JPH03217723A

JPH03217723A - ヒートポンプ式暖房装置

Info

Publication number: JPH03217723A
Application number: JP2011905A
Authority: JP
Inventors: Katsuaki Yamagishi; 勝明山岸; Koji Kashima; 弘次鹿島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1991-09-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、ヒートポンブを用いて温風暖房及び床暖房の
両方を行うことができるヒートポンプ式暖房装置に関す
る。

（従来の技術）従来、温風暖房と床暖房を共通のヒートポンプにより行
うヒートポンプ式暖房装置として、例えば特開昭６１−
１４５２４４号公報に記載された装置が知られている。

このヒートポンプ式暖房装置では暖房運転の立ち上がり
時に、温風暖房及び床暖房を同時に開始する構成となっ
ている。

第６図は、上記ヒートポンプ式暖房装置の冷凍サイクル
の構成図である。図に示すように、冷凍サイクル１は、
能力可変型圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４、膨脹
弁５、室内熱交換器６、床暖房パネル７で構成され、床
温検出器８及び室内熱交換器温度検出器９からの温度情
報により圧縮機２及び室内熱交換器６の送風ファン１０
を制御する制御装置１１を備えており、例えば第７図に
示すような制御を行うものである。

また、この装置では暖房運転立上り時に、温風暖房と床
暖房を同時に開始する構成となっている。

第８図は従来の装置の圧力とエンタルピの関係を示した
モリエル線図、第９図は、従来の装置の室内熱交換器凝
縮温度Ｔｃと床暖房パネル温度Ｔｐ及び室温Ｔａの暖房
運転立上り時からの時間変化を示す特性図である。図に
示すように、暖房運転時に圧縮機２を出た冷媒は、室内
熱交換器６に入り、次に床暖房バネル７に直列に流れる
ため、室内熱交換器６の凝縮温度と床暖房パネル７の凝
縮温度とがほぼ啄しくなる。また、床暖房パネル７の温
度は、低温火傷の危険性を考慮しなければならないため
、敷物表面温度を約３０℃以下としなければならず、敷
物の熱抵抗を考慮しても約４５℃までしか上げることが
できない。したがって、室内熱交換器６から出る温風は
約４５℃以下と低温になるため暖房運転の立上りが遅く
、かつ定常運転時の室温を希望通りの温度まで上げるこ
とができないという問題があった。

（発明が解決しようとする課題）上記ヒートポンプ式暖房装置においては、暖房運転の立
上りが遅く、かつ定常運転時の室温を希望通りの温度ま
で上げることができないでいた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、暖房運転の
立上りが早＜、シかも定常運転時に室温を希望通りの温
度に調整することかできるヒートポンプ式暖房装置を提
供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明のヒートポンプ式暖房
装置は、直列に接続される２つのシリンダを有し圧縮を
低段と高段の２段に開けて行う２段圧縮型の圧縮機の高
段側吐出管、四方弁、室内熱交換器、膨脹弁、室外熱交
換器を順次冷媒配管で接続し密閉サイクルを構成する冷
凍サイクルと、この冷凍サイクルの前記膨脹弁と室外熱
交換器の間の冷媒配管から前記圧縮機の低段側吐出管を
連通ずるバイパス回路と、このバイパス回路中に接続さ
れた床暖房パネルとを具備してなることを特徴とする。

また、前記２段圧縮型の圧縮機のかわりに圧縮機を２つ
直列に接続して各圧縮機相互間の冷媒配管を前記バイパ
ス回路に接続してもよい。

（作用）このように構成されたものにおいては、暖房運転立上り
時に、圧縮機の低段（低圧）側吐出管が床暖房パネルに
、また高段（高圧）側吐出管が室内熱交換器に接続され
いるため、床暖房パネル温度より室内熱交換器温度を高
い温度にすることができるため、室温を速やかに設定温
度まで上昇させることができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の１実施例に係るヒートポンプ式暖房装
置の構成を示す冷凍サイクル図である。

図において、冷凍サイクル２１は、圧縮機２２と、冷暖
房切換えのための四方弁２３、室内ファン２４を有する
室内熱交換器２５、膨脹弁２６、室外ファン２７を有す
る室外熱交換器２８を順次冷媒配管で接続して密閉サイ
クルを構成している。

