JPH0632266B2

JPH0632266B2 - 床暖房装置

Info

Publication number: JPH0632266B2
Application number: JP23690786A
Authority: JP
Inventors: 研一池田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1986-10-03
Publication date: 1994-04-27
Anticipated expiration: 2009-04-27
Also published as: JPS6391987A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は複数個のヒータユニットとそれ等に共通させた
１個の制御ユニットとからなり、温度センサに対する接
続配線の本数が最小限の２本でよくてしかも設定温度に
対する制御精度が高い床暖房装置の構成に関する。

（従来の技術）設置する部屋の大きさに応じて複数個のヒータユニット
を増減させて組合わせ、ヒータ、温度センサの相互間を
電気的に接続して共通の制御ユニットに連絡させ使用し
得る床暖房装置は従来から知られるところであり、その
代表的なものは、温度センサの各々を制御ユニット内に
設けられた対応する各温度検出回路に配線で夫々接続す
る形式のものであって、温度センサ（感熱線）を個別に
温調制御するようにしているが、これでは接続配線の本
数がヒータユニットの数に比例して増加するのと制御シ
ステムが複数になるのとの装置上の問題があった。

（発明が解決しようとする問題点）上述する問題点に対処して温度センサ用の接続配線を最
低の２本と成し得てシステムの簡素化を果たすようにし
た内容が特開昭５５−９５２８５号公報によって開示さ
れているが、この装置は補正インピーダンスによる温度
補正回路を設けた構成であり、通電したいゾーンのみを
選択するのに応じて、同一の温度目盛に対しては、通電
するゾーンの個数にかかわらず同じ床面温度に制御する
ことが可能である。

ところが、単に補正インピーダンスを設けて共通の温度
センサで温度を検知しようとすると、通電ヒータ数が少
くなるのにつれて検知誤差が増大するのが難点であり、
さらに、室温が変動すると温度センサの抵抗も変わるた
めに設定温度も変えなければ高精度が維持できない面倒
な点もあった。

そこで本発明はかかる従来の諸問題点を解消するため
に、案出されたものであって、通電するヒータの数と、
通電及び非通電のヒータの温度センサの合成インピーダ
ンスとから通電中のヒータの温度を算定して実際の状態
に適合した温度制御を可能ならしめ、もって、複数のヒ
ータユニットを１つのセンサ回路で制御することによ
り、設定温度に対する誤差を極力少なくさせて制御精度
の実を簡素化された装置で挙げようとすることを目的と
する。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記の目的を達成するために、添付図面の実施
例によっても明らかにされる如く、面領域を加熱するヒ
ータ(3)、前記面領域の温度に応じインピーダンス(Z)
が変化する温度センサ(4)を備え、ヒータ(3)相互、温度
センサ(4)相互が並列的に接続し使用される複数個のヒ
ータユニット(1A),(1B) …と、それ等ヒータユニット(1
A),(1B) …に共通させ設けた制御ユニット(2)とによっ
て床暖房装置を構成してなり、前記制御ユニット(2)に
は、各ヒータ(3)に夫々直列接続する複数個のスイッチ
(14A),(14B) により形成されるヒータ選択手段(5)、前
記ヒータユニット(1A),(1B) …中の通電数を検知する通
電数検知手段(6)、複数個の前記温度センサ(4)に２本の
母線(13A),(13B) を介し一括的に接続して合成インピー
ダンスを検知する合成インピーダンス検知手段(7)、前
記ヒータユニット(1A),(1B) …の加熱温度を設定する温
度設定手段(8)、通電されるヒータ(3)の数量に応じて夫
々異なる関係を有する複数種の合成インピーダンス−温
度特性を記憶する記憶手段(9)、各ヒータユニット(1A),
(1B) …に共通接続した電源母線を断続するリレー(1
2)、前記通電数検知手段(6)と前記合成インピーダンス
検知手段(7)との各検知信号を受けて、前記記憶手段(9)
における該当する合成インピーダンス−温度特性にもと
づき対応する温度を算定するヒータ温度算定手段(10)、
前記温度設定手段(8)の設定温度と前記ヒータ温度算定
手段(10)の算定温度とを比較して前記リレー(12)を付・
消勢させるリレー駆動回路(11)を備えしめたことを特徴
とする。

さらに本発明は前記ヒータ温度算定手段(10)に対して、
室温に応じて合成インピーダンスの補正を行う室温補正
手段(20)を備えしめてなることをまた好ましい実施態様
とするものである。

