[發(fā)明專利]供給熱水裝置及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410010390.0
• 申請(qǐng)日: 2014-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103940093B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 草地玲奈;前島佑輝;鍋島弘樹(shù);中山賢一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社能率
• 主分類號(hào): F24H9/20
• 分類號(hào): F24H9/20
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,張會(huì)華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種供給熱水裝置，更特定地講是涉及一種供給熱水裝置的水溫控制。

背景技術(shù)

在日本特公平7－13543號(hào)公報(bào)及日本特開(kāi)平10－141767號(hào)公報(bào)等中記載有如下內(nèi)容：在供給熱水裝置中，利用反饋控制來(lái)調(diào)整向熱水器的燃燒器供給的燃料供給量，以補(bǔ)償出水溫度相對(duì)于設(shè)定水溫的偏差。

此外，在日本特開(kāi)平4－303201號(hào)公報(bào)中記載有如下內(nèi)容：將采用了史密斯控制器的控制裝置應(yīng)用于熱水器系統(tǒng)，該史密斯控制器用于對(duì)含有空白時(shí)間（日文：無(wú)駄時(shí)間）的控制對(duì)象進(jìn)行控制。

但是，對(duì)于日本特開(kāi)平4－303201號(hào)公報(bào)所記載的熱水器系統(tǒng)的控制裝置，只是公開(kāi)了基于傳遞函數(shù)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，對(duì)于實(shí)際的控制運(yùn)算處理是如何執(zhí)行的并沒(méi)有做充分的記載。

另一方面，在實(shí)際使用微型計(jì)算機(jī)等實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的情況下，需要考慮到不使運(yùn)算負(fù)荷、存儲(chǔ)容量過(guò)大地執(zhí)行為應(yīng)用史密斯法而進(jìn)行的控制運(yùn)算處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明即是為了解決上述的問(wèn)題點(diǎn)而完成的，本發(fā)明的目的在于，不使運(yùn)算負(fù)荷及所需的存儲(chǔ)容量過(guò)大地執(zhí)行為對(duì)應(yīng)用了史密斯法的供給熱水裝置進(jìn)行水溫控制而進(jìn)行的運(yùn)算處理。

在本發(fā)明的一技術(shù)方案中，供給熱水裝置包括：熱交換器，其構(gòu)成為利用由熱源機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的熱量對(duì)經(jīng)過(guò)的水進(jìn)行加熱；溫度檢測(cè)器，其配置在熱交換器的下游側(cè)；流量檢測(cè)器，其用于檢測(cè)經(jīng)過(guò)熱交換器的通過(guò)流量；以及控制裝置。控制裝置基于由溫度檢測(cè)器檢測(cè)到的出水溫度及該出水溫度的設(shè)定溫度，在每個(gè)規(guī)定的控制周期中控制熱源機(jī)構(gòu)的產(chǎn)生熱量。控制裝置包括溫度推斷部和反饋控制部。溫度推斷部在每個(gè)控制周期中推斷補(bǔ)償溫度，該補(bǔ)償溫度用于補(bǔ)償由溫度檢測(cè)器檢測(cè)到的出水溫度相對(duì)于熱交換器的輸出溫度的檢測(cè)延遲。反饋控制部基于利用補(bǔ)償溫度校正由溫度檢測(cè)器檢測(cè)到的出水溫度和設(shè)定溫度之間的偏差而得到的溫度偏差，設(shè)定要求熱源機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的要求產(chǎn)生熱量。溫度推斷部構(gòu)成為根據(jù)由流量檢測(cè)器檢測(cè)到的通過(guò)流量，設(shè)定補(bǔ)償溫度的變化相對(duì)于要求產(chǎn)生熱量的變化的一階滯后的時(shí)間常數(shù)。并且，溫度推斷部構(gòu)成為基于本次的控制周期中的補(bǔ)償溫度、要求產(chǎn)生熱量及設(shè)定好的時(shí)間常數(shù)，計(jì)算下一次的控制周期中的補(bǔ)償溫度。

