JPH0320555A - 電気温水器の運転制御方法 - 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〕 本発明は、′Ｆｔ気温水ａＯ必要とする通゛成時間帯を
演鼻する制呻方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の装置は特公昭６Ｂ−８５９０４号公４！＆に記載
のように、タンク内の残湯量を算出し、残湯量を元に通
′−必要時間、訃よび通′亀時間帯数を算出するもので
あった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、通成時間の演算に於いて、その演算精
度、演算の噛易、演算の共用性について配慮がなされて
呵らず、安価なマイクロコンピュータ（４ビットマイコ
ン）では扱い難いものであった． 本発明は、演算内容を簡略化し、演算精度を落とすこと
なく、４ビットマイコンにても容易に扱える演算方法を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を違或するため、取扱う数値の大きさを均一化
し、演算ａｔの維持と溝算の簡略化を行ったものである
。

さらに、温水器の夕冫ク容量が変化しても、制御装置自
身は共用できるよう演算式を変形したものである。

〔作用〕

一般に、電気温水器の必要通電時間ＴＢはで表わされる
。ここに、Ｑｏは貯わえてかくべき熱ｉｔ（＆）、ＱＴ
はＩ’７１内ｆ）保有熱量（＆）、Ｐはヒータ容量（ｋ
Ｗ），　ηは加熱効率である。

また貯わえて釦くべき熱量Ｑ。は、 Ｑｏ，．＊ＴｏＸＶＴ　　（＆）　　　　・・・・・・
・・・・・・・・・（２）で表わされる。ここにＴｏは
沸き上げ目頻温度、ｖＴは温水器のタンク容量である。

タンク内の保有熱量ＱＴは、通常、残湯のもつ熱量と給
水された水のもつ熱量を合わせもっている。

従来の制岬装置に於いては、タンクの垂直方向に複数の
温度センナを設け、各部の温度を検出することにより、
タンク内の残湯量を算出する構成であったため、タンク
内の保有熱量の演算式は、ＱＴ＝Ｔ，ｘＶ，＋Ｔ，ｘ（
ＶＴ−Ｖ，）　　””・’−（３）ここにＴｈ：残湯の
温度、Ｖｈ：残湯量、ＴＷ：タンク下部温度である。

また、通電回数Ｎは Ｎ冒Ｔ，／ΔＴ　　　・　　・・・　・・・　　　・（
４）で表わされ、ここにΔＴは分割した小時間帯の１喝
である。

しかしながら、タンク内平均温度に着目すると（３）式
は、 ＱＴＭＴｍｘｖＴ　　・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）に変形で
きる。ここにＴｍはタンク内平均温度である。

（６）式と（１）　．　（２）式をまとめると、また（
４）式は と表わすことができる。

また、ｖＴｌΔＴ，Ｐ，ηは、温水器にとって固有の数
値で一定値をもつ、従って（７〉式はＮ＝Ｃ・（Ｔｏ−
Ｔｒｎ）　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・（７〉′と簡略化できる。

本発明は、タンク内平均温度に着目し、検出したタンク
内代表温度をタンク内平均温度Ｔ　としｍ て扱うことにより、演算を簡略化することにある〔実施
例〕 以下本発明の一実施例を第ｌＬｉ！Ｊ〜第２図により説
明する。

第１図は、本発明の一実′ｍ例の概略構造図である。タ
ンクｌの下方に給水管２、上方に出湯管８が設けであり
、夕冫クＩＶ′３の水をヒータ４で加熱する。５はタン
ク１の外面に城付けた温度センナであり、タンク１内の
乗直方向の平均的な代表温度を検出する。６は制御装置
であり、温度センナ５の信号等を元に、ヒータ４のＯＮ
−ＯＦＦを制呻ナる． 第２図は、上記実施例の制御方法のフローチャートであ
る。まず、温度センサ５で検出した温度をタンク内代表
温度Ｔｍとする。次に、代表温度’ｒｍを元に、必一要
な通電時間帯数Ｎを算出する。

Ｎは， Ｎ−Ｃ　−　（Ｔｏ−Ｔｍ） の式にて演算される。ここにＴｏは予め設定された目標
沸き上げ温度である。

またＣは次式によって前もって算出した定数である。

次に、上記で最出した必要な通電時間帯数Ｎを予め定め
て釦いた優先順位に従って電力通電時間に割当て、通電
パターンを作或する。この通電パターンに従って、内蔵
のタイマによりヒー／４への通電のＯＮ−ＯＦＦを制御
するものである。

かかる構或によれば、演算式が簡単であり、ソフトウェ
アが間略化でき、また演算器のメモリーも節約できる効
果がある．さらに、演算時ＶＣ取扱う変数が温度に関す
るもののみであるため、夕／ク容量とヒータ容濾の比が
一定Ｏ域気温水器であれば演算器が共用できる効果もあ
る． 上記実施例では、温度センｔ５にて、夕冫ク内の平均的
な温度を検出したが、タンク上部，下部温度シよび、タ
ンク内残湯量のタンク容量に対する比率を検出し、それ
ぞれの温度を該比率にて加重平均して代表温度Ｔｍを算
出してもよい。

第８図は、上記実施例の概略構造図、第４図は代表温度
Ｔｍの演算器ブロック図である。

タンク上部に取付けた温度七ン−！ＩＩ−８Ｋで、上部
温度Ｔ１をタンク下部に取付けた温度センサ９Ｋて下部
温度Ｔ，を検出する。７ａ〜７Ｃはタンク垂直方向に分
布させた温度センナであり、タンク内の残湯量のタンク
容量に対する比率ｆを検出する。これは、各温度センナ
をタンク容量の比率に対応させた位置、例えば、タンク
容量の１７４，１／２１．８／４位置に取付けることで
実現可能である． 上記の検出値Ｔ，Ｔ，．ｆを元に、次式によ友 り代表温度Ｔｍを算出する。

