JP3076491B2 - 蓄熱式電気暖房機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、周囲温度の環境条件が
蓄熱開始時刻に適した時点で制御手段にて蓄熱装置への
蓄熱を開始する制御を行う蓄熱式電気暖房機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、発熱体と送風ファンより形成され
る温風発生装置を配設した電気暖房機が、一般家庭のＡ
Ｃ１００Ｖの電源を使用して手軽に運転できることか
ら、広く実用化はされているが、この電気暖房機の暖房
能力はコンセント及びブレーカの容量から約１２００Ｗ
前後の小容量のものに制限されるため、近年では蓄熱装
置を内蔵して放熱の必要がないときに、該蓄熱装置に熱
エネルギーを蓄熱させておき、必要なときには該蓄熱装
置と温風発生装置とを併用して高い暖房能力による暖房
を行う蓄熱式電気暖房機があるが、予め温風発生装置の
暖房開始時刻を設定しておくと該温風発生装置の暖房開
始時刻の一定時間前から上記蓄熱装置に熱エネルギーを
蓄えておき、上記暖房開始時刻までに蓄熱を完了して保
温状態を維持していた。

【０００３】このように、予め暖房開始時刻の一定時間
前から蓄熱装置に熱エネルギーを蓄え始めるため、蓄熱
式電気暖房機の周囲温度等の環境条件が変化すると、上
記蓄熱装置に蓄えられる熱エネルギーも変化するため、
蓄熱式電気暖房機の使用最低温度の条件下においても蓄
熱を完了して保温状態を維持できるように、上記蓄熱装
置の蓄熱開始時刻を決定していた。

【０００４】しかしながら、上記のような制御であれ
ば、例えば蓄熱式電気暖房機の使用最高温度の条件下お
いては、蓄熱装置に熱エネルギーを蓄え始めると蓄熱を
完了するまでの時間が短く、保温状態が長くなるために
暖房に寄与しない電力の消費量が増加してしまう。

【０００５】そのために、特公平４−１２３７０号公報
に開示されているように、暖房開始時刻を蓄熱時間の終
期とすると、暖房開始前の蓄熱時間を複数の時間帯に分
割し、蓄熱時間の初期の周囲温度を検知して周囲温度が
高ければ蓄熱開始時刻を遅らせ、周囲温度が低ければ蓄
熱開始時刻を速め、保温状態に消費する電力量は最低限
に抑えられる。

【０００６】また、図３に示すように蓄熱装置の蓄熱材
に潜熱蓄熱材であるポリエチレルグリコール：融点５３
℃、転移熱５３．７Ｋｗ／Ｋｇを利用した場合の蓄熱完
了時間は、蓄熱式電気暖房機の周囲温度２０℃の時、蓄
熱を完了して保温状態に入るのに１２２分要するが、周
囲温度１０℃の時では１４２分、周囲温度が０℃の時で
は１５５分必要となる。

【０００７】そこで、暖房機本体の周囲温度状態を周囲
温度検知装置にて検知し、例えば周囲温度２０℃、１０
℃、０℃の場合、暖房開始時刻の夫々１２２分、１４２
分、１５５分前から蓄熱装置に熱エネルギーを蓄え始め
るような制御を制御手段にて行えば保温状態がほとんど
なく、暖房に寄与しない電力の消費量は最低限に抑えら
れる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成してなる蓄熱式電気暖房機では、まず、暖房
開始時刻の一定時間前に蓄熱を開始する制御であれば、
蓄熱式電気暖房機の使用最高温度の条件下おいては、蓄
熱装置に熱エネルギーを蓄え始めると蓄熱を完了するま
での時間が短く、保温状態が長くなるために暖房に寄与
しない電力の消費量が増加してしまう。

