JP2014112016A - Heat pump system - Google Patents
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Abstract
【課題】地中熱を採熱するヒートポンプ装置を備えたヒートポンプシステムであって、電力供給者の要求に応じた電力の使用量促進が可能で、更に、ヒートポンプ装置の運転効率を向上可能なヒートポンプシステムを提供する。
【解決手段】ヒートポンプシステム10は、地中熱を熱源とするヒートポンプ装置10aと、地中加熱用電気ヒータ50と、コントローラ80と、を備える。ヒートポンプ装置は、地中に配置されて地中熱を採熱する地中熱採取部を有する。地中加熱用電気ヒータは、地中熱採取部の近傍に配され、地中を加熱する。コントローラは、ヒートポンプ装置及び地中加熱用電気ヒータと電気的に接続される。コントローラは、通信部80aと、調整運転制御部80cとを有する。通信部は、要求期間における電力の使用量の増加要求を受け付ける。調整運転制御部は、増加要求に応じ、地中加熱用電気ヒータを作動させて要求期間における電力の使用量を増加させる。
【選択図】図3A heat pump system including a heat pump device that collects geothermal heat, which can promote the use of electric power according to the demand of a power supplier, and can further improve the operation efficiency of the heat pump device. Provide a system.
A heat pump system (10) includes a heat pump device (10a) using underground heat as a heat source, an electric heater (50) for underground heating, and a controller (80). The heat pump device has a ground heat collection unit that is disposed in the ground and collects ground heat. The underground heating electric heater is disposed in the vicinity of the underground heat collecting unit and heats the underground. The controller is electrically connected to the heat pump device and the underground heater. The controller includes a communication unit 80a and an adjustment operation control unit 80c. The communication unit accepts an increase request for power consumption during the request period. In response to the increase request, the adjustment operation control unit operates the underground heating electric heater to increase the amount of power used in the request period.
[Selection] Figure 3
Description
電力供給者には、電力の安定供給を実現するため、電力供給量と電力需要量とをバランスさせたいという要求がある。 There is a demand for the power supplier to balance the power supply amount and the power demand amount in order to realize a stable power supply.
この要求を満たすため、電力供給者は、電力需要者に、電力使用促進を要請する場合がある。例えば、特許文献1(特開2005−107901号公報)には、電力供給者が、電力供給量が電力需要量に対して過剰である場合に、電力需要者に対して電力使用促進の経済的利益を示すことで、電力の使用量を増加させるよう要請する事例が開示されている。 In order to satisfy this requirement, the power supplier may request the power consumer to promote the use of power. For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-107901), when the power supplier has an excessive power supply amount with respect to the power demand amount, the economics of promoting the use of power to the power consumer are disclosed. An example is disclosed in which a request is made to increase the amount of power used by showing profits.
ところで、従来、地中熱を利用したヒートポンプ装置が知られている。例えば、特許文献2(特開2012−47360号公報)には、地中熱を利用したヒートポンプ装置を用いて、建物内の空調を行う事例が開示されている。ヒートポンプ装置を加熱目的で使用する(特許文献2(特開2012−47360号公報)であれば暖房を行う)場合には、土壌を採熱源として(地中熱を採熱して)ヒートポンプ装置が運転される。土壌(地中)の温度は、大気の温度よりも変化が小さいため、大気の温度が低い寒期においても比較的温度が高い。そのため、寒冷地においても、地中熱を利用することで、効率のよいヒートポンプ装置の運転が実現される。 By the way, conventionally, a heat pump device using geothermal heat is known. For example, Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-47360) discloses an example of air conditioning in a building using a heat pump device that uses geothermal heat. When the heat pump device is used for heating purposes (heating is performed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-47360)), the heat pump device is operated using the soil as a heat collection source (collecting ground heat). Is done. Since the temperature of the soil (underground) has a smaller change than the temperature of the atmosphere, the temperature is relatively high even in the cold season when the temperature of the atmosphere is low. Therefore, even in cold regions, efficient operation of the heat pump device is realized by using the underground heat.
ただし、地中熱は太陽エネルギに由来する熱であり、ヒートポンプ装置により太陽エネルギによる入熱以上に土壌から採熱されれば、土壌の温度は次第に低下し、これに連れてヒートポンプ装置の効率も次第に低下するという問題がある。 However, geothermal heat is derived from solar energy, and if heat is collected from the soil more than the heat input by solar energy, the temperature of the soil gradually decreases, and the efficiency of the heat pump device also increases accordingly. There is a problem of gradually decreasing.
また、特許文献1(特開2005−107901号公報)のように、電力供給者から電力需要者に電力の使用量促進が要請される場合に、電力需要者がその要請にこたえることができないという場合が発生しうる。 In addition, as in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-107901), when the power supplier requests the power consumer to promote the use of power, the power consumer cannot respond to the request. Cases can occur.
地中熱を利用したヒートポンプ装置を加熱目的で利用する電力需要者においても、既にヒートポンプ装置の加熱対象が目標温度に到達しているとすれば、あるいは、既にヒートポンプ装置が最大出力で運転されているとすれば、他に稼動することが可能な電力使用機器が存在しない限り、電力の使用量促進の要請があっても、電力の使用量を増加させる余地がない。 Even for electric power consumers who use a heat pump device that uses geothermal heat for heating purposes, if the heating target of the heat pump device has already reached the target temperature, or the heat pump device has already been operated at the maximum output. If there is no other power usage device that can be operated, there is no room for increasing the power usage even if there is a request for power usage promotion.
本発明の課題は、地中熱を採熱するヒートポンプ装置を備えたヒートポンプシステムであって、電力供給者の要求に応じた電力の使用量促進が可能で、更に、ヒートポンプ装置の運転効率を向上可能なヒートポンプシステムを提供することにある。 An object of the present invention is a heat pump system including a heat pump device that collects underground heat, can promote the use of electric power according to the demand of a power supplier, and further improve the operation efficiency of the heat pump device It is to provide a possible heat pump system.
本発明の第1観点に係るヒートポンプシステムは、地中熱を熱源とするヒートポンプ装置と、電気ヒータと、コントローラと、を備える。ヒートポンプ装置は、地中に配置されて地中熱を採熱する地中熱採取部を有する。電気ヒータは、地中熱採取部の近傍に配され、地中を加熱する。コントローラは、ヒートポンプ装置及び電気ヒータと電気的に接続される。コントローラは、受付部と、運転制御部とを有する。受付部は、要求期間における電力の使用量の増加要求を受け付ける。運転制御部は、増加要求に応じ、電気ヒータを作動させて要求期間における電力の使用量を増加させる。 A heat pump system according to a first aspect of the present invention includes a heat pump device that uses underground heat as a heat source, an electric heater, and a controller. The heat pump device has a ground heat collection unit that is disposed in the ground and collects ground heat. The electric heater is disposed in the vicinity of the underground heat collecting unit and heats the underground. The controller is electrically connected to the heat pump device and the electric heater. The controller includes a reception unit and an operation control unit. The accepting unit accepts a request for increasing the amount of power used during the request period. In response to the increase request, the operation control unit operates the electric heater to increase the amount of power used in the request period.
このヒートポンプシステムでは、受け付けた電力の使用量の増加要求に応じて、コントローラが地中を加熱する電気ヒータを作動させる。そのため、受け付けた電力の使用量の増加要求に応じることが容易で、電力の需給調整に寄与できる。また、電気ヒータを作動させることで、ヒートポンプ装置の運転により低下した地中の温度が上昇させられるため、ヒートポンプ装置の効率向上を図ることができる。 In this heat pump system, the controller operates an electric heater that heats the ground in response to a request to increase the amount of received power used. Therefore, it is easy to respond to a request for increasing the amount of received power used, which can contribute to power supply and demand adjustment. In addition, by operating the electric heater, the underground temperature that has decreased due to the operation of the heat pump device can be raised, so the efficiency of the heat pump device can be improved.
本発明の第2観点に係るヒートポンプシステムは、第1観点に係るヒートポンプシステムであって、地中熱採取部は、電気ヒータと一体にユニット化されている。 The heat pump system according to the second aspect of the present invention is the heat pump system according to the first aspect, and the underground heat collecting unit is unitized with the electric heater.
ここでは、地中熱採取部と電気ヒータとが一体にユニット化されているため、地中熱採取部及び電気ヒータの設置工数を抑制できる。その結果、ヒートポンプシステムの設置工事費用を抑制できる。 Here, since the underground heat collection unit and the electric heater are unitized as one unit, the number of installation steps of the underground heat collection unit and the electric heater can be suppressed. As a result, the installation cost of the heat pump system can be suppressed.
本発明の第3観点に係るヒートポンプシステムは、第1又は第2観点に係るヒートポンプシステムであって、受付部は、増加要求と共に、要求期間における電力使用目標を更に受け付ける。運転制御部は、ヒートポンプ装置による電力の使用により、要求期間における電力使用目標を達成できない場合に、要求期間における電力使用目標を達成するように、電気ヒータを作動させて要求期間における電力の使用量を増加させる。 The heat pump system which concerns on the 3rd viewpoint of this invention is a heat pump system which concerns on the 1st or 2nd viewpoint, Comprising: A reception part further receives the electric power usage target in a request | requirement period with an increase request. The operation control unit operates the electric heater to achieve the power usage target in the request period when the power usage target in the request period cannot be achieved due to the use of power by the heat pump device, and the amount of power used in the request period Increase.
このヒートポンプシステムでは、電気ヒータは、ヒートポンプ装置では電力使用目標を達成できない(電力を使いきれない)場合に作動させられる。つまり、ここでは、電力の使用量の増加要求受付時に、ヒートポンプ装置の運転という直接的かつより効率的な用途に優先的に電力が使用されるので、効率よく電力を利用できる。一方、ヒートポンプ装置だけでは使いきれない電力は、地中の加温に使用されるので、電力の需給調整に寄与でき、更にヒートポンプ装置の効率も向上させることができる。 In this heat pump system, the electric heater is operated when the power use target cannot be achieved (the power cannot be used up) in the heat pump device. That is, here, when receiving a request for increasing the amount of power used, the power is preferentially used for a direct and more efficient application such as operation of the heat pump device, so that the power can be used efficiently. On the other hand, since the electric power that cannot be used only by the heat pump device is used for heating in the ground, it can contribute to supply and demand adjustment of electric power, and the efficiency of the heat pump device can also be improved.
本発明の第4観点に係るヒートポンプシステムは、第1観点から第3観点のいずれかに係るヒートポンプシステムであって、運転制御部は、要求期間以外は、電気ヒータの作動を禁止する。 The heat pump system according to a fourth aspect of the present invention is the heat pump system according to any one of the first aspect to the third aspect, and the operation control unit prohibits the operation of the electric heater except during the request period.
ここでは、電力の使用量の増加要求がない場合(電力供給が電力需要に対し過剰ではない場合)には、電力を、地中の加温という間接的な用途ではなく、直接的かつより効率的な用途に利用できる。 Here, when there is no demand to increase the amount of power used (when the power supply is not excessive with respect to the power demand), the power is directly and more efficiently rather than an indirect use of underground heating. Can be used for various purposes.
第1観点に係るヒートポンプシステムでは、受け付けた電力の使用量の増加要求に応じて、コントローラが地中を加熱する電気ヒータを作動させる。そのため、受け付けた電力の使用量の増加要求に応じることが容易で、電力供給の需給バランスに寄与できる。また、電気ヒータを作動させることで、ヒートポンプ装置の運転により低下した地中の温度が上昇させられるため、ヒートポンプ装置の効率向上を図ることができる。 In the heat pump system according to the first aspect, the controller operates an electric heater that heats the ground in response to a request for increasing the amount of received power used. Therefore, it is easy to respond to the increase request of the received power consumption, and it can contribute to the supply and demand balance of power supply. In addition, by operating the electric heater, the underground temperature that has decreased due to the operation of the heat pump device can be raised, so the efficiency of the heat pump device can be improved.
第2観点に係るヒートポンプシステムでは、ヒートポンプシステムの設置工事費用を抑制できる。 In the heat pump system according to the second aspect, the installation cost of the heat pump system can be suppressed.
第3観点に係るヒートポンプシステムでは、電力の使用量の増加要求受付時に、ヒートポンプ装置の運転という直接的かつより効率的な用途に優先的に電力が使用されるので、効率よく電力を利用できる。一方、ヒートポンプ装置だけでは使いきれない電力は、地中の加温に使用されるので、電力の需給調整に寄与でき、更にヒートポンプ装置の効率も向上させることができる。 In the heat pump system according to the third aspect, since power is preferentially used for a direct and more efficient application such as operation of the heat pump device when an increase request for power consumption is received, the power can be used efficiently. On the other hand, since the electric power that cannot be used only by the heat pump device is used for heating in the ground, it can contribute to supply and demand adjustment of electric power, and the efficiency of the heat pump device can also be improved.
第4観点に係るヒートポンプシステムでは、電力の使用量の増加要求がない場合には、電力を、直接的かつより効率的な用途に利用できる。 In the heat pump system according to the fourth aspect, when there is no request for an increase in the amount of power used, the power can be used directly and more efficiently.
本発明に係るヒートポンプシステムの実施形態を、図面を参照して説明する。なお、下記の実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 An embodiment of a heat pump system according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the following embodiments can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
(1)全体構成
本実施形態に係るヒートポンプシステム10は、住宅に設置されるヒートポンプシステムである。ヒートポンプシステム10は、暖房及び給湯の目的で使用される。ただし、これに限定されるものではなく、ヒートポンプシステム10は、暖房又は給湯のみに使用されてもよい。また、例えば、ヒートポンプシステム10は、暖房、及び/又は、給湯に加え、冷房にも使用されるものであってもよい。
(1) Overall Configuration The
図1は、電力需要者としての複数の住宅2と、複数の住宅2に電力を供給する電力供給者としての電力会社1とを含む電力ネットワーク100を示している。住宅2には、ヒートポンプシステム10が設置されている。電力会社1は、自ら発電した電力、及び/又は、他者が発電した電力を電力需要者に供給する。なお、この電力ネットワーク100には、ヒートポンプシステム10が設置されていない住宅や、住宅以外の電力需要者も含まれている。
FIG. 1 shows an
(1−1)電力会社
電力会社1は、管理装置1aを有している。管理装置1aは、電力会社1の電力供給量と、電力需要者による電力需要量とがバランスするように調節する装置である。管理装置1aは、後述する住宅2に設置されたスマートメータ2aと、通信回線100aにより接続されている。
(1-1) Electric power company The electric power company 1 has the management apparatus 1a. The management device 1a is a device that adjusts the power supply amount of the power company 1 and the power demand amount by the power consumer to balance. The management device 1a is connected to a
管理装置1aは、スマートメータ2aから送信される各住宅2の電力需要量(電力の使用量)と、住宅2以外の電力需要者の電力需要量とを収集し、電力供給量と電力需要量とがバランスしているか分析する。電力供給量と電力需要量とがバランスしているかの分析には、将来の予想を含む。
The management device 1a collects the power demand (the amount of power used) of each
また、管理装置1aは、分析結果に基づいて、電力供給量と電力需要量とをバランスさせるため、住宅2を含む電力需要者に対して、電力の使用量の抑制又は増加を要求する。具体的には、管理装置1aは、電力の需要が供給を上回りそうな時間帯には、電力の抑制要求を各スマートメータ2aに送信する。逆に、電力の供給が需要を上回りそうな時間帯には、管理装置1aは、電力の増加要求を各スマートメータ2aに送信する。なお、電力の供給が需要を上回る状況は、例えば、電力需要に応じて調整することの難しい自然エネルギー(例えば風力)により発電した電力を電力会社1が供給する際に発生する。
Moreover, in order to balance electric power supply and electric power demand based on the analysis result, the management apparatus 1a requests | requires suppression or increase of the electric power consumption with respect to the electric power consumer containing the
なお、管理装置1aは、各スマートメータ2aに対して電力の使用量の抑制要求又は増加要求を送信する際に、調整要求期間(いつ抑制又は増加させるか)、調整要求量(どれだけ抑制又は増加させるか)、及び、インセンティブに関する情報(抑制要求又は増加要求に応じた場合の報奨金あるいは応じなかった場合の罰金に関する情報)を併せて送信する。調整要求量は、単位時間あたりの電力[kW]に関するものであっても、調整要求期間における電力量[kWh]に関するものであってもよい。インセンティブに関する情報は、報奨金(罰金)そのものについての情報である必要はなく、例えば、調整要求期間の電力単価の情報等であってもよい。
In addition, when the management apparatus 1a transmits the suppression request | requirement or increase request | requirement of the electric power consumption with respect to each
(1−2)住宅
住宅2は、ヒートポンプシステム10のほか、スマートメータ2a、HEMS(家庭用エネルギ管理システム)2b、各種電気機器3を有する。
(1-2) House In addition to the
スマートメータ2aは、電力会社1の管理装置1aと通信回線100aにより接続される。スマートメータ2aは、住宅2で使用されている電力の値を管理装置1aに送信する。スマートメータ2aは、管理装置1aから電力の使用量の抑制要求及び増加要求を受信する。スマートメータ2aは、住宅2に設置されたHEMS2bと通信回線2cにより接続されている。スマートメータ2aからHEMS2bへは、管理装置1aからスマートメータ2aに対して送信された電力の使用量の抑制要求又は増加要求(調整要求期間、調整要求量及びインセンティブに関する情報を含む)が送信される。
The
HEMS2bは、ヒートポンプシステム10及び電気機器3と、通信回線2dにより接続されている。HEMS2bは、住宅2における電力の使用量を把握するとともに、住宅2における電力の使用量を最適に制御する。
The
HEMS2bは、管理装置1aから、スマートメータ2aを介して送信された電力の使用量の抑制要求又は増加要求に基づいて、ヒートポンプシステム10及び電気機器3に、電力の使用量の抑制要求又は増加要求を送信する。HEMS2bは、電力の使用量の抑制要求又は増加要求と共に、ヒートポンプシステム10及び電気機器3のそれぞれに、電力の抑制又は増加を要求する個別調整要求期間(いつ抑制又は増加させるか)と、個別電力使用目標(どれだけ抑制又は増加させるか)とを送信する。なお、個別要求期間及び個別電力使用目標は、ヒートポンプシステム10及び各電気機器3の特性、現在ヒートポンプシステム10及び各電気機器3によって使用されている電力、管理装置1aから(スマートメータ2aを介して)送信された調整要求期間及び調整要求量等を用いて、ヒートポンプシステム10及び各電気機器3別に、HEMS2bが決定する。より具体的には、HEMS2bは、ヒートポンプシステム10及び各電気機器3が、HEMS2bが決定した個別調整要求期間及び個別電力使用目標に応じて電力の使用量を調整することで、管理装置1aから送信された調整要求期間に、調整要求量を満足できるように、個別調整要求期間及び個別電力使用目標を決定する。
The
個別電力使用目標は、個別調整要求期間における電力の目標値(kW)であってもよいし、現在の電力の使用量に対する調整量(kW)や調整率(%)などであってもよい。また、個別電力使用目標は、電力に関するものではなく、個別調整要求期間における電力量(kWh)に関するものであってもよい。本実施形態では、個別電力使用目標は、現在の電力の使用量に対する調整量(kW)である。 The individual power usage target may be a target value (kW) of power in the individual adjustment request period, an adjustment amount (kW) with respect to the current power usage amount, an adjustment rate (%), or the like. Further, the individual power usage target is not related to power but may be related to the amount of power (kWh) in the individual adjustment request period. In the present embodiment, the individual power usage target is an adjustment amount (kW) with respect to the current power usage.
