JPH0713545B2

JPH0713545B2 - 給湯器の温度制御装置

Info

Publication number: JPH0713545B2
Application number: JP1043907A
Authority: JP
Inventors: 郁朗足立; 猛加藤
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 1989-02-23
Filing date: 1989-02-23
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: KR940004173B1; KR900013373A; JPH02223764A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、熱交換器を通過する水の水量を検出するため
の水量センサを設けない給湯器の温度制御装置に関す
る。

〔従来の技術〕

給湯器の構造を簡単にして製造工程を簡略化するととも
に、製造コストを低減するために、出湯温度サーミスタ
のみによってフィードバック制御する給湯器の温度制御
装置がある。こうした温度制御装置では、熱交換器への
入水温度を検知する入水温度サーミスタと、熱交換器を
通過する水の水量を検出するための水量センサとが設け
られていないため、出湯温度の変化を検出するなどして
出湯温度特性の向上を図るための機能を有するものが用
いられている。

また、こうしたフィードバック制御の温度制御装置で
は、給湯初期には、加熱されていない出湯温度に基づい
てそのまま加熱量が制御されると、給湯水量が少ない場
合に過剰加熱によって出湯温度が高くなり過ぎる場合が
生じるおそれがあるため、危険を避けるために、給湯初
期の加熱量は、給湯水量が少ないことを前提にして少な
く設定され、その後、出湯温度センサによる検知温度に
応じて、フィードバック制御系の時定数による一定の時
間遅れを伴って加熱量が徐々に変更される。

〔発明が解決しようとする課題〕

こうしたフィードバック制御の温度制御を行う従来の給
湯器では、加熱量を制御するための基礎となる検知情報
が、出湯温度センサのみによって与えられ、熱交換器を
通過する水の水量に関する情報がないため、フィードバ
ック制御系の時定数が大きめに設定してある。このため
水量変化に伴って出湯温度が変化した場合に、どうして
も応答遅れが大きくなり、特に、給湯初期には、給湯水
量が少ないことを前提にした少なく設定された加熱量が
与えられるため、給湯水量が多い場合には、極端に加熱
量が不足する。この結果、出湯温度の立ち上がりが遅く
なり、出湯温度が目標温度にて上昇して安定するまでの
時間が長くなるという問題がある。

本発明は、水量センサを備えない給湯器において、給湯
初期の出湯温度の立ち上がり特性がよく、特に給湯量が
多い場合に立ち上がり特性の優れた給湯器の温度制御装
置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の給湯器の温度制御装置は、熱交換器への通水を
検知する通水検知手段と、該通水検知手段による通水の検知に応じて前記熱交換器
を加熱する加熱手段と、前記熱交換器へ流入する水の入水温度を推定する入水温
度推定手段と、前記熱交換器の流出部に設けられた温度センサと、前記通水検知手段により通水検知されてから前記熱交換
器により加熱された水の所定単位時間毎の温度上昇を前
記温度センサの検知温度に基づいて連続して積算する温
度上昇積算手段と、前記温度上昇積算手段により求められた前記温度上昇の
積算値が前記加熱手段の加熱開始後の一定時間に前記熱
交換器に与えられた所定の熱量に相当する所定積算値に
達するまでの経過時間を計時する計時手段と、前記経過時間から前記熱交換器を通過する水の水量を推
定する水量推定手段と、前記経過時間後の前記加熱手段
の加熱量を目標温度、前記入水温度推定手段による推定
入水温度、前記水量推定手段による推定水量とに基づい
て制御する加熱制御手段とからなる。

また、請求項２では、前記入水温度推定手段は、入水温度を記憶するための温度記憶手段と、前記通水検知手段により前記熱交換器への通水が検知さ
れたとき前記温度センサの検知温度を前記温度記憶手段
に記憶されている記憶温度と比較し、前記検知温度が前
記記憶温度より低い場合には前記検知温度を新たな入水
温度とし、前記検知温度が前記記憶温度より高い場合に
は前記記憶温度と前記検知温度との温度差の一部を前記
記憶温度に加算した温度を新たな入水温度とする入水温
度算出手段とからなることを特徴とする。

加熱制御手段は、それぞれの検知温度に応じて推定され
て記憶された入水温度を入水温度として、加熱手段の加
熱量を決定することができる。

〔発明の効果〕

また、本発明では、入水温度の検出を熱交換器の上流に
水温センサを設けることなく、入水温度推定手段により
推定しているため、水温センサが不要にでき、部品数の
低減、配線の単純化が可能になる。

