御処理ルーチンにおいて、暖房に必要な電気使用量をＥHP,エアコン暖房とし、ガス使用量をG熱源機,暖房として、暖房使用時に、暖房に必要な一次エネルギー消費量を計算比較する。
【０１１２】
なお、上記の一次エネルギー消費量最適制御処理ルーチンでは、熱源機２０を用いた床暖房運転の一次エネルギー消費量と、エアコン用ヒートポンプ装置１２を用いた暖房運転の一次エネルギー消費量とを比較する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、熱源機２０を用いた床暖房運転の一次エネルギー消費量と、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた床暖房運転の一次エネルギー消費量とを比較するようにしてもよい。
【０１１３】
＜快適制御処理ルーチン＞
上記ステップ１１４は、図１１に示す給湯用快適制御処理ルーチン、及び図１２に示す暖房用快適制御処理ルーチンにより実現される。
【０１１４】
＜給湯用快適制御処理ルーチン＞
図１１に示す給湯用快適制御処理ルーチンのステップ２５０では、貯湯温センサ５２によって検出された貯湯タンク１４の下部の温度が、所定温度Ｘ℃より高いか否かを判定する。貯湯タンク１４の下部の温度が、所定温度Ｘ℃以下である場合には、ステップ２５２へ移行する。一方、貯湯タンク１４の下部の温度が、所定温度Ｘ℃より高い場合には、貯湯タンク１４が満畜になったと判断し、上記ステップ１００へ戻る。
【０１１５】
ステップ２５２では、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転を行っているか否かを判定する。貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転を行っている場合には、上記ステップ２５０へ戻る。一方、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転を行っていない場合には、ステップ２５４において、貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を用いた貯湯運転を行うように制御して、上記ステップ２５０へ戻る。
【０１１６】
上記の給湯用快適制御処理ルーチンにより、夏場等、少量のお湯を使いたい場合にもいつでも使用できるように、常に貯湯タンク１４を満畜にしておく。
【０１１７】
＜暖房用快適制御処理ルーチン＞
図１２に示す暖房用快適制御処理ルーチンのステップ２６０では、使用者の操作により操作パネル５０における暖房運転スイッチがオンされているか否かを判定する。暖房運転スイッチがオンされていない場合には、上記ステップ１００へ戻る。
【０１１８】
一方、暖房運転スイッチがオンされている場合には、ステップ２６２において、外気温センサ５４によって検出された外気温が、所定温度（−Ｙ℃）より高いか否かを判定する。外気温が、−Ｙ℃以下である場合には、ステップ２６４において、熱源機２０を用いた床暖房運転を行うように制御する。そして、ステップ２６６において、使用者の操作により操作パネル５０における暖房運転スイッチがオフされたか否かを判定する。暖房運転スイッチがオフされると、上記ステップ１００へ戻る。
【０１１９】
一方、上記ステップ２６２において、外気温が、−Ｙ℃より高い場合には、ステップ２６８では、エアコン用ヒートポンプ装置１２を用いた暖房運転を行うように制御すると共に、熱源機２０を用いた床暖房運転を行うように制御する。そして、ステップ２７０において、室温センサ５６によって検出された室温が、所定温度Ｚ℃より高いか否かを判定する。室温が、所定温度Ｚ℃以下である場合には、ステップ２７８において、使用者の操作により操作パネル５０における暖房運転スイッチがオフされたか否かを判定する。暖房運転スイッチがオフされると、上記ステップ１００へ戻る。一方、暖房運転スイッチがオフされていない場合には、上記ステップ２７０へ戻る。
【０１２０】
一方、上記ステップ２７０において、室温が、所定温度Ｚ℃より高い場合には、ステップ２７２において、エアコン用ヒートポンプ装置１２を用いた暖房運転を停止するように制御する。
【０１２１】
そして、ステップ２７４において、ドア開閉センサ５８によってドアの開閉が検知されたか、又は室温が、所定温度Ｚ℃以下となったかを判定する。ドア開閉センサ５８によってドアの開閉が検知された場合、又は室温が、所定温度Ｚ℃以下となった場合には、ステップ２７６において、エアコン用ヒートポンプ装置１２を用いた暖房運転を行うように制御し、上記ステップ２７０へ戻る。一方、ドア開閉センサ５８によってドアの開閉が検知されておらず、かつ、室温が、所定温度Ｚ℃より高い場合には、ステップ２８０において、使用者の操作により操作パネル５０における暖房運転スイッチがオフされたか否かを判定する。暖房運転スイッチがオフされると、上記ステップ１００へ戻る。一方、暖房運転スイッチがオフされていない場合には、上記ステップ２７４へ戻る。
【０１２２】
上記の暖房用快適制御処理ルーチンにより、霜が降りているかの判定を行ってから、暖房運転を開始する。
【０１２３】
＜動作例＞
次に、本発明の実施形態に係る給湯暖房システムＳ１の具体的な動作の一例について説明する。
【０１２４】
図１３には、本発明の実施形態に係る給湯暖房システムＳ１が適用される家庭における一日の給湯・暖房・その他家電の使用例が示されている。
【０１２５】
図１３の例では、給湯需要は一日に３回であり、１回目の給湯需要は、７：３０に開始し、２回目の給湯需要は、１９：３０に開始し、３回目の給湯需要は、２２：３０に開始する。暖房需要は一日に１回であり、１８：００から２１：００までである。その他家電は一日中αｋＷ利用する。
