JP2858359B2 - 電気温水器 - Google Patents

電気温水器

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は夜間の安価な電力の昼間の電力を利用する貯
湯式電気温水器に関するものである。
従来の技術 従来より、電気温水器では特公平1−41904号公報に
示されるように、夜間電力だけでは不足する湯量を昼間
電力で補うということが行なわれている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記電気温水器では、昼間電力ヒータの
通電時間帯の設定は固定されているかもしくは電気温水
器の使用者が独自に設定しなければならない。そのめ少
量の昼間追いだきで十分湯量が足りるにもかかわらず通
電時間帯を長く設定したため多量の昼間追いだきをして
ランニングコストが高くついたり、通電時間を短く設定
し過ぎてお湯が不足するなどの課題を有していた。
本発明は上記課題を解消するもので、使用湯量に合わ
せた昼間追いだきを自動的に行なう電気温水器を提供す
るものである。
課題を解決するための手段 前記課題を解決するために、本発明の電気温水器は残
湯熱量を検出する残湯検出手段と、昼間時間帯の加熱熱
量と前記残湯検出手段で検出された残湯熱量の差を算出
する昼間追いだき必要熱量算出手段と、昼間追いだき必
要熱量算出手段の出力データを複数個記憶する記憶手段
と、記憶手段のデータをもとに昼間時間帯の加熱熱量を
設定する加熱熱量設定手段と、加熱熱量設定手段に設定
された加熱熱量に相当するヒータ通電時間だけ昼間追い
だきを許可するとともに夜間時間帯の沸き上げを許可す
るヒータ通電許可手段と、ヒータ通電許可手段がヒータ
通電を許可している時間帯においてヒータのオン・オフ
を行ない沸き上げ温度を制御する温度制御手段を備えた
ものである。
作用 上記構成の電気温水器は、残湯検出手段により残湯熱
量を検出し、昼間時間帯の加熱熱量から残湯熱量を差し
引いた昼間追いだき必要熱量を算出し記憶したデータを
複数個持つことにより、翌日の昼間追いだきは記憶され
た昼間追いだき必要熱量をもとに適切な加熱熱量を算出
し、加熱熱量を設定するので無駄な昼間追いだきを無く
し、ランニングコストを低下させると共に、使用者にと
って使い勝手のよい電気温水器となる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の実施例の電気温水器の回路ブロック図
である。1はヒータ、2は貯湯槽(図示せず)下部の湯
温を検出する温度検出手段、3は温度検出手段2の信号
を入力しヒータの電源をオン・オフする温度制御手段、
4は貯湯槽上部の残湯量を検出する残湯検出手段、5は
加熱熱量設定手段、6は加熱熱量設定手段5と残湯検出
手段4の信号を入力し昼間追いだき必要熱量を算出する
昼間追いだき必要熱量算出手段、7は昼間追いだき必要
熱量算出手段6のデータを記憶する記憶手段、8は昼間
時間帯および昼間時間帯においては加熱熱量設定手段5
で設定された昼間追いだきの加熱熱量に相当するヒータ
通電時間だけヒータ1への通電を許可するヒータ通電許
可手段である。
以上のように構成された電気温水器についてその動作
を第2図に加えて以下に説明する。第2図は、本発明の
実施例の電気温水器の動作フローチャートである。
いま、昼間時間帯は23時から7時までとし、昼間時間
帯は7時から23時までとする。まず、ステップ1で23時
になったかどうか判断する。23時になればステップ2で
温度検出手段2が水温TSを検出する。貯湯槽内の湯を使
用すると貯湯槽下部には水が供給されるので温度検出手
段2で水温が検出できる。次にステップ3で、残湯検出
手段4が残湯熱量を検出する。残湯熱量QZ(kWh)は、
