JP2005043012A - 温水暖房付エアコンの室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】室内暖房を行いながら同時に室外機の空気冷媒熱交換器の除霜を行うことを可能とする温水暖房付エアコンの室外機を提供する。
【解決手段】 室内熱交換器２０を内蔵する室内機３に接続された冷媒管５、温水暖房装置４に接続された循環水管７、空気冷媒熱交換器１４、圧縮機１６、温水冷媒熱交換器１７、冷媒減圧機構１２，１３、及び循環ポンプ２８を備えた温水暖房付エアコン１の室外機２において、室内機３に対し並列に冷媒管５に接続された除霜バイパス管３１、除霜バイパス管３１に配設された遮断機能を有するバイパス管遮断弁３２、及び温水暖房をしない室内機暖房運転時にバイパス管遮断弁３２を所定の開度で開弁する熱交除霜手段を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷媒により室内機で室内暖房を行うと同時に温水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暖房付エアコンの室外機に関し、特に、暖房時において空気冷媒熱交換器に結霜することによる熱交換効率の低下を防止することが可能な結霜防止技術に関する。

冷媒により室内機で室内暖房を行うと同時に温水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。

図８は従来の温水暖房付エアコンの構成を表す図である（特許文献１，図３参照）。従来の温水暖房付エアコン１００は、室外機１０１、室内機１０２、及び温水暖房装置である床暖房装置１０３から構成されている。室外機１０１は、室外の空気と冷媒及び循環水との熱交換を行い、冷媒を室内機１０２に循環させるとともに、循環水を床暖房装置１０３に循環させる。室内機１０２は、室外機１０１との間で循環する冷媒と室内の空気との熱交換を行い、室内の冷暖房を行う装置である。床暖房装置１０３は、室内の床に設置され、室外機１０１との間で循環する加温された循環水によって、室内の床暖房を行う。

室外機１０１と室内機１０２とは、冷媒が循環する冷媒管５により接続されている。また、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７により接続されている。

室外機１０１内の冷媒管５の両端には、室内機１０２と接続するための接続バルブ８，９が設けられている。そして、室外機１０１内の冷媒管５には、接続バルブ８の側から、マフラー１０、ストレーナ１１、電子膨張弁１２、キャピラリチューブ１３、空気冷媒熱交換器１４、四方弁１５、圧縮機１６、及び温水冷媒熱交換器１７の順に設けられている。

また、冷媒管５には、温水冷媒熱交換器１７に並列に、バイパス管６が接続されている。このバイパス管６には、逆止弁２４が設けられており、室内機１０２側から四方弁１５側の方向にのみ冷媒が通過できる。

一方、室内機１０２内の冷媒管５の両端には、室外機１０１と接続するための接続口１８，１９が設けられている。そして、接続口１８，１９は、それぞれ、接続バルブ９，８と保温パイプによって接続されている。また、室内機１０２内の冷媒管５には、室内熱交換器２０が設けられている。

マフラー１０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１１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１２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。キャピラリチューブ１３は、電子膨張弁１２通過時の冷媒流動音を低減する。

空気冷媒熱交換器１４は、室外の空気と冷媒との熱交換を行う。空気冷媒熱交換器１４には、プロペラファン２１によって室外の空気が送風される。そして、この室外の空気と冷媒との間で、熱交換が行われる。

圧縮機１６は、冷媒管５内の冷媒を加圧する。四方弁１５は、冷媒管５に対して、圧縮機１６の吐出方向を切り換える。すなわち、暖房時には、四方弁１５は、圧縮機１６の吸入側配管２２を空気冷媒熱交換器１４側の冷媒管５に連通するとともに、圧縮機１６の吐出側配管２３を室内機１０２側の冷媒管５に連通する。これにより、空気冷媒熱交換器１４において室外の空気から吸熱した冷媒が圧縮機１６により加圧され、温水冷媒熱交換器１７及び室内機１０２の室内熱交換器２０で放熱される。一方、冷房時には、四方弁１５は、圧縮機１６の吸入側配管２２を室内機１０２側の冷媒管５に連通するとともに、圧縮機１６の吐出側配管２３を空気冷媒熱交換器１４側の冷媒管５に連通する。これにより、室内機１０２から戻る冷媒が圧縮機１６により加圧され、空気冷媒熱交換器１４で放熱される。

室内機１０２内の室内熱交換器２０にはクロスフローファン２５が設けられている。室内熱交換器２０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。クロスフローファン２５は、室内の空気を室内熱交換器２０に送風するためのファンである。

