JPS6186531A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は深夜電力を利用する電ｌＡ渇水器の制御装置に
門ずろものである。

〔従来の技術〕

従来の乙の踵の電気泥渉′借）ば第４図に示すような構
成であっＩこ。

図において、１は貯湯タンクであり、その下部には発熱
体２が装着されている。

３は沸き上がりン品度を制御するためのサーモスタット
であり、貯湯タンク１の下部外壁面に取り付けられてい
る。

４は貯湯タンク１内でＳき上がった湯を取り出す蛇口で
、この蛇口４を開口すると、給水管５に連なる水源から
の圧力を受けて貯湯タンク１内の局が供給される。

第５図は従来例の電気回路図を示すものて、６は電源、
７は深夜電力供給時間を設定するためのタイムスイッチ
である。

次に上記構成の作用を説明すると、発熱体２は深夜電力
供給時間帯の８時間のうちに、約８℃の水から沸き上げ
目標温度である８５℃に沸き上がるように発熱体容量が
設定されている。

また常閉の接点を有するサーモスタット３は、貯湯タン
ク１内の水が８５℃になると接点を開成して発熱体２へ
の通電を停止するよう構成されており、貯湯タンクＩ内
には毎朝８５℃の湯が満たされている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、湯の使用景は常に同じとは限らず、日々大きく
は季節によって、また家族構成の変化によっても変わる
。

富に８５′Ｃなど一定温度の湯を沸き上げる上記従来の
電気渇水器は、これらの必要熱量の変化に追随するには
沸き上げ温度を毎日設定することが必要で、操作の煩わ
しいものとな的、一度設定したら１桑作しない場合が多
くなっている。、従、で１湯をし／Ｚ　ｊ　、、ｉ使用
して１）するのか一般的とな、゛〔いて、沸き上げられ
た高温湯を長時間使用供さないで放置−４ることになり
、貯湯タンクからの自然放熱ロスが大きくなるという問
題点を有していた。

この発明はこれら従来の問題点を解決しようとするもの
で、過去の沸き上げ実績、給水水温及び残湯の状態ｔこ
もして適正な湯量だけ沸き上げろとともｌこ、発熱体へ
のｉＡ電を０正な時刻に開始して自然放熱Ｉｊスを小さ
くした電気温水器の制御装置を得ることを目的とするも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる電気温水器の制御装置は、給水水）品
、貯湯タンク上部温度、及び沸き上げ温度を検出する各
温度センサーと、使用湯量を検出する流量センサーと、
過去の沸き上げ実績から沸き上げ目標印加電力量と沸き
上げ目標温度を設定する沸き上げ目標設定手段と、各セ
ンサーの検出値から残湯量の電力量を算出し、その値を
基に発熱体への正味通電時間及び通電開始時刻を算出す
る演算手段と、算出された通電開始時刻になると発熱体
への通電を開始し、沸き上げ目標温度に到達したら発熱
体への通電を停止するように制御する制御手段と、発熱
体への通電が停止された時点での発熱体通電時間と湯温
を記憶する記憶手段を設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、過去の使用湯量の実績から予想さ
れる翌日の使用湯量、給水水温及び貯湯タンク内の残湯
量の状態から適正な湯量だけ沸き上げるよう制御すると
ともに、予め適正な発熱体への正味通電時間を算出して
所定の時刻に通電を開始するように制御する。

〔実施例〕

第１図はこの発明による電気渇水器の制御装置の一実施
例の全体構成図である。

この実施例は第１図から明らかなように、給水管５の途
中（ζ水温センサー８と流量センサー９を設けるととも
に、貯湯タンク１の下部及び上部に沸き上げ湯温センサ
ー１０及び上部温度センサー１）をそれぞれ設け、上記
流量センサー９、水温センサー８、上部温度センサー１
）の各検出信号を基に、演算手段１６はまず、残湯熱動
相当分の電力量を演算し、次に沸き上げ目標設定手段１
３が過去の使用湯量の実績から翌日必要と予想される印
加電力量と沸き上げ温度を設定すると、上記残湯量の電
力量と沸き上げ目標設定手段１３の結果に基づき、適正
な湯量だけ沸き上げるための正味通電時間を算出し、そ
の結果に基づいてタイムスイッチ７がＯＮ　ｊ、　７か
ら発熱体２へ通電するまでの時間を演算し、その結果に
基づいて発熱体２を制御手段１７により制御し、沸き上
げ完了後は上記湯温センサー１０によって検出した湯温
と、発熱体２へ通電した正味通電時間と、上記流量セン
サー９によって検出した残湯量を記憶手段１８に記憶す
るように構成されている。

