JPH11248232A - 床暖房空調システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一熱源を用いた、床暖房空調と対流空調と
を併用して、省エネルギーかつ快適な床暖房空調システ
ムを提供する。 【解決手段】 室外機１にて外気と熱交換を行う室外熱
交換器２と、対流空調機５の対流熱交換器６および床暖
房空調機８の床暖房熱交換器９との間に冷媒配管４が接
続され、圧縮機３にて冷媒が循環される。対流空調機５
では、対流熱交換器６にて熱交換された空気が、対流フ
ァン７にて室内１１に送風される。床暖房空調機８で
は、床暖房熱交換器９にて熱交換された空気が、床暖房
ファン１０にて床ダクト１３に導かれ、床面１２から室
内空気に伝熱される。運転制御部１４は、室外温度セン
サ１６、室温センサ１５、床面温度センサ１７からの検
出信号に基づき、あらかじめ設定された空調条件にて空
調システムの運転制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同一熱源を用い
た、床面からの伝熱による床暖房空調と室内空気の対流
による対流空調とを併用した床暖房空調システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平６−６６４２９号公報にて
開示されたように、電気カーペットと室内空気の対流に
よる対流空調機とを併用した空気調和装置があった。電
気カーペットは、床暖房機の代用品であり、熱輻射が少
なく、カーペット上に座った人体への直接熱伝導による
暖房装置であった。このため室内空気の温度調節は、対
流空調機によって行っていた。

【０００３】また、特開平７−３５３６０号公報にて、
温水式床暖房と対流空調機とを併用した複合暖房システ
ムも提案されている。暖房時の主たる熱源は、温水式床
暖房であり、補助熱源として対流空調機を用いていた。
この対流空調機の熱源も温水であり、床暖房の熱源と共
有しており、快適性を考慮しながら、この二つの機器を
制御していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気カ
ーペット併用システムでは、電気カーペットを駆動する
成績係数が悪いため、省エネでない。また、電気カーペ
ットによる熱輻射効果が少ないため、通常の床暖房に比
べ快適性が劣る。そのため、電気カーペットによる熱輻
射効果を上げるために設定温度を高めとすると、カーペ
ットに直接触れている部分だけが特に暖かくなり、低温
火傷のおそれがある。また、対流空調による暖房が主で
あるため、室内空気が乾燥しがちである。

【０００５】また、従来技術では、電気カーペットから
の輻射熱があるため、対流空調機の設定温度を下げて省
エネ運転ができるとしているが、実際にはカーペットか
らの輻射熱が小さく（面積が小さいため）、他の壁面か
らの冷輻射の影響が大きいので、対流空調機の温度を下
げるまでにはいたらない。このため、対流空調機の設定
温度を下げることによる省エネは図れるが、快適性は期
待できない。

【０００６】また、床暖房併用システムでは、室内空気
温度が急激に低下した場合（窓を開けるなどした場合）
の運転は、室内機にて室内温度の低下を検知して対流空
調機を駆動する。このとき、熱源を温水としているた
め、すぐに温風を吹き出すことができ、室内の空気を暖
めることができる。しかし、温水熱源が床暖房の熱源と
共通のため、温水温度は床暖房温度と連動する。このた
め対流空調機の熱交換温度を単独で調節することができ
ない。すなわち、室内負荷が大きい場合、熱交換器温度
は高くてよく、空調に問題は生じない。しかし、室内負
荷が小さい場合、熱交換器温度が高いので能力調整のた
め、吹き出し風量を小さくする。このため、吹き出し風
速も減少し、対流空調機によって暖められた空気が床面
に達せず、室内空気温度を高くする運転ができない。

【０００７】本発明は、同一熱源を用いた、床面からの
伝熱による床暖房空調と室内空気の対流による対流空調
とを併用して、省エネルギーかつ快適な床暖房空調シス
テムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明の請求項１に記載の床暖房空調システムは、
室内空気の対流および床面からの伝熱を併用して暖房ま
たは冷房を行う床暖房空調システムにおいて、室外空気
との熱交換を行う熱交換器を有する対流空調機と、床面
との熱交換を行う熱交換器を有する床暖房空調機と、室
内の温度を検出する室内温度センサと、室外の温度を検
出する室外温度センサと、床面の温度を検出する床面温
度検出手段と、これらセンサおよび検出手段の検出結果
に基づいて前記対流空調機および床暖房空調機の熱交換
器温度または空調能力をそれぞれ制御する運転制御手段
とを具備したことを特徴とする。

【０００９】以上の構成によって、対流空調、床暖空調
の単独運転や併用運転を自由に行うことができる。ま
た、個々の空調機を制御することで、それぞれの空調能
力を個別に制御でき、変動する空調負荷に対して確実な
制御が可能となる。

