JPS647294B2 - - Google Patents
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- JPS647294B2 JPS647294B2 JP14071683A JP14071683A JPS647294B2 JP S647294 B2 JPS647294 B2 JP S647294B2 JP 14071683 A JP14071683 A JP 14071683A JP 14071683 A JP14071683 A JP 14071683A JP S647294 B2 JPS647294 B2 JP S647294B2
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
- G05D23/1923—Control 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
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
績に基づいて所要通電電力量を算出するようにし
て、従来、固定であつ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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control device for a hot water storage type electric water heater that uses late-night electricity, and calculates the required amount of energized electricity based on the user's actual hot water usage. The purpose is to enable users to use the capacity of a fixed hot water storage type electric water heater according to their needs.
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。 FIG. 1 is a block diagram of a general hot water storage type electric water heater, and FIG. 2 is a main electrical circuit diagram of a conventional hot water storage type electric water heater.
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。 In these figures, 1 is a hot water storage tank, 2 is a water supply pipe, 3 is a hot water supply pipe, 4 is a hot water tap, 5 is a heating element, 6
is an automatic temperature controller, 7 is a power supply, and 8 is a time switch for late-night power, which is generally turned on around 23:00.
8 hours from 7:00 to 7:00 the next morning.
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
イツチ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℃に保たれ、この
ようにして毎朝貯湯量全部が85℃に沸き上つてい
る。 Next, the operation of the conventional example having the above configuration will be explained. When the time to start supplying late-night power comes, the contact of the time switch 8 is closed and the supply of electricity to the heating element 5 is started. And the water temperature in hot water storage tank 1 is 85℃.
When this happens, the contacts of the automatic temperature regulator 6 are opened and the power supply to the heating element 5 is stopped. Thereafter, the water temperature is maintained at 85°C by opening and closing the automatic temperature controller 6, and in this way, the entire stored hot water is heated to 85°C every morning.
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
構造なつている。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℃前後
の混合湯として使用する。その得られる混合湯量
を求める式は次の通りである。 In this way, in order to increase hot water storage efficiency, hot water storage type electric water heaters have a structure in which the boiling temperature is set as high as possible, and heating stops when the set temperature is reached. However, users do not use high-temperature hot water as it is, but mix it with water and use it as a mixed hot water at around 40 to 45 degrees Celsius. The formula for determining the amount of mixed hot water obtained is as follows.
今、貯湯タンク容量をVt（）、貯湯タンク１
内の沸き上り温度をTo（℃）、得ようとする混合
湯の温度をTm（℃）、混ぜ合わせる水の温度（給
水温度）をTi（℃）とすると、混合湯量Vm（）
は、
Vm＝Vt×To−Ti／Tm−Ti（）
で表わせる。 Now, the hot water storage tank capacity is Vt (), hot water storage tank 1
If the boiling temperature in the water is To (℃), the temperature of the mixed water to be obtained is Tm (℃), and the temperature of the water to be mixed (water supply temperature) is Ti (℃), the mixed hot water volume Vm ()
can be expressed as Vm=Vt×To−Ti/Tm−Ti().
この算式において、給水温度Tiは季節によつ
て大きく変動する。東京では冬は５℃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℃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Vmは1.6倍
にも達する。 In this formula, the water supply temperature Ti varies greatly depending on the season. In Tokyo, temperatures range from around 5°C in winter to around 27°C in summer. Therefore, the amount of hot water that can be obtained as mixed hot water at an appropriate temperature is small in the winter and large in the summer. That is, when the boiling temperature To is 85°C, the amount of mixed hot water Vm obtained when the water supply temperature Ti is 5°C is 1.6 times that obtained when the water supply temperature Ti is 27°C.
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、使用者によつては家
族数の減少などによつて定格の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。 On the other hand, the amount of hot water used is almost constant throughout the year, or rather, the actual amount used is generally lower in the summer because hot water is used at a lower temperature, and the amount of hot water remaining in the summer is larger than in the winter. Furthermore, some users use only 1/2 or 2/3 of the rated amount due to a decrease in the number of family members, leaving a large amount of hot water available each day.
このように、給水温度が高かつたり残湯がある
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。 In this way, if the water supply temperature is high and there is residual hot water, the hot water will boil quickly and the hot water will be left unused for a long time.
