JPH0875248A

JPH0875248A - 給湯装置

Info

Publication number: JPH0875248A
Application number: JP13171195A
Authority: JP
Inventors: Yoshitomo Nishikawa; 良知西川
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】タイマーの時間設定を自動的に行うことがで
き、しかも従来のようにタイムスケジュールのプログラ
ムが不要で、季節に応じた適宜の水の加温制御が可能な
優れた給湯装置を提供すること。【構成】照度を検出する日射センサと、該日射センサ
からの所定照度以下の検出信号でもって作動開始するタ
イマーと、貯湯槽内の加温する水量を制限する湯量制御
手段とを備え、少なくとも前記タイマーの設定時間は加
温する水量を制限するようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば貯湯槽内の水の
加温を制御する給湯装置に関し、特に電気温水器等に好
適な給湯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】従来より、所望時間だけ貯
湯槽内の水を所定温度にするための加熱・保温（以下、
加温という）が可能なように、貯湯槽内の水を加温する
加温手段の作動をリモコン等に設けたマイコンのタイマ
ーで行うようにし、このリモコンのプログラムにより
（タイマーの作動時間を設定して）貯湯槽内の水の加温
を制御するようにした給湯装置が知られている。

【０００３】そして、このような給湯装置では、タイマ
ーが作動する時間の設定を常に人が行う必要があり、例
えば季節が変わったりした場合等の設定時間の変更事由
が発生する度に時間設定を行っていた。

【０００４】しかしながら、このような給湯装置では、
通常は給湯装置の設置時に加温時間のプログラムを設定
する必要があること、長時間の無通電状態が続くとタイ
マー内部のバックアップ電源が放電して内部メモリーが
消去され、再度通電を行った際にもプログラムを設定す
る必要があること等の問題があった。

【０００５】そこで、本発明では上述の問題点を解消
し、タイマーの時間設定を自動的に行うことができ、し
かも従来のようにタイムスケジュールのプログラムが不
要で季節に応じた適宜の水の加温制御が可能な優れた給
湯装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の給湯装置は、照度を検出する日射センサ
と、該日射センサからの所定照度以下の検出信号でもっ
て作動開始するタイマーと、貯湯槽内の加温する水量を
制限する湯量制御手段とを備え、少なくとも前記タイマ
ーの設定時間は加温する水量を制限するようにしたこと
を特徴とする。なお、ここで加温とは水を所定温度にす
る又は維持するために加熱・保温することである。

【０００７】また、前記日射センサは複数の受光面で照
度を検出し、少なくとも一つの受光面で所定照度以下の
照度を検出した場合に検出信号を出力することを特徴と
する。

【０００８】また、外気温を検出する温度センサを貯湯
槽に備えるとともに、該温度センサからの所定温度以下
の検出信号に基づいて湯量制御する貯湯槽内の水量を決
定するようにしてもよい。

【０００９】さらに、湯量制御する貯湯槽内の水量をよ
り正確に決定するのに、例えば貯湯槽表面に複数の温度
センサを配設することにより、温度センサの取り付け箇
所の貯湯槽の表面温度が（設定可能な）所定温度になれ
ば、温度センサから加温手段の制御回路に入力され、こ
の制御回路でもって水量の制御を精確に行うようにする
とよい。

【００１０】さらにまた、照度検出手段として太陽電池
を適用すれば、照度検出手段の電源が不要となる。

【００１１】

【作用】上記構成の給湯装置によれば、照度検出手段か
らの検出信号でもって、タイマーの作動が開始され、タ
イマーで設定されている設定時間だけ貯湯槽内の水の湯
量制御を行うことができるので、例えば、本発明を電気
温水器に適用した場合、夜間等の電気料金の安い時間帯
で季節に応じた適宜の加温を効果的に行うことができ、
夜間に充分に加温されることになるので、昼間での加温
を低電力で行うようにすることが可能となる。さらに、
外気温の状態からも湯量制御する水量を決定するように
したので、季節に応じた適宜の効果的な湯量制御を行う
ことができる。

