JPH10238797A - 床暖房装置の温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 どのような上敷物においてもその表面を適度
な温度に保ち、快適な暖房効果を実現すること。 【解決手段】 上敷物２の下に敷設した床用放熱器１の
温度を調節する温度調節装置６と、温度調節装置６の設
定温度を補正する温度補正装置７を具備した床暖房装置
の温度制御装置４において、温度補正装置４は、上敷物
２の熱的特性に応じて温度調節装置６の設定温度を定量
的に補正することを特徴とする床暖房装置の温度制御装
置としたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、床暖房装置の温度制御
装置に関するものであり、特に、床面に放熱器を敷設
し、この放熱器の上に上敷物をかぶせて暖房を行う床暖
房装置において、放熱器の温度を調節する温度調節装置
の設定温度を制御する温度制御装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】床面に放熱器を敷設し、放熱器の上面に
敷物を配設して敷物自体を加温することにより暖房を行
う床暖房装置の従来技術としては、特開昭５９−２３１
３３４号公報に記載されたものがある。これについて、
図１〜図３を用いて説明する。

【０００３】図１は床暖房装置の構成図であり、図中の
１は床用放熱器、２は上敷物、３が床用放熱器１に高温
の媒体を送り込むヒートポンプ冷媒サイクル、ボイラな
どの熱源機、４は温度制御装置である。温度制御装置４
は、床用放熱器１の表面温度等を検出するサーミスタ
５、床用放熱器１の表面温度を制御する可変式の温度調
節装置６及び可変式の温度補正装置７などから構成され
ている。

【０００４】図２は、温度制御装置４の回路構成を示し
たものである。図において、温度調節装置６は、サーミ
スタ５、床用放熱器１の温度を所望の値に設定する可変
抵抗器８、抵抗器９、１０、及びコンパレータ１１を有
している。温度補正装置７は可変抵抗器１２より構成さ
れている。１３はトランジスタＴ、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、
Ｒ３、電磁開閉器Ｌなどから成る周知の出力回路であ
る。

【０００５】上記構成において、サーミスタ５により検
出された床用放熱器１温度の検出値と、可変抵抗器８及
び床用放熱器７の可変抵抗器１２により設定された床用
放熱器１温度の設定値の大小関係により得られるコンパ
レータ１１の出力は、出力回路１３の電磁開閉器Ｌの信
号として熱源機３へ送られ、床用放熱器１の温度が設定
値と等しくなるように熱源機３の運転を断続あるいは強
弱制御する。

【０００６】ここで、床用放熱器１温度の調整は、可変
抵抗器８の抵抗値を変化させることにより行われるが、
床用放熱器１の上に使用する上敷物２の熱抵抗の大きさ
により上敷物２の表面温度が種々異なるため、上敷物２
の表面温度を適度な範囲に調節できるように温度補正装
置７の可変抵抗器１２の抵抗値を補正する。即ち、図３
に示すように、上敷物２の熱抵抗が大きい場合には可変
抵抗器８によって設定された床用放熱器１の温度の設定
温度を高くするように温度補正装置７の可変抵抗器１２
により補正し、また、逆に上敷物２の熱抵抗が小さい場
合には、設定温度を小さくするように温度補正装置７の
可変抵抗器１２により補正して、上敷物２の熱抵抗の大
きさに関係なく同一の上敷物２の表面温度が得られるよ
うにしたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、例え
ば上敷物２の熱抵抗が大きい場合には、温度補正装置７
の可変抵抗器１２の抵抗値を変化させることにより設定
温度を高くするように補正されるものであるが、可変抵
抗器１２の抵抗値をどの程度変化させるかは、使用者若
しくは施工業者の目分量に依存するものである。つま
り、定量的な補正しかできないものである。このため、
温度補正装置で補正したとしても、あまり効果がなく、
使用者が不快感を覚えることが多々ある。また、補正を
し直すにしても、どの程度補正してよいか分からず、最
適な補正量を見つけるまでに時間がかかることも起こり
得る。

【０００８】故に、本発明は、上記実情に鑑みてなされ
たものであり、温度調節装置及び温度補正装置を具備し
た床暖房装置の温度制御装置において、温度調節装置の
設定温度を温度補正装置で補正するに当たり、速やかに
所望の補正量で設定温度を補正でき、どのような上敷物
においてもその表面を適度な温度に保ち、快適な暖房効
果を実現することを技術的課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した技術的課題を解
決するために成された請求項１の発明は、上敷物の下に
敷設した床用放熱機の温度を調節する温度調節装置と、
前記温度調節装置の設定温度を補正する温度補正装置を
具備した床暖房装置の温度制御装置において、前記温度
補正装置は、前記上敷物の熱的特性に応じて前記温度調
節装置の設定温度を定量的に補正することを特徴とする
床暖房装置の温度制御装置としたことである。

