JPS58130941A - 貯湯式電気温水器の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は貯湯式電気温水器の制御装置に関するもので
、設定使用湯量、給水温度及び貯湯タンク内の残湯の状
態から適正な発熱体容量を算出して常に一定時間で沸上
げるようにするものである。

第１図は一般的な貯湯式電気温水器の構成図で、第２図
は従来の貯湯式電１気温水器の主要電気回路図を示す。

図において、１は貯湯タンク、２は発熱体。

３は自動温度調節器、４は電源である。

次に一般に行われている深夜電力を利用した場合を例に
従来の作用動作ｔ−説明すると９発熱体２は深夜電力の
通電時間内に冬期の水温に相当する８℃前後の水を約８
５℃に沸上げるようにその発熱体容量が予め設定されて
いる。また自動温度−筒器３は常閉の接点を有し、貯湯
タンク１内の水が約８５℃になると接点を開成して発熱
体２への通電を停止させ、貯湯タンク１内には毎朝８５
℃の湯が満たされている。

しかし、湯の使用量や給水温度は常に同じとは限らず９
日々大きくは季節によって異なっている。特に入浴の有
無は湯の使用量を大きく左右する要素となシ、入浴しな
い日は貯湯量の半分以上の湯を残すことにもなる。

従って残湯がある場合には深夜電力の通電時間になると
一斉に通電が始１）短時間で沸上がってしまう。このた
め１通電開始直後の数時間は電力負荷の集中が起こシ、
深夜電力の本来の目的である電力負荷の均一化が図れず
、送電効率も悪い結果を招くとともに、沸上げられた高
温湯を長時間使用に供さないで放置することになシ、貯
湯タンク１からの自然放熱及び配管内に滞留した温水の
放熱等による熱ロスが大きくなるという欠点を有してい
た。

又、従来の貯湯式電気温水器には、残湯熱量を検出する
装置は装備されておらず、残湯量を検出するものが一部
でやられてきただけであった。しかもこの残湯量検出に
ついては貯湯タンクの外壁面にサーモスタットやサーミ
スターなどの温度センサーを複数個差べて設置し、その
位置での温度変化を検出する段階的な測定であった。こ
のため残湯量を次回の沸上げのデータとして活用するこ
とはなされていなかった。

この発明はこれら従来の欠点を解消しようとするもので
、予め設定される翌日の使用湯量。

給水温度及び貯湯タンク内の残湯の状態などから適正な
発熱体容量を算出し、一定電力で沸上げるようにしたも
のである。

以下この発明を第３図に示す通電制御ブロック図に基づ
いて説明する。第３図において、５は貯湯タンク１に貯
える翌日の使用湯量を予め設定するための定常湯量設定
装置、６は同様に一回限りの使用湯量を予め設定するた
めの暫定湯量設定装置でらシ、定常的・には定常湯量設
定装置５で設定されるが９例えば翌日に入浴しない、あ
るいは、湯を使用しない場合には暫定湯量設定装置６の
操作によって使用湯量を操作設定するもので、翌々日は
再び定常湯量設定装置５による設定値に自動的に復帰す
る。

Ｔは貯湯タンク１への給水温度を検出するための給水温
度センサー、８は前記定常湯量設定装置５ｔたは暫定湯
量設定装置６で設定された設定値と給水温度センサー７
で検出した検出値とから貯湯タンク１に貯えておくべき
湯の熱量を算出する演算器ムである。

９は貯湯タンク１内の残湯熱量を検出するための残湯熱
量検出装置。

１０は前記演算器ム８と残湯熱量検出装置１９で検出し
た熱量の差から所要発熱体容量を算出するための演算器
Ｂで１．１１はこの演算器Ｂで算出した所要発熱体容量
が得られるよう発熱体２への通電を制御する電力制御装
置である次に上記の構成についてその動作例を記号と算
式を使って説明する。まず定常湯量設定装置５または暫
定湯量設定装置６でインプットした翌日の使用湯量をｖ
リットル（湯温Ｔ℃）とし、深夜電力通電時間帯突入直
後の給水温度センサー７の検出値をｔ℃とすると、演算
器ム８は１【宜　　＝　　（τ　−ｔ）　　　ＸＶ　　
　　　　　　　（＆ｌｌ）の演算を行い、深夜電力の通
電時間終了時刻までに貯湯タンク１内に貯えておくべき
湯量の熱量１ｃｌ（ｌｌｊ）を算出する。

