JP2003307346A - 温風暖房機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長時間の使用、及び被暖房空間の環境変化等
の室温変動によっても、使用者の快適性を維持しつつ、
省エネルギー化を図るようにする。 【解決手段】 本発明は、室温設定手段１２と、延長ス
イッチ入力手段２３と、初期制御部１４、シフト制御部
１５、上下変動制御部１６、これらを順に切り替える室
温制御切替部２５を備え、室温が設定温度に到達した
後、所定期間は前記室温が前記設定温度を維持した後
に、室温を人が感知できない温度幅だけ低い方向にシフ
トするように制御する。更に、室温をシフトした後に生
じる人の体温の変動周期について、実験によって得られ
た時間を記憶している記憶手段１７に基づいた周期の温
度変動パターンを、人が感知できない温度幅で、繰り返
して実行するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、省エネルギー（以
下、省エネと称す）化を図った温風暖房機の制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の温風暖房機において省エネ化を図
る方法としては、室内の温度（室温）をいかに安定し
て、むらなく制御するかという方法が主流であった。

【０００３】以下、従来の室温を制御する温風暖房機の
制御装置について図４を用いて説明する。図４におい
て、室温設定手段２により使用者が室内（被暖房空間）
の温度を設定をするとともに、室温検出部１により室内
の温度を検出し、燃焼制御部４は、室温設定手段２の出
力と室温検出部１の出力を入力し、室温検出部１で検出
した室温が室温設定手段２で設定されている温度よりか
なり低いときは、燃焼制御部４内のバーナー５に強燃焼
を指示するとともに対流ファン６を高い回転数で駆動
し、設定温度に近づくにしたがってバーナー５の燃焼量
を弱燃焼に、対流ファン６を低い回転数で駆動するよう
にして、室温が、設定温度になるように制御していた。

【０００４】また、このような従来の温風暖房機の制御
装置で、経済的な省エネ効果を得ようとすると、設定温
度を低く設定するなど、一律に室内（被暖房空間）の温
度を低く制御し、対応していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の温風暖房機の制御装置では、設定温度を低くするこ
とで、省エネ効果を高めようとした場合、使用者の皮膚
温度が時間経過と共に変動する事が考慮されていなかっ
たために、使用者の快適性が長時間は維持せず寒く感じ
てしまうという問題点があった。

【０００６】すなわち、前記方法は、「一般には人は、
ある温度変化よりも小さな温度変化を感知できない」と
いう人の温度感覚を利用したもので、使用者は、室温の
低下に気づくことなく、皮膚温の低下が一定の値を超え
ずに保たれ、快適感を維持しながらも、省エネ効果を得
ることができるといったものであった。

【０００７】しかし、この方法には時間的な限界があ
り、一定時間経過後は、皮膚温はしだいに低下するた
め、使用者が快適性を維持できなくなる。

【０００８】また、温風暖房機を使用する室内では、換
気や人の出入り等で、予期せぬ室温変動の要因があり、
そのことによる皮膚温度の変動により、使用者が快適性
を維持できなくなる、といった課題を有していた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、室温検出部で検出された室温が前記室温
設定手段で設定された設定温度に到達した後、初期制御
部により、所定期間は前記室温を前記設定温度に維持し
た後に、シフト制御部により、室温を人が感知できない
温度幅だけ低い方向にシフトするように制御する。更
に、上下変動制御部により、室温をシフトした後に生じ
る人の体温の変動周期について、実験によって得られた
時間を記憶している記憶手段に基づいた周期の温度変動
パータンを、人が感知できない温度幅で、繰り返して実
行するものである。

【００１０】更に、前記初期制御部及び、シフト制御部
及び、上下変動制御部の切替判断を行う室温制御切替部
は、設定温度が変更されたこと、更に、自動消火タイマ
ー手段の計時時間を初期値にクリアして燃焼を継続させ
る延長スイッチを操作されたことを検知し、設定温度の
変更及び、延長スイッチ操作が行われても前記切替判断
に影響を及ぼさない制御、あるいは設定温度の変更及
び、延長スイッチ操作が行われると前記切替手順を初期
制御部に戻し、その後、シフト制御部、上下変動制御部
の順で切り替えて制御するようにしている。

