JPH06100375B2 - 暖房機 - Google Patents

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（16）、“快
適”スイッチ（17）及び“暑いとき”スイッチ（18）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）,CPU（11），メモリ（12）及び出
力回路（13）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（６）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（S101）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（S103）へ進む。ステップ（S103）から
ステップ（S106）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（S104）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＝Tr＋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（S10
6）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（Tc＝Tr−ａ）。また、ステップ
（S103）で感覚入力が“快適”と判断されると、ステッ
プ（S105）で設定温度を室温と等しくし、新設定温度を
決定する（Tc＝Tr）。

ステップ（S107）で新設定温度と室温の温度差を計算し
（ΔＴ＝Tc−Tr）、ステップ（S108）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（S109）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、更に暖房能力と送風量
を変え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、暖房機の送風による攪拌力に
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い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
じることなく、しかも、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境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
設定温度より高い第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］ 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30〜150［m
m］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［mm］以上の位置に取付けることにより、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”スイッ
チ（16）、“快適”スイッチ（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（10）、CPU（11）、メモリ（12）及
び出力回路（13）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（S001）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（S002）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（S003）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（S00
4）へ進む。ステップ（S004）からステップ（S010）
は、設定温度決定手段としてのフローであり、ステップ
（S003）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（S011）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（S004）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（S005）で第１設定温
度をその時の第１検出温度（Tl）を基準にａ度、例えば
２［deg c］高くして新第１設定温度を決定する（Tlc＝
Tl＋ａ）。ステップ（S006）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ｂ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（S007）でその時
の第１検出温度（Tl）と等しい新第１設定温度（Tlc）
を決定する（Tlc＝Tl）。次に、ステップ（S008）でそ
の時の第２検出温度（Tu）と等しい新第２設定温度（Tu
c）を決定し（Tuc＝Tu）、新第２設定温度（Tuc）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ｂとして設定する（ｂ＝Tuc-Tl
c）。

感覚入力が“暑いとき”のとき、ステップ（S009）で第
１設定温度をその時の第１検出温度（Tl）を基準にａ
度、例えば２［deg c］低くし、新第１設定温度（Tlc）
を決定する（Tlc＝Tl−ａ）。ステップ（S010）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ｂとを加算して新第２設定温度（Tuc）を決
定する（Tuc＝Tlc＋ｂ）。

次に、ステップ（S011）で室内下部の第１設定温度（Tl
c）と第１温度検出素子（５）の出力である第１検出温
度（Tl）との温度差（ΔTl）を計算し（ΔTl＝Tlc−T
l）、ステップ（S012）でこの温度差（ΔTl）に基づい
て暖房能力を決定し運転する。ステップ（S013）で室内
上部の第２設定温度（Tuc）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（S014）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（S016）で第３図に示す
低風量運転を行う。ステップ（S014）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（S017）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≧ΔTl≧０）はステップ（S01
5）に進む。ステップ（S015）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（S016）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（S017）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（16）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 c］を越えるとき（ΔTl＞１）は高風量運
転となる（S014,S017）。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 c］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（S015,S017）。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（S015,S017）。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（S015,S017）。

低風量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 c］高い温度に設定され（S005）、第２設定温度
は、新第１設定温度と、第１設定温度と第２設定温度の
温度差ｂとを加算して設定される（S006）。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
（S011,S012）。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 c］を越えると送風機制御装置（1
5）により高風量運転になる（S014,S017）。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［de
g c］低い温度に設定され（S009）、第２設定温度は、
新第１設定温度と、第１設定温度と第２設定温度の温度
差ｂとを加算して設定される（S010）。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,S012）。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（S014,S016）。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,S016,S017）。

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ｂを設定する（S007,S008）。
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。

［発明の効果］ 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
かも変化のしない快適な環境が得られる。

【図面の簡単な説明】

第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、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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設定温度より高い第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。