JP5578009B2

JP5578009B2 - 暖房装置

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Publication number: JP5578009B2
Application number: JP2010230662A
Authority: JP
Inventors: 光陽内田; 晋司吉川; 俊数三谷
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2030-10-13
Also published as: JP2012083049A

Description

本発明は、暖房端末に供給される温調水を加熱する暖房ユニットを備えた暖房装置に関するものである。

暖房装置として、ヒートポンプユニットと、暖房端末である床暖房パネルと、ヒートポンプユニットから供給された冷媒によって床暖房パネルに供給される温水を加熱する暖房ユニットとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１）。この暖房ユニットは、ヒートポンプユニットから供給された冷媒と、暖房端末に供給される温水との間で熱交換させる水熱交換器を備えている。また、暖房ユニットは１つのヒートポンプユニットに対して１つだけ設けられており、ヒートポンプユニットと暖房ユニットとは、１つの室外機として一体に構成されている。したがって、床暖房パネルが複数設けられる場合は、それら全ての床暖房パネルが１つの暖房ユニットに接続され、その暖房ユニットにおいて加熱された温水が、全ての暖房ユニットに供給される。

また、特許文献１の暖房装置においては、暖房ユニットから４つの床暖房パネルに対して同一温度の温水が供給される。また、４つの床暖房ユニットは２つのエリアに分けられ、エリアごとに設定温度を別々に設定できるようになっている。ここで、２つのエリアにおいて異なる設定温度が設定された場合には、床暖房パネルに供給される温水の温度は、高い方の設定温度に基づいて決定される。そして、設定温度が高いエリアの床暖房パネルに対応する熱動弁は、開状態に維持され、他の床暖房パネルに対応する熱動弁は、設定温度に応じて開状態と閉状態とが交互に切り換えられる。

特開２００９−１３９０８２号公報

このように、複数の床暖房パネルに対して同一温度の温水が供給される構成において、２つのエリアに対して互いに異なる設定温度が設定された場合には、高い方の設定温度に基づいて決定された温度の温水が、全ての床暖房パネルに対して供給されることから、設定温度が低いエリアの床暖房パネルには必要以上に高温の温水が供給されることになる。そのため、熱効率が低下し、２つのエリアの設定される設定温度の温度範囲が広い場合には、熱効率が著しく悪化する。また、設定温度が低いエリアの床暖房パネルでは、それに対応する熱動弁が開状態と閉状態とを交互に切り換えられることから、床暖房パネルの温度が不安定となり快適性が低下するという問題がある。

そこで、本発明者は、上記の問題を解消するために検討した結果、複数の床暖房パネルの全てを１つの暖房ユニットに接続するのではなく、複数の床暖房パネルを複数の群に分けて、その一群を構成する床暖房パネルごとに異なる暖房ユニットに接続するように構成すれば、熱効率が低下したり快適性が低下するのを抑制できることを見出した。

第１の発明に係る暖房装置は、ヒートポンプユニットと、前記ヒートポンプユニットにそれぞれ接続され、温調水の温度をそれぞれ調整する複数の暖房ユニットと、前記暖房ユニットごとに設けられ、前記複数の暖房ユニットのそれぞれから温調水が供給される複数群の暖房端末とを備え、前記暖房ユニットが、それぞれ、前記ヒートポンプユニットから供給される冷媒によって前記複数群の暖房端末に供給される温調水を加熱する水熱交換器を有しており、前記複数群の暖房端末に供給される温調水の温度は、前記暖房ユニットごとに決定され、前記複数群の暖房端末が、それぞれ別々に設定温度が変更される複数のエリアのいずれかに属する２以上の暖房端末を有する一群の暖房端末を含んでおり、その一群の暖房端末は、当該一群の暖房端末が接続された１つの暖房ユニットから同一温度の温調水が供給されることを特徴とする。

この暖房装置では、１つのヒートポンプユニットに複数の暖房ユニットが接続され、各暖房ユニットに一群の暖房端末が接続されているため、暖房ユニットごとに、暖房端末に供給される温調水の温度を調整することができる。
そのため、例えば、１つの暖房ユニットに接続される複数の暖房端末を２以上のエリアに分けて、エリアごとに設定温度を個別に設定する構成の場合、従来の暖房装置のように、１つの暖房ユニットに接続される全ての暖房端末を２つのエリアに分けて、エリアごとに設定温度を設定する場合と比べて多くの設定温度を設定することができる。

また、例えば、上記例示した構成に加えて、設定温度が低い暖房端末の温度が、開閉弁を間欠制御（開状態と閉状態とを交互に繰り返す制御）することで調整される構成においても、上述したように、必要以上に高温の温調水が供給される暖房端末が少なくなることから、従来の暖房装置のように、全ての暖房端末が１つの暖房ユニットに接続されており、同一温度の温調水が全ての暖房端末に供給される場合に比べて、熱動弁の開閉動作を少なくできる。そのため、暖房端末の温度が安定することから快適性を向上させることができる。

この暖房装置では、一群の暖房端末を構成する２以上の暖房端末に同一温度の温調水を供給しつつ、エリアごとに設定温度を異なる温度にできる。

第２の発明に係る暖房装置は、ヒートポンプユニットと、前記ヒートポンプユニットにそれぞれ接続され、温調水の温度をそれぞれ調整する複数の暖房ユニットと、前記暖房ユニットごとに設けられ、前記複数の暖房ユニットのそれぞれから温調水が供給される複数群の暖房端末とを備え、前記暖房ユニットが、それぞれ、前記ヒートポンプユニットから供給される冷媒によって前記複数群の暖房端末に供給される温調水を加熱する水熱交換器を有しており、前記複数群の暖房端末に供給される温調水の温度は、前記暖房ユニットごとに決定され、前記複数群の暖房端末が、それぞれ別々に設定温度が変更される２以上の暖房端末を有する一群の暖房端末を含んでおり、その一群の暖房端末は、当該一群の暖房端末が接続された１つの暖房ユニットから同一温度の温調水が供給されることを特徴とする。

