JP4559944B2 - Electric floor heating system - Google Patents
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本発明はコード状電気ヒータを発熱源に持つ電気式床暖房システムに関する。 The present invention relates to an electric floor heating system having a cord-shaped electric heater as a heat source.
発熱源としてコード状電気ヒータを持つ電気式床暖房システムは知られている。コード状電気ヒータを床下地の上に配設した後にその上から木質系床材を置くか、あるいはコード状電気ヒータを一体に組み込んだ木質系床材を電気的に接続しながら床下地の上に置くことにより、電気式床暖房システムとされる。コード状電気ヒータには主に商用電源からの電力がコントローラを介して供給される。コントローラは、加熱エリアの特定、通電の開始と停止、定常運転時での床温度レベル設定、異常検知などの機能が備えられる(特許文献1、特許文献2など参照)。また、ヒータへの電力供給の制御を、比較制御手段により温度センサにより検出される周囲温度に応じた通電率制御で行うようにした床暖房等の制御装置も提案されている(特許文献3など参照)。
An electric floor heating system having a cord-like electric heater as a heat source is known. After placing the cord-shaped electric heater on the floor foundation, place the wooden flooring from above, or connect the wooden flooring integrally with the cord-shaped electric heater on the floor foundation. By placing it in the electric floor heating system. The cord-shaped electric heater is mainly supplied with electric power from a commercial power supply via a controller. The controller is provided with functions such as specifying a heating area, starting and stopping energization, setting a floor temperature level during steady operation, and detecting an abnormality (see
上記の電気式床暖房システムにおいて、床温度のレベルの設定はコード状電気ヒータへの通電率を制御することによって行われる。そのために、コントローラは、通常、定常運転時におけるコード状電気ヒータへの通電率を選択する通電率選択手段と、選択された通電率に対応する目盛りを表示する目盛り表示手段とを備える。使用者は、使用開始時にコントローラの電源スイッチをONにし、通電率選択手段を操作して、定常運転モードでの希望する設定温度レベルに対応する通電率を選択する。選択した通電率に対応した目盛り(例えばM10〜M1など)が目盛り選択手段に表示される。 In the above electric floor heating system, the setting of the floor temperature level is performed by controlling the energization rate to the cord-shaped electric heater. For this purpose, the controller normally includes an energization rate selection unit that selects an energization rate to the cord-shaped electric heater during steady operation, and a scale display unit that displays a scale corresponding to the selected energization rate. The user turns on the power switch of the controller at the start of use and operates the energization rate selection means to select an energization rate corresponding to a desired set temperature level in the steady operation mode. A scale (for example, M10 to M1) corresponding to the selected energization rate is displayed on the scale selection means.
電源スイッチONにより、100%通電率での立ち上げ運転モードが例えば30分程度継続し、その後、選択した通電率(ステップMi)での定常運転モードに切り替わる。床表面温度は設定温度レベルとなり、それ以降は、その温度が維持される。特許文献3に記載のように、温度センサにより検出される周囲温度に応じて通電率を制御するものでは、外気温度の変化に対応して、床表面温度を調整することもできる。
When the power switch is turned on, the start-up operation mode at the 100% energization rate continues for about 30 minutes, for example, and then switches to the steady operation mode at the selected energization rate (step Mi). The floor surface temperature becomes a set temperature level, and thereafter, the temperature is maintained. As described in
発熱源としてコード状電気ヒータを用い、床表面温度の制御方式として通電率制御方式を採用した電気式床暖房システムの場合、選択した設定温度レベルに床表面温度が達した後は、その温度が維持される。しかし、設定温度レベルが高く通電率100%近傍での定常運転が継続する場合に、特に外気温度に変化のない状態で、4〜10時間程度の長時間にわたる運転を行うと、設定温度よりも10℃程度高い温度に床表面温度が上昇することがある。 In the case of an electric floor heating system that uses a cord-like electric heater as a heat source and an energization rate control method as a control method for the floor surface temperature, after the floor surface temperature reaches the selected set temperature level, the temperature Maintained. However, when the set temperature level is high and the steady operation is continued at a power supply rate of about 100%, especially when the operation is performed for a long time of about 4 to 10 hours with no change in the outside air temperature, The floor surface temperature may rise to a temperature as high as 10 ° C.
床暖房の一般的な床表面温度は高くても27℃〜30℃前後といわれており、前記したような温度上昇が起こると、床表面温度は40℃前後という高い温度となる恐れがある。そのような温度環境は、床暖房の快適性を損なうと共に熱閉塞現象による低温火傷を引き起こす原因ともなりかねない。もちろん、電気式床暖房システムにはサーモスタットが過昇温防止手段として設けてあり、システムの安全性は確保されているが、通常、サーモスタットの作動温度は42〜50℃程度に設定されていることが多く、サーモスタットによってこの現象を回避することはできない。 The general floor surface temperature of floor heating is said to be around 27 ° C. to 30 ° C. at the highest, and if the temperature rises as described above, the floor surface temperature may be as high as around 40 ° C. Such a temperature environment can impair the comfort of floor heating and cause low-temperature burns due to thermal blockage. Of course, an electric floor heating system is provided with a thermostat as a means for preventing excessive temperature rise, and the safety of the system is ensured, but the operating temperature of the thermostat is normally set to about 42 to 50 ° C. However, this phenomenon cannot be avoided with a thermostat.
