JPH03186150A - 給湯制御装置 - 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 本発明は瞬間式給湯装置の給湯制御装置に間するもので
、加熱量と水量を自動的に制御して温度制御を行うもの
である。

従来例の構成とその問題点 瞬間式給湯装置で加熱入力を調節すると共に水量も自動
的に調節することは既に知られている。

第１図は従来例を示したもので、センサＡによって出湯
温度を検出し、制御回路Ｂでガス比例弁Ｃと水量調節弁
りをそれぞれ制御し、バーナＥによって加熱される熱交
換器Ｆからの出湯温度を制御するものである。

しかしながら第１図に示す従来例では以下のような問題
点がある。すなわち水量の急変によって生じる湯温の急
激な変化に対し、バーナＥの燃焼量を調節あるいは熱交
換器Ｆの水量を調節しても熱交換器Ｆの熱容量による時
間遅れを生じるため、急激な温度変化には効果が小さい
、特に給湯後の再給湯時における高温出湯（後沸き）に
は効果がなく、使用者にとって不快であるばかりでなく
、火傷の危険さえ生じる。

発明の目的 本発明はかかる欠点を除去したもので、給湯装置の湯温
制御性を向上させ、特に水ｆ急変や後沸きによる急激な
湯温変化に対しても出湯温度を設定温度と等しく制御す
ることを目的とする。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は、熱交換器の通水量
を制御する制御弁と、熱交換器通水路をバイパスするバ
イパス路に水量調節弁を設け、熱交換器出口の湯とバイ
パス路の水との混合した湯の温度を出湯温度検出器で検
出し、この出湯温度検出器と出湯温度設定部との信号を
比較し、加熱装置の加熱量を調節すると共に水量！Ｐ１
節弁によってバイパス水量を変化させ混合比を調節して
出湯温度を制御するものである。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面に基づき説明する。

第２図において、ｌは水量制御器で水は流入路２から弁
室３に入り、制御弁４と制御孔５との隙間を通って一次
室６に流入する。７は制御弁４と共動するダイヤフラム
でその他面側は二次室８を形成し、二次室８には制御ス
プリング９があって一次室６側へ付勢している。−次室
６に流入した水はベンチュリ管１０と水量！Ｊ１節弁１
１に分流し、ベンチュリ管１０の低圧部の圧力は連通孔
１２へ導かれて二次室８と連通ずる。ベンチュリ管１ｏ
を通過して水は熱交ＬＨ１３で加熱されて出湯管１４へ
供給され、水量調節弁１１からのバイパス路１５と混合
部１６で合流し、混合された湯は出湯温度検出器１７で
温度が検出される。水量調節弁１１は弁孔１８を有し、
ギヤ１９とモータ２０からなる駆動装置２１によって駆
動され、バイパス路１５の水量を！Ｉ１節する。一方ガ
スは、ガス供給路２２より加熱制御器２３を通って加熱
装置２４で燃焼し熱交換器１３を加熱する。２５は給湯
制御器で出湯温度検出器１７の信号を受けて演算し、駆
動装置２１と加熱制御器２３に出力する。

第３図に示す制御ブロック線図において、給湯制御器２
５は出湯温度設定部２６と加熱制御部２７と水量制御部
２８から構成され、水量制御部２８には湯温変化速度演
算部２８ａと駆動ＩＩＪ御部２８ｂがある。出湯温度制
御は可変抵抗器などで構成される出湯温度設定部２６と
出湯温度検出器１７のそれぞれの信号が加熱制御部２７
で演算され、その偏差信号は公知のＰＩＤ制御によって
加熱制御器２３を駆動し、加熱装置２４の発熱量を加減
することによって出湯温度を一定にする。水量制御は出
湯温度設定部２６と出湯温度検出器１７の偏差信号の変
化速度を湯温変化速度演算部２８ａで演算し、偏差信号
の大きさや偏差信号の変化速度の大きさに応じて駆動制
御部２８ｂへ信号を送出し、駆動装置２１を駆動する。

次に動作について説明する。第２図で通水が開始される
と、水量制御器１へ流入した水はベンチュリ管１０を通
過して熱交換器１３へ流入するものと、水量調節弁１１
からバイパス路１５へ流入するものとに分流し、混合部
】６で再び合流する。ベンチュリ管１０の差圧はダイヤ
フラム７の両側に作用して制御弁４を作動させるので、
ベンチュリ管１０を通る水量、すなわち熱交換器１３の
水量は水圧に関係なくほぼ一定に制御される。水量！！
１ｆｌｌ弁１１は外部から設定された適当な開度を保っ
ている。水が流れたことによってフロースイッチ（図示
せず）が作動し、加熱装置ｆ２４が燃焼を開始し湯温か
上昇する。

