JPH01277169A - 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】 ［産業上の利用分野コ 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、従来の暖房器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）の燃焼部、（４）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。（６）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、（８）は温度検出素子（６）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。

（９）は温熱感覚を表す複数個のスイッチ部であり、第
７図に示すように“寒いとき”スイッチ（１８）、“快
適°スイッチ（１９）及び“暑いとき°スイッチ（２０
）より構成されている。（■０）は設定温度決定手段や
送風量決定手段を有するマイクロコンピュータであり、
入力回路（１１）、　　ＣＰ　Ｕ　（１２）、　メモリ
（１３）、出力回路（１４）を有している。

入力回路（１１）には、スイッチ部（９）の入力と、Ａ
／Ｄ変換器（８）を介して温度検出素子（８）の出力で
ある室温とが入力される。出力回路（１４）の信号によ
り、暖房能力制御装置（１５）が暖房能力を制御する。

次に上記実施例の動作を第６図を用いて説明する。第６
図はマイクロコンピュータ（１０）のメモリ（１３）に
記憶された設定温度、暖房能力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６図に示すフ
ローがスタートする。ステップ（Ｓｌｏｔ）で温度検出
素子（６）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（８１０３）へ進む。

ステップ（８１０３）からステップ（８１０６）は、設
定温度決定手段としてのフローであり、ステップ（８１
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）からの暖房能力の決定手段とし
てのフローへ進む。

ステップ（３１０３）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　ｃｌ高くし、
新設定温度を決定する（Ｔｃ　−Ｔｒ　＋ａ）。同様に
、ステップ（Ｓ１０３）の感覚入力で“暑いとき”と判
断されると、ステップ（８１０８）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（ｓｔ０３）で感覚
入力が“快適゛と判断されると、ステップ（Ｓ１０５）
で設定温度を室温と等しくし、新設定温度を決定する（
Ｔｃ　＝Ｔｒ　）。

ステップ（Ｓ１０７）で新設定温度と室温の温度差を計
算しくΔＴ−Ｔ　ｃ　　Ｔ　ｒ　）　、ステップ（８１
０８）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、逆に小さく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燃焼
部（３）はオフし、室温が設定温度と等しくなるように
制御する。送風機（４）は、燃焼部（３）と同期し、燃
焼部（３）がオンしている時オンし、燃焼部（３）がオ
フしている時オフする。

これにより、暖房能力を変えながら送風機（４）をオン
オフ制御し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、送風量が一定とすれば、暖房機の
暖房能力により決定される。すなわち、暖房能力が大き
くなると上下温度分布は大きくなり、暖房能力が小さく
なると、上下温度分布は小さくなる。

別の視点から言えば、暖房能力は外気温度と相関がある
ので、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、従来の暖房機の暖房能力は室温を設定温度に近
づけようと制御されており、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い
、居住者は環境の変化を感じ、不快になるなどの問題点
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、しかも、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、前記第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、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吹出風速を決定する風速決定手
段と、前記感覚入力手段からの入力により第１設定温度
とＴＳ２設定温度とを変化させ設定温度決定手段とを有
する。

［作用コ この発明においては、暖房機の上部に取付けられた第１
温度検出素子の温度が第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
素子の温度が第２設定温度になるように風速を決定し、
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、風速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、しかも変化のしない
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図は制御方法を示す
フローチャート図、第３図は吹出面積の制御状態を示す
暖房機の断面図である。温熱感覚スイッチ部（９）は第
７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）の中の燃焼部、（４）
は暖房機（１）の背面に取付けられた温風を循環する送
風機、（５）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、（６）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。

なお、この第１温度検出素子（５）を床から３００［ｍ
ｓ］以上の位置にに取付けることにより、第１温度検出
素子（５）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（６）を床から３０〜
１５０［ｍｓｌの範囲の位置に取付けることにより、第
２温度検出素子（６）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（５）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（６）で検出した
温度は室内下部の空気温度であるといえる。

（７）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、（
８）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、（９）は温熱感覚を表す複数個
のスイッチ部であり、第７図に示すような“寒いとき”
スイッチ（１８）、“快適゛スイッチ（１９）、　　“
暑いとき”スイッチ（２０）より構成されている。

（１０）は暖房能力決定手段、吹出し面積決定手段（風
速決定手段に対応）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（１１
）、ＣＰ　Ｕ　（１２）、メモリ（１３）及び出力回路
（１４）を有している。入力回路（１１）には、スイッ
チ部（９）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（５）の出力と、
Ａ／Ｄ変換器（８）を介して室内の下部の温度である第
２温度検出素子（６）の出力とが入力される。出力回路
（１４）の信号により、暖房能力制御装置（１５）が暖
房能力を制御し、同じく出力回路（１４）の信号により
、吹出面積制御装置（１６）が暖房機（１）の吹出口に
付けられた吹出面積可変装置（１７）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（１０）のメモリ（１３）
に記憶された設定温度、暖房能力、吹出面積決定のプロ
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２図に示すフ
ローがスタートする。ステップ（９００１）で第１温度
検出素子（５）により検出された機器上部の温度が読込
まれ、ステップ（８００２）で第２温度検出素子（［ｉ
）により検出された機器下部の温度が読込まれ、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（ＳＯＯ４）へ進む。

ステップ（ＳＯＯ４）からステップ（ＳＯＩＯ）は、設
定温度決定手段としてのフローであり、ステ・ノブ（Ｓ
ＯＯ３）で感覚入力がない時は、このフローをスキ・ツ
ブし、ステップ（Ｓ０１１〉からの暖房能力決定手段、
吹出面積決定手段としてのフローへ進む。

