(57)【要約】【課題】、従来のヒートポンプ床暖房空調装置では室内側熱交換器と床暖房用熱交換器は並列に配管接続されているため、床暖房能力に合わせて圧縮機回転数を調整すると室内空調暖房能力が過大となったり、逆に空調暖房能力に合わせて圧縮機周波数を調整すると床暖房能力が不足し床暖房パネルの表面温度が不足するといった不具合があった。【解決手段】この発明は、圧縮機、四方弁、室内側熱交換器、絞り装置、室外側熱交換器を順に接続するヒートポンプ式冷媒回路と、前記四方弁と、前記室内側熱交換器との間にブラインまたは水と冷媒を熱交換させるように循環ポンプ、バッフアータンク、床暖房パネルからなる水回路を構成する床暖房用熱交換器を直列に設けて空調暖房と床暖房の併用運転を行う空気調和装置において、前記床暖房用熱交換器とバッフアータンクとの間に流量制御装置を備えたバイパス回路を設けた構成とした。【選択図】        図１
2005016882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁、室内側熱交換器、絞り装置、室外側熱交換器を順に接続し前記圧縮機から吐出した冷媒を前記圧縮機に戻す冷媒回路と、前記四方弁と、前記室内側熱交換器との間に床暖房用絞り装置と直列に床暖房用熱交換器を備え、この床暖房用熱交換器でブラインまたは水と冷媒を熱交換させるように循環ポンプ、バッフアータンク、床暖房パネルからなる水回路を構成し、空調暖房と床暖房の併用運転を行う空気調和装置において、前記床暖房用熱交換器とバッフアータンクとの間に流量制御装置を備えたバイパス回路を設けたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
圧縮機、四方弁、室内側熱交換器、絞り装置、室外側熱交換器を順に接続し前記圧縮機から吐出した冷媒を前記圧縮機に戻す冷媒回路と、前記四方弁と、前記室内側熱交換器との間に床暖房用絞り装置と直列に床暖房用熱交換器を備え、この床暖房用熱交換器でブラインまたは水と冷媒を熱交換させるように循環ポンプ、バッフアータンク、床暖房パネルからなる水回路を構成し、空調暖房と床暖房の併用運転を行う空気調和装置において、前記床暖房用熱交換器とバッフアータンクとの間に開閉弁を備えた第２のバイパス回路を設けたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
圧縮機、四方弁、室内側熱交換器、絞り装置、室外側熱交換器を順に接続し前記圧縮機から吐出した冷媒を前記圧縮機に戻す冷媒回路と、前記四方弁と、前記室内側熱交換器との間に床暖房用絞り装置と直列に床暖房用熱交換器を備え、この床暖房用熱交換器でブラインまたは水と冷媒を熱交換させるように循環ポンプ、バッフアータンク、床暖房パネルからなる水回路を構成し、空調暖房と床暖房の併用運転を行う空気調和装置において、前記床暖房用熱交換器と床暖房パネルの間に第２の流量制御装置を備えたことを特徴とした空気調和装置。
【請求項４】
前記室内側熱交換器の配管温度によって流量制御または開閉制御を行うことを特徴とした請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記圧縮機シェル温度または吐出配管温度によって流量制御または開閉制御を行うことを特徴とした請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項６】
運転開始から一定時間は流量制御または開閉制御を行うことを特徴とした請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項７】
室外温度を検出する手段を備え、検出した外気温度によって流量制御または開閉制御を行うことを特徴とした請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記室内機がタイマー運転の信号を受信し運転待機状態であり、さらに運転開始一定時間前になったら、流量制御または開閉制御を行いバッフアータンク内の水温を上昇させる予熱運転を行うことを特徴とした請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍サイクルと、この冷凍サイクルに設けた床暖房熱交換器により加熱された２次側熱媒体が床暖房パネルを循環するヒートポンプ式空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のヒートポンプ床暖房空調装置は、圧縮機の吐出側に一端が接続された四方弁を介して室外側熱交換器が接続される。この室外側熱交換器の他端に一端が絞り装置を介して接続された室内側熱交換器の他端が四方弁へ接続されるとともに、前記室外側熱交換器の他端に一端が絞り装置を介して接続された床暖房用熱交換器が前記室内側熱交換器と並列に四方弁へ接続される。一方、床暖房パネルの一端は床暖房用熱交換器に接続され、他端はポンプを介して前記床暖房用熱交換器に接続され２次側熱媒体である温水を循環する構成である。
【０００３】
