JP3138959B2 - 蓄熱型電気床暖房装置の制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、安価な夜間電力を
利用して建物の室内部の床部を構成する蓄熱材に熱エネ
ルギーを蓄熱し、その放熱により昼間の暖房を行う様に
した蓄熱型電気床暖房システムに関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、電力会社では、
蓄熱槽、或いは蓄熱材等の利用を促進すると共に、夜間
に於ける電力料金を安くする料金体系をとり、昼間と夜
間に於ける使用電力の不均衡を是正する事を図ってい
る。 ところで、電力の消費による建物の暖房には、通常
のヒートポンプ等の空調機を用いる場合等、種々のもの
があるが、特に大空間の暖房に於いては、温風を吹く暖
房方式と比較して、室内の上下温度差を少なくできるこ
と、又、輻射により直接的な暖房効果が期待出来ること
から快適性及び暖房効率からもすぐれた暖房方式とされ
ている。

【０００３】係る電力供給事情や、暖房方式の特性を背
景に、維持コストが安く、しかも、快適な暖房空間が得
られる建物の躯体を利用した躯体蓄熱型床暖房方式が提
案されて来ている。係る蓄熱型床暖房方式は、安価な夜
間電力を利用して、該躯体に埋没或いは蓄熱体に接触さ
せてある発熱体から発生する熱を躯体そのもの或いは蓄
熱体に蓄熱し、その放熱により昼間の床暖房を行うもの
である。

【０００４】従って、安価な電力により蓄熱した熱を、
最も好ましい条件で放熱出来る事により、安価な維持コ
ストで最適な暖房環境を実現させる事が出来る。然しな
がら、係る蓄熱型床暖房システムに於いては、一般にそ
の蓄熱及び放熱に関する制御が困難であり、例えば、夜
間に於ける蓄熱量の設定基準が定めにくく、又昼間に於
いては、夜間に於ける当該蓄熱量を放熱するだけとなる
ので、昼間の暖房負荷変動への追従が困難である。 従っ
て、特に昼間において、日射がある場合には、放熱が必
要以上に暖房に寄与して室内の温度が暑くなりすぎ、制
御不能の状態となる恐れがある。又、建物毎に躯体或い
は蓄熱体等の蓄熱量、放熱量、伝導による伝熱損失、及
び気象等による種々の条件が異なり、最適な設備容量の
設定及び適切な運転を行う事が困難な面も見られた。

【０００５】その為、従来に於いては、係る問題を解決
する方法として、例えば、当該蓄熱型電気床暖房システ
ムに於ける電力料金の安い期間に通電操作を行う方法が
提案されており、その一具体的としては、図２に示す様
に、当該蓄熱体に設けた発熱体に対する通電操作を電力
料金の安い期間のスタート時に同期させて開始させるも
のであるが、当該通電操作は、当該蓄熱体の温度が、予
め定められた目標設定温度に到達した場合には、当該通
電操作終了時迄、ＯＮ／ＯＦＦ動作を繰り返す事にな
り、無駄な電力を消費する事になると同時に、この事
は、電磁開閉器や温度制御機器の寿命に悪影響を与える
ものであるが、更に、上記に於いて、上記ＯＮ／ＯＦＦ
動作を実行させる際の当該目標設定温度を中心として設
けられている上限温度（通電操作をＯＦＦさせるしきい
値）と下限温度（通電操作をＯＮさせるしきい値）との
間が、一般的には６°Ｃから９°Ｃの幅に設定されてい
るので、仮に、上記通電操作終了時点で、当該蓄熱体の
温度が上記下限温度になっていたとすると、当該蓄熱体
の蓄熱量が少ない状態で、通電操作が停止されるので、
放熱時間が短くなるので、十分な暖房効果をうる事が出
来ないと言う問題があった。

【０００６】一方、係る問題を回避する為の具体的とし
ては、例えば、当該通電操作開始時刻を予測して通電操
作を開始する予測制御方式が提案されている。つまり、
係る通電開始時刻の予測制御方式に於いては、例えば図
３に示す様に、当該蓄熱体に設けた発熱体に通電操作を
開始してから、電力料金の安い期間が終了する例えば午
前８時迄に通電を継続させた場合に於ける、当該蓄熱体
の温度を逐次測定して適宜の記憶手段に記憶させ、係る
記憶データに基づいて当該蓄熱体の経時的な温度変化を
示す温度変化曲線ａを求め、これを適当なテーブルに格
納させておく。

【０００７】同様に、各種の温度環境、気象環境に応じ
て同様の温度変化曲線ａ、ａ’、ａ”・・・を複数種求
めておき、それを上記テーブルに格納させておく。そし
て、実際に蓄熱体に設けた発熱体に通電操作を開始する
時期を求める場合には、電力料金の安い期間が終了する
例えば午前８時に通電操作を停止させた場合に、当該蓄
熱体の温度が、所定の設定された表面温度Ｔm になる様
に設定されている温度変化曲線ａを該テーブルの中から
選択して求め、該選択された温度変化曲線ａを用いて、
通電操作の開始時刻を求めるが、その場合には、当該蓄
熱体への通電操作開始時刻を予測する時点ｔ３に於ける
当該蓄熱体の温度の実測値から、当該蓄熱体の放熱によ
る温度の低下量を予測した図３に示すグラフｂを用い
て、前記グラフａとの交点を当該蓄熱体に設けた発熱体
に対する通電操作開始時刻と設定するものである。

【０００８】即ち、当該蓄熱体に設けた発熱体への通電
操作開始時刻を予測する時点ｔ３に於ける当該蓄熱体の
温度の実測値か Po である場合には、b1の曲線と例えば
a の温度変化曲線との交点 tｏで通電操作を開始させる
ものであり、又、当該蓄熱体に設けた発熱体への通電操
作開始時刻を予測する時点ｔ３に於ける当該蓄熱体の温
度の実測値か P1 である場合には、b の曲線と例えばa
の温度変化曲線との交点 t1 で通電操作を開始させるも
のであり、更には、当該蓄熱体に設けた発熱体への通電
操作開始時刻を予測する時点ｔ３に於ける当該蓄熱体の
温度の実測値かP2 である場合には、b2の曲線と例えばa
の温度変化曲線との交点 t2 で通電操作を開始させる
ものである。

【０００９】当該予測された蓄熱体に設けた発熱体に対
する通電操作開始時刻は、適宜の制御手段に於ける記憶
手段に記憶しておき、所定の時刻が到達した場合には、
ＣＰＵを介して当該制御手段が、該蓄熱体に対して通電
操作を開始する様に構成されているものである。然しな
がら、係る従来の蓄熱型電気床暖房システムに於いて
も、蓄熱体として使用されている躯体或いは所定の蓄熱
体の材料、或いは当該蓄熱体の経年変化等により、当該
蓄熱体に対する蓄熱効率或いは放熱効率が微妙に異なっ
ているので、単に、上記した方法で求められた温度変化
曲線をそのままの形で使用する場合には、当該蓄熱型電
気床暖房装置を使用している季節、環境、気象状況等に
よって様々に変化する暖房条件に対して正確な制御を行
う事が難しい場合が発生してくる。

【００１０】又、特に、当該蓄熱体を所定の建物に於い
て施工完了後、最初に使用する場合、或いは、所望の季
節が到来して再使用する様な場合には、当該蓄熱型電気
床暖房装置が置かれている環境によって、最初の通電操
作時点から、予め定められた所定の暖房性能が発揮され
ない場合があり、特に寒冷地に於いては、該蓄熱体の温
度が低くなっている場合では、特にその影響が大きくな
り、十分な暖房効果がえられないと言う問題があった。

