JP2003090620A - 貯湯式温水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 湯の使用量に応じて沸き上げ湯量を自動的に
調整し、効果的な沸き上げ制御を行うこと。 【解決手段】 残湯量を任意に設定できる最低残湯量設
定手段２１を設け、沸き上げ量学習手段２２が残湯量検
出器１１の情報と最低残湯量設定手段２１の情報により
前回の沸き上げ湯量の過不足を判定し、不足と判定した
ときは沸き上げ湯量を増やし、過剰と判定したときは沸
き上げ湯量を減らすようにしてあるので、過去数日間の
沸き上げ時間を保持する必要もなく、沸き上げ時間から
沸き上げ湯量を演算し新たな沸き上げ温度を決定すると
いう複雑な処理をすることなく、簡単な処理で湯の使用
量に対応した沸き上げ湯量を自動的に設定することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は給電契約に基づく電
力を利用して湯を沸かす貯湯式温水器の沸き上げ湯量の
設定に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の温水器は特公昭６４−７
２９８号公報に記載されているようなものが一般的であ
った。この電気温水器は図５に示すように給水管１より
タンク２内に供給された水をヒータ３で加熱し、湯にし
て出湯管４から給湯するようになっている。

【０００３】制御器５は、沸き上がり温度設定装置によ
って決定された沸き上げ温度になるよう通電制御装置に
よってヒータ３の通電を制御して沸き上げをおこなう。

【０００４】通電時間測定装置によって計測された通電
時間データを過去数日分について記憶装置に記憶し、通
電時間演算装置で過去数日分の通電時間の最大値をもと
に余裕度等を加味して沸き上げ時間を計算し、沸き上げ
サーミスタ６で検出した給水温度、タンク容量、ヒータ
容量等とともに通電制御装置で用いる沸き上げ温度を算
出するように構成されている。

【０００５】そして、上記通電時間演算装置が過去数日
の給湯負荷に対応する通電時間で沸き上げ温度を設定し
て沸き上げるので、過去の沸き上げ時間が長いとき、つ
まり多く湯を使った場合は沸き上げ温度を高くして実質
的湯量を多く確保し、湯切れを起こさないようにすると
ともに、使用量が少なくなったら沸き上げ温度を低くし
て無駄に多量の湯を沸かさないようになっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の温水器では、過去数日の通電時間を基にタンク容量、
ヒータ容量、給水温度等から沸き上げ温度を算出しなけ
ればならないので、過去数日間の通電時間のデータを保
持したり複雑な演算処理が必要になるという課題があっ
た。

【０００７】過去数日間の通電時間のデータを保持する
ことについては、現在はマイクロコンピュータ（以降マ
イコンと記載）のＲＡＭ容量も大きくなり通常時ではさ
ほど大きい課題ではないが、停電バックアップ用にＥＥ
ＰＲＯＭ等のバックアップメモリを持っているものにつ
いてはこの通電時間データをバックアップする必要があ
りこのような構成では特に大きな課題となっていた。

【０００８】また、過去数日間のデータをもとに最大の
使用湯量を算出して沸き上げ温度を決定するので一回で
も突発的に使用量が大幅に増えると数日間は沸き上げ温
度が元に戻らず放熱ロスによる無駄が数日間続くという
課題もあった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、貯湯タンクの下部と上部を連通しタンク下部
の水を流通させる沸き上げ配管を設け、この沸き上げ配
管に配設した沸き上げポンプで汲み上げられた水を前記
沸き上げ配管の途中に配設した加熱手段で加熱した後、
タンク上部から供給して高温水を成層状態で貯湯する温
水器において、深夜電力を使用してタンク全量沸き上げ
を開始する際に、残湯量と使用者が使用パターンに応じ
て任意に設定した残湯設定値を比較する沸き上げ量学習
手段を設け、この沸き上げ量学習手段により、残湯量が
使用者の設定した残湯設定値に応じた所定値より多かっ
たら湯余りと判断し、この状態が数日続いたら沸き上げ
湯量設定を所定量下げる。また、深夜時間帯に入ってタ
ンク全量沸き上げ開始する時間までの間、残湯量が使用
者の設定した残湯設定値に応じた所定値より少なくなっ
たら湯量不足として沸き上げ湯量設定を所定値上げるよ
うに制御し、前記沸き上げ量学習手段で更新した沸き上
げ湯量に対応した沸き上げ温度に基づき前記加熱手段と
沸き上げポンプを制御して沸き上げ動作を行うようにし
たものである。

【００１０】上記発明によれば、残湯量を判定値と大小
比較することで湯余り、湯量不足を判定し、湯量不足の
ときは即時に沸き上げ湯量を所定量アップし、湯余りの
状態が連続した場合は連続日数によって沸き上げ湯量を
所定量ダウンするため、マイコンの処理を演算処理等の
ない簡単なプログラムで実現できる。したがって、数日
間の通電時間データのような大量のデータを保持してお
く必要がなく、湯余りが継続した連続日数情報と前回湯
余りだったかどうかの情報の２つを保持するだけで沸き
上げ湯量を自動調整できるので、不揮発性メモリ（ＥＥ
ＰＲＯＭ）を用いた停電バックアップ構成を容易にする
ことができる。

