JP2017058043A - 電気温水器 - Google Patents

Abstract

【課題】夜間沸き上げ動作による変圧器の過負荷誘発を防止できる電気温水器を提供する。
【解決手段】通電時間算出部１１は、メモリ１６から読み出したタンク容量データＤ_V、ヒータ容量データＤ_Pおよび沸き上げ設定温度データＤ_Tと、流量センサＳ_Fから入力される流量データＤ_Fと、残湯温度センサＳ_LWt1〜Ｓ_LWt5から入力される残湯温度データＤ_LWt1〜Ｄ_LWt5と、給水温度センサＳ_Wtから入力される給水温度データＤ_Wtとに基づいて、通電時間ＨＴを算出する。夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、メモリ１６から読み出した末尾番号データＤ_ENが示す末尾番号ＥＮに基づいて通電開始遅延時間ＰＴを決定し、通電時間算出部１１によって算出された通電時間ＨＴと決定した通電開始遅延時間ＰＴとに基づいて決定した夜間沸き上げ動作開始時刻に下部ヒータ５をオンするように下部ヒータオン／オフ制御部１５に指示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、深夜電力通電時間帯に沸き上げ動作を行うのに好適な電気温水器に関する。

従来、一般住宅に設置される電気温水器は、下部に給水口が設けられるとともに上部に出湯口が設けられた貯湯タンクと、貯湯タンクの下部に装着された下部ヒータ（電気ヒータ）とを備えており、深夜電力通電時間帯（午後１１時から午前７時までの４８０分）に沸き上げ動作を行う際には貯湯タンク内の湯を下部ヒータで沸き上げ温度まで加熱している。
以下、説明の簡単のため、電気温水器の深夜電力通電時間帯における沸き上げ動作を「夜間沸き上げ動作」と称する。

電気温水器の夜間沸き上げ動作は、深夜電力通電時間終了時刻である午前７時に終了するように、貯湯タンクのタンク容量Ｖ（リットル）、貯湯タンク内の残湯量Ｑ（リットル）、沸き上げ設定温度Ｔ（℃）、給水温度Ｗｔ（℃）、貯湯タンク内の残湯温度ＬＷｔ（℃）および下部ヒータのヒータ容量Ｐ（ｋＷ）を用いて、以下に示す（１）式により沸き上げに必要な通電時間ＨＴ（分）を算出し、
ＨＴ＝｛（Ｖ−Ｑ）×（Ｔ−Ｗｔ）＋Ｑ×（Ｔ−ＬＷｔ）｝／（８６０×Ｐ×０．９） （１）
算出した通電時間ＨＴを用いて、以下に示す（２）式により通電開始遅延時間ＰＴ（分）を算出することにより、通電開始時刻を遅らせている。
ＰＴ＝４８０−ＨＴ （２）
ただし、ＰＴ＜０の場合はＰＴ＝０とする。

図４に、５台の電気温水器１ａ〜１ｅについて上記（１）式より算出した通電時間ＨＴ＝２４０（分）の場合の夜間沸き上げ動作の時間帯を示す。この例では、上記（２）式より通電開始遅延時間ＰＴ＝４８０−２４０＝２４０（分）となるため、各電気温水器１ａ〜１ｅの夜間沸き上げ動作の開始時刻は午前３時から午前７時までの４時間（＝２４０分）とされる。

なお、下記の特許文献１には、給水水温から下部ヒータ（発熱体）への所要通電時間を算出して、深夜電力通電時間終了時刻（午前７時）に湧き上がるようにタイマ装置を作動させるようにした、貯湯式電気温水器の制御装置が開示されている。
また、下記の特許文献２には、ピークシフト時間を機種の容量の大小に関係しない給水水温と沸き上げ設定温度の２つの変数のみをパラメータとして、以下に示す（３）式（近似式）から求めるように構成することにより、すべての機種におけるピークシフト計算式を１つの式に統一するようにした電気温水器が開示されている。
ピークシフト時間＝４８０−Ｃ×（沸き上げ設定温度−給水水温） （３）
ここで、Ｃ＝定数

特開昭５８−１２４１４７号公報 特開平７−１６７４９９号公報

しかしながら、上述した従来の電気温水器では、夜間沸き上げ動作を深夜電力通電時間終了時刻である午前７時に終了するようにしているため、朝食準備などによって朝の消費電力のピークを迎える時間帯（午前５時〜午前７時）に夜間沸き上げ動作を行うことになるので、電気温水器の台数によっては変圧器の過負荷を誘発させるという問題があった。

