JPH0415420A - 蓄熱床暖房制御システム - 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】

本発明は、深夜電力を通電される発熱体により加熱され
て蓄熱する蓄熱ボードを床に配置し、蓄熱ボードからの
放熱によって室内を暖房するようにした蓄熱床暖房制御
システｌ＼に関するものである。

【従来の技術】

一般にこの種の蓄熱床暖房制御システムでは、第５図に
示すように、一対の蓄熱ボード２の間に発熱体１を挟ん
だ構造を有する蓄熱ユニット３を断熱材４の上に載置し
、蓄熱ユニット３の表面に表面床材５を配設した床構造
を有している。発熱体１は深夜電力を通電されて蓄熱ボ
ード２に蓄熱するのであり、蓄熱ボード２に蓄えられた
熱か深夜電力時間帯の終了後に放熱されることによって
室内暖房がなされるようにしである。ここに、深夜電力
時間帯は、午後１１時前後から翌日の午前７時前ｆ＆ま
での約８時間に設定されているのが普通であり、深夜電
力時間帯に蓄積される熱量は、深夜電力時間帯以外の時
間帯（午前７時〜午後１１時）における室内の暖房が賄
える程度を必要とする。したがって、冬場における年間
の最低気温を基準にして、十分な暖房が行えるように蓄
熱ボード２への蓄熱量が設定される。その結果、１０月
、１１月の枚重や３月、４月の春先においては、冬場と
同じように蓄熱したのでは、蓄熱ホード２への蓄熱量が
過剰になり、暖房が過剰になるという問題が生じる。 このような問題を解決するために、季節に応じて発熱体
１への通電時間を制御することが考えられている。この
場合、通電開始時刻は、深夜電力時間帯の終了時刻から
通電時間だけ渕って設定される。たとえば、発熱体１へ
の通電時間が４時間であれば通電開始時刻を午前３時（
深夜電力時間帯の終了時刻を午前７時としている）に設
定し、通電時間が６時間であれば通電開始時刻を午前１
時に設定するのである。第６図（ａ）は冬場における最
大能力での通電期間ＨＰを示し、第６図（ｂ）は枚重や
春先における通電期間ＨＰの一例を示している。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、通電期間ＨＰの開始直前には蓄熱ボード２の
温度は最低であり、第６図のように通電期間ＨＰが１回
だけであると、通電期間ＨＰの終了直後と開始直前との
蓄熱ボード２の温度差が大きくなる。したがって、発熱
体１への通電が開始されてから蓄熱ボード２が所定の温
度に達するまてに要する消費電力か大きくなるという問
題がある。 また、蓄熱ホード２に蓄積される熱量は、深夜電力時間
帯の終了時刻から次の開始時刻までの室内の暖房に必要
な程度に設定されているのであるが、実際には、地域の
違いや住宅の施工条件の違いによって、蓄熱ボード２へ
の蓄熱量が不十分になることがあり、深夜電力時間帯の
開始時刻よりも前に暖房能力が不足してしまうことかあ
る。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、通
電期間を２回に分割することにより、蓄熱ボードの最低
温度を従来よりも高くして通電期間における電力消費を
抑制し、また、深夜電力時間帯のみではなく通常電力時
間帯にも発熱体に適宜通電することによって、暖房能力
か不足しないようにした蓄熱床暖房制御システムを提供
しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

請求項１の構成では、深夜電力を通電される発熱体によ
り加熱されて蓄熱する蓄熱ボードを床に配置し、蓄熱ボ
ードの蓄熱量が所定量になるように発熱体の通電時間お
よび温度を制御する制御手段を設け、蓄熱ボードからの
放熱によって室内を暖房するようにした蓄熱床暖房制御
システムにおいて、制御手段が、深夜電力時間帯のうち
の所定期間を発熱体への通電を停止する休止期間とし、
休止期間の終了時刻から深夜電力時間帯の終了時刻まで
を後期通電期間として設定するとともに、休止期間の開
始時刻前の所要時間を前期通電期間として設定するよう
にしている。 請求項２の構成では、制御手段が、深夜電力時間帯の開
始時刻前の一定時間を、通常電力を発熱体に通電する予
熱期間として設定するようにしている。 請求項３の構成では、制御手段が、深夜電力時間帯の終
了時刻から次の開始時刻までの間、温度センサにより検
出される蓄熱ボードの温度および室温センサにより検出
される室温を監視し、蓄熱ボー１くの温度と室温との少
なくともいずれか一方がそれぞれに対応して設定された
下限値未満になると、通常電力を発熱体に通電するよう
にしている。

