JPS647292B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本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、給水水温と予め設定される使
用湯量とから発熱体に印加すべき通電時間を算出
するとともに、深夜電力の通電時間終了時刻と同
時に前記通電時間が得られるよう深夜電力通電時
間帯の途中から発熱体への通電を開始させること
により残湯量ならびに沸き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、第２図は従来の貯湯式電気温水器の主要電気
回路を示す。

図において、１は貯湯タンク、２は発熱体、３
は自動温度調節器、４は電源、５は深夜電力用の
タイムスイツチで、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ツチ５の接点が
閉成して、発熱体２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℃に沸き上がつている。

しかしながら、湯の使用量や給水水温は常に同
じとは限らず、日々、大きくは季節によつて異な
つている。

特に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、季節的には給水水温の高低
が採湯可能な適温湯量に大きな影響を及ぼしてお
り、給水水温の高い夏期は冬期に比し適温量が多
量に採湯できる。

一方、湯の使用量は年間ほぼ一定か、むしろ夏
期の方が低温湯で使用するため、実質的に使用量
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。

従つて、給水水温が高かつたり残湯があると沸
き上がりも早く、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
の自然放熱及び配管内に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つた。

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量を予め設
定し、この予め設定された翌日の使用湯量に対し
て、給水水温を参考に、発熱体への所要通電時間
を算出するとともに、この所要通電時間が深夜電
力の通電終了時刻に消化し得るよう深夜電力通電
時間帯の途中から発熱体への通電を開始すること
により、残湯量を少なくするとともに沸き上げ後
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図の制御フローチヤートに基づいて説明
する。

第３図において、６は貯湯タンク内温度を連続
的に検知するためのサーミスタなどの温度センサ
ーで、貯湯タンク１の下部に設けてある。

７は貯湯タンク１に貯える毎日の使用量を予め
設定するための定常湯量設定手段、８は同様に翌
日限りの使用湯量を予め設定するための暫定湯量
設定手段であり、定常的には定常湯量設定手段７
で設定するが、例えば翌日に入浴しない、あるい
は、湯を全く使用しない場合には、暫定湯量設定
手段８によつて使用量を設定するもので、翌々日
には再び定常湯量設定手段７による設定値に自動
的に復帰する。

９は前記温度センサー６で検出した温度と定常
湯量設定手段７または暫定湯量設定手段８で設定
された設定値とから貯湯タンク１に湯として貯え
ておくべき熱量を算出するための熱量演算手段で
ある。

１０は前記熱量演算手段９で算出した熱カロリ
ーから発熱体２への所要通電時間を算出するため
の通電時間演算手段であり、１１は深夜電力の通
電終了時刻に通電時間演算手段１０で求めた所定
の通電時間が得られるように発熱体２への通電を
深夜電力の通電時間帯の途中から開始するための
通電開始制御手段である。

一方、１２は前記熱量演算手段９で算出した熱
カロリー、前記貯湯タンク内の容積、給水温度か
ら沸き上げておくべき湯温を算出するための沸き
上げ湯温演算手段であり、１３は貯湯タンク内の
湯温が沸き上げ湯温演算手段１２で求めた温度に
達した時に発熱体２への通電を停止するための通
電停止制御手段である。

次に上記の構成についてその具体的な動作例を
算式と第４図の制御フローチヤートによつて説明
する。

23時になるとタイムスイツチがONして電気温
水器に電源が供給される（ステツプ20）。この電
源ONの信号をうけて制御が開始される（ステツ
プ21）。

まず、ステツプ22によつて使用者が暫定湯量設
定手段８への設定を行つているかどうかの判断を
する。設定されていれば、ステツプ23によつて暫
定湯量設定手段８への設定値を確認する。又、設
定がされていなければ、ステツプ24によつて定常
湯量設定手段７の設定値を確認する。

このようにして確認された定常湯量設定手段７
または暫定湯量設定手段８の設定値をＶリツトル
（湯温Ｔ℃）とする。

一方、ステツプ25によつて貯湯タンク１の下部
に設けた温度センサー６によつて貯湯タンク１内
下部温度、即ち給水水温を検出する。

23時は１日の使用湯量のほとんどを使い終わつ
た時刻であり、貯湯タンク１の下部には水源から
供給された水が入つているので、給水水温をここ
で測定することが可能である。今この温度センサ
ー６によつて検出した給水水温をｔ℃とする。

次に、ステツプ26では熱量演算手段９によつ
て、深夜電力供給時間終了時刻までに湯として貯
えておくべき熱量Ｋ（Kcal）を算出する。

算式は下式で表わせる。

Ｋ＝（Ｔ−ｔ）×Ｖ（Kcal） ステツプ27では、通電時間演算手段１０によつ
て、熱量演算手段９で算出した熱量Ｋ（Kcal）を
もとに Ｈ＝Ｋ／860×Ｗ（hr） の演算を行い、貯湯タンク１内に貯えておくべき
熱量を得るために必要な発熱体２への所要通電時
間Ｈ（hr）を算出するものである（1KWH＝
860Kcal）。ここでＷは発熱体２の定格消費電力
（KW）を表す。

