電気式床暖房システム
【課題】電気式床暖房システムにおいて、長時間通電を継続したときに起こりがちな床表面温度の異常上昇を通電率を下げることにより阻止すると共に、床表面温度の低下時に元の状態への復帰も可能とする。
【解決手段】定常運転モードでの運転が４時間、８時間と長時間にわたり継続するときに、所定時間経過した時点で、通電率を自動的に５％程度低減するように、コントローラ２０の制御回路を構築する。また、低減した通電率を低減前の状態に戻すためのスイッチを操作盤４０に取り付ける。
【解決手段】定常運転モードでの運転が４時間、８時間と長時間にわたり継続するときに、所定時間経過した時点で、通電率を自動的に５％程度低減するように、コントローラ２０の制御回路を構築する。また、低減した通電率を低減前の状態に戻すためのスイッチを操作盤４０に取り付ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコード状電気ヒータを発熱源に持つ電気式床暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発熱源としてコード状電気ヒータを有する電気式床暖房システムは知られている。コード状電気ヒータを床下地の上に配設した後にその上から木質系床材を置くか、あるいはコード状電気ヒータを一体に組み込んだ木質系床材を電気的に接続しながら床下地の上に置くことにより、電気式床暖房システムとされる。コード状電気ヒータには主に商用電源からの電力がコントローラを介して供給される。コントローラは、加熱エリアの特定、通電の開始と停止、定常運転モードでの温度レベル設定、異常検知などの機能が備えられる（特許文献１、特許文献２など参照）。また、ヒータへの電力供給の制御を、比較制御手段により温度センサにより検出される周囲温度に応じた通電率制御で行うようにした床暖房等の制御装置も提案されている（特許文献３など参照）。
【０００３】
従来の電気式床暖房システムにおいて、使用者は、使用開始時にコントローラの電源スイッチをＯＮにし、希望する定常運転モードでの設定温度レベルに対応する目盛りを選択すると、１００％通電率での立ち上げ運転モードが例えば３０分程度継続した後、選択した目盛りに対応する通電率での定常運転モードに切り替わる。床表面温度は設定温度レベルとなり、それ以降は、その温度が維持される。特許文献３に記載のように、温度センサにより検出される周囲温度に応じて通電率を制御するものでは、外気温度の変化に対応して、床表面温度を調整することもできる。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４８１２２号公報
【特許文献２】特開平１０−１８５２２２号公報
【特許文献３】特開平５−２０３１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発熱源としてコード状電気ヒータを用い、床表面温度の制御方式として通電率制御方式を採用した電気式床暖房システムの場合、選択した設定温度レベルに床表面温度が達した後は、その温度が維持される。しかし、設定温度レベルが高く通電率１００％近傍での定常運転が継続する場合に、特に外気温度に変化のない状態で、４〜１０時間程度の長時間にわたる運転を行うと、設定温度よりも１０℃程度高い温度に床表面温度が上昇することがある。
【０００６】
床暖房の一般的な床表面温度は高くても２７℃〜３０℃前後といわれており、前記したような温度上昇が起こると、床表面温度は４０℃前後という、設定温度よりも１０℃程度も高い温度となる恐れがある。そのような温度環境は、床暖房の快適性を損なうと共に熱閉塞現象による低温火傷を引き起こす原因ともなりかねない。もちろん、電気式床暖房システムにはサーモスタットが過昇温防止手段として設けてあり、システムの安全性は確保されているが、通常、サーモスタットの作動温度は４２〜５０℃程度に設定されていることが多く、サーモスタットによってこの現象を回避することはできない。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、発熱源としてコード状電気ヒータを用い、床表面温度の制御方式として通電率制御方式を採用した電気式床暖房システムにおいて、外気温度に変化がない環境下で、通電率１００％近傍での定常運転が長時間継続する場合であっても、予め選択した設定温度レベルを大きく超えて床表面温度が上昇するのを回避できるようにした電気式床暖房システムを提供することを目的とする。
【０００８】
さらに本発明は、前記のように予め選択した設定温度レベルを大きく超えて床表面温度が上昇しないようにした運転を継続中に、外気温度が変化して使用者に不快感を与えるような床表面温度の低下が起こった場合に、それを容易に回避できるようにした電気式床暖房システム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】
【０００９】
本発明による電気式床暖房システムは、発熱源であるコード状電気ヒータと、コード状電気ヒータへの通電率を制御する通電率制御手段を少なくとも備えたコントローラとを少なくとも含む電気式床暖房システムであって、前記通電率制御手段は、コード状電気ヒータへ通電を開始した後の経過時間ｔを監視するタイマー手段と、該タイマー手段で予め設定した時間ｔが経過したときに、予め設定した差分ΔＰｘだけ通電率を自動的に低減する通電率低減手段と、外部からの操作により差分ΔＰｘだけ低減した通電率を低減前の通電率に復帰させる手段、とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明による電気式床暖房システムでは、コントローラは上記の通電率低減手段を備えており、例えば記憶部に格納した通電率低減テーブルに従い、通電開始後に所定時間ｔの通電が継続すると、通電開始時に設定された通電率Ｐｓは自動的に予め設定した差分ΔＰｘだけ低減する。そのために、電気式床暖房システムが外気温度に変化のない環境下に置かれ、しかも通電率１００％近傍での定常運転が長時間継続するときであっても、床表面温度が当初選択した設定温度レベル以上になるのを効果的に回避することができる。結果として、長時間の継続運転を行っても、床表面温度を一定の温度帯に維持することが可能となり、床暖房の快適性が損なわれることはなく、熱閉塞現象による低温火傷等を生じさせることもない。また、通電率を低減させることは、結果として不必要な電力使用を回避することとなり、消費電力が低減して省エネルギー効果ももたらされる。
【００１１】
しかし、所定時間ｔの経過後に、前記通電率（Ｐｓ−ΔＰｘ）で定常運転を継続中に外気温度が低い方に大きく変化すると、床下地等を介しての床暖房フロアからの放熱が大きくなり、床表面温度が当初の設定温度レベルよりも低くなることが起こる。このような温度低下が生じると使用者に不快感を与える。本発明によるコントローラは、上記した外部からの操作により差分ΔＰｘだけ低減した通電率を低減前の通電率に復帰させる手段を備えており、使用者がコントローラに備えられた温度設定ボタンを押すなどによって、通電率を低減前の状態に戻す操作を行うことにより、床表面の温度を当初設定した温度レベル近傍にまで容易に回復させることができる。それにより、使用者の不快感は解消する。
【００１２】
