JP4678296B2

JP4678296B2 - 床暖房の温度制御装置

Info

Publication number: JP4678296B2
Application number: JP2005367567A
Authority: JP
Inventors: 聡中島; 俊樹田村; 太前田; 正和遠田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2025-12-21
Also published as: JP2007170729A

Description

本発明は、床暖房に関する。さらに詳しくは、床暖房の温度制御装置に関する。

従来、電熱ヒータ等の発熱体を内蔵した発熱パネルを合板等、木質系床材の上に施工して床を暖房するとともに、室内を暖房する床暖房装置は公知であり、例えば、下記特許文献１には、使用者の個別的暖房感覚等、種々の条件に応じた暖房環境を実現するための床暖房用温度制御装置が開示されている。通常、床暖房の温度制御装置は、室温を検出する室温センサと、希望する室温を設定する暖房温度設定手段と、発熱パネルの発熱量を制御するための制御手段とを備え、上記暖房温度制御装置が発熱パネルの発熱量をコントロールすることによって床暖房の温度制御が行われる。

すなわち、室温センサからの温度データが、通常ダイヤル等で設定される暖房の設定温度データより低いと、上記制御手段が発熱パネルに通電オンを指令し、室温が設定温度に達すると通電オフを指令し、このように、発熱パネルへの通電をオン・オフすることによって室温は希望する温度に保たれる。

しかしながら、本願図６に示すように、通電により室温が上昇し、設定温度に達したＸ点で通電をオフにしてもしばらくは発熱パネルの温度は上昇するため、室温は設定温度よりも高いところで下降に転じ、つぎに再び設定温度に達したＹ点で制御手段は通電オンを指示するが、しばらくは温度下降が続き、その後温度上昇に転じる。このような温度の上昇と下降との繰り返しは、室温と希望する設定温度の差が小さいときに顕著に現れ、ときには床の表面温度が上がりすぎて使用者が低温やけどをする等の危険性もある。
特開平５−２６４７０号公報（第１〜３頁、第１図、第２図、第３図）

本発明はこのような問題を解決して、発熱パネルの通電をオン・オフして行う床暖房の温度制御において、発熱パネルの温度が設定温度を超えて上昇する上振れ、また、設定温度を超えて下降する下振れの幅を小さくし、夏季を除いて所望の室温近辺での温度制御を安定して行い、快適に暖房するための温度制御装置を提供することを、その課題とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、つぎのような技術的手段を講じている。すなわち、請求項１に記載の発明によれば、床面に敷設された加熱手段の加熱量を制御する装置であって、室内の温度を検知する室温センサと、暖房温度設定手段と、制御部とからなり、該制御部は、設定された暖房温度と暖房前の室温との温度差に基づいて一定時間内における上記加熱手段への通電スイッチのオンの積算時間の割合によって表される通電率を設定する通電率テーブルと、この通電率テーブルに基づいて演算する演算部と、出力部と、通電スイッチとを含み、暖房設定温度到達後も上記通電率テーブルに基づいて上記加熱手段の加熱量を制御することを特徴とする床暖房の温度制御装置が提供される。

また、上記通電率は冬、厳冬レンジと春、秋レンジとに区分され、通電率テーブルには各レンジごとに、設定された暖房温度と暖房前の室温との差に対応した数段階の通電率が入力されるとともに、通電率テーブルはその季節における最適通電率を選択して演算部に演算を指令する。演算部は、積算した通電時間が上記選択された通電率となるように通電スイッチのオン、オフ時間を演算する。出力部は、上記演算結果にしたがって、出力部に組み込まれたタイマ、リレー等を操作して加熱手段、例えば発熱パネルの通電スイッチに電気信号を送り、スイッチのオン、オフ操作を行う。

請求項２に記載の床暖房の温度制御装置は、請求項１に記載の発明に加えて、上記制御部は通電スイッチオン後、設定された暖房温度にかかわらず、設定温度まで加熱する速熱回路を備えることが好ましい。