【００１０】本発明の請求項２に記載の床暖房空調シス
テムは、請求項１において、暖房運転の開始時は、前記
床暖房空調機を停止し、対流空調機を駆動させると共
に、この駆動状態を所定の室内温度に達するまで継続さ
せる立ち上げ制御を行うことを特徴とする。

【００１１】以上の構成によって、暖房運転の開始時
は、室内への供給熱量が大きい対流空調機のみを駆動し
て対流空調を行うので、室内を早く暖めることができ
る。

【００１２】本発明の請求項３に記載の床暖房空調シス
テムは、請求項１において、室内が所定温度以下で小さ
く、かつ、床面温度が所定以下の場合は、前記対流空調
機および床暖房空調機を駆動させる床暖準備制御を行う
ことを特徴とする。

【００１３】以上の構成によって、床暖房のみで部屋の
空調が行われるようになるまでの間、対流暖房で部屋の
壁面などを暖めて快適性を保つので、早く室内環境温度
が上昇し、効率の良い空調を行うことができ、かつ、床
暖房に移行する運転時間を短縮できる。

【００１４】本発明の請求項４に記載の床暖房空調シス
テムは、請求項１において、室内の空調負荷が床面から
の供給熱量だけで賄われる状態に達した場合は、前記床
暖房空調機を駆動し、前記対流空調機を停止させる床暖
房制御を行うことを特徴とする。

【００１５】以上の構成によって、床暖房空調機のみの
駆動により、室内の快適性を維持できる。

【００１６】本発明の請求項５に記載の床暖房空調シス
テムは、請求項１において、冷房運転時には、床面温度
が室内温度よりも所定の温度範囲内で高くなるように前
記対流空調機および床暖房空調機をそれぞれ駆動制御す
ることを特徴とする。

【００１７】以上の構成によって、床面の結露防止や床
面付近の冷気だまりを防止でき、室内の快適性を維持で
きる。

【００１８】本発明の請求項６に記載の床暖房空調シス
テムは、室内空気の対流および床面からの伝熱を併用し
て暖房または冷房を行う床暖房空調システムにおいて、
室外空気との熱交換を行う熱交換器を有する対流空調機
と、床面および室内空気との熱交換を行う熱交換器を有
する床暖房・対流空調機と、室内の温度を検出する室内
温度センサと、室外の温度を検出する室外温度センサ
と、床面の温度を検出する床面温度検出手段と、これら
センサおよび検出手段の検出結果に基づいて前記対流空
調機および床暖房・対流空調機の熱交換器温度または空
調能力をそれぞれ制御する運転制御手段とを具備したこ
とを特徴とする。

【００１９】以上の構成によって、対流空調、床暖空調
を個別に制御できると共に、床暖房・対流空調機が床暖
房に加えて対流も可能な構成であるので、室内空間をよ
りきめ細かく空調することが可能となる。

【００２０】本発明の請求項７に記載の床暖房空調シス
テムは、請求項６において、暖房運転の開始時は、前記
対流空調機を駆動させると共に、前記床暖房・対流空調
機を対流空調用として駆動制御させ、この駆動状態を所
定の室内温度に達するまで継続させる立ち上げ制御を行
うことを特徴とする。

【００２１】以上の構成によって、暖房運転の開始時
は、室内への供給熱量が大きい対流空調機のみを駆動し
て対流空調を行うので、室内を早く暖めることができ
る。

【００２２】本発明の請求項８に記載の床暖房空調シス
テムは、請求項６において、室内が所定温度以下で小さ
く、かつ、床面温度が所定以下の場合は、前記対流空調
機および床暖房・対流空調機を駆動させる床暖準備制御
を行うことを特徴とする。

【００２３】以上の構成によって、床暖房のみで部屋の
空調が行われるようになるまでの間、対流暖房で部屋の
壁面などを暖めて快適性を保つので、早く室内環境温度
が上昇し、効率の良い空調を行うことができ、かつ、床
暖房に移行する運転時間を短縮できる。

【００２４】本発明の請求項９に記載の床暖房空調シス
テムは、請求項６において、室内の空調負荷が床面から
の供給熱量だけで賄われる状態に達した場合は、前記床
暖房・対流空調機を駆動し、前記対流空調機を停止させ
る床暖房制御を行うことを特徴とする。

【００２５】以上の構成によって、床暖房空調機のみの
駆動により、室内の快適性を維持できる。

【００２６】本発明の請求項１０に記載の床暖房空調シ
ステムは、請求項６において、冷房運転時には、床面温
度が室内温度よりも所定の温度範囲内で高くなるように
前記対流空調機および床暖房・対流空調機をそれぞれ駆
動制御することを特徴とする。

