JP2005030641A - 温水床暖房付エアコンの室外機 - Google Patents
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Abstract
【課題】室内機暖房のみ行う場合に、室外温度が低下した場合でも床暖房装置の循環水の凍結を防止できる温水床暖房付エアコンの室外機を提供する。
【解決手段】冷媒が循環する冷媒管５、温水が循環する循環水管７、空気冷媒熱交換器１２、圧縮機１４、温水冷媒熱交換器１５、冷媒減圧機構１０，１１、循環ポンプ２１、及び室外機コントローラ２４を備えた温水床暖房付エアコン１の室外機２において、室外の温度を検出する室外温度センサ２２と、室内の暖房温度を設定する室温設定手段とを備え、室外機コントローラ２４は、室内機３にのみ給熱するエアコン単独暖房運転を行う場合において、室内温度が室温設定手段により設定された暖房温度以上であって、室外温度センサ２２の検出温度が所定の閾値より低い場合、圧縮機１４を作動させるとともに循環ポンプ２１を作動させる凍結防止手段を備える構成とした。
【選択図】 図１
【解決手段】冷媒が循環する冷媒管５、温水が循環する循環水管７、空気冷媒熱交換器１２、圧縮機１４、温水冷媒熱交換器１５、冷媒減圧機構１０，１１、循環ポンプ２１、及び室外機コントローラ２４を備えた温水床暖房付エアコン１の室外機２において、室外の温度を検出する室外温度センサ２２と、室内の暖房温度を設定する室温設定手段とを備え、室外機コントローラ２４は、室内機３にのみ給熱するエアコン単独暖房運転を行う場合において、室内温度が室温設定手段により設定された暖房温度以上であって、室外温度センサ２２の検出温度が所定の閾値より低い場合、圧縮機１４を作動させるとともに循環ポンプ２１を作動させる凍結防止手段を備える構成とした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒により室内機で室内暖房を行うと同時に床暖房装置の循環水を加温し、加温された循環水により床暖房を行う温水床暖房付エアコンの室外機に関し、特に、床暖房装置の循環水の凍結を防止する凍結防止技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷媒により室内機で室内暖房を行うと同時に床暖房装置の循環水を加温し、加温された循環水により床暖房を行う温水床暖房付エアコンとしては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
図４は従来の温水床暖房付エアコンの構成を表す図である。温水床暖房付エアコン１００は、室外機１０１、室内機１０２、及び床暖房装置１０３を基本的な構成とする。室外機１０１は、室外に設けられる。この室外機１０１には、室外機１０１の動作制御を行う室外機コントローラが内蔵されている。また、室内機１０２は、居室内に設置される。床暖房装置１０３は、居室内の床に敷設される。
【０００４】
室外機１０１と室内機１０２とは、冷媒が循環する冷媒管１０４、制御信号の交信を行うための制御線１０５、及び室内機１０２から室外機１０１に電源供給を行うための電源線１０６によって接続されている。室外機１０１と室内機１０２とを繋ぐ冷媒管は、室外機１０１の内部に配設された冷媒管の出口に設けられた接続バルブに接続される。一方、室外機１０１と床暖房装置１０３とは、循環水が循環する循環水管１０７により接続されている。
【０００５】
また、室内機１０２は室内機コントローラを内蔵している。そして、室内機１０２には、室内機コントローラに対して、室内機１０２の電源のオン・オフや居室温度等の設定を行う室内機リモコン１０８が備えられている。床暖房装置１０３にも同様に、床暖房のオン・オフや床暖房装置１０３の加熱温度等を設定するための床暖房用リモコン１０９が備えられている。この床暖房用リモコン１０９は、直接室外機１０１に接続されている。
【０００６】
以上のような構成において、室内機１０２で暖房を行うとともに、床暖房装置１０３で床暖房を行う場合、まず、室外機１０１において、居室外の空気と減圧した冷媒との間で熱交換を行い、冷媒に居室外の空気の熱を吸収させる。そして、熱を吸収した冷媒を、室外機１０１に内蔵された圧縮機で加圧する。加圧されて高温となった冷媒は、循環水管１０７を循環する循環水と熱交換され、加温された循環水が床暖房装置１０３に送られて床暖房が行われる。また、一方で、加圧されて高温となった冷媒は、冷媒管１０４を通して室内機１０２に送られる。室内機１０２では、高温の冷媒と室内の空気との間で熱交換を行うことで、室内の暖房を行う。室内の空気に放熱した後の冷媒は、冷媒管１０４を通して室外機１０１に戻され、減圧された後に、再び居室外の空気との熱交換が行われる。
【０００７】
一方、室内機１０２のみで暖房を行い床暖房装置１０３による暖房は使用しない場合は、上記動作において、循環水管１０７内の循環水の循環を停止した状態とされる。
【０００８】
しかしながら、このような従来の温水床暖房付エアコン１００を、寒冷地において使用する場合、冬場には室外の気温は、例えば、０℃以下に低下する場合がある。このような低温下において、室内機１０２のみで暖房を行い床暖房装置１０３による暖房は使用しない運転を行う場合、循環水管１０７内の循環水の循環が行われないと、循環水管１０７内で循環水が凍結し、いざ床暖房を使用しようとしても床暖房が使用できなくなったり、最悪の場合、循環水管１０７が凍結破裂することが想定される。
【０００９】
そこで、従来の温水床暖房付エアコン１００では、室外の気温が所定の閾値を下回った場合には、室内機１０２のみで暖房を行い床暖房装置１０３による暖房は使用しない場合であっても循環水管１０７内の循環水を循環させて、循環水の凍結を防止するように構成されていた。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００３−７４９０９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の温水床暖房付エアコン１００において、室外の温度が極めて低下した場合（例えば、−１５℃以下に低下した場合）、室内機１０２のみで暖房を行い床暖房装置１０３による暖房は使用しない運転を行うときに、循環水管１０７内の循環水を循環させるにもかかわらず、循環水管１０７内で循環水が凍結する場合がある。
【００１２】
従って、上記従来の温水床暖房付エアコン１００は、冬場に室外の温度が極めて低下するような地域においては、床暖房装置の循環水が凍結することを完全に防止することはできないという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、室内機による暖房のみを使用し床暖房装置による暖房は使用しない運転を行う場合において、室外の温度が極めて低下した場合においても床暖房装置の循環水の凍結を防止することを可能とする温水床暖房付エアコンの室外機を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る温水床暖房付エアコンの室外機の第１の構成によれば、冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内熱交換器と室内機コントローラとを内蔵する室内機に接続され、前記冷媒が循環する冷媒管、温水式の床暖房装置に接続され、前記温水が循環する循環水管、室外の空気と前記冷媒との熱交換を行う空気冷媒熱交換器、前記空気冷媒熱交換器を通過した前記冷媒を加圧する圧縮機、前記圧縮機で加圧された冷媒と循環水管内の循環水との間で熱交換し、前記循環水を加温する温水冷媒熱交換器、前記温水冷媒熱交換器を通過した前記冷媒を減圧して前記空気冷媒熱交換器に送る冷媒減圧機構、循環水管内に循環水を循環させる循環ポンプ、及び、少なくとも前記圧縮機と前記循環ポンプとの動作制御を行う室外機コントローラ、を備えた温水床暖房付エアコンの室外機であって、室外の温度を検出する室外温度センサと、室内の暖房温度を設定する室温設定手段と、を備え、前記室外機コントローラは、前記床暖房装置には給熱せず前記室内機にのみ給熱するエアコン単独暖房運転を行う場合において、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以上であって、前記室外温度センサの検出温度が所定の閾値より低い場合、前記圧縮機を作動させるとともに前記循環ポンプを作動させる凍結防止手段を備えていることを特徴とする。
