JP2009250603A - 加熱ユニットを管理する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも２つの加熱ユニットを有したヒータの各加熱ユニットの特性を活用する管理方法を提供する。
【解決手段】加熱装置１は、少なくとも一つのヒータ２に接続しているか、又は組み込まれている室温８を調節する装置１２を具備している。上記したヒータは少なくとも２つの加熱ユニット５を有している。上記した調節装置は、熱に関する要件を計算する。その計算の結果はヒータに送られ、そのヒータは更にその加熱ユニットに印加して、各加熱ユニットを同じように動作させる。しかし、１つの同一ヒータ内の複数の加熱ユニットが、異なる性質乃至形式である場合、及び／又は異なる出力値を有する場合がある。従って、前記加熱ユニットの使用を最適化することができるパラメータ３０の関数として、複数の加熱ユニット間に熱放出を割当てることを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱ユニットを管理する方法に関するものである。更に具体的には、本発明は、少なくとも２つの加熱ユニットを有する加熱装置又はヒータに関するものである。

従来の加熱装置は一般に、実質的に一定なレベルに建造物内の環境温度（以下「室温」という）を維持する機能を有している。加熱装置が室温を維持しなければならない温度は、設定温度と呼ばれている。この設定温度は、前記加熱装置のユーザによって設定される。

室温は、調節装置によって設定温度に実質的に維持される。このような調節装置の機能は、所望の設定温度に室温を維持するために必要とされる加熱要件を計算することである。具体的には、調節装置は、加熱装置又はヒータに対する加熱命令を生成して送る。

実質的に一定な室温を維持するために、調節装置は、室温を知らなければならない。それ故、調節装置は、センサを有するか又はセンサに接続している。この種のセンサは、外部センサ、雰囲気センサ、又は熱要件を決定するための基準として使用される温度を調節装置に通知する機能を有するどのような形式のセンサであってもよい。同様に、ユーザが設定温度を設定することができるように、調節装置は、ユーザが設定温度を設定することができるサーモスタット又は他の任意の装置を具備していなければならない。このようなサーモスタットは、指で回すボタンのような機械的な手段又は、一組の押しボタンが付属するＬＣＤ型スクリーンのような電子的な手段によって、設定温度を調節するために用いられる。

加熱装置は、一つ以上のヒータを具備している。一つ以上のヒータに対して命令を与えるために調節装置を設けることができる。調節装置が単一のヒータに命令を与えている場合、調節装置は、その単一のヒータと直接一体化することもできる。更に、同一ヒータが、複数の加熱ユニットを具備することもできる。そして、それら加熱ユニットは、異なる出力値を有することもできる。同様に、それら加熱ユニットが、異なる性質乃至形式のものであってもよい。従って、加熱ユニットは、フィン付きヒータ、平面型抵抗ヒータ、アキュムレータユニット、対流型ファンヒータ、熱力学式加熱ユニット、電磁弁を有する流体熱交換器、又は放熱源を構成することができる他のどのような装置とすることもできる。ヒータは、このような加熱ユニットのいくつかの組合せから構成することもできる。これらの組合せは、ヒータ内の加熱ユニットの位置、加熱ユニットの数、各加熱ユニットの性質乃至形式又は、更には加熱ユニットの出力等を関数として、変えることができる。

しかし、従来の調節装置は、ヒータによって発される熱の全体的な要件を決定するように構成されている。具体的には、ヒータ内の複数の加熱ユニットは、加熱を均一に分担するように構成されている。調節装置が、或る利用率乃至稼働率（utilization rate）に従って動作するようにヒータに指示するようにヒータに命令を与えるとき、すなわち調節装置が、発生すべき或る熱量を決定するとき、ヒータは、指示された稼働率で全加熱ユニットを稼働させる。

同一稼働率での同一ヒータの全加熱ユニットの稼動は、同一ヒータ内の加熱ユニット間の違いを考慮しているというわけではない。従って、ヒータ内の複数の加熱ユニットに固有のそれぞれ異なる特性は活用されていない。同様に、これらの特性に照らしたヒータの動作に対するユーザの好みも考慮されていない。

