JP2000130879A

JP2000130879A - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2000130879A
Application number: JP10301110A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Arai; 康弘新井; Fusao Hirasawa; 房男平澤; Takayoshi Iwanaga; 隆喜岩永; Motonori Futamura; 元規二村; Kazunori Shibata; 和則柴田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1998-10-22
Publication date: 2000-05-12

Abstract

(57)【要約】【書類】【目的】室内対流冷暖房をなすうえで、床冷暖房システ
ムを付加することを前提として、各運転を最適条件のも
とに組み合わせをなし、ランニングコストの低減と快適
性向上化を図った空気調和装置を提供する。【解決手段】冷凍サイクル回路Ａと、この冷凍サイクル
回路に設けられるバイパス管６に冷媒用熱交換器８と燃
焼加熱器９からなる冷媒加熱器７を備えた冷媒加熱回路
Ｂと、冷媒用熱交換器と並設される水用熱交換器１２を
備え水循環ポンプ１５と室内に配置される床熱交換器１
４を順次配水管１３を介して連通してなる水循環回路Ｃ
とを具備し、冷凍サイクル回路と、冷媒加熱回路および
水循環回路をそれぞれ単独あるいは組み合わせて切換え
ることにより、室内側熱交換器による対流冷暖房と、床
熱交換器による床冷暖房とをそれぞれ単独あるいは組み
合わせの運転をなす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる壁掛けタ
イプとして室内に備えられる熱交換器によって対流冷暖
房をなすうえで、特に床面における冷暖房機能を付加
し、適宜切換え制御をなす空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ヒートポンプ式冷凍サイクルを備
えた空気調和装置においては、より省エネ化および、よ
り高暖房化が求められている。上記省エネ化に関して
は、圧縮機、送風機、熱交換器などの性能を向上して、
蒸発温度と凝縮温度の差を小さくし、冷凍サイクルの入
力を下げることにより解決を図っている。

【０００３】また、高暖房化においては、蓄熱利用、液
インジェクションの利用、圧縮機入力の効率向上などを
求めることにより、低外気温度時においても高暖房能力
を発揮できるようになってきた。

【０００４】一方、冬季における外気温度が特に低くな
る寒冷地においては、石油あるいはガスなどを燃焼して
冷媒を加熱し、蒸発させて暖房運転を行う冷媒加熱式の
空気調和装置が提供されている。

【０００５】たとえば特開平１０−３８３０６号公報に
は、暖房の快適性をさらに高めるために、対流暖房と床
暖房を併用した暖房方式が開示されている。これは、暖
房時に燃焼熱により冷媒加熱と温水加熱運転を行い、冷
媒加熱でファンによる対流暖房、温水加熱で温水を循環
させて床暖房を行うようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヒート
ポンプ式冷凍サイクルが空気熱源を汲み上げる原理を利
用する以上、冷媒の蒸発温度は室外の空気温度以下にな
らざるを得ず、外気温度が低い場合は着霜し易く、ある
いは冷媒循環量の低下によって、暖房能力が低下するな
どの問題が残されている。

【０００７】一方、ガスまたは石油燃料による冷媒加熱
式では、圧縮機を用いて加熱蒸発した冷媒を循環させる
が、ガスポンプとしての圧縮機の入力が比較的高いた
め、高暖房能力を発揮できるものの、外気温度が高い条
件下では室外空気を熱源とするヒートポンプ式に比べて
暖房ランニングコストが高くなってしまう。

【０００８】そこで、ヒートポンプ式とガスまたは石油
冷媒加熱式の特徴を生かし、特に暖房サイクルでは、ヒ
ートポンプ運転と冷媒加熱運転とを経済性と快適性を考
慮した上で切換え、ランニングコストを低減するととと
もに、快適性を向上させた空気調和装置が考えられるに
至った。

【０００９】本発明は、上記事情に着目してなされたも
のであり、その目的とするところは、室内対流冷暖房を
なすうえで、床冷暖房システムを付加することを前提と
して、各運転を最適条件のもとに組み合わせをなし、ラ
ンニングコストの低減と快適性向上化を図った空気調和
装置を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を満足するた
め、本発明の請求項１記載の空気調和装置は、圧縮機吐
出部―四方弁―室外側熱交換器―減圧装置―室内側熱交
換器―四方弁―圧縮機吸込み部を順次冷媒管を介して連
通する冷凍サイクル回路と、この冷凍サイクル回路の室
外側熱交換器と減圧装置との間と、四方弁と圧縮機吸込
み部との間に接続されるバイパス管に冷媒用熱交換器と
燃焼加熱器からなる冷媒加熱器を備えた冷媒加熱回路
と、この冷媒加熱回路の冷媒加熱器を構成する上記冷媒
用熱交換器と並設される水用熱交換器を備えるとともに
水循環ポンプおよび室内に配置される床熱交換器を順次
配水管を介して連通してなる水循環回路とを具備し、上
記冷凍サイクル回路と、冷媒加熱回路および水循環回路
をそれぞれ単独あるいは組み合わせて切換えることによ
り、上記室内側熱交換器による対流冷暖房と、上記床熱
交換器による床冷暖房とをそれぞれ単独あるいは組み合
わせの運転をなすことを特徴とする。

【００１１】以上の構成によって、簡単なサイクル構成
で、冷凍サイクル運転と冷媒加熱器の燃焼熱源による運
転を切換えて、壁掛け対流冷暖房と床冷暖房を単独ある
いは組み合わせて運転することができるので、ランニン
グコストの低減化とＣＯ₂ 排出量の低減化および快適性
の向上化が実現する。

【００１２】請求項２として、請求項１記載の空気調和
装置において対流暖房単独のヒートポンプ運転をなすに
は、上記冷凍サイクル回路のみに冷媒を循環して外部の
空気熱を吸熱することを特徴とする。

【００１３】以上の構成によって、対流暖房運転は、外
気温が高く、暖房負荷が小さい時にヒートポンプ運転を
行うので、快適性および暖房ランニングコストを廉価に
できて経済性が向上する。

【００１４】請求項３として、請求項１記載の空気調和
装置において対流暖房単独の冷媒加熱運転をなすには、
上記冷媒加熱回路に冷媒を導いて冷媒加熱器で冷媒を加
熱することを特徴とする。

【００１５】以上の構成によって、対流暖房運転は、外
気温が低く、暖房負荷が大きい時に冷媒加熱運転を行う
ので、快適性および暖房ランニングコストを廉価にでき
るため経済性が向上する。

【００１６】請求項４として、請求項１記載の空気調和
装置において床暖房単独の水加熱運転をなすには、上記
圧縮機の運転を停止し、上記冷媒加熱回路の冷媒加熱器
で上記水循環回路の水用熱交換器を加熱して水を温水に
換え水循環ポンプを運転して床熱交換器に温水を循環す
ることを特徴とする。

【００１７】以上の構成によって、床暖房運転は、圧縮
機を停止し、電気入力の小さい水循環ポンプのみの運転
を行うので、快適性および床暖房ランニングコストを廉
価にできるため経済性が向上する。

