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JP2705282B2 - 暖房機の暖房能力制御装置 - Google Patents
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JP2705282B2 - 暖房機の暖房能力制御装置 - Google Patents

暖房機の暖房能力制御装置

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JP2705282B2
JP2705282B2 JP2148317A JP14831790A JP2705282B2 JP 2705282 B2 JP2705282 B2 JP 2705282B2 JP 2148317 A JP2148317 A JP 2148317A JP 14831790 A JP14831790 A JP 14831790A JP 2705282 B2 JP2705282 B2 JP 2705282B2
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政之 難波
義雄 浅野
慎治 櫛田
政彦 竹岡
忠典 羽根田
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は温風暖房機等の暖房能力制御装置に関するも
のである。
従来の技術 一般にこの種の暖房能力温度制御装置は設定温度と室
温との差によってその暖房能力を強〜弱に変化させるよ
うになっている。したがって室温が低い暖房開始時は最
大(強)暖房能力で暖房を開始し、室温が設定温度に達
した後に最大暖房能力による暖房を解除して前記室温と
設定室温との差によって定められる暖房能力(強〜弱)
で暖房を行なうようになる。
発明が解決しようとする課題 しかしながらこのような暖房能力制御装置は部屋が小
さい場合、室温が設定温度に達しても体感的には寒く感
じることがあった。これは暖房開始時、特に低温からの
暖房開始時には部屋が狭いため室内の空気温度は早く設
定温度に達しても熱容量の大きい室内の壁,床,天井等
は冷えきっていてなかなか暖まらないので、室温が設定
温度に達していても冷熱輻射により実際に人間が感じる
体感温度が低くなるからである。
また部屋が大きい場合は、室温が設定温度に達すると
体感的には熱く感じることがあった。特に暖房開始時の
室温が比較的高い時には顕著に感じることがあった。こ
れは暖房開始時、部屋が広いため室温の空気温度はゆっ
くりと上昇、すなわち熱容量の大きい室内の壁,床,天
井等とほぼ同じように温度上昇し、またはすでに壁,
床,天井等の温度がある程度高くなっているため多少温
度上昇が遅くても室内温度が設定温度に達するころには
室内の壁や天井が室内温度とほぼ同程度の温度になって
これらから冷熱輻射を受けることがなくなるため、相対
的に熱く感じるようになるのであった。
本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、部屋の
大きさや暖房開始時の温度に関係なく快適な暖房状態が
早く得られるようにすることを目的としたものである。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため室温検出部および室
温設定部からの両出力に基づいて燃焼量あるいは温風量
のいずれかあるいは両方の能力を設定する制御部と、暖
房開始時の室温と暖房開始一定時間後の室温とから室温
変化偏差を求める偏差演算部と、上記室温および室温変
化偏差出力に基づいて前記制御部から出力されている暖
房開始時の強暖房能力指示の解除出力時点を修正する能
力制御部とで構成してあり、さらに目的を達成する他の
手段としては室温検出部および室温設定部からの両出力
差に基づいて燃焼量あるいは温風量のいずれかあるいは
両方の能力を設定する制御部と、暖房開始時の室温と暖
房開始一定時間後の室温とから室温変化偏差を求める偏
差演算部と、室温および室温変化偏差と燃焼量あるいは
温風量可変手段のいずれかあるいは両方へ出力する暖房
