JP2962864B2 - 暖房機の制御装置 - Google Patents

暖房機の制御装置

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JP2962864B2
JP2962864B2 JP3126083A JP12608391A JP2962864B2 JP 2962864 B2 JP2962864 B2 JP 2962864B2 JP 3126083 A JP3126083 A JP 3126083A JP 12608391 A JP12608391 A JP 12608391A JP 2962864 B2 JP2962864 B2 JP 2962864B2
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正行 森島
好夫 武藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はガスや灯油を燃料とす
る温風暖房機、輻射暖房機等の暖房機の制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば温風暖房機は、特開昭63
−315857号公報に開示されているように、運転開
始当初の強制強燃焼モードではバーナでの燃焼量を最大
燃焼量に制御して室温を速やかに立ち上がらせるように
し、その後の比例燃焼モードでは燃焼量を設定温度と室
温との温度差に応じて最大燃焼量と最小燃焼量との間に
比例制御し、室温を設定温度近傍に維持できるようにし
た制御装置を備えている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した温
風暖房機の制御装置では、室温が設定温度近くのある温
度(移行温度)になったときに強制強燃焼モードから比
例燃焼モードに切換えるようにしていた。この移行温度
は設定温度によって一律に定められるため、暖房負荷の
大きさや運転開始当初の壁温によっては強制強燃焼モー
ドから比例制御モードへの移行が早過ぎたり、遅過ぎた
りし、使用者に不快感を与える心配があった。
【0004】すなわち、暖房負荷が小さいときは室温の
温度勾配が大きいため、壁温の上昇が室温の上昇に比べ
て遅くなる。このような場合、強制強燃焼モードから比
例燃焼モードへの移行が早目に行われると、比例燃焼モ
ードに移行した直後に使用者が体感的に寒く感じること
があった。
【0005】逆に、暖房負荷が非常に小さいときに強制
強燃焼モードから比例燃焼モードへの移行が遅れると、
壁温の問題よりも室温が設定温度を上回るオーバーシュ
ートによる不快感が大きくなる。このように、暖房負荷
の大きさのみならず、運転開始当初の室温(壁温)によ
っても、使用者の体感温度に及ぼす影響は大きいものが
あった。
【0006】この発明は上述した事実に鑑みてなされた
ものであり、強制強燃焼モードから比例燃焼モードへの
移行が適切に行われるようにし、使用者の体感温度を良
好にすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明では、室温を検
出する室温検出器と、設定温度を調節する温度設定器
と、運転開始から室温が設定温度近くのある温度(移行
温度)に達するまでの間は強制強燃焼モードが、かつ、
その後は比例燃焼モードがそれぞれ設定され、強制強燃
焼モードではバーナでの燃焼量を最大燃焼量に制御し、
比例燃焼モードではバーナでの燃焼量を設定温度と室温
との温度差に応じて最大燃焼量と最小燃焼量との間に比
例制御するマイクロコンピュータ等の制御手段とを備
え、この制御手段が運転開始当初における室温、または
設定温度と室温との温度差と、運転開始後の室温の温度
勾配とから求められるファジイ推論データに基づいて強
制強燃焼モードから比例制御モードへの移行温度を変更
するように構成されている。
【0008】
【作用】このように構成すると、運転開始当初における
室温、または設定温度と室温との温度差から壁温が推定
されるとともに、運転開始後の室温の温度勾配によって
暖房負荷の大きさが推定される。そして、これらのデー
タから求められるファジイ推論データに基づいて強制強
燃焼モードから比例燃焼モードへの移行温度が変更され
るため、強制強燃焼によって室温が設定温度近くに速や
かに立ち上げられるばかりでなく、室温や壁温の上昇に
合わせた燃焼制御がなされ、燃焼制御モードの移行に伴
って使用者に不快感を与えないようにできる。
【0009】
【実施例】以下、この発明をガスファンヒータに適用し
た実施例について説明する。
【0010】図2において、1は背面に空気吸込口2を
有し、かつ、前面下部に温風吹出口3を有する外装ケー
スであり、この外装ケース1には空気吸込口2から取入
れた空気を温風吹出口3に案内する送風案内ケース4が
設けられている。この送風案内ケース4内にはガスバー
