JPH03279734A - 温度調節装置 - 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〕 本発明は、温調対象空間内の空気を加熱又は冷却する熱
量調節手段と、その熱量調節手段によって加熱又は冷却
された空気を前記温調対象空間内に送風する送風手段と
、前記温調対象空間の目標温度を設定する目標温度設定
手段と、前記温調対象空間の温度を検出する温度検出手
段と、その温度検出手段の検出情報に基づいて前記温調
対象空間の温度が前記目標温度となるように前記熱量調
節手段の出力量を制御する制御手段とが設けられた温度
調節装置に関する。

〔従来の技術〕

上記のような温度調節装置においては、目標温度に到達
後その目標温度から所定許容値変動するまで熱量調節手
段の作動を停止させることがある。この場合送風手段を
作動させたままではエネルギーの無駄である。さらに、
加熱又は冷却されない空気を送風することになるので、
温調対象空間にいる人に不快感を与える虞があった。

そこで、従来、熱量調節手段の作動の停止に伴って送風
手段の作動を停止させるようになっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、温調対象空間の温度を正確に検出す
ることができなくなり、その結果温調対象空間の温度変
動が前記所定許容値を越える虞があった。つまり、温度
検出手段は、温調対象空間の空気が吸入される温度調節
装置内の経路中に設けられているため、送風手段の作動
を停止させると温度調節装置の温度の影響を受けること
になる。

この問題を解決する手段として例えば特開平１−１２７
８２３号公報に開示されている手段が挙げられる。

説明を加えると、熱量調節手段を作動させているときの
温調対象空間の温度変化率に基づいて熱量調節手段及び
送風手段の作動の停止時間を設定するようになっていた
。つまり、温度変化率が小なるときは短く、−万人なる
ときは長く設定している。

しかし、温度調節装置の負荷は損失熱量と損失がないと
した場合に温調対象空間の温度を単位温度昇降させるの
に必要な熱量との和と考えられるが、例えば熱容量が大
なる場合には、熱量調節手段を作動させているときにも
、作動を停止させているときにも温調対象空間の温度変
化率は小となる。従って、上記の手段によって必ずしも
適切な温度調節をできない虞があった。

本発明の目的は、上記従来欠点を解消して熱量調節手段
及び送風手段の作動を停止させたときに作動の開始を適
切に制御して、温調対象空間の温度を目標温度に維持で
きる温度調節装置を得る点にある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明による温度調節装置の
第１の特徴構成は、前記熱量調節手段の出力量と前記温
度検出手段の検出情報に基づいて加熱時には前記温調対
象空間外に放出され、冷却時には前記温調対象空間内に
取得される損失熱量を求め、且つ、その損失熱量に基づ
いて前記熱量調節手段の作動を停止させた状態で前記温
調対象空間の温度が前記目標温度から所定許容値変動す
るに要する予測時間を予測する負荷状態検出手段が設け
られ、前記制御手段は、前記温調対象空間の温度が前記
目標温度に達するに伴って前記予測時間、前記熱量調節
手段及び前記送風手段の作動を停止させるように構成さ
れていることである。

第２の特徴構成は、前記・制御手段は、前記損失熱量が
前記熱量調節手段の最小出力以上のときは、前記温調対
象空間の温度が前記目標温度に達するに伴って前記熱量
調節手段にて前記損失熱量と同じ熱量を出力させる状態
で、前記熱量調節手段及び前記送風手段を作動させ、且
つ、前記損失熱量が前記熱量調節手段の最小出力より小
なるときには、前記温調対象空間の温度が前記目標温度
に達するに伴って前記予測時間、前記熱量調節手段及び
前記送風手段の作動を停止させるように構成されている
ことである。

〔作　用〕

第１の特徴構成では、先づ熱容量及び損失熱量を求める
。これらを求める方法については実施例で説明する。次
に熱容量と損失熱量の値による演算から温調対象空間の
温度が目標温度から所定許容値変動するに要する時間を
予測する。

そして、目標温度に達したときには前記時間熱量調節手
段と送風手段を停止させ、その予測時間経過後両手段の
作動を再開する。

第２の特徴構成では、前述の動作を損失熱量が熱量調節
手段の最小出力より小なるときのみに行い、最小出力よ
り犬なるときには熱量調節手段の出力を損失熱量と一致
させる。

〔発明の効果〕

第１の特徴構成では、熱量調節手段の作動を停止させた
ときに作動の開始を適切に制御して、温調対象空間の温
度が目標温度から所定許容値を越えて変動するのを防止
することができる。

第２の特徴構成では、損失熱量が熱量調節手段の最小出
力より犬なるときは損失熱量を補充することにより、温
調対象空間の温度を目標温度に維持するので一層良好な
温度調節を行うことができる。