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、発熱源としてコード状電気ヒータを用い、床表面温度の制御方式として通電率制御方式を採用した電気式床暖房システムにおいて、外気温度に変化がない環境下で、通電率100%近傍での定常運転が長時間継続する場合であっても、予め選択した設定温度レベルを大きく超えて床表面温度が上昇するのを回避できるようにした電気式床暖房システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above. In an electric floor heating system that uses a cord-like electric heater as a heat source and adopts an energization rate control system as a floor surface temperature control system, the outside air Even in a case where steady operation at an energization rate of about 100% continues for a long time in an environment where there is no change in temperature, it is possible to avoid the floor surface temperature from greatly rising beyond a preset temperature level selected in advance. An object of the present invention is to provide an electric floor heating system.
さらに本発明は、前記のように予め選択した設定温度レベルを大きく超えて床表面温度が上昇しないようにした運転を継続中に、使用者が床暖房レベルを低い方に変更しようとする場合、使用者の意図を確実に運転に反映できるようにした電気式床暖房システムを提供することを目的とする。 Furthermore, the present invention, when continuing to operate so as not to increase the floor surface temperature greatly exceeding the preset temperature level selected in advance as described above, when the user intends to change the floor heating level to a lower one, An object of the present invention is to provide an electric floor heating system that can surely reflect a user's intention in operation.
本発明による電気式床暖房システムは、発熱源であるコード状電気ヒータと、定常運転時におけるコード状電気ヒータへの通電率を選択する通電率選択手段と、選択された通電率に対応する目盛りを表示する目盛り表示手段とを少なくとも備えたコントローラと、を少なくとも含む電気式床暖房システムであって、前記コントローラは、さらに、コード状電気ヒータへ通電を開始した後の経過時間を監視するタイマー手段と、タイマー手段で予め設定した時間tが経過したときに、通電率を自動的に所定値ΔPxだけ低減する通電率低減手段と、通電率が自動的に低減されて運転している状況下において、使用者が通電率選択手段を操作して予め選択されている通電率よりも低い通電率を選択したときに、選択した通電率が運転中の通電率よりも高いまたは等しい通電率の場合には、選択した通電率への通電率の変更を行わない手段と、を備えていることを特徴とする。 An electric floor heating system according to the present invention includes a cord-shaped electric heater as a heat source, an energization rate selection means for selecting an energization rate to the cord-shaped electric heater during steady operation, and a scale corresponding to the selected energization rate. An electric floor heating system including at least a controller for displaying a scale, and the controller further includes a timer means for monitoring an elapsed time after the energization of the cord-shaped electric heater is started. And an energization rate reducing means for automatically reducing the energization rate by a predetermined value ΔPx when a time t preset by the timer unit elapses, and under a situation where the operation rate is automatically reduced and operating. When the user operates the energization rate selection means and selects an energization rate lower than the preselected energization rate, the selected energization rate is the current energization rate during operation. In the case of higher or equal to the duty factor is characterized in that it comprises means does not change the duty ratio to the selected duty factor, the.
本発明による電気式床暖房システムは、コントローラは上記の通電率低減手段を備えており、使用者が通電率選択手段を操作して予め所定の通電率Piを選択しておくと、その通電率での定常運転が継続する。通電開始後に所定時間tの通電が継続すると、自動的に予め設定した差分ΔPxだけ通電率が低減して、通電率Pa(=Pi−ΔPx)での運転を継続する。そのために、電気式床暖房システムが外気温度に変化のない環境下に置かれ、しかも予め選択した通電率Piが100%近傍での定常運転が長時間継続するときであっても、床表面温度が当初選択した設定温度レベル以上(すなわち、通電率Piに相当する床暖房温度以上)になるのを効果的に回避することができる。結果として、長時間の継続運転を行っても、床表面温度を一定の温度帯に維持することが可能となり、床暖房の快適性が損なわれることはなく、熱閉塞現象による低温火傷等を生じさせることもない。また、通電率を低減させることは、結果として不必要な電力使用を回避することとなり、消費電力が低減して省エネルギー効果ももたらされる。 In the electric floor heating system according to the present invention, the controller includes the above-described energization rate reducing means. When the user operates the energization rate selection means and selects a predetermined energization rate Pi in advance, the energization rate is as follows. Steady operation continues at. When energization continues for a predetermined time t after the start of energization, the energization rate is automatically reduced by the preset difference ΔPx, and the operation at the energization rate Pa (= Pi−ΔPx) is continued. Therefore, even if the electric floor heating system is placed in an environment where the outside air temperature does not change, and the steady operation is continued for a long time when the pre-selected energization rate Pi is near 100%, the floor surface temperature Can be effectively avoided to be higher than the initially selected set temperature level (that is, higher than the floor heating temperature corresponding to the energization rate Pi). As a result, it is possible to maintain the floor surface temperature in a certain temperature range even if continuous operation is performed for a long time, and the comfort of floor heating is not impaired, and low-temperature burns due to thermal blockage occur. I will not let you. Further, reducing the energization rate results in avoiding unnecessary power use, resulting in a reduction in power consumption and an energy saving effect.
前記通電率Pa(=Pi−ΔPx)での運転を継続中、すなわち、通電率が自動的にΔPxだけ低減して運転されている状況下において、外気温の変化などにより、使用者が通電率選択手段を操作して前に選択した通電率Piよりも低い通電率Pbを選択することが起こり得る。そのときに、選択された通電率Pbが、現在運転中の通電率Paよりも小さな値であるときは、床暖房の温度レベルは低い方に変化することとなり問題はない。 While the operation at the power supply rate Pa (= Pi−ΔPx) is continued, that is, in a situation where the power supply rate is automatically reduced by ΔPx, the user can It may happen that the energization rate Pb is lower than the previously selected energization rate Pi by operating the selection means. At that time, if the selected energization rate Pb is a value smaller than the energization rate Pa during the current operation, the temperature level of the floor heating changes to the lower side, and there is no problem.
