JP3919046B2 - Air conditioner and hot water circuit using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温水供給源にて生成された温水によって室内を暖房する空気調和機及びそれを用いた温水回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
温水を用いて室内(被調和室)を暖房を行う暖房システムは、例えば特開平7−217917号公報に示されている。この場合、温水供給源となる熱源機には循環路や放熱器を介して複数の放熱器が接続されており、熱源機にて生成された温水の熱を利用して放熱器にて暖房作用を発揮させるものである。
【0003】
そして、この放熱器の代表例としては空気調和機や床暖房機が挙げられる。また、この空気調和機などにおける暖房作用の調節は通常は流量可変弁などによって温水流量を制御することによって行われていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、室温が特に低い状況では迅速な暖房の立ち上がりが期待されるが、係る場合従来では流量可変弁を全開状態にするのみであったため、暖房作用の向上にも限界があった。
【0005】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、温水によって被調和室を暖房する際の立ち上がりを向上させた空気調和機及びそれを用いた温水回路を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明の空気調和機は、風路内に送風機及び加熱量の制御により複数段に温度が制御された温水が循環する温水熱交換器を備え、被調和室の暖房運転を可能に構成し、被調和室の室温が設定温度に至るように温水熱交換器を循環する温水の流量を調節する流量可変弁の開度を設定温度と室温との差に基づいて制御すると共に、暖房運転の開始時に室温と設定温度との温度差が第1の所定値を越えている際に温水熱交換器を循環する温水の制御される温度を上げる信号を温水の温水供給源へ出力する制御装置を備えているものである。
【0007】
請求項2の発明の空気調和機は、上記において制御装置は温水の温度を上げる信号を出力した後に設定時間に達した際または室温と設定温度との温度差が第1の設定値より小さい第2の設定値以下となった際に温水熱交換器を循環する温水の温度を1段下げる信号を温水の温水供給源へ出力するものである。
【0008】
請求項3の発明の空気調和機は、請求項1において制御装置は暖房運転の試運転の際は温水熱交換器を循環する温水の温度を上げる信号を温水の温水供給源へ出力する動作を行わない構成を備えるものである。
【0009】
請求項4の発明の空気調和機は、請求項1において制御装置は暖房運転停止の際に温水熱交換器を循環する温水の温度が高く設定されている時は、送風機の運転停止を遅延させる遅延機構を備えると共に、遅延させる時間は温水熱交換器近傍の温度に基づいて算出されるものである。
【0010】
請求項5の発明の空気調和機は、請求項1において制御装置は、被調和室への供給温度が所定の高温度を超えた際に、温水熱交換器を循環する温水の設定温度に基づき、流量可変弁により温水熱交換器近傍の温度が高くならないように温水の循環量を補正する補正機構を備えるものである。
【0011】
係る構成によれば、高暖房能力が必要な起動時に大きな暖房能力が得ることができ、暖房運転の立ち上がり時間を短くすることができる。特に、この高い温度の温水供給条件を規制することによって、空気調和機、特に室内ユニットの異常温度上昇を抑制し、空気調和機の動作を安定化させることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図1は本発明の空気調和機及びそれを用いた温水回路であり、温水供給源22から伸びる温水回路20に床暖房機及び空気調和機が接続されている。
【0013】
温水供給源は温水回路間に温水を循環させるものであり、温水の温水回路への供給温度を+60℃、+80℃、+90℃(以下、+を省略する)の3段階に設定することができる。温水の温度制御は温水供給源での温水の加熱量(例えば燃焼量やヒータの加熱量)を制御して行われるものである。
又この温水供給源は、専用の温水供給源に限らず、温水回路に加え一般的な給湯用の温水回路を並列して備えるものであっても良い。
【0014】
床暖房機は、運転時に図示しない開閉弁を開いて温水回路20から温水を引き込み循環させた後、再度温水回路20に戻すものである。このとき床暖房機は温水供給源22へ60℃の温水を出湯させるための信号を出力し、温水供給源はこの信号に応答して60℃の温水を温水回路20に循環させる。
【0015】
空気調和機は室内ユニット1と室外ユニット2とから構成されている。図1、図2を参照すると、室内ユニット1は壁掛け型に構成され、その前面には被調和室の空気を吸い込む空気吸入口1aと、その下方に配置された室内ユニット1で空気調和された調和空気を被調和室に戻す空気吹出口1bが設けられている。
【0016】
図2に示すように室内ユニット1の内部には空気吸込口1aと空気吹出口1bとをつなぐ風路に順にエアフィルタ1c、室内側熱交換器3、送風機4が配置されている。室内側熱交換器3は冷媒回路10を構成する冷媒の流路11と温水回路20からの温水が流れる流路21(温水熱交換器を構成)とが互いに同じフィンを共有して一体構成されている(冷媒の流れる冷媒用の熱交換器と温水の流れる温水用熱交換器とをそれぞれ独立して構成し、隣接するように配置したものであっても良い)。
【0017】
