JP5001898B2 - 天井暖房装置 - Google Patents

Description

本発明は、天井暖房装置に関するものである。

従来から、天井を加熱して室内を暖房する暖房システムとして特許文献１に示されるものが知られている。

上記特許文献１に示された従来例は、天井を複数の加熱エリアに区分けし、室内に居る人を検出するための赤外線センサを備え、室内に人がいる場合、赤外線センサで複数の加熱天井エリアのうちどの加熱エリアの下方に人が居るかを検出し、人が居ることを検出された加熱天井エリアを加熱して、下方に人が居る加熱エリアを優先的に加熱することで、エネルギーロスを少なくして室内暖房をしようとするものである。

ところで、上記従来例にあって、人が横になって寝たり、横になって休憩している場合、人の顔面又は頭部が下方に位置する加熱エリアを優先的に加熱して暖房すると、室温が所定の温度に達するまでの間に、当該加熱エリアからの輻射熱により顔面又は頭部が重点的に加熱されて、顔面や頭部が火照り、寝苦しくなるというような事態が生じる。

また、人が横になって寝ている場合、顔面や頭部は火照ってほしくないが、顔面から遠い足側は早く温まった方が快適に寝ることができるが、上記従来例にあっては、赤外線センサで人を検出した加熱エリアを優先的に加熱暖房するので、複数の加熱エリアの下方にまたがって横になった人が検出された時は、該当する複数の加熱エリアを同じ条件で優先的に加熱するので、足側も顔面又は頭部側も同じ条件で加熱暖房されることになり、顔面や頭部の火照りをなくしながら足側を優先的に加熱暖房するというようなことができないという問題があった。

これらの結果、上記特許文献１に示された天井暖房装置による暖房では、横になっての快適な睡眠、あるいは横になっての快適な休憩ができないという問題があった。
特開平５−３１２３８８号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、室内で横になって寝たり、横になって休憩している時に、顔面や頭部の火照り感を抑制しながら効果的に室内を所定室温となるように暖房できる天井暖房装置を提供することを課題とするものである。

本発明に係る天井暖房装置は、天井１を加熱して室内２を暖房する暖房システムにおいて、天井１を複数の加熱エリア３に区分けし、室内２に居る人の顔面４又は頭部を検出する検出手段５と、上記検出手段５による室内２に居る人の顔面４又は頭部が上記複数の加熱エリア３のうちどの加熱エリア３の下方に存在するかという検出結果に基づいて各加熱エリア３の加熱制御を行う制御部６を備えている。そして、本発明は、制御部６による加熱制御のモードとして、検出手段５による人の顔面４又は頭部の検出結果に基づいて、顔面４又は頭部が下方に位置する加熱エリア３から最も離れている加熱エリア３の加熱を開始し、所定時間内に所定室温に達すれば、当該加熱エリア３から離れている加熱エリア３の加熱のみを継続する制御を行い、一方、所定時間内に所定室温に達しなければ、加熱される加熱エリア３が人の顔面４又は頭部に近づく側にも順次広がるように制御をする暖房制御モードを有していることに特徴がある。

このような構成とすることで、室内２で横になって寝たり、横になって休憩する際に室内２の暖房をする場合、上記のように、検出手段５による人の顔面４又は頭部が存在する加熱エリア３を検出し、この顔面４又は頭部がどの加熱エリア３の下方に位置しているかという検出結果に基づいて、顔面４又は頭部が下方に位置している加熱エリア３から最も離れている加熱エリア３の加熱を開始し、所定時間内に所定室温に達すれば、当該人の顔面４又は頭部から最も離れている加熱エリア３の加熱のみを継続する制御を行う。これにより、天井１からの輻射暖房により顔面４又は頭部の火照りを無くしながら室内２の暖房ができる。また、顔面４又は頭部から最も離れている上記加熱エリア３の加熱を開始して、所定時間内に所定室温に達しなければ、加熱される加熱エリア３が人の顔面４又は頭部に近づく側にも順次広がるように制御をすることで、天井１からの輻射暖房により顔面４又は頭部の火照りを抑制しながら室内２の暖房ができる。

また、制御部６による加熱制御のモードとして、上記暖房制御モード（以下、第１の暖房制御モードと称する）に加え、更に別の暖房制御モードとして、検出手段５による人の顔面４又は頭部の検出結果に基づいて、顔面４又は頭部が下方に位置する加熱エリア３の加熱を開始し、所定時間内に所定室温に達すれば、当該下方に顔面４又は頭部が位置する加熱エリア３の加熱のみを継続する制御を行い、一方、所定時間内に所定室温に達しなければ、加熱される加熱エリア３が顔面４又は頭部が下方に位置する加熱エリア３から離れる側にも順次広げる制御をする暖房制御モード（以下、第２の暖房制御モードと称する）を備え、上記２つの暖房制御モードを選択して運転するためのモード切替手段７を設けることが好ましい。

