JP3425282B2 - 複合温水暖房システムの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一つの加熱源によ
って加熱された温水を、床暖房パネルと室内機に温水を
それぞれ異なる温度で循環させるための温水循環回路を
形成して室内の暖房を行う複合温水暖房システムの制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】バーナ等により加熱された温水を室内機
に循環させるとともに、室内機のみでなく室内の床面に
設置した床暖房パネルにも温水を循環させるために異な
る温度の温水を循環させる温水循環回路を設けた複合温
水暖房システムがある。こうした複合温水暖房システム
では、室内機の暖房能力の制御のために、設定温度と室
内温度との温度差に基づいて室内機で放熱すべき必要熱
量が算出され、室内機単独で暖房運転をする場合には、
必要熱量に応じて温水を加熱するバーナ等の燃焼量が制
御されて、その熱が室内機で放出され、床暖房パネルに
よる暖房運転を同時に行う場合には、バーナ等の加熱源
によって加熱される温水の温度が一定温度になるように
加熱源の加熱量を調節し、室内機を通過する温水の流量
が必要熱量に応じて制御されて、室内機で必要熱量が放
出される。

【０００３】他方、こうした複合温水暖房システムで
は、床暖房パネルによる暖房能力を調節するために、床
暖房パネルへの温水循環回路に設けて開閉制御される床
暖制御弁の開放率を設定された暖房能力に応じて可変す
ることによって循環する温水水量を調節し、それによっ
て床面温度を調節している。そして、床暖房パネルへ供
給される温水温度は室内機へ供給される温水温度より低
く設定されている。また、室内機からの帰還温水は、床
暖房パネルへ供給される温水温度よりも低い。そこで、
室内機からの帰還温水に室内機を介さない高温の温水を
混合し、床暖房パネルに供給するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のとおり、室内機
と床暖房パネルとにそれぞれ温水を循環させる複合温水
暖房システムでは、室内機単独で運転を行う場合には、
安定した温度管理ができるが、室内機と床暖房パネルと
の両方で暖房を行う場合には、バーナの加熱量は単に温
水温度を一定温度に維持するように制御されるため、暖
房負荷が小さくなって室内機での暖房能力を下げたい場
合などに、室内機への温水の流量を減少させて放熱量を
小さくすると、室内機を介さない高温の温水の流量が増
えるため、床暖房パネルを供給される温水温度が逆に高
くなる。このため、床暖制御弁の開閉の開放率によって
温度管理が行われる床暖房パネルでの温水水量の制御が
不安定になり、床暖房パネルの温度が不安定になるとい
う問題がある。

【０００５】本発明は、一つの加熱源によって加熱され
た温水を異なる温度で室内機と床暖房パネルにそれぞれ
供給する温水循環回路を設けた複合温水暖房システムに
おいて、室内機での放熱量が低下した場合に、室内機に
よる安定した暖房を維持しつつ、且つ、床暖房パネルに
おける暖房温度を安定させることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１で
は、室内を暖房するためにそれぞれ温水を熱源とする床
暖房パネルと室内暖房機とを設け、加熱源を備えた加熱
用熱交換器によって加熱された温水を前記室内暖房機に
供給するとともに、前記室内暖房機及び前記床暖房パネ
ルからの各帰還温水と前記加熱用熱交換器によって加熱
された温水とを合流させて前記床暖房パネルに供給する
ように温水循環回路を形成し、ポンプによって前記温水
循環回路に温水を循環させ、前記温水循環回路に、前記
室内暖房機への供給温水流量を調整するための流量可変
弁を設けた複合温水暖房システムの制御装置において、
前記室内の目標温度を設定する室温設定器と、前記室内
の室内温度を検知するための室温センサと、前記加熱用
熱交換器によって加熱された温水の温度を検知するため
の高温水温度センサと、前記床暖房パネルへ供給される
温水の温度を検知するための低温水温度センサと、前記
室内暖房機を通過した流出温水温度を検知する流出温水
温度センサと、前記加熱源の加熱量を前記高温水温度セ
ンサの検知温度に基づいて一定温度に制御するととも
に、前記低温水温度センサの検知温度が前記一定温度よ
り低く設定された所定温度より高くなった場合に、前記
低温水温度センサの検知温度が前記所定温度以下になる
ように前記加熱源を制御する加熱源制御手段と、少なく
とも前記室温設定器の前記設定温度と前記室温センサに
より検知する前記室内温度と前記流出温水温度センサに
より検知する前記流出温水温度に基づいて前記流量可変
弁を制御する流量可変弁制御手段とを具備することを技
術的手段とする。

