JPS58133552A - 貯湯式電気温水器の制御装置 - Google Patents

貯湯式電気温水器の制御装置

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JPS58133552A
JPS58133552A JP57015382A JP1538282A JPS58133552A JP S58133552 A JPS58133552 A JP S58133552A JP 57015382 A JP57015382 A JP 57015382A JP 1538282 A JP1538282 A JP 1538282A JP S58133552 A JPS58133552 A JP S58133552A
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water
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JP57015382A
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Hideji Kubota
窪田 秀治
Kazuo Hara
原 和夫
Yoshikazu Ito
美和 伊藤
Tadashi Usami
宇佐見 忠
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1919Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
    • G05D23/1923Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller using thermal energy, the cost of which varies in function of time

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

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】 本発明は深夜1力を利用する貯湯式電気温水器の制御装
置に関し、給水温度と残湯−量を把握して、予め設定し
た使用湯量に対して発熱体に印加すべき通電時間を算出
するとともに、R夜電力の通鑞時間終了時刻と同時に前
記通電時間が得られるよう発熱体へ0通電を制御するこ
とによシ残湯量ならびに沸上げ後の熱ロスを少なくする
ことを目的としている。
第1図は一般的な貯湯式電気温水器の構成図で9第2図
は従来の貯一式電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。
用のタイムスイッチで1通電時間帯は一般には23時か
ら翌朝の7時まででおる。
次に作用、WIb作を説明する。深夜電力の通道開始時
刻になるとタイムスイッチ5の接点が閉成して9発熱体
2への通電が開始される。そして貯湯タンク1円の湯温
が85℃になると、自動一度調ttJ器3の接点が開成
して発熱体2への通電が停止される。このようにして毎
朝貯湯量全部が85°Cに沸上がっている。
しかしながら、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
入浴の有無は潟の使用量を大きく左右する要素となって
おり、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。又、季節的には給水温度の高低が採湯可能な
適温湯量に大きな影響を及ぼしてお9.給水温度の高い
夏期は冬期に比し適温−が多量に採湯できる。一方、湯
の使用量は年間はぼ一定か。
むしろ夏期の方が低温湯で使用するため、実質的な使用
量が低下するのが一般的で69.夏期の残湯が多くなる
従って残湯がある場合には短時間で沸上がってしまう。
しかしながら1発熱体2への通電は深夜電力の通電時刻
になると一部に開始される。このため9通電開始直後に
は電力負荷の東学が起こり、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、貯湯タンク1内に沸上げられた高温湯を使
用に供さないで放置する時間が長くなり!自然放熱によ
る熱ロメが大きくなるという欠点を有していた。
又、従来の貯湯式′峨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。この残湯量検出について
も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並べて、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。このため残湯熱
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。
本発明はこれらの欠点を解消しようとするもので、定常
的な使用湯量と暫定的な使用湯量を予め設定可能にし、
この予め設定された翌日の使用湯量に対して、給水温度
や貯湯タンク内の残湯熱量の検出値を参考に1発熱体へ
の所要通電時間を算出して、深夜電力の通電終了時刻に
前記所要通電時間が消化し得るよう発熱体への通電を制
御することにより、残湯量を少なくするとともに沸上げ
後の熱ロスをできるだけ排除しようとするものである。
以下この発明を第5図に示す通電制御ブロック図に基づ
^て説明する。第3図において、6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、7は同様に一回限りの使用量tを予め設定するた
めの暫定湯量設定装置であり、定常的には定常湯量設定
装置6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I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6による設定値に自動的に復帰する
8は貯湯タンク1への給水温度を検出するための給水t
IA度センサー、9は前記定常湯量設定装[6または暫
定湯量設定装置1で設定された設定値と給水温度センサ
ー8で検出した検出値とから貯湯タンク1に貯えておく
べき湯の熱意を算出する演算器ムである。
10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、11は前記演算器ム9と残湯熱量検出装
置10で求めた熱量の差から発熱体2への所要通電時間
を算出するための演算器Bでめ9.12は深夜電力の通
電終了時刻に演算器B11で求めた所定通電時間が得ら
れるよう発熱体2への通電を制御するためのタイマー装
置である。
次に上記の構成についてその具体的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6または暫定
湯量設定装置17でインプットした翌日の使用湯量をV
リットル(湯温T”C)とし、深夜電力の通電時間帯突
入直後の給水温度センサー8の検出値t℃とすると、演
