JP5751247B2 - 給湯制御システム - Google Patents
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Description
図2に示すように、給湯器(10)は、ヒートポンプ式の給湯器で構成される。給湯器(10)は、二酸化炭素等の冷媒が充填される冷媒回路(11)を備えている。冷媒回路(11)には、圧縮機(12)と水熱交換器(13)と膨張弁(14)と空気熱交換器(15)とが順に接続される。圧縮機(12)は、モータの回転数(即ち、運転周波数)が可変なインバータ式の圧縮機で構成される。水熱交換器(13)は、冷媒回路(11)の冷媒と循環回路(21)の水とを互いに熱交換させる。膨張弁(14)は、冷媒を減圧する減圧機構であり、例えば電子膨張弁で構成される。空気熱交換器(15)は、冷媒と、室外ファン(図示省略)によって搬送される室外空気とを熱交換させる。冷媒回路(11)では、圧縮機(12)が運転されることで、水熱交換器(13)が放熱器となり、空気熱交換器(15)が蒸発器となる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。
図1に示すように、各住戸には、光回線終端装置(61)、集線装置(62)、及びルータ(63)が設けられる。光回線終端装置(61)は、ネットワーク(N)の終端に接続される。集線装置(62)は、いわゆるハブを構成しており、複数のLANケーブルを介して、上記ルータ(63)や、他の機器(例えばホームサーバ(64)、パソコン(65a)、スマートフォン(65b)等に接続されている。上述した給湯器(10)には、ルータ(63)に対応する通信アダプタ(66)がそれぞれ設けられる。つまり、各給湯器(10)は、通信アダプタ(66)及びルータ(63)を介して光回線終端装置(61)と接続する。なお、通信アダプタ(66)及びルータ(63)は、無線接続方式であっても有線接続方式であってもよい。このようにして、対象エリア(1)の各給湯器(10)は、ネットワーク(N)を経由して、集中監視サーバ(50)と双方向に通信可能となっている。また、本実施形態のネットワーク(N)には、スマートフォン(65b)等の無線端末が接続されている。つまり、集中監視サーバ(50)は、各住戸X、Y、Z等の給湯器(10)のユーザと、スマートフォン(65b)により情報の送受信が可能となっている。なお、集中監視サーバ(50)は、ホームサーバ(64)を経由して各給湯器(10)と伝送するようにしてもよい。
図3に示すように、集中監視サーバ(50)は、データ記憶部(51)、需要電力推定部(52)、ユーザ同意確認部(53)、グループ決定部(54)、及び運転制御部(55)を有している。データ記憶部(51)には、対象エリア(1)における過去の消費電力と、気象情報(天気、室内温度、外気温度、湿度等)との関係を示すデータが記憶される。また、データ記憶部(51)には、各給湯器(10)の仕様(タンク容量や運転能力)や、該給湯器(10)のユーザの情報(例えばユーザのメールアドレス等)も記憶される。
給湯システム(S)の制御動作について、図4〜図6を参照しながら詳細に説明する。集中監視サーバ(50)では、例えば給湯器(10)が運転される夜間よりも前の所定時刻において、対象エリア(1)における夜間から翌日の昼間までの需要電力が推定される(ステップST1)。具体的に、ステップST1では、対象エリア(1)の夜間における給湯器(10)の総消費電力のピークと、該対象エリア(1)の昼間における空調機の総消費電力のピークとが予測される。そして、ステップST2において、両者のピークのうち昼間の空調機の総消費電力のピークが夜間のピークよりも大きい場合(昼間に電力ピークが発生する場合)、ステップST3へ移行し、そうでない場合にステップST4へ移行する。ステップST3へ移行すると、集中監視サーバ(50)は、対象エリア(1)の各給湯器(10)が、通常の沸き上げ運転を行うように各給湯器(10)へ制御信号を出力する。つまり、ステップST3へ移行した場合、対象エリア(1)の給湯器(10)は、予め設定された目標の沸上完了時刻において、貯湯タンク(20)内に所定の温度の温水が生成されるように、対象エリア(1)の各給湯器(10)へ制御信号を出力する。一方、ステップST3からステップST4へ移行すると、集中監視サーバ(50)は、対象エリア(1)の給湯器(10)が、「ピークシフト沸き上げモード」の運転を行うように、各給湯器(10)へ制御信号を出力する。