【０００７】以上の構成により、室内暖房機及び床暖房
パネルによって複合暖房運転をする場合、加熱源は当初
は一定温度になるように制御される。また、算出された
必要熱量に応じて流量可変弁が制御され、設定温度に応
じて、適切な熱量が室内暖房機によって放出される。設
定温度の変更、室外の温度上昇に伴う暖房負荷の低下な
どによって、室内暖房機を通過する温水流量が流量可変
弁により減少させられたとき、室内暖房機を介さない高
温の温水の流量が増えることにより、余剰の熱量により
床暖房パネルへ供給される温水の温度が所定温度より高
くなると、加熱源は、低温水温度センサによって検知さ
れる検知温度が所定温度より低くなるように制御され
る。従って、床暖房パネルへ供給される温水の温度が、
必ず、所定温度以下に維持され、高くなりすぎることが
なくなる。この結果、床暖房パネルの温度管理ができ、
安定した床暖房を行うことができるとともに、室内暖房
機によって室温が設定温度に応じて適切に制御される。
従って、温水循環回路が、床暖房パネルに対する循環回
路を形成している場合であっても、加熱源によって加熱
された温水温度が検知されれば、設定温度に応じた適切
な熱量が確実に室内暖房機で放熱され、精度のよい暖房
を行うことができる。また、上記の制御によって室内暖
房機に流入する温水の温度が低くなるため、流量可変弁
による絞り量を小さくする必要がなく、温水流量の低下
を抑制し十分な温水流量を確保できる。この結果、室内
暖房機での放熱量が安定し、放熱量を容易に管理できる
ため、放熱量の制御が容易になり、精度のよい暖房を行
うことができる。

【０００８】請求項２では、請求項１において、前記流
量可変弁制御手段は、前記設定温度と前記室内温度との
温度差に基づいて前記室内暖房機によって放出すべき必
要熱量を算出する必要熱量算出手段と、該必要熱量算出
手段により算出された前記必要熱量と流出温水温度セン
サにより検知された前記室内暖房機の流出温水温度とか
ら前記流量可変弁によって調整すべき流量を算出する流
量算出手段と、前記室内暖房機の前記流出温水温度と前
記室内暖房機を通過する温水流量との室内温度毎の複数
の相対関係特性をあらかじめ記憶した流量対流出温度特
性記憶手段と、前記室内温度と前記流量算出手段の流量
とから流量対流出温度特性記憶手段の前記相対関係特性
に基づいて前記流出温水温度を求める流出温度決定手段
とを具備し、該流出温度決定手段の決定した流出温水温
度に基づいて前記流量可変弁を駆動制御することを技術
的手段とする。

【０００９】以上の構成により、請求項２では、設定温
度と室内温度とに応じて室内機で放熱する必要熱量が算
出され、算出された必要熱量と検知された室内暖房機の
流出温水温度とから流量可変弁によって調整すべき流量
が算出される。また、そのときの室内温度における室内
暖房機の流出温水温度と室内暖房機を通過する温水流量
との相対関係特性に基づいて、算出された流量に応じた
流出温水温度が求められ、この流出温水温度になるよう
に、流量可変弁が制御されて、温水流量が調節される。

【００１０】室内暖房機で放熱される熱量は、温水が室
内暖房機で低下した温度と流量とから決まるため、上記
の制御によって、必要熱量に応じた熱量が、室内暖房機
で放熱される。従って、室内温度に応じた適切な熱量が
確実に室内暖房機で放熱され、精度のよい暖房を行うこ
とができる。また、温水循環回路が、床暖房パネルに対
する温水循環回路を形成している場合であっても、加熱
源によって加熱された温水温度を温度センサによって検
知すれば、上記の制御によって確実に室内暖房機におけ
る放熱量を管理できるため、精度のよい暖房を行うこと
ができる。

【００１１】ここで、床暖房パネルへ供給される温水の
温度が所定温度より高くなって、加熱源が、低温水温度
センサによって検知される検知温度が所定温度より低く
なるように制御される場合に備えて、流量対流出温度特
性記憶手段に、あらかじめ記憶する室内暖房機の流出温
水温度と室内暖房機を通過する温水流量との室内温度毎
の複数の相対関係特性として、高温水温度センサによっ
て検知される加熱用熱交換器から流出する異なる温水温
度についても別途記憶しておくか、加熱用熱交換器から
流出する温水温度が一定温度より低下する場合には、加
熱用熱交換器から流出する温水温度が一定温度の場合に
ついて記憶している特性を、検知温度に応じて演算処理
等によって利用するとよい。これにより、請求項２で
は、流量センサなしでも、室内暖房機の放出熱量を同様
に制御することができる。