尚、電子膨張弁１２は、空気冷媒熱交換器１４、室内熱交換器２０の過熱度、過冷却度により開度を調節する。

一方、循環水管７の室外機１０１の出口部分には、接続バルブ２６，２７が取り付けられている。そして、室外機１０１内の循環水管７には、接続バルブ２６の側から、給水タンク２９、循環ポンプ２８、及び温水冷媒熱交換器１７が設けられている。そして、接続バルブ２６，２７と床暖房装置１０３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２８は、循環水管７内において、循環水を温水冷媒熱交換器１７から床暖房装置１０３の方向に送水する。床暖房装置１０３内に送水された循環水は、床暖房装置１０３で放熱し、接続バルブ２６を通って、給水タンク２９に送られる。そして、循環水は再び循環ポンプ２８を経て温水冷媒熱交換器１７に送られ、温水冷媒熱交換器１７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。

また、室外機１０１の内部には制御部１０４が設けられている。制御部１０４は、電子膨張弁１２、プロペラファン２１、四方弁１５、圧縮機１６、循環ポンプ２８、及びクロスフローファン２５の制御を行う。また、室外機１０１内の循環水管７の接続バルブ２７の近傍には、温水温度センサ３０が設けられている。この温水温度センサ３０により、制御部１０４は循環水の温度を検出する。

以上のように構成された従来の温水暖房付エアコン１００において、冷房時には、制御部１０４は四方弁１５を空気冷媒熱交換器１４側の冷媒管５と圧縮機１６の吐出側配管２３が連通し、室内機１０２側の冷媒管５と圧縮機１６の吸入側配管２２が連通するように接続する。そして、循環ポンプ２８を停止させた状態で、圧縮機１６、プロペラファン２１及びクロスフローファン２５を運転し、冷媒を冷媒管５内に循環させる。これにより、冷媒管５内の冷媒は、室内熱交換器２０側が低圧、空気冷媒熱交換器１４側が高圧となる。従って、冷媒管５を循環する冷媒が、室内熱交換器２０において室内の空気から吸熱し、空気冷媒熱交換器１４において室外の空気へ放熱するヒートポンプとして機能し、室内の冷房が行われる。

一方、室内機１０２のみによる暖房時には、制御部１０４は四方弁１５を空気冷媒熱交換器１４側の冷媒管５と圧縮機１６の吸入側配管２２が連通し、室内機１０２側の冷媒管５と圧縮機１６の吐出側配管２３が連通するように接続する。そして、循環ポンプ２８を停止させた状態で、圧縮機１６、プロペラファン２１及びクロスフローファン２５を運転し、冷媒を冷媒管５内に循環させる。これにより、冷媒管５内の冷媒は、室内熱交換器２０側が高圧、空気冷媒熱交換器１４側が低圧となる。従って、冷媒管５を循環する冷媒が、空気冷媒熱交換器１４において室外の空気から吸熱し、室内熱交換器２０において室内の空気へ放熱するヒートポンプとして機能し、室内の暖房が行われる。

また、室内機１０２と床暖房装置１０３による暖房時には、制御部１０４は、更に循環ポンプ２８を運転状態とし、循環水管７内に循環水を循環させる。これにより、循環水は、温水冷媒熱交換器１７において、冷媒から熱を吸熱し、床暖房装置１０３において放熱する。これにより、室内の床暖房が行われる。
特開２００３−７４９０９号公報

しかしながら、上記従来の温水暖房付エアコンにおいて、暖房時に暖房温度が高く設定された場合や、室外の気温が低い場合には、空気冷媒熱交換器１４の温度が氷点を下回る場合がある。このような場合、空気冷媒熱交換器１４の表面が結霜し、空気冷媒熱交換器１４の熱交換効率が低下するという問題がある。

従って、空気冷媒熱交換器１４の表面における結霜を防止するために、暖房時であっても、結霜が生じる条件に達したときに、冷媒管５内の冷媒の循環方向を逆転させて一時的に室内冷房の冷凍サイクルを機能させて空気冷媒熱交換器１４を加温して除霜を行うことが考えられる。しかし、この場合、一時的にせよ室内が冷却されるため、できる限り室内冷房の冷凍サイクルを機能させることは避ける方が好ましい。

そこで、本発明の目的は、室内暖房を行いながら同時に室外機の空気冷媒熱交換器の除霜を行うことを可能とする温水暖房付エアコンの室外機を提供することを目的とする。

本発明に係る温水暖房付エアコンの室外機の第１の構成は、冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内熱交換器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、を備えた温水暖房付エアコンの室外機であって、前記室内機に対して並列に前記冷媒管に接続された除霜バイパス管と、前記除霜バイパス管に配設された遮断機能を有するバイパス管遮断弁と、温水暖房をしない室内機暖房運転時に前記バイパス管遮断弁を所定の開度で開弁する制御を行う熱交除霜手段と、を備えたことを特徴とする。

