JPH05256515A - 給湯機およびその制御方法 - Google Patents

給湯機およびその制御方法

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JPH05256515A
JPH05256515A JP4055092A JP5509292A JPH05256515A JP H05256515 A JPH05256515 A JP H05256515A JP 4055092 A JP4055092 A JP 4055092A JP 5509292 A JP5509292 A JP 5509292A JP H05256515 A JPH05256515 A JP H05256515A
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JP
Japan
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water
amount
temperature
fuel
hot water
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Pending
Application number
JP4055092A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeo Watanabe
成夫 渡辺
Isao Ishizawa
勲 石沢
Koji Tajima
孝二 田嶋
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication of JPH05256515A publication Critical patent/JPH05256515A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】あるガス質の中で、発熱量が高い燃料ガスの場
合でも発熱量が低い燃料ガスの場合でも、給湯機への入
熱量を同一として騒音が低減できる制御方法を提供する
こと。 【構成】熱交換器を通過する水通路には、入水温度検出
器と出湯温度検出器及び水量検出器と水量制御弁を備
え、バーナに至る燃料ガス通路には燃料流量調節弁を備
え、また、燃焼用空気を供給するための送風機と送風機
風量調節器を備え、さらに、出湯温度を設定するための
温度設定器及びこれらの制御を行う制御回路を備えた給
湯機において、燃料量に対する風量の関係をある一定値
までは燃料量の増加と共に風量を増加させ、それ以上の
燃料量に対しては風量を一定にすると共に、設定温度と
入水温度及び水量とから求められるフィードフォワード
値が、給湯機の最大能力以上の場合には、そのフィード
フォワード値に基づいて、水量制御弁により給湯機の最
大能力でその設定温度が得られるまで、水量を絞り込む
制御手段を有すること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、家庭用の給湯機及び給
湯付ふろ釜の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図3に、従来の給湯機の基本構成を示
す。ここに示すように、給湯機は複数のバーナ1とバー
ナを収納するためのバーナ室2、燃焼室3、熱交換器
4、排気室5、及び送風機6で構成されている。燃料ガ
ス21は、燃料流量調節弁11を通り、マニホールド1
2へ導かれ、各バーナ1の内部へ噴射される。燃焼用空
気22は送風機6により供給され、バーナ1に火炎23
が形成されて完全燃焼する。燃焼により発生した高温の
燃焼ガス24は熱交換器4に入り、水26を加熱し、湯
27にする。温度の低下した燃焼ガス24は排ガス25
となり、排気室5から外部へ放出される。ここで、熱交
換器4の水経路には、上流側に入水温度検出器7と水量
検出器8が、下流側には、出湯温度検出器9と水量制御
弁10が設けられている。ここで、水量検出器8と水量
制御弁10とは熱交換器4に対し、上流側にあるもの、
下流側にあるもの等があり限定されない。さらに、出湯
温度を設定するための温度設定器13とこれらの信号に
基づいて、燃料流量調節弁11と送風機6の送風機風量
調節器14及び水量制御弁10を駆動調節する為の信号
を出力する制御回路15を備えている。
【0003】このような構成の給湯機に用いられている
従来の制御方法を以下説明する。入水温度検出器7で検
出した入水温度と温度設定器13で設定した設定温度と
の差に、水量検出器8で検出した水量を乗じた値に比例
した値であるフィードフォワード値により、必要な熱量
を求め、燃料量を決定すると共に、図4の空燃比設定図
に基づいて、その燃料量に対応した風量を決定し、それ
ぞれ、燃料流量調節弁11と送風機6の送風機風量調節
器14を調節する。さらに、設定温度に対し出湯温度が
一致しない場合には、設定温度と出湯温度との差に基づ
