JP2015503724A - Hot water supply apparatus and hot water supply method - Google Patents
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Abstract
温水供給装置及び温水供給方法を提供する。温水供給装置は、流入した水をヒータ加熱容量によって加熱するヒータと、ヒータから出水される水の量を調節する出水弁と、出水される水の出水温度を測定する温度センサと、出水温度と目標温度の差に比例して前記出水弁の開放度を制御する制御部とを備えている。上記制御部は、上記出水温度値の変化量を計算し、上記計算された温度変化量に応じて上記出水弁の開放度を調節する。【選択図】図1A hot water supply apparatus and a hot water supply method are provided. The hot water supply device includes: a heater that heats inflowed water by a heater heating capacity; a water discharge valve that adjusts an amount of water discharged from the heater; a temperature sensor that measures a water discharge temperature of the discharged water; And a control unit that controls the degree of opening of the water discharge valve in proportion to the difference in target temperature. The said control part calculates the variation | change_quantity of the said water discharge temperature value, and adjusts the open degree of the said water discharge valve according to the said temperature variation calculated. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、温水供給装置および温水供給方法に関し、特に迅速に温水を配分することができる直水型の温水供給装置と直水式の温水供給方法に関する。 The present invention relates to a hot water supply apparatus and a hot water supply method, and more particularly to a direct water type hot water supply apparatus and a direct water type hot water supply method capable of quickly distributing hot water.
浄水器などに用いられる温水供給装置は、水タンク内にヒータを設置する水タンク型の温水供給装置と、必要に応じてヒータを使用することにより水を加熱する直水型の温水供給装置とに分類することができる。 A hot water supply device used for a water purifier or the like includes a water tank type hot water supply device in which a heater is installed in a water tank, and a direct water type hot water supply device that heats water by using a heater as necessary. Can be classified.
水タンク型の温水供給装置は、上水道から供給される常温水をフィルターなどでろ過して飲用に適した浄水を得て、水タンク内に貯めた浄水を加熱して、ユーザーに加熱した水を供給する。この場合、水タンク型の温水供給装置は、ろ過した浄水を常温の状態で貯める浄水タンクと、所定の温度に加熱した温水を貯蔵する温水タンクとを含んでいる。浄水を温水タンクに供給して、温水タンク内に設置されたヒータにより加熱して温水にするよう構成することもできる。 A water tank type hot water supply device obtains purified water suitable for drinking by filtering normal temperature water supplied from the water supply with a filter, etc., heats the purified water stored in the water tank, and supplies the heated water to the user. Supply. In this case, the water tank type hot water supply device includes a purified water tank that stores the filtered purified water in a room temperature state, and a hot water tank that stores the heated water heated to a predetermined temperature. It can also be configured such that purified water is supplied to a hot water tank and heated by a heater installed in the hot water tank to form hot water.
しかしながら、水タンク型の温水供給装置においては、温水を使用するかしないかに関係なく、湯の温度を水タンク内で所定の温度に維持しなければなららないために待機電力を消費し、別の温水タンクを備えていなければならないことから、十分なスペースを確保する必要がある。また、水が高い比熱を有する特性から、数十秒から数分の待機時間が必要である。 However, in the hot water supply device of the water tank type, regardless of whether hot water is used or not, it consumes standby power because the temperature of the hot water must be maintained at a predetermined temperature in the water tank, Since a separate hot water tank must be provided, sufficient space must be secured. Further, due to the characteristic of water having a high specific heat, a waiting time of several tens of seconds to several minutes is required.
そのため、最近では、ユーザーからの温水の供給要請に応じて瞬間的に加熱して温水を供給する直水型の温水供給装置が用いられてきたが、この直水型の温水供給装置であっても、温水を出水する初期の段階で、ユーザーが望む目標温度の温水を提供することはできない。 Therefore, recently, a direct water type hot water supply device that supplies hot water by instantaneously heating in response to a request for supply of hot water from a user has been used. However, it is not possible to provide hot water at a target temperature desired by the user in the initial stage of discharging hot water.
本発明は、迅速に温水を分配するための直水型の温水供給装置および直水式の温水供給方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a direct water type hot water supply apparatus and a direct water type hot water supply method for quickly distributing hot water.
本発明の温水供給装置は、流入した水をヒータ加熱容量によって加熱するヒータと、前記ヒータから出水される水の量を調節する出水弁と、前記出水される水の出水温度を測定する温度センサと、前記出水温度と目標温度の間の温度差に比例して前記出水弁の開放度を制御する制御部とを含んでいる。 The hot water supply apparatus of the present invention includes a heater that heats inflowed water by a heater heating capacity, a water discharge valve that adjusts the amount of water discharged from the heater, and a temperature sensor that measures a water discharge temperature of the water discharged. And a controller that controls the degree of opening of the water discharge valve in proportion to the temperature difference between the water temperature and the target temperature.
ここで、前記制御部は、前記出水温度の変化量を計算し、前記計算された変化量に応じて前記出水弁の開放度を調節することができる。 Here, the control unit can calculate a change amount of the water discharge temperature and adjust an opening degree of the water discharge valve according to the calculated change amount.
ここで、温水供給装置はさらに、電源から供給される供給電圧を検知する電圧検知部を含んでおり、前記制御部は、前記供給電圧を用いて前記ヒータ加熱容量を計算し、前記ヒータ加熱容量と、前記出水温度と目標温度との間の温度差を用いて前記出水弁の開放度を設定することができる。 Here, the hot water supply device further includes a voltage detection unit that detects a supply voltage supplied from a power source, and the control unit calculates the heater heating capacity using the supply voltage, and the heater heating capacity And the opening degree of the water discharge valve can be set using the temperature difference between the water discharge temperature and the target temperature.
ここで、前記電圧検知部は、温水分配を要請する温水分配信号が入力され、または、予め設定された時間間隔が経過した場合に、前記供給電圧を検知することができる。 Here, the voltage detection unit can detect the supply voltage when a hot water distribution signal for requesting hot water distribution is input or when a preset time interval elapses.
ここで、前記電圧検知部は、交流で入力される前記供給電圧を直流電圧に変換し、前記変換された直流電圧を量子化して前記供給電圧の大きさを検知することができる。 Here, the voltage detection unit can convert the supply voltage input by alternating current into a direct current voltage, quantize the converted direct current voltage, and detect the magnitude of the supply voltage.
ここで、前記制御部は、前記ヒータ加熱容量に対応する比例定数を設定し、前記出水温度と目標温度との間の温度差に比例して前記出水弁の開放度を設定することができる。 Here, the control unit can set a proportionality constant corresponding to the heater heating capacity, and can set the degree of opening of the water discharge valve in proportion to the temperature difference between the water discharge temperature and the target temperature.
ここで、前記出水温度と前記目標温度との間の温度差が予め設定された値以上であり、前記計算された変化量が第1基準変化量以上である場合に、前記制御部は、前記変化量を計算した時点における前記出水弁の開放度を第1設定時間の間維持させることができる。 Here, when the temperature difference between the outlet temperature and the target temperature is equal to or greater than a preset value and the calculated change amount is equal to or greater than a first reference change amount, the control unit The degree of opening of the water discharge valve at the time when the amount of change is calculated can be maintained for a first set time.
ここで、前記出水温度と前記目標温度との間の温度差が予め設定された値未満であり、前記計算された変化量が第2基準変化量未満である場合に、前記制御部は、前記変化量を計算した時点における前記出水弁の開放度を第2設定時間の間維持させることができる。 Here, when the temperature difference between the outlet temperature and the target temperature is less than a preset value, and the calculated change amount is less than a second reference change amount, the control unit The degree of opening of the water discharge valve at the time when the amount of change is calculated can be maintained for a second set time.
本発明の温水供給方法は、温水供給信号が入力されると、ヒータから出水される水の出水量を調節する出水弁の初期開放度を設定し、前記設定された開放度だけ前記出水弁を開放する初期出水操作と、前記出水温度と目標温度との間の温度差に比例して前記出水弁の開放度を制御する出水制御操作とを含んでいる。 In the hot water supply method of the present invention, when a hot water supply signal is input, an initial opening degree of the water discharge valve that adjusts the amount of water discharged from the heater is set, and the water discharge valve is set to the set opening degree. An initial water discharge operation that opens, and a water discharge control operation that controls the degree of opening of the water discharge valve in proportion to the temperature difference between the water discharge temperature and the target temperature.
前記初期出水操作はさらに、電源から供給される供給電圧を測定し、前記供給電圧を用いて前記ヒータのヒータ加熱容量を計算するヒータ加熱容量計算操作を含むことができる。 The initial water discharge operation may further include a heater heating capacity calculation operation of measuring a supply voltage supplied from a power source and calculating a heater heating capacity of the heater using the supply voltage.
