JP2988587B2 - 給湯機の発熱量制御方法 - Google Patents
給湯機の発熱量制御方法Info
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- JP2988587B2 JP2988587B2 JP2232032A JP23203290A JP2988587B2 JP 2988587 B2 JP2988587 B2 JP 2988587B2 JP 2232032 A JP2232032 A JP 2232032A JP 23203290 A JP23203290 A JP 23203290A JP 2988587 B2 JP2988587 B2 JP 2988587B2
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- Japan
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- hot water
- temperature
- burner
- heat load
- combustion
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
- F23N2225/18—Measuring temperature feedwater temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
- F23N2225/19—Measuring temperature outlet temperature water heat-exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2237/00—Controlling
- F23N2237/02—Controlling two or more burners
Landscapes
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は給湯機の発熱量制御方法に関する。
（ロ） 従来の技術 従来、燃焼させるバーナの発熱量をフィードフォワー
ド制御とフィードバック制御で、設定温度の出湯に要す
る要求熱負荷でバーナを燃焼させることにより設定温度
の湯を出湯し（以下比例領域という）、しかも、上記要
求熱負荷が、バーナが安定して燃焼しうる発熱量の下限
よりも小さい場合は、同バーナの燃焼をON・OFFして設
定温度の湯を出湯する（以下間欠領域という）ようにし
て、単なるフィードフォワード制御とフィードバック制
御の場合よりも出湯可能の温度範囲を広くした給湯機が
ある。
ド制御とフィードバック制御で、設定温度の出湯に要す
る要求熱負荷でバーナを燃焼させることにより設定温度
の湯を出湯し（以下比例領域という）、しかも、上記要
求熱負荷が、バーナが安定して燃焼しうる発熱量の下限
よりも小さい場合は、同バーナの燃焼をON・OFFして設
定温度の湯を出湯する（以下間欠領域という）ようにし
て、単なるフィードフォワード制御とフィードバック制
御の場合よりも出湯可能の温度範囲を広くした給湯機が
ある。
（ハ） 発明が解決しようとする課題 ところが、第６図で示すように、間欠領域では、フィ
ードフォワード制御のみとなり、水量検知の誤差や水温
検知の誤差などにより、フィードフォワード量に誤差が
生じ、結果的に出湯温度が設定温度とくい違うことがあ
る（オフセット）、比例領域では、フィードバック制御
により、このオフセットは小さくなり、ほぼ出湯温度が
設定温度になる。
ードフォワード制御のみとなり、水量検知の誤差や水温
検知の誤差などにより、フィードフォワード量に誤差が
生じ、結果的に出湯温度が設定温度とくい違うことがあ
る（オフセット）、比例領域では、フィードバック制御
により、このオフセットは小さくなり、ほぼ出湯温度が
設定温度になる。
故に、要求熱負荷が比例領域から間欠領域に遷移する
ときには、わずかな要求熱負荷の変化に対して出湯温度
が急激に変化するという不連続性があり、そのため、水
圧変化等によるわずかな出湯量の変化に対しても、出湯
温度が急激に変動して使い勝手を害するという問題があ
る。
ときには、わずかな要求熱負荷の変化に対して出湯温度
が急激に変化するという不連続性があり、そのため、水
