(57)【要約】【課題】冷房運転時において、床暖房用熱交換器内において床暖房用の熱媒体が凍結して床暖房用熱交換器を破損するおそれのない室内冷暖房装置を提供する。【解決手段】循環方向切替手段９により、空調用冷媒循環路７を循環する空調用の冷媒の循環方向を切り替えることで、室内の冷房又は暖房を切り替えることができる室内冷暖房装置１において、床暖房熱交換器内１４にある床暖房用の熱媒体の温度を検出する温度検出手段２０と、温度検出手段２０で検出された温度が所定の閾値以下となると圧縮機８の運転を停止する圧縮機停止手段２１とを備える。【選択図】　　　　　図１
2004125252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内熱交換器、室外熱交換器、圧縮機、膨張弁、及び循環方向切替手段の間で空調用の冷媒が循環する空調用冷媒循環路と、
床暖房器に熱を供給する床暖房用の熱媒体が循環ポンプにより循環される床暖房用熱媒体循環路と、
前記空調用冷媒循環路と前記床暖房用熱媒体循環路とに配設され、前記空調用の冷媒と前記床暖房用の熱媒体との間で互いに熱交換を行う床暖房熱交換器と、を備え、
前記循環方向切替手段により、空調用冷媒循環路を循環する空調用の冷媒の循環方向を切り替えることで、室内の冷房又は暖房を切り替えることができる室内冷暖房装置において、
前記床暖房熱交換器内にある前記床暖房用の熱媒体の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段で検出された温度が所定の閾値以下となると前記圧縮機の運転を停止する圧縮機停止手段と、
を備えていることを特徴とする室内冷暖房装置。
【請求項２】
室内熱交換器、室外熱交換器、圧縮機、膨張弁、及び循環方向切替手段の間で空調用の冷媒が循環する空調用冷媒循環路と、
床暖房器に熱を供給する床暖房用の熱媒体が循環ポンプにより循環される床暖房用熱媒体循環路と、
前記空調用冷媒循環路と前記床暖房用熱媒体循環路とに配設され、前記空調用の冷媒と前記床暖房用の熱媒体との間で互いに熱交換を行う床暖房熱交換器と、を備え、
前記循環方向切替手段により、空調用冷媒循環路を循環する空調用の冷媒の循環方向を切り替えることで、室内の冷房又は暖房を切り替えることができる室内冷暖房装置において、
前記床暖房熱交換器内にある前記床暖房用の熱媒体の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段で検出された温度が所定の閾値以下となると前記圧縮機の出力を低下させる圧縮機制限手段と、
を備えていることを特徴とする室内冷暖房装置。
【請求項３】
室内熱交換器、室外熱交換器、圧縮機、膨張弁、及び循環方向切替手段の間で空調用の冷媒が循環する空調用冷媒循環路と、
床暖房器に熱を供給する床暖房用の熱媒体が循環ポンプにより循環される床暖房用熱媒体循環路と、
前記空調用冷媒循環路と前記床暖房用熱媒体循環路とに配設され、前記空調用の冷媒と前記床暖房用の熱媒体との間で互いに熱交換を行う床暖房熱交換器と、を備え、
前記循環方向切替手段により、空調用冷媒循環路を循環する空調用の冷媒の循環方向を切り替えることで、室内の冷房又は暖房を切り替えることができる室内冷暖房装置において、
前記床暖房熱交換器内にある前記床暖房用の熱媒体の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段で検出された温度が所定の閾値以下となると前記膨張弁の開度を変更する開度変更手段と、
を備えていることを特徴とする室内冷暖房装置。
【請求項４】
室内熱交換器、室外熱交換器、圧縮機、膨張弁、及び循環方向切替手段の間で空調用の冷媒が循環する空調用冷媒循環路と、
床暖房器に熱を供給する床暖房用の熱媒体が循環ポンプにより循環される床暖房用熱媒体循環路と、
前記空調用冷媒循環路と前記床暖房用熱媒体循環路とに配設され、前記空調用の冷媒と前記床暖房用の熱媒体との間で互いに熱交換を行う床暖房熱交換器と、を備え、
前記循環方向切替手段により、空調用冷媒循環路を循環する空調用の冷媒の循環方向を切り替えることで、室内の冷房又は暖房を切り替えることができる室内冷暖房装置において、
前記床暖房熱交換器内にある前記床暖房用の熱媒体の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段で検出された温度が所定の閾値以下となると前記循環ポンプの運転を開始する循環開始手段と、
を備えていることを特徴とする室内冷暖房装置。
【請求項５】
室内熱交換器、室外熱交換器、圧縮機、膨張弁、及び循環方向切替手段の間で空調用の冷媒が循環する空調用冷媒循環路と、
床暖房器に熱を供給する床暖房用の熱媒体が循環ポンプにより循環される床暖房用熱媒体循環路と、
前記空調用冷媒循環路と前記床暖房用熱媒体循環路とに配設され、前記空調用の冷媒と前記床暖房用の熱媒体との間で互いに熱交換を行う床暖房熱交換器と、を備え、
