JP2908229B2 - 給湯温度制御装置 - Google Patents
給湯温度制御装置Info
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- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、出湯開始時に所定値
に温度制御された出湯を可能にする給湯温度制御装置に
関するものである。
に温度制御された出湯を可能にする給湯温度制御装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、水栓の開放などの出湯操作に
よって、燃料の供給および燃焼と、この燃焼による熱交
換器の加熱とを並行して実施するとともに、この熱交換
器の入水側や出湯側に設けられた入水温度センサや出湯
温度センサの出力にもとづいて、出湯温度を予め指定し
た設定値に自動的にコントロールする給湯器が広く実用
されている。かかる給湯器では、出湯操作、例えば上記
のような水栓の開放によって、自動的に熱交換器におい
て設定温度に加温された温湯が注出される。
よって、燃料の供給および燃焼と、この燃焼による熱交
換器の加熱とを並行して実施するとともに、この熱交換
器の入水側や出湯側に設けられた入水温度センサや出湯
温度センサの出力にもとづいて、出湯温度を予め指定し
た設定値に自動的にコントロールする給湯器が広く実用
されている。かかる給湯器では、出湯操作、例えば上記
のような水栓の開放によって、自動的に熱交換器におい
て設定温度に加温された温湯が注出される。
【０００３】この場合において、給湯時間が長く、例え
ば比較的頻繁に水栓の開閉が繰り返される場合には、出
湯終了後も熱交換器の熱量によって配管内の水が暖めら
れているため、水栓再開放の当初から比較的高温の出湯
があり、一方、相当時間をおいて給湯を開始した場合に
は、水栓再開放による出湯の当初には温度が低くなる
が、以後は入水温度に応じた熱交換器の所期の加熱制御
が実施される。
ば比較的頻繁に水栓の開閉が繰り返される場合には、出
湯終了後も熱交換器の熱量によって配管内の水が暖めら
れているため、水栓再開放の当初から比較的高温の出湯
があり、一方、相当時間をおいて給湯を開始した場合に
は、水栓再開放による出湯の当初には温度が低くなる
が、以後は入水温度に応じた熱交換器の所期の加熱制御
が実施される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の給湯器は以上の
ように構成されているので、出湯制御において、前回出
湯終了からある程度の時間が経過していない場合には、
図４に示すように、出湯開始時において、出湯温度が、
当初、給湯器内配管の冷えによる小さいアンダーシュー
トＡを生じ、さらに熱交換器の保有熱量によるオーバー
シュートＢを生じる。
ように構成されているので、出湯制御において、前回出
湯終了からある程度の時間が経過していない場合には、
図４に示すように、出湯開始時において、出湯温度が、
当初、給湯器内配管の冷えによる小さいアンダーシュー
トＡを生じ、さらに熱交換器の保有熱量によるオーバー
シュートＢを生じる。
【０００５】また、このオーバーシュートに続いて熱要
求があった後着火するまでに流れる水量分によるアンダ
ーシュートＣが生じた後、今度はこのアンダーシュート
Ｃに対する出湯温度センサの出力にもとづくＰＩＤ制御
によって、これの制御量過剰によるオーバーシュートＤ
が発生し、これらの次々に発生するアンダーシュートや
オーバーシュートによって出湯温度が早期に安定しない
という問題点があった。
求があった後着火するまでに流れる水量分によるアンダ
ーシュートＣが生じた後、今度はこのアンダーシュート
Ｃに対する出湯温度センサの出力にもとづくＰＩＤ制御
によって、これの制御量過剰によるオーバーシュートＤ
が発生し、これらの次々に発生するアンダーシュートや
オーバーシュートによって出湯温度が早期に安定しない
という問題点があった。
【０００６】この発明は上記のような従来の問題点に着
目してなされたものであり、出湯開始時における出湯温
度を速やかに安定化して、出湯温度特性を大幅に改善で
きる給湯温度制御装置を得ることを目的とする。
目してなされたものであり、出湯開始時における出湯温
度を速やかに安定化して、出湯温度特性を大幅に改善で
きる給湯温度制御装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる給湯温