また残湯熱量検出装置９は例えば後述するような方法に
よって貯湯タンク１内に残湯として残されている湯量の
熱量ｇｓ＜ｒｔｉ＞ｔ−検出する。

そして演算器Ｂ１０は、前記演算器ム８及び残湯熱量検
出装置９で算出したに＊　、　ＫｍをもとにＰ　＝びヒ
Ｊ虹　（Ｅｌ） ６０ の演算を行い、貯湯タンク１内に貯えておくべき湯量の
熱量ムから残湯量が保有している熱量に時論いた正味の
印加すべき熱量よシ所要発熱体容量Ｐ　（ａ）を算出す
るものである。（１ＥＩＫ＝８４０＆ｊ） 次に演算器Ｂ　１０によって所要発熱体容量Ｐ（Ｋｉｔ
）が算出されると、電力制御装置１１によって発熱体２
への通電量が制御され、＃！夜電力通電時間帝全体にわ
たって所定の電力量が付加され、深夜電力の通電時間の
終了時刻と同時に沸上げが終了するように制御される。

従って発熱体２は貯湯タンク１内の残湯熱量が多いほど
、またその設定使用湯量が少ないほど所要電力量が少な
くて済み、常に深夜電力の通電時間帯全体にわたって付
加するように平均化されるので、電力負荷の集中が緩和
されるとともに、貯湯タンク１内に高温湯を長時間放置
することもないので、放熱ロスを少なくできるものであ
る。さらに湯量設定は、定常的なものと暫定的なものと
を適宜選択設定できるため、維持費も安くなるものであ
る。

次に残湯熱量検出方法を第４図〜第６図にょ夛説明する
。

第４図は残湯熱量検出手段の一例を示す貯湯式電気温水
器の断面図、第５図および第６図はその残湯熱量検出時
の貯湯タンク内部の温度分布図を示すものである。

第４図において、１は貯湯タンク、２は貯湯タンク１内
の湯温を測定すべく貯湯タンク１の下部に設けられた温
度検出器、１３は給水管。

１４は給湯管、１５はこの給湯管の先端部に設貯湯タン
ク１下部に、他端を給湯管１４の途中に接続された連通
管１Ｔの途中に設けられ、貯湯タンク１下部の水を連通
管１Ｔ及び給湯管１４の一部を介して貯湯タンク１上部
へと循環させる。２は発熱体である。

以上の構成において、まず第４図に示す如く、最初τ１
（”Ｃ）の湯が貯湯タンク１に満たされていると仮定す
る。この状態で蛇口１５を開いてからＶｌ（ｊりの湯を
使用した後の貯湯タンク１内部の温度分布を示したのが
第５図である。

すなわ−ち、貯湯タンク下部１１Ｌには使用し九湯量Ｖ
ｘ（Ａ）分だけ給水管１３からｔ（”ｃ）の水が流入し
、貯湯タンク上部１．ｂにはＴｌ（”Ｃ）の湯がＶｓ（
１）残っている。この状態において蛇口１５を閉じ九ま
ま、循環ポンプ１６ｔ−運転すると貯湯タンク下部１亀
の水が連通管１Ｔ及び給湯管１４の一部を通って貯湯タ
ンク上部１ｂに流入し、貯湯タンク上部１ｂの湯層をか
き乱すため９次第に貯湯メイク１内の湯温は平均湯温化
する。このようにして平均湯温化した貯湯タンク１の温
度分布を示したのが第６図で、Ｔｓ（’Ｃ）の平均温度
となる。

