JPH07217997A - 電気蓄熱暖房器の蓄熱体の温度計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気蓄熱暖房器の蓄熱体の平均温度を正確に
測定する。 【構成】 蓄熱体３の前面あるいは後面の中央部近傍と
側面及び上部中央近傍に測定点を設け、その測定点に温
度センサ１６を取り付け、蓄熱、放熱など運転モードが
変化した場合の温度を測定できるようにする。また、そ
の測定した値の平均を取ることにより、蓄熱体３の平均
温度を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電気蓄熱暖房器の蓄
熱体の蓄熱量を検出し、温度制御を行なうための電気蓄
熱暖房器の蓄熱体の温度計測方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】深夜電力や融雪用電力等の安価な時間帯
の電力を利用する省エネルギー型の電気暖房器として電
気蓄熱暖房器がある。

【０００３】電気蓄熱暖房器は、暖房用の蓄熱体を有
し、その蓄熱体に深夜電力や融雪用電力等の安価な時間
帯の電力を用いて蓄熱し、その蓄熱した熱を利用して日
中の電力逼迫時に暖房を行ない、余剰電力の効率利用を
図るものである。

【０００４】このような電気蓄熱暖房器として例えば、
図５に示すファン式の電気蓄熱暖房器がある。

【０００５】この電気蓄熱暖房器は、暖房器本体の上方
に設けられた蓄熱部１とその下方に設けられた送風部２
とからなり、蓄熱部１は、蓄熱体３とその蓄熱体３の周
囲を囲む断熱材４及びその蓄熱体３を加熱するヒータ５
とからなっている。

【０００６】蓄熱体３は、５個一列に並べられた蓄熱用
煉瓦６を、二段積み重ねて一組とし、その一組の煉瓦６
を三段積み重ね、その三段に積み重ねた煉瓦６の一段ご
とに前記ヒータ５が取り付けられている。

【０００７】ヒータ５は、蓄熱用煉瓦６に挿通させてあ
り、そのため、煉瓦６を直接内側から加熱し、漏れなく
熱を煉瓦６に伝達できるようになっている。

【０００８】また、ヒータ５は、深夜電力あるいは融雪
用電力等によって駆動され、低料金の電力で蓄熱体３を
加熱する。

【０００９】断熱材４は、暖房器本体の蓄熱体３の下方
を除く前・後面と側面及び上面と対向する内壁に、蓄熱
体３と間隔をおいて取り付けられた断熱セラミックファ
イバとマイクロサームからなる断熱材と、蓄熱体３下面
に取り付けられた断熱セラミック板１７とからなってお
り、断熱材４と蓄熱体３との間には、図５の矢印に示す
蓄熱体３に蓄熱された熱を取り出すための送風路７が形
成されている。

【００１０】送風部２は、暖房器本体の前後面に対向し
て設けられた吹出し口８と吸い込み口９と送風ファン１
０とからなり、送風ファン１０は、蓄熱体３下方に出力
調整用ダンパー１１を介して配置されている。

【００１１】また、送風ファン（以下ファン）１０と吹
出し口８の間には、吹出し口８へのファン１０の送風を
規制する障壁１２が設けられており、吸い込み口９から
吸い込まれた冷風は、障壁１２でその方向が変えられ、
蓄熱部１の送風路７を上昇し、蓄熱体３周囲を通って暖
められ、吹出し口８から放出される。

【００１２】前記吹出し口８には、補助ヒータ１３が設
けられており、補助ヒータ１３は、通常電力により駆動
され、蓄熱体３の温度が低下し、温風を規定の温度に加
熱できない場合などに作動して温風を加熱する。

【００１３】即ち、温度コントローラ１４は、蓄熱体３
の温度を常に測定し、その測定した温度から蓄熱体３の
蓄熱量を検出し、その蓄熱量が少なくなった場合、その
少なくなった放熱量を補助ヒータ１３を作動することに
よって補い、暖房器の能力低下を防ぐ。

【００１４】また、 温度コントローラで、昼間の蓄熱量の変化を測定
し、その日の使用熱量に応じて翌日の蓄熱量を設定す
る。

【００１５】 設定された蓄熱量となるように、温度
コントローラ１４で測定した温度をもとにヒータ５を制
御する。

【００１６】ところで、上記の蓄熱体３の温度検出は、
従来、図６に示すように、蓄熱体３に一箇所、例えば、
側面に測定点１５を設定し、その測定点１５に温度セン
サ１６を取り付け、測定するという方法が行なわれてい
る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
蓄熱体に一箇所測定点を設ける方法では、制御のための
蓄熱体の温度、即ち、蓄熱体の平均温度を検出できない
という問題がある。

【００１８】蓄熱体の平均温度は、図７の平均温度の分
布曲線に示すように、その分布は、蓄熱時、ファンによ
る強制放熱時、自然放熱時など運転モードを変更した場
合に大きく変化する。

