JPH07180906A - Hot water supplying apparatus - Google Patents

Hot water supplying apparatus

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JPH07180906A
JPH07180906A JP5327815A JP32781593A JPH07180906A JP H07180906 A JPH07180906 A JP H07180906A JP 5327815 A JP5327815 A JP 5327815A JP 32781593 A JP32781593 A JP 32781593A JP H07180906 A JPH07180906 A JP H07180906A
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hot water
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valve
steps
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Tomio Miyake
富雄 三宅
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Abstract

PURPOSE:To provide a low-cost hot water supplying apparatus which can easily and effectively obtain hot water of a desired temperature, has high response of controlling the hot water temperature and a relatively simple structure in a bypass mixing type hot water supplying apparatus. CONSTITUTION:A bypass valve 28 in which a valve opening is regulated by a stepping motor is provided on the way of a bypass passage 14 disposed in parallel with a heat exchanger 6. The relationship between number of steps of the motor and a distribution ratio of hot water and water mixing is previously stored in memory means 40a of a controller 40. When a desired supply hot water temperature Ts is set, target number-of-steps calculating means 40b obtains target number of steps to become a feed-forward control amount by using data of the means 40a. Correction number-of-steps calculating means 40c calculates correction number of steps to become a feedback control amount in response to a supply hot water temperature Tm to be actually output, and valve drive means 40d controls the opening of the valve 38 according to both the numbers of the steps.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バイパスミキシング方
式の給湯器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bypass mixing type water heater.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の給湯器では、熱交換器と
並列に配置されたバイパス路の途中にバイパス弁を設
け、熱交換器で加熱された湯とバイパス路を経由した水
とを混合して所定の給湯温度になるように調整する。
2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of water heater, a bypass valve is provided in the middle of a bypass passage arranged in parallel with the heat exchanger so that the hot water heated by the heat exchanger and the water passing through the bypass passage are separated from each other. Mix and adjust so that the hot water temperature reaches a predetermined level.

【0003】このようなバイパスミキシング方式の給湯
器として、特開平3−186150号公報に記載されて
いる従来技術では、熱交換器の出湯温度と予め設定され
る所望の給湯温度との偏差に基づいて加熱量(ガスバー
ナの燃焼量等)を制御するとともに、バイパス弁の開度
を制御して湯水を混合する分配比を変化させ、これによ
って、給湯温度制御を行うようにしている。
[0003] As such a bypass mixing type hot water heater, in the prior art disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-186150, based on a deviation between a hot water outlet temperature of a heat exchanger and a preset desired hot water temperature. In addition to controlling the heating amount (combustion amount of the gas burner, etc.), the opening ratio of the bypass valve is controlled to change the distribution ratio for mixing the hot and cold water, thereby controlling the hot water supply temperature.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記構成の給湯器では、所定の給湯温度の湯が得られる
ように温度制御を行う場合、加熱量の調節と、バイパス
路のバイパス弁の弁開度の調節との双方を制御すること
から、両調節が互いに干渉し合い、所望の給湯温度にな
るように制御することが円滑に行われないという不具合
がある。
However, in the conventional water heater having the above-mentioned structure, when the temperature is controlled so that hot water having a predetermined hot water temperature can be obtained, the amount of heating is adjusted and the valve of the bypass valve in the bypass path is adjusted. Since both of the adjustment of the opening degree are controlled, the both adjustments interfere with each other, and there is a problem in that the control so that the desired hot water supply temperature is achieved cannot be performed smoothly.

【0005】また、加熱量の調節と弁開度の調節との双
方を制御するために、制御装置が複雑になるという問題
もあった。
Further, there is also a problem that the control device becomes complicated in order to control both the adjustment of the heating amount and the adjustment of the valve opening.

【0006】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、所望の給湯温度の湯が容易かつ確実に
得られ、給湯温度制御の応答性も高く、しかも、構成が
比較的簡単で安価な給湯器が得られるようにすることを
課題とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can easily and surely obtain hot water having a desired hot water supply temperature, has high responsiveness in hot water supply temperature control, and has a relatively structure. An object is to provide a simple and inexpensive water heater.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、熱交換器と並列に配置されたバイパス
路の途中にバイパス弁が設けられ、熱交換器で加熱され
た湯とバイパス路を経由した水とを混合して所定の給湯
温度に調整するバイパスミキシング方式の給湯器におい
て、次の構成を採る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a hot water heated by a heat exchanger in which a bypass valve is provided in the middle of a bypass passage arranged in parallel with the heat exchanger. The following configuration is adopted in a bypass mixing type water heater that mixes water with the water that has passed through the bypass passage to adjust the temperature to a predetermined hot water supply temperature.