残湯量をV(リットル)、沸き上げ温度をT(℃)、水
温をTS(℃)とすると QZ=(T−TS)×V/860 で求められる。この残湯熱量QZが無駄な昼間追いだきで
ある。次にステップ4で、昼間追いだき必要熱量算出手
段6が加熱熱量設定手段5で設定していた昼間時間帯加
熱熱量QDを入力する。次にステップ5で昼間追いだき必
要熱量を算出する。昼間追いだき必要熱量QH(kWh)
は、昼間時間帯加熱熱量をQD(kWh)、残湯熱量をQZ(k
Wh)とすると QH=QD−QH で算出できる。次にステップ6では、ステップ5で算出
した昼間追いだき必要熱量QHを記憶手段7に記憶する。
記憶手段7では過去7日分の昼間追いだき必要熱量QHを
記憶している。次にステップ7では、夜間時間帯という
ことでヒータ通電許可手段8がヒータ通電を許可する。
ヒータ通電が許可されている間は、温度制御手段3が温
度検出手段2が沸き上げ設定温度に達するまでヒータ1
の電源を入にする。
そしてステップ8で、7時になったかどうか判断す
る。7時になれば夜間時間帯が終了し、昼間時間帯とな
る。ステップ9で加熱熱量設定手段5が記憶手段7に記
憶している7日分の昼間追いだき必要熱量QHデータから
最大のもの(QHmax)を検索する。次にステップ10で加
熱熱量設定手段5は最大の昼間追いだき必要熱量QHデー
タ(QHmax)をもとに今日の昼間時間帯の加熱熱量Qを
設定する。加熱熱量Q(kWh)は、最大の昼間追いだき
必要熱量QHデータをQHmax(kWh)、余裕熱量をQC(kW
h)とすると、 Q=QHmax+QC で設定される。但し、Q<0ならばQ=0とする。余裕
熱量QCは、予期できない湯の使用量増加を見込んで設定
し、例えばシャワー約1回分(42℃、100リットル)で
は、余裕熱量をQC(kWh)、水温をTS(℃)とすると、 QC=(42−TS)×100/860 となる。
次にステップ11で、ヒータ通電許可手段8が加熱熱量
Qに相当するとヒータ通電時間tを計算する。ヒータ通
電時間t(時間)は、ヒータ容量をH(kW)とし、ヒー
タ1の加熱効率をK(通常は0.9程度)とすると、 t=Q/(H×K) で計算される。次にステップ12で、ヒータ通電許可手段
8がt時間ヒータ通電が行なわれたか判断する。ヒータ
通電時間がt時間を越えない間はステップ7でヒータ通
電が許可されているので、温度制御手段3は温度検出手
段2が沸き上げ設定温度になるようヒータ1の電源をオ
ン・オフにする。そして、ヒータ通電時間がt時間を越
えるとステップ13で、ヒータ通電が禁止される。以上の
動作を毎日繰り返す。
第3図は本発明の実施例の電気温水器の電気回路図で
ある。1はヒータである。9は第1図における温度検出
手段2、温度制御手段3、残湯検出手段4、加熱熱量設
定手段5、昼間追いだき必要熱量算出手段6、記憶手段
7及びヒータ通電許可手段8を内部で構成するマイクロ
コンピュータである。10は貯湯槽下部の湯温を検出する
温度検出用サーミスタ、11aは貯湯槽の上部150リットル
の位置に設けた残湯検出用サーミスタ、11bは貯湯槽の
上部100リットルの位置に設けた残湯検出用サーミス
タ、11cは貯湯槽の上部50リットルの位置に設けた残湯
検出用サーミスタである。12aはヒータ1の電源をオン
・オフするリレーのコイル、12bはヒータ1の電源をオ
ン・オフするリレーの接点である。温度検出用サーミス
タ10は、マイクロコンピュータ9のアナログ・デジタル
変換入力端子に入力され、第1図に示される温度検出手
段2に接続される。残湯検出用サーミスタ11a、11b、及
び11cは、マイクロコンピュータ9のアナログ・デジタ
ル変換入力端子に入力され、第1図に示される残湯検出
手段4に接続される。
このように、本実施例の電気温水器によれば、過去の
