JPH01208660A - 電気温水器の沸上げ制御装置 - Google Patents

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、深夜電力を利用して湯を沸き」−げろ、い
わゆる深夜電力利用の電気温水器において、ヒータ電源
が２４時間以−に連続通電されたとしても、支障なく、
沸上げ動作を続行することができるようにした、電気温
水器の沸」二げ制御装置に関する。

従来技術 深夜電力利用の電気温水器が広く使用されている。

このものは、−口のうちの所定の深夜時間帯、たとえば
、深夜２３時から翌朝７時までの間に設定された深夜電
力の通電時間帯を利用して貯湯タンク内の湯を沸き」ユ
げ、これを、昼間の時間帯に使用することができるもの
である。

かかる７ｕ気温水器においては、消費電力の一層の節減
を図るために、１日間の湯の使用■データ等を計算蓄積
し、これに基づいて、翌日の沸上げ１１．１度を最適に
決定する技術が適用されており、いわゆるマイコン形電
気温水器として、知られている所である かかるマイコン形電気温水器における制御プログラムは
、たとえば、第４図のフローチャートに示すようなもの
である。すなわら、このプログラムは、深夜電力の通電
時間帯となって、ヒータ電源の供給が開始されたときに
動作を開始し、まず、設定スイッチを読み取ることによ
って、そのときの運転モードを判断して（同図のステッ
プ（１）、以下、単に、（１）のように記す）、自動モ
ードが指定されているときは、過去の使用量データ等を
参照して、沸上げ温度を含む次回の沸」二げ条件を決定
する（２）。その後、いわゆるピークシフト機能を有す
るときは、ピークシフト時間の経過を待って、沸−Ｌげ
温度まで湯を沸き上げ（３）、沸上げ完了後（４）、深
夜電力の通電時間帯が経過して、ヒータ電源が断たれた
ときに（５）、翌日の沸上げ条件の決定に備えて、当日
の１日間の使用量データを含む日データの計算処理を行
なうものである（６）。

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、プログラムは、
ヒータ電源が、深夜電力の通電時間帯に合わせて、間欠
的な供給がなされることを前提にして構成されているた
め、ヒータ電源が、深夜電力の通電時間帯の設定がなさ
れることなく、２４時間以上の間連続通電される場合に
おいては、この電気温水器は、全く使用することができ
ないという問題があった。

かかる事態は、たとえば、深夜電力の通電時間帯を設定
するタイマの設置が遅れた場合や、工場等の、常時通電
される電源に電気温水器を接続して、ノμなる湯沸し器
として流用使用する場合等において発生する。一般に、
深夜電力利用の電気温水器においては、ヒータ電源が２
４時間以上連続通電されるケースは異常重態であり、こ
れに対処する必要はないとする考え方も根強いが、一方
、前述の場合等において、電気温水器を全く使用するこ
とができないとすることは、著るしく不合理である。

そこで、この発明ｐ目的は、かかる従来技術の実情と考
え方とに鑑み、ヒータ電源の通電時間を計測するタイマ
手段を組み込むことによって、ヒータ電源が２４時間以
上に亘って連続通電されたとしても、何ら支障なく使用
することができるようにした、新規の電気温水器の沸上
げ制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、タイマ
手段と、日データ計算手段と、沸上げ条件決定手段と、
沸上げ手段とを備え、タイマ手段は、ヒータ電源の通電
時間を計測して、ヒータ電源の２４時間以上の連続通電
と、１日の区分点（１日ヰ１位の湯の使用ｍ等を算出す
るために、当日と環１ゴとを区分する時刻をいう、以下
、同じ）の経過とを検出して、日データ計算手段を起動
し、日データ計算手段は、日データを計算処理し、沸−
１〕げ条件決定手段は、沸上げ温度を含む次回の沸上げ
条件を決定し、沸上げ手段は、沸上げ条件決定手段が決
定した沸上げ条件に従って、ヒータの通電制御をなすよ
うにした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、ヒータ電源が２４時間
以」二に亘って連続通電されたときには、タイマ手段は
、これを検出して日データ計算手段を起動し、目データ
計算手段は日データを計算処理することができる一方、
ヒータ電源が、所定の深夜電力の通電時間帯に従って間
欠筋１ｕされるときには、タイマ手段は、ヒータ電源の
通電開始から所定時間の経過を以て、］、　ＩＥ（の区
分点の経過を検出し、同様に日データ計算手段を起動す
ることができるので、いずれの場合にも、次回の沸」二
げ条件の決定に必要な日データの計算算出を実行するこ
とができる。

