JP6817683B2

JP6817683B2 - 床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システム

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Publication number: JP6817683B2
Application number: JP2017045448A
Authority: JP
Inventors: 福郎宇都宮
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2017-03-09
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2021-01-20
Anticipated expiration: 2037-03-09
Also published as: JP2018151078A

Description

本発明は、床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システムに関する。

特許文献１には、従来の床暖房装置が開示されている。この従来の床暖房装置は、室内に敷設された床暖房パネルと、床暖房パネルに対応する部分の床温度を検出する床温センサとを備えている。床温センサは、床暖房パネルに指向して該床暖房パネルの表面温度を赤外線により検知するように構成されている。

これにより、床暖房パネルの実際の表面温度を直接検知することができ、例えば、床暖房パネルの表面温度が設定温度よりも高くなった場合等を検知することができる。

特開２００２−７１１４７号公報

ところで、この種の床暖房装置は、例えば、床暖房パネルに対応する部分に人が存在する場合、人体で覆われた部位（閉塞部位）については、他の位置に比べて表面温度が上昇しやすい。

しかしながら、従来の床暖房装置では、閉塞部位の表面温度を検知しようとしても、閉塞部位が人体に覆われており、把握することができなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、床暖房パネル上に生体が位置することで床部の表面に閉塞部位が生じても、当該閉塞部位に対応する床部の表面温度を把握することができる床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システムを提供することにある。

本発明の一態様に係る床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システムは、居室空間の床部に設置された床暖房パネルと、前記床暖房パネル上に位置する生体により覆われた前記床暖房パネルにおける閉塞部位を検知可能な閉塞部位検知手段と、前記閉塞部位検知手段により検知された前記閉塞部位から所定寸法離れた部位の床部の表面温度を非接触で検知可能な温度検知手段と、前記温度検知手段により検知された前記表面温度から、前記閉塞部位の表面温度を推測する閉塞部位温度推測部とを備えていることを特徴とする。

この構成によれば、閉塞部位から所定寸法離れた部位の床部の表面温度から、閉塞部位の表面温度を推測することができるため、温度の上昇しやすい閉塞部位の表面温度を把握することができる。この結果、閉塞部位の表面温度が推測できるため、例えば、閉塞部位が高温状態になっていることを把握することができる。

また、この床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システムにおいて、前記温度検知手段が赤外線撮像素子を有していることが好ましい。

この構成によれば、温度検知手段が赤外線撮像素子を有するため、閉塞部位から所定寸法離れた部位の床部の表面温度を容易に計測することができ、この結果、閉塞部位の温度の推測が容易となる。

また、この床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システムにおいて、前記閉塞部位温度推測部により推測された前記表面温度が所定温度以上のときに、前記床暖房パネルを制御して、前記床部の表面温度を低下させる温度制御部をさらに備えていることが好ましい。

この構成によれば、閉塞部位の表面温度の推測値が所定温度以上になると、床部の表面温度を低下させることができ、例えば、気付かないうちに閉塞部位の温度が高くなり過ぎることを防止できる。

また、この床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システムにおいて、前記生体が前記床暖房パネル上において同じ位置にいる時間を計測する計時手段をさらに備え、前記計時手段により計測された時間が所定時間以上のときに限り、前記床暖房パネルに対する前記温度制御部による前記制御を実行することが好ましい。

この構成によれば、閉塞部位の表面温度が高温の状態で、所定時間以上、生体が閉塞部位に接触し続けるのを防止することができつつも、閉塞部位に接触し続ける時間が短時間であるにもかかわらず、床部の表面温度を低下させてしまうような制御を抑制でき、居室内の快適さを向上することができる。

また、この床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システムにおいて、前記所定時間が、５分以上１０分以下のいずれかに設定されていることが好ましい。

この構成によれば、居室内の快適さが損なわれるのを抑制しながらも、閉塞部位にて低温やけどが生じるのを防ぐことができる。

また、この床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システムにおいて、前記閉塞部位温度推測部により推測された前記表面温度が所定温度以上のときに、報知を実行する報知手段をさらに備えていることが好ましい。

この構成によれば、閉塞部位の温度が所定温度以上の状態にあることを、例えば、閉塞部位上の人以外の人にも知らせることができる。このため、例えば、赤ん坊や子供等が床部上で寝てしまった場合等においても、周囲の人が気付くことができる。

