JPH01252855A - 湯温制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は水を加熱して湯として供給する給湯装置の湯
温制御装置に関する。

従来の技術 従来の給湯装置及びその湯温制御装置は、例えは特公昭
６１−５７５２９号公報に示されているように、第４図
のような構成となっている。

すなわち、給水路中に設けられ給水温を検知する水温セ
ンサ１、給湯量を検知する流量センサ２と、水を加熱す
る加熱部３と、給湯路中に設け湯温を検知する湯温セン
サ４と、湯温を設定する設定部５と、各センサ及び設定
湯温とに基づき加熱部３の加熱量を湯温か設定温度と等
しくなるよう制御する加熱量制御部６とで構成する。こ
こで加熱部３の典型的な例は、ガスバーナ、熱交換器、
ガス流量を制御する流量制御用弁とで構成されたガス給
湯機である。湯温制御装置７は、各センサ１、２．４と
、設定部５と、加熱量制御部６とで構成する。加熱量制
御部６は、設定部５からの設定湯温ＴＲと、湯温センサ
４からの湯温Ｔ０とを入力とし所要加熱量を演算するフ
ィードバック制御部（以下ＦＢ部と略記）８と、設定湯
温ＴＲと、水温センサ１からの給水温ＴＩ　と、流量セ
ンサ２からの給湯量ＦＷを入力とし所要加熱量を演算す
るフィードフォワード制御部（以下ＦＦ部と略記）９と
、ＦＢ部８．ＦＦ部９の両出力を加算出力する加算部１
０とで構成する。ＦＢ部８の演算の典型的なものは、設
定湯温ＴＲと湯温Ｔ０の差（ＴＲＴｏ）を比例、Ｗｉ分
、積分するいわゆるＰＩＤ則である。ＦＦ部９の演算の
典型的なものは、設定湯温ＴＲと給水温Ｔｌの差に給湯
量’ｗを乗じたもの、すなわち（ＴＲ”＋）×Ｆｗであ
る。このように、湯温を、ＦＢ部８によるフィードバッ
ク制御に、ＦＦ部９によるフィードフォワード制御を付
加することにより、一般に速い過渡応答特性と共に安定
な湯温制御性能を得ることができる。

発明が解決しようとする課題 しかし、ζ、のような構成のものでは、フィードフォワ
ード制御を行なわせるために高価な流量センサを必要と
し、従って給湯装置としては高価にならざるを得なかっ
た。また流量センサとしては、例えば、永久磁石の羽根
車を給水路中に設け、給湯量に応じてこの羽根車が回転
するので、この羽根車の回転を磁界検出手段により電気
信号に変換する構成のものが多いが、永久磁石を用いる
ため磁性ゴミの羽根車への付着堆積により経時的に誤差
が増大していくといった課題があった。

本発明はかかる従来の問題点を解消するもので、流量セ
ンサを用いることなくフィードフォワード制御を実現し
た湯温制御装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 そして上記課題を解決する本発明の技術的な手段は、給
湯開始時に加熱部の加熱量を例えば最大加熱量のように
一定値に保持する加熱量保持部と、前記加熱量保持部に
より加熱部の加熱量が一定値に保たれる間の湯温の時間
勾配を演算する勾配演算部と、この勾配に基づいて給湯
量を推定し推定ｆｆ１ｆｆｉをＦＦ部に出力する流量推
定部を従来の湯温制御装置に付加するとともに、流量セ
ンサを除去した構成である。

作　　用 この技術手段による作用は次のようになる。

すなわち、加熱量保持部は、給湯開始とともに動作を開
始して加熱部の加熱量を一定値に保つ。

加熱量が一定なので、この間の湯温はいわゆるステップ
応答を示す。このステップ応答は、給湯量に応じて変化
し、例えば第２図に示すような応答を示す。第２図の実
線は給湯１が１０７’／ｍの場合、点線は５１！／ｍの
場合を示す。第２図で明らかなように、湯温の加熱開始
後上昇速度即ち時間勾配に依存する。従って加熱量一定
期間の湯温の時間勾配を勾配演算部にて演算し、この時
間勾配に基づいて流量推定部が給湯量を推定し推定流量
をＦＦ部に出力する。ＦＦ部は推定流量に基づいてフィ
ードフォワード演算を行ない、ＦＢ部の出力と加算部で
加算し加熱部の加熱量を制御する。