しかし、前記自動的に低減する通電率の差分ΔPxの値の決め方や、時間t経過による通電率差分ΔPxの低減が連続して複数回生じるような場合に、使用者によって新たに選択された通電率Pbが、現在運転中の通電率Paよりも大きな値となることが起こり得る。その場合、使用者は床温度が今よりも低い温度となるような通電率を選択したにもかかわらず、床温度が上昇してしまい、使用者は不快感を持つと共に、システムの故障を感じさせる。 However, the energization newly selected by the user when the value of the difference ΔPx of the automatically decreasing energization rate or the decrease of the energization rate difference ΔPx due to the elapse of time occurs continuously a plurality of times. It is possible that the rate Pb is larger than the current rate Pa during the current operation. In that case, even though the user has selected an energization rate such that the floor temperature is lower than the current temperature, the floor temperature rises, and the user feels uncomfortable and feels a system failure. Let
本発明によるコントローラは、自動的に低減した通電率で運転されている状況下において、使用者が通電率選択手段を操作して予め選択されている通電率Piよりも低い通電率Pbを選択したときに、選択した通電率Pbがそのとき運転中の通電率Paよりも高いかまたは等しい通電率の場合には、選択した通電率Pbへの通電率の変更を行わない手段を備えているので、使用者が現在の運転状態よりも低い床温度レベルを選択したにもかかわらず、床温度が上昇してしまうという、前記した事態が生じるのを回避することができる。 The controller according to the present invention automatically selects a power supply rate Pb lower than a preselected power supply rate Pi by operating the power supply rate selection means in a situation where the controller is operated at a reduced power supply rate. Sometimes, when the selected energization rate Pb is higher than or equal to the energization rate Pa during the operation, there is provided means for not changing the energization rate to the selected energization rate Pb. Even if the user selects a floor temperature level lower than the current operating state, it is possible to avoid the occurrence of the above-described situation that the floor temperature rises.
本発明において、通電率選択手段に特に制限はないが、通電率の差分がΔPyであるn段階の目盛りからなる温度設定テーブルと、温度設定テーブルから定常運転時でのコード状電気ヒータへの通電率に対応した目盛りを選択する目盛り選択手段とを備える通電率選択手段であることは好ましい。 In the present invention, the energization rate selection means is not particularly limited, but a temperature setting table composed of n-stage scales with a difference in energization rate of ΔPy, and energization of the cord-shaped electric heater during steady operation from the temperature setting table. It is preferable that the energization rate selection unit includes a scale selection unit that selects a scale corresponding to the rate.
その際に、温度設定テーブルに設定する1目盛り毎の通電率差分ΔPyとタイマー手段で予め設定した時間tが経過したときに自動的に低減する通電率差分ΔPxは、異なる値であってもよいが、好ましくは、両者は等しい値とされる。また、所定時間tが経過したとき自動的に差分ΔPxだけ通電率が低減し、以降その状態が継続するようにしてもよく、所定時間tが経過して差分ΔPxだけ通電率が低減し、その時点からさらに所定時間tが経過したときに再度差分ΔPxだけ通電率が低減するというパターンを繰り返すように設定してもよい。 At that time, the energization rate difference ΔPy for each scale set in the temperature setting table and the energization rate difference ΔPx that is automatically reduced when the time t preset by the timer means elapses may be different values. However, preferably, both values are equal. Further, the energization rate may be automatically reduced by the difference ΔPx when the predetermined time t has elapsed, and the state may be continued thereafter. The energization rate is reduced by the difference ΔPx after the predetermined time t has elapsed, It may be set to repeat the pattern in which the energization rate is reduced by the difference ΔPx again when the predetermined time t has further passed from the time.
前記通電率の差分ΔPyと差分ΔPxが等しい値とされている場合であって、しかも、多段階にわたる差分ΔPxの通電率自動低減が行われる設定の場合に、例えば、使用者が目盛りM10(例えば通電率Pi=100%)を選択して運転を開始し、時間tが経過して通電率Pt1が100−ΔPx(%)となり、さらに時間tが経過して通電率Pt2が100−2ΔPx(%)となったとする。ΔPy=ΔPxなので、通電率Pt1は温度設定テーブルでの目盛りM9の通電率に相当し、通電率Pt2は温度設定テーブルでの目盛りM8の通電率に相当する。この場合、相当する目盛りM(M9またはM8)をコントローラの表示手段に表示すると、使用者は、自分で目盛りを変更した覚えがないのに当初と異なった目盛りが表示されることから、コントローラの不具合を感じ取る恐れがある。従って、自動的に通電率が低減したときの通電率に対応する目盛り表示は行わないようにすることが好ましい。 In the case where the difference ΔPy and the difference ΔPx are equal to each other, and the setting is such that the conduction rate automatic reduction of the difference ΔPx over multiple stages is performed, for example, the user sets the scale M10 (for example, The operation is started by selecting the energization rate Pi = 100%, the energization rate Pt1 becomes 100−ΔPx (%) after the time t has passed, and the energization rate Pt2 becomes 100−2ΔPx (%) after the time t has passed. ). Since ΔPy = ΔPx, the energization rate Pt1 corresponds to the energization rate of the scale M9 in the temperature setting table, and the energization rate Pt2 corresponds to the energization rate of the scale M8 in the temperature setting table. In this case, when the corresponding scale M (M9 or M8) is displayed on the display means of the controller, the user does not remember changing the scale himself, but a scale different from the original is displayed. There is a risk that you may feel a bug. Therefore, it is preferable not to perform the scale display corresponding to the energization rate when the energization rate is automatically reduced.