第２図は第１図の実施例の電気接続を示す回路図である
。

図中、１９は制御回路内のマイクロコンピュータであり
、ＣＩ’　［Ｊ　２０、メ：ｒ−Ｉｆ　２１　、入力回
路２２、出力回路２３を自している。発熱体制御回路２
４は、Ｉバ抗２５、トラニ・ジスタ２６、リレー２７．
２８とから構成されている。

前記リレー２７の付勢コイル２７ａは、トランジスタ２
６を介して正極端子十■とＧＮＤ端子との間に接続され
、前記トランジスタ２６のベースは抵抗２５を介して出
力回路２３に接続されている。

前記リレー２７の接点２７トば前記リレー２８の付勢コ
イル２８ａと電源２９に対して直列に接続されている。

前記リレー２８の接点２８ｂは、発熱体２と前記電源６
に対して直列ζこ接続されている。

２９．３０，３１は各温度センサー８，１０゜１）と直
列に接続されろ抵抗、３２は各温度センサー８，１０，
１）の検出出力が入力されるアナログマルチプレクサ、
３３はその出力をディジタルに変換するＡ／Ｄ変換器、
３４は流量センサー９の検出出力が入力されるパルスカ
ウンターであり　、その出力と前記Ａ／Ｄ変換器３３の
出力（よ入力回路２２に与えられる。

次に上記実施例の動作を第３図を参照しながら説明する
。

第３図はマイクロコンピュータ１９のメモリ２１に記憶
された発熱体制御を示すフローチャートである。まず電
源を入れると同時に第３図に示すステップ３５で沸き上
げ目標印加電力Ｐ、目標温度Ｔの初期設定がスタートす
る。

次に、ステップ３６では印加電力量修正係数αの設定を
行う。初期値としてそれぞれ、Ｐ＝４．４　Ｘ　８　、
　Ｔ＝８５℃、α＝１０を与える。

ステップ３７で水温Ｔｗを読み取り、ステップ３８で残
湯温度Ｔｚを読み取り、ステップ３９で残湯量Ｖｚを読
み取る。さらにステップ４０で残湯ｉＶｚをメモリ２１
に記憶する。

次にステッ′ブ４１で残湯分電力ＪＩ　Ｋ　２ｔ！！求
める。

ことて、ｒ）は加熱効率を示す。

次にステップ４２で、沸き上げ目標印加電力量Ｐと残湯
相当分電力量に２から発熱体２へ通電する正味通電時間
１［ａを求める。

Ｗは発熱体２の消ｒＲ電力である。ステップ４３はステ
ップ４２で求めた沸き上げのなめに要する正味通電時〃
υ［［ａを深夜ポカ供給時ｊ用帯のどの時間帯に配分す
るか、すなオ）ちタイムスイッチ７がＯＮしてから伺時
間後に通電を開始するかを求めるものである。

Ｈ＝　８−　Ｈａ ステップ４４はタイムスイッチ７がＯＮしたかどうかを
調べるものであり、ＯＮと同時にステップ４５で前記通
電開始時間［１の時間経過を調へろ８時間がＨ，過した
ら、ステップ４６で発熱体２への通電を開始（７、湯温
が沸き上げ目標温度Ｔになったかどうかをステップ４７
で判定する。判定した結果が等しくなったら、ス１ツブ
４９て発熱体２をＯＦＦし、まｔ！目標温度に到達して
いないならタイムスイッチ７が０ＦＦｔ、たかとうかス
テップ４８で調べる。その結果ＯＮの状態ならステップ
４７を実行し、ＯＦＦならステップ４９を実行する。ス
テップ５０では沸き上げ完了時点までの正味通電時間と
沸き上げ湯温をメモリ２１に記憶する。

