JP2006308205A - 電気式床暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】電気式床暖房システムにおいて、設置地域の温度条件や床下地条件に合わせて最適の立ち上げ運転時間を選択できるようにし、快適で効率のよい床暖房が常時得られるようにする。
【解決手段】床下地１０に敷設される線ヒータ１１と、この線ヒータへの電力供給を制御するコントローラ２０とを少なくとも備えた電気式床暖房システムにおいて、コントローラは１００％通電で行う立ち上げ運転のための手段として、運転開始前の室温情報に応じた立ち上げ運転の継続時間を選択できる立ち上げ運転時間選択手段を備えるようにし、選択された立ち上げ運転時間にわたって立ち上げ運転を行った後、定常運転に入るようにする。立ち上げ運転時間選択手段は、運転開始前の室温とその室温に応じた立ち上げ運転の継続時間を関連付けた一枚以上にテーブルを持ち、電気式床暖房システムの設置地域などに応じた最適のテーブルを選択できるようになっている。
【選択図】図２

Description

本発明は電気式床暖房システムに関し、特に、その立ち上げ運転時の運転態様に特徴を有する電気式床暖房システムに関する。

発熱源として線ヒータを有する電気式床暖房システムは知られている。線ヒータを床下地の上に配置した後にその上から木質系床材を置くか、あるいは線ヒータを一体に組み込んだ木質系床材を電気的に接続しながら床下地の上に置くことにより、電気式床暖房システムとされる。線ヒータには主に商用電源からの電力がコントローラを介して供給される。コントローラは、加熱エリアの特定、通電の開始と停止、加熱温度の調節、異常の検知などの機能が備えられる（特許文献１、特許文献２など参照）。

床暖房の場合、部屋が暖まるまでの立ち上がり運転時は多くのエネルギーを必要とするが、暖まった後の定常運転時には比較的少ないエネルギーで快適な暖房効果を得ることができる。そこで、熱源が線ヒータである電気式床暖房システムの従来の運転方法では、通電を開始してから一定時間（例えば３０分程度の間）は、１００％通電を継続する、いわゆる立ち上げ運転を行うようにしており、コントローラにはあらかじめそのようなプログラムが組み込まれている。一般に、立ち上げ運転時間の設定には、ある環境下で試験を行い試験基準に合格する時間を「立ち上げ運転時間」として設定している。
特開平７−２４８１２２号公報 特開平１０−１８５２２２号公報

現在の電気式床暖房システムで使用されているコントローラは、前記のように、ある特定の立ち上げ運転時間があらかじめプログラミングされているので、実際の設置場所の温度環境に適切に追従することができないことが起こる。例えば、所定の立ち上げ運転時間を経過したとき、寒く冷え込んだ日には暖房不足を感じる（暖房不足）ことがあり、逆に、比較的暖かい日には暖かくなりすぎて無駄を感じる（過剰暖房）ことがある。また、地域的な設置場所の違いや床下地の条件などによっても、同様な暖房不足や過剰暖房を感じることがある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、電気式床暖房システムの設置環境に応じて、立ち上げ運転時間を選択的に選定できるようにし、それにより、快適で効率のよい床暖房が常時得られるようにした、電気式床暖房システムを提供することを目的とする。

本発明による電気式床暖房システムは、発熱源としての線ヒータと、この線ヒータへの電力供給を制御するコントローラとを少なくとも備えた電気式床暖房システムであって、前記コントローラは、１００％通電で行う立ち上げ運転のための手段として、運転開始前の室温を設定する室温設定手段と、設定された運転開始前の室温情報に応じて前記立ち上げ運転の継続時間を選択する立ち上げ運転時間選択手段と、選択された立ち上げ運転時間にわたって立ち上げ運転を行う運転手段、とを少なくとも備えることを特徴とする。