〔実施例〕

本発明を暖房に適用した実施例について図面に基づいて
説明する。

第３図に温調対象空間としての部屋を暖房する温度調節
装置としてのガス式のファンヒータ（Ｆ）を示す。

ファンヒータ（Ｆ）には、空気吸入口（１）から送られ
る空気を加熱させて部屋を暖房する熱量調節手段として
の燃焼装置（２）と、その燃焼装置（２）で加熱された
空気に混合路（３）を介して送られる空気を混合して温
風として温風吹出口（４）より部屋に送風する送風手段
としてのファン装置（５）と、部屋の温度を検出する温
度検出手段としての温度センサ（６）とが備えられてい
る。

燃焼装置（２）について説明を加えると、第１図に示す
ように、バーナ（１０）と、点火プラグ（１１）と、バ
ーナ（１０）が着火したか否かを検出するフレームロッ
ド（１２）とが設けられている。又、バーナ（１０）に
ガスを供給するガス供給路（Ｇ）には二つのガス電磁弁
（１３）、　（１４）とガス比例弁（１５）が介装され
ている。

そして、これらは夫々コントローラ（７）に接続されて
いる。又、このコントローラ（７）には操作部（８）が
接続されている。

操作部（８）には、運転スイッチ（２０）、運転ランプ
（２１）、及び目標温度設定手段としての温度設定スイ
ッチ（２２）の夫々が設けられている。

そして、コントローラ（７）は前記温度センサ（６）の
検出情報に基づいて部屋の温度が前記温度設定スイッチ
（２２）にて設定された温度になるように前記ガス比例
弁（１５）の開度を調節するようになっている。

つまり、カス比例弁（１５）の開度が燃焼装置（２）の
出力量に対応することになる。

次に、部屋を加熱する手順を説明する。

ところで、ファンヒータ（Ｐ）を作動させた初期の時点
における部屋の温度（ＴＲ）に基づいて三つの場合に分
けて加熱するようになっている。

そのいずれの場合においても初期温度（ＴＲ）から第１
設定温度（Ｔ２）に達するまで第１加熱量（帆）にて加
熱し、その後第２設定温度（Ｔ５）に達するまで第２加
熱量（Ｑｂ）にて加熱する。そして、その後原則として
後述の方法によって求めた損失熱量（ｑ′）にて加熱す
るようになっている。

ここで（Ｑｌ）、（Ｑ２）、　（Ｑ３）、　（Ｑ４）は
燃焼装置（２）の出力熱量を犬なる順に示し、（ｑｌ）
は最大出力熱量、（ｑ４）は最小出力熱量を示す。

又、コントローラ（７）には予め、目標温度（Ｔｓ）と
初期温度（ＴＲ）との偏差基準値（ｄｔ）、　（ｄ２）
。

（ｄｌ〈ｄ２）と、許容上限温度（ＴＳ＋β）と目標温
度（ＴＳ）との偏差（β）と、目標温度（Ｔ５）と許容
０ 下限温度（Ｔ８−α）との偏差（α）（α＜ｄｌ）とが
設定されている。

以下、各場合の両膜定温度（’ｒ、　）、　（’ｒｂ　
）と両加熱量（Ｑ＝）、（Ｑｂ）の設定について示す。

（ｉ）ＴＳ−ＴＲ≦ｄ１の場合 Ｔ、←Ｔ５＋β、Ｔ、←Ｔｓ−α Ｑ−−４２，Ｑｂ　＝。

（ｕ）　　ｄ＋　＜Ｔ　ｓ　　　ＴＲ≦ｄ２の場合Ｔ８
←Ｔｓ　　ｄｌｒ　　Ｔｂ←Ｔ５＋βＱ１←Ｑ２．Ｑｂ
　４−Ｑｓ （ｍ）　　ＴＳ　　　ＴＲ＞　ｄ２の場合Ｔ、←Ｔｓ　
　ｄｌｒ　　Ｔｂ←Ｔｓ＋βＱ−＝　ＱｔＩＱｂ　−ｑ
ｔ 上記いずれの場合においても、コントローラ（７）は損
失熱量（ｑｏ）が燃焼装置（２）の最小出力（ｑ４）以
上のときは、部屋の温度（Ｔｘ）が第２設定温度（Ｔ４
）に達するに伴って燃焼装置（２）にて損失熱量（ｑｏ
）と同じ熱量を出力させる状態で、燃焼装置（２）及び
ファン装置（５）を作動させる。

但し、損失熱量（ｑｏ）か燃焼装置（２）の最小比■ カ（ｑ４）より小なるときには、部屋の温度（Ｔｘ）が
上限許容温度（Ｔ８＋β）に達するに伴って後述の予測
時間（ｔｘ）、燃焼装置（２）及びファン装置（５）の
作動を停止させるようになっている。

