JPH1183168A

JPH1183168A - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH1183168A
Application number: JP9251545A
Authority: JP
Inventors: Hisayasu Watanabe; 久恭渡辺; Toshihisa Saito; 寿久斉藤; Tetsuya Sato; 徹哉佐藤
Original assignee: Gastar Co Ltd
Current assignee: Gastar Co Ltd
Priority date: 1997-09-17
Filing date: 1997-09-17
Publication date: 1999-03-26
Anticipated expiration: 2017-09-17
Also published as: JP3859837B2

Abstract

(57)【要約】【課題】給湯と風呂追い焚きの同時使用時において、風
呂追い焚き路の水の吸熱量が異なる場合であっても、給
湯温度の安定的に制御することができる燃焼装置を提供
する。【解決手段】給湯路と浴槽に接続された風呂追い焚き路
とが共通の熱交換器を通過する一缶二水路式燃焼装置に
おいて、給湯と風呂追い焚きが同時に行われるとき、熱
交換器における風呂追い焚き路の水の吸熱量に応じた比
例・積分・微分定数に基づいて、熱交換器に供給する熱
量を求める制御手段を有することを特徴とする燃焼装置
が提供される。そして、制御手段は、前記吸熱量が大き
いほど、大きい前記比例・積分・微分定数に基づいて前
記熱量を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯路と風呂追い
焚き路とが共通の熱交換器内を通過する一缶二水路式燃
焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、いわゆる一缶二水路式燃焼装置に
おいて、給湯中に、風呂の追い焚き指令が出されると、
循環ポンプを駆動させ、風呂追い焚き路に水を流すこと
によって、風呂追い焚きは開始される。

【０００３】そして、給湯中に追い焚き指令が出され
て、風呂追い焚き路に水が流れると、それまで、給湯路
に流れている水の加熱に使われていた熱量の一部が、風
呂追い焚き路に流れる水の加熱のために使用されること
となる。そのため、給湯路に流れる水を所定の設定温度
まで加熱する熱量が不足し、給湯温度は低下する。この
とき、例えば、給湯温度サーミスタが給湯温度の低下を
検知して、給湯温度と設定温度の偏差に基づいたフィー
ドバック制御が行われるが、一時的な給湯温度の変化が
生じる。

【０００４】給湯温度の変化は、風呂追い焚き路の水の
吸熱によって生じるが、その吸熱量は、例えば、風呂追
い焚き路を流れる水温及び循環流量によって異なる。即
ち、風呂追い焚き路を流れる水の水温が高いと吸熱量は
小さく、水温が低いと吸熱量は大きい。また、風呂追い
焚き路を流れる水の循環流量が多いと吸熱量は大きく、
循環流量が少ないと吸熱量が小さい。

【０００５】このように、上述のように様々な燃焼条件
によって風呂追い焚き路の水の吸熱量は異なるが、フィ
ードバック制御のフィードバック量は、従来、固定され
た比例（Ｐ）・積分（Ｉ）・微分（Ｄ）定数（以下、Ｐ
ＩＤ定数という）を用いて求められていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このＰＩＤ定数があら
かじめ設定された固定値である場合に、給湯温度と設定
温度の偏差に基づいてフィードバック制御が行われると
き、風呂追い焚き路の水の吸熱量が異なると、適切なフ
ィードバック制御が行われない場合がある。

【０００７】即ち、風呂追い焚き路の水の吸熱量が多い
と、十分なフィードバック熱量が給湯路の水に供給され
ず、給湯温度が設定温度に戻るのに比較的長い時間がか
かる。また、吸熱量が少ないと、給湯路の水に与えられ
るフィードバック熱量が大きすぎ、給湯温度がハンチン
グを起こすおそれがある。

