JPH11125438A

JPH11125438A - 床暖房装置付き空気調和機

Info

Publication number: JPH11125438A
Application number: JP9288801A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Miyagawa; 川誠一宮
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 1999-05-11
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JP3755696B2

Abstract

(57)【要約】【課題】床暖房機能付き空気調和機において、運転効
率が良く、また床暖房の運転開始時のコールドドラフト
を防止し、立ち上がりを早くすること。【解決手段】床暖房装置単独運転のときは、ボイラ１８
により温水回路６０を加熱して床暖房を行うことで、エ
ンジン２の無負荷のアイドリング運転を防止する。ま
た、極寒の地における運転開始時は、ボイラ１８により
温水回路６０を加熱して室内機用放熱器に温水を供給し
て室内暖房を行うことで、コールドドラフトを防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、床暖房装置付き空気調
和機に関するものであり、特に、この種の床暖房装置付
き空気調和機の初動運転の際に発生するコールドドラフ
トを防止するとともに定常運転の際の排熱利用効率を向
上させた床暖房装置付き空気調和機に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のエンジンの駆動を利用した床暖房
装置付き空気調和機を図２に示す。図において、従来の
床暖房装置付き空気調和機１００は、エンジン２の運転
により駆動されるコンプレッサ３に接続された冷媒回路
３０と、冷媒回路３０に接続され室内空間に冷房または
暖房を供給する冷媒熱交換器６と、エンジン２を冷却す
る冷却水が内部に充填されるとともに冷媒−冷却水熱交
換器２２を介して冷媒回路３０と熱的に接触する冷却水
回路４０と、冷却水回路４０に排熱回収用熱交換器２１
を介して熱的に接触する排熱回収回路５０と、排熱回収
回路５０に接続された床暖房用放熱器４と、内部に冷媒
熱交換器６を収容する室内機ユニット５と、内部に床暖
房用放熱器４を収容する床暖房装置２８を備えるもので
ある。尚、図中、符号１０はリモコン、１１は室温セン
サ、１２は床温センサ、１９、２５はポンプ、２０はラ
ジエータ、２３ａ、２３ｂ、３１は三方弁である。

【０００３】そして、冷媒回路３０の内部の冷媒の冷媒
凝縮作用または冷媒蒸発作用により冷媒熱交換器６から
室内に冷房または暖房を供給するとともに、排熱回収用
熱交換器２１を通じてエンジン２の排熱を回収した排熱
回収回路５０からの熱を床暖房用放熱器４で放散させる
ことにより床暖房装置２８の床暖房パネルを加熱し、床
暖房を行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
床暖房装置付き空気調和機は、冷媒熱交換器からの冷暖
房制御と床暖房用放熱器からの床暖房とは別々に制御さ
れていた。従って、エンジンの排熱を回収して床暖房用
放熱器に温水を供給しているものの、室内が十分暖まっ
てから床暖房の単独運転にすると、エンジンは無負荷の
アイドリング運転となる。このためエンジン内の燃焼に
よる発熱だけを利用することとなって床暖房単独運転時
の効率が悪化し、ひいては暖房コストの増加を招来する
という問題がある。

【０００５】また、暖房運転開始直後の最大能力運転時
は、エンジンの排熱を冷却水回路から冷媒−冷却水熱交
換器を介して冷媒回路に回収し、室内機からの温風とし
て室内に暖房を供給している。このため運転開始直後は
床暖房に与えられる熱源がなく、故に床暖房の暖房速度
は非常に遅いものとなってしまうという問題がある。こ
の問題を解消するために、暖房開始直後からエンジンの
排熱を冷却水回路から排熱回収用熱交換器を介して排熱
回収回路に回収し、床暖房用放熱器で床暖房装置を加熱
し、加熱された床暖房装置のふく射熱により室内を暖め
るように制御した場合、今度は冷媒回路を加熱する熱源
がなく、室内機から冷たい風が吹き出す、いわゆるコー
ルドドラフトが発生する恐れがある。このコールドドラ
フトは、特に極寒の地で発生する頻度が高い。

【０００６】故に、本発明は、上記実情に鑑みてなされ
たものであり、床暖房機能付き空気調和機において、運
転効率が良く、また床暖房の運転開始時のコールドドラ
フトを防止し、立ち上がりを早くすることを技術的課題
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本来床暖房は、極寒のた
めに一日中暖房をせざるをえない地域では理想的な暖房
システムである。２４時間暖房していれば運転開始時の
立ち上がりの悪さは問題とならないからである。しか
し、北海道や東北の一部を除く日本各地では、暖房が不
要となる時間帯も存在するため、２４時間暖房すること
はあまり実用的でない。従って、このような地域では、
立ち上がる速さを速くするために、床温を高めに設定し
てしまうものである。

【０００８】しかし、床暖房及び空気調和機を併用した
システムは、その温度分布が理想的、つまり頭寒足熱と
なることを考慮すると、その土地の風土にあった床暖房
装置付きの空気調和機を提供することは有効である。こ
のような背景をも考慮し、本発明では以下に示す手段に
より従来の問題点の解決を図った。

