JPH02223766A - 給湯器の温度制御装置 - 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］ 本発明は、熱交換器を通過する水の流量を検出するため
の流量センサを設けない給湯器の温度制御装置に関し、
特に熱交換器へ流入する水の温度を検知する入水温度セ
ンサを設けないで、熱交換器から流出する湯水の温度を
検知する流出温度センサのみを備えたｍ造の簡単な給湯
器において効果的である。

［従来の技術］ 給湯器の構造を簡単にして製造＝［程を簡略化するとと
もに、製造コストを低減するために、出湯温度サーミス
タのみによってフィードバック制御する温度制御装置で
は、熱交換器への入水温度を検知する入水温度サーミス
タと、熱交換器を通過する水の流量を検出するための流
量センサとが設けられていないため、出湯温度特性の向
上を図るための機能を有するものが用いられている。

こうしたフィードバック制御の温度制御装置では、給湯
開始時に大水量を前提として加熱量を決定すると、給湯
水量が少ない場合に過剰加熱になり、出湯温度が高くな
り過ぎる場合が生じるおそれがある、また、再給湯の場
合には、熱交換器内の水が余熱によつ゛ζ加熱されてい
るため、重ねて加熱されると過剰加熱になり、同様に出
湯温度が高くなり過ぎる場合が生じる。

このため、危険を避＆プるために、給湯水量が少ないこ
と、あるいは、後沸きによって熱交換器内の水が加熱さ
れていることを前提にして、加熱開始初期には、加熱量
は少なく設定され、その後、フィードバック制御系の時
定数による一定の時間遅れを伴って、出湯温度センサに
よる検知温度に応じて加熱量が徐々に変更される。

［発明が解決しようとする課Ｍ］ このように、従来のフィードバック制御の給湯器では、
加熱量を制御するための情報が出湯温度センサのみによ
って与えられ、熱交換器を通過する水の流量に関する情
報がないため、給湯が開始されてから加熱量が適切に制
御されるまでに時間が掛かり、給湯初期に適切な加熱量
が与えられない。また、一定の時間遅れを伴ってフィー
ドバック制御されるため、再給湯において後沸きがある
場合に、余熱によって加熱された温度に基づいて加熱量
が制御されると、加熱量が不足してしまい、適切な加熱
量が与えるまでにさらに遅れが生じる。

この結果、流量センサを備えない給湯器では、給湯開始
時の応答遅れが大きく、特に再給湯時には、さらに応答
遅れが大きくなり、出湯温度の立ち上がりが遅いという
問題がある。

本発明は、流量センサを備えないでフィードバック制御
を行う給湯器において、再給湯の場合の出湯温度の立ち
上がり特性がよく、特に給湯量が多い場合にも立ち上が
り特性の優れた給湯器の温度制御装置を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、熱交換器への水の流入を検知する水流検知手
段を備え、該水流検知手段の水流検知状態に応じて加熱
手段による前記熱交換器の加熱の開始および停止を制御
するとともに、前記熱交換器の流出部に設けられた温度
センサに検知される温度情報に基づいて前記加熱手段の
加熱Ｊ１を制御する給湯器の温度制御装置において、給
湯開始後の経過時間を計時する計時手段と、前記熱交換
器を通過する水の流量を推定する流量推定手段とを備え
、該流量推定手段は、前記温度センサの検知温度情報が
所定の下り勾配を示すまでの時間に基づいて前記流量を
推定することを技術的手段とする。

［作用］ −ｉに、給湯器では、熱交換器Ｉ＼の水の流入を検知し
てから、加熱が開始されるまでに時間遅れがある。また
加熱手段による加熱の結果が出湯温度に現れるまでにも
同様に時間遅れがある。従って、給湯を一旦停止した後
に、再び給湯を開始する場合には、熱交換器等の余熱に
よって熱交換器内の水が加熱されているため、熱交換器
から流出する水の温度は給湯開始後に一旦下降し、その
後、加熱開始に伴う温度上昇が現れる。従って、水の温
度が下降するときに、検知温度には必ず下降状態の一定
の温度勾配が現れる。

