(57)【要約】【課題】  ヒートポンプ式給湯装置で給湯を行うと共に、ヒートポンプ式給湯装置で生成する冷ブラインで床冷房を行う。【解決手段】  冷媒を吸入し加圧して吐出する冷媒圧縮機１と、冷媒圧縮機１で加圧された高温冷媒で給湯用水を加熱する給湯用熱交換器２と、給湯用熱交換器２で加熱された高温水を貯湯する貯湯タンク９と、給湯用熱交換器２から流出する高圧冷媒を減圧膨張させるエジェクタ３と、エジェクタ３で減圧膨張した冷媒を蒸発させてブラインを冷却する冷房用熱交換器１０と、冷房用熱交換器１０で冷却されたブラインを流通させて床面を冷却する床冷房パネル１７と、これらの機器の作動を制御する制御装置２０とを備える。  これによれば、ヒートポンプ式給湯装置で給湯を行うと共に、ヒートポンプ式給湯装置で生成する冷ブラインで床冷房を行うことが可能なヒートポンプ式給湯冷房装置とすることができる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸入し加圧して吐出する冷媒圧縮機（１）と、
前記冷媒圧縮機（１）で加圧された高温冷媒で給湯用水を加熱する給湯用熱交換器（２）と、
前記給湯用熱交換器（２）で加熱された高温水を貯湯する貯湯槽（９）と、
前記給湯用熱交換器（２）から流出する高圧冷媒を減圧膨張させる減圧膨張手段（３）と、
前記減圧膨張手段（３）で減圧膨張した冷媒を蒸発させてブラインを冷却する冷房用熱交換器（１０）と、
前記冷房用熱交換器（１０）で冷却されたブラインを流通させて床面を冷却する床冷房手段（１７）と、
これらの機器の作動を制御する制御手段（２０）とを備えることを特徴とするヒートポンプ式給湯冷房装置。
【請求項２】
ブライン回路（Ｂ）に蓄冷槽（１２）を設けると共に、前記給湯用熱交換器（２）で給湯用水を加熱するときに発生する排冷熱でブラインを冷却し、その冷却されたブラインで前記蓄冷槽（１２）に蓄冷するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式給湯冷房装置。
【請求項３】
前記床冷房手段（１７）上の人体が接触しない部分に床面温度を検知する床面温度検知手段（１８）を設けると共に、前記制御手段（２０）は前記床面温度検知手段（１８）で検知される床面温度が所定温度となるよう前記床冷房手段（１７）に流通させるブラインの温度や流量を制御することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式給湯冷房装置。
【請求項４】
前記床冷房手段（１７）が設置された空間の雰囲気温湿度を検知する雰囲気温湿度検知手段（１９）を設けると共に、前記制御手段（２０）は少なくとも、前記雰囲気温湿度検知手段（１９）で検知される雰囲気温湿度から推定される雰囲気の露点温度に対し、前記床面温度検知手段（１８）で検知される床面温度が下回らないよう前記床冷房手段（１７）に流通させるブラインの温度や流量を制御することを特徴とする請求項３に記載のヒートポンプ式給湯冷房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は１つの装置で給湯と床冷房とを行うヒートポンプ式給湯冷房装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として特許文献１に示すものは、冷却された冷水を水循環経路内に循環供給する床冷房運転を行うことが可能な床温調機と、ヒートポンプ式空気調和機とを備えた空調装置において、即効性のある冷房運転を行うため空気調和機による室内冷房運転の立ち上げ時に、床温調機による床冷房運転を併用して運転するものである。また、本出願人が先に出願して未公開のものとして特願２００３−１３５０４１の給湯空調装置や特願２００３−１１８５４２のヒートポンプ式給湯冷房装置などがある。