【0008】すなわち、第1発明では、バイパス弁は、
ステッピングモータにより弁体が開閉駆動されるように
構成される一方、給湯温度制御を行うコントローラを備
え、このコントローラは、バイパス弁の弁開度を決める
ステッピングモータのステップ数と、各ステップ数に応
じて予め求められた湯水混合の分配率との関係を決める
データが記憶された記憶手段と、入水温度、熱交換器か
らの出湯温度、および予め設定された給湯温度に基づい
て、目標となる湯水混合の分配率を算出し、この目標分
配率と前記記憶手段のデータとに基づいて目標ステップ
数SFFを算出する目標ステップ数算出手段と、入水温
度、熱交換器からの出湯温度、および湯水混合後の実際
の給湯温度に基づいて、実際の湯水混合の分配率を算出
し、この実際分配率と前記目標分配率との偏差に基づい
て補正ステップ数SFBを算出する補正ステップ数算出手
段と、前記目標ステップ数SFFを補正ステップ数SFB
補正した実動ステップ数S(=SFF+SFB)を求め、この
実動ステップ数Sに基づいてステッピングモータを駆動
する弁駆動手段とを含む。
That is, in the first invention, the bypass valve is
While the valve element is configured to be opened and closed by a stepping motor, it is equipped with a controller that controls the hot water temperature, and this controller responds to the number of steps of the stepping motor that determines the valve opening of the bypass valve and the number of steps. Based on the storage means that stores data that determines the relationship with the distribution ratio of the hot and cold water mixture that is obtained in advance, the hot water temperature that is the target based on the incoming water temperature, the hot water outlet temperature from the heat exchanger, and the preset hot water supply temperature. Target step number calculating means for calculating a distribution rate of mixing and calculating a target step number S FF based on the target distribution rate and the data in the storage means, an incoming water temperature, a hot water outlet temperature from a heat exchanger, and hot and cold water The distribution ratio of the actual hot and cold water mixture is calculated based on the actual hot water supply temperature after mixing, and the correction step number S is calculated based on the deviation between the actual distribution ratio and the target distribution ratio. A correction step number calculating means for calculating the FB, the seek target step number S FF number production steps has been corrected by the correction step number S FB to S (= S FF + S FB ), based on the production number of steps S Valve driving means for driving the stepping motor.

【0009】第2発明に係る給湯器では、第1発明の給
湯器の弁駆動手段に代えて、目標ステップ数SFFと補正
ステップ数SFBとに基づいて、 S=SFF・(1+SFB/A) (ただし、Aは定数) によって実動ステップ数Sを求め、この実動ステップ数
Sに基づいてステッピングモータを駆動する弁駆動手段
を備えている。
[0009] In water heater according to the second invention, in place of the water heater of the valve driving means of the first invention, based on the target number of steps S FF and the number of steps of correction S FB, S = S FF · (1 + S FB / A) (where A is a constant), and the valve driving means for driving the stepping motor based on the actual step number S is obtained.

【0010】[0010]

【作用】第1発明に係る構成の給湯器では、給湯温度が
設定されてカラン等が開かれると、コントローラを構成
する目標ステップ数算出手段は、入水温度、熱交換器か
らの出湯温度、および予め設定された給湯温度に基づい
て、目標となる湯水混合の分配率を算出し、この目標分
配率と記憶手段に予め記憶されているデータに基づいて
目標ステップ数SFFを算出する。
In the water heater having the structure according to the first aspect of the present invention, when the hot water supply temperature is set and the calan or the like is opened, the target number-of-steps calculating means constituting the controller is configured to detect the incoming water temperature, the outgoing hot water temperature from the heat exchanger, and A target distribution ratio of hot and cold water mixture is calculated based on a preset hot water supply temperature, and a target step number S FF is calculated based on the target distribution ratio and data stored in advance in the storage means.

【0011】また、補正ステップ数算出手段は、入水温
度、熱交換器からの出湯温度、および湯水混合後の実際
の給湯温度に基づいて、実際の湯水混合の分配率を算出
し、この実際分配率と目標ステップ数算出手段の算出過
程で得られる目標分配率との偏差に基づいて補正ステッ
プ数SFBを算出する。
Further, the correction step number calculation means calculates the distribution ratio of the actual hot and cold water mixture based on the incoming water temperature, the hot water discharge temperature from the heat exchanger, and the actual hot water supply temperature after hot and cold water mixing, and this actual distribution The correction step number S FB is calculated based on the deviation between the rate and the target distribution rate obtained in the calculation process of the target step number calculation means.

【0012】弁駆動手段は、上記の目標ステップ数SFF
を補正ステップ数SFBで補正した実動ステップ数S(=
FF+SFB)を求め、この実動ステップ数Sに基づいて
ステッピングモータを駆動する。
The valve driving means uses the above-mentioned target step number S FF.
The number of production step was corrected by the correction step number S FB the S (=
S FF + S FB ) is obtained, and the stepping motor is driven based on this actual operation step number S.

