(57)【要約】【課題】  過去の負荷状態と運転当日の負荷状態とを利用して風呂の湯張りをある程度正確に予測することができるコージェネレーションシステムを提供すること。【解決手段】  熱電併給装置２と、熱電併給装置２からの熱を温水として貯湯する貯湯装置３と、熱電併給装置２を運転制御するための制御手段３４とを備えたコージェネレーションシステム。制御手段３４は、運転当日の風呂湯張りの有無を判定するための予測湯張り判定手段３４と、予測湯張り判定手段３４の湯張りの有無判定に基づいて運転スケジュールを設定するための運転スケジュール設定手段４４と有し、予測湯張り判定手段３４は、過去の特定時間帯の負荷状態と湯張り有無との相関係数を演算し、演算された相関係数のうち相関関係の大きいものを抽出し、抽出された過去の特定時間帯の負荷状態と運転当日の特定時間帯の負荷状態に基づいて運転当日の風呂湯張りの有無を予測判定する。【選択図】  図２
2007003047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力と熱を発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置からの熱を温水として貯湯するための貯湯装置と、前記熱電併給装置を運転制御するための制御手段と、を備えたコージェネレーションシステムであって、
前記制御手段は、運転当日の風呂湯張りの有無を判定するための予測湯張り判定手段を有し、前記予測湯張り判定手段は、過去の特定時間帯の負荷状態と風呂湯張りの有無との関係に基づいて、前記過去の特定時間帯の負荷状態と湯張り有無との相関係数を演算するための相関演算手段と、前記相関演算手段により演算された相関係数のうち所定値以上のものを抽出する相関抽出手段と、前記相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の負荷状態と運転当日の前記特定時間帯の負荷状態に基づいて運転当日の風呂湯張りの有無を予測判定する予測判定手段と、を含んでいることを特徴とするコージェネレーションシステム。
【請求項２】
前記予測湯張り判定手段は、更に、前記相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の負荷状態と前記運転当日の前記特定時間帯の負荷状態とを対比する負荷状態対比手段を含み、前記予測判定手段は、前記負荷状態対比手段の対比結果に基づいて運転当日の風呂湯張りの有無を予測判定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。
【請求項３】
前記予測湯張り判定手段の前記相関演算手段は、前記過去の特定時間帯の負荷状態と風呂湯張りの有りとの関係に基づいて前記過去の特定時間帯の負荷状態と湯張り有りとの相関係数を演算するための湯張り有り相関演算手段と、前記過去の特定時間帯の負荷状態と風呂湯張り無しとの関係に基づいて前記過去の特定時間帯の負荷状態と湯張り無しとの相関係数を演算するための湯張り無し相関演算手段とを含んでおり、
前記予測湯張り判定手段の前記相関抽出手段は、前記湯張り有り相関演算手段より演算された相関係数のうち第１所定値以上のものを抽出する湯張り有り相関抽出手段と、前記湯張り無し相関演算手段により演算された相関係数のうち第２所定値以上のものを抽出する湯張り無し相関抽出手段とを含んでおり、
前記予測湯張り判定手段は、更に、前記湯張り有り相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の負荷状態と前記湯張り無し相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の負荷状態とを対比して同一乃至類似の負荷状態の抽出を取り消すための抽出キャンセル手段を含んでおり、
前記負荷状態対比手段は、前記抽出キャンセル手段による抽出取り消し後の前記湯張り有り相関抽出手段により抽出された残りの負荷状態及び前記湯張り無し相関抽出手段により抽出された残りの負荷状態と、前記運転当日の前記特定時間帯の負荷状態とを対比し、前記予測判定手段は、前記負荷状態対比手段の対比結果に基づいて運転当日の風呂湯張りの有無を判定することを特徴とする請求項２に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項４】
前記予測湯張り判定手段は、更に、前記相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の負荷状態の平均値を演算する抽出負荷平均演算手段と、前記抽出負荷平均演算手段の平均値と前記運転当日の前記特定時間帯の負荷状態との相関係数を演算するための判定相関演算手段とを含み、前記予測判定手段は、前記判定相関演算手段の演算結果に基づいて運転当日の風呂湯張りの有無を予測判定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。
【請求項５】
前記予測湯張り判定手段の前記相関演算手段は、前記過去の特定時間帯の負荷状態と風呂湯張りの有りとの関係に基づいて前記過去の特定時間帯の負荷状態と湯張り有りとの相関係数を演算するための湯張り有り相関演算手段と、前記過去の特定時間帯の負荷状態と風呂湯張り無しとの関係に基づいて前記過去の特定時間帯の負荷状態と湯張り無しとの相関係数を演算するための湯張り無し相関演算手段とを含んでおり、
前記予測湯張り判定手段の前記相関抽出手段は、前記湯張り有り相関演算手段より演算された相関係数のうち第１所定値以上のものを抽出する湯張り有り相関抽出手段と、前記湯張り無し相関演算手段により演算された相関係数のうち第２所定値以上のものを抽出する湯張り無し相関抽出手段とを含んでおり、
前記予測湯張り判定手段は、更に、前記湯張り有り相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の負荷状態と前記湯張り無し相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の負荷状態との相関係数を演算するための湯張り有無相関演算手段と、前記湯張り有無相関演算手段の演算結果に基づいて相関係数の大きい負荷状態の抽出を取り消すための抽出キャンセル手段とを含んでおり、
前記抽出負荷平均演算手段は、前記抽出キャンセル手段による抽出取り消し後の前記湯張り有り相関抽出手段により抽出された残りの負荷状態及び前記湯張り無し相関抽出手段により抽出された残りの負荷状態の平均を演算し、
前記判定相関演算手段は、前記抽出負荷平均演算手段により演算された湯張り有りの負荷状態の平均値と前記運転当日の前記特定時間帯の負荷状態との相関係数を演算するとともに、前記抽出負荷平均演算手段により演算された湯張り無しの負荷状態の平均値と前記運転当日の前記特定時間帯の負荷状態との相関係数を演算し、前記予測判定手段は、前記判定相関演算手段の演算結果に基づいて運転当日の風呂湯張りの有無を予測判定することを特徴とする請求項４に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項６】
前記特定時間帯は複数の分割時間帯に分割され、前記複数の分割時間帯の一つ又は二つ以上の分割時間帯が選択され、前記予測湯張り判定手段の前記相関演算手段は、前記過去の特定時間帯の選択された選択分割時間帯の負荷状態と風呂湯張りの有無との関係に基づいて、前記過去の特定時間帯の前記選択分割時間帯の負荷状態と湯張り有無との相関係数を演算し、前記相関抽出手段は、前記相関演算手段により演算された前記特定時間帯の前記選択分割時間帯の相関係数のうち所定値以上のものを抽出し、前記予測判定手段は、前記相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の前記選択分割時間帯の負荷状態と運転当日の前記特定時間帯の前記選択分割時間帯の負荷状態に基づいて運転当日の風呂湯張りの有無を予測判定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。
【請求項７】
