JPH07295658A - Hot water supplier - Google Patents

Hot water supplier

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JPH07295658A
JPH07295658A JP6091461A JP9146194A JPH07295658A JP H07295658 A JPH07295658 A JP H07295658A JP 6091461 A JP6091461 A JP 6091461A JP 9146194 A JP9146194 A JP 9146194A JP H07295658 A JPH07295658 A JP H07295658A
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target
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moq
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JP6091461A
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Tomio Miyake
富雄 三宅
Hidehito Ichimaru
秀仁 市丸
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Noritz Corp
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Abstract

PURPOSE:To obtain the easy-to-use hot water supplier which avoids unexpected fire extinction of its burner and suppresses overshooting in a short time even if the amount of water fed to the hot water supplier varies as to a by-pass mixing type hot water supplier. CONSTITUTION:A target upper-limit varying means 40, an operation upper-limit varying means 52, a target restricting means 42, and an manipulated value restricting means 54 are provided; when the amount QT of water supplied to the hot water supplier decreases, the target upper-limit varying means 40 and manipulation upper-limit varying means 52 correct the upper-limit value rhoO-MAX of the target rhoO of control and the upper-limit value rhoM-LIM of an actual operation value rhoM so that they decrease according to the decrease rate of the total flow rate QT. Then if overshooting is caused by the decrease in the total flow rate QT, the target restricting means 42 and operation value restricting means 54 imposes restrictions so that the target value rhoO and manipulated value rhoM do not exceed the upper-limit value rhoO-MAX and upper-limit value rhoM-LIM.

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
式の給湯器に係り、特には給湯温度の制御技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hot water supply system of a bypass mixing system, and more particularly to a hot water supply temperature control technique.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のバイパスミキシング方式の給湯器
には、図6に示す構成のものがある。
2. Description of the Related Art A conventional bypass mixing type water heater has a structure shown in FIG.

【0003】この給湯器は、熱交換器6に対して、その
一方側に水道管等に連通された入水路10が、他方側に
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、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。
In this water heater, a water inlet 10 connected to a water pipe or the like is connected to the heat exchanger 6 on one side, and a hot water outlet 12 connected to a currant or a shower is connected to the other side. , The heat exchanger 6 between the inlet 10 and the outlet 12
Are short-circuited by a bypass path 14 for bypassing the.

【0004】そして、熱交換器6には、これを加熱する
ためのガスバーナ8が配置され、このガスバーナ8に
は、ガス燃焼量を調整するためのガス比例弁20が設け
られ、また、入水路10の途中には、バイパス路14と
の接続点よりも下流側に、熱交換器6の通水量(以下、
缶体流量という)QKを検出する缶体流量センサ18が設
けられ、さらに、バイパス路14の途中には、このバイ
パス路14を流れる水量(以下、バイパス流量という)Q
Bを調整して上記の缶体流量QKとの間で決まる湯水混合
の分配比率ρ(=QB/QK)を変化させるためのバイパス
弁28が設けられている。
The heat exchanger 6 is provided with a gas burner 8 for heating the heat exchanger 6. The gas burner 8 is provided with a gas proportional valve 20 for adjusting the gas combustion amount, and the water inlet channel. In the middle of 10, the amount of water passing through the heat exchanger 6 (hereinafter,
A can body flow rate sensor 18 for detecting Q K is provided. Further, in the middle of the bypass path 14, the amount of water flowing through the bypass path 14 (hereinafter referred to as bypass flow rate) Q
A bypass valve 28 is provided for adjusting B and changing the distribution ratio ρ (= Q B / Q K ) of hot and cold water mixture determined with the above-mentioned can body flow rate Q K.

【0005】なお、16は入水温度TCを検出する入水
温度センサ、22は熱交換器6で加熱された後の湯温
(以下、缶体湯温度という)THを検出する缶体湯温度セ
ンサ、24は湯水の混合後の湯温(以下、給湯温度とい
う)TMを検出する給湯温度センサ、26は缶体流量QK
がガスバーナ8の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、30'は給湯温度制
御を行うコントローラである。
Reference numeral 16 is a water temperature sensor for detecting a water temperature T C , and 22 is a hot water temperature after being heated by the heat exchanger 6.
(Hereinafter referred to as “can body hot water temperature”) T H detecting can body hot water temperature sensor, 24 denotes a hot water temperature after mixing hot and cold water (hereinafter referred to as hot water supply temperature) T M , and 26 denotes a can body flow rate. Q K
Is an overflow servo valve that limits the discharge amount of hot water when the maximum heating capacity of the gas burner 8 is exceeded, and 30 ′ is a controller that controls the hot water supply temperature.

【0006】上記構成のバイパスミキシング方式の給湯
器は、ガス比例弁20の操作によってガス燃焼量を制御
するだけでなく、バイパス路14に設けたバイパス弁2
8を操作して湯水の分配比率ρを変化させて温度制御を
行うため、ガス燃焼量のみを変化させて給湯温度を制御
する場合に比較して、温度制御の応答性が速く、しか
も、給湯温度を比較的広い範囲にわたって制御できると
いう利点を有する。
The bypass mixing type water heater having the above-mentioned structure not only controls the gas combustion amount by operating the gas proportional valve 20, but also bypass valve 2 provided in bypass passage 14.
Since the temperature control is performed by operating 8 to change the distribution ratio ρ of the hot water, the responsiveness of the temperature control is faster and the hot water supply is faster than the case of controlling the hot water temperature by changing only the gas combustion amount. It has the advantage that the temperature can be controlled over a relatively wide range.

【0007】このような、バイパスミキシング方式の給
湯器において、従来、ガスバーナ8の着火、消火の判断
は、次のようにして行われている。
In such a bypass mixing type water heater, conventionally, the determination of whether the gas burner 8 is ignited or extinguished is made as follows.

【0008】まず、給湯器の使用、不使用の状態を判断
する上で全体流量QTを知る必要がある。
First, it is necessary to know the total flow rate Q T when judging whether the water heater is used or not.

【0009】湯水混合の分配比率ρは、前述のように、 ρ=QB/QK (1) であり、よって、入水路10を介して給湯器に供給され
る全体流量QTは、缶体流量QKと分配比率ρが分かれ
ば、次式で与えられる。
The distribution ratio ρ of the hot and cold water mixture is, as described above, ρ = Q B / Q K (1). Therefore, the total flow rate Q T supplied to the water heater via the water inlet 10 is If the body flow rate Q K and the distribution ratio ρ are known, it is given by the following equation.

【0010】 QT=QK+QB =QK・(1+ρ) (2) そこで、(2)式で求まる全体流量QTに対して、消火時
のしきい値(以下、全体必要流量という)QT-MOQと、着
火時のしきい値QT-MOQ+ΔTTは増分)を設定する。
Q T = Q K + Q B = Q K · (1 + ρ) (2) Then, for the total flow rate Q T obtained by the equation (2), a threshold value for extinguishing the fire (hereinafter referred to as the total required flow rate) Set Q T-MOQ and a threshold value for ignition, Q T-MOQ + Δ TT is an increment).

【0011】たとえば、QT-MOQ=2.0リッタ/分、Q
T-MOQ+ΔT=2.0+0.5=2.5リッタ/分。
For example, Q T-MOQ = 2.0 liter / min, Q
T-MOQ + Δ T = 2.0 + 0.5 = 2.5 liters / minute.

【0012】また、熱交換器6内で湯が沸騰する可能性
の有無を判断するために、缶体流量センサ18で検出さ
れる缶体流量QKに対して、消火時のしきい値(以下、缶
体必要流量という)QK-MOQと,着火時のしきい値Q
K-MOQ+ΔKKは増分)を設定する。
Further, in order to determine whether or not there is a possibility that the hot water will boil in the heat exchanger 6, a threshold value for extinguishing the fire is set for the can body flow rate Q K detected by the can body flow rate sensor 18. (Hereinafter referred to as can body required flow rate) Q K-MOQ and threshold value Q at ignition
Set K-MOQ + Δ KK is an increment).

【0013】たとえば、QK-MOQ=1.25リッタ/分、
K-MOQ+ΔK=1.25+0.35=1.6リッタ/分。
For example, Q K-MOQ = 1.25 liters / minute,
Q K-MOQ + Δ K = 1.25 + 0.35 = 1.6 liters / minute.

【0014】なお、着火時のしきい値が、消火時のしき
い値QT-MOQ,QK-MOQよりそれぞれΔT(上記の例では
0.5リッタ/分),ΔK(上記の例では0.35リッタ/
分)だけ大きくなるように設定しているのは、着火継続
を安定化させるためである。
[0014] The threshold value at the time of ignition, the threshold Q T-MOQ during fire fighting, Q respectively from the K-MOQ Δ T (0.5 liters / minute in the above example), delta K (the In the example, 0.35 liter /
The reason why it is set to be larger by (min) is to stabilize ignition continuation.

【0015】この条件下で、コントローラ30'は、全
体流量QTがQT-MOQ+ΔT(2.5リッタ/分)よりも大き
く、かつ、缶体流量QKがQK-MOQ+ΔK(1.6リッタ/
分)よりも大きい場合には、給湯器が使用状態にあり、
かつ、熱交換器6内で湯が沸騰する可能性はないものと
判断して、ガス比例弁20を開いてガスバーナ8を着火
する。
Under this condition, the controller 30 'determines that the total flow rate Q T is larger than Q T-MOQ + Δ T (2.5 liters / minute) and the can body flow rate Q K is Q K-MOQ + Δ K. (1.6 liter /
If it is larger than (minutes), the water heater is in use,
Moreover, it is judged that there is no possibility of boiling water in the heat exchanger 6, and the gas proportional valve 20 is opened to ignite the gas burner 8.

【0016】一方、コントローラ30'は、全体流量QT
が全体必要流量QT-MOQ(2.0リッタ/分)以下となった
とき、あるいは、缶体流量QKが缶体必要流量Q
K-MOQ(1.25リッタ/分)以下となったときには、給湯
器の使用が停止されたか、または、熱交換器6内で湯が
沸騰する可能性があるものと判断して、ガス比例弁20
を閉じてガスバーナ8を消火する。
On the other hand, the controller 30 'controls the total flow rate Q T
Is less than the total required flow rate Q T-MOQ (2.0 liters / minute), or the can body flow rate Q K is the required body flow rate Q
When it becomes less than K-MOQ (1.25 liter / min), it is judged that the use of the water heater has stopped, or the water may boil in the heat exchanger 6, and the gas proportional Valve 20
And close the gas burner 8 to extinguish the fire.

【0017】このように、ガスバーナ8の着火は、Q
T-MOQ+ΔTとQK-MOQ+ΔKの両判定結果のAND条件に
より、ガスバーナ8の消火は、QT-MOQとQK-MOQの両判
定結果のOR条件により、それぞれ制御されている。
Thus, the ignition of the gas burner 8 is Q
The AND condition of both the determination results of the T-MOQ + Δ T and Q K-MOQ + Δ K, extinguishing gas burner 8, the OR condition of both the determination results of the Q T-MOQ and Q K-MOQ, are controlled respectively .

【0018】ところで、前記(1)式と(2)式の関係か
ら、分配比率ρを全体流量QTを含んだ式で記述する
と、次のようになる。
From the relationship between the equations (1) and (2), the distribution ratio ρ can be described as an equation including the total flow rate Q T as follows.