【００１１】上記発明によれば、使用者の皮膚温の低下
は一定の値を超えずに保つことができるため、使用者が
快適性を維持する事ができるとともに、動作時の平均室
温は設定温度よりも低く実現できるため、省エネ効果も
得ることができる。

【００１２】また、室温が変化し、使用者の皮膚温度が
変動し、快適性を損うことが懸念されるような場合は、
使用者の皮膚温度をいったん新しい環境に合わせるため
に、省エネ動作をいったん中断し、初期動作に遷移する
ことで、使用者の快適性を損なうことなく省エネ運転を
継続する事ができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、燃焼部と、室温を検出
する室温検出部と、任意に変更することが可能な室温設
定手段と、前記室温設定手段で設定される設定温度の変
更幅を監視する設定温度変更検出部と、燃焼開始から所
定時間後に燃焼停止信号を出す自動消火タイマー手段
と、前記自動消火タイマー手段の計時時間を初期値にク
リアして燃焼を継続させる延長スイッチと、前記室温検
出部で検出された室温が前記室温設定手段で設定された
設定温度に到達した後、所定期間は前記室温が前記設定
温度を維持するように前記燃焼部の燃焼量を制御する初
期制御部と、前記室温検出部により検出された室温が所
定の温度幅だけ低い方向にシフトするように燃焼量を制
御するシフト制御部と、所定の温度変動パターンを繰り
返して実行するように燃焼量を制御する上下変動制御部
と、前記初期制御部、前記シフト制御部、前記上下変動
制御部の順に切り替える室温制御切替部を備え、前記室
温制御切替部は前記設定温度変更検出部から設定温度の
変更信号が出力された場合、あるいは前記延長スイッチ
によって燃焼継続操作が行われた場合、前記初期制御
部、前記シフト制御部、前記上下変動制御部の切替順序
に影響を与えないようにしたものである。

【００１４】そして、室温を所定期間設定温度にした
後、設定温度を人が感知できない幅で低めにシフトし、
人の体温変動周期にマッチした周期で室温を変動させる
制御運転（以下、省エネ運転）を行うので、使用者の快
適性を損なうことなく省エネ化を継続することができ
る。

【００１５】また、室温制御切替部は、室温設定手段に
より、設定温度が変更されたことを検知し、初期制御部
に動作を切り替えることを特徴としたものである。

【００１６】そして、省エネ運転中に設定温度の変更が
行われると、使用者の皮膚温度は意図しない変動を起こ
してしまうため、使用者の皮膚温度をいったん新しい環
境に合わせるために省エネ運転を中断して初期動作に戻
すことで、使用者の快適性を損なうことを防ぐことがで
きる。

【００１７】また、燃焼開始から所定時間後に、燃焼停
止信号を出す自動消火タイマー手段と、上記自動消火タ
イマー手段の計時時間を初期値にクリアして燃焼を継続
させる延長スイッチを備え、この延長スイッチによって
燃焼継続されたことを検知し、初期制御部に動作を切り
替える室温制御切替部を備えたものである。

【００１８】そして、室内燃焼機器の様に、所定時間毎
の換気を促すための自動消火タイマー手段を備えたもの
は、燃焼継続させる延長スイッチの操作の前後で使用者
が換気を行っていることが予想されるため、換気による
室内温度の低下から、使用者の皮膚温度の変動が起こる
ため、使用者の皮膚温度をいったん新しい環境に合わせ
るために省エネ運転を中断して初期動作に戻すことで、
使用者の快適性を損なうことを防ぐことができる。

【００１９】以下、本発明の実施例について図面を用い
て説明する。

【００２０】（実施例１）図１は本発明の実施例１の温
風暖房機の制御装置を示すブロック図である。

【００２１】本制御装置は、室温検出部１１、室温設定
手段１２、室温制御切替部１３、初期制御部１４、シフ
ト制御部１５、上下変動制御部１６、燃焼量制御部１
８、燃焼部２１から構成される。

