JP2006046702A - 暖房装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】デフロスト運転中等おいて床面温度を快適となる温度よりもあまり低下させずにユーザに対して不快感を与えない暖房装置を提供する。
【解決手段】熱源側熱交換器22と利用側熱交換器21とを有すると共に、ポンプ7と暖房放熱器3とを配管で接続することにより熱媒循環経路1を構成した暖房装置である。ポンプ7を駆動することによって、利用側熱交換器21により加熱された熱媒を上記熱媒循環経路1内に循環供給する。熱媒循環経路1にバイパス通路45を設ける。利用側熱交換器21にて熱回収する逆サイクルデフロスト運転時に、バイパス通路45に熱媒を流す。これにより、暖房放熱器3への熱媒の供給を回避する。
【選択図】図1

Description

この発明は、暖房装置に関するものである。
暖房装置として、ヒートポンプ加熱源にて加熱された温水を床暖房機器に供給するものがある。(例えば、特許文献1参照)。すなわち、この種の暖房装置は、一般には、図10に示すように、ポンプ81と床暖房機器82とを配管で接続することにより水循環経路83を構成し、上記ポンプ81を駆動することによって、加熱源である水熱交換器84により加熱された温水を上記水循環経路83内に循環供給するものである。
この場合、圧縮機85と、上記水熱交換器84と、膨張弁86と、蒸発器(空気熱交換器)87等を順に接続して、ヒートポンプユニットを構成している。そして、圧縮機85が駆動すると、圧縮機85からの吐出冷媒が、水熱交換器84、膨張弁86、空気熱交換器87等を順次経由して圧縮機85へと返流する。そのため、水循環経路83の熱交換路88を流通する水が水熱交換器84によって加熱され、この温水が床暖房機器82を循環して床暖房を行うことになる。
特開2002−122334号公報
ところで、床暖房機器82は、床パネルと、この床パネルの下方に配置される温水循環用パイプとを備え、この温水循環用パイプを温水が循環することによって、床パネルを加熱することになる。この場合、床暖房機器82の出口82b側に、温度検出手段としての温度センサ90を配置して、水熱交換器84側に戻る戻り温水の温度を検知し、この戻り温水の温度に基づいて床暖房機器82の床パネルの温度を制御するようにしている。
そして、この床パネルとしては、図11(a)(b)(c)に示したようなものがある。床暖房パネルの特性は、上面放熱量では、図11(c)>図11(b)>図11(a)となり、立上げ時の温度上昇では、図11(c)>図11(b)>図11(a)となり、熱容量では、図11(a)>図11(b)>図11(c)となる。温度上昇すなわち、図11(a)の床パネルは、断熱材(グラスウール50mm以上)からなる基板61と、この基板61上に配置される合板等からなる荒床62と、荒床62上に配置される発泡ポリスチレン等からなるパネル材63と、このパネル材63上に配置される床材(フローリング)64とを備え、パネル材63に、熱媒(温水)が循環するパイプ65が内装されている。そして、このパイプ65をアルミ箔で覆っている。また、エラー! リンクが正しくありません。とパネル材63との間にアルミ箔66を介在させている。
また、図11(b)の床パネルは、断熱材(グラスウール50mm以上)からなる基板61と、この基板61上に配置される合板等からなる荒床62と、この荒床62上に配置される床材(フローリング)64とを備え、この床材(フローリング)64にパイプ65が内装されている。また、エラー! リンクが正しくありません。と荒床62との間にアルミ箔66を介在させている。
さらに、図11(c)の床パネルは、上記図11(a)の床パネルと同様、断熱材からなる基板61と、この基板61上に配置される荒床62と、荒床62上に配置されるパネル材63と、このパネル材63上に配置される床材(フローリング)64とを備え、パネル材63に、熱媒(温水)が循環するパイプ65が内装されている。この際、隣合うパイプ材ピッチPを上記図11(a)の床パネルよりも小さくすると共に、最上層のエラー! リンクが正しくありません。の厚さ寸法Tを上記図11(a)の床パネルよりも小さくしている。具体的には、図11(a)の床パネルでは、そのパイプ材ピッチPが150mm程度であり、その床材64の厚さ寸法Tが12mm程度であり、図11(c)の床パネルでは、そのパイプ材ピッチPが75mm程度であり、その床材64の厚さ寸法Tが3mm程度である。
