JPS5866125A - 多段サ−モスタツト装置 - 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】 本発明は、−次加熱装置と二次加熱装置とを有する加熱
プラントを作動する多段サーモスタット装置に関する。

２つの異なる熱源を有する加熱装置から成る多段加熱プ
ラントは、長年にわたって使用されている。このような
多段加熱プラントに線、補助電気的抵抗加熱器を伴った
ヒートポンプ、補助ガス炉を停つ九ヒートポンプ、及び
電気的を九は地下燃料の補助加熱器を伴った太陽エネル
ギ源を有している４のがある。−次及び二次加熱源を有
する加熱プラン）ｔｆ用する理由は、−次加熱源を使用
し、次により高価な燃料を資する２次加熱源を使用する
仁とによ）加熱燃料を低価にするという利点があるため
である。

最近、多段装置のコスト効率を高めるため、意外温度検
知装置を設置して一次及び二次加熱プラントの段階的加
熱を助けることが一般に行なわれている。周知のように
、ヒートポンプを作動して熱を穐生ずることは、電気的
加熱装置のような二次加熱源を使用することよシもさら
に効率が良い。

−次加熱源すなわちヒートポンプが単独でヒーター負荷
を操作することができるならば電気的加熱装置が作動し
ないようにすることが望ましい。多段装置が一定の室内
温度で動作する場合、これは特に問題はない。すなわち
室内温度が一定に保持されている場合、室外の温度の自
然変化によシヒートポンプとその補助加熱装置は最も効
率的ｆＫ＆階的に付勢される。従って、ヒートポンプが
４はや一定温度を維持できなくな９、補助すなわち電気
的加熱装置が動作するまで、ヒートポンプは熱を発生す
る。しかし、一定の設定値を有する通常の多段サーモス
タットにおける欠点は、補助加熱段の動作を開始するの
に必要なオフセットすなわち降下が大き過ぎることであ
る。より快適な状態を得る九め、サーモスタットの制御
点をリセットすなわち上昇するよう室外センサを設けて
いる場合がしばしばある。しかし、室外リセットの効率
は加熱装置の容量へのリセット装置の整合や設計上の天
候状態によって左右されてしまう。

エネルギを節約するため、サーモスタットに日中のセッ
トアツプ（引上げ）機能とともに夜間のセットパック（
引下げ）機能を持九せることは一般に行なわれている。

これら機能は、加熱される建造物内の夜間＠皺を低くし
かつ朝に通常の日中周囲温度にピックアップすなわち戻
すものである。

しかし、夜間セットバッタ及び朝のピックアップを行な
う場合、ヒートポンプは最も有効なモードで動作できる
わけではない。たとえば、朝、サーモスタットが過′４
０日中の周囲温度制御に戻る場合、ヒートポンプは電気
的加熱装置の複ｍ段とと４にオンになる。従って、朝の
このピックアップは、たとえ十分な時間が与えられてい
ても、ヒートポンプだけで設定値温度Ｋまで温度を上昇
させることかで龜るか否かにかかわらず、同時に一次及
び二次加熱源を用いている。この種の装置では、朝のセ
ットアツプ時に電気的加熱装置がオンになるのをＩＩＪ
ＩＦｆるため室外１Ｍｌ１Ｌが所定温度以上になった場
合電気的加熱装置ＩＩｔｔ−オフに固定する室外サーモ
スタットを有している。しかし、この種の装置は高価で
しかも効果的ではない。すなわち、この装置は、室外温
度検知装置と補助制御装置を必要とするため高価になっ
てしまい、かつ通常の日中温度まで高める必要がない場
合でも電気的加熱装置はオンになるので、装置を娯調節
したのと同様の効率の四スを生じる。さらに、ヒートポ
ンプだけが建造物の加熱命令に応じることができるよう
な室外温度は、太陽、風、内部の熱（居住者、照明等）
のゲイン及びロスにょシ変化する。従って、たとえ室外
サーモスタットを適切に―節しても効果的でなくなって
しまう。

一般に、補助加熱装置、特に電気的加熱装置を有するヒ
ートポンプを制御する場合、室外検知装置を設置して制
御点オフセット（降下）を減少し、夜のセットパックか
ら朝のセットアツプへの設定値変化の影響をなくしてい
る。このように％定装置を設けたシ、調節及び効率が愚
いことによ）、様々な種類の設備におけるヒートポンプ
装置中補助加熱装置の動−作は限界を生じてしまう。こ
のような状況から、地方によっては電力供給事業はヒー
トポンプ装置を夜間にセットパック及び＠にセットアツ
プすることなく動作させることｔｍ案している。

