JP2725588B2 - 給湯器 - Google Patents
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- JP2725588B2 JP2725588B2 JP6014358A JP1435894A JP2725588B2 JP 2725588 B2 JP2725588 B2 JP 2725588B2 JP 6014358 A JP6014358 A JP 6014358A JP 1435894 A JP1435894 A JP 1435894A JP 2725588 B2 JP2725588 B2 JP 2725588B2
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Landscapes
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、給湯器に係り、特に
は、給湯温度を調整するために使用される温度調整弁の
異常の有無を判定するための技術に関する。
は、給湯温度を調整するために使用される温度調整弁の
異常の有無を判定するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、たとえば、バイパスミキシング
方式の給湯器は、熱交換器と並列に配置されたバイパス
路の途中に温度調整弁を設け、熱交換器で加熱された湯
とバイパス路を経由した水とを所定の分配率で混合して
所望温度の湯が給湯されるようにしている。
方式の給湯器は、熱交換器と並列に配置されたバイパス
路の途中に温度調整弁を設け、熱交換器で加熱された湯
とバイパス路を経由した水とを所定の分配率で混合して
所望温度の湯が給湯されるようにしている。
【０００３】このようなバイパス路に配置される温度調
整弁は、その弁駆動用モータへの電源電圧の一時的な低
下や、弁機構部分へのゴミの噛み込み等があると、これ
に起因して弁駆動用モータが所期の弁開度通りに制御さ
れなくなる現象(いわゆる脱調)が生じることがある。
整弁は、その弁駆動用モータへの電源電圧の一時的な低
下や、弁機構部分へのゴミの噛み込み等があると、これ
に起因して弁駆動用モータが所期の弁開度通りに制御さ
れなくなる現象(いわゆる脱調)が生じることがある。
【０００４】特に、温度調整弁のこのような脱調が給湯
温度制御の動作中に生じた場合には、湯水の分配率が所
期の値からずれてしまい、所望温度の湯が得られなくな
るばかりでなく、高温の湯が出湯された場合には人体に
危険でもある。
温度制御の動作中に生じた場合には、湯水の分配率が所
期の値からずれてしまい、所望温度の湯が得られなくな
るばかりでなく、高温の湯が出湯された場合には人体に
危険でもある。
【０００５】したがって、給湯温度制御の動作途中で、
温度調整弁の脱調が生じた場合には、直ちにこれを検出
して、何等かの回復処理をするのが望ましいといえる。
温度調整弁の脱調が生じた場合には、直ちにこれを検出
して、何等かの回復処理をするのが望ましいといえる。
【０００６】しかし、従来技術では、給湯温度制御の動
作途中で温度調整弁の脱調の有無を迅速に検出する有効
な手段が何等設けられておらず、給湯温度制御の動作が
停止した後に、以下のような脱調回復処理を行って対処
している。
作途中で温度調整弁の脱調の有無を迅速に検出する有効
な手段が何等設けられておらず、給湯温度制御の動作が
停止した後に、以下のような脱調回復処理を行って対処
している。
【０００７】すなわち、従来技術では、弁駆動用モータ
に対して、弁開度の全開と全閉状態にそれぞれ対応する
位置にリミットスイッチを設け、給湯温度の制御動作が
停止された時点で、弁駆動用モータを弁開度の全開方向
または全閉方向に駆動し、リミットスイッチから検出信
号が出力された時点を全開または全閉状態とみなして、
これを弁開度制御の基準位置とする、いわゆる零点リセ
ットを行っている。
に対して、弁開度の全開と全閉状態にそれぞれ対応する
位置にリミットスイッチを設け、給湯温度の制御動作が
停止された時点で、弁駆動用モータを弁開度の全開方向
または全閉方向に駆動し、リミットスイッチから検出信
号が出力された時点を全開または全閉状態とみなして、
これを弁開度制御の基準位置とする、いわゆる零点リセ
ットを行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術によれば、温度制御動作の途中で実際に脱調が生じて
いるか否かは不明であり、したがって、脱調回復のため
には、給湯温度の制御動作が停止するたびに、脱調の有
無にかかわらず常に零点リセットを行うことが必要とな
る。
術によれば、温度制御動作の途中で実際に脱調が生じて
