JPH05292674A - エネルギ制御装置 - Google Patents

エネルギ制御装置

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JPH05292674A
JPH05292674A JP3980092A JP3980092A JPH05292674A JP H05292674 A JPH05292674 A JP H05292674A JP 3980092 A JP3980092 A JP 3980092A JP 3980092 A JP3980092 A JP 3980092A JP H05292674 A JPH05292674 A JP H05292674A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電力料金などのエネルギの買い入れ費用を低減
する。 【構成】時間帯別の料金体系の場合に、料金の安価な時
間帯にエネルギを買い入れ、それを蓄えて、料金の高価
な時間帯に消費する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の技術分野】本発明は、エネルギの購入量を制
御する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電力やガスなどのエネルギは、電
力会社やガス会社などのエネルギ供給者から供給を受け
ていた。エネルギ供給者から供給を受けたエネルギはそ
のまま消費されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の技
術では、供給を受けたエネルギを単に消費するのみであ
り、エネルギの購入単価が時間帯別に変化する場合に
は、対応していなかった。本発明は、上記課題を解決し
て、エネルギの購入単価が時間帯別に変化する場合に、
エネルギの購入代金を低減する技術の提供を目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】第1発明のエネルギ制御
装置は、外部からエネルギを買い入れるエネルギ購入手
段と、上記エネルギ購入手段によって購入したエネルギ
を貯蔵するエネルギ貯蔵手段と、上記外部からのエネル
ギの購入価格に基づいて、上記エネルギ貯蔵手段へのエ
ネルギの貯蔵量を制御する貯蔵量購入制御手段と、上記
エネルギ貯蔵手段に貯蔵されているエネルギをエネルギ
消費手段に供給するエネルギ供給手段とを備えることを
要旨とする。
【0005】第2発明のエネルギ制御装置は、外部から
エネルギを買い入れるエネルギ購入手段と、上記エネル
ギ購入手段によって購入したエネルギを貯蔵するエネル
ギ貯蔵手段と、上記外部からのエネルギの購入量が所定
以下の場合に、上記エネルギ貯蔵手段にエネルギを貯蔵
させる貯蔵量貯蔵制御手段と、上記外部からのエネルギ
の購入量が所定以上の場合に、上記エネルギ貯蔵手段に
貯蔵されているエネルギをエネルギ消費手段に供給する
エネルギ購入抑制手段とを備えることを要旨とする。
【0006】
【作用】第1発明のエネルギ制御装置は、エネルギ購入
手段が外部からエネルギを買い入れ、この買い入れたエ
ネルギをエネルギ消費手段が消費する。一方、貯蔵量購
入制御手段がエネルギの購入価格に基づいて、購入した
エネルギをエネルギ貯蔵手段に貯蔵する。エネルギ貯蔵
手段に貯蔵されたエネルギは、エネルギ供給手段によっ
て、エネルギ消費手段に供給される。
【0007】これにより、エネルギの購入価格が時間帯
によって変化する場合に、安価なときに蓄えて、高価な
ときに消費することが可能になる。第2発明のエネルギ
制御装置は、エネルギ購入手段が外部からエネルギを買
い入れ、この買い入れたエネルギをエネルギ消費手段が
消費する。一方、貯蔵量貯蔵制御手段が、外部からのエ
ネルギの購入量が所定以下の場合に、エネルギ貯蔵手段
にエネルギを貯蔵させ、エネルギ購入抑制手段が、外部
からのエネルギの購入量が所定以上の場合に、エネルギ
貯蔵手段に貯蔵されているエネルギをエネルギ消費手段
に供給する。
【0008】これにより、エネルギの購入価格が購入量
で変化したり購入量が制限される場合に、購入量を所定
