JPH073643B2 - 湯水混合装置 - Google Patents

湯水混合装置

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JPH073643B2
JPH073643B2 JP61196355A JP19635586A JPH073643B2 JP H073643 B2 JPH073643 B2 JP H073643B2 JP 61196355 A JP61196355 A JP 61196355A JP 19635586 A JP19635586 A JP 19635586A JP H073643 B2 JPH073643 B2 JP H073643B2
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JP
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hot water
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closing speed
deviation
valve
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修 筒井
行宏 室屋
博文 竹内
恵司 林
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東陶機器株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、出湯温度と目標温度との偏差に基づいて給
湯バルブならびに給水バルブの開度を調節し、湯と水を
混合割合を変えて出湯温度の帰還制御を行なう湯水混合
装置に係り、特に給湯バルブ側の開度が極めて大きい状
態で給湯が開始された場合でも短時間で所望の温度の湯
水を供給できるようにした湯水混合装置に関する。
(従来の技術) 湯水混合装置は、周知のように、給湯バルブが設けられ
た給湯管と給水バルブが設けられた給水管とを混合水管
に接続し、混合水管内で給湯バルブを通過した湯と給水
バルブを通過した水とを混合してカラン等へ導く。
このような湯水混合装置は、一般に、混合水管にその混
合水管内の出湯温度を検出する温度センサを設け、この
温度センサの出力信号に基づき出湯温度の設定された目
標温度との偏差に応じて給湯バルブと給水バルブとを連
動して駆動し、湯水の混合割合を調節して出湯温度の帰
還制御を行なう。
このような帰還制御において偏差とバルブの開度を調整
する速度(バルブ開閉速度)との関係を規定する制御ゲ
インを大きく設定すると、ハンチングが発生しやすくな
る。このため、例えば2種類の制御ゲインを用意し、偏
差が大の時は比較的小さめの制御ゲインを選択し、偏差
が小の時は比較的大きめの制御ゲインを選択し、偏差の
大小によってバルブ開閉速度が大幅に変化しないように
制御することで、出湯温度の急激な変化を防止するとと
もに、帰還制御に伴う出湯温度のハンチングを防止する
ようにする構成が提案されている。このような偏差に応
じて制御ゲインを異ならしめこれによってバルブ開閉速
度を異ならしめ構成は、出湯が継続されている状態の帰
還制御として有効である。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、出湯停止状態から給湯を開始する場合に
は、次のような問題が生ずる。出湯停止状態では混合水
管内の湯温が自然放熱によって低下するため、帰還制御
系は給湯バルブ側の開度を大きくするよう制御する。こ
の結果、通常は給湯バルブの開度が全開状態となる。そ
して、給湯バルブが全開もしくはその開度が大きくなっ
た状態で給湯が開始されると、混合水管内に残留した湯
水が流出した後に、全開もしくは開度大となった給湯バ
ルブから高温の湯が大量に供給されるため、出湯温度が
目標温度よりも大幅に高くなる。さらに、この偏差が大
きい状態で低めの制御ゲインを選択する制御を行なう
と、出湯温度が目標温度に近づくまでに多大な時間を要
するようになる。すなわち、給湯停止状態からの出湯時
(コールドスタート時)に、所望の湯温よりも高い湯水
が供給されるという問題が生ずる。
この発明はこのような課題を解決するためなされたもの
で、給湯停止状態からの出湯が開始されたこと(コール
ドスタート)を検出し、その場合は予め設定した時間の
間、制御ゲインを高い状態に維持してバルブの開閉速度
を早めることで、全開もしくは開度大となっている給湯
バルブの開度を早い速度で調節し、目標温度よりも高い
湯水が供給される時間を短縮するようにした湯水混合装
