JPH0842924A - 蓄熱温風暖房方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、蓄熱された熱を無駄なく使用して消
費電力量を低減する。 【構成】蓄熱材に蓄熱された熱及び温風用ヒータにより
発生した熱をそれぞれ温風として送風する蓄熱温風暖房
方法において、周囲温度を目標温度に制御する場合、少
なくとも蓄熱材の蓄熱のみによる温風暖房、温風ヒータ
の熱のみによる温風暖房、又はこれら蓄熱材の蓄熱によ
る温風及び温風ヒータの熱による温風を合わせた温風暖
房を、これら温風暖房の各消費電力の大小に従って運転
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱材に蓄熱された熱
及び放熱用ヒータで発生した熱を温風として送風する蓄
熱温風暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は蓄熱式温風暖房機の構成図であ
る。暖房機の筐体１の内部には、蓄熱タンク２が配置さ
れている。この蓄熱タンク２は、その中心に蓄熱ヒータ
３が配置され、この蓄熱ヒータ３の周囲に蓄熱材４が覆
っている。

【０００３】この蓄熱材４は、電気的な絶縁性がよく、
かつ熱伝導性に優れた材料、例えばＭｇＯ、Ｆｅ₂ Ｏ
₃ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 等の酸化物を焼成した煉瓦に
より形成されている。

【０００４】又、この蓄熱タンク２の周囲は、断熱材５
が配置され、熱的なしゃ断が行われている。この断熱材
５は、下方に開口部が形成され、かつ蓄熱タンク２との
間に空気層断熱部６が形成されている。

【０００５】この断熱材５の開口部の下部には、セラミ
ックヒータ（ＰＴＣヒータ）７が設けられている。な
お、実際にＰＴＣヒータ７は２本設けられている。これ
らＰＴＣヒータ７の配置されている筐体１下部の前面、
後面には、それぞれ送風口８、取込み口９が形成され、
このうち送風口８には温風ルーバ１０が形成されてい
る。

【０００６】又、取込み口９側には、送風の切替機構で
あるシャッター１１が設けられている。このシャッター
１１は、矢印方向に回動して空気の流れ量を調整するも
ので、蓄熱タンク２側に流す空気量をその回動角度によ
り調整するものとなっている。

【０００７】筐体１の後面には、送風モータ１２が設け
られ、その回転軸に送風ファン１３が取り付けられてい
る。一方、筐体１の上部には、操作基板１４が設けられ
ている。この操作基板１４には、電源オン・オフ、暖房
運転開始、蓄熱完了時刻、温度設定、温風開始時間、蓄
熱ヒータ３又はＰＴＣヒータ７の選択等を行う機能、さ
らにはこれら機能に対するマニュアルの操作端１５が筐
体１の上面に設けられている。

【０００８】なお、筐体１の背面には、室温を検出する
室温センサ１６が設けられている。かかる構成であれ
ば、蓄熱用ヒータ３に通電が行われると、この蓄熱用ヒ
ータ３から発せられる熱が蓄熱材４に蓄熱される。

【０００９】この蓄熱材４に対する蓄熱動作が停止し、
操作ボタン等のマニュアル操作パネル１５において暖房
運転の操作が行われると、送風ファン１３が回転制御さ
れる。

【００１０】この送風ファン１３の回転により吸入され
た空気は、蓄熱ヒータ３側、及び各ＰＴＣヒータ７側の
それぞれに送風される。又、蓄熱ヒータ３側に送られた
空気は、蓄熱タンク２からの放熱を受けて温度上昇し、
送風口８から温風として送風される。

【００１１】これと共に各ＰＴＣヒータ７側に送られた
空気は、各ＰＴＣヒータ７からの放熱を受けて温度上昇
し、蓄熱タンク２からの温風と合流して送風される。こ
のような温風暖房において温度制御は、図５に示す温度
制御フローチャートに従って行われる。

【００１２】蓄熱タンク２からの熱を温風として送風し
ている状態に、先ず、室温が目標温度以下であれば、ス
テップ＃１〜＃３において、２本のＰＴＣヒータ７に通
電が行われ、蓄熱タンク２による温風と各ＰＴＣヒータ
７による温風とが送風される。