このような構成とすることで、前述のように、室内２で横になって寝たり、横になって休憩する際に室内２の暖房をする場合は、モード切替手段７で第１の加熱暖房モードを選択して運転することで、天井１を加熱しての輻射暖房において、顔面４や頭部の火照りを抑制しながら室内２の暖房ができる。一方、室内２で椅子や床に座ったり、起立したりしている際に室内２の暖房をする場合、モード切替手段７で第２の加熱暖房モードを選択して運転することで、天井１を加熱しての輻射暖房において、人が居る加熱エリアを優先して暖房することで、省エネルギーを図りながら効果的に人のいる加熱エリアを暖房することができる。

本発明は、上記のように構成したので、室内で横になって寝たり、横になって休憩している時に、顔面や頭部の火照り感を抑制しながら効果的に室内を所定室温となるように暖房できて、横になっての快適な睡眠や、横になっての快適な休憩ができる。

また、加熱暖房モードを２つ備えるものにおいては、室内で横になって寝たり、横になって休憩している際に適した暖房と、室内で椅子や床に座ったり、起立したりしている際に適した暖房とを選択することができる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

本発明は、天井１に加熱手段９を設けて天井１の表面から輻射熱を室内２に放出することで室内２を暖房する暖房システムに係るものである。

このような天井１の表面から輻射熱を放出して室内２を暖房する暖房形式は、不快な気流がなく、空気が乾燥しないので快適な暖房ができる。

本発明においては、このような天井１を加熱して室内２を暖房する暖房システムにおいて、天井１を複数の加熱エリア３に区分けしてあり、区分けした各加熱エリア３にはそれぞれ加熱手段９が設けてある。加熱手段９としては電気ヒータ、温水循環等による加熱手段が採用できる。各加熱手段９はそれぞれ制御部６に制御されるようになっている。

また、本発明においては、室内２に居る人の顔面４又は頭部を検出し且つ検出した顔面４又は頭部が上記複数の加熱エリア３のうちどの加熱エリア３の下方に検出した顔面４又は頭部が存在するのかを検出するための検出手段５が設けてある。

検出手段５の一例を挙げれば、例えば、赤外線カメラを使用することができるものであり、赤外線カメラで室内２に居る人を検出し、更に、制御部６に設けた判定手段で、赤外線カメラで写した顔面４又は頭部の形状を判定すると共に複数の加熱エリア３のうちどの加熱エリア３の下方に存在するかを検出するようにしている。赤外線カメラの場合、照明が消えている夜間でも室内２に居る人の（夜間に室内２で寝ている人の）顔面４又は頭部を検出することができる。

制御部６よる制御モードとしては少なくとも以下に示す第１の暖房制御モードと、第２の暖房制御モードの２つの暖房制御モードを備えている。

第１の暖房制御モードは、上記検出手段５によって人の顔面４又は頭部の検出し、その結果に基づいて、顔面４又は頭部が複数の加熱エリア３のうちどの加熱エリア３の下方に存在するかを検出し、この顔面４又は頭部の検出結果に基づいて、顔面４又は頭部が下方に位置する加熱エリア３から最も離れている加熱エリア３の加熱を開始し、所定時間内に所定室温に達すれば、当該加熱エリア３から離れている加熱エリア３の加熱のみを継続する制御を行い、一方、所定時間内に所定室温に達しなければ、加熱される加熱エリア３が人の顔面４又は頭部に近づく側にも順次広がるように制御をする暖房制御モードである。

第２の暖房制御モードは、検出手段５による人の顔面４又は頭部の検出結果に基づいて、顔面４又は頭部が下方に位置する加熱エリア３の加熱を開始し、所定時間内に所定室温に達すれば、当該下方に顔面４又は頭部が位置する加熱エリア３の加熱のみを継続する制御を行い、一方、所定時間内に所定室温に達しなければ、加熱される加熱エリア３が顔面４又は頭部が下方に位置する加熱エリア３から離れる側にも順次広げる制御をする暖房制御モードである。

上記第１の暖房制御モードと、第２の暖房制御モードはモード切替手段７により切り換えることで目的とする暖房制御モードで運転できるようにしてある。

室内２で横になって寝たり、横になって休憩する場合は、第１の暖房制御モードに設定して暖房を行う。この場合、検出手段５により、人の顔面４又は頭部の検出及び、検出した顔面４又は頭部が存在する加熱エリア３を検出し、この顔面４又は頭部がどの加熱エリア３の下方に位置しているかという検出結果に基づいて、顔面４又は頭部が下方に位置している加熱エリア３から最も離れている加熱エリア３の加熱を開始する。

