JP6704502B2 - 給湯機、制御装置、給湯システム及び沸上げ運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、サーバによる遠隔制御可能な給湯機に関する。

家庭に設置された貯湯式の給湯機をインターネット等のネットワークを介して遠隔制御する技術が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の発明では、各家庭に導入された給湯機は、管理センターの管理コンピュータと通信可能に接続される。管理コンピュータは、グローバルな省エネルギー化を促進するため、各給湯機を集中管理して遠隔制御する。

特許第３６８０７１２号公報

上記の管理コンピュータ等のサーバにおいては、家庭に設置された給湯機では取得が困難な多様な情報を入手し、管理することが比較的容易である。このため、このような多様な情報に基づいた遠隔制御を行うことで、より適切に給湯機を動作させ得る可能性があることは確かである。

しかし、その一方、通信障害等により、給湯機とサーバとの通信が途絶えると、遠隔制御ができなくなるため、給湯機の適切な動作が保証されないという課題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、遠隔制御ができない状態になっても適切な沸上げ運転が可能な給湯機等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る給湯機は、
沸上げ運転に関する第１スケジュールを通信によりサーバから取得するスケジュール取得手段と、
前記沸上げ運転に関する第２スケジュールを作成するスケジュール作成手段と、
前記第１スケジュール又は前記第２スケジュールの何れか一方に従って、前記沸上げ運転を制御する運転制御手段と、
予め定めた切替条件に基づいて、前記運転制御手段で使用される対象を、前記第１スケジュールから前記第２スケジュールへ、及び、前記第２スケジュールから前記第１スケジュールへ切り替える切替手段と、を備え、
前記切替手段は、前記対象が前記第２スケジュールの場合に、前記サーバから最新の前記第１スケジュールが取得され、現在沸上げ運転中でなく、前記第２スケジュールよりも前記最新の第１スケジュールの方が湯量が多く、残湯量が予定される必要湯量に達していないという条件が成立すると、前記対象を前記第２スケジュールから前記第１スケジュールへ切り替える。

本発明によれば、予め定めた切替条件に基づいて、運転制御手段で使用される対象を、サーバから取得した第１スケジュールから給湯機が生成した第２スケジュールへ、及び、第２スケジュールから第１スケジュールへ切り替えることができるため、遠隔制御ができない状態になっても適切な沸上げ運転が可能となる。

本発明の実施形態に係る給湯システムの全体構成を示す図 本実施形態に係るサーバの構成を示すブロック図 本実施形態に係る給湯機及び発電設備の構成を示す図 本実施形態に係るサーバの機能構成を示すブロック図 本実施形態に係るサーバが実行するスケジュール作成処理の手順を示すフローチャート 本実施形態に係る給湯機が備える給湯コントローラの機能構成を示すブロック図 本実施形態に係る給湯機が備える給湯コントローラが実行するスケジュール切替処理Ａの手順を示すフローチャート 本実施形態に係る給湯機が備える給湯コントローラが実行するスケジュール切替処理Ｂの手順を示すフローチャート 他の実施形態において、給湯機のリモコンに現在の制御モード（遠隔制御実行中）が表示された例を示す図 他の実施形態において、給湯機のリモコンに現在の制御モード（遠隔制御停止中）が表示された例を示す図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る給湯システム１の全体構成を示す図である。給湯システム１は、サーバ２と、給湯機３と、発電設備４を備え、家屋Ｈに設置された給湯機３の運転をサーバ２で作成したスケジュールに従って行えるようにしたシステムである。

サーバ２は、給湯機３のメーカ又は販売会社等によって管理される、いわゆるクラウドサーバである。サーバ２は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０と、通信インタフェース２１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３と、二次記憶装置２４を備える。これらの構成部は、バス２５を介して相互に接続される。ＣＰＵ２０は、このサーバ２を統括的に制御する。ＣＰＵ２０によって実現されるサーバ２の機能の詳細については後述する。

通信インタフェース２１は、インターネット等の広域ネットワークＮに接続して、給湯機３、発電設備４等の他の装置と通信するためのインタフェースである。

ＲＯＭ２２は、複数のファームウェアとこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータを記憶する。ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２０の作業領域として使用される。

二次記憶装置２４は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory），フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を含んで構成される大容量の記憶装置である。二次記憶装置２４には、図２に示すように、顧客ＤＢ２４０が記憶されている。顧客ＤＢ２４０は、給湯機３のユーザであり、当該給湯システム１における遠隔制御サービスを提供するユーザ（即ち、顧客）についての情報を管理するためのデータベースである。顧客ＤＢ２４０の詳細については後述する。

給湯機３は、図３に示すように、ヒートポンプユニット３０と、タンクユニット３１と、リモコン３２を備える貯湯式の給湯機である。ヒートポンプユニット３０とタンクユニット３１とは、湯水が流れる配管３３で接続されている。給湯機３は、家屋Ｈに設置された分電盤６から分岐された電力線Ｄ３に接続する。これにより、給湯機３には、商用電源５からの電力が、電力線Ｄ１、分電盤６、電力線Ｄ３を介して供給されたり、あるいは、発電設備４からの電力が、分電盤６、電力線Ｄ３を介して供給される。

給湯機３のヒートポンプユニット３０は、何れも図示しないが、圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、第２熱交換器、送風機、制御基板等を備える。圧縮機、第１熱交換器、膨張弁及び第２熱交換器は、環状に接続され、冷媒を循環させるための冷凍サイクル回路（冷媒回路ともいう。）が形成されている。

圧縮機は、冷媒を圧縮して温度及び圧力を上昇させる。圧縮機は、駆動周波数に応じて容量（単位当たりの送り出し量）を変化させることができるインバータ回路を備える。圧縮機は、制御基板からの指示に従って上記の容量を変更する。

第１熱交換器は、市水を目標の沸上げ温度（貯湯温度ともいう。）まで昇温加熱するための加熱源である。第１熱交換器は、プレート式あるいは二重管式などの熱交換器であり、冷媒と水（換言すると、低温水）との間の熱交換を行う。第１熱交換器における熱交換により、冷媒は放熱して温度が下降し、水は吸熱して温度が上昇する。

