以下、本開示の各実施の形態に係る浴室内空気調和システムについて、図面を参照しながら説明する。本実施の形態に係る給湯機制御システムは、端末装置と、給湯機制御装置と、を備える。給湯機制御装置は、給湯機および機器が設置された複数の住宅それぞれにおける消費電力を示す消費電力情報を取得する電力取得部と、複数の住宅が存在する地域における気象情報を取得する気象情報取得部と、を備える。ここで、気象情報は、現時点の気象条件を示す気象実績情報および将来の気象条件を示す気象予報情報を含む。また、給湯機制御装置は、使用湯量履歴情報と貯湯量情報と給湯機消費電力情報とを取得する給湯機情報取得部と、複数の住宅全体で機器のみで消費される消費電力を予測する消費電力予測部と、を備える。ここで、使用湯量履歴情報は、複数の住宅それぞれに設置された給湯機での使用湯量の履歴を示し、貯湯量情報は、給湯機の現時点の貯湯量を示し、給湯機消費電力情報は、給湯機での消費電力を示す。また、消費電力予測部は、第1期間毎に到来する第1時期および第1期間よりも短い第2期間毎に到来する第2時期それぞれにおいて、複数の住宅それぞれの過去の消費電力と過去の気象実績情報と気象予報情報と前記給湯機消費電力情報とに基づいて、第1時期または第2時期から次に到来する第1時期までの間の予め設定された複数の時間帯それぞれにおける複数の住宅全体で機器のみで消費される消費電力を予測する。更に、給湯機制御装置は、第1時期において、気象予報情報と使用湯量履歴情報と貯湯量情報と給湯機消費電力情報とに基づいて、次に到来する第1時期までの間に複数の住宅それぞれの給湯機で消費される給湯機消費電力および給湯機の稼働必要時間を算出する消費電力稼働時間算出部と、稼働スケジュールを生成するスケジュール生成部と、を備える。ここで、スケジュール生成部は、第1時期において、消費電力稼働時間算出部により算出された給湯機消費電力および稼働必要時間に基づいて、次に到来する第1時期までの間の複数の住宅全体で消費される総消費電力が予め設定された消費電力上限値以下となるように複数の住宅それぞれの給湯機の稼働スケジュールを生成する。また、スケジュール生成部は、第2時期において、次に到来する前記第1時期までの間に総消費電力が消費電力上限値を超える時間帯が存在する場合、次に到来する第1時期までの間、総消費電力が消費電力上限値以下となるように稼働スケジュールを再度生成する。
本実施の形態に係る給湯機制御システムは、例えば図1に示すような、複数の住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n](nは正の整数)を有する集合住宅B1について使用される。各住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]には、給湯機3と、電気機器4と、給湯機3および電気機器4それぞれへ電力を供給する分電盤21と、給湯機3および電気機器4へ供給される電力を計測する電力計測装置22と、が設置されている。また、集合住宅B1には、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]に設置された給湯機3および電力計測装置22と局所ネットワークNW2を介して通信可能なルータ6が設置されている。局所ネットワークNW2は、無線LAN(Local Area Network)または有線LANである。ルータ6は、例えばブロードバンドルータであり、インターネットのような広域ネットワークNW1に接続されている。ここで、本実施の形態に係る給湯機制御システムは、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の居住者それぞれが管理する端末装置5と、端末装置5と広域ネットワークNW1を介して通信可能な給湯機制御装置1と、を備える。給湯機制御装置1は、電力会社が保有する変電所PSから集合住宅B1へ供給される電力を管理するいわゆる電力アグリゲータのような電力事業者が保有し、各住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]に設置された給湯機3および電力計測装置22と局所ネットワークNW2、ルータ6および広域ネットワークNW1を介して通信可能となっている。電力事業者は、各住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の居住者との間でいわゆる低圧電力契約を締結して電力供給を受けている。そして、電力事業者は、変電所を保有する電力会社から集合住宅B1の住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]全てで消費される電力を一括して受電する契約を締結し、変電所PSから集合住宅B1へ供給される電力を一旦電力事業者が購入する形式をとっている。
電力計測装置22は、いわゆるスマートメータであり、分電盤21から給湯機3および電気機器4へ供給される電力を計測し、計測した消費電力を示す消費電力情報を生成して給湯機制御装置1へ送信する。ここで、電力計測装置22は、それぞれ、給湯機制御装置1から消費電力情報の給湯機制御装置1への送信を要求する電力情報要求情報を給湯機制御装置1から受信すると、それに応じて、消費電力情報を生成する。そして、電力計測装置22は、生成した消費電力情報を給湯機制御装置1へ送信する。
給湯機3は、図2に示すように、貯湯タンク31とヒートポンプユニット32とコントローラ33とを有する貯湯式の給湯機であり、貯湯タンク31に貯めた水をヒートポンプユニット32が有するヒートポンプ(図示せず)で沸き上げる。ヒートポンプユニット32は、ヒートポンプを構成する圧縮機(図示せず)、膨張弁(図示せず)、送風機(図示せず)および循環ポンプ(図示せず)を制御する制御基板321と、ヒートポンプユニット32で消費された電力量を測定する電力量測定部322と、を有する。電力量測定部322は、コントローラ33と通信線(図示せず)を介して接続され、予め設定された単位時間毎にヒートポンプユニット32で消費される電力量を測定し、測定した電力量を示す電力量情報を定期的にコントローラ33へ出力する。また、給湯機3は、貯湯タンク31の出湯口に設けられ貯湯タンク31から単位時間当たりに排出される湯量である使用湯量を計測する使用湯量計測部311と、貯湯タンク31内に貯留する湯の量である貯湯量を計測する貯湯量計測部312と、を有する。使用湯量計測部311は、コントローラ33と通信線(図示せず)を介して接続され、計測した使用湯量を示す使用湯量情報を定期的にコントローラ33へ出力する。また、貯湯量計測部312も、コントローラ33と通信線(図示せず)を介して接続され、計測した貯湯量を示す貯湯量情報を定期的にコントローラ33へ出力する。
コントローラ33は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ヒートポンプユニット32の制御基板321と通信線(図示せず)を介して接続された通信インタフェース、および、読み書き可能な不揮発性メモリを備える。ここで、CPUは、ROMが記憶するプログラムをRAMに読み込んで実行することにより、スケジュール受信部331、ヒートポンプ制御部332、給湯機消費電力算出部333、給湯機情報送信部334、使用湯量履歴生成部335、使用湯量取得部336、貯湯量取得部337および電力量取得部338として機能する。また、不揮発性メモリは、使用湯量を記憶する使用湯量履歴記憶部342と、貯湯量を記憶する貯湯量記憶部343と、ヒートポンプユニット32で消費された電力量を記憶する電力量記憶部341と、給湯機3の稼働スケジュールを示すスケジュール情報を記憶するスケジュール記憶部344と、を有する。スケジュール受信部331は、給湯機制御装置1から送信されるスケジュール情報を受信すると、受信したスケジュール情報をスケジュール記憶部344に記憶させる。ヒートポンプ制御部332は、スケジュール記憶部344が記憶するスケジュール情報が示す稼働スケジュールに沿って制御基板321へ制御情報を送信することにより、ヒートポンプユニット32のヒートポンプの動作を制御する。
電力量取得部338は、電力量測定部322から電力量情報を取得する毎に、取得した電力量情報を電力量記憶部341に時系列で記憶させる。使用湯量取得部336は、使用湯量計測部311から湯量情報を取得する毎に、取得した湯量情報を、計時部により計時される湯量情報を取得した時刻を示す時刻情報に対応づけて使用湯量履歴記憶部342に記憶させる。貯湯量取得部337は、貯湯量計測部312から貯湯量情報を取得する毎に、取得した貯湯量情報を貯湯量記憶部343に記憶させる。給湯機消費電力算出部333は、電力量記憶部341が記憶する電力量情報が示す単位時間における平均電力を給湯機3での消費電力として算出する。使用湯量履歴生成部335は、給湯機制御装置1から後述する給湯機情報要求情報を受信すると、使用湯量履歴記憶部342から過去の直近に給湯機情報要求情報を受信した時点から現時点までの使用湯量情報とそれに対応する時刻情報とを取得し、取得した使用湯量情報と時刻情報とを含む使用湯量履歴情報を生成する。そして、使用湯量履歴生成部335は、生成した使用湯量履歴情報を給湯機情報送信部334に通知する。給湯機情報送信部334は、給湯機制御装置1から給湯機情報要求情報を受信すると、給湯機消費電力算出部333が算出した給湯機消費電力を示す給湯機消費電力情報と、使用湯量履歴生成部335が生成した使用湯量履歴情報と、貯湯量記憶部343が記憶する貯湯量情報と、を給湯機制御装置1へ送信する。
電気機器4は、例えば、エアコン、照明器、床暖房システム、冷蔵庫、IH(Induction Heating)調理器、テレビ等である。電気機器4は、各住宅に設置され、分電盤21から電力供給を受ける。
