JPH0338507B2 - - Google Patents
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- JPH0338507B2 JPH0338507B2 JP1462084A JP1462084A JPH0338507B2 JP H0338507 B2 JPH0338507 B2 JP H0338507B2 JP 1462084 A JP1462084 A JP 1462084A JP 1462084 A JP1462084 A JP 1462084A JP H0338507 B2 JPH0338507 B2 JP H0338507B2
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- 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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- 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〕
本発明は貯湯式電気温水器において、貯湯タン
クの上部と下部を連通する循環路の途中にポンプ
と加熱装置を設けて貯湯タンクの上部から一定温
度の湯を貯えるようにした電気温水器の制御装置
に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a hot water storage type electric water heater, in which a pump and a heating device are provided in the middle of a circulation path that communicates the upper and lower parts of the hot water storage tank. This invention relates to a control device for an electric water heater that stores hot water at a certain temperature.
従来の貯湯式の電気温水器を第1図の概略構造
図と第2図の主要電気回路図によつて説明する。
A conventional hot water storage type electric water heater will be explained with reference to a schematic structural diagram in FIG. 1 and a main electric circuit diagram in FIG. 2.
1は貯湯タンクであり、その下部には発熱体2
が装着されている。3は沸き上がり温度を制御す
るための自動温度調節器であり、貯湯タンクの下
部壁面に取り付けられている。4は貯湯タンク内
で沸き上がつた湯を取り出すための給湯管、5は
貯湯タンク1内に水源からの水を供給する給水管
である。 1 is a hot water storage tank, and at the bottom is a heating element 2.
is installed. 3 is an automatic temperature regulator for controlling the boiling temperature, which is attached to the lower wall of the hot water storage tank. Reference numeral 4 indicates a hot water supply pipe for taking out hot water boiling within the hot water storage tank, and reference numeral 5 indicates a water supply pipe for supplying water from a water source into the hot water storage tank 1.
第2図において、6は電源、7は深夜電力供給
時間を設定するためのタイムスイツチである。 In FIG. 2, 6 is a power source, and 7 is a time switch for setting the midnight power supply time.
次に作用動作を説明する。深夜電力通電時間に
なると、タイムスイツチ7がONして発熱体2に
通電が開始される。発熱体2は深夜電力供給時間
の8時間のうちに約8℃の水から沸き上げ目標温
度である85℃に沸き上がるように発熱体容量が設
定されている。 Next, the operation will be explained. When the midnight power supply time arrives, the time switch 7 is turned on and power supply to the heating element 2 is started. The capacity of the heating element 2 is set so that the water can be boiled from approximately 8°C to a target temperature of 85°C within 8 hours of late-night power supply.
貯湯タンク1内の水が85℃に沸き上げられる
と、自動温度調節器3が接点を開成して発熱体2
への通電を停止し、貯湯タンク1内には毎朝85℃
の湯が満たされている。 When the water in the hot water storage tank 1 is boiled to 85℃, the automatic temperature controller 3 opens the contact and the heating element 2
The electricity to the tank is stopped, and the temperature inside the hot water tank 1 is 85℃ every morning.
It is filled with hot water.
しかし、湯の使用量は常に同じとは限らず、
日々大きくは季節によつて異なつている。特に入
浴の有無は湯の使用量を大きく左右する要素とな
り、入浴しない日は貯湯量の半分以上の湯を残す
ことにもなる。 However, the amount of hot water used is not always the same.
Day-to-day differences vary greatly depending on the season. In particular, whether or not a person takes a bath is a factor that greatly influences the amount of hot water used, and on days when a person does not take a bath, more than half of the stored hot water may remain.
従つて、残湯がある場合とない場合とでは、沸
き上がり時間が異なり、残湯がある場合には短時
間で沸き上がつてしまう。このため沸き上げられ
た高温湯を長時間使用に供さないで放置すること
になり、貯湯タンクからの自然放熱によるロスが
大きくなるという欠点を有していた。 Therefore, the boiling time is different depending on whether there is residual water or not, and when there is residual water, the water will boil in a short time. For this reason, the boiled high-temperature water is left unused for a long time, which has the drawback of increasing loss due to natural heat radiation from the hot water storage tank.
この発明はこれら従来の欠点を解消しようとす
るもので、予め設定された翌日の使用湯量、給水
水温及び貯湯タンク内の残湯の状態から適正な湯
量だけ沸き上げるよう制御せんとするものであ
る。
This invention attempts to eliminate these conventional drawbacks, and attempts to control the amount of hot water to be boiled in an appropriate amount based on the preset amount of hot water used the next day, the water supply temperature, and the state of the remaining hot water in the hot water storage tank. .
