JPH04121521A - 暖房機の加熱制御装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、暖房機の加熱制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、暖房装置、例えば石油ファンヒータ等においては
、その火力が強、弱の２段階または強、中、弱３段階程
度であり、運転開始においては室温が設定温度に達する
まで初期設定された火力で加熱するようになっていた。

（発明が解決しようとする課題） このため初期設定された火力が強すぎると第４図に立上
り加熱曲線（イ）で示すように設定温度に達するまでの
立上り速度が早すぎ設定温度がら大きくオーバーシュー
トする問題があった。

このオーパーンニート分の熱量は、実際上過剰加熱分に
相当し、必要以上に灯油を消費することであり、エネル
ギー効率が悪いという問題があった。

また場合によってはオーバーシュートが異常に大きくな
り、オーバーシュートの最高温度点で、室温異常検知を
行うリミッタ−等が動作するという誤動作を引き起こす
問題があった。

また、初期設定で設定された出力か弱すぎると設定温度
に到達するのに長時間を要するという問題があった。

また初期設定火力か弱すぎると、例えば加熱開始後ドア
が開かれた場合等の熱リークによる負荷の増大に対して
対応がとれず、加熱曲線が落ち込んで設定温度に到達す
る時間が遅れるという問題があった。

そこでこの発明は、運転開始時において室温が設定温度
に到達するまでの加熱量を適切に制御でき、従ってオー
バシュートも小さく抑えることができ、運転開始時のエ
ネルギー効率を高めることができる暖房機の加熱制御装
置を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、加熱量を多段階制御する加熱手段と、室温
を設定する温度設定手段と、室温を検出する室温検出手
段とを備え、設定温度と検出温度との関係から加熱手段
を制御して暖房を行う暖房機において、時間計測を行う
時間計測手段と、運転開始時において室温検出手段と時
間計測手段を使用し室温が所定温度上昇するときの経過
時間が予め設定された所望の範囲内に入っているか否か
をチェックする経過時間チェック手段と、この経過時間
チェック手段により経過時間か所望の範囲から短く外れ
ていることがチェックされると加熱手段に加熱量を減じ
る制御を行わせ、経過時間が所望の範囲から長く外れて
いることがチェックされると加熱手段に加熱量を増じる
制御を行わせ、かつ経過時間が所望の範囲に入っている
ことがチェックされると室温が設定温度に達するまで加
熱手段により現在制御されている加熱量に固定させる制
御手段を設けたものである。

（作用） このような構成の発明によれば、運転を開始すると室温
が設定温度に達するまでは室温が所定温度上昇するとき
の経過時間が予め設定された所望の範囲内に入っている
か否かをチェックし、経過時間が所望の範囲から短く外
れていることがチェックされると加熱手段に加熱量を減
じる制御を行わせ、経過時間が所望の範囲から長く外れ
ていることがチェックされると加熱手段に加熱量を増じ
る制御を行わせ、かつ経過時間が所望の範囲に入ってい
ることがチェックされると室温が設定温度に達するまで
加熱手段により現在制御されている加熱量に固定させる
。

従って最終的には温度上昇が適切な加熱曲線で立上るよ
うに加熱量が決められる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

なお、この実施例はこの発明を石油ファンヒータに適用
したものについて述べる。

第１図において１は、制御部本体を構成するマイクロコ
ンピュータである。このマイクロコンピュータ１は、Ｃ
ＰＵ　（中央演算処理装置）および前記ＣＰＵが行う処
理のプログラムデータが格納されたＲＯＭ　（リード・
オンリー・メモリ）等から構成されると共に、さらに記
憶手段としてＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メモリ）
等から構成された記憶回路１ｐおよび時計計測手段とし
てのタイマ１ｒを含んでいる。