温水の流れる流路21へは流量可変弁23を開くことによって温水回路20から温水が供給され、この流路21で放熱を行った後、再び温水回路20へ戻る温水循環が行われるものである。尚、このときは床暖房機と同様に温水供給源22へ80℃の温水又は90℃の温水を温水回路20へ出湯させる信号を出力するものである。
【0018】
冷媒の流路11は冷媒の蒸発器又は冷媒の凝縮器として作用させることによって吸込口1aから吸い込んだ調和空気を冷却または加熱することができる。
【0019】
送風機4は室内側熱交換器3の風下側に設けられたクロスフローファンであり、この送風機4の作動により空気吸入口1aから吸入された室内の空気が室内側熱交換器3で冷却または加熱された後、空気吹出口1bから再び室内へ吹出されるように構成されている。
【0020】
また、室内側熱交換器3の下方には室内側熱交換器3から滴下するドレンを受けるためのドレンパン5が、空気吹出口1bには調和空気の吐出方向を変えるための風向変更板6がそれぞれ設けられている。
【0021】
室外ユニット2は屋外据置型に形成され、冷媒回路10中の熱源側熱交換器12に通風する送風機7を備えている。
【0022】
冷媒回路10は、室内側熱交換器3の冷媒の流路11と、室外ユニット2に配置された熱源側熱交換器12と、圧縮機13と、アキュムレータ14と、キャピラリーチューブ等の減圧装置15と、四方弁16とを有し、室内側熱交換器3の一端は減圧装置15を介して熱源側熱交換器12の一端に、室内側熱交換器3の他端は四方弁16の第1の冷媒出入口16aに、熱源側熱交換器12の他端は四方弁16の第2の冷媒出入口16bに、四方弁16の第3の冷媒出入口16cは圧縮機13の冷媒吐出側に、四方弁16の第4の冷媒出入口16dは圧縮機13の冷媒吸入側にアキュムレータ14を介してそれぞれ冷媒配管で接続されている。
【0023】
即ち、この冷媒回路10では、四方弁16を切り換えて圧縮機13から吐出する冷媒を図中実線矢印の方向に流通させた場合は、室内側熱交換器3の冷媒の流路11が蒸発器として作用して冷房運転がなされる。また、四方弁16を切り換えて圧縮機13から吐出する冷媒を図中破線矢印の方向に流通させた場合は、室内側熱交換器3の冷媒の流路11が凝縮器として作用して暖房運転がなされる。この冷媒による暖房運転と温水による暖房運転とを組み合わせることによって大きな暖房能力が得られるが、四方弁16を用いず冷房運転のみが行えるように冷媒の流れを構成しても良い。
【0024】
図3は本発明の信号の流れの実施例を示す概略図である。この図において、床暖房機は床暖房制御装置を備え床暖房の開始に伴って60℃の温水の出湯を要求する信号を信号線介してフィルター機構に出力する。この出湯を要求する信号は床面の発熱温度の平均値が一定になるように間欠的に出力される。また、この床暖房機は、床暖房機を循環する温水の量を、床面の発熱温が一定になるように自動的に制御する構成(温水の流量可変弁など)を備える場合は、床暖房の運転中にわたって出湯を要求するものであっても良い。また、温水の出湯を要求する信号/出湯を停止する信号を出力するものであっても良い。
【0025】
温水供給源22は前記温水供給源制御装置を備え、この温水供給源制御装置は、例えば60℃の温水を要求する信号が与えられた場合には、温水回路20への出湯温度が60℃になるように燃焼量(加熱量)を制御するものである。このとき、温水回路20を循環する温水の水圧はほぼ一定になるように循環ポンプで制御されている。尚、水圧の制御を行わない際はこのポンプに定速のものを用いてもよい。
【0026】
空気調和機は室内ユニットと室外ユニットとから構成され、夫々のユニットが室内ユニット制御装置、室外ユニット制御装置を備えている。室外ユニット制御装置からは空気調和機の運転状況に応じて60℃の温水の出湯を要求する信号、80℃の温水の出湯を要求する信号、90℃の温水の出湯を要求する信号、停止の信号が出力されるものである。
【0027】
図4はフィルター機構の概略図であり、温水回路に接続される複数の機器と温水供給源との間で信号の調整を行うものである。機器から出力される信号の形態としては、(1)60℃の出湯要求の信号のみを出力するもの(本実施例の床暖房機)、すなわち共通線(アース線)に対して端子Aに電圧信号を印加するもの。端子B、C開放状態、(2)60℃の出湯要求の信号と80℃の出湯要求の信号を出力するもの、すなわち共通線(アース線)に対して端子A又は端子Bに電圧信号を印加するもの。端子Cは開放状態、(3)60℃の出湯要求の信号、80℃の出湯要求信号、90℃の出湯要求信号を出力するもの(本実施例の空気調和機)、すなわち共通線(アース線)に対して端子A、B、Cに電圧信号を印加するもの。(4)信号がシリアル通信されるもので、前記(2)、(3)の信号を温度ビットとして送信するものなどがあり、温水供給源としては(1)端子A,B,Cの電位で要求される出湯温度を制御するもの、(2)温度ビットの信号をシリアル通信で判断するものなどがある。
【0028】
入力側のインターフェースは6回路あり、機器を6台接続することができる。そのうちの3回路にはスタティック入力とシリアル入力との切り換えスイッチが設けられ、両方の入力に対応することができるように構成されている。空気調和機からの信号線をインターフェース回路に接続する際は、スイッチでシリアル入力を有効にすると共に、端子Aと共通線間に信号線を接続する。
【0029】
床暖房機からの信号線を接続する際は、端子Aと共通線間に信号線を接続する。尚、他の機器で80℃温度の出湯、90℃温度の出湯を要求する信号が出力されるときは、信号線をそれぞれ端子B、端子Cに接続すれば良い。
【0030】
