JP2002147883A - 温水冷媒加熱エアコン及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温水利用機器を接続することができるので循
環水加熱装置で加熱された循環水を有効に利用すること
ができ省エネルギー性と省スペース性に優れ、室内側熱
交換器からの放熱量が安定して制御され快適性に優れる
とともに、接続された温水利用機器の暖房能力も維持す
ることができ快適性に優れ、さらに放熱ロスが小さく熱
交換効率に優れる温水冷媒加熱エアコン及びその制御方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の温水冷媒加熱エアコンは、温水
熱交換器を有し温水及び冷媒を利用した温水冷媒加熱エ
アコンであって、温水利用機器に温水を送る外部送水路
と、利用された温水を戻す外部戻水路と、外部送水路と
外部戻水路とに連通する循環水バイパス路と、温水熱交
換器に流れる温水の流量を制御する循環水流量制御弁
と、を備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、暖房機能と冷房機
能とを有するエアコンと床暖房装置等の温水利用機器と
を組み合わせ、同一の熱源により加熱された温水により
エアコン及び各温水利用機器に熱供給を行う温水冷媒加
熱エアコンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、外気温の低い寒冷地でも優れた暖
房能力の得られる室内暖房システムとして、温水及び冷
媒を利用した温水冷媒加熱エアコンが開発されている。

【０００３】従来の温水冷媒加熱エアコンとしては、特
開２０００−９７５０９号公報（以下イ号公報と呼ぶ）
に「冷暖房エアコン」が開示されている。イ号公報に開
示の「冷暖房エアコン」は、室内側熱交換器と、室外側
熱交換器と、前記室内側熱交換器と前記室外側熱交換器
とを連結する冷媒循環路と、前記冷媒循環路内に配設さ
れた圧縮機と、循環水を加熱するための循環水加熱装置
と、前記循環水加熱装置で加熱された循環水が循環する
温水循環路と、前記室外側熱交換器に沿設されるととも
に前記温水循環路に連結され、暖房運転時に加熱された
前記循環水が前記温水循環路に循環されることで熱交換
され前記室外側熱交換器を加熱する温水熱交換器と、を
備えた構成を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の温水冷媒加熱エアコンでは、以下のような課題を有
していた。 （１）イ号公報に開示の温水冷媒加熱エアコンは、循環
水加熱装置で加熱された循環水が循環される温水熱交換
器が、送風ファンで送風され空気との熱交換を行う室外
側熱交換器に沿設されている。そのため、室外側熱交換
器を動作させるために送風ファンを動作させた場合に
は、送風ファンの送風が温水熱交換器にも当たってしま
い温水熱交換器を循環する加熱された循環水が冷却され
ることがある。従って、温水熱交換器の放熱ロスが大き
く、熱交換効率が低下し省エネルギー性に劣るという課
題を有していた。 （２）温水利用機器（温水循環装置で加熱された循環水
を利用して暖房を行う機器）の接続できる外部送水接続
口を有していないので、温水循環装置で加熱された循環
水は温水冷媒加熱エアコン内だけでしか利用できず有効
利用が図れないとともに、温水利用機器を作動させる場
合には、温水利用機器に専用の温水加熱装置を設けなけ
ればならず省エネルギー性に劣るとともに省スペース性
に劣るという課題を有していた。また、メンテナンス性
にも劣るという課題を有していた。 （３）温水利用機器で利用される循環水の温度（温水利
用機器が床暖房装置の場合には４０〜５０℃前後、ファ
ンコイルユニットの場合には７０℃前後）の方が温水熱
交換器で利用される循環水の温度（約３５℃前後）より
も高いのが一般的である。従って、温水冷媒加熱エアコ
ンに温水循環装置で加熱された循環水を利用して暖房を
行う温水利用機器を接続して、温水利用機器と温水熱交
換器とを同時に作動させたとすると、循環水の温度を温
水利用機器で利用される循環水の温度になるように制御
した場合には、温水熱交換器にとっては高温の循環水が
温水熱交換器に循環され、循環水と熱交換された冷媒は
激しく気化し高圧になるため、室内側熱交換器に循環さ
れる冷媒の圧力も高くなり、室内側熱交換器の放熱量も
大きくなり室内側熱交換器が配設された室内の温度が高
くなりすぎるという課題を有していた。 （４）また、室内側熱交換器の放熱量を小さくするため
に、室内側熱交換器に循環させる冷媒の圧力を下げる目
的で圧縮機の回転数を低下させることができるが、圧縮
機の回転数の制御で所望の圧力まで低下させることがで
きずに放熱量が大きくなりすぎた場合は、室内側熱交換
器の運転を停止させた後に再び作動させるというオンオ
フ制御を行うことになり、室内の温度が安定せず快適性
に劣るという課題を有していた。 （５）一方、循環水の温度を温水−冷媒熱交換器で利用
される循環水の温度になるように制御した場合には、温
水利用機器にとっては低温の循環水が循環されるので、
温水利用機器の放熱量が小さくなり所望する放熱量が得
られず、快適性に劣るという課題を有していた。 （６）従って、温水冷媒加熱エアコンに温水循環装置で
加熱された循環水を利用して暖房を行う温水利用機器を
接続して、温水利用機器と温水−冷媒熱交換器とを同時
に作動させた場合には、温水冷媒加熱エアコンと温水利
用機器の快適性を同時に得ることができないという課題
を有していた。 （７）また、温水利用機器が接続されていない場合で
も、設定循環水温と循環水温とが一致しているわけでは
なく、その温度差も室内側熱交換器からの放熱量及び室
内機から得られる温風の温度に影響を与え、快適性に劣
るという課題を有していた。

【０００５】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、温水利用機器を接続することができるので循環水加
熱装置で加熱された循環水を有効に利用することができ
省エネルギー性と省スペース性に優れ、室内側熱交換器
からの放熱量が安定して制御され快適性に優れるととも
に、接続された温水利用機器の暖房能力も維持すること
ができ快適性に優れ、さらに放熱ロスが小さく熱交換効
率に優れる温水冷媒加熱エアコン及びその制御方法を提
供することを目的とする。

【０００６】上記従来の課題を解決するために、本発明
の温水冷媒加熱エアコン及びその制御方法は以下のよう
な構成を有している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の温水冷媒加熱エアコンは、室内側熱交換器と、室外側
熱交換器と、前記室内側熱交換器と前記室外側熱交換器
とを連結する冷媒循環路と、循環水を加熱するための循
環水加熱装置と、前記循環水加熱装置で加熱された循環
水が循環する温水循環路と、前記室外側熱交換器に並設
されるとともに前記温水循環路に連結され、暖房運転時
に加熱された前記循環水が前記温水循環路に循環される
ことで熱交換され前記室外側熱交換器を加熱する温水熱
交換器と、を備えた温水冷媒加熱エアコンであって、
ａ．前記温水熱交換器の上流側の前記温水循環路に連通
し温水利用機器に前記循環水を送る外部送水路と、ｂ．
前記外部送水路の下流端に配設され前記温水利用機器に
接続可能な外部送水接続口と、ｃ．前記温水熱交換器の
下流側の前記温水循環路に連通し前記温水利用機器で利
用された前記循環水を戻す外部戻水路と、ｄ．前記外部
戻水路の上流端に配設され前記温水利用機器に接続可能
な外部戻水接続口と、ｅ．前記外部送水路と前記外部戻
水路とに連通する循環水バイパス路と、ｆ．前記温水循
環路内に配設され前記温水熱交換器を循環する前記循環
水の流量を制御する循環水流量制御弁と、ｇ．前記温水
循環路を循環する前記循環水の循環水温を検出する循環
水温検出器と、前記室内側熱交換器の配設された部屋の
室温を測定する室温検出器と、ｈ．前記室温と、設定室
温と、前記循環水温と、前記温水利用機器が要求する要
求循環水温と、を基に制御を行う制御部と、を備えた構
成を有している。この構成により、以下のような作用が
得られる。 （１）温水加熱による暖房運転と同時に外部に接続した
温水利用機器の運転も行う場合、圧縮機の回転数で室外
側熱交換器へ流す冷媒の圧力を調節しても温水加熱によ
る暖房運転による放熱量が所望する放熱量よりも高いと
きは、循環水流量制御弁の開度を小さくして温水熱交換
器へ循環される循環水量を少なくすることにより、温水
熱交換器で加熱され室外側熱交換器で気化する冷媒の圧
力を調整して室内側熱交換器へ供給する熱量の調節が可
能であり、温水利用機器へ供給する熱量と室内側熱交換
器を通して室内空気へ供給する熱量とを独立に調節する
ことが可能となる。 （２）そのため、室内側熱交換器の放熱量が高くなりす
ぎた場合でも、室内側熱交換器の運転を停止させた後に
再び作動させるというオンオフ制御を行う必要がなく、
連続的な制御により室温を調整することができるので室
温が安定し快適性に優れる。 （３）従って、温水冷媒加熱エアコンに循環水加熱装置
で加熱された循環水を利用して暖房を行う温水利用機器
を接続して、温水利用機器と温水熱交換器とを同時に作
動させた場合にも、温水冷媒加熱エアコンと温水利用機
器の快適性を同時に得ることができる。 （４）温水利用機器に送水する循環水を加熱するための
専用の循環水加熱装置が必要なく、温水冷暖加熱エアコ
ンと温水利用機器の設置面積を小さくすることができ、
メンテナンスも容易となる。 （５）循環水バイパス路を備えているので、万が一、温
水循環路や温水利用機器内の循環路等がゴミ詰まり等で
閉止され循環水が流れなくなった場合でも、循環水は循
環水バイパス路を通って循環され安全性に優れる。 （６）循環水温が変化しても循環水流量制御弁の開度を
調節して熱交換量を安定させることができるので、室内
側熱交換器からの放熱量及び室内機から吹き出す温風の
温度変化を小さくすることができ快適性に優れる。

