JPH028224B2 - - Google Patents

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
績に基づいて発熱体に印加すべき所要通電時間を
演出するようにし、かつ発熱体の通電開始を深夜
電力の供給開始時刻より後にずらせるようにし
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
は自動温度調節器段、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日間の使用湯量のデータを記憶し、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、発熱体への所要通電時間を算出して制御する
とともに、通電の開始時刻を深夜電力の供給開始
時刻より後にずらせることにより、残湯量を少な
くし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さ
れる。１１は前述した制御部で、記憶装置１２、
通電時間演算装置１３、沸き上り温度設定装置１
４、通電制御装置１５、および通電時間測定装置
１６からなる。

記憶装置１２は、通電時間測定装置１６による
通電時間の数日分の実績HG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。

通電時間演算装置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HGmax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、通電時間Hs（Hr）を Hs＝HGmax×Ｃ として算出する。

沸き上り温度設定装置１４は、通電時間演算装
置１３で算出した通電時間Hsと、貯湯タンク容
量Vt（）、発熱体５の定格消費電力Ｗ（kw）と、
給水温度Ti（℃）から、沸き上り温度To（℃）を
下式から求める。

To＝Hs×Ｗ×860／Vt＋Ti 通電制御装置１５は、スイツチ１０のオン、オ
フの制御を行うもので、深夜電力の供給開始時刻
から（８−Hs）時間後にスイツチ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。

通電時間測定装置１６は、発熱体５への通電時
間の実績値を測定し、記憶装置１２へ入力するも
ので、通電制御装置１５がスイツチ１０をオンに
してからオフにする時点までを計測し通電時間と
する。

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)、深夜の、例えば23時になるとタ
イムスイツチ８がオンする(2)。まず、通電時間測
定装置１６が測定動作を開始し(3)、また、記憶装
置１２から最新のデータのうち最大のもの
HGmaxを呼び出す(4)。

次に、通電時間演算装置１３において、
HGmaxに余裕率を見た定数Ｃを乗じて通電時間
Hsを算出する(5)。一方、沸き上り温度設定装置
１４において、温度センサ９によつて貯湯タンク
１内の給水温度Tiを測定し(6)、通電時間演算装
置１３によつて算出した通電時間Hsと、給水温
度Ti、貯湯タンク容量Vt、発熱体５の定格消費
電力Ｗとから沸き上り温度Toを設定する(7)。次
に、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(8)、経過した
時点で発熱体５に通電を開始し(9)、温度センサ９
によつて湯温がToになれば(10)、発熱体５への通
電をオフとし(11)、また、通電時間測定装置１６の
計算を終了させ(12)、通電した実績HGを記憶装置
１２へ入力してデータを更新する（13）。この場
合、貯湯タンク１内に残湯がなければ、発熱体５
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）、ストツプとなる（15）。

なお、上記の実施例では通電時間演算装置１３
で通電時間Hsの算出に、記憶装置１２内のデー
タ中、最大のHGmax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、残湯量が少
なくなり、また、発熱体への通電の開始時刻を深
夜電力の供給開始時刻より後の方にずらせたの
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は通電
時間演算装置、１４は沸き上り温度設定装置、１
５は通電制御装置、１６は通電時間測定装置であ
る。なお、図中の同一符号は同一または相当部分
を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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がり温度を検出
   する温度検出手段と、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時間を算出する通電時
   間演算装置と、前記給水温度、前記所要通電時
   間、貯湯タンク容量および前記発熱体の定格消費
   電力から沸き上り温度を設定する沸き上り温度設
   定装置と、前記通電時間演算装置で求めた所要通
   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
   を開始するとともに、前記温度検出手段で検出し
   た温度が前記沸き上り温度設定装置で設定した沸
   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時
   間を測定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時間測定装置とを具
   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。