以下、損失熱量（ｑｏ）及び予測時間（ｔｘ）を求める
手順について説明する。

先づ、損失熱量（ｑｏ）を検出する方法について説明を
加える。ここで、単位時間当りの加熱量を（Ｑ）、同じ
く部屋の温度の変化率を（△Ｔ）、部屋の熱容量を（Ｃ
）とする。

又、目標温度（Ｔ５）に比較的近い温度における損失熱
量は目標温度（Ｔ５）における損失熱量（ｑｏ）と等し
いと仮定する。そこで Ｑ＝ｑ’＋Ｃ・△Ｔ　・・・・・・・・・・・・・・・
・・・（１）が成立する。そして、第１加熱量（Ｑ８）
における温度変化率を（△Ｔ４）、第２加熱量（Ｑｂ）
における温度変化率を（△Ｔ４）として、これらの値を
（１）式に代入すると ｇ、　＝　ｑ’　＋　ｃ・△Ｔ８ Ｑｂ　＝　ｑ’　＋　Ｃ・△Ｔｂ ２ が得られる。

上記１式から が得られる。以下、前記と同じく三つの場合における損
失熱量（ｑｏ）を示す。

（ｉ）の場合 （但し△Ｔ。

く０） （ｉｉ） の場合 （ｉｉ） の場合 もって各場合の損失熱量（ｑｏ）を求めることかできる
。

次に、予測時間（ｔｘ）を求める手順について説３ 明する。

部屋の熱容量（Ｃ）は、（３）式で与えられる。従って
、燃焼装置（２）の出力量が０であるときの部屋の温度
の予測変化率（△Ｔ）は（１）式でＱ＝０であるから となる。加熱を停止して許容上限温度（Ｔ５＋β）から
許容下限温度（Ｔｓ−α）まで低下するに要する予測時
間（ｔｘ）は ｔｘ−（α十β）／（−△Ｔ） となる。前記各場合の予測時間（ｔｘ）を（４）式に基
づいて求めると、 （ｉ）の場合 ｔｘ＝（α十β）／（−△Ｔｂ） （ｉｉ）の場合 ４ （ｉｉｉ）の場合 となる。

すなわち、コントローラ（７）がガス比例弁（１５）の
開度と温度センサ（６）の検出情報に基づいて損失熱量
（ｑ′）と部屋の熱容量（Ｃ）を求め、且つ、その損失
熱量（ｑ′）と部屋の熱容量（Ｃ）から燃焼装置（２）
の作動を停止させた状態で部屋の温度（Ｔｘ　）が目標
温度から所定許容値変動するに要する時間を予測するよ
うになっている。

つまり、コントローラ（７）を利用して制御手段（１０
０）及び負荷状態検出手段（１０１）の夫々を構成して
いることになる。

次に、第２図に示すフローチャートに基づいてコントロ
ーラの動作について説明する。

制御が起動するに伴って、ファン装置（５）の運転を行
う。次に異常の有無を点検し、異常が■ なければ初期温度（ＴＲ）を検出する。

次に、初期温度（ＴＲ’）に基づいて第１及び第２加熱
量（Ｑ４）、（Ｑ４）と第１及び第２設定温度（Ｔ４）
。

（Ｔ４）を設定する。そして、それらの設定情報に基づ
いて第２設定温度（Ｔ４）に達するまで加熱を行い、夫
々の温度変化率（△Ｔ４）、（△Ｔ４）を求め、さらに
、損失熱量（ｑ′）及び予測時間（ｔｘ）を演算する。

第２設定温度（Ｔ４）に到達後は原則として損失熱量（
ｑｏ）にて加熱する。

但し、温度変化があった場合には損失熱量（ｑ′）を補
正しながら加熱する。

又、損失熱量（ｑ′）が最小出力の熱量（ｑ４）より小
なるときは許容上限温度（ＴＳ＋β）に達するまで最小
出力熱量（ｑ４）にて加熱し、許容上限温度に達すると
燃焼装置（２）及びファン装置（５）の作動を停止する
。そして、停止から予測時間（ｔｘ）経過するかあるい
は温度センサ（６）の検出温度が許容下限温度（Ｔ、−
α）を下回るに伴って燃焼装置（２）及びファン装置（
５）の作動を開６ 始するようになっている。

〔別実施例〕

上記実施例では、第２図に示すような手順でファンヒー
タ（Ｆ）の制御を行っていたが、制御手順は各種変更で
きる。例えば、第４図のように制御してもよい。上記実
施例との差異について簡単に説明を加える。

先ず、初期温度（ＴＲ）から第１設定温度（Ｔ８）まで
加熱するときに所定時間（ｔ８）経過して第１設定温度
（Ｔ８）に達しないときは第１加熱量（Ｑ８）を最大加
熱量（ｑｌ）に変更する。又、第１設定温度（Ｔ４）に
達してから所定時間（ｔ４）経過して第２設定温度（Ｔ
４）に達しないときは、その時点までの情報に基づいて
損失熱量（ｑ′）等を演算する。

