(57)【要約】【課題】ヒートポンプ装置３０で冷却した冷水を床材１８の水流路１６に供給するヒートポンプ式の床冷房装置において、床材１８表面に結露が発生せずかつ安定した床表面温度が得られるようにしつつ、その省エネルギー性を高める。【解決手段】床材１８の表面温度及び部屋１の露点温度を検出し、検出された露点温度に対し一定温度だけ高い基準温度を設定し、床材１８の表面温度の目標温度が基準温度以上のときには、検出された床材１８の表面温度が目標温度になるように、また目標温度が基準温度よりも低いときには、検出された床材１８の表面温度が基準温度になるように、それぞれヒートポンプ装置３０の作動を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に、液体冷媒が流れる流路が形成された床材と、該床材の流路に接続され、該流路に供給される液体冷媒を冷却するヒートポンプ装置とを備え、ヒートポンプ装置で冷却した液体冷媒を床材の流路に供給するようにした床冷房装置において、
上記床材の表面温度の目標温度を設定する目標温度設定手段と、
上記床材の表面温度を検出する床表面温度検出手段と、
上記床材が施工された部屋の露点温度を検出する露点温度検出手段と、
上記露点温度検出手段により検出された露点温度に対し一定温度だけ高い基準温度を設定し、上記目標温度設定手段により設定された目標温度が上記基準温度以上のときには、上記床表面温度検出手段により検出された床材の表面温度が上記目標温度になるように上記ヒートポンプ装置の作動を制御する一方、目標温度が基準温度よりも低いときには、床表面温度検出手段により検出された床材の表面温度が基準温度になるようにヒートポンプ装置の作動を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする床冷房装置。
【請求項２】
請求項１において、
制御手段は、基準温度又は目標温度よりも第１所定温度だけ高いオフ温度と、該オフ温度よりも第２所定温度だけ高いオン温度とをそれぞれ算出し、検出された床材の表面温度が上記オン温度になると、ヒートポンプ装置を作動させる一方、床材の表面温度が上記オフ温度になると、ヒートポンプ装置の作動を停止させるように制御するものであることを特徴とする床冷房装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
露点温度検出手段は、部屋の温度及び湿度を測定する温湿度センサを備えていて、該温湿度センサにより測定された部屋の温度及び湿度から露点温度を算出することを特徴とする床冷房装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、
露点温度検出手段は、部屋の露点温度を直接測定する露点温度センサであることを特徴とする床冷房装置。
【請求項５】
請求項１において、
床表面温度検出手段は、部屋の壁面又は天井面に設置されて、床材表面から放射される赤外線又は可視光線の強度を測定することで床材の表面温度を非接触で検出する放射温度計であることを特徴とする床冷房装置。
【請求項６】
請求項５において、
放射温度計は、床材表面の一部を測温部位として、その測温部位の温度を検出するものとされていることを特徴とする床冷房装置。
【請求項７】
請求項６において、
放射温度計が温度を検出している床材表面の測温部位が視認可能であることを特徴とする床冷房装置。
【請求項８】
請求項６又は７において、
放射温度計は、温度を検出している床材表面の測温部位を任意に変更可能とされていることを特徴とする床冷房装置。
【請求項９】
内部に、液体冷媒が流れる流路が形成された床材と、該床材の流路に接続され、該流路に供給される液体冷媒を冷却するヒートポンプ装置とを備え、ヒートポンプ装置で冷却した液体冷媒を床材の流路に供給するようにした床冷房装置の制御方法であって、
上記床材の表面温度及び床材が施工された部屋の露点温度を検出するとともに、検出された露点温度に対し一定温度だけ高い基準温度を設定し、
床材の表面温度の目標温度が基準温度以上のときには、上記検出された床材の表面温度が目標温度になるようにヒートポンプ装置の作動を制御する一方、目標温度が基準温度よりも低いときには、検出された床材の表面温度が基準温度になるようにヒートポンプ装置の作動を制御することを特徴とする床冷房装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床材内部に水等の液体冷媒を流して室内の冷房を行う床冷房装置及び床冷房装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、床材の内部に流路を形成して、その流路に暖房運転時には熱源機から液体冷熱媒として温水を流して暖房を行い、冷房運転時には熱源機から冷水を流して冷房を行うようにした床冷暖房システムは知られている。
【０００３】
この従来の水循環式の床冷暖房システムでは、熱源機への戻り水温度又は熱源機からの往き水温度を測定し、その測定温度が目的の温度帯になるように制御するのが一般的であった。
【０００４】