【００２２】室温検出部１１は、サーミスタ等からな
り、室温を検出し、燃焼部２１は、バーナー１９、対流
ファン２０から構成され、室温制御切替部１３は、室温
変動検出部２２、延長スイッチ入力手段２３、設定温度
変更検出部２４、室温制御切替手段２５から構成され
る。

【００２３】室温制御切替部１３は、室温変動検出部２
２、延長スイッチ入力手段２３、設定温度変更検出部２
４からなり、室温検出部１１によって検出された室温
と、室温設定手段１２で使用者によって設定された温度
（以下、設定温度）とを比較することにより、初期制御
部１４、シフト制御部１５、上下変動制御部１６のそれ
ぞれの制御部を選んで、室温制御切替手段２５によって
切り替える。

【００２４】また、室温制御切替部１３は、室温設定手
段１２で設定された設定温度を入力し設定温度の変更幅
を監視する設定温度変更検出部２４によって、設定温度
の変更幅が設定温度変更上限値ＴＳmax以上であった場
合、シフト制御部１５もしくは上下変動制御部１６選択
中であっても初期制御部１４を選択するように切り替え
る。具体的には、ＴＳmaxは人が感知できない温度幅を
超えた室温変動を引き起こすことが懸念される設定温度
変更（例えば、３℃以上の変更）である。

【００２５】また、室温制御切替部１３は、燃焼開始か
ら所定時間後に、燃焼停止信号を出す自動消火タイマー
手段の、自動消火タイマー手段の計時時間を初期値にク
リアして燃焼を継続させる延長スイッチ入力手段２３に
より、延長スイッチ操作のあったことを検出した場合
は、その操作の前後に換気動作を促しているため、換気
が行われていることが懸念されるため、シフト制御部１
５もしくは上下変動制御部１６選択中であっても初期制
御部１４を選択するように切り替える。

【００２６】さらに、室温制御切替部１３は、室温検出
部１１で検出された室温と、室温設定手段１２で設定さ
れた設定温度を入力し、設定温度に対する室温の変動幅
を監視している室温変動検出部２２によって、室温が設
定温度を超えて変動上限値以上、もしくは室温が設定温
度に満たず変動下限値以下を検知した場合、シフト制御
部１５もしくは上下変動制御部１６選択中であっても初
期制御部１４を選択するように切り替える。具体的に
は、設定温度Ｔ０、室温Ｔ、変動上限値Ｘmax、変動下
限値Ｘminとすると、Ｔ＞Ｔ０＋Ｘmaxもしくは、Ｔ＜Ｔ
０−Ｘminを意味し、人が感知できない温度幅を超えた
室温変動を意味する。

【００２７】初期制御部１４は、燃焼開始から、室温検
出部１１によって検出された室温が、設定温度に到達
し、所定時間（△ｔ０、例えば１時間）が経過するまで
の期間に選択され、室温が設定温度を維持するように、
燃焼部２１を制御する指示を、燃焼量制御部１８に与え
る。

【００２８】シフト制御部１５は、初期制御部１４の動
作終了後に選択され、設定温度よりも温度を下げる方向
に、人が感知できない温度及び変化率で室温をシフトす
るように燃焼部２１を制御する指示を、燃焼量制御部１
８に与える。ここで、人が感知できない温度幅及び変化
率とは、人が感知できる臨界的な値であり、それらの値
を超えない温度幅及び変化率の温度変化であれば、一般
には人はその変化に気づくことがない。これは、人体の
感覚特性である刺激に対する弁別閾と感覚の相対性を利
用している。即ち、「人は温熱刺激（室温変化）におい
て、ある大きさまでの変化に対しては感知する事はでき
ない」という法則（Ｗｅｂｅｒの法則）を利用したもの
である（武藤真介「計量心理学」朝倉書店，１９８２参
照）。これらの値は実験及び文献によって既に得られた
ものである。シフト制御部１５は、室温制御切替部１３
によって、検出温度を監視する事により室温のシフトが
終了したと判断するまで選択されており、室温制御切替
部１３によって、室温のシフトが終了したと判断される
と、室温制御切替手段２５が、上下変動制御部１６に選
択を切り替える。