膨張弁は、冷媒を膨張させて温度及び圧力を下降させる。膨張弁は、制御基板からの指示に従って弁開度を変更する。

第２熱交換器は、送風機により送られてきた外気と冷媒との間の熱交換を行う。第２熱交換器における熱交換により冷媒は吸熱して温度が上昇し、外気は放熱して温度が下降する。

制御基板は、ＣＰＵ、通信インタフェース、ＲＯＭ、ＲＡＭ、読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ等を備える。制御基板は、圧縮機、膨張弁、送風機のそれぞれと通信線を介して通信可能に接続し、これらの動作を制御する。また、制御基板は、制御に必要な情報を計測する複数のセンサ（図示せず）と通信線を介して通信可能に接続し、これらの計測結果を定期的に取得する。これらのセンサは、例えば、冷媒の温度及び圧力、外気の温度、タンクユニット３１から第１熱交換器へ入水する水の温度を計測する。また、制御基板は、図示しない通信線を介してタンクユニット３１の後述する給湯コントローラ３２０と通信可能に接続する。

タンクユニット３１は、貯湯タンク３１０、給湯コントローラ３２０、通信アダプタ３３０、混合弁３４０等を備える。これらの構成部品は、金属製の外装ケース内に収められている。

貯湯タンク３１０は、ステンレスなどの金属又は樹脂などで形成されている。貯湯タンク３１０の外側には断熱材（図示せず）が配置されている。これにより、貯湯タンク３１０内で、高温の湯（以下、高温水という。）を長時間に渡って保温することができる。

給湯コントローラ３２０は、ＣＰＵ、通信インタフェース、ＲＯＭ、ＲＡＭ、読み書き可能な不揮発性の半導体メモリなど（何れも図示せず）を含んで構成され、給湯機３を統括的に制御する。給湯コントローラ３２０は、タンクユニット３１に設けられた、制御に必要な情報を計測する複数のセンサ（図示せず）と通信線を介して通信可能に接続し、これらの計測結果を定期的に取得する。これらのセンサには、例えば、出湯する湯量を計測する流量センサ、出湯する湯の温度を計測する温度センサが含まれる。

また、給湯コントローラ３２０は、ヒートポンプユニット３０の制御基板と図示しない通信線を介して通信可能に接続し、ヒートポンプユニット３０に動作に関する指示を与えると共に、ヒートポンプユニット３０の状態を取得する。ヒートポンプユニット３０の状態には、ヒートポンプユニット３０が備える圧縮機等の各構成部の動作状態、ヒートポンプユニット３０が備える各種センサの計測結果等が含まれる。また、給湯コントローラ３２０は、通信線３６を介してリモコン３２と通信可能に接続し、リモコン３２と情報のやり取りを行う。

さらに、給湯コントローラ３２０は、通信アダプタ３３０と電気的に接続するためのインタフェースを備える。通信アダプタ３３０は、広域ネットワークＮに接続するための通信インタフェースを備えており、給湯コントローラ３２０は、通信アダプタ３３０を介してサーバ２と通信を行うことができる。その他の給湯コントローラ３２０の機能の詳細については後述する。

混合弁３４０は、シャワー３４、蛇口３５等の給湯端末に供給される湯水が、ユーザが所望する温度となるように、貯湯タンク３１０上部の高温水と市水とを混合するために設けられている。

リモコン３２は、給湯機３専用の端末装置であり、家屋Ｈにおける浴室に設置される。リモコン３２は、何れも図示しないが、ＣＰＵ、通信インタフェース、ＲＯＭ、ＲＡＭ、読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ、押しボタン，タッチパネル，タッチパッド等の入力装置、有機ＥＬディスプレイ，液晶ディスプレイ等のディスプレイを備える。

リモコン３２は、ユーザから、沸上げ運転、給湯等に関する設定入力及び操作入力を受け付け、受け付けた入力に係る情報を通信線３６を介して給湯コントローラ３２０に出力する。また、リモコン３２は、給湯コントローラ３２０から供給された、給湯機３の設定値、運転状態、貯湯状態等の情報を表示する。詳細には、ユーザは、リモコン３２を介して、電気料金プランの選択、遠隔制御機能の有効又は無効の設定、出湯温度の設定、沸上げ温度の設定、湯量の設定等を行うことができる。また、ユーザは、リモコン３２を介して、浴槽への湯張り、追焚き等の運転の開始又は停止の指示を給湯機３に与えることができる。

また、リモコン３２によって表示される情報には、残湯量、出湯温度の設定値、沸上げ温度の設定値、湯量の設定値、沸上げ運転の状態等が含まれる。

発電設備４は、ＰＶ（photovoltaic）パネル４０と、パワーコンディショニングシステムであるＰＶ−ＰＣＳ４１と、通信アダプタ４２を備えた太陽光発電設備である。ＰＶパネル４０は、家屋Ｈの屋根の上に設置され、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することで発電する。ＰＶ−ＰＣＳ４１は、ＰＶパネル４０の発電により生じた直流電力を交流電力に変換し、電力線Ｄ２を介して分電盤６に供給する。

ＰＶ−ＰＣＳ４１は、電力線Ｄ１，Ｄ２にそれぞれ接続されたＣＴ（Current Transformer）１，２の各々と通信線を介して接続される。ＣＴ１，２は、交流電流を計測するセンサである。ＰＶ−ＰＣＳ４１は、ＣＴ１の計測結果に基づいて電力線Ｄ１における電力、換言すると、この家庭における買電電力又は売電電力を計測する。また、ＰＶ−ＰＣＳ４１は、ＣＴ２の計測結果に基づいて電力線Ｄ２における電力、即ち、発電設備４から出力される電力（以下、発電電力と称する。）を計測する。

