JPH05196302A - 給湯機における点火・消火時期の調整方法 - Google Patents

給湯機における点火・消火時期の調整方法

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JPH05196302A
JPH05196302A JP4005823A JP582392A JPH05196302A JP H05196302 A JPH05196302 A JP H05196302A JP 4005823 A JP4005823 A JP 4005823A JP 582392 A JP582392 A JP 582392A JP H05196302 A JPH05196302 A JP H05196302A
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  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】給湯蛇口が一定開度まで開けられた際にガスバ
ーナを強制点火させると共に一定開度まで絞られた際に
強制消火させる型式の給湯機、特にそのガスバーナの点
火・消火時期の調整方法に関するもので、温度センサの
検知する給水温T0が設定温度T に近付いてもガスバーナ
が頻繁に点火・消火を繰返すチャタリング現象が抑さえ
られるようにする。 【構成】ガスバーナを点火させる際に於ける通水量を点
火流量Q2,消火させる際に於ける通水量を消火流量Q1,
更にこれら両者の流量差をディファレンシャルQ0とし、
設定温度T と給湯機への給水温T0の温度差ΔTの増減方
向と逆に上記ディファレンシャルQ0を設定した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、給湯蛇口が一定開度ま
で開けられた際にガスバーナを強制点火させると共に一
定開度まで絞られた際に強制消火させる型式の給湯機、
特にそのガスバーナの点火・消火時期の調整方法に関す
るものである。
【0002】
【従来技術及び課題】給湯蛇口が一定開度まで絞られて
給湯量が減少した際にガスバーナを強制消火させる型式
の給湯機としては、例えば図2に示すものがある。これ
は、太陽熱温水器(2)で予備加熱された温水を利用する
もので、通水回路(1) にはその上流側から太陽熱温水器
(2),流量計(10),温度センサ(11),熱交換器(12)及び
湯水混合式のミキシングバルブ(14)がこの順序で順次下
流側に配設されており、更に該ミキシングバルブ(14)に
は冷水回路(20)が接続されている。又、上記熱交換器(1
2)を加熱するガスバーナ(15)へのガス回路(19)には比例
弁(16)とその上流側の元弁(17)が挿入されており、これ
らの弁や上記した流量計(10)等は制御装置(3)に電気接
続されている。そして、ミキシングバルブ(14)を開放す
ると通水回路(1) 内に流れる水流を流量計(10)が検知し
始め、設定温度T (例えば80℃)の温水が熱交換器(1
2)で沸かされるように比例弁(16)の開度をフィードホワ
ード制御しながらガスバーナ(15)の燃焼量をコントロー
ルする。そして、熱交換器(12)で沸かされた温水に冷水
回路(20)の供給冷水をミキシングしてミキシングバルブ
(14)から所望温度の温水を取出す。
【0003】この種給湯機では、ミキシングバルブ(14)
の開度が小さくてガスバーナ(15)を能力最小限で燃焼さ
せても設定温度T (例えば80℃)以上の温水が熱交換
器(12)で加熱生成されてしまう場合(例えば太陽熱温水
器(2)で既に高温水が生成されている場合等)には、安
全性等の観点から元弁(17)を閉弁状態に維持してガスバ
ーナ(15)を完全消火状態に保つようにしている。以下、
更に詳述する。
【0004】流量計(10)の計測する流量(Q) と点火・消
火の時期は図3の如き関係を有し、流量計(10)の測定す
る流量(Q) が点火流量Q2未満の場合はガスバーナ(15)を
消火状態に維持し、該流量(Q) が点火流量Q2まで増加し
た時点で前記ガスバーナ(15)を点火状態にしてその燃焼
