JPH0587404A - Boiling-up control device for electric water warmer - Google Patents
Boiling-up control device for electric water warmerInfo
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- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、湯の沸き上げ温度を自
動的に制御する電気温水器の沸き上げ制御装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boiling control device for an electric water heater that automatically controls the boiling temperature of hot water.
【0002】[0002]
【従来の技術】図11は従来の電気温水器の沸き上げ制
御装置の全体構成図である。図12はその沸き上げ制御
装置の主要部の回路構成図である。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は給水水温及び沸き上げ湯温を測定する湯温測定
手段、4は沸き上げ湯温を設定する湯温設定手段、5は
演算手段で、湯温設定手段4により設定された沸き上げ
湯温と湯温測定手段3により測定された湯温に基づき通
電開始時間を演算する。6は発熱体制御手段で、演算手
段5による演算結果と湯温測定手段による測定湯温に基
づき発熱体2への通電を制御する。7は深夜電力用電
源、8は深夜電力の供給の有無を検出する深夜電力検出
手段、9は沸き上げた湯を取り出す蛇口である。2. Description of the Related Art FIG. 11 is an overall configuration diagram of a conventional boiling control device for an electric water heater. FIG. 12 is a circuit configuration diagram of a main part of the boiling control device. In the figure, reference numeral 1 is a hot water storage tank, and a heating element 2 is attached to the lower portion thereof. 3 is a hot water temperature measuring means for measuring the temperature of the supplied water and the boiling water temperature, 4 is a hot water temperature setting means for setting the hot water temperature, 5 is a computing means, and the hot water temperature is set by the hot water temperature setting means 4. The energization start time is calculated based on the hot water temperature measured by the hot water temperature measuring means 3. Reference numeral 6 denotes a heating element control means, which controls energization to the heating element 2 based on the calculation result by the calculation means 5 and the measured hot water temperature by the hot water temperature measuring means. Reference numeral 7 is a power source for late-night power, 8 is a late-night power detecting means for detecting the presence or absence of supply of late-night power, and 9 is a faucet for taking out boiled hot water.
【0003】10は制御回路内のマイクロコンピュータ
で、CPU11,時計手段12,メモリ13,入力回路
14,出力回路15,A/D変換器16及びアナログマ
ルチプレクサ17から構成される。18は発熱体制御回
路であり、図11の発熱体制御手段6に相当し、抵抗1
9,20,トランジスタ21,リレー22,23及びダ
イオード24,25から構成される。A microcomputer 10 in the control circuit comprises a CPU 11, a clock means 12, a memory 13, an input circuit 14, an output circuit 15, an A / D converter 16 and an analog multiplexer 17. Reference numeral 18 denotes a heating element control circuit, which corresponds to the heating element control means 6 in FIG.
9, 20, a transistor 21, relays 22 and 23, and diodes 24 and 25.
【0004】リレー22のコイルは、一端が正極端子+
Vと接続され、他端がトランジスタ21を介してGND
端子に接続され、トランジスタ21のベースと抵抗19
を介して出力回路15に接続されている。抵抗20はト
ランジスタ21のベースとエミッタ間に接続されてい
る。リレー22の常開接点は、一端が正極端子+Vaと
接続され、他端がリレー23のコイルを介してGND端
子に接続されている。リレー22及びリレー23の各コ
イル両端にはダイオード24,25が接続されている。
リレー23の接点は、発熱体2と深夜電力電源7に対し
て直列に接続されている。The coil of the relay 22 has a positive terminal +
Connected to V and the other end via transistor 21 to GND
Is connected to the terminal, the base of the transistor 21 and the resistor 19
It is connected to the output circuit 15 via. The resistor 20 is connected between the base and the emitter of the transistor 21. One end of the normally-open contact of the relay 22 is connected to the positive electrode terminal + Va, and the other end is connected to the GND terminal via the coil of the relay 23. Diodes 24 and 25 are connected to both ends of each coil of the relay 22 and the relay 23.
The contacts of the relay 23 are connected in series to the heating element 2 and the midnight power supply 7.
【0005】抵抗26は可変抵抗からなる湯温設定手段
4と直列に接続され、その両端が正極端子+VとGND
端子に接続されている。更に、抵抗26と湯温設定手段
4との接続部はアナログマルチプレクサ17に接続され
ている。抵抗27はサーミスタからなる温度検出手段3
と直列に接続され、その両端は正極端子+VとGND端
子に接続されている。更に、抵抗27と湯温検出手段3
との接続部は、アナログマルチプレクサ17に接続され
ている。The resistor 26 is connected in series with the hot water temperature setting means 4 composed of a variable resistor, and both ends of the resistor 26 are positive terminal + V and GND.
It is connected to the terminal. Further, the connection between the resistor 26 and the hot water temperature setting means 4 is connected to the analog multiplexer 17. The resistor 27 is a temperature detecting means 3 including a thermistor.