通電開始時から通電率自動低減開始までの時間tをどの程度とするか、および通電率低減手段に設定する通電率低減差分ΔPxをどの程度にするかは、当該床暖房の使用条件や使用環境に応じて決められるが、好ましくは、外気温度が大きく変化しない環境下において通電率低減前と比較して通電率低減後の床表面温度の温度帯が低下しない範囲で設定される。 How much time t from the start of energization to the start of automatic energization reduction and how much the energization rate reduction difference ΔPx set in the energization rate reduction means depends on the use conditions and environment of the floor heating. However, it is preferably set in a range in which the temperature range of the floor surface temperature after the reduction of the energization rate does not decrease compared to before the reduction of the energization rate in an environment where the outside air temperature does not change greatly.
例えば、通電開始時から通電率自動低減開始までの設定時間tは、投入後4〜10時間の範囲で設定することが通常の床暖房の使用態様から判断して実際的である。4時間よりも短い時間では、電気式床暖房システムが設置されている環境によっては、床表面温度が設定した温度レベルに達していない段階で、通電率が強制的に低減することが起こり得、床表面温度が低下して、使用者に不快感を与える。前記差分ΔPxは通電開始時に設定された通電率Piの5〜15%程度であることが望ましい。これより大きな値で低減させると、外気温度が大きく変化しない環境下であっても、通電率低減前と比較して通電率低減後の床表面温度の温度帯が、使用者が意識する程度に低下してしまう恐れがある。 For example, it is practical to set the set time t from the start of energization to the start of the energization rate automatic reduction within a range of 4 to 10 hours after the input, as judged from the usage mode of normal floor heating. In a time shorter than 4 hours, depending on the environment where the electric floor heating system is installed, the energization rate may be forcibly reduced when the floor surface temperature does not reach the set temperature level, The floor surface temperature is lowered, and the user feels uncomfortable. The difference ΔPx is preferably about 5 to 15% of the energization rate Pi set at the start of energization. If the value is reduced to a value larger than this, even in an environment where the outside air temperature does not change significantly, the temperature range of the floor surface temperature after the reduction of the energization rate is such that the user is conscious compared to before the reduction of the energization rate. There is a risk of decline.
前記したように、通電率低減回数は一回であってもよい。その場合、設定時間t(例えば8時間)を経過した後に、通電開始時に設定された通電率Piから例えば10%あるいは15%低減し、90%あるいは85%の通電率で定常運転が継続する。しかし、このように一度に通電率を10%あるいは15%という大きな値ΔPxで低減させると、一時的に床表面温度の変化が大きくなり、使用者に不快感を与えることが考えられる。 As described above, the energization rate may be reduced once. In that case, after a set time t (e.g., 8 hours) has elapsed, the energization rate Pi set at the start of energization is reduced by, for example, 10% or 15%, and steady operation continues at an energization rate of 90% or 85%. However, if the energization rate is reduced by a large value ΔPx of 10% or 15% at a time in this way, the change in the floor surface temperature temporarily increases, which may cause discomfort to the user.
それを回避するために、好ましくは、通電率制御手段におけるタイマー手段は、同じまたは異なる間隔の設定時間(t1,t2,,tn)を経時的に連続して多段に設定できるようにされる。この場合には、例えば、通電開始後4時間(t1)を経過したとき、通電開始時に設定された通電率の5%(ΔPx1)を低減し、さらに4時間経過した後(通電開始後8時間を経過した後)(t2)は、さらに5%(ΔPx2)低減するように設定する。このように段階を追って通電率を低減させることにより、各段階での床表面温度の変化を小さくすることができ、使用者が不快感を持つことは解消される。 In order to avoid this, it is preferable that the timer means in the energization rate control means can set the set time (t1, t2, tn) at the same or different intervals continuously in multiple stages. In this case, for example, when 4 hours (t1) have elapsed after the start of energization, 5% (ΔPx1) of the energization rate set at the start of energization is reduced, and after 4 hours have elapsed (8 hours after the start of energization) (T2) is set to further reduce by 5% (ΔPx2). By reducing the energization rate step by step in this way, the change in floor surface temperature at each step can be reduced, and the user's discomfort is eliminated.
本発明による電気式床暖房システムにおいて、コントローラに、通電開始時の通電率を選択できる手段をさらに備えることもできる。具体的には、例えば、同じ定格出力のコード状電気ヒータに対して、通電開始時の最大通電率Pmaxを100%通電率、90%通電率、80%通電率のように選択できるようにする。例えば、前記した温度設定テーブルに、通電開始時の最大通電率Pmaxが異なる複数枚のフィールドテーブルを格納しておき、それを適宜の手段で選択する。いずれのフィールドテーブルを選択する場合であっても、所定の設定時間tの経過後に、通電開始時に使用者が選択した通電率Piを基準として、そこから予め設定した差分ΔPxだけ通電率が低減する。 In the electric floor heating system according to the present invention, the controller may further include means for selecting an energization rate at the start of energization. Specifically, for example, the maximum energization rate Pmax at the start of energization can be selected as a 100% energization rate, a 90% energization rate, and an 80% energization rate for the cord-shaped electric heaters having the same rated output. . For example, a plurality of field tables having different maximum energization rates Pmax at the start of energization are stored in the temperature setting table described above, and are selected by appropriate means. Regardless of which field table is selected, the energization rate is reduced by a preset difference ΔPx from the energization rate Pi selected by the user at the start of energization after a predetermined set time t has elapsed. .
