JP2010054130A - Bathroom heating/drying device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気ヒータ式の浴室暖房乾燥装置に関する。 The present invention relates to an electric heater type bathroom heating / drying apparatus.
暖かい部屋から寒い部屋に移動したり、熱いお湯につかる等すると、急激な温度変化によって人体に負担(ヒートショック)を与える。例えば、血圧が急激に変化したり脈拍が早くなる等の負担が人体にかかり、その結果心筋梗塞や脳血管障害等の健康被害が引き起こされることがある。我が国では、ヒートショックにより、冬場の浴室で年間1万人を超す死亡事故(うち7割が高齢者)が起きているとの報告もあるが、ヒートショックが発生する原因としては、入浴時に浴槽につかるという我が国の国民の習慣のみならず、我が国の建築物の作り(窓の大きさや配置、部屋割り、南向き信仰等)も多分に影響しているものと推測されている。 If you move from a warm room to a cold room or use hot water, the human body will be burdened by a sudden temperature change (heat shock). For example, a burden such as a rapid change in blood pressure or an accelerated pulse may be placed on the human body, resulting in health damage such as myocardial infarction or cerebrovascular disorder. In Japan, it has been reported that more than 10,000 deaths per year (of which 70% are elderly people) occur in the bathroom in the winter due to heat shock. It is speculated that not only the customs of the Japanese people, but also the construction of the buildings in Japan (size and layout of windows, room layout, south-facing beliefs, etc.) are likely to have an influence.
我が国では、これまで欧米諸国に対してヒートショックに対する建築物側の対応が遅れていると言われており、さらに、高齢化社会に既に突入している現在となっては、本ヒートショックに対する対応が急務となっている。そこで、その対応の一つとして浴室暖房乾燥装置が電力会社等より提案されている。浴室暖房乾燥装置は、浴室の天井部分や壁面等に設置され、温風を吹き出すことによって浴室内を暖房する浴室暖房機能と、浴室内に吊り下げられた洗濯物等を乾燥させる浴室乾燥機能と、を有している。 In Japan, it is said that the response of the building side to the heat shock has been delayed with respect to the Western countries so far, and now that it has already entered the aging society, the response to this heat shock is Is an urgent need. Therefore, as one of the countermeasures, a bathroom heating / drying apparatus has been proposed by an electric power company or the like. The bathroom heating and drying device is installed on the ceiling or wall of the bathroom, and has a bathroom heating function that heats the bathroom by blowing out hot air, and a bathroom drying function that dries laundry that is suspended in the bathroom. ,have.
浴室暖房乾燥装置には、温水式のものと電気ヒータ式のものとがある。温水式とは、熱交換器内に温水を循環させて、吸気ファンにより取り込んだ空気を加熱して送風ファンによって浴室内に温風を吹き出す方式である。尚、温水式には、ガス式と電気式とがある。電気ヒータ式とは、電気ヒータの熱によって浴室内を暖める方式である(例えば、以下に示す特許文献1を参照)。
There are two types of bathroom heating / drying devices: a hot water type and an electric heater type. The hot water type is a system in which hot water is circulated in the heat exchanger, the air taken in by the intake fan is heated, and hot air is blown into the bathroom by the blower fan. The hot water type includes a gas type and an electric type. The electric heater method is a method in which the interior of the bathroom is heated by the heat of the electric heater (see, for example,
温水式(電気式)の場合、安価な深夜電力を利用することでランニングコストを抑えることができる等の長所もあるが、既存の住宅に導入しようとする場合には浴室周辺への温水配管の設置が必要となる等大規模なリフォームが必要となりイニシャルコストが高価となる。また、温水(電気式)式の場合、湿気が多くカビの発生しやすい浴室等では、吸気ファンや熱交換器の老朽化を促進する虞があり、浴室向けの暖房装置としては不向きといわれている。 In the case of the hot water type (electric type), there are advantages such as the ability to reduce running costs by using inexpensive late-night power, but if you are going to introduce it into an existing house, the hot water piping around the bathroom A large-scale reform such as installation is required, and the initial cost is expensive. Also, in the case of hot water (electric) type, in bathrooms where humidity is high and mold is likely to occur, there is a risk of aging the intake fan and heat exchanger, which is said to be unsuitable as a heating device for bathrooms. Yes.
一方、電気ヒータ式の場合、温水式と比べて、新たに給湯配管や給湯器を追加する必要がなく、また、既存の浴室換気扇に取り付ける等の後付容易であるため、イニシャルコストは安価に済ませることができる。また、暖房機能の面で浴室内の空気を吸気する必要がないため、浴室向けの暖房装置としては適している。
ところで、電気ヒータ式の浴室暖房乾燥装置としては、100V仕様のものと200V仕様のものとが市販されている。図5には、両仕様の性能を比較する目的で、浴室1坪相当のユニットバスで浴槽温度5℃から昇温した場合の浴室内の温度変化の一例を示している。この場合、100V仕様(消費電力は約1.5kW)では温度上昇に時間がかかり、湯温(約40℃)程度までの昇温は不可能である。また、浴室の仕様として浴室が広い、タイル張りである、窓が大きい等の場合や、場所が寒冷地である場合等では、100V仕様ではヒートショック対策としては昇温能力が不十分である。 By the way, as the electric heater type bathroom heating / drying apparatus, those of 100V specification and those of 200V specification are commercially available. FIG. 5 shows an example of a temperature change in the bathroom when the temperature is raised from a bath temperature of 5 ° C. in a unit bath equivalent to 1 tsubo of the bathroom for the purpose of comparing the performances of both specifications. In this case, in the 100V specification (power consumption is about 1.5 kW), it takes time to increase the temperature, and it is impossible to raise the temperature to a hot water temperature (about 40 ° C.). In addition, when the bathroom specification is wide, tiled, large windows, or when the place is in a cold district, the 100 V specification has insufficient heating capability as a heat shock countermeasure.