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) 前記課題を解決するためこの発明に係る湯水混合装置
は、第1図に示すように、混合水管に混合水管内の出湯
温度を検出する湯温検知手段を設け、この湯温検知手段
により検知された出湯温度と設定された目標温度との偏
差に基づいて混合水管に接続するバルブを駆動して湯と
水の混合割合を制御する湯水混合装置において、 利得が異なる複数の偏差−バルブ開閉速度制御特性を記
憶した記憶手段と、 バルブの開度を検出するバルブ開度検知手段と、 このバルブ開度検知手段により検出されたバルブ開度が
所定値を超え、かつ湯温検知手段により検出された出湯
温度が目標温度を超えた時(コールドスタート状態であ
ることを検出した時)、記憶手段から現在選択されてい
る利得よりも大きな利得の偏差−バルブ開閉速度制御特
性を選択して、選択した偏差−バルブ開閉速度制御特性
を予め設定した一定の時間の間保持した後に元の利得の
偏差−バルブ開閉速度制御特性を選択する特性選択保持
手段と、 この特性選択保持手段により選択保持された偏差−バル
ブ開閉速度制御特性に従い偏差に基づいてバルブ開閉速
度を決定するバルブ開閉速度決定手段と、 このバルブ開閉速度決定手段により決定されたバルブ開
閉速度でバルブを駆動する駆動手段 とを備えることを特徴とする。
(作用) 記憶手段には利得が異なる複数の偏差−バルブ開閉速度
制御特性が格納されている。
特性選択保持手段は、バルブ開度が所定値を超え、かつ
出湯温度が目標温度を超えた時(コールドスタート状態
であることを検出した時)に、現在選択されている利得
よりも大きい利得の偏差−バルブ開閉速度制御特性を選
択して、選択した特性をタイマ等で設定した一定の時間
の間保持した後に、元の偏差−バルブ開閉速度制御特性
に戻す。
バルブ開度決定手段は、特性選択保持手段によって選択
保持された偏差−バルブ開閉速度制御特性と偏差に基づ
いてバルブ開閉速度を決定する。駆動手段は決定された
バルブ開閉速度に基づいてバルブの開度を調節する。
よって、バルブ開度が所定値を超え、かつ出湯温度が目
標温度を超えた時(コールドスタート状態であることを
検出した時)に、その時点から一定の時間の間は帰還制
御系の利得が大きく設定されので、バルブの開度が高速
に調節される。これにより、全開もしくは開度大となっ
ている給湯バルブの開度を出湯開始時点から一定時間の
間早い速度で調節することができるので、目標温度より
も高い湯水が供給される時間を短縮することができる。
出湯開始から一定時間経過後、すなわち、制御利得の大
きい状態で全開もしくは開度大となっている給湯バルブ
の開度を高速で調節した後は、元の(制御利得の小さ
い)偏差−バルブ開閉速度制御特性に戻すので、出湯温
度のハンチングが生じにくい安定した湯温制御がなされ
る。
(実施例) 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図から第5図はこの発明の一実施例にかかる湯水混
合装置を表し、第2図が全体概略図、第3図がフローチ
ャート、第4図がタイミングチャート、第5図がデータ
テーブルである。
第2図において、(11)は比較的高温の湯が供給される
給湯管、(12)は比較的低温の水が供給される給水管、
(13)は給湯管(11)内の湯の流量を調節する給湯バル
ブ、(14)は給湯バルブ(13)に連動して給水管(12)
内の水の流量を調節する給水バルブ、(15)は給湯バル
ブ(13)を経た湯と給水バルブ(14)を経た水とを混合
してカラン(16)へ導く混合水管、(17)は給湯バルブ
(13)のバルブ開度を検出するポテンシオメータ(バル
ブ開度検知手段)、(18)は混合水管(15)内の混合水
の温度(実湯温)を検出する温度センサ(湯温検知手
段)、(19)は目標温度(ts)の設定並びに装置の駆動
・停止等の指令を行う操作器、(20)はCPUおよびROM等
を有したワンチップマイコンから構成されて操作器(1
9)の操作、ポテンシオメータ(17)および温度センサ
(18)等の出力信号に基づいた制御を行う制御器、(2
1)は駆動回路およびモータ等を有し制御器(20)の出
力信号に基づいてバルブ(13)、(14)を駆動する駆動
器である。制御器(20)のワンチップマイコンのROMに
は、第5図に示すように実温湯(t)と目標湯温(ts)
との偏差(△t)に応じてバルブの開閉速度(R)を特
定可能な2種の制御特性(A)、(B)が記憶されてい
る。なお、言うまでも無いが、制御特性は3種以上をRO
Mに記憶させることも可能である。この制御器(20)
