JP6390202B2 - 給湯装置 - Google Patents
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Description
図1を参照して、給湯装置100は、一次熱交換器11、二次熱交換器21および燃焼バーナ30等が格納された燃焼缶体(以下、単に「缶体」とも称する)10と、送風ファン40と、入水管50と、バイパス管60と、出湯管70と、給湯管90と、コントローラ300とを備える。
図2は、図1に示した給湯装置における分配弁80の制御構成を説明するための概略図である。
パラメータ算出部212は、流量センサ150によって検出された流量Qに基づいて、下記(1)式に従って流量パラメータγを算出する。式(1)において、αは、調整パラメータである。なお、流量パラメータγは、流量Qを変数として算出されるので、以下では、γ(Q)とも表記する。
調整パラメータαは、給湯装置100の構成、たとえば、温度センサ120および合流部75の配管距離や配管形状、分配弁80の応答速度、温度センサ130の反応速度によって最適値が異なってくるので、たとえば、実機試験やシミュレーションによって機種毎に予め設定することができる。
図4を参照して、流量パラメータγは、流量が大きくなるほど高い値に設定される一方で、流量が小さくなるほど小さい値に設定される。調整パラメータαを大きくすると、流量パラメータγは同一の流量(Q)に対して小さくなる。一方で、α=0とすると、固定的にγ=1.0とされる。
式(2)において、θ[n−1]は、前回の制御周期における推定温度θである。したがって、式(2)によれば、高温水推定温度θは、缶体温度Tbの履歴に基づいて、缶体温度Tbの変化が流量パラメータγ[n]に従う時間遅れを伴って反映されるように、逐次算出されることになる。
図6を参照して、温度波形501〜503は、図5に示したのと同様である。図6では、時刻taにおいて、流量QがQ2からQ1に変化したときの高温水推定温度θの算出結果が、温度波形504に示される。
Claims (3)
- 通過する低温水を加熱して高温水を出力するように構成された熱交換器と、
前記熱交換器に前記低温水を通過させるための第1の通水路と、
前記熱交換器をバイパスして前記低温水を通流させるように構成された第2の通水路と、
前記第1および第2の通水路の流量比率を制御するためのバイパス流量調整器と、
前記第1の通水路の流量を検出するための流量検出器と、
前記第1および第2の通水路の合流部よりも上流側に配置された、前記熱交換器から出力された高温水の温度を検出するための第1の温度検出器と、
前記高温水および前記低温水が混合された給湯温度が設定温度と一致するように前記バイパス流量調整器を制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記流量検出器による検出流量および前記第1の温度検出器による検出温度の履歴に基づいて、前記合流部における前記高温水の温度を推定するための温度推定部と、
前記温度推定部による推定温度に基づいて、前記バイパス流量調整器によって前記流量比率を制御するための流量制御部とを含み、
前記温度推定部は、前記検出流量が小さいほど前記検出温度に対する前記推定温度の時間遅れが大きくなるように、前記推定温度を算出し、
前記制御装置は、制御周期毎に前記バイパス流量調整器を制御し、
前記温度推定部は、
今回の制御周期における前記検出流量に応じて、流量パラメータγを0<γ≦1.0の範囲内で設定するためのパラメータ算出部と、
今回の制御周期における前記検出温度およびγの積と、前回の制御周期における前記推定温度および(1−γ)の積との和に従って、前記今回の制御周期における前記推定温度を算出する推定演算部とを有し、
前記パラメータ算出部は、前記検出流量が小さいほど前記γを小さい値に設定し、
前記パラメータ算出部は、前記今回の制御周期における前記検出流量をq、調整パラメータをαとすると、γ=q/(q+α)の算出式に従って、前記流量パラメータγを算出する、給湯装置。 - 前記αは、前記第1の温度検出器及び前記合流部の間の配管距離や配管形状、前記バイパス流量調整器の応答速度、並びに、前記合流部よりも下流側に配置された、前記給湯温度を検出するための第2の温度検出器の反応速度に基づいて設定される、請求項1記載の給湯装置。
- 前記合流部よりも下流側に配置された、前記給湯温度を検出するための第2の温度検出器をさらに備え、
前記制御装置は、
前記第2の温度検出器によって検出された前記給湯温度に基づくフィードバック制御と、前記温度推定部による前記推定温度に基づくフィードフォワード制御との組み合わせによって、前記バイパス流量調整器による前記流量比率を制御する、請求項1に記載の給湯装置。
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