そして、上記図11(a)の床パネルでは、例えば、通常品は120W/m以下、上面方熱量を向上させたものは、150W/m以上で、30分間の床面温度上昇が、通常品は9degとなり、上面放熱量向上品は12deg(18℃〜30℃)以上となる。また、図11(b)の床パネルは、表面材(フローリング)の中に温水パイプを埋め込んだ、いわゆる床材一体型床暖房パネルであり、さらに、図11(c)の床パネルは、表面材とパネル材とが分離した、いわゆる分離型床暖房パネルである。
上記図11(b)(c)の床パネルでは、表面とパイプ65の距離が近く、熱伝導性の良いアルミ箔でパイプ65を覆っているので、放熱量が大きく立ち上がりが速くなる利点がある。しかしながら、温度むらが生じやすくなる。すなわち、パイプ65が対応する部位と対応しない部位とで温度差が生じ、また、パイプ65の入口近傍と出口近傍とで温度差が生じる。このため、パイプ材ピッチPを小さくしたり、アルミ箔の量を増加させたり、パイプ65内の循環する温水の循環量を増加させたりする必要があった。さらに、床材64の厚さ寸法Tが小さいと、床としての強度が不足するため、床材の材質を変更したり、パネル材63の強度を上げたりすると共に、固定方法を調節したりする必要があった。なお、パネルの厚さは建築上の制約があり、図11(a)のパネルでは厚さTaが12mmとなり、図11(b)のパネルでは厚さTbが12mmとなり、図11(c)のパネルででは厚さ(T+Tc)が12mmとなるのが主流である。
ところで、ヒートポンプは、圧縮機の吐出・吸入の圧力差が大きいと起動出来ない。また、水温が設定値の達したサーモオフ時等において圧縮機を一時停止すると、圧力差をなくす均圧の時間の後、再起動する必要がある。均圧時間は通常3分程度必要である。この時間内にも床温が低下する。そして、ヒートポンプの冷媒として、R32、R410AのようなHFC冷媒を使用する場合、R22等に比べて、作動圧力が高く、油の粘度も高いものを使用することになり、均圧に時間がかかる。また、ヒートポンプの冷媒として、二酸化炭素、炭化水素のような高圧の冷媒を使用する場合、HFC冷媒よりも、より作動圧力が高く均圧に時間がかかる。この場合、高温水を使用するため、温度変化も起こり易い。
このように、温水の熱を効率良く暖房熱等するために、種々の床パネルがあり、床暖房機器82の床パネルは、熱容量が小さく、かつ熱抵抗が小さいものを使用するのが好ましい。また、床面放熱率(温水の熱が暖房熱として床の上面に放熱される率)としては、大となるのが好ましい。しかしながら、このように熱容量が小さい場合等においては、僅かな水温変化で床面温度の変動が大となる。また、床面放熱率が大きいと、床暖房機器82の入口82a側の水温(往き温水の温度)と、床暖房機器82の出口82b側の水温(戻り温水の温度)との温度差が拡大して、床パネルに温度むらが生じるおそれがある。
ところで、空気熱源利用のヒートポンプ式の暖房装置においてはデフロスト運転を行う場合がある。デフロスト運転は、例えば水熱交換器84にて熱回収を行う逆サイクル運転を行いつつ、ポンプ81を駆動して水循環経路83の循環水を循環させるものである。この際、空気熱交換器87の出口温度を検知する温度センサ(図示省略)の温度に基づいて、空気熱交換器87に霜が付着しているか否かを判断し、空気熱交換器87に霜が付着していると判断すれば、空気熱交換器87の霜を取り除くためのデフロスト運転(除霜運転)行うことになる。
ところが、このようなデフロスト運転を行えば、熱回収されて低温となった温水が水循環経路83を循環することになって、床面温度が低下して、快適性が損なわれることになる。特に、床パネルの熱容量が小さければ、デフロスト運転に入った後、直ちに床温が低下することになって、ユーザは快適に過ごすことができない。
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、デフロスト運転中等において床面温度を快適となる温度よりもあまり低下させずにユーザに対して不快感を与えない暖房装置を提供することにある。
