特開 2024-72537 制御システム、及び制御方法

(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】P2024072537

(43)【公開日】2024-05-28

(54)【発明の名称】制御システム、及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/00 20220101AFI20240521BHJP

   F24H 15/168 20220101ALI20240521BHJP

   F24H 15/277 20220101ALI20240521BHJP

   F24H 15/262 20220101ALI20240521BHJP

   F24H 15/223 20220101ALI20240521BHJP

   F24H 15/258 20220101ALI20240521BHJP

   F24H 15/32 20220101ALI20240521BHJP

   F24H 15/457 20220101ALI20240521BHJP

   F24D 3/00 20220101ALI20240521BHJP

   F24H 15/156 20220101ALN20240521BHJP

【ＦＩ】

F24H1/00 621C

F24H15/168

F24H15/277

F24H15/262

F24H15/223

F24H15/258

F24H15/32

F24H15/457

F24D3/00 C

F24H15/156

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022183403

(22)【出願日】2022-11-16

(71)【出願人】

【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】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川端 康晴

(72)【発明者】

【氏名】木村 駿介

(72)【発明者】

【氏名】下谷 大輝

【テーマコード（参考）】

3L070

3L122

【Ｆターム（参考）】

3L070BB12

3L070DG01

3L122AA02

3L122AA12

3L122AA22

3L122AA44

3L122AA62

3L122AB24

3L122AB29

3L122AB34

3L122BA32

3L122BB02

3L122BB05

3L122BB13

3L122BB14

3L122BB15

3L122DA01

3L122DA02

3L122EA45

3L122EA50

3L122FA13

(57)【要約】

【課題】太陽光発電と蓄電池を用いることなく電力需給の安定化を図る。
【解決手段】制御システム１は、太陽光によって温水を生成する太陽熱温水器３と、太陽熱温水器３で生成された温水を熱源として利用する熱源利用設備４と、電力を利用して、熱源利用設備４が稼働した場合に得られる効果と同じ効果が得られる電力利用設備５と、電力のひっ迫状況が発生した場合、電力利用設備５の代わりに太陽熱温水器３で生成された温水を用いて熱源利用設備５を稼働させるように温水の供給系統と温水量を制御する制御装置６と、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽光によって温水を生成する太陽熱温水器と、
前記太陽熱温水器で生成された温水を熱源として利用する熱源利用設備と、
電力を利用して、前記熱源利用設備が稼働した場合に得られる効果と同じ効果が得られる電力利用設備と、
電力の予備率が予め定めた値まで低下するような状況である電力のひっ迫状況が発生した場合、前記電力利用設備の代わりに前記太陽熱温水器で生成された温水を用いて前記熱源利用設備を稼働させるように温水の供給系統と温水量を制御する制御装置と、
を含む制御システム。

【請求項2】

前記熱源利用設備が、温水を熱源として利用して冷暖房、湿度調整、及び給湯に用いられる水の温度調整の少なくとも１つの動作を行う設備であり、
前記電力利用設備が、電力を利用して冷暖房、湿度調整、及び給湯に用いられる水の温度調整の少なくとも１つの動作を行う設備である
請求項１に記載の制御システム。

【請求項3】

前記制御装置は、電力のひっ迫状況が夏季に発生した場合、前記電力利用設備による冷房及び除湿の少なくとも１つの動作を停止し、停止した動作を前記熱源利用設備によって代替させるように前記熱源利用設備に供給する温水の供給系統と温水量を制御すると共に、電力のひっ迫状況が発生していない夏季の期間に、前記太陽熱温水器で生成された温水の温度を上昇させるように前記電力利用設備に対して温水の温度調整を実行させる制御を行う
請求項２に記載の制御システム。

【請求項4】

前記制御装置は、電力のひっ迫状況が冬季に発生した場合、前記電力利用設備による暖房及び加湿の少なくとも１つの動作を停止し、停止した動作を前記熱源利用設備によって代替させるように前記熱源利用設備に供給する温水の供給系統と温水量を制御すると共に、電力のひっ迫状況が発生していない冬季の期間に、前記太陽熱温水器で生成された温水の温度を上昇させるように前記電力利用設備に対して温水の温度調整を実行させる制御を行う
請求項２に記載の制御システム。

【請求項5】

前記制御装置は、電力の市場取引価格の変動から今後の電力のひっ迫状況の有無を推定し、
電力のひっ迫状況が発生すると推定される場合、
電力のひっ迫期間の開始までに貯湯タンクに貯湯される温水の温水量及び温度と、
記憶装置にそれぞれ予め記憶されている、前記太陽熱温水器によって生成された過去の温水の生成量と温度、及び前記熱源利用設備における過去の温水の利用量を用いて、前記ひっ迫期間において前記熱源利用設備に供給する温水の供給系統と温水量を制御する
請求項１～請求項４の何れか１項に記載の制御システム。

【請求項6】

前記太陽熱温水器によって生成される温水の生成量と温度、及び前記熱源利用設備における温水の利用量は、日時情報と、日照時間、温度、及び湿度を含む気象情報と対応付けられて前記記憶装置に記憶され、
前記制御装置は、前記ひっ迫期間における前記気象情報を取得し、
取得した前記気象情報と前記ひっ迫期間の日時の組み合わせにそれぞれ対応する前記太陽熱温水器による温水の生成量と温度、及び前記熱源利用設備における温水の利用量を前記記憶装置から取得し、
取得した前記太陽熱温水器による温水の生成量と温度を用いて、前記ひっ迫期間に前記太陽熱温水器によって生成される温水の生成量及び温度を推定すると共に、取得した前記熱源利用設備における温水の利用量を用いて、前記ひっ迫期間に前記熱源利用設備において利用される温水の利用量を推定し、
前記ひっ迫期間の開始までに前記貯湯タンクに貯湯される温水の温水量及び温度と、前記ひっ迫期間に前記太陽熱温水器によって生成されると推定された温水の生成量及び温度と、前記ひっ迫期間に前記熱源利用設備において利用されると推定された温水の利用量を用いて、前記ひっ迫期間において前記熱源利用設備に供給する温水の供給系統と温水量を制御する
請求項５に記載の制御システム。

【請求項7】

太陽光によって温水を生成する太陽熱温水器と、
前記太陽熱温水器で生成された温水を熱源として利用する熱源利用設備と、
電力を利用して、前記熱源利用設備が稼働した場合に得られる効果と同じ効果が得られる電力利用設備と、
を含む制御システムに対して、
電力の予備率が予め定めた値まで低下するような状況である電力のひっ迫状況が発生した場合、前記電力利用設備の代わりに前記太陽熱温水器で生成された温水を用いて前記熱源利用設備を稼働させるように温水の供給系統と温水量を制御する処理をコンピュータが実行する制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱源利用装置を用いて電力需給の安定化を図る制御システム、及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

節電を目的としたデマンドレスポンス制御において、例えば太陽光発電と蓄電池を組みあわせ、太陽光発電の余剰電力を蓄電池に蓄電し、太陽光の照射が期待できない夜間や朝夕などの電力不足時には蓄電池から電力を供給することによって系統電力の消費電力を軽減し、系統電力の消費電力の平準化を行う技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－８９２３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