この暖房装置では、１つのヒートポンプユニットに複数の暖房ユニットが接続され、各暖房ユニットに一群の暖房端末が接続されているため、暖房ユニットごとに、暖房端末に供給される温調水の温度を調整することができる。
例えば、暖房ユニットごとに、一群の暖房端末を構成する複数の暖房端末に同一温度の温調水が供給される構成においても、暖房ユニットごとに暖房端末に供給する温調水の温度を変更できることから、従来の暖房装置のように、全ての暖房端末が１つの暖房ユニットに対して接続されており、同一温度の温調水が全ての暖房端末に供給される場合に比べて、必要以上に高温の温調水が供給される暖房端末が少なくなる。したがって、暖房装置における熱効率を向上させることができる。
また、例えば、上記例示した構成に加えて、設定温度が低い暖房端末の温度が、開閉弁を間欠制御（開状態と閉状態とを交互に繰り返す制御）することで調整される構成においても、上述したように、必要以上に高温の温調水が供給される暖房端末が少なくなることから、従来の暖房装置のように、全ての暖房端末が１つの暖房ユニットに接続されており、同一温度の温調水が全ての暖房端末に供給される場合に比べて、熱動弁の開閉動作を少なくできる。そのため、暖房端末の温度が安定することから快適性を向上させることができる。
この暖房装置では、一群の暖房端末を構成する２以上の暖房端末に同一温度の温調水を供給しつつ、暖房端末の設定温度を異なる温度にできる。

第３の発明に係る暖房装置は、第１または第２の発明において、前記同一温度が、当該一群の暖房端末における設定温度のうち最も高い設定温度に基づいて決定されることを特徴とする。

この暖房装置では、一群の暖房端末における最も高い設定温度に基づいて、供給される温調水の温度を決定しているため、一群の暖房端末を構成する暖房端末の温度が設定温度となるように容易に温調することができる。

第４の発明に係る暖房装置は、第１〜第３のいずれかの発明において、前記２以上の暖房端末にそれぞれ供給される温調水の量を変更する複数の開閉弁と、前記複数の開閉弁を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記２以上の暖房端末のそれぞれの設定温度と前記同一温度とに基づいて前記開閉弁を制御することを特徴とする。

この暖房装置では、暖房端末に供給される温調水の量を開閉弁で変更することにより、暖房端末ごとに異なる温度に容易に温調することができる。

第５の発明に係る暖房装置は、第１〜第４のいずれか発明において、前記複数群の暖房端末が、前記一群の暖房端末を少なくとも２つ含んでおり、その少なくとも２つの群の暖房端末は、前記暖房ユニットごとに互いに異なる温度の温調水がそれぞれ供給されることを特徴とする。

この暖房装置では、それぞれの群を構成する暖房端末の設定温度の範囲に応じて、適正な温度の温調水を暖房端末に供給することができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、１つのヒートポンプユニットに複数の暖房ユニットが接続され、各暖房ユニットに一群の暖房端末が接続されているため、暖房ユニットごとに、暖房端末に供給される温調水の温度を調整することができる。

第１の発明では、一群の暖房端末を構成する２以上の暖房端末に同一温度の温調水を供給しつつ、エリアごとに設定温度を異なる温度にできる。

第２の発明では、１つのヒートポンプユニットに複数の暖房ユニットが接続され、各暖房ユニットに一群の暖房端末が接続されているため、暖房ユニットごとに、暖房端末に供給される温調水の温度を調整することができる。
第２の発明では、一群の暖房端末を構成する２以上の暖房端末に同一温度の温調水を供給しつつ、暖房端末の設定温度を異なる温度にできる。

第３の発明では、一群の暖房端末における最も高い設定温度に基づいて、供給される温調水の温度を決定しているため、一群の暖房端末を構成する暖房端末の温度が設定温度となるように容易に温調することができる。

第４の発明では、暖房端末に供給される温調水の量を開閉弁で変更することにより、暖房端末ごとに異なる温度に容易に温調することができる。

第５の発明では、それぞれの群を構成する暖房端末の設定温度の範囲に応じて、適正な温度の温調水を暖房端末に供給することができる。

本発明の第１実施形態にかかる暖房装置の概略構成を示す回路図である。図１の暖房装置における暖房ユニットの詳細な構成を示す回路図である。図１の暖房装置を制御する制御部の概略構成を示すブロック図である。本発明の第２実施形態にかかる暖房装置の制御部の概略構成を示すブロック図である。

[第１実施形態]
以下、本発明の第１の実施形態にかかる暖房装置１について、図面を参照しつつ説明する。

＜暖房装置１の全体構成＞
図１に示すように、本実施形態の暖房装置１は、室外機（ヒートポンプユニット）１０と、室外機１０に接続された複数（本実施形態では２つ）の暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂと、暖房ユニット４０Ａに接続された複数（本実施形態では４つ）の床暖房パネル（暖房端末）７０Ａと、暖房ユニット４０Ｂに接続された複数（本実施形態では４つ）の床暖房パネル（暖房端末）７０Ｂと、リモコン２とを備えている。なお、暖房ユニット４０Ａに接続された４つの床暖房パネル７０Ａと、暖房ユニット４０Ｂに接続された４つの床暖房パネル７０Ｂが、それぞれ、本発明の「一群の暖房端末」を構成している。暖房装置１では、室外機１０と暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂによって冷媒循環回路が構成されている。また、暖房ユニット４０Ａと４つの床暖房パネル７０Ａによって温水循環回路が構成されている。また、暖房ユニット４０Ｂと４つの床暖房パネル７０Ｂによって温水循環回路が構成されている。

