JPH0718594B2 - 暖房機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、室内温度を検知して暖房能力を制御する暖房
機の制御装置に関する。

［従来の技術］ 暖房機では、その暖房能力は、例えば使用者によって設
定される設定温度と、センサで検知される室内温度との
差に応じて、自動的に制御されている。また、一般に、
暖房初期には、暖房される室内の壁、天井、床等の壁面
温度が、室内空気の温度上昇に追随しにくいことから、
使用者は体感上の暖房効果を向上させるために、設定温
度を高めに設定する傾向がある。この結果、室内温度が
必要以上に上昇する場合が生じる。こうした場合には、
そのまま加熱量が制御されると、室内温度の過昇温によ
って不快感を感じることになる。

このため、体感上の十分な暖房効果を得るとともに、過
昇温によって不快感を感じることなく、しかも省力化を
図るために、特公昭61-38381号公報に記載の発明では、
検知される室内温度が設定温度に到達した後の時間を計
時し、あらかじめ定められた経過時間後に、設定温度を
あらかじめ定められた温度だけ変更する設定温度変更手
段によって、設定温度（制御上の目標温度）を変更する
ようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記の発明のように、室内の温度が設定温度に
到達し、その後あらかじめ定められた時間が経過してか
ら設定温度が変更される場合には、室内の温度が設定温
度に到達してから設定温度が変更されるまでの間に、室
内の壁面温度等が設定温度に応じて十分に高くなるた
め、変更された後の設定温度に対する室内の温度の追随
が遅れるという問題がある。

また、例えば、室内温度が設定温度に対して所定の温度
差の範囲内になった時に、室内温度と設定温度との温度
差に基づいて加熱量が比例制御される暖房機等では、暖
房機の加熱能力に対して暖房負荷が大きい場合や、設定
温度を高くしすぎた場合には、室内温度が設定温度付近
で安定し、いつまで経っても設定温度に到達しない場合
がある。

従って、上記の発明の構成によると、使用者によって設
定温度の変更が行われな限り、いつまでも設定温度が変
更されないため、室内の温度が過昇温して不快感を与え
てしまい、また省力化を図ることができないという問題
がある。

しかし、実際には、省力化および過剰暖房による不快感
をなくすために、設定温度を変更しようとする場合に
は、室内の温度が設定温度に到達することは必ずしも必
要ではない。

本発明は、設定温度に対する追随の遅れを小さくするこ
とができるとともに、設定温度を希望する温度より高め
に設定した場合にも省力化を図り、希望する温度に対す
る追随を速やかに行い、快適な暖房を行うことができる
暖房機の制御装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、室内を加熱するための熱源と、該熱源によっ
て加熱される室内の温度を検知する温度検知手段と、前
記室内の温度を設定する温度設定手段とを備え、前記温
度設定手段による設定温度を目標温度として前記熱源の
加熱能力を調節する暖房機の制御装置において、前記温
度検知手段の検知温度が前記設定温度より低い所定温度
に上昇したとき計時を開始する計時手段を備え、該計時
手段が所定時間を計時したとき、前記目標温度を前記設
定温度より低い温度に変更することを技術的手段とす
る。

［作用］ 一般に、設定温度を目標温度として加熱能力の制御が行
われ、その制御が継続されることが明らかな場合には、
室内の温度が、設定温度より多少低い温度、例えば設定
温度より１〜２℃低い温度に到達した時点で、その後、
どれだけかの時間が経過すれば室内の温度が設定温度に
到達すること、あるいは設定温度にさらに接近すること
をある程度予測できる。

本発明は、こうした推測に基づいて、室内温度が設定温
度に到達するしないに関係なく、目標温度を変更しよう
とするもので、本発明では、暖房が開始されると、初め
は設定温度を目標温度として、検知温度に基づいて熱源
の加熱量が制御される。その後、室内の温度が設定温度
より低い所定温度まで上昇すると、設定温度を目標温度
とする制御を継続したまま、他方では計時手段によって
所定時間の計時が開始される。所定時間が経過すると、
加熱能力を調節するための目標温度は、それまでの温度
設定手段による設定温度から、この設定温度より低い温
度に変更され、その後は、変更された温度を目標温度と
して加熱能力が調節される。