請求項１に記載の発明にかかる床暖房の温度制御装置は上記のとおりであり、制御部は、設定された暖房温度と暖房前の室温との温度差に基づいて一定時間内における上記加熱手段への通電スイッチのオンの積算時間の割合によって表される通電率を変化させる通電率テーブルと、この通電率テーブルに基づいて演算する演算部と、出力部と、通電スイッチとを含み、暖房設定温度到達後も上記通電率テーブルに基づいて上記加熱手段の加熱量を制御するため、例えば、春季、秋季等、暖房設定温度と暖房開始前の室温との差が小さい場合、加熱手段の通電率を小さくすることにより暖房設定温度到達後、室温は該暖房設定温度を中心にして僅かに高くあるいは低く振れるのみでほぼ所望の温度に保たれるため、快適に室内を暖房することができる。また、暖房設定温度を大きく超えて室温が上昇することがないため、低温やけどのおそれをなくすことができる。

また、上記通電率が一定時間内における通電スイッチのオンの積算時間の割合とされているため、出力部にタイマとリレーとを組み込むことにより、設定された通電率となるように通電時間を制御することができる。

請求項２に記載の床暖房の温度制御装置は上記のとおりであり、請求項１に記載の床暖房の温度制御装置の有する効果に加え、上記制御部は通電スイッチオン後、設定された暖房温度にかかわらず、室温が一定温度以下である場合、通電率テーブル、演算部をバイパスして設定温度まで加熱する速熱回路を備えているため、冬季、厳冬期等には速やかに室温を所望の温度にまで上昇させることができる。

以下、本発明にかかる床暖房の温度制御装置の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明にかかる床暖房の温度制御装置Ａを示すブロック図である。図１に示すように、上記温度制御装置Ａは室温センサ５と室内を所望の温度に設定するための暖房温度設定手段６と、制御部Ｃとからなり、制御部Ｃは、通電率テーブル１と演算部２と出力部３と通電スイッチ４とを備え、出力部３には速熱回路７が直接接続されている。

図２に示すように、通電率テーブル１には、通常、ダイヤル等の暖房温度設定手段６によって設定される所望温度とサーミスタ等室温センサ５によって検知される暖房前の室温との差によって予め決められた通電率が、冬、厳冬期と春、秋とに区分されて入力されている。通電率は既述のように一定時間内における通電スイッチがオンの積算時間の割合で表されるため、１００％は常時通電を意味し、５０％は一定時間のうち、通算して半分の時間が通電されていることを意味する。図２は上記通電率テーブルに入力されたデータの一例を示す表である。

図３は、暖房設定温度をｔ１とし、厳冬期に本発明にかかる床暖房の温度制御装置を用いたときの室温制御の状態を示すグラフである。例えば、厳冬期には暖房設定温度ｔ１と暖房開始前の室温との差ΔＴ１が大であるため、通電率テーブル１は通電率１００％であるＣ設定を選択し、演算部２は通電率テーブル１からのデータに基づいて出力部３に常時通電を指示するとともに、通電スイッチ４はオンとされ、発熱パネルＰは発熱を開始する。室温センサ５が、室温が暖房設定温度ｔ１に達したことを検知すると、出力部３は通電率テーブル１および演算部２からのデータに基づいて通電スイッチ４をオフとする。

通電スイッチ４をオフとしても室温はしばらく上昇するが厳冬期は室温の低下が速やかであり、直ぐに室温は上昇から降下に転じる。室温が降下して室温センサ５が、暖房設定温度ｔ１より低温になったことを検知すると、再び、通電スイッチ４がオンとなり、発熱パネルＰは発熱する。このようにして室温は設定温度ｔ１を中心にして大きく振れること無く小刻みに所望の温度に保つことが可能となり、快適に室内を暖房することができる。

図４は、暖房設定温度をｔ２とし、冬季に本発明にかかる床暖房の温度制御装置を用いたときの室温制御の状態を示すグラフである。この場合、通電率テーブル１は暖房設定温度ｔ２と暖房開始前の室温との差ΔＴ２からＢ設定を選択し、通電率７０％を演算部２に指令する。演算部２は通電率テーブル１からのデータに基づいて出力部３に積算通電時間が７０％となるように通電スイッチ４のオンを指令する。通電スイッチ４のオンとともに、発熱パネルＰは発熱を開始するが通電率は７０％であるため、室温の立ち上がりは図３に比べて緩やかなものとなる。

