JP2504357B2 - 給湯器の制御方法 - Google Patents

給湯器の制御方法

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JP2504357B2 JP4134437A JP13443792A JP2504357B2 JP 2504357 B2 JP2504357 B2 JP 2504357B2 JP 4134437 A JP4134437 A JP 4134437A JP 13443792 A JP13443792 A JP 13443792A JP 2504357 B2 JP2504357 B2 JP 2504357B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、瞬間式給湯器におい
て、運転最小通水量付近の出湯量で出湯運転を行う際
に、安定した出湯を行うことのできる給湯器の制御方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、瞬間式給湯器(以下、単に給湯器
という)においては、熱交換器の低温腐食を防止するた
めに、熱交換器をバイパスするバイパス路を設け、熱交
換器出口部の出湯温度を高く保つことが行われており、
このようなバイパス路を備えた給湯器において、出湯量
(全通水量)QT に流量変動があると缶体通水量QHK
変動し、缶体通水量QHKの変化により缶体出湯温度THK
が変化すると、バイパス路に設けられたバイパスサーボ
弁を開閉してバイパス水量QB を増減させて出湯温度T
H を調節するものであり、例えば、缶体通水量QHKが減
少した場合に缶体出湯温度THKが上昇すると、バイパス
サーボ弁を開いてバイパス水量QB を増大させて最終的
な出湯温度を調節することが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の給湯器制御においては、バイパスサーボ弁を全開し
た時のバイパス水量QB が缶体通水量QHKより大きく設
定されており(例えば、バイパスサーボ弁全開時の缶体
通水量QHKとバイパス水量QB の流量比がQHK:QB
10:12)、出湯運転を行うのに必要最小限の総流量であ
る運転最小総通水量 MOQT 付近の出湯量QT で出湯運転
を行った場合に、缶体出湯温度THKのオーバーシュート
が大きいときにはバイパスサーボ弁を大きく開けるた
め、バイパス水量QB が急激に増大するともに缶体通水
量QHKが減少し、出湯量QT は MOQTを超えているが、
缶体通水量QHKが燃焼運転を行うのに必要最小限の缶体
流量である運転最小缶体通水量 MOQHK未満に減少して M
OQHK OFFとなり、燃焼が停止することになるという問題
があった。具体的に数値を挙げて一例を説明すると、バ
イパスサーボ弁全開時の缶体通水量QHKとバイパス水量
B との流量比をQHK:QB =10:12とし、運転最小総
通水量 MOQT OFF 値を1.8 l/min.、運転最小缶体通水量
MOQHK OFF値を1.3 l/min.に設定した給湯器において、
出湯量QT を2.2 l/min.(QT > MOQT OFF 値)として
出湯運転を行うと、缶体出湯温度THKのオーバーシュー
トが大きく、バイパスサーボ弁を全開すると、QHK:Q
B =10:12であるから、QHK=1.0 l/min.、QB =1.2
l/min.となり、QHKが運転最小缶体通水量 MOQHK未満
(QHK< MOQHKOFF値)になるから、 MOQHK OFFとな
り、燃焼が停止される。
【0004】本発明の目的は、運転最小総通水量 MOQT
付近の出湯量QT で出湯運転を行う際に、缶体通水量Q
H が運転最小缶体通水量 MOQHKを下回ることなく、安定
した出湯運転を行うことのできる給湯器の制御方法を提
供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の給湯器の制御方法は、熱交換器と、熱交換器
をバイパスするバイパス路と、少なくともバイパス水量
を制御するとを備えた給湯器において、設定温度T
目標に出湯温度Tを制御する出湯温度制御を行うため
のバイパスサーボ弁の出湯温度制御操作量θと、缶体
通水量QHKを運転最小缶体通水量HOQHK以上に保
つ流量制御を行うためのバイパスサーボ弁の缶体通水量
制御操作量θとをそれぞれ算出し、出湯温度制御操作
量θ 及び缶体通水量制御操作量θ の操作方向が共に
閉方向である場合は絶対値の大きいほうの操作量を採用
し、共に開方向である場合は絶対値の小さいほうの操作
量を採用し、出湯温度制御操作量θ が閉方向で缶体通
水量制御操作量θ が開方向である場合は出湯温度制御
操作量θ を採用し、出湯温度制御操作量θ が開方向
