JP4048740B2

JP4048740B2 - 貯湯式給湯器

Info

Publication number: JP4048740B2
Application number: JP2001198162A
Authority: JP
Inventors: 順一服部; 一郎奈須; 慎治櫛田; 敏弘堀内; 英樹両角
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: JP2003014305A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、季節別時間帯別の料金制度における貯湯式給湯器の沸き上げ制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、消費電力の平準化を目的として、各電力会社は一般家庭にも選択的に時間帯別料金制度を採用している。この制度を利用すると従来の深夜電力のみ利用可能な電力契約制度に比べ、昼間時間帯も利用可能となるため使い勝手の向上が図れるメリットを有するが、深夜時間帯の２３時から翌朝７時までの電気料金が大幅に安くなる代わりにそれ以外の昼間時間帯の料金が割高になる。
【０００３】
以下、従来の時間帯別電力契約制度に対応した貯湯式給湯器について図６を用いて説明する。
【０００４】
図６において、１は貯湯タンク、２は貯湯タンク１の上部に設けた出湯口、３は貯湯タンク１の下部に設けた給水口、４は循環ポンプ、５はタンク１内の湯水を加熱する沸上手段、６は循環ポンプ４と沸上手段５で構成される熱源部、７は貯湯タンク１の下部に設けた下部温度検出手段、８は現時刻を計時している時計、９は時間帯判定部、１０は深夜時間帯制御部、１１は昼間時間帯制御部、１２は温度判定部、１３は熱源駆動部、１４は熱源制御部である。
【０００５】
上記のように構成された貯湯式給湯器は、使用者がお湯を使用する度に出湯口２からお湯が排出され、同量の水が給水口３より供給されるものである。そして、お湯と水にある程度の温度差があれば、その境界部分に混合層を形成することで、貯湯タンク１内の上部がお湯、下部が水の状態を保ち、お互いが混ざることなく出湯温度を安定した湯温で供給することができる。この貯湯式給湯器の沸き上げ制御は、以下の手順で行われる。
【０００６】
まず、時計８の時刻より時間帯判定部９が現在の時間帯を判別する。そして、その時間帯が深夜時間帯であれば深夜時間帯制御部１０が選択され、昼間時間帯であれば昼間時間帯制御部１１が選択される。つまり、従来の時間帯別料金制度では時間帯判定部９は深夜時間帯か昼間時間帯かを判定し、この昼間時間帯制御部１１が選択されているとき、下部温度検出手段７より検出された温度が温度判定部１２にて所定温度以下であることが判別されると、熱源駆動部１３が熱源部６の制御を行い沸き上げが開始される。沸き上げ制御は、循環ポンプ４が貯湯タンク１の下部の水を上部へ汲み上げ、汲み上げられた水が沸上手段５にて加熱されることで行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各電力会社は近年において従来の昼間時間帯をさらに細かく区切って、各時間帯毎に電気料金に格差を持たせた季節別時間帯別料金制度を採用している。この季節別時間帯別料金制度において、従来の貯湯式給湯器の沸き上げ制御を用いると、季節別時間帯別の昼時間帯であるときも、下部温度検出手段より検出された温度が温度判定部にて所定温度以下であることが判別されると、熱源駆動部が熱源部の制御を行い沸き上げが開始されてしまう。ここで、季節別時間帯別の電力契約とは次のような内容のものを指している。深夜時間帯は昼間時間帯に比べ安い電気料金が設定されていて料金格差を設けているが、昼間時間帯においても更に時間帯を区切り電気料金の格差を設けているものである。昼間時間帯も頻繁にお湯が使用される期間の電気料金を安くし、逆にあまりお湯が使用されない時間帯を高くしている。このあまりお湯が使われない時間帯を昼時間帯と呼び、例えば１０時から１７時に設定されているものである。