いて決定されるるフィードバック値により微調節が行わ
れる。また、給湯機の能力が最大燃焼状態であっても、
出湯温度が設定温度以下である場合には、水量制御弁1
0により水量を減少させて、出湯温度が設定温度になる
ように制御していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の制御方法では、
あるガス質の中で発熱量が高い燃料ガスの場合と、発熱
量が低い燃料ガスの場合で、実際に給湯機に入る熱量に
差が生じる。つまり、燃料流量調節弁11の開度設定は
発熱量が低い燃料ガスに合わせて設定するため、発熱量
が高い燃料ガスの場合には、その給湯機の最大能力以上
の過剰入力が行われることになる。ここで、発熱量が高
い燃料ガスは燃焼性能が悪いため、燃焼用空気量が多く
必要となる。図4には、発熱量が高いガスと低いガスで
燃焼に必要な燃焼用空気量の関係も模式的に示してい
る。しかし、実際の給湯機の制御回路では、同一のガス
質の中で各燃料ガスの発熱量に合わせて、図4のような
複数の空燃比設定を行うことは不可能であり、1本の空
燃比設定しか出来ない。以下、ガス質LPの場合、発熱
量が高いブタンと発熱量が低いプロパンとを例にとって
説明する。ブタンとプロパンでは、燃料流量調節弁11
の開度が同一でも発熱量の違いにより、給湯機に入力さ
れる熱量はブタンの方が約15%多くなる。例えば、給
湯機の最大能力が16号の場合、プロパンでの入熱量は
30,000kcal/hであるのに対し、ブタンでは33,
900kcal/hとなる。即ち、ブタンの場合には18号相
当の過剰入力となってしまう。そのため、最大時の燃焼
用空気量は、ブタンで33,900kcal/hの場合に必要
な量である図4の(イ)に設定することになる。つまり
空燃比の設定は、図4の(イ)を通る実線のように設定
する必要があるため、同一の燃料流量調節弁11の開度
でプロパンの場合は(ロ)の風量で十分であるにもかか
わらず、(イ)の風量に設定されることになる。一般に
給湯機の騒音は入熱量と風量に支配されているため、従
来の制御方法では、ガス質LPの場合にはブタンの最大
燃焼時に騒音レベルが最大となる。また、プロパンの場
合も燃焼に必要な風量((ロ)の風量)に比べ、(イ)
の風量に設定されるので騒音レベルが高くなるという問
題があった。
【0005】本発明は、あるガス質の中で、発熱量が高
い燃料ガスの場合でも発熱量が低い燃料ガスの場合で
も、給湯機への入熱量を同一として騒音が低減できる制
御方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はの給湯機は、熱
交換器を通過する水通路には、入水温度検出器と出湯温
度検出器及び水量検出器と水量制御弁を備え、バーナに
至る燃料ガス通路には燃料流量調節弁を備え、また、燃
焼用空気を供給するための送風機と送風機風量調節器を
備え、さらに、出湯温度を設定するための温度設定器及
びこれらの制御を行う制御回路を備えた給湯機におい
て、燃料量に対する風量の関係をある一定値までは燃料
量の増加と共に風量を増加させ、それ以上の燃料量に対
しては風量を一定にすると共に、設定温度と入水温度及
び水量とから求められるフィードフォワード値が、給湯
機の最大能力以上の場合には、そのフィードフォワード
値に基づいて、水量制御弁により給湯機の最大能力でそ
の設定温度が得られるまで、水量を絞り込む制御手段を
有することを特徴とする。
【0007】
【実施例】図1に本発明の制御方法のブロック図を示
す。給湯機の構成は先に説明した図3と同じである。本
発明では、まず、従来例と同様に設定温度と入水温度と
水量に基づいて求められたフィードフォワード値によ
り、給湯機の最大能力(例えば、16号の場合には3
0,000kcal/hであり、ガス質LPではプロパンの場
合もブタンの場合も同一である。)に対し、そのフィー
ドフォワード値がそれ以上であれば、最大能力で設定温
度となる水量にまで、水量制御弁10により水量を減少
させると共に、フィードフォワード値に基づく信号によ
り、燃料流量調節弁11と送風機6とを制御する。さら
に、出湯温度が設定温度に一致しない場合には、その偏
差に基づいたフィードバック値により、燃料流量調節弁
11と送風機6とを制御する。また、この様にフィード
フォワード値により水量制御弁10を駆動させると共
に、空燃比設定を図2のように設定することが本発明の
ポイントである。本発明の空燃比設定は、ある一定値ま
では燃料量の増加と共に風量を増加させ、それ以上の燃
料量に対しては、風量を一定にしている。本発明の制御
方法によれば、フィードフォワード値に基づいて水量を
調節するので、発熱量の高い燃料ガスが用いられた場合
には、出湯温度が設定温度以上となるため、フィードバ
ック値に基づいて燃料流量調節弁11が絞られることに
なる。ここで、16号給湯機でガス質LPを例にとって
作用の詳細を説明する。この場合には、まずフィードフ
