JPS6222384B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6222384B2 JPS6222384B2 JP56128509A JP12850981A JPS6222384B2 JP S6222384 B2 JPS6222384 B2 JP S6222384B2 JP 56128509 A JP56128509 A JP 56128509A JP 12850981 A JP12850981 A JP 12850981A JP S6222384 B2 JPS6222384 B2 JP S6222384B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water supply
- water
- temperature
- hot water
- amount
- Prior art date
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- Expired
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 82
- 239000008400 supply water Substances 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/08—Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water
- F23N1/085—Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water using electrical or electromechanical means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- 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
湯機の温度制御に関し、給水量の多い過大負荷時
には設定した湯温が得られないという従来の課題
を解決すべく供給水量制御器を設けるとともに、
使用開始後、一早く設定した温度の湯を供給する
ために少流量からスタートする新しい制御装置の
提供を目的とする。
湯機の温度制御に関し、給水量の多い過大負荷時
には設定した湯温が得られないという従来の課題
を解決すべく供給水量制御器を設けるとともに、
使用開始後、一早く設定した温度の湯を供給する
ために少流量からスタートする新しい制御装置の
提供を目的とする。
以下、ガスを燃料とするガス給湯機を実施例に
挙げて説明する。
挙げて説明する。
第６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での燃焼熱と水とを熱交換器
２で熱交換し温水を提供する。温度制御装置３で
は、出湯温度検知器４からの信号TWOと湯温設
定器５からの信号TWRを取り込み、そられの偏
差（TER＝TWR−TWO）から所定の燃焼量を
決定し供給熱量制御器６を制御して湯温コントロ
ールを実施している。一般に出湯温度検知器４と
してはサーミスタが、また湯温制御アルゴリズム
にはPiD方式がよく用いられている。
となるガスバーナ１での燃焼熱と水とを熱交換器
２で熱交換し温水を提供する。温度制御装置３で
は、出湯温度検知器４からの信号TWOと湯温設
定器５からの信号TWRを取り込み、そられの偏
差（TER＝TWR−TWO）から所定の燃焼量を
決定し供給熱量制御器６を制御して湯温コントロ
ールを実施している。一般に出湯温度検知器４と
してはサーミスタが、また湯温制御アルゴリズム
にはPiD方式がよく用いられている。
第５図は、ガス給湯機の給水量Ｗ（横軸）と温
度上昇ΔＴ（縦軸）の関係を示す図である。同図
の太い実線は最大燃焼量QgMAXでの温度上昇特
性、つまり、給湯機の能力カーブを表している。
すなわち、最大燃焼量QgMAXと温度上昇ΔＴと、
負荷である給水量Ｗは、燃焼効率をηとすれば、 η・QgMAX＝ＷΔＴ (1) となり、さらに、 ΔＴ＝η・QgMAX／Ｗ (2) のように書き表される。従つて各給水量Ｗにおい
て同図で示された実線以上の温度上昇は存在しな
い。例えば、最大燃焼量QgMAXのとき出湯量が
W1であれば、温度上昇は図示されているように
ΔT1となる。前述の温度制御装置３は、湯温設
定器５による設定温度信号TWRと、給水温度
TWiとの差、つまり温度上昇さすべき値ΔＴが
ΔT1のとき、給水量ＷW1の流量範囲において
有効に作用する。しかし、W1よりも大きな負
荷、つまりＷ＞W1の流量範囲では制御不可能と
なり、出湯温度TWOはいつまで経つても設定温
度TWRには達し得ない。
度上昇ΔＴ（縦軸）の関係を示す図である。同図
の太い実線は最大燃焼量QgMAXでの温度上昇特
性、つまり、給湯機の能力カーブを表している。
すなわち、最大燃焼量QgMAXと温度上昇ΔＴと、
負荷である給水量Ｗは、燃焼効率をηとすれば、 η・QgMAX＝ＷΔＴ (1) となり、さらに、 ΔＴ＝η・QgMAX／Ｗ (2) のように書き表される。従つて各給水量Ｗにおい
て同図で示された実線以上の温度上昇は存在しな
い。例えば、最大燃焼量QgMAXのとき出湯量が
W1であれば、温度上昇は図示されているように
ΔT1となる。前述の温度制御装置３は、湯温設
定器５による設定温度信号TWRと、給水温度
TWiとの差、つまり温度上昇さすべき値ΔＴが
ΔT1のとき、給水量ＷW1の流量範囲において
有効に作用する。しかし、W1よりも大きな負
荷、つまりＷ＞W1の流量範囲では制御不可能と
なり、出湯温度TWOはいつまで経つても設定温
度TWRには達し得ない。
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Ｗが制限されるのである。こ
のような従来の給湯機の欠点を解消し、常に希望
の湯温が得られると共に、使用開始後短時間で設
