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JP5077635B2 - Electric heating instantaneous water heater and control method thereof - Google Patents

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JP5077635B2 JP2006264445A JP2006264445A JP5077635B2 JP 5077635 B2 JP5077635 B2 JP 5077635B2 JP 2006264445 A JP2006264445 A JP 2006264445A JP 2006264445 A JP2006264445 A JP 2006264445A JP 5077635 B2 JP5077635 B2 JP 5077635B2
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Description

本発明は、シャワートイレなどに用いられる電熱式瞬間給湯器に関し、より詳細には水温の制御方法に関する。   The present invention relates to an electric heating instantaneous water heater used for a shower toilet or the like, and more particularly to a method for controlling water temperature.

ノズルから洗浄用の温水を噴出するシャワートイレでは、従来は温水タンクを備えて相当量の温水を常備する方式が一般的であった。しかしながら、温水タンクは大形で設置スペースが必要であり、また温水の温度を維持するために保温電力が必要とされていた。そこで最近では省スペース及び省エネルギの観点から、温水タンクに代えて瞬間給湯器を備えたシャワートイレの開発が進められている。   Conventional shower toilets that eject hot water for washing from nozzles have been generally equipped with a hot water tank and a substantial amount of hot water is provided. However, the hot water tank is large and requires an installation space, and heat retaining power is required to maintain the temperature of the hot water. Therefore, recently, from the viewpoint of space saving and energy saving, the development of a shower toilet equipped with an instantaneous water heater instead of a hot water tank has been promoted.

シャワートイレ用の瞬間給湯器では、給水管路中の水を加熱して温水とするために、ジュール熱を発生する抵抗式の電熱ヒータを備える場合が多い。また、快適な水温及び流量の温水を供給して使用者の利便性を高めるために、水温センサ及び流量計を備えるとともに、検出した水温と流量の情報から適切な制御を行う制御部を備えることも一般的に行われている。しかしながら、センサ類を備えることで装置構成が複雑化するとともにコストが上昇するため、装置を簡易化しつつ制御機能を高める方策が検討されている。例えば、特許文献1及び特許文献2に開示されるトイレ装置は、瞬間式加熱手段や制御手段などを備え、流量計を用いず推定によって流量を求めることにより、低コスト化を実現している。   In an instant hot water heater for a shower toilet, in order to heat the water in the water supply pipe into hot water, a resistance-type electric heater that generates Joule heat is often provided. In addition, in order to supply warm water with a comfortable water temperature and flow rate and improve user convenience, a water temperature sensor and a flow meter are provided, and a control unit that performs appropriate control from the detected water temperature and flow rate information is provided. Is also commonly done. However, providing the sensors complicates the device configuration and increases the cost. Therefore, measures for improving the control function while simplifying the device have been studied. For example, the toilet apparatus disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 includes instantaneous heating means, control means, and the like, and achieves cost reduction by obtaining a flow rate by estimation without using a flow meter.

さらに、特許文献1では電源電圧検出手段を備えて電源電圧の変化を検出し、ヒータの発熱量を高精度に管理するようになっている。発熱量管理の別法として、電源電圧を一定化する安定化電源を備える場合もある。
特開2003−247262号公報 特開2004−263423号公報
Furthermore, Patent Document 1 includes a power supply voltage detection unit that detects a change in power supply voltage and manages the amount of heat generated by the heater with high accuracy. As another method of managing the heat generation amount, there may be a case where a stabilized power source that stabilizes the power source voltage is provided.
JP 2003-247262 A JP 2004-263423 A

ところで、特許文献1及び特許文献2における制御部の流量推定や温度制御では、加熱される部位の熱容量や、加熱部位から温度検出部位までの水の通過時間、センサの検出時間遅れ、推定や制御のタイミングが不明確、などの原因により、過渡状態では十分に高精度な制御が行えないおそれがあった。すなわち、各部の温度や流量が安定した定常状態では良好な制御が行えても、動作開始直後や温度や流量の設定変更が行われた直後の過渡状態では適切な制御が難しかった。また一方、発熱量を管理するために必要とされる電源電圧検出手段あるいは安定化電源は、コストを上昇させる要因となっており、かつ省スペース化の障害となっていた。   By the way, in the flow estimation and temperature control of the control part in patent document 1 and patent document 2, the heat capacity of the heated part, the passage time of water from the heated part to the temperature detection part, the detection time delay of the sensor, estimation and control There is a possibility that sufficiently accurate control cannot be performed in a transient state due to unclear timing. That is, even if good control can be performed in a steady state where the temperature and flow rate of each part is stable, it is difficult to perform appropriate control in a transient state immediately after the start of operation or immediately after the setting of temperature or flow rate is changed. On the other hand, the power source voltage detection means or the stabilized power source required for managing the heat generation amount is a factor that increases the cost and is an obstacle to space saving.

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、電圧計や流量計を用いない簡易な構成でも、供給する温水の温度と流量とを高精度に管理でき、省スペースで低コストである電熱式瞬間給湯器及びその制御方法を提供する。   The present invention has been made in view of the above background, and even with a simple configuration that does not use a voltmeter or a flow meter, the temperature and flow rate of hot water to be supplied can be managed with high accuracy, and space-saving and low-cost electric heating An instant water heater and a control method thereof are provided.

本発明の電熱式瞬間給湯器の制御方法は、水を供給する給水管路と、該給水管路の途中に配設される流量調整弁と、水温を検出する水温センサと該水にジュール熱を加える電熱ヒータとからなり該給水管路の途中に配設される加熱部と、所望する目標水温と目標流量とを設定する設定部及び該水温センサの検出水温を取り込む入力部及び内部演算を行う演算部及び該流量調整弁と該電熱ヒータとを制御する出力部からなる制御装置と、を備える電熱式瞬間給湯器の制御方法であって、前記流量調整弁を閉じ前記電熱ヒータで所定の静水加熱時間にわたり加熱したとき、前記加熱部の熱容量及び水温上昇値と外部への放熱量とから電源電圧を算出する電圧算出ステップと、算出された前記電源電圧をもとにして前記検出水温を前記目標水温にあわせるように前記電熱ヒータを制御する静水加熱ステップと、前記目標流量にあわせるように前記流量調整弁を開き前記電熱ヒータで所定の流水加熱時間にわたり加熱したとき、前記加熱部の熱容量及び水温上昇値と外部への放熱量と目標流量とから電源電圧を再度算出する電圧再算ステップと、再度算出された前記電源電圧をもとにして前記検出水温を前記目標水温にあわせるように前記電熱ヒータを制御する流水加熱ステップと、を有することを特徴とする。   An electric heating instantaneous water heater control method according to the present invention includes a water supply pipe for supplying water, a flow rate adjusting valve disposed in the middle of the water supply pipe, a water temperature sensor for detecting water temperature, and Joule heat in the water. A heating unit that is arranged in the middle of the water supply pipe, a setting unit that sets a desired target water temperature and a target flow rate, an input unit that takes in the detected water temperature of the water temperature sensor, and an internal calculation A control method of an electric heating instantaneous water heater comprising a calculation unit to perform and a control device comprising an output unit for controlling the flow rate adjustment valve and the electric heater, wherein the flow rate adjustment valve is closed and the electric heater A voltage calculation step of calculating a power supply voltage from the heat capacity and water temperature rise value of the heating unit and the amount of heat radiation to the outside when heated for a period of time during which the heating water is heated, and the detected water temperature is calculated based on the calculated power supply voltage. At the target water temperature A hydrostatic heating step for controlling the electric heater so that the electric heater is heated, and when the electric heater is heated for a predetermined flowing water heating time by opening the flow rate adjustment valve so as to match the target flow rate, the heat capacity and the water temperature rise value of the heating unit And a voltage recalculation step for recalculating the power supply voltage from the heat radiation amount to the outside and the target flow rate, and the electric heater to adjust the detected water temperature to the target water temperature based on the recalculated power supply voltage. And a running water heating step to be controlled.

