JPH01277167A - 暖房機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は強制対流式暖房機、特に使用者の意向に合せ
た快適な環境を提供する室温制御に関するものである。

［従来の技術］ 一般的な暖房機の室温制御は、暖房機の機器内部等に取
付けられた１つの温度検出器で行っていることが多い。

第５図は従来の暖房機の室温制御部の電気回路図である
。図において、（１）は暖房機であり、（２）は運転ス
イッチ、（３）は暖房機（１）の背面に取付けられ温風
を循環する送風機である。（４）はサーミスタなどから
なり室内の温度を検出する温度検出素子で、（６）は温
度検出素子（４）の抵抗値をデジタル値に変換するＡ／
Ｄ　（アナログ／デジタル）変換器である。

（８）は温熱感覚を表す複数個のスイッチ部であり、第
８図に示すように“寒いとき”スイッチ（１６）、“快
適”スイッチ（１７）及び“暑いとき”スイッチ（１８
）より構成されている。（９）は設定温度決定手段や送
風量決定手段としての機能を果たすマイクロコンピュー
タであり、入力回路（１０）、　　ＣＰ　Ｕ　（１１）
、メモリ（１２）及び出力回路（１３）を有している。

入力回路（ｌＯ）には、スイッチ部（８）の入力と、Ａ
／Ｄ変換器（６）を介して温度検出素子（４）の出力で
ある室温とが入力される。出力回路（１３）の信号によ
り、暖房能力制御装置（１４）が暖房能力を制御し、送
風機制御装置（１５）が暖房機（１）の送風機（３）の
送風量（回転数）を制御する。

次に上記の暖房機の動作を第６図を用いて説明する。第
６図はマイクロコンピュータ（９）のメモリ（１２）に
記憶された設定温度、暖房能力決定、送風量決定のプロ
グラムを含むフローチャートである。

まず、運転スイッチ（２）をオンすると第６図に示すフ
ローがスタートする。ステップ（ＳＩＯＩ）で温度検出
素子（４）により検出された室温（Ｔｒ）が入力され、
ステップ（Ｓ１０２）で感覚入力の有無を調べ、感覚入
力があった場合はステップ（３１０３）へ進む。

ステップ（Ｓ１０３）からステップ（３１０６）は、設
定温度決定手段としてのフローであり、ステップ（Ｓ１
０２）で感覚入力がない時は、このフローをスキップし
、ステップ（Ｓ１０７）からの暖房能力及び送風量の決
定手段としてのフローへ進む。

ステップ（Ｓ１０３）の感覚入力で“寒いとき“と判断
されると、ステップ（Ｓ１０４）で設定温度をその時の
室温を基準にａ度、例えば２　［ｄｅｇ　ｅ］高くし、
新設定温度を決定する（Ｔｃ　＝Ｔｒ　＋ａ）。同様に
、ステップ（８１０３）の感覚入力で“暑いとき”と判
断されると、ステップ（ｓｔｏｅ）で設定温度をその時
の室温を基準にａ度低くして新設定温度を決定する（Ｔ
ｃ　＝Ｔｒ　　ａ）ｏまた、ステップ（Ｓ１０３）で感
覚入力が“快適”と判断されると、ステップ（８１０５
）で設定温度を室温と等しくし、新設定温度を決定する
（Ｔｅ　−Ｔｒ　）。

ステップ（８１０７）で新設定温度と室温の温゛度差を
計算しくΔＴ−Ｔｃ−Ｔｒ）、ステップ（Ｓ１０８）で
暖房能力を決定し、運転を行なう。暖房能力は設定温度
と室温の差により決められ、その差が大きいと暖房能力
は大きくなり、逆に小さ（なると暖房能力は小さくなる
。例えば、設定温度より室温が高くなると機器をオフし
て室温が設定温度と等しくなるように制御する。更に、
送風量はステップ（Ｓ１０９）で第７図に示すように暖
房能力に比例するように決定される。室温が設定温度に
近づくと、送風量が少なくなるように制御される。これ
は、室内の気流感を極力少なくするように、また、吹出
温度を一定にしているとも考えることができる。