【００１１】また、残湯量の判定値については、固定値
ではなく使用者が使用状況に合わせた残湯設定値を設定
し、それに応じた値とすることで、大量の湯を使用する
使用者は、残湯設定値を多めに設定することで短時間に
大量の湯を使用しても多めの残湯量が確保されるので湯
切れがない。また、より早く湯量アップの学習がされ
る。反対に、使用湯量は控えめで省電力を望む使用者
は、残湯設定値を少なめに設定することで最低限の残湯
量を確保しながら沸上げ湯量を少なく押さえることがで
きる。また、より早く湯量ダウンの学習がされる。

【００１２】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、貯湯タ
ンクと、前記貯湯タンクの上部に設けた出湯管と、前記
貯湯タンク下部に設けた給水管と、前記貯湯タンクの下
部と上部を連通しタンク下部の水を流通させる沸き上げ
配管と、前記沸き上げ配管に配設した沸き上げポンプ
と、前記沸き上げ配管の途中に配設し沸き上げポンプで
供給される水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク下
部の水温を検出する給水温検出器と、前記貯湯タンク内
の残湯量を検出する残湯量検出器と、前記貯湯タンク内
の水の沸き上げ制御を行う制御器とを備え、前記制御器
は給電契約に基づいて沸き上げ開始時間を決める計時手
段と、前記貯湯タンク内の湯を最低限確保する量を手動
で設定する最低残湯量設定手段と、前記残湯量検出器の
情報と前記最低残湯量設定手段の情報より沸き上げ湯量
の過不足を判定し、不足と判定したときは沸き上げ湯量
を増やし、過剰と判定したときは沸き上げ湯量を減らす
沸き上げ量学習手段とからなり、前記計時手段により沸
き上げ開始時間になったら前記沸き上げ量学習手段で更
新した沸き上げ湯量に対応した沸き上げ温度に基づき前
記加熱手段と沸き上げポンプを制御して沸き上げ動作を
行うようにしたものである。

【００１３】そして、沸き上げ量学習手段が残湯量検出
器の情報により、前回の沸き上げ湯量の過不足を判定
し、不足と判定したときは沸き上げ湯量を増やし、過剰
と判定したときは沸き上げ湯量を減らすため、過去数日
間の沸き上げ時間を保持する必要もなく、沸き上げ時間
から沸き上げ湯量を演算し新たな沸き上げ温度を決定す
るという複雑な演算処理をすることなく、簡単な処理で
湯の使用量に対応した沸き上げ湯量を自動的に設定する
ことができる。また、湯量の過不足を判定に使う最低残
湯量を使用者が設定できるので、使用状況に応じて湯量
を調整できる。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１の構成に
加え、給水温検出器が所定値より高い場合は沸き上げ湯
量の更新を行わないようにした沸き上げ量学習手段を有
し、前記所定値は前回沸き上げた温度より低く水温より
高い温度に設定してある。

【００１５】そして、給水温検出器の温度が下がってい
ないことから沸き上げ量学習手段は湯が使用されていな
いことを判断し、沸き上げ湯量を更新しないようにして
いるため、一定期間留守等で湯を使用しない場合、湯余
りが連続することで沸き上げ湯量が下がってしまい、使
用を開始したとき湯量不足になってしまうことを防止す
ることができる。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２の構成に加え、給電契約が昼間電力も使用できる場
合、沸き上げ量学習手段で決定された沸き上げ湯量に対
応した沸き上げ温度を決定し通電制御手段を起動し、前
記沸き上げ湯量が沸き上げ最高温度で対応できる量を超
えた場合は沸き上げ最高温度を沸き上げ温度として通電
制御手段を起動しタンク全量を沸き上げを行った後、深
夜時間帯終了以降に湯温検出器が前記沸き上げ最高温度
より低い所定温度以下になったら再度通電制御手段を起
動して追加沸き上げを行い、追加沸き上げの累積値が沸
き上げ湯量に対応した時間になったら追加沸き上げを終
了するようにした沸き上げ制御手段を有する構成として
ある。

【００１７】そして、沸き上げ湯量が少ない範囲では沸
き上げ制御手段が沸き上げ温度を可変して対応し、沸き
上げ湯量が多くなり最高沸き上げ温度にしても対応でき
なくなったら、沸き上げ制御手段が最高沸き上げ温度で
全量沸き上げた後、湯が使用される度に追加して全量沸
き上げを行い、追加沸き上げの累積時間を可変して沸き
上げ湯量に対応するため、より広い範囲の沸き上げ湯量
に対応することができる。

【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか１項の構成に加え、残湯量検出器で検出した残
湯量が最低残湯量設定手段で設定された第１判定値より
少なくなった場合は沸き上げ湯量を所定量アップし、沸
き上げ開始時間に前記残湯量が最低残湯量設定手段で設
定された第２判定値より多かった場合が所定日数Ａ以上
連続したら沸き上げ湯量を所定量ダウンするようにし、
前記判定値２は判定値１より大きく設定し、所定日数Ａ
は２日以上とした沸き上げ量学習手段を有する構成とし
てある。

【００１９】そして、湯が使用されて残湯量が第１判定
値より少なくなったら沸き上げ量学習手段が沸き上げ湯
量を所定量アップし、残湯量が第１判定値より少なくな
ることなく次の全量沸き上げ開始時間になったなったと
き第２判定値より残湯量が多い場合は湯余りと判断す
る。

