JP2017194237A - ハイブリッド式温風暖房機 - Google Patents

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Abstract

【課題】暖房手段による暖房出力を充分に確保しながら、暖房コストの上昇を抑制できるハイブリッド式温風暖房機を提供する。【解決手段】ハイブリッド式温風暖房機が備える運転制御手段は、暖房手段Hの目標暖房出力が最低暖房出力と最高暖房出力との間の所定の中途暖房出力以下のとき、電気式暖房部Heが動作せず、且つ、燃焼式暖房部Hfが最低燃焼暖房出力と最高燃焼暖房出力との間の所定の燃焼暖房出力を発揮するように動作する状態で暖房手段Hを動作させ、暖房手段Hの目標暖房出力が中途暖房出力より大きいとき、燃焼式暖房部Hfが最高燃焼暖房出力を発揮するように動作し、且つ、電気式暖房部Heが最低電気暖房出力と最高電気暖房出力との間の所定の電気暖房出力を発揮するように動作する状態で暖房手段Hを動作させる。【選択図】図2

Description

本発明は、燃料ガスを燃焼させるバーナーと、暖房対象空間の空気を取り入れ、その取り入れた空気とバーナーの燃焼ガスとを混合して暖房対象空間に吹き出すように通風作用する燃焼式暖房用送風機とを有する燃焼式暖房部、及び、暖房対象空間の空気を取り入れ、その取り入れた空気を暖房対象空間に吹き出すように通風作用する電気式暖房用送風機と、当該電気式暖房用送風機により通風される空気を加熱する電気ヒーターとを有する電気式暖房部を有する暖房手段を備えるハイブリッド式温風暖房機に関する。
特許文献1には、燃焼式暖房部及び電気式暖房部を有するハイブリッド式温風暖房機が記載されている。このハイブリッド式温風暖房機では、燃焼式暖房部は暖房運転中に常時動作し、電気式暖房部は立上り暖房時にのみ動作するように構成されている。つまり、特許文献1に記載のハイブリッド式温風暖房機では、立上り暖房時には燃焼式暖房部及び電気式暖房部の両方が動作し、立上り暖房時以外では燃焼式暖房部のみが動作する。
燃焼式暖房部による暖房コストと電気式暖房部による暖房コストとを比較すると、エネルギー単価の違いにより、電気式暖房部による暖房コストは、例えば都市ガスを燃料とした場合の燃焼式暖房部による暖房コストに比べて、同じ熱量を得るためのコストが約2.5倍も高くなる。
従って、特許文献1に記載のハイブリッド式温風暖房機では、暖房コストが高くなる電気式暖房部が動作するタイミングを立上り暖房時のみの短時間に限定しているため、電気式暖房部が立上り暖房時以外でも動作する場合に比べて暖房にかかるエネルギーコストを抑制できることになる。
特開平5−034010号公報
特許文献1に記載のハイブリッド式温風暖房機のように、電気式暖房部が動作するタイミングが立上り暖房時のみの短時間に限定されると、真冬などの暖房負荷が高い場合には、暖房手段による暖房出力が不足して、暖房対象空間の温度を目標温度に維持できなくなる可能性がある。
但し、電気式暖房部を暖房運転中に常時動作させると、上述したように暖房コストが上昇するという問題がある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、暖房手段による暖房出力を充分に確保しながら、暖房コストの上昇を抑制できるハイブリッド式温風暖房機を提供する点にある。
上記目的を達成するための本発明に係るハイブリッド式温風暖房機の特徴構成は、燃料ガスを燃焼させるバーナーと、暖房対象空間の空気を取り入れ、その取り入れた空気と前記バーナーの燃焼ガスとを混合して前記暖房対象空間に吹き出すように通風作用する燃焼式暖房用送風機とを有する燃焼式暖房部、及び、前記暖房対象空間の空気を取り入れ、その取り入れた空気を前記暖房対象空間に吹き出すように通風作用する電気式暖房用送風機と、当該電気式暖房用送風機により通風される空気を加熱する電気ヒーターとを有する電気式暖房部を有する暖房手段、並びに、
前記暖房対象空間の温度を測定する温度測定手段、並びに、
運転を制御する運転制御手段を備えるハイブリッド式温風暖房機であって、
前記運転制御手段は、前記温度測定手段が測定する空気の温度が所定の目標温度となるように、前記温度測定手段が測定する空気の温度と前記目標温度との温度差に基づいて、前記暖房手段の目標暖房出力を最低暖房出力と最高暖房出力との間から決定する出力決定処理を行い、前記出力決定処理において決定した前記目標暖房出力を発揮するように前記暖房手段を動作させ、
前記運転制御手段は、前記出力決定処理において、
前記暖房手段の前記目標暖房出力が前記最低暖房出力と前記最高暖房出力との間の所定の中途暖房出力以下のとき、前記電気式暖房部が動作せず、且つ、前記燃焼式暖房部が最低燃焼暖房出力と最高燃焼暖房出力との間の所定の燃焼暖房出力を発揮するように動作する状態で前記暖房手段を動作させ、
前記暖房手段の前記目標暖房出力が前記中途暖房出力より大きいとき、前記燃焼式暖房部が前記最高燃焼暖房出力を発揮するように動作し、且つ、前記電気式暖房部が最低電気暖房出力と最高電気暖房出力との間の所定の電気暖房出力を発揮するように動作する状態で前記暖房手段を動作させる点にある。
上記特徴構成によれば、暖房手段の目標暖房出力を最低暖房出力と所定の中途暖房出力の間にするときには、燃焼式暖房部のみが動作するので、暖房コストの上昇を抑制できる。これに対して、暖房手段の目標暖房出力を上記所定の中途暖房出力と最高暖房出力との間にするときには、燃焼式暖房部及び電気式暖房部の両方が動作するので、暖房手段による暖房出力を充分に確保できる。
また、暖房手段の目標暖房出力を大きくするときには、目標暖房出力が上記中途暖房出力になるまでは燃焼式暖房部の燃焼暖房出力を優先して増加させ、目標暖房出力が上記中途暖房出力より大きくなると電気式暖房部の電気暖房出力を増加させる。これに対して、暖房手段の目標暖房出力を小さくするときには、目標暖房出力が上記中途暖房出力になるまでは電気式暖房部の電気暖房出力を優先して減少させ、目標暖房出力が上記中途暖房出力以下になると燃焼式暖房部の燃焼暖房出力を減少させる。つまり、暖房手段の目標暖房出力を大きくするときには燃焼式暖房部の燃焼暖房出力を優先して増加させ、暖房手段の目標暖房出力を小さくするときには電気式暖房部の電気暖房出力を優先して減少させるように燃焼式暖房部及び電気式暖房部が運転される。
従って、暖房手段による暖房出力を充分に確保しながら、暖房コストの上昇を抑制できるハイブリッド式温風暖房機を提供できる。
本発明に係るハイブリッド式温風暖房機の別の特徴構成は、前記運転制御手段は、前記出力決定処理において、前記電気式暖房部の前記電気暖房出力を抑制するときの所定の電気暖房抑制条件が満たされると、前記最高電気暖房出力未満の所定の抑制時最高出力を上限として前記電気式暖房部の前記電気暖房出力を決定する点にある。
上記特徴構成によれば、所定の電気暖房抑制条件が満たされると、電気式暖房部の電気暖房出力は、最高電気暖房出力未満の所定の抑制時最高出力を上限とされる。つまり、電気式暖房部の電気暖房出力が抑制されると共にその暖房コストも抑制される。
本発明に係るハイブリッド式温風暖房機の更に別の特徴構成は、前記運転制御手段は、前記出力決定処理において、前記暖房手段の動作開始時又は動作中に前記温度測定手段が測定する空気の温度が設定温度以上であると、前記電気暖房抑制条件が満たされたと判定する点にある。
上記特徴構成によれば、暖房手段の動作開始時又は動作中に温度測定手段が測定する空気の温度が設定温度以上であると、電気式暖房部の電気暖房出力は、最高電気暖房出力未満の所定の抑制時最高出力を上限とするようになる。つまり、温度測定手段が測定する空気の温度が設定温度以上であるといった気温の高い状況であれば、電気式暖房部の出力が小さくても暖房手段による暖房出力が不足することは無いため、電気式暖房部の出力を小さくすることによる暖房コストの低減効果を得ることができる。
本発明に係るハイブリッド式温風暖房機の更に別の特徴構成は、前記暖房手段の動作開始時又は動作中に前記温度測定手段が測定する空気の温度が高いほど、前記抑制時最高出力は小さい値に設定される点にある。
