JP2017020702A - Hot water supply device - Google Patents

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  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform an accurate correction of delay in response to an output from a flow sensor and improve a temperature stability when the hot water is outputted again after stopping of the hot water supply.SOLUTION: An estimated flow rate calculation part 304 gets a measured value y[n] from an output signal from a flow rate sensor for every prescribed period and a deviation [y[n]-y[n-1]] is calculated. Then, the estimated flow rate calculation part 304 adds a value multiplied to the deviation by a coefficient β to a measured value y[n] got at this time to calculate an estimated flow rate value x[n]. The coefficient β is a prescribed value on the basis of rate between a time constant T in delay in response to an actual flow rate of the measured value y[n] and a prescribed period Ts. The estimated flow rate value x[n] corrected the delay in response of a flow rate sensor 150 is applied for judgement about stoppage of heating operation, it is possible to shorten a fire extinction delay time. With this arrangement as above, stability in temperature at the time of restarting of hot water supply is increased.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

この発明は、給湯装置に関し、特に流量センサの出力に基づく加熱部の加熱制御に関する。   The present invention relates to a hot water supply apparatus, and more particularly to heating control of a heating unit based on an output of a flow sensor.

給湯装置においては、適温の湯を供給するために給湯温度を用いたフィードバック制御が行なわれている。しかし、給湯量によって加熱量も変化させる必要があるので正確な温度制御を行なうには、給湯温度だけではなく流量もフィードバック制御のパラメータとすることが望ましい。   In the hot water supply apparatus, feedback control using the hot water supply temperature is performed in order to supply hot water at an appropriate temperature. However, since it is necessary to change the heating amount according to the amount of hot water supply, it is desirable to use not only the hot water supply temperature but also the flow rate as a parameter for feedback control in order to perform accurate temperature control.

特公平7−15336号公報(特許文献1)には、製造コストを低減させた簡単な給湯器において、出湯温度センサにおける開栓時からの検出温度の下り勾配に基づいて水量を推定し、加熱開始の早い時期に水量に応じて加熱量を制御することが記載されている。この制御によって、出湯温度の立ち上がりを早くすることができる。   In Japanese Patent Publication No. 7-15336 (Patent Document 1), in a simple water heater with reduced manufacturing cost, the amount of water is estimated based on the descending gradient of the detected temperature from the time of opening of the tapping temperature sensor, and heating is performed. It is described that the amount of heating is controlled according to the amount of water in the early period of the start. By this control, the rise of the hot water temperature can be accelerated.

特公平7−15336号公報Japanese Patent Publication No. 7-15336

従来、ガス給湯器において、給湯停止後の再出湯時の温度安定性を悪化させる要因として、給湯停止時の消火遅れが挙げられる。この消火遅れの主因は、通水量検出用の羽根車式の流量センサにおいて、通水が停止した後も羽根車が慣性によってしばらく回転し続けるので、実流量の低下が出力信号に反映されることが遅れることである。   Conventionally, in a gas water heater, a fire extinguishing delay at the time of hot water supply stop can be cited as a factor that deteriorates temperature stability at the time of re-heating after hot water supply stop. The main cause of this fire-extinguishing delay is that, in the impeller-type flow sensor for detecting the amount of water flow, the impeller continues to rotate for a while due to inertia even after the water flow has stopped. Is delayed.

給湯停止時の消火遅れの時間が長いと、止栓後も、給湯器内に滞留した状態の水の加熱が継続されてしまい温度が急上昇し、設定温度を大きく超えることがある。この高温となった湯が再出湯時に給湯栓から吐出されてしまう虞があるため、給湯停止時にはなるべく短時間で加熱停止することが望ましい。   If the fire-extinguishing delay time at the time of hot water supply stop is long, the water staying in the water heater continues to be heated even after the stopper is stopped, and the temperature rapidly rises and may greatly exceed the set temperature. Since this hot water may be discharged from the hot water tap when re-watering, it is desirable to stop heating as quickly as possible when hot water is stopped.

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、流量センサの出力の応答遅れを精度良く補正し、給湯停止後の再出湯時の温度安定性を向上させることである。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to accurately correct the response delay of the output of the flow sensor and to stabilize the temperature at the time of re-watering after stopping hot water supply. It is to improve.

この発明に従う給湯装置は、水を加熱する加熱部と、加熱部を通過する水量の変化に応じて流量が変化する通水路の流量を検出するための流量センサと、流量センサの出力信号を受けて流量センサの応答遅れを補正した推定流量値を算出し、推定流量値に基づいて加熱部を加熱状態から加熱停止状態に切換える制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、所定周期ごとに流量センサの出力信号から測定値を取得し、今回取得された測定値と前回取得された測定値との偏差に係数を乗じた値を今回取得された測定値に対して加算して推定流量値を算出する。上記の係数は、測定値の実流量に対する応答遅れの時定数と、所定周期との比率に基づいて予め定められた値である。   A hot water supply device according to the present invention receives a heating unit that heats water, a flow rate sensor that detects a flow rate of a water passage that changes flow rate according to a change in the amount of water that passes through the heating unit, and an output signal of the flow rate sensor. And a control device that calculates an estimated flow rate value in which a response delay of the flow rate sensor is corrected, and performs control for switching the heating unit from the heating state to the heating stop state based on the estimated flow rate value. The control device acquires a measurement value from the output signal of the flow rate sensor every predetermined period, and multiplies the difference between the measurement value acquired this time and the measurement value acquired last time by a coefficient to the measurement value acquired this time. The estimated flow value is calculated by adding the values. The above coefficient is a value determined in advance based on the ratio between the time constant of the response delay of the measured value with respect to the actual flow rate and the predetermined period.

上記給湯装置によれば、流量センサの応答遅れを補正した推定流量値に基づいて、加熱部への給水が停止されたことを判定し、加熱部を加熱停止状態とする。このため、ユーザが給湯停止操作を行なうと速やかに加熱部における湯の加熱が停止されるので、加熱部に滞留している湯の温度が急上昇することが避けられる。したがって、給湯再開時に湯温が設定温度よりも上昇しすぎることを緩和することができる。   According to the hot water supply device, based on the estimated flow rate value obtained by correcting the response delay of the flow rate sensor, it is determined that the water supply to the heating unit has been stopped, and the heating unit is set in a heating stopped state. For this reason, when the user performs a hot water supply stop operation, the heating of the hot water in the heating unit is quickly stopped, so that the temperature of the hot water staying in the heating unit can be prevented from rising rapidly. Therefore, it is possible to mitigate that the hot water temperature is excessively higher than the set temperature when hot water supply is resumed.

好ましくは、制御装置は、推定流量値に基づいて、加熱部を加熱状態から加熱停止状態へと移行させる判定を行なう加熱停止判定部と、流量センサの出力信号から取得した測定値に基づいて、加熱部を加熱停止状態から加熱状態へと移行させる判定を行なう加熱開始判定部とを含む。   Preferably, the control device, based on the estimated flow rate value, based on the measurement value acquired from the heating stop determination unit that performs the determination to shift the heating unit from the heating state to the heating stop state, and the output signal of the flow sensor, A heating start determination unit that performs determination to shift the heating unit from the heating stop state to the heating state.

