JPS647299B2 - - 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、使用者側の使用熱量の実
績に基づいて貯湯タンク内に貯えておくべき所要
熱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。

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する熱量のデータを記憶
し、このデータは毎日、その日の実績と一番古い
データとを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、沸き上り温度を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、所要熱量設定装置１３、沸き上り温度設
定装置１４、通電制御装置１５、および使用熱量
演算装置１６からなる。１７は量水器で、給水管
２に取り付けられ、貯湯タンク１から流出する湯
の流量を間接的に計測する。これには、例えば流
量に応じて回動する計量用プロペラにエンコーダ
を取り付け、流量に応じたパルス数を発生するも
のが用いられる。なお、量水器１７は給湯管３側
に設けてもよい。

記憶装置１２は、使用熱量演算装置１６で演算
された使用湯量に対する熱量の数日分の実績KG
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
去されていくようにする。

所要熱量設定装置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KGmax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、貯湯タンク１内に貯え
ておく所要熱量Ks（kcal）を Ks＝KGmax×Ｃ として算出する。

沸き上り温度設定装置１４は、所要熱量Ks、
貯湯タンク容量Vt（）、給水温度Ti（℃）から、
沸き上り温度To（℃）を下式から求める。

To＝Ks／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。

使用熱量演算装置１６は、量水器１７による使
用湯量をｖ（）、給水温度をTi（℃）、前日の沸
き上り温度をTo（℃）とすると前日の使用熱量
KGを、 KG＝ｖ×（To−Ti） として算出する。

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)〜(13)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が供給されると同時に制御が開始され、
まず、１日の湯の使用実績、すなわち、電気温水
器に深夜電力が供給されるまでに当日分の使用湯
量に対する使用熱量KGが、使用熱量演算装置１
６によつて求められ(3)、このデータが最新のデー
タとして記憶装置１２へ入力されて、記憶装置１
２にあらかじめ記憶されているデータの中の最古
のデータと入れ換えられてデータが更新される
(4)。そして発熱体５に通電が開始される(5)と、記
憶装置１２から最新のデータのうち最大のもの
KGmaxを呼び出し(6)、所要熱量設定装置１３に
おいて、KGmaxに余裕率を見た定数Ｃを乗じて
所要熱量Ksを設定する(7)。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(8)、貯湯タ
ンク容量Vtから沸き上り温度Toを算出し設定す
る(9)。このようにして設定された沸き上り温度
Toに湯温が達すると(10)、発熱体５への通電をオ
フとする(11)。そして、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)、シーケンスはストツプとなる(13)。

なお、上記の実施例では所要熱量設定装置１３
で所要熱量Ksの算出に、記憶装置１２内のデー
タ中、最大のKGmax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使用湯量に対する熱
量の最新のデータを記憶しておき、このデータに
基づいて貯湯タンク内に貯えておく所要熱量を決
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は所要
熱量設定装置、１４は沸き上り温度設定装置、１
５は通電制御装置、１６は使用熱量演算装置、１
７は量水器である。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、過去数日分の使用湯量に対す
   る熱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貯湯タンク内に
   貯えておく所要熱量を設定する所要熱量設定装置
   と、前記給水温度、所要熱量および貯湯タンク容
   量と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沸き上り
   湯温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、使用湯量に対する熱量の
   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
   タの中の最古のデータと入れ換えてデータの更新
   を行わせる使用熱量演算装置とを具備してなるこ
   とを特徴とする貯湯式電気温水器の制御装置。