Are connected in series, and both ends thereof are connected to the positive electrode terminal + V and the GND terminal. Further, the resistor 27 and the hot water temperature detecting means 3
The connection part with is connected to the analog multiplexer 17.
【0006】28は深夜電力を検出するための深夜電力
検出回路であり、図11の深夜電力検出手段8に相当
し、抵抗29,30、ダイオード31及びホトカプラ3
2から構成される。ホトカプラ32の発光側は、抵抗2
9を介して電源7に直列に接続され、ホトカプラ32の
発光側の両端にはダイオード31が並列に接続されてい
る。ホトカプラ32の受光側の一端は抵抗30を介して
正極端子+Vに、他端はGND端子に接続され、抵抗3
0とホトカプラ32の受光側との接続部はマイクロコン
ピータ10内の入力回路14に接続されている。Reference numeral 28 denotes a midnight power detection circuit for detecting the midnight power, which corresponds to the midnight power detection means 8 in FIG. 11, and includes resistors 29, 30, a diode 31, and a photocoupler 3.
It consists of 2. The light emitting side of the photocoupler 32 has a resistor 2
A photo diode 32 is connected in series to the power source 7 via a diode 9, and a diode 31 is connected in parallel to both ends of the photo coupler 32 on the light emitting side. One end of the photocoupler 32 on the light receiving side is connected to the positive electrode terminal + V via the resistor 30, and the other end is connected to the GND terminal.
The connection between 0 and the light receiving side of the photocoupler 32 is connected to the input circuit 14 in the micro computer 10.
【0007】次に、図13はマイクロコンピュータ10
のメモリ13に記憶されたプログラムを示す発熱体制御
のフローチャートであり、この図を用いて従来の電気温
水器の沸き上げ制御装置の動作を説明する。まず、制御
用電源(図示せず)を入れると同時に、ステップ33で
深夜電力電源の有無を検出する。深夜電源が供給されて
いれば、ステップ34で時計手段12によりタイマーを
スタートし、ステップ35で湯温測定手段3により給水
水温を測定し、ステップ36で湯温設定手段4による貯
湯タンク1内の沸き上げ温度の設定値を読み取る。Next, FIG. 13 shows a microcomputer 10.
It is a flowchart of heating element control which shows the program memorize | stored in the memory 13 of this, and operation | movement of the conventional boiling control apparatus of the electric water heater is demonstrated using this figure. First, at the same time when the control power supply (not shown) is turned on, the presence or absence of the midnight power supply is detected in step 33. If power is supplied at midnight, the timer is started by the clock means 12 in step 34, the supplied water temperature is measured by the hot water temperature measuring means 3 in step 35, and the hot water temperature setting means 4 controls the temperature inside the hot water storage tank 1 in step 36. Read the setting value of boiling temperature.
【0008】次に、演算手段5によりステップ37で給
水水温から設定の温度まで沸き上げるために必要な正味
通電時間の演算を行い、ステップ38で深夜電力供給時
間帯のどの時刻から通電を開始するかを演算する。この
正味通電時間と通電開始時間の演算は以下のように行わ
れる。給水水温をTw(℃),沸き上げ温度をT
(℃),発熱体2の容量をP(kw)とすれば、正味通
電時間H(hr)はNext, the calculating means 5 calculates the net energization time required to boil from the feed water temperature to the set temperature in step 37, and in step 38 the energization is started from which time in the midnight power supply time zone. Is calculated. The calculation of the net energization time and the energization start time is performed as follows. Supply water temperature is Tw (℃), boiling temperature is T
(° C) and the capacity of the heating element 2 is P (kw), the net energization time H (hr) is
【0009】[0009]
【数1】 [Equation 1]
【0010】 ここで、V:貯湯タンク1の容量(リットル) 860:1kwの発熱量 0.9:効率 で計算される。また、深夜電力供給時間は一般に23時
から翌朝の7時までの8時間であり、通電開始時間Hp
は Hp=8−H となる。Here, V: volume of hot water storage tank 1 (liter) 860: 1 kw calorific value 0.9: efficiency is calculated. In addition, the midnight power supply time is generally 8 hours from 23:00 to 7:00 the next morning, and the energization start time Hp
Becomes Hp = 8-H.