そこで請求項1の暖房装置は、熱源側熱交換器22と利用側熱交換器21とを有すると共に、ポンプ7と暖房放熱器3とを配管で接続することにより熱媒循環経路1を構成し、上記ポンプ7を駆動することによって、利用側熱交換器21により加熱された熱媒を上記熱媒循環経路1内に循環供給するようにした暖房装置において、上記熱媒循環経路1にバイパス通路45を設け、利用側熱交換器21にて熱回収する逆サイクルデフロスト運転時に、上記バイパス通路45に熱媒を流して、暖房放熱器3への熱媒の供給を回避することを特徴としている。
上記請求項1の暖房装置では、利用側熱交換器21にて熱回収する逆サイクルデフロスト運転時に、上記バイパス通路45に熱媒を流して、暖房放熱器3内への熱媒の供給を回避することができる。このため、低温となった熱媒が暖房放熱器3を循環せず、この暖房放熱器3の温度低下を防止できる。
請求項2の暖房装置は、熱源側熱交換器22と利用側熱交換器21とを有すると共に、ポンプ7と暖房放熱器3とを配管で接続することにより熱媒循環経路1を構成し、上記ポンプ7を駆動することによって、利用側熱交換器21により加熱された熱媒を上記熱媒循環経路1内に循環供給するようにした暖房装置において、熱源側熱交換器22のデフロスト運転を、上記熱媒循環経路1内の熱媒の循環を停止すると共に、熱源側熱交換器22と利用側熱交換器21の間に介設される膨張弁23の開度を大とする正サイクルデフロスト方式で行うことを特徴としている。
上記請求項2の暖房装置では、熱媒循環経路1内の熱媒の循環を停止するので、低温となった熱媒が暖房放熱器3を循環せず、この暖房放熱器3の温度低下を防止できる。
請求項3の暖房装置は、熱源側熱交換器22と利用側熱交換器21、41とを有し、利用側熱交換器が室内空気加熱用の室内熱交換器41と暖房用熱媒加熱用の熱媒加熱熱交換器21とを備えると共に、ポンプ7と暖房放熱器3とを配管で接続することにより熱媒循環経路1を構成し、上記ポンプ7を駆動することによって、利用側熱交換器21により加熱された熱媒を上記熱媒循環経路1内に循環供給するようにした暖房装置において、熱源側熱交換器22のデフロスト運転を、上記熱媒循環経路1内の熱媒の循環を停止すると共に、上記熱媒加熱熱交換器21を有する暖房放熱器側ユニットの膨張弁23を大開度とすると共に、室内熱交換器41を有する室内側ユニットの膨張弁43を微小開度とする正サイクルデフロスト方式で行うことを特徴としている。
上記請求項3の暖房装置では、熱媒循環経路1内の熱媒の循環を停止するので、低温となった熱媒が暖房放熱器3を循環せず、この暖房放熱器3の温度低下を防止できる。また、室内側ユニットの膨張弁43を微小開度としているので、冷媒が室内機に溜まり込むのを防止することができる。すなわち、室内側ユニットが膨張弁43を閉状態であれば、冷媒が室内機に溜まり込むことになる。
請求項4の暖房装置は、上記正サイクルデフロスト運転時に、上記室内側ユニットの凝縮飽和温度と、膨張弁43に入る冷媒温度との差に基づいてこの室内側ユニットの膨張弁43の開度を制御することを特徴としている。
上記請求項4の暖房装置では、膨張弁入口の過冷却度で、室内ユニット側の膨張弁を調整することができる。
請求項5の暖房装置は、上記暖房放熱器3が床暖房機器であることを特徴としている。
上記請求項5の暖房装置では、暖房放熱器3が床暖房機器であるので、床面の温度低下を防止することができる。
請求項6の暖房装置は、上記熱媒循環経路1に、この熱媒循環経路1内を循環する熱媒の熱を蓄熱する蓄熱手段56を設け、デフロスト運転時に暖房放熱器3側は蓄熱手段56を通過した熱媒の循環を行うことを特徴としている。
上記請求項6の暖房装置では、デフロスト運転時においては、暖房放熱器3側は蓄熱手段56を通過した熱媒の循環を行うので、暖房放熱器3側を循環する熱媒の蓄熱熱量によって、暖房放熱器3の温度低下を防止することができる。
請求項1の暖房装置によれば、デフロスト運転時に、バイパス通路に熱媒を流して、床暖房機器内への熱媒の供給を回避するので、暖房放熱器の温度低下を防止できる。これによって、暖房放熱器の温度低下によるユーザの不快感を無くすことができる。
請求項2の暖房装置によれば、低温となった熱媒が暖房放熱器3を循環せず、この暖房放熱器3の温度低下を防止できるので、上記請求項1と同様、暖房放熱器の温度低下によるユーザの不快感を無くすことができる。
請求項3の暖房装置によれば、暖房放熱器の温度低下を防止でき、上記請求項1又は請求項2と同様、暖房放熱器の温度低下によるユーザの不快感を無くすことができる。また、冷媒の室内機に溜まり込むのを防止することができ、能力低下等の不具合を防止できる。