加熱装置２４で加熱された湯とバイパス路１５の加熱さ
れない水とが混合部１６で混合し、その混合湯温は出湯
温度検出器１７で検出される。出湯温度設定に対する出
湯温度の偏差は第３図の出湯温度設定部２６と出湯温度
検出器１７のそれぞれの信号によって演算される。立上
り時には加熱がまだ十分でなく出湯温度が低い方に偏差
が大きく、加熱制御器２３を駆動して加熱装置２４の加
熱量を増加させると共に、偏差信号を水量制御部２日で
演算し、駆動装置２１を介して水量調節弁１１の開度を
小さくしてバイパス路１５の水量を減少させて湯温上昇
の速度を高める。モして湯温が上昇して設定湯温に近づ
いたり、あるいは越えた時点で水量調節弁１１は徐々に
開かれる。このようにして出湯温度は設定温度と等しく
なる。この状態から使用者による蛇口の操作あるいは水
圧の急変によって、水量が急変した場合を考える０例え
ば水量が急激に減少した場合、熱交換器１３とバイパス
路１５への通水量が減少するので湯温が急激に］二昇す
る。この湯温上昇を出湯温度検出器１７で検出し、加熱
制御部２７でＰＩＤ？’＊）ｔを行い、加熱制御器２３
を３３節して、加熱装置２４の加熱量を急激に減少させ
る。それと同時に出湯温度の偏差信号を水量制御部２８
で演算し、駆動装置２１を作動させ、水量調節弁１１の
開度を大きくしてバイパス路１５の水量を増加させ、混
合部１６での湯温の急上昇を防止する。逆に水量が急激
に増加した場合には、水！調節弁１１を閉して湯温か低
下するのを防ぐ、また設定温度が急に変更された場合、
例えば高温に設定されると偏差が大きくなり、加熱装置
２４の加熱量を急激に増加させると同時に水１！ＩＩ節
弁１１の開度を小さくしてバイパス路１５の水量を減少
させ湯温を素早く上昇させる。

逆に急に低温に設定されると、水！調節弁１１の開度を
大きくして湯温を低下させる。出湯温度の偏差信号に対
する水！調節弁１１の開度の調節として次の方式が考え
られる。

■　湯温の偏差信号があらかしめ設定された範囲を越え
たとき、水量調節弁！■を設定された開度だけ調節する
。

■　湯温の偏差信号があらかじめ設定された範囲を越え
たとき、水Ｉ調節弁１１の開度を偏差信号に比例して調
節する。

■　湯温の偏差信号の変化速度を湯温変化速度演算部２
８ａで演算し、その変化速度の大きさに応して水量！１
１節弁１１の開度を調節する。

■　湯温の偏差信号の変化速度を湯温変化速度演算部２
８ａで演算し、その変化速度の大きさに応して水量調節
弁１１の開度を！１１節すると共にモータ２０の回転速
度も同時に変化させる。

方式■■は比較的簡単な制御で目的を達することができ
、方式■■では高精度な湯温制御が可能である。

いずれの方式にせよ水量の急変や湯温設定変更に対して
湯温をすみやかに設定温度に近づけることができる。こ
のようにして過渡的な湯温変化を防止するために開度を
調節した水ｔｉ節弁１１は湯温が安定した後、！Ｊ１節
前の開度に復帰する。復帰する方式は次のようなものが
考えられる。

■　湯温の偏差信号があらかしめ設定された範囲内に安
定したとき、調節前の開度へ復帰する。

■　湯温の偏差信号の変化速度を湯温変化速度演算部２
８ａで演算し、湯温の変化速度の方向が反転したとき、
調節前の開度へ復帰する。

■　水量調節弁１１が偏差信号によってその開度を調節
した後、所定時間経過して調節前の開度へ復帰する。

また水ｌＵＡ節弁１１の復帰する場合のモータ２０の回
転速度は過渡的湯温変化を起こさないような低速で駆動
すれば、復帰時に生じる水量変化加熱装置２４の加熱量
制御による遅い制御で吸収することができる。

加熱制御部２７のＰ［ＤＩＩＩ御や水量制御部２８の水
量！１１節弁１１の演算制御はマイクロコンピュータの
プログラムによって容易に行うことが可能である。

発明の効果 以上述べたように本発明は熱交換器の通水量を制御する
制御弁を設けると共に、熱交換器通水路をバイパスする
バイパス路に水１ｍ節弁を設け、熱交換器出口の湯とバ
イパス路の水との混合した温度を出湯温度検出器で検出
し、この出湯温度検出器と出湯温度設定部との信号を比
較し、加熱装置の加熱量を調節すると共に水量１ｉｔ節
弁によってバイパス水量を変化させて混合比を調節した
ので、水量急変や後沸きによる湯温の変化を防止できる
ばかりでなく、使用開始時の立上りや湯温設定変更時に
も素早く湯温を安定させることができる。

また、定常時には出湯温度を検出し加熱量を調節して高
精度の湯温制御を行い、過渡的な湯温変化に対しては応
答性の高い水量調節弁で速やかに湯温を整定させること
ができる。

さらに、熱交換器をバイパスする通路に水１１！節弁を
設けたので、熱交換器での圧力損失を増加させることな
く大水量の湯を得ることができるなどの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は給湯制御装置の従来例を示す構成図、第２図は
本発明の給湯制御装置の実施例の構成図、第３図は同制
御ブロック図である。 １１・・・・・・水ｉｔ調節弁、１３・・・・・・熱交
換器、１５・・・・・・バイパス路、１６・・・・・・
混合部、１７・・・・・・出湯温度検出器、２１・・・
・・・駆動装置、２４・・・・・・加熱装置、２５・・
・・・・給湯制御器、２６・・・・・・出湯温度設定部
、２７・・・・・・加熱制御部、２８・・・・・・水量
制御部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱装置と、熱交換器と、前記熱交換器の水量を
   制御する制御弁と、前記熱交換器への通水路をバイパス
   するバイパス路と、前記熱交換器出口と前記バイパス路
   との混合部下流に設けられた出湯温度検出器と、前記バ
   イパス路に設けられた水量調節弁と、前記水量調節弁の
   駆動装置と、出湯温度設定部と加熱制御部と水量制御部
   からなる給湯制御器とを備え、前記出湯温度検出器と前
   記出湯温度設定部の偏差信号によって加熱装置の加熱量
   を調節すると共に、前記偏差信号によって前記水量調節
   弁の開度を変化させ混合比を調節する給湯制御装置。
2. （２）制御弁は定流量機能を有する特許請求の範囲第１
   項記載の給湯制御装置。