JPS62258956A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ユーザーからの要求湯量に応じて湯を沸き
上げろようにした渇水器の制御装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来の先止め方式の貯湯式温水器を第４図の全体構成図
によりｉ明する。

第４図において、１：よ貯湯タンクであり、その下部に
ヒーター２が装着されている。３は貯湯タンク１内の湯
温を測定する湯温センサであり、貯湯タンク１の下部壁
面の所定位置に取り付けられている。

４ば貯湯タンク１内で沸き上がった湯を取り出す給湯管
で、給湯栓４ａを設けである。５；よ貯湯タンク１内に
給水するための給水管である。

６はユーザが翌日使用する湯温を予め設定する要求湯量
設定手段であり、７（よ前記湯温センサ３からの検出出
力と、前記要求湯量設定手段日の出カイ８号に基づいて
所定の演算手段処理を行い、沸き上げ湿度を算出する演
算手段であり、８はヒーター２への通電を制御するヒー
ター制御手段である。

次に動作について説明する。

要求湯量設定手段６でユーザーから要求湯量の設定が行
われると、演算手段７は設定された要求湯量と渇ｌ晶セ
ンサ３からの検出値に基づき、所定の演算処理を行って
沸き上げ温度を算出し、ヒーター制御手段８によってヒ
ーター２への通電が開始される。

貯湯タンク１内の湯温が前記演算手段７で算出された沸
き上げ湯、Ｂに達すると、湯温センサ３がこれを検出し
てヒーター２への通電を停止するようにヒーター制御手
段８が制御される。

すなわち、ヒーター２は、ユーザーの設定した要求湯量
化じて、それに相当ずろ＃Ｉ量が貯湯タンク１内の湯に
貯えられるように制御されろ。

よって、貯湯タンク１内の沸き上がり湯温ば、要求湯量
によって変化するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように、従来の先止め方式の貯湯式渇水器（ｆ、
沸き上げ温度を変化させて、貯湯能力を調整する湯温制
御方式であり、要求される給湯負荷が少ない場合は沸き
上げ温度を低くする必要があった。

従って、お湯として使用する時は、あまり湯温を下げる
と足し湯などができな（なり、使用勝手上不便で、最低
保証濁度以上に沸き上げろ必要があり、貯湯能力の下限
側の調整には限界があるという問題点があった。

この発明は、これら従来の問題点を解消するためになさ
れたもので、沸き上げ温度を一定に保持しながら湯量を
制御し、必要な湯量が高温でほぼ零から満水状態まで広
範囲に精度よく調整でき、さらに給水しても最低湯温を
保証しながら湯量を増やしていける温水器の制御装置を
得ろことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係わる渇水器の制御装置は、電動弁を介して
貯湯タンクの下部より給水した水をヒーターにより加熱
し、貯湯タンクの下部から湯を取り出して使用するよう
にした温水器において、水温を検出する水温センサと、
湯温を検出する湯温センサと、湯温判定手段と貯湯タン
ク内の水撒を検出する水量センサと、要求湯量を設定す
る要求湯量設定手段と、前記各センサ及び要求ｆ！Ｉ量
設定手段で設定された要求湯量に基づいて所定の演算を
実行する演算手段と、ヒーターを制御するヒーター制御
手段と、電動弁を開閉制御する給水制御手段と、前記演
算手段で算出しｔ二結果に基づき前記ヒーター制御手段
と給水制卸手段を制御するクイマー装置と、給水開始後
、水量センサの出力に基づいて給水量を補正する給水量
補正手段とを設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、要求湯量設定手段により設定され
る要求湯量に基づいて給水量が演算され、更に給水時間
９通電時間２通電開始時間が演算され、そのａ算ｇｉに
基づいてタイマー装置ζまヒーター制御手段と給水制御
手段を料理する。

給水開始後、貯湯タンク内の水量の増加に伴い、貯湯ク
ンク内に給水される水の流速が変化して実際の給水量と
計算上の給水量とに差が発生ずると、所定水量毎に水量
センサが正確な給水量を検出して給水量が補正されろ。

