JPS631602B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、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ツト
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、長年にわたつて使用されてい
る。このような多段加熱プラントには、補助電気
的抵抗加熱器を伴つたヒートポンプ、補助ガス炉
を伴つたヒートポンプ、及び電気的または地下燃
料の補助加熱器を伴つた太陽エネルギ源を有して
いるものがある。一次及び二次加熱源を有する加
熱プラントを使用する理由は、一次加熱源を使用
し、次により高価な燃料を要する２次加熱源を使
用することにより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、室
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
熱を発生することは、電気的加熱装置のような二
次加熱源を使用することよりもさらに効率が良
い。一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
よりヒートポンプとその補助加熱装置は最も効率
的に段階的に付勢される。従つて、ヒートポンプ
がもはや一定温度を維持できなくなり、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ツトにおける欠点は、補
助加熱段の動作を開始するのに必要なオフセツト
すなわち降下が大き過ぎることである。より快適
な状態を得るため、サーモスタツトの制御点をリ
セツ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、室外リセツト
の効率は加熱装置の容量へのリセツト装置の整合
や設計上の天候状態によつて左右されてしまう。

エネルギを節約するため、サーモスタツトに日
中のセツトアツプ（引上げ）機能とともに夜間の
セツトバツク（引下げ）機能を持たせることは一
般に行なわれている。これら機能は、加熱される
建造物内の夜間温度を低くしかつ朝に通常の日中
周囲温度にピツクアツプすなわち戻すものであ
る。しかし、夜間セツトバツク及び朝のピツクア
ツプを行なう場合、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、
サーモスタツトが通常の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数段
とともにオンになる。従つて、朝のこのピツクア
ツプは、たとえば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にまで温度を
上昇させることができ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、朝のセツトアツプ時に電気的加熱装置
がオンになるのを妨げるため室外温度が所定温度
以上になつた場合電気的加熱装置をオフに固定す
る室外サーモスタツトを有している。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つてしまい、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、装置を誤調節し
たのと同様の効率のロスを生じる。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より変化
する。従つて、たとえ室外サーモスタツトを適切
に調節しても効果的でなくなつてしまう。

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ツト（降下）を減少
し、夜のセツトバツクから朝のセツトアツプへの
設定値変化の影響をなくしている。このように特
定装置を設けたり、調節及び効率が悪いことによ
り、様々な種類の設備におけるヒートポンプ装置
や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、地方によつては電力供給事業
はヒートポンプ装置を夜間にセツトバツク及び朝
にセツトアツプすることなく動作させることを提
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源を有す
る加熱プラントを作動する多段サーモスタツト装
置に関する。本発明は、一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、ここ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
サーモスタツトの内容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
サーモスタツトが最も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に使用
して、夜間セツトバツク及び朝のセツトアツプす
なわちピツクアツプを行なうものである。本発明
は、室外に位置する装置の室外検知または屋外調
節することなくこの動作モードを行なつている。
さらに、本発明は、オフセツ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、夜間セツトバツク及び朝のセツトア
ツプ用の時間制御を行なう内部クロツク装置を有
する多段サーモスタツト装置を用いている。クロ
ツク装置により設定値の大きな変化がサーモスタ
ツト装置に供給された場合、本発明のサーモスタ
ツト装置は、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。朝のセツトアツプ
時、本発明装置は補助加熱装置を減勢状態に保持
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げ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
法で負荷を引き上げるようにしている。

セツトアツプ及びセツトバツクにおけるヒート
ポンプの制御機能は、設定値からの時間積分値の
偏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こと
により行なつている。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り、一次
段から二次段にわたつて加熱段を最も効率良く
次々にオンにすることができる。建造物のダイナ
ミツクレスポンスに近づける方法でセツトバツク
値からセツトアツプ値まで指数的に上昇する“有
効な”設定値を発生することによつてセツトアツ
プ動作を効果的に行つている。積分器のゲイン
は、過度時においてセツ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ツプのような独立した状態
においては、偏差が大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
り、または現在の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
分装置を作動することにより効率良く制御するこ
とができる。