前記予測湯張り判定手段の前記相関演算手段は、前記過去の特定時間帯の前記選択分割時間帯における電力負荷状態及び熱負荷状態と風呂湯張りの有無との関係に基づいて、前記過去の特定時間帯の前記選択分割時間帯の電力負荷状態及び熱負荷状態と湯張り有無との相関係数を演算し、前記相関抽出手段は、前記相関演算手段により演算された前記特定時間帯の前記選択分割時間帯の相関係数のうち所定値以上のものを抽出し、前記予測判定手段は、前記相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の前記選択分割時間帯の電力負荷状態及び熱負荷状態と運転当日の前記特定時間帯の前記選択分割時間帯の電力負荷状態及び熱負荷状態に基づいて運転当日の風呂湯張りの有無を予測判定することを特徴とする請求項６に記載のコージェネレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力と熱とを発生する熱電併給装置からの熱を温水として貯湯する貯湯装置を備えたコージェネレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭などで使用されるコージェネレーションシステムは、熱と電気とを発生する熱電併給装置（例えば、燃料電池、内燃機関と発電機との組合せなど）と、熱電併給装置からの熱を温水として貯湯する貯湯装置と、この熱電併給装置を運転制御するための制御手段とを備えている。このようなコージェネレーションシステムにおいては、熱電併給装置を運転制御するための制御手段が設けられ、制御手段は設定された運転スケジュールに基づいて熱電併給装置を運転制御する（例えば、特許文献１参照）。このように運転スケジュールに基づいて運転制御すると、必要な熱負荷に対応する温水量が貯湯装置に貯えられ、浴槽の湯張りなどにおいて必要な温水を供給することができ、コージェネレーションシステムを効率良く運転することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１３３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなコージェネレーションシステムでは、瞬間的に大量の温水を生成することができないので、過去の熱負荷（熱需要）を利用して運転スケジュールを設定しており、このような運転スケジュールは、時刻と熱電併給装置の出力とを関連付けたタイムテーブルであったり、又は時刻とその時までに貯湯すべき目標貯湯量が関連付けられたものであったりし、種々の形式のものが存在する。各家庭においては、単位時間当たりの熱負荷が大きくなるのは浴槽の湯張りのときであり、浴槽の湯張りの有無によって一日の熱負荷量が大きく相違する。このようなことから、運転スケジュールを設定する際にも、過去の入浴の有無（浴槽の湯張りの有無）による過去の熱負荷データを利用している。
【０００５】
しかし、各家庭の生活を考えると、毎日入浴したり、１日おきに入浴したり、一週間のうち水曜日のみは入浴しなかったりし、その生活パターンは多種多様であるが、過去の入浴の有無による過去の熱負荷データを利用して運転当日の熱負荷を予測して運転制御しているために、熱負荷の予測をある程度正確に行うことが難しく、特に風呂の湯張りについての予測を誤ると、熱電併給装置を無駄に運転することになり、コージェネレーションシステムの運転効率が悪化する。
【０００６】
本発明の目的は、過去の特定時間帯の負荷状態と運転当日の特定時間帯の負荷状態とを利用して風呂の湯張りをある程度正確に予測することができるコージェネレーションシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載のコージェネレーションシステムは、電力と熱を発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置からの熱を温水として貯湯するための貯湯装置と、前記熱電併給装置を運転制御するための制御手段と、を備えたコージェネレーションシステムであって、
前記制御手段は、運転当日の風呂湯張りの有無を判定するための予測湯張り判定手段を有し、前記予測湯張り判定手段は、過去の特定時間帯の負荷状態と風呂湯張りの有無との関係に基づいて、前記過去の特定時間帯の負荷状態と湯張り有無との相関係数を演算するための相関演算手段と、前記相関演算手段により演算された相関係数のうち所定値以上のものを抽出する相関抽出手段と、前記相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の負荷状態と運転当日の前記特定時間帯の負荷状態に基づいて運転当日の風呂湯張りの有無を予測判定する予測判定手段と、を含んでいることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載のコージェネレーションシステムでは、前記予測湯張り判定手段は、更に、前記相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の負荷状態と前記運転当日の前記特定時間帯の負荷状態とを対比する負荷状態対比手段を含み、前記予測判定手段は、前記負荷状態対比手段の対比結果に基づいて運転当日の風呂湯張りの有無を予測判定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載のコージェネレーションシステムでは、前記予測湯張り判定手段の前記相関演算手段は、前記過去の特定時間帯の負荷状態と風呂湯張りの有りとの関係に基づいて前記過去の特定時間帯の負荷状態と湯張り有りとの相関係数を演算するための湯張り有り相関演算手段と、前記過去の特定時間帯の負荷状態と風呂湯張り無しとの関係に基づいて前記過去の特定時間帯の負荷状態と湯張り無しとの相関係数を演算するための湯張り無し相関演算手段とを含んでおり、
前記予測湯張り判定手段の前記相関抽出手段は、前記湯張り有り相関演算手段より演算された相関係数のうち第１所定値以上のものを抽出する湯張り有り相関抽出手段と、前記湯張り無し相関演算手段により演算された相関係数のうち第２所定値以上のものを抽出する湯張り無し相関抽出手段とを含んでおり、
前記予測湯張り判定手段は、更に、前記湯張り有り相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の負荷状態と前記湯張り無し相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の負荷状態とを対比して同一乃至類似の負荷状態の抽出を取り消すための抽出キャンセル手段を含んでおり、
前記負荷状態対比手段は、前記抽出キャンセル手段による抽出取り消し後の前記湯張り有り相関抽出手段により抽出された残りの負荷状態及び前記湯張り無し相関抽出手段により抽出された残りの負荷状態と、前記運転当日の前記特定時間帯の負荷状態とを対比し、前記予測判定手段は、前記負荷状態対比手段の対比結果に基づいて運転当日の風呂湯張りの有無を判定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載のコージェネレーションシステムでは、前記予測湯張り判定手段は、更に、前記相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の負荷状態の平均値を演算する抽出負荷平均演算手段と、前記抽出負荷平均演算手段の平均値と前記運転当日の前記特定時間帯の負荷状態との相関係数を演算するための判定相関演算手段とを含み、前記予測判定手段は、前記判定相関演算手段の演算結果に基づいて運転当日の風呂湯張りの有無を予測判定することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５に記載のコージェネレーションシステムでは、前記予測湯張り判定手段の前記相関演算手段は、前記過去の特定時間帯の負荷状態と風呂湯張りの有りとの関係に基づいて前記過去の特定時間帯の負荷状態と湯張り有りとの相関係数を演算するための湯張り有り相関演算手段と、前記過去の特定時間帯の負荷状態と風呂湯張り無しとの関係に基づいて前記過去の特定時間帯の負荷状態と湯張り無しとの相関係数を演算するための湯張り無し相関演算手段とを含んでおり、
前記予測湯張り判定手段の前記相関抽出手段は、前記湯張り有り相関演算手段より演算された相関係数のうち第１所定値以上のものを抽出する湯張り有り相関抽出手段と、前記湯張り無し相関演算手段により演算された相関係数のうち第２所定値以上のものを抽出する湯張り無し相関抽出手段とを含んでおり、
前記予測湯張り判定手段は、更に、前記湯張り有り相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の負荷状態と前記湯張り無し相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の負荷状態との相関係数を演算するための湯張り有無相関演算手段と、前記湯張り有無相関演算手段の演算結果に基づいて相関係数の大きい負荷状態の抽出を取り消すための抽出キャンセル手段とを含んでおり、
