(57)【要約】【課題】沸き増し動作を制御し、料金を節約できる電気温水器を得る。【解決手段】貯湯槽２内の水を加熱する発熱体３と、貯湯槽２内の水の温度を検知する温度センサ４と、温度センサ４が過去に検知した温度に基づいて、想定した給水量を設定された給水温度で供給するために必要な沸き増し必要時間ＴＨ０  を算出し、温度センサ４が検知した温度が設定温度以下であると判断すると、沸き増し必要時間ＴＨ０  を限度として発熱体３を制御して沸き増しを行わせる制御部７とを少なくとも備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯槽内の水を加熱する加熱装置と、
前記貯湯槽内の水の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段が過去に検知した温度に基づいて、想定した給水量を設定された給水温度で供給するために必要な沸き増し必要時間を算出し、前記温度検知手段が検知した温度が設定温度以下であると判断すると、前記沸き増し必要時間を限度として前記加熱装置を制御して沸き増しを行わせる制御装置と
を少なくとも備えたことを特徴とする電気温水器。
【請求項２】
貯湯槽内の水を加熱する加熱装置と、
前記貯湯槽内の水の温度を検知する温度検知手段と、
使用水量を検出するための流量検出手段と、
前記温度検知手段が過去に検知した温度及び設定された沸き上げ設定湯温に基づいて、想定した給水量を設定された給水温度で供給するために必要な沸き増し水量及び沸き増し必要時間を算出し、前記使用水量の積算値が前記沸き増し水量以上であると判断すると、前記沸き増し必要時間を限度として前記加熱装置を制御して沸き増しを行わせる制御装置と
を少なくとも備えたことを特徴とする電気温水器。
【請求項３】
前記制御装置は、前記沸き増しを１日１回を限度として行うことを特徴とする請求項１又は２記載の電気温水器。
【請求項４】
貯湯槽内の水の温度を検知する温度検知手段が過去に検知した温度及び設定された沸き上げ設定湯温に基づいて、想定した給水量を設定された給水温度で供給するために必要な沸き増し必要時間を算出させる工程と、
前記温度検知手段が検知した温度が設定温度以下であると判断すると加熱装置を制御させて沸き増しを開始させる工程と、
前記貯湯槽内の水の温度が設定された沸き上げ設定湯温に達するか又は前記算出させ沸き増し必要時間が経過したと判断すると、前記加熱装置を制御させて前記沸き増しを終了させる工程と
を制御処理手段に少なくとも行わせることを特徴とする沸き増し方法のプログラム。
【請求項５】
貯湯槽内の水の温度を検知する温度検知手段が過去に検知した温度及び設定された沸き上げ設定湯温に基づいて、想定した給水量を設定された給水温度で供給するために必要な沸き増し水量及び沸き増し必要時間を算出させる工程と、
流量検出手段が検出した使用水量の積算値が前記沸き増し水量以上であると判断すると加熱装置を制御させて沸き増しを開始させる工程と、
前記貯湯槽内の水の温度が設定された沸き上げ設定湯温に達するか又は前記算出させ沸き増し必要時間が経過したと判断すると、前記加熱装置を制御させて前記沸き増しを終了させる工程と
を制御処理手段に少なくとも行わせることを特徴とする沸き増し方法のプログラム。
【請求項６】
前記加熱装置を制御した沸き増しを１日１回を限度として前記制御処理手段に行わせることを特徴とする請求項４又は５記載の沸き増し方法のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気温水器に関するものである。特に貯湯槽内の水を沸き増す沸き増し動作を行う場合の沸き増し制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気温水器で昼間沸き増し動作を行う場合、沸き増し設定手段にて沸き増し上限通電時間及び沸き増し上限通電回数を設定していた。