こうしたデマンドレスポンス制御は、太陽光発電で得られた余剰電力を電力不足時に利用するため、電力需給の安定化に寄与するが、太陽光発電による発電量は時間帯及び天候に左右され、発電効率は１３～２０％にとどまるという問題がある。更に言えば、蓄電池には使用に伴う性能の劣化という現象が存在するため、太陽光発電と蓄電池を用いたデマンドレスポンス制御では、蓄電池の劣化状況を考慮する必要があるという問題がある。

【0005】

本開示は上記事実を鑑みてなされたものであり、太陽光発電と蓄電池を用いることなく電力需給の安定化を図る制御システム、及び制御方法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】

【0006】

上記目的を達成するために、第１態様に係る制御システムは、太陽光によって温水を生成する太陽熱温水器と、前記太陽熱温水器で生成された温水を熱源として利用する熱源利用設備と、電力を利用して、前記熱源利用設備が稼働した場合に得られる効果と同じ効果が得られる電力利用設備と、電力の予備率が予め定めた値まで低下するような状況である電力のひっ迫状況が発生した場合、前記電力利用設備の代わりに前記太陽熱温水器で生成された温水を用いて前記熱源利用設備を稼働させるように温水の供給系統と温水量を制御する制御装置と、を含む。

【0007】

第２態様に係る制御システムは、第１態様に係る制御システムにおいて、前記熱源利用設備が、温水を熱源として利用して冷暖房、湿度調整、及び給湯に用いられる水の温度調整の少なくとも１つの動作を行う設備であり、前記電力利用設備が、電力を利用して冷暖房、湿度調整、及び給湯に用いられる水の温度調整の少なくとも１つの動作を行う設備である。

【0008】

第３態様に係る制御システムは、第２態様に係る制御システムにおいて、前記制御装置は、電力のひっ迫状況が夏季に発生した場合、前記電力利用設備による冷房及び除湿の少なくとも１つの動作を停止し、停止した動作を前記熱源利用設備によって代替させるように前記熱源利用設備に供給する温水の供給系統と温水量を制御すると共に、電力のひっ迫状況が発生していない夏季の期間に、前記太陽熱温水器で生成された温水の温度を上昇させるように前記電力利用設備に対して温水の温度調整を実行させる制御を行う。

【0009】

第４態様に係る制御システムは、第２態様に係る制御システムにおいて、前記制御装置は、電力のひっ迫状況が冬季に発生した場合、前記電力利用設備による暖房及び加湿の少なくとも１つの動作を停止し、停止した動作を前記熱源利用設備によって代替させるように前記熱源利用設備に供給する温水の供給系統と温水量を制御すると共に、電力のひっ迫状況が発生していない冬季の期間に、前記太陽熱温水器で生成された温水の温度を上昇させるように前記電力利用設備に対して温水の温度調整を実行させる制御を行う。

【0010】

第５態様に係る制御システムは、第１態様～第４態様の何れか１つの態様に係る制御システムにおいて、前記制御装置は、電力の市場取引価格の変動から今後の電力のひっ迫状況の有無を推定し、電力のひっ迫状況が発生すると推定される場合、電力のひっ迫期間の開始までに貯湯タンクに貯湯される温水の温水量及び温度と、記憶装置にそれぞれ予め記憶されている、前記太陽熱温水器によって生成された過去の温水の生成量と温度、及び前記熱源利用設備における過去の温水の利用量を用いて、前記ひっ迫期間において前記熱源利用設備に供給する温水の供給系統と温水量を制御する。

【0011】

第６態様に係る制御システムは、第５態様に係る制御システムにおいて、前記太陽熱温水器によって生成される温水の生成量と温度、及び前記熱源利用設備における温水の利用量は、日時情報と、日照時間、温度、及び湿度を含む気象情報と対応付けられて前記記憶装置に記憶され、前記制御装置は、前記ひっ迫期間における前記気象情報を取得し、取得した前記気象情報と前記ひっ迫期間の日時の組み合わせにそれぞれ対応する前記太陽熱温水器による温水の生成量と温度、及び前記熱源利用設備における温水の利用量を前記記憶装置から取得し、取得した前記太陽熱温水器による温水の生成量と温度を用いて、前記ひっ迫期間に前記太陽熱温水器によって生成される温水の生成量及び温度を推定すると共に、取得した前記熱源利用設備における温水の利用量を用いて、前記ひっ迫期間に前記熱源利用設備において利用される温水の利用量を推定し、前記ひっ迫期間の開始までに前記貯湯タンクに貯湯される温水の温水量及び温度と、前記ひっ迫期間に前記太陽熱温水器によって生成されると推定された温水の生成量及び温度と、前記ひっ迫期間に前記熱源利用設備において利用されると推定された温水の利用量を用いて、前記ひっ迫期間において前記熱源利用設備に供給する温水の供給系統と温水量を制御する。

【0012】

第７態様に係る制御方法は、太陽光によって温水を生成する太陽熱温水器と、前記太陽熱温水器で生成された温水を熱源として利用する熱源利用設備と、電力を利用して、前記熱源利用設備が稼働した場合に得られる効果と同じ効果が得られる電力利用設備と、を含む制御システムに対して、電力の予備率が予め定めた値まで低下するような状況である電力のひっ迫状況が発生した場合、前記電力利用設備の代わりに前記太陽熱温水器で生成された温水を用いて前記熱源利用設備を稼働させるように温水の供給系統と温水量を制御する処理をコンピュータが実行する。

【発明の効果】

【0013】

第１態様、及び第７態様によれば、太陽光発電と蓄電池を用いることなく電力需給の安定化を図ることができる、という効果を有する。

【0014】

第２態様によれば、電力利用設備の稼働することによって得られる空調環境を、太陽熱温水器で生成された温水を熱源として利用する熱源利用設備によって実現することができる、という効果を有する。

【0015】

第３態様によれば、夏季における電力需給の安定化に寄与することができる、という効果を有する。

【0016】

第４態様によれば、冬季における電力需給の安定化に寄与することができる、という効果を有する。

【0017】

第５態様によれば、熱源利用設備に対して、電力のひっ迫状況の発生に備えた制御をおこなうことができる、という効果を有する。

【0018】

第６態様によれば、気象状況、太陽熱温水器による温水の生成状況、及び温水の利用状況を対応付けて記録した履歴情報を用いることで、電力のひっ迫状況の発生に備えた熱源利用設備の制御を行うことができる、という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】制御システムの構成例を示す図である。

【図2】履歴テーブルの一例を示す図である。

【図3】制御装置における電気系統の要部構成例を示す図である。

【図4】夏季に実施されるＤＲ制御処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】冬季に実施されるＤＲ制御処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】通常期間におけるＤＲ制御処理の一例を示す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、本実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素及び同じ処理には全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明を省略する。

【0021】

図１は、節電を目的としたデマンドレスポンス（Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：ＤＲ）制御を行う制御システム１の構成例を示す図である。ＤＲ制御とは、電力会社が供給する供給電力と、電力会社と電気の受電契約を結んだ需要家の需要設備で消費される需要電力のバランス（電力需給という）を調整するため、供給電力量にあわせて需要設備における消費電力量を制御する手法である。

【0022】

図１に示すように、開示の制御システム１は、需要家の建物２に備えられた太陽熱温水器３、熱源利用設備４、電力利用設備５、及び制御装置６と、インターネット８を通じて制御装置６と接続される遠隔制御サーバ７とを含む。

