JPS6316665B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6316665B2 JPS6316665B2 JP1263182A JP1263182A JPS6316665B2 JP S6316665 B2 JPS6316665 B2 JP S6316665B2 JP 1263182 A JP1263182 A JP 1263182A JP 1263182 A JP1263182 A JP 1263182A JP S6316665 B2 JPS6316665 B2 JP S6316665B2
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- Japan
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- hot water
- amount
- storage tank
- water storage
- time
- Prior art date
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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
器の制御装置に関し、残湯熱量を把握して、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、深夜電力の通電時間
終了時刻と同時に前記通電時間が得られるよう発
熱体への通電開始時間を制御することにより、残
湯量ならびに沸上げ後の熱ロスを少なくすること
を目的とする。
器の制御装置に関し、残湯熱量を把握して、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、深夜電力の通電時間
終了時刻と同時に前記通電時間が得られるよう発
熱体への通電開始時間を制御することにより、残
湯量ならびに沸上げ後の熱ロスを少なくすること
を目的とする。
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。
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。
図において、１は貯湯タンク、２は発熱体、３
は自動温度調節器、４は電源、５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。
は自動温度調節器、４は電源、５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。
次に作用、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５の接点が閉成して、発熱体２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３の接点が開成
して発熱体２への通電が停止される。
ツチ５の接点が閉成して、発熱体２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３の接点が開成
して発熱体２への通電が停止される。
このようにして、毎朝貯湯量全部が85〔℃〕に
沸上がつている。
沸上がつている。
しかしながら、湯の使用量は常に同じとは限ら
ず、日々、大きく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。従つて、残湯がある場
合には短時間で沸上がつてしまう。
ず、日々、大きく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。従つて、残湯がある場
合には短時間で沸上がつてしまう。
また、発熱体２への通電は、深夜電力の通電時
刻になると一斉に開始されるため、通電開始直後
には電力負荷の集中が起こり、深夜電力の本来の
目的である電力負荷の均一化が図れず、送電効率
も悪い結果を招くとともに、貯湯タンク１内に沸
上げられた高湯温を使用に供さないで放置する時
間が長くなり、自然放熱による熱ロスが大きくな
るという欠点を有していた。
刻になると一斉に開始されるため、通電開始直後
には電力負荷の集中が起こり、深夜電力の本来の
目的である電力負荷の均一化が図れず、送電効率
も悪い結果を招くとともに、貯湯タンク１内に沸
上げられた高湯温を使用に供さないで放置する時
