JPS647298B2 - - Google Patents

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通電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。

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。

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
造となつている。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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時間のデータを
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、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、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への通電を制御す
るスイツチで、この例ではタイムスイツチ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１２、通電時間演算装置１３、沸き上り温度設
定装置１４、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績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。

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10日間のうち）最大値HGmaxを呼び出し、
余裕率を見た定数Ｃ（例えば、余裕率10％の場合
は1.1となる）を乗じて、所要通電時間Hs（Hr）
を Hs＝HGmax×Ｃ 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で算出した所要通電時間Hsと、貯湯タン
ク容量Vt（）、発熱体５の定格消費電力Ｗ（kw）
と、給水温度Ti（℃）から、沸き上り温度To
（℃）を下式から求める。

To＝Hs×Ｗ×860／Vt＋Ti 通電制御装置１５は、スイツチ１０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、タイムスイツチ８のオンの時点から通電制
御装置１５がスイツチ１０をオフにする時点まで
を計測し通電時間HG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
テツプを表わす。

スタートし(1)、深夜の、例えば23時になるとタ
イムスイツチ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、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(4)。

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を乗じて所要通電
時間Hsを算出する(5)。また、沸き上り温度設定
装置１４において、温度センサ９によつて貯湯タ
ンク１内の給水温度Tiを測定し(6)、通電時間演
算装置１３によつて算出した所要通電時間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
(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)、また、
通電時間測定装置１６の計算を終了させ(10)、通電
した実績HGを最新のデータとして記憶装置１２
へ入力し、今まで記憶されていたデータ中の最古
のデータと入れ換えてデータを更新する(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)。

なお、上記の実施例では通電時間演算装置１３
で所要通電時間Hsの算出に、記憶装置１２内の
データ中、最大のHGmax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ユータを
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
置に過去数日分の実績として通電時間の最新のデ
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、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はスイツ
チ、１１は制御部、１２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、１
５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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、過去数日分の通電時間の実績
   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時間を算
   出する通電時間演算装置と、前記給水温度、所要
   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温度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の
   実績を測定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
   タの中の最古のデータと入れ換えてデータの更新
   を行わせる通電時間測定装置とを具備してなる貯
   湯式電気温水器の制御装置。