【0011】次に、ステップ39でマイクロコンピュー
タ10内の時計手段12により通電開始時刻になったか
どうかを判定し、通電開始時刻になったらステップ40
で発熱体制御手段6により発熱体2への通電を開始す
る。その後、ステップ41で湯温測定手段3により貯湯
タンク1内の湯温を測定し(測定値をTm(℃)とす
る)、ステップ42で沸き上げ温度の設定値T(℃)と
湯温の測定値Tm(℃)を比較し、TmがTに到達した
らステップ43へ進み、発熱体制御手段6により発熱体
2への通電を停止する。以上で一日の発熱体2への通電
制御は終了し翌日は再びステップ33からスタートし、
上述した制御を繰り返す。Next, in step 39, it is judged by the clock means 12 in the microcomputer 10 whether or not the energization start time has come. When the energization start time comes, step 40
Then, the heating element control means 6 starts energizing the heating element 2. After that, in step 41, the hot water temperature in the hot water storage tank 1 is measured by the hot water temperature measuring means 3 (the measured value is Tm (° C.)), and in step 42, the boiling temperature set value T (° C.) and the hot water temperature The measured values Tm (° C.) are compared, and when Tm reaches T, the process proceeds to step 43, and the heating element control means 6 stops energizing the heating element 2. With the above, the control of energization to the heating element 2 for one day ends, and the next day starts from step 33 again,
The above control is repeated.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】従来の電気温水器の沸
き上げ制御装置は以上のように構成され、貯湯タンク1
内の湯を高温状態に沸き上げるが、実際に湯を使用する
時には貯湯タンク1内の高温の湯に水を混合させ、湯温
を適温状態まで下げて使用する。従って、必要以上の高
温に沸き上げた時には残湯が多くなり、放熱による熱ロ
スが多く、湯への加熱が無駄になってしまう。そのた
め、この熱ロスを少なくするには、毎日の使用湯量や季
節による給水水温の変動に合わせてその都度適切に湯温
設定を行う必要があり、操作が煩わしいという問題点が
あった。本発明は上記のような問題点を解消するために
なされたもので、毎日の湯温設定の操作を行うことなく
自動的に沸き上げ温度を変え、必要湯温を確保し、節電
ができる電気温水器の沸き上げ制御装置を提供すること
を目的としている。The conventional boiling control device for an electric water heater is constructed as described above, and the hot water storage tank 1
The hot water inside is boiled to a high temperature state. When actually using the hot water, the hot water in the hot water storage tank 1 is mixed with water and the hot water temperature is lowered to an appropriate temperature for use. Therefore, when the boiling water is heated to an unnecessarily high temperature, the amount of remaining hot water increases, heat loss due to heat radiation increases, and heating to hot water is wasted. Therefore, in order to reduce this heat loss, it is necessary to appropriately set the hot water temperature each time according to the fluctuation of the daily hot water amount and the supply water temperature depending on the season, and there is a problem that the operation is troublesome. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and automatically changes the boiling temperature without performing daily hot water temperature setting operations to secure the required hot water temperature and save electricity. It is an object of the present invention to provide a boiling control device for a water heater.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の電気温水器の沸
き上げ制御装置は、水を貯える貯湯タンクと、この貯湯
タンク内に設けられる発熱体と、この発熱体へ通電する
深夜電力電源の有無を検出する深夜電力検出手段と、こ
の深夜電力検出手段により深夜電力電源が有の時に前記
発熱体へ通電し、前記タンク内の水を加熱する通電手段
と、前記貯湯タンク内に給水される水温を測定する湯温
測定手段と、前記通電手段による過去の一定期間の通電
時間からメンバーシップ関数を用いたファジー推論によ
り当日の通電時間を決定するファジー推論手段と、この
ファジー推論手段による通電時間および前記湯温測定手
段による水温に基づき、沸き上げ温度と通電開始時間を
演算する演算手段と、この演算手段による沸き上げ温度
と通電開始時間に基づき前記通電手段による前記発熱体
への通電を制御する発熱体制御手段とを備えたものであ
る。A boiling control device for an electric water heater according to the present invention comprises a hot water storage tank for storing water, a heating element provided in the hot water storage tank, and a midnight power supply for energizing the heating element. A midnight power detection means for detecting the presence or absence, an energization means for energizing the heating element by the midnight power detection means to heat the water in the tank when a midnight power source is present, and water is supplied to the hot water storage tank. Hot water temperature measuring means for measuring the water temperature, fuzzy reasoning means for determining the current-carrying time of the day by fuzzy reasoning using a membership function from the current-carrying time of the past constant period by the current-carrying means, and current-carrying time by the fuzzy reasoning means And a calculating means for calculating the boiling temperature and the energization start time based on the water temperature by the hot water temperature measuring means, and the boiling temperature and the energization start time by the calculating means. Is obtained by a heating element control means for controlling the energization of the heating element according Hazuki said energizing means.
【0014】また、前記ファジー推論手段において、前
記通電手段による過去の一定期間の通電時間と前記湯温
測定手段による季節に応じて異なる水温からメンバーシ
ップ関数を用いたファジー推論により季節に応じた当日
の通電所用時間を決定する。さらに、前記ファジー推論
において、前記通電手段による過去の一定期間の通電時
間、前記湯温測定手段による季節に応じて異なる水温と
季節により異なる最低沸き上げ温度からメンバーシップ
関数を用いたファジー推論により季節に対応し、かつ最
低沸き上げ温度を保証した当日の通電所用時間を決定す
る。Further, in the fuzzy inference means, on the day corresponding to the season, by fuzzy inference using a membership function from the energization time of the past constant period by the energizing means and the water temperature different by the hot water temperature measuring means depending on the season. Determine the power distribution time of. Further, in the fuzzy inference, the energizing time of the past a certain period by the energizing means, the water temperature that differs according to the season by the hot water temperature measuring means, and the lowest boiling temperature that varies depending on the season In addition, determine the time for the current place where the minimum boiling temperature is guaranteed for the current day.
