(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源機と、室内機と、両者を結ぶ管路に設けられた熱動弁とを備えた温水暖房システムにおいて、設定温度に対して室温を維持するべき上方目標温度と下方目標温度とを算出し、上記上方設定温度と設定温度および下方目標温度によって複数の温度領域を定め、現在の室温が位置する温度領域に応じて一運転周期内の熱動弁の開（ＯＮ）時間と閉（ＯＦＦ）時間を判定する判定条件１と、一運転周期前の室温が位置していた温度領域に応じて上記判定条件１で判定された熱動弁の開閉時間を増減調整する判定条件２と、一運転周期前後の室温が位置する温度領域が同じ温度領域であって、かつ、上方目標温度未満下方目標温度以上である場合には一運転周期前後の室温の偏差によって上記判定条件１および２によって判定された熱動弁の開閉時間をさらに増減調整する判定条件３を有することを特徴とする暖房制御方法。
【請求項２】
熱動弁の開（ＯＮ）動作中に室温が設定温度もしくは上方目標温度に達した場合には熱動弁を閉（ＯＦＦ）動作し、熱動弁の閉（ＯＦＦ）動作中に室温が設定温度もしくは下方目標温度に達した場合には熱動弁を開（ＯＮ）動作に移行させることを特徴とする請求項１記載の暖房制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、室温検知用センサを内蔵した暖房用リモコンを備えた温水循環式暖房システムにおいて、適切な室温制御が得られる暖房制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、温水循環式暖房システムにおける暖房用リモコンは、内蔵しているサーミスタ等の室温検知用センサで室温を検知し、予め設定した設定温度で室温が安定するように、熱源機側の熱動弁の開閉時間を変化させるように信号を送り、暖房能力を制御している。
例えば、図４に示す床暖房システムは、温水器等の熱源機１と、熱源機１から導出された暖房往き管２及び暖房戻り管３と、暖房往き管２及び暖房戻り管３の他端が連通された室内機４と、暖房往き管２の熱源機１側に設けられた熱動弁５と、暖房戻り管３に設けられたポンプ６とを備え、暖房戻り管３に接続された補給入水管７に膨張タンク８及び給水弁９が設けられている。
熱源機１及び熱動弁５等を制御するリモコン１０が接続され、リモコン１０にはサーミスタ等の室温センサ（図示略）が設けられている。
なお、熱源機１の出湯口近くの暖房往き管２に出湯温度センサ１１が、室内機４の近くの暖房戻り管３に戻り湯温センサ１２が設けられている。
【０００３】
このような温水循環式暖房システムにおいては、室温Ｔを検知し、予め設定した設定温度Ｔs と室温Ｔとを比較し、その偏差ΔＴ＝Ｔ−Ｔs に基づいて熱動弁５の開閉時間を変化させて決定している（図５参照）。
例えば、ΔＴ＝１．６６〜２．１５deg.の時、熱動弁５の開時間（ＯＮ時間）が５分、閉時間（ＯＦＦ時間）が１５分となる。
このような偏差ΔＴによって熱動弁５の開閉時間が決定される制御方法では、偏差ΔＴが比較的大きい場合はシビアな制御ステージを決定する必要がなく、スムーズに行われるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の制御方法においては、図５に示すように、偏差ΔＴが小さくなり、零に近づくほど室温Ｔを安定させるための適切な制御ステージを決定する必要があるに拘らず、室温Ｔが設定温度Ｔs に達しない状態で、且つ一定の偏差ΔＴで室温Ｔが安定してしまった場合、熱動弁の開閉時間を変動させることができず、室温Ｔを設定温度Ｔs に到達させることが困難になるという問題があった。
また、居室の放熱量や設定温度Ｔs により、室温Ｔが安定する熱動弁の開閉時間が異なる筈であるのに、偏差ΔＴのみで決定された制御ステージは、居室の放熱量や設定温度Ｔs を考慮していないから、あらゆる条件において室温Ｔを設定温度Ｔs