特許 6499068 熱電供給装置の制御装置、熱電供給システム、熱電供給装置の制御方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6499068

(24)【登録日】2019年3月22日

(45)【発行日】2019年4月10日

(54)【発明の名称】熱電供給装置の制御装置、熱電供給システム、熱電供給装置の制御方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/00 20060101AFI20190401BHJP

【ＦＩ】

   F24H1/00 631A

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-249000(P2015-249000)

(22)【出願日】2015年12月21日

(65)【公開番号】特開2017-116128(P2017-116128A)

(43)【公開日】2017年6月29日

【審査請求日】2018年5月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000220262

【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伴野 卓也

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 崇之

【審査官】 柳本 幸雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０２７３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５２２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６８２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２８３６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２５７６２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ １／００

Ｈ０１Ｍ ８／００

Ｈ０１Ｍ ８／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電ユニット及び前記発電ユニットが発電することにより発生した熱を利用して給湯する貯湯ユニットを含み、前記貯湯ユニット内の温度が予め定めた温度に達した場合に発電を停止する熱電供給装置が設置された設置場所における、給湯負荷及び電力負荷を含む負荷の過去の履歴を表す負荷履歴情報を取得する取得部と、
前記負荷履歴情報に基づいて、将来の予め定めた第１の期間の前記負荷の需要を予測する需要予測部と、
前記需要予測部により予測された前記負荷の需要を表す予測需要情報に基づいて、前記設置場所における将来の予め定めた第２の期間の光熱費が最小となる前記発電ユニットの発電期間を設定する設定部と、
前記予測需要情報、前記発電期間、及び前記光熱費が表示部に表示されるように制御する制御部と、
前記負荷の時間帯及び大きさの少なくとも一方の変更を受け付ける受付部と、
変更された前記負荷の時間帯及び大きさの少なくとも一方に基づいて、前記設置場所における前記第２の期間の光熱費が最小となる前記発電ユニットの発電期間を再設定する再設定部と、
を含む熱電供給装置の制御装置。

【請求項2】

前記受付部は、前記給湯負荷の時間帯の変更を受け付け、
前記再設定部は、変更された前記給湯負荷の時間帯に基づいて、前記設置場所における前記第２の期間の光熱費が最小となる前記発電ユニットの発電期間を再設定する
請求項１記載の熱電供給装置の制御装置。

【請求項3】

前記受付部は、前記給湯負荷の時間帯の変更範囲の設定を受け付け、
前記再設定部は、設定された前記給湯負荷の時間帯の変更範囲内において、前記設置場所における前記第２の期間の光熱費が最小となる前記給湯負荷の時間帯及び前記発電ユニットの発電期間を算出し、
前記制御部は、前記設置場所における前記第２の期間の光熱費が最小となる前記給湯負荷の時間帯及び前記発電ユニットの発電期間が前記表示部に表示されるように制御する
請求項１記載の熱電供給装置の制御装置。

【請求項4】

前記受付部は、前記給湯負荷の時間帯を複数の時間帯に分割する変更を受け付ける
請求項１〜３の何れか１項に熱電供給装置の制御装置。

【請求項5】

前記発電ユニットは、ガスから発生させた水素を燃料として発電する燃料電池を含む燃料電池ユニットである
請求項１〜４の何れか１項記載の熱電供給装置の制御装置。

【請求項6】

発電ユニット及び前記発電ユニットが発電することにより発生した熱を利用して給湯する貯湯ユニットを含み、前記貯湯ユニット内の温度が予め定めた温度に達した場合に発電を停止する熱電供給装置と、
請求項１〜５の何れか１項記載の制御装置と、
前記予測需要情報及び前記発電期間を表示する表示部と、
を含む熱電供給システム。

