(57)【要約】【課題】供給された水を電気式加熱手段により加熱して蛇口より出湯する電気式給湯装置で、目的温度の湯を瞬時に供給できる加熱制御方法を提供する。【解決手段】水道管に接続される給水管１１より加熱部１２の吸水口１２ａへ水を供給し、加熱部１２内に配置したヒータ２１によって加熱された湯が加熱部１２の出湯口１２ｂより排出され、給湯管１３を介して蛇口１４より吐出され流路構造の電気式給湯装置において、給湯指示を受けると、加熱部１２内に貯まっている湯を目標温度にするために必要なＦＦ熱量を演算し、止水手段２２を閉じたままヒータ２１の加熱制御を行ってＦＦ熱量を加熱部１２内に貯まっている湯に与える静水加熱動作を行い、静水加熱動作の完了時点で止水手段２２を開いて出湯を開始しすると、加熱部１２内で目標温度に加温した湯が直ぐに蛇口１４より供給されるようになる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気式加熱手段によって給水路中の水を加熱し、目標温度の湯を蛇口より供給する電気式給湯装置の加熱制御方法であって、
給水口より加熱前の水が供給され、前記電気式加熱手段によって加熱された湯を出湯口より排出する加熱部内に貯まっている水の温度を、出湯口近傍の下流側に設けた加熱部温度検出手段により検出し、
給湯指示を受けたとき、加熱部温度検出手段により検出された加熱部温度と目標温度との差に前記加熱部の貯水容量を乗じた熱量をフィードフォワード熱量として演算し、
前記フィードフォワード熱量を電気式加熱手段に発生させるための供給電力と電力供給時間とを設定し、
前記加熱部への給水を行わずに電気式加熱手段に電力供給することで、フィードフォワード熱量を加熱部内に貯まっている水に与える静水加熱動作を行い、
前記静水加熱動作の完了後に加熱部への給水を開始することで、目標温度の湯を加熱部から蛇口へ向けて吐出させ、
以降は、給水の温度と目標温度との差に吸水口より供給される単位時間当りの水量を乗じた熱量が電気式加熱手段による単位時間当りの発熱量となるように通水加熱を行うことを特徴とする電気式給湯装置の加熱制御方法。
【請求項２】
過去の給湯指示に基づく静水加熱を行ったとき、フィードフォワード熱量を与えた加熱部内の湯が全て出湯口より排出されたタイミングで加熱部温度検出手段により検出された温度と目標温度との差に加熱部の貯水容量を乗じた補正熱量を求めて記憶しておき、
給湯指示を受けたとき、フィードフォワード熱量と補正熱量とを加算した補正フィードフォワード熱量で静水加熱動作を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電気式給湯装置の加熱制御方法。
【請求項３】
給湯指示に基づく給湯動作が終わったときの加熱部内湯温と、その後の経過時間、外気温、加熱部の放熱抵抗に基づいて概算できる加熱部内の湯温を推定湯温として随時更新記憶しておき、
加熱部温度検出手段により検出される温度を、加熱部内の湯温と看做すことが妥当ではないと予め定めた推定湯温採用条件が満たされたときは、加熱部温度検出手段による検出温度に代えて最新の推定湯温を用いてフィードフォワード熱量を演算するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気式給湯装置の加熱制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気式加熱手段によって給水路中の水を加熱し、目標温度の湯を蛇口より供給する電気式給湯装置の加熱制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗面手洗い等の瞬間即湯式の給湯器においては、ガス式のものが主流であったが、二酸化炭素ＣＯ2の削減要望や不完全燃焼時の一酸化炭素発生の危険性などから、電気による加熱で湯温を調節する電気式給湯装置も用いられるようになっている。しかしながら、電気によるヒータ加熱はガス燃焼に比べて得られる熱量が少ないため、瞬時に給水温を目的温度まで上げることが難しい。そこで、貯湯タンクを用い、比較的高温のお湯を貯め置き、バイパス管から供給される未加熱の水と混合して適温に調整し、蛇口より出湯する貯湯式電気温水器がある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