また、給水時は湯温判定手段の出力によって最低湯温が
保証される。

〔実施例〕

以下、この発明による温水器の制御装置を説明する。

′ｉｔｔ、］図はこの発明による一実施例の全体構成図
であり、１０は開放式の貯湯タンクであり、２゜３，４
，５，６，８は上記従来装置と全く同一構成のものであ
る。

１１ば給水を制御する電動弁、１２は給水速度を制限す
るための流量調整弁、１３ば給水水温を検出するための
水温センサ、１４ば給湯ポンプ、１５は湯温センサ３の
出カイ３号と予め設定された温度とを比較判定する温湿
判定手段、１Ｂは電動弁１１を開閉制御する給水制御手
段、１７は前記要求湯量設定手段Ｂと水温センサ１３と
湯温センサ３の出力イε号に基づいて沸き上げに必要な
通電時間２通電開始時刻、残湯量、給水量、給水時間を
演算する演算手段、１８はこの演算手段で算出された通
電時開２適電開始時間、及び給水時間を制御するタイマ
ー装置、１９ａ、１９ｈ、　１ｓｃばタンク壁面の所定
位置に取り付けた水量センサ、２０は水量セン”ｔ　１
９　ａ　ｙ　１９　ｂ　ｐ　１９　Ｃ’）出力信号に基
づいて後述する給水量設定手段で設定されろ給水量を補
正する給水量補正手段である。

第２図は第１図の実施例のＴｓ気接続を示す回路図であ
る。

図において、２１は制御回路内のマイクロコンピュータ
であり、ｃ　ｐ　ｔＪ２２、メモリ２３、計時装置２４
、入力回路２５、出力回路２６、アナログマルチプレク
サ２フ、Ａ／Ｄ変換器２８を有している。

２９は電動弁制御回路で、抵抗３０１　トランジスタ３
１、リレーＲＬ、、　　リレーＲＬ、の常開接点ｒｊ、
から形成される。

前記リレーＲＬ、はトランジスタ３１を介して正極端子
＋ＶとＧＮＤ端子の間に接続され、前記トランジスタ３
１は抵抗３０を介して出力回￥１２６に接続されている
。

前記書間接点ｒｅユは前記電動弁１１と電源３２に対し
て直列に接続されている、。

３３はヒーター制御回路で、抵抗３４、トランジスタ、
り３５、リレーｆｔＬ、、リレーＲ１，、、の常開接点
ｒｌＢから形成されろ。

前記リレーＲＬ、はトランジスタ３５を介して正極端子
十ＶとＧＮＤ端子の間に接続さね、前記トランジスタ３
５は抵抗３４を介して出力回路２６に接続されている。

前記常開接点ｒｊ、は前記ヒーター２と電源３２に対し
て直列に接続されている。

３Ｂ、３７ば各１度センサ１３，３と直列に接続されろ
抵抗、３８は要求＃ＪＩＩ量設定手段６と直列に接続さ
れろ抵抗、３９，４０，４１は水量センサ１９ｎ、１９
ｂ、１９ｃに直列に接続された抵抗であり、これらの信
号は前記アナログマルチプレクサ２７に送られる。

次に上記実施例の動作を第３図を参照しながら説明する
。

第３図は、マイクロコンピュータ２１のメモリ２３に記
憶された制御フローチャートである。

まず、スタートと同時に第３図に示、すステップ４２の
タイムスイッチＯＮ、ＯＦＦ’の確認が始まり、ＯＮで
制＃！＠作に入る。次にステップ４３でタイマー、ＳＡ
　Ｃ°イ１８のタイマーをスタートする。次にステップ
４４で、給水水温”ｒｗを測定する。次にステップ４５
でユ・−ザーの要求湯量Ｖｌと要求温度ＴＩを確認する
。これを元にステップ４６で通電時間Ｈｔを演算する。

この通電時ＲＨｔは次式で求められろ。

ここで、Ｗはヒーター容量、８６０はＩＫｗＨ当たりの
発熱量である。

ヒーター２の電源を深夜電力とすると、供給時間は８時
間であり、ステップ４７ではタイムスイッチがＯＮＬ、
てから何時間後に通電を開始するか　　−をＨ＝８−Ｈ
ｔで求める。

