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発明の名称 床暖房装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−19503
公開日 平成7年(1995)1月20日
出願番号 特願平5−162916
出願日 平成5年(1993)6月30日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】尾股 行雄
発明者 井崎 博和
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 床暖房パネルと、この床暖房パネルに開閉弁を介して温水を供給する熱源装置と、上記開閉弁の所定時間当たりの開弁時間を、室温と設定温度の偏差に対して連続的に変化させる制御装置とを備え、上記制御装置により、室温が設定値を超えた場合には、弁開閉のサイクルにおいて2回に1回分飛ばして弁閉とすることを特徴とする床暖房装置。
【請求項2】 床暖房パネルと、この床暖房パネルに開閉弁を介して温水を供給する熱源装置と、上記開閉弁の所定時間当たりの開弁時間を、室温と設定温度の偏差に対して連続的に変化させる制御装置とを備え、上記制御装置により、常に開弁時間を最低開弁時間に設定しておき、弁閉時間の制御で暖房能力を低下させることを特徴とする床暖房装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は床暖房パネルに温水を循環させる床暖房装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】床暖房パネルに温水を循環させる床暖房装置としては、熱源装置(例えばガス燃焼装置)から導いた温水管を室内に敷設された床暖房パネルに配管し、この温水管に設けた開閉弁を、室温と設定温の差に応じて一定サイクルで開閉し、開弁時間を連続的に変化させ床温を制御する構成としている。この場合、最低開弁時間は温水が床暖房パネル内の冷水と入れ替わる為の時間で決まり、能力の下限がきまることになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方式では、負荷が下がっても最低開弁時間とサイクル時間によって最低放熱量が定まっていて、床・室温が上昇する。この最低開弁時間/サイクル時間の比をより小さく出来れば最低放熱量が下げられ、より快適な範囲が広げられるのであるが、実際には実行が困難である。
【0004】本発明は上記に鑑みて、床暖房能力の変化幅を広げる手段を講じることで上記の課題を解決できる改良された床暖房装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、床暖房パネルと、この床暖房パネルに開閉弁を介して温水を供給する熱源装置と、上記開閉弁の所定時間当たりの開時間を、室温と設定温度の偏差に対して連続的に変化させる制御装置とを備え、上記制御装置により、室温が設定値を超えた場合には、弁開閉のサイクルにおいて2回に1回分飛ばす(弁閉状態とする)ことを特徴とする床暖房装置である。
【0006】更に本発明は、床暖房パネルと、この床暖房パネルに開閉弁を介して温水を供給する熱源装置と、上記開閉弁の所定時間当たりの開時間を、室温と設定温度の偏差に対して連続的に変化させる制御装置とを備え、上記制御装置により、常に開弁時間を最低開弁時間に設定しておき、弁閉時間の制御により暖房能力を低下させることを特徴とする床暖房装置である。
【0007】
【作用】上記のように、床暖房装置の温水配管に取り付けた開閉弁を、常に一定サイクルで開閉を行い、床温の大きな変動を抑制しつつ、室温を温度センサにて検知し、この室温と床温とを基準の設定温度と比較し、この偏差に基づいて連続的に前記開閉弁の開閉時間を調整(開弁時間と弁閉時間の比率を変える)することで、室温と設定温度とのズレを小さくし、室温が設定値を越えると2回のサイクルに対して1回は弁を開けないようにして、床暖房の能力値を下げるものである。更に、本発明においては、開弁を最低開弁時間で一定としておき、弁閉時間を室温と設定温度を比較し,この差に基づいて連続的に弁の開閉を調整することで現行サイクル時間より長いサイクルまで運転して床暖房能力を下げるものである。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【0009】図1において、温水供給を開閉弁で行う床暖房装置は,下方にガス燃焼部2を配設した燃焼装置1の外周にパイプ状熱交換器3を巻き付け、その熱交換器3に配水管4を接続し、これを床暖房パネル5に導く構成としている。この温水配管4の中途に、電磁弁よりなる開閉弁6と循環ポンプPとを設け、上記開閉弁6と循環ポンプPと室内に配置する室温センサ7とガス燃焼部2のガス弁8を制御装置9に接続し、全体として床暖房装置を構成する。
【0010】次にこの作用を説明すると、先ずこの燃焼装置1の燃焼加熱でパイプ状熱交換器3で熱交換された温水は温水配管4を経て床暖房パネル5に流入循環させ、上記床暖房パネル5を暖めると共にこの輻射熱によって室内を加温して室温を上昇させるものである。この場合、開閉弁6をオン、オフのサイクルを繰り返して断続的に開閉させることで、図2に示すように床温が大きく変動しないようにしてある。
【0011】ここにおいて、開閉弁6のオン−オフの時間T(サイクル)を、次式のように設定温度と室温を加味した状態で決めれば設定温度と室温のズレを小さくすることができる。
【0012】即ち、 TON=f(ts−ta)
例えば、f(ts−ta)=A×Bts-ta又はf(ts−ta)=A+B(ts−ta)
但し、TONは1サイクルTにおける開閉弁6の開弁時間、tsは設定温度、taは室温である。
【0013】例えば、T=20分の場合、3≦TON≦20となるように、開閉弁6の開弁時間、弁閉時間の比率を変えるように設定する。
【0014】また、開閉弁6の開閉比率は図3に示す通り室温が設定温度のとき、50%の開閉とする。ここで、室内に設置する室温センサ7の値と設定室温の偏差に対して連続的に変化させると、図2に示したように室温と床温のズレが小さくなる。
【0015】ところで、床暖房能力の最低値/最大値の比は、ほぼ0.3〜0.6程度であり、両者の比が充分大きなものとは言えない。床暖房パネル内の冷えた水を新しい温水で置き換える為の時間(最低開弁時間)を決めてあるが、施工条件によっては、容量が小さかったり流量が大きかったりすると、温水が入れ替わった後も温水が余分に流れ続け、その分床暖房パネルへ熱が移動し過ぎてしまい、床暖房能力の最低値が大きくなってしまう。
【0016】したがって、最低開弁時間を施工に合わせて調整するか、或いは運転サイクル時間を長くすることによって、上記能力の比を大きくすることが出来る。しかしながら、これでは床温の変動幅が全域に亘って大きくなってしまうこと、弁開閉のサイクルが長くなって制御の遅れが大きくなってしまうこと、といった不都合が生じる。
【0017】以上より、本発明における制御装置9は次の機能を有するように構成されている。
【0018】即ち、本発明の一つの態様では、図3と図4に示すように、室温が最低開弁時間を表示する温度になってから或る温度上昇したときに、弁開閉サイクルの2回のうち1回を弁閉のまま維持するようにする。図4に示す通り、サイクル1で充分な開弁を行い、次いで、サイクル2の初期の温度差で次のサイクルの弁閉時間を決める。そして、設定温度と室温との差(Ts−Ta)が最低開弁となる温度差イに接近して温度差がゼロとなり、更に降下して(即ち、室温が上昇して)、Ts−Taがサイクルの1回飛しとなる温度差ロよりも低位置となると、次回のサイクルでは弁閉状態とする(サイクル4)。このように、室温が高くなってTs−Taの値が小さくなると、サイクル運転を2回に1回は弁閉のままとする。
【0019】また、本発明の別の態様では、図5に示すように、常に開弁時間を最低開弁時間に設定しておき、弁閉時間で暖房能力を低下させる。図5の通り、最低開弁時間TONを固定(例えば3分)しておき、弁閉時間TOFF を例えば0〜40分程度まで変えることが出来るように連続的に制御するものである。図中Ts−Taは前記同様設定温度と室温との差である。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、床暖房パネルに結合した温水管の開閉弁の開閉時間の比率を、室温と設定温度の偏差に基づいて調整するようにしたため、室内への入熱量を制御(室温制御)し、床温の極度の低下や上昇を防ぐことが出来るとともに、室温を設定温度近くに維持することができ、さらには、室温が低いときには床温を上昇させ、室温が高いときには床温を低下させることができ、従って室温と床温の関係を適切に保持できる。
【0021】更に本発明では、室温が最低開弁時間を表示する温度になってから或る温度上昇したときに、弁開閉サイクルの2回のうち1回を弁閉のまま維持するので、最低開弁時間の運転になっても、室温が上昇する過少負荷のときでも、より一段と暖房能力を低下させて室温、床温の上昇を押さえることが簡単に出来るものである。
【0022】また、本発明の別の態様、即ち、常に開弁時間を最低開弁時間に設定しておき、弁閉時間で暖房能力を低下させる構成においては、暖房能力を或る程度まで下げた所までは、床温の変動は従来より小さく、そして従来の最低暖房能力より低い位置まで暖房能力を下げられる。この場合、暖房能力の下限はフレキシブルである。




 

 


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