暖房設定温度ｔ２に到達した後は、上記と同様にして通電スイッチ４はオフとなり、室温はしばらく上昇した後降下し始める。室温が暖房設定温度ｔ２よりも低くなると、再び上記と同様にして通電スイッチ４はオンとなり、発熱パネルＰは発熱する。このようにして温度は設定温度ｔ２を中心に上下の温度差の振れを小さくして、快適に室内を暖房することができる。このとき、室温センサ５により検知される室温が一定温度以下である場合、予め設定されたプログラムにしたがって、あるいはマニュアルによって速熱回路７を起動させ、通電率テーブル１および演算部２をバイパスして暖房設定温度ｔ２まで通電スイッチ４をオンとし、設定温度ｔ２への到達時間を速くすることも可能である。

図５は、暖房設定温度をｔ３とし、春季に本発明にかかる床暖房の温度制御装置を用いたときの室温制御の状態を示すグラフである。春季は気温もかなり高くなっているため、暖房設定温度ｔ３と暖房開始前の室温との差ΔＴ３も小さいことから、通電率テーブル１を、冬、厳冬期のレンジから春、秋のレンジに自動またはマニュアルで切り替えるとともに、Ｂ設定を選択する。通電率テーブル１は、春、秋のレンジのＢ設定に基づいて通電率３０％を演算部２に指令し、演算部２は出力部３に積算通電時間が３０％となるように通電スイッチ４オンを指令する。以後上記と同様にして室温の制御を行う。図５から室温は暖房設定温度ｔ３を中心にして上下に僅かに振れるが、略ｔ３を保ち、快適に室内を暖房できることが明らかである。また、暖房設定温度ｔ３を大きく超えることがないため、低温やけどをするおそれをなくすことができる。

上記実施形態は通電率を３段階とした場合について述べたが、さらに細かく、例えば通電率を５段階とすることも可能である。あるいは、連続的に通電率を変化させ、その中から最適のものを選択するようにしてもよい。また、加熱手段として発熱パネルを用いた場合について述べたが、その他の加熱手段、例えば、温水パイプによる加熱方式についても適用可能である。このように、本発明の床暖房の温度制御装置は種々設計変更可能であり、特許請求の範囲を逸脱しない限りいずれも本発明の技術的範囲に属する。

本発明にかかる床暖房の温度制御装置を示すブロック図である。通電率テーブルに入力された通電率の一例を示す表である。厳冬期に本発明にかかる床暖房の温度制御装置を用いたときの室温制御の状態を示すグラフである。冬季に本発明にかかる床暖房の温度制御装置を用いたときの室温制御の状態を示すグラフである。春季に本発明にかかる床暖房の温度制御装置を用いたときの室温制御の状態を示すグラフである。公知の床暖房の温度制御装置を用いたときの室温制御の状態を示すグラフである。

符号の説明

Ａ本発明にかかる床暖房の温度制御装置
Ｃ上記床暖房の温度制御装置の制御部
Ｐ発熱パネル
１通電率テーブル
２演算部
３出力部
４通電スイッチ
５室温センサ
６暖房温度設定手段
７速熱回路

Claims

床面に敷設された加熱手段の加熱量を制御する装置であって、室内の温度を検知する室温センサと、暖房温度設定手段と、制御部とからなり、該制御部は、設定された暖房温度と暖房前の室温との温度差に基づいて一定時間内における上記加熱手段への通電スイッチのオンの積算時間の割合によって表される通電率を設定する通電率テーブルと、この通電率テーブルに基づいて演算する演算部と、出力部と、通電スイッチとを含み、暖房設定温度到達後も上記通電率テーブルに基づいて上記加熱手段の加熱量を制御することを特徴とする床暖房の温度制御装置。
上記制御部は通電スイッチオン後、設定された暖房温度にかかわらず、設定温度まで加熱する速熱回路を備えた請求項１に記載の床暖房の温度制御装置。