【００１９】また、その変化は、使用状況によっても変
化することからあらかじめ予測することは、困難であ
る。

【００２０】したがって、側面に一箇所測定点を設ける
方法では、蓄熱体の平均温度を検出することができず、
このような平均温度と異る測定温度で蓄熱量の測定と放
熱量の制御とを行なった場合、温度制御の精度が低下し
てしまうという問題がある。

【００２１】そこで、この発明の課題は、平均温度の分
布状態に係わらず平均温度を正しく、かつ、容易に計測
できる方法を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明では、深夜電力あるいは融雪用電力等の安
価な時間帯の電力によりヒータで加熱される蓄熱体と、
その蓄熱体の周囲に送風を行なって発生した温風で室内
を暖める送風ファンとを有し、前記蓄熱体の温度を測定
し、蓄熱体の蓄熱量を検出して、その検出した蓄熱量に
応じて蓄熱体を加熱するヒータ等を制御する従来の電気
蓄熱暖房器において、前記蓄熱体の温度測定を複数点で
行なう方法を行ったのである。

【００２３】また、このとき、上記複数点で行なった測
定温度の平均値を蓄熱体の温度とすることができる。

【００２４】さらに、その際、上記複数の温度測定点を
蓄熱体の前面あるいは後面の中央部近傍と側面及び上部
中央部近傍の三点とし、その三点の測定温度の平均値を
蓄熱体温度としてもよい。

【００２５】

【作用】このような電気蓄熱暖房器の蓄熱体の温度計測
方法では、蓄熱体の複数点の温度を測定することによ
り、蓄熱体の温度分布に基づく各点の温度を検出するこ
とができる。

【００２６】また、このとき、ファンによる強制放熱時
や自然放熱時、さらに、蓄熱時など運転モードの変更に
よって平均温度の分布が大きく変わっても複数の測定点
をモニタすることにより、そのときの変化に応じた温度
分布を検出できる。

【００２７】また、複数点で行った測定の平均を蓄熱体
温度とするものでは、温度分布を検出した測定温度の平
均を取ることにより、誤差の少ない蓄熱体の平均温度を
検出できる。

【００２８】さらに、複数の温度測定点を蓄熱体の前面
あるいは後面の中央部付近と側面及び上部中央部近傍の
三点の平均とした方法では、蓄熱体のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向
の温度分布を考慮した複数点の温度を測定しているた
め、蓄熱体の温度分布に基づく温度変化を検出すること
ができる。そのため、その平均をとることにより、蓄
熱、放熱など運転モードが変化した場合の蓄熱体の温度
分布の変化に係わらず、最小の測定点で全体の平均温度
を少ない誤差で測定できる。

【００２９】また、その平均温度は、３点の平均をもと
に算出するため、算出式が簡易なものとなり、演算回数
を少なくできる。したがって、このとき検出回数を増や
すようにすれば、精度を向上させることができる。

【００３０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００３１】この実施例では、図１に示すように、従来
例で述べた電気蓄熱暖房器の蓄熱体３と同じ蓄熱体３を
準備し、その蓄熱体３の温度を複数の測定点１５で測定
する本発明の測定方法と、一箇所の測定点１５で測定す
る従来の測定方法とで測定を行い、その測定データの比
較を行うことにより、この測定方法の効果を確認するこ
とにした。

【００３２】蓄熱体３は、５個一列に並べられた蓄熱用
煉瓦６を二段積み重ねて一組とし、その一組の煉瓦６を
三段積み重ねた総数３０個の蓄熱用煉瓦６からなり、そ
の積み重ねられた一組の煉瓦ごとに、蓄熱体加熱用のヒ
ータ（図示せず）が挿通されている。

【００３３】また、蓄熱体３には、図２に示すように、
各煉瓦６の接合点に測定点１５を設け、その各測定点１
５に温度センサ１６を取り付け（３５点）、複数点で温
度の測定を行った。

【００３４】このため、その各センサ１６の測定値から
蓄熱体３の温度分布を測定することができる。したがっ
て、各センサ１６の測定値の平均を取り、その値を蓄熱
体３の平均温度とした。

【００３５】何故なら、この場合蓄熱用煉瓦６全ての温
度を測定しているため、その単純平均は、ちょうど蓄熱
体３の平均温度になる筈である。

【００３６】このように温度測定を複数点で行うと容易
に蓄熱体３の平均温度が得られる。

【００３７】次に、蓄熱体３の側面（図１では、符号４
６の蓄熱用煉瓦６）の従来と同じ測定点１５に同じ温度
センサ（以下現状センサとする）１６を取り付けた。

【００３８】そして、ヒータに通電し、蓄熱体３の温度
を６００度程度まで上昇させ、そのときの３５点の煉瓦
６の平均温度に対する現状センサ１６の値を、グラフに
プロットした。また、その測定をファンによる強制放熱
時（出力、強、弱時）や自然放熱時、蓄熱時に行い、そ
の値はその都度グラフにプロットした。そのグラフを図
３に示す。

【００３９】また、このとき、図１に示す符号４１と４
２のセンサ１６の測定値と現状センサ１６の測定値とを
取出し、そのデータを蓄熱体３の前面あるいは後面の中
央部分近傍と側面及び上部中央の３箇所の測定データと
して式（１）に代入して平均を求め、その値をグラフに
プロットした。そのグラフを図４に示す。