【００１３】この状態で、室温が目標温度以上に達する
と、ステップ＃４に移って２本に対するＰＴＣヒータ７
の通電が１本のＰＴＣヒータ７に切替えられる。この１
本のＰＴＣヒータ７による温風によりステップ＃５にお
いて室温が目標温度以下に低下すれば、再びステップ＃
１に戻って２本のＰＴＣヒータ７による温風暖房に戻
る。

【００１４】１本のＰＴＣヒータ７による温風により室
温が目標温度以上に達すれば、ステップ＃６に移って送
風モータ１２の回転数が低減される。これにより、送風
ファン１３による送風量が減少する。

【００１５】この後、ステップ＃７において、室温が目
標温度以下となれば、ステップ＃４に戻って１本のＰＴ
Ｃヒータ７による温風を送風する。なお、シャッター１
１を回転させて蓄熱タンク２側への送風を遮断し、温風
の熱量を調整する機能を有するものもある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記温
度制御では、室温が目標温度に達しても、２本のＰＴＣ
ヒータ７のうち少なくとも１本のＰＴＣヒータ７には通
電が行われている。このため、室温が目標温度に達して
も、蓄熱タンク２の熱を温風として送風するとともに１
本のＰＴＣヒータ７の熱も温風として送風しており、蓄
熱タンク２の熱を無駄に放出されるものとなる。

【００１７】そのうえ、１本のＰＴＣヒータ７には必ず
通電が行われているので、無駄に電力が消費してしま
う。そこで本発明は、蓄熱された熱を無駄なく使用して
消費電力量を低減できる蓄熱温風暖房方法及びその装置
を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、蓄熱
材に蓄熱された熱及び温風用ヒータにより発生した熱を
それぞれ温風として送風する蓄熱温風暖房方法におい
て、周囲温度を目標温度に制御する場合、少なくとも蓄
熱材の蓄熱のみによる温風暖房、温風ヒータの熱のみに
よる温風暖房、又はこれら蓄熱材の蓄熱による温風及び
温風ヒータの熱による温風を合わせた温風暖房を、これ
ら温風暖房の各消費電力の大小に従って運転制御する、
ようにして上記目的を達成しようとする蓄熱温風暖房方
法である。

【００１９】請求項２によれば、蓄熱材に蓄熱された熱
及び温風用ヒータにより発生した熱をそれぞれ温風とし
て送風する蓄熱温風暖房装置において、送風ファンと、
この送風ファンからの送風を蓄熱材又は温風用ヒータの
いずれか一方又は両方に切替え、蓄熱材の蓄熱のみによ
る温風暖房、温風ヒータの熱のみによる温風暖房、又は
これら蓄熱材の蓄熱による温風及び温風ヒータの熱によ
る温風を合わせた温風暖房を行わせる切替機構と、各温
風暖房の各消費電力の大小に従って切替機構を切替制御
して周囲温度を目標温度に運転制御する温度制御手段
と、を備えて上記目的を達成しようとする蓄熱温風暖房
装置である。

【００２０】請求項３によれば、温度制御手段は、周囲
温度を目標温度に上げる場合、各温風暖房を消費電力の
少ない温風暖房の順に運転し、かつ周囲温度を目標温度
に下げる場合に消費電力の大きい温風暖房の順に停止す
る。

【００２１】請求項４によれば、温度制御手段は、温風
用ヒータを複数本備えた場合、周囲温度を目標温度に上
げるときに温風用ヒータを１本づつ増加して通電し、周
囲温度を目標温度に下げるときに温風用ヒータへの通電
を１本づつ減少する。

【００２２】

【作用】請求項１によれば、周囲温度を目標温度に上げ
る場合は、蓄熱材の蓄熱のみによる温風暖房、温風ヒー
タの熱のみによる温風暖房、又はこれら蓄熱材の蓄熱に
よる温風と温風ヒータの熱による温風とを合わせた温風
暖房のうち消費電力の少ない温風暖房の順に運転させ、
又、周囲温度を目標温度に下げる場合は、上記各温風暖
房のうち消費電力の大きい温風暖房の順に停止させるこ
とにより、蓄熱された熱を無駄なく使用して消費電力量
を低減できる。

