JPS6030930A - 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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JPS6030930A
JPS6030930A JP58140718A JP14071883A JPS6030930A JP S6030930 A JPS6030930 A JP S6030930A JP 58140718 A JP58140718 A JP 58140718A JP 14071883 A JP14071883 A JP 14071883A JP S6030930 A JPS6030930 A JP S6030930A
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JP
Japan
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hot water
energization
energization time
time
water storage
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Hideji Kubota
窪田 秀治
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Mitsubishi Electric Corp
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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

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、深夜電力を利用する貯湯式電気温水器の制
御装置に関し、使用者側の湯量使用の実績に基づいて発
熱体に印加すべき所要通電時間を算出するようにして、
従来、固定であった貯湯式電気温水器の能力を使用者側
の実体に合わせて使用できるようにするとともに、中央
制御装置により複数台の貯湯式電気温水器を平準化して
制御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、第2図
は従来の貯湯式電気温水器の主要電気回路図を示す。
これらの図において、1は貯湯クンク、2は給水管、3
は給湯管、4は出湯栓、5は発熱体、6は自動温度調節
器、7は電源、8は深夜電力用のタイムスイッチで、そ
の通電時間帯は一般には23時から翌朝の7時までの8
時間である。
次に上記構成よりなる従来例の動作を説明する。深夜電
力の通電開始時刻になると、タイムスイッチ8の接点が
閉成して、発熱体5への通電が開始される。そして貯湯
タンク1内の湯温が85°Cになると、自動温度調節器
6の接点が開成して発熱体5への通電が停止される。そ
の後は自動温度調節器6の開閉により湯温が85°Cに
保たれ、このようにして毎朝貯湯量全部が85°Cに沸
き」二ってしする。
このように、貯湯式電気温水器では貯湯効率を高めるた
め、沸き上り温度をできる限り高温に設定し、その設定
温度に達すると加熱を停止する構造となっている。しか
し、使用者は高温湯のまま使用するのではなく、水と混
合して40〜45°C前後の混合湯として使用する。そ
の得られる混合湯量をめる式は次の通りである。
今、貯湯タンク容量をVt (文)、貯湯タンク1内の
沸き上り温度をTo (’O) 、得ようとする混合湯
の温度をTm (’C) +混ぜ合わせる水の温度(給
水温度)をTi (’O)とすると、混合湯量Vm(文
)は、 で表わせる。
この算式において、給水温度Tiは季節によって大きく
変動する。東京では冬は5℃位から、夏には27°C位
にまで達する。このため、適温の混合湯として得られる
湯量は、冬期には少なく、夏期には多いということにな
る。すなわち、沸き上り温度T0を85°Cとして、給
水温度Tiが5°Cの時に対して、27°Cの時に得ら
れる混合湯量Vmは1.6倍にも達する。
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
一般的であり、冬期よりも夏期の残湯量が多くなる。さ
らに、使用者によっては家族数の減少などによって定格
の1/2とか、2/3とかしか使用せず、毎日多くの湯
を残す使い方をする。
