JPH09210378A - 複合温水暖房システムの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 床暖房パネルと室内暖房機との複合暖房運転
時の室温上昇を速やかに行う。 【解決手段】 床暖房パネル３への床暖房温水回路１０
ａに温水供給制御機構１３を設けて、デュエット暖房運
転初期に、床暖房パネル３への温水流量を制限する。加
熱用熱交換器１１から流出する温水温度が８０℃になる
ようにバーナ１００の加熱量を制御し、設定温度と室内
温度との温度差に基づいて暖房用熱交換器１６によって
放熱する必要熱量を算出し、必要熱量に応じて流量可変
弁１４を制御する。高温の温水が暖房用熱交換器１６へ
十分に供給され、このとき、床暖房パネル３によっても
床面が加熱されるため、バーナ１００の加熱能力を十分
に引き出すことができ、暖房用熱交換器１６と床暖房パ
ネル３とによる大きな暖房能力で室内空気を速やかに上
昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一つの加熱源によ
って加熱された温水を、床暖房パネルと室内機に、それ
ぞれ異なる温度で循環させるための温水循環回路を形成
して室内の暖房を行う複合温水暖房システムの制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】バーナ等により加熱された温水を室内機
に循環させるとともに、室内機のみでなく室内の床面に
設置した床暖房パネルにも温水を循環させるために異な
る温度の温水を循環させる温水循環回路を設けた複合温
水暖房システムがある。こうした複合温水暖房システム
では、室内機の暖房能力の制御のために、設定温度と室
内温度との温度差に基づいて室内機で放熱すべき必要熱
量が算出され、室内機単独で暖房運転をする場合には、
必要熱量に応じて温水を加熱するバーナ等の燃焼量が制
御されて、その熱が室内機で放出され、一方、床暖房パ
ネルによる暖房運転を室内機の運転と同時に行う複合運
転の場合には、バーナ等の加熱源によって加熱される温
水の温度が一定温度になるように加熱源の加熱量を調節
し、室内機を通過する温水の流量が必要熱量に応じて制
御されて、室内機で必要熱量が放出される。

【０００３】他方、床暖房パネルにおける暖房能力を調
節するために、床暖房パネルへの温水循環回路に設けら
れた床暖制御弁の開放率を設定された暖房能力に応じて
可変することによって循環する温水流量を調節し、それ
によって床面温度を調節している。ここで、床暖房パネ
ルへ供給される温水温度は室内機へ供給される温水温度
より低く設定されている。上記のとおり、室内機と床暖
房パネルとにそれぞれ温水を循環させる複合温水暖房シ
ステムでは、床暖房パネルと室内機とを同時に運転する
複合運転時の定常状態で安定した暖房が行えるように、
室内機と床暖房パネルの各放熱量および加熱源としての
バーナ等の能力がそれぞれ設計されている。具体的に
は、複合暖房の可能な器具でも、室内機と床暖房パネル
をともに設置する場合もあれば、室内機のみを設置する
場合もあり、この時それぞれの設置条件に応じて室外機
に設けられた加熱源の能力を変えようとすると、製造コ
ストや管理上の工数が増えるため、一般には共通の室外
機で対応している。室外機の加熱源の最大能力は、床暖
房パネルでの最大必要熱量と室内機での最大必要熱量と
を加えた能力とすればよいが、このような能力を設計す
ると、加熱源が大型化し、設置スペースを多く必要とす
るばかりでなく、製造コストも上昇し、上述したように
室内機のみを設置する使用者にとっては、大きな負担と
なる。そこで、加熱源の最大能力を複合運転時の定常状
態（立ち上がった後の状態）に安定して暖房を行うこと
が可能な能力に設定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、室内温度が低
い暖房の運転の初期に、室内機および床暖房パネルにそ
れぞれ最大級の暖房能力が要求されると、床暖房パネル
への温水供給流量を調節する床暖制御弁の開放率が大き
くなり、床暖制御弁の開放状態が連続するため、床暖房
パネルへの温水供給流量が多くなる。このとき、室内機
への温水流量を調節する流量可変弁の開度は大きくなっ
ているが、床暖房パネルへの温水の供給量が大きいた
め、実際に室内機へ供給する温水の流量を多くすること
ができない。また、床暖房パネルでの放熱量が大きいた
め、室内機へ供給する温水の温度をあらかじめ決められ
た高温の温度まで高くすることはできない。このため、
室内機による室内空気の加熱が不十分となり、室温の上
昇に時間が掛かるという不具合がある。

【０００５】こうした事態を避けるために、床暖房パネ
ルには、温水を供給せずに、室内機のみで暖房運転を開
始すると、高温の温水を多量に室内機へ供給させるため
室内機の暖房能力を十分に発揮させることができるが、
床暖房パネルの運転を全く行っていないため、加熱源の
バーナ等の加熱能力（複合運転時の定常状態に安定して
暖房を行うことが可能な能力）にはまだ余裕があり、暖
房システム全体としての暖房能力に余裕があるにも拘ら
ず、その暖房能力を最大限に引き出すことができず、結
果的に、暖房能力があるにも拘らず、室内温度を速やか
に上昇させられない。