本発明の請求項１の発明では、給湯を開始してから一定
時間の間に熱交換器に与えられた所定の熱量が、熱交換
器の流出部の温度センサの検知温度として現れるまでの
時間に基づいて水量を推定できる。従って、水量センサ
を設けないにも拘らず、水量の違いを特定でき、加熱量
の制御においては、給湯開始の早い時期に、水量を応じ
た最適の加熱量を決定することができ、特に、水量が多
い場合の出湯温度の立ち上がり特性に優れ、また水量に
応じた出湯温度特性の優れた給湯を行うことができる。

この結果、熱交換器の近傍の給水配管の構造を簡略化で
き、安価で出湯温度の優れた給湯器とすることができ
る。

請求項２の発明では、通水が検知されたときの熱交換器
の流出部の温度センサの検知温度に基づいて、入水温度
を推定できるため、入水温度センサを設けなくても、推
定された入水温度に基づいて適切な加熱量を決定でき
る。

従って、給湯器の給水配管などの構造がさらに簡略化で
き、安価で優れた出湯温度特性を確保することができ
る。

〔実施例〕

次に本発明の給湯器の温度制御装置を図面に示す実施例
に基づいて説明する。

第２図に示すガス燃焼式給湯器１の燃焼器ケース10内に
は、複数のバーナを配してなるバーナ群11が設けられて
いる。燃焼器ケース10の下方には、バーナ群11へ燃焼用
空気を供給するための送風機12が設けられている。燃焼
器ケース10内のバーナ群11の上方には水管式の熱交換器
13が設けられ、内部を通過する水はバーナ群11による燃
焼熱により加熱される。燃焼器ケース10内のバーナ群11
の近傍には、バーナ群11を点火するスパーカ14と、バー
ナ群11の着火を検知するフレームロッド15とが備えられ
ている。また、燃焼器ケース10の上方には、燃焼排ガス
を外部へ排出するための排気口２が設けられている。

バーナ群11の下方には、燃焼ガスを供給するためのノズ
ル管16が備えられ、ノズル管16にはバーナ群11の各バー
ナにそれぞれ対応して燃料ガスを噴出する複数の燃料噴
出口16aが設けられている。

ノズル管16へ燃料ガスを導く燃料管20には、通電時に燃
料ガスを通過させる２つの電磁弁21、22、通電電流に応
じて供給圧力を制御することによって燃料ガスの供給量
を調節するガバナ比例弁23が上流側より順にそれぞれ設
けられている。

図示しない水供給源から熱交換器13へ水を導く水供給管
17には、給湯水量を調節するための電動式水量制御装置
18、熱交換器13を通過する水を検知する水流スイッチ19
が上流側から順に備えられ、また熱交換器13から流出す
る温水を図示しない給湯口へ導く給湯管17aには、熱交
換器13から流出する給湯の出湯温度Toutを検知する出湯
温サーミスタ25が備えられている。

制御装置30は、マイクロコンピュータを中心とする制御
回路を有し、水流スイッチ19の通水検知状態、通水停止
検知状態に応じて所定のシーケンスで燃焼の開始および
停止を行うとともに、第１図に示す機能構成によって、
出湯温サーミスタ25のみをセンサとして出湯水の温度制
御を行う。

ここでは、熱交換器13への入水温度サーミスタと熱交換
器13を通過する水を水量を検出するための水量センサと
が設けられていないため、制御装置30は、入水温度推定
手段である入水温度推定部31、水量推定手段である水量
推定部32、および初期水量推定部33を有し、出湯温度サ
ーミスタ25の検知温度Ｔに基づいて入水温度Tinと水量
Ｗとをそれぞれ推定する。

入水温度推定部31は、出湯温サーミスタ25の検知温度Ｔ
に基づいて、入水温度Tinを推定し、それをメモリ31aに
記憶する。

次に入水温度Tinの推定方法を、第３図に基づいて説明
する。

水流スイッチ19の通水検知によって給湯の開始が検知さ
れたときに（ステップ１においてYES）、出湯温サーミ
スタ25の検知温度Ｔが変化している場合には、再給湯で
あることが考えられる。従って、検知温度Ｔに温度勾配
がある場合には（ステップ２においてNO）、検知温度Ｔ
に基づいた新たな入水温度Tinの推定を行わず、そのと
きメモリ31aに記憶されている記憶温度Tmemを入水温度T
inとする。

