JP2005222351A - Controller for planar heating element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は面状発熱体のコントローラ装置に関し、例えば暖房畳、床暖房、道路や屋根の融雪を行ったり、凍結を防止する等の多種の面状発熱体に対する共用化がはかれ、また面状発熱体の発熱の開始や停止、また立ち上げ時間、設定温度の選択等の多機能に対応して制御が容易かつ高精度に行え、しかも取扱い操作が簡単で誤操作が少なく、さらには周囲温度状況に応じてエネルギーロスが少ない高効率の暖房を行える等便利になすものである。 The present invention relates to a controller device for a planar heating element, for example, heating tatami mats, floor heating, melting snow on roads and roofs, prevention of freezing, etc. It can be controlled easily and with high accuracy corresponding to multiple functions such as start and stop of heat generation of the heating element, start-up time and setting temperature, etc., handling operation is easy and there are few erroneous operations, and ambient temperature conditions Depending on the situation, high-efficiency heating with little energy loss can be performed.
従来、暖房、または道路や屋根の融雪を行ったり、凍結を防止するのに用いる発熱体として、ニクロム線を用いたものやカーボン系発熱体がある。これらの発熱体は、暖房に必要な所定の温度を維持するのに、温度を制御するための制御回路を必要としていた。そして、これらの発熱体の発熱を開始したり、停止する等に使用するコントローラは、発熱体から引き出され、先端にコンセントを有するコードの中間部分に把持可能なコントローラ本体が設けられたものがあった。このコントローラには、発熱体に通電して発熱を開始したり、通電を断って発熱を終了したり、発熱体の発熱温度を設定するのにダイヤルスィツチを回動可能にけたものがあった(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, as heating elements used for heating, melting snow on roads and roofs, and preventing freezing, there are those using nichrome wires and carbon-based heating elements. These heating elements require a control circuit for controlling the temperature in order to maintain a predetermined temperature necessary for heating. A controller used to start or stop the heat generation of these heating elements is provided with a controller body that is pulled out of the heating element and can be gripped at an intermediate portion of a cord having an outlet at the tip. It was. In this controller, there was a controller in which the heating switch was turned on to start heating, the heating was turned off to end the heating, and the dial switch could be turned to set the heating temperature of the heating element ( For example, see Patent Document 1).
ところで、最近では、制御回路が不要な正温度係数特性を有する面状発熱体が脚光を浴びてきている。そして、正温度係数(「Positive Temperature Coeffient」、以下、単に「PTC」という。)とは、発熱体の温度が設計時に定められた所定温度まで上昇すると、発熱体の電気特性が増加する特性である。そして、発熱体は、通電による発熱で所定温度まで上昇するが、PTC特性により電気抵抗が増加し、流れる電流が規制されることで発熱温度が所定温度で維持される、いわゆる自己温度制御機能を有するものであった。このPTC特性を発揮する面状発熱体を用いた暖房畳があった(例えば特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の上記従来のコントローラは、発熱体としてニクロム線やカーボン系発熱体を発熱させるのに適うものであり、ダイヤルスィツチを回動操作することにより発熱体に通電して発熱を開始したり、通電を断って発熱を終了したり、抵抗を可変的に設定させて発熱温度を設定するのに使用されるのにすぎなかった。
However, the conventional controller described in
このため、発熱体が使用される環境によって設定温度を切替えるのに、その都度、ダイヤルスイッチを回動操作しなければならなかった。従って、操作上の煩わしさがあった。しかも、周囲の環境温度を無視して暖房を行うので、熱過ぎたり、寒すぎる等の不都合を生ずるため、快適な暖房を行えなかった。また、暖房をするにはエネルギー効率が低く、多大な消費電力を必要としていた。また、発熱体が過熱することにより火傷を発生したり、火災が発生される等の不都合を生じていた。そのうえ、暖房に必要な所定の温度を維持するのに、温度を制御するための制御回路は複雑になっていた。 For this reason, in order to switch the set temperature depending on the environment in which the heating element is used, the dial switch has to be turned each time. Therefore, there is a troublesome operation. In addition, since heating is performed while ignoring the surrounding environmental temperature, inconveniences such as being too hot or too cold are caused, so that comfortable heating cannot be performed. Moreover, energy efficiency is low for heating, and a great amount of power is required. In addition, the heating element overheats, causing inconveniences such as burns and fire. Moreover, a control circuit for controlling the temperature has been complicated in order to maintain a predetermined temperature required for heating.
また、特許文献2に記載のようなPTC特性を発揮する上記従来の面状発熱体は、発熱温度を制御するための制御回路は不要になるという利点があるが、反面、面状発熱体の立ち上がりに長い時間を必要としていた。
In addition, the conventional planar heating element that exhibits the PTC characteristics as described in
また、面状発熱体が、使用される周囲の環境によって、例えば被加熱体からの放熱が大きい場合や、所定温度となっている被加熱体が外的要因によって、その熱量が急激に奪われて温度が低下する場合に、発熱量に不足を生じ、所定の温度状態に維持したり、或いは所定温度へ迅速に復帰させる必要があるが、かかる自体に即応する多機能のコントローラの開発が望まれている。 In addition, the amount of heat is rapidly deprived due to the surrounding environment in which the planar heating element is used, for example, when heat dissipation from the heated body is large, or due to an external factor in the heated body at a predetermined temperature. When the temperature drops, the calorific value becomes insufficient, and it is necessary to maintain the predetermined temperature state or to quickly return to the predetermined temperature. It is rare.
本発明は上記従来の欠点を解決し、例えば暖房畳、床暖房、道路や屋根の融雪を行ったり、凍結を防止する等の多種の面状発熱体に対する共用化がはかれ、また面状発熱体の発熱の開始や停止、立ち上げ時間、設定温度の選択等の多機能に対応して制御が容易かつ高精度に行え、しかも取扱い操作が簡単で誤操作が少なく、また周囲温度状況に応じて消費電力の浪費が少なく高効率に発熱温度を制御し、さらには面状発熱体の立ち上げ時間の短縮化に寄与する等の多機能性を発揮して便利な面状発熱体のコントローラ装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional drawbacks, and can be used for various sheet heating elements such as heating tatami mats, floor heating, melting snow on roads and roofs, and preventing freezing. It can be controlled easily and with high accuracy in response to various functions such as the start and stop of body heat, start-up time, selection of set temperature, etc., handling operation is easy, there are few erroneous operations, and depending on the ambient temperature situation Convenient surface heating element controller device that can control the heat generation temperature with high efficiency with less waste of power consumption and also contributes to shortening the startup time of the sheet heating element. The purpose is to provide.