【００２３】請求項２によれば、送風ファンからの送風
を切替機構によって蓄熱材又は温風用ヒータのいずれか
一方又は両方に切替え、蓄熱材の蓄熱のみによる温風暖
房、温風ヒータの熱のみによる温風暖房、又はこれら蓄
熱材の蓄熱による温風及び温風ヒータの熱による温風を
合わせた温風暖房を、これら温風暖房の各消費電力の大
小に従って切替機構を切替制御して周囲温度を目標温度
に運転制御する。

【００２４】請求項３によれば、送風ファンからの送風
を切替機構によって蓄熱材又は温風用ヒータのいずれか
一方又は両方に切替え、蓄熱材の蓄熱のみによる温風暖
房、温風ヒータの熱のみによる温風暖房、又はこれら蓄
熱材の蓄熱による温風と温風ヒータの熱による温風とを
合わせた温風暖房のうちいずれかの温風暖房で運転す
る。

【００２５】この場合、温度制御手段によってこれら温
風運転を、周囲温度を目標温度に上げる場合に消費電力
の少ない温風暖房の順に運転し、かつ周囲温度を目標温
度に下げる場合に消費電力の大きい温風暖房の順に停止
する。

【００２６】請求項４によれば、複数本の温風用ヒータ
を備えていれば、周囲温度を目標温度に上げるときに温
風用ヒータを１本づつ増加して通電し、周囲温度を目標
温度に下げるときに温風用ヒータへの通電を１本づつ減
少することにより、さらに消費電力量を低減できる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。なお、図４と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明は省略する。図１は蓄熱温風暖房装
置の構成図である。

【００２８】主制御部２０には、各通電部２１、２２、
切替駆動部２３、ファン駆動部２４、各入力部２５、２
６、及び温風制御部２７が接続されている。各通電部２
１、２２のうち一方の通電部２１には蓄熱ヒータ３が接
続され、他方の通電部２２にはＰＴＣヒータ７が接続さ
れている。

【００２９】切替駆動部２３は、シャッター１１を矢印
方向に回動駆動させて蓄熱タンク２側への送風量を調整
する機能を有している。ファン駆動部２４は、送風モー
タ１２を回転駆動する機能を有している。

【００３０】又、各入力部２５、２６のうち一方の入力
部２５は、操作基板１４において操作された電源オン・
オフ、暖房運転開始、蓄熱完了時刻、温度設定、温風開
始時間の情報を入力する機能を有している。

【００３１】他方の入力部２６は、室温センサ１６から
出力される室温信号を入力する機能を有している。温風
制御部２７は、図２に示す温度制御フローチャートに従
って蓄熱ヒータ３及びＰＴＣヒータ７への通電制御、シ
ャッター１１の切替動作を行って温風の制御を行う機能
を有している。

【００３２】具体的に温風制御部２７は、シャッター１
１を切替え制御し、蓄熱タンク２の蓄熱のみによる温風
暖房、ＰＴＣヒータ７の熱のみによる温風暖房、又はこ
れら蓄熱タンク２の蓄熱による温風とＰＴＣヒータ７の
熱による温風とを合わせた温風暖房のうち、周囲温度を
目標温度に上げる場合に消費電力の少ない温風暖房の順
に運転し、かつ周囲温度を目標温度までに下げる場合に
消費電力の大きい温風暖房の順に停止する機能を有して
いる。

【００３３】又、温風制御部２７は、ＰＴＣヒータ７が
２本備えられているので、周囲温度を目標温度に上げる
ときにＰＴＣヒータ７を消費電力の少ない順つまりＰＴ
Ｃヒータ７を１本づつ増加して通電し、又、周囲温度を
目標温度に下げるときにＰＴＣヒータ７への通電を消費
電力の大きい順つまりＰＴＣヒータ７を１本づつ減少し
て通電する機能を有している。