【0023】

需要家の建物２とは、需要家が電力会社からの電力を受電している建物２であり、需要家が個人の場合、例えば需要家の自宅や物置が需要家の建物２に相当し、需要家が法人の場合、例えば工場やオフィスや店舗が需要家の建物２に相当する。

【0024】

太陽熱温水器３は、太陽光の熱を利用して、内部に設けられたパイプを流れる水の温度を上昇させ、温水を生成する設備である。同じ太陽光を利用して発電を行う一般的な太陽光発電の発電効率が１３％以上２０％以下であるのに対して、太陽光に含まれる赤外線を利用する太陽熱温水器３の集熱効率は５０％程度である。

【0025】

熱源利用設備４は、太陽熱温水器３で生成された温水を熱源として利用することによって冷暖房、湿度調整、及び給湯に用いられる水の温度調整の少なくとも１つの動作を行う設備である。熱源利用設備４には、例えば熱源利用空調機３０、暖房用熱交換器３１、及び給湯予熱用熱交換器３２が含まれる。

【0026】

熱源利用空調機３０は、太陽熱温水器３で生成された温水を熱源として冷房、暖房、除湿、及び加湿といった空調に関する少なくとも１つの動作を実施する熱源利用設備４である。熱源利用空調機３０には、例えば吸収冷温水機やデシカント空調機が含まれる。

【0027】

吸収冷温水機は、水の気化熱を利用して冷暖房を行う熱源利用空調機３０の一例である。

【0028】

デシカント空調機は、除湿ローターと顕熱交換ローターを用いた熱交換によって冷房、暖房、除湿、及び加湿の少なくとも１つを実施する熱源利用空調機３０の一例である。デシカント空調機において、外気は除湿ローターにより除湿された乾燥した空気となって給気される。また、室内の空気は再生側で加熱され、除湿ローターを再生しながら排出される。

【0029】

説明の便宜上、需要家の建物２には熱源利用設備４の代表例として吸収冷温水機が設置されているものとする。したがって、吸収冷温水機に対して符号を付し、「吸収冷温水機３０Ａ」と表すことにする。

【0030】

暖房用熱交換器３１は、太陽熱温水器３で生成された温水の熱エネルギーを他方の流体に移動させ、当該流体の温度を上昇させることで暖房を行う設備である。例えば温水式暖房装置３１Ａやラジエーター３１Ｂは暖房用熱交換器３１の一例である。厳密に言えば、暖房用熱交換器３１は熱源利用空調機３０の一例でもあるが、暖房に特化した機能のみを備えることから、暖房用熱交換器３１を熱源利用空調機３０と区別して説明する。

【0031】

給湯予熱用熱交換器３２は、太陽熱温水器３で生成された温水の熱エネルギーを、新たに太陽熱温水器３に供給される水との間で熱交換することで、太陽熱温水器３に供給される水を予熱する設備である。給湯予熱用熱交換器３２によって水の予熱を行えば、予熱を行わない場合に比べて、より短時間に温水の温度を上昇させることができる。

【0032】

なお、建物２における室内の温度や湿度、及び供給される温水の温度や量を、建物２における「環境」という。

【0033】

電力利用設備５は、電力会社から供給される電力を利用することで、熱源利用設備４が稼働した場合に得られる効果と同じ効果を実現する設備である。すなわち、電力利用設備５は、電力を利用して冷暖房、湿度調整、及び給湯に用いられる水の温度調整の少なくとも１つの動作を行う設備である。例えば電力をエネルギー源とするコンプレッサで冷媒を圧縮し、冷房、暖房、除湿、及び加湿を行うエアコンや、電力をエネルギー源として水の加熱を行うヒーター２６は、電力利用設備５の一例である。エアコンは電力利用設備５の代表例であることから、以降では、「エアコン」の末尾に電力利用設備５と同じ符号を付して「エアコン５」と表すことにする。

【0034】

熱源利用設備４は、電力利用設備５のように電力を主なエネルギーとして空気や水の温度や湿度の制御を行わない。したがって、熱源利用設備４は、電力利用設備５によって実現されている建物２の環境と同じ環境を実現するように稼働したとしても、電力利用設備５より消費電力量が少ない。

【0035】

制御装置６は、電力のひっ迫状況（以降、「電力ひっ迫状況」という）が発生した場合に、電力利用設備５の代わりに熱源利用設備４を稼働させるように、太陽熱温水器３で生成された温水の供給系統と温水の量及び温度を制御する装置である。電力ひっ迫状況が発生するとは、電力会社における電力の予備率が予め定めた値（例えば３％）まで低下するような状況が発生することをいう。

【0036】

遠隔制御サーバ７は、例えば電力供給状況を監視する電力会社の監視センターに設置され、各需要家の建物２に設置された制御装置６とデータ通信を行う。例えば遠隔制御サーバ７は、電力ひっ迫状況が発生したことを知らせる電力ひっ迫警報を制御装置６に通知する。

【0037】

なお、インターネット８には制御装置６及び遠隔制御サーバ７の他、外部装置９が接続されている。外部装置９は、インターネット８に接続されている装置のうち、制御システム１に含まれない各々の装置を表す。外部装置９には、例えば遠隔制御サーバ７で用いられるデータを記憶するファイルサーバや、気象情報及び卸電力取引市場における電力の市場取引価格等といった各種情報を提供する情報サーバが含まれる。

【0038】

次に、図１を参照して、太陽熱温水器３で生成された温水の経路について説明する。

【0039】

貯湯タンク２５に貯留された水は、流路Ｒ４に設けられた集熱ポンプ２８Ａの動作により、流路Ｒ４を通じて太陽熱温水器３に供給される。

【0040】

太陽熱温水器３は、供給された水を太陽光に含まれる赤外線によって温水にする。弁２３Ａ及び弁２３Ｂの少なくとも一方が開かれると、太陽熱温水器３は温水を流路Ｒ１に流し始める。

【0041】

弁２３Ｂが開かれた場合、流路Ｒ１を流れる温水は流路Ｒ２を経由してラジエーター３１Ｂに供給される。ラジエーター３１Ｂによって温水と建物２内の空気との間で熱交換が行われることにより、建物２内の暖房が行われる。

【0042】

ラジエーター３１Ｂでの熱交換によって熱を奪われた温水は水に戻り、再び流路Ｒ４を流れる水と合流して太陽熱温水器３に供給される。なお、流路Ｒ４には、流路Ｒ１２を通じて膨張タンク２７が接続され、温水による流路Ｒ４の圧力上昇を抑制している。

【0043】

一方、弁２３Ａが開かれた場合、流路Ｒ１を流れる温水は流路Ｒ３を通じて貯湯タンク２５に流入し、貯湯タンク２５で貯湯される。なお、貯湯タンク２５では、太陽熱温水器３に供給される水を貯留する貯留エリアと、太陽熱温水器３で生成された温水を貯湯する貯湯領域が分かれている。

【0044】

弁２３Ｃ及び弁２３Ｄの少なくとも一方が開かれると、貯湯タンク２５に貯湯された温水は吸収ポンプ２８Ｂの動作によって流路Ｒ５に流れ始める。

【0045】

弁２３Ｃが開かれた場合、貯湯タンク２５に貯湯された温水は吸収冷温水機３０Ａに供給される。

【0046】

吸収冷温水機３０Ａは、ガスを用いて温水を加熱して水蒸気を生成する。生成された水蒸気はパイプ３３Ａ内の水を温水にする。加熱によって得られた温水は循環ポンプ３４Ａの動作によってパイプ３３Ａを循環し、パイプ３３Ａに取り付けられた室内機（図示省略）が温水で温められた温風を吹き出すことで建物２内の暖房を行う。