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、請求項1に記載の発明は、表示部と、前記表示部に時刻、面状発熱体の発熱時間、設定温度等の各モードに所望の押圧動作毎に切替えして表示する表示切替スイッチと、該表示切替スイッチの押圧によるモード切替後に面状発熱体の発熱時間の時間表示と設定温度とを所定割合づつ押圧操作毎に変更し、設定する高レベルスイッチおよび低レベルスイッチと、前記各種スイッチの操作手順の適否を決定する決定スイッチ、運転の停止を行う運転停止スイッチ等を押圧可能に備える操作部と、面状発熱体の発熱温度を検知可能に接続される第1検知手段と、を有する略箱形のハウジングと、該ハウジング内には、前記第1検知手段が接続され、情報を記憶、演算する制御手段CPUと、該制御手段CPUに接続され、面状発熱体の発熱時間を設定可能なタイマー手段と、面状発熱体が敷設される周囲の環境温度を検知する第2検知手段と、該第2検知手段により検知する環境温度の高低に対応してON、OFFするスイッチング手段と、該スイッチング手段のON、OFFにより前記面状発熱体に通電を行う電源回路部とを設け、前記電源回路部からの面状発熱体への通電量を環境温度に応じて調整することにより前記面状発熱体の発熱温度を目標温度に前記制御手段CPUを通じて制御することを特徴としたという手段を採用した。
The present invention has been made in view of the above problems, and the invention according to
また、本発明の請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記スイッチング手段は、前記第1検知手段または/および第2検知手段の検知情報にもとずいて前記制御手段CPUによりON、OFFが制御されることを特徴とするという手段を採用した。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the switching means is turned on by the control means CPU based on detection information of the first detection means and / or the second detection means. , OFF is controlled, so that the feature is adopted.
また、本発明の請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2において、前記スイッチング手段は、面状発熱体に対する前記第1検知手段の検知温度が設定温度に近づく時に、制御手段CPUにより通電に要する単位時間あたりの通電時間を設定温度に近づく昇温温度毎に段階的にレベルを異にして電源回路部からの通電量を制御するという手段を採用した。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the switching means controls the control means when the detection temperature of the first detection means with respect to the planar heating element approaches the set temperature. A means is adopted in which the energization time per unit time required for energization by the CPU is controlled step by step with different levels for each temperature rise temperature approaching the set temperature.
また、本発明の請求項4に記載の発明は、請求項1,請求項2,請求項3において、前記スイッチング手段は、前記第2検知手段により検知する周囲の環境温度の情報に基づいて前記制御手段CPUにより電源回路部から供給される通電量を制御することを特徴とするという手段を採用した。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first, second, and third aspects, the switching unit is configured to perform the operation based on information on the ambient temperature detected by the second detection unit. The means of controlling the energization amount supplied from the power supply circuit section by the control means CPU was adopted.
また、本発明の請求項5に記載の発明は、請求項1,請求項2,請求項3,請求項4において、前記スイッチング手段は、制御手段CPUによりON、OFFが制御されるSSRであることを特徴とするという手段を採用した。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first, second, third, and fourth aspects, the switching means is an SSR that is ON / OFF controlled by the control means CPU. We adopted the means of characterizing this.
また、本発明の請求項6に記載の発明は、請求項1,請求項2,請求項3,請求項4,請求項5において、前記表示切替スイッチにてモードを切り替え、表示部の運転選択表示域部に表示を行ってから、前記決定スイッチを操作することにより前記面状発熱体に発熱の立ち上がりの急上昇させる機能を設けたことを特徴としたという手段を採用した。
The invention according to
また、本発明の請求項7に記載の発明は、請求項1,請求項2,請求項3,請求項4,請求項5,請求項6において、前記第1検知手段は、所望複数対の熱電対であることを特徴とするという手段を採用した。
The invention according to
また、本発明の請求項8に記載の発明は、請求項1,請求項2,請求項3,請求項4,請求項5,請求項6,請求項7において、前記第2検知手段は、サーミスタのような感温素子、熱電対、温度計等の何れかが用いられることを特徴とするという手段を採用した。
The invention according to
また、本発明の請求項9に記載の発明は、請求項1,請求項2,請求項3,請求項4,請求項5,請求項6,請求項7,請求項8において、前記表示部は、有機ELにて形成されるディスプレイであることを特徴とするという手段を採用した。
The invention according to
本発明の面状発熱体のコントローラは、例えば暖房畳、床暖房、道路や屋根の融雪を行ったり、凍結を防止する等の多種の面状発熱体に対する共用化がはかれ、また面状発熱体の発熱の開始や停止、立ち上げ時間、設定温度の選択等の多機能に対応して制御が容易かつ高精度に行え、しかも取扱い操作が簡単で誤操作が少なく、また周囲温度状況に応じてエネルギーロスが少ない高効率の暖房を行える等便利になり、さらには面状発熱体は立ち上げ時間の短縮化に寄与する等の多機能性を発揮し便利であり、薄形設計とコンパクト化をはかることができる。 The controller of the sheet heating element of the present invention can be used for various sheet heating elements such as heating tatami mats, floor heating, melting snow on roads and roofs, and preventing freezing. It can be controlled easily and with high accuracy in response to various functions such as the start and stop of body heat, start-up time, selection of set temperature, etc., handling operation is easy, there are few erroneous operations, and depending on the ambient temperature situation Convenient for high-efficiency heating with low energy loss, etc.Furthermore, the planar heating element is convenient because of its versatility, such as contributing to shortening the startup time. Can measure.
