JPH02223764A - 給湯器の温度制御装置 - Google Patents
給湯器の温度制御装置Info
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- JPH02223764A JPH02223764A JP1043907A JP4390789A JPH02223764A JP H02223764 A JPH02223764 A JP H02223764A JP 1043907 A JP1043907 A JP 1043907A JP 4390789 A JP4390789 A JP 4390789A JP H02223764 A JPH02223764 A JP H02223764A
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- water
- hot water
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
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- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、熱交換器を通過する水の流量を検出するため
の流量センサを設けない給湯器の温度制御装置に関し、
特に熱交換器へ流入する水の温度を検知する入水温度セ
ンサを設けないで、熱交換器から流出する湯水の温度を
検知する流出温度センサのみを備えた構造の簡単な給湯
器において効果的である。
の流量センサを設けない給湯器の温度制御装置に関し、
特に熱交換器へ流入する水の温度を検知する入水温度セ
ンサを設けないで、熱交換器から流出する湯水の温度を
検知する流出温度センサのみを備えた構造の簡単な給湯
器において効果的である。
[従来の技術]
給湯器の構造を簡単にして製造二[程を簡略化するとと
もに、製造コストを低減するために、出湯温度サーミス
タのみによってフィードバック制御する温度制御装置が
ある。こうした温度制御装置では、熱交換器への入水温
度を検知する入水温度サーミスタと、熱交換器を通過す
る水の流量を検出するための流量センサとが設けられて
いないため、出湯温度特性の向上を図るための機能を有
するものが用いられている。
もに、製造コストを低減するために、出湯温度サーミス
タのみによってフィードバック制御する温度制御装置が
ある。こうした温度制御装置では、熱交換器への入水温
度を検知する入水温度サーミスタと、熱交換器を通過す
る水の流量を検出するための流量センサとが設けられて
いないため、出湯温度特性の向上を図るための機能を有
するものが用いられている。
Iな、こうしたフィードバック制御の温度制御装置では
、給湯初期には、加熱されていない流出温度に基づいて
そのまま加熱量が制御されると、給湯水量が少ない場合
に過剰加熱によって出湯温度が高くなり過ぎる場合が生
じるおそれがあるため、危険を避けるために、加熱量は
、給湯水量が少ないことを前提にして少なく設定され、
その後、出湯温度センサによる検知温度に応じて、フィ
ードバック制御系の時定数による一定の時間遅れを伴っ
て加熱量が徐々に変更される。
、給湯初期には、加熱されていない流出温度に基づいて
そのまま加熱量が制御されると、給湯水量が少ない場合
に過剰加熱によって出湯温度が高くなり過ぎる場合が生
じるおそれがあるため、危険を避けるために、加熱量は
、給湯水量が少ないことを前提にして少なく設定され、
その後、出湯温度センサによる検知温度に応じて、フィ
ードバック制御系の時定数による一定の時間遅れを伴っ
て加熱量が徐々に変更される。
[発明が解決しようとする課題]
このように、こうした従来のフィードバック制御の給湯
器では、加熱量を制御するための情報が、出湯温度セン
サのみによって与えられ、熱交換器を通過する水の流量
に関する情報がないため、流!変化に対してどうしても
応答遅れが大きくなり、特に、給湯初期に給湯水量が多
い場合には、加熱量が不足するため、出湯温度の立ち」
−がりが遅くなり、出湯温度が目標温度に上昇して安定
するまでの時間が長くなるという問題がある。
器では、加熱量を制御するための情報が、出湯温度セン
サのみによって与えられ、熱交換器を通過する水の流量
に関する情報がないため、流!変化に対してどうしても
応答遅れが大きくなり、特に、給湯初期に給湯水量が多
い場合には、加熱量が不足するため、出湯温度の立ち」
−がりが遅くなり、出湯温度が目標温度に上昇して安定
するまでの時間が長くなるという問題がある。
本発明は、流量センサを備えないでフィー・−ドパツク
制御を行う給湯器において、給湯初期の出湯温度の立ち
上がり特性がよく、特に給湯量が多い場合に立ち上がり
特性の優れた給湯器の温度制御装置を提供することを目
的とする。
制御を行う給湯器において、給湯初期の出湯温度の立ち
上がり特性がよく、特に給湯量が多い場合に立ち上がり
特性の優れた給湯器の温度制御装置を提供することを目
的とする。
[課題を解決するための手段]
本発明の第1発明は、熱交換器への水の流入を検知する
水流検知手段によって給湯が検知されると、加熱手段番
こよる前記熱交換器の加熱を開始し、前記熱交換器の流
出部に設けられた温度センサに検知される温度情報に基
づいて前記加熱手段の加熱量を制御する給湯器の温度制
御装置において、給湯開始後の経過時間を計時する計時
手段と、前記熱交換器を通過する水の流量を推定する流
量推定手段を備え、該流量推定手段は、給湯が開始され
てから前記温度センサの検知温度が所定の変化を示すま
での時間に基づいて前記流量を推定することを技術的手
段とする。
水流検知手段によって給湯が検知されると、加熱手段番
こよる前記熱交換器の加熱を開始し、前記熱交換器の流
出部に設けられた温度センサに検知される温度情報に基
づいて前記加熱手段の加熱量を制御する給湯器の温度制
御装置において、給湯開始後の経過時間を計時する計時