【００２７】以上の構成によって、床面の結露防止や床
面付近の冷気だまりを防止でき、室内の快適性を維持で
きる。

【００２８】本発明の請求項１１に記載の床暖房空調シ
ステムは、請求項１において、床暖房空調機と床裏また
は床内部とは互いに連通する導風ダクトによって接続さ
れており、床暖房空調機から送り出された空気は、床面
との熱交換を行った後に室内を通って床暖房空調機に戻
るように構成したことを特徴とする。

【００２９】以上の構成によって、床暖房空調機の設置
に自由度が増し、例えば、空調機全てを天井に収納でき
るため、冷凍サイクルで熱搬送が構成される場合は、配
管が簡略化でき、コストダウンにもなる。また、床暖房
空調機から送り出される空気が対流用の流路を有してい
るので、効率の良い空調を行うことができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００３１】図１は、本発明の床暖房空調システムに係
る第１の実施の形態の概略構成図である。室外機１に
は、外気と熱交換を行う室外熱交換器２と圧縮機３が配
置されている。室内の天井面には対流空調機５が設置さ
れており、室内との熱交換を行う対流熱交換器６および
対流ファン７が設けられている。

【００３２】一方、室内の床面１２の床裏または床内部
には床ダクト１３を形成すると共に、床面１２下部には
床暖房空調機８が設置されており、床ダクト１３に空気
を送出して床面１２との熱交換を行う床暖房熱交換器９
および床暖房ファン１０が設けられている。

【００３３】室外熱交換器２、対流熱交換器６、床暖房
熱交換器９との間には冷媒配管４が接続され、圧縮機３
から送り出される冷媒が循環するように構成される。本
実施の形態では、対流空調機５を天井設置型としたが、
壁掛け型としても良い。

【００３４】室外機１には外気の温度を検出する室外温
度センサ１６、対流空調機の吸込口５ａには室内空気温
度を検出する室温センサ１５、床面１２には床面温度を
検出する床面温度センサ１７が設置され、運転制御部１
４（運転制御手段）に接続される。運転制御部１４は、
マイクロコンピュータなどによって構成され、あらかじ
め設定された空調条件にて空調システムの運転制御を行
う。

【００３５】図２は、室内床面への床ダクトの配置の一
例を示し、（ａ）は壁面側から見た斜視図、（ｂ）は側
断面図である。床面１２の床裏に床ダクト１３が配置さ
れ、この床ダクト１３に導かれた空気は、床面１２を伝
熱した後、ダクト１３ａを通って、床暖房空調機に戻
る。

【００３６】図３は、室内床面への床ダクトの配置の他
の例を示し、（ａ）は壁面側から見た斜視図、（ｂ）は
側断面図である。床面１２の床裏に床ダクト１３が配置
され、この床ダクト１３に導かれた空気は、この床ダク
ト１３内を蛇行して、床暖房空調機に戻る。

【００３７】図４は、本実施の形態の冷凍サイクル図で
あって、対流空調機の熱交換器と床暖房空調機の熱交換
器とを直列に配置した例である。圧縮機３から冷媒配管
４は、四方弁４ａを通って、対流熱交換器６と床暖房熱
交換器９とを直列に接続する。各熱交換器にはそれぞれ
二方弁４ｂ，４ｄが直列に接続され、それぞれ二方弁４
ｃ，４ｅが並列に接続される。床暖房熱交換器９からの
冷媒配管４は、電子膨張弁４ｆを経て、室外熱交換器２
に接続され、再び圧縮機３に戻る。

【００３８】図５は、本実施の形態の冷凍サイクル図で
あって、対流空調機の熱交換器と床暖房空調機の熱交換
器とを並列に配置した他の例である。圧縮機３から冷媒
配管４は、四方弁４ａを通って、対流熱交換器６と床暖
房熱交換器９とを並列に接続する。各熱交換器の前には
それぞれ電子膨張弁４ｇ，４ｈが接続される。対流熱交
換器６および床暖房熱交換器９からの冷媒配管４は、そ
れぞれ電子膨張弁４ｉ，４ｊを経て、室外熱交換器２に
接続され、再び圧縮機３に戻る。並列に熱交換器を配置
することによって、相互の凝縮圧力の干渉が少なくな
る。このため、個別制御が可能となる。さらに、電子膨
張弁の開度調整を行うことで、それぞれの熱交換器の凝
縮圧力を個別に調節できる。