【0019】 ρ=(QT−QK)/QK (3) 従来、ガスバーナ8の消火の判断となる上記の全体必要
流量QT-MOQと缶体必要流量QK-MOQとは、いずれも一定
値であり、これを分配比率の観点から見ると、上記(3)
式により、 ρMOQ=(QT-MOQ−QK-MOQ)/QK-MOQ (3)' となり、その分配比率ρMOQ(以下、必要分配比率とい
う)も一定である。
Ρ = (Q T −Q K ) / Q K (3) Conventionally, the total required flow rate Q T-MOQ and the can required flow rate Q K-MOQ that are used to judge the extinction of the gas burner 8 are both Is also a constant value, and from the perspective of the distribution ratio, the above (3)
From the formula, ρ MOQ = (Q T-MOQ −Q K-MOQ ) / Q K-MOQ (3) ′, and the distribution ratio ρ MOQ (hereinafter referred to as the necessary distribution ratio) is also constant.

【0020】たとえば、上記の例でQT-MOQ=2.0、Q
K-MOQ=1.25のとき、 ρMOQ=(2.0−1.25)/1.25=6/10 となっている。
For example, in the above example, Q T-MOQ = 2.0, Q
When K-MOQ = 1.25, ρ MOQ = (2.0-1.25) /1.25=6/10.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】従来のバイパスミキシ
ング方式の給湯器において、給湯制御が定常状態にある
ときには、バイパス流量QBが缶体流量QKよりも幾分多
くなるように、つまり、上記(1)式で与えられる分配比
率ρが1以上となるように設定している。
In the water heater of the invention Problems to be Solved conventional bypass mixing method, when the hot water supply control is in a steady state, as the bypass flow rate Q B is somewhat larger than the can flow Q K, that is, the The distribution ratio ρ given by the equation (1) is set to be 1 or more.

【0022】それは、燃焼制御の定常状態において、缶
体流量QKよりもバイパス流量QBの方が多くなるように
しておけば、同一の給湯設定温度TSの湯を得る場合で
も全体的な湯量の確保が容易であることや、熱交換器6
からの出湯される湯温が極度に低くなるのを回避できる
等の理由による。
In the steady state of combustion control, if the bypass flow rate Q B is set to be larger than the can body flow rate Q K , even if the hot water having the same hot water supply set temperature T S is obtained, the overall hot water supply temperature T S can be obtained. It is easy to secure the amount of hot water, and the heat exchanger 6
The reason is that it is possible to avoid the temperature of the hot water discharged from the bath becoming extremely low.

【0023】このように、バイパス流量QBが缶体流量
Kよりも幾分多くなるように分配比率ρが設定されて
燃焼制御が実行されている途中で、カラン側で湯量が絞
られたり、入水路10側の水圧低下が発生したような場
合には、全体流量QTは全体必要流量QT-MOQ以上(QT
T-MOQ)であるにもかかわらず、缶体流量QKが缶体必
要流量QK-MOQよりも小さくなる(QK≦QK-MOQ)事態が
生じ得る。このときは、コントローラ30'は、熱交換
器6内で湯が沸騰するおそれがあるものと判断し、ガス
バーナ8を消火する。
As described above, the distribution amount ρ is set so that the bypass flow rate Q B is somewhat higher than the can body flow rate Q K , and the amount of hot water is throttled on the curran side while the combustion control is being executed. If the water pressure on the side of the water inlet 10 decreases, the total flow rate Q T is greater than or equal to the total required flow rate Q T-MOQ (Q T >
Q T-MOQ ), the can body flow rate Q K may be smaller than the can body required flow rate Q K-MOQ (Q K ≦ Q K-MOQ ). At this time, the controller 30 'determines that the hot water may boil in the heat exchanger 6, and extinguishes the gas burner 8.

【0024】たとえば、前記の例と同様に、全体必要流
量QT-MOQ=2.0リッタ/分、缶体必要流量QK-MOQ
1.25リッタ/分にそれぞれ設定され、また、定常時
の分配比率ρがρ=12/10に固定されているとした
とき、全体流量QTが低下してQT=2.5リッタ/分と
なったときは、QT(=2.5)>QT-MOQ(=2.0)である
が、QKは(2)式の関係から、QK=2.5/(1+12/
10)≒1.14リッタ/分となる。すなわち、QK(=
1.14)<QK-MOQ(=1.25)であるため、ガスバーナ
8は不意に消火される。
For example, as in the above example, the total required flow rate Q T-MOQ = 2.0 liters / minute, the required flow rate of the can body Q K-MOQ =
When the distribution ratio ρ in the steady state is fixed at ρ = 12/10, the total flow rate Q T decreases and Q T = 2.5 liter / min. When it becomes minutes, Q T (= 2.5)> Q T-MOQ (= 2.0), but Q K is Q K = 2.5 / (1 + 12) from the relation of the equation (2). /
10) ≈ 1.14 liters / minute. That is, Q K (=
Since 1.14) <Q K-MOQ (= 1.25), the gas burner 8 is extinguished suddenly.

【0025】また、上記のように、定常時の分配比率ρ
を一定に保ったままで全体流量QTが減少すると、これ
に応じてバイパス流量QBも缶体流量QKも共に減少する
とともに、缶体流量QKの減少によって熱交換器6から
出湯される缶体湯温度THは高くなるので、給湯温度TM
が一時的に上昇する、いわゆるオーバーシュートが生じ
る。
Further, as described above, the distribution ratio ρ in the steady state is
When the total flow rate Q T is decreased while keeping the constant value, both the bypass flow rate Q B and the can body flow rate Q K are correspondingly decreased, and hot water is discharged from the heat exchanger 6 by the decrease of the can body flow rate Q K. Since the can body water temperature T H becomes high, the hot water supply temperature T M
Causes a so-called overshoot.

【0026】コントローラ30'は、このオーバーシュ
ートを解消するするために、分配比率ρが大きくなるよ
うに制御する(つまり(1)式の関係からバイパス流量QB
を増加させて缶体流量QKを減少させるように制御す
る)。その結果、缶体流量QKの減少傾向が一層加速され
て缶体必要流量QK-MOQを急速に下回り、ガスバーナ8
が消火される事態となる。
In order to eliminate this overshoot, the controller 30 'controls so that the distribution ratio ρ becomes large (that is, the bypass flow rate Q B from the relationship of the equation (1)).
Is controlled to increase the can body flow rate Q K ). As a result, the decreasing tendency of the can body flow rate Q K is further accelerated and rapidly falls below the can body required flow rate Q K-MOQ, and the gas burner 8
Will be extinguished.

【0027】このように、コントローラ30'によっ
て、全体必要流量QT-MOQと缶体必要流量QK-MOQの両判
定結果のOR条件によってガスバーナ8を消火する制御
を行うことは、熱交換器6の湯が沸騰するのを回避する
上では有効であるが、給湯器の使用中に、全体流量QT
が変動したときには、これに応じてガスバーナ8の着火
や消火が頻繁に繰り返され、このため、湯と冷水とが交
互に出るなどの現象が生じて使い勝手が悪くなる。
As described above, the controller 30 'controls the extinguishing of the gas burner 8 according to the OR condition of the judgment results of both the total required flow rate Q T-MOQ and the required can body flow rate Q K-MOQ . 6 is effective in avoiding boiling of the hot water, but while using the water heater, the total flow rate Q T
When fluctuates, ignition and extinguishment of the gas burner 8 are frequently repeated in response to this, which causes a phenomenon in which hot water and cold water alternate and the usability deteriorates.

【0028】そこで、上記の問題を解消するために、本
発明者らは、図7に示すように、全体流量QTが減少し
て、あるしきい値QT-CRI以下となった場合には、缶体
必要流量QK-MOQを下回らない程度の一定の缶体流量QK
が熱交換器6を流れるように、バイパス弁28の開度を
調整する一方、所望の給湯設定温度TSの湯を得るため
の温度制御は、専らガス燃焼量を調整することで対処す
るようにした給湯器を提供した(特願平4−13443
7号参照)。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, the inventors of the present invention, when the total flow rate Q T is decreased to a certain threshold value Q T-CRI or less as shown in FIG. Is a constant can body flow rate Q K that does not fall below the required can body flow rate Q K-MOQ.
While the opening degree of the bypass valve 28 is adjusted so that the hot water flows through the heat exchanger 6, the temperature control for obtaining the hot water of the desired hot water supply set temperature T S is handled by adjusting the gas combustion amount exclusively. The water heater was provided (Japanese Patent Application No. 4-134343).
(See No. 7).

【0029】たとえば、図7(b)に示すように、缶体必
要流量QK-MOQが1.25リッタ/分、しきい値QT-CRI
が4リッタ/分としたとき、全体流量QTが4リッタ/
分以下になれば、缶体流量QKが常に1.5リッタ/分と
なるように、同図(a)に示すように、分配比率ρを全体
流量QTの低下に応じて連続的に小さくする。
For example, as shown in FIG. 7B, the can body required flow rate Q K-MOQ is 1.25 liter / min, and the threshold value Q T-CRI.
Is 4 liters / minute, the total flow rate Q T is 4 liters / minute
If it becomes less than or equal to the minute, the can body flow rate Q K will always be 1.5 liters / minute, so that the distribution ratio ρ is continuously changed according to the decrease in the total flow rate Q T , as shown in FIG. Make it smaller.

【0030】このようにすれば、全体流量QTが減少し
た場合でも、全体必要流量QT-MOQ以上流れている限り
は、缶体流量QKが缶体必要流量QK-MOQを下回ることが
ないので、ガスバーナ8が不意に消火されることはな
い。
By doing so, even if the total flow rate Q T is decreased, the can body flow rate Q K is below the can body flow rate Q K-MOQ as long as the total required flow rate Q T-MOQ or more is flowing. Therefore, the gas burner 8 is not extinguished unexpectedly.

【0031】しかし、このようなバイパス弁28の開度
調整は、単に、缶体流量QKが缶体必要流量QK-MOQを下
回るのを回避するためものものであるから、全体流量Q
Tがしきい値QT-CRIと全体必要流量QT-MOQとの間にあ
るときには、オーバーシュート対策のために幾分でも缶
体流量QKを変えるといったことはできない。
However, such an adjustment of the opening of the bypass valve 28 is simply to prevent the can body flow rate Q K from falling below the can body required flow rate Q K-MOQ, and therefore the total flow rate Q K.
When T is between the threshold value Q T-CRI and the total required flow rate Q T-MOQ , it is impossible to change the can body flow rate Q K to some extent to prevent overshoot.

【0032】そして、所望の給湯設定温度TSの湯を得
るための温度制御は、専らガス燃焼量を調整することで
行われるが、このようにすると、熱交換器6の熱容量な
どの関係で、湯水の分配比率ρを変えて温度制御を行う
場合に比較して応答性に欠け、短時間の内にオーバーシ
ュートを抑制する上で不十分となる。つまり、バイパス
ミキシング方式の利点が生かせず、出湯特性に不満を残
すものとなる。
The temperature control for obtaining the hot water having the desired hot water supply set temperature T S is carried out by adjusting the gas combustion amount exclusively. In this case, the heat capacity of the heat exchanger 6 and the like are related. As compared with the case where the temperature control is performed by changing the distribution ratio ρ of hot water, the responsiveness is poor, and it becomes insufficient to suppress overshoot in a short time. In other words, the advantages of the bypass mixing method cannot be fully utilized, leaving dissatisfaction with the hot water discharge characteristics.

【0033】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、熱交換器内での湯の沸騰を防止するの
は勿論のこと、給湯器に供給される全体流量が変動した
場合でも、熱交換器を加熱するガスバーナが頻繁にオン
・オフを繰り返すのが回避され、しかも、オーバーシュ
ートを短時間の内に抑制することができて、バイパスミ
キシング方式の利点を生かした、使い勝手の良い給湯器
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 not only prevents boiling of hot water in the heat exchanger, but also changes the total flow rate supplied to the water heater. In this case, the gas burner that heats the heat exchanger is prevented from being repeatedly turned on and off, and overshoot can be suppressed within a short period of time, making it possible to use the advantages of the bypass mixing method. The challenge is to obtain a good water heater.

