(57)【要約】【課題】この発明は、急激な外気温度の変化に対しても最適な蓄熱制御を実現し得るようにして、全季節において効率的な蓄熱を実現することにある。【解決手段】温度検出センサ２４で検出した外気温度を積分して平均値を求める積分時間Ｉｔ（Ｈ）を、外気温度の温度変化量に応じて選択的に可変設定し、その平均値に基づいて蓄熱量を算出して蓄熱開始時間を求め、この蓄熱開始時間に基づいて電気ヒータ１２を駆動して蓄熱暖房器本体１０の蓄熱体１１への蓄熱を行うように構成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱体に熱量を蓄熱して、該蓄熱体に蓄熱された熱量を放熱する蓄熱器本体と、
外気温度を検出する温度検出センサと、
この温度検出センサで検出した外気温度を、その温度変化量に応じて積分時間を可変設定して積分処理し、平均値を算出して、この平均値に基づいて前記蓄熱体の蓄熱量を算出し、この蓄熱量に基づいて蓄熱開始時間を求めて前記蓄熱体への蓄熱を制御する蓄熱制御手段と、
を具備することを特徴とする蓄熱制御装置。
【請求項２】
前記蓄熱制御手段は、外気温度の変化が基準値を超えた状態で、積分時間を短縮して蓄熱開始時間を算出することを特徴とする請求項１記載の蓄熱制御装置。
【請求項３】
前記蓄熱器本体には、電気ヒータが設けられ、この電気ヒータが前記蓄熱制御手段により駆動制御されて前記蓄熱体に熱量が蓄熱されることを特徴とする請求項１又は２記載の蓄熱制御装置。
【請求項４】
前記蓄熱制御手段は、外気温度の単位時間当たりの温度変化に応じて積分時間を設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の蓄熱制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば深夜電力等を利用して蓄熱体に蓄熱し、その熱量を輻射熱による自然放熱により室内暖房を行う蓄熱暖房器に用いるのに好適する蓄熱制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の蓄熱暖房器は、例えば電気料金の安価な深夜の時間帯にハウジング内に配した蓄熱体を電気ヒータで加熱し、この蓄熱体に蓄熱された熱量を昼間等の暖房時に輻射熱による自然放熱により徐々に放出することにより、室内の暖房を行う暖房構造を有している。
【０００３】
ところで、このような蓄熱暖房器は、一般的に、室内の所望の位置に設置されて、秋、冬、春、そして、夏の寒い日等の一年中、何時でも室内の暖房が可能に、２４時間の外気温度を検出して、その平均値を求め、その平均値が一定量変化した状態で、蓄熱量を増減することで、季節に応じた熱量を蓄熱体に自動的に蓄熱する方法が採られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３４２６５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記蓄熱暖房器では、例えば秋において外気温度が急激に上昇すると、蓄熱不足が起こり、放熱量が低下されてユーザに寒さを感じさせて不快感を与えたり、あるいは春先に急激に外気温度が低下すると、過蓄熱状態となり、無駄が生じるという問題を有する。
【０００５】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、急激な外気温度の変化に対しても最適な蓄熱制御を実現し得るようにして、全季節において効率的な蓄熱を実現した蓄熱制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、蓄熱体に熱量を蓄熱して、該蓄熱体に蓄熱された熱量を放熱する蓄熱器本体と、外気温度を検出する温度検出センサと、この温度検出センサで検出した外気温度を、その温度変化量に応じて積分時間を可変設定して積分処理し、平均値を算出して、この平均値に基づいて前記蓄熱体の蓄熱量を算出し、この蓄熱量に基づいて蓄熱開始時間を求めて前記蓄熱体への蓄熱を制御する蓄熱制御手段とを備えて蓄熱制御装置を構成した。
【０００７】
上記構成によれば、蓄熱制御手段は、温度検出センサで検出した外気温度を積分する時間を、その温度変化量に応じて選択的に可変設定して平均値を算出し、その平均値に基づいて蓄熱量を算出して蓄熱開始時間を求めて、この蓄熱開始時間に基づいて蓄熱器本体の蓄熱体への蓄熱を行うことにより、外気温度の変化に応じた蓄熱量の蓄熱を行うことが可能となる。
【０００８】
従って、季節の変り目等の温度変化に応じた蓄熱量を蓄熱することが可能となるため、外気温度に応じた最適な蓄熱が可能となり、全季節において、最適な蓄熱制御が可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
