JPH0830610B2 - 電気温水器の沸き上げ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電気温水器の沸き上げ制御装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 第６図は従来の電気温水器の沸き上げ制御装置の全体
構成を示すブロック図、第７図はその主要部の電気回路
図である。第６図において、（１）は貯湯タンクで、下
部には発熱体（２）が設置されている。（３）は貯湯タ
ンク（１）の側壁に設けられ、給水水温と沸き上げ温度
を測定する湯温測定手段、（４）は沸き上げ目標設定手
段の１つである使用湯量を設定する湯量設定手段、
（５）は湯温測定手段（３）と湯量設定手段（４）に基
いて、正味通電時間と通電開始時刻及び沸き上げ温度を
演算する演算手段である。なお、沸き上げ目標として
は、上記使用湯量のほか、沸き上げ温度、沸き上げ時間
などがある。（６）は深夜電力電源、（７）は深夜電力
の供給の有無を検出する深夜電力検出手段、（８）は演
算手段（５）と深夜電力検出手段（７）及び湯温測定手
段（３）の結果に基いて、発熱体（２）のON/OFFを制御
する発熱体制御手段である。

次に、第７図において、（９）は演算手段（５）を構
成するマイクロコンピュータであり、CPU（10）、メモ
リ（11）、入力回路（12）、出力回路（13）、A/D変換
器（14）及びアナログマルチプレクサ（15）によって構
成されている。（16）は発熱体制御手段（８）を構成す
る回路を示すもので、抵抗（17），（18）、トランジス
タ（19）、リレー（20），（21）、ダイオード（22），
（23）から構成されており、リレー（20）のコイルは、
トランジスタ（19）を介して正極端子＋Ｖとアース端子
との間に接続され、トランジスタ（19）のベースは抵抗
（17）を介してマイクロコンピュータ（９）の出力回路
（13）に接続されている。また、リレー（20）の常開接
点は、正極端子＋V₁とリレー（21）のコイルを介してア
ース端子に接続されており、両リレー（20），（21）の
コイルの両端には、それぞれダイオード（22），（23）
が並列に接続されている。なお、（２）はリレー（21）
の常開接点と深夜電力電源（６）との間に直列に接続さ
れた発熱体である。

（３）は例えばサーミスタからなる湯温測定手段、
（４）は可変抵抗器からなる湯量設定手段である。（2
4），（25）は抵抗で、抵抗（24）は湯量設定手段
（４）と直列に接続され、この直列回路は正極端子＋Ｖ
とアース端子間に接続されており、抵抗（24）と湯量設
定手段（４）との接続部はマイクロコンピュータ（９）
のアナログマルチプレクサ（15）に接続されている。一
方、抵抗（25）は湯温測定手段（３）と直列に接続さ
れ、この直列回路は正極端子＋Ｖとアース端子間に接続
されており、抵抗（25）と湯温測定手段（３）との接続
部はアナログマルチブレクサ（15）に接続されている。

（26）は深夜電力検出手段（７）を構成する回路で、
抵抗（27），（28）、ダイオード（29）、ホトトランジ
スタ（30）から成っており、ホトトランジスタ（30）の
発光側は抵抗（27）を介して深夜電力電源（６）に直列
に接続され、またその両端部にはダイオード（29）が並
列に接続されている。一方、ホトトランジスタ（30）の
受光側の一端は抵抗（28）を介して正極端子＋Ｖに接続
され、他端はアース端子に接続されており、受光側と抵
抗（28）の接続部は、マイクロコンピュータ（９）の入
力回路（12）に接続されている。

次に、上記のように構成した従来装置の作用を、第８
図のフローチャートを参照して説明する。なお、このフ
ローチャートは、マイクロコンピュータ（９）のメモリ
（11）に記憶された発熱体（２）の制御手段を示すもの
である。

先ず、電源が入ると同時に深夜電源の有無を調べ［ス
テップ（51）］、深夜電源の供給がある場合は、ホトト
ランジスタ（30）を介してマイクロコンピュータ（９）
の入力回路（12）に信号が入力されると同時に、経過時
間カウント用のタイマーをスタートさせる［ステップ
（52）］。次に、湯温側定手段（３）により給水水温を
測定し［ステップ（53）］、使用湯量の読取りを行なう
［ステップ（54）］。このときそれぞれの値をTw
（℃）、Ｖ（ｌ）とする。この場合、ステップ（54）に
おける使用湯量は、一般的に使用する湯温が42℃前後で
あるため、42℃における使用湯量とする。

湯温42℃における使用湯量をＶ（ｌ）とすると、正味
通電時間Ｈは、 で計算できる［ステップ（55）］。こヽで、Ｐは発熱体
容量、860は1KWHの発熱量、0.9は効率を示す。