出湯信号の形態は図5のように定義される。(スタティックの場合は共通線に対する電位であり、シリアルの場合は該当ビットの状態である。)
尚、各インターフェースの電位の状態は、スタティックの場合では制御部がスキャンして判断し、シリアルの場合はリーダーコードに続く一連のデータを読み込んだ後、該当ビットの状態を判断している。また、温水供給源もこの信号形態に応じて動作するものであり、スタティック/シリアルの出力切換はスイッチによって行われるので、温水供給源の信号形態に合わせることできる。
【0031】
図6に示すフィルター機構の動作フローチャートでは、まず入力端子の状態をスキャンして記憶しておき、その記憶された状態に基づいて、先ずいずれの端子にも60℃、80℃、90℃の出湯を求める信号がなければ温水供給源を停止させる信号を出力する。
【0032】
次ぎにいずれかの端子に80℃の出湯を求める信号が有れば、すなわちいずれかの機器が80℃の出湯を要求していれば、他の機器に60℃の出湯要求、又は、90℃の出湯要求があっても温水供給源へは80℃の温水供給信号を出力する。
【0033】
次ぎに80℃の出湯要求の信号がなく、且つ、いずれかの機器が60℃の出湯を要求していれば、他の機器に90℃の出湯要求があっても温水供給源へは60℃の温水供給信号を出力する。
【0034】
次ぎに、さらに80℃の出湯要求及び60℃の出湯要求がなく、90℃の出湯要求のみがある時には温水供給源へ90℃の温水供給信号を出力するものである。
【0035】
以後、夫々の入力端子の状態に基づいて温水供給源へ出力する温度信号を選択して出力するものである。また、60℃の出湯要求のみの際に90℃の出湯要求が有った際には、上記のフローチャートでは60℃の出湯要求が温水供給源に出力されるが、オプションスイッチを有効にしてこの条件の時に限り80℃の出湯要求を温水供給源へ出力するようにしても良い。
【0036】
このようなフイルター機構によって出湯温度の優先順が、80℃>60℃>90℃に順番付けされる。
【0037】
尚、このフィルター機構は温水供給源から分離された制御回路として構成したが、このフィルター機構を温水供給源制御装置中に組み込んでもよく、また、空気調和機の制御装置にこのフィルター機構を組み込んでも良い。このときは他の機器の信号が空気調和機に集まるように配線する。
【0038】
図7は室内ユニット制御装置、図8は室外ユニット制御装置であり、図9は温水供給源制御装置である。
室内ユニット1の制御系は、図7に示すように、マイコン30と、マイコン30からの信号で室内側ファンモータM1を駆動するモータ駆動回路31と、モータ駆動回路31を介して室内側ファンモータM1に電力を供給するモータ用電源回路32と、マイコン30に電力を供給する制御用電源回路33と、室内ユニット1の操作用スイッチが設けられたスイッチ基板34と、ワイヤレスリモコンからの遠隔操作信号(ON/OFF信号,冷房/暖房/除湿モードの切換信号,室内温度の設定信号,タイマ予約信号等)を受信し、この遠隔操作信号を復調してマイコン30に供給する受信器35と、運転状態の表示(運転表示,タイマ予約表示,異常表示)を行う表示板36と、風向変更板を駆動するフラップモータM2とを備え、モータ用電源回路32及び制御用電源回路33は整流回路37を介して給電用のプラグに接続されている。
【0039】
また、マイコン30には、室内の温度を検出する室内温度センサ38と、室内の湿度を検出する湿度センサ39と、室内側熱交換器3の温水が流れる流路21の温度を検出する温水温度センサ40が接続され、これらセンサの検出値はマイコン30がA/D変換して取り込む。
【0040】
更に、マイコン30にはドライバ41を介してパルスモータ(PM)駆動回路42及び温水の流量を制御する流量可変弁23が接続され、この流量可変弁23の開度はマイコン30からの信号によって制御される。この流量可変弁23は全開〜全閉までが4000パルスの範囲でその開度が分割されており、PM駆動回路42による開度変更用のパルスの出力速度は全開から全閉に至る時間が30秒〜40秒の範囲に収まるように設定されている。また、マイコン30からの信号により室内側ファンモータM1の回転数が制御される。
【0041】
室内ユニット1には端子T1,T2,T3が設けられ、交流電力が端子T1,T2を介して室外ユニット2に送られ、マイコン30からの制御信号がシリアル回路43、端子T3を介して室外ユニット2に送られる。
【0042】
室外ユニット2の制御系は、図8に示すように、マイコン50と、マイコン50からの信号で圧縮機13を駆動するモータ駆動回路51と、マイコン50に電力を供給する制御用電源回路52と、温水回路20の温水供給源22へ前記した書式の信号を出力するシリアル回路53(フィルター機構の端子Aと共通端子COMに接続される)とを備える。
【0043】
室外ユニット2には室内ユニット1に対応する端子T1,T2,T3が設けられ、端子T1,T2に与えられた室内ユニット1からの電力はバリスタ55、ノイズフイルタ56、倍電圧回路57、ノイズフイルタ58及び平滑回路59を介してモータ駆動回路51、及び、制御用電源回路52供給される。端子T1を流れる電流は変流器60(C.T.)で検出され、電流検出回路61を介してマイコン50に与えられる。
【0044】
また、端子T3に送られた室内ユニット1からの制御信号はシリアル回路62を介してマイコン50に与えられる。マイコン50にはドライバ63、トライアック64、風量調節回路65を介して室外側ファンモータM3が接続され、同様にドライバ63を介して冷媒回路10の四方弁16が接続されている。
【0045】