本発明は、たとえば補助加熱装置を有するヒートポンプ
のような一次加熱源と二次加熱＃Ａを有する加熱プラン
トを作動する多段サーモスタット装！ＩＩＩＫ関する。

本発明は、−次加熱源と二次加熱源を用いているあらゆ
る種類の多段温度制御装置において使用できるが、こむ
では複数段の補助電気的加熱装置を有するヒートポンプ
を制御する多段サーモスタットの自答について特に述べ
ている。

というのは、本発明を適用するものとしては上記サーモ
スタットが最４一般的であるからである。

本発明は、補助加熱装置を不必要に付勢することなく、
ヒートポンプの動作を最も効果的Ｋｌ！用して、夜間セ
ットパック及び朝のセットアツプすなわちピックアップ
を行なう４のである０本発明は、室外に位置する装置の
室外検知を九は屋外調節することなくこの動作モードを
行なっている。

さらに、本発明は、オフセットすなわち降下することな
く、及び室外に位置する装置の室外検知または屋外調節
することなく、何段もの加熱装置を多段制御できる。

本発明は、夜間セラ、ドパツク及び朝のセットアツプ用
の時竺制御を行なう内部クロフタ装置を有する多段サー
モスタット装置を用いている。ターツク装置によシ設定
値の大きな変化がサーモスタット装置に供給され九場合
、本発明のサーモスタット装置は、ヒートポンプ及び補
助加熱装置を有効に作動することができる。朝のセット
アツプ時、本発明装置は補助加熱装置を滅Ｓ状練に保持
しながら、ヒートポンプを付勢することができる。ヒー
トポンプが、あらかじめ設定された時間内にヒーター負
荷を引き上けられない場合は電気的加熱装置の別の段を
付勢し、さらに一般的な方法で負荷を引き上けるように
している。

セットアツプ及びセットバックにおけるヒートポンプの
制御機能は、設定値からの時間積分値の優差すなわち制
御点における誤差を有し比例形の制御装置と並列な積分
装置を作動し、かつ連続的な合成誤差信号として２つの
信号を加算するととによ動行なっている。　この合成誤
差信号は、加熱段を次々オンにする多段サイクリング装
置に送られる。各段はヒステリシス制御機能を有しかつ
合成誤差信号を連続的に増加することによ）、−次段か
ら二次段にわたって加熱段を最も効率嵐〈次々にオンに
することができる。建造物のダイナ建ツクレスポンスに
近づける方法でセットパック値から竜ットアツプ値壕で
指数的に上昇する１有効な１設定値を発生することによ
ってセットアツプ動作を効果的に行っている。積分器の
ゲインは、過度時においてセットアツプ制御点が確立さ
れるまで減少される。

制御装置のパワーアップのような独立した状態において
は、偏差が大きい場合現在の制御点から所定の設定値へ
指数的に設定値を上昇することによシ、または現在Ｏ制
御点が所定の設定値に近い場合近似値を敏速に確立する
よう大きなゲインで積分数置を作動することＫよシ効率
良く制御することがで會る。

以下、添付０図面に基づいて本発明の実施例について説
明する。

第１図は、多段サーモスタット装ｆｉｌｔｌｏ’を示し
ている。本発明の多段サーモスタット装置１ｏは、−次
加熱装置と二次加熱装置を有する様々な形式の加熱プラ
ントに使用することができるが、本実施例では一次加熱
装置としてヒートポンプ及び二次加熱装置として複数段
の電気的加熱装置を用いている。この種の加熱プラント
では、第１図に示した多段サーモスタット装置を有効に
適用することができる。

サーモスタット装置１０は、クロック装置１１を有して
いる。このクーツタ装置１１は、一連のタイムインター
バルを発生できるものであればどのタイプのものでもよ
い。現在の技術では仁の用途に適した最も一般的な種禰
のターツタ装置としては、一連の正確なりロツタパルス
を発生する水晶制御発振器及び分局器がある。クロック
パルスは、通常のり四ツクディスプレイ、夜間セットバ
ツク、及び朝のセットアツプ機能等、複数の機能を行な
う。夜間セットパック機能とそれに俸うセットアツプ機
能とを行なうＯＫ使用される一連のタイムインターバル
をクロツタ装置１１が多段サーモスタット装置１０に供
給するタイ４フ１機能は装置１２において行なわれる。