また、熱伝導性の高い素材で構成した熱交換プレートの一側面に通水路を設けるとともに熱交換プレートの他側面に半導体発熱機能材を配設し、この半導体発熱機能材に通電することにより熱交換プレートを介して通水路を流通する水を加熱し、水道直圧の流水を短時間に効率よく加熱する電気湯沸器も提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−６９５６５号公報
【特許文献２】特開２００９−２１６３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された貯湯式電気温水器では、いくら生活実体に即した湯温制御を行っても、貯湯タンク内を高温に保つ必要があるために、エネルギーのロスが発生してしまい、熱効率が良くない。また、比較的大型となる貯湯タンクは蛇口の直ぐそばに設けることが困難であるから、貯湯タンクから蛇口までの配管中に貯まった水が抜けきるまでの間は冷たい水が出ることとなり、目的温度の湯を瞬時に供給することはできない。
【０００６】
また、特許文献２に記載された電気湯沸器では、簡単な構成でありながら効率よく水を加熱して目的温度の湯を短時間で得ることができるものの、瞬時に目的温度の湯を供給できるものではない。すなわち、特許文献２に記載された発明では、水が通水路の入口から出口までを通過することで、水を目的温度まで加熱するのに必要な熱量が熱交換プレートを介して通水路中の水に供給されるものであるから、熱交換プレートの一側面に設けた通水路の蛇口側から直ぐに送り出された水は目的温度には達しておらず、結局、半導体発熱機能材による加熱が開始されてから通水路に供給された水が全通水路を通過した水（目的温度まで加熱された湯）が蛇口に到達するまで、目的温度の湯を得ることができない。よって、本特許文献２に記載の発明でも、目的温度の湯を瞬時に供給することはできないのである。
【０００７】
そこで、本発明は、供給された水を電気式加熱手段により加熱して蛇口より出湯する電気式給湯装置で、目的温度の湯を瞬時に供給できる加熱制御方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、電気式加熱手段によって給水路中の水を加熱し、目標温度の湯を蛇口より供給する電気式給湯装置の加熱制御方法であって、給水口より加熱前の水が供給され、前記電気式加熱手段によって加熱された湯を出湯口より排出する加熱部内に貯まっている水の温度を、出湯口近傍の下流側に設けた加熱部温度検出手段により検出し、給湯指示を受けたとき、加熱部温度検出手段により検出された加熱部温度と目標温度との差に前記加熱部の貯水容量を乗じた熱量をフィードフォワード熱量として演算し、前記フィードフォワード熱量を電気式加熱手段に発生させるための供給電力と電力供給時間とを設定し、前記加熱部への給水を行わずに電気式加熱手段に電力供給することで、フィードフォワード熱量を加熱部内に貯まっている水に与える静水加熱動作を行い、前記静水加熱動作の完了後に加熱部への給水を開始することで、目標温度の湯を加熱部から蛇口へ向けて吐出させ、以降は、給水の温度と目標温度との差に吸水口より供給される単位時間当りの水量を乗じた熱量が電気式加熱手段による単位時間当りの発熱量となるように通水加熱を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、前記請求項１に記載の電気式給湯装置の