JPH01277168A - 暖房機 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は強制対流式暖房機、特に使用者の意向に合せ
た快適な環境を提供する室温制御に関するものである。

［従来の技術］ 一般的な暖房機の室温制御は、暖房機の機器内部等に取
付けられた１つの温度検出器で行っていることが多い。

第５図は従来の暖房機の室温制御部の電気回路図である
。図において、（１）は暖房機であり、（２）は運転ス
イッチ、（３）は暖房機（１）の背面に取付けられ温風
を循環する送風機である。（４）はサーミスタなどから
なり室内の温度を検出する温度検出素子で、（６）は温
度検出素子（４）の抵抗値をデジタル値に変換するＡ／
Ｄ　（アナログ／デジタル）変換器である。

（８）は温熱感覚を表す複数個のスイッチ部であり、第
８図に示すように“寒いとき”スイッチ（１Ｇ）、“快
適”スイッチ（１７）及び“暑いとき”スイッチ（１Ｂ
）より構成されている。（９）は設定温度決定手段や送
風量決定手段としての機能を果たすマイクロコンピュー
タであり、入力回路（１０）。

ＣＰ　Ｕ　（１１）、メモリ（１２）及び出力回路（１
３）を有している。

入力回路（１０）には、スイッチ部（８）の入力と、Ａ
／Ｄ変換器（８）を介して温度検出素子（４）の出力で
ある室温とが入力される。出力回路（１３）の信号によ
り、暖房能力制御装置（１４）が暖房能力を制御し、送
風機制御装置（１５）が暖房機（１）の送風機（３）の
送風量（回転数）を制御する。

次に上記の暖房機の動作を第６図を用いて説明する。第
６図はマイクロコンピュータ（９）のメモリ（１２）に
記憶された設定温度、暖房能力決定、送風量決定のプロ
グラムを含むフローチャートである。

まず、運転スイッチ（２）をオンすると第６図に示すフ
ローがスタートする。ステップ（８１０１）で温度検出
素子（４）により検出された室温（Ｔｒ　）が入力され
、ステップ（Ｓ１０２）で感覚入力の有無を調べ、感覚
入力があった場合はステップ（８１０３）へ進む。ステ
ップ（８１０３）からステップ（８１０６）は、設定温
度決定手段としてのフローであり、ステップ（Ｓ１０２
）で感覚入力がない時は、このフローをスキップし、ス
テップ（Ｓ１０７）からの暖房能力及び送風量の決定手
段としてのフローへ進む。

ステップ（Ｓ１０３）の感覚入力で“寒いとき”と判断
されると、ステップ（ｓｔｏ４）で設定温度をその時の
室温を基準にａ度、例えば２　［ｄｅｇ　ｃ］高くし、
新設定温度を決定する（Ｔｃ　ｍＴｒ　＋ａ）。同様に
、ステップ（Ｓ１０３）の感覚入力で“暑いとき°と判
断されると、ステップ（９１０８）で設定温度をその時
の室温を基準にａ度低くして新設定温度を決定する（Ｔ
ｃ　−Ｔｒ−ａ）Ｏまた、ステップ（８１０３）で感覚
入力が“快適“と判断されると、ステップ（８１０５）
で設定温度を室温と等しくし、新設定温度を決定する（
Ｔｅ　−Ｔｒ　）。

ステップ（ＳｉＯ２）で新設定温度と室温の温度差を計
算しく△Ｔ−Ｔｃ−Ｔｒ）、ステップ（８１０ｇ）で暖
房能力を決定し、運転を行なう。暖房能力は設定温度と
室温の差により決められ、その差が大きいと暖房能力は
大きくなり、逆に小さくなると暖房能力は小さくなる。

例えば、設定温度より室温が高くなると機器をオフして
室温が設定温度と等しくなるように制御する。更に、送
風量はステップ（８１０９）で第７図に示すように暖房
能力に比例するように決定される。室温が設定温度に近
づくと、送風量が少なくなるように制御される。これは
、室内の気流感を極力少なくするように、また、吹出温
度を一定にしているとも考えることができる。

これにより、暖房能力や送風量を変えながら設定温度と
室温が等しくなるように環境がコントロールされる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の暖房機は以上のように使用者の感覚入力を受け、
それにより設定温度を変化させ、更に暖房能力を変えな
がら送風機をオンオフ制御しながら室温制御を行なって
いた。