［発明の効果］ 本発明では、室内の温度が設定温度より低い所定の温度
に到達した時点で、その後の温度の上昇を推測して、所
定時間が経過したときに目標温度を低くするため、室内
の温度が設定温度に到達してからの所定時間が経過して
から目標温度を変更する場合と比較して、室内温度が設
定温度に到達している時間を短くすることができる。

従って、室内の温度を、過昇温させることがなく、設定
温度に対する追随を速やかにすることができ、快適な暖
房を行うことができるとともに、省力化を図ることがで
きる。

また、室内の温度が設定温度に到達しない場合にも、目
標温度を低くすることができるため、暖房負荷が大きい
場合や設定温度を多少高くしすぎた場合にも、目標温度
を低くすることができ、室内温度の過昇温により不快感
を与えることなく、省力化を図ることができる。

［実施例］ 次に本発明を実施例に基づいて説明する。

第２図は本発明の暖房機の制御装置を使用したガスファ
ンヒータ１の構成を示すもので、このガスファンヒータ
１は、空気循環路10と、燃料供給路20と、制御装置30と
から構成される。

空気循環路10はケーシング10aによって形成され、フィ
ルタ11を備えた吸込口12からは、対流ファン13の作動に
よって空気が吸込まれる。ケーシング10a内に吸込まれ
た空気の一部は、燃焼用空気として空気導入管14によっ
て導かれ、空気導入管14内に設けられたノズル21から噴
出される燃料ガスとともに燃料混合室15へ供給される。
燃料混合室15で空気と混合された燃料ガスは、バーナ16
の炎口を通過して燃焼され、燃焼ガスは吸込口12から吸
込まれた他の空気と空気混合室17で混合されて、対流フ
ァン13により温風吹出口18から室内へ吹出される。

燃料供給路20は、図示しない燃料供給源から供給される
燃料ガスを、ガス管22によって前述のノズル21へ導くも
ので、燃料供給路20には、上流側から元電磁弁23、主電
磁弁24、ガバナ25、比例弁26がそれぞれ設けられてい
る。

制御装置30は、第１図に示すとおり、マイクロコンピュ
ータを中心とした制御回路40と、制御回路40とは独立し
た安全回路30aとから構成され、制御装置30には、使用
者によって操作される運転スイッチ31および室温コント
ローラ32と、室温を検出するための室温センサ33とが備
えられている。また、バーナ16の近傍には、燃焼による
炎の温度を検出するためのサーモカップル34と、点火の
ためのスパーカ35とが備えられている。さらに、使用者
によって操作されるセーブ運転スイッチ36と、セーブ運
転中を表示するセーブ運転ランプ37とが設けられてい
る。

制御回路40は、図示しない電源プラグを電灯線コンセン
トに差込むことにより常時供給される電力により作動す
るもので、シーケンス制御部41、燃焼制御部42、送風制
御部43の各機能部を有する。

シーケンス制御部41は、運転スイッチ31を操作すると、
所定のシーケンスで対流ファン13、スパーカ35を作動さ
せ、各電磁弁23、24を開いて燃料ガスをバーナ16へ供給
して燃焼を開始させるとともに、サーモカップル34によ
りバーナ16の燃焼が検知されなくなると、各電磁弁23、
24を閉状態に制御して、燃焼を停止する。

また後述する燃焼制御部42におけるセーブ運転制御のた
めの機能部のひとつとして、タイマ44を備えており、タ
イマ44は、室温センサ33に検知される室内温度Ｔが所定
の条件、例えば設定温度より１℃低い温度になると、所
定時間ta（例えば30分）を計時する。

燃焼制御部42は、室温コントローラ32により設定される
設定温度Tsetと、室温センサ33によって検知される室内
温度Ｔとの温度差に応じて温調制御を行ってバーナ16の
燃焼量を決定するとともに、その燃焼量に応じて比例弁
26を制御する。