温度測定手段が測定する空気の温度が高いほど、暖房手段に要求される暖房出力は小さくなる
そこで本特徴構成では、温度測定手段が測定する空気の温度が高いほど、電気式暖房部の最高出力(抑制時最高出力)を小さい値に設定する。その結果、電気式暖房部の出力を小さくすることによる暖房コストの低減効果を大きく得ることができる。
本発明に係るハイブリッド式温風暖房機の更に別の特徴構成は、前記運転制御手段は、前記出力決定処理において、前記暖房手段の動作開始時又は動作中に前記温度測定手段が測定する空気の温度と前記目標温度との温度差が設定温度差以下であると、前記電気暖房抑制条件が満たされたと判定する点にある。
上記特徴構成によれば、暖房手段の動作開始時又は動作中に温度測定手段が測定する空気の温度と目標温度との温度差が設定温度差以下であると、電気式暖房部の電気暖房出力は、最高電気暖房出力未満の所定の抑制時最高出力を上限とするようになる。つまり、温度測定手段が測定する空気の温度と目標温度との温度差が設定温度差以下であるといった気温の高い状況であれば、電気式暖房部の出力が小さくても暖房手段による暖房出力が不足することは無いため、電気式暖房部の出力を小さくすることによる暖房コストの低減効果を得ることができる。
本発明に係るハイブリッド式温風暖房機の更に別の特徴構成は、前記暖房手段の動作開始時又は動作中に前記温度測定手段が測定する空気の温度と前記目標温度との温度差が小さいほど、前記抑制時最高出力は小さい値に設定される点にある。
温度測定手段が測定する空気の温度と目標温度との温度差が小さいほど、暖房手段に要求される暖房出力は小さくなる。
そこで本特徴構成では、温度測定手段が測定する空気の温度と目標温度との温度差が小さいほど、電気式暖房部の最高出力(抑制時最高出力)を小さい値に設定する。その結果、電気式暖房部の出力を小さくすることによる暖房コストの低減効果を大きく得ることができる。
本発明に係るハイブリッド式温風暖房機の更に別の特徴構成は、前記電気式暖房部の前記電気暖房出力を抑制する指示を使用者から受け付ける抑制指示受付手段を備え、
前記運転制御手段は、前記出力決定処理において、前記抑制指示受付手段が使用者から前記電気式暖房部の前記電気暖房出力を抑制する指示を受け付けていると、前記電気暖房抑制条件が満たされたと判定する点にある。
上記特徴構成によれば、使用者から電気式暖房部の電気暖房出力を抑制する指示を受け付けている場合には、電気式暖房部の電気暖房出力は、最高電気暖房出力未満の所定の抑制時最高出力を上限とされる。
ハイブリッド式温風暖房機の外観を示す斜視図である。 ハイブリッド式温風暖房機の縦断右側面図である。 ハイブリッド式温風暖房機の縦断正面図である。 ハイブリッド式温風暖房機の操作部を示す図である。 ハイブリッド式温風暖房機の制御構成を示すブロック図である。 第1実施形態のハイブリッド式暖房での運転を説明するフローチャートである。 第2実施形態のハイブリッド式暖房での運転を説明するフローチャートである。 第3実施形態のハイブリッド式暖房での運転を説明するフローチャートである。
<第1実施形態>
以下、図面に基づいて、本発明の第1実施形態に係るハイブリッド式温風暖房機について説明する。
図1はハイブリッド式温風暖房機の外観を示す斜視図であり、図2はハイブリッド式温風暖房機の縦断右側面図であり、図3はハイブリッド式温風暖房機の縦断正面図である。また、図4はハイブリッド式温風暖房機の操作部を示す図であり、図5はハイブリッド式温風暖房機の制御構成を示すブロック図である。図示するように、ハイブリッド式温風暖房機は、燃料ガスを燃焼させるガスバーナー1(バーナーの一例)と、暖房対象空間の空気を取り入れ、その取り入れた空気とガスバーナー1の燃焼ガスとを混合して暖房対象空間に吹き出すように通風作用する燃焼式暖房用送風機2とを備えた燃焼式暖房部Hf、暖房対象空間の空気を取り入れ、その取り入れた空気を暖房対象空間に吹き出すように通風作用する電気式暖房用送風機3と、その電気式暖房用送風機3により通風される空気を加熱するシーズヒーター4(電気ヒーターの一例)とを備えた電気式暖房部He、運転を制御する運転制御部5(運転制御手段の一例)、及び、その運転制御部5に各種制御情報を送信する操作部6等を備えて構成されている。
この実施形態では、シーズヒーター4が、燃焼式暖房用送風機2の通風作用によって通風される通風領域に配置されて、燃焼式暖房用送風機2と電気式暖房用送風機3とに共用される共用送風機7が設けられている。
以下、ハイブリッド式温風暖房機の各部について、説明を加える。尚、以下の説明において、左右、前後、上下の方向を用いて各部材の形状、各部材の配置関係等を説明するに当たっては、左右、前後及び上下の各方向は、図1〜図3の各図中で各部材に対応する方向として説明する。
図1〜図3に示すように、吸気口8及び温風吹出口9が設けられた本体ケース10内に、上流側が吸気口8に連通し、且つ、下流側が温風吹出口9に連通する温風通風路11が設けられ、その温風通風路11内に、ガスバーナー1を備えた燃焼ユニットUが燃焼ガスを温風通風路11に対して吹き出し可能に配設されている。本体ケース10は、前後方向の寸法が左右方向の寸法よりも小さい薄型形状に構成され、温風吹出口9は、その本体ケース10の前面下部に設けられ、吸気口8は、その本体ケース10の後面における高さ方向において温風吹出口9の上縁部よりも上方の位置に設けられている。吸気口8には、塵埃を捕捉するためのエアフィルタ24が設けられている。
燃焼ユニットUは、ガスバーナー1と、そのガスバーナー1の炎孔1hから噴出される燃料ガスを燃焼させる燃焼室12とを備えて構成される。ガスバーナー1は、ブンゼン燃焼式であり、燃料供給路15を通じて供給される燃料ガスを噴出するガスノズル1n、そのガスノズル1nから燃料ガスが噴出されると共に、その燃料ガスの噴出に伴う吸引作用により一次燃焼用空気が供給される混合管1p、及び、混合管1pから供給される混合気を噴出する複数の炎孔1hを列状に備えたガスバーナー本体1m等を備えて構成されている。ガスバーナー本体1mは、左右方向に長い細長状に構成されて、その内部空間に混合管1pから混合気が供給されるように、混合管1pの上方に連通状態で接続され、このガスバーナー本体1mの上面部に、左右方向に沿って、複数の炎孔1hが列状に形成されている。
この実施形態では、燃焼室12として、下方に下段用空気取入口13Aを備え且つ上方に下段用燃焼ガス吹出口14Aを備えた下段燃焼室12Aと、下方に上段用空気取入口13Bを備え且つ上方に上段用燃焼ガス吹出口14Bを備えた上段燃焼室12Bとが、下段用燃焼ガス吹出口14Aを上段燃焼室12B内に臨ませた状態で、上下方向に並べて設けられている。そして、下段燃焼室12Aにおいて、ガスバーナー1の炎孔1hから噴出される燃料ガスを下段用空気取入口13Aから導入される二次燃焼用空気により一次燃焼させ、上段燃焼室12Bにおいて、下段用燃焼ガス吹出口14Aから燃焼ガスと共に導入される未燃の燃料ガスを上段用空気取入口13Bから導入される二次燃焼用空気にて二次燃焼させるように構成されて、ガスバーナー1が2段階燃焼型に構成されている。
上段燃焼室12Bを内部に形成する上段燃焼室形成体16は、前後方向の寸法が左右方向の寸法よりも小さい薄型で、横断面形状が左右方向に長い矩形状となる箱状に構成され、後面の下部に、左右方向に長い細長状で後方向きの連通用開口部17が設けられ、上面部に、左右方向に長い細長状の上段用燃焼ガス吹出口14Bが設けられている。この上段燃焼室形成体16の底部は、左右方向視での縦断面形状で、概略V字状の樋状になるように構成されている。
下段燃焼室12Aを内部に形成する下段燃焼室形成体18は、左右方向の寸法が上段燃焼室形成体16と同等で、前後方向の寸法及び高さが上段燃焼室形成体16よりも小さい細長の直方体形の箱状に構成され、その下段燃焼室形成体18の下面部に、ガスバーナー1のガスバーナー本体1mを挿入させる細長状(左右方向に長い)のガスバーナー挿通孔19と、そのガスバーナー挿通孔19の前後夫々に位置させた細長状(左右方向に長い)の下段用空気取入口13Aとが備えられ、上面部に、細長状(左右方向に長い)の下段用燃焼ガス吹出口14Aが備えられている。そして、炎孔1hの並び方向を左右方向に沿わせた姿勢で、ガスバーナー本体1mをガスバーナー挿通孔19に挿入させた状態で、ガスバーナー1を下段燃焼室形成体18に支持させる。
