JPH04121551A - 給湯機の出湯温度制御装置 - 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〕 本発明は給湯機の出湯温度制？２１１装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の出湯温産制ｍ装置としては特開昭６１−２２８２
４９号公報に示されるように、入水温度センサーで検知
した温度と出湯温度設定手段で設定した温度と流量セン
サーで検知した流量より夏山したフィードフォワード量
と出湯温度センサーで検知した温度と出湯温度設定手段
で設定した温度より夏山したフィードバンク量の加夏値
より加熱量を調節する方法がある。

以下、第３図を用い、従来の技術について説明する。

１は給水路、２は給湯量を検知する流量センサー、３は
給水温度を検知する大水温［−４−ンサー５は加か手段
、４は供給される水を加熱する熱交換器、７は鵠交換器
４で加熱された壜Ａを検知する出湯温度センサーである
。６は熱交換器４を加熱するバーナ、８は熱交換器４の
加鵠量を調節すべくバーナ６への燃料を調節する供給燃
料比例調節手段、１５は燃料供給路である。９はフィー
ドフォワード制御、フィードバンク制御を行う制御１回
路で、１４は出湯温度を設定する出湯温度設定手段であ
る。制御回路９は流量センサー２で検知した流量、入水
温度センサー３で検知した入水温度、出湯温度設定手段
１４で設定された設定温度から必要な加熱量をフィード
フォワード量として夏山するフィードフォワード演算手
段１１と、設定温度と出湯温度の差を補償するのに必要
な加熱量をフィードバック量として夏山するフィードバ
ック演算手段１２と、フィードフォワード量とフィード
バック量を加算する加算手段１３と、加算手段１３の出
力に応し供給燃料比例調節手段８を駆動する駆動手段と
よりなる。

給湯機の能力を表す方法のひとつに割数があり、入水温
度を７皿、流量をＱ、出湯温度をＴｏとすると、号数Ｏ
は ０　＝　（Ｔｏ　−Ｔｉ）／２５’　Ｑ　（１位二号）
　　（式１）一方、号数すなわち能力Ｏと加算手段１３
の出力の関係は、加熱手段５、バーナ６、燃料比例調節
手段８等からなるｌ！構部や燃料、流量、駆動手段工０
より決まる関数となっている。この間数をｆとし、加算
手段１３の出力をＳとすると、０−ｆ　（Ｓ）　　　　
　・・−−一−−−−−−・・・−−−−−−・−（弐
２）Ｓ−ｆ（０）　　　　　・・・−・−・−・・・−
・−・−・−（弐３）とおける、尚、これらの関数は時
間要素を含んでいるが、流量が安定で湯温も安定な時（
以降安定時とする）には加算手段１３の出力Ｓと能力０
はほとんど変動せず、時間要素は無視することができる
。そこで、安定時の能力Ｏと加算手段１３の出力の関係
は、関数「から時間要素を取り除いた関数をｒ′とする
と、 ０−ｆ’（Ｓ）　　　　−・・−−−−−−−・　　　
（式４）Ｓ−ｆ’（０）　　　　　−・−７−−−−（
式５）とおける。

さらに、フィードフォワード演算手段１１の出力である
フィードフォワード量をＦ、フィードバック演算手段１
２の出力であるフィードバック量をＢとおく。

安定となる場合には３つの場合があり、設定温度と出湯
温度が等しい場合、要求される能力が給湯機の最大ある
いは最小能力外にある場合、燃焼していない場合である
。

設定温度と出湯温度が等しく安定となった場合、フィー
ドバックＩＩＢは０に近づき流量、湯温共に一定になる
と０となり、従ってＳ−Ｆであり、（式４）、（式５）
より ０−ｆ’（Ｆ）　　　　−・−・−・−・−・・・・−
・−・−（弐６）Ｆ−ｆ　’　　（０）　　　　　　　
−−−−・−−−−一（式７）となる、また、設定温度
をＴｓとおくと（弐Ｉ）より ０＝（Ｔｓ−Ｔｉ）／２５”　Ｑ　（単位二号）　−・
−（弐８）であり、フィードフォワード量Ｆは能力０の
関数といえる。