この構成により、熱交除霜手段が、暖房運転時にバイパス管遮断弁を所定の開度で開弁することで、空気冷媒熱交換器にはホットガスが供給される。これにより、暖房運転を行いながら空気冷媒熱交換器の除霜がされる。

本発明に係る温水暖房付エアコンの室外機の第２の構成は、前記第１の構成において、前記空気冷媒熱交換器の温度を測定する空気冷媒熱交温度センサを備え、前記熱交除霜手段は、室内機暖房運転時において、前記空気冷媒熱交温度センサの温度が所定の閾値以下となった場合に、前記バイパス管遮断弁を所定の開度で開弁する制御を行うことを特徴とする。

この構成により、暖房運転時において、空気冷媒熱交換器の温度が、結霜する温度以下に低下した場合に、バイパス管遮断弁を所定の開度で開弁することにより、結霜温度以下の場合にのみ除霜動作が行われる。

上記本発明に係る温水暖房付エアコンによれば、空気冷媒熱交換器の除霜が行われるため、空気冷媒熱交換器に霜が付着して熱交換性能が低下することが防止される。また、温度の高い冷媒を、バイパス管遮断弁を介して除霜バイパス管を通して空気冷媒熱交換器に直接供給するだけであり、簡単な操作で除霜を行うことができる。また、暖房運転を行いながら空気冷媒熱交換器の除霜が行われるので快適性が増す。

また、結霜温度以下の場合にのみ除霜動作を行うことで、暖房性能の低下を極力抑えることができる。

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暖房付エアコン１は、室外機２、室内機３、及び温水暖房装置である床暖房装置４から構成されている。

図１において、冷媒管５、バイパス管６、循環水管７、接続バルブ８，９、マフラー１０、ストレーナ１１、電子膨張弁１２、キャピラリチューブ１３、空気冷媒熱交換器１４、四方弁１５、圧縮機１６、温水冷媒熱交換器１７、接続口１８，１９、室内熱交換器２０、プロペラファン２１、吸入側配管２２、吐出側配管２３、逆止弁２４、クロスフローファン２５、接続バルブ２６，２７、循環ポンプ２８、給水タンク２９、温水温度センサ３０は図８と同様のものであるため、同符号を付して説明は省略する。尚、本実施形態では、室外機２内の循環水管７上の機器の接続順序が図８とは異なり、循環水の流れの方向に、接続バルブ２７、温水温度センサ３０、温水冷媒熱交換器１７、給水タンク２９、循環ポンプ２８、接続バルブ２６の順に接続されている。

本実施形態の温水暖房付エアコン１の室外機２は、室内機３に対して並列に冷媒管５に接続された除霜バイパス管３１、及び除霜バイパス管３１に設けられたバイパス遮断弁３２を備えていることを特徴としている。バイパス遮断弁３２は、遮断機能を有する弁であればよく、本実施例では膨張弁により構成されている（この他、バイパス遮断弁３２として電磁弁等を使用することもできる）。

また、室外機２の内部には、空気冷媒熱交換器１４入口の冷媒の温度を検出する熱交温度センサ３３と、吸入側配管２２の冷媒の温度を検出する吸入温度センサ４０と、室外機２の制御を行う室外機コントローラ３４とが設けられている。室外機コントローラ３４は、電子膨張弁１２、四方弁１５、圧縮機１６、プロペラファン２１、循環ポンプ２８、及びバイパス遮断弁３２の制御を行う。

また、室内機３の内部には、室内の空気の温度を検出する室内温度センサ３５と、クロスフローファン２５の制御を行う室内機コントローラ３６とが設けられている。

更に、室内機３内の室内機コントローラ３６には、室内に設けられた室内機リモコン３７が接続されている（尚、リモコンは無線リモコンの場合もある）。また、室外機２内の室外機コントローラ３４には、室内に設けられた床暖房リモコン３８が接続されている。室内機リモコン３７は、使用者が室内の空調温度を設定するためのリモコンである。床暖房リモコン３８は、使用者が床暖房装置の暖房温度を設定するためのリモコンである。

室外機コントローラ３４と室内機コントローラ３６は、通信ケーブル３９により接続されており、相互にデータの通信が可能である。これにより、室外機コントローラ３４と室内機コントローラ３６は、室内機リモコン３７及び床暖房リモコン３８により設定された暖房温度に従って、相互に制御データの通信を行いながら、協働して温水暖房付エアコン１の冷暖房制御を行う。