また、この床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システムにおいて、前記所定温度が、３８℃以上４２℃以下のいずれかに設定されていることが好ましい。

この構成によれば、閉塞部位で低温やけどが生じるのを防ぐことができる。

また、この床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システムにおいて、前記閉塞部位温度推測部により用いられる前記表面温度が、前記閉塞部位と、前記閉塞部位の外縁から５ｃｍ以上１００ｃｍ以下のいずれか離れた位置とで囲まれた領域における温度であることが好ましい。

この構成によれば、好適に閉塞部位の表面温度を推測することができる。

本発明の床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システムによれば、床暖房パネル上に生体が位置することで床部の表面に閉塞部位が生じても、当該閉塞部位に対応する床部の表面温度を把握することができる。

本発明の一実施形態に係る床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システムのブロック図である。同上の制御装置及びその周辺構成のブロック図である。同上の制御装置の制御フローチャートである。

以下、本発明の実施形態について添付図面に基づいて説明する。

本実施形態の床暖房パネル３２における閉塞部位の温度把握システム（以下、本実施形態の温度把握システムという）は、床暖房パネル３２が設置された床部に、人やペット等の生体が位置しても、その生体で覆われた部位（以下、閉塞部位という）の表面温度（以下、床温度という）を推測し、閉塞部位の温度を把握しようとするシステムである。また、本実施形態の温度把握システムは、推測した閉塞部位の床温度に基づいて、床暖房パネル３２の制御を行うこともできる。本実施形態の温度把握システムは、熱源機１と、床暖房パネル３２を有する床暖房装置３と、閉塞部位検知手段５と、温度検知手段６と、制御装置７と、操作部４とを備えている。

熱源機１は、床暖房装置３に熱媒を供給する装置である。熱媒には、例えば、水が用いられる。熱源機１は、熱源機内流路１１と、熱源機内流路１１を流通する水を加熱するガスバーナ１２と、ポンプ１３とを備えている。熱源機内流路１１は、熱媒循環路２を介して床暖房装置３と接続されており、熱源機内流路１１で加熱された熱媒が、床暖房装置３との間で循環するように構成されている。

熱媒循環路２は、往路２１と、復路２２とを備えている。往路２１は、熱源機内流路１１の下流側端部と、床暖房装置３の上流側端部とを連通接続し、これにより、熱源機１により加熱された熱媒を床暖房装置３に供給する。復路２２は、床暖房装置３の下流側端部と、熱源機内流路１１の上流側端部とを連通接続し、これにより、床暖房装置３において熱交換された熱媒を熱源機１に戻すことができる。

床暖房装置３は、往路２１に接続された床暖房パネル３２と、往路２１に設けられた開閉弁３４とを備えている。開閉弁３４は、制御装置７によって制御されることで、床暖房パネル３２に供給する熱媒の流量を制御することができる。

床暖房パネル３２は、熱媒の供給を受けることで発熱し、居室の床部を加熱する。床暖房パネル３２は居室の床下地に敷設される。床部は、この床暖房パネル３２の上方にフローリング材等の床仕上げ材が敷設されて構成される。従って、本実施形態の床部の表面は、仕上げ材の表面により構成される。

なお、本実施形態にいう「床部の表面」とは、居室空間を構成する下面をいう。従って、例えば、居室においてフローリング材が敷設された場合、フローリング材の上面の温度が床温度であり、フローリング材にカーペットが敷設されている場合、カーペットの上面の温度が床温度であるとする。

床暖房装置３は、例えば操作部４により運転操作される。操作部４には、運転のＯＮ／ＯＦＦを実行する運転ボタンを備えている。操作部４は、制御装置７に対し、運転のＯＮ／ＯＦＦ指示についての信号を送信可能に接続されている。

閉塞部位検知手段５は、床暖房パネル３２に対応する床部上のどの位置に生体が位置するかを検知し、床暖房パネル３２上における閉塞部位を検知する機能を有する。本実施形態の閉塞部位検知手段５は、非接触式の赤外線撮像素子を有する赤外線カメラにより構成されている。赤外線カメラは、居室内において、床部の表面全面を撮像可能な位置に配置されており、具体的には、居室の天井，壁，または、操作部４等に取り付けられる。赤外線カメラにより撮像された撮像情報は、制御装置７に出力される。