沸上げ条件決定手段は、現在の運転モードの指定や、日
データに含まれる過去の使用量データ等を基に、次回の
沸上げ条件を決定し、沸」二げ手段は、その沸」−げ条
件に基づいて、沸上げ制御を実行する。

以１〕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。

電気温水器の沸上げ制御装置（以下、単に、制御装置と
いう）２０は、沸」二げ条件決定手段２２と、沸上げ手
段２３と、タイマ手段２４と、日データ計算手段２５と
を備えてなる（第１図）。

電気温水器１０は、給水管１１ａと給湯管１１ｂとを備
えた貯湯タンク１１に、ヒータ１２を内装してなる。ヒ
ータ１２は、スイッチング素子１４と、深夜電力の通電
時間帯を定めるタイマ１３とを介して、電１１ｆＸ　Ａ
　Ｃに接続されている。また、貯湯タンク１１には、上
下方向に、複数の温度センサ１５．１５・・・を取り付
けである。

温度センサ１５．１５・・・の出力信号たる温度信号１
５ａは、−括して制御装置２０に導かれ、水温決定手段
２１と、平均温度決定手段２６とに分岐入力されている
。ただし、水温決定手段２１には、複数の温度センサ１
５．１５・・・のうちの最下部のものの出力信号のみが
入力されるものとし、平均温度決定手段２６には、その
すべてのものの出力信号が同時に入力されるものとする
。

水温決定手段２１の出力は、水温データ］゛ｗとして、
沸」−げ条件決定手段２２と日データ計算手段２５とに
分岐入力されている。また、沸上げ条件決定手段２２に
は、運転モード設定スイッチＳと、手動運転モードにお
ける温度設定スイッチＳｌ’ｌ、　Ｓｒ１・・・が接続
されている。沸上げ条件決定手段２２の出力は、沸−ヒ
げ温度Ｔｓとして、沸」二げ手段２３に人力されている
。

沸上げ手段２３には、平均温度決定手段２０の出力たる
貯湯タンク１１内の平均温度に関する平均温度データＴ
Ａが同時に入力されており、その出力は、スイッチング
素子１４に対する開閉制御信号２３ａとして、スイッチ
ング素子１４に接続されている。

タイマ手段２４には、タイマ１３の出力側の電源電圧が
、ヒータ？ｆｆｉ源ＶＩＩとして入力されている。

また、タイマ手段２４の出力は、日データ計算手段２５
に対する起動信号２４ａとして、日データ計算手段２５
に入力されている。日データ計算手段２５の出力は、当
日の使用量データＷとして、沸上げ条件決定手段２２に
入力されている。日データ計算手段２５には、水温デー
タＴｗの他、平均温度データＴＡが分岐入力されている
。

いま、タイマ１３が、たとえば、深夜２３時にヒータ電
源Ｖｌｌを通電し、翌朝７時に、ヒータ電源ＶＩＩを遮
断して、深夜電力の通電時間帯を正常に規制している場
合を考える（第２図）。

タイマ手段２４は、ヒータ電源Ｖｌｌの通電開始後の時
間、すなわち、ヒータ電源Ｖｆｌの通電時間を計測し、
Ｉ　Ｅｌの区分点Ａとして定めである所定の時点におい
て、日データ計算手段２５を起動する（第１図）。ここ
で、１日の区分点Ａとしては、たとえば、深夜電力の通
電時間帯の中間点である午前３時の他、当該時間帯の開
始点または終了点を含む他の任意の時点にとることがで
きるものとする。

日データ計算手段２５は、水温決定手段２１が出力する
水温データＴｗと、平均温度決定手段２６が出力する平
均温度データＴＡとから、当日の使用量データＷを計算
した上、沸上げ条件決定手段２２に出力することができ
る。ただし、ここで、日データ計算り段２５が実施する
具体的な計算内容は特に問うものではなく、要は、沸上
げ条件決定手段２２が、次回の最適な沸」二げ温度Ｔｓ
を自動決定するために必要なデータを、日データとして
、演算して出力することができれば足るものである。た
とえば、水温決定手段２１が、水温データ’（’ｗとし
て、過去の数日間における最低水温を出力し、平均温１
度決定手段２６が、平均温度データＴＡとして、過去の
数１１間における貯湯タンク１１内の平均温度の、１日
の区分点Ａごとの変動差を出力すれば、「１デ一タ計算
手段２５は、１１」の区分点への前後におけるヒータ１
２の実際の通′ｔｕ時間を考慮して、貯湯タンク１１内
のエネルギ収支から、１日車位の湯の使用量を算出する
ことができ、これを基に、当日の使用量データＷを予測
計算して、沸上げ条件決定手段２２に出力することがで
きる。