【００１２】さらにまた、受光面が複数ある日射センサ
を設け、この日射センサの少なくとも一つの受光面が所
定照度以下を検出していれば夜と判定するので、夜間、
日射センサに光源からの光が照射されても、昼夜の判定
を誤ることがない。

【００１３】

【実施例】本発明に係る一実施例を図面に基づき詳細に
説明する。まず、図１に示す給湯装置Ｓの構成について
説明する。貯湯槽１内は常に水で満たされるように、給
水管Ｐ１が貯湯槽１の下部に図示しない減圧弁を介して
接続されている。また、貯湯槽１の上部から常に約５５
℃以上の湯が給湯できるように給湯管Ｐ２が配管されて
いる。また、貯湯槽１の上部と下部には、後記するヒー
トポンプユニット２により加温された湯が供給されるよ
うに、往き配管Ｐ３，戻り配管Ｐ４がヒートポンプユニ
ット２を介して接続され、これら配管により湯を循環さ
せている。

【００１４】ここで、ヒートポンプユニット２は、貯湯
槽１内の水の加温及び湯量制御を行う湯量制御手段とし
て屋外に設けられたものであり、冷媒の性質（液体が蒸
発し気体になる時に熱を奪い、気体が凝縮し液体になる
時に熱を捨てる性質）を利用して、大気熱により蒸発器
で冷媒を蒸発させて熱を奪い、圧縮器にて冷媒を圧縮し
て、高温・高圧のガスとして熱交換器に送り、水に熱が
奪われ凝縮し液体となって蒸発器に戻るサイクルを繰り
返し、大気熱を利用して温水（湯）にするものである。
この実施例では、貯湯槽１の下部より往き配管Ｐ３を通
じて冷たい水をヒートポンプユニット２内の熱交換器に
送り、熱交換器で高温の湯にし、貯湯槽１の上部へ戻り
配管Ｐ４を通じて戻し、貯湯槽１の上部から徐々に湯を
貯えるようにしている。

【００１５】また、屋外に設けられたヒートポンプユニ
ット２の上方には、太陽電池である日射センサ３が周囲
の照度を検出し昼夜を判別するべく配設されており、照
度を検出してその検出信号をヒートポンプユニット２の
制御基板に設けられた、制御手段であるマイコン４へ信
号出力し、この出力信号により予め定められた設定時間
でヒートポンプユニット２による加温を制限させるべ
く、マイコン４内のタイマーを作動させる。この設定時
間はマイコン４のＲＯＭに書き込まれている。このよう
にして、これらヒートポンプユニット２，日射センサ３
及びマイコン４でもって日射センサ装置Ｎが構成されて
いる。ここで、日射センサ３は樹脂で形成された柱状の
基台３ａ上に単結晶の太陽電池を２個配設したものであ
って、左右２方向の照度を検出することにより、日没の
検出を確実に行うようにしている。すなわち、左に受光
面を有するセンサＬと右に受光面を有するセンサＲとで
日射を検出するようにしている。

【００１６】また、サーミスタである温度センサＴ１が
外気温を検出できるようにヒートポンプユニット２に配
設され、さらに貯湯槽１の表面には少なくとも上部から
水５０リットルの位置に温度センサＴ２が、また、水１
００リットルの位置に温度センサＴ３が配設されてお
り、貯湯槽１の表面温度から貯湯槽１内の水の残湯量を
マイコン４で判定することができるようにしている。な
お、これら温度センサは貯湯槽１内に配設してもよい。

【００１７】次に、図３に基づき給湯装置Ｓの作動の概
略について説明する。周囲がまだ明るい昼間の場合に
は、センサＬ，Ｒ共に所定照度（例えば、２０ルクス）
以上を検出する（マイコン４は昼と判定する）ので（ス
テップ１００，１３０，１４０）、ヒートポンプユニッ
ト２により通常運転がなされる（ステップ１５０）。