で缶体通水量制御操作量θ が閉方向である場合は缶体
通水量制御操作量θ を採用するものであり、缶体通水
量QHKが運転最小缶体通水量HOQHK付近にある時
には缶体通水量QHKを運転最小缶体通水量MOQHK
以上に保つ流量制御に切り換えるから、缶体通水量Q
HKが運転最小缶体通水量MOQHKを下回ることな
く、安定した出湯運転を行うことができる。
【0006】
【実施例】本発明の実施例を図に基づいて説明すると、
図1において、熱交換器1の入口側に入水路2が、出口
側に出湯路3が接続され、熱交換器1をバイパスして入
水路2と出湯路3とを連通させるバイパス路4が設けら
れており、バイパス路4と出湯路3との合流部に設けら
れて缶体出湯量(缶体通水量QHK)を調節する出湯サー
ボ弁とバイパス水量QB を調節するバイパスサーボ弁と
を備えた湯水混合弁5と、該合流部よりも下流側の出湯
路3に設けられた過流出サーボ弁6と、入水路2のバイ
パス路4分岐部よりも上流側に設けられた入水温度TC
を検出する入水温度センサ7と、バイパス路4分岐部と
熱交換器1の入口側との間に設けられた缶体通水量QHK
を検出する缶体通水量センサ8と、熱交換器1の出口側
で湯水混合弁5よりも上流の出湯路3に設けられた缶体
出湯温度THKを検出する缶体出湯温度センサ9と、過流
出サーボ弁6の下流側に設けられた熱交換器1からの高
温湯とバイパス路4からの冷水とが混合された後の出湯
温度TH を検出する出湯温度センサ10とを備えている。
各センサにより検出された入水温度TC 、缶体出湯温度
HK、出湯温度TH 、缶体通水量QHK及び予め設定され
た設定温度をコントローラ12に入力し、演算結果に基づ
いて湯水混合弁5及び過流出サーボ弁6の操作信号がコ
ントローラ12から出力される。なお、11はバーナであ
る。
【0007】図2のフローチャートを参照して制御動作
について説明すると、湯水混合弁5は、バイパス水量Q
B を調節するバイパスサーボ弁を備えており、缶体設定
温度TSKと、入水温度TC と、設定温度TS との間に次
式が成立する。 QHK・TSK+QB ・TC =(QHK+QB )・TSSK={(QHK+QB )TS −QB ・TC }/QHK 例えば、TSK=2.2 ・TS −1.2 ・TC に設定すると、
湯水混合弁5における湯水混合比率は、QHK:QB =1
0:12となる。
【0008】設定温度TS を目標として出湯温度TH
制御する出湯温度制御を行うための湯水混合弁5の出湯
温度制御操作量、即ちバイパスサーボ弁の出湯温度制御
操作量θT を予め求めたQ−θ特性関数に基づいて算出
する。この出湯温度制御操作量θT は操作量と操作方向
とを含むものであり、操作方向としては、バイパス水量
B を増大させる水開方向と、バイパス水量QB を減少
させる水閉方向とがある。
【0009】次に、缶体通水量QHKを運転最小缶体通水
量 MOQHK以上(QHK≧ MOQHK+α)に保つ流量制御を行
うための湯水混合弁5の缶体通水量制御操作量、即ちバ
イパスサーボ弁の缶体通水量制御操作量θQ を次式によ
り算出する。 θQ =a・{QHK−( MOQHK+α)}(但し、a,αは
定数) 算出された缶体通水量制御操作量θQ が正(θQ >0)
の時は、バイパスサーボ弁の操作方向がバイパス水量Q
B を増大させる水開方向で、缶体通水量QHKが運転最小
缶体通水量 MOQHK以上(QHK≧ MOQHK+α)である状態
を保持して水開方向にどれだけの缶体通水量制御操作量
θQ の余裕があるか、即ちバイパス水量QB を増大させ
ることができるかが求められる。缶体通水量制御操作量
θQ が負(θQ <0)の時は、バイパスサーボ弁の操作
方向がバイパス水量QB を減少させる水閉方向であり、
缶体通水量QHKが運転最小缶体通水量 MOQHK以上を保持
するためにはバイパス水量QB を減少させなくてはなら
ない状態である。
【0010】上述の算出された出湯温度制御操作量θT
と缶体通水量制御操作量θQ とを比較し、図3の表1に
示すように、出湯温度制御操作量θT と缶体通水量制御
操作量θQ の操作方向と操作量とに基づいて、バイパス
サーボ弁即ち湯水混合弁5の操作方向並びに操作量が選
択決定される。
【0011】即ち、出湯温度制御操作量θT と缶体通水
量制御操作量θQ とが共に水閉方向の場合は、出湯温度
制御においてバイパス水量QB を減少させる必要があ
り、また流量制御においても缶体通水量QHKが運転最小
缶体通水量 MOQHK以上を保持するためにはバイパス水量
B を減少させる必要がある状態であるから、選択され
たバイパスサーボ弁即ち湯水混合弁5の操作方向は水閉
方向となり、出湯温度制御操作量θT または缶体通水量
制御操作量θQ の何れか大きい値を操作量として選択す
る。
【0012】出湯温度制御操作量θT が水閉方向、缶体