なお、HEMS2bは、スマートメータ2aを介して受信した電力の使用量の抑制要求及び増加要求に応じた場合のインセンティブに関する情報を更に用いて、電力の使用量の抑制要求又は増加要求をヒートポンプシステム10及び電気機器3に送信するか否か、及び/又は、ヒートポンプシステム10及び電気機器3に送信する個別調整要求期間及び個別電力使用目標を、決定してもよい。例えば、HEMS2bは、電力の使用量の増加要求の受信時には、電力の使用量を増加させることで所定額以上の報奨金を得られる場合、あるいは、電力単価が所定価格以下となる場合(無料の場合を含む)のみ、ヒートポンプシステム10及び電気機器3に電力の使用量の増加要求を送信してもよい。ただし、本実施形態では、管理装置1aからHEMS2bに電力の使用量の増加要求があった場合には、インセンティブに関する情報によらず、HEMS2bは増加要求に応じるものとして説明する。
Note that the
(1−3)ヒートポンプシステム
図2は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム10の概略構成図である。ヒートポンプシステム10は、主に、蒸気圧縮機式のヒートポンプサイクルを利用することで水媒体を加熱し、加熱された水媒体を用いて暖房及び給湯を行う。
(1-3) Heat Pump System FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
ヒートポンプシステム10は、図2及び図3のように、主として、ヒートポンプ装置10aと、地中加熱用電気ヒータ50と、コントローラ80と、を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ヒートポンプ装置10aは、室外機20と、室内機30と、ガス冷媒連絡管26と、液冷媒連絡管27と、地中熱採取部40と、ブライン媒体連絡管46,47と、給湯ユニット60と、暖房ユニット70と、水媒体連絡管36,37と、を備えている。ヒートポンプ装置10aは、地中熱を熱源とするヒートポンプ装置である。
The
室外機20と室内機30とは、ガス冷媒連絡管26及び液冷媒連絡管27を介して接続されており、これによって冷媒回路25を構成している。冷媒回路25は、主として、後述する圧縮機21と、利用側熱交換器31と、膨張弁22と、熱源側熱交換器23と、で構成される。冷媒回路25には、例えばR−410Aが冷媒として使用される。なお、冷媒の種類は例示であり、これに限定されるものではない。
The
室内機30と、給湯ユニット60及び暖房ユニット70とは、それぞれ水媒体連絡管36,37を介して接続されており、これによって水媒体回路35を構成している。水媒体回路35には、媒体として水が循環するようになっている。
The
室外機20と、地中熱採取部40とは、ブライン媒体連絡管46,47を介して接続されており、これによりブライン媒体回路45を構成している。ブライン媒体回路45には、媒体としてブライン(不凍液)が循環するようになっている。
The
地中加熱用電気ヒータ50は、地中を加熱するヒータである。地中加熱用電気ヒータ50は、後述するように地中熱採取部40の採熱杭41内に収容されており、地中熱採取部40と一体にユニット化されている。
The underground heating electric heater 50 is a heater for heating the underground. As will be described later, the electric heater 50 for underground heating is accommodated in a
コントローラ80は、ヒートポンプ装置10a及び地中加熱用電気ヒータ50と電気的に接続され、ヒートポンプ装置10a及び地中加熱用電気ヒータ50の動きを制御する。
The
ヒートポンプシステム10については、以下に詳述する。
The
(2)詳細構成
ヒートポンプシステム10は、図2及び図3のように、ヒートポンプ装置10aと、地中加熱用電気ヒータ50と、コントローラ80と、を備えている。ヒートポンプ装置10aは、室外機20と、室内機30と、ガス冷媒連絡管26と、液冷媒連絡管27と、地中熱採取部40と、ブライン媒体連絡管46,47と、給湯ユニット60と、暖房ユニット70と、水媒体連絡管36,37と、を主に有する。
(2) Detailed structure The
(2−1)ヒートポンプ装置
(2−1−1)室外機
室外機20は、熱源ユニットとして機能する。室外機20は、通常、屋外に配置されている。室外機は、図2のように、ガス冷媒連絡管26と、液冷媒連絡管27とにより室内機30と接続され、冷媒回路25の一部を構成している。
(2-1) Heat pump device (2-1-1) Outdoor unit The
室外機20は、図2のように、主として、圧縮機21と、熱源側熱交換器23と、膨張弁22と、を有している。
As shown in FIG. 2, the
圧縮機21は、モータにより駆動される密閉式圧縮機である。圧縮機21はインバータ制御される。圧縮機21は、熱源側熱交換器23及びガス冷媒連絡管26に、冷媒配管を介して接続されている。圧縮機21は、熱源側熱交換器23と繋がる冷媒配管から流れてくる低圧のガス冷媒を吸入し、圧縮機21内の圧縮機構によりガス冷媒を圧縮し、ガス冷媒連絡管26と繋がる冷媒配管に高圧のガス冷媒を吐出する。
The
熱源側熱交換器23は、図2のように、冷媒回路25内を流れる冷媒と、ブライン媒体回路45を流れるブラインとの熱交換を行うことで、冷媒回路25を流れる冷媒の蒸発器として機能する。つまり、熱源側熱交換器23に流入した冷媒は、後述するように地中熱採取部40で地中熱を採熱したブラインから熱を吸収(採熱)する。言い換えれば、ヒートポンプ装置10aは、地中熱を熱源とするヒートポンプ装置である。
The heat source
熱源側熱交換器23では、冷媒回路25内の冷媒が流れる流路の液側に、液冷媒連絡管27と繋がる冷媒配管が接続されており、冷媒回路25内の冷媒が流れる流路のガス側に、圧縮機21と繋がる冷媒配管が接続されている。また、熱源側熱交換器23では、ブライン媒体回路45内のブラインが流れる流路の入口側に、ブライン媒体連絡管47が接続されており、ブライン媒体回路45内のブラインが流れる流路の出口側に、ブライン媒体連絡管46が接続されている。
In the heat source
膨張弁22は、冷媒を減圧するための膨張機構であり、開度調整が可能な電動弁である。膨張弁22は、図2のように、一端が熱源側熱交換器23と繋がる冷媒配管と接続され、他端がガス冷媒連絡管26と繋がる冷媒配管と接続されている。
The
(2−1−2)室内機
室内機30は、屋内に配置されている。室内機30は、図2のように、ガス冷媒連絡管26と、液冷媒連絡管27とを介して室外機20に接続されており、冷媒回路25の一部を構成している。また、室内機30は、図2のように、水媒体連絡管36,37を介して、それぞれ給湯ユニット60及び暖房ユニット70に接続されており、水媒体回路35の一部を構成している。
(2-1-2) Indoor unit The
室内機30は、図2のように、主として、利用側熱交換器31と、暖房用電気ヒータ32と、循環ポンプ33とを有している。
As shown in FIG. 2, the
利用側熱交換器31は、図2のように、冷媒回路25内を流れる冷媒と、水媒体回路35を流れる水媒体との熱交換を行うことで、冷媒回路25を流れる冷媒の凝縮器として機能する。つまり、熱源側熱交換器23に流入した気相の冷媒は、水媒体回路35を流れる水媒体に熱を放出することで、凝縮して液相の冷媒となる。言い換えれば、利用側熱交換器31は、冷媒回路25を流れる冷媒の放熱器として機能し、水媒体回路35を流れる水媒体を加熱する。
As shown in FIG. 2, the use-
利用側熱交換器31では、冷媒回路25内の冷媒が流れる流路の液側に、液冷媒連絡管27と繋がる冷媒配管が接続されており、冷媒回路25内の冷媒が流れる流路のガス側に、ガス冷媒連絡管26と繋がる冷媒配管が接続されている。また、利用側熱交換器31では、水媒体が流れる流路の入口側に、水媒体連絡管37と繋がる水媒体配管が接続されており、水媒体が流れる流路の出口側に、水媒体連絡管36と繋がる水配管が接続されている。
In the use-
暖房用電気ヒータ32は、水媒体回路35を流れる水媒体を、暖房ユニット70に送る際に、水媒体を加熱するための電気ヒータである。暖房用電気ヒータ32は、利用側熱交換器31と、水媒体連絡管36とを接続する水媒体配管に設けられている。
The heating
循環ポンプ33は、モータにより駆動される遠心式や容積式などのポンプである。循環ポンプ33は、利用側熱交換器31と水媒体連絡管36とを接続する水媒体連絡管36の、暖房用電気ヒータ32よりも下流側に設けられている。循環ポンプ33は、水媒体を昇圧し、水媒体を水媒体回路35内で循環させる。具体的には、利用側熱交換器31又は暖房用電気ヒータ32で加熱された水は、循環ポンプ33により昇圧され、水媒体連絡管36を介して、給湯ユニット60又は暖房ユニット70に送られる。給湯ユニット60又は暖房ユニット70を出た水媒体は、水媒体連絡管37を介して、利用側熱交換器31に戻る(図4A,図4C参照)。
The
(2−1−3)ガス冷媒連絡管
ガス冷媒連絡管26は、圧縮機21から吐出される高圧のガス冷媒を、利用側熱交換器31に導くための冷媒配管である。
(2-1-3) Gas Refrigerant Communication Pipe The gas
(2−1−4)液冷媒連絡管
液冷媒連絡管27は、利用側熱交換器31から出た高圧の液冷媒を、膨張弁22へと導くための冷媒配管である。
(2-1-4) Liquid Refrigerant Communication Pipe The liquid
(2−1−5)地中熱採取部
地中熱採取部40は、地中に埋設された、地中熱を採熱する。地中熱採取部40は、図2のように、採熱杭41と、採熱杭41の内部に設けられた熱交換用配管42とを有する。なお、採熱杭41の内部には、地中加熱用電気ヒータ50も収容され、地中熱採取部40と地中加熱用電気ヒータ50とは一体にユニット化されている。
(2-1-5) Geothermal sampling unit The
採熱杭41は、住宅2の基礎杭としても利用される杭であり、住宅2の建築時に地中に打ち込まれる。なお、採熱杭41は、施工費用低減の観点からは、住宅2の基礎杭と兼用されることが望ましいが、これに限定されるものではなく、熱交換用配管42と地中加熱用電気ヒータ50とを設置するための専用の杭であってもよい。地中に打ち込まれた採熱杭41の内部には、熱交換用配管42と、地中加熱用電気ヒータ50とが収容される。
The
熱交換用配管42は、図2のように、ブライン媒体連絡管46,47を介して室外機20の熱源側熱交換器23に接続され、ブライン媒体回路45を構成している。ブライン媒体回路45内のブライン(不凍液)は、ブライン媒体回路45を構成するブライン媒体連絡管46に設けられた循環ポンプ44により昇圧されることで、ブライン媒体回路45内を循環する。
As shown in FIG. 2, the
熱交換用配管42は、ブライン媒体回路45を流れるブラインと、採熱杭41の周りの土壌との間で熱交換を行う熱交換器として機能する。熱交換用配管42では、ブライン媒体回路45を流れるブラインが、採熱杭41の周りの土壌から地中熱を採熱(採取)する。熱交換用配管42おいて地中熱を採熱したブラインは、ブライン媒体連絡管47を経て熱源側熱交換器23に送られる。
The
熱源側熱交換器23では、上述のように、冷媒回路25内を流れる冷媒と、ブライン媒体回路45を流れるブラインとの熱交換が行われ、熱源側熱交換器23に流入した冷媒は、ブライン媒体回路45を流れるブラインから熱を吸収する。冷媒との熱交換後に熱源側熱交換器23から流出するブラインは、ブライン媒体連絡管46を介して、熱交換用配管42に再び送られる。
In the heat source
なお、本ヒートポンプシステム10で地中熱を利用するのは、地中の温度は大気温に比べて変動しにくく、大気温が低い寒期でも、比較的温度が高いためである。つまり、大気温が低い寒期には、熱源側熱交換器23において、冷媒回路25内を流れる冷媒と外気とを熱交換させるよりも、冷媒回路25内を流れる冷媒と地中熱を採熱したブラインとを熱交換させるほうが、効率のよい運転が可能なためである。ただし、地中熱を採熱することで、地中の温度も次第に降下するため、効率は次第に低下する。
The reason why geothermal heat is used in the
(2−1−6)ブライン媒体連絡管
ブライン媒体連絡管46は、図2のように、室外機20の熱源側熱交換器23のブラインが流れる流路の出口側と、地中熱採取部40の熱交換用配管42の入口側とに接続されている。ブライン媒体連絡管47は、図2のように、室外機20の熱源側熱交換器23のブラインが流れる流路の入口側と、地中熱採取部40の熱交換用配管42の出口側とに接続されている。ブライン媒体連絡管46には、図2のように、循環ポンプ44が設けられている。循環ポンプ44は、インバータ制御のモータにより駆動される遠心式や容積式などのポンプである。
(2-1-6) Brine medium communication pipe As shown in FIG. 2, the brine
(2−1−7)給湯ユニット
給湯ユニット60は、室内機30から供給される水媒体を使用する水媒体機器であって、屋内に設置されている。給湯ユニット60は、図2のように、水媒体連絡管36,37を介して室内機30と接続されており、水媒体回路35の一部を構成している。
(2-1-7) Hot Water Supply Unit The hot
給湯ユニット60は、図2のように、主として、給湯タンク61と、熱交換コイル62と、給湯用電気ヒータ63と、を有している。
As shown in FIG. 2, the hot
給湯タンク61は、給湯に供される水を溜める容器である。給湯タンク61には、図示しない、蛇口やシャワー等に温水となった水を送るための給湯管と、給湯管に送られて消費された水の補充を行うための給水管と、が接続されている。
The hot
熱交換コイル62は、図2のように、給湯タンク61内に設けられている。熱交換コイル62は、水媒体回路35を循環する水媒体と給湯タンク61内の水との熱交換を行うことで給湯タンク61内の水の加熱器として機能する熱交換器である。なお、熱交換コイル62の入口側は、水媒体連絡管36に設けられた三方弁65と接続され、熱交換コイル62の出口側は、水媒体連絡管37と接続されている(図2参照)。
The
給湯ユニット60では、以上の構成により、室内機30において加熱される水媒体回路35を循環する水媒体によって、給湯タンク61内の水を加熱し、給湯タンク61内に溜めることが可能となっている。なお、ここでは、室内機30において加熱された水媒体との熱交換により加熱された水を、給湯タンク61に溜める方式の給湯ユニット60を採用しているが、これに限定されるものではなく、室内機30において加熱された水を貯湯タンクに溜める方式の給湯ユニットが採用されもよい。
In the hot
給湯用電気ヒータ63は、給湯タンク61内に設けられた電気ヒータである。給湯用電気ヒータ63は、図示しない水道から給湯タンク61に供給された低温の水をヒートポンプで加熱した後、さらに高温に加熱するために利用される。また、外気温度が低く、ヒートポンプの加熱能力が不足する場合にも利用される。
The
(2−1−8)暖房ユニット
暖房ユニット70は、室内機30から供給される水媒体を使用する水媒体機器であって、屋内に設置されている。暖房ユニット70は、図2のように、水媒体連絡管36,37を介して室内機30に接続されており、水媒体回路35の一部を構成している。
(2-1-8) Heating Unit The
暖房ユニット70は、図2のように、主として、熱交換器71と、ファン72と、を有するファンコイルユニットである。熱交換器71及びファン72は、図示しないケーシング内に収納されている。
As shown in FIG. 2, the
熱交換器71は、水媒体回路35を循環する水媒体と室内空気との熱交換を行うことで室内空気の加熱器として機能する。なお、熱交換器71の入口側は、水媒体連絡管36に設けられた三方弁65と接続され、熱交換器71の出口側は、水媒体連絡管37と接続されている(図2参照)。
The
ファン72は、ケーシング内に空気を取り込み、熱交換器71における、水媒体回路35を循環する水媒体と室内空気との熱交換を促進するためのファンである。熱交換器71により加熱された室内空気は、ケーシング外(室内)へと吹き出す。
The
なお、ここでの暖房ユニット70は、ファンコイルユニットであるが、これに限定されるものではなく、暖房ユニット70は、床暖房やラジエータであってもよい。また、図2では、暖房ユニット70は1つしか設けられていないが、これに限定されるものではなく、並列に複数の暖房ユニット70が設けられてもよい。
In addition, although the
(2−1−9)水媒体連絡管
水媒体連絡管36は、図2のように、室内機30の出口側(循環ポンプ33の下流側)と、給湯ユニット60の熱交換コイル62の入口側及び暖房ユニット70の熱交換器71の入口側とを接続している。水媒体連絡管37は、図2のように、室内機30の入口側(利用側熱交換器31の入口側)と、給湯ユニット60の熱交換コイル62の出口側及び暖房ユニット70の熱交換器71の出口側とを接続している。室内機30から、水媒体連絡管36を介して、給湯ユニット60又は暖房ユニット70に供給された水媒体は、水媒体連絡管37を介して、室内機30へと戻る。
(2-1-9) Aqueous medium communication pipe As shown in FIG. 2, the aqueous
水媒体連絡管36には、図2のように三方弁65が設けられている。三方弁65は、電動弁である。三方弁65は、水媒体回路35を循環する水媒体を、給湯ユニット60及び冷暖房ユニット70のいずれか一方に供給するように、水媒体の流れ方向を切り換えることが可能である。
The aqueous
(2−2)地中加熱用電気ヒータ
地中加熱用電気ヒータ50は、地中を加熱し、熱交換用配管42により採熱されることで低下した地中の温度を回復させるためのヒータである。なお、地中加熱用電気ヒータ50は、後述するように、コントローラ80の調整運転制御部80cにより制御され、HEMS2bから電力の消費量の増加要求を受け付けた場合にだけ(調整運転制御部80cにより電力の使用量を増加させる電力調整運転が実行される時にだけ)使用されるヒータである。
(2-2) Electric heater for underground heating The electric heater 50 for underground heating is a heater for heating the underground and recovering the underground temperature which has been lowered by being collected by the
地中加熱用電気ヒータ50は、地中熱採取部40の近傍に配されている。具体的には、地中加熱用電気ヒータ50は、地中熱採取部40と一体にユニット化されている。より具体的には、地中加熱用電気ヒータ50は、地中熱採取部40の採熱杭41の中に、熱交換用配管42と共に収容されている。
The underground heating electric heater 50 is disposed in the vicinity of the underground
(2−3)コントローラ
コントローラ80は、ヒートポンプ装置10a及び地中加熱用電気ヒータ50と電気的に接続されている。コントローラ80は、ヒートポンプ装置10a及び地中加熱用電気ヒータ50の動作を制御するために設けられる。コントローラ80は、CPUやメモリ等を有するマイクロコンピュータであり、メモリに記憶された各種プログラムをCPUが実行することで、各種制御を実行する。なお、コントローラ80は、一体に構成されている必要はなく、室外機20、室内機30、給湯ユニット60、暖房ユニット70,地中加熱用電気ヒータ50等をそれぞれ制御する複数のサブコントローラが回線により接続されて構成されるものであってもよい。
(2-3) Controller The
コントローラ80は、図3のように、HEMS2bと電気的に接続され、HEMS2bとの間で各種情報をやり取りする。例えば、コントローラ80は、ヒートポンプシステム10の運転状況に関する情報(電力の使用量等)を、HEMS2bに対して送信する。また、例えば、コントローラ80は、HEMS2bから送信される、電力の使用量の調整要求(抑制要求又は増加要求)と、個別調整要求期間(いつ抑制又は増加させるか)と、個別電力使用目標(どれだけ抑制又は増加させるか)と、を受信する。なお、ここでの個別電力使用目標は、コントローラ80が個別電力使用目標を受信した時点のヒートポンプシステム10の電力(kW)に対し、どれだけヒートポンプシステム10の電力を調整(抑制または増加)させるかという数値(kW)である。
As shown in FIG. 3, the
コントローラ80は、図3のように、ヒートポンプ装置10aの、圧縮機21、膨張弁22、暖房用電気ヒータ32、循環ポンプ33、循環ポンプ44、給湯用電気ヒータ63、三方弁65、及びファン72と電気的に接続されている。また、コントローラ80は、地中加熱用電気ヒータ50と電気的に接続されている。コントローラ80は、ヒートポンプ装置10aに設けられた図示しない各種センサ(温度センサ等)から検出信号を受け、これらの検出信号等に基づいて、上記の各種機器を制御する。また、コントローラ80は、HEMS2bから送信された、電力の使用量の調整要求、個別調整要求期間、及び個別電力使用目標に基づいて、各種機器を制御する。
3, the
コントローラ80は、HEMS2bとの間で通信を行う通信部80a、給湯暖房運転を行うための給湯暖房運転制御部80b、HEMS2bから電力の使用量の調整要求に応じて、電力の使用量を調整する調整運転制御部80c等を機能部として有する。
The
(3)ヒートポンプシステムの動作
本実施形態に係るヒートポンプシステム10の動作、特に給湯暖房運転と、電力調整運転と、について説明する。
(3) Operation of Heat Pump System The operation of the
(3−1)給湯暖房運転