以下図面に従い、本発明を実施するための最良の形態につき詳細を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の面状発熱体のコントロール装置の実施形態1を示す配線ブロック図、図2は同じく外観正面図、図3は同じく面状発熱体のON時間の設定操作を示すブロック図、図4は同じくOFF時間の設定操作を示すブロック図、図5は面状発熱体の温度設定操作を示すブロック図、図6は同じく面状発熱体の急速立ち上げ操作を示すブロック図、図7は同じく面状発熱体の設定温度に対する通電量に対応したレベル表示のうちのレベル0を示す説明図、図8は同じくレベル1を示す説明図、図9は同じくレベル2を示す説明図、図10は同じくレベル3を示す説明図、図11は同じくレベル4を示す説明図である。
FIG. 1 is a wiring block
本実施形態1のコントローラ装置Cは、図1、図2に示すように、正面に表示部2と、前記表示部2に時刻、面状発熱体3の発熱時間、設定温度等の各モードに所望の押圧動作毎に切替えして表示する表示切替スイッチSW1と、該表示切替スイッチSW1の押圧によるモード切替後に面状発熱体3の発熱時間の時間表示と設定温度とを所定割合づつ押圧操作毎に変更し、設定する高レベルスイッチSW2および低レベルスイッチSW3と、前記各種スイッチの操作手順の適否を決定する決定スイッチSW4、運転の停止を行う運転停止スイッチSW5等を押圧可能に備える操作部1と、面状発熱体3の発熱温度を検知可能に接続される第1検知手段4と、を有する略箱形のハウジング5と、該ハウジング5内には、前記第1検知手段4が接続され、情報を記憶、演算する制御手段CPUと、該制御手段CPUに接続され、面状発熱体3の発熱時間を設定可能なタイマー手段Tと、面状発熱体3が敷設される周囲の環境温度を検知する第2検知手段6と、該第2検知手段6により検知する環境温度の高低に対応してON、OFFするスイッチング手段7と、該スイッチング手段7のON、OFFにより前記面状発熱体3に通電を行う電源回路部8とを設け、前記電源回路部8からの面状発熱体3への通電量を環境温度に応じて調整することにより前記面状発熱体3の発熱温度を目標温度に前記制御手段CPUを通じて制御することを特徴としている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the controller device C according to the first embodiment has a
前記表示部2は、例えば有機ELディスプレーにより形成される。この表示部2を有機ELディスプレーにより形成したのは、表示部2を正面に限らず、斜め方向から見た時に低温(−50℃)下でも表示部2の後記各表示域に表示される表示内容が鮮明に容易かつ確実に視認可能になすためである。
The
また、前記表示部2は、不使用時は有機ELディスプレーがOFFになって省エネルギー化がはかられる。
Further, when the
また、この表示部2には、図2に示すように、前記タイマー手段Tの働きにより時刻や面状発熱体3の発熱時間を表示する時刻表示域部2Aと、面状発熱体3の発熱温度の設定を行う設定温度表示域部2Bと、前記第2検知手段6により検知される周囲の環境温度、例えば室内温度を表示する室内温度表示域部2Cと、前記表示切替スイッチSW1の押圧操作により「ON設定」、「OFF設定」、面状発熱体3への通電開始から暖房等に要する所望温度まで急速に発熱させて立ち上げる「急速設定」等の表示を繰り返して点滅表示させる運転選択表示域部2Dと、この運転選択表示域部2Dにて選択される「ON設定」、「OFF設定」、「急速設定」のうちの運転されている現在の設定を表示させる現状設定表示域部2Eと、設定温度表示域部2Bに表示される面状発熱体3の発熱温度が設定温度に上昇して近づいた時に、単位時間t、例えば1秒間を所望区分に分割して通電のON、OFFを繰り返し行うようにして消費電力の浪費を防いで節電を行うためのレベル表示域部2Fと、該レベル表示域部2Fの近傍に設けられ、「レベル」の文字表示がなされるレベル文字表示域部2Gと、現在の「使用電力量」がW単位で表示される電力量表示域部2Hと、現在までの「積算電力量」がkwh単位で表示される積算電力表示域部2I等が区分されて前記表示切替スイッチSW1等の各スイッチを所定手順に押圧操作することによりモードが切替わって設定内容が表示されるようになっている。
Further, as shown in FIG. 2, the
そして、前記運転選択表示域部2Dに点滅表示される「ON設定」、「OFF設定」、「急速設定」等の各表示内容は、表示切替スイッチSW1の押圧操作により所定時間、例えば20秒間に次ぎの設定内容の選択が表示切替スイッチSW1により行われないと、点滅を停止してそのままの設定内容を表示するようになつている。
Each display content such as “ON setting”, “OFF setting”, “rapid setting” and the like displayed blinking in the operation
また、前記レベル表示域部2Fは、畳暖房や床暖房を行う面状発熱体3の設定温度に対する通電量に対応したレベル表示が行われ、消費電力の浪費を防止して節電をはかるための目安になるものである。
In addition, the
例えば、面状発熱体3の発熱の設定温度を例えば37℃に設定したとすると、単位時間を1秒間として通電量が異なるレベル0、レベル1、レベル2、レベル3、レベル4の5つのレベルに分割し、レベル0は、図7に示すように設定温度の37℃よりも1℃高い38℃の時に1秒間の全てがOFFであり、面状発熱体3への通電は控えられ、設定温度以上に面状発熱体3の発熱温度の上昇を防止し、消費電力の浪費を防止して節電をはかるようにする。次いで、レベル1は、面状発熱体3の設定温度が37℃の目標温度に近づいた時には、図8に示すようにONとなって1秒間のうちの全てではなく、0.6秒間だけ通電が行われ、その後の0.4秒間はOFFとなって通電が遮断されて面上発熱体3への通電が極力控えられる。また、図9に示すように、レベル2では、設定温度の37℃よりも1℃低い36℃の時には、ONとなって1秒間のうちの0.7秒間の通電が行われ、その後の0.3秒間はOFFとなって通電が遮断される。また、図10に示すようなレベル3では、設定温度37℃よりも2℃低い35℃の時であり、1秒間のうちの0.8秒間だけONとなって通電が面状発熱体3に行われることにより、レベル2よりも0.1秒間通電時間が長くなり、その後はOFFとなって0.2秒間、通電が遮断される。また、図11に示すようにレベル4では、設定温度37℃よりも3℃低い34℃の場合であり、ONとなって0.9秒間の通電が面状発熱体3に行われてレベル3よりも0.1秒間通電時間が長くなり、その後はOFFとなって0.1秒間、通電が遮断される。
For example, if the set temperature of heat generation of the
そして、面状発熱体3の発熱温度が、設定温度37℃よりもかなり低い33℃の場合には、1秒間、全てにわたりONとなり通電が行われ、面状発熱体3は充分に発熱される。
When the heating temperature of the
このようにレベル0〜レベル5の5レベルに応じて単位時間の1秒間を所望区分に分割して通電のON,OFFを繰り返して面状発熱体3の通電を効率良く行うことにより消費電力の浪費を防いで節電が行われるようになる。
Thus, according to 5 levels of level 0 to
また、前記電力量表示域部2Hは、前記表示切替スイッチSW1の押圧操作によりモードが切り替えられると、現在の「使用電力量」がW単位で表示される。そして、その表示桁数は例えば8桁が可能であるが、その桁数の増減変更は自由である。 In addition, when the mode is switched by the pressing operation of the display changeover switch SW1, the current power consumption display area 2H displays the current “power consumption” in W units. The number of display digits can be, for example, 8 digits, but the number of digits can be increased or decreased.
