JPH035632A - 暖房装置 - 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〕 この発明は、居住者の意向に合せた。心地好い快適な環
境を提供する暖房装置、特にその制御に関するものであ
る。

〔従来の技術〕室内空気を加熱する温風暖房方式は９部
屋全体を暖房するため暖房を意識せずに生活できるとい
う利点があるが、暖かい空気が部屋の上部に上昇し、室
内の上下１１Ｍ度差ができやすい。このような温風暖房
に床暖房を併用することＫよシ２足元温度を確保し、室
内の上下温変差をなくすことができ、又、この床暖房は
輻射による暖房方式なので、上記温風暖房のみで暖房す
る場合に比べ９室温は低くても快適感を得ることができ
１頭寒足熱の理想的な快適温熱環境を優ることができる
。

第１図は、上記のような特徴を持った従来の暖房装置９
例えば特公昭６２−１４８９号公報に示されるような暖
房装置の構成図であり９図において（１）は室内に設置
され室内空気を加熱するための温風暖房機、（２）はこ
の温風暖房機（１）のコントローラ、αｐは床面に設置
された床暖房機、υはこの床暖房機０のコントローラで
ある。

床暖房機０で検出した温度等のデータはワイヤレスで温
風暖房機（１）のコントローラ（２）に送信される。

第６図は上記暖房装置の回路構成図であり。

１１）は温風暖房機、（２）はこの温風暖房機（１）の
コントローラ、　＋３１ｔｉその電源スィッチ、（４）
はサーミスタやそれに類似するものからなる室温を検知
するための室温検出器、（５）は上記温風暖房機（１）
を動作させるプログラムを備えたマイクロコンピュータ
であり、入力回路（６１，０ＰＵｆ７１．　　メモリ（
８）、出力回路（９）を有している。入力回路（６）に
は室温検出器（４）からの出力と床暖房機■のコントロ
ーラυからの出力が入力され、温風暖房機＋１）は出力
回路（９）からの出力に基づき、暖房機制御装置αｌに
より制御される。

又、０は上記暖房機０の電源スィッチ、α４１１ｄ熱電
対やそれに類似するものからなる床暖房機■の床面温度
（以下床温と称す）を検知するための床温検出器、（至
）はたとえば第１０図に示されるような床暖房機０の温
度を使用者が選択するためのスイッチ部、α０は床暖房
機０を動作させるだめのプログラムを備えたマイクロコ
ンピュータであり、入力回路αη、０ＰＬＪＱａ、　　
メモリα値、出力回路翰を有している。入力回路αηに
は、上記床温検出器α４の出力と、上記スイッチ部（イ
）の出力が入力される。上記床暖房機０は出力回路勾か
らの出力に基づき、床暖房機制御装置ＱＤにより制御さ
れる。又、出力回路翰から温風暖房機（１）のコントロ
ーラ（２）内入力回路（６）に床温検出器α４の検出温
度出力が送信される。

次に上記暖房装置の動作について説明する。

第７図はこの装置の室温制御に用いる制御ラインの説明
図であり、縦軸は室温、横軸は床温である。人の温熱感
覚は９人体の産熱量と体外へ放出される放熱量の関係に
よシ決定される。−般にこの産熱量と放熱量がバランス
するとき人は暑くも寒くもなく快適になる。暖房におい
ては体外への放熱量を減らすことで快適感を優ることが
できる。室温が高くなると２人体からの放熱量が小さく
なシ床温か低めでも居住者は快適と感じることができる
、又同様に、床温か高けれは室温をあまり高くしなくて
も快適と感じることができる。人の感覚はこのように床
温と室温の関係によって決まる。第７図に示すように、
室温の上限温度（Ｔａｂ）とそれに対応する床温の下限
ｍ度（Ｔｒｙ）とで決まる環境と、室温の下限ｍ＝　摩
（Ｔａ　Ｉ　）とそれに対応する床温の上限温度（Ｔｒ
ｈ）とで決まる環境は同じ快適感を得られると考えられ
、この２点を結んだライン上の環境はほぼ同一の快適感
を得ることができると考えられる。このラインを制御ラ
インドＬテ、’！温と床温の関係が常例この制御ライン
上にあるように温風暖房機（１）と床暖房機０を制御す
ることで快適な環境をつくることができる。このように
して所定の制御ラインをもとに、床温から最適室温を設
定する室温設定手段がマイクロコンピュータ（５）によ
り実現されている。