前記抽出負荷平均演算手段は、前記抽出キャンセル手段による抽出取り消し後の前記湯張り有り相関抽出手段により抽出された残りの負荷状態及び前記湯張り無し相関抽出手段により抽出された残りの負荷状態の平均を演算し、
前記判定相関演算手段は、前記抽出負荷平均演算手段により演算された湯張り有りの負荷状態の平均値と前記運転当日の前記特定時間帯の負荷状態との相関係数を演算するとともに、前記抽出負荷平均演算手段により演算された湯張り無しの負荷状態の平均値と前記運転当日の前記特定時間帯の負荷状態との相関係数を演算し、前記予測判定手段は、前記判定相関演算手段の演算結果に基づいて運転当日の風呂湯張りの有無を予測判定することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項６に記載のコージェネレーションシステムでは、前記特定時間帯は複数の分割時間帯に分割され、前記複数の分割時間帯の一つ又は二つ以上の分割時間帯が選択され、前記予測湯張り判定手段の前記相関演算手段は、前記過去の特定時間帯の選択された選択分割時間帯の負荷状態と風呂湯張りの有無との関係に基づいて、前記過去の特定時間帯の前記選択分割時間帯の負荷状態と湯張り有無との相関係数を演算し、前記相関抽出手段は、前記相関演算手段により演算された前記特定時間帯の前記選択分割時間帯の相関係数のうち所定値以上のものを抽出し、前記予測判定手段は、前記相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の前記選択分割時間帯の負荷状態と運転当日の前記特定時間帯の前記選択分割時間帯の負荷状態に基づいて運転当日の風呂湯張りの有無を予測判定することを特徴とする。
【００１３】
更に、本発明の請求項７に記載のコージェネレーションシステムでは、前記予測湯張り判定手段の前記相関演算手段は、前記過去の特定時間帯の前記選択分割時間帯における電力負荷状態及び熱負荷状態と風呂湯張りの有無との関係に基づいて、前記過去の特定時間帯の前記選択分割時間帯の電力負荷状態及び熱負荷状態と湯張り有無との相関係数を演算し、前記相関抽出手段は、前記相関演算手段により演算された前記特定時間帯の前記選択分割時間帯の相関係数のうち所定値以上のものを抽出し、前記予測判定手段は、前記相関抽出手段により抽出された前記過去の特定時間帯の前記選択分割時間帯の電力負荷状態及び熱負荷状態と運転当日の前記特定時間帯の前記選択分割時間帯の電力負荷状態及び熱負荷状態に基づいて運転当日の風呂湯張りの有無を予測判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１に記載のコージェネレーションシステムによれば、過去の特定時間帯負荷状態が計測され、これら負荷状態とその日の風呂湯張りの有無に関するデータが利用され、これらのデータに基づいて、過去の特定時間帯の負荷状態と湯張り有無との相関係数が相関演算手段によって演算される。そして、湯張りの有無と相関係数の大きいもの、即ち相関係数が所定値以上のものが相関抽出手段によって抽出され、予測判定手段は抽出された過去の特定時間帯の負荷状態と運転当日の特定時間帯の負荷状態とに基づいて運転当日の湯張りの有無を予測判定するので、湯張り有無の予測判定（換言すると、運転当日の入浴の有無判定）は、過去の負荷状態と当日の負荷状態を考慮したもの、換言すると、過去の生活状態と運転当日の生活状態の類似性を考慮したものとなり、その結果、運転当日の湯張りの有無をある程度正確に予測することが可能となり、コージェネレーションの無駄な運転を少なくすることができる。尚、湯張り有無の予測判定とは、過去の湯張り有りに関する負荷状態に基づく湯張り有りの予測判定と、過去の湯張り無しに関連する負荷状態に基づく湯張り無しの予測判定との双方を含み、これらのいずれか一方を用いるようになる。また、特定時間帯の負荷状態とは、この特定時間帯の電力負荷状態を用いるようにしてもよく、又は特定時間帯の熱負荷状態を用いるようにしてもよく、或いは特定時間帯の電力負荷状態及び熱負荷状態を用いるようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明の請求項２に記載のコージェネレーションシステムによれば、過去の湯張り有無と相関係数の大きい特定時間帯の負荷状態、即ち相関抽出手段により抽出された特定時間帯の負荷状態と、運転当日の特定時間帯の負荷状態とが負荷状態対比手段により対比され、予測判定手段は抽出された特定時間帯の負荷状態と運転当日の特定時間帯の負荷状態との負荷の同一性乃至類似性を判断して風呂湯張り有無の予測判定を行うので、比較的容易に且つある程度正確に風呂湯張りの有無を判定することができる。
【００１６】
また、本発明の請求項３に記載のコージェネレーションシステムによれば、風呂湯張り有無として風呂湯張り有りに関する過去の特定時間帯の負荷状態と風呂湯張り無しに関する過去の特定時間帯の負荷状態の二つが利用され、湯張り有りに関する過去の特定時間帯の負荷状態に基づいて湯張り有りの相関係数が湯張り有り相関演算手段により演算され、また湯張り無しに関する過去の特定時間帯の負荷状態に基づいて湯張り無しの相関係数が湯張り無し相関演算手段により演算される。そして、湯張り有りにおける相関係数の大きいもの、即ち相関係数が第１所定値以上のものが湯張り有り相関抽出手段によって抽出され、また湯張り無しにおける相関係数の大きいもの、即ち相関係数が第２所定値以上のものが湯張り無し相関抽出手段によって抽出され、これら抽出された負荷状態のうち、湯張り有りにおける負荷状態と湯張り無しにおける負荷状態とが対比されて同一乃至類似のものは、湯張り有無について相関がないとして抽出キャンセル手段はそれらの抽出を取り消す。このようにして残った湯張り有りに関する過去の特定時間帯の負荷状態及び湯張り無しに関する過去の特定時間帯の負荷状態を用い、負荷状態対比手段は運転当日の特定時間帯の負荷状態とこれら残った湯張り有りに関する特定時間帯の負荷状態及び湯張り無しの負荷状態とを対比し、予測判定手段はこの負荷状態対比手段による対比結果に基づいて風呂湯張りの予測判定を行うので、風呂湯張りの予測判定をより正確に行うことができる。例えば、負荷状態対比手段による対比により、運転当日の特定時間帯の負荷状態が残った湯張り有り（又は風呂湯張り無し）に関する負荷状態の一つにほぼ一致するときには、予測判定手段は風呂湯張り有り（又は風呂湯張り無し）の予測判定を行う。
【００１７】
また、本発明の請求項４に記載のコージェネレーションシステムによれば、過去の湯張り有無と相関係数の大きい特定時間帯の負荷状態が相関抽出手段により抽出され、抽出された特定時間帯の負荷状態の平均値が抽出負荷平均演算手段により演算される。そして、判定相関演算手段は、抽出負荷平均演算手段の抽出負荷の平均値と運転当日の特定時間帯の負荷状態との相関係数を演算し、予測判定手段はこの判定相関演算手段の演算結果に基づいて風呂湯張り有無の予測判定を行うので、比較的容易に且つある程度正確に風呂湯張りの有無を判定することができる。例えば、湯張り有りに関する特定時間帯の負荷状態を用いた場合において、運転当日の特定時間帯の負荷状態が抽出負荷平均演算手段の抽出負荷の平均値と相関係数が大きいときには、湯張りが行われる可能性が高いとして予測判定手段は湯張り有りとの予測判定を行う。
【００１８】
また、本発明の請求項５に記載のコージェネレーションシステムによれば、風呂湯張り有無として風呂湯張り有りに関する過去の特定時間帯の負荷状態と風呂湯張り無しに関する過去の特定時間帯の負荷状態の二つが利用され、湯張り有りに関する負荷状態に基づいて湯張り有りの相関係数が演算され、また湯張り無しに関する負荷状態に基づいて湯張り無しの相関係数が演算される。そして、湯張り有りにおける相関係数の大きいもの、即ち相関係数が第１所定値以上のものが湯張り有り相関抽出手段によって抽出され、また湯張り無しにおける相関係数の大きいもの、即ち相関係数が第２所定値以上のものが湯張り無し相関抽出手段によって抽出され、湯張り有りに関する負荷状態と湯張り無しに関する負荷状態の相関係数が湯張り有無相関演算手段により演算され、湯張り有り負荷状態と湯張り無し負荷状態との間で相関係数の大きいものは、湯張り有無について相関がないとして抽出キャンセル手段はそれらの抽出を取り消す。その後、抽出負荷平均演算手段は、残った湯張り有りの負荷状態の平均値と、残った湯張り無しの負荷状態の平均値とを演算し、判定相関演算手段は、運転当日の特定時間帯の負荷状態と湯張り有りの負荷状態の平均値との相関係数と、運転当日の特定時間帯の負荷状態と湯張り無しの負荷状態の平均値との相関係数とを演算し、予測判定手段はこの判定相関演算手段の演算結果に基づいて風呂湯張り有無の予測判定を行うので、比較的容易に且つある程度正確に風呂湯張りの有無を判定することができる。例えば、運転当日の負荷状態と湯張り有りの負荷状態の平均値との相関係数が大きく、運転当日の負荷状態と湯張り無しの負荷状態の平均値との相関係数が小さいときには、予測判定手段は風呂湯張り有りと予測判定する。