ここでは、第３図に疑似的に示すとおり、室内温度Ｔが
温調制御における目標温度Tdesに対して、 Ｔ＞Tdes＋0.5 のとき、すなわち室内温度Ｔが目標温度Tdesより例えば
0.5℃以上高い場合には、最小電流値Iminとなるように
比例弁26を制御し、室内温度Ｔが目標温度Tdesに対し
て、 Ｔ＜Tdes−0.5 のとき、すなわち室内温度Ｔが目標温度Tdesより例えば
0.5℃以上低い場合には、最大電流値Imaxとなるように
比例弁26を制御し、室内温度Ｔが目標温度Tdesに対し
て、 Tdes−0.5≦Ｔ≦Tdes＋0.5 のときには、目標温度Tdesに達している状態として、室
内温度Ｔと目標温度Tdesとの温度差に応じて比例制御さ
れる。

ここでは、設定温度Tsetを目標温度Tdesとする通常の制
御と、燃料消費量の削減等の省力化のために、通常の運
転とは別に、セーブ運転制御を行う。

セーブ運転制御は、暖房運転に応じて次第に変化する室
内温度Ｔに基づいて、目標温度Tdesを所定の条件によっ
て順次変更していく制御である。

ここでは、第４図に示すとおり、セーブ運転スイッチ36
がOFFのとき（ステップ１においてNO）には、設定温度T
setを目標温度Tdesとする通常の温調制御が行われ（ス
テップ２）、セーブ運転スイッチ36がONのとき（ステッ
プ１においてYES）には、ステップ３以降のセーブ運転
制御が行われる。

セーブ運転制御の開始時には、通常の制御と同様に設定
温度Tsetを目標温度Tdesとする通常の温調制御が行われ
る（ステップ３）。

この制御中に、室内温度Ｔが設定温度Tsetに対して、 Tset−１≦Ｔ になると（ステップ４においてYES）、シーケンス制御
部41におけるタイマ44により所定時間taの計時を開始す
る（ステップ５）。このとき、温調制御では、設定温度
Tsetを目標温度Tdesとする通常の温調制御が継続して行
われる（ステップ６）。

タイマ44の計時が開始されてから所定時間ta（30分）を
経過すると（ステップ７においてYES）、タイマ44をリ
セットして再び所定時間taの計時を開始し（ステップ
８）、このとき目標温度Tdesを設定温度Tsetより例えば
１℃低い温度T1（＝Tset−１）に変更して、温度T1を目
標温度Tdesとする温調制御を行う（ステップ９）。

リセットされたタイマ44の計時時間が再び所定時間taを
経過すると（ステップ10においてYES）、目標温度Tdes
を設定温度Tsetより例えば２℃低い温度T2（＝Tset−
２）にさらに変更して、温度T2を目標温度Tdesとする温
調制御を行う（ステップ11）。

その後室内温度ＴがＴ設定温度Tsetより５℃低い温度T3
（＝Tset−５）に低下するまで（ステップ12においてN
O）、その温度T2を目標温度Tdesとして温調制御し、室
内温度ＴがＴ設定温度Tsetより５℃低い温度T3（＝Tset
−５）に低下すると（ステップ12においてYES）、再び
設定温度Tsetを目標温度Tdesとする通常の温調制御が行
われ（ステップ13）、その後はステップ４以降を繰り返
す。

送風制御部43は、サーモカップル34によって検知される
バーナ16での燃焼温度に応じて対流ファン13を制御す
る。

安全回路30aは、ケーシング10a内の空気混合室17内の温
度が所定の温度に上昇したときに接点が開く図示しない
オーバーヒートスイッチの信号により、制御回路40の制
御状態とは関係なく、元電磁弁23および主電磁弁24への
通電を停止して、バーナ16の燃焼を停止する。

次に、以上の構成からなる本実施例のガスファンヒータ
１の作動を、第５図に基づいて説明する。

運転スイッチ31がオンにされるとスパーカ35が点火作動
を開始する。そしてスパーカ35の作動が検知されると元
電磁弁23と主電磁弁24とが開き、比例弁26には最大燃焼
量に相当する電流値が通電され、それに応じた量の燃料
ガスがノズル21から噴出され、空気導入管14を通過する
空気とともに混合室へ供給されて混合気となり、バーナ
16で着火する。