ユーザは、設定温度よりも高い温度の湯が最初に給湯栓から出てくることには慣れていない。上記のように制御装置が構成されているので、給湯停止操作時には流量センサの応答遅れが補正され加熱部に滞留した湯の温度の過剰な上昇を抑えられる。しかし、応答遅れを補正する処理は流量推定値が振動して不安定になることがある。一方、ユーザは、給湯開始操作をした場合に設定温度よりも低い温度の湯が最初に給湯栓から出てくることには慣れている。したがって、給湯再開操作時には流量センサの応答遅れに起因する湯温低下は許容されるので、給湯再開操作時にはそのまま測定値を使用することによって安定した加熱開始判定を行なうことができる。   The user is not accustomed to hot water having a temperature higher than the set temperature coming out of the hot water tap first. Since the control device is configured as described above, the response delay of the flow rate sensor is corrected during the hot water supply stop operation, and an excessive increase in the temperature of the hot water remaining in the heating unit can be suppressed. However, the process for correcting the response delay may become unstable due to vibration of the estimated flow rate. On the other hand, the user is accustomed to hot water having a temperature lower than the set temperature coming out of the hot water tap first when the hot water supply start operation is performed. Accordingly, since a drop in hot water temperature due to a response delay of the flow rate sensor is allowed during a hot water supply resuming operation, a stable heating start determination can be made by using the measured value as it is during a hot water supply resuming operation.

より好ましくは、jを1以上の自然数とし、kをjよりも大きい自然数とすると、加熱開始判定部は、加熱停止判定部によって加熱部の加熱が停止してから所定時間以内は、測定値がj回加熱開始判定値を超えた場合に加熱部を加熱状態に移行させ、加熱開始判定部は、加熱停止判定部によって加熱部の加熱が停止してから所定時間より後は、測定値がk回連続して加熱開始判定値を超えた場合に加熱部を加熱状態に移行させる。   More preferably, when j is a natural number of 1 or more and k is a natural number greater than j, the heating start determination unit has a measured value within a predetermined time after heating of the heating unit is stopped by the heating stop determination unit. When the heating start determination value is exceeded j times, the heating unit is shifted to a heating state, and the heating start determination unit has a measured value k after a predetermined time after heating of the heating unit is stopped by the heating stop determination unit. When the heating start determination value is exceeded continuously for a number of times, the heating unit is shifted to the heating state.

上記のように応答遅れを補正する処理は流量推定値が振動して不安定になることがある。したがって、加熱停止判定部が誤って加熱を停止させてしまう可能性もある。この場合には湯温が急に低下することになりユーザに不便をかけてしまう。したがって、流量推定値によって加熱停止された場合は、所定時間内は誤判定の場合に備え、流量センサの測定値が加熱開始判定値を超えたら直ちに加熱部における加熱を再開させ湯温の低下をなるべく少なくする。一方、流量推定値によって加熱停止された場合であっても、所定時間経過しても流量センサの測定値が加熱開始判定値を超えないときには、誤判定によって加熱が停止された可能性は低くなる。したがって、このときには加熱開始の判定を慎重に行なうことによって加熱部の誤動作を避けている。   As described above, the process of correcting the response delay may become unstable due to the flow rate estimation value oscillating. Therefore, there is a possibility that the heating stop determination unit stops heating by mistake. In this case, the hot water temperature is suddenly lowered, which causes inconvenience to the user. Therefore, when the heating is stopped by the estimated flow rate value, in preparation for an erroneous determination within a predetermined time, immediately after the measured value of the flow sensor exceeds the heating start determination value, heating in the heating unit is resumed to reduce the hot water temperature. Reduce as much as possible. On the other hand, even when heating is stopped by the estimated flow rate, if the measured value of the flow sensor does not exceed the heating start determination value even after a predetermined time has passed, the possibility that heating has been stopped due to an erroneous determination is reduced. . Therefore, at this time, the malfunction of the heating unit is avoided by carefully determining the start of heating.

好ましくは、給湯装置は、加熱部に水を供給する入水管と、加熱部から湯を出水する出湯管と、入水管から分岐し出湯管に合流するバイパス通路とをさらに備える。流量センサは、加熱部を通過する第1の流量と、バイパス通路を通過する第2の流量と、第1の流量と第2の流量の合計流量とのいずれかを検出する。   Preferably, the hot water supply apparatus further includes a water inlet pipe for supplying water to the heating unit, a hot water outlet pipe for discharging hot water from the heating part, and a bypass passage branched from the water inlet pipe and joined to the hot water outlet pipe. The flow sensor detects one of a first flow rate that passes through the heating unit, a second flow rate that passes through the bypass passage, and a total flow rate of the first flow rate and the second flow rate.

加熱部の加熱制御に用いる流量センサは、加熱部を通過する水の流量を直接検出するものでなくても良く、加熱部を通過する水の流量の増減に伴って増減する通水路に設けた流量センサであってもよい。したがって、流量センサの配置の自由度が増し、給湯装置の設計の自由度が増す。   The flow rate sensor used for heating control of the heating unit may not directly detect the flow rate of water passing through the heating unit, and is provided in a water passage that increases or decreases as the flow rate of water passing through the heating unit increases or decreases. It may be a flow sensor. Therefore, the freedom degree of arrangement | positioning of a flow sensor increases, and the freedom degree of design of a hot-water supply apparatus increases.

本発明によれば、流量センサの出力の応答遅れが精度良く補正されることによって、給湯停止時に加熱部での加熱が直ちに停止されるため、再出湯時の温度安定性が向上する。   According to the present invention, since the response delay in the output of the flow sensor is corrected with high accuracy, the heating in the heating unit is immediately stopped when hot water supply is stopped, so that the temperature stability during re-heating is improved.

本発明の実施の形態に従う給湯装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the hot water supply apparatus according to embodiment of this invention. 通水停止時における流量センサ150の検出値と実流量との差を示した波形図である。It is the wave form diagram which showed the difference of the detected value of the flow sensor 150 at the time of water flow stop, and an actual flow volume. 検討例における給湯再開時の缶体内の加熱部における温度上昇について説明するための波形図である。It is a wave form diagram for explaining the temperature rise in the heating part in the can at the time of resuming hot water supply in the examination example. コントローラ300の構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a configuration of a controller 300. FIG. コントローラ300が行なう流量推定処理および加熱停止処理の内容を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the content of the flow volume estimation process and the heating stop process which the controller 300 performs. 缶体流量の応答遅れを補正し、閉栓時の消火遅れを短縮した例を説明するための波形図である。It is a wave form chart for explaining the example which corrected the response delay of the can flow rate, and shortened the fire extinguishing delay at the time of closure. トータル流量の応答遅れを補正し、閉栓時の消火遅れを短縮した例を説明するための波形図である。It is a wave form chart for explaining the example which correct | amended the response delay of the total flow volume, and shortened the fire-extinguishing delay at the time of closure. コントローラ300が行なう加熱開始処理の内容を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the content of the heating start process which the controller 300 performs.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in principle.

図1は、本発明の実施の形態に従う給湯装置の概略構成図である。図1を参照して、給湯装置100は、加熱部20と、加熱部20を格納する燃焼缶体(以下、単に「缶体」とも称する)10と、送風ファン40と、入水管50と、バイパス管60と、出湯管70と、コントローラ300とを含む。加熱部20は、水を加熱して湯にする部分であり、一次熱交換器11、二次熱交換器21およびガスバーナ30を含む。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a hot water supply device 100 includes a heating unit 20, a combustion can body (hereinafter simply referred to as “can body”) 10 that houses the heating unit 20, a blower fan 40, a water inlet pipe 50, A bypass pipe 60, a hot water outlet pipe 70, and a controller 300 are included. The heating unit 20 is a part that heats water into hot water, and includes a primary heat exchanger 11, a secondary heat exchanger 21, and a gas burner 30.