【００１１】又、係る蓄熱型電気床暖房システムに於い
ては、日中は単に蓄熱体からの放熱のみによって、当該
室内の暖房を行うものであるが、上記と同様に、当該蓄
熱型電気床暖房装置が置かれている環境によって、通電
操作終了時以降の該蓄熱体の温度の低下が大きく影響を
受け、特に寒冷地に於いては、該蓄熱体の温度の低下が
著しくなる場合では、室内の温度を所定の設定温度に維
持する事が不可能とな る場合があり、その場合には、十
分な暖房効果がえられないと言う別の問題もあった。 係
る従来の問題は、床部が躯体そのものである場合、躯体
若しくは適宜の床部基材上に適宜の公知の蓄熱体が搭載
されている場合のいずれに於いても発生しているもので
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上記し
た従来技術の欠点を改良し、施工コストが低く、構造が
簡易であり、然も安価な維持コストで、環境条件のいか
んに係わらず、快適な暖房環境を創設しえる蓄熱型電気
床暖房システムを提供するものである。本発明は上記し
た目的を達成するため、基本的には、以下に記載された
ような技術構成を採用するものである。即ち、本発明に
係る蓄熱型電気床暖房システムの第１の態様としては、
室内に於ける床部の少なくとも一部を構成する蓄熱体
に、電気エネルギーを供給する事により発熱する発熱体
を当接せしめると共に、少なくとも該床部の一部に当該
床部の温度を測定する温度センサーを配置せしめ、且つ
該床部の下方又は外部への熱伝導を遮断することにより
該発熱体からの熱を該蓄熱体に蓄熱させる様に断熱材を
当該床部の下面に被覆配置せしめてなる蓄熱型床暖房装
置であって、電力料金の安い期間に当該蓄熱体に設けた
発熱体に通電操作を行い熱エネルギーの蓄積を計り、電
力料金の高い期間に当該蓄熱体に設けた発熱体への通電
操作を停止して、以後、当該蓄熱体からの放熱を利用し
て当該室内の暖房を維持するに際して、当該電力料金の
安い期間の終了時点で当該蓄熱体に設けた発熱体に対す
る通電操作を停止する様に構成し、且つ当該停止時刻に
当該蓄熱体の温度が、所望の温度に到達している様に、
予め決定されている当該蓄熱体に設けた発熱体への通電
時間に対する複数種の温度変化曲線の中から所定の温度
変化曲線を選択し、当該選択された該温度変化曲線を参
照して、当該蓄熱体に設けた発熱体に対する通電開始時
間を決定して、当該通電開始時間に当該蓄熱体に設けた
発熱体に通電操作を開始する様にした蓄熱型電気床暖房
装置に於いて、当該通電終了予定時刻に於いて、当該蓄
熱体の温度が当該所望の温度に到達していない場合に
は、電力料金の安い期間に当該蓄熱体に設けた発熱体に
通電操作を開始してから、当該電力料金の安い期間が終
了すると否とに係わらず、当該蓄熱体の温度が、予め定
められた所望の温度に到達する迄、当該通電操作を継続
させる蓄熱型電気床暖房制御システムであり、又、第２
の態様としては、予め定められた複数種の当該温度変化
曲線群の中から、電力料金の安い期間の終了時に該蓄熱
体が所望の温度になっている事が予測される一つの温度
変化曲線を選択し、当該選択された温度変化曲線の通電
開始時刻に合わせて、当該蓄熱体に設けた発熱体に通電
を開始させるに際し、当該蓄熱体に設けた発熱体に通電
を開始させる時刻を、当該蓄熱体の材質或いは経時年数
に応じて変化させる蓄熱型電気床暖房システムである。

【００１３】又、本発明に係る蓄熱型電気床暖房システ
ムの第３の態様としては、当該蓄熱体に設けた発熱体に
対する通電操作が終了した後、当該蓄熱体が放熱を開始
してからの当該蓄熱体の温度を逐次測定してそのデータ
から当該蓄熱体の放熱特性曲線を求めると共に、連続す
る数日間の当該蓄熱体の放熱特性曲線から平均的な蓄熱
体の基準放熱特性曲線を求めて、所定の記憶手段に記憶
させておき、係る基準放熱特性曲線が示す当該蓄熱体の
予想温度と、該通電操作の終了後に逐次測定される現在
に於ける該蓄熱体の温度とを比較して、当該現在に於け
る該蓄熱体の温度が、該基準放熱特性曲線が示す同時期
の該蓄熱体の予測温度との差が、予め定められた所定の
値以上となった場合には、強制的に通電操作を開始し
て、現在に於ける該蓄熱体の温度を、該基準放熱特性曲
線が示す温度に一致する様に制御する蓄熱型電気床暖房
システムである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は、上記した様な技術構成
を採用しているので、従来の蓄熱型電気床暖房システム
に比べて、電力料金の安い期間の終了時に、当該蓄熱体
に設けた発熱体に対して通電操作を停止させた場合に、
当該蓄熱体の温度を予め定められた設定温度に略正確に
設定維持せしめる事が可能となり、簡易で且つ安価な構
成で有りながら、正確に室内の温度制御が可能な蓄熱型
電気床暖房システムを実現させる事が可能となると同時
に、当該蓄熱体の材質、容量、或いは経年変化に応じ
て、当該蓄熱体に設けた発熱体に通電操作を行う際に使
用される温度変化曲線を、調整して修正された温度変化
曲線を使用するものであるので、当該蓄熱体の材質、容
量、或いは経年変化等に係わらず安定した、正確な室内
温度制御システムを実現させる事が可能となる。

【００１５】更に、本発明に係る当該蓄熱型電気床暖房
システムに於いては、当該蓄熱体に設けた発熱体に対す
る通電操作を終了後、当該蓄熱体が放熱状態に入った場
合でも、当該蓄熱体の温度の測定を継続させ、放熱状態
に於ける当該蓄熱体の経時的な温度の変化、つまり温度
の低下を示す蓄熱体の基準放熱特性曲線を求め、現実の
当該蓄熱体の温度と上記予め定められた蓄熱体の当該基
準放熱特性曲線との差が所定の値よりも大きくなった場
合には、強制的に当該蓄熱体に設けた発熱体に対して通
電操作を再開させて、当該蓄熱体に電気エネルギーを供
給して、当該蓄熱体の温度を当該蓄熱体の放熱特性曲線
に合致する様に調整制御するものであるので、例えば、
外気温度環境が極端に変化した場合、例えば、外気温度
が急激に低下した場合で、当該蓄熱体の放熱が増加し
て、当該蓄熱体の温度が、予め定められた基準となる蓄
熱体の放熱特性曲線よりも低下した場合には、通電操作
を再開する事により、当該蓄熱体の温度を、予め定めら
れた基準の蓄熱体温度に戻す様にするので、外気温度の
変化に係わらず、安定した、正確でしかも快適な室内温
度制御システムを実現させる事が可能となる。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明に係る蓄熱型電気床暖房シス
テムの具体例を図面を参照しながら詳細に説明する。図
１は、本発明に係る蓄熱型電気床暖房システムの一具体
例の概略の構成を示す図であって、図中、室内１に於け
る床部２の少なくとも一部を構成する蓄熱体３又は３’
に電気エネルギーを供給する事により発熱する発熱体４
を埋没せしめるか当接、接触させると共に、例えば該床
部２の表面に当該床部の温度を測定する温度センサ５を
配置せしめ、且つ該床部２の下方又は外部への熱伝導を
遮断することにより該発熱体４からの熱を該床部に蓄熱
させる様に断熱材６を当該床部の下面に被覆配置せしめ
てなる蓄熱型床暖房装置１０であって、電力料金の安い
期間に当該蓄熱体３又は３’に設けた発熱体４に通電操
作を行い熱エネルギーの蓄積を計り、電力料金の高い期
間に当該蓄熱体に設けた発熱体４への通電操作を停止し
て、当該蓄熱体３又は３’からの放熱を利用して当該室
内の暖房を維持するに際して、当該電力料金の安い期間
に於ける当該蓄熱体３又は３’に設けた発熱体４に対す
る通電操作を停止する時刻に当該蓄熱体の温度が、所望
の温度に到達している様に、予め決定されている当該蓄
熱体の通電時間に対する所定の温度変化曲線を選択し、
当該選択された該温度変化曲線を参照して、当該蓄熱体
に設けた発熱体４に対する通電開始時間を決定して、当
該通電開始時間に当該蓄熱体に設けた発熱体４に通電操
作を開始する様にした蓄熱型電気床暖房装置１０に於い
て、当該通電終了予定時刻に於いて、当該蓄熱体３又は
３’の温度が当該所望の温度に到達していない場合に
は、電力料金の安い期間に当該蓄熱体に設けた発熱体に
通電操作を開始してから、当該電力料金の安い期間が終
了すると否とに係わらず、当該蓄熱体の温度が、予め定
められた所望の温度に到達する迄、当該通電操作を継続
させる蓄熱型電気床暖房制御システムが示されている。
本発明に於ける当該通電終了予定時刻に於いて、当該蓄
熱体の温度が当該所望の温度に到達していない場合に
は、当該蓄熱型電気床暖房装置を最初に若しくは長期間
不使用後に使用開始する場合が含まれる。