【０００８】ここで、循環水としては、水の他、防錆
剤，防蝕剤等を添加した不凍液、熱媒油等が用いられ
る。温水利用機器としては、室内の床面に配設され内部
に温水を通水させることで室内の床面からの暖房を行う
床暖房装置，内部に温水を通水させた熱交換器にファン
で送風することで温風が得られるファンコイルユニット
等が用いられる。循環水バイパス路としては、温水循環
路や外部送水路等よりも小径に形成されたものが用いら
れ、温水循環路や外部送水路等が閉止された場合に循環
水が流れる大きさに形成される。循環水流量制御弁とし
ては、電動式水比例弁や、閉止状態でもわずかに循環水
が流れるようにしたバイパス路を内部に有した電磁弁，
熱動弁等が用いられる。

【０００９】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の温水冷媒加熱エアコンであって、前記室外側
熱交換器に代えて、内部を通る冷媒と周囲の空気との熱
交換を行う空気−冷媒熱交換器と、前記空気−冷媒熱交
換器と並列に前記冷媒循環路に連通された冷媒バイパス
路と、前記温水熱交換器に代えて、内部に前記冷媒バイ
パス路の少なくとも一部及び前記温水循環路の少なくと
も一部を互いに接触させて又は熱媒体を介して互いに接
触させて若しくは互いに二重管に形成させて配設され、
内部を通る前記冷媒と前記循環水との熱交換を行う温水
−冷媒熱交換器と、前記冷媒循環路と前記冷媒バイパス
路の上流側との連通部より前記空気−冷媒熱交換器側の
前記冷媒循環路内に配設され、前記冷媒循環路の開閉及
び前記冷媒を減圧する第１開閉減圧手段と、前記冷媒循
環路と前記冷媒バイパス路の上流側との連通部より前記
温水−冷媒熱交換器側の前記冷媒バイパス路内に配設さ
れ、前記冷媒バイパス路の開閉及び前記冷媒を減圧する
第２開閉減圧手段と、前記冷媒循環路と前記冷媒バイパ
ス路の下流側との連通部より前記室内側熱交換器側の前
記冷媒循環路内に配設され、前記冷媒循環路内の前記冷
媒を加圧する圧縮機と、前記冷媒循環路と前記冷媒バイ
パス路の下流側との連通部より前記室内側熱交換器側の
前記冷媒循環路内に配設され、前記冷媒循環路の前記冷
媒の循環する方向を切り替える循環方向切替手段と、を
備えた構成を有している。この構成により、請求項１で
得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。 （１）通常のヒートポンプ運転で室内の暖房を行う場
合、循環方向切替手段で圧縮機の吐出側を室内側熱交換
器に連通させるとともに冷媒バイパス路に配設された第
２開閉減圧手段で冷媒バイパス路を閉止して、圧縮機に
より冷媒循環路内に冷媒を循環させる。冷媒は圧縮機で
加圧され高温高圧のガスとなり室内側熱交換器側を通過
する。室内側熱交換器を通過した冷媒は中温高圧の液と
なり冷媒循環路を通り、冷媒は第１開閉減圧手段により
減圧され、空気−冷媒熱交換器内に放出される。空気−
冷媒熱交換器内の冷媒は低温低圧のガスとなり圧縮機に
戻される。従って、空気−冷媒熱交換器では外部（空
気）から冷媒に熱が供給され、室内側熱交換器では冷媒
から室内の空気に熱が放出される。 （２）室内の冷房を行う場合、循環方向切替手段で圧縮
機の吐出側が空気−冷媒熱交換器に連通するようにし
て、圧縮機により冷媒循環路内に冷媒を循環させる。冷
媒は圧縮機で加圧され高温高圧のガスとなり空気−冷媒
熱交換器を通過する。空気−冷媒熱交換器を通過した冷
媒は中温高圧の液となり冷媒循環路を通り、冷媒は第１
開閉減圧手段により減圧され、室内側熱交換器内に放出
される。室内側熱交換器内の冷媒は低温低圧のガスとな
り圧縮機に戻される。従って、室内側熱交換器では室内
の空気から冷媒に熱が供給され、空気−冷媒熱交換器で
は冷媒から外部に熱が放出される。 （３）室内の暖房のみを行う温水加熱暖房運転において
は、循環方向切替手段で圧縮機の吐出側を室内側熱交換
器に連通させるとともに冷媒循環路の第１開閉減圧手段
で冷媒循環路を閉止して、圧縮機により冷媒循環路及び
冷媒バイパス路に冷媒を循環させる。さらに、循環ポン
プを起動し、温水循環路内（温水−冷媒熱交換器を含
む）に循環水を循環させ、循環水加熱装置により循環水
を加熱する。冷媒は圧縮機で加圧され高温高圧のガスと
なり室内側熱交換器を通過する。室内側熱交換器を通過
した冷媒は中温高圧の液となり冷媒循環路を介して冷媒
バイパス路を通り、冷媒は第２開閉減圧手段により減圧
され、温水−冷媒熱交換器内に放出される。温水−冷媒
熱交換器内に放出され低温低圧のガスとなった冷媒は、
温水と熱交換して中温中圧のガスとなり圧縮機に戻され
る。従って、温水−冷媒熱交換器では温水から冷媒に熱
が供給され、室内側熱交換器では冷媒から室内の空気に
熱が放出される。 （４）温水加熱による暖房運転と同時に外部に接続した
温水利用機器の運転も行う場合、温水−冷媒熱交換器の
上流側に配設された外部送水接続口に温水利用機器の送
水管を接続し、温水−冷媒熱交換器の下流側に配設され
た外部戻水接続口に温水利用機器の戻水管を接続し、こ
の状態で上記（３）の動作を行う。これにより、室内の
暖房と同時に温水利用機器にも温水となった循環水が供
給され、温水利用機器の同時使用が可能となる。 （５）温水利用機器のみの運転を行う場合、温水−冷媒
熱交換器の上流側に配設された外部送水接続口に温水利
用機器の送水管を接続し、温水−冷媒熱交換器の下流側
に配設された外部戻水接続口に温水利用機器の戻水管を
接続し、循環ポンプを起動し温水循環路内に循環水を循
環させ、循環水加熱装置により循環水を加熱する。これ
により、温水利用機器に温水となった循環水が供給さ
れ、温水利用機器の使用が可能となる。尚、この際、圧
縮機は停止しておくことで、冷媒循環路に冷媒が循環さ
せることはなく、ヒートポンプによる室内の暖房は行わ
れない。また、温水循環路内に配設された循環水量制御
弁を閉じておくことで温水−冷媒熱交換器の加熱は行わ
れない。 （６）圧縮機の回転数に加え冷媒バイパス路に配設され
た第２開閉減圧手段で温水−冷媒熱交換器内の冷媒の圧
力を調節することにより、室内側熱交換器への熱量供給
の調節が可能であり、温水利用機器へ供給する熱量と室
内側熱交換器を通して室内空気へ供給する熱量とを独立
に調節することが可能となる。 （７）外気の温度が低い場合、循環水加熱装置によって
加熱された循環水を温水−冷媒熱交換器に循環させて冷
媒との熱交換を行う温水加熱暖房運転を行うことによ
り、効率のよい室内暖房を行うことが可能となり、外気
の温度に影響されず暖房を行うことが可能となり、暖房
能力が大きくなる。

【００１０】ここで、第１開閉減圧手段としては、膨張
弁，二方弁とキャピラリーチューブを組み合わせたもの
等が用いられる。冷媒を所定の圧力に減圧できればよい
からである。また、第２開閉減圧手段としては、膨張
弁，二方弁とキャピラリーチューブを組み合わせたもの
等が用いられる。なお、膨張弁を用いた場合は冷媒を所
定の圧力に減圧するだけでなく、減圧度の調整も行うこ
とができ望ましい。循環方向切替手段としては、四方
弁，複数の二方弁を組み合わせたもの等が用いられる。