気象サーバ8は、ストレージ(図示せず)と、気象サーバ8全体を制御する制御部(図示せず)と、広域ネットワークNW1に接続された通信インタフェース(図示せず)と、を有する。ストレージは、将来の各地域の気象予報を示す気象予報情報と、過去の各地域の気象条件の実績を示す気象実績情報と、を記憶する。気象サーバ8は、給湯機制御装置1から気象サーバ8に対して気象情報の給湯機制御装置1への送信を要求する気象情報要求情報を受信すると、気象情報要求情報に含まれる、対象となる地域を示す地域情報を抽出する。次に、気象サーバ8は、抽出した地域情報が示す地域における気象実績情報と気象予報情報とをストレージから取得し、取得した気象実績情報と気象予報情報とを含む気象情報を生成する。そして、気象サーバ8は、生成した気象情報を給湯機制御装置1へ送信する。
端末装置5は、例えばスマートフォンであり、図3に示すように、CPU501と、主記憶部502と、補助記憶部503と、表示部504と、入力部505と、広域通信部506と、各部を接続するバス509と、を備える。主記憶部502は、CPU501の作業領域として使用される揮発性メモリである。補助記憶部103は、半導体フラッシュメモリのような不揮発性メモリであり、端末装置5の各種機能を実現するためのプログラムを記憶する。表示部504は、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro-luminescence)ディスプレイ等であり、CPU501から入力された各種情報を出力する。入力部505は、例えば表示部504に重ねて配置された透明なタッチパッドであり、居住者の操作に応じた各種操作情報を受け付けて、受け付けた操作情報をCPU501へ出力する。広域通信部506は、広域ネットワークNW1に接続するためのインタフェースを有する。なお、端末装置5は、例えば住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれに設置された壁掛けリモコンであってもよい。この場合、端末装置5は、局所ネットワークNW2、ルータ6および広域ネットワークNW1を介して給湯機制御装置1と通信する。
CPU501は、補助記憶部503が記憶するプログラムを主記憶部502に読み出して実行することにより、図4に示すように、スケジュール受信部511、表示制御部512、受付部513、在宅日程生成部514および在宅日程送信部515として機能する。また、図3に示す補助記憶部503は、図4に示すように、給湯機3の稼働スケジュールを表示する操作画面画像または居住者が在宅日程を入力するための操作画面画像を生成するための画像情報を記憶する操作画面記憶部531を有する。
受付部513は、居住者が入力部505を介した操作を受け付け、受け付けた操作内容を示す操作情報を表示制御部512または在宅日程生成部514へ通知する。表示制御部512は、受付部513から通知される操作情報に基づいて、操作画面記憶部531から画像情報を取得し、取得した画像情報から操作画面画像を生成し、生成した操作画面画像を表示部504に表示させる。居住者が、表示部504に在宅日程を入力するための操作画面画像を表示させるための操作を行うと、受付部513がその操作を受け付ける。そして、表示制御部512は、受付部513が受け付けた操作内容に基づいて、操作画面記憶部531から在宅日程を入力するための操作画面画像を生成するための画像情報を取得して操作画面画像を生成して表示部504に表示させる。
在宅日程生成部514は、表示制御部512が表示部504に在宅日程を入力するための操作画面画像を表示させている状態で、受付部513が居住者による在宅日程を入力する操作を受け付けると、受け付けた操作内容を示す操作情報に基づいて居住者の在宅日程を示す在宅日程情報を生成する。在宅日程送信部515は、在宅日程生成部514が生成した在宅日程情報を給湯機制御装置1へ送信する。スケジュール受信部511は、給湯機制御装置1から送信される給湯機3の稼働スケジュールを示すスケジュール情報を受信すると、受信したスケジュール情報を表示制御部512へ通知する。表示制御部512は、スケジュール受信部511からスケジュール情報が通知されると、操作画面記憶部531から稼働スケジュールを表示部504に表示させるための画像情報を取得し、スケジュール情報と取得した画像情報とに基づいて、給湯機3の稼働スケジュールを示す操作画面画像を生成して表示部504に表示させる。
図3に戻って、給湯機制御装置1は、例えば汎用のパーソナルコンピュータであり、CPU101と、主記憶部102と、補助記憶部103と、広域ネットワークNW1に接続される広域通信部106と、局所ネットワークNW2に接続される局所通信部107と、計時部108と、これらを相互に接続するバス109と、を有する。主記憶部102は、CPU101の作業領域として使用される揮発性メモリである。補助記憶部103は、磁気ディスク、半導体フラッシュメモリ等の不揮発性メモリであり、給湯機制御装置1の各種機能を実現するためのプログラムを記憶する。局所通信部107は、局所ネットワークを介して、電力計測装置22との間で通信する。計時部108は、現時点の日時を計時するRTC(Real Time Clock)として機能するものである。
CPU101は、補助記憶部103が記憶するプログラムを主記憶部102に読み出して実行することにより、図4に示すように、気象情報取得部111、電力取得部112、給湯機情報取得部113、消費電力予測部114、使用湯量予測部115、沸き上げ湯量算出部116、消費電力稼働時間算出部117、スケジュール生成部118、スケジュール送信部119、使用湯量生成部120、在宅日程取得部122および変更可能度合決定部123として機能する。また、図3に示す補助記憶部103は、図4に示すように、気象情報記憶部131と、消費電力記憶部132と、使用湯量記憶部133と、貯湯量記憶部134と、給湯機消費電力記憶部135、消費電力予測記憶部136と、在宅日程記憶部137、スケジュール記憶部138とを有する。
気象情報記憶部131は、例えば図5に示すように、現時点および現時点よりも過去の気象条件の実績を示す気象実績情報と、現時点よりも将来の気象条件の予報を示す気象予報情報と、を予め設定された複数の時間帯に対応づけて記憶する。図5に示す例では、気象情報記憶部131が、4/1の23:00〜24:00を現時点とした場合、4/1の23:00よりも以前の各時間帯の気象条件の実績を気象実績情報として記憶し、4/2の0:00以降の将来の各時間帯の気象条件の予報を気象予報情報として記憶している。
消費電力記憶部132は、例えば図6(A)に示すように、住宅H[i](iは正の整数)、H[i+1]、・・・毎に、住宅H[i]、H[i+1]、・・・の予め設定された複数の時間帯それぞれにおける消費電力の実績値を、日付、曜日、時間帯、住宅H[i]、H[i+1]、・・・を識別する住宅識別情報ID(H[i])、ID(H[i+1])、・・・に対応づけて記憶する。
使用湯量記憶部133は、例えば図6(B)に示すように、住宅H[i]、H[i+1]、・・・毎に、住宅H[i]、H[i+1]、・・・それぞれの一日で使用する使用湯量の実績値を、使用日、使用開始時刻および住宅識別情報ID(H[i])に対応づけて記憶する。ここで、使用開始時刻とは、各使用日において、給湯機3の貯湯タンクに貯留された湯水が初めて使用された時刻に相当する。また、使用湯量記憶部133は、スケジュール見直し時期から直近のスケジュール生成時期からそのスケジュール見直し時期までの使用湯量を示す使用湯量情報も記憶する。
図4に戻って、貯湯量記憶部134は、給湯機情報取得部113が直近に取得した住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれに対応する貯湯量情報を、住宅識別情報に対応づけて記憶する。給湯機消費電力記憶部135は、複数の住宅それぞれについて、住宅の予め設定された複数の時間帯それぞれにおける給湯機3での消費電力の実績値を、日付情報、曜日情報、時間帯情報、住宅識別情報に対応づけて記憶する。
消費電力予測記憶部136は、消費電力予測部114が予測した集合住宅B1全体の翌日の予め設定された複数の時間帯における給湯機3以外の電気機器4での消費電力の予測値の総和を示す総消費電力情報を、翌日の時間帯に対応づけて記憶する。在宅日程記憶部137は、例えば図7に示すように、住宅H[i]、H[i+1]、・・・毎に、住宅H[i]、H[i+1]、・・・に居住する居住者の在否を示す在宅状況フラグ情報を、日付情報に対応づけて記憶する。図7に示す例では、居住者が在宅予定の場合、在宅状況フラグ情報が「F1」に設定され、居住者が不在予定の場合、在宅状況フラグ情報が「F0」に設定される。図3に戻って、スケジュール記憶部138は、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれにおける給湯機3の稼働スケジュールを示すスケジュール情報を記憶する。
気象情報取得部111は、集合住宅B1が存在する地域における現時点の気象条件を示す気象実績情報および将来の気象条件を示す気象予報情報を含む気象情報を気象サーバ8から取得する。気象情報取得部111は、気象サーバ8に対して気象情報の送信を要求する気象情報要求情報を気象サーバ8へ送信することにより、気象サーバ8から送信される気象情報を取得する。ここで、気象情報は、気象サーバ8へ気象要求情報を送信する現時点の気象条件の実績を示す気象実績情報と、現時点よりも将来の予め設定された第1期間後、例えば、現時点から24時間後までの1時間毎の気象条件の予報を示す気象予報情報と、を含む。また、気象情報取得部111は、計時部108が計時する日時から予め設定された給湯機3の稼働スケジュールを新たに生成するスケジュール生成時期または生成した稼働スケジュールを見直すスケジュール見直し時期が到来したと判定する毎に、気象情報要求情報を気象サーバ8へ送信する。そして、気象情報取得部111は、取得した気象情報を気象情報記憶部131に記憶させる。
