JP2014105970A - 温調システム - Google Patents

Abstract

【課題】熱負荷を低減して、消費電力量を大幅に低減した温調システムを提供する。
【解決手段】判断部（３３）は、室内の目標温度から床暖温度センサ（２７）の検出温度を引いた差が、予め定められた閾値よりも小さいか否かを判断する。低温度運転制御部（３４）は、上記差が閾値よりも小さいと判断されたとき、室内の温度が、目標温度よりも低い設定温度となるように制御する。低温度運転解除部（３５）は、床暖温度センサ（２７）の検出温度が目標温度以下となったとき、設定温度を解除して、室内の温度が目標温度となるように制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、温調システムに関する。

従来、温調システムとしては、特許第４０４２４８０号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この温調システムは、室外機と、上記室外機に接続されている室内機と、上記室外機に接続されている床暖房パネルとを備えている。

そして、上記床暖房パネルによって温められた床面の温度が高くなるにつれて、室内の温度が低くなるように、上記室内機の目標温度を設定している。これにより、ドラフト感を少なくして快適度を向上させている。

特許第４０４２４８０号公報

ところで、上記従来の温調システムでは、室内の温度が上記目標温度に達しても、上記室内機は、上記目標温度で、運転されることになる。このため、室内機は、室内の温度が上記目標温度を超えると、運転を停止する一方、室内の温度が上記目標温度を下回ると、運転を開始する。つまり、室内機は、上記目標温度付近で、サーモ発停を繰り返す。

この室内機のサーモ発停の回数が多いと、上記室内機および上記床暖房パネルの連動時のヒートポンプのＣＯＰが低下するといった問題がある。

そこで、この発明の課題は、室内機のサーモ発停の回数を低減できて、室内機および二次側熱交換端末の連動時のヒートポンプのＣＯＰを向上できる温調システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の温調システムは、
熱媒と外気とを熱交換するための室外機と、
上記室外機に接続されていると共に熱媒と室内空気とを熱交換するための室内機と、
上記室外機に接続されていると共に熱媒と水とを熱交換するための水熱交換器と、
上記水熱交換器に接続されている二次側熱交換端末と、
上記二次側熱交換端末の温度または上記二次側熱交換端末近傍の空気温度を検出する端末温度センサと、
室内の目標温度から上記端末温度センサの検出温度を引いた差が、予め定められた閾値よりも小さいとき、室内の温度が、上記目標温度よりも低い設定温度となるように、上記室内機から吹き出される空気の温度を制御する制御装置と
を備えることを特徴としている。

この発明の温調システムによれば、上記室内の目標温度から上記端末温度センサの検出温度を引いた差が、上記閾値よりも小さいとき、上記制御装置は、室内の温度が、上記目標温度よりも低い設定温度となるように、上記室内機から吹き出される空気の温度を制御する。これにより、上記室内機は、上記差が上記閾値よりも小さくなると、上記目標温度よりも低い上記設定温度で運転することになる。

つまり、上記室内機および上記二次側熱交換端末が、連動して、暖房運転をする場合、室内の温度が上記目標温度に達しても、上記差が上記閾値よりも小さくなると、室内機を、上記目標温度よりも低い上記設定温度で運転させる。このため、室内機は、上記目標温度付近で、サーモ発停を繰り返さず、室内機の運転は、実質的に、停止した状態となる。なお、室内機の運転が止まっていても、端末温度センサの検出温度が高いため、ユーザが居る場所の温度は高くて、快適性を損なわない。

したがって、上記室内機のサーモ発停の回数を低減できて、室内機および二次側熱交換端末の連動時のヒートポンプのＣＯＰを向上できる。

また、一実施形態の温調システムでは、
上記制御装置は、
上記差が上記閾値よりも小さいか否かを判断する判断部と、
上記差が上記閾値よりも小さいと判断されたとき、室内の温度が上記設定温度となるように、上記室内機から吹き出される空気の温度を制御する低温度運転制御部と
を備える。

この実施形態の温調システムによれば、上記判断部は、上記差が上記閾値よりも小さいか否かを判断する。上記低温度運転制御部は、上記差が上記閾値よりも小さいと判断されたとき、室内の温度が上記設定温度となるように、上記室内機から吹き出される空気の温度を制御する。これにより、上記室内機は、上記差が上記閾値よりも小さくなると、上記目標温度よりも低い上記設定温度で運転することになる。

また、一実施形態の温調システムでは、
上記制御装置は、
上記端末温度センサの検出温度が上記目標温度以下となったとき、上記設定温度を解除して、室内の温度が上記目標温度となるように、上記室内機から吹き出される空気の温度を制御する低温度運転解除部と
を備える。

この実施形態の温調システムによれば、上記端末温度センサの検出温度が上記目標温度以下となったとき、上記低温度運転解除部は、上記設定温度を解除して、室内の温度が上記目標温度となるように、上記室内機から吹き出される空気の温度を制御する。

これにより、上記室内機は、上記差が上記閾値よりも小さくなってから、上記端末温度センサの検出温度が上記目標温度以下となるまでの間（以下、設定期間という）、上記目標温度よりも低い上記設定温度で運転することになる。

