JP7544249B2 - Storage water heater - Google Patents
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Description
本開示は貯湯式給湯機に関する。 This disclosure relates to a storage type water heater.
電力会社から電力が供給される所定の電力供給エリアでは、その時々に応じて消費電力量が異なる。電力供給エリアでの消費電力量が増大し、消費電力量が、その電力供給エリアに供給される電力供給量を上回ると、大規模な停電が引き起こされる虞もあるため、電力供給量と消費電力量との均衡を図ることが望まれる。In a given power supply area where electricity is supplied by a power company, the amount of power consumed varies from time to time. If the amount of power consumed in a power supply area increases and exceeds the amount of power supplied to that power supply area, there is a risk of a large-scale blackout. Therefore, it is desirable to achieve a balance between the amount of power supplied and the amount of power consumed.
これに関し、例えば、日本特開2016-125733号公報には、所定の電力供給エリアに供給される電力供給量と、電気機器の予測消費電力量とに基づいて、複数のヒートポンプ給湯機のうち、沸き上げ運転を行うヒートポンプユニットの台数を決定する給湯制御システムが記載されている。この給湯制御システムでは、沸き上げ運転を行うヒートポンプユニットの台数を制限することで、電力供給量と消費電力量との均衡を図る。In this regard, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2016-125733 describes a hot water supply control system that determines the number of heat pump units that perform heating operation among multiple heat pump water heaters based on the amount of power supplied to a specified power supply area and the predicted power consumption of electrical equipment. This hot water supply control system aims to balance the amount of power supply and the amount of power consumption by limiting the number of heat pump units that perform heating operation.
日本特開2016-125733号公報 JP 2016-125733 A
ヒートポンプ給湯機は、目標の加熱能力が同じ場合であっても、外気温度及びヒートポンプへの入水温度等によってCOP(=加熱能力/消費電力:Coefficient of Performance)が変化する。このため、沸き上げ時の実際の消費電力量は、必ずしも予想した消費電力量と一致しない。そして実際の消費電力量が、予測消費電力量より大きくなる場合、予測消費電力量に基づいてヒートポンプユニットの稼働台数を決定する制御では、消費電力が目標とする消費電力を超える虞がある。 Even when the target heating capacity of a heat pump water heater is the same, the COP (coefficient of performance) changes depending on the outside air temperature and the temperature of water entering the heat pump. For this reason, the actual power consumption during heating does not necessarily match the predicted power consumption. If the actual power consumption is greater than the predicted power consumption, there is a risk that the power consumption will exceed the target power consumption in a control system that determines the number of heat pump units in operation based on the predicted power consumption.
本開示は、上述のような課題を解決するため、貯湯式給湯機のCOPが変化する場合であっても、ピーク電力の許容値にあわせて消費電力を調整しやすくできるように改良された貯湯式給湯機を提供することを目的とする。 In order to solve the problems described above, the present disclosure aims to provide an improved storage type water heater that makes it easier to adjust power consumption to the allowable peak power value even when the COP of the storage type water heater changes.
本開示に係る貯湯式給湯機は、電力により駆動され、水を加熱するヒートポンプサイクルを有し、加熱能力を変更可能な加熱手段と、貯湯タンクと、加熱手段により加熱された湯を貯湯タンクに蓄積する沸き上げ運転を制御する制御部と、を備える。制御部は、沸き上げ運転中の消費電力が、沸き上げ運転で利用可能な電力の上限値として設定される消費電力指示値以下となるように、加熱手段の加熱能力を調整して沸き上げ運転を実行するように構成され、かつ、貯湯タンクに確保すべき目標蓄熱量を、沸き上げ完了時刻までに貯湯タンクに貯湯するために加熱手段が消費する電力である必要消費電力を算出できるように構成されている。
本開示に係る貯湯式給湯機は、貯湯式給湯機及び管理領域に設置された他の電気機器の消費電力を制御及び監視して、制御部に消費電力指示値を送信するエネルギー管理装置と通信可能に構成され、制御部は、必要消費電力よりも、消費電力指示値が小さい場合、必要消費電力を、エネルギー管理装置へ送信するように構成されたものであってもよい。
あるいは、本開示に係る貯湯式給湯機は、貯湯式給湯機の運転動作及び設定値に関するユーザーからの指令の操作入力を受け付ける入力手段を更に備え、沸き上げ運転で利用可能な電力の上限値として設定される消費電力指示値が必要消費電力より小さい場合、加熱能力を、消費電力指示値と必要消費電力とのいずれによって設定するかを、入力手段からの操作入力により選択できるように構成され、制御部が、消費電力指示値によって加熱能力を設定することが選択されている場合において、消費電力指示値が必要消費電力より小さい場合、沸き上げ運転における消費電力が消費電力指示値以下となる範囲で加熱手段の加熱能力を調整して沸き上げ運転を実行するものであってもよい。
The hot water storage type hot water heater according to the present disclosure includes a heating means having a heat pump cycle driven by electricity to heat water and capable of changing the heating capacity, a hot water storage tank, and a control unit that controls a boiling operation in which hot water heated by the heating means is stored in the hot water storage tank. The control unit is configured to execute the boiling operation by adjusting the heating capacity of the heating means so that the power consumption during the boiling operation is equal to or less than a power consumption indication value that is set as an upper limit of power available for the boiling operation, and is configured to calculate a required power consumption, which is the power consumed by the heating means to store hot water in the hot water storage tank by the time the boiling operation is completed, to obtain a target heat storage amount to be secured in the hot water storage tank.