前記ヒータ加熱容量計算操作で、温水分配を要請する温水分配信号が入力され、または、予め設定された時間間隔が経過した場合に、前記供給電圧を測定して前記ヒータ加熱容量を計算することができる。 In the heater heating capacity calculation operation, when a warm water distribution signal for requesting warm water distribution is input or when a preset time interval elapses, the heater heating capacity is calculated by measuring the supply voltage. it can.
前記ヒータ加熱容量計算操作で、前記電源から供給される交流の供給電圧を直流電圧に変換し、前記変換された直流電圧を量子化(quantization)して前記供給電圧の大きさを測定することができる。 In the heater heating capacity calculation operation, an AC supply voltage supplied from the power source is converted into a DC voltage, and the converted DC voltage is quantized to measure the magnitude of the supply voltage. it can.
ここで、前記出水制御操作で、前記出水温度の変化量を計算し、前記計算された変化量に応じて前記出水弁の開放度を調節することができる。 Here, the amount of change in the water discharge temperature can be calculated by the water discharge control operation, and the degree of opening of the water discharge valve can be adjusted according to the calculated amount of change.
ここで、前記出水制御操作で、前記出水温度と前記目標温度との間の温度差が予め設定された値以上であり、前記計算された変化量が第1基準変化量以上である場合に、前記変化量を計算した時点における前記出水弁の開放度を第1設定時間の間維持することができる。 Here, in the water discharge control operation, when the temperature difference between the water discharge temperature and the target temperature is equal to or greater than a preset value, and the calculated change amount is equal to or greater than a first reference change amount, The degree of opening of the water discharge valve at the time when the amount of change is calculated can be maintained for a first set time.
ここで、前記出水制御操作で、前記出水温度と前記目標温度との間の温度差が予め設定された値未満であり、前記計算された変化量が第2基準変化量以上である場合に、前記変化量を計算した時点における前記出水弁の開放度を第2設定時間の間維持することができる。 Here, in the water discharge control operation, when the temperature difference between the water discharge temperature and the target temperature is less than a preset value, and the calculated change amount is equal to or greater than a second reference change amount, The degree of opening of the water discharge valve at the time when the amount of change is calculated can be maintained for a second set time.
本発明の実施の一形態による温水供給装置および温水供給方法によれば、ユーザーが所望する目標温度を有する温水を、初期出水時から提供することができる。 According to the hot water supply device and the hot water supply method according to the embodiment of the present invention, hot water having a target temperature desired by the user can be provided from the initial water discharge.
また、上記目標温度を抽出するための制御操作が最小化されるので、上記温水抽出時に必要なエネルギーを減少させることができる。 In addition, since the control operation for extracting the target temperature is minimized, the energy required for the hot water extraction can be reduced.
また、商用交流電源の電圧変動によるヒータ加熱容量の変化を考慮して温水を生成するので、正確な目標温度を有する温水を分配することができる。また、ヒータに印加される電圧を直接に測定してヒータ加熱容量を計算するので、商用交流電源の電圧の大きさが異なる海外でも、ユーザーが所望する目標温度を有する温水を提供することができる。 Moreover, since warm water is generated in consideration of changes in the heater heating capacity due to voltage fluctuations of the commercial AC power supply, it is possible to distribute hot water having an accurate target temperature. In addition, since the heater heating capacity is calculated by directly measuring the voltage applied to the heater, it is possible to provide hot water having a target temperature desired by the user even in foreign countries where the magnitude of the voltage of the commercial AC power supply is different. .
以下、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるように、添付の図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。ただし、本発明の説明において、関連する公知の機能または構造の説明が本発明の要旨を不必要に転換すると思われる場合には、そのような説明を省略するが、当業者には理解されることであろう。また、明細書を通じて、同様の部品に対しては、同様の参照符号を用いることとする。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily implement the present invention. However, in the description of the present invention, if it is considered that the description of related known functions or structures will unnecessarily change the gist of the present invention, such description is omitted, but will be understood by those skilled in the art. That would be true. Throughout the specification, the same reference numerals are used for the same parts.
ある構成要素が他の構成要素に“連結”されているという場合には、他の構成要素に直接連結されている場合だけでなく、その間に介在する構成要素を介して間接的に連結されている場合も含む。これとは対照的に、ある構成要素を他の構成要素に“直接接続する”という場合には、介在する構成要素はない。さらに、逆に明白に説明しない限り、“備える(comprise)”の言葉や、“備えてなる(comprises)”“備えている(comprising)”などは、記述した構成要素を含む意味であり、他のいかなる構成要素も排除するのではなく他の構成要素をさらに含むことができることを意味していることは理解されるであろう。 When a component is “connected” to another component, it is not only directly connected to the other component, but also indirectly connected via an intervening component. This includes cases where In contrast, when a component is “directly connected” to another component, there are no intervening components. In addition, unless clearly stated, the words “comprise”, “comprises”, “comprising”, etc. mean that the constituent elements described are included. It will be understood that it does not exclude any of the components, but means that other components can be further included.
図1は、本発明の温水供給装置の実施の一形態を示したブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the hot water supply apparatus of the present invention.
図1を参照すると、本発明の実施の一形態における温水供給装置は、ヒータ10、出水弁20、温度センサ31、入水温度センサ32、および制御部40を備えることができる。
Referring to FIG. 1, the hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention may include a
以下、本発明の実施の一形態における温水供給装置を、図1を参照して説明する。 Hereinafter, a hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
ヒータ10は、導入された水をヒータ加熱容量で加熱する。ヒータ加熱容量は、ヒータ10の消費電力に関連するもので、ワット(w)で表すことができる。ヒータ10は、流入した水を予め設定されたヒータ加熱容量で一定に加熱することができる。
The
流入した水がヒータ10から受ける熱量は、ヒータ加熱容量と水がヒータ10によって加熱されているときの時間(または期間)に比例することができる。したがって、ヒータ10のヒータ加熱容量が一定に維持されると、流入した水がヒータ10から受ける熱量は、水がヒータ10によって加熱される時間に比例することができる。ここで、流入した水がヒータ10によって加熱される時間は、流入した水が出水弁20を介してヒータから出水するまでにかかる時間に応じて決定することができ、したがって、加熱時間は出水弁20の開放度に応じて調整することができる。
The amount of heat that the inflowing water receives from the
ヒータ10のオンとオフの操作は、制御部40によって行うことができ、温水分配信号が入力されると、制御部40は、ヒータ10をONにして流入した水をヒータ加熱容量で加熱させることができる。
The
しかしながら、ヒータ10に供給される電圧または電流が一定でない場合には、ヒータ加熱容量を一定に維持することができない。ヒータ加熱容量は、ヒータの電流V、ヒータの電流I、およびヒータの抵抗Rの少なくとも二つを用いることによって計算することができるが(P=V*I=I^2/R=I^2*R)、ヒータ10に供給される商用交流電源は、実際におよそ15%の電圧の変化がある。したがって、商用交流電源の電圧変動によってヒータ10に分配する電圧も変動し、ヒータ加熱容量が変動することとなる。
However, when the voltage or current supplied to the
一般に、商用交流電源の電圧変動は、許容誤差の範囲として認められているので、電圧変化によるヒータ加熱容量の差は考慮しなくてもよい。しかしながら、直水型の温水供給装置のように、加熱加熱時間が短く、正確な目標温度の温水を供給する必要がある場合には、商用交流電源の電圧変動による誤差を考慮する必要がある。したがって、商用交流電源、すなわち電源により供給される電圧の大きさを検出するための電圧検出ユニットを、さらに構成することができる。すなわち、電圧検出ユニットにより測定される供給電圧の大きさに基づくヒータ加熱容量を考慮して、ヒータ10内に流入した水に対して加熱する時間を設定することができる。
In general, voltage fluctuations in commercial AC power supply are recognized as an allowable error range, and therefore, it is not necessary to consider the difference in heater heating capacity due to voltage change. However, when the heating and heating time is short and it is necessary to supply hot water having an accurate target temperature as in the case of a direct water type hot water supply apparatus, it is necessary to consider an error due to voltage fluctuation of the commercial AC power supply. Therefore, a commercial AC power source, that is, a voltage detection unit for detecting the magnitude of the voltage supplied by the power source can be further configured. That is, in consideration of the heater heating capacity based on the magnitude of the supply voltage measured by the voltage detection unit, the time for heating the water flowing into the
詳細には、電圧検出ユニットは、電源から供給される交流電圧を半波整流し、平滑化し、電圧降下させて直流電圧に変換し、そしてアナログ−デジタルコンバータ(ADC)で直流電圧のアナログ値を量子化して、供給電圧値を求めることができる。例えば、AC200Vの商用交流電源を使用する場合、電源から供給される電圧は、198Vから253Vに電圧変動する可能性があるので、電圧検出ユニットは、10V間隔で分けて供給電圧を200V、210V、220V、230V、240V、および250Vのいずれか一つで測定することができる。したがって、制御部40は、それぞれの測定された供給電圧に基づいてヒータ加熱容量を計算し、出水弁20の開閉程度を設定することができる。
Specifically, the voltage detection unit performs half-wave rectification, smoothing, voltage drop, and conversion to a DC voltage from an AC voltage supplied from a power source, and converts an analog value of the DC voltage by an analog-to-digital converter (ADC). The supply voltage value can be obtained by quantization. For example, when the AC 200V commercial AC power supply is used, the voltage supplied from the power supply may fluctuate from 198V to 253V. Therefore, the voltage detection unit divides the supply voltage by 200V intervals at 200V, 210V, It can be measured at any one of 220V, 230V, 240V, and 250V. Therefore, the
しかしながら、電圧検出で電力消費を防止するために、電圧検出ユニットは、プリセットされた間隔のみ、または、温水分配信号が入力されたときのみ、電圧供給を検出することができる。 However, in order to prevent power consumption by voltage detection, the voltage detection unit can detect voltage supply only at preset intervals or only when a hot water distribution signal is input.