＜暖房装置１の冷媒循環回路の構成＞
暖房装置１の冷媒循環回路を構成する各部について説明する。
室外機１０は、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂが接続される複数対（本実施形態では２対）の接続部１１ａ、１１ｂを有している。室外機１０は、接続部１１ａと接続部１１ｂとの間において、圧縮機１２、室外熱交換器１５および２つの電動膨張弁１６を順に接続して形成された冷媒流路を備えている。より詳細に説明すると、冷媒流路において、圧縮機１２の吐出管１２ａと吸入管１２ｂとが、四路切換弁１３の１次ポートに接続されている。吸入管１２ｂには、アキュムレータ１４が介設されている。吐出管１２ａには、吐出管温度検知サーミスタ２５が付設されている。一方、四路切換弁１３の２次ポートには、ヘッダ１７に至る第１ガス管２０ａと、室外熱交換器１５に至る第２ガス管２０ｂとが接続されている。ヘッダ１７は、第１ガス管２０ａを２本の分岐ガス管２１に分岐するものである。各分岐ガス管２１のヘッダ１７側とは反対側の端部は、接続部１１ａに接続されている。各分岐ガス管２１には、ガス管温度検知サーミスタ２６が付設されている。

２つの接続部１１ｂには、ヘッダ１８から延びる２本の分岐液管２２がそれぞれ接続されている。２本の分岐液管２２には、電動膨張弁１６がそれぞれ介設されている。２つの電動膨張弁１６は、その開度が変化することによって、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂに送る冷媒量を変更することができ、減圧機構として機能することができる。また、各分岐液管２２における電動膨張弁１６と接続部１１ｂとの間には、液管温度検知サーミスタ２７が付設されている。ヘッダ１８は、２本の分岐液管２２を液管２０ｃに合流させるものである。液管２０ｃのヘッダ１８側とは反対側の端部は、室外熱交換器１５に接続されている。室外熱交換器１５には、室外熱交温度検知サーミスタ２８が付設されている。

室外機１０には、上述の冷媒流路に加えて、外気温度検知サーミスタ２９と、制御部１９とが備えられている。制御部１９は、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂの制御部５０と信号線で接続されている。

暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂは、互いに同じ構成であって、それぞれ、室外機１０に接続するための接続部４１ａ、４１ｂと、接続部４１ａと接続部４１ｂとの間を結ぶ冷媒流路を備えている。この冷媒流路には、水熱交換器４２が介設されている。そして、水熱交換器４２と接続部４１ｂとの間を接続する配管には、流出冷媒温度検知サーミスタ５７が付設されている。また、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂには、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂの電気的制御を行う制御部５０が備えられている。

暖房装置１では、室外機１０の接続部１１ａと暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂの接続部４１ａとがそれぞれ連絡管９ａで接続されると共に、室外機１０の接続部１１ｂと暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂの接続部４１ｂとがそれぞれ連絡管９ｂで接続されている。なお、室外機１０は、筐体１０ａ内に上述した冷媒流路が収容されたものであり、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂは、それぞれ、筐体４０ａ内に上述した冷媒流路および後述する温水流路が収容されたものである。すなわち、室外機１０と暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂとは別体に構成されている。

暖房装置１においては、連絡管９ａ、９ｂによって、室外機１０内に構成された冷媒流路と暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂ内に構成された冷媒流路とが接続され、圧縮機１２、水熱交換器４２、電動膨張弁１６、および室外熱交換器１５が順に接続された冷媒循環回路が形成されている。この冷媒循環回路においては、連絡管９ａを介して室外機１０から送られた冷媒が、接続部４１ａから暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂ内にそれぞれ流れ込み、水熱交換器４２を通過した後、接続部４１ｂから流出する。

＜暖房装置１の温水循環回路の構成＞
次に、暖房装置１の温水循環回路を構成する各部について説明する。
上述したように、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂは互いに同じ構成である。以下、暖房ユニット４０Ａについてのみ説明し、暖房ユニット４０Ｂついては説明を省略する。図２に示すように、暖房ユニット４０Ａは、上述の冷媒流路に加えて、４つの床暖房パネル７０Ａを接続するための４対の接続部４３ａ、４３ｂと、接続部４３ａと接続部４３ｂとを結ぶ温水流路とを備えている。

４つの接続部４３ａには、ヘッダ４７から延びる４本の戻り分岐管５１がそれぞれ接続されている。ヘッダ４７は、４本の戻り分岐管５１を戻り管５０ａに合流させるものである。戻り管５０ａのヘッダ４７側とは反対側の端部は、水熱交換器４２に接続されている。戻り管５０ａには、戻り水温検知サーミスタ５８が付設されている。

水熱交換器４２には、上述の戻り管５０ａに加えて、ヘッダ４８に至る往き管５０ｂが接続されている。往き管５０ｂには、水熱交換器４２側から順に、膨張タンク４５および循環ポンプ４６が介設されている。また、往き管５０ｂにおける膨張タンク４５と循環ポンプ４６との間には、往き水温検知サーミスタ５９が付設されている。ヘッダ４８は、往き管５０ｂを４本の往き分岐管５２に分岐するものである。各往き分岐管５２のヘッダ４８側とは反対側の端部は、接続部４３ｂに接続されている。４本の往き分岐管５２には、熱動弁（開閉弁）５３がそれぞれ介設されている。４つの熱動弁５３は、暖房ユニット４０Ａに接続される床暖房パネル７０Ａに送る温調水の流量を変更するためのものである。