度制御装置は、マイクロプロセッサに、出湯時間，出湯
停止時間および給湯器の号数にもとづいて適切な出湯温
度が得られる積算流量ポイントを決定させ、出湯開始か
らの積算流量が積算流量ポイントに達するまでは入水温
度センサの出力にもとづくフィードフォワード制御を、
上記積算流量ポイントを超えた後は出湯温度センサにも
とづくフィードバック制御のみまたはこのフィードバッ
ク制御および上記フィードフォワード制御を行わせるよ
うにしたものである。
度制御装置は、マイクロプロセッサに、出湯時間，出湯
停止時間および給湯器の号数にもとづいて適切な出湯温
度が得られる積算流量ポイントを決定させ、出湯開始か
らの積算流量が積算流量ポイントに達するまでは入水温
度センサの出力にもとづくフィードフォワード制御を、
上記積算流量ポイントを超えた後は出湯温度センサにも
とづくフィードバック制御のみまたはこのフィードバッ
ク制御および上記フィードフォワード制御を行わせるよ
うにしたものである。
【０００８】
【作用】この発明における給湯温度制御装置は、前回出
湯の時間，給湯器の発生熱量に対応する号数および前回
出湯終了から再出湯までの時間から決定した積算流量ポ
イントと、出湯開始からの積算流量との大小をマイクロ
プロセッサにおいて比較して、その積算流量が上記積算
流量ポイントを下回る場合には、出湯温度センサの出力
にもとづく遅れの生じるＰＩＤ制御を避けて、入水温度
センサの出力にもとづくフィードフォワード制御を実施
し、上記積算流量が積算流量ポイントを超える場合に
は、出湯温度センサの出力にもとづくフィードバック制
御を実施する。
湯の時間，給湯器の発生熱量に対応する号数および前回
出湯終了から再出湯までの時間から決定した積算流量ポ
イントと、出湯開始からの積算流量との大小をマイクロ
プロセッサにおいて比較して、その積算流量が上記積算
流量ポイントを下回る場合には、出湯温度センサの出力
にもとづく遅れの生じるＰＩＤ制御を避けて、入水温度
センサの出力にもとづくフィードフォワード制御を実施
し、上記積算流量が積算流量ポイントを超える場合に
は、出湯温度センサの出力にもとづくフィードバック制
御を実施する。
【０００９】
【実施例】以下に、この発明の一実施例を図について説
明する。図１において、１，２は給湯器における熱交換
器の入水側および出湯側に設けられて、それぞれ入水温
度および出湯温度を検出する入水温度センサおよび出湯
温度センサ、３は上記給湯器の出湯時間および出湯停止
から再出湯までの出湯停止時間を計測するタイマであ
る。
明する。図１において、１，２は給湯器における熱交換
器の入水側および出湯側に設けられて、それぞれ入水温
度および出湯温度を検出する入水温度センサおよび出湯
温度センサ、３は上記給湯器の出湯時間および出湯停止
から再出湯までの出湯停止時間を計測するタイマであ
る。
【００１０】また、４は使用している上記給湯器の号数
を記憶するメモリ、５は上記出湯開始からの入水の積算
流量を計測する流量センサである。
を記憶するメモリ、５は上記出湯開始からの入水の積算
流量を計測する流量センサである。
【００１１】さらに、６はマイクロプロセッサで、これ
が上記出湯時間，上記出湯停止時間および上記号数にも
とづいて適切な出湯温度が得られる積算流量ポイントを
決定し、該積算流量ポイントに対する上記積算流量の大
きさに応じて、上記入水温度センサ１またはこれと上記
出湯温度センサ２の両方の各検出出力による出湯制御を
行わせるように機能する。
が上記出湯時間，上記出湯停止時間および上記号数にも
とづいて適切な出湯温度が得られる積算流量ポイントを
決定し、該積算流量ポイントに対する上記積算流量の大
きさに応じて、上記入水温度センサ１またはこれと上記
出湯温度センサ２の両方の各検出出力による出湯制御を
行わせるように機能する。
【００１２】そして、７は出湯温度を任意に設定するた
めの温度設定器、８は上記マイクロプロセッサ６の演算
結果に従って燃料の流量制御を行う比例弁である。
めの温度設定器、８は上記マイクロプロセッサ６の演算
結果に従って燃料の流量制御を行う比例弁である。
【００１３】図２は上記給湯器の概略構成を示す説明図
であり、１１は水道管１２に接続された熱交換器で、こ
こで加温した温湯を水栓（図示しない）に導く。そし
て、この熱交換器１１の入水側および出湯側には入水温
度サーミスタなどの上記入水温度センサ１，流量センサ
４および出湯温度サーミスタなどの上記出湯温度センサ
２が設置されている。