【００１９】
また、本発明の請求項６に記載のコージェネレーションシステムによれば、特定時間帯が複数の分割時間帯に分割され、過去の特定時間帯の負荷状態として、複数の分割時間帯の一つ又は二つ以上の選択された選択分割時間帯についての負荷状態を用いて風呂湯張り有無の相関係数が演算される。特定時間帯を複数に分割し、選択分割時間帯の数を多くすることによって、より正確に相関係数を演算することができ、その結果、湯張り有無の予測をより正確に行うことが可能となる。尚、選択分割時間帯を複数選択する場合、時間的に連続する分割時間帯を選択するようにしてもよく、時間的な間隔をおいた分割時間帯を選択するようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明の請求項７に記載のコージェネレーションシステムによれば、特定時間帯の負荷状態として電力負荷状態及び熱負荷状態を用い、これら電力負荷状態及び熱負荷状態と風呂湯張り有無との関係に基づいて相関係数を演算しているので、より正確に風呂湯張りの有無を予測判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明に従うコージェネレーションシステムの実施形態について説明する。
第１の実施形態
図１〜図５を参照して、本発明に従うコージェネレーションシステムの第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態のコージェネレーションシステムの全体を簡略的に示すシステム図であり、図２は、図１のコージェネレーションシステムの制御系を簡略的に示すブロック図であり、図３は、湯張りが行われたときの過去の特定時間帯の負荷状態の一例を示す図であり、図４は、湯張り有りの場合における過去の負荷状態の相関係数の例を示す図であり、図５は、図２の制御系による運転スケジュールの設定の流れを示すフローチャートである。
【００２２】
図１において、図示のコージェネレーションシステムは、家庭用のシステムに適用されており、電力と熱とを発生する熱電併給装置２と、熱電併給装置２にて発生した熱を回収して温水として貯えるための貯湯装置３とを備え、貯湯装置３は温水を貯える貯湯タンク４を有している。この形態では、熱電併給装置２は燃料電池６から構成され、燃料電池６にて発生する熱が後述する如くして貯湯装置３に貯えられる。尚、熱電併給装置２として、内燃機関（例えばガスエンジン、ディーゼルエンジンから構成される）及び内燃機関により駆動される発電装置の組合せなどから構成するようにしてもよい。
【００２３】
燃料電池６の出力側には系統連系用のインバータ１０が設けられ、このインバータ１０は燃料電池６の出力電力を商業系統１２から供給される電力と同じ電圧及び周波数にする。商用系統１２は電力供給ライン１４を介して各家庭の電力負荷１６（例えば、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、照明装置など）に接続され、インバータ１０はコージェネ用供給ライン１８を介して電力供給ライン１４に電気的に接続され、燃料電池６からの発電電力がインバータ１０及びコージェネ用供給ライン１８を介して電力負荷１６に供給される。
【００２４】
貯湯装置３の貯湯タンク４には温水（又は水）を循環する温水循環流路２０が設けられ、その一端側が貯湯タンク４の底部に接続され、その他端側が貯湯タンク４の上端部に接続されている。この温水循環流路２０には、熱交換器２１及び温水循環ポンプ２２が配設されている。従って、温水循環ポンプ２２が作動すると、貯湯タンク４の底部の温水（又は水）が温水循環流路２０を通して流れ、熱交換器２１にて後述する如く熱交換された後に貯湯タンク４の上端部に流れ、このようにして貯湯タンク４内に温水が貯湯される。
【００２５】
この貯湯タンク４の底部には、更に、水（例えば水道水）を供給するための給水流路２６が接続され、その上端部には、温水を出湯するための温水出湯流路２８が接続され、この温水出湯流路２８には１又は２個以上のカラン（図示せず）が接続される。従って、カランを開栓すると、貯湯タンク４内の温水が温水出湯流路２８を通して給湯される。
【００２６】
熱電併給装置２は、更に、燃料電池６の冷却水を循環する冷却水循環流路３０を含み、この冷却水循環流路３０が、温水循環流路２０に配設された熱交換器２１に接続されている。従って、熱交換器２１において、冷却水循環流路３０を流れる冷却水と温水循環流路２０を流れる温水との間で熱交換が行われ、温水循環流路２０を流れる温水（又は水）が加熱され、このようにして熱電併給装置２にて発生した熱が温水として貯湯タンク４に貯えられる。尚、冷却水循環流路３０には、冷却水を循環するための冷却水循環ポンプ３２が配設されている。
【００２７】
図２をも参照して、このコージェネレーションシステムは、例えばマイクロプロセッサから構成される制御手段３４によって作動制御される。図示の制御手段３４は、作動制御手段３６、湯張り判定手段３８、湯張りデータ登録手段４０、予測湯張り判定手段４２及び運転スケジュール設定手段４４を含んでいる。作動制御手段３６はコージェネレーションシステムの各種構成要素、例えば熱電併給装置２、インバータ１０、温水循環ポンプ２２及び冷却水循環ポンプ３２などを作動制御する。湯張り判定手段３８は、運転当日に浴槽の湯張りが行われたか否かを判定する。この実施形態では、温水出湯流路２８に給湯熱負荷計測手段４８が配設されている。この給湯熱負荷計測手段４８は、温水出湯流路２８を流れる温水の温度を検出する温度センサと、温水出湯流路２８を流れる温水の流量を検出する流量センサとから構成され、温度センサの検出温度及び流量センサの検出流量に基づいて給湯熱負荷を計測し、湯張り判定手段３８は、この給湯熱負荷計測手段４６の検知給湯熱負荷に基づき、所定設定時間に所定湯張り相当熱量以上の熱負荷があると湯張り有りと判定する。
【００２８】
また、湯張りデータ登録手段４０は、運転当日に風呂湯張りが行われたときに、その運転当日の特定時間帯の負荷状態としての負荷データを登録する。この実施形態では、図３に示すように、特定時間帯として６時から１８時までの時間帯が設定され、この特定時間帯が一時間毎の１２個の分割時間帯に分割され、分割された分割時間帯のうち、６時〜７時までの第１分割時間帯ｔ１、７時から８時までの第２分割時間帯ｔ２、１１時〜１２時までの第３分割時間帯ｔ３及び１７時〜１８時までの第４分割時間帯ｔ４が選択され、これら第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４の負荷状態が登録される。また、負荷状態として電力負荷が用いられ、このことに関連して、電力供給ライン１４には電力負荷計測手段５０が配設され、この電力負荷計測手段５０は電力負荷１６で消費される電力量を計測し、この計測電力負荷データはメモリ手段５２に登録される。風呂湯張りが行われた場合、その運転当日の第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４における電力負荷（電力負荷計測手段５０により計測された電力量）が登録され、この電力負荷が過去の特定時間帯の負荷データとして用いられ、これら負荷データを用いて後述する如くして風呂湯張りの有無の予測判定が行われる。
【００２９】
負荷状態を計測する特定時間帯については、後述する相関関係を考慮して適宜の時間帯を設定することができ、また分割時間帯の時間についても、この実施形態では１時間単位であるが、２０分、３０分、２時間など適宜の時間単位に設定することができ、更に設定した分割時間帯の選択個数についても、この実施形態では４つであるが、一つ又は二つ以上の適宜の個数に設定することができる。また、この実施形態では、負荷状態として電力負荷を計測してこの電力負荷を用いて相関関係を求めて湯張りの予測判定を行っているが、電力負荷に代えて、熱負荷を用いるようにしてもよく、或いは電力負荷と熱負荷の双方を用いるようにしてもよい。
【００３０】