請求項4の暖房装置によれば、膨張弁入口の過冷却度で、室内ユニット側の膨張弁を調整することができるので、室内ユニットへの冷媒の溜まり込みや冷媒の流し過ぎを防止でき、異音発生や放熱ロスを低減できる。
請求項5の暖房装置によれば、床面の温度低下を防止することができるので、床面を快適温度に維持することが可能である。
請求項6の暖房装置によれば、暖房放熱器3側を循環する熱媒の蓄熱熱量によって、暖房放熱器3の温度低下を防止することができるので、暖房放熱器3側の温度低下防止の信頼性が向上する。
次に、この発明の暖房装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は暖房装置の簡略全体図である。まず、冷媒系統回路(床暖ユニット)2について説明する。この冷媒系統回路2は、圧縮機20と、水熱交換器(利用側熱交換器)21と、空気熱交換器(熱源側熱交換器)22と、膨張弁23と、四路切換弁24と、アキュームレータ25等を備える。すなわち、四路切換弁24の一方の1次ポートが圧縮機20の吐出管26に接続され、四路切換弁24の他方の1次ポートが圧縮機20の吸込管27に接続されている。また、この吸込管27には、上記アキュームレータ25が介設されている。四路切換弁24の一方の2次ポートが水熱交換器21に第1ガス管28にて接続され、四路切換弁24の他方の2次ポートが空気熱交換器22に第2ガス管29にて接続されている。さらに、水熱交換器21と膨張弁23とが第1液管31にて接続され、膨張弁23と空気熱交換器22とが第2液管32にて接続されている。そして、空気熱交換器22にはファン33が付設されている。また、室内温風暖房用の冷媒系統回路(暖房ユニット)、すなわち室内側ユニットにおいては、上記第1ガス管28と並列に接続された第3ガス管40と、第3ガス管40に接続された室内側熱交換器(利用側熱交換器)41と、この室内側熱交換器41に第3液管42を介して接続された室内用電動膨張弁43とを有し、上記室内用電動膨張弁43が上記第2液管32に接続されている。なお、室内側熱交換器41には室内ファン44が付設されている。
床暖ユニット(暖房放熱側ユニット)は、熱媒循環経路である水循環経路1を備え、冷媒系統回路(ヒートポンプユニット)2にて加熱される温水を水循環経路1で循環させて、床暖房機器3を暖めるものである。また、床暖房機器3は、床パネル4と、この床パネル4の下方側に配置される温水循環パイプ5等を備える。そして、床パネル4としては、通常表面材と合わせて、デフロストに使用するのに十分な熱容量(物体の温度を単位温度だけ上昇させるのに要する熱量)を有している。
上記水循環経路1は、膨張タンク6と循環用ポンプ7とを介設された往き管8と、往きヘッダ9と、戻りヘッダ10と、戻り管11とを備える。また、往きヘッダ9は、主管接続部12aと複数の分岐管接続部12b・・とを有するヘッダ本体12を備え、主管接続部12aに往き管8が接続され、分岐管接続部12bに、開閉弁(熱動弁)13が介設された分岐管14が接続されている。さらに、戻りヘッダ10は、主管接続部15aと複数の分岐管接続部15b・・とを有するヘッダ本体15を備え、主管接続部15aに戻り管11が接続され、分岐管接続部15bに分岐管16が接続されている。そして、往きヘッダ9側の一の分岐管14に、温水循環パイプ5の入口に接続される往き配管17が接続され、戻りヘッダ10の一の分岐管16に、温水循環パイプ5の出口に接続される戻り配管18が接続される。このため、往きヘッダ9の分岐管14の数及び戻りヘッダ10の分岐管16の数に応じて、複数の床暖房機器3を接続することができる。
また、往き配管17には往き温水の温度を検知(検出)する往き水温検出手段35が付設され、戻り配管18には戻り温水の温度を検知(検出)する戻り水温検出手段36が付設されている。さらに、水熱交換器21には温度(凝縮温度)を検知(検出)する水熱交換器温度検出手段37が付設され、空気熱交換22には空気熱交換器温度(熱交換器出口温度)を検知(検出)する空気熱交換器温度検出手段34が付設されている。そして、各検出手段34、35、36、37にて検出された各部位の温度は、図2に示すように、制御手段38に入力される。また、各検出手段34、35、36、37はそれぞれ温度検出サーミスタ等にて構成することができ、制御手段38はこの暖房装置の全体の制御を行うCPU等にて構成することができる。
