JPH09126520A

JPH09126520A - 冷暖房システム

Info

Publication number: JPH09126520A
Application number: JP7285600A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Sakakibara; 仁榊原; Masaru Hashimoto; 勝橋本; Masao Arakawa; 雅夫荒川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-11-02
Filing date: 1995-11-02
Publication date: 1997-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】空調機と冷暖房床を用いて、冷暖房の立ち上
がり速度を高めるとともに、送風による不快感をなくす
るようにした冷暖房システムを提供する。【解決手段】冷水及び温水を生成するヒートポンプ１
と、室内への吹き出し動作による冷暖房及び天井輻射に
よる冷暖房の機能を有する空調機２と、床面輻射による
冷暖房の機能を有する冷暖房床４と、空調機２及び冷暖
房床４の動作を制御する制御部５、６とを有し、ヒート
ポンプ１と空調機２とを第１の配管８、８ａ、８ｂで連
結し、ヒートポンプ１と冷暖房床４とを第２の配管８、
８ｃ、８ｄで連結し、両配管を流れる水または不凍液に
より冷暖房空調及び床冷暖房を行う冷暖房システムにお
いて、制御部５、６で、空調機２及び冷暖房床４の動作
を相互制御することにより、冷暖房の立ち上げ時には吹
き出し動作による冷暖房が行われ、所定温度状態に達し
た後には吹き出し動作が停止されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプと空
調機と冷暖房床とこれらを連結する配管とを有し、配管
を流れる水または不凍液により冷暖房空調及び床冷暖房
を行う冷暖房システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からヒートポンプ（熱源器）を使用
して空調を行うシステムがある。ヒートポンプと空調機
とを配管で連結し、配管内を流れるフロン等の熱媒体を
使用し、この熱媒体の流れる方向を配管上に設置された
弁により制御し、熱を放出したり吸収したりすることに
より空調を行う。ところが、このような空調システム
は、部屋内に冷風もしくは温風を送ることにより冷暖房
を行うようにしているが、温冷風による空調は、不快感
を感じることがある。例えば、冷房時、冷風の当たると
ころでは、より体温が奪われて底冷え感が生じ、体調に
悪影響を及ぼしたり、また、暖房時では、温風を送って
いるにもかかわらず、風の影響で寒さを感じることがあ
る。

【０００３】そこで、温冷風による冷暖房に替えて、輻
射型の冷暖房が健康面で注目されている。その代表的な
ものが床暖房であり、床内に設置された配管に温水を送
り、この温水により床が温められて暖房を行うというも
のである。床暖房は送風がなく、足下が温められるの
で、快適かつ効果的な暖房が行えるのである。