給湯の開始が検知されたときに、温度勾配が検出されな
い場合には（ステップ２においてYES）、出湯温サーミ
スタ25の検知温度Ｔと、すでにメモリ31aに入水温度Tin
として記憶されている記憶温度Tmemとを比較し、検知温
度Ｔが記憶温度Tmemより低い場合には（ステップ３にお
いてYES）、検知温度Ｔを新たな入水温度Tinとして推定
し（ステップ４）、推定された入水温度Tinをメモリ31a
の記憶温度Tmemとして更新する（ステップ５）。

検知温度Ｔが記憶温度Tmemより高い場合には（ステップ
３においてNO）、記憶温度Tmemに検知温度Ｔの温度情報
の一部を取り入れて新たな入水温度Tinを推定し（ステ
ップ６）、それを記憶温度Tmemとする（ステップ５）。

ステップ６の入水温度の推定では、新たな推定温度Tin
は、記憶温度Tmemの温度情報の一部と検知温度Ｔの温度
情報の一部とから Tin＝（ａ×Tmem＋ｂ×Ｔ）／（ａ＋ｂ）によって、新
たな入水温度Tinが演算される。

ここで、ａ、ｂは、加算されて上式の分母となっている
ことから明らかなとおり、記憶温度Tmemと検知温度Ｔと
の加算割合を決めるための係数であって、上述の記憶温
度Tmemに検知温度Ｔの温度情報の一部を取り入れるとい
う記載の趣旨からもわかるように、ａ≧ｂの関係で設定
された正の数である。

水量推定部32は、熱交換器13を通過する水量Wp₁を推定
する。

一般に、熱交換器13から流出する湯水の温度上昇ΔＴ
は、水が熱交換器13へ流入してから流出するまでにバー
ナ群11によって加熱された結果である。いま、単位時間
当たりに水量Wuの水が、熱交換器13を通過するために時
間ｔ必要であったとすると、このとき、熱交換器13から
流出する湯水の温度上昇ΔＴに関与した総加熱量Q_Tは、
一般に、例えば単位時間当たりの加熱量Quと加熱時間ｔ
（熱交換器13を通過するために必要な時間ｔ）との積で
表すことができる。すなわち、 Q_T＝Qu×ｔ …… で表される。

ここでQu×ｔは、加熱時間ｔ中の単位時間当たりの加熱
量Quの積算を示すものである。

従って、総加熱量Q_Tを、時間t1から時間tnまでの加熱時
間ｔ中に加熱量が変化して、単位時間当たりの加熱量Qu
が一定でない場合を含めて示すと、 Q_T＝Qn＋Qn_-1＋Qn_-2＋…＋Q₂＋Q₁ ＝▲Σⁿ ₁▼Qt …… となる。

ここで、Qn、Qn_-1、Qn_-2、…、Q₂、Q₁は、各単位時間t
n、tn_-1、tn_-2、…、t₂、t₁におけるそれぞれの加熱量
を示す。

また、バーナ群11による総加熱量Q_Tは、熱交換器13の容
積に応じた熱交換器13内の全水量Ｕの温度上昇ΔＴに作
用したものであると見なすことができるため、 Q_T＝ΔＴ×Ｕ …… となる。従って、式と式とから、 ΔＴ×Ｕ＝▲Σⁿ ₁▼Qt ＝Qn＋Qn_-1＋Qn_-2＋…＋Q₂＋Q₁ …… この結果、時間を遡って各単位時間毎の加熱量を積算し
たとき、熱交換器13内の全水量Ｕに対してΔＴの温度上
昇を与えた総加熱量Q_Tに見合うだけの加熱量が得られる
までの単位時間の合計を求めれば、それを加熱時間ｔと
することができる。

さらに、この加熱時間ｔは、熱交換器13内を水が通過す
るために要した時間であり、熱交換器13内の全水量Ｕと
水量Ｗとの間には、Ｕ＝Ｗ×ｔ …… の関係があることから、Ｗ＝U/t …… によって、水量Ｗを求めることができる。

