JPH02169958A - 電気温水器の沸き上げ制御装置 - 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気温水器の制御装置の改
良に関するものである。

［従来の技術］ 第１１図は深夜電力を利用する従来の貯湯式電気温水型
の構成図で、図中１は貯湯タンク、２は下部発熱体、３
は上部発熱体、４は給水温度と沸き上げ温度とを測定す
るための下部湯温測定手段、５は上部発熱体３による沸
き上げ温度を測定するための上部湯温測定手段、６は沸
き上げ温度を設定する湯温設定手段、７は下部湯温測定
手段４と湯温設定手段６に基いて正味通電時間と通電開
始時間を演算する演算手段、８は深夜電力の供給の有無
を検出する深夜電力検出手段、９は演算手段７と深夜電
力検出手段８及び下部湯温測定手段４の情報に基いて、
下部発熱体２の０Ｎ１０ＦＦ制御を行なう下部発熱体制
御手段、１０は上部発熱体３の通電を設定する追いだき
設定手段、１１は追いだき設定手段１０と上部湯温測定
手段の情報に基いて上部発熱体３を０Ｎ１０ＦＦ制御す
る上部発熱体制御手段である。

この温水器においては、下部発熱体４により深夜電力を
利用して給水加熱を行うのであるが、昼間湯の使用量が
多い場合は、上部発熱体５を使用して追いだきを行い、
それに対応するように構成されている。

第１２図は上記温水器の制御装置の電気回路図である。

図において、１２はマイクロコンピュータで、ＣＰＵ１
Ｂ、メモリ１４、入力回路１５、出力回路１６、Ａ／Ｄ
変換器１７及びアナログマルチプレクサ１８とによって
構成されている。

１９は発熱体制御手段９の回路を示すもので、抵抗２０
．２１、トランジスタ２２、リレー２３．２４、ダイオ
ード２５．２６などから構成されている。リレー２３の
コイルはトランジスタ２２を介して正極端子＋Ｖとアー
ス端子との間に接続され、トランジスタ２２のベースは
抵抗２０を介してマイクロコンピュータ１２の出力端子
１６に接続されている。またリレー２３の常開接点は、
正極端子＋Ｖ１とリレー２４のコイルを介してアース端
子に接続されており、リレー２３．２４の両端には、そ
れぞれダイオード２５．２６が接続されている。また発
熱体２はリレー２４の常開接点と深夜電源２７との間に
直列に接続されている。

２８は発熱体制御手段１１の電気回路を示すもので、抵
抗２９．３０、トランジスタ３１、リレー３２、ダイオ
ード３３とから構成され、リレー３２のコイルはトラン
ジスタ３１を介して正極端子＋Ｖとアース端子との間に
接続され、トランジスタ３１のベースは抵抗２９を介し
てマイクロコンピュータ１２の出力回路１６に接続され
ている。

また発熱体３はリレー３２の常開接点と昼間の電灯用電
源３４との間に直列に接続されている。

湯温測定手段４．５は例えばサーミスタからなり、湯温
設定手段６は可変抵抗器から構成されている。抵抗３５
は下部湯温測定手段４と直列に正極端子＋Ｖとアース端
子との間に接続されており、抵抗３５と下部湯温測定手
段４との接続部は、アナログマルチプレクサ１８に接続
されている。また抵抗３６は上部湯温測定手段５と直列
に正極端子十■とアース端子との間に接続されており、
抵抗３６と下部湯温測定手段５との接続部は、アナログ
マルチプレクサ１８に接続されている。さらに抵抗３７
は湯温設定手段６と直列に正極端子十Ｖとアース端子と
の間に接続され、抵抗３７と湯温設定手段６との接続部
は、アナログマルチプレクサ１８に接続されている。

３８は深夜電力検出手段８を示す回路図で、抵抗３９．
４０、ダイオード４１及びホトトランジスタ４２から構
成されている。ホトトランジスタ４２の発光側は抵抗３
９を介して電［２７に直列に接続され、その両端にはダ
イオード４１が並列に接続されている。一方ホトトラン
ジスタ４２の受光側の一端は抵抗４０を介して正極端子
＋Ｖに、他端はアース端子に接続され、受光側と抵抗４
０の＋［部はマイクロコンピュータ１２の入力回路１５
に接続されている。