【0013】このように、バイパス路に設けたバイパス
弁の開度のみを調節して、湯水を混合する分配率を変化
させることで所望の給湯温度が得られるように温度制御
を行うので、温度制御機構の構成が簡単になるだけでな
く、温度制御の応答性も高まり、所望の給湯温度の給湯
を容易かつ正確に行える。
As described above, the temperature is controlled so that a desired hot water supply temperature can be obtained by adjusting only the opening degree of the bypass valve provided in the bypass passage to change the distribution ratio for mixing the hot and cold water. Not only the structure of the control mechanism is simplified, but also the responsiveness of temperature control is improved, and hot water supply at a desired hot water supply temperature can be performed easily and accurately.

【0014】また、第2発明に係る給湯器では、目標ス
テップ数SFFと補正ステップ数SFBとに基づいて、S=
FF・(1+SFB/A)によって実動ステップ数Sを求め
るので、給湯温度が変更されたような場合でも、給湯器
の出湯特性の経時変化等に起因するドリフト分の影響が
低減されるために、短時間の内に変更後の給湯温度の湯
に安定化することになる。
In the water heater according to the second aspect of the invention, S = S based on the target step number S FF and the correction step number S FB.
Since the actual step number S is calculated by S FF · (1 + S FB / A), even if the hot water supply temperature is changed, the influence of drift caused by changes over time in the hot water supply characteristics of the water heater can be reduced. Therefore, the hot water of the changed hot water supply temperature is stabilized within a short time.

【0015】[0015]

【実施例】図1は本発明の実施例に係る給湯器の概略構
成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a water heater according to an embodiment of the present invention.

【0016】この実施例の給湯器1は、熱交換器6と、
これを加熱するガスバーナ8とを有している。
The water heater 1 of this embodiment includes a heat exchanger 6 and
The gas burner 8 heats this.

【0017】そして、熱交換器6の入水側には図示しな
い水道管等に連通された入水路10が、また、熱交換器
6の出湯側には図示しないカランやシャワー等に連通さ
れた出湯路12がそれぞれ接続され、また、入水路10
と出湯路12との間は熱交換器6をバイパスするための
バイパス路14で短絡されている。
The water inlet side of the heat exchanger 6 is connected to a water pipe (not shown) or the like, and the hot water outlet side of the heat exchanger 6 is connected to a run (not shown) or shower. The channels 12 are connected to each other, and the water inlet 10
The hot water outlet 12 and the hot water outlet 12 are short-circuited by a bypass passage 14 for bypassing the heat exchanger 6.

【0018】上記の入水路10には、入水温度Tcを検
出する入水温度センサ16が設けられる一方、出湯路1
2には、熱交換器6で加熱された湯の出湯温度Thを検
出する出湯温度センサ22と、熱交換器6で加熱された
湯とバイパス路14を通過した水とが混合された後の給
湯温度Tmを検出する給湯温度センサ24が設けられて
いる。なお、26は熱交換器6への通水量が最大加熱能
力を越えた場合に湯水の吐出水量を制限する過流出サー
ボ弁である。
A water inlet temperature sensor 16 for detecting the water inlet temperature Tc is provided in the water inlet passage 10 while the hot water outlet passage 1 is provided.
Reference numeral 2 denotes a hot water outlet temperature sensor 22 for detecting a hot water outlet temperature Th of the hot water heated by the heat exchanger 6, and hot water supply after the hot water heated by the heat exchanger 6 and the water passing through the bypass passage 14 are mixed. A hot water supply temperature sensor 24 for detecting the temperature Tm is provided. Reference numeral 26 is an overflow servo valve that limits the amount of hot water discharged when the amount of water passing through the heat exchanger 6 exceeds the maximum heating capacity.

【0019】また、バイパス路14には、このバイパス
路14を開閉するバイパス弁28が設けられている。
Further, the bypass passage 14 is provided with a bypass valve 28 for opening and closing the bypass passage 14.

【0020】このバイパス弁28は、図2に示すよう
に、入水口30aと出水口30bを有するケース30内に
弁軸32が軸方向に沿って出退可能に設けられており、
この弁軸32の先端部分に弁体34が取り付けられ、ま
た、ケース30の外側部にはステッピングモータ36が
固定され、このステッピングモータ36の出力軸に弁軸
32の基端部が取り付けられて構成されており、ステッ
ピングモータ36が回転することで弁軸32が出退し、
これによって弁体34がケース30内の通水路の開度を
変化させるようになっている。
As shown in FIG. 2, the bypass valve 28 is provided with a valve shaft 32 in an axially retractable manner in a case 30 having a water inlet 30a and a water outlet 30b.
The valve body 34 is attached to the tip end portion of the valve shaft 32, and the stepping motor 36 is fixed to the outer side portion of the case 30. The base end portion of the valve shaft 32 is attached to the output shaft of the stepping motor 36. The stepping motor 36 rotates to move the valve shaft 32 back and forth.
Thereby, the valve element 34 changes the opening degree of the water passage in the case 30.