【００３４】次に上記の如く構成された暖房装置の作用
について説明する。蓄熱材４に対する蓄熱が終了し、マ
ニュアル操作パネル１５において運転指示が操作される
と、この運転指示が操作基板１４から出力され、入力部
２５を通して主制御部２０に送られる。

【００３５】この主制御部２０は、運転指令を受けて温
風制御部２７に対して温風制御の実行を指示する。この
温風制御部２７は、ステップ＃１０において、ファン駆
動部２４に対して強風の動作指令を発し、これと共に切
替駆動部２３に対して蓄熱タンク２及び２本のＰＴＣヒ
ータ７の両側の送風指令を発し、かつ他方の通電部２２
に対して２本のＰＴＣヒータ７の通電指令を発する。

【００３６】これにより、送風モータ１２は回転駆動
し、このときの送風ファン１３の回転により吸入された
空気は、シャッター１１の切替により蓄熱タンク２及び
２本のＰＴＣヒータ７の両側に送風される。

【００３７】従って、蓄熱タンク２側に送られた空気
は、蓄熱タンク２からの放熱を受けて温度上昇し、送風
口８から温風として送風される。これと共に２本のＰＴ
Ｃヒータ７に送られた空気は、これらＰＴＣヒータ７か
らの放熱を受けて温度上昇し、蓄熱タンク２からの温風
と合流して送風口８から温風として送風される。

【００３８】このように温風制御の立上がり時は、蓄熱
タンク２からの温風と２本のＰＴＣヒータ７からの温風
とが送風され、室温は図３に示すように上昇する。な
お、この温風制御の立上がり期間ａは、例えば３０分で
ある。

【００３９】又、このときの消費電力は、主に２本のＰ
ＴＣヒータ７によるもので、１本のＰＴＣヒータ７当た
り６００Ｗであれば、１２００Ｗとなる。この蓄熱タン
ク２のよる温風及び２本のＰＴＣヒータ７による温風の
温風運転の状態に、温風制御部２７は、ステップ＃１１
において、室温センサ１６からの室温信号と操作基板１
４に設定された目標温度とを比較し、室温が目標温度以
上に達すると、ステップ＃１２に移り、切替駆動部２３
に対して蓄熱タンク２側の切替指令を発し、かつ２本の
ＰＴＣヒータ７に対する通電停止の指令を発する。

【００４０】これにより、送風ファン１３からの送風
は、シャッター１１の切替動作により蓄熱タンク２側の
みに送られ、蓄熱タンク２からの放熱を受けて温度上昇
した温風が、送風口８から送風される。

【００４１】このとき、蓄熱タンク２からの放熱を温風
としているので、消費電力は主に送風モータ１２の消費
電力のみで、蓄熱ヒータ３及びＰＴＣヒータ７への通電
は遮断されている。

【００４２】この温風運転の状態に、温風制御部２７
は、ステップ＃１３において、室温と目標温度とを比較
し、室温が目標温度以上に達していれば、ステップ＃１
４に移って送風運転とする。

【００４３】この送風運転は、シャッター１１の切替動
作により蓄熱タンク２側への送風が閉じられ、かつ通電
されていないＰＴＣヒータ７側を通って空気のみが送風
される。

【００４４】この送風運転により室温が目標温度以下に
なると、温風制御部２７は、再びステップ＃１２に戻
り、蓄熱タンク２からの放熱を受けた温風が送風されて
温風暖房が行われる。

【００４５】この蓄熱タンク２からの放熱を受けた温風
を送風かる温風暖房は、蓄熱材４に熱がまだ残っている
状態であり、周囲温度が目標温度に到達した後の、図３
において期間ｂに相当する。なお、この期間ｂは、立上
がり時から例えば１時間である。

【００４６】次に、蓄熱タンク２の放熱による温風の温
風暖房が行われている状態に、室温が目標温度以下であ
れば、温風制御部２７は、ステップ＃１６に移って通電
部２１に通電指令を発する。

【００４７】この通電部２１は、蓄熱ヒータ３に対して
通電を行い、蓄熱材４に対する蓄熱を行う。このとき蓄
熱ヒータ３に対する通電での消費電力は、例えば５００
Ｗである。