【００１８】請求項５として、請求項１記載の空気調和
装置において対流暖房と床暖房との併用暖房で、ヒート
ポンプ運転と水加熱運転をなすには、上記冷凍サイクル
回路に冷媒を循環して外部の空気熱を吸熱し、さらに上
記冷媒加熱回路の冷媒加熱器で上記水循環回路の水用熱
交換器を加熱して水を温水に換え水循環ポンプを運転し
て床熱交換器に温水を循環することを特徴とする。

【００１９】以上の構成によって、対流暖房と床暖房の
併用暖房運転は、外気温度が高く暖房負荷が小さい時
に、空気熱源および燃焼熱源による吸熱を行うので、快
適性および暖房ランニングコストを廉価にできるため経
済性が向上する。

【００２０】請求項６として、請求項１記載の空気調和
装置において対流暖房と床暖房の併用暖房で、冷媒加熱
運転と水加熱運転をなすには、上記冷媒加熱回路の冷媒
加熱器で冷媒を導いて加熱し、さらに上記冷媒加熱器で
上記水循環回路の水用熱交換器を加熱して水を温水に換
え水循環ポンプを運転して床熱交換器に温水を循環する
ことを特徴とする。

【００２１】以上の構成によって、対流暖房と床暖房の
併用暖房運転は、外気温度が低く暖房負荷が大きい時
に、燃焼熱源による吸熱を行うので、快適性および暖房
ランニングコストを廉価にできるため経済性が向上す
る。

【００２２】請求項７として、請求項１記載の空気調和
装置において対流冷房単独運転をなすには、上記冷凍サ
イクル回路のみに冷媒を循環して室内側熱交換器で蒸発
させることを特徴とする。

【００２３】以上の構成によって、対流冷房が容易に実
現できるので快適性を向上させることができる。請求項
８として、請求項１記載の空気調和装置において床冷房
単独運転をなすには、上記冷媒加熱回路に導かれる冷媒
を減圧する補助減圧装置を付加したうえで上記減圧装置
を閉成し、上記冷媒加熱回路に補助減圧装置で減圧した
冷媒を導いて冷媒加熱器で蒸発させ、上記水循環回路の
水用熱交換器を冷却して冷水を得るとともに水循環ポン
プを運転して床熱交換器に冷水を循環することを特徴と
する。

【００２４】以上の構成によって、床冷房が容易に実現
できるので快適性を向上させることができる。請求項９
として、請求項１記載の空気調和装置において対流冷房
と床冷房の併用運転をなすには、上記冷媒加熱回路に導
かれる冷媒を減圧する補助減圧装置を付加したうえで上
記減圧装置をほぼ全開させ、上記冷凍サイクル回路に冷
媒を循環して室内側熱交換器で蒸発させるとともに、上
記冷媒加熱回路に補助減圧装置で減圧した冷媒を導いて
冷媒加熱器の冷媒用熱交換器で冷媒を蒸発させ、水循環
回路の水用熱交換器を冷却して冷水を得るとともに水循
環ポンプを運転して床熱交換器に冷水を循環することを
特徴とする。

【００２５】以上の構成によって、対流冷房と床冷房の
併用運転が容易に実現できるので、快適性が向上する。
請求項１０として、請求項１記載の空気調和装置におい
て対流冷房と床暖房との併用で、冷凍サイクル運転と冷
凍サイクル運転による水加熱運転をなすには、冷凍サイ
クル回路に冷媒を循環して室内側熱交換器で蒸発させ、
上記冷媒加熱回路の冷媒加熱器下流側に補助減圧装置を
付加したうえでこの冷媒加熱回路に冷媒を導いて冷媒加
熱器で凝縮させ、水用熱交換器を加熱して温水を得ると
ともに水循環ポンプを運転して床熱交換器に温水を循環
することを特徴とする。

【００２６】以上の構成によって、対流冷房と床暖房の
併用で室温の低下がほとんどない、いわゆるサイクルド
ライ運転と呼ばれる運転が実現でき快適性が向上する。
請求項１１として、請求項１記載の空気調和装置におい
て対流冷房と床暖房の併用で、かつ冷凍サイクル運転と
冷媒加熱器による水加熱運転をなすには、冷凍サイクル
回路に冷媒を循環して室内側熱交換器で蒸発させ、冷媒
加熱器の燃焼加熱器による燃焼熱で水循環回路の水用熱
交換器を加熱して水を温水に換え水循環ポンプを運転し
て上記床熱交換器に温水を循環することを特徴とする。

【００２７】以上の構成によって、対流冷房と床暖房の
併用で室温の低下がほとんどない、いわゆるサイクルド
ライ運転が実現でき快適性が向上する。請求項１２とし
て、請求項１記載の空気調和装置において上記水循環回
路を構成する床熱交換器は、パネル状をなし、住宅施工
後においても床面あるいは畳上に敷設可能であることを
特徴とする。

【００２８】以上の構成によって、床パネルの設置が容
易で、しかも後付けが可能なので、施工性の良い床冷暖
房システムを提供できる。請求項１３として、請求項１
記載の空気調和装置において上記冷媒加熱器は、加熱器
本体と燃焼加熱器とが連設されてなり、上記加熱器本体
内に冷媒用熱交換器および水用熱交換器が収容されるこ
とを特徴とする。

【００２９】以上の構成によって、一台の燃焼加熱器で
冷媒と水の加熱ができるため、サイクル構成が簡素化し
て、システムの大幅な低コスト化が実現できる。請求項
１４として、請求項１記載の空気調和装置において上記
床熱交換器は、床面に対してほぼ垂直な輻射面を備えた
冷温水パネルであることを特徴とする。

【００３０】以上の構成によって、冷温水パネルの設置
が容易でかつ設置面積を小さくできるため、低コストで
省スペースな床冷暖房が実現できる。請求項１５とし
て、請求項１記載の空気調和装置において上記床熱交換
器は、床面に沿って冷温風を吹出す冷温風器であること
を特徴とする。以上の構成によって、冷温風器の設置が
容易でかつ設置面積を小さくできるため、低コストで省
スペースな床冷暖房が実現できる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、請求項１の発明に
係わる実施の形態を示す、空気調和装置の構成図であ
る。

【００３２】この空気調和装置は、圧縮機１の吐出部１
ａ―四方弁２―室内側熱交換器３―減圧装置である電子
膨張弁４―室外側熱交換器５―四方弁２―圧縮機１の吸
込み部１ｂの順に冷媒管Ｐを介して連通する冷凍サイク
ル回路Ａが構成される。

【００３３】ここで、上記室内側熱交換器３は被空調室
の壁面に取付けられる、いわゆる壁掛けタイプのもので
ある。また、バイパス管６の一端部が電子膨張弁４と室
外側熱交換器５との間の冷媒管Ｐに接続され、他端部が
四方弁２と圧縮機吸込み部１ｂとの間に接続されてい
る。このバイパス管６の中途部に冷媒加熱器７が設けら
れていて、これらで冷媒加熱回路Ｂが構成される。