一方、200V仕様の場合、昇温能力は高くなるが、その分消費電力(約2.5kW)が大きくなるため、設置が困難となる。また、近年エアコン性能の向上に伴ってランニングコストの安価なエアコン暖房が一般化してきたために冬場の寒い時期には消費電力が大きくなる傾向があり、これに加えて更に浴室暖房に大きな消費電力を必要とすると、契約電力の変更やこれに伴う受電設備の改修が必要となるだけでなく、家庭における一般的な従量制の電気料金契約ではその導入が困難となる。尚、この場合には、受電設備の改修費用が必要となるだけでなく、電気料金単価も高くなり、さらに、上記の電気料金契約では、100V仕様と同様に、安価な深夜電力を使わないので、ランニングコストが高価になる。 On the other hand, in the case of the 200V specification, the temperature raising capability is high, but the power consumption (about 2.5 kW) is increased accordingly, so that installation becomes difficult. In recent years, with the improvement of air conditioner performance, air conditioning heating with low running cost has become common, so there is a tendency for power consumption to increase in the cold season of winter. If necessary, it is not only necessary to change the contract power and renovate the power receiving equipment, but it is difficult to introduce it in a general metered electricity bill contract at home. In this case, not only the cost of repairing the power receiving equipment is required, but also the unit price of electricity is high, and the above electricity rate contract does not use inexpensive late-night power as in the case of the 100V specification. , Running costs become expensive.
つまり、電気ヒータ式の浴室暖房乾燥装置の場合、100V仕様の低い能力で対応可能な場合にはイニシャルコストが安価ではあるが、昇温能力を向上させようとすると、200V仕様のように消費電力を大きくせざるを得ず、この結果、受電設備の改修費用やランニングコスト等の導入コストが高価になるという課題があった。 In other words, in the case of an electric heater type bathroom heating / drying apparatus, the initial cost is low if it can be handled with a low capacity of 100V specifications, but if it is attempted to improve the temperature raising capacity, the power consumption is as in the 200V specifications. As a result, there has been a problem that the introduction cost such as the repair cost and running cost of the power receiving equipment becomes expensive.
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、昇温能力の向上と導入コストの抑制とをバランス良く達成する暖房装置を提供することである。 This invention is made | formed in view of said problem, The objective is to provide the heating apparatus which achieves the improvement of temperature rising capability and suppression of introduction cost with sufficient balance.
上記の課題を解決するための主たる本発明は、電気ヒータ式の浴室暖房乾燥装置であって、蓄電池と、直流電力により駆動されて発熱する直流ヒータと、交流電力により駆動されて発熱する交流ヒータと、前記蓄電池に充電された直流電力により前記直流ヒータを駆動する直流ヒータ駆動回路と、商用電力により前記交流ヒータを駆動する交流ヒータ駆動回路と、所定時間帯の商用電力により前記蓄電池を充電させ、前記所定時間帯以外の時間帯に前記直流ヒータ駆動回路及び前記交流ヒータ駆動回路により前記直流ヒータ及び前記交流ヒータを駆動させる制御部と、を有することを特徴とする。 The main present invention for solving the above-mentioned problems is an electric heater type bathroom heating / drying apparatus, which is a storage battery, a DC heater that generates heat when driven by DC power, and an AC heater that generates heat when driven by AC power A DC heater driving circuit for driving the DC heater with DC power charged in the storage battery, an AC heater driving circuit for driving the AC heater with commercial power, and charging the storage battery with commercial power for a predetermined time period. And a controller for driving the DC heater and the AC heater by the DC heater driving circuit and the AC heater driving circuit in a time zone other than the predetermined time zone.
また、上記の浴室暖房乾燥装置であって、前記直流ヒータは、複数の発熱体を有し、前記直流ヒータ駆動回路は、前記蓄電池に充電された直流電力を前記複数の発熱体の各々に供給する電源ライン上に設けられた複数の電源スイッチを有すること、としてもよい。 Further, in the bathroom heating / drying device described above, the DC heater has a plurality of heating elements, and the DC heater drive circuit supplies DC power charged in the storage battery to each of the plurality of heating elements. A plurality of power switches provided on the power line to be provided.
