JPH0810080B2 - 給湯装置の湯量制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、貯湯槽の有する加熱体を制御することに
よって、常に一定の温度の湯を供給する貯湯式の給湯装
置の湯量制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は従来の給湯装置を示す構成図であり、図にお
いて、１は常に一定量の湯を蓄えている貯湯槽、２はこ
の貯湯槽１に水を供給する給水栓、３はこの給水栓２に
取り付けられ、前記貯湯槽１内の水位を一定にするため
のボールタップ、４はこのボールタップ３の異常等で水
位が一定値に保てなくなった場合に、余分な湯を排出し
て貯湯槽１の溢れを防止するオーバフロー管、５は貯湯
槽１内の底部に配置された加熱体としての電気ヒータ、
６はその電気ヒータ５に直列に接続された温度ヒュー
ズ、７は前記給水栓２からの水をを貯湯槽１内の電気ヒ
ータ５の近傍に導く導水管、８は例えば温度によって抵
抗値が変化するサーミスタ等を用い、貯湯槽１内の湯の
温度に対応する電気信号を出力する温度センサ、９は貯
湯槽１内の湯を必要に応じて取り出す給湯栓、10は前記
温度センサ８の出力信号を基準値と比較して、前記電気
ヒータ５の発熱を制御するための情報を生成する温度制
御手段、11は電気ヒータに供給される電源、12は前記温
度制御手段10の出力情報に従って動作するリレー回路よ
りなり、前記電気ヒータ５に供給される電源11のオン・
オフを制御する出力回路である。

次に動作について説明する。まず、給水栓２のコック
が開かれて貯湯槽１内に水が満たされる。その場合、貯
湯槽１内の水位が上昇してボールタップ３が所定の位置
に達すると、その作用によって給水栓２からの給水は停
止する。何等かの原因で、所定の水位を越えても給水が
停止されない場合でも、余分な水はオーバーフロー管４
より排出され、貯湯槽１より溢れだすことはない。ここ
で、温度制御手段10による温度制御を開始すると、貯湯
槽１内はまだ水であるため、温度センサ８からの電気信
号は基準値よりははるかに低く、温度制御手段10は出力
回路12のリレーをオンさせる情報を出力している。従っ
て、電源11はこの出力回路12を介して電気ヒータ５へ供
給され、電気ヒータは貯湯槽１内の水を沸かす。貯湯槽
１内の湯の温度が上昇すると温度センサ８の出力する電
気信号のレベルも上昇し、湯温が所定値まで上昇すると
温度センサ８の出力信号のレベルも基準値に達する。温
度制御手段10は温度センサ８の出力信号が基準値に達し
たことを検出すると、出力回路12へそのリレーをオフさ
せる情報を出力する。従って、電気ヒータ５にはこの出
力回路12を介して供給されていた電源11が断たれ、電気
ヒータ５は発熱を停止する。

ここで、給湯栓９のコックが開かれて湯が使われる
と、貯湯槽１の水位が低下してボールタップ３が所定位
置より下降し、その作用によって給水栓２からの給水が
開始される。この供給された水は温度が低いため貯湯槽
１内に蓄えられた湯の温度を低下させ、従って、温度セ
ンサ８の出力する電気信号のレベルも低下する。温度セ
ンサ８の出力信号のレベルが基準値より低くなったこと
を検出すると、温度制御手段10はリレーをオンさせる情
報を出力し、出力回路12はこの出力情報に基づいて電気
ヒータ５への電源11の供給を再開する。この時、給水栓
２からの水は導水管７によって貯湯槽１の底部の電気ヒ
ータ５の近傍へ導かれ、効率よく加熱される。この電気
ヒータ５への電源11の供給は、前述の場合と同様に、貯
湯槽１内の湯温が所定値に達し、温度センサ８の出力信
号のレベルが基準値に達するまで継続する。また、貯湯
槽１内の湯が使われなくとも、長時間経過して湯が冷め
た場合にも前述の場合と同様の処理が進行し、貯湯槽１
内の湯温が所定値に保たれる。また、電気ヒータ５には
温度ヒューズ６が直列に接続されており、出力回路12の
リレー接点の溶着等により電気ヒータ５が異常に加熱す
ると溶断して事故の発生を防止している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の給湯装置は以上のように構成されているので、
一旦運転が開始されると運転の停止が指示されるまで
は、貯湯槽１を満水にしながら温度制御が自動的に実行
され、停止時点では貯湯槽１内に満水の湯が残る。この
湯は次の使用開始時点まで無駄に放熱されるので、その
湯量に与えた熱エネルギが浪費されることになる。