【００３４】上記冷媒加熱器７は、バイパス管６に連通
する冷媒用熱交換器８と、この冷媒用熱交換器８と対向
して配置される燃焼加熱器９とから構成される。この燃
焼加熱器９の燃焼熱源として、石油、都市ガスあるいは
プロパンガスなどが用いられる。

【００３５】上記冷媒加熱回路Ｂにおける電子膨張弁４
と室外側熱交換器５間の接続端側と冷媒加熱器７との間
のバイパス管６途中には第１の二方弁１０が設けられ、
このバイパス管６接続部位と室外側熱交換器５との間の
冷媒管Ｐに第２の二方弁１１が設けられる。

【００３６】また、上記冷媒加熱器７を構成する冷媒用
熱交換器８と並列に近接して水用熱交換器１２が配置さ
れる。この水用熱交換器１２は配水管１３を介して床熱
交換器である室内に敷設される床パネル１４と、室外に
配置される水循環ポンプ１５を介して連通される。

【００３７】これら水用熱交換器１２と床パネル１４お
よび循環ポンプ１５などで水循環回路Ｃが構成される。
そして、水用熱交換器１２が上記冷媒加熱器７の冷媒用
熱交換器１２と並列に近接して配置されるところから、
燃焼加熱器９が燃焼作用をなせばこれら熱交換器８，１
２が同時に加熱され、あるいは効率よく伝熱することと
なる。

【００３８】なお、圧縮機１、四方弁２、電子膨張弁
４、燃焼加熱器９、第１，第２の二方弁１０，１１、水
循環ポンプ１５など全ての電動部品は、図示しない制御
回路に電気的に接続され、後述する運転モードに応じて
駆動制御されるようになっている。

【００３９】このようにして構成される空気調和装置で
あり、以下に述べるような多種の運転制御が可能であ
る。はじめに、ユーザが図示しない遠隔操作盤で「暖
房」を選択した場合の、運転制御について説明する。

【００４０】この空気調和装置においては、実際に暖房
作用をなすにあたって、いわゆるヒートポンプ運転によ
る場合と、冷媒加熱運転による場合とがあるが、いずれ
を選択するかは以下に述べる通りである。

【００４１】図１５（Ａ）に示すように、ヒートポンプ
運転を選択するか、冷媒加熱運転を選択するかの基本的
な条件として、外気温度が高い環境下であって、要求能
力が低い場合はヒートポンプ運転を行い、外気温度が低
い環境下であって、要求能力が高い場合は冷媒加熱運転
を行うこととする。

【００４２】すなわち、外気温度と暖房能力に応じて、
ヒートポンプ運転あるいは冷媒加熱運転を自動的に選択
できるようになっている。なお説明すると、同図の横軸
は外気温度（℃）であり、縦軸は必要とする暖房能力
（ｋＷ）を示す。同図は外気温度と暖房能力に応じてヒ
ートポンプ運転または冷媒加熱運転のどちらかを選択し
て運転制御を行うことを説明している。

【００４３】暖房モードでハイブリッド運転（ヒートポ
ンプ運転と冷媒加熱運転とを単独もしくは併用すること
を装置自体が自動制御する）を選択した場合に、暖房運
転起動時は外気温度に関係なく冷媒加熱運転を優先して
立ち上げる。

【００４４】たとえば、外気温度が４℃の場合で、必要
とされる暖房能力が最大のＱｍａｘであると判断したと
き、暖房能力はＱ１よりも大きいので暖房能力Ｑｍａｘ
による冷媒加熱運転を行う。

【００４５】なお、必要とする暖房能力は、装置が検出
する室温とユーザが設定した温度との差にもとづいて求
められる。すなわち、室温と設定温度との差が大きい場
合は、必然的に暖房能力が高く設定される。ここで、暖
房能力Ｑｍａｘを得るには、燃焼加熱器における燃料燃
焼量を制御することで行われる。

【００４６】外気温度が４℃を保持する状態でも冷媒加
熱運転を継続すれば、当然、室温が上昇して必要とされ
る暖房能力が徐々に減少する。この暖房能力が、Ｑ１よ
り下回ったことを判断した場合は、冷媒加熱運転からヒ
ートポンプ運転に自動的に切換る。

【００４７】上記ヒートポンプ運転での暖房能力は、上
記圧縮機１に接続される図示しないインバータ電源に対
する制御周波数により、圧縮機１の回転数を制御するこ
とで得られる。

【００４８】また、このヒートポンプ運転の継続中に、
たとえば部屋のドアを開放することにより室温が急激に
下がることがある。この影響で必要とする暖房能力がＱ
２を越えた場合は、再び冷媒加熱運転に自動的に切換る
運転制御が行われる。

【００４９】このように、暖房運転を冷媒加熱運転で立
ち上げたときに外気温度が４℃のままであっても、室温
が設定温度に近くなり必要とされる暖房能力が低くなっ
て必要とする暖房能力がＱ１よりも小さくなれば、一定
時間後にヒートポンプ運転に切換るよう制御される。

【００５０】また、この暖房ヒートポンプ運転におい
て、外気温度が４℃から低下して−１℃を下回った場合
は、冷媒加熱運転に自動的に切換るよう運転制御され
る。そのあと外気温度が再び上昇して３℃を越えたとき
は、再びヒートポンプ運転に切換えられることとなる。

【００５１】ここで、必要とする暖房能力に応じてヒー
トポンプ運転と冷媒加熱運転を切換えるには、ヒートポ
ンプ運転では０．７〜６．０ｋＷの可変幅に、冷媒加熱
運転では約２．５〜６．６ｋＷ可変幅に、それぞれ設定
されている。

【００５２】したがって、ヒートポンプ運転の方が暖房
能力を可変できる範囲が広く、特に、低い暖房能力域に
おいてこの可変幅の広いヒートポンプ運転を選択すれ
ば、運転効率が良くなってランニングコストが廉価です
み、しかも暖房快適性を高めることになる。

【００５３】図１５（Ｂ）に示すように、ここでは必要
とする暖房能力（以下、単に暖房能力と言う）が低くて
Ｑ１を下回る場合は、ヒートポンプ運転を行う。そのあ
と、要求能力が上昇してＱ２を越えた時点で、ヒートポ
ンプ運転から冷媒加熱運転に切換えられる。

【００５４】冷媒加熱運転に入った場合は、要求能力が
Ｑ１を下回るまで、冷媒加熱運転が継続されてヒートポ
ンプ運転に入らないように制御される。したがって、要
求能力の上昇時と下降時とで運転の切換え能力を変えて
いるので、制御の安定性と快適性が向上する。

【００５５】そして、外気温度のみならず、必要とする
暖房能力に応じてヒートポンプ運転と冷媒加熱運転を切
換えて運転制御するので、暖房ランニングコストを低減
しつつ、快適性を向上できる。