【００１５】
エアコン単独暖房運転の場合には、床暖房は使用しないため、循環ポンプは停止した状態で運転される。また、エアコン単独暖房運転において、室内の温度が室温設定手段により設定された暖房温度以上の場合は、圧縮機も停止して、室内機への給熱が停止される。しかしながら、上記構成によれば、室外の温度が所定の閾値より低い場合に、凍結防止手段は、圧縮機を作動させるとともに循環ポンプを作動させる（尚、実際には、この際、空気冷媒熱交換器の熱交換を効率よく行うために、空気冷媒熱交換器に室外の空気を送風するプロペラファン等の装置も作動される）。これにより、温水冷媒熱交換器により循環水管内の循環水に給熱されるため、循環水の温度が上昇する。その結果、循環水が凍結することが防止される。
【００１６】
ここで、室外温度センサの検出温度に対する「所定の閾値」は、循環水が凍結するおそれがある室外温度に設定される。「所定の閾値」としては、通常は０〜４℃に設定される。また、凍結防止手段が「前記循環ポンプを作動させる」とは、必ずしも連続運転で作動させることに限るものではなく、断続運転で作動させる場合も含まれる。
【００１７】
また、本発明の第１の構成において、前記室内機は、前記室内熱交換器に室内の空気を送風する室内送風装置を備えており、前記室外機コントローラは、エアコン単独暖房運転を行う場合において、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以上であって、前記室外温度センサの検出温度が所定の閾値より低い場合、前記室内機コントローラに対して前記室内送風装置の停止を行うように制御信号を出力する室内送風停止手段を備えた構成とすることができる。
【００１８】
これにより、凍結防止手段により、圧縮機が運転されている場合であっても、室内送風装置が停止しているために、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以上のときに室内熱交換器が室内の空気と熱交換するのを防止することができる。従って、室内の温度調節に支障を来すことが防止される。
【００１９】
本発明に係る温水床暖房付エアコンの室外機の第２の構成によれば、前記第１の構成において、前記循環水管内の循環水の温度を検出する循環水温度センサを備え、前記凍結防止手段は、エアコン単独暖房運転を行う場合において、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以上であって、前記室外温度センサの検出温度が所定の閾値より低い場合、前記循環水温度センサが検出する循環水温度が所定の閾値より低いときには、前記圧縮機を作動させるとともに前記循環ポンプを作動させ、前記循環水温度センサが検出する循環水温度が所定の閾値より高いときには、前記圧縮機を停止するとともに前記循環ポンプを作動させることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、循環水温度センサが検出する循環水温度が凍結温度（所定の閾値）よりも低い場合にのみ、圧縮機が作動し、循環水に熱供給がされる。循環水温度が凍結温度（所定の閾値）よりも高い場合には、圧縮機は作動しない。従って、必要以上に圧縮機を運転することがなく、消費電力を低減することができる。
【００２１】
ここで、循環水温度の「所定の閾値」は、循環水が凍結するおそれがある温度に設定される。通常は、「所定の閾値」としては、０〜４℃に設定される。また、凍結防止手段が「前記循環ポンプを作動させる」とは、必ずしも連続運転で作動させることに限るものではなく、断続運転で作動させる場合も含まれる。
【００２２】
本発明に係る温水床暖房付エアコンの室外機の第３の構成によれば、前記第１又は２の構成において、前記循環水管内の循環水の温度を検出する循環水温度センサを備え、前記凍結防止手段は、エアコン単独暖房運転を行う場合において、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以下であって、前記室外温度センサの検出温度が所定の閾値より低い場合、前記循環ポンプを断続的に作動させることを特徴とする。
【００２３】
これにより、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以下の場合にも、循環水管内の循環水の凍結を防止できる。また、循環ポンプを断続的に作動させることで、室内熱交換器への給熱の能力低下を軽減することができるとともに、循環ポンプを連続運転する場合に比べて消費電力を低減することができる。
【００２４】
本発明に係る温水床暖房付エアコンの室外機の第４の構成によれば、前記第１乃至３の何れか一の構成において、前記凍結防止手段の動作を停止させることを選択するための凍結防止動作停止スイッチを備えていることを特徴とする。
【００２５】
このように、凍結防止動作停止スイッチを設けることにより、循環水に不凍液を使用した場合には、凍結防止動作停止スイッチにより凍結防止手段の動作を停止させることで、無駄に凍結防止のための循環ポンプや圧縮機の運転を行わなくても済むようになる。従って、節電することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態に係る温水床暖房付エアコンの構成を表す図である。本実施形態に係る温水床暖房付エアコン１は、室外機２、室内機３、及び床暖房装置４の３つの部分から構成されている。室外機２と室内機３とは、冷媒が循環する冷媒管５、及び制御線６によって接続されている。また、室外機２と床暖房装置４とは、床暖房用の循環水が循環する循環水管７によって接続されている。
【００２７】
冷媒管５は、室外機２内部、室外機２と室内機３との接続部、及び室内機３の内部の３つの部分からなり、閉ループを構成している。室外機２と室内機３との間の冷媒管５は、保温パイプにより保温されている。冷媒管５の室外機２の出口部分には、接続バルブ５ａ，５ｂが取り付けられている。また、冷媒管５の室内機３の出口部分には、接続口５ｃ，５ｄが取り付けられている。また、循環水管７の室外機２の出口部分には、接続バルブ７ａ，７ｂが取り付けられている。
【００２８】
室外機２の内部の冷媒管５には、接続バルブ５ｂの側から接続バルブ５ａの側にかけて、順に、マフラー８、ストレーナ９、電子膨張弁１０、キャピラリチューブ１１、空気冷媒熱交換器１２、四方弁１３、圧縮機１４、及び温水冷媒熱交換器１５が接続されている。
【００２９】
空気冷媒熱交換器１２は、室外の空気と前記冷媒との熱交換を行う。空気冷媒熱交換器１２には、プロペラファン１６によって屋外の空気が送風される。そして、この屋外の空気と冷媒との間で、熱交換が行われる。
【００３０】