在本發(fā)明的另一技術(shù)方案中，具有構(gòu)成為利用由熱源機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的熱量對(duì)經(jīng)過(guò)的進(jìn)行加熱的熱交換器的供給熱水裝置的控制方法包括以下的步驟：檢測(cè)經(jīng)過(guò)熱交換器的通過(guò)流量；基于配置在熱交換器的下游側(cè)的溫度檢測(cè)器的輸出，檢測(cè)出水溫度；在每個(gè)控制周期中推斷補(bǔ)償溫度，該補(bǔ)償溫度用于補(bǔ)償由溫度檢測(cè)器檢測(cè)到的上述出水溫度相對(duì)于來(lái)自熱交換器的輸出溫度的檢測(cè)延遲；在每個(gè)控制周期中計(jì)算溫度偏差；以及在每個(gè)控制周期中設(shè)定要求熱源機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的要求產(chǎn)生熱量。通過(guò)利用上述補(bǔ)償溫度校正出水溫度的設(shè)定溫度和由上述溫度檢測(cè)器檢測(cè)到的檢測(cè)溫度之間的偏差來(lái)計(jì)算溫度偏差。在每個(gè)控制周期中基于上述溫度偏差來(lái)設(shè)定要求熱源機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的要求產(chǎn)生熱量。推斷的步驟具有以下的步驟：根據(jù)檢測(cè)到的上述通過(guò)流量，設(shè)定補(bǔ)償溫度的變化相對(duì)于要求產(chǎn)生熱量的變化的一階滯后的時(shí)間常數(shù)；以及基于本次的控制周期中的補(bǔ)償溫度、要求產(chǎn)生熱量及設(shè)定好的時(shí)間常數(shù)計(jì)算下一次的控制周期中的上述補(bǔ)償溫度。

在上述供給熱水裝置及其控制方法中，不用存儲(chǔ)控制裝置的從控制開(kāi)始到當(dāng)前時(shí)刻期間內(nèi)的操作輸入（要求產(chǎn)生熱量）的經(jīng)歷，而利用用于求出控制周期之間的補(bǔ)償溫度的變化量的簡(jiǎn)單的運(yùn)算就能夠計(jì)算用于補(bǔ)償由溫度檢測(cè)器檢測(cè)到的出水溫度相對(duì)于熱交換器的輸出溫度的檢測(cè)延遲的補(bǔ)償溫度。其結(jié)果，能夠不使運(yùn)算負(fù)荷及所需的存儲(chǔ)容量過(guò)大地對(duì)應(yīng)用了史密斯法的供給熱水裝置執(zhí)行水溫控制。特別是，根據(jù)熱交換器的流量設(shè)定計(jì)算補(bǔ)償溫度中的一階滯后的時(shí)間常數(shù)，由此，還能夠利用上述簡(jiǎn)單的運(yùn)算提供補(bǔ)償溫度的精度。

這樣，本發(fā)明的主要效果在于，能夠不使運(yùn)算負(fù)荷及所需的存儲(chǔ)容量過(guò)大地執(zhí)行用于對(duì)應(yīng)用了史密斯法的供給熱水裝置進(jìn)行水溫控制的運(yùn)算處理。

本發(fā)明的上述及其他的目的、特征、技術(shù)方案以及優(yōu)點(diǎn)，將會(huì)從參照附圖在以下進(jìn)行的關(guān)于本發(fā)明的詳細(xì)的說(shuō)明中得到清楚的了解。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的供給熱水裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。

圖2是說(shuō)明圖1所示的供給熱水裝置的階躍響應(yīng)特性的概略波形圖。

圖3是表示用于控制供給熱水裝置的出水溫度的反饋控制系統(tǒng)的比較例的框圖。

圖4是說(shuō)明利用圖3所示的反饋控制系統(tǒng)進(jìn)行的水溫控制的行為的概略波形圖。

圖5是將史密斯法應(yīng)用于圖3所示的控制系統(tǒng)而得到的反饋控制系統(tǒng)的框圖。

圖6是與圖5所示的反饋控制系統(tǒng)等效的框圖。