【０００８】このように、ＰＩＤ定数が固定された値で
あると、風呂追い焚き路の水の吸熱量が変化したとき、
給湯温度を適切に制御できない。

【０００９】そこで、本発明の目的は、給湯と風呂追い
焚きの同時使用時において、風呂追い焚き路の水の吸熱
量が異なる場合であっても、給湯温度を安定的に制御す
ることができる燃焼装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第一の構成は、給湯路と浴槽に接続された風
呂追い焚き路とが共通の熱交換器を通過する一缶二水路
式燃焼装置において、給湯と風呂追い焚きが同時に行わ
れるとき、該熱交換器における風呂追い焚き路の水の吸
熱量に応じた比例・積分・微分定数に基づいて、該熱交
換器に供給する熱量を求める制御手段を有することを特
徴とする燃焼装置である。

【００１１】本構成により、風呂追い焚き路の水の吸熱
量に応じた熱量が熱交換器に供給されるため、同時使用
時において、給湯温度をより安定的に制御できる。

【００１２】また、本発明の第二の構成は、上記第一の
構成において、前記制御手段は、前記吸熱量が大きいほ
ど、大きい前記比例・積分・微分定数に基づいて前記熱
量を求めることを特徴とする燃焼装置である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術
的範囲がこの実施の形態に限定されるものではない。

【００１４】図１は、本発明の実施の形態における一缶
二水路式燃焼装置の概略構成図である。図１において、
給湯路１０と風呂追い焚き路２０は、共通の熱交換器１
を通過する。熱交換器１は、バーナー３によって加熱さ
れ、バーナー３には、ガス供給管４から燃料ガスが供給
される。ガス供給管４には、このガス供給管４の開閉を
行うガス電磁弁５とガス供給量を調節するガス比例弁６
が設けられている。

【００１５】給湯路１０は、熱交換器１の入口側に接続
され、熱交換器１に水を供給する給水通路として機能す
る給水管１１と、熱交換器１の出口側に接続され、熱交
換器１によって加熱された湯が出湯される出湯管１２が
接続され、例えば台所の給湯栓１６などの所望の場所に
導かれる。

【００１６】そして、給水管１１には、給水量を検出す
るフローセンサ１３と、給水温度を検出する給水温度セ
ンサ１４とが設けられている。また、給湯管１２には、
給湯温度を検出する給湯温度センサ１５が設けられてい
る。

【００１７】一方、風呂追い焚き路２０は、そこに配置
された循環ポンプ２１を作動させることによって浴槽２
２内の水を熱交換器１に供給し、熱交換器１内で加熱さ
れた湯は再度浴槽２２に注湯される循環路を構成してい
る。

【００１８】そして、熱交換器１より上流側の風呂追い
焚き路２０には、浴槽２２内の水温を検出する浴槽水温
センサ２３と設けられている。また、熱交換器１より下
流側の風呂追い焚き路２０には、熱交換器１から出湯さ
れる湯の温度を検出する追い焚き温度センサ２４が設け
られている。

【００１９】そして、上記各種センサから検出される温
度及び流量とリモコン３１などによって設定される設定
温度とに基づいて、マイクロコンピュータなどで構成さ
れる制御部３０が、ガス比例弁６及び循環ポンプ２１な
どを制御する。

【００２０】例えば、給湯単独使用時においては、給湯
使用者が給湯栓１６を開くと、給水管１１に一定量以上
の流量の水流が発生する。そして、フローセンサ１３が
この水流を検出すると、制御部３０は、フローセンサ１
３からの検出信号即ち給湯要求に応答して、設定温度の
給湯を行うのに必要なフィードフォワード熱量及びフィ
ードバック熱量を求め、ガス比例弁６の開度を制御す
る。

【００２１】そして、給湯単独使用時に、リモコン３１
などに設けられた図示しない風呂追い焚きスイッチがＯ
Ｎにされ、風呂追い焚き要求が出されると、給湯及び風
呂追い焚きの同時使用が開始される。風呂追い焚き要求
が出されると、制御部３０は、循環ポンプ２１を駆動す
ることにより浴槽２２の水を風呂追い焚き路２０内を循
環させる。