【０００４】また、冷房においては、天井に冷風もしく
は冷水を送り、天井面を冷却する輻射型冷房天井が提案
されているが、この場合も、暖房の場合と同様に、送風
がなく、天井面から冷気が降りてくるので、快適でマイ
ルドな冷房が行われるのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような輻射型の空調システムでは、冷暖房の立ち上がり
速度が遅いという問題がある。つまり、急速に冷暖房を
行いたいという要望を満たすことができなかった。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みてなしたもので
あり、その目的とするところは、空調機と冷暖房床を用
いて、冷暖房の立ち上がり速度を高めるとともに、送風
による不快感をなくするようにした冷暖房システムを提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
冷水及び温水を生成するヒートポンプと、室内への吹き
出し動作による冷暖房及び天井輻射による冷暖房の機能
を有する空調機と、床面輻射による冷暖房の機能を有す
る冷暖房床と、空調機及び冷暖房床の動作を制御する制
御部とを有し、ヒートポンプと空調機とを第１の配管で
連結し、ヒートポンプと冷暖房床とを第２の配管で連結
し、両配管を流れる水または不凍液により冷暖房空調及
び床冷暖房を行う冷暖房システムにおいて、前記制御部
で、空調機及び冷暖房床の動作を相互制御することによ
り、冷暖房の立ち上げ時には吹き出し動作による冷暖房
が行われ、所定温度状態に達した後には前記吹き出し動
作が停止されるようにしたことを特徴とするものであ
る。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、空調機による空調動作としては、室内への
吹き出し動作による冷暖房を行う吹き出しモードと天井
輻射による冷暖房を行う天井輻射モードと両者の連動動
作を行う自動モードを設定し、冷暖房床による床暖房動
作としては、床面輻射による冷暖房を行う単独モード
と、床面輻射による冷暖房動作と空調機の空調動作との
連動動作を行う自動モードを設定するようにしたことを
特徴とするものである。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の発明において、前記各動作モードに優先度を
設定し、複数の動作モードの要求が同時になされた場合
には、優先度の高い方の動作モードを優先させるように
したことを特徴とするものである。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３記載の発明において、前記冷暖房床において、冷房
時にヒートポンプから冷暖房床に送られる水量を暖房時
の水量に対して抑制するようにしたことを特徴とするも
のである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づき説明する。図１は、本発明の実施の形態
の一例を示す冷暖房システムの概略構成図である。１は
ヒートポンプ（熱源器：ＨＰ）であり、内部にコンプレ
ッサ（圧縮機）と膨張弁を有し、熱交換機やこれらを連
結する配管及び配管内を流れるフロン等の熱媒体を使用
し、この熱媒体の流れる方向を配管内に設けられた弁に
より制御し、熱を放出したり、吸収したりすることによ
り熱交換が行われる。１ａはヒートポンプコントローラ
であり、ヒートポンプ１の動作を制御するものである。

【００１２】２は空調機（ファンコイルユニット：ＦＣ
Ｕ）であり、室内への吹き出し動作による冷暖房及び天
井輻射による冷暖房の機能を有している。空調機２は、
空調機の動作を制御するＦＣＵコントローラ２ａ、ヒー
トポンプ１と空調機２とを連結する配管８ａの開閉を行
うＦＣＵバルブ２ｂ、送風動作を行うＦＣＵファン２ｃ
及び温冷水コイル２ｄを有している。ヒートポンプ１か
らの温冷水もしくは不凍液は、配管８、８ａを介してポ
ンプ７により空調機２に送られ、ＦＣＵファン２ｃによ
り室内空気９が吸い込まれ、温冷水コイル２ｄを通過
し、温冷水コイル２ｄ内を流れる温冷水と熱交換が行わ
れ、送風口から温冷風１０ａとして室内に再度送られ
る。

【００１３】さらに、空調機２は、吹き出し、輻射切り
換え用のダンパ３及びダンパ３の開閉を制御するダンパ
動作モータ３ａを有しており、温冷風１０ａ、１０ｂを
室内側と天井裏に設置されているダクト側とに切り換え
て吹き出せることができるようになっている。ダンパ３
の切り換えにより、室内への吹き出し動作による冷暖房
と天井輻射による冷暖房との切り換えが行えるのであ
る。

【００１４】５はコントロールパネルであり、室温セン
サ５ａを有し、室温センサ５ａからの室温情報やスイッ
チ（図示せず）からの冷暖房要求情報により、ＦＣＵコ
ントローラ２ａやダンパ動作モータ３ａに制御信号を送
り、ＦＣＵバルブ２ｂ、ＦＣＵファン２ｃやダンパ３を
動作させる。

【００１５】４は冷暖房床であり、空調機２の場合と同
様に、ヒートポンプ１からの温冷水が配管８ｃ、８ｄを
介して冷暖床４内の床配管４ｃに循環され、床冷暖房が
行われる。ここで、４ａは床バルブであり、床温度セン
サ４ｂからの床温度情報に基づいて開閉され、温度調節
がなされるのである。床バルブ４ａの制御は冷暖房床コ
ントロールパネル６により行われる。