【００５６】また、図１５（Ａ）に示すように、外気温
度または暖房能力の切換え点をそれぞれ３通りずつ設定
し、特に、室外側熱交換器８に着霜が生じ易く、かつヒ
ートポンプ運転の効率が悪くなる外気温度の低い領域で
は冷媒加熱運転の比率を高めるように設定しているの
で、きめ細かな制御を行え、暖房の快適性が大幅に向上
する。

【００５７】図１６（Ａ）（Ｂ）は、仙台市においてヒ
ートポンプ運転と冷媒加熱運転を組み合わせて暖房運転
（先に述べた、ハイブリット運転）した場合と、冷媒加
熱運転のみで運転した場合とを比較している。図のハッ
チング棒グラフは、高気密構造のいわゆる省エネ住宅で
あり、白抜き棒グラフは通常構造の標準住宅を示してい
る。

【００５８】そして、図１６（Ａ）は暖房ランニングコ
ストの低減率を現し、図１６（Ｂ）はＣＯ₂ 排出量の低
減率を空調負荷計算コードを応用して求めたものであ
る。これらの図から、燃焼燃料として石油、都市ガスお
よびプロパンガスのそれぞれとも、暖房ランニングコス
トおよびＣＯ₂ の低減が大幅に図られていることが分か
る。

【００５９】当然、石油あるいはガスなどの燃料切れが
生じたり、冷媒加熱器７が故障した場合などは、外気温
湿度や要求暖房能力条件に関係なくユーザが任意にヒー
トポンプ運転を選択することも可能である。

【００６０】再び図１に戻って、同図は請求項２の発明
に係わる第１の実施の形態を示す。ここでは、対流暖房
単独のヒートポンプ運転が選択された場合の運転制御動
作を説明する。図の実線矢印はヒートポンプ運転時の冷
媒の流れを示す。

【００６１】冷媒加熱器７の燃焼運転および水循環ポン
プ１５の運転は停止した状態で圧縮機１の運転が開始さ
れる。また、第１の二方弁１０は閉成され、第２の二方
弁１１は開放される。

【００６２】図に実線矢印で示すように、圧縮機１から
吐出される高温高圧の冷媒ガスは、四方弁２を介して室
内側熱交換器３に導かれて凝縮し、このとき発生する凝
縮熱が室内に放出されて暖房熱として利用される。

【００６３】凝縮して液化した冷媒は、第２の二方弁１
１を介して室外側熱交換器５に導かれ、ここで外部空気
から吸熱し蒸発する。この蒸発冷媒は四方弁２を介して
圧縮機１へ吸込まれ、圧縮されて再び高温高圧のガスと
なり吐出され、上述の経路を循環する。

【００６４】なお、特に図示しないが室外側熱交換器５
の冷媒導入側と、圧縮機１の冷媒吸込み側に温度センサ
が取付けられ、それぞれの温度センサが冷媒温度を検出
して制御回路へ送信する。上記制御回路では蒸発過熱度
が一定になるように、電子式膨張弁４の絞り量を制御す
る。

【００６５】万一、上記室外側熱交換器５が着霜した場
合は、四方弁２を反転して圧縮機１から吐出されるホッ
トガスを室外熱交換器５に直接導く。ホットガスの熱で
室外側熱交換器５に付着した霜は早急に除去される。

【００６６】以上の構成によって、対流暖房運転は、外
気温が高く、暖房負荷が小さい時にヒートポンプ運転を
行うので、快適性および暖房ランニングコストを廉価に
できて経済性が向上する。

【００６７】図２は、請求項３の発明に係わる第２の実
施の形態を示し、ここでは室内側熱交換器３の対流単独
暖房で、かつ冷媒加熱運転が選定された場合の運転制御
動作を説明する。図の実線矢印は冷媒加熱運転時の冷媒
の流れを示す。

【００６８】この冷媒加熱運転は、先に図１５で説明し
たように、外気温度が低く要求能力が高い場合に行われ
る。また、ヒートポンプ運転時の電源ブレーカの許容電
流値が気になる場合などは、外気温湿度や要求暖房能力
条件に関係なくユーザが任意に冷媒加熱運転を選択して
運転することも可能である。

【００６９】冷媒加熱運転が選択されると、水循環ポン
プ１５の運転は停止し、第１の二方弁１０は開放され、
第２の二方弁１１は閉成されて、冷媒加熱器７の燃焼運
転が行われる。

【００７０】圧縮機１から吐出される高温高圧の冷媒ガ
スは、四方弁２を介して室内側熱交換器３に送られ、凝
縮する際に放出する凝縮熱が暖房熱として利用される。
凝縮した冷媒は、第１の二方弁１０を通り、冷媒加熱器
７を構成する冷媒用熱交換器８に導かれて燃焼加熱器９
の燃焼熱で加熱され蒸発する。蒸発した冷媒は圧縮機１
に吸い込まれて圧縮され、高温高圧のガスとなって再び
吐出され上述の経路を循環する。

【００７１】冷媒加熱器７の入り口での冷媒温度および
出口出の冷媒温度（あるいは圧縮機１の吸込み冷媒温
度）が図示しない温度センサで検出され、蒸発過熱度が
一定になるように電子式膨張弁４において冷媒流量が制
御される。

【００７２】以上の構成によって、対流暖房運転は、外
気温が低く、暖房負荷が大きい時に冷媒加熱運転を行う
ので、快適性および暖房ランニングコストを廉価にでき
るため経済性が向上する。

【００７３】図３は、請求項４の発明に係わる第３の実
施の形態を示し、ここでは床暖房単独運転を選定した場
合の運転制御動作を説明する。基本的には壁掛け対流暖
房のヒートポンプ運転と同様、高外気温で低暖房能力時
に床単独暖房を選定するのが望ましい。また、これらの
条件に関係なく、ユーザが任意にこの運転モードを選択
して運転することは可能である。

【００７４】図の実線矢印は、床単独暖房運転時の温水
の流れを示す。すなわち、床暖房運転が選択されると、
圧縮機１を停止し、第１の二方弁１０と第２の二方弁１
１を閉成する一方で、冷媒加熱器７を構成する燃焼加熱
器９の燃焼運転と、水循環回路Ｃにおける水循環ポンプ
１５の運転が行われる。

【００７５】冷媒加熱器７の冷媒用熱交換器８と並設さ
れる上記水用熱交換器１２は燃焼加熱器９の燃焼作用で
加熱され、ここに導かれる水は所定温度に上昇して温水
となる。

【００７６】この温水は、水循環ポンプ１５の作用によ
って床パネル１４に導かれ、輻射熱として室内に放熱す
ることで床暖房が行われる。床パネル１４で温度低下し
たあとの水は再び水用熱交換器１２に導かれ、上述の経
路を循環する。

【００７７】以上の構成によって、床暖房運転は圧縮機
１を停止し、電気入力の小さい水循環ポンプ１５のみの
運転を行うので、この水循環ポンプ１５の入力は小さ
く、圧縮機１運転と比較してランニングコストは廉価で
すむため経済性が向上する。