算器ム9は。
Kl= (T−t) xV    (&j)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1Kt(&j)を算出する。
また残湯熱量検出手段10は例えば後述するような方法
で貯湯タンク1内に残湯として残されている湯量の熱1
に!(&j)tl−算出する。
そして演算器B11は、前記演算6五9及び残湯熱量検
出装置10で求めたKl、 K21にもとにH−■h9
7 (hr) 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!7Llから残湯分が保有している熱量に2を差し
引いた正味の印加すべき熱量より発熱体2への所要通電
時間H(hr)を算出するものである(111=860
&j)。ここで、Wは発熱体2の定格消費電力(KIN
) ′fr表わす。そしてタイマー装置12は深夜電力
の通電終了時刻に前記演算器B11で求めた所要通電時
間M(hr)が得られるよう例えば深夜電力の通電時間
帯の後半から発熱体2への通電を開始させ9発熱体2、
丁深夜電力の通電時間の終了時刻と同時に梯上げが終了
するように通電制御される。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、またその給水温度が高
いほど通一時間が少なくてすむとともに、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。
次に残湯熱量に2の検出方法を第4図〜第6図により説
明する。第4図はこの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で、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・第4図において、1は貯湯タンク、13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、14は給水管、15は給湯管
、16はこの給湯管の先端部に設けられた蛇口である。
17は循環ポンプで。
一端を貯湯タンク1下部に、他端を給湯管1コの途中に
接続された連通管18Q、途中に設けられ、貯湯タンク
1下部の水を連通管18および給湯管15の一部を介し
て貯湯タンク1上部に循環させる。
以上の構成において、残湯熱量りは次のようにして検出
できる。すなわち、第4図に示す如く、t&初Tt(’
C)の湯が貯湯タンク1に満たされているものと仮定す
る。
この状態で蛇口16會開いてVJffi)の湯を使用し
た後の貯湯タンク1内部のg!度分布を示したのが第5
図である。すなわち、この状態では貯湯タンク下s1&
には使用した湯量Vl(29分だけ給水管14からtじ
C〕水が流入し。
貯湯タンク上部1bにはTl[c)の湯がVz(M〕残
っている。この状態において蛇口16を閉じたまま、循
環ポンプ17ft運転するーと、貯湯タンク下部1&の
水が連通管18を通って貯湯タンク上部1bから流入し
、貯湯タンク上部1bの湯層全かき乱すため9次第に平
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の一度分布
を示したのが第6図で、 T2じC〕の平均温度となっ
ている。
従って、貯湯タンク1の全量をVo(ji)(固有値V
O=Vl+V2)とすると、貯湯タンク下部1bに設け
た温度検出器13による循環ポンプ17運転前の測定温
度はtじcL循環ポンプ17運転後の測定一度はTt(
”C)なので、残湯熱量【は次の通り算出できる。
Kg  =  Vo  x (Tz−t)  [&j)
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易、同
じく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キ検出値とから貯えておくべ
き湯の熱11に算出する演算手段人と。
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
差から発熱体への所要通電時間を算出する演算手段Bと
、深夜電力の通電終了時刻に前記演算手段Bで求めた所
賛通4時間が得らnるよう発熱体への通′亀を制御する
タイマー装置とて備えてなシ、設定使用湯量と貯湯り/
りへの給水温度や残湯熱量から必要熱jtを算出し、こ
れにより発熱体への所要通電時間を算出して通電を行う
ようにし、しかも使用湯量を定常的なものと暫定的なも
のとに適宜選択して設足できるように構成したものであ
るから。
残湯量が減少する。
又2本発明によるものは深夜1力の通電時間帯の後半部
分に通電されるので、前半に負荷が東学する在来の深夜
電力利用機器に混在させて使用すると9通電時間帯前半
の成力負荷のピークを緩和することとなり、速成効率を
同上できるとともに、沸上げ後の放熱ロスも減少して維
持費が安くなるという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的な貯一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6
図はこの発明による通電制御ブロック図、第4図はこの
発明における残湯断面図、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。 1は貯湯タンク、2は発熱体、6は定常湯量設定装置、
lは暫足湯菫設足装置、8は給水温度センサー、9は演
算器ム、10は残湯熱波検出装置、11は演算器B、1
2はタイマー装置であるっ 代理人 葛 野 信 −(外1名) 卆 l 図 ヤ3首 、〒4凹 5 才5図         才6図

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Pl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、前記定線湯
    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1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発熱体
    への所要通電時間t−J!出する演算手段Bと、深夜電
    力通電終了時刻に前記演算手段Bで求めた所要通電時間
    が得られるよう発熱体への通tを制御するタイマー装置
    とを備えた貯湯式−気温水量の制御装置。
JP57015382A 1982-02-02 1982-02-02 貯湯式電気温水器の制御装置 Granted JPS58133552A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60228848A (ja) * 1984-04-26 1985-11-14 Sekisui Chem Co Ltd 貯湯式電気温水器の制御装置
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