The storage type water heater of the present disclosure is configured to be able to communicate with an energy management device that controls and monitors the power consumption of the storage type water heater and other electrical equipment installed in the management area and transmits a power consumption instruction value to a control unit, and the control unit may be configured to transmit the required power consumption to the energy management device when the power consumption instruction value is smaller than the required power consumption.
Alternatively, the storage type water heater of the present disclosure may further include an input means for accepting operational input of commands from a user regarding the operating behavior and setting values of the storage type water heater, and may be configured such that when the power consumption instruction value, which is set as the upper limit of the power available for boiling operation, is smaller than the required power consumption, the user can select whether to set the heating capacity based on the power consumption instruction value or the required power consumption by operational input from the input means, and when the control unit selects to set the heating capacity based on the power consumption instruction value and the power consumption instruction value is smaller than the required power consumption, the control unit may perform boiling operation by adjusting the heating capacity of the heating means within a range such that the power consumption in boiling operation is equal to or less than the power consumption instruction value.
沸き上げ運転時の加熱能力を消費電力指示値以下となるように調整することで、消費電力をピーク電力の許容値を超えないように容易に調整することができる。 By adjusting the heating capacity during boiling operation so that it is below the power consumption indication value, power consumption can be easily adjusted so as not to exceed the peak power allowable value.
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。本実施の形態では、湯の熱量は、例えば、水源から供給される水に等しい水温の水が持つ熱量に対する差として計算される。また、本実施の形態では、湯の熱量を記述する場合、原則として、所定の基準給湯温度の湯が持っている熱量に換算したときの湯量[L]を単位として湯の熱量を記述する。基準給湯温度の値は、一例を挙げると40℃である。なお、本開示において、単に「水」または「湯」と記載した場合には、低温の水から、高温の湯まで、あらゆる温度の液体の水が含まれうる。Hereinafter, the embodiment will be described with reference to the drawings. The same reference numerals are used to designate common or corresponding elements in each drawing, and duplicated descriptions are simplified or omitted. In this embodiment, the calorific value of hot water is calculated as the difference in the calorific value of water at the same temperature as the water supplied from the water source. In this embodiment, the calorific value of hot water is described in principle in units of the amount of hot water [L] when converted into the calorific value of hot water at a predetermined reference hot water supply temperature. An example of the value of the reference hot water supply temperature is 40°C. In this disclosure, when simply referring to "water" or "hot water", liquid water at any temperature can be included, from low-temperature water to high-temperature water.
実施の形態1.
図1は、本開示の実施の形態1の貯湯式給湯機及びその周辺機器を含むシステムの全体構成を示す模式図である。図1に示されるように、一般住宅1a、1bのそれぞれには、貯湯式給湯機35が設置されている。但し、貯湯式給湯機35の設置場所は一般住宅に限られない。貯湯式給湯機35は、例えば家庭用のものでもよいし、施設等で用いられる業務用のものでもよい。
Embodiment 1.