【０１２６】
また、図１４には、外部サーバ６２から受信する情報の一例が示されている。
【０１２７】
図１４の例では、ピークカット要望が発生する時間は１８：００から２１：００までであり、その際のペナルティ料金が発生しない電力の上限値はαkWである。
【０１２８】
また、電気料金単価が０時〜２１時の間は安く、２１時〜２４時の間は高いプランであり、ガス料金単価は一日中一定である。
【０１２９】
次に、異なる設定例に対する、各需要を電気・ガスで賄うかの比較判定結果について説明する（図１５参照）。
【０１３０】
ここでは、３回の給湯と１回の暖房需要に関して、電気のヒートポンプ装置で賄うかガス熱源機で賄うかを比較判定した。
【０１３１】
また、給湯については、Ａ時間前(１．５時間前)に比較判定し、電気に決定した場合は予め貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６を作動して貯湯タンク１４にお湯を貯めておき、給湯需要が発生した際に、貯湯タンク１４のお湯を使用する。
【０１３２】
暖房については、暖房需要が発生した際に電気のヒートポンプ装置で賄うかガス熱源機のどちらで需要を賄うか比較判定した。
【０１３３】
＜設定例１＞
設定例１として、ピークカット制御を優先せずに、光熱費最適制御方式が選択されている場合における、各需要に対する比較判定結果について説明する。
【０１３４】
１回目、２回目の給湯、暖房に関しては電力料金が安い時間帯に需要があるため、貯湯タンク用ヒートポンプ装置及びエアコン用ヒートポンプ装置を作動させて、電気で賄い、３回目の給湯に関しては電力料金が高い時間帯に需要があるため、ガスで賄うことになる。
【０１３５】
＜設定例２＞
設定例２として、ピークカット制御を優先し、かつ、光熱費最適制御方式が選択されている場合における、各需要に対する比較判定結果について説明する。
【０１３６】
基本的には設定例１と同様に貯湯タンク用ヒートポンプ装置を作動させて電気で賄うが、ピークカット要望が発生する１８：００から２１：００までの間に需要がある２回目の給湯と暖房については、ペナルティ電力を越えないように、熱源機２０を作動させて、ガスで賄うことになる。
【０１３７】
＜設定例３＞
設定例３として、ピークカット制御を優先せず、かつ、一次エネルギー最適制御方式が選択されている場合における、各需要に対する比較判定結果について説明する。
【０１３８】
全ての給湯、暖房需要において、一次エネルギー効率が高い、貯湯タンク用ヒートポンプ装置及びエアコン用ヒートポンプ装置を作動させて、電気で賄うことになる。
【０１３９】
以上詳述したように、本発明の実施形態によれば、ピークカット制御方式、光熱費最適制御方式、一次エネルギー最適制御方式、及び快適制御方式のうち、使用者により選択された制御方式に従って、熱源機、エアコン用ヒートポンプ装置、及び貯湯タンク用ヒートポンプ装置を制御する。このように、使用者が給湯・暖房運転を行う際に、自分でピークカット・光熱費・一次エネルギー・快適性のどの指標を優先させるか選んで運転させることができ、使用者のニーズに合わせた給湯・暖房運転を行うことができる。
【０１４０】
更に、ヒートポンプ装置と熱源機どちらが故障した際にも、自動で運転を切り替えるため、安心して給湯・暖房利用ができる。
【０１４１】
また、電気式ヒートポンプとガス熱源機を組み合わせた給湯暖房システムについて、給湯及び暖房は熱源機からでもヒートポンプ装置からでも可能であること、ＨＥＭＳで熱源機、ヒートポンプ装置、エアコン、及びその他家電の運転を制御可能であることを活かして、使用者のニーズに合わせた給湯・暖房運転制御を可能にすることができる。
【０１４２】
＜変形例＞
次に、本発明の実施形態の変形例について説明する。
【０１４３】
ピークカット制御方式において、契約電力の上限値を超えないように制御してもよい。この場合には、ピークカット制御方式を優先するか否かを選択せずに、光熱費最適制御方式、一次エネルギー最適制御方式、及び快適制御方式のうちの何れか選択された制御方式に従った制御と並行して、ピークカット制御方式に従った制御を行えばよい。
【０１４４】
また、本発明の実施形態において、ピークカット制御方式、光熱費最適制御方式、一次エネルギー最適制御方式、及び快適制御方式のうちの３つ制御方式、又は２つの制御方式から、使用者が選択するようにしてもよい。
【０１４５】
また、本発明の実施形態において、エアコン用ヒートポンプ装置１２と貯湯タンク用ヒートポンプ装置１６とを、１つのヒートポンプ装置として構成してもよい。
【０１４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１４７】
Ｓ１…給湯暖房システム、１０…エアコン、１２…エアコン用ヒートポンプ装置、１４…貯湯タンク、１６…貯湯タンク用ヒートポンプ装置、１８…床暖房装置、２０…熱源機、４８…制御ユニット、５０…操作パネル、５２…貯湯温センサ、５４…外気温センサ、５６…室温センサ、５８…ドア開閉センサ、６０…ネットワーク、６２…外部サーバ、７０…設定部、７２…判定部、７４…ピークカット制御部、７６…光熱費最適制御部、７８…一次エネルギー最適制御部、８０…快適制御部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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