ピークシフト沸き上げモードの制御について、図5を参照しながら説明する。ピークシフト沸き上げモードへ移行すると、まず、ステップST11において、ユーザに対し、対応する給湯器(10)においてピークシフト制御を行ってもよいか否かの同意の確認が行われる。具体的に、集中監視サーバ(50)のデータ記憶部(51)には、対象エリア(1)の給湯器(10)のユーザのアドレス情報(メールアドレス、IPアドレス等)が記憶されている。集中監視サーバ(50)のユーザ同意確認部(53)は、これらの情報に基づき、対象エリア(1)の各ユーザの端末(パソコン(65a)やスマートフォン(65b))へ確認メールを送信する。ユーザは、該ユーザの給湯器(10)をピークシフト制御の対象としてよいと判断した場合、その旨の同意のメールを集中監視サーバ(50)へ返信する。以上により、本実施形態のユーザ同意確認部(53)では、ピークシフト制御に対するユーザの同意を簡便且つ迅速に確認することができる。
図6に示すように、ピークシフト制御では、各小グループ(Aグループ、Bグループ、Cグループ)同士の運転時間を互いにずらすように、対象エリア(1)の給湯器(10)が運転される。具体的に、各給湯器(10)は、異なる小グループの給湯器(10)の沸き上げ完了時刻(貯湯タンク(20)内で所望とする温度の温水が生成されるまでの時刻)を互いにずらすように、各給湯器(10)の運転が制御される。また、各小グループの給湯器(10)は、圧縮機(12)の運転効率が最も高くなるように運転周波数が制御される。従って、本実施形態のピークシフト制御の対象となる給湯器(10)では、通常の「沸き上げモード」の運転と同等の電力が消費される。
上記実施形態では、対象エリア(1)の給湯器(10)の複数のグループ(A,B,C)に分類し、各グループ(A,B,C)の給湯器(10)の運転時間を互いにずらしている。これにより、対象エリア(1)の給湯器(10)の総消費電力のピークを低減できる。この結果、対象エリア(1)の電力供給に対して、電力需要が過剰になることを防止でき、効果的な節電を行うことができる。
図7に係る実施形態の変形例1は、上記実施形態とピークシフト制御の方法が異なるものである。この変形例1では、上記実施形態と同様にして、給湯器(10)が複数のグループ(図7の例では、2グループ)に分類される。ピークシフト制御の対象となる給湯器(10)では、圧縮機(12)の運転周波数が所定の周期で変動するように制御される。具体的に、各給湯器(10)は、圧縮機(12)の運転周波数が、所定の下限周波数fminと所定の上限周波数fmaxとの間で増減変化するように、圧縮機(12)のモータの回転数が制御される。
図8に係る実施形態の変形例2は、上記実施形態とピークシフト制御の方法が異なるものである。この変形例2では、上記実施形態と同様にして、給湯器(10)が複数のグループ(図8の例では、2グループ)に分類される。ピークシフト制御の対象となる給湯器(10)では、圧縮機(12)が所定の周期で発停を繰り返すように制御される。図8の例では、圧縮機(12)がONされる時間と、OFFされる時間とが同じ時間に設定される。
10 給湯器
12 圧縮機
50 集中監視サーバ(給湯制御システム)
54 グループ決定部
55 運転制御部
Claims (4)
- 対象エリア(1)の複数の給湯器(10)を、同じタンク容量の給湯器(10)からなる複数の給湯器群に分類し、該複数の給湯器群の各給湯器(10)を予め定められた所定値N(Nは2以上)の複数のグループにそれぞれ振り分けて分類するグループ決定部(54)と、
上記グループ決定部(54)で分類された複数のグループ(A,B,C)のうち異なるグループの給湯器(10)間の消費電力のピーク時刻を互いにずらすように上記複数の給湯器(10)の運転を制御する運転制御部(55)と
を備えている
ことを特徴とする給湯制御システム。 - 請求項1において、
上記運転制御部(55)は、上記異なるグループ(A,B,C)の給湯器(10)の運転時間を互いにずらすように構成される
ことを特徴とする給湯制御システム。 - 請求項2において、
上記給湯器(10)は、上記異なるグループの給湯器(10)の沸上完了時刻を互いにずらすように構成される
ことを特徴とする給湯制御システム。 - 請求項1において、
上記給湯器(10)は、圧縮機(12)を有するヒートポンプ式の給湯器で構成され、
上記運転制御部(55)は、上記各グループの給湯器(10)の圧縮機(12)の運転周波数を周期的に変化させる又は該圧縮機(12)を周期的に発停させるとともに、上記異なるグループの給湯器(10)の圧縮機(12)の運転周期の位相を互いにずらすように構成される
ことを特徴とする給湯制御システム。
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