圧変化等によるわずかな出湯量の変化に対しても、出湯
温度が急激に変動して使い勝手を害するという問題があ
る。
（ニ） 課題を解決するための手段 本発明は、要求熱負荷がバーナが安定して燃焼しうる
発熱量の下限よりも大きい場合にはフィードフォワード
制御とフィードバック制御とで燃焼を制御し、出湯目標
温度の湯温とした湯を出湯するとともに、要求熱負荷が
バーナが安定して燃焼しうる発熱量の下限よりも小さい
場合にはフィードフォワード制御により同バーナの燃焼
をON・OFFしながら、出湯目標温度より低温の間欠燃焼
時設定温度の湯を出湯するようにした給湯機において、
要求熱負荷がバーナが安定して燃焼しうる発熱量の下限
よりも大きい領域において、要求熱負荷に対応して比例
ゲインの値を発熱量の下限に近づくに従って小さくし、
出湯目標温度から間欠燃焼時設定温度へ湯温を連続的に
変化させたことを特徴とする給湯機の発熱量制御方法に
係るものである。
発熱量の下限よりも大きい場合にはフィードフォワード
制御とフィードバック制御とで燃焼を制御し、出湯目標
温度の湯温とした湯を出湯するとともに、要求熱負荷が
バーナが安定して燃焼しうる発熱量の下限よりも小さい
場合にはフィードフォワード制御により同バーナの燃焼
をON・OFFしながら、出湯目標温度より低温の間欠燃焼
時設定温度の湯を出湯するようにした給湯機において、
要求熱負荷がバーナが安定して燃焼しうる発熱量の下限
よりも大きい領域において、要求熱負荷に対応して比例
ゲインの値を発熱量の下限に近づくに従って小さくし、
出湯目標温度から間欠燃焼時設定温度へ湯温を連続的に
変化させたことを特徴とする給湯機の発熱量制御方法に
係るものである。
（ホ） 作用・効果 本発明によれば、要求熱負荷がバーナが安定して燃焼
しうる発熱量の下限よりも大きい場合にはフィードフォ
ワード制御とフィードバック制御とで燃焼を制御し、出
湯目標温度の湯温とした湯を出湯するとともに、要求熱
負荷がバーナが安定して燃焼しうる発熱量の下限よりも
小さい場合にはフィードフォワード制御により同バーナ
の燃焼をON・OFFしながら、出湯目標温度より低温の間
欠燃焼時設定温度の湯を出湯するようにした給湯機にお
いて、要求熱負荷がバーナが安定して燃焼しうる発熱量
の下限よりも大きい領域において、要求熱負荷に対応し
て比例ゲインの値を発熱量の下限に近づくに従って小さ
くし、出湯目標温度から間欠燃焼時設定温度へ湯温を連
続的に変化させるようにしたので、第５図で示すように
出湯目標温度から間欠燃焼時設定温度へ湯温を連続的に
変化させることができ、比例領域から間欠領域に遷移す
るときの発熱量の急激な変化が抑制され、出湯温度の変
化が緩やかになり、使い勝手を良くすることができる。
しうる発熱量の下限よりも大きい場合にはフィードフォ
ワード制御とフィードバック制御とで燃焼を制御し、出
湯目標温度の湯温とした湯を出湯するとともに、要求熱
負荷がバーナが安定して燃焼しうる発熱量の下限よりも
小さい場合にはフィードフォワード制御により同バーナ
の燃焼をON・OFFしながら、出湯目標温度より低温の間
欠燃焼時設定温度の湯を出湯するようにした給湯機にお
いて、要求熱負荷がバーナが安定して燃焼しうる発熱量
の下限よりも大きい領域において、要求熱負荷に対応し
て比例ゲインの値を発熱量の下限に近づくに従って小さ
くし、出湯目標温度から間欠燃焼時設定温度へ湯温を連
続的に変化させるようにしたので、第５図で示すように
出湯目標温度から間欠燃焼時設定温度へ湯温を連続的に
変化させることができ、比例領域から間欠領域に遷移す
るときの発熱量の急激な変化が抑制され、出湯温度の変
化が緩やかになり、使い勝手を良くすることができる。
（ヘ） 実施例 本発明の実施例を添付図に基づき具体的に説明する。
第１図、第２図は、ガス給湯機（Ａ）を示し、略直方
体形状のケース（１）内部の下方に燃焼部（Ｂ）、同上
部に熱交換部（Ｃ）を配設している。
体形状のケース（１）内部の下方に燃焼部（Ｂ）、同上
部に熱交換部（Ｃ）を配設している。
燃焼部（Ｂ）は略方形筒状の燃焼室（２）の内部に、
第１バーナ（b1）と第２バーナ（b2）とを配設してい
る。
第１バーナ（b1）と第２バーナ（b2）とを配設してい
る。
各バーナ（b1）（b2）は、空気室（３）を介してファ
ン（４）と連通しており、各バーナ（b1）（b2）の空気
室（３）に面した開口部に、ガス供給管（５）と連通し