【００１７】本発明に係る蓄熱型電気床暖房システムに
於いて使用される、床部２の少なくとも一部を構成する
蓄熱体３としては、建物を構成する躯体そのものであっ
ても良く、その場合には、具体的には、当該躯体がンク
リートである。又、本発明に於ける当該蓄熱体３’は、
適宜の蓄熱体を使用する事が可能であり、その際には、
当該床部２を構成する部分３は、コンクリートの躯体で
あっても良く、通常の床部基材であっても良い。 更に、
当該床部２を構成する部分３が蓄熱体である場合には、
当該床部２を構成する他の部分である構成部材３’は、
蓄熱体であっても良く、又蓄熱作用を有しない部材であ
っても良い。 要は、当該床部２の表面から放熱される温
度が本発明に於ける蓄熱型電気床暖房装置を作動させる
為に必要な要因であり、その為に当該床部２の表面温度
を測 定或いは予測して、それを自由に制御出来る構造で
ある事が必要である。 更に、本発明に於ける上記具体例
に於いては、当該床部２の表面に温度センサ５を配置し
て当該床部２の表面温度をモニターする様にしている
が、図１にも示されている様に、当該温度センサは、当
該蓄熱体の内部の所定の位置に於ける温度を測定する
か、当該発熱体４そのものの温度を測定する様にしても
良く、係る具体例に於いては、それぞれの測定結果か
ら、当該床部２の表面温度は、所定の温度勾配を勘案し
て、公知の演算処理を行う事によって容易に推測する事
が可能である。つまり、本発明に於いては、構成が簡便
で、製造コストが安く、然かも熱容量の大きく蓄熱性の
高いものを蓄熱体として使用する事を考え、建物の基本
的部分を占める躯体そのものを蓄熱体として利用する事
が最も効率的で低コストの蓄熱型電気床暖房システムを
構築出来ることを知得したものである。

【００１８】係る躯体を蓄熱体３として使用する場合に
は、当該躯体は一般的に蓄熱容量が大きいので、当該蓄
熱型電気床暖房システムを建築施工完了後最初に使用す
る場合、若しくは１シーズンが終了して長期間不使用後
に再び当該蓄熱型電気床暖房システムを使用するシーズ
ンが到来して、その使用を開始する場合には、当該蓄熱
型電気床暖房システムの躯体からなる蓄熱体は熱容量が
大きいので、通電操作を開始してから目標をする当該蓄
熱体若しくは床部の温度が予め定められた設定温度にな
るまで時間がかかり、１晩の電力料金の安い期間を利用
した通電操作では、当該設定温度には到達せず、場合に
よっては数日から数週間、毎日通電操作を行わなければ
ならないと言う問題がある。

【００１９】即ち、図４（Ｂ）に示す様に、従来に於い
ては、最初に当該蓄熱体に設けた発熱体に通電操作を開
始した場合には、最初の夜間電力を利用した蓄熱工程Ｃ
１に於いて、当該蓄熱体の温度、若しくは当該床部の温
度は、グラフＰに示す様に経時的に上昇するが、予め定
められた目標温度Ｔｍには到底到達せず、第１回目の放
熱期間Ｈ１に於いて、当該蓄熱体の温度若しくは当該床
部の温度は、低下する。

【００２０】尚、本発明に於いては、蓄熱体の温度を検
出しても良く、又床部の表面温度或いは発熱体の温度を
検出しても良いが、本具体例に於いては、蓄熱体の温度
を検出する事に統一して説明するが、これに限定される
ものではない。次に、第２回目の夜間蓄熱工程Ｃ２に於
いて当該蓄熱体の温度は、グラフＰに示す様に経時的に
上昇するが、やはり予め定められた目標温度Ｔｍに到底
到達せず、第２回目の放熱期間Ｈ２に於いて、同様に当
該蓄熱体の温度は、低下する。

【００２１】上記の工程が、以後第３回目、第４回目の
蓄熱工程、放熱工程と繰り返されて、数回若しくは十数
回繰り返されて漸く目標温度Ｔｍに到達する事になるの
で、その間は、充分な室内暖房を確保する事が出来ない
状態にある。そこで、本発明に於いては、図４（Ａ）の
グラフＱに示す様に、当該蓄熱型電気床暖房システム１
０を最初に若しくは長期間不使用後に使用開始する場合
には、電力料金の安い期間に当該蓄熱体３に設けた発熱
体に通電操作を行う蓄熱工程Ｃ１で当該通電操作を開始
してから、当該電力料金の安い期間が終了すると否とに
係わらず、当該蓄熱体３の温度が、予め定められた所望
の温度Ｔｍに到達する迄、一気に当該通電操作を継続さ
せるものであり、具体的には、当該蓄熱工程Ｃ１の終了
後、電力料金の高い期間に入った場合でも、当該蓄熱体
３に設けた発熱体４に対する通電操作を継続させて、蓄
熱体の温度が予め定められた目標温度Ｔｍに到達した時
点で、当該通電操作を停止させる追加蓄熱工程ＣＸを設
ける様にしたものである。

【００２２】つまり、本発明に於いては、当該蓄熱型電
気床暖房システムの立ち上げに際しては、電力料金の安
い期間であると否とに係わらず、強制的に通電操作を継
続させて、一旦当該蓄熱体の温度を予め定められた目標
温度Ｔｍにまで立ち上げるものである。以後は、図４
（Ａ）のグラフＱに示す様に、適宜の期間、第１回目の
放熱工程Ｈ１と第２回目の蓄熱工程Ｃ２及び第２回目の
放熱工程Ｈ２を経て、正常な状態の蓄熱型電気床暖房制
御方法に移行させるものである。

【００２３】従って、本発明に於ける第１の態様に於い
ては、当該蓄熱型電気床暖房システムの最初の立ち上げ
工程に於いて、昼間の電力を使用する為、多少コスト高
となるが、早期に当該蓄熱体３の温度を予め定められた
目標温度Ｔｍに到達せしめる事ができ、その後の操作
は、専ら夜間電力を利用する事で制御出来るので、従来
の方式に比べると格段のコスト低減に寄与する事にな
る。

【００２４】つまり、本発明に係る第１の態様に於ける
具体的な構成の例としては、一旦、当該蓄熱体の温度
が、予め定められた所望の温度に到達した場合でも、そ
の後に行う電力料金の安い期間に於ける当該蓄熱体に設
けた発熱体に通電操作が終了した時点で、当該蓄熱体の
温度が、予め定められた所望の温度に到達していない場
合には、前記した電力料金の安い期間に当該蓄熱体に設
けた発熱体に通電操作を開始してから、当該電力料金の
安い期間が終了すると否とに係わらず、当該蓄熱体の温
度が、予め定められた所望の温度に到達する迄、当該通
電操作を継続させる操作を繰り返す事を特徴とする蓄熱
型電気床暖房システムである。上記温度制御方法は、蓄
熱体として躯体に限らず別途に形成した公知の蓄熱体に
対しても使用できるものである事は言うまでもない。

【００２５】次に、本発明に係る蓄熱型電気床暖房シス
テムの第２の態様としては、予め定められた複数種の当
該温度変化曲線群の中から、電力料金の安い期間の終了
時に該蓄熱体が所望の温度になっている事が予測される
一つの温度変化曲線を選択し、当該選択された温度変化
曲線の通電開始時刻に合わせて、当該蓄熱体に設けた発
熱体に通電を開始させるに際し、当該蓄熱体に設けた発
熱体に通電を開始させる時刻を、当該蓄熱体の材質或い
は経時年数に応じて変化させる蓄熱型電気床暖房システ
ムである。

【００２６】即ち、前記した様に、当該蓄熱体３又は
３’は、その材質、容量、経年変化等により、蓄熱特性
及び放熱特性が微妙に変化するものであり、それによっ
て、当該蓄熱体３の放熱による室内の温度制御も影響を
受けるので、より正確で安定した室内暖房温度制御を行
うには、係る要因を加味した制御システムを導入する必
要がある。

