JP2636572B2 - 湯水混合出湯方式における再出湯制御方法 - Google Patents
湯水混合出湯方式における再出湯制御方法Info
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- JP2636572B2 JP2636572B2 JP18699491A JP18699491A JP2636572B2 JP 2636572 B2 JP2636572 B2 JP 2636572B2 JP 18699491 A JP18699491 A JP 18699491A JP 18699491 A JP18699491 A JP 18699491A JP 2636572 B2 JP2636572 B2 JP 2636572B2
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- water
- hot
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- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器をバイパスし
て入水路と出湯路とに接続されるバイパス路を備え、熱
交換器からの湯とバイパス水とを混合して出湯する給湯
器におけるバイパスミキシング方式、及び給湯箇所にお
いて高温湯と冷水とを混合して出湯する電子カラン等の
湯水混合出湯方式における再出湯制御方法に関する。
て入水路と出湯路とに接続されるバイパス路を備え、熱
交換器からの湯とバイパス水とを混合して出湯する給湯
器におけるバイパスミキシング方式、及び給湯箇所にお
いて高温湯と冷水とを混合して出湯する電子カラン等の
湯水混合出湯方式における再出湯制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来湯水混合出湯方式として、熱交換器
と、熱交換器に接続された入水路及び出湯路と、熱交換
器をバイパスして入水路と出湯路に接続されるバイパス
路とを備え、熱交換器からの高温湯とバイパス水とを混
合して出湯するバイパスミキシング方式の給湯器におい
ては、バイパス路にバイパス水量調整弁を設け、バイパ
ス水量調整弁の開度を制御することにより、混合する高
温湯量と水量の割合を変更して混合出湯温度TM を所望
の温度に調整し、また、電子カラン等の湯水混合弁にお
いては、給湯器からの高温湯と冷水とを混合する混合弁
を備え、高温湯量と冷水量とを調節することにより所望
の混合出湯温度TM で出湯するものが知られている。
と、熱交換器に接続された入水路及び出湯路と、熱交換
器をバイパスして入水路と出湯路に接続されるバイパス
路とを備え、熱交換器からの高温湯とバイパス水とを混
合して出湯するバイパスミキシング方式の給湯器におい
ては、バイパス路にバイパス水量調整弁を設け、バイパ
ス水量調整弁の開度を制御することにより、混合する高
温湯量と水量の割合を変更して混合出湯温度TM を所望
の温度に調整し、また、電子カラン等の湯水混合弁にお
いては、給湯器からの高温湯と冷水とを混合する混合弁
を備え、高温湯量と冷水量とを調節することにより所望
の混合出湯温度TM で出湯するものが知られている。
【0003】従来の通常の給湯器においては、所望の出
湯温度To を得るために、熱交換器からの高温湯温TH
に基づいてガス量及び通水量とを制御するものである
が、高温湯温TH として、その時点の現在高温湯温THN
と、所定時間(例えば、数百msec)前の高温湯温THBの
温度偏差ΔTH =THN−THBを加味して、高温湯温デー
タTHD=THN+α・ΔTH =THN+α・(THN−THB)
を用いることにより、微分的要素を加えて高温湯温の変
化の傾向をデータとして採用し、高温湯温の次の変化を
予測する効果を奏して出湯温度To の制御特性を向上さ
せていた。
湯温度To を得るために、熱交換器からの高温湯温TH
に基づいてガス量及び通水量とを制御するものである
が、高温湯温TH として、その時点の現在高温湯温THN
と、所定時間(例えば、数百msec)前の高温湯温THBの
温度偏差ΔTH =THN−THBを加味して、高温湯温デー
タTHD=THN+α・ΔTH =THN+α・(THN−THB)
