JPH0338510B2 - - Google Patents

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JPH0338510B2
JPH0338510B2 JP27644484A JP27644484A JPH0338510B2 JP H0338510 B2 JPH0338510 B2 JP H0338510B2 JP 27644484 A JP27644484 A JP 27644484A JP 27644484 A JP27644484 A JP 27644484A JP H0338510 B2 JPH0338510 B2 JP H0338510B2
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JP
Japan
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hot water
amount
storage tank
temperature
temperature sensor
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JP27644484A
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JPS61153341A (ja
Inventor
Hideji Kubota
Kazuo Hara
Yoshikazu Ito
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1917Control of temperature characterised by the use of electric means using digital means

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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】 〔産業上の利用分野〕 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。
〔従来の技術〕
従来の貯湯式の電気温水器を第4図の概略構造
図と第5図の主要電気回路図によつて説明する。
第4図において、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1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。
第5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。
次に作用動作を説明する。深夜電力通電時間に
なると、タイムスイッチ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。
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、その後、自動温度調節器3が
接点の開閉を繰り返して貯湯タンク1内には毎朝
85℃の湯が満たされている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
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。
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問題点を有していた。
この発明はこれら従来の問題点を解決しようと
するもので、残湯量を少なくして、熱ロスの減少
をはかるとともに、残湯量検出の精度を向上させ
ることを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係わる電気温水器の制御装置は、貯
湯タンクへ所定の湯量を沸き上げ定格として供給
する加熱装置と、貯湯タンク中央部の湯温を検出
する中央温度センサーと、貯湯タンクの使用湯量
を検出する流量センサーと、前記中央温度センサ
ーの検出値によつて切替弁の切替制御を行う弁制
御手段と、切替弁が作動した後の流量センサーの
検出値から残湯量を測定する残湯量測定手段と、
貯湯タンクへの給水水温を検出する下部温度セン
サーと、貯湯タンク上部の湯温を検出する上部温
度センサーと、前記加熱装置の沸き上げ定格と前
記下部温度センサー及び上部温度センサーの検出
値と残湯量測定手段の測定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所要通電時間を
算出する演算手段と、この演算結果に基づいてポ
ンプの循環量を制御するポンプ制御手段と、同じ
く加熱装置及びポンプの運転停止を制御する通電
制御手段とを設けたものである。
〔作用〕
この発明においては、加熱装置の沸き上げ定格
と下部温度センサー、上部温度センサー、流量セ
ンサーの各検出値がデータとして演算手段に入力
され、演算手段が予めプログラミングされた演算
処理を行い、その演算結果に従つてポンプ制御手
段が適正な循環量が得られるようにポンプを制御
するとともに、通電制御手段が加熱装置及びポン
プの運転停止を制御する。
〔実施例〕
以下本発明の一実施例を第1図の全体構成図、
第2図の制御ブロツク図に基づいて説明する。
第1図において、1は貯湯タンクで、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
給水される。
9は貯湯タンク1の上部に連通する第1の採湯
管、10は貯湯タンク1の湯量を分割する所定の
位置に連通する第2の採湯管、11は第1の採湯
管9と第2の採湯管10がそれぞれ接続された三
方電動弁などの切替弁11で、蛇口の開操作時に
は第1の採湯管9か、又は第2の採湯管10のい
ずれか一方から湯が供給される。
12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13と発熱
体2を内蔵した加熱装置14が設けられている。
貯湯タンク1の下部には下部温度センサー1
5、上部には上部温度センサー16が設けられ、
貯湯タンク1内の水温を測定する。又、17は第
2の採湯管10からの出湯温度を測定する中央温
度センサーで、貯湯タンク1の側壁で第2の採湯
管10の接合部のやや下部に取り付けられてい
る。
18は前記中央温度センサー17の検出値によ
つて、第1の採湯管9から採湯するか、あるいは
第2の採湯管10から採湯するかを選択し、切替
弁11を制御する弁制御手段である。
前記各センサー8,15,16による検出値は
データとして演算手段20に入力される。
演算手段20はマイクロコンピユーターから構
成され、第2図に示すように要求熱量算出部2
1、残湯量測定部22、残湯熱量算出部23、沸
き上げ湯量算出部24、循環量算出部25、通電
所要時間算出部26で構成される。
上記のように電気温水器の制御装置は構成され
ており、加熱装置14により、Ti℃の湯温でVi
()の湯量が貯湯タンク1へ供給するのが、こ
の機器の沸き上げ定格とし、下部温度センサー1
5の検出値をTw℃、上部温度センサー16の検
出値をTz℃、後述する残湯量測定部22によつ
て測定した残湯量をVu()とし、その動作を説
明する。
タイムスイツチ7がONして電源6が供給され
ると、沸き上げ定格と、下部温度センサー15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。
その算出は下式による。
Ki=Vi×(Ti−Tw) (Kcal) 一方、残湯熱量算出部23は下部温度センサー
15の検出値Tw℃、上部温度センサー16の検
出値Tz℃、後述する残湯量測定部22によつて
測定した残湯量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。
Kz=(Vt−Vu)×(Tz−Tw) (Kcal) ここで、Vt()は貯湯タンク1のタンクの容