【００１６】ヒートポンプ１では、ＦＣＵコントローラ
２ａ及び冷暖房床コントロールパネル６から空調機２及
び冷暖房床４の動作停止情報と冷暖房要求情報をヒート
ポンプコントローラ１ａで取り込み、動作の停止や暖房
／冷房（温水／冷水）の切り換えが行われる。また、さ
らにヒートポンプ１の動作停止情報によりポンプ７が連
動して動作の停止が行われる。

【００１７】このように、本実施形態の冷暖房システム
では、コントロールパネル５、６や各コントローラ等の
制御部により各部の制御が行われる。

【００１８】本実施の形態では、前記制御部により空調
機２及び冷暖房床４の相互制御できるようになってい
る。例えば、冷暖房床コントロールパネル６からＦＣＵ
コントローラ２ａに対して連動要求を送れるようになっ
ており、床暖房の要求があったときに、空調機２での温
冷風の吹き出し動作に連動させることができ、室内が所
定温度になるまで、あるいは所定時間（所定温度になる
のに要する時間）が経過するまで、空調機２での温冷風
の吹き出し動作を連動させ、床冷暖房の立ち上がり時の
遅れを温冷風で補うことができるのである。

【００１９】また、本実施の形態では、図２に示すよう
に、空調動作及び床冷暖動作の各々に対して複数の動作
モードが設定されている。

【００２０】空調動作モードとしては、自動モード、輻
射モード、吹き出しモードがある。輻射モードは、使用
者が強制的に天井輻射冷暖房を行うモードである。初期
状態はＦＣＵファン２ｃはＯＦＦ、ＦＣＵバルブ２ｂは
閉状態、ダンパ３は閉状態（天井開口部が閉じられてい
る状態）であり、空調冷暖房要求（空調機２のスイッチ
がＯＮ）があると、ＦＣＵファン２ｃがＯＮし、ＦＣＵ
バルブ２ｂは開状態となる。ダンパ３は閉のままであ
り、この状態で天井輻射の冷暖房が行われる。そして、
空調機２のスイッチがＯＦＦされると、ＦＣＵバルブ２
ｂが閉状態となり、一定時間後ＦＣＵファン２ｃがＯＦ
Ｆとなり停止する。この一定時間のタイムディレーは、
冷房時の結露防止のためである。つまり、空調機２のス
イッチがＯＦＦになり、ＦＣＵバルブ２ｂが閉状態にな
ってから時間遅延を持たせた後にＦＣＵファン２ｃを停
止することにより、その間、天井裏において単なる風
（温冷風でない）を送ることになり、この状態を一定時
間続けることにより天井輻射冷房時に冷却されている天
井面に水滴（結露）がつくことを防止することができる
のである。最後に初期状態に戻る。

【００２１】吹き出しモードは、使用者が強制的に天井
吹き出しによる冷暖房を行うモードである。初期状態は
輻射モードの場合と同様である。空調冷暖房要求（空調
機２のスイッチがＯＮ）があると、ＦＣＵファン２ｃが
ＯＮし、ＦＣＵバルブ２ｂは開状態となる。ここで、ダ
ンパ３は開状態となり、天井吹き出しによる冷暖房が行
われる。そして、空調機２のスイッチがＯＦＦされる
と、ＦＣＵバルブ２ｂが閉状態となり、ＦＣＵファン２
ｃがＯＦＦとなり停止する。このように、天井吹き出し
による冷暖房では、結露防止を考慮する必要がないの
で、ＦＣＵバルブ２ｂの閉動作とＦＣＵファン２ｃの停
止動作とを同時に行ってもよいのである。最後に初期状
態に戻る。

【００２２】なお、ＦＣＵバルブ２ｂは、停止時の閉動
作や運転中の開状態だけでなく、室温を設定温度に一定
に保つため、室温センサ５ａからの室温情報により、運
転中に温度調節のための開閉動作が行われる。