本発明の電熱式瞬間給湯器の制御方法は、電源電圧や流量を検出するための電圧計や流量計を備えずに、制御装置のソフトウェア上の演算手段で算出することを特徴としている。特に、電源電圧の算出は、水の流れない静水状態と水の流れる流水状態とで随時行うことにより、精度を高めることができる。   The control method for the electric heating instantaneous water heater according to the present invention is characterized in that the calculation is performed by the calculation means on the software of the control device without providing a voltmeter or a flow meter for detecting the power supply voltage or the flow rate. In particular, the power supply voltage can be calculated at any time in a still water state where water does not flow and a flowing water state where water flows, thereby improving accuracy.

まず、電熱式瞬間給湯器の構成について説明する。給水管路は、給水源に接続されて、水を供給する部位である。流量調整弁は、給水管路の途中に配設され、管路の開閉及び開度の調整を行って、水の流量を調整する部位である。流量調整弁は、制御装置から制御可能とされており、例えば電磁弁が適用可能である。給水管路の途中には、さらに、加熱部が配設されている。加熱部は、水温を検出する水温センサと、水にジュール熱を加える電熱ヒータと、からなっている。電熱ヒータは、ジュール熱を発生する抵抗体であり、例えば、給水管路に巻回し管路壁を介して水を加熱するように配設することができる。あるいは、熱交換器を介して間接的に水を加熱するようにしてもよい。水温センサは、給水管路内の静水あるいは流水の温度を検出するものであり、その感温部は給水管路内に設けられることが好ましい。また水温検出の時間遅れを避けるために、感温部自身の熱容量は小さいことが好ましい。   First, the configuration of the electric heating instantaneous water heater will be described. The water supply pipe is a part that is connected to a water supply source and supplies water. The flow rate adjusting valve is disposed in the middle of the water supply pipeline, and is a portion that adjusts the flow rate of water by opening and closing the pipeline and adjusting the opening. The flow rate adjustment valve can be controlled from a control device, and for example, an electromagnetic valve can be applied. A heating unit is further provided in the middle of the water supply pipeline. The heating unit includes a water temperature sensor that detects the water temperature and an electric heater that adds Joule heat to the water. The electric heater is a resistor that generates Joule heat. For example, the electric heater can be disposed so as to be wound around a water supply pipe and to heat water through the pipe wall. Or you may make it heat water indirectly via a heat exchanger. The water temperature sensor detects the temperature of still water or running water in the water supply pipe, and the temperature sensing part is preferably provided in the water supply pipe. In order to avoid a time delay in detecting the water temperature, it is preferable that the heat capacity of the temperature sensing unit itself is small.

制御装置は、設定部、入力部、演算部、出力部からなり、例えば、マイクロコンピュータを応用した電子制御装置を用い、内蔵されたソフトウェアで制御を行うようにして、構成することができる。設定部は、使用者が所望する目標流量と目標水温とを設定する部位である。入力部は、水温センサの検出水温を電気信号の形態で取り込む部位である。演算部は、内蔵されたソフトウェアや定数テーブルに基づいて内部演算を行う部位である。出力部は、ソフトウェアの指示や内部演算の結果に基づいて、流量調整弁と電熱ヒータとに制御信号を出力する部位である。   The control device includes a setting unit, an input unit, a calculation unit, and an output unit. For example, an electronic control device to which a microcomputer is applied can be used to control with built-in software. A setting part is a site | part which sets the target flow volume and target water temperature which a user desires. An input part is a site | part which takes in the detection water temperature of a water temperature sensor with the form of an electrical signal. The calculation unit is a part that performs an internal calculation based on built-in software or a constant table. The output unit is a part that outputs a control signal to the flow rate adjusting valve and the electric heater based on the instruction of the software and the result of the internal calculation.

次に、上述のように構成された電熱式瞬間給湯器の制御方法について説明する。本発明の制御方法は、電圧算出ステップ、静水加熱ステップ、電圧再算ステップ、流水加熱ステップの4ステップで構成されている。   Next, a control method of the electric heating instantaneous water heater configured as described above will be described. The control method of the present invention comprises four steps: a voltage calculation step, a still water heating step, a voltage recalculation step, and a running water heating step.

電圧算出ステップでは、制御装置は、流量調整弁を閉じて水を静止した状態とし、電熱ヒータに通電して所定の静水加熱時間にわたり加熱する。ここで、加えられたジュール熱の総量から外部への放熱量を差し引いた有効熱量が、加熱部の水温上昇に寄与するという熱量収支の方程式を考えることができる。まず、加熱開始の時刻t=0から単位時間経過したときの方程式は数式1で与えられる。ここで、Rは電熱ヒータの抵抗値、Vは電源電圧、uは電圧低減率、Lは外部への放熱量、Cは加熱部の熱容量、T(t)は時刻tにおける検出水温、をそれぞれ示している。電源電圧Vは、未知ではあるが電圧算出を行おうとする短い時間スパンでは一定と考えてもよい量である。電圧低減率uは、電熱ヒータに供給する電圧実効値を低減する比率を意味する。電圧低減率uは、制御装置自身が設定する時間的に可変な制御量である。外部への放熱量Lは、給湯器の構造に依存するが、良好な断熱性を有する場合には無視することができる。無視できない場合には、実験的に放熱量Lを求め、例えばジュール熱の関数で表現するようにしてもよい。関数形としては、例えばジュール熱の一定の比率とすることができ、あるいは二次以上の関数とすることもできる。加熱部の熱容量Cは、水だけでなく給水管路自体などの構成部材をも考慮したものである。外部への放熱量L及び加熱部の熱容量Cの数値は、前もって制御装置内に定数テーブルあるいは演算式として格納しておくことができる。検出水温T(t)は、水温センサで実測される量である。なお、水の体積比熱は1であるため、数式中では省略してある。   In the voltage calculation step, the control device closes the flow rate adjustment valve to bring the water to a stationary state, energizes the electric heater, and heats it for a predetermined hydrostatic heating time. Here, it is possible to consider a calorie balance equation in which the effective amount of heat obtained by subtracting the amount of heat released to the outside from the total amount of Joule heat added contributes to an increase in the water temperature of the heating unit. First, the equation when the unit time has elapsed from the time t = 0 when heating is started is given by Equation 1. Here, R is the resistance value of the electric heater, V is the power supply voltage, u is the voltage reduction rate, L is the amount of heat released to the outside, C is the heat capacity of the heating unit, and T (t) is the detected water temperature at time t. Show. The power supply voltage V is an amount that is unknown but may be considered constant in a short time span in which voltage calculation is performed. The voltage reduction rate u means a ratio for reducing the effective voltage value supplied to the electric heater. The voltage reduction rate u is a temporally variable control amount set by the control device itself. The amount of heat radiation L to the outside depends on the structure of the water heater, but can be ignored when it has good heat insulation. If it cannot be ignored, the heat release amount L may be obtained experimentally and expressed as a function of Joule heat, for example. As the function form, for example, a constant ratio of Joule heat can be used, or a function of second order or higher can be used. The heat capacity C of the heating unit takes into account not only water but also components such as the water supply pipe itself. The numerical values of the heat radiation amount L to the outside and the heat capacity C of the heating unit can be stored in advance in the control device as a constant table or an arithmetic expression. The detected water temperature T (t) is an amount actually measured by the water temperature sensor. Since the volume specific heat of water is 1, it is omitted in the formula.