そして、温度検出センサが予め定めた温度未満の温度を検出した時に、残り時間演算手段が残り時間が有ると判断し、かつ、残り回数演算手段が残り回数があると判断すると、沸き増し信号を出力して発熱体に給電し、目標温度まで沸き増していた。一方、残り時間がない又は残り回数がないと判断した場合には、沸き増し動作を停止し、行わなかった（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平８−２３４４５号公報（第２〜５頁、第１〜５図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電気温水器では、昼間沸き増し動作は、沸き増し設定手段にて設定された沸き増し上限通電時間及び沸き増し上限通電回数を基にして昼間沸き増しを行っていた。通常、電気温水器は昼間料金（７時〜２３時に適用される料金）よりも安い深夜料金（２３時〜翌朝７時に適用される料金）が適用される深夜電力を使用して夜間に沸き上げを行っている。昼間に行われる沸き増しは湯切れを防止するために設定するもので、この場合には料金の高い昼間の電気を使用する。その為、必要以上の通電時間及び通電回数が設定されると、料金の高い昼間の電気を使って必要以上に湯を沸き増ししてしまうという課題を有している。
【０００５】
そこで本発明は、上記のような課題を解決する為になされたものであり、沸き増し動作を制御し、料金を節約できる電気温水器を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電気温水器は、貯湯槽内の水を加熱する加熱装置と、貯湯槽内の水の温度を検知する温度検知手段と、温度検知手段が過去に検知した温度に基づいて、例えば、想定した風呂湯張り前の給湯量を設定された温度で供給するために必要な沸き増し必要時間を算出し、温度検知手段が検知した温度が設定温度以下であると判断すると、沸き増し必要時間を限度として加熱装置を制御して沸き増しを行わせる制御装置とを少なくとも備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の第１の実施の形態に係る電気温水器の構成図である。図１において、給水配管１は貯湯槽２に水等を供給するための配管である。通常は水道水が供給され、本実施の形態でも給水配管１から水道水を供給する。貯湯槽２には加熱装置である発熱体３が設けられており、制御信号（通電の有無等で表される）に基づいて貯湯槽２内の湯又は水（以下、湯水という）を加熱する。また、貯湯槽２壁面（ここでは下部壁面とする）には、温度検知手段である温度センサ４が取り付けられており、貯湯槽２内の湯水の温度に基づいた電気信号を制御部７に送信する。一方、給湯配管６は、通常、貯等槽２上部に設けられており、貯湯槽２内の湯水を、場合によっては別のタンク（図示せず）の水道水と混合させて、設定された給湯温度で蛇口・浴槽等へ給湯する。貯湯槽２と給湯配管６との間には貯湯槽２内を加熱した際に発生する膨張水を逃がす（排出する）ための逃がし弁５が設けられている。
【０００８】
制御装置となる制御部７は、後述する沸き増し必要量ＱＭ  、沸き増しにおける沸き増し必要時間ＴＨ０  等を算出する演算手段、入力され又は算出した設定事項等を記憶する記憶手段を有し、タイマ及び時計機能を備えている。また、制御部７は、設定事項等の算出だけではなく、電気温水器の発熱体３、貯湯槽２への給水等、制御信号を送信することで各手段を制御する役割も果たす。ここで、制御部７を例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｓｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ  ）を中心とするコンピュータ等のような演算処理手段で構成し、以下に示す沸き増し動作のための処理手順を予めプログラム化したものを演算処理手段が実行して、各手段を制御し、沸き増し動作を実現することが多い。操作部８は、オペレータに入力される沸き増し方法、沸き上げ設定湯温（設定された温度まで沸き上げるため沸き上げ設定湯温という言葉を用いるが、ここでは沸き増し動作に用いられる）等の設定事項を入力信号として制御部７に送信する。ここで、操作部８については、オペレータの設定事項を無線によって送信できるリモートコントローラを用いていてもよい。
