JPH0450498B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0450498B2 JPH0450498B2 JP60091125A JP9112585A JPH0450498B2 JP H0450498 B2 JPH0450498 B2 JP H0450498B2 JP 60091125 A JP60091125 A JP 60091125A JP 9112585 A JP9112585 A JP 9112585A JP H0450498 B2 JPH0450498 B2 JP H0450498B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- temperature
- value
- detector
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Control Of Combustion (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、給湯機の出湯温度制御方法に関す
る。
る。
給湯機の出湯温度制御方法は、従来熱交換器の
出口側に温度検出器を設け、その温度検出器で検
出した出湯温度と温度設定器で設定した設定温度
との偏差で燃料流量調節弁の開度を調節するフイ
ードバツク制御が主流であつた。しかしフイード
バツク制御では水量を検出していないため、給湯
機の起動時の応答特性及び水量変化時の応答特性
が悪いという欠点をもつていた。そこで近年、給
湯機内の水通路に水量検出器を設け水量を検出す
ると共に、熱交換器の入口側にも温度検出器を設
けて入水温度も検出することにより、次の演算式
により予め必要熱量に比例した値を計算し、燃料
流量調節弁の開度を調節するフイードフオワード
制御が行なわれている。
出口側に温度検出器を設け、その温度検出器で検
出した出湯温度と温度設定器で設定した設定温度
との偏差で燃料流量調節弁の開度を調節するフイ
ードバツク制御が主流であつた。しかしフイード
バツク制御では水量を検出していないため、給湯
機の起動時の応答特性及び水量変化時の応答特性
が悪いという欠点をもつていた。そこで近年、給
湯機内の水通路に水量検出器を設け水量を検出す
ると共に、熱交換器の入口側にも温度検出器を設
けて入水温度も検出することにより、次の演算式
により予め必要熱量に比例した値を計算し、燃料
流量調節弁の開度を調節するフイードフオワード
制御が行なわれている。
F1＝Ｋ・Ｗ・（Ts−TI） ……(1)
F1：必要熱量に比例した値
Ｗ：水量
Ts：設定温度
Ti：入水温度
Ｋ：定数
このフイードフオワード制御は、一般には前記
フイードバツク制御と合わせて用いられている。
第３図に、フイードフオワード制御とフイードバ
ツク制御によつて出湯温度制御を行う給湯機の作
動原理図を示す。水通路１には熱交換器４の前流
側に水量検出器２、入水温度検出器３、後流側に
出湯温度検出器５を備えている。燃料通路６には
電磁弁７、熱量流量調節弁８を備え、燃料はバー
Ｔ９へ導かれて燃焼する。
フイードバツク制御と合わせて用いられている。
第３図に、フイードフオワード制御とフイードバ
ツク制御によつて出湯温度制御を行う給湯機の作
動原理図を示す。水通路１には熱交換器４の前流
側に水量検出器２、入水温度検出器３、後流側に
出湯温度検出器５を備えている。燃料通路６には
電磁弁７、熱量流量調節弁８を備え、燃料はバー
Ｔ９へ導かれて燃焼する。
第４図には、第３図の給湯機の従来の出湯温度
制御方法を示す。水量検出器２で検出した水量Ｗ
と、入水温度検出器３で検出した入水温度Tiと、
出湯温度検出器５で検出しいた出湯温度Toと、
温度設定器１０で設定した設定温度Tsを入力信
号として前記(1)式により必要熱量に比例した値で
あるF1を求め、次に第１の制御系（フイドフオ
ワード制御系）では、F1を入力としてF1に比例
した値F2を出力する。そしてF2の値によつて燃
料流量調節弁８の開度を設定する。一方第２の制
御系（フイードバツク制御系）では設定温度Ts
と出湯温度Toとて求められる偏差ΔT＝Ts−To
に基づいてフイードバツク量を求め、前記偏差が
小さくなるように前記第１の制御系で設定した燃
料流量調節弁８の開度を補正する信号B2を出力
する。以上の制御により出湯温度が設定温度に一
致する様に燃料流量調節弁８の開度を制御してい
た。
制御方法を示す。水量検出器２で検出した水量Ｗ
と、入水温度検出器３で検出した入水温度Tiと、
出湯温度検出器５で検出しいた出湯温度Toと、
温度設定器１０で設定した設定温度Tsを入力信
号として前記(1)式により必要熱量に比例した値で
あるF1を求め、次に第１の制御系（フイドフオ
ワード制御系）では、F1を入力としてF1に比例
した値F2を出力する。そしてF2の値によつて燃
料流量調節弁８の開度を設定する。一方第２の制
御系（フイードバツク制御系）では設定温度Ts