暖房ユニット４０Ａに設けられた４対の接続部４３ａ、４３ｂには、４つの床暖房パネル７０Ａがそれぞれ取り付けられている。そして、床暖房パネル７０Ａを介して、暖房ユニット４０Ａ内に構成された温水流路の端部としての接続部４３ａと接続部４３ｂとが接続され、水熱交換器４２、循環ポンプ４６、熱動弁５３、および床暖房パネル７０Ａが順に接続された温水循環回路が形成されている。

よって、暖房装置１においては、室外機１０からの冷媒が流れる水熱交換器４２によって加熱された同一温度の温調水を４つの床暖房パネル７０Ａにそれぞれ供給し、４つの床暖房パネル７０Ａから流出した冷媒を水熱交換器４２に戻すことができる。このとき、各床暖房パネル７０Ａに供給される冷媒の流量は、熱動弁５３によって個別に変更することができる。

＜リモコン２＞
リモコン２は、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂごとに２つずつ設けられている。リモコン２では、ユーザによって、運転の開始／停止の操作や、床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂの温度設定などが行われる。

本実施形態の暖房装置１では、暖房ユニット４０Ａに接続される４つの床暖房パネル７０Ａは、２つのエリア７１、７２に分けられ、エリアごとに設定温度を個別に変更できるようになっている。４つの床暖房パネル７０Ａがエリア７１、７２のいずれに属するかは、リモコン２の操作によって変更可能である。なお、図２では、エリア７１には３つの床暖房パネル７０Ａが属し、エリア７２には１つの暖房ユニット７０Ｂが属している。
また、同様に、暖房ユニット４０Ｂに接続される４つの床暖房パネル７０Ｂは、２つのエリア７３、７４に分けられ、エリアごとに設定温度を個別に変更できるようになっている。４つの床暖房パネル７０Ｂがエリア７３、７４のいずれに属するかは、リモコン２の操作によって変更可能である。なお、図２では、エリア７３、７４にはそれぞれ２つの床暖房パネル７０Ｂが属している。

このリモコン２では、レベル０〜８の９段階の設定温度レベルのいずれかを選択できるようになっており、１つの設定温度レベルが選択されると、その設定温度レベルに対応した設定温度が設定される。なお、レベル０とは、外出中等に設定しておくキープ運転モードである。

＜制御部６０＞
次に、図３を参照しつつ、暖房装置１を制御する制御部６０について説明する。制御部６０は、上述のように室外機１０に備えられた制御部１９と、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂに備えられた制御部５０とで構築されるものである。制御部６０は、記憶部６１と、目標水温決定部６２と、熱動弁制御部６３と、循環ポンプ制御部６４と、膨張弁制御部６５と、圧縮機制御部６６とを備えている。

記憶部６１には、設定温度や、制御プログラムや、その制御プログラムの実行に必要なデータテーブルなどが記憶されている。

目標水温決定部６２は、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂにおける温調水の目標温度をそれぞれ決定する。具体的には、エリア７１、７２の設定温度のうち高い方の設定温度に基づいて、暖房ユニット４０Ｂの戻り管５０ａを流れる温調水（戻り温水）の目標温度Ｔ_Ａを決定すると共に、エリア７３、７４の設定温度のうち高い方の設定温度に基づいて、暖房ユニット４０Ｂの戻り管５０ａを流れる戻り温水の目標温度Ｔ_Ｂを決定する。

熱動弁制御部６３は、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂに設けられている熱動弁５３の開閉を制御する。具体的には、リモコン２で運転開始の操作がなされた床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂに対応する熱動弁５３を開状態とする。そして、２つのエリア７１、７２の設定温度が異なる場合には、設定温度の高い方のエリアの床暖房パネル７０Ａに対応した熱動弁５３を開状態に維持し、設定温度の低い方のエリアの床暖房パネル７０Ａに対応した熱動弁５３については、それぞれの設定温度に応じて開状態と閉状態とに交互に切り換える制御（間欠制御）を行う。間欠制御では、高い方の設定温度との設定温度の差に応じて、開状態と閉状態の時間の比率が調整される。なお、２つのエリア７３、７４に属する床暖房パネル７０Ｂに対応する熱動弁５３ついても同様に制御される。

循環ポンプ制御部６４は、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂに設けられている循環ポンプ４６の回転数を制御する。膨張弁制御部６５は、室外機１０に設けられている２つの電動膨張弁１６の開度を制御する。圧縮機制御部６６は、室外機１０に設けられている圧縮機１２の運転周波数を制御する。

循環ポンプ制御部６４、膨張弁制御部６５、および圧縮機制御部６６は、目標水温決定部６２で決定された温調水の目標温度Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂに基づいて制御を行う。詳細には、暖房ユニット４０Ａに設けられた戻り水温検知サーミスタ５８で検知される戻り水温ｔ_Ａが、目標温度Ｔ_Ａに一致する（近づく）と共に、暖房ユニット４０Ｂに設けられた戻り水温検知サーミスタ５８で検知される戻り水温ｔ_Ｂが、目標温度Ｔ_Ｂに一致する（近づく）ように制御する。

具体的には、循環ポンプ制御部６４は、戻り水温ｔ_Ａ（ｔ_Ｂ）と目標温度Ｔ_Ａ（Ｔ_Ｂ）との差に基づいて循環する温調水の流量が変化するように暖房ユニット４０Ａ（４０Ｂ）に設けられている循環ポンプ４６を制御する。また、膨張弁制御部６５は、戻り水温ｔ_Ａ（ｔ_Ｂ）と目標温度Ｔ_Ａ（Ｔ_Ｂ）との差が大きいほど、暖房ユニット４０Ａ（４０Ｂ）に供給される冷媒量を多くするように対応する電動膨張弁１６を制御する。圧縮機制御部６６は、戻り水温ｔ_Ａと目標温度Ｔ_Ａとの差、および、戻り水温ｔ_Ｂと目標温度Ｔ_Ｂとの差が大きいほど、圧縮機１２の周波数が増加するように圧縮機１２を制御する。