また、一度沸かした湯は、冷水時に含まれていたクロ
ールカルキ（石灰）が抜けるので、湯温の低下に従い雑
菌が発生する等の問題点があった。

この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、運転日のある時刻を過ぎると、貯湯槽への
給水を停止して、以後、貯湯槽の残湯を使用する給湯装
置の湯量制御方法を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る給湯装置の湯量制御方法は、時を刻
み、日時、曜日等の情報を出力するカレンダ機能部の出
力情報または外部からの入力情報に基づく設定時刻に運
転制御機能部から給水弁の閉じ信号を出力させ、この閉
じ信号で給水弁を閉じて貯湯槽への給水を停止させるも
のである。

〔作用〕

この発明における運転制御機能部は、カレンダ機能部
の出力情報または外部からの入力情報に基づいて、運転
日のある設定時刻になると、給水弁を閉じて、給水を停
止し、以後、貯湯槽内の残湯を使用することにより、運
転停止時における残湯を少なくしてエネルギの浪費を少
なくするとともに雑菌の発生を軽減する。

〔実施例〕

以下、この発明の湯量制御方法を実施する給湯装置の
一実施例を図について説明する。第１図において、１は
貯湯槽、２は給水栓、３はボールタップ、４はオーバフ
ロー管、５は電気ヒータ、６は温度ヒューズ、７は導水
管、８は温度センサ、９は給湯栓、12は出力回路であ
り、第４図に同一符号を付した従来のそれらと同一、あ
るいは相当部分であるため詳細な説明は省略しており、
さらに、この第１図においては温度センサ８の付帯回
路、電気ヒータ５に供給する電源11等は図示も省略して
いる。

13は前記貯湯槽１内に蓄えられている湯の量を検出す
る湯量センサ、14は蓄えられている湯を全て排出するた
めに貯湯槽１の底部に設けられた排水管、15はこの排水
管14に取り付けられてその排水／停止の制御を行う熱動
弁、16は前記給水栓２にコックに代えて取り付けられて
その給水／停止の制御を行う熱動弁であり、前記出力回
路12は電気ヒータ５の通電制御の外にこれら熱動弁15,1
6の制御をも行う点で従来のものとは多少異なってい
る。

また、17は前記温度センサ８の出力信号に基づいて、
加熱体としての前記電気ヒータ５の発熱を制御するため
の情報を生成する温度制御機能部、18は時を刻みなが
ら、その時の日付、時刻、曜日等の情報を出力するカレ
ンダ機能部、19は第２図にその詳細を示すように当該給
湯装置の利用形態が予め設定された第１及び第２のスケ
ジュールテーブル30,31を有し、これら両スケジュール
テーブルに設定された情報を参照しながら前記カレンダ
機能部18の出力する情報を用いて前記温度制御機能部17
の動作／停止を制御するとともに設定時刻になると、熱
動弁16の閉じ信号を出力する。運転制御機能部、21はこ
れら温度制御機能部17、カレンダ機能部18、運転制御機
能部19を実現するマイクロコンピュータ（以下マイコン
という）、22,23は前記温度センサ８及び湯量センサ13
の出力信号を前記マイコン21が処理可能な情報に変換す
る入力回路、24は使用者がこのマイコン21へ情報を入力
し、マイコン21からの出力情報を表示するためのコンソ
ール等によるマン・マシンインターフェースである。