前記マイクロコンピュータ１の入力端子１ａ。

ｌｂ、ｌｃおよび１ｄにはＭ−３Ｗ（メインスイッチ）
２．４畳５Ｗ３ａ、６畳５Ｗ３ｂおよび８畳Ｓ　Ｗ　３
　ｃの一端がそれぞれ接続されている。

この各ＳＷ２，３ａ、３ｂ、３ｃの一端はまた抵抗４　
ａ　ｓ　４　ｂ、４Ｃおよび４ｄをそれぞれ介して電源
に接続されている。前記各ＳＷ２，３ａ。

３ｂ、３ｃの他端はそれぞれ接地されている。

室温サーミスタ５ａおよび気化器サーミスタ６ａは片方
の端子において共に接地され、残る片方の端子において
それぞれ抵抗５ｂおよび６ｂを介して電源に接続されて
いる。また、その抵抗５ｂおよび６ｂと接続された端子
は、それぞれ前記マイクロコンピュータ１のＡ／Ｄ変換
器内蔵の入力端子１ｅおよび１ｆと接続されている。こ
の室温サーミスタ５ａおよび気化器サーミスタ６ａによ
って検出された温度はアナログ出力として前記マイクロ
コンピュータ１に供給され、前記マイクロコンピュータ
１においては内蔵されたＡ／Ｄ変換器によりデジタルデ
ータに変換される。ここで前記室温サーミスタ５ａは、
前記マイクロコンピュータ１と共に室温検出手段を構成
している。

７は室温設定用可変抵抗であり、その一端を電源に接続
し、他端を非接続端とし、かつ可動端子を抵抗８を介し
て接地するとともに前記マイクロコンピュータ１の入力
端子１ｇに直接接続している。この室温設定用可変抵抗
７は、前記マイクロコンピュータ１と共に温度設定手段
を構成している。

第１の励磁コイル９ａおよび第２の励磁コイル１０ａは
一端が前記マイクロコンピュータ１の出力端子１ｈおよ
び１１に接続され、他端が電源に接続されている。

前記第１の励磁コイル９ａは後述する第１の常開接点９
ｂとで第１のリレーＲＬＡを構成し、前記第２の励磁コ
イル１０ａは後述する第２の常開接点１０ｂとで第２の
リレーＲＬＢを構成している。

１１は発光素子１１Ｂと受光素子１１ｂからなるフォト
カブラで、前記発光素子１１ａのアノード端子を抵抗１
２を介して電源に接続し、カソード端子を前記マイクロ
コンピュータ１の出力端子１ｊに接続している。前記受
光素子１１ｂは電磁ポンプ１３内に組み込まれている。

前記電磁ポンプ１３の周期は、前記フォトカブラ１１に
よって制御されるようになっている。すなわち電磁ポン
プ１３の周期は、下表に示すように■〜［相］の１０段
階の火力を決定するようになっている。この電磁ポンプ
１３およびフォトカブラ１１は気化器（図示せず）、バ
ーナー（図示せず）等と共に加熱手段を構成している。

前記マイクロコンピュータ１の出力端子１ｋ。

１ｍおよび１ｎには４畳表示用発光ダイオード１４ａ、
６畳表示用発光ダイオード１４ｂおよび８畳表示用発光
ダイオード１４ｃのカソード端子がそれぞれ接続されて
いる。前記各発光ダイオード１４ａ、１４ｂ、１４ｃの
アノード端子は抵抗１５を共通に介して電源に接続され
ている。

１６は商用電源に接続されるプラグで、このプラグ１６
の両端間に前記ＲＬＡの常開接点９ｂを介して気化器ヒ
ータ１７が接続され、また前記ＲＬＢの常開接点１０ｂ
を介して前記電磁ポンプ１３、ファンモータ（ＦＭ）１
８並びに点火トランス゛（ＩＧ）１９がそれぞれ接続さ
れている。