【００３９】次に図６は、本実施の形態の床暖房空調シ
ステムの制御の流れを示すフローチャートである。ま
ず、室温センサ１５、室外温度センサ１６、床面温度セ
ンサ１７を用いて室内空気温度（Ｔａ）、室外空気温度
（Ｔｏｕｔ）、床面温度（Ｔｆ）を測定する（ステップ
ＳＴ１）。そしてＴａとＴｏｕｔと運転時間とから壁面
温度（Ｔｗ）を予測し、ＴｆとＴｗから室内総合輻射熱
（Ｔｒ）を算出する。このＴｒとＴａとから室内居住域
の作用温度（Ｔｍｒｔ）を算出する。そして季節による
着衣量や活動量を仮定して、室内快適性を算出する（ス
テップＳＴ２）。次にＴａとＴｏｕｔの差から室内空調
負荷を算出する。ここで、運転時間、室内ファン風量、
圧縮機能力からの値を用いて、室内空調負荷算出値を補
正する（ステップＳＴ３）。

【００４０】上記のＴａ、Ｔｆ、空調負荷の値や、これ
らの時系列変化を用いて、対流空調と床暖空調の能力を
算出し、その比を求める（ステップＳＴ４）。例えば、
室内環境が定常になっているとき窓を開けた場合、Ｔａ
のみが急激に低下する。このため、床暖空調能力は変化
させず、対流空調能力を大きく設定する。あるいは、Ｔ
ｆ、Ｔａが十分暖まっている状態であるが、空調負荷が
大きい場合、すなわち外気温度が低かったり、運転時間
がまだ短く、室内環境が定常になっていない状態の場合
は、床面の加熱が必要となるため、対流空調能力を多く
する。このため床暖空調能力は変化させず、対流空調能
力を多く設定し、かつ、対流空調機からの吹き出しも壁
面に向けるように設定する。また、Ｔｆ、Ｔａが十分暖
まっている状態で、空調負荷も小さい場合は、この空調
負荷が床暖房のみで補えるときには、床暖房のみの空調
を行う。この状態から、状態１に変異しても弁の開閉を
行い、速やかに対流空調用熱交換器を加熱することがで
き、かつ対流空調をすぐに行うことができる。

【００４１】以上の空調負荷の値や、空調能力の算出結
果から、各熱交換器温度やファン風量を設定する（ステ
ップＳＴ５）。そして、この設定値に対応する圧縮機の
能力（運転周波数）およびファン回転数を設定する（ス
テップＳＴ６）。

【００４２】以上の説明では、床面温度の検出に床面温
度センサ１７を用いたが、次に床暖房空調機の吹出温度
（Ｔｄｏｕｔ）と吸込温度（Ｔｄｉｎ）とを用いて、床
面温度を算出する例を説明する。

【００４３】図７は、温度センサの配置例を示し、床暖
房空調機の吸い込み口と吹き出し口にそれぞれ温度セン
サを設けている。

【００４４】次に図８のフローチャートを用いて、この
床面温度の算出手順を説明する。まず、ＴｄｏｕｔとＴ
ｄｉｎとを計測する（ステップＳＴ１１）。この温度の
差（Ｔｄｏｕｔ−Ｔｄｉｎ）とファン回転数から求まる
ファン風量とから、床暖房に消費される熱量（Ｑｄｕｃ
ｔ）を算出することができる（ステップＳＴ１２）。室
外温度（Ｔｏｕｔ）と床ダクト内空気温度の平均値（Ｔ
ｄｕｋｔ＝（Ｔｄｏｕｔ−Ｔｄｉｎ）／２）によって、
床ダクトからの放熱ロス（ＱｄｕｃｔＬ）を算出するこ
とができる（ステップＳＴ１３）。室内に供給される熱
量（Ｑｆ）は、Ｑｆ＝Ｑｄｕｃｔ−ＱｄｕｃｔＬとな
る。またＱｆは、床からの放射熱（Ｑｆｒ）と自然対流
（Ｑｆｎ）との和となる。これらは、Ｑｆｒが（Ｔｆ，
Ｔｗ）によって表せる数値、Ｑｆｎが（Ｔｆ，Ｔａ）に
よって表せる数値である。これから、Ｔｆが求まる（ス
テップＳＴ１４）。

【００４５】また、他の実施の形態では、対流空調機５
に輻射温度センサを取り付けて、壁面・床面温度の計測
を行う。これによって、壁面温度の計測も行え、室内総
合輻射熱（Ｔｒ）の算出が容易に行える。また、床面温
度センサが、なくなることによって、床に温度センサを
取り付ける作業がなくなり、施工が楽になる。さらに温
度センサ取り付け誤差による床面温度の不確実度を減少
できる。