ところで、暖房機の使用の目的は、室内に居住する人を
快適にすることにある。室内に居住する人の感覚は、足
元の温度と頭部の温度とにより、その概略は決定される
。暖房時の室内の上下温度分布は、空気の比重量の差に
より、上部が高くなり、下部、床面の温度は低くなる。

この上下温度分布は、暖房１−の送風による撹拌力によ
って決定される。即ち、送風量が多くなると上下温度分
布は小さくなり、送風量が少なくなると上下温度分布は
大きくなる。

更に、上下温度分布は外気温度により影響される。即ち
、外気温度が高くなると上下温度分布は小さくなり、外
気温度が低くなると上下温度分布は大きくなる。

しかし、従来の暖房機の送風量は暖房能力に依存し、室
温と設定温度との温度差に依存して決定されているので
、人の感覚に最も影響を与える上下温度差に無関係に制
御されていた。これにより、外気温度が変化したり、感
覚入力時や室温の変化に伴う送風量が変化した時、居住
者は環境の変化を感じ、不快になる等の問題点があった
。

この発明は上記のような問題を解消するためになされた
もので、外気温度の変化時や感覚入力時に環境変化を感
じることなり、′シかも、感覚入力時に設定温度を設定
し直して、居住者の好みに合った環ｔ、、＝ｌを作るこ
とのできる暖房機を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る暖房機は、暑い、寒い等の感覚入力手段
と、機器の下部に取付けられた第１温度検出素子と、機
器の上部に取付けられた第２温度検出素子とを有する。

更に、第１温度検出素子の出力と第１設定温度との差に
より暖房能力を決定する暖房能力決定手段と、第１温度
検出素子の出力と第１設定温度との差により暖房能力を
決定する暖房能力決定手段と、第１温度検出素子の出力
、第１設定温度、第２温度検出素子の出力、及び第１設
定温度より低い第２設定温度に基づいて、第２温度検出
素子の出力と第２設定温度とが一致するように送風量を
決定する送風量決定手段と、記感覚入力手段からの入力
により第１設定温度と第２設定温度とを変化させる設定
温度決定手段とを有する。

［作用］ この発明においては、暖房機の下部に取付けられた第１
温度検出素子の出力が第１設定温度になるように暖房能
力を決定し、暖房機の上部に取付けられた第２温度検出
素子の出力が第２設定温度になるように送風量を決定し
、更に、感覚入力時に２つの温度検出素子の設定温度（
第１設定温度と第２設定温度）を決定する。そして、こ
こで決定された暖房能力、送風量及び設定温度に基づい
て制御することにより、居住者の好みに合い、しかも変
化の少ない快適な環境が得られる。

［実施例コ 以下この発明の暖房機の実施例を説明する。第１図はそ
の一実施例を示す電気回路図、第２図はその制御方法を
示すフローチャート図、第３図は送風量制御の特性図で
ある。温熱感覚スイッチ部（８）は第８図と同一なので
省略する。

第１図において、（１）は暖房機であり、（２）は運転
スイッチ、（３）は暖房機（１）の背面に取付けられ温
風を循環する送風機、（４）はサーミスタなどからなり
暖房機（１）の下部に付けられ機器の下部付近の空気温
度を検出する第１温度検出素子、（５）はサーミスタな
どからなり暖房機（１）の上部に付けられ機器の上部付
近の空気温度を検出する第２温度検出素子である。

なお、この第１温度検出素子（４）を床から３０〜１５
０［ｍａ＋］の範囲の位置に取付けることにより、第１
温度検出素子（４）で検出した温度は室内下部の床付近
の空気温度と相関があり、また、第２温度検出素子（５
）を床から３００［ｍｉ］以上の位置に取付けることに
よ、す、第２温度検出素子（５）で検出した温度は室内
上部の空気温度と相関があることを詳細な実測から確認
しており、第１温度検出素子（４）で検出した温度は室
内下部の空気温度で、第２温度検出素子（５）で検出し
た温度は室内上部の空気温度であるといえる。