【特許文献１】特開２００１−３３６８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に示す従来技術には、給湯する機能はない。本出願人は上記した未公開先行出願にて、ヒートポンプ式給湯装置で給湯を行うと共に、ヒートポンプ式給湯装置で生成した温ブラインや冷ブラインを利用して、冷暖房空調や冷凍・冷蔵を行う装置を提案している。本発明は同様に、ヒートポンプ式給湯装置で給湯を行うと共に、ヒートポンプ式給湯装置で生成する冷ブラインで床冷房を行うことが可能なヒートポンプ式給湯冷房装置を提供する。
【０００４】
また、この床冷房を行う際、即効性のある冷房感を求め過ぎると、時間が経過するにつれて「床冷え感」が強くなり、かえって不快感が増すという問題がある。また、床冷房時に床面温度が雰囲気の露点近傍まで低下すると、床面近傍の湿度が限りなく飽和状態に近くなり、相対湿度が上昇することにより、不快感が増すという問題がある。よってこれらの問題を解消することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項４に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、冷媒を吸入し加圧して吐出する冷媒圧縮機（１）と、冷媒圧縮機（１）で加圧された高温冷媒で給湯用水を加熱する給湯用熱交換器（２）と、給湯用熱交換器（２）で加熱された高温水を貯湯する貯湯槽（９）と、給湯用熱交換器（２）から流出する高圧冷媒を減圧膨張させる減圧膨張手段（３）と、減圧膨張手段（３）で減圧膨張した冷媒を蒸発させてブラインを冷却する冷房用熱交換器（１０）と、冷房用熱交換器（１０）で冷却されたブラインを流通させて床面を冷却する床冷房手段（１７）と、これらの機器の作動を制御する制御手段（２０）とを備えることを特徴としている。
【０００６】
給湯装置のヒートポンプサイクルと、貯湯タンクと、床暖房パネルとで構成された装置が従来の基本的な給湯床暖房装置である。本発明は、給湯装置のヒートポンプサイクルの低圧側吸熱熱交換器を、ブラインを冷却する冷房用熱交換器（１０）とし、床暖房パネル（床冷房手段（１７））に冷ブラインを流通させることで、床冷房としても利用できる構成としたものである。
【０００７】
この請求項１に記載の発明によれば、ヒートポンプ式給湯装置で給湯を行うと共に、ヒートポンプ式給湯装置で生成する冷ブラインで床冷房を行うことが可能なヒートポンプ式給湯冷房装置とすることができる。また、冷熱源としては従来利用していなかった貯湯時の冷排熱を利用し、ヒートポンプサイクル作動時の冷温熱を同時に利用できるようにすることで、省エネ性を高めることができる。尚、後述する実施形態のように本ヒートポンプ式給湯冷房装置に暖房機能を併せて設け、ヒートポンプ式給湯冷暖房装置として構成することもできる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明では、ブライン回路（Ｂ）に蓄冷槽（１２）を設けると共に、給湯用熱交換器（２）で給湯用水を加熱するときに発生する排冷熱でブラインを冷却し、その冷却されたブラインで蓄冷槽（１２）に蓄冷するようにしたことを特徴としている。これは、貯湯式の給湯装置は基本的に夜間に貯湯を行うため、床冷房を必要とする昼間と違う時間帯で冷熱が発生するためである。この請求項２に記載の発明によれば、蓄冷槽（１２）を設けることにより夜間の冷排熱を冷ブラインにして貯めることで昼間の床冷房に利用可能としている。尚、後述する実施形態のように本ヒートポンプ式給湯冷房装置に暖房機能を併せて設けた場合、この蓄冷槽（１２）を蓄熱槽として利用することもできる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明では、床冷房手段（１７）上の人体が接触しない部分に床面温度を検知する床面温度検知手段（１８）を設けると共に、制御手段（２０）は床面温度検知手段（１８）で検知される床面温度が所定温度となるよう床冷房手段（１７）に流通させるブラインの温度や流量を制御することを特徴としている。