本発明の目的は、夜間沸き上げ動作による変圧器の過負荷誘発を防止できる電気温水器を提供することにある。

本発明の電気温水器は、深夜電力通電時間帯に夜間沸き上げ動作を行う電気温水器（１）であって、前記夜間沸き上げ動作を行う際の沸き上げに必要な通電時間（ＨＴ）を算出するための通電時間算出手段と、数値を含む電気温水器識別符号を使用して複数段階シフト時間を発生させて、前記深夜電力通電時間帯のうち夏冬を通して最も負荷が軽くなる時間帯に蓄熱負荷を集中させて前記夜間沸き上げ動作を行わせるための夜間沸き上げ動作開始時刻決定手段とを具備することを特徴とする。
ここで、前記電気温水器が、下部に給水口が設けられるとともに上部に出湯口が設けられた貯湯タンク（２）と、該貯湯タンクの前記給水口から水を該貯湯タンクに供給するための給水管（３）と、前記貯湯タンクの前記出湯口から外部に湯を供給するための給湯管（４）と、前記貯湯タンク内の下部に設けられた下部ヒータ（５）と、前記通電時間算出手段および前記夜間沸き上げ動作開始時刻決定手段として機能する制御部（１０）と、前記給水管内に取り付けられた給水温度センサ（Ｓ_Wt）と、前記貯湯タンク内に取り付けられた残湯温度センサ（Ｓ_LWt1〜Ｓ_LWt5）と、前記給湯管内に取り付けられた流量センサ（Ｓ_F）とを備えてもよい。
前記電気温水器識別符号が、前記電気温水器の機器製造番号の末尾番号（ＥＮ）であってもよい。
前記制御部が、前記通電時間算出手段として機能する通電時間算出部（１１）と、前記夜間沸き上げ動作開始時刻決定手段として機能する夜間沸き上げ動作開始時刻決定部（１２）と、前記下部ヒータのオン／オフ制御をするための下部ヒータオン／オフ制御部（１５）と、前記電気温水器のタンク容量データ（Ｄ_V）、ヒータ容量データ（Ｄ_P）、沸き上げ設定温度データ（Ｄ_T）および末尾番号データ（Ｄ_EN）を格納するためのメモリ（１６）とを備え、前記通電時間算出部が、前記メモリから読み出した前記タンク容量データ、前記ヒータ容量データおよび前記沸き上げ設定温度データと、前記流量センサから入力される流量データ（Ｄ_F）と、前記残湯温度センサから入力される残湯温度データ（Ｄ_LWt1〜Ｄ_LWt5）と、前記給水温度センサから入力される給水温度データ（Ｄ_Wt）とに基づいて、前記通電時間を算出し、前記夜間沸き上げ動作開始時刻決定部が、前記メモリから読み出した前記末尾番号データが示す前記末尾番号に基づいて通電開始遅延時間（ＰＴ）を決定し、前記通電時間算出部によって算出された前記通電時間と該決定した通電開始遅延時間とに基づいて夜間沸き上げ動作開始時刻を決定し、該決定した夜間沸き上げ動作開始時刻に前記下部ヒータをオンするように前記下部ヒータオン／オフ制御部に指示してもよい。
前記夜間沸き上げ動作開始時刻決定部が、前記決定した夜間沸き上げ動作開始時刻から前記通電時間だけ経過すると、前記下部ヒータをオフするように前記下部ヒータオン／オフ制御部に指示してもよい。
前記夜間沸き上げ動作開始時刻決定部が、前記残湯温度が前記沸き上げ設定温度に達すると、前記下部ヒータをオフするように前記下部ヒータオン／オフ制御部に指示してもよい。
前記夜間沸き上げ動作開始時刻決定部が、前記通電時間と前記通電開始遅延時間との和が前記深夜電力通電時間帯よりも大きくなると、前記末尾番号を所定の値だけ変えて、該変えた末尾番号に基づいて新たな通電開始遅延時間を決定し直してもよい。
前記夜間沸き上げ動作開始時刻決定部が、前記変えた末尾番号が“０”よりも小さくなると、前記深夜電力通電時間帯の深夜電力通電時間開始時刻を最終の夜間沸き上げ動作開始時刻と決定してもよい。

