JPS6316660B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6316660B2 JPS6316660B2 JP1223382A JP1223382A JPS6316660B2 JP S6316660 B2 JPS6316660 B2 JP S6316660B2 JP 1223382 A JP1223382 A JP 1223382A JP 1223382 A JP1223382 A JP 1223382A JP S6316660 B2 JPS6316660 B2 JP S6316660B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- storage tank
- temperature
- water storage
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
- G05D23/1923—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller using thermal energy, the cost of which varies in function of time
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は深夜電力を利用する貯湯式電気温水器
に関し、給水水温と残湯熱カロリーを把握して、
予め設定した使用湯量に対して発熱体に印加すべ
き通電時間を算出するとともに、深夜通電時間終
了と同時に前記通電時間が終了するよう発熱体へ
の通電開始時間を制御することにより、熱ロスの
少ない機器の提供を目的としている。
に関し、給水水温と残湯熱カロリーを把握して、
予め設定した使用湯量に対して発熱体に印加すべ
き通電時間を算出するとともに、深夜通電時間終
了と同時に前記通電時間が終了するよう発熱体へ
の通電開始時間を制御することにより、熱ロスの
少ない機器の提供を目的としている。
従来の深夜電力を利用する貯湯式電気温水器の
主要電源回路を第１図に示す。図において、１は
電源、２は深夜電力用のタイムスイツチで、通電
時間帯は一般には深夜の23時から翌朝の７時まで
である。３は発熱体であり、通電時間枠内に冬期
の水温に相当する８〔℃〕前後の水を85〔℃〕に沸
上げ可能なように、その発熱体容量が設定されて
いる。４は自動温度調節器であり、常閉の接点を
有し、貯湯タンク内の湯温が85〔℃〕になると接
点を開成する。
主要電源回路を第１図に示す。図において、１は
電源、２は深夜電力用のタイムスイツチで、通電
時間帯は一般には深夜の23時から翌朝の７時まで
である。３は発熱体であり、通電時間枠内に冬期
の水温に相当する８〔℃〕前後の水を85〔℃〕に沸
上げ可能なように、その発熱体容量が設定されて
いる。４は自動温度調節器であり、常閉の接点を
有し、貯湯タンク内の湯温が85〔℃〕になると接
点を開成する。
次に作用、動作を説明する。深夜通電開始時刻
になると、タイムスイツチ２の接点が閉成して発
熱体３への通電が開始される。貯湯タンク内の湯
温が85〔℃〕になると、自動温度調節器４の接点
が開成して発熱体３への通電が停止される。
になると、タイムスイツチ２の接点が閉成して発
熱体３への通電が開始される。貯湯タンク内の湯
温が85〔℃〕になると、自動温度調節器４の接点
が開成して発熱体３への通電が停止される。
沸上げが終了すると、その後は自然放熱による
温度降下を補うように自動温度調節器４が接点の
開閉をくり返し、適宜発熱体３への通電を行つて
湯温を85〔℃〕に保つている。
温度降下を補うように自動温度調節器４が接点の
開閉をくり返し、適宜発熱体３への通電を行つて
湯温を85〔℃〕に保つている。
このようにして毎朝貯湯量全部が85〔℃〕に沸
上がつている。
上がつている。
しかし、湯の使用量は常に同じとは限らず、
日々、大きくは季節によつて異なつている。特に
入浴の有無は湯の使用量を大きく左右する要素と
なつており、入浴しない日は貯湯量の半分以上の
湯を残すことにもなる。又、季節的には給水水温
の高低が採湯可能な適温湯量に大きな影響を及ぼ
しており、給水水温の高い夏期は冬期に比し適温
湯が多量に採湯できる。しかし湯の使用量は年間
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、夏期の残湯が多くなる。
日々、大きくは季節によつて異なつている。特に
入浴の有無は湯の使用量を大きく左右する要素と
なつており、入浴しない日は貯湯量の半分以上の
湯を残すことにもなる。又、季節的には給水水温
の高低が採湯可能な適温湯量に大きな影響を及ぼ
しており、給水水温の高い夏期は冬期に比し適温
湯が多量に採湯できる。しかし湯の使用量は年間
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、夏期の残湯が多くなる。
このように必要以上の湯量を沸上げたり、沸上