【００４８】このように蓄熱タンク２の放熱による温風
の送風を行い、これと共に蓄熱材４に対する蓄熱を行え
ば、蓄熱材４の温度低下が抑えられて蓄熱タンク２の放
熱による温風の温風暖房が行われる。

【００４９】この状態に、室温が目標温度以上に達する
と、温風制御部２７は、ステップ＃１７から再びステッ
プ＃１２に戻って蓄熱タンク２からの放熱を受けた温風
が送風されて温風暖房が行われる。

【００５０】ところが、蓄熱タンク２の放熱による温風
の送風を行うと共に蓄熱材４に対する蓄熱を行っている
状態に、室温が目標温度以下であれば、温風制御部２７
は、ステップ＃１８に移って蓄熱ヒータ３への通電を停
止し、他方の通電部２２に対して１本のＰＴＣヒータ７
の通電指令を発する。

【００５１】すなわち、蓄熱タンク２の放熱量が低下
し、蓄熱タンク２の放熱による温風では、室温が目標温
度に到達しなければ、１本のＰＴＣヒータ７の熱による
温風暖房を行う。

【００５２】なお、このときシャッター１１は、送風フ
ァン１３の送風をＰＴＣヒータ７側のみに送るようにな
っている。このときの消費電力は、１本のＰＴＣヒータ
７当り例えば６００Ｗである。

【００５３】次に、この１本のＰＴＣヒータ７による温
風暖房の運転状態に、室温が目標温度以上に達すれば、
温風制御部２７は、ステップ＃１９からステップ＃１６
に戻って蓄熱タンク２の放熱による温風暖房を行い、こ
れと共に蓄熱材４に対する蓄熱を行う。

【００５４】この１本のＰＴＣヒータ７による温風暖房
でも室温が目標温度に到達しなければ、温風制御部２７
は、ステップ＃２０に移って１本のＰＴＣヒータ７に対
する通電に、蓄熱ヒータ３への通電を加えて蓄熱材４を
蓄熱する。

【００５５】従って、蓄熱材４に蓄熱を行う状態に、蓄
熱タンク２の放熱による温風を送風し、これと共に１本
のＰＴＣヒータ７の熱による温風を送風する。このとき
の消費電力は、蓄熱ヒータ３及び１本のＰＴＣヒータ７
への両通電により１１００Ｗとなる。

【００５６】この温風暖房の状態に、室温が目標温度以
上に達すれば、温風制御部２７は、ステップ＃２１から
ステップ＃１８に戻って１本のＰＴＣヒータ７による温
風暖房を行う。

【００５７】ところが、この温風暖房の状態に、室温が
目標温度以下であれば、温風制御部２７は、ステップ＃
２０に移り、蓄熱ヒータ３の熱による温風暖房を行い、
これとともに２本のＰＴＣヒータ７に対する通電指令を
発する。

【００５８】これにより、２本のＰＴＣヒータ７に対し
て通電が行われ、蓄熱ヒータ３の熱による温風暖房に加
えて、２本のＰＴＣヒータ７の熱による温風が送風され
て温風暖房が行われる。

【００５９】このときの消費電力は、２本のＰＴＣヒー
タ７への通電により１２００Ｗとなる。この温風暖房に
より室温が目標温度以上に達すれば、温風制御部２７
は、再びステップ＃１２に戻る。

【００６０】なお、上記温度制御中に、蓄熱材４の蓄熱
温度が所定の温度以下に低下すると、シャッター１１に
より蓄熱タンク２側への送風を遮断する。このように上
記一実施例においては、室温を目標温度に制御する場
合、室温が目標温度に達した後、各温風暖房の消費電力
に基づいて消費電力の小さい温風暖房の順に運転制御、
すなわち蓄熱タンク２の熱による温風暖房（ほぼ０
Ｗ）、蓄熱ヒータ３への通電による温風暖房（５００
Ｗ）、次にＰＴＣヒータ７の熱による温風暖房（６００
Ｗ）、次に蓄熱ヒータ３への通電による温風及びＰＴＣ
ヒータ７の熱による温風を合わせた温風暖房（１１００
Ｗ）、さらには２本のＰＴＣヒータ７の熱による温風暖
房（１２００Ｗ）に切り替えるようにしたので、室温を
目標温度に到達させるために最も速く立上がらせる温風
暖房で運転でき、この温風運転により蓄熱材４に蓄熱さ
れた熱を全て無駄なく有効に温風に変換して部屋等の暖
房に使うことができる。

