JP3033298B2 - 給湯機の制御装置 - Google Patents
給湯機の制御装置Info
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- JP3033298B2 JP3033298B2 JP3307346A JP30734691A JP3033298B2 JP 3033298 B2 JP3033298 B2 JP 3033298B2 JP 3307346 A JP3307346 A JP 3307346A JP 30734691 A JP30734691 A JP 30734691A JP 3033298 B2 JP3033298 B2 JP 3033298B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一缶二水路方式の風呂釜
付き給湯機に関するものである。
付き給湯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の制御装置は、例えば図４
に示すように、熱交換器１と、熱交換器１に設けられた
給湯用伝熱管２の出口側に設けられた出湯温度を検出す
る出湯温度検出手段（サーミスタ等）３と、給湯設定温
度（ＴＳ）を設定するための運転調節手段（図示せず）
によって、給湯設定温度（ＴＳ）と出湯温度（ＴＨＯ）
との偏差に対して比例・微分・積分演算によって求めた
燃焼量制御出力を、熱交換器１を加熱するバーナ（図示
せず）への燃料を供給する燃料調節手段に出力し出湯温
度を制御していた。
に示すように、熱交換器１と、熱交換器１に設けられた
給湯用伝熱管２の出口側に設けられた出湯温度を検出す
る出湯温度検出手段（サーミスタ等）３と、給湯設定温
度（ＴＳ）を設定するための運転調節手段（図示せず）
によって、給湯設定温度（ＴＳ）と出湯温度（ＴＨＯ）
との偏差に対して比例・微分・積分演算によって求めた
燃焼量制御出力を、熱交換器１を加熱するバーナ（図示
せず）への燃料を供給する燃料調節手段に出力し出湯温
度を制御していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、給湯単独動作時と、風呂追い焚きおよび
給湯の同時動作時とでは、熱交換器に設けられた伝熱管
を流れる合算給水流量が大幅に異なるため熱交換器のゲ
インも大きく変化する。このため給湯単独動作時におい
て調整された比例・微分・積分の各設定定数のままで
は、給湯単独動作時から風呂追い焚きおよび給湯の同時
動作時へ移行時、またはこの逆の動作時において出湯温
度の変動が大きく、制定時間も長くかかるという課題が
あった。
うな構成では、給湯単独動作時と、風呂追い焚きおよび
給湯の同時動作時とでは、熱交換器に設けられた伝熱管
を流れる合算給水流量が大幅に異なるため熱交換器のゲ
インも大きく変化する。このため給湯単独動作時におい
て調整された比例・微分・積分の各設定定数のままで
は、給湯単独動作時から風呂追い焚きおよび給湯の同時
動作時へ移行時、またはこの逆の動作時において出湯温
度の変動が大きく、制定時間も長くかかるという課題が
あった。
【０００４】本発明はかかる従来の課題を解消するもの
で、給湯機の給湯単独動作時から風呂追い焚きおよび給
湯の同時動作時へ移行時、またはこの逆の動作時におい
て出湯温度の変動を抑制し、速やかに設定温度に制定さ
せる給湯機を提供することを目的とする。
で、給湯機の給湯単独動作時から風呂追い焚きおよび給
湯の同時動作時へ移行時、またはこの逆の動作時におい
て出湯温度の変動を抑制し、速やかに設定温度に制定さ
せる給湯機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の給湯機の制御装置は、給湯用伝熱管及び風呂
追い焚き用伝熱管を設けた一つの熱交換器と、前記熱交
換器を加熱する一つのバーナと、前記風呂追い焚き用伝
熱管から浴槽へ湯を循環させる循環ポンプと、前記給湯