【００１２】請求項３では、請求項１において、前記流
量可変弁制御手段は、前記設定温度と前記室内温度との
温度差に基づいて前記室内暖房機によって放出すべき必
要熱量を算出する必要熱量算出手段と、該必要熱量算出
手段により算出された前記必要熱量と流出温水温度セン
サにより検知された前記室内暖房機の流出温水温度とか
ら前記流量可変弁によって調整すべき流量を算出する流
量算出手段と、前記室内暖房機を通過する温水流量を検
知する流量センサとを具備し、前記流量算出手段の算出
した算出流量に基づいて前記流量可変弁を駆動制御す
る。

【００１３】以上の構成により、請求項３では、設定温
度と室内温度とに応じて室内機で放熱する必要熱量が算
出され、室内暖房機で放出される熱量は、温水が室内暖
房機で低下した温度とその流量とから決まるため、算出
された必要熱量と検知された室内暖房機の流出温水温度
とから流量可変弁によって調整すべき流量が算出され、
この算出流量に基づいて流量可変弁が駆動制御されて、
温水流量が調節される。従って、温水循環回路が、床暖
房パネルに対する循環回路を形成している場合であって
も、加熱源によって加熱された温水温度が検知されれ
ば、室内温度に応じた適切な熱量が確実に室内暖房機で
放熱され、精度のよい暖房を行うことができる。また、
上記の制御によって確実に室内暖房機における放熱量を
管理できるため、精度のよい暖房を行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明を、以下に示す実施例
に基づいて説明する。図１は、本発明に係わる温水暖房
式エアコンシステムの実施例を示す。図１において、１
は加熱源及び冷却源を有し屋外に設置される室外機、２
は室内上方の壁部に配置される室内機であり、温水配管
及び冷却用配管によって室外機１と接続されており、３
は放熱用温水配管を有し室内の床面に配置される床暖房
パネルであり、温水配管によって室外機１と接続されて
いる。この室外機１、室内機２、床暖房パネル３及び温
水配管、冷却配管により暖房用の温水回路１０および冷
凍サイクル２０がそれぞれ形成されている。

【００１５】室外機１には、温水回路１０の構成とし
て、加熱用熱交換器１１、一定回転で駆動される循環ポ
ンプ１２、床暖熱動弁１３、ニードルをステッピングモ
ータで駆動して流量を制御する流量可変弁１４、プレッ
シャータンク１５が設けられ、加熱源としてのガスバー
ナ１００が備えられている。冷凍サイクル２０の構成と
しては、インバータ制御されるモータにより駆動されて
冷媒であるフロンガスを圧縮する圧縮機２１、凝縮器２
２、ストレーナ２３、キャピラリチューブ２４が設けら
れ、凝縮器２２には放熱ファン２６が備えられている。

【００１６】室内機２には、温水回路１０の構成として
暖房用熱交換器１６が設けられ、冷凍サイクル２０の構
成として冷房用熱交換器２５が設けられ、各熱交換器１
６，２５に対して、室内空気を循環させる対流ファン２
００が備えられていて、室内空気を冷房用熱交換器２５
→暖房用熱交換器１６の順で通過させて、再び室内へ送
り出す。

【００１７】室外機１、室内機２及び床暖房パネル３に
おいて、温水回路１０は、循環ポンプ１２の吐出側に加
熱用熱交換器１１の流入側が接続され、加熱用熱交換器
１１の流出側には、流量可変弁１４を介して室内機２の
暖房用熱交換器１６の流入側が接続されている。加熱用
熱交換器１１の流入側と循環ポンプ１２の吐出側との間
で温水配管は分岐して、分岐した温水配管は床暖熱動弁
１３を介して床暖房パネル３の流入側と接続されてい
る。暖房用熱交換器１６の流出側の温水配管と床暖房パ
ネル３の流出側の温水配管は合流し、プレッシャータン
ク１５を介して循環ポンプ１２の吸引側に接続されてい
る。