【0015】[0015]
【作用】この発明における電気温水器の沸き上げ制御装
置は、ファジー推論手段が通電手段による過去の一定期
間の通電時間に基づいてファジールールに従って当日の
通電時間を決定し、演算手段が当日の通電時間および湯
温測定手段による水温に基づき沸き上げ温度と通電開始
時間を演算し、発熱体制御手段が通電手段による発熱体
への通電を制御し、貯湯タンク内の湯の沸き上げ温度を
自動的に制御することによって、毎日の湯温設定の操作
を行うことなく自動的に沸き上げ温度を変え、必要な湯
温を確保し、熱ロスを少なくする。In the boiling control device for the electric water heater according to the present invention, the fuzzy inference means determines the current-carrying time of the day according to the fuzzy rule based on the current-carrying time of the past constant period by the current-carrying means, and the calculating means conducts the current-powering of the day. The boiling temperature and energization start time are calculated based on the time and the water temperature measured by the hot water temperature measuring means, and the heating element control means controls the energization of the heating element by the energizing means to automatically adjust the boiling temperature of the hot water in the hot water storage tank. By controlling to, the boiling temperature is automatically changed without performing the daily hot water temperature setting operation, the required hot water temperature is secured, and heat loss is reduced.
【0016】また、ファジー推論手段に前記湯温測定手
段による季節に応じて異なる水温に基づいてファジール
ールに従って当日の通電時間を決定することによって、
季節性を含んだ沸き上げ温度の設定を行うことができ、
より効率良く熱ロスを少なくできる。Further, the fuzzy inference means determines the current-carrying time of the day according to the fuzzy rule based on the water temperature which is different according to the season by the hot water temperature measuring means,
You can set the boiling temperature including seasonality,
The heat loss can be reduced more efficiently.
【0017】さらに、ファジー推論手段に季節に応じて
異なる最低沸き上げ温度に基づいてファジールールに従
って当日の通電時間を決定することによって、季節の違
いに対応した沸き上げ温度の最低保証温度を設定するこ
とができ、さらに季節性を考慮して効率良く熱ロスを少
なくできる。Further, the fuzzy inference means determines the energization time of the day according to the fuzzy rule based on the minimum boiling temperature which varies depending on the season, thereby setting the minimum guaranteed temperature of the boiling temperature corresponding to the difference in season. In addition, heat loss can be efficiently reduced in consideration of seasonality.
【0018】[0018]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明の一実施例を示す電気温水器の沸
き上げ制御装置の構成図で、図において、従来例と同一
符号は同一または相当部分であり、説明を省略する。4
4は過去の一定期間(例えば8日間)の通電時間に基づ
き、あいまい集合で表現されるあいまいルールを用いて
通電時間をファジー推論するファジー制御手段である。
45はファジー制御手段44によりファジー推論された
通電時間と湯温測定手段3により測定された給水水温か
ら沸き上げ温度に基づき、通電時間を演算し、深夜電力
供給時間の終了に合わせて通電時間が終了するように通
電開始時間を演算する演算手段である。なお、ファジー
制御手段44はファジー推論手段を示し、発熱体制御手
段6は発熱体制御手段と通電手段を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a boiling control device for an electric water heater showing an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in the conventional example are the same or corresponding parts, and the description thereof will be omitted. Four
Numeral 4 is a fuzzy control means for fuzzy inferring the energization time based on the energization time of a certain past period (for example, 8 days) using an ambiguous rule expressed by a fuzzy set.
Reference numeral 45 is an energization time calculated based on the energization time fuzzy inferred by the fuzzy control means 44 and the boiling water temperature from the supply water temperature measured by the hot water temperature measuring means 3, and the energization time is calculated in accordance with the end of the midnight power supply time. It is a calculation means for calculating the energization start time so as to end. The fuzzy control means 44 represents fuzzy inference means, and the heating element control means 6 represents heating element control means and energizing means.
【0019】図2は、ファジー制御手段44の構成図を
示す図で、図において、46は通電時間を入力する入力
装置、47は入力値の記憶部、48は当日の通電時間を
ファジー推論する演算部、49はファジールールを記憶
するルールファイル、50はメンバーシップ関数を記憶
するメンバーシップ関数ファイル、51は演算部48に
よる通電時間の出力値を記憶する出力値記憶部である。
52はファジー推論による通電時間を出力する出力装置
である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the fuzzy control means 44. In the figure, 46 is an input device for inputting the energization time, 47 is an input value storage unit, and 48 is a fuzzy inference for the energization time of the day. An arithmetic unit, 49 is a rule file that stores fuzzy rules, 50 is a membership function file that stores membership functions, and 51 is an output value storage unit that stores the output value of the energization time by the arithmetic unit 48.