【0021】さらに、この給湯器1は、給湯温度制御を
行うコントローラ40を有し、このコントローラ40に
接続されて所定の指令を与えるための操作部42が別途
備えられている。
Further, the water heater 1 has a controller 40 for controlling the temperature of the hot water, and an operating portion 42 for connecting to the controller 40 and giving a predetermined command is separately provided.

【0022】コントローラ40は、記憶手段40a、目
標ステップ数算出手段40b、補正ステップ数算出手段
40c、および弁駆動手段40dを含む。
The controller 40 includes a storage means 40a, a target step number calculation means 40b, a correction step number calculation means 40c, and a valve drive means 40d.

【0023】記憶手段40aは、ROM等で構成されて
おり、図3の実線に示すように、バイパス弁28の弁開
度を決めるステッピングモータ36のステップ数と、各
ステップ数に応じて予め求められた湯水混合の分配率と
の関係を決めるデータが記憶されている。すなわち、ス
テッピングモータ36がどれだけのステップ数だけ回転
した場合に、バイパス路14を経由する水量Qcと、熱
交換器6を経由して出湯する湯量Qhとが分配されるか
を予め調べておき、その湯水混合の分配率ρ(=Qc/Q
h)とステップ数との関係をプロットして得られるデータ
がテーブル化されて記憶手段40aに予め格納されてい
る。
The storage means 40a is composed of a ROM or the like, and as shown by the solid line in FIG. 3, it is obtained in advance according to the number of steps of the stepping motor 36 that determines the valve opening of the bypass valve 28 and each number of steps. Data is stored for determining the relationship with the distribution ratio of the mixed hot and cold water. That is, it is checked in advance how many steps the stepping motor 36 rotates to distribute the amount Qc of water passing through the bypass passage 14 and the amount Qh of hot water discharged from the heat exchanger 6. , The distribution ratio of the hot and cold water mixture ρ (= Qc / Q
Data obtained by plotting the relationship between h) and the number of steps is tabulated and stored in advance in the storage means 40a.

【0024】目標ステップ数算出手段40bは、入水温
度Tc、熱交換器6からの出湯温度Th、および操作部4
2で予め設定された給湯温度Tsに基づいて、制御目標
となる湯水混合の分配率ρを算出し、この目標分配率ρ
と記憶手段40aのデータとに基づいて目標ステップ数
FFを算出するものである。
The target number-of-steps calculating means 40b is composed of an incoming water temperature Tc, a hot water outlet temperature Th from the heat exchanger 6, and an operating section 4.
The hot water supply temperature Ts preset in step 2 is used to calculate the distribution ratio ρ of the hot and cold water mixture that is the control target, and the target distribution ratio ρ
The target number of steps S FF is calculated based on the data stored in the storage means 40a.

【0025】補正ステップ数算出手段40cは、入水温
度Tc、熱交換器6からの出湯温度Th、および湯水混合
後の実際の給湯温度Tmに基づいて、実際の湯水混合の
分配率ρ'を算出し、この実際分配率ρ'と目標ステップ
数算出手段40bで得られる目標分配率ρとの偏差Δρ
(=ρ'−ρ)に基づいて補正ステップ数SFBを算出する
ものである。
The correction step number calculation means 40c calculates the distribution ratio ρ'of the actual hot and cold water mixture based on the incoming water temperature Tc, the hot water temperature Th from the heat exchanger 6 and the actual hot water supply temperature Tm after the hot and cold water mixing. However, the deviation Δρ between the actual distribution ratio ρ ′ and the target distribution ratio ρ obtained by the target step number calculation means 40b.
The correction step number S FB is calculated based on (= ρ′−ρ).

【0026】弁駆動手段40dは、目標ステップ数SFF
を補正ステップ数SFBで補正した実動ステップ数S(=
FF+SFB)を求め、この実動ステップ数Sに基づいて
ステッピングモータ36を駆動するようになっている。
The valve driving means 40d has a target step number S FF.
The number of production step was corrected by the correction step number S FB the S (=
S FF + S FB ) is obtained, and the stepping motor 36 is driven based on this actual step number S.

【0027】次に、上記構成の給湯器1における給湯温
度制御動作について説明する。
Next, the hot water supply temperature control operation in the hot water supply device 1 having the above structure will be described.

【0028】いま、カラン等が開かれて入水路10を通
って水が供給されるようになると、図示しない水流セン
サによってこれが検出されてバーナ8の燃焼が開始され
る。
Now, when the currant or the like is opened and water is supplied through the water inlet 10, this is detected by a water flow sensor (not shown) and combustion of the burner 8 is started.

