JPH06288628A - 給湯器制御方法 - Google Patents

給湯器制御方法

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JPH06288628A
JPH06288628A JP4181584A JP18158492A JPH06288628A JP H06288628 A JPH06288628 A JP H06288628A JP 4181584 A JP4181584 A JP 4181584A JP 18158492 A JP18158492 A JP 18158492A JP H06288628 A JPH06288628 A JP H06288628A
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富雄 三宅
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誠 浜田
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 様々な条件の下での出湯開始時或いは再出湯
時における出湯特性を改善し、即出湯機能を備えた副路
電磁弁の制御方法を提供する。 【構成】 給湯器において、設定温度tS と、入水温度
C 及び加熱手段の最大加熱能力に基づいて入水量Qの
許容最大流量Qmax.を算出し、入水量Qが許容最大流量
max.を超えないように水量制御弁を制御する給湯器制
御方法であり、給湯開始時には、入水量Qを許容最大流
量より小さい初期通水量Q1 とし、設定温度tS と入水
温度tC との偏差に比例的に可変設定する待機時間Tの
経過後に、入水量Qを許容最大流量に増大させる。さら
に、ポストパージ中に再出湯を開始する際は、ポストパ
ージ中の待機時間TP を、Tに基づいて算出する。従っ
て、小流量で再出湯を開始し、適切な待機時間をおいて
流量を増大させているから、出湯停止時間の長短を含む
出湯条件の変動に影響されることなく、安定した出湯を
行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、設定温度、入水温度及
び最大加熱能力に基づいて算出される許容最大流量を超
えないように入水量を制御する水量制御弁を備えた給湯
器において、出湯特性を向上させた給湯器制御方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、運転スイッチ操作或いは通水開
始操作により出湯運転が開始される給湯器においては、
設定温度に応じて水量調節弁の開度が設定されているた
めに、出湯開始時に温湯が供給されるまでの立ち上がり
時間が長く、温湯が供給される前に冷水が供給されると
いう問題があった。
【0003】従来、上記出湯開始時の問題点を解決する
ための手段が提案されており、例えば特開平1−302063
号公報には、熱交換器への通水を検知して加熱手段が熱
交換器の加熱を開始し、加熱手段の加熱能力、通水量、
流入水温に応じて熱交換器への缶体通水量を調節する水
量制御弁の開度を決定する給湯器の水量制御装置におい
て、出湯温度検出手段を備え、出湯開始(コールドスタ
ート)時には、水量制御弁の開度を決定された開度より
も小さい開度に設定し、出湯温度の上昇に伴って開度を
増大させて決定された開度に変更するものが記載されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の水量制御弁の制御方法においては、出湯を一時停止
して短い時間をおいて再び出湯を開始する再出湯(ホッ
トスタート)時には、検出される出湯温度が高い(設定
温度近傍)ため、すぐに水量制御弁を開動作させること
になり、安定した出湯湯温を得ることができず、設定温
度よりも高い温度で出湯が開始される(オーバーシュー
ト)、或いは設定温度よりもかなり低い温度で出湯が開
始される(アンダーシュート)等、再出湯特性が改善さ
れないという問題があった。そこで、再出湯特性を改善
するために、再出湯開始時に水量制御弁の開度を一定時
間だけ小さくすることが考えられるが、実際問題として
条件により過大なオーバーシュートを生じることがあ
り、また、水量制御弁の作動速度が遅いために開度を小
さくしている一定時間が長くなってしまい、オーバーシ
ュートが大きくなるという問題があった。なお、再出湯
特性を改善するために、入水路から分岐して入水路に合
流する副路を設け、該副路に副路電磁弁を配設し、副路
電磁弁を開閉制御するシステムがあるが、単純なシーケ
ンス制御では種々の条件下で出湯特性を改善することが
困難であるという問題があった。
【0005】本発明の目的は、出湯停止時間の長短等、
様々な条件の下での出湯開始時或いは再出湯時における
出湯特性を改善し、即出湯機能を備えた給湯器制御方法
を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の給湯器制御方法は、熱交換器と、熱交換器入
口側に接続された入水路と、熱交換器出口側に接続され
た出湯路と、バーナ等の加熱手段と、入水量Qを制御す
る水量制御弁と、入水量Qを検出する入水量検出手段
と、入水温度tC を検出する入水温度検出手段とを備え
た給湯器において、設定温度tS と、入水温度tC 及び
加熱手段の最大加熱能力に基づいて入水量Qの許容最大
流量Qmax.を算出し、入水量Qが許容最大流量Qmax.