抵抗４３はスイッチからなる追いだき設定手段１０と正
極端子十Ｖとアース端子との間に直列に接続され、抵抗
４３と追いだき設定手段１０との接続部は、マイクロコ
ンピュータ１２の入力回路１５に接続されている。

次に上記のように構成された従来装置の作用を第１３図
のフローチャートにより説明する。なおこのフローチャ
ートはマイクロコンピュータ１２のメモリ１４に記憶さ
れた発熱体２．３の制御手段を示すものである。

まず電源を入れると同時に深夜電力の有無を調べ（ステ
ップ４４）、深夜電力の供給がある場合は、その信号は
ホトトランジスタ４２を介してマイクロコンピュータ１
２の入力回路１５に入力され、経過時間カウント用のタ
イマをスタートさせる（ステップ４５）。ついで下部湯
温測定手段４により給水温度Ｔν℃を測定しくステップ
４６）、使用湯温Ｔ’Ｃの読取りを行う（ステップ４７
）。

発熱体容量をＰｋｗとすると、正味通電時間Ｈは次式 ％式％ ここでＶ　：貯湯タンクの容ｆｆｉ　（１）８６０　　
：　Ｉ　ＫＶＨの発熱ｆｉｋ（ＸＣａｌ）０．９：効率 で計算できる（ステップ４８）。

この結果深夜電力供給時間を８時間として、下式を使用
しＣＰＵ１３により通電開始時刻Ｈｐを求める（ステッ
プ４９）ことができる。

Ｈｐ−８−Ｈ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（２）この演算は通電開始時刻Ｈｐを深夜電力供給
時間帯内でずらし、深夜電力の負荷を平均化するために
行うのである。

次にタイマ（ステップ４５）による経過時間が通電開始
時刻に至ったか否かを判定しくステップ５０）、通電開
始時刻になっておれば、出力回路１６からの出力信号を
発熱体制御回路１９のトランジスタ２２に印加し、リレ
ーをＯＮして電源回路を開成し、発熱体２への通電を開
始する（ステップ５１）。ついで下部湯温測定手段４に
より貯湯タンク１内の湯温Ｔｉｌを測定しくステップ５
２）Ｔｍｌを沸き上げ温度Ｔと比較して（ステップ５３
）ＴＩｌｌｌがＴより小さい間は下部発熱体２に通電を
続け、Ｔｉ１がＴに到達したときは、出力回路１６から
の出力信号を遮断し、リレー２４を解放して発熱体２へ
の電源回路をＯＦＦにしくステップ５４）制御を終了す
る。

またステップ４４で深夜電源の供給がない、すなわち深
夜電力供給時間帯でない場合は、追いだき開始用スイッ
チがＯＮか否かを判定しくステップ５５）、スイッチが
ＯＮの場合、上部湯温測定手段５により貯湯タンク１の
上部湯温Ｔｉ２を測定しくステップ５６）、該ＴＩａ２
を沸き上げ温度Ｔと比較して（ステップ５７）、Ｔｍ２
＜Ｔの場合は上部発熱体をＯＮにしくステップ５８）、
Ｔｍ２≧Ｔの場合にば上部発熱体をＯＦＦにする（ステ
ップ５９）。次にステップ６０で深夜電源の有無を判定
し、深夜電源の供給がなければ上記上部発熱体への０Ｎ
１０ＦＦを繰り返し、深夜電源の供給があれば、ステッ
プ６１で上部発熱体への通電を停止し、昼間電源による
沸き上げを終了する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の電気温水器は上記のように構成されかつ動作する
。すなわち下部発熱体による沸き上げが行われるのは深
夜電力供給時間帯内であり、上部発熱体による沸き上げ
は上記以外の昼間時間帯内に行われる。したがって沸き
上げのための時間は制限を受けている。しかし各人それ
ぞれ生活様式を異にしている現在の社会生活においては
、こうした給水加熱時間に制約があるのは、毎日の生活
リズムを乱し、効率的な生活の障害となる。