【００４６】図９は、本発明の床暖房空調システムの暖
房運転の制御の流れを示すフローチャートである。ま
ず、（目標室内温度−現在の室内温度）をΔＴａとし
て、ΔＴａ≧１０ｄｅｇならば、暖房立ち上げ制御に移
行し、否ならば床暖房準備制御に移行する（ステップＳ
Ｔ２１）。暖房立ち上げ制御を行った後（ステップＳＴ
２２）、ΔＴａ≦５ｄｅｇならば床暖房準備制御に移行
し、否ならば暖房立ち上げ制御に戻る（ステップＳＴ２
３）。床暖房準備制御を行った後（ステップＳＴ２
４）、ΔＴａ≧０かつＴｆ≧目標Ｔｆならば床暖房制御
に移行し、否ならば床暖房準備制御に戻る（ステップＳ
Ｔ２５）。そして、床暖房制御を行う（ステップＳＴ２
６）。

【００４７】暖房立ち上げ制御では、（目標室内温度−
現在の室内温度）が大きい場合、すなわち空調負荷が大
きい場合、室内空気をより早く暖めた方が体感度が早く
快適になるため、対流空調機のみを用いて暖房を行う。
そしてこの運転を、現在の室内温度が目標室内温度に近
くなるまで続ける。図１０は、このときの空調システム
構成を示し、図１１は、このときの冷凍サイクルを示
す。

【００４８】床暖房準備制御では、（目標室内温度−現
在の室内温度）が大きくない場合、すなわち空調負荷が
大きくない場合、もしくは、暖房立ち上げ制御が終了し
た場合、対流空調機および床暖房空調機を共に運転する
床暖房準備運転を行う。そしてこの運転を室内環境が安
定し、かつ、床からの供給熱量で空調負荷が賄えるまで
続ける。図１２は、このときの空調システム構成を示
し、図１３は、このときの冷凍サイクルを示す。

【００４９】床暖房制御では、室内環境が安定し、か
つ、床からの供給熱量で空調負荷が賄えると、床暖房空
調機のみを用いて暖房を行う。図１４は、このときの空
調システム構成を示し、図１５は、このときの冷凍サイ
クルを示す。このときの室内空気温度の状態は、対流空
調機５に備えられた室温センサ１５を用いて計測する。
対流ファン７を停止した状態で計測するが、間欠的にフ
ァンを回す、または連続的にファンを回して計測する
と、より正確に室内温度を計測することができる。ファ
ンは低回転で回してもよく、吹き出し口の方向は壁面方
向とし、住空域に吹き出さないようにする。

【００５０】次に本発明の床暖房空調システムの冷房運
転制御を図１６に示すフローチャートを用いて説明す
る。まず、冷房基本運転を対流空調機のみで行う（ステ
ップＳＴ３１）。そして使用者の選択で床冷房も可能と
して、室内温度が目標温度に達して室内環境が安定し、
かつ、室外湿度が８０％以下の場合（ステップＳＴ３
２）、床冷房運転を行う（ステップＳＴ３３）。

【００５１】図１７は、このときの空調システム構成を
示し、図１８は、このときの冷凍サイクルを示す。床冷
房は、結露を防ぐことが重要となる。このため、床面温
度は常に結露しない状態を保つ必要がある。さらに室内
には、加湿源（人間）が存在しているので、常に対流空
調機を主冷房とした運転を行う。このため、床冷房は補
助的なもので、Ｔｆが露点温度以上、すなわち室内温度
と同温もしくは１，２℃高くなるように制御する。床面
温度をあまり下げないのは、結露防止、および床面への
冷気だまりを防止するためである。また、運転開始条件
として、室外湿度の値も判断基準とするのは、窓の開閉
や、非空調室からの外気進入によって、床面への結露を
未然に防止するためである。

【００５２】図１９は、本発明の床暖房空調システムに
係る第２の実施の形態の概略構成図である。本実施の形
態では、第１の実施の形態に比べ、床暖房空調機を床暖
房・対流空調機２８とした構成となっている。床暖房・
対流空調機２８は、その上部・下部にそれぞれ吹き出し
口を有し、床３４上に設置されている。上部吹き出し口
からの空気は、室内空間３３に、下部吹き出し口からの
空気は、床ダクト３５を流れ、床３４に伝熱した後、床
面の開口部から室内空間３３に吹き出され、再び、床暖
房・対流空調機２８の吸い込み口に吸い込まれる。

【００５３】また、対流空調機２５の室温センサ３７に
て室内空気温度（Ｔａ１）を測定し、床暖房・対流空調
機２８の室温センサ３８にて室内空気温度（Ｔａ２）を
測定する。運転制御部３６は、各センサからの信号を受
けて、空調システムの運転制御を行う。他の構成は、第
１の実施の形態と同様である。