【０００９】
本実施の形態の電気温水器は、予め風呂湯はり前に台所等で使用すると想定される給湯量及び給湯湯温に基づいて沸き増しに必要な時間を算出した上で、設定温度（ここでは４５℃）以下になったものと判断すると、沸き増し動作を行うものである。その際、沸き増しに必要な時間を沸き増しを行う最長（限度）の時間とし、ＴＨ０  を経過すると、昼間にはこれ以上の沸き増しを行わないようにする。
【００１０】
図２は制御部７を中心とする沸き増し動作のフローチャートである。ここでは動作による効果が高い昼間沸き増し動作について説明する。図２に基づいて本実施の形態における電気温水器の昼間沸き増し動作の処理手順について説明する。なお、処理Ｓ１〜処理Ｓ３の動作は毎日定時（例えば昼間料金に切り替わる７時）に行われ、算出された値に基づいてその日のＳ４以降の処理が行われる。
【００１１】
オペレータが操作部８を介して昼間沸き増し動作指示をしていると判断すると（処理Ｓ１）、制御部７は、湯張り前に台所等で使用すると想定される給湯量（以下、想定給湯量という）、設定された給湯温度及び式（１）に基づいて沸き増し必要量ＱＭ  を算出する（処理Ｓ２）。ここでは想定給湯量を１５０ｌ、給湯湯温を４２℃として予め設定するが、オペレータが操作部８から入力設定できるようにしてもよい。昼間沸き増し動作指示とともにオペレータが設定する沸き上げ設定湯温をＴ、温度センサ４により検知した水温をＴＷ  とすると、沸き増し必要量ＱＭ  は次式（１）で表される。沸き増し必要量ＱＭ  とは、想定給湯量（１５０ｌ）を給湯湯温（４２℃）で供給するために必要な熱量を沸き上げ設定湯温Ｔとの関係で水量に換算したものである。したがって、水温ＴＷ  が４２℃に近ければ沸き増し必要量ＱＭ  が低くなる。また、沸き上げ設定湯温Ｔを高くした場合にも、４２℃の湯水を供給する際に混合する水の割合を多くすればよいため、沸き増し必要量ＱＭ  が低くなる。ここで、水温ＴＷ  には、例えば温度センサ４により過去３日分検知した中で最も低い温度を用いる。通常、水道水が供給されれば水温ＴＷ  が給湯湯温よりも高くなる可能性は極めて低いので、ＱＭ  が負の値となることはまず考えられない。また、例えば、給湯湯温よりも低く上限値を設定する等の処置を施すことにより、ＱＭ  が負の値とならないようにする。
ＱＭ  ＝１５０×（４２−ＴＷ  ）／（Ｔ−ＴＷ  ）                …（１）
【００１２】
次に処理Ｓ３へ進み、さらに、操作部８にて設定された沸き上げ湯温Ｔ、温度センサ４にて検知した水温ＴＷ  等に基づいて、沸き増し必要量ＱＭ  を沸き増しするのに必要な沸き増し必要時間ＴＨ０  を算出する。ここで、発熱体定格をＰ、熱変換効率をηとすると、沸き増し必要時間ＴＨ０  は次式（２）で表される。
ＴＨ０  ＝ＱＭ  ×（Ｔ−ＴＷ  ）／（Ｐ×８６０×η）            …（２）
【００１３】
次に処理Ｓ４で温度センサ４により検知した温度ＴＷ１の監視を行い、予め定めた沸き増し開始温度（例えば４５℃）以下であるかどうかを判断する（処理Ｓ４）。沸き増し開始温度以下と判断した時点で、処理Ｓ５へ進み、発熱体３への通電を開始して、昼間沸き増しをスタートさせる（処理Ｓ５）。それとともに沸き増し時間積算タイマをスタートさせ、沸き増し時間を計る（処理Ｓ６）。
【００１４】