また、前記積算電力表示域部2Iは、前記表示切替スイッチSW1の押圧操作によりモードが切り替えられ、現在までの「積算電力量」がkwh単位で表示されるようになっている。その表示桁数は例えば7桁が可能であるが、その桁数の増減変更は自由であり、最小表示単位は0.1kwhで表示される。また、積算の開始時期は、ON設定をした時から開始される。リセット操作は、決定スイッチSW4を押圧操作することによりリセットが行われるようになっている。 The integrated power display area 2I is switched in mode by a pressing operation of the display changeover switch SW1, and the “integrated power amount” up to the present is displayed in units of kwh. The number of display digits can be, for example, seven digits, but the number of digits can be increased or decreased, and the minimum display unit is displayed at 0.1 kwh. Also, the integration start time starts when the ON setting is made. The reset operation is performed by pressing the determination switch SW4.
また、前記時刻表示域部2Aに表示される時刻や面状発熱体3の発熱時間の設定は、先ず表示切替スイッチSW1を押圧操作して前記運転選択表示域部2Dに「ON設定」を点滅表示する。次いで、低レベルスイッチSW3を押すと、時刻表示域部2Aには時間数値がアップして表示されて行き、また高レベルスイッチSW4を押すと、時刻表示域部2Aには分数値が1分づつアップして表示されて行く。この時、例えば低レベルスイッチSW3を押圧操作することによる時間数値は、「1」→「2」・・・・「23」→「00」と1時間づつアップされ、また高レベルスイッチSW2を押圧操作することによる分数値は、「1」→「2」・・「59」→「00」とアップして表示される。そして、時刻表示域部2Aに時刻や面状発熱体3の発熱時間の開始時間の設定を行い、表示してから、決定スイッチSW4を押圧操作することにより各種スイッチの操作手順の適否を決定して面状発熱体3の発熱開始時間(ON時間)の設定操作を終える。
The time displayed in the time display area 2A and the heat generation time of the
また、面状発熱体3の発熱終了時間の設定は、前記操作と同様に、先ず表示切替スイッチSW1を押圧操作して前記運転選択表示域部2Dに「OFF設定」を点滅表示する。
In the setting of the heat generation end time of the
次いで、同様に低レベルスイッチSW3を押して時刻表示域部2Aに時間数値を表示して行き、また高レベルスイッチSW4を押して時刻表示域部2Aに分数値を表示して行く。最後に決定スイッチSW4を押圧操作することにより各種スイッチの操作手順の適否を決定して面状発熱体3の発熱終了時間(OFF時間)の設定操作を終える。
Next, similarly, the low level switch SW3 is pressed to display the time value in the time display area 2A, and the high level switch SW4 is pressed to display the fractional value in the time display area 2A. Finally, by pressing the decision switch SW4, the suitability of the operation procedures of the various switches is decided, and the setting operation of the heat generation end time (OFF time) of the
また、前記設定温度表示域部2Bに面状発熱体3の設定温度を設定するための設定操作は、表示切替スイッチSW1を押圧操作してモードを切り替えて行くと、設定温度表示域部2Bには面状発熱体3の標準温度として、例えば30℃が点滅表示される。
The setting operation for setting the set temperature of the
次いで、低レベルスイッチSW3を押すことにより前記標準温度を基準にして1℃づつダウンさせ、また高レベルスイッチSW2を押すことにより前記標準温度を基準にして1℃づつアップさせることにより設定温度を選択し、設定温度表示域部2Bに表示を行う。その後、決定スイッチSW4を押圧操作することにより各種スイッチの操作手順の適否を決定して面状発熱体の設定温度についての温度設定操作を行う。
Next, press the low level switch SW3 to decrease the temperature by 1 ° C with reference to the standard temperature, and press the high level switch SW2 to increase the temperature by 1 ° C with reference to the standard temperature. Then, display is performed on the set
また、面状発熱体3を所望温度まで急速立ち上げ操作を行うのには、先ず表示切替スイッチSW1を押圧操作してモードを切り替え、運転選択表示域部2Dに「急速設定」を表示し、決定スイッチSW4を押圧操作してスイッチの操作手順の適否を決定し、面状発熱体3の発熱についての急速立ち上げ操作を行う。
In order to quickly start up the
また、前記表示部2の時刻表示域部2Aに表示される時刻が遅れた場合や進んだ場合の修正操作を行うのには、先ず表示切替スイッチSW1を押圧操作してモードを「時刻」に切り替えると、時刻を示す数字が点滅表示される。次いで、前述の「ON設定」および「OFF設定」と同様操作を行うことにより例えば低レベルスイッチSW3を押圧操作することにより時間数値を、「1」→「2」・・・・「23」→「00」と1時間づつアップして遅れや進みを修正し、また、高レベルスイッチSW2を押圧操作することにより分数値は、「1」→「2」・・「59」→「00」とアップして遅れや進みを修正する。そして、決定スイッチSW4を押圧操作することにより各種スイッチの操作手順の適否を決定して時刻表示域部2Aに修正後の新時刻を表示し、修正操作を終える。
In order to perform a correction operation when the time displayed in the time display area 2A of the
畳暖房を行う時に室内温度は、前記第2検知手段6により検知され、その信号が制御手段CPUに入力され、検知した温度を室内温度表示域部2Cに1℃単位で表示するようになっている。この第2検知手段6は、感度素子、熱電対、温度計等の何れかでよい。 When performing tatami heating, the room temperature is detected by the second detection means 6, and the signal is input to the control means CPU, and the detected temperature is displayed on the room temperature display area 2C in units of 1 ° C. Yes. The second detection means 6 may be any one of a sensitivity element, a thermocouple, a thermometer, and the like.