乙のＭＭ４をもとにステップ４８で、既にステップ４３
でスタートしたタイマーが時間Ｈ経過して通電開始時刻
に達したかどうかをＭ認する。

次にステップ４日では、この時の湯温Ｔ’　ｚ　４！洲
定し、ステップ５０で４測定４４が予め決められている
基準温度（例えば給水水温は一般的に３０℃以下であり
、基準温度を３０℃とする）より高いか低いかで残湯が
あるかどうかの判定を行う。

測定湯温Ｔｚが基準温度より高ければ、ステッブ５１で
ヒーター２をＯＮＬ、同時に通電タイマーをスタートさ
せろ。

ステップ５２では、タンク１０内の湯温が一定温度（例
えば３℃）上界したかを判定し、一定ン晶度上界したら
ステツ・ブ５３で通電タイマーを１１：め、ヒーター２
を０ＦＦＬ、ステップ５４で残湯量■Ｚの演算を行う。

ここで、Ｈは残ｉ易の温度が一定温度上昇するのに費や
す時間であり、３は一定温度上昇値の３℃を示す。

次にステップ５５て給水ＭＶＱを演算する。すなわち、
残湯がある場合は、次式で求められ、残湯がない場合は
、 である。

前記流１：：Ａ整弁１２は一定に固定するが、給水速度
ば一次側の圧力や貯湯タンク１０内に給水されたことに
よる位置水頭により多少変化する。

流量調整弁１２の一次側圧力を一定にし、（例えば減圧
弁による）タンク１０内に残水がない状態での流入速度
をυ゛ｅ　（ｊ　／ｗｉｎ　）とすると、給水時間はｔ
　＝Ｖ　ｑ　１０ｅ　　（＋＋＋ｉ＋＋　）　　（ステ
ップ５６）で計算される。しかし実際には、給水量が増
加するに伴い給水速度ザｅは減少する。

次に、ステップ５７１’再び湯温’１’　ｅをよ１定し
、ステ・ツブＳ８で前記ステップ２０同様、残湯がある
かどうかのｒ４認を行う。残湯がある場合、ステップＳ
Ｓで湯’＜＠　Ｔ　瓢が５５℃未満かどうかの判定をし
、５５℃未満ならステップ６０で給水を停止すると同時
に給水タ、ｆマーを停止する。

次に、ステップ６１てヒーター２への通電をする。前記
ステップ５８で残湯なしの判定、又は前記ステップ５日
で湯温Ｔａが５５℃以上の場合については、ステップ６
２で給水を開始すると同時に給水タイマーをスタートさ
せろ。

ｍｌ記説明のように、貯湯タンク１０への給水により給
水速度が変化するため、任意水量において給水量の補正
を行う。

すなわち、貯湯タンク１０９．面に取り付けられた水量
センサ１９ｎ、１９ｂ、ｔｓｃにより、任意給水量の位
置で補正を行い、給水量の精度を上げる。

ここでは、１ｏｏｌ、２００１，３００１’の位置で補
正する例を説明する。満水を３００１とする。給水量ｖ
ｑの演算は、給水タイマーの経過時間をｔ　ｇ　　（ｓ
ｉｎ　）　とすると、ｖｑ＝υｆｉＸｔｆｉ　　　　　
（１）で表される、 ステップ６３では、Ｖｑ　が３ｏｏｌ以上か未満かの判
定を位置センサＩＳａにより検出する。

：’、　００１米満であれば、ステップ６４を実行イる
。ここでは、給水１４．Ｖｑ−が既に２００１！以−ヒ
に到達しているかどうかの判定をし、到達していれば、
次にステップ６１を実行し、ＩＩ達していなければステ
ップ６５を実行する。給水量２００　ｊの判定である。

給水プ、が位置センサ１９ｂの２００ｔの位置まで到達
したか、位置センサＩＳｂの出力ｔこより検出する。２
００１に達し又いれば、ステップ６日で給水量の補正が
あり、給水１１ｑ＝２００１とする。

前記ステップε５て、２００−未満なら、次にステ・ツ
ブ６６で既に給水ｉ１００１に到達しているかどうかの
判定をし、到達していれば、次にステップ６１を実行し
、到達していなければ、ステップ６７を実行する。給水
：！＃　Ｉ　Ｑ　ＯＲの判定である。給水量Ｖｑが位置
センサ１９Ｃの’−ｏ　ｏ　ｅの位置に到達したか、位
置センサ１ＳＣにより検出する。１００ノに到達してい
なければ、次にステップ６１を実行する。