しかし、その場合、室温や床仕上材の層構成の影響により、床表面温度を精度よく目的の温度帯に調整するのが困難であった。
【０００５】
また、従来、特許文献１に示されるように、ヒートポンプ熱源機に強制対流式室内機及び床暖房パネルを接続し、室内温度と床表面温度との両方を測定して、それらの温度が目標温度になるように室内機と床暖房パネルとを連携して制御することが提案されている。
【０００６】
また、例えば特許文献２に示されるように、ヒートポンプから供給される液体冷熱媒の流路を内部に有する放冷熱パネルと、この放冷熱パネルの上面に積層される床仕上材とで構成された冷暖房床が提案されている。
【０００７】
すなわち、これまでは床暖房という観点しかなかった床表面の温度制御技術において、ヒートポンプの仕組みを利用し、床材流路に流す液体を季節に応じて冷媒又は熱媒として使い分けることで、冬季には暖房として、また夏季には冷房としてそれぞれ使用できる床面温度制御技術が提供され始めている。
【０００８】
こうすれば、夏季を想定した高温・高湿条件化において、省エネルギーを達成しつつ、床材の流路中の冷媒により床面温度が下がり、快適な居住空間を提供することができる。
【０００９】
一方、特許文献３に示されているものでは、空気調和機と床温調機とを組み合わせ、その床冷房運転時に床内や床下に配置されている冷媒流通用の配管の結露を防ぐ技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−５００３５号公報
【特許文献２】特開２００７−６３８７７号公報
【特許文献３】特開２００１−３３６８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上記従来の往き水又は戻り水による温度制御は、予め設定した温度帯に冷媒（又は熱媒）の温度を制御するため、冷却（又は加熱）のオンオフが頻繁に繰り返される。このことにより、省エネルギー性になり難いという問題点がある。
【００１２】
同様に、特許文献１や特許文献２に記載の冷暖房システムを利用した場合においても、特に運転時の省エネルギー性については、単にヒートポンプを使っているという程度の技術レベルであり、制御方法に至るまで詳細に検討されていないのが現状である。
【００１３】
また、ヒートポンプ装置では、冷媒として５℃〜１０℃といった極めて低い温度の冷水を作ることができる。そのため、このような冷水を従来の水循環式の床冷暖房システムに適用し、熱源機への戻り水温度又は熱源機からの往き水温度で制御するようにしたとしても、室温や床仕上材の層構成の影響により、床表面温度を精度よく目標の温度に調整するのが困難であり、床面を冷やし過ぎるためにその床面で結露を発生させるという問題があった。
【００１４】
尚、特許文献３のものは、床下空間における冷媒配管の結露を防止するための発明である。この制御で床冷房装置を運転すると、頻繁なオンオフが繰り返されるので、決して省エネとはいえないヒートポンプ装置の制御が行われる。これは、梅雨時期ないし夏場の高温多湿条件下においては、床表面温度を下げ過ぎると表面結露を起こすため、上記のような高温多湿条件下においても結露を発生する可能性のない、比較的高い温度帯で温度制御された冷水を循環させる必要があるからである。
【００１５】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ヒートポンプ式の床冷房装置において、その制御技術を特定することにより、床材表面に結露が発生せずかつ安定した床表面温度が得られるようにしつつ、省エネルギー性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的の達成のため、この発明では、室内の露点温度を求めてそれよりも高い床表面の基準温度を設定し、この基準温度と床表面の目標温度との対比に基づき、床表面温度が目標温度又は基準温度のうちの高い方になるように制御するものとした。
【００１７】
具体的には、第１の発明では、内部に、液体冷媒が流れる流路が形成された床材と、該床材の流路に接続され、該流路に供給される液体冷媒を冷却するヒートポンプ装置とを備え、ヒートポンプ装置で冷却した液体冷媒を床材の流路に供給するようにした床冷房装置が前提である。
【００１８】
そして、上記床材の表面温度の目標温度を設定する目標温度設定手段と、上記床材の表面温度を検出する床表面温度検出手段と、床材が施工された部屋の露点温度を検出する露点温度検出手段とを設ける。
【００１９】
さらに、上記露点温度検出手段により検出された露点温度に対し一定温度だけ高い基準温度を設定し、上記目標温度設定手段により設定された目標温度が上記基準温度以上のときには、上記床表面温度検出手段により検出された床材の表面温度が上記目標温度になるように上記ヒートポンプ装置の作動を制御する一方、目標温度が基準温度よりも低いときには、床表面温度検出手段により検出された床材の表面温度が基準温度になるようにヒートポンプ装置の作動を制御する制御手段を設ける。
【００２０】