上段燃焼室形成体16の内部において、連通用開口部17のやや上方で、且つ、前後方向の略中央に位置させて、ガスバーナー1を支持した下段燃焼室形成体18が、その長手方向を上段燃焼室形成体16の長手方向に沿わせた姿勢で配設されている。そして、上段燃焼室形成体16の内部における下段燃焼室形成体18の前方、上方及び後方にわたる領域が、上段燃焼室12Bとされ、上段燃焼室形成体16の前壁部の内面と下段燃焼室形成体18の前壁部の下端縁にて形成される細長状(左右方向に長い)の開口部、及び、上段燃焼室形成体16の後壁部の内面と下段燃焼室形成体18の後壁部の下端縁にて形成される細長状(左右方向に長い)の開口部夫々が、上段用空気取入口13Bとして用いられる。
上述のように構成された燃焼ユニットUが、その連通用開口部17を吸気口8における上下方向の下寄りの中間箇所に臨ませた状態で、本体ケース10の内部に配設されている。本体ケース10内に、温風通風路11を形成する通風路形成体20が、吸気口8の上縁部から燃焼ユニットUの上方を覆う状態で前方に延びて下向きに屈曲し、更に、燃焼ユニットUの前方を覆う状態で下方に延びて、温風吹出口9の上縁部に連なる形態で設けられている。そして、通風路形成体20により、温風通風路11が、燃焼ユニットUの上方を前方に延びて下方に屈曲し、更に、燃焼ユニットUの前方を下方に延びる形態に区画形成される。
更に、左右方向視での縦断面形状が山形状の分流板21が、燃焼ユニットUと通風路形成体20との間の温風通風路11を上下方向に2分するように、それらの間に位置させた状態で、本体ケース10内に設けられている。
共用送風機7は、回転軸芯に直交する方向に吸い込み並びに送風作用する羽根体7fと、その羽根体7fを回転軸芯で回転駆動するファン駆動用モータ7mとを備えたクロスフローファンにて構成されている。本体ケース10内に、送風機7の羽根体7fを収容するファンケース22が、吸気口8の下端縁と温風吹出口9の下端縁とにわたって設けられている。ファンケース22は、左右方向視での縦断面形状が概略半円状となる細長状の樋状であり、その後方側に、径方向外方に延びる板状縁部22eが備えられている。
このようなファンケース22が、長手方向を左右方向に沿わせた姿勢で、その開口部を斜め上前向きに向けて、通風路形成体20の下端部と上段燃焼室形成体16の下端部とにより形成される斜め下後ろ向きの開口部に対向させた姿勢で、後端縁(板状縁部22eの端縁)を吸気口8の下端縁に接続し、且つ、前端縁を温風吹出口9の下端縁の接続した状態で、本体ケース10内に設けられている。そして、上段燃焼室形成体16の樋状底部における後方側の後倒れ状の板状部分と、ファンケース22の後方の板状縁部22eとにより、吸気口8を、下段燃焼室12A及び上段燃焼室12Bを迂回して温風通風路11に連通させるバイパス風路23が構成される。
共用送風機7の羽根体7fが、回転軸芯を左右方向に沿わせてファンケース22内に位置させた状態で、回転自在に支持されている。そして、ファン駆動用モータ7mにより羽根体7fを回転駆動することにより、共用送風機7の吸引作用が、温風通風路11の下流側に対して作用すると共に、バイパス風路23に作用するように構成されている。
シーズヒーター4は、2本の直線状部4pを平行状態に備えた形態のU字状に屈曲され、そのU字状のシーズヒーター4が、各直線状部4pの長手方向を左右方向に沿わせた姿勢で、上段燃焼室12B内における上段燃焼室形成体16の後壁部と下段燃焼室形成体18の後壁部との間の空気の通流域に配置されている。
次に、2段階燃焼型のガスバーナー1の燃焼形態、及び、そのガスバーナー1による温風の生成形態について説明する。
共用送風機7を作動させることにより、温風通風路11を通して、吸気口8及び上段用燃焼ガス吹出口14Bに吸引作用し、上段用燃焼ガス吹出口14B、上段燃焼室12B、上段用空気取入口13B及び連通用開口部17を介して吸気口8に吸引作用すると共に、上段用燃焼ガス吹出口14B、上段燃焼室12B、下段用燃焼ガス吹出口14A、下段燃焼室12A、下段用空気取入口13A及び連通用開口部17を介して吸気口8に吸引作用し、並びに、バイパス風路23を通して吸気口8に吸引作用する。すると、吸気口8から取り入れられた空気は、直接、温風通風路11の上流端に導入され、並びに、連通用開口部17を介して、下段用空気取入口13Aから下段燃焼室12A内に二次燃焼用空気として導入されると共に、上段用空気取入口13Bから上段燃焼室12B内に二次燃焼用空気として導入され、更には、バイパス風路23を通って、下段燃焼室12A及び上段燃焼室12Bを迂回して温風通風路11に導入される。
ガスバーナー1の複数の炎孔1hから噴出された混合気は、下段燃焼室12内において、下段用空気取入口13Aから導入された二次燃焼用空気により一次燃焼して、一次火炎Faが形成され、更に、その一次燃焼による燃焼ガス及び一次燃焼での未燃の燃料ガスが、下段用燃焼ガス吹出口14Aから上段燃焼室12B内に吹き出され、上段燃焼室12B内において、未燃の燃料ガスが上段用空気取入口13Bから導入された二次燃焼用空気により二次燃焼して、二次火炎Fbが形成される。そして、一次燃焼による燃焼ガス及び二次燃焼による燃焼ガスが上段用燃焼ガス吹出口14Bから温風通風路11に吹き出されて、吸気口8から直接温風通風路11の上流端に導入された空気と混合されて温風が生成され、その温風が温風通風路11を通風し、途中でバイパス風路23を通して吸気口8から直接取り入れられた空気が混合されながら、温風吹出口9から本体ケース10外に吹き出される。
また、シーズヒーター4を作動させることにより、上段燃焼室12B内を通流する空気が加熱されることになる。つまり、上段燃焼室12B内は、燃焼式暖房用送風機2としての共用送風機7の通風作用によって通風される通風領域であり、シーズヒーター4がこのような通風領域に配置されることになる。
次に、シーズヒーター4による温風の生成形態について説明する。
共用送風機7を作動させることにより、先に、ガスバーナー1による温風の生成形態について説明したのと同様に、温風通風路11を通して、吸気口8及び上段用燃焼ガス吹出口14Bに吸引作用し、上段用燃焼ガス吹出口14B、上段燃焼室12B、上段用空気取入口13B及び連通用開口部17を介して吸気口8に吸引作用すると共に、上段用燃焼ガス吹出口14B、上段燃焼室12B、下段用燃焼ガス吹出口14A、下段燃焼室12A、下段用空気取入口13A及び連通用開口部17を介して吸気口8に吸引作用し、並びに、バイパス風路23を通して吸気口8に吸引作用する。
すると、吸気口8から取り入れられた空気は、連通用開口部17を介して、上段用空気取入口13Bから上段燃焼室12B内に導入されて、シーズヒーター4により加熱されたのち、下段用燃焼ガス吹出口14Aから吹き出される空気と混合されて、上段用燃焼ガス吹出口14Bから温風通風路11に吹き出され、吸気口8から直接温風通風路11の上流端に導入された空気と混合されて温風が生成され、その温風が温風通風路11を通風し、途中でバイパス風路23を通して吸気口8から直接取り入れられた空気が混合されながら、温風吹出口9から本体ケース10外に吹き出される。
図2に示すように、本体ケース10内には、吸気口8から吸い込まれる空気の温度を室内温度として検出する室温センサ25(本発明の温度測定手段の一例)が設けられている。ハイブリッド式温風暖房機の過熱防止用として、通風路形成体20の外面に、温風通風路11内の温度を検出可能に通風路温度センサ26が設けられ、並びに、通風路形成体20からの伝熱により加熱可能に温度ヒューズ27が設けられている。図3に示すように、ガスバーナー1にて形成される火炎(一次火炎Fa)を検出する火炎センサ28が設けられている。