【００７８】具体的には、暖房運転の安定時で、対流暖
房ヒートポンプ運転および対流暖房冷媒加熱運転おける
圧縮機入力は、床暖運転時の水ポンプ入力を１とする
と、およそ１０倍以上になっている。

【００７９】図４は、請求項５の発明に係わる第４の実
施の形態を示す。ここでは、室内側熱交換器３による対
流暖房と、床パネル１４による床暖房との併用運転であ
り、ヒートポンプ運転と水加熱運転が選択されるたとき
の運転制御動作をなす。図の実線矢印は冷媒の流れを示
し、破線矢印は温水の流れを示す。

【００８０】すなわち、第１の二方弁１０を閉成し、第
２の二方弁１１を開放して、圧縮機１の運転と、冷媒加
熱器７の燃焼運転および水循環ポンプ１５の運転が同時
に行なわれる。

【００８１】圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒ガ
スは、四方弁２を介して室内側熱交換器３に導かれ凝縮
する。このときに放出する凝縮熱が、暖房熱として利用
される。

【００８２】凝縮した冷媒は、第２の二方弁１１を介し
て室外熱交換器５に導かれ、室外空気と熱交換して蒸発
する。蒸発した冷媒は圧縮機１に吸込まれ、高温高圧の
ガスとなり上述の経路を循環する。

【００８３】上記室外側熱交換器５の冷媒導入側におけ
る冷媒温度と、圧縮機１の吸込み部側の冷媒温度とをそ
れぞれ図示しない温度センサで検出し、室外側熱交換器
５おいて蒸発過熱度が一定になるように、電子式膨張弁
４にて冷媒絞り量が制御される。

【００８４】万一、上記室外側熱交換器５が着霜した場
合は、四方弁２を反転して圧縮機１から吐出されるホッ
トガスを直接室外側熱交換器８に導き、その熱で除霜が
早急に行われる。

【００８５】一方、冷媒用熱交換器８と並設される水用
熱交換器１２は燃焼加熱器９の作用で加熱され、ここに
導かれる水は所定温度に上昇して温水となる。この温水
は、水循環ポンプ１５の作用によって床パネル１４に導
かれ、ここで輻射熱として室内に放熱することで床暖房
が行われる。

【００８６】床パネル１４で温度低下したあとの水は、
水循環ポンプ１５の作用によって再び水用熱交換器１２
に導かれ、上述の経路を循環する。以上の構成によっ
て、対流暖房と床暖房の併用暖房運転は、外気温度が高
く暖房負荷が小さい時に、空気熱源および燃焼熱源によ
る吸熱を行うので、快適性および暖房ランニングコスト
を廉価にできるため経済性が向上する。

【００８７】図５は、請求項６の発明に係わる第５の実
施の形態を示す。ここでは、室内側熱交換器３による対
流暖房と、床パネル１４による床暖房との併用運転であ
り、冷媒加熱運転と水加熱運転が選定された場合の運転
制御動作をなす。図の実線矢印は冷媒の流れを示し、破
線矢印は温水の流れを示す。

【００８８】すなわち、この運転が選択されると第１の
二方弁１０が開放され、第２の二方弁１１が閉成され
て、圧縮機１の運転と冷媒加熱器７の燃焼運転および水
循環ポンプ１５の運転が開始される。

【００８９】圧縮機１から吐出される高温高圧の冷媒ガ
スは、四方弁２を介して室内側熱交換器３に導かれ、凝
縮して凝縮熱が暖房として利用される。凝縮した冷媒
は、第１の二方弁１０を通って冷媒加熱器７に導かれ、
冷媒用熱交換器８において燃焼加熱器９で加熱され蒸発
する。蒸発した冷媒は圧縮機１に吸込まれ、高温高圧の
ガスとなり上述の経路を循環する。

【００９０】室外側熱交換器５の冷媒導入側における冷
媒温度と、圧縮機１の吸込み部側の冷媒温度とをそれぞ
れ図示しない温度センサで検出し、冷媒加熱器７におい
て蒸発過熱度が一定になるように、電子式膨張弁４にて
冷媒絞り量が制御される。

【００９１】一方、冷媒用熱交換器８と並設される水用
熱交換器１２は、燃焼加熱器９によって冷媒用熱交換器
８とともに加熱される。この水用熱交換器１２に導かれ
る水は所定温度に上昇して温水となり、水循環ポンプ１
５の作用によって床パネル１０に導かれ、ここで輻射熱
として室内に放熱することで床暖房が行われる。

【００９２】以上の構成によって、対流暖房と床暖房の
併用暖房運転は、外気温度が低く暖房負荷が大きい時
に、燃焼熱源による吸熱を行うので、快適性および暖房
ランニングコストを廉価にできるため経済性が向上す
る。

【００９３】図６に、請求項７の発明に係わる第６の実
施の形態を示す。ここで、壁掛け対流冷房単独運転が選
択される。図の実線矢印は、冷媒の流れを示す。すなわ
ち、冷媒加熱器７の燃焼運転および水循環ポンプ１５の
運転は停止した状態で、圧縮機１の運転が開始される。
このとき、第１の二方弁１０は閉成され、第２の二方弁
１１は開放される。

【００９４】圧縮機１から吐出される高温高圧の冷媒ガ
スは、四方弁２を介して室外側熱交換器５に導かれて凝
縮し液化する。液冷媒は電子膨張弁４に導かれて減圧膨
張し、室内側熱交換器３において蒸発する。

【００９５】このときの冷媒の蒸発潜熱によって室内温
度を低下させ、冷房として利用される。蒸発した冷媒
は、四方弁２を介して圧縮機１に吸込まれ、圧縮されて
再び高温高圧のガスとなり吐出され、上述のように循環
する。

【００９６】以上の構成によって、対流冷房が容易に実
現して、快適性を向上させることができる。図７は、請
求項８の発明に係わる第７の実施の形態を示す。ここで
は、床パネル１４を用いた床冷房のみの運転が選択され
る。図の実線矢印は冷媒の流れを示し、破線矢印は水の
流れを示す。

【００９７】なお、この床冷房単独をなすには、先に説
明した冷凍サイクル回路Ａにおける電子膨張弁４と室外
側熱交換器５との間に補助減圧装置である補助電子膨張
弁１６を新たに備えなければならない。

【００９８】なお説明すれば、上記補助電子膨張弁１６
は、冷媒加熱回路Ｂを構成するバイパス管６の一方の接
続端と、第２の二方弁１１との間の冷媒管Ｐの途中に設
けられる。

【００９９】この床冷房単独運転モードの選択は、対流
冷房単独運転同様、外気温度が高く要求冷房能力が低い
場合を基本とするが、それらの条件に関係なくユーザが
任意にこの運転モードを選択して運転することも可能で
ある。

【０１００】対流単独冷房運転が選択されると、第１の
二方弁１０および第２の二方弁１１が開放され、電子膨
張弁４は完全閉成される。当然、冷媒加熱器７の燃焼運
転を停止した状態で、圧縮機１と水循環回路Ｃにおける
水循環ポンプ１５の運転が行われる。