【００５４】図２０は、室内床面への床ダクトの配置の
一例を示し、（ａ）は壁面側から見た斜視図、（ｂ）は
側断面図である。床面３４の床裏に床ダクト３５が配置
され、この床ダクト３５に導かれた空気は、床面３４に
伝熱した後、床面の開口部から室内空間に吹き出され、
再び、床暖房・対流空調機２８に戻る。

【００５５】図２１は、室内床面への床ダクトの配置の
他の例を示し、（ａ）は壁面側から見た斜視図、（ｂ）
は側断面図である。床面３４の床裏に床ダクト３５が配
置され、この床ダクト３５に導かれた空気は、この床ダ
クト３５内を蛇行した後、床面の開口部から室内空間に
吹き出され、再び、床暖房・対流空調機２８に戻る。

【００５６】図２２は、本実施の形態の冷凍サイクル図
であって、対流空調機の熱交換器と床暖房・対流空調機
の熱交換器とを直列に配置した例である。圧縮機２３か
ら冷媒配管２４は、四方弁２４ａを通って、対流熱交換
器２６と対流熱交換器２９および床暖房熱交換器３１と
を直列に接続する。各熱交換器にはそれぞれ二方弁２４
ｂ，２４ｄが直列に接続され、それぞれ二方弁２４ｃ，
２４ｅが並列に接続される。床暖房熱交換器３１からの
冷媒配管２４は、電子膨張弁２４ｆを経て、室外熱交換
器２２に接続され、再び圧縮機２３に戻る。

【００５７】図２３は、本実施の形態の冷凍サイクル図
であって、対流空調機の熱交換器と床暖房・対流空調機
の熱交換器とを並列に配置した例である。圧縮機２３か
ら冷媒配管２４は、四方弁２４ａを通って、対流熱交換
器２６と対流熱交換器２９および床暖房熱交換器３１と
を並列に接続する。各熱交換器の前にはそれぞれ電子膨
張弁２４ｇ，２４ｈが接続される。対流熱交換器２６お
よび床暖房熱交換器３１からの冷媒配管２４は、それぞ
れ電子膨張弁２４ｉ，２４ｊを経て、室外熱交換器２２
に接続され、再び圧縮機２３に戻る。

【００５８】本実施の形態では、室内空気温度（Ｔａ）
の求め方を、例えばＴａ＝（Ｔａ１＋Ｔａ２）／２、ま
たはＴａ＝ｍｉｎ（Ｔａ１，Ｔａ２）（Ｔａ１とＴａ２
の小さい方をとる）などのように、あらかじめ設定す
る。特に床暖房・対流空調機は、床付近に設置されてる
ため、室内空気温度の低下を検知しやすい（冷気が床に
たまるため）。

【００５９】図２４は、床暖房・対流空調機の他の構成
例を示し、図２５は、その冷凍サイクル図である。一つ
の熱交換器５１に上ファン５２と下ファン５３とが設置
されている。そして上ファン用ダンパ５４と下ファン用
ダンパ５５とを開閉して、対流および床暖房空調を行
う。運転立ち上げ時には、上ファン用ダンパ５４を開い
て対流空調を行い、下ファン用ダンパ５５を室内吹き出
しとして、対流暖房を行う。空調負荷によって、上ファ
ン用ダンパ５４を開いて対流空調を行い、下ファン用ダ
ンパ５５を床暖房位置に設定する。

【００６０】次に、本実施の形態の暖房立ち上げ制御時
の空調システム構成を図２６に示し、冷凍サイクルを図
２７に示す。本実施の形態では、床暖房・対流空調機２
８の対流用吹き出し（上側）と対流空調機２５とを用い
て対流暖房を行う。床上に置かれた床暖房・対流空調機
２８からも温風を吹き出すことによって、立ち上がり時
間を早められ、さらに足元の快適性のよい空調が可能と
なる。

【００６１】次に、本実施の形態の床暖房準備制御時の
空調システム構成を図２８に示し、冷凍サイクルを図２
９に示す。床暖房・対流空調機２８および対流空調機２
５を共に用いて対流暖房を行う。なお、対流空調と床暖
空調の能力比に応じて、床暖房・対流空調機２８の対流
用吹き出し（上側）の運転を行う。

【００６２】次に、本実施の形態の床暖房制御時の空調
システム構成を図３０に示し、冷凍サイクルを図３１に
示す。本実施の形態では、床暖房・対流空調機２８の床
暖用吹き出し（下側）のみ運転し、他は休止する。