を用いることにより、微分的要素を加えて高温湯温の変
化の傾向をデータとして採用し、高温湯温の次の変化を
予測する効果を奏して出湯温度To の制御特性を向上さ
せていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の湯水混合制御方式においては、一般に用いられてい
る給湯器の加熱制御等の動作遅れの大きい場合には有効
であるが、湯水混合出湯方式、即ち混合出湯温度TM を
得るために、高温湯温TH と冷水温度TC に基づいて高
温湯量QH と冷水量QC とを制御するものにおいては、
応答が速く、高温湯温TH に対応する混合出湯温度TM
の変化が速いものであるから、再出湯時における混合出
湯温度TM に落ち込みが発生する、即ち出湯停止時に高
温湯入口側に設けられた高温湯側サーミスタ部が周囲の
壁体への伝熱により温度が低下し、再出湯を開始する
と、高温湯側サーミスタ部に十分高温の湯が供給される
ことになって現在高温湯温THNが上昇し、所定時間(数
百msec)前の高温湯温THBが低いものであるから、高温
湯温データTHD=THN+α・(THN−THB)が急激に上
昇し、高温湯量QH と冷水量QC との混合割合である分
配率(QC /QH )を求めるに当たって現在分配率の算
出に所定時間(数百msec)前の高温湯温THBが用いら
れ、目標分配率の算出に高温湯温データTHDが用いられ
ているため、高温湯量QH を低下させる(湯側弁を閉方
向に駆動する)とともに冷水量QC を増大させる(水側
弁を開方向に駆動する)動作が急激に行われ、混合出湯
温度TM に落ち込みが発生する(図3参照)という問題
があった。
来の湯水混合制御方式においては、一般に用いられてい
る給湯器の加熱制御等の動作遅れの大きい場合には有効
であるが、湯水混合出湯方式、即ち混合出湯温度TM を
得るために、高温湯温TH と冷水温度TC に基づいて高
温湯量QH と冷水量QC とを制御するものにおいては、
応答が速く、高温湯温TH に対応する混合出湯温度TM
の変化が速いものであるから、再出湯時における混合出
湯温度TM に落ち込みが発生する、即ち出湯停止時に高
温湯入口側に設けられた高温湯側サーミスタ部が周囲の
壁体への伝熱により温度が低下し、再出湯を開始する
と、高温湯側サーミスタ部に十分高温の湯が供給される
ことになって現在高温湯温THNが上昇し、所定時間(数
百msec)前の高温湯温THBが低いものであるから、高温
湯温データTHD=THN+α・(THN−THB)が急激に上
昇し、高温湯量QH と冷水量QC との混合割合である分
配率(QC /QH )を求めるに当たって現在分配率の算
出に所定時間(数百msec)前の高温湯温THBが用いら
れ、目標分配率の算出に高温湯温データTHDが用いられ
ているため、高温湯量QH を低下させる(湯側弁を閉方
向に駆動する)とともに冷水量QC を増大させる(水側
弁を開方向に駆動する)動作が急激に行われ、混合出湯
温度TM に落ち込みが発生する(図3参照)という問題
があった。
【0005】本発明の目的は、再出湯時に高温湯量と冷
水量の分配率を適性に調節することにより、混合出湯温
度の落ち込みの発生を防止し、安定した再出湯特性を有
する湯水混合出湯方式における再出湯制御方法を提供す
ることである。
水量の分配率を適性に調節することにより、混合出湯温
度の落ち込みの発生を防止し、安定した再出湯特性を有
する湯水混合出湯方式における再出湯制御方法を提供す
ることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の湯水混合出湯方式における再出湯制御方法
は、高温湯と冷水とを混合して出湯し、高温湯量と冷水
量とを調節して混合出湯温度TMを調節する混合出湯装
置、バイパスミキシング方式の給湯器等の湯水混合出湯
方式において、予め設定された目標混合湯温TSを得る
ために必要な高温湯量と冷水量との混合割合である目標
分配率bsと、現在の高温湯量と冷水量との混合割合で
ある現在分配比b1とを、目標混合湯温TSと、現在混
合出湯温度TMと、高温湯温データTHDと、冷水温度
TCとから、それぞれ目標分配率bs=(THD−
TS)/(TM−Tc)、現在分配比b1=(THD−
TM)/(TM−TC)で算出して混合割合を調節する
