JP2005207665A - 床暖房付き空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、空調運転と並行し、もしくは単独で床暖房運転を行い、冷暖房能力および除湿能力の増大化を得るとともに、床暖房能力の増大化を得る床暖房付き空気調和機を提供する。
【解決手段】ヒートポンプ式の冷凍サイクル回路Ａと、補助絞り装置１０と水熱交換器１１を備えたバイパス回路Ｂと、床暖房パネルＣを構成する放熱管２０と水熱交換器内の熱交換部２１を接続し給水タンク２３と循環ポンプ２４を備えた温水循環回路Ｃを設け、制御部３０は室内機による暖房＋床暖房運転時に室外熱交換器７をＳＨ制御して室内熱交換器９と水熱交換器への冷媒絞り量を調整し、冷房＋床暖房運転時に室内熱交換器出口側部分でＳＨ制御して室内熱交換器全体で冷媒蒸発作用が行われるように室内熱交換器への冷媒絞り量を調整し、ドライ＋床暖房運転時に室内熱交換器の中間部分でＳＨ制御して室内熱交換器入り口側部分で冷媒蒸発作用が完了するように冷媒絞り量を過絞り制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、床暖房付き空気調和機に係り、特に室内機による空調運転に床パネルによる暖房運転を並行させた場合の冷媒絞り制御に関する。

圧縮機と室外熱交換器および弁類を収容する室外機と、室内熱交換器を収容する室内機とに分割されてヒートポンプ式冷凍サイクルを構成するとともに、室外機に水熱交換器を備えた冷凍サイクルバイパス回路を付加し、かつ上記水熱交換器と温水循環回路を介して床面に温水が通る放熱管を埋設してなる床暖房機器を接続した空気調和装置が知られている。
通常の冷暖房運転をなす場合には、室内機の室内熱交換器に冷媒を導き、バイパス回路の水熱交換器には冷媒が導かれないようにする。床暖房をなす場合には、室内熱交換器に導かれる冷媒量を減少させ、水熱交換器には充分な量の冷媒を導く。水熱交換器に導かれた冷媒は凝縮熱を放出し、温水循環回路を介して導かれる熱交換水を加熱する。この温水は床暖房機器で放熱して床面を暖める。
［特許文献１］には、上述の構成を基本として、特に除湿運転中の室温低下を防止して室内を快適空間とすることが可能である、と記載された空調システムが開示されている。具体的には、空気調和ユニットと、床暖房機器を有する床暖房ユニットを備えて、空気調和ユニットで弱冷房による除湿運転を行っている間に、床暖房ユニットによる床暖房運転を行うことを特徴としている。
特開２００２−１３０７７５号公報

ところで、［特許文献１］において弱冷房による除湿運転として、室外熱交換器には冷媒を導かず、圧縮機から吐出される冷媒を全て水熱交換器に導いて凝縮させ、室内熱交換器は蒸発器として機能させる。そして、室外熱交換器に対向して配置される室外ファンを停止し、循環回路のポンプは駆動して床暖房をなす。
しかしながら、実際に弱冷房を行うのは、たとえば春秋などの中間期であり、このような時期においては床暖房機器での放熱作用が僅かでしかない。したがって、床暖房機器での冷媒凝縮量は少なく、これにともない室内熱交換器における蒸発能力も小さい。その結果、室内側での除湿能力を大きく取れず、除湿運転の作用効果が劣るものである。

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、ヒートポンプ式冷凍サイクルを作用させての室内機による空調運転と並行し、もしくは単独で床パネルによる暖房運転を行うことを前提として、冷暖房能力および除湿能力の増大化を得るとともに、床暖房能力の増大化を得る床暖房付き空気調和機を提供しようとするものである。

上記目的を満足するため本発明は、圧縮機、四方切換え弁、室外熱交換器、主絞り装置、水熱交換器および水熱交換器への冷媒循環量を制御する補助絞り装置を収容した室外機と、室内熱交換器を収容した室内機および水熱交換器からの温水が供給される床暖房パネルとから構成され、ヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成するメイン回路として圧縮機、四方切換え弁、室外熱交換器、主絞り装置および室内熱交換器とを冷媒管を介して連通し、バイパス回路として圧縮機の吐出部と四方切換え弁とを連通する冷媒管の中途部と、室外熱交換器と主絞り装置とを連通する冷媒管の中途部との間に接続され、水熱交換器および補助絞り装置を備え、温水循環回路として床暖房パネルを構成する放熱管と、水熱交換器内に収容される熱交換部との間でループ状に接続され、給水タンクおよび循環ポンプを備え、制御手段として室内機による暖房＋床暖房パネルによる暖房運転時に室外熱交換器のスーパーヒート状態を算出して主絞り装置と補助絞り装置により室内熱交換器と水熱交換器への冷媒循環量を制御し、室内機による冷房＋床暖房パネルによる暖房運転時に室内熱交換器のスーパーヒート状態を算出して主絞り装置を制御し、室内機によるドライ＋床暖房パネルによる暖房運転時に室内熱交換器の入り口側部分で冷媒蒸発作用が完了するようにスーパーヒート状態を算出して主絞り装置を過絞り制御する。