【００１１】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１又は２に記載の温水冷媒加熱エアコンであって、前記
外部送水路内及び／又は前記外部戻水路内に配設された
開閉弁又は流量調整弁からなる外部送水路弁及び／又は
外部戻水路弁を備えた構成を有している。この構成によ
り請求項１又は２で得られる作用に加え、以下のような
作用が得られる。 （１）室内側熱交換器による室内の暖房のみを行う場
合、外部送水路弁及び／又は外部戻水路弁を閉止し、温
水利用機器への循環水（温水）の供給を遮断し、循環水
を全て温水−冷媒熱交換器に循環させる。 （２）温水利用機器のみを作動させる場合には、外部送
水路弁及び／又は外部戻水路弁を開弁し、温水−冷媒熱
交換器及び温水利用機器への循環水（温水）の供給を行
うと共に、圧縮機の運転は停止する。 （３）温水加熱による暖房運転と同時に他の温水利用機
器の運転も行う場合、外部送水路弁及び／又は外部戻水
路弁を開弁し、同時に循環方向切替手段を暖房側に切り
替え、圧縮機を作動させる。 （４）温水加熱による暖房運転のみを行い温水利用機器
を利用しない場合、全ての循環水（温水）が温水−冷媒
熱交換器に供給されるため、暖房能力が向上し、エネル
ギー消費量を低減させることができる。

【００１２】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
３に記載の温水冷媒加熱エアコンであって、前記制御部
が、暖房開始時において前記外部送水路弁及び／又は前
記外部戻水路弁を閉止し前記循環水加熱装置により前記
循環水を加熱しながら前記循環ポンプにより前記温水循
環路を循環させると共に前記圧縮機を起動し前記冷媒を
前記冷媒循環路に循環させ前記室内側熱交換器により室
内の暖房を行う温水暖房開始手段と、前記循環水温検出
器が検出する前記循環水温が所定の温度以上になったと
きに前記外部送水路弁及び／又は前記外部戻水路弁を開
弁する外部温水循環開始手段と、を備えた構成を有して
いる。この構成により、請求項３で得られる作用に加
え、以下のような作用が得られる。 （１）循環水加熱装置を起動した後において、循環水温
検出器の検出する循環水温が所定の温度まで達していな
いときには、温水−冷媒熱交換器にのみ循環水（温水）
が供給され温水加熱による室内空気の暖房のみが行わ
れ、温水利用機器への循環水の供給は行われない。温水
利用機器への循環水の供給は、循環水温検出器の検出す
る循環水温が所定の温度に達し、中央処理装置が外部送
水路弁を開弁することにより開始される。 （２）温水冷媒加熱エアコンは、循環水の温度が低い場
合にも、圧縮機の能力を調節することにより、室内の空
気に供給する熱量を調節することが可能であり、循環水
の循環開始とほぼ同時に室内の暖房を開始することが可
能となる。 （３）温水利用機器に対しては、循環水の温度が所定の
温度以上に達してから循環水（温水）の供給が開始され
るため、例えば、温水利用機器として温水式床暖房装置
を用いた場合、温度の低い循環水（温水）が供給され床
面や室内の温度を逆に下げるといったような、循環水の
温度の低いことによる温水利用機器の異常動作を回避す
ることができる。

【００１３】ここで、所定の温度としては、利用する温
水利用機器により任意に設定してよい。例えば、温水利
用機器として床暖房装置を用いた場合には、一般に４０
〜５０℃程度に設定され、ファンコイルユニットを用い
た場合には、７０℃程度に設定される。

【００１４】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１乃至４の内いずれか１に記載の温水冷媒加熱エアコン
であって、前記制御部が、前記室温と前記設定室温とを
基に設定循環水温を算出する設定循環水温算出手段と、
前記要求循環水温の有無及び前記設定循環水温と前記要
求循環水温の比較を行う水温判定手段と、前記水温判定
手段で前記要求循環水温がない又は前記設定循環水温が
前記要求循環水温以上と判定されたときには、前記循環
水温を前記設定循環水温にするように前記循環水加熱装
置を制御するとともに、前記循環水温，前記設定室温及
び前記室温を基に前記圧縮機，前記第２開閉減圧手段，
前記循環水流量制御弁の内の１以上を制御する第１運転
制御手段と、前記水温判定手段で前記設定循環水温が前
記要求循環水温よりも低いと判定されたときには、前記
循環水温を前記要求循環水温にするように前記循環水加
熱装置を制御するとともに、前記循環水温，前記設定室
温及び前記室温を基に前記圧縮機，前記第２開閉減圧手
段，前記循環水流量制御弁の内の１以上を制御する第２
運転制御手段と、を備えた構成を有している。この構成
により、請求項１乃至４の内いずれか１で得られる作用
に加え、以下のような作用が得られる。 （１）温水利用機器からの要求循環水温の要求がない場
合（温水利用機器が接続されてない、接続されてはいる
が電源が入ってない等）や設定循環水温が要求循環水温
以上の場合には、設定循環水温を基に循環水加熱装置の
制御温度が決定され、室温，設定室温及び循環水温を基
に圧縮機の回転数，第２開閉減圧手段の減圧度，循環水
量制御弁の開度の内の１以上の制御が行われるため、室
内側熱交換器からの放熱量を連続的に制御することによ
り室温を安定して制御することができ快適性に優れる。 （２）温水利用機器からの要求循環水温が設定循環水温
よりも高い場合には、要求循環水温を基に循環水加熱装
置の制御温度が決定され、室温，設定室温及び循環水温
を基にした圧縮機の回転数，第２開閉減圧手段の減圧
度，循環水流量制御弁の開度の内の１以上の制御が行わ
れるため、接続された温水利用機器の暖房能力を維持で
きるとともに、室内側熱交換器からの放熱量を連続的に
制御することにより室温も安定して制御することがで
き、温水利用機器と温水冷媒加熱エアコンの快適性とを
両立させることができる。

【００１５】本発明の請求項６に記載の温水冷媒加熱エ
アコンの制御方法は、請求項１乃至５の内いずれか１に
記載の温水冷媒加熱エアコンの制御方法であって、前記
室温と、前記設定室温と、前記温水循環路を循環する前
記循環水の前記循環水温と、前記温水利用機器が要求す
る前記要求循環水温と、を検出する工程と、前記室温と
前記設定室温とを基に前記設定循環水温を算出する工程
と、前記要求循環水温の有無及び前記設定循環水温と前
記要求循環水温との比較を行う工程と、前記要求循環水
温がない又は前記設定循環水温が前記要求循環水温以上
と判定されたときには、前記循環水温を前記設定循環水
温にするように循環水加熱装置を制御するとともに、前
記循環水温，前記設定室温及び前記室温を基に前記圧縮
機，前記第２開閉減圧手段，前記循環水流量制御弁の内
の１以上を制御する工程と、前記水温判定手段で前記設
定循環水温が前記要求循環水温よりも低いと判定された
ときには、前記循環水温を前記要求循環水温にするよう
に前記循環水加熱装置を制御するとともに、前記循環水
温，前記設定室温及び前記室温を基に前記圧縮機，前記
第２開閉減圧手段，前記循環水流量制御弁の内の１以上
を制御する工程と、を備えた構成を有している。この構
成により以下のような作用が得られる。 （１）温水利用機器からの要求循環水温の要求の有無
（温水利用機器に循環水を供給して温水利用機器を作動
させなければならないか否か）及び設定循環水温と要求
循環水温との比較を行い、その高いほうの温度に循環水
加熱装置による循環水の制御温度を決定するので、温水
利用機器に対しては要求する循環水温を有する循環水を
供給することができるとともに、温水冷媒加熱エアコン
の負荷に応じた循環水温を有する循環水を供給すること
ができ、温水冷媒加熱エアコン及び接続された温水利用
機器の快適性を両立させることができる。 （２）設定循環水温と要求循環水温との比較によって循
環水加熱装置による制御温度を決定した後は、設定室
温，循環水温及び室温を基に圧縮機，第２開閉減圧手
段，循環水流量制御弁の内の１以上の制御を行うので、
機構が簡単で信頼性に優れる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図面を参照しながら説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１における
温水冷媒加熱エアコンのシステム構成図である。