前記空調用冷媒循環路に配設された床暖房熱交換器をバイパスして設けられた床暖房熱交バイパス路と、
前記バイパス路に設けられた電磁開閉弁と、
前記圧縮機が室内熱交換器が放熱を行う方向に前記空調用の冷媒を循環させる場合には前記電磁開閉弁を閉弁し、前記圧縮機が室内熱交換器が吸熱を行う方向に前記空調用の冷媒を循環させる場合には前記電磁開閉弁を開弁する電磁開閉弁制御手段と、
を備えていることを特徴とする室内冷暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内冷暖房装置に係り、特に、室内の空調を行うとともに、暖房時には床暖房も行うことができるようにした室内冷暖房装置であって、冷房時に床暖房用の熱媒体の凍結を防止するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、室内の空調を行うと同時に、室内を暖房する際には、空調のみならず床暖房をも行う、室内冷暖房装置が開発されている（例えば、特許文献１〜３参照）。かかる室内冷暖房装置では、空調に必要な温度と床暖房に必要な温度は必ずしも同一ではなく、また、冷房時には床下に熱媒体を循環させる必要がない等の理由から、床暖房用の熱媒体循環回路は、空調用の冷媒循環回路とは独立な循環路とされる。そして、床暖房用の熱媒体には、床暖房用熱交換器を介して、空調用の冷媒から暖房に用いる熱が与えられる。
【０００３】
このような室内冷暖房装置は、空調用の室内熱交換器と床暖房用熱交換器とが、空調用の冷媒循環回路において並列に設けられたもの（並列方式）と（特許文献１，２参照）、空調用の室内熱交換器と床暖房用熱交換器とが、空調用の冷媒循環回路において直列に設けられたもの（直列方式）とに分類される（特許文献３参照）。いずれの方式においても、空調用の冷媒循環回路に接続されている圧縮機から吐出される冷媒の流れの方向を四方弁で切り替えることにより、同一の冷媒循環回路を双方向に冷媒を循環させて冷房又は暖房を行う構成とされている。
【０００４】
図４は従来の直列方式による室内冷暖房装置の概略構成図である。
図４において、室内冷暖房装置１００は、室外に設置される室外機１０１、室内の壁の天井付近に設置される室内機１０２、及び、室内の床面に敷設される床暖房器１０３から構成される。室外機１０１には室外熱交換器１０４が内蔵され、また、室内機１０２には室内熱交換器１０５が内蔵されており、室外熱交換器１０４と室内熱交換器１０５の間で空調用の冷媒を循環させる空調用の冷媒循環回路１０６が設けられている。空調用の冷媒循環路１０６には、圧縮機１０７が設けられており、循環方向切替手段である四方弁１０８により、圧縮機１０７から吐出される空調用の冷媒の冷媒循環路１０６を循環する方向が切り替えられる。
【０００５】
空調用の冷媒循環路１０６には、四方弁１０８の吐出側から冷房時の冷媒の循環方向の順に、室外熱交換器１０４、キャピラリチューブ１０９、電子膨張弁１１０、ストレーナ１１１、マフラ１１２、室内熱交換器１０５、床暖房用熱交換器１１３が設けられている。また、空調用の冷媒循環路１０６には、床暖房用熱交換器１１３をバイパスするバイパス路１１４が、床暖房用熱交換器１１３と並列に設けられており、このバイパス路１１４には、冷房時の冷媒の循環方向に冷媒を通し、暖房時の冷媒の循環方向には冷媒を通さない逆止弁１１５が設けられている。従って、暖房時の冷媒の循環方向に冷媒を循環させる際には、冷媒はバイパス路１１４を通らずに、総て床暖房用熱交換器１１３を通るが、冷房時の冷媒の循環方向に冷媒を循環させる際には、冷媒は、バイパス路１１４と床暖房用熱交換器１１３との両方を通過することが可能である。しかしながら、バイパス路１１４の流路抵抗は、床暖房用熱交換器１１３の流路抵抗よりもはるかに小さいため、殆どの冷媒はバイパス路１１４を通過することとなる。
【０００６】
一方、床暖房用の熱媒体循環路１１６では、床暖房用熱交換器１１３と床暖房器１０３との間で床暖房用の熱媒体である水又は不凍液が循環される。この床暖房用の熱媒体循環路１１６には、熱媒体供給用タンク１１７が設けられている。そして、床暖房用の熱媒体循環路１１６には、熱媒体供給用タンク１１７から床暖房用の熱媒体の循環方向に向かって、循環ポンプ１１８、床暖房器１０３、温度センサ１１９、及び床暖房用熱交換器１１３が設けられている。
【０００７】
以上のような構成の従来の直列方式による室内冷暖房装置において、以下その動作を説明する。
【０００８】
暖房運転時には、四方弁１０８を、圧縮機１０７の吐出側が床暖房用熱交換器１１３と直結され、圧縮機１０７の吸入側が室外熱交換器１０４と直結されるように切り替える。そして、圧縮機１０７により、空調用の冷媒循環路１０６に冷媒を循環させるとともに、循環ポンプ１１８により、床暖房用の熱媒体循環路１１６に熱媒体を循環させる。
【０００９】
