(57)【要約】【課題】  費用効率が高いときに、時間帯別基準で料金請求を受ける電気を使って、施設を暖める。【解決手段】  施設内空間を高い費用効率で暖める方法は、（ａ）電気業者からの電気コストを決めること、（ｂ）前記決められた電気コストが電気価格設定値より低いとき、水のような加熱可能な材料を第１の温度設定値を超えて暖めるに充分な電気を前記電気業者から得ること、（ｃ）前記加熱可能な材料が前記第１の温度設定値を超える温度を有しかつ空間が暖房を必要としているとき、前記加熱可能な材料に蓄えられた熱の少なくとも一部を使って前記空間を暖めることを含む。そのような方法は、時間帯別基準で料金請求を受ける電気を使うときに、特に費用効率が高い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
施設内の空間を暖房する方法であって
（ａ）電気業者からの電気コストを決めること、
（ｂ）前記決められた電気コストが電気価格設定値より低いとき、
加熱可能な材料を第１の温度設定値を超えて加熱するに充分な電気を前記電気業者から得ること、及び
（ｃ）前記加熱可能な材料が前記第１の温度設定値を超える温度を有しかつ空間が暖房を必要としているとき、前記加熱可能な材料に蓄えられた熱の少なくとも一部を使って前記空間を暖めることを含む、暖房方法。
【請求項２】
前記加熱可能な材料が前記第１の温度設定値以下の温度を有するとき、前記電気業者からの電気以外のエネルギー源を使って前記空間を暖める、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記加熱可能な材料は水である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記水は施設に家庭用温水を供給するためにタンク内で加熱され、前記第１の温度設定値は、前記空間の加熱に用いることができる温水であってなおかつ必要な家庭用温水を前記施設に供給するに充分に暖かな温水の最低温度に一致している、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記電気価格設定値は、前記電気業者からの電気以外のエネルギー源で前記空間を暖めるためにエネルギーを得るコストである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記電気以外のエネルギー源は、暖房用油、プロパン、天然ガス及びブタンから成るグループから選ばれた燃料である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記燃料は炉内で空気を加熱すべく燃焼され、また前記水からの熱は熱交換器を経て前記炉内の空気に移送される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記電気の監視されたコストが前記電気価格設定値を超えるとき、前記第１の温度設定値より低くかつ必要な家庭用温水を前記施設に供給するに必要な最低温度を超える第２の温度設定値のあたりに前記加熱可能な材料を維持すべく、前記電気業者から充分な電気を得る、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記燃料価格が前記電気価格よりも低いとき、必要な家庭用温水を前記施設に供給するに必要な少なくとも最低温度に前記水を加熱するために前記燃料が燃焼される、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記電気の監視されたコストが前記電気価格設定値より安く、前記加熱可能な材料の温度が前記第１の温度設定値よりも低いとき、前記空間を抵抗加熱するのに電気を使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
空間を加熱する方法を実施すべくコントローラで実行するための命令及びステートメントでコード化された、コンピュータが読み取り可能な媒体であって、
前記方法は、
（ａ）電気業者から料金の請求を受けた電気コストを決めること、