いるか否かは不明であり、したがって、脱調回復のため
には、給湯温度の制御動作が停止するたびに、脱調の有
無にかかわらず常に零点リセットを行うことが必要とな
る。
【０００９】そして、このように、脱調の有無にかかわ
らず給湯温度の制御動作が停止するたびに零点リセット
を行うと、零点リセットが頻繁に繰り返されることにな
り、その結果、温度調整弁の耐久性を損ない、また、無
駄な電力を消費するなどの不都合を生じている。
らず給湯温度の制御動作が停止するたびに零点リセット
を行うと、零点リセットが頻繁に繰り返されることにな
り、その結果、温度調整弁の耐久性を損ない、また、無
駄な電力を消費するなどの不都合を生じている。
【００１０】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、給湯温度の制御動作の途中において温
度調整弁の脱調の有無を判定できるようにし、脱調が生
じた場合にのみその回復処理を行うことで温度調整弁の
耐久性を向上するとともに、無駄な電力消費を抑えるこ
とを課題とする。
なされたもので、給湯温度の制御動作の途中において温
度調整弁の脱調の有無を判定できるようにし、脱調が生
じた場合にのみその回復処理を行うことで温度調整弁の
耐久性を向上するとともに、無駄な電力消費を抑えるこ
とを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、次の構成を採る。
解決するために、次の構成を採る。
【００１２】すなわち、本発明に係る給湯器は、給湯温
度を調整する温度調整弁を備えるとともに、所望の給湯
温度を得るための制御の目標値を決定する目標値決定手
段と、実際の給湯温度を検出することで得られる給湯温
度制御の実際の操作量である実際値と前記目標値との偏
差量に基づいて比例積分動作により求まる補正値で、前
記目標値を補正した操作値を決定する操作値決定手段
と、前記目標値決定手段で決定された目標値と、前記操
作値決定手段で決定された操作値との偏差を求め、この
偏差を予め設定された基準値と比較し、偏差が基準値を
越えた場合に温度調整弁が異常と判定する判定手段とを
含む。
度を調整する温度調整弁を備えるとともに、所望の給湯
温度を得るための制御の目標値を決定する目標値決定手
段と、実際の給湯温度を検出することで得られる給湯温
度制御の実際の操作量である実際値と前記目標値との偏
差量に基づいて比例積分動作により求まる補正値で、前
記目標値を補正した操作値を決定する操作値決定手段
と、前記目標値決定手段で決定された目標値と、前記操
作値決定手段で決定された操作値との偏差を求め、この
偏差を予め設定された基準値と比較し、偏差が基準値を
越えた場合に温度調整弁が異常と判定する判定手段とを
含む。
【００１３】
【作用】上記構成において、給湯温度の制御動作中に
は、操作値決定手段は、実際の給湯温度を検出すること
で得られる実際値と目標値決定手段で予め決定された給
湯温度制御の目標値との偏差量に基づいて求まる補正値
で、前記目標値を補正した操作値を決定する。
は、操作値決定手段は、実際の給湯温度を検出すること
で得られる実際値と目標値決定手段で予め決定された給
湯温度制御の目標値との偏差量に基づいて求まる補正値
で、前記目標値を補正した操作値を決定する。
【００１４】判定手段は、目標値決定手段で決定された
目標値と、操作値決定手段で決定された操作値との偏差
を求め、この偏差を予め設定された基準値と比較する。
目標値と、操作値決定手段で決定された操作値との偏差
を求め、この偏差を予め設定された基準値と比較する。
【００１５】ここで、温度調整弁が脱調を起こしている
と、操作値と目標値との偏差が大きくなって基準値を越
えるため、この時点で、判定手段は温度調整弁が異常と
判定する。
と、操作値と目標値との偏差が大きくなって基準値を越
えるため、この時点で、判定手段は温度調整弁が異常と
判定する。
【００１６】このように、給湯温度制御の動作途中で温
度調整弁の脱調の有無を検出するので、実際に脱調が生
じた場合に限り、その回復処理を行うことができ、脱調
が生じていない場合には回復処理は省略できる。
度調整弁の脱調の有無を検出するので、実際に脱調が生
じた場合に限り、その回復処理を行うことができ、脱調
が生じていない場合には回復処理は省略できる。
【００１７】したがって、従来のように、給湯温度制御
の動作が停止するたびに、脱調の有無にかかわず回復処
理を行うといった無駄を省くことができる。
の動作が停止するたびに、脱調の有無にかかわず回復処
理を行うといった無駄を省くことができる。
【００１８】
【実施例】図１は本発明が適用される給湯装置の全体を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【００１９】この実施例における給湯器１は、熱交換器