この第１の発明では、目標温度設定手段により床材の表面温度の目標温度が設定されるとともに、床表面温度検出手段により床材の実際の表面温度が検出され、露点温度検出手段により部屋の露点温度が検出される。
【００２１】
そして、制御手段において、露点温度検出手段により検出された露点温度に対し一定温度だけ高い基準温度が設定され、上記目標温度が基準温度以上のときには、上記検出された床材の表面温度が目標温度になるように、また目標温度が基準温度よりも低いときには、検出された床材の表面温度が基準温度になるように、それぞれヒートポンプ装置の作動が制御される。
【００２２】
このことで、床表面温度を安定した目標温度に保つことができるとともに、往き水又は戻り水による温度制御に比べ、ヒートポンプ装置の運転が連続して行われるようになり、その連続運転が増えるとともにより低い温度の冷水を使用することができる分だけ省エネルギー性を高めることができる。
【００２３】
また、制御手段で設定される基準温度は、室内の露点温度に対し一定温度だけ高いので、目標温度が基準温度以上で床材の表面温度が目標温度になるようにヒートポンプ装置の作動が制御されるとき、及び、目標温度が基準温度よりも低くて床材の表面温度が基準温度になるようにヒートポンプ装置の作動が制御されるときのいずれであっても、床材の表面温度が露点温度に低下するようなことはなく、冷房運転時に床材表面に結露が発生するのを確実に防ぐことができる。
【００２４】
第２の発明では、制御手段は、基準温度又は目標温度よりも第１所定温度だけ高いオフ温度と、該オフ温度よりも第２所定温度だけ高いオン温度とをそれぞれ算出し、検出された床材の表面温度が上記オン温度になると、ヒートポンプ装置を作動させる一方、床材の表面温度が上記オフ温度になると、ヒートポンプ装置の作動を停止させるように制御するものとする。
【００２５】
この第２の発明では、制御手段において、基準温度又は目標温度よりも第１所定温度だけ高いオフ温度と、そのオフ温度よりも第２所定温度だけ高いオン温度とがそれぞれ算出され、床材の表面温度がオン温度になると、ヒートポンプ装置が作動され、床材の表面温度がオフ温度になると、ヒートポンプ装置が作動停止される。このことで、ヒートポンプ装置の頻繁なオンオフが抑制され、より一層の省エネルギー化を図ることができる。
【００２６】
第３の発明では、上記露点温度検出手段は、部屋の温度及び湿度を測定する温湿度センサを備えていて、その温湿度センサにより測定された部屋の温度及び湿度から露点温度を算出することを特徴とする。
【００２７】
この第３の発明では、温湿度センサにより部屋の温度及び湿度が測定され、これら部屋の温度及び湿度から露点温度が算出される。このことで、部屋の露点温度を容易に求めることができる。
【００２８】
第４の発明では、露点温度検出手段は、部屋の露点温度を直接測定する露点温度センサとする。この場合も、部屋の露点温度を容易に求めることができる。
【００２９】
第５の発明では、床表面温度検出手段は、部屋の壁面又は天井面に設置されて、床材表面から放射される赤外線又は可視光線の強度を測定することで床材の表面温度を非接触で検出する放射温度計とする。
【００３０】
この第５の発明では、床表面温度検出手段は、室の壁面又は天井面に設置された非接触式の放射温度計であり、床材表面から放射される赤外線又は可視光線の強度の測定によって床材表面温度を検出するので、温度計を床表面に設置する場合のように、床面の美観を損なうことがない。
【００３１】
第６の発明では、上記放射温度計は、床材表面の一部を測温部位として、その測温部位の温度を検出するものとする。
【００３２】
この第６の発明では、放射温度計は、床材表面の一部である測温部位の温度を検出するので、部屋全体に亘るような広範囲な部分の表面温度を検出し、それらを平均化して制御する場合のように、人間の居住スペースや座布団等の敷物の使用が限定されたり、場所によっては温度が低過ぎて結露を生じる部分が現れたりすることはない。
【００３３】
第７の発明では、上記放射温度計が温度を検出している床材表面の測温部位が視認可能であることを特徴とする。
【００３４】
この第７の発明では、放射温度計が温度を検出している床材表面の測温部位が視認可能であるので、制御中にその床材表面の測温部位が常に露出していて、その測温部位で温度の検出をしているかどうかを容易に確認することができ、安定した制御を行うことができる。
【００３５】
第８の発明では、上記放射温度計は、温度を検出している床材表面の測温部位を任意に変更可能とされていることを特徴とする。
【００３６】
この第８の発明では、放射温度計が温度検出を行う床材表面の測温部位が任意に変更可能であるので、ある測温部位の上（床材表面上）に物体等が存在して該測温部位での温度検出ができないときには、放射温度計の測温部位を他の測温部位に移動すればよく、安定した制御を行うことができる。
【００３７】