Figure 0005077635
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次に、静水加熱時間tsにわたる加熱を考えると、熱量収支は数式1の積分形である数式2によって与えられる。静水加熱時間tsや前述の電圧低減率uは任意に設定することができるが、目標水温には到達せず、かつ電源電圧Vを精度良く算出できるくらいに加熱部の水温が上昇する程度とすることが好ましい。ここで、電源電圧V以外は既知量であるので、電源電圧Vを算出することができる。電圧算出ステップは給湯を行っていない任意の時間帯に、随意に行うことができる。   Next, considering the heating over the hydrostatic heating time ts, the heat balance is given by Equation 2 which is the integral form of Equation 1. The hydrostatic heating time ts and the voltage reduction rate u described above can be set arbitrarily, but the water temperature of the heating unit does not reach the target water temperature and the power supply voltage V can be accurately calculated. It is preferable. Here, since the amount other than the power supply voltage V is a known amount, the power supply voltage V can be calculated. The voltage calculation step can be optionally performed during an arbitrary time period when hot water is not supplied.

Figure 0005077635
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静水加熱ステップでは、算出された前記電源電圧をもとにして、検出水温を目標水温にあわせるように電熱ヒータを制御する。つまり、目標水温と検出水温との温度差に熱容量Cを乗じ、放熱量Lを加えた総熱量を電熱ヒータで発生させる。このとき、できるだけ短時間で定常状態に到達するために、フィードバック制御を行うことが好ましい。すなわち、最初は電熱ヒータの発熱量を大きめとしておき、検出水温が目標水温に近づくにつれて発熱量を低減するように制御することが好ましい。   In the still water heating step, the electric heater is controlled so that the detected water temperature matches the target water temperature based on the calculated power supply voltage. That is, the electric heater generates the total amount of heat obtained by multiplying the temperature difference between the target water temperature and the detected water temperature by the heat capacity C and adding the heat radiation amount L. At this time, it is preferable to perform feedback control in order to reach a steady state in as short a time as possible. That is, it is preferable that the heat generation amount of the electric heater is initially increased, and control is performed so that the heat generation amount is reduced as the detected water temperature approaches the target water temperature.

検出水温が目標水温に一致した時点で、給湯の準備が完了したことになる。ここで、給湯の指示を受けると、制御装置の電圧再算ステップが機能する。   When the detected water temperature matches the target water temperature, preparation for hot water supply is completed. Here, when a hot water supply instruction is received, the voltage recalculation step of the control device functions.

電圧再算ステップでは、制御装置は、目標流量にあわせるように流量調整弁を開いて水が流れる状態とし、電熱ヒータに通電して所定の流水加熱時間にわたり加熱する。そして、電源電圧Vを再度算出する。算出に際しては、数式2に加えて、さらに流れる水による熱輸送を考慮する必要があり、熱量収支の方程式は数式3に置き換えられる。ここで、Aは単位時間あたりの流量、ΔTは通過する水の加熱部内における温度上昇、をそれぞれ示している。流量Aは、流量調整弁の開度を調整して設定した目標流量A0である。温度上昇ΔTは、例えば、加熱部の入口と出口とに水温センサを設け、検出水温の差から求めることができる。ここで、電源電圧V以外は既知量であるので、電源電圧Vを再度算出することができる。電圧再算ステップは、給湯開始時に行うことが好ましい。   In the voltage recalculation step, the control device opens the flow rate adjustment valve so as to match the target flow rate so that water flows, energizes the electric heater and heats it for a predetermined flowing water heating time. Then, the power supply voltage V is calculated again. In the calculation, it is necessary to consider heat transport by flowing water in addition to Equation 2, and the equation of heat balance is replaced by Equation 3. Here, A represents the flow rate per unit time, and ΔT represents the temperature rise in the heating part of the passing water. The flow rate A is a target flow rate A0 set by adjusting the opening of the flow rate adjustment valve. The temperature rise ΔT can be obtained from, for example, a difference in detected water temperature by providing water temperature sensors at the inlet and outlet of the heating unit. Here, since the amount other than the power supply voltage V is a known amount, the power supply voltage V can be calculated again. The voltage recalculation step is preferably performed at the start of hot water supply.

Figure 0005077635
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流水加熱ステップでは、再度算出された前記電源電圧をもとにして、検出水温を目標水温にあわせるように電熱ヒータを制御する。ここでも、フィードバック制御を行い、供給される温水の目標水温からの逸脱を抑制することが好ましい。なお、流水加熱ステップの実施中に、随時電圧再算ステップを並行して行うこともできる。   In the flowing water heating step, the electric heater is controlled so that the detected water temperature matches the target water temperature based on the power supply voltage calculated again. Again, it is preferable to perform feedback control to suppress deviation from the target water temperature of the supplied hot water. In addition, during implementation of a flowing water heating step, a voltage recalculation step can also be performed at any time.

前記電熱式瞬間給湯器はシャワートイレに用いられるとともに着座検出センサ及び洗浄指示スイッチを備え、使用者の着座を検出したときに前記電圧算出ステップ及び前記静水加熱ステップを実施し、該洗浄指示スイッチがオンされたときに前記電圧再算ステップ及び前記流水加熱ステップを実施する、ことが好ましい。   The electric heating instantaneous water heater is used in a shower toilet and includes a seating detection sensor and a washing instruction switch. When the user's seating is detected, the voltage calculation step and the still water heating step are performed, and the washing instruction switch Preferably, the voltage recalculation step and the flowing water heating step are performed when turned on.

本発明の電熱式瞬間給湯器はシャワートイレに適用することができ、着座検出センサ及び洗浄指示スイッチを備えることが好ましい。そして、使用者の着座を検出したときに電圧算出ステップ及び静水加熱ステップを実施することが好ましい。これによって、加熱部内の水は短時間のうちに目標水温まで加熱されて待機状態となる。次いで、洗浄指示スイッチがオンされたときに電圧再算ステップ及び流水加熱ステップを実施することが好ましい。これによって、所望する目標流量、目標水温の温水が、遅滞なく供給される。   The electric hot water heater of the present invention can be applied to a shower toilet, and preferably includes a seating detection sensor and a cleaning instruction switch. And when a user's seating is detected, it is preferable to implement a voltage calculation step and a still water heating step. Thereby, the water in the heating unit is heated to the target water temperature in a short time and enters a standby state. Next, it is preferable to perform a voltage recalculation step and a flowing water heating step when the cleaning instruction switch is turned on. As a result, the desired target flow rate and hot water at the target water temperature are supplied without delay.

