JPH0337110B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、電気温水器の制御装置、殊に、使
用湯温換算湯量の算出を通じて自動的に浴槽の湯
張り制御を行なうため制御装置に関する。

従来技術 貯湯タンク内に発熱体を設けて、この発熱体に
通電することによつて湯を沸かす貯湯式電気温水
器が広く普及しており、中でもタイムスイツチと
組み合せて、深夜の余剰電力を利用するものが多
い。而して、かかる電気温水器においては、沸き
上げられて貯湯タンクに貯えられる湯の温度は、
生活水として使用される湯の温度より高く設定し
てあつて、湯を使用するに際して、水道水と混合
することによつて適温の湯を得るようになつてい
る。

一方、一般家庭において、電気温水器で沸き上
げられた湯の用途として最大量を消費するものは
風呂であるが、浴槽に適温の湯を充満させる、い
わゆる湯張りの操作をなすにあたつては、浴槽内
に、電気温水器からの高温湯と水道管から導かれ
る水道水とを導入し、浴槽内で両者を混合するこ
とによつて適温の湯を所定量だけ湯張りする必要
がある。

かかる湯張り操作は、従来、専ら、湯張り操作
をする家庭の主婦が、浴槽内に高温湯と水道水と
を導入するための湯栓と水栓との開度を適当にセ
ツトし、浴槽が満杯となるに要する時間を見図ら
つて、両栓を閉止するという操作をなすことによ
つて行なわれていた。しかしながら、かかる手動
操作であつては、水道水の温度等の思わぬ変動要
因があるので、浴槽を溢れさせたり、適温から極
端に外れた温度の湯を湯張りしてしまつたりする
失敗が避けられず、これを防止しようとすれば、
多大の手間と精神的負担を強いられるのが実情で
あつた。

発明の目的 そこでこの発明は、かかる従来技術の実情に鑑
み、電気温水器の貯湯タンク内の平均温度と、給
水温度とを検出し、最終的に、浴槽内に湯張りさ
れる高温湯の使用湯温換算湯量を算出して、所定
の適温の湯が所定量だけ湯張りされたことを検出
することによつて、失敗なく、浴槽に適温の湯を
湯張りすることができる電気温水器の湯張り制御
装置を提供することを目的とする。

発明の構成 かかる目的を達成するためのこの発明の構成
は、貯湯タンクの側壁に上下に略等間隔ごとに取
り付けた複数の温度検出器と、貯湯タンクへの給
水温度を検出する温度検出器とを設けるととも
に、平均値演算手段と湯張り量演算手段と比較手
段と警報表示制御手段とを備え、平均値演算手段
によつて、前記複数の温度検出器の出力値から貯
湯タンク内の平均温度を算出する一方、湯張り量
演算手段によつて、前記平均温度と前記給水温度
を使用して浴槽内に湯張りされる高温湯の使用湯
温換算湯量を算出し、比較手段によつて、これを
設定値と逐次比較するとともに、設定値を越えた
ときに、警報表示制御手段を介して湯張り完了を
警報表示することができるようにしたことをその
要旨とする。

実施例 以下、図面を以つて実施例を説明する。

湯張り制御装置は、貯湯タンク１１の側壁１１
ｅに取り付けた複数の温度検出器２１，２１…
と、給水ライン１１ａに取り付けた温度検出器２
２と、平均値演算手段３１と、湯張り量演算手段
３２と、比較手段３３と、警報表示制御手段３４
とからなる（第１図）。

電気温水器１０は、底部１１ｄの給水ライン１
１ａと、天板部の給湯ライン１１ｂとを有する貯
湯タンク１１を主要部材とし、貯湯タンク１１に
は、タイムスイツチ１３を介して、商用電源AC
に接続される発熱体１２が装着してあり、また、
その側壁１１ｅには、上下に略等間隔をおいて、
複数の温度検出器２１，２１…が取り付けてあ
る。給水ライン１１ａには温度検出器２２が取り
付けられている一方、給湯ライン１１ｂは、湯栓
１１ｃを介して浴槽Ｂに給湯できるように配管が
なされている。さらに、浴槽Ｂには、水栓１４ａ
を有する水道管１４が導かれていて、この水道管
１４は、共通の水道水源から、図示しない配管系
を介して、前記給水ライン１１ａとパラレル分岐
配管されたものである。

