JPH0712740U - Water heater - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 出湯開始時での出湯温度の早い立ち上がりを
得ること。 【構成】 緩点火終了直後から所定時間は、比例制御弁
の開度上限を、器具に規定されている最大号数を越える
開度に設定し（Ｓ１３）、所定時間経過後に最大号数に
対応した開度に戻す（Ｓ１５）。 (57) [Summary] [Purpose] To obtain a fast rise in hot water temperature at the start of hot water. [Composition] For a predetermined time immediately after the end of the slow ignition, the upper limit of the opening of the proportional control valve is set to an opening exceeding the maximum number specified in the appliance (S13), and the maximum number is dealt with after the elapse of the predetermined time. It returns to the opened degree (S15).

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、熱交換器を通過する水をバーナにより加熱して出湯する給湯器に関 する。 The present invention relates to a water heater that heats water passing through a heat exchanger with a burner to discharge hot water.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

従来から、この種の給湯器は出湯温度が所望の設定温度になるように、比例制 御弁の開度を制御して燃料ガス量を調整している。一般に、こうした温度制御と しては、熱交換器出口側に設けた温度センサから検出された出湯温度と使用者が 任意に設定した設定温度とに基づいてＰＩＤ制御，ＰＤ制御といったフィードバ ック制御や、入水温度と入水量とに基づいて設定温度にまで加熱するための燃料 ガス量を演算するフィードフォワード制御が知られている。 こうした給湯器では、給湯栓が開かれて通水が検知されてからバーナを点火し て熱交換器を加熱するため、この通水開始から実際に出湯される湯の温度が設定 温度に達するまでにある程度の時間を要する。このため、出湯開始時での出湯温 度の早い立ち上がりが要求されていた。尚、点火時には爆発的な着火を防止する ために燃焼能力を抑えた緩点火動作を短期間実行してから、出湯温度制御に入る ようになっている。 Conventionally, in this type of water heater, the opening of the proportional control valve is controlled to adjust the amount of fuel gas so that the hot water outlet temperature reaches a desired set temperature. Generally, such temperature control includes feed back control such as PID control and PD control based on the hot water temperature detected by a temperature sensor provided on the outlet side of the heat exchanger and the set temperature arbitrarily set by the user. Also known is feedforward control that calculates the amount of fuel gas for heating to a set temperature based on the incoming water temperature and the incoming water amount. In such a water heater, the burner is ignited to heat the heat exchanger after the hot water tap is opened and water flow is detected, so from the start of this water flow until the temperature of the hot water actually discharged reaches the set temperature. Takes some time. For this reason, there was a demand for a quick rise in the hot water temperature at the start of hot water. At the time of ignition, in order to prevent explosive ignition, a slow ignition operation that suppresses combustion capacity is executed for a short period before entering the hot water temperature control.