【０００９】上記技術的課題を解決するために請求項１
の発明は、エンジンの運転により駆動されるコンプレッ
サに接続された冷媒回路と、該冷媒回路に接続され室内
空間に冷房または暖房を供給する冷媒熱交換器と、前記
エンジンを冷却する冷却水が内部に充填されるとともに
冷媒−冷却水熱交換器を介して前記冷媒回路と熱的に接
触する冷却水回路と、前記冷却水回路に排熱回収用熱交
換器を介して熱的に接触するとともに温水用熱交換器を
介して温水回路に熱的に接触する排熱回収回路と、該温
水回路内の温水を加熱する熱源と、前記温水回路に接続
された床暖房用放熱器ならびに室内機用放熱器と、前記
温水回路から前記床暖房用放熱器への温水の供給を遮断
可能な床暖房側熱動弁と、前記温水回路から前記室内機
用放熱器への温水の供給を遮断可能な室内機側熱動弁
と、前記冷媒熱交換器及び前記室内機用放熱器を内部に
収容する室内機ユニットと、前記床暖房用放熱器を内部
に収容する床暖房装置とを備える床暖房装置付き空気調
和機としたことである。

【００１０】これによれば、暖房運転の開始時に温水回
路内の温水はボイラ等の熱源により急速に加熱され、床
暖房側熱動弁を介して床暖房用放熱器へと供給される。
このため床暖房装置が速やかに暖まり、床暖房速度を向
上させることができるものである。

【００１１】また、床暖房のみを行う定常運転状態の場
合、温水回路内の温水は熱源により加熱され、床暖房側
熱動弁を介して床暖房用放熱器へと供給される。このよ
うにエンジン排熱とは別の熱源を利用して床暖房を行
い、エンジンは特に必要がないので、このエンジンを停
止させることができる。従って、従来のようにエンジン
排熱を利用して床暖房の単独運転を行うときに生じるエ
ンジンの無負荷のアイドリング運転を防止することがで
きるものである。

【００１２】また、外気温が０℃以下の極寒の地での暖
房において、暖房運転開始直後は外気及び冷却水回路か
らの熱を十分に得ることができず、コールドドラフトが
発生する恐れがある。これに対し、本発明では、温水回
路内の温水は熱源により加熱され、室内機側熱動弁９を
介して室内機用温水熱交換器に供給され、これにより加
熱された空気が吹き出す。このように、エンジン排熱と
は別の熱源を利用して室内暖房を行うので、従来のよう
にエンジン排熱を利用して室内暖房を行うときの暖房初
期に生じるコールドドラフトの発生を防止することがで
きるものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面に基づいて説明するが、従来技術において説明した
ものと同一部分については同一符号で示す。

【００１４】図１は、本例における床暖房機能付き空気
調和機のシステム構成を示す概略図である。図１におい
て、本例における床暖房装置付き空気調和機２００は、
エンジン２の運転により駆動されるコンプレッサ３に接
続された冷媒回路３０と、該冷媒回路３０に接続され室
内空間に冷房または暖房を供給する冷媒熱交換器６と、
エンジン２を冷却する冷却水が内部に充填されるととも
に冷媒−冷却水熱交換器２２を介して冷媒回路３０と熱
的に接触する冷却水回路４０と、冷却水回路４０に排熱
回収用熱交換器２１を介して熱的に接触するとともに温
水用熱交換器としての第１蓄熱タンク１７ａを介して温
水回路６０に熱的に接触する排熱回収回路５０と、温水
回路６０内の温水を加熱する熱源としてのボイラ１８
と、温水回路６０に接続された床暖房用放熱器４ならび
に室内機用放熱器７と、温水回路６０から床暖房用放熱
器４への温水の供給を遮断可能な床暖房側熱動弁８と、
温水回路６０から室内機用放熱器７への温水の供給を遮
断可能な室内機側熱動弁９と、冷媒熱交換器６及び室内
機用放熱器７を内部に収容する室内機ユニット５と、床
暖房用放熱機４を内部に収容する床暖房装置２８を備え
るものである。

【００１５】エンジン２は、燃料として例えばＬＰＧ等
が使用されるガスエンジンであり、その出力軸２ａがク
ラッチ等の接続手段（図示せず）を介してコンプレッサ
３に連結されているものである。

【００１６】出力軸２ａに連結されたコンプレッサ３
は、エンジン２が運転されるとその駆動力が出力軸２ａ
から伝達され、これにより駆動されるものである。コン
プレッサ３はさらに冷媒回路３０に接続され、この冷媒
回路３０はさらに室内に設置される室内ユニット５内に
収容された冷媒熱交換器６にも接続されている。尚、図
においては冷媒回路３０は１本の線で示してあるが、実
際には閉循環系の回路を構成しており、その途中にコン
プレッサ３や室内機用冷媒熱交換器６が配設されている
ものである。さらに冷媒回路３０には、図示はしないが
その途中に膨張弁や室外機用冷媒熱交換器、アキュムレ
ータ、冷暖房切換え用の四方弁等の冷暖房に必要な装置
が配設されており、コンプレッサ３が駆動することによ
り冷媒回路３０の内部に充填された冷媒が各種装置を経
て循環するものである。

【００１７】また、冷媒回路３０の途中には三方弁３１
が設置され、該三方弁３１の一方の出口ポートに連結さ
れたバイパス通路３２は後述の二重管熱交換器で構成さ
れる冷媒−冷却水熱交換器２２に接続されている。この
冷媒−冷却水熱交換器２２で冷却水の熱を必要に応じて
冷媒回路３０内に取り込むものである。