【００１７】図１において、１は本発明の実施の形態１
における温水冷媒加熱エアコン、２は室外に配設され燃
料により循環水を加熱して暖房用の温水とする機能を有
すると共に冷房用の放熱機能と暖房用の吸熱機能も備え
た温水冷媒加熱エアコン１の室外機、３は室内に配設さ
れ室内の空気と熱交換を行うことにより室内の冷暖房を
行う室内機、４は室外機２の内部に配設され循環水を循
環させると共に加熱する温水循環装置、５は室外機２の
内部に配設された開放タンクからなり温水循環装置４に
循環される循環水を貯溜すると共に循環水の加熱による
体積膨張分を吸収し温水循環装置４内の循環水の圧力を
一定に保つための膨張タンク、６は室外機２の内部に配
設され循環水を加熱する循環水加熱装置、７は内部に循
環水を通水し外部から加熱することにより循環水を加熱
する加熱管、８は燃料を燃焼させることにより熱を発生
させこの発生熱により加熱管７を加熱する燃焼器、８ａ
は燃焼器８に燃料を供給する燃料供給管、８ｂは燃料供
給管８ａに配設され燃焼器８に燃料をポンピングする燃
料供給ポンプ、９は膨張タンク５の底部と加熱管７の上
流側とに連通し膨張タンク５の循環水を加熱管７に供給
する上流側温水循環路、１０は上流側温水循環路９に配
設され膨張タンク５内の循環水を加熱管７にポンピング
する循環ポンプ、１１は内部に加熱された循環水と代替
フロンやアンモニア等の冷媒とを循環させ循環水と冷媒
とが熱交換する機能を有する温水−冷媒熱交換器、１１
ａは内部に代替フロンやアンモニア等の冷媒を循環させ
る熱交換用冷媒バイパス路、１１ｂは熱交換用冷媒バイ
パス路１１ａの外面に二重管を形成し内部に循環水を循
環させる熱交換用温水循環路である。温水−冷媒熱交換
器１１において、熱交換用冷媒バイパス路１１ａを循環
する冷媒と、熱交換用温水循環路１１ｂを循環する循環
水とが熱交換し、冷媒が循環水により加熱される。１２
は加熱管７の下流側と熱交換用温水循環路１１ｂの上流
側とに連通し加熱管７で加熱された循環水を熱交換用温
水循環路１１ｂ（温水−冷媒熱交換器１１）に供給する
中流側温水循環路、１３は熱交換用温水循環路１１ｂの
下流側と膨張タンク５とを連通する下流側温水循環路で
ある。循環ポンプ１０を駆動させることにより、循環水
は、上流側温水循環路９、加熱管７、中流側温水循環路
１２、熱交換用温水循環路１１ｂ、下流側温水循環路１
３、膨張タンク５を循環する。

【００１８】１４は室内の床面に配設され内部に温水を
通水させることで室内の床面からの暖房を行う床暖房装
置や内部に温水を通水させた熱交換器にファンで送風す
ることで温風が得られるファンコイルユニット等の温水
利用機器、１４ａは温水利用機器１４に温水を供給する
ための送水管、１４ｂは温水利用機器１４で使用された
温水を戻水するための戻水管、１５は中流側温水循環路
１２に連通され温水利用機器１４に循環水を送水するた
めの外部送水路、１５ａは外部送水路１５の下流側端部
に配設され温水利用機器１４の送水管１４ａが接続可能
な外部送水接続口、１５ｂは外部送水路１５内に配設さ
れ外部送水路１５の開閉を行う開閉電磁弁又は流量調節
電磁弁からなる外部送水路弁、１６は下流側温水循環路
１３に連通され温水利用機器１４から循環水を戻水する
外部戻水路、１６ａは外部戻水路１６の上流側端部に配
設され温水利用機器１４の戻水管１４ｂが接続可能な外
部戻水接続口、１７は中流側温水循環路１２に配設され
循環水の循環水温を検出して温度信号を出力するサーミ
スタ等の循環水温検出器、１８は中流側温水循環路１２
と外部戻水路１６とに連通し中流側温水循環路１２や外
部戻水路１６等と比較して小径の循環水バイパス路、１
９は中流側温水循環路１２に配設され熱交換用温水循環
路１１ｂ内を流れる循環水の流量を制御する循環水流量
制御弁としての水比例弁である。なお、本実施の形態１
においては、水比例弁１９が中流側温水循環路１２に配
設されている場合について説明したが、下流側温水循環
路１３に配設される場合もある。熱交換用温水循環路１
１ｂ内を流れる循環水の流量を制御することができれば
よいからである。

【００１９】２０は室外機２の内部に配設され内部に冷
媒を通し冷媒と周囲の空気との熱交換を行う空気−冷媒
熱交換器、２１は空気−冷媒熱交換器２０の近傍に配設
され後述の冷房運転時及び循環水加熱装置４を使用しな
い暖房運転（通常のヒートポンプ運転）時にのみ空気−
冷媒熱交換器２０内に室外機２外部の空気を送風する送
風ファン、２１ａは送風ファン２１を回転させるファン
モータである。２２は室内機３の内部に配設され内部に
冷媒を循環させ冷媒と室内の空気との熱交換を行う室内
側熱交換器、２３は室内側熱交換器２２で発生した熱を
室内に送るクロスフローファン、２４は冷媒を加圧する
圧縮機、２５は圧縮機２４に連通し冷媒を一時的に貯留
し液体冷媒と気体冷媒とを分離するアキュームレータ、
２６は一端側が空気−冷媒熱交換器２０に連通する上流
側冷媒循環路、２７は上流側冷媒循環路２６の他端部に
連通して配設され冷媒の循環する方向を切り替える循環
方向切替手段としての四方弁、２８は四方弁２７と室内
側熱交換器２２とを連通する中流側冷媒循環路、２９は
室内側熱交換器２２と空気−冷媒熱交換器２０とを連通
する下流側冷媒循環路、３０は四方弁２７とアキューム
レータ２５とを連通する圧縮機吸入管、３１は圧縮機２
４と四方弁２７とを連通する圧縮機送出管、３２は熱交
換用冷媒バイパス路１１ａの下流側と圧縮機吸入管３０
とを連通する下流側冷媒バイパス路、３３は熱交換用冷
媒バイパス路１１ａの上流側と下流側冷媒循環路２９と
を連通する上流側冷媒バイパス路、３４は下流側冷媒循
環路２９と上流側冷媒バイパス路３３との連通部より空
気−冷媒熱交換器２０側の下流側冷媒循環路２９に配設
され下流側冷媒循環路２９内を流れる冷媒の圧力の調節
や下流側冷媒循環路２９の開閉を行う第１開閉減圧手段
としての第１膨張弁、３５は上流側冷媒バイパス路３３
内に配設され上流側冷媒バイパス路３３内を流れる冷媒
の圧力の調整や上流側冷媒バイパス路３３の開閉を行う
第２開閉減圧手段としての第２膨張弁である。４１は設
定温度，室温，循環水温等の情報を基に冷媒温水加熱エ
アコン１の制御を行う制御部である。

【００２０】図２は本実施の形態１における温水冷媒加
熱エアコン１の温水加熱暖房運転におけるブロック図で
ある。図２において、８は燃焼器、８ｂは燃料供給ポン
プ、１０は循環ポンプ、１５ｂは外部送水路弁、１７は
循環水温検出器、１９は水比例弁、２４は圧縮機、２７
は四方弁、３４は第１膨張弁、３５は第２膨張弁、４１
は制御部であり、これらは図１と同様のものであるた
め、同一の符号を付して説明を省略する。

【００２１】図２において、４２は温水冷媒加熱エアコ
ン１や床暖房装置やファンコイルユニット等の温水利用
機器１４の運転モードや起動・停止等を示す信号を送信
するリモコン、４３は室内機３の配設された室内の室温
を検出して温度信号を出力するサーミスタ等からなる室
温検出器、４４は循環水温検出器１７や室温検出器４３
から出力されたアナログ信号である温度信号をデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器、４５はリモコン４２とＡ
／Ｄ変換器４４に対する入力インターフェイスとなる入
力回路、４６は全体を制御する中央処理装置、４７は燃
焼器８を駆動する駆動回路、４８は燃料供給ポンプ８ｂ
を駆動する駆動回路、４９は循環ポンプ１０を駆動する
駆動回路、５０は外部送水路弁１５ｂを駆動する駆動回
路、５１は水比例弁１９を駆動する駆動回路、５２は圧
縮機２４を駆動する駆動回路、５３は四方弁２７を駆動
する駆動回路、５４は第１膨張弁３４を駆動する駆動回
路、５５は第２膨張弁３５を駆動する駆動回路、５６は
駆動回路４７〜５５に制御信号を出力する出力インター
フェイスとしての出力回路である。