マイコン50からの信号により四方弁16の切換動作及びファンモータM3の回転数制御が行われる。また、マイコン50には、外気の温度を検出する外気温度センサ66と、圧縮機13の吐出側の冷媒温度を検出する吐出温度センサ67とが接続され、これらセンサの検出値はマイコン50がA/D変換して取り込む。
【0046】
温水供給源22の制御系は、図9に示すように、熱源機制御回路69から成る。この熱源機制御回路69には温水供給源22の吐出側の温水の温度を検出する吐出温度センサ68が接続され、吐出温度センサ68の検出値に基づいて温水回路20が制御される。
【0047】
以上のように構成された空気調和機において冷房運転を行う場合は、四方弁16の第1の冷媒出入口16aと第4の冷媒出入口16d、第2の冷媒出入口16bと第3の冷媒出入口16cをそれぞれ連通させて圧縮機13を作動させる。これにより、冷媒回路10の冷媒は図1の実線で示すように冷房サイクルで循環し、室内側熱交換器3の冷媒の流路11で蒸発、熱源側熱交換器12で凝縮する。
【0048】
その結果、室内側熱交換器3で冷却された空気が室内ユニット1から吹き出され、室内の冷房が行われる。その際、予め入力された設定温度と室内温度センサ38の検出温度とに基づいて圧縮機13の運転が制御され、室内がこの設定温度に保たれる。
【0049】
また、前記空気調和機において暖房運転を行う場合は、流量可変弁23を開き、温水供給源22に出湯の信号を送る。これにより、温水回路20から温水が図1の実線で示すように循環する。その結果、室内側熱交換器3の温水の流路21で加熱された空気が室内ユニット1から吹き出され、室内の暖房が行われる。
【0050】
その際、予め入力された設定温度と室内温度センサ38の検出温度に基づいて流量可変弁23の開度が制御され、室内が設定温度に保たれる。以下、図10、図11のフローチャートに基づいて係る温水を用いた暖房運転を説明する。図10のフローチャートにおいて、ステップS1で設定温度と室温との差を求め、この差に基づいて温水の流量可変弁23の開度を0(全閉)〜4000(全開)の範囲で室温が設定値に成るように調整するものである。この弁開度の算出方法としては温度差と温度差の変化量を基にファジー演算を行うものや、PID制御によるものなどを用いることができるので特に限定するものではない。
【0051】
ステップS2ではステップS1で求めた流量可変弁23の弁開度や設定温度と室温との温度差や室温等に基づいて温水供給源22へ出湯を要求する温水の温度をOFF(0℃)、60℃、80℃の中から設定する。被調和室の暖房負荷が大きいときに出湯温度が高くなるように関連づけられている。
【0052】
90℃の温水の出湯を要求する機能がないものでは、このステップS1、ステップS2に続いてステップS9へ進み、ステップS2で設定された温度の温水を要求する信号を温水供給源22へ出力して暖房運転の制御が行われる。
【0053】
また、この流量可変弁23の開度を演算するステップ及び出湯温度の変更は約3分間隔で行われるものであり、頻繁な変更やチャタリングを抑制している。
【0054】
ステップS3では試運転中か否かの判断を行い、試運転中の場合はステップS9へ進み、試運転中でない場合はステップS4へ進む。
【0055】
ステップS4では暖房運転を開始してから30分経過したか否かの判断を行い30分を経過しているならばステップS9へ進む。従って、温水による暖房運転を開始してから30分を越えると60℃もしくは80℃の出湯のみになるものである。この時間は30分に限定されものでなくシステム全体の暖房能力や空調負荷の大きさによって最適に設定されるものである。
【0056】
暖房運転開始から30分以内であればステップS5、ステップのS6で出湯温度が60℃に設定されているか、80℃に設定されているかを判断する。
【0057】
次いで、設定温度が80℃に設定されているときにはステップS7で設定温度と室温との差(設定温度−室温)が3℃より大きいか否かを判断し、この条件が満たされるときにステップS8へ進み温水の出湯温度を90℃にセットする。次いでステップS9でこのセットされた出湯温度を温水供給源22へ出力するものである。
尚、本実施例ではステップS7の条件判断で90℃の出湯の設定と解除とを行っている(90℃の出湯を設定する3℃(第1の設定温度)と90℃の出湯を解除する3℃(第2の設定温度)とを一致させているが、出湯温度を変更する周期を1分、30秒と短くする場合には第2の設定温度を2℃、1.5℃と第1の設定温度より小さくしてチャタリングを防止する。従って、第1の設定温度と第2の設定温度とは一致させても良く、また異なる値に設定しても良いものである。
【0058】
このように、温水による暖房運転の開始から30分以内で室温と設定温度との差が3℃以上の条件でさらに、試運転中でなく、ステップS2での出湯温度の設定が80℃のときに温水供給源22へ90℃の出湯を要求する信号が出力されるものである。尚、これらの条件が満たされないときにはステップS2で求められた温度の出湯を要求する信号が温水供給源22へ出力されるものである。
【0059】
また、ステップS7の判断で用いられた「3℃」の温度差はこれに限るものでなく、室温が高いときには大きく、室温が低いときには小さく成るように変えても良いものである。すなわち、室温が高いときには90℃の出湯を要求し難く、室温が低いときには90℃の出湯を要求し易くなるものである。
【0060】
このようなフローチャートに基づいて運転を行っている際に運転停止の操作が成された時は、図11のステップS21でまず流量可変弁23を全閉にする。このとき流量可変弁23の弁開度を変える速度は全閉から全開までに30秒〜40秒かかるように設定されているので、この流量可変弁23が急激に閉じてウオーターハンマーなどの不具合が起こるのを抑制している。