ヒートポンプシステム10は、給湯暖房運転制御部80bにより制御され、給湯暖房運転として、後述する2種類の暖房運転と、2種類の給湯運転と、を行う。
(3-1) Hot-water supply / heating operation The
暖房運転は、ヒートポンプ装置10aのユーザが、図示しないリモコンを介して、コントローラ80に暖房ユニット70の運転を要求している時に行われる。後述する暖房運転の種類(第1暖房運転又は第2暖房運転)の選択や、圧縮機21の回転数等の運転条件の調整は、図示しないセンサにより取得された室内温度、図示しないリモコンを介して入力される室温の設定温度、暖房ユニット70に送られる水媒体の温度等を用いて、給湯暖房運転制御部80bにより実行される。
The heating operation is performed when the user of the
給湯運転は、給湯タンク61内の水が消費され、給湯タンク61に補給水が流入することで、給湯タンク61内の水温が低下した時に行われる。後述する給湯運転の種類(第1給湯運転又は第2給湯運転)の選択や、圧縮機21の回転数等の運転条件の調整は、図示しないセンサにより取得された給湯タンク61内の水温、図示しないリモコンを介して入力される給水の設定温度、給湯ユニット60に送られる水媒体の温度等を用いて、給湯暖房運転制御部80bにより実行される。
The hot water supply operation is performed when the water in the hot
また、給湯運転は、給湯中ではなくても、給湯タンク61内の水温を保持するために、あるいは、電力の単価が安い時間等に貯湯目的で、適宜行われる。
Further, the hot water supply operation is appropriately performed for the purpose of storing hot water in order to maintain the water temperature in the hot
(3−1−1)第1暖房運転
第1暖房運転では、蒸気圧縮機式のヒートポンプサイクルを利用して水媒体が加熱され、加熱された水媒体を用いて暖房が行われる。第1暖房運転では、圧縮機21が運転され、冷媒回路25内を、図4Aの矢印のように冷媒が循環する。第1暖房運転では、循環ポンプ44が運転され、ブライン媒体回路45内を、図4Aの矢印のようにブラインが循環する。また、第1暖房運転では、水媒体回路35において、循環ポンプ33が運転され、図4Aの矢印のように、室内機30から、暖房ユニット70へと水媒体が送られる。以下に、詳細に説明する。
(3-1-1) First Heating Operation In the first heating operation, an aqueous medium is heated using a steam compressor type heat pump cycle, and heating is performed using the heated aqueous medium. In the first heating operation, the
冷媒回路25では、第1暖房運転時には、圧縮機21から吐出された高圧のガス冷媒が、ガス冷媒連絡管26を経由して、室内機30に送られる。そして、室内機30に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の凝縮器として機能する利用側熱交換器31において、水媒体と熱交換を行って冷却された後、室外機20に送られる。利用側熱交換器31では、冷媒が水媒体と熱交換を行って冷却される際に、水媒体が加熱される。室外機20に送られた高圧の冷媒は、膨張弁22によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器23に流入する。熱源側熱交換器23に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、ブライン媒体回路45内を循環するブラインと熱交換を行って加熱され、蒸発して低圧の冷媒となる。なお、ブラインは、ブライン媒体回路45を循環することで、熱交換用配管42において地中熱を採熱する。熱源側熱交換器23を出た低圧のガス冷媒は、再び圧縮機21に吸入される。
In the
水媒体回路35では、暖房ユニット70側に水媒体が流れるように三方弁65が切り替えられており、室内機30から流れ出た水媒体は、暖房ユニット70の熱交換器71に流入する。熱交換器71では、水媒体は室内空気と熱交換を行って冷却され、逆に、室内空気は水媒体と熱交換を行って加熱される。熱交換器71から流出した水媒体は、室内機30へと戻り、再び利用側熱交換器31により加熱される。
In the aqueous
第1暖房運転では、このようにして室内の暖房が行われる。 In the first heating operation, the room is heated in this way.
(3−1−2)第2暖房運転
第2暖房運転では、暖房用電気ヒータ32により加熱された水媒体を用いて暖房が行われる。第2暖房運転では、水媒体回路35において、暖房用電気ヒータ32及び循環ポンプ33が運転される。三方弁65は、暖房ユニット70側に水媒体が流れるように切り替えられており、室内機30において暖房用電気ヒータ32により加熱された水媒体は、図4Bのように、暖房ユニット70の熱交換器71に流入する。熱交換器71では、水媒体は室内空気と熱交換を行って冷却され、逆に、室内空気は水媒体と熱交換を行って加熱される。熱交換器71から流出した水媒体は、図4Bのように室内機30へと戻り、再び暖房用電気ヒータ32により加熱される。第2暖房運転では、圧縮機21及び循環ポンプ44は運転されない。
(3-1-2) Second Heating Operation In the second heating operation, heating is performed using the aqueous medium heated by the heating
第2暖房運転では、このようにして室内の暖房が行われる。なお、第2暖房運転は、例えば、所望の暖房能力が、ヒートポンプサイクルにより達成可能な暖房能力よりも大きい場合などに使用される。第2暖房運転は第1暖房運転よりも電力を消費する。 In the second heating operation, the room is heated in this way. The second heating operation is used, for example, when the desired heating capacity is larger than the heating capacity that can be achieved by the heat pump cycle. The second heating operation consumes more power than the first heating operation.
なお、熱交換器71から流出した水媒体の温度や外気温の条件によっては、第1暖房運転と第2暖房運転が同時に行われる場合もある。
The first heating operation and the second heating operation may be performed simultaneously depending on the temperature of the aqueous medium flowing out from the
(3−1−3)第1給湯運転
第1給湯運転では、蒸気圧縮機式のヒートポンプサイクルを利用することで水媒体が加熱され、加熱された水媒体を用いて給湯が行われる。第1給湯運転では、圧縮機21が運転され、冷媒回路25内を、図4Cの矢印のように冷媒が循環する。第1給湯運転では、循環ポンプ44が運転され、ブライン媒体回路45内を、図4Cの矢印のようにブラインが循環する。また、第1給湯運転では、水媒体回路35において、循環ポンプ33が運転され、図4Cの矢印のように、室内機30から、給湯ユニット60へと水媒体が送られる。以下に、詳細に説明する。
(3-1-3) First Hot Water Supply Operation In the first hot water supply operation, the aqueous medium is heated by using a steam compressor type heat pump cycle, and hot water is supplied using the heated aqueous medium. In the first hot water supply operation, the
冷媒回路25では、第1給湯運転時には、圧縮機21から吐出された高圧のガス冷媒が、ガス冷媒連絡管26を経由して、室内機30に送られる。そして、室内機30に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の凝縮器として機能する利用側熱交換器31において、水媒体と熱交換を行って冷却された後、室外機20に送られる。利用側熱交換器31では、冷媒が水媒体と熱交換を行って冷却される際に、水媒体が加熱される。室外機20に送られた高圧の冷媒は、膨張弁22によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器23に流入する。熱源側熱交換器23に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、ブライン媒体回路45内を循環するブラインと熱交換を行って加熱され、蒸発して低圧の冷媒となる。なお、ブラインは、ブライン媒体回路45を循環することで、熱交換用配管42において地中熱を採熱する。熱源側熱交換器23を出た低圧のガス冷媒は、再び圧縮機21に吸入される。
In the
水媒体回路35では、給湯ユニット60側に水媒体が流れるように三方弁65が切り替えられており、室内機30から流れ出た水媒体は、給湯ユニット60の熱交換コイル62に流入する。熱交換コイル62では、水媒体は給湯タンク61内の水と熱交換を行って冷却され、逆に、給湯タンク61内の水は水媒体と熱交換を行って加熱される。熱交換コイル62から流出した水媒体は、室内機30へと戻り、再び利用側熱交換器31により加熱される。
In the aqueous
第1給湯運転では、このようにして給湯タンク61内の水の加温が行われる。第1給湯運転中は、水媒体回路35内の水媒体は給湯ユニット60へと流れるので、第1給湯運転は、暖房運転と同時に行うことはできない。
In the first hot water supply operation, the water in the hot
(3−1−4)第2給湯運転
第2給湯運転では、給湯用電気ヒータ63が運転され、給湯タンク61内の水の加温が行われる。第2給湯運転では、圧縮機21、循環ポンプ33、循環ポンプ44はいずれも運転されない。通常、給湯タンクでの貯湯温度はヒートポンプサイクルで昇温可能な水温より高く設定されるため、第2給湯運転は、ヒートポンプサイクルにより昇温可能な温度から目標貯湯温度まで加熱するために使用される。
(3-1-4) Second Hot Water Supply Operation In the second hot water supply operation, the hot water supply
なお、第2給湯運転は、第1暖房運転又は第2暖房運転と同時に行うことが可能である。言い換えれば、暖房運転と給湯運転とが同時に実行される場合には、給湯運転としては、第2給湯運転が行われる。第2給湯運転は第1給湯運転よりも電力を消費する。 The second hot water supply operation can be performed simultaneously with the first heating operation or the second heating operation. In other words, when the heating operation and the hot water supply operation are performed simultaneously, the second hot water supply operation is performed as the hot water supply operation. The second hot water supply operation consumes more power than the first hot water supply operation.
(3−2)電力調整運転
電力調整運転は、HEMS2bから電力の使用量の調整要求があった時に行われる運転である。電力調整運転は、調整運転制御部80cにより実行される。
(3-2) Power Adjustment Operation The power adjustment operation is an operation performed when a request for adjusting the amount of power used is received from the
調整運転制御部80cは、通信部80aがHEMS2bから電力の使用量の抑制要求を受信すると、ヒートポンプシステム10が電力の使用量を抑制する電力調整運転を実行するよう制御する。言い換えれば、調整運転制御部80cは、HEMS2bから送信された個別調整要求期間に、個別電力使用目標(kW)だけ電力の使用量を抑制するよう、ヒートポンプ装置10aの運転を制御する。通信部80aが電力の使用量の抑制要求を受信したときの、調整運転制御部80cによる制御について、例を挙げて具体的に説明する。
The adjustment operation control unit 80c controls the
例えば、調整運転制御部80cは、給湯暖房運転制御部80bにより貯湯のために給湯運転が行われている場合に、この給湯運転を停止させる。また、例えば、調整運転制御部80cは、給湯暖房運転制御部80bにより第1暖房運転が選択されていた場合は、消費電力を抑制するため圧縮機21の回転数を低下させる。圧縮機21の回転数が下限圧縮機回転数(圧縮機21の回転数の下限値)に到達しても抑制要求を満足しなければ、調整運転制御部80cは、暖房運転を停止させる。また、例えば、調整運転制御部80cは、第2暖房運転が選択されていた場合には、暖房運転を停止させる。なお、これらの電力調整運転は、制御に矛盾のない範囲で行われる。例えば、本実施形態では、第1又は第2暖房運転と第1給湯運転とは実施できないので、そのような内容の電力調整運転は行われない。
For example, the adjustment operation control unit 80c stops the hot water supply operation when the hot water supply operation is performed for hot water storage by the hot water supply / heating operation control unit 80b. In addition, for example, when the first heating operation is selected by the hot water supply / heating operation control unit 80b, the adjustment operation control unit 80c decreases the rotation speed of the
一方、調整運転制御部80cは、通信部80aが、HEMS2bから電力の使用量の増加要求を受信すると、ヒートポンプシステム10が電力の使用量を増加させる電力調整運転を実行するよう制御する。言い換えれば、調整運転制御部80cは、HEMS2bから送信された個別調整要求期間に、個別電力使用目標(kW)だけ電力の使用量を増加させるよう、ヒートポンプ装置10a及び地中加熱用電気ヒータ50の運転を制御する。
On the other hand, the adjustment operation control unit 80c controls the
電力の使用量を増加させる電力調整運転について、図5A、図5Bのフローチャートを用いて説明する。通信部80aがHEMS2bから電力の使用量の増加要求と共に、個別調整要求期間及び個別電力使用目標を受信すると、図5A、図5Bのフローチャートの制御が実行される。
The power adjustment operation for increasing the power consumption will be described using the flowcharts of FIGS. 5A and 5B. When the communication unit 80a receives an individual adjustment request period and an individual power use target from the
ステップS1では、調整運転制御部80cが、個別調整要求期間が開始しているか否かを判定する。個別調整要求期間が開始していると判定されればステップS2へと進む。ステップS1の処理は、個別調整要求期間が開始していると判定されるまで繰り返される。 In step S1, the adjustment operation control unit 80c determines whether or not the individual adjustment request period has started. If it is determined that the individual adjustment request period has started, the process proceeds to step S2. The process of step S1 is repeated until it is determined that the individual adjustment request period has started.
ステップS2では、調整運転制御部80cが、ヒートポンプシステム10が個別電力使用目標を達成しているか否かを判定する。より具体的には、調整運転制御部80cは、現在のヒートポンプシステム10の電力の使用量(Ec)が、通信部80aがHEMS2bから電力の使用量の増加要求を受信した時のヒートポンプシステム10の電力の使用量(Ep)に比べ、個別電力使用目標(ΔE)以上増加しているか否かを判断する。数式で表せば、調整運転制御部80cは、Ec≧Ep+ΔEであるかを判定する。調整運転制御部80cが、個別電力使用目標を達成していると判定した場合にはステップS8へ、個別電力使用目標を達成していないと判定した場合にはステップS3へと進む。
In step S2, the adjustment operation control unit 80c determines whether or not the
ステップS3では、調整運転制御部80cにより、ヒートポンプ装置10aによる電力の使用により、言い換えれば暖房運転又は給湯運転のための電力の使用により、電力の使用量を増加させることができるかが判定される。例えば、現在、貯湯のための給湯運転が行われておらず、貯湯のための給湯運転を行うことが可能ならば、電力の使用量を増加させることができると判定される。また、例えば、現在第2暖房運転より電力の消費の少ない第1暖房運転が行われている場合には、暖房運転を第2暖房運転に切り替えることで電力の使用量を増加させることができると判定される。また、例えば、現在第2給湯運転より電力の消費の少ない第1給湯運転が行われている場合には、給湯運転を第2給湯運転に切り替えることで電力の使用量を増加させることができると判定される。また、例えば、第1暖房運転や第1給湯運転において、圧縮機21の回転数を大きくすることが可能であれば、電力の使用量を増加させることができると判定される。なお、この判定では、制御に矛盾がないかを考慮して判定が行われる。例えば、本実施形態では、第1又は第2暖房運転と第1給湯運転とは実施できないので、そのような内容の制御内容は実施できないと判定される。なお、調整運転制御部80cは、ヒートポンプ装置10aによる電力の使用により、電力の使用量を増加させることができるか否かを、物理的に可能か不可能かだけではなく、ヒートポンプ装置10aのユーザの快適性(室内温度や給湯温度の、設定温度との乖離状況等)も考慮して決定してもよい。
In step S3, the adjustment operation control unit 80c determines whether the amount of power used can be increased by using power by the
ステップS3で、ヒートポンプ装置10aによる電力の使用により、電力の使用量を増加させることができると判定されれば、ステップS4へと進む。ステップS3で、ヒートポンプ装置10aによる電力の使用により、電力の使用量を増加させることができないと判定されれば、ステップS6へと進む。
If it is determined in step S3 that the amount of power used can be increased by using power by the
ステップS4では、ステップS3で、調整運転制御部80cが実施可能であると判定した処理(例えば、貯湯のための給湯運転の開始や、第1暖房運転から第2暖房運転への切り替え等)が、調整運転制御部80cにより実行される。その後ステップS5へと進む。 In step S4, the process (for example, start of the hot water supply operation for hot water storage, switching from the first heating operation to the second heating operation, etc.) determined by the adjustment operation control unit 80c in step S3 can be performed. It is executed by the adjustment operation control unit 80c. Thereafter, the process proceeds to step S5.