通電開始時から通電率自動低減開始までの時間ｔをどの程度とするか、および通電率低減手段に設定する通電率低減差分ΔＰｘをどの程度にするかは、当該床暖房の使用条件や使用環境に応じて決められるが、好ましくは、外気温度が大きく変化しない環境下において通電率低減前と比較して通電率低減後の床表面温度の温度帯が低下しない範囲で設定される。
【００１３】
例えば、通電開始時から通電率自動低減開始までの設定時間ｔは、投入後４〜１０時間の範囲で設定することが通常の床暖房の使用態様から判断して実際的である。４時間よりも短い時間では、電気式床暖房システムが設置されている環境によっては、床表面温度が設定した温度レベルに達していない段階で、通電率が強制的に低減することが起こり得、床表面温度が低下して、使用者に不快感を与えるからである。通電率低減差分ΔＰｘは通電開始時に設定された通電率Ｐｓの１０〜１５％程度であることが望ましい。これより大きな値で低減させると、外気温度が大きく変化しない環境下であっても、通電率低減前と比較して通電率低減後の床表面温度の温度帯が使用者が意識する程度に低下してしまう恐れがある。
【００１４】
通電率低減回数は一回であってもよい。その場合、設定時間ｔ（例えば８時間）を経過した後に、通電開始時に設定された通電率Ｐｓから例えば１０％あるいは１５％低減し、９０％あるいは８５％の通電率で定常運転が継続する。しかし、このように一度に通電率を１０％あるいは１５％という大きな値ΔＰｘで低減させると、一時的に床表面温度の変化が大きくなり、使用者に不快感を与えることが考えられる。
【００１５】
それを回避するために、好ましくは、通電率制御手段におけるタイマー手段は、同じまたは異なる間隔の設定時間（ｔ１，ｔ２，，ｔｎ）を経時的に連続して多段に設定できるようにされる。この場合には、例えば、通電開始後４時間（ｔ１）を経過したとき、通電開始時に設定された通電率の５％（ΔＰｘ１）を低減し、さらに４時間経過した後（通電開始後８時間を経過した後）（ｔ２）は、さらに５％（ΔＰｘ２）低減するように設定する。このように段階を追って通電率を低減させることにより、各段階での床表面温度の変化を小さくすることができ、使用者が不快感を持つことは解消される。
【００１６】
本発明による電気式床暖房システムにおいて、コントローラに、通電開始時の通電率を選択できる手段をさらに備えることもできる。具体的には、例えば、同じ定格出力のコード状電気ヒータに対して、通電開始時の通電率Ｐｓを１００％通電率として運転を開始するか、それ以下の例えば９０％通電率あるいは８０％通電率で運転を開始するかを選択できるようにする。例えば、記憶部に通電開始時の通電率Ｐｓの異なる複数枚のフィールドテーブルを格納しておき、それを適宜の手段で選択する。いずれのフィールドテーブルを選択する場合であっても、所定の設定時間ｔの経過後に、通電開始時に設定された通電率Ｐｓを基準として、そこから予め設定した差分ΔＰｘだけ通電率を低減させる。
【００１７】
この通電開始時の通電率Ｐｓを選択できる手段は、同じ電気式床暖房システムを環境の異なる異なった地域、例えば北海道と東京のような寒暖の違いのある地域に設置するときにきわめて有効となる。例えば、フィールドテーブルを選択する手段として、通常の使用状態では使用者が容易にアクセスできないコントローラ内の位置にディップスイッチを取り付けておき、北海道域に電気式床暖房システムを施工するときには、施工業者が通電開始時の通電率Ｐｓが１００％通電率のフィールドテーブルに対応するディップスイッチを選択して施工を行う。一方、東京域に施工するときには、施工業者が例えば通電開始時の通電率Ｐｓが８０％通電率のフィールドテーブルに対応するディップスイッチを選択して施工を行う。
【００１８】
北海道のように寒冷な地区では、使用者が高い設定温度を選択したときに、通電開始時通電率１００％での定常運転モードが進行し、前記した２７℃〜３０℃前後の快適な床表面温度が得られる。一方、東京のような比較的温暖な地区では、同じ定格出力のコード状電気ヒータを用い、通電開始時通電率を８０％に設定しておいても、定常運転モードで床表面温度は２７℃〜３０℃前後の快適な温度となる。そのために、低い通電開始時通電率を選択して施工された電気式床暖房システムにおいても、長時間運転継続時に、床表面温度が４０℃程度にまで達することが起こり得るので、ここでも、本発明による通電率低減手段を採用することは有効となる。
【００１９】
好ましくは、前記コントローラには、定常運転モードでの設定温度に対応する通電率を選択するための通電率の差分ΔＰｙが一定である複数段の目盛りを備えた通電率選択手段が設けられ、該通電率選択手段における通電率差分ΔＰｙと前記通電率低減手段差における通電率差分ΔＰｘとが等しく設定され、前記外部からの操作は前記通電率選択手段における目盛りを一段上の目盛りに切り替える操作で行いうるようにされる。
【００２０】
この場合、使用者がコントローラの電源スイッチをＯＮにし、希望する設定温度レベルに対応する目盛り（例えば１００％通電率）を選択すると、一定時間経過後に、選択した目盛りに対応した通電率（１００％）での定常運転モードに入り、床表面温度は設定温度帯に維持される。その状態が長時間継続すると、前記のように通電率ΔＰｘ（またはΔＰｘ１，ΔＰｘ２）の自動低減が起こり、床表面温度が異常上昇するのを回避できる。外気温度が低下して床表面温度が低下した場合に、使用者は、前記通電率選択手段を操作してその目盛りを一段上の目盛りに切り替える。その操作により、通電率はΔＰｙだけ高い値となり、ΔＰｙはΔＰｘ（またはΔＰｘ１，ΔＰｘ２）と等しい値に設定されているので、結果として、コード状電気ヒータへの通電率は低減前の状態に復帰する。それにより、床表面温度が低下するのを阻止することができる。
【００２１】
なお、本発明における電気式床暖房システムの全体的な構成に特に制限はなく、従来知られている任意の構成、例えば、コード状電気ヒータを床下地の上に配設した後にその上から木質系床材を置くようにして施工された形態のもの、あるいはコード状電気ヒータを一体に組み込んだ木質系床材を電気的に接続しながら床下地の上に置くようにして施工された形態のもの、などをすべてが含まれる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、発熱源としてコード状電気ヒータを用い、床表面温度の制御方式として通電率制御方式を採用した電気式床暖房システムにおいて、外気温度に変化がない環境下で長時間通電を継続する場合であっても、最初に設定した設定温度帯（レベル）以上に床表面温度が上昇するのを確実に回避することができ、使用者に過昇温による不快感を与えたり、熱閉塞現象による低温火傷を生じさせたりするのを確実に回避することができる。また、消費電力を低減することもでき、省エネルギー運転が可能となる。
【００２３】
また、外気温度が低下して放熱により床表面温度が低下した場合でも、容易に温度低下以前の状態に戻すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施の形態により説明する。図１は本発明による電気式床暖房システムを示す概略図であり、図２は全体の制御系を示すブロック図である。
【００２５】