（作用）複数個の前記ヒータユニット(1A),(1B) …は、それ等が
加熱運転中の使用状態であるか、あるいは不使用状態で
あるかによってヒータ(3)の加熱温度あるいは室内の通
常温度の影響を受けて温度センサー(4)のインピーダン
ス(Z) が変化することは言うまでもなく、従って、並列
的に接続してなる複数個の温度センサ(4)の合成インピ
ーダンスは、使用中、不使用中のものの各数との関係に
よって予め算定し得るものであるさら、各使用状態にも
とづく合成インピーダンス−温度特性を算出してこれを
記憶手段(9)にデータとして記憶させておき、一方、使
用中のヒータユニット(1A)の数を通電数検知手段(6)に
よって検知せしめるようにすると、それ等両手段(6)，
(9)にもとづいてヒータ温度算定手段(10)により記憶手
段(9)の該当する特性のデータを読み出させることによ
って、合成インピーダンスの値から加熱中のヒータユニ
ットの温度の算出が可能となり、その結果、温度設定手
段(8)で設定した温度とヒータ温度算定手段(10)が算定
した実際の温度とを比較して設定温度が高いか低いかで
運転中のヒータユニットの加熱運転か停止かを行わせる
ことによって制御精度の高い加熱運転が可能となる。

なお、停止中のヒータユニットにおける温度センサ(4)
のインピーダンスが室温の影響を受け変化することか
ら、記憶手段(9)から読み出した特性データに対して室
温の変化を加味した補正を行わせることによってさらに
制御精度が高い加熱運転が可能である。

（実施例）以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

第１図及び第２図は本発明に係る４ゾーン分割の例を示
したものであって、(1A)〜(1D)は形状及び定格容量を等
しくする４個のヒータユニットであって、タイルカーペ
ット状をなす本体中に面領域を均一に加熱するべくジグ
ザグ状に展延さてなるヒータ(3)と、同様に展延させ面
領域の温度を感知してインピーダンス(Z) が変化する温
度センサ(4)とを内蔵している。

(2)は前記各ヒータユニット(1A)〜(1D)に共通させて別
体に又はそのうちの一つに付属させて設けてなる制御ユ
ニットである。

各ヒータユニット(1A)〜(1D)は、ヒータ(3)相互及び温
度センサ(4)相互が並列的に接続して使用されるもので
あって、温度センサ(4)については左右両側に夫々２端
子の接続部を有して、２本電線によって他の回路と接続
せしめるようになっており、一方ヒータ(3)については
各一端が共通の電線に対して一括的に接続され、各他端
は制御ユニット(2)内に設けた複数個のスイッチ(14A)
〜(14D) を夫々介して制御ユニット(2)内のリレー(12)
の負荷端子に接続されている。

なお、温度センサ(4)はプラスチックサーミスタ層(41)
を挟んで１対の電極線(42),(42) を配設し、各電極線(4
2),(42) の両端部をジャンプ線(43)で短絡接続した構造
である。

制御ユニット(2)は、最も近いヒータユニット(1A)の温
度センサ(4)に接続させる２本の母線(13A),(13B)と、同
じヒータユニット(1A)のヒータ(3)一端に接続させる電
線(15)と、各ヒータユニット(1A)〜(1D)のヒータ(3)他
端に夫々接続させる電線(16A) 〜(16D) との合計７本の
電気配線を引き出させているが、その内部構造は第３図
を併せ参照すれば明らかであるように前記各スイッチ(1
4A) 〜(14D) により形成されるヒータ選択手段(5)と、
それ等各スイッチ(14A) 〜(14D) に連動して作動する各
スイッチ(17A) 〜(17D) からの閉成信号を受けてヒータ
ユニット(1A)〜(1D)中の通電数を検知する通電数検知手
段(6)と、２本の母線(13A),(13B) を介して４個の温度
センサ(4)に一括的に接続して合成インピーダンスを検
知する合成インピーダンス検知手段(7)と、ヒータユニ
ット(1A)〜(1D)の各加熱温度を共通した値で設定するた
めの可変抵抗器等からなる温度設定手段(8)と、予め算
定することによって得られる合成インピーダンス−温度
特性にもとづく多くのデータを記憶する記憶手段(9)
と、ヒータ温度算定手段(10)と、リレー駆動回路(11)
と、リレー(12)と、電源スイッチ(18)と、必要に応じ設
けられる室温検知器(19)とを備えている。