つまり、上記室内機および上記二次側熱交換端末が、連動して、暖房運転をする場合、室内の温度が上記目標温度に達しても、上記設定期間では、室内機を、上記目標温度よりも低い上記設定温度で運転させる。このため、上記設定期間では、室内機は、上記目標温度付近で、サーモ発停を繰り返さず、室内の温度が上記設定温度に下がるまで、室内機の運転は、実質的に、停止したままとなる。なお、上記設定期間、室内機の運転が止まっていても、端末温度センサの検出温度が高いため、ユーザが居る場所の温度は高くて、快適性を損なわない。

したがって、上記室内機の上記設定期間のサーモ発停の回数を低減できて、室内機および二次側熱交換端末の連動時のヒートポンプのＣＯＰを向上できる。

また、一実施形態の温調システムでは、上記閾値は、負の値である。

この実施形態の温調システムによれば、上記閾値は、負の値であるので、上記端末温度センサの検出温度が、上記室内の目標温度よりも高く、上記差が上記閾値よりも小さくなると、実質的に、室内機の暖房運転を、停止できる。これにより、暖房運転時の室内機のサーモ発停の回数を低減できて、暖房運転時のＣＯＰを向上できる。

この発明の温調システムによれば、上記室内の目標温度から上記端末温度センサの検出温度を引いた差が、上記閾値よりも小さいとき、上記制御装置は、室内の温度が、上記目標温度よりも低い設定温度となるように、上記室内機から吹き出される空気の温度を制御する。これにより、室内機のサーモ発停の回数を低減できて、室内機および二次側熱交換端末の連動時のヒートポンプのＣＯＰを向上できる。

本発明の一実施形態の温調システムを示す簡略構成図である。 温調システムの動作を示すフローである。 室内機および床暖房パネルの連動時のヒートポンプのＣＯＰを示すグラフである。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の実施の一形態の温調システムの構成図を示している。図１に示すように、この温調システムは、室外機１００と、この室外機１００に接続されている室内機２００と、この室外機１００に接続されている床暖房装置３００と、上記各機器１００，２００，３００等を制御する制御装置３０とを備える。

上記室外機１００は、圧縮機１と四路弁２と室外熱交換器３と第１、第２膨張弁８１，８２とを有する。圧縮機１の吐出側には、四路弁２の第１ポートＰ１が接続されている。四路弁２の第２ポートＰ２には、室外熱交換器３の一端が接続されている。室外熱交換器３の他端には、第１、第２膨張弁８１，８２の一端がそれぞれ接続されている。圧縮機１の吸入側には、アキュムレータ６の一端が接続されている。アキュムレータ６の他端は、四路弁２の第３ポートＰ３に接続されている。

上記室内機２００は、室内熱交換器４と室内ファン５とを有する。室内熱交換器４の一端には、上記第１膨張弁８１の他端が接続されている。室内熱交換器４の他端には、上記四路弁２の第４ポートＰ４が接続されている。室内熱交換器４の近傍には、室内機温度センサの一例としてのエアコン温度センサ７が配置されている。このエアコン温度センサ７は、室内機２００の近傍の室内空気を検出する。

上記床暖房装置３００は、二次側熱交換端末の一例としての床暖房パネル２６と、水熱交換器２１と、ポンプ２３と、端末温度センサの一例としての床暖温度センサ２７とを有する。

上記水熱交換器２１の一次側の往き口には、上記室外機１００の上記第２膨張弁８２の他端が接続され、上記水熱交換器２１の一次側の戻り口には、上記四路弁２の第４ポートＰ４が接続されている。

上記水熱交換器２１の二次側往き口には、膨張タンク２２が接続され、この膨張タンク２２には、上記ポンプ２３の吸入口が接続されている。上記ポンプ２３の吐出口には、往きヘッダ２４が接続され、この往きヘッダ２４には、上記床暖房パネル２６の水入口が接続されている。床暖房パネル２６の水出口には、戻りヘッダ２５が接続され、この戻りヘッダ２５には、水熱交換器２１の二次側戻り口が接続されている。

上記床暖温度センサ２７は、上記床暖房パネル２６の図示しないリモコンに設けられている。このリモコンは、床面から所定高さの位置に壁面に固定されている。床暖温度センサ２７は、床暖房パネル２６の近傍の空気温度を検出する。この近傍とは、リモコンが設けられている床上高さをいい、例えば、床上１メートルの高さをいう。

上記圧縮機１と、上記四路弁２と、上記室外熱交換器３と、上記第１膨張弁８１と、上記室内熱交換器４とは、環状に接続されて、エアコン用熱媒回路（ヒートポンプ）を構成している。上記圧縮機１と、上記四路弁２と、上記室外熱交換器３と、上記第２膨張弁８２と、上記水熱交換器２１とは、環状に接続されて、床暖用熱媒回路（ヒートポンプ）を構成している。圧縮機１の運転により、この熱媒回路内を、熱媒が循環する。熱媒としては、例えば、冷媒である。

上水熱交換器２１と、上記ポンプ２３と、上記床暖房パネル２６とは、環状に接続されて、水回路を構成している。ポンプ２３の運転により、この水回路内を、水が循環する。つまり、ポンプ２３は、床暖房パネル２６に、水を供給する。水としては、例えば、水や、ブラインなどの水溶液である。