６と、これを加熱するガスバーナ８を有している。
６と、これを加熱するガスバーナ８を有している。
【００２０】そして、熱交換器６の入水側には図示しな
い水道管等に連通された入水路１０が、また、熱交換器
６の出湯側には図示しないカランやシャワー等に連通さ
れた出湯路１２がそれぞれ接続され、また、入水路１０
と出湯路１２との間は熱交換器６をバイパスするための
バイパス路１４で短絡されている。
い水道管等に連通された入水路１０が、また、熱交換器
６の出湯側には図示しないカランやシャワー等に連通さ
れた出湯路１２がそれぞれ接続され、また、入水路１０
と出湯路１２との間は熱交換器６をバイパスするための
バイパス路１４で短絡されている。
【００２１】上記の入水路１０には、入水温度Ｔcを検
出する入水温度センサ１６が設けられる一方、出湯路１
２には、熱交換器６で加熱された湯の出湯温度Ｔhを検
出する出湯温度センサ２２と、熱交換器６で加熱された
湯とバイパス路１４を通過した水とが混合された後の給
湯温度Ｔmを検出する給湯温度センサ２４とが設けられ
ている。なお、２６は熱交換器６への通水量が最大加熱
能力を越えた場合に湯水の吐出水量を制限する過流出サ
ーボ弁である。
出する入水温度センサ１６が設けられる一方、出湯路１
２には、熱交換器６で加熱された湯の出湯温度Ｔhを検
出する出湯温度センサ２２と、熱交換器６で加熱された
湯とバイパス路１４を通過した水とが混合された後の給
湯温度Ｔmを検出する給湯温度センサ２４とが設けられ
ている。なお、２６は熱交換器６への通水量が最大加熱
能力を越えた場合に湯水の吐出水量を制限する過流出サ
ーボ弁である。
【００２２】また、バイパス路１４の途中には、このバ
イパス路１４を開閉する温度調整弁としてのバイパス弁
２８が設けられている。
イパス路１４を開閉する温度調整弁としてのバイパス弁
２８が設けられている。
【００２３】このバイパス弁２８は、図２に示すよう
に、入水口３０aと出水口３０bを有するケース３０内に
弁軸３２が軸方向に沿って出退可能に設けられており、
この弁軸３２の先端部分に弁体３４が取り付けられ、ま
た、ケース３０の外側部にはステッピングモータ３６が
固定され、このステッピングモータ３６の出力軸に上記
弁軸３２の基端部が取り付けられて構成されている。そ
して、ステッピングモータ３６が回転することで弁軸３
２が出退し、これによって弁体３４がケース３０内の通
水路の開度を変化させるようになっている。
に、入水口３０aと出水口３０bを有するケース３０内に
弁軸３２が軸方向に沿って出退可能に設けられており、
この弁軸３２の先端部分に弁体３４が取り付けられ、ま
た、ケース３０の外側部にはステッピングモータ３６が
固定され、このステッピングモータ３６の出力軸に上記
弁軸３２の基端部が取り付けられて構成されている。そ
して、ステッピングモータ３６が回転することで弁軸３
２が出退し、これによって弁体３４がケース３０内の通
水路の開度を変化させるようになっている。
【００２４】また、ステッピングモータ３６内には、図
示しないが、弁体３４の全開および全閉位置に対応して
弁軸３２の進退量を機械的に制限して零点リセットを行
えるロック機構(たとえば、歯車を組み合わせたゼネバ
・ストップ機構など)が設けられている。
示しないが、弁体３４の全開および全閉位置に対応して
弁軸３２の進退量を機械的に制限して零点リセットを行
えるロック機構(たとえば、歯車を組み合わせたゼネバ
・ストップ機構など)が設けられている。
【００２５】さらに、この給湯器１には、弁制御装置と
してのコントローラ４０が接続され、このコントローラ
４０に所定の指令を与えるための操作部４２が設けられ
ている。
してのコントローラ４０が接続され、このコントローラ
４０に所定の指令を与えるための操作部４２が設けられ
ている。
【００２６】コントローラ４０は、フィードフォワード
制御部４４、フィードバック制御部４６、弁操作制御部
４８、および弁脱調判定部５０を含む。
制御部４４、フィードバック制御部４６、弁操作制御部
４８、および弁脱調判定部５０を含む。
【００２７】フィードフォワード制御部４４は、特許請
求の範囲における目標値決定手段に対応するもので、入
水温度Ｔc、熱交換器６からの出湯温度Ｔh、および操作
部４２で予め設定された給湯温度Ｔsの各値に基づい
て、制御目標となる湯水混合の目標分配率ρFFを算出す
るとともに、この目標分配率ρFFから、図３に示すステ
ッピングモータ３６のステップ数と分配率ρ(＝Ｑc／Ｑ
h)の関係に基づいて目標ステップ数(目標値)ＳFFを算出
するように構成されている。
