JP2008045812A - 蓄熱暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、構成簡易にして、蓄熱体に蓄熱した熱量の有効利用を実現して、使い勝手の向上を図り得るようにすることにある。
【解決手段】室の在室者の有無を検出する人感センサ２６を備えて、この人感センサ２６の検出情報に基づいて在室者の居る在室モードあるいは在室者の居ない不在モードに切替設定し、このモードにおいて在室温度情報あるいは不在室温情報と、室温検出センサ２３で検出した室温情報とに基づいて送風ファン１３を駆動制御することにより、蓄熱体１１に蓄熱される熱量の強制放熱量を可変設定した在室モード及び不在モードに切替設定するように構成した。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば深夜電力等を利用して蓄熱体に蓄熱し、その熱量を輻射熱による自然放熱により室内暖房を行う蓄熱暖房装置に関する。

一般に、この種の蓄熱暖房装置は、例えば電気料金の安価な深夜の時間帯にハウジング内に配した蓄熱体を電気ヒータで加熱して蓄熱し、この蓄熱体に蓄熱された熱量を昼間等の暖房時に輻射熱による自然放熱により徐々に放出すると共に、強制放熱用送風ファンを用いて強制放熱することにより、室内を暖房して一日中、所望の室温に設定する。このような蓄熱暖房装置にあっては、その蓄熱体に蓄熱する熱量に制約を有するうえ、蓄熱体自体の蓄熱効率を確保する必要があるために、蓄熱体に蓄熱した熱量を、一日（２４時間）の間、効率よく放熱する放熱構成がとられている。

そこで、蓄熱暖房装置においては、予め暖房の目安となる目標室温を設定して、この目標室温情報と、暖房に供する室の室温情報とにより、強制放熱用の送風ファンを駆動制御することにより、蓄熱体に蓄熱した熱量の有効利用する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、目標室温を一旦、設定して、この目標室温情報に基づいて送風ファンが定常的に駆動されて暖房を行っている状態において、例えば室内から長時間、退出する際には、送風ファンをオフ操作して、自然放熱に切替えておくことにより、蓄熱体に蓄熱された熱量が、無駄なく、利用する方法がとれている。
特許第３４２６５５５号公報

しかしながら、上記蓄熱暖房装置では、室から退出する際、送風ファンをオフするのを忘れると、蓄熱体の熱量を無駄に消費してしまい、あるいは、仮に送風ファンをオフした場合にも、長時間経過し過ぎると、室に戻った状態で、室温が下がり過ぎて再び所望の室温にするまでに時間を費やしてしまうという不都合を有する。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、構成簡易にして、蓄熱体に蓄熱した熱量の有効利用を実現し得、且つ、使い勝手の向上を図り得るようにした蓄熱制御装置を提供することを目的とする。

この発明は、蓄熱体に熱量を蓄熱して、該蓄熱体に蓄熱された熱量を室内に自然放熱する蓄熱器本体と、前記蓄熱器本体の前記蓄熱体に蓄熱された熱量を前記室内に強制放熱する強制放熱手段と、前記室の温度を検出する温度検出センサと、前記室の在室者の有無を検出する人感センサと、この人感センサの検出情報に基づいて前記強制放熱手段を、在室室温情報に基づく在室モードあるいは不在室温情報に基づく不在モードに切替設定し、各モードにおいて前記温度検出センサで検出した室温情報に基づいて駆動制御する放熱制御手段とを備えて蓄熱制御装置を構成した。

上記構成によれば、放熱制御手段は、人感センサの検出情報に基づいて在室モードあるいは不在モードに切替設定し、このモードにおいて在室温度情報あるいは不在室温情報と、温度検出センサで検出した室温情報とに基づいて強制放熱手段を駆動制御することにより、蓄熱体に蓄熱される熱量の強制放熱量を可変設定している。これにより、在室者の有無に応じた無駄の無い効率的な放熱が実現されて、蓄熱量に制約を有する蓄熱体の熱量を有効利用した蓄熱暖房システムが実現され、しかも、誤操作や、操作忘れが無くなり、使い勝手の向上を図ることができる。