【００１８】なお、温水配管は加熱用熱交換器１１の流
出側で分岐して、室内機２と床暖房パネル３をバイパス
して小流量の温水を加熱用熱交換器１１から循環ポンプ
１２へ直接帰還させるバイパス管１７となっており、バ
イパス管１７の流出側は、循環ポンプ１２の吸引側に接
続されて、プレッシャータンク１５の流出側と合流して
いる。

【００１９】以上の構成を有する温水回路１０では、循
環ポンプ１２の作動によって、主に、循環ポンプ１２→
加熱用熱交換器１１→流量可変弁１４→暖房用熱交換器
１６→プレッシャータンク１５→循環ポンプ１２の循環
回路で、バーナ１００によって高温に加熱された加熱用
熱交換器１１内の高温水を循環させる高温水循環回路を
形成するとともに、循環ポンプ１２→床暖熱動弁１３→
床暖房パネル３→プレッシャータンク１５→循環ポンプ
１２の循環回路で、循環ポンプ１２に帰還した低温水を
循環させる低温水循環回路を形成する。

【００２０】なお、バーナ１００によって加熱された加
熱用熱交換器１１内の高温水は、循環ポンプ１２→加熱
用熱交換器１１→バイパス管１７→循環ポンプ１２の循
環回路でも循環して、床暖房パネル３へ循環する低温水
循環回路の温水を加熱する。

【００２１】他方、冷凍サイクル２０では、フロン冷媒
は、冷媒圧縮機２１→凝縮器２２→ストレーナ２３→キ
ャピラリチューブ２４→冷房用熱交換器２５→冷媒圧縮
機２１を循環し、循環中に、冷媒は凝縮器２２で気相→
液相の状態変化をして熱の放出を行い、冷房用熱交換器
２５で液相（霧状）→気相の状態変化をして熱の吸収を
行って室内空気を冷却する。

【００２２】制御装置４００は、使用者によって操作さ
れるリモコン４に応じて各種の運転をマイコンによって
制御するもので、主部は室外機１に備えられているが、
室内機２には、リモコン４の赤外線操作信号を受信する
ための受信部と、室内機２に備えられた各種センサによ
る検知を行う検知部と、対流ファン２００を駆動するた
めの駆動部と、これらの室内機２の各部と室外機１の主
部との間で制御信号を通信する通信部とが備えられてい
る。

【００２３】また、主部においては、ガスを燃料とする
バーナ１００の燃焼制御等の暖房運転を含む主動作用の
マイコンとは別に、冷房運転および除湿運転における冷
凍サイクル２０の圧縮機２１の作動を制御するための冷
房用マイコンが別途に設けられている。

【００２４】なお、制御装置４００は、各種の制御を行
うために、加熱用熱交換器１１の流出側に高温水サーミ
スタ４０１、循環ポンプ１２の吐出側と床暖熱動弁１３
との間に低温水サーミスタ４０２、室内機２の暖房用熱
交換器１６の流出側に室内温水サーミスタ４０３、冷却
用熱交換器２５に室内凍結サーミスタ４０４、室内機２
内に室温サーミスタ４０５及び湿度センサ４０６を備え
ている。

【００２５】以上の構成からなる温水暖房式エアコンシ
ステムは、制御装置４００によって、室内機２のみによ
る単独暖房運転、床暖房パネル３のみによる床単独運
転、床暖房パネル３と室内機２によるデュエット暖房運
転、室内機２のみによるドライ運転、床暖房パネル３と
室内機２によるデュエットドライ運転、室内機２による
冷房運転がそれぞれ制御される。ここでは、室内機２の
みによる単独暖房運転、床暖房パネル３のみによる床単
独運転、床暖房パネル３と室内機２によるデュエット暖
房運転について以下に説明する。

【００２６】〔単独暖房運転〕単独暖房運転は、室内機
２のみによって室内を暖房するものである。単独暖房運
転では、リモコン４の暖房運転のオン操作に応じて循環
ポンプ１２の駆動を開始しバーナ１００の燃焼を開始す
るとともに、流量可変弁１４を全開にして、リモコン４
によって設定される目標室内温度Ｔｓと室温サーミスタ
４０５によって検知される室内温度Ｔｒとから目標湯温
を５８℃〜８５℃の間で決定し、高温水サーミスタ４０
１によって検知される湯温が目標湯温になるようにバー
ナ１００の燃焼量を制御する。また、室内機２の対流フ
ァン２００は、バーナ１００の燃焼量に比例して、８段
階に制御される。なお、このとき、低温水循環回路の床
暖熱動弁１３は閉じられる。

