KR920006165B1 - 급탕기의 온도제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

급탕기의 온도제어장치

제1도는 본 실시예의 가스 연소식 급탕기의 제어장치에 있어서 기능적 구성을 보이는 기능 블록도.

제2도는 본 실시예의 가스 연소식 급탕기의 개략을 보이는 개략 구성도.

제3도는 본 실시예의 제어장치에 있어서 입수온도의 산출과정을 설명하기 위한 흐름도.

제4도는 본 실시예의 제어장치에 있어서 가열량 기억부의 기어 에어리어의 기억내용을 보이는 에어리어 맵(map).

제5도는 본 실시예의 제어장치에 있어서 가열량 출력정보의 변화를 보이는 타임차트.

제6도는 본 발명의 온도제어를 설명하기 위한 타임 차트.

제7도 및 제8도는 본 실시예의 가열량의 변화를 보이는 타임 차트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

25 : 출탕온 서미스터(온도ㆍ센서) 30 : 제어장치(급탕기의 온도제어장치)

37 : 온도제어부(피드백 제어) 37c : 미분제어부(미분 보정수단)

본 발명은, 열교환기에 유입하는 물의 온도를 검지하는 입수 온도센서를 설치하지 않고, 열교환기로부터 유출하는 열수의 온도를 검지하는 유출온도센서만을 갖추어 피드백 제어하는 급탕기의 온도제어장치에 관하며, 특히 열교환기를 통과하는 물의 유량을 검출하기 위한 유량센서를 설치하지 않는 구조가 간단한 급탕기의 온도제어장치에 있어서 효과적이다.

급탕기의 구조를 간단히 하고 제조공정을 간략화함과 동시에, 제조코스트를 저감하기 위하여, 출탕온도 서미스터만에 의하여 가열량을 제어하는 피드백 제어하는 온도제어장치가 있다. 이러한 피드백 제어의 온도제어장치에서는, 온도 설정기 등에 의하여 설정치는 목표온도와 출탕온 서미스터에 의하여, 검지되는 출탕온도와의 온도차에 따라서 기준 가열량이 정하여진다. 또 이와같은 온도제어장치로서는 급탕중에 유량이 변화하여, 그에 수반하여 출탕온도가 변화하였을 때, 속히 가열량을 보정하기 위하여 출탕온도 서미스터에 의한 검지온도의 미분치에 비례한 보정량으로 보정하는 기능이 갖추어지고, 유량변화 등의 영향을 적게하여 출탕온도 특성의 향상을 꾀하고 있다.

이러한 종래의 피드백 제어에서는 예컨대 제6도의 실선 L1에 도시하는 바와같이 유량이 감소한 경우에는, 실선 L2에 도시하는 바와같이 출탕온도에 시간지체가 따르면서 서서히 변화하기 때문에 피드백 제어의 비례제어에 의한 기준가 열량은 출탕온도의 변화에 따라서 파선 L8과 같이 변경된다. 또, 이때 출탕온도의 미분치는 출탕온도가 변화하고 있는 동안에 실선 L3과 같이 거의 일정한 값으로서 계속하여 나타나고, 미분보정에서는 파선 L9로 도시한대로, 정수에 비례한 일정의 미분보정량이 주어진다. 이 때문에 피드백 제어에 있어서 최종적인 가열량은 본래는 1점 쇄선 L6과 같은 유량에 따른 가열양을 주례함에도 불구하고, 예컨대, 파선 L7과 같이 보정된다.

따라서, 이러한 미분치에 비례한 종래의 미분 보정량의 보정이 행하여지는 경우에는, 예컨대 유량변화가 작은 경우에 제7도의 파선 L11에 가리키는 바와같이 유량변화의 초기에 가열량이 적절하게 되도록 정수를 설정하여 미분보정한 가열량을 주면, 이 초기의 보정량이 출탕온도의 변화가 없어질 때까지 계속하여 주어지기 때문에 1점 쇄선 L12에 가리키는 이상의 가열량에 대하여, 변화의 계속시간에 수반하여 점차로 필요이상의 미분보정량이 주어지고 만다. 이 때문에 약간의 유량변화가 있는 것만으로도 과잉의 가열량 보정이 행하여지기 때문에 그에 따라 출탕온도가 크게 변화하고, 안정성이 나빠진다.

