JPS647291B2 - - Google Patents
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- JPS647291B2 JPS647291B2 JP5628483A JP5628483A JPS647291B2 JP S647291 B2 JPS647291 B2 JP S647291B2 JP 5628483 A JP5628483 A JP 5628483A JP 5628483 A JP5628483 A JP 5628483A JP S647291 B2 JPS647291 B2 JP S647291B2
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- hot water
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- boiling
- heating element
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 124
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
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- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
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、貯湯タンク内への給水温度を
検出して発熱体に印加すべき所要通電時間を算出
するとともに、深夜電力の通電時間終了時刻と同
時に前記所要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。
の制御装置に関し、貯湯タンク内への給水温度を
検出して発熱体に印加すべき所要通電時間を算出
するとともに、深夜電力の通電時間終了時刻と同
時に前記所要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
回路図を示す。
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。
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。
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。その後は自動温度
調節器３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℃に沸上がつてい
る。
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。その後は自動温度
調節器３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℃に沸上がつてい
る。
このように、貯湯式温水器では貯湯効率を高め
るため、沸き上げ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、使用者は高湯温のまま使
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。
るため、沸き上げ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、使用者は高湯温のまま使
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（）、貯湯タンク内
の沸き上げ温度をT0（℃）、得ようとする混合湯
の温度をｔ（℃）、混ぜ合わせる水の温度（給水温
度）をt0（℃）とすると、混合湯量Ｖ（）は、 Ｖ＝Vt×T0−t0／ｔ−t0（） で表わせる。
の沸き上げ温度をT0（℃）、得ようとする混合湯
の温度をｔ（℃）、混ぜ合わせる水の温度（給水温
度）をt0（℃）とすると、混合湯量Ｖ（）は、 Ｖ＝Vt×T0−t0／ｔ−t0（） で表わせる。
この算式において、給水温度は季節によつて大
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
して得られる湯量も冬期は少なく、夏期には多い
ということになる。すなわち、沸き上げ温度T0
を85℃として、給水温度t0が５℃の時に対して、
27℃の時に得られる混合湯量Ｖは1.6倍にも達す
る。
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
して得られる湯量も冬期は少なく、夏期には多い
ということになる。すなわち、沸き上げ温度T0
を85℃として、給水温度t0が５℃の時に対して、
27℃の時に得られる混合湯量Ｖ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
期の方が低湯温で使用するため、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。
期の方が低湯温で使用するため、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。
従つて、給水温度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。
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。
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、貯湯タンクへの給水温度を検出して、一定の
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するものであ
る。
で、貯湯タンクへの給水温度を検出して、一定の
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するものであ
る。
以下、そ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１内に給
水された水の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。
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１内に給
水された水の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は前記温度センサー６で検出した給水温度と
貯湯タンク１内の容積に応じて決定する混合湯の
定格供給量から貯湯タンク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。８は前記熱量演算手段７で算出した熱カロリ
ーからの発熱体２への所要通電時間Ｈを算出する
ための通電時間演算手段であり、９は深夜電力の
通電終了時刻に通電時間演算手段８で求めた所定
の通電時間Ｈ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、１０は前記熱
量演算手段７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、１１は貯湯タンク１内の湯温が沸き上げ湯温
演算手段１０で求めた所定の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。
貯湯タンク１内の容積に応じて決定する混合湯の
定格供給量から貯湯タンク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。８は前記熱量演算手段７で算出した熱カロリ
ーからの発熱体２への所要通電時間Ｈを算出する
ための通電時間演算手段であり、９は深夜電力の
通電終了時刻に通電時間演算手段８で求めた所定
の通電時間Ｈ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、１０は前記熱
量演算手段７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、１１は貯湯タンク１内の湯温が沸き上げ湯温
演算手段１０で求めた所定の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。深夜の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）。
算式と第４図の制御フローチヤートによつて説明
する。深夜の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）。
今、貯湯タンク１内の容積に応じて決定する定
格供給量Ｖリツトル（湯温Ｔ℃）の混合湯を常に
供給できるよう沸き上げを行なう場合、まずステ
ツプ25で貯湯タンク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
温度を検出する。深夜の23時は１日の使用湯量の
ほとんどを使い終つた時刻であり、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、給水温度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t0℃とする。
格供給量Ｖリツトル（湯温Ｔ℃）の混合湯を常に
供給できるよう沸き上げを行なう場合、まずステ