以下、第８図のフローチャートを用いて従来の装置の暖
房運転の一例を説明する。第８図（ａ）は床暖房機圓の
制御フローチャートである。まずステップ（ＦＩＯＩ）
で、電源スィッチ０がオンされると運転が開始される。

ステップ（Ｆ１０２）でスイッチ部（至）からの出力が
読込まれ、設定温度が設定される。次に、ステップ（Ｆ
１０３）で床温検出器０着から床温（Ｔｆｎ）が検出さ
れる。次にステップ（Ｆ１０４）に進み１ｍ風暖房機（
１）への送信タイミングのときのみステップ（Ｆ１０５
）に進んで温風暖房機（１）へ床温（’ｒｒｎ）を送信
する。そしてステップ（Ｆ１０６）に進み床温が設定温
度を上回っていなければステップ（Ｆ１０７）で床暖房
機制御装置（社）により床暖房機０の運転を行い。

又メチツブ（Ｆ１０６）で床温か設定温度を上回ってい
れば床暖房機制御装置＠により床暖房機ｌの運転を停止
する。このように、床温を温風暖房機（１）に送信しつ
つ、床温が設定温度の近傍に制御されるように床暖房機
Ｉの運転がされる。

一方の温風暖房機（りの制御フローチャートを第８図（
ｂ）に示す。まずステップ（Ｆ２０１）で電源スイッチ
（３）がオンされると運転が開始される。

ステップ（Ｆ２０２）で床暖房機０からの床温（Ｔｒｎ
）を受信し、ステップ（Ｆ２０３）で室温検出器（４）
がらネ温（Ｔａ　ｎ　）が検出される。ステップ（Ｆ２
０４）が設定温度演算手段としての動作であり、受信し
た床温（’ｒ「ｎ）から第７図に示した制御ラインを用
いて室温設定温度（Ｔａｓ）を求める。次にステップ（
Ｆ２０５　）において、室温（Ｔａｎ）が室温設定温度
（Ｔａ　ｓ　）を越えているか否かを判定し、越えてい
なければステップ（Ｆ２０６　）で暖房機制御装置αｅ
により温風暖房機（１）の運転を行い、又ステップ（Ｆ
２０５）で室温（Ｔａｎ）が室温設定温度（Ｔａｓ）を
越えていればステップ（ｐ２ｏ７）　テａＰ５゜＃房機
（１）を停止する。このような動作を繰り返して、室温
が室温設定温度（’Ｉ’ａｓ）の近傍に制御されるよう
に温風暖房機（１１の運転制御がなされる。

以上のように、温風暖房機（＋１は床暖房機但から床温
の状況を受信しながら、床温に応じた室温の設定温以を
第７図の制動ラインから設定温度演算手段を用いて求め
、常に室温と床温か上記制御ラインの近傍に維持される
ように制御が行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように従来の暖房装置では、温風暖房機及び床暖房
機の利点を組合わせ９問題点を補いあう暖房を行うこと
ができる。

ここで、第９図は高外気温度時（、）と低外気温時（ｈ
）の室内の上下温度分布を示したものであり、図中１分
布（ｂ）に示されるように低外気温度時には床付近の温
度が上がりにくい。又、床暖房機の温度が高く、床の断
熱が良いなどの条件によっては、室温よシ床付近温度が
高くなることもある。人の温冷感は足元の温度に大きく
影響を受け、室内上部の温度が同じでも床付近の温度低
ければ人は寒さを感じ、高ければ暖かさを感じる。この
ことから、床付近の温度を充分に考慮して１人の感覚に
対応した環境制御を行うことが重要であるといえる。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、室温設定温度と室温の温度差に応じて温風の吹
田角度を設定するとともに、床付近のｍ度を検出し、そ
の床付近温度に応じて上記吹出角度の設定特性を変える
ととＫよシ、常に居住者の感じている温冷感に対応した
快適な環境を提供することができる暖房装置を（辱るこ
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装置は、床面の温度を検出する床温
検出器と、この床温検出器の床温出力に応じて床面を加
熱する床暖房機と、上記床温検出器の床温出力に基づい
て最適室温を設定する室温設定手段と、この室温設定手
段の設定室温出力に応じて室内空気を加熱する温風暖房
機と、室内突気温度を検出する室内検出器と。