上記室外熱交換器３は、外気と熱媒との間で、熱交換を行う。上記室内熱交換器４は、室内ファン５により、室内空気と熱媒との間で、熱交換を行う。上記水熱交換器２１は、熱媒と水との間で、熱交換を行う。

上記室内熱交換器４は、例えば、室内空気を熱媒で加熱して、温風を生成する。上記水熱交換器２１は、例えば、水を熱媒で加熱して、温水を生成する。

上記制御装置５０は、エアコン運転制御部３１と、床暖運転制御部３２と、判断部３３と、低温度運転制御部３４と、低温度運転解除部３５とを備える。

上記エアコン運転制御部３１は、エアコン温度センサ７の検出温度に基づいて、室内機２００が室内の目標温度で運転するように、制御する。例えば、エアコン運転制御部３１は、第１膨張弁８１の開度を調整して、室内機２００から吹き出される空気の温度を制御する。

上記床暖運転制御部３２は、床暖温度センサ２７の検出温度に基づいて、床暖房パネル２６が（リモコン等で設定された）所定温度で運転するように、制御する。例えば、床暖運転制御部３２は、ポンプ２３の運転を調整して、水熱交換器２１から床暖房パネル２６へ送り出される水温を制御する。

上記判断部３３は、室内の目標温度から上記床暖温度センサ２７の検出温度を引いた差が、予め定められた閾値よりも小さいか否かを判断する。上記閾値は、負の値であり、このとき、床暖温度センサ２７の検出温度は、室内の目標温度よりも高くなる。

上記低温度運転制御部３４は、上記差が上記閾値よりも小さいと判断されたとき、室内の温度が、上記目標温度よりも低い設定温度となるように、室内機２００から吹き出される空気の温度を制御する。つまり、この低温度運転制御部３２は、上記エアコン運転制御部３１を介して、上記室内機２００が上記設定温度で運転するように、命令する。

上記低温度運転解除部３５は、上記床暖温度センサ２７の検出温度が上記目標温度以下となったとき、上記設定温度を解除して、室内の温度が上記目標温度となるように、室内機２００から吹き出される空気の温度を制御する。つまり、この低温度運転解除部３５は、上記エアコン運転制御部３１を介して、上記室内機２００が上記目標温度で運転するように、命令する。

次に、上記温調システムの動作について説明する。

上記室内機２００で暖房運転を行う場合（以下、エアコン運転という。）、第１膨張弁８１を開き、四路弁２を実線の位置に切り換えて、圧縮機１の運転を開始する。圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、実線の矢印に示すように流れて、室内熱交換器４で室内空気と熱交換される。これにより、室内熱交換器４から吹き出される室内空気は、加熱され、室内熱交換器４からの冷媒は、凝縮する。室内熱交換器４からの冷媒は、第１膨張弁８１で減圧された後、室外熱交換器３で外気との熱交換により蒸発し、圧縮機１の吸入側に戻る。なお、室内機２００で冷房運転を行う場合、四路弁２を点線の位置に切り換えて、冷媒を点線の矢印に示すように流す。

上記床暖房パネル２６で床暖房運転を行う場合（以下、床暖運転という。）、第２膨張弁８２を開き、ポンプ２３を運転して、床暖房装置３００の水回路の水を循環する。圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、実線の矢印に示すように流れて、水熱交換器２１で二次側を流れる水と熱交換される。これにより、水熱交換器２１から送り出される水は、加熱され、水熱交換器２１からの冷媒は、凝縮する。水熱交換器２１の一次側からの冷媒は、第２膨張弁８２で減圧された後、室外熱交換器３で外気との熱交換により蒸発し、圧縮機１の吸入側に戻る。

次に、上記床暖運転のみを行う場合と、上記床暖運転と上記エアコン運転とを連動して行う場合とについて、説明する。

図２に示すように、床暖運転を行ってから（ステップＳ１）、エアコン連動を「入」にすると（ステップＳ２）、床暖運転と連動して、エアコン運転を行う（ステップＳ３）。一方、エアコン連動を「切」にすると（ステップＳ２）、床暖運転のみを行う（ステップＳ４）。

エアコン連動のとき、上記判断部３３は、室内の目標温度から上記床暖温度センサ２７の検出温度を引いた差が、−１℃（上記閾値）よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ５）。

そして、上記差が−１℃よりも小さいと判断されたとき、例えば、上記目標温度が２０℃であり、上記検出温度が２２℃であるとき、上記低温度運転制御部３４は、室内の温度が、上記目標温度よりも低い設定温度となるように、上記室内機２００から吹き出される空気の温度を制御する（ステップＳ６）。つまり、低温度運転制御部３４は、上記設定温度を、上記エアコン運転制御部３１（上記室内機２００）へ送信する。例えば、αを５℃としたとき、上記設定温度は、２０℃（上記目標温度）から５℃を引いた１５℃となる。一方、上記床暖房パネル２６に設定された温度は、変化しないで一定とする。