ステップS5では、ステップS2と同様に、調整運転制御部80cが、ヒートポンプシステム10が個別電力使用目標を達成しているか否かを判定する。調整運転制御部80cが、個別電力使用目標を達成していると判定した場合にはステップS8へ進み、個別電力使用目標を達成していないと判定した場合にはステップS3に戻る。
In step S5, similarly to step S2, the adjustment operation control unit 80c determines whether or not the
ステップS6では、調整運転制御部80cにより、地中加熱用電気ヒータ50が現在作動しているか(Onになっているか)が判定される。地中加熱用電気ヒータが作動していると判定された場合には、ステップS8へと進む。地中加熱用電気ヒータが作動していない(Offである)と判定された場合には、ステップS7へと進む。 In step S6, the adjustment operation control unit 80c determines whether the underground heating electric heater 50 is currently operating (is on). If it is determined that the underground heater is operating, the process proceeds to step S8. If it is determined that the underground heating electric heater is not in operation (is off), the process proceeds to step S7.
ステップS7では、調整運転制御部80cにより、地中加熱用電気ヒータ50が作動させられる(Onにされる)。その後、ステップS8へと進む。 In step S7, the electric heater 50 for underground heating is operated (turned on) by the adjustment operation control unit 80c. Thereafter, the process proceeds to step S8.
以下に説明する、ステップS8からステップS12は、電力の使用量の増やしすぎを防止するための処理である。電力の使用量を増加させる電力調整運転は、電力の使用量を増加させることを目的とするが、HEMS2bが送信した調整要求量を超えて過剰に電力が使用されている場合にも、ヒートポンプシステム10がHEMS2bの調整要求に応えているとはいえないことから、このような処理が実行される。
Steps S8 to S12 described below are processes for preventing an excessive increase in the amount of power used. The power adjustment operation for increasing the amount of power used is intended to increase the amount of power used, but the heat pump system is used even when the power is used excessively beyond the amount of adjustment requested transmitted by the
ステップS8では、調整運転制御部80cが、ヒートポンプシステム10の電力の使用量が過剰ではないかを判定する。より具体的には、調整運転制御部80cは、現在のヒートポンプシステム10の電力の使用量(Ec)が、通信部80aがHEMS2bから電力の使用量の増加要求を受信した時のヒートポンプシステム10の電力の使用量(Ep)と個別電力使用目標(ΔE)とを加えた値よりも、所定値(E1)以上大きいか否かを判定する。数式で表せば、調整運転制御部80cは、Ec≧Ep+ΔE+E1であるかを判定する。なお、所定値(E1)には、電力の使用量の増やしすぎを防止するという目的を実現するために最適な値が選択される。
In step S8, the adjustment operation control unit 80c determines whether or not the amount of power used by the
ステップS8において、調整運転制御部80cが、ヒートポンプシステム10の電力の使用量が過剰であると判定した場合にはステップS9へ、ヒートポンプシステム10の電力の使用量が過剰ではないと判定した場合にはステップS13へと進む。
In step S8, when the adjustment operation control unit 80c determines that the power consumption of the
ステップS9では、調整運転制御部80cにより、地中加熱用電気ヒータ50が現在作動しているか(Onになっているか)が判定される。地中加熱用電気ヒータ50が作動していると判定された場合には、ステップS10へと進む。地中加熱用電気ヒータ50が作動していない(Offである)と判定された場合には、ステップS11へと進む。 In step S9, the adjustment operation control unit 80c determines whether the underground heating electric heater 50 is currently operating (is turned on). When it is determined that the underground heater 50 is operating, the process proceeds to step S10. If it is determined that the underground heating electric heater 50 is not in operation (is off), the process proceeds to step S11.
ステップS10では、調整運転制御部80cにより、地中加熱用電気ヒータ50がOffにされる。その後、ステップS8に戻る。 In Step S10, the adjustment operation control unit 80c turns off the underground heating electric heater 50. Thereafter, the process returns to step S8.
ステップS11では、調整運転制御部80cにより、ヒートポンプ装置10aの電力の使用量を抑制することが可能か判定される。例えば、現在、貯湯のための給湯運転が行われていれば、電力の使用量を抑制させることができると判定される。また、例えば、現在第1暖房運転より電力の消費の多い第2暖房運転が行われている場合には、暖房運転を第1暖房運転に切り替えることで電力の使用量を抑制させることができると判定される。また、例えば、現在第1給湯運転より電力の消費の多い第2給湯運転が行われている場合には、給湯運転を第1給湯運転に切り替えることで電力の使用量を抑制させることができると判定される。また、例えば、第1暖房運転や第1給湯運転において、圧縮機21の回転数を小さくすることが可能であれば、電力の使用量を増加させることができると判定される。なお、この判定では、制御に矛盾がないかを考慮して判定が行われる。例えば、本実施形態では、第1又は第2暖房運転と第1給湯運転とは実施できないので、そのような内容の制御内容は実施できないと判定される。なお、調整運転制御部80cは、ヒートポンプ装置10aの電力の使用量を抑制することが可能か否かを、物理的に可能か不可能かだけではなく、ヒートポンプ装置10aのユーザの快適性(室内温度や給湯温度の、設定温度との乖離状況等)も考慮して決定してもよい。
In step S11, it is determined by the adjustment operation control part 80c whether it is possible to suppress the usage-amount of the electric power of the
ステップS11で、ヒートポンプ装置10aの電力の使用量を抑制することが可能と判定されれば、ステップS12へと進む。ステップS11で、ヒートポンプ装置10aの電力の使用量を抑制することができないと判定されれば、ステップS13へと進む。
If it is determined in step S11 that the power consumption of the
ステップS12では、ステップS11で、調整運転制御部80cが可能であると判定した処理(例えば、貯湯のための給湯運転の停止や、第2暖房運転から第1暖房運転への切り替え等)が、調整運転制御部80cにより実行される。その後ステップS8へと戻る。 In step S12, the process (for example, stoppage of the hot water supply operation for hot water storage, switching from the second heating operation to the first heating operation, etc.) determined by the adjustment operation control unit 80c in step S11 is performed. It is executed by the adjustment operation control unit 80c. Thereafter, the process returns to step S8.
ステップS13では、調整運転制御部80cが、個別調整要求期間が終了しているか否かを判定する。個別調整要求期間が終了していると判定されればステップS14へと進む。個別調整要求期間が終了していないと判定されればステップS2へと戻る。 In step S13, the adjustment operation control unit 80c determines whether or not the individual adjustment request period has ended. If it is determined that the individual adjustment request period has ended, the process proceeds to step S14. If it is determined that the individual adjustment request period has not ended, the process returns to step S2.
ステップS14では、調整運転制御部80cにより、電力調整運転の終了処理が実行される。より具体的には、調整運転制御部80cが、ヒートポンプシステム10に電力調整運転を実行させるために行っていた制御が解除され、ヒートポンプシステム10は通常制御へと復帰する。例えば、調整運転制御部80cは、地中加熱用電気ヒータ50を作動させていた(Onにしていた)場合には、地中加熱用電気ヒータ50をOffにする。また、例えば、調整運転制御部80cは、電力調整運転中に、貯湯のための給湯運転を実行しており、給湯暖房運転制御部80bが貯湯のための給湯運転を継続する必要がないと判断した場合には、貯湯のための給湯運転を終了する。
In step S14, the adjustment operation control unit 80c executes a power adjustment operation end process. More specifically, the control performed by the adjustment operation control unit 80c to cause the
なお、地中加熱用電気ヒータ50は、調整運転制御部80cによりOn/Offが制御されるヒータであって、調整運転制御部80cは、電力の使用量を増加させるための電力調整運転中以外(個別調整要求期間以外)は、地中加熱用電気ヒータ50の作動を禁止する。 The underground heating electric heater 50 is a heater whose On / Off is controlled by the adjustment operation control unit 80c, and the adjustment operation control unit 80c is not in the power adjustment operation for increasing the amount of power used. During the period other than the individual adjustment request period, the operation of the underground heating electric heater 50 is prohibited.
(4)特徴
本実施形態のヒートポンプシステム10には、以下のような特徴を有する。
(4) Features The
(4−1)
本実施形態のヒートポンプシステム10は、地中熱を熱源とするヒートポンプ装置10aと、地中加熱用電気ヒータ50と、コントローラ80と、を備える。ヒートポンプ装置10aは、地中に配置されて地中熱を採熱する地中熱採取部40を有する。地中加熱用電気ヒータ50は、地中熱採取部40の近傍に配され、地中を加熱する。コントローラ80は、ヒートポンプ装置10a及び地中加熱用電気ヒータ50と電気的に接続される。コントローラ80は、通信部80aと、調整運転制御部80cとを有する。通信部80aは、個別調整要求期間における電力の使用量の増加要求を受け付ける。調整運転制御部80cは、電力の使用量の増加要求に応じ、地中加熱用電気ヒータ50を作動させて個別調整要求期間における電力の使用量を増加させる。
(4-1)
The
このヒートポンプシステム10では、コントローラ80の受け付けた電力の使用量の増加要求に応じて、コントローラ80が地中を加熱する地中加熱用電気ヒータ50を作動させる。そのため、受け付けた電力の使用量の増加要求に応じることが容易で、電力の需給調整に寄与できる。
In the
また、地中加熱用電気ヒータ50を作動させることで、ヒートポンプ装置10aの運転により低下した地中の温度が上昇させられるため、ヒートポンプ装置10aの効率向上を図ることができる。
Moreover, since the underground temperature lowered by the operation of the
(4−2)
本実施形態のヒートポンプシステム10では、地中熱採取部40は、地中加熱用電気ヒータ50と一体にユニット化されている。
(4-2)
In the
ここでは、地中熱採取部40と地中加熱用電気ヒータ50とが一体にユニット化されているため、地中熱採取部40と地中加熱用電気ヒータ50との設置工数を抑制できる。その結果、ヒートポンプシステム10の設置工事費用を抑制できる。
Here, since the underground
(4−3)
本実施形態のヒートポンプシステム10では、通信部80aは、増加要求と共に、個別調整要求期間における個別電力使用目標を更に受け付ける。調整運転制御部80cは、ヒートポンプ装置10aによる電力の使用により、個別調整要求期間における個別電力使用目標を達成できない場合に、個別調整要求期間における個別電力使用目標を達成するように、地中加熱用電気ヒータ50を作動させて個別調整要求期間における電力の使用量を増加させる。
(4-3)
In the
このヒートポンプシステム10では、地中加熱用電気ヒータ50は、ヒートポンプ装置10aでは個別電力使用目標を達成できない(電力を使いきれない)場合に作動させられる。つまり、ここでは、電力の使用量の増加要求受付時に、ヒートポンプ装置10aの運転という直接的かつより効率的な用途に優先的に電力が使用されるので、効率よく電力を利用できる。一方、ヒートポンプ装置10aだけでは使いきれない電力は、地中の加温に使用されるので、電力の需給調整に寄与でき、更にヒートポンプ装置10aの効率も向上させることができる。
In this
(4−4)
本実施形態のヒートポンプシステム10では、調整運転制御部80cは、個別調整要求期間以外は、地中加熱用電気ヒータ50の作動を禁止する。
(4-4)
In the
ここでは、電力の使用量の増加要求がない場合(電力供給が電力需要に対し特に過剰ではない場合)には、電力を、地中の加温という間接的な用途ではなく、直接的かつより効率的な用途に利用できる。 Here, when there is no demand for an increase in the amount of power used (when the power supply is not particularly excessive with respect to the power demand), the power is directly and more It can be used for efficient purposes.
(5)変形例
以下に本実施形態の変形例を示す。なお、複数の変形例を適宜組み合わせてもよい。
(5) Modifications Modifications of the present embodiment are shown below. A plurality of modified examples may be appropriately combined.
(5−1)変形例A
本実施形態のヒートポンプシステム10は、蒸気圧縮機式のヒートポンプサイクルを利用して水媒体を加熱し、加熱された水媒体を用いて暖房及び給湯を行うものであったが、これに限定されるものではない。例えば、ヒートポンプシステムは、ヒートポンプサイクルの冷媒と、空気とを熱交換させる、空気調和装置等の冷凍装置であってもよい。
(5-1) Modification A
The
(5−2)変形例B
本実施形態のヒートポンプシステム10では、地中熱採取部40と地中加熱用電気ヒータ50とが一体にユニット化されているが、これに限定されるものではない。例えば、地中熱採取部の採熱杭近傍に、地中加熱用電気ヒータを収容するための杭が別途打ち込まれてもよい。ただし、工事費用削減の観点からは、地中熱採取部40と地中加熱用電気ヒータ50とが一体にユニット化されていることが望ましい。
(5-2) Modification B
In the
(5−3)変形例C
本実施形態のヒートポンプシステム10では、地中熱採取部40は、採熱杭41の内部に熱交換用配管42が収容されているが、これに限定されるものではなく、土中に直接、熱交換用配管が埋設されてもよい。
(5-3) Modification C
In the
(5−4)変形例D
本実施形態のヒートポンプシステム10では、HEMS2bはコントローラ80に、個別電力使用目標を送信するが、これに限定されるものではなく、HEMS2bは個別電力使用目標を送信しなくてもよい。つまり、HEMS2bはコントローラ80に、電力の使用量の増加要求と、個別調整要求期間だけを送信してもよい。この場合には、調整運転制御部80cは、図5A、図5Bのフローチャートによらず、個別調整要求期間の間、地中加熱用電気ヒータ50を作動させる(Onにする)ようにしてもよい。
(5-4) Modification D
In the
(5−5)変形例E
本実施形態のヒートポンプシステム10では、調整運転制御部80cは、図5A、図5Bのフローチャートのように、電力の過剰使用時には、電力の使用量を抑制するように制御を行うが、このような制御(ステップS8からステップS12)は、実行されなくてもよい。ただし、電力会社1の需給調整要求に応じるためには、電力の過剰使用も考慮した制御が行われることが望ましい。
(5-5) Modification E
In the
(5−6)変形例F
本実施形態のヒートポンプシステム10では、通信部80aは、HEMS2bから、個別調整要求期間と個別電力使用目標とを受け付けるが、個別調整要求期間は複数の個別調整要求期間であってもよく、通信部80aは、個別調整要求期間別の個別電力使用目標を受け付けても構わない。
(5-6) Modification F
In the
(5−7)変形例G
本実施形態のヒートポンプシステム10では、通信部80aは、個別調整要求期間を受け付けるが、これに限定されるものではない。通信部80aは、HEMS2bから個別調整要求期間の開始信号をまず受け付け、その後、HEMS2bから個別調整要求期間の終了信号を受け付けてもよい。つまり、調整運転制御部80cは、図5A、図5Bのフローチャートにおいて、ステップS2で電力調整運転の開始信号を通信部80aが受け付けたかを判定し、ステップS13で電力調整運転の終了信号を通信部80aが受け付けたかを判定してもよい。
(5-7) Modification G
In the
(5−8)変形例H
本実施形態のヒートポンプシステム10では、地中加熱用電気ヒータ50はOn/Offのみが制御されているが、これに限定されるものではない。
(5-8) Modification H
In the
例えば、地中加熱用電気ヒータの能力を可変とし、現在の電力の使用量と、目標とする電力の使用量とに応じて、地中加熱用電気ヒータの能力を調整してもよい。 For example, the capacity of the underground heating electric heater may be variable, and the capacity of the underground heating electric heater may be adjusted according to the current power consumption and the target power usage.
また、例えば、地中加熱用電気ヒータを複数台設け、現在の電力の使用量と、目標とする電力の使用量とに応じて、作動する地中加熱用電気ヒータの台数を変更するようにしてもよい。 In addition, for example, a plurality of underground heating electric heaters are provided, and the number of underground heating electric heaters to be operated is changed according to the current power consumption and the target power usage. May be.
(5−9)変形例I
本実施形態のヒートポンプシステム10は、住宅2に設置されるものであるが、これに限定されるものではなく、ビルや商業施設に設置されるものであってもよい。この場合、コントローラ80は、HEMSではなく、例えばBEMS(ビル用エネルギ管理システム)からの電力の使用量の調整要求を受け付ける。
(5-9) Modification I
Although the
(5−10)変形例J
本実施形態のヒートポンプシステム10では、コントローラ80は、電力の使用量を増加させる電力調整運転中に、ヒートポンプシステム10の電力の使用量(Ec)を、電力の使用量の増加要求受付時の電力の使用量(Ep)に対し、個別電力使用目標(ΔE)以上増加させるように制御を行う(Ec≧Ep+ΔEになるように制御を行う)が、これに限定されるものではない。例えば、コントローラは、電力の使用量を増加させる電力調整運転中のヒートポンプシステム10の電力の使用量(Ec)を、電力の使用量の増加要求受付時の電力の使用量(Ep)と個別電力使用目標(ΔE)との和に近づけるように制御を行う(Ec≒Ep+ΔEとなるように制御を行う)ものであってもよい。
(5-10) Modification J
In the
(5−11)変形例K
本実施形態のヒートポンプシステム10では、三方弁65は、水媒体回路35内の水媒体の流れ方向を、給湯ユニット60又は暖房ユニット70のいずれかに切り替えるものであるが、これに限定されるものではない。例えば、三方弁は、給湯ユニット60及び暖房ユニット70の両方に、又は、給湯ユニット60及び暖房ユニット70のいずれかに、水媒体を供給可能な弁であってもよい。つまり、ヒートポンプシステムは、第1暖房運転と第1給湯運転とを同時に実施可能に構成されていてもよい。
(5-11) Modification K
In the
本発明を利用すれば、地中熱を採熱するヒートポンプ装置を備えたヒートポンプシステムにおいて、電力供給者の要求に応じた電力の使用量促進が可能で、更に、ヒートポンプ装置の運転効率を向上可能である。 By using the present invention, in a heat pump system equipped with a heat pump device that collects underground heat, it is possible to promote the use of electric power according to the demand of the power supplier, and further improve the operation efficiency of the heat pump device. It is.
10 ヒートポンプシステム
10a ヒートポンプ装置
40 地中熱採取部
50 地中加熱用電気ヒータ(電気ヒータ)
80 コントローラ
80a 通信部(受付部)
80c 調整運転制御部(運転制御部)
DESCRIPTION OF
80 Controller 80a Communication unit (accepting unit)
80c Adjustment operation control unit (operation control unit)
本発明は、地中熱を熱源とするヒートポンプ装置を備えたヒートポンプシステムに関する。The present invention relates to a heat pump system including a heat pump device that uses geothermal heat as a heat source.