以下、添付の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、多段サーモスタツト装置１０を示し
ている。本発明の多段サーモスタツト装置１０
は、一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ツト装置を有効に適用す
ることができる。

サーモスタツト装置１０は、クロツク装置１１
を有している。このクロツク装置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。現在の技術ではこの用
途に適した最も一般的な種類のクロツク装置とし
ては、一連の正確なクロツクパルスを発生する水
晶制御発振器及び分周器がある。クロツクパルス
は、通常のクロツクデイスプレイ、夜間セツトバ
ツク、及び朝のセツトアツプ機能等、複数の機能
を行なう。夜間セツトバツク機能とそれに伴うセ
ツトアツプ機能とを行なうのに使用される一連の
タイムインターバルをクロツク装置１１が多段サ
ーモスタツト装置１０に供給するタイミング機能
は装置１２において行なわれる。この機能は、ク
ロツク装置１１からの信号１３により行なわれ、
温度設定値オフセツト信号T_pfを変化する出力１
４を発生する。この設定値オフセツト装置は、手
動設定値形の変更装置を含みかつ設定値変更信号
T_pfを発生するものであればどのような形式のオ
フセツト装置でもよい。設定値温度T_spは、レバ
ーを調節したり、ダイヤルで数値を合わせたり、
または押ボタンを押してデイジタル入力を確立
し、サーモスタツト装置１０を手動で設定でき
る、通常のサーモスタツトの設定値である。本実
施例では、単一のセツトバツク設定値変化と単一
のセツトアツプすなわち朝のピツクアツプ変化
は、装置１２によりプログラムされる。セツトバ
ツク時刻の数や朝のピツクアツプすなわちセツト
アツプ時刻の数は、サーモスタツトの設計に依存
し、セツトバツク及びセツトアツプの組合せが１
回の場合から複数の時刻従つ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、サーモスタツト装置１０は、温度検知
装置T_sという入力を有している。この装置T_sは、
周囲温度に応答する信号を発生する。周囲温度
は、サーモスタツト装置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T_sは、どのような種類の
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T_sを出力
するサーミスタ及びブリツジ装置がある。

温度検知装置T_s、プログラム温度オフセツト
信号T_pf、指数的減衰温度バイアス信号T_LAG及び
可変温度設定値信号T_spは、第１加算装置１５に
おいて加算される。加算装置１５の出力は、導線
１６に送られる。この出力信号は、サーモスタツ
ト装置１０の“有効な”設定値と、サーモスタツ
ト装置１０により検知された温度T_sとの現在の
温度誤差Ｅを表わしている。

温度検知装置T_s、プログラム温度オフセツト
装置T_pf、指数的に減衰する温度バイアス信号
T_LAG、及び可変温度設定値装置T_SPは第１加算装
置１５において加算される。加算装置１５の出力
は導線１６に接続し、かつ現在の温度誤差Ｅを表
わしている。この誤差Ｅは、サーモスタツト装置
１０により検知された温度T_sとサーモスタツト
装置１０の“有効な”設定値間の誤差である。

導線１６の現在の温度誤差Ｅは、信号処理装置
２０へ送られる。この信号処理装置２０は、２つ
またはそれ以上の信号処理通路すなわちチヤネル
から構成されている。第１の信号処理チヤネル
は、現在の温度誤差Ｅに接続した入力２２と、第
２加算装置２４に接続した出力２３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
分器信号処理チヤネル２５は、温度誤差Ｅの時間
積分値を持つ積分装置３７を有している。この積
分装置３７は、現在の温度誤差Ｅに接続した入力
２６と第２加算装置２４に接続した出力２７とを
有している。３つの論理入力２８，２９，３０は
３つのスイツチ３１，３２，３３のうちの１つを
選択的に閉じることができ、それにより現在の温
度誤差Ｅを適当なゲイン定数３４，３５または３
６を介して切り換えて、信号処理チヤネル２５の
ゲインを選択する。ゲイン定数は、遅いゲイン定
数K_S３４と標準ゲイン定数K_N３５と速いゲイン
定数K_F３６がある。積分器信号処理チヤネル２
５の積分装置３７は連続的な入力３８をしてい
る。積分装置３７の出力は定数C5とC6間に制限
され、論理入力３９によりC5にリセツトするこ
とが可能である。この種の積分装置は、プロセス
制御の分野では周知である。