用伝熱管の出口側に設けた出湯温度検出手段と、前記バ
ーナへ燃料を供給する燃料調節手段と、給湯温度を設定
し、かつ風呂追い焚きを動作させるための運転調節手段
と、前記運転調節手段と出湯温度検出手段とから給湯設
定温度と風呂追い焚き運転動作信号と出湯温度を入力
し、給湯単独運転時には給湯設定温度と出湯温度との偏
差と給湯用伝熱管の給水量とをもとに燃焼量制御出力を
求める給湯専用制御手段による出力を、風呂追い焚きと
給湯の同時運転時には前記給湯設定温度と出湯温度との
偏差および給湯用伝熱管の給水量と風呂用伝熱管の給水
量との合算流量とをもとに燃焼量制御出力を求める給湯
風呂同時制御手段による出力信号を、前記燃料調節手段
へ切り換えて出力する燃焼量制御手段とを備えたもので
ある。
に本発明の給湯機の制御装置は、給湯用伝熱管及び風呂
追い焚き用伝熱管を設けた一つの熱交換器と、前記熱交
換器を加熱する一つのバーナと、前記風呂追い焚き用伝
熱管から浴槽へ湯を循環させる循環ポンプと、前記給湯
用伝熱管の出口側に設けた出湯温度検出手段と、前記バ
ーナへ燃料を供給する燃料調節手段と、給湯温度を設定
し、かつ風呂追い焚きを動作させるための運転調節手段
と、前記運転調節手段と出湯温度検出手段とから給湯設
定温度と風呂追い焚き運転動作信号と出湯温度を入力
し、給湯単独運転時には給湯設定温度と出湯温度との偏
差と給湯用伝熱管の給水量とをもとに燃焼量制御出力を
求める給湯専用制御手段による出力を、風呂追い焚きと
給湯の同時運転時には前記給湯設定温度と出湯温度との
偏差および給湯用伝熱管の給水量と風呂用伝熱管の給水
量との合算流量とをもとに燃焼量制御出力を求める給湯
風呂同時制御手段による出力信号を、前記燃料調節手段
へ切り換えて出力する燃焼量制御手段とを備えたもので
ある。
【０００６】
【作用】本発明は上記の構成によって、給湯機の給湯単
独動作時と風呂追い焚きおよび給湯の同時動作時におい
て、設定温度と出湯温度の偏差のみならず給湯用伝熱管
の給水量或いは給湯用伝熱管の給水量と風呂用伝熱管の
給水量との合算流量をも考慮した二つの制御手段を切り
換えて燃料調節手段へ出力することにより、速やかに出
湯温度変動を抑えることになる。
独動作時と風呂追い焚きおよび給湯の同時動作時におい
て、設定温度と出湯温度の偏差のみならず給湯用伝熱管
の給水量或いは給湯用伝熱管の給水量と風呂用伝熱管の
給水量との合算流量をも考慮した二つの制御手段を切り
換えて燃料調節手段へ出力することにより、速やかに出
湯温度変動を抑えることになる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図に基づいて説
明する。なお、従来例の図４と同一部材には同一符号を
付している。図１は本発明の給湯機の全体構成図であ
る。熱交換器１は図１から明らかなように一つであり、
この一つの熱交換器に給湯用伝熱管２と風呂追い焚き用
伝熱管４が独立した通路を構成するように一体に設けて
構成してあり、いわゆる一缶二水式の熱交換器を構成し
ている。熱交換器１を加熱するバーナ５も図１から明ら
かなように一つであり、これへは燃料（ガス等）をバー
ナ５へ送る燃料調節手段（ガス比例弁等）６が接続され
ている。風呂追い焚き用伝熱管４と浴槽８を接続する風
呂循環路８ａには浴槽湯水温度を検出する風呂温度検出
手段（サーミスタ等）７と、浴槽８の水を加熱循環する
循環ポンプ９が接続されている。１０は給湯温度および
風呂温度の設定、追い焚きのオン・オフ等を行う運転調
節手段で、１１は運転調節手段１０から給湯設定温度お
よび風呂設定温度、そして風呂追い焚き運転信号を入力
し、出湯温度検出手段３、風呂温度検出手段７からそれ
ぞれ、出湯温度、風呂温度を入力し、所定の手順で、燃
料調節手段６を動作させ、バーナ５を着火、燃焼量制御
するとともに、追い焚き時には、循環ポンプ９を動作さ
せ、浴槽８の水を加熱循環させる燃焼量制御手段であ
る。
明する。なお、従来例の図４と同一部材には同一符号を