次に動作について説明する。ここで、第３図は運転制
御機能部19の動作手順を示すフローチャートである。ま
ず、ステップST1にて今日が排水の指定日であるか否か
のチェックを行う。即ち、運転制御機能部19は第２図
（ａ）に示す第１のスケジュールテーブル30を参照し
て、カレンダ機能部18から送られてくる曜日の情報が、
その排水の欄にフラグ“1"が立てられた月曜日であるか
否かを判別し、月曜日であれば、ステップST2にて排水
処理の開始時刻になったことを検出し、ステップST3に
て排水処理を実行する。即ち、ステップST2で、カレン
ダ機能部18から送られてくる時刻の情報が第２図（ｂ）
に示す第２のスケジュールテーブル31の排水の欄に設定
された排水処理の開始時刻“４時30分”を過ぎたことを
検出すると、ステップST3にて、運転制御機能部19より
出力回路12へ情報を出力してそのリレーを制御し、熱動
弁15を開き16を閉じる。これによって貯湯槽１内に残留
していた湯（水）は排水管14より排出され、給水栓２か
らの水の供給はないため貯湯槽１は空となる。その後、
運転制御機能部19は第２のスケジュールテーブル31の排
水の欄に設定された終了時刻“５時30分”になると、こ
のステップST3による排水処理を終了して出力回路12に
情報を送り、熱動弁15を閉じて16を開く。従って、給水
栓２より給水が開始され、貯湯槽１にはボールタップ３
が所定の位置に達する水位まで水が満たされる。

次に、前記カレンダ機能部18からの曜日情報が、第１
のスケジュールテーブル30の臨時休業の欄にフラグ“1"
が立てられた、祝祭日等の臨時休業の日に該当するかの
チェックをステップST4にて行い、臨時休業の日であれ
ばステップST5にて前記第１のスケジュールテーブル30
の臨時休業の欄の該当フラグを“0"にクリアしてその日
の運転を終了する。また、臨時休業の日でなければステ
ップST6にて、前記曜日情報に基づいて使用すべきタイ
マがタイマＩであるか否かのチェックを第１のスケジュ
ールテーブル30を参照しながら行い、そのタイマＩの欄
に立てられたフラグ“1"に基づいて、前記曜日情報が月
曜〜金曜であればステップST7でタイマＩを選択して処
理をステップST10へ進める。それ以外の場合にはステッ
プST8にて使用タイマがタイマIIであるかのチェックを
行い、タイマIIの欄に立てられたフラグ“1"に基づい
て、曜日情報が土曜であればステップST9でタイマIIを
選択して処理をステップST10へ進め、日曜であればタイ
マの選択を行わず、そのままその日の運転を終了する。
ステップST10では運転開始時間の１時間前かのチェック
を行い、１時間前であればステップST11で熱動弁16を開
き、ステップST12に移行する。

ステップST12では、カレンダ機能部18から送られてく
る時刻の情報が、第２のスケジュールテーブル31のタイ
マＩの欄、もしくはタイマIIの欄に設定された開始時刻
“６時30分”になったか否かを監視しており、前記開始
時刻を過ぎたことを検出すると、運転制御機能部19はス
テップST13にて、温度制御機能部17に温度制御の開始を
指示する情報を出力し、その日の運転を開始する。

この時点では貯湯槽１内はまだ水であるため、温度セ
ンサ８にて測定された湯温は設定湯温よりははるかに低
く、入力回路22からの出力情報は基準値に達せず、温度
制御機能部17は出力回路12のリレーをオンさせる情報を
出力し、電気ヒータ５を駆動して貯湯槽１内の水を沸か
す。貯湯槽１内の湯の温度が上昇すると温度センサ８の
出力する電気信号のレベルも上昇し、入力回路22の出力
情報が基準値に達すると、温度制御機能部17は出力回路
12へそのリレーをオフさせる情報を出力し、電気ヒータ
５は電源の供給を断たれた発熱を停止する。温度センサ
８の出力信号を変換した入力回路22からの情報により、
貯湯槽１内に蓄えられた湯の温度が設定湯温よりディフ
ァレンシャル幅以上低下したことを検知すると、温度制
御機能部17はリレーをオンさせる情報を出力し、出力回
路12はこの出力情報に基づいて電気ヒータ５への給電を
再開する。この電気ヒータ５への給電は貯湯槽１内の湯
温が設定湯温に達すると、前述の場合と同様に、温度制
御機能部17は出力回路12に情報を出力して電気ヒータ５
への給電を停止する。このような温度制御は、カレンダ
機能部18からの時刻情報が、タイマＩが選択された月曜
日から金曜日までの間は、第２のスケジュールテーブル
31のタイマＩの欄に設定された終了時刻“18時30分”に
なるまで、また、タイマIIが選択された土曜日には第２
のスケジュールテーブル31のタイマIIの欄に設定された
終了時刻“12時30分”になるまで継続される。