【００２２】図３は、本実施の形態１における温水冷媒
加熱エアコン１の温水加熱暖房運転の中央処理装置４６
における機能実現手段を示す機能ブロック図である。図
３において、１０１は外部送水路弁１５ｂを閉止し循環
水加熱装置６により循環水を加熱しながら循環ポンプ１
０により温水循環路を循環させると共に圧縮機２４を起
動し冷媒を冷媒循環路に循環させ室内側熱交換器２２に
より室内の暖房を行う温水暖房開始手段、１０２は循環
水温検出器１７が検出する循環水温が所定の温度以上に
なったときに外部送水路弁１５ｂを開弁する外部温水循
環開始手段、１０３は室温検出器４３で検出された室温
とリモコン４２で設定された設定室温とを基に設定循環
水温を算出する設定循環水温算出手段、１０４は温水利
用機器１４が要求する循環水の温度である要求循環水温
の有無及び設定循環水温算出手段１０３で算出された設
定循環水温と要求循環水温との比較を行う水温判定手
段、１０５は水温判定手段１０４で要求循環水温がない
又は設定循環水温が要求循環水温以上と判定されたとき
に、循環水温検出器１７で検出される循環水温を設定循
環水温算出手段１０３で算出された設定循環水温にする
ように循環水加熱装置６を制御するとともに、循環水温
検出器１７で検出される循環水温，リモコン４２で設定
される設定室温及び室温検出器４３で検出される室温を
基に、圧縮機２４，第２膨張弁３５，水比例弁１９の内
の１以上を制御する第１運転制御手段、１０６は水温判
定手段１０４で設定循環水温が要求循環水温よりも低い
と判定されたときに、循環水温検出器１７で検出される
循環水温をリモコン４２で設定された温水利用機器１４
の要求循環水温にするように循環水加熱装置６を制御す
るとともに、循環水温検出器１７で検出される循環水
温，リモコン４２で設定される設定室温及び室温検出器
４３で検出される室温を基に圧縮機２４，第２膨張弁３
５，水比例弁１９の内の１以上を制御する第２運転制御
手段である。

【００２３】以上のように構成された本実施の形態１の
温水冷媒加熱エアコンについて、以下その動作を説明す
る。

【００２４】本実施の形態１の温水冷媒加熱エアコン
は、室内機３のみを作動させる温水加熱暖房運転、温水
利用機器１４のみを作動させる温水加熱暖房運転、室内
機３と温水利用機器１４の両方を作動させる温水加熱暖
房運転、室内機３を作動させる通常のヒートポンプ運
転、室内機３を作動させる冷房運転の５通りの運転が可
能であり、以下この順に説明する。特に、室内機３のみ
を作動させる温水加熱暖房運転と室内機３と温水利用機
器１４の両方を作動させる温水加熱暖房運転の動作は、
図３及び図４を用いて説明する。図４は温水加熱暖房運
転中の動作を示すフローチャートである。

【００２５】（１）室内機３のみを作動させる温水加熱
暖房運転 まず、中央処理装置４６は、駆動回路５４，５５を介し
て第１膨張弁３４及び第２膨張弁３５を閉止した後、駆
動回路５３を介して四方弁２７を作動させ、上流側冷媒
循環路２６と圧縮機吸入管３０，圧縮機送出管３１と中
流側冷媒循環路２８とを連通させる。次に、中央処理装
置４６は、駆動回路５２，５５を介して圧縮機２４を起
動し所定時間後に第２膨張弁３５を作動させ、冷媒を熱
交換用冷媒バイパス路１１ａ（温水−冷媒熱交換器１
１）から下流側冷媒バイパス路３２，圧縮機吸入管３
０，アキュームレータ２５，圧縮機２４，圧縮機送出管
３１，四方弁２７，中流側冷媒循環路２８，室内側熱交
換器２２，下流側冷媒循環路２９，第２膨張弁３５，上
流側冷媒バイパス路３３を通して熱交換用冷媒バイパス
路１１ａ（温水−冷媒熱交換器１１）へ循環させる。こ
のとき、空気−冷媒熱交換器２０内に残留している冷媒
も上流側冷媒循環路２６を通って回収され循環される。
こうして熱交換用冷媒バイパス路１１ａ（温水−冷媒熱
交換器１１）内の冷媒は低圧、室内側熱交換器２２内の
冷媒は高圧となり、温水−冷媒熱交換器１１では冷媒は
吸熱し、室内側熱交換器２２では冷媒は放熱する。

【００２６】次いで、中央処理装置４６は、駆動回路４
９を介して循環ポンプ１０を起動し、循環水を膨張タン
ク５から上流側温水循環路９，循環ポンプ１０，上流側
温水循環路９，加熱管７，中流側温水循環路１２，循環
水温検出器１７，中流側温水循環路１２，熱交換用温水
循環路１１ｂ（温水−冷媒熱交換器１１），下流側温水
循環路１３を通して膨張タンク５へ循環させる。

【００２７】次に、中央処理装置４６は、駆動回路４８
を介して燃料供給ポンプ８ｂを起動すると共に駆動回路
４７を介して燃焼器８を点火し、加熱管７内を循環する
循環水を加熱して温水加熱暖房運転を開始させる。

【００２８】図４において、温水加熱暖房運転中の状態
で設定循環水温算出手段１０３は、室内機３のリモコン
４２で設定された設定室温ＴＲＳと室温検出器４３で検
出された室温ＴＲとを基に設定循環水温ＴＷＳを算出す
る（Ｓ１）。次いで、水温判定手段１０４は、リモコン
４２からの信号を基に温水利用機器１４が要求する要求
循環水温ＴＷＲの要求の有無の判定及び設定循環水温Ｔ
ＷＳと要求循環水温ＴＷＲの比較を行う（Ｓ２）。室内
機３のみを作動させる温水加熱暖房運転の場合、温水利
用機器１４は接続されていないか、接続されていても温
水利用機器１４の電源が切られている等で要求循環水温
ＴＷＲが要求されず要求循環水温ＴＷＲ＝０であり、設
定循環水温ＴＷＳが要求循環水温ＴＷＲ以上であるた
め、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、第１
運転制御手段１０５は、循環水温検出器１７で検出され
た循環水温ＴＷをステップＳ１で算出した設定循環水温
ＴＷＳにするように、駆動回路４７，４８，４９を介し
て燃焼器８，燃料供給ポンプ８ｂ，循環ポンプ１０を駆
動させて循環水を加熱する。次いで、第１運転制御手段
１０５は、循環水温検出器１７で検出された循環水温Ｔ
Ｗと設定室温ＴＲＳと室温ＴＲとを基に駆動回路５２，
駆動回路５５，駆動回路５１の内のいずれか１以上を介
して圧縮機２４，第２膨張弁３５，水比例弁１９の内の
いずれか１以上を循環水温ＴＷと設定室温ＴＲＳと室温
ＴＲとに応じた回転数や開度に駆動させ（Ｓ４）、温水
加熱暖房運転を持続する。特に、設定循環水温ＴＷＳと
循環水温ＴＷに差がある場合には、駆動回路５１を介し
て水比例弁１９の開度を調節すると快適な制御が可能と
なる。

【００２９】上述の温水加熱暖房運転により、燃焼器８
により加熱された温水（循環水）は、温水−冷媒熱交換
器１１内において、熱交換用温水循環路１１ｂに接して
いる熱交換用冷媒バイパス路１１ａ内の冷媒を加熱す
る。温水−冷媒熱交換器１１内で加熱された冷媒は、室
内側熱交換器２２において室内の空気と熱交換し放熱す
る。これにより、室温ＴＲを設定室温ＴＲＳにする暖房
が行われる。

【００３０】（２）温水利用機器１４のみを作動させる
温水加熱暖房運転 まず、温水暖房開始手段１０１は、駆動回路４９を介し
て循環ポンプ１０を起動し、循環水を膨張タンク５から
上流側温水循環路９，循環ポンプ１０，上流側温水循環
路９，加熱管７，中流側温水循環路１２，循環水温検出
器１７，中流側温水循環路１２，熱交換用温水循環路１
１ｂ（温水−冷媒熱交換器１１），下流側温水循環路１
３を通して膨張タンク５へ循環させる。

【００３１】次いで、温水暖房開始手段１０１は、駆動
回路４８を介して燃料供給ポンプ８ｂを起動すると共に
駆動回路４７を介して燃焼器８を点火し、加熱管７内を
循環する循環水を加熱する。この際、圧縮機２４は停止
状態とし、冷媒は循環させない。

【００３２】次に、外部温水循環開始手段１０２は、循
環水温検出器１７の検出する循環水温ＴＷが所定の温度
ＴＷ０（床暖房装置の場合は４０〜５０℃前後、ファン
コイルユニットの場合７０℃前後が目安）になるまで待
機し、ＴＷがＴＷ０以上となったときに駆動回路５０を
介して外部送水路弁１５ｂを開弁し、外部接続路１５、
外部送水接続口１５ａ及び送水管１４ａにより温水利用
機器１４に循環水を循環させる。これにより、温水利用
機器１４は、外部送水路１５から送水される循環水（温
水）により暖房を行い、温水利用機器１４において利用
された循環水は、戻水管１４ｂ、外部戻水接続口１６ａ
及び外部戻水路１６より下流側温水循環路１３へ戻水さ
れる。また、万が一、熱交換用温水循環路１１ｂ内や温
水利用機器１４内で循環水の循環経路がゴミ詰まり等で
閉止されても、循環水バイパス路１８を有しているの
で、循環水は循環水温検出器１７を通って循環水バイパ
ス路１８を経由し外部戻水路１６に流れるため、循環水
温の検出ができるとともに安全性に優れる。