それ故、ユーザが、複数の異なる加熱ユニットを有する同一ヒータにおいて、考えられる可能な組合せによって得られる変幻自在性を享受する方法が全くない。

この問題を解決するために考えられる１つの解決法は、ヒータの各加熱ユニット毎に調節装置を一体化することかも知れない。しかし、この解決法は実施が困難である。更に、この解決法は、相当数の必要以上の部品を必要とする。加えて、この解決法は、ユーザが調節装置を互いに独立して調節することを必要とする。それ故、この方策は、この種類の加熱装置のユーザにとって煩瑣で面倒である。

この問題を解決するために、本発明は、ヒータ内にある複数の異なる加熱ユニットの関数として、ヒータを多様な態様で使用することができる調節装置を提供するものである。従って、本発明によれば、ユーザは、ヒータ内の複数の加熱ユニットの異なる使用方法を定めることができる。更に詳述するならば、特に、本発明の方法は、調節装置によって計算された必要な熱量を出力するために、複数の異なる加熱ユニット間において熱放出を割当てることからなる。

本発明の好ましい実施例において、異なる加熱ユニット間の熱放出の割当てが、調節装置によって特別なパラメータの関数として計算されることが提案される。このようなパラメータは、調節装置のメモリに記憶することができる。そして、異なる加熱ユニット間の熱放出の割当ては、これらのパラメータの関数として、異なる加熱ユニットによって実現される。

本発明の特定の実施例において、熱放出の割当てを計算するために使用されるパラメータが、優先順位に基づく分類に従って順位付けされる。この優先順位に基づく順位付けは、好ましい方法において所定のパラメータを使用することができる機能を有している。本発明によれば、優先順位のこの順位付けは、ユーザ自身によって定めることができる。

従って、本発明によるならば、
（１）公称稼働率（nomimal utilization rate）のための公称流量（nomimal flow rate）で熱を発生することが各々できる２つの加熱ユニットを具備するヒータにエネルギーを供給するステップと、
（２）調節装置に接続しているセンサから前記調節装置に室温を通知させるステップと、
（３）前記調節装置によって前記ヒータの作動率（operating rate）を決定させるステップと、
（４）前記調節装置に加熱命令を生成させて前記ヒータに送らせるステップと、
（５）前記ヒータによって前記加熱命令を前記加熱ユニットに印加させるステップと
を具備している、ヒータの複数の加熱ユニットを管理する方法において、
前記調節装置に、異なる加熱ユニットごとに、異なる稼働率（utilization rate）を計算させるステップを有することを特徴とする方法。

本発明は、以下の説明及び添付図面からより良く理解されるであろう。ここで、添付図面は、例示のために示すものであり、本発明の範囲を限定するものではないことは理解されたい。

図１は本発明による加熱装置の概略図である。

本発明による加熱装置１は、一つ以上のヒータ２を具備している。熱を放出するために、本発明の方法は、加熱装置１にエネルギー供給するステップ３を有する。加熱装置に供給されるエネルギーは、例えば、電気コネクタ４を介して得られる。

本発明によれば、ヒータ２は、少なくとも２つの加熱ユニット５を有する。加熱ユニット５は、例えば、フィン付きヒータ６、平面型抵抗ヒータ、アキュムレータユニット、対流型ファンヒータ７、熱力学式加熱ユニット、又は電磁弁を有する流体熱交換器であってもよい。

加熱装置１は特に、実質的に一定なレベルに建造物内の環境温度すなわち室温８を維持する機能を一般に有している。加熱装置１が室温８を維持しなければならない温度は、前記加熱装置１のユーザによって設定することができる。前記ユーザによって設定されるこの温度は、設定温度９と称する。

設定温度９のレベルに室温８を維持するように正確に建造物の加熱要件を定めるために、加熱装置１が前記建造物の室温９を知っていることが必要である。室温８は、設定温度９と室温８との間の差を知るために必要である。それ故、室温を検知するステップ１０が必要である。プローブすなわちセンサ１１が、この検知ステップ１０のために使用される。

検知ステップ１０で検出された室温８は、調節装置１２に送られる。このセンサ１１は、調節装置１２内に直接組み込むこともできる。又、調節装置１２は、ヒータ２内に直接組み込むこともできる。一般に、ヒータ２に組み込まれる調節装置１２は、当該ヒータ２についてだけ応答し、すなわち該当建造物にあるかも知れない他のヒータとは独立している。

又は、調節装置１２は、ヒータ２と独立していても、すなわち、ヒータ２内に組み込まなくともいい。このような独立した調節装置１２は、一つ以上のヒータ２と相互作用することができる。