手段と、前記熱交換器を通過する水の流量を推定する流
量推定手段を備え、該流量推定手段は、給湯が開始され
てから前記温度センサの検知温度が所定の変化を示すま
での時間に基づいて前記流量を推定することを技術的手
段とする。
第2発明は、前記流量推定手段は、前記温度センサの検
知温度の変化のflIX値が所定値になるまでの時間に
基づいて前記流量を推定することを技術的手段とする。
知温度の変化のflIX値が所定値になるまでの時間に
基づいて前記流量を推定することを技術的手段とする。
し作用]
一般に、給湯器では、加熱結果が出湯温度に現れるまで
には、時間遅れがあり、再給湯でない場合には、給湯を
開始してから出湯温度の変化が現れるまでの時間は、熱
交換器内を水が通過するのに要する時間である。
には、時間遅れがあり、再給湯でない場合には、給湯を
開始してから出湯温度の変化が現れるまでの時間は、熱
交換器内を水が通過するのに要する時間である。
この水の通過時間は、例えば一定の長さを有する水管式
の熱交換器を通過する流量によって変化し、大水量の場
合には、熱・交換器へ流入してから流出するまでの時間
が短く、小水量の場合には時間が長くなる。
の熱交換器を通過する流量によって変化し、大水量の場
合には、熱・交換器へ流入してから流出するまでの時間
が短く、小水量の場合には時間が長くなる。
こうした給湯器の特性を鑑みて、第1発明では、熱交換
器から流出する水の温度を温度センサで検知し、給湯開
始後、流出する水の温度が上昇し、温度センサの検知温
度が所定の変化を示すまでの時間、例えば、流出する水
の温度上昇が検知されるまでの時間に基づいて、熱交換
器を通過する水の流量を推定する。
器から流出する水の温度を温度センサで検知し、給湯開
始後、流出する水の温度が上昇し、温度センサの検知温
度が所定の変化を示すまでの時間、例えば、流出する水
の温度上昇が検知されるまでの時間に基づいて、熱交換
器を通過する水の流量を推定する。
また、第2発明では、熱交換器を通過する水に与えられ
た熱量の累計値と17ての温度センサの検知温度の変化
の積算値を求め、積算値が所定値になるまでの時間によ
って流量を推定するため、流量の違いによる検知温度の
変化量の違いをはっきりさせることができる。
た熱量の累計値と17ての温度センサの検知温度の変化
の積算値を求め、積算値が所定値になるまでの時間によ
って流量を推定するため、流量の違いによる検知温度の
変化量の違いをはっきりさせることができる。
し発明の効果]
本発明の第1発明では、給湯開始後に流出温度に所定の
変化が現れた時点で流量が推定されるため、加熱手段の
加熱量を流量に応じて速やかに制御することができる。
変化が現れた時点で流量が推定されるため、加熱手段の
加熱量を流量に応じて速やかに制御することができる。
特に流量が多い程、流量の推定が早くできるため、大流
量の場合の出湯温度の立上がりが、従来と比較して、大
きく向」−する。
量の場合の出湯温度の立上がりが、従来と比較して、大
きく向」−する。
第2発明では、水への加熱量の累計値としての検知温度
の変化の積算値を利用するため、流量の違いをはっきり
と把握することができる。従って、僅かな流量の違いに
対しても、各流量をそれぞれ特定することができる。
の変化の積算値を利用するため、流量の違いをはっきり
と把握することができる。従って、僅かな流量の違いに
対しても、各流量をそれぞれ特定することができる。
[実施例]
次に本発明の給湯器の温度制御装置を図面に示す実施例
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
第2図に示すガス燃焼式給湯器1.の燃焼器ケース10
内には、複数のバーナを配してなるバーナ群11が設け
られている。燃焼器ケース10の下方には、バーナ群1
1へ燃焼用空気を供給するための送風機12が設けられ
ている。燃焼器ケース10内のバーナ群11の上方には
水管式の熱交換器13が設けられ、内部を通過する水は
バーナ群1−1による燃焼熱により加熱される。燃焼器
ケース10内のバーナ群11の近傍には5バ一ナ群11
を点火するスパーカ14と5バ一ナ群11の着火を検知
するフレームロッド15とが備えられている。また、燃
焼器ケース10の上方には、燃焼排ガスを外部へ排出す
るための排気口2が設けられている。
内には、複数のバーナを配してなるバーナ群11が設け
られている。燃焼器ケース10の下方には、バーナ群1
1へ燃焼用空気を供給するための送風機12が設けられ
ている。燃焼器ケース10内のバーナ群11の上方には
水管式の熱交換器13が設けられ、内部を通過する水は
バーナ群1−1による燃焼熱により加熱される。燃焼器
ケース10内のバーナ群11の近傍には5バ一ナ群11
を点火するスパーカ14と5バ一ナ群11の着火を検知
するフレームロッド15とが備えられている。また、燃
焼器ケース10の上方には、燃焼排ガスを外部へ排出す
るための排気口2が設けられている。
バ・−す群11の下方には、燃料ガスを供給するだめの
ノズル管16が備えられ、ノズル管16にはバーナ群1
1の各バーナにそれぞれ対応し7て燃料ガスを噴出する
複数の燃料噴出口16aが設けられている。
ノズル管16が備えられ、ノズル管16にはバーナ群1
1の各バーナにそれぞれ対応し7て燃料ガスを噴出する
複数の燃料噴出口16aが設けられている。
ノズル管16へ燃料ガスを導く燃料管20には、通電時
に燃料ガスを通過させる2つの電磁弁21.22、通電
電流に応じて供給圧力を制御することによって燃料ガス
の供給量を調節するガバナ比例弁23が上流側より順に
そねぞれ設けt、れている6図示しない水供給源から熱
交換器】3へ水を導く水供給管17には、給湯水量を調
節するための′社動式水量制御装置18、熱交換器13
を通過する水を検知する水流スイッチ19が上流側から
順に備えられ、また熱交換器13から流出する温水を図
示しない給湯口へ導く給湯管17aには、熱交換器1.