求の範囲における目標値決定手段に対応するもので、入
水温度Ｔc、熱交換器６からの出湯温度Ｔh、および操作
部４２で予め設定された給湯温度Ｔsの各値に基づい
て、制御目標となる湯水混合の目標分配率ρFFを算出す
るとともに、この目標分配率ρFFから、図３に示すステ
ッピングモータ３６のステップ数と分配率ρ(＝Ｑc／Ｑ
h)の関係に基づいて目標ステップ数(目標値)ＳFFを算出
するように構成されている。
【００２８】フィードバック制御部４６は、入水温度Ｔ
c、加熱器２からの出湯温度Ｔh、および湯水混合後の実
際の給湯温度Ｔmに基づいて、実際の湯水混合の分配率
ρAを算出し、この実際分配率(実際値)ρAと目標値算出
手段４４bで得られる目標分配率ρFF(目標値)との偏差
量Δρ(＝ρA−ρFF)を所定のサンプリング周期Δtごと
に求め、この偏差量Δρに基づいて補正分配率(補正値)
ρFBを算出するものである。
c、加熱器２からの出湯温度Ｔh、および湯水混合後の実
際の給湯温度Ｔmに基づいて、実際の湯水混合の分配率
ρAを算出し、この実際分配率(実際値)ρAと目標値算出
手段４４bで得られる目標分配率ρFF(目標値)との偏差
量Δρ(＝ρA−ρFF)を所定のサンプリング周期Δtごと
に求め、この偏差量Δρに基づいて補正分配率(補正値)
ρFBを算出するものである。
【００２９】一方、弁操作制御部４８は、特許請求の範
囲における操作値決定手段に対応するもので、図４に示
すように、操作分配率算出手段４８a、および操作ステ
ップ数決定手段４８bからなる。
囲における操作値決定手段に対応するもので、図４に示
すように、操作分配率算出手段４８a、および操作ステ
ップ数決定手段４８bからなる。
【００３０】操作分配率算出手段４８aは、フィードフ
ォワード制御部４４で得られる目標分配率ρFFを、フィ
ードバック制御部４６で得られる補正分配率ρFBで補正
した操作分配率ρFF.FBを算出するものである。
ォワード制御部４４で得られる目標分配率ρFFを、フィ
ードバック制御部４６で得られる補正分配率ρFBで補正
した操作分配率ρFF.FBを算出するものである。
【００３１】また、操作ステップ数決定手段４８bは、
操作分配率算出手段４８aで得られた操作分配率ρFF.FB
から、図３に示すステッピングモータ３６のステップ数
と分配率ρ(＝Ｑc／Ｑh)の関係に基づいて操作ステップ
数ＳFF.FBを算出し、この操作ステップ数ＳFF.FBに基づ
いてバイパス弁２８のステッピングモータ３６を駆動制
御するようになっている。
操作分配率算出手段４８aで得られた操作分配率ρFF.FB
から、図３に示すステッピングモータ３６のステップ数
と分配率ρ(＝Ｑc／Ｑh)の関係に基づいて操作ステップ
数ＳFF.FBを算出し、この操作ステップ数ＳFF.FBに基づ
いてバイパス弁２８のステッピングモータ３６を駆動制
御するようになっている。
【００３２】弁脱調判定部５０は、特許請求の範囲にお
ける判定手段に対応するもので、図４に示すように、偏
差算出手段５０aと、脱調判定手段５０bとからなる。
ける判定手段に対応するもので、図４に示すように、偏
差算出手段５０aと、脱調判定手段５０bとからなる。
【００３３】偏差算出手段５０aは、弁操作制御部４８
の操作ステップ数決定手段４８bで得られる操作ステッ
プ数ＳFF.FBと、フィードフォワード制御部４４で得ら
れる目標ステップ数ＳFFとの偏差ΔＳ(＝ＳFF.FB−
ＳFF)を算出するものである。
の操作ステップ数決定手段４８bで得られる操作ステッ
プ数ＳFF.FBと、フィードフォワード制御部４４で得ら
れる目標ステップ数ＳFFとの偏差ΔＳ(＝ＳFF.FB−
ＳFF)を算出するものである。
【００３４】また、脱調判定手段５０bは、この偏差Δ
Ｓを予め設定された基準値±αと比較し、偏差ΔＳが基
準値αを越えた場合(ΔＳ≦−αまたはΔＳ≧α)にバイ
パス弁２８が脱調を起こしていると判定するものであ
る。
Ｓを予め設定された基準値±αと比較し、偏差ΔＳが基
準値αを越えた場合(ΔＳ≦−αまたはΔＳ≧α)にバイ
パス弁２８が脱調を起こしていると判定するものであ
る。
【００３５】なお、上記の基準値±αとしては、給湯器
１の量産ばらつきや経年変化、各温度センサ１６，２
２，２４の検出ばらつき等を考慮して適切な余裕度を持
った値が設定される。
１の量産ばらつきや経年変化、各温度センサ１６，２
２，２４の検出ばらつき等を考慮して適切な余裕度を持
った値が設定される。
【００３６】次に、上記構成の給湯器１における給湯温
度制御動作について説明する。
度制御動作について説明する。
【００３７】いま、カラン等が開かれて入水路１０を通
って水が供給されるようになると、図示しない水流セン
サによってこれが検出されてバーナ８の燃焼が開始され