この通電開始時の最大通電率Pmaxを選択できる手段は、同じ電気式床暖房システムを環境の異なる地域、例えば北海道と東京のような寒暖の違いのある地域に設置するときにきわめて有効となる。例えば、フィールドテーブルを選択する手段として、通常の使用状態では使用者が容易にアクセスできないコントローラ内の位置にディップスイッチを取り付けておき、北海道域に電気式床暖房システムを施工するときには、施工業者が通電開始時の最大通電率Pmax100%のフィールドテーブルに対応するディップスイッチを選択して施工を行う。一方、東京域に施工するときには、施工業者が例えば通電開始時の最大通電率Pmax80%通電率のフィールドテーブルに対応するディップスイッチを選択して施工を行う。
The means for selecting the maximum energization rate Pmax at the start of energization is extremely effective when the same electric floor heating system is installed in different environments, for example, in regions with different temperatures such as Hokkaido and Tokyo. For example, as a means to select a field table, when installing a dip switch at a position in the controller that is not easily accessible by the user under normal use conditions and constructing an electric floor heating system in the Hokkaido area, The construction is performed by selecting the DIP switch corresponding to the field table having the maximum energization rate Pmax of 100% at the start of energization. On the other hand, when constructing in the Tokyo area, a contractor selects, for example, a dip switch corresponding to the field table of the maximum
北海道のように寒冷な地区では、使用者が高い設定温度を選択したときに、通電開始時通電率100%での定常運転モードが進行し、前記した27℃〜30℃前後の快適な床表面温度が得られる。一方、東京のような比較的温暖な地区では、同じ定格出力のコード状電気ヒータを用い、通電開始時通電率を80%に設定しておいても、定常運転モードで床表面温度は27℃〜30℃前後の快適な温度となる。そのために、低い通電開始時通電率を選択して施工された電気式床暖房システムにおいても、長時間運転継続時に、床表面温度が40℃程度にまで達することが起こり得るので、ここでも、本発明による通電率低減手段を採用することは有効となる。 In cold districts such as Hokkaido, when the user selects a high set temperature, the steady operation mode with an energization rate of 100% at the start of energization proceeds, and the comfortable floor surface between 27 ° C and 30 ° C as described above A temperature is obtained. On the other hand, in a relatively warm district such as Tokyo, a cord-like electric heater with the same rated output is used, and even when the energization rate at the start of energization is set to 80%, the floor surface temperature is 27 ° C. in the steady operation mode. It becomes a comfortable temperature of about ~ 30 ° C. Therefore, even in an electric floor heating system constructed by selecting a low energization rate at the start of energization, the floor surface temperature can reach up to about 40 ° C when the operation is continued for a long time. It is effective to adopt the energization rate reducing means according to the invention.
なお、本発明における電気式床暖房システムの全体的な構成に特に制限はなく、従来知られている任意の構成、例えば、コード状電気ヒータを床下地の上に配設した後にその上から木質系床材を置くようにして施工される形態のもの、あるいはコード状電気ヒータを一体に組み込んだ木質系床材を電気的に接続しながら床下地の上に置くようにして施工される形態のもの、などすべてが含まれる。 In addition, there is no restriction | limiting in particular in the whole structure of the electric type floor heating system in this invention, After arrange | positioning arbitrary structures known conventionally, for example, a cord-shaped electric heater on a floor ground, it is woody from the top In a form constructed by placing a floor material on the floor, or in a form constructed by placing a wooden floor material with a cord-like electric heater integrated on the floor substrate while being electrically connected Everything is included.
本発明によれば、発熱源としてコード状電気ヒータを用い、床表面温度の制御方式として通電率制御方式を採用した電気式床暖房システムにおいて、外気温度に変化がない環境下で長時間通電を継続する場合であっても、最初に設定した設定温度帯(レベル)以上に床表面温度が上昇するのを確実に回避することができ、使用者に過昇温による不快感を与えたり、熱閉塞現象による低温火傷を生じさせたりするのを確実に回避することができる。また、消費電力を低減することもでき、省エネルギー運転が可能となる。 According to the present invention, in an electric floor heating system using a cord-like electric heater as a heat source and adopting an energization rate control method as a floor surface temperature control method, energization for a long time in an environment where the outside air temperature does not change. Even if it continues, it can be surely avoided that the floor surface temperature rises above the set temperature range (level) set at the beginning, giving the user discomfort due to excessive temperature rise, It is possible to reliably avoid the occurrence of low-temperature burns due to the blocking phenomenon. In addition, power consumption can be reduced, and energy saving operation is possible.
さらに、予め選択した設定温度レベルを超えて床表面温度が上昇しないようにした運転を継続中、すなわち、通電率を自動的に低減した状態での継続運転中に、使用者が床暖房レベルを低い方に変更しようとする場合、使用者の意図に反して床表面温度が上昇してしまうのを防ぐことができ、使用者に不快感を与えることはない。 Furthermore, during operation that prevents the floor surface temperature from rising beyond the preset temperature level selected in advance, i.e. during continuous operation with the power supply rate automatically reduced, the user can set the floor heating level. When trying to change to a lower one, it is possible to prevent the floor surface temperature from rising against the user's intention, and the user is not uncomfortable.
以下、本発明を実施の形態により説明する。図1は本発明による電気式床暖房システムを示す概略図であり、図2は全体の制御系を示すブロック図である。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments. FIG. 1 is a schematic diagram showing an electric floor heating system according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an overall control system.