【００２７】〔床単独運転〕床単独運転は、床暖房パネ
ル３のみによって暖房運転を行うものである。床単独運
転では、リモコン４の床暖房運転のオン操作に応じて床
暖房ホットダッシュ動作を行う。以下、図２を参考にし
て説明する。床暖房ホットダッシュ動作では、始めに室
内機２の対流ファン２００を一定時間（数十秒間）微風
で駆動し（ステップ１０１）、これにより、室内空気を
対流させる。その後、室内機２に備えられた室温サーミ
スタ４０５により室内温度Ｔｒを検知する（ステップ１
０２）。

【００２８】この検知により床温を推定して、その温度
に基づいて床暖熱動弁１３を連続して開放する床暖房ホ
ットダッシュ時間ｔｐ（２０分〜３時間）を算出する
（ステップ１０３）。この床暖房ホットダッシュ時間ｔ
ｐは、検知された室内温度Ｔｒが高い場合には短く、低
いほど長くなるように算出する。

【００２９】床暖房ホットダッシュ動作では、循環ポン
プ１２の駆動を開始するとともにバーナ１００の燃焼を
開始する。床暖房ホットダッシュ時間ｔｐの間、床暖熱
動弁１３を開放し、高温水サーミスタ４０１によって検
知される温度が８０℃になるように燃焼ファン１０１及
び比例弁１０４を制御する（ステップ１０４）。これに
より、バーナ１００によって８０℃に加熱された温水
が、運転開始直後から床暖房ホットダッシュ時間ｔｐの
間連続して床暖房パネル３を通過して放熱するため、暖
房開始初期に十分な床暖房能力が確保でき、室内温度の
立ち上がりが向上する。

【００３０】床暖房ホットダッシュ時間ｔｐが経過した
後は（ステップ１０５においてＹＥＳ）、リモコン４に
よって７段階のうちから設定される床暖房レベルに応じ
て、床暖熱動弁１３の開放時間と遮断時間との割合が決
定されて、決定された割合で床暖熱動弁１３が開閉制御
される（ステップ１０６）。このとき、バーナ１００の
燃焼量は、低温水サーミスタ４０２によって検知される
温度が６０℃になるように制御される。

【００３１】この床暖熱動弁１３の開放時間と遮断時間
との割合は、２０分間の周期において開放される時間
が、最大床暖房レベルでは２０分間、最小床暖房レベル
では３分間、その間の床暖房レベルでは、３分間から２
０分間の間の時間がそれぞれ設定されるものである。な
お、床暖熱動弁１３は、熱により開閉制御するものであ
り、開閉に時間が掛かるが、温水の循環を停止させる
際、大きな作動力により確実に温水循環回路を閉鎖する
ことができる。なお、床暖房運転の場合には、流量可変
弁１４は閉じられる。

【００３２】〔デュエット暖房運転〕デュエット暖房運
転は、室内機２と床暖房パネル３とにより室内の暖房を
行うものである。デュエット暖房運転では、床暖房パネ
ル３については、上記の床単独運転の場合と同様に床暖
房ホットダッシュ動作の制御を行い、バーナ１００の着
火後の燃焼量制御として、加熱用熱交換器１１の流出側
に設けられた高温水サーミスタ４０１によって高温水温
度を検知して、通常は、その温度が８０℃になるように
バーナ１００の燃焼量をフィードバック制御する。

【００３３】しかし、以下に述べる流量可変弁１４によ
る暖房用熱交換器１６への温水流量Ｌの制御において、
流量が制限され暖房用熱交換器１６への流量が低下した
場合などには、バイパス管１７を介して流れる高温（８
０℃）の温水の湯量が増えて床暖房パネル３への供給温
水の温度が高くなり過ぎないようにするために、図３に
示すように、以下の制御を行う。

【００３４】すなわち、ガスバーナ１００の制御では、
通常は高温水サーミスタ４０１の検知温度に基づいて、
その検知温度が８０℃になるように、送風機１０１及び
比例弁１０４を制御し（ステップ２０１）、このステッ
プ２０１の制御は、低温水サーミスタ４０２によって検
知される低温水循環回路の温水温度が６０℃以下の場合
には継続する（ステップ２０２においてＮＯ）。

