JP3644276B2 - 暖房制御方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、室温検知用センサを内蔵した暖房用リモコンを備えた温水循環式暖房システムにおいて、適切な室温制御が得られる暖房制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、温水循環式暖房システムにおける暖房用リモコンは、内蔵しているサーミスタ等の室温検知用センサで室温を検知し、予め設定した設定温度で室温が安定するように、熱源機側の熱動弁の開閉時間を変化させるように信号を送り、暖房能力を制御している。
例えば、図4に示す床暖房システムは、温水器等の熱源機1と、熱源機1から導出された暖房往き管2及び暖房戻り管3と、暖房往き管2及び暖房戻り管3の他端が連通された室内機4と、暖房往き管2の熱源機1側に設けられた熱動弁5と、暖房戻り管3に設けられたポンプ6とを備え、暖房戻り管3に接続された補給入水管7に膨張タンク8及び給水弁9が設けられている。
熱源機1及び熱動弁5等を制御するリモコン10が接続され、リモコン10にはサーミスタ等の室温センサ(図示略)が設けられている。
なお、熱源機1の出湯口近くの暖房往き管2に出湯温度センサ11が、室内機4の近くの暖房戻り管3に戻り湯温センサ12が設けられている。
【0003】
このような温水循環式暖房システムにおいては、室温Tを検知し、予め設定した設定温度Ts と室温Tとを比較し、その偏差ΔT=T−Ts に基づいて熱動弁5の開閉時間を変化させて決定している(図5参照)。
例えば、ΔT=1.66〜2.15deg.の時、熱動弁5の開時間(ON時間)が5分、閉時間(OFF時間)が15分となる。
このような偏差ΔTによって熱動弁5の開閉時間が決定される制御方法では、偏差ΔTが比較的大きい場合はシビアな制御ステージを決定する必要がなく、スムーズに行われるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の制御方法においては、図5に示すように、偏差ΔTが小さくなり、零に近づくほど室温Tを安定させるための適切な制御ステージを決定する必要があるに拘らず、室温Tが設定温度Ts に達しない状態で、且つ一定の偏差ΔTで室温Tが安定してしまった場合、熱動弁の開閉時間を変動させることができず、室温Tを設定温度Ts に到達させることが困難になるという問題があった。
また、居室の放熱量や設定温度Ts により、室温Tが安定する熱動弁の開閉時間が異なる筈であるのに、偏差ΔTのみで決定された制御ステージは、居室の放熱量や設定温度Ts を考慮していないから、あらゆる条件において室温Tを設定温度Ts で安定させることができないという問題があった。
【0005】
本発明の目的は、温水循環式暖房システム特に床暖房システムにおいて、室温を設定温度に安定させるために適切な熱動弁の開閉時間を決定することのできる暖房制御方法を提供することである。
【0006】
【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暖房制御方法は、請求項1において、熱源機と、室内機と、両者を結ぶ管路に設けられた熱動弁とを備えた温水暖房システムにおいて、設定温度に対して室温を維持するべき上方目標温度と下方目標温度とを算出し、上記上方設定温度と設定温度および下方目標温度によって複数の温度領域を定め、現在の室温が位置する温度領域に応じて一運転周期内の熱動弁の開(ON)時間と閉(OFF)時間を判定する判定条件1と、一運転周期前の室温が位置していた温度領域に応じて上記判定条件1で判定された熱動弁の開閉時間を増減調整する判定条件2と、一運転周期前後の室温が位置する温度領域が同じ温度領域であって、かつ、上方目標温度未満下方目標温度以上である場合には一運転周期前後の室温の偏差によって上記判定条件1および2によって判定された熱動弁の開閉時間をさらに増減調整する判定条件3を有することにより、設定温度、居室放熱量等に関係なく、室温を設定温度に合わせ、安定させることができる。
請求項2において、熱動弁の開(ON)動作中に室温が設定温度もしくは上方目標温度に達した場合には熱動弁を閉(OFF)動作し、熱動弁の閉(OFF)動作中に室温が設定温度もしくは下方目標温度に達した場合には熱動弁を開(ON)動作に移行させることにより、室温のオーバーシュートまたはアンダーシュートの発生を防止することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の暖房制御方法の実施例を説明する。