さらに本発明は、室外機と、室内機および床暖房パネルとから構成され、上述のヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成するメイン回路とバイパス回路および温水循環回路と、補助バイパス回路として四方切換え弁と室外熱交換器とを連通する冷媒管の中途部とバイパス回路のメイン回路接続部と水熱交換器とを連通するバイパス管の中途部との間に接続された開閉弁を備え、制御手段は上述の制御をなす。

本発明は、ヒートポンプ式冷凍サイクルを作用させての室内機による空調運転と並行し、もしくは単独で床暖房運転を行うことを前提として、冷暖房能力および除湿能力の増大化を得るとともに、床暖房能力の増大化を得るという効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は第１の実施の形態に係る、床暖房付き空気調和機のサイクル構成図である。
この空気調和機は、室外に配置される室外機１と、被空調室のたとえば壁面に取付けられる室内機２および床面に設けられる床暖房パネル３とから構成される。
上記室外機１には、圧縮機４、四方切換え弁５、室外熱交換器７、電動膨張弁で構成される主絞り装置８、電動膨張弁で構成される補助絞り装置１０、制御手段である制御部３０、水熱交換器１１、給水タンク２３および循環ポンプ２４が収容される。上記室内機２には室内熱交換器９が収容され、上記床暖房パネル３は床面に埋設される放熱管２０から構成される。

上記圧縮機４と、四方切換え弁５と、室外熱交換器７と、主絞り装置８と、室内熱交換器９は冷媒管Ｐを介してヒートポンプ式の冷凍サイクルであるメイン回路（以下、冷凍サイクル回路と呼ぶ）Ａを構成するように連通される。
上記圧縮機１の吐出部ａと四方切換え弁５とを連通する冷媒管Ｐの中途部と、上記室外熱交換器７と主絞り装置８とを連通する冷媒管Ｐの中途部には、バイパス管Ｐａの端部が接続される。このバイパス管Ｐａの中途部には補助絞り装置１０と、水熱交換器１１および第１の開閉弁１２が直列に設けられ、これらでバイパス回路Ｂが構成される。

一方、上記床暖房パネル３を構成する放熱管２０は、床面面積に対して均等に張り巡らされ、かつ１つの流路からなる。そして、上記放熱管２０の両端部は被空調室の床面から突出している。
上記水熱交換器１１内には熱交換部２１が収容され、この熱交換部２１の一端は上記床面から突出する放熱管２０の一端に温水管Ｐｃを介して連通し、中途部に分岐して水抜き栓２２が設けられる。熱交換部２１の他端は床面から突出する放熱管２０の他端部に温水管Ｐｃを介して連通していて、この温水管Ｐｃの中途部に給水タンク２３と循環ポンプ２４が直列に設けられ、これらでループ状の温水循環回路Ｃが構成される。

なお、それぞれの回路Ａ〜Ｃには複数のセンサが取付けられていて、全て上記制御部３０に対して検知信号を送る。これらの検知信号を受けた制御部３０は、以下に述べるような各運転モードにおける制御条件を整える。
すなわち、上記冷凍サイクル回路Ａにおいて、圧縮機４の吐出部ａ近傍に圧縮機４から吐出される冷媒ガスの温度を検知するセンサＴＤが取付けられ、圧縮機４の吸込み部ｂ近傍に吸込みガス温度を検知するセンサＴＳが取付けられる。上記室外熱交換器７には、室外熱交換器7における冷媒温度を検知するセンサＴＥが取付けられる。

上記室内熱交換器９には、室内熱交換器９における冷媒温度を検知するセンサＴａと、冷房運転時における室内熱交換器９の入り口側冷媒温度を検知するセンサＴＣＪおよび室内熱交換器９中間部の冷媒温度を検知するセンサＴＣが取付けられる。
上記バイパス回路Ｂにおいては、水熱交換器１１における冷媒温度を検知するセンサＴＣｗが取付けられる。上記温水循環回路Ｃにおいては、熱交換部２１から導出され床暖房パネル３に送られる温水の温度を検知するＴＷｏｕｔと、床暖房パネル３から熱交換部２１に戻る温水の温度を検知するＴＷｏｕｔが取付けられる。
上記制御部３０は、上述したそれぞれのセンサＴＤ，ＴＳ…から検知信号を受け、予め記憶されている基準値や、遠隔操作盤（リモコン）に指示される設定値などと比較演算して、圧縮機４、四方切換え弁５、主絞り装置８他の電動部品に制御信号を送り必要な制御をなす。

