特開 2024-140081 熱供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024140081

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】熱供給システム

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/00 20220101AFI20241003BHJP

   F24H 1/18 20220101ALI20241003BHJP

   F24H 15/156 20220101ALI20241003BHJP

   F24H 15/262 20220101ALI20241003BHJP

   F24H 15/296 20220101ALI20241003BHJP

   F24H 15/281 20220101ALI20241003BHJP

   F24H 15/30 20220101ALI20241003BHJP

   F24H 15/429 20220101ALI20241003BHJP

   F24D 15/00 20220101ALI20241003BHJP

   F24D 18/00 20220101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

F24H1/00 631A

F24H1/18 D

F24H1/18 H

F24H15/156

F24H15/262

F24H15/296

F24H15/281

F24H15/30

F24H15/429

F24D15/00 B

F24D18/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023051075

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000000284

【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】島田 将行

(72)【発明者】

【氏名】中島 匠

(72)【発明者】

【氏名】濱走 正美

【テーマコード（参考）】

3L072

3L122

【Ｆターム（参考）】

3L072AB06

3L122AA02

3L122AA13

3L122AA26

3L122AA54

3L122AA62

3L122AB23

3L122AB34

3L122BA34

3L122BA43

3L122BB05

3L122FA02

(57)【要約】

【課題】熱源機の排熱を利用する省エネ性の高い排熱運転を常に適正なタイミングで行えるようにすることが可能な熱供給システムを提供する。
【解決手段】熱源機Ｂに、排熱発生装置５０により発生した排熱を温水として蓄える貯湯タンク５１と、貯湯タンク５１から熱利用装置Ａへ供給される温水を加熱することが可能な補助加熱装置６７と、熱源機Ｂの運転を制御する制御部５４と、が備えられ、制御部５４は、貯湯タンク５１に蓄えられている温水を加熱せずに熱利用装置Ａに供給する排熱運転を実行可能な排熱運転モード、に切り換え可能に構成され、かつ、排熱発生装置５０の運転状況に基づいて排熱運転の実行に適した適正タイミングを判定し、その適正タイミングにて排熱運転モードを自動設定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

温水の熱を利用可能な熱利用装置と、前記熱利用装置に温水を供給する熱源機と、が備えられ、
前記熱源機に、運転動作により排熱を発生する排熱発生装置と、前記排熱発生装置により発生した排熱を温水として蓄える貯湯タンクと、前記貯湯タンクから前記熱利用装置へ供給される温水を加熱することが可能な補助加熱装置と、前記熱源機の運転を制御する制御部と、が備えられ、
前記制御部は、前記貯湯タンク内の湯水を前記補助加熱装置により加熱して前記熱利用装置へ供給可能な加熱運転モードと、前記貯湯タンクに蓄えられている前記温水を加熱せずに前記熱利用装置に供給する排熱運転を実行可能な排熱運転モードと、に切り換え可能に構成され、かつ、前記排熱発生装置の運転状況に基づいて前記排熱運転の実行に適した適正タイミングを判定し、その適正タイミングにて前記排熱運転モードを自動設定する熱供給システム。

【請求項2】

手動操作にて前記熱利用装置の運転の入り切りを指令する指令手段が備えられ、
前記制御部は、前記加熱運転モードが設定されている状態で前記指令手段にて運転開始が指令されると、前記貯湯タンク内の湯水を前記補助加熱装置により加熱して前記熱利用装置へ供給する加熱運転を実行し、前記排熱運転モードが設定されている状態で前記指令手段にて運転開始が指令されると、前記排熱運転を実行するように構成されている請求項１に記載の熱供給システム。

【請求項3】

前記熱利用装置が浴室暖房乾燥機にて構成され、
前記浴室暖房乾燥機は、前記温水の熱により加熱された空気を浴室内に供給するとともに、浴室内の空気を外部に排気する乾燥運転を実行可能に構成されている請求項１又は２に記載の熱供給システム。

【請求項4】

前記排熱発生装置が熱電併給装置であり、
前記制御部は、前記熱電併給装置の時系列的な予測熱負荷を予測し、当該予測熱負荷量を賄える熱量を前記熱電併給装置で発生する熱主運転を実行するように構成され、かつ、前記運転状況として、前記熱主運転を実行しているときの前記貯湯タンクに蓄えられる湯水の熱量が設定量よりも多くなるタイミングを、前記適正タイミングとして設定するように構成されている請求項１又は２に記載の熱供給システム。

【請求項5】

前記制御部は、前記運転状況として、前記排熱運転に適した天気であることが予測されるタイミングを、前記適正タイミングとして設定するように構成されている請求項１又は２に記載の熱供給システム。

【請求項6】

前記制御部は、通信回線を介して天気予報の情報を入手可能に構成されている請求項５に記載の熱供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、浴室暖房乾燥機等のように温水の熱を利用可能な熱利用装置と、例えば、熱電併給装置のように電気だけでなく排熱を発生する熱源機と、が備えられている熱供給システムに関する。