또 이때에는, 역으로 유량변화가 큰 경우에는 제8도의 파선 L13에 도시한 대로 유량변화의 초기에는 1점 쇄선 L14에 가리키는 이상의 가열량에 대하여 보정량이 부족하고, 마찬가지로 보정의 말기에는 과잉의 보정량이 주어지기 때문에 출탕온도가 안정될 때까지 시간이 걸린다.

이러한 과잉의 보정을 행하지 않도록 미분보정량을 결정하기 위한 정수를 보다 작게하면 큰 유량변화가 있는 경우에 보정량이 더욱 부족하며, 역으로 정수보다 크게 하면 작은 유량변화에 대하여 더욱 과잉의 보정이 행해져 버리고, 또 큰 유량변화에 대하여도 같은 모양으로 보정의 말기에는 과잉의 보정량이 주어지게 된다.

이와같이, 출탕온도의 미분치에 비례한 미분보정량이 미분치가 얻어지는 동안에 계속하여 주어지는 한 가열량의 과부족을 공히 개선할 수가 없다.

따라서 변화한 유량에 응한 가열량을 출탕온도가 변화하고 있는 동안에 계속하여 줄수가 없기 때문에 유량변화가 있으면 출탕온도가 불안정해지고, 뛰어난 출탕온도 특성을 얻지 못한다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 출탕 서미스터의 검지온도에 의거 피드백 제어하는 급탕기의 온도제어장치에 있어서, 유량변화의 영향을 적게 하고 안정된 출탕온도 특성이 얻어지는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 열교환기의 유출부에 설치된 온도 센서에 검지되는 온도 정보에 의거, 상기 열교환기를 가열하는 가열수단의 가열량을 피드백 제어하는 급탕기의 온도제어장치에 있어서, 상기 온도정보의 미분치에 의거 상기 가열량을 보정하는 미분 보정수단을 가짐과 동시에 그 미분 보정수단은 상기 미분치에 의거한 보정량을 보정 계속시간에 따라서 점차 감소하는 것을 기술적 수단으로 한다.

일반적으로, 급탕기에서는 유량으로부터 별도의 유량으로의 유량변화는 예컨대 사용자에 의하여 조작되는 단시간의 사이에 많이 일어나며, 변경후에 유량이 일단 안정되면, 그 유량이 계속된다. 이 경우, 가열량이 일정하다고 하면 유량변화에 수반하는 출탕온도의 변화는 이 유량변화후의 일정의 시간에 나타나고, 시간지체가 수반하여 완료하며, 그 사이에는 거의 일정한 변화상태를 보인다.

이때, 피드백 제어의 비례 제어에서는 출탕온도와 목표 온도와의 온도차에 따라서 가열량이 결정되기 때문에 변화한 실제 유량에 대하여 출탕온도가 변화하고 있는 동안에는 불적절한 가열량이 정해진다. 이 불적절한 가열량의 오차는 유량의 변화직후에는 크게 나타나고, 그후 점차 작게 된다.

한편, 본 발명의 미분제어에서는 출탕온도가 변화하고 있는 동안만 미분치가 일어나고, 이 미분치에 의거 가열량이 보정된다. 이때 미분치에 의거한 보정량은 보정계속시간에 따라 차차 감소된다.

따라서, 미분제어에 의한 보정량은 비례제어에 의한 가열량의 오차의 변화에 따라 시간과 함께 변화하고, 오차를 반드시 없애기 위하여, 비례제어와 미분제어를 합친 피드백 제어 전체로서는 유량의 변화와 동시에 그 변화에 따른 가열량을 결정할 수가 있어, 유량에 응한 적절한 가열량을 줄 수가 있다.

본 발명에서는 유량변화에 의하여 출탕온도가 변화하였을 때 가열수단의 가열량을 변화한 유량에 따른 적절한 가열량으로 제어할 수가 있다.

따라서, 유량변화에 의하여 출탕온도가 크게 변동하는 일이 적고, 유량변화후의 출탕온도의 안정성을 향상시킬 수가 있다,

[실시예]

다음에 본 발명의 급탕기의 온도제어장치를 도시하는 실시예에 의거 설명한다.