信号処理装置２０は、微分すなわち速度決定チ
ヤネル４０をさらに有している。このチヤネル４
０は、現在の温度誤差Ｅに接続した入力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、現在の温度誤差Ｅの時間変化率
を表わしている。信号処理装置２０には３つの信
号処理チヤネルが示されているが、装置は比例定
数チヤネル２１と共同して積分チヤネル２５によ
り動作する。微分装置４０が使用される場合があ
るが、この処理機能は任意である。導線１６の現
在の温度誤差Ｅは、並列接続した比例定数チヤネ
ル２１と積分器チヤネル２５に送られる。比例定
数チヤネル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、積分器チヤネル２５は、時間に関して入力信
号を積分し、第２図に関して述べるような出力信
号を出力する積分回路である。

積分器ケイン制御論理装置４５は、離散的入力
４６，４７，４８を受信し、出力２８，２９，３
０（第２信号処理チヤネル２５の３入力）として
適当な積分ゲインを選択する。さらに、積分器ゲ
イン制御論理装置４５は、現在の温度誤差Ｅ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つのフリツプ
フロツプ４９，５０，５１（出力導線５１′を有
している）と、２つの比較器５２，５３を有して
いる。これら比較器は、現在の温度誤差Ｅと定数
C₂，C₃とを比較し、かつ論理的真または為信号
を出力する。また論理装置４５は、論理装置４５
を作動するセツト、リセツト及び制御論理装置を
構成する種々のAND，NOT及びOR論理ゲート
を有している。指数的減衰バイアス装置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T_LAGを発生する。バ
イアス装置６０は、現在の温度誤差Ｅとプログラ
ム温度オフセツト装置T_pfの連続的入力及び離散
的入力６１とを入力し、かつ出力T_LAGを積分器
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、論理制御スイツチ６２，６
３、比較器６４、ゼロオーダのホールド回路６
５、及び３モード積分器６６をさらに有してい
る。積分器６６は、入力６７によりゼロにリセツ
トされるかまたは入力６８により入力６９の値の
積分を開始させる出力を有している。入力６７ま
たは６８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。ま
た積分器６６には、負の指数定数フイードバツク
７０が設けられている。

パワーアツプリセツト装置７５は、外部装置に
より発生されたパワーアツプパルスＰ及び導線１
６からの現在の温度誤差信号Ｅを入力し、指数的
減衰バイアス装置６０への出力６１を発生する。
リセツト装置７５は、積分器ゲイン制御論理装置
４５に接続した２つの出力４７，４８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
を指数的に上昇するか、または現在の制御点が所
定の設定値に近い場合、大きなゲインで積分器チ
ヤネル装置２５を動作して適当な値を敏速に確立
する。リセツト装置７５は、定数C₄と誤差信号
Ｅとを比較する比較器７６をさらに有している。

サーモスタツト装置１０の一部は、設定値温度
T_spと検知された温度T_sとを比較しかつこれら値
を操作して導線９１に連続的な合成誤差信号を発
生する。この信号は、サーモスタツト装置１０に
より作動される加熱プラントの所定の制御を行な
う。サーモスタツト装置１０は、導線９１を加算
装置１００に接続することにより完成される。こ
の加算装置１００は多段サイクリング装置１０１
への入力として働く。多段サイクリング装置１０
１は、一次加熱装置と二次加熱装置における段数
と同様の数の独立段を有している。各段１０２，
１０３，１０４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の連続的な合成誤
差信号が加算装置１００において加算されると、
段１０２の入力１０５と段１０３の入力１０６と
段１０４の入力１０７へ入力する。段１０２，１
０３，１０４内の各ヒステリシスループは互い違
いになつているので、各段の“オフ”状態から
“オン”状態への動作は重なり合うことはない。
多段サイクリング装置の構成素子１０２，１０
３，１０４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”
状態から“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―オフ制御段であり、これら
段は第２図に示すように互い違いになつている。