この下り勾配は、給湯開始に伴って熱交換器内を水が通
過したときに熱交換器の熱が水に移動した結果、熱交換
器から水に与えられる熱量が小さくなったことによって
もたらされる。従って、この一定の下り勾配が現れるま
でに掛かる時１ｍは、熱交換器の熱が水に移動して奪わ
れる速さに応じて、すなわち熱交換器を通過する水の流
量に応じて変化することになる。このとき、時間が長い
場合は、流量が少ないことの現れであり、時間が短い場
合は、流量が多いことの現れである。

本発明は、給湯開始時に、流量に応じて異なる検知温度
の一定の下り勾配が現れるまでの時間を計時して、それ
に掛かった時間に応じて流量を推定する。

し発明の効果］ 本発明は、検知温度の一定の下り勾配が現れるまでの時
間を計時して、それに基づいて流量を推定する。この一
定の下り勾配が現れるのは、再給湯が行われたときであ
り、通常、この下り勾配は、加熱開始に伴う温度上昇よ
り早く現れる。従って、再給湯が行われた場合には、余
熱による加熱がない通常の給湯開始時に比べて、早い時
期に流量の推定を行うことができる。

従って、加熱開始の早い時期に、流量に応じて加熱量を
制御できるため、応答遅れが少なくなり、出湯温度の立
ち」−がり特性を向上させることができる。特に、流量
が多い場合には、その流量に応じた大きな加熱量を与え
ることができるため、大流量の場合の出湯温度の立ち上
がりが、従来と比較して大きく向上する。

［実施例］ 次に本発明の給湯器の温度制御装置を図面に示す実施例
に基づいて説明する。

第２図に示すガス燃焼式給湯器１の燃焼器ケース１０内
には、複数のバーナを配してなるバーナ群１１が設けら
れている。燃焼器ケース１０の下方には、バーナ群１１
へ燃焼用空気を供給するための送風機１２が設けられて
いる。燃焼器ケース１０内のバーナ群１１の土、方には
木管式の熱交換器１３が設けられ、内部を通過する水は
バーナ群１１による燃焼熱により加熱される。燃焼器ケ
ース１０内のバーナ群１１の近傍には、バーナ群１１を
点火するスパーカ１４と、バーナ群１１の着火を検知す
るフレームロッド１５とが備えられている。また、燃焼
器ケース１０の上方には、燃焼排ガスを外部へ排出する
ための排気口２が設けられている。

バーナ群１１の下方には、燃料ガスを供給するためのノ
ズル管１６が備えられ、ノズル管１６にはバーナ群１１
の各バーナにそれぞれ対応して燃料ガスを噴出する複数
の燃料噴出口１６ａが設けられている。

ノズル管１６へ燃料ガスを導く燃料管２０には、通電時
に燃料ガスを通過させる２つの電磁弁２１．２２、通電
電流に応じて供給圧力を制御することによって燃料ガス
の供給量を調節するガバナ比例弁２３が上流聞より順に
それぞれ設けられ′ζいる。

図示しない水供給源から熱交換器１３へ水を導く水供給
管１７には、給湯水量を調節するための電動式水量制御
装置１８、熱交換器１３を通過する水を検知する水流ス
イッチ１９が上流側から順に備えられ、また熱交換器１
３から流出する温水を図示しない給湯口へ導く給湯管１
７ａには、熱交換器１３から流出する湯水の出湯温度’
ｌ’ｏｕｔを検知する出湯温サーミスタ２５が備えられ
ている。

制御装置３０は、マイクロコンピュータを中心とする制
御回路を有し、水流スイッチ１９の通水検知状態に応じ
て所定のシーケンスで燃焼の開始および停止を行うとと
もに、第１図に示す機能構成によって、出湯温サーミス
タ２５のみをセンサとして出湯水の温度制御を行う。

ここでは、熱交換器１３への入水温度サーミスタと熱交
換器１３を通過する水の水量を検出するための流量セン
サとが設けられていないため、制御装置３０は、出湯温
サーミスタ２５の検知温度Ｔに基づいて入水温度Ｔｔｎ
と水１ｗとをそれぞれ推定する。