図１に示す実施形態においては、複数の加熱エリア３（３ａ、３ｂ，３ｃ、３ｄ）のうち加熱エリア３ａの下方に顔面４又は頭部が存在することが検出手段５により検出された例を示しており、このように検出手段５により加熱エリア３ａの下方に顔面４又は頭部が存在することが検出されると、当該加熱エリア３ａから最も離れている加熱エリア３ｄにおける加熱手段９をオンにして当該加熱エリア３ｄを加熱して天井１の当該加熱エリア３ｄ部分で室内２の輻射暖房を行うように制御する。

上記最も離れている加熱エリア３ｄの加熱開始から所定時間以内に室温があらかじめ設定した所定温度に達すれば、当該人の顔面４又は頭部から最も離れている加熱エリア３ｄの加熱のみを継続する制御を行って室温が所定温度を保つように制御する。

また、上記加熱エリア３ｄの加熱を開始して、所定時間内に所定室温に達しなければ、加熱される加熱エリア３が人の顔面４又は頭部に近づく側にも順次広がるように制御をする。すなわち、図１に示す実施形態では、加熱エリア３ｄにおける加熱手段９の加熱を継続しながら、加熱エリア３ｃに設けた加熱手段９の加熱を開始する。

そして、加熱エリア３ｄの加熱に加え、加熱エリア３ｃの加熱を開始して更にある時間以内にあらかじめ設定した所定温度に達すれば、加熱エリア３ｄ、３ｃの加熱のみを継続する制御を行って室温が所定温度を保つように制御する。

更に、上記加熱エリア３ｃの加熱を開始して、所定時間内に所定室温に達しなければ、加熱エリア３ｄ、３ｃにおける各加熱手段９の加熱を継続しながら、加熱エリア３ｂに設けた加熱手段９の加熱を開始する。

そして、加熱エリア３ｄ、３ｃの加熱に加え、加熱エリア３ｂの加熱を開始して更にある時間以内にあらかじめ設定した所定温度に達すれば、加熱エリア３ｄ、３ｃ、３ｂの加熱のみを継続する制御を行って室温が所定温度を保つように制御する。

更に、上記加熱エリア３ｂの加熱を開始して、所定時間内に所定室温に達しなければ、加熱エリア３ｄ、３ｃ、３ｂにおける各加熱手段９の加熱を継続しながら、加熱エリア３ａに設けた加熱手段９の加熱を開始して室温が所定温度となるように制御する。

このように、天井１からの輻射暖房において、顔面４や頭部が位置するところから最も離れている加熱エリア３ｄを加熱して室内２の暖房を行うので、天井１からの輻射暖房により顔面４又は頭部の火照りを無くす又は抑制しながら室内２の暖房ができることになる。特に、室内２で横になった身体が複数の加熱エリア３の下方にまたがって位置している場合、顔面４又は頭部から離れた足側が先に優先的に加熱されるので、顔面４や頭部の火照りをなくしながら足側から優先的に加熱暖房をすることができ、快適な睡眠ができる室内２の暖房を実現することが可能となる。

また、室内２で椅子や床に座ったり、起立したりしている際に室内２の暖房をする場合、モード切替手段７で第２の加熱暖房モードを選択して暖房運転を行う。

この場合、検出手段５により、人の顔面４又は頭部の検出及び、検出した顔面４又は頭部が存在する加熱エリア３を検出し、この顔面４又は頭部がどの加熱エリア３の下方に位置しているかという検出結果に基づいて、顔面４又は頭部が下方に位置している加熱エリア３の加熱を開始する。

図２に示す実施形態においては、複数の加熱エリア３（３ａ、３ｂ，３ｃ、３ｄ）のうち加熱エリア３ａの下方に顔面４又は頭部が存在することが検出手段５により検出された例を示しており、このように検出手段５により加熱エリア３ａの下方に顔面４又は頭部が存在することが検出されると、当該加熱エリア３ａにおける加熱手段９をオンにして当該加熱エリア３ａを加熱して天井１の当該加熱エリア３部分で室内２の輻射暖房を行うように制御する。

上記下方に顔面４又は頭部が存在する加熱エリア３ａの加熱開始から所定時間以内に室温があらかじめ設定した所定温度に達すれば、当該加熱エリア３ａの加熱のみを継続する制御を行って室温が所定温度を保つように制御する。