【００３３】（３）室内機３と温水利用機器１４の両方
を作動させる温水加熱暖房運転 まず、中央処理装置４６は、駆動回路４９を介して循環
ポンプ１０を起動し、循環水を膨張タンク５から上流側
温水循環路９，循環ポンプ１０，上流側温水循環路９，
加熱管７，中流側温水循環路１２，循環水温検出器１
７，中流側温水循環路１２，熱交換用温水循環路１１ｂ
（温水−冷媒熱交換器１１），下流側温水循環路１３を
通して膨張タンク５へ循環させる。中央処理装置４６
は、駆動回路４８を介して燃料供給ポンプ８ｂを起動す
ると共に駆動回路４７を介して燃焼器８を点火し、加熱
管７内を循環する循環水を加熱して温水加熱暖房運転を
開始させる。次いで、中央処理装置４６は、駆動回路５
０，５４，５５を介して外部送水路弁１５ｂ，第１膨張
弁３４及び第２膨張弁３５を閉止した後、駆動回路５３
を介して四方弁２７を作動させ、上流側冷媒循環路２６
と圧縮機吸入管３０，圧縮機送出管３１と中流側冷媒循
環路２８とを連通させる。

【００３４】次いで、中央処理装置４６は、駆動回路５
２を介して圧縮機２４を起動し所定時間経過後、駆動回
路５５を介して第２膨張弁３５を作動させ、冷媒を熱交
換用冷媒バイパス路１１ａ（温水−冷媒熱交換器１１）
から下流側冷媒バイパス路３２，圧縮機吸入管３０，ア
キュームレータ２５，圧縮機２４，圧縮機送出管３１，
四方弁２７，中流側冷媒循環路２８，室内側熱交換器２
２，下流側冷媒循環路２９，第２膨張弁３５，上流側冷
媒バイパス路３３を通して熱交換用冷媒バイパス路１１
ａ（温水−冷媒熱交換器１１）へ循環させる。このと
き、空気−冷媒熱交換器２０内に残留している冷媒も圧
縮機２４により回収され循環される。こうして熱交換用
冷媒バイパス路１１ａ（温水−冷媒熱交換器１１）内の
冷媒は低圧、室内側熱交換器２２内の冷媒は高圧とな
り、温水−冷媒熱交換器１１では冷媒は吸熱し、室内側
熱交換器２２では冷媒は放熱する。

【００３５】図４において、温水加熱暖房運転中の状態
で設定循環水温算出手段１０３は、室内機３のリモコン
４２で設定された設定室温ＴＲＳと室温検出器４３で検
出された室温ＴＲとを基に設定循環水温ＴＷＳを算出す
る（Ｓ１）。次いで、水温判定手段１０４は、リモコン
４２からの信号を基に温水利用機器１４が要求する要求
循環水温ＴＷＲの要求の有無の判定及び設定循環水温Ｔ
ＷＳと要求循環水温ＴＷＲとの比較を行う（Ｓ２）。ス
テップＳ２で、設定循環水温ＴＷＳが要求循環水温ＴＷ
Ｒ以上と判定された場合は、ステップＳ３に移行する。
ステップＳ３の動作は、（１）室内機３のみを作動させ
る温水加熱暖房運転で説明したものと同様なので、省略
する。ステップＳ２で、設定循環水温ＴＷＳ＜要求循環
水温ＴＷＲと判定された場合は、ステップＳ５に移行す
る。ステップＳ５では、第２運転制御手段１０６は、循
環水温検出器１７で検出された循環水温ＴＷを要求循環
水温ＴＷＲにするように、駆動回路４７，４８，４９を
介して燃焼器８，燃料供給ポンプ８ｂ，循環ポンプ１０
を駆動させて循環水を加熱する。次いで、第２運転制御
手段１０６は、循環水温検出器１７で検出された循環水
温ＴＷと設定室温ＴＲＳと室温ＴＲとを基に駆動回路５
２，駆動回路５５，駆動回路５１の内のいずれか１以上
を介して圧縮機２４，第２膨張弁３５，水比例弁１９の
内のいずれか１以上を循環水温ＴＷと設定室温ＴＲＳと
室温ＴＲとに応じた回転数や開度に駆動させ（Ｓ６）、
温水加熱暖房運転を持続する。

【００３６】上述のように、中央処理装置４６は、温水
利用機器１４の要求する要求循環水温ＴＷＲが設定循環
水温ＴＷＳよりも高いときは、循環水の循環水温ＴＷを
要求循環水温ＴＷＲにするよう加熱することを命令す
る。温水利用機器１４に要求循環水温ＴＷＲを有する循
環水を循環させて、温水利用機器１４からの要求を優先
させるためである。次に、中央処理装置４６は、循環水
温ＴＷ，設定室温ＴＲＳ及び室温ＴＲを基に圧縮機２４
の回転数を低くするとともに第２膨張弁３５の開度を小
さくするよう命令する。循環水の温度が設定循環水温Ｔ
ＷＳよりも高くなると圧縮機２４の回転数と第２膨張弁
３５の開度を維持したままでは室内用熱交換機２２で熱
交換される放熱量が大きくなり室温ＴＲが上がりすぎて
しまうため、圧縮機２４と第２膨張弁３５を制御して単
位時間当たりに冷媒循環路を流れる冷媒の量を少なくし
て熱交換用温水循環路１１ｂに密接している熱交換用冷
媒バイパス路１１ａ内で気化される冷媒の圧力を低下さ
せ、室内用熱交換器２２で熱交換される放熱量を低減さ
せ室温ＴＲを設定室温ＴＲＳ付近で制御するためであ
る。さらに、圧縮機２４の回転数と第２膨張弁３５の開
度の調整だけでは室温ＴＲが設定室温ＴＲＳを超えてし
まうときには、中央処理装置４６は、水比例弁１９の開
度を小さくするよう命令する。単位時間当たりに熱交換
用温水循環路１１ｂを流れる循環水の量を少なくして、
熱交換用温水循環路１１ｂに密接している熱交換用冷媒
バイパス路１１ａ内の温水−冷媒熱交換器を流れる循環
水の量を少なくして熱交換用冷媒バイパス路１１ａ内で
気化される冷媒の圧力を低下させ、室内用熱交換機２２
で熱交換される放熱量を低減させ室温ＴＲを設定室温Ｔ
ＲＳ付近で制御するためである。

【００３７】上述の温水加熱暖房運転により、燃焼器８
により加熱された循環水（温水）は、温水−冷媒熱交換
器１１内において、熱交換用温水循環路１１ｂに密接し
ている熱交換用冷媒バイパス路１１ａ内の冷媒を加熱す
る。温水−冷媒熱交換器１１内で加熱された冷媒は、室
内側熱交換器２２において室内の空気と熱交換し放熱す
る。これにより、室温ＴＲを設定室温ＴＲＳにする暖房
が行われる。

【００３８】外部温水循環開始手段１０２は、循環水温
検出器１７の検出する循環水温ＴＷが所定の温度ＴＷ０
（４０〜７０℃前後が目安）となるまで待機し、ＴＷが
ＴＷ０以上となったとき、駆動回路５０を介して外部送
水路弁１５ｂを開弁し、温水利用機器１４に循環水を循
環させる。温水利用機器１４は、外部送水路１５から送
水される循環水（温水）により暖房を行い、温水利用機
器１４において熱交換を終えた循環水は外部戻水路１６
より下流側温水循環路１３へ戻水される。温水利用機器
１４には所定の温度ＴＷ０を有する循環水のみを循環さ
せているので、温水利用機器１４では当初から所望の暖
房温度を得ることができる。

【００３９】（４）室内機３を作動させる通常のヒート
ポンプ運転 まず、中央処理装置４６は、駆動回路５５を介して第２
膨張弁３５を閉止した後、駆動回路５３を介して四方弁
２７を作動させ、上流側冷媒循環路２６と圧縮機吸入管
３０，圧縮機送出管３１と中流側冷媒循環路２８とを連
通させる。次いで、中央処理装置４６は、駆動回路（図
示しない）を介してファンモータ２１ａを起動し送風フ
ァン２１を回転させ、空気−冷媒熱交換器２０内に外気
（室外機２の外部の空気）を通風させる。

【００４０】次に、中央処理装置４６は、駆動回路５２
を介して圧縮機２４を作動させ、冷媒を空気−冷媒熱交
換器２０から上流側冷媒循環路２６，四方弁２７，圧縮
機吸入管３０，アキュームレータ２５，圧縮機２４，圧
縮機送出管３１，中流側冷媒循環路２８，室内側熱交換
器２２，下流側冷媒循環路２９，第１膨張弁３４，下流
側冷媒循環路２９を通して空気−冷媒熱交換器２０へ循
環させる。このとき、温水−冷媒熱交換器１１内に残留
していた冷媒も圧縮機２４により回収され循環される。
こうして空気−冷媒熱交換器２０内の冷媒は低圧、室内
側熱交換器２２内の冷媒は高圧となり、空気−冷媒熱交
換器２０では冷媒は外気の熱を吸熱し、室内側熱交換器
２２では冷媒は室内の空気に放熱する。これにより、室
内の暖房が行われる。この方法は比較的外気温が高いと
きに使用される。