【0029】この場合、熱交換器6で加熱される湯温
は、次式(a),(b)に基づいて与えられる所定目標の出湯
温度Thoとなるように、バーナ8による加熱量がフィー
ドフォワード制御ならびにフィードバック制御される。
In this case, the heating amount of the burner 8 is fed so that the temperature of the hot water heated by the heat exchanger 6 becomes a predetermined target hot water temperature Tho given based on the following equations (a) and (b). Forward control and feedback control are performed.

【0030】ここに、ρ=(Th−Ts)/(Ts−Tc)とし
たとき、図3において、ρmax≧ρ≧ρminのときには、 Tho=Ts+β (ただし、βは定数) (a) また、ρ>ρmax,ρ<ρminの場合は、 Tho=ρ0・(Ts−Tc)+Ts (ただし、ρ0は定数) (b) 一方、コントローラ40を構成する目標ステップ数算出
手段40bは、入水温度センサ16からの入水温度Tc、
出湯温度センサ22からの出湯温度Th、および使用者
によって操作部42で予め設定された給湯温度Tsに基
づいて、バイパス路14を経由する水量Qcと、熱交換
器6を経由して出湯する湯量Qhとの目標となる分配率
ρを次式に基づいて算出する。
Here, when ρ = (Th-Ts) / (Ts-Tc), in FIG. 3, when ρmax ≧ ρ ≧ ρmin, Tho = Ts + β (where β is a constant) (a) In the case of ρ> ρmax and ρ <ρmin, Tho = ρ 0 · (Ts−Tc) + Ts (where ρ 0 is a constant) (b) On the other hand, the target step number calculation means 40 b constituting the controller 40 is Water input temperature Tc from the sensor 16,
Based on the hot water temperature Th from the hot water temperature sensor 22 and the hot water supply temperature Ts preset by the user in the operation unit 42, the amount Qc of water passing through the bypass passage 14 and the amount of hot water discharged from the heat exchanger 6 The target distribution rate ρ with Qh is calculated based on the following equation.

【0031】 ρ=Qc/Qh=(Th−Ts)/(Ts−Tc) (1) この目標分配率ρが得られると、目標ステップ数算出手
段40bは、引き続いて、記憶手段40aに予め記憶され
ているデータに基づいて目標ステップ数SFFを求める。
これは、図3において、縦軸の分配率を目標分配率ρと
して、これに対応する横軸の一つのステップ数を読み取
ることにより決定される。そして、この目標ステップ数
FFの値がバイパス弁28に対するフィードフォワード
制御量として、弁駆動手段40dに送出される。
Ρ = Qc / Qh = (Th-Ts) / (Ts-Tc) (1) When this target distribution ratio ρ is obtained, the target step number calculation means 40b continues to be stored in advance in the storage means 40a. The target number of steps S FF is obtained based on the stored data.
This is determined by setting the distribution ratio on the vertical axis as the target distribution ratio ρ in FIG. 3 and reading the number of one step on the horizontal axis corresponding thereto. Then, the value of the target step number S FF is sent to the valve driving means 40d as a feedforward control amount for the bypass valve 28.

【0032】一方、補正ステップ数算出手段40cは、
上記の入水温度Tc、出湯温度Th、および給湯温度セン
サ24で検出される湯水混合後の実際の給湯温度Tmに
基づいて、実際の湯水混合の分配率ρ'を次式に基づい
て算出する。
On the other hand, the correction step number calculating means 40c
Based on the above-mentioned incoming water temperature Tc, outgoing hot water temperature Th, and actual hot water supply temperature Tm after hot water mixing detected by the hot water supply temperature sensor 24, the distribution ratio ρ ′ of the actual hot water mixing is calculated based on the following equation.

【0033】 ρ'=(Qc/Qh)'=(Th−Tm)/(Tm−Tc) (2) この実際分配率ρ'が得られると、補正ステップ数算出
手段40cは、引き続いて、目標ステップ数算出手段4
0bによって(1)式に基づいて算出された目標分配率ρ
と実際分配率ρ'の偏差Δρ(=ρ'−ρ)を求め、次式に
よって補正ステップ数SFBを算出する。
Ρ '= (Qc / Qh)' = (Th-Tm) / (Tm-Tc) (2) When this actual distribution ratio ρ'is obtained, the correction step number calculation means 40c continues to set the target. Step number calculation means 4
Target distribution ratio ρ calculated based on equation (1) by 0b
And the deviation Δρ (= ρ′−ρ) of the actual distribution ratio ρ ′ are obtained, and the correction step number S FB is calculated by the following equation.