これにより、暖房能力や送風量を変えながら設定温度と
室温が等しくなるように環境がコントロールされる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の暖房機は以上のように使用者の感覚入力を受け、
それにより設定温度を変化させ、更に暖房能力を変えな
がら送風機をオンオフ制御しながら室温制御を行なって
いた。

ところで、暖房機の使用の目的は、室内に居住する人を
快適にすることにある。室内に居住する人の感覚は、足
元の温度と頭部の温度とにより、その概略は決定される
。暖房時の室内の上下温度分布は、空気の比重量の差に
より、上部が高くなり、下部、床面の温度は低くなる。

この上下温度分布は、暖房機の送風による撹拌力によっ
て決定される。即ち、送風量が多くなると上下温度分布
は小さくなり、送風量が少なくなると上下温度分布は大
きくなる。

更に、上下温度分布は外気温度により影響される。即ち
、外気温度が高くなると上下温度分布は小さくなり、外
気温度が低くなると上下温度分布は大きくなる。

しかし、従来の暖房機の送風量は暖房能力に依存し、室
温と設定温度との温度差に依存して決定されているので
、人の感覚に最も影響を与える上下温度差に無関係に制
御されていた。これにより、外気温度が変化したり、感
覚入力時や室温の変化に伴う送風量が変化した時、居住
者は環境の変化を感じ、不快になる等の問題点があった
。

この発明は上記のような問題を解消するためになされた
もので、外気温度の変化時や感覚入力時に環境変化を感
じることなく、シかも、感覚入力時に設定温度を設定し
直して、居住者の好みに合った環境を作ることのできる
暖房機を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る暖房機は、暑い、寒い等の感覚入力手段
と、機器の上部に取付けられた第１温度検出素子と、機
器の下部に取付けられた第２温度検出素子とを有する。

更に、第１温度検出素子の出力と第１設定温度の差によ
り暖房能力を決定する暖房能力決定手段と、第２温度検
出素子の出力と第１設定温度より低温の第２設定温度と
の差に基づいて送風量を決定する送風量手段と、感覚入
力手段からの入力により第１設定温度と第２設定温度と
を変化させ設定温度決定手段とを有する。

［作用］ この発明においては、暖房機の上部に取付けられた第１
温度検出素子の出力が第１設定温度になるように暖房能
力を決定し、暖房機の下部に取付けられた第２温度検出
素子の出力が第２設定温度になるように送風量を決定し
、更に、感覚入力時に２つの温度検出素子の設定温度（
第１設定温度と第２設定温度）を決定する。そして、こ
こで決定された暖房能力、送風量及び設定温度に基づい
て制御することにより、居住者の好みに合い、しかも変
化の少ない快適な環境が得られる。

［実施例コ 以下この発明の暖房機の実施例を説明する。第１図はそ
の一実施例を示す電気回路図、第２図はその制御方法を
示すフローチャート図、第３図は送風量制御の特性図で
ある。温熱感覚スイッチ部（８）は第８図と同一なので
省略する。

第１図において、（１）は暖房機であり、（２）は運転
スイッチ、（３）は暖房機（１）の背面に取付けられ温
風を循環する送風機、（４）はサーミスタなどからなり
暖房機（１）の上部に付けられ機器の上部付近の空気温
度を検出する第１温度検出素子、（５）はサーミスタな
どからなり暖房機（１）の下部に付けられ機器の下部付
近の空気温度を検出する第２温度検出素子である。

この第１温度検出素子（４）を床から３００［ｍ＋ａ１
以上の位置に取付けることにより、第１温度検出素子（
４）で検出した温度は室内上部の空気温度と相関があり
、また、第２温度検出素子（５）を床から３０〜１５０
［■］の範囲の位置に取付けることにより、第２温度検
出素子（５）で検出した温度は室内下部の床付近の空気
温度と相関があることを詳細な実測から確認しており、
第１温度検出素子（４）で検出した温度は室内上部の空
気温度で、第２温度検出素子（５）で検出した温度は室
内下部の空気温度であるといえる。