【0034】[0034]

【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、熱交換器の前後にそれぞれ連通された
入水路と出湯路との間がバイパス路で短絡され、このバ
イパス路の途中には、このバイパス路を流れるバイパス
流量QBと熱交換器を流れる缶体流量QKとの分配比率
(=QB/QK)を変更するためのバイパス弁が設けられる
一方、入水温度TSや所望の給湯設定温度TS等に基づい
て分配比率の制御目標となる目標値ρOを算出するとと
もに、この目標値ρOや測定される給湯温度TM等に基づ
いて実際の分配比率の操作量となる操作値ρMを決定
し、この操作値ρMによってバイパス弁の開度を調整し
て給湯温度制御を行うコントローラを有するバイパスミ
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-mentioned problems, the present invention provides a bypass path for short-circuiting a water inlet path and a hot water outlet path that communicate with each other before and after a heat exchanger. In the middle of, the distribution ratio of the bypass flow rate Q B flowing through this bypass passage and the can body flow rate Q K flowing through the heat exchanger.
While a bypass valve for changing (= Q B / Q K ) is provided, a target value ρ O that is a control target of the distribution ratio is calculated based on the incoming water temperature T S , the desired hot water supply set temperature T S, and the like. At the same time, an operation value ρ M, which is the operation amount of the actual distribution ratio, is determined based on the target value ρ O and the measured hot water supply temperature T M , and the opening degree of the bypass valve is adjusted by the operation value ρ M. The bypass mixing type water heater having a controller for controlling the hot water temperature by using the following configuration.

【0035】すなわち、本発明に係る給湯器において、
コントローラは、缶体流量QKとバイパス流量QBとを合
算した全体流量QT(=QK+QB)、または缶体流量QK
少なくとも一方が、予め設定された必要流量QT-MOQ
K-MOQを下回った場合(QT≦QT-MOQまたはQK≦Q
K-MOQの場合)には前記熱交換器の加熱を停止する沸騰防
止手段を備えるとともに、全体流量QTを予め設定され
たしきい値QT-CRI1(ただし、QT-CRI1>QT-MOQ)と比
較し、全体流量QTがしきい値QT-CRI1を下回った場合
には、前記目標値ρOの設定可能範囲の上限を決める目
標上限値ρO-MAXを、全体流量QTの減少割合に応じて小
さくなるように修正する目標上限値可変手段と、全体流
量QTを予め設定されたしきい値QT-CRI2(ただし、Q
T-CRI2>QT-MOQ)と比較し、全体流量QTがしきい値Q
T-CRI2を下回った場合には、前記操作値ρMの制御可能
範囲の上限を決める操作上限値ρM-LIMを、全体流量QT
の減少割合に応じて小さくなるように修正する操作上限
値可変手段と、前記目標値ρOが、前記目標上限値可変
手段で決定される目標上限値ρO-MAXを越えないように
規制する目標値規制手段と、前記操作値ρMが、前記操
作上限値可変手段で決定される操作上限値ρM-LIMを越
えないように規制する操作値規制手段とを含む。
That is, in the water heater according to the present invention,
The controller determines that at least one of the total flow rate Q T (= Q K + Q B ), which is the sum of the can body flow rate Q K and the bypass flow rate Q B , or the can body flow rate Q K , is a preset required flow rate Q T-MOQ.
When it is below Q K-MOQ (Q T ≤ Q T-MOQ or Q K ≤ Q
In the case of K-MOQ ), a boiling prevention means for stopping heating of the heat exchanger is provided, and the total flow rate Q T is set to a preset threshold value Q T-CRI1 (where Q T-CRI1 > Q T compared to -MOQ), if the entire flow rate Q T falls below the threshold Q T-CRI1 is a target upper limit value [rho O-MAX that determines the upper limit of the settable range of the target value [rho O, overall flow rate and the target upper limit value varying means for modifying so as to decrease according to the decrease rate of the Q T, the threshold is set the overall flow rate Q T advance Q T-CRI2 (However, Q
T-CRI2 > Q T-MOQ ), the total flow rate Q T is the threshold value Q
If it falls below the T-Cri2 is the operation limit [rho M-LIM to determine the upper limit of the controllable range of the operation value [rho M, total flow rate Q T
And the target upper limit value ρ O are corrected so as not to exceed the target upper limit value ρ O-MAX determined by the target upper limit value changing unit. A target value regulation unit and a manipulation value regulation unit that regulates the manipulation value ρ M so as not to exceed the manipulation upper limit value ρ M-LIM determined by the manipulation upper limit value varying unit.

【0036】[0036]

【作用】上記構成において、コントローラは、入水温度
Sや所望の給湯設定温度TS等に基づいて分配比率の制
御目標(フィードフォワード量)となる目標値ρOを算出
するとともに、この目標値ρOや測定される給湯温度TM
等に基づいて実際の分配比率の操作量(フィードフォワ
ード量とフィードバック量の合算量)となる操作値ρM
決定し、この操作値ρMによってバイパス弁の開度を調
整して給湯温度制御を行う。
In the above configuration, the controller calculates the target value ρ O which is the control target (feedforward amount) of the distribution ratio based on the incoming water temperature T S , the desired hot water supply set temperature T S, etc. ρ O and measured hot water temperature T M
The operating value ρ M , which is the actual operating amount of the distribution ratio (the total amount of feed-forward amount and feedback amount), is determined based on the above, and the opening of the bypass valve is adjusted by this operating value ρ M to control the hot water temperature. I do.

【0037】その際、カラン側で湯量が絞られるなどし
て、給湯器に供給される全体流量QTが予め設定された
しきい値QT-CRI1を下回った場合には、目標上限値可変
手段は、目標値ρOの設定可能範囲の上限を決める目標
上限値ρO-MAXを、全体流量QTの減少割合に応じて小さ
くなるように修正する。
At this time, if the total flow rate Q T supplied to the water heater falls below a preset threshold value Q T-CRI1 due to the amount of hot water being reduced on the curran side, the target upper limit value can be changed. means a target upper limit value [rho O-MAX that determines the upper limit of the settable range of the target value [rho O, modified to become smaller in accordance with the reduction rate of the total flow rate Q T.

【0038】さらに、全体流量QTが予め設定されたし
きい値QT-CRI2を下回った場合には、操作上限値可変手
段は、操作値ρMの制御可能範囲の上限を決める操作上
限値ρM -LIMを、全体流量QTの減少割合に応じて小さく
なるように修正する。
Further, when the total flow rate Q T falls below a preset threshold value Q T-CRI2 , the operation upper limit value changing means determines the operation upper limit value for determining the upper limit of the controllable range of the operation value ρ M. ρ M -LIM is corrected so as to become smaller according to the rate of decrease of the total flow rate Q T.

【0039】そして、全体流量QTの減少に伴って、目
標上限値可変手段によって目標上限値が減少される結
果、この目標上限値ρO-MAXよりも目標値ρOの方が相対
的に大きな値となる場合には、目標値規制手段によっ
て、目標値ρOが目標上限値ρO-MAXを越えないように規
制される。
As the total flow rate Q T decreases, the target upper limit value changing means decreases the target upper limit value. As a result, the target value ρ O is relatively higher than the target upper limit value ρ O-MAX. When the value is large, the target value regulation means regulates the target value ρ O so as not to exceed the target upper limit value ρ O-MAX .

【0040】さらに、コントローラは、オーバーシュー
トを解消するために、上記の操作値ρMを増加させる。
つまり、缶体流量QKを小さくしてバイパス流量QBを増
加させる。しかし、操作上限値ρM-LIMよりも操作値ρM
の方が相対的に大きな値となる場合には、操作値規制手
段によって、操作値ρMが操作上限値ρM-LIMを越えない
ように規制される。
Further, the controller increases the operation value ρ M in order to eliminate the overshoot.
That is, the can flow rate Q K is reduced and the bypass flow rate Q B is increased. However, the operation value than the operation upper limit value ρ M-LIM ρ M
Is relatively large, the operation value regulation means regulates the operation value ρ M so as not to exceed the operation upper limit value ρ M-LIM .

【0041】したがって、オーバーシュートが生じた場
合でも、缶体流量QKが缶体必要流量QK-MOQ以下になら
ないように制限されるため、熱交換器の湯の沸騰が回避
されるとともに、ガスバーナが不意に消火されることも
ない。
Therefore, even if an overshoot occurs, the can body flow rate Q K is limited so as not to become equal to or less than the can body required flow rate Q K-MOQ , so that boiling of hot water in the heat exchanger is avoided and The gas burner will not be extinguished suddenly.

【0042】しかも、分配比率の操作値ρMは、目標上
限値ρO-MAXを越えても操作上限値ρM-LIMまでの範囲内
であれば可変できるため、ガス燃焼量のみでオーバーシ
ュートを解消する従来の場合に比較して、応答性が高
く、短時間の内にオーバーシュートを抑制することがで
きる。
Moreover, since the operating value ρ M of the distribution ratio can be varied within the range up to the operating upper limit value ρ M-LIM even if the operating value ρ M exceeds the target upper limit value ρ O-MAX , overshoot can be achieved only by the gas combustion amount. As compared with the conventional case that solves the above problem, the responsiveness is high and the overshoot can be suppressed within a short time.

【0043】[0043]

【実施例】図1は本発明の実施例に係るバイパスミキシ
ング方式の給湯器の概略構成図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a bypass mixing type water heater according to an embodiment of the present invention.

【0044】この実施例の給湯器は、熱交換器6に対し
て、その一方側に水道管等に連通された入水路10が、
他方側に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、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。
In the water heater of this embodiment, the heat exchanger 6 is provided with an inlet 10 communicating with a water pipe or the like on one side thereof.
On the other side, hot water outlets 12 communicating with a curran, a shower, etc. are respectively connected, and a water inlet passage 10 and a hot water outlet 12 are short-circuited by a bypass passage 14 for bypassing the heat exchanger 6.

【0045】そして、熱交換器6には、これを加熱する
ためのガスバーナ8が配置され、このガスバーナ8には
ガス比例弁20が設けられている。
A gas burner 8 for heating the heat exchanger 6 is arranged in the heat exchanger 6, and a gas proportional valve 20 is provided in the gas burner 8.

【0046】また、入水路10の途中には、バイパス路
14との接続点よりも上流側に入水温度TCを検出する
入水温度センサ16が設けられ、また、バイパス路14
との接続点よりも下流側に熱交換器6への缶体流量QK
を検出する缶体流量センサ18が設けられている。
An inlet water temperature sensor 16 for detecting the inlet water temperature T C is provided upstream of the connection point with the bypass passage 14 in the middle of the inlet passage 10, and the bypass passage 14 is also provided.
Can body flow rate Q K to the heat exchanger 6 downstream from the connection point with
A can body flow rate sensor 18 for detecting

【0047】一方、出湯路12の途中には、バイパス路
14との接続点よりも上流側に、熱交換器6で加熱され
た後の缶体湯温度THを検出する缶体湯温度センサ22
が設けられ、また、バイパス路14との接続点よりも下
流側に、湯水の混合後の給湯温度TMを検出する給湯温
度センサ24、および缶体流量QKがガスバーナ8の最
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26が設けられている。
Meanwhile, in the middle of the pouring channel 12, upstream of the connection point between the bypass passage 14, can body water temperature sensor for detecting the can body water temperature T H after being heated by the heat exchanger 6 22
Is provided, and the hot water supply temperature sensor 24 for detecting the hot water supply temperature T M after mixing the hot water and the can flow rate Q K determine the maximum heating capacity of the gas burner 8 on the downstream side of the connection point with the bypass passage 14. An overflow servo valve 26 is provided to limit the amount of hot water discharged when it exceeds the limit.