要求される能力が給湯機の最大あるいは最小能力外にあ
る場合、フィードフォワード量Ｆは（弐８）と（式７）
とより求まる値もしくは取りうる最大あるいは最小の値
となり、フィードハック量Ｂは設定温度Ｔｓと出湯温度
Ｔｏの差を補正すべく取りうる最大あるいは最小の値と
なる。加算手段１３の出力Ｓはフィードフォワード量Ｆ
とフィードパ、り量Ｂの和もしくは取りうる最大あるい
は最小の値となる。加算手段１３の出力Ｓの最大値、最
小値は、それぞれ給湯機の最大能力、最小能力を（式３
）に代入した値にしている。最大値、最小値を給湯機の
能力に合わせる働きを加算手段１３ではな（駆動手段１
０に持たせる場合もあり、フィー、ドフォワード演算手
段１１やフィードバック演算手段１２にも付加する場合
もある。

燃焼していない場合は、フィードフォワード量Ｆは（弐
８）と（式７）とより求まる値もしくは取りうる最大値
、フィードバック量Ｂは設定温度Ｔｓと出湯温度ＴＯの
差を補正すべく取りうる最大値、加算手段１３の出力Ｓ
は取りう４最大値となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した従来技術においては、入水温度センサー３が必
要不可欠であり、さらに入水温度センサー３を給水路１
に取付けるための部品や給水路自身の加工等が必要とな
る。また、組立て作業も要し給湯機全体として高価なも
のであった。

本発明は、入水温度センサーを用いることなくフィード
フォワード制御を行おうとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図を用いて説明する。流量センサー２で検出した流
量と出湯温度センサー７で検出した温度とフィードフォ
ワード演算手段１１の出力と前記フィードバック演算手
段１２の出力の加算値より入水温度を推定する入水温度
推定手段１７を備え、入水温度推定手段１７の出力を入
水温度としてフィードフォワード演算手段１１に入力し
、フィードフォワード演算手段１１ではこれを用いフィ
ードフォワード演算を行う。

入水温度推定手段１７は、流量センサー−２で検出した
流量と出湯温度センサー７で検出した温度とフィードフ
ォワード演算手段１１の出力と前記フィードバック演算
手段１２の出力の加３Ｈｆｆよ、り入水温度を算出する
入水温度算出手段１８と、入水温度を記憶する記憶手段
１９と、推定値出力手段２０とからなる。推定値出力手
段２０は、フィードバック演算手段１２の出力の変化幅
が一定時間一定値以下となると入水温度算出手段１８の
出力を記憶手段１９にて記憶すると同時にフィードフォ
ワード演算手段１１に出力し、それ以外は記憶手段１９
の記憶内容をフィードフォワード演算手段１１に出力す
る。

〔作用〕

従来技術と同じところは省略し、新規なところについて
説明する。

入水温度Ｔｉは安定時であれば（式８）よりＴｉ＝Ｔｓ
　−０／　Ｑ”　　２５ で求められる。さらに、安定時は時間要素を無視できる
ため（式４）を用いると、入水温度ＴｉはＴｉ＝Ｔｓ　
−ｆ　’　　（Ｓ）　／Ｑ”　２５　−・−（式９）と
なる、関数ｆ′をあらかしめ求めておくことで（式９）
より入水温度を算出することが出来る。

設定温度と出湯温度が等しく安定となった場合はＳ＝Ｆ
であり（式７）　（弐８）からも（弐９）より入水温度
を算出することが出来ることは明らかである。また、要
求される能力が給湯機の最大あるいは最小能力外にある
場合、加算値Ｓは最大値あるいは最小値となり、それぞ
れ給湯機の最大能力、最小能力に対応しているから、（
式９）が有効である。入水温度算出手段１８では随時（
式９）をもって入水温度を求める。

一方、フィードバック量Ｂは安定するにしたがってその
変化幅が０に近づき、流量および湯温か一定になるとそ
の変化幅は０となる。したがって、安定であるかはフィ
ードバック量の変化幅より判断できる。

推定値出力手段２０では、フィードバンク量の変化幅が
一定の時間、一定値以下にある時安定であるとし、この
時の入水温度算出手段１８で求められた入水温度を推定
値どする。さらに、このガ定優を記憶手段１９に記憶し
、同時にフィードフォワード演算手段Ｉｆに出力する。