電力供給者には、電力の安定供給を実現するため、電力供給量と電力需要量とをバランスさせたいという要求がある。 There is a demand for the power supplier to balance the power supply amount and the power demand amount in order to realize a stable power supply.
この要求を満たすため、電力供給者は、電力需要者に、電力使用促進を要請する場合がある。例えば、特許文献1(特開2005−107901号公報)には、電力供給者が、電力供給量が電力需要量に対して過剰である場合に、電力需要者に対して電力使用促進の経済的利益を示すことで、電力の使用量を増加させるよう要請する事例が開示されている。 In order to satisfy this requirement, the power supplier may request the power consumer to promote the use of power. For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-107901), when the power supplier has an excessive power supply amount with respect to the power demand amount, the economics of promoting the use of power to the power consumer are disclosed. An example is disclosed in which a request is made to increase the amount of power used by showing profits.
ところで、従来、地中熱を利用したヒートポンプ装置が知られている。例えば、特許文献2(特開2012−47360号公報)には、地中熱を利用したヒートポンプ装置を用いて、建物内の空調を行う事例が開示されている。ヒートポンプ装置を加熱目的で使用する(特許文献2(特開2012−47360号公報)であれば暖房を行う)場合には、土壌を採熱源として(地中熱を採熱して)ヒートポンプ装置が運転される。土壌(地中)の温度は、大気の温度よりも変化が小さいため、大気の温度が低い寒期においても比較的温度が高い。そのため、寒冷地においても、地中熱を利用することで、効率のよいヒートポンプ装置の運転が実現される。 By the way, conventionally, a heat pump device using geothermal heat is known. For example, Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-47360) discloses an example of air conditioning in a building using a heat pump device that uses geothermal heat. When the heat pump device is used for heating purposes (heating is performed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-47360)), the heat pump device is operated using the soil as a heat collection source (collecting ground heat). Is done. Since the temperature of the soil (underground) has a smaller change than the temperature of the atmosphere, the temperature is relatively high even in the cold season when the temperature of the atmosphere is low. Therefore, even in cold regions, efficient operation of the heat pump device is realized by using the underground heat.
ただし、地中熱は太陽エネルギに由来する熱であり、ヒートポンプ装置により太陽エネルギによる入熱以上に土壌から採熱されれば、土壌の温度は次第に低下し、これに連れてヒートポンプ装置の効率も次第に低下するという問題がある。 However, geothermal heat is derived from solar energy, and if heat is collected from the soil more than the heat input by solar energy, the temperature of the soil gradually decreases, and the efficiency of the heat pump device also increases accordingly. There is a problem of gradually decreasing.
また、特許文献1(特開2005−107901号公報)のように、電力供給者から電力需要者に電力の使用量促進が要請される場合に、電力需要者がその要請にこたえることができないという場合が発生しうる。 In addition, as in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-107901), when the power supplier requests the power consumer to promote the use of power, the power consumer cannot respond to the request. Cases can occur.
地中熱を利用したヒートポンプ装置を加熱目的で利用する電力需要者においても、既にヒートポンプ装置の加熱対象が目標温度に到達しているとすれば、あるいは、既にヒートポンプ装置が最大出力で運転されているとすれば、他に稼動することが可能な電力使用機器が存在しない限り、電力の使用量促進の要請があっても、電力の使用量を増加させる余地がない。 Even for electric power consumers who use a heat pump device that uses geothermal heat for heating purposes, if the heating target of the heat pump device has already reached the target temperature, or the heat pump device has already been operated at the maximum output. If there is no other power usage device that can be operated, there is no room for increasing the power usage even if there is a request for power usage promotion.
本発明の課題は、地中熱を採熱するヒートポンプ装置を備えたヒートポンプシステムであって、電力供給者の要求に応じた電力の使用量促進が可能で、更に、ヒートポンプ装置の運転効率を向上可能なヒートポンプシステムを提供することにある。 An object of the present invention is a heat pump system including a heat pump device that collects underground heat, can promote the use of electric power according to the demand of a power supplier, and further improve the operation efficiency of the heat pump device It is to provide a possible heat pump system.
本発明の第1観点に係るヒートポンプシステムは、地中熱を熱源とするヒートポンプ装置と、電気ヒータと、コントローラと、を備える。ヒートポンプ装置は、地中に配置されて地中熱を採熱する地中熱採取部を有する。電気ヒータは、地中熱採取部の近傍に配され、地中を加熱する。コントローラは、ヒートポンプ装置及び電気ヒータと電気的に接続される。コントローラは、受付部と、運転制御部とを有する。受付部は、要求期間における電力の使用量の増加要求を受け付ける。運転制御部は、増加要求に応じ、電気ヒータを作動させて要求期間における電力の使用量を増加させる。 A heat pump system according to a first aspect of the present invention includes a heat pump device that uses underground heat as a heat source, an electric heater, and a controller. The heat pump device has a ground heat collection unit that is disposed in the ground and collects ground heat. The electric heater is disposed in the vicinity of the underground heat collecting unit and heats the underground. The controller is electrically connected to the heat pump device and the electric heater. The controller includes a reception unit and an operation control unit. The accepting unit accepts a request for increasing the amount of power used during the request period. In response to the increase request, the operation control unit operates the electric heater to increase the amount of power used in the request period.
このヒートポンプシステムでは、受け付けた電力の使用量の増加要求に応じて、コントローラが地中を加熱する電気ヒータを作動させる。そのため、受け付けた電力の使用量の増加要求に応じることが容易で、電力の需給調整に寄与できる。また、電気ヒータを作動させることで、ヒートポンプ装置の運転により低下した地中の温度が上昇させられるため、ヒートポンプ装置の効率向上を図ることができる。 In this heat pump system, the controller operates an electric heater that heats the ground in response to a request to increase the amount of received power used. Therefore, it is easy to respond to a request for increasing the amount of received power used, which can contribute to power supply and demand adjustment. In addition, by operating the electric heater, the underground temperature that has decreased due to the operation of the heat pump device can be raised, so the efficiency of the heat pump device can be improved.
本発明の第2観点に係るヒートポンプシステムは、第1観点に係るヒートポンプシステムであって、地中熱採取部は、電気ヒータと一体にユニット化されている。 The heat pump system according to the second aspect of the present invention is the heat pump system according to the first aspect, and the underground heat collecting unit is unitized with the electric heater.
ここでは、地中熱採取部と電気ヒータとが一体にユニット化されているため、地中熱採取部及び電気ヒータの設置工数を抑制できる。その結果、ヒートポンプシステムの設置工事費用を抑制できる。 Here, since the underground heat collection unit and the electric heater are unitized as one unit, the number of installation steps of the underground heat collection unit and the electric heater can be suppressed. As a result, the installation cost of the heat pump system can be suppressed.
本発明の第3観点に係るヒートポンプシステムは、第1又は第2観点に係るヒートポンプシステムであって、受付部は、増加要求と共に、要求期間における電力使用目標を更に受け付ける。運転制御部は、ヒートポンプ装置による電力の使用により、要求期間における電力使用目標を達成できない場合に、要求期間における電力使用目標を達成するように、電気ヒータを作動させて要求期間における電力の使用量を増加させる。 The heat pump system which concerns on the 3rd viewpoint of this invention is a heat pump system which concerns on the 1st or 2nd viewpoint, Comprising: A reception part further receives the electric power usage target in a request | requirement period with an increase request. The operation control unit operates the electric heater to achieve the power usage target in the request period when the power usage target in the request period cannot be achieved due to the use of power by the heat pump device, and the amount of power used in the request period Increase.
このヒートポンプシステムでは、電気ヒータは、ヒートポンプ装置では電力使用目標を達成できない(電力を使いきれない)場合に作動させられる。つまり、ここでは、電力の使用量の増加要求受付時に、ヒートポンプ装置の運転という直接的かつより効率的な用途に優先的に電力が使用されるので、効率よく電力を利用できる。一方、ヒートポンプ装置だけでは使いきれない電力は、地中の加温に使用されるので、電力の需給調整に寄与でき、更にヒートポンプ装置の効率も向上させることができる。 In this heat pump system, the electric heater is operated when the power use target cannot be achieved (the power cannot be used up) in the heat pump device. That is, here, when receiving a request for increasing the amount of power used, the power is preferentially used for a direct and more efficient application such as operation of the heat pump device, so that the power can be used efficiently. On the other hand, since the electric power that cannot be used only by the heat pump device is used for heating in the ground, it can contribute to supply and demand adjustment of electric power, and the efficiency of the heat pump device can also be improved.
本発明の第4観点に係るヒートポンプシステムは、第1観点から第3観点のいずれかに係るヒートポンプシステムであって、運転制御部は、要求期間以外は、電気ヒータの作動を禁止する。 The heat pump system according to a fourth aspect of the present invention is the heat pump system according to any one of the first aspect to the third aspect, and the operation control unit prohibits the operation of the electric heater except during the request period.
ここでは、電力の使用量の増加要求がない場合(電力供給が電力需要に対し過剰ではない場合)には、電力を、地中の加温という間接的な用途ではなく、直接的かつより効率的な用途に利用できる。 Here, when there is no demand to increase the amount of power used (when the power supply is not excessive with respect to the power demand), the power is directly and more efficiently rather than an indirect use of underground heating. Can be used for various purposes.
第1観点に係るヒートポンプシステムでは、受け付けた電力の使用量の増加要求に応じて、コントローラが地中を加熱する電気ヒータを作動させる。そのため、受け付けた電力の使用量の増加要求に応じることが容易で、電力供給の需給バランスに寄与できる。また、電気ヒータを作動させることで、ヒートポンプ装置の運転により低下した地中の温度が上昇させられるため、ヒートポンプ装置の効率向上を図ることができる。 In the heat pump system according to the first aspect, the controller operates an electric heater that heats the ground in response to a request for increasing the amount of received power used. Therefore, it is easy to respond to the increase request of the received power consumption, and it can contribute to the supply and demand balance of power supply. In addition, by operating the electric heater, the underground temperature that has decreased due to the operation of the heat pump device can be raised, so the efficiency of the heat pump device can be improved.
第2観点に係るヒートポンプシステムでは、ヒートポンプシステムの設置工事費用を抑制できる。 In the heat pump system according to the second aspect, the installation cost of the heat pump system can be suppressed.
第3観点に係るヒートポンプシステムでは、電力の使用量の増加要求受付時に、ヒートポンプ装置の運転という直接的かつより効率的な用途に優先的に電力が使用されるので、効率よく電力を利用できる。一方、ヒートポンプ装置だけでは使いきれない電力は、地中の加温に使用されるので、電力の需給調整に寄与でき、更にヒートポンプ装置の効率も向上させることができる。 In the heat pump system according to the third aspect, since power is preferentially used for a direct and more efficient application such as operation of the heat pump device when an increase request for power consumption is received, the power can be used efficiently. On the other hand, since the electric power that cannot be used only by the heat pump device is used for heating in the ground, it can contribute to supply and demand adjustment of electric power, and the efficiency of the heat pump device can also be improved.
第4観点に係るヒートポンプシステムでは、電力の使用量の増加要求がない場合には、電力を、直接的かつより効率的な用途に利用できる。 In the heat pump system according to the fourth aspect, when there is no request for an increase in the amount of power used, the power can be used directly and more efficiently.
本発明に係るヒートポンプシステムの実施形態を、図面を参照して説明する。なお、下記の実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 An embodiment of a heat pump system according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the following embodiments can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
(1)全体構成
本実施形態に係るヒートポンプシステム10は、住宅に設置されるヒートポンプシステムである。ヒートポンプシステム10は、暖房及び給湯の目的で使用される。ただし、これに限定されるものではなく、ヒートポンプシステム10は、暖房又は給湯のみに使用されてもよい。また、例えば、ヒートポンプシステム10は、暖房、及び/又は、給湯に加え、冷房にも使用されるものであってもよい。
(1) Overall Configuration The
図1は、電力需要者としての複数の住宅2と、複数の住宅2に電力を供給する電力供給者としての電力会社1とを含む電力ネットワーク100を示している。住宅2には、ヒートポンプシステム10が設置されている。電力会社1は、自ら発電した電力、及び/又は、他者が発電した電力を電力需要者に供給する。なお、この電力ネットワーク100には、ヒートポンプシステム10が設置されていない住宅や、住宅以外の電力需要者も含まれている。
FIG. 1 shows an
(1−1)電力会社
電力会社1は、管理装置1aを有している。管理装置1aは、電力会社1の電力供給量と、電力需要者による電力需要量とがバランスするように調節する装置である。管理装置1aは、後述する住宅2に設置されたスマートメータ2aと、通信回線100aにより接続されている。
(1-1) Electric power company The electric power company 1 has the management apparatus 1a. The management device 1a is a device that adjusts the power supply amount of the power company 1 and the power demand amount by the power consumer to balance. The management device 1a is connected to a
管理装置1aは、スマートメータ2aから送信される各住宅2の電力需要量(電力の使用量)と、住宅2以外の電力需要者の電力需要量とを収集し、電力供給量と電力需要量とがバランスしているか分析する。電力供給量と電力需要量とがバランスしているかの分析には、将来の予想を含む。
The management device 1a collects the power demand (the amount of power used) of each
また、管理装置1aは、分析結果に基づいて、電力供給量と電力需要量とをバランスさせるため、住宅2を含む電力需要者に対して、電力の使用量の抑制又は増加を要求する。具体的には、管理装置1aは、電力の需要が供給を上回りそうな時間帯には、電力の抑制要求を各スマートメータ2aに送信する。逆に、電力の供給が需要を上回りそうな時間帯には、管理装置1aは、電力の増加要求を各スマートメータ2aに送信する。なお、電力の供給が需要を上回る状況は、例えば、電力需要に応じて調整することの難しい自然エネルギー(例えば風力)により発電した電力を電力会社1が供給する際に発生する。
Moreover, in order to balance electric power supply and electric power demand based on the analysis result, the management apparatus 1a requests | requires suppression or increase of the electric power consumption with respect to the electric power consumer containing the
なお、管理装置1aは、各スマートメータ2aに対して電力の使用量の抑制要求又は増加要求を送信する際に、調整要求期間(いつ抑制又は増加させるか)、調整要求量(どれだけ抑制又は増加させるか)、及び、インセンティブに関する情報(抑制要求又は増加要求に応じた場合の報奨金あるいは応じなかった場合の罰金に関する情報)を併せて送信する。調整要求量は、単位時間あたりの電力[kW]に関するものであっても、調整要求期間における電力量[kWh]に関するものであってもよい。インセンティブに関する情報は、報奨金(罰金)そのものについての情報である必要はなく、例えば、調整要求期間の電力単価の情報等であってもよい。
In addition, when the management apparatus 1a transmits the suppression request | requirement or increase request | requirement of the electric power consumption with respect to each
(1−2)住宅
住宅2は、ヒートポンプシステム10のほか、スマートメータ2a、HEMS(家庭用エネルギ管理システム)2b、各種電気機器3を有する。
(1-2) House In addition to the
スマートメータ2aは、電力会社1の管理装置1aと通信回線100aにより接続される。スマートメータ2aは、住宅2で使用されている電力の値を管理装置1aに送信する。スマートメータ2aは、管理装置1aから電力の使用量の抑制要求及び増加要求を受信する。スマートメータ2aは、住宅2に設置されたHEMS2bと通信回線2cにより接続されている。スマートメータ2aからHEMS2bへは、管理装置1aからスマートメータ2aに対して送信された電力の使用量の抑制要求又は増加要求(調整要求期間、調整要求量及びインセンティブに関する情報を含む)が送信される。
The
HEMS2bは、ヒートポンプシステム10及び電気機器3と、通信回線2dにより接続されている。HEMS2bは、住宅2における電力の使用量を把握するとともに、住宅2における電力の使用量を最適に制御する。
The
HEMS2bは、管理装置1aから、スマートメータ2aを介して送信された電力の使用量の抑制要求又は増加要求に基づいて、ヒートポンプシステム10及び電気機器3に、電力の使用量の抑制要求又は増加要求を送信する。HEMS2bは、電力の使用量の抑制要求又は増加要求と共に、ヒートポンプシステム10及び電気機器3のそれぞれに、電力の抑制又は増加を要求する個別調整要求期間(いつ抑制又は増加させるか)と、個別電力使用目標(どれだけ抑制又は増加させるか)とを送信する。なお、個別要求期間及び個別電力使用目標は、ヒートポンプシステム10及び各電気機器3の特性、現在ヒートポンプシステム10及び各電気機器3によって使用されている電力、管理装置1aから(スマートメータ2aを介して)送信された調整要求期間及び調整要求量等を用いて、ヒートポンプシステム10及び各電気機器3別に、HEMS2bが決定する。より具体的には、HEMS2bは、ヒートポンプシステム10及び各電気機器3が、HEMS2bが決定した個別調整要求期間及び個別電力使用目標に応じて電力の使用量を調整することで、管理装置1aから送信された調整要求期間に、調整要求量を満足できるように、個別調整要求期間及び個別電力使用目標を決定する。
The
個別電力使用目標は、個別調整要求期間における電力の目標値(kW)であってもよいし、現在の電力の使用量に対する調整量(kW)や調整率(%)などであってもよい。また、個別電力使用目標は、電力に関するものではなく、個別調整要求期間における電力量(kWh)に関するものであってもよい。本実施形態では、個別電力使用目標は、現在の電力の使用量に対する調整量(kW)である。 The individual power usage target may be a target value (kW) of power in the individual adjustment request period, an adjustment amount (kW) with respect to the current power usage amount, an adjustment rate (%), or the like. Further, the individual power usage target is not related to power but may be related to the amount of power (kWh) in the individual adjustment request period. In the present embodiment, the individual power usage target is an adjustment amount (kW) with respect to the current power usage.