Ｔｍｗｆ　　＊Ｔ，　＋　（１−ｆ　　）　　壷　Ｔ２
以下の制御フローは、第２図に同じである。

また、残湯のもつ熱エネルギーを余裕分と考えれば、上
記代表温度としてタンク下部温度Ｔ２　を用いることも
可能である。この場合は、下部温度Ｔ２　が目標沸き上
げ温度Ｔ０　に達したらヒータを０？Ｆすることにより
、沸かし過ぎは防止できるまた、タンク内の温度が、多
ノーに分かれて分布する場合は、タンク上の数点の温度
を検出し、検出値を加重平均して代表温度Ｔｍを算出し
てもよい。

例えば、第５図の概略構造図に示す、実施例Ｏように、
タンク画直方向に温度センナｌＯ！−１０ｅを配置し、
それぞれＱ検出温度ｔ１〜ｔを、各温度センナが、代表
とするところＱ容量比ｆ１〜ｆ，で次式にて加重平均し
、Ｔｍを算出してもよい。

Ｔｍｆｆｆ１．　ｔ１−｝−ｆ２＠　ｔ，−１−ｆ，　
−　ｔ，＋ｆ，　＠　ｔ４＋ｆ．・ｔ， ここに　’１　”　’２　＋’Ｓ　”　’４本ｌである
。

第６図は、本発明Ｑ他の実施例の７ローチャートである
。

深夜電力が開始すると同時にタンク内代表温度を前記の
方法にて検出する。引き続き、通電時間帯数な演算する
が、ここでの演算は、目標沸き上げ温度とタンク内代表
温度から算出する数値に、補正項αを加算している。通
常αの値は０である次に演算した通電時間帯数を、電力
共給時間帯を細分化した小さな時間帯に割当て，通電パ
ターンを作成する。

以上の処理を、第１回めＯヒータＯＮが発生するまでの
間繰返す。

かかる構戊によれば、深夜電力通ｔ開始後、使用者がか
湯を使用し、タンク内の残湯量が減少した場合には、通
電パターンがただちに修正されるため、沸き上げ不足を
最小限にかさえることが可能である。

つぎに、ヒータの通電開始後は、作成した通電パターン
に従って果夜′竃力の終了までの間、ヒータのＯＮ，Ｏ
ＦＦを制呻する。深夜鉱力の終了時刻になり、沸き上げ
温度が目標温度に達していない場合は、その差に一定数
な剰じた値を従来の補正項αに加え、これを新しく補整
項αと置く。な釦、一定数は、通電時間帯数を演算する
際に用いる一定数と同じ値である。算出した補正項は翌
日の通電時間帯数の演算時に用いる。

かかる構或によれば、恒常的な電圧不足、あるいは、深
夜電力通電中のか湯の使用等により、沸き上げ不足が発
生するのを防止できる。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明によれば、沸き上げ目標温度からタ
ンク内代表温度を差引いた値に一定数を乗することによ
り、必要通電時間帯数＠庫算するよう構威したことによ
り、ソ７トウ、アが簡略化でき、演算器のメモリーが節
約できる効果があるまた、電力供給時間帯の開始以降、
ヒータへのｆｉｌｌ回めの通電開始までの間継続して上
記演算を実行することによリ、′成力供給時間ｖＩｏ開
始以降にｊ？湯を使用した場合に於ける沸き上げ不足の
発生を防止できる。

さらに、電力供給時間帯が終了した時に、目標沸き上げ
温度と実温度との差に一定数を乗じた値を次回の演算時
から必要時間帯数に加えることにより、供給電力不足ｋ
よび、ヒータ通電中にかける分湯Ｑ使用が恒常的に発生
する場合に分ける沸き上げ不足を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構造図、第２図は、第
１図に於ける制岬フローチャートである第８図，第５図
は本発明の他の実施例の概略構造図、第４図は第８図の
実施例の演算回路ブロック図である。 第６図は、更に他の実施例のフローチャートである。 １・・・タンク　　５・・・温度セン？　　　？１．７
ｂｔ７ＣＩ８１９１１０ａ−１０６−・・温度セ７−ｔ
７。 ｌ　５二９ ６　　＃Ａ稗ｒ８ ４ｋ−一夕一 ’７ｇ．　７（：．　ｇ．　９ ５　温場かサ クエ増ヤｊ”１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電力供給時間帯を小さな時間帯に分割し、必要熱量
   を保有すべき必要通電時間を計算し、この必要時間を、
   上記の小さな時間帯に予め定めた優先順位に従って割当
   てる電気温水器に於いて、目標沸き上げ温度からタンク
   内代表温度を差引いた値に一定数を乗することにより、
   必要時間帯数を演算することを特徴とする電気温水器の
   制御方法。 ２、タンク円上部温度とタンク内下部温度をタンク内の
   湯と水の比率で加重平均して得た値をもってタンク内代
   表温度とする特許請求範囲第１項記載の制御方法。 ３、タンク内下部温度をタンク内代表温度とする特許請
   求範囲第１項記載の制御方法。 ４、タンク上の数点の温度を検出し、各温度に予め与え
   た重みを乗じて代表温度を算出する特許請求範囲第１項
   記載の制御方法。 ５、電力供給時間帯の開始以降、ヒータへの第１回めの
   通電開始までの間、継続して実行することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の電気温水器の制御方法。 ６、電力供給時間帯が終了した時に、目標沸き上げ温度
   に達していない場合は、目標沸上げ温度と実温度との差
   に一定数を乗じた値を次回の演算時から必要時間帯数に
   加えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電
   気温水器の制御方法。