JP3070293B2 - 給湯器の制御方法 - Google Patents

給湯器の制御方法

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JP3070293B2 JP4253929A JP25392992A JP3070293B2 JP 3070293 B2 JP3070293 B2 JP 3070293B2 JP 4253929 A JP4253929 A JP 4253929A JP 25392992 A JP25392992 A JP 25392992A JP 3070293 B2 JP3070293 B2 JP 3070293B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱交換器を通って出湯さ
れた温水に、バイパスを用いて必要に応じて水を混水
し、所定の給湯温度に調整して給湯を行うようにした給
湯器の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】低温腐食防止のため、最近の給湯器にお
いては、瞬間熱交換器を通る出湯の温度を高くし、別に
バイパスを設けて水を混水し、これによって所定の給湯
温度に調整するようにしたものが提供されている。例え
ば、特開平2-183759号公報には、設定給湯温度が一定温
度以上の場合には混水調整弁を閉止して、熱交換器から
の出湯温度を設定給湯温度にフィードバック制御し、一
定温度未満の場合には、混水調整弁によって、熱交換器
から出湯に対して混水し、最終的な給湯温度を設定給湯
温度にフィードバック制御する給湯器の制御方法が提供
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の場合において、
従来は前記瞬間熱交換器の出湯温度は、低温腐食防止と
沸騰防止の観点から、例えば50〜80℃の範囲とすること
が好ましいとされているが、逆に前記50〜80℃の範囲で
あれば、それ以上に瞬間給湯器による出湯温度の条件が
規制されるような制御の方法が採用されるものはなかっ
た。ところが、再給湯時における給湯性能を考える場
合、例え混水によって最終的な給湯温度が設定給湯温度
に調整することができる混水型の給湯器であっても、瞬
間給湯器からの出湯温度が高い場合には、環境(雰囲
気)温度との差が大きいため、給湯停止時の放熱が大き
く、再給湯初期における給湯温度低下が著しいという欠
点があった。特に入水温度が低い場合には瞬間給湯器の
出湯温度を高く設定する傾向があることから、再給湯初
期における給湯温度低下が一層激しくなる。
【0004】そこで、本発明は上記従来技術の欠点を解
消し、混水型の給湯器において、熱交換器の低温腐食の
発生を避けることができ、しかも再給湯時初期における
給湯温度の著しい低下を防止することができる給湯器の
制御方法の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明方法は、入水路からの水を瞬間熱交換器で加
熱して出湯路に出湯すると共に、前記入水路からのバイ
パスを出湯路に接続して水を混水できるようにし、所定
の設定給湯温度TQSに調整して給湯を行うようにした給
湯器の制御方法であって、前記瞬間熱交換器の低温腐食
を避けるのに必要な最低出湯温度を基準温度TS として
予め設定し、該基準温度TS 未満の設定給湯温度TQS
対しては、前記瞬間熱交換器の設定出湯温度TKSを予め
定めた前記基準温度以上の低い固定温度TF に自動設定
してバーナをフィードフォワード制御すると共に、設定
給湯温度TQSと前記固定温度TF と入水温度TC とから
前記バイパスの混水調整弁の分配率KBKを演算して、該
分配率KBKになるよう混水調整弁のフィードフォワード
制御を行うことを第1の特徴としている。また本発明方
法は、上記第1の特徴に加えて、基準温度TS 以上の設
定給湯温度TQSに対しては、バイパスの混水調整弁を閉
止すると共に、瞬間熱交換器の設定出湯温度TKSを設定
給湯温度TQSとして、バーナをフィードフォワード制御
することを第2の特徴としている。
【0006】
【作用】上記本発明の第1の特徴によれば、基準温度T
S として瞬間熱交換器の低温腐食を避けるのに必要な最
低出湯温度を採用し、設定給湯温度TQSが基準温度TS
未満の場合には、瞬間熱交換器による設定出湯温度TKS
として予め定められた固定温度TF が自動的に設定され
る。この固定温度TF は前記基準温度TS 以上であるの
で、先ず瞬間熱交換器の低温腐食に対する予防ができ
る。そして前記固定温度TF は前記基準温度TS 以上の
低い温度であるから、給湯が停止された後における瞬間
熱交換器内及び出湯路内に残留の出湯水の放熱による温
度低下度合いが少ない。よって再出湯初期において、元
の出湯との温度ギャップが少ないことから、混水後の給
湯温度の低下度合いも少なくですむ。従ってまた給湯温
度修正のための混水調整弁の再出湯初期の著しい動作も
必要としない。もし元の出湯温度が高くて、放熱による
