JPH0456221B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は給湯器に関するものである。

（従来の技術） 従来より、出湯温度と設定温度との温度偏差に
基づいて燃料供給量を制御するフイードバツク制
御に加えて、設定湯温と入水温度と通水流量とに
基づいて必要号数を演算し、上記フイードバツク
制御に先立つて燃料供給量を制御する、いわゆる
フイードフオワード制御を採用した給湯器が実用
化されている。

（発明が解決しようとする問題点） 給湯器においては、発熱量の異なる燃料を同一
の器具で使用することがあり、例えば多種ある都
市ガスのうち、12Aガスと13Aガスとは１つのグ
ループとされ、発熱量の異なる両ガス種に対して
同一の器具で改造することなく使用できるように
して商品化されているが、前記従来の給湯器で
は、例えば13Aガスを使用したときに所定の能力
が得られるように調整すると、発熱量の低い12A
ガスが使用される場合には、フイードフオワード
制御において演算した必要号数に相当する熱量が
得られず、出湯温度が設定温度よりも低くなり、
フイードフオワード制御では常に大きな温度偏差
を生じることになり、フイードバツク制御でこの
偏差を解消するのに時間がかかり出湯特性の悪い
ものとなつていた。また更に、フイードバツク制
御のアルゴリズムとして通常PI制御が用いられ
るが、上記偏差を解消するために出湯温度を上げ
る方向に積分値が蓄積されているから、次に設定
湯温が低い温度に変更されたときにはこのフイー
ドバツク成分の影響で出湯温度が設定湯温より高
温になる場合もあり、積分値を減らして設定湯温
まで温度を下げるのには極めて時間がかかる。い
ずれにしても従来のものでは供給燃料の違いや器
具の固体差によつて実際の能力が所期の能力と異
なるときには出湯特性が極めて悪くなるという問
題点を有していた。

本発明は上記従来の問題点を解決し、供給燃料
の違い等によつて所期の能力が得られない場合で
も良好な出湯特性が得られる給湯器の提供を目的
としている。

（問題点を解決するための手段） 上記の問題点を解決するために本発明は次のよ
うな構成としている。すなわち、入水温度検出手
段と出湯温度検出手段と、通水流量検出手段と、
湯温設定手段とを備え、設定湯温と入水温度と通
水流量とに基づいて必要号数を演算すると共に、
出湯温度と設定温度との偏差に基づいてフイード
バツク号数を演算し、必要号数とフイードバツク
号数とを合わせた出力号数に応じて燃料供給量を
制御するものにおいて、出湯温度と入水温度と通
水流量とに基づいて実能力号数を演算し、前記出
力号数と実能力号数とに基づいて前記必要号数の
演算式を補正する手段を設けている。

（作用） 出湯温度が安定した時に出湯温度と入水温度と
通水流量とに基づいて実能力号数を算出し、その
とき制御信号として出力されている号数すなわち
フイードフオワード制御で演算された必要号数と
温度偏差に応じて演算されたフイードバツク号数
とを合わせた号数と比較し、例えば両者の比率
（出力号数／実能力号数）を求め、この比率を補
正係数として掛算するなどして必要号数の演算式
を補正する。したがつて以後はフイードフオワー
ド制御の精度が向上し、出湯温度と設定湯温との
偏差を解消するフイードバツク成分が減少して出
湯特性が向上する。

（実施例） 第２図は本発明に係る給湯器の概略構成図であ
り、１は熱交換器、２は入水管、３は出湯管であ
る。入水管２には通水流量検出手段４と入水温度
検出手段５が設けられ、出湯管３には出湯温度検
出手段６が設けられている。７はバーナ、８はバ
ーナ７へのガス供給量を調節する比例制御弁、９
は湯温設定手段である。１０は制御装置であり、
通水流量検出手段４、入水温度検出手段５、出湯
温度検出手段６、湯温設定手段９から信号を入力
し、比例制御弁８を制御するようにしている。

第１図は本発明の実施例を示す機能ブロツク構
成図であり、前記制御装置１０の要部の機能を示
している。１１は入水温度検出手段５、通水流量
検出手段４及び湯温設定手段９からの信号すなわ
ち入水温度（TC）、通水流量（Ｑ）、設定湯温
（TS）を入力し、必要号数（以下FF号数と称す）
を演算するFF号数演算部、１２は出湯温度検出
手段６が検出する出湯温度（TH）と前記設定湯
温（TS）とを比較してフイードバツク号数（以
下FB号数と称す）を演算するFB号数演算部であ
る。１３はFF号数演算部１１から出力されるFF
号数とFB号数演算部１２から出力されるFB号数
とを合わせた号数を出力する号数出力部、１４は
該号数出力部１３からの出力号数に応じて比例制
御弁８に制御電流を出力するガス比例制御部であ
る。１５は出湯温度（TH）、入水温度（TC）、
通水流量（Ｑ）を入力し、実能力号数を演算出力
する実号数演算部、１６はこの実能力号数と前記
号数出力部１３からの出力号数とを比較して補正
係数(K)を演算する比較演算部である。第３図は上
記補正係数(K)を演算するまでの過程を示してい
る。

