JPH08178398A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 実際の外気温度に基づいて凍結防止運転の開
始時期を判断し、凍結防止を確実に行う。 【構成】 熱源機側では、検出された外気温度が凍結温
度以下であると判断されると（ステップ１５２）、熱源
機の運転を開始すると共に流量可変弁を開く信号を室内
ユニットへ送信する（ステップ１５４）。一方、室内ユ
ニット側では、流量可変弁を開く信号を受信すると、流
量可変弁を開口する。これにより、熱源機側から供給さ
れる温水が温水循環路を流通することになり、凍結防止
を確実に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気調和機に係り、より
詳しくは、単一の室内ユニット内に、温水が循環する温
水熱交換器と、冷媒が循環する冷媒熱交換器と、を備え
た空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷媒で冷房を行い、温水で暖
房を行う空気調和機（温水空気調和機）が知られてい
る。この温水空気調和機では、ドライモードの運転時に
冷媒熱交換器で冷却し除湿された空気が設定温度以下に
低下しないように、該除湿された空気を室内ユニットに
設けられた温水熱交換器で温めている。また、温水の循
環管路を床下等に配設して、該循環管路に温水を流通さ
せることにより、部屋を床下から暖房する、所謂「床暖
房」が普及しつつある。

【０００３】ところで、熱源機を屋外に設置した際に温
水を屋内に引き込むための温水配管の一部が、冬季の厳
寒期の異常低温にさらされることがあり、上記の温水配
管に凍結が生じ、温水配管の破裂が生じる等の不都合が
発生していた。

【０００４】従来は、室外ユニットから熱源機への一方
通行による信号送信で熱源機の運転を制御していたた
め、上記のような屋外での凍結を検知することができ
ず、室内ユニットにおいて検出される室内温度に基づい
て外気温度の推移を予測し、予測された外気温度が所定
の設定温度以下となった時に、前述した温水コイルや温
水流通ポンプ等を稼働させ温水用の循環路に温水を流通
させる等の凍結防止のための運転、所謂「凍結防止運
転」を開始していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
凍結防止運転の開始は外気温度の予測結果に基づいて行
われているため、実際の外気温度と予測された外気温度
との間に差異が生じうる。よって、実際の外気温度が約
０°Ｃまで低下し室外に設けられた配管部分が凍結し始
めているにもかかわらず、凍結防止運転が行われない等
の事態が発生する虞れがあった。

【０００６】本発明は上記事実を考慮し、実際の外気温
度に基づいて凍結防止運転の開始時期を判断し、凍結防
止を確実に行うことのできる空気調和機を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、屋外に設置され温水を生成
すると共にこの温水を管路を介して温水熱交換器へ循環
させる熱源機と、室内に設置され前記温水熱交換器を温
水弁を介して搭載すると共に圧縮機を用いた冷凍サイク
ル中の冷媒熱交換器を前記温水熱交換器と同一風路中に
搭載する室内ユニットと、を有する空気調和機であっ
て、前記熱源機に設置され屋外の外気温度を検出する外
気温度検出手段と、前記室内ユニットから前記圧縮機及
び前記熱源機へ運転停止の信号が供給されている際に、
前記外気温度検出手段の検出する外気温度が水の凍結温
度近くまで低下すると、前記室内ユニットの前記温水弁
を開く信号を出力し同時に強制的に前記熱源機を運転さ
せる制御手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記室内ユニットに設置され前記温
水熱交換器近傍の温度を検出する熱交温度検出手段を更
に備え、前記制御手段は、前記熱交温度検出手段により
検出された温度が所定温度以上に上昇した場合に、前記
温水弁を閉じる信号を出力すると共に前記熱源機の運転
を停止させることを特徴とする。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明では、外気温度検出手段は
屋外の外気温度を検出し、制御手段は、室内ユニットか
ら圧縮機及び熱源機へ運転停止の信号が供給されている
際に、検出された外気温度が水の凍結温度近くまで低下
すると、室内ユニットの温水弁を開く信号を出力し同時
に強制的に熱源機を運転させる。

【００１０】これにより、室内ユニットから圧縮機及び
熱源機へ運転停止の信号が供給されている際、即ち圧縮
機及び熱源機が運転停止している場合であっても、検出
された屋外の外気温度が水の凍結温度近くまで低下する
と、強制的に熱源機により温水が生成され、該温水が管
路を循環するようになる。従って、実際の外気温度に基
づいて凍結防止運転の開始時期を判断し、管路の凍結防
止を確実に行うことができる。