で安定させることができないという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、温水循環式暖房システム特に床暖房システムにおいて、室温を設定温度に安定させるために適切な熱動弁の開閉時間を決定することのできる暖房制御方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の暖房制御方法は、請求項１において、熱源機と、室内機と、両者を結ぶ管路に設けられた熱動弁とを備えた温水暖房システムにおいて、設定温度に対して室温を維持するべき上方目標温度と下方目標温度とを算出し、上記上方設定温度と設定温度および下方目標温度によって複数の温度領域を定め、現在の室温が位置する温度領域に応じて一運転周期内の熱動弁の開（ＯＮ）時間と閉（ＯＦＦ）時間を判定する判定条件１と、一運転周期前の室温が位置していた温度領域に応じて上記判定条件１で判定された熱動弁の開閉時間を増減調整する判定条件２と、一運転周期前後の室温が位置する温度領域が同じ温度領域であって、かつ、上方目標温度未満下方目標温度以上である場合には一運転周期前後の室温の偏差によって上記判定条件１および２によって判定された熱動弁の開閉時間をさらに増減調整する判定条件３を有することにより、設定温度、居室放熱量等に関係なく、室温を設定温度に合わせ、安定させることができる。
請求項２において、熱動弁の開（ＯＮ）動作中に室温が設定温度もしくは上方目標温度に達した場合には熱動弁を閉（ＯＦＦ）動作し、熱動弁の閉（ＯＦＦ）動作中に室温が設定温度もしくは下方目標温度に達した場合には熱動弁を開（ＯＮ）動作に移行させることにより、室温のオーバーシュートまたはアンダーシュートの発生を防止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の暖房制御方法の実施例を説明する。
一例として、図１に示すように、所定の運転周期ｔｏ（例えば、ｔｏ＝２０分間）を予め定め、この運転周期ｔｏ毎に暖房出力を変化させるように、熱動弁の開閉時間（ＯＮ−ＯＦＦ時間）を適宜定める。
即ち、運転周期ｔｏを開時間（ＯＮ時間）ｔonと閉時間（ＯＦＦ時間）ｔoff とに分割して（ｔｏ＝ｔon＋ｔoff ）複数の制御ステージを設定するものであるが、制御ステージの数は任意に設定できる（本実施例では、９ステージ）ものである。
【０００８】
室温Ｔを上昇させる（ＵＰ）方向は下方向（矢印Ａ）であり、下のステージになる（ステージ番号が増加する）につれて、開時間（ＯＮ時間）ｔonが長く、閉時間（ＯＦＦ時間）ｔoff が短くなっており、高温の湯の循環量を増大させる。
逆に、室温Ｔを下降させる（ＤＯＷＮ）方向は上方向（矢印Ｂ）であり、上のステージになる（ステージ番号が減少する）につれて、開時間（ＯＮ時間）ｔonが短く、閉時間（ＯＦＦ時間）ｔoff が長くなっており、高温の湯の循環量を減少させる。
【０００９】
0003644276.tif 000002
【００１０】
設定温度Ｔs と、設定温度Ｔs より予め定めた温度α（例えば、α＝１度）だけ高い上方目標温度ＴH ＝Ｔs ＋αと、設定温度Ｔs より予め定めた温度α（α＝１度）だけ低い下方目標温度ＴL ＝Ｔs −αとを定める。
室温センサで検出した室温Ｔの領域を次の４領域に分割する。
（１）Ｔ≧ＴH （室温Ｔが上方目標温度ＴH 以上）
（２）ＴH ＞Ｔ≧Ｔs （室温Ｔが上方目標温度ＴH 未満で設定温度Ｔs 以上）
（３）Ｔs ＞Ｔ≧ＴL （室温Ｔが設定温度Ｔs 未満で下方目標温度ＴL 以上）
（４）ＴL ＞Ｔ（室温Ｔが下方目標温度ＴL 未満）
なお、領域の数は上記４つに限定するものではなく、適宜選択できるものである。
【００１１】
暖房運転開始時に開始時室温Ｔ(o) を検出し、開始時室温Ｔ(o) が領域（１）〜（４）のどの領域に属するか判定し、属している領域に応じて開始時の制御ステージを、適宜定める（一例として、図２参照）。
（１）Ｔ(o) ≧ＴH 
開始時室温Ｔ(o) が上方目標温度ＴH 以上である場合、室温Ｔを速やかに降下させて設定温度Ｔs に到達させる必要があるから、ステージNo▲１▼（ｔon＝４分、ｔoff ＝１６分）を適用して閉時間（ＯＦＦ時間）ｔoff を最も長くし、速やかに温度降下させる。
（２）ＴH ＞Ｔ(o) ≧Ｔs
開始時室温Ｔ(o) が上方目標温度ＴH 未満で設定温度Ｔs 以上である場合、室温Ｔを緩やかに降下させて設定温度Ｔs に到達させる必要があるから、ステージNo▲５▼（ｔon＝ｔoff ＝１０分）を適用し、開時間（ＯＮ時間）ｔonと閉時間（ＯＦＦ時間）ｔoff を等しくし、外気温度が低いから、緩やかな室温降下が得られる。
【００１２】
（３）Ｔs ＞Ｔ(o) ≧ＴL 