仁の機能は、クロツタ装置１１からの信号１３によ）行
なわれ、温度設定値オフ竜ット儒号丁Ｏｆを変化する出
力１４を発生する。この設定値オフセット装置は、手動
設定値形０＊＊装置を含みかつ設定値変更信号Ｔｅｆを
発生すゐものであればどのような形式Ｏオフセット装置
でもよい。設定仮置ｊ［Ｔ農ｐ　＃ｉ、レバーを１１節
したヤ、ダイヤルで数値を会わせ走ル、まえは押ボタン
を押してディジタル入力を確立し、ナーモスメクト装［
１＠ｔ−手動で設定で龜る。通常Ｏす〜モスＩットＯ設
定値である。本実ＩＩＡ例では、単一〇セットバッタｌ
Ｈｉ！値変化と単一〇セットアツプすなわち＠Ｏビツタ
アｙプ変化は、装置１２によ珈プログラムされる。セッ
トパック時刻の数中朝のビック７ツグすなわち竜ットア
ッグ時刻０１［は、す−篭スタツ）０設針に依存し、セ
ットパック及び令ットアッグ０ＩＩｉ合せが１回の場合
から複数の時刻従ってこれに対応する設定値の組合せま
で任意に変えることができる。

さらに、サーモスタット装置１０は、温度検知装置Ｔｓ
という入力を有している。この装置Ｉ−は、周囲温ｆＫ
応答する信号を発生する。Ｊｌｌ囲温度は、サーモスタ
ット装置１０により制御されるヒートポンプ及び電気的
加熱装置の動作により制御される。温度検知装置Ｔ１は
、　どのような種−の検知装置でもよいが、最も代表的
なものとしては、制御される周囲温度を表わす信号Ｔｓ
を出力するサーｉスタ及びブリッジ装置がある。

温度検知信号Ｔｓ、プログラム温度オフセット信号Ｔｔ
ｓｆ、指数的減衰温度バイアス信号ＴＬＡＧ及び可変温
度設定値信号Ｔｓｐは、第１加算装置１５において加算
される。加算装置１ｓの出力線、導１１１１１６に送ら
れる。この出力信号は、サーモスタット装置１０の１有
効な１設定値と、サーモスタット装置１０によ）検知さ
れ九＠ｆＴｓとＯｉＡ在の温度誤差Ｅを表わしている。

温度検知装置Ｔｓ　、　　プログツム温変オフ七ット装
＊Ｔｏｔ、指数的に減衰する温度バイアス信号ＴＬＡＧ
　、及び可変ｆｆ１度設定値装置Ｔａｐ＃ｉ＠　１２１
Ｅｌ算装置１５において加算される。加算装置１５の出
方は４Ｊ１１１１に接続し、かつ現在の温屓誤差Ｅを表
わしている。この誤差Ｅは、サーモスタット装置１０に
よシ検知された温度Ｔ８とナー毫スタット装ａｔ　ｎｏ
　　有効な　設定値間の誤差である。

導４１１１の現在の温度誤差Ｅは、信号処理装置２０へ
送られる。この僅号処埴装置２ｏは、２つまたはそれ以
上の信号処暑通路すなわちチャネルから構成されている
。第１の信号処理チャネルは、現在Ｏａｔ誤、差１に接
続し九人力２２と、菖２加Ｘ装［２４に接続しぇ出力２
３とを有する比例定数装置２１を有している。第２のす
なわち積分器値号処埴チャネル２ｓ＃ｉ、温度誤差Ｅの
時間積分値を持つ積分装置３Ｔを有している。この積分
装置３Ｆは、穂在Ｏ温度誤差ＥＫ袈続した入力２＠と第
２加算装置２４に奈綬した出力２１とを有している。３
つＯ論理入力２８，２＠、３−は３つのスイッチ３１，
３２，３１０うち０１つを選択的に閉じ尚なゲイン定数
３４．３５または３＠を介して切如換えて、信号処理チ
ャネル２５のゲインを選択する。ケイン定数祉、遅いゲ
イン定数Ｋｓ３４と標準ゲイン定数Ｋｗ　３５　と遭い
ゲイン定数ＫＦ３＠がある。積分器信号処理チャネル２
ｓの積分装置３γは連続的な入力３８を有している。積
分装置３７４Ｄ出力は定数Ｃ５とＣ６間に制限され、論
理入力ｓ９によりｓにリセットすることが可能である。