圧縮機１４は、冷媒管５内の冷媒を加圧し昇温する。四方弁１３は、冷媒管５に対して、圧縮機１４の吐出方向を切り換える。すなわち、暖房時には、四方弁１３は、圧縮機１４の吸入側配管１４ａを空気冷媒熱交換器１２側の冷媒管５に連通するとともに、圧縮機１４の吐出側配管１４ｂを室内機３側の冷媒管５に連通する。これにより、空気冷媒熱交換器１２において室外の空気から吸熱した冷媒が圧縮機１４により加圧・昇温され、温水冷媒熱交換器１５及び室内機３の室内熱交換器１７で放熱される。一方、冷房時には、四方弁１３は、圧縮機１４の吸入側配管１４ａを室内機３側の冷媒管５に連通するとともに、圧縮機１４の吐出側配管１４ｂを空気冷媒熱交換器１２側の冷媒管５に連通する。これにより、室内機３から戻る冷媒が圧縮機１４により加圧・昇温され、空気冷媒熱交換器１２で放熱される。
【００３１】
温水冷媒熱交換器１５は、冷媒管５内の冷媒と、循環水管７内の循環水との間で熱交換を行う。温水冷媒熱交換器１５の一方は、冷媒管５を介して四方弁１３に接続されている。これにより、暖房時には、温水冷媒熱交換器１５は、圧縮機１４で加圧・昇温された冷媒と循環水管７内の循環水との間で熱交換し、循環水を加温する。温水冷媒熱交換器１５の他方の側は、冷媒管５を介して接続バルブ５ａに接続されている。これにより、暖房時には、圧縮機１４で加圧・昇温された冷媒は、温水冷媒熱交換器１５において熱の一部を循環水に供給した後に、室内機３に送られ、室内熱交換器１７に熱を供給する。
【００３２】
また、冷媒管５には、温水冷媒熱交換器１５に並列に、バイパス管５’が接続されている。このバイパス管５’には、逆止弁１８が設けられており、室内機３側から四方弁１３側の方向にのみ冷媒がバイパス管５’を通過できる。従って、暖房時には冷媒はバイパス管５’を通過することはできず、総て温水冷媒熱交換器１５に送られる。一方、冷房時には、大部分の冷媒は流路抵抗の小さいバイパス管５’を通過し、温水冷媒熱交換器１５には冷媒は殆ど流れない。
【００３３】
マフラー８は、冷媒管５内を循環する冷媒に発生する音を消音する。ストレーナ９は、冷媒管５内に浮遊するゴミをフィルターで除去する。電子膨張弁１０は、絞りによって冷媒管５内の冷媒を減圧する冷媒減圧機構として機能する。電子膨張弁１０は、空気冷媒熱交換器１２及び室内熱交換器１７の過熱度又は過冷却度により、開度を調節する。キャピラリチューブ１１は、電子膨張弁１０通過時の冷媒流動音を低減する。
【００３４】
室内機３には、室内熱交換器１７及びクロスフローファン１９が設けられている。クロスフローファン１９は、室内の空気を室内熱交換器１７に送風する。室内熱交換器１７には接続口５ｃ，５ｄを介して冷媒管５が接続されている。室内熱交換器１７の内部には冷媒が通され、冷媒と室内の空気との熱交換を行う。
【００３５】
一方、室外機２内の循環水管７には、接続バルブ７ａの側から接続バルブ７ｂの側にかけて、順に、温水冷媒熱交換器１５、給水タンク２０、循環ポンプ２１が設けられている。そして、接続バルブ７ａ，７ｂと床暖房装置４との間は、温水パイプからなる循環水管７により接続されている。循環ポンプ２１は、循環水管７内において、循環水を給水タンク２０から床暖房装置４の方向に送水する。床暖房装置４内に送水された循環水は、床暖房装置４内で放熱し、接続バルブ７ｂを通って、温水冷媒熱交換器１５に送られる。そして、温水冷媒熱交換器１５において、循環水は冷媒管５内の冷媒から熱が供給される。その後、加熱された循環水は再び給水タンク２０に戻される。
【００３６】
そのほか、室外機２内には、室外の温度を検出する室外温度センサ２２、循環水管内の循環水の温度を検出する循環水温度センサ２３、及び、四方弁１３、圧縮機１４、電子膨張弁１０、循環ポンプ２１、及びプロペラファン１６の動作制御を行う室外機コントローラ２４が設けられている。室外機コントローラ２４は、室外温度センサ２２及び循環水温度センサ２３の検出する温度に従って、後述の凍結防止制御を行う。
【００３７】
また、室内機３には、クロスフローファン１９の動作制御を行う室内機コントローラ２５、及び室温を検出する室温センサ２８が設けられている。室外機コントローラ２４と室内機コントローラ２５とは、制御線６を介して制御データの通信が行われる。室内機コントローラ２５には、室内機リモコン２６が接続されている。使用者は、この室内機リモコン２６により、室内機３に対して、送風強度や冷暖房温度等を設定することができる。
【００３８】
更に、床暖房装置４には、床暖房用リモコン２７が備えられている。この床暖房用リモコン２７は、ケーブルによって、直接室外機コントローラ２４に接続されている。使用者は、この床暖房用リモコン２７によって、床暖房の温度を設定することができる。
【００３９】
以上のように構成された本実施形態に係る温水床暖房付エアコンについて、以下その室外機の動作について説明する。
【００４０】
図２は本発明の実施形態に係る温水暖房付エアコンの動作を表すフローチャートである。
温水暖房付エアコンの運転が開始されると、まず、室外機コントローラ２４は、制御線６を介して室内機コントローラ２５と交信し、使用者により室内機リモコン２６を用いて設定される冷暖房動作設定データを取得する。
【００４１】
そして、冷暖房動作設定データが冷房運転を指定するものである場合には（Ｓ１）、室外機コントローラ２４は、圧縮機１５の吐出側が空気冷媒熱交換器１２と連通するように四方弁１３を切り換えて、エアコン冷房運転動作を行う（Ｓ２）。尚、エアコン冷房運転動作とは、室内機３によって室内の冷房を行う動作をいう。エアコン冷房運転動作については、本発明とは直接関係しないため、説明は省略する。
【００４２】
ステップＳ１において、冷暖房動作設定データが暖房運転を指定するものである場合には、室外機コントローラ２４は、圧縮機１５の吸入側が空気冷媒熱交換器１２と連通するように四方弁１３を切り換えて、エアコン暖房運転動作ができるようにする。次に、使用者により床暖房用リモコン２７を用いて設定される床暖房動作設定データを取得する。
【００４３】
そして、床暖房動作データが、床暖房装置の運転を指定するものである場合には（Ｓ３）、室外機コントローラ２４は、エアコン・床暖房運転動作を行う（Ｓ４）。尚、エアコン・床暖房運転動作とは、室内機３によって室内の暖房を行うとともに、床暖房装置４によって室内の床暖房も行う動作をいう。エアコン・床暖房運転動作については、本発明とは直接関係しないため、説明は省略する。
【００４４】
ステップＳ３において、床暖房動作データが、床暖房を行わないことを指定するものである場合には（Ｓ３）、室外機コントローラ２４は、エアコン単独暖房運転動作を行う（Ｓ５）。エアコン単独暖房運転動作とは、室内機３によって室内の暖房を行うが、床暖房装置４による室内の床暖房は行わない動作をいう。以下、このエアコン単独暖房運転動作について詳細に説明する。
【００４５】
図３はエアコン単独暖房運転動作を表すフローチャートである。
エアコン単独暖房運転動作が開始されると（Ｓ１０）、室外機コントローラ２４は、循環ポンプ２１を停止した状態で、四方弁１３を吸入側配管１４ａが空気冷媒熱交換器１２側の冷媒配管５と連通する側に切り換えて、圧縮機１４、プロペラファン１６を作動させる。また、室内機コントローラ２５との交信を行って、室内機３内のクロスフローファン１９も作動させる。これにより、冷媒管５内の冷媒は、空気冷媒熱交換器１２→圧縮機１４→室内熱交換器１７→電子膨張弁１０→空気冷媒熱交換器１２の順に循環する。従って、空気冷媒熱交換器１２内の冷媒は低圧状態、室内熱交換器１７内の冷媒は高圧状態となる。そのため、冷媒は、空気冷媒熱交換器１２において室外の空気から吸熱し、室内熱交換器１７において室内の空気に放熱するという暖房ヒートサイクルが形成される。
【００４６】
ここで、室外機コントローラ２４は、室内機コントローラ２５から送信されてくる室温センサ２２の検出する室温Ｔｒ及び室内機リモコン２６により設定された目標温度Ｔｐを参照し、室温Ｔｒが目標温度Ｔｐを超えているか否かを判定する（Ｓ１１）。ここで、目標温度Ｔｐとは、室内の暖房設定温度であり、使用者が室内機リモコン２６により設定するものである。
【００４７】