【0048】さらに、バイパス路14の途中には、この
バイパス路14を流れるバイパス流量QBを調整して缶
体流量QKとの分配比率(=QB/QK)を変化させるバイ
パス弁28が設けられている。
Further, in the middle of the bypass passage 14, a bypass valve 28 for adjusting the bypass flow rate Q B flowing through the bypass passage 14 to change the distribution ratio (= Q B / Q K ) with the can body flow rate Q K. Is provided.

【0049】このバイパス弁28は、図示しないステッ
ピングモータによって、その弁開度が調整される構成を
有する。
The bypass valve 28 has a structure in which the valve opening is adjusted by a stepping motor (not shown).

【0050】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30を備える。
Further, this water heater 1 is provided with a controller 30 for controlling the hot water temperature.

【0051】このコントローラ30は、ガス燃焼制御部
32と、湯水分配制御部34とからなる。
The controller 30 comprises a gas combustion control section 32 and a hot water distribution control section 34.

【0052】ガス燃焼制御部32は、ガス比例弁20の
開度を調整して、ガスバーナ8による熱交換器8の加熱
量をフィードフォワードおよびフィードバック制御する
ものであって、目標値算出手段36、全体流量算出手段
38、目標上限値可変手段40、目標値規制手段42、
沸騰防止手段44、ガス燃焼量算出手段46、および弁
駆動手段48からなる。
The gas combustion control section 32 adjusts the opening of the gas proportional valve 20 to perform feedforward and feedback control of the heating amount of the heat exchanger 8 by the gas burner 8, and the target value calculating means 36, Total flow rate calculating means 38, target upper limit value varying means 40, target value regulating means 42,
It comprises a boiling prevention means 44, a gas combustion amount calculation means 46, and a valve drive means 48.

【0053】目標値算出手段36は、図示しない操作部
等からの指令によって予め決められる所望の給湯設定温
度TS、および入水温度センサ16で検出される入水温
度TCを取り込み、これらの値に基づいて、次式によっ
て、分配比率の制御目標(フィードフォワード量)となる
目標値ρOを算出するものである。
The target value calculating means 36 takes in a desired hot water supply set temperature T S which is predetermined by a command from an operating section (not shown) and the water inlet temperature T C detected by the water inlet temperature sensor 16, and uses these values as these values. Based on this, the target value ρ O that is the control target (feedforward amount) of the distribution ratio is calculated by the following equation.

【0054】 ρO=QB/QK=β/(TS−TC) (ただし、βは定数) (4) 全体流量算出手段38は、缶体流量センサ18で検出さ
れる缶体流量Qと、目標値算出手段36で算出される
分配比率の目標値ρOとを取り込み、これらの値に基づ
いて、次式によって、入水路10から給湯器1に供給さ
れる全体流量QTを算出するものである。
Ρ O = Q B / Q K = β / (T S −T C ) (where β is a constant) (4) The total flow rate calculating means 38 is a can body flow rate detected by the can body flow rate sensor 18. Q K and the target value ρ O of the distribution ratio calculated by the target value calculating means 36 are taken in, and based on these values, the total flow rate Q T supplied from the water inlet 10 to the water heater 1 by the following equation. Is calculated.

【0055】 QT=QK・(1+ρO) (5) 目標上限値可変手段40には、図示しない操作部等から
の指令によって、予め、全体流量QTと比較するための
しきい値QT-CRI1、および目標値ρOの設定可能範囲の
上限を決めるための目標上限値QO-MAXがそれぞれ設定
されている。
Q T = Q K · (1 + ρ O ) (5) The target upper limit value changing means 40 is given a threshold value Q to be compared with the total flow rate Q T in advance by a command from an operation unit (not shown) or the like. Target upper limit value Q O-MAX for determining the upper limit of the settable range of T-CRI1 and target value ρ O is set respectively.

【0056】そして、目標上限値可変手段40は、これ
らの値を取り込み、全体流量算出手段38で算出された
全体流量QTをしきい値QT-CRI1(ただし、QT-CRI1>Q
T-MOQ)と比較し、全体流量QTがしきい値QT-CRI1以上
(QT≧QT-CRI1)の場合には、目標上限値QO-MAXを何等
変更しないが、全体流量QTがしきい値QT-CRI1を下回
った(QT<QT-CRI1)場合には、目標上限値ρO-MAXが全
体流量QTの減少割合に応じて小さくなるように修正す
るようになっている。
Then, the target upper limit value changing means 40 takes in these values and sets the total flow rate Q T calculated by the total flow rate calculating means 38 to the threshold value Q T-CRI1 (where Q T-CRI1 > Q).
T-MOQ ), the total flow rate Q T is more than the threshold value Q T-CRI1
In the case of (Q T ≧ Q T-CRI1 ), the target upper limit value Q O-MAX is not changed at all, but the total flow rate Q T is below the threshold value Q T-CRI1 (Q T <Q T-CRI1 In this case, the target upper limit value ρ O-MAX is corrected so as to become smaller according to the decreasing rate of the total flow rate Q T.

【0057】すなわち、目標上限値可変手段40は、Q
T<QT-CRI1のときは、目標上限値ρO-MAXに修正係数kO
を掛けて得られる値を、修正後の新たな目標上限値ρ
O-MAXとして出力するようになっている。
That is, the target upper limit value changing means 40 uses the Q
When T <Q T-CRI1 , the target upper limit value ρ O-MAX is corrected by the correction coefficient k O
The value obtained by multiplying is the new target upper limit value ρ after modification.
It is designed to output as O-MAX .

【0058】ここに、上記の修正係数kOは、次式で与え
られる。
Here, the above correction coefficient k O is given by the following equation.

【0059】 kO=[{ρO-MAX−(ρMOQ−α)}/{QT-CRI1−QT-MOQ}]・QT −[{ρO-MAX・QT-MOQ−(ρMOQ−α)・QT-CRI1}/{QT-CRI1−QT-MOQ}] (ただし、αは定数) (6) 目標値規制手段42は、目標値算出手段36で算出され
る目標値ρOが、目標上限値可変手段40によって決定
される目標上限値ρO-MAXを越えないように規制するも
のであって、目標値ρOが目標上限値ρO-MAXを越える場
合(ρO>ρO-MA X)には、この目標上限値ρO-MAXを目標
値ρOとして置換(ρO-MAX→ρO)するようになってい
る。
K O = [{ρ O-MAX − (ρ MOQ −α)} / {Q T-CRI1 −Q T-MOQ }] · Q T − [{ρ O-MAX · Q T-MOQ − ( ρ MOQ −α) · Q T-CRI1 } / {Q T-CRI1 −Q T-MOQ }] (where α is a constant) (6) The target value regulation means 42 is calculated by the target value calculation means 36. When the target value ρ O is regulated so as not to exceed the target upper limit value ρ O-MAX determined by the target upper limit value changing means 40, and the target value ρ O exceeds the target upper limit value ρ O-MAX. In (ρ O > ρ O-MA X ), the target upper limit value ρ O-MAX is replaced with the target value ρ OO-MAX → ρ O ).

【0060】沸騰防止手段44は、全体流量算出手段3
8で算出される全体流量QTと缶体流量センサ18で検
出される缶体流量QKの値を取り込み、全体流量QTと缶
体流量QKの少なくとも一方が、予め設定された必要流
量QT-MOQ,QK-MOQを下回った場合(QT≦QT-MOQまた
はQK≦QK-MOQの場合)には弁駆動手段48を制御して
ガス比例弁20を全閉にし、ガスバーナ8による熱交換
器6の加熱を停止するものである。
The boiling prevention means 44 is the total flow rate calculation means 3
Captures the value of the total flow rate Q T and the can body can body flow detected by the flow sensor 18 Q K calculated at 8, the required flow rate to at least one of the total flow rate Q T and the can flow Q K has been set in advance When it is below Q T-MOQ and Q K-MOQ (when Q T ≤Q T-MOQ or Q K ≤Q K-MOQ ), the valve drive means 48 is controlled to fully close the gas proportional valve 20. The heating of the heat exchanger 6 by the gas burner 8 is stopped.

【0061】ガス燃焼量算出手段46には、入水温度セ
ンサ16で検出される入水温度TC、水量センサ18で
検出される缶体流量QK、缶体湯温度センサ22で検出
される実際の缶体湯温度TH、予め設定される所望の給
湯設定温度TS、前述の目標値規制手段42から出力さ
れる規制された目標値ρOがそれぞれ入力されるように
なっている。
In the gas combustion amount calculating means 46, the incoming water temperature T C detected by the incoming water temperature sensor 16, the can body flow rate Q K detected by the water amount sensor 18, and the actual can body hot water temperature sensor 22 are detected. The can body hot water temperature T H , a preset desired hot water supply set temperature T S , and the regulated target value ρ O output from the target value regulating means 42 are input respectively.

【0062】そして、ガス燃焼量算出手段46は、これ
らの入力された値に基づいて、所定周期Δts(たとえば
0.1秒)ごとに、次式によってガス燃焼量Gを求めるよ
うになっている。
Then, the gas combustion amount calculating means 46 is adapted to obtain the gas combustion amount G by the following equation based on these input values, every predetermined period Δts (for example, 0.1 second). .

【0063】 G=GFF+GFB (7) ここに、GFFはフィードフォワード制御量、GFBはフィ
ードバック制御量で、それぞれ次式で与えられる。
G = G FF + G FB (7) where G FF is the feedforward control amount and G FB is the feedback control amount, which are given by the following equations, respectively.

【0064】 GFF=NFF・(THS−TC)・QK (8) GFB=NFB・(THS−TH) (9) ただし、NFF,NFBは共に定数、THSは熱交換器6で所
望の缶体湯温度THを得るための制御目標となる缶体設
定温度であって、この缶体設定温度THSは、次式によっ
て与えられる。
[0064] G FF = N FF · (T HS -T C) · Q K (8) G FB = N FB · (T HS -T H) (9) However, N FF, N FB are both constant, T HS is a can body set temperature as a control target for obtaining a desired can body water temperature T H in the heat exchanger 6, this can body set temperature T HS is given by the following equation.

【0065】ρMOQ≦ρ0≦ρO-MAXのとき、 THS=TS+β (ただし、βは定数) (10) ρO<ρMOQ、またはρO>ρO-MAXのとき、 THS=ρO・(TS−TC)+TS ただし、ρO=ρMOQO<ρMOQ)、ρO=ρO-MOQO>ρO-MOQ) (11) 弁駆動手段48は、ガス燃焼量算出手段46によって算
出されたガス燃焼量Gの下でガスバーナ8が燃焼される
ように、ガス比例弁20をこのガス燃焼量Gに対応した
開度となるように駆動するものである。
When ρ MOQ ≤ ρ 0 ≤ ρ O-MAX , T HS = T S + β (where β is a constant) (10) When ρ OMOQ or ρ O > ρ O-MAX , T HS = ρ O · (T S −T C ) + T S However, ρ O = ρ MOQOMOQ ), ρ O = ρ O-MOQO > ρ O-MOQ ) (11) Valve drive The means 48 drives the gas proportional valve 20 to have an opening corresponding to the gas combustion amount G so that the gas burner 8 is burned under the gas combustion amount G calculated by the gas combustion amount calculation means 46. To do.

【0066】一方、湯水分配制御部34は、バイパス弁
28の開度を調整して、缶体流量QKとバイパス流量QB
の分配比率が変わるようにフィードフォワードおよびフ
ィードバック制御するものであって、操作値算出手段5
0、操作上限値可変手段52、操作値規制手段54、お
よびステップ数換算手段56からなる。
On the other hand, the hot and cold water distribution control unit 34 adjusts the opening degree of the bypass valve 28 to adjust the can flow rate Q K and the bypass flow rate Q B.
For controlling the feed forward and feedback so that the distribution ratio of the
0, an operation upper limit value changing means 52, an operation value regulating means 54, and a step number converting means 56.

