JP2014119160A - 温調システム - Google Patents

Abstract

【課題】室内機と床暖房パネルとを連動して暖房運転するとき、床温を一定値以上に保持できて、快適性を維持できる温調システムを提供する。
【解決手段】室内機（２００）と床暖房パネル（２６）とが連動しているとき、床暖温度センサ（２７）の検出温度が、目標温度よりも小さくなると、ファン回転数低下部（３４）は、室内ファン（５）の回転数を下げる。
【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低くなるにつれて、室内の温度が高くなるように、上記室内機の設定温度を高くする。これにより、体感温度を一定に保っている。

特許第４０４２４８０号公報

ところで、上記従来の温調システムでは、上記室内機と上記床暖房パネルとを連動していると、床暖房パネルの温度が目標温度よりも下がってくることがある。このとき、体感温度を一定にするために、室内機の設定温度を高くして運転するが、そうすると、室内ファンの回転数が上がり、床暖房パネルの温度がさらに下がりだして、ユーザが実際に居る場所の温度が低下し、快適性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、室内機と床暖房パネルとを連動して暖房運転するとき、床温を一定値以上に保持できて、快適性を維持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へ流れる水の温度を検出する端末温度センサと、
上記室内機と上記二次側熱交換端末とが連動しているとき、上記端末温度センサの検出温度が目標温度よりも小さいと、上記室内機の室内ファンの回転数を下げる制御装置と
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、上記室内機と上記二次側熱交換端末とが連動しているとき、上記端末温度センサの検出温度が上記目標温度よりも小さいと、上記制御装置は、上記室内機の室内ファンの回転数を下げる。

これにより、上記室内機および上記二次側熱交換端末で連動して暖房運転を行う場合、上記室内ファンの回転数を下げることで、室内機で熱交換される熱媒の凝縮温度の低下を防止できる。そして、室内機の熱媒の凝縮温度の低下を防止することで、二次側熱交換端末へ流れる水の温度の低下を防止できる。

したがって、上記室内機と上記二次側熱交換端末とを連動して暖房運転するとき、二次側熱交換端末の温度を一定値以上に保持できて、快適性を維持できる。

また、一実施形態の温調システムでは、
上記制御装置は、
上記室内機と上記二次側熱交換端末とが連動しているとき、上記検出温度が上記目標温度よりも小さいか否かを判断する判断部と、
上記検出温度が上記目標温度よりも小さいと判断されたとき、上記室内機の室内ファンの回転数を下げるファン回転数低下部と
を備える。

この実施形態の温調システムによれば、上記室内機と上記二次側熱交換端末とが連動しているとき、上記判断部によって、上記端末温度センサの検出温度が、上記目標温度よりも小さいと判断されると、上記ファン回転数低下部は、上記室内機の室内ファンの回転数を下げる。これにより、室内機および二次側熱交換端末で連動して暖房運転を行う場合、室内ファンの回転数を下げることで、室内機で熱交換される熱媒の凝縮温度の低下を防止できる。

また、一実施形態の温調システムでは、上記判断部は、上記室内機と上記二次側熱交換端末との連動開始から予め定められた設定時間の経過後に、上記検出温度が上記目標温度よりも小さいか否かを判断する。

この実施形態の温調システムによれば、上記判断部の判断は、上記連動開始から上記設定時間の経過後に、行われる。これにより、室内機および二次側熱交換端末の連動運転や室内の温度が安定してから、上記検出温度が上記目標温度よりも小さいと判断されたとき、室内ファンの回転数を下げることができる。

ここで、暖房運転の場合、運転および室温の安定状態では、ユーザの快適性にとって、室内機による暖房の影響は小さい一方、二次側熱交換端末による暖房の影響は大きい。したがって、この安定状態において、室内ファンの回転数を下げ室内機の温度を上げても、二次側熱交換端末の温度を下げることがないため、快適性を確実に維持できる。

この発明の温調システムによれば、上記室内機と上記二次側熱交換端末とが連動しているとき、上記端末温度センサの検出温度が、上記目標温度よりも小さいと、上記制御装置は、上記室内機の室内ファンの回転数を下げる。これにより、室内機と二次側熱交換端末とを連動して暖房運転するとき、二次側熱交換端末の温度を一定値以上に保持できて、快適性を維持できる。

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。

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へ流れる水の温度を検出する。床暖温度センサ２７は、往きヘッダ２４と床暖房パネル２６の間に配置され、床暖房パネル２６への現在の往き水温を検出する。

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、ファン回転数低下部３４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、室内機２００と床暖房パネル２６とが連動しているとき、上記床暖温度センサ２７の検出温度が、目標温度よりも小さいか否かを判断する。つまり、判断部３３は、床暖房パネル２６への現在の往き水温が、目標の往き水温よりも小さいか否かを判断する。