温度検出器２１，２１…，２２の各出力は、マ
イクロコンピユータ３０内にソフトウエア的に構
成された平均値演算手段３１と、湯張り量演算手
段３２とに導かれている。すなわち、マイクロコ
ンピユータ３０は、図示しない中央演算装置
CPU、入出力装置IOP、記憶装置MRYからなる
周知のものであつて、温度検出器２１，２１…，
２２の各出力は、電気信号の形で、前記入出力装
置IOPを介してマイクロコンピユータ３０内に入
力されて、適宜信号処理の上、平均値演算手段３
１と湯張り量演算手段３２との中でデータとして
使用される。

平均値演算手段３１の出力は湯張り量演算手段
３２に入力され、湯張り量演算手段３２の出力は
比較手段３３に入力される一方、比較手段３３に
は、マイクロコンピユータ３０の外に設けた湯張
り量設定手段１５からの設定値が入力されてい
る。さらに、比較手段３３の出力は、警報表示制
御手段３４に入力されている。

タイムスイツチ１３が閉成されると発熱体１２
に通電されるから、貯湯タンク１１内の水は、所
定の温度（たとえば85℃）の高温湯に沸き上げら
れる。

いま、この高温湯を利用して浴槽Ｂに湯張りす
るときは、湯栓１１ｃ、水栓１４ａをともに開と
して、浴槽Ｂ内に、電気温水器１０からの高温湯
と水道管１４からの水とを導入して、浴槽Ｂ内で
両者を混合し、目的の温度の湯が得られるよう
に、湯栓１１ｃ、水栓１４ａを手動調節し、浴槽
Ｂ内に充たすことになる。ここで、貯湯タンク１
１から給湯ライン１１ｂを介して高温湯が排出さ
れると、排出された高温湯の量に見合う量の水が
給水ライン１１ａを介して補給され、貯湯タンク
１１内は、常に高温湯と水とで充満されているも
のとし、両者は、比重の違いがあるから、前者が
上部、後者が下部にあつて、安定な二層をなして
貯湯タンク１１内に貯留される。したがつて、貯
湯タンク１１の側壁１１ｅに取り付けた複数の温
度検出器２１，２１…は、貯湯タンク１１内に貯
留されている高温湯と水との温度を、その各部の
温度パターンとして検出することになる。一方、
給水ライン１１ａに取り付けた温度検出器２２
は、貯湯タンク１１に補給される水の温度を検出
することとなり、しかも、この水は、浴槽Ｂに導
入される水道水と同一の水道水源から分岐された
ものであるから、その温度は浴槽Ｂに導入される
水道水のそれと同じである。

湯栓１１ｃと水栓１４ａとを開いて湯張りを開
始したときは、図示しないスタートスイツチを操
作して、マイクロコンピユータ３０内の制御プロ
グラム（第２図）をスタートさせる。

制御プログラムは、まず、貯湯タンク１１の側
壁１１ｅに取り付けた温度検出器２１，２１…の
出力たる貯湯タンク１１内の各部温度Ｔ１，Ｔ２
…Tnと、給水ライン１１ａの温度検出器２２の
出力たる給水温度Twの各データを読みとり（第
２図中のステツプ(1)、以下、単に(1)と記す）、温
度Ｔ１，Ｔ２…Tnの算術平均値Ｔを算出する(2)。
温度Ｔ１，Ｔ２…Tnは、側壁１１ｅに、上下に
略等間隔ごとに取り付けた温度検出器２１，２１
…の出力値であるから、平均値Ｔは、貯湯タンク
１１内の平均温度Ｔとなる 次いで、この平均温度Ｔと、給水温度Twとを
使用して、貯湯タンク１１内に現在残存している
高温湯の量を使用湯温に換算した、使用湯温換算
残湯量Vaを算出する(3)。

ここで、使用湯温換算残湯量Vaは、平均温度
Ｔと給水温度Twと、あらかじめマイクロコンピ
ユータ３０内に記憶されている、または、外部か
らマイクロコンピユータ３０に設定入力される使
用湯温の設定値Toを使用して、 Va＝Ｖ・（Ｔ−Tw）／（To−Tw） として算出する。Toは、風呂湯として適温の、
たとえば、45℃に設定されるものであり、Ｖは、
貯湯タンク１１の容量を表わす定数である。ここ
で、使用湯温換算残湯量Vaとして算出される量
は、電気温水器１０に残存している高温湯を水で
埋めて適温の湯としたときに得られる湯量であつ
て、高温湯として給湯されると、浴槽Ｂ内では、
水と混合されて、湯量Vaに増量されることを示
す。