なお、この場合、水の通過に伴う時間遅れの定数を加味
してもよい。

水量推定部32では、出湯温サーミスタ25の検知温度Ｔ
と、入水温度推定部31のメモリ31aに記憶されている入
水温度Tinとから温度上昇ΔＴを求め、さらに熱交換器1
3内の全水量Ｕとから上式によって総加熱量Q_Tを算出
する。

一方、後述する温調制御部34により所定単位時間Δｔ毎
の加熱量出力情報ΔＱを、第４図に示す加熱量記憶部32
aの、エリアE1、エリアE2、…、エリアExに順次連続し
て記憶し、それを所定時間蓄積し、所定時間を経過した
情報については、新たな情報が与えられる都度、順次削
除する。

すなわち、例えば、温調制御部34による所定単位時間Δ
ｔ毎の加熱量出力情報ΔＱが、第５図に示すとおり、時
間とともに、……、ΔQn_-4、ΔQn_-3、ΔQn_-2、ΔQn_-1、
ΔQn、ΔQn₊₁、ΔQn₊₂、……、のように変化している場
合、時刻Δtnには、加熱量記憶部32aでは、第４図のＡ
に示すとおり、エリアE1には時刻ΔtnにおけるΔQnが、
エリアE2には時刻Δtn_-1におけるΔQn_-1が、エリアE3に
は時刻Δtn_-2におけるΔQn_-2が、エリアE4には時刻Δtn
_-3におけるΔQn_-3が、以下エリアExまで、時刻Δtnより
前の各加熱量出力情報ΔＱがそれぞれのエリアＥに対応
して記憶されている。

そして、次の時刻Δtn₊₁には、第４図のＢに示すとお
り、時刻Δtn₊₁における加熱量出力情報ΔQn₊₁がエリア
E1に記憶され、以下、ΔQnがエリアE2に、ΔQn_-1がエリ
アE3に、ΔQn_-2がエリアE4に、……、以下同様にエリア
Exまで、時刻Δtnにおける各エリアＥの加熱量出力情報
ΔＱがそれぞれシフトされて記憶される。

その後、同様に、一番新しい加熱量出力情報がΔＱが常
にエリアE1に記憶され、エリアExの記憶情報が削除され
るようにして、所定単位時間Δｔ毎の加熱量出力情報Δ
Ｑが連続して記憶蓄積される。

水量推定部32では、このように記憶された加熱量出力情
報ΔＱを、新しい情報から順に積算し、上式により、
算出された総加熱量Q_Tと等しくなったときの所定単位時
間Δｔの合計を熱交換器13から流出する水の加熱時間ｔ
として求める。

この加熱時間ｔに基づいて、上式により熱交換器13を
通過する水の水量Wp₁を推定する。

なお、ここで推定される水量Wp₁は、加熱時間ｔにおけ
る平均の水量Ｗとしての数値であり、給湯水量Ｗが逐次
変更されている場合には、各時刻における水量Ｗを表す
ことができない。

また、上記の水量推定部32は、記憶蓄積された加熱量出
力情報ΔＱを新しい情報から順に積算したとき、総加熱
量Q_Tと等しくなる場合にだけ有効な加熱時間ｔが求めら
れるものである。

従って、例えば、給湯初期には、加熱量出力情報Q_Tの積
算において、加熱時間ｔを短くして加熱量出力情報Q_Tを
積算して得られる総加熱量Q_Tをどれだけ少なくしても、
熱交換器13へ与えた総加熱量Q_Tに相当するだけの温度上
昇ΔＴが現れていないため、推定される水量Wp₁は、実
際の水量Ｗより遥かに大きい値を示す。

すなわち、熱交換器13から流出した湯水が温度上昇ΔＴ
を伴っている場合、バーナ群11により熱交換器13へ与え
られた総加熱量Q_Tが熱交換器13の容積に応じた全水量Ｕ
に作用した結果が温度上昇ΔＴとなっているが、給湯初
期には、熱交換器13から流出する湯水は、バーナ群11に
より加熱される前の水が多量に含まれた状態のものであ
るため、温度上昇ΔＴが非常に小さいものである。これ
に対して、通水の検知に応じてバーナ群11によって熱交
換器13へ与えられた熱量は、バーナ群11の燃焼量に応じ
た特定できる量である。