次にステップ５１ば、メモリ２１に既に記憶しておいた
過去ｎ日間の正味通ｍ時間Ｉｆ　ａｔ、　Ｉｆ　ａ２・
　−・Ｉｆ　ａｔｌ、沸き上げ湯温ＴＩ、′ｒ２・Ｔｎ
１残湯量Ｖ　ｚ＋、　Ｖ　２２Ｖｚｎを読み出し、過去
ｎ日間の正味通電時間Ｉ［ａｌ、］（ａＬ・■ａｎから
モ均消′Ｒ？１）ｉ力１Ｐａｖをステップ５２で求めろ
。

ステップ５３ては前記残湯量■ｚＩ、■Ｚ２■ｚｎを既
に決めておいた基準残湯ｆ＃、ＶＢと比較判定し、残湯
量が基準残湯量ｖＢよりも多ければ、多い日が例えばｍ
　＝　３日）以上かどうかステップ５４で判定し、ｍ日
以−ヒなら印加電力量修正係数αをステップ５５でマイ
ナス修正（例えばα＝α−０，１）する。

また残γ易量が基準残湯ＶＢよりも少なければ、少ない
日が連続ｍ日以上かどうかをステップ５６で判定し、ｍ
日以上ならステップ５７で印加電力量修正係数αをプラ
ス修正（例えばα−α＋０．１）する。

ここで求めた修正係数αは、ステップ５８で沸き上げ目
標印加電力ＭＰを設定するために使われる。即ち Ｐ＝ＰａｖＸα 次に、ステップ５９ては前記ステ・ノブ５１で読み出シ
ｔ：　７Ｑ　Ｑ　’、１．”ｊ、　Ｔ”２　　　　ｒｎ
（７）最大値’ｒ　ｍ　＆　Ｘを選び出し、ステップ５
９で翌日の沸き一ヒげ目標温度Ｔとして決定する。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、翌日の沸き上げ温度を
過去の使用湯量の実開から予想し、また水温及び貯湯タ
ンク内の残湯の状態から適正な湯量だけ沸き上げるよう
構成したので、生活のリズムに合った適正な湯量を自動
的に予想することができ、残湯を少なくシ、て維持費が
安くなる。また通電時間を予知することが期待できるの
で、ピーク・シフト効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電気温水器の制御装置の一実施
例を示す全体ｈ１構成、第２図はその電気接続を示す回
路図、第３図はその動作をしめすフローチャート図であ
る。第４図、第５図は従来の貯湯式電気温水器を示すも
ので、第４図はその概略構造図、第５閲は主要電気回路
図である。 図中、８，１０，１）１：ｒ温度センサー、９ば流量セ
゛・・・１−２１３はυドき上げ目標設定手段、１６は
演算手段、１７は制御手段、１８（ま記憶手段、１９（
２マイクロ：ノンピユータ、２４は発熱体Ｉ１）御回路
である。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄（外２名） 第１図 １　　４丁１．ン、り ２　　そう−な＝イ１― ／／　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
８　　：　　、”ｘ＞’！−’ブー第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）深夜電力利用の電気温水器において、貯湯タンク
   への給水水温を検出する水温センサーと、貯湯タンク上
   部の温度を検出する上部温度センサーと、使用湯量を検
   出する流量センサーと、貯湯タンク内の沸き上げ温度を
   検出する湯温センサーと、過去の沸き上げ時間と沸き上
   げ湯温から沸き上げ目標印加電力量と温度を設定する沸
   き上げ目標設定手段と、上記各センサーの検出値から残
   湯熱量相当分の電力量を算出し、その残湯分電力量と前
   記沸き上げ目標設定手段で設定した目標印加電力量から
   発熱体への正味通電時間を算出するとともに、その正味
   通電時間から発熱体への通電開始時刻を算出する演算手
   段と、前記演算手段で算出した通電開始時刻になると発
   熱体への通電を開始し、上記沸き上げ目標設定手段で設
   定した湯温に到達したら、発熱体への通電を停止するよ
   う制御するための制御手段と、発熱体への通電を停止し
   た時点での通電時間と湯温を記憶する記憶手段とを備え
   てなる電気温水器の制御装置。
2. （２）沸き上げ目標印加電力量が、過去の消費電力量の
   平均値を基に構成されている特許請求の範囲第（１）項
   記載の電気温水器の制御装置。
3. （３）沸き上げ目標設定手段、演算手段および記憶手段
   がマイクロコンピュータで実現されている特許請求の範
   囲第（１）項記載の電気温水器の制御装置。