買電電力とは、商用電源５から供給された電力、即ち、電気事業者から買った電力をいう。また、売電電力とは、逆潮電力として商用電力５へ供給した電力、即ち、電気事業者に売った電力をいう。家屋Ｈのユーザは、発電電力が、家屋Ｈの総消費電力を超えた場合に、規定の条件を満たすことで、発電電力の内の余剰分の電力を電気事業者に売ることが可能となる。なお、家屋Ｈの総消費電力は、買電時では、買電電力と発電電力を加算した電力に等しく、売電時では、発電電力から売電電力を差し引いた電力に等しい。ＰＶ−ＰＣＳ４１は、計測した各電力、即ち、買電電力又は売電電力、発電電力を使用して発電設備４の動作制御を行う。

また、ＰＶ−ＰＣＳ４１は、通信アダプタ４２と電気的に接続するためのインタフェースを備える。通信アダプタ４２は、広域ネットワークＮに接続するための通信インタフェースを備えており、ＰＶ−ＰＣＳ４１は、通信アダプタ４２を介してサーバ２と通信を行うことができる。具体的には、ＰＶ−ＰＣＳ４１は、買電電力又は売電電力の計測結果（即ち、買電電力値又は売電電力値）と発電電力の計測結果（即ち、発電電力値）が格納された電力情報をサーバ２へ定期的（例えば、１分毎）に送信する。

分電盤６には、給湯機３に電力を供給するための電力線Ｄ３の他にも、複数の機器７（機器７−１，７−２，…）に電力を供給するための電力線Ｄ４，Ｄ５，…が接続される。複数の機器７の各々は、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、テレビ等の電気機器である。

サーバ２は、機能的には、図４に示すように、天気予報取得部２００と、料金情報取得部２０１と、指令取得部２０２と、電力情報取得部２０３と、給湯情報取得部２０４と、電力予測部２０５と、給湯予測部２０６と、スケジュール作成部２０７と、スケジュール送信部２０８を備える。これらの各機能部は、ＣＰＵ２０が二次記憶装置２４に記憶されている遠隔制御プログラム（図示せず）を実行することで実現される。

天気予報取得部２００は、定期的（例えば、３時間毎）に、気象事業者サーバ８から、天気予報を通信により取得する。気象事業者サーバ８は、気象事業者によって管理されるサーバであり、広域ネットワークＮに接続されている。天気予報取得部２００は、顧客の居住地域に対応した天気予報を気象事業者サーバ８から取得し、取得した天気予報を顧客ＤＢ２４０に格納する。

料金情報取得部２０１は、定期的（例えば、３時間毎）に、電気事業者サーバ９から、料金情報を通信により取得する。電気事業者サーバ９は、電気事業者によって管理されるサーバであり、広域ネットワークＮに接続されている。電気事業者サーバ９は、当該電気事業者と契約したユーザ別の料金情報を管理する。料金情報には、例えば、時間帯共通又は時間帯別の電気料金単価が含まれる。料金情報取得部２０１は、顧客に対応する料金情報を電気事業者サーバ９から取得し、取得した料金情報を顧客ＤＢ２４０に格納する。

指令取得部２０２は、定期的（例えば、３時間毎）に、電気事業者サーバ９から、節電指令又は余剰活用指令を取得する。節電指令とは、デマンドレスポンス（ＤＲ：Demand Response）指令とも呼ばれ、電力需要バランスを維持するために需要家に対して需要抑制又は需要シフトを促すための指令である。節電指令の種別には、例えば、ＣＰＰ（Critical Peak Pricing）、ＰＴＲ（Peak Time Rebate）等がある。ＣＰＰとは、実施予告された時間帯の電気料金単価が高騰することを示す。また、ＰＴＲとは、実施予告された時間帯に消費電力量を削減すると、その削減量に応じて電気料金の払い戻しを行うことを示す。

また、余剰活用指令とは、ＶＰＰ（Virtual Power Plant）指令とも呼ばれ、電力需要バランスを維持するために需要家に対して余剰電力の消費を促すための指令である。

指令取得部２０２は、電気事業者サーバ９に対して、節電指令又は余剰活用指令の有無を問い合せ、節電指令又は余剰活用指令がある場合には、節電指令又は余剰活用指令を取得する。指令取得部２０２は、取得した節電指令又は余剰活用指令を指令情報として顧客ＤＢ２４０に格納する。

電力情報取得部２０３は、前述したように、発電設備４から定期的に送られてくる電力情報を受信して取得し、取得した電力情報を、家屋Ｈにおける現時刻の電力実績（即ち、現時刻の買電電力値又は売電電力値と現時刻の発電電力値）として、顧客ＤＢ２４０に格納する。顧客ＤＢ２４０には、顧客毎に、数年分の電力実績の履歴が保存される。

給湯情報取得部２０４は、給湯機３から定期的（例えば、１分毎）に送られてくる給湯情報を受信して取得し、取得した給湯情報を家屋Ｈにおける現時刻の給湯実績として、顧客ＤＢ２４０に格納する。現時刻の給湯実績とは、ここでは、過去１分の給湯量の総量、即ち、１分当りの給湯量をいう。顧客ＤＢ２４０には、顧客毎に、数年分の給湯実績の履歴が保存される。

電力予測部２０５は、顧客ＤＢ２４０に保存されている、天気予報と、電力実績の履歴とに基づいて、当該顧客の家屋Ｈでの予め定めた期間（例えば、当日の午前０時から２４時まで）における総消費電力値及び発電電力値の推移を予測する。例えば、電力予測部２０５は、過去数週間〜数ヶ月分の電力実績の履歴、あるいは、本日と同じ曜日の過去の電力実績の履歴等から、平均値の算出等の統計分析により上記期間における総消費電力値の推移を予測する。また、電力予測部２０５は、前日の発電電力値の実績に天気予報の内容を加味することで上記期間における発電電力値の推移を予測する。

給湯予測部２０６は、顧客ＤＢ２４０に保存されている給湯実績の履歴に基づいて、当該顧客の家屋Ｈでの予め定めた期間（例えば、当日の午前０時から２４時まで）における給湯量の推移を予測する。例えば、給湯予測部２０６は、過去数週間〜数ヶ月分の給湯実績の履歴、あるいは、本日と同じ曜日の過去の給湯実績の履歴等から、平均値の算出等の統計分析により上記期間における給湯量の推移を予測する。