１００１に到達すれば、次（（ステップ６８で給水量の
補正が始まり、Ｖ　ｑ＝　１００１とする。

次にステップ７０ては、前記ステップ４日で確認された
要求満尺Ｖｌ　　（１）から、前記ノ、う一リプ６８又
（よ６９で決定しｔ二給水％：を引き算し、給水量を再
設定する。

即ち、ＶＱ’　＝Ｖｌ−ｖｑである。

次に、ステップ７１で前記ステップ５Ｂで演算した給水
時間を再設定するため、給水時間を乞＝ＶＱ’／Ｖ″ｅ
で演算する。

次にステップ７２で給水タイマーをリセットすると同時
に、ステ・ンブ７３で給水タイマーを再スタートさせる
。次にステップ７４では、前記給水タイマーが給水時間
に到達したかどうかの判定をし、到達していなければ、
次にステップ５７を実行し、到達していれば、ステップ
７５で給水を停止すると同時に給水タイマーを停止する
。

次に、ステップ７Ｂで湯温Ｔ１１が８５℃に到達したか
どうかの判定をし、到達した時点でヒーター２のＯＦＦ
　（ステ・・・プ７７）を実行し、同郡が終了する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によりば、給水を電動弁を介し
て行い、給水量を時間でＩＰ？理するとともに、要求湯
量から残？４５：を差し引いて必要な湯量だけの沸き上
げができろとともに、給水速度の変化に伴う給水誤差を
水量センサにより検出し”（補正するように構成したの
で、タンク内への給水量が精度よ＜ｒ？４ＩＩ＋でき、
ＦＪ里な装置で安価に提供できろ。

さらにこの装置（ま、沸き上げ渇六に制限がなく、はぼ
零から満水状態まで貯湯能力が調整できるとともに、常
に所定の高温湯に沸きヒげるので、足し湯にも便利とな
り、また、最低ｖｉＩ温を保証しながら給水を行って湯
量を増していく沸き上げ方式のため、深夜の′Ｒ電電量
間中もお湯が使えるなどの利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す全体構成図、第２図
は主要電気回路図、第３図は囁作を示す制御フローチャ
ート、第４区は従来の貯湯式温水器を示す概略構成図で
ある。 図中、２はヒーター、３は湯温センサ、Ｂ要求湯量設定
手段、８はヒーター制御手段、１０は貯湯タンク、１１
は電動弁、１３は水温センサ、１５は湯温判定手段、１
Ｇは給水制御手段、１〕は演算手段、１８はタイマー装
置、１９ム、１９ｂ、１９ｃは水量センサ、２０は給水
量補正手段である。 代理人　大　岩　増　雄（外２名） オ　ＩＩ！１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電動弁を介して貯湯タンクの下部より給水した水
   をヒーターにより加熱して貯湯し、貯湯タンク下部から
   湯を取り出して使用する温水器において、水温を検出す
   る水温センサと、貯湯タンク内の湯温を検出する湯温セ
   ンサと、この湯温センサの検出値と予め記憶された温度
   と比較判定する湯温判定手段と、前記貯湯タンク内の水
   量を検出する水量センサと、要求湯量を設定する要求湯
   量設定手段と、前記各センサの検出値と要求湯量設定手
   段の出力から沸き上げに必要な通電時間、通電開始時刻
   、残湯量、給水時間を演算する演算手段と、前記ヒータ
   ーへの通電を制御するヒーター制御手段と、前記電動弁
   を開閉制御して貯湯タンク内への給水を制御する給水制
   御手段と、前記演算手段での演算結果に基づいて給水時
   間、通電時間を制御するタイマー装置と、給水開始後、
   前記水量センサの出力に基づいて前記演算手段での結果
   に基づく給水量を補正する給水補正手段とを備えてなる
   温水器の制御装置。
2. （２）前記湯温判定手段の出力によって給水による湯温
   降下が一定温度以下にならないようにヒーター制御手段
   と給水制御手段を制御するようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載の温水器の制御装置。