JPH0459537B2 - - 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の制御装置に関する。

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計ら
つて、両栓を閉止する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
とを強いられるのが実情であつた。

また、浴槽に、温度検出器と水位計とを取り付
け、これらの信号出力により、湯栓と水栓とを開
閉制御するシステムも提案されている（特開昭56
−97745号公報）。これによれば、浴槽に張られる
湯の温度と水位とを常時監視することが可能であ
るから、適温の湯を適量だけ湯張りすることがで
きる。

発明が解決しようとする課題 而して、かかる従来技術によるときは、浴槽に
温度検出器と水位計とを取り付ける必要があり、
浴室内に電気配線を導入しなければならないか
ら、漏電や感電等の危険があるばかりでなく、配
線工事が厄介であるという問題が避けられなかつ
た。また、温度検出器と水位計とを含む専用の制
御装置を用意しなければならないので、全体が複
雑高価なものになるという問題もあつた。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の
実情に鑑み、電気温水器からの給湯温度と、給水
温度と、給湯量とを検出し、浴槽内に湯張りされ
る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、しかも、厄介で危険な電気配線
を浴室内に導入する必要が全くない簡便な電気温
水器の湯張り制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するためのこの発明の構成
は、貯湯タンクの給水ラインに、貯湯タンクから
の給湯量を計測する水量計を設け、貯湯タンクの
上部と下部に、それぞれ給湯温度と給水温度とを
検出する温度検出器を取り付けるとともに、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、湯張り量演算手段によつて、前記水量計と
温度検出器の出力値を使用して使用湯温換算湯量
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。

作 用 この発明の構成によるときは、貯湯タンクの上
部の温度検出器は、貯湯タンクから排出される高
温湯の温度を検出し、水量計は、そのときの給湯
量を検出することができるから、湯張り量演算手
段は、これらのデータから、一定の数式により、
使用湯温換算湯量を算出することができる。使用
湯温換算湯量は、貯湯タンクからの高温湯を水で
埋めて適温の湯としたときの湯量であるから、比
較手段により、この使用湯温換算湯量が所要湯量
の設定値に到達したことを検出し、警報表示制御
手段を介して警報表示すれば、浴槽に適温の湯が
適量湯張りされたことを適確に知ることができ
る。

実施例 以下、図面を以つて実施例を説明する。

貯湯式電気温水器の湯張り制御装置は、貯湯タ
ンク１１の上部と下部の温度検出器２１ａ，２１
ｂと、給水ライン１１ａに挿入した水量計２２
と、湯張り量演算手段３１と、比較手段３２と、
警報表示制御手段３３とからなる（第１図）。

電気温水器１０は、底部の給水ライン１１ａ
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
上部と下部側壁には、２個の温度検出器２１ａ，
２１ｂが取り付けてある。給水ライン１１ａには
水量計２２が挿入されている一方、給湯ライン１
１ｂ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
とパラレルに分岐配管されたものである。

水量計２２と温度検出器２１ａ，２１ｂとの各
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湯張り量演算手段３１に導か
れている。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、水量計２２と温度検出器２１ａ，２１ｂとの
各出力は、電気信号の形で、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、適宜信号処理の上、湯張り量演算手段３１の
中でデータとして使用される。

湯張り量演算手段３１の出力は、ソフトウエア
上の比較手段３２に入力される一方、比較手段３
２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４１からの設定値が入力されて
いる。さらに、比較手段３２の出力は、警報表示
制御手段３３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。

貯湯タンク１１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、上部の温度検出器２１ａは、常時、
高温湯の温度を検出し、下部の温度検出器２１ｂ
は、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。また、水量計２２の計測値は、貯湯タ
ンク１１からの給湯量を示すことになる。

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、下部の温度検出器２
１ｂの出力たる給水温度Tw、上部の温度検出器
２１ａの出力たる給湯温度Ｔ、水量計２２の出力
たる給湯量V₁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）、浴槽Ｂ内
に混合して張られつつある湯の、使用湯温換算湯
量Vaを算出する２。