【００１８】エンジン２は、該エンジン２を冷却するた
めのクーラント液等の冷却水が内部に充填された冷却水
回路４０に接続されている。冷却水回路４０は、共通通
路４１、第１冷却水通路４２、第２冷却水通路４３から
構成される。共通通路４１の途中には冷却水ポンプ２５
が配設されており、この冷却水ポンプ２５により冷却水
を圧送し、冷却水回路４０内を図示矢印方向に循環させ
るものである。共通通路４１はポンプ２５の吐出側でエ
ンジン冷却部２ｂの入り口側に接続されている。エンジ
ン冷却部２ｂの出口側にはクーラント液温度検出手段と
して機能するサーモスタット２６が装着されている。サ
ーモスタット２６の２つの出口ポートはそれぞれが第１
冷却水通路４２と第２冷却水通路４３に接続され、この
部分で冷却水回路４０が共通通路４１から第１冷却水通
路４２と第２冷却水通路４３とに分岐されている。第１
冷却水通路４２はその途中に第１感温弁２３ａ、排熱回
収用熱交換器２１、第２感温弁２３ｂ、冷媒−冷却水熱
交換器２２が上流側から下流側へと順に配設され、第２
冷却水通路４３はその途中に冷却水の熱を外部に放散す
るためのラジエータ２０が配設されている。三方式の第
１感温弁２３ａの入り口ポートには３方弁２６の出口ポ
ート側が接続され、第１感温弁２３ａの一方の出口ポー
トは排熱回収用熱交換器２１を経て第２感温弁２３ｂの
入り口ポートに連絡し、他方の出口ポートは排熱回収用
熱交換器２１をバイパスする第１バイパス通路４４に接
続されている。また三方式の第２感温弁２３ｂの一方の
出口ポートは冷媒−冷却水熱交換器２２に連絡し、他方
の出口ポートは該冷媒−冷却水熱交換器２２をバイパス
する第２バイパス通路４５に接続されている。第１冷却
水通路４２と第２冷却水通路４３とは図示合流点Ａにて
合流して共通通路４１に接続されている。そして、この
合流部分はポンプ２５の吸入口側に連絡し、これにより
冷却水回路４０の閉循環系が構成されているものであ
る。

【００１９】排熱回収回路５０は、第１回収通路５１及
び第２回収通路５２とよりなる。第１回収通路５１の途
中には排熱回収用ポンプ１９が配設され、該排熱回収用
ポンプ１９により排熱回収回路５０の内部に充填された
液媒体が図示矢印方向に循環されるものである。第１回
収通路５１は、ポンプ１９の吐出側で排熱回収用熱交換
器２１の入り口側に連絡している。この排熱回収用熱交
換器２１によって、冷却水回路４０と排熱回収回路５０
とが熱的に接触し、熱の受け渡しを行うものである。排
熱回収用熱交換器２１の出口側は三方弁１６を経て第２
蓄熱タンク１７ｂに侵入している。そして、第２蓄熱タ
ンク１７ｂを出た後は、ポンプ１９の吸入側に接続さ
れ、これにより第１回収通路５１の閉循環系が構成され
るものである。

【００２０】前記三方弁１６のもう一方の出口側には第
２回収通路５２が接続されている。第２回収通路５２
は、その途中で第１蓄熱タンク１７ａに侵入する。そし
て、第１蓄熱タンク１７ａを出た後は、第２蓄熱タンク
１７ｂの出口側である図示合流点Ｂで第１回収通路５１
と合流するものである。つまり、排熱回収回路内の液媒
体が三方弁１６から第１回収通路５１を流れた場合には
第１蓄熱タンク１７ａには侵入せずに第２蓄熱タンク１
７ｂに侵入し、一方第２回収通路５２を流れた場合には
第２蓄熱タンク１７ｂには侵入せずに第１蓄熱タンク１
７ａに侵入するものである。

【００２１】温水回路６０は共通通路６１、床暖房側通
路６２、室内機側通路６３よりなる。共通通路６１の途
中には温水回路用ポンプ２７が設置され、該ポンプ２７
の駆動により内部の温水が温水回路６０内を図示矢印方
向に循環するものである。共通通路６１は、該ポンプ２
７の吐出側に第１蓄熱タンク１７ａが取り付けられてい
る。また第１蓄熱タンク１７ａの下流側にはボイラ１８
が設置され、このボイラ１８により温水回路６０内の温
水をさらに加熱することができるようになっている。ボ
イラ１８の下流側であり且つ図示点Ｃで示す共通通路下
流端にて床暖房側通路６２及び室内機側通路６３が接続
されている。床暖房側通路６２は図示点Ｃから下流側に
向かって床暖房側熱動弁８、床暖房用放熱器４が設置さ
れている。この床暖房側熱動弁８は、温水回路６０から
床暖房用放熱器４への温水の供給を遮断可能とする機能
を備え、例えば電磁弁により構成される。床暖房用放熱
器４は、床暖房パネルを含む床暖房装置２８内に収容さ
れており、該床暖房用放熱器４からの熱により床暖房装
置２８が加熱され、室内の床暖房が行われるものであ
る。一方室内機側通路６３は図示点Ｃから下流側に向か
って室内機側熱動弁９、室内機用放熱器７が設置されて
いる。この室内機側熱動弁９は、温水回路６０から室内
機用放熱器７への温水の供給を遮断可能とする機能を備
え、例えば電磁弁により構成される。そして、床暖房用
放熱器４の下流側の床暖房側通路６２と室内機用放熱器
７の下流側の室内機側通路６３とは、図示点Ｄで示す共
通通路上流端にて共通通路６１と合流しており、この共
通通路上流端はポンプの吸入側に連通し、上記構成によ
り温水回路６０の循環系が構成されるものである。