一例として、図1に示すように、所定の運転周期to(例えば、to=20分間)を予め定め、この運転周期to毎に暖房出力を変化させるように、熱動弁の開閉時間(ON−OFF時間)を適宜定める。
即ち、運転周期toを開時間(ON時間)tonと閉時間(OFF時間)toff とに分割して(to=ton+toff )複数の制御ステージを設定するものであるが、制御ステージの数は任意に設定できる(本実施例では、9ステージ)ものである。
【0008】
室温Tを上昇させる(UP)方向は下方向(矢印A)であり、下のステージになる(ステージ番号が増加する)につれて、開時間(ON時間)tonが長く、閉時間(OFF時間)toff が短くなっており、高温の湯の循環量を増大させる。
逆に、室温Tを下降させる(DOWN)方向は上方向(矢印B)であり、上のステージになる(ステージ番号が減少する)につれて、開時間(ON時間)tonが短く、閉時間(OFF時間)toff が長くなっており、高温の湯の循環量を減少させる。
【0009】
【0010】
設定温度Ts と、設定温度Ts より予め定めた温度α(例えば、α=1度)だけ高い上方目標温度TH =Ts +αと、設定温度Ts より予め定めた温度α(α=1度)だけ低い下方目標温度TL =Ts −αとを定める。
室温センサで検出した室温Tの領域を次の4領域に分割する。
(1)T≧TH (室温Tが上方目標温度TH 以上)
(2)TH >T≧Ts (室温Tが上方目標温度TH 未満で設定温度Ts 以上)
(3)Ts >T≧TL (室温Tが設定温度Ts 未満で下方目標温度TL 以上)
(4)TL >T(室温Tが下方目標温度TL 未満)
なお、領域の数は上記4つに限定するものではなく、適宜選択できるものである。
【0011】
暖房運転開始時に開始時室温T(o) を検出し、開始時室温T(o) が領域(1)〜(4)のどの領域に属するか判定し、属している領域に応じて開始時の制御ステージを、適宜定める(一例として、図2参照)。
(1)T(o) ≧TH
開始時室温T(o) が上方目標温度TH 以上である場合、室温Tを速やかに降下させて設定温度Ts に到達させる必要があるから、ステージNo▲1▼(ton=4分、toff =16分)を適用して閉時間(OFF時間)toff を最も長くし、速やかに温度降下させる。
(2)TH >T(o) ≧Ts
開始時室温T(o) が上方目標温度TH 未満で設定温度Ts 以上である場合、室温Tを緩やかに降下させて設定温度Ts に到達させる必要があるから、ステージNo▲5▼(ton=toff =10分)を適用し、開時間(ON時間)tonと閉時間(OFF時間)toff を等しくし、外気温度が低いから、緩やかな室温降下が得られる。
【0012】
(3)Ts >T(o) ≧TL
開始時室温T(o) が設定温度Ts 未満で下方目標温度TL 以上である場合、室温Tを緩やかに上昇させて設定温度Ts に到達させる必要があるから、ステージNo▲7▼(ton=12分、toff =8分)を適用し、開時間(ON時間)tonを閉時間(OFF時間)toff より僅かに大とし、緩やかな室温上昇を得る。
(4)TL >T(o)
開始時室温T(o) が下方目標温度TL 未満である場合、室温Tを速やかに上昇させて設定温度Ts に到達させる必要があるから、最も急速に温めるステージNo▲9▼(ton=20分、toff =0分)を適用し、開時間(ON時間)tonを最大(運転周期to=20分)に等しく、閉時間(OFF時間)toff =0即ち連続して熱動弁を開放することにより、速やかな室温上昇を得る。
【0013】
上記領域(1)〜(4)の何れかの領域で暖房運転が開始されると、一定時間経過毎の室温Tの変化を判定することにより、適切な制御ステージを選択し、これを繰り返して制御ステージを変化させる(一例として、図3参照)。
図3において、判定条件1は、1運転周期to(20分)経過前の室温Tb 及び経過後の現在室温T(20)を計測し、現在室温T(20)が領域(I)〜(IV)のどの領域にあるかを判定する。
(I)T(20)≧TH
(II)TH >T(20)≧Ts
(III )Ts >T(20)≧TL
(IV)TL >T(20)
【0014】
判定条件2は、現在室温T(20)がある領域(I)〜(IV)毎に、1運転周期to(20分)前の室温Tb がどの領域にあったかを判定する。