【0061】
ステップS22では出湯温度が90℃に設定されているか否かの判断を行う。湯温が90℃に設定されていないときにはステップS23で温水供給源(フィルター機構)に出湯停止の信号を出力すると共に、ステップS24、ステップS25へ進み、送風ランプを消灯し、送風機を停止して暖房運転を停止させる。
【0062】
湯温が90℃に設定されているときは、ステップS26で温水供給源(フィルター機構)に出湯停止の信号を出力し、次いでステップS27で送風ランプを点灯させたままステップS28で遅延時間の算出を行う。この遅延時間は室内側熱交換器3の温水が流れる流路21の温度を温水温度センサ40で検出し、この温度に基づいて算出される。この遅延時間は暖房運転停止後、室内側熱交換器3の温度が送風機の送風によって少なくとも80℃以下(60℃近くが好ましい)になる時間である。尚、この遅延時間は算出を行う代わりに30秒位に固定してもよいものである。
【0063】
次いでこの算出された遅延時間をステップS29で計時し、この遅延時間の経過後にステップS24、ステップS25へ進み送風ランプを消灯し、送風機を停止して暖房運転を停止させる。
【0064】
図12は高負荷防止の制御を示す説明図であり、暖房運転時に室内ユニット1から被調和室に供給される温風の温度がTa℃を越えた際に機能するものであり、出湯温度が60℃又は80℃の時と出湯温度が90℃の時とで異なる。
【0065】
出湯温度が60℃又は80℃の時は、温風の温度がTb℃より小さくTa℃以上の時には流量可変弁23の開く方向への変更を禁止、温風の温度がTb℃以上の時には流量可変弁23を2step毎に閉じるものである。この流量可変弁23を閉じる周期は3分毎であり、この3分の周期はステップS1で流量可変弁23の開度を算出する周期と同じである。すなわち、このステップS1で新たに算出された流量可変弁23の開度に対してこの補正や規制を行うものである。
【0066】
出湯温度が90℃の時は温風の温度がTc℃より小さくTb℃以上の時には流量可変弁23の開く方向への変更を禁止、温風の温度がTc℃以上の時には流量可変弁を2step毎に閉じるものである。
【0067】
以上のような制御を行うことによって高負荷時の暖房能力の低下を行い、高負荷状態を防止している。
【0068】
尚、本実施例では高くした温水の温度を約90℃としたが、暖房用に循環する温水が水であり、沸点が100℃である点(ポンプによる循環圧力で沸騰しないような温度)、及び、従来の80℃の温水に対応して企画された機器及び部品を共用する点を考慮して設定したものであり、90℃前後の温度が最適であった。この循環媒体を温水以外の沸点の高いものに変える場合はその沸点に合わせた最適な温度を設定すればよい。
【0069】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、高暖房能力が必要な起動時に大きな暖房能力が得ることができ、暖房運転の立ち上がり時間を短くすることができる。特に、この高い温度の温水供給条件を規制することによって、空気調和機、特に室内ユニットの異常温度上昇を抑制し、空気調和機の動作を安定化させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の空気調和機及びそれを用いた温水回路を示す図である。
【図2】 本発明の空気調和機の室内ユニットの断面図である。
【図3】 本発明の制御の流れの実施例を示す概略図である。
【図4】 フィルター機構の概略図である。
【図5】 出湯信号の形態を示す図である。
【図6】 フィルター機構の動作フローチャートである。
【図7】 室内ユニット制御装置のブロック図である。
【図8】 室外ユニット制御装置のブロック図である。
【図9】 温水供給源制御装置のブロック図である。
【図10】 温水を用いた暖房運転のフローチャートである。
【図11】 同じく温水を用いた暖房運転のフローチャートである。
【図12】 高負荷防止の制御を示す説明図である。
【符号の説明】
1 室内ユニット
2 室外ユニット
3 室内側熱交換器
4 送風機
20 温水回路
21 温水の流路
22 温水供給源
23 流量可変弁
69 熱源機制御回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioner that heats a room with hot water generated by a hot water supply source, and Using It relates to a hot water circuit.
[0002]
[Prior art]
A heating system that heats a room (a room to be conditioned) using hot water is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-217917. In this case, a plurality of radiators are connected to the heat source device serving as the hot water supply source via a circulation path or a radiator, and the heating operation is performed by the radiator using the heat of the hot water generated by the heat source device. It is something that demonstrates.