との室温検出器の室温出力と上記室温設定手段の設定室
温出力との差に基づいて、所定の角度設定特性から上記
温風暖房機の温風吹出角度を設定する吹出角度設定手段
と、上記床面付近の空気温度を検出する床付近温度検出
器と、この床付近温度検出器からの床付近温度出力に応
じて、上記吹出角度設定手段の角度設定特性を決める特
性決定手段とを備えたものである。

〔作用〕

この発明においては、床温に基づき、室温設定手段によ
り最適な室温が設定され、吹出角度設定手段により、こ
の設定室温を基準として室温が低い場合には、居住者が
温風を意識して暖かさを感じるように、温風が居住域に
向けられるように、又室内が充分に暖まっている場合に
は居住者にドラフト感を与えないように、温風が非居住
域に向けられるように温風吹出角度が角度設定特性に基
づいて制御され、さらに床付近温度検出器により床付底
の温度が検出され。

この床付近温間が所定ｍ度以上の場合Ｆｉ温源風出角度
が非居住域寄りに、又床付近温度が所定温度以下の場合
は温風吹出角度が居住域寄りに制御されるように上記吹
出角度設定手段の角度設定特性が特性決定手段によシ決
められて、居住者の感じている温冷感に対応した快適な
環境が提供される。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例について説明する。

この実施例における暖房装置の全体構成としては上記従
来例同様第１図のように構成される。

第２図はその回路構成図であり、（１）〜／２Ｄは上記
従来例と同様のものである。なお、スイッチ部（至）は
床暖房機０の温度を使用者が選択するためのスイッチ及
び制御モードを選択するスイッチを備えている。翰は出
力回路（９）からの出力により温風暖房機（１）の吹出
角度を制御する吹出角度制御手段、（ハ）はサーミスタ
やそれに類似するものからなり、床付近の温度を検出す
るための床付近温度検出器であり、この床付近温度検出
器（至）からの出力は床暖房機の入力回路αηに入力さ
れ、出力回路翰から温風暖房機（１１のコントローラ（
２）に送信される。

また、床温検出器α４からの床温出力に基づいて最適室
温を設定する室温設定手段と、との室温設定手段からの
設定室温と室温検出器（４局）らの室温出力とから所定
の角度設定特性に基づいて温風暖房機（１）の温風吹出
角度を設定する吹出角度設定手段と、その角度設定特性
を上記床付近温度出器翰からの床付近温度出力に応じて
決定する特性決定手段とはいずれもマイクロコンピュー
タ（５）によシ実現されている。

以下にこの暖房装置の動作について説明する。第３図は
その暖房運転動作の一例を示すフローチャートであり、
第３図（、）は床暖房機０側の動作、第３図（ｈ）は温
風暖房機ｆｌｙ（ｉｌｌの動作を示す。まず床暖房機０
側の動作について説明すると、ステップ（Ｆ２Ｏ３）で
、電源スィッチ■がオンされると運転が開始される。ス
テップ（Ｆ’３０２）でスイッチ部αυから床暖房機Ｉ
の設定温度と。

例えばこの発明による吹出角変制御を行うか否か等を示
す制御モードとが入力され、床暖房機Ｉの設定温度が設
定される。次に、ステップ（Ｆ２Ｏ３）で床温検出器α
４から床温（Ｔｆｎ）が検出され、ステップ（Ｆ２Ｏ３
）で床付近温度検出器のから床付近温度（Ｔｍｌ）が検
出される。そしてステップ（Ｆ２Ｏ３）において温風暖
房機（１）へのデータ送信タイミングであれば、ステッ
プ（Ｆ２Ｏ３）に進み、温風暖房機（１）側へ床温（Ｔ
ｒｎ）と床付近温度（Ｔｍｌ）及び制御モードを送信す
る。次にステップ（Ｆ２Ｏ３）において、床１（Ｔｒｎ
）と設定温度とを比較し、床温（Ｔｆｎ）が設定温度を
上回っていなければステップ（Ｆ３０８　）に進んで床
暖房機制御装置■により床暖房機０の運転を行い。

またステップ（Ｆ２Ｏ３）で床温（Ｔｆｎ）が設定温度
を上回っていればステップ（Ｆ２Ｏ３）　Ｋ進んで床暖
房機制御装置６！９により床暖房機０の運転を停止する
。このように、床温（Ｔｆｎ）と床付近温度（Ｔｍｌ）
を適時温風暖房機（１）側に送信しつつ、床温（Ｔｆｎ
）が設定温度の近傍に制御されるように床温暖房楼叩の
運転制御がなされる。