【０００６】本発明は、一つの加熱源によって加熱され
た温水を異なる温度で室内機と床暖房パネルにそれぞれ
供給する温水循環回路を設けた複合温水暖房システムに
おいて、暖房運転の初期に、室内温度を速やかに上昇さ
せることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１で
は、室内を暖房するためにそれぞれ温水を熱源とする床
暖房パネルと室内暖房機とを設け、加熱源を備えた加熱
用熱交換器によって加熱された温水を前記室内暖房機及
び前記床暖房パネルに供給するように温水循環回路を形
成し、該温水循環回路に、前記室内暖房機への供給温水
流量を調整するための流量可変弁を設け、ポンプによっ
て前記温水循環回路に温水を循環させる複合温水暖房シ
ステムの制御装置において、前記室内の目標温度を設定
する室温設定器と、前記室内の室内温度を検知するため
の室温センサと、前記加熱用熱交換器によって加熱され
た温水の温度を検知するための高温水温度センサと、前
記高温水温度センサの検知温度が一定温度になるように
前記加熱源の加熱量を制御する加熱源制御手段と、前記
室内暖房機を通過した流出温水温度を検知する流出温水
温度センサと、少なくとも前記室温設定器の前記設定温
度と前記室温センサの検知する前記室内温度と前記流出
温水温度センサの前記流出温水温度に基づいて前記流量
可変弁を制御する流量可変弁制御手段と、前記床暖房パ
ネルへの温水供給量を制御する温水供給制御機構と、前
記室内暖房機および前記床暖房パネルへともに温水を供
給する複合運転初期に、前記床暖房パネルへの温水供給
流量を前記温水供給制御機構により制限する温水供給流
量制限手段とを具備することを技術的手段とする。

【０００８】以上の構成により、室内暖房機および床暖
房パネルへともに温水を供給する複合運転初期には、床
暖房パネルへの温水供給流量が温水供給制御機構によっ
て制限される。この結果、加熱源によって加熱された温
水の熱量のうち床暖房パネルへ供給される熱量が減少
し、室温を上昇させるのに有効な室内暖房機へ供給され
る熱量が確保される。従って、加熱源によって一定温度
に加熱された温水を多量に室内暖房機へ供給することが
でき、室内暖房機では十分な熱量を放出することができ
る。このとき、床暖房パネルにおいても、その流量が制
限されてはいるものの温水が供給されるため、供給され
る温水によって床面温度を上昇させることができ、床暖
房パネルによっても室内を暖房することができる。

【０００９】加熱源の加熱能力は、室内暖房機の必要熱
量に加えて、床暖房パネルへも熱を供給することになる
ため、単に室内暖房機のみを運転して暖房を行う場合に
比べて、多くの熱を発生させることになり、加熱源の加
熱能力を十分に発揮することができる。このため、加熱
源の加熱能力を十分に生かして、室内暖房機と床暖房パ
ネルとによって室内空気を加熱して室内温度を速やかに
上昇させることができる。

【００１０】請求項２では、請求項１において、前記温
水供給制御機構は、前記床暖房パネルへの温水供給回路
に設けられた第１の開閉弁と、第２の開閉弁と流量を制
限するオリフィスとを備え前記第１の開閉弁を迂回する
ように前記床暖房パネルへの温水供給回路に設けられた
バイパス管とからなり、前記温水供給流量制限手段は前
記複合運転初期に前記第１の開閉弁を閉じて温水供給流
量を制限することを技術的手段とする。

【００１１】請求項３では、請求項１において、前記温
水供給制御機構は流量制御弁であり、前記温水供給流量
制限手段は前記複合運転初期に前記流量制御弁の開度を
制限して温水供給流量を制限することを技術的手段とす
る。

【００１２】請求項４では、請求項１から３において、
前記流量可変弁制御手段は、前記設定温度と前記室内温
度との温度差に基づいて前記室内暖房機によって放出す
べき必要熱量を算出する必要熱量算出手段と、該必要熱
量算出手段により算出された前記必要熱量と流出温水温
度センサにより検知された前記室内暖房機の流出温水温
度とから前記流量可変弁によって調整すべき流量を算出
する流量算出手段と、前記室内暖房機の前記流出温水温
度と前記室内暖房機を通過する温水流量との室内温度毎
の複数の相対関係特性をあらかじめ記憶した流量対流出
温度特性記憶手段と、前記室内温度と前記流量算出手段
の流量とから流量対流出温度特性記憶手段の前記相対関
係特性に基づいて前記流出温水温度を求める流出温度決
定手段とを具備し、該流出温度決定手段の決定した流出
温水温度に基づいて前記流量可変弁を駆動制御すること
を技術的手段とする。

【００１３】以上の構成により、請求項４では、設定温
度と室内温度とに応じて室内機で放熱する必要熱量が算
出され、算出された必要熱量と検知された室内暖房機の
流出温水温度とから流量可変弁によって調整すべき流量
が算出される。また、そのときの室内温度における室内
暖房機の流出温水温度と室内暖房機を通過する温水流量
との相対関係特性に基づいて、算出された流量に応じた
流出温水温度が求められ、この流出温水温度になるよう
に、流量可変弁が制御されて、温水流量が調節される。

