JPH0726738B2 - 暖房機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は暖房機、特にその制御手段に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、室内空気を加熱する温風暖房方式は、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。しかし、この場合、暖かい空気が部屋の上部に上
昇し、室内の上下に温度差ができやすい。このような温
風暖房に床暖房を併用することで、足元温度を確保し、
室内の上下温度差をなくすことができ、また、この場
合、輻射による暖房方式なので、前記温風暖房機のみで
暖房する場合に比べ、室温は低くても快適感を得ること
ができ、いゆる頭寒足熱の快適温熱環境を得ることがで
きる。

次に従来例を示して図面に基づいて説明する。

図面第６図は例えば特公昭62−1489号公報に開示された
暖房機の概略構成図、第７図は第６図の従来例の構成を
示す電気回路図、第８図（ａ）はこの従来例の床暖房機
の動作を制御するフローチャート、第８図（ｂ）はこの
従来例の温風暖房機の動作を制御するフローチャート、
第９図は制御ラインを示す図、第10図は従来例の室内上
下温度分布図、第11図は従来例の温度を設定するスイッ
チ部を示す正面図である。

図面第６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は温風暖房機１のコントロ
ーラ、13は床面に設置された床暖房機、14は床暖房機13
のコントローラである。床暖房機13で検出したデータは
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。

図面第７図は前記従来例の構成を示す電気回路図であ
り、１は温風暖房機、２は温風暖房機１のコントローラ
であり、３はその電源スイッチ、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6,CPU7,メモリ
8,出力回路９を有している。前記入力回路６には室温検
出器４からの出力と床暖房機13のコントローラ14からの
出力が入力される。温風暖房機１は出力回路９からの出
力で、温風暖房機制御装置10により制御される。

また、13は床暖房機、14は床暖房機13のコントローラで
あり、15はその電源スイッチ、16は熱電対やそれに類似
するものからなる床暖房機13の床面温度を検知するため
の床温検出器、17はたとえば第11図に示されるような床
暖房機13の温度を使用者が選択するためのスイッチ部で
ある。18は床暖房機13を動作させるためのプログラムを
備えたマイクロコンピュータであり、入力回路19,CPU2
0,メモリ21,出力回路22を有している。入力回路19に
は、床温検出器16の出力と、スイッチ部17の出力が入力
される。床暖房機13は出力回路22からの出力で、床暖房
機制御装置23により制御される。また、出力回路22から
の温風暖房機１のコントローラ２に床温検出器16の出力
が送信される。

次に前記従来例の暖房機の動作について第７図ないし第
11図を用いて説明する。

先ず、設定温度演算手段（後述）の特性式である制御ラ
インについて説明する。図面第９図は前記制御ラインを
示す図であり、縦軸は室温、横軸は床面温度である。さ
て、人の温熱感覚は、人体の産熱量と体外へ放出される
放熱量の関係により決定される。一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
感を得ることができる。室内空気温度が高くなると、人
体からの放熱量が小さくなり床温が低めでも居住者は快
適と感じることができる。また同様に、床温が高ければ
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９図に示すように、室温の上限温度Tahとそれ
に対応する床温の下限温度Tflの環境と、室温の下限温
度Talとそれに対応する床温の上限温度Tfhの環境は同じ
快適感を得られると考えられ、この２点を結んだライン
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CLとして、室温と床温が常にこ
のラインCL上にあるように温風暖房機と床暖房機を制御
することで快適な環境をつくることができる。

図面第８図（ａ），（ｂ）のフローチャートを用いて設
定温度演算手段を中心として従来例の暖房運転の動作を
設明する。第８図（ａ）は床暖房機の制御フローチャー
トである。まずステップF101で、電源スイッチ15（第７
図）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17からの出力が読み込まれ、設定温度が設定
される。次に、ステップF103で床温検出器16から床温Tf
nが検出される。ステップF104で温風暖房機１への送信
タイミングであれば、ステップF105で温風暖房機１への
床温Tfnを送信する。ステップF106で床温が設定温度を
上回っていなければステップF107に進み、ステップF107
で床暖房機制御装置23（第７図）により床暖房機13の運
転を行い、ステップF106で床温が設定温度を上回ってい
ればステップF108で床暖房機制御装置23により床暖房機
13運転を停止する。そして、ステップF107,F108共にス
テップF102に戻る。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13の運転がされる。