この種の積分装置は、プジセス制御の分野では周知であ
る。

４Ｉｉ号処理装置！Ｏは、微分すなわち逮度決定チャネ
ル４０をさらに有している。このチャネル４・は、現在
のａｍ誤差ｇＫ４１１＆Ｌ九人力４１と、加算装置２４
に接続した出力４２を有している。この出力４２は、現
在の温度撫差ｌの時間変化率を表わし七゛いる。信号逃
Ｓ装置２０には３つの信号処理チャネルが示されている
が、装置は比例定数チャネル−２１と共同して積分チャ
ネル２１Ｋよ）動作する。微分装ｆｌｌｔ４０が使用さ
れる場合があるが、この処理機能は任意である。導！１
１６の現在Ｏａｍ誤差１は、差列接続し丸比例定数チャ
ネル２１と積分器チャネル２５に送られる。比例定数チ
ャネル２１は、どのタイプのゲイン、代表的にはゲイン
１を、有する普通の増幅器でよく、一方、積分器チャネ
ル２５は、時間に関して入力信号を積分し、第２ＷＪに
関して述べるような出力信号を出力する積分回踏である
。

積分器ゲイン制御論理装置１４５は、離散的入力４ｇ、
４７．４１を受信し、ｉ力２Ｌ２Ｌ３００１２信号ＩＩ
＆瑠テヤネに２５の３人力）として適当な積分ゲインを
選択する。さらに１積分器ゲイン制御論層装置４Ｓは、
現ｇｏａｉｔｓａ差罵をモニタし、制御が一定している
場合標準積分器ゲインを選択する。論理装置４５は、３
つのツリツブ７０ツブ４！、５０．５１　（出力導１Ｉ
Ｉ５１′を有している）と、２つの比較ａｓｚ、ｓｓを
有している。これら比ｌ１１ａは、現在０１Ｌｆｌｌ差
２と定数Ｃ！、Ｃｍとを比較し、かつ論珊的真ま九は偽
信号を出力する。また論ｆＭ装置４ｓは、論理装置４Ｓ
を作動するセット、リセット及び制御論理装置１構成す
る種々のＡＮＤ、　ＮＯＴ及びＯＲ論理ゲートを有して
いる。指数的減資バイアス装置６０は、あるレベルから
他のレベルに指数的に上昇する　有効な　設定値を作る
信号’ｌ”ＬＡＧを発生する。バイアス装置６０は、現
在の温ｆ誤差鳶とプ冒グラム温度オフセット装置１Ｔｏ
ｆ４の連続的入力及び離散的入力６１とを入力し、かつ
出力丁ＬＡＧと積分器ゲイン制御論理装置の入力４６と
を出力する。バイアス装置６０は、論理制御スイッチ１
１２．＠Ｌ比１ＩＲ１１６４、ゼーオーダのホールド−
路＠５、及び３モ一ド積分器６−をさらに有している。

積分器＠６杜、入力・ＴＫよりゼロにリセットされるか
箇九は入カー畠により入力６９０値の積分を■紬させる
出力を有している。入力６１１九は−＠口のどちらかが
減勢されると、積分器６６は普通のタイムベース積分器
として動作する。を九積分器６６には、負Ｏ指数定数フ
ィードバック１０が設けられている。

パワーアップリセット装置１ｓは、外部装置により発生
されたパワーアップパルスＰ及ヒ導ｍｌ＠からの現在の
温度鎮差信号１を入力し、指数的減衰バイアス装置６Ｇ
への出力８１を発生する。リセット装置１５は、積分器
ゲイン制御論理装置４５に接続し九２つの出力４７，４
１１をさらに有している。これら出力は、偏差が大きい
場合現在の制御点から所定の設定値まで　有効な　設定
値を指数的に上外すゐか、を九は現在Ｏ制御点が所定の
設定値に近い場合、大亀なゲインで積分器チャネル装置
２５を動作して適蟲な値を敏速に確立する。