第２図は前記マイクロコンピュータ１が行う要部処理を
示す流れ図で、先ず所望データ等を設定する初期セット
を行い、続いて室温ｔ　ＳＴＲとして高い温度、例えば
５０（”Ｃ）といった温度ｔ　ＭＡＸを設定する。

続いて前記Ｍ−５Ｗ２がＯＮ状態か否かを判断し、ＯＮ
状態になると運転が開始されることになるが、ＯＮ状態
でなければ消火制御を行う。

前記Ｍ−５Ｗ２がＯＮされると、前記ＲＬＡの励磁コイ
ル９ａに電流を流して常開接点９ｂを閉じさせ、前記気
化器ヒータ１７に電力を供給する。

この気化器ヒータ１７は気化器を加熱する。

前記気化器サーミスタ６ａにより、気化器温度が灯油を
気化させるのに十分な温度になったことが検出されると
、前記ＲＬＢの励磁コイル１０ａに電流を流して常開接
点１０ｂを閉じさせ、前記電磁ポンプ１３、前記ファン
モータ１８および前記点火トランス１９に電力を供給す
るようになっている。

また前記フォトカブラ１１の発光素子１１ａに設定され
た周期のパルス電流を流してその受光素子１１ｂを０Ｎ
１０ＦＦ動作させて前記電磁ポンプ１３を駆動させるよ
うになっている。

続いて初期出力設定終了か否かを判断し、初期出力設定
が終了していれば、他の処理を行ってＭ−５Ｗ２がＯＮ
状態か否かの判断に戻るループに入る。

初期出力設定が終了していないときには、前記室温サー
ミスタ５ａにより室温ｔが検出される。

そして検出室温ｔから室温ｔ　ＳＴＲを引いた数値をチ
ェックし、その数値が所定温度上昇値Δを以下であれば
、続いて初回チェックか否かを判断するようになってい
る。

そして初回チェックであれば再び前記室温サーミスタ５
ａにより室温を検出し、そのときの室温を新たな室温ｔ
、□２としてセットする。

続いて火力セット処理を行う。この火力セット処理は第
３図に示すようにまず前記８畳Ｓ　Ｗ　３　ｃかＯＮ状
態ならば例えば火力を■にセットして前記８畳表示用発
光ダイオード１４ｃを点灯させるようになっている。ま
た前記６畳５Ｗ３ｂがＯＮ状態ならば火力を■にセット
して前記６畳表示用発光ダイオード１４ｂを点灯させる
ようになっている。また前記４畳Ｓ　Ｗ　３　ａがＯＮ
状態ならば火力を■にセットして前記４畳表示用発光ダ
イオード１４ａを点灯させるようになっている。さらに
いずれのスイッチもＯＮされていなければ火力を■にセ
ットして前記６畳表示用発光ダイオード１４ｂを点灯さ
せるようになっている。

以上の火力セット処理が終了すると続いて前記マイクロ
コンピュータ１の前記タイマ１ｒをクリアしてからスタ
ートさせる。モして前み己マイクロコンピュータ１の記
憶回路１ｐに設けられた再セツトフラグをｒＯＪにセッ
トする。

そしてルーチンを他の処理を経由してＭ−ＳＷ２のＯＮ
状態判断に戻るようになっている。

また検出室温ｔから室温ｔ　ＳＴＲを引いた数値のチェ
ックか初回でなければ、続いて再セツトフラグが「１」
か否かを判断し、再セツトフラグが「０」ならば他の処
理を経由してＭ−３Ｗ２のＯＮ状態判断に戻るようにな
っている。また再セツトフラグが「１」ならば、前記タ
イマ１ｒをクリアしてからスタートさせ、さらに再セツ
トフラグを「０」にセットし他の処理を経由してＭ・Ｓ
Ｗ２のＯＮ状態判断に戻るようになっている。