電力取得部112は、給湯機3および電気機器4が設置された住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれにおける消費電力を示す消費電力情報を電力計測装置22から取得する。電力取得部112は、計時部108が計時する日時から予め設定された消費電力情報取得時期が到来したと判定すると、電力計測装置22に対して電力情報の送信を要求する電力情報要求情報を電力計測装置22へ送信することにより、電力計測装置22から送信される電力情報を取得する。そして、電力取得部112は、取得した電力情報を消費電力記憶部132に記憶させる。
給湯機情報取得部113は、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれに設置された給湯機3での使用湯量の履歴を示す使用湯量履歴情報と給湯機3の現時点の貯湯量を示す貯湯量情報と給湯機3での消費電力を示す給湯機消費電力情報とを、給湯機3から取得する。給湯機情報取得部113は、給湯機3に対して前述の使用湯量履歴情報、貯湯量情報および給湯機消費電力情報の送信を要求する給湯機情報要求情報を給湯機3へ送信することにより、給湯機3から送信される使用湯量履歴情報、貯湯量情報および給湯機消費電力情報を取得する。そして、給湯機情報取得部113は、取得した使用湯量履歴情報を使用湯量生成部120へ通知するとともに、取得した貯湯量情報および給湯機消費電力情報をそれぞれ貯湯量記憶部134および給湯機消費電力記憶部135に記憶させる。
使用湯量生成部120は、給湯機情報取得部113が取得した使用湯量履歴情報に基づいて、1日の使用湯量を示す使用湯量情報と湯水の使用開始時刻を示す使用開始時刻情報とを生成し、生成した使用湯量情報と使用開始時刻情報とを、使用日情報および住宅識別情報に対応づけて使用湯量記憶部133に記憶させる。また、使用湯量生成部120は、スケジュール見直し時期において受信した使用湯量履歴情報に基づいて、スケジュール見直し時期から直近のスケジュール生成時期からそのスケジュール見直し時期までの使用湯量を示す使用湯量情報を生成し、生成した使用湯量情報を使用湯量記憶部133に記憶させる。
消費電力予測部114は、予め設定されたスケジュール生成時期および予め設定されたスケジュール見直し時期それぞれにおいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの過去の消費電力と過去の気象実績情報と気象予報情報と給湯機消費電力情報とに基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]で電気機器4のみで消費される消費電力の総和、即ち、集合住宅B1全体での総消費電力を予測する。ここで、スケジュール生成時期は、予め設定された第1期間毎に到来する第1時期であり、スケジュール見直し時期は、第1期間よりも短い予め設定された第2期間毎に到来する第2時期である。第1期間は、例えば1日に設定され、第2期間は、例えば3時間に設定される。消費電力予測部114は、気象情報記憶部131が記憶する過去の集合住宅B1が存在する地域の翌日の予め設定された複数の時間帯それぞれの気象予報情報を取得し、取得した気象予報情報が示す気象条件および時間帯と一致する過去の気象実績情報を検索する。そして、消費電力予測部114は、検索して得られた気象実績情報に対応する日付および時間帯を特定する。次に、消費電力予測部114は、消費電力記憶部132が記憶する過去の住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの各時間帯における消費電力を示す消費電力情報から、特定した日付および時間帯に対応する住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの消費電力情報を抽出する。そして、消費電力予測部114は、抽出した消費電力情報に基づいて、翌日の複数の時間帯それぞれにおける集合住宅B1全体での総消費電力を予測する。また、消費電力予測部114は、給湯機消費電力記憶部135が記憶する給湯機消費電力情報の中から、特定した日付および時間帯に対応する住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの給湯機消費電力情報を取得する。そして、消費電力予測部114は、予測した翌日の複数の時間帯それぞれにおける集合住宅B1全体での総消費電力から、取得した給湯機消費電力情報が示す消費電力を差し引くことにより、翌日の複数の時間帯それぞれにおける集合住宅B1全体での給湯機3以外の電気機器4で消費される消費電力の総和を算出する。ここで、消費電力予測部114は、スケジュール生成時期またはスケジュール見直し時期から次に到来するスケジュール生成時期までの間の複数の時間帯それぞれにおける消費電力を予測する。消費電力予測部114は、算出した集合住宅B1全体での給湯機3以外の電気機器4で消費される消費電力の総和を示す総消費電力情報を消費電力予測記憶部136に記憶させる。
使用湯量予測部115は、気象情報記憶部131が記憶する過去の集合住宅B1が存在する地域の翌日の予め設定された複数の時間帯それぞれの気象予報情報を取得し、取得した気象予報情報が示す1日の気象条件の推移と類似する過去の気象実績情報を検索する。ここで、使用湯量予測部115は、例えば複数の時間帯それぞれの気象条件の一致度が予め設定された割合(例えば80%以上)一致する場合、1日の気象条件の推移が類似すると判定する。そして、使用湯量予測部115は、検索して得られた気象実績情報に対応する日付を特定する。次に、使用湯量予測部115は、使用湯量記憶部133が記憶する過去の住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の使用湯量情報から、特定した日付に対応する住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の使用湯量情報が示す使用湯量を、翌日の住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]での使用湯量の予測値として特定する。使用湯量予測部115は、特定した使用湯量の予測値を示す予測使用湯量情報を沸き上げ湯量算出部116および変更可能度合決定部123に通知する。
沸き上げ湯量算出部116は、貯湯量記憶部134が記憶する住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の貯湯量情報が示す貯湯量と、使用湯量予測部115から通知される情報が示す使用湯量の予測値と、に基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの翌日の沸き上げ湯量を算出する。そして、沸き上げ湯量算出部116は、算出した沸き上げ湯量を示す沸き上げ湯量情報を消費電力稼働時間算出部117に通知する。
消費電力稼働時間算出部117は、スケジュール生成時期において、気象予報情報と使用湯量履歴情報と貯湯量情報と給湯機消費電力情報とに基づいて、次に到来するスケジュール生成時期までの間に住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3で消費される給湯機消費電力および給湯機3の稼働必要時間を算出する。ここで、消費電力稼働時間算出部117は、給湯機消費電力記憶部135が記憶する住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の給湯機消費電力情報が示す給湯機3での消費電力と、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの翌日の沸き上げ湯量と、に基づいて、給湯機3の稼働必要時間と稼働必要時間内における給湯機3での消費電力とを算出する。消費電力稼働時間算出部117は、算出した給湯機3の稼働必要時間と稼働必要時間内における給湯機3での消費電力とを示す情報をスケジュール生成部118に通知する。
在宅日程取得部122は、端末装置5から送信される住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの居住者の在宅日程を示す在宅日程情報を取得し、取得した在宅日程情報を住宅識別情報に対応づけて在宅日程記憶部137に記憶させる。
変更可能度合決定部123は、使用湯量予測部115から通知される予測使用湯量情報と貯湯量記憶部134が記憶する貯湯量情報とともに、在宅日程記憶部137が記憶する在宅日程情報に基づいて、スケジュール生成時期において生成された住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれに対応する稼働スケジュールの変更可能度合を決定する。変更可能度合決定部123は、給湯機3の貯湯量が多く、使用湯量が少なく、不在である住宅の給湯機3の稼働スケジュールほどその時間帯の変更可能度合を高くする。ここで、変更可能度合決定部123は、例えば不在の住宅の給湯機3の稼働スケジュールの変更可能度合を最も高くし、次に、在宅の住宅のうち給湯機3の使用湯量が少ないほど給湯機3の稼働スケジュールの変更可能度合が高くなるようにする。そして、変更可能度合決定部123は、給湯機3の使用湯量が同量の住宅が存在する場合、給湯機3の貯湯量が多いほど給湯機3の稼働スケジュールの変更可能度合が高くなるようにする。変更可能度合決定部123は、決定した住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの稼働スケジュールの変更可能度合を示す変更可能度合情報をスケジュール生成部118に通知する。
