JPS6320929Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は太陽熱利用給湯システム等の補助熱源
として良く利用される深夜電力利用電気温水器に
関する。 従来、この種の電気温水器では通電時間が一定
であるため、その通電時間は湯の使用量の多い冬
場の条件に合わせて設定されていた。 このため、湯の使用量の少ない夏場等では貯湯
タンク内に半分以上の貯湯量が残ることが多く、
この場合にあつては深夜通電時間になると一斉に
通電が始まり短時間で沸上がつてしまう。これは
電力負荷の集中を招き送電効率が悪くなるばかり
か、短時間で沸上がるため、不必要に高温度の湯
を長時間使用に供さないで放置することとなり、
熱ロスが大きい欠点もある。従つて、太陽熱利用
給湯システム等の蓄熱槽の湯の補助熱源として利
用した場合には電気温水器への給水が太陽熱集熱
器で予熱されるため、より短時間で沸上がり、前
記欠点が一層助長される問題点がある。 本考案は上記の点に鑑みて為されたもので、給
水源から給水される蓄熱槽の下部層の水を吸入し
て電気ヒータと異なる主熱源により高温の湯とし
て前記蓄熱槽の上部に戻し、かつ前記主熱源によ
り加熱された前記高温の湯の一部を貯湯タンクに
戻すように構成され、該貯湯タンク内には深夜電
力用の電気ヒータを備えてなる電気温水器におい
て、電気ヒータを備えた貯湯タンクの下部層の温
度と該貯湯タンクの下部に湯を供給する蓄熱層の
下部層の温度とに応じて湯の設定温度と電気ヒー
タの出力を自動制御によつて調節することによ
り、上記従来の問題点を解消するとともに、この
自動制御とは別に前記設定温度と深夜電力用の電
気ヒータの出力を手動制御により任意に選定でき
るようにするものである。 以下本考案の実施例を図に基づいて説明する。 図において、１は電気温水器の貯湯タンク、２
は貯湯タンク１の下部に位置する深夜電力用の電
気ヒータで、2.2KWの容量の発熱体２ａ，２ｂ
からなる。３は貯湯タンク１の下部層の湯温を検
出する温度検出素子で例えば65℃以上か未満かを
検出する。４はは貯湯タンク１の上部に連通する
給湯蛇口、５は蓄熱槽、６は蓄熱槽５の下部に開
口する給水管に介装されたボールタツプ、加圧ポ
ンプ、減圧逆止弁等を内蔵した圧力シスターン、
７は蓄熱槽５の下部に配設され給水温度を検出す
る温度検出素子で例えば20℃以上か未満かを検出
する。８は電気ヒータと異なる主熱源としての太
陽熱集熱器で、蓄熱槽５の下部層の水を吸入して
太陽熱により比較的高温の湯とし蓄熱槽５の上部
に戻すものである。９は循環ポンプ、１０は電
源、１１，１２，１３は夫々後述する電気ヒータ
出力切換手段により選択された発熱体２ａ，２ｂ
への通電を貯湯タンク１内湯温に基づいてオン・
オフ制御して湯温を異なる設定温度に調節する温
度調節器で、温度調節器１１，１２は略85℃で開
放し、温度調節器１３は略65℃で開放する。 １５〜１８は夫々前記電気ヒータ２を構成する
複数の発熱体２ａ，２ｂのうち通電すべき発熱体
を選択して電気ヒータ２の出力を切り換えると同
時に前記複数の温度調節器１１〜１３を選択して
湯温の設定温度を切り換える手段としての電磁接
触器で、前記電磁接触器１６は温度調節器１１と
発熱体２ａとの間に、電磁接触器１７，１８は前
記温度調節器１１と発熱体２ａと並列な温度調節
器１２と発熱体２ｂとの間に夫々介装され温度調
節器１３が温度調節器１２と電磁接触器１７に並
列に接続されている。又、電磁接触器１５は前記
並列回路と電源１０との間に介装されている。
尚、電磁接触器１６，１７は連動する。 そして、これら電磁接触器１５，１６と１７，
１８の夫々のコイルm₁，m₂，m₃相互は電源１０
に対して並列な関係に接続されている。 １４は温度検出素子３，７の検出温度信号に基
づき前記電磁接触器１５〜１８の切り換え動作を
制御する制御器で、入力側に温度検出素子３，７
が接続されるマイクロコンピユータ２３と、該マ
イクロコンピユータ２３の出力側に接続され、こ
のマイクロコンピユータ２３からの切換指令に応
じて電磁接触器１５，１６，１７，１８を開閉す