図１において、床下地１０の上に発熱源としてのコード状電気ヒータ１１が配置され、その上にコード状電気ヒータ１１を収容する凹溝を裏面に形成した多数枚の木質系床材１２が敷設されて、電気式床暖房フロアを作っている。図示しないが、コード状電気ヒータを一体に組み込んだ木質系床材を電気的に接続しながら床下地の上に置くようにして電気式床暖房フロアを作るようにしてもよい。いずれにおいても、コード状電気ヒータ１１には配線１３を介して外部からの商用電力が供給され、配線途中にはコントローラ２０が取り付けてある。
【００２６】
図２は電気式床暖房システム全体の制御系を示すブロック図であり、本発明による電気式床暖房システムは、前記コントローラ２０と該コントローラ２０により制御された通電率で駆動されるコード状電気ヒータ１１とからなる。コントローラ２０は制御部３０を備え、制御部３０にはタイマー３１とディップスイッチ３２が接続し、さらに、操作盤４０と記憶部５０と駆動回路６０が接続している。
【００２７】
操作盤４０には、システム全体のＯＮ−ＯＦＦスイッチ４１、使用者が定常運転時での設定温度レベルＬを選択するための押しボタン４２，必要な場合に設けられる通電率復帰用スイッチ４３，選択した設定温度レベルＬに対応する目盛りＭや時刻等を表示するティスプレー４４などが備えられる。
【００２８】
記憶部５０は、定常運転モード継続時間ｔと通電率低減量ΔＰｘとの関係を定めた通電率低減テーブルＴ１と、使用者が選択する定常運転時の設定温度レベルＬに対応する目盛りＭと通電率との関係を定めた温度設定テーブル（通電率設定テーブル）Ｔ２とを格納している。通電率低減テーブルＴ１の一例が図３に示される。この例では、通電開始時を含むタイマーリセット時の通電率Ｐｓ％に対して、時間ｔ１（例えば４時間）経過時の通電率Ｐ１はＰｓ−５％、時間ｔ２（例えば８時間）経過時の通電率Ｐ２はＰｓ−１０％、すなわち、当初通電率Ｐｓに対して、予め定めた時間ｔが経過するごとに、差分ΔＰｘ＝５％ずつ通電率を低減するように定められている。
【００２９】
図４は温度設定テーブルＴ２の一例を示す。この例では、通電率Ｐ％が差分Ｐｙ＝５％で１００％から３５％まで刻まれており、それに対応して、いずれも１０〜１の１０段階の目盛りが振られた３種のフィールドテーブル（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）が設けてある。フィールドテーブルＦ１は最大目盛り１０が通電率Ｐｍａｘ＝１００％に対応し、以下順次下降していき、最小目盛り１は通電率Ｐｍｉｎ＝５５％に対応している。フィールドテーブルＦ２は最大目盛り１０が通電率Ｐｍａｘ＝９０％に対応し、以下順次下降していき、最小目盛り１は通電率Ｐｍｉｎ＝４５％に対応している。フィールドテーブルＦ３は最大目盛り１０が通電率Ｐｍａｘ＝８０％に対応し、以下順次下降していき、最小目盛り１は通電率Ｐｍｉｎ＝３５％に対応している。
【００３０】
コントローラ２０において、前記温度設定テーブルＴ２の３つのフィールドテーブルＦ１，Ｆ２，Ｆ３のいずれかが前記したディップスイッチ３２の操作により選択され、選択されたフィールドテーブルＦｉにおける目盛りＭｉに対応する通電率Ｐｉの情報が制御部３０に取り込まれる。なお、フィールドテーブルＦの数は３つに限ることはなく、最大目盛り１０に対応する通電率Ｐｍａｘの値を異ならせてさらに多くのフィールドテーブルＦを設定してもよい。
【００３１】
駆動回路６０は電源線１３からヒータ１１へ給電するための回路であり、通電率制御を行う手段の一例としてのスイッチング回路６１を内蔵する。スイッチング回路６１は１個または２個以上のリレーを備え、各リレーの開閉を制御部３０からの指令で可変することでヒータ１１への通電率Ｐを制御するものであり、それ自体は公知のものである。
【００３２】
制御部３０は、図３に示すように、スイッチング回路６１に対してリレーの開閉周期Ｔの信号を送出する。この信号はハイレベル期間ｔ１でスイッチング回路６１を導通状態とし、ローレベル期間ｔ２でスイッチング回路６１を非導通状態とする。ｔ１／ｔ２の比を適宜の回路で制御することにより、設定した通電率Ｐが得られる。
【００３３】
このコントローラ２０において、使用者は、使用開始時にＯＮ−ＯＦＦスイッチ４１をＯＮにし、押しボタン４２を所要回数押して温度設定レベルＬを選択する。押した回数は制御部３０のカウンターに取り込まれ、選択した温度設定目盛りＭｉがディスフレー４４に表示される。１００％通電率での立ち上げ運転モードが開始し、例えば３０分程度の時間が経過すると定常運転モードに切り替わる。制御部３０は、使用者が選択した温度設定目盛りＭｉに対応した通電率Ｐｉに対応するハイレベル期間ｔ１の信号をスイッチング回路５１に送り込み、温度設定目盛りＭｉに対応した床表面温度での床暖房が継続運転される。なお、この運転態様およびそのためのシステム構成等は従来知られたものであり、詳細な説明は省略する。
【００３４】
本発明によるコントローラ２０は、タイマー３１で予め設定した時間ｔが経過したときに、予め設定した差分ΔＰｘだけ通電率を自動的に低減する通電率低減手段をさらに備えている点で、従来知られたコントローラと相違する。以下に、その相違点を中心に説明する。
【００３５】
すなわち、本発明によるコントローラ２０の記憶部５０には、前記したように、通電が開始してタイマー３１がリセットされたときのコード状電気ヒータ１１への通電率Ｐｓと、それが所定時間ｔｉ経過した後（例えば４時間と８時間経過後）の通電率Ｐｉを定めた通電率低減テーブルＴ１（図３）が格納されており、制御部３０は時間経過と共にその通電率低減テーブルＴ１に設定された信号をスイッチング回路６１に送り込む。それにより、通電率は経時的に自動的に低減される。このように通電率を自動的に低減する手段を持つことにより、通電率１００％付近で定常運転が長時間継続しているときに起こることのある、床表面温度の異常昇温を抑制することができ、電気式床暖房システムの快適性をより高めることができる。
【００３６】
自動的に通電率が低減した状態での運転が継続しているときに、外気温度が大きく降下すると、床暖房の熱量が不足する場合がある。本発明によるコントローラ２０では、そのときに使用者が通電率復帰用スイッチ４３を押すことにより（または後記するように押しボタン４２を押すことにより）、それを解消することができる。すなわち、通電率復帰用スイッチ４３からの信号は制御部３０に送られ、制御部３０は通電率低減テーブルＴ１における一つ前のステップの通電率に対応する信号をスイッチング回路５１に送り込むようにされている。すなわち、ｔ１（４時間）が経過して通電率Ｐ１での定常運転が継続しているときに、通電率復帰用スイッチ４３をＯＮすると、差分ΔＰｘ＝５％低減前の通電率、すなわち、タイマーリセット時の通電率Ｐｓに復帰した状態での定常運転が開始する。必要な場合には、タイマー３１をリセットして、時間計測を再開する。ｔ２（８時間）が経過して通電率Ｐ２での定常運転が継続しているときに、通電率復帰用スイッチ４３をＯＮすると、差分ΔＰｘ×２＝１０％低減前の通電率、すなわち、ｔ１（４時間）経過時の通電率Ｐｓ−５％に復帰した状態での定常運転が開始する。さらに連続して通電率復帰用スイッチ４３を押すと、通電率Ｐｓにまで復帰する。
【００３７】
なお、この例において、通電率低減テーブルＴ１での差分ΔＰｘと温度設定テーブルＴ２での差分ΔＰｙは共に５％と等しく設定されているので、前記した通電率復帰用スイッチ４３の機能を使用者が定常運転時での設定温度レベルＬを選択するための押しボタン４２に持たせることもできる。以下に、その場合を例として、電気式床暖房システムの運転操作の一例を図６，図７を参照して説明する。
