JPH04257654A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、制御装置の電源も深夜
電力だけで制御し、かつピークシフト制御も行う深夜電
力利用の電気温水器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に通電制御型電気温水器と呼ばれる
電気温水器は、制御装置により沸き上げ設定温度や水温
等のデータを基に必要なヒータ通電時間を演算し、深夜
電力の略通電終了時刻に合わせて沸き上げが完了するよ
うにヒータ通電開始時刻を深夜電力通電開始時刻から遅
延させて（この遅延時間をピークシフト時間とよぶ）い
る。ピークシフトを行う目的は、従来深夜電力の通電開
始時にあった電力需要のピークを無くし、さらに、沸き
上がり時刻を深夜電力の通電終了時刻に近づけることに
より、電気温水器からの放熱ロスを減らすことにある。

【０００３】しかしながら、深夜電力の通電開始からピ
ークシフトを行うためには、深夜電力の通電開始と深夜
電力通電時間帯に発生した停電からの復帰とを判別する
必要がある。ピークシフト中に停電が起ると停電前に行
っていたピークシフト時間と停電の時間分だけヒータ通
電時間が短くなり、設定の沸き上げ温度まで沸き上がら
ないからである。したがって、深夜電力の通電開始時に
はピークシフトを行い、深夜電力通電時間帯に発生した
停電からの復帰時にはピークシフトをキャンセルする必
要がある。

【０００４】従来は、深夜電力の通電開始と深夜電力通
電時間帯に発生した停電からの復帰の判別のために、深
夜電力の電源配線とは別に常時通電される１００Ｖ電源
を配線し、深夜電力と１００Ｖ電源が同時に電源供給開
始された場合には停電復帰と判断し、１００Ｖ電源が供
給されている状態において深夜電力が供給開始された場
合は深夜電力の通電開始と判断していた。

【０００５】また、１００Ｖレス電気温水器と称し、１
００Ｖ電源を省略した電気温水器が実施されているが、
これらは、深夜電力が供給されていない昼間時間帯は蓄
電池などによりバックアップを行い、深夜電力の供給時
間（例えば８時間）以下の電源供給の停止時間は停電時
間と判別したり、充放電回路を用いた停電検出手段によ
り深夜電力の通電開始と停電復帰とを判別している（特
開平２−１９７７５７号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記１
００Ｖ電源を用いる構成では、１００Ｖ電源の配線が必
要になり電気温水器の設置の際に電気工事費が高くなる
という課題がある。また、上記１００Ｖレス電気温水器
の構成では、電源供給の行われていないときに動作する
制御手段を設け、停電検出を行っていたために、バック
アップのための蓄電池が高価であったり、充放電回路が
コンデンサの長時間放電を利用しているためコンデンサ
に高容量、高精度の物を使用しなければならず、結果と
して高価になるという課題を有していた。また、充放電
回路は、温度特性、経年変化等が放電特性に大きく影響
し、放電時間のばらつきを少なくする事が困難であった
。

【０００７】本発明は上記課題を解消するもので、第１
の目的は、深夜電力の通電開始と停電復帰の判別を、電
源のバックアップ等の電源供給の行われていないときに
動作させる制御装置ではなく、電源が供給されていると
きに確実に動作する電気温水器の制御装置を提供するこ
とである。

【０００８】第２の目的は、上記第一の目的を達成する
電気温水器の制御装置を簡単な回路で安価に提供するこ
とである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため本発明は、貯湯槽内の温度を検出する温度検出手
段と、沸き上げ湯温を設定する湯温設定手段と、前記温
度検出手段と前記湯温設定手段で得られた温度データを
基にヒータ通電開始を遅延させるピークシフト演算手段
と、ヒータ通電開始後貯湯槽内の温度が前記湯温設定手
段で設定した温度まで沸き上がればヒータ通電を停止さ
せる温度制御手段と、前記温度制御手段が沸き上がりを
検知したことを記憶する記憶手段とを備え、電源供給開
始時に前記記憶手段に沸き上がり検知が記憶されていな
いときは前記ピークシフト演算手段で演算したピークシ
フト時間をキャンセルする記憶判定手段を備えたもので
ある。

【００１０】上記第２の目的を達成するため本発明は、
前記記憶手段を、接点の開閉状態の一方の状態を沸き上
がり検知ありとし、他方の状態を沸き上がり検知なしと
した自己保持型リレーで構成したものである。