【００１０】
これは、床冷房を行う際に冷やし過ぎると、最初は冷涼感が得られるものの、長時間の使用では「床冷え感」が生じて不快感が増す。このような床冷房を行う際、床面と人体とが接触して閉ざされた部分の温度を「閉塞温度」と呼ぶが、この閉塞温度は人体が接触していない部分の床面温度と、体温および着衣の状態によって推定することが可能である。すなわち、体温および着衣の状態を平均的な状態として固定すると、人体の接触していない部分の床面温度により閉塞温度を推定することができる。よって、この請求項３に記載の発明によれば、人体にとって快適な床面温度となるようブラインの制御を行うことが可能となる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明では、床冷房手段（１７）が設置された空間の雰囲気温湿度を検知する雰囲気温湿度検知手段（１９）を設けると共に、制御手段（２０）は少なくとも、雰囲気温湿度検知手段（１９）で検知される雰囲気温湿度から推定される雰囲気の露点温度に対し、床面温度検知手段（１８）で検知される床面温度が下回らないよう床冷房手段（１７）に流通させるブラインの温度や流量を制御することを特徴としている。
【００１２】
これは、床面温度が雰囲気の露点温度に近づくと、床面近傍の雰囲気の相対湿度が上昇して不快感が増す。更に床面温度が低下して雰囲気の露点温度を下回ると床面で結露が発生し、床材の傷みやカビの原因ともなる。この様なことが発生しないように、雰囲気温湿度検知手段（１９）と床面温度検知手段（１８）とを利用し、人体が接触していない床面温度が雰囲気の露点温度を下回らないようブラインの温度や流量を制御するものである。
【００１３】
この請求項４に記載の発明によれば、結露による床材の傷みやカビなどを防ぐことができる。また、雰囲気温湿度により快適と感じられる閉塞温度が推定できるため、床面の相対湿度の上昇による不快感をなくして快適な閉塞温度となるようブラインの制御を行うことが可能となる。尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態におけるヒートポンプ式給湯冷房装置の設置状況を示す模式図であり、図２は図１のヒートポンプ式給湯冷房装置の全体構成を示す模式図である。尚、本実施形態のヒートポンプ式給湯冷房装置は暖房機能を併せて設けてヒートポンプ式給湯冷暖房装置として構成したものである。
【００１５】
本実施形態でのヒートポンプ式給湯冷房装置は、超臨界ヒートポンプサイクルを用いて給湯用水を高温（本実施形態では約９０℃）に加熱すると共に、後述する冷房用熱交換器１０にて熱交換媒体となる不凍液などのブラインを低温（本実施形態では約−１０℃）に冷却して、そのブラインを床冷暖房パネル（床冷房手段）１７に流通させて床冷房を行うものである。
【００１６】
尚、超臨界ヒートポンプサイクルとは、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となるヒートポンプサイクルを言い、例えば二酸化炭素・エチレン・エタン・酸化窒素などを冷媒とするヒートポンプサイクルであり、本実施形態では二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を用いている。これは、高圧側の冷媒圧力が高い方が、後述するエジェクタ３の効果を得易いことにもよる。但し、本発明は超臨界ヒートポンプサイクルやＣＯ２冷媒に限るものではない。
【００１７】