【０００９】また、暖房開始前の蓄熱期間を複数の時間
帯に分割して蓄熱開始時刻を周囲温度に応じて制御する
ものであれば、例えば暖房開始時刻を午前８時とし、蓄
熱開始時刻を周囲温度が５℃以下の場合には午前３時、
５℃以上の場合には午前５時からとすると、午前３時か
ら午前５時までの期間に冷え込みが厳しく周囲温度が下
がったとき、午前３時の時点で、周囲温度が５℃以上あ
ったのに午前５時の時点では５℃以下になった場合、蓄
熱運転は午前５時から開始されるため、暖房開始時刻の
午前８時までに充分な蓄熱を行うことができずに、蓄熱
量不足により暖房能力が低下するという問題点があっ
た。

【００１０】本発明の蓄熱式電気暖房機は上記のような
問題点を解決するもので、蓄熱の保温状態を短くして暖
房に寄与しない電力の消費量を最低限に抑えると共に、
蓄熱量不足による暖房能力の低下を防止することができ
る蓄熱式電気暖房機を提供することを目的とするもので
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１記載の発明は、暖房機本体に、吸気
口より吸気した空気を温風にするための発熱体と送風フ
ァンとからなる温風発生装置と、該温風発生装置の暖房
開始時刻をタイマーセットするためのタイマーセット手
段と、該タイマーセット手段による暖房開始時刻前に蓄
熱を行う蓄熱装置とを配設し、上記吸気口より吸気した
空気を蓄熱装置の放熱にて温風とし、この温風を上記温
風発生装置にてさらに加熱して暖房を行う蓄熱式電気暖
房機において、上記暖房機本体の周囲温度と該周囲温度
における蓄熱完了に最低限必要な蓄熱時間との関係を記
憶し上記タイマーセット時以降上記暖房機本体の周囲温
度を検知し、この検知に対する蓄熱時間を上記関係より
求め、この時間が暖房運転開始時までの時間と一致した
時点で蓄熱開始を行う制御手段を備えたことを特徴とす
る蓄熱式電気暖房機である。

【００１２】又、請求項２記載の発明は、上記制御手段
は、上記暖房機本体の周囲温度に応じた蓄熱開始時刻を
判定するプログラムを内蔵したマイクロコンピュータ
と、周囲温度を検知するための周囲温度検知装置と、該
周囲温度検知装置にて検知した周囲温度を基に上記マイ
クロコンピュータにより制御し蓄熱を開始する制御部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の蓄熱式電気暖
房機である。

【００１３】

【作用】上記請求項１記載の構成において、タイマーセ
ット時以降に上記暖房機本体の周囲温度を検知し、この
周囲温度と該周囲温度における蓄熱完了に最低限必要な
蓄熱時間との関係に基いて蓄熱時間を求め、この時間が
暖房開始時までの時間と一致した時点で蓄熱が開始され
る。

【００１４】上記請求項２記載の構成において、周囲温
度検知装置にて検知した周囲温度と該周囲温度における
蓄熱完了に最低限必要な蓄熱時間との関係を基に蓄熱開
始時刻を判定するプログラムを内蔵したマイクロコンピ
ュータからの指示により制御部が作動し蓄熱が開始す
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の蓄熱式電気暖房機の一実施例
を図１及び図２と共に説明する。本発明の蓄熱式電気暖
房機の一実施例は図１及び図２に示すように構成するも
のであり、図１において、本発明の蓄熱式電気暖房機
は、暖房機本体１内に配設された正特性発熱体２と該正
特性発熱体２で加熱された空気を送風する送風ファン３
とからなる温風発生装置と、該送風ファン３から送風さ
れる温風を上記暖房機本体１の前面に設けられた送風口
４に導く送風ダクト５と、該送風ダクト５内に配設され
た蓄熱装置６とを備えてなるものである。

【００１６】上記暖房機本体１は、箱型に形成されてお
り、該暖房機本体１の前面下部に上記送風口４が設けら
れ、後面下部に吸気口７が設けられている。

【００１７】上記送風ファン３は、送風ダクト５の前板
に設置されたモータ８と、該モータ８のモータ軸に固定
されたファン９とから構成されており、該送風ファン３
の後段（送風側）の上記送風ダクト５内に上記正特性発
熱体２が配設されている。