【0067】そして、操作値算出手段50は、目標値規
制手段42で規制された目標値ρO、入水温度センサ1
6で検出される入水温度TC、缶体湯温度センサ22で
検出される缶体湯温度TH、および給湯温度センサ24
で検出される給湯温度TMがそれぞれ入力されるように
なっている。
Then, the operation value calculating means 50 has the target value ρ O regulated by the target value regulating means 42 and the incoming water temperature sensor 1
Incoming water temperature T C detected by the 6, can body water temperature T H is detected by the can body water temperature sensor 22 and the hot water temperature sensor 24,
The hot water supply temperatures T M detected at are input respectively.

【0068】そして、操作値算出手段50は、これらの
値に基づいて、所定周期Δts(たとえば0.1秒)ごと
に、実際にバイパス弁28を駆動するための操作量とな
る分配比率の操作値ρMを、次式によって算出するよう
になっている。
Based on these values, the operation value calculation means 50 operates the distribution ratio, which is the operation amount for actually driving the bypass valve 28, every predetermined period Δts (for example, 0.1 second). The value ρ M is calculated by the following equation.

【0069】 ρM=ρFF+(200+ρFB)/200 (12) ここに、ρFFはフィードフォワード制御量、ρFBはフィ
ードバック制御量であり、両者ρFF,ρFBは、それぞれ
次式で与えられる。
Ρ M = ρ FF + (200 + ρ FB ) / 200 (12) where ρ FF is a feedforward control amount, ρ FB is a feedback control amount, and both ρ FF and ρ FB are expressed by the following equations. Given.

【0070】 ρFF=ρO (13) ρFB=MP・(ρFF−ρA)+MI・Σ(ρFF−ρA) (14) ただし、MPは比例係数、MIは積分係数、ρAは缶体流
量QKとバイパス流量QBの実際の分配率であり、次式で
与えられる。
[0070] ρ FF = ρ O (13) ρ FB = M P · (ρ FF -ρ A) + M I · Σ (ρ FF -ρ A) (14) However, M P is a proportionality coefficient, M I is the integral The coefficient, ρ A, is the actual distribution rate of the can body flow rate Q K and the bypass flow rate Q B , and is given by the following equation.

【0071】 ρA=(TH−TM)/(TM−TC) (15) 操作上限値可変手段52には、図示しない操作部等から
の指令によって、予め、全体流量QTと比較するための
しきい値QT-CRI2、および操作値ρMの制御可能範囲の
上限を決めるための操作上限値QM-LIMがそれぞれ入力
されている。
Ρ A = (T H −T M ) / (T M −T C ) (15) The operation upper limit value changing means 52 is provided with the total flow rate Q T in advance by a command from an operation unit not shown. A threshold value Q T-CRI2 for comparison and an operation upper limit value Q M-LIM for determining the upper limit of the controllable range of the operation value ρ M are input.

【0072】そして、操作上限値可変手段52は、これ
らの値をそれぞれ取り込み、全体流量QTをしきい値Q
T-CRI2(ただし、QT-CRI2>QT-MOQ)と比較して、全体
流量QTがしきい値QT-CRI2以上(QT≧QT-CRI2)の場合
には、操作上限値QM-LIMは何等変更しないが、全体流
量QTがしきい値QT-CRI2を下回った(QT<QT-CRI2)場
合には、操作上限値ρM-LIMが、全体流量QTの減少割合
に応じて小さくなるように修正するようになっている。
Then, the operation upper limit value varying means 52 fetches these values respectively and sets the total flow rate Q T to the threshold value Q T.
Compared with T-CRI2 (however, Q T-CRI2 > Q T-MOQ ), if the total flow rate Q T is greater than or equal to the threshold value Q T-CRI2 (Q T ≧ Q T-CRI2 ), the operation upper limit Although the value Q M-LIM is not changed at all, when the total flow rate Q T is below the threshold value Q T-CRI2 (Q T <Q T-CRI2 ), the operation upper limit value ρ M-LIM becomes the total flow rate. The correction is made so that it becomes smaller according to the decreasing rate of Q T.

【0073】すなわち、操作上限値可変手段52は、Q
T<QT-CRI2のときは、操作上限値ρM-LIMに修正係数kM
を掛けて得られる値を、修正後の新たな操作上限値ρ
M-LIMとして出力するようになっている。
That is, the operation upper limit value changing means 52 uses the Q
When T <Q T-CRI2 , the correction coefficient k M is added to the operation upper limit value ρ M-LIM.
The value obtained by multiplying the
It is designed to output as M-LIM .

【0074】ここに、上記の修正係数kMは、次式で与え
られる。
Here, the above correction coefficient k M is given by the following equation.

【0075】 kM=[{ρM-LIM−ρMOQ)}/{QT-CRI2−QT-MOQ}]・QT −[{ρM-LIM・QT-MOQ−ρMOQ・QT-CRI2}/{QT-CRI2−QT-MOQ}] (16) 操作値規制手段54は、操作値算出手段50で算出され
る操作値ρMが、操作上限値可変手段52で決定される
操作上限値ρM-LIMを越えないように規制するものであ
って、操作値ρMが操作上限値ρM-LIMを越える場合(ρM
>ρM-LIM)には、この操作上限値ρM-LIMを操作値ρM
して置換(ρM-LIM→ρM)するようになっている。
K M = [{ρ M-LIM −ρ MOQ )} / {Q T-CRI2 −Q T-MOQ }] · Q T − [{ρ M-LIM · Q T-MOQ −ρ MOQ · Q T-CRI2 } / {QT -CRI2-QT -MOQ }] (16) In the operation value regulation means 54, the operation value ρ M calculated by the operation value calculation means 50 is determined by the operation upper limit value changing means 52. a restricts so as not to exceed the operation limit [rho M-LIM is, when the operation value [rho M exceeds the operating limit ρ M-LIM M
> Ρ M-LIM ), the operation upper limit value ρ M-LIM is replaced as the operation value ρ MM-LIM → ρ M ).

【0076】ステップ数換算手段56は、給湯器の機種
に応じて、バイパス弁28の弁開度を決めるステッピン
グモータのステップ数とこれに対応する分配比率の操作
値ρMとの関係を決めるデータが予め記憶されたメモリ
(図示省略)を備えており、操作値規制手段54から与え
られる操作値ρMをステップ数SMに換算して、そのステ
ップ数SM分だけバイパス弁28のステッピングモータ
を駆動して弁開度を調整するようになっている。
The step number conversion means 56 is data for determining the relationship between the step number of the stepping motor that determines the valve opening degree of the bypass valve 28 and the corresponding operation value ρ M of the distribution ratio according to the model of the water heater. Pre-stored memory
Includes a (not shown), the operation value [rho M given from the operation value regulating means 54 in terms of the number of steps S M, the valve opening by driving the stepping motor of the step number S M amount corresponding bypass valve 28 It is designed to adjust the degree.

【0077】次に、上記構成の給湯器1における給湯温
度の制御動作について、図2に示すフローチャート、お
よび図3に示す説明図を参照して説明する。
Next, the control operation of the hot water supply temperature in the water heater 1 having the above structure will be described with reference to the flow chart shown in FIG. 2 and the explanatory view shown in FIG.

【0078】なお、本例では、目標上限値可変手段40
において全体流量QTが比較されるしきい値Q
T-CRI1と、操作上限値可変手段52において全体流量Q
Tが比較されるしきい値QT-CRI2とは、共に同一の値が
設定されているものとする。したがって、ここでは、Q
T-CRI1=T-CRI2=QT-CRI(本例では4リッタ/分)とす
る。
In this example, the target upper limit value changing means 40
Threshold value Q with which the total flow rate Q T is compared at
Total flow rate Q in T-CRI1 and operation upper limit value changing means 52
It is assumed that the threshold value Q T-CRI2 with which T is compared is set to the same value. Therefore, here, Q
T-CRI1 = Q T-CRI2 = Q T-CRI (4 liters / minute in this example).

【0079】コントローラ30は、まず、図外の操作部
で設定される所望の給湯設定温度TSが60℃以上か否
かを判断する(ステップ1)。
First, the controller 30 determines whether or not the desired hot water supply set temperature T S set by the operation unit (not shown) is 60 ° C. or higher (step 1).

【0080】給湯設定温度TSが60℃以上の場合に
は、高温出湯であるので、ステップ数換算手段56は、
分配比率の操作値ρMを“0”にしてステップ数を最低
値に強制的に設定する(ステップ2)。これにより、バイ
パス弁28が全閉状態の位置まで駆動される(ステップ
3)。その結果、入水路10からの水は、バイパス路1
4を流れることなく全て熱交換器6に供給される。
When the hot water supply set temperature T S is 60 ° C. or higher, the hot water is discharged, so the step number conversion means 56
The operation value ρ M of the distribution ratio is set to “0” and the number of steps is forcibly set to the minimum value (step 2). As a result, the bypass valve 28 is driven to the fully closed position (step 3). As a result, the water from the water inlet 10 is
All is supplied to the heat exchanger 6 without flowing through 4.

【0081】さらに、ガス燃焼量算出手段46は、缶体
設定温度THSが給湯設定温度TSになるように強制的に
設定する(ステップ4)。つまり、(8),(9)式における
HS=TSとし、ガス燃焼量Gを算出する(ステップ
5)。
Further, the gas combustion amount calculating means 46 forcibly sets the set temperature T HS of the can body to the set temperature T S of hot water (step 4). That is, (8), (9) and T HS = T S in the equation to calculate the gas combustion quantity G (Step 5).

【0082】そして、弁駆動手段48は、このガス燃焼
量Gに対応した開度となるようにガス比例弁20を駆動
する(ステップ6)。
Then, the valve drive means 48 drives the gas proportional valve 20 so that the opening degree corresponds to the gas combustion amount G (step 6).

【0083】これにより、熱交換器6からは所望の給湯
設定温度TSの湯が出て、出湯路12を経由して図示し
ないカラン等に給湯されることになる。
As a result, the hot water having the desired hot water supply set temperature T S is discharged from the heat exchanger 6 and is supplied to the unillustrated curran or the like via the hot water discharge passage 12.

【0084】一方、ステップ1において、給湯設定温度
Sが60℃未満の場合、目標値算出手段36は、所望
の給湯設定温度TS、および入水温度センサ16で検出
される入水温度TCに基づいて、前記(4)式によって、
分配比率の制御目標(フィードフォワード量)となる目標
値ρOを算出する(ステップ10)。
On the other hand, in step 1, when the hot water supply set temperature T S is lower than 60 ° C., the target value calculation means 36 determines the desired hot water supply set temperature T S and the water temperature T C detected by the water temperature sensor 16. Based on the above equation (4),
A target value ρ O that is a control target (feedforward amount) of the distribution ratio is calculated (step 10).

【0085】続いて、全体流量算出手段38は、缶体流
量センサ18で検出される缶体流量QKと目標値算出手
段36で算出される分配比率の目標値ρOに基づいて、
前記(5)式によって、入水路10から給湯器1に供給さ
れる全体流量QTを算出する(ステップ11)。
Subsequently, the total flow rate calculating means 38 calculates the can body flow rate Q K detected by the can body flow rate sensor 18 and the target value ρ O of the distribution ratio calculated by the target value calculating means 36.
The total flow rate Q T supplied from the water inlet 10 to the water heater 1 is calculated by the equation (5) (step 11).