제2도에 도시하는 가스 연소식 급탕기(1)의 연소기 케이스(10)내에는 복수의 버너군(11)이 설치되어 있다. 연소기 케이스(10)의 아래쪽에는 버너군(11)에 연소용 공기를 공급하기 위한 송풍기(12)가 설치되고 있다. 연소기 케이스(10)내의 버너군(11)의 위쪽에는 수관식의 열교환기(13)가 설치되고, 내부를 통과하는 물은 버너군(11)에 의한 연소열로 인하여 가열된다. 연소기 케이스(10)내의 버너군(11)의 근방에는 버너군(11)을 점화하는 스파커(14)와, 버너군(11)의 착화를 검지하는 화염로드(15)가 갖추어지고 있다. 또, 연소기 케이스(10)의 위쪽에는 연소 배( )가스를 외부로 배출하기 위한 배기구(2)가 설치되어 있다.

버너군(11)의 아래쪽에는 연료가스를 공급하기 위한 노즐관(16)이 준비되고, 노즐관(16)에는 버너군(11)의 각 버너에 각각 대응하여 연료가스를 분출하는 복수의 연료 분출구(16a)가 설치되고 있다.

노즐관(16)으로 연료가스를 유도하는 연료관(20)에는 통전시에 연료가스를 통과시키는 2개의 전자밸브(21,22) 통전 전류에 응하여 공급 압력을 제어함으로서 연료가스의 공급량을 조절하는 가바나 비례밸브(23)가 상류쪽으로부터 차례로 각각 설치되고 있다. 물 공급원(도시 생략)으로부터 열교환기(13)로 물을 이끄는 물 공급관(17)에는 급탕수량을 조절하기 위한 전동식 수량제어장치(18), 열교환기(13)을 통과하는 물을 검지하는 수류스위치(19)가 상류쪽으로부터 차례로 구비되고, 또 열교환기(13)의 하류의 급탕관(17a)에는 열교환기(13)로부터 유출하는 열수의 출탕온도(Tout)를 검지하는 출탕온 서미스터(25)가 준비되고 있다.

제어장치(30)은 마이크로 컴퓨터를 중심으로하는 제어회로를 가지며, 소정의 시퀀스로 연소의 개시 및 정지를 행함과 동시에 제1도에 도시하는 기능구성에 의하여 출탕온 서미스터(25)의 검지신호에 의거 피드백제어의 온도제어를 행한다. 또 제어장치(30)은 출탕온 서미스터(25)의 검지온도(T)에 의거 열교환기(13)으로의 입수온도(Tin)과 수량(W)을 각각 추정하기 위한 기능부로서, 입수온도 추정부(31)과 수량 추정부(32)를 가지고 있다.

입수 온도 추정부(31)은 검지온도(T)나 그 변화상태에 응하여 제3도에 도시하는 대로 다음과 같이 입수온도(Tin) 을 추정 하고, 메모리 (31a)에 기억한다.

수류 스위치(19)에 의하여 급탕의 개시가 검지되었을 때에(스템 1에 있어서 YES), 출탕온 서미스터(25)의 검지온도(T)가 변화하고 있는 경우에는 재급탕인 것임이 생각된다. 따라서, 검지온도(T)의 온도 구배의 유무를 검출하고, 온도 구배가 있는 경우에는(스텝 2에 있어서 NO) 입수온도(Tin)의 추정을 행하지 않는다.

급탕의 개시가 검지되었을 때에 검지온도(T)의 온도 구배가 검출되지 않을 경우에는(스텝 2에 있어서YES) 출탕온 서미스터(25)의 검지온도(T)와, 이미 메모리(31a)에 입수온도(Tin)으로서 기억되고 있는 기억온도(T mem)과 비교하여 그 비교결과에 응하여 다음과 같이 새로 이 메모리(31a)에 기억하기 위한 입수온도(Tin)을 추정한다.

검지온도(T)가 기억온도(T mem) 이하의 경우에는(스텝 3에 있어서 YES) 검지온도(T)를 그대로 새로운 입수온도(Tin)으로서(스텝 4) 그 검지온도(T)를 메모리(31a)에 기억하고, 기억내용을 갱신한다(스텝5). 역으로, 검지온도(T)가 기억온도(T mem)보다 높은 경우에는(스템 3에 있어서 NO) 기억온도(T mem)에 검지온도(T)의 온도정보의 일부를 받아들여서 새로운 입수온도(Tin)을 추정하고(스텝 6), 그것을 기억온도(T mem)으로 한다(스텝 5).