た各ノズル（ｎ）をそれぞれ臨ませており、各ノズル
（ｎ）から噴出するガスと、ファン（４）で圧入された
空気室（３）からの空気とを、各バーナ（b1）（b2）の
内部で混合しながら各バーナ（b1）（b2）の上部から燃
焼室（２）中に噴出させ、これを燃焼させるようにして
いる。（10）は排気口である。
ン（４）と連通しており、各バーナ（b1）（b2）の空気
室（３）に面した開口部に、ガス供給管（５）と連通し
た各ノズル（ｎ）をそれぞれ臨ませており、各ノズル
（ｎ）から噴出するガスと、ファン（４）で圧入された
空気室（３）からの空気とを、各バーナ（b1）（b2）の
内部で混合しながら各バーナ（b1）（b2）の上部から燃
焼室（２）中に噴出させ、これを燃焼させるようにして
いる。（10）は排気口である。
熱交換部（Ｃ）は略方形筒状の燃焼筒（６）と、ケー
ス（１）の下面を貫通した給水管（７）と出湯管（８）
との間に設けた受熱管（９）とで構成されており、受熱
管（９）は給水管（７）の側から燃焼筒（６）の下部外
周面に巻回し、次いで燃焼筒（６）の上方内部を蛇行状
に往復しており、給水管（７）からの水は燃焼室（２）
からの燃焼ガスで同受熱管（９）中を流れる間に加熱さ
れ、出湯管（８）を介してガス給湯機（Ａ）の外部に吐
出するようにしている。
ス（１）の下面を貫通した給水管（７）と出湯管（８）
との間に設けた受熱管（９）とで構成されており、受熱
管（９）は給水管（７）の側から燃焼筒（６）の下部外
周面に巻回し、次いで燃焼筒（６）の上方内部を蛇行状
に往復しており、給水管（７）からの水は燃焼室（２）
からの燃焼ガスで同受熱管（９）中を流れる間に加熱さ
れ、出湯管（８）を介してガス給湯機（Ａ）の外部に吐
出するようにしている。
図中（Ｑ）は出湯量センサ、（T1）は給水温度セン
サ、（T2）は出湯温度センサである。
サ、（T2）は出湯温度センサである。
第３図は、各バーナ（b1）（b2）とガス供給管（５）
との接続及び着火構造を示しており、（Ｓ）は元弁とし
ての電磁弁、（V1）（V2）は第１、第２切替弁、（Pv）
はガス流量を調節するガバナ付比例弁、（m1）（m2）は
ガス供給管（５）と各バーナ（b1）（b2）間に介設した
第１、第２マニフォルド、（Ig1）（Ig2）は第１、第２
バーナ（b1）（b2）に近接して配設した点火装置として
の第１、第２イグナイタ、（Fr）はノズルの燃焼状態を
検出するためのフレームロッドであり、第１、第２バー
ナ（b1）（b2）間に配設されている。
との接続及び着火構造を示しており、（Ｓ）は元弁とし
ての電磁弁、（V1）（V2）は第１、第２切替弁、（Pv）
はガス流量を調節するガバナ付比例弁、（m1）（m2）は
ガス供給管（５）と各バーナ（b1）（b2）間に介設した
第１、第２マニフォルド、（Ig1）（Ig2）は第１、第２
バーナ（b1）（b2）に近接して配設した点火装置として
の第１、第２イグナイタ、（Fr）はノズルの燃焼状態を
検出するためのフレームロッドであり、第１、第２バー
ナ（b1）（b2）間に配設されている。
第４図は、制御装置（Ｄ）の構成を示しており、マイ
クロプロセッサ（MPU）と、入出力インターフェイス
（Ｉ）（Ｏ）と、メモリ（Ｍ）とで構成されており、入
力インターフェース（Ｉ）には、フレームロッド（F
r）、運転スイッチ（11）、出湯温度設定器（13）、出
湯量センサ（Ｑ）、給水温度センサ（T1）、出湯温度セ
ンサ（T2）等が接続し、出力インターフェース（Ｏ）に
は，第１、第２イグナイタ（Ig1）（Ig2）、電磁弁
（Ｓ）、ガバナ付比例弁（Pv）、第１、第２切替弁（V
1）（V2）が接続しており、メモリ（Ｍ）に上記ガス給
湯機（Ａ）を制御するプログラムを記憶させている。
クロプロセッサ（MPU）と、入出力インターフェイス
（Ｉ）（Ｏ）と、メモリ（Ｍ）とで構成されており、入
力インターフェース（Ｉ）には、フレームロッド（F
r）、運転スイッチ（11）、出湯温度設定器（13）、出
湯量センサ（Ｑ）、給水温度センサ（T1）、出湯温度セ
ンサ（T2）等が接続し、出力インターフェース（Ｏ）に
は，第１、第２イグナイタ（Ig1）（Ig2）、電磁弁
（Ｓ）、ガバナ付比例弁（Pv）、第１、第２切替弁（V
1）（V2）が接続しており、メモリ（Ｍ）に上記ガス給
湯機（Ａ）を制御するプログラムを記憶させている。
上記プログラムは、燃焼させるバーナの切換を制御す