【００２７】例えば、図５に示す様に、前記した蓄熱体
３又は３’の基準温度変化曲線ａは、当該蓄熱体３又は
３’の材質、或いは容量、即ち厚み、面積等により熱時
定数が異なる為、或る蓄熱体３又は３’に設けた発熱体
４に通電操作を開始しても、当該蓄熱体３又は３’の温
度の上昇時間が、当該蓄熱体３又は３’に固有の熱時定
数により遅れる場合もあれば、早くなる場合もあり、図
５は、当該蓄熱体３又は３’の温度の上昇時間が、基準
の温度変化曲線ａに対して平均でｔｘ時間遅れる場合の
例を示したものである。

【００２８】従って、係る場合には、当該温度変化曲線
ａの特性に対して、通電操作開始時間ｔｏを時間ｔｘだ
け早めた時刻に補正して設定する事が必要となる。つま
り、本発明に於いては、予め当該蓄熱体３の材質、容量
について、必要なる補正データを求めておき、これ等の
データを適宜の記憶手段に記憶させておくものであっ
て、当該補正データを必要の都度、記憶手段から呼び出
して、当該制御手段に於いて、選択された基準の温度変
化曲線ａを補正する事によって、蓄熱体３又は３’への
通電操作開始時刻を正確に予測する様にしたものであ
る。

【００２９】又、本発明に於いては、当該蓄熱体３又は
３’の材質の経時変化によっても、上記した熱時定数が
異なるものである事が判ったので、係る蓄熱体３の材質
についての経時変化に応答する熱時定数も、適宜の記憶
手段に記憶させておき、必要に応じて、記憶手段から呼
び出して、当該制御手段に於いて、選択された基準の温
度変化曲線ａを補正する事によって、蓄熱体３又は３’
に設けた発熱体４への通電操作開始時刻を正確に予測す
る様にしたものである。

【００３０】図６は、上記蓄熱体３又は３’の材質の経
時変化に伴う温度変化曲線ａの変化の状態を示したもの
である。つまり、当該蓄熱体３が、例えばコンクリート
で形成されている場合には、施工完了時には、水分を多
く内蔵しているので、当初の温度変化曲線は比較的立ち
上がりは緩く、図６のグラフａがその状態を示している
が、当該躯体が、時間の経過と共に乾燥してくると、当
該温度変化曲線の立ち上がりが早くなり、図６のグラフ
ａ１の様な温度変化曲線を示す様になる。

【００３１】一方、当該躯体が経時変化して、材質の劣
化が発生すると、当該温度変化曲線の立ち上がりは極端
に悪くなり、図６のグラフａ２に示す様な温度変化曲線
を示す様になる。従って、本発明に於いては、一般的に
は、係る蓄熱体３又は３’の材質変化に伴う熱時定数の
変化を示すパラメータを予め求めておき、当該パラメー
タを上記記憶手段に記憶させて、必要に応じて、当該パ
ラメータを用いて、温度変化曲線を修正して通電操作の
開示時刻を予測する様にしたものである。

【００３２】即ち、本発明に係る第２の態様に於いて
は、当該蓄熱体に設けた発熱体に通電を開始させる時刻
は、当該選択された温度変化曲線の指定通電開始時刻に
対して早く開始するか遅く開始するものである。尚、本
発明に係る蓄熱型電気床暖房システムに於いて、当該蓄
熱体３又は３’の該温度変化曲線を求めるには、前記し
た様に、当該蓄熱体３又は３’の温度若しくは床部２の
温度を、当該通電操作中に逐次測定し、例えば、５分毎
にサンプリングしてその測定結果を適宜のＲＡＭ３２及
びＲＯＭ３１から構成される記憶手段３０の特にＲＡＭ
３２に記憶させ、そのデータを元に、一次的な温度変化
曲線を作成する。

【００３３】次いで、係る一次的な温度変化曲線を複数
種集めて、平均的な基準となる温度変化曲線を求めるも
のである。係る一次的な温度変化曲線としては、１日の
データで形成される各温度変化曲線を、例えば１週間分
つまり７日分の温度変化曲線を基に、それらの平均値を
表わす基準温度変化曲線を作成するものである。

【００３４】かかるデータ処理操作を毎日重複的に繰り
返して、１日毎に、その前の７日分の温度変化曲線を平
均化した基準温度変化曲線がそれぞれ形成されるのであ
る。即ち、当該通電操作を実行しようとする当日からｎ
日前迄のｎ個の各温度変化曲線（ｎは任意の整数）を選
択し、当該選択されたｎ個の温度変化曲線群を平均化処
理して得られた平均化温度変化曲線を基準温度変化曲線
として使用して当該通電操作を開始する時刻を決定する
様に構成されているものである。係る複数種の基準温度
変化曲線が適宜の記憶手段３０により作成された後、そ
れらを適宜のテーブルよりなる記憶手段３０のＲＡＭ３
２に格納しておく。そして、本発明に於いては、上記し
た様な複数日の当該温度変化曲線群を平均化する方法の
代わりに、当該蓄熱型電気床暖房システムを作動させる
に際して、当該室内の所望の設定温度に適した温度変化
曲線を該テーブルに格納されている温度変化曲線の中か
ら、温度環境、その他の要因を加味して、適切な温度変
化曲線の一つを選択し、その選択された温度変化曲線を
必要に応じて適切な変動パラメータを用いて適宜の修正
補正を実行した、当該修正された温度変化曲線を使用し
て通電操作を開始する様にするものであっても良い。

【００３５】次に、本発明に係る蓄熱型電気床暖房シス
テムに於ける第３の態様について説明するならば、本発
明に於ける第３の態様の具体的構成としては、上記した
様に、当該蓄熱体３又は３’に設けた発熱体４に対する
通電操作が終了した後、当該蓄熱体３又は３’が放熱を
開始してからの当該蓄熱体３又は３’の温度を逐次測定
して、そのデータから当該蓄熱体３又は３’の放熱特性
曲線を求めると共に、連続する数日間の当該蓄熱体３又
は３’の放熱特性曲線から平均的な蓄熱体の基準放熱特
性曲線Ｄｏを求めて、所定の記憶手段３１に記憶させて
おき、係る基準放熱特性曲線Ｄｏが示す当該蓄熱体３又
は３’の予想温度と、該通電操作の終了後に逐次測定さ
れる現在に於ける該蓄熱体３又は３’の温度とを比較し
て、当該現在に於ける該蓄熱体３又は３’の温度が、該
基準放熱特性曲線Ｄｏが示す同時期の該蓄熱体３又は
３’の予測温度との差（Δｔ）が、予め定められた所定
の値以上となった場合には、強制的に通電操作を開始し
て、現在に於ける該蓄熱体３又は３’の温度を、該基準
放熱特性曲線Ｄｏが示す温度に一致する様に制御する 様
に構成した蓄熱型電気床暖房システムである。

【００３６】即ち、本発明に於ける第３の態様に於いて
は、電力料金の安い期間が終了した時点以後は、当該蓄
熱体の放熱作用を利用して室内の温度を所定の条件に維
持させようとするものであるが、外気の温度環境が極端
に変化して、外部温度が例えば、急激に低下した様な場
合には、前記した目標設定温度との関連によって、当該
蓄熱体３又は３’の放熱作用のみでは、保温維持能力が
不足する事になり、その結果、室内の温度が、予め定め
られた設定条件に維持出来なくなり、室内の居住者が寒
さを感じることになる。

【００３７】係る問題を解決する為に、本発明に於いて
は、当該電力料金の安い期間が終了し、通電操作が停止
され、当該蓄熱体３又は３’が放熱工程Ｈ１に入った場
合でも、当該蓄熱体３又は３’の温度ｔを当該温度検出
手段５にて継続的にサンプリングする様に構成してお
き、その測定された蓄熱体３又は３’の温度の逐次経時
的データから図７に示す様な当該蓄熱体の放熱特性曲線
Ｄを求めるものである。