以上のように構成された従来のヒートポンプ床暖房空調装置において、例えば床暖房＋空調暖房運転の場合について動作を説明する。圧縮機より高温高圧のガス冷媒が吐出し、四方弁を通った後室内側熱交換器に接続される配管と床暖房用熱交換器接続される配管に分岐される。室内側熱交換器に分岐したガス冷媒の一部は室内空気と熱交換することにより、気液二相冷媒または液冷媒に凝縮し、室内側熱交換器を流出する。また、床暖房用熱交換器に分岐した残りのガス冷媒は２次側熱媒体と熱交換することにより、気液二相冷媒または液冷媒に凝縮し、床暖房用熱交換器を流出する。室内側熱交換器を流出した冷媒は絞り装置により減圧され、床暖房用熱交換器を流出した冷媒は絞り装置により減圧されたのち合流し、室外側熱交換器に流入する。ここで外気と熱交換することにより冷媒は蒸発し、乾き度の高い二相冷媒またはガス冷媒となって流出し、四方弁を通って圧縮機に吸入される。（特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−４６４１７号公報（図１、図２他）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来のヒートポンプ床暖房空調装置は、室内側熱交換器と床暖房用熱交換器が並列の回路となっている。床暖房用熱交換器は４０℃以上の２次側熱媒体温度を確保するために、常に比較的高めの冷媒温度を必要とするのに対し、室内側熱交換器は暖房負荷に応じて必要な冷媒温度は変化し、また伝熱面積が広く伝熱性能の良い室内側熱交換器では冷媒温度は床暖房用熱交換器で必要な冷媒温度よりも低い温度で十分である。
【０００６】
しかし、従来のヒートポンプ床暖房空調装置では室内側熱交換器と床暖房用熱交換器は並列に配管接続されているため、圧縮機１から吐出した同じ温度の吐出ガス冷媒が流入する構造となっており、床暖房能力に合わせて圧縮機回転数を調整すると室内空調暖房能力が過大となったり、逆に空調暖房能力に合わせて圧縮機周波数を調整すると床暖房能力が不足し床暖房パネルの表面温度が不足するという不具合があった。
【０００７】
また、室内温度を素早く上昇させたい場合は空調暖房能力を優先させなければならないが、特に起動時や低外気時には床暖房用熱交換器に冷媒の熱が奪われることで、室内側熱交換器の温度を上昇させる顕熱が不足し、室内温度の立上がりが遅くなるといった不具合があった。
【０００８】
また、空調暖房能力を優先させるために、ポンプの回転数を低下させて床暖房能力を抑制すると、床暖房用熱交換器に循環する流量が低下してしまうため、結果的にタンク内の水またはブライン温度の上昇が遅くなり、床暖房パネルの温度を素早く立上げることができないといった問題点があった。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、空調暖房と床暖房の併用運転において、床暖房用熱交換器と水タンクの間に流量制御装置を備えたバイパス回路を設置し、室内熱交換器の配管温度や圧縮機シェル温度によってバイパス回路へ循環する温水流量を制御して床暖房能力を抑制することにより、冷媒の熱を室内側熱交換器で優先的に利用することで、空調暖房能力の不足を回避することを目的とする。
【００１０】
さらに、床暖房用熱交換器に循環する温水流量を減らすことなく、必要空調暖房能力に応じて床暖房パネルへ循環する温水流量とバイパス回路へ循環する温水流量比を制御することにより、タンク内の水温を素早く上昇させることを目的とする。
【００１１】
また、循環ポンプから出た温水を全てバイパス回路に循環させて、床暖房パネルへの温水循環量を０とすることにより、タンク内の水温を上昇させる予熱運転を行うことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る空気調和装置は、圧縮機、四方弁、室内側熱交換器、絞り装置、室外側熱交換器を順に接続し前記圧縮機から吐出した冷媒を前記圧縮機に戻す冷媒回路と、前記四方弁と、前記室内側熱交換器との間に床暖房用絞り装置と直列に床暖房用熱交換器を備え、この床暖房用熱交換器でブラインまたは水と冷媒を熱交換させるように循環ポンプ、バッフアータンク、床暖房パネルからなる水回路を構成し、空調暖房と床暖房の併用運転を行う空気調和装置において、前記床暖房用熱交換器とバッフアータンクとの間に流量制御装置を備えたバイパス回路を設けたものである。
【００１３】
また、この発明に係る空気調和装置は、圧縮機、四方弁、室内側熱交換器、絞り装置、室外側熱交換器を順に接続し前記圧縮機から吐出した冷媒を前記圧縮機に戻す冷媒回路と、前記四方弁と、前記室内側熱交換器との間に床暖房用絞り装置と直列に床暖房用熱交換器を備え、この床暖房用熱交換器でブラインまたは水と冷媒を熱交換させるように循環ポンプ、バッフアータンク、床暖房パネルからなる水回路を構成し、空調暖房と床暖房の併用運転を行う空気調和装置において、前記床暖房用熱交換器とバッフアータンクとの間に開閉弁を備えた第２のバイパス回路を設けたものである。
【００１４】
また、この発明に係る空気調和装置は、圧縮機、四方弁、室内側熱交換器、絞り装置、室外側熱交換器を順に接続し前記圧縮機から吐出した冷媒を前記圧縮機に戻す冷媒回路と、前記四方弁と、前記室内側熱交換器との間に床暖房用絞り装置と直列に床暖房用熱交換器を備え、この床暖房用熱交換器でブラインまたは水と冷媒を熱交換させるように循環ポンプ、バッフアータンク、床暖房パネルからなる水回路を構成し、空調暖房と床暖房の併用運転を行う空気調和装置において、前記床暖房用熱交換器と床暖房パネルの間に第２の流量制御装置を備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る空気調和装置を示すブロック図である。図において、室外側熱交換器５と室内側熱交換器３とを接続する冷媒配管に取り付けられた絞り装置４と、圧縮機１に接続され流れ方向を切換える四方弁２とから通常の冷媒回路を形成している。床暖房用熱交換器６は、図に示すように暖房運転時の冷媒流れ方向において、室内側熱交換器３の上流側に冷媒配管により直列接続されている。したがって、熱源側熱交換器である室外側熱交換器５に対応した負荷側熱交換器は床暖房用絞り装置３ａにより直列に接続された床暖房用熱交換器６と室内側熱交換器３の両方となる。また床暖房用熱交換器６にはブラインなどの２次側熱媒体を循環させるための循環ポンプ７と床暖房パネル８とバッファータンク９を２次側熱媒体で順次環状に接続している。さらに、床暖房用熱交換器６とバッファータンク９とは第１の流量制御装置１０を備えたバイパス回路１０ａで接続されている。
