JPH029262B2 - - Google Patents
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- JPH029262B2 JPH029262B2 JP57086738A JP8673882A JPH029262B2 JP H029262 B2 JPH029262 B2 JP H029262B2 JP 57086738 A JP57086738 A JP 57086738A JP 8673882 A JP8673882 A JP 8673882A JP H029262 B2 JPH029262 B2 JP H029262B2
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
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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
- F24H9/00—Details
- F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
- F24H9/2035—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using fluid fuel
-
- 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
- F24H15/00—Control of fluid heaters
- F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
- F24H15/174—Supplying heated water with desired temperature or desired range of temperature
- F24H15/175—Supplying heated water with desired temperature or desired range of temperature where the difference between the measured temperature and a set temperature is kept under a predetermined value
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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- F24H15/00—Control of fluid heaters
- F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
- F24H15/212—Temperature of the water
- F24H15/215—Temperature of the water before heating
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガス・石油・電気等を熱源とする給湯
機において、給湯量を自動調節することによりい
つでも設定した温度のお湯が得られる制御装置に
関する。
機において、給湯量を自動調節することによりい
つでも設定した温度のお湯が得られる制御装置に
関する。
ここでは、ガスを燃料とする給湯機の湯温制御
を例に挙げて説明する。
を例に挙げて説明する。
第５図は、従来のガス給湯機の構成図で、熱源
となるガスバーナ１での燃焼熱を熱交換器２で水
と置換し、お湯を供給する。温度制御器３では、
出湯温度検知器４からの信号TWOと温度設定器
５からの信号TWRを入力し、前記信号の偏差
（TER＝TWR−TWO）から所定の燃焼量を決定
し供給熱量制御器６を制御して出湯温度TWOの
コントロールを行つている。一般的に、出湯温度
検知器４としてはサーミスタや熱電対が、また、
湯温制御のルゴリズムには、比例・積分・微分方
式（PID方式）やその組み合わせによる制御則等
がよく用いられる。
となるガスバーナ１での燃焼熱を熱交換器２で水
と置換し、お湯を供給する。温度制御器３では、
出湯温度検知器４からの信号TWOと温度設定器
５からの信号TWRを入力し、前記信号の偏差
（TER＝TWR−TWO）から所定の燃焼量を決定
し供給熱量制御器６を制御して出湯温度TWOの
コントロールを行つている。一般的に、出湯温度
検知器４としてはサーミスタや熱電対が、また、
湯温制御のルゴリズムには、比例・積分・微分方
式（PID方式）やその組み合わせによる制御則等
がよく用いられる。