3から流出する湯水の出湯温度TOutを検知する出湯
温サーミスタ25が備えられている。
に燃料ガスを通過させる2つの電磁弁21.22、通電
電流に応じて供給圧力を制御することによって燃料ガス
の供給量を調節するガバナ比例弁23が上流側より順に
そねぞれ設けt、れている6図示しない水供給源から熱
交換器】3へ水を導く水供給管17には、給湯水量を調
節するための′社動式水量制御装置18、熱交換器13
を通過する水を検知する水流スイッチ19が上流側から
順に備えられ、また熱交換器13から流出する温水を図
示しない給湯口へ導く給湯管17aには、熱交換器1.
3から流出する湯水の出湯温度TOutを検知する出湯
温サーミスタ25が備えられている。
制御装W30は、マイクロコンピュータを中心とする制
御回路を有17、水流スイッチ1.9の通水検知状態に
応じて所定のシーケンスで燃焼の開始および停止を行う
とともに5第1図に示す機能構成によって、出湯温サー
ミスタ25のみをセンサどして出湯水の温度制御を行
う。
御回路を有17、水流スイッチ1.9の通水検知状態に
応じて所定のシーケンスで燃焼の開始および停止を行う
とともに5第1図に示す機能構成によって、出湯温サー
ミスタ25のみをセンサどして出湯水の温度制御を行
う。
ここでは、熱交換器】3への入水温度サーミスタと熱交
換器13を通過する水の水量を検出するための流電セン
サとが設けられていないため、制御装置30は、出湯温
サーミスタ25の検知温度Tに基づいて入水温度Tin
と水量Wとをそれぞれ推定する。
換器13を通過する水の水量を検出するための流電セン
サとが設けられていないため、制御装置30は、出湯温
サーミスタ25の検知温度Tに基づいて入水温度Tin
と水量Wとをそれぞれ推定する。
入水温度推定部31は、出湯温サーミスタ25の検知温
度Tに基づいて、入水温度Tinを推定し1、それをメ
モリ3Iaに記憶する。
度Tに基づいて、入水温度Tinを推定し1、それをメ
モリ3Iaに記憶する。
次に入水温度T団の推定方法を、第3図に基づいて説明
する。
する。
水流スイッチ19によって給湯の開始が検知されたとき
に(ステップ1においてYES)+出湯温サーミスタ2
5の検知温度Tが変化している場合には、再給湯である
ことが考えられる。従って、検知温度Tに温度勾配があ
る場合には(ステップ2においてNO) 、入水温度’
Hnの推定を行わない。
に(ステップ1においてYES)+出湯温サーミスタ2
5の検知温度Tが変化している場合には、再給湯である
ことが考えられる。従って、検知温度Tに温度勾配があ
る場合には(ステップ2においてNO) 、入水温度’
Hnの推定を行わない。
給湯の開始が検知されたときに、温度勾配が検出されな
い場合には(ステップにおいてYES)、出湯温サーミ
スタ25の検知温度Tと、すでにメモリ31 aに入水
温度”[”inとし゛C記憶されている記憶温度”i”
memとを比較しくステップ3)、検知温度Tが記憶温
度T meIlより低い場合にはくステップ3において
YES)、検知温度]゛を新六′:な入水温度Tinと
して推定しくステップ4)、メモリ31aの記憶内容を
更新する(ステップ5)。
い場合には(ステップにおいてYES)、出湯温サーミ
スタ25の検知温度Tと、すでにメモリ31 aに入水
温度”[”inとし゛C記憶されている記憶温度”i”
memとを比較しくステップ3)、検知温度Tが記憶温
度T meIlより低い場合にはくステップ3において
YES)、検知温度]゛を新六′:な入水温度Tinと
して推定しくステップ4)、メモリ31aの記憶内容を
更新する(ステップ5)。
検知温度Tが記憶温度’T”ta傾より高い場合にはく
ステップ3においてNO)、記憶温度′l″ll1cm
に検知温度1゛の温度情報の一部を取り入れて新たな入
水温度1゛tnを推定しくステップ6)、それを記憶温
度T IIC!lとする(ステップ5)。
ステップ3においてNO)、記憶温度′l″ll1cm
に検知温度1゛の温度情報の一部を取り入れて新たな入
水温度1゛tnを推定しくステップ6)、それを記憶温
度T IIC!lとする(ステップ5)。
ステップ6では、新たな推定温度]゛1nは、記憶温度
T meiの温度情報の一部と検知温度Tの温度情報の
一部とから ’rin= (aXTlel +bxT)/ (a−ト
b)によって、新たな入水温度’l”inが演算される
。
T meiの温度情報の一部と検知温度Tの温度情報の
一部とから ’rin= (aXTlel +bxT)/ (a−ト
b)によって、新たな入水温度’l”inが演算される
。
水量推定部32は、熱交換器13を通過する水量Wを推
定する。
定する。
一般に、熱交換器13から流出する湯水の温度上昇ΔT
は、水が熱交換器13へ流入してから流出するまでにバ
ーナ群11によって加熱された結果である。いま、単位
時間当たりに水11 W uの水が、熱交換器13を通
過するために時rIRt必要であったとすると、このと
き、熱交換器13から流出する湯水の温度上昇ΔTに関
与した総崩熱量Q丁は、一般に、例えば単位時間当たり
の加熱量QUと加熱時間t(熱交換器13を通過するた
めに必要な時間t)との積で表すことができる。すなわ
ち、 Qt = Q u x t −■ で表される。
は、水が熱交換器13へ流入してから流出するまでにバ
ーナ群11によって加熱された結果である。いま、単位
時間当たりに水11 W uの水が、熱交換器13を通
過するために時rIRt必要であったとすると、このと
き、熱交換器13から流出する湯水の温度上昇ΔTに関
与した総崩熱量Q丁は、一般に、例えば単位時間当たり
の加熱量QUと加熱時間t(熱交換器13を通過するた
めに必要な時間t)との積で表すことができる。すなわ