であり、１１は水道管１２に接続された熱交換器で、こ
こで加温した温湯を水栓（図示しない）に導く。そし
て、この熱交換器１１の入水側および出湯側には入水温
度サーミスタなどの上記入水温度センサ１，流量センサ
４および出湯温度サーミスタなどの上記出湯温度センサ
２が設置されている。
【００１４】また、１３は燃料ガスを供給する燃料管で
あり、この燃料管１３の一端には、熱交換器１１の下部
に臨む燃焼器１４が接続され、燃料管１３の途中には燃
料供給量を調整する上記比例弁８が設けられている。
あり、この燃料管１３の一端には、熱交換器１１の下部
に臨む燃焼器１４が接続され、燃料管１３の途中には燃
料供給量を調整する上記比例弁８が設けられている。
【００１５】次に動作について、図３のフローチャート
を参照しながら説明する。まず、給湯温度制御にあたっ
て、予め希望する出湯温度を温度設定器６により設定し
ておき、水栓を開く。これにより、水道管１２を通して
熱交換器１１へ入水が行われる。
を参照しながら説明する。まず、給湯温度制御にあたっ
て、予め希望する出湯温度を温度設定器６により設定し
ておき、水栓を開く。これにより、水道管１２を通して
熱交換器１１へ入水が行われる。
【００１６】また、上記温度設定器７の温度設定入力な
どにもとづいて、上記比例弁８の開度制御などが実施さ
れ、燃料管１３を通して燃焼器１４に燃料が供給され、
この燃料に着火が行われて、燃料が燃焼され、上記熱交
換器１１を加熱する。
どにもとづいて、上記比例弁８の開度制御などが実施さ
れ、燃料管１３を通して燃焼器１４に燃料が供給され、
この燃料に着火が行われて、燃料が燃焼され、上記熱交
換器１１を加熱する。
【００１７】このため、熱交換器１１内の水は上記設定
温度が得られる温度に加温され、水栓から出湯される。
そして、この発明では、この熱交換器１１の入水側にお
ける入水温度センサ１および出湯側における出湯温度セ
ンサ２の各検出出力にもとづいて、以下の給湯温度制御
がマイクロプロセッサ５による制御下で実施される。
温度が得られる温度に加温され、水栓から出湯される。
そして、この発明では、この熱交換器１１の入水側にお
ける入水温度センサ１および出湯側における出湯温度セ
ンサ２の各検出出力にもとづいて、以下の給湯温度制御
がマイクロプロセッサ５による制御下で実施される。
【００１８】すなわち、まず、水栓の開放操作などに応
じて熱要求がなされると（ステップＳＴ１）、タイマ３
はその熱要求後における出湯時間Ｔ1 を計測するととも
に（ステップＳＴ２）、使用している号数（熱量）Ｃ1
をメモリ４に記憶する（ステップＳＴ３）。
じて熱要求がなされると（ステップＳＴ１）、タイマ３
はその熱要求後における出湯時間Ｔ1 を計測するととも
に（ステップＳＴ２）、使用している号数（熱量）Ｃ1
をメモリ４に記憶する（ステップＳＴ３）。
【００１９】ここで、マイクロプロセッサ６は熱要求が
解除されたか否かを判定し（ステップＳＴ４）、まだ熱
要求が解除されていない場合には出湯制御を実施し、ス
テップＳＴ２以下の処理を実行する（ステップＳＴ
５）。一方、上記熱要求が解除された場合には、すなわ
ち、水栓が閉じられた場合には、この熱要求の解除から
再出湯されるまでの出湯停止時間Ｔ2 を次の熱要求があ
るまでタイマ３により計測（カウントアップ）する（ス
テップＳＴ６）。
解除されたか否かを判定し（ステップＳＴ４）、まだ熱
要求が解除されていない場合には出湯制御を実施し、ス
テップＳＴ２以下の処理を実行する（ステップＳＴ
５）。一方、上記熱要求が解除された場合には、すなわ
ち、水栓が閉じられた場合には、この熱要求の解除から
再出湯されるまでの出湯停止時間Ｔ2 を次の熱要求があ
るまでタイマ３により計測（カウントアップ）する（ス
テップＳＴ６）。
【００２０】次に、かかる熱要求の解除である水栓の停
止状態から、再び熱要求があったか否か、すなわち水栓
が開口されたか否かを判定し（ステップＳＴ７）、熱要
求があった場合には、マイクロプロセッサ６は上記の出
湯時間Ｔ1 ，号数Ｃ1 および出湯停止時間Ｔ2 にもとづ
いて、適切な出湯温度が得られる積算流量ポイントＰ1
を決定する（ステップＳＴ８）。
止状態から、再び熱要求があったか否か、すなわち水栓
が開口されたか否かを判定し（ステップＳＴ７）、熱要
求があった場合には、マイクロプロセッサ６は上記の出
湯時間Ｔ1 ，号数Ｃ1 および出湯停止時間Ｔ2 にもとづ
いて、適切な出湯温度が得られる積算流量ポイントＰ1
を決定する（ステップＳＴ８）。