なお、流水加熱ステップを実施して給湯している最中に、目標流量、目標水温が設定変更されるケースも考えられる。このときには、一旦流量調整弁を閉じて電圧算出ステップから再度行うようにしてもよく、あるいは、流量調整弁や電熱ヒータの制御を連続的に変えながら、電圧再算ステップ及び流水加熱ステップを再度行うようにしてもよい。   In addition, there may be a case where the target flow rate and the target water temperature are set and changed during the hot water supply by performing the flowing water heating step. At this time, the flow rate adjusting valve may be closed once and the voltage calculation step may be performed again, or the voltage recalculation step and the running water heating step are performed again while continuously changing the control of the flow rate adjustment valve and the electric heater. You may do it.

前記水温センサは前記加熱部の入口水温及び出口水温をそれぞれ検出する入口水温センサ及び出口水温センサであり、前記入口水温、前記出口水温、または前記入口水温と前記出口水温との平均値、のいずれかを前記加熱部の水温とする、ことが好ましい。 Any The coolant temperature sensor is inlet water temperature sensor and an outlet water temperature sensor for detecting respectively the inlet water temperature and outlet water temperature of the heating portion, the inlet water temperature, the mean value of the outlet water temperature and the inlet coolant temperature and the outlet water temperature, the It is preferable that the water temperature of the heating unit is set.

加熱部の水温を検出する水温センサには、2つの機能が必要とされる。第1の機能は加熱部自体の温度変化を検出することであり、第2の機能は通過する水の温度上昇を検出することである。第2の機能を達成するためには、加熱部の入口水温と出口水温とを検出することが必要であり、センサの配置も必然的に定まる。一方、第1の機能を達成するためには、本来加熱部の平均温度を検出することが好ましい。電熱ヒータが加熱部内を均一に加熱する構造になっている場合、静水状態における加熱部内はすぐ等温となるが、過渡状態において入口と出口で温度差がある場合は、加熱部の平均温度を入口水温と出口水温との平均値とすることが妥当である。流水状態では、この平均値を加熱部の平均温度とすることが妥当である。勿論、加熱部の平均温度を求めるために、中央付近の平均温度を呈する箇所に3つめの水温センサを設けるようにしてもよい。構造上の制約で均一な加熱が期待できない場合、加熱部内の温度分布は複雑化する。したがって、入口水温や出口水温で平均温度を代表することは難しい。このときには、実験的な手法を用いて、検出した水温に何らかの補正を行って、加熱部の平均温度を求めることが好ましい。このとき、補正が複雑化しても、制御装置の演算部では定数テーブルまたは演算式により、自動で行うことができる。   The water temperature sensor that detects the water temperature of the heating unit needs two functions. The first function is to detect the temperature change of the heating unit itself, and the second function is to detect the temperature rise of the passing water. In order to achieve the second function, it is necessary to detect the inlet water temperature and the outlet water temperature of the heating unit, and the arrangement of the sensors is inevitably determined. On the other hand, in order to achieve the first function, it is preferable to detect the average temperature of the heating unit. When the electric heater has a structure that heats the inside of the heating part uniformly, the inside of the heating part in the still water state is immediately isothermal, but if there is a temperature difference between the inlet and the outlet in the transient state, the average temperature of the heating part is entered. It is appropriate to set the average value of the water temperature and the outlet water temperature. In the flowing water state, it is appropriate to set this average value as the average temperature of the heating section. Of course, in order to obtain the average temperature of the heating unit, a third water temperature sensor may be provided at a location exhibiting an average temperature near the center. When uniform heating cannot be expected due to structural constraints, the temperature distribution in the heating section becomes complicated. Therefore, it is difficult to represent the average temperature by the inlet water temperature or the outlet water temperature. At this time, it is preferable to obtain an average temperature of the heating unit by performing some correction on the detected water temperature using an experimental method. At this time, even if the correction is complicated, the arithmetic unit of the control device can automatically perform the correction by using a constant table or an arithmetic expression.

前記電圧再算ステップで再度算出された前記電源電圧と、前記加熱部の前記熱容量及び前記水温上昇値と、外部への前記放熱量と、から実流量を算出する流量確認ステップを有する、ことが好ましい。 And said power supply voltage calculated again by the voltage re calculation step, said having said heat capacity and the temperature rise value of the heating unit, the amount of heat released to the outside, the flow rate confirmation step of calculating the actual flow rate from it preferable.

電圧再算ステップで、数式3を用いて電源電圧Vを算出した後の任意の時刻では、数式3の流量Aを未知数と考え、算出した電源電圧Vを代入することにより、実流量A1を求めることができる。この流量確認ステップにより、実流量A1が目標流量A0に一致しているか、また実流量A1が時間的に変動していないか、を確認することができる。   At an arbitrary time after calculating the power supply voltage V using Equation 3 in the voltage recalculation step, the actual flow rate A1 is obtained by substituting the calculated power supply voltage V, considering the flow rate A of Equation 3 as an unknown. be able to. Through this flow rate confirmation step, it is possible to confirm whether the actual flow rate A1 matches the target flow rate A0 and whether the actual flow rate A1 has changed over time.

前記静水加熱ステップ及び前記流水加熱ステップで、前記電熱ヒータに供与する電圧の実効値を制御する、ことが好ましい。また、前記静水加熱ステップ及び前記流水加熱ステップで、前記電熱ヒータの抵抗値を制御する、ようにしてもよい。   It is preferable that the effective value of the voltage supplied to the electric heater is controlled in the still water heating step and the flowing water heating step. Further, the resistance value of the electric heater may be controlled in the still water heating step and the flowing water heating step.

制御部が行う電熱ヒータの制御としては、供与する電圧の実効値を制御することが好ましく、既に説明した電圧低減率uの制御が相当する、電圧低減率uの変更は、例えば通電位相制御により交流電圧1サイクル中の通電時間範囲を制御することで実現される。あるいは変圧比可変の変圧機能を備えるようにしてもよい。また、別法として電熱ヒータの抵抗値を制御するようにしてもよい。例えば、電熱ヒータを複数の抵抗体で形成してやれば、適宜結線を変更して抵抗値を変更することができる。また、摺動式の可変抵抗を用いてもよい。勿論、供与する電圧と抵抗値との両方を可変に制御するようにしてもよい。いずれの方法でも、電熱ヒータのジュール発熱量を可変に制御することができる。   As the control of the electric heater performed by the control unit, it is preferable to control the effective value of the supplied voltage, and the change of the voltage reduction rate u corresponding to the control of the voltage reduction rate u described above is performed by, for example, energization phase control. This is realized by controlling the energization time range in one cycle of AC voltage. Or you may make it provide the transformation function of variable transformation ratio. Alternatively, the resistance value of the electric heater may be controlled. For example, if the electric heater is formed of a plurality of resistors, the resistance value can be changed by appropriately changing the connection. A sliding variable resistor may be used. Of course, both the supplied voltage and the resistance value may be variably controlled. In any method, the Joule heat generation amount of the electric heater can be variably controlled.