【背景技術】

【0002】

この種の熱供給システムにおいて、従来では、熱源機から発生される排熱を利用して貯湯タンクに温水を蓄え、この貯湯タンクに蓄えられた温水を浴室暖房乾燥機に供給して浴室の乾燥を行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の熱供給システムにおいては、補助加熱装置により高温に加熱した温水を供給して浴室暖房乾燥機に供給する通常乾燥処理だけでなく、手動操作スイッチ（エコ乾燥運転スイッチ）にて使用者が指令することにより、貯湯タンクに蓄えられている温水をそのまま加熱することなく浴室暖房乾燥機に循環供給して浴室の乾燥を行う排熱運転を行うことにより省エネ性を高めることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－１６７４０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来構成では、使用者が任意のタイミングで手動操作スイッチ（エコ乾燥運転スイッチ）を操作することが可能であるから、例えば、貯湯タンクに十分な熱量の温水が蓄えられていないにもかかわらず、使用者がそのことを知らずにエコ乾燥運転スイッチにより排熱運転が指令された場合には、熱源機から浴室暖房乾燥機に対して十分な熱量を供給することができず、浴室乾燥処理が行えないおそれがある。特に、浴室に衣類等を吊るした状態で衣類乾燥を行う場合においては、衣類の乾燥が十分に行えないという不利な面があった。

【0005】

本発明の目的は、熱源機の排熱を利用する省エネ性の高い排熱運転を常に適正なタイミングで行えるようにすることが可能な熱供給システムを提供する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る熱供給システムの特徴構成は、温水の熱を利用可能な熱利用装置と、前記熱利用装置に温水を供給する熱源機と、が備えられ、前記熱源機に、運転動作により排熱を発生する排熱発生装置と、前記排熱発生装置により発生した排熱を温水として蓄える貯湯タンクと、前記貯湯タンクから前記熱利用装置へ供給される温水を加熱することが可能な補助加熱装置と、前記熱源機の運転を制御する制御部と、が備えられ、前記制御部は、前記貯湯タンク内の湯水を前記補助加熱装置により加熱して前記熱利用装置へ供給可能な加熱運転モードと、前記貯湯タンクに蓄えられている前記温水を加熱せずに前記熱利用装置に供給する排熱運転を実行可能な排熱運転モードと、に切り換え可能に構成され、かつ、前記排熱発生装置の運転状況に基づいて前記排熱運転の実行に適した適正タイミングを判定し、その適正タイミングにて前記排熱運転モードを自動設定する点にある。

【0007】

熱源機の運転を制御する制御部は、排熱発生装置の運転状態を制御するものであるから、その運転動作により発生する排熱の発生状況も自己で管理することが可能である。そこで、本発明によれば、制御部が、排熱発生装置の運転状況に基づいて、貯湯タンクに蓄えられる温水の熱量を監視しながら、貯湯タンクに蓄えられている温水を加熱せずに熱利用装置に供給する排熱運転を実行可能なタイミングを判別して、適正タイミングにて排熱運転モードを自動設定するようにした。

【0008】

その結果、使用者が任意のタイミングで行うのではなく、予め自動設定された適正タイミングで排熱運転を実行することができ、熱源機の排熱を利用する省エネ性の高い排熱運転を常に適正なタイミングで行えるようにすることが可能となった。

【0009】

本発明に係る熱供給システムの別の特徴構成は、手動操作にて前記熱利用装置の運転の入り切りを指令する指令手段が備えられ、前記制御部は、前記加熱運転モードが設定されている状態で前記指令手段にて運転開始が指令されると、前記貯湯タンク内の湯水を前記補助加熱装置により加熱して前記熱利用装置へ供給する加熱運転を実行し、前記排熱運転モードが設定されている状態で前記指令手段にて運転開始が指令されると、前記排熱運転を実行するように構成されている点にある。

【0010】

本構成によれば、加熱運転モードが設定されている状態であれば、使用者が指令手段を操作して加熱運転を指令することにより、熱利用装置による熱利用が可能となる。そして、排熱運転モードが設定されている状態であれば、使用者が指令手段を操作することにより、排熱運転を指令することができる。その結果、操作誤りの無い良好な状態で、排熱運転モードが設定されている適正タイミングにて省エネ性の高い排熱運転を実行することが可能となる。

【0011】

本発明に係る熱供給システムの更に別の特徴構成は、前記熱利用装置が浴室暖房乾燥機にて構成され、前記浴室暖房乾燥機は、前記温水の熱により加熱された空気を浴室内に供給するとともに、浴室内の空気を外部に排気する乾燥運転を実行可能に構成されている点にある。

【0012】

本構成によれば、貯湯タンクに蓄えられている温水の熱を有効に利用して浴室の乾燥処理を行える。このとき、例えば、浴室に衣類等を吊るした状態で衣類乾燥を行う場合等においては、排熱運転を実行すると、短い乾燥時間では衣類の乾燥を十分に行えないおそれがあるが、このとき、使用者は排熱運転であることが認識できるので、長い乾燥時間を設定する等の対応を取ることができる。

【0013】

本発明に係る熱供給システムの更に別の特徴構成は、前記排熱発生装置が熱電併給装置であり、前記制御部は、前記熱電併給装置の時系列的な予測熱負荷を予測し、当該予測熱負荷量を賄える熱量を前記熱電併給装置で発生する熱主運転を実行するように構成され、かつ、前記運転状況として、前記熱主運転を実行しているときの前記貯湯タンクに蓄えられる湯水の熱量が設定量よりも多くなるタイミングを、前記適正タイミングとして設定するように構成されている点にある。

【0014】

本構成によれば、制御部が熱主運転を実行することにより、予測熱負荷量を賄える熱量を良好に発生させる状態で熱電併給装置を作動させることができる。そして、このような熱主運転を実行しているときの貯湯タンクに蓄えられる湯水の熱量を管理しながら、湯水の熱量が設定量よりも多くなるタイミングを適正タイミングとして設定するようにしたから、貯湯タンクに蓄えられる湯水の熱量を有効に利用することができる。