【０１０１】圧縮機１から吐出される高温高圧の冷媒ガ
スは、四方弁２を介して室外側熱交換器８に導かれ凝縮
液化する。この液冷媒は、第２の二方弁１１を通ってか
ら蒸発過熱度が一定になるように、補助電子膨張弁１６
で絞られる。

【０１０２】そのあと、冷媒は冷媒加熱回路Ｂに導かれ
て第１の二方弁１０を介して冷媒加熱器７を構成する冷
媒用熱交換器８に導かれ、ここで室外空気と熱交換して
蒸発する。蒸発した冷媒は圧縮機１に吸込まれ、高温高
圧のガスとなって吐出されて上述の経路を循環する。

【０１０３】一方、冷媒加熱器７の冷媒用熱交換器８と
並設される水循環回路Ｃの水用熱交換器１２は、冷媒用
熱交換器８における冷媒の蒸発作用で冷却される。した
がって、この水用熱交換器１２に導かれる水は冷却され
て冷水に変わる。

【０１０４】この冷水は、水循環ポンプ１５の運転によ
り床パネル１４に導かれ、ここで冷輻射熱を放出して室
内を冷却し、床冷房作用をなす。床パネル１４で放熱し
た水は再び水用熱交換器１２に導かれて、上述の経路を
循環される。

【０１０５】以上の構成によって、床冷房が容易に実現
して、快適性を向上させることができる。図８は、請求
項９の発明に係わる第８の実施の形態を示す。ここでは
壁掛け対流冷房と床冷房との併用運転を行うこととし、
図中実線矢印は冷媒の流れを示し、破線矢印は冷水の流
れを示す。

【０１０６】なお、先に第７の実施の形態で説明したも
のと同様、バイパス管６の接続端と第２の二方弁１１と
の間の冷媒管Ｐ中途部に補助減圧装置である補助電子膨
張弁１６を備えた構成となっている。

【０１０７】この運転モードの選択は、外気温度が高
く、要求冷房能力が高い場合を基本とするが、それらの
条件に関係なくユーザが任意に選択して運転することも
可能である。

【０１０８】すなわち、第１の二方弁１０および第２の
二方弁１１が開放され、かつ電子膨張弁４はほぼ全開に
される。冷媒加熱器７の燃焼運転を停止した状態で、圧
縮機１と水循環ポンプ１５の運転が行われる。

【０１０９】圧縮機１から吐出される高温高圧のガス冷
媒は、四方弁２を介して室外側熱交換器５に送られる。
冷媒は凝縮液化して第２の二方弁１１を通り、蒸発過熱
度が一定になるように補助電子膨張弁１６で絞られたあ
と、ほぼ全開状態の電子膨張弁４側と、冷媒加熱回路Ｂ
側とに分流される。

【０１１０】冷媒はほぼ全開状態の電子膨張弁４をその
まま通過して室内側熱交換器３に導かれ、ここで蒸発し
て室内空気と熱交換をなし室内の対流冷房作用をなす。
また、冷媒加熱回路Ｂに導かれた冷媒は、第１の二方弁
１０を介して冷媒加熱器７を構成する冷媒用熱交換器８
に導かれ、ここで室外空気と熱交換して蒸発する。蒸発
した冷媒は圧縮機１に吸込まれ、高温高圧のガスとなっ
て吐出されて上述の経路を循環する。

【０１１１】一方、冷媒加熱器７の冷媒用熱交換器８と
並設される水循環回路Ｃの水用熱交換器１２は、冷媒用
熱交換器８における冷媒の蒸発作用で冷却される。した
がって、この水用熱交換器１２に導かれる水は冷却され
て冷水に変わる。

【０１１２】この冷水は、水循環ポンプ１５の運転によ
り床パネル１４に導かれ、ここで冷輻射熱を放出して室
内を冷却し、床冷房作用をなす。床パネル１４で放熱し
た水は再び水用熱交換器１２に導かれて、上述の経路を
循環される。

【０１１３】以上の構成によって、対流冷房と床冷房の
併用運転が容易に実現できるので、快適性が向上する。
図９は、請求項１０の発明に係わる第９の実施の形態を
示す。ここでは、壁掛け対流冷房と床補助暖房との併用
運転を行うこととし、結果として比較的常温に近い弱い
状態の冷房作用が得られ、別名、サイクルドライ運転と
も呼ばれる。

【０１１４】なお、この運転をなすには、冷却加熱器７
と圧縮機１の吸込み部１ｂとを連通する冷媒管Ｐの中途
部に補助減圧装置である補助電子膨張弁１７を新たに備
える必要があり、そのうえで壁掛け対流冷房を冷凍サイ
クル運転により行うこととする。図中実線矢印は冷媒の
流れを示し、破線矢印は水の流れを示す。

【０１１５】この運転モードの選択は、湿度および外気
温度が高い場合を基本とするが、それらの条件に関係な
く、ユーザが任意に、この運転モードを選択して運転す
ることも可能である。

【０１１６】対流冷房と床暖房の併用運転が選択される
と、第１の二方弁１０および第２の二方弁１１は開放さ
れ、圧縮機１の運転と冷媒加熱器７の燃焼運転および水
循環ポンプ１５の運転が行なわれる。

【０１１７】圧縮機１から吐出される高温高圧の冷媒ガ
スは、四方弁２を介して室外熱交換器８に送られ、凝縮
液化する。凝縮した冷媒は第２の二方弁１１を通ったあ
と、そのまま冷凍サイクル回路Ａへ導かれる流れと、冷
媒加熱回路Ｂへ導かれる流れとに分流される。

【０１１８】冷凍サイクル回路Ａへ導かれた冷媒は、電
子膨張弁４で絞られたあと室内側熱交換器３に導かれて
蒸発し、室内空気と熱交換して対流冷房をなす。そして
四方弁２を介して圧縮機１に吸込まれ、圧縮されて上述
の経路を循環する。

【０１１９】冷媒加熱回路Ｂに導かれた冷媒は、第１の
二方弁１０を介して冷媒加熱器７に送られ冷媒用熱交換
器８において凝縮して凝縮熱を放出したあと、補助電子
膨張弁１７で低圧に減圧される。そして、冷凍サイクル
回路Ａを導かれる冷媒と合流して圧縮機１に送られる。

【０１２０】一方、冷媒加熱器７の冷媒用熱交換器８に
おいて冷媒が凝縮することにより放出される凝縮熱の影
響で、冷媒用熱交換器８と並設される水用熱交換器１２
が加熱される。

【０１２１】この水用熱交換器１２に導かれる水は加熱
されて温水に換る。そして温水は、水循環ポンプ１５に
より床パネル１４に循環され、輻射熱で室内の床面を加
熱する。結局、頭寒足熱的な空気調和作用を得る。

【０１２２】以上の構成によって、対流冷房と床暖房の
併用をなすことにより室温の低下がほとんどない、いわ
ゆるサイクルドライ運転と呼ばれる運転が実現でき快適
性が向上する。