【００２２】第２蓄熱タンク１７ｂには図に示すように
市水等が供給される。また第２蓄熱タンク１７ｂには給
湯回路７０が接続している。給湯回路７０には、その途
中に前述のボイラ１７が設置されて必要に応じて給湯水
をさらに加熱することができるようになっている。この
ようにして加熱された給湯水は、市水の圧力により下流
端に位置する浴槽１４等の温水として供給されるもので
ある。

【００２３】床暖房装置２８には床面の温度を検知する
床温センサ１２が、室内には室温を検知する室温センサ
１１が取り付けられている。さらに室外に外気温を検知
する外気温センサ１３が設置されている。また、リモー
トコントローラ１０は、これらの温度センサ１１、１
２、１３と電気的に連結して各検知温度が入力されるよ
うになっているとともに、使用者が設定する室内設定温
度及び床設定温度を入力することができるようになって
いる。さらに、リモートコントローラ１０は制御手段７
０と電気的に接続されている。この制御手段７０は、エ
ンジン２、コンプレッサ３、ボイラ１８、ポンプ１９、
三方弁１６、床暖房側熱動弁８、室内機側熱動弁９等と
電気的に連結しており、これらはリモートコントローラ
１０から制御手段７０に入力される上記各検知温度及び
使用者の設定した設定室温、設定床温に基づいて出力さ
れる制御手段７０からの司令信号によりその駆動又は開
閉を制御されるものである。

【００２４】上記構成の床暖房機能付き空気調和機にお
いて、次に各回路内の媒体の動作について説明する。

【００２５】エンジン２の運転が開始されると、その出
力軸２ａよりコンプレッサ３にエンジン２の駆動力が伝
達され、該駆動力によりコンプレッサ３が駆動される。
これによりコンプレッサ３は、その吸入口より冷媒回路
３０内の低温低圧のガス状冷媒を吸入し、内部で圧縮
し、高温高圧のガス状冷媒としてその吐出口より吐出す
る。これにより冷媒は冷媒回路３０内を循環するもので
ある。

【００２６】暖房運転を行うときは、コンプレッサ３よ
り吐出された高温高圧のガス状冷媒は、冷媒熱交換器６
で凝縮して液化する。このときに発生する凝縮熱により
外部に熱を放出し、この熱が室内の暖房に供されるもの
である。さらに液化した液状冷媒は、図示せぬ膨張弁を
経て膨張し、気液２相冷媒となる。次に気液２相の冷媒
は図示せぬ室外熱交換器を通り、外気の熱を奪って更に
気化し、気化したガス状冷媒となる。そして、気化した
低温低圧のガス状冷媒は、図示せぬアキュムレータを経
てコンプレッサ３の吸入口に帰還する。

【００２７】冷房運転を行うときは、冷媒回路３０内の
冷媒は、上記暖房運転の動作とは逆の動作を行い、冷媒
熱交換器６にて気化し、気化潜熱により外部から熱を吸
収し、この吸熱作用により室内を冷却するものである。

【００２８】また、ポンプ２５が駆動することにより冷
却水回路４０内を冷却水が循環する。ポンプ２５から圧
送された冷却水は、共通通路４１を経てエンジン冷却部
２ｂに侵入してエンジン２を冷却する。エンジン２から
熱をもらいうけて加熱した冷却水は、サーモスタット２
６によりその温度が検知され、エンジン冷却部２ｂから
吐出される冷却水の温度が所定温度（例えば７５℃）以
下では冷却水は第１冷却水回路４２のみに流れる。しか
し、エンジン冷却部２ｂから吐出される冷却水の温度が
所定温度（例えば７５℃）を越えると、冷却水は第２冷
却水通路４３にも流れ、放熱機能をもつラジエータ２０
により放熱され、これにより冷却水の加熱は防止される
ものである。

【００２９】第１冷却水通路４２に入った冷却水は、第
１感温弁２３ａに達し、ここでの冷却水の温度が所定温
度（例えば６０℃）以上の場合は排熱回収用熱交換器２
１を経由するように流れ、所定温度以下の場合はこれを
バイパスするバイパス通路４４を流れるようにされてい
る。排熱回収用熱交換器２１を経由した場合、この排熱
回収用熱交換器２１によって冷却水回路４０と排熱回収
回路５０が熱的に接触して冷却水回路４０内の冷却水の
熱が排熱回収回路５０内の液媒体に伝達されるものであ
る。次に冷却水は第２感温弁２３ｂに達し、ここでの冷
却水の温度が所定温度（例えば６０℃）以上の場合は冷
媒−冷却水熱交換器２２を経由するように流れ、所定温
度以下の場合はこれをバイパスするバイパス通路４５を
流れるようにされている。冷媒−冷却水熱交換器２２を
経由した場合、この冷媒−冷却水熱交換器２２によって
冷却水回路４０と冷媒回路３０が熱的に接触して冷却水
回路４０内の冷却水の熱が冷媒回路３０内の冷媒に伝達
されるものである。次に、第１冷却水通路４２内の冷却
水は合流点Ａにて共通通路４１に入り、ポンプ２５の吸
入側に帰還する。一方、サーモスタット２６から第２通
路４２に入った冷却水は、ラジエータ２０を経由し、こ
こでエンジン２からもらいうけた熱を外部に放散する。
そして、第２冷却水通路４３内の冷却水は合流点Ａにて
共通通路４１に入り、ポンプ２５の吸入側に帰還するも
のである。