更に、図3に示すように、燃料供給路15には、ガスバーナー1への燃料ガスの供給を断続する燃料断続弁29、及び、ガスバーナー1への燃料ガスの供給量を調整する燃料調整弁30が設けられている。ちなみに、燃料断続弁29は電磁弁にて構成され、燃料調整弁30は比例電磁弁にて構成される。ガスバーナー1のガスバーナー本体1mの上方近傍に位置させて、ガスバーナー1に点火する点火器31が設けられている。
図1に示すように、操作部6は、本体ケース10の上面に設けられ、図4に示すように、その操作部6には、ハイブリッド式温風暖房機の運転の開始及び停止を指令するメイン運転スイッチ41、停止用時間条件が満たされると運転を停止するおやすみタイマー運転を設定するおやすみタイマースイッチ42、開始用時間条件が満たされると運転を開始するおはようタイマー運転を設定するおはようタイマースイッチ43、電気式暖房部Heによる暖房(以下、電気式暖房運転と記載する場合がある)の開始及び停止を指令する電気ヒーター運転スイッチ44、シーズヒーター4の出力であるヒーター出力を複数段階(この実施形態では、強、弱の2段階)に設定可能なヒーター出力切換スイッチ45、暖房運転の目標温度、おやすみタイマー運転を実行させるおやすみタイマー時間、及び、おはようタイマー運転を開始させるまでの時間間隔等を設定する温度/時間設定スイッチ46、燃焼式暖房部Hfと電気式暖房部Heとの両方を同時に作動させるハイブリッド式暖房の運転を許可するハイブリッドスイッチ47、電気式暖房部Heの電気暖房出力を抑制する指示を使用者から受け付けるエコスイッチ(本発明の抑制指示受付手段の一例)48等が設けられている。
更に、操作部6には、ハイブリッド式温風暖房機の運転中に点灯される運転ランプ51、おやすみタイマー運転の設定中に点灯されるおやすみタイマーランプ52、おはようタイマー運転の設定中に点灯されるおはようタイマーランプ53、電気式暖房運転の実行中に点灯されるヒーター運転ランプ54、ヒーター出力切換スイッチ45にて設定されたヒーター出力を表示するヒーター出力ランプ55、及び、温度/時間設定スイッチ46にて設定された温度や時間を表示する温度/時間表示部56、ハイブリッド式暖房の運転が許可されているときに点灯されるハイブリッドランプ57、エコスイッチ48がオン操作されているときに点灯されるエコランプ58等が設けられている。
使用者は、温度/時間設定スイッチ46を押し操作することで、暖房運転の目標温度を設定できる。例えば、使用者は、12℃〜26℃までの温度を目標温度として1℃刻みで設定できる。加えて、使用者は、12℃よりも低い設定温度に対応する設定状態として「L(ロー)」を設定でき、26℃よりも高い設定温度に対応する設定状態として「H(ハイ)」を設定できる。例えば、「L(ロー)」が設定された場合には暖房運転の目標温度は10℃等の低温度となり、「H(ハイ)」が設定された場合には暖房運転の目標温度は40℃などの高温度になる。
次に、運転制御部5の制御動作について説明する。
図5に示すように、運転制御部5には、メイン運転スイッチ41、おやすみタイマースイッチ42、おはようタイマースイッチ43、電気ヒーター運転スイッチ44、ヒーター出力切換スイッチ45及び温度/時間設定スイッチ46、ハイブリッドスイッチ47、エコスイッチ48等の各種スイッチからの指令情報、並びに、室温センサ25、通風路温度センサ26及び火炎センサ28等の各種センサの検出情報が入力される。
運転制御部5は、入力される各種スイッチからの指令情報及び各種センサの検出情報に基づいて、シーズヒーター4、点火器31、ファン駆動用モータ7m、燃料断続弁29及び燃料調整弁30等の各種機器、運転ランプ51、おやすみタイマーランプ52、おはようタイマーランプ53、ヒーター運転ランプ54及びヒーター出力ランプ55、ハイブリッドランプ57、エコランプ58等の各種ランプ、並びに、温度/時間表示部56等の作動を制御することにより、ハイブリッド式温風暖房機の運転を制御するように構成されている。
具体的には、運転制御部5は、燃焼式暖房部Hfを作動させることによるガス燃焼式暖房運転、電気式暖房部Heを作動させることによる電気式暖房運転、燃焼式暖房部Hf及び電気式暖房部Heの同時作動を許可するハイブリッド暖房運転、停止用時間条件が満たされると運転を停止するおやすみタイマー運転、及び、開始用時間条件が満たされると運転を開始するおはようタイマー運転の各種運転を択一的に実行可能に構成されている。
また、運転制御部5は、おやすみタイマー運転及びおはようタイマー運転夫々において、ガスバーナー1を連続して燃焼させる時間が所定の許容連続燃焼運転時間に達すると、ガスバーナー1の燃焼を停止するように構成されている。ちなみに、許容連続燃焼運転時間は、暖房対象空間を換気することなく安全に燃焼式暖房部Hfを連続して運転可能な上限時間に設定され、この実施形態では、例えば60分に設定される。
以下、燃焼式暖房運転、電気式暖房運転、ハイブリッド式暖房運転の各運転について説明する。
〔燃焼式暖房運転〕
運転制御部5は、メイン運転スイッチ41により運転の開始が指令されると、ファン駆動用モータ7mを作動させ、並びに、燃料断続弁29及び燃料調整弁30を開弁すると共に、点火器31を作動させる点火処理を実行して、ガスバーナー1を燃焼させることにより、ガスバーナー1の燃焼ガスにより生成された温風を室内に吹き出すガス燃焼式暖房運転を開始し、運転ランプ51を点灯する。
運転制御部5は、ガス燃焼式暖房運転の実行中は、室温センサ25の検出温度が温度/時間設定スイッチ46にて設定された目標温度になるように、燃料調整弁30の開度を調整してガスバーナー1の燃焼量を調整する燃焼制御を実行する。
運転制御部5は、ガス燃焼式暖房運転の実行中に、メイン運転スイッチ41が再度押されて運転の停止が指令されると、燃料断続弁29及び燃料調整弁30を閉弁すると共に、ファン駆動用モータ7mを停止する消火処理を実行して、ガスバーナー1を消火させることにより、ガス燃焼式暖房運転を停止し、並びに、運転ランプ51を消灯する。
また、運転制御部5は、ガス燃焼式暖房運転の開始に伴って、消し忘れ防止タイマーを作動させ、消し忘れ防止タイマーがタイムアップすると、消火処理を実行してガス燃焼式暖房運転を停止する。消し忘れ防止タイマーは、温度/時間設定スイッチ46により、3時間、5時間、8時間のいずれかに設定することができる。
尚、運転制御部5は、ガス燃焼式暖房運転の実行中に、通風路温度センサ26の検出温度が予め設定された過熱防止用設定温度以上になったり、火炎センサ28によりガスバーナー1の立ち消えが検出されると、消火処理を実行してガス燃焼式暖房運転を停止する。
〔電気式暖房運転〕
運転制御部5は、電気ヒーター運転スイッチ44により電気式暖房運転の開始が指令されると、ファン駆動用モータ7m及びシーズヒーター4を作動させることにより、電気式暖房運転を開始すると共に、ヒーター運転ランプ54を点灯する。
また、運転制御部5は、ヒーター出力切換スイッチ45が繰り返し押されると、ヒーター出力ランプ55を全て消灯している状態から、ヒーター出力切換スイッチ45が押されるに伴って、弱のヒーター出力に対応するヒーター出力ランプ55を点灯する状態、強のヒーター出力に対応するヒーター出力ランプ55を点灯する状態、全てのヒーター出力ランプ55を消灯する状態に、ヒーター出力ランプ55の制御状態を順次変化させる。
そして、運転制御部5は、電気式暖房運転の実行中に、全てのヒーター出力ランプ55を消灯している状態では、室温センサ25の検出温度が温度/時間設定スイッチ46にて設定された目標温度になるように、シーズヒーター4の出力を調整するヒーター出力制御を実行することにより、温度調整モードにて電気式暖房運転を実行する。
また、運転制御部5は、電気式暖房運転の実行中に、弱、強のいずれかのヒーター出力に対応するヒーター出力ランプ55を点灯させているときは、点灯させているヒーター出力ランプ55に対応するヒーター出力でシーズヒーター4を作動させるヒーター出力制御を実行することにより、定出力モードにて電気式暖房運転を実行する。