入水管50および出湯管70の間にはバイパス管60が配置される。入水管50には、バイパス管60への分流を制御するための分配弁80が介挿接続される。さらに、入水管50には、温度センサ110および流量センサ150が配置される。温度センサ110は、入水温度Twを検出する。入水管50には、水道水等が給水される。分配弁80の開度に応じて、給水量の一部が入水管50からバイパス管60へ分流される。全体給水量に対する分流の割合は、分配弁80の開度に応じて制御される。   A bypass pipe 60 is disposed between the water inlet pipe 50 and the hot water outlet pipe 70. A distribution valve 80 for controlling the diversion to the bypass pipe 60 is connected to the water inlet pipe 50. Further, a temperature sensor 110 and a flow rate sensor 150 are arranged in the water intake pipe 50. The temperature sensor 110 detects the incoming water temperature Tw. Tap water or the like is supplied to the water intake pipe 50. Depending on the opening degree of the distribution valve 80, a part of the water supply amount is diverted from the water inlet pipe 50 to the bypass pipe 60. The ratio of the diversion to the total water supply amount is controlled according to the opening degree of the distribution valve 80.

入水管50の水は、まず二次熱交換器21によって予熱された後、一次熱交換器11において主加熱される。一次熱交換器11および二次熱交換器21によって所定温度まで加熱された湯は、出湯管70から出湯される。   The water in the water intake pipe 50 is first preheated by the secondary heat exchanger 21 and then mainly heated in the primary heat exchanger 11. Hot water heated to a predetermined temperature by the primary heat exchanger 11 and the secondary heat exchanger 21 is discharged from a hot water discharge pipe 70.

出湯管70は、合流点75においてバイパス管60と接続される。したがって、給湯装置100からは、缶体10から出力された高温湯と、バイパス管60からの水を混合した適温の湯が、台所および浴室等の給湯栓190並びに、図示しない風呂への注湯回路などの所定の給湯箇所に供給される。   The outlet pipe 70 is connected to the bypass pipe 60 at the junction 75. Accordingly, hot water having a proper temperature obtained by mixing the hot water output from the can 10 and the water from the bypass pipe 60 from the hot water supply device 100 is poured into a hot water tap 190 such as a kitchen and a bathroom and a bath (not shown). It is supplied to a predetermined hot water supply location such as a circuit.

出湯管70には、流量調整弁90および温度センサ120,130が設けられる。温度センサ120は、出湯管70のバイパス管60との合流点75よりも上流側(缶体側)に配置されて、缶体10からの出力湯温(以下、缶体温度)を検出する。温度センサ130は、合流点75よりも下流側(出湯側)に設けられて、バイパス管60からの水が混合された後の出湯温度Thを検出する。流量調整弁90は、出湯流量を制御するために設けられる。   The outlet pipe 70 is provided with a flow rate adjusting valve 90 and temperature sensors 120 and 130. The temperature sensor 120 is disposed on the upstream side (can body side) of the outlet pipe 70 with the bypass pipe 60 and detects the output hot water temperature (hereinafter, can body temperature) from the can body 10. The temperature sensor 130 is provided on the downstream side (the hot water side) from the junction 75 and detects the hot water temperature Th after the water from the bypass pipe 60 is mixed. The flow rate adjusting valve 90 is provided to control the hot water flow rate.

缶体10において、ガスバーナ30から送出された燃料ガスは、送風ファン40からの燃焼用空気と混合される。図示しない点火装置によって混合気が着火されることにより、燃料ガスが燃焼されて火炎が生じる。ガスバーナ30からの火炎によって生じる燃焼熱は、缶体10内で一次熱交換器11および二次熱交換器21へ与えられる。   In the can 10, the fuel gas delivered from the gas burner 30 is mixed with the combustion air from the blower fan 40. When the air-fuel mixture is ignited by an ignition device (not shown), the fuel gas is burned and a flame is generated. The combustion heat generated by the flame from the gas burner 30 is given to the primary heat exchanger 11 and the secondary heat exchanger 21 in the can 10.

一次熱交換器11は、ガスバーナ30による燃焼ガスの顕熱(燃焼熱)により入水を熱交換によって加熱する。二次熱交換器21は、ガスバーナ30からの燃焼排ガスの潜熱によって通流された水を熱交換によって加熱する。缶体10の燃焼ガスの流れ方向下流側には熱交換後の燃焼排ガスを排出処理するための排気経路15が設けられる。このように、缶体10では、ガスバーナ30での燃焼による発生熱量により、一次熱交換器11および二次熱交換器21で、入水管50から供給された水を加熱する。   The primary heat exchanger 11 heats incoming water by heat exchange by sensible heat (combustion heat) of the combustion gas by the gas burner 30. The secondary heat exchanger 21 heats the water passed by the latent heat of the combustion exhaust gas from the gas burner 30 by heat exchange. An exhaust path 15 for exhausting the exhaust gas after heat exchange is provided on the downstream side of the can body 10 in the flow direction of the combustion gas. Thus, in the can 10, the water supplied from the water inlet pipe 50 is heated by the primary heat exchanger 11 and the secondary heat exchanger 21 by the amount of heat generated by the combustion in the gas burner 30.

ガスバーナ30へのガス供給管31には、元ガス電磁弁32、ガス比例弁33および、能力切換弁35a〜35cが配置される。元ガス電磁弁32は、ガスバーナ30への燃料ガスの供給をオンオフする機能を有する。ガス供給管31のガス流量は、ガス比例弁33の開度に応じて制御される。   In the gas supply pipe 31 to the gas burner 30, an original gas solenoid valve 32, a gas proportional valve 33, and capacity switching valves 35a to 35c are arranged. The original gas solenoid valve 32 has a function of turning on / off the supply of fuel gas to the gas burner 30. The gas flow rate of the gas supply pipe 31 is controlled according to the opening degree of the gas proportional valve 33.

コントローラ300は、各センサからの出力信号(検出値)およびユーザ操作を受けて、給湯装置100の全体動作を制御するために、各機器への制御指令を発生する。ユーザ操作には、給湯装置100の運転オン/オフ指令および設定湯温(Tr*)指令が含まれる。制御指令には、各弁の開閉および開度指令、送風ファン40への電気的入力指令(ファン駆動電圧指令)が含まれる。   Controller 300 receives an output signal (detected value) from each sensor and a user operation, and generates a control command to each device in order to control the overall operation of hot water supply apparatus 100. The user operation includes an operation on / off command for hot water supply apparatus 100 and a set hot water temperature (Tr *) command. The control command includes opening / closing and opening command of each valve, and an electrical input command (fan drive voltage command) to the blower fan 40.

給湯装置100では、合流点75よりも下流側(出湯側)に配置された流量調整弁90からは、缶体10からの加熱水(温度Tw+ΔT)と、バイパス管60からの非加熱水(温度Tw)とを混合した湯が出力される。   In the hot water supply apparatus 100, heated water (temperature Tw + ΔT) from the can body 10 and non-heated water (temperature) from the bypass pipe 60 are disposed from the flow rate adjustment valve 90 disposed on the downstream side (outlet side) from the junction 75. The hot water mixed with Tw) is output.

コントローラ300は、流量調整弁90の開度を制御することによって、流量Q(缶体流量)および出湯管70からの出湯流量を制御することができる。なお、図1に示された給湯装置において、流量Qは、給水圧力と流量調整弁90の開度によって決まる。   The controller 300 can control the flow rate Q (can flow rate) and the hot water flow rate from the hot water pipe 70 by controlling the opening degree of the flow rate adjustment valve 90. In the hot water supply apparatus shown in FIG. 1, the flow rate Q is determined by the feed water pressure and the opening degree of the flow rate adjustment valve 90.

流量センサ150は、分配弁80よりも下流側(缶体側)に配置される。したがって、流量センサ150によって検出される流量Qは、缶体10に格納された加熱部20を通過する流量(缶体流量)を示している。流量センサ150は、代表的には、羽根車式流量センサによって構成される。   The flow sensor 150 is disposed on the downstream side (can body side) of the distribution valve 80. Therefore, the flow rate Q detected by the flow rate sensor 150 indicates the flow rate (can body flow rate) passing through the heating unit 20 stored in the can body 10. The flow sensor 150 is typically constituted by an impeller-type flow sensor.