げた高温度の湯を長時間使用に供さないで放置す
ることは、電力の浪費につながるばかりでなく、
貯湯タンクからの自然放熱及び配管内に滞留した
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。
げた高温度の湯を長時間使用に供さないで放置す
ることは、電力の浪費につながるばかりでなく、
貯湯タンクからの自然放熱及び配管内に滞留した
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。
そこで、上記欠点を解消するために、同一出願
人は先に特開昭58−75662号を提案した。
人は先に特開昭58−75662号を提案した。
本発明は上記同一出願人の先願である特開昭58
−75662号をさらに改良したので、予め設定され
た翌日の使用湯量に対して、給水水温や貯タンク
内の湯量熱カロリーの検出値を参考に、沸上げに
必要な所要通電時間を算出して、深夜通電終了時
刻に前記所要通電時間が消化し得るよう発熱体へ
の通電開始時間を制御することにより、必要以上
の沸上げを排除するとともに、沸上げ後の放熱ロ
スを少なくしようとするものである。
−75662号をさらに改良したので、予め設定され
た翌日の使用湯量に対して、給水水温や貯タンク
内の湯量熱カロリーの検出値を参考に、沸上げに
必要な所要通電時間を算出して、深夜通電終了時
刻に前記所要通電時間が消化し得るよう発熱体へ
の通電開始時間を制御することにより、必要以上
の沸上げを排除するとともに、沸上げ後の放熱ロ
スを少なくしようとするものである。
以下、本発明を第２図に示すブロツク図に基づ
いて説明する。第２図において、５は貯湯タンク
内に貯える翌日の使用湯量を予め設定するための
湯量設定手段、６は貯湯タンク内への給水水温を
検出するための給水水温センサー、７は前記湯量
設定手段５で設定された設定値と給水水温センサ
ーで検出した給水水温とから貯えておくべき熱カ
ロリーを算出する演算器Ａである。８は貯湯タン
ク内を撹拌する撹拌装置の運転前と運転後の貯湯
タンク下部温度を検出して残湯熱カロリーを検出
するための残湯熱量検出手段、９は演算器Ａ７で
算出した熱カロリーと残湯熱量検出手段８にて検
出した残湯熱カロリーとの差から所要通電時間を
算出する演算器Ｂであり、１０は深夜通電終了時
刻に演算器Ｂ９で求めた所定通電時間が得られる
よう発熱体１１への通電開始時間を制御するため
のタイマー装置である。
いて説明する。第２図において、５は貯湯タンク
内に貯える翌日の使用湯量を予め設定するための
湯量設定手段、６は貯湯タンク内への給水水温を
検出するための給水水温センサー、７は前記湯量
設定手段５で設定された設定値と給水水温センサ
ーで検出した給水水温とから貯えておくべき熱カ
ロリーを算出する演算器Ａである。８は貯湯タン
ク内を撹拌する撹拌装置の運転前と運転後の貯湯
タンク下部温度を検出して残湯熱カロリーを検出
するための残湯熱量検出手段、９は演算器Ａ７で
算出した熱カロリーと残湯熱量検出手段８にて検
出した残湯熱カロリーとの差から所要通電時間を
算出する演算器Ｂであり、１０は深夜通電終了時
刻に演算器Ｂ９で求めた所定通電時間が得られる
よう発熱体１１への通電開始時間を制御するため
のタイマー装置である。
次に上記残湯熱量検出手段８の具体的な構成と
残湯熱カロリーの検出方法を第３図〜第５図を参
照して説明する。
残湯熱カロリーの検出方法を第３図〜第５図を参
照して説明する。
第３図は貯湯式電気温水器の構造断面図、第４
図と第５図は貯湯タンク内部の温度分布図を示し
たものである。第３図において、１０１は貯湯タ
ンク、１０２は貯湯タンク１０１内の湯温を測定
すべく貯湯タンク１０１の下部に設けられた温度
検出器、１０３は給水管、１０４は給湯管、１０
５は給湯管１０４の先端部に設けた蛇口である。
図と第５図は貯湯タンク内部の温度分布図を示し
たものである。第３図において、１０１は貯湯タ
ンク、１０２は貯湯タンク１０１内の湯温を測定
すべく貯湯タンク１０１の下部に設けられた温度
検出器、１０３は給水管、１０４は給湯管、１０
５は給湯管１０４の先端部に設けた蛇口である。
１０６は撹拌装置としての循環ポンプであり、
一端を貯湯タンク１０１下部に、他端を給湯管１
０４の途中に接続された連通管１０７の途中に設
けられ、貯湯タンク１０１下部から給湯管１０４
との接続部へ向けて水を流す。
一端を貯湯タンク１０１下部に、他端を給湯管１
０４の途中に接続された連通管１０７の途中に設
けられ、貯湯タンク１０１下部から給湯管１０４
との接続部へ向けて水を流す。
上記の構成において、次に残湯熱カロリーの検
出方法を説明する。まず、最初t1（℃）の温度の
湯が貯湯タンク１０１内に満たされている（第３
図の状態）。この状態で蛇口１０５からV1（）
の湯を取り出して使用した後の貯湯タンク１０１
内部の温度分布は第４図のようになる。
出方法を説明する。まず、最初t1（℃）の温度の
湯が貯湯タンク１０１内に満たされている（第３