以上述べたように、この発明によれば、構成簡易にして、蓄熱体に蓄熱した熱量の有効利用を実現し得、且つ、使い勝手の向上を図り得るようにした蓄熱制御装置を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、この発明の一実施の形態に係る蓄熱制御装置を示すもので、蓄熱器本体である蓄熱暖房器本体１０には、例えばセラミック，酸化鉄等の蓄熱材で形成された蓄熱体１１、蓄熱用電気ヒータ１２及び強制放熱手段を構成する送風ファン１３が設けられる。このうち蓄熱体１１には、電気ヒータ１２が熱的に結合されて組付けられ、この電気ヒータ１２により加熱されて所定量の熱量が蓄熱される。そして、蓄熱体１１に蓄熱された熱量は、輻射熱による自然放熱により徐々に放出されると共に、送風ファン１３の駆動操作により、強制放熱されて室内の暖房に供される。

なお、送風ファン１３には、例えば図示しない停止スイッチが配線接続され、この停止スイッチ（図示せず）の選択操作により、強制的に停止可能に構成される。これにより、送風ファン１３は、在室者が退室する際、上記停止スイッチ（図示せず）の操作により停止されると、蓄熱体１１の熱量の強制放熱を停止し、ここに、蓄熱体１１による自然放熱状態に設定される。

上記電気ヒータ１２には、蓄熱制御手段を構成する蓄熱制御部１４のヒータ駆動部１５の出力端が接続される。そして、このヒータ駆動部１５の入力端には、蓄熱温度比較部１６の出力端が接続される。この蓄熱温度比較部１６には、例えば蓄熱暖房器本体１０に内装された蓄熱体温度検出用の温度検出センサ１７の出力端が接続され、この温度検出センサ１７で検出した上記蓄熱体１１の温度情報が入力される。

また、蓄熱温度比較部１６には、操作器１８に操作自在に設けられた蓄熱温度設定部１９の出力端が接続される。この蓄熱温度設定部１９は、その調整操作により、蓄熱温度情報を上記蓄熱温度比較部１６に出力する。さらに、操作器１８には、室温設定部２０が操作自在に設けられると共に、表示部２１が設けられる。この表示部２１には、操作状況等が表示される。

上記蓄熱温度比較部１６は、上記温度検出センサ１７からの蓄熱体１１の温度情報と蓄熱温度設定部１９からの蓄熱温度情報に基づいて、ヒータ駆動信号を生成してヒータ駆動部１５を駆動制御する。すると、ヒータ駆動部１５は、例えば深夜電力等を利用して上記電気ヒータ１２を駆動し、蓄熱体１１に所望の熱量を蓄熱する。

即ち、上記操作器１８を用いて蓄熱体１１に蓄熱する場合には、例えば図２に示すように先ず、ステップＳ１において、操作器１８の蓄熱温度設定部１９を調整操作して蓄熱暖房器本体１０の蓄熱体１１に蓄熱する蓄熱量を設定する。すると、ステップＳ２において、蓄熱制御部１４の蓄熱温度比較部１６には、蓄熱量設定情報が入力される。同時に、蓄熱温度比較部１６には、上記蓄熱暖房器本体１０の温度検出センサ１７で検出した蓄熱体１１の温度情報が入力される。ここで、蓄熱温度比較部１６は、蓄熱温度設定部１９からの蓄熱量設定情報と、温度検出センサ１７からの蓄熱体１１の温度情報とに基づいて周知のピークシフト計算式により蓄熱開始時間を算出する。そして、ステップＳ３に移行して、算出した蓄熱開始時間情報に基づいてヒータ駆動信号を生成し、上記ヒータ駆動部１５に出力する。
ヒータ駆動部１５は、入力されたヒータ駆動信号に基づいて電気ヒータ１２を駆動し、蓄熱体１１に熱量を蓄熱する。この際、操作器１８の表示部２１には、操作状態等が表示される。

また、上記室温設定部２０には、上記蓄熱制御部１４に設けられた室温制御部２２が接続され、在室室温が設定されると、該在室室温を、室温制御部２２に出力する。この室温制御部２２には、上記蓄熱暖房器本体１０に設けられた室温検出センサ２３の出力端が接続され、この室温検出センサ２３で検出した室温情報が入力される。