間が長くなり、自然放熱による熱ロスが大きくな
るという欠点を有していた。
また、従来の貯湯式電気温水器には残湯熱量を
検出する装置は装備されておらず、残湯量を検出
するものが一部でやられてきただけであつた。
検出する装置は装備されておらず、残湯量を検出
するものが一部でやられてきただけであつた。
しかし、この残湯量検出についても貯湯タンク
の外壁面にサーモスタツトやサーミスターなどの
温度センサーを複数個並べて、その位置での温度
変化を検出する段階的な測定であつた。
の外壁面にサーモスタツトやサーミスターなどの
温度センサーを複数個並べて、その位置での温度
変化を検出する段階的な測定であつた。
このため、検出された残湯量もそれ程精度の高
い値ではなく、次回の沸上げの単なるデータとし
て使用するだけのものが多かつた。
い値ではなく、次回の沸上げの単なるデータとし
て使用するだけのものが多かつた。
本発明は、これらの欠点を解消しようとするも
ので、定常的な使用湯量と暫定的な使用湯量を予
め設定可能にし、この予め設定された翌日の使用
湯量に対して貯湯タンク内の残湯熱量を検出し、
発熱体への所要通電時間を算出して、深夜電力の
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、残湯量を少なくするとともに、沸上げ後の熱
ロスをできるだけ排除しようとするものである。
ので、定常的な使用湯量と暫定的な使用湯量を予
め設定可能にし、この予め設定された翌日の使用
湯量に対して貯湯タンク内の残湯熱量を検出し、
発熱体への所要通電時間を算出して、深夜電力の
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、残湯量を少なくするとともに、沸上げ後の熱
ロスをできるだけ排除しようとするものである。
以下、この発明を第３図に示す通電制御ブロツ
ク図に基づいて説明する。
ク図に基づいて説明する。
第３図において、６は貯湯タンク１に貯える翌
日の定常的な使用湯量を予め設定するための定常
湯量設定装置、７は同様に一回限りの暫定的な使
用湯量を予め設定するための暫定湯量設定装置で
ある。
日の定常的な使用湯量を予め設定するための定常
湯量設定装置、７は同様に一回限りの暫定的な使
用湯量を予め設定するための暫定湯量設定装置で
ある。
前記定常湯量設定装置６と暫定湯量設定装置７
は同様の湯量設定装置であるが、前者は沸上げ湯
量を定常的に設定する装置であり、一般的には使
用湯量が比較的多い入浴する場合を対象にしてい
るのに対し、後者は入浴しない場合など使用湯量
が定常の場合よりきわめて少ないかあるいは湯を
全く使用しない場合に、一時的に設定する装置で
あり、通常は定常湯量設定装置６が動作してい
て、この状態で暫定湯量設定すると、一日だけは
優先的に暫定湯量設定で沸上げ、沸上げが完了す
る翌朝には自動的に暫定湯量設定は解除され、定
常湯量設定にもどる構成になつている。
は同様の湯量設定装置であるが、前者は沸上げ湯
量を定常的に設定する装置であり、一般的には使
用湯量が比較的多い入浴する場合を対象にしてい
るのに対し、後者は入浴しない場合など使用湯量
が定常の場合よりきわめて少ないかあるいは湯を
全く使用しない場合に、一時的に設定する装置で
あり、通常は定常湯量設定装置６が動作してい
て、この状態で暫定湯量設定すると、一日だけは
優先的に暫定湯量設定で沸上げ、沸上げが完了す
る翌朝には自動的に暫定湯量設定は解除され、定
常湯量設定にもどる構成になつている。
８は前記定常湯量設定装置６または暫定湯量設
定装置７で設定された設定値から貯湯タンク１に
貯えておくべき湯の熱量を算出する演算器Ａであ
る。
定装置７で設定された設定値から貯湯タンク１に
貯えておくべき湯の熱量を算出する演算器Ａであ
る。
９は貯湯タンク１内を撹拌し、その撹拌前と撹
拌後における貯湯タンク１下部の温度変化から残
湯量を検出するための残湯熱量検出装置、１０は
前記演算器Ａ８と残湯熱量検出装置９で検出した
熱量の差から発熱体２への所要通電時間を算出す
るための演算器Ｂであり、１１は深夜電力の通電
終了時刻に演算器Ｂ１０で求めた所定通電時間が
得られるよう発熱体２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。
拌後における貯湯タンク１下部の温度変化から残
湯量を検出するための残湯熱量検出装置、１０は