【００２３】自動モードは、輻射モードと吹き出しモー
ドとの連動動作を行うモードである。初期状態は輻射モ
ード、吹き出しモードの場合と同様である。空調冷暖房
要求（空調機２のスイッチがＯＮ）があると、ＦＣＵフ
ァン２ｃがＯＮし、ＦＣＵバルブ２ｂは開状態となる。
即ち、吹き出しモードとなる。そして、設定温度（例え
ば、夏期の冷房時は２６度、冬期の暖房時は１８度）に
達するとＦＣＵファン２ｃは動作状態のままで、ダンパ
３が閉じられ輻射モードとなる。なお、前記設定温度に
達したかどうかを温度センサにより検出する代わりに、
所定時間（設定温度に達するまでにようする時間）を予
め設定しておいて、この所定時間の経過後に、ＦＣＵフ
ァン２ｃは動作状態のままで、ダンパ３が閉じられ輻射
モードとなるようにしてもよい。空調機２のスイッチが
ＯＦＦされると、ＦＣＵバルブ２ｂが閉じられ、一定時
間後ＦＣＵファン２ｃがＯＦＦとなり停止する。この一
定時間のタイムディレーは、冷房時の結露防止のためで
ある。終了状態は初期状態と同様である。

【００２４】次に、床冷暖房動作としては、自動モード
と単独モードとがある。単独モードは床冷暖房動作のみ
であり、空調動作とは関連を有しないモードである。初
期状態では、床バルブ４ａは閉じられている。床冷暖房
要求（床冷暖房スイッチがＯＮ）があると、床バルブ４
ａが開となり、床冷暖房動作が行われる。ここで、冷暖
房床コントロールパネル６では床温度センサ４ｂからの
床温度情報を取り込んで床バルブ４ａに制御信号を送る
ことにより、床バルブ４ａでは床温度調節のため開閉動
作が行われる。床冷暖房スイッチがＯＦＦされると、床
バルブ４ａが閉じられ、最後は初期状態に戻る。

【００２５】自動モードは床冷暖房動作と空調動作との
連動動作を行うモードである。初期状態では、床バルブ
４ａは閉じられている。空調機２の状態は上述の空調動
作モードで説明した通りである。床冷暖房要求（床冷暖
房スイッチがＯＮ）があると、床バルブ４ａが開とな
り、同時に空調の吹き出しモードの運転が行われる。室
温が設定温度に達すると（あるいは、所定時間経過する
と）、空調運転は停止され、床冷暖房のみの運転とな
る。ここで、冷暖房床コントロールパネル６では床温度
センサ４ｂからの床温度情報を取り込んで床バルブ４ａ
に制御信号を送ることにより、床バルブ４ａでは、床温
度調節のため開閉動作が行われる。床冷暖房スイッチが
ＯＦＦされると、床バルブ４ａが閉じられ、最後は初期
状態に戻る。

【００２６】このようにして、床冷暖房動作と空調動作
の各々に対して動作モードを設定しているので、使用者
の要求に応じた冷暖房を容易に行うことができるのであ
る。

【００２７】図３は上述の実施の形態において、コント
ロールパネル５からの空調冷暖房の動作要求及びコント
ロールパネル６からの床冷暖房の動作要求に対して、実
際にどの動作モードが優先して選択されるかを示したも
のである。つまり、各動作モードに対して優先度が設定
されているのである。例えば、コントロールパネル５、
６の両方から動作要求があり、かつ、床冷暖房の動作要
求が自動モードである場合には、床冷暖房の自動モード
は空調の冷暖房と床の冷暖房の連動が行われるようにな
っているので、空調動作との衝突が起きるが、図３に示
すように、空調動作が優先され、床冷暖房の自動モード
は受付られず単独モードに移行するようになるのであ
る。このように、本実施の形態では、空調冷暖房と床冷
暖房の各動作モードに優先度を設け、この優先度に従っ
て、実際の動作が行われるので、空調冷暖房と床冷暖房
の両動作間のトラブルや使用者の混乱がなくなる。