【作用】

請求項１の構成によれば、深夜電力時間帯におげる発熱
体への通電期間を前期通電期間と後期通電期間とに分割
しているので、通電期間を分割しない場合に比較すれば
、蓄熱ホードの最低温度を高くすることかてき、室温や
蓄熱ボードの温度低下を抑制することかてきる。また、
蓄熱ボードの最低温度を従来よりも高くてきることによ
って、発熱体の通電期間における消費電力を従来よりも
低減できるのである。 請求項２の構成によれば、深夜電力時間帯の開始時刻前
の一定時間を予熱期間として発熱体に通常電力を通電す
るから、請求項１の構成に比較して蓄熱ボー１への温度
低下を一層抑制てきるのである。 請求項３の構成ては、深夜電力時間帯の終了時刻から次
の開始時刻まての間に、蓄熱ボードの温度と室温とを監
視し、いずれか一方が所定温度未満になれば、通常電力
によって発熱体に通電するから、気象条件なとによって
深夜電力時間帯における蓄熱ボー１〜への蓄熱量か不足
した場合ても、室温および床温の低下を抑制することが
てき、十分な暖房か行えるのである。

【実施例１】 基本構成は第１図に示すようなものであって、複数個の
蓄熱ユニット３により床か構成される。 いずれか一つの蓄熱ユニット３には、蓄熱ボード２の温
度を検出する温度センサ６が配設されており、検出され
た温度は制御手段であるコン１ヘローラ７に入力される
。また、発熱体］に深夜電力電源８を接続する通電経路
には、漏電ブレーカ９の接点部とコン１−ローラ７によ
り開閉制御されるリレー１０の接点とが挿入されている
。コントローラ７は、マイクロコンピュータを用いて構
成される。 コンｌ−ローラ７は、リレー１０の接点を開閉制御し発
熱体１への通電量を制御することによって、蓄熱ボード
２の蓄熱量を調節する。ずなわち、コン１ヘローラ７に
設けられた温度設定部によって使用者が所望の室温を設
定すると、発熱体］ｌ＼の通電期間および蓄熱ボード２
の加熱温度が決定され、コン１ヘローラ７に内蔵された
タイマにより設定された通電期間内に、温度センサ６に
よる検出温度に基ついて蓄熱ボード２か所定の加熱温度
になるようにリレー１０の接点を開閉して発熱体１への
通電量を制御するのである。コントローラ７には、カレ
ンダ機能が内蔵されており、日付に対応してあらかしめ
設定されている補正用のデータなとを用いて、温度設定
部で設定された温度に所定の補正演算を施すことにより
、通電期間や加熱温度を決定する。補正演算には、室温
センサ１］により検出した室温、前回の動作条件、前回
の動作結果なとも用いられる。 通電期間は、第２図に示すように、基本的には深夜電力
時間帯ＨＵに設定されるのであって、深夜電力時間帯Ｈ
Ｕの開始時刻ｔ１と終了時刻ｔ４との間て、時刻ｔ２か
ら時刻ｔ３の間は発熱体］Ｉ＼の通電を行わない休止期
間Ｈ３としてあらかしめ設定しである。休止期間ｉ（Ｓ
は、深夜電力時間帯ＨＵの終了時刻１４から上記補正演
算によって求められる全通電時間ＨＴたけ濶っな時刻と
終了時刻１．１１との間に設定される。したがって、深
夜電力時間帯ＨＵにおける発熱体１への通電期間は、休
止期間ＨＳを挟んで前期通電期間ＨＦと後期通電期間Ｈ
Ｌ、とに分割される。すなわち、全通電期間Ｉ−Ｉ　Ｔ
は、ＨＴ　＝　ＨＦ　−１−ＨＬ、になるのてあって、
前期通電期間ＨＦの開始時刻ｔｏは、時刻ｔ２から時間
ＨＦ　（＝　ＨＴ　−ＨＬ　）たけ澗った時刻になる。 すなわち、時刻上３から深夜電力時間帯ＨＵの終了時刻
ｔ４まての期間である後期通電期間Ｔ−１１−は一定で
あるから、全通電期間Ｉ（Ｔが変化すると前期通電期間
ＨＦの開始時刻ｔｏか変化することになる（第２図に破
線で示しである）。 ト述したように、深夜電力時間帯１−Ｉ　Ｕにおける通
電期間を、前期通電期間ＨＦと後期通電期間ｌ］Ｌとの
２回に分割することによって、分割しない場合に比較す
れば通電開始時刻を早めることがてきるのてあって（休
止期間ＨＳの分だけ早くなる）５通電開始時刻におりろ
蓄熱ボード２の温度を従来よりも高い温度に保つことが
てきるのである。すなわち、蓄熱ボー１＜　２の温度の
低下を抑制てきる結果、室温の変化を少なくすることが
てきるのである。また、蓄熱ボード２の温度低下が少な
いから、発熱体１への通電率を従来よりも減少させるこ
とができ、消費電力を低減できるのである。 ところで、住居の断熱性能や気象条件によっては、深夜
電力時間帯の開始時刻になるまでに蓄熱ボード２の温度
や室温が低下し、暖房が不十分になることがある。この
ような問題が生じないように、深夜電力時間帯の終了時
刻から次の開始時刻までの間、温度センサ６によって蓄
熱ボード２の温度を検出するとともに、室温センサ１１
によって室温を検出し、いずれが一方の検出温度がそれ
ぞれに対応して設定された温度の下限値未満になると、
通常電力によって発熱体１に一定時間の通電を行うよう
にする（第２図の期間ＨＮ）。このように、通常電力に
よる通電を必要に応じて間欠的に行うことによって、蓄
熱ホード２の温度および室温の低下を防止できるのであ
る。 第３図は以上の動作をまとめたフローチャートである。 すなわち、動作を開始すると、通電時間および蓄熱ボー
ド２の加熱温度を決定し、深夜電力時間帯において発熱
体１への通電を行う。深夜電力時間帯が終了すれば、室
温および蓄熱ボード２の温度を監視し、いずれが一方の
温度がそれぞれに対応して設定された下限値Ｔｌ、Ｔ２
を下回った場合には、通常電力により発熱体１に通電す
る。次の深夜電力時間帯が開始されると、前回の通電条
件等に基づいて深夜電力時間帯における通電時間および
加熱温度の補正演算を行い、今回の通電時間および加熱
温度を決定するのである。