図の状態）。この状態で蛇口１０５からV1（）
の湯を取り出して使用した後の貯湯タンク１０１
内部の温度分布は第４図のようになる。
すなわち、残湯タンク下部１０１ａには使用し
た湯量V1（）分と同じ量だけ給水管１０３から
t2（℃）の温度の水が流入し、貯湯タンク上部１
０１ｂにはt1（℃）の温度の湯がV2（）だけ残つ
ている。この状態において、蛇口１０５を閉じた
まま、循環ポンプ１０６をある時間運転すると、
貯湯タンク下部１０１ａの水が連通管Ｙ１０７か
ら給湯管１０４の一部を通つて貯湯タンク上部１
０１ｂへ流入し、貯湯タンク上部１０１ｂの湯層
を撹拌するため、次第に貯湯タンク１０１内の湯
温は平均化する。このようにして、撹拌後の平均
化した貯湯タンク１０１内部の温度分布を示した
のが第５図であり、t3（℃）の平均温度となる。
た湯量V1（）分と同じ量だけ給水管１０３から
t2（℃）の温度の水が流入し、貯湯タンク上部１
０１ｂにはt1（℃）の温度の湯がV2（）だけ残つ
ている。この状態において、蛇口１０５を閉じた
まま、循環ポンプ１０６をある時間運転すると、
貯湯タンク下部１０１ａの水が連通管Ｙ１０７か
ら給湯管１０４の一部を通つて貯湯タンク上部１
０１ｂへ流入し、貯湯タンク上部１０１ｂの湯層
を撹拌するため、次第に貯湯タンク１０１内の湯
温は平均化する。このようにして、撹拌後の平均
化した貯湯タンク１０１内部の温度分布を示した
のが第５図であり、t3（℃）の平均温度となる。
従つて、残湯熱カロリーは次のような演算を行
うことにより求められる。まず貯湯タンク１０１
の全容量をV3（）（固有値V3＝V1＋V2）とする
と、貯湯タンク下部１０１ａに設けた温度検出器
１０２による循環ポンプ１０６の運転前の測定温
度はt2（℃）、循環ポンプ１０６の運転後の測定温
度はt3（℃）となり、残湯熱カロリーK2（Kcal）
は次式により算出できる。
うことにより求められる。まず貯湯タンク１０１
の全容量をV3（）（固有値V3＝V1＋V2）とする
と、貯湯タンク下部１０１ａに設けた温度検出器
１０２による循環ポンプ１０６の運転前の測定温
度はt2（℃）、循環ポンプ１０６の運転後の測定温
度はt3（℃）となり、残湯熱カロリーK2（Kcal）
は次式により算出できる。
K2＝V3×（t3−t2） 〔Kcal〕
なお、上述の残湯熱カロリーK2の検出は深夜
通電時間帯に突入する前に行われるが、突入直後
に行うようにしても検出は可能である。
通電時間帯に突入する前に行われるが、突入直後
に行うようにしても検出は可能である。
次に、発熱体の通電制御動作について説明す
る。ここで、翌日の使用湯量をＶ（）（湯温T1
℃）を湯量設定手段５にインプツトし、深夜通電
時間帯突入直後の給水水温センサー６の検出値ｔ
（℃）とすると、演算器Ａ７は深夜通電時間終了
時刻までに貯湯タンク１０１内に貯えておくべき
熱カロリーK1を次式の演算を実行して算出する。
る。ここで、翌日の使用湯量をＶ（）（湯温T1
℃）を湯量設定手段５にインプツトし、深夜通電
時間帯突入直後の給水水温センサー６の検出値ｔ
（℃）とすると、演算器Ａ７は深夜通電時間終了
時刻までに貯湯タンク１０１内に貯えておくべき
熱カロリーK1を次式の演算を実行して算出する。
K1＝（T1−ｔ）×Ｖ 〔Kcal〕
そして、演算器Ｂ９は前記演算器Ａ７で算出さ
れた熱カロリーK1から前述の残湯熱量検出手段
８にて検出された残湯熱カロリーK2を除いた正
味の印加すべき熱カロリーから発熱体１１の所要
通電時間Ｈを次式の演算を実行して算出する。
れた熱カロリーK1から前述の残湯熱量検出手段
８にて検出された残湯熱カロリーK2を除いた正
味の印加すべき熱カロリーから発熱体１１の所要
通電時間Ｈを次式の演算を実行して算出する。
Ｈ＝K1−K2／860×Ｗ 〔hr〕
ここで、Ｗは発熱体１１の定格消費電力
（KW）を表わし、1KWH＝860〔Kcal〕である。
（KW）を表わし、1KWH＝860〔Kcal〕である。
以上の演算結果に基づき、タイマー装置１０
は、深夜通電時間への突入と同時に時間をカウン
トし、前記演算器Ｂ９で算出した所要通電時間Ｈ
と深夜通電時間の残り時間とが等しくなつた時点
で発熱体１１への通電を開始させる。これによ
り、発熱体１１への通電は深夜通電時間の終了時
刻と同時に停止され、貯湯タンク１０１内には所
定温度の湯が沸上げられる。
は、深夜通電時間への突入と同時に時間をカウン
トし、前記演算器Ｂ９で算出した所要通電時間Ｈ
と深夜通電時間の残り時間とが等しくなつた時点
で発熱体１１への通電を開始させる。これによ
り、発熱体１１への通電は深夜通電時間の終了時
刻と同時に停止され、貯湯タンク１０１内には所
定温度の湯が沸上げられる。
以上のように本発明によるものは、使用湯量を
設定できる湯量設定手段を備えてユザーの必要と
する湯量のみを沸上げるので、毎日の残湯量が減
少するとともに、沸上げは深夜通電終了時刻とと
もに達成するので、各種の放熱ロスが減少する。
又、発熱体への通電は深夜通電時間帯の後半部分
に行われるようになるので、通電時間帯前半の電