また、表示部2の表示に使用される有機EL材料としては、例えばトリス(8−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム、ポリ−フェニレンビニレン(PPV)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ−3−アルキルチオフェン(PAT)、ポリ−9,9ジアリキルフルオレン(PDAF)、ポリメチン系色素、アントラセン等の多環芳香環化合物、オキサジアゾール、ヘテロ芳香環化合物、ポルフィリン系分子、キサンティン系色素、スチルベンゼン系化合物、さらには各種金属錯体、金属化合物等が挙げられ、代表的には、例えばDPVBi、PESB、EM2、Spiro−TAD、Zn(BOX)2、Spiro−8φのように青色を発光するもの、Bebq2,Alq2、Tb(acac)3等のように緑色発光をするもの、Rubrene、Eu(TTFA)3Phen、DCM、BPPC等は赤色発光を示す低分子発光材料があり、またPPV、ROPPV、MEHPPV、CNPPV、PAT、PEDOT、PCHT、POPT、PDAF、ROPPP、F−PPP、ポリ−フェニレンビニレン系EL用導電性高分子、ポリチオフェン系EL用高分子材料、ポリフルオレン系EL用高分子材料、ポリシラン系高分子材料、シリコン系高分子材料等があげられる。
Examples of the organic EL material used for display of the
前記面状発熱体3は、フッソ系樹脂よりなる合成樹脂分散媒内に黒鉛とカーボンブラックよりなる導電性材料のほかに少量の金属酸化物や炭化物を混練して押出成形機(図には示さず)にて押出し成形する等して成形される。そして、この面状発熱体3は、操作部1のスイッチ操作により目標温度に急上昇させ、例えば畳暖房の暖房等に要する所望の発熱温度に到るまでの立ち上がり時間を短く、即応性が良い等の電気的特性に優れるほか、耐寒性、耐薬品性、耐摩耗性、耐衝撃性が良く、通電性材料としてのカーボンブラック等に対する結合性が強度になる等の機械的特性も優れる。
The
前記第1検知手段4は、例えば熱電対が用いられ、面状発熱体3の発熱を検知し、その信号はアンプA1を介して制御手段CPUに入力される。
The first detection means 4 uses, for example, a thermocouple, detects heat generation of the
前記第2検知手段6は、例えばサーミスタのような感温素子、熱電対、温度計等の何れかが用いられ、その信号はアンプA2を介して制御手段CPUに入力される。 As the second detection means 6, for example, any one of a temperature sensitive element such as a thermistor, a thermocouple, a thermometer or the like is used, and the signal is input to the control means CPU via the amplifier A2.
また、前記ハウジング5は、図示するように略箱形であり、このハウジング5は例えば合成樹脂可塑物により薄形設計が可能であり、コンパクト化がはかれる。そして、このハウジング5は、暖房畳や床暖房に使用する場合の使用時には、本実施形態1の面状発熱体3のコントローラ装置Cは、部屋の壁にハウジング5がネジ、接着剤を用いて取付けられたり、床面に取付けられることによって使用に供されるが、後述するようにほかの使用方法として面状発熱体3を道路に敷設することにより道路の融雪を行ったり、凍結を防止するためのロードヒーティングとして使用する場合には、本実施形態1のコントローラ装置Cが路肩に設置される等して使用される。さらには、面状発熱体3が屋根に敷設されることにより屋根の融雪を行ったり、凍結を防止するための屋根融雪装置として使用する場合には、ハウジング5は、例えば屋内の適宜個所に取付けて使用される等、面状発熱体3の用途に対応して共用化をはかることができる。
The
前記スイッチング手段7は、前記第2検知手段6により検知する環境温度の高低に対応して前記制御手段CPUにより制御される駆動回路9によりON、OFFし、該スイッチング手段7のON、OFFにより前記電源回路部8からの面状発熱体3への通電量を環境温度に応じて調整することにより前記面状発熱体3の発熱温度を目標温度に制御するようになっている。またこのスイッチング手段7は、例えばSSR(Solid State
Relay)が使用されるが、ON、OFF機能を発揮するものであればそのほか電磁リレーや半導体素子でもよい。
The switching means 7 is turned on and off by a
(Relay) is used, but an electromagnetic relay or a semiconductor element may also be used as long as it exhibits an ON / OFF function.
なお、図1中A3はアンプ、Lは運転表示ランプである。 In FIG. 1, A3 is an amplifier, and L is an operation display lamp.
本実施形態1の面状発熱体のコントローラ装置Cは、以上の構成からなり、以下作用とともに使用例を説明する。 The planar heating element controller C according to the first embodiment has the above-described configuration, and a usage example will be described together with the following operations.
すなわち、畳暖房や床暖房を行う場合には、面状発熱体3を発熱させるが、これには、前記操作部1に設けられる各種スイッチを用途毎に所定手順に押圧操作することにより行う。
That is, when performing tatami floor heating or floor heating, the
以下、各種モードの切り替え操作とスイッチ操作とを順次説明する。 Hereinafter, the switching operation and the switching operation of various modes will be sequentially described.
