JP2005214450A - 貯湯式給湯器の自動温度制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 貯湯式給湯器の使用条件(タンク容量、使用人数及び台所・風呂場における使用湯量)に関する種々の情報を記憶し、給湯器を設置する周囲の環境条件(取水水温)に関する情報を常時採取し、この採取した環境条件の変化に従い、記憶された使用条件に基づいて給湯器のタンクに必要な最低限の湯量を充足するための沸き上がり温度について判定し、その設定温度に切り替える自動温度制御方法である。
【選択図】 図1
Description
前記設定温度を切り替える判定に際して、暑い時期から寒い時期に変わる際に、数日間において計測した環境条件たる水道水の取水温度データに基づき、その取水温度の下降率が所定の数値より高いときには設定温度を寒い時期の設定に切り替える。
また、単純に給湯器の設定温度を使用湯量の多少のみで切り替える方法ではなく、給湯器の使用者の人数変化に応じて設定温度を切り替える制御方法であるために、家族構成の変化があったときにも無駄に高い温度設定にならない。
図1は本発明の貯湯式給湯器の自動温度制御方法の概略説明図である。
本発明は、貯湯式の給湯器を用いて風呂、炊事(台所)、洗面及び暖房(床暖房等)に湯を供給するときの温度制御方法である。図示例では、風呂と暖房に多くの湯を供給し、次いで炊事、洗面の順に供給していることを示している。例えば、風呂には温度がTvb(℃)で、Vb(L)の湯量を供給している。炊事には温度がTvc(℃)で、Vc(L)の湯量を供給している。洗面には温度がTvf(℃)で、Vf(L)の湯量を供給している。また、暖房には温度がTvw(℃)で、Vw(L)の湯量を供給している。
本発明の貯湯式給湯器の自動温度制御方法を実施するためのシステムは、演算処理装置1、データベース2、入力装置3、出力装置4、入力処理部5、判定処理部6、出力処理部7とから構成されたものである。データベース2は、給湯器8のタンク容量とヒーター容量に関する給湯器データ9、その給湯器8を使用する人数、更にそれが長期間の確定した人数かどうかといった使用人数データ10及び給水温度等の設置環境データ11等の使用条件データとから成るものである。水道等の給水配管12から取水した水を給湯器8で沸き上げ、この湯を給湯配管13から風呂場、台所、洗面所に給湯するようになっている。
本発明の自動温度制御方法を実施するに際に、予めパラメータを記憶させる。先ず、標準湯量テーブルとして、次の各利用温度で必要な湯量を記憶させる。
風呂湯量として、Vb=最低湯量+湯量/人×P+朝風呂割増湯量×有無
風呂利用温度 Tvb ℃
炊事湯量 Vc=湯量/人×P
炊事利用温度 Tvc ℃
洗面湯量 Vf=湯量/人×P
洗面利用温度 Tvf ℃
暖房湯量 Vw=湯量/面積×S
なお、暖房は、床暖房、トイレ、洗面所等の暖房箇所をいう。
暖房利用温度 Tvw ℃
標準沸上温度 Tnh ℃
最大沸上可能温度 Tmax ℃
タンク容量 Vtv ℃
使用量目安 Vupdn=1.n,1,0.n
日最低水温(最新) Tw1 ℃
日最低水温(前回) Tw2〜Twn ℃
平均取水水温 Tav ℃
取水温度 Tw ℃
なお、給水に井戸水を利用することは勿論可能である。
次に、初期化するデータを手入力する。先ず、電源をオンにし、上述したパラメータを手入力する。また、マニュアルセットデータとしては、「使用・不使用の設定」、「風呂、炊事(台所)、洗面、床暖房の有無」、「使用人数P」、「暖房箇所面積S」、「使用形態 使用量目安 Vupdn:標準・多め・少なめ」或いは「不使用日数Ds」等がある。
風呂使用湯量は、Vtvb=Vb×Vupdnとする。
炊事使用湯量は、Vtvcとする。なお、湯を炊事に使用しないときは、Vtvc=0とする。それ以外ではVtvc=Vc×Vupdnとする。
洗面使用湯量は、Vtvfとする。なお、湯を洗面に使用しないときは、Vtvf=0とする。それ以外ではVtvf=Vf×Vupdnとする。
暖房使用湯量は、Vtvwとする。なお、湯を暖房に使用しないときは、Vtvw=0とする。それ以外でVtvw=Vw×Vupdnとする。
これらの計算に基づき沸き上げ温度を算定する。
先ず、取水温度Tw0を計測し、その変化がないとき(Tw0=Tw1)は、一定時間の経過を待つ。その後、取水温度(Tw0)を計測し、取水温度が前回計測の温度より下降し、沸き上げ時間のときは取水温度Twを更新する。沸き上げ時間でないときは一定時間の経過を待つ。
先ず、取水温度Twを更新するときは、不使用日数Dsについて判定し、不使用日数Dsが0ではないとき、即ち不使用日があるときは、日最低水温(最新)の前回データを採用する(Tw1=Tw2)。
不使用日数Dsが0のとき、即ち毎日使用しているときは、取水水温履歴を更新する(Twi=Tw(i−1)n〜2)。平均取水水温Tav=Twi=n〜2の最大値を除く平均値を使用する。なお、取水水温の変動がある時期は、湯切れの可能性があるため、最大値を除いた平均値を使用する。