力負荷のピークを緩和することができ、送電効率
も向上できる。さらに、残湯熱カロリーの検出は
従来のような段階的な検出値でなく、連続的な量
で検出しているので、発熱体への所要通電時間を
より正確に算出することができ、維持費も安くな
るという効果を有している。
設定できる湯量設定手段を備えてユザーの必要と
する湯量のみを沸上げるので、毎日の残湯量が減
少するとともに、沸上げは深夜通電終了時刻とと
もに達成するので、各種の放熱ロスが減少する。
又、発熱体への通電は深夜通電時間帯の後半部分
に行われるようになるので、通電時間帯前半の電
力負荷のピークを緩和することができ、送電効率
も向上できる。さらに、残湯熱カロリーの検出は
従来のような段階的な検出値でなく、連続的な量
で検出しているので、発熱体への所要通電時間を
より正確に算出することができ、維持費も安くな
るという効果を有している。
第１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２図はこの発明による通電制御ブ
ロツク図、第３図〜第５図は残湯熱量検出手段の
一例を説明するための図で、第３図は貯湯式電気
温水器の構造断面図、第４図、第５図は撹拌前と
撹拌後の貯湯タンク内部の温度分布図である。 図中、５は残湯設定手段、６は給水水温センサ
ー、８は残湯熱量検出手段、７，９は演算器、１
０はタイマー装置、１１は発熱体、１０１は貯湯
タンク、１０２は温度検出器、１０６は循環ポン
プ、１０７は連通管である。
電気回路図、第２図はこの発明による通電制御ブ
ロツク図、第３図〜第５図は残湯熱量検出手段の
一例を説明するための図で、第３図は貯湯式電気
温水器の構造断面図、第４図、第５図は撹拌前と
撹拌後の貯湯タンク内部の温度分布図である。 図中、５は残湯設定手段、６は給水水温センサ
ー、８は残湯熱量検出手段、７，９は演算器、１
０はタイマー装置、１１は発熱体、１０１は貯湯
タンク、１０２は温度検出器、１０６は循環ポン
プ、１０７は連通管である。
Claims (1)
- １ 貯湯タンクに貯える使用湯量を予め設定する
ための湯量設定手段と、貯湯タンクへの給水温度
を検出する給水温度検出手段と、前記湯量設定手
段で設定された設定値と給水温度検出手段で検出
した給水温度とから貯えておくべき湯量の熱カロ
リーを算出する演算手段Ａと、貯湯タンク内を撹
拌する撹拌装置の運転前と運転後における貯湯タ
ンク下部温度を検出して残湯熱カロリーを検出す
る残湯熱量検出手段と、前記演算手段Ａにて算出
された熱カロリーと残湯熱量検出手段にて検出さ
れた残湯熱カロリーとの差から所要通電時間を算
出する演算手段Ｂと、この演算手段Ｂで求めた所
要通電時間が深夜通電終了時刻に得られるよう発
熱体への通電開始時間を制御するためのタイマー
装置とを備えた貯湯式電気温水器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57012233A JPS58129142A (ja) | 1982-01-28 | 1982-01-28 | 貯湯式電気温水器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57012233A JPS58129142A (ja) | 1982-01-28 | 1982-01-28 | 貯湯式電気温水器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58129142A JPS58129142A (ja) | 1983-08-02 |
| JPS6316660B2 true JPS6316660B2 (ja) | 1988-04-11 |
Family
ID=11799647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57012233A Granted JPS58129142A (ja) | 1982-01-28 | 1982-01-28 | 貯湯式電気温水器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58129142A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0371457U (ja) * | 1989-11-13 | 1991-07-19 |
-
1982
- 1982-01-28 JP JP57012233A patent/JPS58129142A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0371457U (ja) * | 1989-11-13 | 1991-07-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58129142A (ja) | 1983-08-02 |
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