【０００３】[0003]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかしながら、上記のフィードバック制御等により出湯温度制御を行っても、 バーナの燃焼量（比例弁の開度）が、器具に規定される最大号数を上限としてい るため、結局、通水量と最大号数とで出湯温度の立ち上がり特性が決ってしまう 。このため、出湯温度制御によって器具に規定される最大号数でのフルパワー燃 焼しても出湯特性は悪い。従って、これ以上出湯温の立ち上がり特性を向上させ ることができない。 ところで、燃焼器を構成する熱交換器、バーナ、燃焼室等は、器具に規定され る最大号数に応じた設計がなされているものの、耐久的にはある程度の余裕がと られている。例えば、１６号の給湯器を２０号の能力で燃焼させても短期間であ れば耐久的には問題は生じないように設計されている。 本考案は、こうした最大号数以上での燃焼が短期間なら可能であることに着目 して、出湯開始時での出湯温度の早い立ち上がりを得ること目的とする。 However, even if hot water temperature control is performed by the above-mentioned feedback control, etc., the burner combustion amount (proportion of the proportional valve) is limited to the maximum number specified for the appliance, so the water flow rate and maximum The rising characteristics of the hot water temperature are determined by the number of issues. For this reason, even if full-power burning is performed with the maximum number specified for the equipment by controlling the tapping temperature, the tapping characteristics are poor. Therefore, the rising characteristics of the hot water temperature cannot be further improved. By the way, although the heat exchanger, burner, combustion chamber, etc. that make up the combustor are designed according to the maximum number specified in the equipment, there is some margin in terms of durability. For example, it is designed so that even if the No. 16 water heater is burned with the No. 20 capacity, no problem will occur in terms of durability for a short period of time. The present invention focuses on the fact that combustion above the maximum number is possible for a short period of time, and an object thereof is to obtain a fast rise of the tapping temperature at the start of tapping.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記課題を解決する本考案の給湯器は、 熱交換器に通水される水を加熱するバーナと、 上記バーナへの燃料供給量を調整する調整弁と、 上記バーナにより燃焼加熱を開始するときに、燃料供給量を抑えて点火する緩 点火手段と、 上記緩点火終了後に、上記熱交換器を通過した湯の温度が設定温度となるよう に上記調整弁を制御する出湯温度制御手段と を備えた給湯器において、 上記出湯温度制御手段は、上記緩点火終了した直後に、上記調整弁の開度上限 を器具に規定されている最大号数を越える開度に設定し、所定期間経過後に上記 調整弁の開度上限を上記最大号数に対応した開度に戻す開度上限変更手段を備え たことを要旨とする。 The water heater of the present invention which solves the above-mentioned problems includes a burner for heating water to be passed through a heat exchanger, a regulating valve for adjusting a fuel supply amount to the burner, and a combustion heater for starting combustion heating. In addition, a slow ignition means for igniting while suppressing the fuel supply amount, and a hot water temperature control means for controlling the regulating valve so that the temperature of the hot water passing through the heat exchanger reaches a set temperature after the slow ignition is completed. In the provided water heater, the hot water outlet temperature control means sets the upper limit of the opening degree of the regulating valve to an opening degree exceeding the maximum number specified in the appliance immediately after the slow ignition is finished, and after a predetermined period of time has elapsed. The gist is that an opening upper limit changing means for returning the opening upper limit of the adjusting valve to the opening corresponding to the maximum number is provided.

【０００５】[0005]

【作用】[Action]

上記構成を有する本考案の給湯器は、出湯開始時つまり燃焼開始時において、 緩点火手段によりバーナへの燃料供給量を少なくして点火し、緩点火終了後に、 出湯温度制御手段による温度制御に入る。この場合、開度上限変更手段が調整弁 の開度上限を器具に規定されている最大号数を越える開度に設定する。従って、 通水量が器具号数に対応したものであるのに最大燃焼能力が器具号数を上回って いるため、加熱速度が速くなり出湯温度は燃焼開始から短時間で設定温度になる 。 そして、所定期間経過すると調整弁の開度上限を最大号数に対応した開度に戻 す。つまり、従来通りの最大号数範囲内での温度制御に移行する。 この結果、給湯器の耐久性にも問題なく、出湯温度の立ち上がりを早くするこ とができる。 In the water heater of the present invention having the above-described configuration, at the start of hot water discharge, that is, at the start of combustion, the slow ignition means ignites with a reduced fuel supply amount to the burner, and after the slow ignition ends, the hot water temperature control means controls the temperature. enter. In this case, the opening upper limit changing means sets the opening upper limit of the adjusting valve to an opening exceeding the maximum number specified in the instrument. Therefore, even though the amount of water flow corresponds to the number of appliances, the maximum combustion capacity exceeds the number of appliances, so the heating rate becomes faster and the hot water temperature reaches the set temperature in a short time after the start of combustion. Then, after the elapse of a predetermined period, the upper limit of the opening of the adjusting valve is returned to the opening corresponding to the maximum number. That is, the conventional temperature control is performed within the maximum number range. As a result, there is no problem with the durability of the water heater, and the rising temperature of the hot water discharge can be accelerated.

【０００６】[0006]

【実施例】【Example】

以上説明した本考案の構成・作用を一層明らかにするために、以下本考案の給 湯器の好適な実施例について説明する。 図１は一実施例としての給湯器１の概略構成図である。給湯器１は、上水道に 接続される給水管２と、給水管２により導かれた冷水をバーナ１０の燃焼熱によ り加熱する熱交換器３と、熱交換器３で加熱された湯を送り出す給湯管４とで器 具内の水流路を構成している。給水管２には、給水圧の変動に関係なく所定流量 を保持するための水ガバナ５と、その下流側で水流の有無を検知する水流スイッ チ６が設けられる。一方、給湯管４には、熱交換器３の出口部に出湯温度を検出 するためのサーミスタ７が設けられ、また、先端の接続口には台所等の給湯栓８ に通じる外部配管９が接続される。 In order to further clarify the configuration and operation of the present invention described above, a preferred embodiment of the water heater of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a water heater 1 as one embodiment. The water heater 1 includes a water supply pipe 2 connected to the water supply, a heat exchanger 3 for heating the cold water guided by the water supply pipe 2 by the combustion heat of the burner 10, and a hot water heated by the heat exchanger 3. The hot water supply pipe 4 for sending out constitutes a water flow path in the equipment. The water supply pipe 2 is provided with a water governor 5 for maintaining a predetermined flow rate regardless of fluctuations in the water supply pressure, and a water flow switch 6 for detecting the presence or absence of water flow on the downstream side thereof. On the other hand, the hot water supply pipe 4 is provided with a thermistor 7 for detecting the hot water discharge temperature at the outlet of the heat exchanger 3, and an external pipe 9 leading to a hot water tap 8 of a kitchen or the like is connected to the connection port at the tip. To be done.