量を適宜コントロールし始める。又、開放状態にあるミ
キシングバルブ(14)を徐々に絞って流量計(10)の測定す
る流量(Q) が消火流量Q1まで低下すると、ガスバーナ(1
5)を能力最小限で燃焼させても熱交換器(12)で設定温度
以上の熱湯が加熱生成される恐れが生じることから、元
弁(17)を閉じてガスバーナ(15)を消火状態に維持する。
そして、図3に示すように点火流量Q2と消火流量Q1の流
量差(以下、デファレンシャルQ0という)を設けている
のは、かかる流量付近で出湯操作している場合に自然な
流量変化(例えば上流側の瞬間的な水圧変動等で生じ
る)でガスバーナ(15)が点火・消火を小刻みに繰返す所
謂チャタリング現象を防止するためである。そして、上
記デファレンシャルQ0としては、通常「0.7 リットル/
分」程度に設定されている。
【0005】しかしながら、従来の給湯機では、太陽熱
温水器(2)等からの給水温T0が設定温度T に近付くと、
上記ディファレンシャルQ0を設けているにも関わらずガ
スバーナ(15)が小刻みに点火・消火を繰返す上記チャタ
リング現象が発生するという問題がった。かかる問題点
について更に詳述する。
【0006】点火流量Q2及び消火流量Q1は温度センサ(1
1)が検知する給水温T0によって変化するように設定され
ており、通常、消火流量Q1は次の演算式で決められる。 消火流量Q1≦最小発熱量R(キロカロリー/分)/(設
定温度T −給水温T0)・・・(A) ところが、給水温T0が設定温度T に近付くと、これらの
温度差ΔT(設定温度T −給水温T0)即ち式(A) の分母
が限りなく「0」に近付き、給水温T0の微小な変化でも
消火流量Q1が大きく変化する。従って、上記給水温T0が
設定温度T に近付いた状態では温度センサ(11)が検知す
る給水温T0を制御装置(3)のマイクロコンピュータ内で
デジタル信号に変換する際の変換誤差が式(A) の分母に
紛れ込んで消火流量Q1を大きく狂わせてしまう。そし
て、上記デジタル信号への変換誤差が消火流量Q1に与え
る影響は給水温T0が設定温度T に近付く程大きくなり、
該消火流量Q1の流量誤差ΔQ1は既述したディファレンシ
ャルQ0以上になってしまうことがある。そして、給湯動
作中(ガスバーナ(15)の燃焼中)に上記流量誤差ΔQ1が
ディファレンシャルQ0以上の幅で増減すると、ガスバー
ナ(15)が点火・消火を小刻みに繰返すチャタリング現象
が生じるのである。
【0007】尚、上記従来のものでは消火流量Q1を上記
式(A) で演算してこれに固定のディファレンシャルQ0を
加算して点火流量Q2を決定するようにしたが、点火流量
Q2を上記演算式で演算した値より所定値加算した値に設
定し、これから固定のディファレンシャルQ0を減算した
ものを消火流量Q1として採用するようにしてもよい。本
発明は、上記の点に鑑みて成されたもので、『熱交換器
(12)を流れる通水の流量を計測する流量計(10)と、該熱
交換器(12)への供給水の温度を測定する温度センサ(11)
を具備し、設定温度T と温度センサ(11)が検知する給水
温T0の温度差ΔTに逆比例するように点火流量Q2又は消
火流量Q1のいずれか一方を設定すると共に、これら点火
・消火流量Q2,Q1の流量差たるディファレンシャルQ0を
設けるようにし、流量計(10)の計測する流量Q が上記点
火流量Q2以上になったときに熱交換器(12)用のガスバー
ナ(15)を点火すると共に上記流量Q が前記消火流量Q1以
下になったときには前記ガスバーナ(15)を消火状態に維
持するようにした点火・消火時期の調整方法』におい
て、温度センサ(11)の検知する給水温T0が設定温度T に
近付いてもガスバーナ(15)が頻繁に点火・消火を繰返す
チャタリング現象が抑さえられるようにすることをその
課題とする。
【0008】
【技術的手段】上記課題を解決する為の本発明の技術的
手段は、『ディファレンシャルQ0を増減変化させるよう
にすると共に、該ディファレンシャルQ0の増減方向を温
度差ΔTの増減方向と逆に設定した』ことである。
【0009】
【作用】上記技術的手段は次のように作用する。上記技