加熱制御方法において、過去の給湯指示に基づく静水加熱を行ったとき、フィードフォワード熱量を与えた加熱部内の湯が全て出湯口より排出されたタイミングで加熱部温度検出手段により検出された温度と目標温度との差に加熱部の貯水容量を乗じた補正熱量を求めて記憶しておき、給湯指示を受けたとき、フィードフォワード熱量と補正熱量とを加算した補正フィードフォワード熱量で静水加熱動作を行うようにしたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の電気式給湯装置の加熱制御方法において、給湯指示に基づく給湯動作が終わったときの加熱部内湯温と、その後の経過時間、外気温、加熱部の放熱抵抗に基づいて概算できる加熱部内の湯温を推定湯温として随時更新記憶しておき、加熱部温度検出手段により検出される温度を、加熱部内の湯温と看做すことが妥当ではないと予め定めた推定湯温採用条件が満たされたときは、加熱部温度検出手段による検出温度に代えて最新の推定湯温を用いてフィードフォワード熱量を演算するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、出湯を開始する前に加熱部に溜まっていた水にフィードフォワード熱量を与えておくことで、加熱部内の湯温を目的温度に上げてから出湯することができ、加熱部から蛇口までの配管中に貯まっていた水が抜ける短時間の後、瞬時に目的温度の湯を供給できる。また、給湯動作中に加熱部を通過する水を目的温度まで上げる与熱能力を備えた電気式加熱手段によって、加熱部内に貯まっている水にフィードフォワード熱量を与えるのであるから、給湯指示を受けて静水加熱動作を完了するまでに長時間を要することはなく、利用者に違和感を感じさせないタイミングで出湯を開始できる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明によれば、フィードフォワード熱量を与えた加熱部内の湯温と目的温度との誤差を加味した補正熱量を含めた補正フィードフォワード熱量で静水加熱動作を行うことにより、出湯温度をより正確に制御することが可能となる。
【００１３】
また、請求項３に係る発明によれば、加熱部温度検出手段により検出される温度が信頼できないときは、随時更新記憶している推定湯温を用いてフィードフォワード熱量を算出し、静水加熱動作を行うことで、出湯温度の信頼性を高めることができる。これにより、火傷等の不測の事態を回避する目的で、バイパス水路を介して供給される未加熱の水と混合させ、加熱部からの高温の湯を冷ます配管構造にする必要がないので、機器を小形化でき、コストを下げられるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る加熱制御方法を適用する給湯装置の給湯経路を示す概略構成図である。
【図２】ヒータに対する加熱制御を行う給湯制御装置の概略構成図である。
【図３】給湯制御装置が行う給電制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、添付図面に基づいて、本発明に係る加熱制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、本実施形態においては、電気式加熱手段として電気ヒータを用いる電気式給湯装置にてヒータへの給電制御により即時給湯を実現した例を示す。
【００１６】
水道管に接続される給水管１１は、加熱部１２の吸水口１２ａへ水を供給し、加熱部１２内に配置した電気式加熱手段であるヒータ２１によって加熱された湯は、加熱部１２の出湯口１２ｂより排出され、給湯管１３を介して蛇口１４より吐出される。ヒータ２１の構造は特に限定されるものではないが、例えば内加熱面と外加熱面とを有する略円筒形状とし、加熱部１２の一方端に設けた吸水口１２ａから供給された水はヒータ１２の内部へ導入され、ヒータ２１の内加熱面で加熱されつつ加熱部１２の他方端よりヒータ１２の外に出て、ヒータ２１の外加熱面で更に加熱されつつ、吸水口１２ａの近傍に設けた出湯口１２ｂへ至り、加熱部２１より給湯管１３へ排出されるものとした。