ォワード値に基づいて、その値が16号以上相当であれ
ば、16号相当の水量になるよう水量制御弁10を閉方
向に駆動する。これは、実際の入熱量では30,000
kcal/hに相当する水量に絞られる訳であり、プロパンの
場合には、燃料量と風量とが図2の(A)点に調節さ
れ、さらに設定温度と出湯温度の偏差に基づいたフィー
ドバック値により微調節される。また、ブタンの場合に
は、まずプロパンと同様(A)の点に調節されるが、発
熱量が高いため、この状態では入熱量がプロパンに対し
約15%多くなり、設定温度より出湯温度が高くなるの
で、フィードバック値により約15%燃料量を少なく調
節することになる。結局、ブタンの場合は図2の(B)
点に調節される。また、ここでは空燃比の設定を燃料量
が(B)点以上では、風量が一定になるようにしている
ので、ブタンの最大燃焼は燃料量が(B)点、風量は最
大となり、プロパン最大燃焼では燃料量が(A)点、風
量は最大となる。また、この空燃比の設定での最大風量
は、従来制御の値に対し約15%少ないが、燃焼性が悪
いブタンは、燃料量が(B)点であるので、十分な燃焼
性能が得られる風量になっており、この風量であれば、
プロパンの(A)点における燃焼性能に対しても、何ら
問題はない。
【発明の効果】本発明の制御方法によれば、あるガス質
の中で発熱量が高い燃料が用いられた場合も、発熱量が
低い燃料が用いられた場合も、給湯機の最大能力は同一
となり、過剰入力が防止できると共に、風量を少なく設
定できるため、従来の制御方法に比べ、騒音レベルを低
くすることができる。例として、16号給湯機のLP仕
様の場合、従来の制御方式では、ブタン燃焼時に50d
B、プロパン燃焼時に49dBであったものが、本制御
の採用により、ブタン燃焼時、プロパン燃焼時共45d
Bとなり、大幅な騒音低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するための制御手段の
ブロック線図である。
【図2】本発明の一実施例の効果を説明するための空燃
比設定を示す線図である。
【図3】従来例の給湯機の基本構成を示すブロック図で
ある。
【図4】従来例の効果を説明するための空燃比設定を示
す線図である。
【符号の説明】
1.バーナ 2.バーナ室 3.燃焼室 4.熱交換器 5.排気室 6.送風機 7.入水温度検出器 8.水量検出器 9.出湯温度検出器 10.水量制御弁 11.燃料流量調節弁 12.マニホール
ド 13.温度設定器 14.送風機風量
調節器 15.制御回路 21.燃料ガス 22.燃焼用空気 23.火炎 24.燃焼ガス 25.排ガス 26.水 27.湯

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱交換器を通過する水通路には、入水温度
    検出器と出湯温度検出器及び水量検出器と水量制御弁を
    備え、バーナに至る燃料ガス通路には燃料流量調節弁を
    備え、また、燃焼用空気を供給するための送風機と送風
    機風量調節器を備え、さらに、出湯温度を設定するため
    の温度設定器及びこれらの制御を行う制御回路を備えた
    給湯機において、燃料量に対する風量の関係をある一定
    値までは燃料量の増加と共に風量を増加させ、それ以上
    の燃料量に対しては風量を一定にすると共に、設定温度
    と入水温度及び水量とから求められるフィードフォワー
    ド値が、給湯機の最大能力以上の場合には、そのフィー
    ドフォワード値に基づいて、水量制御弁により給湯機の
    最大能力でその設定温度が得られるまで、水量を絞り込
    む制御手段を有することを特徴とする給湯機。
  2. 【請求項2】熱交換器を通過する水通路には、入水温度
    検出器と出湯温度検出器及び水量検出器と水量制御弁を
    備え、バーナに至る燃料ガス通路には燃料流量調節弁を
    備え、また、燃焼用空気を供給するための送風機と送風
    機風量調節器を備え、さらに、出湯温度を設定するため
    の温度設定器及びこれらの制御を行う制御回路を備えた
    給湯機において、燃料量に対する風量の関係をある一定
    値までは燃料量の増加と共に風量を増加させ、それ以上
    の燃料量に対しては風量を一定にすると共に、設定温度
    と入水温度及び水量とから求められるフィードフォワー
    ド値が、給湯機の最大能力以上の場合には、そのフィー
    ドフォワード値に基づいて、水量制御弁により給湯機の
    最大能力でその設定温度が得られるまで、水量を絞り込
    むことを特徴とする給湯機の制御方法。
JP4055092A 1992-03-13 1992-03-13 給湯機およびその制御方法 Pending JPH05256515A (ja)

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