特許ウォッチ

公開番号2024087629
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-01
出願番号2022202559
出願日2022-12-19
発明の名称ヒートポンプ給湯機
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人高田・高橋国際特許事務所
主分類F24H 4/02 20220101AFI20240624BHJP(加熱;レンジ;換気)
要約【課題】昼間の沸き上げを主とする場合に、天気情報の取得を不要とすることでイニシャルコストを抑えつつも太陽光余剰電力活用の最大化を行い、使用者が負担するランニングコストを最小化できるヒートポンプ給湯機を提供する。
【解決手段】本開示に係るヒートポンプ給湯機は、水を加熱するヒートポンプサイクルと、貯湯タンクと、ヒートポンプサイクルにより加熱された湯を貯湯タンクに流入させる沸き上げ運転を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、予め設定された昼間時間帯における沸き上げ湯量を取得し、取得した沸き上げ湯量に基づいて沸き上げ運転を実施する沸き上げ時間を算出し、算出した沸き上げ時間の中間時刻が、昼間時間帯の開始時刻と終了時刻の中間時刻と一致するように、沸き上げ運転の開始タイミングを制御する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
水を加熱するヒートポンプサイクルと、
貯湯タンクと、
前記ヒートポンプサイクルにより加熱された湯を前記貯湯タンクに流入させる沸き上げ運転を制御する制御装置と、
を備えるヒートポンプ給湯機であって、
前記制御装置は、予め設定された昼間時間帯における沸き上げ湯量を取得し、取得した前記沸き上げ湯量に基づいて前記沸き上げ運転を実施する沸き上げ時間を算出し、算出した前記沸き上げ時間の中間時刻が、前記昼間時間帯の開始時刻と終了時刻の中間時刻と一致するように、前記沸き上げ運転の開始タイミングを制御するヒートポンプ給湯機。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記昼間時間帯を、太陽光発電による余剰電力利用促進のために規定される主沸き上げ時間帯と一致させた請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
前記制御装置は、前記ヒートポンプ給湯機が１日に使用する消費電力量の５０％以上を前記昼間時間帯に消費するように、前記沸き上げ運転の開始タイミングを制御する請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項４】
前記制御装置は、１日の沸き上げ熱量の５０％以上を前記昼間時間帯に沸き上げるように、前記沸き上げ運転の開始タイミングを制御する請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項５】
請求項１に記載のヒートポンプ給湯機であって、
前記ヒートポンプ給湯機が使用する電力料金の時間単価が他の時間帯と比べて安い安価時間帯が前記昼間時間帯であり、かつ、太陽光発電による余剰電力利用促進のために規定される主沸上げ時間帯と、前記安価時間帯とが合致しない場合において、
前記制御装置は、前記安価時間帯と前記主沸上げ時間帯とが重複する時間帯内で、かつ、前記安価時間帯の中間時刻を中心に、前記ヒートポンプ給湯機が１日に使用する消費電力量の５０％以上を使用するように、前記沸き上げ時間を変更するヒートポンプ給湯機。
【請求項６】
請求項１に記載のヒートポンプ給湯機であって、
前記ヒートポンプ給湯機が使用する電力料金の時間単価が他の時間帯と比べて安い安価時間帯が前記昼間時間帯であり、太陽光発電による余剰電力利用促進のために規定される主沸上げ時間帯と、前記安価時間帯とが合致しない場合において、
前記制御装置は、前記安価時間帯と前記主沸上げ時間帯とが重複する時間帯内で、かつ、前記安価時間帯の中間時間を中心に、１日の沸上げ熱量の５０％以上を沸上げるように、前記沸き上げ時間を変更するヒートポンプ給湯機。
【請求項７】
南中時刻を入力する南中時刻入力手段をさらに備え、
前記制御装置は、前記沸き上げ時間の前記中間時刻が、前記南中時刻入力手段により入力された南中時刻と一致するように、前記沸き上げ運転の開始タイミングを制御する請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項８】
電力会社の地域情報に基づき、前記ヒートポンプ給湯機が設置された地域の南中時刻を使用者に報知する報知手段をさらに備える請求項７に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項９】
前記ヒートポンプ給湯機が設置された地域情報を入力する地域情報入力手段と、
カレンダー情報を入力するカレンダー情報入力手段と、を備え、
前記制御装置は、前記ヒートポンプ給湯機に予め記憶された南中時刻情報の中から、前記地域情報入力手段により入力された前記地域情報と前記カレンダー情報入力手段により入力された前記カレンダー情報とに対応する南中時刻情報を抽出し、