る。
って水が供給されるようになると、図示しない水流セン
サによってこれが検出されてバーナ８の燃焼が開始され
る。
【００３８】この場合、熱交換器６で加熱される湯温
は、所定目標の出湯温度Ｔhとなるように、次の(a)，
(b)式に基づいて、ガスバーナ８によるガス量ＧFF，Ｇ
FBがフィードフォワード制御ならびにフィードバック制
御される。
は、所定目標の出湯温度Ｔhとなるように、次の(a)，
(b)式に基づいて、ガスバーナ８によるガス量ＧFF，Ｇ
FBがフィードフォワード制御ならびにフィードバック制
御される。
【００３９】 ＧFF＝ＫFF・(Ｔho−Ｔc)・Ｑh (a) ＧFB＝ＫFB・(Ｔho−Ｔha) (b) ただし、Ｔho＝Ｔs＋２５、ＫFF，ＫFBは定数、Ｔsはバ
イパスミキシング後の目標値として設定された給湯温
度、Ｔcは入水温度、Ｔhaは出湯温度センサ２２で検出
される実際の出湯温度、Ｑhは熱交換器６を経由して出
湯する実際の湯量である。
イパスミキシング後の目標値として設定された給湯温
度、Ｔcは入水温度、Ｔhaは出湯温度センサ２２で検出
される実際の出湯温度、Ｑhは熱交換器６を経由して出
湯する実際の湯量である。
【００４０】一方、フィードフォワード制御部４４は、
入水温度センサ１６からの入水温度Ｔc、出湯温度セン
サ２２からの出湯温度Ｔh、および使用者によって操作
部４２で予め設定された給湯温度Ｔsに基づいて、バイ
パス路１４を経由する水量Ｑcと、熱交換器６を経由し
て出湯する湯量Ｑhとの目標となる目標分配率ρFFを次
式に基づいて算出する。
入水温度センサ１６からの入水温度Ｔc、出湯温度セン
サ２２からの出湯温度Ｔh、および使用者によって操作
部４２で予め設定された給湯温度Ｔsに基づいて、バイ
パス路１４を経由する水量Ｑcと、熱交換器６を経由し
て出湯する湯量Ｑhとの目標となる目標分配率ρFFを次
式に基づいて算出する。
【００４１】 ρFF＝Ｑc／Ｑh＝(Ｔh−Ｔs)／(Ｔs−Ｔc) (１) さらに、フィードフォワード制御部４４は、この目標分
配率ρFFに基づいて、図３に示す関係から、目標ステッ
プ数ＳFFを求める。
配率ρFFに基づいて、図３に示す関係から、目標ステッ
プ数ＳFFを求める。
【００４２】そして、この目標分配率ρFFの値がフィー
ドバック制御部４６および弁操作制御部４８に、また、
目標ステップ数ＳFFの値が弁脱調判定部５０にそれぞれ
送出される。
ドバック制御部４６および弁操作制御部４８に、また、
目標ステップ数ＳFFの値が弁脱調判定部５０にそれぞれ
送出される。
【００４３】一方、フィードバック制御部４６は、上記
の入水温度Ｔc、出湯温度Ｔh、および給湯温度センサ２
４で検出される湯水混合後の実際の給湯温度Ｔmに基づ
いて湯水混合の実際分配率(実際値)ρAを所定のサンプ
リング周期Δtごとに、次式に基づいて算出する。
の入水温度Ｔc、出湯温度Ｔh、および給湯温度センサ２
４で検出される湯水混合後の実際の給湯温度Ｔmに基づ
いて湯水混合の実際分配率(実際値)ρAを所定のサンプ
リング周期Δtごとに、次式に基づいて算出する。
【００４４】 ρA＝Ｑc'／Ｑh'＝(Ｔh−Ｔm)／(Ｔm−Ｔc) (２） この実際分配率ρＡが得られると、引き続いて、フィー
ドフォワード制御部４４で得られている目標分配率ρFF
と実際分配率ρAとの偏差量Δρ(＝ρA−ρFF)を求め、
引き続いて、この偏差量Δρに基づいて、次式によって
補正分配率ρFBを算出する。
ドフォワード制御部４４で得られている目標分配率ρFF
と実際分配率ρAとの偏差量Δρ(＝ρA−ρFF)を求め、
引き続いて、この偏差量Δρに基づいて、次式によって
補正分配率ρFBを算出する。
【００４５】 ρFB＝ＫP・Δρ＋ＫI・Σ(Δρ) (３) ここに、ＫPは比例係数、ＫIは積分係数である。
【００４６】そして、この補正分配率ρFBの値が同じく
弁操作制御部４８に送出される。
弁操作制御部４８に送出される。
【００４７】弁操作制御部４８の操作分配率算出手段４
８aは、上記の目標分配率ρFFを補正分配率ρFBで補正
した操作分配率ρFF.FBを次式によって求める。
８aは、上記の目標分配率ρFFを補正分配率ρFBで補正
した操作分配率ρFF.FBを次式によって求める。
【００４８】 ρFF.FB＝ρFF・(１＋ρFB／Ｃ) (Ｃ：定数) (４) 続いて、操作ステップ数決定手段４８bは、この操作分
配率ρFF.FBに基づいて、図３に示す関係から、操作ス
テップ数ＳFF.FBを求め、この操作ステップ数ＳFF.FBの
値を弁脱調判定部５０に送出するとともに、この操作ス
テップ数ＳFF.FBに基づいてバイパス弁２８のステッピ
ングモータ３６を駆動制御する。
配率ρFF.FBに基づいて、図３に示す関係から、操作ス