このように、熱交換器13へ与えられた総加熱量Q_Tに対し
て温度上昇ΔＴが非常に小さいということから導かれる
結論は、水量Ｗが非常に大きいことを示すことになる。

この給湯初期における水量Wp₁の推定の様子を示すと、
第６図のようになる。この第６図では、例えば、実線Ｃ
が大水量の場合を、実線Ｄが小水量の場合をそれぞれ示
す。

ここで、水量推定部32の推定による水量Wp₁が、実際の
水量Ｗに代わるものとして有効な水量Wc、Wdをそれぞれ
示すのは、給湯開始後、それぞれ時間tc、時間tdを経過
したときである。このため、給湯開始から、これらの時
間tc、時間tdをそれぞれ経過するまでは、水量Wp₁に基
づいた温度制御では、適当な加熱量Ｑを決定することが
できない。

そこで、本実施例では、給湯初期に限って上記の水量推
定部32により推定される水量Wp₁に代えて、本発明の水
量推定手段としての初期水量推定部33によって熱交換器
13を通過する水量Wp₂を推定している。

すなわち、給湯開始後の出湯温度Toutは、第７図に示す
とおり、その水量Ｗに応じた変化で現れ、例えば、大水
量の場合には、熱交換器13で加熱された湯水が出湯温サ
ーミスタ25まで移動する速度が速く、出湯温サーミスタ
25によって速く検知されるため、実線Ｅに示すように比
較的早く上昇し、小水量の場合には、熱交換器13で加熱
された湯水が出湯温サーミスタ25まで移動する速度が遅
く、出湯温サーミスタ25によって遅く検知されるため、
実線Ｆに示すとおり、大水量の場合と比べて、上昇する
のが遅い。

初期水量推定部33は、熱交換器13に対して与えられた熱
量が出湯温度Toutの変化として現れるまでの時間が、こ
のように通過する水量Ｗに応じて異なることに基づいて
水量Wp₂を推定するもので、加熱による所定の熱量が検
出されるまでの経過時間tmを計時部33aによって計時し
て水量Wp₂を推定する。

ここでは、与えられた所定の熱量を示すものとして、給
湯開始とともに検知温度Ｔの温度上昇ΔＴを積算した積
算値Ｐ（検知温度Ｔについての時間に関する積分値）を
求め、この積算値Ｐが所定積算値P₀になるまでの経過時
間tmを計時する。

この所定積算値P₀は、燃焼開始とともに熱交換器13に与
えられる一定時間の熱量を示すものであり、第７図にお
いては、例えば、大水量の場合に、時間teまでの面積S₁
に相当する熱量として示されるものであり、小水量の場
合に、時間tfまでの面積S₂に相当する熱量として示され
るものである。特に、ここでは、実際に熱交換器13を通
過する水量Ｗの違いをはっきりと検出できるようにする
ために、燃焼開始後の比較的短時間の加熱量に相当する
値が設定されている。

この結果、大水量の場合には、推定される水量Wp₁が有
効な値を示す時間tcに対して早い時間teで、また、小水
量の場合には、同様の時間tdに対して早い時間tfでそれ
ぞれの計時を終了して、それぞれの経過時間tmに応じ
て、水量Wp₂を推定することができ、これは、第７図に
示すとおり、それぞれの水量において、初期加熱による
出湯温度が安定する前の比較的早い時期であることがわ
かる。

特に、大水量の場合には、小水量において出湯温度が安
定する時間tdに比べて著しく早い時間teで、経過時間tm
の計時を終えることができ、それにより、速やかに大小
量であることを検出できる。

推定される水量Wp₂は、第８図に示すとおり、この計時
された経過時間tmに応じて、経過時間tmが短いほど多
く、経過時間tmが長くなるにつれて少なくなるようにそ
れぞれ推定される。

なお、第７図における時間tc、tdは、それぞれ第６図に
おける時間tc、tdと同じ時間を示すものである。

従って、参考までに説明すると、第７図においてそれぞ
れの水量において計時を終了する各時間te、tfは、第６
図における時間te、tfと、それぞれ同じ時間を示すもの
であり、ここで明らかなとおり、これらの時間te、tf
は、水量推定部32において推定される水量Wp₁が、ある
一定の水量値Wxを示すまでの時間であることがわかる。