An output device 52 outputs the energization time by fuzzy inference.
【0020】図3は、ファジー制御手段44のファジー
推論内容を説明するためのブロック図であり、53は通
電時間を推論するためのメンバーシップ関数群であり、
当日の通電時間のメンバーシップ関数と過去一定期間の
通電時間の変動のメンバーシップ関数を有している。5
4は通電時間の変動を決定するための通電時間変動決定
ルールであり、55はファジー制御手段44に入力され
た通電時間とメンバーシップ関数53と通電時間決定ル
ール54からファジー推論し、通電時間の変動を推論す
る通電時間変動推定部である。56は推論された通電時
間変動値と過去一定期間(例えば、8日間)の最高通電
時間から通電時間を演算する通電時間決定部である。FIG. 3 is a block diagram for explaining the fuzzy inference contents of the fuzzy control means 44, and 53 is a membership function group for inferring the energization time.
It has a membership function of the current-carrying time and a membership function of the fluctuation of the current-carrying time in the past certain period. 5
Reference numeral 4 is an energization time variation determination rule for determining the variation of the energization time, and 55 is a fuzzy inference based on the energization time, the membership function 53 and the energization time determination rule 54 input to the fuzzy control means 44 to determine the energization time. It is an energization time fluctuation estimation unit that infers fluctuations. Reference numeral 56 is an energization time determination unit that calculates the energization time from the inferred energization time fluctuation value and the maximum energization time in the past fixed period (for example, 8 days).
【0021】図4はメンバーシップ関数群53内の当日
の通電時間のメンバーシップ関数を示す一例である。図
5は過去一定期間(例えば、8日間)内の通電時間の変
動(=最大通電時間ー最小通電時間)のメンバーシップ
関数を示す一例である。図6はif−then形のファ
ジールールテーブルを示す一例であり、横方向が当日の
通電時間rに対応する前件部変数、縦方向が過去一定期
間の通電時間の変動分Δrに対応する前件部変数であ
り、両者r,Δrの交点位置がファジー推論結果出力す
べき通電時間の変動分Δtに対応する後件部変数であ
り、NB〜PBは、それぞれ前件部変数r,Δrおよび
後件部変数Δtが属するファジー集合のファジー集合の
ファジーラベル名である。FIG. 4 is an example showing a membership function of the energization time of the day in the membership function group 53. FIG. 5 is an example showing a membership function of the variation (= maximum energization time-minimum energization time) of the energization time within a certain past period (for example, 8 days). FIG. 6 is an example of an if-then type fuzzy rule table, where the horizontal direction corresponds to the antecedent variable corresponding to the energization time r of the day, and the vertical direction corresponds to the variation Δr of the energization time in the past certain period. Is a consequent part variable, and the intersection position of both r and Δr is a consequent part variable corresponding to the variation Δt of the energization time that should be output as a fuzzy inference result. NB to PB are antecedent part variables r, Δr and It is the fuzzy label name of the fuzzy set of the fuzzy set to which the consequent part variable Δt belongs.
【0022】制御ルールは例えば、if(もし)rが非常
に少なく、Δrが少ないthen(ならば)Δtはかなり少
なくする(r=NB,Δr=N,Δt=NB)となる。
過去の通電時間が少なく、変動が少なければ少ないほど
予測される通電時間は短くなるように推論される。図6
のファジールールテーブルでルールを細かくすればする
ほど実際の変動する使用湯量の変化に追従できる方式と
なっている。The control rule is, for example, if (if) r is very small and Δr is small then (if) Δt is considerably small (r = NB, Δr = N, Δt = NB).
It is inferred that the predicted energization time becomes shorter as the past energization time is shorter and the fluctuation is smaller. Figure 6
The more detailed the rules are in the fuzzy rule table, the more the system can follow the changes in the actual amount of hot water used.
【0023】また、沸き上げ制御装置の主要部の回路構
成は従来例と同一であるが、本実施例では、マイクロコ
ンピュータ10内のCPU11は演算部48も兼ねるも
のであり、メモリ13にはルールファイル49とメンバ
ーシップ関数50も記憶されているものである。Further, the circuit configuration of the main part of the boiling control device is the same as that of the conventional example, but in this embodiment, the CPU 11 in the microcomputer 10 also serves as the calculation part 48, and the memory 13 has a rule. The file 49 and the membership function 50 are also stored.