ステップＳ１１において、室温Ｔｒが目標温度Ｔｐよりも低い場合には、室外機コントローラ２４は、圧縮機１４を運転状態とする（Ｓ１２）。そして、次に、室外温度センサ２２の検出する室外温度Ｔｏを参照し、室外温度Ｔｏが凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈよりも低いか否かを判定する（Ｓ１３）。ここで、凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈは、循環水の凍結防止動作が必要とされる温度の最高値である。凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈとしては、通常は０〜４℃に設定される。
【００４８】
ステップＳ１３において、室外温度Ｔｏが凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈ以上の場合には、室外機コントローラ２４は、循環ポンプ２１を停止状態とし（Ｓ１４）、使用者により室内機リモコン２６からエアコン停止指示が入力されない場合には（Ｓ１６）、ステップＳ１１の動作に戻る。尚、使用者により室内機リモコン２６からエアコン停止指示が入力された場合には（Ｓ１６）、エアコン単独暖房運転動作を終了する（Ｓ１７）。
【００４９】
一方、ステップＳ１３において、室外温度Ｔｏが凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈを下回る場合には、室外機コントローラ２４は、循環ポンプ２１を断続的に運転する（Ｓ１５）。すなわち、一定時間循環ポンプ２１を運転し、一定時間循環ポンプ２１を停止するという動作を繰り返す。これにより、循環水管７内には、温水冷媒熱交換器１５において熱供給された循環水が断続的に循環することになる。従って、循環水管７内の循環水が凍結することが防止される。
【００５０】
また、循環ポンプ２１を断続的に運転するようにしたことで、常時循環水を循環させることにより熱損失が大きくなることが防止できる。また、循環ポンプ２１の消費電力も節電することができる。
【００５１】
尚、ステップＳ１５の後に、室外機コントローラ２４は上記ステップＳ１６の動作に移行する。
【００５２】
次に、ステップＳ１１において、室温Ｔｒが目標温度Ｔｐよりも高い場合について説明する。この場合、室外機コントローラ２４は、室外温度センサ２２の検出する室外温度Ｔｏを参照し、室外温度Ｔｏが凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈよりも低いか否かを判定する（Ｓ１８）。
【００５３】
ステップＳ１８において、室外温度Ｔｏが凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈ以上の場合には、室内の温度は充分に高いので室外機コントローラ２４は圧縮機１４を停止する。そして、室内機コントローラ２５は、クロスフローファン１９を微弱運転状態とする（Ｓ１９）。そして、室外機コントローラ２４は、循環ポンプ２１を停止状態とし（Ｓ２０）、上述のステップＳ１６の動作に移行する。
【００５４】
一方、ステップＳ１８において、室外温度Ｔｏが凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈを下回る場合には、室外機コントローラ２４は、次に、循環水温度センサ２３が検出する循環水温度Ｔｗを参照し、循環水温度Ｔｗが凍結防止水温閾値Ｔｗｔｈよりも高いか否かを判断する（Ｓ２１）。ここで、Ｔｗ＞Ｔｗｔｈの場合には、室外機コントローラ２４は、圧縮機１４の運転を停止状態とし（Ｓ２２）、循環ポンプ２１のみを運転状態として（Ｓ２３）、ステップＳ１６の動作に移行する。これにより、循環水が流動するため、循環水管７内の循環水の凍結が防止される。
【００５５】
ステップＳ２１において、環水温度Ｔｗが凍結防止水温閾値Ｔｗｔｈを下回っていた場合、クロスフローファン１９を停止した状態で、室外機コントローラ２４は圧縮機１４を運転状態とし（Ｓ２３）、循環ポンプ２１のみを運転状態として（Ｓ２３）、ステップＳ１６の動作に移行する。
【００５６】
これにより、冷媒循環系のヒートポンプが機能して、循環水には温水冷媒熱交換器１５において熱供給がされる。そして、熱供給により昇温された循環水が循環水管７内を循環するため、循環水管７内の循環水の凍結が防止される。このとき、クロスフローファン１９は停止されているため、室内の空気に冷媒から熱供給がされることはなく、室内暖房温度の制御に影響が及ぶことはない。
【００５７】
以上のように、本実施形態に係る温水床暖房付エアコン１によれば、室外の温度Ｔｏが凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈより低い場合に、圧縮機１４を作動させ冷媒循環系のヒートポンプを機能させるとともに循環ポンプ２１を作動させることにより、温水冷媒熱交換器１５により循環水管７内の循環水に給熱をし、循環水の温度を上昇させ、循環水が凍結することが防止される。従って、冬場の外気温が極めて低くなる地方において温水床暖房付エアコン１を使用する場合でも、冷媒循環系を凍結防止装置として有効に活用して、循環水の凍結防止を有効に行うことができる。
【００５８】
尚、本実施形態において、循環水に不凍液を使用した場合には、上記のような凍結防止動作を行う必要がない場合がある。このような場合、室外機コントローラ２４に、上記凍結防止動作を停止させることを選択するための凍結防止動作停止スイッチを取り付けておいて、このスイッチを切り換えることで、上記凍結防止動作の作動と停止とを自由に選択するように構成してもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、エアコン単独暖房運転を行う場合において、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以上のときに、冷媒循環系を循環水への給熱サイクルとして利用することにより、循環水の凍結を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る温水床暖房付エアコンの構成を表す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る温水暖房付エアコンの動作を表すフローチャートである。
【図３】エアコン単独暖房運転動作を表すフローチャートである。
【図４】従来の温水床暖房付エアコンの構成を表す図である。
【符号の説明】
１ 温水床暖房付エアコン
２ 室外機
３ 室内機
４ 床暖房装置
５ 冷媒管
５’ バイパス管
５ａ，５ｂ 接続バルブ
５ｃ，５ｄ 接続口
６ 制御線
７ 循環水管
７ａ，７ｂ 接続バルブ
８ マフラー
９ ストレーナ
１０ 電子膨張弁
１１ キャピラリチューブ
１２ 空気冷媒熱交換器
１３ 四方弁
１４ 圧縮機
１４ａ 吸入側配管
１４ｂ 吐出側配管
１５ 温水冷媒熱交換器
１６ プロペラファン
１７ 室内熱交換器
１８ 逆止弁
１９ クロスフローファン
２０ 給水タンク
２１ 循環ポンプ
２２ 室外温度センサ
２３ 循環水温度センサ
２４ 室外機コントローラ
２５ 室内機コントローラ
２６ 室内機リモコン
２７ 床暖房用リモコン
２８ 室温センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒により室内機で室内暖房を行うと同時に床暖房装置の循環水を加温し、加温された循環水により床暖房を行う温水床暖房付エアコンの室外機に関し、特に、床暖房装置の循環水の凍結を防止する凍結防止技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷媒により室内機で室内暖房を行うと同時に床暖房装置の循環水を加温し、加温された循環水により床暖房を行う温水床暖房付エアコンとしては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
