供给热水装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种供给热水装置，其利用基于温度偏差的反馈运算设定输入号数，该输入号数与要求作为控制对象的供给热水装置产生的要求产生热量相当。温度偏差是利用由史密斯补偿器计算得到的史密斯补偿温度校正出水温度相对于设定水温的偏差而得到的，该史密斯补偿器用于预测在经过与出水温度的检测延迟相对应的空白时间之前出水温度的变化量。史密斯补偿器基于输入号数、当前的史密斯补偿温度以及根据供给热水装置的流量设定的时间常数来计算在下一次的控制周期中使用的史密斯补偿温度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种供给热水装置，其利用基于温度偏差的反馈运算设定输入号数，该输入号数与要求作为控制对象的供给热水装置产生的要求产生热量相当。温度偏差是利用由史密斯补偿器计算得到的史密斯补偿温度校正出水温度相对于设定水温的偏差而得到的，该史密斯补偿器用于预测在经过与出水温度的检测延迟相对应的空白时间之前出水温度的变化量。史密斯补偿器基于输入号数、当前的史密斯补偿温度以及根据供给热水装置的流量设定的时间常数来计算在下一次的控制周期中使用的史密斯补偿温度。【专利说明】
本专利技术涉及一种供给热水装置，更特定地讲是涉及一种供给热水装置的水温控制。
技术介绍
在日本特公平7 - 13543号公报及日本特开平10 — 141767号公报等中记载有如下内容:在供给热水装置中，利用反馈控制来调整向热水器的燃烧器供给的燃料供给量，以补偿出水温度相对于设定水温的偏差。此外，在日本特开平4 一 303201号公报中记载有如下内容:将采用了史密斯控制器的控制装置应用于热水器系统，该史密斯控制器用于对含有空白时间(日文:無駄時間)的控制对象进行控制。但是，对于日本特开平4 一 303201号公报所记载的热水器系统的控制装置，只是公开了基于传递函数的控制系统的结构，对于实际的控制运算处理是如何执行的并没有做充分的记载。另一方面，在实际使用微型计算机等实现控制系统的情况下，需要考虑到不使运算负荷、存储容量过大地执行为应用史密斯法而进行的控制运算处理。
技术实现思路
本专利技术即是为了解决上述的问题点而完成的，本专利技术的目的在于，不使运算负荷及所需的存储容量过大地执行为对应用了史密斯法的供给热水装置进行水温控制而进行的运算处理。在本专利技术的一技术方案中，供给热水装置包括:热交换器，其构成为利用由热源机构产生的热量对经过的水进行加热；温度检测器，其配置在热交换器的下游侧；流量检测器，其用于检测经过热交换器的通过流量；以及控制装置。控制装置基于由温度检测器检测到的出水温度及该出水温度的设定温度，在每个规定的控制周期中控制热源机构的产生热量。控制装置包括温度推断部和反馈控制部。温度推断部在每个控制周期中推断补偿温度，该补偿温度用于补偿由温度检测器检测到的出水温度相对于热交换器的输出温度的检测延迟。反馈控制部基于利用补偿温度校正由温度检测器检测到的出水温度和设定温度之间的偏差而得到的温度偏差，设定要求热源机构产生的要求产生热量。温度推断部构成为根据由流量检测器检测到的通过流量，设定补偿温度的变化相对于要求产生热量的变化的一阶滞后的时间常数。并且，温度推断部构成为基于本次的控制周期中的补偿温度、要求产生热量及设定好的时间常数，计算下一次的控制周期中的补偿温度。在本专利技术的另一技术方案中，具有构成为利用由热源机构产生的热量对经过的进行加热的热交换器的供给热水装置的控制方法包括以下的步骤:检测经过热交换器的通过流量；基于配置在热交换器的下游侧的温度检测器的输出，检测出水温度；在每个控制周期中推断补偿温度，该补偿温度用于补偿由温度检测器检测到的上述出水温度相对于来自热交换器的输出温度的检测延迟；在每个控制周期中计算温度偏差；以及在每个控制周期中设定要求热源机构产生的要求产生热量。通过利用上述补偿温度校正出水温度的设定温度和由上述温度检测器检测到的检测温度之间的偏差来计算温度偏差。在每个控制周期中基于上述温度偏差来设定要求热源机构产生的要求产生热量。推断的步骤具有以下的步骤:根据检测到的上述通过流量，设定补偿温度的变化相对于要求产生热量的变化的一阶滞后的时间常数；以及基于本次的控制周期中的补偿温度、要求产生热量及设定好的时间常数计算下一次的控制周期中的上述补偿温度。在上述中，不用存储控制装置的从控制开始到当前时刻期间内的操作输入(要求产生热量)的经历，而利用用于求出控制周期之间的补偿温度的变化量的简单的运算就能够计算用于补偿由温度检测器检测到的出水温度相对于热交换器的输出温度的检测延迟的补偿温度。