よって、従来の沸き上げ制御により昼時間帯に無条件に沸き上げが開始されると、使用者が意図していない割高の電気料金を支払わなければならないという課題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、季節別時間帯別料金制度におけるそれぞれの時間帯を判定する時間帯判定部を設け、この時間帯判定部が昼間時間帯における割安な時間帯であると判定している期間に、貯湯タンク内が所定温度以下であることを下部温度検出手段が検出すれば熱源部による沸き上げ制御を行い、それ以外の昼間時間帯であると判定している期間は沸き上げ制御を行わず、さらに、貯湯タンク外の上部に配置された上部温度検出手段を備え、時間帯判定部が季節別時間帯別の昼時間帯であると判定している期間でも、貯湯タンク内が所定温度以下であることを上部温度検出手段が検出すれば、熱源部による沸き上げ制御を行うようにしている。
【０００９】
上記発明によれば、時間帯別判定部によって判定された季節別時間帯別料金制度における割安な時間帯に沸き上げ制御を選択して行わせることができるため、割高な昼間時間帯に下部温度検出手段が沸き上げ開始条件である所定温度以下を検出しても、無条件に沸き上げを開始することはなく、使用者が意図しない割高な電気料金を支払うという問題を解消できるとともに、季節別時間帯別料金制度の昼時間帯においても、上部温度検出手段が貯湯タンク内の残湯が残り少なくなったことを検出すると、沸き上げ制御を開始させ、湯切れの発生を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げる熱源部と、貯湯タンク下部に配置された下部温度検出手段と、季節別時間帯別料金制度におけるそれぞれの時間帯を判定する時間帯判定部とを備え、前記時間帯判定部が季節別時間帯別の朝時間帯・晩時間帯であると判定している期間は、貯湯タンク内が所定温度以下であることを下部温度検出手段が検出すれば、熱源部による沸き上げ制御を行い、昼時間帯であると判定している期間は、貯湯タンク内が前記所定温度以下であることを下部温度検出手段が検出しても、熱源部による沸き上げ制御を行わず、さらに、貯湯タンク外の上部に配置された上部温度検出手段を備え、時間帯判定部が季節別時間帯別の昼時間帯であると判定している期間でも、貯湯タンク内が所定温度以下であることを上部温度検出手段が検出すれば、熱源部による沸き上げ制御を行うようにしている。
【００１１】
そして、季節別時間帯別料金制度の昼時間帯に下部温度検出手段が沸き上げ開始条件である所定温度以下を検出した場合でも、無条件に沸き上げを開始することはなく、使用者が意図しない高額の電気料金を支払うという問題が解消でき、そして、季節別時間帯別料金制度の昼時間帯においても、上部温度検出手段が貯湯タンク内の残湯が残り少なくなったことを検出すると、沸き上げ制御を開始させ、湯切れの発生を防止することができる。
【００１２】
また、請求項２に記載した発明は、上部温度検出手段が所定温度以下を検出して熱源部による沸き上げ制御を開始したとき、上部温度検出手段が前記所定温度より高い所定温度を検出した時点で沸き上げ制御を停止するようにしたものである。
【００１３】
そして、上部温度検出手段が貯湯タンク内の残湯が残り少なくなったことを検出し、沸き上げ制御を開始させたとき、この沸き上げ開始条件の所定温度より高い所定温度を検出した時点で沸き上げ制御を停止するようにしているため、湯切れを防止する湯量を確保すると共に、昼時間帯に必要以上の沸き上げ制御を行わず、電気料金の増大を防ぐことができる。
【００１４】
また、請求項３に記載した発明は、上部温度検出手段が所定温度以下を検出して熱源部による沸き上げ制御を開始したとき、所定時間経過時点で沸き上げ制御を停止するようにしたものである。
【００１５】
そして、上部温度検出手段が貯湯タンク内の残湯が残り少なくなったことを検出したとき、沸き上げ時間を制限して沸き上げ制御を行うようにしているため、必要最小限の沸き上げ動作を確保することができ、湯切れを防止する湯量を確保すると共に、昼時間帯に必要以上の沸き上げ制御を行わず、電気料金の増大を防ぐことができる。
【００１６】
また、請求項４に記載した発明は、上部温度検出手段より下部に配置された中部温度検出手段を備え、上部温度検出手段が所定温度以下を検出して熱源部による沸き上げ制御を開始したとき、中部温度検出手段が所定温度以上を検出した時点で沸き上げ制御を停止するようにしたものである。