るホトカプラ２４〜２６から構成されている。 １９，２０，２１は電気ヒータ出力と湯温設定
温度の切換手段としての電磁接触器１５，１６，
１７，１８を手動で切換え動作する切換スイツチ
としての開閉スイツチで、貯湯タンク１内の湯の
設定温度と電気ヒータ２の出力を任意に選定す
る。 これら開閉スイツチ１９，２０，２１は相互電
源１０に対して並列の関係に接続され、夫々電磁
接触器１８，１６と１７，１５夫々のコイルm₃，
m₂，m₁に直列に接続されている。そして、開閉
スイツチ１９はコイルm₃の通電を制御すること
で、電磁接触器１８を開閉制御し、開閉スイツチ
２０はコイルm₂の通電を制御することで、電磁
接触器１６，１７を開閉制御し、開閉スイツチ２
１はコイルm₁の通電を制御することで、電磁接
触器１５を開閉制御する。 ここで、前記ホトカプラ２４〜２６は、マイク
ロコンピユータ２３の指令によりその発光素子部
２４ａ〜２６ａが発光し、これを受光素子部２４
ｂ〜２６ｂが受けることによつて、前記電磁接触
器１５，１６と１７，１８夫々のコイルm₁，
m₂，m₃に通電を行うように作用するもので、受
光素子部２４ｂ〜２６ｂは夫々開閉スイツチ１
９，２０，２１に並列に接続されている。 ２２は設定温度と電気ヒータ２の出力を選択的
にマイクロコンピユータ２３によつての前記電磁
接触器１５，１６と１７，１８の開閉制御による
自動調節運転および開閉スイツチ１９，２０，２
１によつての前記電磁接触器１５，１６と１７，
１８の開閉制御による任意設定手動運転に切換え
る手段としてのスイツチであつて、前記マイクロ
コンピユータ２３に接続されている。 次にかかる構成の制御回路の作用を説明する。 わかりやすくするためスイツチ２２がオン状態
即ち自動調節運転の作動を表にまとめる。

【表】 上記表から、例えば圧力シスターン６により蓄
熱槽５へ供給される水の温度が比較的高く且つ湯
の使用量の少ない夏場等では、蓄熱槽５の下部槽
Ｄおよび貯湯タンク１の下部槽Ｂともに温度が高
く、夫々温度検出素子３，７は65℃以上、20℃以
上を検出すると（表のNo.１）、検出信号に基づい
てマイクロコンピユータ２３はコイルm₁を非励
磁とする指令をホトカプラ２６に送る。これによ
り、電磁接触器１５がオフとなる。従つて、この
場合では発熱体２ａ，２ｂ共に通電されないの
で、電力消費のない非作動状態となる。尚、この
場合今迄の深夜電力利用温水器の実績から電気ヒ
ータ２より上部に65℃以上の湯があれば翌日の給
湯負荷を充分まかなえることは勿論である。 一方、この季節で、湯の使用量が多く温度検出
素子３の検出温度が65℃未満となると（表のNo.
２）、この検出信号に基づいてマイクロコンピユ
ータ２３はコイルm₁，m₃を励磁とする指令をホ
トカプラ２４，２６に送る。これにより、電磁接
触器１５，１８がオンとなる一方、マイクロコン
ピユータ２３がコイルm₂を非励磁とする指令を
ホトカプラ２５に送ることによつて、電磁接触器
１６，１７がオフとなる。 従つて、この場合には発熱体２ｂが65℃で開閉
する温度調節器１３を介して電源１０に接続され
以て発熱容量が2.2KWになるとともに設定温度
が65℃となる。この発熱容量2.2KWは貯湯タン
ク１のＡ層の残湯の放熱ロスによる湯温の低下分
と太陽熱により暖められた65℃未満のＢ層の湯を
65℃の設定温度に上昇させるに充分な容量に設定
してある。 これに対して、圧力シスターン６により蓄熱槽
５へ供給される水の温度が比較的低く且つ湯の使
用量ならびに放熱ロスの多い冬場等にあつては、
蓄熱槽５のＤ層の温度および貯湯タンク１のＢ層
の温度共に低く、夫々温度検出素子３，７は65℃
未満、20℃未満の温度を検出する（表のNo.４）。 この検出信号に基づいてマイクロコンピユータ
２３はコイルm₁，m₂，m₃を励磁とする指令をホ
トカプラ２４〜２６に送る。これにより、電磁接
触器１５，１６，１７，１８がオンとなる。従つ
て、この場合には発熱体２ａ，２ｂが85℃で開閉
する温度調節器１１，１２を介して電源１０に接
続され、以て発熱容量が4.4KWになるとともに