調節装置１２は、設定温度９のレベルに室温８を維持するために必要とされる熱放出要件を計算する機能を有する。このために、本発明の方法のステップ１３において、調節装置１２は、ヒータ２の使用率乃至は稼働率（utilization rate）１４を決定する。

更に、設定温度９を設定するために、サーモスタット１５は調節装置１２に組み込まれている。サーモスタット１５は、例えば電子的なサーモスタット１５の場合、バックライト付のＬＣＤスクリーン１６を具備している。ＬＣＤスクリーン１６は、ユーザにとって必要な全ての情報を表示する。その必要な全ての情報の中には、室温８及び設定温度９がある。設定温度９は、調整装置１７によって調節される。具体的には、調整装置１７は「＋」押しボタン１８及び「−」押しボタン４９を有する。押しボタン１８は、設定温度９を上げるために使用され、押しボタン４９は、設定温度９を下げるために使用される。

稼働率１４を決定した後に、調節装置１２は、本発明の方法のステップ２０において、加熱命令１９を生成してヒータ２に送る。ヒータ２は、制御ボックス２１を有する。この制御ボックス２１は、本発明の方法のステップ２２において、加熱命令１９を受ける。制御ボックス２１によって、加熱命令１９がヒータ２の加熱ユニット５に印加させられる。

従来の加熱装置において、加熱命令１９を印加するステップ２２において、ヒータ２は、加熱命令１９に従って、その複数の加熱ユニット５を同じようにすなわち同一稼働率で動作させる。具体的には、ヒータ２は、ヒータ２の複数の加熱ユニット５に対して、それら複数の加熱ユニット５の特性に係わりなく、同一稼働率１４を適用する。

本発明の方法は更に、複数の加熱ユニット５間で熱放出を割当てるステップ２３を有する。このステップ２３において、各加熱ユニット５の稼働率の割当てが計算される。この割当ては、ヒータ２の稼働率１４を決定するステップ１３において計算された全体の加熱要件の関数としてなされる。

調節装置１２は、データメモリ２４と、プログラムメモリ２５と、マイクロプロセッサ２６と、入力インターフェース２７と、出力インターフェース２８と、少なくとも一つの通信バス２９とを有する。センサ１１によって検出された室温８に関する情報は、入力インターフェース２７を介して調節装置１２に送られる。この情報が、マイクロプロセッサ２６によって直接使用されるか、又は、後での使用のためのデータメモリ２４に記憶される。通信バス２９は、調節装置１２の異なる構成要素を少なくとも部分的に相互接続している。具体的には、通信バス２９は、調節装置１２内において情報が循環することを可能にしている。本方法の内の異なるステップにおいて必要とされる情報は、バス２９、メモリ２４及び２５及び／又は入力インターフェース２７を介してマイクロプロセッサ２６まで送られる。データ及びマイクロプロセッサ２６による計算の結果として発せられる命令は、マイクロプロセッサ２６のバス２９を介して出力インターフェース２８まで送られる。このデータは、出力インターフェース２８からヒータ２へ送られ、具体的には、ヒータ２の制御ボックス２１に送信される。

本発明の方法によれば、加熱要件の計算は、ヒータ２の複数の加熱ユニット５の関数として、熱放出の割当てを決定するようになされる。加熱ユニット５が異なる性質乃至形式であるときに、このような割当ての利点が全て享受される。加熱ユニット５が異なる出力値を有しているときに、本発明の方法はまた価値がある。

本発明の方法によれば、複数の加熱ユニット３間の熱放出の割当ては、調節装置１２のデータメモリ２４に記憶されているパラメータ３０の関数として計算される。それ故、本発明の方法は、適用するパラメータを選択するステップ３１を有する。

このようなパラメータ３０により、ヒータ５の使用の優先順位の管理が可能となる。従って、調節装置１２は、これらパラメータ３０の関数として、加熱装置１の稼動を最適化する。これらパラメータ３０は、例えば快適さパラメータ３２、安全パラメータ３３、効率パラメータ３４、出力要求パラメータ３５、料金関連パラメータ３６又は生態環境保護基準のパラメータ３７であってもよい。但し、ここに例示したパラメータ３０は、非限定的な例として挙げたものである。