（ｂ）前記決められた電気コストが電気料金設定値より低いとき、加熱可能な材料を第１の温度設定値を超えて加熱するに充分な電気を前記電気業者から得ること、及び
（ｃ）前記加熱可能な材料が前記第１の温度設定値を超える温度を有しかつ空間が暖房を必要としているとき、前記加熱可能な材料に蓄えられた熱の少なくとも一部を使って前記空間を暖めることを含む、コンピュータが読み取り可能な媒体。
【請求項１２】
前記方法は、さらに、前記加熱可能な材料が前記第１の温度設定値以下の温度を有するとき、前記電気業者からの電気以外のエネルギー源を使って前記空間を暖めることを含む、請求項１１に記載の媒体。
【請求項１３】
前記加熱可能な材料は水である、請求項１２に記載の媒体。
【請求項１４】
前記水は施設に家庭用温水を供給するためにタンク内で加熱され、前記第１の温度設定値は、前記空間の加熱に用いることができる温水であってなおかつ必要な家庭用温水を前記施設に供給するに充分に暖かな温水の最低温度に一致している、請求項１３に記載の媒体。
【請求項１５】
前記電気価格設定値は、前記電気業者からの電気以外のエネルギー源で前記空間を暖めるためにエネルギーを得るコストである、請求項１４に記載の媒体。
【請求項１６】
前記電気以外のエネルギー源は、暖房用油、プロパン、天然ガス及びブタンから成るグループから選ばれた燃料である、請求項１４に記載の媒体。
【請求項１７】
前記燃料は炉内で空気を加熱すべく燃焼され、また前記水からの熱は熱交換器を経て前記炉内の空気に移送される、請求項１５に記載の媒体。
【請求項１８】
前記電気の監視されたコストが前記電気価格設定値を超えるとき、前記第１の温度設定値より低くかつ必要な家庭用温水を前記施設に供給するに必要な最低温度を超える第２の温度設定値のあたりに前記加熱可能な材料を維持すべく、前記電気業者から充分な電気を得る、請求項１４に記載の媒体。
【請求項１９】
前記燃料価格が前記電気価格よりも低いとき、必要な家庭用温水を前記施設に供給するに必要な少なくとも最低温度に前記水を加熱するために前記燃料が燃焼される、請求項１５に記載の媒体。
【請求項２０】
前記電気の監視されたコストが前記電気価格設定値より安く、前記加熱可能な材料の温度が前記第１の温度設定値よりも低いとき、前記空間を抵抗加熱するのに電気を使用する、請求項１１に記載の媒体。
【請求項２１】
（ａ）施設の空間に空気を送るための空気供給手段と、
（ｂ）加熱可能な媒体を暖めるための電気ヒータと、
（ｃ）前記加熱可能な媒体に流体的に連結され、前記空気供給手段に熱的に連結された加熱回路と、
（ｄ）空間を加熱する方法を実施すべくコントローラで実行するための命令及びステートメントでコード化されたコントローラとを含み、
前記方法は
電気業者から料金の請求を受ける電気コストを決めること、
前記決められた電気コストが電気料金設定値より低いとき、加熱可能な材料を前記電気ヒータを使用して第１の温度設定値を超えて加熱するに充分な電気を前記電気業者から得ること、及び
前記加熱可能な材料が前記第１の温度設定値を超える温度を有しかつ前記空間が暖房を必要としているとき、前記加熱回路からの熱を前記供給手段に移送することを含む、施設を暖房するためのシステム。
【請求項２２】
前記加熱可能な媒体は水であり、前記システムは温水を蓄えるための家庭用温水タンクをさらに含む、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記加熱回路は前記タンクに流体的に連結されており、前記加熱回路は、さらに、前記コントローラと通信し前記加熱回路を経て暖められた温水を循環させるべく動作可能のポンプを含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記空気供給手段は、さらに、内蔵ファンを有しかつ前記コントローラと通信する強制空気炉を含む、請求項２３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、施設の暖房に関し、より詳細には、時間帯別基準に基づいて料金請求を受ける電気を使用する暖房施設に関する。