Fig. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a system including a storage type water heater and its peripheral devices according to the first embodiment of the present disclosure. As shown in Fig. 1, a storage
図1に示されるように、貯湯式給湯機35は、貯湯タンクユニット33とヒートポンプユニット(以下「HP」ユニット)7とを備える貯湯式のヒートポンプ給湯機である。HPユニット7及び貯湯タンクユニット33との間は、水が通る配管16及び配管17と、電気配線(図示省略)とを介して接続されている。1, the hot water storage
HPユニット7は、電力により駆動されて、貯湯タンクユニット33が備える貯湯タンク8から導かれた低温水を加熱する加熱手段として機能する。HPユニットは、圧縮機、水冷媒熱交換器、膨張弁及び空気熱交換器等の機器を有する。これらの機器は、配管等により環状に接続され、圧縮機により冷媒を循環させる冷媒回路を構成している。冷媒回路は、水を加熱するヒートポンプサイクルに相当する。水冷媒熱交換器は、流入口から流入した水を冷媒により加熱し、流出口から加熱水を流出させる。空気熱交換器は、空気と冷媒との間で熱を交換する。
The HP
HPユニット7の冷媒回路による加熱能力の値は変更可能である。以下の説明では、HPユニット7の冷媒回路による加熱能力を、単に「加熱能力」と呼ぶ場合がある。加熱能力は、HPユニット7が時間当たりに水に与える熱量に相当する。加熱能力の単位は、例えばkW(キロワット)である。The value of the heating capacity of the refrigerant circuit of the HP
HPユニット7の圧縮機は、例えばインバータ制御式のDCブラシレスモータ等を備えた駆動装置(図示せず)により駆動される。この場合には、当該駆動装置により圧縮機の回転数を調整することで、圧縮機から吐出する冷媒の圧力及び温度を変化させたり、加熱能力の値を変更したりすることができる。ただし、貯湯式給湯機35は、このような駆動装置を用いたものに限られず、例えば、HPユニット7に複数台の圧縮機を搭載し、そのうちで稼動する圧縮機の台数を切り替えることで、吐出する冷媒の圧力及び温度、あるいは加熱能力の値を変更する構成としてもよい。The compressor of the HP
貯湯タンクユニット33には、各種部品や配管などが内蔵されている。貯湯タンク8は、湯水を貯留するためのものである。貯湯タンク8の表面には、図示しない複数の貯湯温度センサが高さを変えて取り付けられている。これら貯湯温度センサで貯湯タンク8内の湯水の温度分布を検出することにより、貯湯タンク8内の残湯量及び蓄熱量が把握される。The hot water
制御部36とリモコン44とは、有線又は無線により双方向に通信可能に接続されている。制御部36とリモコン44とはネットワークを介して通信可能でもよい。リモコン44は、ユーザーインターフェースの例である。リモコン44は、情報を表示する表示部と、ユーザーが操作可能な操作部とを有する。リモコン44は、表示部及び操作部の両方の機能を有するタッチスクリーンを備えてもよい。The
リモコン44の操作部は、貯湯式給湯機35の運転動作及び設定値に関する指令の操作入力を受け付ける入力手段としての機能を有する。ユーザー等の人間は、操作部を操作することで、貯湯式給湯機を遠隔操作したり、各種の設定などを行ったりすることができる。表示部は、ユーザー等の人間に情報を報知する報知手段としての機能を有する。本実施の形態におけるリモコン44は、表示部を報知手段として備えるが、変形例として、例えば音声案内装置のような他の報知手段を備えてもよい。リモコン44は、例えば台所、リビング、浴室などの壁に設置されたものでもよい。または、例えばスマートフォンのような携帯情報端末を、リモコン44のようなユーザーインターフェースとしての機能を有するように構成してもよい。複数のリモコン44が制御部36に対して通信可能な構成であってもよい。The operation unit of the
貯湯タンクユニット33には、制御部36が内蔵されている。貯湯式給湯機35は、例えば、貯湯タンクユニット33とHPユニット7とのそれぞれに、双方向に通信可能に接続された制御部を有するものであってもよい。この場合には、これらの制御部が連携して貯湯式給湯機の動作を制御する。制御部36は、メモリ及びプロセッサを有するマイクロコンピュータ等を備えている。The hot water
