JPS6235580B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6235580B2 JPS6235580B2 JP57044301A JP4430182A JPS6235580B2 JP S6235580 B2 JPS6235580 B2 JP S6235580B2 JP 57044301 A JP57044301 A JP 57044301A JP 4430182 A JP4430182 A JP 4430182A JP S6235580 B2 JPS6235580 B2 JP S6235580B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- temperature
- amount
- temperature controller
- heat
- 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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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
- F23N1/082—Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/12—Integration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
- F23N2225/18—Measuring temperature feedwater temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
- F23N2235/12—Fuel valves
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わり、給湯口での通水停止に
伴う熱量供給停止後、所定時間内に再度給湯を開
始したとき所定の熱量供給値から制御することに
より、目標とする湯温への収束時間の短縮を図る
とともに、設定値からの湯温偏差を極力抑制する
制御装置の提供を目的とする。
湯機の温度制御に関わり、給湯口での通水停止に
伴う熱量供給停止後、所定時間内に再度給湯を開
始したとき所定の熱量供給値から制御することに
より、目標とする湯温への収束時間の短縮を図る
とともに、設定値からの湯温偏差を極力抑制する
制御装置の提供を目的とする。
ここでは、ガスを燃料とするガス瞬間式給湯機
を例に挙げ、本発明の効果を説明する。
を例に挙げ、本発明の効果を説明する。
第１図で、給湯機の構成を示す。ガスバーナ１
での燃焼熱は熱交換器２で水と置換され、湯とな
つて供給される。温度制御器３では、出湯温度検
知器４からの信号TWO2と、温度設定器５からの
信号TWRとを入力し、その温度偏差TER＝
TWR−TWO2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コントロールを
実施している。一般に、出湯温度検知器としては
サーミスタや熱電対が、また、湯温制御アルゴリ
ズムには比例・積分・微分制御（PiD方式）やそ
の組み合わせが用いられている。７は給湯口を示
す。
での燃焼熱は熱交換器２で水と置換され、湯とな
つて供給される。温度制御器３では、出湯温度検
知器４からの信号TWO2と、温度設定器５からの
信号TWRとを入力し、その温度偏差TER＝
TWR−TWO2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コントロールを
実施している。一般に、出湯温度検知器としては
サーミスタや熱電対が、また、湯温制御アルゴリ
ズムには比例・積分・微分制御（PiD方式）やそ
の組み合わせが用いられている。７は給湯口を示
す。
第２図では、第１図の湯温制御システムをブロ
ツク化して表わしている。８はコントローラのゲ
イン（PiD方式による演算制御等）、９はプロセ
スである熱交換器を主体としたゲイン、１０は出
湯温度検知器の応答とゲインを示すブロツクであ
り、湯温偏差TERを入力したコントローラが出
力TC（燃焼量に相当する）をプロセスに与え、
その結果湯温がTWOとして表わされる。TWO2
は出湯温度検知器４を介して入力される出湯温度
であり、TWOに対して応答遅れの要素を含んで
いる。
ツク化して表わしている。８はコントローラのゲ
イン（PiD方式による演算制御等）、９はプロセ
スである熱交換器を主体としたゲイン、１０は出
湯温度検知器の応答とゲインを示すブロツクであ
り、湯温偏差TERを入力したコントローラが出
力TC（燃焼量に相当する）をプロセスに与え、
その結果湯温がTWOとして表わされる。TWO2
は出湯温度検知器４を介して入力される出湯温度
であり、TWOに対して応答遅れの要素を含んで
いる。
第５図は、従来の温度制御器での出湯温度特性
を示している。ａは出湯温度、ｂは給水量、ｃは
コントローラ出力および積分項の時間特性であ
る。ｔ＜t1まで定常状態の燃焼を続行し、その時
の給水量はW1、コントローラ出力はTC1であ
る。温度の定常的偏差が残らないPiD方式では、