さらに、電源から供給される電流と電圧のいずれか一方の大きさが分かっている場合には、ヒータ加熱容量を計算することができるので、電圧検出ユニットに代えて、電源から供給される電流を検出する電流検出ユニットを用いることもできる。 Furthermore, when the magnitude of either the current or voltage supplied from the power source is known, the heater heating capacity can be calculated, so that the current supplied from the power source can be calculated instead of the voltage detection unit. A current detection unit for detection can also be used.
出水弁20は、ヒータ10から出水される水の量を調整することができる。上述したように、ヒータ10から出水される水の量を調整することにより、ヒータ10に流入した水がヒータ10内で加熱される時間を調整することができる。具体的には、出水弁20の開放度が増加すると、流入された水がヒータ10によって加熱される時間を短くすることができ、出水弁20の開放度が減少すると、流入された水がヒータ10によって加熱される時間を長くすることができる。したがって、制御部40は、出水弁の開放度を調整することによってヒータ10から出水される水の温度を目標温度に制御することができる。
The
ここで、出水弁20は、制御部40からの制御信号に応じて出水弁20の開放時間または開放流路フローの断面領域の大きさを調整することによって、出水弁20の開放度を調整することができる。
Here, the
ここで、出水弁20は、ヒータ10から水を分配する流路に沿った流路全体または一部を遮断するディスクなどのような流路遮断ユニットを含むことができる。ここで、流路遮断ユニットにより遮断される流路の断面領域の大きさを調整することにより、単位面積あたりのヒータ10から出水される水の量を調整することができる。
Here, the
また、出水弁20は、短時間で周期的に繰り返し出水弁20を開閉することによって単位時間あたりのヒータ10から出水される水の量を調整することができ、周期的な出水弁20の開閉は、パルス幅変調(PWM)によって実施することができる。たとえば、出水弁20は、制御部40によって伝送される一定周期のパルス形態の制御信号を受け、パルスが高い場合には出水弁20を開放し、パルスが低い場合には出水弁20を閉じることができる。ここで、制御部40によって伝送されるパルスのうちで高いパルスの回数が増加すると、出水弁20は、ヒータ10から単位時間あたりにより多くの量の水を出水することができる。
Further, the
したがって、出水弁20を使用することにより、単位時間あたりに出水される水の量、すなわち、ヒータ10に流入された水の出水速度を決定することができる。出水速度が速くなると、ヒータ10に流入した水をヒータ10内で加熱する時間が減少するので、ヒータ10から出水される水の温度を低くすることができる。逆に、出水速度が低下すると、ヒータ10に流入した水のヒータ10内にとどまる時間が増加するので、流入された水をヒータ10によって加熱する時間が増加し、ヒータ10から得られる水の温度が上昇する。
Therefore, by using the
ここで、出水弁20の開放度を全開から完全遮断まで連続的に調整することができ、また、開放度を予め設定された段階数に応じてセットすることができる。たとえば、開放度を全開から完全遮断まで4段階に分けることができる。すなわち、第1段階を完全遮断、第2段階を1/3開放、第3段階を2/3開放、第4段階を全開とすることができる。この場合では、ステッピングモータを使用することにより、出水弁20を予め設定された段階数の開放度にセットすることができる。
Here, the degree of opening of the
ここで、出水弁20は、出水初期で目標温度となるよう出水温度を制御するよう設定された初期開放度を有することができる。すなわち、ヒータ10から水を出水し始めるときから目標温度で水を出水するために、出水弁20の初期開放度を制御部40によって設定することができる。
Here, the
温度センサ31は、出水される水の出水温度を測定することができる。温度センサ31のように、水の温度を測定することができるものであれば、いかなるものでも用いることができる。図1に示したように、温度センサ31は、出水弁20とヒータ10との間に設けることができる。したがって、出水弁20が完全に遮断されると、温度センサ31によって測定される出水温度はヒータ10に貯蔵された水の温度となる。
The
本発明の実施の形態における温水供給装置は、さらに入水温度センサ32を含むことができる。入水温度センサ32は、ヒータ10内に流入する水の温度を測定することができる。測定された流入温度は、その後に出水弁20の初期開放度の設定に用いることができる。
The hot water supply apparatus in the embodiment of the present invention can further include an incoming
温水分配信号が入力されると、制御部40はヒータ10を操作することができ、初期出水時から目標温度の水を出水し始めるために、制御部4は出水弁20の初期開放度を設定することができる。
When the warm water distribution signal is input, the
上述したように、温度センサ31により測定された出水温度は、ヒータ10に貯蔵された水の温度と等しい。したがって、初期出水時における出水温度により出水弁20の初期開放度を異ならせることによって、出水弁20の最も適切な開放度を実験的に求めることができる。すなわち、測定された出水温度により予め設定された開放度を出水弁20の初期開放度として設定することができることで、初期出水時から目標温度に近い水を出水することができる。
As described above, the water temperature measured by the
ここで、制御部40は、最後に出水したときと、次に水を出水したときとの間の使用待機時間を計測し、使用待機時間と出水温度により出水弁20の初期開放度を設定する。すなわち、制御部40は、出水温度と同様に使用待機時間を考慮して初期開放度を設定することができる。
Here, the
また、制御部40は、ヒータ10に注入される水の流入温度を受け取り、この受け取った流入温度、ヒータ加熱容量、および目標温度を用いてヒータから出水される水の出水量を計算することができる。これにより、制御部40は、計算した出水量によって出水弁20の初期開放度を設定することができる。
Further, the
例えば、制御部40は、次式
を使用することによりヒータ10から出水される水の初期出水量を計算することができ、計算された初期出水量により出水弁20の初期開放度を設定することができる。
すなわち、制御部40は、入水温度センサ32からの入水温度を受け取って、より正確に出水弁20の初期開放度を設定することができる。ここで、Vは出水される水の容積、wはヒータ10のヒータ加熱容量、cは水の比熱、ρは水の密度、Δtは加熱時間、T1は目標温度、T2は流入温度である。
For example, the
The initial water discharge amount of water discharged from the
That is, the
初期の出水の後に、制御部40は、出水温度の値の変動に応じて出水弁20の開放度を制御する。
After the initial water discharge, the
上述したように、ヒータ10内に流入する水の温度は、ヒータ加熱容量とヒータ10による加熱時間とに比例して増加させることができる。
As described above, the temperature of the water flowing into the
一般に、ヒータ加熱容量は一定に維持されるので、制御部40が出水弁20の開放度を調整することにより、流入した水をヒータ10によって加熱する加熱時間を制御することができる。したがって、制御部40は、温度センサ31が測定した出水温度により出水弁20の開放度を調整することによって、ヒータ10から出水される水の温度を目標温度に制御することができる。
In general, since the heater heating capacity is kept constant, the
具体的には、制御部40は、出水温度と目標温度との差を求めて、その差に比例するように出水弁20の開放度を制御することができる。すなわち、出水温度が目標温度よりも高い場合には、制御部40は、出水温度と目標温度との間の差に比例して出水弁を開くことができ、また、出水温度が目標温度よりも低い場合には、制御部40は、出水温度と目標温度との間の差に比例して出水弁を閉じることができる。ここで、出水弁20の開放度の調整において、出水温度と目標温度との差による比例式を用いることにより、または、出水温度により実験的に作成された表を用いることにより、出水弁20の開放度を設定することができる。
Specifically, the
しかしながら、上述したように、商用交流電源の電圧変動によってヒータ10のヒータ加熱容量が変動することがある。したがって、温度をより正確に調整するために、商用交流電源の電圧変動によるヒータ加熱容量の変化も考慮して、出水弁20の初期開放度を設定することが望ましい。
However, as described above, the heater heating capacity of the
この結果、ヒータ10はさらに、電源からの供給電圧を検出する電圧検出ユニットを含むことができ、また、制御部40は、供給電圧からヒータ加熱容量を求めることができる。具体的には、ヒータ10に実際に供給されるヒータ電圧値は、印加される電圧から求めることができ、また、ヒータ10の実際のヒータ加熱容量は、ヒータ電圧を用いることにより計算することができる。すなわち、制御部40は、ヒータ10のヒータ電圧と抵抗値とをP=V*I=V^2/Rに代入することにより、実際のヒータ加熱容量を計算することができる。
As a result, the
まず初めに、出水温度に対応する出水弁20の初期開放度を設定するために、制御部40は、実際の計算されたヒータ加熱容量を用いることができる。すなわち、出水温度が同じでも、ヒータ加熱容量が異なれば、初期開放度が異なり、水の出水時間の初期における出水温度と測定されたヒータ加熱容量とにより最も適切な出水弁10の開放度を実験的に求めることができる。したがって、測定された出水温度とヒータ加熱容量とによる開放度の設定を出水弁20の初期開放度として設定することができ、これにより、初期出水時から目標温度に近い水を出水することができる。
First, in order to set the initial opening degree of the
また、ヒータ10内に入水された水の流入温度を受け取ると、次式
において、実際に計算されたヒータ加熱容量を式のヒータ加熱容量wに代入することにより、ヒータ10から出水される水の初期出水量Vを計算することができる。この場合、出水弁20の初期開放度の調整に基づいて、ヒータ10に実際に印可される電圧に基づいてヒータ加熱容量を計算することができることから、温度をより正確に調整することができる。
When the inflow temperature of the water that has entered the
Then, by substituting the actually calculated heater heating capacity into the heater heating capacity w in the equation, the initial amount V of water discharged from the