【００１０】上記発明によれば、上敷物の熱的特性に応
じて温度調節装置の設定温度を定量的に補正するため、
温度調節装置の設定温度を温度補正装置で補正するに当
たり、速やかに所望の補正量で設定温度を補正できるも
のである。

【００１１】上記技術的課題を解決するに当たり、請求
項２の発明のように、請求項１において、前記温度補正
装置は、前記上敷物の表面飽和温度と前記温度調節装置
の設定温度の補正量との関係から導かれる表面飽和温度
−補正量特性線に基づき、前記上敷物の熱的特性に応じ
て前記温度調節装置の設定温度を定量的に補正すること
を特徴とする床暖房装置の温度制御装置とすることが好
ましい。

【００１２】上記発明において、上敷物の表面飽和温度
とは、温度調節装置の設定温度をある一定値に設定した
場合の、上敷物表面の飽和温度である。また、温度調節
装置の設定温度の補正量とは、設定温度を補正する場合
における補正後の設定温度値、補正後の設定温度値と補
正前の設定温度値との差、または、例えば可変抵抗器等
の抵抗値の変化により設定温度を補正する場合における
補正後の可変抵抗器の抵抗値、補正後の抵抗値と補正前
の抵抗値との差、等の、設定温度の補正に起因して変化
する様々な変数を定量的に示した値である。

【００１３】上記発明によれば、上敷物の表面飽和温度
と温度調節装置の設定温度の補正量との関係から導かれ
る表面飽和温度−補正量特性線に基づいて温度調節装置
の設定温度を補正する。例えば、ある設定値において床
暖房装置を運転し、上敷物の表面飽和温度がある所定値
となった場合には、表面飽和温度−補正量特性線より、
設定温度を補正すべき量が定量的に定まる。この補正量
分を補正するものである。これにより、速やかに所望の
補正量で設定温度を補正できるとともに、どのような上
敷物においてもその表面を適度な温度に保ち、快適な暖
房効果を実現することができるものである。

【００１４】より好ましくは、請求項３の発明のよう
に、請求項２において、前記温度補正装置は、前記上敷
物の熱的特性と前記上敷物の表面飽和温度との関係から
導かれる熱的特性−表面飽和温度特性線及び、前記上敷
物の熱的特性と前記温度調節装置の設定温度の補正量と
の関係から導かれる熱的特性−補正量特性線より前記表
面飽和温度−補正量特性線を求め、前記表面飽和温度−
補正量特性線に基づき、前記上敷物の熱的特性に応じて
前記温度調節装置の設定温度を定量的に補正することを
特徴とする床暖房装置の温度制御装置とすることであ
る。

【００１５】上記発明において、上敷物の熱的特性と
は、例えば上敷物の厚み、材質等、熱伝達に影響を及ぼ
す要因のことである。

【００１６】上記発明によれば、上敷物の熱的特性と上
敷物の表面飽和温度との関係から導かれる熱的特性−表
面飽和温度特性線と、上敷物の熱的特性と温度調節装置
の設定温度の補正量との関係から導かれる熱的特性−補
正量特性線とから、上敷物の熱的特性を媒介変数とし
て、表面飽和温度−補正量特性線と求める。そして、こ
の表面飽和温度−補正量特性線に基づいて、温度調節装
置の設定温度を補正するものである。これにより、速や
かに所望の補正量で設定温度を補正できるとともに、ど
のような上敷物においてもその表面を適度な温度に保
ち、より快適な暖房効果を実現することができるもので
ある。

【００１７】さらにより好ましくは、 請求項４の発明
のように、請求項２又は３において、前記温度補正装置
は可変抵抗器を備え、前記温度調節装置の設定温度の補
正量は前記可変抵抗器の抵抗値であることを特徴とする
床暖房装置の温度制御装置としたことである。これによ
り、より補正量が正確に特定でき、より快適な暖房を行
うことができるものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面に基づいて説明するが、本例における床暖房装置の
基本的なシステム構成は従来技術において説明したもの
とほぼ同じであり、温度調節装置の補正制御において異
なるものであるため、本例のシステム構成は従来技術に
おいて引用した図１〜図３を代用し、その詳細な説明を
省略する。