制御ユニット(2)を構成する各要素のうち、記憶手段(9)
及びヒータ温度算定手段(10)について以下詳述すると、
まず記憶手段(9)は、前述するように、４基のヒータユ
ニット(1A)〜(1D)中で通電使用されるものが１面，２
面，３面又は４面であることによって、ヒータ(3)の加
熱温度の影響を受ける温度センサ(4)と室内の通常温度
の影響を受ける温度センサ(4)との並列接続になる合成
インピーダンスが夫々異なるものであるから、通電され
るヒータ(3)の数量に応じて夫々異なる関係を持つ４種
の合成インピーダンス−温度特性を予め計算により求め
ておいて、各特性線図上の細かく区分した点における合
成インピーダンスと温度との値を組として記憶せしめて
おき、この情報のうちから前記通電数検知手段(6)より
の検知信号によって適切な情報を取り出し得るようにし
ている。

なお、この記憶手段(9)に記憶させてなる情報をグラフ
化したものが第４図に示されているが、これは室温を２
０℃の標準的な温度に固定したとして実線示したもので
あり、室温が１５℃に変化したとすると破線で示すよう
に、１面通電、２面通電の場合に若干異なってくる。

ところで上述する記憶情報を求める上で根據となる算式
は、通電するヒータユニットの数が４面全部、３面，２
面，１面の４通りの場合について、 (A) ４面全部、 (B) ３面、 (C) ２面、 (D) １面、の４つの式が得られる。

ここでＺ_ｒはヒータユニット温度が通電により温度Ｔ℃
の場合における当該温度センサ(4)のインピーダンスで
あり、Ｚ_Ａはヒータユニットが非通電により室温度相当
の温度Ｔ_Ａ℃の場合における当該温度センサ(4)のイン
ピーダンスである。

次に、ヒータ温度算定手段(10)は通電数検知手段(6)の
検知信号（通電数）及び合成インピーダンス検知手段
(7)の検知信号（合成インピーダンス）が入力される
と、前記通電数に応じた合成インピーダンス−温度特性
を指定して、その特性にもとづく各記憶情報のうち、検
知した合成インピーダンスに相当するものを取り出させ
るように作動するものであって、かくして、ヒータ温度
算定手段(10)からは通電中のヒータユニットにおけるヒ
ータ温度が出力されるようになる。

このようにしてヒータ温度算定手段(10)からヒータ温度
に対応した信号が発信されると、これを設定温度と比較
して高ければリレー(12)を消勢させ、低ければ付勢させ
るにようにリレー駆動回路(11)を作動せしめて、ヒータ
ユニットの自動発停制御を行わせるものである。

なお、ヒータ温度算定手段(10)は室温度を１５℃，２０
℃等固定的なものとして記憶手段(9)に情報が書き込ま
れているときは、通電数検知手段(6)の検知信号によっ
て必要なグループ情報を取り出し得るようにすればよい
が、記憶手段(9)に対して、ヒータユニットの通電数だ
けでなく、ヒータユニットが設けられている室内温度の
変化値をも考慮して合成インピーダンス−温度特性の各
データが書込まれている場合は、第１図図示の如く制御
ユニット(2)に室温検知器(19)を付設して、該検知器(1
9)の信号を受ける室音補正手段(20)により、さらに室温
を考慮したグループ情報を選んで取り出させるようにす
ればよい。

ここで、第５図は、ヒータ温度算定手段(10)の作動によ
って記憶手段(9)から読み出されたデイジタル温度情報
を、温度設定手段(8)の設定温度（アナログ量）と比較
するために、D/A 変換器によりアナログ温度情報（電圧
値）に変換した場合の電圧−温度特性を示している。

叙上の構成になる制御ユニット(2)の作動態様を第６図
によって概要説明すると、ヒータ選択手段(5)の操作、
温度設定手段(8)の操作などの初期設定(イ) を行って電
源スイッチ(18)を投入し加熱運転に入らせる。

この時点において、通電使用されるヒータユニット(1A)
〜(1D)の台数に関するデータが読込まれる(ロ)が、この
ステップ(ロ)は通電数検知手段(6)の検知作動に相当す
る。

次いで室温度補正手段(20)を有するものの場合には、室
温検知器(19)による室温度データを読込ませ(ハ)た後、
インピーダンス特性の決定(ニ)及びオン点・オフ点の決
定(ホ)を行わせる。

