JPS6030929A - 貯湯式電気温水器の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、ならびに入
力装置から入力される翌日の使用予定量とに基づいて所
要通電電力量を算出するようにして、従来、固定であっ
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ッチで、そ
の通電電力量帯は一般には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・ンチ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°Ｃ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
上っている。

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、佛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っている。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める式は次の通りである。

今、貯湯タンク容量をＶｔ　（ｕ）、貯湯タンク１内の
沸き」ニリ温度をＴ。（’Ｏ）、得ようとする混合湯の
温度をＴｍ　（’Ｏ）　、１昆ぜ合ゎせる水の温度（給
水温度）をＴｉ　（°Ｏ）とすると、混合湯量Ｖｍ　（
文）は、 で表わせる。

この算式において、給水温度Ｔｉは季節によって大きく
変動する。東京では冬は５°Ｃ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Ｔ。を８５°Ｃとして、給
水温度Ｔ１が５°Ｃ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、湯の使用量は年間はぼ一定か、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、使用者にょっそは家族数の減少などによって定格
の１／２とが、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、給水温度が高かったり残湯があると、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がらの自然放熱お
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った。

この発明は、これらの欠点を解消しようとするもので、
翌日の湯の使用状態を、例えば「入浴するＪ　、「入浴
しない」などと、あらかじめ段階的に設定するための入
力装置を備え、その設定された段階毎に記憶装置に記憶
された過去の使用状態をもとに、残湯量を少なくした最
適の沸き上げを行い、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全時間に亘って平準
化して行うことによって、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
図の制御フローチャ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）て、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の下部に設けである。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
イアックなどの通電率制御素子で、後述の制御部によっ
て制御される。１１は前記した制御部で、記憶装置］２
．演算演算１３９通電率制御装置１４１通電制御装置１
５．および通電電力量算出装置１６からなる。１７は入
力装置である。

入力装置１７は、例えば「入浴するｊとか。

「入浴しないｊなどの翌日の湯の使用予定をあらかじめ
用意されたパターンの中から選定するものであり、記ｔ
ｔ装置１２は、入力装置１７に入力されたパターン毎に
通電電力量算出装置υ１６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１ｃ日というように固定日数とし、常に最新デー
タを保存するようにする。

演算装置１３は、例えば記憶装置１２がらその内に記憶
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　＝ＷＧｍａｘＸＣ（ＫＷＨ） として算出する。

また、発熱体５の通電容量Ｑ　（ＫＷ）を演算装置１３
で算出する。すなわち、深夜電力供給時間帯は８時間な
ので、 Φ となる。

演算装置１３は、貯湯タンク容量Ｖｔ　（又）、前記所
要通電電力量Ｗ　ｓ　（Ｋ　Ｗ　Ｉ（）と、給水温度Ｔ
ｉ（’Ｏ）から、沸き上り温度Ｔ。（０ｃ）を下式から
める。

通電率制御装置１４は、演算装置１３でめた通電容量Ｑ
　（ＫＷ）になるように発熱体５への電力を制御する。

これには例えばトライアックを用い、そのゲートを位相
制御することにより行う。

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のめ
た沸き上り温度Ｔｏを検知したとき作動する。

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！、電力ｉｗｃ　＝ＨＸＱ　（ＫＷＨ）を算出し
、記憶装置１２へ入力するものである。

入力装置１７は翌日の使用予定量を入力するもので、こ
れにより記憶装置１２のデータは更新される。例えば、
入浴日と非入浴日とでは使用湯量が大きく相違するので
、これをパターン化して前日に入力できるようにしてい
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）は各ステップ
を表わす。

スタートしくｌ）、深夜の、例えば２３時になるとタイ
ムスイッチ８がオンす、る（２）。まず、記憶装置１２
から入力装置１７のパターン毎に分類記憶されている最
新データのうち、該当パターンの最大の通電電力量ＷＧ
ｍａｘを呼び出す（３）。

次に、演算装置１３において、ＷＧｍａｘに余裕率を見
た定数Ｃを乗じて通電電力量Ｗ　ｓ　（Ｋ　Ｗ　Ｈ）を
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によって貯湯タンク１内
の給水温度Ｔｉを測定する（５）。さらに、演算装置１
３は、通電電力量Ｗｓ（ＫＷＨ）、給水温度Ｔｉ　、貯
湯タンク容量Ｖｔとから廓き上り温度Ｔ。を算出しく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によって湯温がＴｏになれば（８）、発熱体５
への通電をオフとしく８）、通電開始から通電停止まで
の時間から通電電力量の実績値ＷＧ　（ＫＷＨ）を算出
する（１０）。そして、通電した実績値ＷＧ　（ＫＷ）
（）を記憶装置１２へ入力し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、タイムスイッチ８がオフとなり（１２）、ストップ
となる（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１
１として中央処理装置（Ｃ，ＰＵ）を備えたマイクロコ
ンピュータを用いることができる。

以上詳細に説明したように、この発明は入力装置により
使用者の使用パターンを入力させ、その使用パターン毎
に記憶装置に過去の実績として通電時間の最新のデータ
を貯えておき、このデータに基づいて発熱体に通電する
所要電力量を決定するようにし、かつ、電力の供給を深
夜電力供給率の全体に亘って平準化して行うようにした
ので、使用者あ実状に応じた湯量が毎日得られるので、
入力装置のないものにくらべ、より残湯量が少なくなり
、したがって、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。

【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ャートを示す。 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はタイムスイッチ、
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
、１７は入力装置である。なお、図中の同一符号は同一
または相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄　（外２名） 第　１　Ｍ 一一一　〜４ ６．１ 第２図 ６ ”州汀下Ｚｓ’　。 第３図 し− ］− 演算 ■ 讐 １１ ４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、翌日
   の使用予定量を入力する入力装置と、この入力装置から
   の入力と通電時間の実績をデータとして貯えておく記憶
   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１通電電力量
   、貯湯タンク容量から沸き上り湯温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めた所要通電電力量
   に一致するように前記発熱体への供給電力を制御する通
   電率制御装置と、前記温度検出手段で検出した沸き上り
   湯温か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を算出しその値を前記記憶装置
   へ入力して前記データの更新を行わせる通電電力量算出
   装置とを具備せしめたことを特徴とする貯湯式電気温水
   器の制御装置。