【請求項7】

取得部が、発電ユニット及び前記発電ユニットが発電することにより発生した熱を利用して給湯する貯湯ユニットを含み、前記貯湯ユニット内の温度が予め定めた温度に達した場合に発電を停止する熱電供給装置が設置された設置場所における、給湯負荷及び電力負荷を含む負荷の過去の履歴を表す負荷履歴情報を取得し、
需要予測部が、前記負荷履歴情報に基づいて、将来の予め定めた第１の期間の前記負荷の需要を予測し、
設定部が、前記需要予測部により予測された前記負荷の需要を表す予測需要情報に基づいて、前記設置場所における将来の予め定めた第２の期間の光熱費が最小となる前記発電ユニットの発電期間を設定し、
制御部が、前記予測需要情報、前記発電期間、及び前記光熱費が表示部に表示されるように制御し、
受付部が、前記負荷の時間帯及び大きさの少なくとも一方の変更を受け付け、
再設定部が、変更された前記負荷の時間帯及び大きさの少なくとも一方に基づいて、前記設置場所における前記第２の期間の光熱費が最小となる前記発電ユニットの発電期間を再設定する
熱電供給装置の制御方法。

【請求項8】

コンピュータを、請求項１〜５の何れか１項に記載の制御装置の各部として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱電供給装置の制御装置、熱電供給システム、熱電供給装置の制御方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、発電をしながら、発電時に出る排熱も利用することでエネルギー効率を高めることが可能な熱電供給システム、すなわちコージェネレーションシステムが知られている。このコージェネレーションシステムの中でも、発電の仕組として燃料電池を用いる燃料電池コージェネレーションシステム（以下、燃料電池システムと称する）が知られている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

燃料電池システムでは、例えばガスから熱と電気を生成する。生成された電力は例えば家庭の電気機器等で消費されるが、生成された熱に関しては、燃料電池システム内で熱交換することにより、お湯として貯湯ユニットに貯められ、例えば家庭の風呂等で給湯として使用される。

【0004】

燃料電池システムは、発電を行う発電ユニット及びお湯として蓄熱するタンクを有する貯湯ユニットの２つのユニットを含んで構成される。発電が長時間継続されることで貯湯ユニットのタンク内温度が過度に高くなると、燃料電池システム内で熱交換を行うことができず、燃料電池システム内の温度が上昇することにより耐久性等に悪影響を与える可能性があるという問題がある。

【0005】

この問題を解決するため、燃料電池システムでは、ラジエターを搭載しタンクに蓄熱した熱を放出しながら連続的に発電を行う第１の制御又はラジエターを搭載せずタンク内の温度が一定温度に達した場合は発電を停止する第２の制御を行うのが一般的である。

【0006】

第２の制御を行う燃料電池システムでは、給湯負荷の大きさや給湯時間帯により燃料電池システムが発電する発電期間が変化する。また、発電された電力の大きさによって熱回収効率も異なるため、発電期間は発電された電力の大きさにも依存する。このため、第２の制御を行う燃料電池システムでは、給湯負荷や電力負荷の需要（以下、給湯需要や電力需要と称する場合がある）を予め予測し、予測した需要に対して効率的に稼働できる発電期間を設定する。

【0007】

電力需要や給湯需要の大きさや時間帯が異なれば、１日の総和では電力需要及び給湯需要が同じであっても、燃料電池システムで消費されるガスの量や発電電力、購入電力、及び光熱費は大きく変化する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１５−８１７４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、ユーザーは電力需要の大きさや給湯需要がどの時間帯であれば、従来よりも光熱費を抑えることができるかを知ることはできない。また、燃料電池システムが予測した電力需要や給湯需要に対して実際に使用する電力需要や給湯需要の大きさや時間帯が異なると、想定よりも早く熱を回収して燃料電池システムが停止してしまうことにより光熱費が上昇してしまう可能性もある。