第９の発明は、床冷房装置の制御方法に係るものであり、この発明では、内部に、液体冷媒が流れる流路が形成された床材と、該床材の流路に接続され、該流路に供給される液体冷媒を冷却するヒートポンプ装置とを備え、ヒートポンプ装置で冷却した液体冷媒を床材の流路に供給するようにした床冷房装置の制御方法として、上記床材の表面温度及び床材が施工された部屋の露点温度を検出するとともに、検出された露点温度に対し一定温度だけ高い基準温度を設定し、床材の表面温度の目標温度が基準温度以上のときには、上記検出された床材の表面温度が目標温度になるようにヒートポンプ装置の作動を制御する一方、目標温度が基準温度よりも低いときには、検出された床材の表面温度が基準温度になるようにヒートポンプ装置の作動を制御することを特徴とする。
【００３８】
この第９の発明でも上記第１の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明したように、第１又は第９の発明によると、床材内の流路に対しヒートポンプ装置から液体冷媒を給排して冷房を行う床冷房装置において、部屋の露点温度に対し一定温度だけ高い基準温度を設定し、床材の表面温度の目標温度が基準温度以上のときには、検出された床材の実際の表面温度が目標温度になるようにヒートポンプ装置の作動を制御する一方、目標温度が基準温度よりも低いときには、床材の実際の表面温度が基準温度になるようにヒートポンプ装置の作動を制御することにより、床表面温度を安定した目標温度に保ちつつ、ヒートポンプ装置の運転を連続して行って、床冷房装置の省エネルギー性を高めることができるとともに、運転時に床材の表面温度が露点温度に低下するのを防止して、床材表面に結露が発生するのを確実に防ぐことができる。
【００４０】
請求項２の発明によると、基準温度又は目標温度よりも第１所定温度だけ高いオフ温度と、そのオフ温度よりも第２所定温度だけ高いオン温度とをそれぞれ算出し、検出された床材の表面温度がオン温度になると、ヒートポンプ装置を作動させる一方、床材の表面温度がオフ温度になると、ヒートポンプ装置の作動を停止させるようにしたことにより、ヒートポンプ装置の頻繁なオンオフが抑制され、より一層の省エネルギー化を図ることができる。
【００４１】
第３の発明では、部屋の温度及び湿度を検出して露点温度を算出するようにした。また、第４の発明では、露点温度センサにより部屋の露点温度を直接測定するようにした。これらの発明によると、部屋の露点温度を容易に求めることができる。
【００４２】
第５の発明によると、床表面温度検出手段は、部屋の壁面又は天井面に設置されかつ床材表面から放射される赤外線又は可視光線の強度を測定して床材の表面温度を非接触で検出する放射温度計としたことにより、温度計を床表面に設置する場合のように、床面の美観を損なうことがない。
【００４３】
第６の発明によると、放射温度計は、床材表面の一部を測温部位として、その測温部位の温度を検出するものとしたことにより、部屋全体に亘る広範囲な部分の表面温度を検出して平均化する場合のように、温度が低過ぎる部分が現れたり、人間の居住スペースや座布団等の敷物の使用が限定されたりすることはない。
【００４４】
第７の発明によると、放射温度計が温度を検出している床材表面の測温部位を視認可能としたことにより、制御中に床材表面の露出している測温部位で温度の検出をしているかどうかを容易に確認することができ、安定した制御を行うことができる。
【００４５】
第８の発明によると、放射温度計は、温度を検出している床材表面の測温部位を任意に変更可能としたことにより、放射温度計による測温部位を移動変更できるようになり、安定した制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る床冷房装置を含む床冷暖房装置の全体構成を概略的に示す説明図である。
【図２】図２は制御装置に対する入出力系統を示すブロック図である。
【図３】図３は床構造を拡大して示す断面図である。
【図４】図４は、省エネルギー試験における実施例及び比較例の平均床表面温度についての特性を示す図である。
【図５】図５は、省エネルギー試験における実施例及び比較例の消費電力量についての特性を示す図である。
【図６】図６は、省エネルギー試験における実施例及び比較例の成績係数についての特性を示す図である。
【図７】図７は、省エネルギー試験における実施例及び比較例について床表面温度、往き水温度及び戻り水温度の変化を示す図である。
【図８】図８は結露試験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００４８】
図１は床冷暖房装置Ａの全体構成を示し、この床冷暖房装置Ａは、本発明の実施形態に係る床冷房装置を含んだものとなっている。図１において、１は建物の部屋で、この部屋１には天井２、壁３及び床４が施工され、この床４は冷暖房床とされている。
【００４９】
すなわち、図３に拡大して示すように、上記床４は、例えば構造用合板６上に床冷暖房パネル７を施工し、その上にアルミ箔等の均熱板８を介して床仕上げ材９を施工したものであり、合板６の下側には硬質ウレタンフォームからなる断熱材１０が施工されている。
【００５０】
上記床冷暖房パネル７は、発泡ポリスチレン等からなる板状の基材１２を有し、その表面（上面）には、互いに平行な部分を有するように蛇行して延びる凹溝１３が形成され、この凹溝１３内にはアルミ箔等の放冷熱材１４を介して冷温水管１５が収容配置され、この冷温水管１５内を液体冷媒としての水が温水又は冷水となって流れるようになっている。