【００３８】
本発明による電気式床暖房システムの施工に際して、施工業者は、ディップスイッチ３２を操作して、当該施工現場に最適な温度設定目盛り群すなわちフィールドテーブルＦｉを温度設定テーブルＴ２から選択する。例えば、施工現場が寒冷地である場合には、最大目盛り１０での通電率Ｐｍａｘが１００％であるフィールドテーブルＦ１にする。施工現場が比較的に温暖な地域である場合には、最大目盛り１０での通電率Ｐｍａｘが８０％であるフィールドテーブルＦ３にする。ここでは、フィールドテーブルＦ１を選択したとして、電気式床暖房システムの運転操作の一例を説明する。また、前記のように、定常運転を長時間継続したときに床表面温度に異常昇温が生じるのは、通電率が設定最大値近傍の場合がほとんどである。そのために、以下の説明では、使用者が定常運転モードでの設定温度レベルとしてフィールドテーブルＦ１の目盛り１０または９を選択した場合を例とする。
【００３９】
使用者は、操作盤４０のＯＮ−ＯＦＦスイッチ３５をＯＮする（ステップ３０１）。制御部３０は予め選択してあるディップスイッチ３２を読み込み、温度設定テーブルＴ２のフィールドテーブルＦ１についての情報を取り込む（ステップ３０２）。使用者は、操作盤４０の押しボタン４２を所要回数押して定常運転時の設定温度レベルＬに対応する目盛りＭｉを選定する（ステップ３０３）。それにより、記憶部５０には温度設定目盛りＭｉが読み込まれ（ステップ３０４）、ディスプレー４４には対応する目盛り１０または９が表示される。タイマーがリセットされ立ち上げ運転が始まる（ステップ３０５）。
【００４０】
制御部３０は目盛りＭｉがＭ１０またはＭ９か、それ以外かを判断する（ステップ３０６）。目盛りＭｉがＭ８〜Ｍ１の場合は、立ち上げ運転からＭ８〜Ｍ１に対応する通電率Ｐ（Ｍｉ）での定常運転に移行して従来通りの運転を継続する（ステップ４００）。目盛りＭｉがＭ１０またはＭ９の場合は、立ち上げ運転から通電率Ｐ（１０）またはＰ（９）での定常運転を継続する（ステップ３０７）。
【００４１】
タイマー３１はタイマーリセット時からの時間ｔ１が経過したかどうかを監視する（ステップ３０８）。時間ｔ１（例えば４時間）が経過した時点で、制御部３０は通電率を５％低減する（ステップ３０９）。通電率Ｐ（１０）−５％またはＰ（９）−５％の運転が継続する（ステップ３１０）。通電率Ｐ（１０）−５％はＰ（９）の通電率であり、またＰ（９）−５％はＰ（８）の通電率に相当するので、ディスプレー４４の目盛り表示は９または８に変更される。
【００４２】
使用者は床表面温度の低下を感じ床表面温度を高くしようとする。そのとき使用者は押しボタン４２（または通電率復帰用スイッチ４３）を押して目盛りを一つあげる（ステップ３１１）。フィールドテーブルＦ１の１目盛りの通電率差分ΔＰｙは５％であり、通電率低減テーブルＴ１の通電率差分ΔＰｘと等しいので、通電率Ｐ（１０）または通電率（９）での定常運転が開始する（ステップ３１２）。タイマーがリセットされる（ステップ３１３）。ディスプレー４４の目盛り表示も１０または９に変更される。使用者が押しボタン４２を操作しない場合には、そのまま運転が継続する（ステップ３１４）。
【００４３】
タイマー３１はタイマーリセット時からの時間ｔ２が経過したかどうかを監視する（ステップ３１５）。時間ｔ２（例えば８時間）が経過した時点で、制御部３０は通電率を再び５％低減する（ステップ３１６）。それにより、通電率Ｐ（１０）−１０％またはＰ（９）−１０％の運転が継続する（ステップ３１７）。通電率Ｐ（１０）−１０％はＰ（８）の通電率であり、またＰ（９）−１０％はＰ（７）の通電率に相当するので、ディスプレー４４の目盛り表示は８または７に変更される。
【００４４】
この状態で使用者は床表面温度の低下を感じ床表面温度を高くしようとする。このときの手順は実質的にステップ３１１以降と同じであり、使用者は押しボタン４２を押して目盛りを一つあげる（ステップ３１８）ことにより、通電率Ｐ（９）または通電率（８）での定常運転が開始する（ステップ３１９）。そして、ディスプレー４４の目盛り表示も９または８に変更され、そのまま運転が継続する（ステップ３２０）。
【００４５】
なお、上記の説明では、温度設定テーブルＴ２におけるフィールドテーブルＦ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）の選択手段としてディップスイッチ３２を例示したが、ディップスイッチ３２は例示であり、任意の選択手段を用いることができる。また、通電率を制御するための回路としてリレーを用いたスイッチング回路６１を示したが、これも例示であり従来知られた任意の通電率制御手段を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による電気式床暖房システムの一例を示す概略図。
【図２】電気式床暖房システム全体の制御系を示すブロック図。
【図３】定常運転モード継続時間ｔと通電率低減量ΔＰｘとの関係を定めた通電率低減テーブルＴ１。
【図４】使用者が選択する定常運転時の設定温度レベルＬに対応するフィールドテーブルＦ（Ｆ１〜Ｆ３）の目盛りＭと通電率Ｐとの関係を定めた温度設定テーブル（通電率設定テーブル）Ｔ２。
【図５】システムにおける通電率制御を示す波形を説明する図。
【図６】制御のフロー図。
【図７】制御のフロー図（続き）。
【符号の説明】
【００４７】
１０…床下地、１１…コード状電気ヒータ、１２…木質系床材、１３…配線、２０…コントローラ、３０…制御部、３１…タイマー、３２…ディップスイッチ、４０…操作盤、４２…設定温度レベル設定用の押しボタン、４３…通電率復帰用スイッチ、４４…ディスプレー、５０…記憶部、６０…駆動回路、６１…スイッチング回路、Ｔ１…通電率低減テーブル、Ｔ２…温度設定テーブル（通電率設定テーブル）。
【技術分野】
【０００１】
本発明はコード状電気ヒータを発熱源に持つ電気式床暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発熱源としてコード状電気ヒータを有する電気式床暖房システムは知られている。コード状電気ヒータを床下地の上に配設した後にその上から木質系床材を置くか、あるいはコード状電気ヒータを一体に組み込んだ木質系床材を電気的に接続しながら床下地の上に置くことにより、電気式床暖房システムとされる。コード状電気ヒータには主に商用電源からの電力がコントローラを介して供給される。コントローラは、加熱エリアの特定、通電の開始と停止、定常運転モードでの温度レベル設定、異常検知などの機能が備えられる（特許文献１、特許文献２など参照）。また、ヒータへの電力供給の制御を、比較制御手段により温度センサにより検出される周囲温度に応じた通電率制御で行うようにした床暖房等の制御装置も提案されている（特許文献３など参照）。
【０００３】
従来の電気式床暖房システムにおいて、使用者は、使用開始時にコントローラの電源スイッチをＯＮにし、希望する定常運転モードでの設定温度レベルに対応する目盛りを選択すると、１００％通電率での立ち上げ運転モードが例えば３０分程度継続した後、選択した目盛りに対応する通電率での定常運転モードに切り替わる。床表面温度は設定温度レベルとなり、それ以降は、その温度が維持される。特許文献３に記載のように、温度センサにより検出される周囲温度に応じて通電率を制御するものでは、外気温度の変化に対応して、床表面温度を調整することもできる。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４８１２２号公報