スケジュール生成部118は、スケジュール生成時期において、消費電力稼働時間算出部117により算出された給湯機消費電力および稼働必要時間に基づいて、次に到来するスケジュール生成時期までの間の住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]全体で消費される総消費電力が予め設定された消費電力上限値以下となるように住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの給湯機3の稼働スケジュールを生成する。また、スケジュール生成部118は、スケジュール見直し時期において、次に到来するスケジュール生成時期までの間に住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]全体の総消費電力が前述の消費電力上限値を超える時間帯が存在する場合、次に到来するスケジュール生成時期までの間の総消費電力が消費電力上限値以下となるように稼働スケジュールを再度生成する。このとき、スケジュール生成部118は、変更可能度合決定部123から通知される変更可能度合情報が示す変更可能度合に基づいて、稼働スケジュールを再度生成する。そして、スケジュール生成部118は、生成した稼働スケジュールを示すスケジュール情報をスケジュール記憶部138に記憶させる。
スケジュール送信部119は、スケジュール記憶部138が記憶するスケジュール情報を、給湯機3および端末装置5へ送信する。
次に、本実施の形態に係る給湯機制御システムの動作について図8から図12を参照しながら説明する。まず、図8に示すように、予め設定された消費電力情報取得時期が到来すると、電力計測装置22に対して消費電力情報の送信を要求する電力情報要求情報が、給湯機制御装置1から電力計測装置22へ送信される(ステップS1)。一方、電力計測装置22は、電力情報要求情報を受信すると、それに応じて、消費電力情報を生成する(ステップS2)。次に、生成された消費電力情報が、電力計測装置22から給湯機制御装置1へ送信される(ステップS3)。このとき、給湯機制御装置1は、受信した消費電力情報を消費電力記憶部132に記憶させる。以後、消費電力情報取得時期が到来する毎に、ステップS1からS3までの一連の処理が実行される。
また、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の居住者が、端末装置5の入力部505を介して、在宅日程を入力する操作を行うと、端末装置5は、操作内容を受け付け、受け付けた操作内容を示す操作情報に基づいて、在宅日程情報を生成する(ステップS4)。ここで、端末装置5は、例えば図9(A)に示すような月の表示M1を含む1ヶ月間のカレンダを示す操作画面画像GA1を表示部504の表示画面504aに表示させる。ここで、居住者が、入力部505における操作画面画像GA1中の月移動釦画像BU21、BU22をタッチすると、操作画面画像GA1が、前月または翌月のカレンダを含む操作画面画像GA1に切り替わる。また、居住者が、入力部505における操作画面画像GA1中の日付釦画像BU1に対応する部分をタッチすると、図9(B)に示すような登録メッセージ画面画像GAPM1が表示部504に表示される。そして、居住者が、表示部504に登録メッセージ画面画像GAPM1が表示された状態で、入力部505における登録釦画像BUS11に対応する部分をタッチすると、対応する日に不在である旨を示す在宅日程情報が生成される。このとき、操作画面画像GA1における該当する日に対応する部分の表示態様が変更され、その日に居住者が不在であることが示される。一方、居住者が、表示部504に登録メッセージ画面画像GAPM1が表示された状態で、入力部505における登録中止釦画像BUS12に対応する部分をタッチすると、在宅日程の登録が実行されず再び操作画面画像GA1が表示部504に表示される。また、居住者が、表示部504に操作画面画像GA1が表示された状態で、入力部505における操作画面画像GA1中の表示態様が変更されている日付に対応する日付釦画像BU1に対応する部分をタッチすると、図9(C)に示すような取消しメッセージ画面画像GAPM2が表示部504に表示される。そして、居住者が、表示部504に取消しメッセージ画面画像GAPM2が表示された状態で、入力部505における取消し釦画像BUS21に対応する部分をタッチすると、対応する日に在宅である旨を示す在宅日程情報が生成される。このとき、操作画面画像GA1における該当する日に対応する部分の表示態様が元の表示態様に変更され、その日に居住者が在宅であることが示される。一方、居住者が、表示部504に取消しメッセージ画面画像GAPM2が表示された状態で、入力部505における取消し中止釦画像BUS22に対応する部分をタッチすると、在宅日程の変更が実行されず再び操作画面画像GA1が表示部504に表示される。
図8に戻って、次に、生成された在宅日程情報が、端末装置5から給湯機制御装置1へ送信される(ステップS5)。このとき、給湯機制御装置1は、在宅日程情報を受信すると、受信した在宅日程情報を在宅日程記憶部137に記憶させる。
また、予め設定されたスケジュール生成時期が到来すると、気象サーバ8に対して気象情報の送信を要求する気象情報要求情報が、給湯機制御装置1から気象サーバ8へ送信される(ステップS6)。一方、気象サーバ8は、気象情報要求情報を受信すると、受信した気象情報要求情報に対応する、気象実績情報および気象予報情報を含む気象情報を生成する(ステップS7)。続いて、生成された気象情報が、気象サーバ8から給湯機制御装置1へ送信される(ステップS8)。ここで、給湯機制御装置1は、気象情報を受信すると、受信した気象情報に含まれる気象実績情報および気象予報情報を気象情報記憶部131に記憶させる。
その後、給湯機3に対して前述の使用湯量履歴情報、貯湯量情報および給湯機消費電力情報の送信を要求する給湯機情報要求情報が、給湯機制御装置1から給湯機3へ送信される(ステップS9)。一方、給湯機3は、図10に示すように、給湯機情報要求情報を受信すると、使用湯量履歴情報と給湯機消費電力情報とを生成する(ステップS10)。次に、生成された給湯機消費電力情報と、使用湯量履歴情報と、貯湯量記憶部343が記憶する貯湯量情報と、が、給湯機3から給湯機制御装置1へ送信される(ステップS11)。このとき、給湯機制御装置1は、受信した給湯機消費電力情報、貯湯量情報をそれぞれ給湯機消費電力記憶部135、貯湯量記憶部134に記憶させる。また、給湯機制御装置1は、受信した使用湯量履歴情報に基づいて、1日の使用湯量情報と使用開始時刻情報とを生成し、生成した使用湯量情報と使用開始時刻情報とを使用湯量記憶部133に記憶させる。
続いて、給湯機制御装置1は、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの過去の消費電力と過去の気象実績情報と気象予報情報と給湯機消費電力情報とに基づいて、翌日の集合住宅B1全体での給湯機3以外の電気機器4で消費される消費電力の総和を示す総消費電力の推移を予測する(ステップS12)。ここで、給湯機制御装置1は、予測した集合住宅B1全体での給湯機3以外の電気機器4で消費される総消費電力を示す総消費電力情報を消費電力予測記憶部136に記憶させる。その後、給湯機制御装置1は、気象情報記憶部131が記憶する過去の集合住宅B1が存在する地域の翌日の予め設定された複数の時間帯それぞれの気象予報情報に基づいて、翌日の住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]での使用湯量を予測する(ステップS13)。次に、給湯機制御装置1は、貯湯量記憶部134が記憶する住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の貯湯量情報が示す貯湯量と使用湯量の予測値とに基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの翌日の沸き上げ湯量を算出する(ステップS14)。続いて、給湯機制御装置1は、気象予報情報と使用湯量情報と貯湯量情報と給湯機消費電力情報とに基づいて、次に到来するスケジュール生成時期までの間に住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3で消費される給湯機消費電力および給湯機3の稼働必要時間を算出する(ステップS15)。その後、給湯機制御装置1は、次に到来するスケジュール生成時期までの間に住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3で消費される給湯機消費電力および給湯機3の稼働必要時間に基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3の稼働スケジュールを示すスケジュール情報を生成する(ステップS16)。
次に、生成されたスケジュール情報が給湯機制御装置1から給湯機3へ送信される(ステップS17)。一方、給湯機3は、スケジュール情報を受信すると、受信したスケジュール情報に基づいて稼働する(ステップS18)。
続いて、予め設定されたスケジュール見直し時期が到来すると、気象情報要求情報が、給湯機制御装置1から気象サーバ8へ送信される(ステップS19)。一方、気象サーバ8は、気象情報要求情報を受信すると、受信した気象情報要求情報に対応する気象情報を生成する(ステップS20)。その後、生成された気象情報が、気象サーバ8から給湯機制御装置1へ送信される(ステップS21)。ここで、給湯機制御装置1は、気象情報を受信すると、受信した気象情報に含まれる気象実績情報および気象予報情報を気象情報記憶部131に記憶させる。次に、給湯機制御装置1は、現時点から次に到来するスケジュール生成時期までの集合住宅B1全体での給湯機3以外の電気機器4で消費される消費電力の総和を示す総消費電力の推移を予測する(ステップS22)。