第４図は、ガス給湯機の能力特性図で、機器の
最大燃焼量Qgmaxでの給湯量Fwと温度上昇値
ΔTとの関係を示している。前記Qgmax、Fw、
ΔTは、熱交換効率をηとすれば、 η・Qgmax＝ΔT・Fw …(1) となり、さらに、 ΔT＝η・Qgmax／Fw …(2) のように書き表わされる。すなわち、各給湯量
Fwにおいて同図で示された能力特性以上の温度
上昇は存在しない。たとえば、最大燃焼時の給湯
量がFw1のとき、温度上昇値は図示されているよ
うにΔT1となる。前述の温度制御器３は、温度設
定器５の信号と、入水温度TWIとの差、つまり
温度上昇させるべき値TUPがΔT1のとき、給湯
量Fw≦Fw1の領域において有効に作用する。し
かしFw＞Fw1の給湯量範囲、つまり、過大負荷
領域では湯温制御不可能となり、出湯温度はいつ
まで経つても設定温度にはなり得ない。また、同
図のΔTMは、最大供給水量Fwmax時の温度上昇
値である。
最大燃焼量Qgmaxでの給湯量Fwと温度上昇値
ΔTとの関係を示している。前記Qgmax、Fw、
ΔTは、熱交換効率をηとすれば、 η・Qgmax＝ΔT・Fw …(1) となり、さらに、 ΔT＝η・Qgmax／Fw …(2) のように書き表わされる。すなわち、各給湯量
Fwにおいて同図で示された能力特性以上の温度
上昇は存在しない。たとえば、最大燃焼時の給湯
量がFw1のとき、温度上昇値は図示されているよ
うにΔT1となる。前述の温度制御器３は、温度設
定器５の信号と、入水温度TWIとの差、つまり
温度上昇させるべき値TUPがΔT1のとき、給湯
量Fw≦Fw1の領域において有効に作用する。し
かしFw＞Fw1の給湯量範囲、つまり、過大負荷
領域では湯温制御不可能となり、出湯温度はいつ
まで経つても設定温度にはなり得ない。また、同
図のΔTMは、最大供給水量Fwmax時の温度上昇
値である。
このように、最大燃焼量Qgmaxによつて出湯
温度制御可能な給湯量が制限されるのである。
温度制御可能な給湯量が制限されるのである。
本発明は、上記のような従来の欠点を排除し、
負荷である水の入口圧変化による変動分や、機器
構成要素である供給水量制御器のばらつきを吸収
し、常に希望する温度の湯が得られると共に、供
給水量を制御するために用いられる位置検出器の
故障を検出し、少くとも従来通りの給湯機として
の利用を可能にする制御装置の提供を目的とす
る。
負荷である水の入口圧変化による変動分や、機器
構成要素である供給水量制御器のばらつきを吸収
し、常に希望する温度の湯が得られると共に、供
給水量を制御するために用いられる位置検出器の
故障を検出し、少くとも従来通りの給湯機として
の利用を可能にする制御装置の提供を目的とす
る。
上記目的を達成するために本発明の給湯機の制
御装置は設定温度と出湯温度の差に依存して給湯
機への供給熱量を制御する温度制御部と、設定温
度と入水温度の差、もしくは前記設定温度と出湯
温度の差に依存して給湯機への供給水量を制御す
る水量制御部と、供給水量に対応した前記水量制
御部の所定作動位置にて所定信号を出力する位置
検出器と、前記水量制御部が作動後も前記位置検
出器から所定信号が出力されないことを検知する
故障検知部と、前記故障検知部が故障状態を検知
したとき前記水量制御部に対して供給水量が増加
する制御信号を出力する供給水量強制増加部とか
らなるものである。
御装置は設定温度と出湯温度の差に依存して給湯
機への供給熱量を制御する温度制御部と、設定温
度と入水温度の差、もしくは前記設定温度と出湯
温度の差に依存して給湯機への供給水量を制御す
る水量制御部と、供給水量に対応した前記水量制
御部の所定作動位置にて所定信号を出力する位置
検出器と、前記水量制御部が作動後も前記位置検
出器から所定信号が出力されないことを検知する
故障検知部と、前記故障検知部が故障状態を検知
したとき前記水量制御部に対して供給水量が増加
する制御信号を出力する供給水量強制増加部とか
らなるものである。
以下にこの本発明の給湯機の制御装置について
作用を詳述する。
作用を詳述する。
設定温度と入水温度の差、つまり、温度上昇さ
すべき値TUPから第４図の能力特性に依存して
温度制御可能な給湯量に制御される場合、もしく
は、出湯温度偏差が所定値以上あるとき所定給湯
値が制御される場合、所定の供給水量となる水量
制御装置の作動位置が設定され、前記作動位置を
基点として他の水量制御位置が決められる。そこ
で位置検出器では、前記水量制御装置が所定の作
動位置にあることを検知し所定信号Ｓを発する。
ところが、前記所定の作動位置ではない状態で
も、前記位置検出器の故障により前記信号Ｓが出
力されている場合がある。この状態では基点が定
まらず、水量制御部による供給水量の制御は不確
実になる。そこで前記故障状態のとき、供給水量