運転制御部5は、温度調整モードか定出力モードによる電気式暖房運転の実行中に、電気ヒーター運転スイッチ44が再度押されて、電気式暖房運転の停止が指令されると、シーズヒーター4及びファン駆動用モータ7mの作動を停止して、電気式暖房運転を停止する。
また、運転制御部5は、電気式暖房運転の開始に伴って、消し忘れ防止タイマーを作動させ、消し忘れ防止タイマーがタイムアップすると、シーズヒーター4及びファン駆動用モータ7mの作動を停止して、電気式暖房運転を停止する。
尚、運転制御部5は、電気式暖房運転の実行中に、通風路温度センサ26の検出温度が過熱防止用設定温度以上になると、シーズヒーター4及びファン駆動用モータ7mの作動を停止して、電気式暖房運転を停止する。
つまり、運転制御部5が、電気式暖房部Heを、室温を検出する室温センサ25の検出温度が目標温度になるようにシーズヒーター4の出力を調整する温度調整モードか、シーズヒーター4をヒーター出力切換スイッチ45により設定されたヒーター出力で作動させる定出力モードで択一的に運転可能に構成されていることになる。
そして、ヒーター出力切換スイッチ45が、ヒーター出力を複数段階(この実施形態では、強、弱の2段階)に設定可能に構成されていることになる。
〔ハイブリッド式暖房運転〕
運転制御部5は、ハイブリッドスイッチ47がオン操作されてハイブリッド式暖房の運転が許可されている状態でメイン運転スイッチ41により運転の開始が指令されると、ハイブリッド式暖房運転を開始する。このとき、運転制御部5は、ファン駆動用モータ7mを作動させ、並びに、燃料断続弁29及び燃料調整弁30を開弁すると共に、点火器31を作動させる点火処理を実行して、ガスバーナー1を燃焼させることにより、ガスバーナー1の燃焼ガスにより生成された温風を室内に吹き出すガス燃焼式暖房運転を開始し、運転ランプ51を点灯する。加えて、運転制御部5は、シーズヒーター4を作動させることにより、電気式暖房運転を開始すると共に、ヒーター運転ランプ54を点灯する。
運転制御部5は、燃焼式暖房部Hf及び電気式暖房部Heを併用するハイブリッド式暖房において、室温センサ25が測定する空気の温度が所定の目標温度となるように、室温センサ25が測定する空気の温度と目標温度との温度差に基づいて、暖房手段Hの目標暖房出力を最低暖房出力と最高暖房出力との間から決定する出力決定処理を行い、出力決定処理において決定した目標暖房出力を発揮するように暖房手段Hを動作させる。
本実施形態では、以下の表1に示すように、暖房手段Hの暖房出力は、1段目(0.52kW)〜10段目(3.64kW)の間の何れかの段階の出力に調節される。具体的には、運転制御部5は、暖房手段Hの目標暖房出力が最低暖房出力(1段目:0.52kW)と最高暖房出力(10段目:3.64kW)との間の所定の中途暖房出力(7段目:2.44kW)以下のとき、電気式暖房部Heのシーズヒーター4が動作せず、且つ、燃焼式暖房部Hfのガスバーナー1が最低燃焼暖房出力(0.52kW)と最高燃焼暖房出力(2.44kW)との間の所定の燃焼暖房出力を発揮するように動作する状態で暖房手段Hを動作させる。これに対して、運転制御部5は、暖房手段Hの目標暖房出力が上記中途暖房出力(7段目:2.44kW)より大きいとき、燃焼式暖房部Hfのガスバーナー1が最高燃焼暖房出力(2.44kW)を発揮するように動作し、且つ、電気式暖房部Heのシーズヒーター4が最低電気暖房出力(0.40kW)と最高電気暖房出力(1.20kW)との間の所定の電気暖房出力を発揮するように動作する状態で暖房手段Hを動作させる。
燃焼式暖房部Hfのガスバーナー1の燃焼暖房出力は、ガスバーナー1への単位時間当たりの燃料ガスの供給量を調節することで変化させることができる。運転制御部5は、各燃焼暖房出力に対応する供給燃料量を記憶しており、燃料調整弁30の弁開度をその供給燃料量に対応する開度に調節することで、ガスバーナー1への単位時間当たりの燃料ガスの供給量を調節できる。電気式暖房部Heのシーズヒーター4の電気暖房出力は、シーズヒーター4への通電量を調節することで変化させることができる。運転制御部5は、各電気暖房出力に対応する通電量を記憶しており、例えばトライアック等の半導体素子を用いることで、シーズヒーター4への通電量を調節できる。また、運転制御部5は、暖房手段Hの暖房出力に応じた出力で送風機7を運転させる。
Figure 2017194237
図6は、第1実施形態のハイブリッド式暖房での運転を説明するフローチャートである。
運転制御部5は、ハイブリッドスイッチ47がオン状態に切り替えられた状態で運転スイッチがオン操作されると、ハイブリッド式暖房での暖房手段Hの運転が指示されたと判断する。そして、工程#10において運転制御部5は、暖房手段Hの動作を開始する。本例では、工程#10において運転制御部5は、暖房手段Hの目標暖房出力を最高暖房出力(10段目:3.64kW)に設定した状態で、暖房手段Hの動作を開始する。つまり、運転制御部5は、燃焼式暖房部Hfのガスバーナー1が最高燃焼暖房出力(2.44kW)を発揮するように動作し、且つ、電気式暖房部Heのシーズヒーター4が最高電気暖房出力(1.20kW)を発揮するように動作する状態で暖房手段Hを動作させる。これにより、暖房対象空間の温度が素早く上昇することになる。
その後、工程#11において運転制御部5は、室温センサ25が測定する暖房対象空間の空気の温度が、温度/時間設定スイッチ46にて設定された目標温度に到達したか否かを判定する。そして、運転制御部5は、暖房対象空間の空気の温度が目標温度に未だ到達していないならば工程#11を再び実行し、暖房対象空間の空気の温度が目標温度に到達しているならば工程#12に移行する。
このように、本実施形態において運転制御部5は、暖房手段Hの動作開始の直後は、暖房対象空間の温度が目標温度に到達するまで、暖房手段Hの目標暖房出力を最高暖房出力(10段目:3.64kW)に設定した状態で、その暖房手段Hを動作させる。
工程#12において運転制御手段は、暖房対象空間の空気の温度(室温)が「目標温度+1℃」よりも高いか否かを判定する。そして、運転制御部5は、暖房対象空間の空気の温度(室温)が「目標温度+1℃」以下の場合には工程#14に移行し、暖房対象空間の空気の温度(室温)が「目標温度+1℃」よりも高い場合には工程#13に移行する。
工程#13において運転制御部5は、暖房手段Hの目標暖房出力を決定する出力決定処理を行う。つまり、暖房対象空間の空気の温度(室温)が「目標温度+1℃」よりも高い状態というのは、暖房手段Hの暖房出力が過剰である状態と見なすことができる。そこで、工程#13において運転制御部5は、暖房手段Hの暖房出力を減少側に変化させる調節を行う。具体的には、運転制御部5は、暖房手段Hの現在の暖房出力よりも1段階下の暖房出力を新たな目標暖房出力として暖房手段Hを動作させる。例えば、運転制御部5は、暖房手段Hの現在の目標暖房出力が10段目(3.64kW)であれば、次に9段目(3.24kW)を新たな目標暖房出力として暖房手段Hを動作させる。このとき、運転制御部5は、燃焼式暖房部Hfのガスバーナー1の燃焼暖房出力を2.44kWにさせ、電気式暖房部Heのシーズヒーター4の電気暖房出力を0.80kWにさせる状態で暖房手段Hを動作させる。
このように、工程#13において運転制御部5は、室温センサ25が測定する空気の温度と目標温度との温度差に基づいて、暖房手段Hの暖房出力を減少側に変化させる調節を行うことで、室温センサ25が測定する暖房対象空間の室温が目標温度に近付くことを期待できる。
工程#14において運転制御部5は、暖房対象空間の空気の温度(室温)が「目標温度−1℃」よりも低いか否かを判定する。そして、運転制御部5は、暖房対象空間の空気の温度(室温)が「目標温度−1℃」以上の場合には工程#16に移行し、暖房対象空間の空気の温度(室温)が「目標温度−1℃」よりも低い場合には工程#15に移行する。