【０１２３】図１０は、請求項１１の発明に係わる第１
０の実施の形態を示す。壁掛け対流冷房と床補助暖房と
の併用運転を行うこととし、結果として比較的常温に近
い弱い状態の冷房運転であり、サイクルドライ運転とも
呼ばれる。

【０１２４】そして、床補助暖房を冷媒加熱器７を構成
する燃焼加熱器９の運転により行うこととし、図中実線
矢印は冷媒の流れを示し、破線矢印は冷水の流れを示
す。また、サイクルの配置構成は、第１の実施の形態と
同じでよい。

【０１２５】この運転モードの選択は、湿度が高く外気
温度が低い場合を基本とするが、それらの条件に関係な
くユーザが任意にこの運転モードを選択して運転するこ
とも可能である。

【０１２６】対流冷房と床暖房の併用運転が選択される
と、第１の二方弁５は閉成され、第２の二方弁６は開放
される。冷媒加熱器７の燃焼加熱器９は燃焼作用をな
し、水循環ポンプ１５の運転が行われる。

【０１２７】圧縮機１から吐出される高温高圧の冷媒ガ
スは、四方弁２を介して室外側熱交換器５に導かれ凝縮
液化する。凝縮した冷媒は第２の二方弁１１を通り、蒸
発過熱度が一定になるように電子膨張弁４で絞られたあ
と、室内側熱交換器３で室内空気と熱交換して蒸発し、
室内を対流冷房する。蒸発した冷媒は、圧縮機１に吸い
込まれ、圧縮されて高温高圧のガスとなり上述の経路を
循環する。

【０１２８】一方、冷却加熱器７の燃焼加熱器９の作用
で冷媒用熱交換器８と並設される水用熱交換器１２は加
熱され、ここに導かれる水は温水に変わる。水循環ポン
プ１５の作用によって温水は床パネル１４に導かれ、輻
射熱で室内の床面を加熱する。いわゆる頭寒足熱的な空
気調和がなされる。

【０１２９】以上の構成によって、対流冷房と床暖房の
併用で室温の低下がほとんどない、いわゆるサイクルド
ライ運転が実現でき快適性が向上する。図１１は、請求
項１２の発明に係わる第１１の実施の形態を示す。これ
は床暖房と床冷房に用いられる床熱交換器としての床パ
ネル１４の構成図である。

【０１３０】この床パネル１４は、木質パネル１４ａの
裏面側から断面Ｕ字状の溝部１４ｂが設けられていて、
ここに合成樹脂管１４ｃが埋設される。上記溝部１４ｂ
の形状から、合成樹脂管１４ｂは１本でかつ複雑に蛇行
した状態で設けられ、その両端部は揃えられ、水入り口
部ａと水出口部ｂとからなる。

【０１３１】上記水入り口部ａは、水循環ポンプ１５と
連通する配水管１３端部が接続され、水出口部ｂは水用
熱交換器１２と連通する配水管１３端部が接続されるこ
とになる。

【０１３２】このような床パネル１４は水循環ポンプ１
５や水用熱交換器１２と容易に接続が可能であるばかり
でなく、床面あるいは畳上に直接敷設できることから、
住宅施工後に設置可能であり施工性がよい。

【０１３３】図１２は、請求項１３の発明に係わり第１
２の実施の形態を示す。上記冷媒加熱器７は、加熱器本
体７Ａと燃焼加熱器９とが連設されてなり、燃焼加熱器
９の燃焼作用で生じる排熱が加熱器本体７Ａ内に導か
れ、内部を加熱する。この加熱器本体７Ａ内には、冷媒
用熱交換器８と水用熱交換器１２が収容されている。

【０１３４】上記冷媒用熱交換器８および水用熱交換器
１２ともパイプをＵ字状に曲成してなり、上述したよう
に冷媒用熱交換器８はバイパス管６と接続され、水用熱
交換器８は配水管１３と接続される。

【０１３５】このようにして構成される冷媒加熱器７
は、冷媒加熱とともに水加熱を兼用するため、それぞれ
に専用な加熱器を必要としない。したがって、サイクル
構成が簡素化して、システムの大幅な低コスト化が実現
できる。

【０１３６】図１３は、請求項１４の発明に係わり、第
１３の実施の形態を示す。ここでは、床暖房と床冷房に
用いられる床熱交換器としての床パネル１４の代用とし
て、冷温水パネル１４Ａを用いることとする。この冷温
水パネル１４Ａは、台座２０上に設けられる輻射面２１
が床面に対して垂直に立設される。

【０１３７】そして、この冷温水パネル１４Ａの一側端
から水入り口部ａと水出口部ｂが設けられ、水循環回路
Ｃを構成する配水管１３に接続されることは、先に説明
したものと同一である。

【０１３８】以上の構成によって、床熱交換器としての
冷温水パネル１４Ａの設置が容易であり、かつ設置面積
を小さくできるため、低コストで省スペースな床冷暖房
が実現できる。

【０１３９】図１４は、請求項１５に係わる第１４の実
施の形態を示す。床熱交換器としての床パネル１４の代
用として、冷温風器１４Ｂを備えることとする。この冷
温風器１４Ｂは、台座２２上に筐体２３が載設されな
り、筐体２３の前面上部に吸込み口２４が設けられ、前
面下部には吹出し口２５が設けられる。

【０１４０】筐体２３内には送風機２６と、図示しない
熱交換パイプが収容され、筐体２３背面から突出する水
入り口部ａと水出口部ｂを介して上記配水管１３に接続
される。

【０１４１】このような冷温風器１４Ｂであれば、床面
あるいは畳面上に沿って冷風もしくは温風を吹出す床置
きタイプとなり、設置が容易で、かつ設置面積を小さく
できるため、低コストで省スペースな床冷暖房が実現で
きる。

【０１４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の空気調和装
置によれば、簡単なサイクル構成で、冷凍サイクル運転
と燃焼熱源による冷媒加熱運転を切換えて、対流冷暖房
と床冷暖房をそれぞれ単独、あるいは組み合わせて運転
することができることとなり、ランニングコストおよび
暖房時のＣＯ₂ 排出量の低減化および快適性の向上を図
れるなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気調和装置に係る、第１の実施の形
態を示す構成図。