【０００７】 バーナ１０へ通じるガス導管１１には、その上流側からガス流路の開閉を司る 元電磁弁１２と、ガス流量を調整する比例制御弁１３とが設けられる。 また、図示しないがバーナ１０の点火用電極、イグナイタ、火炎を検出するフ レームロッド、燃焼用空気を強制的に燃焼室に供給するファン等が設けられる。The gas conduit 11 leading to the burner 10 is provided with an original solenoid valve 12 that controls the opening and closing of the gas flow path from its upstream side, and a proportional control valve 13 that adjusts the gas flow rate. Further, although not shown, an ignition electrode of the burner 10, an igniter, a flame detecting rod, a fan for forcibly supplying combustion air to the combustion chamber, and the like are provided.

【０００８】 こうした給湯器の動作を制御するために、器具内にはコントローラ２０が設け られる。コントローラ２０は、周知の算術論理演算回路を構成するマイクロコン ピュータをメインに構成され、水流スイッチ６，サーミスタ７，フレームロッド 等のセンサからの信号が入力されると共に、元電磁弁１２，比例制御弁１３，イ グナイタ，ファン等のアクチュエータに駆動制御信号を出力する。A controller 20 is provided in the appliance to control the operation of the water heater. The controller 20 is mainly configured by a microcomputer that constitutes a well-known arithmetic and logic operation circuit, receives signals from sensors such as the water flow switch 6, thermistor 7, frame rod, etc., and also controls the main solenoid valve 12 and proportional control. Drive control signals are output to actuators such as the valve 13, igniter, and fan.

【０００９】 次に、給湯制御について説明する。尚、本実施例の給湯器は１６号仕様のもの として説明する。 図２は、コントローラ２０が実行する給湯制御ルーチンを表し、給湯栓８が開 かれて水流スイッチ６がオンすると起動する。Next, the hot water supply control will be described. The water heater according to the present embodiment will be described as having a No. 16 specification. FIG. 2 shows a hot water supply control routine executed by the controller 20, which is started when the hot water tap 8 is opened and the water flow switch 6 is turned on.

【００１０】 本制御ルーチンが起動すると、まず、ファンを駆動してプリパージ処理を行い （Ｓ１０）、次に、緩点火処理を行う（Ｓ１１）。この緩点火処理は、爆発的な 着火を避けるために、比例制御弁１３の開度を絞って点火動作を行う。つまり、 元電磁弁１２を通電して開成すると共に比例制御弁１３に緩点火用の電流を流し 、少ないガス供給量（インプット）でイグナイタを動作させて点火するのである 。こうして緩点火により炎が検出されるとイグナイタを停止して以下のように比 例温度制御に入る。When the control routine is started, first, the fan is driven to perform the pre-purge process (S10), and then the slow ignition process is performed (S11). In this slow ignition process, the ignition operation is performed by narrowing the opening of the proportional control valve 13 in order to avoid explosive ignition. In other words, the main solenoid valve 12 is energized and opened, and a current for slow ignition is passed through the proportional control valve 13 to operate the igniter with a small gas supply amount (input) to ignite. When the flame is detected by the slow ignition in this way, the igniter is stopped and the comparative temperature control is started as follows.