又、第２設定温度（Ｔ４）に到達後は原則として損失熱
量（ｑｏ）にて加熱する。但し、損失熱量（ｑｏ）が最
大加熱量（ｑｌ）より大なるときには最大加熱量（ｑｌ
）にて加熱し、最小加熱量（ｑ４）より小なるときには
上記と同様に許容下限温度（Ｔ。

α）と許容上限温度（Ｔ、＋β）との間で加熱の停止７ 止と最小加熱量（ｑ４）での加熱を繰り返すことになる
。

そして、いずれの場合にも部屋の温度（Ｔのと温度変化
率（ΔＴｘ）とから損失熱量（ｑ′）の変化を検出し、
変化があれば、その変化を解消すべく損失熱量（ｑｏ）
又は予測時間（ｔｘ）に補正を加える。

上記実施例では最大加熱量（ｑｌ）と最小加熱量（ｑ４
）との間で無段階に加熱量を制御できる場合について示
したが、加熱量を段階的に制御する場合にも適用できる
。この場合、例えば、損失熱量（ｑｏ）が Ｑ４　＜　Ｑ’　＜　４３ の場合には、出力量を（ｑ３）と（ｑ４）とに切り替え
ながら加熱することになる。

上記実施例では、本発明を暖房に適用した場合を示した
が冷房にも適用することができる。

上記実施例では、ガス式のファンヒータ（Ｆ）を用いた
場合を示したが石油式であってもよい。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発８ 明は添付図面の構造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る温度調節装置の実施例を示し、第１
図は制御構成のブロック図、第２図は制御作動のフロー
チャート、第３図はファンヒータの概略側断面図、第４
図は別実施例を示す制御作動のフローチャートである。 （２）・・・・・・熱量調節手段、（５）・・・・・・
送風手段、（６）・・・・・・温度検出手段、（２２）
・・・・・・目標温度設定手段、（１００）・・・・・
・制御手段、（１０１）・・・・・・負荷状態検出手段
、（Ｔｘ）・・・・・・温調対象空間の温度、（ｑ゛）
・・・・・・損失熱量、（ｔｘ）・・・・・・予測時間
、（ｑ４）・・・・・・最小出力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、温調対象空間内の空気を加熱又は冷却する熱量調節
   手段（２）と、その熱量調節手段（２）によって加熱又
   は冷却された空気を前記温調対象空間内に送風する送風
   手段（５）と、前記温調対象空間の目標温度を設定する
   目標温度設定手段（２２）と、前記温調対象空間の温度
   （Ｔｘ）を検出する温度検出手段（６）と、その温度検
   出手段（６）の検出情報に基づいて前記温調対象空間の
   温度（Ｔｘ）が前記目標温度となるように前記熱量調節
   手段（２）の出力量を制御する制御手段（１００）とが
   設けられた温度調節装置であって、 前記熱量調節手段（２）の出力量と前記温度検出手段（
   ６）の検出情報に基づいて加熱時には前記温調対象空間
   外に放出され、冷却時には前記温調対象空間内に取得さ
   れる損失熱量（ｑ′）を求め、且つ、その損失熱量（ｑ
   ′）に基づいて前記熱量調節手段（２）の作動を停止さ
   せた状態で前記温調対象空間の温度（Ｔｘ）が前記目標
   温度から所定許容値変動するに要する予測時間（ｔｘ）
   を予測する負荷状態検出手段（１０１）が設けられ、前
   記制御手段（１００）は、前記温調対象空間の温度（Ｔ
   ｘ）が前記目標温度に達するに伴って前記予測時間（ｔ
   ｘ）、前記熱量調節手段（２）及び前記送風手段（５）
   の作動を停止させるように構成されている温度調節装置
   。 ２、前記制御手段（１００）は、前記損失熱量（ｑ′）
   が前記熱量調節手段（２）の最小出力（ｑ＿４）以上の
   ときは、前記温調対象空間の温度（Ｔｘ）が前記目標温
   度に達するに伴って前記熱量調節手段（２）にて前記損
   失熱量（ｑ′）と同じ熱量を出力させる状態で、前記熱
   量調節手段（２）及び前記送風手段（５）を作動させ、
   且つ、前記損失熱量（ｑ′）が前記熱量調節手段（２）
   の最小出力（ｑ＿４）より小なるときには、前記温調対
   象空間の温度（Ｔｘ）が前記目標温度に達するに伴って
   前記予測時間（ｔｘ）、前記熱量調節手段（２）及び前
   記送風手段（５）の作動を停止させるように構成されて
   いる請求項１記載の温度調節装置。