【００４１】（５）室内機３を作動させる冷房運転 まず、中央処理装置４６は、駆動回路５５を介して第２
膨張弁３５を閉止し、次いで、駆動回路５３を介して四
方弁２７を作動させ、圧縮機送出管３１と上流側冷媒循
環路２６，中流側冷媒循環路２８と圧縮機吸入管３０と
を連通させる。次いで、中央処理装置４６は、駆動回路
（図示しない）を介してファンモータ２１ａを起動し、
空気−冷媒熱交換器２０内に外気を通風させる。

【００４２】次に、中央処理装置４６は、駆動回路５２
を介して圧縮機２４を作動させ、冷媒を空気−冷媒熱交
換器２０から下流側冷媒循環路２９，第１膨張弁３４，
下流側冷媒循環路２９，室内側熱交換器２２，中流側冷
媒循環路２８，四方弁２７，圧縮機吸入管３０，アキュ
ームレータ２５，圧縮機２４，圧縮機送出管３１，四方
弁２７，上流側冷媒循環路２６を通して空気−冷媒熱交
換器２０へ循環させる。このとき、室内側熱交換器２２
内の冷媒は低圧、空気−冷媒熱交換器２０内の冷媒は高
圧となり、室内側熱交換器２２では冷媒は室内の空気か
ら吸熱し、空気−冷媒熱交換器２０では冷媒は外気へ放
熱する。これにより、室内の冷房が行われる。

【００４３】以上のように本実施の形態１の温水冷媒加
熱エアコンは構成されているので、以下のような作用が
得られる。 （１）温水利用機器に送水する循環水を加熱するための
専用の循環水加熱装置が必要なく、温水冷暖加熱エアコ
ンと温水利用機器の設置面積を小さくすることができ、
メンテナンスも容易となる。 （２）温水冷媒加熱エアコンに温水循環装置で加熱され
た循環水を利用して暖房を行う温水利用機器を接続し
て、温水利用機器と温水熱交換器とを同時に作動させた
場合であっても、温水冷媒加熱エアコンと温水利用機器
の快適性を同時に得ることができる。 （３）温水加熱による暖房運転のみを行い温水利用機器
を利用しない場合、全ての循環水（温水）が温水−冷媒
熱交換器に供給されるため、暖房能力が向上し、エネル
ギー消費量を低減させることができる。 （４）温水利用機器からの要求循環水温の要求がある場
合には、制御部が、要求循環水温と設定循環水温とを比
較し、循環水の循環水温をその高い方の温度にするよう
に循環水加熱装置の制御温度を決定した後、室温，設定
室温及び循環水温を基にして圧縮機の回転数，第２開閉
減圧手段の減圧度，循環水流量制御弁の開度の制御の内
の１以上の制御を行うため、接続された温水利用機器の
暖房能力を維持できるとともに、室内側熱交換器からの
放熱量を連続的に制御して室温も安定に制御することが
でき、温水利用機器と温水冷媒加熱エアコンの快適性を
両立させることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば以下のよ
うな有利な効果が得られる。

【００４５】請求項１に記載の発明によれば、 （１）エアコンに循環水加熱装置で加熱された循環水を
利用して暖房を行う温水利用機器を接続して、温水利用
機器と温水熱交換器とを同時に作動させた場合にも、温
水冷媒加熱エアコンと温水利用機器の快適性を同時に得
ることができる温水冷媒加熱エアコンを提供することが
できる。 （２）温水利用機器に送水する循環水を加熱するための
専用の循環水加熱装置が必要なく、温水冷暖加熱エアコ
ンと温水利用機器の設置面積を小さくすることができ、
メンテナンスも容易となる温水冷媒加熱エアコンを提供
することができる。 （３）循環水バイパス路を備えているので、万が一、温
水循環路や温水利用機器内の循環路がゴミ詰まり等で閉
止され循環水が流れなくなった場合でも、循環水は循環
水バイパス路を通って循環され安全性に優れる温水冷媒
加熱エアコンを提供することができる。 （４）循環水温が変化しても循環水流量制御弁の開度を
調節して熱交換量を安定させることができるので、室内
側熱交換器からの放熱量及び室内機から吹き出す温風の
温度変化を小さくすることができ快適性に優れる温水冷
媒加熱エアコンを提供することができる。

【００４６】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加え、 （１）圧縮機の回転数及び第２開閉減圧手段を調節する
ことにより、室内側熱交換器へ供給する熱量の調節が可
能なため、温水利用機器へ供給する熱量と室内側熱交換
器へ供給する熱量とを独立に調節することが可能な使用
性に優れる温水冷媒加熱エアコンを提供することができ
る。 （２）外気の温度が低い場合にも、室内の暖房のみを行
う温水加熱暖房運転を行うことにより効率のよい室内暖
房を行うことが可能で、外気の温度に影響されず暖房を
行うことが可能な暖房能力の高い温水冷媒加熱エアコン
を提供することができる。

【００４７】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２の効果に加え、 （１）室内側熱交換器のみを暖房で作動させる場合、全
ての温水（循環水）を温水−冷媒熱交換器に供給するこ
とができるため、暖房能力が高く省エネルギー性に優れ
た温水冷媒加熱エアコンを提供することができる。

【００４８】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
の効果に加え、 （１）室内側熱交換器から室内の空気への熱供給は、圧
縮機の能力の調節をすることにより調節することがで
き、循環水の循環の開始と同時に暖房を開始することが
できる温水冷媒加熱エアコンを提供することができる。 （２）温水利用機器に対しては、循環水の温度が所定の
温度以上に達してから温水（循環水）の供給が開始され
るため、温度の低い温水（循環水）が供給され室内の温
度を逆に下げるといったような、循環水の温度の低いこ
とによる温水利用機器の異常動作を回避することができ
る温水冷媒加熱エアコンを提供することができる。

【００４９】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
乃至４の内いずれか１の効果に加え、 （１）温水利用機器からの要求循環水温の要求がない場
合（温水利用機器が接続されてない、接続されてはいる
が電源が入ってない等）や設定循環水温が要求循環水温
以上の場合には、設定循環水温を基に循環水加熱装置の
制御温度が決定され、室温，設定室温及び循環水温を基
に圧縮機の回転数，第２開閉減圧手段の減圧度，循環水
量制御弁の開度の制御の内の１以上が行われるため、室
内側熱交換器からの放熱量を連続的に制御することによ
り室温を安定して制御することができ快適性に優れる温
水冷媒加熱エアコンを提供することができる。 （２）温水利用機器からの要求循環水温が設定循環水温
よりも高い場合には、要求循環水温を基に循環水加熱装
置の制御温度が決定され、室温，設定室温及び循環水温
を基にした圧縮機の回転数，第２開閉減圧手段の減圧
度，循環水流量制御弁の開度の制御の内の１以上が行わ
れるため、接続された温水利用機器の暖房能力を維持で
きるとともに、室内側熱交換器からの放熱量を連続的に
制御することにより室温も安定して制御することがで
き、温水利用機器と温水冷媒加熱エアコンの快適性とを
両立させることができる温水冷媒加熱エアコンを提供す
ることができる。

【００５０】請求項６に記載の発明によれば、 （１）温水利用機器からの要求循環水温の要求の有無
（温水利用機器に循環水を供給して温水利用機器を作動
させなければならないか否か）及び設定循環水温と要求
循環水温との比較を行い、その高い方の温度に循環水加
熱装置による循環水の制御温度を決定するので、温水利
用機器に対しては要求する循環水温を有する循環水を供
給することができるとともに、温水冷媒加熱エアコンの
負荷に応じた循環水温を有する循環水を供給することが
でき、温水冷媒加熱エアコン及び接続された温水利用機
器の快適性を両立させることができる温水冷媒加熱エア
コンの制御方法を提供することができる。 （２）設定循環水温と要求循環水温との比較によって循
環水加熱装置の制御温度を決定した後は、設定室温，循
環水温及び室温を基に圧縮機，第２開閉減圧手段，循環
水流量制御弁の制御の内の１以上を行うので、機構が簡
単で信頼性に優れる温水冷媒加熱エアコンの制御方法を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における温水冷媒加熱エ
アコンのシステム構成図