空調用の冷媒循環路１０６においては、圧縮機１０７により圧縮され加熱された気体状の冷媒は、床暖房用熱交換器１１３において、床暖房用の熱媒体に熱を与えて放熱した後、室内熱交換器１０５において、室内の空気に熱を与えて放熱する。その後、電子膨張弁１１０及びキャピラリチューブ１０９の絞りにより絞られ室外熱交換器１０４に至り膨張する。そして、この低温の液体状の冷媒は、室外熱交換器１０４において、室外の外気から熱を得て気化した後、圧縮機１０７に戻されて再び圧縮される。
【００１０】
床暖房用の熱媒体循環路１１６においては、床暖房用熱交換器１１３において、空調用の冷媒から熱を与えられた床暖房用の熱媒体は、床暖房器１０３に送られて、室内の床で放熱し温度が降下する。そして、床暖房用熱交換器１１３、熱媒体供給用タンク１１７、循環ポンプ１１８を経て、床暖房器１０３に戻る。
【００１１】
一方、冷房運転時には、四方弁１０８を、圧縮機１０７の吐出側が室外熱交換器１０４と直結され、圧縮機１０７の吸入側が床暖房用熱交換器１１３と直結されるように切り替える。そして、圧縮機１０７により、空調用の冷媒循環路１０６に冷媒を循環させるとともに、循環ポンプ１１８は停止し、床暖房用の熱媒体循環路１１６には熱媒体を循環させない。
【００１２】
空調用の冷媒循環路１０６においては、圧縮機１０７により圧縮され加熱された気体状の冷媒は、室外熱交換器１０４において放熱し、常温近くまで温度が降下した後、キャピラリチューブ１０９及び電子膨張弁１１０の絞りにより絞られ室内熱交換器１０５に至り膨張する。そして、この低温の液体状の冷媒は、室内熱交換器１０５において室内空気の熱を吸収して気化した後、バイパス路１１４を経て、圧縮機１０７に戻されて再び圧縮される。尚、この際、空調用の冷媒の一部は、僅かに、室内熱交換器１０５から床暖房用熱交換器１１３を経て圧縮機１０７に戻る。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００２−１３０７７６号公報
【特許文献２】
特開２０００−４６４１７号公報
【特許文献３】
特願２００２−９２７４２号明細書
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の室内冷暖房装置において、冷房運転時に、室外の外気温が低い場合などにおいては、空調用の冷媒は完全に気化せず、冷媒の一部は液体状の液滴として室内熱交換器１０６から先に送られる場合がある。
【００１５】
この場合、総ての冷媒がバイパス路１１４を通って圧縮機１０７に戻るのであれば問題は生じないが、冷媒の一部は床暖房用熱交換器１１３に流入し、床暖房用熱交換器１１３の内部に液体状又は低温の空調用の冷媒が流入する場合がある。かかる場合、空調用の冷媒は、床暖房用熱交換器１１３内で蒸発、熱交換し、床暖房用熱交換器１１３内の床暖房用の熱媒体の温度を低下させる。そして、床暖房用熱交換器１１３内の床暖房用の熱媒体の温度が、その熱媒体の氷点以下に達すると、熱媒体が膨張し、床暖房用熱交換器１１３が破損するおそれがある。
【００１６】
尚、通常の場合には、冷房運転時には、空調用の冷媒は、殆ど総てがバイパス路１１４を流れるため、上記事態が生じることは殆どないものと考えられるが、逆止弁１１５が破損した場合や、逆止弁１１５がゴミ等の障害物で閉塞された場合などには、床暖房用熱交換器１１３に空調用の冷媒の大部分が流入することとなり、上述のような床暖房用の熱媒体の凍結による床暖房用熱交換器１１３の破損が生じる事態が充分に想定される。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、冷房運転時において、床暖房用熱交換器内において床暖房用の熱媒体が凍結して床暖房用熱交換器を破損するおそれのない室内冷暖房装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る室内冷暖房装置の第１の構成は、室内熱交換器、室外熱交換器、圧縮機、膨張弁、及び循環方向切替手段の間で空調用の冷媒が循環する空調用冷媒循環路と、床暖房器に熱を供給する床暖房用の熱媒体が循環ポンプにより循環される床暖房用熱媒体循環路と、前記空調用冷媒循環路と前記床暖房用熱媒体循環路とに配設され、前記空調用の冷媒と前記床暖房用の熱媒体との間で互いに熱交換を行う床暖房熱交換器とを備え、前記循環方向切替手段により、空調用冷媒循環路を循環する空調用の冷媒の循環方向を切り替えることで、室内の冷房又は暖房を切り替えることができる室内冷暖房装置において、前記床暖房熱交換器内にある前記床暖房用の熱媒体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出された温度が所定の閾値以下となると前記圧縮機の運転を停止する圧縮機停止手段とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