コントローラ300は、給湯装置100の運転指令がオンされると、流量センサ150によって検出される流量Qが最低作動流量(MOQ)を超えるのに応じて、缶体10での燃焼動作をオンする。燃焼動作がオンされると、元ガス電磁弁32が開放されて、ガスバーナ30への燃料ガスの供給が開始される。   When the operation command for the hot water supply device 100 is turned on, the controller 300 turns on the combustion operation in the can body 10 in response to the flow rate Q detected by the flow rate sensor 150 exceeding the minimum operating flow rate (MOQ). When the combustion operation is turned on, the original gas solenoid valve 32 is opened, and the supply of fuel gas to the gas burner 30 is started.

図1から理解されるように、流量調整弁90は、入水管50から缶体10を通過して出湯管70へ至る通水路に介挿接続される。そして、流量センサ150は、当該通水路における「水」の流量を検出することができる。なお、図1のように、バイパス管60が設けられた構成によっても、分配弁80の開度によって決まる分流比を用いて、流量センサ150による検出値によって、流量調整弁90からの出力流量を検出することができる。   As understood from FIG. 1, the flow rate adjusting valve 90 is inserted and connected to a water passage that passes from the water inlet pipe 50 through the can body 10 to the hot water outlet pipe 70. The flow sensor 150 can detect the flow rate of “water” in the water passage. As shown in FIG. 1, the output flow rate from the flow rate adjustment valve 90 is also determined by the value detected by the flow rate sensor 150 using the diversion ratio determined by the opening degree of the distribution valve 80 even with the configuration in which the bypass pipe 60 is provided. Can be detected.

上記のように燃焼動作のオンオフ制御に使用されている流量センサ150の検出値は、通水が停止した後も羽根車が慣性によってしばらく回転し続けるので、出力信号に対して実流量の低下の反映が遅れることがある。   As described above, the detected value of the flow sensor 150 used for the on / off control of the combustion operation is that the impeller continues to rotate for a while due to the inertia even after the water flow is stopped, so that the actual flow rate decreases with respect to the output signal. Reflection may be delayed.

図2は、通水停止時における流量センサ150の検出値と実流量との差を示した波形図である。図2を参照して、時刻t1においてユーザが給湯停止操作をすることに伴って、入水管50の流量(真値)は9(L/min)からゼロに低下している。しかし、羽根車の慣性によって、流量センサ150の測定値は、時刻t2に至るまで最低作動流量MOQに到達しない。したがって時刻t1〜t2の間は、加熱部20におけるガスバーナ30の消火が遅れてしまう。この消火遅れの期間は、たとえば1(sec)に達する。   FIG. 2 is a waveform diagram showing the difference between the detected value of the flow sensor 150 and the actual flow rate when water flow is stopped. Referring to FIG. 2, the flow rate (true value) of inlet pipe 50 is reduced from 9 (L / min) to zero as the user performs hot water supply stop operation at time t1. However, due to the inertia of the impeller, the measured value of the flow sensor 150 does not reach the minimum operating flow rate MOQ until time t2. Therefore, the fire extinguishing of the gas burner 30 in the heating unit 20 is delayed between the times t1 and t2. This fire extinguishing delay period reaches, for example, 1 (sec).

この消火遅れがそのまま加熱部20で発生すると仮定した検討例について、給湯再開時における消火遅れの影響を説明する。図3は、検討例における給湯再開時の缶体内の加熱部における温度上昇について説明するための波形図である。   About the examination example assumed that this fire-extinguishing delay will generate | occur | produce in the heating part 20 as it is, the influence of the fire-extinguishing delay at the time of hot water supply restart is demonstrated. FIG. 3 is a waveform diagram for explaining a temperature rise in the heating part in the can when restarting hot water supply in the examination example.

図3を参照して、流量Qtは缶体の流量を示し、温度T1は、温度センサ120(缶体サーミスタ)で検出された温度を示し、温度T2は、出湯管に設けられた温度センサ130で検出された温度を示し、温度T3は、給湯装置100から5(m)先の給湯栓190において検出された温度を示す。   Referring to FIG. 3, flow rate Qt indicates the flow rate of the can body, temperature T1 indicates the temperature detected by temperature sensor 120 (can body thermistor), and temperature T2 indicates temperature sensor 130 provided in the tapping pipe. The temperature T3 indicates the temperature detected at the hot water tap 190 5 m ahead of the hot water supply device 100.

時刻t10以前において、給湯装置は給湯停止操作され、流量Qtは一旦ゼロとなっている。このときに消火遅れが発生していると、消火遅れによって加熱部20で滞留した状態で加熱され高温の湯となる。時刻t11において給湯再開動作がされた場合、加熱部20に滞留した高温の湯が、時刻t12のピークP1に示すように缶体10から温度センサ120の設置部分まで出てくる。その後バイパス管60からの冷水が混合されてピークの温度は時刻t13において低下しているが、給湯栓190の部分では時刻t14のピークP2に示すように目標温度を超える部分が残る。   Prior to time t10, the hot water supply apparatus is operated to stop hot water supply, and the flow rate Qt is once zero. If a fire extinguishing delay has occurred at this time, the hot water is heated in a state where it stays in the heating unit 20 due to the fire extinguishing delay, and becomes hot water. When the hot water supply restarting operation is performed at time t11, the high-temperature hot water retained in the heating unit 20 comes out from the can 10 to the installation portion of the temperature sensor 120 as indicated by the peak P1 at time t12. Thereafter, the cold water from the bypass pipe 60 is mixed and the peak temperature is lowered at the time t13. However, a portion exceeding the target temperature remains at the hot water tap 190 as indicated by the peak P2 at the time t14.

以上のような給湯再開時の給湯温度の不安定を無くすため、本実施の形態では、コントローラ300は流量センサ150を補正して使用する。以下、コントローラ300の構成と動作について説明する。   In the present embodiment, the controller 300 corrects and uses the flow sensor 150 in order to eliminate the instability of the hot water supply temperature when resuming the hot water supply as described above. Hereinafter, the configuration and operation of the controller 300 will be described.

コントローラ300は、流量センサ150の出力信号を受けて流量センサの応答遅れを補正した推定流量値を算出し、推定流量値に基づいて加熱部を加熱状態から加熱停止状態に切換える制御を行なう。   The controller 300 receives the output signal of the flow sensor 150, calculates an estimated flow value that corrects the response delay of the flow sensor, and performs control to switch the heating unit from the heating state to the heating stopped state based on the estimated flow value.

本実施の形態に係る給湯装置によれば、流量センサ150の応答遅れを補正した推定流量値に基づいて、加熱部20への給水が停止されたことを判定し、加熱部20を加熱停止状態とする。このため、ユーザが給湯停止操作を行なうと速やかに加熱部20における水の加熱が停止されるので、加熱部20に滞留している湯の温度が急上昇することが避けられる。したがって、給湯再開時に湯温が設定温度よりも上昇しすぎることを緩和することができる。   According to the hot water supply apparatus according to the present embodiment, based on the estimated flow rate value obtained by correcting the response delay of the flow rate sensor 150, it is determined that the water supply to the heating unit 20 has been stopped, and the heating unit 20 is in a heating stopped state. And For this reason, when the user performs a hot water supply stop operation, the heating of water in the heating unit 20 is quickly stopped, so that the temperature of the hot water staying in the heating unit 20 can be prevented from rising rapidly. Therefore, it is possible to mitigate that the hot water temperature is excessively higher than the set temperature when hot water supply is resumed.

図4は、コントローラ300の構成を示すブロック図である。なお、コントローラ300は、CPU、記憶装置、入出力バッファ等を含み(いずれも図示せず)、各種センサおよび機器からの信号を受けるとともに、加熱部20の制御を行なう。この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)により処理することも可能である。   FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the controller 300. The controller 300 includes a CPU, a storage device, an input / output buffer and the like (all not shown), receives signals from various sensors and devices, and controls the heating unit 20. This control is not limited to processing by software, and processing by dedicated hardware (electronic circuit) is also possible.