温度検知手段６は、閉塞部位検知手段５により検知された閉塞部位に基づき、閉塞部位から所定寸法離れた部位の床温度を非接触で検知する機能を有する。本実施形態の温度検知手段６は、床部において、少なくとも閉塞部位の外縁から外側に一定の範囲（この範囲を生体近傍範囲という）内の温度を検知することができ、生体近傍範囲の床温度を検知することができる。本実施形態の生体近傍範囲は、閉塞部位の外縁と、閉塞部位の外縁から外側に５ｃｍ以上１００ｃｍ以下のいずれかの寸法離れた位置とで囲まれた領域である。

温度検知手段６は、非接触式の赤外線撮像素子を有する赤外線カメラにより構成されている。本実施形態の赤外線カメラは、閉塞部位検知手段５を構成する赤外線カメラと共用されており、居室内において、床部の表面全面を撮像可能な位置に配置されている。

制御装置７は、閉塞部位検知手段５から入力された情報（撮像情報）と、温度検知手段６から入力された情報（撮像情報）とに基づいて、閉塞部位に対応する床温度を推測する。さらに、制御装置７は、その推測した床温度（以下、推測温度）に基づき、床暖房装置３を制御する。制御装置７は、例えば、マイクロプロセッサを主構成要素とする制御回路により構成される。制御装置７は、図２に示すように、閉塞部位判定部７１と、温度判定部７２と、閉塞部位温度推測部７３と、計時手段７４と、低温やけど判定部７５と、温度制御部７６とを備えている。

閉塞部位判定部７１は、赤外線カメラで構成された閉塞部位検知手段５から入力された撮像情報に基づき、床部における生体の位置を割り出す。閉塞部位判定部７１は、赤外線カメラから入力された撮像情報を画像に変換し、画像解析を実行することで、床暖房パネル３２上の生体の位置を割り出すことができる。閉塞部位判定部７１により割り出された閉塞部位の位置情報は、温度判定部７２及び計時手段７４に出力される。

温度判定部７２は、閉塞部位判定部７１により割り出された閉塞部位の位置情報に基づき、生体近傍範囲の温度を割り出す。温度判定部７２は、赤外線カメラから入力された撮像情報を解析して、生体近傍範囲の温度を割り出すことができる。温度判定部７２が割り出す生体近傍範囲の温度としては、例えば、生体近傍範囲内のいずれか１点の温度であってもよいし、生体近傍範囲の床温度の平均値を算出してもよい。温度判定部７２により割り出された温度情報は、閉塞部位温度推測部７３に出力される。

閉塞部位温度推測部７３は、温度判定部７２により割り出された床温度に基づき、閉塞部位に対応する床温度を推測する。閉塞部位温度推測部７３は、具体的に、温度判定部７２により割り出された床温度に対し、例えば、４℃加算することで算出される。閉塞部位温度推測部７３により算出された推測値の情報は、低温やけど判定部７５に出力される。

計時手段７４は、タイマーにより構成されている。計時手段７４は、閉塞部位判定部７１が得た閉塞部位の位置情報に基づき、生体が移動したか否かを判定し、生体がその位置に留まっている時間を計時する機能を有する。すなわち、計時手段７４は、生体が床暖房パネル３２上において同じ位置にいる時間を計測する。計時手段７４により測定された時間情報は、低温やけど判定部７５に出力される。

低温やけど判定部７５は、閉塞部位温度推測部７３から入力された推測値情報と、計時手段７４による時間情報とに基づいて、生体に低温やけどを生じさせる可能性があるか否かを判定する。低温やけど判定部７５は、閉塞部位温度推測部７３により推測された温度が、所定の閾値（所定温度）以上であるときに、低温やけどを生じさせる可能性があると判断する。本実施形態においては、計時手段７４により測定された時間情報も考慮し、閉塞部位温度推測部７３により推測された温度が所定の閾値以上であり、且つ、生体が移動せずにその位置に所定時間留まっている場合に、低温やけどを生じさせる可能性があると判断する。具体的に、閉塞部位温度推測部７３の閾値は、３８℃以上４２℃以下のいずれかに設定され、計時手段７４による所定時間が、５分以上１０分以下のいずれかの値に設定される。低温やけど判定部７５が、判定した判定情報は、温度制御部７６に出力される。

温度制御部７６は、低温やけど判定部７５から入力された判定情報に基づいて、床暖房装置３を制御する。具体的に、温度制御部７６は、低温やけど判定部７５から低温やけどを生じさせる可能性がある旨の情報が入力されると、床暖房パネル３２を制御し、床温度を低下させる。一方、温度制御部７６は、低温やけど判定部７５から低温やけどを生じさせる可能性がある旨の情報以外の情報が入力されると、現状の床暖房パネル３２の動作を継続させる。