快適さパラメータ３２によれば、最優先に正面加熱ユニット５を選択する可能性がある。このような選択は、一定したホットスポットをつくり、放射熱が発せられる。室温８を速やかに上昇させるためには、例えば、設定温度９を変えるときに、快適さパラメータ３２は、最優先として対流型ファンヒータユニットの選択となる可能性がある。

安全パラメータ３３によれば、最優先に対流型加熱ユニット５を選択する可能性がある。このような対流型加熱ユニット５は、ヒータ２を低温に維持することが可能である。

効率パラメータ３４によれば、最優先に熱力学式加熱ユニット５を選択する可能性がある。この選択は、ＣＯＰ値（性能係数）に従って行うことができる。更に、この種の効率パラメータ３４は、最優先として流体熱交換器型流体式加熱ユニットの選択となる可能性もある。１つの好ましい実施例において、最優先としての流体熱交換器型流体式加熱ユニット５の選択は、前記流体の温度の関数としてなされる。

出力要求の管理３５に関連するパラメータによれば、最優先に、最大定格出力が建造物の加熱要件に対応する加熱ユニット５を選択する可能性がある。

料金関連パラメータ３６によれば、最優先に、継続運転期間中のエネルギーコストが最も優れている加熱ユニット５を選択することになる。必要な場合、このエネルギーを蓄積するためにアキュムレータ装置を使用することもできる。

生態環境保護パラメータ３７によれば、最優先に、リサイクルエネルギーを使用している加熱ユニット５を選択することが可能である。生態環境保護パラメータによって規定される優先順位は更に、例えば加熱ユニット５が温室効果ガスを発生するかどうかを考慮することができる。

調節装置１２によって規定された選択したパラメータ３０の関数として熱放出が割り当てられた（ステップ２３）ならば、上記した計算から得られた命令１９がヒータ２によって加熱ユニット５に印加される。具体的には、制御ボックス２１は、上記した命令１９に従って、上記した命令１９に対応する異なる稼働率１４を、それぞれ加熱ユニット５に印加する。

本発明の方法の１つの特定の実施例において、ユーザは、割当てパラメータ３０の中から優先順位４１を定めることができる。このために、本発明の方法は、優先順位を確認するためのステップ３８を有する。このステップ３８において、本発明の方法は、パラメータ３０の中に優先順位があるかどうかどうか判定する動作を含む。

優先順位がない場合、本発明の方法はパラメータ選択ステップ３１に直接進む。優先順位が定められている場合、最も高い優先順位を有するパラメータ３０が、ステップ３９において選択される。ステップ４０において、未だ選択されておらず且つ残っている中で最も高い優先順位を有するパラメータ３０が、既に選択されているパラメータと一致するかどうかを確認する。具体的には、このステップは、パラメータが、既に選択されているパラメータ３０によって既に除外されている加熱ユニット５を、優先順位によって、選択することにならないかどうかを確認するものである。最も高い優先順位を有する残っているパラメータ３０が既に選択されているパラメータと一致しない場合、本発明の方法は、優先順位パラメータとして残っている前記パラメータ３０を選択するためのステップ３９の実行することを含んでいる。選択するパラメータ３０が最早残っていない状態になるまで、又は、残っているパラメータ３０が既に選択されているパラメータと一致するまで、このステップ３９とステップ４０とが繰り返される。残っている優先順位パラメータ３０が既に選択されているパラメータ３０と一致する場合、又は、選択するパラメータ３０が最早残っていない場合、本発明の方法は、ステップ２３を実行して、選択したパラメータ３０の関数としての命令１９を生成して送る。

優先順位の順位４１は、調節装置１２のデータメモリに記憶されている。優先順位のこの順位４１は、優先順位プログラム４２によって、ユーザが定めることができる。優先順位プログラム４２は、調節装置１２のプログラムメモリ２５に含めることができる。この優先順位プログラム４２に基づいて、本発明の方法の優先順位表作成ステップ３８、選択ステップ３９及び不一致検索ステップ４０のそれぞれのステップが実施されるようにしておもよい。

図２は、本発明の方法のステップのフローチャートである。上述した従来の加熱装置は、加熱装置１にエネルギー供給するステップ３と、室温８を検出するステップ１０と、ヒータ２の稼働率１４を決定するステップ１３と、調節装置１２によって加熱命令１９を生成して送るステップ２０と、ヒータ２によって加熱命令１９を印加するステップ２２だけしか有していない。