【００２９】上下変動制御部１６は、室温が所定の上限
温度と下限温度とを交互に繰り返して変動するように、
燃焼部２１を制御する指示を燃焼制御部１８に与える。
上下変動制御部１６は、シフト制御部１５によるシフト
後の温度（以下、「シフト後温度」という。）を下限温
度とし、その下限温度より高く、かつ、設定温度以下の
温度を上限温度として動作する。

【００３０】また、燃焼部を制御するための目標設定温
度と室温の変化の動作について、図３によって説明を行
う。

【００３１】具体的には、設定温度Ｔ０、シフト後温度
をＴ１、下限温度をＴmin、上限温度をＴmaxとすると、
Ｔmin及びＴmaxは、以下の通りに決定される。

【００３２】Ｔ０＞Ｔ１、Ｔmin＝Ｔ１とし、 Ｔmax＝Ｔmin＋Ｋ１（Ｔ０−Ｔmin）（ただし、０＜Ｋ
１） Ｔmax＝Ｔ０−△Ｔ２、Ｔmin＝Ｔ０−△Ｔ１とする。

【００３３】変動周期記憶部１７は、上下変動制御部１
６によって室温が上限温度と下限温度とを交互に繰り返
して変動するよう制御される際の周期を構成する４つの
時間、すなわち、室温を下限温度から上限温度までシフ
トさせる際に要する第一の時間（△ｔ３）と、上限温度
に達した室温をその温度に維持させておく第二の時間
（△ｔ４）と、室温を上限温度から下限温度までシフト
させる際に要する第三の時間（△ｔ５）と、下限温度に
達した室温をその温度に維持させておく第四の時間（△
ｔ６）とを記憶している。なお、これら４つの時間を合
計した１周期は、予め実験によって得られた温度シフト
における人の体温の変動周期となるように設定されてい
る。すなわち、上下変動制御部１６は、室温が前記のと
おり決定した上限温度及び下限温度ならびに、変動周期
記憶部１７に記憶された４つの時間によって決定される
１周期の温度変動を繰り返すように燃焼部２１を制御す
る指示を、燃焼量制御部１８に与える。

【００３４】上記構成において、図２のフローチャート
を用いて動作を説明する。

【００３５】まず、ステップ３０では、燃焼開始の判定
を行い、燃焼開始から以下の動作を実行する。燃焼開始
指示が発生していれば、ステップ３５では、室温制御切
替部１３の判断により、初期動作制御部１４を選択する
指示を行い、ステップ３６へ進む。そして、燃焼開始指
示がない場合は、ステップ３１に進み燃焼中の判断を行
い、燃焼中でなければステップ３０に戻り燃焼開始指示
の待機状態となり、燃焼中であればステップ３２へ進
む。

【００３６】更に、室温制御切替部１３の判断により制
御部の切替条件のチェックを行い、ステップ３２では、
延長スイッチ入力手段２３によって自動消火タイマー手
段の燃焼継続指示を受けたことを判断し、延長スイッチ
操作がされていれば、ステップ３５に進んで初期動作制
御部１４を選択し、次にステップ３３のチェックでは、
室温設定手段１２からの入力を監視している設定温度変
更検出部２４によって、「設定温度変更幅≦ＴＳmax」
かどうかをチェックし、ＴＳmaxを超えていればステッ
プ３５に進んで初期動作制御部１４を選択する。次にス
テップ３４のチェックでは、室温検出部１１で検出され
た室温の変動を監視する室温変動検出部２２によって、
「設定温度(Ｔ０)−Ｘmin≦室温(Ｔ)≦設定温度(Ｔ０)
−Ｘmax」の範囲を超えていないかを判断し、室温変動
によって前記条件を満たさない場合は、ステップ３５に
進んで初期動作制御部１４を選択する。すなわち、ステ
ップ３２及びステップ３３及びステップ３４の条件を満
たした場合は、室温制御部の切替を行わず、ステップ３
６へ進む。

【００３７】次に、選択されている室温制御部の状態に
よって処理を行う。ステップ３６で初期制御部１４を選
択中と判断すると、ステップ３７へ進み、ステップ４３
でシフト制御部１５を選択中と判断されるとステップ４
４へ進み、上下変動制御部１６が選択されていればステ
ップ４９へ進む。