を増加する信号が出され、給湯量は最大になる。
すべき値TUPから第４図の能力特性に依存して
温度制御可能な給湯量に制御される場合、もしく
は、出湯温度偏差が所定値以上あるとき所定給湯
値が制御される場合、所定の供給水量となる水量
制御装置の作動位置が設定され、前記作動位置を
基点として他の水量制御位置が決められる。そこ
で位置検出器では、前記水量制御装置が所定の作
動位置にあることを検知し所定信号Ｓを発する。
ところが、前記所定の作動位置ではない状態で
も、前記位置検出器の故障により前記信号Ｓが出
力されている場合がある。この状態では基点が定
まらず、水量制御部による供給水量の制御は不確
実になる。そこで前記故障状態のとき、供給水量
を増加する信号が出され、給湯量は最大になる。
位置検出器で検知する作動位置は、供給水量が
最大・最小、あるいは、中間の所定量でもよい。
ここでは、最大供給水量時の作動位置を検出して
所定信号Ｓを出力する位置検出器の例を挙げて説
明する。
最大・最小、あるいは、中間の所定量でもよい。
ここでは、最大供給水量時の作動位置を検出して
所定信号Ｓを出力する位置検出器の例を挙げて説
明する。
第１図に従つて、TUPによる水量制御を例に
挙げ、本発明の最大位置検出器を有する給湯機の
制御装置の一実施例を説明する。第５図と同一番
号のものは同様の機能を有する構成部を示してい
る。温度設定器５の信号TWRと入水温度検知器
７の信号TWIが水量制御器８に入力され、第４
図の給湯機能力特性に基づく供給水量になるよう
に供給水量制御装置９へ制御信号が出力される。
水量制御部とは、８の水量制御器と９の水量制御
装置をさしている。１０は最大位置検出器で、最
大供給水量となる所定位置の前記供給水量制御装
置作動状態にて、所定信号Ｓを出力する。また、
供給水量が最大でない前記供給水量制御装置の作
動位置では、最大位置検出器は所定信号Ｓを出力
しない。
挙げ、本発明の最大位置検出器を有する給湯機の
制御装置の一実施例を説明する。第５図と同一番
号のものは同様の機能を有する構成部を示してい
る。温度設定器５の信号TWRと入水温度検知器
７の信号TWIが水量制御器８に入力され、第４
図の給湯機能力特性に基づく供給水量になるよう
に供給水量制御装置９へ制御信号が出力される。
水量制御部とは、８の水量制御器と９の水量制御
装置をさしている。１０は最大位置検出器で、最
大供給水量となる所定位置の前記供給水量制御装
置作動状態にて、所定信号Ｓを出力する。また、
供給水量が最大でない前記供給水量制御装置の作
動位置では、最大位置検出器は所定信号Ｓを出力
しない。
第６図で前記水量制御器８の内部構成をさらに
詳しく示す。１７は演算処理駆動部で、前述した
如く温度設定器と、入水温度検知器７と、最大位
置検出器１０の各信号を入力し、所定の演算処理
を施した後、水量制御装置９へ駆動信号を出力し
ている。また１８は前記位置検出器１０から所定
信号が出力されないことを検出する故障検知部、
１９は前記故障検知部１８から故障検知信号が入
力されたとき最大の供給水量となるように増加す
る方向に前記水量制御部に対して信号を出力する
供給水量強制増加部である。
詳しく示す。１７は演算処理駆動部で、前述した
如く温度設定器と、入水温度検知器７と、最大位
置検出器１０の各信号を入力し、所定の演算処理
を施した後、水量制御装置９へ駆動信号を出力し
ている。また１８は前記位置検出器１０から所定
信号が出力されないことを検出する故障検知部、
１９は前記故障検知部１８から故障検知信号が入
力されたとき最大の供給水量となるように増加す
る方向に前記水量制御部に対して信号を出力する
供給水量強制増加部である。
第２図で本発明の水量制御部の一部分で最大位
置検出器の具体例を述べる。ａの１１は給湯機へ
の通水パイプ中に設けられた水量弁で、ギヤドモ
ータ１２の出力軸１３の回転動作に連動して、供
給水量を制御している。１４は、最大位置検出器
として用いられているマイクロスイツチである。
ｂの図により最大位置検出器のマイクロスイツチ
動作を、分かり易く示す。ａと同一番号のもの
は、同様の構成部品を示す。１５は回転軸１３に
取り付けられたレバーで、図上の回転矢印方向に
沿つて動き、時計周り回転を続行すると１４のマ
イクロスイツチのレバーを押圧し接点の開閉動作
を行わせると同時に、マイクロスイツチにより回
転動作をも停止させている。通常は、上述のマイ
クロスイツチ接点動作の所定信号Ｓにより水量制
御器からのギヤドモータ駆動信号が停止され、軸
回転が止まる。また、時計回転方向とは逆向きに
軸が回つたときには、所定量だけ回転すればマイ
クロスイツチ接点は必ず開状態となる。ところ
が、最大位置検出器のマイクロスイツチが故障、
つまり、接点が閉のままの状態が発生したときに