使用湯温換算湯量Vaは、前記各データと、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＝V₁・（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。ここで、使用湯温換
算湯量Vaとして算出される量は、電気温水器１
０から供給される高温湯を水で埋めて適温の湯と
したときの湯量であつて、高温湯として給湯され
る量V₁が、浴槽Ｂ内では、水と混合されて、湯
量Vaに増量されて貯留されることを示す。

使用湯温換算湯量Vaが、湯張り量設定手段４
１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３、制御プログラムは、時間遅れ
Ｔ／Ｄを介して４、ステツプ１に戻り、設定値に
達したときは３、警報表示を外部出力するから
５、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図の湯張り量演算手段３１は、
第２図のステツプ２に対応しており、以下、比較
手段３２がステツプ３，４に、また、警報表示制
御手段３３がステツプ５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４１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、貯湯タンク１１の給水ライン１１ａに
設けた水量計２２は、給湯ライン１１ｂに挿入す
ることもできるが、給水ライン１１ａの方が計量
すべき水の温度が低いから、水量計２２の耐久性
の点で有利である。

さらにまた、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の出力によりこれらの弁
を操作するとともに、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１１ｃ、水栓１４ａを開き、同時に制御プログ
ラムをスタートするようにしてもよい。浴槽Ｂの
湯張り操作として、湯栓１１ｃ、水栓１４ａ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、しか
も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。

なお、貯湯タンク１１に設ける温度検出器２１
ａ、２１ｂは、電気温水器として貯湯タンク１１
内の水を沸上げ制御する際に必ず必要であり、ま
た、水量計２２は、いわゆるピークシフト制御
（深夜電力を利用する電気温水器において、ヒー
タの通電開始時期を深夜電力の通電時間帯の開始
時刻より遅らせることにより、電力需要のピーク
を低減する制御方式をいう、以下同じ）を実現す
るときに必要となるものである。さらに、湯張り
量演算手段３１、比較手段３２、警報表示制御手
段３３も、前述のように、マイクロコンピユータ
３０内のソフトウエアによつて実現できるもので
あるから、沸上げ制御やピークシフト制御を実行
するためのマイクロコンピユータに簡単に組み込
むことが可能である。よつて、温度検出器２１
ａ，２１ｂ、水量計２２は、これらの電気温水器
自体の制御機能を実現するためのものと共用使用
することができ、他の構成要素も、電気温水器自
体の制御機能を実現するためのマイクロコンピユ
ータにソフトウエアを組み込んで形成することが
できるから、何ら格別な専用部品を用意する必要
がない。

発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、貯湯
タンクの上部と下部とに取り付けた温度検出器
と、貯湯タンクからの給湯量を計測する水量計と
を設け、これらの出力データを使用して浴槽内に
湯張りされる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、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、これが所定量に達したときに警報表示
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。

また、温度検出器や水量計は、電気温水器の沸
上げ制御やピークシフト制御を実行するためのも
のと共用することができ、他の構成要素も、これ
らの制御機能を実現するためのマイクロコンピユ
ータにソフトウエアとして組込み可能であるか
ら、浴室内に厄介で危険な電気配線を導入する必
要がないばかりでなく、既存の電気温水器と全く
同等の機器構成で簡便に湯張り制御が実現できる
という極めて優れた効果もある。

【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。 Ｔ……給湯温度、Tw……給水温度、１０……
電気温水器、１１……貯湯タンク、１１ａ……給
水ライン、１２……発熱体、２１ａ，２１ｂ……
温度検出器、３１……湯張り量演算手段、３２…
…比較手段、３３……警報表示制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発熱体に通電し、貯湯タンク内の水を加熱す
   る電気温水器の制御装置であつて、前記貯湯タン
   クの給水ラインに前記貯湯タンクからの給湯量を
   計測する水量計を設けるとともに、前記貯湯タン
   クの上部と下部とに、それぞれ給湯温度と給水温
   度とを検出する温度検出器を取り付け、前記水量
   計と温度検出器との出力値を使用して使用湯温換
   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。