スケジュール作成部２０７は、要望情報と、料金情報と、指令情報と、電力予測部２０５の予測結果（以下、電力予測結果と称する。）と、給湯予測部２０６の予測結果（給湯予測結果と称する。）に基づいて、当該顧客が所有する給湯機３の沸上げ運転に関するスケジュールである沸上げスケジュール（本発明における第１スケジュールに対応する。）を作成又は更新する。

要望情報とは、給湯機３の運転について、当該給湯機３を所有するユーザの要望を示す情報であり、具体的には、湯切れ防止、経済性及び自給性の何れを優先（即ち、重視）するかについての情報をいう。ユーザは、給湯機３のリモコン３２を介して、かかる要望（以下、運転要望と称する。）を設定することができる。給湯機３は、ユーザにより運転要望が設定されると、当該運転要望を示す要望情報をサーバ２に送信する。サーバ２は、給湯機３からの要望情報を受信し、顧客ＤＢ２４０に格納する。

例えば、要望情報が、湯切れ防止の優先を示す場合、スケジュール作成部２０７は、湯切れが生じないように、各時刻において予測される給湯量に対して十分な湯量が確保できるように沸上げスケジュールを作成又は更新する。

また、要望情報が、経済性の優先を示す場合、スケジュール作成部２０７は、電気料金単価の安い時間帯に沸上げ運転を行うように沸上げスケジュールを作成又は更新する。あるいは、自給性が優先される場合、発電電力の余剰が見込まれる時間帯に沸上げ運転を行うように沸上げスケジュールを作成又は更新する。

＜＜節電指令ありの場合＞＞
この場合、スケジュール作成部２０７は、節電指令で実施予告された時間帯に、沸上げ運転を行わないように沸上げスケジュールを作成又は更新する。

なお、スケジュール作成部２０７が作成した沸上げスケジュールに従って給湯機３が沸き上げ運転を実行中に、指令取得部２０２により、直ちに実施される節電指令が取得された場合、スケジュール作成部２０７は、要望情報に応じて沸上げ運転を中断するか否かを決定する。例えば、要望情報が、経済性の優先を示す場合、節電指令に従わなかった場合のペナルティと、従った場合に得られるインセンティブを比較する等して、スケジュール作成部２０７は、沸上げ運転を中断するか否かを決定する。沸上げ運転を中断すると決定した場合、スケジュール作成部２０７は、沸上げ運転の中断が反映された新たなスケジュールとなるように沸上げスケジュールを更新する。

一方、要望情報が、湯切れ防止の優先を示す場合、スケジュール作成部２０７は、沸上げ運転の中断をしない、即ち、沸上げ運転の継続を決定する。なお、今後の給湯予測結果から、沸上げ運転を中断しても十分な湯量が確保できることが見込まれる場合には、スケジュール作成部２０７は、沸上げ運転の中断を決定してもよい。

＜＜余剰活用指令ありの場合＞＞
この場合、スケジュール作成部２０７は、余剰活用指令で予告された時間帯に、沸上げ運転を行うように沸上げスケジュールを作成又は更新する。なお、余剰活用指令を受けた際に、既に、沸上げが完了している場合、スケジュール作成部２０７は、給湯予測結果にかかわらず、余剰活用指令で予告された時間帯に追加の沸上げを行うように沸上げスケジュールを更新してもよい。

スケジュール送信部２０８は、スケジュール作成部２０７により作成又は更新された沸上げスケジュールを給湯機３に送信する。

図５は、サーバ２が実行するスケジュール作成処理の手順を示すフローチャートである。サーバ２は、毎日の予め定めた時刻（例えば、午前０時）を起点に当日の予め定めた時刻（例えば、２４時）まで、一定時間毎（例えば、３時間毎）に繰り返しスケジュール作成処理を実行する。また、サーバ２は、給湯機３からの要求に応じてスケジュール作成処理を実行することができる。なお、サーバ２は、一定時間毎ではなく、例えば、気象事業者が提供する天気予報が更新される時刻等、予め定めた時刻にスケジュール作成処理を実行してもよい。なお、上記の起点となるスケジュール作成処理において、以前の沸上げスケジュール（即ち、前日の沸上げスケジュール）は破棄され、新たな沸上げスケジュールが作成される。

ステップＳ１０１では、天気予報取得部２００が、気象事業者サーバ８から、当該顧客の居住地域、即ち、当該顧客が所有する給湯機３が設置された地域に対応する天気予報を通信により取得する。

ステップＳ１０２では、料金情報取得部２０１が、電気事業者サーバ９から、当該顧客に対応する料金情報を通信により取得する。ステップＳ１０３では、指令取得部２０２が、電気事業者サーバ９から節電指令又は余剰活用指令を通信により取得する。詳細には、指令取得部２０２は、電気事業者サーバ９に対して、節電指令又は余剰活用指令の有無を問い合わせ、節電指令又は余剰活用指令がある場合には、節電指令又は余剰活用指令を電気事業者サーバ９から取得する。

ステップＳ１０４では、電力予測部２０５が、天気予報と、当該顧客の家屋Ｈにおける電力実績の履歴に基づいて、当該顧客の家屋Ｈでの予め定めた期間（例えば、当日の午前０時から２４時まで）における総消費電力値及び発電電力値の推移を予測する。

ステップＳ１０５では、給湯予測部２０６が、当該顧客の家屋Ｈにおける給湯実績の履歴に基づいて、当該顧客の家屋Ｈでの予め定めた期間（例えば、当日の午前０時から２４時まで）における給湯量の推移を予測する。

ステップＳ１０６では、スケジュール作成部２０７が、要望情報と、料金情報と、指令情報と、電力予測結果と、給湯予測結果に基づいて、沸上げスケジュールを作成又は更新する。