るフィードフォワード制御と、ガバナ付比例弁（Pv）を
制御することによって各バーナの発熱量を制御するフィ
ードバック制御と、間欠領域におけるON・OFF制御とを
実行できるようにしている。
るフィードフォワード制御と、ガバナ付比例弁（Pv）を
制御することによって各バーナの発熱量を制御するフィ
ードバック制御と、間欠領域におけるON・OFF制御とを
実行できるようにしている。
フィードフォワード制御は、出湯温度設定器（13）、
出湯量センサ（Ｑ）、給水温度センサ（T1）、出湯温度
センサ（T2）からの入力により、出湯温度を維持するの
に必要な要求熱負荷を算出し、この要求熱負荷に第１、
第２バーナ（b1）（b2）の内から、合計発熱量が最も近
くなる組合わせのバーナを選出し、第１、第２切替弁
（V1）（V2）の内からこれに該当する切替弁を開弁し
て、選出されたバーナを燃焼させることにより、出湯温
度を出湯目標温度に近づけるように制御するものであ
る。
出湯量センサ（Ｑ）、給水温度センサ（T1）、出湯温度
センサ（T2）からの入力により、出湯温度を維持するの
に必要な要求熱負荷を算出し、この要求熱負荷に第１、
第２バーナ（b1）（b2）の内から、合計発熱量が最も近
くなる組合わせのバーナを選出し、第１、第２切替弁
（V1）（V2）の内からこれに該当する切替弁を開弁し
て、選出されたバーナを燃焼させることにより、出湯温
度を出湯目標温度に近づけるように制御するものであ
る。
フィードバック制御は、出湯温度センサ（T2）が検出
した出湯温度から出湯目標温度を差引いて偏差を算出
し、この偏差に比例ゲインを乗じて操作量を算出し、現
在の発熱量から上記操作量を差引くようにガバナ付比例
弁（Pv）を制御するものである。
した出湯温度から出湯目標温度を差引いて偏差を算出
し、この偏差に比例ゲインを乗じて操作量を算出し、現
在の発熱量から上記操作量を差引くようにガバナ付比例
弁（Pv）を制御するものである。
上記のように、２通りの制御を同時に併用しており、
バーナに送給するガス量、すなわち各バーナの発熱量の
変更によって対応することによって、従来よりも広い範
囲で、かつ精密迅速な出湯温度の制御を可能にしてい
る。
バーナに送給するガス量、すなわち各バーナの発熱量の
変更によって対応することによって、従来よりも広い範
囲で、かつ精密迅速な出湯温度の制御を可能にしてい
る。
間欠燃焼制御は、間欠領域、すなわち、要求熱負荷が
第１バーナ（b1）が安定して燃焼しうる最小の発熱量以
下になったとき実行するものであり、第１バーナ（b1）
のON・OFFによって、発熱量をフィードフォワード制御
する。
第１バーナ（b1）が安定して燃焼しうる最小の発熱量以
下になったとき実行するものであり、第１バーナ（b1）
のON・OFFによって、発熱量をフィードフォワード制御
する。
特に、本実施例では、要求熱負荷が間欠領域に近づく
にしたがって、フィードバック制御で燃焼している第１
バーナ（b1）の比例ゲインを次第に小さくするようにし
ている。
にしたがって、フィードバック制御で燃焼している第１
バーナ（b1）の比例ゲインを次第に小さくするようにし
ている。
したがって、要求熱負荷が、比例領域から間欠領域に
遷移するときの急激な発熱量の変化を抑制し、出湯温度
を穏やかに変化させることにより使い勝手を向上するこ
とができる。
遷移するときの急激な発熱量の変化を抑制し、出湯温度
を穏やかに変化させることにより使い勝手を向上するこ
とができる。
第１図は本発明によるガス給湯機の全体正面図、第２図
は同側面図、第３図は各バーナのノズルとガス供給管と
の接続及び点火構造を示す模式図、第４図は制御装置の
構成を示すブロック図、第５図は本発明制御による出湯
量と出湯温度との関係を示すグラフ、第６図は従来技術
制御による出湯量と出湯温度との関係を示すグラフ。 （Ａ）：ガス給湯機 （b1）：第１バーナ （b2）：第２バーナ
は同側面図、第３図は各バーナのノズルとガス供給管と
の接続及び点火構造を示す模式図、第４図は制御装置の
構成を示すブロック図、第５図は本発明制御による出湯
量と出湯温度との関係を示すグラフ、第６図は従来技術