【００２０】湯余りとの判断が所定日数Ａ分連続したら
沸き上げ湯量を所定量ダウンするため、使用湯量に対応
して沸き上げ湯量を自動調整することができる。

【００２１】また、アップ判定は残湯量が第１判定値よ
り少なくなった時点で行うので、その時点で全量沸き上
げ開始時間も再決定できる。従って、全量沸き上げ開始
が沸き上げ湯量をアップしたことで遅れることがないよ
うにできる。

【００２２】また、ダウン判定の所定日数Ａを２日以上
の適切な日数に設定することで、たまたま使用量が少な
くなって沸き上げ湯量が下がってしまい、次の日に湯量
不足を生じるということを防止することができる。

【００２３】請求項５に記載の発明は、請求項４の所定
日数Ａを７日に限定したものである。

【００２４】そして、人の生活パターンが１週間の周期
性をもつことが多いことに合わせて設定したため、１週
間の湯の使用パターンの最も多い沸き上げ湯量に合わせ
て沸き上げるので毎週特定の日に湯量不足になることを
防止することができる。

【００２５】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれか１項の構成に加え、残湯量検出器で検出した残
湯量が最低残湯量設定手段で設定された第１判定値より
少なくなったら通電制御手段を起動し残湯量が前記第１
判定値以上の所定値まで回復したら前記通電制御手段を
停止させる湯切れ追い焚き制御手段を設け、沸き上げ量
学習手段は前記湯切れ追い焚き制御手段で沸き上げた累
積時間を計時し、累積時間に対応した量だけ沸き上げ湯
量をアップし、沸き上げ開始時間に前記残湯量検出器で
検出した残湯量が最低残湯量設定手段で設定された第２
判定値より多かった場合が所定日数Ａ以上連続したら沸
き上げ湯量を所定量Ａだけダウンするようにし、前記第
２判定値は第１判定値より大きく設定し、所定日数Ａは
２日以上とした沸き上げ量学習手段を有する構成として
ある。

【００２６】そして、湯が使用され残湯量が第１判定値
より少なくなると湯切れ追い焚き制御手段が通電制御手
段を起動し、湯を積層沸き上げで第１判定値以上の所定
値まで沸き上げるので、突発的に多量の湯を使用しても
湯切れを起こすことなく対応することができる。

【００２７】また、湯切れ追い焚きした累積時間を計時
し、累積時間に対応した量だけ沸き上げ湯量をアップす
るので、大幅に湯が足りなかった場合、わずかに湯が足
りなかった場合それぞれに対応してアップ量が可変され
るため、不足量に対しアップ量が少なくて次の日も湯量
不足になり不経済な昼間電力を使うことになったり、不
足量に対しアップ量が多すぎて無駄に沸かしすぎること
を防止することができる。

【００２８】請求項７に記載の発明は、請求項６の構成
に加え、沸き上げ湯量のアップ量が所定量以上で、アッ
プした後沸き上げ開始時間に前記残湯量検出器で検出し
た残湯量が最低残湯量設定手段で設定された第２判定値
より多かった場合が所定日数Ｂ以上連続したら沸き上げ
湯量をアップ前の沸き上げ湯量に戻す機能を沸き上げ量
学習手段に付加し、アップ量は沸き上げ湯量をダウンす
るときのダウン量より大きく設定し、所定日数Ａを２日
以上に設定するとともに所定日数Ｂは所定日数Ａより小
さく設定したものである。

【００２９】そして、沸き上げ湯量のアップ幅が所定量
以上と多かった場合、その後通常のダウン判定の連続所
定日数Ａより少ない所定日数Ｂ以上連続したら、沸き上
げ湯量をアップ前にもどすため、突発的に大量の湯を使
用して沸き上げ湯量が大幅に増えても短期間にもとの設
定にもどるので沸かし過ぎによる無駄を最小限にとどめ
ることができる。

【００３０】また、アップ幅の設定も少なめに設定する
必要がなくなり、定常使用量が大幅に増えた場合にも１
回のアップで対応することができる。

【００３１】請求項８に記載の発明は、請求項７の所定
日数Ａを７日に限定したものである。

【００３２】そして、人の生活パターンが１週間の周期
性をもつことが多いことに合わせて設定したため、１週
間の湯の使用パターンの最も多い沸き上げ湯量に合わせ
て沸き上げるので毎週特定の日に湯量不足になることを
防止することができる。

【００３３】請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の
いずれか１項の構成に加え、沸き上げ量学習手段の機能
をオン・オフする学習オン・オフ手段と、前記学習オン
・オフ手段がオフのとき沸き上げ湯量を手動で変更でき
る沸き上げ湯量設定手段とを有する操作部を設けたもの
である。

【００３４】そして、使用結果により沸き上げ湯量を変
更する学習機能では対応できなかった１日だけの短期間
の突発湯量変化に対し、事前に手動設定で沸き上げ湯量
を変更することで対応できるようにしている。