【００１４】室内暖房機で放熱される熱量は、温水が室
内暖房機で低下した温度と流量とから決まるため、上記
の制御によって、必要熱量に応じた熱量が、室内暖房機
で放熱される。従って、室内温度に応じた適切な熱量が
確実に室内暖房機で放熱され、精度のよい暖房を行うこ
とができる。また、加熱源によって加熱された温水温度
を温度センサによって検知すれば、上記の制御によって
確実に室内暖房機における放熱量を管理できるため、室
内暖房機への温水流量を検出する流量センサを設けなく
ても、精度のよい暖房を行うことができる。

【００１５】請求項５では、請求項１から３において、
前記流量可変弁制御手段は、前記設定温度と前記室内温
度との温度差に基づいて前記室内暖房機によって放出す
べき必要熱量を算出する必要熱量算出手段と、該必要熱
量算出手段により算出された前記必要熱量と流出温水温
度センサにより検知された前記室内暖房機の流出温水温
度とから前記流量可変弁によって調整すべき流量を算出
する流量算出手段と、前記室内暖房機を通過する温水流
量を検知する流量センサとを具備し、前記流量算出手段
の算出した算出流量に基づいて前記流量可変弁を駆動制
御することを技術的手段とする。

【００１６】以上の構成により、請求項３では、設定温
度と室内温度とに応じて室内機で放熱する必要熱量が算
出され、室内暖房機で放出される熱量は、温水が室内暖
房機で低下した温度とその流量とから決まるため、算出
された必要熱量と検知された室内暖房機の流出温水温度
とから流量可変弁によって調整すべき流量が算出され、
この算出流量に基づいて流量可変弁が駆動制御されて、
温水流量が調節される。従って、加熱源によって加熱さ
れた温水温度が検知されれば、室内温度に応じた適切な
熱量が確実に室内暖房機で放熱され、精度のよい暖房を
行うことができる。また、上記の制御によって確実に室
内暖房機における放熱量を管理できるため、精度のよい
暖房を行うことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に本発明を、以下に示す実施例
に基づいて説明する。図１は、本発明に係わる温水暖房
式エアコンシステムの実施例を示す。図１において、１
は加熱源及び冷却源を有し屋外に設置される室外機、２
は室内上方の壁部に配置される室内機（最大放熱量３０
００ｋｃａｌ）であり、温水配管及び冷却用配管によっ
て室外機１と接続されており、３は放熱用温水配管を有
し室内の床面に配置される床暖房パネル（最大放熱量１
５００ｋｃａｌ）であり、温水配管によって室外機１と
接続されている。この室外機１、室内機２、床暖房パネ
ル３及び温水配管、冷却配管により暖房用の温水回路１
０および冷凍サイクル２０がそれぞれ形成されている。

【００１８】室外機１には、温水回路１０の構成とし
て、加熱用熱交換器１１、一定回転で駆動される循環ポ
ンプ１２、床暖温水供給制御機構１３、ニードルをステ
ッピングモータで駆動して流量を制御する流量可変弁１
４、プレッシャータンク１５が設けられ、加熱源として
のガスバーナ１００が備えられている。冷凍サイクル２
０の構成としては、インバータ制御されるモータにより
駆動されて冷媒であるフロンガスを圧縮する圧縮機２
１、凝縮器２２、ストレーナ２３、キャピラリチューブ
２４が設けられ、凝縮器２２には放熱ファン２６が備え
られている。

【００１９】なお、床暖温水供給制御機構１３は、図２
に示すように、床暖房パネル３へ向かう床暖房温水回路
１０ａに設けられた第１の開閉弁である第１熱動弁１３
ａと、この熱動弁１３ａを迂回するように床暖房温水回
路１０ａに並列に接続されたバイパス１０ｂと、バイパ
ス１０ｂに設けられた第２の開閉弁である第２熱動弁１
３ｂ及び流量を制限するオリフィス１３ｃとから構成さ
れる。ここで、各熱動弁１３ａ，１３ｂは、電器ヒータ
等の熱により開閉制御するものであり、開閉に時間が掛
かるが、温水の循環を停止させる際、大きな作動力によ
り確実に温水循環回路を閉鎖することができる。尚、第
１、第２の開閉弁は、電磁弁たモータ弁であってもよ
い。

【００２０】室内機２には、温水回路１０の構成として
暖房用熱交換器１６が設けられ、冷凍サイクル２０の構
成として冷房用熱交換器２５が設けられ、各熱交換器１
６，２５に対して、室内空気を循環させる対流ファン２
００が備えられていて、室内空気を冷房用熱交換器２５
→暖房用熱交換器１６の順で通過させて、再び室内へ送
り出す。