テップ数ＳFF.FBを求め、この操作ステップ数ＳFF.FBの
値を弁脱調判定部５０に送出するとともに、この操作ス
テップ数ＳFF.FBに基づいてバイパス弁２８のステッピ
ングモータ３６を駆動制御する。
【００４９】このように、バイパス路１４に設けたバイ
パス弁２８の開度のみを調節して湯水を混合する分配率
を変化させるので、迅速かつ正確な給湯温度制御が行わ
れることになる。
パス弁２８の開度のみを調節して湯水を混合する分配率
を変化させるので、迅速かつ正確な給湯温度制御が行わ
れることになる。
【００５０】また、弁脱調判定部５０には、弁操作制御
部４８で得られた操作ステップ数ＳFF.FBと、フィード
フォワード制御部４４で得られた目標ステップ数ＳFFと
が共に与えられるので、偏差算出手段５０aは、両者Ｓ
FF.FB，ＳFFの偏差ΔＳ(＝ＳFF.FB−ＳFF)を算出する。
部４８で得られた操作ステップ数ＳFF.FBと、フィード
フォワード制御部４４で得られた目標ステップ数ＳFFと
が共に与えられるので、偏差算出手段５０aは、両者Ｓ
FF.FB，ＳFFの偏差ΔＳ(＝ＳFF.FB−ＳFF)を算出する。
【００５１】ここで、給湯温度の制御が定常状態にあ
り、かつ、バイパス弁２８が正常に動作している場合に
は、操作ステップ数ＳFF.FBと目標ステップ数ＳFFとの
偏差ΔＳは基準値±α内(−α＜ΔＳ＜α)にあるが、バ
イパス弁２８が脱調を起こしていると、操作ステップ数
ＳFF.FBと目標ステップ数ＳFFとの偏差ΔＳが大きな値
をとるために、偏差ΔＳは基準値±を越える(ΔＳ≦−
αまたはΔＳ≧α)ことになる。
り、かつ、バイパス弁２８が正常に動作している場合に
は、操作ステップ数ＳFF.FBと目標ステップ数ＳFFとの
偏差ΔＳは基準値±α内(−α＜ΔＳ＜α)にあるが、バ
イパス弁２８が脱調を起こしていると、操作ステップ数
ＳFF.FBと目標ステップ数ＳFFとの偏差ΔＳが大きな値
をとるために、偏差ΔＳは基準値±を越える(ΔＳ≦−
αまたはΔＳ≧α)ことになる。
【００５２】そこで、脱調判定手段５０bは、給湯温度
制御を開始してから上記の偏差ΔＳを基準値±αと比較
し、偏差ΔＳが基準値±α内(−α＜ΔＳ＜α)にあれ
ば、バイパス弁２８が正常であると判定し、また、基準
値αを所定時間継続して越えるとき(ΔＳ≦−αまたは
ΔＳ≧α)にはバイパス弁２８が脱調していると判定す
る。
制御を開始してから上記の偏差ΔＳを基準値±αと比較
し、偏差ΔＳが基準値±α内(−α＜ΔＳ＜α)にあれ
ば、バイパス弁２８が正常であると判定し、また、基準
値αを所定時間継続して越えるとき(ΔＳ≦−αまたは
ΔＳ≧α)にはバイパス弁２８が脱調していると判定す
る。
【００５３】そして、脱調判定手段５０bがバイパス弁
２８が脱調していると判定したときには、出湯が停止さ
れた後に、ステッピングモータ３６を弁開度の全開方向
または全閉方向に駆動し、弁軸３２の進退量が機械的な
ロック機構によって制限されるに至った時点を全開また
は全閉状態とみなして、これを弁開度制御の基準位置と
する、いわゆる零点リセットを行う。
２８が脱調していると判定したときには、出湯が停止さ
れた後に、ステッピングモータ３６を弁開度の全開方向
または全閉方向に駆動し、弁軸３２の進退量が機械的な
ロック機構によって制限されるに至った時点を全開また
は全閉状態とみなして、これを弁開度制御の基準位置と
する、いわゆる零点リセットを行う。
【００５４】これに対して、脱調判定手段５０bがバイ
パス弁２８が正常であると判定したときには、弁操作制
御部４８は、給湯温度の制御動作が停止された後も零点
リセットを行うことなく、給湯温度の制御動作が再開さ
れるまで、そのままの状態で待機する。
パス弁２８が正常であると判定したときには、弁操作制
御部４８は、給湯温度の制御動作が停止された後も零点
リセットを行うことなく、給湯温度の制御動作が再開さ
れるまで、そのままの状態で待機する。
【００５５】したがって、従来のように、給湯温度制御
の動作が停止するたびに、脱調の有無にかかわず零点リ
セットによる回復処理を行うといった無駄を省くことが
できる。
の動作が停止するたびに、脱調の有無にかかわず零点リ
セットによる回復処理を行うといった無駄を省くことが
できる。
【００５６】上記の実施例では、バイパスミキシング方
式の給湯器１において、バイパス路１４に設けられたバ
イパス弁２８を制御する場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、たとえば、カランに設けら
れる湯水混合弁を制御する給湯器の場合にも、本発明を
適用することができる。
式の給湯器１において、バイパス路１４に設けられたバ