【００１１】 まず、比例温度制御に入って所定時間（本実施例では３０秒）経過したか否か を判断する（Ｓ１２）。この場合、緩点火が終了した直後であるため「ＮＯ」と 判断して、比例温度制御で用いる最大能力（上限インプット）を２０号相当に設 定する（Ｓ１３）。つまり、本実施例の給湯器は１６号仕様であるため、最大能 力は本来１６号であるが、緩点火から比例温度制御に入るときには、この上限を 越えた２０号相当のインプットを上限に設定する。そして、サーミスタ７から得 られる出湯温度と予め設定された設定温度とに基づいて、出湯温度が設定温度と なるように比例制御弁１３の開度を制御する（Ｓ１４）。本実施例では、出湯温 度と設定温度との偏差、偏差の変化率、偏差の累積値に基づくＰＩＤ制御を行う 。尚、最適な空燃比を得るためにファン回転数もインプットに応じたものとする 。First, it is determined whether or not a predetermined time (30 seconds in the present embodiment) has elapsed after entering the proportional temperature control (S12). In this case, since it is immediately after the end of the slow ignition, it is determined to be "NO", and the maximum capacity (upper limit input) used in the proportional temperature control is set to be equivalent to No. 20 (S13). In other words, since the water heater of the present embodiment is the No. 16 specification, the maximum capacity is essentially No. 16, but when the proportional temperature control is started from slow ignition, the upper limit is the input equivalent to No. 20, which exceeds this upper limit. Set. Then, based on the hot water discharge temperature obtained from the thermistor 7 and the preset temperature, the opening degree of the proportional control valve 13 is controlled so that the hot water discharge temperature becomes the preset temperature (S14). In the present embodiment, PID control is performed based on the deviation between the hot water temperature and the set temperature, the deviation change rate, and the accumulated deviation value. In order to obtain the optimum air-fuel ratio, the fan rotation speed will also depend on the input.

【００１２】 この場合、通水量は水ガバナ５により１６号仕様に規制されているため、通水 量に比べてインプットを大きくすることができ出湯温度の立ち上がりが速くなる 。 図３は、出湯開始時の混合気内圧（内圧の平方根はガス供給量に比例する）と 出湯温度との変化を従来のもの（破線にて示す）と対比して表すグラフである。 図示するように、緩点火が終了した時刻ＡからＰＩＤ制御が開始されるが、比例 制御弁１３の開度上限は２０号相当に設定されているため、比例制御弁１３の開 度が１６号相当にまで達しても、まだ出湯温度が設定温度より低い場合には、さ らにそのまま開度を増すように制御され、出湯温度の上昇が速い。これに対して 従来のものでは、比例制御弁１３の開度が１６号相当に達すると、出湯温度が低 くてもその開度を越えることができないため、出湯温度の上昇が遅く設定温度に なるまでに時間がかかる。ＪＩＳにより入水温度と設定温度の温度差の９割まで 温度上昇するのに要する時間を加熱速度と呼ぶが、この加熱速度を従来のものと 比べると図示するようにかなりの差（△ｔ）がでる。In this case, since the water flow amount is regulated to the 16th specification by the water governor 5, the input can be made larger than the water flow amount, and the rising temperature of the hot water discharge can be accelerated. FIG. 3 is a graph showing the change in the internal pressure of the air-fuel mixture (the square root of the internal pressure is proportional to the gas supply amount) and the outlet temperature at the start of tapping, in comparison with the conventional one (shown by the broken line). As shown in the figure, the PID control is started from the time A when the slow ignition ends, but the upper limit of the opening of the proportional control valve 13 is set to the equivalent of No. 20, so the opening of the proportional control valve 13 is set to No. 16. If the hot water temperature is still lower than the set temperature even after reaching a considerable amount, the opening temperature is controlled to increase and the hot water temperature rises quickly. On the other hand, in the conventional type, when the opening of the proportional control valve 13 reaches No. 16, the opening cannot be exceeded even if the outlet temperature is low, so the outlet temperature rises slowly and reaches the set temperature. It takes time to become. According to JIS, the time required to raise the temperature to 90% of the temperature difference between the incoming water temperature and the set temperature is called the heating rate. Compared with the conventional heating rate, there is a considerable difference (Δt) as shown in the figure. Out.

【００１３】 尚、このグラフで示す出湯温度変化は、器具内の給湯管４の出口部で捉えた温 度変化であり、出湯開始時に設定温度を越える部分Ｘがみられるが、外部配管９ を通って給湯栓８から出湯される実際の温度変化は、図４の一点鎖線にて示すよ うになめらかとなり何等問題を生じない（図４は外部配管を２ｍとした例）。The change in the hot water discharge temperature shown in this graph is the temperature change captured at the outlet of the hot water supply pipe 4 in the appliance, and there is a portion X that exceeds the set temperature at the start of hot water discharge. The actual temperature change discharged from the hot water tap 8 is smooth as shown by the alternate long and short dash line in Fig. 4 and no problem occurs (Fig. 4 shows an example in which the external pipe is 2 m).