（６）は第１温度検出素子（５）の抵抗値をデジタル値
に変換するＡ／Ｄ　（アナログ／デジタル）変換器、（
７）は第２温度検出素子（６）の抵抗値をデジタル値に
変換するＡ／Ｄ変換器、（８）は温熱感覚を表す複数個
のスイッチ部であり、第８図に示すような“寒いとき”
スイッチ（１Ｂ）、“快適”スイッチ（１７）、　　“
暑いとき”スイッチ（１８）より構成されている。

（９）は暖房能力決定手段、送風量決定手段及び設定温
度決定手段としての機能を果たすマイクロコンピュータ
であり、入力回路（１０）、ＣＰ　Ｕ　（１１）、メモ
リ（１２）及び出力回路（１３）を有している。入力回
路（１０）には、スイッチ部（８）の入力と、Ａ／Ｄ変
換器（７）を介して室内の上部の温度である第１温度検
出素子（４）の出力と、Ａ／Ｄ変換器（７）を介して室
内の下部の温度である第２温度検出素子（５）の出力と
が入力される。出力回路（１３）の信号により、暖房能
力制御装置（１４）が暖房能力を制御し、同じく出力回
路（１３）の信号により、送風機制御装置（１５）が暖
房機（１）の送風機（３）の送風量（回転数）を制御す
る。

次に、上記実施例の動作を第２図を用いて説明する。第
２図はマイクロコンピュータ（９）のメモリ（１２）に
記憶された設定温度、暖房能力、送風量決定のプログラ
ムを含むフローチャート図である。

まず、運転スイッチ（２）をオンすると第２図に示すフ
ローがスタートする。ステップ（８００１）で第１温度
検出素子（４）により検出された機器上部の温度（第１
検出温度）が読込まれ、ステップ（ＳＯＯ２）で第２温
度検出素子（５）により検出された機器下部の温度（第
２検出温度）が読込まれて、ステップ（ＳＯＯ３）で感
覚入力の有無を調べる。感覚入力があった場合はステッ
プ（９００４）へ進む。ステツブ（ＳＯＯ４）からステ
ップ（−８０１０）は、設定温度決定手段としてのフロ
ーであり、ステップ（ＳＯＯ３）で感覚入力がないと判
断された時は、このフローをスキップしてステップ（Ｓ
ｏｉｌ）からの暖房能力決定手段及び送風量決定手段と
してのフローへ進む。

ステップ（！１ｌｉ００４）で感覚入力の種類を判別し
、感覚入力が“寒いとき”のとき、ステップ（ＳＯＯ５
）で第１設定温度をその時の第１検出温度（Ｔｕ　）を
基準にａ度、例えば２　［ｄｅｇ　ｅ］高くして新第１
設定温度を決定する（Ｔｕｅ−Ｔｕ＋ａ）。ステップ（
ｓｏｏｅ）でその時の第１設定温度（Ｔ　ｕｃ）と、第
１設定温度と第２設定温度の温度差すとの差により新第
２設定温度を決定する（Ｔ　ｌｃ　−Ｔｕｃ　−ｂ　）
。

感覚入力が“快適”のとき、ステップ（８００７）でそ
の時の第１検出温度（Ｔｕ　）と等しい新第１設定温度
（Ｔ　ｕｃ）を決定する。次に、ステップ（ＳＯＯ８）
でその時の第２検出温度（Ｔｌ　’）と等しい新第２設
定温度（Ｔｉｅ）を決定しくＴｌｅ−ＴＩ）、新第１設
定温度（Ｔ　ｕｃ）と新第２設定温度（Ｔｉｅ）との温
度差を第１設定温度と第２設定温度との温度差すとして
設定する（　ｂ　−Ｔｕｃ−Ｔ　Ｉｅ）。

感覚入力が“暑いとき“のとき、ステップ（ＳＯＯ９）
で第１設定温度をその時の第１検出温度（Ｔｕ　）を基
準にａ度、例えば２　［ｄｅｇ　ｃ］低くし、新第１設
定温度（Ｔ　ｕｃ）を決定する（Ｔｕｃ−Ｔｕ−ａ）。