制御部36には、貯湯式給湯機35が備える各種のセンサの出力と、リモコン44に対するユーザーの操作内容の情報などが入力される。また、制御部36は、貯湯タンクユニット33およびHPユニット7が備える各種弁類、ポンプ類等に電気的に接続されている。制御部36は、各種のセンサ及びリモコン44からの入力情報に基づいて、HPユニット7及び貯湯タンクユニット33が内蔵するポンプ類の運転状態と弁類の流路方向あるいは切り替え位置等とを制御することで、HPユニット7及び貯湯タンクユニット33の動作をそれぞれ制御する。例えば、制御部36は、後述のように、沸き上げ運転等を実行するとともに、沸き上げ運転における沸き上げ温度の制御と、HPユニット7の加熱能力の制御とを行う。The
制御部36は、外部機器であるエネルギー管理システム50と通信可能に接続されている。エネルギー管理システム50は、HEMS(ホームエネルギーマネジメントシステム)と呼ばれるシステムであって、管理対象となる各住宅1a、1bにおいて使用される複数の電気機器に接続され、これらを制御して管理する。以下の説明では、エネルギー管理システム50を「HEMS50」と称するものとする。HEMS50が管理する電気機器は、HEMS50と通信可能に接続されている。これらの電気機器には、貯湯式給湯機の他、IHクッキングヒータ、洗濯機、テレビ、及び、冷蔵庫等の家電機器、空調機、照明機器、換気扇、蓄電設備等が含まれうる。The
HEMS50は、例えばインターネットを介して、系統電源又は発電設備の主体である電力供給者側からの情報を受信することができる。複数の住宅1a、1bのそれぞれにおいて、HEMS50は、電力供給者から、許容される使用電力の最大値である許容ピーク電力の指示を受信する。HEMS50は、許容ピーク電力に基づいて、貯湯式給湯機35の消費電力指示値を算出する。消費電力指示値は、貯湯式給湯機35の消費電力をその範囲内に収めるべき目標値である。HEMS50から消費電力指示値を受信すると、制御部36は、沸き上げ運転中の消費電力が消費電力指示値以下となるようにHPユニット7の加熱能力を調整して運転する。The
制御部36は、深夜時間帯に、必要貯湯量を沸き上げて貯湯タンク8に貯湯する沸き上げ運転を実行する。「深夜時間帯」は、一日のうちの他の時間帯に比べて電気料金単価が割安になる電力安価時間帯である。電気料金単価の安い深夜時間帯に必要貯湯量を確保することで、電気料金を安くすることができる。以下の説明では、一日のうちの深夜時間帯以外の時間帯を「非深夜時間帯」と称する。非深夜時間帯は、深夜時間帯に比べて、電気料金単価が割高になる。例えば、午前1時から午前6時までの時間帯が深夜時間帯に相当する場合、午前6時から翌日午前1時までの時間帯が非深夜時間帯に相当する。深夜時間帯及び非深夜時間帯の開始時刻及び終了時刻は、この例に限定されるものではなく、電力供給者との契約などに応じて変化し得るものである。なお、本開示において「一日」は、深夜時間帯と、その前の非深夜時間帯とからなるものとする。制御部36は、深夜時間帯及び非深夜時間帯の開始時刻及び終了時刻の情報を記憶している。制御部36は、タイマー機能を有しており、現在の時刻が深夜時間帯にあるか非深夜時間帯にあるかを判別できる。また、制御部36は、リモコン44またはHEMS50から、深夜時間帯及び非深夜時間帯の開始時刻及び終了時刻の情報を取得してもよい。The
制御部36は、貯湯タンク8に貯える必要がある熱量である目標蓄熱量を必要貯湯量として常に算出している。具体的に、例えば、制御部36は、貯湯タンクユニット33に設置された各種センサによって検出される給水温度、給湯温度、及び、給湯流量に基づいて、給湯使用熱量を算出する。制御部36は、過去所定期間(例えば過去2週間)に算出された給湯使用熱量に関するデータを記憶し、例えば、過去所定期間の給湯使用熱量を統計的に処理することで、給湯使用熱量を学習する。なお、制御部36は、一日のうちの時間ごとに給湯使用熱量を学習する構成としてもよい。学習された給湯使用熱量に基づいて、必要貯湯量が算出される。The
図2は、沸き上げ運転の制御動作について説明するためのフローチャートである。図2を用いて、沸き上げ運転の動作について説明する。図2の制御動作は一定の制御間隔で繰り返し実行される。 Figure 2 is a flow chart for explaining the control operation of the boiling operation. The operation of the boiling operation will be explained using Figure 2. The control operation of Figure 2 is repeatedly executed at a fixed control interval.