また、上記の浴室暖房乾燥装置であって、前記直流ヒータ駆動回路は、前記複数の電源スイッチ各々に対し共通に直列接続した抵抗素子と、前記複数の電源スイッチ各々に対し並列に接続する複数の補助スイッチと、前記複数の補助スイッチ各々に対し共通に直列接続した直流遮断スイッチと、を有し、前記制御部は、前記直流ヒータを駆動させる場合、前記電源スイッチ、前記補助スイッチ及び前記直流遮断スイッチが開いた状態から前記電源スイッチを閉じ、前記直流ヒータを停止させる場合、前記電源スイッチが閉じた状態から前記補助スイッチを閉じた後、前記電源スイッチ、前記直流遮断スイッチ、前記補助スイッチ、の順に開くこと、としてもよい。 Further, in the bathroom heating / drying apparatus described above, the DC heater driving circuit includes a resistance element commonly connected in series to each of the plurality of power switches, and a plurality of resistors connected in parallel to each of the plurality of power switches. An auxiliary switch, and a DC cutoff switch commonly connected in series to each of the plurality of auxiliary switches, and when the controller drives the DC heater, the power switch, the auxiliary switch, and the DC cutoff When closing the power switch from the open state and stopping the DC heater, after closing the auxiliary switch from the closed state, the power switch, the DC cutoff switch, the auxiliary switch, It may be opened sequentially.
また、上記の浴室暖房乾燥装置であって、前記抵抗素子は、前記蓄電池の放電電流を検出するシャント抵抗素子であること、としてもよい。 Moreover, it is said bathroom heating drying apparatus, Comprising: The said resistance element is good also as being a shunt resistance element which detects the discharge current of the said storage battery.
また、上記の浴室暖房乾燥装置であって、前記制御部は、前記直流ヒータの発熱量に応じて、前記直流ヒータ駆動回路に対し、前記複数の発熱体の少なくともいずれかを駆動させること、としてもよい。 Further, in the bathroom heating / drying apparatus described above, the control unit causes the DC heater driving circuit to drive at least one of the plurality of heating elements according to the amount of heat generated by the DC heater. Also good.
また、上記の浴室暖房乾燥装置であって、前記商用電力の電圧が100Vであること、としてもよい。 Moreover, it is good also as said bathroom heating drying apparatus, Comprising: The voltage of the said commercial power is 100V.
また、上記の浴室暖房乾燥装置であって、前記交流ヒータは、遠赤外線ヒータであること、としてもよい。 Further, in the bathroom heating / drying device described above, the AC heater may be a far infrared heater.
また、上記の浴室暖房乾燥装置であって、前記蓄電池は、リチウムイオン蓄電池であること、としてもよい。 Moreover, it is said bathroom heating drying apparatus, Comprising: The said storage battery is good also as being a lithium ion storage battery.
本発明によれば、昇温能力の向上と導入コストの抑制とをバランス良く達成する浴室暖房乾燥装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the bathroom heating drying apparatus which achieves the improvement of temperature rising capability and suppression of introduction cost with sufficient balance can be provided.
===浴室暖房乾燥装置の全体構成===
図1は、本実施形態に係る電気ヒータ式の浴室暖房乾燥装置1の全体構成を示した図である。
=== Overall configuration of bathroom heating / drying apparatus ===
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an electric heater type bathroom heating /
浴室暖房乾燥装置1は、直流ヒータ10、交流ヒータ20、蓄電池30、整流器40、充電器42、直流ヒータ駆動回路50、交流ヒータ駆動回路60、循環ファン70、循環モータ72、循環モータ駆動回路74、マイコン(マイクロコンピュータの略称)100、リモコン(リモートコントロールの略称)受信器110より構成される。尚、浴室暖房乾燥装置1は、商用電源210を受電する家庭用の分電盤220より商用電力(AC100V)が供給されるものとする。
The bathroom heating /
直流ヒータ10は、直流電力により駆動されて発熱する複数の発熱体を有したヒータである。尚、複数の発熱体は、例えば、ニクロム線をコイル状に巻回したものや、薄いシート状の金属箔等がある。また、複数の発熱体は、直流ヒータ10として必要とされる所定の消費電力を分割した電力各々を消費電力とするものである。