ステップ（Ｓｏｌｏ）でその時の第１設定温度（Ｔ　ｕ
ｅ）と、第１設定温度と第２設定温度の温度差すとの差
により新第２設定温度（Ｔｉｅ）を決定する（Ｔｉｅ−
Ｔｕｃ−ｂ）。

次に、ステップ（Ｓ０１１）で第１設定温度（Ｔ　ｕｃ
）と第１温度検出素子（５）の出力である室内上部の第
１の検出温度（Ｔｕ　）との温度差（△Ｔｕ）を計算し
くΔＴｕ　−Ｔｕｃ−Ｔｕ　）　、ステップ（ＳＯ１２
）でこの温度差（ΔＴｕ）に基づいて暖房能力を決定し
運転する。

ステップ（８０１３）で第２設定温度（Ｔｌｃ）と第１
温度検出素子（６）の出力である室内上部の第２検出温
度（Ｔ１）との温度差（ΔＴｌ）を計算しくΔＴｌ　−
Ｔｌｃ−ＴＩ　）　、ステップ（８０１４）でこの温度
差（ΔＴｌ）が例えばΔＴ！≦０のときステップ（ＳＯ
Ｌ５）で第３図に示す低風量運転を、温度差（ΔＴｌ）
がΔＴｌ　＞０のときはステップ（８０１Ｂ）で第３図
に示す高風量運転を行う。

第３図に示した送風量の特性図は送風量と暖房能力との
関係を示すもので、暖房能力と送風量は、暖房能力が小
さいとき風量を少なくし、暖房能力が大きいとき風量を
多くするといった関係にある。

従って、第３図に示す高風量運転とは、この風量を多め
にしたものであり、室内環境形成力が上がり、室内上下
温度分布が小さくなり、環境がよくなる。また、第３図
に示す低風量運転とは、この風量を少なめにしたもので
あり、室内騒音も小さくなり、また気流感も減少する。

以上のように構成された暖房機における運転状況を第４
図を用いて説明する。

第４図は本実施例に基づき暖房運転した場合の室温変化
及び風量、暖房能力の特性図である。第４図では立上が
り状況、“寒いとき”スイッチ（１Ｂ）を押した場合、
“暑いとき゛スイッチ（１８）を押した場合、“快適”
スイッチ（１７）を押した場合についてそれぞれ示して
いる。

立上がりは第１設定温度及び第２設定温度を目標に運転
を開始する。第２検出温度は第２設定温度より低くその
差はΔＴｌ　＞Ｏなので高風量運転となる（ＳＯ１４，
５Ｏ１Ｇ）。室温を速く上昇させるには、この高風量運
転が好ましい。やがて第１検出温度が第１設定温度に近
づくと、暖房能力制御装置（１５）により暖房能力が減
少し、第１検出温度は第１設定温度に等しくなる（　５
０１１，８０１２）。第２検出温度は徐々に上昇し第２
設定温度に達してΔＴｌ≦０になると、送風機制御装置
（１５）により低風量運転になる（ＳＯ１４，８Ｏ１５
）。

もし、外気温度やその他の状況により、第２検出温度が
第２設定温度に達せずΔＴ１〉０の状態が継続していれ
ば、高風量運転を続ける。また、再び第２検出温度が第
２設定温度より高温になることもあるが、この場合は低
風量運転となる。

低風量運転時に使用者が“寒いとき”スイッチを押すと
、第１設定温度は第１検出温度から例えば２　［ｄｅｇ
　ｃｌ高い温度に設定され（３００５）、第２設定温度
は、新第１設定温度と、第１設定温度と第２設定温度の
温度差すとの差に設定される（ＳＯＯ６）。