【0010】

そこで、本発明は、ユーザーが望む光熱費となるように、予測した電力負荷及び給湯負荷の少なくとも一方の時間帯及び大きさの少なくとも一方を選択することができる熱電供給装置の制御装置、熱電供給システム、熱電供給装置の制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するために、本発明の熱電供給装置の制御装置は、発電ユニット及び前記発電ユニットが発電することにより発生した熱を利用して給湯する貯湯ユニットを含み、前記貯湯ユニット内の温度が予め定めた温度に達した場合に発電を停止する熱電供給装置が設置された設置場所における、給湯負荷及び電力負荷を含む負荷の過去の履歴を表す負荷履歴情報を取得する取得部と、前記負荷履歴情報に基づいて、将来の予め定めた第１の期間の前記負荷の需要を予測する需要予測部と、前記需要予測部により予測された前記負荷の需要を表す予測需要情報に基づいて、前記設置場所における将来の予め定めた第２の期間の光熱費が最小となる前記発電ユニットの発電期間を設定する設定部と、前記予測需要情報、前記発電期間、及び前記光熱費が表示部に表示されるように制御する制御部と、前記負荷の時間帯及び大きさの少なくとも一方の変更を受け付ける受付部と、変更された前記負荷の時間帯及び大きさの少なくとも一方に基づいて、前記設置場所における前記第２の期間の光熱費が最小となる前記発電ユニットの発電期間を再設定する再設定部と、を含んで構成されている。

【0012】

本発明の熱電供給装置の制御方法は、取得部が、発電ユニット及び前記発電ユニットが発電することにより発生した熱を利用して給湯する貯湯ユニットを含み、前記貯湯ユニット内の温度が予め定めた温度に達した場合に発電を停止する熱電供給装置が設置された設置場所における、給湯負荷及び電力負荷を含む負荷の過去の履歴を表す負荷履歴情報を取得し、需要予測部が、前記負荷履歴情報に基づいて、将来の予め定めた第１の期間の前記負荷の需要を予測し、設定部が、前記需要予測部により予測された前記負荷の需要を表す予測需要情報に基づいて、前記設置場所における将来の予め定めた第２の期間の光熱費が最小となる前記発電ユニットの発電期間を設定し、制御部が、前記予測需要情報、前記発電期間、及び前記光熱費が表示部に表示されるように制御し、受付部が、前記負荷の時間帯及び大きさの少なくとも一方の変更を受け付け、再設定部が、変更された前記負荷の時間帯及び大きさの少なくとも一方に基づいて、前記設置場所における前記第２の期間の光熱費が最小となる前記発電ユニットの発電期間を再設定する。

【0013】

本発明のプログラムは、コンピュータを、請求項１〜５の何れか１項に記載の制御装置の各部として機能させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、ユーザーが望む光熱費となるように、予測した電力負荷及び給湯負荷の少なくとも一方の時間帯及び大きさの少なくとも一方を選択することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態に係る熱電供給システムの全体構成図である。

【図2】第１実施形態に係る制御装置による制御ルーチンのフローチャートである。

【図3】操作表示部に表示される画面の表示例を示す図である。

【図4】操作表示部に表示される画面の表示例を示す図である。

【図5】第２実施形態に係る制御装置による制御ルーチンのフローチャートである。

【図6】操作表示部に表示される画面の表示例を示す図である。

【図7】操作表示部に表示される画面の表示例を示す図である。

【図8】操作表示部に表示される画面の表示例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（第１実施形態）

【0017】

本発明の第１実施形態について説明する。

【0018】

図１に示されるように、本実施形態に係る熱電供給システム１０は、熱電供給装置１２、制御装置１４、負荷履歴情報記憶部１６、及び操作表示部１８を備える。制御装置１４は、熱電供給装置１２、負荷履歴情報記憶部１６、及び操作表示部１８の各々と接続されている。

【0019】

熱電供給装置１２は、発電ユニット１２Ａ及び貯湯ユニット１２Ｂを含む。発電ユニット１２Ａは、本実施形態では一例として都市ガス等のガスから発生させた水素を燃料として発電する燃料電池を含む燃料電池ユニットである。なお、燃料電池に限らず、ガスエンジン等を用いた発電ユニットを用いても良い。発電ユニットによって発電された電力は、熱電供給装置１２が設置された設置場所（家庭等）の各部へ供給される。

【0020】

貯湯ユニット１２Ｂは、水が供給される図示しないタンクを備え、発電ユニット１２Ａが発電することにより発生した熱を利用してタンク内の水を温め、熱電供給装置１２が設置された設置場所の各部へ給湯する。

【0021】

熱電供給装置１２の設置場所における電力負荷の需要が、熱電供給装置１２から供給される電力だけでは足りない場合は、購入した電力で不足分の電力を補う。

【0022】

また、熱電供給装置１２の設置場所における給湯負荷の需要が、熱電供給装置１２から供給される給湯だけでは足りない場合は、図示しないバックアップボイラーを稼働させて不足分の給湯を補う。