本発明の電気温水器は、以下に示す効果を奏する。
（１）深夜電力通電時間帯のうち夏冬を通して最も負荷が軽くなる時間帯に蓄熱負荷を集中させて夜間沸き上げ動作を行わせられるため、夜間沸き上げ動作による変圧器の過負荷誘発を防止することができる。
（２）早朝への電力集中を防止して変圧器容量の増大を防ぐことにより、設備利用率の向上を図ることができる。
（３）早朝の過負荷による引込線ヒューズ切れを防止できるため、引込線の細線化を可能とすることができる。

本発明の一実施例による電気温水器１の構成について説明するための図であり、（ａ）は電気温水器１の構成を示す図であり、（ｂ）は制御部１０の構成を示すブロック図である。 図１（ｂ）に示した制御部１０の動作を説明するためのフローチャートである。 図１（ａ）に示した電気温水器１と同様の構成の５台の電気温水器１ａ〜１ｅの夜間沸き上げ動作時間帯の一例を示す図である。 通電時間ＨＴ＝２４０（分）の場合の５台の電気温水器１ａ〜１ｅの従来の夜間沸き上げ動作時間帯を示す図である。

上記の目的を、数値を含む電気温水器識別符号を使用して複数段階シフト時間を発生させて夜間沸き上げ動作を行わせることにより実現した。

以下、本発明の電気温水器の実施例について図面を参照して説明する。
本発明の電気温水器は、たとえば電気温水器の機器製造番号の末尾番号を使用して５０分ごとの５段階シフト時間を発生させることにより、夏冬を通して最も負荷が軽くなる午後１２時〜午前５時の間に蓄熱負荷を集中して夜間沸き上げ動作を行い、午前５時〜午前７時の朝食準備に伴う朝の消費電力のピークを迎える時間帯に通電されている電気温水器の台数を減らして、夜間沸き上げ動作による変圧器の過負荷誘発を防止することを特徴とする。

そのため、本発明の一実施例による電気温水器１は、図１（ａ）に示すように、下部に給水口が設けられるとともに上部に出湯口が設けられた貯湯タンク２と、貯湯タンク２の給水口から水を貯湯タンク２に供給するための給水管３と、貯湯タンク２の出湯口から外部に湯を供給するための給湯管４と、貯湯タンク２内の下部に設けられた下部ヒータ５と、制御部１０と、給水管３内に取り付けられた給水温度センサＳ_Wtと、貯湯タンク２内に上から順に等間隔に取り付けられた第１乃至第５の残湯温度センサＳ_LWt1〜Ｓ_LWt5と、給湯管４内に取り付けられた流量センサＳ_Fとを具備する。

ここで、制御部１０は、図１（ｂ）に示すように、通電時間算出部１１と、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２と、時計１３と、タイマ１４と、下部ヒータオン／オフ制御部１５と、メモリ１６とを備える。

メモリ１６には、貯湯タンク２のタンク容量Ｖを示すタンク容量データＤ_Vおよび下部ヒータ５のヒータ容量Ｐを示すヒータ容量データＤ_Pが予め格納されているとともに、外部から入力される沸き上げ設定温度データＤ_T（沸き上げ設定温度Ｔを示すデータ）および末尾番号データＤ_EN（電気温水器１の製造番号の末尾番号ＥＮを示すデータ）が格納される。

通電時間算出部１１は、メモリ１６から読み出したタンク容量データＤ_V、ヒータ容量データＤ_Pおよび沸き上げ設定温度データＤ_Tと、流量センサＳ_Fから入力される流量データＤ_Fと、第１乃至第５の残湯温度センサＳ_LWt1〜Ｓ_LWt5から入力される第１乃至第５の残湯温度データＤ_LWt1〜Ｄ_LWt5と、給水温度センサＳ_Wtから入力される給水温度データＤ_Wtとに基づいて、上記（１）式を用いて沸き上げに必要な通電時間ＨＴを算出する。
このとき、通電時間算出部１１は、貯湯タンク２には使用した湯と同じ量の水が給水管３を介して供給されるため、流量データＤ_Fによって示される流量Ｆに基づいて貯湯タンク２内の残湯量Ｑは算出する。また、通電時間算出部１１は、第１乃至第５の残湯温度データＤ_LWt1〜Ｄ_LWt5によって示される第１乃至第５の残湯温度ＬＷｔ₁〜ＬＷｔ₅に基づいて（たとえば、第１乃至第５の残湯温度ＬＷｔ₁〜ＬＷｔ₅の平均値を算出して）、貯湯タンク２内の残湯温度ＬＷｔを算出する。

夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、メモリ１６から読み出した末尾番号データＤ_ENが示す電気温水器１の製造番号の末尾番号ＥＮに基づいて通電開始遅延時間ＰＴを決定する。
また、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、通電時間算出部１１によって算出された通電時間ＨＴと決定した通電開始遅延時間ＰＴとに基づいて電気温水器１の夜間沸き上げ動作を開始する時刻（以下、「夜間沸き上げ動作開始時刻」と称する。）を決定し、決定した夜間沸き上げ動作開始時刻を時計１３から入力される時刻データが示すと、下部ヒータ５をオンするように指示する下部ヒータオン指示信号を下部ヒータオン／オフ制御部１５に出力するとともに、タイマ起動信号をタイマ１４に出力してタイマ１４を起動させる。
さらに、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、通電時間算出部１１によって算出された通電時間ＨＴをタイマ１４から入力される経過時間データが示すと、下部ヒータ５をオフするように指示する下部ヒータオフ指示信号を下部ヒータオン／オフ制御部１５に出力するとともに、タイマ停止信号をタイマ１４に出力してタイマ１４を停止させる。

なお、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、通電時間算出部１１によって算出された通電時間ＨＴと決定した通電開始遅延時間ＰＴとの和が４８０分よりも大きくなると、末尾番号データＤ_ENが示す電気温水器１の製造番号の末尾番号ＥＮを所定の値だけ小さくして、小さくした末尾番号ＥＮに基づいて通電開始遅延時間ＰＴを決定し直す。

下部ヒータオン／オフ制御部１５は、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２から入力される下部ヒータオン指示信号または下部ヒータオフ指示信号が入力されると、下部ヒータ５をオンまたはオフさせるための下部ヒータオン／オフ制御信号Ｓ_ON/OFFを下部ヒータ５に出力する。

次に、電気温水器１と同様に構成された５台の電気温水器１ａ〜１ｅ（製造番号の末尾番号ＥＮを“１”、“３”、“４”、“７”および“８”とする。）について夜間沸き上げ動作を行うときの電気温水器１ａ〜１ｅの制御部１０の動作について、図２に示したフローチャートを参照して説明する。
なお、末尾番号ＥＮが“０”および“１”の電気温水器１については通電開始遅延時間ＰＴの初期値が０分とされており、末尾番号ＥＮが“２”および“３”の電気温水器１については通電開始遅延時間ＰＴの初期値が５０分とされており、末尾番号ＥＮが“４”および“５”の電気温水器１については通電開始遅延時間ＰＴの初期値が１００分とされており、末尾番号ＥＮが“６”および“７”の電気温水器１については通電開始遅延時間ＰＴの初期値が１５０分とされており、末尾番号ＥＮが“８”および“９”の電気温水器１については通電開始遅延時間ＰＴの初期値が２００分とされているものとする。
また、通電開始遅延時間ＰＴの初期値を示す通電開始遅延時間初期値データは、メモリ１６に予め格納されているものとする。

まず、電気温水器１ａの制御部１０の動作について説明する。
電気温水器１ａの制御部１０の通電時間算出部１１は、電気温水器１ａの貯湯タンク２のタンク容量データＤ_V、電気温水器１ａの下部ヒータ５のヒータ容量データＤ_Pおよび電気温水器１ａの沸き上げ設定温度データＤ_Tをメモリ１６から読み出して、読み出したタンク容量データＤ_V、ヒータ容量データＤ_Pおよび設定温度データＤ_Tと、電気温水器１ａの流量センサＳ_Fから入力される流量データＤ_Fと、電気温水器１ａの第１乃至第５の残湯温度センサＳ_LWt1〜Ｓ_LWt5から入力される第１乃至第５の残湯温度データＤ_LWt1〜Ｄ_LWt5と、電気温水器１ａの給水温度センサＳ_Wtから入力される給水温度データＤ_Wtとに基づいて、上記（１）式を用いて沸き上げに必要な通電時間ＨＴを算出する（ステップＳ１１）。
この例では、通電時間ＨＴ＝２４０（分）と算出されたとする。

電気温水器１ａの制御部１０の夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、電気温水器１ａの末尾番号データＤ_ENおよび通電開始遅延時間初期値データをメモリ１６から読み出して、読み出した末尾番号データＤ_ENが示す末尾番号ＥＮ＝１に基づいて通電開始遅延時間ＰＴを０（分）と決定する（ステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１８）。