これにより、床暖房熱交換器内へ液体状又は低温の空調用の冷媒が流入し、温度検出手段で検出された温度が所定の閾値以下となると圧縮機停止手段が圧縮機の運転を停止するため、この所定の閾値を床暖房用の熱媒体の氷点以上の温度とすることで、床暖房熱交換器内の床暖房用の熱媒体が氷点に達する前に圧縮機の運転を停止できる。圧縮機が運転を停止すると、床暖房熱交換器内への液体状又は低温の空調用の冷媒の流入は停止するため、床暖房熱交換器内の床暖房用の熱媒体の温度は上昇する。従って、床暖房熱交換器内の床暖房用の熱媒体の凍結が防止される。
【００２０】
ここで、循環方向切替手段としては、一般に、四方弁や切替弁等が使用される。温度検出手段としては、サーミスタ、熱電対等の温度センサが使用される。また、圧縮機停止手段が圧縮機の運転を停止する「所定の閾値」としては、床暖房用の熱媒体の氷点以上の温度が設定される。
【００２１】
また、前記温度検出手段は、床暖房用熱交換器において、冷房運転時に空調用の冷媒が流入する側の温度を検出するようにすることができる。これにより、床暖房用熱交換器における温度が最低となる部分の温度が検出できる。なぜなら、床暖房用熱交換器に流入する空調用の冷媒の温度は、その流入口部分で、床暖房用の熱媒体の温度と最も温度差が大きく、空調用の冷媒は最も多くの熱を吸収するからである。従って、空調用の冷媒が流入する側の温度を検出することで、床暖房用熱交換器の内部の床暖房用の熱媒体が氷点以下に達したか否かを確実に検出することができる。
【００２２】
本発明に係る室内冷暖房装置の第２の構成は、室内熱交換器、室外熱交換器、圧縮機、膨張弁、及び循環方向切替手段の間で空調用の冷媒が循環する空調用冷媒循環路と、床暖房器に熱を供給する床暖房用の熱媒体が循環ポンプにより循環される床暖房用熱媒体循環路と、前記空調用冷媒循環路と前記床暖房用熱媒体循環路とに配設され、前記空調用の冷媒と前記床暖房用の熱媒体との間で互いに熱交換を行う床暖房熱交換器とを備え、前記循環方向切替手段により、空調用冷媒循環路を循環する空調用の冷媒の循環方向を切り替えることで、室内の冷房又は暖房を切り替えることができる室内冷暖房装置において、前記床暖房熱交換器内にある前記床暖房用の熱媒体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出された温度が所定の閾値以下となると前記圧縮機の出力を低下させる圧縮機制限手段とを備えていることを特徴とする。
【００２３】
これにより、床暖房熱交換器内へ液体状又は低温の空調用の冷媒が流入し、温度検出手段で検出された温度が所定の閾値以下となると圧縮機制限手段が圧縮機の出力を低下させるため、床暖房熱交換器内へ空調用の冷媒の流入量が減少又は温度が上昇し、床暖房熱交換器内の床暖房用の熱媒体の温度は上昇する。従って、この所定の閾値を床暖房用の熱媒体の氷点以上の温度とすることで、床暖房熱交換器内の床暖房用の熱媒体が氷点に達する前に、床暖房熱交換器内の床暖房用の熱媒体の温度を上昇させ、凍結を防止することができる。
【００２４】
本発明に係る室内冷暖房装置の第３の構成は、室内熱交換器、室外熱交換器、圧縮機、膨張弁、及び循環方向切替手段の間で空調用の冷媒が循環する空調用冷媒循環路と、床暖房器に熱を供給する床暖房用の熱媒体が循環ポンプにより循環される床暖房用熱媒体循環路と、前記空調用冷媒循環路と前記床暖房用熱媒体循環路とに配設され、前記空調用の冷媒と前記床暖房用の熱媒体との間で互いに熱交換を行う床暖房熱交換器とを備え、前記循環方向切替手段により、空調用冷媒循環路を循環する空調用の冷媒の循環方向を切り替えることで、室内の冷房又は暖房を切り替えることができる室内冷暖房装置において、前記床暖房熱交換器内にある前記床暖房用の熱媒体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出された温度が所定の閾値以下となると前記膨張弁の開度を変更する開度変更手段とを備えていることを特徴とする。
【００２５】
これにより、床暖房熱交換器内へ液体状又は低温の空調用の冷媒が流入し、温度検出手段で検出された温度が所定の閾値以下となると開度変更手段が膨張弁の開度を変更する。その結果、床暖房熱交換器内に流入する液体状又は低温の空調用の冷媒の量が低減又は温度が上昇し、床暖房熱交換器内の床暖房用の熱媒体の温度は上昇する。従って、この所定の閾値を床暖房用の熱媒体の氷点以上の温度とすることで、床暖房熱交換器内の床暖房用の熱媒体が氷点に達する前に、床暖房熱交換器内の床暖房用の熱媒体の温度を上昇させ、凍結を防止することができる。尚、膨張弁の開度の変更に際し、膨張弁を開くか閉じるかは、外気温度、室内冷房負荷、及び圧縮機の回転数等により変わってくるため、予め実験により定めておく必要がある。
【００２６】