また、上記加熱エリア３ａの加熱を開始して、所定時間内に所定室温に達しなければ、加熱される加熱エリア３が人の顔面４又は頭部から離れる側に順次広がるように制御をする。すなわち、図２に示す実施形態では、加熱エリア３ａにおける加熱手段９の加熱を継続しながら、加熱エリア３ｂに設けた加熱手段９の加熱を開始する。

そして、加熱エリア３ａの加熱に加え、加熱エリア３ｂの加熱を開始して更にある時間以内にあらかじめ設定した所定温度に達すれば、加熱エリア３ａ、３ｂの加熱のみを継続する制御を行って室温が所定温度を保つように制御する。

更に、上記加熱エリア３ｂの加熱を開始して、所定時間内に所定室温に達しなければ、加熱エリア３ａ、３ｂにおける各加熱手段９の加熱を継続しながら、加熱エリア３ｃに設けた加熱手段９の加熱を開始する。

そして、加熱エリア３ａ、３ｂの加熱に加え、加熱エリア３ｃの加熱を開始して更にある時間以内にあらかじめ設定した所定温度に達すれば、加熱エリア３ａ、３ｂ、３ｃの加熱のみを継続する制御を行って室温が所定温度を保つように制御する。

更に、上記加熱エリア３ｃの加熱を開始して、所定時間内に所定室温に達しなければ、加熱エリア３ａ、３ｂ、３ｃにおける各加熱手段９の加熱を継続しながら、加熱エリア３ｄに設けた加熱手段９の加熱を開始して室温が所定温度となるように制御する。

このように、天井１からの輻射暖房において、顔面４や頭部が位置する加熱エリア３ｄ側から順に加熱して室内２の暖房を行うので、天井１を加熱しての輻射暖房において、人が居る加熱エリア３を優先して暖房することになり、省エネルギーを図りながら室内２の人の居るところを優先的に暖房することができる。

ここで、室内２で椅子や床に座ったり、起立したりしている際、顔面４又は頭部の位置と身体の他の部位の位置とは平面視で略同じ位置に位置しているので、検出手段５で顔面４又は頭部がどの加熱エリア３の下方に位置するかを検出するかで、人がどの加熱エリア３の下方に居るかが判り、上記第２の暖房制御モードにおける暖房運転で身体全体が位置する加熱エリア３の下方を効果的に暖房できることになる。

もちろん、本発明において、暖房運転モードとして上記第１の暖房運転制御モード、第２の暖房運転制御モードの２つの暖房制御モードに加え、更に、全ての加熱エリア３の加熱手段９を同時に加熱にして暖房する暖房制御モードや、各加熱エリア３の加熱手段９を選択的に加熱して目的とする加熱エリア３のみを選択的に加熱して暖房する暖房制御モード等を備えてものであってもよい。

本発明の第１の暖房制御モードの説明図である。 同上の第２の暖房制御モードの説明図である。 本発明の制御ブロック図である。

符号の説明

１ 天井
２ 室内
３ 加熱エリア
４ 顔面
５ 検出手段
６ 制御部
７ モード切替手段

Claims (2)

1. 天井を加熱して室内を暖房する暖房システムにおいて、天井を複数の加熱エリアに区分けし、室内に居る人の顔面又は頭部を検出する検出手段と、上記検出手段による室内に居る人の顔面又は頭部が上記複数の加熱エリアのうちどの加熱エリアの下方に存在するかという検出結果に基づいて各加熱エリアの加熱制御を行う制御部を備え、制御部による加熱制御のモードとして、検出手段による人の顔面又は頭部の検出結果に基づいて、顔面又は頭部が下方に位置する加熱エリアから最も離れている加熱エリアの加熱を開始し、所定時間内に所定室温に達すれば、当該加熱エリアから離れている加熱エリアの加熱のみを継続する制御を行い、一方、所定時間内に所定室温に達しなければ、加熱される加熱エリアが人の顔面又は頭部に近づく側にも順次広がるように制御をする暖房制御モードを有していることを特徴とする天井暖房装置。
2. 制御部による加熱制御のモードとして、上記暖房制御モードに加え、更に別の暖房制御モードとして、検出手段による人の顔面又は頭部の検出結果に基づいて、顔面又は頭部が下方に位置する加熱エリアの加熱を開始し、所定時間内に所定室温に達すれば、当該下方に顔面又は頭部が位置する加熱エリアの加熱のみを継続する制御を行い、一方、所定時間内に所定室温に達しなければ、加熱される加熱エリアが顔面又は頭部が下方に位置する加熱エリアから離れる側にも順次広げる制御をする暖房制御モードを備え、上記２つの暖房制御モードを選択して運転するためのモード切替手段を設けて成ることを特徴とする請求項１記載の天井暖房装置。

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