【００１７】
なお、給水管１１から加熱部１２を経ずに給湯管１３に接続されるバイパス管１５（図１中、破線で示す）を設け、加熱部１２で加熱された熱湯とバイパス管１５から供給される未加熱の水とを混合させて目標の湯温に調節する構造としても良いが、本実施形態の電気式給湯装置では、後述するように極めて高い精度で湯温を制御できるので、火傷防止等の目的で水と混合させて出湯するような危険回避構造を採用する必要が無く、装置自体の小形化および低コスト化を図ることができる。
【００１８】
給水管１１の途中には、弁の開閉によって給水の開始・停止を切り替えられる止水手段２２、給水管１１から加熱部１２へ供給される水の流量を検出する流量検出手段２３、給水管１１を流れる水の温度を検出する水温検出手段２４が各々設けられる。一方、給湯管１３の下流側で蛇口１４にほど近い位置には、湯温検出手段２４を設けて、実際に蛇口１４より吐出される湯温を検出できるようにし、この湯温検出手段２４で検出される湯温が目標温度となるようにヒータ２１への給電量を増減させるフィードバック制御を行う。
【００１９】
また、加熱部１２の出湯口１２ｂ近傍の下流側、すなわち、給湯管１３の上流側には加熱部温度検出手段２６を設け、加熱部１２で加熱されて排出される湯温を検出する。なお、加熱部温度検出手段２６を加熱部１２内に設ける場合、温度の高い湯は加熱部１２内の上方に、冷めた水は加熱部１２内の下方に偏ってしまい、温度検出部の配設位置によって、必ずしも正確な湯温を計測できない。そこで、加熱部１２で加熱された湯が必ず通過する出湯口１２ｂ近傍の下流側（給湯管１３の上流側）に加熱部温度検出手段２６を設け、均一な湯温に均された状態で温度情報を取得できるようにした。
【００２０】
しかしながら、止水手段２２が弁を閉じて給湯動作をしていないとき、加熱部１２内に貯まっている湯が冷めてゆく度合いと、加熱部温度検出手段２６を配置した給湯管１３の上流部に貯まっている湯が冷めてゆく度合いは必ずしも同じではなく、また、短時間の出湯・停止が行われたような場合、加熱部１２内に貯まっている湯温と加熱部温度検出手段２６の配設位置の湯温に不均衡が生ずる可能性もあるため、加熱部温度検出手段２６の検出値を加熱部１２内の湯温と看做すことができない事態も生ずる。このようなケースでは、加熱部温度検出手段２６の検出値を加熱部１２内の湯温と看做して加熱制御を行うと、高精度の湯温制御を実現できないので、後に詳述する推定湯温を用いて加熱制御を行うものとした。この推定湯温を算定する上で、加熱部１２の外部の気温を正確に知ることが望ましいので、例えば、加熱部１２の近傍適所に外気温検出手段２７（図１中、破線で示す）を設けても良い。
【００２１】
図２は、ヒータ１２への電力供給を行う給電回路３０の開閉を行うことで、ヒータ２１の発熱量を制御する給湯制御装置４０の概略構成を示すものである。
【００２２】
交流電源３１からヒータ２１へ給電する給電回路３０中には、交流の双方向スイッチングが可能な双方向サイリスタ（トライアック）３２を設けてあり、給湯制御装置４０からトリガ信号が入力されるタイミングで交流回路を導通させてヒータ２１への給電を開始させ、交流波のゼロクロス点で交流回路を開いてヒータ２１への給電を終了させる。すなわち、交流波のゼロクロス点からゼロクロス点までの半波区間（０゜〜１８０゜）における適宜な位相角でトリガ信号が入力されて双方向サイリスタ３２がオンしてから次のゼロクロス点に達するまでの間だけヒータ２１に給電されることとなるので、小さい位相角（０゜に近い角度）で双方向サイリスタ３２を作動させれば半波区間内で大きな電力をヒータ２１へ供給でき、逆に大きい位相角（１８０゜に近い角度）で双方向サイリスタ３２を作動させれば半波区間内で小さい電力をヒータ２１へ供給できる。したがって、給湯制御装置４０から双方向サイリスタ３２への位相制御により、ヒータ２１への供給電力量を高精度に制御でき、延いてはヒータ２１による加熱量も高精度に制御できるのである。なお、給電回路３０中には適宜な値のリアクタンス３３を設けてあり、双方向サイリスタ３２のスイッチングに起因して生ずる高調波による波形歪みを抑制するものとした。