【0015】

本発明に係る熱供給システムの更に別の特徴構成は、前記制御部は、前記運転状況として、前記排熱運転に適した天気であることが予測されるタイミングを、前記適正タイミングとして設定するように構成されている点にある。

【0016】

例えば、熱利用装置が浴室内を乾燥するものであれば、天気が雨であれば浴室内において衣類の乾燥を行うことが推奨されるから、貯湯タンクに蓄えられる湯水の熱量を有効に利用することによって衣類乾燥を行うことができる。

【0017】

本発明に係る熱供給システムの更に別の特徴構成は、前記制御部は、通信回線を介して天気予報の情報を入手可能に構成されている点にある。

【0018】

本構成によれば、通信回線を介してリアルタイムで天気予報の情報を入手することができるので、排熱運転を実行するタイミングとして、常に適正なタイミングを設定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】熱供給システムの全体構成を示すブロック図である。

【図2】浴室暖房乾燥機の縦断側面図である。

【図3】リモコンの正面図である。

【図4】熱源機の制御ブロック図である。

【図5】データ更新処理を説明する図である。

【図6】時系列的なデータを示す図である。

【図7】省エネルギ度基準演算処理を説明する図である。

【図8】時系列的なデータを示す図である。

【図9】熱媒供給運転の制御フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態に係る熱供給システムの実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明に係る熱供給システムは、図１に示すように、温水の熱を利用可能な熱負荷装置の一つである熱利用装置としての浴室暖房乾燥機Ａと、浴室暖房乾燥機Ａに温水を供給する熱源機Ｂと、を備えている。熱源機Ｂは、運転動作により排熱を発生する排熱発生装置の一例として、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置としての燃料電池５０を備えている。

【0021】

熱供給システムには、浴室暖房乾燥機Ａ及び熱源機Ｂの他にも、太陽光発電装置ＰＶと、燃料電池５０及び太陽光発電装置ＰＶ及び商用電力系統（以下、単に「商用系統」と表記することもある）ＳＫの内の少なくとも１つから電力の供給を受ける電力負荷装置５６等、が備えられている。燃料電池５０の電力系統及び太陽光発電装置ＰＶは、インバータ５７，５８を介して商用電力供給ライン５９に接続され、電力負荷装置５６に電力を供給することが可能なように接続されている。

【0022】

〔浴室暖房乾燥機〕
図２に示すように、浴室暖房乾燥機Ａは、本体ケーシング１と、その下方に設けられたグリル板２とを備えている。そして、本体ケーシング１が浴室Ｍの天井裏に配置され、グリル板２が天井板３の浴室側の天井面に配設されている。

【0023】

浴室暖房乾燥機Ａは、浴室暖房乾燥機Ａの運転を制御する端末制御部４と、運転に関する指令を受け付ける指令受付部としてのリモコンＲ１と、が設けられている。リモコンＲ１は、使用者より受け付けた各種指令を端末制御部４に伝えるように構成されている。

【0024】

浴室暖房乾燥機Ａの本体ケーシング１は、下方が浴室Ｍに向けて開口した概ね直方体形状の箱状に構成される。その本体ケーシング１内には、空気を浴室Ｍ内に吹き出す循環ファン５、空気の一部をダクト接続部７に通過させて本体ケーシング１外に排出する排気ファン８、及び、循環ファン５にて浴室Ｍ内に吹き出される空気を加熱用循環路９に通流する熱媒により加熱する加熱用熱交換器１０が収容されている。加熱用循環路９には、熱源機Ｂから供給される温水が通流する。

【0025】

グリル板２には、空気の吸入口１３及び吹出口１４が形成されている。そして、本体ケーシング１の内部に、吸入口１３を通して浴室Ｍ内の空気を吸い込んで吹出口１４を通して吹き出すための循環通風路１５が、導風板１６により区画形成されている。そして、この循環通風路１５内に、吸入口１３に吸込み作用すると共に、その吸入口１３から吸い込んだ空気を吹出口１４に向けて吐出するように、循環ファン５が設けられている。吹出口１４には、図示しないモータにより揺動駆動される可動ルーバ１７が設けられ、この可動ルーバ１７により、吹出口１４から浴室Ｍ内に吹き出される空気の風向が変更可能なように構成されている。

【0026】

排気ファン８が、本体ケーシング１の内部において、排気口１８が形成されたファンケース１９内に設けられている。循環ファン５が作動している状態で、排気ファン８が作動すると、循環ファン５の通風作用により浴室Ｍ内の空気が吸入口１３を通して吸い込まれ、その吸い込まれた空気の一部が排気ファン８の通風作用により分流され、かつ、風圧により排気口シャッター２０が開かれて排気ダクト２１を通して屋外に排出される。

【0027】

循環通風路１５内における循環ファン５よりも通風方向上流側に加熱用熱交換器１０が設けられている。加熱用熱交換器１０は、後述する熱源機Ｂの熱媒加熱用熱交換器６６から循環供給される温水との熱交換により、循環通風路１５内を通風する空気を加熱するよう構成されている。

【0028】

つまり、循環ファン５の通風作用により、吸入口１３を通して吸い込まれた浴室Ｍ内の空気が、加熱用熱交換器１０にて加熱された後、吹出口１４を通して浴室Ｍ内に吹き出されるように構成されており、これにより、浴室Ｍ内に加熱された空気が吹き出される。このとき排気ファン８は停止している。この運転状態が暖房運転である。