初期出水の後では、制御部40は、出水温度の値に変化に応じて出水弁20の開放度を調整するために、実際に計算されたヒータ加熱容量を用いることができる。具体的には、ヒータ加熱容量に比例する比例係数を設定し、出水温度と目標温度との差にに比例して出水弁40の開放度を設定することができる。出水弁20の開放度の調整においては、出水温度と目標温度との差と目標温度とにより発生する比例式を用いることにより、または、ヒータ加熱容量と出水温度により実験的に作成された表を用いることにより、出水弁20の開放度を設定することができる。
After the initial water discharge, the
例えば、電圧検出ユニットによって測定される供給電圧は、200V、210V、220V、230V、240V、および250Vに量子化して、各供給電圧値により予め設定された比例係数があり得る。したがって、比例係数と出水温度を用いて出水弁20の開放度を調整することができる。ここで、比例係数は実験的に求めることができる。
For example, the supply voltage measured by the voltage detection unit may be quantized into 200V, 210V, 220V, 230V, 240V, and 250V, and there may be a proportionality factor preset by each supply voltage value. Therefore, the opening degree of the
ここで、制御部40が電圧検出ユニットによって測定された供給電圧に基づいてヒータ加熱容量を直接計算するため、商用交流電源の電圧変動に応じて制御を行うことが可能となる。したがって、商用交流電源の電圧範囲が異なる海外であっても、セットアップの工程を行うことなく、ユーザーが望む目標温度の温水を提供することができる。すなわち、商用交流電源の電圧範囲が異なる海外であっても、整合性(consistency)を与えることができる。
Here, since the
しかしながら、温水供給装置は、直水型の温水供給装置であるが、出水弁20の初期開放度を出水温度に応じて設定しても、流入した水の加熱が十分でない可能性があり、目標温度に達していない温水が供給されることがある。しかしながら、ユーザーは、温水供給装置が目標温度の水を提供すると期待して水を出水するので、出水時期の初期でも目標温度の水を提供することは温水供給装置に必須のことである。
However, the hot water supply device is a direct water type hot water supply device, but even if the initial opening degree of the
したがって、ヒータ10内に貯蔵された水の温度が予熱基準温度よりも低い場合には、制御部40は、出水弁20を開放する前の予熱時間の間にヒータ10を作動させることができる。
Therefore, when the temperature of the water stored in the
すなわち、ヒータ10内に貯蔵された水を出水する前に、ヒータ10内に貯蔵された水を加熱して温度を上昇させる予熱を行ってから、水の出水を開始することができる。この場合においては、ユーザーが温水供給を要請する温水分配信号を入力してから予熱にかかる時間によって応答時間が遅くなる可能性があるが、初期出水時からユーザーが望む目標温度の水を提供することができる。
That is, before the water stored in the
ここで、温水供給装置が温水を供給した後にすぐに再び温水を供給する場合があり得る。この場合には、ヒータ10内に存在する水の温度が既に目標温度に近いので、予熱をする必要がない。逆に、温水供給装置がユーザーに温水を供給してから長い時間が経過した後に、温水を供給する場合があり得る。たとえば、温水供給装置が最初に温水を供給してから2時間後に、温水を供給する場合があり得る。この場合、ヒータ10内に存在する水は既に冷めており、目標温度から大きな差があり得る。
Here, there may be a case where hot water is supplied again immediately after the hot water supply device supplies hot water. In this case, since the temperature of the water existing in the
したがって、制御部40は、温度センサ31を用いて、貯蔵された水の温度が予熱基準温度より低い場合、たとえば60度以下の場合だけ、貯蔵された水の温度を確認することができる。
Therefore, the
また、制御部40は、ヒータ10内に貯蔵された水の温度、すなわち出水温度が低いほど、予熱時間を長く設定することができる。出水温度と目標温度のとの間の差が大きくなるので、ヒータ10内に貯蔵された水を十分に加熱するために予熱時間を長く設定することができる。逆に、出水温度が高い場合には、温度が目標温度に近いので、ヒータ1内に貯蔵された水を短時間で加熱しても、充分に目標温度に達することができる。
Moreover, the
これに加えて、制御部40は、最後の出水したときと次に出水するときとの間の使用待機時間を測定し、測定された出水温度に応じて、予熱時間と出水弁20の開放度を設定することができる。
In addition to this, the
温水分配信号の入力が停止されると、温水供給装置は、温水の供給を停止するために出水弁20を完全に閉鎖することができ、ヒータ10内に貯蔵された水を目標温度に加熱した状態に維持することができる。この場合には、しかしながら、温水供給装置が作動しないと、時間の経過に伴ってヒータ10内に貯蔵された水の温度が低下する。したがって、目標温度と出水温度との間の差と同様に使用待機時間を考慮して、出水弁20の開放度を設定することができる。
When the input of the hot water distribution signal is stopped, the hot water supply device can completely close the
さらに、迅速に目標温度の水を分配するために、制御部40は、出水温度値の変化に応じて、出水弁20の開放度を調整することができる。図4および5を参照して制御部40の動作に関する特定の動作を説明する。
Furthermore, in order to quickly distribute the water at the target temperature, the
図4(a)は、第1出水の場合における出水温度を示したグラフである。すなわち、図4(a)は、水を最後に出水してから所定時間経過後に温水を出水する場合のグラフを示している。図4(a)を参照すると、出水温度は目標温度に収束しており、この収束は、上述したように出水弁の開放度を制御することにより得ることができる。 Fig.4 (a) is the graph which showed the water discharge temperature in the case of the 1st water discharge. That is, FIG. 4A shows a graph in the case where warm water is discharged after a predetermined time has elapsed since water was finally discharged. Referring to FIG. 4A, the water discharge temperature has converged to the target temperature, and this convergence can be obtained by controlling the degree of opening of the water discharge valve as described above.
この場合は、しかしながら、図4(a)に示したように、出水温度が目標温度に収束する過程で、出水温度は、目標温度に基づいて上昇したり下降して変動して、出水温度の変動により、ユーザーに熱水または冷水が突然供給されることがある。また、出水温度を安定して目標温度にするまでかかる時間が長くかかることがある。したがって、出水温度曲線の変動を最小にするために、出水弁20を制御する必要がある。
In this case, however, as shown in FIG. 4 (a), in the process where the outlet water temperature converges to the target temperature, the outlet water temperature rises or falls based on the target temperature and fluctuates. Due to fluctuations, users may be suddenly supplied with hot or cold water. In addition, it may take a long time to stabilize the outlet temperature to the target temperature. Therefore, it is necessary to control the
図4(b)は連続的に出水をする場合の出水温度を示している。温水を継続して分配するので、図4(b)に示したように、初期に出水温度は急激に上昇しないが、出水温度曲線に変動が現れる。したがって、変動を最小限に抑えるために、出水弁20を制御する必要がある。
FIG.4 (b) has shown the water temperature in the case of discharging water continuously. Since the hot water is continuously distributed, as shown in FIG. 4B, the water temperature does not rise rapidly at the initial stage, but the water temperature curve varies. Therefore, it is necessary to control the
そのため、制御部40は、出水温度値の変化量を計算し、この計算した変化量に応じて出水弁20の開放度を調整して、変動を最小限に抑えることができる。
Therefore, the
まず初めに、制御部40は、出水温度と目標温度との間の差を計算し、この差の値から、温水分配が最初の出水であるのか、それとも連続的な出水であるのかを判定することができる。
First, the
たとえば、出水温度と目標温度との間の差が予め設定された値以上の場合、制御部40は、温水出水が最初の出水であると判定し、また、出水温度と目標温度との間の差が予め設定された値未満場合、制御部40は、温水出水が連続出水であると判定することができる。
For example, when the difference between the water temperature and the target temperature is equal to or greater than a preset value, the
ここで、出水温度と目標温度との間の差は、温水を分配する初期の時点で求めることができ、この場合には、最初の出水と連続的な出水を明確に区別することができる。 Here, the difference between the water temperature and the target temperature can be determined at an initial time point when the hot water is distributed. In this case, the first water discharge and the continuous water discharge can be clearly distinguished.