また上部発熱体による沸き上げ操作を行うと、停止操作
をしない限り深夜電力供給時間帯になるまで０Ｎ１０Ｆ
Ｆ操作を繰返し、無駄な電力消費を招くこととなり、そ
れに使用湯量が多い場合は、追いだきを忘れると湯切れ
を起こしやすい。

さらに下部発熱体の通電時間を深夜時間帯の後半にずら
せるため制御が複雑になるのも問題である。このように
従来の温水器は幾つかの問題点を抱えている。

本発明は従来の温水器の上記問題点を解消するためにな
されたもので、毎日の生活リズムに適応した効率的な電
気温水器を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明にかかる電気温水器は
、貯湯タンクと、該タンクの下部に配置した下部発熱体
と、該タンクの中間部に配置した上部発熱体と、該タン
ク内の湯温を測定するための下部湯温測定手段と、該タ
ンクの中間部に配置した上記発熱体で沸き上げた湯温を
測定する上部湯温測定手段と、上記タンク下部発熱体と
上部発熱体の通電可能時間帯を設定する通電時間帯設定
手段と、該通電時間帯設定手段と下部湯温測定手段の情
報に基いて下部発熱体を制御する下部発熱体制御手段と
、手動操作で追いだきを開始する手動追いだき設定手段
と、上記上部湯温測定手段と手動追いだき設定手段と通
電時間帯設定手段との情報に基いて上部発熱体の沸き上
げを制御する上部発熱体制御手段とを備えた。

また上記装置にさらに残湯量検出手段と該検出手段によ
り検出される残湯量に応じて追いだきを行う自動追いだ
き手段を備えた。

［作用コ 上記通電時間帯設定手段により下部発熱体及び上部発熱
体への通電時間を任意に設定できる。

また−回の沸き上げて制御を完了し、再操作しなければ
再通電しないように構成しているので、０Ｎ１０ＦＦ制
御による無駄がない。

また深夜電力供給時間帯内で通電開始時刻を自由にずら
すための演算手段を省き、下部発熱体の沸き上げ開始時
刻が設定された時間帯の最初から始まるようにしている
ので、制御が簡単となる。

さらに使用湯量が多い場合は、手動追いだき設定手段に
より随意随時に沸き上げを行うことができる。さらにま
た自動追いだき手段と残湯量検出手段を備えることによ
り、残湯量が減少すれば自動的に追いだきが行われるの
で、湯切れが防止される。

［発明の実施例〕 第１図は本発明の一実施例を示す電気温水器の構成図で
、図中１〜７は従来の温水器と同一または相当部品、７
０は通電時間帯設定手段、７１は手動追いだき設定手段
、７２は上部発熱体制御手段、７３は下部発熱体制御手
段である。

図において、通電時間帯設定手段７０は時計機能を有し
、下部発熱体２の通電時間帯を任意に設定することがで
きるので、深夜電力供給時間帯以外の時間帯でも給水の
沸き上げが可能である。手動追いだき手段７１により上
部発熱体に通電できるので、使用湯量が多い場合でも湯
切れの恐れは少ない。

第２図は上記実施例の電気回路図で、図中７４．７５．
７６．７７は抵抗で、それぞれスイッチからなる手動追
いだき手段７１及び通電時間帯設定手段７０と直列に電
源＋Ｖとアース端子に接続され、各スイッチと抵抗の接
続部はマイクロコンピュータ１２の入力回路１５に接続
されている。表示用回路７８はマイクロコンピュータ１
２の出力回路１６からの出力信号を増幅する。また表示
手段７９は表示用回路６８からの出力信号に基いて表示
をする。

第３図は本実施例の操作部と表示部の正面図で、８０は
操作部、８１は表示切替え用操作ボタン、８２．８３は
時刻設定の操作ボタン、８４は表示部、８５．８６．８
７はそれぞれ現在時刻、下部発熱体への通電開始時刻、
同停止時刻のランプ、８８は時刻を示すランプである。