定温度に達する制御装置の提供が本発明の目的で
ある。
度制御可能な給湯量Ｗが制限されるのである。こ
のような従来の給湯機の欠点を解消し、常に希望
の湯温が得られると共に、使用開始後短時間で設
定温度に達する制御装置の提供が本発明の目的で
ある。
第１図は、本発明のガス湯沸器の構成図であ
る。第６図と同一番号のものは同一機能を有する
装置である。制御装置７では、出湯温度検知器４
の信号TWOと、給水温度検知器８の信号TWi
と、湯温設定器５の信号TWRを取り込み、TWR
とTWOの偏差TERから所定燃焼量を決定し供給
熱量制御器を制御すると共に、TWRとTWiとの
差TUPを基に第５図の特性から制御可能な給水
量（例えば、TUP＝ΔT1のときには、W1が制御
可能な最大給水量）まで９の供給水量制御器で制
限するのである。この方法に依れば、必ず設定温
度の湯が得られるのである。
る。第６図と同一番号のものは同一機能を有する
装置である。制御装置７では、出湯温度検知器４
の信号TWOと、給水温度検知器８の信号TWi
と、湯温設定器５の信号TWRを取り込み、TWR
とTWOの偏差TERから所定燃焼量を決定し供給
熱量制御器を制御すると共に、TWRとTWiとの
差TUPを基に第５図の特性から制御可能な給水
量（例えば、TUP＝ΔT1のときには、W1が制御
可能な最大給水量）まで９の供給水量制御器で制
限するのである。この方法に依れば、必ず設定温
度の湯が得られるのである。
ところが本発明では湯温制御の立ち上がりを早
くするために、さらに次に説明する制御方法をと
る。
くするために、さらに次に説明する制御方法をと
る。
第２図では、横軸に経過時間、縦軸に出湯温度
を取り、使用開始後の過度応答特性を示してい
る。イはロよりも小さな負荷のときの応答で、そ
れぞれの給水量をＷイ，Ｗロとすれば、Ｗイ＜Ｗ
ロの関係がある。図から明らかなように、ロでは
目標値TUPに達するまでにかなりの時間を要し
ているのに対して、イではわずかのオーバーシユ
ートを伴つてすばやく整定していく様子が分か
る。このように流量の相違、つまり、制御対象プ
ロセスの相違によつて系のむだ時間や、遅れ時間
が異なるために、同一演算手法での差が発生して
いる。ところで、各流量に対して最適応答を実施
させる演算のパラメータ調整を行つても、系のプ
ロセスゲイン（給湯機の能力カーブによる温度上
昇値）に近いTUPの場合には、第２図ロのよう
な応答特性となり、整定までに長時間を要する。
つまり、前述の如く、供給水量制御器にて定常状
態においては必ず設定温度に到達し得るが、使用
開始から整定までに長時間を要する場合もある。
を取り、使用開始後の過度応答特性を示してい
る。イはロよりも小さな負荷のときの応答で、そ
れぞれの給水量をＷイ，Ｗロとすれば、Ｗイ＜Ｗ
ロの関係がある。図から明らかなように、ロでは
目標値TUPに達するまでにかなりの時間を要し
ているのに対して、イではわずかのオーバーシユ
ートを伴つてすばやく整定していく様子が分か
る。このように流量の相違、つまり、制御対象プ
ロセスの相違によつて系のむだ時間や、遅れ時間
が異なるために、同一演算手法での差が発生して
いる。ところで、各流量に対して最適応答を実施
させる演算のパラメータ調整を行つても、系のプ
ロセスゲイン（給湯機の能力カーブによる温度上
昇値）に近いTUPの場合には、第２図ロのよう
な応答特性となり、整定までに長時間を要する。
つまり、前述の如く、供給水量制御器にて定常状
態においては必ず設定温度に到達し得るが、使用
開始から整定までに長時間を要する場合もある。
第３図では、給水量と整定時間の関係を示し、
Ａ，Ｂ，Ｃの特性は温度上昇がそれぞれTUPA，
TUPB，TUPCの場合である。また、それぞれ
は、TUPA＞TUPB＞TUPCの関係があり、同一流
量に対して温度上昇値が高い程整定時間を要して
いることが分かる。実際の機器仕様から、整定時
間を出来るだけ短くして一早く設定温度の湯を得
る方法が望まれている。例えば、整定時間をt1と
したとき、設定された温度上昇値がTUPAのと
き、ＷＷA〓では仕様を満足する応答となり得
るが、Ｗ＞ＷA〓では整定時間がt1より長くなつ
てしまう。
Ａ，Ｂ，Ｃの特性は温度上昇がそれぞれTUPA，
TUPB，TUPCの場合である。また、それぞれ
は、TUPA＞TUPB＞TUPCの関係があり、同一流
量に対して温度上昇値が高い程整定時間を要して
いることが分かる。実際の機器仕様から、整定時
間を出来るだけ短くして一早く設定温度の湯を得
る方法が望まれている。例えば、整定時間をt1と
したとき、設定された温度上昇値がTUPAのと
き、ＷＷA〓では仕様を満足する応答となり得
るが、Ｗ＞ＷA〓では整定時間がt1より長くなつ
てしまう。
そこで第４図に示すように、使用開始時に既知
であるTUPAの値と、第３図で示した特性図から
整定時間t1を満たす範囲の第１の所定給水量、例
えばＷA〓まで給水量を制限すべく、供給水量制
御器を制御して燃焼を開始し湯温コントロールを
行い、前述の偏差TERが所定値以内に収束した
時点で、第２の所定給水量ＷAになるように供給
水量制御器を制御すれば、立ち上がりを早くする
ことが出来る上、設定温度をも得ることが出来る
のである。ここで、第１の所定給水量から第２の
所定給水量への変更は、プロセスの遅れ時間を考
慮して所定時間をかけて変更させれば、流量変化
への湯温コントロール追随が可能であり、目標値
から大きくずれることなくＷA〓→ＷAの変化が行
える。これは、目標値変更時、つまり、TUP増
大時にも適要可能である。
であるTUPAの値と、第３図で示した特性図から
整定時間t1を満たす範囲の第１の所定給水量、例
えばＷA〓まで給水量を制限すべく、供給水量制
御器を制御して燃焼を開始し湯温コントロールを
行い、前述の偏差TERが所定値以内に収束した
時点で、第２の所定給水量ＷAになるように供給
水量制御器を制御すれば、立ち上がりを早くする
ことが出来る上、設定温度をも得ることが出来る