【0023】

なお、本実施形態に係る熱電供給装置１２は、前述した第２の制御を行う。すなわち、熱電供給装置１２は、ラジエターを搭載しておらず、タンク内の温度が一定温度に達した場合は発電を停止する。

【0024】

制御装置１４は、ＣＰＵ、後述する制御ルーチンのプログラムを記憶したＲＯＭ、データ等を記憶するＲＡＭ、及びこれらを接続するバスを含んで構成されている。制御装置１４は、負荷履歴情報記憶部１６から取得した負荷履歴情報に基づいて、熱電供給装置１２及び操作表示部１８を制御する。

【0025】

この制御装置１４をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図１に示すように、制御装置１４は、取得部２０、需要予測部２２、発電期間設定部２４、及び制御部２６を備えている。

【0026】

取得部２０は、熱電供給装置１２が設置された設置場所における、給湯負荷及び電力負荷を含む負荷の過去の履歴を表す負荷履歴情報を負荷履歴情報記憶部１６から読み出して取得する。負荷履歴情報は、熱電供給装置１２が設置された設置場所における過去の給湯負荷（Ｗ）及び電力負荷（Ｗ）の履歴を表す情報である。なお、負荷履歴情報は、少なくとも過去１年以上の履歴を含むことが好ましい。これは、四季によって給湯負荷及び電力負荷が異なるためである。

【0027】

需要予測部２２は、取得部２０が取得した負荷履歴情報に基づいて、将来の予め定めた期間の負荷の需要を予測し、予測需要情報として発電期間設定部２４及び制御部２６に出力する。なお、本実施形態では、将来の予め定めた期間として、１日の負荷の需要を予測する場合について説明する。従って、本実施形態における予測需要情報は、需要を予測する日の０時〜２４時までの給湯負荷及び電力負荷を表す情報である。なお、需要を予測する期間は１日に限らず、１日より短くても良いし、１日より長くても良い。また、例えば１日の負荷の需要を予測する場合、過去の同じ日の負荷の平均値等を算出することにより負荷を予測することができるが、予測方法はこれに限られるものではない。

【0028】

発電期間設定部２４は、需要予測部２２により予測された負荷の需要を表す予測需要情報に基づいて、熱電供給装置１２の設置場所における将来の予め定めた期間の光熱費が最小となる発電ユニット１２Ａの発電期間を設定する。光熱費は、給湯需要及び電力需要の時間帯及び大きさ並びに発電期間によって変化する。そこで、発電期間設定部２４は、予測需要情報の給湯需要及び電力需要の通りに負荷が発生すると仮定して、複数の異なる発電期間で熱電供給装置１２を稼働させた場合の光熱費を各々計算し、その中で将来の予め定めた期間の光熱費が最小となる発電期間を設定する。

【0029】

光熱費は、熱電供給装置１２及び図示しないバックアップバーナーで使用されるガスの消費量、熱電供給装置１２の設置場所において使用される電力の消費量、熱電供給装置１２から供給される電力だけでは足りない場合に購入した電力の消費量、水道量（お湯使用量）等に基づいて算出され、予め定めた計算式を用いて計算される。なお、光熱費は、一例としてガス代、購入電力代、及び水道代の合計である。

【0030】

なお、発電期間を設定することにより、必然的に発電ユニット１２Ａの停止期間も設定されることとなる。設定された発電期間は、制御部２６に出力される。

【0031】

制御部２６は、需要予測部２２により予測された予測需要情報及び発電期間設定部２４により設定された発電期間が操作表示部１８に表示されるように制御する。操作表示部１８は、例えばタッチパネル等で構成される。

【0032】

また、制御部２６は、ユーザーが操作表示部１８を操作することにより負荷の時間帯及び大きさの少なくとも一方の変更を指示した場合に、その指示内容を受け付ける。なお、操作表示部１８は、例えば熱電供給装置１２が設置された家庭内等に設置される。また、本実施の形態では、一例として給湯負荷の時間帯の変更を受け付ける場合について説明する。ユーザーの指示により変更された時間帯は、発電期間設定部２４に出力される。