量に調整することができる。
【0009】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。図1は住宅
エネルギ制御システム1の全体構成図である。住宅エネ
ルギ制御システム1は、引込口2と、電力量計3と、電
磁開閉器5と、電流センサ7と、分岐開閉器9、10、
11、12、13と、パワーユニット15と、空調機1
7と、制御装置19とを備えている。
【0010】図2はパワーユニット15の構成図であ
る。パワーユニット15は、売電充電ユニット29と、
蓄電池ユニット31と、インバータユニット33と、入
出力切替スイッチ35、36と、通信インタフェース3
7と、電流センサ41と、端子48、49とを備えてい
る。
【0011】端子48は、図1に示すように、分岐開閉
器9に接続されている。端子49は、制御装置19に接
続されている。売電充電ユニット29は、売電接続端子
29Aと、出力端子29Bと、制御端子29Cとを備え
ている。売電接続端子29Aは、入出力切替スイッチ3
5を介して端子48に接続されている。出力端子29B
は、入出力切替スイッチ36にに接続されている。制御
端子29Cは、通信インタフェース37に接続されてい
る。売電充電ユニット29は、制御端子29Cに加えら
れた信号に応じて、充電量を制御する。
【0012】蓄電池ユニット31は、電流センサ41を
介して入出力切替スイッチ36に接続されている。イン
バータユニット33は、入力端子33Aと、出力端子3
3Bと、制御端子33Cとを備えている。入力端子33
Aは、入出力切替スイッチ36に接続されている。出力
端子33Bは、入出力切替スイッチ35に接続されてい
る。制御端子33Cは、通信インタフェース37に接続
されている。インバータユニット33は、入力端子33
Aに加えられた直流を交流電力に変換して、出力端子3
3Bに出力する。制御端子33Cに加えられた信号は、
変換電力量を制御する。
【0013】入出力切替スイッチ35は、切替スイッチ
35Aと、操作コイル35Bと、端子35C、35D、
35Eとを備えている。操作コイル35Bは、通信イン
タフェース37に接続されている。端子35Cは、端子
48に接続されている。端子35Dは、売電接続端子2
9Aに接続され、端子35Eは、出力端子33Bに接続
されている。切替スイッチ35Aは、端子35Cと端子
35Eとの間か、あるいは端子35Cと端子35Dとの
間を選択的に接続する。操作コイル35Bは、切替スイ
ッチ35Aを切り換える。
【0014】入出力切替スイッチ36は、切替スイッチ
36Aと、操作コイル36Bと、端子36C、36D、
36Eとを備えている。操作コイル36Bは、通信イン
タフェース37に接続されている。端子36Cは、電流
センサ41を介して蓄電池ユニット31に接続されてい
る。端子36Dは、入力端子33Aに接続され、端子3
6Eは、出力端子29Bに接続されている。切替スイッ
チ36Aは、端子36Cと端子36Eとの間か、あるい
は端子36Cと端子36Dとの間を選択的に接続する。
操作コイル36Bは、切替スイッチ36Aを切り換え
る。
【0015】電流センサ41は、入出力切替スイッチ3
6と、蓄電池ユニット31との間に介装され、電流値を
通信インタフェース37に出力する。通信インタフェー
ス37は、シリアル側が端子49と接続されており、パ
ラレル側がパワーユニット15内の各部に接続されてい
る。通信インタフェース37は、制御装置19との間で
データ通信を実行する。
【0016】図3は空調機17の構成図を示す。空調機
17は、ヒートポンプユニット61と、熱交換器ユニッ
ト63、65と、蓄熱槽ユニット67と、電磁開閉弁6
9、71、73と、ポンプ75、77と、電磁弁79
と、動力盤81と、制御装置83と、冷媒管85とを備
えている。
【0017】ヒートポンプユニット61は、冷却、又は
加熱した冷媒を出力側61Aから吐出し、返ってきた冷
媒を入力側61Bから吸入する。熱交換器ユニット6
3、65は、入力側63A、65Aから冷媒を吸い込ん
で、熱交換の後、出力側63B、65Bに吐出する。熱
交換器ユニット63、65は、制御ユニット63C、6
5Cと、入気温センサ63D、65Dと、出気温センサ