前記制御装置が抽出した前記南中時刻情報を南中時刻として使用者に報知する報知手段をさらに備える請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項１０】
電力会社の地域情報に基づき、前記ヒートポンプ給湯機が設置された地域の南中時刻を取得する南中時刻取得手段を備え、
前記制御装置は、前記南中時刻取得手段が取得した前記南中時刻と前記昼間時間帯の前記中間時刻との差が、予め設定した所定時間以上である場合は、前記昼間時間帯の前記中間時刻を前記南中時刻に変更する請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ヒートポンプ給湯機に関し、より詳しくは、太陽光自家消費促進型給湯機に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１～３には、電力の買電、売電を含めたコストを最小化するように夜間と昼間の沸き上げ比率を変更するヒートポンプ給湯機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－０７０１２９号公報
特許第７１３２５５２号公報
特開２０１７－００９２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたヒートポンプ給湯機は、太陽光発電装置で発電した電力を活用することを目的としている。このため、ヒートポンプ給湯機は、日中は夜間に比べて電気料金が高い夜蓄給湯機向けの電気料金メニューに加入していることを前提としている。使用者のコストを最小化するためには、太陽光の発電時は給湯機を昼に沸き上げるよう制御し、曇りや雨などによって太陽光による発電が見込めないときには沸き上げを停止しなくてはならない。そのため、一日の日照時間のうちで、晴れ→曇り→晴れのように天気が変動する場合、発電電力をできる限り余剰なく活用するにはヒートポンプユニットを発停させなくてはならず、発停によるロスが増える傾向にある。発停によるロスを避けるために、１日のうちの発停回数を制限すると、余剰電力活用を最大化できない。また、天気情報を取得するためには、給湯機とは別途、情報収集ユニットを購入する必要があり、ランニングコストだけでなくイニシャルコストも高くなる。
【０００５】
本開示は、上述のような課題を解決するためになされた。本開示の目的は、昼間の沸き上げを主とする場合に、天気情報の取得を不要とすることでイニシャルコストを抑えつつも太陽光余剰電力活用の最大化を行い、使用者が負担するランニングコストを最小化できるヒートポンプ給湯機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係るヒートポンプ給湯機は、水を加熱するヒートポンプサイクルと、貯湯タンクと、ヒートポンプサイクルにより加熱された湯を貯湯タンクに流入させる沸き上げ運転を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、予め設定された昼間時間帯における沸き上げ湯量を取得し、取得した沸き上げ湯量に基づいて沸き上げ運転を実施する沸き上げ時間を算出し、算出した沸き上げ時間の中間時刻が、昼間時間帯の開始時刻と終了時刻の中間時刻と一致するように、沸き上げ運転の開始タイミングを制御する。
【発明の効果】
【０００７】
一般的に、日照量は南中時刻付近でピークを有するが、本開示によれば、沸き上げ時間の中間時刻が結果的に南中時刻と近くなるようなタイミングで沸き上げ運転が実施されるので、余剰電力活用量の効果を拡大することができる。しかも、天気情報を取得するための情報収集ユニットを購入する必要がないので、使用者が負担するイニシャルコスト及びランニングコストを最小化できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１によるヒートポンプ給湯機の構成を示す模式図である。
実施の形態１によるヒートポンプ給湯機が設置された建物の模式的な断面図である。
（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、実施の形態１において制御装置により制御される沸き上げ運転の開始タイミングを夫々示す図である
（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、実施の形態１における太陽光発電電力と宅内消費電力のトレンドを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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、説明を簡略化または省略する。以下の説明において、「水」、「湯」、「温水」、「湯水」等の記載は、原則として、液体の水を意味し、冷水から熱湯までもが含まれうるものとする。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１によるヒートポンプ給湯機ＨＤを示す図である。ヒートポンプ給湯機ＨＤは、後述する太陽光自家消費促進型の給湯機に相当する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許