その後、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、通電時間算出部１１によって算出された通電時間ＨＴ＝２４０（分）と決定した通電開始遅延時間ＰＴ＝０（分）との和＝２４０（分）を求め、求めた和が４８０（分）以下か否かを判定する（ステップＳ２３）。
この場合には、求めた和＝２４０（分）が４８０（分）以下となり、また、決定した通電開始遅延時間ＰＴ＝０（分）であるため、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、夜間沸き上げ動作開始時刻を深夜電力通電時間開始時刻である午後１１時と決定する。

その後、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、決定した夜間沸き上げ動作開始時刻である午後１１時を時計１３から入力される時刻データが示すと、下部ヒータ５をオンするように指示する下部ヒータオン指示信号を下部ヒータオン／オフ制御部１５に出力するとともに、タイマ起動信号をタイマ１４に出力してタイマ１４を起動させる（ステップＳ２４，Ｓ２５）。

その後、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、通電時間算出部１１によって算出された通電時間ＨＴ＝２４０（分）をタイマ１４から入力される経過時間データが示すと、下部ヒータ５をオフするように指示する下部ヒータオフ指示信号を下部ヒータオン／オフ制御部１５に出力するとともに、タイマ停止信号をタイマ１４に出力する（ステップＳ２６〜Ｓ２７）。

このとき、ステップＳ２６の代わりに、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２が、第１乃至第５の残湯温度センサＳ_LWt1〜Ｓ_LWt5から入力される第１乃至第５の残湯温度データＤ_LWt1〜Ｄ_LWt5が示す第１乃至第５の残湯温度ＬＷｔ₁〜ＬＷｔ₅に基づいて残湯温度ＬＷｔを常に監視し、残湯温度ＬＷｔが沸き上げ設定温度Ｔに達すると、下部ヒータオフ指示信号を下部ヒータオン／オフ制御部１５に出力するとともに、タイマ停止信号をタイマ１４に出力するようにしてもよい。
この場合には、タイマ１４はなくてもよい。

これにより、図３（ａ）に双方向矢印で示すように、電気温水器１ａの下部ヒータ５は、下部ヒータオン／オフ制御部１５によって午後１１時にオンされたのち午後１１時から通電時間ＨＴ＝２４０（分）経過後の午前３時にオフされる。

次に、電気温水器１ｂの制御部１０の動作について説明する。
電気温水器１ｂの制御部１０は上述した電気温水器１ａの制御部１０と同様に動作するが、電気温水器１ｂの末尾番号ＥＮは“３”であるため、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は通電開始遅延時間ＰＴを５０（分）と決定する（ステップＳ１２，Ｓ１４，Ｓ１９）。
その結果、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、夜間沸き上げ動作開始時刻である午後１１時から通電開始遅延時間ＰＴ＝５０（分）経過後の午後１１時５０分を夜間沸き上げ動作開始時刻と決定する。
これにより、図３（ａ）に双方向矢印で示すように、電気温水器１ｂの下部ヒータ５は、下部ヒータオン／オフ制御部１５によって午後１１時５０分にオンされたのち午後１１時５０分から通電時間ＨＴ＝２４０（分）経過後の午前３時５０分にオフされる。

ただし、たとえば通電時間算出部１１によって算出された通電時間ＨＴが４４０（分）であった場合には、ステップＳ２３において通電時間ＨＴ＝４４０（分）と決定した通電開始遅延時間ＰＴ＝５０（分）との和＝４９０（分）が４８０（分）よりも大きくなるため、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、メモリ１６から読み出した末尾番号データＤ_ENが示す末尾番号ＥＮ＝３を“２”だけ引いて新たな末尾番号ＥＮ＝１として通電開始遅延時間ＰＴを決定し直す（ステップＳ２８，Ｓ２９）。
その結果、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、通電開始遅延時間ＰＴを０（分）と決定し直して（ステップＳ１３，Ｓ１８）、ステップＳ２３以降の動作を繰り返す。

この場合には、ステップＳ２３において通電時間ＨＴ＝４４０（分）と決定し直した通電開始遅延時間ＰＴ＝０（分）との和＝４４０（分）が４８０（分）以下となるため、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、夜間沸き上げ動作開始時刻である午後１１時を夜間沸き上げ動作開始時刻と決定する。
これにより、図３（ｂ）に双方向矢印で示すように、電気温水器１ｂの下部ヒータ５は、下部ヒータオン／オフ制御部１５によって午後１１時にオンされたのち午後１１時から通電時間ＨＴ＝４４０（分）経過後の午前６時２０分にオフされる。