（６）は第１温度検出素子（４）の抵抗値をデジタル値
に変換するＡ／Ｄ　（アナログ／デジタル）変換器、（
７）は第２温度検出素子（５）の抵抗値をデジタル値に
変換するＡ／Ｄ変換器、〈８）は温熱感覚を表す複数個
のスイッチ部であり、第８図に示すような“寒いとき２
スイツチ（ＩＢ）、“快適２スイツチ（１７）、　　”
暑いとき゛スイッチ（１８）より構成されている。

（９）は暖房能力決定手段、送風量決定手段及び設定温
度決定手段としての機能を果たすマイクロコンピュータ
であり、入力回路（１ｏ）、ＣＰ　Ｕ　（１１）、メモ
リ（１２）及び出力回路（■３）を有している。入力回
路（１０）には、スイッチ部（８）の入力と、Ａ／Ｄ変
換器（７）を介して室内の上部の温度である第１温度検
出素子（４）の出力と、Ａ／Ｄ変換器（７）を介して室
内の下部の温度である第２温度検出素子（５）の出力と
が入力される。出力回路（１３）の信号により、暖房能
力制御装置（１４）が暖房能力を制御し、同じく出力回
路（１３）の信号により、送風機制御装置（１５）が暖
房機（１）の送風機（３）の送風量（回転数）を制御す
る。

次に、上記実施例の動作を第２図を用いて説明する。第
２図はマイクロコンピュータ（９）のメモリ（１２）に
記憶された設定温度、暖房能力、送風量決定のプログラ
ムを含むフローチャート図である。

まず、運転スイッチ（２）をオンすると第２図に示すフ
ローがスタートする。ステップ（８００１）で第１温度
検出素子（４）により検出された機器下部の温度（第１
検出温度）が読込まれ、ステップ（９００２）で第２温
度検出素子（５）により検出された機器上部の温度（第
２検出温度）が読込まれて、次にステップ（ｓｏｏａ）
で感覚入力の有無を調べる。

感覚入力があった場合はステップ（ＳＯＯ４）へ進む。

ステップ（８００４）からステップ（ＳＯＩＯ）は、設
定温度決定手段としてのフローであり、ステップ（ＳＯ
Ｏ３）で感覚入力がないと判断された時は、このフロー
をスキップしてステップ（ＳＯＩＬ）からの暖房能力決
定手段及び送風量決定手段としてのフローへ進む。

ステップ（ＳＯＯ４）で感覚入力の種類を判別し、感覚
入力が“寒いとき“のとき、ステップ（ＳＯＯ５）で第
１設定温度をその時の第１検出温度（ＴＩ　）を基準に
ａ度、例えば２　［ｄｅｇ　ｃｌ高くして新第１設定温
度を決定する（Ｔｌｃ−ＴＩ　＋ａ）。ステップ（ＳＯ
Ｉ）６）でその時の第１設定温度（Ｔｌｃ）と、第１設
定温度と第２設定温度の温度差すとを加算して新第２設
定温度を決定する（Ｔｕｃ−Ｔｌｃ＋ｂ）。

感覚入力が“快適”のとき、ステップ（ＳＯＯ７）でそ
の時の第１検出温度（Ｔ１）と等しい新第１設定温度（
Ｔｌｃ）を決定する（Ｔｌｃ−ＴＩ）。次に、ステップ
（ＳＯａ８）でその時の第２検出温度（Ｔｕ）と等しい
新第２設定温度（Ｔ　ｕｃ）を決定しく　Ｔ　ｕｅ−Ｔ
ｕ）、新第２設定温度（Ｔ　ｕｃ）と新第１設定温度（
Ｔｌｃ）との温度差を第１設定温度と第２設定温度との
新温度差すとして設定する（ｂ−Ｔｕｅ−Ｔｌｃ）。

感覚入力が０暑いとき”のとき、ステップ（ＳＯＯ９）
で第１設定温度をその時の第１検出温度（Ｔ１）を基準
にａ度、例えば２　［ｄｅｇ　ｃｌ低くし、新第１設定
温度（Ｔｌｃ）を決定する（　Ｔ　ｌ（！−Ｔ　Ｉ−ａ
）。ステップ（ＳＯＬＯ）でその時の第１設定温度（Ｔ
ｌｃ）と第１設定温度と第２設定温度の温度差すとを加
算して新第２設定温度（Ｔ　ｕｃ）を決定する（Ｔｕｃ
＝ＴＩｃ＋ｂ）。

