報告書番号

Q08018

タイトル（和文）

ヒートポンプ式給湯機組合せ蓄電システムの試作

タイトル（英文）

Development of Prototype of Battery Energy Storage System Coupled with Heat Pump Water Heater

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

電化推進による温室効果ガス排出低減効果への期待があり、オール電化住宅の普及は民生部門からの排出量低減に寄与する。オール電化住宅への蓄電システム導入は利便性、安心・信頼性を向上させうる。そこで、オール電化住宅の利便性向上の観点（軽量・コンパクト化、設置面積の削減）を目的に家庭用ヒートポンプ式給湯機と蓄電池システムとの組合せシステムを提案する。組合せシステムの最適なシステム構築の課題抽出するために仕様を検討、試作した。（１）ヒートポンプ式給湯機組合せ蓄電システムの概念設計により、①冬季には昼間の比較的高い気温を利用可能なためCOPが向上し5 %程度の省エネ効果があること、②夏季での給湯需要が比較的少なく夜間電力を給湯以外の需要に展開できること、が分かった。（２）蓄電池（リチウムイオン電池、定格電力容量6 kWh）、双方向インバータ（定格入出力4.5 kW）等で構成したヒートポンプ式給湯機組合せ蓄電システムを試作した。以下の特徴を有する。①貯湯槽容積の従来機器からの低減、組合せシステム全体での容積低減が可能、蓄電池設置面積はヒートポンプ本体（室外機）以下で新たなスペース不要、②双方向インバータの直流部（定格電圧330 V）からの直流電源出力により、ヒートポンプ式給湯機などへの機器への直流電源供給が可能、③貯湯タンク（370L仕様）の貯湯量上限を模擬的に変更可能とし、各種データを収集可能

概要 （英文）

Electrification reduces greenhouse gas emissions, and popularization of all-electric houses shall contribute to accelerate reduction of greenhouse gas emissions. Installation of battery energy storage system (BESS) can improve convenience and reliability against emergency and black-out for all-electric houses. We would like to propose the combination system with heat pump water heater (HPWH) and BESS. We discussed the specifications of the combination system and tried to build up prototype of the system, in order to optimize the system structure and operation on utilization and energy efficiency. In winter; daytime operation of heat pump can advance energy efficiency by approximately 5 % for energy-saving, because the environment temperature is warmer than at nighttime. And the electricity stored by BESS during nighttime can be supplied to other electric appliances during daytime. We tried to build up a prototype of BESS with HPWH, which includes the battery system of lithium-ion battery of 6 kWh, and the electric power system of bi-directional inverter of 4.5 kW. It is characterized as followings, a) The total volume and footprint of the combined system because hot water volume required by hot-water cylinder tank can be reduced and a small-sized battery box can be put on the chassis of heat pump outdoor machine . b) The bi-directional inverter can supply DC power to DC-driven electric appliances, including HPWH. c) Hot-water cylinder can be varied from 150 L to370 L for optimization of hot water tank volume.

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