JPH01277170A - 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。（５）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（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。（１０）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（１’ｌ）、　　ＣＰ　Ｕ　（１２）、　　メ
モリ（１３）、出力回路（１４）を有している。

入力回路（］ｌ）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（５）の出力で
ある室温とが人力される。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（８１０１）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（９１０２）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（３１０Ｂ）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）からの暖房能力の決定手段とし
てのフローへ進む。

ステップ（ｓｉｏａ）の感覚入力で“寒いとき”と判断
されると、ステップ（８１０４）で設定温度をその時の
室温を基準にａ度、例えば２　［ｄｅｇ　ｃ］高くし、
新設定温度を決定する　（７Ｃ−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（８１０Ｂ）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（９１０３）で
感覚入力が“快適”と判断されると、ステップ（８１０
５）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（！３１０７）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、人の感覚に鼓も影響を与え
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、機器の下部に取付けられた第１温度検出素子と、機
器の上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、第１温
度検出素子の出力、第２温度検出素子の出力及び第２設
定温度に基づいて吹出し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設定温度と第
２設定温度とを変化させる設定温度決定手段とを有する
。

［作用］ この発明においては、暖房機の下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、暖房機の上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］ 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
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
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３０〜１５
０［■］の範囲の位置に取付けることによ、す、第１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り、また、第２温度検出素子（６）
を床から３００［ｍｍ１以上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上部
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下
部の空気温度で、第２温度検出索子（６）で検出した温
度は室内上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
の下部の温度である第１温度検出素子（５）の出力と、
Ａ／Ｄ変換器（８）を介して室内の上部の温度である第
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（１ｏ）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（ＳＯＯＩ）で第１温度
検出素子（５）により検出された機器下部の温度（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（６）により検出された機器上部の温度（第
２検出温度）が読込まれて、ステップ（ＳｎＯ２）で感
覚入力のＨ無を調べる。感覚入力があった場合はステッ
プ（ＳｎＯ４）へ進む。ステップ（ＳｎＯ４）からステ
ップ（Ｓｏｌｏ）は、設定温度決定手段としてのフロー
であり、ステップ（８００３）で感覚人力がない時は、
このフローをスキップし、ステップ（ＳＯＩＩ）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（ＳｎＯ４）で感覚入力の種類を判別し、感覚
入力が“寒いとき”のときは、ステップ（ＳｎＯ５）で
第１設定温度をその時の第１検出温度（ＴＩ　）を基準
にａ度、例えば２　［ｄｃｇ　ｃｌ高くして新第１設定
温度を決定する（Ｔｌｃ−ＴＩ　＋ａ）。ステップ（８
００Ｂ）でその時の第１設定温度（Ｔｌｃ）と、第１設
定温度と第２設定温度の温度差すとを加算して新第２設
定温度を決定する（Ｔｕｃ−ＴＩｃ＋ｂ）。

感覚入力が“快適“のときは、ステップ（ＳｎＯ２）で
その時の第１検出温度（ＴＩ）と等しい新第１設定温度
（Ｔｌｃ）を決定する（Ｔｉｅ−ＴＩ）。次に、ステッ
プ（８００８）でその時の第２検出温度（Ｔｕ）と等し
い新第２設定温度（Ｔ　ｕｅ）を決定しくＴｕｃ＝Ｔｕ
　）　、新第２設定温度（Ｔ　ｕｅ）と新第１設定温度
（Ｔｌｅ）との温度差を第２設定温度と第１設定温度と
の新温度差すとして設定する（　ｂ　＝　Ｔｕｃ　−Ｔ
　Ｉｅ）。

感覚人力が“暑いとき”のときは、ステップ（ＳｎＯ２
）で第１設定温度をその時の第１検出温度（Ｔ１）を基
準にａ度、例えば２　［ｄｅｇ　ｃ］低くし、新第１設
定温度（Ｔｉｃ）を決定する（Ｔｉｅ　−ＴＩ−ａ）。

ステップ（ＳＯＩＯ）でその時の第１設定温度（ＴＩｃ
）と、第１設定温度と第２設定温度の温度差すとを加算
して新第２設定温度（Ｔ　ｕｅ）を決定する（Ｔｕｅ−
Ｔｌｃ＋ｂ）。

次に、ステップ（ＳＯＩＬ）で室内下部の第１設定温度
（Ｔｉｅ）と第１温度検出素子（５）の出力である第１
の検出温度（ＴＩ）との温度差（ΔＴｌ）を計算しくΔ
Ｔｌ　−Ｔｌｃ−ＴＩ　）　、ステップ（ＳＯ１２）で
この温度差（ΔＴｌ）に基づいて暖房能力を決定し運転
する。ステップ（８０１３）で室内上部の第２設定温度
（Ｔ　ｕｃ）と第１温度検出素子（６）の出力である第
２検出温度（Ｔｕ　）との温度差（ΔＴｕ）を計算する
（△Ｔｕ　−Ｔｕｅ−Ｔｕ　）。