と出湯温度Toとて求められる偏差ΔT＝Ts−To
に基づいてフイードバツク量を求め、前記偏差が
小さくなるように前記第１の制御系で設定した燃
料流量調節弁８の開度を補正する信号B2を出力
する。以上の制御により出湯温度が設定温度に一
致する様に燃料流量調節弁８の開度を制御してい
た。
従来のフイードフオワードとフイードバツク制
御による出湯特性の１例を第５図に示す。ここで
は、フイードバツク制御を積分制御だけで行な
い、設定温度を42℃→50℃に変化させた場合の応
答特性を示している。設定温度を変化すると、第
１の制御系（フイードフオワード制御系）では
Ts，Ti，Ｗから計算されたF1を入力としてF2を
出力する。また第２の制御系（フイードバツク制
御系）では、Ts，Toから求められる偏差ΔTを
入力としてB2を出力する。ところで給湯機の熱
交換器４の水管は１〜2mの長さをもつため、変
化開始時には適切な燃料量が投入されても出湯温
度が変化しない無駄時間が発生すると共に、熱交
換器４のもつ熱容量のために、出湯温度の立北り
は遅くなる。
御による出湯特性の１例を第５図に示す。ここで
は、フイードバツク制御を積分制御だけで行な
い、設定温度を42℃→50℃に変化させた場合の応
答特性を示している。設定温度を変化すると、第
１の制御系（フイードフオワード制御系）では
Ts，Ti，Ｗから計算されたF1を入力としてF2を
出力する。また第２の制御系（フイードバツク制
御系）では、Ts，Toから求められる偏差ΔTを
入力としてB2を出力する。ところで給湯機の熱
交換器４の水管は１〜2mの長さをもつため、変
化開始時には適切な燃料量が投入されても出湯温
度が変化しない無駄時間が発生すると共に、熱交
換器４のもつ熱容量のために、出湯温度の立北り
は遅くなる。
そのため従来の制御方法では、第１の制御系か
らの出力F2によつて燃料流量調節弁８の開度が
イの点に設定されると共に、第２の制御系からの
出力B2によつて出湯温度が設定温度以下にある
間は燃料流量調節弁８の開度を開ける方向に駆動
される。ところで前述の様に設定温度変化時の出
湯温度の応答には無駄時間と遅れが発生するた
め、設定温度変化開始時には見掛け上ΔTの値は
大きくなりその結果B2が大きくなるため、燃料
流量調節弁８の開度はロの点まで大きくなる。次
に出湯温度が設定温度以上になると、ΔTの値が
負になりB2も負となつて燃料流量調節弁の開度
を閉める方向に駆動するが、前記出湯温度の応答
の無駄時間と応答遅れのための、出湯温度には図
中示したようなオーバーシユートが発生すると共
に出湯温度の安定に時間を要していた。また、第
４図の従来の制御方法のフイードバツク制御系
は、設定温度と出湯温度の偏差だけで制御してお
り、水量のデータが入つていない為、水量が多い
場合は相対的にフイードバツクによる補正値が小
さく、水量が少ない場合は相対的にフイードバツ
クによる補正値が大きくなるため、特に水量が少
ない場合に前記オーバーシユートが大きくなり使
用者に不快感を与えていた。
らの出力F2によつて燃料流量調節弁８の開度が
イの点に設定されると共に、第２の制御系からの
出力B2によつて出湯温度が設定温度以下にある
間は燃料流量調節弁８の開度を開ける方向に駆動
される。ところで前述の様に設定温度変化時の出
湯温度の応答には無駄時間と遅れが発生するた
め、設定温度変化開始時には見掛け上ΔTの値は
大きくなりその結果B2が大きくなるため、燃料
流量調節弁８の開度はロの点まで大きくなる。次
に出湯温度が設定温度以上になると、ΔTの値が
負になりB2も負となつて燃料流量調節弁の開度
を閉める方向に駆動するが、前記出湯温度の応答
の無駄時間と応答遅れのための、出湯温度には図
中示したようなオーバーシユートが発生すると共
に出湯温度の安定に時間を要していた。また、第
４図の従来の制御方法のフイードバツク制御系
は、設定温度と出湯温度の偏差だけで制御してお
り、水量のデータが入つていない為、水量が多い
場合は相対的にフイードバツクによる補正値が小
さく、水量が少ない場合は相対的にフイードバツ
クによる補正値が大きくなるため、特に水量が少
ない場合に前記オーバーシユートが大きくなり使
用者に不快感を与えていた。
前記従来技術による問題点を解決するための本
発明の制御方法を第１図に示す。
発明の制御方法を第１図に示す。
まず給水量検出器２で検出した水量Ｗと、入水
温度検出器３で検出した入水温度Tiと、温度設
定器１０で設定した設定温度Tsとから(1)式でF1
を計算する。また設定温度Tsと、出湯温度検出
器５で検出した出湯温度Toと、水量Ｗとすら次
式によりB1を計算する。
温度検出器３で検出した入水温度Tiと、温度設
定器１０で設定した設定温度Tsとから(1)式でF1
を計算する。また設定温度Tsと、出湯温度検出
器５で検出した出湯温度Toと、水量Ｗとすら次
式によりB1を計算する。
B1＝Ｋ×Ｗ×（Ts−To） ……(2)
ここでB1は、次式の様に計算しても全く同様で
ある。
ある。