図において１、電源を入れると表示部の現在時刻のラン
プ８５が点灯し、ランプ８８は現在時刻を示す。操作ボ
タン８１を操作すると現在時刻ランプ８５は消灯し、通
電開始時刻ランプ８６が点灯する。さらに操作ボタン８
１を操作すると通電開始時刻ランプ８６は消灯し、通電
停止時刻ランプ８７が点灯する。さらに操作ボタン８１
を操作すると、通電停止時刻ランプ８７が消灯し現在時
刻ランプ８５が点灯し最初の状態に戻る。

なお時刻設定に当たっては、現在時刻はランプ８５が、
通電開始時刻はランプ８６が、通電停止時刻はランプ８
７が点灯している状態で、時間は操作ボタン８２で、分
は操作ボタン８３を操作して行う。

次に本実施例の動作を第４図のフローチャートにより説
明する。該フローチャートはマイクロコンピュータ１２
のメモリ１４に記憶された発熱体制御を示すもので、従
来例と同一符号は同一動作である。

電源を入れると同時に、沸き上げ温度を例えば９０℃に
設定しくステップ９０）、ついで現在時刻の設定（ステ
ップ９１）、通電開始時刻の設定（ステップ９２）及び
通電停止時刻の設定（ステップ９３）を行う。次に通電
開始時刻に°到達したか否かを判定しくステップ９４）
、通電開始時刻に到達していれば下部発熱体２に通電し
くステップ５１）、以下従来装置の第１３図のフローチ
ャートと同様に、下部湯温Ｔｍｌを測定しくステップ５
２）、該Ｔｌ１ｌを沸き上げ温度Ｔと比較して（ステッ
プ５３）、Ｔｌ１１くＴの間は通電を続け、Ｔｉｌ≧Ｔ
になると下部発熱体２への通電を停止する（ステップ５
４）動作を行う。ステップ９４において、通電開始時刻
でない場合は、手動追いだき設定の有無を判定しくステ
ップ９５）、設定してあれば手動で上部発熱体３へ通電
する（ステップ５８）。ついで上部湯温Ｔｌ１２を■ｊ
定しくステップ５６）　、Ｔｍ２＜Ｔの間は通電を続け
、Ｔｇ＋２≧Ｔになると上部発熱体３への通電を停止す
る（ステップ５４）。なお温度Ｔ’Ｃまでの沸き上げは
一同だけで湯温Ｔ１１２がＴ以下に下がっても通電の繰
返しはない。

本実施例の場合、下部発熱体２への通電時間帯を深夜電
力供給時間帯に関係なく任意に設定できるとともに、下
部発熱体への通電時間帯以外の時間に手動追いだき装置
により、上部発熱体へ一回だけ通電し追いだき出来る。

第５図は本発明の他の実施例を示す構成図、第６図はそ
の電気回路図、第７図はそのフローチャートである。上
記実施例の手動追いだき設定手段に代えて残湯量検出手
段１００と自動追いだき設定手段１０１とを備えている
。なお第６図における１０２．１０３は抵抗である。

第７図のフローチャートにおいて、電源を入れると同時
に沸き上げ温度を例えば９０℃に設定しくステップ９０
）、ついで現在時刻の設定（ステップ９１）、通電開始
時刻の設定（ステップ９２）及び通電停止時刻の設定（
ステップ９３）を行う。

次に通電開始時刻に到達したか否かを判定しくステップ
９４）、通電開始時刻に到達していれば下部発熱体２に
通電しくステップ５１）、以下従来装置の第１３図のフ
ローチャートと同様に下部湯温Ｔｉｔを７ＩＦＪ定（ス
テップ５２）し、Ｔ麿１を沸き上げ温度Ｔと比較して（
ステップ５３）　、Ｔｍｌ＜　Ｔの間は通電を続け、Ｔ
ｉｔ≧Ｔになると下部発熱体２への通電を停止する（ス
テップ５４）。ステップ９４において、通電開始時刻で
ない場合は、自動追いだき設定の有無を判定しくステッ
プ９５）、ＹＥＳの場合は残湯量検出手段１００により
、残湯量を検出しくステップ９６）、残湯量がなければ
（ステップ９７）上部発熱体３へ通電する（ステップ５
８）。以下上部湯温Ｔｌ１１２を測定し、Ｔｉ２が沸き
上げ温度Ｔになるまで通電し、Ｔｍ２がＴに達すれば通
電を停止するのは従来装置と同様である。本実施例では
上記実施例と異なり自動的に追いだきすることができる
。