스텝 (6)에서는, 새로운 입수온도(Tin)는 기억온도(T mem)의 온도정보의 일부와 검지온도(T)의 온도정보의 일부로부터 Tin=(a×T mem÷b×T)/(a+b)에 의하여, 새로운 입수온도(Tin)가 연산된다.

수량 추정부(32)는 가열량 연산부(33), 가열량 기억부(34), 가열시간 산출부(35), 수량 산출부(36)의 각 기능부를 가지며, 열교환기(13)를 통과하는 수량(W)을 추정한다. 예컨대, 단위시간당의 가열량(Qu)과 가열시간(t)(열교환기를 통과하기 위하여 필요한 시간(t)과의 곱으로 나타낼 수가 있다. 즉,

Q_T=Qu×t…………………………………………………………………………(1)

로 나타낸다.

여기서 Qu×t는 가열시간(t)중의 단위시간당의 가열량(Qu)의 곱셈을 가리키는 것이다.

따라서, 총가열량(Q_T)을 시간(t1)부터 시간(tn)까지의 가열시간(t)중에 가열량이 변화하여 단위시간당의 가열량이 일정이 아닌 경우를 포함하여 표시하면,

로 된다.

여기서 Qn,Qn-1,Qn-2,…Q₂,Q₁는 각 단위시간 tn,tn-1,…t2,t1에 있어서 가열량을 가리킨다.

또, 가열수단에 의한 총가열량(Q_T)는 열교환기의 용적에 응한 열교환기내의 전수량(U)의 온도상승(△T)에 작용한 것으로 간주할 수 있기 때문에,

Q_T=△T×U ………………………………………………………………………(3)

로 된다. 따라서, 식 (2)와 식 (3)에서,

이 결과, 시간을 소급하여 각 단위시간마다의 가열량을 적산하였을 때, 열교환기내의 전수량(U)에 대하여 △T의 온도 상승을 부여한 총가열량(Q_T)에 상당할 만한 가열량이 얻어지기까지의 단위시간의 합계를 구하면, 그것을 가열시간(t)로 할 수가 있다.

또한, 이 가열시간(t)은 열교환기내를 물이 통과하기 위하여 요한 시간이며, 열교환기내의 전수량(U)과 유량(W)과의 사이에는, 기본적으로

U=W×t ……………………………………………………………………………(5)

의 관계가 있음으로서,

W=U/t ………………………………………………………………………………(6)

에 의하여 유량(W)을 구할 수가 있다.

또, 이때, 물의 가열지체에 수반하는 시간지체의 정수를 가미하여도 좋다.

가열량 연산부(33)는 출탕온도 서미스터(25)의 검지온도(T)와, 입수온도 추정부(31)에서 추정되고 메모리(31a)에 기억되어 있는 입수온도(Tin)로 부터 온도상승(△T)을 구하고, 다시, 열교환기(13)의 용량에 의한 열교환기(13)내의 전수량(U)로부터 위 식 (3)에 의하여 증가열량(Q_T)을 산출한다.

가열량 기억부(34)는 후술하는 온조제어부(37)에 의한 소정 단위시간(△t)마다의 가열량 출력정보(△Q)를 제 4도에 도시하는 에어리어(E1), 에어리어(E2),……, 에어리어(EX)에 순차 연속하여 기억하고, 그것을 소정시간 축적하고, 소정시간을 경과한 정보에 대하여는 새로운 정보가 주어질 때마다 순차 삭제한다.

즉, 예컨대, 온조제어부(37)에 의한 소정 단위시간(△t)마다의 가열량 출력정보(△Q)가, 제5도에 도시한대로, 시간과 함께,……△Qn-4,△Qn-3,△Qn-2,△Qn-1,△Qn,△Qn-1,△Qn+2,……,와 같이 변화하고 있는 경우, 시각 △tn에는, 가열량 기억부(34)에서는, 제4도의 A에 도시한대로 에어리어(E1)에는 시작 △tn에 있어서 △Qn이, 에어리어(E2)에는 시각 △tn-1에 있어서, △Qn-1이 에어리어(E3)에는 시각 △tn-2에있어서 △Qn-2가, 에어리어(E4)에는 시각 △tn-3에 있어서 △Qn-3이, 이하에어리어(Ex)까지, 시각 △tn보다 앞의 각 가열량 출력정보 △Q가 각각의 에어리어(E)에 대응하여 기억되고 있다.