ステップＳ１０７では、スケジュール送信部２０８が、作成された沸上げスケジュールを給湯機３に送信する。

続いて、給湯機３が備える給湯コントローラ３２０の機能の詳細について説明する。給湯コントローラ３２０は 機能的には、図６に示すように、給湯量取得部３２１と、給湯情報送信部３２２と、給湯予測部３２３と、スケジュール作成部３２４と、スケジュール取得部３２５と、スケジュール切替部３２６と、運転制御部３２７を備える。これらの各機能部は、給湯コントローラ３２０のＣＰＵが、給湯コントローラ３２０の二次記憶装置に記憶されている沸上げ運転プログラムを実行することで実現される。なお、この他にも、給湯コントローラ３２０の機能には、リモコン３２とのインタフェースに係る処理を実行する機能、即ち、リモコン３２からの情報を入力する情報入力部と、リモコン３２に情報の表示を指示する表示指示部が含まれる。

給湯量取得部３２１は、定期的（例えば、１分毎）に家屋Ｈにおける過去１分の給湯量の総量、即ち、１分当りの給湯量を取得する。詳細には、給湯量取得部３２１は、タンクユニット３１が備える前述した流量センサと温度センサの計測結果に基づいて１分当りの給湯量を算出する。給湯量取得部３２１は、算出した給湯量を現時刻の給湯実績として給湯実績テーブル３２８に格納する。

給湯実績テーブル３２８は、給湯コントローラ３２０が備える二次記憶装置に記憶されるデータテーブルである。給湯実績テーブル３２８には、予め定めた期間分（本実施形態では、２週間分）の給湯実績の履歴が保存される。

給湯情報送信部３２２は、給湯実績テーブル３２８に保存されている最新の給湯実績を読み出し、給湯情報として定期的（例えば、１分毎）にサーバ２へ送信する。

給湯予測部３２３は、給湯実績テーブル３２８に保存されている給湯実績の履歴に基づいて、当該顧客の家屋Ｈでの予め定めた期間（例えば、当日の午前０時から２４時まで）における給湯量の推移を予測する。例えば、給湯予測部３２３は、過去２週間分の給湯実績の履歴、あるいは、先週及び先々週における本日と同じ曜日の給湯実績の履歴等から、平均値の算出等の統計分析により上記期間における給湯量の推移を予測する。

スケジュール作成部３２４は、毎日の予め定めた時刻（例えば、午前０時）に、給湯予測部３２３の予測結果に基づいて、給湯機３の沸上げ運転に関するスケジュールである沸上げスケジュール（本発明における第２スケジュールに対応する。）を作成する。

スケジュール取得部３２５は、サーバ２から沸上げスケジュール（即ち、第１スケジュール）が送られてくると、これを受信して取得する。

スケジュール切替部３２６は、本発明の切替手段に対応する。スケジュール切替部３２６は、定期的（例えば、３０分毎）にサーバ２から取得した沸上げスケジュール（第１スケジュール）と、スケジュール作成部３２４により作成された沸上げスケジュール（第２スケジュール）の何れか一方を選択し、沸上げスケジュールテーブル３２９に保存する。沸上げスケジュールテーブル３２９は、給湯コントローラ３２０が備える二次記憶装置に記憶されるデータテーブルである。沸上げスケジュールテーブル３２９には、給湯機３の沸上げ運転で実際に使用される沸上げスケジュールが格納される。

詳細には、ユーザの設定により、遠隔制御機能が無効となっている場合、スケジュール切替部３２６は、スケジュール作成部３２４により作成された沸上げスケジュール（第２スケジュール）を選択し、沸上げスケジュールテーブル３２９に保存する。遠隔制御機能とは、サーバ２によって給湯機３の沸上げ運転を制御する機能であり、具体的には、サーバ２が作成した沸上げスケジュール（第１スケジュール）に則って給湯機３の沸上げ運転が制御される機能をいう。

一方、遠隔制御機能が有効となっている場合は、スケジュール切替部３２６は、サーバ２から取得した沸上げスケジュール（第１スケジュール）を選択し、沸上げスケジュールテーブル３２９に保存する。しかし、予め定めた切替条件Ａが成立すると、スケジュール切替部３２６は、スケジュール作成部３２４により作成された沸上げスケジュール（第２スケジュール）を選択し、沸上げスケジュールテーブル３２９に保存する。

切替条件Ａは、サーバ２との通信において切断状態が予め定めた時間（例えば、６時間）継続した場合、サーバ２から、沸上げスケジュール（第１スケジュール）の給湯機３への送信を停止するとの停止通知を受信した場合、ユーザが不在で且つユーザの運転要望が経済性の優先である場合の少なくとも何れかに該当した場合に成立する。

例えば、サーバ２は、メンテナンス等、サーバ２の事情により、第１スケジュールを給湯機３へ送信できない場合、上記の停止通知を給湯機３に送信する。そして、メンテナンス等が完了し、第１スケジュールを給湯機３へ送信できる状態になると、サーバ２は、再開通知を給湯機３に送信する。

ユーザが不在であるか否かは、ユーザによって事前に登録された不在情報により判定することができる。ユーザは、不在情報をリモコン３２を介して、給湯機３、より詳細には、給湯コントローラ３２０に登録することができる。

さらに、切替条件Ａが成立すると、スケジュール切替部３２６は、給湯機３の制御モードを遠隔制御実行中から遠隔制御停止中に切り替える。

遠隔制御機能が有効となっている場合であっても、給湯機３の制御モードが遠隔制御停止中の場合は、スケジュール切替部３２６は、スケジュール作成部３２４により作成された沸上げスケジュール（第２スケジュール）を選択し、沸上げスケジュールテーブル３２９に保存する。しかし、切替条件Ａが不成立となっている場合であって、予め定めた切替条件Ｂが成立すると、スケジュール切替部３２６は、サーバ２から取得した沸上げスケジュール（第１スケジュール）を選択し、沸上げスケジュールテーブル３２９に保存する。また、スケジュール切替部３２６は、給湯機３の制御モードを遠隔制御停止中から遠隔制御実行中に切り替える。切替条件Ｂの成立には、以下の（１）〜（３）の全てに該当することが要件となる。

（１）現在沸上げ運転中でないこと
（２）残湯量が予定される必要湯量に達していないこと
必要湯量とは、今後に使用が予定される総湯量（即ち、今後の総給湯量）であり、給湯予測部３２３の予測結果から得られる。
（３）現在選択されている沸上げスケジュール（即ち、第２スケジュール）よりも、サーバ２から取得した最新の沸上げスケジュール（即ち、第１スケジュール）の方が湯量が多いこと