【0034】 SFB=KP・Δρ+KI・Σ(Δρ) (3) ここに、KP:比例係数 KI:積分係数 そして、この補正ステップ数SFBの値がバイパス弁28
に対するフィードバック制御量として、同じく弁駆動手
段40dに送出される。
[0034] S FB = K P · Δρ + K I · Σ (Δρ) (3) Here, K P: proportional coefficient K I: integral coefficient and this correction step number S value of FB bypass valve 28
Is also sent to the valve drive means 40d as a feedback control amount for the.

【0035】弁駆動手段40dは、上記の目標ステップ
数SFFを補正ステップ数SFBで補正した実動ステップ数
Sを次式によって求める。
The valve driving means 40d obtains the actual step number S obtained by correcting the target step number S FF with the correction step number S FB by the following equation.

【0036】 S=SFF+SFB (4) そして、この実動ステップ数S分だけバイパス弁28の
ステッピングモータ36を回転させる。
S = S FF + S FB (4) Then, the stepping motor 36 of the bypass valve 28 is rotated by the actual operation step number S.

【0037】このように、バイパス路14に設けたバイ
パス弁28の開度のみを調節して湯水を混合する分配率
を変化させるので、迅速かつ正確な給湯温度制御が行わ
れることになる。
As described above, since only the opening degree of the bypass valve 28 provided in the bypass passage 14 is adjusted to change the distribution ratio for mixing the hot and cold water, a quick and accurate hot water supply temperature control can be performed.

【0038】上記の実施例において、記憶手段40aに
は、湯水混合の分配率ρ(=Qc/Qh)とステッピングモ
ータ36のステップ数との関係を予め求めたデータ(図
3の実線に相当)が格納されているが、製品寸法誤差、
取り付け誤差、経年変化等に起因して、実際は、分配率
ρとステップ数との関係が図3の一点鎖線で示すように
変化することが考えられる。この対策として、目標ステ
ップ数算出手段40bにおいて、以下の処理が行われる
ようにするのが好ましい。
In the above-described embodiment, the storage means 40a stores in the storage means 40a data obtained in advance for the relationship between the distribution ratio ρ (= Qc / Qh) of hot and cold water mixing and the number of steps of the stepping motor 36 (corresponding to the solid line in FIG. 3). Is stored, but product dimensional error,
It is conceivable that the relationship between the distribution ratio ρ and the number of steps may actually change as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 3 due to mounting error, aging, and the like. As a countermeasure against this, it is preferable that the target step number calculation means 40b perform the following processing.

【0039】いま、予め設定された給湯温度Tsaと実際
の給湯温度Tmaとが等しくなっているとし(Tsa=Tm
a)、このとき(1)式で求まる目標分配率をρaとすれ
ば、図3の対応関係から、目標ステップ数算出手段40
bで得られる目標ステップ数はSFFaであり、また、補正
ステップ数算出手段40cで得られる補正ステップ数は
−SFBaとなるから、(4)式で決まる実動ステップ数Sa
は、Sa=SFFa−SFBaとなって制御が安定している。
Now, assume that the preset hot water supply temperature Tsa is equal to the actual hot water supply temperature Tma (Tsa = Tm
a), at this time, if the target distribution rate obtained by the equation (1) is ρa, the target step number calculation means 40 is obtained from the correspondence relationship of FIG.
The target step number obtained in b is S FF a, and the correction step number obtained in the correction step number calculating means 40 c is −S FB a, so the actual step number Sa determined by the equation (4)
The control is stable become Sa = S FF a-S FB a.

【0040】ところで、操作部42で設定される給湯温
度がTsaからTsbに変更されたような場合を考えると、
これに応じて目標となる分配率もρaからρbに変更され
る。
By the way, considering a case where the hot water supply temperature set by the operation unit 42 is changed from Tsa to Tsb,
Accordingly, the target distribution rate is also changed from ρa to ρb.

【0041】このとき、上述したように分配率とステッ
プ数との関係が図3の一点鎖線で示すように変化してい
ても、(1)式で目標分配率ρが決まれば、フィードフォ
ワード制御量としての目標ステップ数SFFbは、図3の
実線の関係によって一義的に決定されることになる。
At this time, even if the relationship between the distribution rate and the number of steps changes as shown by the one-dot chain line in FIG. 3 as described above, if the target distribution rate ρ is determined by the equation (1), the feedforward control is performed. The target number of steps S FF b as a quantity is uniquely determined by the relationship of the solid line in FIG.

【0042】これに対して、フィードバック制御量とし
ての補正ステップ数SFBは、何等の補正をしない場合、
(3)式に積分項が含まれていることもあって、変更直後
の補正ステップ数は、変更直前の値、すなわちSFBaが
そのまま保持された状態となる。そして、このSFBaの
値は、分配率とステップ数との関係が図3の実線から一
点鎖線のように変化している分だけ大きな値をもつこと
になるから、(4)式で得られる実動ステップ数Sは、S
=SFFb−SFBaとなって、過剰な補正となってしまう。
On the other hand, if the correction step number S FB as the feedback control amount is not corrected,
Since the equation (3) includes an integral term, the number of correction steps immediately after the change is the value immediately before the change, that is, S FB a is held as it is. The value of S FB a has a large value as the relationship between the distribution rate and the number of steps changes from the solid line in FIG. 3 to the one-dot chain line. The number of production steps S to be performed is S
= S FF b-S FB a, which results in excessive correction.