ここで、図11に示すように、給湯機制御装置1は、予測した現時点から次に到来するスケジュール生成時期までの集合住宅B1全体での給湯機3以外の電気機器4で消費される総消費電力Pが予め設定された消費電力上限値Pthを超える時間帯が存在すると判定したとする(ステップS23)。この場合、給湯機情報要求情報が、給湯機制御装置1から給湯機3へ送信される(ステップS24)。一方、給湯機3は、給湯機情報要求情報を受信すると、使用湯量履歴情報と給湯機消費電力情報とを生成する(ステップS25)。続いて、生成された給湯機消費電力情報および使用湯量履歴情報と、貯湯量情報と、が、給湯機3から給湯機制御装置1へ送信される(ステップS26)。このとき、給湯機制御装置1は、受信した給湯機消費電力情報、貯湯量情報をそれぞれ給湯機消費電力記憶部135、貯湯量記憶部134に記憶させる。また、給湯機制御装置1は、受信した使用湯量履歴情報に基づいて、直近のスケジュール生成時期からスケジュール見直し時期までの使用湯量を示す使用湯量情報を生成し、生成した使用湯量情報を使用湯量記憶部133に記憶させる。
その後、給湯機制御装置1は、気象情報記憶部131が記憶する集合住宅B1が存在する地域の次のスケジュール生成時期までの複数の時間帯それぞれの気象予報情報に基づいて、次のスケジュール生成時期までの住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]での使用湯量を予測する(ステップS27)。次に、給湯機制御装置1は、貯湯量記憶部134が記憶する住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の貯湯量情報と直近のスケジュール生成時期からスケジュール見直し時期までの使用湯量を示す使用湯量情報とに基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの次のスケジュール生成時期までの沸き上げ湯量を算出する(ステップS28)。続いて、給湯機制御装置1は、気象予報情報と使用湯量情報と貯湯量情報と給湯機消費電力情報とに基づいて、次に到来するスケジュール生成時期までの間に住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3で消費される給湯機消費電力および給湯機3の稼働必要時間を算出する(ステップS29)。その後、給湯機制御装置1は、次に到来するスケジュール生成時期までの間に住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3で消費される給湯機消費電力および給湯機3の稼働必要時間に基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3のスケジュール情報を再度生成する(ステップS30)。次に、給湯機制御装置1は、スケジュール記憶部138が記憶するスケジュール情報を更新する(ステップS31)。
続いて、スケジュール記憶部138が記憶する更新後のスケジュール情報が、給湯機制御装置1から端末装置5へ送信される(ステップS32)。一方、端末装置5は、スケジュール情報を受信すると、受信したスケジュール情報に基づいて、給湯機3の稼働スケジュールを示す操作画面画像を表示部504に表示させる(ステップS33)。このとき、端末装置5は、例えば図12(A)に示すような稼働スケジュール補正前の給湯機3の稼働スケジュールを示す操作画面画像GA21と、図12(B)に示すような稼働スケジュール補正後の給湯機3の稼働スケジュールを示す操作画面画像GA22と、を表示部504に表示させる。ここで、操作画面画像GA21、GA22は、それぞれ、集合住宅B1の各住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の稼働スケジュールを示す領域A1、A2、A3、・・・、A6と、集合住宅B1全体での給湯機3以外の電気機器4での総消費電力の推移を示す領域A0と、を含む。そして、端末装置5は、操作画面画像GA21、GA22とともに、図12(C)に示すような、集合住宅B1全体の総消費電力の予測値が何らかの理由により当初の予測値よりも大きくなり、消費電力上限値を超えると判断される旨を居住者の通知するための警告メッセージ画像GAPM3を表示部504に表示させる。ここで、端末装置5が警告メッセージ画像GAPM3を表示部504に表示させた状態で、居住者が、入力部505における警告メッセージ画像GAPM3中の確認釦画像BU3に対応する部分をタッチすると、端末装置5は、警告メッセージ画像GAPM3を表示部504から消去する。なお、端末装置5は、警告メッセージ画像GAPM3を表示部504に表示させた後、総消費電力が消費電力上限値を超えると予測された時間帯を経過した場合も、警告メッセージ画像GAPM3を消去する。
図11に戻って、その後、スケジュール記憶部138が記憶する更新後のスケジュール情報が、給湯機制御装置1から給湯機3へも送信される(ステップS34)。一方、給湯機3は、スケジュール情報を受信すると、受信した更新後のスケジュール情報に基づいて稼働する(ステップS35)。
次に、本実施の形態に係る給湯機制御装置1が実行する稼働スケジュール生成処理について図13から図16を参照しながら説明する。この稼働スケジュール生成処理は、給湯機制御装置1へ電源が投入されたことを契機として開始される。また、電力取得部112は、この稼働スケジュール生成処理と並行して、消費電力情報取得時期が到来する毎に、電力計測装置22に対して電力情報の送信を要求する電力情報要求情報を電力計測装置22へ送信することにより、電力計測装置22から送信される電力情報を取得し、取得した電力情報を消費電力記憶部132に記憶させるものとする。また、在宅日程取得部122は、この稼働スケジュール生成処理と並行して、端末装置5から送信される在宅日程情報を取得したときに、取得した在宅日程情報を住宅識別情報に対応づけて在宅日程記憶部137に記憶させるものとする。
まず、気象情報取得部111は、スケジュール生成時期が到来したか否かを判定する(ステップS101)。気象情報取得部111が、未だスケジュール生成時期が到来していないと判定すると(ステップS101:No)、後述するステップS114の処理が実行される。一方、気象情報取得部111は、スケジュール生成時期が到来したと判定すると(ステップS101:Yes)、気象情報要求情報を気象サーバ8へ送信する(ステップS102)。そして、気象情報取得部111は、気象サーバ8から送信される気象情報を取得し、取得した気象情報に含まれる気象実績情報および気象予報情報を気象情報記憶部131に記憶させる(ステップS103)。
次に、給湯機情報取得部113は、給湯機情報要求情報を給湯機3へ送信する(ステップS104)。これにより、給湯機情報取得部113は、給湯機制御装置1から送信される使用湯量履歴情報と給湯機消費電力情報と貯湯量情報とを取得する(ステップS105)。このとき、給湯機情報取得部113は、取得した給湯機消費電力情報、貯湯量情報をそれぞれ給湯機消費電力記憶部135、貯湯量記憶部134に記憶させる。また、給湯機情報取得部113は、取得した使用湯量履歴情報を、使用湯量生成部120に通知する。続いて、使用湯量生成部120は、給湯機情報取得部113から通知される使用湯量履歴情報に基づいて、1日の使用湯量情報と使用開始時刻情報とを生成する(ステップS106)。ここで、使用湯量生成部120は、生成した使用湯量情報と使用開始時刻情報とを使用湯量記憶部133に記憶させる。
その後、消費電力予測部114は、消費電力記憶部132が記憶する住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの消費電力情報と気象情報記憶部131が記憶する気象実績情報および気象予報情報と給湯機消費電力記憶部135が記憶する給湯機消費電力情報とを取得する(ステップS107)。そして、消費電力予測部114は、取得した住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの消費電力情報と気象実績情報および気象予報情報と給湯機消費電力情報とに基づいて、翌日に集合住宅B1全体での電気機器4のみで消費される総消費電力の推移を予測する(ステップS108)。ここで、消費電力予測部114は、予測した総消費電力の推移を示す情報を消費電力予測記憶部136に記憶させる。
次に、使用湯量予測部115、気象情報記憶部131が記憶する集合住宅B1が存在する地域の翌日の気象予報情報に基づいて、翌日の住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]での使用湯量を予測する(ステップ109)。続いて、沸き上げ湯量算出部116は、貯湯量記憶部134が記憶する住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の貯湯量情報が示す貯湯量と使用湯量の予測値とに基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの翌日の沸き上げ湯量を算出する(ステップS110)。その後、消費電力稼働時間算出部117は、気象予報情報と使用湯量情報と貯湯量情報と給湯機消費電力情報とに基づいて、次に到来するスケジュール生成時期までの間に住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3で消費される給湯機消費電力および給湯機3の稼働必要時間を算出する(ステップS111)。次に、スケジュール生成部118は、次に到来するスケジュール生成時期までの間に住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3で消費される給湯機消費電力および給湯機3の稼働必要時間に基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3の稼働スケジュールを示すスケジュール情報を生成する(ステップS112)。