運転制御部３２７は、沸上げスケジュールテーブル３２９に保存されている沸上げスケジュールに則って給湯機３による沸上げ運転を制御する。

図７は、給湯コントローラ３２０が実行するスケジュール切替処理Ａの手順を示すフローチャートである。給湯コントローラ３２０は、制御モードが遠隔制御実行中である場合に、定期的（例えば、３０分毎）にスケジュール切替処理Ａを実行する。

ステップＳ２０１では、スケジュール切替部３２６は、遠隔制御機能が有効か否かを判別する。遠隔制御機能が有効でない、即ち、無効の場合（ステップＳ２０１；ＮＯ）、ステップＳ２０３に移行し、スケジュール切替部３２６は、スケジュール作成部３２４により作成された沸上げスケジュール（即ち、第２スケジュール）を選択し、沸上げスケジュールテーブル３２９に保存する。続くステップＳ２０４では、スケジュール切替部３２６は、給湯機３の制御モードを遠隔制御実行中から遠隔制御停止中に切り替える。その後、本周期でのスケジュール切替処理Ａは終了する。

遠隔制御機能が有効である場合（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）、ステップＳ２０２に移行し、スケジュール切替部３２６は、上述した切替条件Ａが成立しているか否かを判別する。切替条件Ａが成立している場合（ステップＳ２０２；ＹＥＳ）、スケジュール切替部３２６は、上記のステップＳ２０３及びＳ２０４の処理を実行する。その後、本周期でのスケジュール切替処理Ａは終了する。

切替条件Ａが成立していない場合（ステップＳ２０２；ＮＯ）、ステップＳ２０５に移行し、スケジュール切替部３２６は、サーバ２から取得した沸上げスケジュール（即ち、第１スケジュール）を選択し、沸上げスケジュールテーブル３２９に保存する。なお、第１スケジュールの内容に変更がない場合、スケジュール切替部３２６は、ステップＳ２０５の処理を省略してもよい。その後、本周期でのスケジュール切替処理Ａは終了する。

図８は、給湯コントローラ３２０が実行するスケジュール切替処理Ｂの手順を示すフローチャートである。給湯コントローラ３２０は、制御モードが遠隔制御停止中である場合に、定期的（例えば、３０分毎）にスケジュール切替処理Ｂを実行する。

ステップＳ３０１では、スケジュール切替部３２６は、遠隔制御機能が有効か否かを判別する。遠隔制御機能が有効でない、即ち、無効の場合（ステップＳ３０１；ＮＯ）、ステップＳ３０８に移行し、スケジュール切替部３２６は、スケジュール作成部３２４により作成された沸上げスケジュール（即ち、第２スケジュール）を選択し、沸上げスケジュールテーブル３２９に保存する。その後、本周期でのスケジュール切替処理Ｂは終了する。

遠隔制御機能が有効である場合（ステップＳ３０１；ＹＥＳ）、ステップＳ３０２に移行し、スケジュール切替部３２６は、上述した切替条件Ａが不成立であるか否かを判別する。切替条件Ａが不成立でない、即ち、切替条件Ａが成立している場合（ステップＳ３０２；ＮＯ）、スケジュール切替部３２６は、上記のステップＳ３０８の処理を実行する。その後、本周期でのスケジュール切替処理Ｂは終了する。

切替条件Ａが不成立である場合（ステップＳ３０２；ＹＥＳ）、ステップＳ３０３に移行し、スケジュール切替部３２６は、サーバ２に対して、沸上げスケジュールの送信を要求する。サーバ２は、かかる要求を受信すると、図５に示すスケジュール作成処理を実行し、沸上げスケジュール（即ち、第１スケジュール）を作成又は更新する。サーバ２は、作成又は更新した第１スケジュールを給湯機３へ送信する。

サーバ２で作成又は更新された第１スケジュール、即ち、最新の第１スケジュールがスケジュール取得部３２５により取得できない場合（ステップＳ３０４；ＮＯ）、スケジュール切替部３２６は、上記のステップＳ３０８の処理を実行する。その後、本周期でのスケジュール切替処理Ｂは終了する。一方、最新の第１スケジュールがスケジュール取得部３２５により取得されると（ステップＳ３０４；ＹＥＳ）、ステップＳ３０５において、スケジュール切替部３２６は、上述した切替条件Ｂが成立しているか否かを判別する。

切替条件Ｂが成立していない場合（ステップＳ３０５；ＮＯ）、スケジュール切替部３２６は、上記のステップＳ３０８の処理を実行する。その後、本周期でのスケジュール切替処理Ｂは終了する。

一方、切替条件Ｂが成立している場合（ステップＳ３０５；ＹＥＳ）、ステップＳ３０６に移行し、スケジュール切替部３２６は、取得した第１スケジュールを沸上げスケジュールテーブル３２９に保存する。続くステップＳ３０７では、スケジュール切替部３２６は、給湯機３の制御モードを遠隔制御停止中から遠隔制御実行中に切り替える。その後、本周期でのスケジュール切替処理Ｂは終了する。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る給湯システム１では、ユーザは、給湯機３のリモコン３２を介して遠隔制御機能を有効に設定しておくだけで、給湯機３に、サーバ２により作成された沸上げスケジュールに従った沸上げの自動運転を実行させることができる。サーバ２は、給湯機３から給湯情報を取得する他、気象事業者サーバ８から天気予報を取得し、また、電気事業者サーバ９から料金情報と節電指令又は余剰活用指令を取得し、さらに、発電設備４から電力情報を取得することができる。このため、サーバ２は、家屋Ｈの給湯実績に加え、これら取得した多様なパラメータを使用して沸上げスケジュールを作成することができる。