【0033】

発電期間設定部２４は、変更された給湯負荷の時間帯に基づいて、熱電供給装置１２が設置された設置場所における将来の予め定めた期間の光熱費が最小となる発電ユニット１２Ａの発電期間を再設定して制御部２６に出力する。

【0034】

なお、操作表示部１８は、本発明における表示部の一例である。また、発電期間設定部２４は、本発明における設定部及び再設定部の一例である。また、制御部２６は、本発明における受付部の一例である。

【0035】

次に、本実施形態に係る制御装置１４の動作について説明する。

【0036】

ユーザーが操作表示部１８を操作して、予測した給湯負荷及び電力負荷を表示させるよう指示すると、制御装置１４は、図２に示す制御ルーチンを実行する。

【0037】

まず、ステップＳ１００では、取得部２０が、熱電供給装置１２が設置された設置場所における、給湯負荷及び電力負荷を含む負荷の過去の履歴を表す負荷履歴情報を負荷履歴情報記憶部１６から読み出して取得する。なお、負荷履歴情報は、ネットワークを介して図示しないサーバから取得するようにしてもよい。

【0038】

ステップＳ１０２では、需要予測部２２が、取得部２０が取得した負荷履歴情報に基づいて、将来の予め定めた第１の期間（本実施形態では一例として１日）の給湯負荷及び電力負荷の需要を予測し、予測需要情報として発電期間設定部２４及び制御部２６に出力する。

【0039】

ステップＳ１０４では、発電期間設定部２４が、需要予測部２２により予測された負荷の需要を表す予測需要情報に基づいて、熱電供給装置１２の設置場所における将来の予め定めた第２の期間の光熱費（本実施形態では一例として１日の光熱費）が最小となる発電ユニット１２Ａの発電期間を設定する。すなわち、発電期間設定部２４は、給湯需要及び電力需要が予測需要情報の通りであると仮定して、複数の異なる発電期間で熱電供給装置１２を稼働させた場合の１日の光熱費を各々計算し、その中で１日の光熱費が最小となる発電期間を設定する。

【0040】

ステップＳ１０６では、制御部２６が、ステップＳ１０２で予測された予測需要情報、ステップＳ１０４で設定された発電期間、及びステップＳ１０４で算出された光熱費が操作表示部１８に表示されるように制御する。

【0041】

図３には、予測需要情報及び発電期間の表示例を示した。図３の例では、操作表示部１８には、予測需要情報として、需要を予測する日の０時〜２４時までの給湯負荷が棒グラフ３０で表示され、電力負荷が折れ線グラフ３２で表示されている。また、発電期間３４が表示されている。図３の例では、発電期間は１１時〜２３時である。また、操作表示部１８の右側には、ステップＳ１０４で算出された光熱費３６が表示される。図３の例では、ガス代が１００円、購入電力代が１２０円、水道代が１３０円となっており、これらの合計である光熱費は３５０円／日となっている。

【0042】

ここで、ユーザーは、操作表示部１８を参照し、予測した給湯負荷に時間帯を変更する操作が可能である。例えば図４に示すように、２３時頃に発生すると予測された給湯負荷３０Ａを矢印Ａ方向にドラッグすることにより２４時頃に変更する操作をすることができる。また、時間帯を変更したい給湯負荷を表す棒グラフをタップすると給湯の時間帯を直接入力する入力欄を表示し、ユーザーによる直接入力により給湯負荷の時間帯を変更できるようにしてもよい。

【0043】

ユーザーが給湯負荷の時間帯を変更する操作を行った場合は、操作表示部１８から操作内容が制御部２６に通知される。

【0044】

ステップＳ１０８では、制御部２６が、給湯負荷の時間帯の変更を受け付けたか否か、すなわち、ユーザーにより給湯負荷の時間帯を変更する操作が行われたことを操作表示部１８から通知されたか否かを判定する。そして、給湯負荷の時間帯の変更を受け付けた場合はステップＳ１１０へ移行し、給湯負荷の時間帯の変更を受け付けていない場合はステップＳ１１４へ移行する。なお、給湯負荷の時間帯の変更を受け付けた場合は、変更された時間帯は、発電期間設定部２４に出力される。