次に、電気温水器１ｃの制御部１０の動作について説明する。
電気温水器１ｃの制御部１０は上述した電気温水器１ａの制御部１０と同様に動作するが、電気温水器１ｃの末尾番号ＥＮは“４”であるため、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は通電開始遅延時間ＰＴを１００（分）と決定する（ステップＳ１２，Ｓ１５，Ｓ２０）。
その結果、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、夜間沸き上げ動作開始時刻である午後１１時から通電開始遅延時間ＰＴ＝１００（分）経過後の午後１２時４０分を夜間沸き上げ動作開始時刻と決定する。
これにより、図３（ａ）に双方向矢印で示すように、電気温水器１ｃの下部ヒータ５は、下部ヒータオン／オフ制御部１５によって午後１２時４０分にオンされたのち通電時間ＨＴ＝２４０（分）経過後の午前４時４０分にオフされる。

ただし、たとえば通電時間算出部１１によって算出された通電時間ＨＴが４１０（分）である場合には、ステップＳ２３において通電時間ＨＴ＝４１０（分）と決定した通電開始遅延時間ＰＴ＝１００（分）との和＝５１０（分）が４８０（分）よりも大きくなるため、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、メモリ１６から読み出した末尾番号データＤ_ENが示す末尾番号ＥＮ＝４を“２”だけ引いて新たな末尾番号ＥＮ＝２として通電開始遅延時間ＰＴを決定し直す（ステップＳ２８，Ｓ２９）。
その結果、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、通電開始遅延時間ＰＴを５０（分）と決定し直して（ステップＳ１４，Ｓ１９）、ステップＳ２３以降の動作を繰り返す。

このとき、ステップＳ２３において通電時間ＨＴ＝４１０（分）と決定し直した通電開始遅延時間ＰＴ＝５０（分）との和＝４６０（分）が４８０（分）以下となるため、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、夜間沸き上げ動作開始時刻である午後１１時から決定し直した通電開始遅延時間ＰＴ＝５０（分）経過後の午後１１時５０分を夜間沸き上げ動作開始時刻と決定する。
これにより、図３（ｂ）に双方向矢印で示すように、電気温水器１ｃの下部ヒータ５は、下部ヒータオン／オフ制御部１５によって午後１１時５０分にオンされたのち午後１１時５０分から通電時間ＨＴ＝４１０（分）経過後の午前６時４０分にオフされる。

また、たとえば通電時間算出部１１によって算出された通電時間ＨＴが４５０（分）である場合には、ステップＳ２３において通電時間ＨＴ＝４５０（分）と決定し直した通電開始遅延時間ＰＴ＝５０（分）との和＝５００（分）が４８０（分）よりも大きくなるため、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、新たな末尾番号ＥＮ＝２を再度“２”だけ引いて新たな末尾番号ＥＮ＝０として通電開始遅延時間ＰＴを再度決定し直す（ステップＳ２８，Ｓ２９）。
その結果、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、通電開始遅延時間ＰＴを０（分）と再度決定し直して（ステップＳ１３，Ｓ１８）、ステップＳ２３以降の動作を繰り返す。

このとき、ステップＳ２３において通電時間ＨＴ＝４５０（分）と再度決定し直した通電開始遅延時間ＰＴ＝０（分）との和＝４５０（分）が４８０（分）以下となるため、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、夜間沸き上げ動作開始時刻である午後１１時を夜間沸き上げ動作開始時刻と決定する。
これにより、図３（ｂ）に破線の双方向矢印で示すように、電気温水器１ｃの下部ヒータ５は、下部ヒータオン／オフ制御部１５によって午後１１時にオンされたのち通電時間ＨＴ＝４５０（分）経過後の午前６時３０分にオフされる。

次に、電気温水器１ｄの制御部１０の動作について説明する。
電気温水器１ｄの制御部１０は、上述した電気温水器１ａの制御部１０と同様に動作するが、電気温水器１ｄの末尾番号ＥＮは“７”であるため、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は通電開始遅延時間ＰＴを１５０（分）と決定する（ステップＳ１２，Ｓ１６，Ｓ２１）。
その結果、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、夜間沸き上げ動作開始時刻である午後１１時から通電開始遅延時間ＰＴ＝１５０（分）経過後の午前１時３０分を夜間沸き上げ動作開始時刻と決定する。
これにより、図３（ａ）に双方向矢印で示すように、電気温水器１ｄの下部ヒータ５は、下部ヒータオン／オフ制御部１５によって午前１時３０分にオンされたのち通電時間ＨＴ＝２４０（分）経過後の午前５時３０分にオフされる。