【００１６】
このヒートポンプ床暖房空調装置の構成について説明する。図１に示すように、圧縮機１から四方弁２を介して一端は室外側熱交換器５から絞り装置４を経て室内側熱交換器３へ順次配管接続され、四方弁２のもう一端は床暖房用熱交換器６へ配管接続されている。そして、前記室内側熱交換器３の絞り装置３ａ逆側の一端と前記床暖房用熱交換器６の四方弁２とは逆側の一端を配管接続することで圧縮機１から吐出した冷媒が循環する冷凍サイクルが形成されている。なお、圧縮機１、四方弁２、室外側熱交換器５及び絞り装置４は通常一般的に用いられている空気調和機室外機の主要冷媒回路部であり、また室内側熱交換器３は空気調和機室内機の主要冷媒回路部、床暖房用熱交換器６は床暖房用熱交換ユニットの主要冷媒回路部である。したがって、通常一般的に用いられている空気調和機室外機と空気調和機室内機、および床暖房用熱交換ユニットとを冷媒配管で順次接続した構成となっている。また、床暖房用熱交換器６は圧縮機１から吐出された冷媒と熱交換する２次側熱媒体を流通させる配管により床暖房パネル８へ接続され、さらに床暖房パネル８の他端から循環ポンプ７を介して床暖房熱交換器６へ配管接続して２次側熱媒体の循環回路を形成している。さらに、床暖房用熱交換器６とバッファータンク９とは第１の流量制御装置１０を備えたバイパス回路１０ａで接続され、２次側熱媒体の循環回路を形成している。なお、２３は戻水温度センサー、２４は送水温度センサーである。
【００１７】
次に、このように構成された冷凍サイクルにおいて空調暖房＋床暖房運転時の空調暖房優先運転時の動作を図２を参照しながら説明する。図２は空調暖房＋床暖房運転時の空調暖房優先運転時のモリエル線図の一例である。圧縮機１より高温高圧のガス冷媒が吐出し、四方弁２を通った後床暖房用熱交換器６に流入する（図２のＡ）。床暖房用熱交換器６に流入したガス冷媒は循環ポンプ７により循環しているブラインなどの２次側熱媒体と熱交換することにより、吐出温度より冷却されたガス冷媒または乾き度の高い二相冷媒に凝縮し、床暖房用熱交換器６を流出する（図２のＢ）。一方、温度の上昇したブラインなどの２次側熱媒体は床暖房パネル８内の配管に入り床暖房パネル８の表面温度を上昇させ、床暖房運転を実現させる。床暖房用熱交換器６を流出したガス冷媒または二相冷媒は室内側熱交換器３に流入し、室内空気と熱交換することにより、乾き度の低い気液二相冷媒または過冷却液冷媒に凝縮し、室内側熱交換器３を流出する（図２のＣ）。一方室内側熱交換器を通った室内空気は冷媒との熱交換により温度が上昇し、空調暖房運転を実現する。室内側熱交換器３を流出した冷媒は絞り装置４により減圧され、室外側熱交換器５に流入する。ここで外気と熱交換することにより冷媒は蒸発し、乾き度の高い気液二相冷媒またはガス冷媒となって室外側熱交換器６を流出し、四方弁２を通って圧縮機１に吸入される。
【００１８】
このように空調暖房優先モードにおいては、床暖房用熱交換器６と室内側熱交換器３を流れる冷媒は同じ高圧となり、相対的に伝熱面積が大きく伝熱性能の良い室内側熱交換器３の凝縮能力によって高圧の動作圧力が決まる。したがって、空調暖房能力が床暖房能力に比べて相対的に大きくなり、空調暖房優先の運転を実現することができる。空調暖房優先モードは特に室温が低い立ち上がり時に適用され、床温度よりも室温の上昇を優先する場合の運転モードである。
【００１９】
次に、空調暖房優先運転時の第１の流量制御装置１０の動作について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。空調暖房優先運転では、室内側熱交換器３の凝縮能力により室温を優先的に上昇させる運転であるので、必要空調暖房能力に応じて床暖房用熱交換器６の凝縮能力を抑制する必要がある。そこで、床暖房パネル８に循環する温水流量とバイパス回路１０ａを介して直接バッファータンク９に循環する温水流量の比を第１の流量制御装置１０により制御する。
【００２０】
次に、空調暖房優先運転時の第１の流量制御装置１０の制御方法について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。空調暖房優先運転時に室内側熱交換器３の配管温度を検出し、配管温度に応じて第１の流量制御装置１０を制御する。図３に示すように配管温度が低い時はバイパス回路に循環させる温水流量を増加させることにより、床暖房パネル８に循環する温水流量を低下させ、床暖房パネル８の放熱による床暖房能力を抑制する。さらに、配管温度がＴｈｅｘより低下したら全ての温水をバイパス回路に循環し、床暖房能力を抑制する。このように、室内側熱交換器３の配管温度に応じて床暖房パネル８へ循環する温水流量を制御することで、冷媒の熱を優先的に室内熱交換器３に与えることができるため、室内側熱交換器３の温度を低下させることなく空調暖房を行うことができる。
【００２１】
また、床暖房パネル７に循環する温水流量は第１の流量制御装置１０により可変されるが、床暖房用熱交換器６を循環する温水流量は一定のため、床暖房用熱交換器６で高温冷媒と熱交換した温水が、バイパス回路１０ａを介してバッファータンク９に循環することにより、空調暖房を行いながらバッファータンク９内の温水を温めることができる。この結果、空調暖房優先運転から床暖房パネル８の温度を優先して上昇させる床暖房優先運転に切り換わったときに、バッファータンク９内の高温水を床暖房パネル７に循環させることで、床暖房パネル８を素早く暖めることができる。