【００３８】係る放熱特性曲線Ｄは、前記した温度変化
曲線を求める場合と同様に、連続する数日間、或いは十
数日間の当該蓄熱体３又は３’の個々の放熱特性曲線Ｄ
から平均的な蓄熱体３又は３’の基準放熱特性曲線Ｄｏ
を求める事が望ましい。ここで、現在、或る温度環境条
件下に於いて、当該通電操作が終了した時点に於ける当
該蓄熱体３又は３’の温度が、所定の目標設定温度Ｔｍ
となる様に、選定された温度変化曲線ａと基準放熱特性
曲線Ｄｏとを使用して蓄熱型電気床暖房システムの温度
制御を実行している場合に、当該温度環境条件が急激に
変化して、外気の温度が極端に低下した場合には、当該
放熱期間に於ける当該蓄熱体の温度は、該基準放熱特性
曲線Ｄｏのカーブに乗らず、放熱特性曲線Ｄ’に示す様
に、該基準放熱特性曲線Ｄｏから徐々に離れたカーブを
描く事になる。

【００３９】その為、該蓄熱体３又は３’の放熱能力が
減少して、室内の温度条件を予め定められた所定の条件
に維持させる事が困難となるので、図７に示す様に、係
る基準放熱特性曲線Ｄｏが示す当該蓄熱体３又は３’の
予想温度ｔと、該放熱工程に於ける現在の蓄熱体３又は
３’の温度ｔ₁ とを比較して、当該現在に於ける該蓄熱
体３又は３’の温度と、該基準放熱特性曲線Ｄｏが示す
同時期の該蓄熱体３又は３’の予測温度ｔとの差（Δｔ
＝ｔ−ｔ₁ ）が、予め定められた所定の値以上となった
場合には、電力料金の高い期間にあるにも係わらず、強
制的に通電操作を開始して、現在に於ける該蓄熱体３又
は３’の温度ｔ₁ を、該基準放熱特性曲線Ｄｏが示す温
度ｔに一致する様に追い炊き制御するものである。

【００４０】当該蓄熱体３又は３’の温度ｔ₁ が、該基
準放熱特性曲線Ｄｏが示す温度ｔに一致した時点で、該
強制的な通電操作を停止させて、放電工程Ｈ１’に戻る
事になる。係る、操作は、当該放熱工程の如何なる段階
でも、実行され又同一の放熱工程内でも、繰り返し実行
されても良い。

【００４１】図８は、本発明に係る蓄熱型電気床暖房シ
ステムに使用される駆動制御手段の一具体的の構成を示
す概略図であり、該蓄熱体３又は３’若しくは床部２の
温度を測定する温度検出手段８を有する温度測定回路部
３４が設けられており、当該温度測定回路部３４は、複
数個のサーミスタ等からなる温度センサーで構成される
温度検出手段５を有し、それぞれの温度検出手段５によ
るセンプリングデータをマルチプレクサで構成されたセ
ンサ選択手段３５により、個別に選択して、Ａ／Ｄコン
バータからなるアナログデジタル変換回路３６を経て、
メインの制御手段２０に入力される。

【００４２】該制御手段２０は、ＣＰＵ２１で構成され
る他、その外部にＲＯＭ３１及びＲＡＭ３２からなる記
憶手段３０が接続されていると同時に、時計情報発生手
段３３が接続されている。又、本発明に係る該駆動制御
手段には、該蓄熱体３又は３’に設けられた発熱体４に
通電操作を実行する通電制御回路部３７が設けられてお
り、該通電制御回路部３７は、複数個の発熱体４に対し
て、個別に電力を供給出来る様に、それぞれの発熱体４
毎に例えばリレースイッチ４０が設けられ、それぞれの
リレースイッチ４０は、該ＣＰＵからなる制御手段２０
からの制御信号に応答して、チャネル選択回路３８を介
して当該個々のリレースイッチ４０を駆動させるリレー
ドライバー３９によって、適宜の電源５１から該蓄熱体
３又は３’に対する電気エネルギーの供給について、Ｏ
Ｎ／ＯＦＦ制御が行われる。

【００４３】一方、該制御手段２０では、適宜のスイッ
チ手段５１、ＬＥＤあるいはＬＣＤ等からなる適宜の表
示手段５２、５３とで構成される操作部５０からの入力
データに基づいて、ＲＯＭ３１或いはＲＡＭ３２に格納
されている種々のプログラム及び温度変化曲線データ、
放熱特性曲線データ、熱時定数パラメータ、及び時間情
報とから、必要な基準温度変化曲線或いは基準放熱特性
曲線を選択し、また必要な熱時定数パラメータを用い
て、当該基準温度変化曲線を修正し、その結果に基づい
て、当該蓄熱型電気床暖房システムの通電操作開始時刻
を決定して、該通電制御回路部３７に必要な制御情報を
提供する。

【００４４】又、該制御手段２０では、該温度測定回路
部３４からの温度データを逐次サンプリングしながら、
前記した基準温度変化曲線或いは基準放熱特性曲線を作
成して、ＲＡＭ３２等の記憶手段に格納する。操作部５
０からの入力データに基づいて、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ
３１或いはＲＡＭ３２に格納されている種々のプログラ
ム及び温度変化曲線データ、放熱特性曲線データ、更に
は適宜の修正パラメータ等を読みだして、演算処理を実
行し、その結果に基づいて、該蓄熱型電気床暖房システ
ムが駆動される。

【００４５】尚、本発明に於ける蓄熱型電気床暖房シス
テムに於いては、該制御手段２０により計測された蓄熱
体３又は３’の温度データ等を適宜の計測出力手段５３
を介して外部表示手段に表示する事も出来る。図９は、
本発明に係る蓄熱型電気床暖房システムの温度制御方法
に於ける一具体例を実行する場合の基本的なメイン処理
工程を示すフローチャートであり、ステップ（１）で当
該蓄熱型電気床暖房システムの電源が投入されるとステ
ップ（２）で各制御手段、記憶手段の初期化が行われ、
ステップ（３）に進んで、時刻が正確に表示されている
かを検査し、時刻情報が、現在の正確な時刻を表示して
いない場合には、時刻合わせ操作が行われる。

【００４６】その後、ステップ（４）に進んで、当該蓄
熱型電気床暖房システムを作動させる場合の、外気温
度、天候、湿度等の環境情報を該操作部５０より入力
し、当該各種の情報を自動的若しくは選択的に参照しな
がら、ステップ（５）に於いて、該制御手段２０に於い
て必要な基準温度変化曲線及び基準放熱特性曲線の少な
くとも一方が、該記憶手段３０の中から選択され、当該
制御手段に自動的にセットし、通電開始時刻に通電を開
始する。

【００４７】次いで、ステップ（６）に於いて、該蓄熱
体３又は３’の温度或いは該床部の温度を、該温度測定
回路３４の各センサーを介して個別に、且つ所定の時間
間隔、例えば５分置き等、でサンプリングし、その結果
を該制御手段２０に報知して、該制御手段２０に於いて
所定の処理を行って、必要な基準温度変化曲線情報、或
いは基準放熱特性曲線を作成して、該記憶手段３０に格
納する。つまり、係るステップ（６）では、それぞれの
蓄熱体３又は３’に付いての現在の温度変化曲線を求め
る為の学習データを収集することになる。

【００４８】又、特に、放熱工程に於ける当該蓄熱体３
又は３’の温度のサンプリングは、上記第３の態様にお
ける、強制的追い炊き操作を行うか否かの判断にも使用
される。次いで、ステップ（７）に於いて、当該蓄熱型
電気床暖房システムに於いて使用されている温度センサ
ーの一つがその表面温度を監視している１つの蓄熱体３
又は３’が選択され、且つ時刻情報が、電力料金の安い
期間に到達した時点に、当該蓄熱体３又は３’に対する
電気エネルギーの供給制御が開始される。

【００４９】本発明に於いては、複数の蓄熱体３又は
３’が使用されている場合があり、その場合には、各蓄
熱体３又は３’のそれぞれに対して、ステップ（８）、
ステップ（９）の様に直列的或いは並列的に上記制御操
作が実行される。そして、ステップ（１０）に於いて、
全ての蓄熱体に関連する各チャネルで該蓄熱工程が開始
された事が確認された後、ステップ（１１）に進んで、
夜間電力利用可能時間が終了したか否かが判断され、Ｎ
Ｏであれば、操作はステップ（７）に戻り、上記の各工
程が繰り返され、ＹＥＳであれば、ステップ（１２）に
進んで電源供給をＯＦＦとなし、ステップ（１３）に進
んで放熱工程が開始される。