【００２３】
給湯制御装置４０は、上述したように給電回路３０の双方向サイリスタ３２へトリガ信号を出力し、止水手段２２へ弁の開閉指示信号を出力する一方、給湯制御に必要な様々な情報として、給電回路３０における交流電源３１のゼロクロス点検出情報、流量検出手段２３からの流水量検出情報、水温検出手段２４からの給水温情報、湯温検出手段２５からの出湯温度情報、加熱部温度検出手段２６からの湯温（加熱部１２内の湯の温度）情報が入力される。加熱部１２の外部の温度を検出するために外気温検出手段２７を設けた場合には、外気温情報も取得できる。
【００２４】
また、給湯制御装置４０には、給湯装置の利用者あるいは管理者が操作する給湯温度設定手段２８から設定温度情報が入力され、これが給湯の目標温度となる。給湯指示手段２９は、蛇口１４付近に設けた対物センサのオン／オフ信号や、レバー或いはコックの操作に連動するセンサのオン／オフ信号であり、給湯の開始と終了を判断できる情報として給湯制御装置４０に入力される。
【００２５】
上記給湯指示手段２９より給湯指示を受けたとき、フィードフォワード熱量演算手段４１が、加熱部温度検出手段２６により検出された加熱部温度と給湯温度設定手段２８により設定された目標温度との差に加熱部２１の貯水容量を乗じた熱量をフィードフォワード熱量（以下、ＦＦ熱量とよぶ）として演算し、このＦＦ熱量をヒータ２１に発生させるための供給電力と電力供給時間である加熱電力量を予め定めた算出式に基づく演算、或いはＦＦ熱量と加熱電力量とを関連付けた対応表より抽出して静水加熱電力量設定手段４２が設定する。なお、ＦＦ熱量に相当する加熱電力量は、なるべく電力供給時間を短くする（点弧角を小さくして各ゼロクロス区間における電力量を大きくする）ようにしておき、静水加熱動作にかかる時間を短くすることが望ましい。
【００２６】
上記静水加熱電力量設定手段４２から設定された加熱電力量を受け取る加熱制御手段４３は、止水制御手段４４へ止水弁の開放を指示しないまま（止水手段２２が閉じたまま）、位相制御信号出力手段４５から双方向サイリスタ３２へ位相制御用のトリガ信号を出力させる。これにより、加熱部１２内に貯まっている水は、加熱したヒータ２１によってＦＦ熱量を受けて目標温度近くまで加温され、静水加熱の完了に伴って加熱制御手段４３が止水制御手段４４へ止水弁の開放を指示し、止水手段２２を開かせることにより、加熱部１２の吸水口１２ａから水が供給され、静水加熱されて目標温度となった加熱部１２内の湯が出湯口１２ｂから給湯管１３へ排出されることとなる。
【００２７】
しかしながら、静水加熱電力量設定手段４２によって設定された電力量は加熱部１２内に貯まっている水（或いは湯）を目標温度に上げるために必要な熱量として理論的には正しいものの、静水加熱動作により加熱部１２内部に溜まっている水に与えられた熱量の一部は、加熱部１２の管壁を伝わって外部へ放熱されたり、加熱部１２の吸水口１２ａから給水管１１側の水へ放熱されたり、加熱部１２の出湯口１２ｂから給湯管１３側の水へ放熱されたりするために、微少ではあるが誤差要因となって、目標温度に達しない可能性が高い。
【００２８】
そこで、給湯制御装置４０には補正熱量算出手段４６ａと補正熱量記憶手段４６ｂを設け、この補正熱量記憶手段４６ｂに記憶されている補正熱量をＦＦ熱量演算手段４１が算出したＦＦ熱量に加算した熱量に基づいて、静水加熱電力量設定手段４２が加熱電力量を設定するようにしても良い。