【００２１】そして、上記のような熱要求があった場合
には、上記積算流量ポイントＰ1 の決定後、再び出湯時
間Ｔ1aをタイマ３により計測し（ステップＳＴ９）、さ
らに使用号数Ｃ1aをメモリ４に登録した後（ステップＳ
Ｔ１０）、流量センサ５により計測した出湯開始からの
積算流量Ｐ1aが上記積算ポイントＰ1 を超えるか否かを
判定する（ステップＳＴ１１）、
には、上記積算流量ポイントＰ1 の決定後、再び出湯時
間Ｔ1aをタイマ３により計測し（ステップＳＴ９）、さ
らに使用号数Ｃ1aをメモリ４に登録した後（ステップＳ
Ｔ１０）、流量センサ５により計測した出湯開始からの
積算流量Ｐ1aが上記積算ポイントＰ1 を超えるか否かを
判定する（ステップＳＴ１１）、
【００２２】この判定の結果、積算流量Ｐ1aが積算流量
ポイントＰ1 を超えない場合には、出湯温度が熱交換器
１１の保有熱量によるオーバーシュート，着火前の水量
分によるアンダーシュートおよびそのアンダーシュート
回避のためのＰＩＤ制御過剰によるオーバーシュートな
どを起すのを避けるため、出湯温度センサ２の出力にも
とづくフィードバック制御による出湯温度制御を実施せ
ず、入水温度センサ１の出力にもとづくフィードフォワ
ード制御のための出湯制御データを演算により求める
（ステップＳＴ１２）。
ポイントＰ1 を超えない場合には、出湯温度が熱交換器
１１の保有熱量によるオーバーシュート，着火前の水量
分によるアンダーシュートおよびそのアンダーシュート
回避のためのＰＩＤ制御過剰によるオーバーシュートな
どを起すのを避けるため、出湯温度センサ２の出力にも
とづくフィードバック制御による出湯温度制御を実施せ
ず、入水温度センサ１の出力にもとづくフィードフォワ
ード制御のための出湯制御データを演算により求める
（ステップＳＴ１２）。
【００２３】一方、上記の判定の結果、積算流量Ｐ1aが
積算流量ポイントＰ1 を超えた場合には、上記出湯温度
のオーバーシュートやアンダーシュートが小さくなるた
め、例えばＰＩＤ制御の過剰を招くこともなくなり、従
って、入水温度センサ１の出力にもとづくフィードフォ
ワード制御のための出湯制御データおよび出湯温度セン
サ２の出力にもとづくフィードバック制御のための出湯
制御データを演算する（ステップＳＴ１３）。
積算流量ポイントＰ1 を超えた場合には、上記出湯温度
のオーバーシュートやアンダーシュートが小さくなるた
め、例えばＰＩＤ制御の過剰を招くこともなくなり、従
って、入水温度センサ１の出力にもとづくフィードフォ
ワード制御のための出湯制御データおよび出湯温度セン
サ２の出力にもとづくフィードバック制御のための出湯
制御データを演算する（ステップＳＴ１３）。
【００２４】そして、これらのステップＳＴ１２，ステ
ップＳＴ１３のいずれの演算を行った場合にも、各演算
結果にもとづく出湯制御を実施し（ステップＳＴ１
４）、ここで熱要求が解除された場合には（ステップＳ
Ｔ１５）、上記出湯時間Ｔ1aおよび使用号数Ｃ1aを次の
積算流量ポイント決定のために保持して、ステップＳＴ
６以下の処理を実行する（ステップＳＴ１６）。
ップＳＴ１３のいずれの演算を行った場合にも、各演算
結果にもとづく出湯制御を実施し（ステップＳＴ１
４）、ここで熱要求が解除された場合には（ステップＳ
Ｔ１５）、上記出湯時間Ｔ1aおよび使用号数Ｃ1aを次の
積算流量ポイント決定のために保持して、ステップＳＴ
６以下の処理を実行する（ステップＳＴ１６）。
【００２５】また、ステップＳＴ１５で、まだ熱要求が
解除されていないと判定された場合には、ステップＳＴ
９以下の処理を繰り返し実行することとなる。
解除されていないと判定された場合には、ステップＳＴ
９以下の処理を繰り返し実行することとなる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、この発明によればマイク
ロプロセッサに、出湯時間，出湯停止時間および給湯器
の号数にもとづいて適切な出湯温度が得られる積算流量
ポイントを決定させ、出湯開始からの積算流量が積算流
量ポイントに達するまでは入水温度センサの出力にもと
づくフィードフォワード制御を、上記積算流量ポイント
を超えた後は出湯温度センサにもとづくフィードバック
制御のみまたはこのフィードバック制御および上記フィ
ードフォワード制御を行わせるように構成したので、出
湯開始時における出湯温度を速やかに安定化して、出湯
温度特性を大幅に改善できるものが得られる効果があ
る。