ますステップS10で、HEMS50からの消費電力指示値を取得する。次に、S11で、推定加熱能力が算出される。推定加熱能力は、外気温度とHPユニット7への入水温度とを取得し、取得した外気温、入水温度、及び、目標貯湯温度のいずれか、もしくはその組み合わせによって推定されるエネルギー消費効率と、消費電力指示値とから推定される消費電力指示値を超えない加熱能力の値である。First, in step S10, a power consumption command value is obtained from the
次に、S12で残湯量が取得され、S13で沸き上げ開始時刻が算出される。ここではまず、必要貯湯量と残湯量との差分を、推定加熱能力で沸き上げるのに要する沸き上げ時間が算出される。そして、必要貯湯量の沸き上げを完了する目標時刻より沸き上げ時間前の時刻が、沸き上げ開始時刻として算出される。Next, the remaining hot water volume is obtained in S12, and the boiling start time is calculated in S13. First, the boiling time required to boil the difference between the required hot water volume and the remaining hot water volume using the estimated heating capacity is calculated. Then, the time that is one boiling time before the target time for completing boiling of the required hot water volume is calculated as the boiling start time.
例えば、目標時刻である午前7時の必要貯湯量が40℃換算で500L、残湯量が40℃換算で50L、推定加熱能力が4kWである場合に、沸き上げ時間は約4時間必要であるため、午前3時が沸き上げ開始時刻となる。For example, if the required amount of hot water storage at the target time of 7:00 a.m. is 500 L at 40°C, the remaining amount of hot water is 50 L at 40°C, and the estimated heating capacity is 4 kW, then the boiling time will be approximately 4 hours, so the boiling start time will be 3:00 a.m.
ステップS14で、沸き上げ開始時刻となったか否かが判別される。ステップS14で、沸き上げ開始時刻となっていない場合には、今回の処理は終了する。一方ステップS14で沸き上げ開始時刻となったことが認められると、算出された推定加熱能力で沸き上げ運転が開始され、必要貯湯量の湯が貯湯された後、沸き上げは終了とされ、今回の処理は終了とされる。In step S14, it is determined whether the time to start boiling has arrived. If it is not the time to start boiling in step S14, the current process ends. On the other hand, if it is determined in step S14 that the time to start boiling has arrived, boiling operation is started with the calculated estimated heating capacity, and after the required amount of hot water is stored, boiling is terminated and the current process ends.
更に、本実施の形態の貯湯式給湯機35において、制御部36は、常に最低必要消費電力を算出し、これをHEMSに送信することで、HEMS50との間で消費電力を調整する制御を行う。図3は、制御部36とHEMS50との間で行われる消費電力指示値の調整の制御について説明するための図である。以下、図3を用いて、この制御について説明する。Furthermore, in the storage type
図3に示されるように、ステップS21で、制御部36は、給湯使用熱量を取得し、ステップS22で、給湯使用熱量に基づいて現時点において湯切れとならない最低必要加熱能力を算出する。最低必要加熱能力は、例えば、電力料金が安くなる深夜時間帯の開始時刻と、非深夜時間帯の終了時刻における必要貯湯量とから計算し、深夜時間帯の間に沸き上げを完了できるようにする。また、このとき、必要貯湯量の確保が必要となる時刻も考慮する。一例として、深夜時間帯が午前1時から午前6時の5時間で、午前7時の必要貯湯量が40℃換算で500L、残湯量が40℃換算で50Lである場合、最低必要加熱能力は約3kWとなる。ただし、非深夜時間帯を考慮せずに例えば、必要貯湯量の確保が必要となる時刻を沸き上げ完了時刻として最低必要加熱能力を計算してもよい。3, in step S21, the
次に、ステップS23で、算出された最低必要加熱能力に対して、外気温度、HPユニット7への入水温度、及び、目標貯湯温度のいずれか、もしくはその組み合わせから、最低必要消費電力を算出する。算出された最低必要消費電力は、ステップS24において、HEMS50に送信される。Next, in step S23, the minimum required power consumption is calculated for the calculated minimum required heating capacity from either the outside air temperature, the inlet water temperature to the
ステップS30で、HEMS50は必要最低消費電力を受信する。ステップS31で、HEMS50は、最低必要消費電力に基づいて、HEMS50が管理する各電気機器への消費電力指示値を再計算し、貯湯式給湯機35への消費電力指示値を再決定する。HEMS50は、続くステップS32で、決定した消費電力指示値を、貯湯式給湯機35の制御部36及び、HEMS50が管理するその他の電気機器に送信する。In step S30, the
制御部36は、ステップS25で再計算された消費電力指示値を受信する。その後、ステップS26では、消費電力指示値に基づいて、図2の手順で、沸き上げ開始時刻を再計算する。このように、最低必要消費電力に基づいて、消費電力指示値の再調整が行われることで、湯切れリスクを低減することができる。The
次に、消費電力指示値が最低必要消費電力よりも小さい場合の処理について説明する。図4は、消費電力指示値が最低必要消費電力より小さい場合の動作を示すフローチャートである。Next, we will explain the processing when the power consumption instruction value is smaller than the minimum required power consumption. Figure 4 is a flowchart showing the operation when the power consumption instruction value is smaller than the minimum required power consumption.