ここで、集合住宅B1が、例えば6つの住宅H[1]、H[2]、・・・、H[6]を有するとする。そして、図14(A)に示すように、6つの住宅H[1]、H[2]、・・・、H[6]それぞれの給湯機3が全て1時30分に稼働を開始すると、1時30分から5時の間の時間帯において、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[6]の給湯機3での消費電力PS1、PS2、・・・、PS6を含む集合住宅B1全体での総消費電力Pが、消費電力上限値Pthを超えるとする。なお、図14(A)において、消費電力PS0は、集合住宅B1全体における給湯機3以外の電気機器4での消費電力に相当する。この場合、スケジュール生成部118は、給湯機3の一部の稼働時間帯を、集合住宅B1全体における給湯機3以外の電気機器4での消費電力PS0が消費電力上限値Pthよりも電力BSだけ低くなると予測される時間帯へ分散させる。具体的には、スケジュール生成部118は、例えば図14(B)に示すように、4つの住宅H[3]、H[4]、H[5]、H[6]の給湯機3の稼働時間帯を1時30分から5時の間の時間帯以外の時間帯に分散させる。これにより、1日における住宅H[1]、H[2]、・・・、H[6]の給湯機3での消費電力PS1、PS2、・・・、PS6を含む集合住宅B1全体での総消費電力Pが、消費電力上限値Pth以下に抑制される。また、スケジュール生成部118は、給湯機3の給湯機消費電力がそれぞれ稼働時間帯全体に亘って一定となるように稼働スケジュールを生成する。これは、各給湯機3のヒートポンプユニット32が備えるヒートポンプの動力源が、モータであり、その回転数を頻繁に変動させると効率が低下するため、モータを極力一定速度で稼働させることが好ましいためである。なお、給湯機3の給湯機消費電力を小さくしてヒートポンプのモータの回転数を適宜低下させる場合には、その分、単位時間当たりの沸き上げ湯量が減少するため、稼働時間を長く設定する必要がある。また、稼働時間帯の始期は、電気料金が比較的安くなる夜間電力を最大限利用して沸き上げることが好ましいとの観点から、なるべく夜間、例えば22時から23時の間の時間帯となるように設定されるのが好ましい。
図13に戻って、スケジュール生成部118は、生成したスケジュール情報をスケジュール記憶部138に記憶させる。続いて、スケジュール送信部119は、スケジュール記憶部138が記憶するスケジュール情報を、給湯機3へ送信する(ステップS113)。その後、気象情報取得部111は、スケジュール見直し時期が到来したか否かを判定する(ステップS114)。気象情報取得部111が、未だスケジュール生成時期が到来していないと判定すると(ステップS114:No)、再びステップS101の処理が実行される。一方、気象情報取得部111は、スケジュール生成時期が到来したと判定すると(ステップS114:Yes)、図15に示すように、気象情報要求情報を気象サーバ8へ送信する(ステップS115)。そして、気象情報取得部111は、気象サーバ8から送信される気象情報を取得し、取得した気象情報に含まれる気象実績情報および気象予報情報を気象情報記憶部131に記憶させる(ステップS116)。
次に、給湯機情報取得部113は、給湯機情報要求情報を給湯機3へ送信する(ステップS117)。これにより、給湯機情報取得部113は、給湯機制御装置1から送信される使用湯量履歴情報と給湯機消費電力情報と貯湯量情報とを取得する(ステップS118)。このとき、給湯機情報取得部113は、取得した給湯機消費電力情報、貯湯量情報をそれぞれ給湯機消費電力記憶部135、貯湯量記憶部134に記憶させる。また、給湯機情報取得部113は、取得した使用湯量履歴情報を、使用湯量生成部120に通知する。続いて、使用湯量生成部120は、給湯機情報取得部113から通知される使用湯量履歴情報に基づいて、直近のスケジュール生成時期からスケジュール見直し時期までの使用湯量を示す使用湯量情報を生成する(ステップS119)。ここで、使用湯量生成部120は、生成した使用湯量情報を使用湯量記憶部133に記憶させる。
その後、消費電力予測部114は、消費電力記憶部132が記憶する住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの消費電力情報と気象情報記憶部131が記憶する気象実績情報および気象予報情報と給湯機消費電力記憶部135が記憶する給湯機消費電力情報とを取得する(ステップS120)。そして、消費電力予測部114は、取得した住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの消費電力情報と気象実績情報および気象予報情報と給湯機消費電力情報とに基づいて、スケジュール見直し時期から次に到来するスケジュール生成時期までの間の複数の時間帯それぞれにおける集合住宅B1全体での総消費電力の推移を予測する(ステップS121)。ここで、消費電力予測部114は、予測して集合住宅B1全体での給湯機3以外の電気機器4で消費される総消費電力の総和を示す総消費電力情報を消費電力予測記憶部136に記憶させる。
次に、使用湯量予測部115は、スケジュール見直し時期から次に到来するスケジュール生成時期までの集合住宅B1全体での給湯機3以外の電気機器4で消費される総消費電力Pが予め設定された消費電力上限値Pthを超える時間帯が存在するか否かを判定する(ステップS122)。使用湯量予測部115が、スケジュール見直し時期から次に到来するスケジュール生成時期までの集合住宅B1全体での給湯機3以外の電気機器4で消費される総消費電力Pが消費電力上限値Pth以下であると判定すると(ステップS122:No)、再びステップS101の処理が実行される。
一方、使用湯量予測部115が、スケジュール見直し時期から次に到来するスケジュール生成時期までの集合住宅B1全体での給湯機3以外の電気機器4で消費される総消費電力Pが消費電力上限値Pthを超える時間帯が存在すると判定したとする(ステップS122:Yes)。この場合、使用湯量予測部115は、気象情報記憶部131が記憶する集合住宅B1が存在する地域の翌日の気象予報情報に基づいて、スケジュール見直し時期から次に到来するスケジュール生成時期までの間の住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]での使用湯量を予測する(ステップS123)。続いて、沸き上げ湯量算出部116は、貯湯量記憶部134が記憶する住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の貯湯量情報が示す貯湯量と使用湯量の予測値とに基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれのスケジュール見直し時期から次に到来するスケジュール生成時期までの沸き上げ湯量を算出する(ステップS124)。その後、消費電力稼働時間算出部117は、気象予報情報と使用湯量情報と貯湯量情報と給湯機消費電力情報とに基づいて、スケジュール見直し時期から次に到来するスケジュール生成時期までの間に住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3で消費される給湯機消費電力および給湯機3の稼働必要時間を算出する(ステップS125)。
次に、変更可能度合決定部123は、使用湯量の予測値と、貯湯量記憶部134が記憶する貯湯量情報と、在宅日程記憶部137が記憶する在宅日程情報と、に基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれに対応する稼働スケジュールの変更可能度合を決定する(ステップS126)。続いて、スケジュール生成部118は、次に到来するスケジュール生成時期までの間に住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3で消費される給湯機消費電力、給湯機3の稼働必要時間および稼働スケジュールの変更可能度合に基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3の稼働スケジュールを示すスケジュール情報を生成する(ステップS127)。
例えば、集合住宅B1が、例えば6つの住宅H[1]、H[2]、・・・、H[6]を有するとする。そして、図16(A)に示すように、スケジュール見直し時期T1において、次のスケジュール生成時期までの時間帯の住宅H[1]、H[2]、・・・、H[6]の集合住宅B1全体での総消費電力Pを再度予測した結果、8時から9時の時間帯、11時から11時30分の時間帯および12時から12時30分の時間帯それぞれで総消費電力Pが消費電力上限値Pthを超えるとする。この場合、スケジュール生成部118は、例えば図16(B)および図16(C)に示すように、4つの住宅H[3]、H[4]、H[5]、H[6]の給湯機3の稼働時間帯を変更する。なお、図16(C)は、図16(B)における時刻T2付近を拡大したものである。これにより、スケジュール見直し時期T1から次に到来するスケジュール生成時期までの間における集合住宅B1全体での総消費電力Pが、消費電力上限値Pth以下に抑制される。
図15に戻って、その後、スケジュール生成部118は、生成したスケジュール情報でスケジュール記憶部138が記憶するスケジュール情報を更新する(ステップS128)。続いて、スケジュール送信部119は、スケジュール記憶部138が記憶する更新後のスケジュール情報を、端末装置5および給湯機3へ送信する(ステップS129)。次に、再びステップS101の処理が実行される。
以上説明したように、本実施の形態に係る給湯機制御装置1によれば、スケジュール生成部118が、スケジュール生成時期において、消費電力稼働時間算出部117により算出された給湯機消費電力および稼働必要時間に基づいて、次に到来するスケジュール生成時期までの間の集合住宅B1全体で消費される総消費電力Pが消費電力上限値Pth以下となるよう住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの給湯機3の稼働スケジュールを生成する。また、スケジュール生成部118は、スケジュール見直し時期において、消費電力予測部114が予測した次に到来するスケジュール生成時期までの間に総消費電力Pが消費電力上限値Pthを超える時間帯が存在する場合、次に到来するスケジュール生成時期までの間、総消費電力Pが消費電力上限値Pth以下で推移するように稼働スケジュールを再度生成する。これにより、1日よりも長さの短い期間毎に、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]で消費される消費電力の状況に応じて、給湯機3の稼働スケジュールを適宜変更することができる。従って、集合住宅B1全体で消費される総消費電力Pが消費電力上限値Pthを超えてしまうことを抑制できる。