【００２９】
補正熱量記憶手段４６ｂに記憶させる補正熱量は、外気温と補正熱量とを関連付けた対応表から選定するようにしても良いが、経年使用による劣化とうに起因して、既知の対応表から選定した補正熱量では正確な静水加熱動作を行えなくなる懸念もある。そこで、本実施形態では、実際の加熱量との誤差を随時求めて、信頼性の高い補正熱量を補正熱量記憶手段４６ｂに記憶させるものとした、
【００３０】
かくするために、補正熱量算出手段４６ａは、ＦＦ熱量を与えた加熱部１２内の湯が全て出湯口１２ｂより排出されたタイミングで加熱部温度検出手段２６により検出された温度と目標温度との差に加熱部１２の貯水容量を乗じた補正熱量を求め、これを補正熱量記憶手段４６ｂに記憶させるものとした。なお、演算により求めた補正熱量に対しても放熱ロスが生ずることを加味して、加熱部１２の形状や材質に応じた放熱抵抗などから補正係数ｋを設定し、演算により求めた理論上の補正熱量に補正係数ｋを乗じた熱量を真の補正熱量として補正熱量記憶手段４６ｂに記憶させるようにしても良い。
【００３１】
また、補正熱量を求めるためには、補正熱量を加算していないＦＦ熱量のみで静水加熱動作を行わなければならないが、そのタイミングも任意に設定して構わない。補正値更新条件として、例えば、前の給湯指示と今回の給湯指示との間に予め定めた所定時間が経過していること、補正熱量の算出後に予め定めた所定回数の給湯指示があったこと、補正熱量の算出後に外気温検出手段２７による検出温度が所定温度以上変化したことなど、補正熱量記憶手段４６ｂに記憶している補正熱量の信頼性が損なわれないタイミングで補正熱量を更新することが望ましい。
【００３２】
補正熱量の更新制御は、例えば、補正値更新条件に基づいて静水加熱電力量設定手段４２がＦＦ熱量のみの加熱電力量を加熱制御手段４３に供給することで行い、このときに静水加熱された加熱部１２内の湯が全て加熱部１２から排出されたタイミング（例えば、止水手段２２を開いて給水を開始してから流量検出手段２３による検出流量の積算値が加熱部１２の容量に等しくなったタイミング）で加熱部温度検出手段２６の検出温度を取得し、これを用いて補正熱量算出手段４６ａが算出した補正熱量を補正熱量記憶手段４６ｂに記憶させるのである。なお、補正熱量更新のために行った給湯制御での出湯量が加熱部１２の容量に満たなかった場合には、加熱部検出手段２６によってＦＦ熱量のみによる加熱部１２の湯温を正確に検出できない。このような場合は、出湯量が加熱部１２の容量以上となるまで補正値更新をリトライするようにしても良いし、この回の補正値更新をキャンセルして次回の補正値更新条件が満たされるまで直前の補正熱量を継続使用するようにしても良い。
【００３３】
上述したように給湯指示手段２９を介して給湯指示を受けてから実際に蛇口１４より出湯させるまでには、加熱部１２内に貯まっている水を目標温度まで上げる静水加熱動作を行うが、それ以降は、公知既存の給湯装置と同様に、例えば、給水の温度と目標温度との差に加熱部１２へ吸水口１２ａより供給される単位時間当りの水量を乗じた熱量がヒータ１２による単位時間当りの発熱量となるように、通水加熱電力量算出手段４７が単位時間当りの供給電力を算出し、これに基づいて位相制御信号出力手段４５が双方向サイリスタ３２を点弧し、目標温度の湯を継続的に出湯するのである。なお、本実施形態では省略したが、蛇口１４から排出される湯の温度（例えば、湯温検出手段２５により検出される温度）が目標温度となる加熱量を通水加熱電力量算出手段４７が算出できるようにして、ヒータ２１への供給電力量をフィードバック制御することで、一層精度の高い湯温調整が可能となる。
【００３４】