【００３５】請求項１０に記載の発明は、請求項９の構
成に加え、沸き上げ湯量を複数段の湯量設定として割り
付け、沸き上げ量学習手段がオンしているときは前記沸
き上げ量学習手段が湯量設定をアップ／ダウンし、沸き
上げ量学習手段がオフしているときは沸き上げ湯量設定
手段で前記湯量設定をアップ／ダウンするとともに、沸
き上げ量学習手段のオン・オフを表示する学習オン・オ
フ表示手段と、選択されている湯量設定を表示する湯量
設定表示手段を操作部に設けたものである。

【００３６】そして、学習機能でそれまでに設定されて
いた湯量設定を基準に手動設定することができるので、
湯量設定を適切に行うことができる。

【００３７】請求項１１に記載の発明は、請求項１０の
構成に加え、沸き上げ量学習手段がオフしている間は学
習機能を停止するとともに残湯量が最低残湯量設定手段
で設定された第２判定値より多かった場合の連続回数等
の学習関連の制御値を学習経過として湯量設定とあわせ
て保持するとともに、沸き上げ量学習手段がオンしたら
保持している前記湯量設定にもどすとともに、保持して
いた前記学習経過を継続して沸き上げ湯量のアップ／ダ
ウン判定を行うようにしたものである。

【００３８】そして、沸き上げ量学習手段オンの状態で
使用中に、ときどき突発の使用量変更で沸き上げ量学習
手段をオフして湯量設定を手動設定で変更しても、再び
沸き上げ量学習手段オンにしたとき、突発の使用量の影
響を受けて湯量設定が変わってしまったり、学習経過が
リセットされて学習応答性が低下しないようにしてい
る。

【００３９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００４０】（実施例１）図１は本発明の実施例１の電
気温水器を示す機能ブロック図、図２は同電気温水器の
操作部の外観図、図３は時間帯別電灯契約時の湯量設定
と沸き上げ制御の関係図、図４は深夜電力契約時の湯量
設定と沸き上げ制御の関係図である。

【００４１】図１において、１は給水配管、２はタン
ク、３は加熱手段、４は出湯配管、５は制御器、６は沸
き上げサーミスタを用いた湯温検出器で、出湯配管４か
ら出湯するとそれに伴い給水配管１からタンク２内に水
が給水され、タンク２内では比重差から湯が上部、水が
下部に分離した状態で溜まっている。

【００４２】７はタンク２の下部と上部を連通する沸き
上げ配管で、途中にタンク２の下部の水を上部に循環さ
せる沸き上げポンプ８を設け、その下流側に加熱手段３
を配し、沸き上げポンプ８で汲み上げられた水を加熱手
段３で加熱し、タンク２の上部より貯めていき、タンク
２内の水を所定の温度まで沸き上げる。加熱された湯の
温度は沸き上げサーミスタ６で検知し、タンク２の下部
には給水サーミスタを用いた給水温検出器９を設けてい
る。沸き上げ温度が９０℃の場合は、沸き上げサーミス
タ６の温度が９０℃になるように沸き上げポンプ８を適
切な流量に調節し制御する。上記動作によりタンク２の
上部より９０℃の湯が押し下げられる形で層をなして蓄
積されてくる。湯がタンク２の下部まで達すると、沸き
上げサーミスタ６の温度が沸き上げポンプ８の流量を最
大にしても９０℃を超え、例えば９２℃を検出したら全
量沸き上げ終了として沸き上げポンプ８を停止し、加熱
手段３へ加熱停止指示を送り、沸き上げを終了する。な
お、本実施例では、沸き上げポンプ８の流量で沸き上げ
温度を制御したが、加熱手段３の能力可変により沸き上
げ温度を制御するようにしてもよく、両者併用してもよ
いものである。

【００４３】１１は残湯検出器で、本実施例では３つの
サーミスタ（上側を１１ａ、中間を１１ｂ、下側を１１
ｃ）で構成されタンク２の縦方向３ポイントの温度を検
出することで残湯量を検出する。具体的には各サーミス
タで検出した温度が６０℃以上の時はそのポイントまで
湯があり、４５℃を下回った時点で湯なしと判断してい
る。４５℃と６０℃の間は判定結果がチャタリングしな
いようにするためのヒステリシスである。

【００４４】１２は操作部で、図２の沸き上げ湯量を手
動で設定する沸き上げ湯量設定手段である湯量設定スイ
ッチ１３、湯量の自動設定と手動設定を切り換える学習
オン・オフ手段である自動設定スイッチ１４、時計時刻
を設定する時刻設定スイッチ１５、湯量設定表示手段で
ある湯量設定表示部１６、残湯表示部１７、自動設定ス
イッチ１４で自動設定モードになっていることを示す学
習オン・オフ表示手段である自動モード表示部１８、時
刻を表示する時計表示部１９、ヒータ３が通電中である
ことを表示する通電表示部２０、最低残湯量設定手段で
ある最低残湯量スイッチ２１、最低残湯量設定を表示す
る最低残湯量設定表示部２２から構成される。

【００４５】制御器５は、時刻を計時し、深夜時間帯、
昼間時間帯、全量沸き上げ時間等の情報を出力する計時
手段２３と、残湯量及び操作部１２の設定等の情報に基
づき沸き上げ湯量を決定する沸き上げ量学習手段２４
と、沸き上げ量学習手段２４によって決定された沸き上
げ量によって沸き上げ温度、追加沸き上げ時間等を決定
する沸き上げ制御手段２５と、沸き上げ温度、追加沸き
上げ時間等に基づいて加熱手段３及び沸き上げポンプ８
を制御する通電制御手段２６と、湯切れ追い焚き制御手
段２７より構成されている。これらの構成要素はマイコ
ンのソフトで実現している。