は、記憶手段(g)、特性選択保持手段(i)およびバ
ルブ開閉速度決定手段(j)に相当し駆動器(21)は駆
動手段(k)に相当する。
この湯水混合装置は、第3図のフローチャートに示す一
連の処理を実行して出温温度の制御を行う。
まず、ステッヴ(P1)において小さな利得の制御特性
(B)が初期化され次に、ステップ(P2)において、ポ
テンシオメータ(17)の出力信号に基づいて給湯バルブ
(13)のバルブ開度(θ)が最大開度(θmax)か否か
換言すれば給湯バルブ(13)が全開か否かを判断し、給
湯バルブ(13)が全開であればステップ(P3)の処理を
行い、給湯バルブ(13)が全開でなければステップ
(P5)の処理を行う。なお、この給湯バルブ(13)のバ
ルブ開度(θ)は、駆動器(21)のモータの出力軸の回
転角度によっても検知できることは言うまでも無い。ス
テップ(P3)では、温度センサ(18)の出力信号に基づ
いて出湯温度(t)が目標温度(ts)より大きいか否か
を判断し、出湯温度(t)が目標温度(ts)を超えてい
るとステプ(P4)の処理を行い、また、出湯温度(t)
が目標温度(ts)以下であればステップ(P5)の処理を
行う。ステップ(P4)では、利得の大きい偏差−バルブ
開閉速度制御特性(A)を選択するとともに、特性保持
時間(TA)計時用のタイマをリセットして計時を開始す
る。すなわち、このステップ(P4)によって、コールド
スタート時等の給湯バルブ(13)が全開でかつ出湯温度
(t)が目標温度(ts)より大きい時に大きな利得の制
御特性(A)が選択され、そして、後述するようにタイ
マに設定された時間(TA)の間この特性(A)が保持さ
れる。したがって、この制御特性(A)に従い偏差(△
t)に基づいて検索されるバルブ開閉速度(R)も大き
く、各バルブ(13)(14)は駆動器(21)により高速で
駆動され、第4図に示すように、コールドスタート時等
にあっても出湯温度(t)を速やかに目標温度(ts)へ
収束させることができる。
ステップ(P5)においては、大きな利得の偏差−バルブ
開閉速度制御特性(A)が選択されているか否かを判断
し、上記制御特性(A)が選択されているとコールドス
タート時等の制御中であると判断しステップ(P6)の処
理を行い、上記制御特性(A)が選択されていなければ
コールドスタートではないと判断しステップ(P2)に戻
る。したがって、給湯バルブ(13)が全開でなければ各
バルブ(13)(14)のバルブ開閉速度(R)は制御特性
(B)に従い偏差(△t)に基づき検索されて小さくな
り、出湯温度(t)の変化が小さくなって使用感を損う
ことも無くなる。ステップ(P6)では、前述したステッ
プ(P4)の処理で計時を開始したタイマが所定時間
(TA)の計時を完了したか否か、換言すれば上記特性
(A)が所定時間(TA)保持されたか否かを判断する。
そして、上記所定時間(TA)の計時が完了しているとス
テップ(P7)で小さな利得の偏差−バルブ開閉速度制御
特性(B)を選択し、また、上記所定時間(TA)の計時
が未完了であれば、再度一連の処理を繰り返す。したが
って第4図に示すように、大きな利得の制御特性(A)
は上記所定時間(TA)の間のみ保持され、出湯温度
(t)が目標温度(ts)に対して変動するいわゆるハン
チングの発生が防止できる。
(発明の効果) 以上説明したようにこの発明に係る湯水混合装置は、バ
ルブ開度が所定値を超え、かつ出湯温度が目標温度を超
えた時(コールドスタート状態であることを検出した
時)に、現在選択されている利得よりも大きな利得の偏
差−バルブ開閉速度制御特性を選択して、選択した特性
をタイマ等で設定した一定の時間の間保持した後に、元
の偏差−バルブ開閉速度制御特性に戻す構成としたの
で、混合水管内の湯水の温度が低下し、これに伴って湯
側のバルブが全開もしくは開度大となった状態で給湯が
開始され、湯側開度が大であるため目標温度よいも高温
の湯が供給され始めたことを検出した時点から一定時間
の間は、バルブの開度を高速に調節するので、目標温度
よりも高い温度の出湯がなされる時間を短縮することが
できる。また、一定時間経過後は元の利得の偏差−バル
ブ開閉速度制御特性に戻すので、出湯温度のハンチング
が生じにくい安定した湯温制御がなされる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明にかかる湯水混合装置の構成図であ
る。第2図から第5図はこの発明の一実施例にかかる湯
水混合装置を示し、第2図が概略全体図、第3図がフロ
ーチャート、第4図がタイミングチャート、第5図が偏
