JPH0322551B2 - - Google Patents
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- JPH0322551B2 JPH0322551B2 JP2647784A JP2647784A JPH0322551B2 JP H0322551 B2 JPH0322551 B2 JP H0322551B2 JP 2647784 A JP2647784 A JP 2647784A JP 2647784 A JP2647784 A JP 2647784A JP H0322551 B2 JPH0322551 B2 JP H0322551B2
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- amount
- time
- temperature
- heating element
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 88
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 18
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 16
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
- G05D23/1923—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller using thermal energy, the cost of which varies in function of time
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、深夜電力を利用する貯湯式の電気
温水器に関し、使用者側の湯量使用の実績に基づ
いて貯湯タンク内に貯えておくべき所要熱量を算
出するようにして、従来、固定であつた電気温水
器の能力を使用者側の実態に合わせて使用すると
ともに、通電時間の終了時刻ができるだけ深夜電
力時間の後半にくるようにして、貯湯タンク内で
の沸き上がり後の放熱ロスを少なくできるように
することを目的としている。
温水器に関し、使用者側の湯量使用の実績に基づ
いて貯湯タンク内に貯えておくべき所要熱量を算
出するようにして、従来、固定であつた電気温水
器の能力を使用者側の実態に合わせて使用すると
ともに、通電時間の終了時刻ができるだけ深夜電
力時間の後半にくるようにして、貯湯タンク内で
の沸き上がり後の放熱ロスを少なくできるように
することを目的としている。
第１図は一般的な電気温水器の構成図で、第２
図は従来の電気温水器の主要電気回路図を示す。
図は従来の電気温水器の主要電気回路図を示す。
これらの図において、１は貯湯タンク、２は給
水管、３は給湯管、４は出湯管、５は発熱体、６
は自動温度調節器、７は電源、８は深夜電力用の
タイムスイツチで、その通電時間帯は一般には23
時から翌朝の７時までの８時間である。
水管、３は給湯管、４は出湯管、５は発熱体、６
は自動温度調節器、７は電源、８は深夜電力用の
タイムスイツチで、その通電時間帯は一般には23
時から翌朝の７時までの８時間である。
次に上記構成よりなる従来例の動作を説明す
る。深夜電力の通電開始時刻になると、タイムス
イツチ８の接点が閉成して、発熱体５への通電が
開始される。そして貯湯タンク１内の湯温が85℃
になると、自動温度調節器６の接点が開成して発
熱体５への通電が停止される。その後は自動温度
調節器６の開閉により湯温が85℃に保たれ、この
ようにして毎朝貯湯全部が85℃に沸き上がつてい
る。
る。深夜電力の通電開始時刻になると、タイムス
イツチ８の接点が閉成して、発熱体５への通電が
開始される。そして貯湯タンク１内の湯温が85℃
になると、自動温度調節器６の接点が開成して発
熱体５への通電が停止される。その後は自動温度
調節器６の開閉により湯温が85℃に保たれ、この
ようにして毎朝貯湯全部が85℃に沸き上がつてい
る。
このように、貯湯式の電気温水器では貯湯効率
を高めるため、沸き上り温度をできる限り高温に
設定し、その設定温度に達すると加熱を停止する
構造となつている。しかし、使用者は高温湯のま
ま使用するのではなく、水と混合して40〜45℃前
後の混合湯として使用する。その得られる混合湯
量を求める式は次の通りである。
