(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源機によって生成された温水を、室内に設置された放熱器へ熱動弁を介して供給するとともに、設定温度と設定時間毎に抽出される室内温度との差に基づき、前記設定時間に対する前記熱動弁の開放時間の比率を調整することにより、前記放熱器への時間当たりの温水供給量を調整して前記室内の温度を調整するようにした温水暖房装置の制御方法であって、前記設定時間を一定にして前記熱動弁の開放時間を変化させることにより両者の比率を調整するとともに、前記開放時間が最小値に設定されて、その最小値への設定回数が所定回数に達した際に、前記設定時間を延長し、前記設定時間が最大値に設定され、かつ、その最大値への設定回数が所定回数に達した際に、前記設定時間を短くすることを特徴とする温水暖房装置の温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温水暖房装置の温度制御方法に係わり、特に、負荷が小さい場合における過加熱を防止するようにした温水暖房装置の温度制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、温水暖房装置として、図２に示す構造のものが知られている。
この図において符号１で示す温水暖房装置は、熱源機２と、各部屋３に設置されるとともに、前記熱源機２において生成される温水が供給されて、室内の空気を加熱する放熱器４と、これらの各放熱器４に接続されて、各放熱器４へ供給される前記温水の供給量を制御する熱動弁５と、前記各部屋３に設置され、室内温度の設定等の暖房の諸条件を設定するコントローラ６と、これらのコントローラ６に接続されて、室内温度を検出する室温センサ７と、前記各コントローラ６に接続されるとともに、これらの各コントローラ６から出力される制御信号に基づき、前記熱源機２や熱動弁５の作動を制御する制御ユニット８とによって概略構成されている。
【０００３】
また、前記熱源機２は、ハウジング９と、このハウジング９内に設置された加熱器１０と、この加熱器１０において生成された温水を前記各熱動弁５へ供給する給湯管１１と、前記各放熱器４において熱交換を終えた温水を前記加熱器１０へ循環させる温水戻し管１２と、この温水戻し管１２の途中に設けられ、前記温水の熱膨張を吸収するととともに、この温水中に混入している気体を分離する膨張容器１３と、前記温水戻し管１２の途中で、前記膨張容器１３と前記加熱器１０との間に設けられ、前記温水の循環をなす温水ポンプ１４とを備えた構成となっている。
【０００４】
そして、このように構成された温水暖房装置１による室内の暖房運転時における温度制御の一例として、コントローラ６によって設定された設定温度（Ｈｓ）と、検出された室温（Ｈｘ）との差を求め、この温度差が零となるように前記制御ユニット８によって加熱器１０の燃焼をフィードバック制御することにより、図５に曲線Ａで示すように、前記室温Ｈｘを設定温度Ｈｓに近づけることが行なわれている。
【０００５】
ところで、このような温度制御においては、設定温度Ｈｓと検出された室温Ｈｘとの比較を連続して行なうとともに、これらの比較結果に基づいて加熱器１０の燃焼制御を連続して行なう必要があることから、その制御が複雑になるといった問題点を有している。
【０００６】
しかも、放熱器４が複数連設されて、これらの各放熱器４からの要求の全てを満足させるように前記加熱器１０の燃焼制御を行なわなければならないから、さらにその制御が煩雑なものとなっている。
【０００７】
そこで、従来では、前記加熱器１０の燃焼状態を一定にして給湯温度を一定に保持しておき、設定時間（Ｔ）毎に室温Ｈｘを抽出するとともに、前記室温Ｈｘと設定温度Ｈｓとの差に基づいて、前記設定時間（Ｔ）に対する前記熱動弁５の開放時間（ｔ）の比率を調整し、これによって、前記放熱器４へ供給する温水量すなわち供給熱量を調整して、前記部屋３の室温Ｈｘを調整することが行なわれている。
【０００８】
すなわち、室温Ｈｘと設定温度Ｈｓとの差が小さい場合には、図３に符号ｔｏで示すように、熱動弁５の開放時間ｔを短くして、設定時間Ｔ内における温水の供給量を少なくし、また、室温Ｈｘと設定温度Ｈｓとの差が大きい場合には、図４に符号ｔｎで示すように、熱動弁５の開放時間を長くして、設定時間Ｔ内における温水の供給量を多くし、これによって、部屋３内の温度調整を行なうようにしている。
【０００９】
このような温度制御方法によると、加熱器１０の能力調整が殆ど不要になり、放熱器４への供給熱量の調整が熱動弁５の開閉操作のみで済むことから、その制御が簡素化されるといった利点がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の温度制御方法にあってもつぎのような改善すべき問題点が残されている。
【００１１】