そして、上記床暖温度センサ２７の検出温度が上記目標温度以下となったとき（ステップＳ８）、例えば、上記目標温度が２０℃であり、上記検出温度が１９℃であるとき、上記低温度運転解除部３５は、上記設定温度（１５℃）を解除して、室内の温度が上記目標温度（２０℃）となるように、上記室内機２００から吹き出される空気の温度を制御する（ステップＳ７）。つまり、低温度運転解除部３５は、上記設定温度を解除して、上記目標温度を、上記エアコン運転制御部３１（上記室内機２００）へ送信する。一方、上記床暖房パネル２６に設定された温度は、変化しないで一定とする。その後、ステップＳ５に戻る。

一方、ステップＳ５で、上記差が−１℃よりも小さくないと判断されたとき、ステップＳ７へ進む。

上記構成の温調システムによれば、上記室内機２００は、上記差が上記閾値よりも小さくなってから、上記床暖温度センサ２７の検出温度が上記目標温度以下となるまでの間（以下、設定期間という）、上記目標温度よりも低い上記設定温度で運転することになる。

つまり、上記室内機２００および上記床暖房パネル２６が、連動して、暖房運転をする場合、室内の温度が上記目標温度に達しても、上記設定期間では、室内機２００を、上記目標温度よりも低い上記設定温度で運転させる。このため、上記設定期間では、室内機２００は、上記目標温度付近で、サーモ発停を繰り返さず、室内の温度が上記設定温度に下がるまで、室内機２００の運転は、実質的に、停止したままとなる。なお、上記設定期間、室内機２００の運転が止まっていても、床暖温度センサ２７の検出温度が高いため、ユーザが居る場所の温度は高くて、快適性を損なわない。

したがって、上記室内機２００の上記設定期間のサーモ発停の回数を低減できて、室内機２００および床暖房パネル２６の連動時のヒートポンプのＣＯＰを向上できる。

図３は、室内機および床暖房パネルの連動時のヒートポンプのＣＯＰを示し、横軸に、室内機および床暖房パネルの合計能力（暖房負荷）を示し、縦軸に、ヒートポンプのＣＯＰを示す。本発明のように、上記室内機２００を、上記設定期間で、上記設定温度で運転させることで、図３の実線Ｃ１に示すように、ＣＯＰを向上できる。これに対して、従来のように、室内機を、上記設定期間に関わらず、上記目標温度で運転させると、図３の点線Ｃ２に示すように、合計能力の低い範囲において、室内機のサーモ発停の影響で、ＣＯＰが低下する。

また、上記構成の温調システムによれば、上記閾値は、負の値であるので、上記床暖温度センサ２７の検出温度が、上記室内の目標温度よりも高く、上記差が上記閾値よりも小さくなると、実質的に、室内機２００の暖房運転を、停止できる。これにより、暖房運転時の室内機２００のサーモ発停の回数を低減できて、暖房運転時のＣＯＰを向上できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記閾値、上記目標温度および上記設定温度の具体的な数値は、室内の広さ等に応じて変更可能である。

上記実施形態では、上記床暖温度センサ２７は、床暖房パネル２６の近傍の空気温度を検出するようにしたが、床暖房パネル２６の温度を検出するようにしてもよい。

上記実施形態では、上記エアコン運転制御部３１は、第１膨張弁８１の開度を調整して、室内熱交換器４から送り出される室内空気の温度を制御するようにしたが、圧縮機１の図示しないインバータを制御して、室内機２００からの空気の温度を調整するようにしてもよい。

上記実施形態では、上記床暖運転制御部３２は、ポンプ２３の運転を調整して、水熱交換器２１からの水温を調整するようにしたが、第２膨張弁８２の開度を調整して、水熱交換器２１からの水温を調整するようにしてもよい。

上記実施形態では、図２のステップＳ６およびステップＳ７において、上記床暖房パネル２６に設定された温度を、変化しないで一定としたが、この温度を変化するようにしてもよい。

上記実施形態では、上記制御装置３０に、上記低温度運転解除部３５を設けたが、これを省略するようにしてもよい。また、上記実施形態では、上記二次側熱交換端末として、床暖房パネルを用いたが、床以外に壁等に設置する冷暖房装置であってもよい。

また、床暖房装置において、複数の床暖房パネルを設けてもよい。また、温調システムにおいて、複数の床暖房装置およびエアコンを設けてもよい。

１ 圧縮機
２ 四路弁
３ 室外熱交換器
４ 室内熱交換器
７ エアコン温度センサ（室内機温度センサ）
２１ 水熱交換器
２３ ポンプ
２６ 床暖房パネル（二次側熱交換端末）
２７ 床暖温度センサ（端末温度センサ）
３０ 制御装置
３１ エアコン運転制御部
３２ 床暖運転制御部
３３ 判断部
３４ 低温度運転制御部
３５ 低温度運転解除部
８１ 第１膨張弁
８２ 第２膨張弁
１００ 室外機
２００ 室内機
３００ 床暖房装置

この発明は、温調システムに関する。

従来、温調システムとしては、特許第４０４２４８０号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この温調システムは、室外機と、上記室外機に接続されている室内機と、上記室外機に接続されている床暖房パネルとを備えている。

そして、上記床暖房パネルによって温められた床面の温度が高くなるにつれて、室内の温度が低くなるように、上記室内機の目標温度を設定している。これにより、ドラフト感を少なくして快適度を向上させている。