図4を参照して、コントローラ300は、流量測定値算出部302と、推定流量値算出部304と、加熱停止判定部306と、加熱開始判定部308と、加熱指令発生部310とを含む。   Referring to FIG. 4, controller 300 includes a flow rate measurement value calculation unit 302, an estimated flow value calculation unit 304, a heating stop determination unit 306, a heating start determination unit 308, and a heating command generation unit 310.

流量測定値算出部302は、流量センサ150の出力Sqを受けてマップ等を参照したり、近似式を用いたりして、羽根車の回転数を流量の測定値y[n]に変換する。なお、流量測定値算出部302は、周期的に変換を行なっており、nは、測定回数が増えると増加する整数である。たとえば、測定値y[n]は今回の測定値であり、前回の測定値はy[n−1]、次回の測定値はy[n+1]である。   The flow rate measurement value calculation unit 302 receives the output Sq of the flow rate sensor 150, refers to a map or the like, or uses an approximate expression to convert the rotational speed of the impeller to a flow rate measurement value y [n]. Note that the flow rate measurement value calculation unit 302 periodically performs conversion, and n is an integer that increases as the number of measurements increases. For example, the measurement value y [n] is the current measurement value, the previous measurement value is y [n−1], and the next measurement value is y [n + 1].

推定流量値算出部304は、測定値y[n]から推定流量値x[n]を算出する処理を実行する。   The estimated flow value calculation unit 304 executes processing for calculating an estimated flow value x [n] from the measured value y [n].

推定流量値算出部304は、所定周期ごとに流量センサ150の出力信号から測定値y[n]を取得し、今回取得された測定値y[n]と前回取得された測定値y[n−1]との偏差(y[n]−y[n−1])を算出する。そして推定流量値算出部304は、偏差に係数βを乗じた値を今回取得された測定値y[n]に対して加算して、推定流量値x[n]を算出する。上記の係数βは、測定値y[n]の実流量に対する応答遅れの時定数Tと、所定周期Tとの比率に基づいて予め定められた値である。これらの関係を数式で表すと以下のとおりである。なお、この数式の導出については、後述する。 The estimated flow value calculation unit 304 acquires the measurement value y [n] from the output signal of the flow sensor 150 every predetermined period, and the measurement value y [n] acquired this time and the measurement value y [n− acquired last time. 1] (y [n] -y [n-1]) is calculated. Then, the estimated flow value calculation unit 304 adds a value obtained by multiplying the deviation by a coefficient β to the measured value y [n] acquired this time to calculate the estimated flow value x [n]. The coefficient β is a value determined in advance based on the ratio between the time constant T of the response delay with respect to the actual flow rate of the measured value y [n] and the predetermined period T s . These relationships are expressed by the following formulas. The derivation of this mathematical formula will be described later.

x[n]=y[n]+β・(y[n]−y[n−1])
加熱停止判定部306は、推定流量値x[n]に基づいて、加熱部を加熱状態から加熱停止状態へと移行させる判定を行なう。一方、加熱開始判定部308は、測定値y[n]に基づいて、加熱部を加熱停止状態から加熱状態へと移行させる判定を行なう。加熱指令発生部310は、加熱停止判定部306によって加熱停止の判定が行われたときには、加熱部20の加熱を停止する指令を出力し、加熱開始判定部308によって加熱開始の判定が行なわれたときには、加熱部20の加熱を開始する指令を出力する。
x [n] = y [n] + β · (y [n] −y [n−1])
The heating stop determination unit 306 determines to shift the heating unit from the heating state to the heating stop state based on the estimated flow rate value x [n]. On the other hand, the heating start determination unit 308 determines to shift the heating unit from the heating stop state to the heating state based on the measurement value y [n]. When the heating stop determination unit 306 determines the heating stop, the heating command generation unit 310 outputs a command to stop the heating of the heating unit 20, and the heating start determination unit 308 determines the heating start. Sometimes, a command to start heating of the heating unit 20 is output.

ユーザは、給湯開始操作をした場合に設定温度よりも高い温度の湯が最初に給湯栓から出てくることには慣れていない。そこで、給湯停止操作時には、推定流量値算出部304によって流量センサ150の応答遅れを補正し、加熱停止判定部306によって加熱部20に滞留した湯の温度の過剰な上昇を抑える。   The user is not accustomed to the fact that hot water having a temperature higher than the set temperature first comes out of the hot water tap when the hot water supply start operation is performed. Therefore, at the time of hot water supply stop operation, the response delay of the flow sensor 150 is corrected by the estimated flow value calculation unit 304, and the excessive increase in the temperature of the hot water retained in the heating unit 20 is suppressed by the heating stop determination unit 306.

しかし、応答遅れを補正する処理は流量推定値x[n]が振動して不安定になることがある。一方で、ユーザは、給湯開始操作をした場合に設定温度よりも低い温度の湯が最初に給湯栓から出てくることには慣れている。そこで、給湯再開操作時には流量センサ150の応答遅れは許容されることに鑑みて、加熱開始判定部308は、そのまま測定値y[n]を使用することによって安定した加熱開始判定を行なう。以下、加熱停止判定処理と加熱開始判定処理の詳細について順に説明する。   However, the process for correcting the response delay may become unstable due to vibration of the flow rate estimated value x [n]. On the other hand, the user is accustomed to the fact that when a hot water supply start operation is performed, hot water having a temperature lower than the set temperature first comes out of the hot water tap. Therefore, in consideration of the fact that the response delay of the flow sensor 150 is allowed during the hot water supply resuming operation, the heating start determination unit 308 makes a stable heating start determination by using the measured value y [n] as it is. Hereinafter, details of the heating stop determination process and the heating start determination process will be described in order.

[加熱停止処理の説明]
図5は、コントローラ300が行なう流量推定処理および加熱停止処理の内容を説明するフローチャートである。このフローチャートの処理は一定時間ごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。
[Explanation of heat stop process]
FIG. 5 is a flowchart for explaining the contents of the flow rate estimation process and the heating stop process performed by the controller 300. The process of this flowchart is called from the main routine and executed at regular intervals.

図5を参照して、コントローラ300は、ステップS1において流量センサ150からの測定値y[n]を取得する。続いて、コントローラ300は、ステップS2において前回取得した測定値y[n−1]と今回取得した測定値y[n]とを比較して、流量が減少しているか否かを判断する。   With reference to FIG. 5, the controller 300 acquires the measured value y [n] from the flow sensor 150 in step S1. Subsequently, the controller 300 compares the measurement value y [n−1] acquired last time in step S2 with the measurement value y [n] acquired this time, and determines whether or not the flow rate is decreasing.

ステップS2において、y[n]≦y[n−1]が成立した場合(S2でYES)、ステップS3に処理が進められ流量x[n]を推定する処理が実行される一方で、y[n]≦y[n−1]が成立しない場合(S2でNO)、ステップS7に処理が進められ、制御はメインルーチンに戻される。   If y [n] ≦ y [n−1] is satisfied in step S2 (YES in S2), the process proceeds to step S3 to execute the process of estimating the flow rate x [n], while y [n] If n] ≦ y [n−1] is not satisfied (NO in S2), the process proceeds to step S7, and the control is returned to the main routine.

ステップS3では、コントローラ300は測定値y[n]から流量x[n]を推定する。このときx[n]=y[n]+β・(y[n]−y[n−1])という数式に基づいて流量x[n]を算出するが、この数式の導出について説明する。   In step S3, the controller 300 estimates the flow rate x [n] from the measured value y [n]. At this time, the flow rate x [n] is calculated based on the mathematical expression x [n] = y [n] + β · (y [n] −y [n−1]). Derivation of this mathematical expression will be described.