ステップ（ＳＯｌ４）で第１の検出温度が第１設定温度
より高い場合（ΔＴｌ＜０）には、ステップ（ＳＯｌＢ
）で吹出口を広くした低風速運転を、ステップ（ＳＯｌ
、４）で第１の検出温度が第１設定値より例えば１　［
ｄｅｇ　ｃ１以上低い場合（△Ｔｌ　＞１）には、ステ
ップ（８０１７）で吹出口を狭くした高速運転を行なう
。ステップ（ＳＯｌ４）で第１の検出温度が第１設定値
より低くその温度差が例えば１　［ｄｅｇ　ｃ］以内の
場合（１≧八Ｔ１≧０）には、ステップ（ＳＯｌ５）に
進み、ステップ（Ｓ０１５）で第２の検出温度と第２設
定温度との温度差が△Ｔｕ≦０のとき、即ち△Ｔｕが零
を含む負のときはステップ（ＳＯｌｅｌ）で吹出口を広
くした低風速運転を、温度差が△Ｔｕ＞０のときはステ
ップ（ＳＯｌ７）で吹出口を狭くした高速運転を行なう
。

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。

立上がり時は第１設定温度及び第２設定温度をそれぞれ
目標に運転を開始する。第１検出温度は第１設定温度よ
り低くその差が１　［ｄｅｇ　ｅ］を越えるときは（△
Ｔｌ＞１）、吹出面積制御装置（１６）により吹出面積
可変装置（１７）のベーンが破線側に移動し高風速運転
となる（ＳＯｌ４，５Ｏ１７）。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設定
温度と第１検出温度との差が１　［ｄｅｇ　ｃｌ以下で
、第２検出温度が第２設定温度より低い時は、まだ、吹
出面積可変装置（１７）のベーンが破線側にあって高風
速運転を継続している（ＳＯｌ４．５Ｏ１５，５Ｏ１７
）。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△Ｔｕ＞０の状態を継続すれ
ば、高風速運転を続けることになる。

また、第２検出温度が上昇して第２設定温度と一致或い
は高温になって、その差が△Ｔｕ≦０１；なるとその場
合は低速運転になる（ＳＯｌ５．５Ｏ１６）。

更に、第２検出温度が低下して再び第２設定温度以下に
なると高風速運転になる（ＳＯｌ５．５Ｏ１７）。

低風速運転時に使用者が“寒いとき“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　ｅ］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を加算して設定される（ＳＯＯ８）
。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（ＳＯＩＬ）、暖房能力制御装置（１５
）により暖房能力が増加する（ＳＯｌ、２）。

第１検出温度が第１設定温度より低くこの温度差がＩ　
Ｃｄｅｇ　Ｃ１を越えてΔＴｌ＞１になると、吹出面積
制御装置（１６）の制御により高風速運転になる（ＳＯ
ｌ４，８０１７）。この後、それぞれの温度が上昇する
が、そ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（２０）
を押すと、第１設定温度は第１検出温度から例えば２　
ｃａｅｇ　ｃ］低い温度に設定され（ＳＯＯ９）、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を加算して設定される（８０１０）
。このとき、第１検出温度は第１設定温度より高くなる
ので（ＳＯＩＩ）、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（ＳＯ１２）。

これにより、第１検出温度は第１設定温度に近づくが、
第１検出温度が第１設定温度より高い間は低風速運転を
続ける（ＳＯｌ４．５Ｏ１１１）。

もし、“暑いとき”スイッチ（２０）が押された時、高
風速運転の場合は、八Ｔ１く０になるから直ちに低風速
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
温度より高くなると高風速運転になり（ＳＯｌ５．８０
１７）　、第２検出温度が第２設定温度以下になると再
び低風速運転になる（ＳＯｌ５゜５ＯＬＧ）。

低風速運転時に使用者が″快適“スイッチ（１９）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設定温度の新温度差すを設定する（ＳＯＯ７，
５ＯＯ８）。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（１９）が
押された環境を維持するように低風速運転又は高風速運
転をすることになる。

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、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
あっても同じ効果が得られる。

［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
ように暖房能力を制御し、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
風速を制御し、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れることが可能になり
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−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、風速決定手段（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、機器の下部に取付けら
   れた第１温度検出素子と、機器の上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、 第１温度検出素子の出力、第１設定温度、第２温度検出
   素子の出力及び第１設定温度より低い第２設定温度に基
   づいて、第２温度検出素子の出力と第２設定温度とが一
   致するように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。