このように、給水温度が高かったり残湯があると、沸き
上りも早く、高温湯を長時間使用に供さないで放置する
ことになる。
このように、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1からの自然放熱お
よび配管内の滞留した温水の放熱等による熱ロスが大き
くなるという欠点があった。また、各機が短時間で沸き
上るため、深夜通電時間の前半に負荷が集中するという
問題があった。
この発明は、これらの欠点を解消しようとするもので、
記憶装置に湯量の使用実績、例えば過去10口間の使用
湯量のデータを記憶し、このデータは毎日、その日の使
用湯量により更新するように、すなわち学習機能を有す
るようにし、このデータに基づいて所要の混合湯量が常
に得られるよう、発熱体への所要通電時間を算出して残
湯量が少なくなるよう沸き上げを行うようにしたもので
ある。そして、この発明は複数台の貯湯式電気温水器を
中央制御装置で管理し、深夜電力供給時間帯の全般に負
荷が平準化して分布するように通電開始時間の配分を行
うようにしたものである。
第3図はこの発明の制御対象である貯湯式電気温水器1
台の構成を示すもので、符号1〜5.7.8は第1図、
第2図と同じものを示す。9はサーミスタなどの温度検
出手段(以下温度セッサという)で、貯湯タンク1内に
給水管2より給水された水の温度を連続的に検知すると
ともに、清き上りの湯の温度も検知するものであり、貯
湯タンク1の下部に設けである。なお、この温度センサ
9は水の温度と湯の温度をそれぞれ検出するよう別個に
設けてもよい。]0は前記発熱体5への通電を制御する
スイッチで、この例ではタイムスイッチ8がオンすると
同時に閉じられ、後述の制御部の操作により開となる。
11は前記した制御部で、記憶装置121通電時間演算
装置13.沸き上り温度設定装置142通電制御装置1
5.および通電時間測定装置16からなる。
記憶装置12は、通電時間測定装置16による通電時間
の数日分の実績HGをデータとして記憶しておく。この
データは、例えば10日というように固定日数とし、常
に最新データを保存するようにする。
通電時間演算装置13は、例えば記憶装置12かうその
内に記憶されているデータ中(上記の例では10日間の
うち)最大値HGmaxを呼び出し、余裕率を見た定数
C(例えば、余裕率10%の場合は1.1となる)を乗
じて、通電時間Hs(Hr )を Hs = HGmaX X C として算出する。
沸き上り温度設定装置14は、通電時間演算装置13で
算出した通電時間Hsと、貯湯タンク容量Vt1)、発
熱体5の定格消費電力W(kw)と、給水温度Ti C
0(:) かう、沸き上り温度T。(°C)を下式から
める。
通電制御装置15は、スイッチ1oのオン。
オフの制御を行うもので、後述する中央制御装置200
の通電指令が入るとオンとし、温度センサ9が沸き上り
温度TOを検知したときオフとする動作を行う。
通電時間測定装置16は、発熱体5への通電時間の実績
値を測定し、記憶装置12へ入力するもので、発熱体5
がオンしてからオフするまでの時間を計測し通電時間と
する。
第4図はこの発明の一実施例を示す全体構成のブロック
図である。この図で、100A、100B、・・・・・
・、100Nは上述したこの発明による貯湯式電気温水
器を示しており、制御部11の内部は説明に必要な通電
時間演算装置13と通電制御装置15のみを示し、他は
省略しである。200は中央制御装置で、各貯湯式電気
温水器100A〜100Nの通電時間演算装置13から
所要時間のデータを受け、深夜電力供給時間帯の全般に
負荷が平準化して分布するように、それぞれの通電開始
時間の配分を行う。平準化の方法はいろいろ 1あるが
、単純には順次各貯湯式電気温水器がオン、オフするよ
うにすればよい。要はピークが平準化され一様の負荷に
近づくように中央制御装置100は制御指令を各々の通
電制御装置15に出す。
次に上記実施例の動作について第5図を参照して説明す
る。なお、第5図の(1)〜(1G)は各ステツプを表
わす。
スタートしく」)、深夜の、例えば23時になると各機
のタイムスイッチ8がオンする(2)。まず、通電時間
測定装置16が測定動作を開始しく3)、また、記憶装
置12から最新のデータのうち最大のものHGmaにを
呼び出す(4)。
次に、通電時間演算装置13において、HGmaxに余
裕率を見た定数Cを乗じて通電時間Hsを算出する(5
)。また、沸き上り温度設定装置14において、温度セ