時刻tにおける実流量をx(t)とし、閉栓時をt=0とする。このとき閉栓時の流量変化は、次式(1)、(2)で表されるステップ入力となる。   Assume that the actual flow rate at time t is x (t) and t = 0 when the plug is closed. At this time, the flow rate change at the time of closing is a step input expressed by the following equations (1) and (2).

Figure 2017020702
Figure 2017020702

ステップ入力に対する流量センサ150の回転速度から計算される流量y(t)の応答を一時遅れと仮定し、時定数をTとする。流量y(t)は次式(3)で表される。   The response of the flow rate y (t) calculated from the rotational speed of the flow rate sensor 150 to the step input is assumed to be a temporary delay, and the time constant is T. The flow rate y (t) is expressed by the following equation (3).

Figure 2017020702
Figure 2017020702

流量y(t)のサンプリング周期をTsとし、離散系y[n−1]、y[n]を上式(3)によって表すと、次式(4)、(5)が得られ、これらから関係式(6)が得られる。   When the sampling cycle of the flow rate y (t) is Ts and the discrete systems y [n−1] and y [n] are expressed by the above equation (3), the following equations (4) and (5) are obtained, and from these: Relational expression (6) is obtained.

Figure 2017020702
Figure 2017020702

ここで、時刻[n]において推定されるXをX[n]と表示すると、次式(7)が得られる。 Here, when X estimated at time [n] is expressed as X [n], the following equation (7) is obtained.

Figure 2017020702
Figure 2017020702

次式(9)で表されるαを用いてさらに式(7)を変形すると次式(8)が得られる。   When the equation (7) is further modified using α represented by the following equation (9), the following equation (8) is obtained.

Figure 2017020702
Figure 2017020702

さらに、αは、e-Ts/TをX=0の回りで展開した一次/一次のPade近似を適用することにより、以下の式(10)となる(式(8)は上に同じ)。   Furthermore, α is expressed by the following equation (10) by applying a first-order / first-order Pad approximation in which e-Ts / T is expanded around X = 0 (equation (8) is the same as above).

Figure 2017020702
Figure 2017020702

ここでβ(=α+1)を用いて式変形を行なうと、次式(11)(12)が得られる。   If the equation is modified using β (= α + 1), the following equations (11) and (12) are obtained.

Figure 2017020702
Figure 2017020702

式(11)をβで括ると、式(13)が得られる。   When formula (11) is wrapped with β, formula (13) is obtained.

Figure 2017020702
Figure 2017020702

以上で、ステップS3において使用される数式が導出された。この式によって、サンプリング周期Ts毎に得られる今回の出力y[n]と、1サンプリング前の前回の出力y[n−1]から入力x[n]を推定できる。推定した入力x[n]は、ステップS4,S5において最低作動流量(MOQ)と比較され、加熱停止の判定に使用される。   Thus, the mathematical formula used in step S3 is derived. By this equation, the input x [n] can be estimated from the current output y [n] obtained at every sampling period Ts and the previous output y [n−1] one sampling before. The estimated input x [n] is compared with the minimum operating flow rate (MOQ) in steps S4 and S5, and used to determine whether to stop heating.

具体的には、ステップS4において今回推定した入力x[n]がMOQよりも低下したと判断され(S4でYES)、かつステップS5において過去連続してa回入力x[n]がMOQよりも小であったと判定された場合(S5でYES)に、ステップS6において加熱停止が指示され、その後ステップS7に処理が進められる。   Specifically, in step S4, it is determined that the currently estimated input x [n] is lower than the MOQ (YES in S4), and in step S5, the input a [x] n times a [x] is continuously higher than the MOQ. If it is determined that the temperature is small (YES in S5), stop heating is instructed in step S6, and then the process proceeds to step S7.

ステップS4でx[n]がまだMOQより低くなっていない場合(S4でNO)、または、ステップS5において、x[n]<MOQが過去連続してa回成立していなかった場合(S5でNO)には、ステップS6の処理は実行されずに、ステップS7に処理が進められる。   If x [n] is not yet lower than the MOQ in step S4 (NO in S4), or if x [n] <MOQ has not been satisfied a number of times in the past in step S5 (in S5) If NO, the process of step S6 is not executed, and the process proceeds to step S7.

続いて、本実施の形態の給湯装置において、流量センサ150の応答遅れを補正した推定値を用いることによる消火遅れの短縮時間について説明する。図6は、缶体流量の応答遅れを補正し、閉栓時の消火遅れを短縮した例を説明するための波形図である。流量センサ150は、図1に示すように缶体10の加熱部20を通過する流量を測定している。このため、図6の縦軸は缶体流量が示され、横軸には時間が示されている。この例では、缶体流量9(L/min)、入水圧200(kPa)、時定数T=0.4、検出回数a=3とした場合の結果が示されている。   Next, in the hot water supply apparatus of the present embodiment, the fire extinguishing delay shortening time by using the estimated value obtained by correcting the response delay of the flow sensor 150 will be described. FIG. 6 is a waveform diagram for explaining an example in which the response delay of the can flow rate is corrected and the fire-extinguishing delay at the time of closing is shortened. As shown in FIG. 1, the flow sensor 150 measures the flow rate passing through the heating unit 20 of the can body 10. For this reason, the vertical axis of FIG. 6 shows the can body flow rate, and the horizontal axis shows time. In this example, the results when the can body flow rate is 9 (L / min), the incoming water pressure is 200 (kPa), the time constant T = 0.4, and the number of detections a = 3 are shown.

時刻t1において、給湯停止操作によって流量の真値は9(L/min)から0(L/min)にステップ状に変化している。流量センサの測定値y[n]とMOQを比較して加熱停止判断を行なった場合(比較例)では、時刻t2で消火が行なわれる。これに対して、応答遅れを補正した推定値x[n]とMOQを比較して加熱停止判断を行なった場合(実施の形態)では、時刻t2Aで消火が行なわれる。この場合消火遅れの時間は約1.0秒から約0.5秒に縮まった。   At time t1, the true value of the flow rate changes from 9 (L / min) to 0 (L / min) in a stepped manner due to the hot water supply stop operation. When the measurement value y [n] of the flow rate sensor is compared with the MOQ to determine whether to stop heating (comparative example), the fire is extinguished at time t2. On the other hand, when the heating stop determination is made by comparing the estimated value x [n] with the response delay corrected and the MOQ (embodiment), the fire is extinguished at time t2A. In this case, the fire delay time was reduced from about 1.0 seconds to about 0.5 seconds.

なお、給湯装置100は、加熱部に水を供給する入水管50と、加熱部から湯を出水する出湯管70と、入水管50から分岐し出湯管70に合流するバイパス管60とをさらに備えている。流量センサ150は、加熱部20を通過する流量(缶体流量)を計測するために入水管50に設けられているが、バイパス管60を通過する流量を計測するものであってもよく、缶体流量とバイパス管60の流量の合計流量(トータル流量)を計測するものであってもよい。トータル流量を検出するためには、流量センサ150の位置を合流点75から下流に設けるように移動すればよい。   The hot water supply apparatus 100 further includes a water inlet pipe 50 that supplies water to the heating unit, a hot water outlet pipe 70 that discharges hot water from the heating part, and a bypass pipe 60 that branches from the water inlet pipe 50 and joins the hot water outlet pipe 70. ing. The flow sensor 150 is provided in the water inlet pipe 50 in order to measure the flow rate (can body flow rate) passing through the heating unit 20, but the flow rate sensor 150 may measure the flow rate passing through the bypass pipe 60. The total flow rate (total flow rate) of the body flow rate and the flow rate of the bypass pipe 60 may be measured. In order to detect the total flow rate, the position of the flow rate sensor 150 may be moved so as to be provided downstream from the junction 75.