手段の動作量を算出するものであって、出湯停止から再
出湯を開始する際には、再出湯開始時点から規定時間τ
の間、現在分配比b 1 と目標分配率b s を算出する際の
高温湯温データT HD として現在高温湯温T HN を採用
することにより、出湯停止時に湯入口側に設けられた高
温湯側サーミスタ部が周囲の壁体への伝熱等により温度
が低下し、次に再出湯を開始して高温湯側サーミスタ部
に十分高温の湯が供給された場合に急激な温度変化を出
力することなく、安定した入湯温度データTHDを用い
て演算することができ、湯と水の流量を調節する弁を駆
動するステッピングモータ等のサーボモータの過剰動作
による現在混合湯温TMの低下を防止することができ、
安定した混合出湯温度TMを得ることができる。
に本発明の湯水混合出湯方式における再出湯制御方法
は、高温湯と冷水とを混合して出湯し、高温湯量と冷水
量とを調節して混合出湯温度TMを調節する混合出湯装
置、バイパスミキシング方式の給湯器等の湯水混合出湯
方式において、予め設定された目標混合湯温TSを得る
ために必要な高温湯量と冷水量との混合割合である目標
分配率bsと、現在の高温湯量と冷水量との混合割合で
ある現在分配比b1とを、目標混合湯温TSと、現在混
合出湯温度TMと、高温湯温データTHDと、冷水温度
TCとから、それぞれ目標分配率bs=(THD−
TS)/(TM−Tc)、現在分配比b1=(THD−
TM)/(TM−TC)で算出して混合割合を調節する
手段の動作量を算出するものであって、出湯停止から再
出湯を開始する際には、再出湯開始時点から規定時間τ
の間、現在分配比b 1 と目標分配率b s を算出する際の
高温湯温データT HD として現在高温湯温T HN を採用
することにより、出湯停止時に湯入口側に設けられた高
温湯側サーミスタ部が周囲の壁体への伝熱等により温度
が低下し、次に再出湯を開始して高温湯側サーミスタ部
に十分高温の湯が供給された場合に急激な温度変化を出
力することなく、安定した入湯温度データTHDを用い
て演算することができ、湯と水の流量を調節する弁を駆
動するステッピングモータ等のサーボモータの過剰動作
による現在混合湯温TMの低下を防止することができ、
安定した混合出湯温度TMを得ることができる。
【0007】
【実施例】本発明の実施例を図を参照して説明する。湯
水混合出湯方式の一例として、湯水混合装置について述
べると、図1において、高温湯は湯入口1から逆止弁2
を経て圧力バランサ3に流入し、圧力バランサ3から湯
水混合弁5の湯流路4に流入し、冷水は水入口11から圧
力バランサ3に流入し、圧力バランサ3から湯水混合弁
5の水流路14に流入する。
水混合出湯方式の一例として、湯水混合装置について述
べると、図1において、高温湯は湯入口1から逆止弁2
を経て圧力バランサ3に流入し、圧力バランサ3から湯
水混合弁5の湯流路4に流入し、冷水は水入口11から圧
力バランサ3に流入し、圧力バランサ3から湯水混合弁
5の水流路14に流入する。
【0008】湯水混合弁5には、湯流路4に連通して混
合室9に開口する湯用弁座8と、水流路14に連通して混
合室9に開口する水用弁座18とが設けられており、弁軸
6に対向して取り付けられた湯用弁座8に係合する湯用
弁体7と、水用弁座18に係合する水用弁体17とが混合室
9内に設置されている。
合室9に開口する湯用弁座8と、水流路14に連通して混
合室9に開口する水用弁座18とが設けられており、弁軸
6に対向して取り付けられた湯用弁座8に係合する湯用
弁体7と、水用弁座18に係合する水用弁体17とが混合室
9内に設置されている。
【0009】弁軸6は湯水混合弁5の外部に設置された
ステッピングモータ10の駆動軸の回転により、カム、歯
車等を介して軸方向に移動され、湯用弁体7の湯用弁座
8に対する開度、及び水用弁体17の水用弁座18に対する
開度を調節しており、湯用弁体7の開度が大きくなると
きは水用弁体17の開度を小さくし、湯用弁体7の開度が
小さくなるときは水用弁体17の開度を大きくするもので
ありり、混合室9で混合された混合湯は流量センサ20、
ステッピングモータ22により駆動される流量調整止水弁
21を経てシャワー、或いはその他の給湯栓に出湯され
る。
ステッピングモータ10の駆動軸の回転により、カム、歯