入水温度推定部３１は、出湯温サーミスタ２５の検知温
度Ｔに基づいて、入水温度Ｔｉｎを推定し、それをメモ
リ３１ａに記憶する。

次に入水温度Ｔｉｎの推定方法を、第３図に基づいて説
明する。

水流スイッチ１９によって給湯の開始が検知されたとき
に（ステップ１においてＹＥＳ）、出湯温サーミスタ２
５の検知温度Ｔが変化している場合には、再給湯である
ことが考えられる。従って、検知温度Ｔに温度勾配があ
る場合にはくステップ２においてＮＯ）、入水温度Ｔｉ
ｎの推定を行わない。

給湯の開始が検知されたときに、温度勾配が検出されな
い場合にはくステップ２においてＹＥＳ）、出湯温サー
ミスタ２５の検知温度Ｔと、すでにメモリ３１ａに入水
温度Ｔｉｎとして記憶されている記憶温度Ｔｍｃ鵬とを
比較し、検知温度′Ｆが記憶温度’ｌ’ｌｅ■より低い
場合にはくステップ３においてＹＥＳ）、検知温度Ｔを
新たな入水温度Ｔｉｎとして推定しくステップ４）、メ
モリ３１ａの記憶内容を更新する（ステップ５）。

検知温度］゛が記憶温度］”ｍｅｍより高い場合にはく
ステップ３においてＮｏ）　、記憶温度Ｔ　Ｉ（！１１
に検知温度Ｔの温度情報の一部を取り入れて新たな入水
温度Ｔｉｎを推定しくステップ６）、それを記憶温瓜’
ｒｍｃ！ｉと４”る（スデツア５）。

スう−ツブ６で“は、新〆、二な槓定温瓜Ｔ”ｉｎは、
記憶温度′Ｉ″ｌ１（Ｊの温度情報の−・部と検知混成
“Ｔ’　１７’）温度情報の−・部とから Ｔｉｎ＝（ａｘＴ’ｉｅｍ−＋ｌ）Ｘ’Ｔ”）　／（ａ
ｌ−ｂ　）によって、新たな入水温度Ｔｉｎが演算され
る。

水量推定部３２は、定常時において熱交換器１３を通過
する水量Ｗｐ１を推定する。

−・般に、熱交換器１３から流出Ｖる湯水の温疫Ｊ−昇
ΔＴは、水が熱交換器１３へ流入［７てから流出するま
でｃａｒバーナｉｌｌによ−）で加熱された結果である
。いま、単位時間当たりに水量Ｗ’　ｕの水が、熱交換
器１３を通過するために時間ｔ５心要であったとすると
、このとき、熱交換器１′うから流出する湯水の温度上
昇ΔＴに関４した総崩熱ｊｔＱ７は、−・最に、例えば
単位時間当たりの加熱域Ｃ違！１と加熱時間１．　（熱
交換器１３を通過するために必要な時間ｔ）との積て゛
表１−ことができる、すなわち、 Ｑｖ　＝　Ｑ　ｕ　Ｘ　ｔ　　　−−−■で表さノ上る
。

ここで、ＱｕＸｔは、加熱時間を中のＪｉ位時間当たり
の加熱量Ｑｕの積算を示すものである。

従って、総崩ｐ！！、量ＱＴを、時間ｔ１から時間ｔｎ
までの加熱時間を中に加熱量が変化して、単位時間当た
りの加熱ＭＱｕが一定でない場合を含めて示すと、 ＱＴ　＝　Ｑ　ｎ　＋　Ｑ　１１−ｒ　＋　Ｑ　ｎ−２
＋　・・・＋　Ｑ２　＋　Ｑｌ＞：’；’Ｑｔ　　　　
　・・・　　　■となる。