【００３０】またポンプ１９が駆動することによって、
排熱回収回路５０内を液媒体が循環する。ポンプ１９か
ら圧送された液媒体は、第１回収通路５１を経てまず排
熱回収用熱交換器２１に侵入する。ここで、前述したよ
うに冷却水回路４０と熱的に接触し、熱をもらいうけて
液媒体は加熱する。加熱された液媒体は三方弁１６に達
する。ここでは、所定の制御条件により矢印Ｅ方向に従
って第１回収通路５１をそのまま流れるか、矢印Ｆ方向
に示すように第２回収通路５２に分岐されるかが選択さ
れる。矢印Ｅ方向に従って第１回収通路５１をそのまま
流れる場合、第1 回収通路５１は第２蓄熱タンク１７ｂ
に侵入する。第２蓄熱タンク１７ｂ内には市水が貯留さ
れており、タンク１７ｂ内に侵入した第1 回収通路５１
内の液媒体はこの貯留された市水と熱交換し、これを加
熱する。第２蓄熱タンク１７ｂから出た第1 回収通路５
１内の液媒体はポンプ１９の吸入口に帰還する。一方、
矢印Ｆ方向に従って第２回収通路５２を流れる場合、液
媒体は第２回収通路５２から第１蓄熱タンク１７ａに侵
入する。第１蓄熱タンク１７ａ内には温水回路６０内の
温水が貯留されており、タンク１７ａ内に侵入した第２
回収通路５２内の液媒体はこの貯留された温水と熱交換
し、これを加熱する。そして、第１蓄熱タンク１７ａか
ら出た第２回収通路５２内の液媒体は図示点Ｂで第1 回
収通路５１と合流し、ポンプ１９の吸入口に帰還するも
のである。

【００３１】また、ポンプ２７が駆動することによっ
て、温水回路６０内を温水が循環する。ポンプ２７から
圧送された温水は、共通通路６１を経て第１蓄熱タンク
１７ａ内にまず供給される。第１蓄熱タンク１７ａで
は、前述のように排熱回収回路５０の第２回収通路５２
が侵入しており、この第２回収通路５２から熱をもら
い、該タンク１７ａに供給された温水が加熱される。第
１蓄熱タンク１７a 内の温水はさらにボイラ１８に侵入
し、このボイラ１８により必要に応じてさらに加熱され
る。ボイラ１８を出た温水は、図示点Ｃで示す共通通路
下流端に達する。ここでは、床暖房側熱動弁８及び室内
機用熱動弁９の開閉状態によってその流路が選択され
る。床暖房側熱動弁８が開であり室内機用熱動弁９が閉
である場合は温水は該上流端から床用通路６２に流れ
る。一方、弁８が閉であり弁９が開である場合は温水は
該上流端から室内機用通路６３に流れる。両者が開であ
る場合は両方の通路に流れる。床用通路６２を流れた場
合、温水は床暖房用放熱器４に侵入し、ここで熱を放出
する。これにより床暖房装置２８が加熱され、床暖房が
行われ室内の床面を加熱するとともに、ふく射により室
内空間を暖房する。床暖房用放熱器４を出た温水は、図
示点Ｄで示す共通通路上流端に達する。一方室内機用通
路６３を流れた場合、温水は室内機用放熱器７に侵入す
る。この室内機用放熱器７に侵入した温水は熱を放出
し、該放熱器７及びその回りの空気を加熱する。そし
て、図示せぬファンにより室内機５から加熱された温風
が吹き出して室内を暖房するものである。室内機用放熱
器７を出た温水は、図示点Ｄで示す共通通路上流端に達
する。そして、共通通路上流端からポンプ２７の吸入口
に帰還するものである。

【００３２】また、前述したように第２蓄熱タンク１７
ｂには市水が供給される。供給された市水は第２蓄熱タ
ンク１７ｂ内に侵入している排熱回収回路５０の第１回
収通路５２により加熱される。加熱された第２蓄熱タン
ク１７ｂ内の温水は、給湯回路７０を通ってボイラ１８
に侵入し、ここで、必要に応じてさらに加熱される。ボ
イラ１８を出た温水は、室内の浴槽等の温水を必要とす
る場所に供給されるものである。

【００３３】尚、図１において、点線で囲われた部分が
室外に設置される室外ユニット１であり、一点鎖線で囲
まれた部分が温水ユニット２９である。

【００３４】次に、本例における床暖房機能付き空気調
和機の各種運転モードにおける制御について説明する。

【００３５】表１は、上記構成の床暖房機能付き空気調
和機の各種運転モード及びその制御態様を示した表であ
る。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１において、運転条件は、暖房運転（モ
ード１〜３）、低温暖房運転（モード４〜６）、除湿運
転（モード７〜９）、冷房運転（モード１０〜１２）の
４つに大きく分けられる。これらの運転条件のうち、暖
房運転と低温暖房運転は外気温により自動的に切り替わ
るものであり、暖房運転又は低温暖房運転、除湿運転、
冷房運転は使用者がリモコン等の操作スイッチにより任
意に設定するものである。運転条件が選択された後、室
内温度、床温度、外気温度により各モードが選択され
る。まず、暖房運転について説明する。