一方の温風暖房機１の制御フローチャートは第８図
（ｂ）に示す。第８図（ｂ）において、ステップF201で
電源スイッチ３（第７図）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13からの床温Tfnを受信
し、ステップF203で室温検出器４から室温Tanが検出さ
れる。ステップF204が設定温度演算手段としての動作で
あり、第９図に示されるように、受信した床温Tfnから
制御ラインCLを用いて室温設定温度Tasを求める。ステ
ップF205で室温Tanが設定温度Tasを越えていなければス
テップF206で温風暖房機制御装置10（第７図）により温
風暖房機１の運転を行い、ステップF205で室温Tanが室
温設定温度Tasを越えていればステップF207で温風暖房
機１を停止する。このように、室温が設定温度の近傍に
制御されるように温風暖房機１の運転が制御される。

以上のように、温風暖房機１は床暖房機13から床温の状
況を受取りながら、床温に応じて制御ラインCLにより室
温の設定温度を算出する設定温度演算手段を用いて、常
に室温と床温が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〕

以上ように従来例においては、温風暖房機および床暖房
機の利点を組合せ、問題点を補いあう暖房を行うことが
できる。

図面第10図は従来例の暖房方式における高外気温時と低
外気温度時の室内の上下温度分布を示したものである。
図中、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く、また、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、室温より床付近
温度が高くなる（分布ｃ）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
も床付近の温度が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、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、室温と設定温度の温度差が大きい時には吹出風
量を多くし、室内を敏速に暖めると同時に、居住者が温
風を意識して暖かさを感じるようにし、室内が充分に暖
まって温度差が小さい時に吹出風量を少なくすることに
より、居住者に気流による不快感を与えないようにする
吹出風量演算手段を有し、人の温冷感に最も影響を与え
る床付近温度を検出し、床付近温度がある温度以上の時
は風量が少なくなるように、ある温度以下の時は風量が
多くなるように吹出風量演算手段の特性式を変更して、
居住者の感じている温冷感に対応した、快適で心地良い
環境を提供す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〕

このため、この発明においては、床面を加熱する床面加
熱手段と、床面温度を検出する床温度検出手段と、床面
付近の空気温度を検出する床付近温度検出手段とを有す
る床暖房機と、居住空間を加熱する居住空間加熱手段
と、居住空間の空気温度を検出する室温検出手段と、前
記床面温度に応じて、室内温度の設定温度を決める設定
温度演算手段と、前記設定温度と室温から吹出風量を決
める吹出風量演算手段とを有する温風暖房機と、を備
え、かつ前記床付近温度検出手段で検出された床付近温
度に応じて、前記吹出風量演算手段の特性式を変更する
特性式変更手段を具備して成る暖房機により、前記目的
を達成しようとするものである。

〔作用〕

この発明における暖房機の床暖房機は、床面加熱手段で
床面を加熱し、床温度検出手段で床面温度を検出し、床
付近温度検出手段で床面付近の空気温度を検出し、ま
た、温風暖房機は居住空間加熱手段で居住空間を加熱
し、室温検出手段で居住空間の空気温度を検出し、設定
温度演算手段で、前記床面温度に応じて、室内温度の設
定温度を決め、吹出風量演算手段で、前記設定温度と室
温から吹出風量を決め、かつ、特性式変更手段により、
床付近温度検出手段で検出された床付近温度に応じて、
前記吹出風量演算手段の特性式を変更する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

図面第１図はこの発明の一実施例である暖房機の概略構
成図、第２図はこの実施例の電気回路図、第３図（ａ）
はこの実施例の床暖房機の動作を制御するフローチャー
ト、第３図（ｂ）はこの実施例の温風暖房機の動作を制
御するフローチャートであり、第４図は吹出風量演算手
段の特性式変更幅を示す図、第５図はこの実施例の吹出
風量演算手段の特性式変更手段および吹出風量演算手段
を示す図である。