ステップ（９００４）で感覚入力の種類を判別し、感覚
入力が４寒いとき″のとき、ステ・ツブ（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　ｃｌ高くして折節１設定
温度を決定する（Ｔｕｃ−Ｔｕ＋ａ）。ステ・ツブ（ｓ
ａｏａ）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１こより折節
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・ノブ（８００７）で
その時の第１検出温度（Ｔｕ　）と等しｔ）折節１設定
温度（Ｔ　ｕｃ）を決定する（　Ｔ　ｕｅ−Ｔ　ｕ　）
　ｏ次（こ、ステップ（ＳＯＯ８）でその時の第２検出
温度（Ｔ１）と等しい折節２設定温度（Ｔｌｅ）を決定
しくＴｉｅ−ＴＩ　）　、折節１設定温度（Ｔ　ｕｃ）
と折節２設定温度（Ｔｌｃ）の温度差を第１設定温度と
第２設定温度との新温度差すとして設定する（ｂ−Ｔｕ
ｃ−Ｔｉｅ）　　。

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　ｅ］低くし、折節１設
定温度（Ｔ　ｕｃ）を決定する（Ｔｕｃ−Ｔｕ−ａ）。

ステップ（ＳＯＬＯ）その時の第１設定温度（Ｔ　ｕｃ
）と、第１設定温度と第２設定温度の温度差しとの差に
より折節２設定温度（Ｔｉｅ）を決定する（Ｔ　Ｉｃ−
Ｔｕｃ　−ｂ　）。

次に、ステップ（ＳＯｌ、ｌ）で室内上部の第１設定温
度（Ｔ　ｕｃ）と第１！ｉ度検出素子（５）の出力であ
る第１の検出温度（Ｔｕ　）との温度差（△Ｔ、）を計
算しく△Ｔｕ　−Ｔｕｃ−Ｔｕ　）　、ステップ（ＳＯ
１２）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（ＳＯｌ３）で室内下部の第２設定；３度（Ｔ
ｉｅ）と第１温度検出素子（６）の出力である第２検出
温度（ＴＩ　）との温度差（△Ｔｌ）を計算しく△Ｔｌ
　−Ｔｌｃ−ＴＩ　）　、ステップ（ＳＯｌ４）でこの
温度差（ΔＴｌ）が例えば△Ｔ１≦０になるとステップ
（９０１５）で吹出面積を広くした低風速運転を、温度
差（ΔＴｌ）が△Ｔｌ　＞Ｑのときはステップ（８０１
Ｂ）で吹出面積を狭めた高風速運転を行う。

第３図は暖房機の断面図であり、吹出面積を広くした低
風速運転とは、吹出面積可変装置（１７）のベーンの位
置を実線の位置に移動することであり、吹出面積を狭め
た高風速運転とは、吹出面積可変装置（１７）のベーン
の位置を破線の位置に移動することである。このベーン
の移動には電動機などの駆動装置（図示せず）を用いる
。このベーンの移動により吹出面積が変化するので、吹
出風速が変化することになる。

吹出風速を高風速化すると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、環境が良くなる。吹出風
速を低風速化すると気流感が大幅に減少する。

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“スイッチを押した場合、　“暑い
とき”スイッチを押した場合。

“快適”スイッチ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
の差は八Ｔ１〉０なので吹出面積制御装置（１Ｂ）によ
り吹出面積可変装置（１７）のベーンが破線側に移動し
高風速運転となる。室温を速く上昇させるには、この高
風速が好ましい。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。

第２検出温度は徐々に上昇し第２設定温度に達して△Ｔ
１≦Ｏになると吹出面積制御装置（１Ｇ）により吹出面
積可変装置ｆ　（１７）のベーンが実線側に移動し低風
速運転になる。

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設定温度に達せず八Ｔ１〉０の状態が継続していれ
ば、高風速運転を続ける。また、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、この場合も低風速
運転を続ける。

低風速運転時に使用者が“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
　Ｃ］高い温度に設定され（ＳＯＯ５）、第２設定温度
は、折節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（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、９０１２）。第２検出温度と第２設定温
度の温度差も大きくなりΔＴ＞０になるので吹出面積制
御装置（１６）により吹出面積可変装置（１７）のベー
ンが実線側に移動し高風速運転になる。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と同様であ
る。

低風速運転時に使用者が“暑いとき゛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　ｃｄｅｇ
　ｃ］低い温度に設定され（８００９）、第２設定温度
は、折節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（Ｓｏｌｏ）。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（１５）により暖房能力が減少あるいは、運転を停止
する。これにより、第１検出温度は第２検出温度に近づ
く。また、第２検出温度は第２設定温度より高くなるの
で低風速運転を続ける。もし、“暑いとき“スイッチを
押された時、高風速運転の場合は直ちに低風速運転にな
る。第４図のように低風速運転になった後、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６丁〉０になると高風速運転になり、第２検出
温度が第２設定温度になると再び低風速運転になる。

低風速運転時に使用者が“快適″スイッチを押すと、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（８００７　、　ＳＯ０８
）。暖房能力も吹出風速の変化はないが、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速
を設定するので、“快適”スイッチ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、吹出風速を２段階にして説明し
たが、細かい段階があっても、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］ 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１．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
に風速、例えば吹出口の面積を制御し、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、しかも変化のしない快適な環境が得
ら第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図は暖房機断面図、第４図は動作を説明するタイ
ムチャートである。

第５図及び第６図は従来の一実施例を示し、第５図は電
気回路図、第６図はそのフローチャート、第７図は温熱
感覚スイッチ部の構成図である。

図において、（４）は送風機、（５〉は温度検出素子、
（６）は温度検出素子、（９）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温度検出素子の検出温度と第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、 前記第２温度検出素子の検出温度と第１設定温度より低
   温の第２設定温度との差に基づいて風速を決定する風速
   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。