図1において、床下地10の上に発熱源としてのコード状電気ヒータ11が配置され、その上にコード状電気ヒータ11を収容する凹溝を裏面に形成した多数枚の木質系床材12が敷設されて、電気式床暖房フロアを作っている。図示しないが、コード状電気ヒータを一体に組み込んだ木質系床材を電気的に接続しながら床下地の上に置くようにして電気式床暖房フロアを作るようにしてもよい。いずれにおいても、コード状電気ヒータ11には配線13を介して外部からの商用電力が供給され、配線途中にはコントローラ20が取り付けてある。
In FIG. 1, a cord-like
図2は電気式床暖房システム全体の制御系を示すブロック図であり、本発明による電気式床暖房システムは、前記コントローラ20と該コントローラ20により制御された通電率で駆動されるコード状電気ヒータ11とからなる。コントローラ20は制御部30を備え、制御部30にはタイマー31とディップスイッチ32が接続し、さらに、操作盤40と記憶部50と駆動回路60が接続している。
FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the entire electric floor heating system. The electric floor heating system according to the present invention is a cord-shaped electric heater driven by the
操作盤40には、システム全体のON−OFFスイッチ41、使用者が定常運転時での設定温度レベルに相当する通電率を選択するための押しボタン42,選択した通電率に対応する目盛り(例えば、M10〜M1など)や時刻等を表示するティスプレー44などが備えられる。
The
記憶部50は、運転時間tと通電率低減量ΔPxとの関係を定めた通電率低減テーブルT1と、使用者が選択する定常運転時の設定温度レベルに対応する目盛りMと通電率Pとの関係を定めた温度設定テーブルT2とを格納している。通電率低減テーブルT1の一例が図3に示される。この例では、通電開始時を含むタイマーリセット時の通電率P%に対して、時間t1(例えば4時間)経過時の通電率Pt1はP−5(%)、時間t2(例えば8時間)経過時の通電率Pt2はP−10(%)、すなわち、当初通電率Pに対して、予め定めた時間tが経過するごとに、差分ΔPx=5%ずつ通電率を低減するように定めている。
The
図4は温度設定テーブルT2の一例を示す。この例では、通電率P%が差分ΔPy=5%で100%から35%まで刻まれており、それに対応して、M10(Pmax)〜M1(Pmin)の10段階の目盛りMが振られた3種のフィールドテーブル(F1,F2,F3)が設けてある。フィールドテーブルF1では最大目盛りM10が通電率Pmax=100%に対応し、以下順次5%ずつ下降していき、最小目盛りM1は通電率Pmin=55%に対応している。フィールドテーブルF2は最大目盛りM10が通電率Pmax=90%に対応し、以下順次下降して最小目盛りM1は通電率Pmin=45%に対応している。フィールドテーブルF3は最大目盛りM10が通電率Pmax=80%に対応し、以下順次下降して最小目盛りM1は通電率Pmin=35%に対応している。 FIG. 4 shows an example of the temperature setting table T2. In this example, the energization rate P% is engraved from 100% to 35% with a difference ΔPy = 5%, and correspondingly, 10 scales M10 (Pmax) to M1 (Pmin) are swung. Three types of field tables (F1, F2, F3) are provided. In the field table F1, the maximum scale M10 corresponds to the energization rate Pmax = 100%, and then gradually decreases by 5%, and the minimum scale M1 corresponds to the energization rate Pmin = 55%. In the field table F2, the maximum scale M10 corresponds to the energization rate Pmax = 90%, and subsequently descends sequentially so that the minimum scale M1 corresponds to the energization rate Pmin = 45%. In the field table F3, the maximum scale M10 corresponds to the energization rate Pmax = 80%, and subsequently descends sequentially so that the minimum scale M1 corresponds to the energization rate Pmin = 35%.
前記温度設定テーブルT2の3つのフィールドテーブルF1,F2,F3のいずれかが前記したディップスイッチ32の操作により選択され、選択されたフィールドテーブルFiにおける目盛りMiに対応する通電率Piの情報が制御部30に取り込まれる。なお、フィールドテーブルFの数は3つに限ることはなく、1つでもよく、最大目盛りM10に対応する通電率Pmaxの値を異ならせてさらに多くのフィールドテーブルFを設定してもよい。
One of the three field tables F1, F2, and F3 of the temperature setting table T2 is selected by operating the
駆動回路60は電源線13からヒータ11へ給電するための回路であり、通電率制御を行う手段の一例としてのスイッチング回路61を内蔵する。スイッチング回路61は1個または2個以上のリレーを備え、各リレーの開閉を制御部30からの指令で可変することでヒータ11への通電率Pを制御するものであり、それ自体は公知のものである。
The
制御部30は、図3に示すように、スイッチング回路61に対してリレーの開閉周期Tの信号を送出する。この信号はハイレベル期間t1でスイッチング回路61を導通状態とし、ローレベル期間t2でスイッチング回路61を非導通状態とする。t1/t2の比を適宜の回路で制御することにより、設定した通電率Pが得られる。また、制御部30は後記する比較回路33を備える。
As shown in FIG. 3, the
このコントローラ20において、使用者は、使用開始時にON−OFFスイッチ41をONにし、押しボタン42を所要回数押して、所望の温度設定レベル(通電率)に相当する目盛りMiを選択する。押した回数は制御部30のカウンターに取り込まれ、選択した目盛りMiがディスプレー44に表示される。
In the
スイッチ41のONにより、100%通電率での立ち上げ運転モードが開始し、例えば30分程度の時間が経過すると定常運転モードに切り替わる。制御部30は、使用者が選択した目盛りMiに対応した通電率Piに対応するハイレベル期間t1の信号をスイッチング回路61に送り込み、目盛りMiに対応した床表面温度での床暖房が継続運転する。
When the