前記検出室温ｔから前記室温ｔ　ＳＴＨの数値を引いた
数値が所定温度上昇値Δｔよりも大きければ、前記タイ
マ１ｒによる計測時間Ｔのチェックがｉわれる。

そしである室温ｔＳＴアにおいて、そのときから温度Δ
ｔを越えて上昇したときの時間Ｔを判断する。第４図の
加熱曲線（イ）の場合は時間ＴがＴ１となり、（ロ）の
場合は時間がＴｓとなり、（ハ）の場合は時間ＴがＴ３
である。すなわちＴ１くＴ５くＴ３となる。ここで時間
Ｔ、は大きなオーバシュートを起こす下限値を示し、従
って温度Δを上昇するときの時間ＴがＴ１以下ならばそ
の出力は強すぎて設定温度到達時に大きなオーバシュー
トを起こすことになる。また温度Δを上昇するときの時
間Ｔが１９以上ならばその出力は弱すぎて設定温度到達
までにかなりの時間を要することになる。

またＴ３よりも十分に大きいＴ　ＭＡＸを設定し温度Δ
を上昇するときの時間ＴがＴ□Ｘを越えたときには火力
か弱すぎる判断して最大火力［相］に切替える。またＴ
１よりも十分に小さいＴＭＩＮを設定し温度Δを上昇す
るときの時間ＴがＴ　ＭＩＮより小さいときには火力が
強すぎると判断して最小火力■に切替える。

そして再セツトフラグに「１」を設定して、室温ｔ　Ｓ
ＴＲを現在の検出室温ｔに設定する。その後他の処理を
介してＭ−３Ｗ２がＯＮ状態判断に戻るようになってい
る。

また時間ＴがＴＭＡＸ以下で１６以上ならば火力を現火
力から１段増加させ、時間ＴがＴ３１、以上でＴ１以下
ならば火力を現火力から１段減少させる。しかし時間Ｔ
が所望の範囲であるＴ、＜”ｒ＜Ｔ３であれば現火力を
維持させる。

そしてＴがＴ≧Ｔ、及びＴ≦Ｔ１のときには、再セツト
フラグに「１」を設定して、室温ｔ　ＳＴＲを現在の検
出室温ｔに設定する。その後他の処理を介してＭ−ＳＷ
２がＯＮ状態判断に戻るようになっている。

また、時間Ｔが所望の範囲であるＴ＋＜Ｔ＜Ｔ３のとき
には、初期出力設定終了処理を行い前記マイクロコンピ
ュータ１内の記憶回路１ｐに現火力を設定し他の処理を
介してＭ−８Ｗ２がＯＮ状態の判断に戻るようになって
いる。

このような構成の実施例においては、室温設定用可変抵
抗７により温度設定が行われる。

この状態でＭ−ＳＷ２をＯＮすると、初期設定が行われ
、また室温ｔ　ＳＴＲとしてｔ　ＭＡＸが設定される。

そして第１のリレーＲＬＡがＯＮされる。

第１のリレーＲＬＡの常開接点９ｂがＯＮ−すると、気
化器ヒータ１７に電力が供給され気化器が加熱される。

気化器サーミスタ６ａにより気化器が灯油を気化させる
のに十分な温度に到達したことが検出されると、第２の
リレーＲＬＢをＯＮさせる。

第２のリレーＲＬＢの常開接点１０ｂかＯＮすると、電
磁ポンプ１３、ファンモータ１８および点火トランス１
９に電力が供給され、所定の設定火力に対応してマイク
ロコンピュータ１によりフォトカブラ１１を介し電磁ポ
ンプ１３の周期が制御される。