つぎに、このようにして構成される床暖付き空気調和装置の作用について説明する。
（１） 室内機による暖房運転
室内機による暖房運転とは、室内機２の室内熱交換器９による暖房作用を言う。
この室内機による暖房運転が指示された場合は、制御部３０は四方切換え弁５をＯＦＦとし、第１の開閉弁１２を開放する。そして、制御部３０は室外熱交換器７に設けられるセンサＴＥと圧縮機４の吸込み部ｂ近傍に設けられるセンサＴＳの検知信号を受け、これらセンサの検出値の差（ＴＥ−ＴＳ）を演算し、室内熱交換器９への冷媒循環量を調整して室外熱交換器７の出口側において冷媒がすべて蒸発し過熱状態となるように、主絞り装置８での冷媒絞り量を最適に制御する。（以下、スーパーヒート制御と呼び、ＳＨ制御と記す）
また、制御部３０は上記補助絞り装置１０に対してほとんど全閉に近い状態の開度（たとえば、４４パルス）となるように制御する。そして、制御部３０は温水循環回路Ｃにおける循環ポンプ２４の駆動を停止するように制御する。
しかして、図１に実線矢印で示すように、圧縮機４で圧縮され吐出された高温高圧の冷媒ガスは、四方切換え弁５を介して室内機２内の室内熱交換器９に導かれ凝縮液化する。このとき凝縮熱を放出して、ここに導かれる室内空気を温度上昇させ室内の暖房作用をなす。室内熱交換器９で液化した冷媒は主絞り装置８によって減圧され、室外熱交換器７および四方切換え弁５を介して圧縮機１に吸込まれ、上述のサイクルを循環する。

なお、この場合のＳＨ制御として制御部３０は、室外熱交換器７の冷媒入り口側で検知された冷媒温度ＴＥと圧縮機４の吸込み部ｂ近傍で検知された冷媒温度の検知信号を受け、これらの差（ＴＥ−ＴＳ）を演算した結果を、蒸発器である室外熱交換器７のＳＨ量とする。そして、制御部３０は上記ＳＨ量がある設定となるまで主絞り装置８の室内熱交換器９への冷媒絞り量を最適に制御する。したがって、室内熱交換器９における暖房能力の増大化を得られる。
上記バイパス回路Ｂにおいて補助絞り装置１０の開度は微小量であり、上記循環ポンプ２４は停止していて熱交換部２１に熱交換水が導かれていないから、冷媒と熱交換水との熱交換作用は行われない。また、補助絞り装置１０の開度は微小量開いているため、水熱交換器１１に滞留した冷媒は補助絞り装置１０を介して室外熱交換器７側に導かれ回収される。

（２） 室内機による冷房運転
室内機による冷房運転とは、室内機の室内熱交換器９による冷房作用を言う。
この室内機による冷房運転が指示された場合は、制御部３０は四方切換え弁５をＯＮに切換え、第１の開閉弁１２の開放を継続する。そして、制御部３０は室内熱交換器９の中間部に設けられるセンサＴＣと、圧縮機４の吸込み部ｂ近傍に設けられるセンサＴＳの検知信号を受け、これらセンサの検出値の差（ＴＣ−ＴＳ）を演算して、室内熱交換器９でＳＨ制御をなすよう主絞り装置８に対して冷媒絞り量を最適に設定する。

また、制御部３０は上記補助絞り装置１０に対してほとんど全閉に近い状態の開度（たとえば、４４パルス）となるように制御し、循環回路Ｄにおける循環ポンプ２４の駆動を停止する制御をなす。
しかして、図１に破線矢印で示すように、圧縮機４で圧縮され吐出された高温高圧の冷媒ガスは、四方切換え弁５を介して室外熱交換器７に導かれ凝縮液化する。そして、液冷媒は主絞り装置８によって減圧され、さらに室内熱交換器９に導かれ蒸発する。このとき蒸発潜熱を室内空気から奪って温度低下させ室内の冷房作用をなす。蒸発した冷媒は四方切換え弁５を介して圧縮機４に吸込まれ、上述のサイクルを循環する。

上記制御部３０は、室内熱交換器９の出口側でＳＨ制御をなし、室内熱交換器９全体での蒸発作用をなすように主絞り装置８における絞り量を最適に制御する。したがって、室内熱交換器９における冷房能力の増大化を得られる。
上記バイパス回路Ｂにおける補助絞り装置１０の開度は微小量であり、上記循環ポンプ２４は停止していて熱交換部２１に熱交換水が導かれていないから、冷媒と熱交換水との熱交換作用は行われない。また、補助絞り装置１０の開度は微小量開いているため、水熱交換器１１に滞留した冷媒は補助絞り装置１０を介して室内熱交換器９側に導かれ回収される。