【００１８】一方、夜になった場合で、ヒートポンプユ
ニット２の周辺にライト等の光が照射されていない場合
では、Ｌ，Ｒ共に所定照度以上を検出する（マイコン４
は夜と判定する）ので節約運転が行われる（ステップ１
００，１１０，１２０）。すなわち、貯湯槽１内の湯の
沸き上げ量に制限を開始する。

【００１９】また、夜になった場合で、ヒートポンプユ
ニット２の周辺にライト等の光が照射されている場合で
は、センサＬ，Ｒのいずれか一方が基台３ａの影となる
ので、Ｌ，Ｒのいずれか一方が所定照度以下を検出する
（マイコン４は夜と判定する）ので、節約運転が行われ
る。

【００２０】次に、図４，図５に基づき給湯装置Ｓのよ
り詳細な作動について説明する。日射センサ３により所
定照度以下の照度の検出信号をマイコン４へ信号出力す
る（ステップ１０）。ここで、マイコン４での判定によ
り所定照度以下であれば（ステップ２０）、温度センサ
Ｔ１からの検出信号をマイコン４で判別し（ステップ３
０，４０）、外気温が所定温度以下であれば、ヒートポ
ンプユニット２が残湯量を１００リットルとするべくヒ
ートポンプユニット２の加温制御を行う（ステップ５
０）。一方、外気温が所定温度より高ければ、ヒートポ
ンプユニット２が残湯量を５０リットルとするべくヒー
トポンプユニット２の加温制御を行う（ステップ６
０）。すなわち、例えば冬場は湯の使用量が夏場に比較
して多くなるので、残湯量の制限を夏場よりも多くなる
ようにするのである。

【００２１】そして、後記するようにＢモード（加温制
御のモード、すなわち、加温する貯湯槽１内の水の量を
制限するモード）でタイマーの設定時間（６時間）だけ
ヒートポンプユニット２の加温制御を行う（ステップ７
０）。マイコン４のタイマーの設定時間を越えると、ヒ
ートポンプユニット２を後記するＡモード（貯湯槽１内
に流れ込んだ水の加熱を行い、常に貯湯槽１内の湯を満
杯にするモード）で作動させるべく制御する（ステップ
８０）。

【００２２】このように、一般に家庭での湯の使用量が
多くなる時間帯は夕方であり、この時間帯を日射センサ
３により、湯の使用量多くなる時間帯をセットしなくと
も、自動的にセッティングを行い、また停電が生じた場
合の再設定の必要がない。また、通常定められている電
力使用料金の安い時間帯（ＰＭ１１：００〜ＡＭ７：０
０）に、大部分の貯湯槽１内の水の加熱が可能となる。

【００２３】また、日射センサ３でもってタイマーの作
動開始を行うと、冬至（東京での日の入りはＰＭ４：３
０）には、図３に示すように、ＰＭ５：００ぐらいの冬
至Ａモードから冬至Ｂモードになる。

【００２４】したがって、冬至Ｂモードになってから設
定時間後（６時間後）に冬至Ａモードになり、自動的に
冬場での時間帯別料金時での加熱時間を長くすることが
できる。同様にして、夏至（東京での日の入りはＰＭ
７：００）にはＰＭ７：３０ぐらいに夏至Ａモードから
夏至Ｂモードになり、一定時間後に夏至Ａモードにな
る。

【００２５】夏場では日射センサ３からの所定照度以下
の検出信号は冬場より遅れるが、夏場ではヒートポンプ
の水に対する加熱能力は小さくても済むため、時間帯別
料金内に貯湯槽１内の全ての水の加熱が充分可能であ
る。具体的には夏場では貯湯槽１内の水を全て湯にする
のに要する時間は約４時間、冬場では約８時間となる。