車等を介して軸方向に移動され、湯用弁体7の湯用弁座
8に対する開度、及び水用弁体17の水用弁座18に対する
開度を調節しており、湯用弁体7の開度が大きくなると
きは水用弁体17の開度を小さくし、湯用弁体7の開度が
小さくなるときは水用弁体17の開度を大きくするもので
ありり、混合室9で混合された混合湯は流量センサ20、
ステッピングモータ22により駆動される流量調整止水弁
21を経てシャワー、或いはその他の給湯栓に出湯され
る。
【0010】また、湯水混合弁5の湯流路4には入湯サ
ーミスタ23が設置されて入湯温度(高温湯温)TH を検
出し、水流路14には入水サーミスタ24が設置されて入水
温度(冷水温度)TC を検出するとともに、混合室9の
出口側流路には出湯サーミスタ25が設置されて混合出湯
温度TM を検出し、これらの温度検出信号及び流量セン
サ20からの流量検出信号はコントローラ(図示せず)に
入力され、コントローラからの出力信号によりステッピ
ングモータ10、22の動作量が制御される。
ーミスタ23が設置されて入湯温度(高温湯温)TH を検
出し、水流路14には入水サーミスタ24が設置されて入水
温度(冷水温度)TC を検出するとともに、混合室9の
出口側流路には出湯サーミスタ25が設置されて混合出湯
温度TM を検出し、これらの温度検出信号及び流量セン
サ20からの流量検出信号はコントローラ(図示せず)に
入力され、コントローラからの出力信号によりステッピ
ングモータ10、22の動作量が制御される。
【0011】ここで、例えば、高温湯量QH と冷水量Q
C との混合割合である分配率b(b=QC /QH )と、
ステッピングモータ10の駆動軸の回転角である動作量x
との間に、b=K・aX が成立する特性で制御を行って
いる。なお、Kは高温湯及び冷水の圧力により定まる係
数、aは混合装置により定まる定数である。
C との混合割合である分配率b(b=QC /QH )と、
ステッピングモータ10の駆動軸の回転角である動作量x
との間に、b=K・aX が成立する特性で制御を行って
いる。なお、Kは高温湯及び冷水の圧力により定まる係
数、aは混合装置により定まる定数である。
【0012】上記特性においては、現在分配比b1 (動
作量x1 )から目標分配率bs (動作量xs )に移行す
る場合の変動量Δxは、Δx=xs −x1 =〔 log(b
s /b1 )/ loga〕で求められる。また、目標混合湯
温TS 、現在混合湯温TM において、TM (QH +
QC )=TH ・QH +TC ・QC であるから、b=QC
/QH =(THD−TM )/(TM−TC )となり、現在
分配比b1 =(THD−TM )/(TM −TC )、目標分
配率bs =(THD−Ts )/(TM −TC )となるか
ら、目標混合湯温TS 、現在混合湯温TM 、入湯温度
(高温湯温)データTHD、入水温度(冷水温度)TC か
ら駆動軸を回動すべき変動量Δxを算出することができ
るものであり、通常状態の制御においては、現在分配比
b1 を算出する時の入湯温度データTHDとして所定時間
(例えば、数百msec)前の入湯温度THBを採用し(THD
=THB)、一方目標分配率bs を算出する時の入湯温度
データTHDとして、現在入湯温度THNと所定時間(数百
msec)前の入湯温度THBとの温度偏差ΔTH =THN−T
HBを加味した入湯温度データTHD=THN+α・ΔTH =
THN+α・(THN−THB)を採用することにより、微分
的要素を加えて入湯温度TH の変化の傾向をデータとし
て採用し、入湯温度TH の次の変化を予測することによ
って制御特性を向上を図っている。
作量x1 )から目標分配率bs (動作量xs )に移行す
る場合の変動量Δxは、Δx=xs −x1 =〔 log(b
s /b1 )/ loga〕で求められる。また、目標混合湯
温TS 、現在混合湯温TM において、TM (QH +
QC )=TH ・QH +TC ・QC であるから、b=QC
/QH =(THD−TM )/(TM−TC )となり、現在
分配比b1 =(THD−TM )/(TM −TC )、目標分
配率bs =(THD−Ts )/(TM −TC )となるか
ら、目標混合湯温TS 、現在混合湯温TM 、入湯温度