【００１７】
そして、所定の残湯量が確保できる位置に配した温度検出手段を用いて沸き上げ制御の開始と停止を行うようにしているため、確実に湯切れを防止する湯量を確保することができ、かつ昼時間帯における効果的な沸き上げ制御を行うことができる。
【００１８】
また、請求項５に記載した発明は、過去の使用状況から今日の必要湯量を算出する必要湯量演算部を備え、必要湯量演算部にて昼時間帯終了後の沸き上げ制御では必要湯量が得られないことが判定されると、時間帯判定部が季節別時間帯別の昼時間帯であると判定している期間でも、貯湯タンク内が所定温度以下であることを下部温度検出手段が検出すれば、熱源部による沸き上げ制御を行うようにしたものである。
【００１９】
そして、昼時間帯においても必要湯量を確保するための沸き上げ制御を自動的に開始することができるため、湯切れを自動的に防止することができ、快適な給湯ライフを実現することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載した発明は、熱源部への制御を要求する熱源部制御要求手段を備え、使用者が前記熱源部制御要求手段から要求を行ったとき、時間帯判定部が季節別時間帯別の昼時間帯であると判定している期間でも、貯湯タンク内が所定温度以下であることを下部温度検出手段が検出すれば、熱源部による沸き上げ制御を行うようにしたものである。
【００２１】
そして、昼時間帯においても、使用者が自らの意思で沸き上げ制御を開始することができる。よって、過去の使用状況から今日の必要湯量を自動判別している場合の予測できない必要湯量を使用者の意思で確保することができ、湯切れを意識的に防止することができ、快適な給湯ライフを実現することができる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２３】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における貯湯式給湯器の構成図である。
【００２４】
２０は貯湯タンク、２１は貯湯タンク２０の上部に設けた出湯口、２２は貯湯タンク２０の下部に設けた給水口、２３は循環ポンプ、２４はタンク２０内の湯水を加熱する沸上手段、２５は循環ポンプ２３と沸上手段２４で構成される熱源部、２６は貯湯タンク２０の上部に配置された上部温度検出手段、２７は上部温度検出手段２６より下部に配置された中部温度検出手段、２８は貯湯タンク２０の下部に配置された下部温度検出手段、２９は現時刻を計時している時計、３０は時間帯判定部、３１は深夜時間帯制御部、３２は朝時間帯制御部、３３は昼時間帯制御部、３４は晩時間帯制御部、３５は温度判定部、３６は熱源駆動部、３７は時計２９と時間帯判定部３０と深夜時間帯制御方式３１と朝時間帯制御方式３２と昼時間帯制御方式３３と晩時間帯制御方式３４と温度判定部３５と熱源駆動部３６から構成されている熱源制御部、３８は電力制度選択部である。
【００２５】
この貯湯式給湯器は使用者がお湯を使用する度に出湯口２１からお湯が排出され、同量の水が給水口２２より給水されるものであり、貯湯タンク２０の上部に高温水、下部に低温水が成層状態で貯湯される。沸き上げ動作は循環ポンプ２３により下部の低温水を汲み上げ沸上手段２４で加熱して貯湯タンク２０の上部より貯湯していく。
【００２６】
次に、沸き上げ制御について説明する。まず、時計２９の時刻より時間帯判定部３０が現在の時間帯を判別する。このとき例えば、図２に示すように季節別時間帯別料金制度の時間帯区分として、深夜時間帯は２３時〜翌朝７時とし、昼間時間帯の中で朝時間帯は７時〜１０時、昼時間帯は１０時〜１７時、晩時間帯は１７時〜２３時とし、深夜時間帯が料金が最も安く、朝時間帯と晩時間帯が次に安く、昼時間帯が料金が割高とする。
【００２７】
時計２９の時刻が深夜時間帯であれば深夜時間帯制御部３１が選択され、朝時間帯であれば朝時間帯制御部３２が選択され、昼時間帯であれば昼時間帯制御部３３が選択され、晩時間帯であれば晩時間帯制御部３４が選択される。
【００２８】