前記圧縮機２２は直列に接続される２つのシリンダを有
しており、圧縮を低段と高段の２段に別けて行う２段圧
縮型の圧縮機であり、低段側の圧縮機２２ａと高段側の
圧縮機２２ｂの２つから成っている。

この圧縮機２２の低段側圧縮機２２ａと高段側圧縮機２
２ｂの相互間、すなわち低段側圧縮機２２ａの吐出側配
管と、前記膨脹弁２６と室外熱交換器２８の間の冷媒配
管とはバイパス回路２９により連通されている。

このバイパス回路２９の低段側圧縮機２２ａの吐出側に
近い冷媒配管から、電磁弁（Ｍｌ）３０、床暖房パネル
３１、膨脹弁３２、電磁弁（Ｍ２）３３が順次設置され
ている。

また前記四方弁２３は、暖房運転時には図中の実線で示
す状態に切換に切り換えられ、また、冷房運転時には図
中の破線で示す状態に切り換えられる。

室内熱交換器２５及び床暖房パネル３１には、室温セン
サ３４及び床温センサ３５がそれぞれ設置されており、
これらのセンサ３４、３５の出力はマイクロコンピュー
タを用いたコントローラ（制御装置）３６に供給されて
いる。このコントローラ３６は圧縮機２２におけるモー
タの駆動電源としてのインバータ３７の出力周波数（圧
縮機２２の回転数）を制御すると共に、室内ファン２４
の制御及び電磁弁３０、３３の開閉制御を行うものであ
る。

次に、本実施例の暖房立上り時の動作について、第２図
乃至第４図を用いて説明する。第２図は本発明の一実施
例に係るヒートポンプ暖房装置の圧力とエンタルピの関
係を示したモリエル線図、第３図は期間■〜■における
電磁弁３０（Ｍｌ）、３３（Ｍ２）と、インバータ３７
および室内ファン２４の制御マップを示したものであり
、第４図は第３図の各期開■〜■における各部の温度時
間変化の動作状態の関係を示すタイムフローチャートで
ある。

暖房運転時には、四方弁２３は図に示すように実線の状
態に切り換えられている。

まず、期間■では時刻０において電磁弁を３０（Ｍｌ）
　、３３　（Ｍ２）開、室内ファン２４を駆動して、室
内熱交換器２５による温風暖房と床暖房パネル３１によ
る床暖房運転の併用運転を開始する。

このとき圧縮機２２のインバータ３７の出力周波数は最
高とし、圧縮機２２の回転数を最大にする。室内ファン
２４は強風等の一定モードで運転する。このとき冷媒は
高段側圧縮機２２ｂから室内熱交換器２５へ、又低段側
圧縮機２２ａから床暖房パネル３１にと並列に流れるが
、低段側圧縮機２２ａを流れた冷媒、すなわち圧縮され
た冷媒が高段側圧縮機２２ｂに供給されるため、それぞ
れの凝縮温度は第２図に示すように２段階となる。

すなわち、床暖房パネル３１の凝縮温度Ｔｐよりも室内
熱交換器２５の凝縮温度Ｔｃを高くすることができる。

したがって、室温Ｔａは初期温度ＴＯから速やかに室温
設定温度Ｔａｓ”に向けて上昇する。室温設定温度Ｔａ
ｓ−はあらかじめコントローラ３６にセットされている
。ここで、第９図の従来例の各温度のタイムチャートと
比較する。床暖房パネル温度Ｔｐは従来とほとんど同じ
上昇を示すが、室温Ｔａは従来例よりも上昇が速く、従
来例の室温設定温度Ｔａｓまでに達する時間と比較する
とΔｔ時間だけ早くなっていることがわかる。

次に、期間■においては室温Ｔａが室温設定温度Ｔａｓ
−に達すると、室内ファン２４をコントロール運転、イ
ンバータ３７の出力周波数を最高またはコントロール運
転とし、床暖房の立上りと室温保持に必要なレベルまで
落とす。ここで室温設定温度Ｔａｓ−は従来の室温設定
温度Ｔａｓよりも高くすることができる。それは、従来
例では室内熱交換器６と床暖房パネル７とが直列に接続
されているため、床暖房パネル７の温度を人体の低温火
傷防止上の観点から、必要以上に上げることができない
ことにより、室内熱交換器６の温度も一定温度以上に上
げられないからである。