なお、HEMS2bは、スマートメータ2aを介して受信した電力の使用量の抑制要求及び増加要求に応じた場合のインセンティブに関する情報を更に用いて、電力の使用量の抑制要求又は増加要求をヒートポンプシステム10及び電気機器3に送信するか否か、及び/又は、ヒートポンプシステム10及び電気機器3に送信する個別調整要求期間及び個別電力使用目標を、決定してもよい。例えば、HEMS2bは、電力の使用量の増加要求の受信時には、電力の使用量を増加させることで所定額以上の報奨金を得られる場合、あるいは、電力単価が所定価格以下となる場合(無料の場合を含む)のみ、ヒートポンプシステム10及び電気機器3に電力の使用量の増加要求を送信してもよい。ただし、本実施形態では、管理装置1aからHEMS2bに電力の使用量の増加要求があった場合には、インセンティブに関する情報によらず、HEMS2bは増加要求に応じるものとして説明する。
Note that the
(1−3)ヒートポンプシステム
図2は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム10の概略構成図である。ヒートポンプシステム10は、主に、蒸気圧縮機式のヒートポンプサイクルを利用することで水媒体を加熱し、加熱された水媒体を用いて暖房及び給湯を行う。
(1-3) Heat Pump System FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
ヒートポンプシステム10は、図2及び図3のように、主として、ヒートポンプ装置10aと、地中加熱用電気ヒータ50と、コントローラ80と、を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ヒートポンプ装置10aは、室外機20と、室内機30と、ガス冷媒連絡管26と、液冷媒連絡管27と、地中熱採取部40と、ブライン媒体連絡管46,47と、給湯ユニット60と、暖房ユニット70と、水媒体連絡管36,37と、を備えている。ヒートポンプ装置10aは、地中熱を熱源とするヒートポンプ装置である。
The
室外機20と室内機30とは、ガス冷媒連絡管26及び液冷媒連絡管27を介して接続されており、これによって冷媒回路25を構成している。冷媒回路25は、主として、後述する圧縮機21と、利用側熱交換器31と、膨張弁22と、熱源側熱交換器23と、で構成される。冷媒回路25には、例えばR−410Aが冷媒として使用される。なお、冷媒の種類は例示であり、これに限定されるものではない。
The
室内機30と、給湯ユニット60及び暖房ユニット70とは、それぞれ水媒体連絡管36,37を介して接続されており、これによって水媒体回路35を構成している。水媒体回路35には、媒体として水が循環するようになっている。
The
室外機20と、地中熱採取部40とは、ブライン媒体連絡管46,47を介して接続されており、これによりブライン媒体回路45を構成している。ブライン媒体回路45には、媒体としてブライン(不凍液)が循環するようになっている。
The
地中加熱用電気ヒータ50は、地中を加熱するヒータである。地中加熱用電気ヒータ50は、後述するように地中熱採取部40の採熱杭41内に収容されており、地中熱採取部40と一体にユニット化されている。
The underground heating electric heater 50 is a heater for heating the underground. As will be described later, the electric heater 50 for underground heating is accommodated in a
コントローラ80は、ヒートポンプ装置10a及び地中加熱用電気ヒータ50と電気的に接続され、ヒートポンプ装置10a及び地中加熱用電気ヒータ50の動きを制御する。
The
ヒートポンプシステム10については、以下に詳述する。
The
(2)詳細構成
ヒートポンプシステム10は、図2及び図3のように、ヒートポンプ装置10aと、地中加熱用電気ヒータ50と、コントローラ80と、を備えている。ヒートポンプ装置10aは、室外機20と、室内機30と、ガス冷媒連絡管26と、液冷媒連絡管27と、地中熱採取部40と、ブライン媒体連絡管46,47と、給湯ユニット60と、暖房ユニット70と、水媒体連絡管36,37と、を主に有する。
(2) Detailed structure The
(2−1)ヒートポンプ装置
(2−1−1)室外機
室外機20は、熱源ユニットとして機能する。室外機20は、通常、屋外に配置されている。室外機は、図2のように、ガス冷媒連絡管26と、液冷媒連絡管27とにより室内機30と接続され、冷媒回路25の一部を構成している。
(2-1) Heat pump device (2-1-1) Outdoor unit The
室外機20は、図2のように、主として、圧縮機21と、熱源側熱交換器23と、膨張弁22と、を有している。
As shown in FIG. 2, the
圧縮機21は、モータにより駆動される密閉式圧縮機である。圧縮機21はインバータ制御される。圧縮機21は、熱源側熱交換器23及びガス冷媒連絡管26に、冷媒配管を介して接続されている。圧縮機21は、熱源側熱交換器23と繋がる冷媒配管から流れてくる低圧のガス冷媒を吸入し、圧縮機21内の圧縮機構によりガス冷媒を圧縮し、ガス冷媒連絡管26と繋がる冷媒配管に高圧のガス冷媒を吐出する。
The
熱源側熱交換器23は、図2のように、冷媒回路25内を流れる冷媒と、ブライン媒体回路45を流れるブラインとの熱交換を行うことで、冷媒回路25を流れる冷媒の蒸発器として機能する。つまり、熱源側熱交換器23に流入した冷媒は、後述するように地中熱採取部40で地中熱を採熱したブラインから熱を吸収(採熱)する。言い換えれば、ヒートポンプ装置10aは、地中熱を熱源とするヒートポンプ装置である。
The heat source
熱源側熱交換器23では、冷媒回路25内の冷媒が流れる流路の液側に、液冷媒連絡管27と繋がる冷媒配管が接続されており、冷媒回路25内の冷媒が流れる流路のガス側に、圧縮機21と繋がる冷媒配管が接続されている。また、熱源側熱交換器23では、ブライン媒体回路45内のブラインが流れる流路の入口側に、ブライン媒体連絡管47が接続されており、ブライン媒体回路45内のブラインが流れる流路の出口側に、ブライン媒体連絡管46が接続されている。
In the heat source
膨張弁22は、冷媒を減圧するための膨張機構であり、開度調整が可能な電動弁である。膨張弁22は、図2のように、一端が熱源側熱交換器23と繋がる冷媒配管と接続され、他端がガス冷媒連絡管26と繋がる冷媒配管と接続されている。
The
(2−1−2)室内機
室内機30は、屋内に配置されている。室内機30は、図2のように、ガス冷媒連絡管26と、液冷媒連絡管27とを介して室外機20に接続されており、冷媒回路25の一部を構成している。また、室内機30は、図2のように、水媒体連絡管36,37を介して、それぞれ給湯ユニット60及び暖房ユニット70に接続されており、水媒体回路35の一部を構成している。
(2-1-2) Indoor unit The
室内機30は、図2のように、主として、利用側熱交換器31と、暖房用電気ヒータ32と、循環ポンプ33とを有している。
As shown in FIG. 2, the
利用側熱交換器31は、図2のように、冷媒回路25内を流れる冷媒と、水媒体回路35を流れる水媒体との熱交換を行うことで、冷媒回路25を流れる冷媒の凝縮器として機能する。つまり、熱源側熱交換器23に流入した気相の冷媒は、水媒体回路35を流れる水媒体に熱を放出することで、凝縮して液相の冷媒となる。言い換えれば、利用側熱交換器31は、冷媒回路25を流れる冷媒の放熱器として機能し、水媒体回路35を流れる水媒体を加熱する。
As shown in FIG. 2, the use-
利用側熱交換器31では、冷媒回路25内の冷媒が流れる流路の液側に、液冷媒連絡管27と繋がる冷媒配管が接続されており、冷媒回路25内の冷媒が流れる流路のガス側に、ガス冷媒連絡管26と繋がる冷媒配管が接続されている。また、利用側熱交換器31では、水媒体が流れる流路の入口側に、水媒体連絡管37と繋がる水媒体配管が接続されており、水媒体が流れる流路の出口側に、水媒体連絡管36と繋がる水配管が接続されている。
In the use-
暖房用電気ヒータ32は、水媒体回路35を流れる水媒体を、暖房ユニット70に送る際に、水媒体を加熱するための電気ヒータである。暖房用電気ヒータ32は、利用側熱交換器31と、水媒体連絡管36とを接続する水媒体配管に設けられている。
The heating
循環ポンプ33は、モータにより駆動される遠心式や容積式などのポンプである。循環ポンプ33は、利用側熱交換器31と水媒体連絡管36とを接続する水媒体連絡管36の、暖房用電気ヒータ32よりも下流側に設けられている。循環ポンプ33は、水媒体を昇圧し、水媒体を水媒体回路35内で循環させる。具体的には、利用側熱交換器31又は暖房用電気ヒータ32で加熱された水は、循環ポンプ33により昇圧され、水媒体連絡管36を介して、給湯ユニット60又は暖房ユニット70に送られる。給湯ユニット60又は暖房ユニット70を出た水媒体は、水媒体連絡管37を介して、利用側熱交換器31に戻る(図4A,図4C参照)。
The
(2−1−3)ガス冷媒連絡管
ガス冷媒連絡管26は、圧縮機21から吐出される高圧のガス冷媒を、利用側熱交換器31に導くための冷媒配管である。
(2-1-3) Gas Refrigerant Communication Pipe The gas
(2−1−4)液冷媒連絡管
液冷媒連絡管27は、利用側熱交換器31から出た高圧の液冷媒を、膨張弁22へと導くための冷媒配管である。
(2-1-4) Liquid Refrigerant Communication Pipe The liquid
(2−1−5)地中熱採取部
地中熱採取部40は、地中に埋設された、地中熱を採熱する。地中熱採取部40は、図2のように、採熱杭41と、採熱杭41の内部に設けられた熱交換用配管42とを有する。なお、採熱杭41の内部には、地中加熱用電気ヒータ50も収容され、地中熱採取部40と地中加熱用電気ヒータ50とは一体にユニット化されている。
(2-1-5) Geothermal sampling unit The
採熱杭41は、住宅2の基礎杭としても利用される杭であり、住宅2の建築時に地中に打ち込まれる。なお、採熱杭41は、施工費用低減の観点からは、住宅2の基礎杭と兼用されることが望ましいが、これに限定されるものではなく、熱交換用配管42と地中加熱用電気ヒータ50とを設置するための専用の杭であってもよい。地中に打ち込まれた採熱杭41の内部には、熱交換用配管42と、地中加熱用電気ヒータ50とが収容される。
The
熱交換用配管42は、図2のように、ブライン媒体連絡管46,47を介して室外機20の熱源側熱交換器23に接続され、ブライン媒体回路45を構成している。ブライン媒体回路45内のブライン(不凍液)は、ブライン媒体回路45を構成するブライン媒体連絡管46に設けられた循環ポンプ44により昇圧されることで、ブライン媒体回路45内を循環する。
As shown in FIG. 2, the
熱交換用配管42は、ブライン媒体回路45を流れるブラインと、採熱杭41の周りの土壌との間で熱交換を行う熱交換器として機能する。熱交換用配管42では、ブライン媒体回路45を流れるブラインが、採熱杭41の周りの土壌から地中熱を採熱(採取)する。熱交換用配管42おいて地中熱を採熱したブラインは、ブライン媒体連絡管47を経て熱源側熱交換器23に送られる。
The
熱源側熱交換器23では、上述のように、冷媒回路25内を流れる冷媒と、ブライン媒体回路45を流れるブラインとの熱交換が行われ、熱源側熱交換器23に流入した冷媒は、ブライン媒体回路45を流れるブラインから熱を吸収する。冷媒との熱交換後に熱源側熱交換器23から流出するブラインは、ブライン媒体連絡管46を介して、熱交換用配管42に再び送られる。
In the heat source
なお、本ヒートポンプシステム10で地中熱を利用するのは、地中の温度は大気温に比べて変動しにくく、大気温が低い寒期でも、比較的温度が高いためである。つまり、大気温が低い寒期には、熱源側熱交換器23において、冷媒回路25内を流れる冷媒と外気とを熱交換させるよりも、冷媒回路25内を流れる冷媒と地中熱を採熱したブラインとを熱交換させるほうが、効率のよい運転が可能なためである。ただし、地中熱を採熱することで、地中の温度も次第に降下するため、効率は次第に低下する。
The reason why geothermal heat is used in the
(2−1−6)ブライン媒体連絡管
ブライン媒体連絡管46は、図2のように、室外機20の熱源側熱交換器23のブラインが流れる流路の出口側と、地中熱採取部40の熱交換用配管42の入口側とに接続されている。ブライン媒体連絡管47は、図2のように、室外機20の熱源側熱交換器23のブラインが流れる流路の入口側と、地中熱採取部40の熱交換用配管42の出口側とに接続されている。ブライン媒体連絡管46には、図2のように、循環ポンプ44が設けられている。循環ポンプ44は、インバータ制御のモータにより駆動される遠心式や容積式などのポンプである。
(2-1-6) Brine medium communication pipe As shown in FIG. 2, the brine
(2−1−7)給湯ユニット
給湯ユニット60は、室内機30から供給される水媒体を使用する水媒体機器であって、屋内に設置されている。給湯ユニット60は、図2のように、水媒体連絡管36,37を介して室内機30と接続されており、水媒体回路35の一部を構成している。
(2-1-7) Hot Water Supply Unit The hot
給湯ユニット60は、図2のように、主として、給湯タンク61と、熱交換コイル62と、給湯用電気ヒータ63と、を有している。
As shown in FIG. 2, the hot
給湯タンク61は、給湯に供される水を溜める容器である。給湯タンク61には、図示しない、蛇口やシャワー等に温水となった水を送るための給湯管と、給湯管に送られて消費された水の補充を行うための給水管と、が接続されている。
The hot
熱交換コイル62は、図2のように、給湯タンク61内に設けられている。熱交換コイル62は、水媒体回路35を循環する水媒体と給湯タンク61内の水との熱交換を行うことで給湯タンク61内の水の加熱器として機能する熱交換器である。なお、熱交換コイル62の入口側は、水媒体連絡管36に設けられた三方弁65と接続され、熱交換コイル62の出口側は、水媒体連絡管37と接続されている(図2参照)。
The
給湯ユニット60では、以上の構成により、室内機30において加熱される水媒体回路35を循環する水媒体によって、給湯タンク61内の水を加熱し、給湯タンク61内に溜めることが可能となっている。なお、ここでは、室内機30において加熱された水媒体との熱交換により加熱された水を、給湯タンク61に溜める方式の給湯ユニット60を採用しているが、これに限定されるものではなく、室内機30において加熱された水を貯湯タンクに溜める方式の給湯ユニットが採用されもよい。
In the hot
給湯用電気ヒータ63は、給湯タンク61内に設けられた電気ヒータである。給湯用電気ヒータ63は、図示しない水道から給湯タンク61に供給された低温の水をヒートポンプで加熱した後、さらに高温に加熱するために利用される。また、外気温度が低く、ヒートポンプの加熱能力が不足する場合にも利用される。
The
(2−1−8)暖房ユニット
暖房ユニット70は、室内機30から供給される水媒体を使用する水媒体機器であって、屋内に設置されている。暖房ユニット70は、図2のように、水媒体連絡管36,37を介して室内機30に接続されており、水媒体回路35の一部を構成している。
(2-1-8) Heating Unit The
暖房ユニット70は、図2のように、主として、熱交換器71と、ファン72と、を有するファンコイルユニットである。熱交換器71及びファン72は、図示しないケーシング内に収納されている。
As shown in FIG. 2, the
熱交換器71は、水媒体回路35を循環する水媒体と室内空気との熱交換を行うことで室内空気の加熱器として機能する。なお、熱交換器71の入口側は、水媒体連絡管36に設けられた三方弁65と接続され、熱交換器71の出口側は、水媒体連絡管37と接続されている(図2参照)。
The
ファン72は、ケーシング内に空気を取り込み、熱交換器71における、水媒体回路35を循環する水媒体と室内空気との熱交換を促進するためのファンである。熱交換器71により加熱された室内空気は、ケーシング外(室内)へと吹き出す。
The
なお、ここでの暖房ユニット70は、ファンコイルユニットであるが、これに限定されるものではなく、暖房ユニット70は、床暖房やラジエータであってもよい。また、図2では、暖房ユニット70は1つしか設けられていないが、これに限定されるものではなく、並列に複数の暖房ユニット70が設けられてもよい。
In addition, although the
(2−1−9)水媒体連絡管
水媒体連絡管36は、図2のように、室内機30の出口側(循環ポンプ33の下流側)と、給湯ユニット60の熱交換コイル62の入口側及び暖房ユニット70の熱交換器71の入口側とを接続している。水媒体連絡管37は、図2のように、室内機30の入口側(利用側熱交換器31の入口側)と、給湯ユニット60の熱交換コイル62の出口側及び暖房ユニット70の熱交換器71の出口側とを接続している。室内機30から、水媒体連絡管36を介して、給湯ユニット60又は暖房ユニット70に供給された水媒体は、水媒体連絡管37を介して、室内機30へと戻る。
(2-1-9) Aqueous medium communication pipe As shown in FIG. 2, the aqueous
水媒体連絡管36には、図2のように三方弁65が設けられている。三方弁65は、電動弁である。三方弁65は、水媒体回路35を循環する水媒体を、給湯ユニット60及び冷暖房ユニット70のいずれか一方に供給するように、水媒体の流れ方向を切り換えることが可能である。
The aqueous
(2−2)地中加熱用電気ヒータ
地中加熱用電気ヒータ50は、地中を加熱し、熱交換用配管42により採熱されることで低下した地中の温度を回復させるためのヒータである。なお、地中加熱用電気ヒータ50は、後述するように、コントローラ80の調整運転制御部80cにより制御され、HEMS2bから電力の消費量の増加要求を受け付けた場合にだけ(調整運転制御部80cにより電力の使用量を増加させる電力調整運転が実行される時にだけ)使用されるヒータである。
(2-2) Electric heater for underground heating The electric heater 50 for underground heating is a heater for heating the underground and recovering the underground temperature which has been lowered by being collected by the
地中加熱用電気ヒータ50は、地中熱採取部40の近傍に配されている。具体的には、地中加熱用電気ヒータ50は、地中熱採取部40と一体にユニット化されている。より具体的には、地中加熱用電気ヒータ50は、地中熱採取部40の採熱杭41の中に、熱交換用配管42と共に収容されている。
The underground heating electric heater 50 is disposed in the vicinity of the underground
(2−3)コントローラ
コントローラ80は、ヒートポンプ装置10a及び地中加熱用電気ヒータ50と電気的に接続されている。コントローラ80は、ヒートポンプ装置10a及び地中加熱用電気ヒータ50の動作を制御するために設けられる。コントローラ80は、CPUやメモリ等を有するマイクロコンピュータであり、メモリに記憶された各種プログラムをCPUが実行することで、各種制御を実行する。なお、コントローラ80は、一体に構成されている必要はなく、室外機20、室内機30、給湯ユニット60、暖房ユニット70,地中加熱用電気ヒータ50等をそれぞれ制御する複数のサブコントローラが回線により接続されて構成されるものであってもよい。
(2-3) Controller The
コントローラ80は、図3のように、HEMS2bと電気的に接続され、HEMS2bとの間で各種情報をやり取りする。例えば、コントローラ80は、ヒートポンプシステム10の運転状況に関する情報(電力の使用量等)を、HEMS2bに対して送信する。また、例えば、コントローラ80は、HEMS2bから送信される、電力の使用量の調整要求(抑制要求又は増加要求)と、個別調整要求期間(いつ抑制又は増加させるか)と、個別電力使用目標(どれだけ抑制又は増加させるか)と、を受信する。なお、ここでの個別電力使用目標は、コントローラ80が個別電力使用目標を受信した時点のヒートポンプシステム10の電力(kW)に対し、どれだけヒートポンプシステム10の電力を調整(抑制または増加)させるかという数値(kW)である。
As shown in FIG. 3, the
コントローラ80は、図3のように、ヒートポンプ装置10aの、圧縮機21、膨張弁22、暖房用電気ヒータ32、循環ポンプ33、循環ポンプ44、給湯用電気ヒータ63、三方弁65、及びファン72と電気的に接続されている。また、コントローラ80は、地中加熱用電気ヒータ50と電気的に接続されている。コントローラ80は、ヒートポンプ装置10aに設けられた図示しない各種センサ(温度センサ等)から検出信号を受け、これらの検出信号等に基づいて、上記の各種機器を制御する。また、コントローラ80は、HEMS2bから送信された、電力の使用量の調整要求、個別調整要求期間、及び個別電力使用目標に基づいて、各種機器を制御する。
3, the
コントローラ80は、HEMS2bとの間で通信を行う通信部80a、給湯暖房運転を行うための給湯暖房運転制御部80b、HEMS2bから電力の使用量の調整要求に応じて、電力の使用量を調整する調整運転制御部80c等を機能部として有する。
The
(3)ヒートポンプシステムの動作
本実施形態に係るヒートポンプシステム10の動作、特に給湯暖房運転と、電力調整運転と、について説明する。
(3) Operation of Heat Pump System The operation of the
(3−1)給湯暖房運転
ヒートポンプシステム10は、給湯暖房運転制御部80bにより制御され、給湯暖房運転として、後述する2種類の暖房運転と、2種類の給湯運転と、を行う。
(3-1) Hot-water supply / heating operation The
暖房運転は、ヒートポンプ装置10aのユーザが、図示しないリモコンを介して、コントローラ80に暖房ユニット70の運転を要求している時に行われる。後述する暖房運転の種類(第1暖房運転又は第2暖房運転)の選択や、圧縮機21の回転数等の運転条件の調整は、図示しないセンサにより取得された室内温度、図示しないリモコンを介して入力される室温の設定温度、暖房ユニット70に送られる水媒体の温度等を用いて、給湯暖房運転制御部80bにより実行される。
The heating operation is performed when the user of the
給湯運転は、給湯タンク61内の水が消費され、給湯タンク61に補給水が流入することで、給湯タンク61内の水温が低下した時に行われる。後述する給湯運転の種類(第1給湯運転又は第2給湯運転)の選択や、圧縮機21の回転数等の運転条件の調整は、図示しないセンサにより取得された給湯タンク61内の水温、図示しないリモコンを介して入力される給水の設定温度、給湯ユニット60に送られる水媒体の温度等を用いて、給湯暖房運転制御部80bにより実行される。
The hot water supply operation is performed when the water in the hot
また、給湯運転は、給湯中ではなくても、給湯タンク61内の水温を保持するために、あるいは、電力の単価が安い時間等に貯湯目的で、適宜行われる。
Further, the hot water supply operation is appropriately performed for the purpose of storing hot water in order to maintain the water temperature in the hot
(3−1−1)第1暖房運転
第1暖房運転では、蒸気圧縮機式のヒートポンプサイクルを利用して水媒体が加熱され、加熱された水媒体を用いて暖房が行われる。第1暖房運転では、圧縮機21が運転され、冷媒回路25内を、図4Aの矢印のように冷媒が循環する。第1暖房運転では、循環ポンプ44が運転され、ブライン媒体回路45内を、図4Aの矢印のようにブラインが循環する。また、第1暖房運転では、水媒体回路35において、循環ポンプ33が運転され、図4Aの矢印のように、室内機30から、暖房ユニット70へと水媒体が送られる。以下に、詳細に説明する。
(3-1-1) First Heating Operation In the first heating operation, an aqueous medium is heated using a steam compressor type heat pump cycle, and heating is performed using the heated aqueous medium. In the first heating operation, the
冷媒回路25では、第1暖房運転時には、圧縮機21から吐出された高圧のガス冷媒が、ガス冷媒連絡管26を経由して、室内機30に送られる。そして、室内機30に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の凝縮器として機能する利用側熱交換器31において、水媒体と熱交換を行って冷却された後、室外機20に送られる。利用側熱交換器31では、冷媒が水媒体と熱交換を行って冷却される際に、水媒体が加熱される。室外機20に送られた高圧の冷媒は、膨張弁22によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器23に流入する。熱源側熱交換器23に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、ブライン媒体回路45内を循環するブラインと熱交換を行って加熱され、蒸発して低圧の冷媒となる。なお、ブラインは、ブライン媒体回路45を循環することで、熱交換用配管42において地中熱を採熱する。熱源側熱交換器23を出た低圧のガス冷媒は、再び圧縮機21に吸入される。
In the
水媒体回路35では、暖房ユニット70側に水媒体が流れるように三方弁65が切り替えられており、室内機30から流れ出た水媒体は、暖房ユニット70の熱交換器71に流入する。熱交換器71では、水媒体は室内空気と熱交換を行って冷却され、逆に、室内空気は水媒体と熱交換を行って加熱される。熱交換器71から流出した水媒体は、室内機30へと戻り、再び利用側熱交換器31により加熱される。
In the aqueous
第1暖房運転では、このようにして室内の暖房が行われる。 In the first heating operation, the room is heated in this way.
