JPH11337177A - 電気温水器の通電制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発熱体へ正確に必要な熱カロリー量を算出し
通電を行うこと。 【解決手段】 貯湯タンク３の各部の任意位置の水温を
検出するように設けた複数の温度検出装置５、６、７、
８と、加熱に必要な熱カロリー量を算出する複数の第１
の演算装置９、１０、１１、１２と、前記熱カロリー量
の総和を算出する第２の演算装置１３と、発熱体４への
所用通電時間を算出する第３の演算装置１４と、前記所
用通電時間によって前記発熱体４への通電開始時刻を計
算する第４の演算装置１５と、発熱体４への通電を制御
する制御装置１６とを有し、前記第１乃至第４の演算装
置９〜１４による算出過程を、前記通電開始時刻まで繰
り返し演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、貯湯式の電気温水
器の通電制御方法に属し、特に、加熱に必要な熱カロリ
ー量を算出して発熱体への通電制御を行うように設定さ
れている電気温水器の通電制御方法に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気温水器は、図３及び図４に示
すような、貯湯式の電気温水器が周知となっている。図
３及び図４おいて、電気温水器は、貯湯タンク１０１
と、貯湯タンク１０１内の下部に設けられている発熱体
１０２と、貯湯タンク１０１の下部側に貯湯タンク１０
１への給水水温を検出するサーモスタット１０３と、電
源１０４と、深夜電力用タイムスイッチ１０５とを備え
ている。

【０００３】深夜電力の時間帯は、一般には２３時から
翌朝の７時までに設定されている。発熱体１０２は、通
電時間内に冬期の水温に相当する８℃前後の水を約８５
℃に沸き上げるように、その発熱体１０２の容量が設定
されている。サーモスタット１０３は常閉の接点を有
し、貯湯タンク１０１内の湯温が約８５℃にあると接点
が開成する。

【０００４】ところで、上記電気温水器では、不必要に
高い温度の湯を長時間使用に供さないで放置すること
は、貯湯タンク１０１から自然放熱及び配管内に滞溜し
た温水の放熱などによる熱ロスが大きくなる。

【０００５】そこで、従来の電気温水器では、給水水温
と貯湯タンク１０１内の残湯量・残湯温度の検出値か
ら、所要通電時間を算出して、深夜通電終了時刻に所要
通電時間が消化しえるようにタイマー装置を制御して深
夜通電時間帯の途中から通電を開始することにより必要
以上の沸き上げを除去するようにした制御装置が、特公
昭６１−２５０６０号公報によって提案されている。

【０００６】この電気温水器の制御装置は、図５に示す
ように、貯湯タンク１０１内への給水水温を検出するた
めの給水水温センサー１０６と、給水水温センサー１０
６で検出した検出値と貯湯タンク１０１の容量とから貯
えておくべき熱カロリー量を算出する演算器Ａ１０７
と、貯湯タンク１０１内の残湯量を検出する残湯量セン
サー１０８と、貯湯タンク１０１内の残湯量を検出する
残湯温度センサー１０９と、各センサー１０６、１０
８、１０９によって検出した検出値から残湯熱カロリー
量を算出するための演算器Ｂ１１０と、演算器Ａ１０７
と演算器Ｂ１１０で算出した熱カロリー量の差から所要
通電時間を算出する演算器Ｃ１１１と、深夜通電終了時
刻に演算器Ｃ１１１で求めた所要通電時間が得られるよ
うに発熱体１０２への通電を開始するためのタイマー装
置１１２とを備えている。

【０００７】上記電気温水器の制御装置では、給水水温
と貯湯タンク１０１内の残湯量・残湯温度の検出値か
ら、所要通電時間を算出して、深夜通電終了時刻に所要
通電時間が消化しえるようにタイマー装置１１２を制御
して深夜通電時間帯の途中から通電を開始することによ
り必要以上の沸き上げを除去している。

【０００８】さらに、上記制御装置では、演算装置Ｂ１
１０で求められた所要通電時間が深夜深夜電力通電終了
時刻に通電が終了するように発熱体１０２への通電開始
時刻を計算を行い通電時刻になるまで待機するようにな
っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電気温水器では、給水水温センサー１０６と、残湯量セ
ンサー１０８と、残湯温度センサー１０９とを使用し
て、残湯量及び湯温を検出して熱カロリー量を計算し、
発熱体への通電制御を行うものであり、残湯量が正確に
計測出来ないと、残湯熱カロリー量に誤差が大きく生
じ、その結果、電力量を正確に算出できないという問題
がある。

【００１０】したがって、貯湯タンク１０１内に給水さ
れた水温の温度の変化に対応できず、水温が低下してし
た場合に当初求めた所要通電時間の通電では、湯沸かし
時間が不足するという問題がある。

【００１１】さらに、残湯量を検出して貯湯タンク１０
１内の湯量・水量を算出する必要があり、また湯水の判
定を行う残湯検出装置が必要であるため、構成が複雑に
なってしまうという問題がある。