術的手段によれば、設定温度T と給水温T0の温度差ΔT
の増減方向とディファレンシャルQ0の増減方向を逆の関
係に設定したから、上記温度差ΔTが小さくなったとき
即ち給水温T0と設定温度T とが相対的に近付いたときは
ディファレンシャルQ0が大きくなる。
【0010】即ち、給水温T0と設定温度T が近付いて給
水温を検知する際の検知誤差及びマイコンの変換誤差等
に基づく消火流量Q1や点火流量Q2の誤差が大きくなって
いる恐れがあるときは、これら両者の流量差たるデファ
レンシャルQ0が大きくなるのである。
【0011】
【効果】本発明は次の特有の効果を有する。給水温T0と
設定温度T が近付いて給水温を検知する際の検知誤差及
びマイコンの変換誤差等に基づく消火流量Q1や点火流量
Q2の誤差が大きくなっている恐れのあるときには、これ
ら両者の流量差たるディファレンシャルQ0が大きくなる
から、該点火流量Q2と消火流量Q1が明確に区別できてガ
スバーナ(15)が小刻みに燃焼・消火を繰返す不都合が防
止できる。
【0012】
【実施例】次に上記した本発明の実施例を説明する。本
発明を実施した給湯機の水回路等は既述した図2のもの
と同様に構成されている。ガスバーナ(15)用の元弁(17)
や比例弁(16)を制御する制御装置(3)内に格納されたマ
イクロコンピュータには図1に示す如き内容の制御プロ
グラムが格納されており、以下本発明を実施した給湯機
の動作の実際を同図1を引用しながら説明する。 (ア).先ず流量計(10)が流量計測状態にあるか否かを
判断し、流量計測状態にあるとき、即ち、計測流量が
「0」を越えている場合にはミキシングバルブ(14)が開
かれて出湯操作されたと判断してディファレンシャルQ0
を演算する(図面符号(70)(71)のステップ参照)。
【0013】上記ディファレンシャルQ0は給水温T0が設
定温度T (この実施例では80℃に設定されている)に
近付くほど大きくなるように設定されており、この実施
例では、 ディファレンシャルQ0=100リットル/((設定温度
T −給水温T0)×(設定温度T −給水温T0))・・・
(B) の演算式を使用する。これにより、設定温度T と給水温
T0の温度差ΔTが小さくなるほどディファレンシャルQ0
が大きくなりこれら温度差ΔTとディファレンシャルQ0
の増減方向が逆の関係になる。
【0014】尚上記ディファレンシャルQ0の演算式で分
母を(設定温度T −給水温T0)の2乗にしたのは、消火
流量Q1を演算する既述式(A) から検討すると、消火流量
Q1の変化量は(設定温度T −給水温T0)の2乗に逆比例
するからである。即ち、
【0015】
【数1】 ・・・(C) となり、消火流量Q1の変化量を示す上記式(C) の右辺の
分母が(設定温度T −給水温T0)の2乗になっているこ
とから、前記消火流量Q1の変化即ち誤差の増減に合わせ
てディファレンシャルQ0を増減させるために上記式(B)
の右辺の分母も(設定温度T −給水温T0)の2乗にした
のである。 (イ).次に上記ディファレンシャルQ0が「0.7リッ
トル/分」より小さい場合は該ディファレンシャルQ0を
0.7リットルにセットする(図面符号(72)(73))。 (ウ).次に点火流量Q2の演算を実行する(図面符号(7
4)のステップ参照)。即ち、既述した従来のものと同様
に式(A) を使用して消火流量Q1を演算すると共に、該演
算結果に上記図面符号(71)のステップで求めたディファ
レンシャルQ0(該ディファレンシャルQ0が0.7未満の
ときは0.7にセットされている)を加算して点火流量
Q2を求めるのである。 (エ).次に流量計(10)の計測する流量(Q) が上記点火
流量Q2より小さい場合にはガスバーナ(15)を能力最小限
で燃焼させても設定温度T (この実施例では80℃)以
上の温水が熱交換器(12)で沸かされてしまうことから、
ガスバーナ(15)を点火せず図面符号(70)のステップに制
御動作が戻される。これとは逆に、流量計(10)の計測す
る流量(Q) が点火流量Q2以上の場合は、元弁(17)を開け
てガスバーナ(15)にガス供給すると共に該ガスバーナ(1