【００２１】室外機１、室内機２及び床暖房パネル３に
おいて、温水回路１０は、循環ポンプ１２の吐出側に加
熱用熱交換器１１の流入側が接続され、加熱用熱交換器
１１の流出側には、流量可変弁１４を介して室内機２の
暖房用熱交換器１６の流入側が接続されている。加熱用
熱交換器１１の流入側と循環ポンプ１２の吐出側との間
で温水配管は分岐して、分岐した温水配管は床暖温水供
給制御機構１３を介して床暖房パネル３の流入側と接続
されている。暖房用熱交換器１６の流出側の温水配管と
床暖房パネル３の流出側の温水配管は合流し、プレッシ
ャータンク１５を介して循環ポンプ１２の吸引側に接続
されている。

【００２２】なお、温水配管は加熱用熱交換器１１の流
出側で分岐して、室内機２と床暖房パネル３をバイパス
して小流量の温水を加熱用熱交換器１１から循環ポンプ
１２へ直接帰還させるバイパス管１７となっており、バ
イパス管１７の流出側は、循環ポンプ１２の吸引側に接
続されて、プレッシャータンク１５の流出側と合流して
いる。

【００２３】以上の構成を有する温水回路１０では、循
環ポンプ１２の作動によって、主に、循環ポンプ１２→
加熱用熱交換器１１→流量可変弁１４→暖房用熱交換器
１６→プレッシャータンク１５→循環ポンプ１２の循環
回路で、バーナ１００によって高温に加熱された加熱用
熱交換器１１内の高温水を循環させる高温水循環回路を
形成するとともに、循環ポンプ１２→床暖温水供給制御
機構１３→床暖房パネル３→プレッシャータンク１５→
循環ポンプ１２の循環回路で、循環ポンプ１２に帰還し
た低温水を循環させる低温水循環回路を形成する。

【００２４】なお、バーナ１００（最大熱量４０００ｋ
ｃａｌ）によって加熱された加熱用熱交換器１１内の高
温水は、循環ポンプ１２→加熱用熱交換器１１→バイパ
ス管１７→循環ポンプ１２の循環回路でも循環して、床
暖房パネル３へ循環する低温水循環回路の温水を加熱す
る。

【００２５】他方、冷凍サイクル２０では、フロン冷媒
は、冷媒圧縮機２１→凝縮器２２→ストレーナ２３→キ
ャピラリチューブ２４→冷房用熱交換器２５→冷媒圧縮
機２１を循環し、循環中に、冷媒は凝縮器２２で気相→
液相の状態変化をして熱の放出を行い、冷房用熱交換器
２５で液相（霧状）→気相の状態変化をして熱の吸収を
行って室内空気を冷却する。

【００２６】制御装置４００は、使用者によって操作さ
れるリモコン４に応じて各種の運転をマイコンによって
制御するもので、主部４０１は室外機１に備えられてい
るが、室内機２には、リモコン４の赤外線操作信号を受
信するための受信部と、室内機２に備えられた各種セン
サによる検知を行う検知部と、対流ファン２００を駆動
するための駆動部と、これらの室内機２の各部と室外機
１の主部との間で制御信号を通信する通信部とが備えら
れている。

【００２７】また、主部においては、ガスを燃料とする
バーナ１００の燃焼制御等の暖房運転を含む主動作用の
マイコンとは別に、冷房運転および除湿運転における冷
凍サイクル２０の圧縮機２１の作動を制御するための冷
房用マイコンが別途に設けられている。

【００２８】なお、制御装置４００は、各種の制御を行
うために、加熱用熱交換器１１の流出側に高温水サーミ
スタ４０１、循環ポンプ１２の吐出側と床暖温水供給制
御機構１３との間に低温水サーミスタ４０２、室内機２
の暖房用熱交換器１６の流出側に室内温水サーミスタ４
０３、冷却用熱交換器２５に室内凍結サーミスタ４０
４、室内機２内に室温サーミスタ４０５及び湿度センサ
４０６を備えている。

【００２９】以上の構成からなる温水暖房式エアコンシ
ステムは、制御装置４００によって、室内機２のみによ
る単独暖房運転、床暖房パネル３のみによる床単独運
転、床暖房パネル３と室内機２によるデュエット暖房運
転、室内機２のみによるドライ運転、床暖房パネル３と
室内機２によるデュエットドライ運転、室内機２による
冷房運転がそれぞれ制御される。ここでは、室内機２の
みによる単独暖房運転、床暖房パネル３のみによる床単
独運転、床暖房パネル３と室内機２によるデュエット暖
房運転について以下に説明する。

【００３０】〔単独暖房運転〕単独暖房運転は、室内機
２のみによって室内を暖房するものである。単独暖房運
転では、リモコン４の暖房運転のオン操作に応じて循環
ポンプ１２の駆動を開始しバーナ１００の燃焼を開始す
るとともに、流量可変弁１４を全開にして、リモコン４
によって設定される目標室内温度Ｔｓと室温サーミスタ
４０５によって検知される室内温度Ｔｒとから目標湯温
を５８℃〜８５℃の間で決定し、高温水サーミスタ４０
１によって検知される湯温が目標湯温になるようにバー
ナ１００の燃焼量を制御する。また、室内機２の対流フ
ァン２００は、バーナ１００の燃焼量に比例して、８段
階に制御される。なお、このとき、低温水循環回路の床
暖温水供給制御機構１３の各熱動弁１３ａ，１３ｂは閉
じられる。