能力指示との関係を制御規則として記憶する制御規則記
憶部と、室温および室温変化偏差と前記制御規制記憶部
の制御規則を参照し推論処理を行なって前記暖房能力指
示を決定する制御推論部と、この制御推論部からの出力
に基づいて前記制御部から出力されている暖房開始時の
強暖房能力指示の解除出力時点を修正する出力補正部と
で構成してある。
作用 本発明は上記構成によって室温の変化量が大きく暖房
負荷が小さい、すなわち部屋が小さいほど暖房開始時の
最大暖房能力を解除する時点を遅く、すなわち温度を高
目に設定するようになる。したがって部屋が小さいほど
設定温度より高目になるまで最大暖房能力で暖房するこ
とになり、その結果、壁,床,天井等からの冷輻射があ
っても体感的には短時間で設定温度まで暖房、すなわち
快適な暖房が可能となる。また部屋が広くて暖房負荷が
大きい時や暖房開始時の室温が高い時ほど暖房開始時の
最大暖房能力を解除する時点を早く、すなわち温度を低
目に設定するようになる。したがって部屋が大きく暖房
開始時の室温が高いほど設定温度より低い温度から暖房
能力が弱くなり、その結果室内を暖めすぎるようなこと
がなく体感的に快適な暖房が得られるようになる。
実施例 以下本発明の一実施例を図面とともに説明する。まず
第5図を用いて温風暖房機の一例を説明しておくと、1
は暖房機本体、2はこの暖房機本体1内に設けた熱源部
で、燃料を気化し燃焼用空気と混合させて燃焼させる気
化式バーナが用いてある。3は上記熱源部2に燃料を供
給する燃料ポンプ、4は同熱源部2に燃焼用空気を供給
するバーナファン、5は熱源部2で発生した燃焼ガス等
の熱を温風として本体前面の温風吹出口6から吹出す対
流ファン、7は上記温風吹出口6に設けたルーバで、温
風の吹出角度を変えるものであり、ステッピングモータ
等のルーバ角度可変手段8によってルーバ角が変更され
るようになっている。9は制御装置で、前記燃料ポンプ
3、バーナファン4、対流ファン5を駆動して燃焼量お
よび温風量を制御するとともにこれに連動してルーバ角
度可変手段8を駆動してルーバ角を変えるものである。
第1図は上記制御装置のブロック図であり、推論制御
する場合を例にして表わしてある。第1図中11は室温検
出部、12は室温設定部、13は上記室温検出および設定部
11,12からの出力を入力しその出力に応じて燃焼量およ
び温風量を設定する制御部で、前記燃料ポンプ3,バーナ
ファン4で構成される燃焼量可変手段14と、対流ファン
5で構成される温風量可変手段15を駆動する。16は偏差
演算部で、室温検出部11から暖房開始時に得る温度T0
暖房開始一定時間後に得る温度T1とから室温変化偏差En
を演算する。17は制御規則記憶部で、暖房開始時の温度
T0と室温変化偏差Enとで後述する出力補正部への暖房能
力指示との関係を制御変数を用いて記述した制御規則を
記憶している。ここで制御規則の例として「もし、室温
がやや寒くかつ室温変化偏差Enが大きいならば(条件
部)、暖房能力指示(強暖房能力指示の解除点)は少し
オーバーとせよ(出力部)」等のif〜them−形式で記述
され、下記第1表のようになる。
ここで、「やや寒い」,「大きい」あるいは「少しオ
ーバーさせよ」という制御変数は第3図に示すメンバー
シップ関数で定義される。
なお制御規則記憶部17は制御規則の条件部を記憶する
条件部記憶部17aと、制御規則の出力部を記憶する出力
部記憶部17bとからなる。
次に18は制御推論部で、暖房開始時の室温T0および室
温変化偏差Enと制御規則記憶部17の制御規則とから推論
を行なって暖房能力指示量を決定し出力する。ここで制
御推論部18は室温検出部11および偏差演算部16と条件部
記憶部17aとから暖房開始時の室温T0,室温変化偏差En
制御規則の条件部への適合度を求める適合度演算部18a
と、求めた適合度と出力部記憶部17bの出力信号とで制
御規則の出力部に重み付けを行なう重み付け演算部18b
と、重み付け演算部18bから重み付けされた制御規則の
出力部から暖房能力指示を重心演算で求める重心演算部
18cとからなる。19は上記制御推論部18からの暖房能力
指示出力に基づいて制御部13からの強暖房能力指示の解
除時点を修正する出力補正部で、補正した出力を燃焼量
可変手段14と温風量可変手段15に送ってこれらを制御す
る。なお上記制御規則記憶部17と制御推論部18と出力補
正部19は室温T0および室温変化偏差Enに基づいて暖房能
力指示を出力する能力制御部19Aを構成している。
上記構成においてその動作を説明する。まず運転の開
始が確認されると制御部13はあらかじめ定められたプロ
グラムにしたがって燃焼を開始させる。次に燃焼を開始
すると、室温・設定温度を検出し、その出力差で燃焼量
を算出して燃焼量可変手段14と温風量可変手段15に出力
し燃焼・温風量を制御する。通常暖房開始時は室温と設
定温度との差が大きいので最大暖房能力(最大燃焼・温
風量)で暖房の開始を指示する。またこの時点では制御
推論部18からの出力がないので出力補正部19は制御部13
からの出力をそのまま出し、最大暖房能力で暖房を開始
するようになる。第2図のフローチャートで示すとP1
P6の動作である。
次に暖房開始後一定時間(例えば15分)が経過すると
偏差演算部16は暖房開始時の室温T0と一定時間後の室温
T1とから室温変化偏差En(En=T1−T0)を求める。第2
図のフローチャートで示すとP7〜P9の動作になる。ここ
で求められた暖房開始時の室温T0をt0、温度偏差をEと
する。次に適合度演算部18aが上記室温T0=t0と温度偏
差En=eとを条件部記憶部17aの制御規則の条件部(第
1表および第3図のメンバーシップ関数A,B)を参照し
適合度wを求める。例えば、第3図(A)の横軸上(室
温)のt0に垂線をたて各関数との交点が室温t0への適合
度wになる。ここでは非常に寒いの関数への適合度wt
1、寒いの関数への適合度wt2、やや寒いへの適合度がwt
3になる。また室温変化偏差に対しても上記室温と同様
にして少し広いの関数への適合度we1、普通の関数への
適合度we2、少し狭いへの適合度we3になる。上記の結果
を第1表にあてはめ整理すると第2表のようになる。
実際には適合度wは、どちらか小さい方(min方法)
を採用する。例えば、寒いへの適合度wt2と普通への適
合度we2の大小関係がwt2>we2とするとwe2が出力部のメ
ンバーシップ関数「少しオーバー」への適合度となる。
第2図のフローチャートではP10になる。次に求めた適
合度wを重み付け演算部18bで出力記憶部17bの制御規則
の出力部(第1,2表および第3図のメンバーシップ関数
C)を参照して重み付け演算を行う。その結果例が第3
表に示すようになったとする。
第2図のフローチャートではP11となる。
次に重心演算部18cは重み付けされた制御規則の出力
部の関数を合成(MAX法)し、その重心を求める(重心
法)。これが、入力された暖房開始時の室温T0および室
温変化偏差Enに対する暖房能力指示になり、求めた暖房
能力指示を出力補正、部19に出力する。第2図のフロー
チャートのP12,P13である。結果を第4図に示す。
出力補正部19はこの暖房能力指示に基づき制御部13か
らの暖房能力指示に優先してこれを燃焼量可変手段14と
温風量可変手段15に出力し、これらを制御するようにす
る。
すなわち、例えば暖房開始時の室温が第3図で示す7
℃で、一定時間後の室温変化偏差が同図(B)で示す11
deg.であれば、暖房能力指示、この場合は暖房開始時の
強暖房能力を解除する時点は、一連の動作を行ない設定
温度に対して1.2deg高めにする。同一室温変化偏差であ
れば第1表の制御規則で明らかなように室温が下がる
(普通→やや寒い→寒い→非常に寒い)に従って、設定
温度より室温が高めになる(オーバーシュートする)規
則で、上記傾向は室温変化偏差の大小に係わらず同様な
傾向(程度は異なる)としてある。また、同一室温であ
れば室温変化偏差が大きくなる(少ない→普通→少し大
きい→大きい)に従って強暖房能力の解除点は設定温度
より高くする規則で、この傾向は暖房開始時の室温に係
わらず同様な傾向(程度は異なる)としてある。このよ
うに、暖房開始時初期室温および室温変化偏差の変化に
対して上記制御規則を保ちつつ連続的に設定温度に対す
る強暖房能力の解除点が決められることになる。従っ
て、制御部13から指示される強暖房能力解除点(温度)
が設定温度であっても部屋が小さい、あるいは暖房開始
時の室温が低い時は、設定温度よりも1deg,2deg…高い
温度となり、逆に部屋が大きい、あるいは暖房開始時の
温度が高い時には、設定温度よりも1deg,2deg…低い温
度となる。その結果部屋が小さい、暖房開始時の室温が
低い時は、設定温度よりも高めになるまで強暖房能力で
暖房するので、壁,床,天井等から冷熱輻射があっても
体感的に寒く感じることはなくなる。また部屋が大き
い、暖房開始時の温度が高い時は、設定温度よりも低い
温度で強暖房能力が解除されて中,弱,微弱のように暖
房能力が変化するので、壁,床,天井の温度が上がりす
ぎて熱く感じるということがなくなる。
発明の効果 以上実施例の説明から明らかなように本発明によれば
部屋が狭い、あるいは暖房開始時の室温が低い時には少
し高目になるまで強暖房能力で暖房するので、壁,床,
天井等からの冷熱輻射で体感的に寒く感じるようなこと
がなく、また部屋が広い、あるいは暖房開始時の室温が
高い時には少し低めの温度から強暖房能力による暖房を
解除して中〜弱暖房へと移行していくので、室温が設定
温度に達した時に熱く感じるということもなくなる。す
なわち部屋の大小や暖房開始時の室温の状況を判断して
最適な暖房が可能となり、暖房開始時において快適な暖
房状態を無駄なく効率よく早く作り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における温風暖房機の制御装
置を示すブロック図、第2図はその動作を示すフローチ
ャート、第3図は同メンバーシップ関数を示す図、第4
図は同制御装置の重心演算手段の演算結果を示す図、第
5図は温風暖房機の断面図である。 11……室温検出部、12……室温設定部、13……制御部、
14……燃焼量可変手段、15……温風量可変手段、16……
偏差演算部、17……制御規則記憶部、18……制御推論
部、19……出力補正部、19A……能力制御部。
フロントページの続き (72)発明者 櫛田 慎治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 竹岡 政彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 羽根田 忠典 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 実開 平2−62252(JP,U) 実開 昭62−2971(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】室温検出部および室温設定部からの両出力
    に基づいて燃焼量あるいは温風量のいずれかあるいは両
    方の能力を設定する制御部と、暖房開始時の室温と暖房
    開始一定時間後の室温とから室温変化偏差を求める偏差
    演算部と、上記室温および室温変化偏差出力に基づいて
    前記制御部から出力されている暖房開始時の強暖房能力
    指示の解除出力時点を修正する能力制御部とからなる暖
    房機の暖房能力制御装置。
  2. 【請求項2】室温検出部および室温設定部からの両出力
    に基づいて燃焼量あるいは温風量のいずれかあるいは両
    方の能力を設定する制御部と、暖房開始時の室温と暖房
    開始一定時間後の室温とから室温変化偏差を求める偏差
    演算部と、室温および室温変化偏差と燃焼量あるいは温
    風量可変手段のいずれかあるいは両方へ出力する暖房能
    力指示との関係を制御規則として記憶する制御規則記憶
    部と、室温および室温変化偏差と前記制御規則記憶部の
    制御規則を参照し推論処理を行なって前記暖房能力指示
    を決定する制御推論部と、この制御推論部からの出力に
    基づいて前記制御部から出力されている暖房開始時の強
    暖房能力指示の解除出力時点を修正する出力補正部とか
    らなる暖房機の暖房能力制御装置。
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