以上のように構成された本実施形態における温水暖房付エアコン１について、以下その室外機２の動作を説明する。

図２は本発明の実施形態に係る温水暖房付エアコンの室外機の動作の全体の流れを表すフローチャートである。室内機リモコン３７又は床暖房リモコン３８により、使用者が温水暖房付エアコンの運転スイッチをオン状態とすると、その信号は室外機コントローラ３４に送られる。室外機コントローラ３４は、運転スイッチがオンとなったことを検知すると、まず、床暖房リモコン３８により床暖房が運転状態に設定され、かつ室内機リモコン３７によりエアコン暖房が停止状態に設定されているか否かを判定する（Ｓ１）。ここで、この条件が満たされていた場合には、室外機コントローラ３４は、床暖房単独運転を行う（Ｓ２）。尚、床暖房単独運転とは、室内機３によるエアコン暖房は行わずに床暖房装置４による床暖房のみを行う運転方法をいい、その詳細については後述する。

ステップＳ１において、条件が満たされていない場合、次に、室外機コントローラ３４は、床暖房リモコン３８により床暖房が運転状態に設定され、かつ室内機リモコン３７によりエアコン暖房が運転状態に設定されているか否かを判定する（Ｓ３）。ここで、この条件が満たされていた場合には、室外機コントローラ３４は、床暖房・エアコン暖房併用運転を行う（Ｓ４）。尚、床暖房・エアコン暖房併用運転とは、室内機３によるエアコン暖房を行いながら床暖房装置４による床暖房を行う運転方法をいい、その詳細については後述する。

ステップＳ３において、条件が満たされていない場合、次に、室外機コントローラ３４は、床暖房リモコン３８により床暖房が停止状態に設定され、かつ室内機リモコン３７によりエアコン暖房が運転状態に設定されているか否かを判定する（Ｓ５）。ここで、この条件が満たされていた場合には、室外機コントローラ３４は、エアコン暖房単独運転を行う（Ｓ６）。尚、エアコン暖房単独運転とは、室内機３によるエアコン暖房のみを行い床暖房装置４による床暖房は行わない運転方法をいい、その詳細については後述する。

ステップＳ５において、条件が満たされていない場合、次に、室外機コントローラ３４は、エアコン冷房運転を行う。尚、エアコン冷房運転とは、室内機３により室内の冷房を行う運転をいう。エアコン冷房運転については、概略は「背景技術」の欄で説明しており、本発明には直接関係しないため、ここでは詳しい説明は省略する。

次に、床暖房単独運転の詳細について説明する。図３は床暖房単独運転の流れを表すフローチャートである。床暖房単独運転においては、まず、室外機コントローラ３４は、循環ポンプ２８を起動し、循環水管７内に循環水を循環させる（Ｓ１１）。このとき、循環水は、温水冷媒熱交換器１７→給水タンク２９→循環ポンプ２８→床暖房装置４→温水冷媒熱交換器１７の順に循環する。

次に、室外機コントローラ３４は、温水温度センサ３０により、循環水温Ｔ_wを検出し、床暖房設定温度Ｔ_wsetと循環水温Ｔ_wとの差ΔＴ_w＝Ｔ_wset−Ｔ_wを算出する（Ｓ１２）。そして、ΔＴ_wが０以下の場合には（Ｓ１３）、ステップＳ１２の動作を繰り返す。

ステップＳ１３において、ΔＴ_wが０を超えた場合、すなわち、循環水温Ｔ_wが床暖房設定温度Ｔ_wsetよりも低くなった場合、室外機コントローラ３４は、四方弁１５を暖房側に切り換え、電磁膨張弁１２を所定の開度で開弁し、圧縮機１６の運転周波数を、初期圧縮機運転周波数ω_w0に設定する（Ｓ１４）。そして、室外機コントローラ３４は圧縮機１６を起動し、冷媒管５内に冷媒を循環させる（Ｓ１５）。これにより、冷媒管５内の冷媒は、空気冷媒熱交換器１４側が低圧、温水冷媒熱交換器１７及び室内熱交換器２０側が高圧となる状態で、冷媒管５内を循環する。このとき、クロスフローファン２５は停止状態とされているため、室内熱交換器２０においては、冷媒は室内の空気とは殆ど熱交換を行わない。従って、この場合、冷媒循環系は、空気冷媒熱交換器１４において室外の空気から吸熱し、温水冷媒熱交換器１７において循環水に給熱するヒートポンプサイクルとして機能する。