さらに、サーバ２が備える二次記憶装置２４の記憶容量は、一般的に、給湯機３の給湯コントローラ３２０が備える二次記憶装置の記憶容量に比べて大きいため、二次記憶装置２４には、顧客毎に、数年分の電力実績及び給湯実績の履歴が保存され得る。このため、予め定めた期間における、総消費電力値及び発電電力値の推移と、給湯量の推移を精度よく予測することができ、結果として、沸上げスケジュールの精度が向上する。

そして、上記のようにサーバ２により作成された沸上げスケジュールに従って給湯機３が沸上げの自動運転を行うことで、ユーザの運転要望、即ち、湯切れ防止、経済性又は自給性の要望に即した沸上げ運転が実現でき、給湯機３の高機能化が図れる。

一方、サーバ２により作成される沸上げスケジュールは、上記のように多様なパラメータを使用するため、一部のパラメータの内容に変更が生じると、当該変更を反映した沸上げスケジュールに適宜更新する必要がある。したがって、通信障害、又は、メンテナンス等のサーバ２の事情により、長時間、サーバ２から給湯機３への沸上げスケジュールの提供が途絶えた場合、それ以前にサーバ２から取得した沸上げスケジュールで給湯機３が自動沸上げ運転を行うと、湯切れリスク、経済性リスクが高まる虞がある。

湯切れリスクと経済性リスクについて詳細に説明する。給湯機３では、前述したように、給湯実績テーブル３２８に保存されている給湯実績の履歴に基づいて、沸上げスケジュール（即ち、第２スケジュール）が作成される。

一方、サーバ２では、天気予報、電気料金単価等の料金情報、予測される総消費電力値及び発電電力値の推移、節電指令、余剰活用指令等、給湯実績以外の多様なパラメータに基づき、沸上げスケジュールが作成される。このため、サーバ２では、ユーザの要望が、湯切れよりも、経済性あるいは自給性を重視する場合、経済性あるいは自給性の効果が極力大きくなるように、湯切れに対する余力を削減した沸上げスケジュールが作成される。このような場合に、長時間前にサーバ２から給湯機３へ提供された沸上げスケジュールで自動沸上げ運転を行うと、湯切れとなるリスクが高まる虞がある。

また、経済性を重視する場合に、節電指令又は余剰活用指令を受けると、サーバ２では、電気料金単価の変動、あるいは、余剰電力の変動に合わせた沸上げスケジュールの作成が必要となる。しかし、節電指令又は余剰活用指令は、その後にキャンセルされる場合もあり、また、天気予報も刻々変化する場合もある。このため、長時間前にサーバ２から給湯機３へ提供された沸上げスケジュールで自動沸上げ運転を行うと、経済性リスクが高まる虞がある。

これに対し、本実施形態の給湯システム１では、長時間、サーバ２から給湯機３への沸上げスケジュールの提供が途絶えた場合等、予め定めた切替条件Ａが成立すると、給湯機３は、自機が作成した沸上げスケジュール（即ち、第２スケジュール）に従って沸上げの自動運転を実行する。これにより、上記の湯切れリスク、経済性リスクが高まることを防止できる。

さらに、給湯機３は、切替条件Ａが不成立となり、予め定めた切替条件Ｂが成立すると、給湯機３は、サーバ２から取得した沸上げスケジュール（即ち、第１スケジュール）に従って沸上げの自動運転を実行する。つまり、給湯機３は、切替条件Ａが不成立となっても、既に必要な湯量が確保できている等、切替条件Ｂが不成立の場合は、第１スケジュールへの切り替えを行わない。これにより、第１スケジュールへの切り替えに伴う不必要な沸上げ運転の実行を回避することができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

例えば、給湯機３は、図９又は図１０に示すように、現在の制御モードをリモコン３２のディスプレイで表示してもよい。図９は、現在の制御モードが遠隔制御実行中であることを示し、図１０は、通信障害の発生により、現在の制御モードが遠隔制御停止中であることを示している。給湯コントローラ３２０の前述した表示指示部は、制御モードが切り替わると、切替後の制御モードに関する情報をリモコン３２に通知して、当該情報を表示させる。

また、家屋Ｈにおいて、スマートメータと呼ばれる通信機能を有する電力メータが設置されている場合、サーバ２は、電気事業者サーバ９から、家屋Ｈにおける買電電力又は売電電力に関する情報を取得してもよい。

また、本発明の給湯システムは、必ずしも発電設備を備える必要はない。

また、給湯機３又は発電設備４が、家屋Ｈに設置されたルータを介して広域ネットワークＮに接続されるようにしてもよい。

また、給湯コントローラ３２０の機能部（図６参照）の全部又は一部が、給湯機３とは異なる図示しない制御装置で実現されるようにしてもよい。

上記の実施形態では、サーバ２において、ＣＰＵ２０によって二次記憶装置２４に記憶されている遠隔制御プログラムが実行されることで、サーバ２の各機能部（図４参照）が実現された。また、給湯機３の給湯コントローラ３２０において、給湯コントローラ３２０のＣＰＵによって給湯コントローラ３２０の二次記憶装置に記憶されている沸上げ運転プログラムが実行されることで、給湯コントローラ３２０の各機能部（図６参照）が実現された。

しかし、サーバ２の機能部の全部又は一部が、専用のハードウェアで実現されるようにしてもよい。同様に、給湯コントローラ３２０の機能部の全部又は一部が、専用のハードウェアで実現されるようにしてもよい。専用のハードウェアとは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又は、これらの組み合わせ等である。

また、上記の遠隔制御プログラム又は沸上げ運転プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、光磁気ディスク（Magneto-Optical Disc）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリカード、ＨＤＤ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することも可能である。そして、このように配布した遠隔制御プログラム又は沸上げ運転プログラムを特定の又は汎用のコンピュータにインストールすることによって、当該コンピュータを上記の実施形態におけるサーバ２又は給湯コントローラ３２０として機能させることも可能である。

また、遠隔制御プログラム又は沸上げ運転プログラムをインターネット上の他のサーバが有するディスク装置等に格納しておき、当該サーバからサーバ２又は給湯コントローラ３２０に遠隔制御プログラム又は沸上げ運転プログラムがダウンロードされるようにしてもよい。

本発明は、広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能である。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