次に、これらのデータに基いてマイクロコンピュータ
（９）のCPU（10）で通電開始時刻の演算を行なう［ス
テップ（56）］。深夜電力供給時間は８時間であり、通
電開始時刻Hpは Hp＝８−Ｈ （時間） で計算される。

ついで、沸き上げ温度Ｔを演算する［ステップ（5
7）］。

こヽで、Vtは貯湯タンク（１）の貯湯容量を示す。

次に、タイマー［ステップ（54）］による経過時間が
通電開始時刻になったかどうかを判定し［ステップ（5
8）］、通電開始時刻になったらマイクロコンピュータ
（９）の出力回路（13）からの出力信号を発熱体制御回
路（16）のトランジスタ（19）に印加し、リレー（2
0），（21）をONして電源回路を閉成し、発熱体（２）
への通電を開始する［ステップ（59）］。

次に、湯温測定手段（３）により貯湯タンク（１）内
の湯温を測定し（このときの測定値をTm（℃）とする）
［ステップ（60）］、ついでCPU（10）で沸き上げ温度
の演算結果Ｔ（℃）と湯温の測定値Tm（℃）とを比較し
［ステップ（61）］、TmがＴに到達したときは出力回路
（13）からの出力信号を遮断し、リレー（21）を開放し
て発熱体（２）への電源回路をOFFにし［ステップ（6
2）］、制御を終了する。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の電気温水器の沸き上げ制御装置に
おいては、沸き上げ時間は電力会社指定の特定の深夜電
力供給時間帯内に限定されるため、沸き上げ時間に制限
があった。しかし、近年、社会環境の変化と共に給湯ニ
ーズも多様化しているため、この沸き上げ時間の制限
は、毎日の使用実態に合ったものとは言えないのが実情
である。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、発熱体の通電時間帯を任意時間帯に設定でき
る電気温水器の沸き上げ制御装置を得ることを目的とし
たものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る電気温水器の沸き上げ制御装置は、発熱
体を設けた貯湯タンクの沸き上げ温度を測定する湯温測
定手段と、使用湯量、沸き上げ温度及び沸き上げ時間の
如き沸き上げ目標を設定する沸き上げ目標設定手段と、
貯湯タンクの発熱体の通電時間帯を設定する通電時間帯
設定手段と、沸き上げ目標設定手段、通電時間帯設定手
段及び湯温測定手段に基いて所定の演算をする演算手段
と、演算手段の結果と湯温測定手段の測定結果に基いて
発熱体を制御する発熱体制御手段とを備えたものであ
る。

また、本発明に係る電気温水器の沸き上げ制御装置に
おける湯温測定手段は、貯湯タンクの給水水温と沸き上
げ湯温とを測定する機能を有し、演算手段は沸き上げ目
標設定手段、通電時間帯設定手段及び湯温測定手段に基
いて発熱体への通電時間を設定した通電時間帯の後半に
ずらすための通電開始時刻を演算する機能を備えたもの
である。

［作用］ 本発明においては、通電時間帯設定手段により発熱体
への通電時間帯を任意に設定する。

さらに本発明においては、通電時間帯設定手段により
発熱体への通電時間帯を任意に設定するとともに、演算
手段により、正味の通電時間帯を設定した通電時間帯の
後半にずらすようにする。

［発明の実施例］ 第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は
その主要部の電気接続を示す回路図である。なお、第６
図、第７図の従来例と同一又は相当部分には同じ符号を
付し、説明を省略する。

第１図において、（31）は時計機能を有し、発熱体の
通電時間帯を任意時間帯に設定する通電時間帯設定手段
である。

また、第２図において、（35）は常時使用可能な発熱
体用電源である。（36）はマイクロコンピュータ（９）
の出力回路（13）からの出力信号を増幅する表示用回
路、（37）は表示用回路（36）からの出力信号を出力回
路（13）からの出力信号に基いて表示をする表示手段で
ある。（41），（42），（42）は抵抗であり、一端は電
源＋Ｖに接続され、スイッチからなる通電時間帯設定手
段（31）とそれぞれ直列に接続されたのちアース端子に
接続されている。そして各通電時間帯設定手段（31）と
抵抗（41）〜（43）との接続部は、マイクロコンピュー
タ（９）の入力回路（12）に接続されている。

第３図は第１図の実施例の操作部と表示部を示す説明
図である。（44），（45）（46）はスイッチからなる通
電時間帯設定手段（31）の表示切換スイッチである。
（47）は表示部（37）の現在時刻を表示するランプ、
（48）は発熱体（２）の通電時間帯の通電開始時刻を表
示するランプ、（49）は発熱体（２）の通電時間帯の通
電停止時刻を表示するランプ、（50）は時刻を表示する
ランプである。