また、ステップＳ２３において通電時間ＨＴと決定した通電開始遅延時間ＰＴ＝１５０（分）との和が４８０（分）よりも大きくなる場合には、上述した電気温水器１ｃと同様の動作を行う（ステップＳ２３，Ｓ２８，Ｓ２９）。

次に、電気温水器１ｅの制御部１０の動作について説明する。
電気温水器１ｅの制御部１０は、上述した電気温水器１ａの制御部１０と同様に動作するが、電気温水器１ｅの末尾番号ＥＮは“８”であるため、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は通電開始遅延時間ＰＴを２００（分）と決定する（ステップＳ１２，Ｓ１７，Ｓ２２）。
その結果、夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、夜間沸き上げ動作開始時刻である午後１１時から通電開始遅延時間ＰＴ＝２００（分）経過後の午前２時２０分を夜間沸き上げ動作開始時刻と決定する。
これにより、図３（ａ）に双方向矢印で示すように、電気温水器１ｅの下部ヒータ５は、下部ヒータオン／オフ制御部１５によって午前２時２０分にオンされたのち通電時間ＨＴ＝２４０（分）経過後の午前６時２０分にオフされる。

また、ステップＳ２３において通電時間ＨＴと決定した通電開始遅延時間ＰＴ＝１５０（分）との和が４８０（分）よりも大きくなる場合には、上述した電気温水器１ｃと同様の動作を行う（ステップＳ２３，Ｓ２８，Ｓ２９）。

なお、ステップＳ２８において“２”だけ引いた新たな末尾番号ＥＮが“０”よりも小さくなった場合には、電気温水器１ａ〜１ｅの制御部１０の夜間沸き上げ動作開始時刻決定部１２は、夜間沸き上げ動作開始時刻を深夜電力通電時間開始時刻である午後１１時と決定するとともに、夜間沸き上げ動作終了時刻を深夜電力通電時間終了時刻である午前７時と決定する（ステップＳ２９〜Ｓ３３）。
これにより、電気温水器１ａ〜１ｅの下部ヒータ５は、下部ヒータオン／オフ制御部１５によって午後１１時にオンされたのち午前７時にオフされる。

以上の説明では、電気温水器１の機器製造番号の末尾番号ＥＮを使用して通電開始遅延時間ＰＴの初期値を決定したが、電気温水器１をグループ分けできるものであればよく、お客様契約番号、計器番号や電話番号のような数値を含む電気温水器識別符号を使用してもよい。
また、通電開始遅延時間ＰＴを５０分間隔で変えるようにしたが、３０分間隔や６０分間隔等の任意の間隔にしてもよい。

１，１ａ〜１ｅ 電気温水器
２ 貯湯タンク
３ 給水管
４ 給湯管
５ 下部ヒータ
１０ 制御部
１１ 通電時間算出部
１２ 夜間沸き上げ動作開始時刻決定部
１３ 時計
１４ タイマ
１５ 下部ヒータオン／オフ制御部
１６ メモリ
Ｓ_Wt 給水温度センサ
Ｓ_LWt1〜Ｓ_LWt5 第１乃至第５の残湯温度センサ
Ｓ_F 流量センサ
ＥＮ 末尾番号
Ｆ 流量
ＨＴ 通電時間
ＬＷｔ 残湯温度
ＬＷｔ₁〜ＬＷｔ₅ 第１乃至第５の残湯温度
Ｐ ヒータ容量
ＰＴ 通電開始遅延時間
Ｑ 残湯量
Ｔ 沸き上げ設定温度
Ｖ タンク容量
Ｗｔ 給水温度
Ｄ_EN 末尾番号データ
Ｄ_F 流量データ
Ｄ_LWt1〜Ｄ_LWt5 第１乃至第５の残湯温度データ
Ｄ_T 沸き上げ設定温度データ
Ｄ_P ヒータ容量データ
Ｄ_V タンク容量データ
Ｄ_Wt 給水温度データ
Ｓ_ON/OFF 下部ヒータオン／オフ制御信号
Ｓ１１〜Ｓ３３ ステップ

Claims (8)