＜暖房装置１の動作＞
次に、暖房装置１の動作について説明する。
ここでは、暖房装置１の全ての床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂで床暖房を行う場合であって、エリア７１、７２、７３、７４の設定温度レベルが、２、３、５、７の場合について説明する。

リモコン２で運転開始の操作が行われると、目標水温決定部６２において、エリア７１、７２の設定温度レベルのうち高い方のレベル３に基づいて、戻り温水の目標温度Ｔ_Ａが決定される。また、目標水温決定部６２において、エリア７３、７４の設定温度レベルのうち高い方レベル７に基づいて、戻り温水の目標温度Ｔ_Ｂが決定される。

そして、循環ポンプ制御部６４、膨張弁制御部６５および圧縮機制御部６６によって、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂに設けられている戻り水温検知サーミスタ３５で検知される戻り水温ｔ_Ａ、ｔ_Ｂが目標温度Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂにそれぞれ一致するように、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂの循環ポンプ４６と、２つの電動膨張弁１６と、圧縮機１２がそれぞれ制御される。

また、熱動弁制御部６３によって、各エリア７１〜７４の設定温度に応じて、各床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂに対応する熱動弁５３の開閉が制御される。設定温度レベルが３のエリア７２に属する床暖房パネル７０Ａに対応する熱動弁５３は、開状態に維持され、設定温度レベルが２のエリア７１に属する床暖房パネル７０Ａに対応する熱動弁５３は、エリア７２との設定温度レベルの差に応じて間欠制御される。また、設定温度レベルが７のエリア７４に属する床暖房パネル７０Ｂに対応する熱動弁５３は、開状態に維持され、設定温度レベルが５のエリア７３に属する床暖房パネル７０Ｂに対応する熱動弁５３は、エリア７４との設定温度レベルの差に応じて間欠制御される。これにより、４つの床暖房パネル７０Ａには、設定温度レベル３に基づいた温度の温調水が供給され、４つの床暖房パネル７０Ｂには、設定温度レベル７に基づいた温度の温調水が供給される。

ここで、従来の暖房装置のように、１つのヒートポンプユニットに対して１つの暖房ユニットが接続され、この暖房ユニットに対して８つの床暖房パネルが接続され、８つの床暖房パネルが２つのエリアに分けられて、エリアごとに設定温度が設定される構成では、２つの設定温度しか設定することができないが、本実施形態では、暖房ユニットに接続される床暖房ユニットごとに２つのエリアに分けられるため、４つの設定温度を設定することができる。

＜暖房装置１の特徴＞
従来の暖房装置のように、全ての床暖房パネルを２つのエリアに分けて、エリアごとに設定温度を設定する場合には、２つの設定温度しか設定できないのに対して、本実施形態の暖房装置１では、１つの暖房ユニット４０Ａ（４０Ｂ）に接続される床暖房パネル７０Ａ（７０Ｂ）を２つのエリアに分けて、エリアごとに設定温度を個別に設定できるため、暖房ユニットの数の２倍の数の設定温度を設定することができる。

また、本実施形態の暖房装置１では、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂごとに床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂに供給する温調水の温度を変更できることから、従来の暖房装置のように、全ての床暖房パネルが１つの暖房ユニットに対して接続されており、同一温度の温調水が全ての床暖房パネルに供給される場合に比べて、必要以上に高温の温調水が供給される床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂが少なくなる。したがって、暖房装置１における熱効率を向上させることができる。

また、本実施形態の暖房装置１では、設定温度が低い床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂの温度が、熱動弁５３を間欠制御（開状態と閉状態とを交互に繰り返す制御）することで調整されている。上述したように、本実施形態の暖房装置１では、必要以上に高温の温調水が供給される床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂが、従来の暖房装置に比べて少なくなくなることから、従来の暖房装置に比べて、熱動弁の開閉動作を少なくできる。そのため、床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂの温度が安定することから快適性を向上させることができる。

本実施形態の暖房装置１では、１つの室外機１０に対して複数の暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂが接続され、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂにそれぞれ複数の床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂが接続されている。そのため、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂごとに床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂに供給される温調水の温度を調整することができる。

また、本実施形態の暖房装置１では、１つの暖房ユニット４０Ａ（４０Ｂ）に接続された一群の床暖房パネル７０Ａ（７０Ｂ）に、暖房ユニット４０Ａ（４０Ｂ）から同一温度の温調水を供給給しつつ、エリアごとに設定温度を異なる温度にできる。

また、本実施形態の暖房装置１では、１つの暖房ユニット４０Ａ（４０Ｂ）に接続された一群の床暖房パネル７０Ａ（７０Ｂ）に供給される温調水の温度は、一群の床暖房パネル７０Ａ（７０Ｂ）が属する２つのエリア７１、７２（７３、７４）の設定温度のうち高い方の設定温度に基づいて決定されている。そのため、一群の床暖房パネル７０Ａ（７０Ｂ）の温度が設定温度となるように容易に温調することができる。

また、本実施形態の暖房装置１は、床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂに供給される温調水の量を変更する熱動弁５３を有しているため、床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂごとに異なる温度に容易に温調することができる。