（３） 室内機によるドライ運転
室内機によるドライ運転とは、室内機２の室内熱交換器９一部のみを用いて行う除湿作用を言う。
この室内機によるドライ運転が指示された場合は、制御部３０は四方切換え弁５を室内機による冷房運転と同様にＯＮとし、第１の開閉弁１２の開放を継続する。そして、制御部３０は室内熱交換器９の冷媒導入側に設けられるセンサＴＣＪと、室内熱交換器９の中間部に設けられるセンサＴＣからの冷媒温度検知信号を受け、これらセンサの検出値の差（ＴＣＪ−ＴＣ）を演算してＳＨ制御を行い、室内熱交換器９の入り口側の一部のみにおいて蒸発が完了するように過絞りを行うように主絞り装置８に対して冷媒絞り量を設定する。

また、制御部３０は上記補助絞り装置１０に対してほとんど全閉に近い状態の開度（たとえば、４４パルス）となるように制御する。温水循環回路Ｃにおける循環ポンプ２４の駆動を停止する制御をなすことは変りがない。
しかして、図１に破線矢印で示すように、圧縮機４で圧縮され吐出された高温高圧の冷媒ガスは、四方切換え弁５を介して室外熱交換器７に導かれ凝縮液化する。そして、液冷媒は主絞り装置８によって過絞り制御されて室内熱交換器９に導かれ、室内熱交換器９の一部においてのみ蒸発する。室内熱交換器９から導出される以前に、室内熱交換器９の途中で完全蒸発した冷媒は四方切換え弁５を介して圧縮機４に吸込まれ、上述のサイクルを循環する。

したがって、室内熱交換器９の入り口側部分で冷媒はほとんど完全蒸発する。この状態で室内熱交換器９の入り口側部分は、通常の全体的に蒸発器として機能する場合と比較してより低温となり、潜熱が増加する。すなわち、室内熱交換器９に導かれる室内空気の一部から蒸発潜熱を奪って温度低下させるが、室内熱交換器９の他の部分は冷媒蒸発作用が行われず温度低下が生じない。
このため、上記の蒸発作用が行われた部分で温度低下がなされ除湿された空気は、温度低下されないで通過する空気と混合され、全体としては温度低下の無い除湿された空気が室内に供給され、効率の良い除湿作用が行われる。
一方、上記バイパス回路Ｂにおける補助絞り装置１０の開度は微小量であり、上記循環ポンプ２４は停止していて熱交換部２１に熱交換水が導かれていないから、冷媒と熱交換水との熱交換作用は行われない。また、補助絞り装置１０の開度は微小量開いているため、水熱交換器１１に滞留した冷媒は補助絞り装置１０を介して室内熱交換器９側に導かれ回収される。

（４） 床暖房運転
床暖房運転とは、床暖房パネル３による床暖房作用を言う。
この床暖房運転が指示された場合は、制御部３０は四方切換え弁５を室内機による暖房運転と同様にＯＦＦに切換え、第１の開閉弁１２の開放を継続する。制御部３０は、補助絞り装置１０に対してほぼ全開に近い状態（約４００パルス）に設定し、循環ポンプ２４の運転を開始させる。

また、制御部３０は室内機による暖房運転と同様に室外熱交換器７に設けられるセンサＴＥと圧縮機４の吸込み部ｂ近傍に設けられるセンサＴＳの検知信号を受け、これらセンサの検出値の差（ＴＥ−ＴＳ）を演算し、主絞り装置８に対し室外熱交換器７でＳＨ制御をなすよう冷媒絞り量を設定する。
圧縮機４で圧縮され吐出された高温高圧の冷媒ガスが第１の開閉弁１２を介して水熱交換器１１に導かれ、凝縮液化する。このとき凝縮熱を放出して熱交換部２１に導かれる熱交換水を温度上昇させ温水化する。循環ポンプの作用により、熱交換部２１で得られた温水は床暖房パネル３に導かれ放熱管２０で放熱する。したがって床面が直接暖められ、床暖房作用をなす。

循環ポンプ２４の作用により、放熱管２０で放熱して温度低下した温水が給水タンク２３と循環ポンプ２４を介して再び熱交換部２１に導かれ、水熱交換器１１で凝縮熱を吸収して温度上昇し、再び床暖房パネル３に導かれて放熱する。このようにして温水が温水循環回路Ｃを循環する。
制御部３０は、室外熱交換器７の冷媒入り口側に設けられたセンサＴＥで検知された冷媒温度と、圧縮機４の吸込み部ｂ近傍に設けられたセンサＴＳで検知された冷媒温度の検知信号を受け、これらの差（ＴＥ−ＴＳ）を演算した結果を冷媒の蒸発作用をなす室外熱交換器７のＳＨ量として、主絞り装置８の絞り量を制御する。
すなわち、上記制御部３０は室外熱交換器７の冷媒蒸発作用を検出し、主絞り装置８の絞り量を調整することで室内熱交換器９に溜まる冷媒を回収する。また、室内熱交換器９が過冷却状態になると、主絞り装置８の絞りを緩めて室内熱交換器９からの冷媒を回収するので、床暖房能力の増大化を得られる。