残留出湯水の温度低下が著しい場合は、同じ比率で混水
された場合の給湯温度の低下も当然著しくなり、またそ
の修正のための混水調整弁の移動も著しくなる。バイパ
スの混水調整弁の分配率KBKは、設定給湯温度TQSと前
記固定温度TFである設定出湯温度TKSと入水温度TC
とから演算され、フィードフォワード制御される。また
本発明の第2の特徴によれば、設定給湯温度TQSが基準
温度TS 以上の場合には、バイパスの混水調整弁が閉止
され、瞬間熱交換器の設定出湯温度TKSが設定給湯温度
QSとされて、バーナがフィードフォワード制御され
る。この場合でも、熱交換器による出湯温度は必要以上
に高温にされることはないので、給湯停止後の放熱によ
る温度低下はそれなりに抑制される。また再給湯時に混
水調整弁が閉止状態から出発する限り、再出湯初期にお
ける給湯温度の低下度合いは少なくてすむ。
【0007】
【実施例】図1は本発明の方法が実施される給湯器の全
体構成図、図2は制御例を示すフロー図である。
【0008】図1に示す給湯器において、入水路10を供
給されてくる水は瞬間熱交換器20で加熱され出湯路30に
出湯される。前記入水路10からはバイパス40が出湯路30
に接続され、水を混水するようになされている。前記入
水路10には入水温度センサ11と入水流量センサ12が設け
られている。また前記瞬間熱交換器20にはガスバーナ31
が設けられている。また前記出湯路30には瞬間熱交換器
20から出湯された温水の出湯温度センサ31が設けられ、
更に出湯路30の前記バイパス40が接続する点32より下流
の給湯路50には給湯温度センサ51が設けられ、前記バイ
パス40には混水調整弁41及びその駆動部42が設けられて
いる。60は給湯器全体を制御するマイコン内蔵のコント
ローラで、各センサ11、12、31、51からの情報や図示し
ないリモコンからの指令を入力し、所定のプログラムに
従って演算を行い、各部21、41への制御信号を出力す
る。
【0009】次に、コントローラ60による給湯器の制御
の1実施方法について、図2も参照して説明する。今、
給湯器において図示しない給湯カランが開放され、給湯
(再給湯を含む)が開始されると(S1でイエス)、コ
ントローラ60は、先ず設定給湯温度TQSが基準温度TS
以上か否かを判断する(S2)。前記基準温度TS は瞬
間熱交換器20の低温腐食を考慮した値とし、予めの実験
により低温腐食を避けるのに必要な最低出湯温度を決定
して、これを基準温度とする。この基準温度TS とし
て、例えば50℃を選ぶことができる。
【0010】S2でノーの場合(設定給湯温度TQSが基
準温度TS 未満の場合)には、コントローラ60は、瞬間
熱交換器20から出湯されるべき設定出湯温度TKSを、予
め定めた固定温度TF に自動的に設定し、該固定温度T
F になるように燃焼熱量を演算してバーナ21をフィード
フォワード制御する(S3)。前記固定温度TFについ
ては、予めの実験により前記基準温度TS 以上でしかも
低い温度を決定して固定温度とする。本実施例では前記
基準温度TS と一致させ、例えば50℃とする。
【0011】そして前記バーナ21のフィードフォワード
制御と共に、混水調整弁41による分配率KBKを演算し、
得られた分配率KBKとなるように混水調整弁41をフィー
ドフォワード制御する(S4)。前記分配率KBKは、設
定給湯温度TQSと、瞬間熱交換器20の設定出湯温度TKS
である固定温度TF と入水温度TC から演算する。今、
前記混水調整弁41の分配率KBKによるバイパス40側への
水量をQB 、熱交換器20側への水量をQK すると、
次の数1、数2が成立する。
【0012】
【数1】TQS(QB +QK )=TC ・QB +TF ・QKQS:設定給湯温度 TC :入水温度 TF :固定温度 QB :分配率KBKでのバイパス40側への水量 QK :分配率KBKでの熱交換器20側への水量
【0013】
【数2】KBK=QB /QKBK:演算されるべき混水調整弁の分配率 QB :分配率KBKでのバイパス40側への水量 QK :分配率KBKでの熱交換器20側への水量
【0014】前記数1、数2より、混水調整弁41の分配
率KBKは次の数3で得られる。
【0015】
【数3】KBK=(TF −TQS)/(TQS−TC ) KBK:演算されるべき混水調整弁の分配率 TF :固定温度 TQS:設定給湯温度 TC :入水温度
【0016】以上のように設定給湯温度TQSが比較的低
い(基準温度TS より低い)温度の場合でも、瞬間熱交
換器20の設定出湯温度TKSは低温腐食を避けるのに必要
な最低出湯温度(基準温度TS )以上の温度とされるの
で、低温腐食の問題が解消される。しかも瞬間熱交換器
20の設定出湯温度TKSは基準温度TS 以上の低い温度に
固定される(固定温度TF )ので、給湯を停止した時の
残留出湯の放熱による著しい温度低下も抑制され、よっ
てその後になされる再給湯の開始初期における給湯温度
低下を少なくすることができる。
【0017】前記S2においてイエスの場合(設定給湯