段１０２は、出力１０８を有し、段１０３は出
力１０９を有し、かつ段１０４は出力１１０を有
している。これら出力は、加算装置１１１におい
て加算され、サーモスタツト装置１０の出力１１
２を形成する。出力１１２は、一次加熱装置と二
次加熱装置の各段を駆動する。出力１１２と加算
装置１００間に予期装置１１３が設けられてい
る。この装置の使用は任意であるが、サーモスタ
ツト装置では一般に使用されている。予期装置１
１３は、加算装置１００に適した信号源であり、
段１０２，１０３，１０４のいずれかの作動に付
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、アナログまたはデイジタルの通常の装置で、
全システムの出力１１２に接続した導線１１２か
らの入力エネルギを受信する。

サーモスタツト装置１０の動作について説明す
る前に、第２図のグラフについて述べる。第２図
のグラフは、サイクリング装置１０１の機能を示
したグラフである。このグラフは、導線９１にお
ける華氏の合成誤差信号に関する一次及び二次加
熱段すなわち加熱プラント装置の“オン”時間の
割合を表わしている。第２図の曲線は、第１加熱
装置すなわちヒートポンプがオフ状態にある位置
１１５における約0.5〓の合成誤差信号から開始
する。合成誤差信号９１が4.5〓まで増加すると、
曲線は第１加熱装置すなわちヒートポンプが完全
に“オン”状態となる位置１１６まで増加する。
すなわち、ヒートポンプは100％のオン時間とな
る。合成誤差信号９１が１〓以上増加すると、合
成誤差信号対加熱段の曲線は、曲線１１８に示す
ように増加する。

これにより電気的加熱装置の第１段は“オン”
になる。電気的加熱装置の第１段のオン時間の割
合は、段間の差が１〓となる位置１２０における
9.5〓に合成誤差信号が至るまで、増加し続ける。
合成誤差信号９１がさらに１〓増加して曲線が位
置１２１に至ると、電気的加熱装置の次の段は曲
線の位置１２２に示すようにオンになる。以下、
設置された段について同様の動作が行なわれる。
なお第２図における３つの段は、多数サイクリン
グ装置１０１の段１０２，１０３，１０４に相当
している。導線９１における信号値が増加し続け
ると、段１０２，１０３，１０４の入力は第２図
の曲線に沿つて上昇し続け、それにより各設備に
設けられたヒートポンプ、段１，段２，段３，等
をオンにする。従つて加算装置１００への合成誤
差信号９１を連続的に増加することにより、いく
つかの段でもオン―オフ形式で制御することがで
きる。このように本発明は、一次加熱装置及び複
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ツト装置を実現している。

第３図及び第４図は、サーモスタツト装置１０
の各構成素子の機能動作を示したフローチヤート
である。第３図及び第４図のフローチヤートで
は、機能または決定を行なう装置の構成素子、サ
ブセクシヨン、またはセクシヨンを表わす参照番
号を付けて、各機能を一般的な形成で示してい
る。特に、第３図は通常の動作モードにあるサー
モスタツト装置１０のフローチヤートを示してい
る。こ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
うかを計算する。この変化は、サーモスタツト装
置１０が通常のモードで動作しているかどうか、
またはセツトバツクまたはセツトアツプ機能が生
じたかどうかを決定するのに使用される。続い
て、フローチヤートは導線９１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１０１を
適当なレベルで動作させる。次に、システムはフ
リツプフロツプ４９，５０，５１及びスイツチ装
置３１，３２または３３の状態を決定し、信号処
理チヤネル２５の積分装置３７に適当な定数を与
える。第４図は装置のパワーアツプ開始に使用す
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。パワーアツプパルスＰは、必要な積分
器とゲイン制御論理装置をリセツトするのに使用
される。リセツトが行なわれた後、比較を行ない
サーモスタツト装置１０を適切な動作モードに確
立する。