【００３８】モード１が選択される条件は、外気温が０
℃以上、室温が設定室温以下、床温が設定床温以下であ
る場合である。この場合、室内機５に暖房指示を与える
とともに、床暖房装置２８にも加温指示を与える。ま
た、コンプレッサ３、ボイラ１８、ポンプ１９はいずれ
もＯＮとし、三方弁１６は図１における矢印Ｆ方向に流
れるようにし、室内機側熱動弁９は閉、床暖房側熱動弁
８は開とする。これにより、室内機５からは冷媒熱交換
器６での冷媒凝縮作用による液化潜熱で室内暖房を行う
とともに、排熱回収回路５０及びボイラ１８からの熱に
より加熱された温水回路６０内の温水が床暖房用放熱器
４に供給され、床暖房を行う。本モードでは床暖房にボ
イラの熱を使用しているので、床暖房による暖房速度が
従来よりも速くなるものである。

【００３９】モード２が選択される条件は、外気温が０
℃以上、室温が設定室温以下であるが、床温が設定床温
以上である場合である。この場合、室内機５に暖房指示
を、床暖房装置２８に停止指示を与える。また、コンプ
レッサ３、ポンプ１９はＯＮ、ボイラ１８はＯＦＦ、三
方弁１６は矢印Ｆ方向へ、室内機側熱動弁９及び床暖房
側熱動弁８はいずれも閉とする。これにより、室内機５
の冷媒熱交換器６により室内暖房が行われるが、床暖房
側熱動弁８が閉であるので床暖房を行われない。また、
ポンプ１９がＯＮであるので排熱回収回路５０は冷却水
回路４０からの熱回収を行うが、回収された熱は三方弁
１６を経て第１蓄熱タンク１７ａ内に貯留された温水の
加熱に供される。これにより回収熱が第１蓄熱タンク１
７ａに蓄熱されるものである。

【００４０】モード３が選択される条件は、外気温が０
℃以上、床温が設定床温以下であるが、室温が設定室温
以上である場合である。この場合、室内機５に停止指示
を、床暖房装置２８に加温指示を与える。また、コンプ
レッサ３、ポンプ１９はＯＦＦ、ボイラはＯＮ、室内機
側熱動弁９は閉、床暖房側熱動弁は開とされる。これに
より、室内機５からの室内暖房は停止され、床暖房のみ
が行われる。この場合において、床暖房用放熱器４には
ボイラ１８により加熱された温水が床暖房側熱動弁８を
介して供給されるものであり、ポンプ１９は停止してい
るので排熱回収回路５０からの排熱回収は行わない。さ
らにエンジン２は停止状態とされる。従って、従来のよ
うに床暖房のみを行うためにエンジンを無負荷のアイド
リング運転をすることがなく床暖房を行うことができ、
暖房効率を向上させることができるものである。

【００４１】次に、低温暖房の場合について説明する。

【００４２】モード４が選択される条件は、外気温が０
℃以下、室温が設定室温以下、床温が設定床温以下の場
合である。この状態は極寒の地での暖房運転を開始する
時の条件である。この場合、室内機５に暖房指示を、床
暖房装置２８に加温指示を与えるとともに、コンプレッ
サ３、ボイラ１８、ポンプ１９をＯＮとし、三方弁１６
は図示Ｆ方向に、室内機側熱動弁９及び床暖房側熱動弁
８を共に開とする。これにより、室内機５からの室内暖
房及び床暖房装置２８からの床暖房が同時に行われる。
また、室内機側熱動弁９を開としているので、排熱回収
回路５０及びボイラ１８により加熱された温水回路６０
内の温水は、床暖房用放熱器４のみならず、室内機用温
水熱交換器７にも供給され、室内機６からの室内暖房は
室内機用冷媒熱交換器６及び室内機用放熱器７の両者に
より行われる。外気温が０℃以下の非常に寒い地での暖
房運転開始時に冷媒熱交換器６のみで室内暖房を行おう
とすると、十分な熱を外気から冷媒回路内に回収でき
ず、冷たい風が室内機６の吹き出し口から出る、いわゆ
るコールドドラフトを引き起こす恐れがあるが、本モー
ドのように排熱回収回路５０及びボイラ１８で十分に加
熱した温水が供給される室内機用放熱器７を併用して室
内機６を運転することで、このようなコールドドラフト
の発生を防止することができるものである。

【００４３】モード５が選択される条件は、外気温が０
℃以下、室温が設定室温以下、床温が設定床温以上の場
合である。この場合、室内機６には暖房指示がなされる
が、床暖房装置２８には停止指示がなされる。また、コ
ンプレッサはＯＮ、ボイラ１８及びポンプ１９はＯＦ
Ｆ、室内機側熱動弁９及び床暖房側熱動弁８はともに閉
とされる。これにより室内機６から冷媒熱交換機６で生
成した暖房が室内に供されるものである。

【００４４】モード６が選択される条件は、外気温が０
℃以下、床温が設定床温以下であるが、室温が設定室温
以上である場合である。この場合、室内機５に停止指示
を、床暖房装置２８に加温指示を与える。また、コンプ
レッサ３、ポンプ１９はＯＦＦ、ボイラはＯＮ、室内機
側熱動弁９は閉、床暖房側熱動弁８は開とされる。これ
により、室内機５からの室内暖房は停止され、床暖房の
みが行われる。この場合において、床暖房用放熱器４に
はボイラ１８により加熱された温水が床暖房側熱動弁８
を介して供給されるものであり、ポンプ１９は停止して
いるので排熱回収回路５０からの排熱回収は行わない。
さらにエンジン２は停止状態とされる。従って、従来の
ように床暖房のみを行うためにエンジンを無負荷のアイ
ドリング運転をすることがなく床暖房を行うことがで
き、暖房効率を向上させることができるものである。