The
本実施形態では、複数の発熱体は、図1に示すように4つの発熱体RD1〜RD4とするが、当該個数に限定されない。また、所定の消費電力を分割とは、等分による分割の場合と、所定の比率による分割の場合と、がある。等分による分割の場合、例えば、直流ヒータ10として1kW必要とすると、発熱体RD1〜RD4各々の消費電力は、1kWを4等分した0.25kWとすることができる。所定の比率による分割の場合、例えば、直流ヒータ10として1kW必要とすると、発熱体RD1〜RD4各々の消費電力は、順に
400W、300W、200W、100Wとすることができる。このように分割することで発熱体RD1〜RD4を組み合わせて出力を得ることができるため、等分による分割の場合は、250W、500W、750W、1kWの出力を、所定の比率の場合は、1kWまで100W刻みの出力を得ることができる。
In the present embodiment, the plurality of heating elements are four heating elements RD1 to RD4 as shown in FIG. 1, but the number is not limited thereto. Further, the division of the predetermined power consumption includes a case of division by equal division and a case of division by a predetermined ratio. In the case of division by equal division, for example, if 1 kW is required for the
交流ヒータ20は、交流電力により駆動されて発熱する発熱体RAを有したヒータである。発熱体RAは、直流ヒータ10と同様に、ニクロム線のタイプや金属箔のタイプ等がある。尚、交流ヒータ20は、遠赤外線ヒータであることが好ましい。遠赤外線ヒータによれば、赤外線の輻射熱を直接被加熱対象に照射して内部浸透加熱することができ、浴室の温度が上昇する時間を必要とせず、速やかに赤外線が照射された体の部分を加熱することが可能となる。
The
蓄電池30は、鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池、リチウムイオン蓄電池等の種々の蓄電池を採用できる。尚、蓄電池30は、深夜時間帯の深夜電力を利用して充電され、その充電電力を深夜時間帯以外の時間帯(夕刻頃の浴室利用時)まで保持しておく必要がある。また、浴室暖房乾燥装置1は通常毎日利用される浴室向けの暖房用途であり、蓄電池30の充放電は日々行われることが想定される。そこで、蓄電池30としては、その他の蓄電池と対比して、メモリ効果(本来よりも少ない容量を自らの容量として記憶する現象)が小さく、自己放電特性(充電エネルギーの保持特性)に優れ、継ぎ足し充電や非満充電保管に適するリチウムイオン蓄電池の採用が好ましい。
The
整流器40は、分電盤220から供給された商用電力を直流電力に変換する機構である。充電器42は、分電盤220から供給される交流電力(交流電流)を適切な電圧の直流電力に変換し蓄電池30を充電させる機構である。充電器42は、例えば、制御信号CLCに基づき開閉する電源スイッチにより構成することができる。
The
直流ヒータ駆動回路50は、蓄電池30に充電された直流電力により直流ヒータ10を駆動する回路である。直流ヒータ駆動回路50は、蓄電池30に充電された直流電力を直流ヒータ10の発熱体RD1〜RD4各々に供給させる電源ライン52a〜52d上に設けた電源スイッチ(SW11、SW21、SW31、SW41)と、電源スイッチ(SW11〜SW41)各々と並列に接続する補助スイッチ(SW12、SW22、SW32、SW42)と、を有する。
The DC
また、直流ヒータ駆動回路50は、補助スイッチ(SW12〜SW42)各々と蓄電池30側で共通に直列接続した直流遮断スイッチSW5を有する。尚、直流遮断スイッチSW5は、シャント抵抗素子56の蓄電池30側の一端と接続される電源ライン54上に設けられ、電源ライン54の他端より分岐される電源ライン53a〜53d上の補助スイッチ(SW12〜SW42)各々と直列接続されている。
Further, the DC
さらに、直流ヒータ駆動回路50は、電源スイッチ(SW11〜SW41)各々と蓄電池30側で共通に直列接続したシャント抵抗素子56を有する。尚、蓄電池30とシャント抵抗素子56との間には、異常な大電流が流れた際に直流ヒータ駆動回路50の保護等のために過電流防護素子のヒューズFuseが設けられる。
Further, the DC
シャント抵抗素子56は、直流ヒータ10のような大電流を消費する負荷の電流検出に適しており、蓄電池30の放電電流(つまり直流ヒータ10全体の消費電流)を両端電圧として検出する。尚、シャント抵抗素子56に限定されず通常の抵抗素子を用いてもよい。
The
尚、シャント抵抗素子56の両端電圧として検出された検出電圧VD2は、AD変換器(不図示)等を介してマイコン100に供給される。これにより、マイコン100は、シャント抵抗素子56の検出電圧VD2に基づき直流ヒータ10全体の消費電流を算出する。更に、マイコン100は、蓄電池30の出力電圧VD1を用いて、直流ヒータ10全体の出力を演算して直流ヒータ10の制御を行うとともに蓄電池30の残容量を把握することが可能となる。
The detection voltage VD2 detected as the voltage across the
交流ヒータ駆動回路60は、分電盤220から供給された商用電力により交流ヒータ20を駆動する回路である。
The AC
循環ファン70は、浴室や当該浴室に隣接した部屋の空気を循環通風させるファンである。循環ファンモータ72は、循環ファン70を回転駆動させるモータである。循環ファンモータ駆動回路74は、分電盤220から供給された商用電力により循環ファンモータ72を駆動する回路である。
The
マイコン100は、整流器40から供給される直流電力によって動作することができ、浴室暖房乾燥装置1全体の制御を司るプロセッサである。但し、本浴室暖房乾燥装置1は蓄電池30を用いて直流ヒータ10を駆動していることから、停電時にも直流ヒータ10が作動することになる。このため、停電時にも制御可能とするために、マイコン100用の電源として停電補償用の蓄電池(不図示)が備わっているものとする。
The