【００１２】なお、水温低下を防ぐために、貯湯タンク
１０１を保温性のよい保温材にて覆う方法が考えられる
が、この場合には保温材が熱吸収（蓄熱）しており、こ
の熱が水へ伝導するため、最初に計算した通電時間で
は、加える熱量が多くなってしまい、適切に必要な熱カ
ロリー量が算出できず、経済性に劣るという問題があ
る。 それ故、本発明の課題は、正確な必要カロリー量
を算出し通電を行うことができる電気温水器を提供する
ことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、貯湯タ
ンクと、該貯湯タンク内の下部に設けた発熱体と、前記
貯湯タンクの高さ方向の複数の各部位で任意位置の水温
を検出するように前記各部位に設けた複数の温度検出装
置と、該複数の温度検出装置のそれぞれ接続され該複数
の温度検出装置の前記水温の検出によって前記貯湯タン
ク内の湯水の加熱に必要な熱カロリー量を算出する複数
の第１の演算装置と、該第１の演算装置で計算された熱
カロリー量の総和を算出する第２の演算装置と、該第２
の演算装置によって前記発熱体への所用通電時間を算出
する第３の演算装置と、該第３の演算装置によって求め
られた前記所用通電時間によって前記発熱体への通電開
始時刻を計算する第４の演算装置と、該第４の演算装置
の前記通電開始時刻の計算結果によって前記発熱体への
通電を制御する制御装置とを有し、前記温水の使用時に
より前記熱カロリー量の変化に対応するために前記発熱
体への前記第１乃至第４の演算装置による算出過程を前
記通電開始時刻まで繰り返し演算することを特徴とする
電気温水器の通電制御方法電気温水器の通電制御方法が
得られる。

【００１４】

【作用】本発明の電気温水器の通電制御方法によると、
温度検出装置によって測定された貯湯タンクの高さ方向
の各部位の代表温度をもとに各部位に必要な熱カロリー
量を算出し、この熱カロリー量の総和を必要熱カロリー
量として通電の制御を行う。

【００１５】また、温水の使用時により熱カロリー量の
変化に対応するために発熱体への前記第１乃至第４の演
算装置による算出過程を、通電開始時刻まで繰り返し演
算する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の電気温水器の通
電制御方法一実施の形態例を示している。図２は、図１
の電気温水器の通電制御の流れを示している。

【００１７】図１を参照して、電気温水器は、下部に給
水管１を備え、上部に給湯管２を備えている貯湯タンク
３と、この貯湯タンク３内の下部に投入されている発熱
体４とを含む。

【００１８】貯湯タンク３の高さ方向に４つに分割され
た側面の各部には、高さ方向における各部位Ｌ1,Ｌ2,Ｌ
3,Ｌ4 の複数の任意位置の水温を検出するように４つの
温度検出装置５，６，７，８が設けられている。温度検
出装置５は、貯湯タンク３の高さ方向における最下部位
Ｌ4 にあり、温度検出装置５の上方へ部位Ｌ3 に対して
温度検出装置６が、部位Ｌ2 に対して温度検出装置７
が、最上部位Ｌ1 に対して温度検出装置８がそれぞれ位
置している。

【００１９】温度検出装置５，６，７，８は、加熱に必
要な熱カロリー量を算出するそれぞれが４つの第１の演
算装置９，１０，１１，１２にそれぞれ一対一に接続さ
れている。４つの第１の演算装置９，１０，１１，１２
は、熱カロリー量の合計を算出する第２の演算装置１３
に接続されており、第２の演算装置１３は、発熱体４の
所用通電時間を算出する第３の演算装置１４に接続さ
れ、第３の演算装置１４は、発熱体４への通電開始時刻
を計算する第４の演算装置１５に接続されている。第４
の演算装置１５は、通電開始時刻の計算結果によって発
熱体４への通電を制御する制御装置１６に接続され、こ
の制御装置１６が発熱体４に接続されている。

【００２０】以下、図２をも参照して、電気温水器の通
電制御方法を説明する。４つの温度検出装置５，６，
７，８は、貯湯タンク３の側面にそれぞれ位置してお
り、貯湯タンク３内の高さ方向における４つの部位Ｌ1,
Ｌ2,Ｌ3,Ｌ4 によって任意位置の水温を検出すると、４
つの第１の演算装置９，１０，１１，１２では加熱に必
要な熱カロリー量が算出される（ステップＳ1 ）。第１
の演算装置で計算された熱カロリー量の総和が第２の演
算装置１３によって算出される（ステップＳ2 ）。