【0047】

一方、生成された水蒸気は、冷却水ポンプ２８Ｃの動作によって流路Ｒ６、冷却塔３５、流路Ｒ７、及び吸収冷温水機３０Ａを循環する冷却水によって冷却され、水に戻される。なお、冷却塔３５は、例えば外気との熱交換により、水蒸気によって温められた冷却水を冷却する装置である。

【0048】

水蒸気から得られた水は蒸発器（図示省略）によって蒸発され、蒸発するときの気化熱によって蒸発器の中にあるパイプ３３Ａの水が冷却される。蒸発器による冷却によって得られた冷水は循環ポンプ３４Ａの動作によってパイプ３３Ａを循環し、パイプ３３Ａに取り付けられた室内機が冷水で冷やされた冷風を吹き出すことで建物２内の冷房を行う。なお、蒸発器では水が低温でも蒸発するように、蒸発器の中を真空に近い気圧（例えば１／１００気圧）に調整している。吸収冷温水機３０Ａによって熱交換が行われた後の温水は流路Ｒ９に排水される。

【0049】

また、弁２３Ｄが開かれた場合、貯湯タンク２５に貯湯された温水は、流路Ｒ５から流路Ｒ８に分岐して温水式暖房装置３１Ａに供給される。

【0050】

温水式暖房装置３１Ａでの熱交換によって、建物２に設置されたパイプ３３Ｂ内の水が温水によって温められ、温められた温水が循環ポンプ３４Ｂの動作によってパイプ３３Ｂを循環することで建物２の暖房が行われる。

【0051】

温水式暖房装置３１Ａによって熱交換が行われた後の温水は流路Ｒ１０に排水され、流路Ｒ９を流れる吸収冷温水機３０Ａの排水と合流して給湯予熱用熱交換器３２に供給される。

【0052】

流路Ｒ９を流れる吸収冷温水機３０Ａ及び温水式暖房装置３１Ａの排水は、熱交換によって熱が奪われているが、水道管を流れる水よりも高温である。したがって、パイプ３３Ｃを流れる水道水が給水ポンプ３４Ｃの動作によって給湯予熱用熱交換器３２に供給されると、排水を用いた給湯予熱用熱交換器３２での熱交換によって水道水が温められる。この状態で弁２３Ｅが開かれると、予熱された水道水が、例えば洗面所等に設置された蛇口等の給湯設備に供給される。

【0053】

一方、給湯予熱用熱交換器３２によって熱交換が行われた後の排水は、流路Ｒ１１を通じて貯湯タンク２５に戻され、再び流路Ｒ４を通じて太陽熱温水器３に供給される。

【0054】

制御盤３６は、それぞれ被制御装置の一例である日照計２１と、温度センサ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅと、弁２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｅと、ヒーター２６と、集熱ポンプ２８Ａ及び吸収ポンプ２８Ｂと、流量計２９と電気的に接続され、各々の被制御装置を制御すると共に、必要に応じて各々の被制御装置から情報を取得する。

【0055】

日照計２１は、太陽熱温水器３周辺の照度と日照時間を計測する。温度センサ２２Ａは、太陽熱温水器３で生成された温水の温度を測定する。温度センサ２２Ｂは、制御盤３６内の温度を測定する。温度センサ２２Ｃは、貯湯タンク２５に貯湯されている温水の温度を測定する。温度センサ２２Ｄは、太陽熱温水器３から貯湯タンク２５に貯湯される温水の温度を測定する。温度センサ２２Ｅは、太陽熱温水器３に供給される水の温度を測定する。

【0056】

弁２３Ａは、貯湯タンク２５に貯湯する温水量を制御する。弁２３Ｂは、ラジエーター３１Ｂに供給する温水量を制御する。弁２３Ｅは、給湯予熱用熱交換器３２によって予熱が行われた水道水を給湯設備に供給する際の水量を制御する。

【0057】

ヒーター２６は、制御盤３６の制御に従い、貯湯タンク２５に貯湯された温水及び貯留された水の少なくとも一方を、電力を用いて加熱する。貯湯タンク２５は、ヒーター２６によって加熱された温水の貯湯にも対応している。

【0058】

集熱ポンプ２８Ａは、貯湯タンク２５に貯留された水を汲み上げると共に、貯湯タンク２５から太陽熱温水器３に供給する水量を制御する。吸収ポンプ２８Ｂは、貯湯タンク２５に貯湯された温水を汲み上げると共に、貯湯タンク２５から熱源利用設備４に供給する温水量を制御する。

【0059】

流量計２９は、流路Ｒ３を流れる温水の流量、すなわち、太陽熱温水器３によって生成された温水の生成量を測定する。

【0060】

制御盤３６はこうした被制御装置を制御することで、温水の生成及び温水の貯湯を行うと共に、各々の被制御装置から情報を取得することで、温水の生成及び温水の貯湯に関する状態を把握する。

【0061】

なお、制御盤３６が把握する温水の生成及び温水の貯湯に関する状態には、太陽熱温水器３によって生成された過去の温水の生成量と温度、及び太陽熱温水器３が設置された建物２における過去の温水の利用量も含まれる。

【0062】

制御装置６は制御盤３６と電気的に接続される。制御装置６は制御盤３６を制御することで、制御盤３６を通じて温水の生成及び温水の貯湯を行うと共に、制御盤３６を通じて温水の生成及び温水の貯湯に関する状態を把握する。

【0063】

また、制御装置６はエアコン５と電気的に接続され、エアコン５の電源のオンオフ制御、冷暖房の切り替え、及び冷暖房における設定温度や風量の制御を行う。

【0064】

更に、制御装置６は、それぞれ被制御装置の一例である弁２３Ｃ、弁２３Ｄ、冷却水ポンプ２８Ｃ、循環ポンプ３４Ａ、循環ポンプ３４Ｂ、及び給水ポンプ３４Ｃと電気的に接続され、各々の被制御装置を制御する。

【0065】

弁２３Ｃは、貯湯タンク２５から吸収冷温水機３０Ａに供給する温水量を制御する。弁２３Ｄは、貯湯タンク２５から温水式暖房装置３１Ａに供給する温水量を制御する。

【0066】

冷却水ポンプ２８Ｃは、吸収冷温水機３０Ａで生成された水蒸気を冷却する冷却水の循環量を制御する。

【0067】

循環ポンプ３４Ａは、パイプ３３Ａを循環する温水又は冷水の循環量を制御する。パイプ３３Ａにおける温水又は冷水の循環量に応じて建物２内の温度が変化することから、循環ポンプ３４Ａは、吸収冷温水機３０Ａによる冷暖房の温度制御を行っているとも言える。循環ポンプ３４Ｂは、パイプ３３Ｂを循環する温水の循環量を制御する。パイプ３３Ｂにおける温水の循環量に応じて建物２内の温度が変化することから、循環ポンプ３４Ｂは、温水式暖房装置３１Ａによる暖房の温度制御を行っているとも言える。給水ポンプ３４Ｃは、予熱が行われる水道水の供給量を制御する。