コントローラ20の記憶部50には、前記したように通電率低減テーブルT1(図3)が格納されており、制御部30は時間経過と共にその通電率低減テーブルT1に設定された信号をスイッチング回路61に送り込む。それにより、通電率は経時的に自動的に低減する。このように通電率を自動的に低減する手段を持つことにより、通電率100%付近で定常運転が長時間継続しているときに起こることのある、床表面温度の異常昇温を抑制することができ、電気式床暖房システムの快適性をより高めることができる。
The
上記のように自動的に通電率が低減した状態での運転が継続しているときに、使用者が操作盤40の押しボタン42を押して目盛りMをより低い方(Mb)に変更したとする。その目盛り信号は制御部30に送られ、制御部30は選択された目盛りMbに相当する通電率Pbを温度設定テーブルT2から呼び出す。制御部30は、比較回路33を備え、現在の通電率Paと呼び出した通電率Pbを比較し、PbがPaよりも大きいか等しい場合には、現在の運転状態を継続する。PbがPaよりも小さい場合には、当該通電率Pbに相当する信号をスイッチング回路61に送り込む。それにより、システムは通電率Pbでの運転に切り替わる。
Assume that the user changes the scale M to the lower one (Mb) by pressing the
より具体的には、フィールドテーブルF1がセットされた電気式床暖房システムにおいて、使用者がM10を選択したとする。時間tが経過して、100−ΔPx(%)の通電率Pt1で運転が継続しているときに、使用者が床温度レベルを1つ下げようとして、コントローラの目盛りをM10からM9に変更したとする。この場合、目盛りM9に相当する通電率と前記通電率Pt1の値は等しいので、目盛りM9に相当する通電率への変更は起こらない。使用者が床温度レベルを2つ下げようとして、コントローラの目盛りをM10からM8に変更した場合には、目盛りM8に相当する通電率は前記通電率Pt1の値よりも小さな値となるので、通電率は目盛りM8に相当する通電率に変更され、その通電率での運転が継続する。 More specifically, it is assumed that the user selects M10 in the electric floor heating system in which the field table F1 is set. When the operation is continued at the energization rate Pt1 of 100-ΔPx (%) after the time t has elapsed, the user changes the scale of the controller from M10 to M9 in order to lower the floor temperature level by one. And In this case, since the energization rate corresponding to the scale M9 is equal to the value of the energization rate Pt1, the change to the energization rate corresponding to the scale M9 does not occur. When the user attempts to lower the floor temperature level by two and changes the scale of the controller from M10 to M8, the energization rate corresponding to the scale M8 is smaller than the value of the energization rate Pt1. The rate is changed to the energization rate corresponding to the scale M8, and the operation at that energization rate is continued.
時間2tが経過して、100−2ΔPx(%)の通電率Pt2で運転が継続しているときに、使用者が床温度レベルを1つ下げようとして、コントローラの目盛りをM10からM9に変更したとする。この場合、目盛りM9に相当する通電率は前記通電率Pt2の値よりも大きいので、通電率の変更は起こらない。床温度レベルを2つ下げようとして、コントローラの目盛りをM10からM8に変更した場合も、目盛りM8に相当する通電率は前記通電率Pt2の値に等しいので、ここでも、通電率の変更は起こらない。使用者が床温度レベルを3つ下げようとして、コントローラの目盛りをM10からM7に変更したときに、初めて、目盛りM7に相当する通電率が前記通電率Pt2の値よりも小さな値となるので、通電率は目盛りM7に相当する通電率に変更され、その通電率での運転、すなわち床温度レベルが従前よりも低くなった状態での運転が継続する。 When the operation is continued at the energization rate Pt2 of 100-2ΔPx (%) after the time 2t has elapsed, the user has changed the scale of the controller from M10 to M9 in order to lower the floor temperature level by one. And In this case, since the energization rate corresponding to the scale M9 is larger than the value of the energization rate Pt2, the energization rate does not change. Even when the scale of the controller is changed from M10 to M8 in order to lower the floor temperature level by two, the power supply rate corresponding to the scale M8 is equal to the value of the power supply rate Pt2. Absent. When the user tries to lower the floor temperature level by three and changes the scale of the controller from M10 to M7, the energization rate corresponding to the scale M7 becomes a value smaller than the value of the energization rate Pt2 for the first time. The energization rate is changed to the energization rate corresponding to the scale M7, and the operation at that energization rate, that is, the operation in the state where the floor temperature level is lower than before, is continued.
以下、上記の電気式床暖房システムのより具体的な運転操作態様の一例を図6,図7を参照して説明する。 Hereinafter, an example of a more specific operation mode of the electric floor heating system will be described with reference to FIGS.