【００１９】本例における温度制御装置の補正手段につ
いて以下に説明する。

【００２０】まず、放熱器の表面温度の設定値をＴ１と
し、厚みがｓの上敷物（材質を例えばカーペットとす
る）を放熱器の上に敷設し、試験的に床暖房装置を運転
する。そして、上敷物の表面温度が一定となったとき
（飽和したとき）の表面温度を測定する。この結果、上
敷物として厚みがｓのカーペットを使用した場合、温度
調節装置の設定値がＴ１のときの上敷物の表面飽和温度
ｔ１がわかる。次に、放熱器の表面温度の設定値をＴ１
のまま、材質も同一（カーペット）で、その厚みがｓ＋
Δｓのものを上敷物とし、床暖房装置を運転する。そし
て、上敷物の表面温度が一定となったときの表面温度を
測定する。この結果、上敷物として厚みがｓ＋Δｓのカ
ーペットを使用した場合、設定値がＴ１のときの上敷物
の表面飽和温度ｔ２がわかる。以下、設定値Ｔ１及び上
敷物の材質はそのままで、厚みをｓ＋２Δｓ、ｓ＋３Δ
ｓ、・・・・というように変えて、上敷物の表面飽和温
度を測定する。この結果、図３に示すように、放熱器表
面温度の設定値がＴ１のときの、上敷物（カーペット）
の表面飽和温度と上敷物の厚みとの関係（上敷物の厚み
−表面飽和温度特性線）がわかる。この図３に示すグラ
フは、上敷物の熱的特性として上敷物の厚みを選択した
場合における、熱的特性−表面飽和温度特性線を示すも
のである。尚、図３において、上敷物の厚みが大きい程
熱が伝わりにくい、即ち熱抵抗が大きいので、上敷物の
表面飽和温度は、上敷物の厚みが大きい程低くなる。

【００２１】次に、放熱器表面温度の設定値をＴ１、Ｔ
２、とした場合の、上敷物の表面飽和温度と上敷物の厚
みとの関係を調べる。これにより、図４に示すように、
各設定値（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）における、上敷物の表面
飽和温度と上敷物の厚みの関係（熱的特性−表面飽和温
度特性線）が分かる。

【００２２】次に、各厚みｓ、ｓ＋Δｓ、ｓ＋２Δｓ、
ｓ＋３Δｓの上敷物を敷設したときに、その表面飽和温
度が最適温度（例えば１９℃〜２６℃）となるような補
正抵抗値の値を決定する。これは、可変抵抗器１２の抵
抗値を種々変化させて上敷物の表面温度を測定し、その
表面飽和温度が最適温度となったときの可変抵抗器１２
の抵抗値を補正抵抗値とするものである。このような補
正抵抗値を各厚みをもつ上敷物に対して測定することに
より、図５に示すような、補正抵抗値と上敷物の厚みと
の関係（上敷物の厚み−補正抵抗値特性線）がわかる。
これによると、上敷物の厚みがｓの場合の補正抵抗値は
Ｒ１、厚みがｓ＋Δｓの場合は補正抵抗値はＲ２、厚み
がｓ＋Δ２ｓの場合は補正抵抗値はＲ３、厚みがｓ＋３
Δｓの場合は補正抵抗値はＲ４であることがわかる。こ
の図５に示すグラフは、熱的特性として上敷物の厚みを
選択し、補正量として温度補正装置７の可変抵抗器１２
の抵抗値を選択した場合における、熱的特性−補正量特
性線を示すものである。

【００２３】次に、図４及び図５より、図６に示すよう
な、上敷物表面飽和温度と補正抵抗値との関係を求め
る。これは、図４に示す熱的特性−表面飽和温度特性線
及び、図５に示す熱的特性−補正量特性線とから、熱的
特性である上敷物の厚さを媒介変数として消去すれば、
求められる。この図６に示すグラフは、補正量として温
度補正装置７の可変抵抗器１２の抵抗値を選択した場合
における、表面飽和温度−補正量特性線を示すものであ
る。

【００２４】図６に示すような、表面飽和温度−補正量
特性線は、上述したように、上敷物の熱的特性を媒介変
数として消去したものであるため、この熱的特性がどの
ようなものであってもそれにより影響を受けることはな
い。例えば、上記した表面飽和温度−補正量特性線は、
上敷物の材質としてカーペットを用い、その厚さを変え
て表面飽和温度を測定することにより求められたもので
あるが、このようにして求められた表面飽和温度−補正
量特性線を、上敷物の材質を畳等の、カーペットとは熱
伝導度の異なるものに適用しても何ら問題はない。

【００２５】図６に示す表面飽和温度−補正量特性線
は、床暖房装置の納入前に、試験的に運転させることに
より作成することができる。そして、実際に床暖房装置
を納入し、施工した後、一定の設定値をセットして床暖
房装置を運転させる。このときの上敷物は、カーペット
に限らず、どのような材質のものでも、またどのような
厚さのものでもよい。そして、上敷物の表面温度が一定
になったときの表面飽和温度を測定する。測定された表
面飽和温度と設定値から、図６に基づき温度補正装置７
の可変抵抗器１２の補正抵抗値を求める。例えば測定さ
れた上敷物表面飽和温度がｔ３であり、そのときの温度
調節器６の設定温度がＴ２であれば、可変抵抗器１２の
補正抵抗値をＲ２にセットすればよいことになる。この
補正値に基づいて床暖房装置を運転させることにより、
快適な床暖房を行うことができるものである。