【0024】次に、動作について説明する。図7は、マ
イクロコンピュータ10内のメモリ13に記憶された、
ファジー推論と種々の演算と発熱体2の制御プログラム
を示すフローチャートで、図に示す番号はそれぞれ各ス
テップを示し、従来例と同一番号は同一または相当ステ
ップであり、説明を省略する。まず、スイッチ(図示せ
ず)が入れられることにより制御回路が動作し、ステッ
プ33が開始される。その後、ステップ34,ステップ
35を経て、ステップ57では、メモリー13から過去
の通電時間を読み取り、ステップ58ではファジー制御
手段44により図2〜図6に示すファジー推論に基づき
通電時間の変動を推定する。Next, the operation will be described. FIG. 7 shows a memory 13 stored in the microcomputer 10.
In the flowchart showing the fuzzy inference, various calculations, and the control program for the heating element 2, the numbers shown in the drawing indicate the respective steps, and the same numbers as in the conventional example are the same or corresponding steps, and the description thereof will be omitted. First, a switch (not shown) is turned on to operate the control circuit, and step 33 is started. Thereafter, through steps 34 and 35, in step 57, the past energization time is read from the memory 13, and in step 58, the fuzzy control means 44 estimates the variation of the energization time based on the fuzzy inference shown in FIGS. ..
【0025】次に、ステップ59では推定された通電時
間の変動に基づき、演算手段45により通電時間と沸き
上げ温度を以下のように演算する。過去一定期間の最大
通電時間をHm、推論された通電時間の変動分をΔHm
とすれば、通電時間Hiは、 Hi=Hm+ΔHm で計算される。Next, at step 59, the energizing time and the boiling temperature are calculated by the calculating means 45 based on the estimated fluctuation of the energizing time as follows. The maximum energization time in the past fixed period is Hm, and the inferred energization time variation is ΔHm.
Then, the energization time Hi is calculated by Hi = Hm + ΔHm.
【0026】ステップ60では沸き上げ温度を演算す
る。ステップ59で演算した通電時間をHiとすると沸
き上げ温度Tは、In step 60, the boiling temperature is calculated. When the energization time calculated in step 59 is Hi, the boiling temperature T is
【0027】[0027]
【数2】 [Equation 2]
【0028】となる。但し、860は1KW当りの発熱
量、P(KW)は発熱体の発熱容量、V(リットル)は
貯湯タンクの容量、Tw(℃)は給水水温である。通電
時間Hiが少なければ少ないほど沸き上げ温度は低くな
るように演算される。[0028] However, 860 is the heat generation amount per 1 KW, P (KW) is the heat generation capacity of the heating element, V (liter) is the capacity of the hot water storage tank, and Tw (° C) is the feed water temperature. The shorter the energizing time Hi, the lower the boiling temperature is calculated.
【0029】ステップ38〜ステップ43は従来例と同
一であり、ステップ61では、時計手段10により測定
された当日の通電時間をメモリー13に記憶する。記憶
データは一定期間(例えば8日間)とし、一番古いデー
タを捨て、新しいデータを記憶するものである。Steps 38 to 43 are the same as in the conventional example, and in step 61, the energization time of the day measured by the clock means 10 is stored in the memory 13. The stored data is for a fixed period (for example, 8 days), the oldest data is discarded, and new data is stored.
【0030】実施例2.図8は通電手段による過去一定
期間の通電時間と、湯温測定手段による季節に応じて異
なる水温に基づくファジー推論を説明する図で、メンバ
ーシップ関数群53の季節のメンバーシップ関数によ
り、給水水温から季節を推定し、季節に応じた通電時間
変動決定ルールを採用している。すなわち図6のルール
が季節に応じて変化するようにしているため、季節に応
じたきめ細かい沸き上げ温度の変化が実現でき、使用勝
手に応じた最適の湯温で沸き上げが行えるようになるも
のである。Example 2. FIG. 8 is a diagram for explaining fuzzy inference based on the energization time of the past certain period by the energizing means and the water temperature which is different according to the season by the hot water temperature measuring means, and the supply water temperature is determined by the seasonal membership function of the membership function group 53. The season is estimated from this, and the energization time variation determination rule according to the season is adopted. That is, since the rule of FIG. 6 is changed according to the season, it is possible to realize a fine change in the boiling temperature according to the season, and it is possible to perform boiling at the optimum hot water temperature according to the convenience of use. Is.
【0031】実施例3.図9は通電手段による過去一定
期間の通電時間、湯温測定手段による季節に応じて異な
る水温および季節により異なる最低沸き上げ温度に基づ
くファジー推論を説明する図、図10は給水水温と沸き
上げ温度範囲との関係を示す図であり、給水水温と季節
のメンバーシップ関数62と最低温度決定ルール63と
最低保証温度の推定部64を設け、季節に応じて沸き上
げ温度の最低保証温度を変え、沸き上げ温度の範囲を例
えば、図10のようにする。Example 3. FIG. 9 is a diagram for explaining fuzzy inference based on the energization time in the past fixed period by the energizing means, the water temperature different according to the season by the hot water temperature measuring means, and the minimum boiling temperature different depending on the season, and FIG. 10 is the feed water temperature and the boiling temperature. It is a figure which shows the relationship with a range, the water supply water temperature and the membership function 62 of a season, the minimum temperature determination rule 63, and the estimation part 64 of the minimum guarantee temperature are provided, and the minimum guarantee temperature of boiling temperature is changed according to season, The boiling temperature range is set, for example, as shown in FIG.