其结果，能够不使运算负荷及所需的存储容量过大地对应用了史密斯法的供给热水装置执行水温控制。特别是，根据热交换器的流量设定计算补偿温度中的一阶滞后的时间常数，由此，还能够利用上述简单的运算提供补偿温度的精度。这样，本专利技术的主要效果在于，能够不使运算负荷及所需的存储容量过大地执行用于对应用了史密斯法的供给热水装置进行水温控制的运算处理。本专利技术的上述及其他的目的、特征、技术方案以及优点，将会从参照附图在以下进行的关于本专利技术的详细的说明中得到清楚的了解。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的实施方式的供给热水装置的概略结构图。图2是说明图1所示的供给热水装置的阶跃响应特性的概略波形图。图3是表示用于控制供给热水装置的出水温度的反馈控制系统的比较例的框图。图4是说明利用图3所示的反馈控制系统进行的水温控制的行为的概略波形图。图5是将史密斯法应用于图3所示的控制系统而得到的反馈控制系统的框图。图6是与图5所示的反馈控制系统等效的框图。图7是表示本专利技术的实施方式的供给热水装置中的用于水温控制的反馈控制系统的框图。图8A是用于说明导出史密斯补偿器的运算式时的近似方法的第I示意图。图SB是用于说明导出史密斯补偿器的运算式时的近似方法的第2示意图。图9是表示史密斯补偿器所使用的时间常数和流量之间的关系的特性图。图10是表示本专利技术的实施方式的供给热水装置中的水温控制的控制处理步骤的流程图。图11是说明本专利技术的实施方式的供给热水装置中的水温控制的行为的概略波形图。【具体实施方式】下面，参照附图详细说明本专利技术的实施方式。图1是本专利技术的实施方式的供给热水装置的概略结构图。参照图1，本专利技术的实施方式的供给热水装置100包括供水配管110、旁路配管120、燃气燃烧器130、热交换器140、燃气比例阀150、流量调节阀160以及控制装置200。供水配管110构成为从入水口连结到供水口。流量调节阀160插入连接于供水配管110。通过利用控制装置200调整流量调节阀160的开度，能够控制出水量。燃气燃烧器130通过燃烧从未图示的燃气配管供给来的燃气和从未图示的燃烧风机供给来的空气混合后的混合气而产生热量。供给到燃气燃烧器130的燃气压(即每单位时间的燃气供给量)可根据燃气比例阀150的开度进行控制。另外，以使在燃气燃烧器130中燃烧的空燃比维持恒定的方式对从燃烧风机供给的空气量进行控制。由燃气燃烧器130中的燃烧所产生的热量经由热交换器140而被用于使在供水配管Iio中流动的水的温度上升。图1所例示的供给热水装置100构成为:将热交换器140的输出和为了不经过热交换器140而设的旁路配管120的输出混合而出水。在供水配管110设有流量传感器210、温度传感器220和温度传感器230。利用流量传感器210对供水配管110的流量Q进行检测。温度传感器220设于热交换器140的上游侧，对入水温度Tc进行检测。温度传感器230设于热交换器140的下游侧，对出水温度Th进行检测。检测到的流量Q、入水温度Tc及出水温度Th被输入到控制装置200。即，温度传感器230与“温度检测器”的一实施例相对应。 控制装置200例如由微型计算机等构成，执行用于按照设定水温Tr对出水温度Th进行控制的水温控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供给热水装置，其中，包括：热交换器，其构成为利用由热源机构产生的热量对经过的水进行加热；温度检测器，其配置在上述热交换器的下游侧；流量检测器，其用于检测经过上述热交换器的通过流量；以及控制装置，其基于由上述温度检测器检测到的出水温度及该出水温度的设定温度，在每个规定的控制周期中控制上述热源机构的产生热量；上述控制装置包括：温度推断部，其在每个上述控制周期中推断补偿温度，该补偿温度用于补偿由上述温度检测器检测到的出水温度相对于上述热交换器的输出温度的检测延迟；以及反馈控制部，其基于利用上述补偿温度校正由上述温度检测器检测到的出水温度和上述设定温度之间的偏差而得到的温度偏差，设定要求上述热源机构产生的要求产生热量；上述温度推断部构成为根据由上述流量检测器检测到的上述通过流量，设定上述补偿温度的变化相对于上述要求产生热量的变化的一阶滞后的时间常数，并且，基于本次的控制周期中的上述补偿温度、上述要求产生热量及设定好的上述时间常数，计算下一次的控制周期中的上述补偿温度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：草地玲奈，前岛佑辉，锅岛弘树，中山贤一，
申请(专利权)人：株式会社能率，
类型：发明
国别省市：日本;JP