報告書番号

R08016

タイトル（和文）

ヒートポンプ式給湯機の最適運転ルール生成手法の開発

タイトル（英文）

A Method for Generating an Optimized Control Rule Set of a 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）

ヒートポンプ式給湯機の運転ルールを、年間運転コストが最小となるように最適化する手法を開発した。開発手法は、家庭毎の給湯需要と給湯機性能（ヒートポンプ出力、タンク容量）の違いに応じた柔軟な運転ルールを生成する。運転ルールは遺伝的アルゴリズム（GA)によって最適化される。開発手法を用いることで、以下のような運転ルールが生成できる。
・日付情報を参照し、季節毎に沸き上げ湯量を変化させることによって、給湯需要の季節変動に対応する。
・深夜・早朝の需要のばらつきを考慮して沸き上げ時刻を調整し、朝の時点で常に目標湯量をタンクに確保する。
・当日の湯の総消費量を考慮して最低限確保する湯量を調整することによって、入浴時間終了後の無駄な沸き上げを抑える。
また、開発手法の有効性を、家庭3軒の実給湯需要データを用いて検証した。その結果、2割以上もコストが削減される家庭もあり、柔軟な運転ルールの有効性が確認された。

概要 （英文）

Existing optimization methods for control rule set of heat pump water heater are insufficient for many types of heaters since the methods don't fully consider the hot water demand patterns. The existing methods generate simple control rules assuming that a big storage tank has sufficient amount for a whole day hot water demand. This report proposes a new method for generating a set of optimized control rules that minimizes running cost based on the hot water demand patterns. Our method adopts a new rule format which can control the heaters more flexibly than existing method. The control rule set is optimized by Genetic Algorithm (GA) and a computer simulation of heat pump water heater. To evaluate our method, we generated control rule sets of several types of heat pump water heaters for three actual customers. Our method could generate efficient control rule sets adaptive for changes of hot water demand patterns. As the result, over 20% of running cost was reduced compared to the control rule set generated by an existing optimization method.

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