は、水量減少方向の軸回転、つまり図ｂで反時計
方向の回転が実行されても所定信号Ｓは出つ放し
となつている。前記故障状態を水量制御器で検知
し、所定信号Ｓには関係なく、供給水量増加方向
の駆動信号を前記水量制御装置に与える。実施例
では、仕様の水量制御範囲を作動させるに必要な
時間以上を加える。前記駆動時間中に最大供給水
量位置に達した場合には、マイクロスイツチによ
り回転レバーの動きが止められ、供給水量として
は最大状態が保たれる。
置検出器の具体例を述べる。ａの１１は給湯機へ
の通水パイプ中に設けられた水量弁で、ギヤドモ
ータ１２の出力軸１３の回転動作に連動して、供
給水量を制御している。１４は、最大位置検出器
として用いられているマイクロスイツチである。
ｂの図により最大位置検出器のマイクロスイツチ
動作を、分かり易く示す。ａと同一番号のもの
は、同様の構成部品を示す。１５は回転軸１３に
取り付けられたレバーで、図上の回転矢印方向に
沿つて動き、時計周り回転を続行すると１４のマ
イクロスイツチのレバーを押圧し接点の開閉動作
を行わせると同時に、マイクロスイツチにより回
転動作をも停止させている。通常は、上述のマイ
クロスイツチ接点動作の所定信号Ｓにより水量制
御器からのギヤドモータ駆動信号が停止され、軸
回転が止まる。また、時計回転方向とは逆向きに
軸が回つたときには、所定量だけ回転すればマイ
クロスイツチ接点は必ず開状態となる。ところ
が、最大位置検出器のマイクロスイツチが故障、
つまり、接点が閉のままの状態が発生したときに
は、水量減少方向の軸回転、つまり図ｂで反時計
方向の回転が実行されても所定信号Ｓは出つ放し
となつている。前記故障状態を水量制御器で検知
し、所定信号Ｓには関係なく、供給水量増加方向
の駆動信号を前記水量制御装置に与える。実施例
では、仕様の水量制御範囲を作動させるに必要な
時間以上を加える。前記駆動時間中に最大供給水
量位置に達した場合には、マイクロスイツチによ
り回転レバーの動きが止められ、供給水量として
は最大状態が保たれる。
次に第３図で、ａ出湯温度・ｂ供給水量・ｃ最
大位置検出器からの所定信号・ｄ水量制御装置へ
の駆動信号の時間特性を示す。本実施例では、電
源投入時（ｔ＝t0）に供給水量を最大にすべく、
水量制御装置へ開信号を出力し、最大位置検出器
からの所定信号Ｓが入つた時点（ｔ＝t01）で前
記開信号の出力を停止している。次に、ｔ＝t1で
燃焼が開始され出湯温度は上昇し、設定温度に近
づく。次に、ｔ＝t2で設定温度が変更されたの
で、入水温度との差TUPを基に第４図の特性に
従つて所定の給湯量Fw1まで絞ろうとする。とこ
ろが、供給水量減少方向の出力を出しｔ＝t3にな
つたときに、最大位置検出器の故障により所定信
号Ｓが出力されている。そこで供給水量を最大に
すべく、ｔ＝t3からｔ＝t4までの時間、強制的に
開出力を出している。その結果、設定変更された
温度には達せずａ図のようになつている。しか
し、これは従来の給湯機のように使用者が蛇口開
度を調節することにより設定温度が得られるの
で、利用上のレベル低下とはならない。
大位置検出器からの所定信号・ｄ水量制御装置へ
の駆動信号の時間特性を示す。本実施例では、電
源投入時（ｔ＝t0）に供給水量を最大にすべく、
水量制御装置へ開信号を出力し、最大位置検出器
からの所定信号Ｓが入つた時点（ｔ＝t01）で前
記開信号の出力を停止している。次に、ｔ＝t1で
燃焼が開始され出湯温度は上昇し、設定温度に近
づく。次に、ｔ＝t2で設定温度が変更されたの
で、入水温度との差TUPを基に第４図の特性に
従つて所定の給湯量Fw1まで絞ろうとする。とこ
ろが、供給水量減少方向の出力を出しｔ＝t3にな
つたときに、最大位置検出器の故障により所定信
号Ｓが出力されている。そこで供給水量を最大に
すべく、ｔ＝t3からｔ＝t4までの時間、強制的に
開出力を出している。その結果、設定変更された
温度には達せずａ図のようになつている。しか
し、これは従来の給湯機のように使用者が蛇口開
度を調節することにより設定温度が得られるの
で、利用上のレベル低下とはならない。
前記では、最大位置検出器の所定信号Ｓ出つ放
しの故障モードについて説明したが、開方向の出
力を出しても所定信号が入らない故障モードに関
しては、前述のように電源投入当初、あるいは、
給湯栓を閉じた給湯停止時に、開方向出力を所定
時間出して最大位置検出器からの所定信号を受け
るシーケンスを入れることにより検知出来る。例
え、前記所定時間内に信号Ｓが入らなくても、供
給水量としては最大の状態になつており、所定信
号Ｓが出つ放しの故障モードと同様動作となる。
しの故障モードについて説明したが、開方向の出
力を出しても所定信号が入らない故障モードに関
しては、前述のように電源投入当初、あるいは、