し九がって、貯湯タンク１の全容量Ｔｏ（Ａ）（固有値
７（１＝　Ｖｌ＋　Ｖｚ）とすると、貯湯タンク下部１
ｂに設けた温度検出器１２による循環ポンプ１６運転後
の測定温度はＴｚ（℃）なので、残湯熱量【〔−〕は次
の通り算出できる。

ＩＣ！　＝　　Ｖ（ＩＸ　（Ｔ雪−ｔ）　　　（＆ｊ　
）このようにして残湯熱量は算出することができる。

以上のようにこの発明は、貯湯タンクに貯える定常的な
使用湯量を予め設定するための定常湯量設定手段と、同
じく一回限夛の使用湯量を予め設定するための暫定湯量
設定手段と、貯湯タンクへの給水温度を検出する給水温
度検出手段と、前記湯量設定手段で設定された設定値と
給水温度検出手段で検出した検出値とから貯えておくべ
き湯の熱量を算出する演算手段ムと。

貯湯タンク内の残湯熱量を検出する残湯熱量検出手段と
、前記演算手段ムと残湯熱量検出手段で検出した熱量の
差から所要発熱体容量を算出する演算手段Ｂと、この演
算手段Ｂで算出した所要発熱体容量が付加されるよう発
熱体への通電を制御す、る電力制御手段を備えてなり、
貯湯タンクへの給水温度や残湯熱量及び設定使用湯量か
ら必要熱量を算出し、これよシ発熱体容量を算出して通
電時間枠に平均化して通電を行うようにし、しかも使用
湯量に具合う熱量分しか印加しないように構成したもの
であるから、電力負荷の平準化が可能となシ、送電効率
が向上する。また定常的な湯量設定はもちろん、暫定的
な湯量設定も適宜選択できるため毎日の残湯量が減少す
るとともに、使用勝手が向上し、かつ高温湯で長時間放
置されネことがなくなるので、各種の放熱ロスが減少し
、維持費も安くなるという効果を有している。

なお、上記動作例では深夜電力利用の場合について説明
したが、一般電力用として溝上がり希望時刻を入力でき
るタイマー機構を設けても同様の効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な貯湯式電気温水器の構成図、第２図は
従来の貯湯式電気温水器における主要電気回路図、第３
図はこの発明による通電制御ブロック図、第４図は本発
明における残湯熱量検出手段の一例を示す貯湯式電気温
水器の断面図、第５図および第６図はその残湯熱量検出
時の貯湯タンク内部の温度分布図である。 図中、１は貯湯タンク、２は発熱体、５は定常湯量設定
装置、６は暫定湯量設定装置、７は給水温度センサー、
８は演算器ム、９は残湯熱量検出装置、１０は演算器Ｂ
、１１は電力制御装置である。 代理人　葛　野　信　−ＣＲ２名） 才　１　図 ヤ３回 ヤ４回 ４ ヤ５回　　　　　　　才ら回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 貯湯タンクに貯える定常的な使用湯量を予め設定するた
   めの定常湯量設定手段と、同じく一回限シの使用湯量を
   予め設定するための暫定湯量設定手段と、貯湯タンクへ
   の給水温度を検出する給水温度検出手段と、前記定常湯
   量設定手段又は暫定湯量設定手段で設定された設定値と
   給水温度検出手段で検出し九給水温度とから貯えておく
   べき湯量の熱量を算出する演算手段ムと、貯湯タンク内
   の残湯熱ｔを検出する残湯熱量゛検出手段と、前記演算
   手段ムと残湯熱量検出手段で検出した熱量の差から所要
   発熱体容量を算出する演算手段Ｂと、この演算手段Ｂで
   算出した所要発熱体容量が付加されるよう発熱体への通
   電を１！ｌＩ制御する電力制御手段とを備えてなる貯湯
   式電気温水器の制御装置。