（５） 室内機による暖房＋床暖房運転
室内機による暖房＋床暖房運転とは、上述した室内機による暖房作用と床暖房作用を同時に行うことを言う。
この室内機による暖房＋床暖房運転が指示された場合は、制御部３０は四方切換え弁５を室内機による暖房運転と同様にＯＦＦに切換え、第１の開閉弁１２の開放を継続する。そして、制御部３０は室内機による暖房運転と同様に室外熱交換器７に設けられるセンサＴＥと圧縮機４の吸込み部ｂ近傍に設けられるセンサＴＳの検知信号を受け、これらセンサの検出値の差（ＴＥ−ＴＳ）を演算して、室外熱交換器７においてＳＨ制御をなすよう主絞り装置８の冷媒絞り量を最適に制御する。

さらに制御部３０は、補助絞り装置１０に対してほぼ全閉に近い状態（約５０パルス）に設定して、圧縮機４から室内機２と床暖房パネル３に導かれる冷媒ガスの量が、略９：１となるように制御する。そして、循環ポンプ２４の運転が開始される。
圧縮機４で圧縮され吐出された高温高圧の冷媒ガスのほとんど大部分が、四方切換え弁５を介して室内機２内の室内熱交換器９に導かれて凝縮液化する。このとき凝縮熱を放出して、ここに導かれる室内空気を温度上昇させ室内の暖房作用をなす。室内熱交換器９で液化した冷媒は主絞り装置８によって流量制御され、室外熱交換器７および四方切換え弁５を介して圧縮機１に吸込まれ、上述のサイクルを循環する。

また、圧縮機４から吐出される冷媒ガスの一部が第１の開閉弁１２を介して水熱交換器１１に導かれ、凝縮液化する。このとき凝縮熱を放出して、熱交換部２１に導かれる熱交換水を温度上昇させ温水化する。循環ポンプの作用により、熱交換部２１で得られた温水は床暖房パネル３に導かれて放熱管２０で放熱する。したがって床面が直接暖められ、床暖房作用をなす。
循環ポンプ２４の作用により、放熱管２０で放熱して温度低下した温水は給水タンク２３と循環ポンプ２４を介して再び熱交換部２１に導かれ、水熱交換器１１で凝縮熱を吸収して温度上昇し、再び床暖房パネル３に導かれて放熱する。このようにして温水が温水循環回路Ｃを循環する。

制御部３０は、室外熱交換器７の冷媒入り口側に設けられたセンサＴＥで検知された冷媒温度と、圧縮機４の吸込み部ｂ近傍に設けられたセンサＴＳで検知された冷媒温度の検知信号を受け、これらの差（ＴＥ−ＴＳ）を演算した結果を蒸発器である室外熱交換器７のＳＨ量として、主絞り装置８の絞り量を制御し室内熱交換器９への冷媒循環量を調整する。したがって、暖房能力と床暖房能力の増大化が得られる。
なお、この運転の開始時においては、室内熱交換器９と熱交換した室内空気（温風）を下側である床面側へ向けて吹出し、いわゆる足元に対する暖房を重点的に行う。そして、室内温度が設定温度にまで上昇した状態では、室内熱交換器９と熱交換したあとの室内空気を斜め上方向へ吹出すように調整する。したがって、居住人にとっては座り姿勢と立ち姿勢の如何を問わずに、ドラフト感を感じることのない快適暖房が得られる。

（６） 室内機による冷房＋床暖房運転
室内機による冷房＋床暖房運転とは、上述した室内機による冷房作用と床暖房作用を同時に行うことを言う。
この室内機による暖房＋床暖房運転が指示された場合は、制御部３０は四方切換え弁５を室内機による冷房運転と同様にＯＮに切換え、第１の開閉弁１２の開放を継続する。そして、制御部３０は室内機による冷房運転と同様に室内熱交換器９の中間部に設けられるセンサＴＣと圧縮機４の吸込み部ｂ近傍に設けられるセンサＴＳの検知信号を受け、これらセンサの検出値の差（ＴＣ−ＴＳ）を演算し、主絞り装置８に対し室内熱交換器９においてＳＨ制御をなすよう冷媒絞り量を最適に制御する。

さらに制御部３０は、補助絞り装置１０に対してほぼ全閉に近い状態（約６０パルス）に設定して、圧縮機４から室内機２と床暖房パネル３に導かれる冷媒ガスの量が、略９：１となるように制御する。そして、循環ポンプ２４の運転が開始される。
圧縮機４で圧縮され吐出された高温高圧の冷媒ガスのほとんど大部分が、四方切換え弁５を介して室外熱交換器７に導かれて凝縮液化する。液化した冷媒は主絞り装置８によって流量制御され、室内熱交換器９で蒸発し室内空気から蒸発潜熱を奪って室内の冷房作用をなす。