本発明の電熱式瞬間給湯器は、水を供給する給水管路と、該給水管路の途中に配設される流量調整弁と、水温を検出する水温センサと該水にジュール熱を加える電熱ヒータとからなり該給水管路の途中に配設される加熱部と、所望する目標流量と目標水温とを設定する設定部及び該水温センサの検出水温を取り込む入力部及び内部演算を行う演算部及び該流量調整弁と該電熱ヒータとを制御する出力部からなる制御装置と、を備える電熱式瞬間給湯器であって、前記制御装置は、前記流量調整弁を閉じ前記電熱ヒータで所定の静水加熱時間にわたり加熱したとき、前記加熱部の熱容量及び水温上昇値と外部への放熱量とから電源電圧を算出する電圧算出手段と、算出された前記電源電圧をもとにして前記検出水温を前記目標水温にあわせるように前記電熱ヒータを制御する静水加熱手段と、前記目標流量にあわせるように前記流量調整弁を開き前記電熱ヒータで所定の流水加熱時間にわたり加熱したとき、前記加熱部の熱容量及び水温上昇値と外部への放熱量と目標流量とから電源電圧を再度算出する電圧再算手段と、再度算出された前記電源電圧をもとにして前記検出水温を前記目標水温にあわせるように前記電熱ヒータを制御する流水加熱手段と、を有することを特徴とする。   The instant electric water heater of the present invention includes a water supply pipe for supplying water, a flow rate adjusting valve disposed in the middle of the water supply pipe, a water temperature sensor for detecting water temperature, and electric heat for adding Joule heat to the water. A heating unit comprising a heater and disposed in the middle of the water supply pipeline, a setting unit for setting a desired target flow rate and a target water temperature, an input unit for taking in the detected water temperature of the water temperature sensor, and a calculation unit for performing internal calculations And an electric heating instantaneous water heater comprising an output unit for controlling the flow rate adjusting valve and the electric heater, wherein the control device closes the flow rate adjusting valve and performs predetermined static water with the electric heater. When heated for a heating time, voltage calculation means for calculating a power supply voltage from the heat capacity and water temperature rise value of the heating unit and the amount of heat radiation to the outside, and the detected water temperature based on the calculated power supply voltage Match the target water temperature And a hydrostatic heating means for controlling the electric heater, and when the electric heater is heated for a predetermined flowing water heating time by opening the flow rate adjusting valve so as to match the target flow rate, the heat capacity and water temperature rise value of the heating unit and the external Voltage recalculation means for recalculating the power supply voltage from the heat dissipation amount and the target flow rate, and controlling the electric heater so that the detected water temperature matches the target water temperature based on the recalculated power supply voltage And running water heating means.

本発明の制御方法を構成する4ステップは、制御装置のソフトウェア上の手段で実現することができ、したがって電熱式瞬間給湯器として実現することができる。本発明の電熱式瞬間給湯器は、電圧計や流量計を必要としないので、省スペースで低コストとすることができる。   The four steps constituting the control method of the present invention can be realized by means of software of the control device, and thus can be realized as an electric heating instantaneous water heater. Since the electric heating instantaneous water heater of the present invention does not require a voltmeter or a flow meter, it can save space and be low in cost.

上述の本発明の電熱式瞬間給湯器及の制御方法によれば、電圧算出ステップ及び電圧再算ステップで電源電圧を算出するので、供給する温水の温度を高精度に管理でき、また流量確認ステップにより流量を高精度に管理できる。さらに、電圧計や流量計を必要としないので、省スペースで低コストである電熱式瞬間給湯器を提供することができる。   According to the control method for the electric heating instantaneous water heater and the above-described present invention, the power supply voltage is calculated in the voltage calculation step and the voltage recalculation step. Can manage the flow rate with high accuracy. Furthermore, since a voltmeter and a flow meter are not required, it is possible to provide an electric heating instantaneous water heater that is space-saving and low-cost.

本発明を実施するための最良の形態を、図1〜図3を参考にして説明する。図1は、本発明の実施例の電熱式瞬間給湯器を説明する図である。実施例の電熱式瞬間給湯器1はシャワートイレに組み込まれて使用されるものであり、給水管路2、流量調整弁3、加熱部4、制御装置5、で構成されている。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram illustrating an electric heating instantaneous water heater according to an embodiment of the present invention. The electric heating instantaneous water heater 1 of the embodiment is used by being incorporated in a shower toilet, and is composed of a water supply pipe line 2, a flow rate adjusting valve 3, a heating unit 4, and a control device 5.

給水管路2は、図略の給水源に接続されて、水を供給する部位である。給水管路の途中には、給水源側から加熱部4と流量調整弁3とが配設されている。流量調整弁3には電磁弁が用いられ、後述するように制御部5の出力部54によって制御され、給水管路2の開閉及び開度の調整が行われて、水の流量が調整されるようになっている。   The water supply pipe 2 is a part that is connected to a water supply source (not shown) and supplies water. In the middle of the water supply pipe, a heating unit 4 and a flow rate adjusting valve 3 are arranged from the water supply source side. As will be described later, an electromagnetic valve is used as the flow rate adjusting valve 3 and is controlled by the output unit 54 of the control unit 5 to adjust the flow rate of water by opening and closing the feed water pipe 2 and adjusting the opening degree. It is like that.

加熱部4は、セラミックヒータ41と入口水温センサ45及び出口温度センサ46とからなっている。セラミックヒータ41はジュール熱を発生する抵抗体であり、給水管路の外周面に配設されている。また、セラミックヒータ41には温度ヒューズ411が付属され、水温過昇時に電流IHを遮断するようになっている。セラミックヒータ41は、制御部5の電圧調整部55と、電源線412によって接続されている。入口水温センサ45は、セラミックヒータ41の上流側付近の給水管路2内部に感温部451が配置され、出力線452は制御部5の入力部52に接続されている。出口水温センサ46は、セラミックヒータ41の下流側付近の給水管路2内部に感温部461が配置され、出力線462は制御部5の入力部52に接続されている。入口水温センサ45と出口水温センサ46とにより、給水管路2内の水温が検出されるようになっている。   The heating unit 4 includes a ceramic heater 41, an inlet water temperature sensor 45, and an outlet temperature sensor 46. The ceramic heater 41 is a resistor that generates Joule heat, and is disposed on the outer peripheral surface of the water supply pipeline. Further, a thermal fuse 411 is attached to the ceramic heater 41 so as to cut off the current IH when the water temperature rises. The ceramic heater 41 is connected to the voltage adjusting unit 55 of the control unit 5 by a power line 412. In the inlet water temperature sensor 45, a temperature sensing unit 451 is disposed inside the water supply pipe 2 near the upstream side of the ceramic heater 41, and the output line 452 is connected to the input unit 52 of the control unit 5. In the outlet water temperature sensor 46, a temperature sensing unit 461 is disposed inside the water supply pipe 2 near the downstream side of the ceramic heater 41, and the output line 462 is connected to the input unit 52 of the control unit 5. The inlet water temperature sensor 45 and the outlet water temperature sensor 46 detect the water temperature in the water supply pipe 2.

制御装置5は、設定部51、入力部52、演算部53、出力部54、電圧調整部55からなり、マイクロコンピュータを応用した電子制御装置で構成されている。設定部51は、目標水温T0を設定する水温設定スイッチ511、目標流量A0を設定する流量設定スイッチ512、温水の供給を指示する洗浄指示スイッチ513、便座91への着座状態を検出する着座検出センサ514を備えている。水温設定スイッチ511及び流量設定スイッチ512は可変式で、使用者が所望する値を選択設定できるようになっている。洗浄指示スイッチ513は、使用者がオンとオフとを指示できるようになっている。着座検出センサ514は、使用者の着座及び脱座を自動検出するようになっている。これらの情報は演算部53に伝達されるように構成されている。入力部52は、入口水温センサ51及び出口水温センサ46の検出水温を電気信号の形態で取り込み、演算部53に伝達するように構成されている。   The control device 5 includes a setting unit 51, an input unit 52, a calculation unit 53, an output unit 54, and a voltage adjustment unit 55, and is configured by an electronic control device to which a microcomputer is applied. The setting unit 51 includes a water temperature setting switch 511 for setting the target water temperature T0, a flow rate setting switch 512 for setting the target flow rate A0, a washing instruction switch 513 for instructing the supply of hot water, and a seating detection sensor for detecting the seating state on the toilet seat 91. 514. The water temperature setting switch 511 and the flow rate setting switch 512 are variable, and a user can select and set desired values. The cleaning instruction switch 513 can be turned on and off by the user. The seating detection sensor 514 automatically detects the user's seating and unseating. These pieces of information are configured to be transmitted to the calculation unit 53. The input unit 52 is configured to take in the detected water temperatures of the inlet water temperature sensor 51 and the outlet water temperature sensor 46 in the form of an electrical signal and transmit them to the calculation unit 53.