【0032】湯量をあまり必要としない夏期(給水水温
が高い)は最低沸き上げ温度を下げ、必要以上の高温に
沸き上げないため、放熱によるロスを少なくし節電がで
きる。また、冬期(給水水温が低い)は最低沸き上げ温
度を上げ、高温とすることにより多量の湯が使用でき、
さらに浴槽への足し湯にも便利となる。In the summer when the amount of hot water is not so high (the temperature of the supplied water is high), the minimum boiling temperature is lowered and the boiling temperature is not raised to a higher temperature than necessary, so that the loss due to heat radiation can be reduced and power can be saved. In winter (the water temperature is low), you can use a large amount of hot water by raising the minimum boiling temperature to a high temperature.
In addition, it is convenient to add water to the bathtub.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したように本発明の電気温水器
の沸き上げ制御装置は、ファジー推論手段により過去の
一定期間の通電時間からファジー推論を行い、当日の通
電時間を決定し、演算手段および発熱体制御手段により
貯湯タンク内の湯の沸き上げを自動的に調整することに
よって、毎日の湯温設定の操作を行う必要がなく、沸き
上げ温度が自動的に変化して必要な湯温を確保すること
ができるため、湯温設定の煩わしさがなく、かつ、ユー
ザーには最適な沸き上げ温度となり、快適に湯を使用す
ることができ、かつ、熱ロスも少なくできるという効果
がある。As described above, the boiling control device for an electric water heater according to the present invention uses fuzzy inference means to perform fuzzy inference from the energization time of a certain past period to determine the energization time of the day, and computing means. By automatically adjusting the boiling of the hot water in the hot water storage tank by the heating element control means, it is not necessary to perform the daily hot water temperature setting operation, and the boiling temperature automatically changes to the required hot water temperature. Since there is no need to bother setting the hot water temperature, the boiling temperature is optimal for the user, the hot water can be used comfortably, and heat loss can be reduced. ..
【0034】また、ファジー推論手段により季節に応じ
て異なる水温からファジ推論を行い、当日の通電時間を
決定することによって、季節の水温の違いに応じたきめ
細かい沸き上げ温度を設定でき、例えば夏期の水温の高
い時には発熱体への通電量を少なくでき、熱ロスの削減
が効率良く行え、節電がさらに推進される。Further, fuzzy inference means performs fuzzy inference from different water temperatures depending on the season, and by determining the energization time of the day, it is possible to set a fine boiling temperature according to the difference in the seasonal water temperature, for example, in summer. When the water temperature is high, the amount of electricity supplied to the heating element can be reduced, heat loss can be reduced efficiently, and power saving can be further promoted.
【0035】さらに、ファジー推論手段により季節にて
異なる最低沸き上げ温度からファジー推論を行い、沸き
上げ温度の最低保証温度を設定することによって、湯の
需要量が多い冬期は最低沸き上げ温度を上げ高温になる
ため、多量の湯が使用でき、さらに浴槽への足し湯にも
便利となり、夏期は最低沸き上げ温度を下げ、必要以上
の高温に沸き上げないため、便利性と節電の両方のメリ
ットを有し、使い勝手が非常に向上する。Further, the fuzzy inference means performs fuzzy inference from the lowest boiling temperature which varies depending on the season, and the minimum guaranteed temperature of the boiling temperature is set to raise the minimum boiling temperature in the winter season when the demand for hot water is high. Because of the high temperature, a large amount of hot water can be used, and it is also convenient for adding hot water to the bathtub. In summer, the minimum boiling temperature is lowered and it does not boil to a higher temperature than necessary, so both convenience and power saving are advantages. And the usability is greatly improved.
【図1】本発明の実施例1を示す電気温水器の沸き上げ
制御装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a boiling control device for an electric water heater showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例1のファジー制御手段の構成図
である。FIG. 2 is a configuration diagram of fuzzy control means according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例1のファジー推論説明用のブロ
ック図である。FIG. 3 is a block diagram for explaining fuzzy inference according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例1の当日の通電時間のメンバー
シップ関数を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a membership function of energization time on the day of Example 1 of the present invention.
【図5】本発明の実施例1の通電時間変動のメンバーシ
ップ関数を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a membership function of energization time variation according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施例1のファジールールテーブルを
示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a fuzzy rule table according to the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施例1の動作を示すフローチャート
である。FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the first embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施例2を示すファジー推論説明用の
ブロック図である。FIG. 8 is a block diagram for explaining fuzzy reasoning showing a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施例3を示すファジー推論説明用の
ブロック図である。FIG. 9 is a block diagram for explaining fuzzy reasoning showing a third embodiment of the present invention.