次に、この暖房装置の暖房運転を説明する。まず、四路切換弁24を図1の実線で示す状態に切換え、圧縮機20を駆動する。すると、暖房ユニット(室内側ユニット)においては、圧縮機20からの吐出冷媒は、四路切換弁24、室内側熱交換器41、室内側電動膨張弁43、空気熱交換器22、四路切換弁24へと流れ、室内側熱交換器41が凝縮器として機能し、空気熱交換器22が蒸発器として機能する。このとき、室内ファン44が駆動すれば、温風が室内へ吹出され、室内暖房が行われる。また、床暖ユニット(暖房放熱器側ユニット)においては、それと同時、あるいはそれとは別に、圧縮機20からの吐出冷媒が、四路切換弁24、水熱交換器21、電動膨張弁23、空気熱交換器22、四路切換弁24へと流れ、水熱交換器21が凝縮器として機能し、空気熱交換器22が蒸発器として機能する。そこで、上記ポンプ7を駆動すると、膨張タンク6内の温水が往き管8内へ流出し、往きヘッダ9等を介して、往き配管17に流入して温水循環パイプ5を循環した後、戻り配管18に返流されて、戻りヘッダ10等を介して戻り管11から、水熱交換器21の熱交換路30を流通する。このとき、上記のように、凝縮器として機能している水熱交換器21によって、この熱交換路30を流れる温水が加熱され、その後、膨張タンク6へと供給され、床暖房機器3がこの温水にて温められる。なお、図1に示す状態から四路切換弁24を切換えて、圧縮機20を駆動すると、暖房ユニット(室内側ユニット)において、冷媒が、四路切換弁24、空気熱交換器22、室内側電動膨張弁43、室内側熱交換器41、四路切換弁24へと流れて、空気熱交換器22が凝縮器として機能し、室内側熱交換器41が蒸発器として機能し、室内の冷房が行われる。また、床暖ユニット(暖房放熱器側ユニット)において、それと同時、あるいはそれとは別に、圧縮機20からの吐出冷媒が、四路切換弁24、空気熱交換器22、膨張弁23、水熱交換器21、四路切換弁24へと流れて、空気熱交換器22が凝縮器として機能し、水熱交換器21が蒸発器として機能するようにすれば、温水が冷却され、これによって床冷房運転を行うことが可能となる。
そして、この暖房装置においては、デフロスト運転を行う場合がある。デフロスト運転は、ヒートポンプユニット2において、水熱交換器21にて熱回収を行う逆サイクル運転を行いつつ、ポンプ7を駆動して水循環経路1の循環水を循環させるものである。例えば、この空気熱交換器22の出口温度を検知する温度検出手段34にて検知した温度に基づいて、空気熱交換器22に霜が付着しているか否かを判断し、空気熱交換器22に霜が付着していると判断すれば、信号発生手段(図示省略)から、デフロスト開始信号が発信され、これによって、空気熱交換器22の霜を取り除くためのデフロスト運転(除霜運転)行うことになる。このように、このデフロスト運転は水熱交換器21にて熱回収を行うものであるので、水循環経路1の循環水の温度が低下することになる。
以下、デフロスト運転時の運転制御に関して詳しく説明する。まず、図2には通常(従来)の運転タイムチャートを示している。すなわち、圧縮機20(図3(a))、四路切換弁24(図3(b))、床暖房用の電動膨張弁23(図3(c)、室内側電動膨張弁43(図3(d))、循環用ポンプ7(図2(e))、室内ファン44(図3(f))の各動作状態をそれぞれ示している。まず、暖房運転状態(室内暖房と床暖房と行っている状態)において、デフロスト指令信号が出力されると、圧縮機20を停止すると共に、両電動膨張弁23、43を全閉として、室内ファン44を停止させる。このとき、四路切換弁24は暖房位置、循環用ポンプ7は運転状態を維持する。そしてこの状態を一定時間だけ維持して均圧を図る。次に、デフロスト運転を開始する。まず、四路切換弁24を冷房位置に切換えると共に、圧縮機20を再起動させる。このとき、上記両電動膨張弁23、43は制御開度とする。また、室内ファン44の停止状態、循環用ポンプ7の運転状態は維持する。なお、デフロスト運転後は、均圧、四路切換弁24の暖房状態への復帰、室内ファン44の再起動を経て、室内暖房と床暖房を再開する。