以下本発明の一実施例を第3図の全体構成図、
第4図の制御ブロツク図に基づいて説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the overall configuration diagram shown in FIG.
This will be explained based on the control block diagram shown in FIG.
第3図において、水は給水管5の途中に設けら
れた流量センサー8を介して貯湯タンク1に給水
される。沸き上げられた湯は蛇口の操作によつて
給湯管4より採湯される。 In FIG. 3, water is supplied to a hot water storage tank 1 via a flow rate sensor 8 provided in the middle of a water supply pipe 5. The boiled hot water is drawn from the hot water supply pipe 4 by operating the faucet.
9は貯湯タンク1の上部と下部を連通する循環
路で、この循環路の途中にはポンプ10と発熱体
2を内蔵した加熱装置11が設けられている。貯
湯タンク1の下部及び上部には給水水温センサー
12および上部温度センサー13がそれぞれ設け
られ、貯湯タンク1内の水温を測定する。 Reference numeral 9 denotes a circulation path that communicates the upper and lower portions of the hot water storage tank 1, and a heating device 11 containing a pump 10 and a heating element 2 is provided in the middle of this circulation path. A water supply temperature sensor 12 and an upper temperature sensor 13 are provided at the lower and upper portions of the hot water storage tank 1, respectively, to measure the water temperature within the hot water storage tank 1.
14は翌日の使用湯量を予め設定するための湯
量設定装置で、その設定値は上記各センサー1
2,13による検出値とともにデータとして演算
装置15に入力される。演算装置15は第4図に
示すように、要求熱量算出部20、残湯熱量算出
部21、湯量算出部22、循環量算出部23、通
電所要時間算出部24で構成される。 14 is a hot water amount setting device for presetting the amount of hot water to be used for the next day, and the set value is determined by each sensor 1 mentioned above.
This data is input to the arithmetic unit 15 as data together with the detected values by 2 and 13. As shown in FIG. 4, the arithmetic device 15 includes a required heat amount calculation section 20, a residual hot water heat amount calculation section 21, a hot water amount calculation section 22, a circulation amount calculation section 23, and a required energization time calculation section 24.
上記のように電気温水器の制御装置は構成され
ており、まず、湯量設定装置14の使用方法と機
能を説明する。 The electric water heater control device is configured as described above, and first, the usage and function of the hot water amount setting device 14 will be explained.
この湯量設定装置14は予め翌日の予定使用湯
量VI()と湯温T(℃)とをユーザが設定し、
その予定使用湯量とは水と混合して得られ、その
使用適温の湯温T(℃)は、一般に40℃〜45℃の
範囲である。 This hot water amount setting device 14 allows the user to set the expected amount of hot water VI () and hot water temperature T (°C) for the next day in advance.
The expected amount of hot water to be used is obtained by mixing with water, and the suitable temperature for use is T (°C), which is generally in the range of 40°C to 45°C.
例えば、T=45℃の湯温の予定使用湯量VI
()が湯量設定装置14に設定されると、湯量
設定装置14はその設定値に対応したデータ値を
演算装置15の要求熱量算出部20に出力する。 For example, the expected amount of hot water used at T = 45℃ VI
When ( ) is set in the hot water amount setting device 14 , the hot water amount setting device 14 outputs a data value corresponding to the set value to the required heat amount calculating section 20 of the arithmetic device 15 .
今、湯量設定装置14に対する翌日の予定使用
湯量の入力をTI℃の湯をVI()、給水水温セン
サー12の検出値をTW℃、上部温度センサー1
3の検出値をTZ℃、流量センサー8の検出値を
VU()とし、演算装置15の動作を算式を使
つて説明する。 Now, enter the expected amount of hot water to be used for the next day into the hot water amount setting device 14, enter the hot water at TI°C (VI()), set the detected value of the water supply water temperature sensor 12 to TW°C, and enter the upper temperature sensor 1.
The detected value of 3 is TZ℃, and the detected value of flow sensor 8 is
VU(), and the operation of the arithmetic unit 15 will be explained using formulas.
ここで、流量センサー8は沸き上がつた後の満
タン状態から、その日に使われた湯量を毎日検出
するものであり、一例としては、パルスを発振す
るためのホール素子を備えた歯車を流路に配し、
流量をパルスに置き換えて積算値として検出する
ことで可能である。この場合、1日1回積算値を
沸き上がり直後などに零値に復帰させることも必
要である。 Here, the flow rate sensor 8 detects the amount of hot water used on that day from the full state after boiling. For example, a gear equipped with a Hall element for oscillating pulses is connected to placed on the road,
This is possible by replacing the flow rate with a pulse and detecting it as an integrated value. In this case, it is also necessary to return the integrated value to the zero value once a day immediately after the water boils.