演算部53は、内蔵されたソフトウェアや定数テーブルに基づいて、数式1〜数式3の内部演算を行う部位である。内部演算に先立ち、設定部51及び入力部52から必要な情報を取り込むのは当然である。そして、演算結果に基き、出力部54に制御信号を伝達するように構成されている。出力部54は、演算部53からの制御信号にしたがって、流量調整弁3に開度を指示する制御信号を出力し、また電圧調整部55を制御するように構成されている。   The calculation unit 53 is a part that performs internal calculations of Formulas 1 to 3 based on built-in software and a constant table. Naturally, necessary information is fetched from the setting unit 51 and the input unit 52 prior to the internal calculation. Based on the calculation result, the control signal is transmitted to the output unit 54. The output unit 54 is configured to output a control signal instructing the opening degree to the flow rate adjusting valve 3 and to control the voltage adjusting unit 55 in accordance with a control signal from the calculation unit 53.

電圧調整部55は、一般家庭用の交流電源92を入力とし、出力部54の制御にしたがって電圧低減率uを制御した後、セラミックヒータ41へ給電するように構成されている。電圧低減率uは、交流電圧1サイクル中の通電位相範囲を可変制御することによって変更され、電熱ヒータ41に供与される電圧実効値VHが調整されるようになっている。なお、制御部5自体も交流電源92で駆動されるように構成されており、水温センサ45、46の動作電源は制御部5から供給するようになっている。   The voltage adjustment unit 55 is configured to receive a general household AC power supply 92 as an input, control the voltage reduction rate u according to the control of the output unit 54, and then supply power to the ceramic heater 41. The voltage reduction rate u is changed by variably controlling the energization phase range in one cycle of AC voltage, and the effective voltage value VH supplied to the electric heater 41 is adjusted. The control unit 5 itself is also configured to be driven by an AC power source 92, and the operation power for the water temperature sensors 45 and 46 is supplied from the control unit 5.

次に、図1の実施例の電熱式瞬間給湯器1の操作手順、制御方法について、図2を参考にして説明する。図2は実施例の電熱式瞬間給湯器1の動作を説明する動作フロー図であり、図中のカッコ付きの項目番号は以降の説明中に対応して記載されている。   Next, the operation procedure and control method of the electric heating instantaneous water heater 1 of the embodiment of FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an operation flowchart for explaining the operation of the electric heating instantaneous water heater 1 of the embodiment, and item numbers with parentheses in the figure are described correspondingly in the following description.

まず、使用者により目標水温T0と目標流量A0とが、制御装置5の設定部51で設定される(1)。設定値はいつでも変更できるようになっており、演算部53は常に設定値を把握している。制御装置5は、常時は着座待機状態(2)で着座検出センサ514の検出状態に注目している。そして、使用者が便座91に着座して着座検出センサ514が着座状態を検出すると、電圧算出ステップ(3)を実行し、数式2を用いて交流電源92の電源電圧Vを算出する。続いて静水加熱ステップ(4)を実行して、検出温度が目標温度T0に達するまで加熱を行う。加熱が終了した時点で給湯の準備が完了したことになり、洗浄指示を待つ待機状態となる。   First, the target water temperature T0 and the target flow rate A0 are set by the user in the setting unit 51 of the control device 5 (1). The set value can be changed at any time, and the calculation unit 53 always knows the set value. The control device 5 always pays attention to the detection state of the seating detection sensor 514 in the seating standby state (2). When the user sits on the toilet seat 91 and the seating detection sensor 514 detects the seating state, the voltage calculation step (3) is executed, and the power supply voltage V of the AC power supply 92 is calculated using Equation 2. Subsequently, the still water heating step (4) is performed, and heating is performed until the detected temperature reaches the target temperature T0. When the heating is finished, preparation for hot water supply is completed, and a standby state is waited for a cleaning instruction.

洗浄指示待機状態(5)では、着座検出センサ514の検出状態と、洗浄指示スイッチ513に注目している。ここで、使用者が脱座すなわち便座から離れると、着座検出センサ514は脱座を検出し、着座待機状態(2)に戻る。つまり、使用者が温水を使用することなくトイレを去ったものと判断して、次の使用の機会を待機することを意味している。使用者が一時的に便座91から腰を浮かしただけの場合、着座待機状態(2)で再度着座が検出されて、短時間のうちに洗浄指示待機状態(5)まで戻る。洗浄指示待機状態(5)で、着座しつつも洗浄指示スイッチ513が操作されない間は、同じ待機状態(5)を維持する。着座状態で洗浄指示スイッチ513がオンされると、電圧再算ステップ(6)を実行し、数式3を用いて交流電源92の電源電圧Vを再度算出する。続いて流水加熱ステップ(7)を実行して、目標温度T0の温水を供給する。   In the cleaning instruction standby state (5), attention is paid to the detection state of the seating detection sensor 514 and the cleaning instruction switch 513. Here, when the user leaves the seat, that is, away from the toilet seat, the seating detection sensor 514 detects the seating and returns to the seating standby state (2). That is, it means that the user has left the toilet without using hot water and waits for the next use opportunity. When the user has just floated from the toilet seat 91, the seating is detected again in the seating standby state (2) and returns to the cleaning instruction standby state (5) in a short time. The same standby state (5) is maintained while the cleaning instruction switch 513 is not operated while sitting in the cleaning instruction standby state (5). When the cleaning instruction switch 513 is turned on in the seated state, the voltage recalculation step (6) is executed, and the power supply voltage V of the AC power supply 92 is calculated again using Equation 3. Subsequently, a running water heating step (7) is executed to supply hot water having a target temperature T0.

続いて、流量確認ステップ(8)を実行し、数式3を用いて実流量A1を確認する。なお、この流量確認ステップ(8)は必須ではなく、省略しても、あるいはある頻度で間欠的に実施してもよい。次の終了待機状態(9)では、温水の供給と並行して、着座検出センサ514の検出状態と、洗浄指示スイッチ513に注目している。ここで、使用者が脱座すなわち便座から離れると、着座検出センサ514は脱座を検出し、着座待機状態(2)に戻る。つまり、使用者がトイレを去ったものと判断して、次の使用の機会を待機することを意味している。終了待機状態で、着座しつつも洗浄指示スイッチ513が操作されない間は、流水加熱ステップ(7)による温水の供給を継続する。着座状態で洗浄指示スイッチ513がオフされると、洗浄の終了が指示されたと判断して洗浄指示待機状態(5)に戻る。ここで、再度洗浄指示スイッチ513がオンされれば、電圧再算ステップ(6)及び流水加熱ステップを実行して、温水を再度供給し、脱座されれば着座待機状態(2)に戻る。   Subsequently, the flow rate confirmation step (8) is executed, and the actual flow rate A1 is confirmed using Equation 3. This flow rate confirmation step (8) is not essential and may be omitted or may be performed intermittently at a certain frequency. In the next end standby state (9), attention is paid to the detection state of the seating detection sensor 514 and the washing instruction switch 513 in parallel with the supply of hot water. Here, when the user leaves the seat, that is, away from the toilet seat, the seating detection sensor 514 detects the seating and returns to the seating standby state (2). In other words, it means that the user has left the toilet and waits for the next use opportunity. While the washing instruction switch 513 is not operated while sitting in the end standby state, the supply of warm water by the running water heating step (7) is continued. When the cleaning instruction switch 513 is turned off in the sitting state, it is determined that the end of cleaning is instructed, and the process returns to the cleaning instruction standby state (5). Here, if the washing instruction switch 513 is turned on again, the voltage recalculation step (6) and the running water heating step are executed, hot water is supplied again, and if it is removed, the seating standby state (2) is restored.