を高めるため、沸き上り温度をできる限り高温に
設定し、その設定温度に達すると加熱を停止する
構造となつている。しかし、使用者は高温湯のま
ま使用するのではなく、水と混合して40〜45℃前
後の混合湯として使用する。その得られる混合湯
量を求める式は次の通りである。
今、貯湯タンク容量をVt（）、貯湯タンク１
内の沸き上り温度をTp（℃）、得ようとする混合
湯の温度をTn（℃）、混ぜ合わせる水の温度（給
水温度）をTi（℃）とすると、混合湯量Vn（）
は、 Vn＝Vt×Tp−Ti／Tn−Ti（） で表せる。
内の沸き上り温度をTp（℃）、得ようとする混合
湯の温度をTn（℃）、混ぜ合わせる水の温度（給
水温度）をTi（℃）とすると、混合湯量Vn（）
は、 Vn＝Vt×Tp−Ti／Tn−Ti（） で表せる。
この算式において、給水温度Tiは季節によつて
大きく変動する。東京では冬は５℃位から、夏に
は27℃位までに達する。このため、適温の混合湯
として得られる湯量は、冬期には少なく、夏期に
は多いということになる。すなわち、沸き上り温
度Tpを85℃として、給水温度Tiが５℃の時に対
して、27℃の時に得られる混合湯量Vnは1.6倍に
も達する。
大きく変動する。東京では冬は５℃位から、夏に
は27℃位までに達する。このため、適温の混合湯
として得られる湯量は、冬期には少なく、夏期に
は多いということになる。すなわち、沸き上り温
度Tpを85℃として、給水温度Tiが５℃の時に対
して、27℃の時に得られる混合湯量Vnは1.6倍に
も達する。
一方、湯の使用量は年間ほぼ一定か、むしろ夏
期の方が低温湯で使用するため、実質的な使用量
が低下するのが一般的であり、冬期よりも夏期の
残湯量が多くなる。さらに、使用者によつては家
族数の減少などによつて定格の1/2とか、2/3しか
使用せず、毎日多くの湯を残す使い方をする。
期の方が低温湯で使用するため、実質的な使用量
が低下するのが一般的であり、冬期よりも夏期の
残湯量が多くなる。さらに、使用者によつては家
族数の減少などによつて定格の1/2とか、2/3しか
使用せず、毎日多くの湯を残す使い方をする。
このように、給水温度が高かつたり残湯がある
と、沸き上りも早く、高温湯を長時間使用に供さ
ないで放置することになる。
と、沸き上りも早く、高温湯を長時間使用に供さ
ないで放置することになる。
このように、不必要に高い温度の湯を長時間使
用に供さないで放置することは、貯湯タンク１か
らの自然放熱および配管内の滞留した温水の放熱
等による熱ロスが大きくなるという欠点があつ
た。
用に供さないで放置することは、貯湯タンク１か
らの自然放熱および配管内の滞留した温水の放熱
等による熱ロスが大きくなるという欠点があつ
た。
この発明は、これらの欠点を解消しようとする
もので、記憶装置に湯量の使用実績、例えば過去
10日間の使用湯量を熱量のデータとして記憶し、
このデータは毎日、その日の使用湯量により更新
する機能を有するようにし、このデータに基づい
て所要の混合湯量が常に得られるよう、発熱体へ
の所要通電時間を算出し、かつその通電開始時間
を制御することにより、残湯量を少なくするとと
もに沸き上り後の熱ロスをできるだけ排除するよ
うにしたものである。
もので、記憶装置に湯量の使用実績、例えば過去
10日間の使用湯量を熱量のデータとして記憶し、
このデータは毎日、その日の使用湯量により更新
する機能を有するようにし、このデータに基づい
て所要の混合湯量が常に得られるよう、発熱体へ
の所要通電時間を算出し、かつその通電開始時間
を制御することにより、残湯量を少なくするとと
もに沸き上り後の熱ロスをできるだけ排除するよ
うにしたものである。
以下、この発明の一実施例を第３図の全体構成
図、第４図の制御フローチヤートに基づいて説明
する。
図、第４図の制御フローチヤートに基づいて説明
する。
第３図において、符号１〜５，７，８は第１
図、第２図と同じものを示す。９はサーミスタな
どの温度検出手段（以下温度センサという）で、
貯湯タンク１内に給水管２より給水された水の温
度を連続的に検知するとともに、沸き上がりの湯
の温度も検知するものであり、貯湯タンク１の下
部に設けてある。尚、この温度センサ９は水の温
度と湯の温度をそれぞれ検出するように別個に設
けてもよい。１０は前記発熱体５への通電を制御
するスイツチで、後述の制御部の操作により開閉
せしめられる。１１は前記した制御部で、記憶装
置１２、所要熱量設定装置１３、沸き上り温度設
定装置１４、通電時間演算装置１５、通電制御装