制御手段３４は各種データを登録するためのメモリ手段５２と、時刻を計時する計時手段５４を含んでおり、湯張り登録手段４０は、風呂湯張りが行われたときに運転当日の特定時間帯（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４）の負荷データをメモリ手段５２に登録する。この風呂湯張りが行われたときの負荷データはメモリ手段５２に過去の特定時間帯の負荷データとして蓄積され、例えば３０日間のデータが蓄積されるように構成されている。例えば、計時手段５４が運転当日の終了を計時した時点（２４時の時点）で、その運転当日に湯張りが行われたときには、湯張り登録手段４０は、その運転当日の特定時間帯の負荷データ（電力負荷データ）を登録し、この新しい負荷データを登録した時点で最も古いデータが削除される。尚、この実施形態では、湯張りが行われた運転日の負荷データとして３０個のデータを登録しているが、これに限定されず、この登録する負荷データ数を２０、５０，１００などの適宜の数に設定することができる。
【００３１】
図示の予測湯張り判定手段４２は、データ読出し手段５６、相関演算手段５８、相関抽出手段６０、負荷状態対比手段６２及び予測判定手段６４を含んでいる。データ読出し手段５６はメモリ手段５２に登録された各種データを読み出し、相関演算手段６０はデータ読出し手段５６により読み出された負荷データに基づいて相関係数を演算し、相関抽出手段６０は相関演算手段５８により演算された相関係数の大きい値のもの、即ち相関関係の大きいものを抽出する。また、負荷状態対比手段６２は相関抽出手段６０により抽出された負荷状態と運転当日の特定時間帯（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４）の負荷状態とを対比し、予測判定手段６４は負荷状態対比手段６２の対比結果に基づいて後述するようにして風呂湯張りの有無の予測判定を行う。
【００３２】
ここで、主として図３及び図４を参照して、相関演算手段５８による演算について説明すると、運転当日の前日（一日前）に風呂湯張りが行われ、前日の負荷状態が例えば図３（ａ）に示す通りとし、前日の特定時間帯の負荷状態（電力負荷状態）が、第１分割時間帯ｔ１（６時〜７時の時間帯）の負荷状態を例えばｘ１と、第２分割時間帯ｔ２（７時〜８時の時間帯）の負荷状態を例えばｘ２と、第３分割時間帯ｔ３（１１時〜１２時の時間帯）の負荷状態を例えばｘ３と、また第４分割時間帯（１７時〜１８時の時間帯）の負荷状態を例えばｘ４とする。また、運転当日の二日前に風呂湯張りが行われ、この二日前の負荷状態が例えば図３（ｂ）で示す通りとし、この二日前の特定時間帯の負荷状態が、第１分割時間帯ｔ１の負荷状態を例えばｙ１と、第２分割時間帯ｔ２の負荷状態を例えばｙ２と、第３分割時間帯ｔ３の負荷状態を例えばｙ３と、また第４分割時間帯の負荷状態を例えばｙ４とする。このような負荷状態においては、運転当日の前日とその二日前の負荷状態の相関関係、即ち相関演算手段５８による相関係数Ｒ１２は、式（１）で示す通りとなる。
【００３３】
【数１】
2007003047.tif 000003
相関演算手段５８は、上述した式（１）を用いて風呂湯張りが行われた３０日分の全ての負荷状態についての相関係数Ｒを演算する。この相関演算手段５８による演算結果は、例えば、図４に示す通りになる。図４において縦欄及び横欄の数字は、運転当日を基準に、「１」は前回の風呂湯張りを示し、「２」は２回前の風呂湯張りを示し、「ｎ（整数）」はｎ回前の風呂湯張りを示しており、例えば前回と２回前の風呂湯張りの負荷状態の相関係数Ｒ１２は、縦欄「１」と横欄「２」の交わった欄に示す数字、例えば「０．６」が相関演算手段５８による演算結果である。
【００３４】
相関抽出手段６０は、このように演算された相関係数Ｒを用い、相関関係の高い負荷状態、即ち相関係数Ｒが所定値（例えば、０．５）以上のものを抽出し、相関抽出手段６０による抽出結果は、図４において太枠で囲んだ数値部分に対応する負荷状態が風呂湯張りとの相関関係が高い負荷状態となる。そして、このように抽出された特定時間帯の負荷状態のパターン、即ち第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４の負荷パターンを用いて後述するようにして風呂湯張りの有無の予測判定が行われる。
【００３５】
運転スケジュール設定手段４４は、予測判定手段６４の判定結果に基づいて熱電併給装置２の運転スケジュールを設定し、風呂湯張り有りとの予測判定が行われたときには、風呂湯張りに必要な温水が風呂湯張りの予測時刻に貯湯されているように熱電併給装置２を運転制御する運転スケジュール（風呂湯張りのための温水を生成するための運転スケジュール）が設定され、風呂湯張り無しとの予測判定が行われたときには、風呂湯張りがなく、湯張りに相当する熱負荷が発生しないことを前提に熱電併給装置２を運転制御する運転スケジュール（風呂湯張りのための温水を生成しないための運転スケジュール）が設定される。この運転スケジュール設定手段４４によって設定される運転スケジュールは、例えば、運転時刻とその時刻における発電電力とを関連付けた発電電力のタイムテーブルであてもよく、運転当日の特定時刻までに貯めるべき熱量のみを定め、発電電力を予め定めないようなものでもよい。
【００３６】
次に、主として図２及び図５を参照して、風呂湯張り有無の予測判定の流れについて説明する。このコージェネレーションシステムの運転中においては、運転当日の特定時間帯、例えば６時〜１８時の特定時間帯が経過したかが判断され、この特定時間が経過するまで負荷の計測が行われる。そして、特定時間帯が経過すると、ステップＳ１からステップＳ２に進み、データ読出し手段５６はメモリ手段５２に登録された風呂湯張りに関する過去の特定時間帯（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４）の負荷データ（電力負荷データ）を読み出し、相関演算手段５８は読み出された過去の特定時間帯の負荷データの全てについての相関関数を上述した式（１）を用いて演算し（ステップＳ３）、相関演算手段５８による演算結果は、例えば図４に示す通りとなる。
【００３７】
次に、相関抽出手段６０は相関関係の大きな特定時間帯の負荷データ、例えば運転当日を基準に前回の風呂湯張りの負荷データ、二回前の湯張りの負荷データなどを抽出し（ステップＳ４）、抽出された特定時間帯の負荷データが一時的にメモリ手段５２に記憶される。尚、相関関係の大きな特定時間帯の負荷データを抽出することができない場合、相関抽出手段６０により抽出する際の基準となるしきい値を小さい値に変更する（このしきい値を例えば０．５から例えば０．４に変更する）ようにすることができ、このように抽出基準のしきい値を変更することによって、相関抽出手段６０により抽出されない状態を避けることができる。
【００３８】
その後、データ読出し手段５６は運転当日の特定時間帯（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４）の負荷データ（電力負荷データ）をメモリ手段５２から読み出し（ステップＳ５）、負荷状態対比手段６２は、運転当日の特定時間帯の負荷データ（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４の負荷状態のパターン）と相関抽出手段６０により抽出された過去の特定時間帯の負荷データ（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４の負荷状態のパターン）とを対比し（ステップＳ６）、予測判定手段６４は負荷状態対比手段６２の対比結果に基づいて風呂湯張りの有無の予測判定を行う。
【００３９】
運転当日の特定時間帯の負荷データ（負荷状態のパターン）が抽出された過去の特定時間帯の負荷データ（負荷状態のパターン）のいずれかと同一又は類似しているときには、運転当日の負荷状態が過去に風呂湯張りが行われたときの負荷状態と相関関係が大きいときであり、このときには運転当日も風呂湯張りが行われる可能性が高いので、予測判定手段６４は風呂湯張り有りとの予測判定を行い（ステップＳ８）、運転スケジュール設定手段４４は風呂湯張りに必要な温水が発生するように、換言すると風呂湯張りに必要な温水が風呂湯張りの予測時刻に貯湯されるように熱電併給装置２を運転制御するための運転スケジュールを設定し（ステップＳ９）、運転当日はこの運転スケジュールに基づいて運転制御される。
【００４０】