超えないように(Q≦Qmax.)水量制御弁を制御(過流
出防止制御)する給湯器制御方法であって、給湯開始時
には、入水量Qを上記許容最大流量Qmax.より小さい初
期通水量Q1 (Q1 <Qmax.)とし、設定温度tS と入
水温度tC との偏差(tS −tC )に比例的に可変設定
する、即ち、式T=α・(tS −tC )+β(α,βは
定数)により算出された待機時間Tの経過後に、入水量
Qを上記許容最大流量Qmax.に増大させるものである。
さらに、出湯運転停止後のポストパージ中に再出湯を開
始する場合には、ポストパージ中の待機時間TP を、上
記ポストパージ終了後である通常の待機時間によりも短
くし、次式で算出する。 TP =T−γ (但し、γは正の定数である) 上記構成により、給湯停止時間が長く、給湯器が確実に
冷却した後の出湯開始時、ポストパージ中或いはポスト
パージ終了後の再出湯を行う際に、小流量で再出湯を開
始し、適切な待機時間をおいて流量を増大させているか
ら、出湯停止時間の長短を含む出湯条件の変動に影響さ
れることなく、安定した出湯を行うことができる。
【0007】
【実施例】本発明の実施例を図に基づいて説明すると、
給湯器は、熱交換器1と、熱交換器1の入水側に接続さ
れた入水路2と、熱交換器1の出湯側に接続された出湯
路3と、熱交換器1をバイパスして入水路2と出湯路3
とを連通させるバイパス路4と、入水路2に設けられて
入水温度TC を検出する入水温度センサ(入水温度検出
手段)5、入水量Qを検出する入水量センサ(入水量検
出手段)6と、出湯路3に設けられて出湯温度tH を検
出する出湯温度センサ7、出湯流量調節弁即ち水量制御
弁8及び給湯場所に配設される先栓9と、熱交換器1を
加熱するバーナ10と、ガス比例弁11とを備えている。
【0008】出湯停止後長時間が経過して熱交換器1が
冷却した状態での出湯開始(コールドスタート)時に
は、先栓9が開かれると、水量制御弁8の開度を小さく
して入水量Qを許容最大流量Qmax.よりも少ない初期入
水量Q1 (Q1 <Qmax.)を通水(流量制限)し、入水
量センサ6が入水量Q=Q1 を検出して通水を確認する
と、バーナ14の燃焼を開始し、所定の待機時間T0 経過
後に水量制御弁8の開度を大きくして入水量Qを許容最
大流量Qmax.に増大させる(Q=Qmax.)ことにより、
設定温度tS の出湯を得る。なお、許容最大流量Qmax.