次に、ステップ（ＳＯＩＩ）で室内下部の第１設定温度
（Ｔｌｃ）と第１温度検出素子（５）の出力である第１
検出温度（Ｔ１）との温度差（ΔＴｌ）を計算しく△Ｔ
ｌ　−Ｔｉｅ−ＴＩ　）　、ステップ（ＳＯ１２）でこ
の温度差（△Ｔｌ）に基づいて暖房能力を決定し運転す
る。ステップ（ＳＯＩ３）で室内上部の第２設定温度（
Ｔ　ｕｃ）と第１温度検出素子（５）の出力である第２
検出温度（Ｔｕ　）との温度差（ΔＴｕ）を計算する（
ΔＴｕ　＝Ｔｕｃ−Ｔｕ　）。

ステップ（８０１４）で第１検出温度が第１設定温度よ
り高い場合（ΔＴｌ　＜０）はステップ（ＳＯｌＢ）で
第３図に示す低風量運転を行う。ステップ（８０１４）
で第１検出温度が第１設定温度より１　［ｄｅｇ　ｃ］
以上低いの場合（ΔＴｌ　＞１）はステップ（８０１７
）で第３図に示す高風量運転を行う。第１検出温度が第
１設定温度より低くその差が１　［ｄｅｇ　ｃ］以内の
とき（１≧ΔＴ１≧０）はステップ（ＳＯＩ５）に進む
。

ステップ（ＳＯＩ５）で第２設定温度と第２検出温度と
の差がΔＴｕ≧０のとき、即ちΔＴｕが零を含む負のと
きステップ（ＳｏｌＢ）で第３図に示す低風量運転を、
温度差がΔＴｕ＞０で正のときはステップ（！３０１７
）で第３図に示す高風量運転を行う。

第３図に示した送風量の特性図は送風量と暖房能力との
関係を示すもので、暖房能力と送風量は、暖房能力が小
さいとき風量を少なくし、暖房能力が大きいとき風量を
多くするといった関係にある。

従って、第３図に示す高風量運転とは、この風量を多め
にしたものであり、室内環境形成力が上がり、室内上下
温度分布が小さくなり、環境がよくなる。また、第３図
に示す低風量運転とは、この風量を少なめにしたもので
あり、室内騒音も小さくなり、また気流感も減少する。

以上のように構成された暖房機における運転状況を第４
図を用いて説明する。

第４図は本実施例に基づき暖房運転した場合の室温変化
及び風量、暖房能力の特性図である。第４図では立上が
り状況、“寒いとき”スイッチ（工６）を押した場合、
“暑いとき”スイッチ（１８）を押した場合、“快適”
スイッチ（１７）を押した場合についてそれぞれ示して
いる。

立上がりは第１設定温度及び第２設定温度を目標に運転
を開始する。第１検出温度は第１設定温度より低くその
差が１　［ｄｅｇ　ｃｌを越えるとき（ΔＴｌ　＞１）
は高風量運転となる（ＳＯＩ４．８Ｏ１７）。

室温を速く上昇させるには、この高風量運転が好ましい
。やがて第１検出温度が第１設定温度に近づくと、暖房
能力制御装置（１４）により暖房能力が減少し、第１設
定温度と第１検出温度との差が１［ｄｅｇ　ｃｌ以下に
なり、第２検出温度が第２設定温度より低い時は送風機
制御装置（１５）により高風量運転になる（ＳＯ１５，
８Ｏ１７）。そして、第２検出温度が第２設定温度に達
せずΔＴｕ＞０の状態のときは高風量運転を継続する。

また、第２検出温度が第２設定温度より高温になると低
風量運転になる（ＳＯ１５，５Ｏ１７）。そして、第２
検出温度が下がって再び第２設定温度以下になると高風
量運転になる（ＳＯ１５，５Ｏ１７）。

低風全速運転時に使用者が“寒いときス・イッチ（１６
）を押すと、第１設定温度は第１検出温度から例えば２
　［ｄｅｇ　ｃｌ高い温度に設定され（８０吋）、第２
設定温度は、折節１設定温度と、第１設定温度と第２設
定温度の温度差すとを加算し、て設定される（ｓｏｏａ
）。これにより、第１検出温度と第１設定温度の温度差
が大きくなるので暖房能力制御装置（１４）により暖房
能力が増加する（ＳＯＩＩ、９０１２）。