定常状態におけるコントローラ出力は積分項の値
に等しい。つまり、積分量が、負荷とのバランス
点である。ｔ＝t1で給湯を停止すれば、瞬間式給
湯機では直ちに燃焼を停止し、余分な燃焼は行わ
ない。つまり、コントローラ出力TCは零とな
る。ｔ＝t2で給湯口から再び通水を開始すると、
出湯温度TWOには給湯機内に溜つていた機器本
体の熱容量で加熱された分が初めに現われ
（Tov1）、その後、燃焼制御にしたがつて水温か
ら熱められた湯が現われる。ＴDW1はアンダーシ
ユートであり制御出力に大きく左右される。ｃの
VTiはコントローラ内の積分量を示し、このVTi
を含んだPiD方式での出力がTCとなつている。
従来方式では、再着火時は給湯機使用開始時と同
様の制御を実施するので、積分項は零から演算ス
タートしている。電子回路ではコンデンサへの充
放電が積分量に相当している。このため、図ａの
ように大きなアンダーシユートＴDW1が生じ、頻
繁に給湯口を開閉して給湯機を利用する際には問
題となつている。
を示している。ａは出湯温度、ｂは給水量、ｃは
コントローラ出力および積分項の時間特性であ
る。ｔ＜t1まで定常状態の燃焼を続行し、その時
の給水量はW1、コントローラ出力はTC1であ
る。温度の定常的偏差が残らないPiD方式では、
定常状態におけるコントローラ出力は積分項の値
に等しい。つまり、積分量が、負荷とのバランス
点である。ｔ＝t1で給湯を停止すれば、瞬間式給
湯機では直ちに燃焼を停止し、余分な燃焼は行わ
ない。つまり、コントローラ出力TCは零とな
る。ｔ＝t2で給湯口から再び通水を開始すると、
出湯温度TWOには給湯機内に溜つていた機器本
体の熱容量で加熱された分が初めに現われ
（Tov1）、その後、燃焼制御にしたがつて水温か
ら熱められた湯が現われる。ＴDW1はアンダーシ
ユートであり制御出力に大きく左右される。ｃの
VTiはコントローラ内の積分量を示し、このVTi
を含んだPiD方式での出力がTCとなつている。
従来方式では、再着火時は給湯機使用開始時と同
様の制御を実施するので、積分項は零から演算ス
タートしている。電子回路ではコンデンサへの充
放電が積分量に相当している。このため、図ａの
ように大きなアンダーシユートＴDW1が生じ、頻
繁に給湯口を開閉して給湯機を利用する際には問
題となつている。
第６図は別の従来例であり、ｔ＝t2での再着火
時の給水量がW3−W2と通水停止以前の流量に比
べて少ない場合である。このように再着火時の流
量が少ないと、熱交の容量等に依存したオーバー
シユート分ＴOV2は絶対値が大きくなる。さらに
設定温度WTR2の高温のときには、出給湯が給湯
機としての危険温度Tx（例えば95℃）に達する
こともある。この場合も、従来の方法ではオーバ
ーシユートの後に大きなアンダーシユートＴDW2
が発生している。このため、整定時間も長くなつ
ている。
時の給水量がW3−W2と通水停止以前の流量に比
べて少ない場合である。このように再着火時の流
量が少ないと、熱交の容量等に依存したオーバー
シユート分ＴOV2は絶対値が大きくなる。さらに
設定温度WTR2の高温のときには、出給湯が給湯
機としての危険温度Tx（例えば95℃）に達する
こともある。この場合も、従来の方法ではオーバ
ーシユートの後に大きなアンダーシユートＴDW2
が発生している。このため、整定時間も長くなつ
ている。
このような従来の欠点を解消し、アンダーシユ
ートを抑え、収束の早い質の良い湯を供給するの
が本発明の目的である。
ートを抑え、収束の早い質の良い湯を供給するの
が本発明の目的である。
第３図で、本発明の湯温制御を説明する。ａ，
ｂ，ｃはそれぞれ出湯温度、給水量、コントロー
ラ出力の時間特性であり、第５図と同様にｔ＝t1
で給湯を停止し、ｔ＝t2で給湯を再開するモード
を表わしている。給湯再開に伴う再着火後のオー
バーシユートＴOV5は給湯機の熱容量、設定温度
および給湯量に依存するもので、再給湯時の湯量
が第５図同様のW1であれば従来の方式と差はな
い。ところがｃで示すように、t2時点での積分量
セツトを通水停止直前の定常状態における積分量
TC1（前述したように、定常状態でのコントロー
ラ出力は積分量そのものと考えて良い）として積
分動作を開始すれば、ａで示すようにアンダーシ
ユートＴDW5はほとんど無くなる。ｃのｔ＞t2で
VTiが少し低下しているのは、オーバーシユート
分の影響である。
ｂ，ｃはそれぞれ出湯温度、給水量、コントロー
ラ出力の時間特性であり、第５図と同様にｔ＝t1
で給湯を停止し、ｔ＝t2で給湯を再開するモード
を表わしている。給湯再開に伴う再着火後のオー
バーシユートＴOV5は給湯機の熱容量、設定温度
および給湯量に依存するもので、再給湯時の湯量
が第５図同様のW1であれば従来の方式と差はな
い。ところがｃで示すように、t2時点での積分量
セツトを通水停止直前の定常状態における積分量
TC1（前述したように、定常状態でのコントロー
ラ出力は積分量そのものと考えて良い）として積
分動作を開始すれば、ａで示すようにアンダーシ
ユートＴDW5はほとんど無くなる。ｃのｔ＞t2で
VTiが少し低下しているのは、オーバーシユート
分の影響である。
このように、給湯口の開閉を頻繁に行うような
使い方の場合には通水停止後の所定時間内での再