一方、運転当日の特定時間帯の負荷データが抽出された過去の特定時間帯の負荷データのいずれにも類似していないときには、運転当日の負荷状態が過去に風呂湯張りが行われたときの負荷状態と相関関係が小さいときであり、このときには運転当日に風呂湯張りが行われる可能性が小さいので、予測判定手段６４は風呂湯張り無しとの予測判定を行い（ステップＳ１０）、運転スケジュール設定手段４４は風呂湯張りのための温水が発生しないように、換言すると湯張りに相当する熱負荷が発生しないことを前提として貯湯をおこなうように熱電併給装置２を運転制御するための運転スケジュールを設定し（ステップＳ１１）、この運転スケジュールに基づいて運転制御される。
【００４１】
上述したようにして運転スケジュール設定手段４４により設定された運転スケジュールに従って熱電併給装置２の運転当日の運転制御が終了すると、ステップＳ１２からステップＳ１３に進み、湯張り判定手段３８はこの運転当日に風呂湯張りが実際に行われたかを判定する。そして、風呂湯張りが行われたと判定された場合、ステップＳ１４からステップＳ１５に進み、湯張り登録手段４０は、運転当日の特定時間帯における負荷状態（負荷データ）をメモリ手段５２に登録し、その後、ステップＳ１に戻る。一方、風呂湯張りが実際に行われなかったと判定された場合、湯張り登録手段４０による負荷状態の登録が行われず、ステップＳ１４からステップＳ１に戻る。このコージェネレーションシステムでは、上述した流れによる風呂湯張り有無の予測判定が毎日繰り返し遂行される。
【００４２】
第１の実施形態では、風呂湯張りが行われたときの特定時間帯の負荷状態を蓄積し、風呂湯張り有りに関するこれら特定時間帯の負荷状態の相関関係を求め、相関関係の高い特定時間帯の負荷状態と運転当日の特定時間帯の負荷状態とを対比して風呂湯張り有無の予測判定を行っているが、これとは反対の風呂湯張りが行われなかったときの特定時間帯の負荷状態を蓄積し、風呂湯張り無しに関するこれら特定時間帯の負荷状態の相関関係を求め、相関関係の高い特定時間帯の負荷状態と運転当日の特定時間帯の負荷状態とを対比して風呂湯張り有無の予測判定を行うようにしてもよい。
【００４３】
第２の実施形態
次に、図６及び図７を参照して、本発明に従うコージェネレーションシステムの第２の実施形態について説明する。図６は、第２の実施形態のコージェネレーションシステムの制御系を簡略的に示すブロック図であり、図７は、図６の制御系による運転スケジュールの設定の流れを示すフローチャートである。尚、以下の実施形態において、第１の実施形態と実質上同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
図６において、この第２の実施形態においては、コージェネレーションシステムを制御するための制御手段３４Ａは、第１の実施形態の制御手段３４における負荷状態対比手段６２に代えて、抽出負荷平均演算手段７２及び判定相関演算手段７４を備えている。抽出負荷平均演算手段７２は相関抽出手段６０によって抽出された過去の特定時間帯の負荷状態（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４の負荷データ）の平均値を演算し、判定相関演算手段７４は、次式（２）、
【数２】
2007003047.tif 000004
【００４５】
を用いて、抽出された特定時間帯の負荷状態と運転当日の特定時間帯の負荷状態との相関関係、即ち抽出された特定時間帯の負荷データ（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４の負荷データ）と運転当日の特定時間帯の負荷データ（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４の負荷データ）との相関係数を演算する。そして、予測判定手段６４Ａは、この判定相関演算手段７４による演算結果に基づいて風呂湯張りの有無の判定を後述する如く行う。この第２の実施形態におけるその他の構成は、上述した第１の実施形態と実質上同一である。
【００４６】
この第２の実施形態においては、風呂湯張り有無の予測判定は、次のようにして行われる。図７をも参照して、このコージェネレーションシステムの運転中においては、運転当日の特定時間帯（例えば６時〜１８時の特定時間帯）が経過したかが判断され、この特定時間帯が経過するまで負荷の計測が行われる。そして、この特定時間帯が経過すると、ステップＳ２１からステップＳ２２に進み、データ読出し手段５６はメモリ手段５２に登録された風呂湯張りに関する過去の特定時間帯（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４）の負荷データ（電力負荷データ）を読み出し、相関演算手段５８は読み出された過去の特定時間帯の負荷データの全てについての相関関数を上述した式（１）を用いて演算し（ステップＳ２３）、相関抽出手段６０は相関関係の大きな特定時間帯の負荷データを抽出する（ステップＳ２４）。ステップＳ２１からステップＳ２４の内容は、第１の実施形態におけるステップＳ１からステップＳ４と実質上同一である。
【００４７】
このようにして相関関係の大きい過去の特定時間帯の負荷状態が抽出されると、抽出負荷平均演算手段７２は、これら抽出された特定時間帯の負荷状態の平均値を演算する（ステップＳ２５）。即ち、抽出負荷平均演算手段７２は、特定時間帯の第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４の各々について抽出された特定時間帯の負荷データの平均値を演算し、演算された負荷平均データがメモリ手段５２に記憶される。
【００４８】
その後、データ読出し手段５６は運転当日の特定時間帯（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４）の負荷データ（電力負荷データ）をメモリ手段５２から読み出し（ステップＳ２６）、判定相関演算手段７４は、運転当日の特定時間帯の負荷データと抽出負荷平均演算手段７２により演算された負荷平均データ（即ち、風呂湯張りが行われた特定時間帯の負荷データの平均値）との相関係数を上記式（２）を用いて演算し、両負荷データ間の相関関係を求め（ステップＳ２７）、予測判定手段６４Ａは判定相関演算手段７４の演算結果に基づいて風呂湯張りの有無の予測判定を行う。
【００４９】
運転当日の特定時間帯の負荷データと抽出負荷平均演算手段７２により演算された特定時間帯の負荷平均データとの相関係数が所定値（例えば、０．５）以上であるときには、運転当日の負荷状態が過去に風呂湯張りが行われときの負荷状態と相関関係が大きいときであり、このときには運転当日も風呂湯張りが行われる可能性が高いので、予測判定手段６４は風呂湯張り有りとの予測判定を行い（ステップＳ２９）、運転スケジュール設定手段４４は風呂湯張りに必要な温水が発生するように、換言すると湯張りに必要な温水が風呂湯張りの予測時刻に貯湯されるように熱電併給装置２を運転制御するための運転スケジュールを設定する（ステップＳ３０）。
【００５０】
一方、運転当日の特定時間帯の負荷データと抽出負荷平均演算手段７２により演算された特定時間帯の負荷平均データとの相関係数が所定値より小さいときには、運転当日の負荷状態が過去に風呂湯張りが行われときの負荷状態との相関関係があまりないときであり、このときには運転当日に風呂湯張りが行われる可能性は少なく、予測判定手段６４Ａは風呂湯張り無しとの予測判定を行い（ステップＳ３１）、運転スケジュール設定手段４４は風呂湯張りのための温水が生成されないように、換言すると湯張りに相当する熱負荷が発生しないことを前提にして貯湯を行うように熱電併給装置２を運転制御するための運転スケジュールを設定する（ステップＳ３２）。
【００５１】
上述したようにして運転スケジュール設定手段４４により設定された運転スケジュールに従って熱電併給装置２の運転当日の運転制御が終了すると、ステップＳ３３からステップＳ３４に進み、ステップＳ３４からステップＳ３６が実行され、これらステップＳ３４からステップＳ３６の内容は、上述した第１の実施形態におけるステップＳ１３からステップＳ１５と実質上同様である。
【００５２】
第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、風呂湯張りが行われたときの特定時間帯の負荷状態を蓄積して風呂湯張り有無の予測判定を行っているが、これとは反対の風呂湯張りが行われなかったときの特定時間帯の負荷状態を蓄積して風呂湯張り有無の予測判定を行うようにしてもよい。
【００５３】
第３の実施形態
次に、図８〜図１０を参照して、本発明に従うコージェネレーションシステムの第３の実施形態について説明する。図８は、第３の実施形態のコージェネレーションシステムの制御系を簡略的に示すブロック図であり、図９は、湯張り有り及び湯張り無しに関する特定時間帯の負荷状態の相関関係と、抽出された負荷状態の取消しを説明するための図であり、図１０は、図８の制御系による運転スケジュールの設定の流れを示すフローチャートである。