前記演算器Ａ８と残湯熱量検出装置９で検出した
熱量の差から発熱体２への所要通電時間を算出す
るための演算器Ｂであり、１１は深夜電力の通電
終了時刻に演算器Ｂ１０で求めた所定通電時間が
得られるよう発熱体２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。
次に上記構成についてその具体的動作例を記号
と算式を使つて説明する。まず、深夜電力通電時
間帯に入る前に、ユーザーによつて翌日の使用湯
量がインプツトされる。ここで、ユーザーが定常
湯量設定装置６または暫定湯量設定装置７でイン
プツトした翌日の使用湯量をＶ（湯温Ｔ〔℃〕）と
すると、演算器Ａ８は、 K1＝（Ｔ−ｔ）×Ｖ 〔Kcal〕 の演算を行い、深夜電力の通電時間終了時刻まで
に貯湯タンク１内に貯えておくべき湯量の熱量
K1〔kcal〕を算出する。
と算式を使つて説明する。まず、深夜電力通電時
間帯に入る前に、ユーザーによつて翌日の使用湯
量がインプツトされる。ここで、ユーザーが定常
湯量設定装置６または暫定湯量設定装置７でイン
プツトした翌日の使用湯量をＶ（湯温Ｔ〔℃〕）と
すると、演算器Ａ８は、 K1＝（Ｔ−ｔ）×Ｖ 〔Kcal〕 の演算を行い、深夜電力の通電時間終了時刻まで
に貯湯タンク１内に貯えておくべき湯量の熱量
K1〔kcal〕を算出する。
また残湯熱量検出装置９は例えば後述するよう
な方法によつて貯湯タンク１内に残湯として残さ
れている湯量の熱量K2〔kcal〕を検出する。
な方法によつて貯湯タンク１内に残湯として残さ
れている湯量の熱量K2〔kcal〕を検出する。
そして演算器Ｂ１０は、前記演算器Ａ８及び残
湯熱量検出装置９で検出したK1，K2をもとに Ｈ＝（K1−K2）／860×Ｗ 〔hr〕 の演算を行い、貯湯タンク１内に貯えておくべき
湯量の熱量K1から残湯分が保有している熱量K2
を差し引いた正味の印加すべき熱量より発熱体２
への所要通電時間Ｈ〔hr〕を算出するものである。
（1KWH＝860Kcal）。ここで、Ｗは発熱体２の定
格消費電力（KW）を表わす。そしてタイマー装
置１１は深夜電力の通電時間終了時刻に前記演算
器Ｂ１０で求めた所要通電時間Ｈ〔hr〕が得られ
るよう計時し、例えば深夜電力通電時間帯の残り
時間と前記所要通電時間Ｈ〔hr〕が等しくなつた
時点から発熱体２への通電を開始させ、深夜電力
の通電時間の終了時刻と同時に通電が終了するよ
うに制御する。従つて、発熱体２は貯湯タンク１
内の残湯熱量が多いほど、通電時間が少なくてす
むとともに、貯湯タンク１内に高温湯を長時間放
置することもないので、放熱ロスを少なくできる
ものである。さらに湯量設定は、定常的なものと
暫定的なものとを適宜設定できるため、季節的な
変化には定常湯量設定装置６で対応し、日々の大
きな変化には暫定湯量設定装置７で対応すること
により残湯量が減少して維持費も安くなるもので
ある。
湯熱量検出装置９で検出したK1，K2をもとに Ｈ＝（K1−K2）／860×Ｗ 〔hr〕 の演算を行い、貯湯タンク１内に貯えておくべき
湯量の熱量K1から残湯分が保有している熱量K2
を差し引いた正味の印加すべき熱量より発熱体２
への所要通電時間Ｈ〔hr〕を算出するものである。
（1KWH＝860Kcal）。ここで、Ｗは発熱体２の定
格消費電力（KW）を表わす。そしてタイマー装
置１１は深夜電力の通電時間終了時刻に前記演算
器Ｂ１０で求めた所要通電時間Ｈ〔hr〕が得られ
るよう計時し、例えば深夜電力通電時間帯の残り
時間と前記所要通電時間Ｈ〔hr〕が等しくなつた
時点から発熱体２への通電を開始させ、深夜電力
の通電時間の終了時刻と同時に通電が終了するよ
うに制御する。従つて、発熱体２は貯湯タンク１
内の残湯熱量が多いほど、通電時間が少なくてす
むとともに、貯湯タンク１内に高温湯を長時間放
置することもないので、放熱ロスを少なくできる
ものである。さらに湯量設定は、定常的なものと
暫定的なものとを適宜設定できるため、季節的な
変化には定常湯量設定装置６で対応し、日々の大
きな変化には暫定湯量設定装置７で対応すること
により残湯量が減少して維持費も安くなるもので
ある。
次に上記残湯量K2の検出方法を第４図〜第６
図により説明する。第４図は本発明における残湯
熱量検出手段の一例を示す貯湯式電気温水器の断
面図、第５図および第６図はその残湯量検出時の
貯湯タンク内部の温度分布図を示す。
図により説明する。第４図は本発明における残湯
