JP2017009184A - 電気温水器 - Google Patents
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Abstract
Description
水の流入口と、湯の流出口とを備え、前記流入口から流入した水を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された水を加熱するヒータと、
前記タンクの内部の温度を反映した検出値を出力する温度センサと、
所定の沸き上げ条件が成立している間に前記ヒータの加熱を継続する制御である沸き上げ制御を、繰り返し実行する構成であり、且つ、前記温度センサによる検出結果が所定の急昇温状態を示すことを条件として前記ヒータの加熱を停止する制御である空だき防止制御を、前記沸き上げ制御の開始から一定時間が経過するまでの時間である限定時間内に行い、前記限定時間外には前記空だき防止制御を行わない構成である制御部と、
を有する。
水の流入口と、湯の流出口とを備え、前記流入口から流入した水を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された水を加熱するヒータと、
前記タンクの内部の温度を反映した検出値を出力する温度センサと、
所定の沸き上げ条件が成立している間に前記ヒータの加熱を継続する制御である沸き上げ制御を、繰り返し実行する構成であり、且つ、前記温度センサによる検出結果が所定の急昇温状態を示すことを条件として前記ヒータの加熱を停止する制御である空だき防止制御を、前記沸き上げ制御が実行されない所定の停止状態からの切り替わり時から起算して所定回数の前記沸き上げ制御の実行中に行い、前記所定の停止状態からの切り替わり時から起算して前記所定回数を超えた前記沸き上げ制御の実行中には前記空だき防止制御を行わない構成である制御部と、
を有する。
水の流入口と、湯の流出口とを備え、前記流入口から流入した水を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された水を加熱するヒータと、
前記タンクの内部の温度を反映した検出値を出力する温度センサと、
前記温度センサでの検出結果に基づいて前記タンク内の水の存在を検出する検出部と、
所定の沸き上げ条件が成立している間に前記ヒータの加熱を継続する制御である沸き上げ制御を、繰り返し実行する構成であり、且つ、前記温度センサによる検出結果が所定の急昇温状態を示すことを条件として前記ヒータの加熱を停止する制御である空だき防止制御を、所定の始動時から前記検出部が前記タンク内の水の存在を検出するまでの期間である未検出期間に行い、前記未検出期間外には前記空だき防止制御を行わない構成である制御部と、
を有する。
上述した第1の発明では、前記制御部は、前記沸き上げ制御が実行されない所定の停止状態からの切り替わり時から起算して所定回数の前記沸き上げ制御の実行中において、前記沸き上げ制御の開始から前記一定時間が経過するまでの前記限定時間内に前記空だき防止制御を行い、前記所定の停止状態からの切り替わり時から起算して前記所定回数を超えた前記沸き上げ制御の実行中には前記空だき防止制御を行わない構成であってもよい。
図1は、実施例1の電気温水器1を水栓装置100の一部として適用した例を示す図である。図1で示す電気温水器1には、給水管104から分岐した管路104Aと、給湯管106とが接続されている。この電気温水器1は、管路104Aによってタンク2の内部に供給された水をタンク2にて貯留し、その貯留水をヒータ4で加熱して沸き上げる構成をなす。そして、この加熱によってタンク2の内部で沸き上げられた湯は、タンク2に接続された給湯管106から排出される。
図3で示す沸き上げ制御は、所定の制御開始条件が成立した時にマイクロコンピュータ26(図2)によって実行される制御である。「所定の制御開始条件」とは、例えば、「図2で示す電源回路22に対して外部電源130又はキャパシタ34から電力供給がなされ、且つ、図示しない運転スイッチがオン状態になっている」という電源条件を含む。更に、「所定の制御開始条件」は、「温度センサ6から出力される検出値が示す検出温度Tが所定の第1閾値温度Ton以下である」という温度条件を含む。つまり、これらの電源条件と温度条件を満たせば「所定の制御開始条件」が成立し、図3で示す沸き上げ制御が実行される。
マイクロコンピュータ26(図2)は、図3のS2の判断処理で空だき防止制御許可フラグがクリア状態であると判断した場合に、S15に進み、温度センサ6からの出力値(検出値)が示す検出温度Tを取得する。また、S14の処理で空だき防止制御許可フラグをクリア状態に切り替えた場合にも、温度センサ6からの出力値(検出値)が示す検出温度Tを取得する(S15)。そして、その取得した検出温度Tが第2閾値温度(ヒータオフ温度)Toff以上であるか否かを判断する(S16)。なお、第2閾値温度(ヒータオフ温度)Toffは、第1閾値温度(ヒータオン温度)Tonよりも高い温度である。そして、検出温度Tが第2閾値温度Toff未満であれば、S16にてNOに進み、再び検出温度Tを取得する。つまり、検出温度Tが第2閾値温度Toff以上になるまで、S15、S16の処理を繰り返す。そして、検出温度Tが第2閾値温度Toff以上になった場合、S16にてYESに進み、ヒータ4(図2)の通電を終了する(S17)。