上記電気式床暖房システムでは、運転開始前の室温を設定する室温設定手段を備えており、立ち上げ運転の継続時間は、設定された運転開始前の室内温度に応じて選択的に選定される。そのために、当該電気式床暖房システムが設置されている現場に応じた適切な初期暖房環境を作り出すことができる。例えば、運転開始前の室温が標準温度よりも低い場合には、標準立ち上げ運転時間よりも長い立ち上げ運転時間を選定し、逆に、運転開始前の室温が標準温度よりも高い場合には、標準立ち上げ運転時間よりも短い立ち上げ運転時間を選定する。

好ましい態様では、コントローラは、立ち上げ運転の継続時間が運転開始前の室温に応じて定められているテーブルを有しており、該テーブルから立ち上げ運転の継続時間が選択される。より具体的には、システムは、運転開始前の室温を設定する室温設定手段として温度センサを備え、温度センサからの情報に基づき、立ち上げ運転時間選択手段は前記テーブルから対応して立ち上げ運転の継続時間を選択する。好ましくは選択された運転継続時間はコントローラの操作盤に適宜の手法により表示され、使用者はそれを確認してスイッチを入れることにより、立ち上げ運転開始用のタイマーが始動するようにされる。

好ましい態様において、コントローラは、複数個の前記テーブルを選択可能に有しており、複数のテーブルのいずれかを選択するテーブル選択手段をさらに備える。複数のテーブルは、例えば、設置地域あるいは床下地条件など、電気式床暖房システムが設置される異なった環境に応じて、作成される。このように複数のテーブルを選択可能に備えることにより、同じコントローラを複数の設置場所で使用することが可能となり、コントローラの汎用性が大きくなる。どのテーブルを選択するかは、ディップスイッチのようなコントローラの内部スイッチによる切り替えで行うようにするのが好適である。

なお、本発明による電気式床暖房システムにおいて、上記したコントローラの構成と立ち上げ時の運転方法を除き、他の構成および立ち上げ後の運転環境すなわち定常運転時での運転環境は、従来知られた電気式床暖房システムの場合と同様である。

なお、本発明における電気式床暖房システムの全体的な構成に特に制限はなく、従来知られている任意の構成、例えば、線ヒータを床下地の上に配設した後にその上から木質系床材を置くようにして施工された形態のもの、あるいは線ヒータを一体に組み込んだ木質系床材を電気的に接続しながら床下地の上に置くようにして施工された形態のもの、などをすべてが含まれる。

本発明によれば、電気式床暖房システムの初期立ち上げ条件を、当該電気式床暖房システムの設置場所に応じた最適の条件とすることができ、快適で効率のよい床暖房を得ることができる。

以下、本発明を実施の形態により説明する。図１は本発明による電気式床暖房システムを示す概略図であり、図２は全体の制御系を示すブロック図、図３は制御のフロー図である。図４は本発明による電気式床暖房システムで用いられるテーブルの一例を示す。

図１において、床下地１０の上に発熱源としての線ヒータ１１が配置され、その上に線ヒータ１１を収容する凹溝を裏面に形成した多数枚の木質系床材１２が敷設されて、電気式床暖房フロアを作っている。図示しないが、線ヒータを一体に組み込んだ木質系床材を電気的に接続しながら床下地の上に置くようにして電気式床暖房フロアを作るようにしてもよい。いずれにおいても、線ヒータ１１には配線１３を介して外部からの商用電力が供給され、配線途中にはコントローラ２０が取り付けてある。コントローラ２０は、従来の電気式床暖房フロアで使用されているコントローラと同様に、通電開始時から所定時間は１００％通電の立ち上げ運転を行い、その後は、ＯＮ−ＯＦＦを繰り返す定常運転に入る形態のものであり、その限りでの構成は、従来のコントローラと同じ構成を備えているが、立ち上げ運転のための固有の手段を備えている点で相違する。以下に、その相違点を中心に説明する。