【0029】

加熱用熱交換器１０による加熱が行われ、かつ、循環ファン５が作動している状態で、排気ファン８が作動すると、循環ファン５の通風作用により浴室Ｍ内の空気が吸入口１３を通して吸い込まれ、その浴室Ｍから吸い込まれた空気の一部が排気ファン８の通風作用により分流され、排気ダクト２１を通して屋外に排出される。この運転状態が乾燥運転である。

【0030】

加熱用熱交換器１０による加熱が行われていない状態で、循環ファン５が作動すると、加熱されない低温の空気が浴室に供給される。この状態が涼風運転である。

【0031】

循環ファン５が停止している状態で、排気ファン８が作動すると、浴室Ｍ内の空気が吸入口１３を通して吸い込まれ、浴室Ｍ内の空気を屋外に排出することができる。この運転状態が換気運転である。

【0032】

図３に示すように、リモコンＲ１には、タイマー運転時間又は終了希望時刻等を表示する時刻表示部４０、エコ乾燥運転を指令するエコ乾燥運転スイッチ４１（指令手段の一例）、タイマー設定スイッチ４２、吹き出し方向の変更を指令する風向スイッチ４３、加熱乾燥運転を指令する加熱乾燥運転スイッチ４４（指令手段の一例）、浴室Ｍの暖房を行う暖房運転を指令する暖房運転スイッチ４５、排気ファン８を作動させる換気運転を指令する換気運転スイッチ４６、循環ファン５を作動させる涼風運転を指令する涼風運転スイッチ４７、各運転を停止させる停止スイッチ４８等が設けられている。

【0033】

加えて、各運転スイッチ４１、４４、４５、４６、４７がＯＮ操作状態にある場合に点灯させられる各種ランプ（エコ乾燥運転ランプ４１ａ、加熱乾燥運転ランプ４４ａ、暖房運転ランプ４５ａ、換気運転ランプ４６ａ、涼風運転ランプ４７ａ）が上記各運転スイッチに隣接して設けられている。浴室暖房乾燥機Ａは、リモコンＲ１の操作に基づいて端末制御部４によって作動制御される。

【0034】

〔熱源機〕
図１及び図４に示すように、熱源機Ｂは、燃料電池５０にて発生する熱を利用しながら、回収した熱を温水として貯える蓄熱装置としての貯湯タンク５１への貯湯及び熱負荷装置５２への熱媒供給を行う貯湯ユニット５３と、熱源機Ｂの運転を制御する制御部としての運転制御部５４と、を備えている。熱負荷装置５２は、浴室暖房乾燥機Ａの他に給湯栓等の給湯端末５５を含む。運転制御部５４は、端末制御部４との間で情報を通信可能に接続されている。

【0035】

貯湯ユニット３６は、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する貯湯タンク５１、湯水循環路６０を通して貯湯タンク５１内の湯水を循環させたり熱負荷装置５２へ供給される熱媒を加熱する湯水を循環させる湯水循環ポンプ６１、熱媒循環路６２を通して熱媒（温水）を浴室暖房乾燥機Ａに循環供給させる熱媒循環ポンプ６３、冷却水循環路６４を通流する冷却水にて湯水循環路６０を通流する湯水を加熱させる排熱式熱交換器６５、湯水循環路６０を通流する湯水にて熱媒循環路６２を通流する熱媒を加熱させる熱媒加熱用熱交換器６６、バーナ６７ｂの燃焼により湯水循環路６０を通流する湯水を加熱させる補助加熱装置としての補助加熱器６７などを備えて構成されている。この補助加熱器６７はガスを燃料として熱を直接発生させる装置であり、加熱対象の湯水を通流させる熱交換器６７ａと、その熱交換器６７ａを加熱するバーナ６７ｂと、そのバーナ６７ｂに燃焼用空気を供給する燃焼用ファン６７ｃとを備えている。

【0036】

貯湯タンク５１には、貯湯タンク５１の貯湯量を検出する貯湯量検出手段としての４個のタンクサーミスタＴｔが上下方向に間隔を隔てて設けられている。つまり、タンクサーミスタＴｔが設定温度以上の温度を検出することにより、その設置位置に湯が貯湯されているとして、検出温度が設定温度以上であるタンクサーミスタＴｔのうちの最下部のタンクサーミスタＴｔの位置に基づいて、貯湯量を４段階に検出するように構成され、４個のタンクサーミスタＴｔ全ての検出温度が設定温度以上になると、貯湯タンク５１の貯湯量が満杯であることが検出されるように構成されている。

【0037】

湯水循環路６０には、貯湯タンク５１の下部と連通する取り出し路６８と貯湯タンク５１の上部と連通する貯湯路６９が接続され、貯湯路６９には、電磁比例弁にて構成されて湯水の通流量の調整及び通流の断続を行う貯湯弁７０が設けられている。そして、湯水循環路６０には、取り出し路６８との接続箇所から湯水の循環方向の順に、排熱式熱交換器６５、湯水循環ポンプ６１、補助加熱器６７、電磁比例弁にて構成されて湯水の通流量の調整及び通流の断続を行う暖房弁７１、熱媒加熱用熱交換器６６が設けられている。