リセット装置Ｔｓは、定数Ｃ４と誤差信号璽とを比較す
る比較器１６をさらに有している。

す−モスタット装置１（１□一部は、設定値温度ＴＩＰ
と検知され九温度丁８とを比較しかつこれら値を操作し
て導＄９１１に連続的な金ｌＩＬ誤差信号を一生する。

ζＯ儒号は、サーモスタット装置１０によ）作動される
加熱プラントの所＠０制御を行なう。サーモスタット装
置１０は、導ｇｉｌｌを加算装置１＠＠Ｋｍ！続すると
とによ〕完成されゐ。この加算装置１・Ｏは多段ナイフ
リング装置１０１への入力として働く。多段ナイフリン
グ装置１０１は、−次加熱装置と二次加熱装置における
段数と１■機の数の独立段を有している。各段１０２．
１（１１，１０４は、　オン−オフ　ヒステリシスルー
プ機能を有し、これについては第２図のグラフにおいて
詳述する。導線９１の連続的な脅威誤差信号が加算装置
１Ｇ（ｌにおいて加算されると、段１０２０人力１０５
　と段１０３の入力１０６とＲ１０４０入力１０７へ入
力する。段１０２，１０３，１０４内の各ヒステリシス
ループは互い違いになっているので、各段の　オフ状態
から　オン　状態への動作は重なシ合うことはない。多
段サイクリング装置の構成素子１０２゜１０３．１０４
は、どの形成の電子装置を使用してもよいように設計さ
れている。これらは、′オフ１状態から１オン′状態へ
の通常のヒステリシス形ループを有するオン−オフ制御
段であル、これら段は７８２図に示すように互い違いに
なっている。

段１　＠２　Ｆｉ、出力１０８を有Ｌ、ＪＲ１０３Ｕ出
力１０ｓを有し、かつ段１０４は出力１１Ｑ金有してい
る。これら出力は、加算装置１１１において加算され、
サーモスタット装置１０の出力１１２を形成する。出力
１１２Ｆｉ、−次加熱装置と二次加熱装置の各段を躯動
する。出力１１２と加算装置１００関に予期装置Ｉｔｓ
が設けられている。この装置の使用は任意であるが、す
−モスタット装置で拡一般Ｋｌｌ！用されている。予期
装置ｌｌ＄ａ、加算装置１００に適し九傷号源であり、
段１０２，１０１，１９４　　のいずれかの作動によ襲
付勢されかつ負帰還としての遅延信号を供給してシステ
ムの動作を予期する。この予期装置１１３は、アナログ
ま九はディジタルの通常の装置で、全システムの出力１
１２に接続し九導線１１２からの入力エネルギを受傷す
る。

サーモスタット装置１０Ｃ）動作について説明する曽に
、ｊＩｊＩ図のグツ７について述べる。第２図のグーｙ
７は、サイクリング１ｉＩｆＩｔ１・１ｏｖａＩＥ！を
示しえグラフである。このグラブは、導線１１における
華氏の脅威誤差信号ＫＩｌｌする一次及び二次加熱段す
なわち加熱プラント装置０１オン１時間の割合を表わし
ているｅｌｌｚｉｉａｏ−線は、纂ｌ加熱装置すなわち
ヒートポンプがオフ状態にある位置１１Ｋ＆ける約Ｑ、
５１の脅威誤差信号から開始する。合成誤差信号Ｂ１が
４，５１まで増加すると、−線は第１加熱装置すなわち
ヒートポンプが完全に１オン′状態となる位置１１＠壕
で増加する。すなわち、ヒートポンプは１００饅　ｔ）
オン時間となる。合成誤差信号９１が１１以上増加する
と、脅威誤差信号対加熱段の一線は、−纏１１１に示す
ように増加する。

これによシミ魚釣加熱装置の第１段は　オン′になる。

電気的加熱装置のｔｌＫＩ＆のオン時間の割合は、股間
の差が１１となる位置１２０における９、５１に合成誤
差信号が至るまで、増加し続ける。合成誤差信号ｓ１が
さらに１１増加して一線が位置１２１に至ると、電気的
加熱装置の次の段は一線の位置１２２に示すようにオン
になる。以下、設置１れた段について同様の動作が行な
われる。１お第２図における３つのｉ社、多数サイクリ
ング装置１０１の段１０２，１０３，１０４に和尚して
いる。導線９１における信号値が増加し続けると、段１
０２゜１０８．１０４の入力は第２１１の一線に沿って
上昇し続け、それＫより各設備に設けられたヒートボン
プ、段ｌ１段２２段３９等をオンにする。従って加算装
置１００への合成誤差信号９１を連−的に増加すること
によｐ、いくつＯ１ｉ！でもオン−オフ形式で制御する
ことができる。このように本発明紘、−次加熱装置及び
複数の二次加熱装置を有する加熱プラントを作動できる
多段サーモスタット装置を実現している。