【0045】

ステップＳ１１０では、発電期間設定部２４が、変更された給湯負荷の時間帯に基づいて、熱電供給装置１２が設置された設置場所における１日の光熱費が最小となる発電ユニット１２Ａの発電期間を再設定して制御部２６に出力する。すなわち、発電期間設定部２４は、予測需要情報のうち給湯負荷の時間帯を変更し、変更された予測需要情報の通りに負荷が発生すると仮定して、複数の異なる発電期間で熱電供給装置１２を稼働させた場合の１日の光熱費を各々計算し、その中で１日の光熱費が最小となる発電期間を設定する。

【0046】

ステップＳ１１２では、ステップＳ１０６と同様に、制御部２６が、変更された予測需要情報及び発電期間設定部２４により設定された発電期間が操作表示部１８に表示されるように制御する。

【0047】

例えば図４に示すように、ユーザーが、２３時頃に発生すると予測された給湯負荷３０Ａを矢印Ａ方向にドラッグすることにより２４時頃に変更する操作を行うと、ステップＳ１１０で発電期間が再設定され、再設定された発電期間が操作表示部１８に表示される。図４の例では、発電期間３４が１１時〜２４時に変更されている。図３と比較すると、発電期間が１時間延びている。また、ステップＳ１１０で再計算された光熱費３８が操作表示部１８の右側に表示される。

【0048】

図４の例では、ガス代が１１０円、購入電力代が１００円、水道代が１３０円となっており、これらの合計である光熱費は３５０円／日となっている。図３と比較すると、ガス代が１０円高くなっている。これは、発電期間が１時間延びているためである。しかしながら、発電期間が１時間延びることによって熱電供給装置１２により電力が供給されることで購入電力が減ることにより、購入電力代が２０円安くなっている。このため、合計では１０円安くなっている。ここで、ユーザーは、光熱費を許容範囲内であると判断した場合は、ＯＫボタン１８Ａをタップする。一方、再度給湯負荷の時間帯を変更したい場合は、給湯負荷の時間帯を変更するための操作、すなわち変更したい給湯負荷の棒グラフをタップする。

【0049】

そこで、ステップＳ１１４では、制御部２６が、ＯＫボタン１８Ａがタップされたか否かを判定し、ＯＫボタン１８Ａがタップされた場合はステップＳ１１８へ移行し、ＯＫボタン１８Ａがタップされていない場合はステップＳ１１６へ移行する。

【0050】

ステップＳ１１６では、制御部２６が、給湯負荷の時間帯を変更するための操作が行われたか否かを判定し、給湯負荷の時間帯を変更するための操作が行われた場合はステップＳ１１０へ移行し、給湯負荷の時間帯を変更するための操作が行われていない場合はステップＳ１１４へ移行する。

【0051】

ステップＳ１１８では、制御部２６が、設定された発電期間を発電ユニット１２Ａに出力する。これにより、発電ユニット１２Ａは、制御部２６から通知された発電期間で発電する。

【0052】

以上説明したように、本実施形態に係る熱電供給システム１０によれば、予測した給湯負荷の時間帯をユーザーが変更することができると共に、変更した給湯負荷の時間帯に基づいて１日の光熱費が最小となる発電期間が再設定される。これにより、ユーザーが望む光熱費となるように、給湯負荷の時間帯を選択することができる。

【0053】

なお、本実施形態では、ユーザーが給湯負荷の時間帯を変更できる場合について説明したが、電力負荷の時間帯を変更できるようにしてもよい。また、給湯負荷の大きさを変更できるようにしてもよいし、電力負荷の大きさを変更できるようにしてもよい。例えば電力負荷の最大出力が７００Ｗの場合に、最大出力を５００Ｗに低下させる変更を受け付けることができれば、災害時や停電時に熱電供給システム１０の稼働時間を延ばすことが可能となる。

【0054】

また、給湯負荷の時間帯を複数の時間帯に分割する変更を受け付けることができるようにしてもよい。これにより、給湯負荷の変更の自由度が高まり、ユーザーの利便性を向上させることができる。