不使用設定をセットせず、留守等で使用していない場合は、取水水温の温度センサ15の水温が上昇し誤判定することを防止し、また、気候変動時の取水水温上昇時の湯切れを防止するようになっている。
先ず、利用温度基準の湯量については、手入力によりデータをセットする。標準湯量を更新するときは、使用不使用を設定し、使用人数等のデータから、各使用目的毎に利用する湯量を更新する。
風呂使用湯量は、Vtvb=Vb×Vupdnする。
炊事使用湯量は、Vtvcとする。なお、湯を炊事に使用しないときは、Vtvc=0とする。それ以外は、Vtvc=Vc×Vupdnとする。
洗面使用湯量は、Vtvfとする。なお、湯を洗面に使用しないときはVtvf=0とする。それ以外は、Vtvf=Vf×Vupdnとする。
暖房使用湯量は、Vtvwとする。なお、湯を暖房に使用しないときは、Vtvw=0とする。それ以外は、Vtvw=Vw×Vupdnとする。
これらの計算結果に基づき、沸き上げ温度を算定する。
各使用目的の利用温度と使用湯量のすべてを賄うための沸き上げ温度を次の計算式で算定する。
風呂について
(Th−Tvb)Vtvb=(Tvb−Tw)(Vtvb−Vthb)→
Th×Vthb=(Tvb−Tw)Vtvb+Tw×Vthb
炊事について
(Th−Tvc)Vtvc=(Tvc−Tw)(Vtvc−Vthc)→
Th×Vthc=(Tvc−Tw)Vtvc+Tw×Vthc
洗面について
(Th−Tvf)Vtvf=(Tvf−Tw)(Vtvf−Vthf)→
Th×Vthf=(Tvf−Tw)Vtvf+Tw×Vthf
暖房について
(Th−Tvw)Vtvw=(Tvw−Tw)(Vtvfw−Vthfw)→
Th×Vthw=(Tvw−Tw)Vtvw+Tw×Vthw
タンク容量について
Vtv=>Vthb+Vthc+Vthf+Vthw
なお、沸き上げ温度が最高温度より高い時は、「湯不足表示」と表示し、沸き上げ温度を最高値にする。
使用条件の使用人数について、それが長期間における使用人数か、又は短期間における使用人数かの別を手入力で切り替える。この切り替えにより、長期間における使用人数のときは、給湯器8のタンク容量とヒーター容量に応じた温度設定をする。例えば、当初は4人家族でタンク容量が400リットルの給湯器8を使用していたが、その後子供が独立して使用人数が減ったときには、必要最低限の電力消費になるように、給湯器8のタンク容量とヒーター容量に応じた低い温度設定にする。逆に、当初は2人家族であったが、その後家族が増えて湯の使用量が増加したときに、それに応じた必要沸き上がり温度を、必要最低限の電力消費になるように設定温度を高く設定する。
2 データベース
3 入力装置
4 出力装置
5 入力処理部
6 判定処理部
7 出力処理部
8 給湯器
9 給湯器データ
10 使用人数データ
11 設置環境データ
12 給水配管
13 給湯配管
14 操作盤
15 温度センサ
Claims (7)
- 貯湯式給湯器の沸き上がり温度を自動で制御する給湯器の自動温度制御方法であって、
前記給湯器のタンク容量、使用人数及び台所・風呂場における使用湯量等の給湯器の使用条件に関する種々の情報を記憶し、
前記給湯器を設置する周囲の取水温度等の環境条件に関する情報を常時採取し、
この採取した環境条件の変化に従い、記憶された前記使用条件に基づいて前記給湯器のタンクに必要な最低限の湯量を充足するための沸き上がり温度について判定し、その設定温度に切り替える、ことを特徴とする貯湯式給湯器の自動温度制御方法。 - 前記設定温度を切り替える判定に際して、長期間における使用人数か、又は短期間における使用人数かの条件について、それが短期間における使用人数であるときは設定温度を現状維持にする、ことを特徴とする請求項1の貯湯式給湯器の自動温度制御方法。
- 前記設定温度を切り替える判定に際して、数日間において計測した設置環境条件たる取水温度データ及びその平均温度データに基づき、その取水温度の変動が所定の数値から超えたときは設定温度を切り替える、ことを特徴とする請求項1の貯湯式給湯器の自動温度制御方法。
- 前記設定温度を切り替える判定に際して、寒い時期から暑い時期に変わる際に、数日間において計測した環境条件たる取水温度データに基づき、その取水温度の上昇率が所定の数値より高いときでも設定温度は現状維持にする、ことを特徴とする請求項1の貯湯式給湯器の自動温度制御方法。
- 前記設定温度を切り替える判定に際して、暑い時期から寒い時期に変わる際に、数日間において計測した環境条件たる取水温度データに基づき、その取水温度の下降率が所定の数値より高いときには設定温度を寒い時期の設定に切り替える、ことを特徴とする請求項1の貯湯式給湯器の自動温度制御方法。
- 前記設定温度を切り替える判定に際して、通常の単位時間当たりの使用湯量が所定の数値より高いときに、設定温度をその高くなった比率に応じて高く切り替える、ことを特徴とする請求項1の貯湯式給湯器の自動温度制御方法。
- 前記設定温度は、給湯器の運転状況の参照できるように該給湯器の操作盤に表示させる、ことを特徴とする請求項1,2,3,4,5又は6の貯湯式給湯器の自動温度制御方法。
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