【００３１】〔床単独運転〕床単独運転は、床暖房パネ
ル３のみによって暖房運転を行うものである。床単独運
転では、リモコン４の床暖房運転のオン操作に応じて床
暖房ホットダッシュ動作を行う。以下、図３を参考にし
て説明する。床暖房ホットダッシュ動作では、始めに室
内機２の対流ファン２００を一定時間（数十秒間）微風
で駆動し（ステップ１０１）、これにより、室内空気を
対流させる。その後、室内機２に備えられた室温サーミ
スタ４０５により室内温度Ｔｒを検知する（ステップ１
０２）。

【００３２】この検知により床温を推定して、その温度
に基づいて床暖温水供給制御機構１３の各熱動弁１３
ａ，１３ｂを連続して開放する床暖房ホットダッシュ時
間ｔｐ（２０分〜３時間）を算出する（ステップ１０
３）。この床暖房ホットダッシュ時間ｔｐは、検知され
た室内温度Ｔｒが高い場合には短く、低いほど長くなる
ように算出する。

【００３３】床暖房ホットダッシュ動作では、循環ポン
プ１２の駆動を開始するとともにバーナ１００の燃焼を
開始する。床暖房ホットダッシュ時間ｔｐの間、各熱動
弁１３ａ，１３ｂを開放し、高温水サーミスタ４０１に
よって検知される温度が８０℃になるように燃焼ファン
１０１及び比例弁１０４を制御する（ステップ１０
４）。これにより、バーナ１００によって８０℃に加熱
された温水が、運転開始直後から床暖房ホットダッシュ
時間ｔｐの間連続して床暖房パネル３を通過して放熱す
るため、暖房開始初期に十分な床暖房能力が確保でき、
室内温度の立ち上がりが向上する。

【００３４】床暖房ホットダッシュ時間ｔｐが経過した
後は（ステップ１０５においてＹＥＳ）、リモコン４に
よって７段階のうちから設定される床暖房レベルに応じ
て、第１熱動弁１３ａの開放時間と遮断時間との割合が
決定されて、決定された割合で第１熱動弁１３ａが開閉
制御される（ステップ１０６）。このとき、第２熱動弁
１３ｂは閉じられる。また、バーナ１００の燃焼量は、
低温水サーミスタ４０２によって検知される温度が６０
℃になるように制御される。

【００３５】この第１熱動弁１３ａの開放時間と遮断時
間との割合は、２０分間の周期において開放される時間
が、最大床暖房レベルでは２０分間、最小床暖房レベル
では３分間、その間の床暖房レベルでは、３分間から２
０分間の間の時間がそれぞれ設定されるものである。な
お、床暖房単独運転の場合には、流量可変弁１４は閉じ
られる。

【００３６】〔デュエット暖房運転（複合暖房運転）〕
デュエット暖房運転は、室内機２と床暖房パネル３とに
より室内の暖房を行うものである。デュエット暖房運転
では、床暖房パネル３について、上記の床単独運転の場
合の床暖房ホットダッシュ動作を行うと、室温を上昇さ
せるのに有効な暖房用熱交換器１６へ供給される温水の
流量が減少し、室温の立ち上がりが遅くなるため、図４
に示すように、床暖温水供給制御機構１３により床暖房
パネル３への温水流量を以下のとおり制限する。

【００３７】デュエット暖房運転がリモコン４によって
指示されると、第１熱動弁１３ａを閉じて第２熱動弁１
３ｂのみを開き（この時の床暖房パネル３での放熱量の
上限は１０００ｋｃａｌ）（ステップ１１１）、循環ポ
ンプ１２を作動させるとともにガスバーナ１００の燃焼
を開始して（ステップ１１２）、運転開始後、所定時間
（例えば２０〜３０分）が経過するまでは（ステップ１
１３においてＮＯ）、暖房用熱交換器１６への温水の供
給を優先させる。運転開始後、所定時間が経過したら
（ステップ１１３においてＹＥＳ）、第２熱動弁１３ｂ
を閉じ（ステップ１１４）、以後は、第１熱動弁１３ａ
によって開閉制御を行う（この時は最大放熱量まで出力
可能）（ステップ１１５）。このように、床暖房パネル
３（室温を上昇させるのにはあまり効果的でない）に供
給される温水の供給量を減少させ、その分、室内機２へ
供給される温水の供給量を増やすことにより、暖房用熱
交換器１６の放熱量を最大放熱量（３０００ｋｃａｌ）
まで出力させることができ、運転初期に室温の立ち上が
りを早くすることができる。

【００３８】バーナ１００の着火後の燃焼量制御として
は、加熱用熱交換器１１の流出側に設けられた高温水サ
ーミスタ４０１によって高温水温度を検知して、通常
は、その温度が８０℃になるようにバーナ１００の燃焼
量をフィードバック制御する。

【００３９】しかし、以下に述べる流量可変弁１４によ
る暖房用熱交換器１６への温水流量Ｌの制御において、
流量が制限され暖房用熱交換器１６での放熱量が低下し
た場合などには、バイパス１７を介して床暖房パネル３
へ供給される高温の湯の流量が多くなり、床暖房パネル
３への供給温水の温度が高くなり過ぎないようにするた
めに、図５に示すように、以下の制御を行う。

