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JPH0252780B2 - - Google Patents
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JPH0252780B2 - - Google Patents

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JPH0252780B2
JPH0252780B2 JP57024896A JP2489682A JPH0252780B2 JP H0252780 B2 JPH0252780 B2 JP H0252780B2 JP 57024896 A JP57024896 A JP 57024896A JP 2489682 A JP2489682 A JP 2489682A JP H0252780 B2 JPH0252780 B2 JP H0252780B2
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JP
Japan
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hot water
temperature
amount
water supply
storage tank
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JP57024896A
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Kazutsune Mimura
Michihiko Shima
Masaru Utsunomya
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HASEKO KOOHOREESHON KK
KYUSHU HENATSUKI KK
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HASEKO KOOHOREESHON KK
KYUSHU HENATSUKI KK
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1919Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
    • G05D23/1923Control 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、料金が割安の深夜電力を利用して、
夜間のうちに一定量でかつ一定温度の湯を沸かし
ておくように構成された夜間電力利用電気温水器
に関する。
現在普及しているこの種の電気温水器では、季
節や日毎の温水消費量とは無関係に、一定量(貯
湯槽容量)の給湯用水を一定温度(一般に85℃)
にまで加熱し、これを貯湯するように構成されて
いる。これに対し、前記貯湯給湯用水を実際に使
用するにあたつてこれとミキシングされる給水の
温度は季節により大きな差があるので、水温の低
い冬期には、一定の給湯温度を得るために消費さ
れる湯量が多くなり、夏期には減少するといつた
ように、必要とする給湯用水量は季節によつて大
きく異なるのが普通である。換言すれば温水器内
の貯湯熱量が年間を通して毎日一定であるのに対
し、消費熱量は季節によつて異なるのである。こ
の貯湯熱量と消費熱量との差は、即ちその日のう
ちに消費しきれないで温水器内に残つて未使用の
まま翌日に繰り越される貯湯給湯用水として残留
することとなる。この残留貯湯給湯用水の放熱ロ
スはその温度が比較的高い(使用量が少ないと85
℃からあまり低下しないで残される)ため非常に
大きいものであり、その放熱ロスは完全に無駄な
電力消費となつてあらわれる。
上記の問題点を解決した電気温水器としては、
特開昭51−53645号に記載のものが既に知られて
いる。この電気温水器は、季節によつて大きく異
なる給水の温度を検出し、この水温が高い場合に
は、貯湯槽に貯えられる湯の温度を低くするよう
に加熱装置への通電を制御すべく構成したもので
ある。
この電気温水器によれば、季節に見合つた貯湯
熱量を設定でき、相当な省エネルギー効果が期待
できるのであるが、次の点に改良の余地があつ
た。
即ち、各家庭における給湯使用の実態をつぶさ
に観察すると、実際に各家庭で消費される湯量
(消費熱量)は季節によつて異なるだけでなく、
各家庭における日々の使用条件、例えば、外泊と
か来客等による人数の変化、入浴の有無(特に、
容量の大きい浴槽に湯を入れるか否か)によつて
大きく異なるのである。
しかしながら、上記の従来例では、この点が全
く考慮されておらず、水温が一定であれば、在宅
人数が1人であろうと家族全員が揃つていよう
と、さらには来客によつて人数がそれ以上に増え
ている場合であつても、同一の温度で貯湯するこ
とになり、或いはまた浴槽を使用しないことが予
め判つている場合でも、浴槽を使用する日と同じ
温度で貯湯することになり、ランニングコスト高
く付いたのである。
本発明は、上記実情に鑑みて鋭意研究の結果な
されたものであつて、その目的は、季節や日々の
使用条件に見合つた適当な貯湯熱量を自動的に設
定できる夜間電力利用電気温水器を提供し、もつ
て、より一層ランニングコストが安価につくよう
にせんとすることにある。
上記目的を達成すべく、本発明による夜間電力
利用電気温水器は、翌日の使用人数を入力するた