マイコン100は、充電器42に対し充電開始又は停止を指令する制御信号CLC、直流ヒータ駆動回路50に対し電源スイッチ(SW11〜41)、補助スイッチ(SW21〜42)、直流遮断スイッチSW5の開閉を指令する制御信号CLD、交流ヒータ駆動回路60に対し動作又は停止を指令する制御信号CLA、循環モータ駆動回路74に対し動作又は停止を指令する制御信号CLMを出力する。尚、詳細は後述するが、マイコン100は、現時刻が深夜時間帯であるか否かを判定するために時計機能102を備えている。
The
リモコン受信器110は、リモコン112と有線通信及び/又は無線通信することができ、リモコン112からの指令を受信する。尚、リモコン112は、浴室暖房乾燥装置1を運転又は停止させるかの指令や、浴室暖房乾燥装置1の運転モードとして、浴室暖房モード、浴室乾燥モード等を選択することができる。
The
浴室暖房モードとは、入浴前の予備的な暖房を行うモードであり、本モードを実行する際に直流ヒータ10及び交流ヒータ20を駆動させることになる。また、浴室乾燥モードとは、雨天時に浴室を利用して洗濯物を乾かしたり、浴室の湿気を除去するためのモードであり、本モードを実行する際に直流ヒータ10及び交流ヒータ20に加えて、循環ファン70を駆動させる。
The bathroom heating mode is a mode for performing preliminary heating before bathing, and the
<<浴室暖房乾燥装置の動作>>
===概要===
図2は、浴室暖房乾燥装置1の主要な制御の概要を示したフローチャートである。以下、図2に示す処理の流れについて説明する。
<< Operation of Bathroom Heating Dryer >>
=== Overview ===
FIG. 2 is a flowchart showing an outline of main control of the bathroom heating /
マイコン100は、時計機能102によって、現時刻が深夜時間帯であるか否かの判定を行う(S200)。尚、深夜時間帯とは、電力会社の料金体系により規定された安価な深夜電力を利用可能な所定時間帯のことである。深夜時間帯の場合(S200:YES)、マイコン100は、充電器42に対して充電開始を指令する制御信号CLCを出力する。これにより、充電器42は、深夜電力を利用して蓄電池30を充電させる(S201)。そして、蓄電池30が満充電された(S202:YES)ことを受けて充電処理を終了しS200に戻る。尚、充電器42は、充電制御を行っている充電電圧および充電電流等に基づいて蓄電池30の充電量を検出しており、この検出結果を示す信号をマイコン100が受信することで、マイコン100は蓄電池30が満充電されたか否かの判定を行うことができる。
The
一方、深夜時間帯以外の時間帯の場合(S200:NO)、マイコン100は、リモコン112からリモコン受信器110を介して浴室暖房モードの指令を受け付けたか否かを判定する。浴室暖房モードの指令を受け付ける場合とは、例えば、浴室暖房乾燥装置1を設置した住居に住む人が、夕刻頃に浴室を利用する場合に、リモコン112を操作して浴室暖房モードを選択する場合などである。
On the other hand, in a time zone other than the midnight time zone (S200: NO), the
マイコン100は、リモコン受信機110より浴室暖房モード又は浴室乾燥モードの指令を受け付けると(S203:YES)、直流ヒータ駆動回路50及び交流ヒータ駆動回路60に対し直流ヒータ10及び交流ヒータ20をともに駆動させる制御を行う(S204)。そして、浴室暖房モード又は浴室乾燥モードを終了させるとき(S205:YES)、直流ヒータ駆動回路50及び交流ヒータ駆動回路60に対し直流ヒータ10及び交流ヒータ20を駆動停止させる制御を行い(S206)、S200に戻る。
When the
上記の処理によって、浴室暖房モード又は浴室乾燥モードの際に必要な消費電力を、直流ヒータ10と交流ヒータ20とに分けることができる。そして、直流ヒータ10は、蓄電池30に充電された安価な深夜電力を利用して駆動することができ、一方、交流ヒータ20は、直流ヒータ10の消費電力分、深夜時間帯以外の商用電力を節約することができる。従って、浴室暖房乾燥装置1は、昇温能力の向上とランニングコストの抑制とをバランス良く実現することができる。
With the above processing, the power consumption required in the bathroom heating mode or the bathroom drying mode can be divided into the
===直流ヒータの駆動停止===
直流ヒータ10の駆動を停止する場合、蓄電池30から直流ヒータ駆動回路50を介した直流電力の供給を遮断する。尚、直流電流は、交流電流のように電流零点を有しないため、大電流の遮断は困難である。つまり、スイッチを切り離した場合は空間にアーク放電が発生して電流が流れ続けるが、直流大電流の場合には交流電流のように自動的にアーク放電が中止されることがないため、接点にアーク放電への耐性が求められるとともに強制的にアークを消弧するための仕組みが必要となる。このため、一般に、直流遮断のためのスイッチは非常に高価となっている。
=== Stop driving the DC heater ===
When stopping the driving of the
そこで、上記のとおり、発熱体RD1〜RD4各々に直流電力を供給する電源スイッチ(SW11〜SW41)及びシャント抵抗素子56に対して、補助スイッチ(SW12〜42)及び直流遮断スイッチSW5を並列に設けた構成としている。そして、図3に示される開閉シーケンスに従って各スイッチの開閉を行うことで、発熱体RD1〜RD4各々に供給される直流電力の遮断に際し、直流遮断スイッチSW5を共用化できる。
Therefore, as described above, the auxiliary switch (SW12 to 42) and the DC cutoff switch SW5 are provided in parallel to the power switch (SW11 to SW41) and the
以下では、図3に示す、直流ヒータ10の駆動を停止する場合における各スイッチの開閉シーケンスを詳細に説明する。尚、図3に示す時刻T0〜T16は、各スイッチの開閉シーケンスの一周期毎の始期を表している。また、同図に示すON/OFFは各スイッチの閉/開を表している。さらに、同図に示すCLD0〜CLD16は、各スイッチの開閉シーケンスの一周期毎に、マイコン100から出力される制御信号CLDを表している。
In the following, the opening / closing sequence of each switch when the driving of the