差−バルブ開閉速度制御特性を表すデータテーブルであ
る。 11……給湯管(b)、12……給水管(d) 13……給湯バルブ(a)、14……給水バルブ(c) 15……混合水管(e) 17……ポテンシオメータ(バルブ開度検知手段(h)) 18……温度センサ(湯温検知手段(f)) 19……操作器 20……制御器(記憶手段(g),特性選択保持手段
(i),バルブ開閉速度決定手段(j)) 21……駆動器(駆動手段(k))
フロントページの続き (72)発明者 林 恵司 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−3705(JP,A) 実開 昭52−129061(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】混合水管に該混合水管内の出湯温度を検出
    する湯温検知手段を設け、該湯温検知手段により検知さ
    れた出湯温度と設定された目標温度との偏差に基づいて
    前記混合水管に接続するバルブを駆動して湯と水との混
    合割合を制御する湯水混合装置において、 利得が異なる複数の偏差−バルブ開閉速度制御特性を記
    憶した記憶手段と、 前記給湯バルブのバルブ開度を検出するバルブ開度検知
    手段と、 該バルブ開度検知手段により検出されたバルブ開度が所
    定値を超え、かつ前記湯温検知手段により検出された出
    湯温度が前記目標温度を超えた時、前記記憶手段から現
    在選択されている利得よりも大きな利得の偏差−バルブ
    開閉速度制御特性を選択して該偏差−バルブ開閉速度制
    御特性を予め設定した一定の時間の間保持した後に元の
    利得の偏差−バルブ開閉速度特性を選択する特性選択保
    持手段と、 該特性選択保持手段により選択保持された偏差−バルブ
    開閉速度制御特性に従い前記偏差に基づいてバルブ開閉
    速度を検索するバルブ開閉速度決定手段と、 該バルブ開閉速度決定手段により検索されたバルブ開閉
    速度で前記給湯バルブと給水バルブとを連動して駆動す
    る駆動手段と、 を備えることを特徴とする湯水混合装置。
JP61196355A 1986-08-01 1986-08-21 湯水混合装置 Expired - Lifetime JPH073643B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61196355A JPH073643B2 (ja) 1986-08-21 1986-08-21 湯水混合装置
KR1019870008349A KR900008067B1 (ko) 1986-08-01 1987-07-30 탕수혼합장치
CA000543559A CA1272707A (en) 1986-08-01 1987-07-31 Hot/cold water mixing device
US07/080,749 US4739923A (en) 1986-08-01 1987-07-31 Hot/cold water mixing device
EP87306862A EP0259969B1 (en) 1986-08-01 1987-08-03 Hot/cold water mixing device
DE8787306862T DE3782787T2 (de) 1986-08-01 1987-08-03 Mischeinrichtung fuer warm- und kaltwasser.

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Publication Number Publication Date
JPS6352219A JPS6352219A (ja) 1988-03-05
JPH073643B2 true JPH073643B2 (ja) 1995-01-18

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5512244Y2 (ja) * 1976-03-29 1980-03-17
JPS603705A (ja) * 1983-06-21 1985-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 制御弁装置

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JPS6352219A (ja) 1988-03-05

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