熱量検出手段の一例を示す貯湯式電気温水器の断
面図、第５図および第６図はその残湯量検出時の
貯湯タンク内部の温度分布図を示す。
第４図において、１は貯湯タンク、１２は貯湯
タンク１内の湯温を測定すべく貯湯タンク１の下
部に設けられた温度検出器、１３は給水管、１４
は給湯管、１５はこの給湯管の先端部に設けられ
た蛇口である。１６は撹拌装置としての循環ポン
プで、一端を貯湯タンク１下部に、他端を給湯管
１４の途中に接続された連通管１７の途中に設け
られ、貯湯タンク１下部から連通管１７および給
湯管１４の一部を介して貯湯タンク１の上部へと
水を循環させる。
タンク１内の湯温を測定すべく貯湯タンク１の下
部に設けられた温度検出器、１３は給水管、１４
は給湯管、１５はこの給湯管の先端部に設けられ
た蛇口である。１６は撹拌装置としての循環ポン
プで、一端を貯湯タンク１下部に、他端を給湯管
１４の途中に接続された連通管１７の途中に設け
られ、貯湯タンク１下部から連通管１７および給
湯管１４の一部を介して貯湯タンク１の上部へと
水を循環させる。
以上の構成において、残湯熱量K2は次のよう
にして検出できる。
にして検出できる。
すなわち、第４図に示す如く、最初T1〔℃〕の
湯が貯湯タンク１に満たされているものと仮定す
る。この状態で蛇口１５からV1〔〕の湯を使用
した後の貯湯タンク１内部の温度分布を示したの
が第５図である。すなわち、この状態では貯湯タ
ンク下部１ａには使用した湯量V1〔〕分だけ給
水管１３からｔ〔℃〕水が流入し、貯湯タンク上
部１ｂにはT1〔℃〕の湯がV2〔〕残つている。
この状態において蛇口１５を閉じたまま、循環ポ
ンプ１６を運転すると、貯湯タンク下部１ａの水
が連通管１７を通つて貯湯タンク上部１ｂから流
入し、貯湯タンク上部１ｂの湯層を撹拌するた
め、次第に湯温は平均化する。
湯が貯湯タンク１に満たされているものと仮定す
る。この状態で蛇口１５からV1〔〕の湯を使用
した後の貯湯タンク１内部の温度分布を示したの
が第５図である。すなわち、この状態では貯湯タ
ンク下部１ａには使用した湯量V1〔〕分だけ給
水管１３からｔ〔℃〕水が流入し、貯湯タンク上
部１ｂにはT1〔℃〕の湯がV2〔〕残つている。
この状態において蛇口１５を閉じたまま、循環ポ
ンプ１６を運転すると、貯湯タンク下部１ａの水
が連通管１７を通つて貯湯タンク上部１ｂから流
入し、貯湯タンク上部１ｂの湯層を撹拌するた
め、次第に湯温は平均化する。
このようにして湯温が平均化して貯湯タンク１
の温度分布を示したのが第６図で、T2〔℃〕の平
均温度となつている。従つて貯湯タンク１の全量
をV0〔〕（固有値V0＝V1＋V2）とすると、貯湯
タンク下部１ａに設けた温度検出器１２による循
環ポンプ１６運転前の測定温度はｔ〔℃〕、循環ポ
ンプ１６運転後の測定温度はT2〔℃〕なので、残
湯熱量K2〔Kcal〕は次の通り算出できる。
の温度分布を示したのが第６図で、T2〔℃〕の平
均温度となつている。従つて貯湯タンク１の全量
をV0〔〕（固有値V0＝V1＋V2）とすると、貯湯
タンク下部１ａに設けた温度検出器１２による循
環ポンプ１６運転前の測定温度はｔ〔℃〕、循環ポ
ンプ１６運転後の測定温度はT2〔℃〕なので、残
湯熱量K2〔Kcal〕は次の通り算出できる。
K2＝V0×（T2−ｔ） 〔Kcal〕
なお、上記実施例では、貯湯タンク１内を撹拌
する手段として循環ポンプ１６を使用した場合を
例にしたが、他の撹拌手段を用いてもよいことは
勿論である。
する手段として循環ポンプ１６を使用した場合を
例にしたが、他の撹拌手段を用いてもよいことは
勿論である。
以上のようにこの発明によれば、貯湯タンクに
貯える使用湯量を定常的なものと暫定的なものと
に適宜選択できる湯量設定を備えているので、使
用湯量を日々あるいは季節の変化等に対応して自
由に設定でき、毎日の残湯量を少なくできる。ま
た、発熱体には深夜電力通電時間帯の後半部分を
主体に通電されるので、前半に負荷が集中する従
来の欠点を解消することができ、送電効率を向上
できるとともに、沸上げ後の放熱ロスも減少し
て、全体的に維持費が安くなる。さらに、残湯熱
量は、連続的な量で検出できるため、検出精度が
高く、発熱体への所要通電時間の算出が一段と正
確性を増すという効果を有する。
貯える使用湯量を定常的なものと暫定的なものと
に適宜選択できる湯量設定を備えているので、使
用湯量を日々あるいは季節の変化等に対応して自
由に設定でき、毎日の残湯量を少なくできる。ま