次に室温サーミスタ５ａによる検出室温ｔと室温ｔ　Ｓ
ＴＲが比較され、ｔｔｓＴＲ＞Δｔか判断される。

最初においてはｔ　−ｔ　ｓＴＲ＜Δｔとなので、続い
て初回か否かが判断される。

先ず初回であると判断され、室温サーミスタ５ａか読み
取った温度を室温ｔ　ＳＴＲとして改めて設定する。続
いて４畳５Ｗ３ａ、６畳５Ｗ３ｂ。

８畳ＳＷ３　ｃの状態により火力設定が行われる。

さらにタイマ１ｒがクリアされてスタートされ、再セツ
トフラグが「０」に設定される。

その後再度ｔ−ｔ５ＴＲ＞Δｔが判断され、このときも
ｔ−ｔｓＴＲ＜Δｔであれば今度は２回目なので再セツ
トフラグが「１」か否かが判断される。

今は「０」なので、何もせずに他の処理を介してルーチ
ンはＭ−ＳＷ２のＯＮ状態判断に戻る。

その後時間が経過し室温が上昇しｔ−ｔｓＴＲ＞Δｔに
なると、そのときのタイマによる計測時間Ｔが判断され
る。もし時間ＴがＴ　ＭＡＸ以上ならば火力不足と判断
して火力を最大に設定する。またＴ　ＭＩＮ以下ならば
火力が大きすぎると判断して火力を最小に設定する。

またＴＭＡＸ＞Ｔ≧Ｔ、ならば火力を１段増加させ、Ｔ
１≧Ｔ　＞　Ｔ　ＭＩＮならば火力を１段減少させる制
御を行う。

従って運転が゛開始当初において火力状態が室温の適切
な温度上昇に設定されていなくても上記制御により火力
調整が行われやがて火力状態が温度Δを上昇する時の時
間ＴがＴ、＞ＴＮＴ、の所定の範囲に入るようになる。

そして時間Ｔが一旦Ｔ３　＞ＴＮＴ、の所定の範囲に入
ると、そのときの火力状態が固定され室温が設定温度に
到達するまでこの状態が保持される。

こうして室温の温度上昇は最終的には第４図の加熱曲線
（ロ）の状態となり、従って設定温度に到達した後のオ
ーバシュートを小さく抑えることができる。また温度上
昇が遅すぎるということもなく適切な室温上昇制御がで
きる。

なお設定温度到達後は、室温サーミスタにより検出温度
と設定温度の関係で火力調整が行われ室温が設定温度近
傍に保持される。

なお、この実施例は本発明を石油ファンヒータについて
述べたが必ずしもこれに限定されるものではない。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、運転開始時にお
いて室温が設定温度に到達するまでの加熱量を適切に制
御でき、従ってオーバシュートも小さく抑えることがで
き、運転開始時のエネルギー効率を高めることができる
暖房機の加熱制御装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の一実施例を示すもので、第１図は回路構
成図、第２図及び第３図はマイクロコンピュータが行う
要部処理を示す流れ図、第４図は加熱曲線を示すグラフ
である。 １　・・・マイクロコンピュータ、 １ｒ・・・タイマ、 ５ａ・・・室温サーミスタ、 ７　・・・室温設定用可変抵抗、 １３・・・電磁ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱量を多段階制御する加熱手段と、室温を設定する温
   度設定手段と、室温を検出する室温検出手段とを備え、
   設定温度と検出温度との関係から前記加熱手段を制御し
   て暖房を行う暖房機において、時間計測を行う時間計測
   手段と、運転開始時において前記室温検出手段と前記時
   間計測手段を使用し室温が所定温度上昇するときの経過
   時間が予め設定された所望の範囲内に入っているか否か
   をチェックする経過時間チェック手段と、この経過時間
   チェック手段により経過時間が所望の範囲から短く外れ
   ていることがチェックされると前記加熱手段に加熱量を
   減じる制御を行わせ、経過時間が所望の範囲から長く外
   れていることがチェックされると前記加熱手段に加熱量
   を増じる制御を行わせ、かつ経過時間が所望の範囲に入
   っていることがチェックされると室温が設定温度に達す
   るまで前記加熱手段により現在制御されている加熱量に
   固定させる制御手段を具備したことを特徴とする暖房機
   の加熱制御装置。