63E、65Eと、送風機63F、65Fとを備えてい
る。制御ユニット63C、65Cは、制御装置83に接
続されるとともに、入気温センサ63D、65Dと、出
気温センサ63E、65Eと、送風機63F、65Fと
に接続されている。制御ユニット63C、65Cは、熱
交換ユニット63、65の動作状態を制御するととも
に、これらが消費した熱量を算出して、制御装置83に
送信する。消費熱量は、送風機63F、65Fの動作量
と、入出力温度とに基づいて算出される。
【0018】蓄熱槽ユニット67は、入力側67Aから
冷媒を吸入して、蓄熱媒体との間で熱交換の後、出力側
67Bに吐出する。冷媒管85は、ヒートポンプユニッ
ト61の出力側61Aと、電磁弁79のポート79A、
熱交換器ユニット63、65の入力側63A、65Aと
の間を接続するとともに、ヒートポンプユニット61の
入力側61Bと、電磁弁79のポート79B、熱交換器
ユニット63、65の出力側63B、65Bとの間を接
続する。又、冷媒管85は、電磁弁79のポート79C
と、蓄熱槽ユニット67の入力側67Aとの間を接続す
るとともに、電磁弁79のポート79Dと、蓄熱槽ユニ
ット67の出力側67Bとを接続する。冷媒管85は、
二分岐部85Aを有している。
【0019】電磁開閉弁69は、ヒートポンプユニット
61の出力側61Aと二分岐部85Aとの間に介装され
ている。電磁開閉弁73は、二分岐部85Aとポート7
9Aとの間に介装されている。電磁弁71は、二分岐部
85と入力側63A、65Aとの間に介装されている。
ポンプ75は、二分岐部85と電磁弁71との間に介装
されている。ポンプ77は、電磁弁79のポート79C
と入力側67Aとの間に介装されている。動力盤81
は、ポンプ75、77に接続されており、これらに電力
を供給する。
【0020】制御装置83は、電磁開閉弁69、71、
73と、電磁弁79とに接続されている。空調機17
は、表1に示すように各部が動作されて、通常冷房モー
ド、冷熱蓄熱モード、蓄熱冷房モード、放熱冷房モー
ド、通常暖房モード、蓄熱モード、蓄熱暖房モード、放
熱暖房モードの運転が行われる。
【0021】
【表1】
【0022】通常冷房モード、および通常暖房モード
は、ヒートポンプユニット61と、熱交換器ユニット6
3、65とで運転されるものである。 冷熱蓄熱モー
ド、および蓄熱モードは、ヒートポンプユニット61に
よって作成した冷熱、又は熱を蓄熱槽ユニット67に蓄
えるものである。蓄熱冷房モード、および蓄熱暖房モー
ドは、ヒートポンプユニット61によって作成した冷
熱、又は熱を、蓄熱槽ユニット67と、熱交換器ユニッ
ト63、65とに供給するものである。放熱冷房モー
ド、および放熱暖房モードは、蓄熱槽ユニット67に蓄
えられている冷熱、又は熱を、熱交換器ユニット63、
65に供給するものである。
【0023】図4は、制御装置19の構成図である。制
御装置19は、入力インタフェース131と、CPU1
33と、ROM135と、RAM137と、出力インタ
フェース139と、通信インタフェース141と、キー
ボード143と、ディスプレイ145と、外部記憶装置
147と、日射予測装置151とを備えている。日射予
測装置151は、入力インタフェース131に接続され
ており、測定地点の地域的特徴と、気圧の変化状態とか
らこれからの天候の状態を判断し、翌日の日射量を推定
して、CPU133に日射予測を出力する装置である。
【0024】次に、制御装置19によって実行される処
理を説明する。制御装置19によって制御される住宅エ
ネルギ制御システム1は、各部が次ぎに示す諸元を有す
る。蓄電池ユニット31は、住宅で1日に使用する電力
量をほぼ供給できる容量QB[KVA]を有する。
【0025】住宅のトータル負荷容量をQJ[KVA]
とする。売電は、昼間と夜間とは別料金とする。図5
は、消費量学習処理ルーチンのフローチャートである。
消費量学習処理ルーチンは、CPU133によって所定
時間毎に起動される。まず、消費電流値の入力が行われ
る(S2300)。消費電流値は、電流センサ7の指示
値を入力インタフェース131を介して入力することに
より行われる。消費電流値の入力後、次に時間毎の消費