めの入力操作部と、浴槽使用の有無を力するため
の入力操作部と、他の使用条件をメモリするする
手段とを備え、前記入力操作部により入力された
使用人数及び浴槽使用の有無と、メモリされてい
る前記使用条件と、給水検出温度から、総消費予
定熱量を演算するとともに前記総消費予定熱量に
見合う熱量が定容量貯湯槽内に蓄積されるに必要
な貯湯給湯用水設定温度を演算し、かつ、前記貯
湯槽内の実験出湯温が前記演算された貯湯給湯用
水設定温度に達したときに加熱装置の加熱作用を
停止させるべく構成した演算制御装置を備えてい
ることを特徴とする。
上記特徴構成によつて、下記のような大きな省
エネルギー効果が発揮される。
即ち、本発明では、季節的要因としての給水温
度の変化に対応するに止まらず、浴槽を使用する
場合と使用しない場合の湯の使用量の変化はもと
より、湯の使用人数に変化がある場合、例えば、
家族の旅行や外泊により在宅人数が一人だけであ
つたり、逆に、家族全員が揃つていたり、更には
来客等により人数がそれ以上になつている場合に
は、その前日の加熱作用開始(現在は電力会社に
より夜10時又は11時に設定されている)前後に、
前記入力操作部により使用人数と浴槽使用の有無
を演算制御装置に入力しておくという極めて容易
かつ手軽な操作を行つておくだけで、日々の実際
の使用条件に見合つた貯湯熱量を設定でき、余分
な加熱エネルギーを使用することがなく、またそ
の日の給湯終了時での残留貯湯量を極力小さくし
て放熱ロスを抑制し、従来のものに比して格段に
電力消費量を減少し得るのである。
以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。
第1図は、本発明による夜間電力利用電気温水
器の全体構成を概略的に示し、また第2図はその
ブロツク線図を示すものである。
1は定容量のV()(一般的に3LDKで370、
4LDKで460のものが採用される)の断熱貯湯
槽であつて、その底部には給水管2が、そして、
その頂部には給湯管3が連設されている。前記給
水管2には給水バルブ4、減圧逆止弁5及び貯湯
槽1内給湯用水が加熱されて膨張したときに、そ
の膨張分を貯湯槽1外に自動的に排出させるため
調圧弁6が介装されており、また、前記給水バル
ブ4と減圧逆止弁5との間には給水温度Tp(℃)
を測定するための水温測定センサー7が貯湯槽1
内の湯温に直接影響と受けることの無い位置で設
けられている。前記給湯管3の貯湯槽1近くに
は、調圧弁6の不動作時に貯湯槽1を膨張破壊か
ら保護するための安全弁8が設けられている。9
は排水用管であり、また、10は排水バルブであ
る。
11は加熱装置としてのヒーターであり、無接
点リレー12及び漏電遮断器13介して深夜電源
(AC200V)に接続されており、深夜電源が供給
された時点(夜10時が普通)で加熱作用を開始す
るようになつている。14は湯温過昇防止器であ
つて、貯湯槽1内の湯温が危険値(例えば90℃)
に達したような場合にはヒーターの加熱回路を開
いて、リレーに関係なく加熱作用を停止させるよ
うになつている。15は貯湯槽1内の実湯温T′x
(℃)を測定するための水湯温測定センサーであ
る。16は防食電極であつて、プリント基板17
及び漏電遮断器18を介して常用電源
(AC100V)に接続されている。
前記水温測定センサー7、無接点リレー12、
及び、プリント基板17は制御ケーブル19を介
して演算制御装置20に連結されている。
尚、第1図いおいて、点線Aで囲む部分を電気
温水器本体部、そして、点線Bで囲む部分を演算
制御部と称し、後述する第2図のブロツク線図と
関連づけておく。
前記演算制御装置20の内部には、後述するよ
うにマイクロコンピユータM(第2図参照)が内
蔵されており、次の基準データ、即ち、入浴時の
1人当りの統計的標準使用湯量b(/人)、シヤ
ワーの1人当りの統計的標準使用湯量c(/
人)、台所での1世帯当りの統計的標準使用湯量
d()、洗面所での1世帯当りの統計的標準使用
湯量e()、及び 統計的標準使用湯量Tc(℃)、 をあらかじめメモリさせてある。
また、前記演算制御装置20には、人数n及び
その住宅の浴槽容量a()の入力操作部21、
22が設けられている。後者の浴槽容量aは不変
であるから電気温水器を住宅に設備する時点設定
しておけばあとは特に変更する必要は無いが、翌
日、風呂に入らなことが予め判つている場合に
は、浴槽容量aをゼロにして入力すればよい。人
数nについては日々異なるので翌日の在宅人数に
合わせて前日夜10時頃までに入力すればよい。
前記の各データ、即ち、貯湯槽容量V、浴槽容
量a、入浴時の1人当りの使用湯量b、シヤワー
の1人当りの使用湯量c、台所での1世帯当りの
使用湯量d、洗面所での1世帯当りの使用湯量
e、使用温度Tc、給水の検出温度To及び人数n
をもとに、前記マイクロコンピユータMは次の計
を行う。
先ず、使用温度Tcベースでの給湯予定量Aを
次式 A=a+n(b+c)+d+e − によつて求める。なお、この演算は総消費予定熱
量を演算することと同じ意義をもつものである。
この演算フローチヤートを第3図イに示す。
次に、給湯用水設定温度(貯湯槽1内湯温)
Tx(℃)を次式 Tx=μ{(A−V)(Tc−To)/V+Tc}− によつて求める。この式は、貯湯槽1内給湯用
水(Tx,V)と給水(A−V,To)のミキシン
グによつて給湯(A,Tc)するという関係から、
貯湯槽1内給湯用水が失う熱量V(Tx−Tc)が
給水に与えられる熱量(A−V)(Tc−To)に