次に、室外機コントローラ３４は、熱交温度センサ３３により、空気冷媒熱交換器１４の冷媒流入部における冷媒の温度（以下、「空気冷媒熱交温度」という。）Ｔ_bを検出する（Ｓ１６）。そして、空気冷媒熱交温度Ｔ_bが結霜温度よりも高いか否かを判定する（Ｓ１７）。ここで、「結霜温度」とは、氷点（０℃）である必要はなく、一般的に結霜が生じて空気冷媒熱交換器１４の熱交換効率が低下するおそれが大きくなる温度とされ、例えば、本実施形態では、結霜温度は−１℃とされている。

ステップＳ１７において、Ｔ_b＞−１℃の場合、空気冷媒熱交換器１４における結霜の心配はない。そこで、次に、室外機コントローラ３４は、温水温度センサ３０によって循環水の温度Ｔ_wを検出し、床暖房設定温度Ｔ_wsetと循環水温Ｔ_wとの差ΔＴ_w＝Ｔ_wset−Ｔ_wを算出する（Ｓ１８）。そして、ΔＴ_wが変化していない場合には（Ｓ１９）、ステップＳ１６の動作に戻る。

ステップＳ１９において、ΔＴ_wが変化した場合、室外機コントローラ３４は、圧縮機１６の運転周波数及び電子膨張弁１２の開度を、ΔＴ_wの値に応じてあらかじめ決められた圧縮機運転周波数ω_w（ΔＴ_w）及び膨張弁開度θ_w（ΔＴ_w）に変更する（Ｓ２０）。そして、室外機コントローラ３４は、再び温水温度センサ３０によって循環水の温度Ｔ_wを検出し、床暖房設定温度Ｔ_wsetと循環水温Ｔ_wとの差ΔＴ_w＝Ｔ_wset−Ｔ_wを算出する（Ｓ２１）。そして、ΔＴ_wが０よりも大きい場合には（Ｓ２２）、ステップＳ１６の動作に戻る。一方、ステップＳ２２において、ΔＴ_wが０以下の場合には、循環水の温度は床暖房設定温度Ｔ_wsetに達しているため、室外機コントローラ３４は、圧縮機１６を停止させ（Ｓ２３）、ステップＳ１２の動作に戻る。

ステップＳ１７において、空気冷媒熱交温度Ｔｂが結霜温度である−１℃以下となった場合、空気冷媒熱交換器１４において結霜を防止する必要がある。そこで、室外機コントローラ３４は、以下に説明する第一除霜動作を行って、空気冷媒熱交換器１４の除霜を行った後（Ｓ２４）、再びステップＳ１１の動作に戻る。

以下、第一除霜動作について説明する。図４は第一除霜動作の流れを表すフローチャートである。第一除霜動作においては、室外機コントローラ３４は、まず、循環ポンプ２８を停止し（Ｓ３１）、圧縮機１６とクロスフローファン２５を停止する（Ｓ３２）。クロスフローファン２５の送風による室内への冷風の吹き出しを防止するためである。これにより、冷媒管５内の冷媒の流れは止まるため、冷媒循環系によるヒートポンプサイクルの機能は停止する。

そして、内部に備えられたタイマーをリセットしてからスタートする（Ｓ３３）。そして、この状態でタイマーが１分経過するまで待機する（Ｓ３４）。これにより、冷凍サイクル内の冷媒の圧力をほぼ均一にすることができ、圧縮機１６の起動をスムーズに行うことができるようになる（圧縮機１６の吸入側と吐出側とに差圧があると、圧縮機１６をスムーズに起動させることができない）。

タイマーが１分経過すると（Ｓ３４）、次に、室外機コントローラ３４は、四方弁１５を冷房側に切り換え（Ｓ３５）、圧縮機１６を起動する（Ｓ３６）。これにより、今度は、冷媒循環系は温水冷媒熱交換器１７から吸熱し、空気冷媒熱交換器１４に放熱するヒートポンプサイクルとして機能する。従って、空気冷媒熱交換器１４の温度は上昇する。

そして、室外機コントローラ３４は、熱交温度センサ３３により、空気冷媒熱交温度Ｔ_bを検出し（Ｓ３７）、空気冷媒熱交温度Ｔ_bが４℃を超えるまで圧縮機１６の運転を続ける（Ｓ３８）。これにより、空気冷媒熱交換器１７の霜を完全にとることができる。尚、圧縮機１６の運転停止温度を４℃としたのは、除霜に充分な余裕をとったものである。