<発熱開始(ON)時間の設定操作>
また、前記時刻表示域部2Aに表示される時刻や面状発熱体3の発熱時間の設定を行うのには、図3に示すように先ず表示切替スイッチSW1を押圧操作することにより前記運転選択表示域部2Dに「ON設定」を点滅表示する。次いで、低レベルスイッチSW3を押すと、時刻表示域部2Aには時間数値がアップして表示されて行き、また高レベルスイッチSW2を押すと時刻表示域部2Aには分数値が1分づつアップして表示されて行く。この時、例えば低レベルスイッチSW3を押圧操作することによる時間数値は、「1」→「2」・・・・「23」→「00」と1時間づつアップされ、高レベルスイッチSW2を押圧操作することによる分数値は、「1」→「2」・・「59」→「00」とアップされる。そして、時刻表示域部2Aに時刻や面状発熱体3の発熱時間の開始時間の設定を行い、表示してから、決定スイッチSW4を押圧操作することにより各種スイッチの操作手順の適否を決定して面状発熱体3の発熱開始時間(ON時間)の設定操作を終える。
<Setting operation of heat generation start (ON) time>
In order to set the time displayed in the time display area 2A and the heat generation time of the
<発熱終了(OFF)時間の設定操作>
また、面状発熱体3の発熱終了時間を設定するのには、前記操作と同様に、図4に示す如く先ず表示切替スイッチSW1を押圧操作することにより前記運転選択表示域部2Dに「OFF設定」を点滅表示する。
<Operation for setting the heat generation end (OFF) time>
Also, in order to set the heat generation end time of the
次いで、同様に低レベルスイッチSW3を押すことにより、時刻表示域部2Aに時間数値を表示して行き、また高レベルスイッチSW2を押して時刻表示域部2Aに分数値を表示して行く。最後に決定スイッチSW4を押圧操作することにより各種スイッチの操作手順の適否を決定して面状発熱体3の発熱終了時間(OFF時間)の設定操作を終える。
Next, by similarly pressing the low level switch SW3, the time value is displayed in the time display area 2A, and the high level switch SW2 is pressed to display the fractional value in the time display area 2A. Finally, by pressing the decision switch SW4, the suitability of the operation procedures of the various switches is decided, and the setting operation of the heat generation end time (OFF time) of the
<面状発熱体の温度設定操作>
また、面状発熱体3の設定温度を設定温度表示域部2Bに設定する操作は、図5に示すように表示切替スイッチSW1を押圧操作してモードを切り替えて行くと、設定温度表示域部2Bには面状発熱体3の標準発熱温度として、例えば30℃が点滅表示される。
<Temperature heating element temperature setting operation>
Further, the operation of setting the set temperature of the
次いで、低レベルスイッチSW3を押すことにより前記標準発熱温度を基準にして1℃づつダウンさせ、また高レベルスイッチSW2を押すことにより前記標準発熱温度を基準にして1℃づつアップさせることにより設定温度を選択し、設定温度表示域部2Bに表示する。
Next, by pressing the low level switch SW3, the temperature is decreased by 1 ° C. with reference to the standard heat generation temperature, and by pressing the high level switch SW2, the set temperature is increased by 1 ° C. with reference to the standard heat generation temperature. Is displayed on the set
その後、決定スイッチSW4を押圧操作することにより各種スイッチの操作手順の適否を決定して面状発熱体3の発熱についての温度設定操作を終了する。
Thereafter, the determination switch SW4 is pressed to determine the suitability of the operation procedure of the various switches, and the temperature setting operation for the heat generation of the
上記のようなスイッチ操作を基にして、例えば12畳の集会場を20名の収容人員として畳暖房する場合を本実施形態1のコントローラ装置Cを用いて午前10:00より13:30まで使用する場合を想定して面状発熱体3を発熱させて暖房を行うのには、図3の如く先ず表示切替スイッチSW1を押圧すると、運転選択表示域部2Dに「ON設定」が点滅表示され、低レベルスイッチSW3の押圧により時刻表示域部2Aには時間数値がアップして表示され、しかも高レベルスイッチSW2の押圧により時刻表示域部2Aには分数値が1分づつアップして表示されることにより時刻表示域部2Aに時刻や面状発熱体3の発熱時間の開始時間の設定を行い、決定スイッチSW4の押圧により面状発熱体3の発熱開始時間(ON時間)を9:00に設定する。
Based on the switch operation as described above, for example, a case where a 12 tatami mat hall is tatami-heated as a capacity of 20 people is used from 10:00 am to 13:30 using the controller device C of the first embodiment. In order to perform heating by heating the
また、図4に示す如く表示切替スイッチSW1を押圧し、運転選択表示域部2Dに「OFF設定」が点滅表示され、低レベルスイッチSW3と、高レベルスイッチSW2との押圧により時刻表示域部2Aに時刻や面状発熱体3の発熱時間の終了時間の設定を行い、決定スイッチSW4を押圧することにより面状発熱体3の終了時間(OFF時間)を13:30に設定する。
Further, as shown in FIG. 4, the display changeover switch SW1 is pressed, “OFF setting” is blinked in the operation
その後、図5に示すように表示切替えスイッチSW1を押圧してモードを切り換えることにより設定温度表示域部2Bには面状発熱体3の標準発熱温度として、例えば30℃が点滅表示され、低レベルスイッチSW3と、高レベルスイッチSW2とを個別に押圧操作することにより設定温度表示域部2Bに設定温度として37℃を表示し、その後、決定スイッチSW4を押圧操作することにより面状発熱体3の設定温度を例えば37℃に設定して面状発熱体3の発熱をして畳暖房を行う。
Thereafter, as shown in FIG. 5, by pressing the display changeover switch SW1 and switching the mode, for example, 30 ° C. is flashed and displayed on the set