ヒートポンプ式給湯冷房装置は大きく分けて、主に後述する冷凍サイクル機器が収納されたヒートポンプユニットＨＰと、主に後述する貯湯タンク（貯湯槽）９が収納されたタンクユニットＴと、床冷暖房パネル１７とから成る。そして、図１に示すようにヒートポンプユニットＨＰとタンクユニットＴとは屋外に設置され、床下Ｕに配管を通して室内Ｓの床面に設置した床冷暖房パネル１７と接続している。また、床冷暖房パネル１７上の人体が接触しない部分には、床面温度を検知する床面温度検知手段として床面温度センサ１８が設けられ、その検知信号を後述する制御装置（制御手段）２０に出力するようになっている。
【００１８】
ヒートポンプユニットＨＰ内は、大きく分けてヒートポンプサイクルの冷媒回路Ｒと、給湯関係の給湯用水回路Ｋと、床冷暖房関係のブライン回路Ｂとで構成されている。まず、ヒートポンプサイクルの冷媒回路Ｒは、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機１と、給湯用水の加熱手段である給湯用熱交換器２と、冷媒の減圧膨張手段であるエジェクタ３と、冷媒を気液分離する器液分離器４とを環状に接続し、器液分離器４にて気液分離されたガス冷媒は再び冷媒圧縮機１に吸入される。また、器液分離器４にて気液分離された液冷媒は貯留されると共に、大気から吸熱するための空気熱交換器６もしくはブラインを冷却する冷房用熱交換器１０のいずれかを流れ気液二相冷媒となってエジェクタ３に吸引される。
【００１９】
冷媒圧縮機１は、内蔵する駆動モータと、吸引したガス冷媒を臨界圧力以上の高圧にまで昇圧して吐出する高圧圧縮部とで構成しており、これらが密閉容器内に収納されている。そして回転数が後述する制御装置２０により通電制御される。尚、レシプロ・ロータリー・スクロールなどの方式は問わない。また、エンジン駆動式であっても良い。
【００２０】
給湯用熱交換器２は、冷媒圧縮機１の高圧圧縮部で昇圧された高温高圧のガス冷媒と給湯用水とを熱交換して給湯用水を加熱するもので、高圧冷媒通路２ａに隣接して給湯用水通路２ｂが設けられ、その高圧冷媒通路２ａを流れる冷媒の流れ方向と給湯用水通路２ｂを流れる給湯用水の流れ方向とが対向するように構成されている。
【００２１】
図３は、本発明の実施形態に係るエジェクタ３の構造を示す断面模式図である。エジェクタ３は、冷媒圧縮機１で加圧され給湯用熱交換器２を経由して流入する高圧冷媒の圧力エネルギー（圧力ヘッド）を速度エネルギー（速度ヘッド）に変換して冷媒を減圧膨張させるノズル３ａと、そのノズル３ａから噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続した空気熱交換器６もしくは冷房用熱交換器１０で蒸発した気相冷媒を吸引する吸引部３ｂと、その吸引した冷媒とノズル３ａから噴射する冷媒とを混合させる混合部３ｃと、速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ３ｄとを有するエジェクタである。
【００２２】
そしてエジェクタ３から流出した冷媒は器液分離器４に流入される。尚、エジェクタ３から噴出する冷媒は、必ずしもディフィーザ３ｄのみで昇圧されるものではなく、混合部３ｃにおいても、低圧側で蒸発した気相冷媒を吸引する際に冷媒圧力を上昇させるので、混台部３ｃとディフィーザ３ｄとを総称して昇圧部と呼ぶ。また、本実施形態では、混合部３ｃの断面積はディフューザ３ｄまで一定であるが、混合部３ｃの断面積をディフューザ３ｄに向かうほど大きくなるようにテーパ状としても良い。これにより、冷凍サイクルの構成を簡素にすることができるうえ、エジェクタ３の動力回収効果により膨張弁を用いた場合と比べて２０％ほど熱交換効率（ＣＯＰ）を向上させることができる。
【００２３】
また図中の３ｅは、ノズル３ａの冷媒上流側で絞り開度を制御することにより高圧冷媒の圧力を制御する可変絞り機構である。この可変絞り機構３ｅは、制御装置２０により通電制御される。これにより、ブライン冷却時と空気吸熱時との異なる最適蒸発圧力に対応することができるようになる。尚、冷媒の減圧膨張手段はエジェクタ３に限るものではなく、膨張弁やキャピラリーなどであっても良く、方式は問わない。