着火時TC1の積分量セツトから燃焼制御を再開す
ることにより、アンダーシユートの抑制はもちろ
ん、目標値への収束を早めることができる。ｃの
Tixは積分量の所定範囲の上限値を示すもので、
その効果を次に説明する。
使い方の場合には通水停止後の所定時間内での再
着火時TC1の積分量セツトから燃焼制御を再開す
ることにより、アンダーシユートの抑制はもちろ
ん、目標値への収束を早めることができる。ｃの
Tixは積分量の所定範囲の上限値を示すもので、
その効果を次に説明する。
第７図では、前記の積分量の所定範囲を設けな
い場合の応答を示している。第６図の給湯量モー
ドと同様に、温度設定でTWR2で高く、再着火時
の給湯量W3が通水停止前の給湯量W2より小さい
場合の例である。このとき、再着火時の積分量セ
ツトを定常時の値TC2にすると、オーバーシユー
トＴOV3後の偏差面積が大きくなり、特にTxをオ
ーバーする時間が伸びて使い勝手も悪く、危険度
も高くなる。ｃのTixは前記の積分の上限値を表
わしている。TC3はW3での定常状態におけるコ
ントローラ出力である。
い場合の応答を示している。第６図の給湯量モー
ドと同様に、温度設定でTWR2で高く、再着火時
の給湯量W3が通水停止前の給湯量W2より小さい
場合の例である。このとき、再着火時の積分量セ
ツトを定常時の値TC2にすると、オーバーシユー
トＴOV3後の偏差面積が大きくなり、特にTxをオ
ーバーする時間が伸びて使い勝手も悪く、危険度
も高くなる。ｃのTixは前記の積分の上限値を表
わしている。TC3はW3での定常状態におけるコ
ントローラ出力である。
そこで本発明は第４図のように、設定温度に依
存した積分の範囲を定めることにより、オーバー
シユート続行の危険度を低めるとともに、収束時
間の短縮を図るものである。第４図のａ，ｂ，ｃ
は前記第３図のａ，ｂ，ｃ同様の特性図である。
再着火時、セツトすべき積分量が上限値Tixを越
しているときにはTixを積分セツト値として用い
るのである。ｃのｔ＝t2の時点のように、TC2＞
Tixのときには、Tixを積分セツト値とし、図の
VTiのような時間特性を得ている。この所定範囲
内に規制することにより、オーバーシユートＴOV
４後の偏差オーバー面積を大幅に縮小し、またア
ンダーシユートＴDW4も抑制している。
存した積分の範囲を定めることにより、オーバー
シユート続行の危険度を低めるとともに、収束時
間の短縮を図るものである。第４図のａ，ｂ，ｃ
は前記第３図のａ，ｂ，ｃ同様の特性図である。
再着火時、セツトすべき積分量が上限値Tixを越
しているときにはTixを積分セツト値として用い
るのである。ｃのｔ＝t2の時点のように、TC2＞
Tixのときには、Tixを積分セツト値とし、図の
VTiのような時間特性を得ている。この所定範囲
内に規制することにより、オーバーシユートＴOV
４後の偏差オーバー面積を大幅に縮小し、またア
ンダーシユートＴDW4も抑制している。
ところで、設定温度がTWR2と高温時に、再着
火動作後の給湯量がW3≒W2と同等のときには
TC2をTixに限定することでアンダーシユート分
は第４図の特性より大きくなるが、給湯量を即座
に検出する手段を特に有しないシステムにおいて
は、流量変更モードでの高温危険率を考慮して
Tixのように上限値を設けておくのがよい。さら
にこのTixをTWRによつて対応させれば、一層
細かな湯温制御が可能となる。
火動作後の給湯量がW3≒W2と同等のときには
TC2をTixに限定することでアンダーシユート分
は第４図の特性より大きくなるが、給湯量を即座
に検出する手段を特に有しないシステムにおいて
は、流量変更モードでの高温危険率を考慮して
Tixのように上限値を設けておくのがよい。さら
にこのTixをTWRによつて対応させれば、一層
細かな湯温制御が可能となる。
また、以上の説明では所定範囲の上限値につい
て説明したが、下限値については、コントローラ
出力とプロセス応答との関係から所定値に制限す
ることで、アンダーシユートを抑制することがで
きる。特に前述とは逆に、再着火時の流量が通水
停止時に比べて増加した場合に有効である。
て説明したが、下限値については、コントローラ
出力とプロセス応答との関係から所定値に制限す
ることで、アンダーシユートを抑制することがで
きる。特に前述とは逆に、再着火時の流量が通水
停止時に比べて増加した場合に有効である。
以上説明したように、本発明の給湯機制御装置
によれば、再着火時のアンダーシユート分を大幅
に抑制、あるいは零にできる上、整定時間の短縮
が図れる。さらに、温度設定器の信号TWRに依
存した積分量の所定範囲を設けることにより、特
に高温設定時の異常高湯温の危険度を低下させる
ことができ、給湯性能の大きな向上が実現でき
る。なお、パイロツトバーナ残しの機器に対して
も、本発明の効果は十分にある。
によれば、再着火時のアンダーシユート分を大幅
に抑制、あるいは零にできる上、整定時間の短縮
が図れる。さらに、温度設定器の信号TWRに依
存した積分量の所定範囲を設けることにより、特
に高温設定時の異常高湯温の危険度を低下させる
ことができ、給湯性能の大きな向上が実現でき
る。なお、パイロツトバーナ残しの機器に対して
も、本発明の効果は十分にある。
第１図はガス瞬間式給湯機の構成図、第２図は