温度制御部７６は、床温度を低下させるに当たり、床暖房パネル３２に対し、デューティ制御により、熱媒の温度を変えないで床暖房パネル３２の発熱温度を変化させる温度制御を実行する。なお、温度制御部７６は、床温度を低下させるに当たり、床暖房パネル３２に供給する熱媒を停止してもよい。

また、制御装置７は、低温やけど判定部７５が低温やけどを生じさせる可能性があると判定すると、その旨の判定情報を報知手段８に出力する。報知手段８は、判定情報が入力されると、報知を実行する。この報知は、音による報知，発光による報知、文字による報知等で警報を実行する。報知手段８は、例えば、音による報知を実行するスピーカーや、文字による報知を実行する表示部、発光による報知を実行するＬＥＤランプ等、あるいはこれらの組み合わせ等により構成される。

次に、本実施形態の温度把握システムの制御装置７の制御フローの一例をフローチャートを用いて説明する。図３に示すように、制御装置７は、閉塞部位検知手段５により入力された検知信号から閉塞部位が検知されたか否かを判断する（Ｓ１）。閉塞部位判定部７１により閉塞部位が検知されると、計時手段７４により、生体がその場に留まっている時間を計測する。一方、閉塞部位判定部７１により閉塞部位が検知されない場合には、運転ＯＦＦの指令があるかどうかを確認し（Ｓ６）、運転ＯＦＦの指令がある場合には運転ＯＦＦを実行し、運転ＯＦＦの指令が無い場合には、ステップ１に戻る。

ステップ２において、計時手段７４により、生体がその場に留まって所定時間以上が経過したことが計測されると、制御装置７は、生体近傍範囲の床温度から、閉塞部位の床温度を推測する。閉塞部位の床温度の推測値が３８℃以上と算出されると、低温やけど判定部７５が低温やけどの可能性があると判定し、報知手段８による報知を実行する（Ｓ３，Ｓ４）。この後、制御装置７は、床暖房パネル３２を制御して、床温度を低下させる（Ｓ５）。

床温度を低下させた後、制御装置７は、運転ＯＦＦの指令があるかどうかを確認し（Ｓ６）、運転ＯＦＦの指令がある場合には運転ＯＦＦを実行し、運転ＯＦＦの指令が無い場合には、ステップ１に戻る。

また、ステップ２において、生体がその場に留まって所定時間経過していない場合や、ステップ３において、閉塞部位の床温度の推測値が３８℃未満である場合には、運転ＯＦＦの指令があるかどうかを確認し（Ｓ６）、運転ＯＦＦの指令がある場合には運転ＯＦＦを実行し、運転ＯＦＦの指令が無い場合には、ステップ１に戻る。

〔効果〕
以上、説明したように、本実施形態の温度把握システムは、床暖房パネル３２と、床暖房パネル３２上に位置する生体により覆われた床暖房パネル３２における閉塞部位を検知可能な閉塞部位検知手段５と、閉塞部位検知手段５により検知された閉塞部位から所定寸法離れた部位の床部の表面温度を非接触で検知可能な温度検知手段６と、温度検知手段６により検知された表面温度から、閉塞部位の表面温度を推測する閉塞部位温度推測部７３とを備えている。

また、本実施形態の温度把握システムは、以下の付加的な構成を備える。すなわち、本実施形態の温度把握システムは、温度検知手段６が赤外線撮像素子を有している。

この構成によれば、温度検知手段６が赤外線撮像素子を有するため、閉塞部位から所定寸法離れた部位の床部の表面温度を容易に計測することができ、この結果、閉塞部位の温度の推測が容易となる。

また、本実施形態の温度把握システムは、以下の付加的な構成を備える。すなわち、本実施形態の温度把握システムは、閉塞部位温度推測部７３により推測された表面温度が所定温度以上のときに、床暖房パネル３２を制御して、床部の表面温度を低下させる温度制御部７６をさらに備えている。

また、本実施形態の温度把握システムは、以下の付加的な構成を備える。すなわち、本実施形態の温度把握システムは、生体が床暖房パネル３２上において同じ位置にいる時間を計測する計時手段７４をさらに備える。計時手段７４により計測された時間が所定時間以上のときに限り、床暖房パネル３２に対する温度制御部７６による制御を実行する。