【００４５】次に、除湿運転について説明する。

【００４６】モード７が選択される条件は、室温が設定
室温以上であり、床温が設定床温以下の場合である。こ
の場合、室内機５に冷房指示を、床暖房装置２８に加温
指示を与える。また、コンプレッサ３、ボイラ１８、ポ
ンプ１９は共にＯＮ、三方弁１６は図示Ｆ方向に、室内
機側熱動弁９、床暖房側熱動弁８は共に開とされる。こ
れにより、室内機５からは冷媒熱交換器６での冷媒蒸発
作用による気化潜熱で室内冷房を行うとともに、排熱回
収回路５０及びボイラ１８からの熱により加熱された温
水回路６０内の温水が床暖房用放熱器４に供給され、床
暖房を行う。このように本モードでは室内機による冷房
で湿度を低下させるとともに、床暖房を行って設定床温
に近づけ、かつ床暖房により加温することにより除湿に
よる体感温度の低下を防止するものである。また、体感
温度の低下を防止するために床暖房を行う場合、ふく射
方式である床暖房では加温速度が遅く、室内空間を快適
な温度及び湿度に調節するのに時間がかかる場合があ
る。このような場合に対し、室内機側熱動弁９が開とさ
れているので、室内機５からも室内機用温水熱交換器７
で発生する熱を温風として吹き出し、速やかに室内空間
を快適な温度及び湿度に調節することができるものであ
る。

【００４７】モード８が選択される条件は、室温が設定
室温以上であり、床温が設定床温以上の場合である。こ
の場合、室内機５に冷房指示を、床暖房装置２８に停止
指示を与える。また、コンプレッサ３、ボイラ１８、ポ
ンプ１９は共にＯＮ、三方弁１６は図示Ｆ方向に、室内
機側熱動弁９は開、床暖房側熱動弁８は閉とされる。こ
れにより、室内機５の冷媒熱交換器６での冷媒蒸発作用
による気化潜熱で室内冷房を行い、除湿を行う。

【００４８】モード９が選択される条件は、室温が設定
室温以下であり、床温が設定床温以下の場合である。こ
の場合、室内機５に停止指示を、床暖房装置２８に加温
指示を与える。また、コンプレッサ３及びポンプ１９は
ＯＦＦ、ボイラ１８はＯＮ、室内機側熱動弁９は閉、床
暖房側熱動弁８は開とされる。これにより、ボイラ１８
からの熱により加熱された温水回路６０内の温水が床暖
房用放熱器４に供給され、床暖房を行うものである。

【００４９】次に、冷房運転について説明する。

【００５０】モード１０が選択される条件は、室温が設
定室温以上であり、床段が設定床温以下の場合である。
この場合、室内機５に冷房指示を、床暖房装置２８に加
温指示を与える。。また、コンプレッサ３、ボイラ１
８、ポンプ１９は共にＯＮ、三方弁１６６は図示Ｆ方向
に、室内機側熱動弁９は閉、床暖房側熱動弁８は開とさ
れる。これにより、室内機５からは冷媒熱交換器６での
冷媒蒸発作用による気化潜熱で室内冷房を行うととも
に、排熱回収回路５０及びボイラ１８からの熱により加
熱された温水回路６０内の温水が床暖房用放熱器４に供
給され、床暖房を行う。本モードでは冷房中に床暖房を
行う。これは、冷房中に足元が冷えることを不快とする
使用者に対する配慮であり、室内空間を冷房するととも
に床暖房により足元を加熱し、理想的な頭寒足熱の温度
分布とするものである。

【００５１】モード１１が選択される条件は、室温が設
定室温以上であり、床温が設定床温以上の場合である。
この場合、室内機５に冷房指示を、床暖房装置２８に停
止指示を与える。また、コンプレッサ３、ボイラ１８、
ポンプ１９は共にＯＮ、三方弁１６は図示Ｆ方向に、室
内機側熱動弁９は開、床暖房側熱動弁８は閉とされる。
これにより、室内機５の冷媒熱交換器６での冷媒蒸発作
用による気化潜熱で室内冷房を行うものである。

【００５２】モード１２が選択される条件は、室温が設
定室温以下であり、床温が設定床温以下の場合である。
この場合、室内機５に停止指示を、床暖房装置２８に加
温指示を与える。また、コンプレッサ３及びポンプ１９
はＯＦＦ、ボイラ１８はＯＮ、室内機側熱動弁９は閉、
床暖房側熱動弁８は開とされる。これにより、ボイラ１
８からの熱により加熱された温水回路６０内の温水が床
暖房用放熱器４に供給され、床暖房を行うものである。