図４は従来の温水床暖房付エアコンの構成を表す図である。温水床暖房付エアコン１００は、室外機１０１、室内機１０２、及び床暖房装置１０３を基本的な構成とする。室外機１０１は、室外に設けられる。この室外機１０１には、室外機１０１の動作制御を行う室外機コントローラが内蔵されている。また、室内機１０２は、居室内に設置される。床暖房装置１０３は、居室内の床に敷設される。
【０００４】
室外機１０１と室内機１０２とは、冷媒が循環する冷媒管１０４、制御信号の交信を行うための制御線１０５、及び室内機１０２から室外機１０１に電源供給を行うための電源線１０６によって接続されている。室外機１０１と室内機１０２とを繋ぐ冷媒管は、室外機１０１の内部に配設された冷媒管の出口に設けられた接続バルブに接続される。一方、室外機１０１と床暖房装置１０３とは、循環水が循環する循環水管１０７により接続されている。
【０００５】
また、室内機１０２は室内機コントローラを内蔵している。そして、室内機１０２には、室内機コントローラに対して、室内機１０２の電源のオン・オフや居室温度等の設定を行う室内機リモコン１０８が備えられている。床暖房装置１０３にも同様に、床暖房のオン・オフや床暖房装置１０３の加熱温度等を設定するための床暖房用リモコン１０９が備えられている。この床暖房用リモコン１０９は、直接室外機１０１に接続されている。
【０００６】
以上のような構成において、室内機１０２で暖房を行うとともに、床暖房装置１０３で床暖房を行う場合、まず、室外機１０１において、居室外の空気と減圧した冷媒との間で熱交換を行い、冷媒に居室外の空気の熱を吸収させる。そして、熱を吸収した冷媒を、室外機１０１に内蔵された圧縮機で加圧する。加圧されて高温となった冷媒は、循環水管１０７を循環する循環水と熱交換され、加温された循環水が床暖房装置１０３に送られて床暖房が行われる。また、一方で、加圧されて高温となった冷媒は、冷媒管１０４を通して室内機１０２に送られる。室内機１０２では、高温の冷媒と室内の空気との間で熱交換を行うことで、室内の暖房を行う。室内の空気に放熱した後の冷媒は、冷媒管１０４を通して室外機１０１に戻され、減圧された後に、再び居室外の空気との熱交換が行われる。
【０００７】
一方、室内機１０２のみで暖房を行い床暖房装置１０３による暖房は使用しない場合は、上記動作において、循環水管１０７内の循環水の循環を停止した状態とされる。
【０００８】
しかしながら、このような従来の温水床暖房付エアコン１００を、寒冷地において使用する場合、冬場には室外の気温は、例えば、０℃以下に低下する場合がある。このような低温下において、室内機１０２のみで暖房を行い床暖房装置１０３による暖房は使用しない運転を行う場合、循環水管１０７内の循環水の循環が行われないと、循環水管１０７内で循環水が凍結し、いざ床暖房を使用しようとしても床暖房が使用できなくなったり、最悪の場合、循環水管１０７が凍結破裂することが想定される。
【０００９】
そこで、従来の温水床暖房付エアコン１００では、室外の気温が所定の閾値を下回った場合には、室内機１０２のみで暖房を行い床暖房装置１０３による暖房は使用しない場合であっても循環水管１０７内の循環水を循環させて、循環水の凍結を防止するように構成されていた。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００３−７４９０９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の温水床暖房付エアコン１００において、室外の温度が極めて低下した場合（例えば、−１５℃以下に低下した場合）、室内機１０２のみで暖房を行い床暖房装置１０３による暖房は使用しない運転を行うときに、循環水管１０７内の循環水を循環させるにもかかわらず、循環水管１０７内で循環水が凍結する場合がある。
【００１２】
従って、上記従来の温水床暖房付エアコン１００は、冬場に室外の温度が極めて低下するような地域においては、床暖房装置の循環水が凍結することを完全に防止することはできないという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、室内機による暖房のみを使用し床暖房装置による暖房は使用しない運転を行う場合において、室外の温度が極めて低下した場合においても床暖房装置の循環水の凍結を防止することを可能とする温水床暖房付エアコンの室外機を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る温水床暖房付エアコンの室外機の第１の構成によれば、冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内熱交換器と室内機コントローラとを内蔵する室内機に接続され、前記冷媒が循環する冷媒管、温水式の床暖房装置に接続され、前記温水が循環する循環水管、室外の空気と前記冷媒との熱交換を行う空気冷媒熱交換器、前記空気冷媒熱交換器を通過した前記冷媒を加圧する圧縮機、前記圧縮機で加圧された冷媒と循環水管内の循環水との間で熱交換し、前記循環水を加温する温水冷媒熱交換器、前記温水冷媒熱交換器を通過した前記冷媒を減圧して前記空気冷媒熱交換器に送る冷媒減圧機構、循環水管内に循環水を循環させる循環ポンプ、及び、少なくとも前記圧縮機と前記循環ポンプとの動作制御を行う室外機コントローラ、を備えた温水床暖房付エアコンの室外機であって、室外の温度を検出する室外温度センサと、室内の暖房温度を設定する室温設定手段と、を備え、前記室外機コントローラは、前記床暖房装置には給熱せず前記室内機にのみ給熱するエアコン単独暖房運転を行う場合において、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以上であって、前記室外温度センサの検出温度が所定の閾値より低い場合、前記圧縮機を作動させるとともに前記循環ポンプを作動させる凍結防止手段を備えていることを特徴とする。
【００１５】
エアコン単独暖房運転の場合には、床暖房は使用しないため、循環ポンプは停止した状態で運転される。また、エアコン単独暖房運転において、室内の温度が室温設定手段により設定された暖房温度以上の場合は、圧縮機も停止して、室内機への給熱が停止される。しかしながら、上記構成によれば、室外の温度が所定の閾値より低い場合に、凍結防止手段は、圧縮機を作動させるとともに循環ポンプを作動させる（尚、実際には、この際、空気冷媒熱交換器の熱交換を効率よく行うために、空気冷媒熱交換器に室外の空気を送風するプロペラファン等の装置も作動される）。これにより、温水冷媒熱交換器により循環水管内の循環水に給熱されるため、循環水の温度が上昇する。その結果、循環水が凍結することが防止される。
【００１６】
ここで、室外温度センサの検出温度に対する「所定の閾値」は、循環水が凍結するおそれがある室外温度に設定される。「所定の閾値」としては、通常は０〜４℃に設定される。また、凍結防止手段が「前記循環ポンプを作動させる」とは、必ずしも連続運転で作動させることに限るものではなく、断続運転で作動させる場合も含まれる。
【００１７】
また、本発明の第１の構成において、前記室内機は、前記室内熱交換器に室内の空気を送風する室内送風装置を備えており、前記室外機コントローラは、エアコン単独暖房運転を行う場合において、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以上であって、前記室外温度センサの検出温度が所定の閾値より低い場合、前記室内機コントローラに対して前記室内送風装置の停止を行うように制御信号を出力する室内送風停止手段を備えた構成とすることができる。