【００１４】 図２の給湯制御の説明に戻り、２０号相当の比例温度制御が始まって所定時間 （３０秒）経過すると（Ｓ１２：ＹＥＳ）、比例温度制御での上限インプットを １６号相当に変更する（Ｓ１５）。つまり、本来の１６号仕様に戻す。従って、 以後は通常の１６号仕様の比例温度制御を行なう。 この結果、器具の耐久性を損なうことなく出湯開始時の湯温の立ち上がりが早 くなり、非常に使い勝手がよいものとなる。Returning to the description of the hot water supply control of FIG. 2, when the predetermined temperature (30 seconds) has elapsed since the proportional temperature control corresponding to No. 20 has started (S12: YES), the upper limit input in the proportional temperature control is changed to that corresponding to No. 16. Yes (S15). In other words, the original 16 specifications are restored. Therefore, the normal proportional temperature control of the 16th specification is performed thereafter. As a result, the temperature of the hot water rises quickly at the start of hot water discharge without impairing the durability of the equipment, which makes it extremely convenient.

【００１５】 以上本考案の実施例について説明したが、本考案はこうした実施例に何等限定 されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で 実施し得ることは勿論である。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and it is needless to say that the present invention can be implemented in various modes without departing from the scope of the present invention. is there.

【００１６】[0016]

【考案の効果】[Effect of device]

以上詳述したように、本考案の給湯器によれば、出湯温度制御を開始するとき に、調整弁の開度上限を器具に規定された最大号数を越える開度に設定するため 、出湯開始時の湯温の立ち上がりが早くなり、非常に使い勝手がよくなるという 優れた効果を奏する。 As described above in detail, according to the hot water supply device of the present invention, when the hot water temperature control is started, the upper limit of the opening degree of the regulating valve is set to an opening degree exceeding the maximum number specified in the appliance. It has the excellent effect that the temperature of the hot water starts up quickly at the start and is extremely convenient.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】一実施例としての給湯器の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a water heater as one embodiment.

【図２】給湯制御ルーチンを表すフローチャートであ
る。FIG. 2 is a flowchart showing a hot water supply control routine.

【図３】出湯温度と内圧の推移を表すグラフである。FIG. 3 is a graph showing changes in tapping temperature and internal pressure.

【図４】器具出口の出湯温度と給湯栓での出口温度との
推移を表すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a transition between a hot water outlet temperature at an appliance outlet and a hot water outlet temperature at a hot water tap.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…給湯器、 ３…熱交換器、 ７…サーミスタ、 １
０…バーナ、１３…比例制御弁、 ２０…コントロー
ラ。1 ... Water heater, 3 ... Heat exchanger, 7 ... Thermistor, 1
0 ... Burner, 13 ... Proportional control valve, 20 ... Controller.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】 熱交換器に通水される水を加熱するバー
ナと、 上記バーナへの燃料供給量を調整する調整弁と、 上記バーナにより燃焼加熱を開始するときに、燃料供給
量を抑えて点火する緩点火手段と、 上記緩点火終了後に、上記熱交換器を通過した湯の温度
が設定温度となるように上記調整弁を制御する出湯温度
制御手段とを備えた給湯器において、 上記出湯温度制御手段は、上記緩点火終了した直後に、
上記調整弁の開度上限を器具に規定されている最大号数
を越える開度に設定し、所定期間経過後に上記調整弁の
開度上限を上記最大号数に対応した開度に戻す開度上限
変更手段を備えたことを特徴とする給湯器。1. A burner for heating water flowing through a heat exchanger, a regulating valve for adjusting a fuel supply amount to the burner, and a fuel supply amount to be suppressed when combustion heating is started by the burner. In a hot water supply device comprising: a slow ignition means for igniting the hot water, and a hot water temperature control means for controlling the adjusting valve so that the temperature of the hot water passing through the heat exchanger reaches a set temperature after the slow ignition is finished. Hot water temperature control means, immediately after the end of the slow ignition,
An opening that sets the upper limit of the opening of the adjusting valve to an opening exceeding the maximum number specified in the instrument, and returns the opening upper limit of the adjusting valve to the opening corresponding to the maximum number after a lapse of a predetermined period. A water heater having an upper limit changing means.