【背景技術】
【０００２】
暖房、家庭用温水及び水泳プールなどの娯楽設備は、多くの施設の中で最も大きなエネルギー用途の一部である。加熱は、電気及び／又は多くの加熱燃料のいずれによっても遂行することができる。最も一般的な加熱燃料は、暖房用油、天然ガス又はプロパンなどの石油ベース燃料である。ほとんどの施設は、それらのすべての加熱利用のために石油ベースの燃料を使う。燃料コストは、１日中及び１年の複数の季節を通して暖房を必要とする寒い気候に位置する施設にとって、
エネルギー請求書のかなりの部分を含む。加熱のための石油ベース燃料は、一般的に、物価に配達料を加算して料金を請求され、請求期間での消費量に基づいて劇的に変化することはない。
【０００３】
施設の非加熱電気負荷の合計は、該施設内の装置や設備によって使われた電気から成る。前記非加熱電気負荷は、一般的に、夜間の最も低い需要と、夕方近く及び夕方の最も高い需要とで、一日中変動する。
【０００４】
ユーザへの請求は、利用設備によって多くの価格モデルを適用することができる。一つの手法は、使用時間に基づく電気使用に関してユーザに料金を請求することである。この手法は、特に電力に対する需要が一定ではなく、需要はその日の他の残部よりもかなり高いレベルでピークに達するときが各日に一定時間があるような用途に望ましい。ピーク電力需要を満たすために、前記利用設備は、非ピーク期間の電力購入コストよりもかなり高い価格で現金取引市場の卸売りの契約を通して、追加のエネルギーを購入する必要があるかもしれない。
【０００５】
そのような価格形式を使用している公益事業体は、一定の時間間隔で電気の使用を記録する電気需要計器をユーザ施設に設置する。これらの計器は、前記公益事業体が時刻に依存する異なる料金を請求することを可能にし、一般的に、請求される料金は、一日の各期間で前記共益事業体が電気を発生させる又は得るコストを反映する。前記料金の意図は、前記共益事業体を介して追加された電気購入が非常に高価なピーク負荷期間から電気が余分の状態にあって価格が非常に安い期間に利用を移動させるように、ユーザに勧めることである。
【０００６】
施設は電気又は燃料によって暖めることができる。例えば、施設は天然ガスを燃やす炉で暖めることができる。ガスのコストは、比較的一定であるが、オフピーク時の電気のコストよりも大幅に高いかもしれない。しかしながら、ピーク電気使用期間にその電気が時間帯別基準に基づいて購入されると、ガスを使って施設を暖めるほうが、電気によるよりも、費用効率が高いかもしれない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、費用効率が高い方法で施設を暖めることである。本発明に特有な目的は、そうすることが費用効率が高いときに、時間帯別基準で料金請求を受ける電気を使って、施設を暖めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１態様によれば、施設内の空間を暖める方法、該方法を実行するためのシステム及びコンピュータが読み取り可能な媒体が提供される。前記方法は、（ａ）電気業者からの電気コストを決めること、（ｂ）前記決められた電気コストが電気価格設定値より低いとき、水のような加熱可能な材料を第１の温度設定値を超えて加熱するに充分な電気を前記電気業者から得ること、及び（ｃ）前記加熱可能な材料が前記第１の温度設定値を超える温度を有しかつ空間が暖房を必要としているとき、前記加熱可能な材料に蓄えられた熱の少なくとも一部を使って前記空間を暖めることを含む。
【０００９】
前記加熱可能な材料が前記第１の温度設定値以下の温度を有するとき、前記電気業者からの電気以外のエネルギー源を使って前記空間を暖めることができる。
【００１０】