【００２２】
また、上記にある室内熱交換器３の配管温度に応じた第１の流量制御装置１０の制御は、圧縮機１の回転数が一定値以上であり、より大きな空調暖房能力を必要としているときに限定しても良い。
【００２３】
次に、空調暖房優先運転時の第１の流量制御装置１０の別の制御方法について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。空調暖房優先運転時に圧縮機１のシェル温度または吐出配管温度を第１の温度センサー２０により検出し、シェル温度または吐出配管温度に応じて第１の流量制御装置１０を制御する。図４に示すようにシェル温度または吐出配管温度が低い時はバイパス回路１０ａに循環させる温水流量を増加させることにより、床暖房パネル８に循環する温水流量を低下させ、床暖房パネル８の放熱による床暖房能力を抑制する。さらに、シェル温度または吐出配管温度がＴｃｏｍｐより低下したら全ての温水をバイパス回路１０ａに循環し、床暖房能力を抑制する。このように、圧縮機１のシェル温度または吐出配管温度に応じて床暖房パネル８へ循環する温水流量を制御することで、冷媒の熱を優先的に室内熱交換器３に与えることができるため、室内側熱交換器３の温度を低下させることなく空調暖房を行うことができる。さらに、床暖房能力を抑制することで高圧圧力が上昇するため、圧縮機１のシェル温度を早く上昇させることができる。
【００２４】
また、床暖房パネル８に循環する温水流量は第１の流量制御装置１０により可変されるが、床暖房用熱交換器６を循環する温水流量は一定のため、床暖房用熱交換器６で高温冷媒と熱交換した温水が、バイパス回路１０ａを介してバッファータンク９に循環することにより、空調暖房を行いながらバッファータンク９内の温水を温めることができる。この結果、空調暖房優先運転から床暖房パネル８の温度を優先して上昇させる床暖房優先運転に切り換わったときに、バッファータンク９内の高温水を床暖房パネル８に循環させることで、床暖房パネル８を素早く暖めることができる。
【００２５】
また、上記にある圧縮機１のシェル温度または吐出配管温度に応じた第１の流量制御装置１０の制御は、圧縮機１の回転数が一定値以上であり、より大きな空調暖房能力を必要としているときに限定しても良い。
【００２６】
次に、空調暖房優先運転時の第１の流量制御装置１０の別の制御方法について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。空調暖房優先運転時に運転開始から一定時間は第１の流量制御装置１０を制御する。図５のパターンＡやパターンＢに示すように運転開始から一定時間はバイパス回路１０ａに循環させる温水流量を制御させることにより、床暖房パネル８に循環する温水流量を低下させ、床暖房パネル８の放熱による床暖房能力を抑制する。このように、運転開始から一定時間は第１の流量制御装置１０を制御し、床暖房パネル８へ循環する温水流量を制御することで、冷媒の熱を優先的に室内側熱交換器３に与えることができるため、室内側熱交換器３の温度を低下させることなく空調暖房を行うことができる。さらに、運転開始時に室内熱交換器３の凝縮圧力が上昇しやすくなるため、空調暖房能力の立上げ速度が改善され、素早く室内の温度を上昇させることができる。
【００２７】
また、床暖房パネル８に循環する温水流量は第１の流量制御装置１０により可変されるが、床暖房用熱交換器６を循環する温水流量は一定のため、床暖房用熱交換器６で高温冷媒と熱交換した温水が、バイパス回路１０ａを介してバッファータンク９に循環することにより、空調暖房を行いながらバッファータンク９内の温水を温めることができる。この結果、空調暖房優先運転から床暖房パネル８の温度を優先して上昇させる床暖房優先運転に切り換わったときに、バッファータンク９内の高温水を床暖房パネル８に循環させることで、床暖房パネル８を素早く暖めることができる。
【００２８】
また、上記にある運転開始から一定時間の第１の流量制御装置１０の制御は、圧縮機１の回転数が一定値以上であり、より大きな空調暖房能力を必要としているときに限定しても良い。
【００２９】
次に、空調暖房優先運転時の第１の流量制御装置１０の別の制御方法について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。空調暖房優先運転時に室外側熱交換器５に設けた外気温度検出手段である第２の温度センサー２１により外気温度を検出し、外気温度に応じて第１の流量制御装置１０を制御する。図６に示すように外気温度が低い時はバイパス回路に循環させる温水流量を増加させることにより、床暖房パネル７に循環する温水流量を低下させ、床暖房パネル７の放熱による床暖房能力を抑制する。このように、外気温度に応じて床暖房パネル８へ循環する温水流量を制御することで、冷媒の熱を優先的に室内側熱交換器３に与えることができるため、室内側熱交換器３の温度を低下させることなく空調暖房を行うことができる。さらに、床暖房能力を抑制することで高圧圧力とともに低圧圧力も上昇するため、低外気でも冷媒循環量が増加して暖房能力が向上する。
【００３０】
また、床暖房パネル８に循環する温水流量は第１の流量制御装置１０により可変されるが、床暖房用熱交換器６を循環する温水流量は一定のため、床暖房用熱交換器６で高温冷媒と熱交換した温水が、バイパス回路１０ａを介してバッファータンク９に循環することにより、空調暖房を行いながらバッファータンク９内の温水を温めることができる。この結果、空調暖房優先運転から床暖房パネル８の温度を優先して上昇させる床暖房優先運転に切り換わったときに、バッファータンク９内の高温水を床暖房パネル８に循環させることで、床暖房パネル８を素早く暖めることができる。