タイムスイツチ7がONして電源6が供給され
ると、要求熱量算出部20は使用者による湯量設
定装置14への入力値、TI℃、VI()と、給水
水温センサー12の検出値TW℃から、貯湯タン
ク1内に貯えておかねばならない要求熱量KI
(Kcal)を算出する。 When the time switch 7 is turned on and the power supply 6 is supplied, the required heat amount calculation unit 20 calculates the values input by the user to the hot water amount setting device 14, TI°C, VI(), and the detected value TW°C of the water supply water temperature sensor 12. From, the required amount of heat KI that must be stored in the hot water storage tank 1
Calculate (Kcal).
その算出は下式による。 The calculation is based on the formula below.
KI=VI×(TI−TW)(Kcal)
一方、残湯熱量算出部21は給水水温センサー
12の検出値TW℃、上部温度センサー13の検
出値TZ℃、流量センサー8の検出値VU()か
ら、貯湯タンク1内に使い残した湯(残湯)の量
を熱量として求めるもので、残湯熱量KZ(Kcal)
は次式で算出する。 KI = VI × (TI - TW) (Kcal) On the other hand, the residual water heat value calculation unit 21 calculates the detected value TW°C of the feed water temperature sensor 12, the detected value TZ°C of the upper temperature sensor 13, and the detected value VU () of the flow rate sensor 8. From this, the amount of hot water left unused in the hot water storage tank 1 (residual hot water) is calculated as the calorific value, and the calorific value of the residual hot water KZ (Kcal)
is calculated using the following formula.
KZ=(VT−VU)×(TZ−TW)(Kcal)
ここで、VT()は貯湯タンク1のタンク容
量である。KZ=(VT-VU)×(TZ-TW)(Kcal) Here, VT() is the tank capacity of hot water storage tank 1.
次に、湯量算出部22は要求熱量KI(Kcal)を
満たすために、残湯熱量KZ(Kcal)を除いた熱
量分をT0℃の一定の高温湯(例えば85℃)とし
て貯える時の湯量を算出するもので、当日、T0
℃に沸き上げ貯湯すべき湯量V0()は次式で算
出する。 Next, the hot water amount calculation unit 22 calculates the amount of hot water when storing the amount of heat excluding the remaining hot water amount KZ (Kcal) as constant high temperature hot water (for example, 85 degrees Celsius) in order to satisfy the required amount of heat KI (Kcal). This is calculated on the same day, T0
The amount of hot water that should be heated to ℃ and stored, V0(), is calculated using the following formula.
V0=(KI−KZ)/(T0−TW)()
循環量算出部23はポンプ10で貯湯タンク1
の底部から吸い込んだ水温TW℃の水を加熱装置
11の定格発熱容量W(KW)の発熱体2で加熱
して、T0℃の湯として貯湯タンク1の上部に貯
える時の水温TW℃に対応したポンプ10の循環
量Q0(/Hr)は次式で算出する。 V0=(KI-KZ)/(T0-TW)() The circulation amount calculation unit 23 uses the pump 10 and the hot water storage tank 1.
This corresponds to the water temperature TW°C when the water sucked in from the bottom of the tank is heated by the heating element 2 of the rated heating capacity W (KW) of the heating device 11 and stored in the upper part of the hot water storage tank 1 as hot water at T0°C. The circulation amount Q0 (/Hr) of the pump 10 is calculated using the following formula.
Q0=(W×860×η)/(T0−TW)(/Hr)
ここで、ηは加熱循環時のロスを補うための加
熱効率である。 Q0=(W×860×η)/(T0−TW)(/Hr) Here, η is the heating efficiency to compensate for the loss during heating circulation.
次に通電所要時間算出部24はT0℃の湯をV0
()を貯えるために加熱装置11およびポンプ
10の運転すべき時間を求めるもので、その通電
所要時間H0(時間)は、
H0=V0/Q0 (時間)
で求める。 Next, the energization time calculation unit 24 converts the hot water at T0℃ to V0.
The time required to operate the heating device 11 and pump 10 to store () is calculated, and the required energization time H0 (hours) is calculated as H0=V0/Q0 (hours).
ポンプ制御装置16は前記循環量算出部23の
演算結果に基づいてポンプ10の流量を制御する
ものである。 The pump control device 16 controls the flow rate of the pump 10 based on the calculation result of the circulation amount calculation section 23.