第８図はさらに他の実施例を示す電気温水器の構成図、
第９図はその電気回路図、第１０図はフローチャートで
ある。第８図に示すように、本実施例は上記実施例にさ
らに手動追いだき設定手段７１を加えたものである。そ
の結果フローチャートにみるように、発熱体２への通電
時間帯以外の時間に、自動追いだき設定手段１０１がな
にかの都合で設定されてなくても、手動により強制的に
上部発熱体に３に通電し、給水を加熱することができる
。

［発明の効果］ 本発明は、電気温水器の制御装置に通電時間帯設定手段
を備えたので、下部発熱体への通電時間帯を任意に設定
出来るようになった。

また自動あるいは手動の追いだき設定手段を備えたので
、通電時間帯以外の時間帯であっても、残？＆ｍが減少
すれば、自動的にあるいは手動により上部発熱体への追
いだきが開始され、冠婚葬祭時などのように使用湯量が
増加することがあっても、湯切れの心配がなくなった。

なお上記追いだきは一回だけであり、沸き上げ完了後は
再通電しないように構成されているので、無駄な０Ｎ１
０ＦＦ制御を繰り返すことはない。

さらに下部発熱体の沸き上げ開始時刻は、時間帯の最初
に設定しているので、複雑な演算装置が不要で制御が簡
単となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である電気温水器の構成図、
第２図はその電気回路図、第３図は操作部及び表示部の
正面図、第４図は動作を示すフローチャート、第５図は
他の実施例である電気温水器の構成図、第６図はその電
気回路図、第７図はその動作を示すフローチャート、第
８図はさらに他の実施例の電気温水器の構成図、第９図
はその電気回路図、第１０図はその動作を示すフローチ
ャート、第１１図は従来の電気温水器の構成図、第１２
図はその電気回路図、第１３図はそのフローチャートで
ある。 図中１は貯湯タンク、２は下部発熱体、３は上部発熱体
、４は下部湯温測定手段、５は上部湯温測定手段、７０
は通電時間帯設定手段、７１は手動追いだき設定手段、
７２は上部発熱体制御装置、７３は下部発熱体制御装置
、１００は残湯量検出手段、１０１は自動追いだき設定
手段である。 なお図中の同一符号は同一または相当部品を示すものと
する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）貯湯タンクと、 該タンクの下部に配置した下部発熱体と、 該タンクの中間部に配置した上部発熱体と、該タンク内
   の湯温を測定するための下部湯温測定手段と、 該タンクの中間部に配置した上記発熱体で沸き上げた湯
   温を測定する上部湯温測定手段と、上記タンク下部発熱
   体と上部発熱体との通電可能時間帯を設定する通電時間
   帯設定手段と、該通電時間帯設定手段と下部湯温測定手
   段の情報に基いて下部発熱体を制御する下部発熱体制御
   手段と、 手動操作で追いだきを開始する手動追いだき設定手段と
   、 上記上部湯温測定手段と手動追いだき設定手段と通電時
   間帯設定手段との情報に基いて、上部発熱体の沸き上げ
   を制御する上部発熱体制御手段とを備えてなる ことを特徴とする電気温水器の沸き上げ制御装置。
2. （２）上記電気温水器の沸き上げ制御装置に備えた手動
   追いだき設定手段に代えて、 自動追いだき設定手段と 残湯量検出手段と を備えたことを特徴とする請求項（１）に記載の電気温
   水器の沸き上げ制御装置。
3. （３）請求項（２）に記載の電気温水器の沸き上げ制御
   装置において、 手動追いだき設定手段 を備えたことを特徴とする請求項（２）に記載の電気温
   水器の沸き上げ制御装置。