【００３１】
また、上記にある外気温度に応じた第１の流量制御装置１０の制御は、圧縮機１の回転数が一定値以上であり、より大きな空調暖房能力を必要としているときに限定しても良い。
【００３２】
次に、空調暖房＋床暖房運転、または床暖房運転のタイマー待機中における運転動作について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。タイマー運転はある一定時刻に指定の運転を開始するよう設定するものであるが、指定の運転が空調暖房＋床暖房運転、または床暖房運転のときは、運転開始から一定時間前になった時点で圧縮機１の運転と第１の流量制御装置１０の制御を開始し、圧縮機１の熱でバッファータンク９内の水温を上昇させる予熱運転を行う。ここで、第１の流量制御装置１０により全ての温水をバイパス回路１０ａに循環させることで、バッファータンク９内の温水を床暖房パネル８４に循環させることなく、バッファータンク９内の温水を温めることができる。
【００３３】
さらに、タイマー運転開始時に予熱運転で十分温められたバッファータンク９内の高温水を床暖房パネル８に循環させることで、床暖房パネル８を素早く暖めることができる。
【００３４】
また、図７は他の実施の形態の空気調和装置を示すブロック図である。図７において、室外側熱交換器５と室内側熱交換器３とを接続する冷媒配管に取り付けられた絞り装置４と、圧縮機１に接続され流れ方向を切換える四方弁２とで通常の冷媒回路を形成している。床暖房用熱交換器６は、図に示すように暖房運転時の冷媒流れ方向において、室内側熱交換器３の上流側に冷媒配管により直列接続されている。したがって、熱源側熱交換器である室外側熱交換器５に対応した負荷側熱交換器は床暖房用３ａにより直列に接続された床暖房用熱交換器６と室内側熱交換器３の両方となる。また床暖房用熱交換器６にはブラインなどの２次側熱媒体を循環させるためのポンプ７と床暖房パネル８とバッファータンク９を２次側熱媒体で順次環状に接続している。さらに、床暖房用熱交換器６とバッファータンク９は開閉弁１１を備えた第２のバイパス回路１１ａで接続されている。
【００３５】
このヒートポンプ床暖房空調装置の空調暖房＋床暖房運転時の空調暖房優先運転時の動作は図２と同じであるため省略する。
【００３６】
次に、空調暖房優先運転時の開閉弁１１の動作について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。空調暖房優先運転では、室内側熱交換器３の凝縮能力により室温を優先的に上昇させる運転であるので、必要空調暖房能力に応じて床暖房用熱交換器６の凝縮能力を抑制する必要がある。そこで、開閉弁１１を開けて床暖房パネル８に温水を循環せず、第２のバイパス回路１１ａを介して直接バッファータンク９に循環させることで床暖房能力を抑制する。
【００３７】
次に、空調暖房優先運転時の開閉弁１１の制御方法について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。空調暖房優先運転時に室内熱交換器３の配管温度を検出する室内空気吸込温度センサー２２により検出し、配管温度に応じて開閉弁１１を制御する。図８に示すように配管温度がＴｈｅｘ１より低下したら開閉弁１１を開けて第２のバイパス回路１１ａに循環させて床暖房能力を抑制し、配管温度がＴｈｅｘ２より上昇したら第２のバイパス回路１１ａを閉じて床暖房パネル８に温水を循環させる。このように、室内側熱交換器３の配管温度に応じて床暖房パネル８に温水を循環させないことで、冷媒の熱を優先的に室内側熱交換器３に与えることができるため、室内側熱交換器３の温度を低下させることなく空調暖房を行うことができる。
【００３８】
また、開閉弁１１が開いて第２のバイパス回路１１ａを循環している時も、床暖房用熱交換器６を循環する温水流量は一定のため、床暖房用熱交換器６で高温冷媒と熱交換した温水が、第２のバイパス回路１１ａを介してバッファータンク９に循環することにより、空調暖房を行いながらバッファータンク９内の温水を温めることができる。この結果、空調暖房優先運転から床暖房パネル８の温度を優先して上昇させる床暖房優先運転に切り換わったときに、バッファータンク９内の高温水を床暖房パネル７に循環させることで、床暖房パネル８を素早く暖めることができる。
また、上記にある室内側熱交換器３の配管温度に応じた開閉弁１１の制御は、圧縮機１の回転数が一定値以上であり、より大きな空調暖房能力を必要としているときに限定しても良い。
【００３９】
次に、空調暖房優先運転時の開閉弁１１の別の制御方法について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。空調暖房優先運転時に圧縮機１のシェル温度または吐出配管温度を第１の温度センサー２０により検出し、シェル温度または吐出配管温度に応じて開閉弁１１を制御する。図９に示すようにシェル温度または吐出配管温度がＴｃｏｍｐ１より低下したら開閉弁１１を開けて第２のバイパス回路１１ａに循環させて床暖房能力を抑制し、Ｔｃｏｍｐ２より上昇したら第２のバイパス回路１１ａを閉じて床暖房パネル８に温水を循環させる。このように、圧縮機１のシェル温度または吐出配管温度に応じて床暖房パネル８に温水を循環させないことで、冷媒の熱を優先的に室内熱交換器３に与えることができるため、室内側熱交換器３の温度を低下させることなく空調暖房を行うことができる。さらに、床暖房能力を抑制することで高圧圧力が上昇するため、圧縮機１のシェル温度を早く上昇させることができる。
