JPH01208658A

JPH01208658A - 電気温水器における貯湯タンクの平均温度検出装置

Info

Publication number: JPH01208658A
Application number: JP63034738A
Authority: JP
Inventors: Isamu Hayashi; 勇林; Yukinobu Shimokata; 下方　幸信; Hironori Naruse; 成瀬　広則
Original assignee: BECKER KK; Takara Standard Co Ltd
Current assignee: BECKER KK; Takara Standard Co Ltd
Priority date: 1988-02-16
Filing date: 1988-02-16
Publication date: 1989-08-22
Also published as: JPH0551826B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、電気温水器にお、いて、貯湯タンク内の水
温の平均温度を検出するだめの、電気温水２ｇにおける
貯湯タンクの平均温度検出装置に関する。

従来技術電気温水器においては、毎日の湯の使用量に基づいて、
最も効率よ（湯を沸き上げるために、いわゆる沸上げ温
度制御システムを組み込むことが広く行なわれている。

湯の使用量を計測する手段としては、給水量または給湯
ｊ１ｔを計測するのが最も直接的であるが、流量計は高
価であるため、貯湯タンク内の平均水温を検出すること
によって、間接的に湯の使用量を計測する手法も、広く
知られている所である。

すなわち、一般に電気温水器の貯湯タンクは、上部の給
湯管から給湯すると、その給湯量と同量の水が、下部の
給水管から補給され、常に水が充満された状態で使用さ
れるので、貯湯タンク内の平均水温を計測すれば、エネ
ルギバランスから、容易に給湯量を算出することができ
るものである。

そこで、従来の平均水温の検出手段としては、貯湯タン
クの上下方向に適当な間隔ごとに複数個の温度センサを
取り付け、これらの各温度センサの出力を読み取った上
、その算術平均を演算するのが普通であった。

発明が解決しようとする課題而して、かかる従来技術によるときは、貯湯タンク内の
平均水温を精度よく検出するためには、少なくとも、数
個ないし１０数個の温度センサを用意した上、その各々
の出力信号を、演算を行なうためのマイクロコンピュー
タ等に入力しなければならないので、その全体コストが
高価となる他、マイクロコンピュータの入力ポート数も
、温度センサの数だけ用意しなければならないので、い
わゆるワンチップ形マイクロコンピュータを使用するこ
とができな（なってしまうことがあるという問題が避け
られなかった。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の実情に鑑
み、貯湯タンクの上部と下部とに温度センサを取り付け
る一方、その中間部の平均温度は、ダイオードによって
一括して読み取るようにすることによって、温度センサ
の代わりにダイオードを使用するので、全体コストの大
幅な低下を図ることができる上、マイクロコンピュータ
の所要入力ポート数も、上下部の温度センサと中間部の
ダイオードとの３個に抑えることができるので、ワンチ
ップ形マイクロコンピュータによる対応が十・分に可能
な、新規の電気温水器における貯湯タンクの平均温度検
出装置を提供することにある。

課題を解決するだめの手段かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、貯湯タ
ンクの上部と下部とに取り付けた温度センサと、この温
度センサの取付間隔を等分するように取り付けたダイオ
ードと、温度センサの各出力信号と、ダイオードの直列
回路の順電圧降下信号とを入力して、これらの各信号が
示す温度の平均値を演算するコントローラとを備え、こ
のコントローラは、前記用）Ｊ信号が示す温度の差が小
さいときに、順電圧降下信号が示す温度の校正を行なう
ことをその要旨とする。

作用而して、この構成によるときは、温度センサは、貯湯タ
ンクの上部と下部とにおける水温を正しく検出すること
ができる一方、ダイオードは、温度センサの取付間隔を
等分するように取り付けられているので、その直列回路
の順電圧降下信号は、それぞれのダイオードの取付は位
置における温度に対応した各ダイオードの順電圧降下の
合計値を　。

表示することができる。ここで、ダイオードの順電圧降
下は、一般に、温度に対して直線的に低下するから、こ
のようにして得られる順電圧降下信号は、各ダイオード
の取付位置における平均温度を示す信号となり得るもの
であり、したがって、温度センサの出力信号が示す温度
と、順電圧降下信号が示す温度との平均値を算出するこ
とによって、貯湯タンク内の平均温度を得ることができ
る。

また、ダイオードは、一般に、素子ごとの順電圧降下の
ばら付きが大きいが、このばら付きは、貯湯タンク内の
水温がほぼ均一であるとみなし得るときに、温度センサ
の出力信号が示す温度によって校正することにより、有
効に補正することができるから、温度センサの代わりに
、安価なダイオードを使用したとしても、その計測精度
は、必要十分に高く維持することが可能である。