電力制度選択部３８では、季節別時間帯別電力契約か、時間帯別電力契約かを選択し設定することができる。時間帯別電力契約の場合、昼間時間帯の電気料金は深夜電力料金に比べ格差を設けているため割高であるが、一定料金が設定されている。一方、季節別時間帯電力契約の場合は、昼間時間帯においても更に時間帯を区切り電気料金の格差が設けられている。昼間時間帯も頻繁にお湯が使用される期間の電気料金を安くし、逆にあまりお湯が使用されない時間帯を高くしている。このあまりお湯が使われない時間帯を昼時間帯と呼んでいる。
【００２９】
このとき時間帯が昼間時間帯で朝時間帯制御部３２、又は昼時間帯制御部３３、又は晩時間帯制御部３４が選択されていて、かつ電力制度選択部３８にて時間帯別電力契約が選択されていれば、下部温度検出手段２８より検出された温度が温度判定部３４にて所定温度以下であることが判別されたとき、熱源駆動部３６が熱源部２５の制御を行い、沸き上げが開始される。
【００３０】
一方、電力制度選択部３８にて季節別時間帯別電力契約が選択されているときは、時間帯が昼間時間帯で朝時間帯制御部３２、又は晩時間帯制御部３４が選択されていれば、下部温度検出手段２８より検出された温度が温度判定部３４にて所定温度以下であることが判別されたとき、熱源駆動部３６が熱源部２５の制御を行い、沸き上げが開始される。そして、時間帯が昼間時間帯で昼時間帯制御部３３が選択されていれば、下部温度検出手段２８より検出された温度が温度判定部３５にて所定温度以下であることが判別されても、熱源駆動部３６が熱源部２５の制御を行うことはなく、沸き上げが開始されることはない。
【００３１】
また、電力制度選択部３８にて季節別時間帯別電力契約が選択されているときで、時間帯が昼間時間帯で昼時間帯制御部３３が選択されているときでも、湯切れ防止のため次の制御を行う。使用者により連続して出湯された場合、貯湯タンク２０内の残湯が少なくなったことを、上部温度検出手段２６が所定温度以下を検知したことにより温度判定部３５が判断すると、熱源駆動部３６が熱源部２５の制御を行うことで、沸き上げを開始させる。沸き上げ制御は、循環ポンプ２３が貯湯タンク１の下部の水を上部へ汲み上げ、汲み上げられた水が沸上手段２４にて加熱されることで行われる。
【００３２】
また、上部温度検出手段２６が貯湯タンク２０内の残湯が残り少なくなったことを検出し、沸き上げ制御を開始させたときの沸き上げ制御を停止させる第１の停止条件として、この沸き上げ開始条件の所定温度より更に高い所定温度を検出した時点で沸き上げ制御を停止させている。
【００３３】
また、その他に第２の停止条件として、所定時間経過時点で沸き上げ制御を停止させても良い。
【００３４】
また、その他に第３の停止条件として、中部温度検出手段２７が所定温度以上を検出した時点で沸き上げ制御を停止させても良い。
【００３５】
また、図３において、３９は必要湯量演算部である。
【００３６】
必要湯量演算部３９は過去の湯量の使用状況から今日の必要湯量を演算する機能を備えている。よって、電力制度選択部３８にて季節別時間帯別電力契約が選択されているときで、時間帯が昼間時間帯で昼時間帯制御部３３が選択されているときでも、以下の制御を行う。
【００３７】
通常、下部温度検出手段２８より検出された温度が温度判定部３５にて所定温度以下であることが判別されても、熱源駆動部３６が熱源部２５の制御を行うことはなく、沸き上げ制御が開始されることはない。しかし、現在の貯湯タンク２０内の残湯量と今日の必要湯量を比較し、晩時間帯になって沸き上げ制御が開始されても、必要湯量が確保できないと判断したときは、沸き上げ制御を開始させ、湯切れを防止する。
【００３８】
また、図４において、４０は熱源部制御要求手段である。
【００３９】
熱源部制御要求手段４０は、電力制度契約の選択状況、そのときの時間帯に関係なく、使用者の操作により強制的に沸き上げ制御を開始させる機能を備えている。よって、電力制度選択部３８にて季節別時間帯別電力契約が選択されているときで、時間帯が昼間時間帯で昼時間帯制御部３３が選択されているときでも、次の制御を行う。通常、下部温度検出手段２８より検出された温度が温度判定部３５にて所定温度以下であることが判別されても、熱源駆動部３６が熱源部２５の制御を行うことはなく、沸き上げ制御が開始されることはない。しかし、使用者が熱源部制御要求手段４０から沸き上げ制御の要求を行ったとき、沸き上げ制御を開始させ、湯切れを防止する。