B1＝F1−Ｋ×Ｗ×（To−Ti） ……(3)
次にB1にある定数C1を乗算してF1との和をと
り、 F2＝F1＋C1×B1 ……(4) を求める。
り、 F2＝F1＋C1×B1 ……(4) を求める。
以上(1)，(2)，（又は(3)），(4)式で求めたF1，B1，
F2を用いて以下制御するものである。
F2を用いて以下制御するものである。
第１の制御系では、F2を入力として第１図に
示す如くF2の関数であるF3を出力する。ここで
F3はフイードフオワードにフイードバツクの比
例制御を加えた制御による値と考えてさしつかえ
ない。又、第２の制御系ではB1を入力としてフ
イードバツク量B2を出力する。そしてF1の単位
時間当りの変化量DF1がある値C2以下であると、
F1が変化してから一定時間C3内は第２の制御系
の出力をB2＝０とし、第１の制御系の出力であ
るF3たけで燃料流量調節弁８の開度を制御する。
そして一定時間C3経過後から、F3とB2の両方の
信号で燃料流量制御弁８の開度を調節するように
した。即ち従来の制御系と比べると次の点に特徴
がある。
示す如くF2の関数であるF3を出力する。ここで
F3はフイードフオワードにフイードバツクの比
例制御を加えた制御による値と考えてさしつかえ
ない。又、第２の制御系ではB1を入力としてフ
イードバツク量B2を出力する。そしてF1の単位
時間当りの変化量DF1がある値C2以下であると、
F1が変化してから一定時間C3内は第２の制御系
の出力をB2＝０とし、第１の制御系の出力であ
るF3たけで燃料流量調節弁８の開度を制御する。
そして一定時間C3経過後から、F3とB2の両方の
信号で燃料流量制御弁８の開度を調節するように
した。即ち従来の制御系と比べると次の点に特徴
がある。
(1) 負荷変化時（水量又は設定温度変化時）に第
１の制御系から、出力する信号が従来はフイー
ドフオワード値であつたが、本発明はフイード
フオワード値とフイードバツク（比例制御）値
とした。
１の制御系から、出力する信号が従来はフイー
ドフオワード値であつたが、本発明はフイード
フオワード値とフイードバツク（比例制御）値
とした。
(2) 第２の制御系の入力が従来は単純にΔT＝Ts
−Toであつたが、本発明はこれに水量の項を
加え(2)式とした。
−Toであつたが、本発明はこれに水量の項を
加え(2)式とした。
(3) 負荷変化時、従来の制御方法では負荷変化直
後から、第２の制御系の出力と第１の制御系の
出力で燃料流量調節弁８を駆動していたが、本
発明では負荷変化時一定時間内は第２の制御系
の出力をＯとした。
後から、第２の制御系の出力と第１の制御系の
出力で燃料流量調節弁８を駆動していたが、本
発明では負荷変化時一定時間内は第２の制御系
の出力をＯとした。
本発明による制御方法での出湯温度特性を第２
図に示す。条件は第５図と同様とする。まず設定
温度を42℃→50℃に変化すると一定時間第２の制
御系の出力B2＝０となるため、第１の制御系の
出力F3で燃料流量調節弁８の開度が設定される。
ところでF3は第１図中のようにF2に比例した値
として求められるが、F2＝F1＋C1×B1である。
設定温度変化時F1はある値へ変化しその後一定
値を保つが、B1は出湯温度Toと設定温度Tsとの
差が大きいうちは大きく、出湯温度Toが設定温
度Tsに近づくに従つて漸減する。即ちF3による
燃料流量調節弁８の動きは、第２図の如く負荷変
化時に開度大となり次第に開度小となる。そのた
め設定温度変化時の出湯温度の立上りの傾きが大
きくなり、素早く設定温度に近づこうとする。次
に一定時間経過後は、第１の制御系の出力F3に
第２の制御系の出力B2も加わり、更にB2は(2)式
で求められるB1に基づいた値であるため、適正
なフイードバツク量で燃料流量制御弁８の開度を
制御できるので、第５図のようなオーバーシユー
トもなく出湯温度の安定時間も短くできる。
図に示す。条件は第５図と同様とする。まず設定
温度を42℃→50℃に変化すると一定時間第２の制
御系の出力B2＝０となるため、第１の制御系の
出力F3で燃料流量調節弁８の開度が設定される。
ところでF3は第１図中のようにF2に比例した値
として求められるが、F2＝F1＋C1×B1である。
設定温度変化時F1はある値へ変化しその後一定
値を保つが、B1は出湯温度Toと設定温度Tsとの
差が大きいうちは大きく、出湯温度Toが設定温
度Tsに近づくに従つて漸減する。即ちF3による
燃料流量調節弁８の動きは、第２図の如く負荷変
化時に開度大となり次第に開度小となる。そのた
め設定温度変化時の出湯温度の立上りの傾きが大
きくなり、素早く設定温度に近づこうとする。次
に一定時間経過後は、第１の制御系の出力F3に
第２の制御系の出力B2も加わり、更にB2は(2)式
で求められるB1に基づいた値であるため、適正
なフイードバツク量で燃料流量制御弁８の開度を
制御できるので、第５図のようなオーバーシユー
トもなく出湯温度の安定時間も短くできる。
本発明により、設定温度変化時及び水量変化時