開始時室温Ｔ(o) が設定温度Ｔs 未満で下方目標温度ＴL 以上である場合、室温Ｔを緩やかに上昇させて設定温度Ｔs に到達させる必要があるから、ステージNo▲７▼（ｔon＝１２分、ｔoff ＝８分）を適用し、開時間（ＯＮ時間）ｔonを閉時間（ＯＦＦ時間）ｔoff より僅かに大とし、緩やかな室温上昇を得る。
（４）ＴL ＞Ｔ(o)
開始時室温Ｔ(o) が下方目標温度ＴL 未満である場合、室温Ｔを速やかに上昇させて設定温度Ｔs に到達させる必要があるから、最も急速に温めるステージNo▲９▼（ｔon＝２０分、ｔoff ＝０分）を適用し、開時間（ＯＮ時間）ｔonを最大（運転周期ｔｏ＝２０分）に等しく、閉時間（ＯＦＦ時間）ｔoff ＝０即ち連続して熱動弁を開放することにより、速やかな室温上昇を得る。
【００１３】
上記領域（１）〜（４）の何れかの領域で暖房運転が開始されると、一定時間経過毎の室温Ｔの変化を判定することにより、適切な制御ステージを選択し、これを繰り返して制御ステージを変化させる（一例として、図３参照）。
図３において、判定条件１は、１運転周期ｔｏ（２０分）経過前の室温Ｔb 及び経過後の現在室温Ｔ(20)を計測し、現在室温Ｔ(20)が領域（Ｉ）〜（IV）のどの領域にあるかを判定する。
（Ｉ）Ｔ(20)≧ＴH 
（II）ＴH ＞Ｔ(20)≧Ｔs
（III ）Ｔs ＞Ｔ(20)≧ＴL 
（IV）ＴL ＞Ｔ(20)
【００１４】
判定条件２は、現在室温Ｔ(20)がある領域（Ｉ）〜（IV）毎に、１運転周期ｔｏ（２０分）前の室温Ｔb がどの領域にあったかを判定する。
この判定条件２は、現在室温Ｔ(20)になる前の室温Ｔb からの変化状態を判定するもので、１運転周期ｔｏ（２０分）前の室温Ｔb から現在室温Ｔ(20)へ変化した後の制御ステージを選択して次の運転周期ｔｏ（２０分）の制御を開始するものである。
【００１５】
なお、１運転周期ｔｏ（２０分）内であっても、熱動弁が開（ＯＮ）で運転中に、室温Ｔが上昇して設定温度Ｔs に達した時点で室温Ｔの安定を確認した後、強制的に熱動弁を閉（ＯＦＦ）とする。
また、熱動弁が開（ＯＮ）で運転中に、設定温度Ｔs 以上の室温Ｔが上昇して上方目標温度ＴH に達した時点で室温Ｔの安定を確認した後、強制的に熱動弁を閉（ＯＦＦ）とする。
【００１６】
同じく１運転周期ｔｏ（２０分）内であっても、熱動弁が閉（ＯＦＦ）で運転中に、室温Ｔが下降して設定温度Ｔs に達した時点で室温Ｔの安定を確認した後、強制的に熱動弁を開（ＯＮ）とする。
また、熱動弁が閉（ＯＦＦ）で運転中に、設定温度Ｔs 未満の室温Ｔが下降して下方目標温度ＴL に達した時点で室温Ｔの安定を確認した後、強制的に熱動弁を開（ＯＮ）とする。
【００１７】
判定条件３は、現在室温Ｔ(20)が設定温度Ｔs に近くなるとともに、１運転周期ｔｏ（２０分）経過前の室温Ｔb と現在室温Ｔ(20)とが近い値にある、即ち室温Ｔの変動が少ないか否かを判定するものであり、判定条件２において同じ領域で室温Ｔが変動していても、設定温度Ｔs に近づいているか否かを判定し、近づいている場合は制御ステージを変化させず、近づかない乃至遠ざかる場合は制御ステージを、その時選択している制御ステージから１段だけ上昇（up）または下降（down）させるものとする。
【００１８】
判定条件１において、（Ｉ）Ｔ(20)≧ＴH の場合、室温が十分に高くなっているものと判定し、判定条件２が領域（１）〜（４）の何れであっても制御ステージ▲１▼を採用する。
【００１９】
判定条件１において、（II）ＴH ＞Ｔ(20)≧Ｔs の場合、判定条件２が領域（１）のとき、前回の制御の時に制御ステージ▲１▼を採用しているものであるが、室温の降下速度が大き過ぎると判定して制御ステージ▲３▼を採用し、室温の降下速度を低減させ、設定温度Ｔs に対して緩やかに近づけるようにする。
【００２０】
判定条件２が領域（２）のとき、１運転周期ｔｏ（２０分）経過前の室温Ｔb と現在室温Ｔ(20)とを比較し、判定条件３において、その差が所定値α（例えば、α＝−０．５度）以下であれば〔Ｔ(20)−Ｔb ≦α〕、室温Ｔb から現在室温Ｔ(20)への室温の変動が殆ど無く、僅かに下降傾向にあるものと判定し、この時制御ステージを変化させない。
【００２１】
判定条件３において、室温Ｔb と現在室温Ｔ(20)の差が所定値α（α＝−０．５度）より大きい場合には〔Ｔ(20)−Ｔb ＞α〕、室温の変動が殆ど無く、僅かに上昇傾向にあるものと判定し、制御ステージを１段だけ下降（down）させる。
【００２２】