【0086】そして、この全体流量QTの値が目標上限
値可変手段40と操作上限値可変手段52にそれぞれ送
出される。
Then, the value of the total flow rate Q T is sent to the target upper limit value changing means 40 and the operation upper limit value changing means 52, respectively.

【0087】目標上限値可変手段40は、全体流量算出
手段38によって算出された全体流量QTを予め設定さ
れたしきい値QT-CRIと比較する(ステップ12)。
The target upper limit value varying means 40 compares the total flow rate Q T calculated by the total flow rate calculating means 38 with a preset threshold value Q T-CRI (step 12).

【0088】そして、全体流量QTがしきい値QT-CRI
上(QT≧QT-CRI)の場合には、目標値ρOの設定可能範
囲の上限を決める目標上限値ρO-MAX(本例では12/1
0)は何等変更しない(ステップ13)。
When the total flow rate Q T is equal to or larger than the threshold value Q T-CRI (Q T ≧ Q T-CRI ), the target upper limit value ρ O- which determines the upper limit of the settable range of the target value ρ O. MAX (12/1 in this example)
0) is not changed at all (step 13).

【0089】同様に、操作上限値可変手段52は、全体
流量算出手段38によって算出された全体流量QTを予
め設定されたしきい値QT-CRIと比較する(ステップ1
2)。
Similarly, the operation upper limit value changing means 52 compares the total flow rate Q T calculated by the total flow rate calculating means 38 with a preset threshold value Q T-CRI (step 1).
2).

【0090】そして、全体流量QTがしきい値QT-CRI
上(QT≧QT-CRI)の場合には、操作値ρMの制御可能範
囲の上限を決める操作上限値ρM-LIM(本例では15/1
0)は何等変更しない(ステップ14)。
When the total flow rate Q T is equal to or larger than the threshold value Q T-CRI (Q T ≧ Q T-CRI ), the operation upper limit value ρ M- which determines the upper limit of the controllable range of the operation value ρ M. LIM (15/1 in this example)
0) is not changed at all (step 14).

【0091】これに対して、目標上限値可変手段40
は、全体流量QTがしきい値QT-CRIを下回った(QT<Q
T-CRI)場合には、目標上限値ρO-MAXに前述の(6)式で
与えられる修正係数kOを掛け、これにより得られる値
(=kO・ρO-MAX)を修正後の新たな目標上限値ρO-MAX
して目標値規制手段42に出力する(ステップ18)。
On the other hand, the target upper limit value changing means 40
, The total flow rate Q T fell below the threshold value Q T-CRI (Q T <Q
T-CRI ), the target upper limit value ρ O-MAX is multiplied by the correction coefficient k O given by the equation (6), and the value obtained by this
(= K O · ρ O-MAX ) is output to the target value regulating means 42 as a new target upper limit value ρ O-MAX after correction (step 18).

【0092】上記の修正係数kOは、全体流量QTに比例
する関数であるため、図3(a)のQT-MOQとQT-CRIで挟
まれた区間において示されるように、全体流量QTの減
少割合に応じて目標上限値ρO-MAXが小さくなる。そし
て、全体流量QTが全体必要流量QT-MOQ(本例では2.0
リッタ/分)にまで低下した場合には、修正係数kOの影
響で、目標上限値ρO-MAXは必要分配比率ρMOQ(本例で
は6/10)からα(ただし、αは(6)式における定数)
分だけ小さな値になる。
Since the above correction coefficient k O is a function proportional to the total flow rate Q T , as shown in the section sandwiched between Q T-MOQ and Q T-CRI in FIG. The target upper limit value ρ O-MAX becomes smaller according to the decreasing rate of the flow rate Q T. The total flow rate Q T is equal to the total required flow rate Q T-MOQ (2.0 in this example).
When reduced to liters / min), the influence of the correction coefficient k O, from the target upper limit value [rho O-MAX is required distribution ratio [rho MOQ (6/10 in this embodiment) alpha (although, alpha (6 ) Constant in expression)
It will be a small value.

【0093】同様に、操作上限値可変手段52は、全体
流量QTがしきい値QT-CRIを下回った(QT<QT-CRI)場
合には、操作上限値ρM-LIMに前述の(16)式で与えら
れる修正係数kMを掛け、これにより得られる値を修正後
の新たな操作上限値ρM-LIMとして操作値規制手段54
に出力する(ステップ20)。
Similarly, when the total flow rate Q T is below the threshold value Q T-CRI (Q T <Q T-CRI ), the operation upper limit value varying means 52 sets the operation upper limit value ρ M-LIM . The correction coefficient k M given by the above equation (16) is multiplied, and the value obtained by this is used as a new operation upper limit value ρ M-LIM after correction, and the operation value regulating means 54
(Step 20).

【0094】上記の修正係数kMは、全体流量QTに比例
する関数であるため、図3(a)のQT-MOQとQT-CRIで挟
まれた区間において示されるように、全体流量QTの減
少割合に応じて操作上限値ρM-LIMが小さくなる。そし
て、全体流量QTが全体必要流量QT-MOQにまで低下した
場合には、修正係数kMの影響で、操作上限値ρM-LIM
必要分配比率ρMOQに一致する。
Since the above-mentioned correction coefficient k M is a function proportional to the total flow rate Q T , as shown in the section sandwiched between Q T-MOQ and Q T-CRI in FIG. The operation upper limit value ρ M-LIM becomes smaller according to the decreasing rate of the flow rate Q T. When the total flow rate Q T drops to the total required flow rate Q T-MOQ , the operation upper limit value ρ M-LIM matches the required distribution ratio ρ MOQ due to the influence of the correction coefficient k M.

【0095】目標値規制手段42は、目標値算出手段3
6で前述の(4)式によって算出された目標値ρOを、目
標上限値可変手段40によって決定される目標上限値ρ
O-MAXおよび前述の(3)'式に基づいて予め設定された必
要分配比率ρMOQと比較する(ステップ24)。
The target value regulating means 42 is the target value calculating means 3
The target value [rho O calculated in 6 by the aforementioned formula (4), the target upper limit value determined by the target upper limit value varying means 40 [rho
A comparison is made with O-MAX and the required distribution ratio ρ MOQ preset based on the above equation (3) '(step 24).

【0096】前述のように、目標上限値可変手段40か
ら与えられる目標上限値ρO-MAXは、全体流量QTがしき
い値QT-CRI以上では一定で、しきい値QT-CRI以下にな
ると全体流量QTの減少に応じて目標上限値ρO-MAXも小
さくなるが、このような目標上限値ρO-MAXと必要分配
比率ρMOQとの間に目標値ρOがあるとき(ρMOQ≦ρO
ρO-MAX)、つまり、図3(a)において、全体流量QTと目
標値ρOとの関係で決まる位置が、図3(a)のA1で示す
領域内にあるときには、目標値規制手段42は、目標値
ρOを何等変更することなくそのまま出力する。
[0096] As described above, the target upper limit value [rho O-MAX given from the target upper limit value varying means 40, the entire flow rate Q T is the threshold Q T-CRI above a certain threshold Q T-CRI The target upper limit value ρ O-MAX decreases as the total flow rate Q T decreases, but there is a target value ρ O between the target upper limit value ρ O-MAX and the required distribution ratio ρ MOQ. When (ρ MOQ ≤ ρ O
ρ O-MAX ), that is, when the position determined by the relationship between the total flow rate Q T and the target value ρ O in FIG. 3 (a) is within the area indicated by A 1 in FIG. 3 (a), the target value The restriction means 42 outputs the target value ρ O as it is without any change.

【0097】たとえば、全体流量QTが図3(a)の符号c1
で示す位置に対応する流量QT1以上の場合には、その目
標値ρOは変更されることなく一定である。
For example, if the total flow rate Q T is the code c 1 in FIG.
When the flow rate Q T1 corresponding to the position indicated by is greater than or equal to the flow rate Q T1 , the target value ρ O remains unchanged.

【0098】これに対して、全体流量QTがしきい値Q
T-CRI以下になると、目標上限値可変手段40によって
目標上限値ρO-MAXが減少されるので、その結果、相対
的に目標値ρOが目標上限値ρO-MAXを越える(ρO>ρ
O-MAX)ようになる。
On the other hand, the total flow rate Q T is the threshold value Q
When it becomes equal to or lower than T-CRI , the target upper limit value changing means 40 reduces the target upper limit value ρ O-MAX , and as a result, the target value ρ O relatively exceeds the target upper limit value ρ O-MAXO > Ρ
O-MAX ).

【0099】目標値規制手段42は、ρO>ρO-MAXと判
断した場合(ステップ28)には、目標上限値ρO-MAX
新たな目標値ρOとして出力する。つまり、目標値算出
手段36で算出される目標値は捨て、その代わりに、目
標上限値ρO-MAXを目標値ρOに置換して(ρO-MAX→ρO)
出力する(ステップ29)。
When it is determined that ρ O > ρ O-MAX (step 28), the target value regulating means 42 outputs the target upper limit value ρ O-MAX as a new target value ρ O. That is, the target value calculated by the target value calculation means 36 is discarded, and instead, the target upper limit value ρ O-MAX is replaced with the target value ρ OO-MAX → ρ O ).
Output (step 29).

【0100】たとえば、全体流量QTが図3(a)の符号c1
で示す位置に対応する流量QT1未満となった場合には、
目標値ρOは、目標上限値ρO-MAXの値となる。
For example, if the total flow rate Q T is the code c 1 in FIG.
When the flow rate is less than Q T1 corresponding to the position indicated by,
The target value ρ O is the target upper limit value ρ O-MAX .

【0101】また、目標値規制手段42は、目標値算出
手段36で算出される目標値ρOが、必要分配比率ρMOQ
未満(ρO<ρMOQ)となると判断した場合(ステップ30)
には、この必要分配比率ρMOQを目標値ρOに置換して
MOQ→ρO)出力する(ステップ31)。
Further, the target value regulating means 42 determines that the target value ρ O calculated by the target value calculating means 36 is the required distribution ratio ρ MOQ.
Less than (ρ OMOQ ) (Step 30)
Replace the required distribution ratio ρ MOQ with the target value ρ O.
MOQ → ρ O ) is output (step 31).

【0102】このようにして、目標値規制手段42によ
って規制された目標値ρOがガス燃焼量算出手段46と
操作値算出手段50にそれぞれ送出される。
In this way, the target value ρ O regulated by the target value regulating means 42 is sent to the gas combustion amount calculating means 46 and the operation value calculating means 50, respectively.

【0103】ガス燃焼量算出手段46は、所定周期Δts
(たとえば0.1秒)ごとに、前述の(7)〜(11)式によ
ってガス燃焼量Gを算出する(ステップ35)。
The gas combustion amount calculation means 46 has a predetermined cycle Δts.
Every time (for example, 0.1 second), the gas combustion amount G is calculated by the above equations (7) to (11) (step 35).

【0104】すなわち、ガス燃焼量算出手段46は、目
標値規制手段42から与えられる目標値ρOが、必要分
配比率ρMOQと目標上限値ρO-MAXの間にある場合(ρMOQ
≦ρO≦ρO-MAX)には(10)式に基づいて、また、目標
値ρOが両者ρMOQ,ρO-MAXの間にない場合(ρO<ρMOQ
またはρO>ρO-MAX)には(11)式に基づいて、それぞ
れ缶体設定温度THSを決定した後、(7)式〜(9)式によ
ってガス燃焼量Gを算出する。
That is, the gas combustion amount calculating means 46 determines that the target value ρ O given from the target value regulating means 42 is between the required distribution ratio ρ MOQ and the target upper limit value ρ O-MAXMOQ
≦ the ρ O ≦ ρ O-MAX) based on the equation (10), and when the target value [rho O is not between the two ρ MOQ, ρ O-MAX ( ρ O <ρ MOQ
Alternatively, for ρ O > ρ O-MAX , the gas combustion amount G is calculated by the equations (7) to (9) after determining the can set temperature THS based on the equation (11).