次に、期間■おいて、床暖房パネル３１の温度Ｔｐが床
温設定温度Ｔｐｓに達すると、室内ファン２４、インバ
ータ３７の出力周波数をさらに下げ、室温Ｔａおよび床
暖房パネル温度Ｔｐが一定となるようコントローラ３６
で制御する。期間■は定常運転状態に相当するが、室内
熱交換器２５の凝縮温度Ｔｃ−は従来例での凝縮温度Ｔ
ｃよりも高くできるため、室温Ｔａ”も従来例の室温Ｔ
ａよりも高くすることができる。また、床暖房パネル３
１の温度Ｔｐについては、前述したように、低温火傷の
制約があるため従来例と同じ温度で制御を行う。

このように動作することにより、暖房運転立上り時に床
暖房パネル温度より室内熱交換器温度を高い温度にする
ことができるため、室温を速やかに設定温度まで上昇さ
せることができる。

第５図は本発明の他の実施例に係るヒートポンプ式暖房
装置の構成を示す冷凍サイクル図である。

図に示すようにこの装置は、圧縮機を完全に分離し、２
つの圧縮機４１、４２にしたものである。

このように構成することにより、圧縮機の回転軸が別々
となるため、一定温度でよい床暖房パネル３１には一定
回転数の低段圧縮機４１を用い、高温吹き出しを必要と
する室内熱交換器２５にはインバータ４３で能力可変可
能な高段圧縮機４２を接続することによって、前述の実
施例と同様の効果を得ることができる。また、それぞれ
の圧縮機の制御が容易になる。

また、低段圧縮機４１をインバータで可変制御してもよ
い。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明のヒートポンプ式暖房装置
によると、暖房運転立上り時に、圧縮機の低段（低圧）
側吐出管が床暖房パネルに、また高段（降圧）側吐出管
が室内熱交換器に接続されているため、床暖房パネル温
度より室内熱交換器温度を高い温度にすることができる
ため、室温を速やかに設定温度まで上昇させることがで
きる。

プ式暖房装置の構成を示す冷凍サイクル図、第２図は本
発明の一実施例に係るヒートポンプ式暖房装置の圧力と
エンタルピの関係を示すモリエル線図、第３図は本発明
の一実施例に係る電磁弁、インバータ、室内ファンの制
御図、第４図は第３図の各期間における各部の温度と時
間変化状態の関係を示すタイムフローチャート、第５図
は本発明の他の実施例に係るヒートポンプ式暖房装置の
構成を示す冷凍サイクル図、第６図は従来のヒートポン
プ式暖房装置の構成を示す冷凍サイクル図、第７図は従
来のヒートポンプ式暖房装置の制御図、第８図は従来の
装置の圧力とエンタルピの関係を示すモリエル線図、第
９図は第７図の各期間における動作状態の関係を示すタ
イムフローチャートである。

２１・・・冷凍サイクル、２２・・・圧縮機、２２ａ・
・・低段側圧縮機、２２ｂ・・・高段側圧縮機、２３・
・・四方弁、２４・・・室内ファン、２５・・・室内熱
交換器、２６、３２・・・膨脹弁、２７・・・室外ファン、２８・・・室外熱交換器、バイ
パス回路、３０，３３・・・電磁弁、３１・・・床暖房
パネル、３４・・・室温センサ、床温センサ、３６・・
・コントローラ、３７・・・インバータ。

２３９　・・・５　・・・

Claims

【特許請求の範囲】

（１）直列に接続される２つのシリンダを有し圧縮を低
段と高段の２段に分けて行う２段圧縮型の圧縮機の高段
側吐出管、四方弁、室内熱交換器、膨脹弁、室外熱交換
器を順次冷媒配管で接続し密閉サイクルを構成する冷凍
サイクルと、この冷凍サイクルの前記膨脹弁と室外熱交換器の間の冷
媒配管から前記圧縮機の低段側吐出管を連通するバイパ
ス回路と、このバイパス回路中に接続された床暖房パネルとを具備
してなることを特徴とするヒートポンプ式暖房装置。
（２）前記２段圧縮型の圧縮機のかわりに圧縮機を２つ
直列に接続して各圧縮機相互間の冷媒配管を前記バイパ
ス回路に接続したことを特徴とする請求項１記載のヒー
トポンプ式暖房装置。