通電開始（タイマスタート）した後の処理Ｓ７では、沸き増し時間積算タイマ値が沸き増し必要時間ＴＨ０  を経過しているかどうかを判断する（処理Ｓ７）。経過していると判断すれば、少なくとも想定給湯量（１５０ｌ）を給湯湯温（４２℃）で供給するために必要な熱量を貯湯槽２内の湯水に供給したので、発熱体３への通電を停止して昼間沸き増しを終了する（処理Ｓ９）。
【００１５】
処理Ｓ７において、沸き増し必要時間ＴＨ０  を経過していないと判断すると、処理Ｓ８では、操作部８にて設定された沸き上げ設定湯温Ｔと温度センサ４にて検知した温度ＴＷ１とを比較する（処理Ｓ８）。温度センサ４にて検知した温度ＴＷ１が沸き上げ設定湯温Ｔ以上でなければ処理Ｓ７へ戻る。一方、温度センサ４にて検知した湯温ＴＷ  が沸き上げ設定湯温Ｔ以上であると判断すると、貯湯槽２内の湯水は想定給湯量（１５０ｌ）を給湯湯温（４２℃）で供給するだけの熱量を有しているものとして処理Ｓ９へ進み、発熱体３への通電を停止し、沸き増しを終了する（処理Ｓ９）。以上の処理により、昼間沸き増し動作が終了する。
【００１６】
以上のように第１の実施の形態の電気温水器によれば、予め湯はり前に台所等で使用する想定給湯量を給湯湯温で供給するために必要な時間ＴＨ０  を算出しておき、温度センサ４の検知した温度が予め定めた温度以下になった場合に、算出したＴＨ０  を最長時間として昼間沸き増しを行うようにして、沸き増し終了時刻前に風呂湯はりが開始されたとしても、長くても時間ＴＨ０  になると、発熱体３への通電を停止して沸き増しを終了させるため、必要以上の沸き増しを行わずにすみ、電気料金を節約することができる。これにより、例えば、風呂湯はりが開始されたとしても、時間ＴＨ０  だけ発熱体３を加熱しておけば、沸き増し動作１回で想定給湯量を給湯湯温で供給するために必要な熱量を貯湯槽２内の湯水に確保でき、昼間沸き増し動作回数が１日１回以内（０回又は１回）でよくなる。
【００１７】
実施の形態２
図３は本発明の第２の実施の形態に係る電気温水器の構成図である。図３において、図１と同じ符号番号を付しているものは、第１の実施の形態で説明した各構成と相当するものであるので説明を省略する。図３において、流量センサ９は、給湯配管６中を流れている湯（水）量（給湯量）を検出するためのものである。ここでは給湯配管６に流量センサ９を取り付けているが、給水配管１上に取り付けても良い。また、制御部７Ａは、流量センサ９により検出された水量（給湯量）の積算値を算出し、その値に基づいて昼間沸き増しを行うかどうかの判断処理を行う点で制御部７とは異なる。
【００１８】
本実施の形態は、制御部７Ａが、流量センサ９が検出した給湯量の積算値である使用湯量積算値（実際の使用湯量）が沸き増し必要量ＱＭ  以上と判断した場合に、沸き増し動作を開始するようにし、必要以上の沸き増しを防止するようにしたものである。
【００１９】
図４は制御部７Ａを中心とする昼間沸き増し動作のフローチャートである。図４に基づいて本実施の形態における電気温水器の昼間沸き増し動作について説明する。本実施の形態においても、処理Ｓ１１〜処理Ｓ１３の動作は毎日定時（例えば昼間料金に切り替わる７時）に行われ、算出された値に基づいてその日のＳ１４以降の処理が行われる。
【００２０】
オペレータが操作部８を介して昼間沸き増し動作指示をしていると判断すると（処理Ｓ１１）、制御部７は、想定給湯量、給湯温度及び式（１）に基づいて沸き増し必要量ＱＭ  を算出する（処理Ｓ１２）。本実施の形態においても、想定給湯量を１５０ｌ、給湯湯温を４２℃とする。この想定給湯量をオペレータが操作部８から入力設定できるようにしても良い。
【００２１】
次に処理Ｓ１３へ進み、さらに、操作部８にて設定された沸き上げ湯温Ｔ、温度センサ４にて検知した水温ＴＷ  等に基づいて、沸き増し必要量ＱＭ  を沸き増しするのに必要な沸き増し必要時間ＴＨ０  を式（２）に基づいて算出する（処理Ｓ１３）。