그리고, 다음의 시각 △tn+1에는, 제4도의 b에 도시한대로, 시각 △tn+1에 있어서 가열량 출력정보 △Qn+1이 에어리어(E1)에 기억되고, 이하 △Qn이 에어리어(E2)에 △Qn-1이 에어리어(E3)에, △Qn-2가 에어리어(E4)에,…, 이하 같은 모양으로 에어리어(Ex)까지, 시각 △t에 있어서 각 에어리어(E)의 가열량 출력정보 △Q가 각각 시프트 되어서 기억케된다.

그후, 같은 모양으로, 가장 새로운 가열량 출력 정보(△Q)가 항상 에어리어(E1)에 기억되고, 에어리어(Ex)의 기억정보가 삭제되도록 하여, 소정 단위시간(△t)마다의 가열량 출력정보(△Q)가 연속하여 기억 축적된다.

가열시간 산출부(35)는 소정 단위시간 △t마다에 가열량 기억부(34)에 기억된 가열량 출력정보 △Q를 새로운 정보로부터 차례로 곱셈하고, 위식(2)에 의하여, 가열량 연산부(33)으로 산출된 총가열량(Q_T)와 같아졌을 때의 소정 단위시간 △t의 합계를 열교환기(13)로부터 유출하는 물의 가열시간(t)로서 구한다.

수량산출부(36)은, 가열시간 산출부(35)에서 구하여진 가열시간(t)에 의거, 위 식 (6)에서 열교환기(13)를 통과하는 물의 수량(W)을 산출한다. 그리고 여기서 산출되는 수량(W)은, 각 시각전의 가열시간(t)에 있어서 평균의 수량(W)으로서의 수치이며, 수량(W)이 변경되고 있는 경우에는, 각 시각에 있어서 수량(W)을 나타낼 수가 없다. 다만, 추정된 수량(W)에 의하여, 예컨대, 급탕수량이나 온수충만량(충수량)을 구하는 것이나, 온조제어부(37)에 있어서 피드백 제어계의 시정수를 결정하는 것에는 충분히 효과적이다.

또 수량추정부(32)에서는, 급탕개시시의 출탕 온 서미스터(25)의 검지온도(T)의 변화상태에서, 급탕초기에 있어서 수량(W)을 추정하고, 초기 수량(W)으로 하고 있다.

오존제어부(37)는 컨트롤러(40)에 의하여 설정된 목표온도(T set), 출량온 서스터(25)에 의하여 검지된 출탕온도(T out), 입수온도 추정부(31)로 추정된 메모리(31a)에 기억된 입수온도(Tin), 수량추정부(32)에 의하여 추정되는 수량(W)으로서 가열량(Q)을 결정한다.

여기서는, 연소 개시시에는 목표온도(T set), 기억온도(T mem), 수량 추정부(32)에 의한 초기수량(WP)에 의거, 피드포워드 제어에 있어서 가열량(FF)을 결정하고, 그 후는 출탕온 서미스터(25)의 검지온도(T)와 목표온도(T set)에 의거 피드 포워드의 가열량(FF)을 보정하는 피드백 제어를 행한다.

피드백 제어에 있어서 기능부로서는 검지온도(T)와 목표온도(T set)와의 온도차에 의하여 비례보정량(P)을 결정하기 위한 비례보정부(37a), 검지온도(T)의 미분치에 의거 미분 보정량(D)를 결정하는 미분 보정부(37c)가 있고, 피드백 제어에 있어서 가열량 Q는, Q=FF+P+D에 의하여 결정된다.

특히 본 실시예에서는, 미분 보정부(37C)에 의한 미분 보정량(D)은 미분 보정이 계속되는 시간, 즉, 검지온도(T)의 변화가 나타나서부터의 경과시간에 따라서 차차 감소하도록 결정된다.