判定条件２が領域（３）の場合、室温Ｔが設定温度Ｔs より高くなっているので、僅かに暖房能力が大きいものと判定して制御ステージを１段だけ下降（down）させて暖房能力を低下させる。
【００２３】
判定条件２が領域（４）の場合、室温Ｔが十分に低い領域から設定温度以上まで上昇しているので暖房能力が大き過ぎると判定するもので、前回制御において制御ステージ▲９▼を採用しているから制御ステージ▲５▼を選択する。
【００２４】
判定条件１が領域（III ）Ｔs ＞Ｔ(20)≧ＴL の場合、判定条件２が領域（１）のとき、室温の降下速度が大きすぎると判定して制御ステージ▲５▼を採用し、室温の降下速度を低減させる。
【００２５】
判定条件２が領域（２）にあるとき、室温Ｔが設定温度Ｔs 以下になっているので、僅かに暖房能力が不足していると判定して、選択されている制御ステージを１段上昇（up）させて、暖房能力を僅かに高める。
【００２６】
判定条件２が領域（３）のとき、１運転周期ｔｏ（２０分）経過前の室温Ｔｂと現在室温Ｔ(20)とを比較し、判定条件３において、その差が所定値β（例えば、β＝０．５度）未満であれば〔Ｔ(20)−Ｔｂ＜β〕、室温Ｔｂから現在室温Ｔ(20)への室温の変動が殆ど無く、下降傾向にあるものと判定し、制御ステージを１段だけ上昇（up）させる。
【００２７】
判定条件３において、１運転周期ｔｏ（２０分）経過前の室温Ｔｂと現在室温Ｔ(20)との差が所定値β（β＝０．５度）以上であれば〔Ｔ(20)−Ｔｂ≧β〕、室温Ｔが僅かに上昇しているものと判定し、制御ステージを変化させない。
判定条件２が領域（４）であるとき、室温Ｔが上昇して設定温度Ｔs に大きく近づいていると判定して、制御ステージ▲７▼を適用し、暖房能力を僅かに低減させて、室温Ｔを緩やかに設定温度Ｔs に近づけていく。
【００２８】
判定条件１において、（IV）Ｔ(20)＜Ｔb の場合、室温Ｔが十分に低くなっているものと判定し、判定条件２が領域（１）〜（４）の何れであっても制御ステージ▲９▼を採用して暖房能力を高める。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、上述のとおり構成されているから、次のような効果を奏する。
請求項１において、設定温度に対して室温を維持するべき上方目標温度と下方目標温度とを算出し、上記上方設定温度と設定温度および下方目標温度によって複数の温度領域を定め、現在の室温が位置する温度領域に応じて一運転周期内の熱動弁の開（ＯＮ）時間と閉（ＯＦＦ）時間を判定する判定条件１と、一運転周期前の室温が位置していた温度領域に応じて上記判定条件１で判定された熱動弁の開閉時間を増減調整する判定条件２と、一運転周期前後の室温が位置する温度領域が同じ温度領域であって、かつ、上方目標温度未満下方目標温度以上である場合には一運転周期前後の室温の偏差によって上記判定条件１および２によって判定された熱動弁の開閉時間をさらに増減調整する判定条件３を有することにより、設定温度、居室放熱量等に関係なく、室温を設定温度に合わせ、安定させることができる。
請求項２において、熱動弁の開（ＯＮ）動作中に室温が設定温度もしくは上方目標温度に達した場合には熱動弁を閉（ＯＦＦ）動作し、熱動弁の閉（ＯＦＦ）動作中に室温が設定温度もしくは下方目標温度に達した場合には熱動弁を開（ＯＮ）動作に移行させることにより、室温のオーバーシュートまたはアンダーシュートの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の１実施例の制御に用いる制御ステージである。
【図２】  本発明の１実施例の制御における運転開始時の領域と制御ステージである。
【図３】  本発明の１実施例の制御動作説明図である。
【図４】  本発明を適用する温水暖房システムの１例の概略構成図である。
【図５】  従来の制御例である。
【符号の説明】
１  熱源機、２  暖房往き管、３  暖房戻り管、４  室内機、５  熱動弁
６  ポンプ、７  補給入水管、８  膨張タンク、９  給水弁、１０  リモコン
１１  出湯温度センサ、１２  戻り湯温センサ
【図１】
0003644276.tif 000003
【図２】
0003644276.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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