通水量制御操作量θQ が水開方向にある時は、出湯温度
制御においてバイパス水量QB を減少させる必要があ
り、流量制御においては、缶体通水量QHKが運転最小缶
体通水量 MOQHK以上を保持しながらバイパス水量QB
増大させることのできる缶体通水量制御操作量θQ の余
裕が算出されているから、出湯温度制御操作量θT を優
先させて選択し、バイパスサーボ弁の操作方向は水閉方
向となる。
【0013】出湯温度制御操作量θT が水開方向、缶体
通水量制御操作量θQ が水閉方向の時は、出湯温度制御
においてはバイパス水量QB を増大させる必要がある
が、流量制御においては、缶体通水量QHKが運転最小缶
体通水量 MOQHK以上を保持するためにバイパス水量QB
を減少させなくてはならない状態にあるから、缶体通水
量制御操作量θQ を優先させて選択し、バイパスサーボ
弁の操作方向は水閉方向となる。
【0014】出湯温度制御操作量θT と缶体通水量制御
操作量θQ が共に水開方向の時は、出湯温度制御におい
てバイパス水量QB を増大させる必要があり、流量制御
においては、缶体通水量QHKが運転最小缶体通水量 MOQ
HK以上を保持しながらバイパス水量QB を増大させるこ
とのできる缶体通水量制御操作量θQ の余裕が算出され
ているから、缶体通水量QHKが運転最小缶体通水量 MOQ
HK大きく超えているものと判定して、バイパス水量QB
を増大させ過ぎる(缶体通水量QHKが運転最小缶体通水
量 MOQHKを下回る)ことのないように、両操作量θT
θQ とを比較して小さいほうの値を操作量として選択
し、バイパスサーボ弁の操作方向は水開方向となる。
【0015】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
から、缶体通水量QH が運転最小缶体通水量 MOQHKを大
きく超えているときには出湯温度制御操作量θT を優先
させ、缶体通水量QH が運転最小缶体通水量 MOQHK付近
にある時には缶体通水量制御操作量θQ を優先させてバ
イパスサーボ弁を操作するものであり、缶体通水量QH
が運転最小缶体通水量 MOQHK付近にある時には缶体通水
量QH を運転最小缶体通水量 MOQHK以上に保つ流量制御
に切り換えるから、出湯量QT を運転最小総通水量 MOQ
T 付近で運転した場合に、缶体通水量QH が運転最小缶
体通水量 MOQHKを下回ることなく、安定した出湯運転を
行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用する給湯器の概略構成図であ
る。
【図2】 本発明の制御動作を示すフローチャートであ
る。
【図3】 選択動作を示す表1である。
【符号の説明】
1 熱交換器、2 入水路、3 出湯路、4 バイパス
路 5 缶体入水電磁弁、6 過流出サーボ弁、7 入水温
度センサ 8 入水量センサ、9 缶体出湯温度センサ、10 出湯
温度センサ 11 バーナ、12 コントローラ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱交換器と、熱交換器をバイパスするバ
    イパス路と、少なくともバイパス水量を制御するバイパ
    スサーボ弁とを備えた給湯器において、缶体設定温度T
    SK と入水温度Tc及び設定温度T に基づいてバイパ
    ス水量を算出し、算出されたバイパス水量から出湯温度
    制御を行うためのバイパスサーボ弁の出湯温度制御操作
    を算出するとともに、缶体通水量を運転最小缶体通水
    量以上に保つ流量制御を行うためのバイパスサーボ弁の
    缶体通水量制御操作量を算出し、算出された出湯温度制
    御操作量及び缶体通水量制御操作量とに基づいてバイパ
    スサーボ弁の開度を調節するものであって、出湯温度制
    御操作量及び缶体通水量制御操作量の操作方向が共に閉
    方向である場合は絶対値の大きいほうの操作量を採用
    し、共に開方向である場合は絶対値の小さいほうの操作
    量を採用し、出湯温度制御操作量が閉方向で缶体通水量
    制御操作量が開方向である場合は出湯温度制御操作量を
    採用し、出湯温度制御操作量が開方向で缶体通水量制御
    操作量が閉方向である場合は缶体通水量制御操作量を採
    用することを特徴とする給湯器の制御方法。
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JPH0250046A (ja) * 1988-08-10 1990-02-20 Rinnai Corp バイパスミキシング式給湯器
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