工程#15において運転制御部5は、暖房手段Hの目標暖房出力を決定する出力決定処理を行う。つまり、暖房対象空間の空気の温度(室温)が「目標温度−1℃」よりも低い状態というのは、暖房手段Hの暖房出力が過少である状態と見なすことができる。そこで、工程#15において運転制御部5は、暖房手段Hの暖房出力を増加側に変化させる調節を行う。具体的には、運転制御部5は、暖房手段Hの現在の暖房出力よりも1段階上の暖房出力を新たな目標暖房出力として暖房手段Hを動作させる。例えば、運転制御部5は、暖房手段Hの現在の目標暖房出力が8段目(2.84kW)であれば、次に9段目(3.24kW)を新たな目標暖房出力として暖房手段Hを動作させる。このとき、運転制御部5は、燃焼式暖房部Hfのガスバーナー1の燃焼暖房出力を2.44kWにさせ、電気式暖房部Heのシーズヒーター4の電気暖房出力を0.80kWにさせる状態で暖房手段Hを動作させる。
このように、工程#13において運転制御部5は、室温センサ25が測定する空気の温度と目標温度との温度差に基づいて、暖房手段Hの暖房出力を増加側に変化させる調節を行うことで、室温センサ25が測定する暖房対象空間の室温が目標温度に近付くことを期待できる。
次に、工程#16において運転制御部5は、運転スイッチがオフ操作されたか否かを判定する。そして、運転制御部5は、運転スイッチがオフ操作された場合には工程#17に移行して暖房手段Hの運転を停止させる。これに対して、運転制御部5は、運転スイッチがオフ操作されていない場合には、暖房手段Hの運転を継続して、工程#12に移行する。
以上のように、本実施形態のハイブリッド式温風暖房機では、表1に示したように、暖房手段Hの目標暖房出力を最低暖房出力と所定の中途暖房出力の間にするときには、燃焼式暖房部Hfのみが動作するので、暖房コストの上昇を抑制できる。これに対して、暖房手段Hの目標暖房出力を上記所定の中途暖房出力と最高暖房出力との間にするときには、燃焼式暖房部Hf及び電気式暖房部Heの両方が動作するので、暖房手段Hによる暖房出力を充分に確保できる。また、暖房手段Hの目標暖房出力を大きくするときには、目標暖房出力が上記中途暖房出力になるまでは燃焼式暖房部Hfの燃焼暖房出力を優先して増加させ、目標暖房出力が上記中途暖房出力より大きくなると電気式暖房部Heの電気暖房出力を増加させる。これに対して、暖房手段Hの目標暖房出力を小さくするときには、目標暖房出力が上記中途暖房出力になるまでは電気式暖房部Heの電気暖房出力を優先して減少させ、目標暖房出力が上記中途暖房出力以下になると燃焼式暖房部Hfの燃焼暖房出力を減少させる。つまり、暖房手段Hの目標暖房出力を大きくするときには燃焼式暖房部Hfの燃焼暖房出力を優先して増加させ、暖房手段Hの目標暖房出力を小さくするときには電気式暖房部Heの電気暖房出力を優先して減少させるように燃焼式暖房部Hf及び電気式暖房部Heが運転される。従って、暖房手段Hによる暖房出力を充分に確保しながら、暖房コストの上昇を抑制できるハイブリッド式温風暖房機を提供できる。
<第2実施形態>
第2実施形態のハイブリッド式温風暖房機は、電気暖房抑制条件が満たされる場合には電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を抑制時最高出力(<最高電気暖房出力)に制限する点で上記実施形態と異なっている。以下に第2実施形態のハイブリッド式温風暖房機について説明するが上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
図7は、第2実施形態のハイブリッド式暖房での運転を説明するフローチャートである。
運転制御部5は、ハイブリッドスイッチ47がオン状態に切り替えられた状態で運転スイッチがオン操作されると、ハイブリッド式暖房での暖房手段Hの運転が指示されたと判断する。そして、工程#20において運転制御部5は、暖房手段Hの目標暖房出力を決定する第1出力決定処理を行う。運転制御部5は、この第1出力決定処理において、電気式暖房部Heの電気暖房出力を抑制するときの所定の電気暖房抑制条件が満たされると、最高電気暖房出力未満の所定の抑制時最高出力を上限として電気式暖房部Heの電気暖房出力を決定する。
本実施形態において、電気暖房抑制条件は、暖房手段Hの動作開始時に室温センサ25が測定する空気の温度が設定温度以上であることである。従って、運転制御部5は、第1出力決定処理において、暖房手段Hの動作開始時に室温センサ25が測定する空気の温度が設定温度以上(例えば15℃以上等)であると、電気暖房抑制条件が満たされたと判定する。つまり、運転制御部5は、暖房対象空間の温度が相対的に高ければ、電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を抑制時最高出力(<最高電気暖房出力)に制限する。例えば、表1に示したように電気式暖房部Heの最高電気暖房出力が1.20kWである場合、運転制御部5は、上記電気暖房抑制条件が満たされると、電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を0.40kWという抑制時最高出力に制限する。或いは、運転制御部5は、上記電気暖房抑制条件が満たされると、電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を0kWという抑制時最高出力に制限して、電気式暖房部Heを動作させない状態で暖房手段Hを動作させてもよい。このように、室温センサ25が測定する空気の温度が設定温度以上であるといった気温の高い状況であれば、電気式暖房部Heの出力が小さくても暖房手段Hによる暖房出力が不足することは無いため、目標温度に到達するまでの時間が遅くなるとしても、電気式暖房部Heの出力を小さくすることによる暖房コストの低減効果を得ることができる。
その後、工程#22において運転制御部5は、室温センサ25が測定する暖房対象空間の空気の温度が、温度/時間設定スイッチ46にて設定された目標温度に到達したか否かを判定する。そして、運転制御部5は、暖房対象空間の空気の温度が目標温度に未だ到達していないならば工程#22を再び実行し、暖房対象空間の空気の温度が目標温度に到達しているならば工程#23に移行する。
工程#23において運転制御手段は、暖房対象空間の空気の温度(室温)が「目標温度+1℃」よりも高いか否かを判定する。そして、運転制御部5は、暖房対象空間の空気の温度(室温)が「目標温度+1℃」以下の場合には工程#25に移行し、暖房対象空間の空気の温度(室温)が「目標温度+1℃」よりも高い場合には工程#24に移行する。
工程#24において運転制御部5は、暖房手段Hの目標暖房出力を決定する第2出力決定処理を行う。つまり、暖房対象空間の空気の温度(室温)が「目標温度+1℃」よりも高い状態というのは、暖房手段Hの暖房出力が過剰である状態と見なすことができる。そこで、工程#24において運転制御部5は、暖房手段Hの暖房出力を減少側に変化させる調節を行う。具体的には、運転制御部5は、暖房手段Hの現在の暖房出力よりも1段階下の暖房出力を新たな目標暖房出力として暖房手段Hを動作させる。運転制御部5は、この第2出力決定処理でも、上記第1出力決定処理と同様に、電気式暖房部Heの電気暖房出力を抑制するときの所定の電気暖房抑制条件が満たされると、最高電気暖房出力未満の所定の抑制時最高出力を上限として電気式暖房部Heの電気暖房出力を決定することができる。
工程#25において運転制御部5は、暖房対象空間の空気の温度(室温)が「目標温度−1℃」よりも低いか否かを判定する。そして、運転制御部5は、暖房対象空間の空気の温度(室温)が「目標温度−1℃」以上の場合には工程#27に移行し、暖房対象空間の空気の温度(室温)が「目標温度−1℃」よりも低い場合には工程#26に移行して、上記第2出力決定処理を行う。
次に、工程#27において運転制御部5は、運転スイッチがオフ操作されたか否かを判定する。そして、運転制御部5は、運転スイッチがオフ操作された場合には工程#28に移行して暖房手段Hの運転を停止させる。これに対して、運転制御部5は、運転スイッチがオフ操作されていない場合には、暖房手段Hの運転を継続して、工程#23に移行する。
<第3実施形態>