【００４０】すなわち、ガスバーナ１００の制御では、
通常は高温水サーミスタ４０１の検知温度に基づいて、
その検知温度が８０℃になるように、送風機１０１及び
比例弁１０４を制御し（ステップ２０１）、このステッ
プ２０１の制御は、低温水サーミスタ４０２によって検
知される低温水循環回路の温水温度が６０℃以下の場合
には継続する（ステップ２０２においてＮＯ）。

【００４１】しかし、設定温度の変更や外気温度の変動
などにより暖房負荷が低下した場合など、低温水サーミ
スタ４０２によって検知される低温水循環回路の温水温
度が６０℃を越える場合には（ステップ２０２において
ＹＥＳ）、ガスバーナ１００の燃焼量を、低温水サーミ
スタ４０２の検知温度が６０℃になるように制限して送
風機１０１及び比例弁１０４を制御する（ステップ２０
３）。

【００４２】このステップ２０３の制御は、例えば、次
の設定温度の変更などが生じるまで継続し（ステップ２
０４においてＮＯ）、設定温度の変更が行われた場合に
（ステップ２０４においてＹＥＳ）、再び、ステップ２
０１へ移行して、通常の高温水サーミスタ４０１の検知
による８０℃の温度制御を行うようにする。

【００４３】室内機２への温水制御としては、リモコン
４の設定温度Ｔｓと、室内機２に備えられた室温サーミ
スタ４０５に検知される室内温度Ｔｒに基づいて室内に
放出する必要熱量Ｑを算出して、この必要熱量Ｑが室内
機２の暖房用熱交換器１６で放熱されるような温水流量
Ｌが得られるように、流量可変弁１４を制御する。

【００４４】暖房用熱交換器１６での放熱量は、暖房用
熱交換器１６へ流入する流入温水温度Ｔinと暖房用熱交
換器１６から流出する流出温水温度Ｔout との温度差
と、暖房用熱交換器１６を流れる温水流量Ｌとから Ｑ＝Ｌ×（Ｔin−Ｔout ） … 式１ で求められるため、温水流量Ｌは、 Ｌ＝Ｑ／（Ｔin−Ｔout ） … 式２ で決まる。従って、上記の必要熱量Ｑが算出された場
合、流入温水温度Ｔinと流出温水温度Ｔout とを検知す
れば、上式２により温水流量Ｌが算出でき、この算出さ
れた温水流量Ｌになるように流量可変弁１４を制御すれ
ばよい。

【００４５】しかしながら、本実施例では、室内機２の
暖房用熱交換器１６を循環する流量を検出する流量セン
サが備えられていないため、上式２によって算出される
流量に基づいて流量可変弁１４を制御できない。このた
め、実際には、以下のとおり流量可変弁１４を制御す
る。

【００４６】暖房用熱交換器１６への流入温水温度Ｔin
が一定の場合、例えば、室内温度Ｔｒ1 が同じであれ
ば、流出温水温度Ｔout 1 は、温水流量Ｌに応じて変化
する関数Ｆ1 として、 Ｔout 1 ＝Ｆ１（Ｌ） … 式３ で表される。同様に、異なる室内温度Ｔｒn について
は、 Ｔout n ＝Ｆn （Ｌ） … 式４ として表すことができる。

【００４７】従って、暖房用熱交換器１６への流入温水
温度Ｔinが一定の場合、ある室内温度Ｔｒにおける温水
流量Ｌは、流出温水温度Ｔout n の逆関数として表され
る。すなわち、室内温度Ｔｒと流出温水温度Ｔout とが
検知されれば、温水流量Ｌを求めることができる。

【００４８】本実施例では、暖房用熱交換器１６への流
入温水温度Ｔinが８０℃の一定温度に制御されるため、
各室内温度Ｔｒについて、流出温水温度Ｔout と温水流
量Ｌとの関係をマイコン内の記憶手段にあらかじめデー
タとして記憶しておき、室内温度Ｔｒを検出し、検出さ
れた室内温度Ｔｒのときの流出温水温度Ｔout が、上記
の式２の温水流量Ｌに対応する温度になるように流量可
変弁１４を制御する。なお、暖房用熱交換器１６への流
入温水温度Ｔinは、高温水サーミスタ４０１により検知
され、流出温水温度Ｔout は、室内機２の室内温水サー
ミスタ４０３により検知される。

【００４９】記憶するデータとして、検知される室内温
度Ｔｒに関する温水流量Ｌと流出温水温度Ｔout との関
係の一例を、図６に示す。図から明らかなとおり、室内
温度Ｔｒが特定されるとき、温水流量Ｌに対応した流出
温水温度Ｔout が決まるため、温水流量Ｌに対応した流
出温水温度Ｔout が検知されるように流量可変弁１４を
調節すればよいことが分かる。