【００５０】その後、ステップ（５）に戻って、上記各
工程が繰り返される。以下、上記の各工程が、毎日繰り
返される事になる。尚、ステップ（２）の初期化処理工
程に於いて、当該蓄熱型電気床暖房システムに使用され
ている温度検知センサーの機能が正常であるか否かのチ
ェック、或いは、当該蓄熱体３又は３’のそれぞれの発
熱処理チャンネルが有効に作動するか否かのチェックを
同時に実行する事も出来、又実際に当該蓄熱体に設けた
発熱体４への通電操作に入る前に当該システムの試験運
転を行う事も出来る。

【００５１】図１０には、本発明に係る蓄熱型電気床暖
房システムの具体的な制御手順の一例を示すフローチャ
ートが示されている。即ち、図９に示される基本的なフ
ローチャートに於けるステップ（５）以降の工程の手順
を更に詳細に説明したものあって、且つ、使用される複
数のセンサー及び蓄熱体３又は３’の内、１個に付いて
のみ処理工程を説明するものである。

【００５２】即ち、ステップ（１０１）に於いて、蓄熱
体３又は３’への通電操作開始時刻が決定され、ステッ
プ（１０２）に於いて、現在の時刻が夜間料金利用時間
であるか否がが判断され、ＮＯであれば、上記ステップ
（１０２）を繰り返し、ＹＥＳであれば、ステップ（１
０３）に進んで、当該蓄熱体３又は３’に対する電源の
供給を開始し、ステップ（１０４）で当該蓄熱体３又は
３’の温度を計測し、ステップ（１０５）に於いて、現
在の時刻が夜間料金利用時間外であるか否がが判断さ
れ、ＮＯであれば、上記ステップ（１０４）に戻り上記
各工程我繰り返されるが、ＹＥＳであれば、ステップ
（１０６）に進んで、当該蓄熱体３又は３’の温度が目
標設定値に一致しているか否かが判断され、ＹＥＳであ
れば、ステップ（１０９）に進んで蓄熱体３又は３’に
対する電源の供給をＯＦＦにする。

【００５３】一方、ステップ（１０６）でＮＯである場
合には、ステップ（１０７）に進み、当該蓄熱体３又は
３’の温度の強制立ち上げの為の通電操作を継続させる
ものである。次に、ステップ（１０８）に進んで当該蓄
熱体３又は３’の温度が目標設定値に一致しているか否
かが判断され、ＮＯであれば、ステップ（１０７）の工
程が繰り返され、ＹＥＳであれば、ステップ（１０９）
に進んで蓄熱体３又は３’に対する電源の供給をＯＦＦ
にする。

【００５４】その後、ステップ（１１０）に進んで、放
熱工程が開始されるが、ステップ（１１１）に於いて、
放熱工程に於ける当該蓄熱体３又は３’の温度が計測さ
れ、ステップ（１１２）に於いて、現在の蓄熱体３又は
３’の温度ｔ’と該基準放熱特性曲線が示す当該蓄熱体
３又は３’の同時刻に於ける予想温度ｔとの差分値Δｔ
＝ｔ−ｔ’が演算され、ステップ（１１３）に於いて、
当該差分値Δｔの値が、予め定められた所定の値以上に
なっているか否かが判断され、ＮＯであれば、ステップ
（１１６）に進むが、ＹＥＳであれば、ステップ（１１
４）に進んで、当該蓄熱体３又は３’に対して、昼間に
於ける通電操作を行って追い炊き処理を実行し、当該蓄
熱体３又は３’の温度を上昇させ、当該蓄熱体３又は
３’の蓄熱容量を増大させる。

【００５５】次いでステップ（１１５）に進み、当該現
在の蓄熱体３又は３’の温度ｔ’と該基準放熱特性曲線
が示す当該蓄熱体３又は３’の同時刻に於ける予想温度
ｔとが一致したか否かが判断され、ＮＯであれば、ステ
ップ（１１４）に戻って追い炊き工程が繰り返され、Ｙ
ＥＳであれば、ステップ（１１６）に進み、当該蓄熱型
電気床暖房システムを作動させるシーズンが終了したか
否かが判断され、ＮＯであればステップ（１０２）に戻
って上記各工程が繰り返され、ＹＥＳであれば、当該蓄
熱型電気床暖房システムの作動が停止される。

【００５６】上記した様に、本発明に於ける当該基準基
準温度変化曲線と当該基準放熱特性曲線は、追い炊きを
実施する場合の蓄熱型電気床暖房システムの実施にのみ
使用されるものではなく、当該システムに於ける蓄熱工
程或いは放熱工程を単独に制御する場合にも当然使用出
来る事は言うまでもない。 従って、本発明に於ける他の
態様としては、室内に於ける床部の少なくとも一部を構
成する蓄熱体に、電気エネルギーを供給する事により発
熱する発熱体を当接せしめると共に、少なくとも該床部
の一部に当該床部の温度を測定する温度センサーを配置
せしめ、且つ該床部の下方又は外部への熱伝導を遮断す
ることにより該発熱体からの熱を該蓄熱体に蓄熱させる
様に断熱材を当該床部の下面に被覆配置せしめてなる蓄
熱型床暖房装置であって、電力料金の安い期間に当該蓄
熱体に設けた発熱体に通電操作を行い、当該蓄熱体に熱
エネルギーの蓄積を計り、電力料金の高い期間に当該蓄
熱体に設けた発熱体への通電操作を停止して、以後、当
該蓄熱体からの放熱を利用して当該室内の暖房を維持す
るに際して、当該電力料金の安い期間に於ける当該蓄熱
体に設けた発熱体に対する通電操作を停止する時刻に当
該蓄熱体の温度が、所望の温度に到達している様に、予
め決定されている、当該蓄熱体に設けた発熱体への通電
期間に対する所定の温度変化曲線を選択し、当該選択さ
れた該温度変化曲線を参照して、当該蓄熱体に設けた発
熱体に対する通電開始時間を決定して、当該通電開始時
間に当該蓄熱体に設けた発熱体に通電操作を開始する様
にした蓄熱型電気床暖房装置に於いて、当該通電操作を
実行しようとする当日からｎ日前迄のｎ個の各温度変化
曲線（ｎは任意の整数）を選択し、当該選択されたｎ個
の温度変化曲線群を平均化処理して得られた平均化温度
変化曲線を基準温度変化曲線として使用して当該通電操
作を開始する時刻を決定する様に構成されている蓄熱型
電気床暖房制御システムである。

【００５７】又、本発明に於ける別の態様としては、室
内に於ける床部の少なくとも一部を構成する蓄熱体に、
電気エネルギーを供給する事により発熱する発熱体を当
接せしめると共に、少なくとも該床部の一部に当該床部
の温度を測定する温度センサ ーを配置せしめ、且つ該床
部の下方又は外部への熱伝導を遮断することにより該発
熱体からの熱を該蓄熱体に蓄熱させる様に断熱材を当該
床部の下面に被覆配置せしめてなる蓄熱型床暖房装置で
あって、電力料金の安い期間に当該蓄熱体に設けた発熱
体に通電操作を行い、当該蓄熱体に熱エネルギーの蓄積
を計り、電力料金の高い期間に当該蓄熱体に設けた発熱
体への通電操作を停止して、以後、当該蓄熱体からの放
熱を利用して当該室内の暖房を維持する様にした蓄熱型
電気床暖房装置に於いて、予め該蓄熱体に設けた発熱体
に対する通電操作が終了した後の、当該蓄熱体が放熱を
開始してからの当該蓄熱体の温度を逐次測定してそのデ
ータから複数種の当該蓄熱体の放熱特性曲線を求めると
共に、当該選択された放熱特性曲線が示す当該蓄熱体の
予想温度と、該通電操作の終了後に逐次測定される現在
に於ける該蓄熱体の温度とを比較して、当該現在に於け
る該蓄熱体の温度と、該放熱特性曲線が示す同時期の該
蓄熱体の予測温度との差が、予め定められた所定の値以
上となった場合には、強制的に通電操作を再開して、現
在に於ける該蓄熱体の温度を、該基準放熱特性曲線が示
す温度に一致する様に制御する蓄熱型電気床暖房システ
ムであり、その際に、当該選択された放熱特性曲線を求
めるに際し、当該放熱処理を実行しようとする当日から
ｎ日前迄のｎ個の各放熱特性曲線（ｎは任意の整数）を
選択し、当該選択されたｎ個の放熱特性曲線を平均化処
理して得られた平均化放熱特性曲線を当該蓄熱体の基準
放熱特性曲線として使用する様に構成された蓄熱型電気
床暖房制御システムである。