空気冷媒熱交温度Ｔ_bが４℃を超えた時点で（Ｓ３８）、室外機コントローラ３４は、圧縮機１６を停止する（Ｓ３９）。そして、タイマーをリセットしてからスタートする（Ｓ４０）。そして、この状態でタイマーが１分経過するまで待機する（Ｓ４１）。ここで、圧縮機１６を停止した状態で一定時間待機することとしたのは、圧縮機１６の起動時に、圧縮機１６の吸入側と吐出側に差圧があると、圧縮機１６をスムーズに駆動することができないからである。また、圧縮機１６の吸入側と吐出側に差圧がある状態で四方弁１５の切り換えを行うと、圧力差が急激になくなるために大きな音が出る原因となる。そこで、圧縮機１６を停止し一定時間待機することで、冷凍サイクル内の冷媒の圧力がほぼ均一となり、圧縮機１６をスムーズに起動させることが可能となる。

タイマーが１分経過すると（Ｓ４１）、最後に、室外機コントローラ３４は、四方弁１５を暖房側に切り換え（Ｓ４２）、第一除霜動作を終了する。

以上のような第一除霜動作を行うことによって、空気冷媒熱交換器１４の表面が結霜することによって空気冷媒熱交換器１４の熱交換機能が低下することを防止することができる。

次に、床暖房・エアコン暖房併用運転の詳細について説明する。図５は床暖房・エアコン暖房併用運転の流れを表すフローチャートである。床暖房・エアコン暖房併用運転においては、まず、室外機コントローラ３４は、循環ポンプ２８を起動し、循環水管７内に循環水を循環させる（Ｓ５１）。このとき、循環水は、温水冷媒熱交換器１７→給水タンク２９→循環ポンプ２８→床暖房装置４→温水冷媒熱交換器１７の順に循環する。

次に、室外機コントローラ３４は、室内温度センサ３５により、室内温度Ｔ_rを検出し、室内暖房設定温度Ｔ_rsetと室内温度Ｔ_rとの差ΔＴ_r＝Ｔ_rset−Ｔ_rを算出する（Ｓ５２）。そして、ΔＴ_rが０以下の場合には（Ｓ５３）、ステップＳ５２の動作を繰り返す。

ステップＳ５３において、ΔＴ_rが０を超えた場合、すなわち、室内温度Ｔ_rが室内暖房設定温度Ｔ_rsetよりも低くなった場合、室外機コントローラ３４は、四方弁１５を暖房側に切り換え、電磁膨張弁１２を所定の開度で開弁し、圧縮機１６の運転周波数を、初期圧縮機運転周波数ω_rw0に設定する（Ｓ５４）。そして、室外機コントローラ３４は圧縮機１６を起動し、冷媒管５内に冷媒を循環させる（Ｓ５５）。これにより、冷媒管５内の冷媒は、空気冷媒熱交換器１４側が低圧、温水冷媒熱交換器１７及び室内熱交換器２０側が高圧となる状態で、冷媒管５内を循環する。このとき、室内機コントローラ３６は、クロスフローファン２５を起動する。従って、この場合、冷媒循環系は、空気冷媒熱交換器１４において室外の空気から吸熱し、温水冷媒熱交換器１７において循環水に給熱するとともに、室内熱交換器２０において室内の空気に給熱するヒートポンプサイクルとして機能する。

次に、室外機コントローラ３４は、熱交温度センサ３３により、空気冷媒熱交温度Ｔ_bを検出する（Ｓ５６）。そして、空気冷媒熱交温度Ｔ_bが結霜温度よりも高いか否かを判定する（Ｓ５７）。

ステップＳ５７において、Ｔｂ＞−１℃の場合、空気冷媒熱交換器１４における結霜の心配はない。そこで、次に、室外機コントローラ３４は、室内温度センサ３５によって室温Ｔ_rを検出し、室内暖房設定温度Ｔ_rsetと室温Ｔ_rとの差ΔＴ_r＝Ｔ_rset−Ｔ_rを算出する（Ｓ５８）。そして、ΔＴ_rが変化していない場合には（Ｓ５９）、ステップＳ５６の動作に戻る。

ステップＳ５９において、ΔＴ_rが変化した場合、室外機コントローラ３４は、圧縮機１６の運転周波数及び電子膨張弁１２の開度を、ΔＴ_rの値に応じてあらかじめ決められた圧縮機運転周波数ω_rw（ΔＴ_r）及び膨張弁開度θ_rw（ΔＴ_r）に変更する（Ｓ６０）。そして、室外機コントローラ３４は、再び室内温度センサ３５によって室温Ｔ_rを検出し、室内暖房設定温度Ｔ_rsetと室温Ｔ_rとの差ΔＴ_r＝Ｔ_rset−Ｔ_rを算出する（Ｓ６１）。そして、ΔＴ_rが０よりも大きい場合には（Ｓ６２）、ステップＳ５６の動作に戻る。一方、ステップＳ６２において、ΔＴ_rが０以下の場合には、室温Ｔ_rは室内暖房設定温度Ｔ_rsetに達しているため、室外機コントローラ３４は、圧縮機１６を停止させ（Ｓ６３）、ステップＳ５２の動作に戻る。