ち、 Qt = Q u x t −■ で表される。
ここで、QuXtは、加熱時間を中の単位時間当たりの
加熱量Quの積算を示すものである。
加熱量Quの積算を示すものである。
従って、総崩熱量Q丁を、時間t1から時間tnまでの
加熱時間を中に加熱量が変化して、単位時間当たりの加
熱量Quが一定でない場合を含めて示すと、 QT=Qn+Qn−、t+Qn−z+−+Qz +Q1
=Σ?Qt ・・・ ■となる。
加熱時間を中に加熱量が変化して、単位時間当たりの加
熱量Quが一定でない場合を含めて示すと、 QT=Qn+Qn−、t+Qn−z+−+Qz +Q1
=Σ?Qt ・・・ ■となる。
ここで、Qn、Qn−、、Qn−i、−Q2、Q。
は、各単位時間tn、tn−x、tn、、・・・、t2
.1、における加熱量を示す。
.1、における加熱量を示す。
また、バーナ群11による総崩熱量QTは、熱交換器1
3の容積に応じた熱交換器13内の全水量Uの温度上昇
Δ1゛に作用したものであると見なすことができるため
、 Q丁二ΔTXU ■ となる。従って、式■と式■とから、 ΔTXU=Σ?Qt = Q n + Q n −1+ Q n −2+ −
+ Q x + Q・・・ ■ この結果、時間を濁って各単位時間毎の加熱量を積算し
たとき、熱交換器13内の全水量Uに対してΔTの温度
上昇を与えた総崩熱量QTに見合うだけの加熱量が得ら
れるまでの単位時間の合計を求めれば、それを加熱時間
tとすることができる。
3の容積に応じた熱交換器13内の全水量Uの温度上昇
Δ1゛に作用したものであると見なすことができるため
、 Q丁二ΔTXU ■ となる。従って、式■と式■とから、 ΔTXU=Σ?Qt = Q n + Q n −1+ Q n −2+ −
+ Q x + Q・・・ ■ この結果、時間を濁って各単位時間毎の加熱量を積算し
たとき、熱交換器13内の全水量Uに対してΔTの温度
上昇を与えた総崩熱量QTに見合うだけの加熱量が得ら
れるまでの単位時間の合計を求めれば、それを加熱時間
tとすることができる。
さらに、この加熱時Htは、熱交換器13内を水が通過
するために要した時間であり、熱交換器13内の全水量
Uと流量Wとの間には、U=Wxt ・・・
■の関係があることから、 W=U/l ■ によって、流量Wを求めることができる。
するために要した時間であり、熱交換器13内の全水量
Uと流量Wとの間には、U=Wxt ・・・
■の関係があることから、 W=U/l ■ によって、流量Wを求めることができる。
なお、この場合、水の通過に伴う時間遅れの定数を加味
してもよい。
してもよい。
水量推定部32では、出湯温サーミスタ25の検知温度
Tと、入水温度推定部31のメモリ31aに記憶されて
いる入水温度]゛団とから温度」−昇ΔTを求め、さら
に熱交換器13内の余水itJとから上式■によって総
崩熱量QTを算出する。
Tと、入水温度推定部31のメモリ31aに記憶されて
いる入水温度]゛団とから温度」−昇ΔTを求め、さら
に熱交換器13内の余水itJとから上式■によって総
崩熱量QTを算出する。
一方、後述する温調制御部34による所定単位時間Δを
毎の加熱量出力情報ΔQを、第4図に示す加熱量記憶部
32aの、エリアE1、エリアE2、・・・、エリアE
xに順次連続して記憶し、それを所定時間蓄積し、所定
時間を経過した情報については、新たな情報が与えられ
る都度、順次削除する。
毎の加熱量出力情報ΔQを、第4図に示す加熱量記憶部
32aの、エリアE1、エリアE2、・・・、エリアE
xに順次連続して記憶し、それを所定時間蓄積し、所定
時間を経過した情報については、新たな情報が与えられ
る都度、順次削除する。
すなわち、例えば、温調制御部34による所定単位時間
Δを毎の加熱量出力情報ΔQが、第5図に示すとおり、
時間とともに、・・・・・・、ΔQn−4、ΔQn−t
、ΔQn−x、ΔQ n −t、ΔQn、ΔQ nや8
、ΔQn+2、・・・・・・、のように変化している場
合、時刻Δtnには、加熱量記憶部32aでは、第4図
のAに示すとおり、エリアE1には時刻Δtnにおける
ΔQnが、エリアE2には時刻Δtn、、iにおけるΔ
Qn−tが、エリアE3には時刻Δtn−2におけるΔ
Qn、□2が、エリアE4には時刻ΔtrL−3におけ
るΔQn−1が、以下エリアExまで、時刻Δtnより
前の各加熱量出力情報ΔQがそれぞれのエリアEに対応
して記憶されている。
Δを毎の加熱量出力情報ΔQが、第5図に示すとおり、
時間とともに、・・・・・・、ΔQn−4、ΔQn−t
、ΔQn−x、ΔQ n −t、ΔQn、ΔQ nや8
、ΔQn+2、・・・・・・、のように変化している場
合、時刻Δtnには、加熱量記憶部32aでは、第4図
のAに示すとおり、エリアE1には時刻Δtnにおける
ΔQnが、エリアE2には時刻Δtn、、iにおけるΔ
Qn−tが、エリアE3には時刻Δtn−2におけるΔ
Qn、□2が、エリアE4には時刻ΔtrL−3におけ
るΔQn−1が、以下エリアExまで、時刻Δtnより
前の各加熱量出力情報ΔQがそれぞれのエリアEに対応
して記憶されている。
そして、次の時刻Δtn+tには、第4図のBに示すと
おり、時刻Δtn+tにおける加熱量出力情報ΔQn+
xがエリアE1に記憶され、以下、ΔQnがエリアE2
に、ΔQn−tがエリアE3に、ΔQn−2がエリアE
4に、・・・・・・、以下同様にエリアExまで、時刻
Δtnにおける各エリアEの加熱量出力情報ΔQがそれ
ぞれシフトされて記憶される。
おり、時刻Δtn+tにおける加熱量出力情報ΔQn+
xがエリアE1に記憶され、以下、ΔQnがエリアE2
に、ΔQn−tがエリアE3に、ΔQn−2がエリアE
4に、・・・・・・、以下同様にエリアExまで、時刻
Δtnにおける各エリアEの加熱量出力情報ΔQがそれ