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つ
た。 In this way, leaving unnecessarily high-temperature hot water unused for a long time has the disadvantage of increasing heat loss due to natural heat radiation from the hot water storage tank 1 and heat radiation from hot water stagnant in the pipes. It was hot.
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
数日間の使用湯量に対応する通電電力量のデータ
を記憶し、このデータは毎日、その日の実績と順
次入れ換えること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、所要通
電電力量を算出し、かつ、発熱体への電力の供給
を深夜電力の供給開始から供給終了までの全時間
に亘つて平準化して行われるように制御すること
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
ある。 This invention attempts to solve these drawbacks by storing in a storage device data on the amount of electricity used corresponding to the amount of hot water used, for example, the amount of hot water used over the past few days, and this data is updated every day with the results of that day. In other words, it has a learning function so that the required amount of mixed hot water is always obtained based on this data, the required amount of energized electricity is calculated, and the power is supplied to the heating element. By controlling the amount of hot water to be leveled over the entire period from the start of late-night power supply to the end of power supply, the amount of remaining hot water is reduced and heat loss after boiling is eliminated as much as possible. .
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。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the overall configuration diagram in FIG. 3 and the control flowchart in FIG. 4.
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
に設けてある。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は前記発熱体５への通電率を制御
するトライアツクなどの通電率制御素子で、後述
の制御部によつて制御される。１１は前記した制
御部で、記憶装置１２、演算装置１３、通電率制
御装置１４、通電制御装置１５、および通電電力
量算出装置１６からなる。 In Fig. 3, symbols 1 to 5, 7, and 8 are the first
Figure 2 shows the same thing as Figure 2. 9 is a temperature detection means such as a thermistor (hereinafter referred to as a temperature sensor);
It continuously detects the temperature of water supplied into the hot water storage tank 1 from the water supply pipe 2, and also detects the temperature of boiling hot water, and is provided at the bottom of the hot water storage tank 1. Note that this temperature sensor 9 may be provided separately to detect the temperature of water and the temperature of hot water, respectively. Reference numeral 10 denotes an energization rate control element such as a triax for controlling the energization rate to the heating element 5, which is controlled by a control section to be described later. Reference numeral 11 denotes the above-mentioned control unit, which includes a storage device 12, an arithmetic unit 13, an energization rate control device 14, an energization control device 15, and an energization power amount calculation device 16.
記憶装置１２は、通電電力量算出装置１６によ
る通電電力量の数日分の実績WG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、常に前日分の最新データが
記憶されて最古のデータが順次消去されるように
する。 The storage device 12 stores, as data, the actual amount of energized power W G for several days calculated by the energized power amount calculation device 16 . This data is set to a fixed number of days, such as 10 days, so that the latest data for the previous day is always stored and the oldest data is deleted in sequence.
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10日
間のうち）最大値WGmax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、所要通電電力量Ws（KWH）を
Ws＝WGmax×Ｃ （KWH）
として算出する。 The arithmetic unit 13, for example, calls the maximum value W G max of the data stored therein (in 10 days in the above example) from the storage device 12, and calculates a constant C (for example, a margin rate of 10%) based on the margin rate. ( 1.1 in the case of
また、発熱体５の通電容量Ｑ（KW）を演算装
置１３で設定する。すなわち、深夜電力供給時間
帯は、８時間なので、
Ｑ＝Ws／８ （KW）
となる。 Further, the current carrying capacity Q (KW) of the heating element 5 is set by the arithmetic unit 13. In other words, the late-night power supply period is 8 hours, so Q=Ws/8 (KW).
さらに、演算装置１３は、貯湯タンク容量Vt
（）、前記所要通電電力量Ws（KWH）、給水温
度Ti（℃）から、沸き上り温度To（℃）を下式か
ら求める。 Furthermore, the arithmetic unit 13 calculates the hot water storage tank capacity Vt
(), the above-mentioned required energization power amount Ws (KWH), and the water supply temperature Ti (°C), the boiling temperature To (°C) is determined from the following formula.
To＝Ws×860／Vt＋Ti
通電率制御装置１４は、演算装置１３で求めた
通電容量Ｑ（KW）になるように発熱体５への通
電率を通電率制御素子１０により制御する。これ
には例えばトライアツクを用い、そのゲートを位
相制御することにより行う。 To=Ws×860/Vt+Ti The energization rate control device 14 controls the energization rate to the heating element 5 using the energization rate control element 10 so that the energization capacity Q (KW) determined by the arithmetic unit 13 is achieved. This is done by using, for example, a triax and controlling the phase of its gate.