【００５８】

【発明の効果】 本発明は、上記した様な技術構成を採用
しているので、従来の蓄熱型電気床暖房システムに比べ
て、電力料金の安い期間の終了時に、当該蓄熱体に対し
て通電操作を停止させた場合に、当該蓄熱体の表面温度
を予め定められた設定温度に略正確に設定維持せしめる
事が可能となり、簡易で且つ安価な構成で有りながら、
正確に室内の温度制御が可能な蓄熱型電気床暖房システ
ムを実現させる事が可能となると同時に、当該蓄熱体の
材質、容量、或いは経年変化に応じて、当該蓄熱体に通
電操作を行う際に使用される温度変化曲線を、調整して
修正された温度変化曲線を使用するものであるので、当
該蓄熱体の材質、容量、或いは経年変化等 に係わらず安
定した、正確な室内温度制御システムを実現させる事が
可能となる。

【００５９】 更に、本発明に係る当該蓄熱型電気床暖房
システムに於いては、当該蓄熱体に対する通電操作を終
了後、当該蓄熱体が放熱状態に入った場合でも、当該蓄
熱体の温度の測定を継続させ、放熱状態に於ける当該蓄
熱体の経時的な温度の変化、つまり温度の低下を示す蓄
熱体の放熱特性曲線を求め、現実の当該蓄熱体の温度と
上記予め定められた蓄熱体の放熱特性曲線との差が所定
の値よりも大きくなった場合には、強制的に当該蓄熱体
に対して通電操作を再開させて、当該蓄熱体に電気エネ
ルギーを供給して、当該蓄熱体の温度を当該蓄熱体の放
熱特性曲線に合致する様に調整制御するものであるの
で、例えば、外気温度環境が極端に変化した場合、例え
ば、外気温度が急激に低下した場合で、当該蓄熱体の放
熱が増加して、当該蓄熱体の温度が、予め定められた基
準となる蓄熱体の放熱特性曲線よりも低下した場合に
は、通電操作を再開する事により、当該蓄熱体の温度
を、予め定められた基準の蓄熱体温度に戻す様にするの
で、外気温度の変化に係わらず、安定した、正確でしか
も快適な室内温度制御システムを実現させる事が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る蓄熱型電気床暖房システ
ムの構成の概略を説明するブロックダイアグラムであ
る。

【図２】図２は、従来に於ける蓄熱型電気床暖房システ
ムの問題点を説明する図である。

【図３】図３は、従来に於ける蓄熱型電気床暖房システ
ムで、温度変化曲線と放熱特性曲線を使用して通電操作
開始時刻を予測する方法の例を説明する図である。

【図４】図４（Ｂ）は、従来に於ける蓄熱型電気床暖房
システムでの問題点を説明するグラフであり、図４
（Ａ）は、本発明に於ける蓄熱型電気床暖房システムで
の温度制御方法の例を説明するグラフである。

【図５】図５は、本発明に於いて、蓄熱体の材質、容量
により通電操作開始時刻を補正する場合の例を説明する
グラフである。

【図６】図６は、本発明に於いて、蓄熱体の経年変化に
より通電操作開始時刻を補正する場合の例を説明するグ
ラフである。

【図７】図７は、本発明に於ける蓄熱型電気床暖房シス
テムでの、追い炊き処理方法を説明するグラフである。

【図８】図８は、本発明に係る蓄熱型電気床暖房システ
ムの一具体的の構成を示すブロックダイアグラムであ
る。

【図９】図９は、本発明に係る蓄熱型電気床暖房システ
ムの基本的な処理操作手順の例を示すフローチャートで
ある。

【図１０】図１０は、本発明に係る蓄熱型電気床暖房シ
ステムに於ける処理操作の具体例を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１…室内 ２…床部材３、３’ …蓄熱体 ４…発熱体 ５…温度検出手段、温度センサー ６…断熱材 １０…蓄熱型電気床暖房装置 ２０…制御手段 ２１…ＣＰＵ ３０…記憶手段 ３１…ＲＯＭ ３２…ＲＡＭ ３３…計時手段 ３４…温度測定回路部 ３５…センサ選択回路 ３６…Ａ／Ｄコンバータ ３７…通電操作制御回路部 ３８…チャネル選択手段 ３９…リレードライバ ４０…リレー手段 ４１…電源部 ５０…操作パネル部 ５１…キースイッチ部 ５２…ＬＥＤ ５３…ＬＣＤ ５４…計測出力手段