第３図及び第４図は、サーモスタット装置１０の各構成
素子Ｏ機能動作を示したフローチャートである。第３図
及び第４図のフローチャートでは、機能または決定を行
なう装置の構成素子、ｔブセクシ冒ン、またはセタショ
ンを表わす参照番号を付けて、各機能を一般的な形成で
示している。特に、＃ＩＮ３図拡通常の動作モードにあ
るサーモスタット装置１０の７−−チヤートを示してい
る。仁の通常の動作モードにおいて、システムは現在の
設定値と前の設定値間に変化が起きたかどうかをノ計算
する。この変化は、サーモスタット装置１０が通常のモ
ードで動作しているかどうか、またはセットパックまた
はセットアツプ機能が生じたかどうかを決定するのに使
用される。続いて、７Ｗ１−チャートは導線１１におけ
る正しい合成誤差信号を決定し、サイクリング装置１０
１を適当なレベルで動作させる。次に、システムはフリ
ラグフロップ４９．５０．ＳＩＡびｘ４　ｙｆｉｆｃｆ
ｌｔ３１　、３２または３ｓの状態を決定し、信号処理
チャネル２５の積分ｔｊｆ１１３７に適当な定数を与え
る。第４図は装置のパワーアップ開始ＫＩｌＩ２用する
論理が第３図の通常の動作モードとは別に示されている
。パワーアップパルスＰは、必要な積分器とゲイン制御
論理装置をリセットするのに使用される。リセットが行
なわれた後、比較を行ないサーモスタット装置１０を適
切な動作モ＝ドに確立する。

動作において、最も簡単な動作モードは、温度オフセラ
）　Ｔｏｆがゼロである一定設定値動作である。Ｔｏｆ
とゼロオーダのホールド装［６５の出力とを加算した結
果である、Ｔｏｆの変化（信号Ｄ）がゼロの場合につい
て考えてみる。指数的減衰バイアス装置６０は付勢され
ていないので、ＴＬＡＧはゼロである。積分器ゲイン制
御論理装置４５は、出力２１によりスイッチ３２を介し
て標準ゲイン定数３ｓを選択する。従って、合成誤差信
号９１が俺生され、サイクリング装置１１０１Ｋｊな加
熱段をオンＫＥ２ツクする及び／普九は循環するよう命
令し、所定の設定値ＴｍｐＫ制御点を保持する。

これは、積分器信号チャネル２５によりオフセット（降
下）することなく行なわれる。

７ＯｆｆのＴＩＰＫ関して１０７Ｏ−にットパッタを行
なうには、セットアツプ及びセットバッタ装置１１が、
プログラムされ九温置オフセット丁・ｆを設定値を得る
。指数的減衰バイアス装置ａｎは、Ｔｏｆ□ｌ化を一１
０７０信号りとして検出する。えとえば、定数Ｃ１がゼ
ロＯ場合、Ｔ＠ｆの変化はバイアス装置・０Ｋ１１４１
を及ぼさないので、’ｊＬＡＧはゼロのｔオでありかつ
制御回路は標準積分ゲイン定数３５のｔｔである。この
ようにして、ナー毫スタット装［１０は１０マのセット
バッタを行なう。

ト配のセットパックに続いて１０マのセットアツプを開
始する場合、セットアツプ及びセットパック装置１２は
１０１Ｆから０１へプログラム温度オフセラ）Ｔ・ｆを
変更する。指数的減衰バイアス装＊ＳＯは、＋１０１の
信号りとしてＴｏｆＯ変化を検出する。ＤはＣ１よ）大
きいので、ＴＬＡＧはＤに等しくセットされ、かつ孔数
的減衰を開始する。従って　有効な　設定値は６０１の
１１で、７０１Ｆへ指数的に上昇し始める。積分器ゲイ
ン制御論理装置４５への入力は、フリップ７−ツプ４８
をセットしかつアリツブ７０ツブＳＯをリセットし、か
つ入力２・でスイッチｓ１を閉じること鰐よりゲイン定
数３４を選択する。積分器ゲイン定数３４は、標準ゲイ
ン定数３１ｓよ）も一般に低く、設定値の過渡時のオー
バーシュートを減少する。

その結果生じ九制麹動作によシ、指数的に上昇する　有
効な　設定値に追従するのに必要な加熱段だけをオンに
する。指数的定数ｙｏ＃ｉ、制御下の建造物のダイナミ
ックレスポンスに近似するよう選択されている（代表的
には１時間の時間定数）ので、上昇速度は温暖な室外状
態ではヒートボンプだけをオンにするようなゆっくりと
したものである。寒い室外状態では、制御点、は、設定
値に追従することができず、従って必要に応じてさらに
加熱ｉ＆をオンにする。セットアツプ回復を（１時間の
時間定数で）約２時間まで延ばすことによシ、加熱装置
の電力需要は急激な設定値変化よ〉も多様に変化で龜る
。家屋の自然レスポンスのように設定値を上昇すること
により、更に効率良く動作させることができるだけでな
く、回復期間の初期ではなく終了時近くでプラントをサ
イクリングすることができる。このような動作は、回復
が橢始され九ｖｋ短時間で加熱プラントをオフにするも
のよりも、家庭用には使用し中すい、　。