【0043】この場合でも、時間経過に伴って補正ステ
ップ数はSFBaからSFBbに次第に収束されてきて安定す
るが、その安定化には余分な時間がかかり、温度制御の
応答性が悪くなる。
Even in this case, the number of correction steps gradually stabilizes from S FB a to S FB b with the passage of time and becomes stable, but it takes an extra time for stabilization and the responsiveness of the temperature control becomes high. become worse.

【0044】そこで、給湯温度の変更等があった場合で
も短時間の内に変更後の給湯温度の湯が得られるように
するために、弁駆動手段40dにおいて、目標ステップ
数算出手段40bからの目標ステップ数SFFと、補正ス
テップ数算出手段40cからの補正ステップ数SFBとに
基づいて、次の(5)式によって実動ステップ数Sを算出
する。
Therefore, in order to obtain the hot water having the changed hot water supply temperature within a short time even if the hot water supply temperature is changed, the valve driving means 40d outputs the target step number calculation means 40b. Based on the target step number S FF and the correction step number S FB from the correction step number calculating means 40c, the actual step number S is calculated by the following equation (5).

【0045】 S=SFF・(1+SFB/A) (ただし、Aは定数) (5) たとえば、A=145に設定されている場合、図3にお
いて、ρc=1としたとき、SFB=−45であり、給湯
温度の変更に応じてρb=0.8となったときには、SFF
b=70であるから、変更直後の実動ステップ数Sは、
(5)式により、S=70・(1−45/145)=48.
3となる。
S = S FF · (1 + S FB / A) (where A is a constant) (5) For example, when A = 145 is set, when ρc = 1 in FIG. 3, S FB = -45, and when ρb = 0.8 according to the change in hot water supply temperature, S FF
Since b = 70, the production step number S immediately after the change is
From the formula (5), S = 70. (1-45 / 145) = 48.
It becomes 3.

【0046】このようにすれば、分配率とステップ数と
の特性変化を考慮した実動ステップ数Sが決定されるた
めに、給湯温度が変更されたような場合でも、フィード
バック制御量としのて補正ステップ数SFBは最初から小
さな値となり、短時間の内に変更後の給湯温度の湯に安
定化することになる。
In this way, the actual operating step number S is determined in consideration of the characteristic change between the distribution rate and the step number, so that even if the hot water supply temperature is changed, the feedback control amount is used. The correction step number S FB becomes a small value from the beginning, and the hot water of the changed hot water supply temperature is stabilized within a short time.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、バイバスミキシング方
式の給湯器において、バイパス路に設けたバイパス弁の
開度のみを調節して、湯水を混合する分配率を変化させ
ることで所望の給湯温度が得られるように温度制御を行
うので、加熱量を制御する手段とは無関係であり、温度
制御機構の構成が簡単になるだけでなく、温度制御の応
答性も高まり、所望の給湯温度の給湯を容易かつ正確に
行える。
According to the present invention, in the hot water supply system of the bypass bath mixing system, only the opening degree of the bypass valve provided in the bypass passage is adjusted to change the distribution ratio for mixing the hot and cold water to obtain a desired hot water supply temperature. Since the temperature control is performed so that the heating amount can be obtained, it is irrelevant to the means for controlling the heating amount, and not only the structure of the temperature control mechanism is simplified, but also the responsiveness of the temperature control is enhanced, and the hot water supply at the desired hot water supply temperature Can be done easily and accurately.

【0048】特に、ここではステッピングモータによっ
て弁体が駆動されるバイパス弁を採用しているので、ス
テップ数と湯水の分配率との関係を予め求めておき、こ
のデータに基づいて目標ステップ数を直ちに求めること
ができるため、正確かつ迅速な温度制御ができることに
なる。
Particularly, since the bypass valve in which the valve element is driven by the stepping motor is adopted here, the relationship between the number of steps and the distribution ratio of hot and cold water is obtained in advance, and the target number of steps is determined based on this data. Since it can be obtained immediately, accurate and speedy temperature control can be achieved.

【0049】また、特に第2発明に係る給湯器では、給
湯温度が変更されたような場合でも、給湯器の出湯特性
の経時変化等に起因するドリフト分の影響が低減される
ために、短時間の内に変更後の給湯温度の湯に安定化す
ることになる。
Further, particularly in the water heater according to the second aspect of the present invention, even when the hot water supply temperature is changed, the influence of the drift component due to the change in the hot water discharge characteristic of the water heater over time is reduced, so that it is short. Within a period of time, the hot water will be stabilized at the hot water temperature after the change.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例に係る給湯器の概略構成図であ
る。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a water heater according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の給湯器に使用されるバイパス弁の具体的
な構成を示す縦断面図である。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a specific configuration of a bypass valve used in the water heater of FIG.