以上のように作用するものである。

実施例以下、図面を以って実施例を説明する。

電気温水器における貯湯タンクの平均温度検出装置は、
電気温水器１０の貯湯タンク１１の上部と下部とに配設
した温度センサＳ１、Ｓ２と、温度センサ３１　、Ｓ２
の中間部に、上下方向に配設した複数のダイオードＤ１
、Ｄ２・・・と、コントローラ２１とからなる（第１図
）。

貯湯タンク１１は、下部に電気ヒータ１２を内装すると
ともに、底面に給水管１１ａを接続し、上面に給湯管１
１ｂを接続した筒形の密閉容器であり、給湯管１１ｂか
ら湯を排出すると、それと同量の水が、給水管１１ａを
介して補給され、常に満水の状態で使用されるものとす
る。

温度センサＳ１、Ｓ２は、たとえばサーミスタ形温度検
出素子であって、貯湯タンク１１の上部と下部との壁面
に取り付け、その取付装置における貯湯タンク１１内の
水の温度を検出することができるものとする。

ダイオードＤ１、Ｄ２・・・は、−船釣な整流用ダイオ
ードでよく、温度センサＳ１、Ｓ２を取り付けた上下方
向の取付間隔を等分するように、複数個のものを、等間
隔おきに、上下方向に取付けであるものとする。ダイオ
ードＤ１、Ｄ２・・・は、温度センサＳ１、Ｓ２と同じ
く、貯湯タンク１１内の水温がよく伝達されるように、
貯湯タンク１１の壁面に取り付けである。

コントローラ２１は、ＡＤ変換器２１ａと、マイクロコ
ンピュータ２１ｂとの組合せからなる。

コントローラ２１には、温度センサＳ１、Ｓ２の出力信
号Ｓｌａ、　３２ａと、ダイオードＤ１、Ｄ２・・・か
らの順電圧降下信号Ｓｄａとが入力され、ＡＤ変換器２
１ａを介して、マイクロコンピュータ２１ｂによって読
み取られるものとする。

温度センサＳｌ　、Ｓ２としてサーミスタを使用すると
きは、その出力信号Ｓｌａ、　Ｓ２ａは、抵抗Ｒ１、Ｒ
２・・・からなる補助回路を介して、ＡＤ変換器２１ａ
に入力される（第２図）。すなわち、一端を基準電圧電
源Ｖに接続するとともに、抵抗Ｒ２を介して他端を接地
した温度センサ５１（Ｓ２）に対して、スパン調節用の
抵抗Ｒ１を並列に接続した上、温度センサＳｌ　（Ｓ２
　）と抵抗Ｒ２との接続点から、出力抵抗Ｒ３を介して
、出力信号５ｌａ（３２ａ）を引き出している。

一方、ダイオードＤＩ　ＳＤ２・・・は、その全数を直
列に接続した］二、アノード側は基準電圧電源Ｖに接続
し、カソード側は、定電流装置ＣＩを介して接地する（
第３図）。ダイオードＤＩ、Ｄ２・・・の直列回路と並
列に、逆極性の保護用ダイオードＤｐを接続する一方、
順７Ｔｉ圧降下信号Ｓｄａは、ダイオードＤＩ　、Ｄ２
・・・と定電流装置ＣＩとの接続点から、出力抵抗Ｒ４
を介して引き出しである。

かかる構成の平均温度検出装置の作動は、次のとおりで
ある（第４図）。

まず、コントローラ２１のマイクロコンピュータ２１ｂ
中のプログラムは、温度センサＳ１、Ｓ２の出力信号５
ｌａＳＳ２ａを読み取り、これを、温度Ｔｓｌ、Ｔｓ２
に変換する（第４図のステップ（１）、以下、単に、（
１）のように記す）。つづいて、ダイオードＤ１、Ｄ２
・・・の順電圧降下信号Ｓｄａを読み取り、その大きさ
の１　／　ｎを、順電圧降下Ｖｄと置く（２）。ただし
、ｎは、ダイオードＤＩ、Ｄ２・・・の直列接続個数と
する。

次ぎに、順電圧降下Ｖｄを、温度Ｔｄに変換する（３）
。いま、ダイオードＤ１、Ｄ２・・・のそれぞれの順電
圧降下の温度特性が、第５図の直線１．２・・・で表さ
れるものとすると、その平均的な特性は、直線１．２・
・・の平均値をプロットして得られる一点鎖線Ｎで代表
することができる。ただし、直線１．２・・・は、定電
流装置ＣＩによって、ダイオードＤｉ　、Ｄ２・・・の
順方向電流を一定値に維持しているときの特性を示すも
のであって、一般に、ダイオードＤｉ　、Ｄ２・・・の
定格を揃えれば、近接した平行直線として得られるもの
である。そこで、順電圧降下Ｖｄに対応する温度Ｔｄは
、−点鎖線Ｎを使用して一義的に定めることができ、こ
の温Ｉ宴ｉ’　ｄは、ダイオードＤ１、Ｄ２・・・の取
付は位置における各温度の平均値を示すものとしてよい
。