ナ5と、ガスバーナ5を臨ませた燃焼室6と、送風ファ
ン7と、遮熱板8とが設けられている。また、燃焼室壁
9には点火器10が取付けられている。11は空気吸込
口2近くに設けられたサーミスタ等の室温検出器、12
はガスバーナ5にガス燃料を供給する燃料供給装置であ
り、ガス管13と、比例制御弁14と、2連の電磁弁1
5,16とで構成されている。また、17はガスバーナ
5での燃焼を制御する制御装置である。
【0011】図3は制御装置17の基本構成を示すもの
である。図3において、18はA/D変換器を内蔵する
制御手段としてのマイクロコンピュータ(以下、マイコ
ンという)であり、マイコン19の入力側には運転スイ
ッチ19と、温度設定器20と、室温検出器11とが設
けられている。また、マイコン18の出力側には比例制
御弁14と、電磁弁15,16と、点火器10と、送風
ファン7とが設けられている。24は送風ファン7の回
転数検知器であり、この回転数検知器24の回転数信号
はマイコン19に入力されている。
【0012】マイコン18には図1のフローチャートで
示される燃焼制御プログラムが記憶されており、運転ス
イッチ19が投入されると、マイコン18は次のような
燃焼制御を行う(図1のステップS1〜S7参照)。
【0013】運転スイッチ19が投入されると、マイコ
ン18は室温検出器11が検出した室温Tを初期室温T
iとして記憶する。また、温度設定器20にて調節され
た設定温度Tsに一定温度αを増減した上限制御温度T
h(Ts+α)と、下限制御温度Tl(Ts−α)とを
それぞれ求め、記憶する。また、このとき、マイコン1
8は強制強燃焼モードでの燃焼制御を行い、ガスバーナ
5で燃焼が行われるようにする。
【0014】すなわち、マイコン18はまず、送風ファ
ン7を作動させ、ガスバーナ5のプリパージを行った
後、点火器10を作動させるとともに、比例制御弁14
及び電磁弁15,16を開弁させ、ガスバーナ5での燃
焼を開始させる。また、比例制御弁14の弁開度を最大
にするとともに、送風ファン7の送風量をガスバーナ5
への燃料供給量に見合った最大量に制御し、ガスバーナ
5での燃焼が最大燃焼量で行われるようにする。もちろ
ん、温風吹出口3から吹き出される温風量も最大とな
り、室温は急速に上昇していく。
【0015】運転開始から一定時間経過すると、マイコ
ン18はその時点での室温検出器11の検出温度Tと初
期室温Tiとの温度差ΔT(温度勾配)を求め、記憶す
る。そして、初期室温Tiと温度勾配ΔTとを、表1に
示すようなルックアップテーブルに照らし合わすことに
よって補正温度Toを求め、この補正温度Toを下限制
御温度Tlに加算することによって強制強燃焼モードか
ら比例燃焼モードへの移行温度Txを求め、これを記憶
する。
【0016】
【表1】
【0017】上述したルックアップテーブルは次のよう
にして定められ、マイコン18に予め記憶されている。
【0018】まず、過去の経験や実験データに基づいて
次の条件が決められている。 イ)温度勾配ΔTにより暖房負荷を推定する。 ロ)温度勾配ΔTが大きい(暖房負荷が小さい)とき、
壁温の上昇が室温の上昇に比べて遅いので壁温の改善を
行う。 ハ)温度勾配ΔTが非常に大きいとき、壁温の改善より
オーバーシュートによる不快感の方が大きいので、壁温
の改善は抑え目にする。 ニ)室温(壁温)が高いときは、壁温の改善は行わな
い。 ホ)温度勾配が小さい(暖房負荷が大きい)ときは、室
温の上昇に対する壁温の上昇の遅れが少ないので、壁温
の改善は行わない。
【0019】このような条件によって決められるファジ
イルールは表2のようになる。このファジイルールに基
づいて、初期室温Tiと温度勾配ΔTとからファジイ推
論を行い、得られたデータを整理したものが表1のルッ
クアップテーブルとなる。もちろん、マイコン18にル
ックアップテーブルを記憶させる代わりに、マイコン1
8内部でファジイ推論を行い、その結果得られるデータ
に基づいて移行温度Txを定めるようにしても良い。
【0020】
【表2】
【0021】このようにして移行温度Txが定まると、
マイコン18は室温Tと移行温度Txとを比較する。そ
して、室温Tが移行温度Tx以上になると、強制強燃焼
モードでの燃焼制御から比例燃焼モードでの燃焼制御に
移行する。この比例燃焼モードでは、図4に示すよう
に、室温Tが下限制御温度Tl以下のとき、ガスバーナ
5での燃焼量Qが最大(Qmax)となり、室温Tが上
限制御温度Th以上のとき、ガスバーナ5での燃焼量Q
が最小(Qmin)となり、室温TがThとTlの間に
あるとき、燃焼量QがQmaxとQminとの間で連続
的に、又は多段階に制御される。このため、室温Tを設
定温度Ts近傍に精度良く維持することができる。
【0022】図5は上述したガスファンヒータの制御装
置の制御特性を示すものである。図5のは温度勾配Δ
Tが比較的大きく、かつ、初期室温Tiが比較的高い場