前記加熱可能な材料が水であるとき、前記施設に家庭用温水を供給するためにタンク内で前記水を加熱することができる。そのような場合に、前記第１の温度設定値は、前記空間の加熱に用いることができる温水であってなおかつ必要な家庭用温水を前記施設に供給するに充分に暖かな温水の最低温度に一致している。前記電気価格設定値は、前記電気業者から電気以外のエネルギー源で前記空間を暖めるためにエネルギーを得るコストであるかもしれない。前記電気以外のエネルギー源は、暖房用油、プロパン、天然ガス及びブタンから成るグループから選ばれた燃料であるかもしれない。前記燃料は、炉内で空気を加熱すべく燃焼され、また前記水からの熱は熱交換器を経て前記炉内の空気に移送される。
【００１１】
前記電気の監視されたコストが前記電気価格設定値を超えるとき、前記第１の温度設定値より低くかつ必要な家庭用温水を前記施設に供給するに必要な最低温度を超える第２の温度設定値のあたりに前記加熱可能な材料を維持すべく、充分な電気を前記電気業者から得ることができる。
【００１２】
前記燃料価格が前記電気価格より低いとき、必要な家庭用温水を前記施設に供給するに必要な少なくとも最低温度に水を加熱するために前記燃料を燃やすことができる。
【００１３】
前記電気の監視されたコストが前記電気価格設定値より安く、前記加熱可能な材料の温度が前記第１の温度設定値より低いとき、前記空間を抵抗加熱するのに電気を使用することができる。
【００１４】
前記施設を暖房するための前記システムは、（ａ）施設の空間に空気を送るための空気供給手段と、（ｂ）加熱可能な媒体を暖めるための電気ヒータと、（ｃ）前記加熱可能な媒体に流体的に連結され、前記空気供給手段に熱的に連結された加熱回路と、（ｄ）空間を加熱する方法を実施すべくコントローラで実行するための命令及びステートメントでコード化されたコントローラとを含み、前記方法は、電気業者から料金の請求を受ける電気コストを決めること、前記決められた電気コストが電気料金設定値より低いとき、加熱可能な材料を前記電気ヒータを使用して第１の温度設定値を超えて加熱するに充分な電気を前記電気業者から得ること、及び前記加熱可能な材料が前記第１の温度設定値を超える温度を有しかつ前記空間が暖房を必要としているとき、前記加熱回路からの熱を前記空気供給手段に移送することを含む。
【００１５】
前記加熱可能な媒体は水であるかもしれず、そのような場合に、温水を蓄えるために、前記システムはさらに家庭用温水タンクを含む。前記加熱回路は前記タンクに流体的に連結されており、前記加熱回路は、さらに前記コントローラと通信し前記加熱回路を経て温水を循環させるべく動作可能なポンプを含むことができる。
【００１６】
前記空気供給手段は、さらに、内蔵ファンを有しかつ前記コントローラと通信する空気炉を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例に係る施設暖房システムの構成要素の概要を示すブロック図である。
【図２】施設の暖房を制御するために前記暖房システムのコントローラで実行される第１の一連のステップのフローチャートである。
【図３】施設の暖房を制御するために前記暖房システムのコントローラで実行される第２の一連のステップのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の1実施例によれば、図１を参照するに、電気業者によって時間帯別基準で料金の請求を受ける電気を使用する施設は、費用効率的及び効率的な方法で施設の空間を暖房する施設暖房システム１０を備える。以下に説明するように、暖房システム１０は、水又は他の加熱可能な材料を加熱し、温水に熱を蓄え、そして施設空間を加熱するために蓄えられた熱を使うべく、オフピーク時の低コスト電気を使用する。
【００１９】
施設暖房システム１０の重要な構成要素は、温水タンク１２と、該温水タンク１２内の一対の電気ヒータ１４（ａ）、１４（ｂ）と、温水タンク１２に流体的に連結され、循環ポンプ１８を有する温水回路１６と、強制空気加熱システム２４の空気供給ダクト２２に熱的に連結された加熱コイル２０とを含む。コントローラ２６は、温水ヒータ１４（ａ）、１４（ｂ）、前記ポンプ１８、温水タンク１２内の温度センサ２８および強制空気加熱システム２４の炉３２内のファン３０と通信する。
【００２０】