図面第１図，第２図において、前記従来例における同一
または相当構成要素は同一符号で表わし、一部重複して
説明する。

Ａは床面を加熱する床面加熱手段であり、床暖房機13で
構成されている。Ｂは床面温度を検出する床温度検出手
段であり、熱電対やそれに類似するものからなる床温検
出器16で構成されている。Ｃは床面付近の空気温度を検
出する床付近温度検出手段であり、サーミスタやそれに
類似するものからなる床付近温度検出器24で構成されて
いる。Ｄは居住空間を加熱する居住空間加熱手段であ
り、温風暖房機１より構成されている。Ｅは室温検出手
段であり、居住空間の空気温度を検出する室温検出器４
で構成されている。Ｆは設定温度演算手段であり、マイ
クロコンピュータ５で構成され、床面温度に応じて、室
内温度の設定温度を決める手段でる。Ｇは吹出風量演算
手段であり、マイクロコンピュータ５で構成され、前記
設定温度と室温から吹出風量を決める手段である。Ｈは
特性式変更手段であり、マイクロコンピュータ５で構成
され、床付近温度検出手段Ｃで検出された床付近温度に
応じて、吹出風量演算手段の特性式を変更する手段であ
る（詳細後述）。

17は従来の床暖房機に見られる床暖房機の温度を使用者
が選択するためのスイッチおよび、この実施例の制御モ
ードに入るか否かを選択するためのスイッチを備えたス
イッチ部である。５は前記のようにこの発明による吹出
風量演算手段の特性式を変更するための手段を備えた温
風暖房機のマイクロコンピュータであり、入力回路6,CP
U7,メモリ8,出力回路９を有している。また、吹出風量
制御装置11は出力回路９からの出力により温風暖房機１
の吹出風量を制御する。床付近温度検出器24からの出力
は床暖房機の入力回路19に入力され、出力回路22から温
風暖房機１のコントローラ２に送信される。また図面第
４図において、横軸は床付近温度、縦軸は吹出風量演算
手段の風量特性式（以下風量特性式または特性式とい
う）変更幅であり、Ｗは床付近温度に対する変更幅特性
を示す特性線であり、例えば床付近温度がTm1の場合、
特性線Ｗから特性式変更幅M1が求められる。

図面第５図において、横幅は室温と設定温度の温度差、
縦軸は吹出風量を示している。風量特性式１を風特性式
２へ変更する特性式変更手段Ｈについては後述する。

次にこの実施例の動作を第３図（ａ），第３図（ｂ），
第４図および第５図を用いて説明する。

図面第３図（ａ）は床暖房機の動作制御フローチャート
である。まずステップF301で、電源スイッチ15がオンさ
れると運転が開始される。ステップF302でスイッチ部17
から床暖房機の設定温度と、この発明による設定温度演
算手段の特性式の変更を行う制御モードスイッチへの入
力が読み込まれ、設定温度が設定される。次に、ステッ
プF303で床温検出器16（第２図）から床温Tfnが検出さ
れ、ステップF304で床付近温度検出器24から床付近温度
Tm1が検出される。ステップF305で温風暖房機１への送
信タイミングであれば、ステップF306で温風暖房機１へ
床温Tfnと床付近温度Tm1および制御モードを送信する。
ステップF307では床温が設定温度を上回っていなければ
ステップF308で床暖房機制御装置23により床暖房機13の
運転を行い、ステップF307で床温が設定温度を上回って
いればステップF309で床暖房機制御装置23により床暖房
機13の運転を停止する。このように、床温と床付近温度
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13の運転がされる。