【００１８】
これにより、凍結防止手段により、圧縮機が運転されている場合であっても、室内送風装置が停止しているために、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以上のときに室内熱交換器が室内の空気と熱交換するのを防止することができる。従って、室内の温度調節に支障を来すことが防止される。
【００１９】
本発明に係る温水床暖房付エアコンの室外機の第２の構成によれば、前記第１の構成において、前記循環水管内の循環水の温度を検出する循環水温度センサを備え、前記凍結防止手段は、エアコン単独暖房運転を行う場合において、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以上であって、前記室外温度センサの検出温度が所定の閾値より低い場合、前記循環水温度センサが検出する循環水温度が所定の閾値より低いときには、前記圧縮機を作動させるとともに前記循環ポンプを作動させ、前記循環水温度センサが検出する循環水温度が所定の閾値より高いときには、前記圧縮機を停止するとともに前記循環ポンプを作動させることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、循環水温度センサが検出する循環水温度が凍結温度（所定の閾値）よりも低い場合にのみ、圧縮機が作動し、循環水に熱供給がされる。循環水温度が凍結温度（所定の閾値）よりも高い場合には、圧縮機は作動しない。従って、必要以上に圧縮機を運転することがなく、消費電力を低減することができる。
【００２１】
ここで、循環水温度の「所定の閾値」は、循環水が凍結するおそれがある温度に設定される。通常は、「所定の閾値」としては、０〜４℃に設定される。また、凍結防止手段が「前記循環ポンプを作動させる」とは、必ずしも連続運転で作動させることに限るものではなく、断続運転で作動させる場合も含まれる。
【００２２】
本発明に係る温水床暖房付エアコンの室外機の第３の構成によれば、前記第１又は２の構成において、前記循環水管内の循環水の温度を検出する循環水温度センサを備え、前記凍結防止手段は、エアコン単独暖房運転を行う場合において、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以下であって、前記室外温度センサの検出温度が所定の閾値より低い場合、前記循環ポンプを断続的に作動させることを特徴とする。
【００２３】
これにより、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以下の場合にも、循環水管内の循環水の凍結を防止できる。また、循環ポンプを断続的に作動させることで、室内熱交換器への給熱の能力低下を軽減することができるとともに、循環ポンプを連続運転する場合に比べて消費電力を低減することができる。
【００２４】
本発明に係る温水床暖房付エアコンの室外機の第４の構成によれば、前記第１乃至３の何れか一の構成において、前記凍結防止手段の動作を停止させることを選択するための凍結防止動作停止スイッチを備えていることを特徴とする。
【００２５】
このように、凍結防止動作停止スイッチを設けることにより、循環水に不凍液を使用した場合には、凍結防止動作停止スイッチにより凍結防止手段の動作を停止させることで、無駄に凍結防止のための循環ポンプや圧縮機の運転を行わなくても済むようになる。従って、節電することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態に係る温水床暖房付エアコンの構成を表す図である。本実施形態に係る温水床暖房付エアコン１は、室外機２、室内機３、及び床暖房装置４の３つの部分から構成されている。室外機２と室内機３とは、冷媒が循環する冷媒管５、及び制御線６によって接続されている。また、室外機２と床暖房装置４とは、床暖房用の循環水が循環する循環水管７によって接続されている。
【００２７】
冷媒管５は、室外機２内部、室外機２と室内機３との接続部、及び室内機３の内部の３つの部分からなり、閉ループを構成している。室外機２と室内機３との間の冷媒管５は、保温パイプにより保温されている。冷媒管５の室外機２の出口部分には、接続バルブ５ａ，５ｂが取り付けられている。また、冷媒管５の室内機３の出口部分には、接続口５ｃ，５ｄが取り付けられている。また、循環水管７の室外機２の出口部分には、接続バルブ７ａ，７ｂが取り付けられている。
【００２８】
室外機２の内部の冷媒管５には、接続バルブ５ｂの側から接続バルブ５ａの側にかけて、順に、マフラー８、ストレーナ９、電子膨張弁１０、キャピラリチューブ１１、空気冷媒熱交換器１２、四方弁１３、圧縮機１４、及び温水冷媒熱交換器１５が接続されている。
【００２９】
空気冷媒熱交換器１２は、室外の空気と前記冷媒との熱交換を行う。空気冷媒熱交換器１２には、プロペラファン１６によって屋外の空気が送風される。そして、この屋外の空気と冷媒との間で、熱交換が行われる。
【００３０】
圧縮機１４は、冷媒管５内の冷媒を加圧し昇温する。四方弁１３は、冷媒管５に対して、圧縮機１４の吐出方向を切り換える。すなわち、暖房時には、四方弁１３は、圧縮機１４の吸入側配管１４ａを空気冷媒熱交換器１２側の冷媒管５に連通するとともに、圧縮機１４の吐出側配管１４ｂを室内機３側の冷媒管５に連通する。これにより、空気冷媒熱交換器１２において室外の空気から吸熱した冷媒が圧縮機１４により加圧・昇温され、温水冷媒熱交換器１５及び室内機３の室内熱交換器１７で放熱される。一方、冷房時には、四方弁１３は、圧縮機１４の吸入側配管１４ａを室内機３側の冷媒管５に連通するとともに、圧縮機１４の吐出側配管１４ｂを空気冷媒熱交換器１２側の冷媒管５に連通する。これにより、室内機３から戻る冷媒が圧縮機１４により加圧・昇温され、空気冷媒熱交換器１２で放熱される。
【００３１】
温水冷媒熱交換器１５は、冷媒管５内の冷媒と、循環水管７内の循環水との間で熱交換を行う。温水冷媒熱交換器１５の一方は、冷媒管５を介して四方弁１３に接続されている。これにより、暖房時には、温水冷媒熱交換器１５は、圧縮機１４で加圧・昇温された冷媒と循環水管７内の循環水との間で熱交換し、循環水を加温する。温水冷媒熱交換器１５の他方の側は、冷媒管５を介して接続バルブ５ａに接続されている。これにより、暖房時には、圧縮機１４で加圧・昇温された冷媒は、温水冷媒熱交換器１５において熱の一部を循環水に供給した後に、室内機３に送られ、室内熱交換器１７に熱を供給する。
【００３２】
また、冷媒管５には、温水冷媒熱交換器１５に並列に、バイパス管５’が接続されている。このバイパス管５’には、逆止弁１８が設けられており、室内機３側から四方弁１３側の方向にのみ冷媒がバイパス管５’を通過できる。従って、暖房時には冷媒はバイパス管５’を通過することはできず、総て温水冷媒熱交換器１５に送られる。一方、冷房時には、大部分の冷媒は流路抵抗の小さいバイパス管５’を通過し、温水冷媒熱交換器１５には冷媒は殆ど流れない。
【００３３】
マフラー８は、冷媒管５内を循環する冷媒に発生する音を消音する。ストレーナ９は、冷媒管５内に浮遊するゴミをフィルターで除去する。電子膨張弁１０は、絞りによって冷媒管５内の冷媒を減圧する冷媒減圧機構として機能する。電子膨張弁１０は、空気冷媒熱交換器１２及び室内熱交換器１７の過熱度又は過冷却度により、開度を調節する。キャピラリチューブ１１は、電子膨張弁１０通過時の冷媒流動音を低減する。
【００３４】
室内機３には、室内熱交換器１７及びクロスフローファン１９が設けられている。クロスフローファン１９は、室内の空気を室内熱交換器１７に送風する。室内熱交換器１７には接続口５ｃ，５ｄを介して冷媒管５が接続されている。室内熱交換器１７の内部には冷媒が通され、冷媒と室内の空気との熱交換を行う。