これにより、第１検出温度と第１設定温度の温度差が大
きくなるので暖房能力制御装置（１５）により暖房能力
が増加する（ＳＯＩＩ、５Ｏ１２）。第２設定温度と第
２検出温度との温度差も大きくなり、△Ｔ〉０になるの
で送風機制御装置（１４）により高風量運転になる（Ｓ
Ｏ１４，５Ｏ１Ｂ）。この後、それぞれの温度が上昇す
るが、この状況は立上がり時と同様である。　低風量運
転時に使用者が“暑いとき”スイッチ（１８）を押すと
、第１設定温度は第１検出温度から例えば２　［ｄｅｇ
　ｃｌ低い温度に設定され（ＳＯＯ９）、第２設定温度
は、新第１設定温度と、第１設定温度と第２設定温度の
温度差すとの差から設定される（ｓｏｉｏ）。第１検出
温度は第１設定温度より高くなるので、暖房能力制御装
置（１４）により暖房能力が減少あるいは、運転を停止
する（ＳＯｌｌ、５Ｏ１２）。

これにより、第１検出温度は第１設定温度に近づくが、
第２検出温度が第２設定温度より高い間は低風量運転を
続ける（ＳＯ１４，５Ｏ１５）。もし、“暑いとき”ス
イッチ（１８）が押された時に高風量運転をしていた場
合は、△Ｔ≦０になるので直ちに低風量運転になる。第
４図のように低風量運転になった後、外気温度やその他
の状況により、第２検出温度が第２設定温度より低くな
りΔＴｏｏになると高風量運転になり、第２検出温度が
第２設定温度になると再び低風量運転になる（Ｓ０１４
．５Ｏ１８，８Ｏ１５）。　低風量運転時に使用者が“
快適゛スイッチ（１７）を押すと、第１設定温度と第２
設定温度は、それぞれその時の第１検出温度と第２検出
温度に等しくなる。同時に、この第１設定温度と第２設
定温度から新しい第１設定温度と第２設定温度の温度差
すを設定する（ＳＯＯ７，５ＯＯ８）。暖房能力も吹出
風量の変化はないが、これ以後、その時の室内の上下の
温度差を目標に暖房能力や吹出風量を設定するので、“
快適“スイッチ（１７）が押された環境を維持すること
になる。

なお、上記実施例では送風量を２段階にした場合につい
て説明したが３段階以上の多段階であってもよく、また
、暖房熱源は冷凍サイクル式、電気式或いは燃焼式のい
ずれであっても同様の効果が得られる。

［発明の効果コ 以上のようにこの発明によれば、暖房機の上部に取付け
られた温度検出素子の温度が上部温度の設定温度になる
ように暖房能力を制御し、暖房機の下部に取付けられた
温度検出素子の温度が下部温度の設定温度になるように
送風量を制御し、感覚入力時に２つの温度検出素子の設
定温度を決定することにより、居住者の好みに合い、し
かも変節１図から第４図はこの発明の一実施例を示し、
第１図は暖房機の電気回路図、第２図はそのフローチャ
ート、第３図は送風特性図、第４図は動作を説明するタ
イムチャートである。

第５図、第６図及び第７図は従来の暖房機の例を示し、
第５図はその電気回路図、第６図はそのフローチャート
で、第７図は送風特性図である。

第８図は温熱感覚スイッチ部の構成図である。

図において、（３）は送風機、（４）は温度検出素子、
（５）は温度検出素子、（８）は温熱感覚スイッチ部、
（９）は設定温度決定手段、吹出面積決定手段及び暖房
能力決定手段としての機能を有するマイクロコンピュー
タである。

なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 暑い、寒い等の感覚入力手段と、機器の上部に取付けら
   れた第１温度検出素子と、機器の下部に取付けられた第
   ２温度検出素子と、 前記第１温度検出素子の出力と第１設定温度との差によ
   り暖房能力を決定する暖房能力決定手段と、前記第２温
   度検出素子の出力と第１設定温度より低温の第２設定温
   度との差に基づいて送風量を決定する送風量決定手段と
   、更に、前記感覚入力手段からの入力により第１設定温
   度と第２設定温度とを変化させる設定温度決定手段と を備えたことを特徴とする暖房機。