電力量の算出を行う(S2310)。次いで、前週の同
曜日の時間毎の平均消費電力量の読み込みを行う(S2
320)。前週の時間毎の平均消費電力量は、RAM1
37から入力する。
【0026】次に、前週の時間毎の平均消費電力量を本
日の消費電力量で補正して本日の時間毎の平均消費電力
量を算出し(S2330)、求めた平均消費電力量をR
AM137の本日の曜日のエリアに格納する(S234
0)。本消費量学習ルーチンにより、曜日毎で、かつ毎
時間毎の平均電力消費量がRAM137にテーブルとし
て作成される。
【0027】次に第1実施例を説明する。図6は、充放
電制御処理ルーチンのフローチャートである。充放電制
御処理は、CPU133によって、実行される。この処
理が起動されると、まず翌日昼間の消費電力量を算出す
る(S2400)。これは、夜間の所定時間に達したと
き、実行される処理であって、S2340にてRAM1
37に格納された平均消費電力量の昼間時間帯分を積算
することにより算出される。
【0028】次いで、翌日昼間の消費電力量が蓄電池の
容量より大きいかの判断を行う(S2410)。蓄電池
の容量は、予め、キーボード143から入力されてい
る。ここで、消費電力量の方が蓄電池の容量より大きい
と判断した場合には、夜間に蓄電池をフル充電する(S
2420)。フル充電は、電流センサ41の出力値をモ
ニタし、充電量が所定値に達するまで蓄電池ユニット3
1を充電することにより行われる。
【0029】一方、翌日の消費電力量が蓄電池の容量よ
り大きくないと判断した場合には、次に、夜間に翌日昼
間の消費電力量だけ蓄電池を充電する(S2430)。
S2420、又はS2430によって、蓄電池ユニット
31に充電された電力は、昼間に優先的に放電される
(S2440)。つまり、外部からの受電に先立って、
蓄電池ユニット31の電力が消費される。
【0030】以上に説明した第1実施例により、廉価な
夜間の電力を、昼間に利用でき、電力料金を低減するこ
とができるという極めて優れた効果を奏する。しかも、
翌日の消費量だけ、充電することから、充放電にともな
う損失を可能な限り低減できる。
【0031】次に第2実施例を説明する。図7は充電制
御処理のフローチャート、図8は放電制御処理のフロー
チャートである。これらは、共にCPU133によって
所定時間毎に起動される。充電制御処理が起動される
と、まず、蓄電池の残量を算出する(S2500)。蓄
電池の残量は、電流センサ41の出力値の積算値に基づ
いて算出する。つまり、充放電量の積算値から残量を推
定する。
【0032】次いで、昼夜料金較差があるか否かを判断
する(S2510)。昼夜料金較差があるか否かは、キ
ーボード143から予め入力されている。ここで料金較
差があると判断された場合には、次に蓄電池の残量が所
定以下か否かを判断する(S2530)。所定以下であ
れば、次に消費電流が充電許可値以下であるか否かを判
断する(S2540)。消費電流は、電流センサ7の出
力から算出する。充電許可値は、キーボード143から
予め入力されている。充電許可値は、通常は、消費電流
に対して小さな値が設定される。
【0033】消費電流が充電許可値より大きい場合に
は、そのまま本ルーチンを一旦終了する。つまり、他の
箇所での電力消費が大きい場合には、充電する余剰電流
が少ないので、充電を行うことなく本処理ルーチンを終
了する。一方、消費電流が充電許可値以下の場合には、
次に蓄電池がフル充電状態に達するまで充電を行う(S
2520)。フル充電状態は、蓄電池の残量がほぼ10
0%状態になったときである。
【0034】昼夜料金較差があって、電池の残量が所定
より多い場合には(S2530)、次に夜か否かを判断
する(S2550)。つまり、電力料金が安価か否かを
判断する。夜でなければそのまま本ルーチンを一旦終了
し、夜であれば次に消費電流が充電許可値以下か否かを
判断する処理に移行する(S2540)。以後、許可値
以下であれば、フル充電を実行する(S2520)。
【0035】又、昼夜料金較差がないと判断された場合
には(S2510)、蓄電池をフル充電状態にする処理
を行う(S2520)。以上に説明した充電制御処理に