【００５１】
そして、上記合板６、床冷暖房パネル７及び床仕上げ材９で床材１８が構成され、この床材１８の内部に水（液体冷媒）が流れる水流路１６が冷温水管１５により形成されている。
【００５２】
上記冷温水管１５（水流路１６）の両端部はそれぞれ往き水連絡配管２０及び戻り水連絡配管２１を介してヒートポンプ装置３０にループ状に接続されている。このヒートポンプ装置３０は、図示しないが、冷媒サイクルを正逆サイクルに切り換えることで、冷温水管１５から戻り水連絡配管２１を経てヒートポンプ装置３０に戻った水を冷却して冷水とし、その冷水を往き水連絡配管２０を経て再び冷温水管１５に供給する冷房運転状態と、冷温水管１５から戻り水連絡配管２１を経てヒートポンプ装置３０に戻った水を加熱して温水とし、その温水を往き水連絡配管２０を経て再び冷温水管１５に供給する暖房状態との間で切り換わる公知の切換機構及び冷却加熱源を備えており、ヒートポンプ装置３０において、床材１８の水流路１６に供給される水（液体冷媒）を冷却又は加熱し、冷房運転時にはヒートポンプ装置３０で冷却した冷水を床材１８の冷温水管１５内の水流路１６に供給する一方、暖房運転時にはヒートポンプ装置３０で加熱した温水を床材１８の水流路１６に供給するようになっている。
【００５３】
上記ヒートポンプ装置３０は制御装置３２（制御手段）に接続されていて、この制御装置３２によりヒートポンプ装置３０の作動（運転）が制御される。図２にも示すように、制御装置３２には、目標温度設定手段としての温度調節器３３と、床表面温度検出手段としての放射温度計３４と、部屋１の温度及び湿度を測定する温湿度センサ３７（温度センサと相対湿度センサとを組み合わせてなるもの）とが接続されている。
【００５４】
上記温度調節器３３は、使用者によって操作されて床材１８表面の温度を所望の目標温度に設定するためのものであり、その設定された目標温度に対応する温度信号が制御装置３２に出力される。そして、温度調節器３３は目標温度を変更調整可能であり、目標温度は、冷房運転時にあっては例えば２４℃以上でかつ３０℃以下（２４〜３０℃）に、また暖房運転時にあっては例えば２８℃以上でかつ３５℃以下（２８〜３５℃）にそれぞれ変更される。
【００５５】
一方、上記放射温度計３４は、部屋１の壁３（又は天井２でもよい）の表面に設置されている。この放射温度計３４は、温度計本体３４ａと、この温度計本体３４ａに角度調整可能に揺動可能に取り付けられた可動部３４ｂとを備え、この可動部３４ｂに、床材１８表面から放射される赤外線又は可視光線の強度を受けて測定するセンサ部３５（受光部）が設けられており、このセンサ部３５で赤外線又は可視光線の強度を測定することで床材１８の表面温度を非接触で検出するようになっている。
【００５６】
上記放射温度計３４は、床材１８表面の全体ではなく、その一部を測温部位として、その測温部位の温度を検出するようにしている。また、放射温度計３４の可動部３４ｂには、例えば使用者のマニュアル操作によりレーザ光Ｌを出射するレーザポインタ３６が受光部３５に対応して連動するように設けられており、このレーザポインタ３６のレーザ光Ｌが照射される位置を受光部３５の測温部位とするようにしている。このことで、放射温度計３４が温度を検出している床材１８表面の測温部位は、レーザポインタ３６からのレーザ光Ｌが当たって赤色等の照射ポイントが現出することで必要に応じて視認可能とされている。
【００５７】
上記測温部位は、床材１８において冷温水管１５（凹溝１３）の真上位置ではなく、蛇行した冷温水管１５のうちの隣接する冷温水管１５，１５間の真上位置であることが望ましい。そのため、この冷温水管１５，１５間の真上位置が測温部位となるように、当該位置に予めシールを貼付しておいて、レーザポインタ３６のレーザ光Ｌを当てるべき測温部位が容易に識別できるようにしてもよい。尚、この実施形態では、上記隣接する冷温水管１５，１５間の間隔は７５ｍｍとされている。
【００５８】
また、放射温度計３４は、上記可動部３４ｂを例えば使用者がマニュアル操作して角度調整することにより受光部３５及びレーザポインタ３６の向きが変更調整可能に設置されており、この放射温度計３４の受光部３５の向きの変更調整により床材１８表面での測温部位が変わるようになっている。つまり、放射温度計３４は、温度を検出している床材１８表面の測温部位を任意に変更可能とされている。
【００５９】
さらに、上記温湿度センサ３７も壁３の表面（天井２の表面でもよい）に設置されている。すなわち、部屋１の露点温度は絶対湿度で決まり、この絶対湿度は部屋１の内部では略均一であることが判っている。それ故、床材１８の表面から離れた場所に温湿度センサ３７があっても問題はない。
【００６０】
上記制御装置３２は、上記温湿度センサ３７に接続された露点温度算出部３２ａ（温湿度露点変換機）を備えており、この露点温度算出部３２ａにおいて、温湿度センサ３７により測定された部屋１の温度及び湿度から、その部屋１の露点温度を算出するようにしている。
【００６１】