【００１１】

【作用】初期状態として記憶手段に沸き上がりなしの状
態を記憶させ、温度制御手段からの沸き上がり信号が出
力されれば沸き上がりありの状態を記憶手段に記憶し、
次回の電源供給開始時に記憶判定手段が記憶手段の状態
を判定し、沸き上がり状態が記憶されていればこの電源
供給開始は深夜電力の通電開始と判断し、沸き上がりな
しの状態が記憶されていれば停電からの復帰と判断する
ことにより、深夜電力の通電開始と停電からの復帰を判
別する。

【００１２】また、接点の開閉状態の一方の状態を沸き
上がり検知ありとし、他方の状態を沸き上がり検知なし
とした自己保持型リレーで記憶手段を構成することによ
り、接点に沸き上がりありと沸き上がりなしの状態記憶
を行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明の電気温水器の制御装置の回路ブロッ
ク図である。図において電気温水器の貯湯槽（図示せず
）の下部の水温を検出する温度検出手段１、電気温水器
の使用者が希望する沸き上げ湯温を設定する湯温設定手
段２、温度検出手段１で検出した沸き上げ前の水温と湯
温設定手段２で設定された沸き上げ湯温を基にピークシ
フト時間を演算するピークシフト演算手段３である。 そして深夜電力が供給開始されてからピークシフト演算
手段３で演算されたピークシフト時間が経過後にヒータ
をオンさせ、温度検出手段１で検出した温度が湯温設定
手段２で設定された温度まで沸き上がるとヒータをオフ
させると共に、記憶手段６へ出力を行う温度制御手段４
であり、貯湯槽内の水を加熱するヒータ５、温度制御手
段４が沸き上がりを検知したか否かのいづれかの状態を
記憶する記憶手段６、深夜電力供給開始時に記憶手段６
の状態を判定する記憶判定手段７等により構成されてい
る。

【００１４】以上のように構成された電気温水器の制御
装置についてその動作を図２を用いて説明する。図２は
本発明の電気温水器の制御装置の動作フローチャートで
ある。

【００１５】はじめに、深夜電力通電時間帯に停電がな
い場合の動作を説明する。条件として前日は深夜電力通
電時間帯に停電がなく湯温設定手段２で設定した温度ま
で貯湯槽内の水が沸き上げられていたものとする。まず
、深夜電力の電源供給が開始されると、ステップ１で記
憶判定手段７が記憶手段６の状態を入力する。記憶手段
６には前日沸き上がりありの状態が記憶されている。 ステップ２で記憶状態の判定結果を判断し、沸き上がり
ありの状態が記憶されているので、ステップ３へ進む。 ステップ３では、記憶判定手段７がすでに前日の電源供
給開始時の記憶手段６の記憶状態を判定しているので、
本日は状態リセットのため沸き上がりなしを記憶する。 つまりこの沸き上がりなしの状態記憶は、本日の深夜電
力の通電開始後、沸き上げを完了していないことを記憶
するものである。そして、ステップ４では温度検出手段
１が検出した沸き上げ前の水温と湯温設定手段２で設定
された沸き上げ温度のデータを基にピークシフト演算手
段３が演算したピークシフト時間だけピークシフトが行
われる。ピークシフト時間の経過後、ステップ５に進み
、温度制御手段４によりヒータ通電を開始する。ステッ
プ６では、温度制御手段４が温度検出手段１で検出した
貯湯槽内の湯温と湯温設定手段２で設定した沸き上げ湯
温を比較し、沸き上がればステップ７へ進む。ステップ
７で温度制御手段４によりヒータ通電を停止し、ステッ
プ８で記憶手段６が温度制御手段４から出力される沸き
上がりありの信号を記憶する。よって、深夜電力通電終
了時には、記憶手段６は沸き上がりありの状態を記憶し
ていることになる。さらに、次の日の深夜電力の電源供
給開始時には同様の動作によりピークシフトが行われる
。