【実施例２】 本実施例では、第４図に示すように、深夜電力時間帯Ｈ
Ｕの開始時刻ｔ１の前に、通常電力によって発熱体］に
一定時間通電する予熱期間ＰＨを設定している。 ずなわち、深夜電力時間帯ＨＵの開始時刻ｔ１の前には
蓄熱ボード２の温度ががなり低下しているから、深夜電
力時間帯ＨＵにおける発熱体］、への通電に先立って蓄
熱ボード２をある程度加熱するための予熱期間ＰＨを設
けることによって、蓄熱ボード２の温度低下を実施例１
に比較して一層抑制できるのである。

【発明の効果】

請求項１の構成によれば、深夜電力時間帯における発熱
体への通電期間を前期通電期間と後期通電期間とに分割
しているので、通電期間を分割しない場合に比較すれば
、蓄熱ボードの最低温度を高くすることができ、室温や
蓄熱ボードの温度低下を抑制することができるという利
点がある。また、蓄熱ボードの最低温度を従来よりも高
くてきることによって、発熱体の通電期間における消費
電力を従来よりも低減できるという効果を奏するのであ
る。 請求項２の構成によれば、深夜電力時間帯の開始時刻前
の一定時間を予熱期間として発熱体に通常電力を通電す
るから、請求項１の構成に比較して蓄熱ボードの温度低
下を一層抑制できるという効果がある。 請求項３の構成では、深夜電力時間帯の終了時刻から次
の開始時刻まての間に、蓄熱ボードの温度と室温とを監
視し、いずれか一方が所定温度未満になれは、通常電力
によって発熱体に通電するから、気象条件などによって
深夜電力時間帯における蓄熱ボードへの蓄熱量が不足し
た場合でも、室温および床温の低下を抑制することがで
き、十分な暖房が行えるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１−を示す概略構成図、第２図
は同上の通電状態を示す動作説明図、第３図は同上に用
いるコントローラの動作説明図、第４図は本発明の実施
例２における通電状態を示す動作説明図、第５図は本発
明に係る蓄熱床暖房システムでの床構造を示す断面図、
第６図は従来構成による通電状態を示す動作説明図であ
る。 １・・・発熱体、２・・・蓄熱ボード、３・・・蓄熱ユ
ニッ１へ、６・・・温度センサ、７・・・コントローラ
、１１・・・室温センサ。 代理人　弁理士　石　１）長　七

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）深夜電力を通電される発熱体により加熱されて蓄
   熱する蓄熱ボードを床に配置し、蓄熱ボードの蓄熱量が
   所定量になるように発熱体の通電時間および温度を制御
   する制御手段を設け、蓄熱ボードからの放熱によって室
   内を暖房するようにした蓄熱床暖房制御システムにおい
   て、制御手段は、深夜電力時間帯のうちの所定期間を発
   熱体への通電を停止する休止期間とし、休止期間の終了
   時刻から深夜電力時間帯の終了時刻までを後期通電期間
   として設定するとともに、休止期間の開始時刻前の所要
   時間を前期通電期間として設定することを特徴とする蓄
   熱床暖房制御システム。
2. （２）制御手段は、深夜電力時間帯の開始時刻前の一定
   時間を、通常電力を発熱体に通電する予熱期間として設
   定することを特徴とする請求項１記載の蓄熱床暖房制御
   システム。
3. （３）制御手段は、深夜電力時間帯の終了時刻から次の
   開始時刻までの間、温度センサにより検出される蓄熱ボ
   ードの温度および室温センサにより検出される室温を監
   視し、蓄熱ボードの温度と室温との少なくともいずれか
   一方がそれぞれに対応して設定された下限値未満になる
   と、通常電力を発熱体に通電することを特徴とする請求
   項１記載の蓄熱床暖房制御システム。