<面状発熱体3の急速立ち上げ操作>
また、面状発熱体3の急速立ち上げ操作を行うのには、図6に示すように、先ず表示切替スイッチSW1を押圧操作してモードを切り替え、運転選択表示域部2Dに「急速設定」を表示する。そして、決定スイッチSW4を押圧操作することによりスイッチの操作手順の適否を決定すると、前述のようにフッソ系樹脂よりなる合成樹脂分散媒内に黒鉛とカーボンブラックよりなる導電性材料のほかに少量の金属酸化物や炭化物を混練して形成される面状発熱体3は、制御手段CPUからの制御指令により約55℃にまで発熱温度が急上昇され、そのままの発熱温度にて約5分間保持することができ、面状発熱体3の発熱についての急速立ち上げ操作を行うとともに面状発熱体3からの充分な発熱によりダニを死滅させることができる。
<Quick start-up operation of the
In order to perform the quick start-up operation of the
また、本実施形態1の面状発熱体3は、フッソ系樹脂よりなる合成樹脂分散媒内に黒鉛とカーボンブラックよりなる導電性材料のほかに少量の金属酸化物や炭化物を混練して形成されるので、前述の如く電気特性と即応性が良いほか、耐寒性、耐薬品性、耐摩耗性、耐衝撃性が良く、通電性材料としてのカーボンブラック等に対する結合性が強度になる等の機械的特性も優れる。
The
また、前述のように、面状発熱体3の発熱の設定温度が37℃に設定されて発熱が行われると、面状発熱体3の発熱温度は面状発熱体3に設けた第1検知手段4としての熱電対にて検知される。この時、室内温度は、表示部2の室内温度表示域部2Cに1℃単位で表示される。
Further, as described above, when the set heat generation temperature of the
そして、熱電対の面状発熱体3の発熱に対する検知温度が面状発熱体3の設定温度、例えば37℃に近づくと、制御手段CPUにより制御される駆動回路9によりスィッチング手段7としてのSSRのONまたはOFFを、面状発熱体3に対する前記第1検知手段4の検知温度が「設定温度」に近づく時に、前記制御手段CPUにより通電に要する単位時間tあたり、例えば1秒間の通電時間を設定温度に近づく昇温温度毎に段階的に1℃づつレベルを異にして電源回路からの通電量を制御し、通電量の浪費を防ぎ、節電を行うようにする。
When the detection temperature for the heat generation of the
すなわち、レベル0では図7に示すように面状発熱体3の設定温度の37℃よりも1℃高い38℃の時に1秒間の全てがOFFであり、面状発熱体3への通電は控えられる。次いで、レベル1は図8に示すように設定温度の37℃に近づいた時にONとなって1秒間、全てではなく、0.6秒間だけ通電が行われ、その後OFFとなって0.4秒間、通電が遮断されて面上発熱体3への通電が極力控えられる。また、図9に示すように、レベル2では、設定温度の37℃よりも1℃低い36℃の時には、ONとなって0.7秒間の通電が行われ、その後OFFとなって0.3秒間、通電が遮断される。また、図10に示すようなレベル3では、設定温度37℃よりも2℃低い35℃の時であり、ONとなって0.8秒間の通電が面状発熱体3に行われることによりレベル2よりも0.1秒間通電時間が長くなり、その後OFFとなって0.2秒間、通電が遮断される。また、図11に示すようなレベル4では、設定温度37℃よりも3℃低い34℃の場合であり、ONとなって0.9秒間の通電が面状発熱体3に行われることによりレベル3よりも0.1秒間通電時間が長くなり、その後OFFとなって0.1秒間、通電が遮断される。
That is, at level 0, as shown in FIG. 7, when the temperature is 38 ° C., which is 1 ° C. higher than the set temperature of the
そして、面状発熱体3の発熱温度が、設定温度37℃よりもかなり低い33℃の場合には、1秒間、全てにわたりONとなり通電が行われ、面状発熱体3は発熱される。
When the heating temperature of the
このようにレベル0〜レベル5の5レベルに応じて1秒間を所望区分に分割して通電のON、OFFを繰り返して面状発熱体3の通電を行うことにより消費電力の浪費が防がれ、節電が行われる。
In this way, waste of power consumption can be prevented by dividing energization of the
また、レベル表示域部2Fには、設定温度に対応して面状発熱体3の通電に要する1秒間をレベル0、レベル1、レベル2、レベル3、レベル4の5つのレベルに対応された表示がなされる。
The
しかも、面状発熱体3を有する畳暖房が敷設される周囲の環境温度は、例えばサーミスタのような感温素子、熱電対、温度計等よりなる第2検知手段6により検知されるので、その信号が制御手段CPUに送られると、制御手段CPUに接続されたスイッチング手段7としてのSSRが、第2検知手段6により検知される周囲の環境温度の高低の相違に応じて制御手段CPUからの制御によりON、OFFされるため、このスイッチング手段7のON、OFFにより電源回路部8から面状発熱体3への通電量が環境温度に応じて調整され、面状発熱体3の発熱温度を目標温度に制御することができる。
Moreover, since the ambient temperature around which the tatami heating having the
従って、冬期または冬期以外でも寒厳地において面状発熱体3が、使用される周囲の環境によって、例えば暖房畳からの放熱が大きい場合や、所定温度となっている暖房畳が外的要因によって、その熱量が急激に奪われて温度が低下する必要時に、畳暖房や床暖房を行うのに日毎に周囲の環境温度が異なる場合に、発熱量に不足を生じ、所定の温度状態に維持したり、或いは所定温度へ迅速に復帰させることができ、周囲の環境温度を加味したきめ細かなしかも消費電力の浪費を防いだ節電型の畳暖房を行うことができる。
Accordingly, even in winter or in other than winter, the
<時刻の遅れと進みの修正操作>
また、表示部2の時刻表示域部2Aに表示される時刻が、遅れた場合や進んだ場合の修正操作は、先ず表示切替スイッチSW1を押圧操作してモードを「時刻」に切り替えると、時刻を示す数字が点滅表示される。次いで、前述の「ON設定」および「OFF設定」と同様操作の例えば低レベルスイッチSW3を押圧操作して時間数値を、「1」→「2」・・・・「23」→「00」と1時間づつアップして遅れや進みを修正し、また、高レベルスイッチSW2を押圧操作して分数値を、「1」→「2」・・「59」→「00」とアップして遅れや進みを修正する。そして、決定スイッチSW4を押圧操作することにより各種スイッチの操作手順の適否を決定して時刻表示域部2Aに修正後の新時刻を表示し、修正操作を行える。
<Correction of time delay and advance>
Further, when the time displayed in the time display area 2A of the
[実施形態2]
また、図12および図13は本発明の実施形態2を示す。
[Embodiment 2]
12 and 13
上記説明では畳暖房を行う場合を代表的に説明したが、本発明のコントローラ装置は道路の融雪を行ったり、凍結を防止するロードヒィーティングとして使用することもできる。 In the above description, the case of performing tatami heating has been representatively described. However, the controller device of the present invention can also be used as road heating for melting snow on a road or preventing freezing.