(高温湯温)データTHD、入水温度(冷水温度)TC か
ら駆動軸を回動すべき変動量Δxを算出することができ
るものであり、通常状態の制御においては、現在分配比
b1 を算出する時の入湯温度データTHDとして所定時間
(例えば、数百msec)前の入湯温度THBを採用し(THD
=THB)、一方目標分配率bs を算出する時の入湯温度
データTHDとして、現在入湯温度THNと所定時間(数百
msec)前の入湯温度THBとの温度偏差ΔTH =THN−T
HBを加味した入湯温度データTHD=THN+α・ΔTH =
THN+α・(THN−THB)を採用することにより、微分
的要素を加えて入湯温度TH の変化の傾向をデータとし
て採用し、入湯温度TH の次の変化を予測することによ
って制御特性を向上を図っている。
【0013】なお、出湯停止から再出湯を開始する際に
は、再出湯開始時点から予め設定された規定時間τの
間、現在分配比b1 と目標分配率bs を算出する際の入
湯温度データTHDとして現在入湯温度THNを採用するこ
とにより、出湯停止時に湯入口側に設けられた入湯サー
ミスタ23が周囲の壁体への伝熱により温度が低下し、次
に再出湯を開始して入湯サーミスタ23に十分高温の湯が
供給された場合に急激な温度変化を入力することなく、
安定した入湯温度データTHDを用いて演算することがで
き、ステッピングモータ10の過剰動作による現在混合湯
温TM の低下を防止することができ、混合出湯特性を向
上させることができる(図2参照)。
は、再出湯開始時点から予め設定された規定時間τの
間、現在分配比b1 と目標分配率bs を算出する際の入
湯温度データTHDとして現在入湯温度THNを採用するこ
とにより、出湯停止時に湯入口側に設けられた入湯サー
ミスタ23が周囲の壁体への伝熱により温度が低下し、次
に再出湯を開始して入湯サーミスタ23に十分高温の湯が
供給された場合に急激な温度変化を入力することなく、
安定した入湯温度データTHDを用いて演算することがで
き、ステッピングモータ10の過剰動作による現在混合湯
温TM の低下を防止することができ、混合出湯特性を向
上させることができる(図2参照)。
【0014】規定時間τとしては入湯サーミスタ23が検
出する現在入湯温度THNが、出湯停止時の低下の影響を
受けなくなるまでの時間を設定するものであるが、再出
湯開始時点からの積算流量が予め定めた規定流量を超え
る、即ち冷却された低温の湯が排出されて、入湯サーミ
スタ23が高温の湯に十分接触するまでの時間としてもよ
いものであり、また、流量の関数として定めても良いも
のである。
出する現在入湯温度THNが、出湯停止時の低下の影響を
受けなくなるまでの時間を設定するものであるが、再出
湯開始時点からの積算流量が予め定めた規定流量を超え
る、即ち冷却された低温の湯が排出されて、入湯サーミ
スタ23が高温の湯に十分接触するまでの時間としてもよ
いものであり、また、流量の関数として定めても良いも
のである。
【0015】以上、湯水混合装置についてのみ述べてき
たが、バイパスミキシング方式の給湯器に適用しても良
いものである。
たが、バイパスミキシング方式の給湯器に適用しても良
いものである。
【0016】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
から、出湯停止から再出湯を開始する際には、再出湯開
始時点から予め設定された規定時間τの間、高温湯温デ
ータT HD として現在の高温湯温T HN と、現在より所
定時間前の高温湯温T HB とから算出するT HD ={T
HN +α(T HN −T HB )}[但し、αは定数]を採
用することにより、出湯停止時に湯入口側に設けられた
高温湯側サーミスタ部が周囲の壁体への伝熱等により温
度が低下し、次に再出湯を開始して高温湯側サーミスタ
部に十分高温の湯が供給された場合に急激な温度変化を
出力することなく、安定した入湯温度データTHDを用
いて演算することができ、湯と水の流量を調節する弁を
駆動するステッピングモータ等のサーボモータの過剰動
作による現在混合湯温TMの低下を防止することがで
き、混合出湯特性を向上させることができる。
から、出湯停止から再出湯を開始する際には、再出湯開
始時点から予め設定された規定時間τの間、高温湯温デ