【特許文献２】特開平１０−１８５２２２号公報
【特許文献３】特開平５−２０３１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発熱源としてコード状電気ヒータを用い、床表面温度の制御方式として通電率制御方式を採用した電気式床暖房システムの場合、選択した設定温度レベルに床表面温度が達した後は、その温度が維持される。しかし、設定温度レベルが高く通電率１００％近傍での定常運転が継続する場合に、特に外気温度に変化のない状態で、４〜１０時間程度の長時間にわたる運転を行うと、設定温度よりも１０℃程度高い温度に床表面温度が上昇することがある。
【０００６】
床暖房の一般的な床表面温度は高くても２７℃〜３０℃前後といわれており、前記したような温度上昇が起こると、床表面温度は４０℃前後という、設定温度よりも１０℃程度も高い温度となる恐れがある。そのような温度環境は、床暖房の快適性を損なうと共に熱閉塞現象による低温火傷を引き起こす原因ともなりかねない。もちろん、電気式床暖房システムにはサーモスタットが過昇温防止手段として設けてあり、システムの安全性は確保されているが、通常、サーモスタットの作動温度は４２〜５０℃程度に設定されていることが多く、サーモスタットによってこの現象を回避することはできない。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、発熱源としてコード状電気ヒータを用い、床表面温度の制御方式として通電率制御方式を採用した電気式床暖房システムにおいて、外気温度に変化がない環境下で、通電率１００％近傍での定常運転が長時間継続する場合であっても、予め選択した設定温度レベルを大きく超えて床表面温度が上昇するのを回避できるようにした電気式床暖房システムを提供することを目的とする。
【０００８】
さらに本発明は、前記のように予め選択した設定温度レベルを大きく超えて床表面温度が上昇しないようにした運転を継続中に、外気温度が変化して使用者に不快感を与えるような床表面温度の低下が起こった場合に、それを容易に回避できるようにした電気式床暖房システム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】
【０００９】
本発明による電気式床暖房システムは、発熱源であるコード状電気ヒータと、コード状電気ヒータへの通電率を制御する通電率制御手段を少なくとも備えたコントローラとを少なくとも含む電気式床暖房システムであって、前記通電率制御手段は、コード状電気ヒータへ通電を開始した後の経過時間ｔを監視するタイマー手段と、該タイマー手段で予め設定した時間ｔが経過したときに、予め設定した差分ΔＰｘだけ通電率を自動的に低減する通電率低減手段と、外部からの操作により差分ΔＰｘだけ低減した通電率を低減前の通電率に復帰させる手段、とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明による電気式床暖房システムでは、コントローラは上記の通電率低減手段を備えており、例えば記憶部に格納した通電率低減テーブルに従い、通電開始後に所定時間ｔの通電が継続すると、通電開始時に設定された通電率Ｐｓは自動的に予め設定した差分ΔＰｘだけ低減する。そのために、電気式床暖房システムが外気温度に変化のない環境下に置かれ、しかも通電率１００％近傍での定常運転が長時間継続するときであっても、床表面温度が当初選択した設定温度レベル以上になるのを効果的に回避することができる。結果として、長時間の継続運転を行っても、床表面温度を一定の温度帯に維持することが可能となり、床暖房の快適性が損なわれることはなく、熱閉塞現象による低温火傷等を生じさせることもない。また、通電率を低減させることは、結果として不必要な電力使用を回避することとなり、消費電力が低減して省エネルギー効果ももたらされる。
【００１１】
しかし、所定時間ｔの経過後に、前記通電率（Ｐｓ−ΔＰｘ）で定常運転を継続中に外気温度が低い方に大きく変化すると、床下地等を介しての床暖房フロアからの放熱が大きくなり、床表面温度が当初の設定温度レベルよりも低くなることが起こる。このような温度低下が生じると使用者に不快感を与える。本発明によるコントローラは、上記した外部からの操作により差分ΔＰｘだけ低減した通電率を低減前の通電率に復帰させる手段を備えており、使用者がコントローラに備えられた温度設定ボタンを押すなどによって、通電率を低減前の状態に戻す操作を行うことにより、床表面の温度を当初設定した温度レベル近傍にまで容易に回復させることができる。それにより、使用者の不快感は解消する。
【００１２】
通電開始時から通電率自動低減開始までの時間ｔをどの程度とするか、および通電率低減手段に設定する通電率低減差分ΔＰｘをどの程度にするかは、当該床暖房の使用条件や使用環境に応じて決められるが、好ましくは、外気温度が大きく変化しない環境下において通電率低減前と比較して通電率低減後の床表面温度の温度帯が低下しない範囲で設定される。
【００１３】
例えば、通電開始時から通電率自動低減開始までの設定時間ｔは、投入後４〜１０時間の範囲で設定することが通常の床暖房の使用態様から判断して実際的である。４時間よりも短い時間では、電気式床暖房システムが設置されている環境によっては、床表面温度が設定した温度レベルに達していない段階で、通電率が強制的に低減することが起こり得、床表面温度が低下して、使用者に不快感を与えるからである。通電率低減差分ΔＰｘは通電開始時に設定された通電率Ｐｓの１０〜１５％程度であることが望ましい。これより大きな値で低減させると、外気温度が大きく変化しない環境下であっても、通電率低減前と比較して通電率低減後の床表面温度の温度帯が使用者が意識する程度に低下してしまう恐れがある。
【００１４】
通電率低減回数は一回であってもよい。その場合、設定時間ｔ（例えば８時間）を経過した後に、通電開始時に設定された通電率Ｐｓから例えば１０％あるいは１５％低減し、９０％あるいは８５％の通電率で定常運転が継続する。しかし、このように一度に通電率を１０％あるいは１５％という大きな値ΔＰｘで低減させると、一時的に床表面温度の変化が大きくなり、使用者に不快感を与えることが考えられる。
【００１５】
それを回避するために、好ましくは、通電率制御手段におけるタイマー手段は、同じまたは異なる間隔の設定時間（ｔ１，ｔ２，，ｔｎ）を経時的に連続して多段に設定できるようにされる。この場合には、例えば、通電開始後４時間（ｔ１）を経過したとき、通電開始時に設定された通電率の５％（ΔＰｘ１）を低減し、さらに４時間経過した後（通電開始後８時間を経過した後）（ｔ２）は、さらに５％（ΔＰｘ２）低減するように設定する。このように段階を追って通電率を低減させることにより、各段階での床表面温度の変化を小さくすることができ、使用者が不快感を持つことは解消される。
【００１６】