上述したように、ＦＦ熱量の演算に加熱部温度検出手段２６の検出値を用いる場合、前回の給湯動作から時間経過の短い場合なと、加熱部温度検出手段２６の検出温度を加熱部１２内に貯まっている湯の温度と看做して差し支えないケースでは、精度の高いＦＦ熱量を求めることができるものの、加熱部温度検出手段２６により検出される温度を加熱部１２内の湯温と看做すことが妥当でないケースでは、適正なＦＦ熱量を演算できない可能性がある。
【００３５】
例えば、時間経過に伴う自然冷却で加熱部温度検出手段２６の検出温度と加熱部１２内の湯温とに無視できない差が生じている可能性がある場合、加熱部１２の容量に満たない少量の給湯指示が繰り返されたような場合を推定湯温採用条件として予め定めておき、推定湯温採用条件が満たされたとき、ＦＦ熱量演算手段４１は、推定湯温演算手段４８ａが演算した推定湯温を記憶している推定湯温記憶手段４８ｂから推定湯温を取得し、この推定湯温を加熱部温度検出手段２６からの検出温度に代えてＦＦ熱量を演算するものとした。
【００３６】
なお、推定湯温演算手段４８ａが加熱部１２内の湯温を推定する手法は特に限定されるものではなく、種々のファクターを考慮して任意に決めて構わない。例えば、給湯指示に基づく給湯動作が終わったときの加熱部１２内湯温を加熱部温度検出手段２６の検出温度と看做し、その後の経過時間、外気温（例えば、加熱部温度検出手段２６の検出温度の低下勾配から外気温を推定するようにしても良いし、外気温検出手段２７を設けた場合には、その検出温度を用いればよい。）、加熱部１２の形状や材質による放熱抵抗等から、時間経過に伴う加熱部１２内の放熱量を概算できるので、加熱部１２内の湯温を高い精度で推定することが可能である。この推定湯温の演算は、一定間隔もしくは一定温度変化毎に行うものとし、演算する毎に推定湯温記憶手段４８ｂの記憶湯温が随時更新される。なお、給湯動作によって、正確な加熱部１２の湯温を取得できたときには、この湯温を初期値として推定湯温の演算を行う。
【００３７】
以上のような機能実現手段を備える給湯制御装置４０によれば、ヒータ２１の加熱制御を高精度に行って、目標温度の湯を迅速に供給可能な電気式給湯装置を実現できる。しかも、補正熱量や推定温度を用いた精度の高い加熱電力量を設定し、出湯開始前の静水加熱動作を行うので、出湯開始時には目標温度の湯を供給することができ、火傷防止等の目的で水と混合させて出湯するような危険回避構造を採用する必要が無く、装置自体の小形化および低コスト化を図ることができる。
【００３８】
図３は、上述した給湯制御装置４０による給湯制御処理の一例を示すフローチャートである。
【００３９】
給湯制御処理の開始に際しては、先ず、加熱部１２の推定温度を演算・更新し（ステップＳ０１）、給湯指示手段２９からの給湯指示の有無を判定し（ステップＳ０２）、給湯指示を受けていなければステップＳ０１に戻って、加熱部１２の推定温度を演算・更新する。なお、給湯装置の電源投入時など、過去の加熱部温度情報が無い場合には、推定温度の演算が行えないので、加熱部温度検出手段２６の検出値を加熱部温度に仮設定し、次回の推定温度演算に用いればよい。
【００４０】
上記ステップＳ０２で給湯指示ありと判定された場合には、推定湯温採用条件が成立しているか否かを判定し（ステップＳ０３）、推定湯温採用条件が成立していないと判定されれば、加熱部温度検出手段２６による検出温度を用いてＦＦ熱量を演算する（ステップＳ０４）。一方、上記ステップＳ０３で推定湯温採用条件が成立していると判定された場合には、最新の推定湯温を用いてＦＦ熱量を演算する（ステップＳ０５）。
【００４１】
上記のようにして、加熱部温度検出手段２６の検出温度もしくは随時更新記憶している推定湯温を用いてＦＦ熱量が算出されると、ヒータ２１への供給電力量（供給電力と電力供給時間）を算出し（ステップＳ０６）、双方向サイリスタ３２への点弧指示に基づくヒータ２１への電力供給を行う（ステップＳ０７）。なお、この時は、止水手段２２が閉じたままなので、静水加熱が行われる。また、上記ステップＳ０６で算出する電力量は、通常時はＦＦ熱量と補正熱量の加算値であるが、補正熱量の更新時にはＦＦ熱量のみとする。