セットアツプ過渡におけるこの時点まで、積分器信号処
理チャネル２ｓは低いゲインＫｓの定数３４を介して作
動して、制御点のオーバーシュートを最小にしている。

過渡時に、現在の温度誤差信号Ｅが比較器Ｓ２の定数Ｃ
２よ〕大きくなると、フリップ７０ツブ５Ｇは、過渡が
十分進行中であることを表示するようセットされる。今
、安定した制御が再び行なわれている場合、すなわち、
現在の温ＷＬＷ！４差信号翼が比軟器５３の定数Ｃ３以
下に低下した場合、積分器ゲイン制御論場装置４ｓはリ
セットされ、ＫＮとして表わされている標準ゲイン定数
３５が選択される。

パワーアップリセット装置１５がパルス信号Ｐを受信す
ると、積分器３７と３モ一ド積分器６６はそれぞれ入力
３９．６７によりゼロにリセットされ、かつ積分器ゲイ
ン制御−瑠装置４５もリセットされて参照番号３Ｓにお
ける標準ゲインＫｗを選択する。参照番号１６における
現在のａ＆＠差Ｅが比較器７６のＣ４（代表的には１１
）より大きい場合、指数的減衰バイアス装置ｔｓｏは付
勢され、　有効な　設定値を指数的に上昇させ、電源の
故障原因となるヒートポンプ装置群によｎｔ電力需要同
時に起ることを阻止している。現在の温度誤差ＥがＣ４
よシ小さい場合、フリップフロップ５１はセットされ、
参照番号３６におけるゲイン定数にνを選択する。ゲイ
ン定数ＫＦは代表的には標準ゲイン定数ＫＮｊシ大きく
適当な積分器の値を敏速に再び確立する。

本実施例は、比例定数信号処理チャネル装置２１、差動
信号処理チャネル装置４０及び積分装置ｓＴを含む信号
処理チャネル２５とを有しているが、前に述べえように
、必ず必要とする装置嬬、比例定数装置２１と、積分器
３１を有する信号錫層チャネル２ｓである。しかし、３
つの装置の全てを同時Ｋｌ！用しである種の制御を行な
うようにすることもできる。本発明は、複数ゲインのチ
ャネル装置２Ｓを含む単一〇信号処理装置２０と、指数
的減衰バイアス装置Ｓ＠を停つ九制御論層装置とを鑑み
合わせて、オフ＊ット（降下）することなく、効率的に
ヒートボン１をセットバック及びセットアツプすること
ができるものである。