付している。図１は本発明の給湯機の全体構成図であ
る。熱交換器１は図１から明らかなように一つであり、
この一つの熱交換器に給湯用伝熱管２と風呂追い焚き用
伝熱管４が独立した通路を構成するように一体に設けて
構成してあり、いわゆる一缶二水式の熱交換器を構成し
ている。熱交換器１を加熱するバーナ５も図１から明ら
かなように一つであり、これへは燃料（ガス等）をバー
ナ５へ送る燃料調節手段（ガス比例弁等）６が接続され
ている。風呂追い焚き用伝熱管４と浴槽８を接続する風
呂循環路８ａには浴槽湯水温度を検出する風呂温度検出
手段（サーミスタ等）７と、浴槽８の水を加熱循環する
循環ポンプ９が接続されている。１０は給湯温度および
風呂温度の設定、追い焚きのオン・オフ等を行う運転調
節手段で、１１は運転調節手段１０から給湯設定温度お
よび風呂設定温度、そして風呂追い焚き運転信号を入力
し、出湯温度検出手段３、風呂温度検出手段７からそれ
ぞれ、出湯温度、風呂温度を入力し、所定の手順で、燃
料調節手段６を動作させ、バーナ５を着火、燃焼量制御
するとともに、追い焚き時には、循環ポンプ９を動作さ
せ、浴槽８の水を加熱循環させる燃焼量制御手段であ
る。
【０００８】図２は本実施例の制御ブロック図である。
上記燃焼量制御手段１１は、運転調節手段１０からの追
い焚き運転信号に応じて、比例・微分・積分演算する給
湯専用制御手段〔給湯単独動作時：（ＦＢ１）以下比例
・微分・積分演算手段という〕１２または同比例・微分
・積分演算する給湯風呂同時制御手段〔風呂追い焚きお
よび給湯の同時動作時：（ＦＢ２）比例・微分・積分演
算手段という〕１３を切り換えて燃料調節手段へ出力す
るように接続されている。
上記燃焼量制御手段１１は、運転調節手段１０からの追
い焚き運転信号に応じて、比例・微分・積分演算する給
湯専用制御手段〔給湯単独動作時：（ＦＢ１）以下比例
・微分・積分演算手段という〕１２または同比例・微分
・積分演算する給湯風呂同時制御手段〔風呂追い焚きお
よび給湯の同時動作時：（ＦＢ２）比例・微分・積分演
算手段という〕１３を切り換えて燃料調節手段へ出力す
るように接続されている。
【０００９】上記構成において、動作を説明すると、図
３に示すタイムチャートのようになる。
３に示すタイムチャートのようになる。
【００１０】図３に、給湯単独運転時より、風呂追い焚
きおよび給湯同時運転移行の場合の給湯側流量（ａ）、
風呂側流量（ｂ）、給湯側出湯温度（ｃ）の時間特性を
示す。
きおよび給湯同時運転移行の場合の給湯側流量（ａ）、
風呂側流量（ｂ）、給湯側出湯温度（ｃ）の時間特性を
示す。
【００１１】図３（ａ）において、ｔ＝ｔ１でカランが
開栓され、給湯流量（Ｆ１）が発生する。燃焼量制御手
段１１は、ｔ＝ｔ１より給湯単独動作時の比例・微分・
積分演算手段（ＦＢ１）１２によって燃焼量を制御し、
素早く出湯温度を設定温度に制定させこれを保持する。
ｔ＝ｔ２にて運転調節手段１０によって風呂追い焚きが
指示され風呂追い焚きおよび給湯の同時運転に移行す
る。このとき燃焼量制御手段１１は風呂追い焚きおよび
給湯の同時運転時の比例・微分・積分演算手段（ＦＢ
２）１３に切り換えて燃料出力を求めるため、給湯側出
湯温度は図３（ｃ）の実線特性のようになる。すなわ
ち、給湯単独動作時の比例・微分・積分演算手段（ＦＢ
１）１２による出湯温度特性（図３（ｃ）の点線部分）
に比較して、風呂追い焚きによる熱交換器の熱交換流量
の増加を考慮した比例・微分・積分定数演算を行うこと
により、出湯温度のアンダーシュートを少なくできる。
また、風呂追い焚きおよび給湯の同時運転時より給湯単
独動作時への移行時にもオーバーシュートを抑制するよ
うに動作する。
開栓され、給湯流量（Ｆ１）が発生する。燃焼量制御手
段１１は、ｔ＝ｔ１より給湯単独動作時の比例・微分・
積分演算手段（ＦＢ１）１２によって燃焼量を制御し、
素早く出湯温度を設定温度に制定させこれを保持する。
ｔ＝ｔ２にて運転調節手段１０によって風呂追い焚きが