イパス弁２８を制御する場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、たとえば、カランに設けら
れる湯水混合弁を制御する給湯器の場合にも、本発明を
適用することができる。
【００５７】また、上記の実施例では、弁脱調の判定
は、操作ステップ数ＳFF.FBと目標ステップ数ＳFFとの
偏差ΔＳ(＝ＳFF.FB−ＳFF)を基準値±αと比較するこ
とで行っているが、これに限らず、操作分配率ρFF.FB
と目標分配率ρFFとの偏差Δρ(＝ρFF.FB−ρFF)を基
準値±γと比較することによっても同様に弁脱調の有無
を判定することが可能である。
は、操作ステップ数ＳFF.FBと目標ステップ数ＳFFとの
偏差ΔＳ(＝ＳFF.FB−ＳFF)を基準値±αと比較するこ
とで行っているが、これに限らず、操作分配率ρFF.FB
と目標分配率ρFFとの偏差Δρ(＝ρFF.FB−ρFF)を基
準値±γと比較することによっても同様に弁脱調の有無
を判定することが可能である。
【００５８】さらに、上記実施例では、バイパス弁２８
の零点リセットを行うために、弁体３４の全開および全
閉位置に対応して弁軸３２の進退量を機械的なロック機
構によって制限する構成のものについて説明したが、こ
れに限らず、弁体３４の全開および全閉位置に対応して
それぞれリミットスイッチを設けて零点リセットを行え
るようにした構成のものであってもよい。
の零点リセットを行うために、弁体３４の全開および全
閉位置に対応して弁軸３２の進退量を機械的なロック機
構によって制限する構成のものについて説明したが、こ
れに限らず、弁体３４の全開および全閉位置に対応して
それぞれリミットスイッチを設けて零点リセットを行え
るようにした構成のものであってもよい。
【００５９】さらにまた、上記の実施例では、ステッピ
ングモータ３６によって弁体３４が開閉移動されるもの
について説明したが、直流モータによって弁体３４が開
閉移動されるものにも本発明は適用可能である。
ングモータ３６によって弁体３４が開閉移動されるもの
について説明したが、直流モータによって弁体３４が開
閉移動されるものにも本発明は適用可能である。
【００６０】
【発明の効果】本発明によれば、給湯温度の制御動作の
途中において温度調整弁の脱調の有無を確実に判定でき
るようになる。
途中において温度調整弁の脱調の有無を確実に判定でき
るようになる。
【００６１】このため、従来のように、温度調整弁の脱
調の有無にかかわらず、湯温度制御の動作が停止するた
びに無条件で零点リセット等の脱調回復処理を行うとい
った無駄を省くことができる。
調の有無にかかわらず、湯温度制御の動作が停止するた
びに無条件で零点リセット等の脱調回復処理を行うとい
った無駄を省くことができる。
【００６２】その結果、温度調整弁の耐久性が向上する
とともに、無駄な電力消費を抑えることか可能となる。
とともに、無駄な電力消費を抑えることか可能となる。
【００６３】また、機械的なロック機構によって零点リ
セットを行うような温度調整弁の場合には、機械的なロ
ックに伴う騒音発生の頻度を低減することができる。
セットを行うような温度調整弁の場合には、機械的なロ
ックに伴う騒音発生の頻度を低減することができる。
【図１】本発明が適用される給湯器の概略構成図であ
る。
る。
【図２】図１の給湯器に使用される温度制御弁の具体的
な構成を示す縦断面図である。
な構成を示す縦断面図である。
【図３】ステッピングモータのステップ数と湯水混合の
分配率との関係を示す特性図である。
分配率との関係を示す特性図である。
【図４】図１の弁操作制御部および弁脱調判定部の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
１…給湯器、６…熱交換器、１０…入水路、１２…出湯
路、１４…バイパス路、２２…出湯温度センサ、２４…
給湯温度センサ、２８…バイパス弁、３６…ステッピン
グモータ、４０…コントローラ、４２…操作部、４４…
フィードフォワード制御部(目標値決定手段)、４６…フ
ィードバック制御部、４８…弁操作制御部(操作値決定
手段)、４８a…操作分配率算出手段、４８b…操作ステ
ップ数決定手段、５０…弁脱調判定部(判定手段)、５０
a…偏差算出手段、５０b…脱調判定手段。
路、１４…バイパス路、２２…出湯温度センサ、２４…
給湯温度センサ、２８…バイパス弁、３６…ステッピン
グモータ、４０…コントローラ、４２…操作部、４４…
フィードフォワード制御部(目標値決定手段)、４６…フ
ィードバック制御部、４８…弁操作制御部(操作値決定
手段)、４８a…操作分配率算出手段、４８b…操作ステ
ップ数決定手段、５０…弁脱調判定部(判定手段)、５０