は、設定温度tS と、入水温度tC 及び加熱手段の最大
加熱能力に基づいて算出されるものであり、入水量Qを
許容最大流量Qmax.に増大させて出湯運転する際に、常
時入水量Qが許容最大流量Qmax.を超えない(Q≦Q
max.)ように水量制御弁8を制御(過流出防止制御)す
る。出湯路3とバイパス路4との合流部における混合比
が所定値に固定されているから、設定温度tS と出湯温
度tH との間に偏差を生じた場合にはガス比例弁11を制
御してバーナ10の燃焼量を調節し、出湯温度tH を制御
する。また、バイパス路4と出湯路3との合流部に混合
弁を設け、該混合弁の開度をバイパス流量QB と缶体通
水量QH との混合比が所定値となるように初期設定して
おき、設定温度tS と出湯温度tH との間に偏差を生じ
た場合に、開度を調節してバイパス流量と缶体通水量と
の混合比を変更し、出湯温度tH を制御するようにして
も良い。
【0009】出湯停止時間が比較的短く、熱交換器1が
冷却していない状態でポストパージ終了後に再出湯を開
始(ホットスタート)する時には、先栓9が開かれる
と、水量制御弁8の開度を小さくして、入水量Qを許容
最大流量Qmax.よりも少ない初期入水量Q1 を通水(流
量制限)し、入水量センサ6が入水量Q=Q1 を検出し
て通水を確認すると、バーナ10の燃焼を開始し、待機時
間T経過後に水量制御弁8の開度を大きくして入水量Q
を許容最大流量Qmax.に増大させる(Q=Qmax.)とと
もに、過流出防止制御(Q≦Qmax.)を行うことによ
り、設定温度tS の出湯を得る。待機時間Tはそのとき
の熱負荷に応じて可変設定するもので、入水温度tC
設定温度tS との偏差(tS −tC )に対して比例的に
次式で算出する。 T−β=α・(tS −tC ) 式を変形して、 T=α・(tS −tC )+β 但し、α,βは定数であり、実験により定める。なお、
本来熱負荷はQ・(tS −tC )であり、待機時間Tを
算出する場合もT=δ・Q・(tS −tC )+β(δは
定数) とするものであるが、本発明においては、入水
量Qが一定(Q=Q1 =const.)であるから、入水温度
C と設定温度tS との偏差(tS −tC )に基づいて
算出すれば良い。
【0010】次に出湯停止後、ポストパージが行われて
いる最中に再出湯を行う場合には、熱交換器1内の湯温
が上記ポストパージ終了後に較べて高いものであるか
ら、先栓9が開かれると、水量制御弁8の開度を小さく
して、入水量Qを許容最大流量Qmax.より少ない初期入
水量Q1 を通水(流量制限)し、入水量Q=Q1 を検出
して出湯を確認すると、バーナ10の燃焼を開始し、待機
時間TP をもって出湯検知よりも遅れて水量制御弁8の
開度を大きくして入水量Qを許容最大流量Qmax.に増大
させる(Q=Qmax.)とともに、過流出防止制御(Q≦
max.)を行うものであるが、上記待機時間TP は上述
のポストパージ終了後再出湯時の待機時間Tよりも所定
時間γだけ短くすると良いものである。 TP =T−γ 但し、γは正の定数で、実験により定める。
【0011】図2を参照して制御動作について説明する
と、時刻TOFF に先栓9を閉じて出湯を停止すると、水
量制御弁8の開度を初期入水量Q1 (例えば、8l/mi
n.)に対応させた待機位置に駆動し、水量制御弁8に設
けた待機位置検出用リミッタで検出する。ポストパージ
終了後の時刻TS に先栓9を開いて再出湯を開始する
と、水量制御弁8が待機位置にあるから、初期入水量Q
1 (例えば、8l/min.)が通水される筈であるが、入水
圧力の変動(例えば、低下)があると、初期入水量Q1
と異なる始動流量Q0 (例えば、7l/min.)が通水され
る。なお、始動流量Q0 は入水圧力が低下すると初期入
水量Q1 より小さく(Q0<Q1 )、入水圧力が上昇す
ると初期入水量Q1 より大きく(Q0 >Q1 )、入水圧
力が変動しなければ初期入水量Q1 と等しく(Q0 =Q
1 )なる。所定の読込時間TR (例えば、0.8 sec.)の
間始動流量Q0 (7l/min.)を通水して始動流量Q
0 (7l/min.)を読み込んで始動流量Q0 が初期入水量
1 と異なることを確認すると、水量制御弁8の開度を
調節して初期入水量Q1 (8l/min.)に制御し、時刻T
S から待機時間T(例えば、3sec.以下)が経過するま
で初期入水量Q1 (8l/min.)を通水する。流量制限時
に入水量Q=Q0 を検出して出湯を確認すると、バーナ
10の燃焼を開始し、入水量Qが小さいから出湯温度tH
は速やかに上昇する。上述の算出された待機時間T経過
後の時刻TONに、水量制御弁8の開度を大きくして入水
量Qを許容最大流量Qmax.(例えば、16l/min.)に増
大させるとともに、過流出防止制御(Q≦Qmax.)に移