【００４０】
また、開閉弁１１が開いて第２のバイパス回路１１ａを循環している時も、床暖房用熱交換器６を循環する温水流量は一定のため、床暖房用熱交換器６で高温冷媒と熱交換した温水が、バイパス回路１１ａを介してバッファータンク９に循環することにより、空調暖房を行いながらバッファータンク９内の温水を温めることができる。この結果、空調暖房優先運転から床暖房パネル８の温度を優先して上昇させる床暖房優先運転に切り換わったときに、バッファータンク１３内の高温水を床暖房パネル８に循環させることで、床暖房パネル７を素早く暖めることができる。
【００４１】
また、上記にある圧縮機１のシェル温度または吐出温度に応じた開閉弁１１の制御は、圧縮機１の回転数が一定値以上であり、より大きな空調暖房能力を必要としているときに限定しても良い。
【００４２】
次に、空調暖房優先運転時の開閉弁１１の別の制御方法について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。空調暖房優先運転時に運転開始から一定時間は開閉弁１１を制御する。運転開始から一定時間は開閉弁１１を開けてバイパス回路１１ａに循環させて床暖房能力を抑制する。このように、運転開始から一定時間は開閉弁１１を開けて床暖房パネル８に温水を循環させないことで、冷媒の熱を優先的に室内側熱交換器３に与えることができるため、室内側熱交換器３の温度を低下させることなく空調暖房を行うことができる。さらに、運転開始時に室内側熱交換器３の凝縮圧力が上昇しやすくなるため、空調暖房能力の立上げ速度が改善され、素早く室内の温度を上昇させることができる。
【００４３】
また、開閉弁１１が開いて第２のバイパス回路を循環している時も、床暖房用熱交換器６を循環する温水流量は一定のため、床暖房用熱交換器６で高温冷媒と熱交換した温水が、第２のバイパス回路１１ａを介してバッファータンク９に循環することにより、空調暖房を行いながらバッファータンク９内の温水を温めることができる。この結果、空調暖房優先運転から床暖房パネル８の温度を優先して上昇させる床暖房優先運転に切り換わったときに、バッファータンク９内の高温水を床暖房パネル８に循環させることで、床暖房パネル８を素早く暖めることができる。
また、上記にある運転開始から一定時間における開閉弁１１の制御は、圧縮機１の回転数が一定値以上であり、より大きな空調暖房能力を必要としているときに限定しても良い。
【００４４】
次に、空調暖房優先運転時の開閉弁１１の別の制御方法について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。空調暖房優先運転時に外気温度検出手段である第２の温度センサー２１により外気温度を検出し、外気温度に応じて開閉弁１１を制御する。図１０に示すように外気温度がＴｏｕｔ１より低下したら開閉弁１１を開けて第２のバイパス回路１１ａに循環させて床暖房能力を抑制し、Ｔｏｕｔ２より上昇したら第２のバイパス回路１１ａを閉じて床暖房パネル７に温水を循環させる。このように、外気温度に応じて床暖房パネル８に温水を循環させないことで、冷媒の熱を優先的に室内側熱交換器３に与えることができるため、室側内熱交換器３の温度を低下させることなく空調暖房を行うことができる。さらに、床暖房能力を抑制することで高圧圧力とともに低圧圧力も上昇するため、低外気でも冷媒循環量が増加して暖房能力が向上する。
【００４５】
また、開閉弁１１が開いて第２のバイパス回路１１ａを循環している時も、床暖房用熱交換器６を循環する温水流量は一定のため、床暖房用熱交換器６で高温冷媒と熱交換した温水が、第２のバイパス回路１１ａを介してバッファータンク９に循環することにより、空調暖房を行いながらバッファータンク９内の温水を温めることができる。この結果、空調暖房優先運転から床暖房パネル８の温度を優先して上昇させる床暖房優先運転に切り換わったときに、バッファータンク９内の高温水を床暖房パネル８に循環させることで、床暖房パネル８を素早く暖めることができる。
また、上記にある外気温度に応じた開閉弁１１の制御は、圧縮機１の回転数が一定値以上であり、より大きな空調暖房能力を必要としているときに限定しても良い。
【００４６】
次に、空調暖房＋床暖房運転、または床暖房運転のタイマー待機中における運転動作について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。タイマー運転はある一定時刻に指定の運転を開始するよう設定するものであるが、指定の運転が空調暖房＋床暖房運転、または床暖房運転のときは、運転開始から一定時間前になった時点で圧縮機１の運転と開閉弁１１の制御を開始し、圧縮機１の熱でバッファータンク９内の水温を上昇させる予熱運転を行う。ここで、開閉弁１１を開けて全ての温水を第２のバイパス回路１１ａに循環させることで、バッファータンク９内の温水を床暖房パネル８に循環させることなく、バッファータンク９内の温水を温めることができる。
【００４７】
さらに、タイマー運転開始時に予熱運転で十分温められたバッファータンク９内の高温水を床暖房パネル８に循環させることで、床暖房パネル８を素早く暖めることができる。
【００４８】