第3実施形態のハイブリッド式温風暖房機は、暖房手段Hの暖房出力を決定する手法が上記第2実施形態と異なっている。以下に第3実施形態のハイブリッド式温風暖房機について説明するが上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
図8は、第3実施形態のハイブリッド式暖房での運転を説明するフローチャートである。
運転制御部5は、ハイブリッドスイッチ47がオン状態に切り替えられた状態で運転スイッチがオン操作されると、ハイブリッド式暖房での暖房手段Hの運転が指示されたと判断する。そして、工程#30において運転制御部5は、暖房手段Hの動作を開始する。本例では、工程#30において運転制御部5は、暖房手段Hの目標暖房出力を最高暖房出力(10段目:3.64kW)に設定した状態で、暖房手段Hの動作を開始する。つまり、運転制御部5は、燃焼式暖房部Hfのガスバーナー1が最高燃焼暖房出力(2.44kW)を発揮するように動作し、且つ、電気式暖房部Heのシーズヒーター4が最高電気暖房出力(1.20kW)を発揮するように動作する状態で暖房手段Hを動作させる。これにより、暖房対象空間の温度が素早く上昇することになる。
その後、工程#31において運転制御部5は、暖房手段Hの目標暖房出力を決定する第1出力決定処理を行う。運転制御部5は、この第1出力決定処理において、電気式暖房部Heの電気暖房出力を抑制するときの所定の電気暖房抑制条件が満たされると、最高電気暖房出力未満の所定の抑制時最高出力を上限として電気式暖房部Heの電気暖房出力を決定する。具体的には、工程#31において運転制御部5は、暖房手段Hの動作中に室温センサ25が測定する空気の温度が設定温度以上(例えば15℃以上等)であると、電気暖房抑制条件が満たされたと判定して、電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を抑制時最高出力(<最高電気暖房出力)に制限する。例えば、表1に示したように電気式暖房部Heの最高電気暖房出力が1.20kWである場合、運転制御部5は、電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を0.40kWという抑制時最高出力に制限する。或いは、運転制御部5は、電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を0kWという抑制時最高出力に制限して、電気式暖房部Heを動作させない状態で暖房手段Hを動作させてもよい。このように、少なくとも設定温度(例えば15℃等)までは暖房対象空間の温度を素早く上昇させることができ、その後は、室温センサ25が測定する空気の温度が設定温度以上であるといった気温の高い状況であれば、電気式暖房部Heの出力が小さくても暖房手段Hによる暖房出力が不足することは無いため、目標温度に到達するまでの時間が遅くなるとしても、電気式暖房部Heの出力を小さくすることによる暖房コストの低減効果を得ることができる。
次に、工程#32において運転制御部5は、室温センサ25が測定する暖房対象空間の空気の温度が目標温度に到達したか否かを判定する。そして、運転制御部5は、暖房対象空間の空気の温度が目標温度に未だ到達していないならば工程#32を再び実行し、暖房対象空間の空気の温度が目標温度に到達しているならば工程#33に移行する。
尚、本実施形態の図8に示す工程#33〜工程#38は、上記第2実施形態の図7に示した工程#23〜工程#28と同様であるため、説明を省略する。
<第4実施形態>
第4実施形態のハイブリッド式温風暖房機は、電気暖房抑制条件の内容が上記実施形態と異なっている。以下に第4実施形態のハイブリッド式温風暖房機について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
本実施形態において、電気暖房抑制条件は、暖房手段Hの動作開始時に室温センサ25が測定する空気の温度と目標温度との温度差が設定温度差以下であることである。具体的には、運転制御部5は、上記第2実施形態で説明した第1出力決定処理において、暖房手段Hの動作開始時に室温センサ25が測定する空気の温度と目標温度との温度差が設定温度差以下(例えば5℃以下等)であると、電気暖房抑制条件が満たされたと判定する。つまり、運転制御部5は、暖房対象空間の温度が目標温度にある程度近ければ、電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を抑制時最高出力(<最高電気暖房出力)に制限する。
<第5実施形態>
第5実施形態のハイブリッド式温風暖房機は、電気暖房抑制条件の内容が上記実施形態と異なっている。以下に第5実施形態のハイブリッド式温風暖房機について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
本実施形態において、電気暖房抑制条件は、暖房手段Hの動作中に室温センサ25が測定する空気の温度と目標温度との温度差が設定温度差以下であることである。具体的には、運転制御部5は、上記第2実施形態で説明した第2出力決定処理、並びに、上記第3実施形態で説明した第1出力決定処理及び第2出力決定処理において、暖房手段Hの動作中に室温センサ25が測定する空気の温度と目標温度との温度差が設定温度差以下(例えば5℃以下等)であると、電気暖房抑制条件が満たされたと判定する。つまり、運転制御部5は、暖房対象空間の温度が目標温度にある程度近ければ、電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を抑制時最高出力(<最高電気暖房出力)に制限する。
<第6実施形態>
第6実施形態のハイブリッド式温風暖房機は、電気暖房抑制条件の内容が上記実施形態と異なっている。以下に第6実施形態のハイブリッド式温風暖房機について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
本実施形態では、エコスイッチ48が、電気式暖房部Heの電気暖房出力を抑制する指示を使用者から受け付ける抑制指示受付手段として機能する。そして、運転制御部5は、上記出力決定処理(第1出力決定処理、第2出力決定処理を含む)において、エコスイッチ48がオン状態に操作されたことを、使用者が暖房手段Hの暖房コストの低減を希望する意思表示と見なす。従って、運転制御部5は、エコスイッチ48が使用者から電気式暖房部Heの電気暖房出力を抑制する指示を受け付けていると、電気暖房抑制条件が満たされたと判定して、上記実施形態と同様に、最高電気暖房出力未満の所定の抑制時最高出力を上限として電気式暖房部Heの電気暖房出力を決定する。
<別実施形態>
<1>
上記実施形態では、本発明のハイブリッド式温風暖房機の構成について具体例を挙げて説明したが、その構成は適宜変更可能である。
上記実施形態では、燃焼式暖房部Hfのバーナーとして、燃料ガスを燃焼するガスバーナー1を用いる例を説明したが、石油等の液体燃料を燃料とするバーナーを用いてもよい。また、上記実施形態では、電気ヒーターの具体例としてシーズヒーター4を説明したが、ニクロム線ヒーター、石英管ヒーター、セラミックヒーター、カーボンヒーター等、種々のヒーターを用いてもよい。
他にも、電気式暖房部Heのシーズヒーター4の設置位置は、上記実施形態で説明した位置に限定されるものではなく、例えば、温風通風路11内やバイパス風路23内でも良い。
更に、上記実施形態では、燃焼式暖房用送風機2と電気式暖房用送風機3とに共用される共用送風機7を設ける例を説明したが、燃焼式暖房用送風機2と電気式暖房用送風機3とを別個に配置して、シーズヒーター4を電気式暖房用送風機3の通風作用によって通風される通風領域に配置しても良い。
<2>
上記実施形態において、抑制時最高出力の値を温度に応じて可変に設定してもよい。