いま設定湯温（TS）が設定されて蛇口（図示
せず）が開かれると入水温度（TC）、通水流量
（Ｑ）を読み取つてFF号数演算部１１でFF号数
が演算される。

すなわち、 FF号数＝Ｑ（TS−TC）／25 ……(A) である。このFF号数が号数出力部１３から出力
され、ガス比例制御部１４を介して比例制御弁８
が制御されてバーナ７への供給ガス量が制御され
る。そして出湯温度検出手段６で出湯温度
（TH）が検出され、設定温度（TS）と比較して
温度偏差が有ればそれを解消するために加える、
または減じる号数すなわちFB号数がFB号数演算
部１２で演算されて号数出力部１３からFF号数
とFB号数とを合成した号数が出力される。そう
して出湯温度（TH）が設定湯温（TS）に等し
くなつて安定したとき、該出湯温度（TH）と入
水温度（TC）と通水流量（Ｑ）とを読みとつて
実号数演算部１５で実能力号数が演算される。

すなわち、 実能力号数＝Ｑ（TH−TC）／25 である。

こうして演算された実能力号数と号数出力部１
３からの出力号数とを読み取つて比較演算部１６
で補正係数(K)を演算する。

すなわち、 Ｋ＝出力号数／実能力号数 である。

例えば、１３Ａガスを燃料としたときに所期の
能力が得られる器具に１２Ａガスを使用した場合
には、前記(A)式の演算によりFF号数＝７号とし
て比例制御弁８が制御されたとしても１２Ａガス
の方が発熱量が小さいので実際には７号相当の加
熱量が得られず、出湯温度（TH）は当然設定温
度（TS）より低くなり、フイードバツク制御が
かかる。例えばFB号数演算部１２からFB号数＝
１号が出力されたときに出湯温度（TH）が設定
湯温（TS）に等しくなつて安定したとすれば出
力号数＝７＋１＝８号となり、このとき実号数演
算部１５で演算した実能力号数が７号であれば補
正係数Ｋ＝8/7となる。換言すれば最大16号の能
力の給湯器であつても低発熱量のガスを使用する
ことによつて最大14号の能力しか得られないこと
が検知できるのである。

そこでこの時点以降は補正係数(K)を前記(A)式の
FF号数の演算にあらかじめ掛けて補正する。す
なわち、(A)式の演算結果が７号のときには補正係
数Ｋ＝8/7を掛けて７×8/7＝８号としてFF号数
演算部１１から出力するのである。その結果FF
号数と実能力号数との偏差が減少して温度偏差に
基づくフイードバツク制御成分が少なくなるので
（理想的にはフイードバツク量は零となる）、出湯
温度の設定湯温に対する追従、安定性が向上し、
出湯特性が向上する。

（発明の効果） 本発明は以下に示すようなすぐれた効果を奏す
るものである。すなわち、出力号数と実能力号数
とに基づいて必要号数の演算式を補正するので、
補正後に演算される必要号数は実能力号数に近い
ものとなり、出湯温度と設定湯温との偏差は僅か
なものとなるから、この偏差を解消するためのフ
イードバツク制御成分が小さく、出湯温度が設定
温度に一致するまでの時間が短くなる。特に、供
給燃料の違いや器具の固体差のために、演算した
必要号数に相当する熱量が得られない場合でも、
必要号数の演算式を補正してフイードフオワード
制御の精度を向上させるので良好な出湯特性が得
られ、供給燃料の種類や器具の固体差による性能
のバラツキを防ぐことができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す要部の機能ブロ
ツク構成図、第２図は本発明に係る給湯器の概略
構成図、第３図は本発明の実施例の動作を示す要
部のフローチヤートである。 ４……通水流量検出手段、５……入水温度検出
手段、６……出湯温度検出手段、８……比例制御
弁、９……湯温設定手段、１０……制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入水温度検出手段と出湯温度検出手段と、通
   水流量検出手段と、湯温設定手段とを備え、設定
   湯温と入水温度と通水流量とに基づいて必要号数
   を演算すると共に、出湯温度と設定湯温との偏差
   に基づいてフイードバツク号数を演算し、必要号
   数とフイードバツク号数とを合わせた出力号数に
   応じて燃料供給量を制御するものにおいて、出湯
   温度と入水温度と通水流量とに基づいて実能力号
   数を演算し、前記出力号数と実能力号数とに基づ
   いて前記必要号数の演算式を補正する手段を設け
   たことを特徴とする給湯器。