【００５０】なお、図６では、暖房用熱交換器１６への
流入温水温度Ｔinが８０℃の一定温度である場合につい
ての一例を示したが、上記のガスバーナ１００の制御の
ステップ２０３において、低温水サーミスタ４０２の検
知温度が６０℃になるように制御する場合には、数式２
において演算される流量が変化するが、図６に示した検
知される室内温度Ｔｒに関する温水流量Ｌと流出温水温
度Ｔout との関係をそのまま用いることはできない。

【００５１】従って、ステップ２０３の制御が行われる
場合に対応して、さらに、暖房用熱交換器１６への流入
温水温度Ｔinが８０℃でなく異なる温度の場合につい
て、各室内温度Ｔｒに関する温水流量Ｌと流出温水温度
Ｔout との関係を記憶するデータとして設けておけばよ
い。また、図６から明らかなとおり、記憶される各デー
タは、それぞれの特性が近似した曲線形状を呈している
ことから、限られた幾つかの条件下におけるデータのみ
を記憶させておき、その他の条件下では、ある条件下の
特性から演算処理を施した流量値を利用するようにして
もよい。

【００５２】以上の制御動作により、流量センサを備え
ていなくても、暖房用熱交換器１６への流量を制御で
き、室内機２の暖房用熱交換器１６における放熱量を正
確に制御でき、床暖房パネル３による暖房を同時に行
い、暖房用熱交換器１６への流量が安定しない場合であ
っても、より精度の高い暖房運転を行うことができる。

【００５３】なお、上記の各運転において、バーナ１０
０の燃焼制御としては、各運転のオン操作に応じて、燃
焼ファン１０１でプレパージを行った後に、所定のシー
ケンスで電磁弁１０２、１０３および比例弁１０４を制
御してバーナ１００へ燃料を供給して点火電極１０５で
火花放電を発生させて燃焼を開始する点火制御を行い、
フレームロッド１０６による着火検知後は、燃焼ファン
１０１および比例弁１０４を制御してバーナ１００の燃
焼量を制御する。また、運転終了後には、バーナ１００
の燃焼停止後、２分を経過してから循環ポンプ１２の作
動を停止することにより、余熱を利用して滑らかに暖房
運転を停止させることができる。

【００５４】圧縮機２１を駆動するインバータ制御とし
ては、冷房運転および各ドライ運転において、圧縮機２
１の回転数が制御される。

【００５５】以上の制御を行うことによって、暖房用熱
交換器１６の流量が制限されて、床暖房パネル３へ供給
される低温水循環回路の温水温度が上昇した場合でも、
床暖房パルス３へ供給される温水温度を安定させ、安定
した温度管理を行うことができる。また、上記の制御を
行うことによって、ガスバーナ１００の加熱量が制限さ
れるため、暖房用熱交換器１６の流量が制限され過ぎる
ことがなく、十分な流量の温水を暖房用熱交換器１６へ
供給させることができるため、暖房用熱交換器１６での
放熱特性が安定し、温度制御が適切に行われる。

【００５６】図７に本発明の第２実施例を示す。第２実
施例では、流量可変弁１４から暖房用熱交換器１６へ向
かう温水回路に、暖房用熱交換器１６へ供給される温水
の流量を検知するための流量センサ１８を設けている。
これにより、流量センサ１８の検知流量が、上記実施例
における数式２によって算出された流量になるように、
流量可変弁１４を制御するだけでよい。従って、検知さ
れる室内温度Ｔｒに関する温水流量Ｌと流出温水温度Ｔ
out との関係を記憶しておく必要がなく、また、精度の
高い熱量制御を行うことができる。

【００５７】上記実施例では、遮断弁として床暖熱動弁
を示し、ＯＮ、ＯＦＦのデューティ比を変えることによ
り開放比率を制御するようにしたが、開度を調節するこ
とによって流量を調節することができる比例弁（流量制
御弁）を用いて、通電電流を変えることにより開放比率
を制御するようにしてもよい。この場合、複合運転初期
に流量制御弁の開度を制限して、床暖房パネル３へ供給
される温水供給流量を制限することにより一定温度に加
熱された温水を多量に室内暖房機２へ供給することがで
き、室内暖房機では十分な熱量を放出することができ
る。また、上記実施例では、暖房単独運転時、バーナの
燃焼量を制御することにより暖房能力を調整するものを
示したが、温水の温度を一定とし、ポンプによる循環流
量を制御することにより暖房能力を調整するようにして
もよい。上記実施例では、加熱源としてバーナを示した
が、電気ヒータでもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す温水エアコンシステ
ムの概略構成図である。

【図２】本発明の実施例の温水回路における床暖温水供
給制御機構を示す構成図である。

【図３】本発明の実施例における床単独運転における制
御動作を説明するためのフローチャートである。

【図４】本発明の実施例におけるデュエット暖房運転に
おける制御動作を説明するためのフローチャートであ
る。

【図５】本発明の実施例におけるデュエット暖房運転に
おけるガスバーナの制御動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【図６】本発明の実施例におけるデュエット暖房運転の
制御特性を説明するための各室内温度における温水流量
と暖房用熱交換器の流出温水温度との関係を示す特性図
の一例である。