【0055】

（第２実施形態）

【0056】

次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、ユーザーが給湯負荷の時間帯を所望の時間帯に変更するのではなく、給湯負荷の時間帯の変更範囲を設定することができ、ユーザーが設定した給湯負荷の時間帯の変更範囲内において将来の予め定めた第２の期間の光熱費（本実施形態では一例として１日の光熱費）が最小となる給湯負荷の時間帯及び発電ユニットの発電期間を算出してユーザーに提示する形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0057】

本実施形態に係る熱電供給システムは、第１実施形態で説明した図１に示す熱電供給システム１０と同一であるので説明は省略する。

【0058】

次に、本実施形態に係る制御装置１４の動作について説明する。

【0059】

ユーザーが操作表示部１８を操作して、予測した給湯負荷及び電力負荷を表示させるよう指示すると、制御装置１４は、図５に示す制御ルーチンを実行する。なお、図２の制御ルーチンと異なる処理を実行するステップについては、符号の末尾に「Ａ」を付している。

【0060】

図５に示すステップＳ１００〜Ｓ１０６は、図２に示す制御ルーチンと同一であるので、説明は省略する。

【0061】

ステップＳ１０６の処理の後、図６に示すように予測需要情報等が操作表示部１８に表示されると、ユーザーは、予測された給湯負荷のうち、給湯負荷の時間帯の変更範囲を設定する給湯負荷を選択し、選択した給湯需要の時間帯の変更範囲を設定する操作が可能である。

【0062】

例えば図６に示すように、２２時頃に発生すると予測された給湯負荷３０Ａをタップ（選択）すると、図７に示すように、給湯負荷の時間帯の変更範囲を設定するための設定ウィンドウ４０が操作表示部１８に表示される。ここでユーザーは、給湯需要の時間帯の変更範囲を入力する。図７の例では、変更範囲が２２時〜２４時に設定された場合を示した。ユーザーが給湯負荷の時間帯を変更する操作を行った場合は、操作表示部１８から操作内容が制御部２６に通知される。

【0063】

ステップＳ１０８Ａでは、制御部２６が、給湯負荷の時間帯の変更範囲の設定を受け付けたか否か、すなわち、ユーザーにより給湯負荷の時間帯の変更範囲を設定する操作が行われたことを操作表示部１８から通知されたか否かを判定する。そして、給湯負荷の時間帯の変更範囲の設定を受け付けた場合はステップＳ１１０Ａへ移行し、給湯負荷の時間帯の変更範囲の設定を受け付けていない場合はステップＳ１１４へ移行する。なお、給湯負荷の時間帯の変更範囲の設定を受け付けた場合は、設定された変更範囲は、発電期間設定部２４に出力される。

【0064】

ステップＳ１１０Ａでは、発電期間設定部２４が、ユーザーが選択した給湯負荷３０Ａの大きさが変更されない条件の下で、ユーザーが設定した給湯負荷の時間帯の変更範囲内において、熱電供給装置１２が設置された設置場所における１日の光熱費が最小となる給湯負荷の時間帯及び発電ユニット１２Ａの発電期間を再設定して制御部２６に出力する。すなわち、発電期間設定部２４は、設定された変更範囲内で複数の異なる給湯負荷の時間帯及び複数の異なる発電期間の組み合わせで熱電供給装置１２を稼働させた場合の１日の光熱費を各々算出し、その中で１日の光熱費が最小となる給湯負荷の時間帯及び発電期間を設定する。

【0065】

ステップＳ１１２では、制御部２６が、変更された予測需要情報及び発電期間設定部２４により設定された発電期間が操作表示部１８に表示されるように制御する。すなわち、ステップＳ１１０Ａで算出された給湯負荷の時間帯及び発電期間が操作表示部１８に表示されるように制御する。図８には、ユーザーが給湯負荷の時間帯の変更範囲を２２時〜２４時に設定した場合に、元々２２時頃に発生すると予測された給湯負荷３０Ａが、２２時〜２４時の範囲で１日の光熱費が最小となる２４時頃に変更された場合を示した。なお、変更された給湯負荷の時間帯を、例えば「２３時００分〜２４時００分」等のように具体的な数値で表示するようにしてもよい。

