JPH0827066B2 - 給湯器 - Google Patents

給湯器

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JPH0827066B2
JPH0827066B2 JP4225084A JP22508492A JPH0827066B2 JP H0827066 B2 JPH0827066 B2 JP H0827066B2 JP 4225084 A JP4225084 A JP 4225084A JP 22508492 A JP22508492 A JP 22508492A JP H0827066 B2 JPH0827066 B2 JP H0827066B2
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JP
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temperature
water
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heat exchanger
burner
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佐一郎 羽藤
久二 御立
浩樹 小原
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Noritz Corp
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Noritz Corp
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  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フィ−ドフォワ−ド制
御及びフィ−ドバック制御を用いて設定温度の湯水を得
る給湯器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、設定温度と入水温との偏差に基づ
いて燃料の供給量を自動調節するフィ−ドフォワ−ド制
御、あるいは出湯温に基づいて燃料の供給量を自動調節
するフィ−ドバック制御を用いた給湯器の例として、特
開平1−118070号がある。
【0003】該例においては、出湯温と設定温度との偏
差が所定温度差となるまでフィ−ドフォワ−ド制御を行
い、所定温度差となった時にフィ−ドバック制御を行
い、設定温度の湯水を得るものであった。該例を図5を
用いて説明する。図5において、縦軸は出湯温Tであ
り、TC は入水温で、TS は設定温度であり、(TS
3 )は設定温度TS より一定温度X3 低い温度であ
る。横軸は時間tであり、時間t1 において燃焼が始ま
ると共にフィ−ドフォワ−ド制御が開始され、時間t2
において出湯温が(TS −X3 )となればフィ−ドフォ
ワ−ド制御を終了してフィ−ドバック制御を開始し、出
湯温TがTS となるようにフィ−ドバック制御を継続さ
せていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例では、フィ−ドフォワ−ド制御を終了させる時の
出湯温は(TS −X3 )で一定であり、入水量の大小は
考慮に入れていないため、フィ−ドフォワ−ド制御終了
後のフィ−ドバック制御移行時の過渡期において、出湯
温Tが設定温度TS より大となるオ−バ−シュ−トある
いは出湯温Tが設定温度TS より小となるアンダ−シュ
−トが発生し、設定温度TS を得るのに要する時間が長
くなり、出湯特性が悪化する問題点を有していた。
【0005】そこで、本発明においては、フィ−ドフォ
ワ−ド制御を終了させる出湯温を入水量により可変さ
せ、アンダ−シュ−ト及びオ−バ−シュ−トを低下させ
て出湯特性を向上させ、設定温度を得るのに要する時間
を短くし、使用者の利便性を向上させることを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、バ−ナと、内部を通過する水を該バ−ナに
より加熱する熱交換器と、該熱交換器の上流に設けら
れ、前記熱交換器へ流入する水の入水温を検知する入水
温検知手段と、前記熱交換器から流出する水の出湯温を
検知する出湯温検知手段と、前記出湯温を所望の設定温
度に設定する温度設定手段と、前記熱交換器へ流入する
入水量を検知する入水量検知手段と、前記バ−ナへの燃
料の供給量を調節する燃料供給量制御手段と、設定温度
と入水温との偏差に基づいて燃焼能力を演算して、該燃
焼能力に応じて燃料の供給量を自動調節するフィ−ドフ
ォワ−ド制御中に、出湯温と設定温度との偏差が入水量
に比例した所定温度差となった時、出湯温に基づいて燃