【0105】そして、このガス燃焼量Gの値が弁駆動手
段48に与えられるので、弁駆動手段48は、ガス比例
弁20をこのガス燃焼量Gに対応した開度となるように
駆動し(ステップ36)、これによってガス燃焼量が制御
される。
Since the value of the gas combustion amount G is given to the valve drive means 48, the valve drive means 48 drives the gas proportional valve 20 to have an opening corresponding to the gas combustion quantity G ( Step 36), whereby the gas combustion amount is controlled.

【0106】一方、操作値算出手段50は、目標値規制
手段42で規制された目標値ρO、入水温度センサ16
で検出される入水温度TC、缶体湯温度センサ22で検
出される缶体湯温度TH、および給湯温度センサ24で
検出される給湯温度TMの各値に基づいて、所定周期Δt
s(たとえば0.1秒)ごとに、実際にバイパス弁28を駆
動するための操作量となる分配比率の操作値ρMを、前
述の(12)〜(15)式に基づいて算出する(ステップ3
7)。
On the other hand, the operation value calculation means 50 has the target value ρ O regulated by the target value regulation means 42 and the incoming water temperature sensor 16
In the incoming water temperature T C detected, based on the values of the hot water supply temperature T M detected by the can body water temperature T H and the hot water temperature sensor 24, is detected by the can body water temperature sensor 22, a predetermined period Δt
The operation value ρ M of the distribution ratio, which is the operation amount for actually driving the bypass valve 28, is calculated every s (for example, 0.1 second) based on the above equations (12) to (15) ( Step 3
7).

【0107】そして、この操作値ρMが次段の操作値規
制手段54に送出される。
Then, this operation value ρ M is sent to the operation value regulating means 54 in the next stage.

【0108】操作値規制手段54は、操作値算出手段5
0で算出された操作値ρMを、操作上限値可変手段52
によって決定された操作上限値ρM-LIMと比較する(ステ
ップ38)。
The operation value regulating means 54 is the operation value calculating means 5
The operation value ρ M calculated by 0 is used as the operation upper limit value changing means 52.
It is compared with the operation upper limit value ρ M-LIM determined by (step 38).

【0109】いま、カラン側で湯量が絞られるなどし
て、全体流量QTが減少した場合には、缶体湯温度TH
高くなる結果、給湯温度TMも高くなってオーバーシュ
ートが生じる。
Now, when the total flow rate Q T is reduced due to the amount of hot water being reduced on the calan side, the can body hot water temperature T H becomes high, and as a result, the hot water supply temperature T M also becomes high and overshoot occurs. .

【0110】このオーバーシュートを解消するため、操
作値算出手段50によって算出される操作値ρMが増加
する。これは、換言すれば、バイパス流量QBを増加さ
せて缶体流量QKを減少させるような制御となる。
In order to eliminate this overshoot, the operation value ρ M calculated by the operation value calculating means 50 increases. This is, in other words, the control for reducing the can body flow Q K increases the bypass flow rate Q B.

【0111】オーバーシュートの抑制のために、操作値
ρMが増加して目標上限値ρO-MAXを越えても、操作上限
値ρM-LIM以下であれば(ρM≦ρM-LIM)、缶体流量QK
缶体必要流量QK-MO以下に低下することはないから、操
作値規制手段54は、操作値ρMを何等変更することな
くそのまま出力する。
In order to suppress the overshoot, even if the operation value ρ M increases and exceeds the target upper limit value ρ O-MAX , if it is less than or equal to the operation upper limit value ρ M-LIMM ≤ρ M-LIM ), Since the can body flow rate Q K does not drop below the can body required flow rate Q K-MO , the operation value regulating means 54 outputs the operation value ρ M as it is without any change.

【0112】これを、図3によって説明すると、操作値
ρMが増加されて、同図(a)のA1で示す領域を越えて
も、A2で示す領域内に留どまっている限り、缶体流量
Kは、同図(b)のB1で示す領域を越えてもB2で示す領
域内にあるため、缶体必要流量QK-MOQ以上に保持され
ている。
Explaining this with reference to FIG. 3, as long as the manipulated value ρ M is increased and exceeds the area indicated by A 1 in FIG. 10A, it remains within the area indicated by A 2 . Since the can body flow rate Q K is within the area shown by B 2 even if it exceeds the area shown by B 1 in the same figure (b), it is kept above the can body required flow rate Q K-MOQ .

【0113】したがって、図3(a)のA1+A2の領域内
では、オーバーシュート対策のために、操作値ρMを変
化させることができることになる。
Therefore, in the area of A 1 + A 2 in FIG. 3A, the manipulated value ρ M can be changed as a countermeasure against overshoot.

【0114】これに対して、オーバーシュートを抑制す
るために操作値算出手段50から出力される操作値ρO
が増加されて操作上限値ρO-MAXを越えるような(ρO
ρO-MAX)場合には、缶体流量QKが缶体必要流量QK-MO
以下に低下する恐れがあるため、操作値規制手段54
は、操作上限値可変手段52で決定される操作上限値ρ
M-LIMを操作値ρMとして設定し直して(ρM-LIM→ρM)出
力する(ステップ39)。
On the other hand, the operation value ρ O output from the operation value calculation means 50 in order to suppress the overshoot.
Is increased to exceed the operation upper limit value ρ O-MAXO
ρ O-MAX ), the can body flow rate Q K is the can body required flow rate Q K-MO
The operation value regulating means 54 may be lowered below.
Is the operation upper limit value ρ determined by the operation upper limit value changing means 52.
The M-LIM is reset as the operation value ρ MM-LIM → ρ M ) and output (step 39).

【0115】これを、同様に図3によって説明すると、
操作値ρMが増加されて、同図(a)のA2で示す領域を越
えるのを放置しておくと、缶体流量QKは、同図(b)のB
2で示す領域を越えて小さくなる。そして、缶体流量QK
が缶体必要流量QK-MOQ以下まで低下すると、沸騰防止
手段44は、弁駆動手段48を制御してガス比例弁20
を全閉にし、ガスバーナ8による熱交換器6の加熱を停
止する。
Similarly, referring to FIG. 3,
If the manipulated value ρ M is increased and is left to exceed the area indicated by A 2 in FIG. 10A, the can body flow rate Q K will change to B in FIG.
It becomes smaller than the area shown by 2 . And the flow rate of the can body Q K
When the flow rate of the gas decreases to the required flow rate Q K-MOQ or less, the boiling prevention means 44 controls the valve drive means 48 to control the gas proportional valve 20.
Is completely closed, and heating of the heat exchanger 6 by the gas burner 8 is stopped.

【0116】このような事態が生じないように、全体流
量QTが全体必要流量QT-MOQ以上確保されているときに
は、操作値規制手段54は、操作値ρMの変化が図3(a)
のA1+A2の領域に留どまるようにして(つまり、缶体
流量QKが図3(b)のB2の領域以下にならないようにし
て)、全体流量QTが低下したときに、沸騰防止手段44
によって不意にガスバーナ8が消火されるのを防いでい
る。
In order to prevent such a situation from occurring, when the total flow rate Q T is equal to or more than the total required flow rate Q T-MOQ , the operation value regulating means 54 changes the operation value ρ M as shown in FIG. )
When the total flow rate Q T decreases, the total flow rate Q T is reduced so that it remains within the A 1 + A 2 region of (that is, the can flow rate Q K does not fall below the B 2 region of FIG. 3B). , Boiling prevention means 44
This prevents the gas burner 8 from being extinguished suddenly.

【0117】このようにして、操作値規制手段54によ
って規制された操作値ρMがステップ数換算手段56に
送られる。
In this way, the operation value ρ M regulated by the manipulation value regulating means 54 is sent to the step number converting means 56.

【0118】ステップ数換算手段56は、この操作値規
制手段54から与えられる操作値ρMをステップ数SM
換算し(ステップ40)、そのステップ数SM分だけバイ
パス弁28のステッピングモータを駆動して弁開度を調
整する(ステップ41)。
The step number converting means 56 converts the operation value ρ M given from the operation value regulating means 54 into the step number S M (step 40), and operates the stepping motor of the bypass valve 28 by the step number S M. It is driven to adjust the valve opening (step 41).

【0119】なお、全体流量QTが缶体必要流量QT-MOQ
を下回った場合(QT≦QT-MOQ)や、熱交換器6の詰まり
等によって缶体流量QKが缶体必要流量QK-MOQを下回っ
た場合(QK≦QK-MOQの場合)には、沸騰防止手段60
は、弁駆動手段48を制御してガス比例弁20を全閉に
し、ガスバーナ8による熱交換器6の加熱を停止する。
これによって、熱交換器6での沸騰が確実に回避され
る。
The total flow rate Q T is the required flow rate Q T-MOQ for the can.
Below (Q T ≤ Q T-MOQ ) or when the can body flow rate Q K is below the can body required flow rate Q K-MOQ due to clogging of the heat exchanger 6 (Q K ≤ Q K-MOQ In the case), the boiling prevention means 60
Controls the valve drive means 48 to fully close the gas proportional valve 20, and stops heating of the heat exchanger 6 by the gas burner 8.
This ensures that boiling in the heat exchanger 6 is avoided.

【0120】上記の実施例では、目標値算出手段36で
算出される分配比率の目標値がρOの場合に、図3(a)の
符号c1で示す位置に対応する流量QT1以下となったとき
に始めて目標値ρOが目標上限値ρO-MAXを越えないよう
に規制される。
In the above embodiment, when the target value of the distribution ratio calculated by the target value calculating means 36 is ρ O , the flow rate is equal to or less than the flow rate Q T1 corresponding to the position indicated by the symbol c 1 in FIG. 3 (a). Only when the target value ρ O is reached, the target value ρ O is regulated so as not to exceed the target upper limit value ρ O-MAX .

【0121】しかし、図4に示すように、目標値算出手
段36で算出される目標値ρOが目標上限値ρM-LIMと必
要分配比率ρMOQとの間にある場合、全体流量QTが低下
してしきい値QT-CRIよりも少なくなったとき(図4の符
号c2で示す位置を越えた場合)には、目標値規制手段4
2において、直ちに目標値ρOを、全体流量QTの減少割
合に応じて小さくなるように修正してもよい。
However, as shown in FIG. 4, when the target value ρ O calculated by the target value calculating means 36 is between the target upper limit value ρ M-LIM and the required distribution ratio ρ MOQ , the total flow rate Q T Is decreased and becomes smaller than the threshold value Q T-CRI (when the position exceeds the position indicated by the symbol c 2 in FIG. 4), the target value regulating means 4
In 2, the target value ρ O may be immediately corrected so as to become smaller according to the decreasing rate of the total flow rate Q T.

【0122】このような制御を行う場合のフローチャー
トを図5に示す。
FIG. 5 shows a flow chart for performing such control.

【0123】図5において、ステップ50〜ステップ5
4までは、目標値算出手段36で算出される目標値ρO
が、目標上限値ρO-MAXと必要分配比率ρMOQから一定値
αだけ小さい値の範囲内にあるか否かを判別して、目標
値ρOがその範囲を越えないように規制するための処理
である。
In FIG. 5, step 50 to step 5
Up to 4, the target value ρ O calculated by the target value calculation means 36
Is to determine whether the target upper limit value ρ O-MAX and the required distribution ratio ρ MOQ are within a range of a value smaller by a constant value α, and regulate the target value ρ O so as not to exceed the range. Processing.