【００１６】つぎに、深夜電力通電時間帯に停電が発生
した場合の動作を説明する。条件として前日は深夜電力
通電時間帯に停電がなく湯温設定手段２で設定した温度
まで貯湯槽内の水が沸き上げられていたものとする。ま
ず、深夜電力の電源供給が開始されると、ステップ１で
記憶判定手段７が記憶手段の状態を入力する。記憶手段
６には前日沸き上がりありの状態が記憶されている。ス
テップ２で記憶状態の判定結果を判断し、沸き上がりあ
りの状態が記憶されているので、ステップ３へ進む。ス
テップ３では、記憶判定手段７がすでに前日の電源供給
開始時の記憶手段６の記憶状態を判定しているので、本
日は状態リセットのため沸き上がりなしを記憶する。こ
の沸き上がりなしの状態記憶は、本日の深夜電力の通電
開始後、沸き上げを完了していないことを記憶するもの
である。そして、ステップ４では温度検出手段１が検出
した沸き上げ前の水温と湯温設定手段２で設定された沸
き上げ温度のデータを基にピークシフト演算手段３が演
算したピークシフト時間だけピークシフトが行われる。

【００１７】このピークシフトしている状態で停電が発
生すると記憶手段６にはステップ３で記憶した沸き上が
りなしの状態が記憶されていることになるのでこの状態
で停電から復帰すると、電源供給が開始されたというこ
とで図２動作フローチャートのステップ１から動作が行
われる。ステップ１で記憶判定手段７が記憶手段の状態
を入力する。記憶手段６には沸き上げなしの状態が記憶
されている。ステップ２で記憶状態の判定結果を判断し
、沸き上がりなしの状態が記憶されているので、ステッ
プ９へ進みピークシフトをキャンセルする。次にステッ
プ５へ進み、ヒータ通電を開始する。ステップ６以降の
動作ははじめの説明の通りである。このように、深夜電
力通電時間帯において電気温水器の沸き上がり以前に停
電が発生した場合には、ピークシフトをキャンセルし、
すぐにヒータ通電が行われる。

【００１８】以上のように、温度制御手段４からの沸き
上がり信号を記憶手段６に記憶し、電源供給開始時に記
憶判定手段７が記憶手段６の状態を判定することにより
、今回の電源供給開始は深夜電力の通電開始からか、停
電からの復帰かを判別することができる。そして、電源
供給開始時に記憶判定手段７が記憶手段６の状態を判定
し、記憶状態が沸き上がりあり状態であればピークシフ
トを行い深夜電力需要のピークをなくすと共に電気温水
器から放熱ロスを減らす。記憶状態が沸き上がりなしの
状態であれば、停電からの復帰としてピークシフトをキ
ャンセルし、ヒータ通電がすぐに開始されるので、停電
によりピークシフト時間が長くなり沸き上がらないとい
うことがない。

【００１９】また、上記動作のすべてが、深夜電力時間
帯の電源供給が行われている状態において記憶している
ため、停電時のバックアップや、充放電回路を用いた停
電検出手段が不要となり、当然のことながら１００Ｖ電
源も不要である。

【００２０】また、記憶手段６に記憶するデータは、沸
き上がりありと沸き上がりなしの２つの値でよいため簡
易な記憶手段でよい。なお、記憶データが２つの値のた
め、データ処理が確実であるとともに、マイクロコンピ
ュータに代表されるデジタル回路との接続が容易である
。

【００２１】図３の実施例は、記憶手段回路図で図１の
記憶手段６を自己保持型リレーで構成したものである。 ８は自己保持型リレーでラッチングリレーとも呼ばれ、
パルス入力を与えるだけで接点状態を保持できる。９は
自己保持型リレー８のセットコイル、１０はリセットコ
イルである。１１は自己保持型リレー８の接点である。 ここではセット側接点を沸き上がり検知ありに、リセッ
ト側接点を沸き上がり検知なしにそれぞれ対応させてい
る。１２はセットコイル９を駆動するトランジスタ、１
３はリセットコイル１０を駆動するトランジスタである
。１４はトランジスタ１２のベースと温度制御手段４を
接続する沸き上がり検知あり記憶端子、１５はトランジ
スタ１３のベースと記憶判定手段７を接続する沸き上が
り検知なし記憶端子、１６は接点１１と記憶判定手段７
を接続する記憶出力端子である。