本発明による電気式床暖房システムにおいて、コントローラに、通電開始時の通電率を選択できる手段をさらに備えることもできる。具体的には、例えば、同じ定格出力のコード状電気ヒータに対して、通電開始時の通電率Ｐｓを１００％通電率として運転を開始するか、それ以下の例えば９０％通電率あるいは８０％通電率で運転を開始するかを選択できるようにする。例えば、記憶部に通電開始時の通電率Ｐｓの異なる複数枚のフィールドテーブルを格納しておき、それを適宜の手段で選択する。いずれのフィールドテーブルを選択する場合であっても、所定の設定時間ｔの経過後に、通電開始時に設定された通電率Ｐｓを基準として、そこから予め設定した差分ΔＰｘだけ通電率を低減させる。
【００１７】
この通電開始時の通電率Ｐｓを選択できる手段は、同じ電気式床暖房システムを環境の異なる異なった地域、例えば北海道と東京のような寒暖の違いのある地域に設置するときにきわめて有効となる。例えば、フィールドテーブルを選択する手段として、通常の使用状態では使用者が容易にアクセスできないコントローラ内の位置にディップスイッチを取り付けておき、北海道域に電気式床暖房システムを施工するときには、施工業者が通電開始時の通電率Ｐｓが１００％通電率のフィールドテーブルに対応するディップスイッチを選択して施工を行う。一方、東京域に施工するときには、施工業者が例えば通電開始時の通電率Ｐｓが８０％通電率のフィールドテーブルに対応するディップスイッチを選択して施工を行う。
【００１８】
北海道のように寒冷な地区では、使用者が高い設定温度を選択したときに、通電開始時通電率１００％での定常運転モードが進行し、前記した２７℃〜３０℃前後の快適な床表面温度が得られる。一方、東京のような比較的温暖な地区では、同じ定格出力のコード状電気ヒータを用い、通電開始時通電率を８０％に設定しておいても、定常運転モードで床表面温度は２７℃〜３０℃前後の快適な温度となる。そのために、低い通電開始時通電率を選択して施工された電気式床暖房システムにおいても、長時間運転継続時に、床表面温度が４０℃程度にまで達することが起こり得るので、ここでも、本発明による通電率低減手段を採用することは有効となる。
【００１９】
好ましくは、前記コントローラには、定常運転モードでの設定温度に対応する通電率を選択するための通電率の差分ΔＰｙが一定である複数段の目盛りを備えた通電率選択手段が設けられ、該通電率選択手段における通電率差分ΔＰｙと前記通電率低減手段差における通電率差分ΔＰｘとが等しく設定され、前記外部からの操作は前記通電率選択手段における目盛りを一段上の目盛りに切り替える操作で行いうるようにされる。
【００２０】
この場合、使用者がコントローラの電源スイッチをＯＮにし、希望する設定温度レベルに対応する目盛り（例えば１００％通電率）を選択すると、一定時間経過後に、選択した目盛りに対応した通電率（１００％）での定常運転モードに入り、床表面温度は設定温度帯に維持される。その状態が長時間継続すると、前記のように通電率ΔＰｘ（またはΔＰｘ１，ΔＰｘ２）の自動低減が起こり、床表面温度が異常上昇するのを回避できる。外気温度が低下して床表面温度が低下した場合に、使用者は、前記通電率選択手段を操作してその目盛りを一段上の目盛りに切り替える。その操作により、通電率はΔＰｙだけ高い値となり、ΔＰｙはΔＰｘ（またはΔＰｘ１，ΔＰｘ２）と等しい値に設定されているので、結果として、コード状電気ヒータへの通電率は低減前の状態に復帰する。それにより、床表面温度が低下するのを阻止することができる。
【００２１】
なお、本発明における電気式床暖房システムの全体的な構成に特に制限はなく、従来知られている任意の構成、例えば、コード状電気ヒータを床下地の上に配設した後にその上から木質系床材を置くようにして施工された形態のもの、あるいはコード状電気ヒータを一体に組み込んだ木質系床材を電気的に接続しながら床下地の上に置くようにして施工された形態のもの、などをすべてが含まれる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、発熱源としてコード状電気ヒータを用い、床表面温度の制御方式として通電率制御方式を採用した電気式床暖房システムにおいて、外気温度に変化がない環境下で長時間通電を継続する場合であっても、最初に設定した設定温度帯（レベル）以上に床表面温度が上昇するのを確実に回避することができ、使用者に過昇温による不快感を与えたり、熱閉塞現象による低温火傷を生じさせたりするのを確実に回避することができる。また、消費電力を低減することもでき、省エネルギー運転が可能となる。
【００２３】
また、外気温度が低下して放熱により床表面温度が低下した場合でも、容易に温度低下以前の状態に戻すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施の形態により説明する。図１は本発明による電気式床暖房システムを示す概略図であり、図２は全体の制御系を示すブロック図である。
【００２５】
図１において、床下地１０の上に発熱源としてのコード状電気ヒータ１１が配置され、その上にコード状電気ヒータ１１を収容する凹溝を裏面に形成した多数枚の木質系床材１２が敷設されて、電気式床暖房フロアを作っている。図示しないが、コード状電気ヒータを一体に組み込んだ木質系床材を電気的に接続しながら床下地の上に置くようにして電気式床暖房フロアを作るようにしてもよい。いずれにおいても、コード状電気ヒータ１１には配線１３を介して外部からの商用電力が供給され、配線途中にはコントローラ２０が取り付けてある。
【００２６】
図２は電気式床暖房システム全体の制御系を示すブロック図であり、本発明による電気式床暖房システムは、前記コントローラ２０と該コントローラ２０により制御された通電率で駆動されるコード状電気ヒータ１１とからなる。コントローラ２０は制御部３０を備え、制御部３０にはタイマー３１とディップスイッチ３２が接続し、さらに、操作盤４０と記憶部５０と駆動回路６０が接続している。
【００２７】
操作盤４０には、システム全体のＯＮ−ＯＦＦスイッチ４１、使用者が定常運転時での設定温度レベルＬを選択するための押しボタン４２，必要な場合に設けられる通電率復帰用スイッチ４３，選択した設定温度レベルＬに対応する目盛りＭや時刻等を表示するティスプレー４４などが備えられる。
【００２８】
記憶部５０は、定常運転モード継続時間ｔと通電率低減量ΔＰｘとの関係を定めた通電率低減テーブルＴ１と、使用者が選択する定常運転時の設定温度レベルＬに対応する目盛りＭと通電率との関係を定めた温度設定テーブル（通電率設定テーブル）Ｔ２とを格納している。通電率低減テーブルＴ１の一例が図３に示される。この例では、通電開始時を含むタイマーリセット時の通電率Ｐｓ％に対して、時間ｔ１（例えば４時間）経過時の通電率Ｐ１はＰｓ−５％、時間ｔ２（例えば８時間）経過時の通電率Ｐ２はＰｓ−１０％、すなわち、当初通電率Ｐｓに対して、予め定めた時間ｔが経過するごとに、差分ΔＰｘ＝５％ずつ通電率を低減するように定められている。
【００２９】
図４は温度設定テーブルＴ２の一例を示す。この例では、通電率Ｐ％が差分Ｐｙ＝５％で１００％から３５％まで刻まれており、それに対応して、いずれも１０〜１の１０段階の目盛りが振られた３種のフィールドテーブル（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）が設けてある。フィールドテーブルＦ１は最大目盛り１０が通電率Ｐｍａｘ＝１００％に対応し、以下順次下降していき、最小目盛り１は通電率Ｐｍｉｎ＝５５％に対応している。フィールドテーブルＦ２は最大目盛り１０が通電率Ｐｍａｘ＝９０％に対応し、以下順次下降していき、最小目盛り１は通電率Ｐｍｉｎ＝４５％に対応している。フィールドテーブルＦ３は最大目盛り１０が通電率Ｐｍａｘ＝８０％に対応し、以下順次下降していき、最小目盛り１は通電率Ｐｍｉｎ＝３５％に対応している。