【００２４】
空気熱交換器６は、図示しない送風ファンによる送風を受けて、器液分離器４から流入する液冷媒を大気との熱交換によって蒸発させて吸熱するものである。また、冷房用熱交換器１０は、器液分離器４から流入する液冷媒とブラインとを熱交換させてブラインを冷却するもので、低圧冷媒通路１０ａに隣接してブライン通路１０ｂが設けられ、その低圧冷媒通路１０ａを流れる冷媒の流れ方向とブライン通路１０ｂを流れるブラインの流れ方向とが対向するように構成されている。
【００２５】
低圧側の液冷媒回路は器液分離器４の下流で分岐して、空気熱交換器６を通ってエジェクタ３の上流で合流する第１冷媒回路Ｒ１と、これと並列で冷房用熱交換器１０を通ってエジェクタ３の上流で合流する第２冷媒回路Ｒ２とを設けている。そして、第１冷媒回路Ｒ１と第２冷媒回路Ｒ２にはそれぞれ冷媒回路切換手段として第１開閉弁５ａと第２開閉弁５ｂとが設けられており、制御装置２０により通電制御され、開閉を切り換えることにより第１冷媒回路Ｒ１と第２冷媒回路Ｒ２との流通を切り換えている。
【００２６】
尚、本実施形態では第１冷媒回路Ｒ１と第２冷媒回路Ｒ２との流通を単純に切り換えているが、ある一定サイクルで頻繁に切り換えるような方式としても良いし、本実施形態では２つの開閉弁５ａ・５ｂで冷媒回路を切り換えているが、１つの三方弁などで構成しても良い。また、空気熱交換器６が無くて冷房用熱交換器１０だけで構成したものであっても良い。
【００２７】
また、図２中の７は冷媒放熱用熱交換器であり、冷媒回路Ｒで給湯用熱交換器２を通過した高圧冷媒が流通する高圧側冷媒通路７ａと、冷媒圧縮機１に吸入される低圧冷媒が流通する低圧側冷媒通路７ｂとを備えている。そして、低圧側冷媒通路７ｂを流通する低圧冷媒を加熱することで高圧側冷媒通路７ａを流通する高圧冷媒の放熱を行っている。
【００２８】
これは、従来装置においては内部熱交換器としてサイクル効率を向上させるため、冷媒圧縮機１の吸入圧力を上昇させるために使用されているが、本実施形態では従来の作用に留まらず、給湯用水加熱が必要ない場合においても冷機能を発揮させるために必要な放熱を担う構成としている。これにより、給湯用水の加熱が不要な時においても放熱作用を確保することができるため、いかなる時にも安定的に冷機能を成立させることができるようになる。また、本構成とすることにより冷媒圧縮機１の吸引圧力が上昇するため、省エネルギーともなる。但し、冷媒放熱用熱交換器７の無い構成であっても良い。
【００２９】
次に、給湯関係の給湯用水回路Ｋは、給湯用水の加熱手段である給湯用熱交換器２の給湯用水通路２ｂと、給湯用水を循環させる給湯用水循環ポンプ８と、給湯用水を貯留する貯湯タンク９とを環状に接続して構成される。給湯用水循環ポンプ８は、図２に示すように、貯湯タンク９の下部に設けられた冷水流出部9ａから冷水を給湯用熱交換器２の給湯用水通路２ｂに供給し、貯湯タンク９の上部に設けられた温水流入部9ｂから還流する様に水流を発生させる。この給湯用水循環ポンプ8は、流水量を調節するため内蔵する図示しないモータの回転数が制御装置２０により通電制御される。
【００３０】
貯湯タンク９は、耐蝕性に優れた例えばステンレスなどの金属製で断熱構造を有し、高温の給湯用水を長時間に渡って保温することができる。貯湯タンク９に貯留された高温の給湯用水は、貯湯タンク９の上部に設けられた温水流出部９ｃから出湯され、出湯時に図示しない温調弁で水道からの冷水と混合して温度調節した後、主に台所や風呂などに給湯される。また、貯湯タンク９内の下部に設けられた冷水流入部９ｄからは水道からの冷水が給湯用水として補給されるようになっている。
【００３１】
次に、本発明の要部であるブライン回路Ｂの構成について説明する。本実施形態のブライン回路Ｂは、大別して冷房側ブライン回路Ｂ１と暖房側ブライン回路Ｂ２とになり、ブラインとして防錆剤や凍結防止剤を添加した水やＬＬＣ（エンジン用冷却水）などの不凍液が封入されている。尚、冷却温度を０℃以上とすれば一般的な水であっても良い。