【００２８】図４は本発明に係る他の実施の形態に係る
信号波形図であり、床冷房時及び床暖房時における床バ
ルブ４ａのＯＮ／ＯＦＦの間隔比を示している。本発明
に係る床冷暖房にあっては、ヒートポンプ１からの温冷
水が冷暖房床４内の配管４ｃに流されることで床冷暖房
が行われるが、空調冷暖房と床冷暖房を同一のヒートポ
ンプ１で行い、配管の根幹部を共有しているので、同じ
温冷水が空調機２と冷暖房床４に供給されることにな
る。しかし、温冷水の温度は空調機２に供給することを
前提としている。従って、冷房時にヒートポンプ１から
の冷水を暖房時の温水と同様に流すと、冷えすぎたり、
結露を起こしたりということがある。つまり、冬期の暖
房時の温水温度は一般に６０度であり、この温水を空調
機２と冷暖房床４とに供給することは問題ないが、夏期
の冷房時の冷水温度は一般に７度であり、この冷水を冷
暖房床４に流すと、冷えすぎたり、結露を起こしたりす
るということになる。冷水の温度を上げればこの問題は
解決するが、空調冷暖房と床冷暖房とで配管を共有して
いるので部分的に冷水の温度を上げることはできない。

【００２９】そこで、本実施の形態の冷暖房システムで
は、床冷房時及び床暖房時における床バルブ４ａのＯＮ
／ＯＦＦの間隔比を図４に示すように変化させ、床冷房
時のＯＮ時間を床暖房時に比べて短くすることにより、
床冷房時の冷水流量を抑制し、冷えすぎの防止及び結露
の防止が図れる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、冷水及び温水を生成するヒートポンプと、室内へ
の吹き出し動作による冷暖房及び天井輻射による冷暖房
の機能を有する空調機と、床面輻射による冷暖房の機能
を有する冷暖房床と、空調機及び冷暖房床の動作を制御
する制御部とを有し、ヒートポンプと空調機とを第１の
配管で連結し、ヒートポンプと冷暖房床とを第２の配管
で連結し、両配管を流れる水または不凍液により冷暖房
空調及び床冷暖房を行う冷暖房システムにおいて、制御
部で、空調機及び冷暖房床の動作を相互制御することに
より、冷暖房の立ち上げ時には吹き出し動作による冷暖
房が行われ、所定温度状態に達した後には吹き出し動作
が停止されるようにしたので、空調機と冷暖房床を用い
て、冷暖房の立ち上がり速度を高めるとともに、送風に
よる不快感をなくするようにした冷暖房システムが提供
できた。

【００３１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、空調機による空調動作としては、室
内への吹き出し動作による冷暖房を行う吹き出しモード
と天井輻射による冷暖房を行う天井輻射モードと両者の
連動動作を行う自動モードを設定し、冷暖房床による床
暖房動作としては、床面輻射による冷暖房を行う単独モ
ードと、床面輻射による冷暖房動作と空調機の空調動作
との連動動作を行う自動モードを設定するようにしたの
で、使用者の要求に応じた冷暖房を行うことができる。

【００３２】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は請求項２記載の発明において、各動作モードに優先度
を設定し、複数の動作モードの要求が同時になされた場
合には、優先度の高い方の動作モードを優先させるよう
にしたので、空調冷暖房と床冷暖房の相互動作における
動作要求の衝突や使用者の混乱がなくなる。

【００３３】請求項４記載の発明によれば、請求項１乃
至請求項３記載の発明において、冷暖房床において、冷
房時にヒートポンプから冷暖房床に送られる水量を暖房
時の水量に対して抑制するようにしたので、床冷房時の
冷えすぎや結露を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す冷暖房システ
ムの概略構成図である。