【0038】

湯水循環路６０には、補助加熱器６７に流入する湯水の温度を検出する入口サーミスタＴｉ、補助加熱器６７から流出する湯水の温度を検出する出口サーミスタＴｅが設けられている。また、貯湯タンク５１の上部から取り出した湯水を給湯する給湯路７２には給湯端末５５での給湯熱負荷量を計測する給湯熱負荷計測手段７３が設けられ、浴室暖房乾燥機Ａでの暖房熱負荷量を計測する暖房熱負荷計測手段７４が設けられている。

【0039】

運転制御部５４は、燃料電池５０を運転するときには、燃料電池５０及び冷却水循環ポンプ７５の作動状態を制御し、そして、湯水循環ポンプ６１、熱媒循環ポンプ６３の作動状態を制御することによって、貯湯タンク５１内に湯水を貯湯する貯湯運転や、浴室暖房乾燥機Ａに熱媒（温水）を供給する熱媒供給運転等を行うようになっている。さらに、運転制御部５４は、後述の如く、予測負荷演算処理、データ更新処理、及び、運転可否判別処理等を実行するように構成されている。
また、運転制御部５４は、リモコンＲ２の表示部やスピーカに出力させる情報を切り換える出力情報切換制御を行うように構成されている。

【0040】

給湯端末５５としての給湯栓が開栓されると、貯湯タンク５１の上部から湯水が取り出されて、給湯路７２を通じて給湯するように構成され、給湯栓が開栓されたときに、貯湯タンク５１内に湯が貯湯されていないときには、湯水循環ポンプ６１が作動され、貯湯弁７０が開弁されると共に、補助加熱器６７が加熱作動されて、その補助加熱器６７にて加熱された湯水が貯湯路６９を通じて給湯路７２に給湯されるように構成されている。

【0041】

（運転制御部の制御内容）
運転制御部５４は、熱負荷装置５２について判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測熱負荷量を予測し、その予測熱負荷量を賄える熱量を燃料電池５０で発生する熱主運転を行うことで、熱負荷装置５２に熱を供給するときの省エネルギ性が高くなるように熱主運転を行うための燃料電池５０の運転時間帯を判別対象期間内の残りの期間内で決定し、その運転時間帯に燃料電池５０を運転させるように構成されている。

【0042】

まず、運転制御部５４による燃料電池５０の学習運転について説明を加える。
運転制御部５４は、実際の使用状況に基づいて、１日分の過去負荷データを曜日と対応付ける状態で更新して記憶するデータ更新処理を行い、日付が変わって午前０時になるごとに、記憶されている１日分の過去負荷データから、その日１日分の予測負荷データを求める予測負荷演算処理を行うように構成されている。
そして、運転制御部５４は、その日１日分の予測負荷データを求めた状態で、予測負荷データから、燃料電池５０を運転させるか否かの基準となる省エネルギ度基準値を求める省エネルギ度基準値演算処理を行うと共に、その省エネルギ度基準値演算処理にて求められた省エネルギ度基準値よりも現時点での実省エネルギ度が上回っているか否かによって、燃料電池５０の運転の可否を判別する運転可否判別処理を行うように構成されている。

【0043】

このようにして、運転制御部５４は、運転可否判別処理において、燃料電池５０の運転が可と判別されると、燃料電池５０を運転させ、燃料電池５０の運転が不可と判別されると、燃料電池５０の運転を停止させるように構成されている。

【0044】

そして、運転制御部５４は、運転時間帯において、貯湯タンク５１内の貯湯量が満杯となると、燃料電池５０の運転を停止させるように構成されている。

【0045】

データ更新処理について説明を加えると、運転制御部５４は、１日のうちのどの時間帯にどれだけの電力負荷量、熱負荷としての給湯熱負荷量と暖房熱負荷量があったかの１日分の過去負荷データを曜日と対応付ける状態で更新して記憶するように構成されている。

【0046】

まず、過去負荷データについて説明すると、過去負荷データは、電力負荷量データ、給湯熱負荷量データ、暖房熱負荷量データの３種類の負荷データからなり、図５に示すように、１日分の過去負荷データを日曜日から土曜日までの曜日ごとに区分けした状態で記憶するように構成されている。
そして、１日分の過去負荷データは、２４時間のうち１時間を単位時間として、単位時間当たりの電力負荷量データの２４個、単位時間当たりの給湯熱負荷量データの２４個、及び、単位時間当たりの暖房熱負荷量データの２４個から構成されている。

【0047】

上述のような過去負荷データを更新する構成について説明を加えると、実際の使用状況から、単位時間当たりの電力負荷量、給湯熱負荷量、及び、暖房熱負荷量の夫々を、商用電力計測部Ｐ１、燃料電池用発電電力計測部Ｐ２、太陽光発電装置用発電電力計測部Ｐ３、給湯熱負荷計測手段７３、及び、暖房熱負荷計測手段７４にて計測し、その計測した負荷データを記憶する状態で１日分の実負荷データを曜日と対応付けて記憶させる。電力負荷装置５６の電力負荷量は、商用電力計測部Ｐ１で計測した電力と、燃料電池用発電電力計測部Ｐ２で計測した燃料電池５０の発電出力と、太陽光発電装置用発電電力計測部Ｐ３で計測した発電電力との和から、エネルギ供給システム固有の補機の電力負荷量とを差し引いたものとなる。尚、商用電力計測部Ｐ１で計測された電力とは、商用系統ＳＫから受電する方向を正とした電力を示し、よって、商用系統ＳＫへ電力を逆潮流している場合には、負の値を取る。
そして、１日分の実負荷データが１週間分記憶されると、曜日ごとに、過去負荷データと実負荷データとを所定の割合で足し合わせることにより、新しい過去負荷データを求めて、その求めた新しい過去負荷データを記憶して、過去負荷データを更新するように構成されている。