焼能力を演算して、該燃焼能力に応じて燃料の供給量を
自動調節するフィ−ドバック制御に切替える制御手段と
を備えたことを第1の特徴とし、フィ−ドフォワ−ド制
御中に出湯温と設定温度との偏差が入水量に比例した所
定温度差となった時、フィ−ドフォワ−ド制御及びフィ
−ドバック制御に切替える制御手段とを備えたことを第
2の特徴としている。
【0007】
【作用】本発明では、フィ−ドフォワ−ド制御中に出湯
温と設定温度との偏差が入水量に比例した温度差となっ
た時、フィ−ドフォワ−ド制御からフィ−ドバック制御
に切替える、あるいはフィ−ドフォワ−ド制御からフィ
−ドフォワ−ド制御及びフィ−ドバック制御に切替える
構成としたので、アンダ−シュ−ト及びオ−バ−シュ−
トを低下させて出湯特性が向上し、設定温度を得るのに
要する時間を短縮できる。
【0008】
【実施例】図1は本発明の給湯器の構成図である。1は
給湯器であり、2は市水からの入水を挿通して出湯させ
る主水路である。主水路2には、上流側より、入水温度
を検知する入水サ−ミスタ3、入水流量を検知する水量
センサ4、入水を加熱する熱交換器5、出湯温度を検知
する出湯サ−ミスタ6がそれぞれ順に配されている。
【0009】熱交換器5はバ−ナ7によって加熱され、
バ−ナ7へのガス量は比例弁8により制御されている。
9は前述の比例弁8を制御するコントロ−ラであり、コ
ントロ−ラ9内には設定温度と入水温によりガス量を制
御するフィ−ドフォワ−ド制御部10と、出湯温度と設
定温度によりガス量を制御するフィ−ドバック制御部1
1とを備えている。尚、前述の水量センサ4の検出値及
び入水サ−ミスタ3の検出値及び出湯サ−ミスタ6の検
出値はコントロ−ラ9に送られており、フィ−ドフォワ
−ド制御及びフィ−ドバック制御に該検出値は利用され
ている。
【0010】12は給湯器1の運転を行わせる為のリモ
コンであり、運転スイッチ13と設定温度調節器14と
を備えている。つまり、運転スイッチ13をONし、図
示しない給湯栓を開くとバ−ナ7により入水が加熱さ
れ、設定温度調節器14に設定された温度まで入水を加
熱させるのである。
【0011】図2は本発明の制御の内容を示すシ−ケン
ス図である。運転スイッチ13をONとすると(S1)
出湯動作がスタ−トし、比例弁8をONとして(S2)
ガス量の制御は開始され、フィ−ドフォワ−ド制御が開
始される(S3)。ここでフィ−ドフォワ−ド制御と
は、設定温度と入水温度の検出値により比例弁の開度を
可変し、ガス量を制御することである。
【0012】ステップ4においては、入水流量により決
定される温度であるXをX=a×入水流量+b(a,b
は定数)より演算し、ステップ5で出湯温Tが(Ts−
X)以上か否かを判定する。ここでTsは設定温度調節
器14にて設定された設定温度であり、入水流量が大流
量であればXの値は大となり、(Ts−X)は小とな
る。出湯温Tが(Ts−X)となれば、ステップ
て、フィードフォワード制御を終了してフィードバック
制御をスタ−トさせる。
【0013】ここでフィードバック制御とは、出湯温度
と設定温度の検出値により比例弁の開度を可変し、ガス
量を制御することである。フィードバック制御が開始さ
れるとステップに進行し、出湯温Tが設定温度Tsに
達したか否かを判定し、設定温度Tsに達していれば
ィードバック制御を続行させ(S)、出湯動作を継続
させる。
【0014】要するに図2のシ−ケンスでは、フィ−ド
フォワ−ド制御を終了させる温度を入水流量の大小によ
って可変し、フィ−ドフォワ−ド制御終了後はフィ−ド
バック制御に切替えるので出湯時のアンダ−シュ−ト及
びオ−バ−シュ−トが低下し、過渡出湯特性が良好とな
り、出湯特性が向上し、設定温度を得るのに要する時間
をも短縮できるのである。詳しくは、後述する図3及び
図4で説明する。
【0015】尚、図2のシ−ケンスでは、フィ−ドフォ
ワ−ド制御を終了させてフィ−ドバック制御に変更させ
ているが、フィ−ドフォワ−ド制御を継続させてフィ−
ドフォワ−ド制御及びフィ−ドバック制御双方により制
御してもよく、その結果、出湯特性が更に向上し、設定
温度を得るのに要する時間をも更に短縮できるのであ
る。
【0016】図3及び図4は本発明の制御を用いた場合
の出湯温Tと時間tとの関係を示した図である。図3は
入水流量が大流量の場合であり、縦軸は出湯温Tで、横
軸は時間tである。TC は入水温度であり、TS は設定
温度であり、(TS −X1 )はフィ−ドフォワ−ド制御
終了温度である。t1 は出湯開始時間、つまりフィ−ド
フォワ−ド制御開始時間である。t3 はフィ−ドフォワ
−ド制御終了時間であると共にフィ−ドバック制御開始
時間である。t4 は設定温度TS に達した時間である。
【0017】図4は入水流量が少流量の場合の出湯温度