이 결과, 예컨대 제6도의 실선(L1)에 도시하는 대로 수량이 변화하여 그에 수반하여 출탕온도(T out)가 실선(L2)으로 나타내는 바와같이 변화하였을 때에는 검지온도(T)의 미분치(d)는 실선 (L3)으로 나타내는 바와같이 거의 일정의 값을 보이나, 미분 보정량(D)은 실선(L4)에서 나타내는 바와같이 검지온도(T)의 변화후의 경과시간에 수반하여 차차 감소되기 때문에 가열량(Q)은 실선(L5)에 나타내는 대로 결정된다. 이때문에 가열량(Q)은 1점 쇄선(L6)에 표시하는 수량의 변화에 따른 이상의 가열량(Qi)과의 오차가 적게되고, 종래의 미분보정에 의한 보정과 비교하여 보다 수량(W)에 따른 적절한 미분 보정량이 주어지고, 파선(L7)으로 표시하는 종래의 가열량과 비교하여 보다 수량(W)에 대응한 가열량을 공여할 수가 있다.

따라서, 수량(W)의 변화가 적은 경우에는 출탕온도의 변동이 커지는 일이 없고, 또, 수량(W)의 변화가 큰 경우에는, 출탕온도가 안정하는데 까지에 시간이 걸리는 일이 적어져 있다.

본 실시예에서는, 수량 추정부(32)에서는 수량(W)의 변화가 있은 경우에 제6도의 실선(L2)에 표시하는 바와같이 변화하는 출탕온도(T out)에 의거, 파선(L10)에 표시한대로 변화후의 수량(W)에 관계없이 같은 구배로 변화하며 수량(W)이 추정되기 때문에 출탕온도(T)의 변화가 종료할 때까지, 수량(W)을 특정할 수가 없다. 따라서, 수량 추정부(32)에 의하여 추정되는 수량(W)을 이용하여 수량(W)의 변화에 대응할 수가 없으나, 상기의 미분 보정부(37c)에 의한 미분 보정량(D)에 의하여 수량변화에 대응하여 가열량을 변경할 수 있고, 적정한 가열량을 부여할 수가 있다

이 피드백 제어에 있어서는 전술의 수량 추정부(32)에 의하여 추정된 수량(W)에 의거 피드백 제어계의 시정수를 설정할 수 있기 때문에 안정된 온도제어를 행하고, 헌팅 등이 일어나지 않도록 하고 있다. 따라서 수량변화에 수반하에 피드백 제어계의 시정수가 변화한 경우에도 안정된 온도제어가 된다.

그리고, 온조제어부(37)의 가열량(Q)은 가열량 출력정보(△Q)로 하고, 소정단위시간(△t)마다에 전술한 가열량 기억부(34)에 순차 기억된다.

구동부(38)은 온조제어부(37)의 가열량(Q)에 의거 송풍기(12) 및 제어 비례밸브(23)를 구동제어한다. 여기서는 온조제어부(37)에 의한 가열량(Q)에 의거한 전압을 송풍기(12)에 인가하여 구동하고, 검출된 송풍기(12)의 회전수에 의거 제어비례밸브(23)으로의 전류치를 통전 제어한다.

또한, 제어장치(30)에서는 급수량이 가열능력을 초과하지 않게 하기 위하여 출탕온 서미스터(25)의 검지온도(T)에 의거 전동식 수량 제어장치(18)의 열려진 정도를 조절하여 통과 유량을 제한한다.

그리고, 사용자에 의하여 목표온도(T set)를 임의로 설정할 수가 있는 컨트롤러(40)은 급탕기의 시방에 능하여 설치되고, 컨트롤러(40)이 설치된 경우에는, 사용자의 조작에 응하여 목표온도(T set)가 설정되고, 컨트롤러(40)이 설치되지 않은 경우에는 일정의 온도(예컨대 60℃)가 목표온도(T set)로 삼게 된다.

다음에, 이상의 구성으로 이루어지는 본 실시예의 가스 연소식 급탕기(1)에 있어서 온도제어에 대하여, 설명한다.

사용자가 급탕관(17a)의 하류에 설치한 급탕전(도시 생략)을 열고 가스 연소식 급탕기(1)의 작동수량 이상의 물이 물공급관(17)내를 통과하면, 수류스위치(19)에 의하여 급탕이 검지되고 소정의 시권스로 점화제어가 행하여져서 연소가 개시된다. 동시에 계시부(33a)에 의하여 경과시간(tm)의 계시가 개시된다. 또 출탕온 서미스터(25)의 검지온도(T)에 응하여 압구온도(Tin)가 추정되고, 메모리(31a)의 기억온도(mem)이 경신된다.