【0048】

日曜日を例に挙げて具体的に説明すると、図５に示すように、過去負荷データのうち日曜日に対応する過去負荷データＤ１ｍと、実負荷データのうち日曜日に対応する実負荷データＡ１とから、下記の〔式１〕により、日曜日に対応する新しい過去負荷データＤ１（ｍ＋１）が求められ、その求められた過去負荷データＤ１（ｍ＋１）を記憶する。
尚、下記の〔式１〕において、Ｄ１ｍを、日曜日に対応する過去負荷データとし、Ａ１を、日曜日に対応する実負荷データとし、Ｋは、０．７５の定数であり、Ｄ１（ｍ＋１）を、新しい過去負荷データとする。

【0049】

Ｄ１（ｍ＋１）＝（Ｄ１ｍ×Ｋ）＋｛Ａ１×（１－Ｋ）｝・・・〔式１〕

【0050】

予測負荷演算処理について説明を加えると、日付が変わるごとに実行され、その日のどの時間帯にどれだけの電力負荷量、給湯熱負荷量、暖房熱負荷量が予測されているかの１日分の予測負荷データを求めるように構成されている。
すなわち、曜日ごとの７つの過去負荷データのうち、その日の曜日に対応する過去負荷データと前日の実負荷データとを所定の割合で足し合わせることにより、どの時間帯にどれだけの電力負荷量、給湯熱負荷量、暖房熱負荷量が予測されているかのその日１日分の予測負荷データを求めるように構成されている。

【0051】

月曜日１日分の予測負荷データを求める場合を例に挙げて具体的に説明すると、曜日ごとの７つの過去負荷データＤ１ｍ～Ｄ７ｍと曜日ごとの７つの実負荷データＡ１～Ａ７とが記憶されているので、月曜日に対応する過去負荷データＤ２ｍと、前日の日曜日に対応する実負荷データＡ１とから、下記の〔式２〕により、月曜日の１日分の予測負荷データＢ１を求める。
そして、１日分の予測負荷データＢ１は、図６に示すように、１日分の予測電力負荷量データ、１日分の予測給湯熱負荷量データ、１日分の予測暖房熱負荷量データからなり、図６（ａ）は、１日分の予測電力負荷量を示しており、図６（ｂ）は、１日分の予測暖房熱負荷量を示しており、図６（ｃ）は、１日分の予測給湯熱負荷量を示している。
尚、下記の〔式２〕において、Ｄ２ｍを、月曜日に対応する過去負荷データとし、Ａ１を、日曜日に対応する実負荷データとし、Ｑは、０．２５の定数であり、Ｂ１は、予測負荷データとする。

【0052】

Ｂ１＝（Ｄ２ｍ×Ｑ）＋｛Ａ１×（１－Ｑ）｝・・・〔式２〕

【0053】

省エネルギ度基準値演算処理について説明を加えると、予測給湯熱負荷量データを用いて、現時点から基準値用時間先までの間に必要となる貯湯必要量を賄えるように燃料電池５０を運転させた場合に、燃料電池５０を運転させることによって、エネルギ供給システムの設置施設における省エネルギ化を実現できる省エネルギ度基準値を求めるように構成されている。

【0054】

例えば、単位時間を１時間とし、基準値用時間を１２時間として説明を加えると、まず、予測負荷データによる予測電力負荷量、予測給湯熱負荷量、及び、予測暖房熱負荷量から、下記の〔式３〕により、燃料電池５０を運転させた場合の予測省エネルギ度を１時間ごとに１２時間先までの１２個分を求めると共に、燃料電池５０を運転させた場合に貯湯タンク５１に貯湯することができる予測貯湯量を１時間ごとに１２時間先までの１２個分を求める。

【0055】

省エネルギ度Ｐ＝｛（ＥＫ１＋ＥＫ２＋ＥＫ３）／燃料電池５０の必要エネルギ｝×１００・・・〔式３〕

【0056】

但し、ＥＫ１は、有効発電出力Ｅ１を変数とする関数であり、ＥＫ２は、有効暖房熱出力Ｅ２を変数とする関数であり、ＥＫ３は、有効貯湯熱出力Ｅ３を変数とする関数である。
ＥＫ１＝有効発電出力Ｅ１の発電所一次エネルギ換算値
＝ｆ１（有効発電出力Ｅ１，発電所での必要エネルギ）
ＥＫ２＝有効暖房熱出力Ｅ２の従来給湯器でのエネルギ換算値
＝ｆ２（有効暖房熱出力Ｅ２，バーナ効率（暖房時））
ＥＫ３＝有効貯湯熱出力Ｅ３の従来給湯器でのエネルギ換算値
＝ｆ３（有効貯湯熱出力Ｅ３，バーナ効率（給湯時））

【0057】

また、有効発電出力Ｅ１、有効暖房熱出力Ｅ２、有効貯湯熱出力Ｅ３の夫々は、下記の〔式４〕～〔式６〕により求められる。

【0058】

Ｅ１＝燃料電池５０の発電電力－（余剰電力＋固有の補機の電力負荷量）・・・〔式４〕
Ｅ２＝暖房端末５ｂでの熱負荷量・・・〔式５〕
Ｅ３＝（燃料電池５０の熱出力－有効暖房熱出力Ｅ２）－放熱ロス・・・〔式６〕