【００１８】上記蓄熱装置６は、蓄熱体１０と該蓄熱体
１０の蓄熱を行うための面状の蓄熱用発熱体１１とから
構成され、上記蓄熱体１０に該蓄熱用発熱体１１が挟持
されており、上記蓄熱装置６は上記送風ファン３の吸気
側（吸気口７と送風ファン３との間）に配設され、上記
正特性発熱体２は該送風ファン３の送風側（正特性発熱
体２と送風口４との間）に配設されている。

【００１９】そして、マイクロコンピュータ（図示せ
ず）に周囲温度に応じた蓄熱開始時刻をプログラムし、
上記吸気口７に周囲温度を検知するための周囲温度検知
装置１２を配設し、上記温風発生装置の暖房開始時刻を
タイマーセットするためのタイマーセット手段（図示せ
ず）を上記暖房機本体１に配設し、該タイマーセット手
段にて暖房開始時刻をタイマーセットしたときに上記周
囲温度検知装置１２により検知した周囲温度がマイクロ
コンピュータに予めプログラムされている蓄熱開始時刻
に適用した時点で上記蓄熱装置６への蓄熱を開始する制
御を行う制御部１３上記温風ダクト５の前板に配設して
いる。

【００２０】また、図２において、上記マイクロコンピ
ュータにプログラムした周囲温度と蓄熱開始時刻の関係
は特性線Ａに示すものであり、この関係は蓄熱用発熱体
１１の発熱特性及び蓄熱装置６の放熱特性により決定さ
れる。特性線Ｂは従来の周囲温度と蓄熱状態の関係を示
すものであり、周囲温度により蓄熱時間、即ち蓄熱開始
時刻を複数に分割した場合の一例を示すもので、特性線
Ｃは周囲温度の変化を示すものである。

【００２１】次に上記のように構成してなる本発明の蓄
熱式電気暖房機の一実施例の動作を図２と共に説明す
る。まず、タイマーセット手段にて暖房開始時刻をタイ
マーセットし、暖房開始時刻前に周囲温度検知装置１２
にて検知した周囲温度がマイクロコンピュータに予めプ
ログラムされている蓄熱開始時刻に適用した時点で蓄熱
装置６への蓄熱を開始して暖房開始時刻までに完了さ
せ、そして暖房開始時刻になると、モータ８の駆動によ
りファン９が回転し、この送風ファン３の駆動により吸
気口７より室内空気が吸気され、送風ダクト５内の蓄熱
装置６を通過する。すると、この蓄熱装置６の放熱によ
り吸気された室内空気が温風となって正特性発熱体２に
至り正特性発熱体２によりこの温風が更に加熱されて送
風口４から送風されて暖房を行う。

【００２２】また、図２において、従来の特性線Ｂは周
囲温度が５℃以下の時、午前３時から蓄熱を開始し、周
囲温度が６℃〜１０℃の時は午前４時、周囲温度が１１
℃〜１５℃の時は午前５時から蓄熱を開始する。

【００２３】例えば、特性線Ｂの場合、周囲温度が特性
線Ｃに示すように変化した時、午前３時の時点で周囲温
度が８℃で午前４時から蓄熱を開始すると、周囲温度は
午前３時〜４時の間で８℃〜５℃以下に下がると、本来
午前３時から蓄熱を開始しなければ暖房開始時刻までに
蓄熱を完了することができない。一般に朝方に掛けて気
温が急激に下がる現象は、特に暖房機を使用する冬季に
著しく見受けられる現象で、室内の温度が急激に下がる
ことも不思議ではなく、上記従来の特性線Ｂのように蓄
熱開始時刻を周囲温度により分割してしまうと、温度変
化に対応できずに暖房開始時刻までに蓄熱を完了するこ
とができない。

【００２４】しかし、特性線Ａは周囲温度と蓄熱開始時
刻との１対１のデータを元にそれらの相関関係を求めた
ものであるので、周囲温度の変化に関係なく、暖房開始
時刻に間に合うように蓄熱を開始することができる。