すなわち、最初の出水の場合では、ヒータ10内に貯蔵された水の温度を常温(おおよそ26°C)に近づけることができるが、連続的な出水の場合には、既に加熱されているので、ヒータ10内に貯蔵された水の温度が目標温度(85°C)に近づくことができる。
That is, in the case of the first water discharge, the temperature of the water stored in the
したがって、出水温度と目標温度との間の差に基づいて、最初の出水と連続的な出水を判定することができ、また、最初の出水と連続的な出水とに応じて出水弁20を異ならせて制御することができる。
Therefore, it is possible to determine the first water discharge and the continuous water discharge based on the difference between the water discharge temperature and the target temperature, and if the
温水の出水が最初の出水である場合、制御部40が出水温度の変化量を計算することができ、また、出水弁20の開放度を出水温度の変化に応じて調整することができる。
When the warm water is discharged for the first time, the
出水温度の変化量は、あらかじめ設定された時間間隔毎に出水温度値を測定して、測定された出水温度値の間の差を計算することにより求めることができる。ここで、計算された出水温度の変化が第1基準変化以上の場合には出水温度が急激に上昇していると考えられ、この場合には、出水温度のグラフの曲線の変動数と変動振幅が大きくなる可能性がある。 The amount of change in the water temperature can be obtained by measuring the water temperature value at each preset time interval and calculating the difference between the measured water temperature values. Here, when the calculated change in the water temperature is equal to or greater than the first reference change, it is considered that the water temperature has increased rapidly. In this case, the fluctuation number and fluctuation amplitude of the curve of the water temperature graph. May become large.
したがって、変動が急激に大きくなると判別されると、出水弁20の開放度を変化量が計算された時点での開放度に固定することができ、そして、この開放度の固定は第1設定時間の間維持することができる。すなわち、出水温度の変化量を減らすために、出水温度に応じて出水弁20の開放度の制御を第1設定時間の間中断させることができる。これにより、出水温度の変動を図5に示すように減少させることができる。
Therefore, if it is determined that the fluctuation increases rapidly, the opening degree of the
図4の(a)を参照すると、最初の出水の場合でも、時間経過に伴って出水温度を徐々に上昇させることができ、出水温度と目標温度との温度差を予め設定された値よりも少なくすることができる。したがって、この場合には、制御部40は、出水弁20の開放度を連続出水と同様に制御することができる。以下に、連続出水の場合における制御部40の動作を説明する。
Referring to (a) of FIG. 4, even in the case of the first water discharge, the water discharge temperature can be gradually increased as time elapses, and the temperature difference between the water discharge temperature and the target temperature is set higher than a preset value. Can be reduced. Therefore, in this case, the
温水を連続出水させると判別すると、上述したように、出水温度の変化量を計算して、変化量が第2基準変動量以上であるか否かを判別することができる。第2基準変化量は、第1基準変化量よりも小さくすることができる。変化量が第2基準変化量以上の場合には、出水温度が緩やかに上昇していると考えることができる。 If it is determined that the warm water is continuously discharged, as described above, it is possible to calculate whether or not the change amount of the discharge temperature is equal to or greater than the second reference fluctuation amount. The second reference change amount can be smaller than the first reference change amount. When the amount of change is equal to or greater than the second reference amount of change, it can be considered that the water discharge temperature is gradually rising.
出水温度が緩やかに上昇すると、出水温度のグラフにおける曲線の変動数と変動振幅が増加すると予想することができ、したがって、出水弁20の開放度を変動が計算された時点の開放度に固定することができる。ここで、固定する時点は、第1設定時点よりも短い第2設定時点とすることができ、出水弁20の制御を中断することにより出水温度の変動を減少させることができる。
When the water temperature rises slowly, it can be expected that the number of fluctuations and the fluctuation amplitude of the curve in the water temperature graph will increase, and therefore the degree of opening of the
したがって、出水温度の変化量に応じて出水弁20の開放度を調整することによって、出水温度を迅速に目標温度に収束させることができ、また、出水弁20の制御時間を短縮することによって、出水弁20を制御するためのエネルギーの消耗を減少させることができる。
Therefore, by adjusting the degree of opening of the
図に示していないが、浄水器は、温水供給装置を含むことができる。浄水器は、上水道から供給される水道水をろ過する浄水フィルターを含むことができ、浄水フィルターによって浄化された水をヒータ10に流入させることができる。その後、浄水は、ヒータ10内で加熱され、出水弁20を介して出水されてユーザーに提供される。ここで、制御部40は、出水弁20の開放度を制御して、抽出される水の温度を目標温度に調整することができる。同様に、制御部40は、温度センサ31と流入温度センサ32を用いることによって出水弁20の開放度を制御して、ヒータ10と出水弁20とを制御することにより、ヒータ10内に流入した水を予熱することができる。
Although not shown in the figure, the water purifier can include a hot water supply device. The water purifier can include a water purification filter that filters the tap water supplied from the water supply, and the water purified by the water purification filter can flow into the
図2は、本発明の実施の一形態による温水の供給方法を示したフローチャートであり、図3は本発明の実施の一形態による温水の供給方法の初期出水操作(段階)を示したフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart illustrating a hot water supply method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a flowchart illustrating an initial water discharge operation (stage) of the hot water supply method according to an embodiment of the present invention. is there.
図2および図3を参照すると、本発明の実施の一形態における温水供給方法は、初期出水操作(段階)(S10)と、出水制御操作(段階)(S20)とを含むことができる。初期出水操作(S10)は、初期開放制御操作(S11)、予熱工程(S12)、および初期開放工程(S13)を含むことができる。 2 and 3, the hot water supply method according to the embodiment of the present invention may include an initial water discharge operation (stage) (S10) and a water discharge control operation (stage) (S20). The initial water discharge operation (S10) can include an initial opening control operation (S11), a preheating step (S12), and an initial opening step (S13).
以下、本発明の実施の一形態における温水の供給方法を図2および図3を参照しつつ説明する。 Hereinafter, a hot water supply method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
初期出水操作(S10)では、温水供給信号が入力されると、ヒータから出水される水の出水量を調整するための出水弁の初期開放度が設定され、予め開放度が設定された出水弁によって出水弁を開放することができる。初期出水操作(S10)では、温水供給信号を入力することにより加熱を開始する。この操作では、初期出水から目標温度の水を抽出し始めるために、出水弁の初期開放度を設定することができる。 In the initial water discharge operation (S10), when a warm water supply signal is input, an initial opening degree of the water discharging valve for adjusting the amount of water discharged from the heater is set, and the water discharging valve in which the opening degree is set in advance. The water outlet valve can be opened. In the initial water discharge operation (S10), heating is started by inputting a warm water supply signal. In this operation, in order to start extracting water at the target temperature from the initial water discharge, the initial opening degree of the water discharge valve can be set.
詳細には、初期出水操作(S10)は、初期開放設定操作(S11)と、予熱操作(S13)とを含むことができる。 Specifically, the initial water discharge operation (S10) can include an initial opening setting operation (S11) and a preheating operation (S13).
初期開放設定操作(S11)では、出水温度に応じた出水弁の初期開放度として、予め設定された開放度を設定することができる。 In the initial opening setting operation (S11), a preset opening degree can be set as the initial opening degree of the water discharge valve according to the water discharge temperature.
出水温度は、ヒータと出水弁との間に配置された温度センサを用いることによって測定することができる。出水弁を開放する前に、ヒータ内に貯蔵された水の温度を出水温度とすることができる。したがって、出水弁を開放する前の出水温度を用いてヒータ内に貯蔵された水の温度を測定することができ、出水弁の初期開放度を測定された水の温度に応じて設定することができる。 The water temperature can be measured by using a temperature sensor disposed between the heater and the water valve. Before opening the water outlet valve, the temperature of the water stored in the heater can be set as the water outlet temperature. Therefore, the temperature of the water stored in the heater can be measured using the water temperature before opening the water valve, and the initial opening degree of the water valve can be set according to the measured water temperature. it can.
詳細には、ヒータ内に貯蔵された水の温度は、最後の出水からどれくらい時間が経過したかによるため、ヒータ内に貯蔵された水の温度に応じて初期開放度を変更する必要がある。 Specifically, since the temperature of the water stored in the heater depends on how much time has passed since the last water discharge, it is necessary to change the initial opening degree according to the temperature of the water stored in the heater.