[0003]
And as a typical example of this heat radiator, an air conditioner and a floor heater are mentioned. In addition, the adjustment of the heating action in this air conditioner or the like is usually performed by controlling the flow rate of hot water using a flow rate variable valve or the like.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the situation where the room temperature is particularly low, a rapid start-up of heating is expected, but in such a case, since the flow rate variable valve has only been fully opened in the related art, there is a limit to improving the heating action.
[0005]
The present invention has been made to solve the conventional technical problems, and provides an air conditioner with improved start-up when heating a conditioned room with hot water and a hot water circuit using the same. Is.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An air conditioner according to a first aspect of the present invention includes a blower and The temperature was controlled in multiple stages by controlling the amount of heating. It is equipped with a hot water heat exchanger that circulates hot water and is configured to enable heating operation of the conditioned room. , Adjust the flow rate of hot water circulating through the hot water heat exchanger so that the room temperature of the conditioned room reaches the set temperature. The opening of the variable flow valve to be adjusted is based on the difference between the set temperature and room temperature. And controlling the hot water circulating through the hot water heat exchanger when the temperature difference between the room temperature and the set temperature exceeds the first predetermined value at the start of the heating operation. Be controlled A controller for outputting a signal for raising the temperature to the hot water supply source of hot water is provided.
[0007]
In the air conditioner of the invention of
[0008]
An air conditioner according to a third aspect of the present invention is the air conditioner according to the first aspect, wherein the control device outputs a signal for raising the temperature of the hot water circulating in the hot water heat exchanger to the hot water hot water supply source during the trial operation of the heating operation. No action It has a configuration.
[0009]
The air conditioner according to a fourth aspect of the present invention is the air conditioner according to the first aspect, wherein when the temperature of the hot water circulating through the hot water heat exchanger is set high when the heating operation is stopped, the control device delays the operation stop of the blower. Provide delay mechanism At the same time, the delay time is calculated based on the temperature in the vicinity of the hot water heat exchanger. Is.
[0010]
An air conditioner according to a fifth aspect of the present invention is the air conditioner according to the first aspect of the present invention. When the supply temperature to the room to be conditioned exceeds a predetermined high temperature, a variable flow valve is used based on the set temperature of the hot water circulating through the hot water heat exchanger. A correction mechanism is provided for correcting the circulation amount of the hot water so that the temperature in the vicinity of the hot water heat exchanger does not increase.
[0011]
According to such a configuration, a large heating capacity can be obtained at the start-up that requires a high heating capacity, and the rise time of the heating operation can be shortened. In particular, by regulating this high temperature hot water supply condition, it is possible to suppress an abnormal temperature rise of the air conditioner, particularly the indoor unit, and to stabilize the operation of the air conditioner.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an air conditioner of the present invention and a hot water circuit using the air conditioner. A floor heater and an air conditioner are connected to a hot water circuit 20 extending from a hot
[0013]
The warm water supply source circulates warm water between the warm water circuits, and the supply temperature to the warm water circuit can be set in three stages: + 60 ° C., + 80 ° C., + 90 ° C. (hereinafter, + is omitted). . The temperature control of the hot water is performed by controlling the heating amount (for example, the combustion amount or the heating amount of the heater) of the hot water at the hot water supply source.
The hot water supply source is not limited to a dedicated hot water supply source, and may be provided with a general hot water supply hot water circuit in addition to the hot water circuit.
[0014]
The floor heater opens an on-off valve (not shown) during operation, draws hot water from the hot water circuit 20 and circulates it, and then returns it to the hot water circuit 20 again. At this time, the floor heater outputs a signal for discharging hot water of 60 ° C. to the hot
[0015]
The air conditioner is composed of an indoor unit 1 and an
[0016]
As shown in FIG. 2, the air filter 1c, the indoor
[0017]
Hot water is supplied from the hot water circuit 20 by opening the flow
[0018]
The refrigerant flow path 11 can cool or heat the conditioned air sucked from the suction port 1a by acting as a refrigerant evaporator or a refrigerant condenser.
[0019]
The
[0020]
A
[0021]
The
[0022]
The refrigerant circuit 10 includes a refrigerant flow path 11 of the
[0023]
That is, in this refrigerant circuit 10, when the four-
[0024]
FIG. 3 is a schematic diagram showing an embodiment of the signal flow of the present invention. In this figure, the floor heater includes a floor heating control device and outputs a signal requesting hot water of 60 ° C. to the filter mechanism via a signal line as the floor heating starts. The signal requesting the hot water is intermittently output so that the average value of the heat generation temperature on the floor surface is constant. In addition, when this floor heater is equipped with a configuration (such as a hot water flow rate variable valve) that automatically controls the amount of hot water circulating through the floor heater so that the heating temperature of the floor surface is constant, The hot water may be required during the heating operation. Further, a signal requesting hot water hot water / a signal for stopping hot water may be output.
[0025]
The hot
[0026]
The air conditioner includes an indoor unit and an outdoor unit, and each unit includes an indoor unit control device and an outdoor unit control device. From the outdoor unit control device, a signal requesting hot water of 60 ° C., a signal requesting hot water of 80 ° C., a signal requesting hot water of 90 ° C., a stop requesting hot water depending on the operating condition of the air conditioner A signal is output.