この判定条件2は、現在室温T(20)になる前の室温Tb からの変化状態を判定するもので、1運転周期to(20分)前の室温Tb から現在室温T(20)へ変化した後の制御ステージを選択して次の運転周期to(20分)の制御を開始するものである。
【0015】
なお、1運転周期to(20分)内であっても、熱動弁が開(ON)で運転中に、室温Tが上昇して設定温度Ts に達した時点で室温Tの安定を確認した後、強制的に熱動弁を閉(OFF)とする。
また、熱動弁が開(ON)で運転中に、設定温度Ts 以上の室温Tが上昇して上方目標温度TH に達した時点で室温Tの安定を確認した後、強制的に熱動弁を閉(OFF)とする。
【0016】
同じく1運転周期to(20分)内であっても、熱動弁が閉(OFF)で運転中に、室温Tが下降して設定温度Ts に達した時点で室温Tの安定を確認した後、強制的に熱動弁を開(ON)とする。
また、熱動弁が閉(OFF)で運転中に、設定温度Ts 未満の室温Tが下降して下方目標温度TL に達した時点で室温Tの安定を確認した後、強制的に熱動弁を開(ON)とする。
【0017】
判定条件3は、現在室温T(20)が設定温度Ts に近くなるとともに、1運転周期to(20分)経過前の室温Tb と現在室温T(20)とが近い値にある、即ち室温Tの変動が少ないか否かを判定するものであり、判定条件2において同じ領域で室温Tが変動していても、設定温度Ts に近づいているか否かを判定し、近づいている場合は制御ステージを変化させず、近づかない乃至遠ざかる場合は制御ステージを、その時選択している制御ステージから1段だけ上昇(up)または下降(down)させるものとする。
【0018】
判定条件1において、(I)T(20)≧TH の場合、室温が十分に高くなっているものと判定し、判定条件2が領域(1)〜(4)の何れであっても制御ステージ▲1▼を採用する。
【0019】
判定条件1において、(II)TH >T(20)≧Ts の場合、判定条件2が領域(1)のとき、前回の制御の時に制御ステージ▲1▼を採用しているものであるが、室温の降下速度が大き過ぎると判定して制御ステージ▲3▼を採用し、室温の降下速度を低減させ、設定温度Ts に対して緩やかに近づけるようにする。
【0020】
判定条件2が領域(2)のとき、1運転周期to(20分)経過前の室温Tb と現在室温T(20)とを比較し、判定条件3において、その差が所定値α(例えば、α=−0.5度)以下であれば〔T(20)−Tb ≦α〕、室温Tb から現在室温T(20)への室温の変動が殆ど無く、僅かに下降傾向にあるものと判定し、この時制御ステージを変化させない。
【0021】
判定条件3において、室温Tb と現在室温T(20)の差が所定値α(α=−0.5度)より大きい場合には〔T(20)−Tb >α〕、室温の変動が殆ど無く、僅かに上昇傾向にあるものと判定し、制御ステージを1段だけ下降(down)させる。
【0022】
判定条件2が領域(3)の場合、室温Tが設定温度Ts より高くなっているので、僅かに暖房能力が大きいものと判定して制御ステージを1段だけ下降(down)させて暖房能力を低下させる。
【0023】
判定条件2が領域(4)の場合、室温Tが十分に低い領域から設定温度以上まで上昇しているので暖房能力が大き過ぎると判定するもので、前回制御において制御ステージ▲9▼を採用しているから制御ステージ▲5▼を選択する。
【0024】
判定条件1が領域(III )Ts >T(20)≧TL の場合、判定条件2が領域(1)のとき、室温の降下速度が大きすぎると判定して制御ステージ▲5▼を採用し、室温の降下速度を低減させる。
【0025】
判定条件2が領域(2)にあるとき、室温Tが設定温度Ts 以下になっているので、僅かに暖房能力が不足していると判定して、選択されている制御ステージを1段上昇(up)させて、暖房能力を僅かに高める。
【0026】
判定条件2が領域(3)のとき、1運転周期to(20分)経過前の室温Tbと現在室温T(20)とを比較し、判定条件3において、その差が所定値β(例えば、β=0.5度)未満であれば〔T(20)−Tb<β〕、室温Tbから現在室温T(20)への室温の変動が殆ど無く、下降傾向にあるものと判定し、制御ステージを1段だけ上昇(up)させる。
【0027】
判定条件3において、1運転周期to(20分)経過前の室温Tbと現在室温T(20)との差が所定値β(β=0.5度)以上であれば〔T(20)−Tb≧β〕、室温Tが僅かに上昇しているものと判定し、制御ステージを変化させない。