そして、制御装置３２は、冷房運転時には、露点温度算出部３２ａにより算出された露点温度に対し余裕温度としての一定温度（例えば１〜４℃のうち、任意の温度）だけ高い基準温度を設定し、温度調節器３３により設定された目標温度が基準温度以上のときには、放射温度計３４により検出された床材１８の表面温度が上記目標温度になるように上記ヒートポンプ装置３０の作動（運転）を制御する一方、上記目標温度が基準温度よりも低いときには、検出された床材１８の表面温度が基準温度になるようにヒートポンプ装置３０の作動を制御するようにしている。具体的には、基準温度又は目標温度に対し、それよりも第１所定温度（例えば１〜２℃）だけ高いオフ温度と、該オフ温度よりも第２所定温度（例えば１〜２℃）だけ高いオン温度とをそれぞれ算出し、検出された床材１８の表面温度が上記オン温度になると、ヒートポンプ装置３０を作動させる一方、床材１８の表面温度がオフ温度になると、ヒートポンプ装置３０の作動を停止させるように制御する。
【００６２】
例えば、冷房運転を行う際に、上記一定温度を、部屋１の温度に対応させて段階的に変化させてもよい。一般的に、高い温度ほど、また高い湿度ほど結露を起こし易いので、例えば部屋１の温度が２５℃以下の場合に一定温度を１℃、部屋１の温度が２５〜３５℃の場合は２℃、部屋１の温度が３５℃を超える場合は３℃というように、室温が高いほど余裕を大きくすることにより、室温が比較的高い状態での結露のリスクが解消される。
【００６３】
一方、暖房運転時には、床材１８の表面温度が目標温度よりも低くなると、ヒートポンプ装置３０がオン状態になってヒートポンプ装置３０から床材１８の冷温水管１５に供給される温水の温度が上がる一方、床材１８の表面温度が目標温度よりも高くなると、ヒートポンプ装置３０がオフ状態になってヒートポンプ装置３０からの温水の温度が下がるように制御される。
【００６４】
そして、上記温度調節器３３により設定される目標温度は、例えば冷房運転時にあっては２４℃以上でかつ３０℃以下（２４〜３０℃）であり、暖房運転時にあっては２８℃以上でかつ３５℃以下（２８〜３５℃）とされている。
【００６５】
したがって、この実施形態においては、冷房運転時、放射温度計３４により床材１８表面の測温部位の温度が検出され、その検出信号が制御装置３２に入力される。また、部屋１の温度及び湿度が温湿度センサ３７により測定され、その測定信号も制御装置３２に入力される。さらに、使用者によって温度調節器３３が操作されて床材１８表面の目標温度が２４〜３０℃内の所望の温度に設定され、この温度調節器３３の温度信号も制御装置３２に入力される。
【００６６】
上記制御装置３２では、その露点温度算出部３２ａにより、上記温湿度センサ３７により測定された部屋１の温度及び湿度から部屋１の露点温度が算出され、この算出された露点温度に対し一定温度（１〜２℃）だけ高い基準温度が設定される。そして、温度調節器３３により設定された目標温度と基準温度とが対比され、目標温度が基準温度以上のときには、放射温度計３４により検出された床材１８の表面温度が目標温度になるようにヒートポンプ装置３０の作動（運転）が制御される。一方、上記目標温度が基準温度よりも低いときには、検出された床材１８の表面温度が基準温度になるようにヒートポンプ装置３０の作動が制御される。
【００６７】
その際、基準温度又は目標温度に対し、それよりも第１所定温度だけ高いオフ温度と、そのオフ温度よりも第２所定温度だけ高いオン温度とがそれぞれ求められ、検出された床材１８の表面温度が上記オン温度になると、ヒートポンプ装置３０がオン状態（作動状態）となる一方、床材１８の表面温度がオフ温度になると、ヒートポンプ装置３０がオフ状態（作動停止状態）となる。
【００６８】
一方、暖房運転時には、放射温度計３４により床材１８表面の測温部位の温度が検出され、その検出信号が制御装置３２に入力されるとともに、使用者によって温度調節器３３が操作されて床材１８表面の目標温度が２８〜３５℃内の温度に設定され、この温度調節器３３の温度信号も制御装置３２に入力される。そして、上記制御装置３２において、上記放射温度計３４により検出された床材１８の表面温度が、温度調節器３３で設定された目標温度になるようにヒートポンプ装置３０の運転（作動）が制御される。
【００６９】
このことで、冷房運転時及び暖房運転時のいずれにおいても、床表面温度を安定した目標温度に保つことができる。また、このように床材１８の表面温度を目標温度又は基準温度へ収束させる制御を行うことにより、ヒートポンプ装置３０から床材１８の冷温水管１５に供給される往き水の温度、又は床材１８の冷温水管１５からヒートポンプ装置３０に戻る戻り水の温度を検出して、その温度が目標温度になるように制御する冷温水温度制御に比べ、ヒートポンプ装置３０の運転が連続して行われることとなるため、より温度の低い５〜１５℃の温度帯の冷水を含む水（液体冷媒）を用いて制御することが可能になる。その結果、ヒートポンプ装置３０の連続運転が増えた分だけ省エネルギー性を高めることができる。
【００７０】