ここ−ｐ、Ｑ、ｒｉ、Ｑｎ−、、Ｑ　ｒｉ−２、・”Ｑ
２、Ｑｉは、各単位時間１、ｎ、ｔｎ−、、ｔｎ、□２
・・・、１２７．１゛、における加熱量を示す。

また、バーナ群１．１による総崩熱・量ＱＴは、熱交換
器１３の容積に応じた熱交換器１３内の量水ｆｔＵの温
度上昇Δ′１′に作用したちの”く７あると見なすにと
ができるため、 ＱＴ　　−へ′丁゛Ｘ１１　　　　　　　　　　　　　
　　　　■となる。従って、式■と式■とから、 ＡＴＸＵ＝Σｒ？Ｑｔ Ｑｎ　十（，１１ｔ−ｔ＋Ｑ　ＩＩ−ｚ”＋’−”’＋
’Ｑ２　＋Ｑ・・　　■ この結果、時間を瀾・）て各単位時間毎の加熱１良を積
算したとき、熱交換器１３内の量水ｔＵに対してΔ１゛
の温度上昇を与λた総崩熱１Ｑ１．に見合うだ（うの加
熱量が得られるまでの単位帖間の合計を求めれば、それ
を加熱時間ｔと゛する、二とがでさる。

さらに、この加熱時間ｔは、熱交換器１３内を水か通過
−復るために要し、た１、′ｆ間であり、熱交換器じう
内の量水ｍｕと水量Ｗとの間には、（Ｊ−・ＷＸｔ　　
　　　　・・・　　　■の関係があることから、 Ｗ＝Ｕ／’ｔ　　　　　　・・・　　　■によ−）て、
水ｉｗを求めることができる。

このｊｆＩ合、加熱の応答遅れに佳う遅れ時間の定数を
加味してもよい。

水量推定部３２では、出湯温サーミスタ２５の検知温度
Ｔと、入水温度推定部３１のメモリ３１ａに記憶されて
いる入水温度Ｔｉｒ＋とから温度」ユ昇Δ′丁を求め、
さらに熱交換器１３内の全水量１）どから上２弐〇によ
って総崩熱ｆｉＱｔを算出する。

一方、後述する温調制御部う４による所定単位時間Δ１
−毎の加熱値出力情報ΔＱを、第４図に示す加熱量記憶
部３２ａの、エリアＥｌ、エリアＥ２、・・・、エリア
Ｅｘに順次連続して記憶し、それを所定時間蓄積し、所
定時間を経過ｉ、た情報については、新たな情報が与え
られる都度、順次削除する。

ずなわぢ、例えば、温調制御部３・１による所定単位時
間Δを毎の加熱量出力情報ΔＱが、第５図に示すとおり
、時間とともに、・・・・・・、ΔＱ０−４、ΔＱｎ−
，、ΔＱｎ−ｚ、ΔＱｎ−ｉ、ΔＱｎ、ΔＱｎや１、Δ
Ｑｎ　１、・・・・・・、のように変化している場名、
時刻Δｔｎには、加熱量記憶部３２ａでは、第４図のＡ
に示すとおり、エリアＥ１には時刻Δｔ　ｒｉにおける
ΔＱｎが、エリアＥ２には時刻Δｔｎ、−＋におけるΔ
Ｑｎ−，が、エリアＥ３には時刻Δｔ、　ｎ＝２におけ
るΔＱｎ、−２が、エリアＥ４には時刻△ｔｎ７．ｘに
おけるΔＱｎ、３が、以下エリアＥｘまで、時刻Δｔ　
ｎより前の各加熱量出力情報ΔＱがそわ−ぞれのエリア
Ｅに対応しで記憶されでいる。

そして、次の時刻Δ費−２ｎ、７１には、第４図のＢに
承すとおり、時刻Δｔｎ＋＋における加熱量出力情報Δ
Ｑｎ＋ｉがエリア゛Ｅ１に記憶され、以下、ΔＱｉ１が
コ“リアＩ尤２に、ΔＱｎ、、、がエリア′Ｅ３に、Δ
Ｑｎ−２がエリアＥ４に、・・・・・・、以下同様に１
′、リアＥｘまで、時刻Δｔｎにおける各エリアＥの加
熱量出力情報ΔＱがそれぞれシフトされ゛〔記憶される
。

その後、同様に、一番新しい加熱ｊ比出力情報ΔＱが常
にエリアＥ１に記憶され、エリアＥ、　ｘの記憶情報が
削除されるようにして、所定巣位時間Δを毎の加熱量出
力悄※ＵΔＱが連続し、て記憶蓄積される。

水量推定部３２では、このように記憶された加熱量出力
情報へ〇を、新しい情報から順ζこ積算し、４−、式■
により、算出されン−・、総崩熱量Ｑ、と等しくなった
ときの所定単位時ｆｉｆｆｉΔｔの合計を熱交換器１３
から流出する水の加熱時！８１ｔとして求める。