また、圧縮機４から吐出される冷媒ガスの一部が第１の開閉弁１２を介して水熱交換器１１に導かれ、凝縮液化する。このとき凝縮熱を放出して、熱交換部２１に導かれる熱交換水を温度上昇させる。循環ポンプの作用により、熱交換部２１で得られた温水は床暖房パネル３に導かれて放熱管２０で放熱する。したがって床面が直接暖められ、床暖房作用をなす。
上記制御部３０は、室内熱交換器９の中間部に設けられたセンサＴＣで検知された冷媒温度と、圧縮機４の吸込み部ｂ近傍に設けられたセンサＴＳで検知された冷媒温度の検知信号を受け、これらの差（ＴＣ−ＴＳ）を演算した結果を蒸発器である室内熱交換器９のＳＨ量として、主絞り装置８の絞り量を制御し室内熱交換器９への冷媒循環量を調整する。

結局、室内熱交換器９の出口側におけるＳＨを制御し、室内熱交換器９全体で冷媒の蒸発作用が行われるように、室内熱交換器９への冷媒循環量を調整する。一方、冷媒の凝縮作用は室外熱交換器７と水熱交換器１１とで行われるため、室内機２側への冷媒循環量の調整は容易に行えることとなる。
そして、床暖房作用は弱暖房であるため、室外機１に室外熱交換器７と対向して配置される図示しない室外送風機の送風量を調整し、室外熱交換器７における冷媒凝縮量を制御することで室内熱交換器９の蒸発負荷に応じた凝縮量の調整が容易に行える。したがって、冷房能力と床暖房能力の増大化が得られる。

（７）室内機によるドライ＋床暖房運転
室内機によるドライ＋床暖房運転とは、上述した除湿作用と床暖房作用とを同時に行うことを言う。
この室内機によるドライ運転が指示された場合は、制御部３０は四方切換え弁５を室内機によるドライ運転と同様にＯＮとし、第１の開閉弁１２の開放を継続する。制御部３０は室内熱交換器９の冷媒導入側に設けられるセンサＴＣＪと、室内熱交換器９の中間部に設けられるセンサＴＣからの冷媒温度検知信号を受け、これらセンサの検出値の差（ＴＣＪ−ＴＣ）を演算してＳＨ制御を行い、室内熱交換器９の入り口側の一部において蒸発作用が完了するよう主絞り装置８の冷媒絞り量を過絞り制御する。

また、制御部３０は上記補助絞り装置１０に対してほとんど全閉に近い状態の開度（たとえば、６０パルス）となるように設定して、圧縮機４から室内機２と床暖房パネル３に導かれる冷媒ガスの量が、略９：１となるように制御する。そして、循環ポンプ２４の運転が開始される。
しかして、圧縮機４で圧縮され吐出された高温高圧の冷媒ガスは、四方切換え弁５を介して室外熱交換器７に導かれ凝縮液化する。液冷媒は主絞り装置８によって流量制御され、さらに室内熱交換器９に導かれ、室内熱交換器９の一部においてのみ蒸発する。室内熱交換器９から導出される以前に、室内熱交換器９内で蒸発した冷媒は四方切換え弁５を介して圧縮機４に吸込まれ、上述のサイクルを循環する。

したがって、室内熱交換器９の入り口側部分で冷媒はほとんど完全蒸発してしまい、室内熱交換器９の入り口側部分は、通常の全体的に蒸発器として機能する場合と比較してより低温となり、潜熱が増加する。室内熱交換器９の他の部分は冷媒蒸発作用が行われず温度低下が生じない。
このため、上記の蒸発作用が行われた部分で温度低下がなされ除湿された空気は、温度低下されないで通過する空気と混合され、全体としては温度低下の無い除湿された空気が室内に供給され、ここに導かれる室内空気の温度を下げずに熱交換が行われる。上記した室内機によるドライ運転と同様に室内熱交換器９での除湿作用を行えるとともに、床暖房によって室内下部温度の低下を抑制して快適な室内空間が得られる。

冷媒の凝縮作用は、室外熱交換器７と床暖房パネル３とで行われることとなり、室内熱交換器９への冷媒循環量の調整が容易に行える。そして、床暖房は弱暖房であるため、室外熱交換器７と対向して配置される図示しない室外送風機の送風量を調整して室外熱交換器７における冷媒凝縮量を制御する。室内熱交換器９の蒸発負荷に応じた凝縮量の調整が容易に行える。
なお説明すると、この運転は冷媒の凝縮作用を室外熱交換器９と床暖房パネル３とで行うので、所望の容量の凝縮量がそれぞれで得られる。したがって、室内熱交換器９での蒸発能力が大きく取れるとともに、室内熱交換器９の一部で過絞りによる蒸発作用を行うため、除湿能力を大きく保持した運転が可能となる。
このようにして、基本的に７種類の運転切換えが可能であり、以下の［表１］に各運転モードと主たる制御対象部品に対する制御状態を一覧表にて示す。