上記のように構成した操作部と表示部の動作について
説明する。電源を入れると同時に表示部には現在時刻の
ランプ（47）が点灯し、時刻を示すランプ（50）は00:0
0を示す。表示切換スイッチ（44）を操作すると現在時
刻ランプ（47）は消灯し、通電開始時刻ランプ（48）が
点灯する。次に表示切換スイッチ（44）を操作すると、
通電開始時刻ランプ（48）は消灯し、通電停止時刻ラン
プ（49）が点灯する。さらに表示切換スイッチ（44）を
操作すると、停電停止時刻ランプ（49）が消灯し、現在
時刻ランプ（47）が点灯して最初の状態に戻る。

次に時刻を設定するときの動作について説明する。現
在時刻は、ランプ（47）が点灯している状態で、時間は
スイッチ（45）の操作により、また分はスイッチ（46）
の操作によって設定する。通電開始時刻の設定は、ラン
プ（48）が点灯している状態で、時間はスイッチ（45）
の操作により、分はスイッチ（46）の操作によって設定
する。また、通電停止時刻の設定は、ランプ（49）が点
灯している状態で、時間はスイッチ（45）の操作によ
り、分はスイッチ（46）の操作によって設定する。

次に、上記実施例の作用を、第４図に示すフローチャ
ートにより説明する。まず、電源（35）を入れると同時
に現在時刻を設定し［ステップ（70）］、次に発熱体
（２）の通電時間帯の通電開始時刻の設定をし［ステッ
プ（71）］、さらに通電停止時刻の設定を行なう［ステ
ップ（72）］。ついで、ステップ（71）で設定した通電
開始時刻になったかどうかを判定し［ステップ（7
3）］、通電開始時刻になったら第８図で示した従来例
のステップ（54）に続く。

第５図は本発明の他の実施例を示すフローチャート
で、このフローチャートにより第３図で示した実施例の
他の作用を説明する。なお、第４図で示した作用と同一
の作用説明は省略する。

第４図のフローチャートで示した動作ののち、さらに
ステップ（74）では発熱体（２）の通電時間帯、つまり
通電可能時間帯における通電停止時刻に沸き上げが終了
するように通電開始時刻を演算する。例えば、ステップ
（71）で発熱体（２）の通電時間帯（通電可能時間帯）
の通電開始時刻を23:00に設定し、ステップ（72）で通
電停止時刻を翌朝の7:00に設定すると、正味の通電可能
時間は８時間であり、またステップ（55）での正味通電
時間をＨ（時間）とすれば、ステップ（74）の通電開始
時刻Haは Ha＝23:00＋（８−Ｈ） （時刻） で演算され、次にステップ（58）でHa（時刻）になった
かどうかを判定する。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、通
電時間帯設定手段により発熱体への通電時間帯を任意に
設定でき、また演算手段により正味の通電時間帯を設定
した通電時間帯の後半にずらすことができるので、任意
の時間帯に給湯が行えるなど使用状態に合う、使い勝手
の向上した最適で無駄のない電気温水器の沸き上げ制御
装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の全体構成を示すブロック図、第
２図はその主要部の電気回路図、第３図は第１図の実施
例の作用説明図、第４図は本発明の作用を説明するため
のフローチャート、第５図は本発明の他の実施例の作用
を説明するためのフローチャート、第６図は従来の電気
温水器の沸き上げ制御装置の全体構成を示すブロック
図、第７図はその主要部の電気回路図、第８図は第６図
の制御装置の作用を説明するためのフローチャートであ
る。 図において、（１）は貯湯タンク、（２）は発熱体、
（３）は湯温測定手段、（４）は湯量設定手段（沸き上
げ目標設定手段）、（５）は演算手段、（８）は発熱体
制御手段、（31）は通電時間帯設定手段である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貯湯タンクと、該貯湯タンクに設置された
   発熱体と、上記貯湯タンクの沸き上げ温度を測定する湯
   温測定手段と、使用湯量、沸き上げ温度及び沸き上げ時
   間の如き沸き上げ目標を設定する沸き上げ目標設定手段
   と、上記貯湯タンクの発熱体の通電時間帯を設定する通
   電時間帯設定手段と、上記沸き上げ目標設定手段、通電
   時間帯設定手段及び湯温測定手段に基いて所定の演算を
   する演算手段と、該演算手段の結果と上記湯温測定手段
   の測定結果に基いて発熱体を制御する発熱体制御手段と
   を備えたことを特徴とする電気温水器の沸き上げ制御装
   置。
2. 【請求項２】上記湯温測定手段は貯湯タンクの給水水温
   と沸き上げ湯温とを測定する機能を有し、上記演算手段
   は沸き上げ目標設定手段、通電時間帯設定手段及び湯温
   測定手段に基いて発熱体への通電時間を設定した通電時
   間帯の後半にずらすための通電開始時刻を演算する機能
   を備えた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。