、二の加熱時間１−に基づい′Ｃ５Ｃ１０より熱交換器
１３を通過する水の水ｔＷｐｔを算出する。

なおここで推定される水質Ｗｐｔは、加熱時１ゴ１にお
ける平均の水量Ｗとしての数値であり、給湯水１１′Ｗ
が逐次窒更されている場合には、各時刻における水量Ｗ
を表すことができない。

また、上記の水量推定部３２は、記憶蓄積された加熱量
出力情報ΔＱを新しい情報から順に積算したとき、総崩
熱量Ｑ・、と等しくなる場合にだ（゛」有効な加熱時間
ｔが求められるものである。従って、例えば、給湯初期
には、総崩熱Ｊｔ　Ｑ　、、と等１゜くなるまで加熱量
出力情報ΔＱを積算！、７ようとＬ２でも、給湯開始１
ユ前には澗れないため、推定される水量Ｗｐｔは、実際
の水ｔｗより遥かに大きい値を示す。この様子を示すと
、第６図のようになる。この第６１″ｌ！ｉｌでは、例
えば実線Ｃが伏流量の場合を、実線りが小水量の場合を
それぞれ示す。

二こで、水ｉ推定部３２の推定による水量Ｗｐ、が、実
際の水ｔｗに代わるものとして有効な水量Ｗｃ、Ｗｔｉ
をそれぞれ示すのは、給湯開始後、そ〕王ぞれ時間ｔｃ
、時間ｔ、　ｄを経過［７たときＣある８このため、給
湯開始から、こｉｌらの時間ｔｃ、時間↑、ｄをそれぞ
れ経過するまでは、水量Ｗｐ。

に基づいた温度制御では、適切な加熱ｊｔＱを決定する
ことができない。

そこで、本実施例では、給湯初期に限っては。

−上記の水量推定部３２に代えて、初期水量推定部３３
によって熱交換器１３を通過する水量Ｗを推定している
。

ここでは、給湯が開始されたときに、前回の給湯Ｇこよ
る影響がある場合とない場合、すなわち、熱交換器１３
等の余熱の影響がある場合（以下［再給湯Ｊとする）と
ない場合（以下［初期給湯−１とする）とによって推定
方法を変えている。

ｉＪ期給湯では、給湯開始後の出湯温度〕”ｏｕｔは、
第７図に示すとおり、その水ｉＷに応じた変化で現れ、
例えば、大水量の場合には、実線Ｅに示すように比較的
早く上昇し、小水量の場合には、実線Ｆに示すとおり、
大水量の場合と比べて、」−昇するのが遅い。

初期水量推定部３３は　熱９換器】コに対ｌ−て与えら
れた熱量が出湯温度Ｔｏｕｔの変化として現れるまでの
時間が、このように通過する水ＭＷに応じて異なること
に基づいて初期給湯におＧ）る水ｔＷｐｏｏを推定する
。

ここでは、加熱により与えられた所定の熱量を示すもの
と１〜で、給湯開始後の検知温度Ｔの温度」−昇ΔＴを
積算した積算値Ｐ（検知温度パ１゛についての時間に関
する積分値）を求め、この積算値Ｉ）が所定積口値Ｐ。

になるまでの経過時間ｔ−Ｉｎを、計時部３３ａによっ
て計時し°Ｃ水量Ｗｐｏ０を推定する。

この所定積算値Ｐ。は、燃焼開始とともに熱交換器１３
に与えられる熱量の和を示すものであり、ここでは、実
際に熱交換器１３を通過する水１１Ｗの違いをはっきり
と検出できるようにするために、燃焼開始後の比較的短
時間の加熱量に相当する値が設定されている。そのため
の経過時間ｔｍは、第７図においては、例えば、大水量
の場合には時間ｔｅで、小水量の場合には時間ｔｆでそ
れぞれ示される。

この結果、それぞれの水量Ｗにおいて出湯温度が安定す
る前の比較的早い時期に、経過時間ｔｍの計時を終了で
きる。特に大水量の場合には、第７図に示すとおり、小
水量の場合に出湯温度が安定する時間ｔｄに比べ、遥か
に早くに計時が終り、その結果、大水量であることを推
定することができる。