図２は電気式床暖房システム全体の制御系を示すブロック図であり、本発明による電気式床暖房システムは、コントローラ２０と該コントローラ２０により通電制御される線ヒータ１１とからなる。コントローラ２０は、制御部３０と、記憶部４０と、駆動回路５０を備える。制御部３０は、操作盤３１と、サーミスターのような温度センサ３２と、ディップスイッチ３３からの信号が入力する。

記憶部４０は、立ち上げ運転の継続時間が運転開始前の室温に応じて定められている複数枚のテーブル４１を格納しており、選択されたテーブル４１の情報が制御部３０に送られる。ディップスイッチ３３はテーブル４１のいずれかを選択するためのスイッチであり、コントローラ２０に内蔵されている。ディップスイッチ３３からの選択信号は制御部３０に送られ、制御部３０は記憶部４０から選択されたテーブル４１を取り込む。

駆動回路５０は電源線１３からヒータ１１へ電流を供給するための回路であり、タイマー５１を内蔵していて、制御部３０からの信号を受けて、選択された時間にわたり１００％通電の立ち上げを継続する。図示しないが、ヒータ１１に付設したサーモスタットからの信号も駆動回路５０にフィードバックされ、従来知られたコントローラと同様に、定常運転時の通電ＯＮ−ＯＦＦ制御も行われる。

図４は前記テーブル４１の一例を示す。ここでは、３個のテーブル４１ａ，４１ｂ，４１ｃが用意されており、各テーブル４１ａ〜４１ｃは、複数に区分された温度（後記するように電気式床暖房システムが取り付けられている部屋における運転開始前の温度に対応する）と各区分の温度に対応する時間を持つ。テーブル４１は、電気式床暖房システムの設置地域や床下地条件などに応じて必要な枚数だけ用意される。図４に示す例では、設置地域別の３個のテーブルであり、比較的に温暖な地域に対するテーブル４１ａでは、温度区分を、５℃以下、６〜１０℃、１１〜１５℃、１６℃以上、の４つに区分し、それぞれ対応する時間を４０分、３０分、２０分、１５分、としている。テーブル４１ｂは、より寒冷地に対するテーブルであり、同じ温度区分に対して、より長い時間、５０分、４０分、３０分、２０分を対応させており、さらに寒冷地に対するテーブルであるテーブル４１ｃでは、同じ温度区分に対して、さらに長い時間、６０分、５０分、４０分、３０分を対応させている。

操作盤３１は使用者が電気式床暖房システムを運転するのに必要な情報を表示したり、必要な指令を入力するためのものであり、システムのＯＮ−ＯＦＦスイッチ３５，温度表示部３６，前記したテーブル４１から選択された時間に対応する押しボタンスイッチ３７、などが備えられる。

温度センサ３２は、運転開始前の室温を測定するものであり、該温度センサ３２からの温度情報は制御部３０に送られ、また操作盤３１に表示される。制御部３０は入力した温度情報により室温を設定し、既に選択されているテーブル４１から当該温度に対応する時間を選択する。選択された時間信号は操作盤３１に送られ、当該時間に応じた押しボタン３７のランプを点灯させるなど適宜の手段により、使用者に選択された時間を知らせる。使用者が点灯しているボタン３７を押すと、その信号は制御部３０を介して駆動回路に送られ、駆動回路５０に内蔵するタイマー５１が作動して、設定された立ち上げ運転時間にわたって、１００％通電の立ち上げ運転を継続して行う。

運転操作を、図３を参照して説明する。施工業者は、電気式床暖房システムを施工するときに、ディップスイッチ３３を操作して施工現場に応じたテーブル４１ａ〜４１ｃのいずれかを選択する。例として、施工現場が比較的温暖な地域であり、テーブル４１ａが選択されたものと仮定する。

使用者は、操作盤３１のＯＮ−ＯＦＦスイッチ３５をＯＮにする（ステップ３０１）。制御部３０は選択されているディップスイッチを読み込み（ステップ３０２）、対応するテーブル４１ａに関する情報を記憶部４０から制御部３０内に取り込む（ステップ３０３）。