温調制御部34は、コントローラ40によって設定された目
標温度Tset、出湯温サーミスタ25によって検知された出
湯温度Tout、入水温度推定部31で推定された入水温度Ti
n、水量推定部32および初期水量推定部33によってそれ
ぞれ推定される水量Wp₁、Wp₂とから加熱量Ｑを決定す
る。

ここでは、給湯開始直後は、水量スイッチ19の作動開始
水量Wsを熱交換器13を通過する水量Ｗとし、推定された
入水温度Tin、コントローラ40の目標温度Testに基づい
て加熱量Ｑを決定する。

その後、積算値が所定積算値P₀になると、初期水量推定
部33によって推定された水量Wp₂を水量Ｗとして加熱量
Ｑを決定し、この水量Wp₂に基づいて決定される初期時
間tpが経過すると、水量推定部32によって推定される水
量Wp₁を水量Ｗとして、加熱量Ｑを決定する。

この初期時間tpは、水量推定部32によって推定される水
量p₁が、実際の水量Ｗに代わるものとして有効な値を示
すまでの時間で、第６図に示したように各水量Ｗに応じ
て異なり、例えば、大水量の場合には、時間tcで、小水
量の場合には、時間tdで示される時間であり、第７図に
示したように、各水量に応じて出湯温度が安定するまで
の時間でもある。

出湯温サーミスタ25の検知温度Ｔが一定温度に上昇する
と、検知温度Ｔに基づいてフィードバック制御を行う。

このフィードバック制御においては、前述の水量推定部
32によって推定された水量Wp₁に基づいてフィードバッ
ク制御系の時定数をその都度設定することによって、安
定した温度制御を行い、ハンチング等が起こらないよう
にしている。従って、水量変化に伴ってフィードバック
制御系の時定数が変化した場合でも、安定した温度制御
ができる。

なお、温調制御部34の加熱量Ｑは、加熱量出力情報ΔＱ
として、所定単位時間Δｔ毎に前述の加熱量記憶部32a
へ順次記憶される。

駆動部35は、温調制御部34の加熱量Ｑに基づいて、送風
機12およびガバナ比例弁23を駆動制御する。ここでは、
温調制御部34による加熱量Ｑに基づいて電圧を送風機12
に印加して駆動し、検出される送風機12の回転数に基づ
いてガバナ比例弁23への電流値を通電制御する。

さらに、制御装置30では、給水量が加熱能力を越えない
ようにするために、出湯温サーミスタ25の検知温度Ｔに
基づいて電動式水量制御装置18の開度を調節して、通過
水量を制限する。

なお、使用者によって目標温度Tsetを任意に設定するこ
とができるコントローラ40は、給湯器の仕様に応じて設
置され、コントローラ40が設けられた場合には、使用者
の操作に応じて目標温度Tsetが設定され、コントローラ
40が設置されない場合には、一定の温度（例えば60℃）
が目標温度Tsetとされる。

次に、以上の構成からなる本実施例のガス燃焼式給湯器
１における温度制御について、水量Ｗの推定を中心にし
て、第９図を参考に説明する。

使用者が給湯管17aの下流に設けられた図示しない給湯
栓を開くと、水供給管17内を水が通過して熱交換器13内
へ流入する。

水流スイッチ19によって給湯が検知されると（ステップ
11においてYES9、所定のシーケンスで点火制御が行われ
て燃焼が開始され、同時に計時部33aによって経過時間t
mの計時が開始される（ステップ12）。このとき、出湯
温度Toutが変化しない場合に限って、出湯温サーミスタ
25の検知温度Ｔに応じて入水温度Tinが新たに推定さ
れ、メモリ31aの記憶温度Tmemが更新される。また出湯
温サーミスタ25の検知温度Ｔの所定単位時間Δｔ毎の温
度上昇ΔＴが積算されて、積算値Ｐが算出される（ステ
ップ13）。

積算値Ｐが所定積算値P₀以上になると（ステップ14にお
いてYES）、計時部33aによる計時が終了し（ステップ1
5）、計時された経過時間tmに基づいて水量Wp₂が推定さ
れ（ステップ16）、その水量Wp₂より初期時間tpが設定
される（ステップ17）初期時間tpが経過すると（ステップ18）、水量推定部32
により推定された水量Wp₁による制御が開始され（ステ
ップ19）、以後、推定された水量Wp₁により加熱量Ｑが
決定される。