화염로드(15)에 의하여 버너군(11)의 착화가 검지되면 온조제어부(37)에 의하여 피드 포워드 제어에 있어서 가열량(FF)이 결정되어, 그에 의거 송출기(12) 및 제어비례밸브(23)이 제어된다.

가열에 의하여 열교환기(13)을 유출하는 물의 온도가 어느 정도 상승하면 출탕온 서미스터(25)의 검지온도(T)에 의거 수량(W)의 추정이 행하여지고, 또 피드백 제어에 의하여 가열량(Q)이 보정된다.

급탕중에 수량(W)이 변화하면 피드백 제어에 의하여 가열량(Q)가 보정된다. 이때 미분보정부(37C)의 미분보정량(D)에 의하여 변화한 수량에 따른 가열량(Q)가 주어지고, 예컨대 작은 수량 변화가 있는 경우에는 제7도의 실선(L15)에 표시한대로 1점 쇄선(L12)에 표시되는 이상의 가열량에 가까운 가열량이 주어지고, 같은 모양으로 큰 수량 변화가 있은 경우에는 제8도의 실선(16)에 도시한대로 1점 쇄선(L14)에 표시되는 이상의 가열량이 주어지기 때문에, 과잉 가열이나 가열부족이 적다. 따라서 수량변화에 수반하는 출탕온도(T out)의 변화가 적어지고, 안정된 출탕온도 특성이 얻어진다.

또, 수량 추정부(32)에 의하여 구하여진, 수량(W)은 피드백 제어에 있어서 각 소정단위시간 △t마다의 시정수로서 이용되기 때문에 예컨대 유량변화에 의하여 출탕온도가 변화한 경우에 그 유량 변화에 응한 시정수에 의하여 가열량(Q)을 보정할 수 있기 때문에 가열량의 보정에 따르는 헌팅 등이 발생하기 어렵다.

급탕전을 닫고 급탕을 정지하면 연소가 정지한다.

이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 수량변화가 있는 경우에 변화한 수량에 따라서 가열량이 변경되기 때문에 수량에 대하여 과부족이 적은 가열량이 주어진다. 이결과, 출탕온도의 변동을 적게할 수가 있고, 안정된 출탕 특성을 유지할 수가 있다. 또 수량이 추정되기 때문에, 피드백 제어에 있어서 시정수가 수량에 따라 설정되고, 수량에 따라 적절한 응답성으로 가열량을 보정할 수가 있다. 이 결과, 뛰어난 출탕 온도특성이 얻어지고, 안정된 급탕을 행할 수가 있다.

또, 본 실시예에서는 센서로서는 출탕온 서미스터가 설치되어, 열교환기의 유입부에 유량센서나 입수온센서가 설치되어 있지 않기 때문에 급탕기의 구조가 더욱 간단하게 되어, 제조공정이 간략화됨과 동시에 단순한 피드백 제어의 급탕기의 동등의 구조이면서도 매우 안정된 출탕온도 특성이 얻어진다.

본 실시예에서는 피드백 제어에 있어서 출탕 온 서미스터의 적분치를 쓰지 않는 보정을 보였으나, 적분치에 의한 적분보정에 상당하는 보정을 행하여도 된다.

이상의 실시예에서는 가스를 연로로 하는 급탕기를 보였으나, 석유등의 타의 연료에 의한 버너를 갖춘 급탕기라도 좋다. 또, 가열원은 버너에 한정되지 않고, 전기 가열등에 의한 것도 좋다.

Claims (1)

1. 열교환기의 유출부에 설치된 온도센서에 검지되는 온도 정보에 의거, 상기 열교환기를 가열하는 가열수단의 가열량을 피드백 제어하는 급탕기의 온도 제어장치에 있어서, 상기 온도 정보의 미분치에 의거 상기 가열량을 보정하는 미분 보정수단을 가짐과 동시에, 그 미분보정수단은 상기 미분치에 의거한 보정량을 보정 계속시간에 따라서 차차로 감소하는 것을 특징으로 하는 급탕기의 온도제어장치.

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