【００１１】また、請求項２記載の発明では、熱交温度
検出手段は温水熱交換器近傍の温度を検出し、制御手段
は、熱交温度検出手段により検出された温度が所定温度
以上に上昇した場合に、温水弁を閉じる信号を出力する
と共に熱源機の運転を停止させる。これにより、温水熱
交換器近傍の温度が所定温度以上に上昇したという条件
の下に、凍結防止運転を確実に停止させることができ
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本実施例の空気調和機（エアコン）は、図１に示
すように、室内に設置された複数の室内ユニット１０、
室外に設置された１台の室外ユニット１２、及び室外に
設置された１台の熱源機１４を備えている。

【００１３】各室内ユニット１０は、冷凍サイクルを構
成する蒸発器１６Ｂと温水の供給される放熱器１６Ａと
を有し、蒸発器１６Ｂが放熱器１６Ａに対して風上にな
るように一体構成された室内熱交換器１６が設けられて
いる。また、放熱器１６Ａの近傍の温度（以下、熱交温
度と称す）を検出する熱交温度センサ１５が設置されて
いる。また、制御装置としてのマイコン１９が設けられ
ており、このマイコン１９は熱交温度センサ１５に図１
において破線で示す情報通信用の配線（以下、通信線と
称す）を介して接続されている。

【００１４】一方、熱源機１４にも、制御装置としての
マイコン６６が設けられており、このマイコン６６は上
述した各室内ユニット１０のマイコン１９、後述するポ
ンプ４２及びガスバーナ５０に通信線を介して接続され
ている。熱源機１４の近傍には、熱源機１４近傍の外気
温度を検出する外気温センサ６４が設置されており、こ
の外気温センサ６４はマイコン６６に通信線を介して接
続されている。

【００１５】次に、温水回路及び冷媒回路について詳細
に説明する。図２に示すように本実施例に係る空気調和
機には、室内ユニット１０と室外ユニット１２との間で
冷媒を循環させる冷媒循環路と、室内ユニット１０と熱
源機１４との間で温水を循環させる温水循環路とが設け
られている。

【００１６】室内ユニット１０に設けられた室内熱交換
器１６は、上述したように放熱器１６Ａと蒸発器１６Ｂ
とを備えている（図１参照）。蒸発器１６Ｂ内で冷媒を
蒸発させて冷却を行う。また、放熱器１６Ａは、流通す
る温水により加熱を行う。この室内熱交換器１６の近傍
には、室内熱交換器１６を通過させて被調和室に送風す
るためのファン１７が設けられている。

【００１７】室内熱交換器１６の蒸発器１６Ｂは、太管
で構成された冷媒配管１８を介して室外ユニット１２の
バルブ２０に接続されている。バルブ２０は、マフラー
２２、アキュムレータ２４、コンプレッサ２６、室外熱
交換器２８、及びキャピラリーチューブ３０を介してバ
ルブ３２に接続されている。そして、バルブ３２が、細
管で構成された冷媒配管３４を介して室内熱交換器１６
の蒸発器１６Ｂに接続されることにより、密閉された冷
媒循環路すなわち冷凍サイクルが形成されている。な
お、室外熱交換器２８の近傍には、室外熱交換器２８を
通過させて送風するためのファン２９が設けられてい
る。

【００１８】また、室内熱交換器１６の放熱器１６Ａ
は、温水ペアチューブ３６を介して室外ユニット１２の
温水入口ニップル３８に接続されている。温水入口ニッ
プル３８は、プレッシャーキャップ４１を備えたプレッ
シャータンク４０、ポンプ４２、及び温水熱交換器４４
を介して温水出口ニップル４６に接続されている。そし
て、温水出口ニップル４６が、温水循環路を流れる温水
流量を制御する流量可変弁６２を介して室内熱交換器１
６の放熱器１６Ａに接続されることにより密閉された温
水循環路が形成されている。

【００１９】この温水熱交換器４４はガスバーナ５０に
より加熱されて温水を生成する。温水循環路のプレッシ
ャータンク４０は、ドレイン排水口に接続されたドレイ
ンタンク５２にプレッシャーキャップ４１を介して接続
され、温水循環路は逆止弁５４を備えた注入管５６を介
して加圧注入口に接続され、温水循環路には注入管５６
を介して水道水等が注入される。さらに、温水循環路は
熱動弁５８を備えた分岐管６０を介して床暖房用の床マ
ットに接続されている。なお、６１は低温サーミスタ、
６３は高温サーミスタである。