上記判断部３３は、室内機２００と床暖房パネル２６との連動開始（立ち上げ）から予め定められた設定時間の経過後に、検出温度が目標温度よりも小さいか否かを判断する。この設定時間とは、室内機２００と床暖房パネル２６の連動運転や室内の温度が安定する時間である。

上記ファン回転数低下部３４は、上記検出温度が上記目標温度よりも小さいと判断されたとき、上記室内ファン５の回転数を下げる。つまり、ファン回転数低下部３４は、室内ファン５のモータを制御して、室内ファン５の回転数を下げる。

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、立ち上げ（連動開始）から上記設定時間が経過すると（ステップＳ５）、上記判断部３３は、床暖房パネル２６への現在の往き水温が、目標の往き水温よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ６）。

そして、上記現在の往き水温が、上記目標の往き水温よりも小さいと判断されたとき、上記ファン回転数低下部３４は、室内ファン５の回転数を下げて（ステップＳ７）、ステップＳ６に戻る。一方、現在の往き水温が、目標の往き水温よりも小さくないと判断されたとき、室内ファン５の回転数は、現状のまま変更しない（ステップＳ８）。

上記構成の温調システムによれば、上記室内機２００と上記床暖房パネル２６とが連動しているとき、上記床暖温度センサ２７の検出温度が、上記目標温度よりも小さくなると、上記ファン回転数低下部３４は、上記室内ファン５の回転数を下げる。

これにより、上記室内機２００および上記床暖房パネル２６で連動して暖房運転を行う場合、上記室内ファン５の回転数を下げることで、室内機２００で熱交換される熱媒の凝縮温度の低下を防止できる。そして、室内機２００の熱媒の凝縮温度の低下を防止することで、床暖房パネル２６へ流れる水の温度の低下を防止できる。

したがって、上記室内機２００と上記床暖房パネル２６とを連動して暖房運転するとき、床暖房パネル２６の温度（床温）を一定値以上に保持できて、ユーザが実際に居る場所の温度の低下を防止し、快適性を維持できる。

要するに、本願発明者は、上記室内ファン５の回転数が高くなると、上記室内機２００で熱交換される熱媒の凝縮温度が低下していき、これにより、床暖房パネル２６へ流れる水の温度が低下することを見出した。そして、本願発明者は、床暖房パネル２６へ流れる水の温度の低下を防止するために、室内ファン５の回転数を下げるという思想を導き出した。

また、上記構成の温調システムによれば、上記判断部３３の判断は、上記連動開始から上記設定時間の経過後に、行われる。これにより、室内機２００および床暖房パネル２６の連動運転や室内の温度が安定してから、上記検出温度が上記目標温度よりも小さいと判断されたとき、室内ファン５の回転数を下げることができる。

ここで、暖房運転の場合、運転および室温の安定状態では、ユーザの快適性にとって、室内機２００による暖房の影響は小さい一方、床暖房パネル２６による暖房の影響は大きい。したがって、この安定状態において、室内ファン５の回転数を下げ室内機２００の温度を下げても、床暖房パネル２６の温度を下げることがないため、快適性を確実に維持できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。

上記実施形態では、上記床暖温度センサ２７は、往きヘッダ２４と床暖房パネル２６の間に配置されていたが、水熱交換器２１と往きヘッダ２４との間に配置してもよく、床暖房パネル２６へ流れる水の温度を検出する位置であればよい。

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、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複数の室内機を設けてもよい。

１ 圧縮機
２ 四路弁
３ 室外熱交換器
４ 室内熱交換器
５ 室内ファン
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 ファン回転数低下部
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 (3)

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）へ流れる水の温度を検出する端末温度センサ（２７）と、
   上記室内機（２００）と上記二次側熱交換端末（２６）とが連動しているとき、上記端末温度センサ（２７）の検出温度が目標温度よりも小さいと、上記室内機（２００）の室内ファン（５）の回転数を下げる制御装置（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、
   上記室内機（２００）と上記二次側熱交換端末（２６）とが連動しているとき、上記検出温度が上記目標温度よりも小さいか否かを判断する判断部（３３）と、
   上記検出温度が上記目標温度よりも小さいと判断されたとき、上記室内機（２００）の室内ファン（５）の回転数を下げるファン回転数低下部（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、
   上記判断部（３３）は、上記室内機（２００）と上記二次側熱交換端末（２６）との連動開始から予め定められた設定時間の経過後に、上記検出温度が上記目標温度よりも小さいか否かを判断することを特徴とする温調システム。

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