第１検出温度が第１設定温度より低くその温度差が１　
［ｄｅｇ　ｅ］を越えると送風機制御装置（１５）によ
り高風量運転になる（ＳＯ１４，８Ｏ１７）。この後、
それぞれの温度が上昇するが、この状況は立上がり時と
同様である。

低風量運転時に使用者が“暑いとき”スイッチ（１８）
を押すと、第１設定温度は第１検出温度から例えば２　
［ｄｅｇ　ｅ］低い温度に設定され（８００９）、第２
設定温度は、折節１設定温度と、第１設定温度と第２設
定温度の温度差すとを加算して設定される（ＳＯＩＯ）
。このとき、第１検出温度は第１設定温度より高くなる
ので、暖房能力制御装置（１４）により暖房能力が減少
あるいは、運転を停止する（Ｓ０１１．５Ｏ１２）。こ
れにより、第１検出温度は第１設定温度に近づくが、第
１検出温度が第１設定温度より高い間は低風量運転を続
ける（ＳＯ１４，５ｏｌＢ）。

もし、“暑いとき″スイッチ（１８）が押された時に高
風量運転をして、いた場合は、直ちに低風量運転になる
。第４図のように低風量運転になった後、外気温度やそ
の他の状況により、第２検出温度が第２設定温度より高
くなると低風量運転になり、第２検出温度が第２設定温
度以下になると再び高風量運転になる（Ｓ０１５．５Ｏ
１８，８０１７）。

低風量運転時に使用者が“快適”スイッチ（１７）を押
すと、第１設定温度と第２設定温度は、それぞれその時
の第１検出温度と第２検出温度に等しくなる。同時に、
この第１設定温度と第２設定温度から新しい第１設定温
度と第２設定温度の新温度差すを設定する（ＳＯＯ７，
５ＯＯ８）。暖房能力も吹出風量の変化はないが、これ
以後、その時の室内の上下の温度差を目標に暖房能力や
吹出風量を設定するので、″快適”スイッチ（１７）が
押された環境を維持することになる。

なお、上記実施例では送風量を２段階にした場合につい
て説明したが３段階以上の多段階であってもよく、また
、暖房熱源は冷凍サイクル式、電気式或いは燃焼式のい
ずれであっても同様の効果が得られる。

［発明の効墨］ 以上のようにこの発明によれば、暖房機の下部に取付け
られた温度検出素子の温度が下部温度の設定温度になる
ように暖房能力を制御し、暖房機の上部に取付けられた
温度検出素子の温度が上部温度の設定温度になるように
送風量を制御し、感覚入力時に２つの温度検出素子の設
定温度を決定することにより、居住者の好みに合い、し
かも変節１図から第４図はこの発明の一実施例を示し、
第１図は暖房機の電気回路図、第２図はそのフローチャ
ート、第３図は送風特性図、第４図は動作を説明するタ
イムチャートである。

第５図及び第７図は従来の暖房機の例を示し、第５図は
その電気回路図で、第６図はそのフローチャート、第７
図は送風特性図である。

第８図は温熱感覚スイッチ部の構成図である。

図において、（３）は送風機、（４）は温度検出素子、
（５）は温度検出素子、（８）は温熱感覚スイッチ部、
（９）は設定温度決定手段、送風量決定手段、暖房能力
決定手段としての機能を有するマイクロコンピュータで
ある。

なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 暑い、寒い等の感覚入力手段と、機器の下部に取付けら
   れた第１温度検出素子と、機器の上部に取付けられた第
   ２温度検出素子と、 前記第１温度検出素子の出力と第１設定温度との差によ
   り暖房能力を決定する暖房能力決定手段と、第１温度検
   出素子の出力、第１設定温度、第２温度検出素子の出力
   、及び第１設定温度より低い第２設定温度に基づいて、
   第２温度検出素子の出力と第２設定温度とが一致するよ
   うに送風量を決定する送風量決定手段と、更に、前記感
   覚入力手段からの入力により第１設定温度と第２設定温
   度とを変化させる設定温度決定手段と を備えたことを特徴とする暖房機。