図7は、トータル流量の応答遅れを補正し、閉栓時の消火遅れを短縮した例を説明するための波形図である。図7に示すように、時刻t20〜t21において、トータル流量14(L/min)が流れており、時刻t21において、給湯停止操作によって流量の真値は14(L/min)から0(L/min)にステップ状に変化している。流量センサの測定値y[n]とMOQを比較して加熱停止判断を行なった場合(比較例)では、時刻t22で消火が行なわれる。これに対して、応答遅れを補正した推定値x[n]とMOQを比較して加熱停止判断を行なった場合(実施の形態)では、時刻t22Aで消火が行なわれる。図7の場合も図6の場合と同様に、消火遅れの時間は約1.0秒から約0.5秒に縮まった。   FIG. 7 is a waveform diagram for explaining an example in which the response delay of the total flow rate is corrected and the fire-extinguishing delay at the time of closing is shortened. As shown in FIG. 7, the total flow rate 14 (L / min) flows from time t20 to t21. At time t21, the true value of the flow rate is changed from 14 (L / min) to 0 (L / min) by the hot water supply stop operation. min) in steps. In the case where the measurement value y [n] of the flow rate sensor is compared with the MOQ to determine whether to stop heating (comparative example), the fire is extinguished at time t22. On the other hand, when the heating stop determination is made by comparing the estimated value x [n] with the response delay corrected and the MOQ (embodiment), the fire is extinguished at time t22A. In the case of FIG. 7 as well, in the case of FIG. 6, the fire delay time was reduced from about 1.0 seconds to about 0.5 seconds.

図7に示したように、加熱部20の加熱制御に用いる流量センサ150は、加熱部20を通過する水の流量を直接検出するものでなくても良い。加熱部20を通過する水の流量の増減に伴って、水の流量が増減する通水路(入水管50、バイパス管60、給湯栓190等)に設けた流量センサであってもよい。したがって、流量センサの配置の自由度が増し、給湯装置の設計の自由度が増す。   As shown in FIG. 7, the flow rate sensor 150 used for heating control of the heating unit 20 may not directly detect the flow rate of water passing through the heating unit 20. It may be a flow rate sensor provided in a water passage (water inlet pipe 50, bypass pipe 60, hot water tap 190, etc.) in which the water flow rate increases or decreases as the flow rate of water passing through the heating unit 20 increases or decreases. Therefore, the freedom degree of arrangement | positioning of a flow sensor increases, and the freedom degree of design of a hot-water supply apparatus increases.

以上説明したように、本実施の形態の給湯装置100は、流量センサ150の応答遅れを補正した推定値を加熱停止判定に用いることによって、消火遅れ時間を短縮することができる。これによって、給湯再開時の温度の安定性が増す。   As described above, the hot water supply apparatus 100 of the present embodiment can shorten the fire extinguishing delay time by using the estimated value obtained by correcting the response delay of the flow sensor 150 for the heating stop determination. This increases the temperature stability when resuming hot water supply.

[加熱再開処理の説明]
図6、図7の応答遅れを補正する処理は、消火遅れを短縮する点では好ましいが、流量推定値x[n]が振動して不安定になることがある。したがって、図4の加熱停止判定部306が誤って加熱を停止させてしまう可能性もある。この場合には突然に湯の温度が低下することになりユーザに不便をかけてしまう。
[Explanation of heat resumption process]
The processing for correcting the response delay in FIGS. 6 and 7 is preferable in terms of shortening the fire extinguishing delay, but the flow rate estimated value x [n] may oscillate and become unstable. Therefore, there is a possibility that the heating stop determination unit 306 in FIG. 4 stops heating by mistake. In this case, the temperature of the hot water is suddenly lowered, which is inconvenient for the user.

したがって、本実施の形態では、流量推定値x[n]によって加熱停止された場合は、所定時間内は誤判定の場合に備えて、加熱再開時間を短縮する。具体的には、流量センサ150の測定値y[n]が加熱開始判定値(MOQ)を超えたら、直ちに加熱部20における加熱を再開させ、湯温の低下をなるべく少なくする。一方、流量推定値x[n]によって加熱停止された場合であっても、所定時間経過しても流量センサ150の測定値y[n]が加熱開始判定値を超えないときには、誤判定によって加熱が停止された可能性は低くなる。したがって、この場合には加熱開始の判定を慎重に行なう(たとえば、a回連続して測定値y[n]が加熱開始判定値を超えないと開始しない)ことによって加熱部の誤動作を避けている。   Therefore, in the present embodiment, when the heating is stopped by the estimated flow rate x [n], the heating resumption time is shortened in preparation for an erroneous determination within a predetermined time. Specifically, when the measured value y [n] of the flow sensor 150 exceeds the heating start determination value (MOQ), the heating in the heating unit 20 is immediately resumed to reduce the decrease in hot water temperature as much as possible. On the other hand, even when the heating is stopped by the estimated flow rate value x [n], if the measured value y [n] of the flow rate sensor 150 does not exceed the heating start determination value even after a predetermined time has elapsed, the heating is performed by erroneous determination. Is less likely to have been stopped. Therefore, in this case, the determination of the heating start is carefully performed (for example, the measurement value y [n] is not started unless the measured value y [n] exceeds the heating start determination value), thereby avoiding malfunction of the heating unit. .

このような処理のために図4に示したコントローラ300は以下の処理を行なう。コントローラ300の加熱開始判定部308は、加熱停止判定部306によって加熱部の加熱が停止してから所定時間(T秒)以内は、測定値y[n]がj回加熱開始判定値を超えた場合に加熱部20を加熱状態に移行させる。加熱開始判定部308は、加熱停止判定部306によって加熱部20の加熱が停止してから所定時間(T秒)より後は、測定値y[n]がk回連続して加熱開始判定値を超えた場合に加熱部を加熱状態に移行させる。なお、上記において、jは、1以上の自然数であり、kは、jよりも大きい自然数である。   For such processing, the controller 300 shown in FIG. 4 performs the following processing. In the heating start determination unit 308 of the controller 300, the measured value y [n] exceeds the heating start determination value j times within a predetermined time (T seconds) after heating of the heating unit is stopped by the heating stop determination unit 306. In this case, the heating unit 20 is shifted to a heating state. The heating start determination unit 308 determines the heating start determination value by continuously measuring the value y [n] k times after a predetermined time (T seconds) after the heating stop determination unit 306 stops the heating of the heating unit 20. When it exceeds, a heating part is changed to a heating state. In the above, j is a natural number of 1 or more, and k is a natural number larger than j.

以下、j=1、k=a+1である場合の例についてフローチャートを用いて説明するがk、jはこの値には限定されず、適宜の数値に変更することができる。図8は、コントローラ300が行なう加熱開始処理の内容を説明するフローチャートである。このフローチャートの処理は一定時間ごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。   Hereinafter, an example in which j = 1 and k = a + 1 will be described with reference to flowcharts. However, k and j are not limited to these values, and can be changed to appropriate numerical values. FIG. 8 is a flowchart for explaining the contents of the heating start process performed by the controller 300. The process of this flowchart is called from the main routine and executed at regular intervals.

図8を参照して、コントローラ300は、ステップS11において流量推定値x[n]がMOQよりも低下し、加熱停止してからT(秒)以内であるか否かを判断する。もし、T(秒)以内であった時には(S11でYES)、加熱停止が誤りだった場合に備えてステップS13に処理が進められる。   Referring to FIG. 8, controller 300 determines whether or not estimated flow rate value x [n] falls below MOQ in step S11 and is within T (seconds) after heating is stopped. If it is within T (seconds) (YES in S11), the process proceeds to step S13 in preparation for an error in stopping heating.