このように、逆サイクル運転では、図5に示すように、水循環経路1にバイパス通路45を設け、水熱交換器21にて熱回収するデフロスト運転(逆サイクルデフロスト運転)時に、上記バイパス通路45に循環水を流して、床暖房機器3内への循環水の供給を回避するようにしている。すなわち、上記水循環経路1は、上記したように、分岐管14・・、16・・からなる複数の分岐路46・・を備えるので、床暖房機器3に接続されない一つの分岐路46に、上記バイパス通路45を接続するようにすればよい。
この際、水熱交換器21にて熱回収するデフロスト運転時には、このバイパス通路45が接続されている分岐路46の開閉弁13を開状態とすると共に、バイパス通路45が接続されていない他の分岐路46・・の開閉弁13・・を閉状態とする。このため、デフロスト運転時での水循環経路1では、バイパス通路45を循環水が流れることになって、床暖房機器3には循環水が流れないことになる。すなわち、デフロスト運転時において、床暖房機器3内への循環水の供給を回避することができ、これによって、低温となった温水が床暖房機器3を循環せず、この床暖房機器3の温度低下を防止できて、床面温度低下によるユーザの不快感を無くすことができる。また、バイパス通路45を、床暖房機器3に接続されない分岐路46に接続しているので、バイパス通路45の構成が容易となり、全体構造の簡略化を図ってコストの低減を達成できる。
次に図6は他の実施の形態を示し、この場合、分岐路46を使用しないものである。すなわち、往き管8(ポンプ7と往きヘッダ9との間)と、戻り管11とを、開閉弁47が介設されたバイパス通路45にて接続し、バイパス通路45と往き管8との接続部に開閉弁54を配設している。
この際、通常の運転時には、循環水が往き管8から往きヘッダ9へ流れるように開閉弁54と開閉弁47とを開状態とする。これによって、ポンプ7が駆動すると、循環水は往き管8から往きヘッダ9へ流れて、床暖房機器3を循環することなって、床暖房を行うことができる。そして、このデフロスト運転時には、循環水が往き管8からバイパス通路45へ流れるように開閉弁54を切換え、開閉弁47を開状態とする。これによって、循環水は往き管8からバイパス通路45を介して、戻り管11へ流れることになって、床暖房機器3を循環しない。すなわち、この場合も、デフロスト運転時において、床暖房機器3内への循環水の供給を回避することができる。
また、図7は別の実施の形態を示し、この場合も分岐路46を使用しないものである。すなわち、図3に示す場合と相違して、開閉弁54を使用することなく、バイパス通路45の往き管接続部に三方弁51を設けている。
この際、通常の運転時には、三方弁51を往きヘッダ9側に流れるように切換え、この状態で、ポンプ7が駆動すると、循環水は往き管8から往きヘッダ9へ流れて、床暖房機器3を循環することなって、床暖房を行うことができる。そして、デフロスト運転時には、三方弁51をバイパス通路45に流れるように切換える。これによって、循環水は往き管8からバイパス通路45を介して、戻り管11へ流れることになって、床暖房機器3を循環しない。このため、デフロスト運転時において、床暖房機器3内への循環水の供給を回避することができる。
次に図8はさらに別の実施の形態を示し、この場合、バイパス通路45と、往き管8との間に別のバイパス通路55を設け、このバイパス通路55に蓄熱手段56を介装している。ここで、蓄熱手段56とは、バイパス通路45を流れる循環水からの放散熱を吸収して蓄熱するものであって、例えばポリエチレングリコール又はパラフィン等からなる蓄熱材57をカプセル58に収納して、複数のカプセル58・・を容器59に収納させている。また、蓄熱手段56と戻り管11とを開閉弁60が介設された接続管52にて接続している。
この際、通常の運転時には、三方弁51を往きヘッダ9側に流れるように切換える開閉弁60を閉状態とする。この状態で、ポンプ7が駆動すると、循環水は往き管8から往きヘッダ9へ流れて、床暖房機器3を循環することなって、床暖房を行うことができる。そして、デフロスト運転時には、三方弁51をバイパス通路45に流れるように切換えると共に、開閉弁60を開状態とする。これによって、循環水は往き管8からバイパス通路45を介して、戻り管11へ流れることになって、床暖房機器3を循環しない。さらに、床暖房機器3側がこの蓄熱手段56を循環することになる。このため、デフロスト運転時において、水熱交換器21を流通した熱媒の床暖房機器3内への循環水の供給を回避することができ、しかも、暖房放熱器3側を循環する熱媒の蓄熱熱量によって、暖房放熱器3の温度低下を防止することができるので、暖房放熱器3側の温度低下防止の信頼性が向上する。