量である。
次に、沸き上げ湯量算出部24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To℃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、To℃に沸き上げ貯湯すべき湯量Vo()は
次式で算出する。
Vo=(Ki−Kz)/(To−Tw) () 循環量算出部25はポンプ13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
14の定格発熱容量W(Kw)の発熱体2で加熱
して、To℃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13の循環
量Qo(/Hr)は次式で算出する。
Qo=(W×860×η)/(To−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。
次に通電所要時間算出部26は、To℃の湯を
Vo()を貯えるために加熱装置14およびポン
プ13の運転すべき時間を求めるもので、その通
電所要時間Ho(時間)は、 Ho=Vo/Qo (時間) で求める。
ポンプ制御手段27は前記循環量算出部25の
演算結果に基づいてポンプ13の流量を制御する
ものである。
通電制御手段28は前記通電所要時間算出部2
6の演算結果に基づいて、発熱体2およびポンプ
13の通電停止を制御するもので、タイムスイツ
チ7がONすると、通電を開始し、Ho時間の通
電時間が確保できたら通電を停止する。
次に残湯量測定方法を説明する。
弁制御手段18は中央温度センサー17の検出
値が所定温度(例えば45℃)以上の時には第2の
採湯管10から湯を取り出すよう切替弁11を制
御し、所定温度以下(前記の例では45℃に満たな
い時)では第1の採湯管9から採湯するよう切替
弁11の制御を行う。
一方、残湯量測定部22には流量センサー8で
検出した使用湯量のデータが入力される。
しかし、ここでは全ての使用湯量を測定するの
ではなく、切替弁11によつて第2の採湯管10
から第1の採湯管9に切替られた時点からの流量
を測定するものである。
第2の採湯管10の貯湯タンク1への連通部よ
り上部の貯湯タンクの容量(湯量)は固定値であ
り、この上部の容量に湯量が貯えられ、第1の採
湯管9に切替つた後に、流量センサー8で測定し
た使用湯量を差分として貯湯タンク内の残湯量を
求めることができる。
なお、ここで使用する流量センサー8は公知の
パルス発信式のものが使用できる。
次に時間をおつて第3図の運転フローチヤート
を説明する。
まず、マイクロコンピユーターに記憶された制
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)。
次に各温度センサー15,16は、給水水温
Tw℃、上部温度Tz℃を検出し、残湯量測定部2
2によつて残湯量Vu()を検出する(ステツプ
103)。
これらの検出値をもとに演算手段20は循環量
Qo(/時間)、通電所要時間Hoを算出する(ス
テツプ104)。
次にポンプ13の循環量がQo(/時間)にな
るようポンプ制御手段27によつて制御するとと
もに(ステツプ105)、加熱装置14の発熱体
2およびポンプ13の通電を開始する(ステツプ
106)。
次に内部タイマーでタイムスイツチ7がONし
てからHo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手段28が加
熱装置14およびポンプ13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10
9)、制御プログラムが終了する。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によるものは、貯湯タン
クへの給水水温、残湯量及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所望の温
度の湯量を算出して貯湯タンクの上部から貯える
ように構成したので、常に一定温度の湯が供給で
きるとともに、不要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。
又、残湯量の検出にあたつては、貯湯タンクの
所定の容量の位置から使用する湯量を求めるよう
に構成したので、残湯量検出の精度をより向上さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図から第3図は本発明の一実施例を示すも
ので、第1図は全体構成図、第2図は制御ブロツ
ク図、第3図は運転フローチヤートである。第4
図、第5図は従来の貯湯式の電気温水器を示すも
ので、第4図はその概略構造図、第5図は主要電
気回路図である。 図中、1は貯湯タンク、2は発熱体、8は流量
センサー、9は第1の採湯管、10は第2の採湯
管、11は切替弁、12は循環器、13はポン
プ、14は加熱装置、15は下部温度センサー、
16は上部温度センサー、18は弁制御手段、2
0は演算手段、27はポンプ制御手段、28は通
電制御手段である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 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て該加熱装置から
    貯湯タンクへ所定の温度の湯量を沸き上げ定格と
    して前記ポンプで供給し、前記貯湯タンクの上部
    に連通する第1の採湯管と前記貯湯タンクの湯量
    を分割する所定の位置に連通する第2の採湯管と
    の間に切替弁を介して蛇口に連通させた電気温水
    器に於いて、前記貯湯タンクの中央部の湯温を検
    出する中央温度センサーと、前記貯湯タンクの使
    用湯量を検出する流量センサーと、前記中央温度
    センサーの検出値によつて前記切替弁の切替制御
    を行う弁制御手段と、前記切替弁が作動した後の
    流量センサーの検出値から残湯量を測定する残湯
    量測定手段と、前記貯湯タンクへの給水水温を検
    出する下部温度センサーと、前記貯湯タンクの上
    部の湯温を検出する上部温度センサーと、前記沸
    き上げ定格と前記下部温度センサーの検出値と上
    部温度センサーの検出値と残湯量測定手段の測定
    値から所定の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する通電制御手
    段とを備えたことを特徴する電気温水器の制御装
    置。
JP59276444A 1984-12-27 1984-12-27 電気温水器の制御装置 Granted JPS61153341A (ja)

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JPS61153341A JPS61153341A (ja) 1986-07-12
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100469474B1 (ko) * 2000-11-27 2005-01-31 송인관 심야 전기를 이용한 전기보일러
US10330344B2 (en) * 2017-07-21 2019-06-25 A. O. Smith Corporation Temperature algorithm for water heater

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58129132A (ja) * 1982-01-27 1983-08-02 Mitsubishi Electric Corp 貯湯式電気温水器の制御装置

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