水量Ｗ　Ｐ　ｏ。は、第８図に示すとおり、経過時間ｔ
、　ｍに応じてそれぞれ推定される。

なお、第７図における時間ｔｃ、ｔｄは、それぞれ第６
図における時間ｔｃ、ｔｄと同じ時間を示すものであり
、また、第７図においてそれぞれの水量において計時を
終了する各時間ｔｅ、ｔｆは、第６図における時間ｔｅ
、ｔｆと、それぞれと同じ時間を示すものである。

従って、参考までに説明すると、ここで明らかなとおり
、これらの時間ｔｅ、ｔｆは、水量推定部３２において
推定される水量Ｗｐ、が、ある−定の水量値Ｗｘを示す
までの時間であることがわかる。

さらに、初期水星推定部３３では、再給湯時における水
量Ｗの推定をより早く行うために、加熱開始に伴う温度
上昇が現れる前の検知温度Ｔの下り勾配Ｇによって給湯
初期における水１ｗを推定している。

ここでは、給湯が停止されてから再給湯が行われるまで
の時間が短い場合と、長い場合とに応じて、それぞれ異
なった推定方法を用いている。

給湯停止時間が短い場合には、熱交換器１３内の水の温
度は、給湯終了時の温度とほぼ同じであるため、このと
きは、第９図に示すとおり、出湯温度ＴＯｔｌｔは、時
間とともに低下し、そのときの下り勾配Ｇは、水量Ｗに
応じて異なり、下り勾配Ｇが大きいほど水ＮＥＷが多く
、下り勾配Ｇが小さいほど水量Ｗが少ない、従って、こ
こでは、給湯検知後の初期時間ｔ０を経過したときの検
知温度Ｔの下り勾配Ｇに応じて水量Ｗを推定し、再給湯
時の初期水量Ｗ　Ｐ　Ｏ２としている。

また、給湯を停止してからの経過時間が長い場合には、
熱交換器１３の内部程、水の温度が高く、出湯温サーミ
スタ２５で検知される検知温度］゛は、第１０図に示す
とおり、給湯開始後に一旦上昇してから下降する。この
ため、初期時間ｔ。後の下り勾配Ｇが、例えば小水量の
場合には得られないため、上記のように、初期水ＩＷＰ
Ｏ２を推定することができない場合がある。しかし、こ
うした場合でも、熱交換器１３等の余熱によって加熱さ
れた水が流出することから、下り勾配Ｇは必ず現れる。

そこで、給湯停止時間が長くなった場合には、給湯開始
後に、所定の下り勾配Ｇ０が現れるまでの時間ｔｒを計
時し、この計時時間ｔｒに基づいて水量Ｗを推定し、初
期水量Ｗ　ｐｏ　１とする。

温調制御部３４は、コントローラ４０によっ゛ζ設定さ
れた目標温度”＋”ｓｅｔ　、出湯温サーミスタ２５に
よって検知された出湯温度ＴＯｕｔ　、入水温度推定部
３１で推定された入水温度Ｔｉｎ、水量推定部３２およ
び初期水量推定部３３によってそれぞれ推定される水量
Ｗｐ１．初期水量Ｗ　ｐｏｏ、　Ｗ　ｐ。８、Ｗ　ｐ　
Ｏ２とから加熱ＪｔＱを決定する。

ここでは、給湯開始直後は、水流スイッチ】９の作動開
始水量Ｗｓを熱交換器１３を通過する水量Ｗとし、推定
された入水温度Ｔｉｎ、コントローラ４０の目標温度Ｔ
ＳＯｔに基づいて加熱１ｔＱを決定する。

その後、初期水量推定部３３によって推定された初期水
量ｗｐｏｏ、Ｗ　Ｐ　ｏｌ、　Ｗ　Ｐ　ｏ２を水量Ｗと
して加熱量Ｑを決定し、これらの初期水Ｊｔ　Ｗ　ｐ　
ｏ。、Ｗｐ。１、Ｗｐ、２に基づいて決定される時間ｊ
　ｐが経過すると、水量推定部３２によって推定される
水ＩＷｐｔを水量Ｗとして、加熱量Ｑを決定する。