給湯栓を閉じた給湯停止時に、開方向出力を所定
時間出して最大位置検出器からの所定信号を受け
るシーケンスを入れることにより検知出来る。例
え、前記所定時間内に信号Ｓが入らなくても、供
給水量としては最大の状態になつており、所定信
号Ｓが出つ放しの故障モードと同様動作となる。
以上説明したように、本発明の給湯機の制御装
置に依れば、供給水量を常に湯温制御可能な範囲
に規制するので、必ず希望した温度の湯が得られ
る。さらに、供給水量制御の基点となる位置検出
器の故障に際しても、不確実な水量制御を実施せ
ず供給水量を最大にすることで、少なくとも従来
の給湯機としての利用は可能であり、利用者の蛇
口操作で設定温度が得られる。よつて、前記構成
部品の故障時にも、従来レベルに劣ることはな
い。
置に依れば、供給水量を常に湯温制御可能な範囲
に規制するので、必ず希望した温度の湯が得られ
る。さらに、供給水量制御の基点となる位置検出
器の故障に際しても、不確実な水量制御を実施せ
ず供給水量を最大にすることで、少なくとも従来
の給湯機としての利用は可能であり、利用者の蛇
口操作で設定温度が得られる。よつて、前記構成
部品の故障時にも、従来レベルに劣ることはな
い。
第１図は本発明の一実施例における給湯機の構
成図、第２図ａ，ｂは本発明の水量制御部の一部
分と最水位置検出器の一実施例を示す構成図、第
３図ａは出湯温度特性図、ｂは供給水量特性図、
ｃは最大位置検出器からの信号特性図、ｄは水量
制御器出力の時間特性図、第４図は給湯機の能力
特性図、第５図は従来例を示す給湯機の構成図、
第６図は本発明の水量制御器の内部構成図であ
る。 ３……温度制御器、６……供給熱量制御器、８
……水量制御器、９……供給水量制御器、１０…
…位置検出器。
成図、第２図ａ，ｂは本発明の水量制御部の一部
分と最水位置検出器の一実施例を示す構成図、第
３図ａは出湯温度特性図、ｂは供給水量特性図、
ｃは最大位置検出器からの信号特性図、ｄは水量
制御器出力の時間特性図、第４図は給湯機の能力
特性図、第５図は従来例を示す給湯機の構成図、
第６図は本発明の水量制御器の内部構成図であ
る。 ３……温度制御器、６……供給熱量制御器、８
……水量制御器、９……供給水量制御器、１０…
…位置検出器。
Claims (1)
- １ 設定温度と出湯温度の差に依存して給湯機へ
の供給熱量を制御する温度制御部と、設定温度と
入水温度の差、もしくは前記設定温度と出湯温度
の差に依存して給湯機への供給水量を制御する水
量制御部と、供給水量に対応した前記水量制御部
の所定作動位置にて所定信号を出力する位置検出
器と、前記水量制御部が作動後も前記位置検出器
から所定信号が出力されないことを検知する故障
検知部と、前記故障検知部が故障状態を検知した
とき前記水量制御部に対して供給水量が増加する
制御信号を出力する供給水量強制増加部とからな
る給湯機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57086738A JPS58203341A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 給湯機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57086738A JPS58203341A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 給湯機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58203341A JPS58203341A (ja) | 1983-11-26 |
| JPH029262B2 true JPH029262B2 (ja) | 1990-03-01 |
Family
ID=13895150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57086738A Granted JPS58203341A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 給湯機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58203341A (ja) |
-
1982
- 1982-05-21 JP JP57086738A patent/JPS58203341A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58203341A (ja) | 1983-11-26 |
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