置１６、および使用熱量演算装置１７からなる。
１８は量水器である。
図、第２図と同じものを示す。９はサーミスタな
どの温度検出手段（以下温度センサという）で、
貯湯タンク１内に給水管２より給水された水の温
度を連続的に検知するとともに、沸き上がりの湯
の温度も検知するものであり、貯湯タンク１の下
部に設けてある。尚、この温度センサ９は水の温
度と湯の温度をそれぞれ検出するように別個に設
けてもよい。１０は前記発熱体５への通電を制御
するスイツチで、後述の制御部の操作により開閉
せしめられる。１１は前記した制御部で、記憶装
置１２、所要熱量設定装置１３、沸き上り温度設
定装置１４、通電時間演算装置１５、通電制御装
置１６、および使用熱量演算装置１７からなる。
１８は量水器である。
記憶装置１２は、使用熱量演算装置１７で演算
される使用湯量に対する熱量についてその数日分
の実績KGをデータとして記憶しておく。このデ
ータは、例えば10日というように固定日数とし、
常に最新データを保存するようにする。
される使用湯量に対する熱量についてその数日分
の実績KGをデータとして記憶しておく。このデ
ータは、例えば10日というように固定日数とし、
常に最新データを保存するようにする。
所要熱量設定装置１３は、例えば記憶装置１２
からその内に記憶されているデータ中（上記の例
では10日間のうち）最大値KGmaxを呼び出し、
余裕率を見た定数Ｃ（例えば、余裕率10％の場合
は1.1となる）を乗じて、貯湯タンク１内に貯え
ておく所要熱量Ks（Kcal）を Ks＝KGmax×Ｃ として算出する。
からその内に記憶されているデータ中（上記の例
では10日間のうち）最大値KGmaxを呼び出し、
余裕率を見た定数Ｃ（例えば、余裕率10％の場合
は1.1となる）を乗じて、貯湯タンク１内に貯え
ておく所要熱量Ks（Kcal）を Ks＝KGmax×Ｃ として算出する。
沸き上り温度設定装置１４は、沸き上り温度
Tpを所要熱量Ks（Kcal）と、貯湯タンク１の容量
Vt（）と、給水温度Ti（℃）から、 Tp＝Ks／Vt＋Ti として求める。
Tpを所要熱量Ks（Kcal）と、貯湯タンク１の容量
Vt（）と、給水温度Ti（℃）から、 Tp＝Ks／Vt＋Ti として求める。
通電時間演算装置１５は、通電時間Hsを、発
熱体５の定格消費電力Ｗ（KW）と、所要熱量Ks
（Kcal）から、 Hs＝Ks／860×Ｗ として求める。
熱体５の定格消費電力Ｗ（KW）と、所要熱量Ks
（Kcal）から、 Hs＝Ks／860×Ｗ として求める。
通電制御装置１６は、スイツチ１０のオンの制
御を行うもので、通電時間演算装置１５で求めた
通電時間Hsが深夜電力供給時間の半分以上か否
かを判定し、半分以上のときは深夜電力供給開始
時刻と一致するようにスイツチ１０をオンさせ、
未満のときは深夜電力供給時間の通電開始から４
時間が経過した後の中間点にスイツチ１０をオン
させ、オフは温度センサ９が沸き上り温度Tpを
検知したときに行う。
御を行うもので、通電時間演算装置１５で求めた
通電時間Hsが深夜電力供給時間の半分以上か否
かを判定し、半分以上のときは深夜電力供給開始
時刻と一致するようにスイツチ１０をオンさせ、
未満のときは深夜電力供給時間の通電開始から４
時間が経過した後の中間点にスイツチ１０をオン
させ、オフは温度センサ９が沸き上り温度Tpを
検知したときに行う。
使用熱量演算装置１７は、量水器１８による１
日当りの使用湯量をＶ（）、給水温度をTi（℃）、
前日の沸き上り温度をTp（℃）とすると、前日の
所要熱量KGを KG＝Ｖ×（Tp−Ti） として算出する。
日当りの使用湯量をＶ（）、給水温度をTi（℃）、
前日の沸き上り温度をTp（℃）とすると、前日の
所要熱量KGを KG＝Ｖ×（Tp−Ti） として算出する。
量水器１８は、給水の流量を計測することによ
つて使用湯量とするもので、流量に応じて回動す
る計量用プロペラにエンコーダを取り付け、流量
に応じたパルス数を発生するものが用いられる。
つて使用湯量とするもので、流量に応じて回動す
る計量用プロペラにエンコーダを取り付け、流量
に応じたパルス数を発生するものが用いられる。
次に第３図の実施例の動作について、第４図の
制御フローチヤートを参照にして説明する。な
お、第４図の１〜16はステツプを表わす。
制御フローチヤートを参照にして説明する。な
お、第４図の１〜16はステツプを表わす。
まず、制御プログラムがスタートし(1)、１日の