温度TQSが基準温度TS 以上の場合)には、コントロー
ラ60は、瞬間熱交換器20の設定出湯温度TKSを設定給湯
温度TQSに自動的に設定し、必要燃焼量を演算してバー
ナ21をフィードフォワード制御する(S5)。と同時に
混水調整弁41を閉止する(S6)。設定給湯温度TQS
基準温度TS 以上の場合には、混水することなく、瞬間
熱交換器20からの出湯そのもので直接的に設定給湯温度
に調整することで、瞬間熱交換器20からの出湯温度が必
要以上に高くなることがなくなり、したがって給湯を停
止した時の残留出湯水の温度低下の度合いもそれだけ少
なくなる。
【0018】
【発明の効果】本発明は以上の構成、作用よりなり、請
求項1に記載の給湯器の制御方法によれば、瞬間熱交換
器の低温腐食を避けるのに必要な最低出湯温度を基準温
度TSとして予め設定し、該基準温度TS 未満の設定給
湯温度TQSに対しては、前記瞬間熱交換器の設定出湯温
度TKSを予め定めた前記基準温度以上の低い固定温度T
F に自動設定してバーナをフィードフォワード制御する
と共に、設定給湯温度TQSと前記固定温度TF と入水温
度TC とから前記バイパスの混水調整弁の分配率KBK
演算して、該分配率KBKになるよう混水調整弁のフィー
ドフォワード制御を行うようにしたので、設定給湯温度
QSが基準温度TS 未満の場合にも瞬間熱交換器による
設定出湯温度TKSは基準温度TS 以上とすることがで
き、瞬間熱交換器の低温腐食が予防できる。しかも瞬間
熱交換器による設定出湯温度TKSは前記基準温度TS
上であるが低い温度に固定されるので、給湯が停止され
た後における瞬間熱交換器内及び出湯路内に残留の出湯
水の温度低下を少なくすることができ、よって再出湯初
期における給湯温度の低下を少なくして再給湯特性を良
くすることができる。したがってまた、再給湯時初期に
おける温度調整のための混水調整弁の短期間の著しい動
きも防止することができ、温度変動の少ない安定した給
湯を急激な動きを必要としない混水調整弁で得ることが
できる。また請求項2に記載の給湯器の制御方法によれ
ば、請求項1に記載の構成による効果に加えて、基準温
度TS 以上の設定給湯温度TQSに対しては、バイパスの
混水調整弁を閉止すると共に、瞬間熱交換器の設定出湯
温度TKSを設定給湯温度TQSとして、バーナをフィード
フォワード制御するようにしたので、設定給湯温度TQS
が基準温度TS 以上の場合には、混水することなく、瞬
間熱交換器20からの出湯により直接的に設定給湯温度に
調整することで、熱交換器による出湯温度を必要以上に
高温にならず、よって給湯を停止した時の放熱による温
度低下もそれなりに抑制され、再給湯時の給湯温度の低
下を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法が実施される給湯器の全体構成図で
ある。
【図2】本発明方法の制御例を示すフロー図である。
【符号の説明】
10 入水路 11 入水温度センサ 20 瞬間熱交換器 21 バーナ 30 出湯路 31 出湯温度センサ 40 バイパス 41 混水調整弁 42 駆動部 50 給湯路 51 給湯温度センサ 60 コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−311039(JP,A) 特開 平3−191254(JP,A) 特開 平6−288632(JP,A) 特開 平2−183759(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24H 1/10 302

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入水路からの水を瞬間熱交換器で加熱し
    て出湯路に出湯すると共に、前記入水路からのバイパス
    を出湯路に接続して水を混水できるようにし、所定の設
    定給湯温度TQSに調整して給湯を行うようにした給湯器
    の制御方法であって、前記瞬間熱交換器の低温腐食を避
    けるのに必要な最低出湯温度を基準温度TS として予め
    設定し、該基準温度TS 未満の設定給湯温度TQSに対し
    ては、前記瞬間熱交換器の設定出湯温度TKSを予め定め
    た前記基準温度以上の低い固定温度TF に自動設定して
    バーナをフィードフォワード制御すると共に、設定給湯
    温度TQSと前記固定温度TF と入水温度TC とから前記
    バイパスの混水調整弁の分配率KBKを演算して、該分配
    率KBKになるよう混水調整弁のフィードフォワード制御
    を行うことを特徴とする給湯器の制御方法。
  2. 【請求項2】 基準温度TS 以上の設定給湯温度TQS
    対しては、バイパスの混水調整弁を閉止すると共に、瞬
    間熱交換器の設定出湯温度TKSを設定給湯温度TQSとし
    て、バーナをフィードフォワード制御する請求項1に記
    載の給湯器の制御方法。
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