通電制御装置17は前記通電所要時間算出部2
4の演算結果に基づいて、発熱体2およびポンプ
10の通電停止を制御するもので、タイムスイツ
チ7がONして通電を開始し、H0時間の通電時
間が確保できたら通電を停止する。 The energization control device 17 is connected to the energization required time calculation unit 2.
Based on the calculation result of step 4, the power supply to the heating element 2 and the pump 10 is controlled to be stopped.When the time switch 7 is turned on, the power supply is started, and when the power supply time of H0 time is secured, the power supply is stopped.
次に時間をおつて第5図の運転フローチヤート
で説明する。 Next, we will explain the operation flowchart in FIG. 5 after some time.
まず、制御プログラムがスタートしてタイムス
イツチ7がONし、電源6が供給される(ステツ
プ101)と、内部タイマー(図示せず)がスタ
ートする(ステツプ102)。次に湯量設定装置
14および各センサー12,13,8は、湯量設
定値TI℃、VI()、給水水温TW℃、上部温度
TZ℃、流量VU()を検出する(ステツプ10
3)。 First, the control program starts, the time switch 7 is turned on, and the power supply 6 is supplied (step 101), and an internal timer (not shown) starts (step 102). Next, the hot water amount setting device 14 and each sensor 12, 13, 8 set the hot water amount setting value TI℃, VI(), water supply water temperature TW℃, upper temperature.
Detect TZ℃, flow rate VU() (Step 10
3).
これらの検出値をもとに演算装置15は循環量
Q0(/時間)、通電所要時間H0を算出する(ス
テツプ104)。次にポンプ10の循環量がQ0
(/時間)になるようポンプ制御装置16によ
つて制御するとともに(ステツプ105)、加熱
装置11の発熱体2およびポンプ10の通電を開
始する(ステツプ106)。 Based on these detected values, the calculation device 15 calculates the circulation amount.
Q0 (/hour) and the required energization time H0 are calculated (step 104). Next, the circulation amount of pump 10 is Q0
(/hour) by the pump control device 16 (step 105), and energization of the heating element 2 of the heating device 11 and the pump 10 is started (step 106).
次に内部タイマーでタイムスイツチ7がONし
てからH0時間が経過したかどうか監視しステツ
プ107)、経過したら通電制御装置17が加熱
装置11及びポンプ10の通電を停止する(ステ
ツプ108)。その後、深夜電力供給時間の8時
間が経過してタイムスイツチ7はOFFとなり
(ステツプ109)、制御プログラムが終了する。 Next, the internal timer monitors whether or not H0 time has elapsed since the time switch 7 was turned on (step 107), and when it has elapsed, the energization control device 17 stops the energization of the heating device 11 and pump 10 (step 108). Thereafter, after eight hours of midnight power supply time have elapsed, the time switch 7 is turned off (step 109), and the control program ends.
以上のようにこの発明によるものは、ポンプと
加熱装置を貯湯タンクの上部と下部を連通する循
環路の途中に設けた電気温水器において、翌日の
予定使用湯量と湯温とを設定するための湯量設定
手段と、貯湯タンクへの給水水温を検出するため
の給水水温センサーと、貯湯タンクの上部温度を
検出するための上部温度センサーと、使用湯量を
検出するための流量センサーと、上記湯量設定手
段で設定された設定値と上記各センサーの検出値
から所定湯量で貯える時の循環量と沸き上げに要
する通電所要時間を算出するための演算手段と、
前記演算手段で算出した循環量が得られるようポ
ンプを制御するためのポンプ制御手段と、前記演
算手段で算出した通電所要時間が経過したら加熱
装置及びポンプの運転を停止するよう制御するた
めの通電制御手段を備えてなり、貯湯タンクへの
給水水温や残湯量および残湯温度を検出して必要
熱量を算出し、この熱量から必要な湯量を算出し
て貯湯タンクの上部から貯えるよう構成したの
で、不用な湯を長時間使用に供さないで放置する
ことがなくなり、熱ロスが減少して維持費を安く
できる。
As described above, the present invention provides an electric water heater in which a pump and a heating device are installed in the middle of a circulation path that communicates the upper and lower parts of a hot water storage tank, and is capable of setting the scheduled amount of hot water to be used and the hot water temperature for the next day. A hot water amount setting means, a water supply temperature sensor for detecting the temperature of water supplied to the hot water storage tank, an upper temperature sensor for detecting the upper temperature of the hot water storage tank, a flow rate sensor for detecting the amount of hot water used, and the above hot water amount setting. Calculating means for calculating the circulation amount and the required energization time required for boiling when storing a predetermined amount of hot water from the set value set by the means and the detected value of each of the sensors;
Pump control means for controlling the pump so that the circulation amount calculated by the calculation means is obtained; and energization for controlling the operation of the heating device and the pump to stop when the required energization time calculated by the calculation means has elapsed. The system is equipped with a control means, detects the temperature of water supplied to the hot water storage tank, the amount of hot water remaining, and the temperature of the remaining hot water, calculates the required amount of heat, calculates the required amount of hot water from this amount of heat, and stores it from the top of the hot water storage tank. This eliminates the need to leave unnecessary hot water unused for long periods of time, reducing heat loss and lowering maintenance costs.