【００２０】この温水循環路では、水温が上昇し内圧が
所定値（例えば、０．９kg/cm²）以上になるとプレッシ
ャーキャップ４１の圧力弁が作動し、温水は圧力逃がし
口からドレインタンク５２へ流入する。なお、ドレイン
タンク５２の容量を越える分の温水はドレイン排水口か
ら排水される。一方、運転を停止して温水の温度が低下
し、温水循環路の内圧が所定値未満に低下すると、負圧
弁が作動し、ドレインタンク５２から温水が回収され
る。

【００２１】次に、本実施例の作用を説明する。まず、
図３を参照して熱源機１４のマイコン６６によって所定
時間毎に実行される制御ルーチンについて説明する。ス
テップ１５０では外気温センサ６４により検出された外
気温度Ｔを取り込む。次のステップ１５２では外気温度
Ｔが凍結防止運転開始の条件として予め定められた凍結
温度Ｔ₀ 以下であるか否かを判定する。なお、凍結温度
Ｔ₀ には、０°Ｃより若干高い１〜２°Ｃくらいの温度
が予め設定されている。外気温度Ｔが凍結温度Ｔ₀ より
も高い場合は制御ルーチンを終了し、外気温度Ｔが凍結
温度Ｔ₀ 以下の場合はステップ１５４へ進み、熱源機１
４の運転を開始させる。即ち、温水熱交換器４４やガス
バーナ５０等を駆動して温水を生成し、しかる後にポン
プ４２を駆動して温水を温水循環路に流通させる。ま
た、ステップ１５４では各々の室内ユニット１０へ各々
の流量可変弁６２を開く信号を送信する。

【００２２】次のステップ１５６では該熱源機１４に接
続された稼働中の全ての室内ユニット１０から凍結防止
運転を終了するための凍結防止運転終了信号を受信した
か否かを判定する。稼働中の全ての室内ユニット１０か
ら凍結防止運転終了信号を受信していない場合は制御ル
ーチンを終了し、全ての室内ユニット１０から凍結防止
運転終了信号を受信した場合はステップ１５８へ進み、
熱源機１４の運転を停止する。

【００２３】次に、図４を参照して室内ユニット１０の
マイコン１９によって所定時間毎に実行される制御ルー
チンについて説明する。ステップ２０２では、上記のス
テップ１５４で熱源機１４側から送信された流量可変弁
６２を開く信号を受信したか否かを判定する。受信して
いない場合は制御ルーチンを終了し、受信した場合は次
のステップ２０４で流量可変弁６２を所定量開口し、熱
源機１４側のポンプ４２の駆動力により温水ペアチュー
ブ４８を介して供給される温水を室内ユニット１０内を
通る温水循環路に流通させる。これにより、温水ペアチ
ューブ４８、３６を介して温水熱交換器４４と放熱器１
６Ａとを結ぶ温水循環路全体に温水が流通することにな
る。

【００２４】次のステップ２０６では熱交温度センサ１
５により検出された熱交温度ｔを取込み、次のステップ
２０８では該熱交温度ｔが凍結防止運転の終了条件とし
て予め定められた温度（一例として２０°Ｃ）以上であ
るか否かを判定する。

【００２５】熱交温度ｔが２０°Ｃ以上に到達した場
合、次のステップ２１０でタイマーをオンにした後、ス
テップ２１２において凍結防止運転の終了条件として予
め定められた時間（一例として３分）経過したか否かを
判定する。そして、３分経過すると、ステップ２１４へ
進み、凍結防止運転終了信号を熱源機１４側のマイコン
６６へ送信すると共に流量可変弁６２を閉塞する。これ
により、該室内ユニット１０内を通る温水循環路には温
水が流通しなくなり、該室内ユニット１０と熱源機１４
との間に設けられた温水循環路に対する凍結防止運転は
終了する。

【００２６】一方、熱交温度ｔが２０°Ｃ以上には到達
していない場合、ステップ２０８からステップ２１６へ
進み熱交温度ｔが冷媒循環路凍結防止のための暖房運転
の条件として予め定められた温度（一例として６．５°
Ｃ）以下であるか否かを判定する。ここで、熱交温度ｔ
が６．５°Ｃ以下と判定された場合のみ、ステップ２１
８へ進み該室内ユニット１０の室内熱交換器１６と室外
ユニット１２の室外熱交換器２８との間の冷媒による熱
交換による暖房運転を行う。これにより、冷媒による熱
交換によって暖房運転等を行うための室外ユニット１
２、及び該室外ユニット１２と室内ユニット１０とを結
ぶ管路等も含めた空気調和機全体の凍結防止を確実に行
うことができる。また、上記の暖房運転は、外気温度Ｔ
が凍結温度Ｔ₀ 以下の場合に、凍結防止運転の開始と同
時に開始しても良い。即ち、図５に示すように、ステッ
プ２０２で流量可変弁６２を開く信号を受信したと判定
された場合に、ステップ２０５で流量可変弁６２の開口
と共に暖房運転を行うようにしても良い。