【図10】本発明の実施例3の沸き上げ温度の範囲を示
す図である。FIG. 10 is a diagram showing a range of boiling temperatures in Example 3 of the present invention.
【図11】従来の電気温水器の沸き上げ制御装置の構成
図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional boiling control device for an electric water heater.
【図12】従来の電気温水器の沸き上げ制御装置の主要
部の回路構成図である。FIG. 12 is a circuit configuration diagram of a main part of a conventional boiling control device for an electric water heater.
【図13】従来の電気温水器の沸き上げ制御装置の動作
を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing the operation of a conventional boiling control device for an electric water heater.
1 貯湯タンク 2 発熱体 3 湯温測定手段 6 発熱体制御手段 7 深夜電力用電源 8 深夜電力検出手段 44 ファジー制御手段 45 演算手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot water storage tank 2 Heating element 3 Hot water temperature measuring means 6 Heating element control means 7 Power supply for midnight power 8 Midnight power detection means 44 Fuzzy control means 45 Computing means
Claims (3)
ク内に設けられる発熱体と、この発熱体へ通電する深夜
電力電源の有無を検出する深夜電力検出手段と、この深
夜電力検出手段により深夜電力電源が有の時に前記発熱
体へ通電し、前記タンク内の水を加熱する通電手段と、
前記貯湯タンク内に給水される水温を測定する湯温測定
手段と、前記通電手段による過去の一定期間の通電時間
からメンバーシップ関数を用いたファジー推論により当
日の通電時間を決定するファジー推論手段と、このファ
ジー推論手段による通電時間及び前記湯温測定手段によ
る水温に基づき、沸き上げ温度と通電開始時間を演算す
る演算手段と、この演算手段による沸き上げ温度と通電
開始時間に基づき前記通電手段による前記発熱体への通
電を制御する発熱体制御手段とを備えた電気温水器の沸
き上げ制御装置。1. A hot water storage tank for storing water, a heating element provided in the hot water storage tank, a midnight power detection means for detecting the presence or absence of a midnight power supply for energizing the heating element, and a midnight power detection means for performing the midnight power detection. An energizing unit that energizes the heating element when there is an electric power source to heat the water in the tank,
Hot water temperature measuring means for measuring the temperature of water supplied to the hot water storage tank, and fuzzy reasoning means for determining the current-carrying time of the day by fuzzy reasoning using a membership function from the current-carrying time of the past constant period by the current-carrying means. , A calculating means for calculating a boiling temperature and an energization start time based on the energizing time by the fuzzy inference means and a water temperature by the hot water temperature measuring means, and an energizing means based on the boiling temperature and the energization start time by the calculating means A boiling control device for an electric water heater, comprising: a heating element control means for controlling energization of the heating element.
電手段による過去の一定期間の通電時間と前記湯温測定
手段による季節に応じて異なる水温からメンバーシップ
関数を用いたファジー推論により季節に応じた当日の通
電時間を決定することを特徴とする請求項1記載の電気
温水器の沸き上げ制御装置。2. The fuzzy inference means uses fuzzy inference using a membership function from the energizing time of the past constant period by the energizing means and the water temperature different by the hot water temperature measuring means depending on the season, and the day depending on the season. The boiling control device for an electric water heater according to claim 1, wherein the energization time of the electric water heater is determined.
電手段による過去の一定期間の通電時間、前記湯温設定
手段による季節に応じて異なる水温と季節により異なる
最低沸き上げ温度からメンバーシップ関数を用いたファ
ジー推論により季節に対応し、かつ最低沸き上げ温度を
保証した当日の通電時間を決定することを特徴とする請
求項1記載の電気温水器の沸き上げ制御装置。3. The membership function is used in the fuzzy inference means from the energization time of the past constant period by the energization means, the water temperature that differs according to the season by the hot water temperature setting means, and the minimum boiling temperature that varies depending on the season. 2. The boiling control device for an electric water heater according to claim 1, wherein the energization time of the day corresponding to the season and guaranteeing the minimum boiling temperature is determined by fuzzy reasoning.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3247693A JPH0587404A (en) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | Boiling-up control device for electric water warmer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3247693A JPH0587404A (en) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | Boiling-up control device for electric water warmer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0587404A true JPH0587404A (en) | 1993-04-06 |
Family
ID=17167244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3247693A Pending JPH0587404A (en) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | Boiling-up control device for electric water warmer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0587404A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009257703A (en) * | 2008-04-18 | 2009-11-05 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Stored hot water temperature controller, hot water storage water heater, stored hot water temperature control method, and program |
JP2009281619A (en) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Optimum control device, optimum control supporting device and optimum control method |
-
1991
- 1991-09-26 JP JP3247693A patent/JPH0587404A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009257703A (en) * | 2008-04-18 | 2009-11-05 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Stored hot water temperature controller, hot water storage water heater, stored hot water temperature control method, and program |
JP2009281619A (en) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Optimum control device, optimum control supporting device and optimum control method |
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