図5は、電気温水器1における、通常時、空だき時、湯水境界層形成時のヒータ通電時間と昇温速度との関係を、実線曲線A1,破線曲線A2,一点鎖線曲線A3でそれぞれ例示するグラフである。タンク2の内部において同程度の温度の冷水が一様に存在し、この水が図3の沸き上げ制御によって徐々に温められる場合、図5で示す実線曲線A1のような変化となる。一方、図3の沸き上げ制御を開始した時点でタンク2に水の貯留が無く、沸き上げ制御によって空だき状態となる場合、図5の破線曲線A2で示すように、通常時よりもタンク2内での昇温速度が大きくなる。この場合、沸き上げ制御を開始してから早い段階でタンク2の内部温度が急上昇するため、沸き上げ制御の開始から一定時間t1が経過するまでの限定時間内に「所定の急昇温状態」が生じる可能性が高い。
次に、実施例2の電気温水器について説明する。
実施例2の電気温水器1は、実施例1の電気温水器1の構成を全て含み、更に処理を追加した構成となっている。つまり、図1〜図5の内容及びこれらを参照して説明した内容を全て含んでいるため、以下では図1〜図5を参照して実施例2を説明し、実施例1と重複する部分については説明を省略する。
図3の沸き上げ制御の実行中に温度センサ6の検出値の上昇速度が所定の負の速度となる場合、タンク2内に水が存在していない可能性は極めて低く、タンク2内に水が存在し、温度センサ6の近くに湯水境界層が生じている可能性が高い。よって、上述した方法で「所定の負の速度」を検出すれば、湯水境界層が発生している状態、ひいてはタンク2の内部に水が存在している状態を、より高精度に検出することができ、これにより、空だきが発生しない状態であることを特定することができる。そして、水の存在が検出された後の期間(未検出期間外)に上述した空だき防止制御を行わないようにすれば、空だきに起因しない急昇温時にヒータ4の加熱停止等がなされてしまうことを防ぐことができる。
次に、図6等を参照し、実施例3について説明する。
実施例3は、2つの温度センサを設けた点、及び水の存在の検出方法のみが実施例2と異なり、それ以外は実施例2と同様である。例えば、電気的構成については、温度センサ以外は図2と同様であるため、温度センサ以外は図2を参照して説明する。また、沸き上げ制御については、図3の制御に更に処理を追加しており、追加した処理以外は図3を参照して説明する。なお、以下では、実施例2と異なる点を詳述し、実施例2と同様の点については詳細な説明は省略する。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例1に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)実施例1では、所定の停止状態からの切り替わり時から起算して1回目の沸き上げ制御の実行中でのみ空だき防止制御を行う例を示したが、この例に限定されない。例えば、所定の停止状態からの切り替わり時から起算して所定回数以内(例えば、2回以内、或いは3回以内)の沸き上げ制御の実行中でのみ空だき防止制御を行うようにしてもよい。この場合、所定回数を超えた後には、少なくとも次に「所定の停止状態」から切り替わるまで空だき防止制御を行わないようにすればよい。
(2)実施例2では、温度センサ6から出力される検出値の上昇速度が所定の負の速度となった場合に、それ以降、空だき防止制御を行わない制御例を示したが、制御例はこの例に限られない。例えば、図3のS9の判断処理においてYESとなる場合にも検出値の上昇速度が所定の負の速度となったと判定し、S14に進むように制御を変更してもよい。
(3)上述した実施例では、図4等を参照し、温度センサ6による検出結果が所定の急昇温状態を示す一例を説明したが、この例に限定されない。例えば、所定時間おきに温度センサ6の検出値が示す検出温度を取得する構成とし、あるタイミングで取得した検出温度の値から、それよりも所定時間前に取得した検出温度の値を減じた差が閾値を超えている場合に「所定の急昇温状態」と判断してもよい。
(4)実施例2、3では、「所定の停止状態」が終了して電気温水器1の動作が開始した時を「所定の始動時」とする例を示したが、図3で示す沸き上げ制御の実行開始時を「所定の始動時」としてもよい。この場合、図3で示す沸き上げ制御が行われる毎に、沸き上げ制御の開始から沸き上げ制御の終了までの間に、上述したいずれかの構成の検出部によってタンク内の水の存在を検出することを試み、検出部によって水の存在が検出された場合には、次の沸き上げ制御の開始時まで空だき防止制御を行わないようにすればよい。つまり、この構成では、「沸き上げ制御中に検出部がタンク内の水の存在を検出してから、次の沸き上げ制御が開始するまで」が「未検出期間外」であり、少なくともこの期間は空だき防止制御を行わないことになる。そして、この「未検出期間外」となる期間は、沸き上げ制御が開始する毎にリセットされることになる。