また、安ηでないときは記憶値をフィードフォワード演
算、１段１１に出力する。但し、燃焼していない場合に
はフィードバック量の変化幅が一定の時間、−双値以下
であっても推定値としない。

フィードフォワード演算手段１１は推定値を込水温度と
しく式１）と（式７）すなわち０＝　（Ｔｓ−Ｔｉ）／
２５　’Ｑ Ｆ　＝　　ｆ　　（０）　　−！　（（Ｔｓ−Ｔｉ）／
２５”　　Ｑ）よりフィードフォワード量Ｆを求める。

また、第２図に示すように、加算値Ｓのかわりにフィー
ドフォワード量Ｆを入水温度算出手段２２に入力し入水
温度を算出する場合も（式９）を使用できるが、この場
合推定値が盲動であるのは設定温度と出湯温度が等しく
安定となった場合に限られ、推定値出力手段２３ではフ
ィードバンク量Ｂの変化幅による判断の他に、設定温度
と出湯温度が等しか否かの判断が必要となる。

以上により、入水温度センサーを用いることなくフィー
ドフォワード制御を行うことが出来る。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、入水温度を推定するもの
であるから、従来のごとく入水温度センサーを用いるも
のに比べ、安ｆｉｉにすることができ、し゛かも容易な
組立を実現出来る。

【図面の簡単な説明】

第１回と第２図は本発明の例を示す給湯機の出湯温度制
御装！のブロック図である。第３図は従来の給湯機の出
湯温度制御装置のブロック図である。 １　給水路　　　　　　２　流量センサー３　入水温度
センサー　４　熱交換器 ５　加熱手段　　　　　６　バーナ ７　出湯温度センサー　８　供給燃料比例！ｌ１節手段
９　制御回路　　　　　１０　　駆動手段１１　　フィ
ードフォワード演算手段 １２　　フィードバック演算手段 １３　　加算手段　　　　　１４　　出湯温度設定手段
燃料供給路 入水温度推定手段 記憶手段 入水温度推定手段 推定値出力手段 制御回路 入水温度算出手段 推定値出力手段 入水温度算出手段 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、給水路に設けた流量センサーと、熱交換器の出湯側
   に設けた出湯温度センサーと、加熱量を調節するために
   燃料供給路に設けた燃料比例調節手段と、出湯の温度を
   設定する温度設定手段とを備えた給湯機の出湯温度制御
   装置の中でも、前記温度設定手段で設定した温度と入水
   温度と前記流量センサーで検出した流量より前記燃料比
   例調節手段の調節量を導出するフィードフォワード演算
   手段と、前記温度設定手段で設定した温度と前記出湯温
   度センサーで検出した温度より前記燃料比例調節手段の
   調節量の補正をするフィードバック演算手段と、前記フ
   ィードフォワード演算手段の出力と前記フィードバック
   演算手段の出力の加算値より前記燃料比例調節手段の調
   節量を決定する駆動手段とを備えた出湯温度制御装置に
   おいて、前記流量センサーで検出した流量と前記出湯温
   度センサーで検出した温度と前記フィードフォワード演
   算手段の出力と前記フィードバック演算手段の出力の加
   算値より入水温度を推定する入水温度推定手段を備え、
   前記入水温度推定手段の出力を入水温度として前記フィ
   ードフォワード演算手段に入力したことを特徴とする給
   湯機の出湯温度制御装置。 ２、入水温度推定手段が、前記流量センサーで検出した
   流量と前記出湯温度センサーで検出した温度と前記フィ
   ードフォワード演算手段の出力と前記フィードバック演
   算手段の出力の加算値より入水温度を算出する入水温度
   算出手段と、入出力可能な記憶手段と、前記フィードバ
   ック演算手段の出力の変化幅が一定時間一定値以下にな
   ると前記入水温度算出手段の出力を前記記憶手段にて記
   憶すると同時に前記フィードフォワード演算手段に出力
   し、それ以外は前記記憶手段の記憶内容を前記フィード
   フォワード演算手段に出力する推定値出力手段とから成
   ることを特徴とする第一項記載の出湯温度制御装置。 ３、入水温度推定手段が、前記流量センサーで検出した
   流量と前記出湯温度センサーで検出した温度と前記フィ
   ードフォワード演算手段の出力より入水温度を推定する
   入水温度推定手段であることを特徴とする第一項記載の
   出湯温度制御装置。