JPH026979B2

JPH026979B2 -

Info

Publication number: JPH026979B2
Application number: JP58140807A
Authority: JP
Inventors: Hideji Kubota; Kazuo Hara; Yoshikazu Ito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-08-01
Filing date: 1983-08-01
Publication date: 1990-02-14
Also published as: JPS6030939A

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
定量とに基づいて貯湯タンク内に貯えておくべき
所要熱量を算出するようにして、従来、固定であ
つ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℃
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℃に沸き上つてい
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、沸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
造となつている。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１
内の沸き上り温度をTo（℃）、得ようとする混合
湯の温度をTm（℃）、混ぜ合わせる水の温度（給
水温度）をTi（℃）とすると、混合湯量Vm（）
は、 Vm＝Vt×To−Ti／Tm−Ti（）で表わせる。

この算式において、給水温度Ti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Toを85℃として、給水温度Tiが５℃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、湯の使用量は年間ほぼ一定か、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、使用者によつては家
族数の減少などによつて定格の1/2とか、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Tiが高かつたり残湯が
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か
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つ
た。

この発明は、これらの欠点を解消しようとする
もので、記憶装置に湯量の使用実績、例えば過去
10日間の使用湯量を熱量のデータとして記憶し、
このデータは毎日、その日の使用湯量により更新
するように、すなわち学習機能を有するように
し、このデータに基づいて所要の混合湯量が常に
得られるようにするとともに併せて翌日の湯の使
用予定量をあらかじめ入力できるような入力装置
を付加し、これらの条件に基づいて発熱体への所
要通電時間を制御することにより、残湯量を少な
くするとともに沸き上り後の熱ロスをできるだけ
排除するようにしたものである。

以下、この発明の一実施例を第３図の全体構成
図、第４図の制御フローチヤ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）で、
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
に設けてある。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への通電を制御す
るスイツチで、後述の制御部の操作により開閉せ
しめられる。１１は前記した制御部で、記憶装置
１２、所要熱量設定装置１３、沸き上り温度設定
装置１４、通電時間演算装置１５、通電制御装置
１６、および使用熱量演算装置１７からなる。１
８は量水器、１９は入力装置である。

記憶装置１２は、入力装置１９のパターン毎に
使用熱量演算装置１７で演算された使用湯量に対
する熱量につきその数日分の実績KGをデータと
して記憶しておく。このデータは、例えば10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。

所要熱量設定装置１３は、例えば記憶装置１２
か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KGmax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、貯湯タンク１内に貯え
ておく所要熱量Ks（kcal）を Ks＝KGmax×Ｃとして算出する。

沸き上り温度設定装置１４は、沸き上り温度
Toを所要熱量Ks（kcal）と、貯湯タンク１の容
量Vt（）と、給水温度Ti（℃）から、 To＝Ks／Vt＋Ti として求める。

通電時間演算装置１５は、通電時間Hsを、発
熱体５の定格消費電力Ｗ（Kw）と、所要熱量Ks
（kcal）から Hs＝Ks／860×Ｗとして求める。

通電制御装置１６は、スイツチ１０のオンの制
御を行うもので、通電時間演算装置１５で求めた
通電時間Hsの終了時点が深夜電力の通電終了時
刻とほぼ一致するように、深夜電力の通電開始か
ら（８−Hs）経過した後にスイツチ１０をオン
させ、オフは温度センサ９が沸き上り温度Toを
検知したときに行う。

使用熱量演算装置１７は、量水器１８による１
日当りの使用湯量をｖ（）、給水温度をTi（℃）、
前日の沸き上り温度をTo（℃）とすると前日の使
用熱量KGを、 KG＝ｖ×（To−Ti）として算出する。

量水器１８は、給水の流量を計測することによ
つて使用湯量とするもので、流量に応じて回動す
る計量用プロペラにエンコーダを取り付け、流量
に応じたパルス数を発生するものが用いられる。
なお、量水器１８は給湯管３側に設けてもよい。

入力装置１９は、例えば「入浴する」とか、
「入浴しない」などの翌日の湯の使用予定をあら
かじめ用意された制御パターンの中から選択する
ものである。すなわち、記憶装置１２内には「入
浴する」というパターンと「入浴しない」という
パターンに分けて、それぞれ例えば、過去10日分
の実績データが記憶されているので、今「入浴す
る」というパターンを入力装置１９から入力した
とすると、記憶装置１２内の「入浴する」の実績
データが選択され、このうちの例えば、最大実績
データが後述するように所要熱量の算定に使用さ
れる。