【００２６】例えば、冬至でのヒートポンプの時間帯別
料金時での加熱時間は約８時間あるため、ＡＭ７：００
（時間帯別料金終了）すれすれまでの水の加熱を行うこ
とになる。もし、夏至の場合でのヒートポンプの時間帯
別料金時での加熱温度を８時間にすると、ＡＭ３：００
には貯湯槽１内の水がすべて沸き上がって、夏至と冬至
では湯の沸き上げ時間が４時間もずれてしまうことにな
る。

【００２７】その結果、夏場にはＡＭ３：００頃から沸
き上がった貯湯槽１内の湯の放熱が開始されることにな
り、ＡＭ７：００までに３〜４時間、放熱による温度低
下を引き起こすことになる。このため、夏場では日射セ
ンサ３により沸き上げ開始時間を季節により自動的に遅
らせることにより、沸き上げ終了時間を遅らせれば貯湯
槽１内の湯の全体的な放熱を防ぐことが可能となる。

【００２８】冬場はヒートポンプの水の加熱能力が夏場
より劣るが、日射センサ３により季節の判定を行い、貯
湯槽１内の水の加熱制限がＰＭ１１：００頃に解除され
るため、時間帯別料金時に加熱を行う時間約８時間あ
る。それとすでに本実施例では貯湯槽１内の水の加熱制
限により残湯量が最低でも１００リットル（調節可）あ
るため、時間帯別料金内に貯湯槽１内の全ての水の加熱
が可能である。

【００２９】なお、本実施例はごく一例を開示しただけ
であって、日射センサとして太陽高度及び方位が検出で
きるような高性能なものを使用したり、太陽電池以外の
照度センサを使用するようにしてもよい。また、タイマ
ーの設定を複数としてもよく、例えば８時間タイマーと
２２時間タイマーとの２種類で併用し、日射センサによ
る日没の判定により、日没後から常に２２時間タイマー
を作動させ、２２時間経過後８時間タイマーを作動させ
るようにして、季節に応じてＢモードの開始時間をずら
すようにしてもよく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
で適宜変更し実施が可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明の給湯装置によれ
ば、貯湯槽内の水の加温を季節に応じて効果的に行うこ
とができる。すなわち、外気温が低くなると加温手段の
能力を必要とするため、電力料金が安い時間帯での加温
時間を自動的に長くすることができる。また、外気温が
高くなってくると、加温能力が小さくてもよいので、加
温開始時間を遅らせ電力料金が安い時間帯の終了間際ま
で沸き上げを行い、貯湯槽内の湯の放熱時間を短くで
き、深夜電力を効率よく利用できる。

【００３１】さらに、夜間に光源からの照射が日射セン
サにあっても、夜であるにもかかわらず昼と判定を誤る
ことはない、信頼性の大変優れた給湯装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る給湯装置の概略構成図である。

【図２】本発明に係る日射センサの一実施例を示す斜視
図である。

【図３】本発明に係る日射センサの昼夜の判定例を示す
フローチャートである。

【図４】貯湯槽内の水の加温制御するフローチャートで
ある。

【図５】一日の加温モードの切り換えを説明する図であ
る。

【符号の説明】

１・・・貯湯槽２・・・ヒートポンプユニット３・・・日射センサ４・・・マイコンＳ・・・給湯装置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３・・・温度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照度を検出する日射センサと、該日射セ
ンサからの所定照度以下の検出信号でもって作動を開始
するタイマーと、該タイマーの作動時間中、加温水量を
制限する湯量制御手段とを備えて成る給湯装置。
【請求項２】前記日射センサは複数の受光面で照度を
検出し、少なくとも一つの受光面で所定照度以下の照度
を検出した場合に検出信号を出力することを特徴とする
請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】前記日射センサが太陽電池であることを
特徴とする請求項１乃至２に記載の給湯装置。