一方、図面第３図（ｂ）は温風暖房機１の吹出風量演算
手段の特性式を変更する特性式変更手段を含む制御フロ
ーチャートである。図面第３図（ｂ）において、ステッ
プF401で電源スイッチ３（第２図）がオンされると運転
が開始される。ステップF402で床暖房機13からの床温Tf
nと床付近温度Tm1および制御モードを受信し、ステップ
F403で床温検出器４から室温Tanが検出される。ステッ
プF404で、第９図の制御ラインに従って検出された床温
から室温の設定温度を設定する。ステップF405で室温が
設定温度を越えていなければ、ステップF406に進む。ス
テップF406で制御モードがオンされていればステップF4
07で第４図に示されるように、受信した床付近温度Tm1
から吹出風量演算手段特性式の変更幅M1を求め、ステッ
プF408で第５図の吹出風量演算手段特性式の“風量特性
式2"に示すように、その時の室温と設定温度の温度差Δ
Tm1からある風量レベル（変更幅M1）移動した（Tmin−M
1,Amin＋M1）と（Tmax−M1,Amax＋M1）を結んだ位置に
“風量特性式1"を変更する。次にステップF409で第５図
に示されるように、変更された“風量特性式2"を使用
し、室温と室温設定温度の差ΔTm1から吹出風量A2を求
め、ステップF410で温風暖房機１の運転を行う。ステッ
プF405で室温が設定温度を越えていればステップF411で
温風暖房機１の運転を停止する。このように、室温と設
定温度の温度差および、床付近温度により風量の制御を
行いながら、常に室温と床温が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。

この発明による暖房機は、前記一実施例の暖房機は勿
論、それ以外の機器のオンオフあるいは、暖房能力の可
変などの方法で、室内空気温度を希望の温度からその近
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、機器のオンオフあるいは、暖房能力の
可変などの方法で、希望の温度からその近傍に調節でき
るすべての床暖房機との組合わせによって実施すること
ができる。

また、この実施例では暖房機と床暖房機間のデータの送
信をワイヤレスで行ったが、ワイヤードであっても同様
に行うことができる。

〔発明の効果〕

以上の様に、この発明によれば、室温と設定温度の温度
差が大きい時には吹出風量を多くし、室内を敏速に暖め
ると同時に、居住者が温風を意識して暖かさを感じるよ
ううにし、室内が充分に暖まって温度差が小さい時には
吹出風量を少なくすることにより、居住者に気流による
不快感を与えないようにする吹出風量演算手段を有し、
人の温冷感に最も影響を与える床付近温度を検出し、床
付近温度がある温度以上の時は風量が少なくなるよう
に、ある温度以下の時は風量が多くなるように吹出風量
演算手段の特性式を変更するので、居住者の感じている
温冷感に対応した、快適で心地良い環境を提供すること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である暖房機の概略構成
図、第２図はこの実施例の電気回路図、第３図（ａ）は
この実施例の床暖房機の動作を制御するフローチャー
ト、第３図（ｂ）はこの実施例の温風暖房機の動作を制
御するフローチャート、第４図は特性式変更幅を示す
図、第５図はこの実施例の特性式変更手段を示す図、第
６図は従来例の暖房機の概略構成図、第７図は第６図の
従来例の構成を示す電気回路図、第８図（ａ）はこの従
来例の床暖房機の動作を制御するフローチャート、第８
図（ｂ）はこの従来例の温風暖房機の動作を制御するフ
ローチャート、第９図は制御ラインを示す図、第10図は
従来例の室内温度分布図、第11図は従来例の温度を設定
するスイッチ部を示す正面図である。 Ａ……床面加熱手段 Ｂ……床温度検出手段 Ｃ……床付近温度検出手段 Ｄ……居住空間加熱手段 Ｅ……室温検出手段 Ｆ……設定温度演算手段 Ｇ……吹出風量演算手段 Ｈ……特性式変更手段 １……温風暖房機２ ，14……コントローラ 5,18……マイクロコンピュータ 10……暖房機制御装置 11……吹出風量制御装置 13……床暖房機 23……床暖房機制御装置 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】床面を加熱する床面加熱手段と、床面温度
   を検出する床温度検出手段と、床面付近の空気温度を検
   出する床付近温度検出手段とを有する床暖房機と、 居住空間を加熱する居住空間加熱手段と、居住空間の空
   気温度を検出する室温検出手段と、前記床面温度に応じ
   て、室内温度の設定温度を決める設定温度演算手段と、
   前記設定温度と室温から吹出風量を決める吹出風量演算
   手段とを有する温風暖房機と、 を備え、かつ前記床付近温度検出手段で検出された床付
   近温度に応じて、前記吹出風量演算手段の特性式を変更
   する特性式変更手段を具備して成ることを特徴とする暖
   房機。