【図3】コントローラを構成する記憶手段に記憶されて
いるステッピングモータのステップ数と湯水混合の分配
率との関係を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between the number of steps of a stepping motor stored in a storage unit that constitutes a controller and a distribution ratio of hot and cold water mixing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…給湯器、6…熱交換器、10…入水路、12…出湯
路、14…バイパス路、22…出湯温度センサ、24…
給湯温度センサ、28…バイパス弁、36…ステッピン
グモータ、40…コントローラ、40a…記憶手段、4
0b…目標ステップ数算出手段、40c…補正ステップ数
算出手段、40d…弁駆動手段、42…操作部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Water heater, 6 ... Heat exchanger, 10 ... Inlet, 12 ... Outlet, 14 ... Bypass, 22 ... Outlet temperature sensor, 24 ...
Hot water supply temperature sensor, 28 ... Bypass valve, 36 ... Stepping motor, 40 ... Controller, 40a ... Storage means, 4
0b ... Target step number calculation means, 40c ... Corrected step number calculation means, 40d ... Valve driving means, 42 ... Operation part.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱交換器と並列に配置されたバイパス路
の途中にバイパス弁が設けられ、熱交換器で加熱された
湯とバイパス路を経由した水とを混合して所定の給湯温
度に調整するバイパスミキシング方式の給湯器におい
て、 前記バイパス弁は、ステッピングモータにより弁体が開
閉駆動されるように構成される一方、 前記給湯温度制御を行うコントローラを備え、このコン
トローラは、 バイパス弁の弁開度を決めるステッピングモータのステ
ップ数と、各ステップ数に応じて予め求められた湯水混
合の分配率との関係を決めるデータが記憶された記憶手
段と、 入水温度、熱交換器からの出湯温度、および予め設定さ
れた給湯温度に基づいて、目標となる湯水混合の分配率
を算出し、この目標分配率と前記記憶手段のデータとに
基づいて目標ステップ数SFFを算出する目標ステップ数
算出手段と、 入水温度、熱交換器からの出湯温度、および湯水混合後
の実際の給湯温度に基づいて、実際の湯水混合の分配率
を算出し、この実際分配率と前記目標分配率との偏差に
基づいて補正ステップ数SFBを算出する補正ステップ数
算出手段と、 前記目標ステップ数SFFを補正ステップ数SFBで補正し
た実動ステップ数S(=SFF+SFB)を求め、この実動ス
テップ数Sに基づいてステッピングモータを駆動する弁
駆動手段と、 を含むことを特徴とする給湯器。
1. A bypass valve is provided in the middle of a bypass passage arranged in parallel with a heat exchanger to mix hot water heated by the heat exchanger and water passing through the bypass passage to a predetermined hot water supply temperature. In a bypass mixing type water heater to be adjusted, the bypass valve is configured such that a valve body is opened and closed by a stepping motor, and a controller for controlling the hot water temperature is provided, and the controller is a valve of the bypass valve. Storage means that stores data that determines the relationship between the number of steps of the stepping motor that determines the degree of opening and the distribution ratio of hot and cold water mixing calculated in advance according to the number of steps, the inlet water temperature, and the hot water outlet temperature from the heat exchanger. , And a target distribution ratio of hot and cold water mixture based on the preset hot water supply temperature, and based on the target distribution ratio and the data of the storage means, A target step number calculating means for calculating the number of steps S FF, incoming water temperature, the hot water temperature from the heat exchanger, and based on the actual hot water temperature after the hot and cold water mixing, to calculate the actual distribution rate hot and cold water mixing, this A correction step number calculating means for calculating a correction step number S FB based on a deviation between the actual distribution rate and the target distribution rate, and an actual operation step number S (that corrects the target step number S FF by the correction step number S FB = S FF + S FB ) and a valve drive means for driving the stepping motor based on the actual step number S, and a water heater.
【請求項2】 請求項1記載の給湯器において、前記弁
駆動手段に代えて、前記目標ステップ数SFFと補正ステ
ップ数SFBとに基づいて、 S=SFF・(1+SFB/A) (ただし、Aは定数) によって実動ステップ数Sを求め、この実動ステップ数
Sに基づいてステッピングモータを駆動する弁駆動手段
を備えることを特徴とする給湯器。
2. The water heater according to claim 1, wherein instead of the valve driving means, S = S FF · (1 + S FB / A) based on the target step number S FF and the correction step number S FB. (Where A is a constant), and the hot water heater is provided with a valve drive means for driving the stepping motor based on the actual step number S.
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