JPS6030933A - 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、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は貯湯タンク、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℃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℃に沸き
上っている。

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、清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　（ｉ）、貯湯タンク１内の
沸き上り温度をＴ。（’Ｏ）、得ようとする混合湯の温
度をＴｍ　（’Ｃり　、混ぜ合わせる水の温度（給水温
度）をＴｉ　（’Ｃりとすると、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°Ｃ位から、夏には２７℃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Ｔｏを８５°Ｃとして、給
水温度Ｔｉが５℃の時に対して、２７℃の時に得られる
混合湯量Ｖ＋ｎ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乙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がらの自然放熱お
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。

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日間の使用
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制
御することにより、残湯量を少なくするとともに沸き上
り後の熱ロスをできるだけ排除するようにしたもので１
ある。

以下、この発明の一実施例を第３図の全体構成図、第４
図の制御フローチャートに基づいて説明する。

第３図において、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
（以下温度センサという）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
、沸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。１０は前記廃熱体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１２９通電時間演算装置１
３．沸き上り温度設定装置１４１通電制御装置１５．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、１！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からその
内に記憶されているデータ中（上記の例ではｌＯ日日間
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ｌｏ％の場合は１．１となる）を乗
じて、通電時間Ｈｓ（Ｈｒ　）を Ｈｓ　＝ＨＧｍａｘＸＣ 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　（
’Ｏ）から、沸き上り温度Ｔｏ　（’Ｃ）を下式からめ
る。

通電制御装置１５は、スイッチ１ｏのオフ（開）の制御
を行うもので、温度センサ９が沸き上り温度Ｔｏを検知
したとき作動する。

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、タイムス
イッチ８のオンの時点から通電制御装置１５がスイッチ
］Ｏをオフにする時点までを計測し通電時間とする。

次に第３図の実施例の動作について第４図を参照して説
明する。なお、第４図の（１）〜（１４）は各ステップ
を表わす。

スタートしく１）、深夜の、例えば２３時になるとタイ
ムスイッチ８がオンして（２）、貯湯式電気温水器に電
源７が供給され、発熱体５に通電が開始される（３）。

この電源７のオンの信号をうけて制御が開始される。ま
ず、通電時間測定装置１６が測定動作を開始しく４）、
また、記憶装置１２から最新のデータのうち最大のもの
ＨＧｍａｘを呼び出す（５）。

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（６
）。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７）、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、貯湯タンク容量Ｖｔ　、発熱
体５の定格消費電力Ｗとから沸き上り温度ＴＯを設定す
る（８）。

一方、温度センサ９によって湯温かＴＯになれば（８）
、発熱体５への通電をオフとしく１０）、また、通電時
間測定装置１６の計算を終了させ（１１）、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（１
２）。

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（１３）、ストップ
となる（１４）。

なお、上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Ｈ
Ｇｍａｘ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１１
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。

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、残湯量が少なくなり、したがって、沸き上り後
の放熱ロスが減少して維持費が安くなる利点を有する。

【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、＄３
図はこの発明の一実施例を示す全体構成図、第４図は同
じくその制御フローチャートを示す。 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・ンチ
、９は温度センサ、１０はスイッチ、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　雄　（外２名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 深夜電力を利用して発熱体に通電し貯湯タンク内の水を
   加熱する電気温水器において、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、勧記給水温度１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、前記温度検
   出手段で検出した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せしめたことを
   特徴とする貯湯式電気温水器の制御装置。