最初のパスであれば(4)、使用湯温換算残湯量
VaをV1として記憶し(5)、時間遅れＴ／Ｄを介し
て(6)、ステツプ(1)戻る。

２回目以降は(4)、ステツプ(1)(2)(3)を再計算した
上、最初のパスで記憶した使用湯温換算残湯量
V1と現在のそれVaとの差をとつて、浴槽に張ら
れた高温湯を使用湯温に換算した量、すなわち、
使用湯温換算湯量ΔVを算出する(7)。ここで、使
用湯温換算湯量ΔVは、最初に貯湯タンク１１内
に残留していた高温湯と、現在貯湯タンク１１内
に残留している高温湯とを、それぞれ使用湯温に
換算した使用湯温換算残湯量V1、Vaの差であ
り、このものは、湯張り開始時点から現在までに
浴槽Ｂ内に湯張りされた高温湯を使用湯温に換算
した湯量を表わす。そこで、これが、湯張り量設
定手段１５から入力される所定の湯張り量の設定
値に達してないときは(8)、時間遅れＴ／Ｄを介し
て(6)、ステツプ(1)に戻り、設定値に達したときは
(8)、警報表示を外部出力するから(9)、これに対応
して湯栓１１ｃ、水栓１４ａを閉成し、湯張りを
完了させればよい。

すなわち、第１図の平均値演算手段３１は、第
２図のステツプ(2)に対応しており、以下、湯張り
量演算手段３２がステツプ(3)(4)(5)(7)に、比較手段
３３がステツプ(8)に、また、警報表示制御手段３
４がステツプ(9)と図示しない警報表示装置とに、
それぞれ対応していることになる。

ここで、湯張り量設定手段１５を介して与えら
れる湯張り量の設定値は、浴槽Ｂの容量に応じ
て、あらかじめ、マイクロコンピユータ３０内に
設定記憶させておくこともできることは勿論であ
る。

さらに、浴槽Ｂに高温湯と水とを導入するため
の湯栓１１ｃ、水栓１４ａを電磁弁化し、マイク
ロコンピユータ３０の出力でこれらの弁を操作せ
しめるとともに、マイクロコンピユータ３０に湯
張り制御のスタート信号を入力したとき、湯栓１
１ｃ、水栓１４ａを開くと同時に制御プログラム
をスタートせしめるようにすることもできる。浴
槽Ｂの湯張り操作として、湯栓１１ｃ、水栓１４
ａの手動開閉操作が自動化できるから、一段と便
利なシステムを提供することができる。

以上の説明においては、湯栓１１ｃと水栓１４
ａとを別個のものとしたが、両者が一体で、且
つ、温度調節可能な混合水栓を使用し、目的の温
度にセツトして、この混合水栓を開くようにして
もよい。

発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、貯湯
タンクの側壁に上下に取り付けた複数の温度検出
器と、貯湯タンクへの給水温度を検出する温度検
出器とを設け、前者の出力値を使用して演算され
る貯湯タンク内の平均温度と、後者の出力値たる
給水温度とから使用湯温換算残湯量を算出すると
ともに、その減少量を以つて、浴槽内に湯張りさ
れる高温湯の使用湯温換算湯量を算出し、それを
設定値と比較し、設定値に到達したとき外部に警
報表示するために、平均値演算手段と湯張り量演
算手段と比較手段と警報表示制御手段とを設ける
ことによつて、浴槽内に湯張りされる湯の使用湯
温換算湯量を監視し、且つ、所定量に達したとき
の警報表示をすることができるから、湯栓と水栓
とを開いて湯張り操作を開始したら、その後は、
警報表示に対応して湯栓等を閉じるのみで、失敗
なく、浴槽に適温の湯を湯張りすることができる
という優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は実施例を示し、第１図は全体
系統説明図、第２図は制御プログラムのフローチ
ヤートである。 １０……電気温水器、１１……貯湯タンク、１
１ａ……給水ライン、１２……発熱体、２１，２
２……温度検出器、３１……平均値演算手段、３
２……湯張り量演算手段、３３……比較手段、３
４……警報表示制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 貯湯タンクの側壁に上下に略等間隔ごとに取
   り付けた複数の温度検出器と、貯湯タンクへの給
   水温度を検出する温度検出器とを設けるととも
   に、前記複数の温度検出器の出力値を使用して貯
   湯タンク内の平均温度を算出する平均値演算手段
   と、該平均値演算手段で算出する平均温度と給水
   温度とを使用して浴槽内に湯張りされる高温湯の
   使用湯温換算湯量を算出する湯張り量演算手段
   と、該湯張り量演算手段で算出された使用湯温換
   算湯量と所要湯量の設定値とを比較する比較手段
   と、該比較手段の出力に対応して動作する警報表
   示制御手段とを備えてなる貯湯式電気温水器の湯
   張り制御装置。