【００４６】次に動作、作用について説明すると、まず
計時手段２３は操作部１２の時刻設定スイッチ１５で設
定された時刻を基に給電契約で定められた時刻で深夜時
間帯、昼間時間帯、全量沸き上げ時間を出力する。全量
沸き上げ時間については給電契約で定められた基準に基
づきピークシフト演算を行って決定する。ここではその
詳細な説明は省略する。

【００４７】沸き上げ量学習手段２４は操作部１２の自
動設定スイッチ１４で自動モードがオフになっていると
きは、湯量設定スイッチ１３で設定された湯量設定を沸
き上げ湯量としてそのまま出力する。

【００４８】自動モードがオンのときは残湯量検出器１
１で湯なしを検出したら、その時点で湯量設定が上限設
定でなければ湯量設定を１段階アップする。このときの
検出判定は最低残湯量スイッチ２１で設定された最低残
湯量が「少なめ」の時は、上側の残湯量検出器１１ａで
判定し、「多め」の時は、中間の残湯量検出器１１ｂで
判定する。また、この処理は深夜時間帯に入って全量沸
き上げ開始時間まで常時行われる。上記処理を常時行う
ことにより湯量設定がアップされたとき計時手段２３で
決定する全量沸き上げ開始時間を常に新しい湯量設定に
合った時間に早めることができる。

【００４９】また、沸き上げ開始時間になって残湯量検
出器１１で湯有りを検出したら、湯余りカウンタを＋１
し、湯有りを検出しなかったら、湯余りカウンタを０に
する。この時の検出判定は、最低残湯量スイッチ２１で
設定された最低残湯量設定が「少なめ」の時は、湯なし
検知より一段下の中間の残湯量検知器１１ｂで判定し、
「多め」の時は、同様に下側の残湯量検知器１１ｃで判
定する。

【００５０】カウントした結果、湯余りカウンタが７に
なったら湯余りカウンタを０にし、湯量設定が下限設定
でなければ湯量設定を１段階ダウンする。

【００５１】つまり、自動モードオン時は１回でも湯量
不足になったら湯量設定を１段アップし、湯余りが７日
間続いたら湯量設定を１段ダウンするようになってい
る。ただし、前回の全量沸き上げから追加沸き上げが全
く入らず、沸き上げサーミスタ６の温度が４５℃以上の
時は湯が使用されなかったとして沸き上げ量学習手段２
４は上記学習処理は行わない。

【００５２】残湯量設定が「多め」の時は、「少なめ」
と比べ、残湯量検知器１１の１段分の残湯量だけ早めに
湯切れ判定されるため湯量アップが図れ、学習結果が安
定した後は沸き上げ開始時間には中間残湯量検知器１１
ｂ以上の湯が確保できる。「少なめ」の時は、上側の残
湯量検知器１１ａが湯切れになるまで湯量アップしない
ので、沸き上げ開始時間には上側の残湯量検知器１１ａ
以上の湯しか確保できないが、湯量レベルを極力上げず
に深夜に沸き上げた湯を最後まで使用でき、経済的な使
い方かできる。また、「少なめ」の時は、「多め」と比
べ、残湯量検知器１１の１段分の残湯量だけ早めに湯余
り判定されるため湯量ダウンを図ることができる。

【００５３】自動モードオン時は上記処理の結果、決定
した湯量設定を沸き上げ湯量として出力する。自動モー
ドオン時の湯量設定、湯余りカウンタは自動モードオフ
時は別途保持し、自動モードオンしたときは前回状態か
ら継続するようにする。

【００５４】また、自動モードオンからオフになったと
きは、オン時の湯量設定をそのまま残し、その湯量設定
を基準に湯量設定スイッチ１３で変更できるようにす
る。

【００５５】次に、沸き上げ制御手段２５では沸き上げ
量学習手段２４から出力された沸き上げ湯量をもとに沸
き上げ温度、追加沸き上げ等の制御条件を決定し、それ
をもとに通電制御手段２６を起動する。

【００５６】図３は、６段階の沸き上げ湯量設定に対し
て沸き上げ温度と通電制御手段２６を起動してタンク２
内の水を沸き上げる方法を時系列に示したものである。

【００５７】沸き上げ湯量が１〜３では７０℃、８０
℃、９０℃と沸き上げ温度を変更して実質的湯量を変え
ている。

【００５８】また沸き上げ湯量が４〜６では沸き上げ温
度９０℃で全量沸き上げた後、沸き上げサーミスタ６の
温度が４５℃を下回ったら湯が使用されたと判断し、通
電制御手段２６を起動して追加沸き上げを行う。追加沸
き上げを行っている累積時間を計時し、沸き上げ湯量４
〜６に対応して累積時間がそれぞれ１時間、２時間、３
時間に達したら追加追い炊きを終了する。

【００５９】通電制御手段２６が起動されたら、加熱手
段３及び沸き上げポンプ８を制御し、沸き上げサーミス
タ６の温度が沸き上げ制御手段２５で決定された沸き上
げ温度に達したら加熱手段３及び沸き上げポンプ８ータ
の制御を停止する。