沸上げ条件決定手段２２は、沸上げ温度′１゛ｓを決定
する。すなわち、運転モード設定スイッチＳが自動モー
ドであるときは、日データ計算手段２５からの使用量デ
ータＷと、水温決定手段２１からの水温データＴｗとを
使用して、次回の、最適の沸上げ温度Ｔｓを計算して出
力する一方、運転モード設定スイッチＳが手動モードで
あるときは、温度設定スイッＳＴＩ、ＳＴ２・・・のう
ちの１個が指定する沸上げ温度１゛ｓを出力する。

沸上げ手段２３は、このようにして決定される沸−Ｌげ
温度Ｔｓと、平均温度データ’Ｉ’Ａとして供給される
貯湯タンク１１内の平均温度とを比較して、スイッチン
グ素子１４に対する開閉制御信号２３ａを出力し、ヒー
タ１２への、ｉ［Ｔ！電副制御行なうことができる。な
お、ヒータ１２による沸上げ完了時刻を、深夜電力の通
電時間帯の後方の部分ヘシフトする、いわゆるピークシ
フト機能を実現するときには、沸上げ条件決定手段２２
は、沸上げ温度１゛ｓを決定したときに、同時に、その
沸上げ温度Ｔｓを達成するに必要なヒータ１２の通電時
間を予測して、ヒータ１２に対する通電開始時刻、すな
わちピークシフト時間を決定するようにし、沸上げ手段
２３は、このピークシフ！・時間の経過を待って、ヒー
タ１２の通電開始をなすようにすればよい。

以下、同様の動作を２４時時間位に繰り返して、毎Ｅ１
の沸」ユげ動作を続行することができる。

つづいて、タイマ１３が機能せず、ヒータ電源Ｖｌｌが
、２４時間以」二に亘って連続通電となった場合を考え
る。このときは、タイマ手段２４は、ヒータ電源Ｖｌｌ
が断たれないので、１１ＥＪの区分点Ａを検出すること
ができないが、その代わりに、ヒータ電源Ｖｌ＋の２４
時間以上の連続通電を検出することができるので、これ
に対応して、日データ計算手段２５を起動することがで
き、以下、同様にして、沸」二げ条件決定１段２２によ
る沸にげ温度Ｔｓの決定と、沸１−げ手段２３による沸
−Ｈデ動作とを続行することができる。ただし、このと
きは、深夜電力の通′心時間帯が存在しないので、ピー
クシフト機能は格別の意味がなく、したがって、この、
機能は、作動さ已゛ないものとする。

タイマ１３の機能が回復して、ヒータ電源Ｖｌ＋の通電
が、正常の間欠通電に復帰したときは、タイマ手段２４
は、再び、１日の区分点Ａの検出が可能となるので、前
述の正常運転に移行することができる。

かかる制御装置２０は、マイクロコンピュータによるソ
フトウェアによって実現することができる（第３図）。

プログラムは、まず、ソフトウェア−Ｌのタイマをスタ
ートしく同図のステップ（１）、以下、単に、（１）の
ように記す）、運転モードスイッチＳと温度設定スイッ
チＳ’ｌ’ｌ、Ｓ’ｒ２・・・とを読み取り（２）、沸
上げ温度Ｔｓとピークシフト時間とを含む沸上げ条件を
決定する（３）。次いで、ヒータ電源Ｖ１１の有無を判
断した上（４）、ヒータ電源Ｖｌ＋がないときは、タイ
マをリセットしく５）、ピークシフト機能の存在を記憶
して（６）、ステップ（２）に戻る。すなわち、プログ
ラムは、タイマ１３の機能が正常で、ヒータ電源Ｖ１１
が間欠通電されているときは、深夜電力の通電時間帯以
外の時間帯において、常に、運転モードスイ１ソチＳ等
の設定スイッチの読込みと、沸」二げ条件の決定動作と
を繰り返し実行することによっ゛Ｃ１最新のデータに基
づく沸上げ条件を算出して決定することができる。