【0068】

制御装置６はこうした被制御装置を制御することで、熱源利用設備４を用いた空調制御、及び給湯に用いられる水道水の予熱制御を行う。

【0069】

更に、制御装置６は、温水の生成及び温水の貯湯に関する状態、及び熱源利用設備４の利用に関する情報を含んだ需給状態を、時系列に沿って記録した履歴テーブル４０を生成する。

【0070】

図２は、履歴テーブル４０の一例を示す図である。履歴テーブル４０は少なくとも１つの履歴情報を含み、各々の履歴情報には、それぞれＩＤ、日付、天候、日照時間、時刻、気温、湿度、生成量、温度、及び利用量が対応付けられている。

【0071】

ＩＤは、履歴情報を識別するための識別子であり、各々の履歴情報に対して一意に設定される。

【0072】

日付は、履歴情報によって表される需給状態が発生した日付を表す。

【0073】

天候は、履歴情報によって表される需給状態が発生した日の天候を表す。天候は、例えば外部装置９から取得した気象情報に基づいて設定されるが、制御システム１のシステム管理者が設定してもよい。

【0074】

日照時間は、履歴情報によって表される需給状態が発生した日における太陽熱温水器３周辺の日照時間を表す。日照時間は、例えば日照計２１によって測定された値が用いられる。日照計２１が備えられていない場合、例えば太陽熱温水器３の設置場所の地域における日照時間を外部装置９から取得して設定すればよい。

【0075】

時刻は、日付によって表された日の時間帯を表す。履歴テーブル４０の例では、１日を１時間毎に分割した各時間帯の開始時刻が設定されている。すなわち、“０：００”は０時から１時未満までの時間帯を表す。なお、時刻が表す時間帯は１時間単位に限らず、例えば１０秒単位、１分単位、及び１５分単位等、何れの長さであってもよい。

【0076】

気温は、履歴情報によって表される需給状態が発生した日の各時刻に対応した時間帯における平均気温を表す。なお、平均気温に加えて、又は平均気温に代えて、当該時間帯における最高気温や最低気温を設定してもよい。

【0077】

湿度は、履歴情報によって表される需給状態が発生した日の各時刻に対応した時間帯における平均湿度を表す。なお、平均湿度に加えて、又は平均湿度に代えて、当該時間帯における最高湿度や最低湿度を設定してもよい。

【0078】

気温及び湿度は、例えば太陽熱温水器３の設置場所の地域における気象情報を外部装置９から取得することで設定されるが、太陽熱温水器３の周辺に設置した温度計や湿度計の測定値を用いてもよい。

【0079】

生成量は、各時刻に対応した時間帯において、太陽熱温水器３が生成した温水の生成量を表す。温水の生成量は、例えば流量計２９によって測定された値が用いられる。

【0080】

温度は、各時刻に対応した時間帯において、太陽熱温水器３が生成した温水の温度を表す。温水の温度は、例えば温度センサ２２Ａによって測定された値が用いられる。

【0081】

利用量は、各時刻に対応した時間帯において、熱源利用設備４が貯湯タンク２５から利用した温水量を表す。図２の例では、１つの熱源利用設備４の利用量が示されているが、熱源利用設備４が複数存在する場合には、熱源利用設備４毎に利用量が記録される。

【0082】

温水の利用量は、例えば吸収ポンプ２８Ｂによる貯湯タンク２５からの温水の汲み上げ力や、弁２３Ｃ及び弁２３Ｄの開閉量を用いて算出される値が用いられる。なお、流量計を追加し、当該追加した流量計によって測定された値を熱源利用設備４における温水の利用量としてもよいことは言うまでもない。

【0083】

上記で説明した制御装置６は、例えばコンピュータ１０を用いて構成される。図３は、制御装置６における電気系統の要部構成例を示す図である。

【0084】

コンピュータ１０は、制御装置６の処理を担うプロセッサの一例であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１、コンピュータ１０の起動処理を行う起動プログラム（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ：ＢＩＯＳ）を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ＣＰＵ１１の一時的な作業領域として使用されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３、不揮発性メモリ１４、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）１５を備える。ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４、及びＩ／Ｏ１５はバス１６を介して各々接続されている。

【0085】

不揮発性メモリ１４は、不揮発性メモリ１４に供給される電力が遮断されても記憶した情報が維持される記憶装置の一例であり、例えば半導体メモリが用いられるがハードディスクを用いてもよい。したがって、不揮発性メモリ１４には、例えばコンピュータ１０を制御装置６として機能させる制御プログラムが記憶される。なお、不揮発性メモリ１４は、必ずしもコンピュータ１０に内蔵されている必要はなく、例えばメモリカードのようにコンピュータ１０に着脱される記憶装置であってもよい。

【0086】

Ｉ／Ｏ１５には、例えば通信ユニット１７、入力ユニット１８、及び出力ユニット１９が接続される。

【0087】

通信ユニット１７はインターネット８に接続され、遠隔制御サーバ７、及び外部装置９とそれぞれ通信を行う通信プロトコルを備える。また、通信ユニット１７は、エアコン５及び制御盤３６とそれぞれ通信を行う通信プロトコルを備える。

【0088】

入力ユニット１８は、需要家の指示を受け付けてＣＰＵ１１に通知する装置であり、例えば各種ボタンが含まれる。

【0089】

出力ユニット１９は、電気的に接続された被制御装置に対して制御信号を出力する装置である。

【0090】

なお、Ｉ／Ｏ１５に接続されるユニットは、通信ユニット１７、入力ユニット１８、及び出力ユニット１９に限定されない。例えばＣＰＵ１１によって処理された各種情報を表示する表示ユニットをＩ／Ｏ１５に接続してもよい。表示ユニットにおける各種情報の表示手段には、例えばＬＥＤや、液晶ディスプレイ、及び有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイといった表示デバイスが用いられる。

【0091】

次に、制御システム１の動作について説明する。図４は、夏季の期間において制御装置６が遠隔制御サーバ７から電力ひっ迫警報を受信した場合に、制御装置６のＣＰＵ１１で実行されるＤＲ制御処理の一例を示すフローチャートである。ＤＲ制御処理を規定する制御プログラムは、例えば制御装置６の不揮発性メモリ１４に予め記憶されている。制御装置６のＣＰＵ１１は、不揮発性メモリ１４に記憶される制御プログラムを読み込み、図４に示すＤＲ制御処理を実行する。

【0092】

なお、本開示における夏季とは、例えば冷房が用いられると想定される予め定めた期間を指す。具体的には、例えば７月から９月までが夏季に相当するが、これに限定されず、実際の気象状況に応じて夏季の期間が設定される。図４に示すＤＲ制御処理が開始される前、建物２ではエアコン５による冷房が行われているものとする。

【0093】

ステップＳ１０において、ＣＰＵ１１は通信ユニット１７を制御して、エアコン５に対して運転停止指示を送信し、エアコン５による冷房を停止する。

【0094】

ステップＳ２０において、エアコン５の代わりに熱源利用設備４による代替運転によって冷房が行われるように、貯湯タンク２５から熱源利用設備４に供給する温水の供給系統と温水量を制御する。一例として、ＣＰＵ１１は、弁２３Ｃを開いたうえで吸収ポンプ２８Ｂを稼働させ、貯湯タンク２５から吸収冷温水機３０Ａに温水を供給することで建物２の冷房を行い、ＤＲ制御処理を終了する。