時刻T0以前では、直流ヒータ駆動回路50は、マイコン100から送られてくる制御信号CLD0(直流ヒータ10の駆動指令、各スイッチの開閉指令等を含む)により直流ヒータ10の駆動を行っている。このとき、電源スイッチ(SW11〜SW41)は閉じており、補助スイッチ(SW12〜SW42)及び直流遮断スイッチSW5は開いている。従って、蓄電池30に充電された直流電力は、シャント抵抗素子56、電源スイッチ(SW11〜SW41)を介して、発熱体RD1〜RD4各々に分配供給される。
Prior to time T0, the DC
時刻T0〜T1の期間では、直流ヒータ駆動回路50は、マイコン100から送られてくる制御信号CLD1(OFF)により直流ヒータ10の駆動を停止させる制御を開始する。具体的には、直流ヒータ駆動回路50は、時刻T0以前の各スイッチの開閉状態から、マイコン100から送られてくる制御信号CLD1に含まれる開閉指令に基づき、補助スイッチSW12及び直流遮断スイッチSW5を閉じる。
In the period from time T0 to T1, the DC
この結果、蓄電池30から発熱体RD1に向けた直流電力の供給経路は、シャント抵抗素子56、電源スイッチSW11を介在させる電源ライン52aと、直流遮断スイッチSW5、補助スイッチSW12を介在させた電源ライン(54、53a)との2系統になる。尚、電源ライン52aは、シャント抵抗素子56を介在させるため電源ライン(54、53a)と比較してインピーダンスが大きい。このため、電源ライン52aに流れる直流電流は減少して電流零点に近い状況となり、アークの発生が抑えられ、電源スイッチSW11を開くことが容易な状態となっている。
As a result, the DC power supply path from the
時刻T1〜T2の期間では、直流ヒータ駆動回路50は、マイコン100から送られてくる制御信号CLD2に含まれる開閉指令に基づき、電源スイッチSW11を開く。この結果、電源ライン52aを介した蓄電池30から発熱体RD1に向けた直流電力の供給が遮断される。尚、電源ライン54を介した蓄電池30から発熱体RD1に向けた直流電力の供給は継続している。
During the period from time T1 to time T2, the DC
時刻T2〜T3の期間では、直流ヒータ駆動回路50は、マイコン100から送られてくる制御信号CLD3に含まれる開閉指令に基づき、直流遮断スイッチSW5を開く。この結果、電源ライン54を介した蓄電池30から発熱体RD1に向けた直流電力の供給が遮断する。
During the period from time T2 to T3, the DC
時刻T3〜T4の期間では、直流ヒータ駆動回路50は、マイコン100から送られてくる制御信号CLD4に含まれる開閉指令に基づき、補助スイッチSW12を開く。この結果、補助スイッチSW12、直流遮断スイッチSW5は時刻T0以前の元の状態に戻る。
During the period from time T3 to time T4, the DC
以降の期間では、上記の発熱体RD1向けの直流遮断の処理と同様に、発熱体RD2、発熱体RD3、発熱体RD4の順に直流電力の供給の遮断が行われる。 In the subsequent period, the supply of DC power is cut off in the order of the heating element RD2, the heating element RD3, and the heating element RD4 in the same manner as the DC cutoff process for the heating element RD1.
時刻T4〜T8の期間では、蓄電池30から発熱体RD2に向けた直流電力の供給が遮断される。具体的には、補助スイッチSW22及び直流遮断スイッチSW5を閉じてから(時刻T4〜T5の期間)、電源スイッチSW21(時刻T5〜T6の期間)、直流遮断スイッチSW5(時刻T6〜T7の期間)、補助スイッチSW22(時刻T7〜T8の期間)を順に開く処理を行う。
In the period from time T4 to T8, the supply of DC power from the
時刻T8〜T12の期間では、蓄電池30から発熱体RD3に向けた直流電力の供給が遮断される。具体的には、補助スイッチSW32及び直流遮断スイッチSW5を閉じてから(時刻T8〜T9の期間)、電源スイッチSW31(時刻T9〜T10の期間)、直流遮断スイッチSW5(時刻T10〜T11の期間)、補助スイッチSW32(時刻T11〜T12の期間)を順に開く処理を行う。
In the period from time T8 to T12, supply of DC power from the
時刻T12〜T16の期間では、蓄電池30から発熱体RD4に向けた直流電力の供給が遮断される。具体的には、補助スイッチSW42及び直流遮断スイッチSW5を閉じてから(時刻T12〜T13の期間)、電源スイッチSW41(時刻T13〜T14の期間)、直流遮断スイッチSW5(時刻T14〜T15の期間)、補助スイッチSW42(時刻T15〜T16の期間)を順に開く処理を行う。
During the period from time T12 to time T16, the supply of DC power from the
尚、時刻T16の時点で、時刻T0以前では全て閉じていた電源スイッチSW11、SW21、SW31、SW41が全て開いた状態となる。また、補助スイッチSW12、SW22、SW32、SW42、直流遮断スイッチSW5についても時刻T0以前の開いた状態に戻ることになる。これにより、直流ヒータ10の全ての発熱体RD1〜RD4に対して、蓄電池30からの直流電力の供給が遮断される。
At time T16, all the power switches SW11, SW21, SW31, and SW41 that were closed before time T0 are all open. Further, the auxiliary switches SW12, SW22, SW32, SW42 and the DC cutoff switch SW5 are also returned to the opened state before the time T0. As a result, the supply of DC power from the
上記のとおり、直流ヒータ10に設けるべき発熱体を4つの発熱体RD1〜RD4に分割し、発熱体RD1〜RD4各々に直流電力を供給する電源スイッチ(SW11〜SW41)を配置した構成としている。本構成により、直流ヒータ10として必要される消費電力が電源スイッチ(SW11〜SW41)各々に分散されるため、電源スイッチ(SW11〜SW41)各々は、自身が分担する消費電力に応じた直流遮断能力で済ませることができる。