【００２２】図２は、熱交換器１の断面を示す図であ
る。図２に示すように、バーナー側に設けられた給湯路
１０に接して、バーナー側とは反対側に風呂追い焚き路
２０が設けられる。そして、風呂追い焚き路２０内の水
は、熱交換器１内の給湯路１０内にある湯水を熱媒体と
して間接的に加熱される。従って、同時使用時において
は、給湯路１０内の加熱された湯水の熱量が、風呂追い
焚き路２０の湯水によって吸熱されるので、給湯温度が
低下する。即ち、給湯路１０内の水が得る熱量である給
湯号数が減少する。

【００２３】また、図３は、この給湯号数とガス比例弁
６の開度の関係を示す図である。図３におけるラインＡ
は、給湯単独時におけるガス比例弁６の開度に対応した
の給湯号数を表している。ガス比例弁６の開度が最小開
度（min ）から最大開度（max ）に変化するに応じて、
ラインＡに表される給湯号数は大きくなる。

【００２４】そして、給湯単独使用から同時使用になる
と、風呂追い焚き路２０の水が給湯路１０の湯水から吸
熱するため、同じ開度であっても、給湯号数は減少す
る。さらに、その減少量は吸熱量によって異なる。従っ
て、同時使用時の給湯号数は、図３におけるラインＢ
１、Ｂ２、Ｂ３に示すようにラインＡの位置から下方向
にずれる。また、ラインＢ１、Ｂ２、Ｂ３は、それぞ
れ、風呂追い焚き路２０の水の吸熱量が小さいとき、吸
熱量が中程度であるとき、吸熱量が大きいときの給湯号
数を表している。

【００２５】このように、風呂追い焚き路２０の水の吸
熱によって給湯号数が変化すると、制御部３０は、給湯
温度と設定温度の偏差に基づいたフィードバック制御を
行う。このとき、フィードバック制御におけるフィード
バック熱量を求める際に上記ＰＩＤ定数が固定値である
と、上述のように、給湯温度制御が適切に行えない場合
がある。

【００２６】図４は、ＰＩＤ定数があらかじめ想定され
た所定の吸熱量（本実施の形態においては、例えば上記
図３におけるラインＢ２に対応する中程度の吸熱量とす
る）に対応した固定値であるとき、異なる吸熱量におけ
る給湯温度の変化を示す図である。

【００２７】図４（ａ）は、風呂追い焚き路の水の吸熱
量が、所定の吸熱量（図３におけるラインＢ２に対応）
付近であるときの給湯温度の変化を示す。図４（ａ）に
よれば、同時使用によって、給湯温度が一時的に低下す
るが、適切なフィードバック量により、素早く設定温度
に戻る。

【００２８】さらに、図４（ｂ）は、風呂追い焚き路の
水の吸熱量が、所定の吸熱量より大きいとき（図３にお
けるラインＢ３に対応）の給湯温度の変化を示す。同時
使用によって給湯温度が低下し、フィードバック制御が
行われるとき、吸熱量が大きいにもかかわらず、それよ
りも小さい上記ラインＢ２の吸熱量に対応してＰＩＤ定
数が設定されているため、フィードバック量が小さい。
即ち、ガス比例弁６の開度変化が小さい。従って、図４
（ｂ）に示すように、給湯温度が設定温度に戻るのに、
比較的長い時間を要する。

【００２９】さらに、図４（ｃ）は、風呂追い焚き路の
水の吸熱量が、所定の吸熱量より小さいとき（図３のラ
インＢ１に対応）の給湯温度の変化を示す。同時使用に
よって給湯温度が低下し、フィードバック制御が行われ
るとき、吸熱量が少ないにもかかわらず、それよりも大
きい上記ラインＢ２の吸熱量に対応してＰＩＤ定数が設
定されているため、フィードバック熱量が大きい。従っ
て、このフィードバック熱量に対応してガス比例弁６の
開度を開けると、図４（ｃ）に示すように、給湯温度が
大きく変化して、ハンチングが発生する。