【0095】

すなわち、ＣＰＵ１１は、電力利用設備５で行っていた動作を停止させ、停止した動作を熱源利用設備４によって代替させるように熱源利用設備４に供給する温水の供給系統と温水量を制御する。熱源利用設備４と電力利用設備５で同じ動作を行う場合、電力利用設備５による動作の方が、熱源利用設備４による動作よりも消費電力量が大きくなる。したがって、電力ひっ迫状況における建物２全体の消費電力量を、電力利用設備５だけで目的の動作を行う場合と比較して低減することができ、電力需要の低減に貢献することができる。

【0096】

なお、ＣＰＵ１１は、電力利用設備５で行っていた動作ではないが、例えば給湯予熱用熱交換器３２による水の予熱のように、電力ひっ迫状況における建物２全体の消費電力量を低減させる効果がある動作を開始してもよい。

【0097】

上記ではエアコン５による冷房を吸収冷温水機３０Ａによって代替させる例について説明したが、例えばエアコン５で除湿が行われている場合には、エアコン５の代わりに熱源利用設備４によって除湿が行われるように、ＣＰＵ１１は、例えば貯湯タンク２５からデシカント空調機に温水を供給し、デシカント空調機に対して除湿を行う制御を行えばよい。すなわち、ＣＰＵ１１は、電力利用設備５によって行われている動作に応じて、稼働させる熱源利用設備４を選択する。

【0098】

なお、遠隔制御サーバ７から電力ひっ迫警報を受け付けていない場合、ＣＰＵ１１は、貯湯タンク２５のヒーター２６の電源をオンして、貯湯タンク２５に貯湯されている温水の温度を上昇させたり、水を沸かして貯湯タンク２５内の温水量を増加させたりしてもよい。こうして得られた貯湯タンク２５内の温水は熱源利用設備４による冷房及び除湿に利用できるため、電力ひっ迫状況において、より長く熱源利用設備４を使用することが可能になり、夏季の電力ひっ迫状況における電力需要の低減要請に対して、更に貢献することができる。

【0099】

また、例えば建物２内に、太陽光発電によって発電された電力を蓄積する蓄電池がある場合、ＣＰＵ１１は、蓄電池に蓄電された余剰電力を用いて、ヒーター２６による温水の温度調整を実行してもよい。

【0100】

次に、冬季における制御装置６でのＤＲ制御処理について説明する。図５は、冬季の期間において制御装置６が遠隔制御サーバ７から電力ひっ迫警報を受信した場合に、制御装置６のＣＰＵ１１で実行されるＤＲ制御処理の一例を示すフローチャートである。ＤＲ制御処理を規定する制御プログラムは、例えば制御装置６の不揮発性メモリ１４に予め記憶されている。制御装置６のＣＰＵ１１は、不揮発性メモリ１４に記憶される制御プログラムを読み込み、図５に示すＤＲ制御処理を実行する。

【0101】

本開示における冬季とは、例えば暖房が用いられると想定される予め定めた期間を指す。具体的には、例えば１２月から２月までが冬季に相当するが、これに限定されず、実際の気象状況に応じて冬季の期間が設定される。図５に示すＤＲ制御処理が開始される前、建物２ではエアコン５による暖房が行われているものとする。

【0102】

ステップＳ５０において、ＣＰＵ１１は通信ユニット１７を制御して、エアコン５に対して運転停止指示を送信し、エアコン５による暖房を停止する。

【0103】

ステップＳ６０において、エアコン５の代わりに熱源利用設備４による代替運転によって暖房が行われるように、貯湯タンク２５から熱源利用設備４に供給する温水の供給系統と温水量を制御する。一例として、ＣＰＵ１１は、弁２３Ｃを開いたうえで吸収ポンプ２８Ｂを稼働させ、貯湯タンク２５から吸収冷温水機３０Ａに温水を供給することで建物２の暖房を行い、ＤＲ制御処理を終了する。当然のことながら、ＣＰＵ１１は、温水式暖房装置３１Ａやラジエーター３１Ｂに温水を供給して建物２の暖房を行ってもよい。また、給湯予熱用熱交換器３２による水の予熱を行ってもよい。

【0104】

上記ではエアコン５による暖房を吸収冷温水機３０Ａ、温水式暖房装置３１Ａ、及びラジエーター３１Ｂの少なくとも１つによって代替させる例について説明したが、例えばエアコン５で加湿が行われている場合には、エアコン５の代わりに熱源利用設備４によって除湿が行われるように、ＣＰＵ１１は、例えば貯湯タンク２５からデシカント空調機に温水を供給して、デシカント空調機に対して加湿を行う制御を行えばよい。

【0105】

なお、遠隔制御サーバ７から電力ひっ迫警報を受け付けていない場合、ＣＰＵ１１は、冬季においても貯湯タンク２５のヒーター２６の電源をオンして、貯湯タンク２５に貯湯されている温水の温度を上昇させたり、水を沸かして貯湯タンク２５内の温水量を増加させたりしてもよい。こうして得られた貯湯タンク２５内の温水は熱源利用設備４による暖房及び加湿に利用できるため、電力ひっ迫状況において、より長く熱源利用設備４を使用することが可能になり、冬季の電力ひっ迫状況における電力需要の低減要請に対して、更に貢献することができる。

【0106】

＜電力ひっ迫に備えたＤＲ制御処理＞
ここまで、電力ひっ迫警報を受信した場合における制御装置６でのＤＲ制御処理について説明した。電力ひっ迫警報は、電力のひっ迫が認められる場合に発令される警報であるため、電力ひっ迫警報が発令された場合には、すでに電力がひっ迫状況にあることになる。すなわち、上記に示した制御装置６でのＤＲ制御処理は、電力が既にひっ迫している状況下で行うＤＲ制御処理の一例である。

【0107】

以降では、電力ひっ迫警報が発令される前に、制御装置６が電力需給の変化に基づいて電力ひっ迫状況の有無を推定し、電力ひっ迫状況が発生すると推定される場合、電力ひっ迫期間における建物２全体の消費電力量を低減させる例について説明する。

【0108】

図６は、電力ひっ迫警報が発令されていない通常期間において、制御装置６のＣＰＵ１１で実行されるＤＲ制御処理の一例を示すフローチャートである。ＤＲ制御処理を規定する制御プログラムは、例えば制御装置６の不揮発性メモリ１４に予め記憶されている。制御装置６のＣＰＵ１１は、不揮発性メモリ１４に記憶される制御プログラムを読み込み、図６に示すＤＲ制御処理を実行する。

【0109】

ステップＳ１００において、ＣＰＵ１１は、電力の売買を行う電力取引所が提供する卸電力取引市場での市場取引価格を外部装置９から取得する。

【0110】

供給される電力に対して需要が上回れば電力の市場取引価格は上昇し、供給される電力に対して需要が下回れば電力の市場取引価格は下落する。このように、電力需給の変化は市場取引価格の変動と相関関係がある。したがって、市場取引価格にどのような変化が現れると、いつどれだけの期間に亘って電力ひっ迫警報が発令されたのかといった、過去における電力の市場取引価格の変化と電力ひっ迫期間との関係を学習した予測モデルが生成可能となる。

【0111】

ステップＳ１１０において、ＣＰＵ１１は、こうした予測モデルを用いて、ステップＳ１００で取得した電力の市場取引価格の変動状況から、将来的に電力ひっ迫状況が発生するか否かを推定する。