特許第４０４２４８０号公報

ところで、上記従来の温調システムでは、室内の温度が上記目標温度に達しても、上記室内機は、上記目標温度で、運転されることになる。このため、室内機は、室内の温度が上記目標温度を超えると、運転を停止する一方、室内の温度が上記目標温度を下回ると、運転を開始する。つまり、室内機は、上記目標温度付近で、サーモ発停を繰り返す。

この室内機のサーモ発停の回数が多いと、上記室内機および上記床暖房パネルの連動時のヒートポンプのＣＯＰが低下するといった問題がある。

そこで、この発明の課題は、室内機のサーモ発停の回数を低減できて、室内機および二次側熱交換端末の連動時のヒートポンプのＣＯＰを向上できる温調システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の温調システムは、
熱媒と外気とを熱交換するための室外機と、
上記室外機に接続されていると共に熱媒と室内空気とを熱交換するための室内機と、
上記室外機に接続されていると共に熱媒と水とを熱交換するための水熱交換器と、
上記水熱交換器に接続されている二次側熱交換端末と、
上記二次側熱交換端末の温度または上記二次側熱交換端末近傍の空気温度を検出する端末温度センサと、
室内の目標温度から上記端末温度センサの検出温度を引いた差が、予め定められた閾値よりも小さいとき、室内の温度が、上記目標温度よりも低い設定温度となるように、上記室内機を制御する制御装置と
を備えることを特徴としている。

この発明の温調システムによれば、上記室内の目標温度から上記端末温度センサの検出温度を引いた差が、上記閾値よりも小さいとき、上記制御装置は、室内の温度が、上記目標温度よりも低い設定温度となるように、上記室内機を制御する。これにより、上記室内機は、上記差が上記閾値よりも小さくなると、上記目標温度よりも低い上記設定温度で運転することになる。

つまり、上記室内機および上記二次側熱交換端末が、連動して、暖房運転をする場合、室内の温度が上記目標温度に達しても、上記差が上記閾値よりも小さくなると、室内機を、上記目標温度よりも低い上記設定温度で運転させる。このため、室内機は、上記目標温度付近で、サーモ発停を繰り返さず、室内機の運転は、実質的に、停止した状態となる。なお、室内機の運転が止まっていても、端末温度センサの検出温度が高いため、ユーザが居る場所の温度は高くて、快適性を損なわない。

したがって、上記室内機のサーモ発停の回数を低減できて、室内機および二次側熱交換端末の連動時のヒートポンプのＣＯＰを向上できる。

また、一実施形態の温調システムでは、
上記制御装置は、
上記差が上記閾値よりも小さいか否かを判断する判断部と、
上記差が上記閾値よりも小さいと判断されたとき、室内の温度が上記設定温度となるように、上記室内機から吹き出される空気の温度を制御する低温度運転制御部と
を備える。

この実施形態の温調システムによれば、上記判断部は、上記差が上記閾値よりも小さいか否かを判断する。上記低温度運転制御部は、上記差が上記閾値よりも小さいと判断されたとき、室内の温度が上記設定温度となるように、上記室内機から吹き出される空気の温度を制御する。これにより、上記室内機は、上記差が上記閾値よりも小さくなると、上記目標温度よりも低い上記設定温度で運転することになる。

また、一実施形態の温調システムでは、
上記制御装置は、
上記端末温度センサの検出温度が上記目標温度以下となったとき、上記設定温度を解除して、室内の温度が上記目標温度となるように、上記室内機から吹き出される空気の温度を制御する低温度運転解除部と
を備える。

この実施形態の温調システムによれば、上記端末温度センサの検出温度が上記目標温度以下となったとき、上記低温度運転解除部は、上記設定温度を解除して、室内の温度が上記目標温度となるように、上記室内機から吹き出される空気の温度を制御する。

これにより、上記室内機は、上記差が上記閾値よりも小さくなってから、上記端末温度センサの検出温度が上記目標温度以下となるまでの間（以下、設定期間という）、上記目標温度よりも低い上記設定温度で運転することになる。

つまり、上記室内機および上記二次側熱交換端末が、連動して、暖房運転をする場合、室内の温度が上記目標温度に達しても、上記設定期間では、室内機を、上記目標温度よりも低い上記設定温度で運転させる。このため、上記設定期間では、室内機は、上記目標温度付近で、サーモ発停を繰り返さず、室内の温度が上記設定温度に下がるまで、室内機の運転は、実質的に、停止したままとなる。なお、上記設定期間、室内機の運転が止まっていても、端末温度センサの検出温度が高いため、ユーザが居る場所の温度は高くて、快適性を損なわない。

したがって、上記室内機の上記設定期間のサーモ発停の回数を低減できて、室内機および二次側熱交換端末の連動時のヒートポンプのＣＯＰを向上できる。

また、一実施形態の温調システムでは、上記閾値は、負の値である。

この実施形態の温調システムによれば、上記閾値は、負の値であるので、上記端末温度センサの検出温度が、上記室内の目標温度よりも高く、上記差が上記閾値よりも小さくなると、実質的に、室内機の暖房運転を、停止できる。これにより、暖房運転時の室内機のサーモ発停の回数を低減できて、暖房運転時のＣＯＰを向上できる。