たとえば、最後に出水してから1分経過すると、貯蔵された水の温度を目標温度に近づけることができるため、水を長時間加熱する必要がなく、したがって比較的多くの水を出水するよう初期開放度を設定することができる。 For example, when one minute has passed since the last water discharge, the temperature of the stored water can be brought close to the target temperature, so that it is not necessary to heat the water for a long time, and therefore the initial operation is to discharge a relatively large amount of water. Openness can be set.
これに対し、最後に出水してから2時間経過した場合には、貯蔵された水の温度が目標温度から大きく異なる可能性があるため、水をヒータで長時間加熱する必要がある。この場合には、出水する水の量を比較的少なくするように初期開放度を設定することができる。 On the other hand, when two hours have passed since the last water discharge, the temperature of the stored water may be greatly different from the target temperature, so it is necessary to heat the water with a heater for a long time. In this case, the initial opening degree can be set so that the amount of water flowing out is relatively small.
ここで、出水温度による初期開放度は、測定された出水温度に応じた出水弁の初期開放度の変動によって最も適切な初期開放度を実験的に求めることができ、これによって、出水温度のそれぞれ応じた出水弁の初期開放度を予め設定することができる。 Here, the initial opening degree according to the water discharge temperature can be experimentally obtained as the most appropriate initial opening degree by the fluctuation of the initial opening degree of the water discharge valve according to the measured water discharge temperature. The initial opening degree of the corresponding water discharge valve can be set in advance.
さらに、上述したように、最後に出水してから経過した時間の程度、すなわち最後に出水したときと次に出水するときとの間の使用待機時間に応じて、ヒータ内に貯蔵された水の温度を変動させることができる。したがって、初期開放度設定操作(S11)では、最後に出水したときと次に出水するときとの間の使用待機時間を測定して、この測定された使用待機時間と出水温度を用いることによって、出水弁の初期開放度を設定することができる。 Furthermore, as described above, the amount of water stored in the heater depends on the degree of time that has elapsed since the last water discharge, that is, the use waiting time between the last water discharge and the next water discharge. The temperature can be varied. Therefore, in the initial opening degree setting operation (S11), by measuring the use waiting time between the last water discharge and the next water discharge, and using the measured use standby time and the water discharge temperature, The initial opening degree of the water discharge valve can be set.
初期開放度設定操作(S11)では、出水温度の他に、ヒータ内に流入する水の流入温度を受け、さらにこの流入温度に基づいて出水弁の初期開放度を設定することができる。 In the initial opening degree setting operation (S11), in addition to the outlet water temperature, the inflow temperature of the water flowing into the heater is received, and the initial opening degree of the outlet valve can be set based on the inflow temperature.
詳細には、目標温度を有する水を出水するために必要なヒータの初期出水量は、次式
を用いることにより計算することができ、そして、計算されたヒータの初期出水量に応じて出水弁の初期開放度を設定することができる。すなわち、流入温度を受けることにより、出水弁の初期開放度をより正確に設定することができる。ここで、Vは出水される水の容積、wはヒータ10のヒータ加熱容量、cは水の比熱、ρは水の密度、Δtは加熱時間、T1は目標温度、T2は流入温度である。
Specifically, the initial water discharge amount of the heater required to discharge water having the target temperature is
The initial opening degree of the water discharge valve can be set according to the calculated initial water discharge amount of the heater. That is, the initial opening degree of the water discharge valve can be set more accurately by receiving the inflow temperature. Here, the volume of water V is a flood, w is a heater heating capacity of the
この場合には、しかしながら、ヒータのヒータ加熱容量が一定であると仮定して初期開放度を設定するが、実際には、ヒータに供給される商用交流電源の電圧変動に応じてヒータのヒータ加熱容量も変動する可能性がある。したがって、出水弁の初期開放度をより正確に設定するために、ヒータ加熱容量の変化を考慮する必要がある。 In this case, however, the initial opening degree is set on the assumption that the heater heating capacity of the heater is constant. In practice, however, the heater heating of the heater depends on the voltage fluctuation of the commercial AC power supplied to the heater. Capacity can also vary. Therefore, in order to set the initial opening degree of the water discharge valve more accurately, it is necessary to consider the change in the heater heating capacity.
このため、初期開放度設定操作(S10)は、さらに、ヒータ加熱容量の計算工程(図示はしていない。)を含むことができ、そして、ヒータ加熱容量の計算工程で電源から供給される供給電圧を測定して、この供給電圧を用いることによってヒータ加熱容量を計算することができる。 For this reason, the initial opening degree setting operation (S10) can further include a heater heating capacity calculation step (not shown), and supply supplied from the power source in the heater heating capacity calculation step. The heater heating capacity can be calculated by measuring the voltage and using this supply voltage.
詳細には、ヒータ加熱用容量計算操作では、電源から供給される交流の供給電圧を直流の電圧に変換し、この変換された直流の電圧を量子化して供給電圧を検知することができる。すなわち、電源から供給される交流の電圧を半波整流し、平滑化し、電圧降下させて直流の電圧に変換し、さらに、この変換された直流の電圧をアナログ−デジタル変換器によって量子化して、供給電圧を測定することができる。したがって、198Vから253Vまで変動する220Vの商用交流電源が供給される場合、
この電力を10V間隔で区切って200V、210V、220V、23V、240V、250Vのうちの一つとして測定することができる。ヒータの抵抗値が一定であるので、供給電圧が測定されると、ヒータに印加されるヒータ電圧を求めることができ、P=V*I=V^2/Rを用いることによってヒータのヒータ加熱容量を容易に計算することができる。
Specifically, in the heater heating capacity calculation operation, an AC supply voltage supplied from a power source is converted into a DC voltage, and the converted DC voltage is quantized to detect the supply voltage. That is, the AC voltage supplied from the power source is half-wave rectified, smoothed, dropped to convert it to a DC voltage, and the converted DC voltage is quantized by an analog-digital converter, The supply voltage can be measured. Therefore, when a 220V commercial AC power supply that varies from 198V to 253V is supplied,
This power can be measured as one of 200V, 210V, 220V, 23V, 240V, and 250V divided at 10V intervals. Since the resistance value of the heater is constant, when the supply voltage is measured, the heater voltage applied to the heater can be obtained, and by using P = V * I = V ^ 2 / R, the heater heating of the heater The capacity can be calculated easily.
その後、初期開放度設定操作(S11)では、ヒータ加熱容量計算操作で計算されたヒータ加熱容量を用いることによって、出水弁の開放度を設定することができる。詳細には、初期開放度設定操作(S11)では、出水温度が一定でも、計算されたヒータ加熱容量が異なる場合に、出水弁の開放度を変更することができ、初期出水時における出水温度と測定されたヒータ加熱容量に応じて出水弁の最も適切な開放度を実験的に求めることができる。したがって、予め設定された開放度を初期出水時における出水温度と測定されたヒータ加熱容量に応じて出水弁の初期開放度に設定することができる。 Thereafter, in the initial opening degree setting operation (S11), the opening degree of the water discharge valve can be set by using the heater heating capacity calculated in the heater heating capacity calculation operation. Specifically, in the initial opening degree setting operation (S11), even if the water temperature is constant, the opening degree of the water outlet valve can be changed when the calculated heater heating capacity is different. The most appropriate opening degree of the water discharge valve can be experimentally determined according to the measured heater heating capacity. Therefore, the preset opening degree can be set to the initial opening degree of the water discharge valve according to the water discharge temperature at the time of initial water discharge and the measured heater heating capacity.
また、ヒータに流入する流入温度を受けると、次式
のヒータ加熱容量wに実際に測定されたヒータ加熱容量を代入することによってヒータ10から出水される水の初期出水量Vを計算することができる。この場合、出水弁20の初期開放度を調整するための基礎となるヒータ加熱容量を、ヒータ10に実際に印可される電圧に基づいて計算することができる。
When the inflow temperature flowing into the heater is received,
By substituting the heater heating capacity actually measured for the heater heating capacity w, the initial amount V of water discharged from the
さらに、ヒータ加熱容量計算操作では、予め設定された時間間隔毎に、または、温水k配分信号が給力されたときに、電源から供給される電圧すなわち供給電圧を測定することができる。これは、供給電圧の測定に必要な電力消耗を減少させるためである。 Further, in the heater heating capacity calculation operation, the voltage supplied from the power source, that is, the supply voltage can be measured at preset time intervals or when the hot water k distribution signal is supplied. This is to reduce the power consumption required for measuring the supply voltage.