そして、これらの運転モードとは別に、必要に応じて除湿運転、空気清浄化運転、換気運転、酸素富化運転、マイナスイオン運転等のメリット運転が単独で可能である。
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る床暖付き空気調和機のサイクル構成図である。
この空気調和機は、室外に配置される室外機１と、被空調室のたとえば壁面に取付けられる室内機２および被空調室の床面に設けられる床暖房パネル３とから構成される。室外機１に収容される圧縮機４と、四方切換え弁５と、室外熱交換器７および主絞り装置８が、上記室内機２に収容される室内熱交換器９とともに冷媒管Ｐを介してヒートポンプ式の冷凍サイクル回路Ａを構成するように連通される。

上記室内機２と四方切換え弁５とを連通する冷媒管Ｐの中途部と、上記室外熱交換器７と主絞り装置８とを連通する冷媒管Ｐの中途部には、バイパス管Ｐａの端部が接続される。このバイパス管Ｐａの中途部には補助絞り装置１０と、水熱交換器１１および第１の開閉弁１２が直列に設けられ、これらでバイパス回路Ｂｂが構成される。
上記床暖房パネル３は床面に埋設された放熱管２０からなり、上記水熱交換器１１内には熱交換部２１が収容されて、温水管Ｐｃを介して連通する。温水管Ｐｃの中途部に分岐して水抜き栓２２と、給水タンク２３および循環ポンプ２４が設けられ、これらで温水循環回路Ｃが構成される。

ここでは、上記四方切換え弁５と室外熱交換器７とを連通する冷媒管Ｐの中途部に主開閉弁６が設けられる。この主開閉弁６と四方切換え弁５とを連通する冷媒管Ｐの中途部と、上記バイパス回路Ｂｂにおける第１の開閉弁１２と水熱交換器１２とを連通する温水管Ｐｃの中途部にバイパス管Ｐｂが設けられる。このバイパス管Ｐｂには第２の開閉弁１３と逆止弁１４が設けられ、これらで補助バイパス回路Ｄが構成される。
それぞれの回路Ａ〜Ｃにおけるセンサとして、室外熱交換器７に送風される外気の温度を検知するセンサＴＯが取付けられることの他は、全て先に第１の実施の形態で説明したものと同一であるので、同番号を付して新たな説明は省略する。

また、上記室外機１には制御手段である制御部３０が設けられ、この制御部３０は上述したそれぞれのセンサＴＤ，ＴＳ…から検知信号を受けて予め記憶されている基準値や、遠隔操作盤（リモコン）に指示される設定値などと比較演算して、圧縮機４と、四方切換え弁５と、主絞り装置８および、その他の電動部品に制御信号を送り必要な制御をなすことも変りがない。
しかして、主開閉弁６と第１の開閉弁１２を開放し、第２の開閉弁１３を閉成したうえで、先に第１の実施の形態で説明したのと全く同様に、（１）室内機による暖房運転、（２）室内機による冷房運転、（３）室内機によるドライ運転、（４）床暖房運転、（５）室内機による暖房＋床暖房運転が行えるとともに、制御部３０は必要なＳＨ制御をなす。ここでは、第１の実施の形態での説明を適用して新たな説明は省略する。

また、（６）室内機による冷房＋床暖房運転および（７）室内機によるドライ＋床暖房運転を行う場合は、制御部３０は主開閉弁６の開閉を制御するとともに、第１の開閉弁１２を閉成し、第２の開閉弁１３を開放する。なお、上記制御部３０のＳＨ制御に関する設定は全く変りがない。
したがって、圧縮機４から吐出される冷媒ガスが四方切換え弁５を通過したあと、一部の冷媒ガスはそのまま冷凍サイクル回路Ａを循環し、室内熱交換器９で蒸発して冷房作用もしくは除湿作用をなす。

上記四方切換え弁５を通過したあとの残りの冷媒は補助バイパス回路Ｄに分流され、水熱交換器１１において凝縮して温水循環回路Ｃの熱交換部２１に導かれる熱交換水に凝縮熱を放出する。温度上昇した温水は床暖房パネル３を構成する放熱管２０で放熱して床暖房をなす。
いずれの運転も、冷媒の凝縮作用は室外熱交換器７と床暖房パネル３とで行われ、室内熱交換器９への冷媒循環量の調整が容易となる。床暖房運転は弱暖房であるため、室外送風機の送風量を調整して室外熱交換器７における冷媒凝縮量を制御することで、室内熱交換器９の蒸発負荷に応じた凝縮量の調整が容易に行える。
なお説明すると、この運転は冷媒の凝縮作用を室外熱交換器９と床暖房パネル３とで行うため、所望の容量の凝縮量がそれぞれで得られ、室内熱交換器９での蒸発能力が大きく取れるとともに、室内熱交換器９の一部で過絞りによる蒸発作用を行うため、除湿能力を大きく保持する運転が可能となる。

本発明における第１の実施形態を示す、床暖房付き空気調和機の配管系統と構成を説明する図。 本発明における第２の実施形態を示す、床暖房付き空気調和機の配管系統と構成を説明する図。