上記の構成要素の少なくとも一部、例えば強制空気加熱システム２４及び温水タンク１２は、すでに施設に存在しているかもしれない。前記システム１０は、そのような構成要素を使うことができ、あるいは個別の構成要素を本発明の特許請求の範囲中で設けることができる。この記載された実施例は、前記施設に家庭用温水を提供するために使われる既存の強制空気加熱システム２４及び既存の温水タンク１２を使用する前記暖房システム１０である。
【００２１】
前記暖房システム１０の使用に適する既存の温水タンク１２は、該タンク１２からの温水吐出管３４及び冷水源（図示せず）からの冷水供給管３８に連結された混合バルブ３６を備える。前記温水タンクは、熱が数時間にわたって漏れないであろうことを保証する高い水準に絶縁されるべきである。温水タンク１２内の湯の温度が変動するので、混合バルブ３６は、一定の家庭用温水最高温度設定値、一般的に華氏約１２０度（摂氏約４８．９度）に家庭用温水を維持すべく稼動することができる。温水タンク１２はこの温度設定値以上の温水を放出し、また前記混合バルブは、前記施設に分配される家庭用温水が従来技術でよく知られた方法で前記温度設定値に維持されているように、充分な冷水を混ぜ合わせる。
【００２２】
前記２つの温水ヒータ１４（ａ）、１４（ｂ）は、前記タンク内の既存のヒータとすることができ、また施設加熱システム１０に要求される必要な熱出力を提供するように、修正することができる。代わりに、電気ヒータ１４（ａ）、１４（ｂ）の一方又は両方を、前記タンク１２の温水を加熱するために、該タンクに設置することができる。温水タンクの寸法と、加熱エレメントの出力及び数とは、温める必要のある前記空間に依存するであろう。例えば、４，０００平方フィート（約３７１．６平方メートル）の空間を熱するために、１００ガロン（約３７８．５４リットル）の温水タンクは、約７０，０００BTU（約７３，８５０ｋJ）の蓄えられた熱エネルギーを提供する１９０°Ｆ（約８７．８℃）の最高温設定値にタンク内で水を熱するために、一対の６kWのヒータを備えることができる。
【００２３】
温水回路１６は、前記施設に暖房を提供すべく、前記タンク１２内の温水からの熱を強制空気加熱システム２４によって循環させられた空気に移送するために設置されている。温水回路１６は、前記タンク１２から伸びる給湯管と、前記タンク１２に達する湯帰還管と、前記給湯管及び前記湯帰還管に流体的に連結された入口端および出口端を有する加熱コイル２０とから成る水流ループである。前記ポンプ１８は、温水回路１６に流体的に連結され、温水タンク１２から温水を汲み上げ、そして加熱コイル２０を経て、該加熱コイルで熱は前記温水から空気供給ダクト２２内の空気に移送され、そして冷めた湯を前記タンク１２に戻すように動作可能である。
【００２４】
コントローラ２６は、温度センサ２８を介して前記温水の温度を監視し、また前記施設の暖房サーモスタット（図示せず）と通信し、前記温度センサは前記タンク１２内の既存のサーモスタット又は専用センサでも良い。コントローラ２６は、従来技術で知られているような直接デジタルコントローラ（ＤＤＣ）、ＰＩＤコントローラ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、多目的コンピュータ又はプログラマブルコンピュータのいずれかのタイプであるかもしれない。
【００２５】
コントローラ２６は、電気価格に関連するデータと、温水タンク１２のための温度設定値とを記憶するランダムアクセスメモリ装置（図示せず）を有する。電子ディスプレイ及びキーボード（図示せず）などの入出力装置は、コントローラ３０に接続されており、コントローラ２６中に電気価格データ、電気価格及び温度設定値を入力するために使うことができる。コントローラ２６は、自動的に新しい電気価格データを受け取り、記憶するために、また外部の通信ネットワークに接続される。例えば、モデム又はネットワークカード４０は、電気公益事業体又は他の電気業者から自動的に電気価格データを更新するため及び前記コントローラ内のタイムレコーダが正確であること保証するために、インターネット４２に接続することができる。前記電気価格データは、キロワット時（ｋＷｈ）単位で価格設定され、前記システム１０により購入可能な電気の現在の市場価格を含む。さらに、管轄区域によって、ＩＰＰからの電力プール又は購買契約を通して電気を購入するか売る機会が存在するかもしれない。前記電気価格データは、これに限られないが、操作環境および現在のプール価格が入る契約など、電力プールでの現在の電力プール価格と関連している情報を含むこともできる。