ところで、昨今増加している一括受電契約では、受電契約容量によって電気料金が変動する。受電契約容量が大きくなれば、基本料金が高くなる。そして、受電契約容量は、集合住宅B1全体の最大需要電力により決定される。この「最大需要電力」とは、予め設定された単位時間(デマンド時限ともいう)(例えば30分間)毎に計測される集合住宅B1全体での総消費電力の最大値に相当する。1日のうちで特定の時間帯で電力消費が集中すると、その分、最大需要電力は大きくなるため、その時間帯以外の時間帯における総消費電力が低くでも基本料金は高くなってしまう。これに対して、本実施の形態に係る給湯機制御装置1は、集合住宅B1全体の総消費電力を時間的に平準化して総消費電力Pの最大値、即ち、最大需要電力を消費電力上限値Pth以下に抑制できるので、一括受電契約における基本料金の上昇を抑制することができる。
また、本実施の形態に係る給湯機制御装置1では、変更可能度合決定部123が、使用湯量情報と貯湯量情報とに基づいて、スケジュール生成時期において生成された住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの給湯機3の稼働スケジュールの変更可能度合を決定する。そして、スケジュール生成部118は、スケジュール見直し時期において、変更可能度合決定部123により決定された変更可能度合に基づいて、給湯機3の稼働スケジュールを再度生成する。これにより、各住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの湯水の使用状況を稼働スケジュールに反映させることができるので、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]での湯水の使用性を高めることができる。
更に、本実施の形態に係る給湯機制御装置1では、在宅日程取得部122が、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの在宅日程を示す在宅日程情報を取得する。そして、変更可能度合決定部123が、在宅日程情報に基づいて、スケジュール生成時期において生成された住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの給湯機3の稼働スケジュールの変更可能度合を決定する。これにより、各住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの湯水の使用状況がより稼働スケジュールに反映されるので、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]での湯水の使用性を高めることができる。
以上、本開示の実施の形態について説明したが、本開示は前述の実施の形態によって限定されるものではない。例えば給湯機制御装置が、スケジュール見直し時期において、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の居住者に対して、給湯機3の稼働スケジュールの変更可否を問合わせる機能を備えるものであってもよい。図17に示す本変形例に係る給湯機制御装置2001および端末装置2005は、それぞれ、実施の形態で説明した給湯機制御装置1および端末装置5と同様のハードウェア構成を有する。端末装置2005では、CPUが、補助記憶部が記憶するプログラムを主記憶部に読み出して実行することにより、スケジュール受信部511、表示制御部2512、受付部513、在宅日程生成部514、在宅日程送信部515および変更可否情報送信部2516として機能する。また、補助記憶部は、操作画面記憶部2531を有する。なお、図17において、実施の形態と同様の構成については図4と同一の符号を付している。操作画面記憶部2531は、給湯機3の稼働スケジュールの変更可否を問合わせる問合せ画面画像を端末装置2005の表示部504に表示させるための画像情報を記憶する。
表示制御部2512は、操作画面記憶部2531から画像情報を取得して、給湯機3の稼働スケジュールの変更可否を問合わせる問合せ画面画像を表示部504に表示させる。変更可否情報送信部2516は、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の居住者が入力部505を介して稼働スケジュールの変更可否を選択するための操作を受付部513が受け付けると、その操作内容に応じて稼働スケジュールの変更可否を示す変更可否応答情報を生成して給湯機制御装置2001へ送信する。
給湯機制御装置2001では、CPUが、補助記憶部が記憶するプログラムを主記憶部に読み出して実行することにより、気象情報取得部111、電力取得部112、給湯機情報取得部113、消費電力予測部114、使用湯量予測部115、沸き上げ湯量算出部116、消費電力稼働時間算出部117、スケジュール生成部2118、スケジュール送信部119、使用湯量生成部120、在宅日程取得部122、変更可能度合決定部123、変更可否問合せ部2124および変更可否応答情報取得部2125として機能する。また、補助記憶部は、実施の形態と同様に、気象情報記憶部131と、消費電力記憶部132と、使用湯量記憶部133と、貯湯量記憶部134と、給湯機消費電力記憶部135、消費電力予測記憶部136と、在宅日程記憶部137、スケジュール記憶部138とを有する。
変更可否問合せ部2124は、スケジュール見直し時期において、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの給湯機3の稼働スケジュールのうち、変更する稼働スケジュールに対応する住宅の居住者に対して稼働スケジュールの変更可否を問合わせる変更可否問合せ情報を、端末装置2005へ送信する。変更可否応答情報取得部2125は、稼働スケジュールの変更可否を通知する変更可否応答情報を端末装置2005から取得する。
スケジュール生成部2118は、スケジュール見直し時期において、次に到来するスケジュール生成時期までの間に集合住宅B1全体の総消費電力が消費電力上限値を超える時間帯が存在する場合、変更可否応答情報に基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれの給湯機3の稼働スケジュールを再度生成する。
ここで、本変形例に係る給湯機制御システムの動作について図18および図19を参照しながら説明する。なお、図18において、実施の形態と同様の処理については図11と同一の符号を付している。まず、実施の形態において図8から図12を用いて説明したステップS1からS29までの一連の処理が実行されたとする。この場合、給湯機制御装置2001が、次に到来するスケジュール生成時期までの間に住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3で消費される給湯機消費電力および給湯機3の稼働必要時間に基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3のスケジュール情報を再度生成する(ステップS30)。次に、生成されたスケジュール情報と変更可否問合せ情報とが、給湯機制御装置2001から端末装置2005へ送信される(ステップS2001)。一方、端末装置2005は、スケジュール情報と変更可否問合せ情報とを受信すると、スケジュール情報を示す操作画面画像と稼働スケジュールの変更可否を問合わせる問合せ画面画像とを表示部504に表示させる(ステップS2002)。ここで、端末装置2005は、例えば実施の形態で説明した、図12(A)に示すような稼働スケジュール補正前の給湯機3の稼働スケジュールを示す操作画面画像GA21と、図12(B)に示すような稼働スケジュール補正後の給湯機3の稼働スケジュールを示す操作画面画像GA22と、を表示部504に表示させる。また、端末装置2005は、例えば図19に示すような問合せ画面画像GAPM21を表示部504に表示させる。
ここで、端末装置2005が、図19に示すような問合せ画面画像GAPM21を表示部504に表示させた状態で、居住者が入力部505における問合せ画面画像GAPM21中の承諾釦BU211に対応する部分をタッチしたとする。この場合、端末装置2005は、給湯機3の稼働スケジュールの変更を許可することを示す変更可否応答情報を給湯機制御装置2001へ送信する。一方、居住者が入力部505における問合せ画面画像GAPM21中の不許可釦BU212に対応する部分をタッチしたとする。この場合、端末装置2005は、給湯機3の稼働スケジュールの変更を許可しないことを示す変更可否応答情報を給湯機制御装置1へ送信する。図18に戻って、端末装置2005が、給湯機3の稼働スケジュールの変更を許可する旨の操作を受け付けたとする。この場合、端末装置2005は、給湯機3の稼働スケジュールの変更を許可することを示す変更可否応答情報を生成する(ステップS2003)。続いて、生成された変更可否応答情報が、端末装置2005から給湯機制御装置2001へ送信される(ステップS2004)。一方、給湯機制御装置1は、給湯機3の稼働スケジュールの変更を許可することを示す変更可否応答情報を受信すると、再度生成したスケジュール情報でスケジュール記憶部138が記憶するスケジュール情報を更新する(ステップS2005)。その後、ステップS34以降の処理が実行される。