この結果、流量センサを用いることなくフィードフォワ
ード制御を実現できる。

実施例 以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図において、１１は湯温制御装置で、水温センサ１
、湯温センサ４、設定部５、加熱量制御部１２で構成す
る。加・鴇量制御部１２は、ＦＢ部８、ＦＦ部９、加算
部１０１加慾量を給湯開始時に一定値に保持する加熱量
保持部１３、湯温センサ４からの湯温を入力としその時
間勾配を演算する勾配演算部１４、勾配演算部１４で演
算した勾配に基づいて給湯量を推定し推定流量Ｆｗ　Ｅ
　　をＦＦ部９に出力するとともに、推定終了時に加熱
量保持部１３に解除信号を出力する流量推定部１５とで
構成する。

次にこの実施例の構成における作用を説明する。

給湯を開始すると、加熱ｆｌ保持部１３は加熱部３の加
熱量を一定値（例えば最大加熱＠）に保つ。

この同湯温センサ４で検知する湯温は給湯量に依存して
第２図のように上昇する。勾配演算部１４はこの１９温
の時間勾配を演算出力する。流量推定部１５はこの時間
勾配から流量を推定し、推定雌爪として出力する。推定
は、例えば勾配と流量との対比表を予め記憶させておき
、この対比表を用いて勾配から流量を推定する方法、勾
配と流量との関係を数式化し、この数式を用いて流量を
演算推定する方法等各種の方法が考九られ、これらの方
法は例えばマイクロコンピュータのプログラムとして容
易に実現できる。流量推定部１５は流量推定が終了する
と加熱量保持部１３に解除信号を出力する。加熱量保持
部１３は、解除信号により加熱量を一定値に保持するこ
とを停止し、加算部１０の出力をその出力とし、以降加
熱部３の加熱量は加算部１０出力により制御されること
となる。

加熱量保持部１３の動作をフローチャートで示すと第３
図のようになる。

発明の効果 （１）流量センサを用いることなく、湯温のフィードフ
ォワード制御を実現できる。

（２）高価な流量センサを用いないので、給湯装置を安
価に実現できる。

（３）永久磁石を用いた流量センサに見られる特性の経
時変化がなく動作信頼性が高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の湯温制御装置の構成図、第
２図は同湯温のステップ応答図、第３図は加熱量保持部
の動作を示すフローチャート、第４図は従来の湯温制御
装置の構成図である。 １・・・・・・水温センサ、３・・・・・・加熱部、４
・・・・・・湯温センサ、５・・・・・・設定部、８・
・・・・・フィードバック部、９・・・・・・フィード
フォワード部、１０・・・・・・加算部、１１・・・・
・・湯温制御装置、１２・・・・・・加熱量制御部、１
３・・・・・・加熱量保持部、１４・・・・・・勾配演
算部、１５・・・・・・流量推定部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１−
　　氷温でソサ ３−　　加ＩＰ、邦 ４−湯温℃ンナ ５−・設定部 ８・・−フィードバック部 ９−・　フィードフォア−８＠ １０−一　刀Ｎ部 １１　・−湯＠　ＩＰＪ　ｔＨＪ　Ｉ！に置１２−　　
刀焦１制御部 第１図　　　　　　　１３−　加熱量保持部１４−・−
旬配慣ＩＩ　邦 １５−　　流量推定部 Ｉ 第２図 Ｌ 時間 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　給湯装置の給水路中に設け給水温を検知する水温セン
   サと、給湯路中に設け湯温を検知する湯温センサと、湯
   温を設定する設定部と、前記水温センサからの給水温と
   湯温センサからの湯温と設定部からの設定湯温に基づき
   、給湯装置の加熱部の加熱量を制御する加熱量制御部と
   で構成し、前記加熱量制御部は、設定湯温と湯温とに基
   づき所要加熱量を演算するフィードバック部と、加熱量
   を一定値に保持する加熱量保持部と、前記加熱量保持部
   により加熱量が一定値に保持されている間の湯温の時間
   勾配を演算する勾配演算部と、前記勾配演算部にて演算
   した勾配に基づいて給湯量を推定する流量推定部と、前
   記設定湯温、給水温および推定給湯量に基づいて所要加
   熱量を演算するフィードフォワード部と、前記フィード
   バック部およびフィードフォワード部の各出力を加算し
   加熱部の加熱量を制御する加算部とで構成した湯温制御
   装置。