初期開放度設定操作(S11)で目標温度を有する水を配分するための出水弁の初期開放度が既に設定されているが、ヒータに貯蔵された水の温度が極端に低い場合には、分配される水を十分に加熱することができない可能性があり、したがって目標温度を有していない水が提供される可能性がある。 In the initial opening degree setting operation (S11), the initial opening degree of the water outlet valve for allocating water having the target temperature has already been set, but when the temperature of the water stored in the heater is extremely low, the distribution is performed. Water that is being heated may not be sufficiently heated, and thus water that does not have a target temperature may be provided.
したがって、初期出水操作S10は、さらに予熱操作(S12)を含むことができる。測定された出水温度が予熱基準温度よりも低い場合には、ヒータを作動させてヒータ内に貯蔵された水を予熱時間の間に加熱することができる。ヒータ内に貯蔵された水が予熱基準温度よりも低い場合には、出水する前に水を予熱する。したがって、予熱操作(S12)の後で水を出水するときには、目標温度を有する水を初期出水のときから出水することができる。 Therefore, the initial water discharge operation S10 can further include a preheating operation (S12). If the measured outlet water temperature is lower than the preheat reference temperature, the heater can be operated to heat the water stored in the heater during the preheat time. When the water stored in the heater is lower than the preheating reference temperature, the water is preheated before the water is discharged. Therefore, when water is discharged after the preheating operation (S12), water having the target temperature can be discharged from the initial water discharge.
詳細には、測定された出水温度が60°Cよりも低い場合、予熱操作(S12)を実行することができ、測定された出水温度が低い場合に時間を延長するよう設定してヒータで水を十分に予熱する。 Specifically, when the measured outlet temperature is lower than 60 ° C., the preheating operation (S12) can be performed, and when the measured outlet temperature is low, the heater is set to extend the time and Fully preheat.
ここで、初期開放設定操作(S11)と予熱操作(S12)とを同時に行うことができ、また、予熱操作(S12)を先に行って、初期開放設定操作S11で、予熱操作(S12)で予熱された水の温度を考慮して出水弁の初期開放度を設定することもできる。 Here, the initial opening setting operation (S11) and the preheating operation (S12) can be performed at the same time. Also, the preheating operation (S12) is performed first, and the initial opening setting operation S11 and the preheating operation (S12). The initial opening degree of the water discharge valve can be set in consideration of the temperature of the preheated water.
初期開放操作(S13)では、予め設定された出水弁の開放度に応じて出水弁を開放することができる。初期開放度設定操作(S11)と予熱操作(S12)によって目標温度を有する水を提供することができ、その後に、出水時であっても持続的に目標温度を有する水を提供するために出水制御操作S20を行うことができる。 In the initial opening operation (S13), the water discharge valve can be opened according to a preset opening degree of the water discharge valve. Water having the target temperature can be provided by the initial opening degree setting operation (S11) and the preheating operation (S12), and then the water is discharged to provide water having the target temperature continuously even during the water discharge. Control operation S20 can be performed.
出水制御操作S20では、出水弁の開放度を制御することによりヒータから出水する水が目標温度を有するように調整することができる。 In the water discharge control operation S20, the water discharged from the heater can be adjusted to have a target temperature by controlling the degree of opening of the water discharge valve.
ここで、出水温度の値の変化に応じて出水弁の開放度を調整することができる。詳細には、出水温度が目標温度よりも高い場合には、出水温度と目標温度との間の差に比例して出水弁を開放し、また、出水温度が目標温度よりも低い場合には、出水温度と目標温度との間の差に比例して出水弁を閉じることができる。 Here, the opening degree of the water discharge valve can be adjusted according to the change in the value of the water discharge temperature. Specifically, when the outlet temperature is higher than the target temperature, the outlet valve is opened in proportion to the difference between the outlet temperature and the target temperature, and when the outlet temperature is lower than the target temperature, The outlet valve can be closed in proportion to the difference between the outlet temperature and the target temperature.
ヒータのヒータ加熱容量が一定の場合、ヒータから出水される水の温度は、ヒータによって水を加熱する時間と比例して上昇することができる。出水弁をより大きく開放するほど時間あたりの出水量が増加し、ヒータによって水を加熱する時間が短くなる。これに対して、出水弁を閉じると、時間あたりの出水量が減少し、ヒータによって水を加熱する時間が長くなる。 When the heater heating capacity of the heater is constant, the temperature of the water discharged from the heater can be increased in proportion to the time for heating the water by the heater. The larger the outlet valve is opened, the greater the amount of water discharged per hour, and the shorter the time for heating the water with the heater. On the other hand, when the water discharge valve is closed, the amount of water discharged per hour decreases, and the time for heating the water with the heater becomes longer.
したがって、出水制御操作S20で、出水弁の開放度を調整することによりヒータから出水される水の温度を調整して、ヒータから出水される水の温度が目標温度に達するよう調整することができる。 Therefore, in the water discharge control operation S20, the temperature of the water discharged from the heater can be adjusted by adjusting the degree of opening of the water discharge valve so that the temperature of the water discharged from the heater reaches the target temperature. .
また、出水制御操作S20で、ヒータに流入する水の流入温度を受けることができ、そして、流入温度、ヒータのヒータ加熱容量、および目標温度を用いることによって、出水弁の開放度を調整することができる。 Further, in the water discharge control operation S20, the inflow temperature of the water flowing into the heater can be received, and the opening degree of the water discharge valve is adjusted by using the inflow temperature, the heater heating capacity of the heater, and the target temperature. Can do.
詳細には、流入温度、ヒータのヒータ加熱容量、および目標温度を用いることによって、目標温度を輸する水を出水するために、必要な出水量を計算することができ、この計算された出水量に基づいて出水弁の開放度を調整することができる。 Specifically, by using the inflow temperature, the heater heating capacity of the heater, and the target temperature, it is possible to calculate the amount of water required to discharge the water that transports the target temperature. The degree of opening of the water discharge valve can be adjusted based on the above.
たとえば、目標温度を有する水を出水するために必要なヒータの出水量を次式
を用いて計算することができ、この計算された出水量に応じて出水弁の開放度を設定することができる。すなわち、流入温度を受けて出水弁の開放度をより正確に設定することができる。ここで、Vは出水される水の容積、wはヒータ10のヒータ加熱容量、cは水の比熱、ρは水の密度、Δtは加熱時間、T1は目標温度、T2は流入温度である。
For example, the amount of heater water required to discharge water with the target temperature is
The degree of opening of the water discharge valve can be set according to the calculated water discharge amount. That is, the degree of opening of the water discharge valve can be set more accurately in response to the inflow temperature. Here, the volume of water V is a flood, w is a heater heating capacity of the
この場合、上述したように、ヒータ加熱容量が変動することがあるため、温度をより正確に制御するために、ヒータ加熱容量計算操作で測定されたヒータの実際のヒータ加熱容量を用いることによって、出水弁の開放度を調整することができる。 In this case, as described above, since the heater heating capacity may fluctuate, in order to control the temperature more accurately, by using the actual heater heating capacity of the heater measured by the heater heating capacity calculation operation, The degree of opening of the water discharge valve can be adjusted.
詳細には、ヒータ加熱容量に比例する比例定数を設定することができ、出水温度と目標温度との間の差に比例する出水弁の開放度を設定することができる。その結果、出水温度と目標温度との間の差に応じて生成された比例式とヒータ加熱容量を用いることができ、また、ヒータ加熱容量と出水温度とに応じて実験的に作成された表を用いることもできる。 Specifically, a proportional constant proportional to the heater heating capacity can be set, and the degree of opening of the water discharge valve proportional to the difference between the water discharge temperature and the target temperature can be set. As a result, the proportional formula generated according to the difference between the water discharge temperature and the target temperature and the heater heating capacity can be used, and the table created experimentally according to the heater heating capacity and the water discharge temperature is used. Can also be used.
また、ヒータに流入する水の温度をが入力される場合には、次式
のヒータ加熱容量(w)に実際計算したヒータ加熱容量を代入することにより、ヒータの出水量を計算することができる。
When the temperature of water flowing into the heater is input,
By substituting the heater heating capacity actually calculated for the heater heating capacity (w), the amount of water discharged from the heater can be calculated.
出水制御操作(S20)では、迅速に上記目標温度を有する水を配分するために、出水温度の値の変化量を用いて出水弁の開放度を調節することができる。 In the water discharge control operation (S20), in order to quickly distribute the water having the target temperature, the degree of opening of the water discharge valve can be adjusted using the amount of change in the value of the water discharge temperature.
図4(a)は第1出水の場合における出水温度を示したグラフである。すなわち、図4(a)は、水を最後に出水してから所定時間経過後に温水を出水する場合のグラフを示している。図4(a)を参照すると、出水温度は目標温度に収束しており、この収束は、上述したように出水弁の開放度を制御することにより得ることができる。 Fig.4 (a) is the graph which showed the water discharge temperature in the case of the 1st water discharge. That is, FIG. 4A shows a graph in the case where warm water is discharged after a predetermined time has elapsed since water was finally discharged. Referring to FIG. 4A, the water discharge temperature has converged to the target temperature, and this convergence can be obtained by controlling the degree of opening of the water discharge valve as described above.