この発明の温調システムによれば、上記室内の目標温度から上記端末温度センサの検出温度を引いた差が、上記閾値よりも小さいとき、上記制御装置は、室内の温度が、上記目標温度よりも低い設定温度となるように、上記室内機を制御する。これにより、室内機のサーモ発停の回数を低減できて、室内機および二次側熱交換端末の連動時のヒートポンプのＣＯＰを向上できる。

本発明の一実施形態の温調システムを示す簡略構成図である。 温調システムの動作を示すフローである。 室内機および床暖房パネルの連動時のヒートポンプのＣＯＰを示すグラフである。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の実施の一形態の温調システムの構成図を示している。図１に示すように、この温調システムは、室外機１００と、この室外機１００に接続されている室内機２００と、この室外機１００に接続されている床暖房装置３００と、上記各機器１００，２００，３００等を制御する制御装置３０とを備える。

上記室外機１００は、圧縮機１と四路弁２と室外熱交換器３と第１、第２膨張弁８１，８２とを有する。圧縮機１の吐出側には、四路弁２の第１ポートＰ１が接続されている。四路弁２の第２ポートＰ２には、室外熱交換器３の一端が接続されている。室外熱交換器３の他端には、第１、第２膨張弁８１，８２の一端がそれぞれ接続されている。圧縮機１の吸入側には、アキュムレータ６の一端が接続されている。アキュムレータ６の他端は、四路弁２の第３ポートＰ３に接続されている。

上記室内機２００は、室内熱交換器４と室内ファン５とを有する。室内熱交換器４の一端には、上記第１膨張弁８１の他端が接続されている。室内熱交換器４の他端には、上記四路弁２の第４ポートＰ４が接続されている。室内熱交換器４の近傍には、室内機温度センサの一例としてのエアコン温度センサ７が配置されている。このエアコン温度センサ７は、室内機２００の近傍の室内空気を検出する。

上記床暖房装置３００は、二次側熱交換端末の一例としての床暖房パネル２６と、水熱交換器２１と、ポンプ２３と、端末温度センサの一例としての床暖温度センサ２７とを有する。

上記水熱交換器２１の一次側の往き口には、上記室外機１００の上記第２膨張弁８２の他端が接続され、上記水熱交換器２１の一次側の戻り口には、上記四路弁２の第４ポートＰ４が接続されている。

上記水熱交換器２１の二次側往き口には、膨張タンク２２が接続され、この膨張タンク２２には、上記ポンプ２３の吸入口が接続されている。上記ポンプ２３の吐出口には、往きヘッダ２４が接続され、この往きヘッダ２４には、上記床暖房パネル２６の水入口が接続されている。床暖房パネル２６の水出口には、戻りヘッダ２５が接続され、この戻りヘッダ２５には、水熱交換器２１の二次側戻り口が接続されている。

上記床暖温度センサ２７は、上記床暖房パネル２６の図示しないリモコンに設けられている。このリモコンは、床面から所定高さの位置に壁面に固定されている。床暖温度センサ２７は、床暖房パネル２６の近傍の空気温度を検出する。この近傍とは、リモコンが設けられている床上高さをいい、例えば、床上１メートルの高さをいう。

上記圧縮機１と、上記四路弁２と、上記室外熱交換器３と、上記第１膨張弁８１と、上記室内熱交換器４とは、環状に接続されて、エアコン用熱媒回路（ヒートポンプ）を構成している。上記圧縮機１と、上記四路弁２と、上記室外熱交換器３と、上記第２膨張弁８２と、上記水熱交換器２１とは、環状に接続されて、床暖用熱媒回路（ヒートポンプ）を構成している。圧縮機１の運転により、この熱媒回路内を、熱媒が循環する。熱媒としては、例えば、冷媒である。

上水熱交換器２１と、上記ポンプ２３と、上記床暖房パネル２６とは、環状に接続されて、水回路を構成している。ポンプ２３の運転により、この水回路内を、水が循環する。つまり、ポンプ２３は、床暖房パネル２６に、水を供給する。水としては、例えば、水や、ブラインなどの水溶液である。

上記室外熱交換器３は、外気と熱媒との間で、熱交換を行う。上記室内熱交換器４は、室内ファン５により、室内空気と熱媒との間で、熱交換を行う。上記水熱交換器２１は、熱媒と水との間で、熱交換を行う。

上記室内熱交換器４は、例えば、室内空気を熱媒で加熱して、温風を生成する。上記水熱交換器２１は、例えば、水を熱媒で加熱して、温水を生成する。

上記制御装置３０は、エアコン運転制御部３１と、床暖運転制御部３２と、判断部３３と、低温度運転制御部３４と、低温度運転解除部３５とを備える。

上記エアコン運転制御部３１は、エアコン温度センサ７の検出温度に基づいて、室内機２００が室内の目標温度で運転するように、制御する。例えば、エアコン運転制御部３１は、第１膨張弁８１の開度を調整して、室内機２００から吹き出される空気の温度を制御する。

上記床暖運転制御部３２は、床暖温度センサ２７の検出温度に基づいて、床暖房パネル２６が（リモコン等で設定された）所定温度で運転するように、制御する。例えば、床暖運転制御部３２は、ポンプ２３の運転を調整して、水熱交換器２１から床暖房パネル２６へ送り出される水温を制御する。