【0066】

ステップＳ１１４では、制御部２６が、ＯＫボタン１８Ａがタップされたか否かを判定し、ＯＫボタン１８Ａがタップされた場合はステップＳ１１８へ移行し、ＯＫボタン１８Ａがタップされていない場合はステップＳ１１６Ａへ移行する。

【0067】

ステップＳ１１６Ａでは、制御部２６が、給湯負荷の時間帯の変更範囲を変更するための操作が行われたか否かを判定し、給湯負荷の時間帯の変更範囲を変更するための操作が行われた場合はステップＳ１１０Ａへ移行し、給湯負荷の時間帯の変更範囲を変更するための操作が行われていない場合はステップＳ１１４へ移行する。

【0068】

ステップＳ１１８では、制御部２６が、設定された発電期間を発電ユニット１２Ａに出力する。これにより、発電ユニット１２Ａは、制御部２６から通知された発電期間で発電する。

【0069】

以上説明したように、本実施形態に係る熱電供給システム１０によれば、予測した給湯負荷の時間帯の変更範囲をユーザーが設定することができ、その範囲内で１日の光熱費が最小となる給湯負荷の時間帯及び発電期間が設定される。これにより、ユーザーが設定した変更範囲内で１日の光熱費が最小となる給湯負荷の時間帯を容易に把握することができる。

【0070】

なお、上記各実施形態では、給湯負荷及び電力負荷の需要を予測する第１の期間と、光熱費を算出する第２の期間と、予測した給湯負荷及び電力負荷の需要と発電ユニット１２Ａの発電期間とを表示する期間、すなわち熱電供給装置１２の運転スケジュールを表示する運転スケジュール表示期間と、が同じ場合（上記各実施形態では１日）について説明したが、これに限られない。

【0071】

例えば、需要予測期間として０〜２４時の１日を設定した場合において、その直後、例えば２５時頃に大きな給湯需要が有る場合は、２５時頃に大きな給湯需要が無い場合と比較して、発電ユニット１２Ａの発電期間が長くなったりする等、発電ユニット１２Ａの発電期間の開始時間及び終了時間の少なくとも一方が異なる場合が多いと考えられる。

【0072】

そこで、例えば、給湯負荷及び電力負荷の需要を予測する第１の期間及び光熱費を算出する第２の期間を、運転スケジュール表示期間よりも長い期間、例えば、運転表示期間に予め定めた付加期間（例えば数時間）を加えた期間としてもよい。これにより、運転スケジュール表示期間の終了後の付加期間も含めて給湯負荷及び電力負荷の需要が予測され、予測された給湯負荷及び電力負荷の需要に基づいて、第２の期間において光熱費が最小となる発電ユニット１２Ａの発電期間が設定される。これにより、発電ユニット１２Ａの発電期間を精度良く設定することができる。

【0073】

また、第１の期間及び第２の期間の各々の終了側の予め定めた期間（例えば数時間）が、給湯負荷が無い期間となるように、第１の期間及び第２の期間を設定してもよい。これにより、発電ユニット１２Ａの発電期間を精度良く設定することができる。

【0074】

また、給湯負荷及び電力負荷の需要を予測する第１の期間と光熱費を算出する第２の期間とが異なっていても良い。例えば、光熱費を算出する第２の期間を運転スケジュール表示期間と同一としてもよい。

【0075】

なお、上記各実施形態において、操作表示部１８を、スマートフォン、携帯電話、及びタブレット端末等の携帯端末で代用してもよい。この場合、携帯端末と制御装置１４が直接無線通信できるようにしてもよいし、サーバを介して制御装置１４と通信できるようにしてもよい。この場合、制御装置１４及び負荷履歴情報記憶部１６の少なくとも一方の機能をサーバに搭載してもよい。

【0076】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0077】

１０…熱電供給システム、１２…熱電供給装置、１２Ａ…発電ユニット、１２Ｂ…貯湯ユニット、１４…制御装置、１６…負荷履歴情報記憶部、１８…操作表示部、２０…取得部、２２…需要予測部、２４…発電期間設定部、２６…制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】