ぞれシフトされて記憶される。
その後、同様に、一番新しい加熱量出力情報ΔQが常に
エリアE1に記憶され、エリアF、xの記憶情報が削除
されるようにして、所定単位時間Δを毎の加熱量出力情
報ΔQが連続して記憶蓄積される。
エリアE1に記憶され、エリアF、xの記憶情報が削除
されるようにして、所定単位時間Δを毎の加熱量出力情
報ΔQが連続して記憶蓄積される。
水星推定部32では、このように記憶された加熱量出力
情報ΔQを、新しい情報から順に積算し、−L式■によ
り、算出された総崩熱JiQ1と等しくなったときの所
定単位時間Δtの合計を熱交換器13から流出する水の
加熱時間tとして求める。
情報ΔQを、新しい情報から順に積算し、−L式■によ
り、算出された総崩熱JiQ1と等しくなったときの所
定単位時間Δtの合計を熱交換器13から流出する水の
加熱時間tとして求める。
この加熱時間tに基づいて、」・式■より熱交換器13
を通過する水の水itwを算出する。
を通過する水の水itwを算出する。
なお、ここで推定される水散W p 、は、加熱時間t
における平均の水1wとしての数値であり、給湯水量W
が逐次変更されている場合には、各時刻におHる水1w
を表すことができない。
における平均の水1wとしての数値であり、給湯水量W
が逐次変更されている場合には、各時刻におHる水1w
を表すことができない。
また、」1記の水量推定部32は、記憶蓄積された加熱
量出力情報ΔQを新しい情報から順に積算し、たとき、
総崩熱量QTと笠しくなる場合にだけ有効な加熱時間1
.が求められるものである。従つて、例えば、給湯初期
には、総崩熱量Q1と等しくなるまで加熱量出力情報Δ
Qを積算しようとしても、給湯開始以前には滴れないた
め、推定される水量WP1は、実際の水量Wより遥かに
大きい値を示す、この様子を示すと、第6図のようにな
る。この第6図では、例えば実線Cが大流量の場合を、
実線りが小水産の場合をそれぞれ示す。
量出力情報ΔQを新しい情報から順に積算し、たとき、
総崩熱量QTと笠しくなる場合にだけ有効な加熱時間1
.が求められるものである。従つて、例えば、給湯初期
には、総崩熱量Q1と等しくなるまで加熱量出力情報Δ
Qを積算しようとしても、給湯開始以前には滴れないた
め、推定される水量WP1は、実際の水量Wより遥かに
大きい値を示す、この様子を示すと、第6図のようにな
る。この第6図では、例えば実線Cが大流量の場合を、
実線りが小水産の場合をそれぞれ示す。
ここで、水量推定部32の推定による水量Wp。
、が、実際の水量Wに代わるものとして有効な水量We
、Wdをそれぞれ示すのは、給湯開始後、それぞれ時間
tc、時1’tajtdを経過したときである。このた
め、給湯開始から、これらの時間tc、時間tdをそれ
ぞれ経過するまでは、水量Wp。
、Wdをそれぞれ示すのは、給湯開始後、それぞれ時間
tc、時1’tajtdを経過したときである。このた
め、給湯開始から、これらの時間tc、時間tdをそれ
ぞれ経過するまでは、水量Wp。
に基づいた温度制御では、適切な加熱11Qを決定する
ことができない。
ことができない。
そこで、本実施例では、給湯初期に限って上記の水量推
定部32により推定される水量Wp1に代えて、本発明
の水量推定手段としての初期水量推定部33によって熱
交換器13を通過する水量Wり 2を推定している。
定部32により推定される水量Wp1に代えて、本発明
の水量推定手段としての初期水量推定部33によって熱
交換器13を通過する水量Wり 2を推定している。
1なわち、給湯開始後の出湯温度’routは、第7図
に示すとおり、その水量Wに応じた変化で現れ、例えば
、大水量の場合には、実線已に示すように比較的甲く」
−昇し、小水量の場合には、実線Fに示すとおり、大水
量の場合と比べて、上昇するのが遅い。
に示すとおり、その水量Wに応じた変化で現れ、例えば
、大水量の場合には、実線已に示すように比較的甲く」
−昇し、小水量の場合には、実線Fに示すとおり、大水
量の場合と比べて、上昇するのが遅い。
初期水量推定部33は、熱交換器13に対して与えられ
た熱量が出湯温度]”outの変化として現れるまでの
時間が、このように通過する水量Wに応じて異なること
に基づいて水量Wを推定するもので、加熱による所定の
熱量が検出されるまでの経過時間tmを計時部33aに
よって計時して水jlWを推定する。
た熱量が出湯温度]”outの変化として現れるまでの
時間が、このように通過する水量Wに応じて異なること
に基づいて水量Wを推定するもので、加熱による所定の
熱量が検出されるまでの経過時間tmを計時部33aに
よって計時して水jlWを推定する。
ここでは、与えられた所定の熱量を示すものとして、給
湯開始とともに検知温度Tの温度」−昇Δを積算した積
算値l)(検知温度Tについての時間に関する積分値)
を求め、この積算値Pが所定積算値P0になるまでの経
過時間tmを計時する。
湯開始とともに検知温度Tの温度」−昇Δを積算した積
算値l)(検知温度Tについての時間に関する積分値)
を求め、この積算値Pが所定積算値P0になるまでの経
過時間tmを計時する。
この所定積算値Poは、燃焼開始とともに熱交換器】3
に与えられる一定時間の熱量を示すものであり、第7図
においては、例えば、大水量の場合に、時間teまでの
面積S、に相当する熱量として示されるものであり、小
水量の場合に、時間tfまでの面積S2に相当する熱量
として示されるものである。特に2ここでは、実際に熱
交換器13通過する水量Wの違いをはっきりと検出でき
るようにするために、燃焼開始後の比較的短時間の加熱
量に相当する値が設定されている。
に与えられる一定時間の熱量を示すものであり、第7図
においては、例えば、大水量の場合に、時間teまでの