のである。ここで、第１の所定給水量から第２の
所定給水量への変更は、プロセスの遅れ時間を考
慮して所定時間をかけて変更させれば、流量変化
への湯温コントロール追随が可能であり、目標値
から大きくずれることなくＷA〓→ＷAの変化が行
える。これは、目標値変更時、つまり、TUP増
大時にも適要可能である。
以上の説明から明らかなように、本発明の給湯
機制御装置に依れば、給水量を常に制御可能な範
囲に限定するので希望の湯温がいつでも得られる
と共に、給水量を所定値まで絞つた状態からスタ
ートさせるので短時間で設定温度に達するという
大きなメリツトを使用者に与えることが出来るの
である。
機制御装置に依れば、給水量を常に制御可能な範
囲に限定するので希望の湯温がいつでも得られる
と共に、給水量を所定値まで絞つた状態からスタ
ートさせるので短時間で設定温度に達するという
大きなメリツトを使用者に与えることが出来るの
である。
第１図は本発明の一実施例を示すガス給湯機の
構成図、第２図は同給湯機の湯温特性図、第３図
は温度上昇をパラメータに取つた整定時間特性
図、第４図は本発明の制御装置による給水量制御
図、第５図は給湯機の能力特性図、第６図は従来
のガス給湯機の構成図である。 １……熱源、２……熱交換器、４……給水温度
検知器、５……湯温設定器、６……供給熱量制御
器、７……制御装置、８……給水温度検知機、９
……供給水量制御器。
構成図、第２図は同給湯機の湯温特性図、第３図
は温度上昇をパラメータに取つた整定時間特性
図、第４図は本発明の制御装置による給水量制御
図、第５図は給湯機の能力特性図、第６図は従来
のガス給湯機の構成図である。 １……熱源、２……熱交換器、４……給水温度
検知器、５……湯温設定器、６……供給熱量制御
器、７……制御装置、８……給水温度検知機、９
……供給水量制御器。
Claims (1)
- １ 熱源と、熱交換器と、給水温度検知器と、出
湯温度検知器と、湯温設定器と、供給熱量制御器
と供給水量制御器を具備し、前記湯温設定器の信
号と前記出湯温度検知器の信号の偏差（TER）
に依存して前記供給熱量制御器を制御し、前記湯
温設定器の信号と前記給水温度検知器の信号の差
（TUP）に依存して前記供給水量制御器を制御す
るとともに、給湯機使用開始時あるいは前述の信
号の差（TUP）変化時には第１の所定給水量に
前記供給水量制御器を設定して制御開始後、前述
の偏差（TER）が所定値以内に達した時点で前
記第１の所定給水量よりも多い第２の所定給水量
に前記供給水量制御器を設定する制御装置を具備
する給湯機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56128509A JPS5828950A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 給湯機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56128509A JPS5828950A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 給湯機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5828950A JPS5828950A (ja) | 1983-02-21 |
| JPS6222384B2 true JPS6222384B2 (ja) | 1987-05-18 |
Family
ID=14986499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56128509A Granted JPS5828950A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 給湯機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5828950A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03114675A (ja) * | 1989-09-27 | 1991-05-15 | Aisin Takaoka Ltd | 接合構造 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58104453A (ja) * | 1981-12-16 | 1983-06-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 給湯機制御装置 |
| JPS60159554A (ja) * | 1984-01-30 | 1985-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 給湯機の制御装置 |
| JPS61114047A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-05-31 | Toto Ltd | 給湯装置 |
| JPS62162849A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-18 | Toto Ltd | ガス瞬間式給湯装置 |
-
1981
- 1981-08-17 JP JP56128509A patent/JPS5828950A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03114675A (ja) * | 1989-09-27 | 1991-05-15 | Aisin Takaoka Ltd | 接合構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5828950A (ja) | 1983-02-21 |
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