【００４０】 ｛（４６）＋（４１）＋（４２）｝／３ ・・・（１） （４６）；符号４６の温度センサの測定値 （４１）；符号４１の温度センサの測定値 （４２）；符号４２の温度センサの測定値 その結果、図３の１箇所の測定点によって蓄熱体３の温
度を測定する方法では、蓄熱体３の平均温度（３５点の
平均温度）Ｔとの偏差は、最大でプラス方向に１０５
度、マイナス方向に３２度となった。

【００４１】一方、図４の本発明の複数の測定点で蓄熱
体３の温度を測定する方法では、測定点が３箇所であっ
たにも係わらず、偏差は、プラス方向が１７度、マイナ
ス方向が２２度と、従来のものに比べて、その誤差が２
０％程度に縮小した。

【００４２】これは、三次元の変化を示す蓄熱体３の温
度分布を考慮した蓄熱体３の前面の中央部近傍、側面及
び上部中央の温度を測定したため、温度分布の変化に追
従できるものと考えられる。

【００４３】また、３５点の煉瓦６の測定値との偏差
は、２０％程度となるが、平均を算出するデータ個数が
３対３５と非常に少なく、演算回数が少なくて済む。

【００４４】このため、電気蓄熱暖房器の蓄熱体３の、
例えば、前面あるいは後面の中央部分近傍と側面及び上
部中央の３箇所に温度センサ１６を設けた場合、その平
均を蓄熱体温度とすると、蓄熱体３の平均温度を運転モ
ードに係わらず容易に２０％以内の誤差で測定できる。

【００４５】したがって、蓄熱体３の蓄熱量を正しく測
定して温度制御をミスなく行える。

【００４６】また、そのときの平均温度は少ない演算回
数で算出できるため、検出回数を多くすることにより検
出精度を向上させることも可能であると考えられる。

【００４７】

【効果】この発明は、以上のような方法により、蓄熱体
の温度測定を複数点で行うようにしたので、蓄熱体の温
度分布に基づく各点の温度を測定することができる。

【００４８】そのため、その平均を取ることにより、蓄
熱体の平均温度を算出することができる。

【００４９】特に、測定点を３点とした場合には、平均
を出すためのデータ個数が３個と少なく演算も容易であ
り、しかも、偏差も２０％程度に抑えられるので、電気
暖房器の温度制御に利用すると、運転モードによらず蓄
熱量、放熱量のより正確な制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の蓄熱体の斜視図

【図２】実施例の蓄熱体の温度測定位置を示す配置図

【図３】実施例の測定結果を示す特性図

【図４】実施例の測定結果を示す特性図

【図５】電気蓄熱暖房器の一部断面斜視図

【図６】従来の蓄熱体の測定方法を示す作用図

【図７】蓄熱体の平均温度曲線を示す作用図

【符号の説明】

１ 蓄熱部 ２ 送風部 ３ 蓄熱体 ４ 断熱材 ５ ヒータ ６ 蓄熱用煉瓦 ７ 送風路 ８ 吹出し口 ９ 吸い込み口 １０ 送風ファン １１ ダンパー １２ 障壁 １３ 補助ヒータ １４ 温度コントローラ １５ 測定点 １６ 温度センサ １７ 断熱セラミック板

フロントページの続き (72)発明者 山西 克也 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 伊藤 哲二 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 稲葉 盛 北海道札幌市豊平区美しが丘４条９丁目２ 番１号 北海道電力株式会社総合研究所内 (72)発明者 武山 悟 北海道札幌市豊平区美しが丘４条９丁目２ 番１号 北海道電力株式会社総合研究所内 (72)発明者 薗田 不二夫 北海道空知郡奈井江町字奈井江776番地 北海道電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 深夜電力あるいは融雪用電力等の安価な
   時間帯の電力によりヒータで加熱される蓄熱体と、その
   蓄熱体の周囲に送風を行なって発生した温風で室内を暖
   める送風ファンとを有し、前記蓄熱体の温度を測定し、
   蓄熱体の蓄熱量を検出して、その検出した蓄熱量に応じ
   て上記ヒータ等の運転を制御する電気蓄熱暖房器の蓄熱
   体の温度計測方法であって、 上記蓄熱体の温度測定を複数点で行なう電気蓄熱暖房器
   の蓄熱体の温度計測方法。
2. 【請求項２】 上記複数点で行なった測定温度の平均値
   を蓄熱体の温度とすることを特徴とする請求項１記載の
   電気蓄熱暖房器の蓄熱体の温度計測方法。
3. 【請求項３】 上記複数の温度測定点を蓄熱体の前面あ
   るいは後面の中央部近傍と側面及び上部中央部近傍の三
   点とし、その三点の測定温度の平均値を蓄熱体温度とす
   ることを特徴とする請求項２記載の電気蓄熱暖房器の蓄
   熱体の温度計測方法。