【００３２】
冷房側ブライン回路Ｂ１は、ブラインの冷却手段である冷房用熱交換器１０のブライン通路１０ｂと、ブラインを循環させるブライン循環ポンプ１１と、端末冷暖房機器である床冷暖房パネル１７とを環状に接続して構成される。また、暖房側ブライン回路Ｂ２はブライン循環ポンプ１１と床冷暖房パネル１７とを共用し、水路切換手段である三方弁２１ａ・２１ｂを介してブラインの加熱手段である暖房用熱交換器１３のブライン側通路１３ｂと環状に接続して構成される。
【００３３】
また、暖房用熱交換器１３にはブライン加熱用として、貯湯タンク９と、暖房用熱交換器１３の高温水側通路１３ａと、高温水循環ポンプ１４とを環状に接続した給湯用水回路Ｋ２を設けている。尚、貯湯タンク９内に暖房用熱交換器を設けた構成であっても良い。三方弁２１ａ・２１ｂ、ブライン循環ポンプ１１、高温水循環ポンプ１４は、開弁方向や流水量を調節するため内蔵する図示しないモータの回転数が制御装置２０により通電制御される。
【００３４】
そして２０は、本ヒートポンプ式給湯冷暖房装置の作動を制御する制御装置であり、図示しない操作パネル・各部の温度センサ・その他の機器からの信号が入力され、冷媒圧縮機１、可変絞り機構３ｅ、開閉弁５ａ・５ｂ、膨張弁４ａ・４ｂ、各循環ポンプ８・１１・１４、三方弁２１ａ・２１ｂなどに制御信号を出力する。
【００３５】
次に、本実施形態での作動の概要を説明する。まず、冷媒圧縮機１で冷媒を吸引し圧縮して吐出する。吐出された高温高圧の冷媒は、給湯用熱交換器２の高圧冷媒通路２ａに流入し、隣接して設けられた給湯用水通路２ｂを流通する給湯用水と熱交換することにより、冷媒は冷却され給湯用水は加熱される。加熱された給湯用水（高温水）は、貯湯タンク９に貯められて給湯用途に使用される。
【００３６】
一方、給湯用熱交換器２で冷却された高圧の冷媒は、エジェクタ３に流入して減圧される。減圧された低温低圧の冷媒は気液分離器４に流入して液冷媒とガス冷媒とに分離され、液冷媒は貯留され、ガス冷媒のみ先の冷媒圧縮機１に再び吸引される。また、第１開閉弁５ａが「開」で第２開閉弁５ｂが「閉」状態とすると液冷媒は気液分離器４から空気熱交換器６に流入し、空気と熱交換することによって冷媒は加熱され空気は冷却される。加熱された気液二相冷媒はエジェクタ３に吸引される。
【００３７】
次に、本発明に関する作動として、第１開閉弁５ａが「閉」で第２開閉弁５ｂが「開」状態とすると、液冷媒は気液分離器４から冷房用熱交換器１０の低圧冷媒通路１０ａに流入し、隣接して設けられたブライン通路１０ｂを流通するブラインを冷却し、加熱された気液二相冷媒はエジェクタ３に吸引される。冷房用熱交換器１０のブライン通路１０ｂで冷却されたブラインがブライン循環ポンプ１１により床冷暖房パネル１７に流通して室内Ｓを床冷房する。
【００３８】
また、床暖房する場合は、三方弁２１ａ・２１ｂを暖房側ブライン回路Ｂ２側に切り換え、高温水循環ポンプ１４とブライン循環ポンプ１１とを作動させる。これにより、暖房用熱交換器１３の高温水側通路１３ａを流通する高温水とブライン側通路１３ｂを流通するブラインとが熱交換してブラインが加熱され、この加熱されたブラインがブライン循環ポンプ１１により床冷暖房パネル１７に流通して室内Ｓを床暖房する。本実施形態のように暖房用熱交換器１３でブラインを加熱する暖房用ブライン回路Ｂ２と組み合わせ、冷房時と同じ床冷暖房パネル１７に加熱したブラインを引き込むことにより、室内Ｓを床暖房することができ、冷暖房機能を備えた構成とすることができる。
【００３９】