湯の使用が終わつた時点、すなわち、電気温水器
に深夜電力が供給されるまでに当日の使用湯量Ｖ
（）に対する熱量KGが、使用熱量演算装置１
７において求められ(2)、このデータが記憶装置１
２へ入力されて、記憶装置１２にあらかじめ貯え
られたデータが更新される(3)。
湯の使用が終わつた時点、すなわち、電気温水器
に深夜電力が供給されるまでに当日の使用湯量Ｖ
（）に対する熱量KGが、使用熱量演算装置１
７において求められ(2)、このデータが記憶装置１
２へ入力されて、記憶装置１２にあらかじめ貯え
られたデータが更新される(3)。
次に深夜、例えば23時になるとタイムスイツチ
８がオンする(4)。タイムスイツチがオンすると同
時に制御が開始され、まず、記憶装置１２から最
新のデータのうち最大のものKGmaxを呼び出し
(5)、所要熱量設定装置１３において、KGmaxに
余裕率を見た定数Ｃを乗じて所要熱量Ksを設定
する(6)。また、通電時間演算装置１５において、
発熱体５の定格消費電力Ｗ（KW）と所要熱量Ks
（Kcal）とから通電時間Hsを求める(7)。
８がオンする(4)。タイムスイツチがオンすると同
時に制御が開始され、まず、記憶装置１２から最
新のデータのうち最大のものKGmaxを呼び出し
(5)、所要熱量設定装置１３において、KGmaxに
余裕率を見た定数Ｃを乗じて所要熱量Ksを設定
する(6)。また、通電時間演算装置１５において、
発熱体５の定格消費電力Ｗ（KW）と所要熱量Ks
（Kcal）とから通電時間Hsを求める(7)。
次に、給水温度Tiを測定する(8)。また、沸き上
り温度Tpを沸き上り温度設定装置１４により設
定する(9)。次いで通電時間Hsが深夜電力供給時
間の半分の４時間を超えるか否かを判定し(10)、超
えれば深夜電力供給開始時刻と同時に発熱体５に
通電を開始する（12）。通電時間Hsが４時間未満
であれば、タイムスイツチ８がオンしてから４時
間が経過したかを判断し（11）、経過した時点で
発熱体５に通電を開始する（12）。そして、温度
センサ９が沸き上り温度Tpを検出すると（13）、
発熱体５をオフする（14）。
り温度Tpを沸き上り温度設定装置１４により設
定する(9)。次いで通電時間Hsが深夜電力供給時
間の半分の４時間を超えるか否かを判定し(10)、超
えれば深夜電力供給開始時刻と同時に発熱体５に
通電を開始する（12）。通電時間Hsが４時間未満
であれば、タイムスイツチ８がオンしてから４時
間が経過したかを判断し（11）、経過した時点で
発熱体５に通電を開始する（12）。そして、温度
センサ９が沸き上り温度Tpを検出すると（13）、
発熱体５をオフする（14）。
さらに、深夜電力供給時間終了、例えば７時に
なると、タイムスイツチ８がオフとなり（15）、
プログラムはストツプとなる（16）。
なると、タイムスイツチ８がオフとなり（15）、
プログラムはストツプとなる（16）。
なお、上記の実施例では所要熱量Ksの算出に、
記憶装置１２内のデータ中、最大のKGmaxを利
用したが、この他、固定日数中の平均を用いた
り、他のデータを用いてもよい。また制御部１１
として中央処理装置（CPU）を備えたマイクロ
コンピユータを用いることができる。
記憶装置１２内のデータ中、最大のKGmaxを利
用したが、この他、固定日数中の平均を用いた
り、他のデータを用いてもよい。また制御部１１
として中央処理装置（CPU）を備えたマイクロ
コンピユータを用いることができる。
以上詳細に説明したように、この発明は記憶装
置に過去の実績として使用湯量に対する熱量の最
新のデータを貯えておき、このデータに基づいて
発熱体に通電する時間を決定するようにしたので
使用者の実状に応じた湯量が毎日得られるので、
残湯量が少なくなり、また、発熱体への通電の開
始時刻を通電時間の値によつて、深夜電力供給開
始時刻と同時あるいは中間点のいずれかにするよ
うにしたので、通電時間が短いときも沸き上り時
間が深夜電力の供給終了時刻に近くなり、したが
つて、沸き上り後の放熱ロスが減少して維持費が
安くなる利点を有する。
置に過去の実績として使用湯量に対する熱量の最
新のデータを貯えておき、このデータに基づいて
発熱体に通電する時間を決定するようにしたので
使用者の実状に応じた湯量が毎日得られるので、
残湯量が少なくなり、また、発熱体への通電の開
始時刻を通電時間の値によつて、深夜電力供給開
始時刻と同時あるいは中間点のいずれかにするよ
うにしたので、通電時間が短いときも沸き上り時
間が深夜電力の供給終了時刻に近くなり、したが