サーモカップル34によって着火が検知されると、スパー
カ35は作動を停止し、その後は、燃焼制御部42で室温コ
ントローラ32の設定温度と室温センサ33の検出温度とに
よって決定される燃焼量に基づいて比例弁26が制御され
る。また、対流ファン13はサーモカップル34の出力信号
に応じて制御され、吸込口12から吸込まれた室内空気
は、空気混合室17でバーナ16の燃焼によって生成された
燃焼ガスと混合されて、適切な風量に制御された温風と
なって温風吹出口18から吹出され、暖房運転が行われ
る。

ア） セーブ運転スイッチ36がOFFの場合 この場合には、設定温度Tsetを目標温度Tdesとする通常
の温調制御が行われ、室内温度Ｔが、設定温度Tsetを保
つように、比例弁26が制御される。

イ） セーブ運転スイッチ36がONの場合 この場合には、室内温度Ｔが設定温度Tsetより例えば１
℃低い温度１に上昇するまでは、設定温度Tsetを目標温
度Tdesとする温調制御が行われ、時間t0で室内温度Ｔが
温度T1に上昇すると、タイマ44が計時を開始し、時間t1
で所定時間taが経過すると、検知される室内温度Ｔに関
係なく、目標温度Tdesは、設定温度Tsetより１℃低い温
度T1に変更され、その後、所定時間taが経過するまで
は、温度T1を目標温度Tdesとする温調制御が行われる。

時間t2で、温度T1を目標温度Tdesとする温調制御が所定
時間ta経過すると、目標温度Tdesは設定温度Tsetより例
えば２℃低い温度T2に変更され、その後、温度T2を目標
温度Tdesとする温調制御が行われる。

この制御は、室内温度Ｔが設定温度Tsetより５℃低い温
度T3より低くならない限り続けられ、温度T2を目標温度
Tdesとする温調制御中に室内温度ＴがT3より低くなる
と、再び設定温度Tsetを目標温度Tdesとする温調制御が
行われる。

この間、室内温度Ｔは、実線に示すとおり、それぞれの
目標温度Tdesを中心にして、その上下を変化する。

以上のとおり、本実施例では、室内温度Ｔが設定温度Ts
etより低い所定の温度T1に到達した時点で、その後の室
内温度Ｔの上昇を推測して、所定時間taが経過したとき
に目標温度Tdesを低くするため、室内温度Ｔが設定温度
Tsetに到達している時間を短くすることができる。

従って、変更された後の目標温度Tdesに対する室内温度
の追随を速やかに行うことができ、室内温度Ｔを過昇温
させることがなく、快適な暖房を行うことができるとと
もに、省力化を図ることができる。

また、暖房負荷が大きい場合や設定温度Tsetを多少高く
しすぎた場合のように室内温度Ｔが設定温度Tsetに到達
しないような場合にも、目標温度Tdesを低くすることが
できるため、過昇温させることなく、適切に暖房するこ
とができ、省力化を図ることができる。

以上の実施例では、熱源としてガスバーナを用いたファ
ンヒータを示したが、FF方式の燃焼や他の燃料でもよ
い。また、燃焼熱を加熱源とするものでなく、電気を使
用する暖房装置であってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すガスファンヒータの制御
装置の機能的構成を示すブロック図、第２図は本実施例
のガスファンヒータの構成を示す概略構成図、第３図は
本実施例の制御回路における温調制御を説明するための
室内温度と比例弁電流との関係を示す制御特性図、第４
図は本実施例の制御回路におけるセーブ運転制御を示す
流れ図、第５図は本実施例による室内温度の変化を示す
タイムチャートである。 図中、16……バーナ（熱源）、32……室温コントローラ
（温度設定手段）、33……室温センサ（温度検知手
段）、40……制御回路（暖房機の制御装置）、44……タ
イマ（計時手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内を加熱するための熱源と、該熱源によ
   って加熱される室内の温度を検知する温度検知手段と、
   前記室内の温度を設定する温度設定手段とを備え、前記
   温度設定手段による設定温度を目標温度として前記熱源
   の加熱能力を調節する暖房機の制御装置において、 前記温度検知手段の検知温度が前記設定温度より低い所
   定温度に上昇したとき計時を開始する計時手段を備え、
   該計時手段が所定時間を計時したとき、前記目標温度を
   前記設定温度より低い温度に変更することを特徴とする
   暖房機の制御装置。