【００２７】以上説明したように、本実施例によれば、
従来のように室内温度から予測された外気温度に基づい
て凍結防止運転の開始を判断するのではなく、実際に検
出された外気温度Ｔが凍結温度Ｔ₀ 以下の場合に、温水
を熱源機１４と室内ユニット１０との間の温水循環路に
流通させるので、実際の外気温度と予測された外気温度
との間の差異に起因する管路の凍結、即ち実際の外気温
度Ｔが約１°Ｃ以下となり室外に設けられた配管部分が
凍結し始めているにもかかわらず、予測された外気温度
が設定温度以上となり凍結防止運転が行われないことに
起因する管路の凍結を確実に防止することができる。

【００２８】また、従来において予測された外気温度が
実際の外気温度よりもかなり低かったために、本来凍結
防止運転を行う必要のない場合でも凍結防止運転が行わ
れるという不都合も回避することができ、省エネルギー
を図ることもできる。

【００２９】なお上記実施例では、各室内ユニット１０
において熱交温度ｔが２０°Ｃ以上に到達してから３分
経過後に凍結防止運転を終了する例を示したが、熱交温
度ｔが凍結防止運転の終了条件として予め定められた温
度以上に到達した場合に直ちに凍結防止運転を終了させ
ても良い。

【００３０】また上記実施例における外気温センサの設
置位置は、外気温度を検出できる位置であれば熱源機１
４近傍でなくても良い。例えば、室外ユニット１２の近
傍に設置し、室外ユニット１２側で外気温センサにより
検出された外気温度を取込み、図示しない通信線を介し
て該外気温度の情報を室外ユニット１２から室内ユニッ
ト１０及び熱源機１４へ送信するような構成としても良
い。

【００３１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、実際の外
気温度に基づいて凍結防止運転の開始時期を判断し、管
路の凍結防止を確実に行うことができる。

【００３２】また、請求項２記載の発明によれば、温水
熱交換器近傍の温度が所定温度以上に上昇したという条
件の下に凍結防止運転を確実に停止させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る空気調和機の概略構成図であ
る。

【図２】空気調和機の冷媒及び温水回路図である。

【図３】熱源機側のマイコンによる制御ルーチンを示す
流れ図である。

【図４】室内ユニット側のマイコンによる制御ルーチン
を示す流れ図である。

【図５】図４に示す制御ルーチンの別の例を示す流れ図
である。

【符号の説明】

１０ 室内ユニット １２ 室外ユニット １４ 熱源機 １５ 熱交温度センサ（熱交温度検出手段） １６ 室内熱交換器 １９ マイコン ４４ 温水熱交換器 ６２ 流量可変弁（温水弁） ６４ 外気温センサ（外気温度検出手段） ６６ マイコン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屋外に設置され温水を生成すると共にこ
   の温水を管路を介して温水熱交換器へ循環させる熱源機
   と、室内に設置され前記温水熱交換器を温水弁を介して
   搭載すると共に圧縮機を用いた冷凍サイクル中の冷媒熱
   交換器を前記温水熱交換器と同一風路中に搭載する室内
   ユニットと、を有する空気調和機であって、 前記熱源機に設置され屋外の外気温度を検出する外気温
   度検出手段と、 前記室内ユニットから前記圧縮機及び前記熱源機へ運転
   停止の信号が供給されている際に、前記外気温度検出手
   段の検出する外気温度が水の凍結温度近くまで低下する
   と、前記室内ユニットの前記温水弁を開く信号を出力し
   同時に強制的に前記熱源機を運転させる制御手段と、 を備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 前記室内ユニットに設置され前記温水熱
   交換器近傍の温度を検出する熱交温度検出手段を更に備
   え、 前記制御手段は、前記熱交温度検出手段により検出され
   た温度が所定温度以上に上昇した場合に、前記温水弁を
   閉じる信号を出力すると共に前記熱源機の運転を停止さ
   せることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。