次に、本実施形態での特徴を説明する。まず、冷媒を吸入し加圧して吐出する冷媒圧縮機１と、冷媒圧縮機１で加圧された高温冷媒で給湯用水を加熱する給湯用熱交換器２と、給湯用熱交換器２で加熱された高温水を貯湯する貯湯タンク９と、給湯用熱交換器２から流出する高圧冷媒を減圧膨張させるエジェクタ３と、エジェクタ３で減圧膨張した冷媒を蒸発させてブラインを冷却する冷房用熱交換器１０と、冷房用熱交換器１０で冷却されたブラインを流通させて床面を冷却する床冷暖房パネル１７と、これらの機器の作動を制御する制御装置２０とを備えている。
【００４０】
給湯装置のヒートポンプサイクルと、貯湯タンクと、床暖房パネルとで構成された装置が従来の基本的な給湯床暖房装置である。本発明は、給湯装置のヒートポンプサイクルの低圧側吸熱熱交換器を、ブラインを冷却する冷房用熱交換器１０とし、床暖房パネル１７に冷ブラインを流通させることで、床冷房としても利用できる構成としたものである。
【００４１】
これによれば、ヒートポンプ式給湯装置で給湯を行うと共に、ヒートポンプ式給湯装置で生成する冷ブラインで床冷房を行うことが可能なヒートポンプ式給湯冷房装置とすることができる。また、冷熱源としては従来利用していなかった貯湯時の冷排熱を利用し、ヒートポンプサイクル作動時の冷温熱を同時に利用できるようにすることで、省エネ性を高めることができる。
【００４２】
また、床冷暖房パネル１７上の人体が接触しない部分に床面温度を検知する床面温度センサ１８を設けると共に、制御装置２０は床面温度センサ１８で検知される床面温度が所定温度となるよう床冷暖房パネル１７に流通させるブラインの温度や流量を制御するようにしている。
【００４３】
これは、床冷房を行う際に冷やし過ぎると、最初は冷涼感が得られるものの、長時間の使用では「床冷え感」が生じて不快感が増す。このような床冷房を行う際、床面と人体とが接触して閉ざされた部分の温度を「閉塞温度」と呼ぶが、この閉塞温度は人体が接触していない部分の床面温度と、体温および着衣の状態によって推定することが可能である。すなわち、体温および着衣の状態を平均的な状態として固定すると、人体の接触していない部分の床面温度により閉塞温度を推定することができる。よって、これによれば、人体にとって快適な床面温度となるようブラインの制御を行うことが可能となる。
【００４４】
（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態におけるヒートポンプ式給湯冷房装置の設置状況を示す模式図であり、図５は図４のヒートポンプ式給湯冷房装置の全体構成を示す模式図である。上述した第１実施形態と異なる本実施形態での特徴点のみを説明する。まず、ブライン回路Ｂに蓄熱タンク（蓄冷槽）１２を設けている。図４では、この蓄熱タンク１２を住宅の床下に設置している。尚、床下設置に限るものではない。
【００４５】
そして、この蓄熱タンク１２を共有構成として冷房側ブライン回路Ｂ１と、暖房側ブライン回路Ｂ２と、新たに床冷暖房パネル１７側の床冷暖房側ブライン回路Ｂ３とを分けて構成し、冷房側ブライン回路Ｂ１には冷ブライン循環ポンプ１１、暖房側ブライン回路Ｂ２には温ブライン循環ポンプ１５、床冷暖房側ブライン回路Ｂ３には冷温ブライン循環ポンプ１６を備え、夫々のポンプ１１・１５・１６は制御装置２０によって通電制御される。
【００４６】
そして例えば夏場には、ヒートポンプサイクルを稼動させると同時に冷房側ブライン回路Ｂ１を循環させ、蓄熱タンク１２内のブラインを流出部１２ａから一旦取り出し、冷房用熱交換器１０で冷却した後に流入部１２ｂから戻して冷ブラインを貯めるようになっている。そして、床冷房が所望される時に床冷暖房側ブライン回路Ｂ３を循環させ、蓄熱タンク１２内の冷ブラインを流出部１２ｅから取り出し、床冷暖房パネル１７で床冷房させた後に流入部１２ｆから戻すものである。
【００４７】
このように、給湯用熱交換器２で給湯用水を加熱するときに発生する排冷熱でブラインを冷却し、その冷却されたブラインで蓄熱タンク１２に蓄冷するようにしている。これは、貯湯式の給湯装置は基本的に夜間に貯湯を行うため、床冷房を必要とする昼間と違う時間帯で冷熱が発生するためである。これによれば、蓄熱タンク１２を設けることにより夜間の冷排熱を冷ブラインにして貯めることで昼間の床冷房に利用可能としている。