上記判断部３３は、室内の目標温度から上記床暖温度センサ２７の検出温度を引いた差が、予め定められた閾値よりも小さいか否かを判断する。上記閾値は、負の値であり、このとき、床暖温度センサ２７の検出温度は、室内の目標温度よりも高くなる。

上記低温度運転制御部３４は、上記差が上記閾値よりも小さいと判断されたとき、室内の温度が、上記目標温度よりも低い設定温度となるように、室内機２００から吹き出される空気の温度を制御する。つまり、この低温度運転制御部３２は、上記エアコン運転制御部３１を介して、上記室内機２００が上記設定温度で運転するように、命令する。

上記低温度運転解除部３５は、上記床暖温度センサ２７の検出温度が上記目標温度以下となったとき、上記設定温度を解除して、室内の温度が上記目標温度となるように、室内機２００から吹き出される空気の温度を制御する。つまり、この低温度運転解除部３５は、上記エアコン運転制御部３１を介して、上記室内機２００が上記目標温度で運転するように、命令する。

次に、上記温調システムの動作について説明する。

上記室内機２００で暖房運転を行う場合（以下、エアコン運転という。）、第１膨張弁８１を開き、四路弁２を実線の位置に切り換えて、圧縮機１の運転を開始する。圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、実線の矢印に示すように流れて、室内熱交換器４で室内空気と熱交換される。これにより、室内熱交換器４から吹き出される室内空気は、加熱され、室内熱交換器４からの冷媒は、凝縮する。室内熱交換器４からの冷媒は、第１膨張弁８１で減圧された後、室外熱交換器３で外気との熱交換により蒸発し、圧縮機１の吸入側に戻る。なお、室内機２００で冷房運転を行う場合、四路弁２を点線の位置に切り換えて、冷媒を点線の矢印に示すように流す。

上記床暖房パネル２６で床暖房運転を行う場合（以下、床暖運転という。）、第２膨張弁８２を開き、ポンプ２３を運転して、床暖房装置３００の水回路の水を循環する。圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、実線の矢印に示すように流れて、水熱交換器２１で二次側を流れる水と熱交換される。これにより、水熱交換器２１から送り出される水は、加熱され、水熱交換器２１からの冷媒は、凝縮する。水熱交換器２１の一次側からの冷媒は、第２膨張弁８２で減圧された後、室外熱交換器３で外気との熱交換により蒸発し、圧縮機１の吸入側に戻る。

次に、上記床暖運転のみを行う場合と、上記床暖運転と上記エアコン運転とを連動して行う場合とについて、説明する。

図２に示すように、床暖運転を行ってから（ステップＳ１）、エアコン連動を「入」にすると（ステップＳ２）、床暖運転と連動して、エアコン運転を行う（ステップＳ３）。一方、エアコン連動を「切」にすると（ステップＳ２）、床暖運転のみを行う（ステップＳ４）。

エアコン連動のとき、上記判断部３３は、室内の目標温度から上記床暖温度センサ２７の検出温度を引いた差が、−１℃（上記閾値）よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ５）。

そして、上記差が−１℃よりも小さいと判断されたとき、例えば、上記目標温度が２０℃であり、上記検出温度が２２℃であるとき、上記低温度運転制御部３４は、室内の温度が、上記目標温度よりも低い設定温度となるように、上記室内機２００から吹き出される空気の温度を制御する（ステップＳ６）。つまり、低温度運転制御部３４は、上記設定温度を、上記エアコン運転制御部３１（上記室内機２００）へ送信する。例えば、αを５℃としたとき、上記設定温度は、２０℃（上記目標温度）から５℃を引いた１５℃となる。一方、上記床暖房パネル２６に設定された温度は、変化しないで一定とする。

そして、上記床暖温度センサ２７の検出温度が上記目標温度以下となったとき（ステップＳ８）、例えば、上記目標温度が２０℃であり、上記検出温度が１９℃であるとき、上記低温度運転解除部３５は、上記設定温度（１５℃）を解除して、室内の温度が上記目標温度（２０℃）となるように、上記室内機２００から吹き出される空気の温度を制御する（ステップＳ７）。つまり、低温度運転解除部３５は、上記設定温度を解除して、上記目標温度を、上記エアコン運転制御部３１（上記室内機２００）へ送信する。一方、上記床暖房パネル２６に設定された温度は、変化しないで一定とする。その後、ステップＳ５に戻る。

一方、ステップＳ５で、上記差が−１℃よりも小さくないと判断されたとき、ステップＳ７へ進む。

上記構成の温調システムによれば、上記室内機２００は、上記差が上記閾値よりも小さくなってから、上記床暖温度センサ２７の検出温度が上記目標温度以下となるまでの間（以下、設定期間という）、上記目標温度よりも低い上記設定温度で運転することになる。

つまり、上記室内機２００および上記床暖房パネル２６が、連動して、暖房運転をする場合、室内の温度が上記目標温度に達しても、上記設定期間では、室内機２００を、上記目標温度よりも低い上記設定温度で運転させる。このため、上記設定期間では、室内機２００は、上記目標温度付近で、サーモ発停を繰り返さず、室内の温度が上記設定温度に下がるまで、室内機２００の運転は、実質的に、停止したままとなる。なお、上記設定期間、室内機２００の運転が止まっていても、床暖温度センサ２７の検出温度が高いため、ユーザが居る場所の温度は高くて、快適性を損なわない。