【００３８】まず、初期制御部１４では、室温が設定温
度に到達し、かつその室温を維持し安定させる処理を行
う。ステップ３７では室温（Ｔ）が設定温度（Ｔ０）以
上になったかどうかを判断し、設定温度以上になってい
なければ、そのまま室温を設定温度へ到達させるための
処理として、ステップ４０へ進み燃焼部２１を制御する
ための目標設定温度（ＴＸ）を、設定温度（Ｔ０）とす
る。ステップ３７で室温が設定温度に到達したと判断さ
れた場合は、ステップ３８へ進み、室温到達後の安定時
間の測定を行う。ステップ３８では、安定時間（△ｔ
０）の計測中かどうかを判断し、計測が始まっていなけ
れば、ステップ３９へ進み安定時間の計測を開始し、室
温（Ｔ）を設定温度（Ｔ０）で維持する為にステップ４
０へ進む。また、ステップ３８で安定時間の計測中であ
ると判断された場合は、ステップ４１へ進み、安定時間
が経過したか判断する。ステップ４１で安定時間（△ｔ
０）を経過していないと判断された場合は、室温（Ｔ）
を設定温度（Ｔ０）で維持する為にステップ４０へ進
み、安定時間が経過したと判断された場合は、ステップ
４２へ進み、室温制御切替部１３によってシフト制御部
１５を選択し、室温（Ｔ）を、シフト後温度になるよう
に燃焼部２１を制御するために、目標設定温度（ＴＸ）
を、シフト後温度（Ｔ１）とする。

【００３９】また、シフト制御部を選択中の動作とし
て、Ｔ０＞Ｔ１の関係にあるシフト後温度（Ｔ１）に室
温を低下させる処理であり、ステップ４４では、「室温
（Ｔ）≦シフト後温度（Ｔ１）」のチェックを行い、室
温（Ｔ）がシフト後温度（Ｔ１）までシフトしていなけ
れば、シフト後温度になるようにステップ４５へ進み、
ステップ４４で室温（Ｔ）がシフト後温度（Ｔ１）以下
であると判断されると、ステップ４６へ進み、室温制御
切替部１３によって、上下変動制御部１６を選択し、ス
テップ４７で上下変動パターンの△ｔ３の計測を開始
し、ステップ４８では室温（Ｔ）を上限温度（Ｔ０−△
Ｔ２）に制御するため、目標設定温度（ＴＸ）に、上限
温度（Ｔ０−△Ｔ２）を設定する。

【００４０】また、上下変動制御部１６の動作として
は、ステップ４９で△ｔ３の計測中であることを判断
し、ステップ５０で△ｔ３時間経過していないと判断す
ると、ステップ４８へ進み室温（Ｔ）を上限温度（Ｔ０
−△Ｔ２）に制御するため、目標設定温度（ＴＸ）に、
上限温度（Ｔ０−△Ｔ２）を設定する。ステップ５０で
△ｔ３経過後であると判断すると、△ｔ４の計測を開始
し、ステップ４８へ進む。また、ステップ４９で△ｔ３
計測中ではないと判断されると、ステップ５２へ進み、
△ｔ４計測中かどうかの判断を行う。ステップ５２で△
ｔ４計測中であると判断するとステップ５３へ進み、△
ｔ４時間が経過したかどうかを判断する。△ｔ４経過後
でなければ、ステップ４８へ進む。ステップ５３で△ｔ
４時間経過後であると判断されると、ステップ５４で△
ｔ５の計測を開始し、ステップ５５で、室温（Ｔ）を下
限温度（Ｔ０−△Ｔ１）に制御するため、目標設定温度
（ＴＸ）に、下限温度（Ｔ０−△Ｔ１）を設定する。