等しいとして求められるものであり、また、μは
貯湯に伴う放熱ロス、使用者による使用量のバラ
ツキ、あるいは、演算時の検出給水温度と実給湯
時の給水温度との誤差等を考慮して定められた修
正係数であつて1に近い値であり、あらかじめメ
モリされている。
貯湯槽1内の給湯用水の設定温度Txは上記の
演算によつて一応求められるが、これはあくまで
も演算結果であるから給湯には不適な値となるこ
とが考えられる。そこで適正最大温度Tmaxと適
正最小温度Tmin(これらもあらかじめメモリさ
れている)によつてこの演算値Txの上限及び下
限を規制する。この演算フローチヤートを第3図
ロに示す。
かくして、貯湯槽1内の給湯用水の設定温度
Txが最終的に決定される。
そして、前記演算制御装置20は、前記湯温測
定センサー15による貯湯槽1内の実湯温検出温
度T′xと比較して、Tx>T′xのときには加熱命令
により前記ヒーター11を加熱作用状態に維持
し、またTx≦T′xのときには前記無接点スイツ
チ12に加熱停止命令を送つてこれを断とし、ヒ
ーター加熱作用を停止させるように構成されてい
る。以上の演算及び制御の全体フローチヤートを
第4図に示す。
上記実施例においては、本発明をわかり易く説
明するために、翌日の使用条件として人数と浴槽
容量のみを入力すれば足りる簡単なモデルを示し
たが、よりフレキシブルで実情に即した制御を行
えるように、浴槽への給湯量a()、入浴時、シ
ヤワー、台所、洗面所、その他の給湯設備での1
人当りの使用湯量b,c,d′,e′…(/人)、
各所での使用温度Ta,Tb,Tc,Td′,Te′…を
日々任意に入力できるように構成するとか、或は
また、湯の使い方には大人や子供、あるいは、個
性の違いによつてかなりの差があるのが普通であ
るから、人数の設定のみでは実情に合わないこと
もあるから、演算結果の割増補正や割引き補正を
行えるよに構成するなど、種々の設計変更を前記
式、及びそれに基くプログラム変更によつて
容易に行なうことができる。
第5図は、上記したような変更構成を採用した
場合の演算制御装置20の構成の要部を示すもの
である。
23は、AUTO/MANUAL/OFFの3ポジ
シヨン切替えスイツチであつて、これをAUTO
に設定した場合には、後述の実施例と同様に人数
nのみを条件入力キーボード24により入力する
ことにより、他のデータとしては予めメモリされ
ているものが用いられて演算制御が行なわれ、
MANUALに設定した場合には、前記データa,
b,c,d′,e′,Ta,Tb,Tc,Td′,Te′及びn
の全ての条件入力キーボード24により任意に設
定入力することができる。このとき、入力項目指
示部26において左から順次発光ダイオードが発
光して入力項目が指示されるので、その項目につ
いての使用温、使用湯量及び人数を入力すればよ
い。なお、前記発光ダイオードの発光箇所はデー
タ入力キーを押すことによつて順次シフトしてゆ
くようになつているから、データに変更がないも
のについてはデータ入力キーのみを押せばよい。
また使用しない箇所については使用湯量あるいは
人数を0と入力すればよい。入力値についてはそ
の都度表示部25にデジタル表示されるのでもし
入力操作を誤つてもクリアキーによりクリアして
再度正しい値を入力すればよい。27は補正用ス
イツチであつて、若干多めの湯量を得たい時には
+側へ、逆に若干少なめの湯量を得たいときには
−側へシフトしておけばよい。前記切替スイツチ
23をOFFに設定した場合には、メモリされて
いるデータには無関係に、貯湯槽1内設定湯温は
85℃とされる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る夜間電力利用電気温水器の
実施の態様を例示し、第1図は全体構成概略図、
第2図は全体ブロツク線図、第3図イ,ロは部分
的フローチヤート、第4図は全体フローチヤー
ト、そして、第5図は別実施例の要部説明図であ
る。 a……浴槽容量、n……使用人数、(b,c,
d,e,V,Tc,Tnio,Tnax,μ…)……他の
使用条件、To……給水検出温度、Tx……貯湯給
湯用水温度、Tx′……実検出湯温、1……貯湯
槽、11……加熱装置、20……演算制御装置、
21,22……入力操作部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 翌日の使用人数nを入力するための入力操作
    部21と、浴槽使用の有無aを入力するための入
    力操作部22と、他の使用条件b,c,d,e,
    V,Tc,Tnio,Tnax,μをメモリするする手段
    とを備え、前記入力操作部21,22により入力
    された使用人数n及び浴槽使用の有無aと、メモ
    リされている前記使用条件と、給水検出温度Tp
    から、総消費予定熱量を演算するとともに、この
    総消費予定熱量に見合う熱量が定容量貯湯槽1内
    に蓄熱されるに必要な貯湯給湯用水設定温度Tx
    を演算し、かつ、前記貯湯槽1内の実検出温度
    T′xが前記演算された貯湯給湯用水設定温度Tx
    達したときに加熱装置11の加熱作用を停止させ
    るべく構成した演算制御装置20を備えているこ
    とを特徴とする夜間電力利用電気温水器。
JP57024896A 1982-02-17 1982-02-17 夜間電力利用電気温水器 Granted JPS58142145A (ja)

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