ステップＳ５７において、空気冷媒熱交温度Ｔ_bが結霜温度である−１℃以下となった場合、空気冷媒熱交換器１４において結霜を防止する必要がある。そこで、室外機コントローラ３４は、上述した第一除霜動作を行って、空気冷媒熱交換器１４の除霜を行った後（Ｓ６４）、再びステップＳ６１の動作に戻る。

最後に、エアコン暖房単独運転の詳細について説明する。図６はエアコン暖房単独運転の流れを表すフローチャートである。

エアコン暖房単独運転においては、まず、循環ポンプ２８は停止した状態で、室外機コントローラ３４は、室内温度センサ３５により、室内温度Ｔ_rを検出し、室内暖房設定温度Ｔ_rsetと室内温度Ｔ_rとの差ΔＴ_r＝Ｔ_rset−Ｔ_rを算出する（Ｓ７１）。そして、ΔＴ_rが０以下の場合には（Ｓ７２）、ステップＳ７１の動作を繰り返す。

ステップＳ７２において、ΔＴ_rが０を超えた場合、すなわち、室内温度Ｔ_rが室内暖房設定温度Ｔ_rsetよりも低くなった場合、室外機コントローラ３４は、四方弁１５を暖房側に切り換え、電磁膨張弁１２を所定の開度で開弁し、圧縮機１６の運転周波数を、初期圧縮機運転周波数ω_r0に設定する（Ｓ７３）。そして、室外機コントローラ３４は圧縮機１６を起動し、冷媒管５内に冷媒を循環させる（Ｓ７４）。これにより、冷媒管５内の冷媒は、空気冷媒熱交換器１４側が低圧、温水冷媒熱交換器１７及び室内熱交換器２０側が高圧となる状態で、冷媒管５内を循環する。このとき、室内機コントローラ３６は、クロスフローファン２５を起動する。従って、この場合、冷媒循環系は、空気冷媒熱交換器１４において室外の空気から吸熱し、室内熱交換器２０において室内の空気に給熱するヒートポンプサイクルとして機能する。

次に、室外機コントローラ３４は、熱交温度センサ３３により、空気冷媒熱交温度Ｔ_bを検出する（Ｓ７５）。そして、空気冷媒熱交温度Ｔ_bが結霜温度よりも高いか否かを判定する（Ｓ７６）。

ステップＳ７６において、Ｔｂ＞−１℃の場合、空気冷媒熱交換器１４における結霜の心配はない。そこで、次に、室外機コントローラ３４は、室内温度センサ３５によって室温Ｔ_rを検出し、室内暖房設定温度Ｔ_rsetと室温Ｔ_rとの差ΔＴ_r＝Ｔ_rset−Ｔ_rを算出する（Ｓ７７）。そして、ΔＴ_rが変化していない場合には（Ｓ７８）、ステップＳ７５の動作に戻る。

ステップＳ７８において、ΔＴ_rが変化した場合、室外機コントローラ３４は、圧縮機１６の運転周波数及び電子膨張弁１２の開度を、ΔＴ_rの値に応じてあらかじめ決められた圧縮機運転周波数ω_r（ΔＴ_r）及び膨張弁開度θ_r（ΔＴ_r）に変更する（Ｓ７９）。そして、室外機コントローラ３４は、再び室内温度センサ３５によって室温Ｔ_rを検出し、室内暖房設定温度Ｔ_rsetと室温Ｔ_rとの差ΔＴ_r＝Ｔ_rset−Ｔ_rを算出する（Ｓ８０）。そして、ΔＴ_rが０よりも大きい場合には（Ｓ８１）、ステップＳ７５の動作に戻る。一方、ステップＳ８１において、ΔＴ_rが０以下の場合には、室温Ｔ_rは室内暖房設定温度Ｔ_rsetに達しているため、室外機コントローラ３４は、圧縮機１６を停止させ（Ｓ８２）、ステップＳ７１の動作に戻る。

ステップＳ７６において、空気冷媒熱交温度Ｔ_bが結霜温度である−１℃以下となった場合、空気冷媒熱交換器１４において結霜を防止する必要がある。そこで、室外機コントローラ３４は、以下に説明する第二除霜動作を行って、空気冷媒熱交換器１４の除霜を行った後（Ｓ８３）、再びステップＳ７５の動作に戻る。