ツプ25で貯湯タンク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
温度を検出する。深夜の23時は１日の使用湯量の
ほとんどを使い終つた時刻であり、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、給水温度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t0℃とする。
次に、ステツプ26では熱量演算手段７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K1（kcal）を算出する。
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K1（kcal）を算出する。
算式は下式で表わせる。
K1＝（Ｔ−t0）×Ｖ（kcal）
次のステツプ27では通電時間演算手段８によつ
て、熱量演算手段７で算出した熱量K1（kcal）を
もとに、 Ｈ＝K1／860×Ｗ（hr） の演算を行ない、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）を表わす。
て、熱量演算手段７で算出した熱量K1（kcal）を
もとに、 Ｈ＝K1／860×Ｗ（hr） の演算を行ない、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）を表わす。
さらにステツプ28では深夜電力供給時間終了時
刻に前記ステツプ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９
の働きによつて発熱体２への通電を開始する。
刻に前記ステツプ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９
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７（ス
テツプ26）で算出した熱量K1をもとに T0＝K1／V2＋t0（℃） の演算を沸き上り湯温演算手段１０で行ない、沸
き上げておくべき湯温T0（℃）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
わす。次に前記温度センサー６の検出値がT0℃
に達したかの判定をステツプ３１で行ない湯温が
T0℃に達するとステツプ32に進み、通電停止制
御手段１１の働きによつて発熱体２への通電を停
止する。なおこの湯温を検出するための温度セン
サーは貯湯タンク１下部に設けた温度センサー６
とは別に設けてもよい。
テツプ26）で算出した熱量K1をもとに T0＝K1／V2＋t0（℃） の演算を沸き上り湯温演算手段１０で行ない、沸
き上げておくべき湯温T0（℃）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
わす。次に前記温度センサー６の検出値がT0℃
に達したかの判定をステツプ３１で行ない湯温が
T0℃に達するとステツプ32に進み、通電停止制
御手段１１の働きによつて発熱体２への通電を停
止する。なおこの湯温を検出するための温度セン
サーは貯湯タンク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１０で求めた所定の沸
き上げ湯温T0（℃）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。
ば、沸き上げ湯温演算手段１０で求めた所定の沸
き上げ湯温T0（℃）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T0（℃）に達して発熱体が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
示すように発熱体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）。
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T0（℃）に達して発熱体が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
示すように発熱体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、貯湯タンク内への給
水温度と貯湯タンク内の湯の沸き上げ温度を検出
する温度検出手段と、この温度検出手段で検出し
た検出値と前記貯湯タンク容量に応じて決定する
混合湯の定格供給量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、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
手段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、一定の混合湯が得られるよう給水温度
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安くなると
いう効果を有している。
水温度と貯湯タンク内の湯の沸き上げ温度を検出
する温度検出手段と、この温度検出手段で検出し
た検出値と前記貯湯タンク容量に応じて決定する
混合湯の定格供給量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、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
手段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、一定の混合湯が得られるよう給水温度
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安くなると
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。
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。
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図は同じくその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は熱量演算手段、８は通
電時間演算手段、９は通電開始制御手段、１０は
沸き上げ湯温演算手段、１１は通電停止制御手段
である。
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図は同じくその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は熱量演算手段、８は通
電時間演算手段、９は通電開始制御手段、１０は
沸き上げ湯温演算手段、１１は通電停止制御手段
である。
Claims (1)
- １ 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、この温度検出手段で検
出した給水温度と前記貯湯タンク内の容積に応じ
て決定する混合湯の定格供給量から貯えておくべ
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
せるための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、前記温度検出手段で検出した
沸き上げ湯温が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させる通
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58056284A JPS59183239A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 貯湯式電気温水器の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58056284A JPS59183239A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 貯湯式電気温水器の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59183239A JPS59183239A (ja) | 1984-10-18 |
| JPS647291B2 true JPS647291B2 (ja) | 1989-02-08 |
Family
ID=13022797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58056284A Granted JPS59183239A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 貯湯式電気温水器の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59183239A (ja) |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP58056284A patent/JPS59183239A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59183239A (ja) | 1984-10-18 |
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