符号の説明

１…室外機、２…室内機、３…床暖房パネル、４…圧縮機、５…四方切換え弁、７…室外熱交換器、８…主絞り装置、９…室内熱交換器、Ｐ…冷媒管、１０…補助絞り装置、１１…水熱交換器、Ａ…冷凍サイクル回路（メイン回路）、Ｂ、Ｂｂ…バイパス回路、２０…放熱管、２１…熱交換部、２３…給水タンク、２４…循環ポンプ、Ｃ…温水循環回路、Ｄ…補助バイパス回路。

Claims (2)

1. 圧縮機、四方切換え弁、室外熱交換器、主絞り装置、水熱交換器および水熱交換器への冷媒循環量を制御する補助絞り装置を収容した室外機と、室内熱交換器を収容した室内機および水熱交換器からの温水が供給される床暖房パネルとから構成され、
   上記圧縮機、四方切換え弁、室外熱交換器、主絞り装置および室内熱交換器とを冷媒管を介して連通するヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成するメイン回路と、
   上記圧縮機の吐出部と四方切換え弁とを連通する冷媒管の中途部と、上記室外熱交換器と主絞り装置とを連通する冷媒管の中途部との間に接続され、上記水熱交換器および補助絞り装置を備えたバイパス回路と、
   上記床暖房パネルを構成する放熱管と、上記水熱交換器内に収容される熱交換部との間でループ状に接続され、給水タンクおよび循環ポンプを備えた温水循環回路と、
   上記室内機による暖房＋床暖房パネルによる暖房運転時に、室外熱交換器の冷媒入り口側の冷媒温度ＴＥと、圧縮機の吸込み側冷媒温度ＴＳとの差から上記室外熱交換器のスーパーヒート状態を算出して室内熱交換器と水熱交換器への冷媒循環量を上記主絞り装置と補助絞り装置により制御し、
   上記室内機による冷房＋床暖房パネルによる暖房運転時に、室内熱交換器の中間部の冷媒温度ＴＣと、圧縮機の吸込み側冷媒温度ＴＳとの差から上記室内熱交換器のスーパーヒート状態を算出して上記主絞り装置を制御し、
   上記室内機によるドライ＋床暖房パネルによる暖房運転時に、上記室内熱交換器の冷媒入り口側温度ＴＣＪと、室内熱交換器の中間部の冷媒温度ＴＣとの差から室内熱交換器の入り口側部分で冷媒蒸発作用が完了するようにスーパーヒート状態を算出して上記主絞り装置を過絞り制御する制御手段と
   を具備することを特徴とする床暖房付き空気調和機。
2. 圧縮機、四方切換え弁、室外熱交換器、主絞り装置、水熱交換器および水熱交換器への冷媒循環量を制御する補助絞り装置を収容した室外機と、室内熱交換器を収容した室内機および水熱交換器からの温水が供給される床暖房パネルとから構成され、
   上記圧縮機、四方切換え弁、室外熱交換器、主絞り装置および室内熱交換器とを冷媒管を介して連通するヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成するメイン回路と、
   上記室内熱交換器と四方切換え弁とを連通する冷媒管の中途部と、上記室外熱交換器と主絞り装置とを連通する冷媒管の中途部との間に接続され、上記水熱交換器および補助絞り装置を備えたバイパス回路と、
   上記四方切換え弁と室外熱交換器とを連通する冷媒管の中途部と、上記バイパス回路の上記メイン回路接続部と水熱交換器とを連通するバイパス管の中途部との間に接続され、開閉弁を備えた補助バイパス回路と、
   上記床暖房パネルを構成する放熱管と、上記水熱交換器内に収容される熱交換部との間でループ状に接続され、給水タンクおよび循環ポンプを備えた温水循環回路と、
   上記室内機による暖房＋床暖房パネルによる暖房運転時に、室外熱交換器の冷媒入り口側の冷媒温度ＴＥと、圧縮機の吸込み側冷媒温度ＴＳとの差から上記室外熱交換器のスーパーヒート状態を算出して室内熱交換器と水熱交換器への冷媒循環量を上記主絞り装置と補助絞り装置により制御し、
   上記室内機による冷房＋床暖房パネルによる暖房運転時に、室内熱交換器の中間部の冷媒温度ＴＣと、圧縮機の吸込み側冷媒温度ＴＳとの差から上記室内熱交換器のスーパーヒート状態を算出して上記主絞り装置を制御し、
   上記室内機によるドライ＋床暖房パネルによる暖房運転時に、上記室内熱交換器の冷媒入り口側温度ＴＣＪと、室内熱交換器の中間部の冷媒温度ＴＣとの差から室内熱交換器の入り口側部分で冷媒蒸発作用が完了するようにスーパーヒート状態を算出して上記主絞り装置を過絞り制御する制御手段と
   を具備することを特徴とする床暖房付き空気調和機。

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