【００２６】
本実施例では、コントローラ２６は前記タンク１２内の温水のために３つの高温設定値でプログラムされている。第１の設定値は、前記供給空気を加熱すべく前記加熱回路１６を通って循環することができる温水であってなおかつ必要な家庭用温水を供給するに充分に暖かな温水の最低温度に一致している（「最低限の暖房温度設定値」）。第２の設定値は、電気料金が電気価格設定値を下回るときの温水のための目標温度値に一致している（「低コスト温度設定値」）。第３の設定値は、電気料金が電気価格設定値より高いときの温水のための目標温度値に一致している（「高コスト温度設定値」）。前記高コスト温度設定値は、最小限の暖房温度設定値より低く、この両者は低コスト温度設定値より低い。
【００２７】
前記電気価格設定値はユーザの判断で設定することができるが、好ましくは、施設を暖房するために電気を使うことが、他のエネルギー源を使うよりも費用効率が高くなるしきい値価格に一致するように設定される。例えば、強制空気加熱システム２４を使う施設空間の暖房コストは、前記炉２４で燃やされた天然ガスのコストである。天然ガスのコストは、比較的一定の傾向があり、したがって、天然ガス価格設定値は時々手動で更新されるのみである。代替的に、インターネット経由で天然ガス価格データを天然ガス供給者から得て、電気価格設定値が自動的に現在の天然ガス市価と一致するように調整すべく、コントローラ２６をプログラムすることができる。
【００２８】
時間帯別電気の管轄区域では、電気は、夕方や週末などのピークを過ぎた期間に、天然ガスよりずっと安い傾向がある。ピーク期間の間は、電気のコストは天然ガスのコストよりかなり高いことがある。コントローラ２６は、ピークオフ期間（すなわち、電気が天然ガスより安いとき）に、低コスト温度設定値で前記タンク１２内の湯の温度を維持すべく電気を使い、ピーク期間（すなわち、電気が天然ガスより高価なとき）に、高コスト温度設定値で前記タンク１２内の湯の温度を維持すべく電気を使うように、制御手法を実行することをプログラムされる。高コスト温度設定値は低コスト温度設定値より低い。前記タンク内の温度が前記最低限の暖房温度設定値を超えると、必要な家庭用温水を前記施設に供給するに充分な熱エネルギーが前記タンク内にあり、いかなる余分の熱エネルギーも、前記施設に暖房を提供すべく前記強制空気加熱システム内で供給空気を加熱するために使われる。前記タンク内の温度が前記最小限の暖房温度設定値を下回ると、前記炉が施設に暖房を提供するためにオンされる。
【００２９】
このプログラム制御手法は、図２及び３に示されたフローチャートで例示されている。図２のフローチャートを参照するに、コントローラ２６は、インターネットにアクセスして電気価格をチェックするために、モデム又はネットワークカード４０を使う（ステップ５０）。コントローラ２６は、次に、そのメモリ装置に記憶された電気価格設定値に対して前記価格を比較し（ステップ５２）、前記価格が前記設定値より大きければ、コントローラ２６は、タンク湯温が高コスト温度設定値、すなわち、施設に家庭用温水を提供するのに充分に高いが暖房に提供するのに充分に高くない温度に維持される高コストモードに入る。このモードでは、コントローラ２６は、タンクサーモスタット２８をチェックし（ステップ５４）、湯温が高コスト温度設定値以上であれば（ステップ５６）、電気ヒータ１４（ａ）、１４（ｂ）が既にオフされていなければ、オフされる（ステップ５８）。前記湯温が前記高コスト温度設定値未満であれば、電気ヒータ１４（ａ）、１４（ｂ）が既にオンされていなければ、オンされる（ステップ６０）。
【００３０】