すなわち、第1検知手段としての降雪センサ4′を面状発熱体3を敷設する道路20の敷設面、例えば道路舗装面21に所望間隔毎に所望個数設け、適当個所に配置したコントローラ装置Cの制御手段CPUに接続する。
That is, the snowfall sensor 4 'as the first detecting means is provided on the laying surface of the
そして、第2検知手段6により検知される外気温が標準温度として3℃以下で、第1検知手段としての降雪センサ4′により道路舗装面21が所望温度、例えば標準温度として3℃以下になったことを検知した時に、制御手段CPUの制御により面状発熱体3への通電が開始され、継続されることにより面状発熱体3は発熱され、道路20に積もった雪の融雪と、道路20の凍結が防止される。
The outside temperature detected by the second detection means 6 is 3 ° C. or less as the standard temperature, and the
また、第2検知手段6により外気温が所望温度、例えば3℃以下になったことを検知しないが、第1検知手段としての降雪センサ4′が道路20の道路舗装面21が3℃以下になったことを検知した時には、面状発熱体3への通電が開始され、通電は継続されることにより発熱が行われ、道路20に積もった雪の融雪と、路面の凍結が防止される。
Further, the second detection means 6 does not detect that the outside air temperature has become a desired temperature, for example, 3 ° C. or less, but the
そして、本実施形態1では、適当個所に配置した各コントローラ装置Cの制御手段CPUに設けた通信ポート22・・から通信線23・・を配索して遠隔地に設けたホストコンピュータ(図には示さず)に接続することにより遠隔地における監視と中央集中管理を行えるようにした点が前記実施形態1と異なる構成、作用であり、そのほかは前記実施形態1と同様の構成を採用し、同様の作用である。
In the first embodiment, a host computer (shown in the figure) is installed in a remote place by routing the
また、図14は本発明の実施形態3を説明する。 FIG. 14 illustrates a third embodiment of the present invention.
この実施形態3では、屋根30の融雪を行ったり、屋根30に面状発熱体3を敷設することにより融雪を行うのに、本発明のコントローラ装置Cを使用するものである。
In the third embodiment, the controller device C of the present invention is used for melting snow on the roof 30 or melting snow by laying the
すなわち、部屋の適当個所に取付けたコントローラ装置Cの制御手段CPUに接続した第2検知手段6により外気温が所望温度、例えば3℃以下になったことを検知した時に、面状発熱体3への通電が開始され、通電が継続されることにより発熱が行われ、屋根30の融雪と、凍結を防止することができる。
That is, when it is detected by the second detection means 6 connected to the control means CPU of the controller device C attached at an appropriate place in the room that the outside air temperature has become a desired temperature, for example, 3 ° C. or less, the
また、第2検知手段6によりが外気温が所望温度、例えば3℃以下になったことを検知しないが、面状発熱体3が敷設された屋根30が第1検知手段4により3℃以下になったことを検知した時には、面状発熱体3への通電が開始され、通電は継続されることにより発熱が行われ、屋根30の融雪と、凍結が防止されるほかは、前記実施形態1と同様の構成、作用である。
In addition, the second detection means 6 does not detect that the outside air temperature has become a desired temperature, for example, 3 ° C. or less, but the roof 30 on which the
本発明の面状発熱体のコントローラは、例えば暖房畳、床暖房、道路や屋根の融雪を行ったり、凍結を防止する等の多種の面状発熱体に対する共用化がはかれ、また面状発熱体の発熱の開始や停止、立ち上げ時間、設定温度の選択等の多機能に対応して制御が容易かつ高精度に行え、しかも取扱い操作が簡単で誤操作が少なく、また周囲温度状況に応じてエネルギーロスが少ない高効率の暖房を行える等便利になり、さらには面状発熱体は立ち上げ時間の短縮化に寄与する等の多機能性を発揮し便利であり、薄形設計とコンパクト化をはかることができる分野・用途に適する。 The controller of the sheet heating element of the present invention can be used for various sheet heating elements such as heating tatami mats, floor heating, melting snow on roads and roofs, and preventing freezing. It can be controlled easily and with high accuracy in response to various functions such as the start and stop of body heat, start-up time, selection of set temperature, etc., handling operation is easy, there are few erroneous operations, and depending on the ambient temperature situation Convenient for high-efficiency heating with low energy loss, etc.Furthermore, the planar heating element is convenient because of its versatility, such as contributing to shortening the startup time. Suitable for fields and applications where measurement is possible.
1 操作部
2 表示部
2A 時刻表示域部
2B 設定温度表示域部
2C 室内温度表示域部
2D 運転選択表示域部
2E 現状設定表示域部
2F レベル表示域部
2G レベル文字表示域部
2H 電力量表示域部
2I 積算電力表示域部
3 面状発熱体
4 第1検知手段
4′ 融雪センサ
5 ハウジング
6 第2検知手段
7 スイッチング手段
8 電源回路部
9 駆動回路部
20 道路
21 道路舗装面
22 通信ポート
30 屋根
SW1 表示切替スイッチ
SW2 高レベルスイッチ
SW3 低レベルスイッチ
SW4 決定スイッチ
SW5 運転停止スイッチ
T タイマー手段
1
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