た、発熱体には深夜電力通電時間帯の後半部分を
主体に通電されるので、前半に負荷が集中する従
来の欠点を解消することができ、送電効率を向上
できるとともに、沸上げ後の放熱ロスも減少し
て、全体的に維持費が安くなる。さらに、残湯熱
量は、連続的な量で検出できるため、検出精度が
高く、発熱体への所要通電時間の算出が一段と正
確性を増すという効果を有する。
第１図は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図はこの発明による通電制御ブロツク
図、第４図はこの発明における残湯熱量検出手段
の一例を示す貯湯式電気温水器の断面図、第５図
および第６図はその残湯熱量検出時の貯湯タンク
内部の温度分布図を示すものである。 １は貯湯タンク、２は発熱体、６は定常湯量設
定装置、７は暫定湯量設定装置、８は演算器Ａ、
９は残湯熱量検出装置、１０は演算器Ｂ、１１は
タイマー装置、１２は温度検出器、１６は循環ポ
ンプ（撹拌装置）、１７は連通管である。
従来の貯湯式電気温水器における主要電気回路
図、第３図はこの発明による通電制御ブロツク
図、第４図はこの発明における残湯熱量検出手段
の一例を示す貯湯式電気温水器の断面図、第５図
および第６図はその残湯熱量検出時の貯湯タンク
内部の温度分布図を示すものである。 １は貯湯タンク、２は発熱体、６は定常湯量設
定装置、７は暫定湯量設定装置、８は演算器Ａ、
９は残湯熱量検出装置、１０は演算器Ｂ、１１は
タイマー装置、１２は温度検出器、１６は循環ポ
ンプ（撹拌装置）、１７は連通管である。
Claims (1)
- １ 貯湯タンクに貯える定常的な使用湯量を予め
設定するための定常湯量設定手段と、同じく一回
限りの暫定的な使用湯量を予め設定するための暫
定湯量設定手段と、前記定常湯量設定手段又は暫
定湯量設定手段出設定された設定値から貯えてお
くべき湯量の熱量を算出する演算手段と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の温度変化を検出して残
湯熱量を検出する残湯熱量検出手段と、前記演算
手段Ａと残湯熱量検出手段で検出した熱量の差か
ら発熱体への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
電力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タイマー装置とを備えた貯湯
式電気温水器の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57012631A JPS58130949A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 貯湯式電気温水器の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57012631A JPS58130949A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 貯湯式電気温水器の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58130949A JPS58130949A (ja) | 1983-08-04 |
| JPS6316665B2 true JPS6316665B2 (ja) | 1988-04-11 |
Family
ID=11810720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57012631A Granted JPS58130949A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 貯湯式電気温水器の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58130949A (ja) |
-
1982
- 1982-01-29 JP JP57012631A patent/JPS58130949A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58130949A (ja) | 1983-08-04 |
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