つて、沸き上り後の放熱ロスが減少して維持費が
安くなる利点を有する。
第１図は一般的な電気温水器の構成図、第２図
は従来の電気温水器における主要電気回路図、第
３図はこの発明の一実施例を示す全体構成図、第
４図は同じくその制御フローチヤートを示す。 図中、１は貯湯タンク、５は発熱体、７は電
源、８はタイムスイツチ、９は温度センサ、１０
はスイツチ、１１は制御部、１２は記憶装置、１
３は所要熱量設定装置、１４は沸き上り温度設定
装置、１５は通電時間演算装置、１６は通電制御
装置、１７は使用熱量演算装置、１８は量水器で
ある。なお、図中の同一符号は同一または相当部
分を示す。
は従来の電気温水器における主要電気回路図、第
３図はこの発明の一実施例を示す全体構成図、第
４図は同じくその制御フローチヤートを示す。 図中、１は貯湯タンク、５は発熱体、７は電
源、８はタイムスイツチ、９は温度センサ、１０
はスイツチ、１１は制御部、１２は記憶装置、１
３は所要熱量設定装置、１４は沸き上り温度設定
装置、１５は通電時間演算装置、１６は通電制御
装置、１７は使用熱量演算装置、１８は量水器で
ある。なお、図中の同一符号は同一または相当部
分を示す。
Claims (1)
- １ 深夜電力を利用して発熱体に通電し貯湯タン
ク内の水を加熱する電気温水器において、前記貯
湯タンク内への給水温度と沸き上り温度を検出す
る温度検出手段と、使用湯量の実績を熱量のデー
タとして貯えておく記憶装置と、前記データに基
づいて前記貯湯タンク内に貯えておく所要熱量を
設定する所要熱量設定装置と、前記所要熱量およ
び前記発熱体の定格消費電力から通電時間を算出
する通電時間演算装置と、この通電時間演算装置
で求めた通電時間が深夜電力供給時間の半分以上
か否かを判定し、半分以上のときは深夜電力供給
開始時刻から発熱体への通電を開始し、半分未満
のときは深夜電力供給時間の中間点より発熱体へ
の通電を開始するように制御する通電制御装置
と、使用した湯量に対する熱量を算出しその値を
前記記憶装置へ入力して前データの更新を行わせ
る使用熱量演算装置とを具備したことを特徴とす
る電気温水器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59026477A JPS60171347A (ja) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | 電気温水器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59026477A JPS60171347A (ja) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | 電気温水器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60171347A JPS60171347A (ja) | 1985-09-04 |
| JPH0322551B2 true JPH0322551B2 (ja) | 1991-03-27 |
Family
ID=12194579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59026477A Granted JPS60171347A (ja) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | 電気温水器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60171347A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60155858A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 給湯装置 |
-
1984
- 1984-02-15 JP JP59026477A patent/JPS60171347A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60155858A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 給湯装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60171347A (ja) | 1985-09-04 |