設定温度が85℃となる。一方、この季節で湯の使
用量が比較的少なく温度検出素子３の検出温度が
65℃以上となると（表のNo.３）、この検出信号に
基づいてマイクロコンピユータ２３はコイルm₁，
m₂を励磁し、コイルm₃を非励磁とする指令をホ
トカプラ２４〜２６に送る。これにより、電磁接
触器１５，１６，１７がオンとなると共に、電磁
接触器１８がオフとなる。 従つて、この場合には発熱体２ａが85℃で開閉
する温度調節器１１を介して電源１０に接続さ
れ、以て発熱容量が2.2KWになるとともに設定
温度が85℃となる。 尚、制御器１４は図示しない深夜電力専用のタ
イムスイツチがオン状態、即ち、深夜通電開始と
同時に温度検出素子３，７の検出温度を情報とし
て電磁接触器１５，１６，１７，１８を開閉制御
するが、深夜通電期間中に温度検出素子３，７の
検出温度に変化があつても電磁接触器１５，１
６，１７，１８の開閉状態を保持するよう自己保
持機能を有する。 一方、設定温度と電気ヒータ２の出力を任意に
選定したい場合では、スイツチ２２を開放して制
御器１４を非作動状態とし、適宜開閉スイツチ１
９，２０，２１を開閉することにより夫々コイル
m₁，m₂，m₃を励磁或いは非励磁に任意にできる
ので任意設定が可能となる。 尚、上記実施例では設定温度を２種としたがそ
れ以上選択できるように回路構成けても良いこと
あきらかであり、更にその選択判定基準温度もそ
れに応じて増やしても良いことあきらかである。 以上説明したように電気ヒータを備えた貯湯タ
ンクの下部層の温度と該貯湯タンクの下部に湯を
供給する蓄熱槽の下部層の温度とに応じて湯の設
定温度と電気ヒータ出力を自動制御により調節す
るように構成し、然も設定温度と電気ヒータの出
力を任意に選定する手動制御の構成も追加したの
で、家族構成の少ない或いは湯をあまり使用しな
い家庭にあつては設定温度および電気ヒータの容
量を人為的に落とすことにより、又、一般的な家
庭では自動調節で必要以上の温度にまで湯を昇温
させることがなく放熱ロスを抑制することがで
き、更に能力の許す範囲内で電気ヒータの出力を
下げて時間をかけて昇温させるので、この点から
も放熱ロスを減少でき省エネルギ効果が発揮され
ると同時に深夜電力負荷のピークを緩和して電力
負荷の均一化を図れる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である電気温水器の
概略構成図、第２図は同上温水器の制御回路図で
ある。 １……貯湯タンク、２……電気ヒータ、２ａ，
２ｂ……発熱体、３，７……温度検出素子、５…
…蓄熱槽、６……圧力シスターン、８……太陽熱
集熱器、１１，１２，１３……温度調節器、１４
……制御器、１５〜１８……電磁接触器、１９〜
２１……開閉スイツチ、２２……スイツチ、２３
……マイクロコンピユータ、２４〜２６……ホト
カプラ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 給水源から給水される蓄熱槽の下部層の水を吸
   入して電気ヒータと異なる主熱源により高温の湯
   として前記蓄熱槽の上部に戻し、かつ前記主熱源
   により加熱された前記高温の湯の一部を貯湯タン
   クに戻すように構成され、該貯湯タンク内には深
   夜電力用の電気ヒータを備えてなる電気温水器に
   おいて、前記貯湯タンクの下部層と前記蓄熱槽の
   下部層の温度を夫々検出する２つの温度検出素子
   と、前記電気ヒータを構成する複数の発熱体のう
   ち通電すべき発熱体を選択して電気ヒータ出力を
   切り換えると同時に選択された発熱体への通電を
   貯湯タンク内湯温に基づいてオン・オフ制御して
   湯温を異なる設定温度に調節する複数の温度調節
   器を選択して湯温の設定温度を切り換える手段
   と、前記２つの温度検出素子の検出温度信号に基
   づき前記電気ヒータ出力と湯温設定温度の切換手
   段の切り換え動作を制御する制御器と、該電気ヒ
   ータ出力と湯温設定温度の切換手段を手動で切換
   え動作する切換スイツチと、を設けたことを特徴
   とする電気温水器。