面積S、に相当する熱量として示されるものであり、小
水量の場合に、時間tfまでの面積S2に相当する熱量
として示されるものである。特に2ここでは、実際に熱
交換器13通過する水量Wの違いをはっきりと検出でき
るようにするために、燃焼開始後の比較的短時間の加熱
量に相当する値が設定されている。
この計時された経過時間tmに応じて、第8図に示すと
おり、それぞれ水量W pxが推定される。
おり、それぞれ水量W pxが推定される。
この結果、それぞれの水量において出湯温度が安定する
前の比較的早い時期に、それぞれの計時を終了できる。
前の比較的早い時期に、それぞれの計時を終了できる。
特に大水量の場合には、第7図に示すとおり、小水量の
場合に出湯温度が安定する時間tdに比べ、遥かに早く
に計時が終り、その結果、大水量であることを検出する
ことができる。
場合に出湯温度が安定する時間tdに比べ、遥かに早く
に計時が終り、その結果、大水量であることを検出する
ことができる。
なお、第7図における時間tc、tdは、それぞれ第6
図における時間te、tdと同じ時間を示すものである
。
図における時間te、tdと同じ時間を示すものである
。
従って、参考までに説明すると、第7図においてそれぞ
れの水量において計時を終了する各時間te、tfは、
第6図における時t’mte、tfと、それぞれと同じ
時間を示すものであり、ここで明らかなとおり、これら
の時間te、tfは、水量推定部32において推定され
る水IWp*が、ある・一定の水量値Wxを示すまでの
時間であることがわかる。
れの水量において計時を終了する各時間te、tfは、
第6図における時t’mte、tfと、それぞれと同じ
時間を示すものであり、ここで明らかなとおり、これら
の時間te、tfは、水量推定部32において推定され
る水IWp*が、ある・一定の水量値Wxを示すまでの
時間であることがわかる。
温調制御部34は、コントローラ40によって設定され
た目標温度’1’Set 、出湯温サーミスタ25によ
って検知された出湯温度TOut 、入水温度推定部3
1で推定された入水温度Tin、水量推定部32および
初期水量推定部33によってそれぞれ推定される水量w
p、、wp2とから加熱量Qを決定する。
た目標温度’1’Set 、出湯温サーミスタ25によ
って検知された出湯温度TOut 、入水温度推定部3
1で推定された入水温度Tin、水量推定部32および
初期水量推定部33によってそれぞれ推定される水量w
p、、wp2とから加熱量Qを決定する。
ここでは、給湯開始直後は、水流スイッチ19の作動開
始水量Wsを熱交換器13を通過する水量Wとし、推定
された入水温度Tin、コントローラ40の目標温度’
I’Setに基づいて加熱量Qを決定する。
始水量Wsを熱交換器13を通過する水量Wとし、推定
された入水温度Tin、コントローラ40の目標温度’
I’Setに基づいて加熱量Qを決定する。
その後、積算値が所定積算値P0になると、初期水量推
定部33によって推定された水JLWpiを水量Wとし
て加熱量Qを決定し、この水量Wp2に基づいて決定さ
れる時間が経過すると、水量推定部32によって推定さ
れる水量Wplを水量Wとして、加熱量Qを決定する。
定部33によって推定された水JLWpiを水量Wとし
て加熱量Qを決定し、この水量Wp2に基づいて決定さ
れる時間が経過すると、水量推定部32によって推定さ
れる水量Wplを水量Wとして、加熱量Qを決定する。
また、出湯温サーミスタ25の検知温度Tが一定温度に
上昇すると、検知温度Tに基づいてフィードバック制御
を行う。
上昇すると、検知温度Tに基づいてフィードバック制御
を行う。
このフィードバック制御においては、前述の水量推定部
32によって推定された水tWp lに基づいてフィー
ドバック制御系の時定数をその都度設定することによっ
て、安定した温度制御を行い、ハンチング等が起こらな
いようにしている。従って、水量変化に伴ってフィード
バック制御系の時定数が変化した場合にも、安定した温
度制御ができる。
32によって推定された水tWp lに基づいてフィー
ドバック制御系の時定数をその都度設定することによっ
て、安定した温度制御を行い、ハンチング等が起こらな
いようにしている。従って、水量変化に伴ってフィード
バック制御系の時定数が変化した場合にも、安定した温
度制御ができる。
なお、温調制御部34の加熱量Qは、加熱量出力情報Δ
Qとして、所定単位時間Δを毎に前述の加熱量記憶部3
4へ順次記憶される。
Qとして、所定単位時間Δを毎に前述の加熱量記憶部3
4へ順次記憶される。
駆動部35は、温調制御部34の加熱量Qに基づいて、
送風機12およびガバナ比例弁23を駆動制御する。こ
こでは、温調制御部34による加熱量Qに基づいた電圧
を送風機12に印加して駆動し、検出される送風機12
の回転数に基づいてガバナ比例弁23への電流値を通電
側御する。
送風機12およびガバナ比例弁23を駆動制御する。こ
こでは、温調制御部34による加熱量Qに基づいた電圧
を送風機12に印加して駆動し、検出される送風機12
の回転数に基づいてガバナ比例弁23への電流値を通電
側御する。
さらに、制御装置30では、給水量が加熱能力を越えな
いようにするために、出湯温サーミスタ25の検知温度
]゛に基づいて電動式水量制御装置18の開度を調節し
て、通過流量を制限する。
いようにするために、出湯温サーミスタ25の検知温度
]゛に基づいて電動式水量制御装置18の開度を調節し
て、通過流量を制限する。
なお、使用者によって目標温度’l”setを任意に設
定することができるコントローラ40は、給湯器の仕様
に応じて設置され、コントローラ40が設けられた場合
には、使用者の操作に応じて目標温度”+’setが設