ヒータ電源Ｖ１１が通電されると（４）、タイマによっ
て、１日の区分点Ａの経過、または、ヒータ電源Ｖｌ＋
の２４時間以」二の連続通電の有無をチエツクしく（７
）、（８））、そのいずれかに該当するときは、１ｊデ
ータの計算処理をした上（９）、タイマをリセットする
（１０）。ただし、ここで、ステップ（７）における１
日の区分点への検出は、ステップ（５）におけるタイマ
のリセットから所定時間、たとえば４時間の経過を検出
するものである。すなわら、深夜電力の通電時間帯の設
定が正常であるときは、ステップ（７）によって、１０
の区分点Ａを経過するごとに［１データの計算処理が行
なわれる一方、ヒータ電源ＶＩＩが連続通電となってい
るときは、ステップ（８）によって、その計算処理のタ
イミングが定められるから、いずれの場合にも、日デー
タの計算処理を実行することが可能である。

つづいて、ピークシト機能の指定があるときは（１１）
、ピークシフト時間の経過を待って（１２）、ピークシ
フトの指定を解除した上で（１３）、現在の貯湯タンク
１１内の平均温度に対応して、ヒータ１２の開閉制御を
行なう（（１４）ないしく１６））。ピークシフト機能
の指定は、ステップ（６）でなされるものであるから、
ヒータ電ＥＣＶ　ｎが連続通電されるときは、その指定
がなされることがない。

ここで、第１図と第３図とを対比すると、前者における
沸上げ条件決定手段２２は、後者におけるステップ（２
）、（３）に対応し、以下、沸上げ手段２３はステップ
（１４）ないしく１６）に、タイマ手段２４はステップ
（１）、（５）、（７）、（８）、（１０）に、日デー
タ計算手段２５は、ステップ（９）に、それぞれ対応す
ることは明らかである。なお、第１図における水温決定
手段２１と平均温度決定手段２６とは、それぞれ、図示
しないサブプログラムとして存在し、このサブプログラ
ムが更新した水温データＴｗと平均温度データ′ＦＡと
が、第３図のメインプログラムのステップ（３）、（９
）、（１４）等によって使用されるものとする。

発明の詳細 な説明したように、この発明によれば、ヒータ電源の２
４時間以上の連続通電と、１０の区分点の経過とを検出
するタイマ手段と、このタイマ手段によって起動され、
日データを計算処理する日データ計算手段と、沸上げ条
件を決定する沸上げ条件決定手段と、沸トげ条件に従っ
てヒータの通電制御をなす沸上げ手段とを備えることに
よって、ヒータ電源が、深夜電力の通電時間帯に従って
間欠的に供給される場合のみならず、２４時間以上に亘
って連続通電される場合にあっても、所定のタイミング
において日データを計算処理し、沸上げ条件を決定して
、沸Ｆげ動作を続行することができるから、後者の場合
において使用不能となるようなおそれがなく、深夜電力
利用の電気温水器の適用範囲を一層融通性に富むものと
することができ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３図は実施例を示し、第１図は全体ブロ
ック系統図、第２図は動作説明図、第３図はプログラム
フローチャートである。 第４図は従来技術を示す第３図相当図である。 Ｖｌｌ・・・ヒータ電ｌ原 Ａ・・・１１ｇ−（の区分点 Ｔｓ・・・沸上げ温度 １０・・・電気温水器　　１２・・・ヒータ２０・・・
沸上げ制御装置 ２２・・・沸］二げ条件決定手段 ２３・・・＃ｌＳ−にげ手段 ２４・・・タイマ手段 ２５・・・日データ計算手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）ヒータ電源の通電時間を計測し、ヒータ電源の２４
   時間以上の連続通電と、１日の区分点の経過とを検出す
   るタイマ手段と、該タイマ手段によって起動され、日デ
   ータを計算処理する日データ計算手段と、沸上げ温度を
   含む次回の沸上げ条件を決定する沸上げ条件決定手段と
   、前記沸上げ条件に従ってヒータの通電制御をなす沸上
   げ手段とを備えてなる電気温水器の沸上げ制御装置。