運転制御機能部19はさらにカレンダ機能部18からの時
刻情報を監視しており、それが第２のスケジュールテー
ブル31の使い切りの欄に設定された開始時刻“15時30
分”を過ぎたことをステップST14で検出すると、ステッ
プST15にて使い切りの処理を実行する。即ち、運転制御
機能部は出力回路12へ給水弁の閉じ信号を出力してリレ
ーを制御し、給水弁としての熱動弁16を閉じて貯湯槽１
への水の補給を停止する。

従って、貯湯槽１内の湯は使用とともに減少してゆ
き、ステップST16で運転終了時間がチェックされて、そ
の日の運転を終了する頃までに貯湯槽１に貯留された湯
のほとんどは使い切られる。この処理は第２のスケジュ
ールテーブル31の使い切り欄に設定された終了時刻であ
る翌日の“５時30分”には終了して熱動弁16が開かれ、
その日の運転に間に合うように給水栓２より給水が開始
される。ここで、使い切り処理実行後に予想以上の湯量
が消費されて、空焚きの危険性が生じるまでに水位が低
下すると、それを検出した湯量センサ13の出力信号が入
力回路23にて所定の情報に変換されて、運転制御機能19
へ送られる。運転制御機能19はそれに基づく情報を出力
回路12へ送って熱動弁16を開き、水の補充を行う。

ここで、第１及び第２のスケジュールテーブル30,31
の内容は、マン・マシンインタフェース24のキーボード
等から、使用者による当該給湯装置の利用形態に合わせ
て設定するものである。

なお、上記実施例では使い切り処理を毎日実行する場
合について示したが、第１のスケジュールテーブルに使
い切りのフラグを設定する欄を設けて、排水の処理と同
様に指定日のみに処理を実行するようにしてもよい。

上記使い切り処理の開始時刻は、貯湯槽の容量や給水
能力によって決定され、この開始時刻の設定はカレンダ
機能部の出力情報の他、キー入力情報により行ってもよ
い。

また、上記実施例ではウオーターハンマ現象を防止す
るため熱動弁を用いているが、他の電磁弁で代替するこ
とも可能であり、さらに、加熱体として電気ヒータ以外
のものを用いてもよく、いずれの場合にも上記実施例と
同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、運転日のある設定
時刻になると給水弁を閉じ、給水動作を停止させて、以
後は貯湯槽内の残湯を使用するようにしたので、運転停
止時における残湯を少なくしてエネルギの浪費を少なく
するとともに雑菌の発生を軽減することを可能とする。
その結果、利用者には常に「きれいなお湯」というイメ
ージを与えることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による給湯装置を示す構成
図、第２図はスケジュールテーブルを示す説明図、第３
図は運転制御機能の動作手順を示すフローチャート、第
４図は従来の給湯装置を示す構成図である。 １は貯湯槽、５は加熱体（電気ヒータ）、８は温度セン
サ、12は出力回路、17は温度制御機能部、18はカレンダ
機能部、19は運転制御機能部。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱体を有して沸かした湯を槽内に貯える
   貯湯槽と、前記貯湯槽内の湯の温度を測定する温度セン
   サと、前記温度センサの出力信号に基づいて前記加熱体
   の発熱を制御するための情報を生成する温度制御機能部
   と、前記温度センサの出力信号を前記温度制御機能部が
   処理可能な情報に変換する入力回路と、前記温度制御機
   能部の出力情報に従って前記加熱体の発熱を制御する出
   力回路とを有する給湯装置において、時を刻み、日時、
   曜日等の情報を出力するカレンダ機能部の該情報を用い
   て、運転制御機能部で前記温度制御機能部の動作／停止
   を制御し、排水指定日時に貯湯槽内の水を排出し、かつ
   運転日における運転休止時期が近づいたある設定時刻
   に、前記カレンダ機能部の出力情報または外部からの入
   力情報に基づいて、前記運転制御機能部から前記貯湯槽
   への給水を制御する給水弁の閉じ信号を出力させ、この
   閉じ信号で給水弁を閉じて前記貯湯槽への給水を停止さ
   せることを特徴とする給湯装置の湯量制御方法。