指示され風呂追い焚きおよび給湯の同時運転に移行す
る。このとき燃焼量制御手段１１は風呂追い焚きおよび
給湯の同時運転時の比例・微分・積分演算手段（ＦＢ
２）１３に切り換えて燃料出力を求めるため、給湯側出
湯温度は図３（ｃ）の実線特性のようになる。すなわ
ち、給湯単独動作時の比例・微分・積分演算手段（ＦＢ
１）１２による出湯温度特性（図３（ｃ）の点線部分）
に比較して、風呂追い焚きによる熱交換器の熱交換流量
の増加を考慮した比例・微分・積分定数演算を行うこと
により、出湯温度のアンダーシュートを少なくできる。
また、風呂追い焚きおよび給湯の同時運転時より給湯単
独動作時への移行時にもオーバーシュートを抑制するよ
うに動作する。
【００１２】なお、上記実施例では、給湯機の給湯動作
の単独運転時の比例・微分・積分演算手段（ＦＢ１）を
単一固定ＰＩＤ定数演算の場合を示したが、給湯側の供
給流量を検出する流量センサ等によって流量に応じたＰ
ＩＤパラメータを用いて比例・微分・積分演算する場合
にも同等の効果が得られる。
の単独運転時の比例・微分・積分演算手段（ＦＢ１）を
単一固定ＰＩＤ定数演算の場合を示したが、給湯側の供
給流量を検出する流量センサ等によって流量に応じたＰ
ＩＤパラメータを用いて比例・微分・積分演算する場合
にも同等の効果が得られる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明の給湯機の制御装置
によれば次の効果が得られる。１）一缶二水式の一つの
熱交換器と一つのバーナからなる給湯機であって小型か
つ安価にしつつ一缶二水式熱交換方式特有の給湯単独動
作時から風呂追い焚きおよび給湯の同時動作時へ移行
時、またはこの逆の動作時の弊害、すなわち出湯温度変
動を抑制して、供給湯温の安定化が図れ、信頼性の向上
が図れる。２）特に設定温度と出湯温度の偏差のみなら
ず給湯用伝熱管の給水量或いは給湯用伝熱管の給水量と
風呂用伝熱管の給水量との合算流量をも考慮した二つの
制御手段を切り換えて燃料調節手段へ出力することによ
り出湯温度が安定する利点もある。すなわち、設定温度
と出湯温度の偏差のみで燃焼量を制御するとその偏差が
大きい場合は燃焼量を大きくするように制御し、逆に小
さい場合は燃焼量を小さくするように制御するが、給湯
水と風呂水との間で生じる熱移動量はほとんど変化せ
ず、よって出湯温度が前者の場合は高めに、後者の場合
は低めになってしまうが、給湯用伝熱管の給水量或いは
給湯用伝熱管の給水量と風呂用伝熱管の給水量との合算
流量をも考慮すればこのような問題はなく安定した設定
温度の湯が得られる。
によれば次の効果が得られる。１）一缶二水式の一つの
熱交換器と一つのバーナからなる給湯機であって小型か
つ安価にしつつ一缶二水式熱交換方式特有の給湯単独動
作時から風呂追い焚きおよび給湯の同時動作時へ移行
時、またはこの逆の動作時の弊害、すなわち出湯温度変
動を抑制して、供給湯温の安定化が図れ、信頼性の向上
が図れる。２）特に設定温度と出湯温度の偏差のみなら
ず給湯用伝熱管の給水量或いは給湯用伝熱管の給水量と
風呂用伝熱管の給水量との合算流量をも考慮した二つの
制御手段を切り換えて燃料調節手段へ出力することによ
り出湯温度が安定する利点もある。すなわち、設定温度
と出湯温度の偏差のみで燃焼量を制御するとその偏差が
大きい場合は燃焼量を大きくするように制御し、逆に小
さい場合は燃焼量を小さくするように制御するが、給湯
水と風呂水との間で生じる熱移動量はほとんど変化せ
ず、よって出湯温度が前者の場合は高めに、後者の場合
は低めになってしまうが、給湯用伝熱管の給水量或いは
給湯用伝熱管の給水量と風呂用伝熱管の給水量との合算
流量をも考慮すればこのような問題はなく安定した設定
温度の湯が得られる。
【図１】本発明の一実施例における給湯機の制御装置の
構成図
構成図
【図２】同制御装置の制御ブロック図
【図３】同制御装置の時間特性を示すタイムチャート