【００４１】また、ステップ５２で△ｔ４計測中ではな
いと判断されると、ステップ５６へ進み△ｔ５計測中か
どうか判断を行う。ステップ５６で△ｔ５計測中である
と判断するとステップ５７へ進み、△ｔ５時間が経過し
たかどうかを判断する。△ｔ５時間経過後でなければ、
ステップ５５へ進む。ステップ５７で△ｔ５経過後であ
ると判断されると、ステップ５８で△ｔ６の計測を開始
し、ステップ５５で、室温（Ｔ）を下限温度（Ｔ０−△
Ｔ１）に制御するため、目標設定温度（ＴＸ）に、下限
温度（Ｔ０−△Ｔ１）を設定する。そして、ステップ５
６で△ｔ５計測中でないと判断すると、△ｔ６時間計測
中であるので、ステップ５９へ進み△ｔ６時間経過後か
どうか判断を行う。△ｔ６時間経過後であれば、ステッ
プ４７へ進み、再び△ｔ３時間の計測から開始する。ま
た、△ｔ６時間経過後でないのであれば、ステップ５５
へ進む。

【００４２】そして、目標設定温度（ＴＸ）設定後は再
びステップ３０へ戻り、一連の動作を繰り返す。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、室温
は、一定設定温度に達した後、人が感知できない温度幅
だけ低めにシフトする。

【００４４】その後、室温は、人の体温の変動を抑制す
るような上下変動を繰り返し、使用者の体温は、一定の
範囲に維持され、快適性を維持し続けることができる。

【００４５】更に、設定温度及び、室温、延長スイッチ
の状態を監視することにより、使用者の環境変化によっ
ての体感の変化を推測し、新しい環境状態に慣れるため
の期間を確保するため、換気や人の出入り等の要因によ
って、部屋の環境が変わっても快適性を維持しつつも、
省エネ化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の温風暖房機の制御装置を示
すブロック図

【図２】同温風暖房機の動作を表すフローチャート

【図３】（ａ）同温風暖房機の動作中において、室温の
変化を示すグラフ （ｂ）同温風暖房機の動作中において、目標設定温度の
変化を示すグラフ

【図４】従来の温風暖房機の制御装置を示すブロック図

【符号の説明】

１１ 室温検出部 １２ 室温設定手段 １３ 室温制御切替部 １４ 初期制御部 １５ シフト制御部 １６ 上下変動制御部 １７ 変動周期記憶部 １８ 燃焼量制御部 ２１ 燃焼部 ２２ 室温変動検出部 ２３ 延長スイッチ入力手段 ２４ 設定温度変更検出部 ２５ 室温制御切替手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 難波 政之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 石原 博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3L028 EB03 EC03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼部と、室温を検出する室温検出部
   と、任意に変更することが可能な室温設定手段と、前記
   室温設定手段で設定される設定温度の変更幅を監視する
   設定温度変更検出部と、燃焼開始から所定時間後に燃焼
   停止信号を出す自動消火タイマー手段と、前記自動消火
   タイマー手段の計時時間を初期値にクリアして燃焼を継
   続させる延長スイッチと、前記室温検出部で検出された
   室温が前記室温設定手段で設定された設定温度に到達し
   た後、所定期間は前記室温が前記設定温度を維持するよ
   うに前記燃焼部の燃焼量を制御する初期制御部と、前記
   室温検出部により検出された室温が所定の温度幅だけ低
   い方向にシフトするように燃焼量を制御するシフト制御
   部と、所定の温度変動パターンを繰り返して実行するよ
   うに燃焼量を制御する上下変動制御部と、前記初期制御
   部、前記シフト制御部、前記上下変動制御部の順に切り
   替える室温制御切替部を備え、前記室温制御切替部は前
   記設定温度変更検出部から設定温度の変更信号が出力さ
   れた場合、あるいは前記延長スイッチによって燃焼継続
   操作が行われた場合、前記初期制御部、前記シフト制御
   部、前記上下変動制御部の切替順序に影響を与えないこ
   とを特徴とする温風暖房機の制御装置。
2. 【請求項２】 室温切替制御部は、延長スイッチによっ
   て燃焼継続されたことを検知した場合、初期制御部に動
   作を切り替えるとともに、前記延長スイッチによって燃
   焼継続された時点より、初期制御部、シフト制御部、上
   下変動制御部の順に切り替えを行うことを特徴とする請
   求項１記載の温風暖房機の制御装置。