室温制御部２２は、例えば図３に示す自然放熱特性及び強制放熱特性に対する暖房に必要とする熱量を考慮して、上記室温設定部２０からの在室室温情報と室温検出センサ２３からの室温情報とに基づいてファン駆動信号を生成して蓄熱暖房器本体１０の送風ファン１３を駆動制御して強制放熱における在室モードで室内の暖房を実行する。この強制放熱における在室モードにおいては、蓄熱体１１の蓄熱量を考慮して、例えば上記図３に示すように暖房に必要とする熱量を１８００ｗとして、自然放熱と強制放熱の比率を５０％に設定して、１６時間のうち８時間、送風ファン１３を駆動制御して連続した暖房を実行する。

また、上記室温制御部２２には、放熱制御手段を構成する在室・不在モード切替用の室温設定切替部２４が不在モード制御部２５を介して接続され、この室温設定切替部２４には、人間の熱を検知する熱線センサや、赤外線検出センナ等の在室者の存在の有無を検出する人感センサ２６の出力端が接続される。この人感センサ２６は、例えば暖房に供する室内に設置され、該室に留まる在室者を検出して、検出信号を上記室温設定切替部２４に出力する。

この室温設定切替部２４には、上記操作器１８の室温設定部２０の入力端が接続され、上記人感センサ２６の検出信号が入力されると、検出信号に基づいて室内に人が居るものと判定して在室信号を生成し、該在室信号を室温設定部２０に出力して在室モードに設定する。

そして、室温設定切替部２４は、人感センサ２６からの検出信号が所定時間、入力されないと、これに基づいて室内に在室者が居ないものとして、不在信号を生成して不在モード制御部２５に出力して不在モードに設定する。ここで、不在モード制御部２５は、入力した不在信号に基づいて、予め設定した上記室温設定部２０からの在室室温より低下した不在時における不在室温情報を、上記室温制御部２２に出力して強制放熱における不在モードによる放熱が行われる。

この不在モードにおける不在室温情報は、上記蓄熱体１１の蓄熱量と、上記図３の放熱特性を考慮して、在室者が戻った状態で、迅速な暖房が可能な熱量を確保できる程度の在室室温情報より低下した値に設定される。これにより、送風ファン１３の使用時間を長くすることができて、蓄熱体１１の熱量を有効使用した無駄の無い暖房を行うことが可能となる。

また、上記不在モード制御部２５は、例えば不在室温可変設定手段を構成する図示しない不在室温可変設定部を設けて、この不在室温可変設定部（図示せず）を介して不在室温を選択的に可変調整可能に構成しても良い。この場合には、不在室温可変設定部（図示せず）を調整操作して、不在室温を、必要に応じて可変設定することにより、例えば季節の変わり目等の不安定な時期においても、蓄熱体１１に蓄熱した熱量を有効利用した効率的な蓄熱暖房を安定して行うことが可能となり、さらに蓄熱体１１に蓄熱した熱量の有効利用を図ることができる。

ここで、上記室温設定切替部２４による強制放熱における在室モード及び不在モードの切替手順について説明する。
即ち、室温設定切替部２４には、人感センサ２６の検出信号が選択的に入力される。室温設定切替部２４は、図４に示すようにステップＳ１０において、人感センサ２６からの検出信号の入力が有り、ＹＥＳを判定すると、ステップＳ１１に移行して暖房する室内に在室者が居るものとして在室信号を生成する。続いて、室温設定切替部２４は、生成した在室信号を上記操作器１８の室温設定部２０に出力する（ステップＳ１２）。すると、室温設定部２０は、例えば在室者が設定した室温設定情報を蓄熱制御部１４の室温制御部２２に出力する。

ここで、室温制御部２２は、室温設定部２０からの室温設定情報と室温検出センサ２３からの室温情報とに基づいてファン駆動信号を生成して、このファン駆動信号に基づいて蓄熱暖房器本体１０の送風ファン１３を駆動制御し、強制放熱における在室モードで室内の暖房を実行する。

また、上記室温設定切替部２４は、人感センサ２６からの検出信号が所定の時間入力されない、ＮＯを判定すると（ステップＳ１０）、暖房する室内に在室者が居ないものとして、ステップＳ１３に移行して不在信号を生成し、この不在信号を、不在モード制御部２５に出力する（ステップＳ１４）。すると、不在モード制御部２５は、上述したように予め設定した在室室温情報より低い温度に設定した不在室温情報を、上記室温制御部２２に出力する。