ロプロセッサに、出湯時間，出湯停止時間および給湯器
の号数にもとづいて適切な出湯温度が得られる積算流量
ポイントを決定させ、出湯開始からの積算流量が積算流
量ポイントに達するまでは入水温度センサの出力にもと
づくフィードフォワード制御を、上記積算流量ポイント
を超えた後は出湯温度センサにもとづくフィードバック
制御のみまたはこのフィードバック制御および上記フィ
ードフォワード制御を行わせるように構成したので、出
湯開始時における出湯温度を速やかに安定化して、出湯
温度特性を大幅に改善できるものが得られる効果があ
る。
【図１】この発明の一実施例による給湯温度制御装置を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】この発明の給湯温度制御に用いられる給湯器を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図３】この発明による給湯温度制御手順を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図４】従来の出湯開始時の温度特性を示す出湯温度特
性図である。
性図である。
１ 入水温度センサ ２ 出湯温度センサ ３ タイマ ４ メモリ ５ 流量センサ ６ マイクロプロセッサ １１ 熱交換器
Claims (1)
- 【請求項１】 給湯器における熱交換器の入水側および
出湯側に設けられて、それぞれ入水温度および出湯温度
を検出する入水温度センサおよび出湯温度センサと、上
記給湯器の出湯時間および出湯停止から再出湯までの出
湯停止時間を計測するタイマと、使用している上記給湯
器の号数を記憶するメモリと、上記出湯開始からの入水
の積算流量を計測する流量センサと、上記出湯時間，上
記出湯停止時間および上記号数にもとづいて適切な出湯
温度が得られる積算流量ポイントを決定し、出湯開始か
らの積算流量が上記積算流量ポイントに達するまでは上
記入水温度センサの出力にもとづくフィードフォワード
制御を、上記積算流量ポイントを超えた後は上記出湯温
度センサにもとづくフィードバック制御のみまたはこの
フィードバック制御および上記フィードフォワード制御
を行わせるマイクロプロセッサとを備えた給湯温度制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3850794A JP2908229B2 (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 給湯温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3850794A JP2908229B2 (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 給湯温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07243699A JPH07243699A (ja) | 1995-09-19 |
| JP2908229B2 true JP2908229B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=12527189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3850794A Expired - Fee Related JP2908229B2 (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 給湯温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2908229B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017170569A (ja) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 株式会社ナカヤ | ハイブリッド制御方式循環液温度制御方法 |
-
1994
- 1994-03-09 JP JP3850794A patent/JP2908229B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07243699A (ja) | 1995-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |