JPH0454861B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は、深夜電力通電時間帯などの特定時間
帯の電力によつて湯を沸き上げて、貯えておく貯
湯式電気温水器の改良に関するものである。

（発明の背景） 従来の電気温水器は、深夜電力通電時間帯に入
ると、直ちにヒータへの通電が開始され、沸き上
がり温度に達すると、サーモスタツトが働いて、
通電をしや断するというものであつた。そのた
め、深夜電力の需要が深夜電力通電時間帯の前半
に集中することになり、深夜電力需要にピークが
生じる結果となつてしまい、電力会社にとつては
平均電力需要があることが望ましいにもかかわら
ず、悪い結果を引き起こすことになつてしまう。

この点を解決するために、従来、深夜電力通電
時間帯の終りとヒータへの通電時間の終了とが一
致するように、深夜電力通電時間帯の途中から通
電を開始する電気温水器が提案されている。（特
開昭58−75655号公報参照）また、ヒータへの通
電時間の前及び後に非通電時間が配分されるよう
に通電開始時を定めるようにした電気温水器が本
出願人により提案されている。

これらの場合、通電時間を遅らせるために、残
湯量の検知、ユーザーにより設定される沸き上が
り温度の検知を基に深夜電力通電時間帯の始まり
と同時に演算を行い、通電開始までの遅延時間を
計算する方式であつたため、深夜電力通電時間帯
の初めからヒータへの通電開始時までの間に多く
の湯が使用された時は、計算された遅延時間後、
通電したのでは、沸き上がり温度に達しない前に
深夜電力通電時間帯が終了してしまうという問題
点があり、湯不足という現象が生じてしまうこと
になる。

（発明の目的） 本発明の目的は、上述した問題点を解決し、電
力会社にとつての電力総需要の平均化に寄与する
ことができると同時に、特定時間帯の初めからヒ
ータへの通電開始時までの間に多くの湯が使用さ
れた時にも、ユーザーに湯不足という迷惑をかけ
ることのない貯湯式電気温水器を提供することで
ある。

（発明の特徴） 上記目的を達成するために、本発明は、特定時
間帯の初めの時点で、前記特定時間帯よりヒータ
への通電時間が短くなることが予想される場合
に、前記ヒータへの通電開始時を前記特定時間帯
の初めから遅らせ、後記演算指示手段からの指示
により前記通電開始時を再演算する演算手段と、
前記特定時間帯の初めから前記ヒータへの通電が
開始されるまでの間に所定以上の残湯量の減少を
検知することにより該検知時点で前記演算手段に
再演算を指示する再演算指示手段とを設け、以
て、通電時間を遅らせることにより電力ピークを
特定時間帯の前半に集中させないようにすると共
に、一旦通電開始時が決定された後も、残湯量が
減少すれば、その減少に対応して通電時間を早め
る、即ち通電時間を長くするようにしたことを特
徴とする。

（発明の実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す。サーミスタ
などが用いられる温度センサ１、下位温度センサ
２ａ、中位温度センサ２ｂ及び上位温度センサ２
ｃは、第２図に示されるようにタンク３の外壁面
の下から上へ取り付けられている。温度センサ１
は給水口４付近のタンク３の外壁面に接着され、
水温検知及び沸き上がり温度検知に兼用される。
温度センサ２ａ〜２ｃは残湯量検知用である。温
度センサ１，２ａ〜２ｃからの情報はＡ／Ｄ変換
器５によりデイジタル値に変換されて、演算手段
６に送られる。時間帯検出手段７は、例えば、第
３図に示されるように、フオトカプラから構成さ
れるもので、深夜電力通電時間帯に入つて深夜電
力用タイムスイツチ（図示せず）のオンにより電
力用電源端子８に深夜電力が投入されると、漏電
しや断器９を経て電圧が印加され、動作を開始し
て、深夜電力投入情報を演算手段６に送る。第１
メモリ１０は、演算手段６の各種動作指令、最新
日を含む複数日、例えば過去７日の水温値、残湯
量に関する設定温度（例えば45℃）などを記憶す
る。第２メモリ１１は、第４図に示される湯温制
御パターンＡ，Ｂを記憶する。第３メモリ１２
は、第５図に示されるような、給水温度、湯温制
御パターン及び残湯量により予め決定される通電
時間の移動時間（通電開始時の深夜電力通電時間
帯の初めから遅らせる時間）を記憶する。設定操
作手段１３は、二つの湯温制御パターンＡ，Ｂの
いずれかを選択するもので、例えば第６図に示さ
れるように押ボタン式の切換スイツチ１４で構成
される。出力手段１５は、第３図に示されるよう
に、ヒータ１６の通電を制御するリレー１７を駆
動するものである。ヒータ１６は、第２図に示さ
れるように、タンク３の最下部に配置される。表
示手段１８は、第６図に示されるように、湯温制
御パターンＡ，Ｂの別及び残湯量の多、中、少を
点灯により表示する発光ダイオードなどの表示素
子１８ａ〜１８ｅから成り、表示制御手段１９に
より制御される。