定され、コントローラ40が設置されない場合には、一
定の温度〈例えば60℃)が目標温度”i”setとさ
れる。
定することができるコントローラ40は、給湯器の仕様
に応じて設置され、コントローラ40が設けられた場合
には、使用者の操作に応じて目標温度”+’setが設
定され、コントローラ40が設置されない場合には、一
定の温度〈例えば60℃)が目標温度”i”setとさ
れる。
次に、以上の構成からなる本実施例のガス燃焼式給湯器
1における温度制御について、水量Wの推定を中心にし
て、第9図を参考に説明する。
1における温度制御について、水量Wの推定を中心にし
て、第9図を参考に説明する。
使用者が給湯管17aの下流に設けられた図示しない給
湯栓を開くと、水供給管17内を水が通過して熱交換器
13内へ流入する。
湯栓を開くと、水供給管17内を水が通過して熱交換器
13内へ流入する。
水流スイッチ】9によって給湯が検知されると(ステッ
プ11においてYES)、所定のシーケンスで点火制御
が行われて燃焼が開始され、同時に計時部33aによっ
て経過時間tmの計時が開始される(ステップ12)、
このとき、出湯温度’i”outが変化しない場合に限
って、出湯温サーミスタ25の検知温度Tに応じて入水
温度Tinが推定され、メモリ31aの記憶温度”+、
’memが更新される。また、出湯温サーミスタ25の
検知温度Tの所定単位時間Δを毎の温度上、昇Δ]゛が
積算されて、積算値Pが算出される(ステップ13)。
プ11においてYES)、所定のシーケンスで点火制御
が行われて燃焼が開始され、同時に計時部33aによっ
て経過時間tmの計時が開始される(ステップ12)、
このとき、出湯温度’i”outが変化しない場合に限
って、出湯温サーミスタ25の検知温度Tに応じて入水
温度Tinが推定され、メモリ31aの記憶温度”+、
’memが更新される。また、出湯温サーミスタ25の
検知温度Tの所定単位時間Δを毎の温度上、昇Δ]゛が
積算されて、積算値Pが算出される(ステップ13)。
積算値Pが所定積算値Po以上、になると(ステップ1
4においてYES)、計時部33aによる計時が終了し
くステップ15)、計時された経過時間tmに基づいて
水IWp2が推定され(ステップ16)、その水IWp
2より初期時間t pが設定される(ステップ17)。
4においてYES)、計時部33aによる計時が終了し
くステップ15)、計時された経過時間tmに基づいて
水IWp2が推定され(ステップ16)、その水IWp
2より初期時間t pが設定される(ステップ17)。
初期時間tpが経過するとくステップ18)、水量推定
部32により推定された水Ji W p Iによる制御
が開始され(ステップ19)、以後、水量W plによ
り加熱皿Qが決定される。
部32により推定された水Ji W p Iによる制御
が開始され(ステップ19)、以後、水量W plによ
り加熱皿Qが決定される。
ここで求められた、水量Wplは、フィードバック制御
における時定数として利用されるなめ、例えば流量変化
によって出湯温度が変化した場合に、その流量変化に応
じた時定数によって加熱量Qを補正することができるた
め、加熱量の補正に伴うハンチング等が発生しにくい。
における時定数として利用されるなめ、例えば流量変化
によって出湯温度が変化した場合に、その流量変化に応
じた時定数によって加熱量Qを補正することができるた
め、加熱量の補正に伴うハンチング等が発生しにくい。
給湯栓を閉めて給湯を停止すると(ステップ20におい
てYES)、燃焼が停止する。
てYES)、燃焼が停止する。
以上のとおり、本実施例によれば、給湯初期に、速やか
に水量が推定されるため、適切な加熱量が決定される。
に水量が推定されるため、適切な加熱量が決定される。
特に水量が多い程、推定された水量に基づいて早く温調
制御が開始されるため、出湯温度の立」−がりが、従来
の場合と比較して向」−する。
制御が開始されるため、出湯温度の立」−がりが、従来
の場合と比較して向」−する。
」−記の実施例では、検知温度が所定の変化量を示すま
での時間に基づいて水量を推定したが、検知温度が立上
がる(変化を示す)までの時間に基づいて水量を推定し
てもよい。
での時間に基づいて水量を推定したが、検知温度が立上
がる(変化を示す)までの時間に基づいて水量を推定し
てもよい。
また、本実施例では、センサとしては出湯温サーミスタ
が設けられるだけであり、熱交換器の流入部にセンサが
設けられていないため、給湯器の構造が簡単になり、製
造工程が簡略化できるとともに、単なるフィードバック
制御の給湯器と同等の構造でありながら、非常に安定し
たフィードフォワード制御に近い出湯温度特性が得られ
る。
が設けられるだけであり、熱交換器の流入部にセンサが
設けられていないため、給湯器の構造が簡単になり、製
造工程が簡略化できるとともに、単なるフィードバック
制御の給湯器と同等の構造でありながら、非常に安定し
たフィードフォワード制御に近い出湯温度特性が得られ
る。
以上の実施例では、ガスを燃料とするガス給湯器を示し
たが、石油等の他の燃料による給湯器でもよい、また、
加熱源は、バーナに限定されず、電気加熱等の加熱手段
によるものでもよい。
たが、石油等の他の燃料による給湯器でもよい、また、
加熱源は、バーナに限定されず、電気加熱等の加熱手段
によるものでもよい。
第1図は本実施例のガス燃焼式給湯器の制御装置におけ
る機能的構成を示す機能ブロック図、第2図は本実施例
のガス燃焼式給湯器の概略を示す概略構成図、第3図は
本実施例の制御装置における入水温度の拍定過程を説明
するための流れ図、第4図は本実施例の加熱量記憶部の
記憶エリアを示すエリアマツプ、第5図は本実施例の制
御装置における加熱量出力情報の変化を示ずタイムチャ