【図２】本発明の空気調和装置に係る、第２の実施の形
態を示す構成図。

【図３】本発明の空気調和装置に係る、第３の実施の形
態を示す構成図。

【図４】本発明の空気調和装置に係る、第４の実施の形
態を示す構成図。

【図５】本発明の空気調和装置に係る、第５の実施の形
態を示す構成図。

【図６】本発明の空気調和装置に係る、第６の実施の形
態を示す構成図。

【図７】本発明の空気調和装置に係る、第７の実施の形
態を示す構成図。

【図８】本発明の空気調和装置に係る、第８の実施の形
態を示す構成図。

【図９】本発明の空気調和装置に係る、第９の実施の形
態を示す構成図。

【図１０】本発明の空気調和装置に係る、第１０の実施
の形態を示す構成図。

【図１１】本発明の空気調和装置に係る、第１１の実施
の形態を示す構成図。

【図１２】本発明の空気調和装置に係る、第１２の実施
の形態を示す構成図。

【図１３】本発明の空気調和装置に係る、第１３の実施
の形態を示す構成図。

【図１４】本発明の空気調和装置に係る、第１４の実施
の形態を示す構成図。

【図１５】本発明の空気調和装置に係る、暖房運転制御
仕様例を示す図。

【図１６】本発明の空気調和装置に係る、暖房ランニン
グコスト低減率およびＣＯ₂ 排出量低減率の例を示す
図。

【符号の説明】

１…圧縮機、２…四方弁、５…室外側熱交換器、４…減圧装置（電子膨張弁）、３…室内側熱交換器、Ａ…冷凍サイクル回路、６…バイパス管、８…冷媒用熱交換器、９…燃焼加熱器、７…冷媒加熱器、Ｂ…冷媒加熱回路、１２…水用熱交換器、１５…水循環ポンプ、１４…床熱交換器、６…配水管、Ｃ…水循環回路。

フロントページの続き (72)発明者岩永隆喜神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝住空間システム技術研究所内 (72)発明者二村元規神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝住空間システム技術研究所内 (72)発明者柴田和則神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝住空間システム技術研究所内Ｆターム(参考） 3L070 AA02 BB01 BB14 BC02 3L071 BB02 BC01 BC04 BD01 BE04 3L092 MA01 NA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機吐出部―四方弁―室外側熱交換器―
減圧装置―室内側熱交換器―四方弁―圧縮機吸込み部を
順次冷媒管を介して連通する冷凍サイクル回路と、この冷凍サイクル回路の室外側熱交換器と減圧装置との
間と、四方弁と圧縮機吸込み部との間に接続されるバイ
パス管に冷媒用熱交換器と燃焼加熱器からなる冷媒加熱
器を備えた冷媒加熱回路と、この冷媒加熱回路の冷媒加熱器を構成する上記冷媒用熱
交換器と並設される水用熱交換器を備えるとともに水循
環ポンプおよび室内に配置される床熱交換器を順次配水
管を介して連通してなる水循環回路とを具備し、上記冷凍サイクル回路と、冷媒加熱回路および水循環回
路をそれぞれ単独あるいは組み合わせて切換えることに
より、上記室内側熱交換器による対流冷暖房と、上記床
熱交換器による床冷暖房とをそれぞれ単独あるいは組み
合わせの運転をなすことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】対流暖房単独のヒートポンプ運転をなすに
は、上記冷凍サイクル回路のみに冷媒を循環して外部の
空気熱を吸熱することを特徴とする請求項１記載の空気
調和装置。
【請求項３】対流暖房単独の冷媒加熱運転をなすには、
上記冷媒加熱回路に冷媒を導いて冷媒加熱器で冷媒を加
熱することを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項４】床暖房単独の水加熱運転をなすには、上記
圧縮機の運転を停止し、上記冷媒加熱回路の冷媒加熱器
で上記水循環回路の水用熱交換器を加熱して水を温水に
換え水循環ポンプを運転して床熱交換器に温水を循環す
ることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項５】対流暖房と床暖房との併用暖房で、ヒート
ポンプ運転と水加熱運転をなすには、上記冷凍サイクル
回路に冷媒を循環して外部の空気熱を吸熱し、さらに上
記冷媒加熱回路の冷媒加熱器で上記水循環回路の水用熱
交換器を加熱して水を温水に換え水循環ポンプを運転し
て床熱交換器に温水を循環することを特徴とする請求項
１記載の空気調和装置。
【請求項６】対流暖房と床暖房の併用暖房で、冷媒加熱
運転と水加熱運転をなすには、上記冷媒加熱回路の冷媒
加熱器で冷媒を導いて加熱し、さらに上記冷媒加熱器で
上記水循環回路の水用熱交換器を加熱して水を温水に換
え水循環ポンプを運転して床熱交換器に温水を循環する
ことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項７】対流冷房単独運転をなすには、上記冷凍サ
イクル回路のみに冷媒を循環して室内側熱交換器で蒸発
させることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項８】床冷房単独運転をなすには、上記冷媒加熱
回路に導かれる冷媒を減圧する補助減圧装置を付加した
うえで上記減圧装置を閉成し、上記冷媒加熱回路に補助
減圧装置で減圧した冷媒を導いて冷媒加熱器で蒸発さ
せ、上記水循環回路の水用熱交換器を冷却して冷水を得
るとともに水循環ポンプを運転して床熱交換器に冷水を
循環することを特徴とする請求項１記載の空気調和装
置。
【請求項９】対流冷房と床冷房の併用運転をなすには、
上記冷媒加熱回路に導かれる冷媒を減圧する補助減圧装
置を付加したうえで上記減圧装置をほぼ全開させ、上記
冷凍サイクル回路に冷媒を循環して室内側熱交換器で蒸
発させるとともに、上記冷媒加熱回路に補助減圧装置で
減圧した冷媒を導いて冷媒加熱器の冷媒用熱交換器で蒸
発させ、水循環回路の水用熱交換器を冷却して冷水を得
るとともに水循環ポンプを運転して床熱交換器に冷水を
循環することを特徴とする請求項１記載の空気調和装
置。
【請求項１０】対流冷房と床暖房との併用で、かつ冷凍
サイクル運転と冷凍サイクル運転による水加熱運転をな
すには、冷凍サイクル回路に冷媒を循環して室内側熱交
換器で蒸発させ、上記冷媒加熱回路の冷媒加熱器下流側
に補助減圧装置を付加したうえでこの冷媒加熱回路に冷
媒を導いて冷媒加熱器で凝縮させ、水用熱交換器を加熱
して温水を得るとともに水循環ポンプを運転して床熱交
換器に温水を循環することを特徴とする請求項１記載の
空気調和装置。
【請求項１１】対流冷房と床暖房の併用で、かつ冷凍サ
イクル運転と冷媒加熱器による水加熱運転をなすには、
冷凍サイクル回路に冷媒を循環して室内側熱交換器で蒸
発させ、冷媒加熱器の燃焼加熱器による燃焼熱で水循環
回路の水用熱交換器を加熱して水を温水に換え水循環ポ
ンプを運転して上記床熱交換器に温水を循環することを
特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項１２】上記水循環回路を構成する床熱交換器
は、パネル状をなし、住宅施工後においても床面あるい
は畳上に敷設可能であることを特徴とする請求項１記載
の空気調和装置。
【請求項１３】上記冷媒加熱器は、加熱器本体と燃焼加
熱器とが連設されてなり、上記加熱器本体内に冷媒用熱
交換器および水用熱交換器が収容されることを特徴とす
る請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項１４】上記床熱交換器は、床面に対してほぼ垂
直な輻射面を備えた冷温水パネルであることを特徴とす
る請求項１記載の空気調和装置。
【請求項１５】上記床熱交換器は、床面に沿って冷温風
を吹出す冷温風器であることを特徴とする請求項１記載
の空気調和装置。