また、図１１は他の実施の形態に係る空気調和装置を示すブロック図である。図１１において、室外側熱交換器５と室内側熱交換器３とを接続する冷媒配管に取り付けられた絞り装置４と、圧縮機１に接続され流れ方向を切換える四方弁２と通常の冷媒回路を形成している。床暖房用熱交換器６は、図に示すように暖房運転時の冷媒流れ方向において、室内側熱交換器３の上流側に冷媒配管により直列接続されている。したがって、熱源側熱交換器である室外側熱交換器５に対応した負荷側熱交換器は床暖房用絞り装置３ａにより直列に接続された床暖房用熱交換器６と室内側熱交換器３の両方となる。また床暖房用熱交換器６にはブラインなどの２次側熱媒体を循環させるためのポンプ７と床暖房パネル８とバッファータンク９とブラインなどの２次側熱媒体の流量を制御する第２の流量制御装置１２を順次環状に接続している。
【００４９】
このヒートポンプ床暖房空調装置の空調暖房＋床暖房運転時の空調暖房優先運転時の動作は図２と同じであるため省略する。
【００５０】
次に、空調暖房優先運転時の第２の流量制御装置１２の動作について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。空調暖房優先運転では、室内熱交換器３の凝縮能力により室温を優先的に上昇させる運転であるので、必要空調暖房能力に応じて床暖房用熱交換器４の凝縮能力を抑制する必要がある。そこで、床暖房パネル８に循環する温水流量を第２の流量制御装置１２により制御する。
【００５１】
次に、空調暖房優先運転時の第２の流量制御装置１２の制御方法について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。空調暖房優先運転時に室内側熱交換器３の配管温度を室内空気吸込温度センサー２２により検出し、配管温度に応じて第２の流量制御装置１２を制御する。配管温度が低い時は床暖房パネル８に循環する温水流量を低下させ、床暖房パネル８の放熱による床暖房能力を抑制する。このように、室内側熱交換器３の配管温度に応じて床暖房パネル８へ循環する温水流量を制御することで、冷媒の熱を優先的に室内側熱交換器３に与えることができるため、室内熱交換器３の温度を低下させることなく空調暖房を行うことができる。
【００５２】
また、上記にある室内側熱交換器３の配管温度に応じた第２の流量制御装置１２の制御は、圧縮機１の回転数が一定値以上であり、より大きな空調暖房能力を必要としているときに限定しても良い。
【００５３】
次に、空調暖房優先運転時の別の第２の流量制御装置１２の制御方法について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。空調暖房優先運転時に圧縮機１のシェル温度または吐出配管温度を第１の温度センサー２０により検出し、シェル温度または吐出配管温度に応じて第２の流量制御装置１２を制御する。シェル温度または吐出配管温度が低い時は床暖房パネル８に循環する温水流量を低下させ、床暖房パネル８の放熱による床暖房能力を抑制する。このように、圧縮機１のシェル温度または吐出配管温度に応じて床暖房パネル８へ循環する温水流量を制御することで、冷媒の熱を優先的に室内側熱交換器３に与えることができるため、室内側熱交換器３の温度を低下させることなく空調暖房を行うことができる。さらに、床暖房能力を抑制することで高圧圧力が上昇するため、圧縮機１のシェル温度を早く上昇させることができる。
【００５４】
また、上記にある圧縮機１のシェル温度または吐出配管温度に応じた流量制御装置１２の制御は、圧縮機１の回転数が一定値以上であり、より大きな空調暖房能力を必要としているときに限定しても良い。
【００５５】
次に、空調暖房優先運転時の別の第２の流量制御装置１２の制御方法について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。空調暖房優先運転時に運転開始から一定時間は第２の流量制御装置１２を制御する。運転開始から一定時間は床暖房パネル８に循環する温水流量を低下させ、床暖房パネル８の放熱による床暖房能力を抑制する。このように、運転開始から一定時間は床暖房パネル８へ循環する温水流量を制御することで、冷媒の熱を優先的に室内側熱交換器３に与えることができるため、室内側熱交換器３の温度を低下させることなく空調暖房を行うことができ、さらに、運転開始時に室内側熱交換器３の凝縮圧力が上昇しやすくなるため、空調暖房能力の立上げ速度が改善され、素早く室内の温度を上昇させることができる。
【００５６】
また、上記にある運転開始から一定時間における流量制御装置１２の制御は、圧縮機１の回転数が一定値以上であり、より大きな空調暖房能力を必要としているときに限定しても良い。
【００５７】
次に、空調暖房優先運転時の別の第２の流量制御装置１２の制御方法について説明する。ここで、ブラインなどの２次側熱媒体は水として説明する。空調暖房優先運転時に外気温度検出手段である第２の温度センサー２１により外気温度を検出し、外気温度に応じて応じて第２の流量制御装置１２を制御する。外気温度が低い時は床暖房パネル８に循環する温水流量を低下させ、床暖房パネル８の放熱による床暖房能力を抑制する。このように、外気温度に応じて床暖房パネル８へ循環する温水流量を制御することで、冷媒の熱を優先的に室内側熱交換器３に与えることができるため、室内熱交換器３の温度を低下させることなく空調暖房を行うことができる。さらに、床暖房能力を抑制することで高圧圧力とともに低圧圧力も上昇するため、低外気でも冷媒循環量が増加して暖房能力が向上する。
【００５８】
また、上記にある外気温度に応じた第２の流量制御装置１２の制御は、圧縮機１の回転数が一定値以上であり、より大きな空調暖房能力を必要としているときに限定しても良い。
【００５９】
【発明の効果】