【００６３】次に、本実施の形態の床冷房運転時の空調
システム構成を図３２に示し、冷凍サイクルを図３３に
示す。本実施の形態では、床暖房・対流空調機２８の対
流用吹き出し（上側）と対流空調機２５とを主冷房とし
て用い、床暖房・対流空調機２８の床暖用吹き出し（下
側）を補助冷房として用いる。

【００６４】図３４は、本発明の床暖房空調システムに
係る第３の実施の形態の概略構成図である。本実施の形
態では、室内天井部分に対流空調機６５と床暖房空調機
６８とが設置されている。対流空調機６５からの空気
は、室内空間７１に吹き出された後、対流空調機６５の
吸い込み口に戻る。床暖房空調機６８からの空気は、導
風ダクト７３を通って、床ダクト７４に導かれる。そし
て床面７２を伝熱した後、床面開口部から室内空間７１
に吹き出され、床暖房空調機６８の吸い込み口に戻る。

【００６５】図３５は、導風ダクト７３の他の構成例を
示す。本構成例では、導風ダクト７３の途中に室内空間
７１への吹き出しを行う分岐流路を備え、ダンパ８０を
制御して、床ダクト７４と室内空間７１への分流量を調
節する。

【００６６】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の床暖房空調
システムは、対流空調、床暖空調の単独運転や併用運転
を自由に行うことができる。また、対流空調、床暖空調
機の個々の能力を制御することで、それぞれの空調能力
を個別に制御できる。したがって、変動する空調負荷に
対してきめ細かな空調制御が行え、快適性を向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の床暖房空調システムに係る第１の実施
の形態の概略構成図である。