【００６０】操作部１２では自動設定スイッチ１４で自
動モードオフとなっているときのみ湯量設定スイッチ１
３により湯量設定を変更することができる。

【００６１】自動モードオン・オフに関わらず、その時
点での湯量設定が湯量設定表示部１６に６段階のバーで
表示される。

【００６２】また、残湯表示部１７は残湯量検出器１１
ａ、１１ｂ、１１ｃが全て湯ありを検出しているとき上
中下の残湯表示が点灯し、残湯量検出器１１ｃのみが湯
なしの時は上中の残湯表示のみが点灯し、残湯量検出器
１１ａのみが湯有りのとき上の残湯表示のみが点灯し、
残湯量検出器１１ａ、１１ｂ、１１ｃが全て湯なしのと
きは上中下の残湯表示が消灯するようになっている。

【００６３】このように沸き上げ量学習手段２４では残
湯量検出器１１の情報の大小比較により湯余りか湯量不
足か判断し、湯量不足時は湯量設定をアップし、湯余り
が７日間連続したら湯量設定をダウンするという簡単な
処理で使用湯量に対応して沸き上げ湯量を自動調節でき
る。

【００６４】また、湯量不足時は１回で湯量設定をアッ
プすることで湯量不足発生の回数を抑え、湯余りについ
ては複数回連続した後湯量設定をダウンするので一時的
に使用湯量が少なくなって再び使用湯量がもどった際に
も湯切れを起こすことが少ない。特に連続回数の判定値
を７とすると一般的に人の生活パターンが７日周期にな
っているので湯切れする可能性を少なくしつつ、最適に
湯量設定を低下させるのでさらに効果をアップすること
ができる。

【００６５】湯量設定１〜３は沸き上げ温度を可変し、
４〜６は９０℃沸き上げで全量沸き上げ後の追加沸き上
げ累積時間を変化させて対応するので、より広い範囲の
設定湯量に対応できる。

【００６６】さらに、湯量設定４〜６では全量沸き上げ
た後、設定に対応した量だけ追加沸き上げを行うので実
質湯量はタンク容量より多くすることができる。つま
り、電気温水器購入時、来客等で一時的に使用湯量が増
加した時を想定して大きめの容量のものを購入する必要
がなく、設置スペースの面でもイニシャルコストの面で
もメリットが大きい。

【００６７】また、湯量設定を６段階の設定に割り付
け、自動モード時、手動設定時（自動モードオフ時）共
通の設定とし、湯量設定表示部１６も共通の表示を行う
ので、来客等で一時的に使用湯量が多くなることが予想
される場合、自動モードオンのときの設定湯量を参考に
手動設定で湯量を適切に設定できる。

【００６８】さらに、数日間留守をして湯を全く使用し
なかった場合も、湯余りとして間違った学習をすること
がなく、誤判定による無駄をなくすことができる。

【００６９】なお、ここでは沸き上げ量学習手段２４で
自動モードオンからオフのときはオン時の湯量設定がそ
のまま残り、そこから手動でアップ／ダウンする構成を
説明したが、自動モードオン・オフそれぞれに湯量設定
を別々に持ち、自動モードのオン・オフによって対応し
た湯量設定を沸き上げ湯量として出力することで自動モ
ードオフ時も前回設定した手動設定を継続できる方法も
ある。

【００７０】また、ここでは給電契約が時間帯別電灯契
約の場合を示したが、当然のことながら深夜電力契約時
には昼間電力を使用できないので湯量設定としては１〜
３の３段階の設定で図４のようになる。

【００７１】また、湯切れ追い焚き制御手段２７は残湯
検出器１１が湯なしを検出したら通電制御手段２６を起
動して沸き上げを行う。そして、沸き上げを行っている
とき残湯検出器１１が湯有りを検出したら、通電制御手
段２６を停止させ湯切れ追い焚きを終了する。この時の
検出判定は、最低残湯量スイッチ２１で設定された最低
残湯量設定が「少なめ」の時は、上側の残湯量検出器１
１ａで判定し、「多め」の時は、一段下の中間の残湯量
検出器１１ｂで判定するようにしている。

【００７２】図３に示すように各湯量設定に応じて全量
沸き上げを行った後、湯量設定４以上では追加追い焚き
を行う。その後に残湯検出器１１で湯なしを検出したら
次の全量沸き上げ開始までの間、湯切れ追い焚き制御手
段２７によって湯切れ追い焚きを行う。

【００７３】そして、沸き上げ量学習手段２４は昼間時
間帯に入って湯切れ追い焚き制御手段２７が湯切れ追い
焚きを行った時間を計時し、昼間時間帯に入って初めて
湯切れ追い焚きが入った時点で湯量設定が上限値に達し
ていなければ湯量設定を１段アップし、その後湯切れ追
い焚き累積時間が１時間に達する毎に湯量設定が上限値
に達していなければ湯量設定を１段づつアップする。

【００７４】つまり、湯切れ追い焚きが最初に入ったと
き１段、累積時間が１時間で２段、２時間で３段、３時
間で４段アップする。

【００７５】また、湯切れ追い焚き時はアップする前の
湯量設定に対応した沸き上げ温度を使用し、アップした
湯量設定は次の全量沸き上げ開始温度の決定と全量沸き
上げ以降の沸き上げ制御に反映される。