以上述べたように、この発明によれば、急激な外気温度の変化に対しても最適な蓄熱制御を実現し得るようにして、全季節において効率的な蓄熱を実現した蓄熱制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、この発明の一実施の形態に係る蓄熱制御装置を示すもので、蓄熱器本体である蓄熱暖房器本体１０には、例えばセラミック，酸化鉄等の蓄熱材で形成された蓄熱体１１、蓄熱用電気ヒータ１２及び強制放熱用送風ファン１３が設けられる。このうち蓄熱体１１には、電気ヒータ１２が熱的に結合されて組付けられ、この電気ヒータ１２により加熱されて所定量の熱量が蓄熱される。そして、蓄熱体１１に蓄熱された熱量は、輻射熱による自然放熱により徐々に放出されると共に、送風ファン１３の駆動操作により、強制放熱されて室内の暖房に供される。
【００１２】
上記電気ヒータ１２には、蓄熱制御手段を構成する蓄熱制御部１４のヒータ駆動部１５の出力端が接続され、このヒータ駆動部１５の入力端には、蓄熱制御部１４に設けられる蓄熱温度比較部１６の出力端が接続される。この蓄熱温度比較部１６には、例えば蓄熱暖房器本体１０に内装された蓄熱体温度検出用の温度検出センサ１７の出力端が接続され、この温度検出センサ１７で検出した上記蓄熱体１１の温度情報が入力される。
【００１３】
また、蓄熱温度比較部１６には、操作器１８に操作自在に設けられた蓄熱温度設定部１９の出力端が接続される。この蓄熱温度設定部１９は、その調整操作により、蓄熱温度情報を上記蓄熱温度比較部１６に出力する。さらに、操作器１８には、室温設定部２０が操作自在に設けられると共に、表示部２１が設けられる。
【００１４】
室温設定部２０には、上記蓄熱制御部１４に設けられた室温制御部２２が接続され、調整操作された室温設定情報を室温制御部２２に出力する。この室温制御部２２には、上記蓄熱暖房器本体１０に設けられた室温センサ２３の出力端が接続され、この室温センサ２３で検出した室温情報が入力される。室温制御部２２は、室温設定部２０からの室温設定情報と室温センサ２３からの室温情報とに基づいてファン駆動信号を生成して送風ファン１３を駆動制御して上述したように強制放熱して室内の暖房を実行する。
また、上記蓄熱温度比較部１６には、上記ヒータ駆動部１５が接続され、このヒータ駆動部１５を上記温度検出センサ１７からの蓄熱体１１の温度情報と蓄熱温度設定部１９からの蓄熱温度情報に基づいて後述するように駆動制御して上記電気ヒータ１２を駆動して蓄熱体１１に所望の熱量を蓄熱する。
【００１５】
ここで、上記操作器１８による蓄熱体への手動蓄熱動作について、図２を参照して説明する。  
先ず、ステップＳ１において、操作器１８の蓄熱温度設定部１９を調整操作して蓄熱暖房器本体１０の蓄熱体１１に蓄熱する蓄熱量を設定する。すると、ステップＳ２において、蓄熱制御部１４の蓄熱温度比較部１６には、蓄熱量設定情報が入力される。同時に、蓄熱温度比較部１６には、上記蓄熱暖房器本体１０の温度検出センサ１７で検出した蓄熱体１１の温度情報が入力される。ここで、蓄熱温度比較部１６は、蓄熱温度設定部１９からの蓄熱量設定情報と、温度検出センサ１７からの蓄熱体１１の温度情報とに基づいて周知のピークシフト計算式により蓄熱開始時間を算出する。そして、ステップＳ３に移行して、算出した蓄熱開始時間情報に基づいてヒータ駆動信号を生成し、上記ヒータ駆動部１５に出力する。
ここで、ヒータ駆動部１５は、入力されたヒータ駆動信号に基づいて電気ヒータ１２を駆動し、蓄熱体１１に熱量を蓄熱する。この際、操作器１８の表示部２１には、操作状態等が表示される。
【００１６】
また、上記蓄熱温度比較部１６には、自動蓄熱用の外気温度検出用の温度検出センサ２４が接続可能に構成され、この温度検出センサ２４が接続配置されると、上記操作器１８の蓄熱温度設定部１９との接続が離脱されて、システムがいわゆる自動蓄熱状態に切換え設定される。
【００１７】
この自動蓄熱状態においては、蓄熱温度比較部１６には、温度検出センサ２４で検出した外気温度情報が入力される。すると、蓄熱温度比較部１６は、先ず、外気温度ΔＴの単位時間Δｔ当たりの変化量を算出する。続いて、蓄熱温度比較部１６は、その変化量と、予め設定した、例えば図３に示す温度特性曲線Ｔとに基づいて、単位時間Δｔ当たり外気温度ΔＴが０．１℃の変化があったＡの場合、積分時間Ｉｔ（Ｈ）を２４時間間隔で積分処理して平均値を算出する。
そして、単位時間Δｔ当たり外気温度ΔＴが０．１℃を超えて、例えば２．４℃の温度変化のあったＢの場合には、積分時間Ｉｔ（Ｈ）を、短縮して１時間間隔で積分処理して平均値を算出する。このように、蓄熱温度比較部１６は、外気温度の変化量に応じて温度特性曲線Ｔに基づいて積分時間を可変して平均値を算出する。
【００１８】
なお、積分時間Ｉｔ（Ｈ）を設定するために上記蓄熱温度比較部１６に設定される温度特性曲線としては、図３に示す温度特性曲線Ｔに限るものでなく、その他、適宜設定することが可能である。
【００１９】
ここで、上記温度検出センサ２４を用いた自動蓄熱動作について、図４を参照して説明する。
先ず、ステップＳ１１において、温度検出センサ２４で外気温度を検出すると、ステップＳ１２において、その外気温度情報が蓄熱温度比較部１６に入力される。すると、蓄熱温度比較部１６は、単位時間Δｔ当たりの温度検出センサ２４からの外気温度ΔＴの変化量を算出し、例えば外気温度ΔＴの変化が０．１℃以下の場合（変化量の小さな変化小の状態）、ステップＳ１３に移行して２４時間間隔で積分処理して平均値を算出する。
次に、ステップＳ１４に移行して算出した平均値から、例えば図５に示す予め設定した蓄熱量決定特性曲線Ｅに基づいて蓄熱量を求め，ステップ１５に移行する。このステップＳ１５では、求めた蓄熱量に基づいて蓄熱開始時間を算出し、ステップＳ１６において、蓄熱開始時間と、上記温度検出センサ１７からの蓄熱体１１の温度情報とに基づいてヒータ駆動信号を生成し、ヒータ駆動部１５に出力する。ここで、ヒータ駆動部１５は、電気ヒータ１２を駆動して蓄熱体１１に熱量を蓄熱する。
なお、上記図５に示す蓄熱量決定特性曲線Ｅにおいては、蓄熱開始時の外気温度が−１０℃で蓄熱体１１の蓄熱量が１００％に設定され、外気温度が５℃で蓄熱量が６０％、外気温度が２０℃で蓄熱量が２０％に設定される。
【００２０】
また、上記ステップＳ１２において、例えば外気温度ΔＴの変化が０．１℃を超えた場合（変化量の大きな変化大の状態）、ステップＳ１７に移行して温度特性Ｅにしたがって温度変化量に対応して短縮した積分時間Ｉｔ（Ｈ）で積分処理して平均値を算出する。この外気温度の変化量の大きな変化大の状態において、例えば外気温度ΔＴの変化量が２．４℃ある場合には、積分時間Ｉｔ（Ｈ）が１時間に短縮設定されて平均値が求められる。
【００２１】
次に、ステップＳ１８に移行して算出した平均値から、上記図５に示す蓄熱量決定特性曲線Ｅに基づいて蓄熱量を求めてステップＳ１９に移行する。このステップＳ１９では、求めた蓄熱量に基づいて蓄熱開始時間を算出し、ステップＳ２０において、蓄熱開始時間と、上記温度検出センサ１７からの蓄熱体１１の温度情報とに基づいてヒータ駆動信号を生成し、ヒータ駆動部１５に出力する。ここで、ヒータ駆動部１５は、ヒータ駆動信号に基づいて電気ヒータ１２を駆動して蓄熱体１１に熱量を蓄熱する。
また、上記蓄熱温度比較部１６に予め設定される蓄熱量決定特性曲線Ｅは、その他、例えば図６の実線で示すように外気温度の平均値が０℃で蓄熱量が１００％、平均値が２０℃で蓄熱量が２０％に設定され、あるいは破線で示すように−２０℃で蓄熱量が１００％、５℃で蓄熱量が３０％等に適宜に可変設定可能となっている。
このように、上記蓄熱制御装置は、温度検出センサ２４で検出した外気温度を積分して平均値を求める積分時間Ｉｔ（Ｈ）を、外気温度の温度変化量に応じて選択的に可変設定し、その平均値に基づいて蓄熱量を算出して蓄熱開始時間を求め、この蓄熱開始時間に基づいて電気ヒータ１２を駆動して蓄熱暖房器本体１０の蓄熱体１１への蓄熱を行うように構成した。
【００２２】
これによれば、例えば秋口等の急激な外気温度上昇や、春先等の急激な外気温度低下等の季節の変り目の外気温度の変化があった場合にも、蓄熱体１１への最適な蓄熱制御が自動的に可能となるため、暖房を必要とする全季節において、快適な暖房環境を実現することができる。
【００２３】
なお、上記実施の形態では、強制放熱用の送風ファン１３を備えた蓄熱暖房システムに適用した場合について説明したが、このシステムに限ることなく、適用可能で、略同様の効果が期待される。
【００２４】
よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００２５】
例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の一実施の形態に係る蓄熱制御装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】図１の手動による蓄熱動作を説明するために示したフローチャートである。
【図３】図１の蓄熱温度比較部による積分時間を切換え設定するための温度特性曲線を示した特性図である。
【図４】図１の自動による蓄熱動作を説明するために示したフローチャートである。
【図５】図１の特熱動作に用いられる蓄熱量決定特性曲線を示した特性図である。
【図６】図５の蓄熱量決定特性曲線の他の例を示した特性図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０…蓄熱暖房器本体、１１…蓄熱体、１２…電気ヒータ、１３…送風ファン、１４…蓄熱制御部、１５…ヒータ駆動部、１６…蓄熱温度比較部、１７…温度検出センサ、１８…操作器、１９…蓄熱温度設定部、２０…室温設定部、２１…表示部、２２…室温制御部、２３…室温センサ、２４…温度検出センサ。
【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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