ここで、室温制御部２２は、上記室温設定部２０からの在室室温情報に代えて不在モード制御部２５からの不在室温設定情報と、室温検出センサ２３からの室温情報とに基づいてファン駆動信号を生成して、このファン駆動信号に基づいて蓄熱暖房器本体１０の送風ファン１３を駆動制御し、上記在室モードに比して放熱量を低下させた強制放熱における不在モードで室内の暖房を実行する。

この不在モードにおいて、室温設定切替部２４は、再び、人感センサ２６からの検出信号が入力されて、ＹＥＳを判定すると（ステップＳ１０）、室内に人が戻ったものとして、ステップＳ１１に移行して在室信号を生成し、この在室信号を上記操作器１８の室温設定部に出力する（ステップＳ１２）。すると、室温設定部２０は、例えば在室者が設定した室温情報を、室温制御部２２に出力する。

ここで、室温制御部２２は、室温設定部２０からの在室室温情報と室温検出センサ２３からの室温情報とに基づいてファン駆動信号を生成して、このファン駆動信号に基づいて蓄熱暖房器本体１０の送風ファン１３を駆動制御し、強制放熱における在室モードに切替えて室内の暖房を実行する。

このように、上記蓄熱制御装置は、室の在室者の有無を検出する人感センサ２６を備えて、この人感センサ２６の検出情報に基づいて在室者の居る在室モードあるいは在室者の居ない不在モードに切替設定し、このモードにおいて在室温度情報あるいは不在室温情報と、室温検出センサ２３で検出した室温情報とに基づいて送風ファン１３を駆動制御することにより、蓄熱体１１に蓄熱される熱量の強制放熱量を可変設定した在室モード及び不在モードに切替設定するように構成した。

これによれば、在室者の有無に応じた無駄の無い効率的な熱量の放熱が実現されて、蓄熱量に制約を有する蓄熱体１１の熱量を有効利用した快適な蓄熱暖房システムを実現することができる。

また、これによれば、従来のような誤操作や、操作忘れの虞のある調整操作を行うことなく、いわゆる自動的に蓄熱体１１の熱量を有効利用した効率の良い放熱が実現されることにより、使い勝手の向上を図ることができる。

なお、上記実施の形態では、人感センサ２６を暖房に供する室内に設置して在室者の有無を検出するように構成した場合で説明したが、これに限ることなく、その他、例えば人感センサ２６を蓄熱暖房器本体１０内に設けるように構成することも可能で、略同様の効果が期待される。

よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

この発明の一実施の形態に係る蓄熱制御装置の概略構成を示したブロック図である。 図１の蓄熱動作を説明するために示したフローチャートである。 図１の自然放熱特性と強制放熱特性を示した特性図である。 図１の強制放熱における在室モードと不在室モードの切替手順を説明するために示したフローチャートである。

符号の説明

１０…蓄熱暖房器本体、１１…蓄熱体、１２…電気ヒータ、１３…送風ファン、１４…蓄熱制御部、１５…ヒータ駆動部、１６…蓄熱温度比較部、１７…温度検出センサ、１８…操作器、１９…蓄熱温度設定部、２０…室温設定部、２１…表示部、２２…室温制御部、２３…室温検出センサ、２４…室温設定切替部、２５…不在モード制御部、２６…人感センナ。

Claims (5)

1. 蓄熱体に熱量を蓄熱して、該蓄熱体に蓄熱された熱量を室内に自然放熱する蓄熱器本体と、
   前記蓄熱器本体の前記蓄熱体に蓄熱された熱量を前記室内に強制放熱する強制放熱手段と、
   前記室の温度を検出する温度検出センサと、
   前記室の在室者の有無を検出する人感センサと、
   この人感センサの検出情報に基づいて前記強制放熱手段を、在室室温情報に基づく在室モードあるいは不在室温情報に基づく不在モードに切替設定し、各モードにおいて前記温度検出センサで検出した室温情報に基づいて駆動制御する放熱制御手段と、
   を具備することを特徴とする蓄熱暖房装置。
2. 前記放熱制御手段は、前記不在モードにおける不在室温情報を、前記在室モードにおける在室室温情報より低い値に設定することを特徴とする請求項１記載の蓄熱暖房装置。
3. 前記人感センサは、前記蓄熱器本体に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の蓄熱暖房装置。
4. さらに、前記放熱制御手段の不在室温情報を、可変設定する不在室温可変設定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の蓄熱暖房装置。
5. 前記強制放熱手段を、停止する停止スイッチを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の蓄熱暖房装置。

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