判定条件2が領域(4)であるとき、室温Tが上昇して設定温度Ts に大きく近づいていると判定して、制御ステージ▲7▼を適用し、暖房能力を僅かに低減させて、室温Tを緩やかに設定温度Ts に近づけていく。
【0028】
判定条件1において、(IV)T(20)<Tb の場合、室温Tが十分に低くなっているものと判定し、判定条件2が領域(1)〜(4)の何れであっても制御ステージ▲9▼を採用して暖房能力を高める。
【0029】
【発明の効果】
本発明は、上述のとおり構成されているから、次のような効果を奏する。
請求項1において、設定温度に対して室温を維持するべき上方目標温度と下方目標温度とを算出し、上記上方設定温度と設定温度および下方目標温度によって複数の温度領域を定め、現在の室温が位置する温度領域に応じて一運転周期内の熱動弁の開(ON)時間と閉(OFF)時間を判定する判定条件1と、一運転周期前の室温が位置していた温度領域に応じて上記判定条件1で判定された熱動弁の開閉時間を増減調整する判定条件2と、一運転周期前後の室温が位置する温度領域が同じ温度領域であって、かつ、上方目標温度未満下方目標温度以上である場合には一運転周期前後の室温の偏差によって上記判定条件1および2によって判定された熱動弁の開閉時間をさらに増減調整する判定条件3を有することにより、設定温度、居室放熱量等に関係なく、室温を設定温度に合わせ、安定させることができる。
請求項2において、熱動弁の開(ON)動作中に室温が設定温度もしくは上方目標温度に達した場合には熱動弁を閉(OFF)動作し、熱動弁の閉(OFF)動作中に室温が設定温度もしくは下方目標温度に達した場合には熱動弁を開(ON)動作に移行させることにより、室温のオーバーシュートまたはアンダーシュートの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の1実施例の制御に用いる制御ステージである。
【図2】 本発明の1実施例の制御における運転開始時の領域と制御ステージである。
【図3】 本発明の1実施例の制御動作説明図である。
【図4】 本発明を適用する温水暖房システムの1例の概略構成図である。
【図5】 従来の制御例である。
【符号の説明】
1 熱源機、2 暖房往き管、3 暖房戻り管、4 室内機、5 熱動弁
6 ポンプ、7 補給入水管、8 膨張タンク、9 給水弁、10 リモコン
11 出湯温度センサ、12 戻り湯温センサ
Claims (2)
- 熱源機と、室内機と、両者を結ぶ管路に設けられた熱動弁とを備えた温水暖房システムにおいて、設定温度に対して室温を維持するべき上方目標温度と下方目標温度とを算出し、上記上方設定温度と設定温度および下方目標温度によって複数の温度領域を定め、現在の室温が位置する温度領域に応じて一運転周期内の熱動弁の開(ON)時間と閉(OFF)時間を判定する判定条件1と、一運転周期前の室温が位置していた温度領域に応じて上記判定条件1で判定された熱動弁の開閉時間を増減調整する判定条件2と、一運転周期前後の室温が位置する温度領域が同じ温度領域であって、かつ、上方目標温度未満下方目標温度以上である場合には一運転周期前後の室温の偏差によって上記判定条件1および2によって判定された熱動弁の開閉時間をさらに増減調整する判定条件3を有することを特徴とする暖房制御方法。
- 熱動弁の開(ON)動作中に室温が設定温度もしくは上方目標温度に達した場合には熱動弁を閉(OFF)動作し、熱動弁の閉(OFF)動作中に室温が設定温度もしくは下方目標温度に達した場合には熱動弁を開(ON)動作に移行させることを特徴とする請求項1記載の暖房制御方法。
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JP32295698A JP3644276B2 (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 暖房制御方法 |
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JP32295698A JP3644276B2 (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 暖房制御方法 |
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1998
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