【００３５】
一方、室外機２内の循環水管７には、接続バルブ７ａの側から接続バルブ７ｂの側にかけて、順に、温水冷媒熱交換器１５、給水タンク２０、循環ポンプ２１が設けられている。そして、接続バルブ７ａ，７ｂと床暖房装置４との間は、温水パイプからなる循環水管７により接続されている。循環ポンプ２１は、循環水管７内において、循環水を給水タンク２０から床暖房装置４の方向に送水する。床暖房装置４内に送水された循環水は、床暖房装置４内で放熱し、接続バルブ７ｂを通って、温水冷媒熱交換器１５に送られる。そして、温水冷媒熱交換器１５において、循環水は冷媒管５内の冷媒から熱が供給される。その後、加熱された循環水は再び給水タンク２０に戻される。
【００３６】
そのほか、室外機２内には、室外の温度を検出する室外温度センサ２２、循環水管内の循環水の温度を検出する循環水温度センサ２３、及び、四方弁１３、圧縮機１４、電子膨張弁１０、循環ポンプ２１、及びプロペラファン１６の動作制御を行う室外機コントローラ２４が設けられている。室外機コントローラ２４は、室外温度センサ２２及び循環水温度センサ２３の検出する温度に従って、後述の凍結防止制御を行う。
【００３７】
また、室内機３には、クロスフローファン１９の動作制御を行う室内機コントローラ２５、及び室温を検出する室温センサ２８が設けられている。室外機コントローラ２４と室内機コントローラ２５とは、制御線６を介して制御データの通信が行われる。室内機コントローラ２５には、室内機リモコン２６が接続されている。使用者は、この室内機リモコン２６により、室内機３に対して、送風強度や冷暖房温度等を設定することができる。
【００３８】
更に、床暖房装置４には、床暖房用リモコン２７が備えられている。この床暖房用リモコン２７は、ケーブルによって、直接室外機コントローラ２４に接続されている。使用者は、この床暖房用リモコン２７によって、床暖房の温度を設定することができる。
【００３９】
以上のように構成された本実施形態に係る温水床暖房付エアコンについて、以下その室外機の動作について説明する。
【００４０】
図２は本発明の実施形態に係る温水暖房付エアコンの動作を表すフローチャートである。
温水暖房付エアコンの運転が開始されると、まず、室外機コントローラ２４は、制御線６を介して室内機コントローラ２５と交信し、使用者により室内機リモコン２６を用いて設定される冷暖房動作設定データを取得する。
【００４１】
そして、冷暖房動作設定データが冷房運転を指定するものである場合には（Ｓ１）、室外機コントローラ２４は、圧縮機１５の吐出側が空気冷媒熱交換器１２と連通するように四方弁１３を切り換えて、エアコン冷房運転動作を行う（Ｓ２）。尚、エアコン冷房運転動作とは、室内機３によって室内の冷房を行う動作をいう。エアコン冷房運転動作については、本発明とは直接関係しないため、説明は省略する。
【００４２】
ステップＳ１において、冷暖房動作設定データが暖房運転を指定するものである場合には、室外機コントローラ２４は、圧縮機１５の吸入側が空気冷媒熱交換器１２と連通するように四方弁１３を切り換えて、エアコン暖房運転動作ができるようにする。次に、使用者により床暖房用リモコン２７を用いて設定される床暖房動作設定データを取得する。
【００４３】
そして、床暖房動作データが、床暖房装置の運転を指定するものである場合には（Ｓ３）、室外機コントローラ２４は、エアコン・床暖房運転動作を行う（Ｓ４）。尚、エアコン・床暖房運転動作とは、室内機３によって室内の暖房を行うとともに、床暖房装置４によって室内の床暖房も行う動作をいう。エアコン・床暖房運転動作については、本発明とは直接関係しないため、説明は省略する。
【００４４】
ステップＳ３において、床暖房動作データが、床暖房を行わないことを指定するものである場合には（Ｓ３）、室外機コントローラ２４は、エアコン単独暖房運転動作を行う（Ｓ５）。エアコン単独暖房運転動作とは、室内機３によって室内の暖房を行うが、床暖房装置４による室内の床暖房は行わない動作をいう。以下、このエアコン単独暖房運転動作について詳細に説明する。
【００４５】
図３はエアコン単独暖房運転動作を表すフローチャートである。
エアコン単独暖房運転動作が開始されると（Ｓ１０）、室外機コントローラ２４は、循環ポンプ２１を停止した状態で、四方弁１３を吸入側配管１４ａが空気冷媒熱交換器１２側の冷媒配管５と連通する側に切り換えて、圧縮機１４、プロペラファン１６を作動させる。また、室内機コントローラ２５との交信を行って、室内機３内のクロスフローファン１９も作動させる。これにより、冷媒管５内の冷媒は、空気冷媒熱交換器１２→圧縮機１４→室内熱交換器１７→電子膨張弁１０→空気冷媒熱交換器１２の順に循環する。従って、空気冷媒熱交換器１２内の冷媒は低圧状態、室内熱交換器１７内の冷媒は高圧状態となる。そのため、冷媒は、空気冷媒熱交換器１２において室外の空気から吸熱し、室内熱交換器１７において室内の空気に放熱するという暖房ヒートサイクルが形成される。
【００４６】
ここで、室外機コントローラ２４は、室内機コントローラ２５から送信されてくる室温センサ２２の検出する室温Ｔｒ及び室内機リモコン２６により設定された目標温度Ｔｐを参照し、室温Ｔｒが目標温度Ｔｐを超えているか否かを判定する（Ｓ１１）。ここで、目標温度Ｔｐとは、室内の暖房設定温度であり、使用者が室内機リモコン２６により設定するものである。
【００４７】
ステップＳ１１において、室温Ｔｒが目標温度Ｔｐよりも低い場合には、室外機コントローラ２４は、圧縮機１４を運転状態とする（Ｓ１２）。そして、次に、室外温度センサ２２の検出する室外温度Ｔｏを参照し、室外温度Ｔｏが凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈよりも低いか否かを判定する（Ｓ１３）。ここで、凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈは、循環水の凍結防止動作が必要とされる温度の最高値である。凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈとしては、通常は０〜４℃に設定される。
【００４８】
ステップＳ１３において、室外温度Ｔｏが凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈ以上の場合には、室外機コントローラ２４は、循環ポンプ２１を停止状態とし（Ｓ１４）、使用者により室内機リモコン２６からエアコン停止指示が入力されない場合には（Ｓ１６）、ステップＳ１１の動作に戻る。尚、使用者により室内機リモコン２６からエアコン停止指示が入力された場合には（Ｓ１６）、エアコン単独暖房運転動作を終了する（Ｓ１７）。
【００４９】
一方、ステップＳ１３において、室外温度Ｔｏが凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈを下回る場合には、室外機コントローラ２４は、循環ポンプ２１を断続的に運転する（Ｓ１５）。すなわち、一定時間循環ポンプ２１を運転し、一定時間循環ポンプ２１を停止するという動作を繰り返す。これにより、循環水管７内には、温水冷媒熱交換器１５において熱供給された循環水が断続的に循環することになる。従って、循環水管７内の循環水が凍結することが防止される。
【００５０】
また、循環ポンプ２１を断続的に運転するようにしたことで、常時循環水を循環させることにより熱損失が大きくなることが防止できる。また、循環ポンプ２１の消費電力も節電することができる。
【００５１】
尚、ステップＳ１５の後に、室外機コントローラ２４は上記ステップＳ１６の動作に移行する。
【００５２】