なお、ステップ(ニ)(ホ)がヒータ温度算定手段(10)の作動
に相当する。

しかる後、合成インピーダンス検知手段(7)を作動させ
て、ヒータユニット(1A)〜(1D)に対する合成インピーダ
ンスの検知及び読み込みを行わせ(ヘ)、リレー駆動回路
(10)によってヒータユニットをオン・オフするべくリレ
ー(12)の付勢、消勢の出力が発せられる(ト)。

（発明の効果）本発明の効果を挙げると以下に述べる通りである。

(イ) 複数のヒータユニット(1A),(1B) …に対して、各温
度センサ(4)のインピーダンス(Z) についての並列的な
合成値を信号として取り出せばよいので、制御ユニット
(2)から引出される温度センサ用配線は２本あればよ
く、連絡配線は最少本数にまとめられるので、接続が容
易であると共に、コンパクトな装置を形成し得る。

(ロ) 使用するヒータユニットの数により、また必要に応
じ室内温度を考慮して、運転台数により決まる合成イン
ピーダンス−温度特性を基準とした温度制御を行わせて
いるので設定温度に対する自動制御が適正に成されて誤
差がなく安定した加熱運転が可能となる。

(ハ) 本発明は１つの制御ユニット(2)の記憶手段(9)に対
して、３面形、４面形、５面形等各種の使用形態に応じ
た特性の情報を書込ませて、これを選択できるようにす
れば、単一品質で多機能を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係る装置回路図、第２図は
同じく略示構造図、第３図は本発明の例に係る制御ユニ
ットのブロック示回路図、第４図及び第５図は本発明に
係る温度センサの合成インピーダンス特性を説明するた
めの合成インピーダンス特性線図及び変換電圧−温度特
性線図、第６図は本発明の制御態様を示すフローチャー
トである。 (1A)(1B)……ヒータユニット、 (2)……制御ユニット、 (3)……ヒータ、 (4)……温度センサ、 (5)……ヒータ選択手段、 (6)……通電数検知手段、 (7)……合成インピーダンス検知手段、 (8)……温度選定手段、 (9)……記憶手段、 (10)……ヒータ温度算定手段、 (11)……リレー駆動回路、 (12)……リレー、 (13A)(13B)……母線、 (14A)(14B)……スイッチ、 (20)……室温度補正手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】面領域を加熱するヒータ(3)、前記面領域
の温度に応じインピーダンス(Z) が変化する温度センサ
(4)を備え、ヒータ(3)相互、温度センサ(4)相互が並列
的に接続し使用される複数個のヒータユニット(1A),(1
B) …と、それ等ヒータユニット(1A)， (1B) …に共通
させ設けた制御ユニット(2)とからなり、前記制御ユニ
ット(2)は、各ヒータ(3)に夫々直列接続する複数個のス
イッチ(14A),(14B) …により形成されるヒータ選択手段
(5)、前記ヒータユニット(1A),(1B) …中の通電数を検
知する通電数検知手段(6)、複数個の前記温度センサ(4)
に２本の母線(13A),(13B) を介し一括的に接続して合成
インピーダンスを検知する合成インピーダンス検知手段
(7)、前記ヒータユニット(1A),(1B) …の加熱温度を設
定する温度設定手段(8)、通電されるヒータ(3)の数量に
応じて夫々異なる関係を有する複数種の合成インピーダ
ンス−温度特性を記憶する記憶手段(9)、各ヒータユニ
ット(1A),(1B) …に共通接続した電源母線を断続するリ
レー(12)、前記通電数検知手段(6)と前記合成インピー
ダンス検知手段(7)との各検知信号を受けて、前記記憶
手段(9)における該当する合成インピーダンス−温度特
性にもとづき対応する温度を算定するヒータ温度算定手
段(10)、前記温度設定手段(8)の設定温度と前記ヒータ
温度算定手段(10)の算定温度とを比較して前記リレー(1
2)を付・消勢させるリレー駆動回路(11)を備えているこ
とを特徴とする床暖房装置。
【請求項２】記憶手段(9)における該当する合成インピ
ーダンス−温度特性にもとづき対応する温度を算定する
前記ヒータ温度算定手段(10)が、室温に応じて合成イン
ピーダンスの補正を行う室温補正手段(20)を有する特許
特許請求の範囲第１項記載の床暖房装置。