【００２１】第３の演算装置１４では、第２の演算装置
１３によって発熱体４の所用通電時間を算出し（ステッ
プＳ3 ）、この第３の演算装置１４によって求められた
所用通電時間によって発熱体４への通電開始時刻が第４
の演算装置１５によって計算される（ステップＳ4 ）。
なお、第４の演算装置１５は、第３の演算装置１４によ
って求められた所用通電時間が深夜電力帯の終了時刻に
終了するように、発熱体４への通電開始時刻を計算す
る。

【００２２】次に、ステップＳ4 によって算出した通電
開始時刻は、通電開始時刻か否かが判断される（ステッ
プＳ5 ）。このとき、ステップＳ5 では、発熱体２への
通電開始時刻を計算する。

【００２３】通電開始時刻であれば、発熱体２へ通電し
（ステップＳ6 ）、発熱体２によって湯が沸き上がった
か否かを判断する（ステップＳ7 ）。ステップＳ7 にお
いて湯が沸き上がっていると判断したときには、通電を
深夜電力の通電終了時刻に通電が終了する。また、ステ
ップＳ7 において湯が沸き上がっていないと判断した場
合には、湯が沸き上がるまで通電を続ける。

【００２４】なお、ステップＳ5 では、湯の使用時によ
り熱カロリー量の変化に対応するために発熱体２への通
電開始時刻を演算し、第１乃至第４の演算装置９〜１４
による算出過程を、通電開始時刻まで繰り返し演算す
る。

【００２５】制御装置１６は、第４の演算装置１５の通
電開始時刻の計算結果によって発熱体４への通電を制御
する。

【００２６】即ち、電気温水器の通電制御方法では、温
度検出装置５，６，７，８によって測定された貯湯タン
ク３の高さ方向の各部位の代表温度をもとに各部位に必
要な熱カロリー量を算出し、この熱カロリー量の総和を
必要熱カロリー量として通電の制御を行う。

【００２７】

【発明の効果】以上、実施の形態例によって説明したよ
うに、本発明の電気温水器の制御装置によれば、複数の
温度検出装置と、複数の第１の演算装置と、第２乃至第
４の演算装置と、制御装置１６とを備え、貯湯タンクの
各部位の温度をもとに各部位に必要な熱カロリー量を算
出し、この熱カロリー量の総和を必要熱カロリー量とし
て発熱体への通電の制御を行うようにするとともに、温
水の使用時により熱カロリー量の変化に対応するために
発熱体への前記第１乃至第４の演算装置による算出過程
を、通電開始時刻まで繰り返し演算することから、正確
な必要カロリー量を算出し、発熱体へ通電を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気温水器の通電制御方法の一実施の
形態例を示す通電制御ブロック図である。

【図２】図１に示した電気温水器の通電制御方法による
通電制御の流れを説明するためのフロー図である。

【図３】従来の電気温水器を示す概略断面図である。

【図４】従来の電気温水器の主要電源回路図である。

【図５】従来の電気温水器の通電制御ブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 給水管 ２ 給湯管 ３，１０１ 貯湯タンク ４，１０２ 発熱体 ５，６，７，８ 温度検出装置 ９，１０，１１，１２ 第１の演算装置 １３ 第２の演算装置 １４ 第３の演算装置 １５ 第４の演算装置 １６ 制御装置 １０３ サーモスタット １０４ 電源 １０５ 深夜電力用タイムスイッチ １０６ 給水水温センサー １０７ 演算器Ａ １０８ 残湯量センサー １０９ 残湯量センサー １１０ 演算器Ｂ １１１ 演算器Ｃ １１２ タイマー装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯湯タンクと、該貯湯タンク内の下部に
   設けた発熱体と、前記貯湯タンクの高さ方向の複数の各
   部位で任意位置の水温を検出するように前記各部位に設
   けた複数の温度検出装置と、該複数の温度検出装置のそ
   れぞれ接続され該複数の温度検出装置の前記水温の検出
   によって前記貯湯タンク内の湯水の加熱に必要な熱カロ
   リー量を算出する複数の第１の演算装置と、該第１の演
   算装置で計算された熱カロリー量の総和を算出する第２
   の演算装置と、該第２の演算装置によって前記発熱体へ
   の所用通電時間を算出する第３の演算装置と、該第３の
   演算装置によって求められた前記所用通電時間によって
   前記発熱体への通電開始時刻を計算する第４の演算装置
   と、該第４の演算装置の前記通電開始時刻の計算結果に
   よって前記発熱体への通電を制御する制御装置とを有
   し、 前記温水の使用時により前記熱カロリー量の変化に対応
   するために前記発熱体への前記第１乃至第４の演算装置
   による算出過程を前記通電開始時刻まで繰り返し演算す
   ることを特徴とする電気温水器の通電制御方法。
2. 【請求項２】 請求請１記載の電気温水器の制御装置に
   おいて、前記第４の演算装置は、前記第３の演算装置に
   よって求められた前記所用通電時間が深夜電力帯の終了
   時刻に終了するように前記発熱体への前記通電開始時刻
   を計算することを特徴とする電気温水器の通電制御方
   法。