【図７】本発明の第２実施例を示す温水エアコンシステ
ムの概略構成図である。

【符号の説明】

２ 室内機（室内暖房機） ３ 床暖房パネル ４ リモコン（室温設定器） １０ 温水回路（温水循環回路） １０ａ バイパス １１ 加熱用熱交換器 １２ 循環ポンプ １３ 床暖温水供給制御機構 １３ａ 第１熱動弁（第１の開閉弁） １３ｂ 第２熱動弁（第２の開閉弁） １３ｃ オリフィス １４ 流量可変弁 １８ 流量センサ １００ バーナ（加熱源） ２００ 対流ファン（送風機） ４００ 制御装置（複合温水暖房システムの制御装置、
加熱源制御手段、流量可変弁制御手段、温水供給流量制
限手段、必要熱量算出手段、流量算出手段、流量対流出
温度特性記憶手段、流出温度決定手段） ４０１ 高温水サーミスタ（高温水温度センサ） ４０３ 室内温水サーミスタ（流出温水温度センサ） ４０５ 室温サーミスタ（室温センサ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内を暖房するためにそれぞれ温水を熱
   源とする床暖房パネルと室内暖房機とを設け、 加熱源を備えた加熱用熱交換器によって加熱された温水
   を前記室内暖房機及び前記床暖房パネルに供給するよう
   に温水循環回路を形成し、該温水循環回路に、前記室内
   暖房機への供給温水流量を調整するための流量可変弁を
   設け、ポンプによって前記温水循環回路に温水を循環さ
   せる複合温水暖房システムの制御装置において、 前記室内の目標温度を設定する室温設定器と、 前記室内の室内温度を検知するための室温センサと、 前記加熱用熱交換器によって加熱された温水の温度を検
   知するための高温水温度センサと、 前記高温水温度センサの検知温度が一定温度になるよう
   に前記加熱源の加熱量を制御する加熱源制御手段と、 前記室内暖房機を通過した流出温水温度を検知する流出
   温水温度センサと、 少なくとも前記室温設定器の前記設定温度と前記室温セ
   ンサの検知する前記室内温度と前記流出温水温度センサ
   の前記流出温水温度に基づいて前記流量可変弁を制御す
   る流量可変弁制御手段と、 前記床暖房パネルへの温水供給量を制御する温水供給制
   御機構と、 前記室内暖房機および前記床暖房パネルへともに温水を
   供給する複合運転初期に、前記床暖房パネルへの温水供
   給流量を前記温水供給制御機構により制限する温水供給
   流量制限手段とを具備することを特徴とする複合温水暖
   房システムの制御装置。
2. 【請求項２】 前記温水供給制御機構は、前記床暖房パ
   ネルへの温水供給回路に設けられる第１の開閉弁と、第
   ２の開閉弁と流量を制限するオリフィスとを備え前記第
   １の開閉弁を迂回するように前記床暖房パネルへの温水
   供給回路に設けられたバイパス管とからなり、前記温水
   供給流量制限手段は前記複合運転初期に前記第１の開閉
   弁を閉じて温水供給流量を制限することを特徴とする請
   求項１記載の複合温水暖房システムの制御装置。
3. 【請求項３】 前記温水供給制御機構は流量制御弁であ
   り、前記温水供給流量制限手段は前記複合運転初期に前
   記流量制御弁の開度を制限して温水供給流量を制限する
   ことを特徴とする請求項１記載の複合温水暖房システム
   の制御装置。
4. 【請求項４】 前記流量可変弁制御手段は、 前記設定温度と前記室内温度との温度差に基づいて前記
   室内暖房機によって放出すべき必要熱量を算出する必要
   熱量算出手段と、 該必要熱量算出手段により算出された前記必要熱量と流
   出温水温度センサにより検知された前記室内暖房機の流
   出温水温度とから前記流量可変弁によって調整すべき流
   量を算出する流量算出手段と、 前記室内暖房機の前記流出温水温度と前記室内暖房機を
   通過する温水流量との室内温度毎の複数の相対関係特性
   をあらかじめ記憶した流量対流出温度特性記憶手段と、 前記室内温度と前記流量算出手段の流量とから流量対流
   出温度特性記憶手段の前記相対関係特性に基づいて前記
   流出温水温度を求める流出温度決定手段とを具備し、 該流出温度決定手段の決定した流出温水温度に基づいて
   前記流量可変弁を駆動制御することを特徴とする請求項
   １から３のいずれかに記載の複合温水暖房システムの制
   御装置。
5. 【請求項５】 前記流量可変弁制御手段は、 前記設定温度と前記室内温度との温度差に基づいて前記
   室内暖房機によって放出すべき必要熱量を算出する必要
   熱量算出手段と、 該必要熱量算出手段により算出された前記必要熱量と流
   出温水温度センサにより検知された前記室内暖房機の流
   出温水温度とから前記流量可変弁によって調整すべき流
   量を算出する流量算出手段と、 前記室内暖房機を通過する温水流量を検知する流量セン
   サとを具備し、 前記流量算出手段の算出した算出流量に基づいて前記流
   量可変弁を駆動制御することを特徴とする請求項１から
   ３のいずれかに記載の複合温水暖房システムの制御装
   置。