具体的には、暖房手段Hの動作開始時または動作中に室温センサ25が測定する空気の温度が高いほど、抑制時最高出力は小さい値に設定してもよい。例えば、第1設定温度を15℃とし、第2設定温度を18℃とし、第3設定温度を20℃としておく。そして、運転制御部5は、室温が15℃未満(第1設定温度未満)では電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を最高電気暖房出力(1.20kW)とし、室温が15℃以上18℃未満(第1設定温度以上第2設定温度未満)では電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を抑制時最高出力(0.80kW)とし、室温が18℃以上20℃未満(第2設定温度以上第3設定温度未満)では電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を抑制時最高出力(0.40kW)とし、室温が20℃以上(第3設定温度以上)では電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を抑制時最高出力(0kW)としてもよい。室温センサ25が測定する空気の温度が高いほど、暖房手段Hに要求される暖房出力は小さくなるので、電気式暖房部Heの最高出力(抑制時最高出力)を小さい値に設定しても、暖房手段Hによる暖房出力を充分に確保できる。その結果、電気式暖房部Heの出力を小さくすることによる暖房コストの低減効果を大きく得ることができる。
或いは、暖房手段Hの動作開始時または動作中に室温センサ25が測定する暖房対象空間の室温と目標温度との温度差が小さいほど、抑制時最高出力は小さい値に設定してもよい。例えば、第1設定温度差を7℃とし、第2設定温度差を5℃とし、第3設定温度差を2℃としておく。そして、運転制御部5は、室温と目標温度との温度差が7℃以上(第1設定温度差以上)では電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を最高電気暖房出力(1.20kW)とし、室温と目標温度との温度差が7℃未満5℃以上(第1設定温度差未満第2設定温度差以上)では電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を抑制時最高出力(0.80kW)とし、室温と目標温度との温度差が5℃未満2℃以上(第2設定温度差未満第3設定温度以上)では電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を抑制時最高出力(0.40kW)とし、室温と目標温度との温度差が2℃未満(第3設定温度差未満)では電気式暖房部Heの電気暖房出力の上限を抑制時最高出力(0kW)としてもよい。室温センサ25が測定する暖房対象空間の室温と、温度/時間設定スイッチ46にて設定された目標温度との温度差が小さいほど、暖房手段に要求される暖房出力は小さくなるので、電気式暖房部Heの最高出力(抑制時最高出力)を小さい値に設定しても、暖房手段Hによる暖房出力を充分に確保できる。その結果、電気式暖房部Heの出力を小さくすることによる暖房コストの低減効果を大きく得ることができる。
<3>
上記実施形態において、運転制御部5が、暖房手段Hの動作開始時に暖房運転の目標温度が「H(ハイ)」が設定されていた場合には、電気式暖房部Heは作動させない、或いは、規定時間(例えば30分等)を超えると停止させるなどの電気暖房抑制運転を行ってもよい。このような電気暖房抑制運転が行われると、暖房運転の目標温度が「H(ハイ)」が設定されていたとしても、電気式暖房部Heの運転が長時間になることは無いので、ハイブリッド式暖房でのランニングコストが上昇してしまうのを防ぐためである。
<4>
上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用でき、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変できる。
本発明は、暖房手段による暖房出力を充分に確保しながら、暖房コストの上昇を抑制できるハイブリッド式温風暖房機に利用できる。
1 ガスバーナー(バーナー)
2 燃焼式暖房用送風機
3 電気式暖房用送風機
4 シーズヒーター(電気ヒーター)
5 運転制御部(運転制御手段)
7 共用送風機
25 室温センサ(温度測定手段)
H 暖房手段
He 電気式暖房部
Hf 燃焼式暖房部

Claims (7)

  1. 燃料ガスを燃焼させるバーナーと、暖房対象空間の空気を取り入れ、その取り入れた空気と前記バーナーの燃焼ガスとを混合して前記暖房対象空間に吹き出すように通風作用する燃焼式暖房用送風機とを有する燃焼式暖房部、及び、前記暖房対象空間の空気を取り入れ、その取り入れた空気を前記暖房対象空間に吹き出すように通風作用する電気式暖房用送風機と、当該電気式暖房用送風機により通風される空気を加熱する電気ヒーターとを有する電気式暖房部を有する暖房手段、並びに、
    前記暖房対象空間の温度を測定する温度測定手段、並びに、
    運転を制御する運転制御手段を備えるハイブリッド式温風暖房機であって、
    前記運転制御手段は、前記燃焼式暖房部及び前記電気式暖房部を併用するハイブリッドモードにおいて、前記温度測定手段が測定する空気の温度が所定の目標温度となるように、前記温度測定手段が測定する空気の温度と前記目標温度との温度差に基づいて、前記暖房手段の目標暖房出力を最低暖房出力と最高暖房出力との間から決定する出力決定処理を行い、前記出力決定処理において決定した前記目標暖房出力を発揮するように前記暖房手段を動作させ、
    前記運転制御手段は、前記出力決定処理において、
    前記暖房手段の前記目標暖房出力が前記最低暖房出力と前記最高暖房出力との間の所定の中途暖房出力以下のとき、前記電気式暖房部が動作せず、且つ、前記燃焼式暖房部が最低燃焼暖房出力と最高燃焼暖房出力との間の所定の燃焼暖房出力を発揮するように動作する状態で前記暖房手段を動作させ、
    前記暖房手段の前記目標暖房出力が前記中途暖房出力より大きいとき、前記燃焼式暖房部が前記最高燃焼暖房出力を発揮するように動作し、且つ、前記電気式暖房部が最低電気暖房出力と最高電気暖房出力との間の所定の電気暖房出力を発揮するように動作する状態で前記暖房手段を動作させるハイブリッド式温風暖房機。
  2. 前記運転制御手段は、前記出力決定処理において、前記電気式暖房部の前記電気暖房出力を抑制するときの所定の電気暖房抑制条件が満たされると、前記最高電気暖房出力未満の所定の抑制時最高出力を上限として前記電気式暖房部の前記電気暖房出力を決定する請求項1に記載のハイブリッド式温風暖房機。
  3. 前記運転制御手段は、前記出力決定処理において、前記暖房手段の動作開始時又は動作中に前記温度測定手段が測定する空気の温度が設定温度以上であると、前記電気暖房抑制条件が満たされたと判定する請求項2に記載のハイブリッド式温風暖房機。
  4. 前記暖房手段の動作開始時又は動作中に前記温度測定手段が測定する空気の温度が高いほど、前記抑制時最高出力は小さい値に設定される請求項3に記載のハイブリッド式温風暖房機。
  5. 前記運転制御手段は、前記出力決定処理において、前記暖房手段の動作開始時又は動作中に前記温度測定手段が測定する空気の温度と前記目標温度との温度差が設定温度差以下であると、前記電気暖房抑制条件が満たされたと判定する請求項2〜4の何れか一項に記載のハイブリッド式温風暖房機。
  6. 前記暖房手段の動作開始時又は動作中に前記温度測定手段が測定する空気の温度と前記目標温度との温度差が小さいほど、前記抑制時最高出力は小さい値に設定される請求項5に記載のハイブリッド式温風暖房機。
  7. 前記電気式暖房部の前記電気暖房出力を抑制する指示を使用者から受け付ける抑制指示受付手段を備え、
    前記運転制御手段は、前記出力決定処理において、前記抑制指示受付手段が使用者から前記電気式暖房部の前記電気暖房出力を抑制する指示を受け付けていると、前記電気暖房抑制条件が満たされたと判定する請求項2〜5の何れか一項に記載のハイブリッド式温風暖房機。
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