As described above, the heating element to be provided in the
また、電源スイッチ(SW11〜SW41)に対して補助スイッチ(SW12〜SW42)を並列に設け、補助スイッチ(SW12〜SW42)各々に対し共通に直流遮断スイッチSW5を直列接続している。そして、電源スイッチ(SW11〜SW41)を開く前段階として、直流遮断スイッチSW5及び補助スイッチ(SW12〜SW42)を閉じるようにしている。この結果、電源スイッチ(SW11〜SW41)に流れる直流電流は、直流遮断スイッチSW5及び補助スイッチ(SW12)の方に転流するために減少する(電流零点に近づく)ことになり、アークの発生を抑えつつ電源スイッチ(SW11〜SW41)を容易に開くことが可能となる。また、電源スイッチ(SW11〜SW41)としては、あえて高価な直流遮断スイッチを採用する必要がなくなる。 Further, auxiliary switches (SW12 to SW42) are provided in parallel to the power switches (SW11 to SW41), and a DC cutoff switch SW5 is connected in series to each of the auxiliary switches (SW12 to SW42). Then, as a stage before opening the power switches (SW11 to SW41), the DC cutoff switch SW5 and the auxiliary switches (SW12 to SW42) are closed. As a result, the direct current that flows through the power switches (SW11 to SW41) decreases because it commutates toward the direct current cut-off switch SW5 and the auxiliary switch (SW12) (approaching the current zero point), and the generation of an arc is prevented. It is possible to easily open the power switches (SW11 to SW41) while holding down. Further, it is not necessary to employ an expensive direct current cut-off switch as the power switch (SW11 to SW41).
また、発熱体RD1〜RD4各々に供給される直流電力の遮断を順番に(個別に)行うため、直流遮断スイッチSW5に必要とされる直流遮断能力を抑えることができる。従って、高価な直流遮断スイッチSW5を採用する必要がなくなる。 In addition, since the DC power supplied to each of the heating elements RD1 to RD4 is sequentially cut (individually), the DC cutoff capability required for the DC cutoff switch SW5 can be suppressed. Therefore, it is not necessary to employ an expensive DC cutoff switch SW5.
===直流ヒータの発熱量の制御===
直流ヒータ10を駆動する際に、発熱体RD1〜RD4全てを発熱させる形態のみならず、直流ヒータ10として指定された発熱量に応じて発熱体RD1〜RD4のいずれかを発熱させる形態であってもよい。例えば、浴室乾燥モードの場合には発熱体RD1〜RD4の全てを発熱させ、浴室暖房モードの場合には発熱体RD1〜RD4のいずれかを発熱させるようにしてもよい。
=== Control of the amount of heat generated by the DC heater ===
When the
図4は、直流ヒータ10の発熱量の制御を説明するタイミングチャートである。尚、同図に示される例は、発熱体RD1〜RD4のうち発熱体RD1のみを発熱させて(以下、1/4ONモードと呼ぶ。)その後に発熱体RD1の発熱を停止させる場合である。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the control of the amount of heat generated by the
時刻T0以前では、直流ヒータ駆動回路50は、マイコン100から送られてくる制御信号CLD0(直流ヒータ10の駆動停止指令、各スイッチの開閉指令等を含む)により直流ヒータ10の駆動を停止している。このとき、電源スイッチ(SW11〜SW41)、補助スイッチ(SW12〜SW42)及び直流遮断スイッチSW5は全て開いている。
Prior to time T0, the DC
時刻T0〜T1の期間では、直流ヒータ駆動回路50は、マイコン100から送られてくる制御信号CLD1(1/4ONモード)により直流ヒータ10の発熱体RD1を発熱させる制御を行う。具体的には、直流ヒータ駆動回路50は、時刻T0以前の各スイッチの開閉状態から、マイコン100から送られてくる制御信号CLD1に含まれる開閉指令に基づき、電源スイッチSW11を閉じる。
In the period from time T0 to time T1, the DC
以降の処理としては、同図に示すように時刻T2まで1/4ONモードが継続しており、時刻T2において発熱体RD1の発熱を停止させる場合、同図に示す時刻T2〜T5では、図3に示した時刻T1〜T4と同様に電源スイッチSW11を開くことで、時刻T0以前の各スイッチの開閉状態に戻るようにしている。 As the subsequent processing, as shown in the figure, the 1/4 ON mode continues until time T2, and when the heat generation of the heating element RD1 is stopped at time T2, the time T2 to T5 shown in FIG. The power switch SW11 is opened in the same way as the times T1 to T4 shown in FIG. 6 to return to the open / closed state of each switch before the time T0.
