JPS63311038A - 給湯制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、供給した水を加熱して分配する給湯制御装
置に係り、特に設定温度と供給温度との偏差に基づきＰ
ＩＤ制御を実行して燃焼燃料の供給状態を調節する給湯
制御装置に関する。

（従来の技術） この種の帰還制御を実行する給湯制御装置は、制御の応
答性の向上を目的として電子制御によるものが増えてい
る。特に、良好な制御を達成するためＰＩＤ制御方式を
採用したものがある（例えば、特開昭６１−２９５４５
７号）。例えば、ガス燃焼による加熱方式の場合には、
ガスを供給するバルブの開閉速度を決定するための複数
のゲインをメモリに記憶させておき、供給された温水温
度と設定温度との偏差に応じて、メモリから最適のゲイ
ンを選定し、バルブを開閉制御するようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、実際の使用環境においては、ゲインを決定する
要因は一定していない。従って、ゲインが固定されてい
る場合には、配管系統の他の部分での使用に起因する圧
力変動に伴い、設定温度を上回るオーバシュートや設定
温度を下回るアンダシュートが発生する。また、このよ
うな配管系統の圧力変動に伴い逐次ゲインを増大させ又
は減少させるような方式では制御系統が複雑となり経済
的でない。

従って、この発明は、配管系統の圧力変動に対応して給
湯制御を最適条件で応答させることのできる給湯制御装
置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段並びに作用）この目的を
達成するため、この発明によれば、供給された水を加熱
し温水として分配する配管系統と、所望の出湯温度を設
定するための温度設定手段１０と、前記配管系統での出
湯温度を検出する出湯温度検出手段８とを備え、前記温
度設定手段１０の設定温度Ｔｓ及び前記出湯温度検出手
段８の検出温度Ｔｍの温度偏差ΔＴを監視してこの温度
偏差がＯに近づくようにＰＩＤ制御する給湯制御装置に
おいて、 前記温度偏差ΔＴが一定値以上となった場合に前記ＰＩ
Ｄ制御のゲイン値を増大させ、また前記温度偏差がＯに
近づいた場合に前記ゲイン値を元に戻すゲイン演算手段
１３を備えるようにする。

このような構成によれば、ゲインの増大により出湯温度
を設定温度に近付けることができ、またこの時生ずるオ
ーバシュートを反動で生ずるアンダシュートにより実質
的に相殺し、結果的に、良好な温水の供給が可能となる
。

（実施例） 以下、添付図面に従ってこの発明の詳細な説明する。な
お、各図面において同一の符号は同様の対象を示すもの
とする。

第１図はこの発明の実施例に係る給湯制御装置を示す系
統図である。同図の配管系統によれば、給水管ｌにより
供給される水は熱交換器２で加熱され、給湯管３を介し
て各カラン４から供給される。熱交換器２は、ガス管５
により供給されるガスに点火するバーナ６で加熱される
。加熱量はガス管５の途中にある流量調整バルブ７によ
り制御する。

このような配管系統を制御する制御系統は、出湯温度検
出手段８、操作パネルの温度設定スイッチｉｏ、温度差
演算手段１１．圧力変動検出手段１２、ゲイン演算手段
１３、ＰＩＤ制御手段１４、及び主制御回路１５を備え
ている。以下、これらを説明する。

出湯温度検出手段８は、給湯配管３の途中に配置し、出
湯温度Ｔｍを検出するものであり、例えばサーミスタな
どを用いる。操作パネルは、温度設定スイッチ１０や電
源スィッチなど各種のスイッチを備えている。温度設定
スイッチ１０は、例えばカラン４で得ようとする所定の
温度を設定するためのものである。

温度差演算手段１１は、温度設定スイッチ１０による設
定温度信号Ｔｓ及び出湯温度検知手段８の検知する出湯
温度Ｔｍに基づき温度差ΔＴ＝Ｔｓ−Ｔｍを演算する。

この温度差信号ΔＴは圧力変動検出手段１２に入力され
る。

圧力変動検出手段１２は、温度差信号ΔＴが標準値以上
である場合に、他のカランの使用があり配管内の圧力が
低下したために温度差変化が生じたとして、圧力変動を
検出する。ゲイン演算子段１３は、最適ゲインＧｏを各
設定温度Ｔｓについて記憶させたものであり、例えばＲ
ＯＭにより構成する。

ＰＩＤ制御手段１４は、ゲイン演算手段１３により与え
らえる最適ゲインＧＯに基づきＰＩＤ演算を実行し、流
量調節バルブ７を所定量だけ開き又は閉じる。この演算
は、温度設定スイッチ１０による設定温度信号Ｔｓに出
湯温度検知手段８の検知する出湯温度Ｔｍが一致するま
で（実際には、一定の許容幅がある）持続する。また、
以上の制御は主制御回路１５が全体的に管理する。

次に、第２図及び第３図のフローチャートを参照しつつ
この発明の実施例の動作を説明する。なお、以下の説明
で（２０）〜（４０）の番号はフローチャート中の各ブ
ロック番号に対応する。また、例えば（２５ｙ）及び（
２５ｎ）などの符号は判断ブロック２５における判断が
それぞれ肯定的及び否定的であることを示すものとする
。