ンサ9によって貯湯タンク1内の給水温度Tiを測定し
く6)、通電時間演算装置13によって算出した通電時
間Hsと、給水温度TI、貯湯タンク容iVt、発熱体
5の定格消費電力Wとから沸き上り温度TOをJψ定す
る(7)。
次に、各機毎に設定した通電時間Hsを中央制御装置2
00に入力する(8)。中央制御装置200は各機から
集められた通電時間をもとに、深夜電力供給時間帯の全
般に負荷が平準化して分布するよう各機に通電開始の信
号を送る。それぞれ通電開始の信号を受ける(8)と、
発熱体5への通電を開始する(10)。一方、温度セン
サ9によって湯温がTOになれば(11)、発熱体5へ
の通電をオフとしく12)、また、通電時間測定装置1
6の計算を終了させ(13)、通電した実績HGを記憶
装置12へ入力してデータを更新する(14)。
さらに、深夜電力供給時間終了時刻、例えば7時になる
と、タイムスイッチ8がオフとなり(15)、ストップ
となる(16)。
なお、」二記の実施例では通電時間演算装置13で通電
時間Hsの算出に、記憶装置12内のデータ中、最大の
HGmaxを利用したが、この他、固定日数中の平均を
用いたり、他のデータを用いてもよい。また、制御部1
1として中央処理装置(CPU)を備えたマイクロコン
ピュータを用いることができる。
また、上記の実施例では、各貯湯式電気温水器が順次通
電されるように制御したが、この発明はこれに限定され
ず、複数台が同時に通電されてもよく、要は、最終的に
できるだけ使用電力が平準化されればよい。
以上詳細に説明したように、この発明は記憶装置に過去
の実績として通電時間の最新のデータを貯えておき、こ
のデータに基づいて発熱体に通電する時間を決定するよ
うにしたので、使用者の実状に応じた湯量が毎日得られ
るので、残湯量が少なくなって放熱ロスが減少して維持
費が安くなる。さらに、中央制御装置により複数の貯湯
式電気温水器を深夜電力供給時間帯の全般に負荷が平準
化して分布するように通電開始時間の配分を行うように
したので、送電効率のアップが期待できる利点を有する
。 :
【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
図はこの発明に用いる貯湯式電気温水器の一実施例を示
す構成図、第4図はこの発明の一実施例の全体構成を示
すブロック図、第5図は同じくその制御フローチャー1
・を示す。 図中、1は貯湯タンク、2は給水管、3は給湯管、4は
出湯栓、5は発熱体、7は電源、8はタイムスイッチ、
9は温度センサ、1oはスイ・ンチ、11は制御部、1
2は記憶装置、13は通電時間演算装置、14は沸き上
り温度設定装置、15は通電制御装置、16は通電時間
測定装置、100A〜100Nは貯湯式電気温水器、2
00は中央制御装置である。なお、図中の同一符号は同
一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 #(外2名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 深夜電力を利用して貯湯タンク内の水を加熱する発熱体
    と、前記貯湯タンク内への給水温度と沸き上り温度を検
    出する温度検出手段と、通電時間の実績をデータとして
    貯えておく記憶装置と、前記データに基づいて前記発熱
    体への所要通電時間を算出する通電時間演算装置と、前
    記給水温度。 通電時間、貯湯タンク容量および前記発熱体の定格消費
    電力から沸き上り湯温を設定する沸き上り温度設定装置
    と、通電指令で前記発熱体に通電し・前記温度検出手段
    で検出した沸き上り温度が前記沸き上り温度設定装置で
    設定した沸き上り温度に達した時に前記発熱体への通電
    を停止させる通電制御装置と、前記発熱体への通電時間
    を測定しその値を前記記憶装置へ入力して前記データの
    更新を行わせる通電時間測定装置とを具備した貯湯式電
    気温水器の複数台を一群とし、それぞれの貯湯式電気温
    水器の前記通電時間演算装置からの所要通電時間の入力
    を受けて深夜電力供給時間帯の全般に亘って負荷が平準
    化して分布するよう通電開始時間の配分を行う中央制御
    装置を設けたことを特徴とする貯湯式電気温水器の制御
    装置。
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