本発明に係る室内冷暖房装置の第４の構成は、室内熱交換器、室外熱交換器、圧縮機、膨張弁、及び循環方向切替手段の間で空調用の冷媒が循環する空調用冷媒循環路と、床暖房器に熱を供給する床暖房用の熱媒体が循環ポンプにより循環される床暖房用熱媒体循環路と、前記空調用冷媒循環路と前記床暖房用熱媒体循環路とに配設され、前記空調用の冷媒と前記床暖房用の熱媒体との間で互いに熱交換を行う床暖房熱交換器とを備え、前記循環方向切替手段により、空調用冷媒循環路を循環する空調用の冷媒の循環方向を切り替えることで、室内の冷房又は暖房を切り替えることができる室内冷暖房装置において、前記床暖房熱交換器内にある前記床暖房用の熱媒体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出された温度が所定の閾値以下となると前記循環ポンプの運転を開始する循環開始手段とを備えていることを特徴とする。
【００２７】
これにより、床暖房熱交換器内へ液体状又は低温の空調用の冷媒が流入し、温度検出手段で検出された温度が所定の閾値以下となると循環開始手段が循環ポンプの運転を開始し、床暖房用熱媒体循環路の床暖房用の熱媒体の循環を開始する。その結果、床暖房器で吸収される熱により床暖房熱交換器内の床暖房用の熱媒体の温度は上昇する。従って、この所定の閾値を床暖房用の熱媒体の氷点以上の温度とすることで、床暖房熱交換器内の床暖房用の熱媒体が氷点に達する前に、床暖房熱交換器内の床暖房用の熱媒体の温度を上昇させ、凍結を防止することができる。
【００２８】
本発明に係る室内冷暖房装置の第５の構成は、室内熱交換器、室外熱交換器、圧縮機、膨張弁、及び循環方向切替手段の間で空調用の冷媒が循環する空調用冷媒循環路と、床暖房器に熱を供給する床暖房用の熱媒体が循環ポンプにより循環される床暖房用熱媒体循環路と、前記空調用冷媒循環路と前記床暖房用熱媒体循環路とに配設され、前記空調用の冷媒と前記床暖房用の熱媒体との間で互いに熱交換を行う床暖房熱交換器とを備え、前記空調用冷媒循環路に配設された床暖房熱交換器をバイパスして設けられた床暖房熱交バイパス路と、前記バイパス路に設けられた電磁開閉弁と、前記圧縮機が室内熱交換器が放熱を行う方向に前記空調用の冷媒を循環させる場合には前記電磁開閉弁を閉弁し、前記圧縮機が室内熱交換器が吸熱を行う方向に前記空調用の冷媒を循環させる場合には前記電磁開閉弁を開弁する電磁開閉弁制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００２９】
このように、圧縮機が室内熱交換器が吸熱を行う方向に空調用の冷媒を循環させる場合には、電磁開閉弁制御手段が電磁開閉弁を開弁することで、床暖房用熱交換器と床暖房用熱交バイパス路の双方が連通される。しかし、電磁開閉弁の流路抵抗は非常に小さく、床暖房用熱交換器のほうが床暖房用熱交バイパス路よりも流路抵抗が大きいため、空調用の冷媒は殆どが床暖房用熱交バイパス路へ流入する。従って、床暖房熱交換器内へ液体状又は低温の空調用の冷媒が流入ことを防止することができ、床暖房熱交換器内の床暖房用の熱媒体の凍結を防止することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る室内冷暖房装置の概略構成図である。
図１において、本実施形態に係る室内冷暖房装置１は、室内に設けられた室内機２、室外に設けられた室外機３、及び、室内の床に敷設された床暖房器４から構成されている。室内機２には、室内熱交換器５が内蔵されており、室外機３には室外熱交換器６が内蔵されている。そして、室内熱交換器５及び室外熱交換器６の間で、空調用の冷媒（以下、「空調用冷媒」という。）を循環させるための空調用冷媒循環路７が設けられている。室内熱交換器５には、クロスフローファン５ａが備えられており、室内熱交換器５へ室内空気を送気して、室内空気と空調用冷媒との熱交換を促進している。同様に、室外熱交換器６には、プロペラファン６ａが備えられており、室外熱交換器６へ室外空気を送気して、室外空気と空調用冷媒との熱交換を促進している。
【００３１】
空調用冷媒循環路７には、圧縮機８が設けられている。圧縮機８は、空調用冷媒循環路７内の気体状態の空調用冷媒を吸入・圧縮して、再び空調用冷媒循環路７内へ送り出すことにより、空調用冷媒循環路７内で空調用冷媒を循環させる。また、圧縮機８の吸入側と吐出側の双方に接続して、循環方向切替手段である四方弁９が設けられている。この四方弁９により、圧縮機８により循環される空調用冷媒の循環方向を切り替えることができる。
【００３２】
空調用冷媒循環路７には、冷房運転時の空調用冷媒の循環方向に、四方弁９の吐出側から、室外熱交換器６、キャピラリチューブ１０、電子膨張弁１１、ストレーナ１２、マフラ１３、室内熱交換器５、及び、床暖房用熱交換器１４が設けられている。また、床暖房用熱交換器１４をバイパスして、床暖房用熱交換器１４とは並列に、バイパス路１５が設けられており、このバイパス路１５には、一方向のみに空調用冷媒を通す逆止弁１６が設けられている。この逆止弁１６は、室内熱交換器５から四方弁９に向けては空調用冷媒を通過させるが、その逆方向には通過させないような働きを有する弁である。