温度制御のブロツク構成図、第３図ａ，ｂ，ｃは
本発明の一実施例の給湯機制御装置による出湯温
度特性図、第４図ａ，ｂ，ｃは本発明の他の実施
例を示す特性図、第５図ａ，ｂ，ｃは従来の制御
装置による出湯温度特性図、第６図ａ，ｂ，ｃは
従来の他の例を示す特性図、第７図ａ，ｂ，ｃは
積分の所定範囲を設けない場合の比較特性図であ
る。 ３……温度制御器、４……出湯温度検知器、５
……温度設定器、６……供給熱量制御器、Tix…
…積分の所定範囲の上限値。
温度制御のブロツク構成図、第３図ａ，ｂ，ｃは
本発明の一実施例の給湯機制御装置による出湯温
度特性図、第４図ａ，ｂ，ｃは本発明の他の実施
例を示す特性図、第５図ａ，ｂ，ｃは従来の制御
装置による出湯温度特性図、第６図ａ，ｂ，ｃは
従来の他の例を示す特性図、第７図ａ，ｂ，ｃは
積分の所定範囲を設けない場合の比較特性図であ
る。 ３……温度制御器、４……出湯温度検知器、５
……温度設定器、６……供給熱量制御器、Tix…
…積分の所定範囲の上限値。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 給湯機の出湯温度検出器と、温度設定器と、
前記温度設定器の信号と前記出湯温度検出器の信
号の差に依存して前記給湯機供給熱量を制御する
信号を出力する温度制御器と、前記温度制御器出
力に応動する供給熱量制御器を有し、給湯停止に
伴う熱量供給停止時直前の温度制御器出力値を保
持するとともに、給湯再開時には湯温のオーバー
シユートを危険域に到らしめない温度制御器出力
の上限値及びアンダーシユートを極端に大きくし
ない温度制御器出力の下限値で示される所定範囲
内の前記保持された温度制御器出力値から供給熱
量を制御する給湯機制御装置。 ２ 熱量供給停止直前の温度制御器出力の積分値
を保持するとともに、給湯再開時には所定範囲内
の前記保持された積分値から積分動作を開始する
特許請求の範囲第１項記載の給湯機制御装置。 ３ 温度設定値に応じて、所定範囲を可変する特
許請求の範囲第２項記載の給湯機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57044301A JPS58160762A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 給湯機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57044301A JPS58160762A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 給湯機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58160762A JPS58160762A (ja) | 1983-09-24 |
| JPS6235580B2 true JPS6235580B2 (ja) | 1987-08-03 |
Family
ID=12687676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57044301A Granted JPS58160762A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 給湯機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58160762A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63273758A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-10 | Takagi Ind Co Ltd | 瞬間式湯沸器の出湯温度制御装置 |
| FR2621382B1 (fr) * | 1987-10-05 | 1990-01-19 | Sdecc | Dispositif de regulation de chaudiere a gaz |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572973B2 (ja) * | 1973-12-27 | 1982-01-19 | ||
| JPS56124829A (en) * | 1980-03-04 | 1981-09-30 | Sanyo Electric Co Ltd | Combustion control device |
| JPS56108105A (en) * | 1980-12-22 | 1981-08-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Automatic control circuit |
-
1982
- 1982-03-18 JP JP57044301A patent/JPS58160762A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58160762A (ja) | 1983-09-24 |
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