【００３５】しかし、室内機２の設定温度の変更や外気
温度の変動などにより室内の暖房負荷が低下した場合な
ど、低温水サーミスタ４０２によって検知される低温水
循環回路の温水温度が６０℃を越える場合には（ステッ
プ２０２においてＹＥＳ）、ガスバーナ１００の燃焼量
を、低温水サーミスタ４０２の検知温度が６０℃になる
ように制限して送風機１０１及び比例弁１０４を制御す
る（ステップ２０３）。

【００３６】このステップ２０３の制御は、例えば、設
定温度の次の変更などが生じるまで継続し（ステップ２
０４においてＮＯ）、設定温度の変更が行われた場合に
（ステップ２０４においてＹＥＳ）、再び、ステップ２
０１へ移行して、通常の高温水サーミスタ４０１の検知
による８０℃の温度制御を行うようにする。

【００３７】室内機２への温水制御としては、リモコン
４の設定温度Ｔｓと、室内機２に備えられた室温サーミ
スタ４０５に検知される室内温度Ｔｒに基づいて室内に
放出する必要熱量Ｑを算出して、この必要熱量Ｑが室内
機２の暖房用熱交換器１６で放熱されるような温水流量
Ｌが得られるように、流量可変弁１４を制御する。

【００３８】暖房用熱交換器１６での放熱量は、暖房用
熱交換器１６へ流入する流入温水温度Ｔinと暖房用熱交
換器１６から流出する流出温水温度Ｔout との温度差
と、暖房用熱交換器１６を流れる温水流量Ｌとから Ｑ＝Ｌ×（Ｔin−Ｔout ） … 式１ で求められるため、温水流量Ｌは、 Ｌ＝Ｑ／（Ｔin−Ｔout ） … 式２ で決まる。従って、上記の必要熱量Ｑが算出された場
合、流入温水温度Ｔinと流出温水温度Ｔout とを検知す
れば、上式２により温水流量Ｌが算出でき、この算出さ
れた温水流量Ｌになるように流量可変弁１４を制御すれ
ばよい。

【００３９】しかしながら、本実施例では、室内機２の
暖房用熱交換器１６を循環する水量を検出する水量セン
サが備えられていないため、上式２によって算出される
水量に基づいて流量可変弁１４を制御できない。このた
め、実際には、以下のとおり流量可変弁１４を制御す
る。

【００４０】暖房用熱交換器１６への流入温水温度Ｔin
が一定の場合、例えば、室内温度Ｔｒ1 が同じであれ
ば、流出温水温度Ｔout 1 は、温水流量Ｌに応じて変化
する関数Ｆ1 として、 Ｔout 1 ＝Ｆ１（Ｌ） … 式３ で表される。同様に、異なる室内温度Ｔｒn について
は、 Ｔout n ＝Ｆn （Ｌ） … 式４ として表すことができる。

【００４１】従って、暖房用熱交換器１６への流入温水
温度Ｔinが一定の場合、ある室内温度Ｔｒにおける温水
流量Ｌは、流出温水温度Ｔout n の逆関数として表され
る。すなわち、室内温度Ｔｒと流出温水温度Ｔout とが
検知されれば、温水流量Ｌを求めることができる。

【００４２】本実施例では、暖房用熱交換器１６への流
入温水温度Ｔinが８０℃の一定温度に制御されるため、
各室内温度Ｔｒについて、流出温水温度Ｔout と温水流
量Ｌとの関係をマイコン内の記憶手段にあらかじめデー
タとして記憶しておき、室内温度Ｔｒを検出し、検出さ
れた室内温度Ｔｒのときの流出温水温度Ｔout が、上記
の式２の温水流量Ｌに対応する温度になるように流量可
変弁１４を制御する。なお、暖房用熱交換器１６への流
入温水温度Ｔinは、高温水サーミスタ４０１により検知
され、流出温水温度Ｔout は、室内機２の室内温水サー
ミスタ４０３により検知される。

【００４３】記憶するデータとして、検知される室内温
度Ｔｒに関する温水流量Ｌと流出温水温度Ｔout との関
係の一例を、図４に示す。図から明らかなとおり、室内
温度Ｔｒが特定されるとき、温水流量Ｌに対応した流出
温水温度Ｔout が決まるため、温水流量Ｌに対応した流
出温水温度Ｔout が検知されるように流量可変弁１４を
調節すればよいことが分かる。