[0027]
FIG. 4 is a schematic diagram of the filter mechanism, and adjusts signals between a plurality of devices connected to the hot water circuit and the hot water supply source. As a form of the signal output from the device, (1) One that outputs only a 60 ° C. hot water request signal (floor heater in this embodiment), that is, one that applies a voltage signal to terminal A with respect to a common line (ground wire). Terminals B and C open (2) A device that outputs a 60 ° C. hot water request signal and an 80 ° C. hot water request signal, that is, a device that applies a voltage signal to the terminal A or the terminal B with respect to the common line (ground wire). Terminal C is open, (3) Terminals A and B for a 60 ° C. tapping request signal, 80 ° C. tapping request signal, 90 ° C. tapping request signal (air conditioner of this embodiment), that is, a common line (ground wire) Applies a voltage signal to C. (4) The signal is serially communicated, (2), (3) There is something that sends the signal of as a temperature bit, as a hot water supply source (1) Controlling the tapping temperature required by the potential of terminals A, B, C, (2) Some of them determine the temperature bit signal by serial communication.
[0028]
There are 6 interfaces on the input side, and 6 devices can be connected. Three of these circuits are provided with a changeover switch between a static input and a serial input, and are configured so as to be compatible with both inputs. When connecting the signal line from the air conditioner to the interface circuit, the serial input is enabled by the switch and the signal line is connected between the terminal A and the common line.
[0029]
When connecting the signal line from the floor heater, the signal line is connected between the terminal A and the common line. In addition, when the signal which requests | requires the hot water of 80 degreeC temperature and 90 degreeC temperature is output with another apparatus, what is necessary is just to connect a signal line to the terminal B and the terminal C, respectively.
[0030]
The form of the tapping signal is defined as shown in FIG. (In the case of static, it is the potential with respect to the common line, and in the case of serial, it is the state of the corresponding bit.)
Note that the state of the potential of each interface is determined by scanning by the control unit in the case of static, and the state of the corresponding bit is determined after reading a series of data following the leader code in the case of serial. Further, the hot water supply source also operates according to this signal form, and since the static / serial output switching is performed by the switch, it can be matched with the signal form of the hot water supply source.
[0031]
In the operation flowchart of the filter mechanism shown in FIG. 6, first, the state of the input terminal is scanned and stored, and based on the stored state, the hot water at 60 ° C., 80 ° C., and 90 ° C. is first applied to any terminal. If there is no signal for requesting, the signal for stopping the hot water supply source is output.
[0032]
Next, if there is a signal requesting 80 ° C. hot water at any terminal, that is, if any device requests 80 ° C. hot water, another device requests 60 ° C. hot water, or 90 ° C. The hot water supply signal of 80 ° C. is output to the hot water supply source even when there is a hot water demand.
[0033]
Next, if there is no 80 ° C. hot water request signal and one of the devices requests 60 ° C. hot water, 60 ° C. will be supplied to the hot water supply source even if another device requests 90 ° C. hot water. The warm water supply signal is output.
[0034]
Next, when there is no further 80 ° C. hot water request and 60 ° C. hot water request and there is only 90 ° C. hot water request, a 90 ° C. hot water supply signal is output to the hot water supply source.
[0035]
Thereafter, a temperature signal to be output to the hot water supply source is selected and output based on the state of each input terminal. In addition, when there is a 90 ° C. hot water request when only a 60 ° C. hot water request is made, a 60 ° C. hot water request is output to the hot water supply source in the above flow chart. Only when conditions are met, a hot water supply request of 80 ° C. may be output to the hot water supply source.
[0036]
By such a filter mechanism, the priority order of the tapping temperature is ordered as 80 ° C.> 60 ° C.> 90 ° C.
[0037]
The filter mechanism is configured as a control circuit separated from the hot water supply source. However, the filter mechanism may be incorporated into the hot water supply source control device, or the filter mechanism may be incorporated into the control device of the air conditioner. good. At this time, wiring is performed so that signals from other devices gather in the air conditioner.
[0038]
7 is an indoor unit control device, FIG. 8 is an outdoor unit control device, and FIG. 9 is a hot water supply source control device.
As shown in FIG. 7, the control system of the indoor unit 1 includes a
[0039]
The
[0040]
Further, a pulse motor (PM) drive circuit 42 and a flow rate
[0041]
The indoor unit 1 is provided with terminals T1, T2 and T3, AC power is sent to the
[0042]
As shown in FIG. 8, the control system of the
[0043]
The
[0044]
The control signal from the indoor unit 1 sent to the terminal T3 is given to the
[0045]
The switching operation of the four-
[0046]
As shown in FIG. 9, the control system of the hot
[0047]
When performing the cooling operation in the air conditioner configured as described above, the first refrigerant inlet / outlet 16a and the fourth refrigerant inlet / outlet 16d, the second refrigerant inlet / outlet 16b and the third refrigerant inlet / outlet 16c of the four-
[0048]
As a result, the air cooled by the indoor
[0049]
Further, when performing heating operation in the air conditioner, the flow rate
[0050]
At this time, the opening degree of the flow
[0051]
In step S2, the temperature of the hot water requesting hot water supply to the hot
[0052]
If there is no function for requesting hot water of 90 ° C., the process proceeds to step S9 following step S1 and step S2, and a signal requesting hot water at the temperature set in step S2 is output to the hot
[0053]
Further, the step of calculating the opening degree of the flow
[0054]
In step S3, it is determined whether or not a test operation is being performed. If the test operation is being performed, the process proceeds to step S9. If the test operation is not being performed, the process proceeds to step S4.