また、本実施形態の温度把握システムは、以下の付加的な構成を備える。すなわち、本実施形態の温度把握システムは、所定時間が、５分以上１０分以下のいずれかに設定されている。

また、本実施形態の温度把握システムは、以下の付加的な構成を備える。すなわち、本実施形態の温度把握システムは、閉塞部位温度推測部７３により推測された表面温度が所定温度以上のときに、報知を実行する報知手段８をさらに備えている。

また、本実施形態の温度把握システムは、以下の付加的な構成を備える。すなわち、本実施形態の温度把握システムは、所定温度が、３８℃以上４２℃以下のいずれかに設定されている。

また、本実施形態の温度把握システムは、以下の付加的な構成を備える。すなわち、本実施形態の温度把握システムは、閉塞部位温度推測部７３により用いられる表面温度が、閉塞部位と、閉塞部位の外縁から５ｃｍ以上１００ｃｍ以下のいずれか離れた位置とで囲まれた領域における温度である。

上記実施形態の温度把握システムは、生体として、人に限らず、犬や猫などの動物（ペット）にも適用可能である。このため、上記実施形態の温度把握システムによれば、人や動物に限らず、生体の低温やけどを防ぎながら、床暖房装置による暖房運転を行うことができる。

〔応用〕
制御装置７は、生体が移動した直後における閉塞部位の床温度を検知し、検知した測定値と、生体近傍範囲から推測した閉塞部位の床温度の推測値とを比較するように構成されてもよい。閉塞部位において生体が移動した直後の測定値が、推測値よりも大きい場合には、閉塞部位温度推測部７３による閉塞部位の床温度の算出方法を微調整してもよいし、温度制御部７６による床部の温度を下げる制御を実行する閾値や、報知手段８による報知が実行される閾値を下げるように構成されてもよい。

上記実施形態の閉塞部位検知手段５及び温度検知手段６は、共通の赤外線カメラにより構成されたが、別々の赤外線カメラであってもよい。

上記実施形態の閉塞部位検知手段５及び温度検知手段６を構成する赤外線カメラは、居室全体にわたって撮像可能に構成されたが、例えば、床部を複数の領域に分割し、分割された領域を、異なる赤外線カメラで撮像してもよい。

その他、上記実施形態の構成は、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、適宜設計変更を行うことができる。

３２床暖房パネル
５閉塞部位検知手段
６温度検知手段
７制御装置
７３閉塞部位温度推測部
７４計時手段
７６温度制御部
８報知手段

Claims

居室空間の床部に設置された床暖房パネルと、
前記床暖房パネル上に位置する生体により覆われた前記床暖房パネルにおける閉塞部位を検知可能な閉塞部位検知手段と、
前記閉塞部位検知手段により検知された前記閉塞部位から所定寸法離れた部位の床部の表面温度を非接触で検知可能な温度検知手段と、
前記温度検知手段により検知された前記表面温度から、前記閉塞部位の表面温度を推測する閉塞部位温度推測部と
を備えている
ことを特徴とする床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システム。
前記温度検知手段が赤外線撮像素子を有している
ことを特徴とする請求項１記載の床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システム。
前記閉塞部位温度推測部により推測された前記表面温度が所定温度以上のときに、前記床暖房パネルを制御して、前記床部の表面温度を低下させる温度制御部をさらに備えている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システム。
前記生体が前記床暖房パネル上において同じ位置にいる時間を計測する計時手段をさらに備え、
前記計時手段により計測された時間が所定時間以上のときに限り、前記床暖房パネルに対する前記温度制御部による制御を実行する
ことを特徴とする請求項３記載の床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システム。
前記所定時間が、５分以上１０分以下のいずれかに設定されている
ことを特徴とする請求項４に記載の床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システム。
前記閉塞部位温度推測部により推測された前記表面温度が所定温度以上のときに、報知を実行する報知手段をさらに備えている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システム。
前記所定温度が、３８℃以上４２℃以下のいずれかに設定されている
ことを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システム。
前記閉塞部位温度推測部により用いられる前記表面温度が、前記閉塞部位と、前記閉塞部位の外縁から５ｃｍ以上１００ｃｍ以下のいずれか離れた位置とで囲まれた領域における温度である
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の床暖房パネルにおける閉塞部位の温度把握システム。