【００４４】なお、図４では、暖房用熱交換器１６への
流入温水温度Ｔinが８０℃の一定温度である場合につい
ての一例を示したが、上記のガスバーナ１００の制御の
ステップ２０３において、低温水サーミスタ４０２の検
知温度が６０℃になるように制御する場合には、数式２
において演算される流量が変化するが、図４に示した検
知される室内温度Ｔｒに関する温水流量Ｌと流出温水温
度Ｔout との関係をそのまま用いることはできない。

【００４５】従って、ステップ２０３の制御が行われる
場合に対応して、さらに、暖房用熱交換器１６への流入
温水温度Ｔinが８０℃でなく異なる温度の場合につい
て、各室内温度Ｔｒに関する温水流量Ｌと流出温水温度
Ｔout との関係を記憶するデータとして設けておけばよ
い。また、図４から明らかなとおり、記憶される各デー
タは、それぞれの特性が近似した曲線形状を呈している
ことから、限られた幾つかの条件下におけるデータのみ
を記憶させておき、その他の条件下では、ある条件下の
特性から演算処理を施した流量値を利用するようにして
もよい。

【００４６】以上の制御動作により、流量センサを備え
ていなくても、暖房用熱交換器１６への流量を制御で
き、室内機２の暖房用熱交換器１６における放熱量を正
確に制御でき、床暖房パネル３による暖房を同時に行
い、暖房用熱交換器１６への流量が安定しない場合であ
っても、より精度の高い暖房運転を行うことができる。

【００４７】なお、上記の各運転において、バーナ１０
０の燃焼制御としては、各運転のオン操作に応じて、燃
焼ファン１０１でプレパージを行った後に、所定のシー
ケンスで電磁弁１０２、１０３および比例弁１０４を制
御してバーナ１００へ燃料を供給して点火電極１０５で
火花放電を発生させて燃焼を開始する点火制御を行い、
フレームロッド１０６による着火検知後は、燃焼ファン
１０１および比例弁１０４を制御してバーナ１００の燃
焼量を制御する。また、運転終了後には、バーナ１００
の燃焼停止後、２分を経過してから循環ポンプ１２の作
動を停止することにより、余熱を利用して滑らかに暖房
運転を停止させることができる。

【００４８】圧縮機２１を駆動するインバータ制御とし
ては、冷房運転および各ドライ運転において、圧縮機２
１の回転数が制御される。

【００４９】以上の制御を行うことによって、暖房用熱
交換器１６の流量が制限されて、床暖房パネル３へ供給
される低温水循環回路の温水温度が上昇した場合でも、
床暖房パルス３へ供給される温水温度を安定させ、安定
した温度管理を行うことができる。また、上記の制御を
行うことによって、ガスバーナ１００の加熱量が制限さ
れるため、暖房用熱交換器１６の流量が制限され過ぎる
ことがなく、十分な流量の温水を暖房用熱交換器１６へ
供給させることができるため、暖房用熱交換器１６での
放熱特性が安定し、温度制御が適切に行われる。

【００５０】図５に本発明の第２実施例を示す。第２実
施例では、流量可変弁１４から暖房用熱交換器１６へ向
かう温水回路に、暖房用熱交換器１６へ供給される温水
の流量を検知するための流量センサ１８を設けている。
これにより、流量センサ１８の検知流量が、上記実施例
における数式２によって算出された流量になるように、
流量可変弁１４を制御するだけでよい。従って、検知さ
れる室内温度Ｔｒに関する温水流量Ｌと流出温水温度Ｔ
out との関係を記憶しておく必要がなく、また、精度の
高い熱量制御を行うことができる。

【００５１】上記実施例では、遮断弁として床暖熱動弁
を示し、ＯＮ、ＯＦＦのデューティ比を変えることによ
り開放比率を制御するようにしたが、比例弁等の流量を
可変する弁を用いて、通電電流を変えることにより開放
比率を制御するようにしてもよい。また、上記実施例で
は、暖房単独運転時、バーナの燃焼量を制御することに
より暖房能力を調整するものを示したが、温水の温度を
一定とし、循環流量を制御することにより暖房能力を調
整するようにしてもよい。また、加熱源としてバーナの
代わりに電気ヒータを用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す温水エアコンシステ
ムの概略構成図である。

【図２】本発明の実施例における床単独運転における制
御動作を説明するためのフローチャートである。

【図３】本発明の実施例におけるデュエット暖房運転に
おけるガスバーナの制御動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【図４】本発明の実施例におけるデュエット暖房運転の
制御特性を説明するための各室内温度における温水流量
と暖房用熱交換器の流出温水温度との関係を示す特性図
の一例である。