【図２】同上に係る動作モードを示す説明図である。

【図３】同上の動作モードに係る優先度を示す説明図で
ある。

【図４】本発明の実施の形態に係る床バルブの開閉制御
のための制御信号を示す信号波形図である。

【符号の説明】

１ヒートポンプ１ａヒートポンプコントローラ２空調機２ａＦＣＵコントローラ２ｂＦＣＵバルブ２ｃＦＣＵファン２ｄ温冷水コイル３ダンパ３ａダンパ動作モータ４冷暖房床４ａ床バルブ４ｂ床温度センサ４ｃ配管５ＦＣＵコントロールパネル５ａ室温センサ６冷暖房床コントロールパネル７ポンプ８温冷水配管９室内空気１０ａ温冷風１０ｂ温冷風

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【手続補正書】

【提出日】平成８年９月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】また、冷房においては、天井に冷風もしく
は冷水を送り、天井面を冷却する輻射型冷房天井が提案
されているが、この場合も、床暖房の場合と同様に、送
風がなく、天井面から冷気が降りてくるので、快適でマ
イルドな冷房が行われるのである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】自動モードは、輻射モードと吹き出しモー
ドとの連動動作を行うモードである。初期状態は輻射モ
ード、吹き出しモードの場合と同様である。空調冷暖房
要求（空調機２のスイッチがＯＮ）があると、ＦＣＵフ
ァン２ｃがＯＮし、ＦＣＵバルブ２ｂは開状態、及びダ
ンパ３は開状態となる。即ち、吹き出しモードとなる。
そして、設定温度（例えば、夏期の冷房時は２６度、冬
期の暖房時は１８度）に達するとＦＣＵファン２ｃは動
作状態のままで、ダンパ３が閉じられ輻射モードとな
る。なお、前記設定温度に達したかどうかを温度センサ
により検出する代わりに、所定時間（設定温度に達する
までに要する時間）を予め設定しておいて、この所定時
間の経過後に、ＦＣＵファン２ｃは動作状態のままで、
ダンパ３が閉じられ輻射モードとなるようにしてもよ
い。空調機２のスイッチがＯＦＦされると、ＦＣＵバル
ブ２ｂが閉じられ、一定時間後ＦＣＵファン２ｃがＯＦ
Ｆとなり停止する。この一定時間のタイムディレーは、
冷房時の結露防止のためである。終了状態は初期状態と
同様である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷水及び温水を生成するヒートポンプ
と、室内への吹き出し動作による冷暖房及び天井輻射に
よる冷暖房の機能を有する空調機と、床面輻射による冷
暖房の機能を有する冷暖房床と、空調機及び冷暖房床の
動作を制御する制御部とを有し、ヒートポンプと空調機
とを第１の配管で連結し、ヒートポンプと冷暖房床とを
第２の配管で連結し、両配管を流れる水または不凍液に
より冷暖房空調及び床冷暖房を行う冷暖房システムにお
いて、前記制御部で、空調機及び冷暖房床の動作を相互
制御することにより、冷暖房の立ち上げ時には吹き出し
動作による冷暖房が行われ、所定温度状態に達した後に
は前記吹き出し動作が停止されるようにしたことを特徴
とする冷暖房システム。
【請求項２】空調機による空調動作としては、室内へ
の吹き出し動作による冷暖房を行う吹き出しモードと天
井輻射による冷暖房を行う天井輻射モードと両者の連動
動作を行う自動モードを設定し、冷暖房床による床暖房
動作としては、床面輻射による冷暖房を行う単独モード
と、床面輻射による冷暖房動作と空調機の空調動作との
連動動作を行う自動モードを設定するようにしたことを
特徴とする請求項１記載の冷暖房システム。
【請求項３】前記各動作モードに優先度を設定し、複
数の動作モードの要求が同時になされた場合には、優先
度の高い方の動作モードを優先させるようにしたことを
特徴とする請求項１又は請求項２記載の冷暖房システ
ム。
【請求項４】前記冷暖房床において、冷房時にヒート
ポンプから冷暖房床に送られる水量を暖房時の水量に対
して抑制するようにしたことを特徴とする請求項１乃至
請求項３記載の冷暖房システム。