【００２５】例えば、上記の特性線Ｂの場合、周囲温度
が８℃〜５℃以下に下がったため、午前４時に蓄熱を開
始しても、暖房開始時刻までに蓄熱を完了することがで
きなかったが、特性線Ａの場合、特性線Ａと特性線Ｃと
の交差点である午前３時２０分に周囲温度が７℃になっ
た時点で蓄熱を開始し、暖房開始時刻までには蓄熱を完
了することができる。

【００２６】このように、暖房機本体１の周囲温度と蓄
熱完了に最低限必要な蓄熱開始時刻との相関関係をマイ
クロコンピュータにプログラムし、周囲温度検知装置１
２にて検知した周囲温度がマイクロコンピュータにプロ
グラムされている蓄熱開始時刻にて適用した時点で蓄熱
装置６への蓄熱を開始することにより、どのような条件
下においても、暖房開始時間前に早く蓄熱完了すること
による保温状態を短くして暖房に寄与しない電力の消費
量を最低限に抑えると共に、暖房開始時間までに蓄熱完
了しないことによる蓄熱量の不足により生じる暖房能力
の低下を防止することができ、また周囲温度に応じた最
適な蓄熱開始時刻から蓄熱装置６への蓄熱を開始するこ
とができる。

【００２７】また、蓄熱装置６の蓄熱を深夜電力を使用
して行うことに限定すればより一層経済的である。

【００２８】尚、上記一実施例の蓄熱装置６は物質の相
変化を利用した潜熱蓄熱装置を使用してもよく、水等を
利用した顕熱蓄熱装置を使用してもよい。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の蓄熱式電気暖房機による
と、タイマーセット時以降の暖房機本体の周囲温度の急
激な変化においても蓄熱量不足による暖房能力低下を防
止し、暖房開始時よりも相当早く蓄熱が完了することに
よる保温の為の消費電力を最低限に抑えることができ
る。

【００３０】本発明の請求項２記載の蓄熱式電気暖房機
によると、タイマーセット時以降の暖房機本体の周囲温
度の急激な変化においても暖房開始時には所定の蓄熱量
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蓄熱式電気暖房機の一実施例を示す要
部縦断面図である。

【図２】本発明の蓄熱式電気暖房機の一実施例の周囲温
度と蓄熱開始時刻との関係を示す特性図である。

【図３】従来の蓄熱式電気暖房機の周囲温度と蓄熱状態
の関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 暖房機本体 ２ 正特性発熱体 ３ 送風ファン ６ 蓄熱装置 ７ 吸気口 １０ 蓄熱体 １１ 蓄熱用発熱体 １２ 周囲温度検知装置 １３ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−221629（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−293544（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−3819（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−166038（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24H 7/02 602 F24H 7/02 603 F24D 13/02 F24H 1/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 暖房機本体に、吸気口より吸気した空気
   を温風にするための発熱体と送風ファンとからなる温風
   発生装置と、該温風発生装置の暖房開始時刻をタイマー
   セットするためのタイマーセット手段と、該タイマーセ
   ット手段による暖房開始時刻前に蓄熱を行う蓄熱装置と
   を配設し、上記吸気口より吸気した空気を蓄熱装置の放
   熱にて温風とし、この温風を上記温風発生装置にてさら
   に加熱して暖房を行う蓄熱式電気暖房機において、上記
   暖房機本体の周囲温度と該周囲温度における蓄熱完了に
   最低限必要な蓄熱時間との関係を記憶し上記タイマーセ
   ット時以降上記暖房機本体の周囲温度を検知し、この検
   知に対する蓄熱時間を上記関係より求め、この時間が暖
   房運転開始時までの時間と一致した時点で蓄熱開始を行
   う制御手段を備えたことを特徴とする蓄熱式電気暖房
   機。
2. 【請求項２】 上記制御手段は、上記暖房機本体の周囲
   温度に応じた蓄熱開始時刻を判定するプログラムを内蔵
   したマイクロコンピュータと、周囲温度を検知するため
   の周囲温度検知装置と、該周囲温度検知装置にて検知し
   た周囲温度を基に上記マイクロコンピュータにより制御
   し蓄熱を開始する制御部とを備えたことを特徴とする請
   求項１記載の蓄熱式電気暖房機。