(3−1−2)第2暖房運転
第2暖房運転では、暖房用電気ヒータ32により加熱された水媒体を用いて暖房が行われる。第2暖房運転では、水媒体回路35において、暖房用電気ヒータ32及び循環ポンプ33が運転される。三方弁65は、暖房ユニット70側に水媒体が流れるように切り替えられており、室内機30において暖房用電気ヒータ32により加熱された水媒体は、図4Bのように、暖房ユニット70の熱交換器71に流入する。熱交換器71では、水媒体は室内空気と熱交換を行って冷却され、逆に、室内空気は水媒体と熱交換を行って加熱される。熱交換器71から流出した水媒体は、図4Bのように室内機30へと戻り、再び暖房用電気ヒータ32により加熱される。第2暖房運転では、圧縮機21及び循環ポンプ44は運転されない。
(3-1-2) Second Heating Operation In the second heating operation, heating is performed using the aqueous medium heated by the heating
第2暖房運転では、このようにして室内の暖房が行われる。なお、第2暖房運転は、例えば、所望の暖房能力が、ヒートポンプサイクルにより達成可能な暖房能力よりも大きい場合などに使用される。第2暖房運転は第1暖房運転よりも電力を消費する。 In the second heating operation, the room is heated in this way. The second heating operation is used, for example, when the desired heating capacity is larger than the heating capacity that can be achieved by the heat pump cycle. The second heating operation consumes more power than the first heating operation.
なお、熱交換器71から流出した水媒体の温度や外気温の条件によっては、第1暖房運転と第2暖房運転が同時に行われる場合もある。
The first heating operation and the second heating operation may be performed simultaneously depending on the temperature of the aqueous medium flowing out from the
(3−1−3)第1給湯運転
第1給湯運転では、蒸気圧縮機式のヒートポンプサイクルを利用することで水媒体が加熱され、加熱された水媒体を用いて給湯が行われる。第1給湯運転では、圧縮機21が運転され、冷媒回路25内を、図4Cの矢印のように冷媒が循環する。第1給湯運転では、循環ポンプ44が運転され、ブライン媒体回路45内を、図4Cの矢印のようにブラインが循環する。また、第1給湯運転では、水媒体回路35において、循環ポンプ33が運転され、図4Cの矢印のように、室内機30から、給湯ユニット60へと水媒体が送られる。以下に、詳細に説明する。
(3-1-3) First Hot Water Supply Operation In the first hot water supply operation, the aqueous medium is heated by using a steam compressor type heat pump cycle, and hot water is supplied using the heated aqueous medium. In the first hot water supply operation, the
冷媒回路25では、第1給湯運転時には、圧縮機21から吐出された高圧のガス冷媒が、ガス冷媒連絡管26を経由して、室内機30に送られる。そして、室内機30に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の凝縮器として機能する利用側熱交換器31において、水媒体と熱交換を行って冷却された後、室外機20に送られる。利用側熱交換器31では、冷媒が水媒体と熱交換を行って冷却される際に、水媒体が加熱される。室外機20に送られた高圧の冷媒は、膨張弁22によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器23に流入する。熱源側熱交換器23に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、ブライン媒体回路45内を循環するブラインと熱交換を行って加熱され、蒸発して低圧の冷媒となる。なお、ブラインは、ブライン媒体回路45を循環することで、熱交換用配管42において地中熱を採熱する。熱源側熱交換器23を出た低圧のガス冷媒は、再び圧縮機21に吸入される。
In the
水媒体回路35では、給湯ユニット60側に水媒体が流れるように三方弁65が切り替えられており、室内機30から流れ出た水媒体は、給湯ユニット60の熱交換コイル62に流入する。熱交換コイル62では、水媒体は給湯タンク61内の水と熱交換を行って冷却され、逆に、給湯タンク61内の水は水媒体と熱交換を行って加熱される。熱交換コイル62から流出した水媒体は、室内機30へと戻り、再び利用側熱交換器31により加熱される。
In the aqueous
第1給湯運転では、このようにして給湯タンク61内の水の加温が行われる。第1給湯運転中は、水媒体回路35内の水媒体は給湯ユニット60へと流れるので、第1給湯運転は、暖房運転と同時に行うことはできない。
In the first hot water supply operation, the water in the hot
(3−1−4)第2給湯運転
第2給湯運転では、給湯用電気ヒータ63が運転され、給湯タンク61内の水の加温が行われる。第2給湯運転では、圧縮機21、循環ポンプ33、循環ポンプ44はいずれも運転されない。通常、給湯タンクでの貯湯温度はヒートポンプサイクルで昇温可能な水温より高く設定されるため、第2給湯運転は、ヒートポンプサイクルにより昇温可能な温度から目標貯湯温度まで加熱するために使用される。
(3-1-4) Second Hot Water Supply Operation In the second hot water supply operation, the hot water supply
なお、第2給湯運転は、第1暖房運転又は第2暖房運転と同時に行うことが可能である。言い換えれば、暖房運転と給湯運転とが同時に実行される場合には、給湯運転としては、第2給湯運転が行われる。第2給湯運転は第1給湯運転よりも電力を消費する。 The second hot water supply operation can be performed simultaneously with the first heating operation or the second heating operation. In other words, when the heating operation and the hot water supply operation are performed simultaneously, the second hot water supply operation is performed as the hot water supply operation. The second hot water supply operation consumes more power than the first hot water supply operation.
(3−2)電力調整運転
電力調整運転は、HEMS2bから電力の使用量の調整要求があった時に行われる運転である。電力調整運転は、調整運転制御部80cにより実行される。
(3-2) Power Adjustment Operation The power adjustment operation is an operation performed when a request for adjusting the amount of power used is received from the
調整運転制御部80cは、通信部80aがHEMS2bから電力の使用量の抑制要求を受信すると、ヒートポンプシステム10が電力の使用量を抑制する電力調整運転を実行するよう制御する。言い換えれば、調整運転制御部80cは、HEMS2bから送信された個別調整要求期間に、個別電力使用目標(kW)だけ電力の使用量を抑制するよう、ヒートポンプ装置10aの運転を制御する。通信部80aが電力の使用量の抑制要求を受信したときの、調整運転制御部80cによる制御について、例を挙げて具体的に説明する。
The adjustment operation control unit 80c controls the
例えば、調整運転制御部80cは、給湯暖房運転制御部80bにより貯湯のために給湯運転が行われている場合に、この給湯運転を停止させる。また、例えば、調整運転制御部80cは、給湯暖房運転制御部80bにより第1暖房運転が選択されていた場合は、消費電力を抑制するため圧縮機21の回転数を低下させる。圧縮機21の回転数が下限圧縮機回転数(圧縮機21の回転数の下限値)に到達しても抑制要求を満足しなければ、調整運転制御部80cは、暖房運転を停止させる。また、例えば、調整運転制御部80cは、第2暖房運転が選択されていた場合には、暖房運転を停止させる。なお、これらの電力調整運転は、制御に矛盾のない範囲で行われる。例えば、本実施形態では、第1又は第2暖房運転と第1給湯運転とは実施できないので、そのような内容の電力調整運転は行われない。
For example, the adjustment operation control unit 80c stops the hot water supply operation when the hot water supply operation is performed for hot water storage by the hot water supply / heating operation control unit 80b. In addition, for example, when the first heating operation is selected by the hot water supply / heating operation control unit 80b, the adjustment operation control unit 80c decreases the rotation speed of the
一方、調整運転制御部80cは、通信部80aが、HEMS2bから電力の使用量の増加要求を受信すると、ヒートポンプシステム10が電力の使用量を増加させる電力調整運転を実行するよう制御する。言い換えれば、調整運転制御部80cは、HEMS2bから送信された個別調整要求期間に、個別電力使用目標(kW)だけ電力の使用量を増加させるよう、ヒートポンプ装置10a及び地中加熱用電気ヒータ50の運転を制御する。
On the other hand, the adjustment operation control unit 80c controls the
電力の使用量を増加させる電力調整運転について、図5A、図5Bのフローチャートを用いて説明する。通信部80aがHEMS2bから電力の使用量の増加要求と共に、個別調整要求期間及び個別電力使用目標を受信すると、図5A、図5Bのフローチャートの制御が実行される。
The power adjustment operation for increasing the power consumption will be described using the flowcharts of FIGS. 5A and 5B. When the communication unit 80a receives an individual adjustment request period and an individual power use target from the
ステップS1では、調整運転制御部80cが、個別調整要求期間が開始しているか否かを判定する。個別調整要求期間が開始していると判定されればステップS2へと進む。ステップS1の処理は、個別調整要求期間が開始していると判定されるまで繰り返される。 In step S1, the adjustment operation control unit 80c determines whether or not the individual adjustment request period has started. If it is determined that the individual adjustment request period has started, the process proceeds to step S2. The process of step S1 is repeated until it is determined that the individual adjustment request period has started.
ステップS2では、調整運転制御部80cが、ヒートポンプシステム10が個別電力使用目標を達成しているか否かを判定する。より具体的には、調整運転制御部80cは、現在のヒートポンプシステム10の電力の使用量(Ec)が、通信部80aがHEMS2bから電力の使用量の増加要求を受信した時のヒートポンプシステム10の電力の使用量(Ep)に比べ、個別電力使用目標(ΔE)以上増加しているか否かを判断する。数式で表せば、調整運転制御部80cは、Ec≧Ep+ΔEであるかを判定する。調整運転制御部80cが、個別電力使用目標を達成していると判定した場合にはステップS8へ、個別電力使用目標を達成していないと判定した場合にはステップS3へと進む。
In step S2, the adjustment operation control unit 80c determines whether or not the
ステップS3では、調整運転制御部80cにより、ヒートポンプ装置10aによる電力の使用により、言い換えれば暖房運転又は給湯運転のための電力の使用により、電力の使用量を増加させることができるかが判定される。例えば、現在、貯湯のための給湯運転が行われておらず、貯湯のための給湯運転を行うことが可能ならば、電力の使用量を増加させることができると判定される。また、例えば、現在第2暖房運転より電力の消費の少ない第1暖房運転が行われている場合には、暖房運転を第2暖房運転に切り替えることで電力の使用量を増加させることができると判定される。また、例えば、現在第2給湯運転より電力の消費の少ない第1給湯運転が行われている場合には、給湯運転を第2給湯運転に切り替えることで電力の使用量を増加させることができると判定される。また、例えば、第1暖房運転や第1給湯運転において、圧縮機21の回転数を大きくすることが可能であれば、電力の使用量を増加させることができると判定される。なお、この判定では、制御に矛盾がないかを考慮して判定が行われる。例えば、本実施形態では、第1又は第2暖房運転と第1給湯運転とは実施できないので、そのような内容の制御内容は実施できないと判定される。なお、調整運転制御部80cは、ヒートポンプ装置10aによる電力の使用により、電力の使用量を増加させることができるか否かを、物理的に可能か不可能かだけではなく、ヒートポンプ装置10aのユーザの快適性(室内温度や給湯温度の、設定温度との乖離状況等)も考慮して決定してもよい。
In step S3, the adjustment operation control unit 80c determines whether the amount of power used can be increased by using power by the
ステップS3で、ヒートポンプ装置10aによる電力の使用により、電力の使用量を増加させることができると判定されれば、ステップS4へと進む。ステップS3で、ヒートポンプ装置10aによる電力の使用により、電力の使用量を増加させることができないと判定されれば、ステップS6へと進む。
If it is determined in step S3 that the amount of power used can be increased by using power by the
ステップS4では、ステップS3で、調整運転制御部80cが実施可能であると判定した処理(例えば、貯湯のための給湯運転の開始や、第1暖房運転から第2暖房運転への切り替え等)が、調整運転制御部80cにより実行される。その後ステップS5へと進む。 In step S4, the process (for example, start of the hot water supply operation for hot water storage, switching from the first heating operation to the second heating operation, etc.) determined by the adjustment operation control unit 80c in step S3 can be performed. It is executed by the adjustment operation control unit 80c. Thereafter, the process proceeds to step S5.
ステップS5では、ステップS2と同様に、調整運転制御部80cが、ヒートポンプシステム10が個別電力使用目標を達成しているか否かを判定する。調整運転制御部80cが、個別電力使用目標を達成していると判定した場合にはステップS8へ進み、個別電力使用目標を達成していないと判定した場合にはステップS3に戻る。
In step S5, similarly to step S2, the adjustment operation control unit 80c determines whether or not the
ステップS6では、調整運転制御部80cにより、地中加熱用電気ヒータ50が現在作動しているか(Onになっているか)が判定される。地中加熱用電気ヒータが作動していると判定された場合には、ステップS8へと進む。地中加熱用電気ヒータが作動していない(Offである)と判定された場合には、ステップS7へと進む。 In step S6, the adjustment operation control unit 80c determines whether the underground heating electric heater 50 is currently operating (is on). If it is determined that the underground heater is operating, the process proceeds to step S8. If it is determined that the underground heating electric heater is not in operation (is off), the process proceeds to step S7.
ステップS7では、調整運転制御部80cにより、地中加熱用電気ヒータ50が作動させられる(Onにされる)。その後、ステップS8へと進む。 In step S7, the electric heater 50 for underground heating is operated (turned on) by the adjustment operation control unit 80c. Thereafter, the process proceeds to step S8.