前述した熱動弁５は、作動流体の加熱・冷却による容積変化を利用して開閉動作を行なうもので、その開閉動作に応答遅れがあり、かつ、その応答性が設置された周囲の温度によって大きく変化する。
【００１２】
詳述すれば、図６（ａ）に示すように熱動弁５へ制御信号が送出されたとする。
ここで、図６（ｂ）に示すように、熱動弁５の周囲温度がたとえば２０℃であると、熱動弁５へＯＮ信号が送出されると、この熱動弁５の作動流体が加熱されて、所定時間ｔａ後に全開状態に至り、また、ＯＦＦ信号が送出されると、前記作動流体の放熱がなされて所定時間ｔｂ後に全閉状態となる。
また、図６（ｃ）に示すように、熱動弁５の周囲温度がたとえば０℃であると、熱動弁５へＯＮ信号が送出されて、この熱動弁５が全開状態に至るまでの時間ｔａが長くなり、また、ＯＦＦ信号が送出されて全閉状態となるまでの時間ｔｂが短くなる。
【００１３】
したがって、熱動弁５の全開時間が周囲温度によって変化することとなり、制御信号によって設定される熱動弁５の開放時間ｔ（図６におけるｔｏ）が、熱動弁５の開放動作時における応答遅れの最大値（図６（ｃ）におけるｔａ）よりも短く設定されると、周囲温度によっては熱動弁５が開かない現象が生じてしまうことから、作動時における給湯を確実に確保するために、前記熱動弁５の最小開放時間ｔｏが、熱動弁５の開放動作時における応答遅れの最大値ｔａよりも長く設定される。
【００１４】
さらに、放熱器４への供給熱量が、室温Ｈｘの抽出間隔である前記設定時間Ｔと前記熱動弁５の開放時間ｔとの比率によって決定されるが、前記設定時間Ｔが一定であるから、熱動弁５から供給される最低熱量がほぼ一義的に決まる。
【００１５】
そして、このような特性を有する熱動弁５を用いて前述した温度制御を行なうと、室温Ｈｘが高く負荷が小さい場合等において、前記熱動弁５に、最低量の温水供給状態とする制御信号が送出されるが、このように、熱動弁５が最低供給熱量となるように設定されていても、設定温度Ｈｓによっては、供給される熱量が過剰となって、図５に曲線Ｂで示すように、室温Ｈｘが設定温度Ｈｓ以上に上昇・保持されてしまうことが想定される。
【００１６】
本発明は、前述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、温水供給量を制御する熱動弁の最低温水供給量を確保しつつ、この最低量の温水供給状態において供給熱量をさらに減少させることの可能な温水暖房装置の温度制御方法を提供することを解決すべき課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の温水暖房装置の温度制御方法は、前述した課題を解決するために、熱源機によって生成された温水を、室内に設置された放熱器へ熱動弁を介して供給するとともに、設定温度と設定時間毎に抽出される室内温度との差に基づき、前記設定時間に対する前記熱動弁の開放時間の比率を調整することにより、前記放熱器への時間当たりの温水供給量を調整して前記室内の温度を調整するようにした温水暖房装置の制御方法であって、前記設定時間を一定にして前記熱動弁の開放時間を変化させることにより両者の比率を調整するとともに、前記開放時間が最小値に設定されて、その最小値への設定回数が所定回数に達した際に、前記設定時間を延長し、前記設定時間が最大値に設定され、かつ、その最大値への設定回数が所定回数に達した際に、前記設定時間を短くすることを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１（ａ）を参照して説明する。
なお、以下の説明中、従来と共通する部分については同一符号を用いて説明を簡略化する。
【００２１】
本実施形態に係わる温水暖房装置１の温度制御方法は、熱源機２によって生成された温水を、室内に設置された放熱器４へ熱動弁５を介して供給するとともに、設定温度Ｈｓと設定時間Ｔ毎に抽出される室内温度Ｈｘとの差に基づき、前記設定時間Ｔに対する前記熱動弁５の開放時間ｔの比率を調整することにより、前記放熱器４への時間当たりの温水供給量を調整して前記室内の温度Ｈｘを調整する際に、前記熱動弁５の開放時間ｔと前記設定時間Ｔとの比率を、前記設定時間Ｔを変化させることによって調整するようにしたものである。
【００２２】
詳述すれば、各部屋３に設置されているコントローラ６が操作されて暖房運転が開始されると、このコントローラ６において各部屋３の室温が設定されるとともに、室温センサ７によって室温Ｈｘが連続して検出される。
【００２３】
そして、運転開始時点における初期値として、前記室温Ｈｘの抽出間隔となる前記設定間隔Ｔが最も短い間隔Ｔｏに設定されるとともに、熱動弁５の開放時間ｔが、最も短い開放時間ｔｏに設定される。
【００２４】
これより、運転開始後に、設定時間Ｔ経過する度に、前記検出されている現在の室温Ｈｘが抽出されてコントローラ６に取り込まれるとともに、この室温Ｈｘと前記設定温度Ｈｓとの比較がなされ、その差が制御ユニット８へ送出されて、この制御ユニット８において前記差に基づき、熱動弁５の開放時間ｔが設定されることにより、前記設定時間Ｔｏとの比率が調整されて、熱動弁５から放熱器４への給湯量が調整される。
【００２５】
これによって、図５に曲線Ｃで示すように、前記室温Ｈｘが上昇させられるが、この室温Ｈｘが前記設定温度Ｈｓを越えると、前記開放時間ｔが最も短い開放時間ｔｏへ変更され、この状態での温水供給量が過剰供給状態であると、前記室温Ｈｘが設定温度Ｈｓ以上に保持されてしまうが、本実施形態においては、前記制御ユニット８からの過加熱情報に基づく制御信号に基づき、図１（ａ）に示すように、前記設定時間Ｔが設定時間Ｔｐへ延長させられ、さらに、次回の室温抽出時においてもなお過加熱状態と判断された場合には、前記設定時間Ｔがさらに長い設定時間Ｔｑへ変更させられ、この操作が順次繰り返されることにより、温水供給間隔が広げられて、前記室温Ｈｘが設定温度Ｈｓ以下へ下げられる。
【００２６】
このようにして設定温度Ｈｓ以下まで室温Ｈｘが下げられた後には、この室温Ｈｘを上昇させるべく前記設定時間Ｔが順次短い方へ変更されることにより、前記室温Ｈｘが設定温度Ｈｓへ近づけられる。
【００２７】
したがって、本実施形態においては、この熱動弁５の最低温水供給量を確保した状態で、温水の過供給が抑制されて、室温Ｈｘが設定温度Ｈｓ以上に上昇・保持されることが防止される。
【００２８】
更に、本実施形態の温水暖房装置１における温度制御方法において、室温Ｈｘが設定温度Ｈｓを越えた後の処理を詳述すれば、以下の通りである。
【００２９】
すなわち、室温Ｈｘが設定温度Ｈｓを越えると、熱動弁５の開放時間ｔが最も短い開放時間ｔｏに設定されるが、最小の開放時間ｔｏに設定される回数がカウントされて、図１（ｂ）に示すように、この設定回数が所定回数に達した際に（図においては３回）、強制的に前記設定時間Ｔｏが長い設定時間Ｔｐへ、さらに過加熱状態が継続する場合には、さらに長い設定時間Ｔｑへ変更されて、温水の供給間隔が延長されるようにしたものである。
【００３０】
このような処理により、前述した実施形態と同様に、最低温水供給量を確保した状態で、温水の過供給が抑制されて、図５に曲線Ｄで示すように、一旦室温Ｈｘが設定温度Ｈｓ以上に上昇させられるものの、緩やかに設定温度Ｈｓ以下に下げられるとともに、熱動弁５の最小の開放時間ｔｏに設定される回数が複数回に亙って確認された後に、設定間隔Ｔの変更が行なわれることから、誤動作が抑制される。
【００３２】
さらには、室温Ｈｘが設定温度Ｈｓ以下に下げられた後において、再度設定温度Ｈｓへ向けて上昇させられる場合において、設定時間Ｔが最大に設定される回数をカウントし、その回数が所定回数に至った時点で前記設定時間Ｔを短い方へ変更させることにより、前記室温Ｈｘを上昇させるようにしている。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係わる温水暖房装置の温度制御方法によれば、熱動弁の最低温水供給量を確保した状態で、温水の過供給を抑制することができ、これによって、室温が設定温度以上に上昇・保持されることを確実に防止することができる。
【００３４】
また、熱動弁の最小の開放時間への設定を複数回確認した後に、設定間隔を変更するようにしたから、過加熱状態の発生を確実に検出して誤動作を防止することができる。
【００３５】
さらに、一旦下降した室温を再度設定温度まで上昇させる際において、熱動弁の最大の設定間隔への設定を複数回確認した後に、この設定間隔を変更するようにしたから、室温が設定温度以下であることを確実に検出して誤動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための、熱動弁に対する制御信号の波形図で、（ａ）は一実施形態に関するもので、（ｂ）は他の実施形態に関するものである。
【図２】一般的な温水暖房装置の一例を示すシステム構成図である。
【図３】従来の温度制御方法を説明するための熱動弁に対する制御信号の波形図である。
【図４】従来の温度制御方法を説明するための熱動弁に対する制御信号の他の波形図である。
【図５】本発明および従来例における室温変化を示す図である。
【図６】熱動弁の応答性を説明するための、制御信号に対する熱動弁の動作のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  温水暖房装置
２  熱源機
３  部屋
４  放熱器
５  熱動弁
７  室温センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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