【００６１】そのうえ室温が目標温度に達した後は、消
費電力の最も少ない温風暖房に切替、順次消費電力の大
きい温風暖房に切替えるので、消費電力の無駄使いを無
くして消費電力を減少できる。

【００６２】又、蓄熱材４の放熱による温度低下によっ
て温風の熱量が次第に低下するが、この蓄熱材４の温度
低下に応じて順次、蓄熱ヒータ３への通電、１本のＰＴ
Ｃヒータ７による温風暖房、これら蓄熱ヒータ３への通
電及びＰＴＣヒータ７による温風暖房の並列運転、２本
のＰＴＣヒータ７による温風暖房に切り替えるので、こ
れによっても蓄熱材４に蓄熱された熱を全て無駄なく温
風に変換でき、かつ少ない消費電力量で部屋等を暖房で
きる。

【００６３】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、蓄
熱された熱を無駄なく使用して消費電力量を低減できる
蓄熱温風暖房方法及びその装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる蓄熱式温風暖房機の一実施例を
示す構成図。

【図２】同暖房機の温度制御のフローチャート。

【図３】同暖房機による温度制御状態を示す図。

【図４】従来の蓄熱式温風暖房機の構成図。

【図５】従来の温度制御のフローチャート。

【符号の説明】

２…蓄熱タンク、 ３…蓄熱ヒータ、 ４…蓄熱材、 ７…セラミックヒータ（ＰＴＣヒータ）、 １１…シャッター、 １３…送風ファン、 １６…室温センサ、 ２０…主制御部、 ２３…切替駆動部、 ２７…温風制御部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄熱材に蓄熱された熱及び温風用ヒータ
   により発生した熱をそれぞれ温風として送風する蓄熱温
   風暖房方法において、 周囲温度を目標温度に制御する場合、少なくとも前記蓄
   熱材の蓄熱のみによる温風暖房、前記温風ヒータの熱の
   みによる温風暖房、又はこれら蓄熱材の蓄熱による温風
   及び前記温風ヒータの熱による温風を合わせた温風暖房
   を、これら温風暖房の各消費電力の大小に従って運転制
   御する、ことを特徴とする蓄熱温風暖房方法。
2. 【請求項２】 蓄熱材に蓄熱された熱及び温風用ヒータ
   により発生した熱をそれぞれ温風として送風する蓄熱温
   風暖房装置において、 送風ファンと、 この送風ファンからの送風を前記蓄熱材又は前記温風用
   ヒータのいずれか一方又は両方に切替え、前記蓄熱材の
   蓄熱のみによる温風暖房、前記温風ヒータの熱のみによ
   る温風暖房、又はこれら蓄熱材の蓄熱による温風及び前
   記温風ヒータの熱による温風を合わせた温風暖房を行わ
   せる切替機構と、 前記各温風暖房の各消費電力の大小に従って前記切替機
   構を切替制御して周囲温度を目標温度に運転制御する温
   度制御手段と、を具備したことを特徴とする蓄熱温風暖
   房装置。
3. 【請求項３】 前記温度制御手段は、周囲温度を目標温
   度に上げる場合、前記各温風暖房を消費電力の少ない温
   風暖房の順に運転し、かつ前記周囲温度を前記目標温度
   に下げる場合に消費電力の大きい温風暖房の順に停止す
   る機能を有することを特徴とする請求項２記載の蓄熱温
   風暖房装置。
4. 【請求項４】 前記温度制御手段は、前記温風用ヒータ
   を複数本備えた場合、前記周囲温度を前記目標温度に上
   げるときに前記温風用ヒータを１本づつ増加して通電
   し、前記周囲温度を前記目標温度に下げるときに前記温
   風用ヒータへの通電を１本づつ減少することを特徴とす
   る請求項２記載の蓄熱温風暖房装置。