また、上記冷房運転時、制御装置３２で設定される基準温度は、部屋１内の露点温度に対し一定温度だけ高いので、目標温度が基準温度以上で床材１８の表面温度が目標温度になるようにヒートポンプ装置３０の作動が制御されるとき、及び、目標温度が基準温度よりも低くて床材１８の表面温度が基準温度になるようにヒートポンプ装置３０の作動が制御されるときのいずれであっても、目標温度又は基準温度のうちの高い方が選択されて、床材１８の表面温度は露点温度よりも高い温度に制御されるようになり、その表面温度が露点温度に低下することはなく、冷房運転時に床材１８表面に結露が発生するのを確実に防ぐことができる。
【００７１】
しかも、制御装置３２では、上記基準温度又は目標温度よりも第１所定温度だけ高いオフ温度と、そのオフ温度よりも第２所定温度だけ高いオン温度とがそれぞれ算出され、床材１８の表面温度がオン温度になると、ヒートポンプ装置３０が作動され、床材１８の表面温度がオフ温度になると、ヒートポンプ装置３０が作動停止されるので、ヒートポンプ装置３０の頻繁なオンオフが抑制され、より一層の省エネルギー化を図ることができる。
【００７２】
また、部屋１の温度及び湿度を測定する温湿度センサ３７を備え、その温湿度センサ３７により測定された部屋１の温度及び湿度から露点温度を算出するので、部屋１の露点温度を容易に求めることができる。
【００７３】
また、床材１８の表面温度を検出する放射温度計３４は、部屋１の壁３表面（又は天井２表面）に設置されて、床材１８表面から放射される赤外線又は可視光線の強度を測定することで床材１８の表面温度を非接触で検出するものであるので、温度計を床面に直接設置してその温度を検出する場合のように、温度計が床面の美観を損なうようなことはない。
【００７４】
また、放射温度計３４は、床材１８表面の一部を測温部位として、その測温部位の温度を検出するので、仮に、部屋１全体に亘るような広範囲な部分の表面温度を検出し、それらを平均化して制御する場合のように、床材１８表面に温度が低過ぎて結露を生じる部分や高過ぎる部分ができたり、人間の居住スペースや座布団等の敷物の使用が限定されたりすることは生じない。
【００７５】
また、使用者の操作等により放射温度計３４のレーザポインタ３６からレーザ光Ｌを照射させると、そのレーザ光Ｌが当たっている床材１８表面が測温部位となる。こうして放射温度計３４の受光部３５が温度を検出している床材１８表面の測温部位がレーザ光Ｌの照射ポイントにより視認可能であるので、制御中にその床材１８表面の測温部位が物体に邪魔されることなく常に露出していて、その測温部位で温度の検出をしているかどうかを容易に確認することができ、安定した制御を行うことができる。
【００７６】
さらに、上記放射温度計３４は、例えば使用者のマニュアル操作により受光部３５及びレーザポインタ３６の向きが変更調整可能であり、温度を検出している床材１８表面の測温部位を任意に変更可能であるので、ある測温部位の上（床材１８表面上）に一時的に例えば椅子やクッション、鞄等の物体が存在して該測温部位での温度検出ができないときには、放射温度計３４の測温部位（受光部３５の向き）をその測温部位から他の測温部位に移動すればよく、このことによっても安定した制御を行うことができる。
【００７７】
（その他の実施形態）
尚、上記実施形態では、温湿度センサ３７により部屋１の温度及び湿度を測定し、その温度及び湿度から露点温度を算出するようにしているが、温湿度センサ３７及び制御装置３２の露点温度算出部３２ａに代えて、部屋１の露点温度を直接測定する露点温度センサを設けてもよく、その場合も部屋１の露点温度を容易に求めることができる。
【００７８】
また、上記実施形態では、放射温度計３４にレーザポインタ３６を設け、そのレーザポインタ３６の照射により床材１８表面の測温部位を視認できるようにしているが、レーザポインタ３６を設けることに代え、予め床材１８表面の測温部位にシールを貼ったりマーカを付けたりして標識を付けておき、その標識により測温部位を視認して、測温部位の床材１８表面が常に露出できていることを確認できるようにしてもよい。
【００７９】
さらに好ましくは、放射温度計３４の受光部３５が床材１８表面において露出している部分を自動的に検出できるようにすることもできる。
【００８０】
また、上記実施形態は床冷暖房装置Ａに本発明を適用したものであるが、本発明は冷房のみを行う床冷房装置に適用することもできる。
【実施例】
【００８１】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。
【００８２】
（1）省エネルギー試験
（実施例）
図１及び図３に示す上記実施形態の構成の床冷暖房装置について（床冷暖房パネルの隣接する冷温水管の間隔は７５ｍｍ）、その冷房運転を行った。放射温度計で床材の表面温度を測定し、この検出温度が２５℃の目標温度になるようにヒートポンプ装置の作動（運転）を制御した（床表面温度制御）。外気の温度は３０℃、湿度は６０％であった。
【００８３】
（比較例）
実施例と同様の床構造において、ヒートポンプ装置から冷温水管に供給される往き水の温度を検出し、その温度が２１℃の目標温度になるようにヒートポンプ装置の作動（運転）を制御した（冷温水制御）。他の条件は実施例と同じである。