【００２６】以上、本発明の実施形態例について説明し
たが、本発明は、上記実施形態例に限定されるべきもの
ではない。例えば、上記実施形態例では、上敷物の熱的
特性として上敷物の厚みを例示したが、その他にも、上
敷物の熱伝導度、上敷物の材質、構造等、熱伝達に起因
する要因であれば、どのようなものでもよい。また、上
記実施形態例では、補正量として、可変抵抗器の抵抗値
を例示したが、その他にも、補正後の設定温度値、補正
後の設定温度値と補正前の設定温度値との差、補正後の
可変抵抗器の抵抗値と補正前の可変抵抗器の抵抗値との
差、等の、設定温度の補正に起因して変化する様々な変
数を定量的に示した値であれば、どのようなものでもよ
い。また、上記実施形態例では、複数の設定値（Ｔ１、
Ｔ２、Ｔ３）における表面飽和温度−補正量特性線を求
める例を示したが、この表面飽和温度−補正量特性線
は、１つの設定値におけるものがあればよい。この場合
においては、温度調節器６における最も高い設定値にお
いての表面飽和温度−補正量特性線を求めるのが好まし
い。これによって、どのような補正を行っても、上敷物
表面飽和温度の上限値が定まるため、低温火傷等が確実
に防止できるからである。このように、本発明は、その
趣旨を逸脱しない限りにおいて、適用可能なものであ
る。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明は、上敷物の熱的
特性に応じて温度調節装置の設定温度を定量的に補正し
ているので、どのような熱的特性を備える上敷物が配設
されたとしても、その表面温度を確実に快適な温度に保
つことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】温度制御装置を設けた床暖房装置の構成図であ
る。

【図２】温度制御装置の回路図である。

【図３】本発明の実施形態例における、温度調節装置の
設定温度をＴ１とした場合であって、上敷物の熱的特性
として上敷物の厚みを選択したときの上敷物の厚みと上
敷物表面飽和温度との関係を示すグラフ（熱的特性−表
面飽和温度特性線）である。

【図４】本発明の実施形態例における、各設定温度Ｔ
１、Ｔ２、Ｔ３とした場合の上敷物の厚みと上敷物表面
飽和温度との関係を示すグラフ（熱的特性−表面飽和温
度特性線）である。

【図５】本発明の実施形態例における、補正量として温
度補正装置の可変抵抗器の補正抵抗値を選択したときの
補正抵抗値と上敷物の厚みとの関係を示すグラフ（熱的
特性−補正量特性線）である。

【図６】本発明の実施形態例における、温度補正装置の
可変抵抗器の補正抵抗値と上敷物の表面飽和温度との関
係を示すグラフ（表面飽和温度−補正量特性線）であ
る。

【符号の説明】

１・・・床用放熱器 ２・・・上敷物 ３・・・熱源機 ４・・・温度制御装置 ５・・・サーミスタ ６・・・温度調節装置 ７・・・温度補正装置 １２・・・可変抵抗器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上敷物の下に敷設した床用放熱機の温度
   を調節する温度調節装置と、前記温度調節装置の設定温
   度を補正する温度補正装置を具備した床暖房装置の温度
   制御装置において、 前記温度補正装置は、前記上敷物の熱的特性に応じて前
   記温度調節装置の設定温度を定量的に補正することを特
   徴とする床暖房装置の温度制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記温度補正装置は、前記上敷物の表面飽和温度と前記
   温度調節装置の設定温度の補正量との関係から導かれる
   表面飽和温度−補正量特性線に基づき、前記上敷物の熱
   的特性に応じて前記温度調節装置の設定温度を定量的に
   補正することを特徴とする床暖房装置の温度制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記温度補正装置は、前記上敷物の熱的特性と前記上敷
   物の表面飽和温度との関係から導かれる熱的特性−表面
   飽和温度特性線及び、前記上敷物の熱的特性と前記温度
   調節装置の設定温度の補正量との関係から導かれる熱的
   特性−補正量特性線より前記表面飽和温度−補正量特性
   線を求め、前記表面飽和温度−補正量特性線に基づき、
   前記上敷物の熱的特性に応じて前記温度調節装置の設定
   温度を定量的に補正することを特徴とする床暖房装置の
   温度制御装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は３において、 前記温度補正装置は可変抵抗器を備え、前記温度調節装
   置の設定温度の補正量は前記可変抵抗器の抵抗値である
   ことを特徴とする床暖房装置の温度制御装置。