【００２２】
次に処理Ｓ１４で、流量センサ９により検出した使用湯量の積算値（現実に使用された湯量）が沸き増し必要量ＱＭ  以上となったかどうかを判断する（処理Ｓ１４）。沸き増し必要量ＱＭ  以下と判断すると、処理Ｓ１５へ進み発熱体３へ通電を開始し（処理Ｓ１５）、沸き増しを開始すると同時に、沸き増し時間積算タイマをスタートさせる（処理Ｓ１６）。
【００２３】
処理Ｓ１７では、沸き増し時間積算タイマ値が沸き増し必要時間ＴＨ０  を経過しているかどうかを判断する（処理Ｓ１７）。経過していると判断すれば発熱体３への通電を停止して沸き増しを終了する（処理Ｓ１９）。
【００２４】
処理Ｓ１７において、沸き増し必要時間ＴＨ０  を経過していないと判断すると、処理Ｓ１８では、操作部８にて設定された沸き上げ設定湯温Ｔと温度センサ４にて検知した湯温ＴＷ  とを比較する（処理Ｓ１８）。温度センサ４にて検知した湯温ＴＷ  が沸き上げ設定湯温Ｔ以上でなければ処理Ｓ１７へ戻る。温度センサ４にて検知した湯温ＴＷ  が沸き上げ設定湯温Ｔ以上であると判断すると、処理Ｓ１９へ進み、発熱体３へ通電を停止し、沸き増しを終了する（処理Ｓ１９）。以上の処理により、昼間予測沸き増し動作が終了する。
【００２５】
以上のように第２の実施の形態に係る電気温水器によれば、制御部７Ａが、流量センサ９により検出した給湯量に基づく使用湯量積算値と沸き増し必要量ＱＭ  とを比較し、昼間沸き増し動作を行うかどうかを判断するようにしたので、確実に沸き増し必要量ＱＭ  以上の湯を使用した場合に限り、昼間沸き増し動作を行わせることができる。そのため、必要以上の沸き増しを行わずにすみ、電気料金を節約することができる。これにより、沸き増し動作１回で想定給湯量を給湯湯温で供給するために必要な熱量を貯湯槽２内の湯水に確保でき、昼間沸き増し動作回数を１日１回以内を限度（０回又は１回）とすればよい。
【００２６】
実施の形態３．
上述の実施の形態では、沸き増し動作を昼間に行うものとしたが、例えば、沸き増し動作における判断等の処理手順を夜の沸き上げに適用する等、特に昼間に行うべき処理手順として限定する必要はない。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、温度検知手段が過去に検知した温度に基づいて、例えば、予め湯はり前に台所等で使用する想定給水量を設定された給水温度で供給するために必要な沸き増し必要時間を算出し、温度検知手段が検知した温度が設定温度以下であると判断すると、沸き増し必要時間を最長限度として加熱装置を制御して沸き増しを行わせる制御装置を備えるようにしたので、貯湯槽内の水量が変化しても、少なくとも想定給湯量を設定された給水温度で供給するための熱量は加えているため、必要以上の沸き増しを行わずにすみ、電気料金を節約できる電気温水器を得ることができる。これにより、１回沸き増し動作を行えば、想定給湯量を給湯湯温で供給するために必要な熱量が貯湯槽２内の湯水に確保されるので、昼間の沸き増し動作回数を１日１回以内（０回又は１回）にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る電気温水器の構成図である。
【図２】実施の形態１の昼間沸き増し動作のフローチャートである。
【図３】実施の形態２に係る電気温水器の構成図である。
【図４】実施の形態２の昼間沸き増し動作のフローチャートである。
【符号の説明】
１  給水配管、２  貯湯槽、３  発熱体、４  温度センサ、５  逃がし弁、  ６  給湯配管、７、７Ａ  制御部、８  操作部、９  流量センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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