【００５４】
図８において、この第３の実施形態においては、コージェネレーションシステムを制御するための制御手段３４Ｂは、第２の実施形態の湯張りデータ登録手段４０に相当するものとして湯張り有りデータ登録手段７８及び湯張り無しデータ登録手段８０を有し、第２の実施形態の制御手段３４Ａにおける相関演算手段５８に相当するものとして湯張り有り相関演算手段８２及び湯張り無し相関演算手段８４を有し、第２実施形態における相関抽出手段６０に相当するものとして湯張り有り相関抽出手段８６及び湯張り無し相関抽出手段８８を有し、更に湯張り有無相関演算手段９０及び抽出キャンセル手段９２を有している。また、湯張り有りのときの負荷データ及び湯張り無しのときの負荷データを用いることから、メモリ手段５２Ｂは、湯張り有りに関するデータが登録される湯張り有りデータ部９４、湯張り無しに関するデータが登録される湯張り無しデータ部９６及び運転当日の負荷データが登録される運転日データ部９８を有している。
【００５５】
湯張り有りデータ登録手段７８は、運転当日に湯張りが行われたときに、その運転当日の特定時間帯（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４）の負荷データをメモリ手段５２Ｂの湯張り有りデータ部９４に登録し、湯張り無しデータ登録手段８０は、運転当日に湯張りが行われなかったときに、その運転当日の特定時間帯（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４）の負荷データをメモリ手段５２Ｂの湯張り無しデータ部９６に登録する。
【００５６】
また、湯張り有り相関演算手段８２は、湯張り有りデータ部９４に登録された特定時間帯の負荷データを上記式（１）に適用して、湯張り有りに関する過去の特定時間帯の負荷データの相関係数を演算し、その演算結果は、例えば図９（ａ）に示す通りとなる。また、湯張り無し相関演算手段８８は、湯張り無しデータ部９６に登録された特定時間帯の負荷データを上記式（１）に適用して、湯張り無しに関する過去の特定時間帯の負荷データの相関係数を演算し、その演算結果は、例えば、図９（ｂ）に示す通りとなる。
【００５７】
また、湯張り有り相関抽出手段８６は、湯張り有りの場合における相関関係の高い負荷状態、即ち相関係数が第１所定値（例えば０．５）以上の負荷状態を抽出し、この抽出結果は、例えば図９（ａ）において太枠で囲んだ数値部分に対応する負荷状態となる。また、湯張り無し相関抽出手段８８は湯張り無しの場合における相関関係の高い負荷状態、即ち相関係数が第２所定値（例えば０．５）以上の負荷状態を抽出し、この抽出結果は、例えば図９（ｂ）において太枠で囲んだ数値部分に対応する負荷状態となる。
【００５８】
湯張り有無相関演算手段９０は、湯張り有りの場合において湯張り有り相関抽出手段８６により抽出された負荷状態と湯張り無しの場合において湯張り無し相関抽出手段８８により抽出された負荷状態とを下記式（３）に適用して、湯張り有りの場合と湯張り無しの場合における負荷状態の相関係数を演算する。
【００５９】
【数３】
2007003047.tif 000005
湯張り有無相関演算手段９０による演算結果において、湯張り有りの場合における特定時間帯の負荷状態と湯張り無しの場合における特定時間帯の負荷状態との間の相関関係がある、即ち両負荷状態の相関係数が大きいときには、湯張り有り及び湯張り無しの場合における特有の負荷状態でなく、それ故に、これらの特定時間帯の負荷状態を湯張り有無の判定に用いたときには予測判定の精度が下がる可能性がある。そこで、抽出キャンセル手段９２はこのような判定精度の低下を少なくするために、湯張り有りの場合における負荷状態と湯張り無しの場合における負荷状態との間に相関関係がある負荷状態については抽出を取り消し、抽出キャンセル手段９２による抽出の取消しの後に、例えば図９（ａ）及び（ｂ）において丸で囲んだ数字部分がキャンセルされずに残るようになる。
【００６０】
第３の実施形態では、風呂湯張り有りの場合における特定時間帯の負荷データと風呂湯張り無しの場合における特定時間帯の負荷データとの相関関係を求めており、このことに関連して、抽出負荷平均演算手段７２Ｂは、湯張り有りに関する抽出キャンセル手段９２による取り消し後に残る特定時間帯の負荷データの平均値を演算するとともに、湯張り無しに関する抽出キャンセル手段９２による取り消し後に残る特定時間帯の負荷データの平均値を演算する。
【００６１】
更に、判定相関演算手段７４Ｂは、上記（２）式を適用して、湯張り有りの場合における特定時間帯（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４）の抽出負荷平均値と運転当日の特定時間帯（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４）の負荷データとの間の相関係数を演算するとともに、湯張り無しの場合における特定時間帯の抽出負荷平均値と運転当日の特定時間帯の負荷データとの相関係数を演算し、予測判定手段６４Ｂは判定相関演算手段７４Ｂの演算結果に基づいて、即ち湯張り有りの場合との相関係数及び湯張り無しの場合との相関係数に基づいて後述するようにして湯張り有無の予測判定を行う。この第３の実施形態のその他の構成は、上述した第１２の実施形態と実質上同一である。
【００６２】
この第３の実施形態においては、風呂湯張り有無の予測判定は、次のようにして行われる。図８及び図１０をも参照して、このコージェネレーションシステムの運転中においては、運転当日の特定時間帯（例えば６時〜１８時の特定時間帯）が経過するまでは負荷の計測が行われる。そして、この特定時間帯が経過すると、ステップＳ４１からステップＳ４２に進み、データ読出し手段５６はメモリ手段５２Ｂに登録された湯張り有無に関する過去の特定時間帯（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４）の負荷データ（電力負荷データ）（湯張り有りデータ部９４に登録された負荷データ及び湯張り無しデータ部９６に登録された負荷データ）を読み出す。
【００６３】
そして、湯張り有り相関演算手段８２は、読み出された湯張り有りに関する過去の特定時間帯の負荷データの全てについての相関関数を上記式（１）を適用して演算し（ステップＳ４３）、湯張り有り相関抽出手段８６は相関関係の大きい特定時間帯の負荷データを抽出する（ステップＳ４４）。また、湯張り無し相関演算手段８４は読み出された湯張り無しに関する過去の特定時間帯の負荷データの全てについての相関係数を上記式（１）を適用して演算し（ステップＳ４５）、湯張り無し相関抽出演算手段８８は相関関係の大きい特定時間帯の負荷データを抽出する（ステップＳ４６）。
【００６４】
このようにして湯張り有りと湯張り無しについて相関関係の大きい過去の特定時間帯の負荷状態が抽出されると、湯張り有無相関演算手段９０は抽出された湯張り有りの特定時間帯の負荷データと抽出された湯張り無しの特定時間帯の負荷データとの相関係数を、上記式（３）を適用して演算し（ステップＳ４７）、抽出キャンセル手段９２は湯張り有無相関演算手段９０による演算結果において相関係数の大きい負荷データについては湯張り有り、湯張り無しの特有の負荷データでないとしてそれら特定時間帯の負荷データの抽出をキャンセルする（ステップＳ４８）。
【００６５】
次に、抽出負荷平均演算手段７２Ｂは、抽出キャンセル手段９２による取消し後に残った抽出湯張り有りの特定時間帯の負荷データの平均値を演算し、この負荷データの平均値の演算は特定時間帯の第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４の各々について行われる（ステップＳ４９）。また、この抽出負荷平均演算手段７２Ｂは、抽出キャンセル手段９２による取消し後に残った抽出湯張り無しの特定時間帯の負荷データの平均値も演算し、この負荷データの平均値も特定時間帯の第１〜第４分割時間帯の各々について行われる（ステップＳ５０）。尚、抽出キャンセル手段９２により特定時間帯のある分割時間帯の全ての負荷データが取り消された場合、その分割時間帯を除く他の分割時間帯についてのみ処理を行うようにしてもよく、或いはキャンセルのための判定しき値の値を変更（例えば０．５から例えば０．６と大きい値に変更）するようにしてもよく、このように処理することによって、必要以上にキャンセルされるのを避けることができる。