【００７６】湯量設定のダウンは沸き上げ開始時間にな
って残湯量検出器１１で湯有りを検出したら湯余りカウ
ンタを＋１し、カウントした結果、湯余りカウンタが７
になったら湯量設定が下限設定でなければ湯量設定を１
段階ダウンする。このときの検出判定は最低残湯量スイ
ッチ２１で設定された最低残湯量設定が「少なめ」の時
は、湯なし検知により一段下の中間の残湯量検出器１１
ｂで判定し、「多め」の時は、同様に下側の残湯量検出
器１１ｃで判定するようにしている。

【００７７】さらに、第２の湯余りカウンタを設け、沸
き上げ開始時に湯量設定のアップが２レベル以上の時は
第２の湯余りカウンタを０にし、残湯量検出器１１で湯
有りを検出したら第２の湯余りカウンタが４以上でなか
ったら第２の湯余りカウンタを＋１し、湯量設定のアッ
プが２レベル未満で残湯量検出器１１で湯無しを検出し
たら第２の湯余りカウンタを４にする。

【００７８】また、上記処理で第２の湯余りカウンタが
３になったら２レベル以上アップした湯量設定をもとに
もどし第２の湯余りカウンタを４とする。

【００７９】ただし、前回の全量沸き上げから追加沸き
上げ、湯切れ追い焚きが全く入らず、給水サーミスタ３
２の温度が４５℃以上の時は湯が使用されなかったとし
て沸き上げ量学習手段２４は上記学習処理は行わない。

【００８０】このように、湯切れ追い焚きが入った累積
時間によって、湯量設定をアップする量を決定するの
で、生活パターンが変化し大幅に定常の使用湯量が増え
たときも次の日から即時に対応できる。

【００８１】また、使用湯量の増大が突発的な場合も第
２の湯余りカウンタによって３日間湯余りが連続したら
元の湯量設定に戻すので、一旦湯量設定が大幅にアップ
してもすぐに元の設定にもどるので大幅な湯余り状態が
長期間続く無駄を排除することができる。

【００８２】さらに、残湯量設定が「多め」の時は、
「少なめ」と比べ、残湯量検出器１１の一段分の残湯量
だけ早めに湯切れ判定され湯量アップでき、学習結果が
安定した後は沸き上げ開始時間には中間の残湯量検出器
１１ｂ以上の湯が確保できる。「少なめ」の時は、上側
の残湯量検出器１１ａが湯切れになるまで湯量アップし
ないので、沸き上げ開始時間には上側の残湯量検出器１
１ａ以上の湯しか確保できないが、湯量レベルを極力上
げずに深夜に沸き上げた湯を最後まで使用でき、経済的
な使い方ができる。また、「少なめ」の場合は、「多
め」と比べ、残湯量検出器１１の一段分の残湯量だけ早
めに湯余り判定され、湯量ダウンできる。また、数日間
留守をして湯を全く使用しなかった場合も、湯余りとし
て間違った学習をすることがなく、誤判定による無駄を
なくすことができる。

【００８３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、沸き上げ
量学習手段が残湯量検出器の情報により、前回の沸き上
げ湯量の過不足を判定し、不足と判定したときは沸き上
げ湯量を増やし、過剰と判定したときは沸き上げ湯量を
減らすため、過去数日間の沸き上げ時間を保持する必要
もなく、沸き上げ時間から沸き上げ湯量を演算し新たな
沸き上げ温度を決定するという複雑な演算処理をするこ
となく、簡単な処理で湯の使用量に対応した沸き上げ湯
量を自動的に設定することができる。また、湯量の過不
足を判定に使う最低残湯量を使用者が設定できるので、
使用状況に応じて湯量を調整できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における電気温水器の機能ブ
ロック図