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)〜（15）は各
ステツプを表わす。

スタートし(1)、１日の湯の使用が終つた時点、
すなわち、電気温水器に深夜電力が供給されるま
でに当日の使用湯量ｖ（）に対する使用熱量
KGが、使用熱量演算装置１７において求められ
(2)、このデータが入力装置１９のパターン毎に記
憶装置１２へ入力されて、記憶装置１２にあらか
じめ貯えられたデータが更新される(3)。したがつ
て、深夜、例えば23時になるとタイムスイツチ８
がオンする(4)。したがつて、通電と同時に制御が
開始されると、まず、入力装置１９の入力に応じ
て記憶装置１２にパターン毎に分類・記憶されて
いる最新のデータのうち最大のものKGmaxを呼
び出し(5)、所要熱量設定装置１３において、
KGmaxに余裕率を見た定数Ｃを乗じて所要熱量
Ksを設定する(6)。また、通電時間演算装置１５
において、発熱体５の定格消費電力Ｗ（Kw）と
所要熱量Ks（kcal）とから通電時間Hsを求める
(7)。次に、給水温度Tiを測定する(8)。また、沸
き上り温度Toを沸き上り温度設定装置１４によ
り設定する(9)。次いで、タイムスイツチ８がオン
してから（８−Hs）の時間が経過したかどうか
を判断し(10)、経過した時点で発熱体５に通電を開
始する(11)。そして、温度センサ９が沸き上り温度
Toを検出すると(12)、発熱体５への通電をオフす
る（13）。この場合、貯湯タンク１内に残湯がな
ければ、発熱体５への通電のオフ時刻はタイムス
イツチ８のオフ時刻と一致するが、実際には残湯
のため一致しない。

さらに、深夜電力供給時間終了時刻、例えば７
時になると、タイムスイツチ８がオフとなり
（14）、シーケンスはストツプとなる（15）。

なお、上記の実施例では所要熱量設定装置１３
で所要熱量Ksの算出に、記憶装置１２内のデー
タ中、最大のKGmax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１１として中央処理装置
（CPU）を備えたマイクロコンピユータを用いる
ことができる。

以上詳細に説明したように、この発明は記憶装
置に過去の実績として使用湯量に対する熱量の最
新のデータを貯えておき、このデータと入力装置
からの翌日の使用予定量のデータとに基づいて発
熱体に通電する時間を決定するようにしたので、
使用者の実状に応じた湯量が毎日得られるので、
入力装置の使用とあいまつて残湯量が少なくな
る。そして、記憶装置のデータは毎回更新され
る。つまり、学習機能を有するので、日々変化す
る湯の使用量に十分に対応することができる。ま
た、発熱体への通電の開始時刻（８−Hs）だけ
遅らせるようにしたので、沸き上り時間が深夜電
力の供給終了時刻に近くなり、したがつて、沸き
上り後の放熱ロスが減少して維持費が安くなる利
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ヤー
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
イムスイツチ、９は温度センサ、１０はスイツ
チ、１１は制御部、１２は記憶装置、１３は所要
熱量設定装置、１４は沸き上り温度設定装置、１
５は通電時間演算装置、１６は通電制御装置、１
７は使用熱量演算装置、１８は量水器、１９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。

Claims

【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、翌日の
使用予定量を複数のパターンの中から選択して入
力する入力装置と、過去の複数日の使用湯量の実
績を熱量のデータとしてパターン毎に貯えておく
記憶装置と、前記入力装置から入力されたパター
ンに対応する前記記憶装置内の実績データに基づ
いて前記貯湯タンク内に貯えておく所要熱量を設
定する所要熱量設定装置と、前記所要熱量および
前記発熱体の定格消費電力から通電時間を算出す
る通電時間演算装置と、この通電時間演算装置で
求めた通電時間が深夜電力供給時間中に得られる
ように深夜電力供給開始時刻より遅らせて発熱体
への通電を開始する通電制御装置と、使用した湯
量に対する熱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使用熱量演
算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。