また、出湯温サーミスタ２５の検知温度Ｔが一定温度に
上昇すると、検知温度］゛に基づいてフィードバック制
御を行う。

このフィードバック制御においては、前述の水量推定部
３２によって推定された水ｉＷｐ＋に基づいてフィード
バック制御系の時定数をその都度設定することによって
、安定した温度制御を行い、ハンチング等が起こらない
ようにしている。従つて、水量変化に伴ってフィードバ
ック制御系の時定数が変化した場合にも、安定した温度
制御ができる。

なお、温調制御部３４の加熱ｆｆ１Ｑは、加熱量出力情
報ΔＱとして、所定単位時間Δを毎に前述の加熱量記憶
部３４へ順次記憶される。

駆動部３５は、温調制御部３４の加熱量Ｑに基づいて、
送風機１２およびガバナ比例弁２３を駆動制御する。こ
こでは、温調制御部３４による加熱ｉＱに基づいた電圧
を送風４１１１２に印加して駆動し、検出される送風機
１２の回転数に基づいてガバナ比例弁２３への電流値を
通電制御する。

さらに、制御装置３０では、給水量が加熱能力を越えな
いようにするために、出湯温サーミスタ２５の検知温度
］゛に基づいて電動式水量制御装置１８の開度を調節し
て、通過流１を制限する。

なお、使用者によって目標温度’ｉ”ｓｅｔを任意に設
定することができるコントローラ４０は、給湯器の仕様
に応じて設置され、コントローラ４０が設けられた場合
には、使用者の操作に応じて目標温度Ｔｓｅｔが設定さ
れ、コントローラ４０が設置されない場合には、一定の
温度（例えば６０”Ｃ）が目標温度Ｔｓｅｔとされる。

次に、以上の構成からなる本実施例のガス燃焼式給湯器
１における温度ｆｉｌｉａｌについて、水量ｗの推定を
中心にして、第１１図を参考に説明する。

使用者が給湯管１．７　ａの下流に設けられた図示しな
い給湯栓を開くと、水供給管１７内を水が通過して熱交
換器１３内へ流入する。

水流スイッチ１９によって給湯が検知されるとくステッ
プ１１においてＹＥＳ）、所定のシーケンスで点火制御
が行われて燃焼が開始される。このとき、出湯温度ＴＯ
ＩＪｔは変化しない場合に限・）で、出湯温サーミスタ
２５の検知温度１゛に応じて入水温度Ｔｉｎが推定され
、メモリ３１ａの記憶温度”１’　ｍｅｌｔが更新され
る。

また、このとき、例えば給湯停止時間によって再給湯で
あるか否かが判別され、再給湯の場合にはくステップ１
２においてＹＥＳ）、給湯停止時間が長いか否かが判別
される（ステップ１３）。

給湯停止時間が長い場合にはくステップ１３においてＹ
ＥＳ）、時間ｔｒの計時が開始され（ステップ１４）、
所定の下り勾配Ｇ。が現れると（ステップ１５において
ＹＥＳ）、計時が終了しくステップ１６）、計時された
時１’ｌｔｒに基づいて初期水量Ｗｐ、、が推定される
（ステップ１７）。

給湯停止時間が短い場合にはくステップ１３においてＮ
Ｏ）、計時部３３ａによって計時が開始される（ステッ
プ１８）、初期時間ｔ。が経過すると（ステップ１９に
おいてＹＥＳ）、そのときの下り勾配Ｇに基づいて、初
期水量Ｗ　ｐ　Ｏ２が推定される（ステップ２０）。

再給湯でない場合には（ステップ１２においてＮＯ）、
給湯開始後の計時が開始され（ステップ２１）、出湯温
サーミスタ２５の検知温度Ｔの所定単位時間Δを毎の温
度」−昇Δ１゛が積算されて、ｍｘ値Ｐが算出される（
ステップ２２）。

積算値Ｐが所定積算値Ｐａ以」−になるとくステップ２
３においてＹＥＳ）、経過時間ｔｍの計時が終了しくス
テップ２４）、計時された経過時間ｔ、　ｍに基づいて
初期水！Ｅ　Ｗ　Ｐ　ｏ　ｏが推定される（ステラ７２
５＞。