図4に示されるように、ステップS41において、消費電力指示値が最低必要消費電力よりも低いか否かが判別される。消費電力指示値は制御部36が最後に受信した最新の消費電力指示値である。ステップS41で消費電力指示値が最低必要消費電力以上と判別された場合、今回の処理は終了する。即ち、図2の処理により、沸き上げ開始時刻に推定加熱能力での沸き上げが行われる。As shown in FIG. 4, in step S41, it is determined whether the power consumption instruction value is lower than the minimum required power consumption. The power consumption instruction value is the most recent power consumption instruction value last received by the
一方、ステップS41で、消費電力指示値が最低必要消費電力より低いと判別された場合には、次に、ステップS42で、ピーク電力の抑制が優先されるか否かが判別される。ユーザーは、消費電力指示値が最低必要消費電力より低い場合の処理として、ピーク電力の抑制を優先するか、湯切れのリスク低減を優先するかを、リモコン44によって予め設定することができる。従って、ステップS42の判別処理は、現在設定されている指示に従って行われる。On the other hand, if it is determined in step S41 that the power consumption indication value is lower than the minimum required power consumption, then in step S42 it is determined whether or not to prioritize suppression of peak power. The user can set in advance via the
ステップS42で、ピーク電力の抑制を優先すると判別された場合、ステップS50で、沸き上げ運転におけるHPユニット7の加熱能力は、消費電力指示値を超えない加熱能力である推定加熱能力に設定される。If it is determined in step S42 that peak power suppression is to be prioritized, in step S50, the heating capacity of the
次に、ステップS51で、リモコン44に、必要貯湯量が確保できない可能性があることが表示されることで、ユーザーに湯切れのリスクが報知される。その後、今回の処理は終了とされる。Next, in step S51, the
一方、ステップS42で、ピーク電力の抑制を優先しないと判別された場合、即ち、湯切れリスクの低減を優先する場合は、ステップS60に進む。ステップS60では、沸き上げ運転におけるHPユニット7の加熱能力が、最低必要加熱能力に設定される。On the other hand, if it is determined in step S42 that suppression of peak power is not a priority, i.e., if reducing the risk of running out of hot water is a priority, the process proceeds to step S60. In step S60, the heating capacity of the
次に、ステップS61で、電力消費量のピーク電力の抑制ができない可能性があることを、リモコン44の表示によりユーザーに報知する。次に、ステップS62で、加熱能力の超過情報をHEMS50に送信する。その後今回の制御部36の処理は終了する。超過情報を受信したHEMS50は、電気機器全体でピーク電力を可能な範囲で調整する。Next, in step S61, the user is notified by a display on the
以上説明したように、本実施の形態によれば、消費電力指示値以下となるように加熱能力を調整して沸き上げ運転を実施することで、許容ピーク電力に対する消費電力の調整を容易に行うことができる。また、最低必要消費電力をHEMS50に送信してHEMS50との間で消費電力の調整を行うことで、許容ピーク電力に対する消費電力の調整の自由度を高く確保することができる。As described above, according to this embodiment, by performing boiling operation by adjusting the heating capacity so that the power consumption is equal to or less than the power consumption command value, it is possible to easily adjust the power consumption relative to the allowable peak power. In addition, by transmitting the minimum required power consumption to the
なお、本実施の形態では、HEMS50が消費電力指示値を指示する機能を有する場合について説明したが、制御部36が消費電力指示値を取得する機能を備える構成であってもよい。例えば、ピーク電力によって基本料金が変わる電力契約の場合に、HEMS50を使用せずに、リモコン44から消費電力指示値を設定できる構成としてもよい。この場合、制御部36はリモコン44から、消費電力指示値を受信して、図2に説明したのと同様に、沸き上げ運転中の消費電力が消費電力指示値以下となるように加熱能力を調整して運転する。これにより、同様に、ピーク電力を抑制できる。In this embodiment, the case where the
1a、1b 住宅、 7 HPユニット、 8 貯湯タンク、 16 配管、 17 配管、 33 貯湯タンクユニット、 35 貯湯式給湯機、 36 制御部、 44 リモコン、 50 エネルギー管理システム(HEMS) 1a, 1b House, 7 HP unit, 8 Hot water tank, 16 Piping, 17 Piping, 33 Hot water tank unit, 35 Hot water heater, 36 Control unit, 44 Remote control, 50 Energy management system (HEMS)
Claims (10)
電力により駆動され、水を加熱するヒートポンプサイクルを有し、加熱能力を変更可能な加熱手段と、
貯湯タンクと、
前記加熱手段により加熱された湯を前記貯湯タンクに蓄積する沸き上げ運転を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記沸き上げ運転中の消費電力が、前記沸き上げ運転で利用可能な電力の上限値として設定される消費電力指示値以下となるように、前記加熱手段の加熱能力を調整して前記沸き上げ運転を実行するように構成され、
前記エネルギー管理装置は、前記貯湯式給湯機及び管理領域に設置された他の電気機器の消費電力を制御及び監視して、前記制御部に前記消費電力指示値を送信するように構成され、
前記制御部は、更に、
前記貯湯タンクに確保すべき目標蓄熱量を、沸き上げ完了時刻までに前記貯湯タンクに貯湯するために前記加熱手段が消費する電力である必要消費電力を算出し、
前記必要消費電力よりも、前記消費電力指示値が小さい場合、前記必要消費電力を、前記エネルギー管理装置へ送信する、