行し、出湯温度tH のオーバーシュートを抑制して、速
やかに出湯温度tH を設定温度tS に等しくする。
【0012】ポストパージ中に再出湯を開始する時は、
上記ポストパージ後の待機時間Tよりも所定時間γだけ
短い待機時間TP を採用して同様に流量制限から過流出
制御に移行する。また、上記コールドスタート時には、
待機時間T0 を採用して同様の流量制限から過流出制御
に移行する制御を行うものであるが、待機時間T0 を待
機時間Tより短くない値(T0 ≧T)とすることによ
り、出湯温度tH のアンダーシュート及びオーバーシュ
ートの発生を防止する。
【0013】待機時間Tが短い場合は、出湯温度tH
十分に上昇していない状態で入水量Qを許容最大流量Q
max.に増大させることになり、出湯温度tH が十分に上
昇しない状態で冷水が供給されるから、図3に示すよう
に、出湯温度tH のアンダーシュートを生じて即出湯機
能を満足できない。また、待機時間Tが長い場合は、入
水量Qを許容最大流量Qmax.に増大する前に出湯温度t
H が過度に上昇することになって出湯温度tH のオーバ
ーシュートを生じることになる。上述の如く、入水量Q
を許容最大流量Qmax.より所定量だけ少ない流量に制限
した状態で出湯運転する待機時間Tを適切に設定するこ
とにより、出湯温度tHのオーバーシュート或いはアン
ダーシュートを生じることなく、速やかな即出湯運転を
行うことができる。特に、ホットスタート初期に、先ず
高温の湯が出て、その後湯温が落ち込むという湯温の変
動を生じるが、待機時間Tで制御しているために、湯温
の変動の影響で早期に過流出防止制御に移行することが
ない。
【0014】なお、待機時間TP を算出するための定数
α,β,γについては、上記実施例では実験により求め
ているが、先栓9を閉じて出湯を停止する時刻TOFF
ら先栓9を開いて再出湯を開始する時刻TS までの経過
時間の関数として求めても良いものである。
【0015】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
から、再出湯開始時の流量制限から過流出防止制御へ移
行するタイミングを待機時間で制御しているから、ホッ
トスタート初期に生じる湯温の変動の影響で早期に移行
するという恐れがないものであり、さらに、待機時間を
その時の熱負荷に応じて可変設定しているために、給湯
条件に応じた最適のタイミングで移行することができ
る。また、再出湯開始をポストパージを行っている最中
に行うか、ポストパージ終了後に行うか等の再出湯を行
うときの条件の変化によって出湯温度が変動することな
く、安定した再出湯特性をもって出湯運転を行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用する給湯器の概略構成図であ
る。
【図2】 本発明に基づく制御動作を示すタイムチャー
トである。
【図3】 待機時間が短い場合の出湯温度のグラフであ
る。
【図4】 待機時間が長い場合の出湯温度のグラフであ
る。
【符号の説明】
1 熱交換器、2 入水路、3 出湯路、4 バイパス
路 5 入水温度センサ、6 入水量センサ、7 出湯温度
センサ 8 出湯流量調節弁(水量制御弁)、9 先栓、10 バ
ーナ、11 ガス比例弁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱交換器と、入水路と、出湯路と、加熱
    手段と、水量制御弁と、入水量検出手段と、入水温度検
    出手段とを備えた給湯器において、設定温度tS 、入水
    温度tC 及び加熱手段の最大加熱能力に基づいて入水量
    Qの許容最大流量Qmax.を算出し、入水量Qが許容最大
    流量Qmax.を超えないように水量制御弁を制御する給湯
    器制御方法であって、給湯開始時には、入水量Qを許容
    最大流量Qmax.よりも小さい初期通水量Q1 を通水し、
    設定温度tS と入水温度tC との偏差に比例的に可変設
    定した待機時間Tの経過後に、入水量Qを許容最大流量
    max.に増大させることを特徴とする給湯器制御方法。
  2. 【請求項2】 ポストパージ中に再出湯を開始する場合
    には、待機時間TPを上記通常の待機時間Tよりも短く
    したことを特徴とする請求項1記載の給湯器制御方法。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5999329A (ja) * 1982-11-30 1984-06-08 Shimadzu Corp 引張試験機におけるくさび式チヤツク

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