【0059】

そして、１時間ごとの予測省エネルギ度及び予測貯湯量を１２個分求めた状態において、まず、予測給湯熱負荷量データから１２時間先までに必要とされている予測必要貯湯量を求め、その予測必要貯湯量から現時点での貯湯タンク５１内の貯湯量を引いて、１２時間先までの間に必要となる必要貯湯量を求める。

【0060】

図７に示すように、単位時間の予測貯湯量を足し合わせる状態で、その足し合わせた予測貯湯量が必要貯湯量に達するまで、１２個分の単位時間のうち、予測省エネルギ度の数値が高いものから選択していくようにしている。

【0061】

運転可否判別処理について説明を加えると、運転可否判別処理では、現時点での電力負荷量、予測給湯熱負荷量、及び、現時点での暖房熱負荷量から、上記の〔式３〕により、実省エネルギ度を求める。
そして、その実省エネルギ度が省エネルギ度基準値よりも上回ると、燃料電池５０の運転が可と判別し、実省エネルギ度が省エネルギ度基準値以下であると、燃料電池５０の運転が不可と判別するようにしている。

【0062】

つまり、実際の電力負荷量、給湯熱負荷量及び暖房熱負荷量が、予測電力負荷量データ、予測給湯熱負荷量データ及び予測暖房熱負荷量データと略等しければ、実省エネルギ度は、省エネルギ基準値演算処理において求めた予測省エネルギ度と略等しくなるので、必要貯湯量を貯湯できるように予測省エネルギ度の高い時間帯の順に選択した複数の単位時間において、燃料電池５０が運転されることになる。
従って、必要貯湯量を貯湯できるように予測省エネルギ度の高い時間帯の順に選択した複数の単位時間から成る時間帯が、予測熱負荷量及び予測電力負荷量と省エネルギ運転条件（省エネルギ度Ｐに相当する）とに基づいて求めた燃料電池５０を運転するための運転時間帯となる。そして、この省エネルギ度基準値演算処理は数秒間隔で行われ、一旦、燃料電池５０の運転が開始されると少なくとも１時間は運転が継続される。

【0063】

つまり、運転制御部５４は、省エネルギ度Ｐが高く且つ熱負荷量又は電力負荷量が多い時間帯を、燃料電池５０を運転するための運転時間帯として求めるように構成されている。また、運転制御部５４は、熱の時系列消費データ及び電力の時系列消費データに基づいて、１日という判別対象期間における時系列的な予測熱負荷量及び時系列的な予測電力負荷量を求め、求めた予測熱負荷量及び予測電力負荷量と省エネルギ運転条件（省エネルギ度Ｐ）とに基づいて燃料電池５０を運転するための運転時間帯を求めて、その求めた運転時間帯に基づいて燃料電池５０を自動運転するように構成されている。

【0064】

尚、予測発電電力量については、燃料電池５０による予測発電電力量と、太陽光発電装置の予測発電電力量とに基づいて算出されるが、運転制御部５４は、図４に例示するように通信部７７及び情報通信回線Ｎを介して通信可能に接続されている気象情報提供サーバＳから時系列的な日照量の情報を受信し、それらの情報や設置条件等から太陽光発電装置ＰＶでの時系列的な予測発電電力量を導出する。

【0065】

（熱媒供給運転）
運転制御部５４は、浴室暖房乾燥機Ａに対して熱媒（温水）を供給する熱媒供給運転を実行するときは、貯湯タンク５１内の湯水を補助加熱器６７により加熱して浴室暖房乾燥機Ａへ供給可能な加熱運転モードと、貯湯タンク５１に蓄えられている温水を加熱せずに浴室暖房乾燥機Ａに供給する排熱運転を実行可能な排熱運転モードと、に切り換え可能に構成されている。

【0066】

運転制御部５４は、燃料電池５０の運転状況に基づいて排熱運転の実行に適した適正タイミングを判定し、その適正タイミングにて排熱運転モードを自動設定するように構成されている。具体的には、運転制御部５４は、前記熱主運転を実行しているときの貯湯タンク５１に蓄えられる湯水の熱量が設定量よりも多くなるタイミングを適正タイミングとして設定し、さらに、運転状況として、排熱運転に適した天気であることが予測されるタイミングを適正タイミングとして設定するように構成されている。

【0067】

運転制御部５４は、浴室暖房乾燥機Ａに対する熱媒供給運転を実行するにあたり、上述したように、予測熱負荷量を賄える熱量を燃料電池５０で発生する熱主運転を行うことを前提としている。従って、例えば、図８に示すように、省エネルギ性が高くなるように熱主運転を行うための燃料電池５０の運転時間帯が設定されている。

【0068】

図９に示すように、運転制御部５４は、熱媒供給運転において、燃料電池５０の運転を停止しているという条件が成立しており（ステップ♯１）、かつ、４個のタンクサーミスタＴｔ全ての検出温度が設定温度以上であることを検知して、貯湯タンク５１の貯湯量が満杯である（満蓄状態である）ことが検出されるという条件が成立しており（ステップ♯２）、さらに、通信回線を介して入手している天気予報の情報から本日は「雨」であることが予測されるという条件が成立していると（ステップ♯３）、排熱運転モードを自動設定する（ステップ♯４）。一方、ステップ♯１～ステップ♯３のいずれかの条件が成立していない場合には、加熱運転モードを自動設定する（ステップ♯５）。