この発明に係る空気調和装置は、圧縮機、四方弁、室内側熱交換器、絞り装置、室外側熱交換器を順に接続し前記圧縮機から吐出した冷媒を前記圧縮機に戻す冷媒回路と、前記四方弁と、前記室内側熱交換器との間に床暖房用絞り装置と直列に床暖房用熱交換器を備え、この床暖房用熱交換器でブラインまたは水と冷媒を熱交換させるように循環ポンプ、バッフアータンク、床暖房パネルからなる水回路を構成し、空調暖房と床暖房の併用運転を行う空気調和装置において、前記床暖房用熱交換器とバッフアータンクとの間に流量制御装置を備えたバイパス回路を設けた構成としたので、冷媒の熱を室内熱交換器で優先的に利用することで、空調暖房能力の不足を回避することができるとともに、床暖房パネルに循環する温水流量は流量制御装置により可変されるが、床暖房用熱交換器を循環する温水流量は一定のため、タンク内の水温を素早く上昇させることができる効果を有する。
【００６０】
また、この発明に係る空気調和装置は、圧縮機、四方弁、室内側熱交換器、絞り装置、室外側熱交換器を順に接続し前記圧縮機から吐出した冷媒を前記圧縮機に戻す冷媒回路と、前記四方弁と、前記室内側熱交換器との間に床暖房用絞り装置と直列に床暖房用熱交換器を備え、この床暖房用熱交換器でブラインまたは水と冷媒を熱交換させるように循環ポンプ、バッフアータンク、床暖房パネルからなる水回路を構成し、空調暖房と床暖房の併用運転を行う空気調和装置において、前記床暖房用熱交換器とバッフアータンクとの間に開閉弁を備えた第２のバイパス回路を設けた構成としたので、必要空調暖房能力に応じて開閉弁を開けて床暖房パネルに温水を循環させないことにより、冷媒の熱を室内熱交換器で優先的に利用することで、空調暖房能力の不足を回避することができる。さらに、開閉弁を開けてバイパス回路に温水が循環している時も、床暖房用熱交換器を循環する温水流量は一定のため、タンク内の水温を素早く上昇させることができる効果を有する。
【００６１】
また、この発明に係る空気調和装置は、圧縮機、四方弁、室内側熱交換器、絞り装置、室外側熱交換器を順に接続し前記圧縮機から吐出した冷媒を前記圧縮機に戻す冷媒回路と、前記四方弁と、前記室内側熱交換器との間に床暖房用絞り装置と直列に床暖房用熱交換器を備え、この床暖房用熱交換器でブラインまたは水と冷媒を熱交換させるように循環ポンプ、バッフアータンク、床暖房パネルからなる水回路を構成し、空調暖房と床暖房の併用運転を行う空気調和装置において、前記床暖房用熱交換器と床暖房パネルの間に第２の流量制御装置を備えた構成としたので、必要空調暖房能力に応じて流量制御装置を制御することにより、床暖房パネルに循環する温水流量を低下させ、床暖房パネルの放熱による床暖房能力を抑制することで、空調暖房能力の不足を回避することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る空気調和装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る空調暖房＋床暖房運転時の空調暖房優先運転時のモリエル線図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る床暖房パネル循環流量と室内熱交換器温度の関係図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る床暖房パネル循環流量と圧縮機シェルまたは吐出配管温度の関係図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る床暖房パネル循環流量と運転開始からの時間の関係図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る床暖房パネル循環流量と外気温度の関係図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る他の空気調和装置を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る他の床暖房パネル循環流量と室内熱交換器温度の関係図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る他の床暖房パネル循環流量と圧縮機シェルまたは吐出配管温度の関係図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る他の床暖房パネル循環流量と外気温度の関係図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る他の空気調和装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  圧縮機、２  四方弁、３  室内側熱交換器、３ａ  床暖房用絞り装置、４  絞り装置、５  室外側熱交換器、６  床暖房用熱交換器、７  循環ポンプ、８  床暖房パネル、９  バッファータンク、１０  第１の流量制御装置、１０ａ  バイパス回路、１１  開閉弁、１１ａ  第２のバイパス回路、１２  第２の流量制御装置、２０  第１の温度センサー、２１  第２の温度センサー、２２  空気吸込温度センサー、２３  戻水温度センサー、２４  送水温度センサー。
【図１】
2005016882.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005016882.tif 000007
【図６】
2005016882.tif 000008
【図７】
2005016882.tif 000009
【図８】
2005016882.tif 000010
【図９】
2005016882.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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