また、本実施形態の暖房装置１では、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂごとに異なる温度の温調水を床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂに供給することができる。そのため、各群を構成する床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂの設定温度の範囲に応じて、適正な温度の温調水を供給することができる。

また、この暖房装置１では、運転停止時に温水循環回路内の水が凍結するのを防止するために凍結防止運転が行われる。本実施形態の暖房装置１では、往き水温検知サーミスタ５９で検知される水温（液管温度）が所定の温度未満の場合と、外気温度検知サーミスタ２９で検知される外気温度が所定の温度未満の場合に、凍結防止運転を開始している。以下、具体的に説明する。

暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂの往き水温検知サーミスタ５９で検知される水温（水配管の温度）のいずれかが、所定温度（例えば３℃）未満の場合には、このサーミスタ５９を備える暖房ユニット（４０Ａまたは４０Ｂ）の循環ポンプ４６を作動させて、膨張タンク４５に貯留された温水を配管内の水と混合させて、温水循環回路内を循環させる。そして、往き水温検知サーミスタ５９で検知される温度が所定温度以上になった場合には、凍結防止運転を終了する。また、循環ポンプ４６の作動開始から所定時間内に、往き水温検知サーミスタ５９で検知される温度が所定温度以上にならなかった場合には、室外機１０を作動させる。このとき、凍結防止運転を行っていなかった方の暖房ユニットの循環ポンプ４６も作動させて、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂの両方で、凍結防止運転を行う。

また、外気温度検知サーミスタ２９で検知される外気温度が、所定の温度未満の場合には、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂの循環ポンプ４６を、検知された気温に応じた時間間隔で作動させる。そして、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂの戻り水温検知サーミスタ５８で検知される温度が共に所定温度以上になった場合には、凍結防止運転を終了する。また、循環ポンプ４６の作動開始から所定時間内に、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂの戻り水温検知サーミスタ５８で検知される温度の一方または両方が所定温度未満の場合には、室外機１０を作動させる。なお、戻り水温検知サーミスタ５８の代わりに、往き水温検知サーミスタ５９を用いてもよい。

このように、２つのサーミスタ５９、２９で検知される温度に基づいて凍結防止運転を開始することで、サーミスタ５９、２９のどちらかが故障した場合であっても、凍結防止運転を確実に行うことができる。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態にかかる暖房装置１０１について説明する。なお、前記第１実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
本実施形態の暖房装置１０１は、リモコン１０２の操作によって、設定温度をエリアごとでなく床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂごとに設定できる点が上記第１実施形態と異なっており、その他の構成は第１実施形態と同じである。

図４に示すように、本実施形態の制御部１６０は、記憶部１６１と、目標水温決定部１６２と、熱動弁制御部１６３と、循環ポンプ制御部１６４と、膨張弁制御部１６５と、圧縮機制御部１６６とを備えている。

目標水温決定部１６２は、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂにおける温調水の目標温度をそれぞれ決定する。具体的には、暖房ユニット４０Ａに接続されている４つの（一群の）床暖房パネル７０Ａの設定温度のうち最も高い設定温度に基づいて、暖房ユニット４０Ｂの戻り管５０ａを流れる温調水（戻り温水）の目標温度Ｔ_Ａを決定する。また、暖房ユニット４０Ｂに接続されている４つの床暖房パネル７０Ｂの設定温度のうち最も高い設定温度に基づいて、暖房ユニット４０Ｂの戻り管５０ａを流れる戻り温水の目標温度Ｔ_Ｂを決定する。

熱動弁制御部１６３は、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂに設けられている熱動弁５３の開閉を制御する。具体的には、暖房ユニット４０Ａに接続された４つの（一群の）床暖房パネル７０Ａの設定温度が異なる場合には、最も高い設定温度の床暖房パネル７０Ａに対応した熱動弁５３を開状態に維持し、その他の床暖房パネル７０Ａに対応した熱動弁５３については、それぞれの設定温度に応じて開状態と閉状態とに交互に切り換える制御（間欠制御）を行う。間欠制御では、最も高い設定温度との設定温度の差に応じて、開状態と閉状態の時間の比率が調整される。なお、暖房ユニット４０Ｂに接続された４つの（一群の）床暖房パネル７０Ｂについても同様である。

循環ポンプ制御部１６４は、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂに設けられている循環ポンプ４６の回転数を制御する。膨張弁制御部１６５は、室外機１０に設けられている２つの電動膨張弁１６の開度を制御する。圧縮機制御部１６６は、室外機１０に設けられている圧縮機１２の運転周波数を制御する。

循環ポンプ制御部１６４、膨張弁制御部１６５、および圧縮機制御部１６６は、目標水温決定部１６２で決定された温調水の目標温度Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂに基づいて制御を行う。詳細には、暖房ユニット４０Ａに設けられた戻り水温検知サーミスタ５８で検知される戻り水温ｔ_Ａが、目標温度Ｔ_Ａに一致する（近づく）と共に、暖房ユニット４０Ｂに設けられた戻り水温検知サーミスタ５８で検知される戻り水温ｔ_Ｂが、目標温度Ｔ_Ｂに一致する（近づく）ように制御する。

具体的には、循環ポンプ制御部１６４は、戻り水温ｔ_Ａ（ｔ_Ｂ）と目標温度Ｔ_Ａ（Ｔ_Ｂ）との差に基づいて循環する温調水の流量が変化するように暖房ユニット４０Ａ（４０Ｂ）に設けられている循環ポンプ４６を制御する。また、膨張弁制御部１６５は、戻り水温ｔ_Ａ（ｔ_Ｂ）と目標温度Ｔ_Ａ（Ｔ_Ｂ）との差が大きいほど、暖房ユニット４０Ａ（４０Ｂ）に供給される冷媒量を多くするように対応する電動膨張弁１６を制御する。圧縮機制御部１６６は、戻り水温ｔ_Ａと目標温度Ｔ_Ａとの差、および、戻り水温ｔ_Ｂと目標温度Ｔ_Ｂとの差が大きいほど、圧縮機１２の周波数が増加するように圧縮機１２を制御する。