再演算指示手段２０は、深夜電力通電時間帯に
入つた時に演算手段６から出力される残湯量を記
憶し、その後ヒータ１６へ通電が開始されるまで
の間、残湯量の減少を監視して、残湯量が一段以
上減少（例えば多→中）したことを検知すると、
演算手段６に通電時間の移動時間の再演算を指示
する。なお、再演算指示手段２０は、例えば演算
手段６と共に一つのマイクロプロセツサにより構
成することができる。

通電時間の移動時間について、更に説明する。
給水温度、沸き上がり温度及び残湯量が決まれ
ば、タンク３の容量、ヒータ１６の使用電力が既
知であるので、計算により通電時間が求まる。仮
に深夜電力通電時間帯を８時間とすれば、通電時
間が深夜電力通電時間帯より短い場合、その非通
電時間を所定割合、例えば３：１で通電時間の前
及び後に配分し、これを移動時間及び余裕時間と
呼ぶと、例えば第７図のようになる。この移動時
間は、実際の通電時間が予想通電時間と多少ずれ
ても余裕時間内に収まるので、一定にしておいて
殆ど支障はない。したがつて、予め計算で求めた
移動時間を第３メモリ１２に記憶させている。

次に動作について説明する。演算手段６は、深
夜電力通電時間帯の初めから次の深夜電力通電時
間帯の初めまでの24時間（これを最新日と呼ぶ）、
所定時間間隔、例えば１分間隔で、温度センサ１
により測定され、Ａ／Ｄ変換器５によりデイジタ
ル値に変換された水温情報を取り込む。なお、ヒ
ータ１６に通電されない深夜電力通電時間帯以上
の時間帯では、第２図に示されるように、タンク
３内の湯２１と水２２との間に混合層２３が形成
され、湯２１と水２２とは混じり合わない。した
がつて、深夜電力通電時間帯以外の時間帯では温
度センサ１により水２２の温度を測れば、水温を
得ることができる。

演算手段６は、取り込んだ水温がその最新日の
うちの最低値かどうかを判断し、最低値であれ
ば、演算手段６に内蔵するメモリに記憶されてい
る最新日の水温値をその値に更新、記憶する。

時間帯検出手段７から深夜電力投入ありの情報
が入力すると、演算手段６は給水温度演算処理を
行う。以後の動作を第８図のフローチヤートを参
照しながら説明する。演算手段６は、内蔵メモリ
に記憶されている最新日の水温値を第１メモリ１
０へ移し、記憶させる。同時に、最も古い水温値
を第１メモリ１０から消去する。そして、最新日
を含めて、連続した複数日（７日）の水温値を第
１メモリ１０から読み出し、そのうちの最低値を
当日の給水温度に決定する。

次に、演算手段６は、残湯量検知を行う。即
ち、Ａ／Ｄ変換器５は温度センサ２ａ〜２ｃから
の検知温度情報を時系列的に取り込み、検知温度
情報を順次デイジタル値に変換し、演算手段６に
送る。演算手段６は、下位温度センサ２ａの検知
温度が設定温度以上の時には、残湯量多を指示す
る信号を表示制御手段１９へ送り、表示制御手段
１９は三つの表示素子１８ｃ〜１８ｅを共に点灯
させる。下位温度センサ２ａの検知温度が設定温
度より下がつて、中位温度センサ２ｂの検知温度
が設定温度以上の時には、残湯量中を指示する信
号を表示制御手段１９へ送り、表示制御手段１９
は二つの表示素子１８ｄ，１８ｅを共に点灯させ
る。下位温度センサ２ａ及び中位温度センサ２ｂ
の検知温度が設定温度より下がつて、上位温度セ
ンサ２ｃの検知温度が設定温度以上の時には、残
湯量少を指示する信号を表示制御手段１９へ送
り、表示制御手段１９は一つの表示素子１８ｅの
みを点灯させる。上位温度センサ２ｃの検知温度
が設定温度より下がつた時には、残湯量極少を指
示する信号を表示制御手段１９へ送り、表示制御
手段１９は三つの表示素子１８ｃ〜１８ｅを消灯
させる。この時の残湯量を指示する信号は演算手
段６から再演算指示手段２０にも送られ、そこで
記憶される。なお、残湯量検知動作は、深夜電力
投入情報が入つた時のみならず、深夜電力通電時
間帯の初めから次の深夜電力通電時間帯の初めま
での24時間、水温検知動作と同様の所定時間間隔
で行われ、残湯量が常時表示される。