【0124】目標値規制手段42は、全体流量QTがし
きい値QT-CRI以下となったか否かを判別し(ステップ5
5)、全体流量QTがしきい値QT-CRIよりも大きい場合
(図4参照)には、目標値ρOを何等変更することなく、
そのまま出力する(ステップ56)。これに対して、全体
流量QTがしきい値QT-CRIよりも小さくなったときに
は、目標値ρOに修正係数kLを掛け、これにより得られ
る値を修正後の新たな目標値ρOとする(ステップ5
7)。
The target value regulating means 42 determines whether or not the total flow rate Q T has become less than or equal to the threshold value Q T-CRI (step 5
5) When the total flow rate Q T is larger than the threshold value Q T-CRI
(See FIG. 4), without changing the target value ρ O
It is output as it is (step 56). On the other hand, when the total flow rate Q T becomes smaller than the threshold value Q T-CRI , the target value ρ O is multiplied by the correction coefficient k L, and the value obtained by this is changed to a new target value ρ after correction. Set to O (Step 5
7).

【0125】また、従来と同様に、目標上限値ρO-MAX
も全体流量QTがしきい値QT-CRIより小さくなった場合
には、全体流量QTの減少に応じて小さくする(ステップ
58)。
Further, as in the conventional case, the target upper limit value ρ O-MAX
When the total flow rate Q T becomes smaller than the threshold value Q T-CRI , the total flow rate Q T is decreased according to the decrease (step 58).

【0126】その他の制御動作は、図2に示すフローチ
ャートの場合と同じである。
The other control operations are the same as in the case of the flowchart shown in FIG.

【0127】なお、ステップ57において、目標値ρO
を修正するために用いられる修正係数kLは、次式で与え
られる。
In step 57, the target value ρ O
The modification factor k L used to modify the is given by:

【0128】 kL=[{ρO−(ρMOQ−α)}/{QT-CRI1−QT-MOQ}]・QT −[{ρO・QT-MOQ−(ρMOQ−α)・QT-CRI1}/{QT-CRI1−QT-MOQ}] (ただし、αは定数) (17) このようにすれば、全体流量QTが低下してしきい値Q
T-CRIよりも少なくなった状態で、オーバーシュートを
抑制するために分配比率を変更する際、目標値ρOから
操作上限値ρM-LIMまでの制御範囲の余裕度(マージン)
が比較的大きくとれるので、オーバーシュートを抑制す
る上で都合が良い。
K L = [{ρ O − (ρ MOQ −α)} / {Q T-CRI1 −Q T-MOQ }] · Q T − [{ρ O · Q T-MOQ − (ρ MOQ −α ) ・ Q T-CRI1 } / {Q T-CRI1 −Q T-MOQ }] (where α is a constant) (17) In this way, the total flow rate Q T decreases and the threshold Q
When the distribution ratio is changed to suppress overshoot when it is less than T-CRI, the margin (margin) of the control range from the target value ρ O to the operation upper limit value ρ M-LIM
Is relatively large, which is convenient for suppressing overshoot.

【0129】上記の例では、説明の簡略化のために、目
標上限値可変手段40および操作上限値可変手段52に
それぞれ設定される各しきい値を、QT-CRI1=QT-CRI2
=QT-CRIとしたが、各しきい値QT-CRI1,QT-CRI2
それぞれ異なる値(ただし、QT-CRI1>QT-CRI2>Q
T-MOQ)に設定することも可能である。
In the above example, for simplification of description, the respective threshold values set in the target upper limit value changing means 40 and the operation upper limit value changing means 52 are set to Q T-CRI1 = Q T-CRI2.
= Q T-CRI , but the threshold values Q T-CRI1 and Q T-CRI2 are different values (however, Q T-CRI1 > Q T-CRI2 > Q
It is also possible to set it to T-MOQ ).

【0130】[0130]

【発明の効果】本発明によれば、熱交換器内で湯が沸騰
するのが防止できるのみならず、給湯器に供給される全
体流量が変動した場合でも、熱交換器を加熱するガスバ
ーナが頻繁にオン・オフを繰り返すことが回避され、し
かも、オーバーシュートを短時間の内に抑制することが
できるため、バイパスミキシング方式の利点を生かし
た、使い勝手の良い給湯器を得ることができるようにな
る。
According to the present invention, not only can boiling water be prevented from boiling in the heat exchanger, but a gas burner that heats the heat exchanger even when the total flow rate supplied to the water heater fluctuates. Frequent on / off repetitions are avoided, and overshoot can be suppressed within a short period of time, making it possible to obtain a water heater with good usability that takes advantage of the bypass mixing method. Become.

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

【図1】本発明の実施例に係るバイパスミキシング方式
の給湯器の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a bypass mixing type water heater according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の給湯器の給湯温度制御動作のフローチャ
ートである。
FIG. 2 is a flowchart of a hot water supply temperature control operation of the water heater of FIG.

【図3】図1の給湯器の給湯温度制御動作の説明図であ
り、同図(a)は全体流量と分配比率の関係を示す特性
図、同図(b)は全体流量と缶体流量の関係を示す特性図
である。
3 is an explanatory diagram of a hot water supply temperature control operation of the water heater of FIG. 1, FIG. 3 (a) is a characteristic diagram showing a relationship between a total flow rate and a distribution ratio, and FIG. 3 (b) is a total flow rate and a can body flow rate. It is a characteristic view showing the relationship of.

【図4】図1の給湯器において、温度制御動作を一部変
更する場合の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram when a part of the temperature control operation is changed in the water heater of FIG.

【図5】図1の給湯器において、温度制御動作を一部変
更する場合のフローチャートである。
5 is a flowchart in the case of partially changing the temperature control operation in the water heater of FIG.

【図6】従来のバイパスミキシング方式の給湯器の概略
構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional bypass mixing type water heater.

【図7】従来の給湯器の給湯温度制御動作の説明図であ
り、同図(a)は全体流量と分配比率の関係を示す特性
図、同図(b)は全体流量と缶体流量の関係を示す特性図
である。
7 is an explanatory diagram of a hot water supply temperature control operation of a conventional water heater, FIG. 7 (a) is a characteristic diagram showing the relationship between the total flow rate and distribution ratio, and FIG. 7 (b) is the total flow rate and can body flow rate. It is a characteristic view which shows a relationship.

【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…加熱湯温度センサ、24
…給湯温度センサ、28…バイパス弁、30…コントロ
ーラ、32…ガス燃焼制御部、34…湯水分配制御部、
36…目標値算出手段、40…目標上限値可変手段、4
2…目標値規制手段、44…沸騰防止手段、46…ガス
燃焼量算出手段、48…弁駆動手段、50…操作値算出
手段、52…操作上限値可変手段、54…操作値規制手
段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Water heater, 6 ... Heat exchanger, 10 ... Inlet, 12 ... Outlet, 14 ... Bypass, 22 ... Heating water temperature sensor, 24
... hot water supply temperature sensor, 28 ... bypass valve, 30 ... controller, 32 ... gas combustion control unit, 34 ... hot water distribution control unit,
36 ... Target value calculating means, 40 ... Target upper limit value varying means, 4
2 ... Target value regulating means, 44 ... Boiling preventing means, 46 ... Gas combustion amount calculating means, 48 ... Valve driving means, 50 ... Manipulating value calculating means, 52 ... Manipulating upper limit value varying means, 54 ... Manipulating value regulating means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱交換器の前後にそれぞれ連通された入
水路と出湯路との間がバイパス路で短絡され、このバイ
パス路の途中には、このバイパス路を流れるバイパス流
量QBと熱交換器を流れる缶体流量QKとの分配比率(=
B/QK)を変更するためのバイパス弁が設けられる一
方、入水温度TSや所望の給湯設定温度TS等に基づいて
分配比率の制御目標となる目標値ρOを算出するととも
に、この目標値ρOや測定される給湯温度TM等に基づい
て実際の分配比率の操作量となる操作値ρMを決定し、
この操作値ρMによってバイパス弁の開度を調整して給
湯温度制御を行うコントローラを有するバイパスミキシ
ング方式の給湯器において、 前記コントローラは、 前記缶体流量QKとバイパス流量QBとを合算した全体流
量QT(=QK+QB)、または缶体流量QKの少なくとも一
方が、予め設定された必要流量QT-MOQ,QK-MOQを下回
った場合(QT≦QT-MOQまたはQK≦QK-MOQの場合)には
前記熱交換器の加熱を停止する沸騰防止手段を備えると
ともに、 前記全体流量QTを予め設定されたしきい値QT-CRI1(た
だし、QT-CRI1>QT-MOQ)と比較し、全体流量QTがし
きい値QT-CRI1を下回った場合には、前記目標値ρO
設定可能範囲の上限を決める目標上限値ρO-MAXを、全
体流量QTの減少割合に応じて小さくなるように修正す
る目標上限値可変手段と、 前記全体流量QTを予め設定されたしきい値QT-CRI2(た
だし、QT-CRI2>QT-MOQ)と比較し、全体流量QTがし
きい値QT-CRI2を下回った場合には、前記操作値ρM
制御可能範囲の上限を決める操作上限値ρM-LIMを、全
体流量QTの減少割合に応じて小さくなるように修正す
る操作上限値可変手段と、 前記目標値ρOが、前記目標上限値可変手段で決定され
る目標上限値ρO-MAXを越えないように規制する目標値
規制手段と、 前記操作値ρMが、前記操作上限値可変手段で決定され
る操作上限値ρM-LIMを越えないように規制する操作値
規制手段と、 を含むことを特徴とする給湯器。
1. A bypass passage short-circuits a water inlet passage and a hot water passage communicated with the front and rear of the heat exchanger, and a heat exchange with a bypass flow rate Q B flowing through the bypass passage in the middle of the bypass passage. Distribution ratio of the can body flow rate Q K flowing through the vessel (=
While a bypass valve for changing Q B / Q K ) is provided, a target value ρ O that is a control target of the distribution ratio is calculated based on the incoming water temperature T S , the desired hot water supply set temperature T S, and the like. Based on the target value ρ O and the measured hot water supply temperature T M, etc., the operation value ρ M that is the operation amount of the actual distribution ratio is determined,
In a bypass mixing type water heater having a controller that controls the hot water supply temperature by adjusting the opening of the bypass valve according to this operation value ρ M , the controller sums the can body flow rate Q K and the bypass flow rate Q B. When at least one of the total flow rate Q T (= Q K + Q B ) or the can body flow rate Q K is below the preset required flow rates Q T-MOQ and Q K-MOQ (Q T ≤ Q T-MOQ In the case of Q K ≦ Q K-MOQ ), a boiling prevention means for stopping heating of the heat exchanger is provided, and the total flow rate Q T is set to a preset threshold value Q T-CRI1 (however, Q Q T-CRI1> compared to Q T-MOQ), if the entire flow rate Q T falls below the threshold Q T-CRI1 the target upper limit value that determines the upper limit of the settable range of the target value [rho O [rho O target upper limit variable hand to fix -MAX, so as to reduce in accordance with the reduction ratio of the total flow rate Q T When the entire flow Q T a preset threshold value Q T-CRI2 (However, Q T-CRI2> Q T -MOQ) compared with, below the entire flow Q T is the threshold Q T-Cri2 If the includes operation upper limit value varying means for the operation limit [rho M-LIM to determine the upper limit of the controllable range of the operation value [rho M, modified to become smaller in accordance with the reduction rate of the total flow rate Q T, the target value [rho O is a target value regulating means for regulating so as not to exceed the target upper limit value [rho O-MAX is determined by the target upper limit value varying means, said operating value [rho M is, the operation upper limit value varying means A water heater characterized by comprising: an operation value regulation means for regulating the operation upper limit value ρ M-LIM determined by the above so as not to exceed.
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