【0069】

運転制御部５４が排熱運転モードを設定していると、端末制御部４は、エコ乾燥運転ランプ４１ａを点滅表示させること等により、排熱運転モードが設定されていることを使用者に報知し、又、加熱運転モードを設定していると、加熱乾燥運転ランプ４４ａを点滅表示させること等により、加熱運転モードが設定されていることを使用者に報知するように構成されている。このとき、表示情報に加えて音声情報を用いて使用者に報知するようにしてもよい。

【0070】

そして、運転制御部５４は、排熱運転モードが設定されている状態でリモコンＲ１のエコ乾燥運転スイッチ４１にてエコ乾燥運転の運転開始が指令されると、排熱運転を実行する（ステップ♯６、♯７）。すなわち、補助加熱器６７による加熱を行わない状態で、湯水循環ポンプ６１を作動させて貯湯タンク５１に貯留される湯水を湯水循環路６０に循環通流させるとともに、熱媒循環ポンプ６３を作動させて熱媒循環路６２を通して熱媒（温水）を浴室暖房乾燥機Ａの加熱用熱交換器１０に循環供給させる。

【0071】

エコ乾燥運転スイッチ４１が切り操作されるか、あるいは、タイマー設定時間が経過して、運転停止が指令されると、排熱運転を停止する（ステップ♯８、♯９）。尚、排熱運転モードを設定されている場合であっても、エコ乾燥運転の運転開始が指令されていない状態で、燃料電池５０の発電が開始された場合には、排熱運転モードを解除して、加熱運転モードが設定される。このように運転モードを変更する際には、エコ乾燥運転ランプ４１ａの点滅表示を終了すること等により使用者に報知する。又、このとき、表示情報に加えて音声情報を用いて使用者に報知するようにしてもよい。

【0072】

加熱運転モードが設定されている状態でリモコンＲ１の加熱乾燥運転スイッチ４４にて加熱乾燥運転の運転開始が指令されると、貯湯タンク５１内の湯水を補助加熱器６７により加熱して浴室暖房乾燥機Ａへ供給する加熱運転を実行する（ステップ♯１０，♯１１）。すなわち、湯水循環ポンプ６１を作動させて貯湯タンク５１に貯留される湯水を補助加熱器６７による加熱を実行して所定温度以上に加熱して、湯水循環路６０に循環通流させるとともに、熱媒循環ポンプ６３を作動させて熱媒循環路６２を通して熱媒を浴室暖房乾燥機Ａの加熱用熱交換器１０に循環供給させる。

【0073】

加熱乾燥運転スイッチ４４が切り操作されるか、あるいは、タイマー設定時間が経過して、運転停止が指令されると、加熱乾燥運転を停止する（ステップ♯１２、♯１３）。

【0074】

このように、排熱運転を実行するのに適したタイミングで排熱運転モードを自動設定するようにしたので、例えば、排熱運転に適していていない状態でエコ乾燥運転スイッチを操作する等の不利を回避することができる。

【0075】

〔別実施形態〕
（１）通信回線Ｎを介して入手している天気予報の情報から本日は「雨」であることが予測されると、排熱運転モードを自動設定する構成に代えて、浴室内に湿度センサを備えて、湿度センサの検出結果に基づいて雨であるか否かを判別するようにしてもよい。その場合、人感センサを設けておき、入浴しているときには、雨であるか否かを判別しないようにしてもよい。

【0076】

（２）排熱運転の実行に適した適正タイミングの条件として、燃料電池５０の運転を停止しているという条件、あるいは、天気予報が「雨」であるという条件を除外するようにしてもよい。又、貯湯タンク５１の貯湯量が満杯である（満蓄状態である）こと以外に、３個のタンクサーミスタＴｔの検出温度が設定温度以上になっていることを条件としてもよく、条件としては種々の条件を設定することが可能である。

【0077】

（３）上記実施形態では、排熱発生装置が熱電併給装置（燃料電池５０）であり、熱電併給装置の時系列的な予測熱負荷を予測し、当該予測熱負荷量を賄える熱量を熱電併給装置で発生する熱主運転を実行するように構成されるものを例示したが、このような運転形態に限定されるものではなく、種々の運転形態が実行可能である。

【0078】

（４）排熱運転モードが設定されていることをランプにより表示するだけでなく、排熱運転モードが設定される予定の時間帯をリモコンＲ１等に表示して使用者に伝えるようにしてもよい。

【0079】

（５）排熱発生装置として、燃料電池５０に代えて、例えば、エンジンと発電機とを有し、エンジンにより発生した熱を利用して水を加熱して貯湯タンク５１に貯留する構成等、種々の構成を用いることができる。

【0080】

（６）熱利用装置として、浴室暖房乾燥機Ａに代えて、床暖房装置、ファンコンベクタ等の他の種類の端末器を用いることができる。

【0081】

（７）尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開始される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0082】

本発明は、例えば、浴室暖房乾燥機等のように温水の熱を利用可能な熱利用装置と、例えば、熱電併給装置のように電気だけでなく排熱を発生する熱源機と、が備えられている熱供給システムに適用できる。

【符号の説明】

【0083】

４１ エコ乾燥運転スイッチ（指令手段）
４４ 加熱乾燥運転スイッチ（指令手段）
５０ 燃料電池（排熱発生装置）
５１ 貯湯タンク
５４ 運転制御部（制御部）
Ａ 浴室暖房乾燥機（熱利用装置）
Ｂ 熱源機
Ｎ 通信回線
Ｍ 浴室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】