次に、ステップＳ１１において、室温Ｔｒが目標温度Ｔｐよりも高い場合について説明する。この場合、室外機コントローラ２４は、室外温度センサ２２の検出する室外温度Ｔｏを参照し、室外温度Ｔｏが凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈよりも低いか否かを判定する（Ｓ１８）。
【００５３】
ステップＳ１８において、室外温度Ｔｏが凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈ以上の場合には、室内の温度は充分に高いので室外機コントローラ２４は圧縮機１４を停止する。そして、室内機コントローラ２５は、クロスフローファン１９を微弱運転状態とする（Ｓ１９）。そして、室外機コントローラ２４は、循環ポンプ２１を停止状態とし（Ｓ２０）、上述のステップＳ１６の動作に移行する。
【００５４】
一方、ステップＳ１８において、室外温度Ｔｏが凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈを下回る場合には、室外機コントローラ２４は、次に、循環水温度センサ２３が検出する循環水温度Ｔｗを参照し、循環水温度Ｔｗが凍結防止水温閾値Ｔｗｔｈよりも高いか否かを判断する（Ｓ２１）。ここで、Ｔｗ＞Ｔｗｔｈの場合には、室外機コントローラ２４は、圧縮機１４の運転を停止状態とし（Ｓ２２）、循環ポンプ２１のみを運転状態として（Ｓ２３）、ステップＳ１６の動作に移行する。これにより、循環水が流動するため、循環水管７内の循環水の凍結が防止される。
【００５５】
ステップＳ２１において、環水温度Ｔｗが凍結防止水温閾値Ｔｗｔｈを下回っていた場合、クロスフローファン１９を停止した状態で、室外機コントローラ２４は圧縮機１４を運転状態とし（Ｓ２３）、循環ポンプ２１のみを運転状態として（Ｓ２３）、ステップＳ１６の動作に移行する。
【００５６】
これにより、冷媒循環系のヒートポンプが機能して、循環水には温水冷媒熱交換器１５において熱供給がされる。そして、熱供給により昇温された循環水が循環水管７内を循環するため、循環水管７内の循環水の凍結が防止される。このとき、クロスフローファン１９は停止されているため、室内の空気に冷媒から熱供給がされることはなく、室内暖房温度の制御に影響が及ぶことはない。
【００５７】
以上のように、本実施形態に係る温水床暖房付エアコン１によれば、室外の温度Ｔｏが凍結防止外気温閾値Ｔｏｔｈより低い場合に、圧縮機１４を作動させ冷媒循環系のヒートポンプを機能させるとともに循環ポンプ２１を作動させることにより、温水冷媒熱交換器１５により循環水管７内の循環水に給熱をし、循環水の温度を上昇させ、循環水が凍結することが防止される。従って、冬場の外気温が極めて低くなる地方において温水床暖房付エアコン１を使用する場合でも、冷媒循環系を凍結防止装置として有効に活用して、循環水の凍結防止を有効に行うことができる。
【００５８】
尚、本実施形態において、循環水に不凍液を使用した場合には、上記のような凍結防止動作を行う必要がない場合がある。このような場合、室外機コントローラ２４に、上記凍結防止動作を停止させることを選択するための凍結防止動作停止スイッチを取り付けておいて、このスイッチを切り換えることで、上記凍結防止動作の作動と停止とを自由に選択するように構成してもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、エアコン単独暖房運転を行う場合において、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以上のときに、冷媒循環系を循環水への給熱サイクルとして利用することにより、循環水の凍結を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る温水床暖房付エアコンの構成を表す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る温水暖房付エアコンの動作を表すフローチャートである。
【図３】エアコン単独暖房運転動作を表すフローチャートである。
【図４】従来の温水床暖房付エアコンの構成を表す図である。
【符号の説明】
１ 温水床暖房付エアコン
２ 室外機
３ 室内機
４ 床暖房装置
５ 冷媒管
５’ バイパス管
５ａ，５ｂ 接続バルブ
５ｃ，５ｄ 接続口
６ 制御線
７ 循環水管
７ａ，７ｂ 接続バルブ
８ マフラー
９ ストレーナ
１０ 電子膨張弁
１１ キャピラリチューブ
１２ 空気冷媒熱交換器
１３ 四方弁
１４ 圧縮機
１４ａ 吸入側配管
１４ｂ 吐出側配管
１５ 温水冷媒熱交換器
１６ プロペラファン
１７ 室内熱交換器
１８ 逆止弁
１９ クロスフローファン
２０ 給水タンク
２１ 循環ポンプ
２２ 室外温度センサ
２３ 循環水温度センサ
２４ 室外機コントローラ
２５ 室内機コントローラ
２６ 室内機リモコン
２７ 床暖房用リモコン
２８ 室温センサ
Claims (4)
- 冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内熱交換器と室内機コントローラとを内蔵する室内機に接続され、前記冷媒が循環する冷媒管、
温水式の床暖房装置に接続され、前記温水が循環する循環水管、
室外の空気と前記冷媒との熱交換を行う空気冷媒熱交換器、
前記空気冷媒熱交換器を通過した前記冷媒を加圧する圧縮機、
前記圧縮機で加圧された冷媒と循環水管内の循環水との間で熱交換し、前記循環水を加温する温水冷媒熱交換器、
前記温水冷媒熱交換器を通過した前記冷媒を減圧して前記空気冷媒熱交換器に送る冷媒減圧機構、
循環水管内に循環水を循環させる循環ポンプ、
及び、少なくとも前記圧縮機と前記循環ポンプとの動作制御を行う室外機コントローラ、
を備えた温水床暖房付エアコンの室外機であって、
室外の温度を検出する室外温度センサと、
室内の暖房温度を設定する室温設定手段と、
を備え、
前記室外機コントローラは、
前記床暖房装置には給熱せず前記室内機にのみ給熱するエアコン単独暖房運転を行う場合において、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以上であって、前記室外温度センサの検出温度が所定の閾値より低い場合、前記圧縮機を作動させるとともに前記循環ポンプを作動させる凍結防止手段
を備えていることを特徴とする温水床暖房付エアコンの室外機。 - 前記循環水管内の循環水の温度を検出する循環水温度センサを備え、
前記凍結防止手段は、エアコン単独暖房運転を行う場合において、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以上であって、前記室外温度センサの検出温度が所定の閾値より低い場合、前記循環水温度センサが検出する循環水温度が所定の閾値より低いときには、前記圧縮機を作動させるとともに前記循環ポンプを作動させ、前記循環水温度センサが検出する循環水温度が所定の閾値より高いときには、前記圧縮機を停止するとともに前記循環ポンプを作動させること
を特徴とする請求項１記載の温水床暖房付エアコンの室外機。 - 前記循環水管内の循環水の温度を検出する循環水温度センサを備え、前記凍結防止手段は、エアコン単独暖房運転を行う場合において、室内の温度が前記室温設定手段により設定された暖房温度以下であって、前記室外温度センサの検出温度が所定の閾値より低い場合、前記循環ポンプを断続的に作動させること
を特徴とする請求項１又は２記載の温水床暖房付エアコンの室外機。 - 前記凍結防止手段の動作を停止させることを選択するための凍結防止動作停止スイッチを備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一記載の温水床暖房付エアコンの室外機。
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