合を示したものである。この場合、例えばαを2deg
とすると、移行温度TxはTlよりも1deg高い温度
になり、オーバーシュートを若干大き目にして壁温を改
善する。これに対し、温度勾配ΔTがより大きいの
場合、Toは0.6degとなり、オーバーシュートに
よる不快感が大きくならない程度に壁温を改善する。ま
た、のように温度勾配がより小さい場合も、室温の
上昇に対する壁温の上昇の遅れが少ないので、Toは
0.6degとなり、壁温の改善は抑え目になる。
【0023】は温度勾配ΔTが比較的大きく、かつ、
初期室温Tiが低い場合を示したものである。この場
合、Toは2.6degとなり、オーバーシュートを利
用して壁温を十分に改善する。これに対し、よりも温
度勾配ΔTが大きいの場合は、オーバーシュートを考
慮し、また、よりも温度勾配ΔTが小さいの場合は
壁温の上昇が室温の上昇に追随することを考慮し、それ
ぞれ壁温の改善をよりも抑え目にする。
【0024】上述した実施例では、運転開始当初におけ
る室温Tiと、運転開始後の室温Tの温度勾配ΔTとか
ら求められるファジイ推論データに基づいて移行温度T
xを変更するようにしたが、運転開始当初における室温
Tiと設定温度Tsとの温度差と、温度勾配ΔTとから
ファジイ演算を行い、移行温度Txを変更するようにし
ても良い。
【0025】
【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、暖房運転開始当初はバーナでの燃焼量が最大とな
り、室温を速やかに設定温度近くに立ち上げることがで
き、その後はバーナでの燃焼量が暖房負荷に応じて比例
制御され、室温を精度良く設定温度近くに維持すること
ができ、良好な室温制御が行われるばかりでなく、強制
強燃焼モードから比例燃焼モードへの移行が暖房負荷の
みならず、壁温に応じて適切になされ、強制強燃焼モー
ドから比例燃焼モードへの移行直後に室温のオーバーシ
ュートや壁からの輻射によって使用者に不快感を与えな
いようにでき、使用者の体感温度を良好にすることがで
きるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の動作説明用のフローチャ
ートである。
【図2】温風暖房機の一例を示すガスファンヒータの概
略構成説明図である。
【図3】この発明の一実施例を示す制御装置のブロック
図である。
【図4】比例燃焼モードにおける室温(設定温度)と燃
焼量との関係を示す説明図である。
【図5】この発明の一実施例の制御装置の制御特性説明
図である。
【符号の説明】
5 ガスバーナ 11 室温検出器 17 制御装置 18 マイクロコンピュータ 19 運転スイッチ 20 温度設定器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−297666(JP,A) 特開 平4−214119(JP,A) 特開 昭63−315857(JP,A) 特開 平4−84037(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F24H 3/00 - 3/04 305

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 室温を検出する室温検出器と、設定温度
    を調節する温度設定器と、運転開始から室温が設定温度
    近くのある温度(移行温度)に達するまでの間は強制強
    燃焼モードが、かつ、その後は比例燃焼モードがそれぞ
    れ設定され、強制強燃焼モードではバーナでの燃焼量を
    最大燃焼量に制御し、比例燃焼モードではバーナでの燃
    焼量を設定温度と室温との温度差に応じて最大燃焼量と
    最小燃焼量との間に比例制御するマイクロコンピュータ
    等の制御手段とを備え、この制御手段は運転開始当初に
    おける室温、または設定温度と室温との温度差と、運転
    開始後の室温の温度勾配とから求められるファジイ推論
    データに基づいて強制強燃焼モードから比例制御モード
    への移行温度を変更するように構成されていることを特
    徴とする暖房機の制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100683610B1 (ko) 2005-11-18 2007-02-20 서울산업대학교 산학협력단 보일러를 이용한 난방제어 방법 및 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100683610B1 (ko) 2005-11-18 2007-02-20 서울산업대학교 산학협력단 보일러를 이용한 난방제어 방법 및 장치

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