【００３０】
コントローラ２０において、前記温度設定テーブルＴ２の３つのフィールドテーブルＦ１，Ｆ２，Ｆ３のいずれかが前記したディップスイッチ３２の操作により選択され、選択されたフィールドテーブルＦｉにおける目盛りＭｉに対応する通電率Ｐｉの情報が制御部３０に取り込まれる。なお、フィールドテーブルＦの数は３つに限ることはなく、最大目盛り１０に対応する通電率Ｐｍａｘの値を異ならせてさらに多くのフィールドテーブルＦを設定してもよい。
【００３１】
駆動回路６０は電源線１３からヒータ１１へ給電するための回路であり、通電率制御を行う手段の一例としてのスイッチング回路６１を内蔵する。スイッチング回路６１は１個または２個以上のリレーを備え、各リレーの開閉を制御部３０からの指令で可変することでヒータ１１への通電率Ｐを制御するものであり、それ自体は公知のものである。
【００３２】
制御部３０は、図３に示すように、スイッチング回路６１に対してリレーの開閉周期Ｔの信号を送出する。この信号はハイレベル期間ｔ１でスイッチング回路６１を導通状態とし、ローレベル期間ｔ２でスイッチング回路６１を非導通状態とする。ｔ１／ｔ２の比を適宜の回路で制御することにより、設定した通電率Ｐが得られる。
【００３３】
このコントローラ２０において、使用者は、使用開始時にＯＮ−ＯＦＦスイッチ４１をＯＮにし、押しボタン４２を所要回数押して温度設定レベルＬを選択する。押した回数は制御部３０のカウンターに取り込まれ、選択した温度設定目盛りＭｉがディスフレー４４に表示される。１００％通電率での立ち上げ運転モードが開始し、例えば３０分程度の時間が経過すると定常運転モードに切り替わる。制御部３０は、使用者が選択した温度設定目盛りＭｉに対応した通電率Ｐｉに対応するハイレベル期間ｔ１の信号をスイッチング回路５１に送り込み、温度設定目盛りＭｉに対応した床表面温度での床暖房が継続運転される。なお、この運転態様およびそのためのシステム構成等は従来知られたものであり、詳細な説明は省略する。
【００３４】
本発明によるコントローラ２０は、タイマー３１で予め設定した時間ｔが経過したときに、予め設定した差分ΔＰｘだけ通電率を自動的に低減する通電率低減手段をさらに備えている点で、従来知られたコントローラと相違する。以下に、その相違点を中心に説明する。
【００３５】
すなわち、本発明によるコントローラ２０の記憶部５０には、前記したように、通電が開始してタイマー３１がリセットされたときのコード状電気ヒータ１１への通電率Ｐｓと、それが所定時間ｔｉ経過した後（例えば４時間と８時間経過後）の通電率Ｐｉを定めた通電率低減テーブルＴ１（図３）が格納されており、制御部３０は時間経過と共にその通電率低減テーブルＴ１に設定された信号をスイッチング回路６１に送り込む。それにより、通電率は経時的に自動的に低減される。このように通電率を自動的に低減する手段を持つことにより、通電率１００％付近で定常運転が長時間継続しているときに起こることのある、床表面温度の異常昇温を抑制することができ、電気式床暖房システムの快適性をより高めることができる。
【００３６】
自動的に通電率が低減した状態での運転が継続しているときに、外気温度が大きく降下すると、床暖房の熱量が不足する場合がある。本発明によるコントローラ２０では、そのときに使用者が通電率復帰用スイッチ４３を押すことにより（または後記するように押しボタン４２を押すことにより）、それを解消することができる。すなわち、通電率復帰用スイッチ４３からの信号は制御部３０に送られ、制御部３０は通電率低減テーブルＴ１における一つ前のステップの通電率に対応する信号をスイッチング回路５１に送り込むようにされている。すなわち、ｔ１（４時間）が経過して通電率Ｐ１での定常運転が継続しているときに、通電率復帰用スイッチ４３をＯＮすると、差分ΔＰｘ＝５％低減前の通電率、すなわち、タイマーリセット時の通電率Ｐｓに復帰した状態での定常運転が開始する。必要な場合には、タイマー３１をリセットして、時間計測を再開する。ｔ２（８時間）が経過して通電率Ｐ２での定常運転が継続しているときに、通電率復帰用スイッチ４３をＯＮすると、差分ΔＰｘ×２＝１０％低減前の通電率、すなわち、ｔ１（４時間）経過時の通電率Ｐｓ−５％に復帰した状態での定常運転が開始する。さらに連続して通電率復帰用スイッチ４３を押すと、通電率Ｐｓにまで復帰する。
【００３７】
なお、この例において、通電率低減テーブルＴ１での差分ΔＰｘと温度設定テーブルＴ２での差分ΔＰｙは共に５％と等しく設定されているので、前記した通電率復帰用スイッチ４３の機能を使用者が定常運転時での設定温度レベルＬを選択するための押しボタン４２に持たせることもできる。以下に、その場合を例として、電気式床暖房システムの運転操作の一例を図６，図７を参照して説明する。
【００３８】
本発明による電気式床暖房システムの施工に際して、施工業者は、ディップスイッチ３２を操作して、当該施工現場に最適な温度設定目盛り群すなわちフィールドテーブルＦｉを温度設定テーブルＴ２から選択する。例えば、施工現場が寒冷地である場合には、最大目盛り１０での通電率Ｐｍａｘが１００％であるフィールドテーブルＦ１にする。施工現場が比較的に温暖な地域である場合には、最大目盛り１０での通電率Ｐｍａｘが８０％であるフィールドテーブルＦ３にする。ここでは、フィールドテーブルＦ１を選択したとして、電気式床暖房システムの運転操作の一例を説明する。また、前記のように、定常運転を長時間継続したときに床表面温度に異常昇温が生じるのは、通電率が設定最大値近傍の場合がほとんどである。そのために、以下の説明では、使用者が定常運転モードでの設定温度レベルとしてフィールドテーブルＦ１の目盛り１０または９を選択した場合を例とする。
【００３９】
使用者は、操作盤４０のＯＮ−ＯＦＦスイッチ３５をＯＮする（ステップ３０１）。制御部３０は予め選択してあるディップスイッチ３２を読み込み、温度設定テーブルＴ２のフィールドテーブルＦ１についての情報を取り込む（ステップ３０２）。使用者は、操作盤４０の押しボタン４２を所要回数押して定常運転時の設定温度レベルＬに対応する目盛りＭｉを選定する（ステップ３０３）。それにより、記憶部５０には温度設定目盛りＭｉが読み込まれ（ステップ３０４）、ディスプレー４４には対応する目盛り１０または９が表示される。タイマーがリセットされ立ち上げ運転が始まる（ステップ３０５）。
【００４０】
制御部３０は目盛りＭｉがＭ１０またはＭ９か、それ以外かを判断する（ステップ３０６）。目盛りＭｉがＭ８〜Ｍ１の場合は、立ち上げ運転からＭ８〜Ｍ１に対応する通電率Ｐ（Ｍｉ）での定常運転に移行して従来通りの運転を継続する（ステップ４００）。目盛りＭｉがＭ１０またはＭ９の場合は、立ち上げ運転から通電率Ｐ（１０）またはＰ（９）での定常運転を継続する（ステップ３０７）。
【００４１】