第1図、第2図は従来の貯湯式の電気温水器を
示すもので、第1図はその概略構造図、第2図は
主要電気回路図、第3〜第5図は本発明の一実施
例を示すもので、第3図は全体構成図、第4図は
制御ブロツク図、第5図は運転フローチヤートで
ある。
図中、8は流量センサー、10はポンプ、11
は加熱装置、12は給水水温センサー、13は上
部温度センサー、14は湯量設定装置、15は演
算装置、16はポンプ制御装置、、17は通電制
御装置である。
Figures 1 and 2 show a conventional hot water storage type electric water heater. Figure 1 is a schematic structural diagram, Figure 2 is a main electric circuit diagram, and Figures 3 to 5 are one example of the present invention. 3 is an overall configuration diagram, FIG. 4 is a control block diagram, and FIG. 5 is an operation flowchart. In the figure, 8 is a flow rate sensor, 10 is a pump, 11
12 is a heating device, 12 is a water supply temperature sensor, 13 is an upper temperature sensor, 14 is a hot water amount setting device, 15 is an arithmetic device, 16 is a pump control device, and 17 is an energization control device.
Claims (1)
を連通する循環路の途中に設けた電気温水器に於
て、翌日の予定使用湯量と湯温とを設定する湯量
設定手段と、前記貯湯タンクへの給水水温を検出
する給水水温センサーと、前記貯湯タンクの上部
の温度を検出する上部温度センサーと、前記貯湯
タンクの使用湯量を検出する流量センサーと、前
記湯量設定手段で設定された設定値と前記各セン
サーの検出値から所定湯温で貯える時の循環量と
沸き上げに要する通電所要時間を算出するための
演算手段と、該演算手段で算出した循環量が得ら
れるようポンプを制御するためのポンプ制御手段
と、前記演算手段で算出した通電所要時間が経過
したら加熱装置およびポンプの運転を停止するよ
う制御をするための通電制御手段とを備えたこと
を特徴とする電気温水器の制御装置。1. In an electric water heater, in which a pump and a heating device are installed in the middle of a circulation path that communicates the upper and lower parts of a hot water storage tank, a hot water amount setting means for setting the expected amount of hot water to be used and the hot water temperature for the next day, and a water supply water temperature sensor that detects the temperature of the water supply, an upper temperature sensor that detects the temperature of the upper part of the hot water storage tank, a flow rate sensor that detects the amount of hot water used in the hot water storage tank, and a set value set by the hot water amount setting means. Calculating means for calculating the amount of circulation when storing hot water at a predetermined temperature and the time required for energization to boil water from the detected values of each of the sensors, and controlling the pump so that the amount of circulation calculated by the calculating means is obtained. and an energization control means for controlling the operation of the heating device and the pump to stop when the required energization time calculated by the calculation means has elapsed. Device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59014620A JPS60159556A (en) | 1984-01-30 | 1984-01-30 | Control device for electric water heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP59014620A JPS60159556A (en) | 1984-01-30 | 1984-01-30 | Control device for electric water heater |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS60159556A JPS60159556A (en) | 1985-08-21 |
JPH0338507B2 true JPH0338507B2 (en) | 1991-06-10 |
Family
ID=11866247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59014620A Granted JPS60159556A (en) | 1984-01-30 | 1984-01-30 | Control device for electric water heater |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS60159556A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60207849A (en) * | 1984-03-31 | 1985-10-19 | Sekisui Chem Co Ltd | Control device of hot water storage type electric heater |
Citations (2)
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---|---|---|---|---|
JPS52101751A (en) * | 1976-02-24 | 1977-08-26 | Mitsubishi Electric Corp | Hot water apparatus |
JPS58129132A (en) * | 1982-01-27 | 1983-08-02 | Mitsubishi Electric Corp | Controller for hot water reserving type electric water heater |
-
1984
- 1984-01-30 JP JP59014620A patent/JPS60159556A/en active Granted
Patent Citations (2)
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JPS60159556A (en) | 1985-08-21 |
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