ステップS13では、コントローラ300は、流量センサ150からの測定値y[n]が、MOQを超えたか否かを判断する。ステップS13において、y[n]>MOQが成立した場合(S13でYES)、ステップS14に処理が進められ、直ちに加熱部20による加熱が再開される。一方、ステップS13において、y[n]>MOQが成立しなければ(S13でNO)、ステップS14の処理は行なわれずに、ステップS15において、制御はメインルーチンに戻される。   In step S13, the controller 300 determines whether or not the measured value y [n] from the flow sensor 150 exceeds the MOQ. If y [n]> MOQ is satisfied in step S13 (YES in S13), the process proceeds to step S14, and heating by the heating unit 20 is immediately resumed. On the other hand, if y [n]> MOQ does not hold in step S13 (NO in S13), the process of step S14 is not performed, and the control is returned to the main routine in step S15.

一方、ステップS11において、T(秒)経過していた場合には(S11でNO)、加熱停止が誤りだった可能性は低いので、加熱再開を慎重に行なうように、ステップS12に処理が進められる。ステップS12では、測定値y[n]が所定回数(a+1回)連続してMOQを超えたか否かを判断する。ステップS12において、y[n]>MOQが所定回数連続して成立した場合(S12でYES)、ステップS14に処理が進められ、加熱部20による加熱が開始される。一方、ステップS12において、y[n]>MOQが所定回数連続して成立しない場合(S12でNO)、ステップS14の処理は行なわれずに、ステップS15において、制御はメインルーチンに戻される。   On the other hand, if T (seconds) has elapsed in step S11 (NO in S11), it is unlikely that the heating stop was in error, so the process proceeds to step S12 so as to carefully resume heating. It is done. In step S12, it is determined whether or not the measured value y [n] has exceeded the MOQ for a predetermined number of times (a + 1) continuously. In step S12, when y [n]> MOQ is continuously established a predetermined number of times (YES in S12), the process proceeds to step S14, and heating by the heating unit 20 is started. On the other hand, if y [n]> MOQ does not hold continuously a predetermined number of times in step S12 (NO in S12), the process returns to the main routine in step S15 without performing the process in step S14.

このように、処理を行なうことによって、流量推定値x[n]を用いて加熱停止判定を行なった場合に、仮に誤って加熱が停止された場合であっても、直ちに加熱が再開されるので、湯温の低下を小さく抑えることができる。   As described above, by performing the process, when the heating stop determination is performed using the estimated flow rate value x [n], even if the heating is erroneously stopped, the heating is immediately restarted. The decrease in hot water temperature can be kept small.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

10 缶体、11 一次熱交換器、15 排気経路、20 加熱部、21 二次熱交換器、30 ガスバーナ、31 ガス供給管、32 元ガス電磁弁、33 ガス比例弁、35a〜35c 能力切換弁、40 送風ファン、50 入水管、60 バイパス管、70 出湯管、75 合流点、80 分配弁、90 流量調整弁、100 給湯装置、110,120,130 温度センサ、150 流量センサ、190 給湯栓、300 コントローラ、302 流量測定値算出部、304 推定流量値算出部、306 加熱停止判定部、308 加熱開始判定部、310 加熱指令発生部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Can body, 11 Primary heat exchanger, 15 Exhaust path, 20 Heating part, 21 Secondary heat exchanger, 30 Gas burner, 31 Gas supply pipe, 32 Original gas solenoid valve, 33 Gas proportional valve, 35a-35c Capacity switching valve , 40 Blower fan, 50 Water inlet pipe, 60 Bypass pipe, 70 Hot water outlet pipe, 75 Junction point, 80 Distribution valve, 90 Flow rate adjustment valve, 100 Hot water supply device, 110, 120, 130 Temperature sensor, 150 Flow rate sensor, 190 Hot water tap, 300 controller 302 measured flow value calculation unit 304 estimated flow value calculation unit 306 heating stop determination unit 308 heating start determination unit 310 heating command generation unit

Claims (4)

水を加熱する加熱部と、
前記加熱部を通過する水量の変化に応じて流量が変化する通水路の流量を検出するための流量センサと、
前記流量センサの出力信号を受けて前記流量センサの応答遅れを補正した推定流量値を算出し、前記推定流量値に基づいて前記加熱部を加熱状態から加熱停止状態に切換える制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、
所定周期ごとに前記流量センサの出力信号から測定値を取得し、今回取得された測定値と前回取得された測定値との偏差に係数を乗じた値を今回取得された測定値に対して加算して前記推定流量値を算出し、
前記係数は、前記測定値の実流量に対する応答遅れの時定数と、前記所定周期との比率に基づいて予め定められた値である、給湯装置。
A heating section for heating water;
A flow rate sensor for detecting a flow rate of a water passage in which the flow rate changes according to a change in the amount of water passing through the heating unit;
A control device that receives an output signal of the flow sensor, calculates an estimated flow value that corrects a response delay of the flow sensor, and performs control for switching the heating unit from a heating state to a heating stop state based on the estimated flow value; With
The controller is
The measured value is acquired from the output signal of the flow rate sensor at predetermined intervals, and the value obtained by multiplying the deviation between the measured value acquired this time and the previously acquired measured value by the coefficient is added to the currently acquired measured value. And calculating the estimated flow rate value,
The said coefficient is a hot water supply apparatus which is a value previously determined based on the ratio of the time constant of the response delay with respect to the actual flow volume of the said measured value, and the said predetermined period.
前記制御装置は、
前記推定流量値に基づいて、前記加熱部を加熱状態から加熱停止状態へと移行させる判定を行なう加熱停止判定部と、
前記測定値に基づいて、前記加熱部を加熱停止状態から加熱状態へと移行させる判定を行なう加熱開始判定部とを含む、請求項1に記載の給湯装置。
The controller is
Based on the estimated flow value, a heating stop determination unit that performs a determination to shift the heating unit from a heating state to a heating stop state;
The hot-water supply apparatus of Claim 1 containing the heating start determination part which performs the determination which transfers the said heating part from a heating stop state to a heating state based on the said measured value.
jを1以上の自然数とし、kをjよりも大きい自然数とすると、
前記加熱開始判定部は、前記加熱停止判定部によって前記加熱部の加熱が停止してから所定時間以内は、前記測定値がj回加熱開始判定値を超えた場合に前記加熱部を加熱状態に移行させ、
前記加熱開始判定部は、前記加熱停止判定部によって前記加熱部の加熱が停止してから前記所定時間より後は、前記測定値がk回連続して加熱開始判定値を超えた場合に前記加熱部を加熱状態に移行させる、請求項2に記載の給湯装置。
If j is a natural number of 1 or more and k is a natural number larger than j,
The heating start determination unit sets the heating unit to a heated state when the measured value exceeds the heating start determination value j times within a predetermined time after heating of the heating unit is stopped by the heating stop determination unit. Migrate,
The heating start determination unit is configured to perform the heating when the measured value exceeds the heating start determination value continuously k times after the predetermined time since the heating stop determination unit stopped heating the heating unit. The hot-water supply apparatus of Claim 2 which makes a part transfer to a heating state.
前記加熱部に水を供給する入水管と、
前記加熱部から湯を出水する出湯管と、
前記入水管から分岐し前記出湯管に合流するバイパス通路とをさらに備え、
前記流量センサは、前記加熱部を通過する第1の流量と、前記バイパス通路を通過する第2の流量と、前記第1の流量と前記第2の流量の合計流量とのいずれかを検出する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の給湯装置。
A water intake pipe for supplying water to the heating unit;
A tapping pipe for tapping hot water from the heating section;
A bypass passage that branches off from the water inlet pipe and joins the hot water outlet pipe,
The flow sensor detects one of a first flow rate that passes through the heating unit, a second flow rate that passes through the bypass passage, and a total flow rate of the first flow rate and the second flow rate. The hot water supply device according to any one of claims 1 to 3.
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