タイマー３１はタイマーリセット時からの時間ｔ１が経過したかどうかを監視する（ステップ３０８）。時間ｔ１（例えば４時間）が経過した時点で、制御部３０は通電率を５％低減する（ステップ３０９）。通電率Ｐ（１０）−５％またはＰ（９）−５％の運転が継続する（ステップ３１０）。通電率Ｐ（１０）−５％はＰ（９）の通電率であり、またＰ（９）−５％はＰ（８）の通電率に相当するので、ディスプレー４４の目盛り表示は９または８に変更される。
【００４２】
使用者は床表面温度の低下を感じ床表面温度を高くしようとする。そのとき使用者は押しボタン４２（または通電率復帰用スイッチ４３）を押して目盛りを一つあげる（ステップ３１１）。フィールドテーブルＦ１の１目盛りの通電率差分ΔＰｙは５％であり、通電率低減テーブルＴ１の通電率差分ΔＰｘと等しいので、通電率Ｐ（１０）または通電率（９）での定常運転が開始する（ステップ３１２）。タイマーがリセットされる（ステップ３１３）。ディスプレー４４の目盛り表示も１０または９に変更される。使用者が押しボタン４２を操作しない場合には、そのまま運転が継続する（ステップ３１４）。
【００４３】
タイマー３１はタイマーリセット時からの時間ｔ２が経過したかどうかを監視する（ステップ３１５）。時間ｔ２（例えば８時間）が経過した時点で、制御部３０は通電率を再び５％低減する（ステップ３１６）。それにより、通電率Ｐ（１０）−１０％またはＰ（９）−１０％の運転が継続する（ステップ３１７）。通電率Ｐ（１０）−１０％はＰ（８）の通電率であり、またＰ（９）−１０％はＰ（７）の通電率に相当するので、ディスプレー４４の目盛り表示は８または７に変更される。
【００４４】
この状態で使用者は床表面温度の低下を感じ床表面温度を高くしようとする。このときの手順は実質的にステップ３１１以降と同じであり、使用者は押しボタン４２を押して目盛りを一つあげる（ステップ３１８）ことにより、通電率Ｐ（９）または通電率（８）での定常運転が開始する（ステップ３１９）。そして、ディスプレー４４の目盛り表示も９または８に変更され、そのまま運転が継続する（ステップ３２０）。
【００４５】
なお、上記の説明では、温度設定テーブルＴ２におけるフィールドテーブルＦ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）の選択手段としてディップスイッチ３２を例示したが、ディップスイッチ３２は例示であり、任意の選択手段を用いることができる。また、通電率を制御するための回路としてリレーを用いたスイッチング回路６１を示したが、これも例示であり従来知られた任意の通電率制御手段を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による電気式床暖房システムの一例を示す概略図。
【図２】電気式床暖房システム全体の制御系を示すブロック図。
【図３】定常運転モード継続時間ｔと通電率低減量ΔＰｘとの関係を定めた通電率低減テーブルＴ１。
【図４】使用者が選択する定常運転時の設定温度レベルＬに対応するフィールドテーブルＦ（Ｆ１〜Ｆ３）の目盛りＭと通電率Ｐとの関係を定めた温度設定テーブル（通電率設定テーブル）Ｔ２。
【図５】システムにおける通電率制御を示す波形を説明する図。
【図６】制御のフロー図。
【図７】制御のフロー図（続き）。
【符号の説明】
【００４７】
１０…床下地、１１…コード状電気ヒータ、１２…木質系床材、１３…配線、２０…コントローラ、３０…制御部、３１…タイマー、３２…ディップスイッチ、４０…操作盤、４２…設定温度レベル設定用の押しボタン、４３…通電率復帰用スイッチ、４４…ディスプレー、５０…記憶部、６０…駆動回路、６１…スイッチング回路、Ｔ１…通電率低減テーブル、Ｔ２…温度設定テーブル（通電率設定テーブル）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱源であるコード状電気ヒータと、コード状電気ヒータへの通電率を制御する通電率制御手段を少なくとも備えたコントローラとを少なくとも含む電気式床暖房システムであって、
前記通電率制御手段は、コード状電気ヒータへ通電を開始した後の経過時間を監視するタイマー手段と、該タイマー手段で予め設定した時間ｔが経過したときに、予め設定した差分ΔＰｘだけ通電率を自動的に低減する通電率低減手段と、外部からの操作により差分ΔＰｘだけ低減した通電率を低減前の通電率に復帰させる手段、とを備えていることを特徴とする電気式床暖房システム。
【請求項２】
前記通電率制御手段におけるタイマー手段は、同じまたは異なる間隔の設定時間を経時的に連続して多段に設定できるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の電気式床暖房システム。
【請求項３】
前記コントローラは、定常運転モードでの設定温度に対応する通電率を選択するための通電率の差分ΔＰｙが一定である複数段の目盛りを備えた通電率選択手段が設けられており、該通電率選択手段における通電率差分ΔＰｙと前記通電率低減手段における通電率差分ΔＰｘとが等しく設定されており、前記外部からの操作は前記通電率選択手段における目盛りを一段上の目盛りに切り替える操作であることを特徴とする請求項１または２に記載の電気式床暖房システム。
【請求項１】
発熱源であるコード状電気ヒータと、コード状電気ヒータへの通電率を制御する通電率制御手段を少なくとも備えたコントローラとを少なくとも含む電気式床暖房システムであって、
前記通電率制御手段は、コード状電気ヒータへ通電を開始した後の経過時間を監視するタイマー手段と、該タイマー手段で予め設定した時間ｔが経過したときに、予め設定した差分ΔＰｘだけ通電率を自動的に低減する通電率低減手段と、外部からの操作により差分ΔＰｘだけ低減した通電率を低減前の通電率に復帰させる手段、とを備えていることを特徴とする電気式床暖房システム。
【請求項２】
前記通電率制御手段におけるタイマー手段は、同じまたは異なる間隔の設定時間を経時的に連続して多段に設定できるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の電気式床暖房システム。
【請求項３】
前記コントローラは、定常運転モードでの設定温度に対応する通電率を選択するための通電率の差分ΔＰｙが一定である複数段の目盛りを備えた通電率選択手段が設けられており、該通電率選択手段における通電率差分ΔＰｙと前記通電率低減手段における通電率差分ΔＰｘとが等しく設定されており、前記外部からの操作は前記通電率選択手段における目盛りを一段上の目盛りに切り替える操作であることを特徴とする請求項１または２に記載の電気式床暖房システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−５１８１３（Ｐ２００７−５１８１３Ａ）
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３６８４７（Ｐ２００５−２３６８４７）
【出願日】平成１７年８月１７日（２００５．８．１７）
【出願人】（００００００４１３）永大産業株式会社 (243)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１７日（２００５．８．１７）
【出願人】（００００００４１３）永大産業株式会社 (243)
【Ｆターム（参考）】
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