一方の温風暖房機（１１側の動作を第３図（ｂ）のフロ
ーチャートに準じて説明すると、まぞステップ（Ｆ２Ｏ
３）で電源スィッチ（３）がオンされると運転が開始さ
れる。ステップ（Ｆ２Ｏ３）で床暖房機０側からの床温
（Ｔｆｎ）と床付近温度（Ｔｍｌ）及び制御モードを受
信し、ステップ（Ｆ２Ｏ３）で室温検出器（４）から室
温（Ｔａｎ）が検出される。次にステップ（Ｆ２Ｏ３）
　において、受信した床温（Ｔｆｎ）から最適室温を設
定する。これは上記従来例と同様に、床温と室温の環墳
が第７図に示す制御ライン上になるように、与えられた
床温（Ｔｆｎ）に対応する室温（Ｔａｓ）を設定室温と
して設定するものである。次にステップ（Ｆ２Ｏ３）に
進み。

ステップ（Ｆ４０３　）で検出した室温とこの設定室温
とを比較し、室温が設定温度を趣えていなければ、ステ
ップ（Ｆ２Ｏ３）に進む。ステップ（Ｆ２Ｏ３）ではス
テップ（Ｆ２Ｏ３）で入力した制御モードを判別し、こ
れがＯＮの場合、即ちこの発明による吹出角度制御を行
うと判別された場合、ステップ（Ｆ２Ｏ３）に進む。ス
テップ（Ｆ２Ｏ３）及び（Ｆ２Ｏ３）では、ステップ（
Ｆ２Ｏ３）で受信した床付近温度（Ｔｍ　＋　）から、
吹出角度を設定するための角度設定特性を決める。まず
ステップ（Ｆ２Ｏ３）では第４図に示すような床付近温
度−変更幅特性に基づき、入力された床付近温度（Ｔｍ
ｌ）に対応する変更幅Ｍｌを求める、この変更幅とは、
温風の吹出角度を検出した室温から決定するときの角度
設定特性を決定するためのパラメータであり、ある基準
の角度設定特性から最適な角度設定特性までの変更幅を
示すものである。そしてこの変更幅Ｍ＋をもとにステッ
プ（Ｆ２Ｏ３）において角度設定特性を決定する。第５
図は設定室温と検出した室温との温度差から、吹出角度
を設定するときの吹出角度設定特性を示し。

吹出角度設定特性Ｉは基準となる特性であり。

（Ｔｍｉｎ　、　Ａｍ１ｎ）と（Ｔｍａｘ　、　Ａｍａ
ｘ）とを結ぶラインからなっている。この基準の特性か
ら、ステップ（Ｆ２Ｏ３）で求めた変更幅Ｍ＋をもとに
最適な吹出角度設定特性を決定する。即ち、特性の始点
と終点の座標をＭｌだけ移動し、　　（Ｔｍｉｎ−Ｍｌ
、　Ａｍ１ｎ　＋ＭＩ　）と（Ｔｍａｘ　−Ｍ　、　Ａ
ｍａｘ＋Ｍｌ　）を結んだライン（第５図中吹出角度設
定特性２）を吹出角度設定特性として決定する。次にス
テップ（Ｆ２Ｏ３）において、この決定された吹出角度
設定特性２に基づき、ステップ（Ｆ２Ｏ３）で検出（７
た室温とステップ（Ｆ２Ｏ３）で求められた設定室温と
の温度差ΔＴｍ１Ｋ対応する吹出角度心を求める。そし
てステップ（Ｆ４１０）でこの求められた吹出角度によ
シ温風暖房機（１）を運転する。例えば、ステップ（Ｆ
２Ｏ３）で求められた変更幅Ｍｌが正の値であった場合
は、床付近温度が低い場合であシ、このときステップ（
Ｆ２Ｏ３）で決定される吹出角度設定特性は一定の温度
差ΔＴｍｌ　Ｋ対して基準の場合よりも吹出角変が大き
くなるように決定される。温風暖房機（１）が室内の上
方に設置されているとき、第５図縦軸の吹出角度は水平
方向に対する温風吹出角度であるとすれば、吹出角変が
大きい程床方向に（即ち居住域）直接的に温風が吹出さ
れることになる。つまり、床付近温度が低いと温風が吹
出される方向が床面方向に向く傾向が強くなるように勇
健吹出特性が決定され、仮に室温が高い割に床付近温度
が低いというような場合でも居住者が温風を意識して暖
かさを感じることになる。