上述した従来の方法のステップに加えて、本発明の方法は、ヒータ２内の異なる加熱ユニット５に稼働率を割り当てるステップ２３を更に有する。加熱命令１９を生成して送る上記したステップ２０は、稼働率を割り当てるこのステップ２３の後に実行する。具体的には、加熱命令１９は、稼働率の割当ての関数として定められる。

本発明の方法の好ましい別の実施例において、本発明の方法は、割当てパラメータ３０を選ぶためのステップ３１を更に有する。この選択ステップ３１は、ユーザによって直接実行することができる。稼働率を割り当てるステップ２３は、選択パラメータの関数として実行される。

本発明の方法の好ましい他の実施例は、優先順位の順位表を作成するためのステップ３８を更に有する。具体的には、割当てパラメータ３０は、優先順位の順位表４１に従って格付けされる。優先順位の順位表４１が定められていない場合、本発明の方法は、パラメータ３０を選択するステップ３１を直ぐに実行する。優先順位の順位表４１が存在する場合、本発明の方法は、最も高い優先順位を有するパラメータ３０が選択するステップ３９を有する。本発明の方法のステップ４０は、未だ選択されておらず且つ最も高い優先順位を有するパラメータ３０が、既に選択されているパラメータ３０と一致しないかどうか確認するために行われる。既に選択されているパラメータ３０と一致している場合、本発明の方法は、稼働率を割当てるためのステップ２３に直ちに進む。一方、既に選択されているパラメータ３０と一致しない場合、本発明の方法は、優先順位パラメータを選択するためのステップ３９をもう一度実行する。

本発明による加熱装置の概略図である。 本発明による方法のステップのフローチャートである。

符号の説明

１ 加熱装置
２ ヒータ
４ 電気コネクタ
５ 加熱ユニット
６ フィン付きヒータ
１１ 温度センサ
１２ 調節装置
１５ サーモスタット
１６ ＬＣＤスクリーン
１７ 調節装置
２１ 制御ボックス
２４ データメモリ
２５ プログラムメモリ
２６ マイクロプロセッサ
２７ 入力インターフェース
２８ 出力インターフェース
２９ 通信バス

Claims (8)

1. 公称稼働率（１４）のための公称流量で熱を発生することが各々できる２つの加熱ユニット（５）を有するヒータ（２）にエネルギー（４）を供給するステップ（３）と、
   調節装置（１２）に接続しているセンサ（１１）から室温（８）を前記調節装置に通知させるステップ（１０）と、
   前記調節装置によって前記ヒータの作動率を決定させるステップ（１３）と、
   前記調節装置に加熱命令（１９）を生成させて前記ヒータに送らせるステップ（２０）と、
   前記ヒータによって前記加熱命令を前記加熱ユニットに印加させるステップ（２２）と
   を具備する、加熱装置の加熱ユニットを管理する方法において、
   前記調節装置に、異なる加熱ユニットごとに、異なる稼働率を計算させるステップ（２３）を更に有することを特徴とする方法。
2. 割当てパラメータ（３０）の関数として、前記加熱ユニットの前記稼働率を割当てるステップを実行し、加熱命令（１９）を生成する前記ステップは、前記割当てパラメータの関数として前記稼働率の割当てを考慮して実行することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 印加する熱放出割当てパラメータを、前記調節装置のデータメモリ（２４）に記憶されている一組の考えられるパラメータの中から選択するステップ（３１）を更に有していることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記加熱ユニットの前記熱放出割当てパラメータの印加優先順位（４１）を、前記割当てを計算するために使用するステップ（３８、３９、４０）を更に有していることを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
5. 前記加熱ユニット（６、７）は異なる性質乃至形式であることを特徴とする請求項１〜４の内の何れか一項に記載の方法。
6. 前記加熱ユニットが異なる出力値を有することを特徴とする請求項１〜５の内の何れか一項に記載の方法。
7. 印加する前記熱放出割当てパラメータを、快適さパラメータ（３２）、安全パラメータ（３３）、効率パラメータ（３４）、出力要求管理パラメータ（３５）、料金関連パラメータ（３６）及び生態環境保護基準のパラメータ（３７）の中から選択する少なくとも一つのステップを更に有することを特徴とする請求項２〜６の内の何れか一項に記載の方法。
8. 請求項１〜７の内の何れか一項に記載の方法を実行する装置。

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