第２図においてシステムがスタートすると（２０）、主
制御回路１５のレジスタなどが初期設定され（２１）、
操作パネルの温度設定スイッチ１０による温度設定（２
２）を受は付けるようになる。ここで、初期設定（２１
）において、安定状態かどうかを示すフラグＦ１．及び
圧力変動状態にあるかどうかを示すフラグＦ２を、それ
ぞれＦ１＝１．Ｆ２＝Ｏに設定する。温度設定スイッチ
１０により設定温度Ｔｓが選定されると、初期設定に基
づくゲイン値Ｇをゲイン値として設定しく２３）、これ
に基づいて給湯を開始する。この後、先ず出湯温度検出
手段８により供給水温度Ｔｍを読み込む（２４ａ）。次
に第３図に詳細に示す変動処理（２４ｂ）を行い。この
後ＰＩＤ制御（２４ｃ）を行って設定温度の出湯を行う
。そして出湯が停止されるまで出湯温度読込ヘループし
て戻り変動処理及びＰＩＤ制御をくり返し行う。出湯停
止（２４ｄ）となれば一連の制御は終了する。

ここで第３図の変動処理を説明すると初期設定により状
態フラグＦ１＝１であるため（２５ｙ）温度差演算手段
１１により設定温度Ｔｓと供給水温度Ｔｍとの偏差ΔＴ
がＯとなったかどうか、すなわちΔＴ＝Ｔｓ−Ｔｍ＝０
又はＴｓ＝Ｔｍかどうか（実際には一定の許容幅を持た
せる）を主制御回路１５が監視する（２６）。ここで、
Ｔ　ｍ　＝Ｔｓでない場合（２６ｎ）には、ブロック２
７の時間ｔを計数するタイマをセラ）　（２９）して制
御を続行するために元の処理に戻る（４０）。次に、供
給水温度Ｔｍが設定温度Ｔｓに一致した状８（Ｔｍ＝Ｔ
Ｓ）が一定時間を例えば５秒間持続し、この状態が安定
したものであるかどうかを確認する（２７）。一定時間
供給水温度Ｔｍが設定温度Ｔｓから変化しない場合（２
７ｙ）には、目標が達成されたものとして主制御回路１
５はフラグＦ１＝０にセットする（２８）。この後、制
御を続行するための元の処理に戻る（４０）。

この状態で給湯が持続すると、主制御回路１５のフラグ
はＦ１＝Ｏ，Ｆ２＝Ｏであるため（２５ｎ、３Ｏｎ）、
圧力変動検出手段１２による検出が温度差演算手段１１
の出力に基づいて実行される（３１）。この検出は温度
差信号ΔＴが一定の基準値よりも大きくなった場合に、
圧力変動があった（３１　ｙ）と判定する。この後、温
度差信号ΔＴの符号を判定しく３２）、フラグＦ２−１
設定（３３）した後、予めゲイン演算手段１３に記憶さ
せた通常のゲイン値の数倍のゲイン値にゲインを増大（
３４）、処理を続行するためリターンする（４０）。

この状態で給湯が持続すると、主制御回路１５のフラグ
Ｆ１＝Ｏ，Ｆ２＝１であるため（２５ｎ　、　３ｏｙ）
、温度演算手段１１及び圧力変動検出手段１２により圧
力変動の検出（３１）に伴って検出した符号すなわち供
給水温度Ｔｍと設定温度Ｔｓとの大小関係が反転したか
どうかを検出する（３５）。これは、圧力変動が生じた
ことによりゲインを増大させＰＩＤ制御を実行した結果
、圧力変動に伴う温度変化とは逆の方向に出湯温度が変
化したことを確認するものである。反転していない場合
（３５ｎ）には、処理を続行するためリターンする（４
０）。反転した場合（３５ｙ）には、主制御回路１５が
、フラグＦ１＝１．Ｆ２＝Ｏに設定しく３６．３７）、
予めゲイン演算手段１３に記憶させた通常のゲイン値に
ゲインを戻しく３８）、前述と同じタイマをセットした
後（３９）、処理を続行するためリターンする（４０）
。

この間、前述したように、圧力変動が生じたことにより
ゲインを増大させＰＩＤ制御を実行した結果、圧力変動
に伴う温度変化とは逆の方向に出湯温度が変化し、ここ
でゲインを元の値に戻すことにより出湯温度は次第に設
定温度に落ち着く。しかも、圧力変動により生じた温度
変化と、ＰＩＤ制御の結果束ずる温度変化とは互いに逆
方向となるため、出湯温度としてはこれらが相殺されて
より設定温度に近い温度が得らえる。

（発明の効果） この発明によれば、以上のように設定温度と出湯温度と
の差に変動が生じた場合にこれを配管系統の圧力変動の
結果として検出し、制御ゲインを増大させ、また設定温
度付近に出湯温度が達した際にゲインを元に戻すように
したことにより、簡易な構成で配管系統の圧力変動に良
好に応答することのできる給湯制御装置を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例にかかる湯水混合制御装置の
系統図、第２図及び第３図はこの発明の実施例にかかる
第１図の装置の主要動作を説明するためのフローチャー
トである。 図面において、１は給水管、２は熱交換器、３は、給湯
器、４はカラン、５はガス管、６はバーナ、７は流量調
節バルブ、８は出湯温度検出手段、１０は温度設定スイ
ッチ、１１は温度差演算手段、１２は圧力変動検出手段
、１３はゲイン演算手段、１４はＰＩＤ制御手段、１５
は主制御回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 供給された水を加熱し温水として分配する配管系統と、
   所望の出湯温度を設定するための温度設定手段と、前記
   配管系統での出湯温度を検出する出湯温度検出手段とを
   備え、前記温度設定手段の設定温度及び前記出湯温度検
   出手段の検出温度の温度偏差を監視してこの温度偏差が
   ０に近づくようにＰＩＤ制御する給湯制御装置において
   、前記温度偏差が一定値以上となった場合に前記ＰＩＤ
   制御のゲイン値を増大させ、また前記温度偏差が０に近
   づいた場合に前記ゲイン値を元に戻すゲイン演算手段を
   備えたことを特徴とする給湯制御装置。