【００５３】以上のように、本例では、エンジン２の運
転により駆動されるコンプレッサ３に接続された冷媒回
路３０と、該冷媒回路３０に接続され室内空間に冷房ま
たは暖房を供給する冷媒熱交換器６と、エンジン２を冷
却する冷却水が内部に充填されるとともに冷媒−冷却水
熱交換器２２を介して冷媒回路３０と熱的に接触する冷
却水回路４０と、冷却水回路４０に排熱回収用熱交換器
２１を介して熱的に接触するとともに第１蓄熱タンク１
７ａを介して温水回路６０に熱的に接触する排熱回収回
路５０と、温水回路６０内の温水を加熱する熱源として
のボイラ１８と、温水回路６０に接続された床暖房用放
熱器４ならびに室内機用放熱器７と、温水回路６０から
床暖房用放熱器４への温水の供給を遮断可能な床暖房側
熱動弁８と、温水回路６０から室内機用放熱器７への温
水の供給を遮断可能な室内機側熱動弁９と、冷媒熱交換
器６及び室内機用放熱器７を内部に収容する室内機ユニ
ット５と、床暖房用放熱機４を内部に収容する床暖房装
置２８を備えた床暖房機能付き空気調和機としたので、
上記モード１に示されるように、暖房運転の開始時に温
水回路６０内の温水はボイラ１８により加熱され、床暖
房側熱動弁８を介して床暖房用放熱器４へと供給され
る。このため床暖房パネルが速やかに暖まり、床暖房速
度を向上させることができるものである。

【００５４】また、暖房運転において、室温が設定室温
以上であり、床温が設定床温以下であるような場合、床
暖房のみを行う定常運転状態となる。このような場合、
上記モード３に示されるように温水回路６０内の温水は
ボイラ１８により加熱され、床暖房側熱動弁８を介して
床暖房用放熱器４へと供給される。従って、床暖房用放
熱器４の熱源としてボイラ１８が使用でき、エンジン２
を停止させることができる。従って、従来のようにエン
ジン排熱を利用して床暖房を行うときに生じるエンジン
の無負荷のアイドリング運転を防止することができるも
のである。

【００５５】また、外気温が０℃以下の極寒の地での暖
房において、暖房運転開始直後は外気からの熱を十分に
得ることができず、コールドドラフトが発生する恐れが
ある。これに対し、本例では上記モード４に示されるよ
うに、低温暖房運転の開始時に温水回路６０内の温水は
ボイラ１８により加熱され、室内機側熱動弁９を介して
室内機用温水熱交換器７に供給され、これにより加熱さ
れた空気が室内機５より温風として吹き出す。このよう
に、ボイラ１８からの熱源を室内機からの温風の熱源と
して利用できるので、コールドドラフトの発生を防止す
ることができるものである。

【００５６】また、空気調和機をもたない床暖房だけの
システムは暖房運転開始時の立ち上がりを良くするため
に床温を異常に高く（例えば４０℃）設定する場合があ
るが、本例ではその必要がなく、つまり床温を高く設定
せずとも立ち上がりは良好であるので、床温が体温より
も低い（例えば３０℃）健康的な床温で快適な空調を提
供することができるものである。

【００５７】また、除湿運転時において、モード７に示
されるように、室内機５により室内冷房を行うととも
に、床暖房パネルを加熱してそのふく射熱により室内を
加温するので、冷房による体感温度の低下を床暖房によ
り抑制することができ、室内を快適な温度及び湿度に保
つことができるものである。

【００５８】また、冷房運転時において、上記モード１
０に示されるように、室内機５からの冷却により室内冷
房するとともに、床暖房パネルからの熱により床面を加
温するので、冷房時における足元の冷えを防止するとと
もに、人体に理想的な頭寒足熱の温度分布を実現するこ
とができるものである。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明における床暖房装
置付き空気調和機は、運転効率が良く、また床暖房の運
転開始時の立ち上がりを早くすることができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態例における床暖房装置付き空
気調和機の回路図である。

【図２】従来技術における床暖房装置付き空気調和機の
回路図である。

【符号の説明】

１・・・室外ユニット２・・・エンジン３・・・コンプレッサ４・・・床暖房用放熱器５・・・室内ユニット６・・・冷媒熱交換器７・・・室内機用放熱器８・・・床暖房側熱動弁９・・・室内機側熱動弁１７ａ・・・第１蓄熱タンク（温水用熱交換器）１７ｂ・・・第２蓄熱タンク１８・・・ボイラ２１・・・排熱回収用熱交換器２２・・・冷媒−冷却水熱交換器２８・・・床暖房装置２９・・・温水ユニット３０・・・冷媒回路４０・・・冷却水回路、４１・・・共通通路、４２・・
・第１冷却水通路、４３・・・第２冷却水通路５０・・・排熱回収通路、５１・・・第１回収通路、５
２・・・第２回収通路６０・・・温水回路、６１・・・共通通路、６２・・・
床用通路、６３・・・室内機用通路７０・・・制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの運転により駆動されるコンプ
レッサに接続された冷媒回路と、該冷媒回路に接続され
室内空間に冷房または暖房を供給する冷媒熱交換器と、
前記エンジンを冷却する冷却水が内部に充填されるとと
もに冷媒−冷却水熱交換器を介して前記冷媒回路と熱的
に接触する冷却水回路と、前記冷却水回路に排熱回収用
熱交換器を介して熱的に接触するとともに温水用熱交換
器を介して温水回路に熱的に接触する排熱回収回路と、
該温水回路内の温水を加熱する熱源と、前記温水回路に
接続された床暖房用放熱器ならびに室内機用放熱器と、
前記温水回路から前記床暖房用放熱器への温水の供給を
遮断可能な床暖房側熱動弁と、前記温水回路から前記室
内機用放熱器への温水の供給を遮断可能な室内機側熱動
弁と、前記冷媒熱交換器及び前記室内機用放熱器を内部
に収容する室内機ユニットと、前記床暖房用放熱器を内
部に収容する床暖房装置とを備える床暖房装置付き空気
調和機。