＜暖房装置１０１の動作＞
次に、暖房装置１０１の動作について説明する。
ここでは、暖房装置１０１の全ての床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂで床暖房を行う場合であって、暖房ユニット４０Ａに接続された４つの（一群の）床暖房パネル７０Ａの設定温度レベルが、１、２、２、３であり、暖房ユニット４０Ｂに接続された４つの（一群の）床暖房パネル７０Ｂの設定温度レベルが、５、５、６、７の場合について説明する。

リモコン１０２で運転開始の操作が行われると、目標水温決定部１６２において、暖房ユニット４０Ａに接続された４つの床暖房パネル７０Ａの設定温度レベルのうち最も高いレベル３に基づいて、戻り温水の目標温度Ｔ_Ａが決定される。また、目標水温決定部１６２において、暖房ユニット４０Ｂに接続された４つの床暖房パネル７０Ｂの設定温度レベルのうち最も高いレベル７に基づいて、戻り温水の目標温度Ｔ_Ｂが決定される。

そして、循環ポンプ制御部１６４、膨張弁制御部１６５および圧縮機制御部１６６によって、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂに設けられている戻り水温検知サーミスタ３５で検知される戻り水温ｔ_Ａ、ｔ_Ｂが目標温度Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂにそれぞれ一致するように、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂの循環ポンプ４６と、２つの電動膨張弁１６と、圧縮機１２がそれぞれ制御される。

また、熱動弁制御部１６３によって、各床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂの設定温度に応じて、各床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂに対応する熱動弁５３の開閉が制御される。床暖房パネル７０Ａのうち設定温度レベルが最も高いレベル３の床暖房パネル７０Ａに対応する熱動弁５３は、開状態に維持され、設定温度レベルが１と２の床暖房パネル７０Ａに対応する熱動弁５３は、設定温度レベルにしたがって間欠制御される。また、床暖房パネル７０Ｂのうち設定温度レベルが最も高いレベル７の床暖房パネル７０Ｂに対応する熱動弁５３は、開状態に維持され、設定温度レベルが５と６の床暖房パネル７０Ｂに対応する熱動弁５３は、設定温度レベルにしたがって間欠制御される。これにより、４つの床暖房パネル７０Ａには、設定温度レベル３に基づいた温度の温調水が供給され、４つの床暖房パネル７０Ｂには、設定温度レベル７に基づいた温度の温調水が供給される。

ここで、１つのヒートポンプユニットに対して１つの暖房ユニットが接続され、この暖房ユニットに対して８つの床暖房パネルが接続され、床暖房パネルごとに個別に設定温度が設定される暖房装置の場合、８つの床暖房パネル設定温度が本実施形態と同じ条件である場合には、全ての床暖房パネルに対して、設定温度レベル７に基づいた温度の温調水が供給される。
そのため、設定温度レベルが５、５、６、７の４つの床暖房パネル７０Ｂに供給される温調水の温度は、従来と同じであるものの、設定温度レベルが１、２、２、３の４つの床暖房パネル７０Ａに供給される温調水の温度を、従来よりも低くできるため、熱効率を向上させることができる。

また、設定温度レベルが１、２、２、３の４つの床暖房パネル７０Ａに対応する熱動弁５３は、従来よりも開閉動作を少なくできる。そのため、床暖房パネル７０Ａの温度が従来よりも安定するため、快適性を向上させることができる。

＜暖房装置１０１の特徴＞
本実施形態の暖房装置１０１では、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂごとに床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂに供給する温調水の温度を変更できることから、従来の暖房装置のように、全ての床暖房パネルが１つの暖房ユニットに対して接続されており、同一温度の温調水が全ての床暖房パネルに供給される場合に比べて、必要以上に高温の温調水が供給される床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂが少なくなる。したがって、暖房装置１０１における熱効率を向上させることができる。

また、本実施形態の暖房装置１０１では、設定温度が低い床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂの温度が、熱動弁５３を間欠制御（開状態と閉状態とを交互に繰り返す制御）することで調整されている。上述したように、本実施形態の暖房装置１０１では、必要以上に高温の温調水が供給される床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂが、従来の暖房装置に比べて少なくなくなることから、従来の暖房装置に比べて、熱動弁の開閉動作を少なくできる。そのため、床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂの温度が安定することから快適性を向上させることができる。

本実施形態の暖房装置１０１では、１つの室外機１０に対して複数の暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂが接続され、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂにそれぞれ複数の床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂが接続されている。そのため、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂごとに床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂに供給される温調水の温度を調整することができる。

また、本実施形態の暖房装置１０１では、１つの暖房ユニット４０Ａ（４０Ｂ）に接続された一群の床暖房パネル７０Ａ（７０Ｂ）に、暖房ユニット４０Ａ（４０Ｂ）から同一温度の温調水を供給給しつつ、一群の床暖房パネル７０Ａ（７０Ｂ）の設定温度を異なる温度にできる。

また、本実施形態の暖房装置１０１では、１つの暖房ユニット４０Ａ（４０Ｂ）に接続された一群の床暖房パネル７０Ａ（７０Ｂ）に供給される温調水の温度は、一群の床暖房パネル７０Ａ（７０Ｂ）における設定温度のうち最も高い設定温度に基づいて決定されている。そのため、一群の床暖房パネル７０Ａ（７０Ｂ）の温度が設定温度となるように容易に温調することができる。