本発明による電気式床暖房システムの施工に際して、施工業者は、ディップスイッチ32を操作して、当該施工現場に最適な温度設定目盛り群すなわちフィールドテーブルFを温度設定テーブルT2から選択する。ここでは、フィールドテーブルF1を選択したとして、電気式床暖房システムの運転操作の一例を説明する。なお、フィールドテーブルFが1つの場合には、この工程は省略される。また、前記のように、定常運転を長時間継続したときに床表面温度に異常昇温が生じるのは、通電率が設定最大値近傍の場合がほとんどである。そのために、以下の説明では、使用者が定常運転モードでの設定温度レベルとしてフィールドテーブルF1の目盛りM10を選択した場合を例とする。
When constructing the electric floor heating system according to the present invention, the contractor operates the
使用者は、操作盤40のON−OFFスイッチ41をONする(ステップ301)。制御部30は予め選択してあるディップスイッチ32を読み込み、温度設定テーブルT2におけるフィールドテーブルF1についての情報を取り込む(ステップ302)。使用者は、操作盤40の押しボタン42を所要回数押して定常運転時の設定温度レベル(通電率Pi)に対応する目盛りMiを選定する(ステップ303)。それにより、記憶部50には温度設定目盛りMiが読み込まれ(ステップ304)、ディスプレー44には対応する目盛りM10が表示される。タイマーがリセットされ立ち上げ運転が始まる(ステップ305)。
The user turns on the ON-
制御部30は目盛りMiがM10か、それ以外かを判断する(ステップ306)。目盛りMiがM9〜M1の場合は、100%通電率の立ち上げ運転後、M9〜M1に対応する通電率Pでの定常運転に移行して従来通りの運転を継続する(ステップ400)。目盛りMiがM10の場合は、立ち上げ運転から通電率P(10)での定常運転を継続する(ステップ307)。
The
タイマー31はタイマーリセット時からの時間t1が経過したかどうかを監視する(ステップ308)。時間t1(例えば4時間)が経過した時点で、制御部30は通電率を5%低減する(ステップ309)。それにより、通電率P(10)−5%の運転が継続する(ステップ310)。通電率P(10)−5%はM9の通電率に相当するが、ディスプレー44の目盛り表示はM10のまま維持される。
The
目盛りMiを変更する信号が入力されるかどうかを監視し(ステップ311)、変更信号がない場合にはそのまま運転を継続する(ステップ401)。変更信号があった場合には、制御部30は変更後の目盛りMiに対応する通電率Pbを温度設定テーブルT2から読み込み(ステップ312)、新たに読み込んだ通電率Pbと現在の通電率Paとを比較する(ステップ313)。
It is monitored whether or not a signal for changing the scale Mi is input (step 311). If there is no change signal, the operation is continued as it is (step 401). When there is a change signal, the
Pb≧Paの場合には、通電率Paでの運転を継続する(ステップ314)。Pn<Paの場合には、制御部30は、通電率Pbに相当する信号を駆動回路60に送り、新たに選択された通電率Pbでの運転を継続する(ステップ315)。ディスプレー44の表示を新たに選択された目盛りに変更する(ステップ316)。
If Pb ≧ Pa, the operation at the power supply rate Pa is continued (step 314). When Pn <Pa, the
タイマー31はさらに時間の経過を監視し(ステップ317)、時間t2(例えば4時間)が経過した時点で、制御部30は通電率をさらに5%低減する(ステップ318)。それにより、通電率P(10)−10%の運転が継続する(ステップ319)。通電率P(10)−10%はM(8)の通電率に相当するが、ディスプレー44の目盛り表示は以前のまま維持される。
The
設定温度レベル(通電率P)に対応する目盛りMiを変更する信号が入力されるかどうかを監視し(ステップ320)、変更信号がない場合にはそのまま運転を継続する(ステップ402)。変更信号があった場合には、制御部30は変更後の目盛りMiに対応する通電率Pbを温度設定テーブルT2から読み込み(ステップ321)、新たに読み込んだ通電率Pbと現在の通電率Paとを比較する(ステップ322)。
It is monitored whether or not a signal for changing the scale Mi corresponding to the set temperature level (energization rate P) is input (step 320). If there is no change signal, the operation is continued as it is (step 402). When there is a change signal, the
Pb≧Paの場合には、通電率Paでの運転を継続する(ステップ323)。Pn<Paの場合には、通電率Pbでの運転を継続する(ステップ324)。ディスプレー44の表示を新たに選択された目盛りに変更する(ステップ325)。
If Pb ≧ Pa, the operation at the power supply rate Pa is continued (step 323). If Pn <Pa, the operation at the energization rate Pb is continued (step 324). The
なお、上記の説明では、温度設定テーブルT2におけるフィールドテーブルF(F1,F2,F3)の選択手段としてディップスイッチ32を例示したが、ディップスイッチ32は例示であり、任意の選択手段を用いることができる。また、通電率を制御するための回路としてリレーを用いたスイッチング回路61を示したが、これも例示であり従来知られた任意の通電率制御手段を用いることができる。
In the above description, the
10…床下地、11…コード状電気ヒータ、12…木質系床材、13…配線、20…コントローラ、30…制御部、31…タイマー、32…ディップスイッチ、33…比較回路、40…操作盤、42…設定温度レベル設定用の押しボタン、44…ディスプレー、50…記憶部、60…駆動回路、61…スイッチング回路、T1…通電率低減テーブル、T2…温度設定テーブル
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記コントローラは、さらに、
コード状電気ヒータへ通電を開始した後の経過時間を監視するタイマー手段と、
タイマー手段で予め設定した時間tが経過したときに、通電率を自動的に所定値ΔPxだけ低減する通電率低減手段と、
通電率が自動的に低減されて運転している状況下において、使用者が通電率選択手段を操作して予め選択されている通電率よりも低い通電率を選択したときに、選択した通電率が運転中の通電率よりも高いまたは等しい通電率の場合には、選択した通電率への通電率の変更を行わない手段と、
を備えていることを特徴とする電気式床暖房システム。 At least a cord-shaped electric heater that is a heat source, an energization rate selecting unit that selects an energization rate to the cord-shaped electric heater during steady operation, and a scale display unit that displays a scale corresponding to the selected energization rate An electric floor heating system including at least a controller,
The controller further includes:
Timer means for monitoring the elapsed time after starting to energize the cord-shaped electric heater;
An energization rate reducing means for automatically reducing the energization rate by a predetermined value ΔPx when a time t set in advance by the timer means elapses;
The selected energization rate when the user selects an energization rate lower than the preselected energization rate by operating the energization rate selection means in the situation where the energization rate is automatically reduced and operating. Means that does not change the energization rate to the selected energization rate when the energization rate is higher than or equal to the energization rate during operation;
An electric floor heating system characterized by comprising:
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