【図２】室内床面への床ダクトの配置の一例を示し、
（ａ）は壁面側から見た斜視図、（ｂ）は側断面図であ
る。

【図３】室内床面への床ダクトの配置の他の例を示し、
（ａ）は壁面側から見た斜視図、（ｂ）は側断面図であ
る。

【図４】第１の実施の形態の冷凍サイクル図であって、
対流空調機の熱交換器と床暖房空調機の熱交換器との直
列配置例を示す図である。

【図５】第１の実施の形態の冷凍サイクル図であって、
対流空調機の熱交換器と床暖房空調機の熱交換器との並
列配置例を示す図である。

【図６】第１の実施の形態の床暖房空調システムの制御
を示すフローチャートである。

【図７】温度センサの配置例を示す図である。

【図８】床面温度の算出手順を説明するフローチャート
である。

【図９】本発明の床暖房空調システムの暖房運転制御を
示すフローチャートである。

【図１０】暖房立ち上げ制御時の空調システムの構成図
である。

【図１１】暖房立ち上げ制御時の空調システムの冷凍サ
イクル図である。

【図１２】床暖房準備制御時の空調システムの構成図で
ある。

【図１３】床暖房準備制御時の空調システムの冷凍サイ
クル図である。

【図１４】床暖房制御時の空調システムの構成図であ
る。

【図１５】床暖房制御時の空調システムの冷凍サイクル
図である。

【図１６】本発明の床暖房空調システムの冷房運転制御
を示すフローチャートである。

【図１７】床冷房運転時の空調システムの構成図であ
る。

【図１８】床冷房運転時の空調システムの冷凍サイクル
図である。

【図１９】本発明の床暖房空調システムに係る第２の実
施の形態の概略構成図である。

【図２０】室内床面への床ダクトの配置の一例を示し、
（ａ）は壁面側から見た斜視図、（ｂ）は側断面図であ
る。

【図２１】室内床面への床ダクトの配置の他の例を示
し、（ａ）は壁面側から見た斜視図、（ｂ）は側断面図
である。

【図２２】第２の実施の形態の冷凍サイクル図であっ
て、対流空調機の熱交換器と床暖房・対流空調機の熱交
換器との直列配置例を示す図である。

【図２３】第２の実施の形態の冷凍サイクル図であっ
て、対流空調機の熱交換器と床暖房・対流空調機の熱交
換器との並列配置例を示す図である。

【図２４】床暖房・対流空調機の他の構成例を示す図で
ある。

【図２５】床暖房・対流空調機の他の構成例の冷凍サイ
クル図である。

【図２６】暖房立ち上げ制御時の空調システムの構成図
である。

【図２７】暖房立ち上げ制御時の空調システムの冷凍サ
イクル図である。

【図２８】床暖房準備制御時の空調システムの構成図で
ある。

【図２９】床暖房準備制御時の空調システムの冷凍サイ
クル図である。

【図３０】床暖房制御時の空調システムの構成図であ
る。

【図３１】床暖房制御時の空調システムの冷凍サイクル
図である。

【図３２】床冷房運転時の空調システムの構成図であ
る。

【図３３】床冷房運転時の空調システムの冷凍サイクル
図である。

【図３４】本発明の床暖房空調システムに係る第３の実
施の形態の概略構成図である。

【図３５】導風ダクトの他の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１…室外機，２…室外熱交換器，３…圧縮機，４…冷媒
配管，５…対流空調機，６…対流熱交換器，７…対流フ
ァン，８…床暖房空調機，９…床暖房熱交換器，１０…
床暖房ファン，１１…室内，１２…床面，１３…床ダク
ト，１４…運転制御部，１５…室温センサ，１６…室外
温度センサ，１７…床面温度センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小井戸 哲也 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝住空間システム技術研究所内 (72)発明者 竹谷 伸行 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝住空間システム技術研究所内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内空気の対流および床面からの伝熱を
   併用して暖房または冷房を行う床暖房空調システムにお
   いて、 室外空気との熱交換を行う熱交換器を有する対流空調機
   と、 床面との熱交換を行う熱交換器を有する床暖房空調機
   と、 室内の温度を検出する室内温度センサと、 室外の温度を検出する室外温度センサと、 床面の温度を検出する床面温度検出手段と、 これらセンサおよび検出手段の検出結果に基づいて前記
   対流空調機および床暖房空調機の熱交換器温度または空
   調能力をそれぞれ制御する運転制御手段とを具備したこ
   とを特徴とする床暖房空調システム。
2. 【請求項２】 暖房運転の開始時は、前記床暖房空調機
   を停止し、対流空調機を駆動させると共に、この駆動状
   態を所定の室内温度に達するまで継続させる立ち上げ制
   御を行うことを特徴とする請求項１記載の床暖房空調シ
   ステム。
3. 【請求項３】 室内が所定温度以下で小さく、かつ、床
   面温度が所定以下の場合は、前記対流空調機および床暖
   房空調機を駆動させる床暖準備制御を行うことを特徴と
   する請求項１記載の床暖房空調システム。
4. 【請求項４】 室内の空調負荷が床面からの供給熱量だ
   けで賄われる状態に達した場合は、前記床暖房空調機を
   駆動し、前記対流空調機を停止させる床暖房制御を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の床暖房空調システム。
5. 【請求項５】 冷房運転時には、床面温度が室内温度よ
   りも所定の温度範囲内で高くなるように前記対流空調機
   および床暖房空調機をそれぞれ駆動制御することを特徴
   とする請求項１記載の床暖房空調システム。
6. 【請求項６】 室内空気の対流および床面からの伝熱を
   併用して暖房または冷房を行う床暖房空調システムにお
   いて、 室外空気との熱交換を行う熱交換器を有する対流空調機
   と、 床面および室内空気との熱交換を行う熱交換器を有する
   床暖房・対流空調機と、 室内の温度を検出する室内温度センサと、 室外の温度を検出する室外温度センサと、 床面の温度を検出する床面温度検出手段と、 これらセンサおよび検出手段の検出結果に基づいて前記
   対流空調機および床暖房・対流空調機の熱交換器温度ま
   たは空調能力をそれぞれ制御する運転制御手段とを具備
   したことを特徴とする床暖房空調システム。
7. 【請求項７】 暖房運転の開始時は、前記対流空調機を
   駆動させると共に、前記床暖房・対流空調機を対流空調
   用として駆動制御させ、この駆動状態を所定の室内温度
   に達するまで継続させる立ち上げ制御を行うことを特徴
   とする請求項６記載の床暖房空調システム。
8. 【請求項８】 室内が所定温度以下で小さく、かつ、床
   面温度が所定以下の場合は、前記対流空調機および床暖
   房・対流空調機を駆動させる床暖準備制御を行うことを
   特徴とする請求項６記載の床暖房空調システム。
9. 【請求項９】 室内の空調負荷が床面からの供給熱量だ
   けで賄われる状態に達した場合は、前記床暖房・対流空
   調機を駆動し、前記対流空調機を停止させる床暖房制御
   を行うことを特徴とする請求項６記載の床暖房空調シス
   テム。
10. 【請求項１０】 冷房運転時には、床面温度が室内温度
    よりも所定の温度範囲内で高くなるように前記対流空調
    機および床暖房・対流空調機をそれぞれ駆動制御するこ
    とを特徴とする請求項６記載の床暖房空調システム。
11. 【請求項１１】 床暖房空調機と床裏または床内部とは
    互いに連通する導風ダクトによって接続されており、床
    暖房空調機から送り出された空気は、床面との熱交換を
    行った後に室内を通って床暖房空調機に戻るように構成
    したことを特徴とする請求項１記載の床暖房空調システ
    ム。