また、ステップ（Ｆ２Ｏ３）でＶ温が設定Ｖ温を越えて
いればステップ（Ｆ４１１）　Ｋ進み温風暖房暖房機（
１）の運転を停止する。このように、室温と設定温度の
温度差及び、床付近温１ｆＫより吹出角度の制御を行い
ながら、常に室温と床温の関係が第７図の制御ラインの
近傍に雑持されるように制御が行われる。

この発明による暖房機は２機器のオンオフあるいは、暖
房能力の可変などの方法で、学内空気温度を希望の温度
かその近傍に調節できるすべての温風暖房機と、床面温
度を加熱し、床面温度を２機器のオンオフあるいけ、能
力の可変などの方法で、希望の温間かその近傍に調節で
きるすべての床暖房機との組合せによって行うことがで
きる。

また、上記実施例では温風暖房機と床暖房機間のデータ
の送信をワイヤレスで行うものを示したが、ワイヤード
であっても同様に行うことができる。

また、上記実施例においては壁掛は式、あるいは天井設
置式のように温風暖房機が学内の上方に設置される場合
について述べたが、温風暖房機は床置き式やその他の設
置方式であっても同様の効果を得ることができ、それぞ
れの場合に応じた吹出角度設定特性を設定しておけばよ
い。例えば床置き式の場合は、温度差ΔＴｍｌが大きい
場合は水平方向に、温度差ｗＴｍ　Ｉが小さい場合は吹
出角度を垂直方向に温風吹出角度を設定するととくより
、寒いときに居住者が温風を意識して暖かさを感じたり
、暖かいときには居住者にドリフト感を与えないように
できる。

〔発明の効果〕

以上の様にこの発明によれば、吹出角変設定手段によシ
、室温と設定室温との差に基づいて温風吹出角度を設定
するとともに、その吹出角度の設定特性を人の温冷感に
最も影響の大きい床付近温度に応じて特性決定手段によ
シ決定するようＫしたので、居住者の感じている温冷感
に対応した快適で心地好い環境を提供することができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す＃房装置の全体構成
図、第２図かよその回路構成図、第３図（ａ）、　（ｂ
ｌはその動作を示すフローチャート第４図は床付近温度
により角変設定特性の変更幅を決定するときの特性を示
す特性図、８ｇ５図は室温と設定室温の温度差から吹出
角度を設定する特性を示す吹出角度設定特性図、第６図
は従来の暖房装置の回路構成図、第７図は床面温度から
設定室温を決定する制御ラインを示す特性図、第８図（
ａ）、　（ｂ）は従来の暖房装置の動作を示すフローチ
ャート、第９図は室内の上下方向の温度分布を示す説明
図、第１Ｏ図は床暖房機のスイッチ部の外観図である。 図において、（１）は温風暖房機、（２）は温風暖房機
コントロール部、（４）は室温検出器、（５）はマイク
ロコンピュータ、（１１は暖房機側ａｍ、■は床暖房機
、■は床暖房機のコントローラ部、α４は床温検出器、
αＱはマイクロコンピュータ、＠は床暖房機制御装置、
＠は吹出角度制御装置、＠は床付近温度検出器である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 床面の温度を検出する床温検出器と、この床温検出器の
   床温出力に応じて床面を加熱する床暖房機と、上記床温
   検出器の床温出力に基づいて最適室温を設定する室温設
   定手段と、この室温設定手段の設定室温出力に応じて室
   内空気を加熱する温風暖房機と、室内空気温度を検出す
   る室温検出器と、この室温検出器の室温出力と上記室温
   設定手段の設定室温出力との差に基づいて、所定の角度
   設定特性から上記温風暖房機の温風吹出角度を設定する
   吹出角度設定手段と、上記床面付近の空気温度を検出す
   る床付近温度検出器と、この床付近温度検出器からの床
   付近温度出力に応じて、上記吹出角度設定手段の角度設
   定特性を決める特性決定手段とを備えたことを特徴とす
   る暖房装置。