【００３３】
一方、床暖房用熱交換器１４と床暖房器４とは、床暖房用熱媒体循環路１７により接続されており、この床暖房用熱媒体循環路１７を通して両者間で床暖房用の熱媒体（以下、「床暖房用熱媒体」という。）が循環される。尚、床暖房用熱媒体としては、熱容量の大きい水や不凍液が使用される。
【００３４】
床暖房用熱媒体循環路１７には、床暖房用熱媒体を貯留する貯留タンク１８が設けられており、この貯留タンク１８の上部に設けられた蓋を開けて、床暖房用熱媒体を充填することができる。また、貯留タンク１８に接続して、床暖房用熱媒体を床暖房用熱媒体循環路１７に循環させるための循環ポンプ１９が設けられている。そして、循環ポンプ１９の下流側に、床暖房器４、床暖房用熱交換器１４、貯留タンク１８の順に接続されている。
【００３５】
また、床暖房用熱交換器１４の、冷房運転時に空調用冷媒が流入する側の一端部には、床暖房用熱交換器１４内部の床暖房用熱媒体の温度を検出する温度検出手段である温度センサ２０が設けられている。また、室外機３の内部には、圧縮機停止手段２１、圧縮機制限手段２２、開度変更手段２３、及び、循環開始手段２４が設けられている。圧縮機停止手段２１は、温度センサ２０が検出した温度が設定された閾値以下となった場合、圧縮機８の運転を強制的に停止させる制御を行う。圧縮機制限手段２２は、温度センサ２０で検出された温度が設定された閾値以下となると、圧縮機８の出力を低下させる制御を行う。開度変更手段２３は、温度センサ２０で検出された温度が設定された閾値以下となった場合に、電子膨張弁１１の開度を変更するような制御を行う。また、循環開始手段２４は、温度センサ２０が検出する温度が、設定された閾値以下となると、循環ポンプ１９の運転を開始して、床暖房用熱媒体循環路１７での床暖房用熱媒体の循環を開始する。
【００３６】
以上のように構成された本実施形態に係る室内冷暖房装置について、以下その動作を説明する。
【００３７】
暖房運転時においては、四方弁９は、圧縮機８の吐出側を床暖房用熱交換器１４と接続し、圧縮機８の吸入側を室外熱交換器６に接続する。そして、圧縮機８を運転して空調用冷媒循環路７に空調用冷媒を循環するとともに、循環ポンプ１９を運転して床暖房用熱媒体循環路１７に床暖房用熱媒体を循環する。
【００３８】
空調用冷媒循環路７においては、圧縮機８で圧縮された高温の空調用冷媒は、四方弁９を通って床暖房用熱交換器１４に流入する。そして、床暖房用熱交換器１４において、床暖房用熱媒体に一部の熱を与え、加温し、空調用冷媒は液化する。この際、空調用冷媒は、バイパス路１５に設置された逆止弁１６を通過することはできないので、バイパス路１５に流入することはない。
【００３９】
床暖房用熱交換器１４を通過した空調用冷媒は、次に、室内熱交換器５に流入する。そして、室内熱交換器５において、室内の空気に熱を与えて加温し、空調用冷媒は液化する。加温された室内空気は、クロスフローファン５ａにより、室内に送風される。
【００４０】
次に、空調用冷媒は、マフラ１３、ストレーナ１２を通過して、電子膨張弁１１及びキャピラリチューブ１０と通過し室外熱交換器６に至り膨張し気化する。電子膨張弁１１及びキャピラリチューブ１０は、空調用冷媒循環路７の配管中に設けられた絞りの一種であり、電子膨張弁１１及びキャピラリチューブ１０の前後の空調用冷媒循環路７内の空調用冷媒の圧力に差圧を生じさせる。また、電子膨張弁１１は、開度変更手段１１の制御によって、これを通過する空調用冷媒の圧力降下量を調整することができる。
【００４１】
次に、キャピラリチューブ１０を通過した液体状の空調用冷媒は、室外熱交換器６において、室外の空気から熱を吸収し気化する。そして、四方弁９を通って、再び圧縮機９に戻されて、圧縮されて高温気体状とされる。
【００４２】
一方、床暖房用熱媒体循環路１７においては、床暖房用熱交換器１４において、空調用の冷媒から熱を与えられた床暖房用の熱媒体は、床暖房器４に送られて、室内の床で放熱し温度が降下する。そして、床暖房用熱交換器１４、熱媒体供給用タンク１８、循環ポンプ１９を経て、床暖房器４に戻る。これにより、室内の空気のみならず、室内の床も暖房されることとなる。
【００４３】
次に、冷房運転時の動作について説明する。冷房運転時においては、四方弁９は、圧縮機８の吐出側を室外熱交換器６と接続し、圧縮機８の吸入側を床暖房用熱交換器１４に接続する。そして、圧縮機８を運転して空調用冷媒循環路７に空調用冷媒を循環する。この際、循環ポンプ１９は停止して、床暖房用熱媒体循環路１７には床暖房用熱媒体を循環させない。
【００４４】
空調用冷媒循環路７においては、圧縮機８により圧縮された高温の空調用冷媒は、四方弁９を通って室外熱交換器６に流入する。そして、室外熱交換器６において、室外空気に放熱し、凝縮・液化される。
【００４５】