初期水量Ｗｐ、。、Ｗ　Ｐ　ｏ　＋、Ｗρ。２が推定さ
れると、各初期水量に基づいて、初期時間ｔ　Ｉ）が設
定される（ステップ２６〉。

初期時間ｔｐが経過すると（ステップ２７）、水量推定
部３２により推定された水量Ｗ　ｐｌによる制御が開始
され（ステップ２８）、以後、水量ＷＰ　１により加熱
量Ｑが決定される。

ここで求められた、水ｔＷｐ　Ｉは、フィードバック制
御における時定数として利用されるため、例えば流量変
化によって出湯温度が変化した場合に、その流量変化に
応じた時定数によって加熱液Ｑを補正することができる
ため、加熱量の補正に伴うハンチング等が発生しにくい
。

給湯栓を閉めて給湯を停止すると（ステップ２９におい
てＹＥＳ）　、燃焼が停止する。

以上のとおり、本実施例によれば、給湯初期に、速やか
に水量が推定されるため、適切な加熱量が決定される。

特に再給湯の場合には、通常の給湯開始の場合より早い
時期に水量が推定されるため、水量が多い程、推定され
た水量に基づいて早く温調制御が開始される。従って、
出湯温度の立ち上がりが、従来の場合と比較して向」ユ
する。

また、本実施例では、センサとしては出湯温サーミスタ
が設けられるだけであり、熱交換器の流入部にセンサが
設けられていないため、給湯器の構造が簡単になり、製
造工程が簡略化できるとともに、単なるフィードバック
制御の給湯器の同等の構造でありながら、非常に安定し
たフィードフォワード制御に近い出湯温度特性が得られ
る。

本実施例では、ガスを燃料とするバーナを用いたが、石
油等の他の燃料によるバーナでもよい。

また、加熱源はバーナに限定されず、電気加熱による給
湯器でもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のガス燃焼式給湯器の制御装置におけ
る機能的構成を示ずｍ能ブロック図、第２図は本実施例
のガス燃焼式給湯器の概略を示す概略構成図、第３図は
本実施例の制御装置における入水温度の推定過程を説明
するための流れ図、第４図は本実施例の加熱量記憶部の
記憶エリアを示すエリアマツプ、第５図は本実施例の制
御装置における加熱量出力情報の変化を示すタイムチャ
ート、第６図は本実施例の水量推定部による推定水量の
変化を示すタイムチャート、第７図は本実施例における
出湯温度の変化を水量について示したタイムチャート、
第８図は本実施例の初期水量推定部における計時部によ
る経過時間ｔｍと推定される初期水量Ｗ　Ｐ　ｏ。どの
関係を示す特性図、第９図は給湯停止時間が短い場合の
出湯温度の変化を水量毎に示したタイムチャート、第１
０図は給湯停止時間が長い場合の出湯温度の変化を水量
毎に示したタイムチャート、第１１図は本実施例におけ
る水量の推定過程を示す流れ図である。 図中、１１・・・バーナ群（加熱手段）、１３・・・熱
交換器、１９・・・水流スイッチ（水流検知手段）、２
５・・・出湯温サーミスタ（温度センサ）、３０・・・
制御装置く給湯器の温度制御装置）、３３・・・初期水
量推定部（流電推定手段）、３３ａ・・・計時部（計時
手段）。 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）熱交換器への水の流入を検知する水流検知手段を備
   え、該水流検知手段の水流検知状態に応じて加熱手段に
   よる前記熱交換器の加熱の開始および停止を制御すると
   ともに、前記熱交換器の流出部に設けられた温度センサ
   に検知される温度情報に基づいて前記加熱手段の加熱量
   を制御する給湯器の温度制御装置において、 給湯開始後の経過時間を計時する計時手段と、前記熱交
   換器を通過する水の流量を推定する流量推定手段とを備
   え、該流量推定手段は、前記温度センサの検知温度情報
   が所定の下り勾配を示すまでの時間に基づいて前記流量
   を推定することを特徴とする給湯器の温度制御装置。