つづいて、プログラムは、温度センサＳ１、Ｓ２の出力
信’７Ｓｔａ、Ｓ２ａが示す温度’Ｔ’　ｓ　ｌ、ｉ’
ｓ２の差が十分小さいか否かを判断しく４）、この差が
所定値ａより小さいときには、ダイオードＤｌ。

Ｄ２・・・からの順電圧降下信号Ｓｄａが示す温度ｉ’
　ｄに対する校正を行なう（（５）、（６））。すなわ
ち、温度センサＳ１、Ｓ２は、貯湯タンク］１の上部と
下部とに取り付けられ°Ｃおり、その温度ｉ’　ｓ　１
　ｓ　Ｔ　ｓ　２が十分近接しているときは、その中間
部の温度′Ｖｄは、上部の温度’Ｉ’ｓｌよりいくぶん
低い温度Ｔｓｌ−ｂ（ただし、０＜ｂ＜ａ）である筈で
あるから、温度Ｔｄと温度Ｔｓｌ−ｂとの差を校正■△
として記憶しておき（５）、この校正量△を使用して、
温度′ｌ″ｄの正確な数値を求めるものである（６）。

温度ｉ’　ｓ　１、Ｔｓ２の差が所定値ａより大きいと
きは、先きに求めた校正■△を繰り返し使用すればよい
（（４）、（６））。

このようにして求めた温度’Ｉ’ｓｌ、　Ｔｓ２、Ｔｄ
を使用して、貯湯タンク１１内の平均温度Ｔａｖを求め
ることができる（７）。ただし、ここでは、温度Ｔｄは
、ｎ個のダイオードＤＩ　、Ｄ２・・・の取付位置の平
均温度を示すものであるから、温度Ｔ　ｓ　１、Ｔｓ２
に比して、ｎ倍の重み付けを与えである。

以上の説明において、温度センサＳ１、Ｓ２は、サーミ
スタ形温度検出素子に限らず、熱電対を含む他の任意の
形式の温度センサを使用することができることはいうま
でもない。また、ダイオードＤＩ　、Ｄ２・・・の数ｎ
は、必要に応じて、１個以上の任意の数にとることがで
きるものとし、多数個を使用すれば、貯湯タンク１１内
を小さく区分することができるので、平均温度Ｔａｖを
一層精度よく検出することができる。

発明の詳細な説明したようにこの発明によれば、貯湯タンクの上部
と下部とに温度センサを取り付け、これらの温度センサ
の中間部の平均温度をダイオードの順電圧降下によって
検出するとともに、温度センサの検出温度の差が十分小
さいときに、ダイオードの順電圧降下信号が示す温度の
校正を行なうようにすることによって、温度センサに代
えて、低価格のダイオードを使用することができるので
、全体コストを大幅に低下せしめることができ、さらに
、コントローラの入力ポート数は、ダイオードの使用個
数に拘らず、上下部の温度センサに対応するものを含め
て合計３個で足るので、ワンチップ形マイクロコンピュ
ータによるコントローラの構成が容易に可能となるとい
う優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は実施例を示し、第１図は全体概略
構成図、第２図はサーミスタの入力回路図、第３図はダ
イオードの入力回路図、第４図はプログラムフローチャ
ート、第５図はダイオードの温度特性の一例を示すグラ
フである。Ｓｌ、Ｓ２・・・温度センサＤｉ　ＳＤ２・・・・・・ダイオードＳ　ｌａ、　Ｓ　２ａ・・・出力信号Ｓｄａ・・・順電圧降下信号Ｔｓｌ、Ｔｓ２、Ｔｄ　−・・温度１０・・・電気温水器１１・・・貯湯タンク２１・・・コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

１）貯湯タンクの上部と下部とに取り付けた温度センサ
と、該温度センサの取付間隔を等分するように取り付け
たダイオードと、前記温度センサの出力信号と、前記ダ
イオードの直列回路の順電圧降下信号とを入力し、前記
出力信号と順電圧降下信号とが示す各温度の平均値を演
算するコントローラとを備え、該コントローラは、前記
出力信号が示す温度の差が小さいときに、前記順電圧降
下信号が示す温度の校正を行なうことを特徴とする電気
温水器における貯湯タンクの平均温度検出装置。