ータT HD として現在の高温湯温T HN と、現在より所
定時間前の高温湯温T HB とから算出するT HD ={T
HN +α(T HN −T HB )}[但し、αは定数]を採
用することにより、出湯停止時に湯入口側に設けられた
高温湯側サーミスタ部が周囲の壁体への伝熱等により温
度が低下し、次に再出湯を開始して高温湯側サーミスタ
部に十分高温の湯が供給された場合に急激な温度変化を
出力することなく、安定した入湯温度データTHDを用
いて演算することができ、湯と水の流量を調節する弁を
駆動するステッピングモータ等のサーボモータの過剰動
作による現在混合湯温TMの低下を防止することがで
き、混合出湯特性を向上させることができる。
【図1】本発明を適用する湯水混合装置の概略断面図で
ある。
ある。
【図2】本発明に係る制御動作のタイムチャートであ
る。
る。
【図3】従来の制御動作のタイムチャートである。
1 湯入口 2 逆止弁 3 圧力バランサ 4 湯流路 5 湯水混合弁 6 弁軸 7 湯用弁体 8 湯用弁座 9 混合室 10 ステッピングモータ(サーボモータ) 14 水流路 17 水用弁体 18 水用弁座 20 流量センサ 23 入湯(高温湯温)サーミスタ
Claims (1)
- 【請求項1】 高温湯と冷水とを混合し、高温湯量と冷
水量とを調節して混合出湯温度TMを調節する湯水混合
出湯方式において、予め設定された目標混合湯温TSを
得るために必要な高温湯量と冷水量との混合割合である
目標分配率bsと、現在の高温湯量と冷水量との混合割
合である現在分配比b1とを、目標混合湯温TSと、現
在混合出湯温度TMと、高温湯温データTHDと、冷水
温度Tcとから、それぞれ、目標分配率bs=(THD
−TS)/(TM−TC)、現在分配比b1=(THD
−TM)/(TM−TC)で算出して混合割合を調節す
る手段の動作量を算出するものであって、出湯停止から
再出湯を開始する際には、再出湯開始時点から規定時間
τの間、現在分配比b 1 と目標分配率b s を算出する際
の高温湯温データT HD として現在高温湯温T HN を採
用することを特徴とする湯水混合出湯方式における再出
湯制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18699491A JP2636572B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 湯水混合出湯方式における再出湯制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18699491A JP2636572B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 湯水混合出湯方式における再出湯制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0688643A JPH0688643A (ja) | 1994-03-29 |
JP2636572B2 true JP2636572B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=16198345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18699491A Expired - Lifetime JP2636572B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 湯水混合出湯方式における再出湯制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2636572B2 (ja) |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP18699491A patent/JP2636572B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0688643A (ja) | 1994-03-29 |
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