動作において、最も簡単な動作モードは、温度
オフセツトT_pfがゼロである一定設値動作である。
T_pfとゼロオーダのホールド装置６５の出力とを
加算した結果である、T_pf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、T_LAGはゼ
ロである。積分器ゲイン制御論理装置４５は、出
力２９によりスイツチ３２を介して標準ゲイン定
数３５を選択する。従つて、合成誤差信号９１が
発生され、サイクリング装置１０１に適当な加熱
段をオンにロツクする及び／または循環するよう
命令し、所定の設定値T_spに制御点を保持する。
これは、積分器信号チヤネル２５によりオフセツ
ト（降下）することなく行なわれる。

70〓のT_spに関して10〓のセツトバツクを行な
うには、セツトアツプ及びセツトバツク装置１２
が、プログラムされた温度オフセツトT_pfを10〓
に変更し、それによつて60〓の“有効な”設定値
を得る。指数的減衰バイアス装置６０は、T_pfの
変化を−10〓の信号Ｄとして検出する。たとえ
ば、定数C1がゼロの場合、T_pfの変化はバイアス
装置６０に影響を及ぼさないので、T_LAGはゼロ
のままでありかつ制御回路は標準積分ゲイン定数
３５のままである。このようにして、サーモスタ
ツト装置１０は10〓のセツトバツクを行なう。

上記のセツトバツクに続いて10〓のセツトアツ
プを開始する場合、セツトアツプ及びセツトバツ
ク装置１２は10〓から０〓へプログラム温度オフ
セツトT_pfを変更する。指数的減衰バイアス装置
６０は、＋10〓の信号ＤとしてT_pfの変化を検出す
る。ＤはC1より大きいので、T_LAGはＤに等しく
セツトされ、かつ指数的減衰を開始する。従つて
“有効な”設定値は60〓のままで、70〓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、フリツプフロツプ４９をセツトしか
つフリツプフロツプ５０をリセツトし、かつ入力
２８でスイツチ３１を閉じることによりゲイン定
数３４を選択する。積分器ゲイン定数３４は、標
準ゲイン定数３５よりも一般的に低く、設定値の
過渡時のオーバーシユートを減少する。その結果
生じた制御動作により、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７０は、制御下の建造物の
ダイナミツクレスボ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ポンプだけを
オンにするようなゆつ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、従つて必要に応じてさらに加熱段をオ
ンにする。セツトアツプ回復を（１時間の時間定
数で）約２時間まで延ばすことにより、加熱装置
の電力需要は急激な設定値変化よりも多様に変化
できる。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、回復が開始された後
短時間で加熱プラントをオフにするものよりも、
家庭用には使用しやすい。

セツトアツプ過度におけるこの時点まで、積分
器信号処理チヤネル２５は低いゲインK_Sの定数
３４を介して作動して、制御点のオーバーシユー
トを最小にしている。過度時に、現在の温度誤差
信号Ｅが比較器５２の定数C2より大きくなると、
フリツプフロツプ５０は、過度が十分進行中であ
ることを表示するようセツトされる。今、安定し
た制御が再び行なわれている場合、すなわち、現
在の温度誤差信号Ｅが比較器５３の定数C3以下
に以下した場合、積分器ゲイン制御論理装置４５
はリセツトされ、K_Nとして表わされている標準
ゲイン定数３５が選択される。