【００６６】
その後、データ読出し手段５６は運転当日の特定時間帯（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４）の負荷データをメモリ手段５２Ｂの運転日負荷データ部９８から読み出し（ステップＳ５１）、判定相関演算手段７４Ｂは、運転当日の特定時間帯の負荷データと抽出負荷平均演算手段７２Ｂにより演算された湯張り有りに関する負荷平均データ（即ち、風呂湯張りが行われた特定時間帯の負荷データの平均値）との相関係数を上記式（２）を用いて演算する（ステップＳ５２）とともに、運転当日の特定時間帯の負荷データと抽出負荷平均演算手段７２Ｂにより演算された湯張り無しに関する負荷平均データ（即ち、風呂湯張りが行われなかった特定時間帯の負荷データの平均値）との相関係数を上記式（２）を用いて演算し（ステップＳ５３）、予測判定手段６４Ｂはこの判定相関演算手段７４Ｂの演算結果に基づいて風呂湯張り有無の予測判定を行う。
【００６７】
運転当日の特定時間帯の負荷データと湯張り有りに関する特定時間帯の負荷平均データとの相関係数が、運転当日の特定時間帯の負荷データと湯張り無しに関する特定時間帯の負荷平均データとの相関係数よりも大きい、即ち運転当日の特定時間帯の負荷状態が湯張り有りの負荷データとより相関関係が大きいときには、運転当日も風呂湯張りが行われる可能性が高く、このときにはステップＳ５４からステップＳ５５に進み、予測判定手段６４Ｂは風呂湯張り有りとの予測判定を行い、運転スケジュール設定手段４４は風呂湯張りに必要な温水が発生するように熱電併給装置２を運転制御するための運転スケジュールを設定する（ステップＳ５６）。
【００６８】
一方、運転当日の特定時間帯の負荷データと湯張り有りに関する特定時間帯の負荷平均データとの相関係数が、運転当日の特定時間帯の負荷データと湯張り無しに関する特定時間帯の負荷平均データとの相関係数よりも小さい、即ち運転当日の特定時間帯の負荷状態が湯張り無しの負荷データとより相関関係が大きいときには、運転当日に風呂湯張りが行われない可能性が高く、このときにはステップＳ５４からステップＳ５７を経てステップＳ５８に進み、予測判定手段６４Ｂは風呂湯張り無しとの予測判定を行い、運転スケジュール設定手段４４は風呂湯張りのための温水が発生することがないように熱電併給装置２を運転制御するための運転スケジュールを設定する（ステップＳ５９）。
【００６９】
上述したようにして運転スケジュール設定手段４４により設定された運転スケジュールに従って熱電併給装置２の運転当日の運転制御が終了すると、ステップＳ６０からステップＳ６１に進み、湯張り判定手段３８はこの運転当日に風呂湯張りが実際に行われたかを判定する。そして、風呂湯張りが行われたと判定された場合、湯張り有りデータ登録手段７８は、運転当日の特定時間帯における負荷状態（負荷データ）をメモリ手段５２Ｂの湯張り有りデータ部９４に登録する。また、風呂湯張りが行われなかったと判定された場合、湯張り無しデータ登録手段８０は、運転当日の特定時間帯における負荷状態をメモリ手段５２Ｂの湯張り無しデータ部９６に登録する（ステップＳ６２）。そして、このようにして運転当日の湯張り有無のデータがメモリ手段５２Ｂに登録された後、ステップＳ４１に戻り、上述した流れによる風呂湯張り有無の予測判定が毎日繰り返し遂行される。
【００７０】
以上、本発明に従うコージェネレーションシステムの実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００７１】
例えば、第３の実施形態では、湯張り有りに関する特定時間帯の負荷状態についての相関関係を求めて相関関係の大きい負荷状態を抽出するとともに、湯張り無しに関する特定時間帯の負荷状態についての相関関係を求めて相関関係の大きい負荷状態を抽出し、更に湯張り有りの抽出した特定時間帯の負荷状態と湯張り無しの抽出した特定時間帯の負荷状態との相関係数を演算して相関関係の大きいものの抽出を取り消し、このようにして風呂湯張り有りの特有の特定時間帯の負荷状態と風呂湯張り無しの特有の特定時間帯の負荷状態を抽出するようにしているが、湯張り有り及び湯張り無しの負荷状態のこのような抽出を上述した第１の実施形態にも適用することができる。この場合、第３の実施形態と同様に、湯張り有り相関演算手段、湯張り無し相関演算手段、湯張り有り相関抽出手段、湯張り無し相関抽出手段及び抽出キャンセル手段が設けられ、湯張り有り相関演算手段は、湯張り有りに関する過去の特定時間帯の負荷状態に基づいて湯張り有りの相関係数を演算し、湯張り無し相関演算手段は、湯張り無しに関する過去の特定時間帯の負荷状態に基づいて湯張り無しの相関係数を演算し、湯張り有り相関抽出手段は、湯張り有りにおける相関係数の大きいもの（即ち、相関係数が第１所定値以上のもの）を抽出し、湯張り無し相関抽出手段は、湯張り無しにおける相関係数の大きいもの（即ち、相関係数が第２所定値以上のもの）を抽出する。抽出キャンセル手段は、これら抽出された負荷状態のうち、湯張り有りにおける負荷状態と湯張り無しにおける負荷状態とを対比して同一乃至類似のものは湯張り有無について相関がないとしてそれら負荷状態の抽出を取り消す。そして、このようにして残った湯張り有りに関する過去の特定時間帯の負荷状態及び湯張り無しに関する過去の特定時間帯の負荷状態を用い、負荷状態対比手段は運転当日の特定時間帯の負荷状態とこれら残った湯張り有りに関する特定時間帯の負荷状態及び湯張り無しの負荷状態とを対比し、予測判定手段はこの負荷状態対比手段による対比結果に基づいて風呂湯張りの予測判定を行う。即ち、運転当日の特定時間帯の負荷状態が残った湯張り有りに関する特定時間帯の負荷状態（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４の負荷パターン）のいずれかと同一又は類似するときには、湯張りが行われる可能性が高いとして予測判定手段は湯張り有りとの予測判定を行い、また運転当日の特定時間帯の負荷状態が残った湯張り無しに関する特定時間帯の負荷状態（第１〜第４分割時間帯ｔ１〜ｔ４の負荷パターン）のいずれかと同一又は類似するときには、湯張りが行われない可能性が高いとして予測判定手段は湯張り無しとの予測判定を行う。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１の実施形態のコージェネレーションシステムの全体を簡略的に示すシステム図。
【図２】図１のコージェネレーションシステムの制御系を簡略的に示すブロック図。
【図３】湯張りが行われたときの過去の特定時間帯の負荷状態の一例を示す図。
【図４】湯張り有りの場合における過去の負荷状態の相関係数の例を示す図。
【図５】図２の制御系による運転スケジュールの設定の流れを示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態のコージェネレーションシステムの制御系を簡略的に示すブロック図。
【図７】図６の制御系による運転スケジュールの設定の流れを示すフローチャート。
【図８】第３の実施形態のコージェネレーションシステムの制御系を簡略的に示すブロック図。
【図９】湯張り有り及び湯張り無しに関する特定時間帯の負荷状態の相関関係と、抽出された負荷状態の取消しを説明するための図。
【図１０】図８の制御系による運転スケジュールの設定の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７３】
２  熱電併給装置
４  貯湯タンク
６  燃料電池
１０  インバータ
１２  商用系統
１６  電力負荷
３４，３４Ａ，３４Ｂ  制御手段
３８  湯張り判定手段
４０，７８  湯張りデータ登録手段
４２  予測湯張り判定手段
４４  運転スケジュール設定手段
４８  給湯熱負荷計測手段
５０  電力負荷計測手段
５８  相関演算手段
６０  相関抽出手段
６２  負荷状態対比手段
６４，６４Ａ，６４Ｂ  予測判定手段
７２，７２Ｂ  抽出負荷演算手段
７４，７４Ｂ  判定相関演算手段
８０  湯張り無しデータ登録手段
８２  湯張り有り相関演算手段
８４  湯張り無し相関演算手段
８６  湯張り有り相関抽出手段
８８  湯張り無し相関抽出手段
９０  湯張り有無相関演算手段
９２  抽出キャンセル手段
【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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