上記デフロスト運転は、いわゆる逆サイクルデフロスト方式であり、この逆サイクルデフロスト方式を行わない正サイクルデフロスト方式も可能である。正サイクルデフロスト方式は、熱媒循環経路1内の熱媒の循環を停止すると共に、上記熱媒加熱熱交換器21を有する暖房放熱器側ユニットの膨張弁23を大開度とすると共に、室内熱交換器41を有する室内側ユニットの膨張弁43を微小開度とすることになる。ここで、大開度とは、通常運転時よりも大きくなる開度であり、微小開度とは、通常運転時よりも小さくなる開度である。
次に、正サイクルデフロスト運転時の運転制御に関して詳しく説明する。まず、暖房運転状態(室内暖房と床暖房と行っている状態)において、デフロスト指令信号が出力されると、ショック音を低減するために、圧縮機20の運転周波数を低下させ、温水側の電動膨張弁23を開度をやや大きくすると共に、室内側の電動膨張弁43を微小開度(全開の10%以下の開度)とする。さらには、循環用ポンプ7及び室内ファン44を停止させる。そしてこの状態を一定時間だけ維持する。次に、デフロスト運転を開始する。まず、四路切換弁24を暖房位置のままで、圧縮機20の運転周波数を上げ、温水側の電動膨張弁23の開度をほぼ全開とすると共に、室内側の電動膨張弁43の開度を微小開度のままとする。なお、デフロスト運転後は、圧縮機20の運転周波数を僅かに低下させると共に、温水側の電動膨張弁23の開度を僅かに小さくし、その状態を一定時間だけ継続して、循環ポンプ7及び室内ファン44の再起動を経て、室内暖房と床暖房を再開する。
このような、デフロスト運転中は、熱媒循環経路1内の熱媒の循環を停止するので、暖房放熱器3の温度低下を防止できるので、暖房放熱器の温度低下によるユーザの不快感を無くすことができる。特に、室内側ユニットの膨張弁43を微小開度としているので、冷媒が室内機に溜まり込むのを防止することができる。すなわち、室内側ユニットが膨張弁43を閉状態であれば、冷媒が室内機に溜まり込むことになる。
上記正サイクルデフロスト運転時に、上記室内側ユニットの凝縮飽和温度と、膨張弁43に入る冷媒温度との差に基づいてこの室内側ユニットの膨張弁43の開度を制御することも可能である。このように制御すれば、膨張弁入口の過冷却度で、室内ユニット側の膨張弁43を調整することができるので、室内ユニットへの冷媒の溜まり込みや冷媒の流し過ぎを防止でき、異音発生や放熱ロスを低減できる。また、図示省略するが、圧縮機20と空気熱交換器22とを直接的に接続するバイパス通路(ホットガス通路)を設け、上記正サイクルデフロスト運転時に、このホットガス通路を介してホットガスを空気熱交換器22に流すようにしてもよい。
次に図9は、室内側熱交換器41と膨張弁43等を備えた室内ユニットを有さないものである。このため、この場合であっても、上記図1に示したものと同様、上記熱媒循環経路1にバイパス通路45を設け、利用側熱交換器21にて熱回収する逆サイクルデフロスト運転時に、上記バイパス通路45に熱媒を流して、暖房放熱器3への熱媒の供給を回避する運転が可能であり、また、熱源側熱交換器22のデフロスト運転を、上記熱媒循環経路1内の熱媒の循環を停止すると共に、熱源側熱交換器22と利用側熱交換器21の間に介設される膨張弁23の開度を大とする正サイクルデフロスト方式で行うことができる。
ところで、圧縮機20の吐出口から水熱交換器21の入口までの冷媒配管の配管距離を概略3mm以下として、この冷媒配管の少なくとも一部を断熱するようにするのが好ましい。すなわち、冷媒配管の距離を制約し断熱を施すことで、自然放熱量をより小さくすることができる。なお、ヒートポンプの冷媒として、R32、R410AのようなHFC冷媒や、二酸化炭素、炭化水素のような超臨界域で使用するものを用いれば、この発明の作用効果を一層発揮することができる。
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態では、往きヘッダ9と戻りヘッダ10等を設けて、複数の床暖房機器3の接続を可能としているが、この際の分岐管14、16の数の増減は任意である。また、このような分岐管14、16を設けずに、接続される床暖房機器3が単数個であってもよい。熱媒としても温水ではない他の循環液を使用してもよい。さらに、暖房放熱器3として床暖房機器に限るものではなく、床暖房機器以外の温水等の熱媒を使用するファンコイル等の種々の暖房機器を使用することができる。