本発明は、給湯機に好適に採用され得る。

１ 給湯システム、２ サーバ、３ 給湯機、４ 発電設備、５ 商用電源、６ 分電盤、７−１，７−２ 機器、８ 気象事業者サーバ、９ 電気事業者サーバ、２０ ＣＰＵ、２１ 通信インタフェース、２２ ＲＯＭ、２３ ＲＡＭ、２４ 二次記憶装置、２５ バス、３０ ヒートポンプユニット、３１ タンクユニット、３２ リモコン、３３ 配管、３４ シャワー、３５ 蛇口、３６ 通信線、４０ ＰＶパネル、４１ ＰＶ−ＰＣＳ、４２，３３０ 通信アダプタ、２００ 天気予報取得部、２０１ 料金情報取得部、２０２ 指令取得部、２０３ 電力情報取得部、２０４ 給湯情報取得部、２０５ 電力予測部、２０６，３２３ 給湯予測部、２０７，３２４ スケジュール作成部、２０８ スケジュール送信部、２４０ 顧客ＤＢ、３１０ 貯湯タンク、３２０ 給湯コントローラ、３２１ 給湯量取得部、３２２ 給湯情報送信部、３２５ スケジュール取得部、３２６ スケジュール切替部、３２７ 運転制御部、３２８ 給湯実績テーブル、３２９ 沸上げスケジュールテーブル、３４０ 混合弁、Ｎ 広域ネットワーク

Claims (6)

1. 沸上げ運転に関する第１スケジュールを通信によりサーバから取得するスケジュール取得手段と、
   前記沸上げ運転に関する第２スケジュールを作成するスケジュール作成手段と、
   前記第１スケジュール又は前記第２スケジュールの何れか一方に従って、前記沸上げ運転を制御する運転制御手段と、
   予め定めた切替条件に基づいて、前記運転制御手段で使用される対象を、前記第１スケジュールから前記第２スケジュールへ、及び、前記第２スケジュールから前記第１スケジュールへ切り替える切替手段と、を備え、
   前記切替手段は、前記対象が前記第２スケジュールの場合に、前記サーバから最新の前記第１スケジュールが取得され、現在沸上げ運転中でなく、前記第２スケジュールよりも前記最新の第１スケジュールの方が湯量が多く、残湯量が予定される必要湯量に達していないという条件が成立すると、前記対象を前記第２スケジュールから前記第１スケジュールへ切り替える、給湯機。
2. 前記切替手段は、前記対象が前記第１スケジュールの場合に、前記サーバから前記第１スケジュールの取得ができない状態が予め定めた期間継続すると、前記対象を前記第１スケジュールから前記第２スケジュールへ切り替える、請求項１に記載の給湯機。
3. ディスプレイと、
   前記対象が、前記第１スケジュール又は前記第２スケジュールの何れであるかを示す情報を前記ディスプレイに表示させる表示指示手段と、をさらに備える、請求項１又は２に記載の給湯機。
4. 給湯機の沸上げ運転に関する第１スケジュールを通信によりサーバから取得するスケジュール取得手段と、
   前記沸上げ運転に関する第２スケジュールを作成するスケジュール作成手段と、
   前記第１スケジュール又は前記第２スケジュールの何れか一方に従って、前記沸上げ運転を制御する運転制御手段と、
   予め定めた切替条件に基づいて、前記運転制御手段で使用される対象を、前記第１スケジュールから前記第２スケジュールへ、及び、前記第２スケジュールから前記第１スケジュールへ切り替える切替手段と、を備え、
   前記切替手段は、前記対象が前記第２スケジュールの場合に、前記サーバから最新の前記第１スケジュールが取得され、現在沸上げ運転中でなく、前記第２スケジュールよりも前記最新の第１スケジュールの方が湯量が多く、残湯量が予定される必要湯量に達していないという条件が成立すると、前記対象を前記第２スケジュールから前記第１スケジュールへ切り替える、制御装置。
5. サーバと給湯機を備えた給湯システムであって、
   前記サーバは、
   前記給湯機の沸上げ運転に関する第１スケジュールを作成するスケジュール作成手段と、
   前記第１スケジュールを前記給湯機に送信するスケジュール送信手段と、を備え、
   前記給湯機は、
   前記第１スケジュールを前記サーバから通信により取得するスケジュール取得手段と、
   前記沸上げ運転に関する第２スケジュールを作成するスケジュール作成手段と、
   前記第１スケジュール又は前記第２スケジュールの何れか一方に従って、前記沸上げ運転を制御する運転制御手段と、
   予め定めた切替条件に基づいて、前記運転制御手段で使用される対象を、前記第１スケジュールから前記第２スケジュールへ、及び、前記第２スケジュールから前記第１スケジュールへ切り替える切替手段と、を備え、
   前記切替手段は、前記対象が前記第２スケジュールの場合に、前記サーバから最新の前記第１スケジュールが取得され、現在沸上げ運転中でなく、前記第２スケジュールよりも前記最新の第１スケジュールの方が湯量が多く、残湯量が予定される必要湯量に達していないという条件が成立すると、前記対象を前記第２スケジュールから前記第１スケジュールへ切り替える、給湯システム。
6. スケジュール取得手段が、沸上げ運転に関する第１スケジュールをサーバから取得し、
   スケジュール作成手段が、前記沸上げ運転に関する第２スケジュールを作成し、
   運転制御手段が、前記第１スケジュール又は前記第２スケジュールの何れか一方に従って、前記沸上げ運転を制御し、
   切替手段が、前記沸上げ運転で使用される対象が前記第１スケジュールの場合に、予め定めた切替条件に基づいて、前記対象を前記第１スケジュールから前記第２スケジュールへ切り替え、
   前記切替手段が、前記対象が前記第２スケジュールの場合に、前記サーバから最新の前記第１スケジュールが取得され、現在沸上げ運転中でなく、前記第２スケジュールよりも前記最新の第１スケジュールの方が湯量が多く、残湯量が予定される必要湯量に達していないという条件が成立すると、前記対象を前記第２スケジュールから前記第１スケジュールへ切り替える、沸上げ運転方法。

Images