演算手段６は、第２メモリ１１に記憶されてい
る湯温制御パターンから給水温度に対応する沸き
上がり温度を読み出し、給水温度、沸き上がり温
度及び残湯量に対応する移動時間を第３メモリ１
２から読み出し、移動時間が零であれば、直ちに
出力手段１５へ信号を送り、ヒータ１６の通電制
御を行う。

移動時間があれば、演算手段６に内蔵するタイ
マーに移動時間の値を設定し、駆動する。移動時
間経過後に出力手段１５へ信号を送り、ヒータ１
６の通電制御を行う。タンク３内部は湯２１の循
環により一様な温度になるので、温度センサ１に
より湯２１の温度が検知され、沸き上がり温度に
湯２１が沸き上げられると、ヒータ１６への通電
がしや断される。

この移動時間内では、再演算指示手段２０は、
演算手段６から出力される現在の残湯量を深夜電
力通電時間帯の初めの残湯量と比較し、一段以上
減少したことを検知すると、演算手段６に対して
移動時間の再演算を指示する。これにより、演算
手段６は残湯量を再検知し、給水温度、沸き上が
り温度及び再検知した残湯量に対応する新しい移
動時間を第３メモリ１２から読み出す。そして、
深夜電力通電時間帯の初めから現在までの経過時
間を新しい移動時間より減算する移動時間減算処
理を行い、減算処理した移動時間にタイマーを再
設定し、このタイマーを駆動する。

本実施例によれば、移動時間経過中に、一定以
上の湯の使用（採湯）があつた場合に、その時点
で移動時間を再演算するようにしたから、通電開
始時を早めて、深夜電力通電時間帯の終了までに
湯を沸き上げるようにすることができる。

（変形例） 図示実施例では、移動時間を予め計算で求め、
それを第３メモリ１２に記憶させているが、その
都度、演算手段が通電時間を演算し、その通電時
間から移動時間を割り出すようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、特定時
間帯の初めの時点で、前記特定時間帯よりヒータ
への通電時間が短くなることが予想される場合
に、前記ヒータへの通電開始時を前記特定時間帯
の初めから遅らせ、後記再演算指示手段からの指
示により前記通電開始時を再演算する演算手段
と、前記特定時間帯の初めから前記ヒータへの通
電が開始されるまでの間に所定以上の残湯量の減
少を検知することにより該検知時点で前記演算手
段に再演算を指示する再演算指示手段とを設け
て、以て、通電時間を遅らせることにより電力ピ
ークを特定時間帯の前半に集中させないようにす
ると共に、一旦通電開始時が決定された後も、残
湯量が減少すれば、その減少に対応して通電時間
を早める、即ち通電時間を長くするようにしたか
ら、電力会社にとつての電力総需要の平均化に寄
与することができると同時に、特定時間帯の初め
からヒータへの通電開始までの間に多くの湯が使
用される時にも、ユーザーに湯不足という迷惑を
かけないようにすることができる。また、特定時
間帯の初めからの残湯量の所定以上の減少を監視
（特定時間帯の初めとその後の残湯量の変化を比
較監視）することにより、特定時間帯の初めの残
湯量の多少にかかわりなく、その後の変化をとら
え、通電開始時の再演算（修正演算）を行うこと
ができ、通電開始直後とその後の湯の使用によつ
て生ずる湯切れを防止するための追従性を向上す
ることができて、実用的な対応が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図はそのタンクの概略を示す断面図、第３図
はそのヒータ回路を示す回路図、第４図はその制
御パターンを示す図、第５図はその移動時間を示
す図、第６図はその操作盤面を示す正面図、第７
図はその通電時間の移動の例を示す図、第８図は
その動作を示すフローチヤートである。 １……温度センサ、２ａ，２ｂ，２ｃ……温度
センサ、３……タンク、６……演算手段、７……
時間帯検出手段、１０……第１メモリ、１１……
第２メモリ、１２……第３メモリ、１５……出力
手段、１６……ヒータ、２０……再演算指示手
段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 下部から給水され、上部から給湯するタンク
   と、該タンクの壁面に取り付けられた残湯量検知
   用の複数の温度センサと、特定時間帯の電力によ
   り湯を沸き上げるヒータとを備えた貯湯式電気温
   水器において、前記特定時間帯の初めの時点で、
   前記特定時間帯より前記ヒータへの通電時間が短
   くなることが予想される場合に、前記ヒータへの
   通電開始時を前記特定時間帯の初めから遅らせ、
   後記再演算指示手段からの指示により前記通電開
   始時を再演算する演算手段と、前記特定時間帯の
   初めから前記ヒータへの通電が開始されるまでの
   間に所定以上の残湯量の減少を検知することによ
   り該検知時点で前記演算手段に再演算を指示する
   再演算指示手段とを設けたことを特徴とする貯湯
   式電気温水器。