昼間追いだき必要熱量QHデータをもとに今日の昼間時間
帯加熱熱量を設定しているので、不必要な昼間追いだき
をしないで済み、ランニングコストを低下させることが
できる。さらに、昼間時間帯加熱熱量は過去7日分の昼
間追いだき必要熱量QHデータの最大値QHmaxを使用して
設定しているので、昨日湯の使用量が少なかったために
今日の昼間追いだきが少量になってしまうということを
防ぐことができる。また、昼間時間帯の加熱熱量を加熱
熱量設定手段が自動的に行なうので、電気温水器の使用
者にとって、使いがっての良い電気温水器である。ま
た、加熱熱量Qの設定には昼間追いだき必要熱量QHの最
大値QHmaxに余裕熱量QCを加えているので、予期せぬ湯
の使用に対してもある程度対応でき、季節的に変化する
湯量の増加にも対応できる。
なお、記憶手段7に記憶するQHデータの量を7日分と
したがデータ量が電気温水器の湯の使用状態に合わせて
適宜決定すればよい。湯の使用量が毎日あまり変化しな
い場合はデータ量は少なくてよい。また、湯の使用量が
日によって大きく変動する場合は、データ量を多くする
必要がある。7日分としたのは湯の使用パターンは1週
間を1サイクルとして繰り返す場合が多いためである。
また、残湯熱量QZの算出に水温TSの検出を行なった
が、水温TSを検出する代わりに例えば水温は15℃として
代表値を与えてやっても残湯熱量QZの算出精度は落ちる
が余裕熱量QCを大きく設定することにより、実用に供す
ることができる。
また、第1図及び第2図において、電源は1つの配線
で電力料金のみ夜間時間帯と昼間時間帯で異なるものと
して示してあるが、夜間時間帯が別配線となり昼間時間
帯と2配線となっても動作には何ら影響を与えない。
また、残湯検出手段は貯湯槽内の残湯熱量を検出する
ものであり、その残湯量の検出精度は無段階で検出でき
るものでも、本実施例のように50リットル毎の段階検出
でもよい。
発明の効果 以上の実施例の説明より明らかなように、下記のよう
な効果を有する。
(1) 過去の昼間追いだき必要熱量QHデータをもとに
今日の昼間時間帯加熱熱量を設定するので、不必要な昼
間追いだきをしないで済み、ランニングコストを低く抑
えることができる。
(2) 昼間時間帯の加熱熱量を加熱熱量設定手段が自
動的に行なうので、電気温水器の使用者にとって、使い
がってが良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の電気温水器の回路ブロック
図、第2図は同電気温水器の動作フローチャート、第3
図は同電気温水器の電気回路図である。 4……残湯検出手段、5……加熱熱量設定手段、6……
昼間追いだき必要熱量算出手段、7……記憶手段、8…
…ヒータ通電許可手段。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】残湯熱量を検出する残湯検出手段と、昼間
    時間帯の加熱熱量と前記残湯検出手段で検出された残湯
    熱量の差を算出する昼間追いだき必要熱量算出手段と、
    前記昼間追いだき必要熱量算出手段の出力データを複数
    個記憶する記憶手段と、前記記憶手段のデータをもとに
    昼間時間帯の加熱熱量を設定する加熱熱量設定手段と、
    前記加熱熱量設定手段に設定された加熱熱量に相当する
    ヒータ通電時間だけ昼間追いだきを許可するとともに夜
    間時間帯の沸き上げを許可するヒータ通電許可手段と、
    前記ヒータ通電許可手段がヒータ通電を許可している時
    間帯においてヒータのオン・オフを行い沸き上げ温度を
    制御する温度制御手段を備えた電気温水器。
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