この発明の暖房装置の実施形態を示す簡略全体図である。 上記暖房装置の制御部の簡略ブロック図である。 上記暖房装置の逆サイクルデフロスト運転時のタイムチャート図である。 上記暖房装置の正サイクルデフロスト運転時のタイムチャート図である。 この発明の暖房装置の要部簡略図である。 この発明の暖房装置の変形例を示す要部簡略図である。 この発明の暖房装置の他の変形例を示す要部簡略図である。 この発明の暖房装置の別の変形例を示す要部簡略図である。 この発明の暖房装置の他の実施形態を示す簡略全体図である。 従来の暖房装置の簡略全体図である。 床パネルを示し、(a)は一般的なパネルの断面図であり、(b)は床材一体型のパネルの断面図であり、(c)は分離型のパネルの断面図である。
符号の説明
1・・熱媒循環経路、3・・暖房放熱器、7・・ポンプ、21・・利用側熱交換器、22・・熱源側熱交換器、23、・・膨張弁、40・・バイパス通路、41・・利用側熱交換器、43・・膨張弁、56・・蓄熱手段

Claims (6)

  1. 熱源側熱交換器(22)と利用側熱交換器(21)とを有すると共に、ポンプ(7)と暖房放熱器(3)とを配管で接続することにより熱媒循環経路(1)を構成し、上記ポンプ(7)を駆動することによって、利用側熱交換器(21)により加熱された熱媒を上記熱媒循環経路(1)内に循環供給するようにした暖房装置において、上記熱媒循環経路(1)にバイパス通路(40)を設け、利用側熱交換器(21)にて熱回収する逆サイクルデフロスト運転時に、上記バイパス通路(40)に熱媒を流して、暖房放熱器(3)への熱媒の供給を回避することを特徴とする暖房装置。
  2. 熱源側熱交換器(22)と利用側熱交換器(21)とを有すると共に、ポンプ(7)と暖房放熱器(3)とを配管で接続することにより熱媒循環経路(1)を構成し、上記ポンプ(7)を駆動することによって、利用側熱交換器(21)により加熱された熱媒を上記熱媒循環経路(1)内に循環供給するようにした暖房装置において、熱源側熱交換器(22)のデフロスト運転を、上記熱媒循環経路(1)内の熱媒の循環を停止すると共に、熱源側熱交換器(22)と利用側熱交換器(21)の間に介設される膨張弁(23)の開度を大とする正サイクルデフロスト方式で行うことを特徴とする暖房装置。
  3. 熱源側熱交換器(22)と利用側熱交換器(21)(41)とを有し、利用側熱交換器が室内空気加熱用の室内熱交換器(41)と暖房用熱媒加熱用の熱媒加熱熱交換器(21)とを備えると共に、ポンプ(7)と暖房放熱器(3)とを配管で接続することにより熱媒循環経路(1)を構成し、上記ポンプ(7)を駆動することによって、利用側熱交換器(21)により加熱された熱媒を上記熱媒循環経路(1)内に循環供給するようにした暖房装置において、熱源側熱交換器(22)のデフロスト運転を、上記熱媒循環経路(1)内の熱媒の循環を停止すると共に、上記熱媒加熱熱交換器(21)を有する暖房放熱器側ユニットの膨張弁(23)を大開度とすると共に、室内熱交換器(41)を有する室内側ユニットの膨張弁(43)を微小開度とする正サイクルデフロスト方式で行うことを特徴とする暖房装置。
  4. 上記正サイクルデフロスト運転時に、上記室内側ユニットの凝縮飽和温度と、膨張弁(43)に入る冷媒温度との差に基づいてこの室内側ユニットの膨張弁(43)の開度を制御することを特徴とする請求項3の暖房装置。
  5. 上記暖房放熱器(3)が床暖房機器であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかの暖房装置。
  6. 上記熱媒循環経路(1)に、この熱媒循環経路(1)内を循環する熱媒の熱を蓄熱する蓄熱手段(56)を設け、デフロスト運転時に、上記利用側熱交換器(21)を循環した熱媒の暖房放熱器(3)への供給を回避すると共に、暖房放熱器(3)側においては蓄熱手段(56)を通過した熱媒の循環を行うことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかの暖房装置。
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