パワーアツプリセツト装置７５がパルス信号Ｐ
を受信すると、積分器３７と３モード積分器６６
はそれぞれ入力３９，６７によりゼロにリセツト
され、かつ積分器ゲイン制御論理装置４５もリセ
ツトされて参照番号３５における標準ゲインK_N
を選択する。参照番号１６における現在の温度誤
差Ｅが比較器７６のC4（代表的には１〓）より大
きい場合、指数的減衰バイアス装置６０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り電力
需要が同時に起ることを阻止している。現在の温
度誤差ＥがC4より小さい場合、フリツプフロツ
プ５１はセツトされ、参照番号３６におけるゲイ
ン定数K_Fを選択する。ゲイン定数K_Fは代表的に
は標準ゲイン定数K_Nより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、比較定数信号処理チヤネル装置２
１、差動信号処理チヤネル装置４０及び積分装置
３７を含む信号処理チヤネル２５とを有している
が、前に述べたように、必ず必要とする装置は、
比例定数装置２１と、積分器３７を有する信号処
理チヤネル２５である。しかし、３つの装置の全
てを同時に使用して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、複数ゲインのチヤ
ネル装置２５を含む単一の信号処理装置２０と、
指数的減衰バイアス装置６０を伴つ制御論理装置
とを組み合わせて、オフセツト（降下）すること
なく、効率的にヒートポンプをセツトバツク及び
セツトアツプすることができるものである。

本発明の内容は、第２図に示した種類の多段サ
イクリング装置を用いたサーモスタツト装置１０
に関して述べてきた。なお本発明は、マイクロプ
ロセツサ制御装置、半導体素子、または種々の電
子回路を使用することにより実施することができ
る。また、本発明は、本実施例に限定されるもの
ではなく、様々に改変できることは当業者には明
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ツト装置のブ
ロツク図、第２図は第１図に示したサーモスタツ
ト装置の制御に使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ツト
装置の動作を表わしたフローチヤートである。 １０……サーモスタツト装置、１１……クロツ
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、２５……第２信号処理チヤネル、３７…
…積分装置、４０……速度決定チヤネル、４５…
…積分器ゲイン制御論理装置、４９，５０，５１
……フリツプフロツプ、５２，５３，６４……比
較器、６０……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モード積
分器、７５……パワーアツプリセツト装置、７６
……比較器、１００……加算装置、１０１……多
段サイクリング装置、１１３……予期装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱プラントの動作により制御される周囲温
   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り上記周囲温度を制御す
   るようサーモスタツ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
   及び上記設定値装置の信号を受信するよう接続し
   た入力装置とかつ現在の温度誤差を表わす信号を
   出力する出力装置とを有する第１加算装置と、上
   記温度設定値装置の上昇変化を検出してオフセツ
   ト信号を発生する設定値変更装置と、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
   算装置とに並列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ヤネルと比例
   定数信号処理チヤネルとを少くとも有する信号処
   理装置と、比較装置とスイツ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ヤネルに接続し上
   記積分信号処理チヤネルのゲイン定数を選択する
   ようスイツ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、上記温度
   オフセツト信号と上記現在の温度誤差信号に接続
   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加算装置に送られて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を有し、上記加
   熱プラントの上記一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
   モスタツト装置。 ２ 一次加熱装置と二次加熱装置とを有する加熱
   プラントの動作により制御される周囲温度に応じ
   た信号を出力する温度検知装置と、上記加熱プラ
   ントの動作により上記周囲温度を制御するようサ
   ーモスタツト装置を設定する信号を出力する可変
   温度設定装置と、温度オフセツト信号を発生する
   温度セツトアツプ及びセツトバツク装置と、連続
   した一連のタイムインターバルを発生するクロツ
   ク装置と、上記検知装置の信号、上記温度オフセ
   ツト信号及び上記設定値装置の信号を受信するよ
   う接続した入力と現在の温度誤差を表わす信号を
   出力する出力装置とを有する第１加算装置と、上
   記オフセツ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
   オフセツト信号に等しい新しい信号を出力する前
   オフセツト温度装置と、第１加算装置と連続的な
   合成誤差信号を出力する第２加算装置とに並列接
   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
   る積分信号処理チヤネルと比例定数信号処理チヤ
   ネルとを少くとも有する信号処理装置と、比較装
   置とスイツ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
   積分信号処理チヤネルに接続し上記積分信号処理
   チヤネルのゲイン定数を選択するようスイツチ装
   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、上記温度オフセツト信号
   と上記現在の温度誤差信号とに接続した上記前オ
   フセツ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
   ントの上記一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
   段サーモスタツト装置。