次に、空調用冷媒は、キャピラリチューブ１０及び電子膨張弁１１を通過して、室内熱交換器５に至り気化される。空調用冷媒は、ストレーナ１２、マフラ１３を通って、室内熱交換器５に流入し、室内空気の熱を吸収し、室内空気を冷却する。冷却された室内空気は、クロスフローファン５ａにより、室内に送風される。
【００４６】
次いで、空調用冷媒は、バイパス路１５、四方弁９を経て圧縮機８に戻される。そして、圧縮機８において再び圧縮される。尚、この際、空調用冷媒の一部は、僅かに、室内熱交換器７から床暖房用熱交換器１４を経て圧縮機８に戻る。
【００４７】
ここで、室外の外気温度が低い場合や室内側負荷が小さい場合、キャピラリチューブ１０及び電子膨張弁１１を通過した空調用冷媒は、完全には気化されず、気液混合状体のまま、室内熱交換器７を通過する場合がある。この場合でも、通常は、殆どの空調用冷媒はバイパス路１５を通って圧縮機８に戻るため、問題を生じることはない。しかしながら、逆止弁１６が故障していた場合や逆止弁１６がゴミ等により閉塞されていた場合には、液体又は低温状態にある空調用冷媒が床暖房用熱交換器１４に流入して、これが床暖房用熱交換器１４内で蒸発又は熱交換することにより、床暖房用熱交換器１４内の床暖房用熱媒体の温度を降下させる場合がある。
【００４８】
そこで、圧縮機制限手段２２は、温度センサ２０が検出する床暖房用熱交換器１４内の床暖房用熱媒体の温度を監視し、これが所定の温度Ｔ１以下となった場合には、圧縮機８の出力を低下させる。
【００４９】
図２は圧縮機制限手段及び圧縮機停止手段の動作を表すフローチャートである。
図２において、まず、圧縮機制限手段２２は、内部メモリに記憶されたカウント値ｎを０に設定した後、温度センサ２０が検出する温度Ｔが所定の温度Ｔ１以下かどうかを判定し（Ｓ１）、所定の温度Ｔ１より大きければ、この判定を繰り返す。尚、カウント値ｎは、後述するように、回転数を低下させた回数をカウントする変数である。
【００５０】
一方、温度Ｔが所定の温度Ｔ１以下の場合には、圧縮機制限手段２２は、圧縮機８の回転数ωを、一定量Δωだけ減少させる（Ｓ２）。これにより、室内冷暖房装置１の冷房能力が減少し、室内熱交換器５を通過した空調用冷媒の温度が上昇する。その結果、床暖房用熱交換器１４に流入する空調用冷媒の温度も上昇するため、床暖房用熱交換器１４内の床暖房用熱媒体の温度降下も抑制される。
【００５１】
そして、所定の時間ｔ１が経過するのを待って（Ｓ３）、温度センサ２０の検出する温度Ｔが、閾値Ｔ１＋α以上となったかどうかを検出する（Ｓ４）。
【００５２】
ここで、温度Ｔが閾値Ｔ１＋α以上となった場合には、ステップＳ１の動作に戻り、圧縮機８はこの時に設定されている回転数で運転を継続する。
一方、ステップＳ４において、温度Ｔが閾値Ｔ１＋α未満であった場合、圧縮機制限手段２２は、カウント値ｎを１だけ増加させ（Ｓ５）、カウント値ｎが所定の回数Ｎｍａｘに達したか否かを判定する（Ｓ６）。カウント値ｎが回数Ｎｍａｘに達していない場合、ステップＳ２の動作に戻り、圧縮機制限手段２２は、再び回転数ωをΔωだけ低下させる。一方、カウント値ｎが回数Ｎｍａｘに達した場合、圧縮機停止手段２１は、圧縮機８の運転を停止させる（Ｓ７）。そして、圧縮機停止手段２１は一定時間が経過するのを待って（Ｓ８）、再び、圧縮機８の運転を起動して、ステップＳ１の動作に戻る。
【００５３】
このように、床暖房用熱交換器１４の床暖房用熱媒体の温度Ｔがその氷点に近づいた場合に、圧縮機８の出力（回転数）を低下させ、又は圧縮機８の運転を停止することで、床暖房用熱交換器１４内の床暖房用熱媒体の凍結を未然に防止することが可能となる。
【００５４】
尚、圧縮機制限手段２２は、温度センサ２０の検出する温度Ｔが所定の温度Ｔ１以下となった場合、検出温度Ｔに比例して、圧縮機８の出力を低下するように制御してもよい。熱交換器１４内の温度低下を必要充分な条件で防止し、かつ室内冷房能力の低下を最小限に抑えることができるからである。
【００５５】
しかしながら、この場合、圧縮機制限手段２２が圧縮機８の出力を最低出力まで低下させたにもかかわらず、床暖房用熱交換器１４内の床暖房用熱媒体の温度降下が低下しない場合も想定される。そこで、圧縮機停止手段２１は、温度センサ２０の検出温度が、危険値Ｔ２以下となった場合、強制的に圧縮機８の運転を停止させる。これにより、床暖房用熱交換器１４内への空調用冷媒の流入が停止し、床暖房用熱交換器１４内の床暖房用熱媒体の温度は上昇を始める。これにより、床暖房用熱媒体の凍結が防止される。
【００５６】
また、本実施形態においては、上記ステップＳ２において、温度センサ２０の検出温度が、所定の閾値Ｔ１以下となった場合に、開度変更手段２３が電子膨張弁１１の開度を変更する構成としてもよい。尚、この場合、電子膨張弁１１を開くか閉じるかは、外気温度、室内冷房負荷、圧縮機の回転数等により変わってくるため、予め実験により求めた数値に従う。これによっても、圧縮機８の出力を低減させた場合と同様の作用が得られるからである。