【図４】従来の給湯機の制御装置の制御ブロック図
１ 熱交換器 ２ 給湯用伝熱管 ３ 出湯温度検出手段 ４ 風呂追い焚き用伝熱管 ５ バーナ ６ 燃料調節手段 ９ 循環ポンプ １０ 運転調節手段 １１ 燃焼量制御手段 １２ 第一の比例微分積分演算手段 １３ 第二の比例微分積分演算手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 雅篤 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−76822（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−39952（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23N 5/14 370
Claims (1)
- 【請求項１】給湯用伝熱管及び風呂追い焚き用伝熱管を
設けた一つの熱交換器と、前記熱交換器を加熱する一つ
のバーナと、前記風呂追い焚き用伝熱管から浴槽へ湯を
循環させる循環ポンプと、前記給湯用伝熱管の出口側に
設けた出湯温度検出手段と、前記バーナへ燃料を供給す
る燃料調節手段と、給湯温度を設定し、かつ風呂追い焚
きを動作させるための運転調節手段と、前記運転調節手
段と出湯温度検出手段とから給湯設定温度と風呂追い焚
き運転動作信号と出湯温度を入力し、給湯単独運転時に
は給湯設定温度と出湯温度との偏差と給湯用伝熱管の給
水量とをもとに燃焼量制御出力を求める給湯専用制御手
段による出力を、風呂追い焚きと給湯の同時運転時には
前記給湯設定温度と出湯温度との偏差および給湯用伝熱
管の給水量と風呂用伝熱管の給水量との合算流量とをも
とに燃焼量制御出力を求める給湯風呂同時制御手段によ
る出力信号を、前記燃料調節手段へ切り換えて出力する
燃焼量制御手段とを備えた給湯機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3307346A JP3033298B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 給湯機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3307346A JP3033298B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 給湯機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05141650A JPH05141650A (ja) | 1993-06-08 |
| JP3033298B2 true JP3033298B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=17968010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3307346A Expired - Lifetime JP3033298B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 給湯機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3033298B2 (ja) |
-
1991
- 1991-11-22 JP JP3307346A patent/JP3033298B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05141650A (ja) | 1993-06-08 |
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Legal Events
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