[0055]
In step S4, it is determined whether or not 30 minutes have elapsed since the start of the heating operation. If 30 minutes have elapsed, the process proceeds to step S9. Therefore, if it exceeds 30 minutes after starting the heating operation with warm water, only the 60 ° C. or 80 ° C. hot water is obtained. This time is not limited to 30 minutes, but is optimally set according to the heating capacity of the entire system and the size of the air conditioning load.
[0056]
If it is within 30 minutes from the start of heating operation, it is determined in step S5 and step S6 whether the tapping temperature is set to 60 ° C or 80 ° C.
[0057]
Next, when the set temperature is set to 80 ° C., it is determined in step S7 whether or not the difference between the set temperature and room temperature (set temperature−room temperature) is greater than 3 ° C. When this condition is satisfied, step S8 is performed. And set the temperature of hot water to 90 ° C. In step S9, the set hot water temperature is output to the hot
In the present embodiment, the setting and release of the 90 ° C. hot water is performed by the condition judgment in step S7 (3 ° C. (first set temperature) for setting the 90 ° C. hot water and the 90 ° C. hot water are released). 3 ° C (second set temperature) is matched, but when the cycle for changing the tapping temperature is shortened to 1 minute and 30 seconds, the second set temperature is set to 2 ° C and 1.5 ° C. The chattering is prevented by making the temperature lower than the set temperature of 1. Therefore, the first set temperature and the second set temperature may be matched or may be set to different values.
[0058]
As described above, when the difference between the room temperature and the set temperature is 3 ° C. or more within 30 minutes from the start of the heating operation with hot water, the trial operation is not being performed, and the tapping temperature setting in step S2 is 80 ° C. A signal requesting hot water supply at 90 ° C. is output to the hot
[0059]
Further, the temperature difference of “3 ° C.” used in the determination in step S7 is not limited to this, and may be changed so that it is large when the room temperature is high and small when the room temperature is low. That is, when the room temperature is high, it is difficult to request 90 ° C. hot water, and when the room temperature is low, it is easy to request 90 ° C. hot water.
[0060]
If an operation for stopping operation is performed during operation based on such a flowchart, the flow rate
[0061]
In step S22, it is determined whether the tapping temperature is set to 90 ° C. When the hot water temperature is not set at 90 ° C., a hot water supply stop signal is output to the hot water supply source (filter mechanism) in step S23, and the process proceeds to step S24 and step S25 to turn off the blower lamp and stop the blower. Stop heating operation.
[0062]
When the hot water temperature is set to 90 ° C., a hot water supply stop signal is output to the hot water supply source (filter mechanism) in step S26, and then the delay time is calculated in step S28 while the blower lamp is turned on in step S27. I do. This delay time is calculated based on the temperature of the
[0063]
Next, the calculated delay time is counted in step S29. After the delay time has elapsed, the flow proceeds to step S24 and step S25, the blower lamp is turned off, the blower is stopped, and the heating operation is stopped.
[0064]
FIG. 12 is an explanatory diagram showing control for preventing a high load, which functions when the temperature of the hot air supplied from the indoor unit 1 to the conditioned room during the heating operation exceeds Ta ° C., and the tapping temperature is It differs depending on whether it is 60 ° C or 80 ° C and the temperature of the tapping water is 90 ° C.
[0065]
When the hot water temperature is 60 ° C. or 80 ° C., the change of the flow rate
[0066]
When the temperature of the hot water is 90 ° C, the change of the flow rate
[0067]
By performing the control as described above, the heating capacity at the time of high load is reduced and the high load state is prevented.
[0068]
In addition, although the temperature of the warm water made high in this example was about 90 ° C., the warm water circulated for heating is water, and the boiling point is 100 ° C. (temperature at which boiling does not occur due to the circulating pressure of the pump), And it was set in consideration of sharing the equipment and parts planned for the conventional hot water of 80 ° C., and the temperature around 90 ° C. was optimum. When this circulating medium is changed to one having a high boiling point other than hot water, an optimum temperature may be set according to the boiling point.
[0069]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a large heating capacity can be obtained at the start-up that requires a high heating capacity, and the rise time of the heating operation can be shortened. In particular, by regulating this high temperature hot water supply condition, an abnormal temperature rise of the air conditioner, particularly the indoor unit, can be suppressed and the operation of the air conditioner can be stabilized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an air conditioner of the present invention and a hot water circuit using the same.
FIG. 2 is a sectional view of the indoor unit of the air conditioner of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an embodiment of a control flow of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view of a filter mechanism.
FIG. 5 is a diagram showing a form of a tapping signal.
FIG. 6 is an operation flowchart of the filter mechanism.
FIG. 7 is a block diagram of the indoor unit control device.
FIG. 8 is a block diagram of an outdoor unit control device.
FIG. 9 is a block diagram of a hot water supply source control device.
FIG. 10 is a flowchart of a heating operation using hot water.
FIG. 11 is a flowchart of a heating operation using hot water.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing control for preventing a high load.
[Explanation of symbols]
1 Indoor unit
2 outdoor unit
3 Indoor heat exchanger
4 Blowers
20 Hot water circuit
21 Channel of hot water
22 Hot water supply source
23 Flow variable valve
69 Heat source machine control circuit
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