【００４０】
（実施例２）
図５は、本発明の実施例２の貯湯式給湯器の構成図である。
【００４１】
実施例１と異なる点は、沸上手段２４を貯湯タンク２０の下部貯湯水を汲み上げる循環ポンプ２３の汲み上げ経路２３ａに設けた点であり、沸き上げ手段としては、ヒータあるいはヒートポンプ等を用いて実施することができる。動作・作用については、実施例１と同じであり、説明は省略する。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の貯湯式給湯器は、季節別時間帯別料金制度において、時間帯判定部によって判定された季節別時間帯別料金制度における割安な時間帯に沸き上げ制御を選択して行わせることができるため、割高な昼間時間帯に下部温度検出手段が沸き上げ開
始条件である所定温度以下を検出しても、無条件に沸き上げを開始することはなく、使用者が意図しない割高な電気料金を支払うという問題を解消できる。
【００４３】
また、湯切れ状態の恐れがあるときは、必要最小限の湯量を確保するように沸き上げ制御を行うため、湯切れの心配もなく、電気料金への負担も軽減できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における貯湯式給湯器の構成図
【図２】季節別時間帯別料金制度における時間帯区分を示す図
【図３】同貯湯式給湯器の構成図
【図４】同貯湯式給湯器の構成図
【図５】本発明の実施例２における貯湯式給湯器の構成図
【図６】従来の貯湯式給湯器の構成図
【符号の説明】
２０貯湯タンク
２５熱源部
２６上部温度検出手段
２７中部温度検出手段
２８下部温度検出手段
２９時計
３０時間帯判定部
３９必要湯量判定部
４０熱源部制御要求手段

Claims

貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を沸き上げる熱源部と、貯湯タンク下部に配置された下部温度検出手段と、前記貯湯タンク上部に配置された上部温度検出手段と、季節別時間帯別料金制度におけるそれぞれの時間帯を判定する時間帯判定部とを備え、前記時間帯判定部が季節別時間帯別の朝時間帯・晩時間帯であると判定している期間は、貯湯タンク内が所定温度以下であることを下部温度検出手段が検出すれば、熱源部による沸き上げ制御を行い、昼時間帯であると判定している期間は、貯湯タンク内が前記所定温度以下であることを下部温度検出手段が検出しても、熱源部による沸き上げ制御を行わないとともに、前記時間判定部が季節別時間帯別の昼時間帯であると判定している期間中であっても、前記上部温度検出手段が、所定温度以下であることを検出すれば、熱源部による沸き上げ制御を行うことを特徴とする貯湯式給湯器。
上部温度検出手段が所定温度以下を検出して熱源部による沸き上げ制御を開始したとき、上部温度検出手段が前記所定温度より高い所定温度を検出した時点で沸き上げ制御を停止することを特徴とした請求項１記載の貯湯式給湯器。
上部温度検出手段が所定温度以下を検出して熱源部による沸き上げ制御を開始したとき、所定時間経過時点で沸き上げ制御を停止することを特徴とした請求項１記載の貯湯式給湯器。
上部温度検出手段より下部に配置された中部温度検出手段を備え、上部温度検出手段が所定温度以下を検出して熱源部による沸き上げ制御を開始したとき、中部温度検出手段が所定温度以上を検出した時点で沸き上げ制御を停止することを特徴とした請求項１記載の貯湯式給湯器。
過去の使用状況から今日の必要湯量を算出する必要湯量演算部を備え、必要湯量演算部にて昼時間帯終了後の沸き上げ制御では必要湯量が得られないと判定されると、時間帯判定部が季節別時間帯別の昼時間帯であると判定している期間でも、貯湯タンク内が所定温度以下であることを下部温度検出手段が検出すれば、熱源部による沸き上げ制御を行うことを特徴とした請求項１記載の貯湯式給湯器。
熱源部への制御を要求する熱源部制御要求手段を備え、使用者が前記熱源部制御要求手段から要求を行ったとき、時間帯判定部が季節別時間帯別の昼時間帯であると判定している期間中に、貯湯タンク内が所定温度以下であることを下部温度検出手段が検出すれば、熱源部による沸き上げ制御を行うことを特徴とした請求項１記載の貯湯式給湯器。