【００２２】以上のように構成された記憶手段６の動作
を説明する。図２の動作フローチャートのステップ３で
沸き上がりなしを記憶する場合は、記憶判定手段７の出
力パルスが沸き上がり検知なし記憶端子１５を通して、
トランジスタ１３を駆動し、リセットコイル１０が通電
される。よって、接点１１がリセット側になり記憶出力
端子１６にＬレベル、すなわち沸き上がり検知なしが出
力される。図２の動作フローチャートのステップ８で沸
き上がりありを記憶する場合は、温度制御手段４の出力
パルスが沸き上がり検知あり記憶端子１４を通して、ト
ランジスタ１２を駆動し、セットコイル９が通電される
。よって、接点１１がセット側になり記憶出力端子１６
にＨレベル、すなわち沸き上がり検知ありが出力される
。

【００２３】以上のように、記憶手段６を自己保持型リ
レー８で構成することにより電源の供給されない状態で
も沸き上がり検知ありと沸き上がり検知なしのいづれか
２つの状態の記憶を簡単な回路で構成することができ、
安価な電気温水器の制御装置を提供できるものである。

【００２４】なお、温度検出手段１、湯温設定手段２、
ピークシフト演算手段３、温度制御手段４、記憶判定手
段７はマイクロコンピュータを用いて構成できることは
いうまでもない。

【００２５】なお、記憶手段６は自己保持型リレー８以
外にも、書換可能なメモリなどの記憶素子を利用しても
良い。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明は温度制御手段か
らの沸き上がり信号を記憶手段に記憶し、電源供給開始
時に記憶判定手段が記憶手段の状態を判定することによ
り、今回の電源供給開始は深夜電力の通電開始からか停
電からの復帰かを判別することができる。そして、記憶
状態が沸き上がりあり状態であればピークシフトを行い
深夜電力需要のピークをなくすと共に電気温水器からの
放熱ロスを減らし、記憶状態が沸き上がりなし状態であ
れば、停電からの復帰としてピークシフトをキャンセル
し、ヒータ通電がすぐに開始されるので、停電によりピ
ークシフト時間が長くなり沸き上がらないということが
ない。

【００２７】また、上記動作のすべてが、深夜電力時間
帯の電源供給が行われている状態において機能している
ため、停電時のバックアップや、充放電回路を用いた停
電検出手段が不要となり、当然のことながら１００Ｖ電
源も不要となる。また、記憶手段に記憶するデータは、
沸き上がりありと沸き上がりなしの２値でよいため簡易
な記憶手段でよい。

【００２８】さらに、記憶データが２値のため、データ
処理が確実であるとともに、マイクロコンピュータに代
表されるデジタル回路との接続が容易である。

【００２９】また本発明は、記憶手段に接点の開閉状態
の一方の状態を沸き上がり検知ありとし、他方の状態を
沸き上がり検知なしとした自己保持型リレーで構成した
ことにより、電源の供給されない状態でも沸き上がり検
知ありと沸き上がり検知なしのいずれか２つの状態の記
憶を簡単な回路で構成することができ、安価な電気温水
器の制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の電気温水器の制御装置の回路
ブロック図

【図２】本発明の実施例の電気温水器の制御装置の動作
フローチャート

【図３】本発明の実施例の電気温水器の制御装置の記憶
手段回路図

【符号の説明】

１　　温度検出手段 ２　　湯温設定手段 ３　　ピークシフト演算手段 ４　　温度制御手段 ６　　記憶手段 ７　　記憶判定手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貯湯槽内の温度を検出する温度検出手段と
   、沸き上げ湯温を設定する湯温設定手段と、前記温度検
   出手段と前記湯温設定手段で得られた温度データを基に
   ヒータ通電開始を遅延させるピークシフト演算手段と、
   ヒータ通電開始後貯湯槽内の温度が前記湯温設定手段で
   設定した温度まで沸き上がればヒータ通電を停止させる
   温度制御手段と、前記温度制御手段が沸き上がりを検知
   したことを記憶する記憶手段とを備え、電源供給開始時
   に前記記憶手段に沸き上がり検知が記憶されていないと
   きは前記ピークシフト演算手段で演算したピークシフト
   時間をキャンセルする記憶判定手段を備えた電気温水器
   の制御装置。
2. 【請求項２】記憶手段は、接点の開閉状態の一方の状態
   を沸き上がり検知ありとし、他方の状態を沸き上がり検
   知なしとした自己保持型リレーで構成されている請求項
   １記載の電気温水器の制御装置。