【0112】

ステップＳ１２０において、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１０で得られた推定結果が、電力ひっ迫状況が発生するという推定結果であったか否かを判定する。電力ひっ迫状況が発生すると推定された場合にはステップＳ１３０に移行する。この場合、ＣＰＵ１１は、電力ひっ迫状況の発生に備えて、建物２全体の消費電力量を低減させる。

【0113】

そのために、ステップＳ１３０において、ＣＰＵ１１は、推定される電力ひっ迫期間における気象情報を外部装置９から取得する。

【0114】

ステップＳ１４０において、ＣＰＵ１１は、電力ひっ迫状況が発生するまでに貯湯タンク２５に貯湯される温水量及び温水の温度を推定する。そのため、ＣＰＵ１１は、現時点で貯湯タンク２５に貯湯されている温水量と温水の温度を取得する。そのうえで、ＣＰＵ１１は、電力ひっ迫状況が発生するまでの期間に太陽熱温水器３によって新たに生成される温水の生成量と温度を推定して、電力ひっ迫状況が発生するまでに貯湯タンク２５に貯湯される温水量及び温水の温度を推定する。電力ひっ迫状況が発生するまでの期間に太陽熱温水器３によって新たに生成される温水の生成量と温度の推定には、例えば太陽熱温水器３によって生成された天候別、かつ、時間帯毎の温水の平均生成量及び平均温度を用いればよい。太陽熱温水器３によって生成された天候別、かつ、時間帯毎の温水の平均生成量及び平均温度は、例えば履歴テーブル４０の履歴情報から得られる。

【0115】

ステップＳ１５０において、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１３０で取得した、電力ひっ迫期間における気象情報と、電力ひっ迫期間を表す日時の組み合わせにそれぞれ対応した履歴情報を取得する。なお、「日時」とは日付と時刻で構成された値である。ＣＰＵ１１は、取得した履歴情報から、電力ひっ迫期間における気象情報と、電力ひっ迫期間を表す日時の組み合わせにそれぞれ対応した、太陽熱温水器３による温水の生成量と温度、及び熱源利用設備４における温水の利用量を取得する。

【0116】

電力ひっ迫期間における気象情報と電力ひっ迫期間を表す日時の組み合わせにそれぞれ対応した、太陽熱温水器３による温水の生成量と温度、及び熱源利用設備４における温水の利用量とは、電力ひっ迫期間の天候及び日時と同じ天候及び年違いの日時において、太陽熱温水器３によって生成された過去の温水の生成量と温度、及び熱源利用設備４における温水の利用量のことを表す。具体的には、推定される電力ひっ迫期間の天候及び日時が、晴れの日の１１月１日１６：００～１１月１日１９：００であれば、過去の各年における１１月１日１６：００～１１月１日１９：００の履歴情報のうち、天候が晴れと記録されている履歴情報に含まれる温水の生成量、温度、及び利用量のことである。説明の便宜上、電力ひっ迫期間の天候及び日時と同じ天候及び日時を有する過去の期間を「対応期間」という。

【0117】

季節及び時間帯が同じであることから、電力ひっ迫期間において太陽熱温水器３によって生成される温水の生成量及び温度は、対応期間において太陽熱温水器３によって生成された温水の生成量及び温度と類似する傾向を示す。

【0118】

したがって、ステップＳ１６０において、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１５０で取得した、対応期間での太陽熱温水器３による温水の生成量及び温度を用いて、電力ひっ迫期間に太陽熱温水器３が生成する温水の生成量及び温度を推定する。

【0119】

同様に、季節及び時間帯が同じであることから、電力ひっ迫期間において使用される熱源利用設備４の種類、及び各々の熱源利用設備４における温水の利用量は、対応期間において使用された熱源利用設備４の種類、及び各々の熱源利用設備４における温水の利用量と類似する傾向を示す。

【0120】

したがって、ステップＳ１７０において、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１５０で取得した、対応期間での各々の熱源利用設備４における温水の利用量を用いて、電力ひっ迫期間に各々の熱源利用設備４が利用する温水の利用量を推定する。

【0121】

なお、熱源利用設備４における温水の利用量は、熱源利用設備４に供給される温水の温度によっても変化する。したがって、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１４０で推定した、電力ひっ迫状況が発生するまでに貯湯タンク２５に貯湯される温水量及び温水の温度と、ステップＳ１６０で推定した、電力ひっ迫期間に太陽熱温水器３が生成する温水の生成量及び温度から、電力ひっ迫期間において熱源利用設備４に供給される温水の温度を推定し、推定した温水の温度を用いて、熱源利用設備４における温水の利用量を補正してもよい。

【0122】

以上により、電力ひっ迫期間に使用される熱源利用設備４の種類と、各々の熱源利用設備４が利用する温水の利用量が得られる。

【0123】

したがって、ステップＳ１８０において、ＣＰＵ１１は、使用される熱源利用設備４の種類と温水の利用量の推定結果にあわせて、推定した電力ひっ迫期間に熱源利用設備４に供給する温水の供給系統と温水量を制御する。

【0124】

なお、貯湯タンク２５に貯湯される温水量が、電力ひっ迫期間に各々の熱源利用設備４によって利用される温水の利用量に満たない場合、ＣＰＵ１１は、貯湯タンク２５のヒーター２６の電源をオンして、貯湯タンク２５内の温水量を増加させてもよい。

【0125】

一方、ステップＳ１２０の判定処理において、ステップＳ１１０で得られた推定結果が、電力ひっ迫状況が発生しないという推定結果である場合にはステップＳ１９０に移行する。

【0126】

この場合、電力会社の供給電力に余裕があることを示している。したがって、ステップＳ１９０において、ＣＰＵ１１は、貯湯タンク２５のヒーター２６の電源をオンして、貯湯タンク２５に貯湯されている温水の温度を上昇させたり、水を沸かして貯湯タンク２５内の温水量を増加させたりする。こうして得られた貯湯タンク２５内の温水を電力ひっ迫状況で熱源利用設備４に利用すれば、電力ひっ迫状況において、より長く熱源利用設備４を使用することが可能になり、電力ひっ迫状況における電力需要の低減要請に対して、更に貢献することができる。

【0127】

以上により、図６に示した電力ひっ迫警報が発令されていない通常期間におけるＤＲ制御処理を終了する。なお、ステップＳ１１０では電力の市場取引価格の変動状況から電力ひっ迫状況が発生するか否かを推定したが、当該推定に対して気象情報を加味してもよい。気温の変化及び湿度の変化に応じて、電力利用設備の稼働状況も変化するためである。

【0128】

以上、実施形態を用いて制御システム１の一態様について説明したが、開示した制御システム１の形態は一例であり、制御システム１の形態は実施形態に記載の範囲に限定されない。本開示の要旨を逸脱しない範囲で実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、当該変更又は改良を加えた形態も開示の技術的範囲に含まれる。

【0129】

また、本開示では、一例として図４～図６に示したＤＲ制御処理をソフトウェアで実現する形態について説明した。しかしながら、図４～図６に示した各フローチャートと同等の処理を、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）に実装し、ハードウェアで処理させるようにしてもよい。この場合、ＤＲ制御処理をソフトウェアで実現した場合と比較して処理の高速化が図られる。

【0130】

このように、制御装置６のＣＰＵ１１を例えばＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、及びＦＰＵ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ Ｕｎｉｔ）といった特定の処理に特化した専用のプロセッサに置き換えてもよい。