【００４２】
続いて、ヒータ２１への電力供給による静水加熱が設定電力量となる設定時間（静水加熱時間）が経過したか否かを判定し（ステップＳ０８）、未だ静水加熱時間が経過していなければ、ステップＳ０７に戻ってヒータ２１への電力供給を続ける。一方、上記ステップＳ０８で静水加熱時間が経過したと判定されれば、止水手段２２を開いて（止水弁を閉から開に変換して）、加熱部２１への給水を開始する（ステップＳ０９）。
【００４３】
給湯開始に伴って、給水管１１より加熱部１２へ単位時間当りに供給される水を目標温度にするために必要な熱量を単位時間当りの通水加熱電力を算出し（ステップＳ１０）、ヒータ１２への電力供給を行う（ステップＳ１１）。なお、通水加熱電力の算出に際しては、湯温検出手段２５からの検出情報に基づくフィードバック制御で、供給電力の補正を行う機能を追加しても良い。
【００４４】
続いて、加熱部１２内で静水加熱した水量（加熱部１２の貯水容量に等しい水量）が加熱部１２を通過して給湯管１３へ入ったタイミング（止水手段２２を開いてから流量検出手段２３によって検出された流量の積算値が加熱部１２の貯水容量に等しくなるタイミング）か否かを判定する（ステップＳ１２）。静水加熱した水量が未だ通過していないか、既に該当量以上が通過していた場合には、給湯指示手段２９より停止指示を受けたか否かを判定し（ステップＳ１３）、上記ステップＳ１０，Ｓ１１へ戻り、通水加熱電力の算出とヒータ２１への電力供給を続ける。
【００４５】
一方、上記ステップＳ１２で、静水加熱した水量が加熱部１２を通過して給湯管１３へ入ったタイミングと判断された場合には、このときの加熱部温度検出手段２６の検出温度と目標熱量から、加熱部２１で行う静水加熱の補正熱量を算出する（ステップＳ１４）。なお、ここで算出した補正熱量は、上記ステップＳ０６で補正熱量を含まないＦＦ熱量のみでヒータ２１への供給電力量を算出した場合（補正値更新条件の成立に基づく静水加熱動作の場合）に限り、新たな補正熱量として記憶更新される。
【００４６】
また、上記ステップＳ１３にて停止指示を受けた場合（例えば、給湯指示手段２９がオンからオフに変化した場合）には、止水手段２２を閉じて（止水弁を開から閉に変換して）、加熱部２１への給水を停止する（ステップＳ１５）。そして、上記ステップＳ０１に戻り、加熱部１２の推定湯温を演算・更新しつつ、次回の給湯指示を待つ。
【００４７】
以上、本発明に係る電気式給湯装置の加熱制御方法の実施形態を添付図面に基づいて説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない範囲で、公知既存の等価な技術手段を転用することにより実施しても構わない。
【符号の説明】
【００４８】
１１    給水管
１２    加熱部
１２ａ  吸水口
１２ｂ  出湯口
１３    給湯管
１４    蛇口
１５    バイパス管
２１    ヒータ
２２    止水手段
２３    流量検出手段
２４    水温検出手段
２５    湯温検出手段
２６    加熱部温度検出手段
２７    外気温検出手段
２８    給湯温度設定手段
２９    給湯指示手段
３０    給電回路
３１    交流電源
３２    双方向サイリスタ
３３    リアクタンス
４０    給湯制御装置
４１    ＦＦ熱量演算手段
４２    静水加熱電力量設定手段
４３    加熱制御手段
４４    止水制御手段
４５    位相制御信号出力手段
４６ａ  補正熱量算出手段
４６ｂ  補正熱量記憶手段
４７    通水加熱電力量演算手段
４８ａ  推定湯温演算手段
４８ｂ  推定湯温記憶手段
【図１】
2014178070.tif 000003
【図２】
2014178070.tif 000004
【図３】
2014178070.tif 000005