本尭明Ｏ内客、は、縞２ＦｊＡに示した種＠Ｏ多段ナイ
タリンダ装置を用いたナーモスタ４ット装置１＠。

に関して述べてき友。なお本発明は、マイタロブ９セツ
す制御装置、半導体素子、また社種々の電子回路を使用
す為ことによプ、実施することがで龜る。まえ、本発明
は、本実施例に＠定されるもＯではなく、様々に改変で
龜ることは尚業者には明白であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多段サーモスタット装置のブロック図
、第２図は第１ｗＡＫ示し九サーモスタット装置の制御
ＫＮ用する多段サイクリング装置のグラフ、第３図及び
第４図は多段サーモスタット装置の動作を表わしたフロ
ーチャートである。 １０・・・・サーモスタット装置、１１・―・・り四ツ
ク装置、１５・・・・第１加算装置、２０・・・・信号
処理装置、２１・−・・比例定数装置、２４−・・・第
２加算・装置、２ｓ＠・・・縞２信号処理チャネル、ｓ
Ｔ・・・・積分装置、４０・・拳・速度決定チャネル、
４ｓ・・・・積分器ゲイン制御論理装置、４９．ｉｌｍ
、５１・・・・フリップ７０ツブ、５２．５ｍ、＠４−
−−−Ｉｔ較器、＠Ｏ・・・・指数的減衰バイアス装置
、６５・・・・ゼロオーダホールド回路、６６・・・・
３モ一ド積分器、１５・・・・パワーアップリセット装
置、Ｔ６・・・・比較器、１００・・・・加算装置、１
０１・・・・多段サイクリング装置、１１３・・・・予
期装置。 特許出願人　　　ハネウェル・インコーボレーテッド復
代理人　山川政樹（ｂ１名） Ｆｔｅ、２ ｒｙｅ；、４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱プラントの動作によ）制御される周四温度に
   応じた信号を出力する温度検知装置と、上記加熱プラン
   トの動作によシ上記周囲温度を制御するようサーモスタ
   ット装置を設定する信号を出力する可変温度設定値装置
   と、上記検知装置の信号処理装置とを有する第１加算装
   置と、上記温度設定値装置の上昇変化を検出してオフセ
   ット信号を発生する設定値変更ｉｋ１と、上記第１加算
   装置と連続的な合成誤差信号を出力する第２加算装置と
   に遊動接続しかつ選択可能なゲイン定数を供給する積分
   装置に選択的に接続される複数のゲイン定数を有する積
   分信号処理チャネルと比例定数信号処理チャネルとを少
   くとも有する信号処理装置と、比較装置とスイッチング
   装置とを有しかつ上記現在の温［誤差に応答するよう接
   続した入方装−と上記積分信号処理チャネルＫｍ絖し上
   記積分信号処理チャネルのゲイン定数を選択するようス
   イッチ装置を動作させる出力装置とをさらに有する積分
   器ゲイン制御論理装置と、上記ａｍオフセット信号と上
   記現在の温ｆ誤差信号に接続した上記設定値変更装置を
   含む入力装置を有し、上記第１加算装筺に送られて上記
   現在のｍ度娯差信号を変える指数的に減衰する出方信号
   を発生する指数的減衰バイアス装置と、上記連続的な合
   成−差信号を受信するよう接続し九入力装置と上記加熱
   プラントに接続した出力装置を有し、上記加熱プラント
   の上記−次加熱装置と上記二次加熱装置とを次々に段階
   的に付勢するよう上配信号処珈装置からの上記連続的な
   合成−差信号に応等する段階的信号を出力する多段サイ
   クリング装置とから成ることを特徴とする一次加熱装置
   と二次加熱装置とを有する加熱プラントを作動する多段
   サーモスタット装置。
2. （２）−次加熱装置と二次加熱装置とを有する加熱プン
   ントの動作により制御される周囲温度に応じたイに号を
   出力する＠鍵検知装置と、上記加熱プラントの動作によ
   ）上記ｊｉｉＩ囲温度を制御するようサーモスタット装
   置を設定する信号を出力する可変温度設定装置と、温度
   オフセット信号を発生する温度セットアツプ及びセット
   パック装置と、連続した一連のタイムインターバルを発
   生するクロック装置と、上記検知装置の信号、上記温度
   オフセット信号及び上記設定仮装［Ｏ信号を受信するよ
   う接続した入力と現在の温度娯差ｔ−表わす信号を出力
   する出力装置とを有する第１加算装置と、上記オフセッ
   ト信号に接続しかつ現在のタイムインターバルの前のタ
   イムインターバルにおける上記オフセット信号に等しい
   新しい信号を出力する前オフセント温度装置と、第１加
   算装置と連続的な合成−差偏号を出力する第２加算装置
   とに差列接続しかつ遁択可能なゲイン定数を供給する積
   分装置に選択的に線銃される複数のゲイン定数を有する
   積分信号処理チャネルと比例定数信号処理チャネルとを
   少くと４有する信号処理装置と、比較数置とスイッチン
   グ装置とを有し、かつ上記現在の温度誤差に応答するよ
   う接続した入力装置と上記積分信号処理チャネルに接続
   し上記積分信号処理チャネルのゲイン定数を選択するよ
   うスインテ装置を動作させる出力装置とをさらに有する
   積分器ゲイン制御鋺理装置と、上記温度オフセット信号
   と上記現在の温度誤差信号とに接続した上記前オフセッ
   ト温度装置を含む入力装置を有し、上記第１加算装置に
   送られ上記現在の温度誤差信号を変える指数的に減衰す
   る出力信号を発生する指数的減衰バイアス装置と、上記
   連続的な合成誤差信号を受信するよう接続した入力装置
   と上記加熱プラントに接続した出力装置とを有し、上記
   加熱プラントの上記−次加熱装置と上記二次加熱装置と
   を次々にかつ段階的に付勢するよう上記信号処理装置か
   らの上記連続的な合成誤差信号に応答する段階的信号を
   出力する多段サイクリング装置とから成ることを特徴と
   する加熱プラントを作動する多段サーモスタット装置。