【図２】実施の形態１における温水冷媒加熱エアコンの
温水加熱暖房運転におけるブロック図

【図３】本実施の形態１における温水冷媒加熱エアコン
の温水加熱暖房運転の中央処理装置における機能実現手
段を示す機能ブロック図

【図４】温水加熱暖房運転中の動作を示すフローチャー
ト

【符号の説明】

１ 温水冷媒加熱エアコン ２ 室外機 ３ 室内機 ４ 温水循環装置 ５ 膨張タンク ６ 循環水加熱装置 ７ 加熱管 ８ 燃焼器 ８ａ 燃料供給管 ８ｂ 燃料供給ポンプ ９ 上流側温水循環路 １０ 循環ポンプ １１ 温水−冷媒熱交換器 １１ａ 熱交換用冷媒バイパス路 １１ｂ 熱交換用温水循環路 １２ 中流側温水循環路 １３ 下流側温水循環路 １４ 温水利用機器 １４ａ 送水管 １４ｂ 戻水管 １５ 外部送水路 １５ａ 外部送水接続口 １５ｂ 外部送水路弁 １６ 外部戻水路 １６ａ 外部戻水接続口 １７ 循環水温検出器 １８ 循環水バイパス路 １９ 水比例弁 ２０ 空気−冷媒熱交換器 ２１ 送風ファン ２１ａ ファンモータ ２２ 室内側熱交換器 ２３ クロスフローファン ２４ 圧縮機 ２５ アキュームレータ ２６ 上流側冷媒循環路 ２７ 四方弁 ２８ 中流側冷媒循環路 ２９ 下流側冷媒循環路 ３０ 圧縮機吸入管 ３１ 圧縮機送出管 ３２ 下流側冷媒バイパス路 ３３ 上流側冷媒バイパス路 ３４ 第１膨張弁 ３５ 第２膨張弁 ４１ 制御部 ４２ リモコン ４３ 室温検出器 ４４ Ａ／Ｄ変換器 ４５ 入力回路 ４６ 中央処理装置 ４７，４８，４９，５０，５１，５２，５３，５４，５
５ 駆動回路 ５６ 出力回路 １０１ 温水暖房開始手段 １０２ 外部温水循環開始手段 １０３ 設定循環水温算出手段 １０４ 水温判定手段 １０５ 第１運転制御手段 １０６ 第２運転制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安部 純治 山口県下関市長府扇町２番１号 株式会社 長府製作所内 Ｆターム(参考） 3L060 AA02 EE35 EE44 3L092 MA01 NA03 NA14

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内側熱交換器と、室外側熱交換器と、
   前記室内側熱交換器と前記室外側熱交換器とを連結する
   冷媒循環路と、循環水を加熱するための循環水加熱装置
   と、前記循環水加熱装置で加熱された前記循環水が循環
   する温水循環路と、前記室外側熱交換器に並設されると
   ともに前記温水循環路に連結され、暖房運転時に加熱さ
   れた前記循環水が前記温水循環路に循環されることで熱
   交換され前記室外側熱交換器を加熱する温水熱交換器
   と、を備えた温水冷媒加熱エアコンであって、 ａ．前記温水熱交換器の上流側の前記温水循環路に連通
   し温水利用機器に前記循環水を送る外部送水路と、 ｂ．前記外部送水路の下流端に配設され前記温水利用機
   器に接続可能な外部送水接続口と、 ｃ．前記温水熱交換器の下流側の前記温水循環路に連通
   し前記温水利用機器で利用された前記循環水を戻す外部
   戻水路と、 ｄ．前記外部戻水路の上流端に配設され前記温水利用機
   器に接続可能な外部戻水接続口と、 ｅ．前記外部送水路と前記外部戻水路とに連通する循環
   水バイパス路と、 ｆ．前記温水循環路内に配設され前記温水熱交換器を循
   環する前記循環水の流量を制御する循環水流量制御弁
   と、 ｇ．前記温水循環路を循環する前記循環水の循環水温を
   検出する循環水温検出器と、前記室内側熱交換器の配設
   された部屋の室温を測定する室温検出器と、 ｈ．前記室温と、設定室温と、前記循環水温と、前記温
   水利用機器が要求する要求循環水温と、を基に制御を行
   う制御部と、を備えていることを特徴とする温水冷媒加
   熱エアコン。
2. 【請求項２】 前記室外側熱交換器に代えて、内部を通
   る冷媒と周囲の空気との熱交換を行う空気−冷媒熱交換
   器と、 前記空気−冷媒熱交換器と並列に前記冷媒循環路に連通
   された冷媒バイパス路と、 前記温水熱交換器に代えて、内部に前記冷媒バイパス路
   の少なくとも一部及び前記温水循環路の少なくとも一部
   を互いに接触させて又は熱媒体を介して互いに接触させ
   て若しくは互いに二重管に形成させて配設され、内部を
   通る前記冷媒と前記循環水との熱交換を行う温水−冷媒
   熱交換器と、 前記冷媒循環路と前記冷媒バイパス路の上流側との連通
   部より前記空気−冷媒熱交換器側の前記冷媒循環路内に
   配設され、前記冷媒循環路の開閉及び前記冷媒を減圧す
   る第１開閉減圧手段と、 前記冷媒循環路と前記冷媒バイパス路の上流側との連通
   部より前記温水−冷媒熱交換器側の前記冷媒バイパス路
   内に配設され、前記冷媒バイパス路の開閉及び前記冷媒
   を減圧する第２開閉減圧手段と、 前記冷媒循環路と前記冷媒バイパス路の下流側との連通
   部より前記室内側熱交換器側の前記冷媒循環路内に配設
   され、前記冷媒循環路内の前記冷媒を加圧する圧縮機
   と、 前記冷媒循環路と前記冷媒バイパス路の下流側との連通
   部より前記室内側熱交換器側の前記冷媒循環路内に配設
   され、前記冷媒循環路の前記冷媒の循環する方向を切り
   替える循環方向切替手段と、を備えていることを特徴と
   する請求項１に記載の温水冷媒加熱エアコン。
3. 【請求項３】 前記外部送水路内及び／又は前記外部戻
   水路内に配設された開閉弁又は流量調整弁からなる外部
   送水路弁及び／又は外部戻水路弁を備えていることを特
   徴とする請求項１又は２に記載の温水冷媒加熱エアコ
   ン。
4. 【請求項４】 前記制御部が、暖房開始時において前記
   外部送水路弁及び／又は前記外部戻水路弁を閉止し前記
   循環水加熱装置により前記循環水を加熱しながら前記循
   環ポンプにより前記温水循環路を循環させると共に前記
   圧縮機を起動し前記冷媒を前記冷媒循環路に循環させ前
   記室内側熱交換器により室内の暖房を行う温水暖房開始
   手段と、 前記循環水温検出器が検出する前記循環水温が所定の温
   度以上になったときに前記外部送水路弁及び／又は前記
   外部戻水路弁を開弁する外部温水循環開始手段と、 を備えていることを特徴とする請求項３に記載の温水冷
   媒加熱エアコン。
5. 【請求項５】 前記制御部が、前記室温と前記設定室温
   とを基に設定循環水温を算出する設定循環水温算出手段
   と、 前記要求循環水温の有無及び前記設定循環水温と前記要
   求循環水温の比較を行う水温判定手段と、 前記水温判定手段で前記要求循環水温がない又は前記設
   定循環水温が前記要求循環水温以上と判定されたときに
   は、前記循環水温を前記設定循環水温にするように前記
   循環水加熱装置を制御するとともに、前記循環水温，前
   記設定室温及び前記室温を基に前記圧縮機，前記第２開
   閉減圧手段，前記循環水流量制御弁の内の１以上を制御
   する第１運転制御手段と、 前記水温判定手段で前記設定循環水温が前記要求循環水
   温よりも低いと判定されたときには、前記循環水温を前
   記要求循環水温にするように前記循環水加熱装置を制御
   するとともに、前記循環水温，前記設定室温及び前記室
   温を基に前記圧縮機，前記第２開閉減圧手段，前記循環
   水流量制御弁の内の１以上を制御する第２運転制御手段
   と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の内
   いずれか１に記載の温水冷媒加熱エアコン。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５の内いずれか１に記載の
   温水冷媒加熱エアコンの制御方法であって、 前記室温と、前記設定室温と、前記温水循環路を循環す
   る前記循環水の前記循環水温と、前記温水利用機器が要
   求する前記要求循環水温と、を検出する工程と、 前記室温と前記設定室温とを基に前記設定循環水温を算
   出する工程と、 前記要求循環水温の有無及び前記設定循環水温と前記要
   求循環水温との比較を行う工程と、 前記要求循環水温がない又は前記設定循環水温が前記要
   求循環水温以上と判定されたときには、前記循環水温を
   前記設定循環水温にするように前記循環水加熱装置を制
   御するとともに、前記循環水温，前記設定室温及び前記
   室温を基に前記圧縮機，前記第２開閉減圧手段，前記循
   環水流量制御弁の内の１以上を制御する工程と、 前記設定循環水温が前記要求循環水温よりも低いと判定
   されたときには、前記循環水温を前記要求循環水温にす
   るように前記循環水加熱装置を制御するとともに、前記
   循環水温，前記設定室温及び前記室温を基に前記圧縮
   機，前記第２開閉減圧手段，前記循環水流量制御弁の内
   の１以上を制御する工程と、を備えていることを特徴と
   する温水冷媒加熱エアコンの制御方法。