【0131】

また、制御装置６は、１つのＣＰＵ１１によって実現される形態の他、複数のＣＰＵ１１、又はＣＰＵ１１とＦＰＧＡとの組み合わせというように、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせで実行してもよい。

【0132】

実施形態では、制御装置６の不揮発性メモリ１４に制御プログラムが記憶されている例について説明したが、制御プログラムの記憶先は不揮発性メモリ１４に限定されない。本開示の制御プログラムは、コンピュータ１０で読み取り可能な記憶媒体に記録された形態で提供することも可能である。例えば制御プログラムをＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ－Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ－Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）のような光ディスクに記録した形態で提供してもよい。また、制御プログラムを、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ及びメモリカードのような可搬型の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。ＲＯＭ１２、不揮発性メモリ１４、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢ、及びメモリカードは非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記憶媒体の一例である。

【0133】

更に、制御装置６は、インターネット８に接続された外部装置９から制御プログラムをダウンロードし、ダウンロードした制御プログラムを不揮発性メモリ１４に記憶してもよい。この場合、制御装置６のＣＰＵ１１は、外部装置９からダウンロードした制御プログラムを読み込んでＤＲ制御処理を実行する。

【0134】

上記に示した実施形態に関し、以下の付記を開示する。

【0135】

（付記項１）
太陽光によって温水を生成する太陽熱温水器と、
前記太陽熱温水器で生成された温水を熱源として利用する熱源利用設備と、
電力を利用して、前記熱源利用設備が稼働した場合に得られる効果と同じ効果が得られる電力利用設備と、
を含む制御システムに対して、
電力の予備率が予め定めた値まで低下するような状況である電力のひっ迫状況が発生した場合、前記電力利用設備の代わりに前記太陽熱温水器で生成された温水を用いて前記熱源利用設備を稼働させるように温水の供給系統と温水量を制御する処理をコンピュータが実行する制御方法。

【0136】

（付記項２）
前記熱源利用設備が、温水を熱源として利用して冷暖房、湿度調整、及び給湯に用いられる水の温度調整の少なくとも１つの動作を行う設備であり、
前記電力利用設備が、電力を利用して冷暖房、湿度調整、及び給湯に用いられる水の温度調整の少なくとも１つの動作を行う設備である
付記項１に記載の制御方法。

【0137】

（付記項３）
電力のひっ迫状況が夏季に発生した場合、前記電力利用設備による冷房及び除湿の少なくとも１つの動作を停止し、停止した動作を前記熱源利用設備によって代替させるように前記熱源利用設備に供給する温水の供給系統と温水量を制御すると共に、電力のひっ迫状況が発生していない夏季の期間に、前記太陽熱温水器で生成された温水の温度を上昇させるように前記電力利用設備に対して温水の温度調整を実行させる制御をコンピュータが実行する
付記項２に記載の制御方法。

【0138】

（付記項４）
電力のひっ迫状況が冬季に発生した場合、前記電力利用設備による暖房及び加湿の少なくとも１つの動作を停止し、停止した動作を前記熱源利用設備によって代替させるように前記熱源利用設備に供給する温水の供給系統と温水量を制御すると共に、電力のひっ迫状況が発生していない冬季の期間に、前記太陽熱温水器で生成された温水の温度を上昇させるように前記電力利用設備に対して温水の温度調整を実行させる制御をコンピュータが実行する
付記項２に記載の制御方法。

【0139】

（付記項５）
電力の市場取引価格の変動から今後の電力のひっ迫状況の有無を推定し、
電力のひっ迫状況が発生すると推定される場合、
電力のひっ迫期間の開始までに貯湯タンクに貯湯される温水の温水量及び温度と、
記憶装置にそれぞれ予め記憶されている、前記太陽熱温水器によって生成された過去の温水の生成量と温度、及び前記熱源利用設備における過去の温水の利用量を用いて、前記ひっ迫期間において前記熱源利用設備に供給する温水の供給系統と温水量を制御する処理をコンピュータが実行する
付記項１～付記項４の何れか１つに記載の制御方法。

【0140】

（付記項６）
前記太陽熱温水器によって生成される温水の生成量と温度、及び前記熱源利用設備における温水の利用量は、日時情報と、日照時間、温度、及び湿度を含む気象情報と対応付けられて前記記憶装置に記憶されており、
前記ひっ迫期間における前記気象情報を取得し、
取得した前記気象情報と前記ひっ迫期間の日時の組み合わせにそれぞれ対応する前記太陽熱温水器による温水の生成量と温度、及び前記熱源利用設備における温水の利用量を前記記憶装置から取得し、
取得した前記太陽熱温水器による温水の生成量と温度を用いて、前記ひっ迫期間に前記太陽熱温水器によって生成される温水の生成量及び温度を推定すると共に、取得した前記熱源利用設備における温水の利用量を用いて、前記ひっ迫期間に前記熱源利用設備において利用される温水の利用量を推定し、
前記ひっ迫期間の開始までに前記貯湯タンクに貯湯される温水の温水量及び温度と、前記ひっ迫期間に前記太陽熱温水器によって生成されると推定された温水の生成量及び温度と、前記ひっ迫期間に前記熱源利用設備において利用されると推定された温水の利用量を用いて、前記ひっ迫期間において前記熱源利用設備に供給する温水の供給系統と温水量を制御する処理をコンピュータが実行する
付記項５に記載の制御方法。

【0141】

（付記項７）
太陽光によって温水を生成する太陽熱温水器と、
前記太陽熱温水器で生成された温水を熱源として利用する熱源利用設備と、
電力を利用して、前記熱源利用設備が稼働した場合に得られる効果と同じ効果が得られる電力利用設備と、
を備えた建物におけるＤＲ制御処理を実行するようにコンピュータによって実行可能なプログラムを記憶した非一時的記憶媒体であって、
前記ＤＲ制御処理が、電力の予備率が予め定めた値まで低下するような状況である電力のひっ迫状況が発生した場合、前記電力利用設備の代わりに前記太陽熱温水器で生成された温水を用いて前記熱源利用設備を稼働させるように温水の供給系統と温水量を制御する制御ステップ
を含む非一時的記憶媒体。

【符号の説明】

【0142】

１ 制御システム
２ 建物
３ 太陽熱温水器
４ 熱源利用設備
５ エアコン
５ 電力利用設備
６ 制御装置
７ 遠隔制御サーバ
８ インターネット
９ 外部装置
１０ コンピュータ
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 不揮発性メモリ
１５ Ｉ／Ｏ
１６ バス
１７ 通信ユニット
１８ 入力ユニット
１９ 出力ユニット
２１ 日照計
２２Ａ～２２Ｅ 温度センサ
２３Ａ～２３Ｅ 弁
２５ 貯湯タンク
２６ ヒーター
２７ 膨張タンク
２８Ａ 集熱ポンプ
２８Ｂ 吸収ポンプ
２８Ｃ 冷却水ポンプ
２９ 流量計
３０ 熱源利用空調機
３０Ａ 吸収冷温水機
３１ 暖房用熱交換器
３１Ａ 温水式暖房装置
３１Ｂ ラジエーター
３２ 給湯予熱用熱交換器
３３Ａ～３３Ｃ パイプ
３４Ａ、３４Ｂ 循環ポンプ
３４Ｃ 給水ポンプ
３５ 冷却塔
３６ 制御盤
４０ 履歴テーブル
Ｒ１～Ｒ１２ 流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】