次に、熱量収支の考え方について、図3を参考にして説明する。図3は実施例の電熱式瞬間給湯器1における熱量フローを模式的に説明する図である。図示されるように、電気エネルギは交流電源92から供給され、電圧制御部55で低減され、セラミックヒータ41で熱エネルギに変換される。熱エネルギは、温水の加熱と、加熱部4の温度上昇と、外部への放熱量Lと、によって消費される。図中斜線を付した帯の幅は、概略熱量の大小を示している。図示されるように、交流電源92の電源電圧Vは、電圧調整部55によって電圧低減率uが乗じられ、実効値uVの供与電圧VHがセラミックヒータ41に給電される。これによって、抵抗値Rのセラミックヒータ41では電気エネルギがジュール熱の熱量Qに変換される。熱量Qの一部は利用されずに外部への放熱量Lとなり、残りの有効熱量は、温水の加熱と加熱部4自体の温度上昇とに利用される。温水の加熱に利用された熱量は、水の流量A0と体積比熱(=1)と温度上昇ΔTとの積で表される。加熱部4自体の温度上昇に利用された熱量は、加熱部の熱容量Cと温度上昇分との積で表される。   Next, the concept of the heat balance will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the heat flow in the electric heating instantaneous water heater 1 of the embodiment. As shown in the figure, electric energy is supplied from an AC power source 92, reduced by the voltage control unit 55, and converted into thermal energy by the ceramic heater 41. Thermal energy is consumed by heating the warm water, increasing the temperature of the heating unit 4, and the amount of heat radiation L to the outside. The width of the hatched band in the figure indicates the approximate amount of heat. As shown in the figure, the power supply voltage V of the AC power supply 92 is multiplied by the voltage reduction rate u by the voltage adjustment unit 55, and the supply voltage VH having an effective value uV is supplied to the ceramic heater 41. As a result, in the ceramic heater 41 having the resistance value R, the electric energy is converted into a heat quantity Q of Joule heat. A part of the heat quantity Q is not used but becomes a heat release amount L to the outside, and the remaining effective heat quantity is used for heating the hot water and increasing the temperature of the heating unit 4 itself. The amount of heat used for heating the hot water is represented by the product of the water flow rate A0, the volume specific heat (= 1), and the temperature rise ΔT. The amount of heat used to increase the temperature of the heating unit 4 itself is represented by the product of the heat capacity C of the heating unit and the temperature increase.

上述の説明を数式で表現した数式が数式3であり、数式3で流量A0=0とした数式が数式2である。セラミックヒータは、加熱部4内をほぼ一様に加熱するため、数式2中の加熱部の温度T(t)には、出口温度センサ46の検出水温を用いることができる。また、数式3における水の温度上昇ΔTは、出口温度センサ46の検出水温から入口温度センサ45の検出水温を差し引いて求めることができる。   A mathematical expression expressing the above description with a mathematical expression is Numerical Expression 3, and a mathematical expression with the flow rate A0 = 0 in Numerical Expression 3 is Numerical Expression 2. Since the ceramic heater heats the inside of the heating unit 4 substantially uniformly, the detected water temperature of the outlet temperature sensor 46 can be used as the temperature T (t) of the heating unit in Equation 2. Further, the water temperature increase ΔT in Formula 3 can be obtained by subtracting the detected water temperature of the inlet temperature sensor 45 from the detected water temperature of the outlet temperature sensor 46.

以上説明したように、実施例の電熱式瞬間給湯器1によれば、本発明の制御方法を実行することができる。実施例の電熱式瞬間給湯器1は電流計も流量計も不要であり、省スペースで低コストとなっている。   As described above, according to the electric heating instantaneous water heater 1 of the embodiment, the control method of the present invention can be executed. The electric heating instantaneous water heater 1 of the embodiment does not require an ammeter or a flow meter, and is space-saving and low-cost.

本発明の実施例でシャワートイレに組み込まれた電熱式瞬間給湯器を説明する図である。It is a figure explaining the electric heating type instant water heater incorporated in the shower toilet in the Example of this invention. 図1の実施例の電熱式瞬間給湯器の動作を説明する動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart explaining operation | movement of the electric heating type instantaneous water heater of the Example of FIG. 図1の実施例の電熱式瞬間給湯器における熱量フローを模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates typically the calorie | heat amount flow in the electric heating type instantaneous water heater of the Example of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1:電熱式瞬間給湯器
2:給水管路
3:流量調整弁
4:加熱部
41:セラミックヒータ 45:入口水温センサ 46:出口温度センサ
5:制御部
51:設定部 52:入力部 53:演算部
54:出力部 55:電圧調整部
91:便座
92:交流電源
V:電源電圧 u:電圧低減率 VH:供与電圧(=uV)
R:電熱ヒータ(セラミックヒータ)の抵抗値
L:外部への放熱量
C:加熱部の熱容量
T0:目標水温 A0:目標流量
T(t):時刻tにおける検出水温
A1:実流量
1: Electric heating type instantaneous water heater 2: Water supply line 3: Flow rate adjusting valve 4: Heating unit
41: Ceramic heater 45: Inlet water temperature sensor 46: Outlet temperature sensor 5: Control unit
51: Setting unit 52: Input unit 53: Calculation unit
54: Output unit 55: Voltage adjustment unit 91: Toilet seat 92: AC power supply V: Power supply voltage u: Voltage reduction rate VH: Supply voltage (= uV)
R: Resistance value of the electric heater (ceramic heater) L: Heat radiation to the outside C: Heat capacity of the heating part T0: Target water temperature A0: Target flow rate T (t): Detected water temperature at time t A1: Actual flow rate

Claims (7)

水を供給する給水管路と、該給水管路の途中に配設される流量調整弁と、水温を検出する水温センサと該水にジュール熱を加える電熱ヒータとからなり該給水管路の途中に配設される加熱部と、所望する目標流量と目標水温とを設定する設定部及び該水温センサの検出水温を取り込む入力部及び内部演算を行う演算部及び該流量調整弁と該電熱ヒータとを制御する出力部からなる制御装置と、を備える電熱式瞬間給湯器の制御方法であって、
前記流量調整弁を閉じ前記電熱ヒータで所定の静水加熱時間にわたり加熱したとき、前記加熱部の熱容量及び水温上昇値と外部への放熱量とから電源電圧を算出する電圧算出ステップと、
算出された前記電源電圧をもとにして前記検出水温を前記目標水温にあわせるように前記電熱ヒータを制御する静水加熱ステップと、
前記目標流量にあわせるように前記流量調整弁を開き前記電熱ヒータで所定の流水加熱時間にわたり加熱したとき、前記加熱部の熱容量及び水温上昇値と外部への放熱量と目標流量とから電源電圧を再度算出する電圧再算ステップと、
再度算出された前記電源電圧をもとにして前記検出水温を前記目標水温にあわせるように前記電熱ヒータを制御する流水加熱ステップと、
を有することを特徴とする電熱式瞬間給湯器の制御方法。
A water supply pipe for supplying water, a flow rate adjusting valve arranged in the middle of the water supply pipe, a water temperature sensor for detecting the water temperature, and an electric heater for adding Joule heat to the water are provided in the middle of the water supply pipe. A heating unit, a setting unit for setting a desired target flow rate and a target water temperature, an input unit for taking in the detected water temperature of the water temperature sensor, a calculation unit for performing an internal calculation, the flow rate adjusting valve, and the electric heater, A control device comprising an output unit for controlling the electric heating instantaneous water heater comprising:
Voltage calculation step of calculating a power supply voltage from the heat capacity and water temperature rise value of the heating unit and the amount of heat radiation to the outside when the flow rate adjustment valve is closed and heated by the electric heater for a predetermined hydrostatic heating time,
A hydrostatic heating step of controlling the electric heater so that the detected water temperature matches the target water temperature based on the calculated power supply voltage;
When the flow rate adjustment valve is opened so as to match the target flow rate and heated by the electric heater for a predetermined flowing water heating time, the power supply voltage is calculated from the heat capacity and water temperature rise value of the heating unit, the heat radiation amount to the outside, and the target flow rate. A voltage recalculation step to calculate again,
A flowing water heating step of controlling the electric heater so that the detected water temperature matches the target water temperature based on the power supply voltage calculated again;
A control method for an electric heating type instantaneous water heater.
前記電熱式瞬間給湯器はシャワートイレに用いられるとともに着座検出センサ及び洗浄指示スイッチを備え、使用者の着座を検出したときに前記電圧算出ステップ及び前記静水加熱ステップを実施し、該洗浄指示スイッチがオンされたときに前記電圧再算ステップ及び前記流水加熱ステップを実施する、請求項1に記載の電熱式瞬間給湯器の制御方法。   The electric heating instantaneous water heater is used in a shower toilet and includes a seating detection sensor and a washing instruction switch. When the user's seating is detected, the voltage calculation step and the still water heating step are performed, and the washing instruction switch The method for controlling an electric heating instantaneous water heater according to claim 1, wherein the voltage recalculation step and the flowing water heating step are performed when turned on. 前記水温センサは前記加熱部の入口水温及び出口水温をそれぞれ検出する入口水温センサ及び出口水温センサであり、前記入口水温、前記出口水温、または前記入口水温と前記出口水温との平均値、のいずれかを前記加熱部の水温とする請求項1または2に記載の電熱式瞬間給湯器の制御方法。 Any The coolant temperature sensor is inlet water temperature sensor and an outlet water temperature sensor for detecting respectively the inlet water temperature and outlet water temperature of the heating portion, the inlet water temperature, the mean value of the outlet water temperature and the inlet coolant temperature and the outlet water temperature, the The method for controlling an electric heating instantaneous water heater according to claim 1 or 2, wherein the water temperature of the heating unit is used. 前記電圧再算ステップで再度算出された前記電源電圧と、前記加熱部の前記熱容量及び前記水温上昇値と、外部への前記放熱量と、から実流量を算出する流量確認ステップを有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の電熱式瞬間給湯器の制御方法。 The flow rate confirmation step of calculating an actual flow rate from the power supply voltage recalculated in the voltage recalculation step, the heat capacity and the water temperature rise value of the heating unit, and the heat radiation amount to the outside. The control method of the electric heating type instantaneous water heater as described in any one of -3. 前記静水加熱ステップ及び前記流水加熱ステップで、前記電熱ヒータに供与する電圧の実効値を制御する請求項1〜4のいずれか一項に記載の電熱式瞬間給湯器の制御方法。 The control method of the electric-heat-type instantaneous water heater as described in any one of Claims 1-4 which controls the effective value of the voltage provided to the said electric heater by the said static water heating step and the said flowing water heating step. 前記静水加熱ステップ及び前記流水加熱ステップで、前記電熱ヒータの抵抗値を制御する請求項1〜4のいずれか一項に記載の電熱式瞬間給湯器の制御方法。 The control method of the electric-heat-type instantaneous water heater as described in any one of Claims 1-4 which controls the resistance value of the said electric heater in the said static water heating step and the said flowing water heating step. 水を供給する給水管路と、該給水管路の途中に配設される流量調整弁と、水温を検出する水温センサと該水にジュール熱を加える電熱ヒータとからなり該給水管路の途中に配設される加熱部と、所望する目標流量と目標水温とを設定する設定部及び該水温センサの検出水温を取り込む入力部及び内部演算を行う演算部及び該流量調整弁と該電熱ヒータとを制御する出力部からなる制御装置と、を備える電熱式瞬間給湯器であって、
前記制御装置は、
前記流量調整弁を閉じ前記電熱ヒータで所定の静水加熱時間にわたり加熱したとき、前記加熱部の熱容量及び水温上昇値と外部への放熱量とから電源電圧を算出する電圧算出手段と、
算出された前記電源電圧をもとにして前記検出水温を前記目標水温にあわせるように前記電熱ヒータを制御する静水加熱手段と、
前記目標流量にあわせるように前記流量調整弁を開き前記電熱ヒータで所定の流水加熱時間にわたり加熱したとき、前記加熱部の熱容量及び水温上昇値と外部への放熱量と目標流量とから電源電圧を再度算出する電圧再算手段と、
再度算出された前記電源電圧をもとにして前記検出水温を前記目標水温にあわせるように前記電熱ヒータを制御する流水加熱手段と、
を有することを特徴とする電熱式瞬間給湯器。
A water supply pipe for supplying water, a flow rate adjusting valve arranged in the middle of the water supply pipe, a water temperature sensor for detecting the water temperature, and an electric heater for adding Joule heat to the water are provided in the middle of the water supply pipe. A heating unit, a setting unit for setting a desired target flow rate and a target water temperature, an input unit for taking in the detected water temperature of the water temperature sensor, a calculation unit for performing an internal calculation, the flow rate adjusting valve, and the electric heater, An electric heating instantaneous water heater comprising a control device comprising an output unit for controlling
The controller is
When the flow rate adjusting valve is closed and heated by the electric heater for a predetermined hydrostatic heating time, voltage calculation means for calculating a power supply voltage from the heat capacity and water temperature rise value of the heating unit and the amount of heat radiation to the outside,
Hydrostatic heating means for controlling the electric heater so that the detected water temperature matches the target water temperature based on the calculated power supply voltage;
When the flow rate adjustment valve is opened so as to match the target flow rate and heated by the electric heater for a predetermined flowing water heating time, the power supply voltage is calculated from the heat capacity and water temperature rise value of the heating unit, the heat radiation amount to the outside, and the target flow rate. Voltage recalculation means to calculate again,
Flowing water heating means for controlling the electric heater so that the detected water temperature matches the target water temperature based on the power supply voltage calculated again;
An electric heating instantaneous water heater characterized by having.
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