したがって、上記室内機２００の上記設定期間のサーモ発停の回数を低減できて、室内機２００および床暖房パネル２６の連動時のヒートポンプのＣＯＰを向上できる。

図３は、室内機および床暖房パネルの連動時のヒートポンプのＣＯＰを示し、横軸に、室内機および床暖房パネルの合計能力（暖房負荷）を示し、縦軸に、ヒートポンプのＣＯＰを示す。本発明のように、上記室内機２００を、上記設定期間で、上記設定温度で運転させることで、図３の実線Ｃ１に示すように、ＣＯＰを向上できる。これに対して、従来のように、室内機を、上記設定期間に関わらず、上記目標温度で運転させると、図３の点線Ｃ２に示すように、合計能力の低い範囲において、室内機のサーモ発停の影響で、ＣＯＰが低下する。

また、上記構成の温調システムによれば、上記閾値は、負の値であるので、上記床暖温度センサ２７の検出温度が、上記室内の目標温度よりも高く、上記差が上記閾値よりも小さくなると、実質的に、室内機２００の暖房運転を、停止できる。これにより、暖房運転時の室内機２００のサーモ発停の回数を低減できて、暖房運転時のＣＯＰを向上できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記閾値、上記目標温度および上記設定温度の具体的な数値は、室内の広さ等に応じて変更可能である。

上記実施形態では、上記床暖温度センサ２７は、床暖房パネル２６の近傍の空気温度を検出するようにしたが、床暖房パネル２６の温度を検出するようにしてもよい。

上記実施形態では、上記エアコン運転制御部３１は、第１膨張弁８１の開度を調整して、室内熱交換器４から送り出される室内空気の温度を制御するようにしたが、圧縮機１の図示しないインバータを制御して、室内機２００からの空気の温度を調整するようにしてもよい。

上記実施形態では、上記床暖運転制御部３２は、ポンプ２３の運転を調整して、水熱交換器２１からの水温を調整するようにしたが、第２膨張弁８２の開度を調整して、水熱交換器２１からの水温を調整するようにしてもよい。

上記実施形態では、図２のステップＳ６およびステップＳ７において、上記床暖房パネル２６に設定された温度を、変化しないで一定としたが、この温度を変化するようにしてもよい。

上記実施形態では、上記制御装置３０に、上記低温度運転解除部３５を設けたが、これを省略するようにしてもよい。また、上記実施形態では、上記二次側熱交換端末として、床暖房パネルを用いたが、床以外に壁等に設置する冷暖房装置であってもよい。

また、床暖房装置において、複数の床暖房パネルを設けてもよい。また、温調システムにおいて、複数の床暖房装置およびエアコンを設けてもよい。

１ 圧縮機
２ 四路弁
３ 室外熱交換器
４ 室内熱交換器
７ エアコン温度センサ（室内機温度センサ）
２１ 水熱交換器
２３ ポンプ
２６ 床暖房パネル（二次側熱交換端末）
２７ 床暖温度センサ（端末温度センサ）
３０ 制御装置
３１ エアコン運転制御部
３２ 床暖運転制御部
３３ 判断部
３４ 低温度運転制御部
３５ 低温度運転解除部
８１ 第１膨張弁
８２ 第２膨張弁
１００ 室外機
２００ 室内機
３００ 床暖房装置

Claims (4)

1. 熱媒と外気とを熱交換するための室外機（１００）と、
   上記室外機（１００）に接続されていると共に熱媒と室内空気とを熱交換するための室内機（２００）と、
   上記室外機（１００）に接続されていると共に熱媒と水とを熱交換するための水熱交換器（２１）と、
   上記水熱交換器（２１）に接続されている二次側熱交換端末（２６）と、
   上記二次側熱交換端末（２６）の温度または上記二次側熱交換端末（２６）近傍の空気温度を検出する端末温度センサ（２７）と、
   室内の目標温度から上記端末温度センサ（２７）の検出温度を引いた差が、予め定められた閾値よりも小さいとき、室内の温度が、上記目標温度よりも低い設定温度となるように、上記室内機（２００）から吹き出される空気の温度を制御する制御装置（３０）と
   を備えることを特徴とする温調システム。
2. 請求項１に記載の温調システムにおいて、
   上記制御装置（３０）は、
   上記差が上記閾値よりも小さいか否かを判断する判断部（３３）と、
   上記差が上記閾値よりも小さいと判断されたとき、室内の温度が上記設定温度となるように、上記室内機（２００）から吹き出される空気の温度を制御する低温度運転制御部（３４）と
   を備えることを特徴とする温調システム。
3. 請求項２に記載の温調システムにおいて、
   上記制御装置（３０）は、
   上記端末温度センサ（２７）の検出温度が上記目標温度以下となったとき、上記設定温度を解除して、室内の温度が上記目標温度となるように、上記室内機（２００）から吹き出される空気の温度を制御する低温度運転解除部（３５）と
   を備えることを特徴とする温調システム。
4. 請求項１から３の何れか一つに記載の温調システムにおいて、
   上記閾値は、負の値であることを特徴とする温調システム。

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