ように構成されていることを特徴とする貯湯式給湯機。 A hot water storage type water heater configured to be able to communicate with an energy management device,
A heating means that is driven by electricity, has a heat pump cycle for heating water, and has a variable heating capacity;
A hot water tank and
A control unit that controls a boiling operation in which the hot water heated by the heating means is stored in the hot water storage tank;
Equipped with
The control unit is configured to adjust the heating capacity of the heating means to perform the boiling operation so that the power consumption during the boiling operation is equal to or less than a power consumption instruction value set as an upper limit value of power available for the boiling operation,
The energy management device is configured to control and monitor the power consumption of the storage type hot water heater and other electrical appliances installed in a management area, and to transmit the power consumption instruction value to the control unit;
The control unit further
Calculating a required power consumption, which is the power consumed by the heating means to store a target amount of heat storage in the hot water storage tank by a time when the water heating is completed;
If the power consumption instruction value is smaller than the required power consumption, the required power consumption is transmitted to the energy management device.
A storage type hot water heater characterized by being configured as follows.
貯湯タンクと、
前記加熱手段により加熱された湯を前記貯湯タンクに蓄積する沸き上げ運転を制御する制御部と、
貯湯式給湯機の運転動作及び設定値に関するユーザーからの指令の操作入力を受け付ける入力手段と、
を備え、
前記沸き上げ運転で利用可能な電力の上限値として設定される消費電力指示値が、必要消費電力より小さい場合、前記加熱能力を、前記消費電力指示値と前記必要消費電力とのいずれによって設定するかを、前記入力手段からの操作入力により選択できるように構成され、
前記制御部は、
前記貯湯タンクに確保すべき目標蓄熱量を、沸き上げ完了時刻までに前記貯湯タンクに貯湯するために前記加熱手段が消費する電力である前記必要消費電力を算出し、
前記消費電力指示値によって前記加熱能力を設定することが選択されている場合において、前記消費電力指示値が前記必要消費電力より小さい場合、前記沸き上げ運転における消費電力が前記消費電力指示値以下となる範囲で前記加熱手段の加熱能力を調整して前記沸き上げ運転を実行する、
ように構成されていることを特徴とする貯湯式給湯機。 A heating means that is driven by electricity, has a heat pump cycle for heating water, and has a variable heating capacity;
A hot water tank and
A control unit that controls a boiling operation in which the hot water heated by the heating means is stored in the hot water storage tank;
An input means for receiving operation inputs of commands from a user regarding the operation and setting values of the storage type hot water heater;
Equipped with
When a power consumption command value set as an upper limit value of power available in the boiling operation is smaller than a required power consumption, the heating capacity is set based on either the power consumption command value or the required power consumption, and the heating capacity is configured to be selectable by an operation input from the input means;
The control unit is
Calculating the required power consumption, which is the power consumed by the heating means to store the target amount of heat storage to be secured in the hot water storage tank by the time the water heating is completed;
When it is selected to set the heating capacity according to the power consumption command value, if the power consumption command value is smaller than the required power consumption, the heating capacity of the heating means is adjusted within a range in which the power consumption in the boiling operation is equal to or less than the power consumption command value, thereby performing the boiling operation.