でも出湯温度のオーバーシユート、アンダーシユ
ートがなく、また安定の早い出湯温度特性が達成
でき、使用者の望む水量、温度の湯がすぐに得ら
れるため、使い勝手を向上させることができる。
でも出湯温度のオーバーシユート、アンダーシユ
ートがなく、また安定の早い出湯温度特性が達成
でき、使用者の望む水量、温度の湯がすぐに得ら
れるため、使い勝手を向上させることができる。
第１図は本発明になる出湯温度制御方法を示す
図、第２図は本発明になる出湯温度制御方法での
出湯特性の１例を示す図、第３図はフイードフオ
ワード制御とフイードバツク制御をもつ給湯機の
作動原理図、第４図は従来のフイードフオワード
制御とフイードバツク制御の方法を示す図、第５
図は第４図の制御方法による出湯特性の１例を示
す図である。 符号の説明、１……水通路、２……水量検出
器、３……入水温度検出器、４……熱交換器、５
……出湯温度検出器、６……燃料通路、７……電
磁弁、８……燃料流量調節弁、９……バーナ、１
０……温度設定器、１１……制御回路。
図、第２図は本発明になる出湯温度制御方法での
出湯特性の１例を示す図、第３図はフイードフオ
ワード制御とフイードバツク制御をもつ給湯機の
作動原理図、第４図は従来のフイードフオワード
制御とフイードバツク制御の方法を示す図、第５
図は第４図の制御方法による出湯特性の１例を示
す図である。 符号の説明、１……水通路、２……水量検出
器、３……入水温度検出器、４……熱交換器、５
……出湯温度検出器、６……燃料通路、７……電
磁弁、８……燃料流量調節弁、９……バーナ、１
０……温度設定器、１１……制御回路。
Claims (1)
- １ 熱交換器を通過する水通路には、水量検出器
と入水温検出器と出湯温度検出器を備え、バーナ
に至る燃料通路には燃料量調節弁を備え、また出
湯温度を設定するための温度設定器及び制御回路
を具備した給湯機において、温度設定器で設定し
た設定温度と、入水温度検知器で検出した入水温
度との差に水量検知器で検出した水量を乗算した
値F1と、設定温度と、出湯感度検知器で検出し
た出湯温度との差に水量を乗算した値B1にある
定数C1を乗算した値C1×B1を求め、それらの和
の値F2＝F1＋C1×B1を入力としてそれに比例し
た値F3を出力する第１の制御系と、B1の値を積
分した値B2出力する第２の制御系をもち、F1の
単位時間当りの変化量がある値より大きい場合
は、F1の変化開始から一定時間B2＝ＯとしてF3
の信号だけで燃焼流量調節弁の開度を制御し、一
定時間経過後はF3とB2の両方の信号で燃料流量
調節弁の開度を制御することを特徴とした給湯機
の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60091125A JPS61250446A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 給湯機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60091125A JPS61250446A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 給湯機の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61250446A JPS61250446A (ja) | 1986-11-07 |
| JPH0450498B2 true JPH0450498B2 (ja) | 1992-08-14 |
Family
ID=14017803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60091125A Granted JPS61250446A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 給湯機の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61250446A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01118067A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-10 | Rinnai Corp | 給湯器 |
| JPH05133602A (ja) * | 1991-11-13 | 1993-05-28 | Harman Co Ltd | 燃焼制御装置 |
-
1985
- 1985-04-30 JP JP60091125A patent/JPS61250446A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61250446A (ja) | 1986-11-07 |
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