【図２】同電気温水器の操作部の外観図

【図３】同電気温水器の時間帯別電灯契約時の湯量設定
と沸上げ制御の関係図

【図４】同電気温水器の深夜電力契約時の湯量設定と沸
き上げ制御の関係図

【図５】従来の電気温水器の機能ブロック図

【符号の説明】

１ 給水管 ２ タンク ３ 加熱手段 ４ 出湯管 ５ 制御器 ７ 沸き上げ配管 ８ 沸き上げポンプ ９ 給水温検出器 １１ 残湯量検出器 ２１ 最低残湯量設定手段 ２３ 計時手段 ２４ 沸き上げ量学習手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 順一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 両角 英樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 堀内 敏弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯湯タンクと、前記貯湯タンクの上部に
   設けた出湯管と、前記貯湯タンク下部に設けた給水管
   と、前記貯湯タンクの下部と上部を連通しタンク下部の
   水を流通させる沸き上げ配管と、前記沸き上げ配管に配
   設した沸き上げポンプと、前記沸き上げ配管の途中に配
   設し沸き上げポンプで供給される水を加熱する加熱手段
   と、前記貯湯タンク下部の水温を検出する給水温検出器
   と、前記貯湯タンク内の残湯量を検出する残湯量検出器
   と、前記貯湯タンク内の水の沸き上げ制御を行う制御器
   とを備え、前記制御器は給電契約に基づいて沸き上げ開
   始時間を決める計時手段と、前記貯湯タンク内の湯を最
   低限確保する量を手動で設定する最低残湯量設定手段
   と、前記残湯量検出器の情報と前記最低残湯量設定手段
   の情報より沸き上げ湯量の過不足を判定し、不足と判定
   したときは沸き上げ湯量を増やし、過剰と判定したとき
   は沸き上げ湯量を減らす沸き上げ量学習手段とからな
   り、前記計時手段により沸き上げ開始時間になったら前
   記沸き上げ量学習手段で更新した沸き上げ湯量に対応し
   た沸き上げ温度に基づき前記加熱手段と沸き上げポンプ
   を制御して沸き上げ動作を行うようにした貯湯式温水
   器。
2. 【請求項２】 沸き上げ量学習手段は給水温検出器が所
   定値より高い場合は沸き上げ湯量の更新を行わないよう
   にし、前記所定値は前回沸き上げた温度より低く水温よ
   り高い温度に設定した請求項１記載の貯湯式温水器。
3. 【請求項３】 給電契約が昼間電力も使用できる場合、
   沸き上げ量学習手段で決定された沸き上げ湯量に対応し
   た沸き上げ温度を決定し通電制御手段を起動し、前記沸
   き上げ量学習手段で更新した沸き上げ湯量が沸き上げ最
   高温度で対応できる量を超えた場合は、沸き上げ最高温
   度を沸き上げ温度として貯湯タンク全量を沸き上げ、そ
   の後、深夜時間帯終了以降に給水温検出器が所定温度以
   下になったとき昼間電力で追加沸き上げを行い、この追
   加沸き上げの累積値が前記沸き上げ湯量に対応した時間
   になったら追加沸き上げを終了するようにした請求項１
   または２記載の貯湯式温水器。
4. 【請求項４】 沸き上げ量学習手段は、残湯量検出器で
   検出した残湯量が最低残湯量設定手段で設定された第１
   判定値より少なくなった場合は沸き上げ湯量を所定量ア
   ップし、残湯量が最低残湯量設定手段で設定された第２
   判定値より多かった場合が所定日数Ａ以上連続したら沸
   き上げ湯量を所定量ダウンするようにし、前記第２判定
   値は第１判定値より大きく設定し、所定日数Ａは２日以
   上とした請求項１〜３のいずれか１項記載の貯湯式温水
   器。
5. 【請求項５】 沸き上げ量学習手段の所定日数Ａを７日
   とした請求項４記載の貯湯式温水器。
6. 【請求項６】 残湯量が最低残湯量設定手段で設定され
   た第１判定値より少なくなったとき沸き上げ動作を開始
   し、前記残湯量が第１判定値以上の所定値まで回復した
   ら沸き上げ動作を停止させる湯切れ追い焚き制御手段を
   設け、沸き上げ量学習手段は前記湯切れ追い焚き制御手
   段で沸き上げた累積時間を計時し、前記累積時間に対応
   した量だけ沸き上げ湯量をアップするようにした請求項
   １〜５のいずれか１項記載の貯湯式温水器。
7. 【請求項７】 沸き上げ学習手段で更新した沸き上げ湯
   量のアップ量が所定量以上で、アップした後の沸き上げ
   開始時間に残湯量検出器で検出した残湯量が最低残湯量
   設定手段で設定された第２判定値より多かった場合が所
   定日数Ｂ以上連続したら沸き上げ湯量をアップ前の沸き
   上げ湯量に戻す機能を付加し、アップ量は沸き上げ湯量
   をダウンするときのダウン量より大きく設定し、所定日
   数Ａを２日以上に設定するとともに所定日数Ｂは所定日
   数Ａより小さく設定した請求項６記載の貯湯式温水器。
8. 【請求項８】 沸き上げ量学習手段の所定日数Ａを７と
   した請求項７記載の貯湯式温水器。
9. 【請求項９】 沸き上げ量学習手段の機能をオン・オフ
   する学習オン・オフ手段と、前記学習オン・オフ手段が
   オフのとき沸き上げ湯量を手動で変更できる沸き上げ湯
   量設定手段とを有する操作部を設けた請求項１〜８のい
   ずれか１項記載の貯湯式温水器。
10. 【請求項１０】 沸き上げ湯量を複数段の湯量設定とし
    て割り付け、沸き上げ量学習手段がオンしているときは
    前記沸き上げ量学習手段が湯量設定をアップ／ダウン
    し、沸き上げ量学習手段がオフしているときは沸き上げ
    湯量設定手段で前記湯量設定をアップ／ダウンするとと
    もに、沸き上げ量学習手段のオン・オフを表示する学習
    オン・オフ表示手段と、選択されている湯量設定を表示
    する湯量設定表示手段を操作部に設けた請求項９記載の
    貯湯式温水器。
11. 【請求項１１】 沸き上げ量学習手段がオフしている間
    は学習機能を停止するとともに、残湯量が最低残湯量設
    定手段で設定された第２判定値より多かった場合の連続
    回数等の学習関連の制御値を学習経過として湯量設定と
    あわせて保持するとともに、沸き上げ量学習手段がオン
    したら保持している前記湯量設定にもどすとともに、保
    持していた前記学習経過を継続して沸き上げ湯量のアッ
    プ／ダウン判定を行う請求項１０記載の貯湯式温水器。