Tと時間tとの関係を示した図である。つまり、出湯温
Tが時間t5 にて(TS −X2 )に達するとフィ−ドフ
ォワ−ド制御を終了させ、以後はフィ−ドバック制御を
行い、時間t6 にて設定温度TS に達するとフィ−ドバ
ック制御を継続させるのである。尚、図4における(T
S −X2 )は、図3における(TS −X1 )より大とな
るようにしている。
【0018】図3及び図4から明らかなように、フィー
ドフォワード制御を終了させる出湯温度(Ts−X)
を、入水流量の大小により可変させ、入水流量が大であ
れば(Ts−X)を小さく、入水流量が小であれば(T
s−X)を大きくしている。つまり、入水流量が大であ
れば水流の速度も比較的早く、燃料供給量を調整した結
果である出湯温をすばやく検出でき、フィードバック制
御に早く切替えることで、また、入水流量が小であれば
水流の速度は比較的遅く、燃料供給量の調整と出湯温度
の応答性が悪い為設定温度Tsに近くなってからフィー
ドバック制御に切替えることで、出湯時のアンダーシュ
ート及びオーバーシュートは小さくなり、その結果出湯
特性は向上し、設定温度を得るのに要する時間をも短縮
できるのである。
【0019】
【発明の効果】本発明では、フィ−ドフォワ−ド制御中
に出湯温と設定温度の偏差が入水流量に比例した温度差
となった時、フィ−ドフォワ−ド制御からフィ−ドバッ
ク制御に切替える、あるいはフィ−ドフォワ−ド制御の
みの制御からフィ−ドフォワ−ド制御及びフィ−ドバッ
ク制御に切替える構成としたので、入水流量の大小に関
わらずアンダ−シュ−ト及びオ−バ−シュ−トが低下
し、出湯特性を向上させることができ、使用者が好みの
設定温度の湯水を得るのに要する時間を大幅に短縮でき
るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の給湯器の構成図である。
【図2】本発明の制御の内容を示すシ−ケンス図であ
る。
【図3】本発明の制御を用いた給湯器において、出湯温
Tと時間tとの関係を示した図である。
【図4】本発明の制御を用いた給湯器において、出湯温
Tと時間tとの関係を示した図である。
【図5】従来の給湯器において、出湯温Tと時間tとの
関係を示した図である。
【符号の説明】
1 給湯器 3 入水サ−ミスタ 4 水量センサ 5 熱交換器 6 出湯サ−ミスタ 7 バ−ナ 8 比例弁 9 コントロ−ラ 10 フィ−ドフォワ−ド制御部 11 フィ−ドバック制御部 14 設定温度調節器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バ−ナと、内部を通過する水を該バ−ナ
    により加熱する熱交換器と、該熱交換器の上流に設けら
    れ、前記熱交換器へ流入する水の入水温を検知する入水
    温検知手段と、前記熱交換器から流出する水の出湯温を
    検知する出湯温検知手段と、前記出湯温を所望の設定温
    度に設定する温度設定手段と、前記熱交換器へ流入する
    入水量を検知する入水量検知手段と、前記バ−ナへの燃
    料の供給量を調節する燃料供給量制御手段と、設定温度
    と入水温との偏差に基づいて燃焼能力を演算して、該燃
    焼能力に応じて燃料の供給量を自動調節するフィ−ドフ
    ォワ−ド制御中に、出湯温と設定温度との偏差が入水量
    に比例した所定温度差となった時、出湯温に基づいて燃
    焼能力を演算して、該燃焼能力に応じて燃料の供給量を
    自動調節するフィ−ドバック制御に切替える制御手段と
    を備えたことを特徴とする給湯器。
  2. 【請求項2】 バーナと、内部を通過する水を該バーナ
    により加熱する熱交換器と、該熱交換器の上流に設けら
    れ、前記熱交換器へ流入する水の入水温を検知する入水
    温検知手段と、前記熱交換器から流出する水の出湯温を
    検知する出湯温検知手段と、前記出湯温を所望の設定温
    度に設定する温度設定手段と、前記熱交換器へ流入する
    入水量を検知する入水量検知手段と、前記バーナへの燃
    料の供給量を調節する燃料供給量制御手段と、設定温度
    と入水温との偏差に基づいて燃焼能力を演算して、該燃
    焼能力に応じて燃料の供給量を自動調節するフィードフ
    ォワード制御中に出湯温と設定温度との偏差が入水量に
    比例した所定温度差となった時、フィードフォワード制
    御及び出湯温に基づいて燃焼能力を演算して、該燃焼能
    力に応じて燃料の供給量を自動調節するフィードバック
    制御に切替える制御手段とを備えたことを特徴とする給
    湯器。
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