【００４８】
尚、この蓄熱タンク１２は暖房時に同様に利用でき、例えば冬場に、暖房側ブライン回路Ｂ２を循環させ、蓄熱タンク１２内のブラインを流出部１２ｃから一旦取り出し、暖房用熱交換器１３で加熱した後に流入部１２ｄから戻して温ブラインを貯めるようにし、床暖房が所望される時に床冷暖房側ブライン回路Ｂ３を循環させ、蓄熱タンク１２内の温ブラインを流出部１２ｆから取り出し、床冷暖房パネル１７で床暖房させた後に流入部１２ｅから戻すようにしても良い。
【００４９】
また、床冷暖房パネル１７が設置された空間の雰囲気温湿度を検知する雰囲気温湿度センサ（雰囲気温湿度検知手段）１９を室内Ｓの適所に設けている。この雰囲気温湿度センサ１９での検知信号は制御装置２０に入力され、制御装置２０は少なくとも、雰囲気温湿度センサ１９で検知される雰囲気温湿度から推定される雰囲気の露点温度に対し、床面温度センサ１８で検知される床面温度が下回らないよう床冷暖房パネル１７に流通させるブラインの温度や流量を制御している。
【００５０】
これは、床面温度が雰囲気の露点温度に近づくと、床面近傍の雰囲気の相対湿度が上昇して不快感が増す。更に床面温度が低下して雰囲気の露点温度を下回ると床面で結露が発生し、床材の傷みやカビの原因ともなる。この様なことが発生しないように、雰囲気温湿度センサ１９と床面温度センサ１８とを利用し、人体が接触していない床面温度が雰囲気の露点温度を下回らないようブラインの温度や流量を制御するものである。これによれば、結露による床材の傷みやカビなどを防ぐことができる。また、雰囲気温湿度により快適と感じられる閉塞温度が推定できるため、床面の相対湿度の上昇による不快感をなくして快適な閉塞温度となるようブラインの制御を行うことが可能となる。
【００５１】
（その他の実施形態）
上述の実施例では、雰囲気温湿度センサ１９を単独で配置しているが、室内エアコンに気温湿度センサが備えられていればそれを利用しても良い。更には室内エアコンと本ヒートポンプ式給湯冷房装置とを連動させ、床面の相対湿度を下げるように室内エアコンのファンを駆動したり、室内Ｓの湿度を下げるように室内エアコンを除湿運転させたりしても良い。これにより、更に快適な空調を行うことができ、床冷暖房と室内エアコンの組み合わせで省エネに最も効果がある作動状態に制御することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態におけるヒートポンプ式給湯冷房装置の設置状況を示す模式図である。
【図２】図１のヒートポンプ式給湯冷房装置の全体構成を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るエジェクタ３の構造を示す断面模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態におけるヒートポンプ式給湯冷房装置の設置状況を示す模式図である。
【図５】図４のヒートポンプ式給湯冷房装置の全体構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…冷媒圧縮機
２…給湯用熱交換器
３…エジェクタ（減圧膨張手段）
９…貯湯タンク（貯湯槽）
１０…冷房用熱交換器
１２…蓄熱タンク（蓄冷槽）
１７…床冷暖房パネル（床冷房手段）
１８…床面温度センサ（床面温度検知手段）
１９…雰囲気温湿度センサ（雰囲気温湿度検知手段）
２０…制御装置（制御手段）
Ｂ…ブライン回路
【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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