ステツプ28では深夜電力供給時間終了時刻に前
記通電時間演算手段１０（ステツプ27）で算出し
た所要通電時間Ｈ（hr）が得られるよう時間経過
を判定するもので、タイムスイツチがONしてか
ら（８−Ｈ）時間経過時点でステツプ29に進み、
通電開始制御手段１１の働きによつて発熱体２へ
の通電を開始する。

一方、ステツプ30では前記熱量演算手段９（ス
テツプ26）で算出した熱量Ｋをもとに To＝Ｋ／Vt＋ｔ（℃） の演算を沸き上げ湯温演算手段１２で行い、沸き
上げておくべき湯温To（℃）を算出する。ここで
Vtは貯湯タンク１内の容積（リツトル）を表す。

前記温度センサー６の検出値がTo℃に達した
かの判定をステツプ31で行い湯温がTo℃に達す
ると、ステツプ32に進み、通電停止制御手段13の
働きによつて発熱体２への通電を停止する。この
湯温を検出するための温度センサーは貯湯タンク
の１下部に設けた温度センサー６とは別に設けて
もよい。

このような制御において、前日の残湯がなけれ
ば沸き上げ湯温演算手段１２で求めた沸き上げ湯
温To℃に達する時刻と、深夜電力の通電終了時、
即ちタイムスイツチ５のOFF時刻は一致するこ
ととなる。

しかし実際の使用状態では毎日何らかの残湯は
生じる（残湯がないということは、前日に湯切れ
が発生したことになる）ため、所定の沸き上げ湯
温To℃の達して発熱体２がOFFする時刻は残湯
熱量分だけ早くなる。このためステツプ33で示す
発熱体２がOFFの後、タイムスイツチがOFFと
なり、一連の制御が終了する（ステツプ34）。

以上のようにこの発明は、毎日の使用湯量を予
め設定するための定常湯量設定手段と、同じく翌
日限りの使用量を予め設定するための暫定湯量設
定手段と、貯湯タンク内への給水温度と沸き上げ
温度を検出する温度検出手段と、前記湯量設定手
段で設定された設定値と前記温度検出手段で検出
した検出値とから貯えておくべき湯の熱カロリー
を算出する熱量演算手段と、この熱量演算手段で
算出した熱カロリーから発熱体への所要通電時間
を算出する通電時間演算手段と、この通電時間演
算手段で求めた所要通電時間が深夜電力の通電時
間終了時刻に得られるように発熱体への通電を深
夜電力通電時間帯の途中から開始させるための通
電開始制御手段と、先に算出した熱カロリー、前
記貯湯タンク内の容積、給水温度から沸き上げ湯
温を算出する沸き上げ湯温演算手段と、この沸き
上げ湯温演算で求めた沸き上げ湯温に達した時に
発熱体への通電を停止するための通電停止制御手
段とを備えてなり、使用者が予め設定する使用湯
量と貯湯タンクへの給水温度を検出して必要熱カ
ロリーを算出し、これにより発熱体への所要通電
時間を算出して深夜電力の通電時間帯後半部分に
通電を行うようにし、しかも使用者はその使用湯
量を定常的なものと暫定的なものとに適宜選択し
て設定できるように構成したものであるから、残
湯量が減少するとともに、沸き上げ後の放熱ロス
が減少して維持費が易くなるという効果を有して
いる。

又、本発明によるものは主として深夜電力の通
電時間帯後半部分に通電されるので、前半に負荷
が集中する在来の深夜電力利用機器に混在させて
使用すると、通電時間帯前半の電力負荷のピーク
を緩和することとなり、送電効率を向上できると
いう効果も有している。

【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図はこの発明による全体構成図、
第４図は同じく制御フローチヤートを示す。 １は貯湯タンク、２は発熱体、６は温度センサ
ー（温度検出手段）、７は定常湯量設定手段、８
は暫定湯量設定手段、９は熱量演算手段、１０は
通電時間演算手段、１１は通電開始制御手段、１
２は沸き上げ湯温演算手段、１３は通電停止制御
手段である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 毎日の使用湯量を予め設定するための定常湯
   量設定手段と、同じく翌日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
   内への給水温度と沸き上げ温度を検出する温度検
   出手段と、前記定常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前記温度検出手段で
   検出した給水温度とから貯えておくべき湯量の熱
   カロリーを算出する熱量演算手段と、熱量演算手
   段で算出した熱カロリーから発熱体への通電時間
   を算出する通電時間演算手段と、この通電時間演
   算手段で求めた所要通電時間が深夜電力の通電時
   間終了時刻に得られるよう発熱体への通電を深夜
   電力通電時間帯の途中より開始させる通電開始制
   御手段と、前記熱量演算手段で算出した熱カロリ
   ー、前記貯湯タンク内の容積、給水温度から沸き
   上げ湯温を算出する沸き上げ湯温演算手段と、貯
   湯タンク内の湯温が沸き上げ湯温演算手段で算出
   した沸き上げ温度に達した時に発熱体への通電を
   停止するための通電停止制御手段とを備えた貯湯
   式電気温水器の制御装置。