ここで推定された水量Wp₁は、フィードバック制御にお
ける時定数として利用されるため、例えば水量変化によ
って出湯温度が変化した場合に、その水量変化に応じた
時定数によって加熱量Ｑを補正することができるため、
加熱量の補正に伴うハンチング等が発生しにくい。

給湯栓を閉めて給湯を停止すると（ステップ20において
YES）、燃焼が停止する。

以上のとおり、本実施例によれば、給湯初期に、速やか
に水量が推定されるため、適切な加熱量が決定される。
特に水量が多い程、推定された水量に基づいて早く温調
制御が開始されるため、出湯温度の立ち上がりが、従来
の場合と比較して向上する。

また、本実施例では、センサとしては出湯温サーミスタ
が設けられるだけであり、熱交換器の流入部にセンサが
設けられていないため、給湯器の構造が簡単になり、製
造工程が簡略化できるとともに、単なるフィードバック
制御の給湯器と同等の構造でありながら、非常に安定し
たフィードフォワード制御に近い出湯温度特性が得られ
る。

上記の実施例では、入水温度を検出する手段として、入
水温度推定部を設けて入水温度センサを設けないものも
のを示したが、入水温度をセンサによって直接検知する
ものでもよい。

以上の実施例では、ガスを燃料とするガス給湯器を示し
たが、石油等の他の燃料による給湯器でもよい。また、
加熱源は、バーナに限定されず、電気加熱等の加熱手段
によるものでもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のガス燃焼式給湯器の制御装置におけ
る機能的構成を示す機能ブロック図、第２図は本実施例
のガス燃焼式給湯器の概略を示す概略構成図、第３図は
本実施例の制御装置における入水温度の推定過程を説明
するための流れ図、第４図は本実施例の加熱量記憶部の
記憶エリアを示すエリアマップ、第５図は本実施例の制
御装置における加熱量出力情報の変化を示すタイムチャ
ート、第６図は本実施例の水量推定部による推定水量Wp
₁の変化を示すタイムチャート、第７図は本実施例にお
ける出湯温度の変化を水量について示したタイムチャー
ト、第８図は本実施例の初期水量推定部における計時部
による経過時間と推定される水量Wp₂との関係を示す特
性図、第９図は本実施例における水量の推定過程を示す
流れ図である。図中、11……バーナ群（加熱手段）、13……熱交換器、
19……水流スイッチ（通水検知手段）、25……出湯温サ
ーミスタ（温度センサ）、31……入水温推定部（入水温
度検出手段、温度記憶手段、入水温度算出手段、入水温
度推定手段）、33……初期水量推定部（水量推定手段、
温度上昇積算手段）、33a……計時部（計時手段）、34
……温調制御部（加熱制御手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱交換器への通水を検知する通水検知手段
と、該通水検知手段による通水の検知に応じて前記熱交換器
を加熱する加熱手段と、前記熱交換器へ流入する水の入水温度を推定する入水温
度推定手段と、前記熱交換器の流出部に設けられた温度センサと、前記通水検知手段により通水検知されてから前記熱交換
器により加熱された水の所定単位時間毎の温度上昇を前
記温度センサの検知温度に基づいて連続して積算する温
度上昇積算手段と、前記温度上昇積算手段により求められた前記温度上昇の
積算値が前記加熱手段の加熱開始後の一定時間に前記熱
交換器に与えられた所定の熱量に相当する所定積算値に
達するまでの経過時間を計時する計時手段と、前記経過時間から前記熱交換器を通過する水の水量を推
定する水量推定手段と、前記経過時間後の前記加熱手段
の加熱量を目標温度、前記入水温度推定手段による推定
入水温度、前記水量推定手段による推定水量とに基づい
て制御する加熱制御手段とからなる給湯器の温度制御装
置。
【請求項２】前記入水温度推定手段は、入水温度を記憶するための温度記憶手段と、前記通水検知手段により前記熱交換器への通水が検知さ
れたとき前記温度センサの検知温度を前記温度記憶手段
に記憶されている記憶温度と比較し、前記検知温度が前
記記憶温度より低い場合には前記検知温度を新たな入水
温度とし、前記検知温度が前記記憶温度より高い場合に
は前記記憶温度と前記検知温度との温度差の一部を前記
記憶温度に加算した温度を新たな入水温度とする入水温
度算出手段とからなることを特徴とする請求項１記載の
給湯器の温度制御装置。