5)に点火してこれを燃焼状態にする(図面符号(76)のス
テップ参照)。 (オ).流量計(10)が計測する流量(Q) と温度センサ(1
1)の検知する給水温T0と設定温度T と更に熱交換器(12)
の熱交換効率等から、上記設定温度T の温水を沸かすの
に必要なガスバーナ(15)の燃焼量を演算しながら比例弁
(16)の開度をコントロールする。即ち、フィードホワー
ド制御をしながら給湯動作を続行させるのである(図面
符号(77)のステップ参照)。そして、この給湯動作中
は、時間経過に伴って変化する温度センサ(11)の検知水
温(給水温T0)を既述式(A) に代入して消火流量Q1を演
算し続け、上記流量(Q) が消火流量Q1未満になるのを監
視する(図面符号(78)(79)のステップ参照)。
【0016】そしてこの場合、点火流量Q2の近傍で出湯
操作されている条件では既述したように給水温T0と設定
温度T の温度差ΔTが小さい場合、温度センサ(11)によ
る給水温T0が若干でも変化すると消火流量Q1が大きく変
動してガスバーナ(15)が強制消火される恐れがあるが、
かかる条件下ではディファレンシャルQ0が大きくなるよ
うに図面符号(71)のステップで演算しているから、点火
流量Q2と消火流量Q1の差が大きくなって、ガスバーナ(1
5)が小刻みに点火・消火を繰返すチャタリング現象が生
じる心配が少なくなる。 (カ).次に、上記図面符号(79)のステップを実行した
際に流量計(10)の測定する流量(Q) が消火流量Q1より小
さいときは、ガスバーナ(15)を能力最小限で燃焼させて
も設定温度T を越える熱湯が熱交換器(12)で加熱生成さ
れて危険な状態になることから、元弁(17)を閉じて(図
面符号(80)のステップ参照)、制御動作を図面符号(70)
のステップに戻す。
【0017】尚、上記実施例では式(A) を使用して消火
流量Q1を演算すると共に該演算結果に上記図面符号(71)
のステップで求めたディファレンシャルQ0を加算して点
火流量Q2を求めるようにしたが、式(A) を利用して点火
流量Q2を求めると共にこれから上記ディファレンシャル
Q0を減算して消火流量Q1を求めるようにしても良い。即
ち、例えば、 点火流量Q2≧K(最小発熱量R(キロカロリー/分)/
(設定温度T −給水温T0)) (但し、Kは1より大きい常数である。)の演算式で点
火流量Q2を求め、これから図面符号(71)で求めたディフ
ァレンシャルQ0を減算して消火流量Q1を求めても良いの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した給湯機の制御を説明するフロ
ーチャート
【図2】給湯機の構成説明図
【図3】消火流量Q1点火流量Q2の関係説明図
【符号の説明】
(1) ・・・通水回路 (2)・・・太陽熱温水器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱交換器(12)を流れる通水の流量を計測
    する流量計(10)と、該熱交換器(12)への供給水の温度を
    測定する温度センサ(11)を具備し、設定温度T と温度セ
    ンサ(11)が検知する給水温T0の温度差ΔTに逆比例する
    ように点火流量Q2又は消火流量Q1のいずれか一方を設定
    すると共に、これら点火・消火流量Q2,Q1の流量差たる
    ディファレンシャルQ0を設けるようにし、流量計(10)の
    計測する流量Q が上記点火流量Q2以上になったときに熱
    交換器(12)用のガスバーナ(15)を点火すると共に上記流
    量Q が前記消火流量Q1以下になったときには前記ガスバ
    ーナ(15)を消火状態に維持するようにした点火・消火時
    期の調整方法において、ディファレンシャルQ0を増減変
    化させるようにすると共に、該ディファレンシャルQ0の
    増減方向を上記温度差ΔTの増減方向と逆に設定した給
    湯機における点火・消火時期の調整方法。
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