温度センサ３２からの温度信号（例えば、室温が６〜１０℃の間の温度と仮定する）を制御部３０が取り込む（ステップ３０４）。温度情報は操作盤３１に表示されると共に、制御部３０は、取得しているテーブル４１ａを利用して、温度区分６〜１０℃に対応する立ち上げ運転としての運転時間（ここでは３０分）を選択する（ステップ３０５）。選択された時間に対応した表示が操作盤３１に示される（特定の押しボタンスイッチ３７の点灯など）。

使用者は、操作盤３１上の押しボタンスイッチ３７を押す。それにより、制御信号が制御部３０を経て駆動回路５０に入り、タイマーをリセットし（ステップ３０６）、立ち上げ運転指示が出される（ステップ３０７）。それにより１００％通電の立ち上げ運転が開始する。選択された時間（３０分）が経過するのを監視し（ステップ３０８）、経過後に、制御部３０は定常運転開始指示を駆動回路に出す（ステップ３０９）。以下、従来のコントローラと同様の定常運転が開始する。

上記のとおりであり、本発明によれば、電気式床暖房システムが実際に設置されている室内の温度に対応して１００％通電の立ち上げ運転の長さを選択することができるので、暖房不足や過剰暖房のない快適で効率のよい電気式床暖房が提供される。立ち上げ運転時間経過後は、従来と同様の定常運転が継続するので、使用者が違和感を持つこともない。

さらに、設置地域の温度条件や、床下地の構成の違いによる自然放熱量などを考慮した床下地条件を適宜考慮した多数種類のテーブル（立ち上げ運転の継続時間が運転開始前の室温に応じて定められているテーブル）４１をあらかじめコントローラ２０内に格納しておくことにより、実際の電気式床暖房システムの設置条件に合わせて、適宜のテーブルを選択することができるので、同じコントローラでもって多くの異なった施工現場環境に対応することも可能となり、コントローラにかかるトータルとしての経費も低減する。

なお、上記の実施形態において、操作盤３１に示される時間情報を使用者が確認した後に、押しボタンスイッチ３７をＯＮすることにより、タイマー５１が稼働して立ち上げ運転が開始するようにしたが、押しボタンスイッチ３７の操作を省略して、運転時間設定（ステップ３０５）後に、直ちに、制御部３０が立ち上げ運転指示指令を駆動回路５０に与えるようにしてもよい。

本発明による電気式床暖房システムの一例を示す概略図。 電気式床暖房システム全体の制御系を示すブロック図。 制御のフロー図。 本発明による電気式床暖房システムで用いられるテーブルの一例を示す図。

符号の説明

１０…床下地、１１…線ヒータ１１、１２…木質系床材、１３…配線、２０…コントローラ、３０…制御部、３１…操作盤、３２…温度センサ、３３…ディップスイッチ、４０…記憶部、４１…立ち上げ運転の継続時間が運転開始前の室温に応じて定められているテーブル、５０…駆動回路、５１…タイマー

Claims (3)

1. 発熱源としての線ヒータと、この線ヒータへの電力供給を制御するコントローラとを少なくとも備えた電気式床暖房システムであって、
   前記コントローラは１００％通電で行う立ち上げ運転のための手段として、
   運転開始前の室温を設定する室温設定手段と、
   設定された運転開始前の室温情報に応じて前記立ち上げ運転の継続時間を選択する立ち上げ運転時間選択手段と、
   選択された立ち上げ運転時間にわたって立ち上げ運転を行う駆動手段、
   とを少なくとも備えることを特徴とする電気式床暖房システム。
2. 前記コントローラは、前記立ち上げ運転の継続時間が運転開始前の室温に応じて定められているテーブルを有しており、該テーブルから前記立ち上げ運転の継続時間が選択されることを特徴とする請求項１に記載の電気式床暖房システム。
3. 前記コントローラは、複数個の前記テーブルを選択可能に有しており、複数のテーブルのいずれかを選択するテーブル選択手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の電気式床暖房システム。

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