2…タンク
2A…流入口
2B…流出口
4…ヒータ
6…温度センサ
26…マイクロコンピュータ(制御部、検出部)
206A…第1温度センサ(温度センサ)
206B…第2温度センサ(温度センサ)
Claims (8)
- 水の流入口と、湯の流出口とを備え、前記流入口から流入した水を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された水を加熱するヒータと、
前記タンクの内部の温度を反映した検出値を出力する温度センサと、
所定の沸き上げ条件が成立している間に前記ヒータの加熱を継続する制御である沸き上げ制御を、繰り返し実行する構成であり、且つ、前記温度センサによる検出結果が所定の急昇温状態を示すことを条件として前記ヒータの加熱を停止する制御である空だき防止制御を、前記沸き上げ制御の開始から一定時間が経過するまでの時間である限定時間内に行い、前記限定時間外には前記空だき防止制御を行わない構成である制御部と、
を有する電気温水器。 - 水の流入口と、湯の流出口とを備え、前記流入口から流入した水を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された水を加熱するヒータと、
前記タンクの内部の温度を反映した検出値を出力する温度センサと、
所定の沸き上げ条件が成立している間に前記ヒータの加熱を継続する制御である沸き上げ制御を、繰り返し実行する構成であり、且つ、前記温度センサによる検出結果が所定の急昇温状態を示すことを条件として前記ヒータの加熱を停止する制御である空だき防止制御を、前記沸き上げ制御が実行されない所定の停止状態からの切り替わり時から起算して所定回数の前記沸き上げ制御の実行中に行い、前記所定の停止状態からの切り替わり時から起算して前記所定回数を超えた前記沸き上げ制御の実行中には前記空だき防止制御を行わない構成である制御部と、
を有する電気温水器。 - 前記制御部は、前記沸き上げ制御が実行されない所定の停止状態からの切り替わり時から起算して所定回数の前記沸き上げ制御の実行中において、前記沸き上げ制御の開始から前記一定時間が経過するまでの前記限定時間内に前記空だき防止制御を行い、前記所定の停止状態からの切り替わり時から起算して前記所定回数を超えた前記沸き上げ制御の実行中には前記空だき防止制御を行わない構成である請求項1に記載の電気温水器。
- 前記所定回数は1である請求項2又は請求項3に記載の電気温水器。
- 水の流入口と、湯の流出口とを備え、前記流入口から流入した水を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された水を加熱するヒータと、
前記タンクの内部の温度を反映した検出値を出力する温度センサと、
前記温度センサでの検出結果に基づいて前記タンク内の水の存在を検出する検出部と、
所定の沸き上げ条件が成立している間に前記ヒータの加熱を継続する制御である沸き上げ制御を、繰り返し実行する構成であり、且つ、前記温度センサによる検出結果が所定の急昇温状態を示すことを条件として前記ヒータの加熱を停止する制御である空だき防止制御を、所定の始動時から前記検出部が前記タンク内の水の存在を検出するまでの期間である未検出期間に行い、前記未検出期間外には前記空だき防止制御を行わない構成である制御部と、
を有する電気温水器。 - 前記温度センサによる検出結果に基づいて前記タンク内の水の存在を検出する検出部を有し、
前記制御部は、所定の始動時から前記検出部が前記タンク内の水の存在を検出するまでの期間である未検出期間に前記空だき防止制御を行い、前記未検出期間外には前記空だき防止制御を行わない構成である請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電気温水器。 - 前記検出部は、前記沸き上げ制御の実行中において、少なくとも前記温度センサから出力される検出値の上昇速度が所定の負の速度となった場合に前記タンク内の水の存在を検出する請求項5又は請求項6に記載の電気温水器。
- 前記温度センサは、前記タンクの所定位置に配置される第1温度センサと、前記第1温度センサよりも上位置に配置される第2温度センサと、を含み、
前記検出部は、少なくとも前記第1温度センサでの検出温度と前記第2温度センサでの検出温度との差が一定値以上となった場合に前記タンク内の水の存在を検出する請求項5又は請求項6に記載の電気温水器。
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