制御による出湯量と出湯温度との関係を示すグラフ。 （Ａ）：ガス給湯機 （b1）：第１バーナ （b2）：第２バーナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安永 繁文 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号 日本ユプロ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−99619（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F24H 1/10 302
Claims (1)
- 【請求項１】要求熱負荷がバーナが安定して燃焼しうる
発熱量の下限よりも大きい場合にはフィードフォワード
制御とフィードバック制御とで燃焼を制御し、出湯目標
温度の湯温とした湯を出湯するとともに、要求熱負荷が
バーナが安定して燃焼しうる発熱量の下限よりも小さい
場合にはフィードフォワード制御により同バーナの燃焼
をON・OFFしながら、出湯目標温度より低温の間欠燃焼
時設定温度の湯を出湯するようにした給湯機において、 要求熱負荷がバーナが安定して燃焼しうる発熱量の下限
よりも大きい領域において、要求熱負荷に対応して比例
ゲインの値を発熱量の下限に近づくに従って小さくし、
出湯目標温度から間欠燃焼時設定温度へ湯温を連続的に
変化させたことを特徴とする給湯機の発熱量制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2232032A JP2988587B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 給湯機の発熱量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2232032A JP2988587B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 給湯機の発熱量制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04113158A JPH04113158A (ja) | 1992-04-14 |
| JP2988587B2 true JP2988587B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=16932903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2232032A Expired - Lifetime JP2988587B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 給湯機の発熱量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2988587B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2800847B1 (fr) * | 1999-11-05 | 2002-06-14 | Vergne Innovation | Procede pour regler un bruleur a gaz a becs multiples, ainsi que bruleur et chaudiere s'y rapportant |
| FR2800848B1 (fr) * | 1999-11-05 | 2004-06-25 | Vergne Innovation | Procede pour regler un bruleur a gaz a becs multiples, ainsi que bruleur et chaudiere s'y rapportant |
| JP7435496B2 (ja) * | 2021-02-03 | 2024-02-21 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
-
1990
- 1990-08-31 JP JP2232032A patent/JP2988587B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04113158A (ja) | 1992-04-14 |
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