電気価格が電気価格設定値より小さければ、コントローラ２６は、タンク湯温が低コスト温度設定値、すなわち、施設に暖房及び家庭用温水の両方を提供するために、湯がタンク内に選択された熱量を蓄える温度に維持される低コストモードに入る。このモードでは、コントローラ２６は、タンクサーモスタット２８をチェックし（ステップ６２）、湯温が低コスト温度設定値以上であれば（ステップ６４）、電気ヒータ１４（ａ）、１４（ｂ）が既にオフされていなければ、オフされる（ステップ６６）。前記湯温が低コスト温度設定値未満であれば、電気ヒータ１４（ａ）、１４（ｂ）が既にオンされていなければ、コントローラ２６は、それらをオンする（ステップ６８）。
【００３１】
次に図３に示され、図２で続けられたステップと同時のフローチャートを参照するに、コントローラ２６は、また施設空間が必要とする熱量を監視し、必要に応じて炉３２又は加熱回路１６を操作する。コントローラ２６は最初に温水タンクサーモスタット２８をチェックする（ステップ７０）。前記温水温度が前記最低限の暖房温度設定値以上であれば、コントローラ２６は、温水暖房モードに入り、該温水暖房モードでは、前記施設に温水暖房及び家庭用温水の両方を提供するのに充分な熱エネルギーが前記温水タンク内にある。このモードでは、コントローラ２６は、炉３２が既にオフされていなければ、該炉をオフし（ステップ７２）、そして、前記施設空間サーモスタットをチェックする（ステップ７４）。前記空間サーモスタットが前記空間を加熱する必要があることを示すと、コントローラ２６は、加熱回路ポンプ１８及び炉ファン３０をオンし、前記タンク１２からの温水を加熱回路１６を経て循環させ、また空気を加熱コイル２０による加熱のための空気供給ダクト２２を経て循環させる。前記空間温度計が、前記空間に加熱が必要でないことを示すと、前記ファン３０及び循環ポンプ１８が既にオフでないならば、それらがオフにされる（ステップ７８）。
【００３２】
前記温水が前記最小限の暖房温度設定値より低いと、前記コントローラーは炉暖房モードに入り、該炉暖房モードでは、前記タンク１２内には暖房を提供するのに充分な熱エネルギーがなく、前記炉がオンされなければならない。前記空間サーモスタットが前記空間を暖房する必要があることを示すと、前記コントローラは炉をオンする（ステップ８０）。前記空間に暖房が必要でないことを前記サーモスタットが示すと、前記炉はオフされる（ステップ８２）。
【００３３】
本発明の代替的な実施例によれば、電気の電気抵抗ヒータ（図示せず）は、空気供給ダクト２２内又は前記施設空間内に設けられ、前記施設の電気配線に接続され、またコントローラ２６と通信する。前記タンク１２内の温度が前記最小限の暖房温度設定値を下回り、また、前記電気コストが前記電気価格設定値より少ないと、コントローラ２６は、供給空気に熱を提供するために前記抵抗ヒータを活性化することをプログラムされる。これらの状況の下では、前記タンク１２内に暖房を提供するのに充分な熱がないが、例えば、家庭用温水及び暖房の両方への多くの需要があるとき、電気コストは天然ガスコストより低い。そのような場合、天然ガスよりも電気を使って前記空間を暖房することがより費用効率が高く、コントローラ２６は、電気を使う暖房は費用効率が高く無くなるまで、炉３２の使用を避けるであろう。
【００３４】
発明の他の代替的な実施例によれば、前記システム１０は、天然ガスなどの燃料を燃やすことによって水を加熱する補助のガスボイラー（図示せず）を含む。前記ガスボイラーは、温水タンク１２に連結され、電気価格が燃料価格より高いとき、水を加熱するためにオンされる材料供給水路（feed and supply water lines）を有する。コントローラ２６のプログラミングは、電気価格が燃料価格より高い限り、電気ヒータ１４（ａ）、１４（ｂ）の使用を避けるように修正され、また、ガスボイラーは、少なくとも施設に家庭用温水を提供するため又は家庭用温水及び暖房の両方さえも提供するために必要とされる温度を超える温度に前記タンク１２の温度を維持するために使われる。
【００３５】
さらに他の代替的な実施例によれば、加熱回路１６の加熱コイル２０は前記炉の空気供給ダクト２２に熱的に結合されず、代わりに、暖房を必要としている施設の１つ又は複数の部屋に置かれる。
【００３６】
加熱回路１６を経て循環する温水からの熱は、したがって、暖房するのを必要とする前記空間に直接放射される。
［例］
【００３７】
オンタリオ州の建造物、カナダは、強制空気加熱システム及び家庭用温水タンクを有し、上で説明されるような暖房装置を取り付けられた。前記タンクは、１００ガロン（約３７８．５リットル）の容量と、１２０°Ｆ（約４８．９℃）で家庭用温水を供給するために目盛り付けされた冷水混合バルブとを有する。コントローラは、１３０°Ｆ（約５４．４℃）の最小限の暖房温度設定値、１２５°Ｆ（約５１．７℃）の高コスト温度設定値及び１９０°Ｆ（約８７．８℃）の低コスト温度設定値で、プログラムされた。前記タンクには、２つの6kWの電気温水器及び加熱回路を取り付け、該加熱回路は、ポンプと、前記強制空気加熱システムの前記空気供給ダクト内に挿入された加熱コイルとを有する熱水配管から成る。前記強制空気加熱システムは８０％の効率で動作する天然ガス炉を使った。
【００３８】
明細書の作成時に、天然ガスのコストは１３．７９ドル／ｇＪであった。前記コントローラは０．６２ドル／ｋＷｈの電気価格設定値でプログラムされ、それは１３．７９ドル／ｇJで供給された天然ガスとほぼ一致しており、炉の効率（．６２ドル＝１３．７９ドル／(８０％×２７７．７８））を考慮している。前記コントローラは、オンタリオハイドロウェブサイト上で提供された時間帯別価格情報によって前記コントローラがワールドワイドウェブ経由で通信することを可能にしたイーサネット（登録商標）ポートを有していた。明細書の作成時に、オンタリオハイドロは、夕方及び週末に０．０２９ドル／ｋWｈで電気を販売しており、それは、８．２２ドル／ｇJ熱で供給されていた天然ガスとほぼ等しい（効率及び税を含む）。この価格で、前記コントローラは、１９０°Ｆ（約約８７．８℃）の設定値に温水タンク内の湯を熱し、したがって、前記タンク内で約７０，０００BTU（約７３，８５０ｋJ）の熱エネルギーを蓄えるために前記温水器を活性化するようにプログラムされた。前記電気料金が前記電気コスト設定値を越えているとき、前記コントローラは、前記温水器の動作を止め、前記温度が１２５°Ｆ（約５１．７℃）に降下することを可能にする。
【００３９】
前記タンク内の湯温が１３０°Ｆ（約５４．４℃）の最小限の暖房温度設定値を超え、建造物の前記部屋サーモスタットが、暖房を必要としていることを示すとき、前記コントローラは前記炉の動作を止めて、前記加熱コイルに熱せられた湯を供給するために前記炉のファンと前記加熱回路のポンプとを作動させ、これにより、前記供給空気を加熱した。前記温度が１３０°Ｆ（約５４．４℃）の最小限の暖房温度設定値を下回ったとき、前記コントローラはポンプ作動を止め、前記炉を活性化した。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明が好適な実施例でここに説明されたが、本発明に種々の変更や付加が可能であることは、当業者が理解できるであろう。本発明の精神及び請求の範囲内で変更や置換が考えられる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  施設暖房システム
１２  温水タンク
１４  電気温水器（ヒータ）
１６  温水回路（加熱回路）
１８  循環ポンプ
２０  加熱コイル
２２  空気供給ダクト
２４  強制空気加熱システム（空気供給手段）
２６  コントローラ（コンピュータ）
２８  温度センサ（サーモスタット）
３０  ファン
３２  炉
３４  温水吐出管
３６  混合バルブ
３８  冷水供給管
４０  ネットワークカード
４２  インターネット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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