【００８４】
（試験）
実施例及び比較例について、５時間の制御を継続し、その平均の床表面温度及び消費電力量を測定した。その結果をそれぞれ図４及び図５に示す。また、成績係数（ＣＯＰ）を算出した。その結果を図６に示す。また、実際の床表面温度の経時変化を図７に示す。上記成績係数は以下のように算出した。
ＣＯＰ＝冷房能力：Ｗ／消費電力：Ｗ
冷房能力＝（戻り水温度−往き水温度：℃）×流量：ｇ／ｈ×冷媒の比熱：Ｗｈ／ｇ・Ｋ
この図５を見ると、実施例（床表面温度制御）では、消費電力が比較例（冷温水制御）と比較して平均で４７％の削減となっている。また、図６により、実施例の成績係数ＣＯＰは、比較例と比較して平均で１２２％の増加となっている。これは、実施例では、ヒートポンプ装置が最大負荷で継続的に運転するようになっていて、同じ時間を運転する場合には、実施例のように最大負荷で継続的に運転する方が、比較例のように頻繁なオンオフを繰り返す制御よりも効率がよく、ヒートポンプ装置の省エネルギー効果を発揮できているためである。
【００８５】
具体的には、図７に示すように、５時間の運転中に、比較例（冷温水制御）では４０回以上のヒートポンプ装置のオンオフが繰り返されたのに対し、実施例（床表面温度制御）ではオンオフは８回程度であり、ヒートポンプ装置は継続的に運転されていることが判る。
【００８６】
（2）結露試験
（試験例１）
上記実施形態の構成の床冷暖房装置において、部屋の温度を２８℃とし、その部屋の相対湿度を加湿により５０％から９０％に上昇させた。そして、床表面の目標温度を２５℃に設定したとき、露点温度に対し１℃（一定温度）だけ高い基準温度を設定し、目標温度が基準温度以上のときには、床材の実際の表面温度が目標温度になるように、また目標温度が基準温度よりも低いときには、実際の床表面温度が基準温度になるようにそれぞれヒートポンプ装置を制御した。その結果、図８に示すように、部屋の湿度を９０％に上昇させたときに露点温度は２６．２℃であったが、床表面温度は２７．２℃となり、床表面で結露が発生しなかった。
【００８７】
また、比較のために、露点温度に関係なく、床材の実際の表面温度が目標温度２５℃になるようにヒートポンプ装置をオンオフさせる制御のみを行った。その結果、図８に示すように部屋の湿度を９０％に上昇させたときに、露点温度が２６．２℃であるのに対し、床表面温度は２５．０℃となり、床表面で結露が確認された。図８中、○は結露発生なしを、また×は結露発生ありをそれぞれ示している。
【００８８】
（試験例２）
部屋の温度を３０℃として、部屋の相対湿度を加湿により５０％から８０％に上昇させた。その他は試験例１と同様である。
【００８９】
そして、図８に示すように、基準温度を設定した制御では、部屋の湿度を８０％に上昇させたときに露点温度は２６．２℃であったが、床表面温度は２７．２℃であり、床表面で結露が発生しなかった。
【００９０】
これに対し、図８に示すように、基準温度の設定のない床表面温度制御のみの場合、部屋の湿度を８０％に上昇させたときに露点温度は２６．２℃であるのに対し、床表面温度は２５．１℃となり、床表面で結露が確認された。
【００９１】
（試験例３）
部屋の温度を３２℃として、部屋の相対湿度を加湿により５０％から７０％に上昇させた。その他は試験例１と同様である。
【００９２】
そして、図８に示すように、基準温度を設定した制御では、部屋の湿度を７０％に上昇させたときに露点温度は２５．９℃であった。このとき、床表面温度は２６．８℃であり、床表面で結露が発生しなかった。
【００９３】
一方、図８に示すように、基準温度の設定のない床表面温度制御のみの場合、部屋の湿度を７０％に上昇させたときに露点温度は２５．９℃であったが、床表面温度は２４．９℃となり、床表面で結露が確認された。
【００９４】
これらの試験例１〜３から、本発明のように、露点温度よりも一定温度高い基準温度を設定し、その基準温度と目標温度とを対比して高い方になるように制御を切り換えることによって、床表面での結露の発生を確実に防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、床冷房装置の制御において省エネルギー効果が高く、床表面の結露の発生もないので、極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【００９６】
Ａ  床冷暖房装置（床冷房装置）
１  部屋
３  壁
４  床
７  床冷暖房パネル
１５  冷温水管
１６  水流路
１８  床材
３０  ヒートポンプ装置
３２  制御装置
３２ａ  露点温度算出部（露点温度検出手段）
３３  温度調節器（目標温度設定手段）
３４  放射温度計（床表面温度検出手段）
３５  センサ部
３６  レーザポインタ
Ｌ  レーザ光
３７  温湿度センサ（露点温度検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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