また、本実施形態の暖房装置１０１は、床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂに供給される温調水の量を変更する熱動弁５３を有しているため、床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂごとに異なる温度に容易に温調することができる。

また、本実施形態の暖房装置１０１では、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂごとに異なる温度の温調水を床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂに供給することができる。そのため、各群を構成する床暖房パネル７０Ａ、７０Ｂの設定温度の範囲に応じて、適正な温度の温調水を供給することができる。

以上、本発明の第１および第２実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記第１および第２実施形態では、目標水温決定部６２、１６２は、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂの戻り管５０ａを流れる戻り水温の目標温度Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂを決定し、制御部６０、１６０は、暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂの戻り水温検知サーミスタ５８で検知される戻り水温ｔ_Ａ、ｔ_Ｂがこの目標温度Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂになるように制御（戻り水温制御）を行っているが、目標水温決定部６２、１６２は、往き管５０ｂを流れる往き温水の目標温度を決定し、制御部６０、１６０は、往き水温検知サーミスタ５９で検知される戻り水温がこの目標温度になるように制御（往き水温制御）を行ってもよい。

上記第１および第２実施形態では、熱動弁５３は、オン／オフ制御される開閉弁であるが、熱動弁５３に代えて、全開と全閉の間の開度に調整できる開閉弁を使用し、開度を制御することで、供給される温調水の流量を調整してもよい。

上記第１実施形態では、１つの暖房ユニットに接続される一群の床暖房パネルは、２つのエリアに分けられ、エリアごとに設定温度を個別に変更できるようになっているが、１つの暖房ユニットに接続される一群の床暖房パネルは、３以上のエリアに分けられ、エリアごとに設定温度を個別に変更できるようになっていてもよい。この構成によると、１つの暖房ユニットに接続される全ての床暖房パネルを２以上のエリアに分けて、エリアごとに設定温度を設定する場合と比べて多くの設定温度を設定することができる。

上記第１および第２実施形態では、本発明の暖房端末として、床暖房パネルを用いた場合を例に挙げて説明しているが、暖房端末としてこれ以外のもの（例えばラジエータなど）を用いてもよい。

上記第１および第２実施形態では、室外機１０に対して２つの暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂが接続されているが、３つ以上の暖房ユニットが接続されてもよい。この場合、室外機１０は３対以上の接続部１１ａ、１１ｂを有する。

１つの室外機１０に対して、複数の暖房ユニット４０Ａ、４０Ｂに加えて、１つまたは複数の室内ユニットが接続されていてもよい。室内ユニットは、熱交換器とファンとを備え、暖房運転と冷房運転の両方を行う装置である。冷房運転時には、暖房ユニットに対応する電動膨張弁１６を閉じた状態で、四路切換弁を図１中破線で示す状態に切り換える。

本発明を利用すれば、暖房装置の熱効率が低下するのを抑制することができる。

１暖房装置
１０室外機（ヒートポンプユニット）
４０Ａ、４０Ｂ暖房ユニット
７０Ａ、７０Ｂ床暖房パネル（暖房端末）
７１〜７４エリア
５３熱動弁（開閉弁）
６０制御部（制御手段）

Claims

ヒートポンプユニットと、
前記ヒートポンプユニットにそれぞれ接続され、温調水の温度をそれぞれ調整する複数の暖房ユニットと、
前記暖房ユニットごとに設けられ、前記複数の暖房ユニットのそれぞれから温調水が供給される複数群の暖房端末とを備え、
前記暖房ユニットが、それぞれ、前記ヒートポンプユニットから供給される冷媒によって前記複数群の暖房端末に供給される温調水を加熱する水熱交換器を有しており、
前記複数群の暖房端末に供給される温調水の温度は、前記暖房ユニットごとに決定され、
前記複数群の暖房端末が、それぞれ別々に設定温度が変更される複数のエリアのいずれかに属する２以上の暖房端末を有する一群の暖房端末を含んでおり、
その一群の暖房端末は、当該一群の暖房端末が接続された１つの暖房ユニットから同一温度の温調水が供給されることを特徴とする暖房装置。
ヒートポンプユニットと、
前記ヒートポンプユニットにそれぞれ接続され、温調水の温度をそれぞれ調整する複数の暖房ユニットと、
前記暖房ユニットごとに設けられ、前記複数の暖房ユニットのそれぞれから温調水が供給される複数群の暖房端末とを備え、
前記暖房ユニットが、それぞれ、前記ヒートポンプユニットから供給される冷媒によって前記複数群の暖房端末に供給される温調水を加熱する水熱交換器を有しており、
前記複数群の暖房端末に供給される温調水の温度は、前記暖房ユニットごとに決定され、
前記複数群の暖房端末が、それぞれ別々に設定温度が変更される２以上の暖房端末を有する一群の暖房端末を含んでおり、
その一群の暖房端末は、当該一群の暖房端末が接続された１つの暖房ユニットから同一温度の温調水が供給されることを特徴とする暖房装置。
前記同一温度が、当該一群の暖房端末における設定温度のうち最も高い設定温度に基づいて決定されることを特徴とする請求項１または２に記載の暖房装置。
前記２以上の暖房端末にそれぞれ供給される温調水の量を変更する複数の開閉弁と、
前記複数の開閉弁を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記２以上の暖房端末のそれぞれの設定温度と前記同一温度とに基づいて前記開閉弁を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の暖房装置。
前記複数群の暖房端末が、前記一群の暖房端末を少なくとも２つ含んでおり、
その少なくとも２つの群の暖房端末は、前記暖房ユニットごとに互いに異なる温度の温調水がそれぞれ供給されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の暖房装置。