【００５７】
更に、本実施形態においては、上記ステップＳ２において、温度センサ２０の検出温度が、所定の閾値Ｔ１以下となった場合に、循環開始手段２４が循環ポンプ１９を起動し、床暖房用熱媒体循環路１７内に床暖房用熱媒体を循環させることもできる。これにより、床暖房用熱媒体によって床暖房用熱交換器１４内部に熱を供給し、床暖房用熱交換器１４内で床暖房用熱媒体の凍結を防止することが可能となる。
【００５８】
尚、上記所定の温度Ｔ１，Ｔ２は、それぞれ、床暖房用熱媒体の氷点よりも充分に高い温度を設定するものとする。
【００５９】
（実施形態２）
図３は本発明の実施形態２に係る室内冷暖房装置の概略構成図である。
図３に示した本実施形態に係る室内冷暖房装置１’おいて、室内機２、床暖房器４、室内熱交換器５、室外熱交換器６、空調用冷媒循環路７、圧縮機８、四方弁９、キャピラリチューブ１０、電子膨張弁１１、ストレーナ１２、マフラ１３、床暖房用熱交換器１４、バイパス路１５、床暖房用熱媒体循環路１７、貯留タンク１８、循環ポンプ１９、温度センサ２０は図１と同様のものであり、同符号を付して説明は省略する。
【００６０】
本実施形態に係る室内冷暖房装置１’の室外機３’においては、バイパス路１５にバイパス路開閉弁３０を設けるとともに、バイパス路１５と並列に空調用冷媒循環路７上に設けられた床暖房用熱交換器１４と直列に、暖房用開閉弁３１を設けたことを特徴とする。更に、室外機３’内にはバイパス開閉弁３０及び暖房用開閉弁３１を制御する弁制御手段３２が設けられている。
【００６１】
以上のように構成された本実施形態に係る室内冷暖房装置について、以下その特徴とするところの動作について説明する。尚、冷暖房時の基本的な動作については、実施形態１で説明したものと同様である。
【００６２】
室内冷暖房装置１’の暖房動作時においては、弁制御手段３２は、バイパス路開閉弁３０を閉止し、暖房用開閉弁３１を開弁する。これにより、空調用冷媒は、バイパス路１５には流入せず、床暖房用熱交換器１４のみに流入する。
【００６３】
一方、室内冷暖房装置１’の冷房動作時においては、弁制御手段３２は、バイパス路開閉弁３０を開弁し、暖房用開閉弁３１を閉止する。これにより、空調用冷媒は、バイパス路１５にのみ流入し、床暖房用熱交換器１４には流入しない。
【００６４】
このように、冷房動作時には床暖房用熱交換器１４に空調用冷媒を流入させないことで、冷房動作時に床暖房用熱交換器１４内の床暖房用熱媒体が凍結するという事態が生じなくなる。
【００６５】
尚、本実施形態においては、暖房用開閉弁３１は必ずしもなくてもよい。なぜならば、バイパス路開閉弁３０は、開閉弁であるため、逆止弁に比べて流路抵抗は極めて小さい。そのため、バイパス路開閉弁３０を開弁すると、バイパス路１５の流路抵抗はほぼ０となるため、暖房用開閉弁３１を別途設けなくても、空調用冷媒が床暖房用熱交換器１４内に流入することは殆どなくなるからである。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、室外の外気温が低いとき又は室内の冷房負荷が小さいときに冷房運転を行い、空調用の冷媒が完全に気化されずに、床暖房用熱交換器に液体の空調用の冷媒が流入して温度降下が生じるような異常な事態が生じた場合においても、床暖房熱交換器内の床暖房用の熱媒体の凍結を確実に防止することができる。従って、室内冷暖房装置の修理が困難な、床暖房熱交換器の破損というような大きな故障が発生することを防止でき、安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る室内冷暖房装置の概略構成図である。
【図２】圧縮機制限手段及び圧縮機停止手段の動作を表すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態２に係る室内冷暖房装置の概略構成図である。
【図４】従来の直列方式による室内冷暖房装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１，１’　室内冷暖房装置
２　室内機
３，３’　室外機
４　床暖房器
５　室内熱交換器
５ａ　クロスフローファン
６　室外熱交換器
６ａ　プロペラファン
７　空調用冷媒循環路
８　圧縮機
９　四方弁
１０　キャピラリチューブ
１１　電子膨張弁
１２　ストレーナ
１３　マフラ
１４　床暖房用熱交換器
１５　バイパス路
１６　逆止弁
１７　床暖房用熱媒体循環路
１８　貯留タンク
１９　循環ポンプ
２０　温度センサ
２１　圧縮機停止手段
２２　圧縮機制限手段
２３　開度変更手段
２４　循環開始手段
３０　バイパス路開閉弁
３１　暖房用開閉弁
３２　弁制御手段
【図１】
2004125252.tif 000003
【図２】
2004125252.tif 000004
【図３】
2004125252.tif 000005
【図４】
2004125252.tif 000006