次に、本変形例に係る給湯機制御装置2001が実行する稼働スケジュール生成処理について図20を参照しながら説明する。なお、図20において、実施の形態で説明した稼働スケジュール生成処理と同様の処理については、図13および図15と同一の符号を付している。まず、ステップS101からS122までの一連の処理が実行される。そして、ステップS122において、使用湯量予測部115が、スケジュール見直し時期から次に到来するスケジュール生成時期までの集合住宅B1全体での給湯機3以外の電気機器4で消費される総消費電力Pが消費電力上限値Pthを超える時間帯が存在すると判定したとする(ステップS122:Yes)。この場合、ステップS123からS125までの一連の処理が実行される。次に、変更可能度合決定部123は、使用湯量の予測値と、貯湯量記憶部134が記憶する貯湯量情報と、在宅日程記憶部137が記憶する在宅日程情報と、に基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]それぞれに対応する稼働スケジュールの変更可能度合を決定する(ステップS2101)。続いて、スケジュール生成部2118は、次に到来するスケジュール生成時期までの間に住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3で消費される給湯機消費電力、給湯機3の稼働必要時間および稼働スケジュールの変更可能度合に基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]のそれぞれの給湯機3の稼働スケジュールを示すスケジュール情報を生成する(ステップS2102)。
その後、スケジュール送信部119が、生成されたスケジュール情報を端末装置2005へ送信するとともに、変更可否問合せ部2124が、変更可否問合せ情報を端末装置2005へ送信する(ステップS2103)。次に、変更可否応答情報取得部2125は、稼働スケジュールの変更可否を通知する変更可否応答情報を端末装置2005から取得する(ステップS2104)。ここで、変更可否応答情報取得部2125は、変更可否問合せ情報を送信した後、予め設定された待機時間内に端末装置2005から変更可否応答情報を取得できない場合、ダミーの変更可である変更可否応答情報を取得する。前述の待機時間は、例えば10minに設定される。
続いて、変更可能度合決定部123は、取得した変更可否応答情報が変更可であることを示しているか否かを判定する(ステップS2105)。変更可能度合決定部123は、取得した変更可否応答情報が変更不可であることを示していると判定すると(ステップS2105:No)、変更可否問合せ情報を未だ送信していない端末装置2005が有るか否かを判定する(ステップS2106)。変更可能度合決定部123が、変更可否問合せ情報を、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の居住者それぞれが管理する端末装置2005の全てへ送信したと判定すると(ステップS2106:No)、再びステップS101の処理が実行される。一方、変更可能度合決定部123は、変更可否問合せ情報を未だ送信していない端末装置2005が有ると判定すると(ステップS2106:Yes)、変更可否応答情報に対応する住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]以外の住宅の給湯機3について変更可能度合を再度決定する(ステップS2101)。その後、ステップS2102以降の処理が実行される。
また、変更可能度合決定部123が、取得した変更可否応答情報が変更可であることを示していると判定すると(ステップS2105:Yes)、スケジュール生成部2118が、生成したスケジュール情報でスケジュール記憶部138が記憶するスケジュール情報を更新する(ステップS128)。続いて、ステップS129以降の処理が実行される。
本構成によれば、変更可否応答情報取得部2125が、給湯機3の稼働スケジュールの変更可否を通知する変更可否応答情報を端末装置2005から取得する。そして、スケジュール生成部2118が、スケジュール見直し時期において、次に到来するスケジュール生成時期までの間に集合住宅B1の総消費電力が消費電力上限値を超える時間帯が存在する場合、変更可否応答情報に基づいて、住宅H[1]、H[2]、・・、H[n]それぞれの給湯機3の稼働スケジュールを再度生成する。これにより、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の居住者の要望が給湯機3の稼働スケジュールに反映されるので、居住者の利便性を高めることができる。
また、前述の変形例において、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の居住者が、端末装置5を用いて、給湯機制御装置1が変更可否問合せ情報を端末装置5へ送信する時間帯を設定できるものであってもよい。この場合、端末装置5は、例えば図21に示すような変更可否問合せ情報の送信時間帯を設定するための送信時間帯設定画面画像GAPM31を表示部504に表示させるようにすればよい。端末装置5が送信時間帯設定画面画像GAPM31を表示部504に表示させた状態で、居住者が、入力部505における変更可否問合せ情報を24時間受け付ける旨を示す釦画像BU311に対応する部分をタッチしたとする。この場合、変更可否問合せ部2124は、給湯機3の稼働スケジュールを更新する場合、必ず変更可否問合せ情報を端末装置2005へ送信する。また、居住者が、入力部505における変更可否問合せ情報を昼間の時間帯、例えば9時から21時までの間の時間帯のみ受け付ける旨を示す釦画像BU312に対応する部分をタッチしたとする。この場合、変更可否問合せ部2124は、昼間の時間帯において給湯機3の稼働スケジュールを更新する場合のみ変更可否問合せ情報を端末装置2005へ送信する。そして、変更可否問合せ部2124は、昼間の時間帯以外の時間帯において給湯機3の稼働スケジュールを更新する場合、変更可否問合せ情報の端末装置2005への送信を回避する。このとき、変更可否応答情報取得部2125は、変更可能であることを示すダミーの変更可否応答情報を生成してスケジュール生成部2118へ通知し、スケジュール生成部2118は、それに応じてスケジュール情報を更新する。
更に、居住者が、入力部505における変更可否問合せ情報を不要とする旨を示す釦画像BU313に対応する部分をタッチしたとする。この場合、変更可否問合せ部2124は、給湯機3の稼働スケジュールを更新する場合、変更可否問合せ情報の端末装置2005への送信を回避する。この場合、変更可否応答情報取得部2125は、給湯機3の稼働スケジュールを変更する毎にダミーの変更可否応答情報を生成してスケジュール生成部2118へ通知し、スケジュール生成部2118は、それに応じてスケジュール情報を更新する。
本構成によれば、住宅H[1]、H[2]、・・・、H[n]の居住者が、給湯機3の稼働スケジュールの変更可否の問合せを受信する時期を適宜設定できるので、居住者にとって不要な問合せを削除することができ、居住者の利便性を高めることができる。
また、前述の変形例において、変更可否問合せ部2124が、給湯機3の稼働スケジュールの終期、即ち、沸き上げ完了時刻を示す情報を含む変更可否問合せ情報を端末装置2005へ送信するものであってもよい。そして、端末装置2005が、変更可否問合せ情報を受信すると、沸き上げ完了時刻を表示部504に表示させるようにしてもよい。
実施の形態において、給湯機3が、沸き上げに使用する電力を複数種類に設定できるものである場合、スケジュール生成部118が、給湯機3の給湯機消費電力の増減を含めてスケジュール情報を生成するものであってもよい。この場合、スケジュール生成部118は、給湯機3の給湯機消費電力を減少させる場合、その分、稼働必要時間を長く設定するようにすればよい。給湯機3としては、例えば沸き上げに使用する電力を2段階に設定できるものを使用することができ、例えば、沸上げ電力1.5kWの通常運転モードと、沸き上げ電力が通常運転モードの80%である省エネ運転モードとを有するものを使用することができる。そして、スケジュール生成部118は、例えば給湯機3を通常運転モードから省エネ運転モードへ切り替える場合、稼働必要時間を1.25倍に長くするようにすればよい。
沸上げ電力が2段階以上ある例
実施の形態では、第1期間が1日、第2期間が3時間に設定されている場合について説明したが、第1期間は1日に限定されるものではなく、第2期間も3時間に限定されるものではない。例えば第1期間が6時間、第2期間が2時間に設定されていてもよい。
また、本開示に係る給湯機制御装置1、2001の各種機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。この場合、ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述され、プログラムを、フレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)およびMO(Magneto-Optical Disc)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、そのプログラムをコンピュータに読み込んでインストールすることにより、前述の各機能を実現することができるコンピュータを構成してもよい。そして、各機能をOS(Operating System)とアプリケーションとの分担、またはOSとアプリケーションとの協同により実現する場合等には、OS以外の部分のみを記録媒体に格納してもよい。
さらに、搬送波に各プログラムを重畳し、ネットワークを介して配信することも可能である。例えば、ネットワーク上の掲示板(BBS,Bulletin Board System)に当該プログラムを掲示し、ネットワークを介して当該プログラムを配信してもよい。そして、これらのプログラムを起動し、OSの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前述の処理を実行できるように構成してもよい。