ーI−1第6図は本実施例の水量推定部による推定水星
の変化を示すタイムチャート、第7図は本実施例におけ
る出湯温度の変化を水量について示したタイムチャーI
−・、第8図は本実施例の初期水量推定部における計時
部による経過時間と推定される水Jt W p 2との
関係を示す特性図、第9図は本実施例における水量の推
定過程を示す流れ図である。 図中、1つ・・・水流スイッチ(水流検知手段)、25
・・・出湯温サーミスタ(温度センサ)、30・・・制
御装置(給湯器の温度制御装置)、33・・・初期水量
推定部(流量推定手段)、33a・・・計時部(計時手
段)。 第3図
る機能的構成を示す機能ブロック図、第2図は本実施例
のガス燃焼式給湯器の概略を示す概略構成図、第3図は
本実施例の制御装置における入水温度の拍定過程を説明
するための流れ図、第4図は本実施例の加熱量記憶部の
記憶エリアを示すエリアマツプ、第5図は本実施例の制
御装置における加熱量出力情報の変化を示ずタイムチャ
ーI−1第6図は本実施例の水量推定部による推定水星
の変化を示すタイムチャート、第7図は本実施例におけ
る出湯温度の変化を水量について示したタイムチャーI
−・、第8図は本実施例の初期水量推定部における計時
部による経過時間と推定される水Jt W p 2との
関係を示す特性図、第9図は本実施例における水量の推
定過程を示す流れ図である。 図中、1つ・・・水流スイッチ(水流検知手段)、25
・・・出湯温サーミスタ(温度センサ)、30・・・制
御装置(給湯器の温度制御装置)、33・・・初期水量
推定部(流量推定手段)、33a・・・計時部(計時手
段)。 第3図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)熱交換器への水の流入を検知する水流検知手段によ
って給湯が検知されると、加熱手段による前記熱交換器
の加熱を開始し、前記熱交換器の流出部に設けられた温
度センサに検知される温度情報に基づいて前記加熱手段
の加熱量を制御する給湯器の温度制御装置において、 給湯開始後の経過時間を計時する計時手段と、前記熱交
換器を通過する水の流量を推定する流量推定手段を備え
、該流量推定手段は、給湯が開始されてから前記温度セ
ンサの検知温度が所定の変化を示すまでの時間に基づい
て前記流量を推定することを特徴とする給湯器の温度制
御装置。 2)前記流量推定手段は、前記温度センサの検知温度の
変化の積算値が所定値になるまでの時間に基づいて前記
流量を推定することを特徴とする請求項1記載の給湯器
の温度制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1043907A JPH0713545B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | 給湯器の温度制御装置 |
| KR1019900001657A KR940004173B1 (ko) | 1989-02-23 | 1990-02-09 | 급탕기의 온도 제어 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1043907A JPH0713545B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | 給湯器の温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02223764A true JPH02223764A (ja) | 1990-09-06 |
| JPH0713545B2 JPH0713545B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=12676786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1043907A Expired - Fee Related JPH0713545B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | 給湯器の温度制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713545B2 (ja) |
| KR (1) | KR940004173B1 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59157433A (ja) * | 1983-02-23 | 1984-09-06 | Mikuni Kogyo Co Ltd | 温度制御方法 |
-
1989
- 1989-02-23 JP JP1043907A patent/JPH0713545B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-02-09 KR KR1019900001657A patent/KR940004173B1/ko not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59157433A (ja) * | 1983-02-23 | 1984-09-06 | Mikuni Kogyo Co Ltd | 温度制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0713545B2 (ja) | 1995-02-15 |
| KR940004173B1 (ko) | 1994-05-16 |
| KR900013373A (ko) | 1990-09-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |