JPS6134057B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、周囲の気温を調節する通常の壁取付
け型の建造物暖房空調用サーモスタツトに関す
る。

従来から、建造物暖房空調制御装置は、壁取付
型サーモスタツトにより行なわれてきた。このよ
うなサーモスタツトは実際の温度を確かめるのに
読みやすく、また所望温度を変えるために摺動ス
ケール又は回転ダイヤルを操作していた。実際の
温度と所望温度との間に一定の温度差があると
き、温度検出素子が電気接点を閉じて暖房空調装
置をオンにする。暖房又は空調装置は、実際の温
度が所定の小さな許容値内に到達すると接点を解
放することによりカツトオフされる。

エネルギー資源がだんだん減少するに従つてエ
ネルギー保存に対する関心が高まつているので、
より複雑な温度調節が作られている。たとえば、
米国特許第3948441号明細書は、所定の温度とし
て夜間温度を低く、昼間温度を高くするような時
間可変サーモスタツトをすえ付ける余裕がある壁
取付型サーモスタツトを開示している。クロツク
が、目標温度すなわち所望温度を時刻に応じて適
当な設定値に自動的に調節するように設けられて
いる。前記特許明細書に開示された装置は、タイ
マーすなわちクロツク機構がライン電圧から分離
されて再充電可能なバツテリ源からのみ駆動され
るようになつている。そのバツテリ源自身は、サ
ーモスタツトがオフになつている間に24ボルト、
60サイクルの電流により極めて低速に充電され
る。この装置により、制御用として２本のワイヤ
のみを有するサーモスタツトが、２つの目的のた
めすなわちバツテリ充電と暖房装置の温度制御と
のために２つのワイヤを使用する時間可変エネル
ギー蓄積サーモスタツトに取付けられうる。一般
的に言つて、従来の壁取付型サーモスタツトは、
暖房空調装置用のリレイの電気的接点を開閉する
コイル状バイメタルトリツプを用いているので、
その感度及び熱慣性が、よりよい制御を達成する
ための制限になつている。

デジタルクロツクを用いる現在の別のサーモス
タツトでは、温度検出は、温度回路に対する線形
電圧作動するエポキシ被覆サーミスタにより与え
られる。電子増幅器内の基準の設定値と比較する
ことにより適当な加熱又は冷却素子が状態に応じ
て付勢される。２つの異なる温度レベルの間の相
対的な温度シフトに対するタイミングは、低電圧
供給線から得られる60Hzの低電圧線から派生して
いる。帰還路は不活性加熱冷却リレー素子を通る
か、又は暖房のみの装置の場合には、変成器を介
して活性リレー素子を通る。

本発明は、快適な温度レベルに応答しかつそれ
をまずよりよく制御することができる、周辺の空
気状態を調節する制御装置を提供している。この
柔軟性及び正確さは、計算能力及び必要な制御信
号を発生する特定技術を用いて機能を増すことに
より達成される。計算能力は、演算ロジツク装置
と、演算係数を記憶したランダムアクセスメモリ
と、プログラムを記憶しかつ前記素子を適当に制
御する付随のランダムロジツク機能を備えるリー
ドオンリメモリとにより与えられる。これらの素
子のすべては、壁取付けに適する１つのサーモス
タツト内にパツケージされ、そのサーモスタツト
は、さらに素子を付勢する再充電可能なバツテリ
電源と、装置のタイミングを供給する水晶の基本
タイマーと、駆動装置付表示装置と、選択スイツ
チと、温度検出装置と、少なくとも１つのパワー
スイツチとを包含する。

本発明は、従来のサーモスタツトの代わりに壁
に取付けられかつ多数の異なる状態を検出して温
度制御を行なう周囲の気温調節サーモスタツトを
提供する。エネルギーを保存するために昼間及び
夜間において周囲の気温を異なる設定値に調節す
るのに加えて、本発明は、各サイクル中に目標温
度に到達する時刻を予期してこの時刻前に暖房空
調装置をオフにする。スイツチがオフになる前に
冷暖房装置内を既にある冷暖房された空気は、冷
暖房される空間内で循環して、その装置は、目標
温度を越えることなく所望の設定値に“近ずく”
ことができる。その上、瞬間的な通気が不必要に
冷暖房装置を付勢しないように装置内へ温度信号
蓄積平均遅延装置が作られる。この通気は、温度
制御装置を通過して人々が部屋を通過したり、ド
アの開閉、熱気のある場所等からの不規則な対流
の結果としてたびたび生じる。本発明のランダム
アクセスメモリは、検出した温度情報を記憶し、
演算ロジツク装置は平均の計算を行なつて冷暖房
装置の付勢が本当に必要かどうかを確認する。

本発明は、また従来の２本ワイヤサーモスタツ
ト装置から再充電された再充電可能な直流電源を
利用する温度調節装置を提供している。

さらに、本発明は、デジタル表示装置を備えた
温度調節装置と手動命令を行なうキーボード入力
を備えた温度制御装置を提供している。デジタル
表示装置は、液晶デイスプレイ又は発光ダイオー
ドデイスプレイ又は他の同様な技術によるデイス
プレイの形状をとつてもよい。このデイスプレイ
装置は、バツテリから電力を連続的に供給するこ
とができるように作られている。キーボード入力
により、命令信号は多くの人々が精通している方
法で命令源においてデジタル化される。１つのキ
ーボードには、サーモスタツトへの多数の手動命
令のための万能入力が設けられている。

２進符号化された10進スライドスイツチは、変
化の度合に応じて与えられる数により温度を上下
させる入力手段である。時間と温度とはいずれも
それにより、１つの入力キーボードから本発明の
制御装置内に読込まれうる。さらに、出力装置と
装置無効用制御装置もまたスライドスイツチの形
状で設けられている。周囲空気調節装置は、それ
により暖房、冷房又は全停止になされる。同様
に、フアンガが連続的にオンにされ、装置が、冷
暖房中のみフアンを選択的に作動されるようにな
つている。

本発明の付加的な特徴は、温度差動の最小時間
において、装置のハンチングすなわちその乱動作
を防止し、同時に優れた制御を達成するための構
造を有することである。これは、再流循環雑音の
悪化を防止し、装置の弱さを小さくしかつ空調装
置の加圧装置の寿命を維持するのに特に重要であ
る。

装置の作動パラメータのすべては、工場におい
て調節することができることは、理解されるだろ
う。すなわち、装置は、好ましい２〓（１℃）の
差を有する温度を維持するように指定されてもよ
い。また、制御装置は、最小の循環動作時間を維
持することが必要とされる。すなわち、加熱ポン
プが、少なくとも10分間動作するように付勢さ
れ、少なくとも５分間オフされたままにされる。
これらの要因のすべての特定な設定値は、技術的
な考慮から決定され、好ましい値は、所望により
変化することができる。

本発明の改良した制御回路は、用いた冷暖房装
置が実際の温度を所望の温度設定値に戻すのに十
分なエネルギー出力において動作しているかどう
かの情報を確認し、かつそれに従つてエネルギー
出力を変化させるようになつている。冷暖房サイ
クルが所望の方向に温度を変えないとき、エネル
ギー出力があまりに低いので、増大させた方がよ
い。これは、多段エネルギーレベル装置により達
成されうる。このような装置では、たとえば、２
段装置では、制御装置は、冷暖房出力の１レベル
における初期動作から、冷暖房出力の他のレベル
が適当なサイクルタイミングを得るのにより望ま
しいかどうかを決定する。その後、装置は、記憶
されたデータから、演算ロジツク装置が、その装
置を初期冷暖房速度に房すべきかどうかを決定す
るまで、その装置は、他の出力段階において動作
する。動作段階を変える１つの基準は、実際の温
度が所望の温度の方へ移動するかどうかを確認す
るために時間に対する温度勾配を決定することに
よる。実際の温度が所望温度の方へ移動するなら
ば、暖房すなわち空調装置は低段階のエネルギー
出力において動作してよい。実際の温度が所望温
度の方へ移動しないならば、高いエネルギー段階
が表示される。動作段階は、段階的な調節により
除々に変化する。すなわち、エネルギー出力制御
装置は、選択された調節方法及び用いる周辺装置
に依存して連続摺動の大きさに関して変形され
る。

さらに本発明の特徴は、調節熱出力における湿
度の変化を補償する柔軟性があることである。空
気中の湿度のレベルは、特定の温度を維持するこ
とにより達成される快適度に効果があり、例を上
げると、22.2℃（72〓）の温度では、相対湿度40
％がかなり快適である。これと同じ快適度は、湿
度が80％の場合にはいくらか低い温度により達成
され、同じ快適度を達成するには、高温の場合、
極めて乾燥した空気を必要とする。本発明の柔軟
性は、湿度検出器からデータを受取つて所望の温
度を修正する能力を与える。すなわち、前記例に
続いて、もしも所望の温度として22.2℃（72〓）
がキーボードを用いて装置内に手動で入力される
とすれば、制御回路網は、これを、前もつて設定
された標準の40％相対湿度における所望温度とし
て取扱かう。温度を22.2℃（72〓）に維持するか
わりに、湿度を80％まで上げると、湿度が再び低
下するまでその装置は熱の発生を調節して低い温
度を維持するかもしれない。湿度が低下するなら
ばその逆になる。

この装置の柔軟性により、暖房装置及び空気調
節装置の両方を用いた装置を不感なものにするこ
ともできる。周囲の気温が、たとえば22.2℃（72
〓）以上まで上がるならば、無効信号が発生して
暖房装置がオンされるのを防止する。たとえば
22.2℃（72〓）と23.3℃（74〓）との間に温度帯
域がある場合、その帯域では、暖房及び空気調節
装置の作動がいずれも禁止される。温度がこの狭
い禁止帯の範囲内にある間は、暖房又は空気調節
装置はいずれもオンにされないだろう。23.3℃
（74〓）以上において、禁止信号が空気調節装置
から除かれるが暖房装置に対しては効力を発し続
ける。なお、22.2℃（72〓）以下では、空調装置
が禁止され、一方暖房装置が作動する。この動作
は付加的なものであり、従来のサーモスタツト制
御装置で達成されるような機能は、米国特許第
3040807号明細書及び同第3961237号明細書におい
て説明されている。

第１図及び第２図を参照すると、本発明の気温
調節装置の制御装置の面１０には、表示装置１
２、キーボード１６及び選択スイツチ１３があ
る。カバープレート１１が、その下端部に沿つて
ヒンジ取付けされており、第１図のように閉じら
れたときキーボード１６及び選択スイツチ１３を
覆うが、第２図のように開かれたとき、キーボー
ド１６及び選択スイツチ１３をアクセスすること
ができかつ、表示したり又は設定値を変更したり
したい場合に、カバープレートの内面上に動作命
令を表示する。この調節装置１０の形状は、どの
ような壁型サーモスタツトの取付場所内又はこの
目的のためにビル内に設置された直立スタンド上
にうまく取付けることができるようになつてい
る。

４つの数字及びA.（午前）、P.（午後）を表示
する電子表示装置１２が、調節装置の面１０の左
上部に設けられている。表示装置１２は、所望の
通りに作動する発光ダイオード表示装置として示
されているが、これとは別に、できるだけわずか
な電力を消費して温度を度で示した数の連続して
見える像を表示するために液晶表示装置を選択す
ることができる。温度は、装置の内端電子技術で
目盛られて、華氏又は摂氏のいずれかで２桁の表
示を与える。LED表示装置の代わりに、LCD
（液晶表示装置）、ガス放出型表示装置又は他の従
来の電子表示装置を用いてもよい。

表示装置１２は、キーボードが付勢されなけれ
ば常に点燈されてよいが、これは、ある場合には
必要ではないことは理解されなければならない。
たとえば、ROOM TEMP（室温）とTEMP
SET（設定温度）と表示された選択スイツチが
設けられており、表示装置１２は、その選択スイ
ツチの１つを押さなければ、電力が供給されない
ままになる：ROOM TEMPボタンを押すことに
より表示装置１２を動作させて、制御装置が配置
される部屋の現在の温度を表示させる。表示は、
華氏又は摂氏のいずれかで行なわれる。他方、
TEMP SETボタンを押すことにより、表示装置
１２が本発明の制御装置により維持された正常の
室温を記録する。セツトバツク温度は、±10の間
の正常室温の設定値から外れるように調節された
摺動スイツチ１７から決定されてよい。再び、制
御装置は、華氏又は摂氏のいずれかに基づいて作
動するよう調整されてよい。従つて、TEMP
SETボタンを押し、表示装置１２を観察し、か
つ摺動スイツチ１７の設定値によりその違いを計
算することにより別のすなわちセツトバツク温度
を確認することができる。

第２図に示されるその他の選択スイツチ１３も
また所定機能を行なう。SET TIME1及び
RESET TIME1と表示されたスイツチは、本発
明の制御装置が正常の所望室温を維持するのをま
ず停止して摺動スイツチの設定値により決定され
るオフセツトすなわちセツトバツク温度を所定の
動作期間維持し始める24時間以内の時間と、制御
装置が正常温度に戻る、所定の動作期間の終端に
おける時間とをそれぞれ制御するようになつてい
る。ある例では、その制御装置が不連続な１日す
なわち24時間中にわたつてセツトバツク温度を維
持するのが望ましい。従つてSET TIME2及び
RESET TIME2と表示された選択スイツチは、
24時間以内における本発明の制御装置によるセツ
トバツク温度の維持の第２の開始及び停止を指定
するようになつている。

制御装置がまずセツトバツク温度の設定値を維
持し始めるSET TIME1ボタンを押す。この時間
はLED又はLCD表示装置１２に表示される。そ
の後、同様にしてRESET TIME1ボタンを押し
て、本発明の制御装置が摺動スイツチ１７により
決定されたセツトバツク温度設定値を維持するの
を停止してその代わりに再び正常温度を維持し始
める時間をメモリから呼出す。この時間も同様に
RESET TIME1ボタンを押すことにより表示装
置１２に表示される。同様に、SET TIME2ボタ
ンを押すことにより、表示装置１２は、１日にお
いて制御装置が再びセツトバツク室温を再び維持
し始める時間を読出すクロツクの像を与える。そ
のセツトバツク温度により制御装置が再び停止す
る時間は、リセツトタイム２ボタンを押すことに
より表示装置１２に登録される。クロツクボタン
を押すことにより現在の時間をデイスプレイ装置
で表示する。CLEARボタンを押すことにより、
最後に表示装置１２上に現われた時間又は温度の
メモリをクリアする。標準の室温設定値の変更
は、まずSET TIME1又はSET TIME2ボタンの
いずれかを押し、その後新しい標準室温を指示す
るキーボード１６のキーの１つを選択して押すこ
とにより達成される。第２の又はセツトバツク温
度の変更は、摺動スイツチ１７を操作することに
より達成される。

これとは別に制御パネル面１０にはまた、
HEAT又はCOOL位置へそれぞれ移動することに
よつて暖房又は空調装置のいずれかを作動させる
ようになつている摺動スイツチ１９が備えられて
いる。

摺動スイツチ２１は、フアンの動作を制御する
ために設けられている。そのフアンは、スイツチ
２１をON位置に移動させることにより連続的に
オンにすることができる。空気循環及び低レベル
の冷房は、最小の電力消費で達成される。これを
は別に、摺動スイツチ２１は、フアンを空調装置
の操作によりオン・オフするAUTO位置に移動
される。スイツチ２１がON位置にあり、かつス
イツチ１９がHEAT位置にあるとき、フアン
は、中央処理装置２４の制御により作動しない。
むしろ、フアンは、ボンネツト温度検出器に応答
して暖房装置から直接作動される。

同様な方法により種々の摺動又はロータリスイ
ツチを用いることにより本発明の制御装置に他の
制御機能を与えることは理解されたい。

第３図は、本発明による温度制御装置の作動成
分を図示している。制御パネル面１０に加えて、
演算計算を行ないかつ必要な符号化、復号化、記
憶その他の温度制御に必要なデータ処理機能を行
なうために主中央処理装置２４が設けられてい
る。中央処理装置２４は、プログラム可能なマイ
クロコンピユータの形状を取つてもよいし又はこ
れとは別に、注文設計の集積回路であつてもよ
い。どちらの場合にも、大きさ及び性能上から、
中央処理装置は全体的に電子的でなければならず
また静電機械成分を有さずに機能しなければなら
ない。TTL、MOS、Ｃ−MOS、Ｐ−MOS及び他
の集積回路ロジツク等の異なる集積回路形を用い
てよい。最も望ましい集積回路は、用いられる半
導体回路網に必要な低電力を示さなければならな
い。中央処理装置２４として用いられるのに適す
る型のマイクロコンピユータの１つとしてロツク
ウエルインタナシヨナル コーポレーヨン
（Rockwell International Corporation）により製
造されたPPS−４／１マイクロコンピユータがあ
る。このマイクロコンピユータは、わずかな修正
を行えば、中央処理装置２４の機能を行なうよう
調節することができる。

電子クロツク回路３０は、中央処理装置２４の
一体部分として包含されていてもよいしいなくて
もよいが、いずれにしても、クロツクパルスを、
カウンタ装置に供給し、そのカウンタ装置は、一
様なパルス源の出力を分割する。もとのクロツク
パルス源は、３、579545MHzの水晶発振器２８
である。水晶発振器２８の出力は、フリツプフロ
ツプ回路又はクロツクカウンタアレイ３０内のカ
ウンタチツプを介して分割されて中央処理装置２
４に用いるために線２９に出力を発生する。この
出力は、中央処理装置２４によりテストされ、そ
の信号が真であるとわかれば、ランダムアクセス
メモリの現在の時間記録部分が更新される。この
ようにして、現在の時間の連続的な記録がランダ
ムアクセスメモリ３６内の周知の場所に維持され
る。

キーボード１６の接触用パネルスイツチはマト
リツクス状をしている。特定のスイツチ行が適当
な駆動装置や受信装置を含むマルチプレクサ回路
５３に接続されている５本の選択線５８の１つに
より選択される。１行のスイツチの任意のスイツ
チの付勢に関する情報は、４行の選択線５９の１
つを介して決定されかつスイツチが活性化される
かどうかを決定するためにテストを行なう場合に
中央処理装置２４のアキユームレータ３４に伝達
される。

マルチプレクサ５３から信号が行選択ライン５
８の各々を介して命令信号デコーダ５２の制御に
より順次接触パネル１６へ伝達される。この命令
信号のデコーダ５２はまた対応する信号をアキユ
ームレータ３４へ送る。受信装置７５をサンプリ
ングすることにより、アキユームレータ３４は、
とにかく行選択ライン５９のどの特定の行選択線
５８をイネーブルにするかを決定することができ
る。それにより、アキユームレータ３４はキーボ
ード１６の押されたキーを確認することができ
る。命令デコーダ５２及びデータアドレスレジス
タ６０により制御されるので、アキユームレータ
は、キーボード１６のキーからランダムアクセス
メモリ３６内へ情報を書き込む。

選択スイツチ１３の特定の１つの付勢に応答し
て、中央処理装置２４は、適当なサービスルーチ
ンを行なう。温度切換時間又は所望の標準時間を
変更すべきならば、接触パネル１６からの入力が
そのサービスルーチンを完了することが必要であ
る。

CLEARスイツチを除き、選択スイツチ１３の
どれか１つを押すことにより表示装置１２に像が
生ずる。表示装置１２上に像を発生するためにラ
ンダムアクセスメモリ３６からの出力がアキユー
ムレータ３４内に集められて16×８デコードマト
リツクス回路６３に処理される。この16×８デコ
ードマトリツクス回路６３は７セグメントコード
で記憶する２進符号化10進形から表示されるべき
時間信号と温度信号とを変換する。その７セグメ
ントコードは、１対のデータバツフア６５及び６
７へ伝達され、該バツフアでは、適当な数字セグ
メントが表示装置１２内の関連数字を選択してラ
ツチする間に、行選択線５８の１つからカソード
ドライバ６１の１つを付勢することにより、ラツ
チされる。このセグメントコードは、バツフア６
５及び６７から１対のドライバ及びレシーバー回
路６９及び７１へ転送され、さらに、７つの並列
な入力７３を介して増幅された形状でアノードド
ライバ６４へ転送される。

表示装置１２は、キーボードスイツチマトリツ
クスと同じ速度で多重化される。表示装置１２の
LED又はLCDを点灯し続けることにより、表示
装置内の数はすべて同時に観察することができ
る。この走査サイクルは、本発明の制御装置の標
準動作の間繰返し続けられる。

アドレスレジスタ６０は、アキユームレータ３
４に、情報を読み出したり書込んだりすべきラン
ダムアクセスメモリ及びリードオンリメモリ６２
内の位置に関する情報を与える。これにより、ア
キユームレータ３４がリードオンリメモリから永
久係数を引出して温度変化の割合を計算して暖房
段階か又は冷房段階かを決定して計算を行なつて
所望の温度にいつ到達するかを予測し、さらにこ
の温度が高過ぎないように前もつて暖房又は冷房
をオフにする。命令デコーダ５２を介してリード
オンリメモリ６２により係数を与えることによ
り、アキユームレータが平均化機能を行なつて装
置が過渡的な気流に応答して付勢されるのを防止
する。平均化機能を達成するために、Ｒ−Ｃフイ
ルタ又は他の別のハードウエアフイルタ装置等の
他の手段を用いることもできる。これは、実際の
平均範囲温度から検出温度の誤解しやすい過渡的
な運動に対する応答を抑制する手段を形成する。
アドレスレジスタ６０はまたアキユームレータに
ランダムアクセスメモリ３６からアドレス識別情
報を与えて、それによりそのアキユームレータが
ランダムアクセスメモリ３６から情報を引出して
この情報を前述のようにLED又は液晶表示装置
において表示するように駆動回路網６４を介して
送る。算術ロジツク装置６６及び桁上げフリツ
プ・フロツプ４２はまた制御機能を行なうのに必
要な温度差及び平均の計算を行なうのに必要であ
る。

算術ロジツク装置６６及び桁上げフリツプフロ
ツプは、アキユームレータ３４とともに用いられ
て熱ポンプ８３と総称しかつ線７０の付勢信号の
発生を応答的に終端させる暖房装置の接点８７、
空調装置の接点８５及びフアンの接点７８の動作
に応答して実際の温度を所望温度に戻す予期時間
を決定する。熱ポンプ８３は、閉じられた部屋を
暖房したり又は冷房したりする任意装置であつて
中央暖房装置、空調装置及びヒートポンプを含
む。線７０の信号を終端させるために、温度勾配
が線１０４に信号が発生している間サーミスタ９
２から派生される。実際の温度が、段階的な温度
勾配の割合で所望温度と一致する予測時間が算術
ロジツク装置６６及び桁上げフリツプフロツプ４
２により計算される。この時間は、ランダムアク
セスメモリ内に記憶されかつその計算された予測
時間の前に所定の時間まで連続的に更新される。
信号７０は、熱ポンプ８３の熱慣性を補償するた
めにすぐに終端される。

暖房及び空調装置の物理的な付勢及び消勢を制
御する駆動信号が線７０に与えられる。冷暖房の
両方を行なうために通常の出力制御装置が設けら
れる。その制御回路は、SCR７４、付随のゲー
ト駆動トランジスタ７２及びダイオードブリツジ
７３から成つている。SCR７４は、第３図並び
に、第１図及び第２図の制御装置面１０の左下部
に図示する２柱上摺動スイツチ１９により冷暖房
のいずれにも用いられる。摺動スイツチ１９の接
点の一方側が空調装置の接触器８５、暖戻接触器
８７又はフアン接触器７８の適当なアクチエータ
制御回路をSCR７４に接続し、一方接点の他方
側は、暖房の場合は、ライン８２で又は冷房の場
合はライン８９により中央処理装置２４へロジツ
ク信号を与える。

適当な設定点に到達すると、中央処理装置２４
がライン７０を7.5ボルトにラツチする。この電
圧は、ゲート駆動トランジスタ７２のベースに駆
動電流を与えてSCR７４のゲートを駆動する。
ダイオードブリツジ７２がSCR７４及びゲート
駆動トランジスタ７２を作動させる全波整流電圧
を与えるようになつている。

ライン７０の信号がSCR７４のゲートを駆動
させるのに必要な増幅を与えるトランジスタ７２
のベースに伝達されるSCR７４のゲートを駆動
することにより変成器の２次回路７６を開閉す
る。その二次回路は、従来は変成器８０を通して
作動する115ボルトないし120ボルト、60Hzの電源
７８から発生する24Vのステツプダウンループで
あつた。二次ループ７６の開閉により、電力が空
調装置及び暖房装置の接触器８５及び８７にそれ
ぞれ与えられる。接触器８５が回路を暖房装置の
方へ閉じると、熱ポンプ８３が暖房サイクルで作
動され、接触器８７が回路を空調装置の方へ閉じ
ると、熱ポンプ８３が冷房サイクルで作動され
る。

３本のライン７０，８２及び８９が中央処理装
置２４とSCRの制御回路との間に用いられる
が、２本のラインのみが暖房用としてのみ作られ
た熱ポンプ８３を用いる装置では、変成器の２次
ループ７６を中央処理装置２４に内部連結するこ
とが必要である。これにより、本発明の温度調節
回路は、中央空気調節を包含しない既存の暖房装
置用の従来の２本のサーモスタツト接続線ととも
に用いられる。

さらに本発明の特徴は、SCRが導通していよ
うといまいといつも第２ループ７６から中央処理
装置２４へ電力を供給することである。本発明の
動作では、中央処理装置２４に電力を与える再充
電可能なバツテリ９０を再充電するための細流充
電は、変成器８０の２次ループ７６からの電流タ
ツプ８１から発生する。電力が分岐点８１に供給
され、それは極めて低レベル、たとえば約４ｍＡ
の電流を引出す。変成器８０からの電流ダイオー
ドブリツジ７２により整流されてダイオード８４
及び抵抗８８を通過して従来のニツケル−カドミ
ウム再充電可能バツテリ９０を充電する。ツエナ
ーダイオード１０５が過渡回路保護装置として作
用する。加えて、ダイオード８４からの電流がい
つも通過してクロツク回路３０へ電力を供給し、
さらに中央処理装置２４へと供給する。

サーミスタ回路９２は、固定抵抗９４、可変抵
抗９６、コンデンサ９８及び増幅装置１００とか
ら成る。サーミスタ回路９２の出力は、データ入
力源としてライン１０４によりインタラプト回路
１０３及び命令デコーダ回路５２を介して中央処
理装置２４のアキユームレータ３４へ接続されて
いる。サーミスタ回路９２は、温度調節装置内な
らばどこに配置されてもよいが、従来は、ほとん
ど制御装置の面の真下又は背後に配置されてい
る。ある用途では、コイル状ニツケル抵抗線をよ
り線形な温度信号特性を達成するためにサーミス
タ回路９２の代用としてもよい。サーミスタ回路
９２の可変抵抗９６は、実際の温度情報を発生し
てその実際の温度を示す信号をライン１０４によ
りアキユームレータ３４へ伝達し、そこでその信
号が二進形に変換される。

温度チエツクルーチンによるサイクル中に、ア
キユームレータ３４は、実際の温度ライン１０４
により伝達されたとき、その温度がクロツク３０
により識別されたランダムアクセスメモリ３６内
の位置に記憶された所望温度と大きな違いがある
ならば、アキユームレータ３４は、信号をライン
７０によりゲート駆動トランジスタ７２に送つて
SCR７４のゲートを駆動する。しかしながら、
ライン７０により任意信号を発生する前に、装置
は、温度変動が過渡気流の結果でないことを確認
する。この確認機能は、ライン１０４による実際
の温度の出力をクロツク回路３０により決定られ
た期間にわたつてサンプリングすることにより達
成される。リードオンリメモリ６２から発生する
パラメータを用いて得られた２つの温度について
比較が行なわれる。算術ロジツク装置６６及び桁
上げフリツプフロツプにより実施された比較計算
が平均の最小しきい値温度偏差が存在することを
示すならば、ライン７０により信号が発生して
SCR７４のゲートを駆動する。

第３図に図示された本発明の実施例は、ただ熱
ポンプ８３内の暖房装置の一段階の動作と空調装
置の一段階の動作だけを示している。しかしなが
ら、第３図に図示される装置は、ライン７０と平
行なラインにより信号を与える第２制御信号ライ
ンを設けるより修正されてもよい。付勢された平
行な制御信号ラインの１つが、算術ロジツク装置
６６及び桁上げフリツプフロツプ４２により行な
うことができる温度勾配の計算の結果により決定
されてもよい。サーミスタ回路９２により検出さ
れた温度から生ずる計算された温度勾配は、熱ポ
ンプ８３の動作が実際の温度が、所望温度の方へ
移動しないようにしたことを示すならば、制御ラ
インの１つにより信号が低電力接触器の代わりに
高電力接触器を動作するように与えられ、そうで
なければ、低電力接触器が、この２段接触装置に
おいて他の平行な制御ラインによる信号により付
勢されるだろう。これは、暖房又は空調装置を駆
動して、温度勾配の計算がサーミスタ回路９２か
らの信号に応答して暖房の場合に温度が上昇し、
冷房の場合に温度が降下することを示すとすれ
ば、生ずるであろう速度よりも大きな速度で電力
を供給する。

クロツク３０により、アキユームレータ３４が
所望温度を決定するために１日のうちの異なる時
間にランダムアクセスメモリ３６の異なる領域を
呼出す。このように、指定した時間後に、アキユ
ームレータ３４は、サーミスタ回路９２からの平
均の実際温度をランダムアクセスメモリ３６内に
記憶されている規則的な所望温度と比較する。逆
に、指定されたセツトバツク時間に到達すると、
アキユームレータ３４は、摺動スイツチ１７によ
り指定されかつ指定セツトバツク時間後で指定し
た規則的な所望時間前に当たる１日のうちの時間
に応答するランダムアクセスメモリ３６の領域内
に記憶された低い所望セツトバツク温度について
比較を行う。

本発明の制御装置の操作は、第２図に示される
カバープレート１１の内面上の命令に従つて実施
される。制御装置が配置された部屋にいる者は、
温度情報を決定するためにある問合せをしやす
い。ROOM TEP選択スイツチ１３を押すことに
より、アキユームレータ３４がRAM３６をアク
セスして華氏の場合はＦ、摂氏の場合はＣと指定
して現在の室温を与えて表示装置１２上に表示す
る。現在の温度を示す数字の像が中央処理装置１
２により内部的に決定された時間ほんの１瞬残
る。基準温度の設定値は何かを確認するために
は、TEP SET選択スイツチを押しさえすればよ
い。制御装置が周囲の温度を標準的な所望温度に
維持している間に、ROOM TEMP及びTEMP
SET選択スイツチ１３を押すことに応答して現
われる２つの温度は大変近似しているべきであ
り、通常は一致しているだろう。制御装置が周囲
の気温を選択スイツチ１７により決められるセツ
トバツク温度に維持する間、ROOM TEMPと
TEMP SET選択スイツチを押すことに応答する
読みは、スイツチ１７により特定された量と厳密
に異なつている。

カバー１１を開くことにより、さらに問合わせ
わ行なつて時間及び温度の設定を変更することが
できる。第３図のクロツク３０が正しい時間をラ
ンダムアクセスメモリ３６内に正確に維持するよ
うセツトされるべきである。現在の時間としてラ
ンダムアクセスメモリ内に記憶された時間を確認
するためには、クロツク選択スイツチ１３を押し
さえすればよい。それに応答してアキユームレー
タ３４はランダムアクセスメモリから現在の時間
を読出して接尾辞としてA.MならばＡ、P.Mなら
ばP.を含むクロツクの表示の可視像を表示装置１
２上に与える。この表示が誤りであれば、
CLEAR選択スイツチ１３を押さなければならな
い。これにより、前もつて記憶した表示をランダ
ムアクセスメモリ３６から除去する。次に、キー
ボード１６の適当な数字のキーを順次押した後
AM又はPMキーを押すことにより正確な時間を
リセツトする必要がある。これが行なわれてしま
うと、表示装置１２は新しい現在の時間を自動的
に記憶する。クロツク選択スイツチ１３を第２時
間に押して、このようにしてサブルーチンを終了
する。

温度がセツトバツク温度設定により制御される
１日のうちの最も早い時間に関して制御装置が問
合せをするために、SET TIME1が押される。こ
れにより１日すなわち24時間のうちの最も早い時
間をランダムアクセスメモリ３６からアクセス
し、その時間に制御装置は標準の所望温度を維持
し始めかつセツトバツク温度を維持し始める。実
際これが戻り温度が維持されるべき所望時間なら
ば、SET TIME1のボタンが再び押されてセツト
バツク温度のクロツク表示の像が表示装置１２か
ら消える。その後セツトバツク温度が始まる時間
を変えたいならば、SET TIME1スイツチを第２
時間に押すかわりにクリヤスイツチを押す。これ
により前もつてセツトされた開始時間がクリアさ
れる。CLEARスイツチを押した後、適当な順序
でキーボード１６の数字キーを押し、その後AM
又はPMの指示キーを押すことにより新しい時間
を入れる。これによりセツトバツク温度の変更さ
れた開始時間がランダムアクセスメモリ３６内に
入る。次にこの新しい時間は、表示装置１２上に
表示される。その後、SET TIME1のボタンを再
び押して入つた情報を記憶する。

RESET TIME1のボタンは、24時間すなわち
１日以内の第１時間間隔の停示時間を変更する。
この第１時間間隔の間は周囲温度は、セツトバツ
ク温度設定値に維持される。第１セツトバツク温
度間隔のリセツトの変更は、その間隔の変更とほ
とんど同様な方法で達成される。すなわち
RESET TIME1のスイツチを押し、それにより
表示装置１２上に像を与え、そのときに、第１戻
り温度間隔が終了する。この時間を変えるため
に、CLEARスイツチを押してその後新しい指定
時間をキーボード１６に入れる。この新しい指定
時間は、表示装置１２上に現われ、もしそれが正
しいならば、RESET TIME1のボタンを再び押
すことによりその時間が新しいリセツト時間とし
て記憶される。

同様に、その日の間の第２時間間隔を変更する
ことができる。例では、代表的な標準温度設定値
は22.2℃（72〓）であり、一方セツトバツク温度
は20℃（68〓）である。セツトバツク温度設定の
ための好ましい時間間隔は午前８時から午後５時
までがよい。これらの時間は、それぞれSET
TIME1及びRESET TEME1のスイツチを用いて
指定できる。20℃（68〓）のセツトバツク設定が
所望される１日の第２時間間隔は午後10時から午
前６時30分までとしてよい。これらの時間の境界
を定めるのにそれぞれSET TIME2及びRESET
TIME2スイツチを用いることができる。標準温
度が22.2℃（72〓）であるならば、20℃（（68
〓）は22.2℃（72〓）よりも2.2℃（４〓）だけ
低いので摺動スイツチ１７を−2.2℃（−４〓）
にセツトする。第２戻り温度の時間間隔を開始時
間午後10時及び終止時間午前６：30から開始時間
午後11：15終止時間午前７：00へと変えるために
は、次のような段階がとられる。SET TIME2の
スイツチを押して、それにより1000Pの像を表示
装置１２上に作る。クリアスイツチを押してこの
像を除去する。次にキーボード１６のキー１，
１，１，５及びPMをこの順序で押す。対応した
像１１１５Ｐが表示装置１２上に表われる。
SET TIME2のスイツチ押してこれを第２戻り温
度間隔の新しい開始時間として記憶する。次に
RESET TIME2のボタンを押して、これにより
表示装置上に630Aの像を作る。この像をクリア
スイツチを押すことにより除去する。ボタン７，
０，０及びAMをその順序に順次押すことにより
入力して表示装置１２内に対応像７００Ａを作
る。再びリセツトスイツチを押してこの時間を第
２標準温度間隔の終止時間として記憶する。

標準温度設定値を変えたいならば、TEMP
SETを押して表示装置１２上に標準の所望温度
の像を与える。この温度が22.2℃（72〓）であ
り、その標準の所望温度を23.3℃（74〓）に変え
たいならば、TEMP SETスイツチを押した後
CLEARスイツチを押す。これによりその像が表
示装置１２からクリアされる。キーボード１６上
の数字キーを７，４の順序で押す。標準の所望温
度23.3℃（74〓）が表示装置１２上に表示され
る。この情報は、表示装置からその像を除去する
TEMP SETを再び押すことにより記憶装置内に
ロツクされる。摺動スイツチ１７が−４゜に設定
されたままであれば、第２すなわち戻り温度はも
はや20℃（68〓）ではなく21.1℃（70〓）であ
る。というのは21.1℃（70〓）は23.3℃（74〓）
よりも2.2℃（４〓）だけ低いからである。

本発明内には多数の付加的な特徴を容易に組込
むことができることは理解されたい。たとえば、
湿度の偏りに応じて標準の所望温度を変えるため
に湿度検出器を付加的に用いてもよい。また、所
定の温度に到達すると空調から暖房へと自動的に
切換わり、かつ暖房も冷房も発生せずそれによつ
て暖房と冷房の間に別のサイクルが存在すること
ができない禁止帯域を有する装置を設けることが
できる。さらに、外部温度検出器を用いて標準の
所望温度を含む装置の種々のパラメータを調節す
ることができる。また、前述したように通常並列
接続SCR′又はトライアツクを用いることにより
多段冷暖房装置を利用できる。この多段動作では
装置は、ライン７０による信号に応答して所望の
温度変化を行なつて暖房又は冷房を行なうことが
できなければ、エネルギーのより高い動作へと進
むだろう。すなわち、そのエネルギー出力、暖房
能力又は冷房能力が増大するだろう。

さらに望ましい特徴は、手動の非常側路がある
ことである。すなわち周囲の温度状態が、制御装
置の故障又はその他の事情により許容できないレ
ベルになつた場合、本発明の制御装置により与え
られた制御は、無効にされて簡単な単１の温度制
御装置により制御される。この特徴は、水道管の
凍結及びその逆の場合を防止するようになつてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、カバープレートがキーボード上に閉
じられた状態の本発明の１実施例の制御パネルの
図である。第２図は、カバープレートが開いた状
態の第１図と同一の図である。第３図は、第１図
の実施例の動作方法を示すブロツクダイヤグラム
である。 １０……制御装置の前面部、１１……カバープ
レート、１２……表示装置、１３……選択スイツ
チ、１６……キーボード、１７，１９，２１……
摺動スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 閉じた空間において周囲温度の実際の温度を
   表わすアナログ信号を発生する気温検出手段と、 前記実際温度信号を２進符号に変換するアナロ
   グ・デジタル変換手段と、 所望温度を２進符号で記憶する手段と、 前記所望温度を前記記憶手段に手動で入力する
   手段と、 実際温度の２進符号化信号と所望温度の２進符
   号化信号とを比較しかつ暖房源又は冷房源に付勢
   信号を与えて前記実際の温度を前記所望温度に一
   致させる手段と、 平均的周囲温度から検出温度が過渡的に変動す
   るのに応動するのを抑制する手段と、 を備えており、 前記付勢信号の発生を抑制する前記手段は、前
   記アナログ・デジタル変換器と前記比較手段の間
   に配置されて実際の温度を表わす前記信号の連続
   信号を蓄積して所定時間間隔にわたる実際の温度
   の平均を表わす出力を前記比較手段に供給するバ
   ツフア記憶装置を含む周辺空気用単一内蔵壁型サ
   ーモスタツト。 ２ 閉じた空間において周囲温度の実際の温度を
   表わすアナログ信号を発生する気温検出手段と、
   前記実際温度信号を２進符号に変換するアナロ
   グ・デジタル変換手段と、 所望温度を２進符号で記憶する手段と、 前記所望温度を前記記憶手段に手動で入力する
   手段と、 実際温度の２進符号化信号と所望温度の２進符
   号化信号とを比較しかつ暖房源又は冷房源に付勢
   信号を与えて前記実際の温度を前記所望温度に一
   致させる手段と、 前記付勢信号の発生に応答して前記暖戻又は冷
   暖房又は冷房源の動作による前記実際の温度が前
   記所望温度と一致する予測時間を決定しかつそれ
   に応答して前記付勢信号の発生を停止させる手段
   と、 を備えており、 前記実際の温度と前記所望温度とが一致する予
   測時間を決定する前記手段は、 前記温度検出手段に結合されて前記付勢信号が
   発生している間に、温度勾配を決定する温度勾配
   決定手段と、 前記温度勾配決定手段と前記記憶手段とに接続
   されて実際の温度が、前記温度勾配の割合で前記
   所望温度と一致する予測時間を計算する手段と、 前記暖房又は冷房源の熱慣性を補償するために
   前記予測時間の前の前記付勢信号を停止させる手
   段と、を有する周辺空気用単一内蔵壁型サーモス
   タツト。