A storage type hot water heater characterized by being configured as follows.
前記制御部は、前記消費電力指示値が前記必要消費電力より小さい場合において、前記消費電力指示値を超えて前記沸き上げ運転を実行した場合、前記報知手段により、電力消費のピーク電力を抑制できない可能性があることをユーザーに報知することを特徴とする請求項3に記載の貯湯式給湯機。 Further comprising a notification means capable of notifying a user of information regarding the operation of the hot water storage type hot water heater,
The storage type water heater of claim 3, characterized in that when the power consumption instruction value is smaller than the required power consumption and the heating operation is performed exceeding the power consumption instruction value, the control unit notifies the user by the notification means that there is a possibility that peak power consumption cannot be suppressed.
前記制御部は、前記消費電力指示値が前記必要消費電力より小さい場合において、前記沸き上げ運転における消費電力が前記消費電力指示値以下となる範囲で前記沸き上げ運転を実行した場合、前記報知手段により、前記目標蓄熱量が確保できない可能性がある旨をユーザーに報知することを特徴とする請求項4又は5に記載の貯湯式給湯機。 Further comprising a notification means capable of notifying a user of information regarding the operation of the hot water storage type hot water heater,
The storage type water heater of claim 4 or 5, characterized in that when the power consumption instruction value is smaller than the required power consumption, and the heating operation is performed in a range where the power consumption in the heating operation is equal to or less than the power consumption instruction value, the control unit notifies the user by the notification means that there is a possibility that the target heat storage amount cannot be secured.
前記消費電力指示値が前記必要消費電力より小さい場合、前記加熱能力を、前記消費電力指示値と前記必要消費電力とのいずれによって設定するかを、前記入力手段からの操作入力により選択できるように構成されている、
ことを特徴とする請求項1及び3から6の何れか1項に記載の貯湯式給湯機。 Further comprising an input means for receiving an input of a command from a user regarding the operation and setting values of the storage type hot water heater,
When the power consumption command value is smaller than the required power consumption, the heating capacity is set based on either the power consumption command value or the required power consumption, and the heating capacity is set based on the power consumption command value or the required power consumption, which is selected by an operation input from the input means.
7. The storage type hot water heater according to claim 1, wherein the hot water supply is a water heater.
前記貯湯タンク内に確保すべき目標蓄熱量と、前記消費電力指示値と、外気温度と、前記加熱手段への入水温度とのうち何れか1つ以上に基づいて前記加熱手段の加熱能力の推定値を算出し、
前記目標蓄熱量と前記加熱能力の推定値に基づいて、予め設定された目標時刻に前記目標蓄熱量を確保できるように前記沸き上げ運転を開始する、
ように構成されていることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の貯湯式給湯機。 The control unit is
Calculating an estimated value of the heating capacity of the heating means based on at least one of a target amount of heat storage to be secured in the hot water storage tank, the power consumption indication value, an outside air temperature, and an inlet water temperature to the heating means;
starting the boiling operation so as to ensure the target heat storage amount at a preset target time based on the target heat storage amount and the estimated value of the heating capacity;
8. The hot water storage type hot water heater according to claim 1, wherein the hot water storage type hot water heater is configured as follows.
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2021/007749 WO2022185386A1 (en) | 2021-03-01 | 2021-03-01 | Hot water storage-type hot water supplier |
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