この場合は、しかしながら、図4(a)に示したように、出水温度が目標温度に収束する過程で、出水温度は、目標温度に基づいて上昇したり下降して変動して、出水温度の変動により、ユーザーに熱水または冷水が突然供給されることがある。また、出水温度を安定して目標温度にするまでかかる時間が長くかかることがある。したがって、出水温度曲線の変動を最小にするために、出水弁20を制御する必要がある。
In this case, however, as shown in FIG. 4 (a), in the process where the outlet water temperature converges to the target temperature, the outlet water temperature rises or falls based on the target temperature and fluctuates. Due to fluctuations, users may be suddenly supplied with hot or cold water. In addition, it may take a long time to stabilize the outlet temperature to the target temperature. Therefore, it is necessary to control the
図4(b)は連続的に出水をする場合の出水温度を示している。温水を継続して分配するので、図4(b)に示したように、初期に出水温度は急激に上昇しないが、出水温度曲線に変動が現れる。したがって、変動を最小限に抑えるために、出水弁20を制御する必要がある。
FIG.4 (b) has shown the water temperature in the case of discharging water continuously. Since the hot water is continuously distributed, as shown in FIG. 4B, the water temperature does not rise rapidly at the initial stage, but the water temperature curve varies. Therefore, it is necessary to control the
そのため、出水制御操作(S20)では、出水温度値の変化量を計算し、この計算した変化量に応じて出水弁の開放度を調整して、変動を最小限に抑えることができる。 Therefore, in the water discharge control operation (S20), the amount of change of the water discharge temperature value is calculated, and the degree of opening of the water discharge valve is adjusted according to the calculated amount of change, thereby minimizing fluctuations.
まず初めに、出水制御操作(S20)では、出水温度と目標温度との間の差を計算し、この差の値から、温水分配が最初の出水であるのか、それとも連続的な出水であるのかを判定することができる。 First, in the water discharge control operation (S20), the difference between the water discharge temperature and the target temperature is calculated, and whether the warm water distribution is the first water discharge or the continuous water discharge from the value of this difference. Can be determined.
出水温度と目標温度との間の差が予め設定された値以上の場合、温水出水が最初の出水であると判定することができ、また、出水温度と目標温度との間の差が予め設定された値未満場合、温水出水が連続出水であると判定することができる。 If the difference between the water temperature and the target temperature is greater than or equal to a preset value, it can be determined that the warm water water is the first water discharge, and the difference between the water temperature and the target temperature is preset. When the value is less than the determined value, it can be determined that the warm water discharge is a continuous discharge.
ここで、出水温度と目標温度との間の差は、温水を分配する初期の時点で求めることができ、この場合には、最初の出水と連続的な出水を明確に区別することができる。 Here, the difference between the water temperature and the target temperature can be determined at an initial time point when the hot water is distributed. In this case, the first water discharge and the continuous water discharge can be clearly distinguished.
すなわち、最初の出水の場合では、ヒータ内に貯蔵された水の温度を常温(おおよそ26°C)に近づけることができるが、連続的な出水の場合には、既に加熱されているので、ヒータ10内に貯蔵された水の温度が目標温度(85°C)に近づくことができる。 That is, in the case of the first water discharge, the temperature of the water stored in the heater can be brought close to normal temperature (approximately 26 ° C.), but in the case of continuous water discharge, the heater has already been heated. The temperature of the water stored in 10 can approach the target temperature (85 ° C.).
したがって、出水温度と目標温度との間の差に基づいて、最初の出水と連続的な出水を判定することができ、また、最初の出水と連続的な出水とに応じて出水弁20を異ならせて制御することができる。
Therefore, it is possible to determine the first water discharge and the continuous water discharge based on the difference between the water discharge temperature and the target temperature, and if the
温水の出水が最初の出水である場合、制御部40が出水温度の変化量を計算することができ、また、出水弁20の開放度を出水温度の変化に応じて調整することができる。
When the warm water is discharged for the first time, the
出水温度の変化量は、あらかじめ設定された時間間隔毎に出水温度値を測定して、測定された出水温度値の間の差を計算することにより求めることができる。ここで、計算された出水温度の変化が第1基準変化以上の場合には出水温度が急激に上昇していると考えられ、この場合には、出水温度のグラフの曲線の変動数と変動振幅が大きくなる可能性がある。 The amount of change in the water temperature can be obtained by measuring the water temperature value at each preset time interval and calculating the difference between the measured water temperature values. Here, when the calculated change in the water temperature is equal to or greater than the first reference change, it is considered that the water temperature has increased rapidly. In this case, the fluctuation number and fluctuation amplitude of the curve of the water temperature graph. May become large.
したがって、変動が急激に大きくなると判別されると、出水弁20の開放度を変化量が計算された時点での開放度に固定することができ、そして、この開放度の固定は第1設定時間の間維持することができる。すなわち、出水温度の変化量を減らすために、出水温度に応じて出水弁20の開放度の制御を第1設定時間の間中断させることができる。これにより、出水温度の変動を図5に示すように減少させることができる。
Therefore, if it is determined that the fluctuation increases rapidly, the opening degree of the
図4の(a)を参照すると、最初の出水の場合でも、時間経過に伴って出水温度を徐々に上昇させることができ、出水温度と目標温度との温度差を予め設定された値よりも少なくすることができる。したがって、この場合には、制御部40は、出水弁20の開放度を連続出水と同様に制御することができる。以下に、連続出水の場合における制御部40の動作を説明する。
Referring to (a) of FIG. 4, even in the case of the first water discharge, the water discharge temperature can be gradually increased as time elapses, and the temperature difference between the water discharge temperature and the target temperature is set higher than a preset value. Can be reduced. Therefore, in this case, the
温水を連続出水させると判別すると、上述したように、出水温度の変化量を計算して、変化量が第2基準変動量以上であるか否かを判別することができる。第2基準変化量は、第1基準変化量よりも小さくすることができる。変化量が第2基準変化量以上の場合には、出水温度が緩やかに上昇していると考えることができる。 If it is determined that the warm water is continuously discharged, as described above, it is possible to calculate whether or not the change amount of the discharge temperature is equal to or greater than the second reference fluctuation amount. The second reference change amount can be smaller than the first reference change amount. When the amount of change is equal to or greater than the second reference amount of change, it can be considered that the water discharge temperature is gradually rising.
出水温度が緩やかに上昇すると、出水温度のグラフにおける曲線の変動数と変動振幅が増加すると予想することができ、したがって、出水弁20の開放度を変動が計算された時点の開放度に固定することができる。ここで、固定する時点は、第1設定時点よりも短い第2設定時点とすることができ、出水弁20の制御を中断することにより出水温度の変動を減少させることができる。
When the water temperature rises slowly, it can be expected that the number of fluctuations and the fluctuation amplitude of the curve in the water temperature graph will increase, and therefore the degree of opening of the
したがって、出水温度の変化量に応じて出水弁20の開放度を調整することによって、出水温度を迅速に目標温度に収束させることができ、また、出水弁20の制御時間を短縮することによって、出水弁20を制御するためのエネルギーの消耗を減少させることができる。
Therefore, by adjusting the degree of opening of the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有するものには明らかである。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the right of the present invention is not limited to this, and various modifications and modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention described in the claims. It will be apparent to those of ordinary skill in the art that variations are possible.
10 ヒータ、 20 出水弁、 31 温度センサ、 32 入水温度センサ、 40 制御部、 S10 初期出水段階、 S11 初期開放設定過程、 S12 予熱過程、 S13 初期開放過程、 S20 出水制御段階 10 heater, 20 water discharge valve, 31 temperature sensor, 32 water temperature sensor, 40 control unit, S10 initial water discharge stage, S11 initial opening setting process, S12 preheating process, S13 initial opening process, S20 water discharge control stage
Claims (15)
前記ヒータから出水される水の量を調節する出水弁と、
前記出水される水の出水温度を測定する温度センサと、
前記出水温度と目標温度の間の温度差に比例して前記出水弁の開放度を制御する制御部と、
を備えた温水供給装置。 A heater that heats inflowed water by a heater heating capacity;
A water discharge valve for adjusting the amount of water discharged from the heater;
A temperature sensor for measuring the temperature of the discharged water;
A control unit that controls the degree of opening of the water discharge valve in proportion to the temperature difference between the water temperature and the target temperature;
Hot water supply device with
前記出水温度と目標温度との間の温度差に比例して前記出水弁の開放度を制御する出水制御操作と、を含む、温水供給方法。 When a warm water supply signal is input, an initial opening degree of a water discharge valve that adjusts the amount of water discharged from the heater is set, and an initial water discharge operation that opens the water discharge valve by the set opening degree;
A hot water supply method including a water discharge control operation for controlling an opening degree of the water discharge valve in proportion to a temperature difference between the water discharge temperature and a target temperature.
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