a…偏差算出手段、５０b…脱調判定手段。
Claims (2)
- 【請求項１】 給湯温度を調整する温度調整弁を備える
とともに、所望の給湯温度を得るための制御の 目標値を決定する目
標値決定手段と、 実際の給湯温度を検出することで得られる給湯温度制御
の実際の操作量である実際値と前記目標値との偏差量に
基づいて比例積分動作により求まる補正値で、前記目標
値を補正した操作値を決定する操作値決定手段と、 前記目標値決定手段で決定された目標値と、前記操作値
決定手段で決定された操作値との偏差を求め、この偏差
を予め設定された基準値と比較し、偏差が基準値を越え
た場合に温度調整弁が異常と判定する判定手段と、 を含むことを特徴とする給湯器。 - 【請求項２】 給湯器は、熱交換器で加熱された湯とバ
イパス路を通過した冷水とを混合するバイパスミキシン
グ方式のものであり、 前記温度調整弁は、前記バイパス路に設置されるもので
あって、ステッピングモータによって弁体が開閉駆動さ
れる構成を有し、 前記目標値決定手段で決定される目標値は、予め設定さ
れるバイパス路を流れる水量Ｑcと熱交換器を経由して
出湯される湯量Ｑhとの目標分配率ρFF(＝Ｑc／Ｑh)に
対応して一義的に決まる前記ステッピングモータに対す
る目標ステップ数ＳFFであり、 また、前記操作値決定手段で決定される操作値は、実際
にバイパス路を流れる水量Ｑc'と実際に熱交換器を経由
して出湯される湯量Ｑh'との実際分配率ρA(＝Ｑc'／Ｑ
h')に対する前記目標分配率ρFFとの偏差量Δρ(＝ρA
−ρFF)に基づいて求まる補正分配率ρFBで、前記目標
分配率ρFFを補正した操作分配率ρFF.FBに対応して一
義的に決まる前記ステッピングモータに対する操作ステ
ップ数ＳFF.FBである、 ことを特徴とする請求項１記載の給湯器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6014358A JP2725588B2 (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | 給湯器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6014358A JP2725588B2 (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | 給湯器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07219648A JPH07219648A (ja) | 1995-08-18 |
| JP2725588B2 true JP2725588B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=11858854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6014358A Expired - Fee Related JP2725588B2 (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | 給湯器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2725588B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7184582B2 (ja) * | 2018-09-27 | 2022-12-06 | 株式会社ガスター | 給湯装置及び給湯装置の制御方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0689905B2 (ja) * | 1987-06-29 | 1994-11-14 | 株式会社ノーリツ | 湯水混合制御装置 |
| JPH02143614U (ja) * | 1989-04-27 | 1990-12-05 | ||
| JPH07104732B2 (ja) * | 1990-10-03 | 1995-11-13 | 株式会社ノーリツ | 湯水混合装置 |
| JP2513353B2 (ja) * | 1990-10-03 | 1996-07-03 | 株式会社ノーリツ | 湯水混合装置 |
-
1994
- 1994-02-08 JP JP6014358A patent/JP2725588B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07219648A (ja) | 1995-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |