JPS6071849A - 湯沸器の燃焼制御装置 - Google Patents
湯沸器の燃焼制御装置Info
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- JPS6071849A JPS6071849A JP58179755A JP17975583A JPS6071849A JP S6071849 A JPS6071849 A JP S6071849A JP 58179755 A JP58179755 A JP 58179755A JP 17975583 A JP17975583 A JP 17975583A JP S6071849 A JPS6071849 A JP S6071849A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/08—Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water
- F23N1/082—Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/36—PID signal processing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
- F23N2225/18—Measuring temperature feedwater temperature
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の分野)
この発明は、湯沸器の燃焼制御装置に係り、特に湯温制
御技術の改良に関する。
御技術の改良に関する。
(発明の背景)
周知のように、湯沸器は、風呂場や台所、洗面所等に設
けられるカランから適宜温度の湖を給湯できるようにす
るもので、すべてのカランが開けられたときと、ひとつ
のカランが開【プられたときとでは、熱交換器の出湯量
は大幅に異なる。このように、出湯量が大幅に変更され
る場合においても、出湯温度を目標温度に制御保持する
ために、この種湯沸器の燃焼制御装置は、熱交換器の出
湯温度と目標濃度の偏差に応じて所定の制御量をPID
演算によってめ、この制御量に基づきバーナでの燃焼量
を調節するようにしている。
けられるカランから適宜温度の湖を給湯できるようにす
るもので、すべてのカランが開けられたときと、ひとつ
のカランが開【プられたときとでは、熱交換器の出湯量
は大幅に異なる。このように、出湯量が大幅に変更され
る場合においても、出湯温度を目標温度に制御保持する
ために、この種湯沸器の燃焼制御装置は、熱交換器の出
湯温度と目標濃度の偏差に応じて所定の制御量をPID
演算によってめ、この制御量に基づきバーナでの燃焼量
を調節するようにしている。
つまり、この種燃焼制御装置による出m温度制御の特性
はPID演算の演算定数従ってP I I)ゲインを如
何に設定するかによって大きく影響される。これを第1
図および第2図に示す。
はPID演算の演算定数従ってP I I)ゲインを如
何に設定するかによって大きく影響される。これを第1
図および第2図に示す。
第1図および第2図は設定温度を45℃から75℃に変
更した設定温度変更初期における出i記度の制御特性を
示し、第1図(a)、第2図(a)は低出湯量(4夕/
m>の場合を示し、また第1図(b)、第2図(b)は
高山il! (10J!/m >の場合を示している。
更した設定温度変更初期における出i記度の制御特性を
示し、第1図(a)、第2図(a)は低出湯量(4夕/
m>の場合を示し、また第1図(b)、第2図(b)は
高山il! (10J!/m >の場合を示している。
そして、第1図はPIDゲインを小さい値に設定した場
合における低出湯量(4J!/s)と高出湯量(10ゑ
/m )の場合における出湯温度特性を対比して示すも
ので、また第2図はPIDゲインを大きな値に設定した
場合における低出湯量(44!/l)と高出湯量(10
工/ll)における出湯温度特性を対比して示している
。
合における低出湯量(4J!/s)と高出湯量(10ゑ
/m )の場合における出湯温度特性を対比して示すも
ので、また第2図はPIDゲインを大きな値に設定した
場合における低出湯量(44!/l)と高出湯量(10
工/ll)における出湯温度特性を対比して示している
。
第1図から明らかなように、PIDゲインが小さい場合
には、設定温度を変更した時点から所定m温の出湯が得
られるまでの時間すなわち応答時間は低出湯量(4J!
/m)の場合が高出湯量(1(1/l)の場合よりも小
さくなっており(T+>T2)、かつ出潮温度は両者と
もに安定的に制御される。一方、PIDゲインを大きく
した場合を示す第2図では、同図(b)に示すように、
高出湯量(104!/n+)では応答時間T3が第1図
(a )に示す応答時間T1に略等しく、かつ出湯温度
は安定的に制御されている。しかし、同図(a)に示す
ように、低出潮量(le/I)では、出m温度に大きな
ハンチングが生じ、安定的な出潮温度を得ることができ
ない。
には、設定温度を変更した時点から所定m温の出湯が得
られるまでの時間すなわち応答時間は低出湯量(4J!
/m)の場合が高出湯量(1(1/l)の場合よりも小
さくなっており(T+>T2)、かつ出潮温度は両者と
もに安定的に制御される。一方、PIDゲインを大きく
した場合を示す第2図では、同図(b)に示すように、
高出湯量(104!/n+)では応答時間T3が第1図
(a )に示す応答時間T1に略等しく、かつ出湯温度
は安定的に制御されている。しかし、同図(a)に示す
ように、低出潮量(le/I)では、出m温度に大きな
ハンチングが生じ、安定的な出潮温度を得ることができ
ない。
そこで、従来の燃焼制御装置では、第2図(a )に示
す如きハンチングが生じないように、PIDゲインを予
め小さく設定し、これによって第1図に示した如き出湯
温度特性が得られるようにしていた。しかし、これによ
ると、出湯量を増大するに伴い、制御遅れが大きくなる
ので、改善が望まれていた。
す如きハンチングが生じないように、PIDゲインを予
め小さく設定し、これによって第1図に示した如き出湯
温度特性が得られるようにしていた。しかし、これによ
ると、出湯量を増大するに伴い、制御遅れが大きくなる
ので、改善が望まれていた。
(発明の目的)
この発明の目的は、出潮■の大小に拘わらず応答特性が
優れた湯沸器の燃焼制御装置を提供することにある。
優れた湯沸器の燃焼制御装置を提供することにある。
(発明の構成と効果)
上記目的を達成するために、この発明に係る湯沸器の燃
焼制御装置は、PID演算の演算定数に出湯量データを
加味するようにしたことを特徴とする。
焼制御装置は、PID演算の演算定数に出湯量データを
加味するようにしたことを特徴とする。
この構成によれば、出湯量に応じて最適PIDゲインが
得られるので、出湯量の増減変更や、設定温度の変更に
対して、略一様な応答特性が得られる。
得られるので、出湯量の増減変更や、設定温度の変更に
対して、略一様な応答特性が得られる。
(実施例の説明)
第3図はこの発明の一実施例に係る燃焼制御装置を備え
た湯沸器の基本構成図である。
た湯沸器の基本構成図である。
同図において、湯沸器本体1は縦型円筒状に形成され、
その底部にはバーナ2が、またその上部には熱交換器3
がそれぞれ配設される。なお、熱交換器3の上部排気口
には図示しない排気ファンが取り付けられる。
その底部にはバーナ2が、またその上部には熱交換器3
がそれぞれ配設される。なお、熱交換器3の上部排気口
には図示しない排気ファンが取り付けられる。
バーナ2へのガス供給管路には、ガスの供給を入切する
切換弁4.ガスガバナ5およびガス流量調整弁6が順に
配設されている。そしてバーナ2に関連して、点火器7
および炎検出器8がそれぞれ設けられている。
切換弁4.ガスガバナ5およびガス流量調整弁6が順に
配設されている。そしてバーナ2に関連して、点火器7
および炎検出器8がそれぞれ設けられている。
熱交換器3の水入口側給水管路には水流スイッチ9が設
けられている。
けられている。
熱交換3の出湯口側給湯管路には、出湯量センサ10.
温度センサ11が設けられるとともに、複数のカランが
取り付けられている。
温度センサ11が設けられるとともに、複数のカランが
取り付けられている。
切換弁4は、コントローラ12からの信号で全開状態と
全開状態とに制御される電磁弁である。
全開状態とに制御される電磁弁である。
ガスガバナ5は、燃料ガスと空気とを適当な割5−
合で混合させる機能を有する。
ガス流量調整弁6は、全開状態から全開状態まで開度を
連続的に調整可能な例えばモータ駆動式のサーボ弁で構
成され、またその現在開度は備え付けのポテンショメー
タ等を介してコントローラ12へ送られる。
連続的に調整可能な例えばモータ駆動式のサーボ弁で構
成され、またその現在開度は備え付けのポテンショメー
タ等を介してコントローラ12へ送られる。
点火器6は、コントローラ43からの指令でバーナ2へ
の点火動作を行なう。
の点火動作を行なう。
炎検出器8は、バーナ2から発する火炎の整流作用を利
用して、火炎を電気信号に変換し、これを適宜増幅した
後比較的大きな時定数を有する平滑回路で平滑し、さら
に基準レベルをもって2値化するとともに、その出力で
ドライバを介してリレーを駆動し、接点信号をコントロ
ーラ12に出力する。
用して、火炎を電気信号に変換し、これを適宜増幅した
後比較的大きな時定数を有する平滑回路で平滑し、さら
に基準レベルをもって2値化するとともに、その出力で
ドライバを介してリレーを駆動し、接点信号をコントロ
ーラ12に出力する。
水流スイッチ9は、複数のカランの何れかが開かれて、
給水管路内に一定値以上の水流が生ずると、これを検出
してオン作動し、また水流が消失するとオフ作動するス
イッチである。検出信号はコントローラ12に送られる
。
給水管路内に一定値以上の水流が生ずると、これを検出
してオン作動し、また水流が消失するとオフ作動するス
イッチである。検出信号はコントローラ12に送られる
。
6−
出湯量センサ10は、出湯量の最小値から最大値までを
連続的に検出し、その検出値はコントローラ12へ送ら
れる。
連続的に検出し、その検出値はコントローラ12へ送ら
れる。
温度センサ11は、例えばサーミスタ等で構成され、コ
ントローラ12内の処理回路に温度設定器13とともに
接続される。
ントローラ12内の処理回路に温度設定器13とともに
接続される。
コントローラ12は、燃焼開始から燃焼停止に至る燃焼
シーケンスを制御するシーケンス回路と、出潮温度を設
定温度に相持する温度制御回路とで構成されており、こ
れらの回路動作はマイクロコンピュータにより実施され
る。
シーケンスを制御するシーケンス回路と、出潮温度を設
定温度に相持する温度制御回路とで構成されており、こ
れらの回路動作はマイクロコンピュータにより実施され
る。
なお、14はコントローラ12により駆動される警報器
であり、例えば火炎が消失しガスが噴出した場合などに
警報を発する。
であり、例えば火炎が消失しガスが噴出した場合などに
警報を発する。
第4図はコントローラ12の上記温度制御回路の構成を
温度制御の動作系統図として示すもので、この1m制御
はフィードバック制御により行なわれる。
温度制御の動作系統図として示すもので、この1m制御
はフィードバック制御により行なわれる。
同図において、温度制御回路41は、温度偏差検出部4
11と、PID演算部412および燃焼制御部413と
により基本的に構成される。
11と、PID演算部412および燃焼制御部413と
により基本的に構成される。
今、1つのカランが開けられて、水流スイッチ9がオン
作動すると、上記シーケンス回路の動作により、電磁切
換弁4が開、ガス流量調整弁6が微開にされるとともに
、点火器7が駆動され、バーナ2での燃焼が開始する。
作動すると、上記シーケンス回路の動作により、電磁切
換弁4が開、ガス流量調整弁6が微開にされるとともに
、点火器7が駆動され、バーナ2での燃焼が開始する。
その後は温度制御回路41の動作によって、出潮温度が
目標温度になるように制御される。
目標温度になるように制御される。
温度偏差検出部411では、温度センサ11の検出湯温
aと温度設定器13の設定温度すとの偏差Cがめられる
。
aと温度設定器13の設定温度すとの偏差Cがめられる
。
PID演算部412では、偏差0と出湯量センサ10の
検出出湯量aとに基づいて所定の制御量eをPID演算
によってめる。このPID演算は次式に従ってなされる
。
検出出湯量aとに基づいて所定の制御量eをPID演算
によってめる。このPID演算は次式に従ってなされる
。
e=Wn−A−ΔEn+Wn−8・ΣΔEi+Wn−C
・(ΔEn−ΔE n−+ )ここで、Aは比例ゲイン
、Bは積分ゲイン、Cは微分ゲインである。またWnは
サンプリング時の検出出湯量(単位時間当り)、ΔEn
は今回サンプリング時の温度偏差、そしてΔEr1−1
は前回サンプリング時の温度偏差である。
・(ΔEn−ΔE n−+ )ここで、Aは比例ゲイン
、Bは積分ゲイン、Cは微分ゲインである。またWnは
サンプリング時の検出出湯量(単位時間当り)、ΔEn
は今回サンプリング時の温度偏差、そしてΔEr1−1
は前回サンプリング時の温度偏差である。
燃焼制御部413では、制御量eに応じてガス流量調整
弁6の弁開度従ってバーナ2での燃焼量をmeする。
弁6の弁開度従ってバーナ2での燃焼量をmeする。
以上の動作が繰り返されて出m温度は設定濃度に制御保
持される。
持される。
第5図(a ) (b )は上記Ii度制御回路41の
制御特性を示す。同図<a >は低出湯量<4IAI−
)の場合を示し、また同図(b)は高山湯量(Ion!
/s)の場合を示す。何れの場合においても、設定温度
を45℃から75℃に設定変更した場合における応答時
間T+、TIiはともに小さく、かつ出湯温度特性はハ
ンチングを生ずることなく安定的に制御される。
制御特性を示す。同図<a >は低出湯量<4IAI−
)の場合を示し、また同図(b)は高山湯量(Ion!
/s)の場合を示す。何れの場合においても、設定温度
を45℃から75℃に設定変更した場合における応答時
間T+、TIiはともに小さく、かつ出湯温度特性はハ
ンチングを生ずることなく安定的に制御される。
次に、第6図および第7図に実際の測定データを示す。
第6図は低出湯量(44!/s+)の場合を示し、第7
図は高山1i!II (1(1!/s )の場合を示す
。そして、設定温度は、35℃→42℃→48℃→76
℃→48℃→42℃→35℃と変更さ9− れた場合を示し、かつその変更時間は分オーダーになっ
ている。なお、第7図において破線で示す温度特性は出
湯量データをPID演算定数に加味しない従来装置の特
性を示している。
図は高山1i!II (1(1!/s )の場合を示す
。そして、設定温度は、35℃→42℃→48℃→76
℃→48℃→42℃→35℃と変更さ9− れた場合を示し、かつその変更時間は分オーダーになっ
ている。なお、第7図において破線で示す温度特性は出
湯量データをPID演算定数に加味しない従来装置の特
性を示している。
上記実測特性図から明らかなように、設定温度の変更に
対し速やかな応答を示し、かつこれは出湯量の大小に無
関係になっている。
対し速やかな応答を示し、かつこれは出湯量の大小に無
関係になっている。
第1図および第2図は従来装置のPIDゲインに対する
出湯温度制御特性を示し、第1図はP■Dゲインが小さ
い場合を示し、第2図はPIDゲインが大きい場合を示
し、第3図はこの発明に係る燃焼制御装置を備えるls
s器の一実施例を示す基本構成図、第4図は上記実施例
装置の湯部制御回路の構成をs澗制御の動作系統図とし
て示すブロック図、第5図は上記実施例装置の出湯温度
制御特性を示す特性図、第6図および第7図は上記実施
例装置によって得られた出湯温度特性の実測データを示
す図である。 2・・・バーナ ー10= 3・・・熱交換器 6・・・ガス流量調整弁 9・・・水流スイッチ 10・・・出湯量センサ 11・・・温度検出器 12・・・コントローラ 13・・・温度設定器 特許出願人 立石電機株式会社 11− 第1図 第2図 (a) (。) (b) (b) 第3図 参ノ3 第4図 O
出湯温度制御特性を示し、第1図はP■Dゲインが小さ
い場合を示し、第2図はPIDゲインが大きい場合を示
し、第3図はこの発明に係る燃焼制御装置を備えるls
s器の一実施例を示す基本構成図、第4図は上記実施例
装置の湯部制御回路の構成をs澗制御の動作系統図とし
て示すブロック図、第5図は上記実施例装置の出湯温度
制御特性を示す特性図、第6図および第7図は上記実施
例装置によって得られた出湯温度特性の実測データを示
す図である。 2・・・バーナ ー10= 3・・・熱交換器 6・・・ガス流量調整弁 9・・・水流スイッチ 10・・・出湯量センサ 11・・・温度検出器 12・・・コントローラ 13・・・温度設定器 特許出願人 立石電機株式会社 11− 第1図 第2図 (a) (。) (b) (b) 第3図 参ノ3 第4図 O
Claims (1)
- (1)熱交換器の出湯温度と目標温度の偏差に応じて所
定の制御量をめるPID演算手段を有し、この制御量に
基づきバーナでの燃焼量を調節して湯温を目標温度に保
持するように動作する湯沸器の燃焼制御装置において、
前記PID演算手段は、その演算定数に前記出湯量デー
タが加味されて前記制御量を演算算出するようにしてい
ることを特徴とする湯沸器の燃焼制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58179755A JPS6071849A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 湯沸器の燃焼制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58179755A JPS6071849A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 湯沸器の燃焼制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6071849A true JPS6071849A (ja) | 1985-04-23 |
Family
ID=16071310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58179755A Pending JPS6071849A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 湯沸器の燃焼制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6071849A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62142953A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 給湯装置 |
JPH0271048A (ja) * | 1988-09-06 | 1990-03-09 | Rinnai Corp | 給湯器の制御装置 |
JPH02157565A (ja) * | 1988-12-09 | 1990-06-18 | Gastar Corp | Pid制御式ガス瞬間湯沸器の出湯温度制御方法 |
JPH05172393A (ja) * | 1991-12-25 | 1993-07-09 | Harman Co Ltd | 燃焼制御装置 |
EP0644376A1 (de) * | 1993-09-22 | 1995-03-22 | Landis & Gyr Business Support AG | Verfahren zur Regelung eines Brenners |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53148752A (en) * | 1977-05-31 | 1978-12-25 | Toshiba Corp | Flowing-fluid heating appartus |
JPS58102026A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-06-17 | Omron Tateisi Electronics Co | 湯沸器の燃焼制御装置 |
JPS58115242A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-08 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 瞬間湯沸器の温度制御装置 |
-
1983
- 1983-09-28 JP JP58179755A patent/JPS6071849A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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