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内に於ける床部の少なくとも一部を構
   成する蓄熱体に、電気エネルギーを供給する事により発
   熱する発熱体を当接せしめると共に、少なくとも該床部
   の一部に当該床部の温度を測定する温度センサーを配置
   せしめ、且つ該床部の下方又は外部への熱伝導を遮断す
   ることにより該発熱体からの熱を該蓄熱体に蓄熱させる
   様に断熱材を当該床部の下面に被覆配置せしめてなる蓄
   熱型床暖房装置であって、電力料金の安い期間に当該蓄
   熱体に設けた発熱体に通電操作を行い熱エネルギーの蓄
   積を計り、電力料金の高い期間に当該蓄熱体に設けた発
   熱体への通電操作を停止して、以後、当該蓄熱体からの
   放熱を利用して当該室内の暖房を維持するに際して、当
   該電力料金の安い期間の終了時点で当該蓄熱体に設けた
   発熱体に対する通電操作を停止する様に構成し、且つ当
   該停止時刻に当該蓄熱体の温度が、所望の温度に到達し
   ている様に、予め決定されている当該蓄熱体に設けた発
   熱体への通電時間に対する、複雑で多種の要因が混在し
   ている使用環境に対応した複数種の温度変化曲線の中か
   ら所定の温度変化曲線を選択し、当該選択された該温度
   変化曲線を参照して、当該蓄熱体に設けた発熱体に対す
   る通電開始時間を決定して、当該通電開始時間に当該蓄
   熱体に設けた発熱体に通電操作を開始する様にした蓄熱
   型電気床暖房装置に於いて、当該温度変化曲線に基づい
   て設定される当該通電終了予定時刻に於いて、当該蓄熱
   体の温度が当該所望の温度に到達していない場合には、
   電力料金の安い期間に当該蓄熱体に設けた発熱体に通電
   操作を開始してから、当該電力料金の安い期間が終了す
   ると否とに係わらず、当該蓄熱体の温度が、予め定めら
   れた所望の温度に到達する迄、当該通電操作を継続させ
   る事によって、複雑な使用条件、環境条件に於いて正確
   に且つ自動的に作動せしめる事を特徴とする蓄熱型電気
   床暖房制御システム。
2. 【請求項２】 当該通電終了予定時刻に於いて、当該蓄
   熱体の温度が当該所望の温度に到達していない場合に
   は、当該蓄熱型電気床暖房装置を最初に若しくは長期間
   不使用後に使用開始する場合である事を特徴とする請求
   項１記載の蓄熱型電気床暖房制御システム。
3. 【請求項３】 一旦、当該蓄熱体の温度が、予め定めら
   れた所望の温度に到達した場合でも、その後に行う電力
   料金の安い期間に於ける当該蓄熱体に設けた発熱体に通
   電操作が終了した時点で、当該蓄熱体の温度が、予め定
   められた所望の温度に到達していない場合には、前記し
   た電力料金の安い期間に当該蓄熱体に設けた発熱体に通
   電操作を開始してから、当該電力料金の安い期間が終了
   すると否とに係わらず、当該蓄熱体の温度が、予め定め
   られた所望の温度に到達する迄、当該通電操作を継続さ
   せる操作を繰り返す事を特徴とする請求項１又は２に記
   載の蓄熱型電気床暖房制御システム。
4. 【請求項４】 予め定められた複数種の当該温度変化曲
   線群の中から、電力料金の安い期間の終了時に該蓄熱体
   が所望の温度になっている事が予測される一つの温度変
   化曲線を選択し、当該選択された温度変化曲線の通電開
   始時刻に合わせて、当該蓄熱体に設けた発熱体に通電を
   開始させるに際し、当該蓄熱体に設けた発熱体に通電を
   開始させる時刻を、当該蓄熱体の材質或いは経時年数に
   応じて変化させる事を特徴とする請求項１乃至３の何れ
   かに記載の蓄熱型電気床暖房制御システム。
5. 【請求項５】 当該蓄熱体に設けた発熱体に通電を開始
   させる時刻は、当該選択された温度変化曲線の指定通電
   開始時刻に対して、当該通電開始時間を予測する時点に
   於ける当該蓄熱体の温度に応じて、早く開始するか遅く
   開始するものである事を特徴とする請求項４記載の蓄熱
   型電気床暖房制御システム。
6. 【請求項６】 当該蓄熱体に設けた発熱体に対する通電
   操作が終了した後、当該蓄熱体が放熱を開始してからの
   当該蓄熱体の温度を逐次測定してそのデータから当該蓄
   熱体の放熱特性曲線を求めると共に、連続する数日間の
   当該蓄熱体の放熱特性曲線から平均的な蓄熱体の基準放
   熱特性曲線を求めて、所定の記憶手段に記憶させてお
   き、係る基準放熱特性曲線が示す当該蓄熱体の予想温度
   と、該通電操作の終了後に逐次測定される現在に於ける
   該蓄熱体の温度とを比較して、当該現在に於ける該蓄熱
   体の温度が、該基準放熱特性曲線が示す同時期の該蓄熱
   体の予測温度との差が、予め定められた所定の値以上と
   なった場合には、強制的に通電操作を開始して、現在に
   於ける該蓄熱体の温度を、該基準放熱特性曲線が示す温
   度に一致する様に制御する事を特徴とする請求項１記載
   の蓄熱型電気床暖房制御システム。
7. 【請求項７】 当該強制的通電操作は、電力料金の高い
   期間に実行されるものである事を特徴とする請求項６記
   載の蓄熱型電気床暖房制御システム。
8. 【請求項８】 当該床部の少なくとも一部を構成する蓄
   熱体が、建物を構成する躯体そのものである事を特徴と
   する請求項１乃至７の何れかに記載の蓄熱型電気床暖房
   制御システム。
9. 【請求項９】 当該躯体がコンクリートである事を特徴
   とする請求項８に記載の蓄熱型電気床暖房制御システ
   ム。
10. 【請求項１０】 当該蓄熱体は、当該床部基材上に設け
    られるものである事を特徴とする請求項１乃至７の何れ
    かに記載の蓄熱型電気床暖房制御システム。
11. 【請求項１１】 室内に於ける床部の少なくとも一部を
    構成する蓄熱体に、電気エネルギーを供給する事により
    発熱する発熱体を当接せしめると共に、少なくとも該床
    部の一部に当該床部の温度を測定する温度センサーを配
    置せしめ、且つ該床部の下方又は外部への熱伝導を遮断
    することにより該発熱体からの熱を該蓄熱体に蓄熱させ
    る様に断熱材を当該床部の下面に被覆配置せしめてなる
    蓄熱型床暖房装置であって、電力料金の安い期間に当該
    蓄熱体に設けた発熱体に通電操作を行い、当該蓄熱体に
    熱エネルギーの蓄積を計り、電力料金の高い期間に当該
    蓄熱体に設けた発熱体への通電操作を停止して、以後、
    当該蓄熱体からの放熱を利用して当該室内の暖房を維持
    するに際して、当該電力料金の安い期間に於ける当該蓄
    熱体に設けた発熱体に対する通電操作を停止する時刻に
    当該蓄熱体の温度が、所望の温度に到達している様に、
    予め決定されている、当該蓄熱体に設けた発熱体への通
    電期間に対する所定の温度変化曲線を選択し、当該選択
    された該温度変化曲線を参照して、当該蓄熱体に設けた
    発熱体に対する通電開始時間を決定して、当該通電開始
    時間に当該蓄熱体に設けた発熱体に通電操作を開始する
    様にした蓄熱型電気床暖房装置に於いて、当該通電操作
    を開始する時刻を決定するに際して、当該決定された通
    電開始時間を、当該蓄熱体の材質或いは経時年数に応じ
    て補正する様に構成されている事を特徴とする蓄熱型電
    気床暖房制御システム。
12. 【請求項１２】 室内に於ける床部の少なくとも一部を
    構成する蓄熱体に、電気エネルギーを供給する事により
    発熱する発熱体を当接せしめると共に、少なくとも該床
    部の一部に当該床部の温度を測定する温度センサーを配
    置せしめ、且つ該床部の下方又は外部への熱伝導を遮断
    することにより該発熱体からの熱を該蓄熱体に蓄熱させ
    る様に断熱材を当該床部の下面に被覆配置せしめてなる
    蓄熱型床暖房装置であって、電力料金の安い期間に当該
    蓄熱体に設けた発熱体に通電操作を行い、当該蓄熱体に
    熱エネルギーの蓄積を計り、電力料金の高い期間に当該
    蓄熱体に設けた発熱体への通電操作を停止して、以後、
    当該蓄熱体からの放熱を利用して当該室内の暖房を維持
    するに際して、当該電力料金の安い期間に於ける当該蓄
    熱体に設けた発熱体に対する通電操作を停止する時刻に
    当該蓄熱体の温度が、所望の温度に到達している様に、
    予め決定されている、当該蓄熱体に設けた発熱体への通
    電期間に対する所定の温度変化曲線を選択し、当該選択
    された該温度変化曲線を参照して、当該蓄熱体に設けた
    発熱体に対する通電開始時間を決定して、当該通電開始
    時間に当該蓄熱体に設けた発熱体に通電操作を開始する
    様にした蓄熱型電気床暖房装置に於いて、当該通電操作
    を実行しようとする当日からｎ日前迄のｎ個の各温度変
    化曲線（ｎは任意の整数）を選択し、当該選択されたｎ
    個の温度変化曲線群を平均化処理して得られた平均化温
    度変化曲線を基準温度変化曲線として使用して当該通電
    操作を開始する時刻を決定する様に構成されている事を
    特徴とする蓄熱型電気床暖房制御システム。
13. 【請求項１３】 室内に於ける床部の少なくとも一部を
    構成する蓄熱体に、電気エネルギーを供給する事により
    発熱する発熱体を当接せしめると共に、少なくとも該床
    部の一部に当該床部の温度を測定する温度センサーを配
    置せしめ、且つ該床部の下方又は外部への熱伝導を遮断
    することにより該発熱体からの熱を該蓄熱体に蓄熱させ
    る様に断熱材を当該床部の下面に被覆配置せしめてなる
    蓄熱型床暖房装置であって、電力料金の安い期間に当該
    蓄熱体に設けた発熱体に通電操作を行い、当該蓄熱体に
    熱エネルギーの蓄積を計り、電力料金の高い期間に当該
    蓄熱体に設けた発熱体への通電操作を停止して、以後、
    当該蓄熱体からの放熱を利用して当該室内の暖房を維持
    する様にした蓄熱型電気床暖房装置に於いて、予め該蓄
    熱体に設けた発熱体に対する通電操作が終了した後の、
    当該蓄熱体が放熱を開始してからの当該蓄熱体の温度を
    逐次測定してそのデータから複数種の当該蓄熱体の放熱
    特性曲線を求めると共に、当該選択された放熱特性曲線
    が示す当該蓄熱体の予想温度と、該通電操作の終了後に
    逐次測定される現在に於ける該蓄熱体の温度とを比較し
    て、当該現在に於ける該蓄熱体の温度と、該放熱特性曲
    線が示す同時期の該蓄熱体の予測温度との差が、予め定
    められた所定の値以上となった場合には、強制的に通電
    操作を再開して、現在に於ける該蓄熱体の温度を、該基
    準放熱特性曲線が示す温度に一致する様に制御する事を
    特徴とする蓄熱型電気床暖房システム。
14. 【請求項１４】 当該選択された放熱特性曲線を求める
    に際し、当該放熱処理を実行しようとする当日からｎ日
    前迄のｎ個の各放熱特性曲線（ｎは任意の整数）を選択
    し、当該選択されたｎ個の放熱特性曲線を平均化処理し
    て得られた平均化放熱特性曲線を当該蓄熱体の基準放熱
    特性曲線として使用するものである事を特徴とする請求
    項１３記載の蓄熱型電気床暖房制御システム。