【００３０】従って、本発明の実施の形態においては、
風呂追い焚き路の水の吸熱量に応じたＰＩＤ定数が与え
られる。具体的には、例えば図５に示すような、吸熱量
に応じた複数のＰＩＤ定数のテーブルが制御部３０のメ
モリに記憶される。また、ＰＩＤ定数は所定の関係式か
ら演算により求められてもよい。そして、制御部３０
は、実際の吸熱量に応じたＰＩＤ定数を選択して、フィ
ードバック熱量を求める。

【００３１】さらに詳しくは、上記図４（ｂ）のよう
に、風呂追い焚き路２０の水の吸熱量が大きいときは、
比較的大きいフィードバック熱量を必要とする。従っ
て、図５に示すように、大きいＰＩＤ定数が選択され、
大きいフィードバック熱量が供給される。これにより、
風呂追い焚き路２０の水の吸熱量が多くとも、給湯路１
０の水に十分なフィードバック熱量が供給されるので、
給湯温度を素早く設定温度に戻すことが可能となる。即
ち、吸熱量が大きい場合であっても、図４（ｂ）におけ
る点線に示すように、上記図４（ａ）とほぼ同様の適切
フィードバック制御が行われる。

【００３２】また、上記図４（ｃ）のように、風呂追い
焚き路２０の水の吸熱量が少ないときは、大きいフィー
ドバック熱量が供給されると、上述のように、給湯温度
がハンチング状態になる。従って、図５に示すように、
小さいＰＩＤ定数が選択され、比較的小さいフィードバ
ック熱量が供給される。これにより、給湯路１０の水に
は、適切なフィードバック熱量が供給され、給湯温度は
ハンチングを起こさずに、素早く設定温度に戻ることが
可能となる。即ち、吸熱量が小さい場合であっても、図
４（ｃ）における点線に示すように、上記図４（ａ）と
ほぼ同様の適切フィードバック制御が行われる。

【００３３】なお、本実施の形態おいて、風呂追い焚き
路２０内の水の吸熱量の大小は、上記従来の技術で述べ
たように、例えば、風呂追い焚き路２０内の循環流量及
び熱交換器１に入る風呂追い焚き路２０の水の温度から
判断される。そして、この循環流量は、例えば、循環ポ
ンプ２１に加えられる駆動電流又は図１に図示されない
追い焚き路２０に配置された水量センサの検出値から求
めることができる。また、風呂追い焚き路２０の水温
は、例えば、浴槽水温センサ２３の検出値が用いられ
る。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、一缶二水路式燃焼装置
において、給湯と風呂追い焚きの同時使用時されると
き、風呂追い焚き路の水の吸熱量が異なる場合であって
も、風呂追い焚き路の水の吸熱量に応じた比例・積分・
微分定数に基づいて、給湯路の水に供給するフィードバ
ック熱量が求められるので、給湯温度を安定的に制御す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における一缶二水路式燃焼
装置の構成図である。

【図２】熱交換器１の断面を示す図である。

【図３】給湯号数とガス比例弁６の開度の関係を示す図
である。

【図４】ＰＩＤ定数があらかじめ想定された所定の吸熱
量に対応した固定値であるとき、異なる吸熱量における
給湯温度の変化を示す図である。

【図５】吸熱量に応じた複数のＰＩＤ定数のテーブルの
例である。

【符号の説明】

１熱交換器１０給湯路２０風呂追い焚き路２１循環ポンプ２３浴槽水温センサ３０制御部３１リモコン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】給湯路と浴槽に接続された風呂追い焚き路
とが共通の熱交換器を通過する一缶二水路式燃焼装置に
おいて、給湯と風呂追い焚きが同時に行われるとき、該熱交換器
における風呂追い焚き路の水の吸熱量に応じた比例・積
分・微分定数に基づいて、該熱交換器に供給する熱量を
求める制御手段を有することを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】請求項１において、前記制御手段は、前記吸熱量が大きいほど、大きい前記
比例・積分・微分定数に基づいて前記熱量を求めること
を特徴とする燃焼装置。