以上、本実施形態について説明したが、前述した実施例は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更/改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。 While the present embodiment has been described above, the above-described examples are for facilitating the understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The present invention can be changed / improved without departing from the spirit thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
1 浴室暖房乾燥装置
10 直流ヒータ
RD1〜RD4、RA 発熱体
20 交流ヒータ
30 蓄電池
50 直流ヒータ駆動回路
SW11、SW21、SW31、SW41 電源スイッチ
SW12、SW22、SW32、SW42 補助スイッチ
SW5 直流遮断スイッチ
56 シャント抵抗素子
100 マイコン(制御部)
210 商用電源
DESCRIPTION OF
210 Commercial power supply
Claims (8)
蓄電池と、
直流電力により駆動されて発熱する直流ヒータと、
交流電力により駆動されて発熱する交流ヒータと、
前記蓄電池に充電された直流電力により前記直流ヒータを駆動する直流ヒータ駆動回路と、
商用電力により前記交流ヒータを駆動する交流ヒータ駆動回路と、
所定時間帯の商用電力により前記蓄電池を充電させ、前記所定時間帯以外の時間帯に前記直流ヒータ駆動回路及び前記交流ヒータ駆動回路により前記直流ヒータ及び前記交流ヒータを駆動させる制御部と、
を有することを特徴とする浴室暖房乾燥装置。 An electric heater type bathroom heating and drying device,
A storage battery,
A DC heater that is driven by DC power and generates heat;
An AC heater driven by AC power to generate heat;
A DC heater driving circuit for driving the DC heater with DC power charged in the storage battery;
An AC heater driving circuit for driving the AC heater with commercial power;
A controller that charges the storage battery with commercial power in a predetermined time zone, and drives the DC heater and the AC heater by the DC heater drive circuit and the AC heater drive circuit in a time zone other than the predetermined time zone;
A bathroom heating and drying apparatus characterized by comprising:
前記直流ヒータは、複数の発熱体を有し、
前記直流ヒータ駆動回路は、
前記蓄電池に充電された直流電力を前記複数の発熱体の各々に供給する電源ライン上に設けられた複数の電源スイッチを有すること、
を特徴とする浴室暖房乾燥装置。 The bathroom heating / drying device according to claim 1,
The DC heater has a plurality of heating elements,
The DC heater drive circuit is
Having a plurality of power switches provided on a power supply line for supplying DC power charged in the storage battery to each of the plurality of heating elements;
Features a bathroom heating and drying device.
前記直流ヒータ駆動回路は、
前記複数の電源スイッチ各々に対し共通に直列接続した抵抗素子と、
前記複数の電源スイッチ各々に対し並列に接続する複数の補助スイッチと、
前記複数の補助スイッチ各々に対し共通に直列接続した直流遮断スイッチと、
を有し、
前記制御部は、
前記直流ヒータを駆動させる場合、前記電源スイッチ、前記補助スイッチ及び前記直流遮断スイッチが開いた状態から前記電源スイッチを閉じ、
前記直流ヒータを停止させる場合、前記電源スイッチが閉じた状態から前記補助スイッチを閉じた後、前記電源スイッチ、前記直流遮断スイッチ、前記補助スイッチ、の順に開くこと、
を特徴とする浴室暖房乾燥装置。 The bathroom heating / drying apparatus according to claim 2,
The DC heater drive circuit is
A resistance element commonly connected in series to each of the plurality of power switches;
A plurality of auxiliary switches connected in parallel to each of the plurality of power switches;
DC cutoff switch connected in series in common to each of the plurality of auxiliary switches,
Have
The controller is
When driving the DC heater, close the power switch from a state where the power switch, the auxiliary switch and the DC cutoff switch are open,
When stopping the DC heater, after closing the auxiliary switch from the state where the power switch is closed, opening the power switch, the DC cutoff switch, the auxiliary switch in this order,
Features a bathroom heating and drying device.
前記抵抗素子は、前記蓄電池の放電電流を検出するシャント抵抗素子であること、
を特徴とする浴室暖房乾燥装置。 The bathroom heating / drying device according to claim 3,
The resistance element is a shunt resistance element for detecting a discharge current of the storage battery;
Features a bathroom heating and drying device.
前記制御部は、前記直流ヒータの発熱量に応じて、前記直流ヒータ駆動回路に対し、前記複数の発熱体の少なくともいずれかを駆動させること、
を特徴とする浴室暖房乾燥装置。 The bathroom heating / drying device according to any one of claims 2 to 4,
The control unit causes the DC heater drive circuit to drive at least one of the plurality of heating elements according to the amount of heat generated by the DC heater;
Features a bathroom heating and drying device.
前記商用電力の電圧が100Vであること、
を特徴とする浴室暖房乾燥装置。 The bathroom heating / drying apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The voltage of the commercial power is 100V,
Features a bathroom heating and drying device.
前記交流ヒータは、遠赤外線ヒータであること、を特徴とする浴室暖房乾燥装置。 The bathroom heating / drying apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The bathroom heater / dryer according to claim 1, wherein the AC heater is a far-infrared heater.
前記蓄電池は、リチウムイオン蓄電池であること、を特徴とする浴室暖房乾燥装置。 The bathroom heating / drying apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The bathroom heating / drying device, wherein the storage battery is a lithium ion storage battery.
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