より、夜間電力料金が安価な場合には、夜間に充電する
ことができ、蓄電池の容量が極めて少なくなった場合に
は、即刻充電することが出きる。
【0036】図8の放電制御処理が起動されると、まず
消費電流(外部からの流入量)算出を行う(S260
0)。消費電流は、電流センサ7からの信号から求め
る。次いで、消費電流が上限値以上か否かを判断する
(S2610)。上限値は、キーボード143から予め
入力される。ここでは、契約電流値より僅かに小さな値
が設定される。
【0037】消費電流が上限値に達していなければ、そ
のまま次の処理に移行し、消費電流が上限値以上であれ
ば、次に所定増加率で放電を行う処理を実行する(S2
620)。つまり、消費電流が上限値以上になっている
場合には、蓄電池ユニット31から放電される電流値を
所定の増加率で増大させ、外部から流入する電流値を抑
制する処理を実行する。
【0038】S2610、又はS2620の処理後、次
に消費電流が放電終了値以下か否かの判断を行う(S2
630)。放電終了値は、キーボード143から予め入
力される。放電終了値は、上限値より小さな値が設定さ
れる。ここで、消費電流が放電終了値より大きければ、
そのまま本ルーチンを一旦終了し、以下であれば、次に
放電を停止する(S2640)。つまり、消費電流が小
さくなって、上限値をオーバする虞がなくなったとき、
蓄電池ユニット31の消耗、および効率の低下を防止す
るため、放電を停止する。
【0039】以上に説明した第2実施例により、消費電
流が上限値を越えることを抑制することが出きる。これ
により、契約容量を低めに設定でき、電力料金と、設備
費とを低減することができるという効果を奏する。次に
第3実施例を説明する。
【0040】図9は、蓄放熱制御処理のフローチャート
である。この処理は、CPU133によって所定時間毎
に起動される。該処理が起動されると、まず消費熱量を
入力する(S2700)。消費熱量は、制御装置83か
ら入力する。次いで、昼間の消費熱量を算出する(S2
710)。昼間の消費熱量は、電力料金が高価格となる
時間帯の消費熱量を積算することにより算出する。次
に、昼間の消費熱量が蓄熱容量より大きいか否かを判断
する(S2720)。蓄熱容量は、キーボード143か
ら予め入力された値であって、設備容量が設定される。
【0041】昼間の消費熱量が蓄熱容量より大きいと判
断した場合には、次に夜間フル蓄熱を行う(S273
0)。つまり、電力料金が安価な夜間に、ヒートポンプ
ユニット61を作動させて、蓄熱槽ユニット67に、フ
ル蓄熱を行う。一方、昼間の消費熱量が蓄熱容量以下の
場合には、次に、昼間の消費熱量に基づいて翌日の消費
熱量を推定する(S2740)。翌日の消費熱量は、こ
こでは、昼間の消費熱量とする。次いで、夜間翌日の消
費熱量を蓄熱する(S2750)。つまり、電力料金の
安価な夜間に、翌日消費されると期待される熱量だけ、
蓄熱槽ユニット67に蓄熱する。
【0042】S2730、又はS2750にて、蓄熱を
行う処理を行った後、次に昼間まず蓄熱したものを放熱
する(S2760)。これにより、蓄熱した熱量が優先
的に、昼間に消費される。以上に説明した第3実施例に
より、夜間の安価な電力を用いて、蓄熱を行い、昼間に
消費することができる。しかも、翌日の消費量を推定し
て、その消費量だけ蓄熱する事から、徒に多くの蓄熱を
行って、熱効率を低下させることがない。
【0043】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものでなく、本発明の要旨を変更しない範囲で、種々な
態様の実施が可能である。例えば、上記実施例は、電力
の受電に関する技術であったが、これに限定されること
なく、熱エネルギの買い入れや、その他のガスなどの流
体エネルギの買い入れの場合に付いても、本発明の要旨
を変更しない範囲で実施可能である。
【0044】
【発明の効果】第1発明のエネルギ制御装置は、エネル
ギの購入価格に基づいて、エネルギを貯蔵し、消費する
ことができる。これにより、エネルギの購入価格が時間
帯によって変化する場合に、安価なときに蓄えて、高価
なときに消費することが可能になり、エネルギの購入費