1. 深夜電力通電時間帯に夜間沸き上げ動作を行う電気温水器（１）であって、
   前記夜間沸き上げ動作を行う際の沸き上げに必要な通電時間（ＨＴ）を算出するための通電時間算出手段と、
   数値を含む電気温水器識別符号を使用して複数段階シフト時間を発生させて、前記深夜電力通電時間帯のうち夏冬を通して最も負荷が軽くなる時間帯に蓄熱負荷を集中させて前記夜間沸き上げ動作を行わせるための夜間沸き上げ動作開始時刻決定手段と、
   を具備することを特徴とする、電気温水器。
2. 前記電気温水器が、
   下部に給水口が設けられるとともに上部に出湯口が設けられた貯湯タンク（２）と、
   該貯湯タンクの前記給水口から水を該貯湯タンクに供給するための給水管（３）と、
   前記貯湯タンクの前記出湯口から外部に湯を供給するための給湯管（４）と、
   前記貯湯タンク内の下部に設けられた下部ヒータ（５）と、
   前記通電時間算出手段および前記夜間沸き上げ動作開始時刻決定手段として機能する制御部（１０）と、
   前記給水管内に取り付けられた給水温度センサ（Ｓ_Wt）と、
   前記貯湯タンク内に取り付けられた残湯温度センサ（Ｓ_LWt1〜Ｓ_LWt5）と、
   前記給湯管内に取り付けられた流量センサ（Ｓ_F）と、
   を備えることを特徴とする、請求項１記載の電気温水器。
3. 前記電気温水器識別符号が、前記電気温水器の機器製造番号の末尾番号（ＥＮ）であることを特徴とする、請求項１または２記載の電気温水器。
4. 前記制御部が、
   前記通電時間算出手段として機能する通電時間算出部（１１）と、
   前記夜間沸き上げ動作開始時刻決定手段として機能する夜間沸き上げ動作開始時刻決定部（１２）と、
   前記下部ヒータのオン／オフ制御をするための下部ヒータオン／オフ制御部（１５）と、
   前記電気温水器のタンク容量データ（Ｄ_V）、ヒータ容量データ（Ｄ_P）、沸き上げ設定温度データ（Ｄ_T）および末尾番号データ（Ｄ_EN）を格納するためのメモリ（１６）とを備え、
   前記通電時間算出部が、前記メモリから読み出した前記タンク容量データ、前記ヒータ容量データおよび前記沸き上げ設定温度データと、前記流量センサから入力される流量データ（Ｄ_F）と、前記残湯温度センサから入力される残湯温度データ（Ｄ_LWt1〜Ｄ_LWt5）と、前記給水温度センサから入力される給水温度データ（Ｄ_Wt）とに基づいて、前記通電時間を算出し、
   前記夜間沸き上げ動作開始時刻決定部が、前記メモリから読み出した前記末尾番号データが示す前記末尾番号に基づいて通電開始遅延時間（ＰＴ）を決定し、前記通電時間算出部によって算出された前記通電時間と該決定した通電開始遅延時間とに基づいて夜間沸き上げ動作開始時刻を決定し、該決定した夜間沸き上げ動作開始時刻に前記下部ヒータをオンするように前記下部ヒータオン／オフ制御部に指示する、
   ことを特徴とする、請求項３記載の電気温水器。
5. 前記夜間沸き上げ動作開始時刻決定部が、前記決定した夜間沸き上げ動作開始時刻から前記通電時間だけ経過すると、前記下部ヒータをオフするように前記下部ヒータオン／オフ制御部に指示することを特徴とする、請求項４記載の電気温水器。
6. 前記夜間沸き上げ動作開始時刻決定部が、前記残湯温度が前記沸き上げ設定温度に達すると、前記下部ヒータをオフするように前記下部ヒータオン／オフ制御部に指示することを特徴とする、請求項４記載の電気温水器。
7. 前記夜間沸き上げ動作開始時刻決定部が、前記通電時間と前記通電開始遅延時間との和が前記深夜電力通電時間帯よりも大きくなると、前記末尾番号を所定の値だけ変えて、該変えた末尾番号に基づいて新たな通電開始遅延時間を決定し直すことを特徴とする、請求項４乃至６いずれかに記載の電気温水器。
8. 前記夜間沸き上げ動作開始時刻決定部が、前記変えた末尾番号が“０”よりも小さくなると、前記深夜電力通電時間帯の深夜電力通電時間開始時刻を最終の夜間沸き上げ動作開始時刻と決定することを特徴とする、請求項７記載の電気温水器。

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