通電制御装置１５は、通電率制御素子１０のオ
フ（開）の制御を行うもので、温度センサ９が演
算装置１３の求めた沸き上り温度Toを検知した
とき作動する。 The energization control device 15 controls the OFF (opening) of the energization rate control element 10, and is activated when the temperature sensor 9 detects the boiling temperature To determined by the arithmetic device 13.
通電電力量算出装置１６は、通電が開始されて
から発熱体５がオフするまでの時間Ｈと通電容量
Ｑ（KW）から通電電力量WG＝Ｈ×Ｑ（KWH）を
算出し、最新データとして記憶装置１２へ入力す
るものである。 The energized power amount calculation device 16 calculates the energized power amount W G = H×Q (KWH) from the time H from the start of energization until the heating element 5 turns off and the energized capacity Q (KW), and calculates the latest data. The data is input to the storage device 12 as follows.
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)〜(13)は各ステ
ツプを表わす。 Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 3 will be explained with reference to FIG. 4. Note that (1) to (13) in FIG. 4 represent each step.
スタート(1)、深夜の、例えば23時になるとタイ
ムスイツチ８がオンンする(2)。まず、記憶装置１
２から最新のデータのうち最大の通電電力量WG
maxを呼び出す(3)。 At the start (1), at midnight, for example at 23:00, the time switch 8 is turned on (2). First, storage device 1
From 2 to the latest data, the maximum amount of energized power W G
Call max(3).
次に、演算装置１３において、WGmaxに余裕
率を見た定数Ｃを乗じて所要通電電力量Ws
（KWH）を求め、さらに、８で除算して通電容
量Ｑ（KW）を算出する(4)。また、温度センサ９
によつて貯湯タンク１内の給水温度Tiを測定す
る(5)。さらに、演算装置１３は、所要通電電力量
Ws（KWH）、給水温度Ti、貯湯タンク容量Vtと
から沸き上り温度Toを算出し(6)、あらかじめ算
出した通電容量Ｑ（KW）が得られるよう発熱体
５への通電を開始する(7)。一方、温度センサ９に
よつて湯温がToになれば(8)、発熱体５への通電
をオフとし(9)、通電開始から通電停止までの時間
Ｈから通電電力量の実績値WG（KWH）を算出す
る(10)。そして、算出した実績値WG（KWH）を最
新のデータとして記憶装置１２へ入力すると同時
に、今まで記憶されていたデータの中の最古のデ
ータを消去してデータを更新する(11)。 Next, in the arithmetic unit 13, W G max is multiplied by a constant C based on the margin rate to obtain the required energized power amount Ws.
(KWH) and further divide by 8 to calculate current carrying capacity Q (KW) (4). In addition, the temperature sensor 9
Measure the water supply temperature Ti in the hot water storage tank 1 by (5). Furthermore, the arithmetic device 13
The boiling temperature To is calculated from Ws (KWH), the water supply temperature Ti, and the hot water storage tank capacity Vt (6), and energization to the heating element 5 is started so that the pre-calculated current carrying capacity Q (KW) is obtained (7) ). On the other hand, when the water temperature reaches To by the temperature sensor 9 (8), the power supply to the heating element 5 is turned off (9), and the actual value of the energized power amount W G is determined from the time H from the start of energization to the stop of energization. Calculate (KWH) (10). Then, the calculated actual value W G (KWH) is input into the storage device 12 as the latest data, and at the same time, the oldest data among the data stored so far is deleted to update the data (11).
さらに、深夜電力供給時間終了時刻、例えば７
時になると、タイムスイツチ８がオフとなり(12)、
ストツプとなる(13)。 Furthermore, the late-night power supply time end time, for example, 7
When the time comes, time switch 8 turns off (12),
Stop (13).
なお、上記の実施例では演算装置１３での通電
容量Ｑ（KW）の算出に、記憶装置１２内のデー
タ中、最大のWGmax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ビユータを用いる
ことができる。 In the above embodiment, the maximum W G max of the data in the storage device 12 was used to calculate the current carrying capacity Q (KW) in the arithmetic unit 13, but in addition, the average over a fixed number of days was used. or other data may be used. Further, as the control unit 11, a microcomputer equipped with a central processing unit (CPU) can be used.