以下に説明する、ステップS8からステップS12は、電力の使用量の増やしすぎを防止するための処理である。電力の使用量を増加させる電力調整運転は、電力の使用量を増加させることを目的とするが、HEMS2bが送信した調整要求量を超えて過剰に電力が使用されている場合にも、ヒートポンプシステム10がHEMS2bの調整要求に応えているとはいえないことから、このような処理が実行される。
Steps S8 to S12 described below are processes for preventing an excessive increase in the amount of power used. The power adjustment operation for increasing the amount of power used is intended to increase the amount of power used, but the heat pump system is used even when the power is used excessively beyond the amount of adjustment requested transmitted by the
ステップS8では、調整運転制御部80cが、ヒートポンプシステム10の電力の使用量が過剰ではないかを判定する。より具体的には、調整運転制御部80cは、現在のヒートポンプシステム10の電力の使用量(Ec)が、通信部80aがHEMS2bから電力の使用量の増加要求を受信した時のヒートポンプシステム10の電力の使用量(Ep)と個別電力使用目標(ΔE)とを加えた値よりも、所定値(E1)以上大きいか否かを判定する。数式で表せば、調整運転制御部80cは、Ec≧Ep+ΔE+E1であるかを判定する。なお、所定値(E1)には、電力の使用量の増やしすぎを防止するという目的を実現するために最適な値が選択される。
In step S8, the adjustment operation control unit 80c determines whether or not the amount of power used by the
ステップS8において、調整運転制御部80cが、ヒートポンプシステム10の電力の使用量が過剰であると判定した場合にはステップS9へ、ヒートポンプシステム10の電力の使用量が過剰ではないと判定した場合にはステップS13へと進む。
In step S8, when the adjustment operation control unit 80c determines that the power consumption of the
ステップS9では、調整運転制御部80cにより、地中加熱用電気ヒータ50が現在作動しているか(Onになっているか)が判定される。地中加熱用電気ヒータ50が作動していると判定された場合には、ステップS10へと進む。地中加熱用電気ヒータ50が作動していない(Offである)と判定された場合には、ステップS11へと進む。 In step S9, the adjustment operation control unit 80c determines whether the underground heating electric heater 50 is currently operating (is turned on). When it is determined that the underground heater 50 is operating, the process proceeds to step S10. If it is determined that the underground heating electric heater 50 is not in operation (is off), the process proceeds to step S11.
ステップS10では、調整運転制御部80cにより、地中加熱用電気ヒータ50がOffにされる。その後、ステップS8に戻る。 In Step S10, the adjustment operation control unit 80c turns off the underground heating electric heater 50. Thereafter, the process returns to step S8.
ステップS11では、調整運転制御部80cにより、ヒートポンプ装置10aの電力の使用量を抑制することが可能か判定される。例えば、現在、貯湯のための給湯運転が行われていれば、電力の使用量を抑制させることができると判定される。また、例えば、現在第1暖房運転より電力の消費の多い第2暖房運転が行われている場合には、暖房運転を第1暖房運転に切り替えることで電力の使用量を抑制させることができると判定される。また、例えば、現在第1給湯運転より電力の消費の多い第2給湯運転が行われている場合には、給湯運転を第1給湯運転に切り替えることで電力の使用量を抑制させることができると判定される。また、例えば、第1暖房運転や第1給湯運転において、圧縮機21の回転数を小さくすることが可能であれば、電力の使用量を増加させることができると判定される。なお、この判定では、制御に矛盾がないかを考慮して判定が行われる。例えば、本実施形態では、第1又は第2暖房運転と第1給湯運転とは実施できないので、そのような内容の制御内容は実施できないと判定される。なお、調整運転制御部80cは、ヒートポンプ装置10aの電力の使用量を抑制することが可能か否かを、物理的に可能か不可能かだけではなく、ヒートポンプ装置10aのユーザの快適性(室内温度や給湯温度の、設定温度との乖離状況等)も考慮して決定してもよい。
In step S11, it is determined by the adjustment operation control part 80c whether it is possible to suppress the usage-amount of the electric power of the
ステップS11で、ヒートポンプ装置10aの電力の使用量を抑制することが可能と判定されれば、ステップS12へと進む。ステップS11で、ヒートポンプ装置10aの電力の使用量を抑制することができないと判定されれば、ステップS13へと進む。
If it is determined in step S11 that the power consumption of the
ステップS12では、ステップS11で、調整運転制御部80cが可能であると判定した処理(例えば、貯湯のための給湯運転の停止や、第2暖房運転から第1暖房運転への切り替え等)が、調整運転制御部80cにより実行される。その後ステップS8へと戻る。 In step S12, the process (for example, stoppage of the hot water supply operation for hot water storage, switching from the second heating operation to the first heating operation, etc.) determined by the adjustment operation control unit 80c in step S11 is performed. It is executed by the adjustment operation control unit 80c. Thereafter, the process returns to step S8.
ステップS13では、調整運転制御部80cが、個別調整要求期間が終了しているか否かを判定する。個別調整要求期間が終了していると判定されればステップS14へと進む。個別調整要求期間が終了していないと判定されればステップS2へと戻る。 In step S13, the adjustment operation control unit 80c determines whether or not the individual adjustment request period has ended. If it is determined that the individual adjustment request period has ended, the process proceeds to step S14. If it is determined that the individual adjustment request period has not ended, the process returns to step S2.
ステップS14では、調整運転制御部80cにより、電力調整運転の終了処理が実行される。より具体的には、調整運転制御部80cが、ヒートポンプシステム10に電力調整運転を実行させるために行っていた制御が解除され、ヒートポンプシステム10は通常制御へと復帰する。例えば、調整運転制御部80cは、地中加熱用電気ヒータ50を作動させていた(Onにしていた)場合には、地中加熱用電気ヒータ50をOffにする。また、例えば、調整運転制御部80cは、電力調整運転中に、貯湯のための給湯運転を実行しており、給湯暖房運転制御部80bが貯湯のための給湯運転を継続する必要がないと判断した場合には、貯湯のための給湯運転を終了する。
In step S14, the adjustment operation control unit 80c executes a power adjustment operation end process. More specifically, the control performed by the adjustment operation control unit 80c to cause the
なお、地中加熱用電気ヒータ50は、調整運転制御部80cによりOn/Offが制御されるヒータであって、調整運転制御部80cは、電力の使用量を増加させるための電力調整運転中以外(個別調整要求期間以外)は、地中加熱用電気ヒータ50の作動を禁止する。 The underground heating electric heater 50 is a heater whose On / Off is controlled by the adjustment operation control unit 80c, and the adjustment operation control unit 80c is not in the power adjustment operation for increasing the amount of power used. During the period other than the individual adjustment request period, the operation of the underground heating electric heater 50 is prohibited.
(4)特徴
本実施形態のヒートポンプシステム10には、以下のような特徴を有する。
(4) Features The
(4−1)
本実施形態のヒートポンプシステム10は、地中熱を熱源とするヒートポンプ装置10aと、地中加熱用電気ヒータ50と、コントローラ80と、を備える。ヒートポンプ装置10aは、地中に配置されて地中熱を採熱する地中熱採取部40を有する。地中加熱用電気ヒータ50は、地中熱採取部40の近傍に配され、地中を加熱する。コントローラ80は、ヒートポンプ装置10a及び地中加熱用電気ヒータ50と電気的に接続される。コントローラ80は、通信部80aと、調整運転制御部80cとを有する。通信部80aは、個別調整要求期間における電力の使用量の増加要求を受け付ける。調整運転制御部80cは、電力の使用量の増加要求に応じ、地中加熱用電気ヒータ50を作動させて個別調整要求期間における電力の使用量を増加させる。
(4-1)
The
このヒートポンプシステム10では、コントローラ80の受け付けた電力の使用量の増加要求に応じて、コントローラ80が地中を加熱する地中加熱用電気ヒータ50を作動させる。そのため、受け付けた電力の使用量の増加要求に応じることが容易で、電力の需給調整に寄与できる。
In the
また、地中加熱用電気ヒータ50を作動させることで、ヒートポンプ装置10aの運転により低下した地中の温度が上昇させられるため、ヒートポンプ装置10aの効率向上を図ることができる。
Moreover, since the underground temperature lowered by the operation of the
(4−2)
本実施形態のヒートポンプシステム10では、地中熱採取部40は、地中加熱用電気ヒータ50と一体にユニット化されている。
(4-2)
In the
ここでは、地中熱採取部40と地中加熱用電気ヒータ50とが一体にユニット化されているため、地中熱採取部40と地中加熱用電気ヒータ50との設置工数を抑制できる。その結果、ヒートポンプシステム10の設置工事費用を抑制できる。
Here, since the underground
(4−3)
本実施形態のヒートポンプシステム10では、通信部80aは、増加要求と共に、個別調整要求期間における個別電力使用目標を更に受け付ける。調整運転制御部80cは、ヒートポンプ装置10aによる電力の使用により、個別調整要求期間における個別電力使用目標を達成できない場合に、個別調整要求期間における個別電力使用目標を達成するように、地中加熱用電気ヒータ50を作動させて個別調整要求期間における電力の使用量を増加させる。
(4-3)
In the
このヒートポンプシステム10では、地中加熱用電気ヒータ50は、ヒートポンプ装置10aでは個別電力使用目標を達成できない(電力を使いきれない)場合に作動させられる。つまり、ここでは、電力の使用量の増加要求受付時に、ヒートポンプ装置10aの運転という直接的かつより効率的な用途に優先的に電力が使用されるので、効率よく電力を利用できる。一方、ヒートポンプ装置10aだけでは使いきれない電力は、地中の加温に使用されるので、電力の需給調整に寄与でき、更にヒートポンプ装置10aの効率も向上させることができる。
In this
(4−4)
本実施形態のヒートポンプシステム10では、調整運転制御部80cは、個別調整要求期間以外は、地中加熱用電気ヒータ50の作動を禁止する。
(4-4)
In the
ここでは、電力の使用量の増加要求がない場合(電力供給が電力需要に対し特に過剰ではない場合)には、電力を、地中の加温という間接的な用途ではなく、直接的かつより効率的な用途に利用できる。 Here, when there is no demand for an increase in the amount of power used (when the power supply is not particularly excessive with respect to the power demand), the power is directly and more It can be used for efficient purposes.
(5)変形例
以下に本実施形態の変形例を示す。なお、複数の変形例を適宜組み合わせてもよい。
(5) Modifications Modifications of the present embodiment are shown below. A plurality of modified examples may be appropriately combined.
(5−1)変形例A
本実施形態のヒートポンプシステム10は、蒸気圧縮機式のヒートポンプサイクルを利用して水媒体を加熱し、加熱された水媒体を用いて暖房及び給湯を行うものであったが、これに限定されるものではない。例えば、ヒートポンプシステムは、ヒートポンプサイクルの冷媒と、空気とを熱交換させる、空気調和装置等の冷凍装置であってもよい。
(5-1) Modification A
The
(5−2)変形例B
本実施形態のヒートポンプシステム10では、地中熱採取部40と地中加熱用電気ヒータ50とが一体にユニット化されているが、これに限定されるものではない。例えば、地中熱採取部の採熱杭近傍に、地中加熱用電気ヒータを収容するための杭が別途打ち込まれてもよい。ただし、工事費用削減の観点からは、地中熱採取部40と地中加熱用電気ヒータ50とが一体にユニット化されていることが望ましい。
(5-2) Modification B
In the
(5−3)変形例C
本実施形態のヒートポンプシステム10では、地中熱採取部40は、採熱杭41の内部に熱交換用配管42が収容されているが、これに限定されるものではなく、土中に直接、熱交換用配管が埋設されてもよい。
(5-3) Modification C
In the
(5−4)変形例D
本実施形態のヒートポンプシステム10では、HEMS2bはコントローラ80に、個別電力使用目標を送信するが、これに限定されるものではなく、HEMS2bは個別電力使用目標を送信しなくてもよい。つまり、HEMS2bはコントローラ80に、電力の使用量の増加要求と、個別調整要求期間だけを送信してもよい。この場合には、調整運転制御部80cは、図5A、図5Bのフローチャートによらず、個別調整要求期間の間、地中加熱用電気ヒータ50を作動させる(Onにする)ようにしてもよい。
(5-4) Modification D
In the
(5−5)変形例E
本実施形態のヒートポンプシステム10では、調整運転制御部80cは、図5A、図5Bのフローチャートのように、電力の過剰使用時には、電力の使用量を抑制するように制御を行うが、このような制御(ステップS8からステップS12)は、実行されなくてもよい。ただし、電力会社1の需給調整要求に応じるためには、電力の過剰使用も考慮した制御が行われることが望ましい。
(5-5) Modification E
In the
(5−6)変形例F
本実施形態のヒートポンプシステム10では、通信部80aは、HEMS2bから、個別調整要求期間と個別電力使用目標とを受け付けるが、個別調整要求期間は複数の個別調整要求期間であってもよく、通信部80aは、個別調整要求期間別の個別電力使用目標を受け付けても構わない。
(5-6) Modification F
In the
(5−7)変形例G
本実施形態のヒートポンプシステム10では、通信部80aは、個別調整要求期間を受け付けるが、これに限定されるものではない。通信部80aは、HEMS2bから個別調整要求期間の開始信号をまず受け付け、その後、HEMS2bから個別調整要求期間の終了信号を受け付けてもよい。つまり、調整運転制御部80cは、図5A、図5Bのフローチャートにおいて、ステップS2で電力調整運転の開始信号を通信部80aが受け付けたかを判定し、ステップS13で電力調整運転の終了信号を通信部80aが受け付けたかを判定してもよい。
(5-7) Modification G
In the
(5−8)変形例H
本実施形態のヒートポンプシステム10では、地中加熱用電気ヒータ50はOn/Offのみが制御されているが、これに限定されるものではない。
(5-8) Modification H
In the
例えば、地中加熱用電気ヒータの能力を可変とし、現在の電力の使用量と、目標とする電力の使用量とに応じて、地中加熱用電気ヒータの能力を調整してもよい。 For example, the capacity of the underground heating electric heater may be variable, and the capacity of the underground heating electric heater may be adjusted according to the current power consumption and the target power usage.
また、例えば、地中加熱用電気ヒータを複数台設け、現在の電力の使用量と、目標とする電力の使用量とに応じて、作動する地中加熱用電気ヒータの台数を変更するようにしてもよい。 In addition, for example, a plurality of underground heating electric heaters are provided, and the number of underground heating electric heaters to be operated is changed according to the current power consumption and the target power usage. May be.
(5−9)変形例I
本実施形態のヒートポンプシステム10は、住宅2に設置されるものであるが、これに限定されるものではなく、ビルや商業施設に設置されるものであってもよい。この場合、コントローラ80は、HEMSではなく、例えばBEMS(ビル用エネルギ管理システム)からの電力の使用量の調整要求を受け付ける。
(5-9) Modification I
Although the
(5−10)変形例J
本実施形態のヒートポンプシステム10では、コントローラ80は、電力の使用量を増加させる電力調整運転中に、ヒートポンプシステム10の電力の使用量(Ec)を、電力の使用量の増加要求受付時の電力の使用量(Ep)に対し、個別電力使用目標(ΔE)以上増加させるように制御を行う(Ec≧Ep+ΔEになるように制御を行う)が、これに限定されるものではない。例えば、コントローラは、電力の使用量を増加させる電力調整運転中のヒートポンプシステム10の電力の使用量(Ec)を、電力の使用量の増加要求受付時の電力の使用量(Ep)と個別電力使用目標(ΔE)との和に近づけるように制御を行う(Ec≒Ep+ΔEとなるように制御を行う)ものであってもよい。
(5-10) Modification J
In the
(5−11)変形例K
本実施形態のヒートポンプシステム10では、三方弁65は、水媒体回路35内の水媒体の流れ方向を、給湯ユニット60又は暖房ユニット70のいずれかに切り替えるものであるが、これに限定されるものではない。例えば、三方弁は、給湯ユニット60及び暖房ユニット70の両方に、又は、給湯ユニット60及び暖房ユニット70のいずれかに、水媒体を供給可能な弁であってもよい。つまり、ヒートポンプシステムは、第1暖房運転と第1給湯運転とを同時に実施可能に構成されていてもよい。
(5-11) Modification K
In the
本発明を利用すれば、地中熱を採熱するヒートポンプ装置を備えたヒートポンプシステムにおいて、電力供給者の要求に応じた電力の使用量促進が可能で、更に、ヒートポンプ装置の運転効率を向上可能である。 By using the present invention, in a heat pump system equipped with a heat pump device that collects underground heat, it is possible to promote the use of electric power according to the demand of the power supplier, and further improve the operation efficiency of the heat pump device. It is.
10 ヒートポンプシステム
10a ヒートポンプ装置
40 地中熱採取部
50 地中加熱用電気ヒータ(電気ヒータ)
80 コントローラ
80a 通信部(受付部)
80c 調整運転制御部(運転制御部)
DESCRIPTION OF
80 Controller 80a Communication unit (accepting unit)
80c Adjustment operation control unit (operation control unit)
Claims (4)
前記地中熱採取部の近傍に配され、地中を加熱する電気ヒータ(50)と、
前記ヒートポンプ装置及び前記電気ヒータと電気的に接続されるコントローラ(80)と、
を備え、
前記コントローラは、
要求期間における電力の使用量の増加要求を受け付ける受付部(80a)と、
前記増加要求に応じ、前記電気ヒータを作動させて前記要求期間における電力の使用量を増加させる運転制御部(80c)と、を有する、
ヒートポンプシステム(10)。 A heat pump device (10a) that has a geothermal heat collecting section (40) that is arranged in the ground and collects geothermal heat, and uses geothermal heat as a heat source;
An electric heater (50) disposed in the vicinity of the underground heat collecting unit and heating the underground;
A controller (80) electrically connected to the heat pump device and the electric heater;
With
The controller is
An accepting unit (80a) for accepting a request to increase the amount of power used during the request period
In response to the increase request, an operation control unit (80c) that operates the electric heater to increase the amount of power used in the request period,
Heat pump system (10).
請求項1に記載のヒートポンプシステム。 The underground heat collection unit is unitized with the electric heater,
The heat pump system according to claim 1.
前記運転制御部は、前記ヒートポンプ装置による電力の使用により、前記要求期間における前記電力使用目標を達成できない場合に、前記要求期間における前記電力使用目標を達成するように、前記電気ヒータを作動させて前記要求期間における電力の使用量を増加させる、
請求項1又は2に記載のヒートポンプシステム。 The reception unit further receives a power usage target in the request period together with the increase request,
The operation control unit operates the electric heater so as to achieve the power usage target in the required period when the power usage target in the required period cannot be achieved due to the use of electric power by the heat pump device. Increasing power usage during the request period;
The heat pump system according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれかに記載のヒートポンプシステム。 The operation control unit prohibits the operation of the electric heater except for the required period.
The heat pump system according to any one of claims 1 to 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012266624A JP2014112016A (en) | 2012-12-05 | 2012-12-05 | Heat pump system |
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2012
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