【図５】本発明の第２実施例を示す温水エアコンシステ
ムの概略構成図である。

【符号の説明】

２ 室内機（室内暖房機） ３ 床暖房パネル ４ リモコン（室温設定器） １０ 温水回路（温水循環回路） １１ 加熱用熱交換器 １２ 循環ポンプ １４ 流量可変弁 １８ 流量センサ １００ バーナ（加熱源） ２００ 対流ファン（送風機） ４００ 制御装置（複合温水暖房システムの制御装置、
加熱源制御手段、流量可変弁制御手段、必要熱量算出手
段、流量算出手段、流量対流出温度特性記憶手段、流出
温度決定手段） ４０１ 高温水サーミスタ（高温水温度センサ） ４０２ 低温水サーミスタ（低温水温度センサ） ４０３ 室内温水サーミスタ（流出温水温度センサ） ４０５ 室温サーミスタ（室温センサ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−231657（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−277136（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−266445（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−6210（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−160220（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−36504（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24D 3/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内を暖房するためにそれぞれ温水を熱
   源とする床暖房パネルと室内暖房機とを設け、 加熱源を備えた加熱用熱交換器によって加熱された温水
   を前記室内暖房機に供給するとともに、前記室内暖房機
   及び前記床暖房パネルからの各帰還温水と前記加熱用熱
   交換器によって加熱された温水とを合流させて前記床暖
   房パネルに供給するように温水循環回路を形成し、ポン
   プによって前記温水循環回路に温水を循環させ、前記温
   水循環回路に、前記室内暖房機への供給温水流量を調整
   するための流量可変弁を設けた複合温水暖房システムの
   制御装置において、 前記室内の目標温度を設定する室温設定器と、 前記室内の室内温度を検知するための室温センサと、 前記加熱用熱交換器によって加熱された温水の温度を検
   知するための高温水温度センサと、 前記床暖房パネルへ供給される温水の温度を検知するた
   めの低温水温度センサと、 前記室内暖房機を通過した流出温水温度を検知する流出
   温水温度センサと、 前記加熱源の加熱量を前記高温水温度センサの検知温度
   に基づいて一定温度に制御するとともに、前記低温水温
   度センサの検知温度が前記一定温度より低く設定された
   所定温度より高くなった場合に、前記低温水温度センサ
   の検知温度が前記所定温度以下になるように前記加熱源
   を制御する加熱源制御手段と、 少なくとも前記室温設定器の前記設定温度と前記室温セ
   ンサにより検知する前記室内温度と前記流出温水温度セ
   ンサにより検知する前記流出温水温度とに基づいて前記
   流量可変弁を制御する流量可変弁制御手段とを具備する
   ことを特徴とする複合温水暖房システムの制御装置。
2. 【請求項２】 前記流量可変弁制御手段は、 前記設定温度と前記室内温度との温度差に基づいて前記
   室内暖房機によって放出すべき必要熱量を算出する必要
   熱量算出手段と、 該必要熱量算出手段により算出された前記必要熱量と流
   出温水温度センサにより検知された前記室内暖房機の流
   出温水温度とから前記流量可変弁によって調整すべき流
   量を算出する流量算出手段と、 前記室内暖房機の前記流出温水温度と前記室内暖房機を
   通過する温水流量との室内温度毎の複数の相対関係特性
   をあらかじめ記憶した流量対流出温度特性記憶手段と、 前記室内温度と前記流量算出手段の流量とから流量対流
   出温度特性記憶手段の前記相対関係特性に基づいて前記
   流出温水温度を求める流出温度決定手段とを具備し、 該流出温度決定手段の決定した流出温水温度に基づいて
   前記流量可変弁を駆動制御することを特徴とする請求項
   １記載の複合温水暖房システムの制御装置。
3. 【請求項３】 前記流量可変弁制御手段は、 前記設定温度と前記室内温度との温度差に基づいて前記
   室内暖房機によって放出すべき必要熱量を算出する必要
   熱量算出手段と、 該必要熱量算出手段により算出された前記必要熱量と流
   出温水温度センサにより検知された前記室内暖房機の流
   出温水温度とから前記流量可変弁によって調整すべき流
   量を算出する流量算出手段と、 前記室内暖房機を通過する温水流量を検知する流量セン
   サとを具備し、 前記流量算出手段の算出した算出流量に基づいて前記流
   量可変弁を駆動制御することを特徴とする請求項１記載
   の複合温水暖房システムの制御装置。