用を低減することができるという極めて優れた効果を奏
する。
【0045】第2発明のエネルギ制御装置は、エネルギ
の購入量が所定以下の場合に、エネルギ貯蔵手段にエネ
ルギを貯蔵させ、エネルギの購入量が所定以上の場合
に、エネルギ貯蔵手段に貯蔵されているエネルギを供給
する。これにより、エネルギの購入価格が購入量で変化
したり購入量が制限される場合に、購入量を所定量に調
整することができることから、購入費用を低減すること
ができるという極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】住宅エネルギ制御システム1の全体構成図であ
る。
【図2】パワーユニット15の構成図である。
【図3】空調機17の構成図である。
【図4】制御装置19の構成図である。
【図5】消費量学習処理ルーチンのフローチャートであ
る。
【図6】充放電制御処理ルーチンのフローチャートであ
る。
【図7】充電制御処理のフローチャートである。
【図8】放電制御処理のフローチャートである。
【図9】蓄放熱制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
1…住宅エネルギ制御システム、2…引込口、3…電力
量計、5…電磁開閉器、7…電流計、9…分岐開閉器、
13…温水機、15…パワーユニット、17…空調機、
19…制御装置、29…売電充電ユニット、29A…売
電接続端子、29B…出力端子、29C…制御端子、3
1…蓄電池ユニット、33…インバータユニット、33
A…入力端子、33B…出力端子、33C…制御端子、
35…入出力切替スイッチ、35A…切替スイッチ、3
5B…操作コイル、35C…端子、35D…端子、35
E…端子、36…入出力切替スイッチ、36A…切替ス
イッチ、36B…操作コイル、36C…端子、36D…
端子、36E…端子、37…通信インタフェース、41
…電流センサ、48…端子、49…端子、61…ヒート
ポンプユニット、61A…出力側、61B…入力側、6
3…熱交換ユニット、63…熱交換器ユニット、63A
…入力側、63B…出力側、63C…制御ユニット、6
3D…入気温センサ、63E…出気温センサ、63F…
送風機、67…蓄熱槽ユニット、67A…入力側、67
B…出力側、69…電磁開閉弁、71…電磁弁、73…
電磁開閉弁、75…ポンプ、77…ポンプ、79…電磁
弁、79A…ポート、79B…ポート、79C…ポー
ト、79D…ポート、81…動力盤、83…制御装置、
85…二分岐部、85…冷媒管、85A…二分岐部、9
1…温水タンク、93…ヒータ、95…電磁弁、96…
電磁弁、97…温度センサ、99…水量センサ、101
…制御装置、103…給水管、105…送水管、131
…入力インタフェース、139…出力インタフェース、
141…通信インタフェース、143…キーボード、1
45…ディスプレイ、147…外部記憶装置、151…
日射予測装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部からエネルギを買い入れるエネルギ
    購入手段と、 上記エネルギ購入手段によって購入したエネルギを貯蔵
    するエネルギ貯蔵手段と、 上記外部からのエネルギの購入価格に基づいて、上記エ
    ネルギ貯蔵手段へのエネルギの貯蔵量を制御する貯蔵量
    購入制御手段と、 上記エネルギ貯蔵手段に貯蔵されているエネルギをエネ
    ルギ消費手段に供給するエネルギ供給手段とを備えるエ
    ネルギ制御装置。
  2. 【請求項2】 外部からエネルギを買い入れるエネルギ
    購入手段と、 上記エネルギ購入手段によって購入したエネルギを貯蔵
    するエネルギ貯蔵手段と、 上記外部からのエネルギの購入量が所定以下の場合に、
    上記エネルギ貯蔵手段にエネルギを貯蔵させる貯蔵量貯
    蔵制御手段と、 上記外部からのエネルギの購入量が所定以上の場合に、
    上記エネルギ貯蔵手段に貯蔵されているエネルギをエネ
    ルギ消費手段に供給するエネルギ購入抑制手段とを備え
    るエネルギ制御装置。
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