以下、第二除霜動作について説明する。図７は第二除霜動作の流れを表すフローチャートである。第二除霜動作においては、室外機コントローラ３４は、まず、バイパス管遮断弁３２を所定の開度で開弁する（Ｓ９１）。これにより、圧縮機１６から吐出された冷媒ガスが、除霜バイパス管３１を通って、直接空気冷媒熱交換器１４に流入する。除霜バイパス管３１を通る冷媒は、室内熱交換器２０において放熱していないため温度が高く、空気冷媒熱交換器１４は加温される。これにより、空気冷媒熱交換器１４の表面の除霜が行われる。

そして、室外機コントローラ３４は、吸入温度センサ４０により、吸入側配管２２の冷媒温度Ｔ_cを検出し（Ｓ９２）、吸入側配管２２の冷媒温度Ｔ_cが４℃を超えるまでバイパス管遮断弁３２を開弁した状態に維持する（Ｓ９３）。

吸入側配管２２の冷媒温度Ｔ_cが４℃を超えた時点で（Ｓ９３）、室外機コントローラ３４は、バイパス管遮断弁３２を閉止して（Ｓ９４）、第二除霜動作を終了する。

以上のような第二除霜動作を行うことによって、空気冷媒熱交換器１４の表面が結霜することによって空気冷媒熱交換器１４の熱交換機能が低下することを防止することができる。また、この第二除霜動作は、バイパス管遮断弁３２を開弁するという簡単な動作により行うことができる。更に、第一除霜動作のように、冷媒循環系を冷房サイクルとして機能させずに除霜を行うため、暖房中の室温の変動を極力抑えることが可能である。

尚、本実施形態において、床暖房単独運転及び床暖房・エアコン暖房併用運転においては除霜バイパス管３１を用いた第二除霜動作を行わず、上記第一除霜動作を行うこととした。これは、床暖房を行うために温水冷媒熱交換器１７において熱交換を行うと、除霜バイパス管３１の入口付近における冷媒の温度は低くなり、この付近の冷媒はガスと液体との混合状態となる。従って、このように温度の低い冷媒を、除霜バイパス管３１を通して空気冷媒熱交換器１４に戻しても、あまり除霜作用が得られないため、上記第一除霜動作を行うこととしたものである。

本発明の実施形態に係る温水暖房付エアコンの構成を表す図である。 本発明の実施形態に係る温水暖房付エアコンの室外機の動作の全体の流れを表すフローチャートである。 床暖房単独運転の流れを表すフローチャートである。 第一除霜動作の流れを表すフローチャートである。 床暖房・エアコン暖房併用運転の流れを表すフローチャートである。 エアコン暖房単独運転の流れを表すフローチャートである。 第二除霜動作の流れを表すフローチャートである。 従来の温水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
６ バイパス管
７ 循環水管
８，９ 接続バルブ
１０ マフラー
１１ ストレーナ
１２ 電子膨張弁
１３ キャピラリチューブ
１４ 空気冷媒熱交換器
１５ 四方弁
１６ 圧縮機
１７ 温水冷媒熱交換器
１８，１９ 接続口
２０ 室内熱交換器
２１ プロペラファン
２２ 吸入側配管
２３ 吐出側配管
２４ 逆止弁
２５ クロスフローファン
２６，２７ 接続バルブ
２８ 循環ポンプ
２９ 給水タンク
３０ 温水温度センサ
３１ 除霜バイパス管
３２ バイパス遮断弁
３３ 熱交温度センサ
３４ 室外機コントローラ
３５ 室内温度センサ
３６ 室内機コントローラ
３７ 室内機リモコン
３８ 床暖房リモコン
３９ 通信ケーブル
４０ 吸入温度センサ

Claims (2)

1. 冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内熱交換器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、
   を備えた温水暖房付エアコンの室外機であって、
   前記室内機に対して並列に前記冷媒管に接続された除霜バイパス管と、
   前記除霜バイパス管に配設された遮断機能を有するバイパス管遮断弁と、
   温水暖房をしない室内機暖房運転時に前記バイパス管遮断弁を所定の開度で開弁する制御を行う熱交除霜手段と、
   を備えたことを特徴とする温水暖房付エアコンの室外機。
2. 前記空気冷媒熱交換器の温度を測定する空気冷媒熱交温度センサを備え、
   前記熱交除霜手段は、室内機暖房運転時において、前記空気冷媒熱交温度センサの温度が所定の閾値以下となった場合に、前記バイパス管遮断弁を所定の開度で開弁する制御を行うこと
   を特徴とする請求項１記載の温水暖房付エアコンの室外機。

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