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数日分の通電電力量の最新
のデータを記憶しておき、このデータに基づいて
発熱体に通電する所要通電電力量を決定するよう
にし、かつ電力の供給を深夜電力供給時間帯の全
体に亘つて平準化して行うようにしたので、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、したがつて、沸き上り後の放熱
ロスが減少して維持費が安くなるとともに深夜電
力負荷を平準化できる利点を有する。 As explained in detail above, the present invention stores the latest data of the amount of energized power for several days as past results in the storage device, and calculates the required amount of energized power to energize the heating element based on this data. Since the electricity supply is leveled out over the entire late-night electricity supply time period, the amount of hot water that matches the user's actual situation can be obtained every day, and the amount of remaining hot water is reduced. This has the advantage of reducing heat dissipation loss after boiling, lowering maintenance costs, and leveling out late-night power loads.
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ヤー
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
イムスイツチ、９は温度センサ、１０は通電率制
御素子、１１は制御部、１２は記憶装置、１３は
演算装置、１４は通電率制御装置、１５は通電制
御装置、１６は通電電力量算出装置である。な
お、各図中の同一符号は同一または相当部分を示
す。
Figure 1 is a configuration diagram of a typical hot water storage type electric water heater.
FIG. 2 is a main electrical circuit diagram of a conventional hot water storage type electric water heater, FIG. 3 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a control flow chart thereof. In the figure, 1 is a hot water storage tank, 2 is a water supply pipe, 3 is a hot water supply pipe, 4 is a hot water tap, 5 is a heating element, 7 is a power supply, 8 is a time switch, 9 is a temperature sensor, 10 is an energization rate control element, 11 12 is a storage device, 13 is an arithmetic device, 14 is an energization rate control device, 15 is an energization control device, and 16 is an energization power amount calculation device. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
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、過去数日分の通電電力量の実
績をデータとして記憶しておく記憶装置と、前記
データに基づいて前記発熱体への所要通電電力量
を算出するとともに、前記給水温度、通電電力
量、貯湯タンク容量から沸き上り温度を算出する
演算装置と、深夜電力の供給開始から供給終了の
間に前記発熱体へ供給する電力量が前記演算装置
で求めた所要通電電力量に一致するように前記発
熱体への通電率を制御する通電率制御装置と、前
記温度検出手段で検出した沸き上り温度が前記演
算装置で算出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
記発熱体への通電電力量の実績を算出しその値を
最新のデータとして前記記憶装置へ入力して前記
記憶装置に記憶されたデータの中から最古のデー
タを消去させてデータの更新を行わせる通電電力
量算出装置とを具備してなる貯湯式電気温水器の
制御装置。1. In an electric water heater that heats water in a hot water storage tank by energizing a heating element using late-night electricity, a temperature detection means for detecting the temperature of water supplied to the hot water storage tank and the boiling temperature, and A storage device that stores the actual amount of energized power as data, and calculates the required amount of energized power to the heating element based on the data, and calculates the boiling temperature from the water supply temperature, the amount of energized power, and the hot water storage tank capacity. and a calculation device that calculates the electricity supply rate to the heating element so that the amount of power supplied to the heating element between the start and end of supply of late-night electricity matches the required amount of energized power determined by the calculation device. an energization rate control device that controls the heating element; an energization control device that stops energizing the heating element when the boiling temperature detected by the temperature detection means reaches the boiling temperature calculated by the calculation device; Calculates the actual amount of energized power, inputs the value into the storage device as the latest data, and updates the data by deleting the oldest data from among the data stored in the storage device. A control device for a hot water storage type electric water heater, comprising a power calculation device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58140716A JPS6030928A (en) | 1983-08-01 | 1983-08-01 | Control device for hot water storage type electric water heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58140716A JPS6030928A (en) | 1983-08-01 | 1983-08-01 | Control device for hot water storage type electric water heater |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6030928A JPS6030928A (en) | 1985-02-16 |
| JPS647294B2 true JPS647294B2 (en) | 1989-02-08 |
Family
ID=15275046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58140716A Granted JPS6030928A (en) | 1983-08-01 | 1983-08-01 | Control device for hot water storage type electric water heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (9)
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| CN104061687B (en) * | 2013-11-15 | 2017-05-10 | 彭文正 | Temperature control electric water heater device via network control |
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1983
- 1983-08-01 JP JP58140716A patent/JPS6030928A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6030928A (en) | 1985-02-16 |