(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床暖房パネル（２６）と、
水熱交換器（２１）と、
ポンプ（２３）と、
上記床暖房パネル（２６）を流れる熱媒体の温度を検出する温度センサ（２７）と、
上記温度センサ（２７）からの信号を受けると共に上記ポンプ（２３）を制御する制御装置（３０）と、
床暖単独モード、または、床暖およびエアコンを連動させる連動モードを選択するモード選択手段（３１）と、
温度設定手段（３２）と、
上記温度設定手段（３２）によって設定された設定温度および上記温度センサ（２７）の出力に基づいて、室温および熱媒体の温度を制御するため、ヒートポンプに出力する指令信号を作成する指令信号作成手段（３３）と
を備え、
上記指令信号作成手段（３３）は、
上記モード選択手段（３１）によって上記連動モードを選択したとき、
上記連動モード時の上記設定温度に応じた熱媒体の温度を、上記床暖単独モード時の上記設定温度に応じた熱媒体の温度よりも低くすると共に、上記設定温度に応じてエアコンの能力を制御する指令信号を作成して出力することを特徴とする床暖房装置。
【請求項２】
請求項１に記載の床暖房装置において、
上記指令信号作成手段（３３）は、
上記連動モード時、上記設定温度が高くなるにつれて、上記エアコンの能力を上げる一方、上記熱媒体の温度を予め決められた一定値を超えないように制御する指令信号を作成して出力することを特徴とする床暖房装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の上記床暖房装置（１００，１００Ａ）と、
室外機（３００，３００Ａ）と室内機（４００，４００Ａ）とを有するエアコン（２００，２００Ａ）と
を備え、
上記床暖房装置（１００，１００Ａ）の上記水熱交換器（２１）は、上記エアコン（２００，２００Ａ）からの冷媒と上記熱媒体との間で、熱交換して、上記床暖房装置（１００，１００Ａ）の上記水熱交換器（２１）と上記エアコン（２００，２００Ａ）の上記室外機（３００，３００Ａ）とは、上記ヒートポンプを構成し、
上記エアコン（２００，２００Ａ）の制御装置（４０）は、上記床暖房装置（１００，１００Ａ）の上記指令信号作成手段（３３）からの指令信号を受けて、エアコン（２００，２００Ａ）の能力を制御することを特徴とする温調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、床暖房装置および温調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、温調システムとしては、特開２００４−２８４５０号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この温調システムは、床暖房装置とエアコン（空気調和機）とを備えている。
【０００３】
そして、上記床暖房装置の運転開始時は、床暖房装置の立ち上がりが遅くて床の温度が低いため、エアコンによって室温を高めている。一方、床温度が上昇してきた場合には、ドラフト感を少なくして快適度を向上させるため、エアコンの温度を低く設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の温調システムでは、上記床暖房装置の立ち上がり時、床暖房装置の設定温度およびエアコンの設定温度を高くしており、定常時、エアコンの設定温度を低くするが、床暖房装置の設定温度を高いまま保持している。このように、室温が上昇した定常状態で、エアコンと床暖房装置を併用している場合、床暖房装置の設定温度は、高いままである。
【０００６】
しかしながら、上記床暖房装置の設定温度を高くすると、定常時、床暖房装置を流れる水温を大きくする必要があり、そのため、ヒートポンプのＣＯＰ（成績係数）が低下する問題がある。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、床暖およびエアコンを連動させる連動モード時のＣＯＰを向上できる床暖房装置および温調システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明の床暖房装置は、
床暖房パネルと、
水熱交換器と、
ポンプと、
上記床暖房パネルを流れる熱媒体の温度を検出する温度センサと、
上記温度センサからの信号を受けると共に上記ポンプを制御する制御装置と、
床暖単独モード、または、床暖およびエアコンを連動させる連動モードを選択するモード選択手段と、
温度設定手段と、
上記温度設定手段によって設定された設定温度および上記温度センサの出力に基づいて、室温および熱媒体の温度を制御するため、ヒートポンプに出力する指令信号を作成する指令信号作成手段と
を備え、
上記指令信号作成手段は、
上記モード選択手段によって上記連動モードを選択したとき、
上記連動モード時の上記設定温度に応じた熱媒体の温度を、上記床暖単独モード時の上記設定温度に応じた熱媒体の温度よりも低くすると共に、上記設定温度に応じてエアコンの能力を制御する指令信号を作成して出力することを特徴としている。
【０００９】
この発明の床暖房装置によれば、上記モード選択手段によって上記連動モードを選択したとき、上記指令信号作成手段は、上記連動モード時の上記設定温度に応じた熱媒体の温度を、上記床暖単独モード時の上記設定温度に応じた熱媒体の温度よりも低くすると共に、上記設定温度に応じてエアコンの能力を制御する指令信号を作成して出力する。
【００１０】
これによって、上記連動モード時、上記床暖房パネルに流れる熱媒体の温度を、上記床暖単独モード時の熱媒体の温度よりも低くできて、ヒートポンプのＣＯＰ（成績係数）を向上できる。つまり、床暖房パネルの温度を上げる場合、エアコンの温度を上げる場合に比べて、ＣＯＰは著しく低下するため、床暖房パネルの設定温度を下げつつ、エアコンの温度を上げることで、全体としてのＣＯＰを向上できる。
【００１１】
また、一実施形態の床暖房装置では、
上記指令信号作成手段は、
上記連動モード時、上記設定温度が高くなるにつれて、上記エアコンの能力を上げる一方、上記熱媒体の温度を予め決められた一定値を超えないように制御する指令信号を作成して出力する。
【００１２】
この実施形態の床暖房装置によれば、上記指令信号作成手段は、上記連動モード時、上記設定温度が高くなるにつれて、上記エアコンの能力を上げる一方、上記熱媒体の温度を予め決められた一定値を超えないように制御する指令信号を作成して出力する。これによって、上記設定温度が高くなっても、床暖房パネルに流れる熱媒体の温度を所定値よりも小さくできて、ＣＯＰを確実に向上できる。
【００１３】
また、一実施形態の温調システムでは、
上記床暖房装置と、
室外機と室内機とを有するエアコンと
を備え、
上記床暖房装置の上記水熱交換器は、上記エアコンからの冷媒と上記熱媒体との間で、熱交換して、上記床暖房装置の上記水熱交換器と上記エアコンの上記室外機とは、上記ヒートポンプを構成し、
上記エアコンの制御装置は、上記床暖房装置の上記指令信号作成手段からの指令信号を受けて、エアコンの能力を制御する。
【００１４】
この実施形態の温調システムによれば、上記床暖房装置を備えるので、床暖房装置のモード選択手段によって連動モードを選択したとき、床暖房装置の指令信号によって、床暖房装置を制御する一方、エアコンの能力を制御する。
【００１５】
これによって、床暖房パネルの温度を減少すると共にエアコンの温度を増大することで、全体としてのＣＯＰを向上できる。
【００１６】
また、上記床暖房装置に特定の機能を持たせることで、既存のヒートポンプやエアコンを利用でき、コストを低減できる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の床暖房装置によれば、上記モード選択手段によって上記連動モードを選択したとき、上記指令信号作成手段は、上記連動モード時の上記設定温度に応じた熱媒体の温度を、上記床暖単独モード時の上記設定温度に応じた熱媒体の温度よりも低くすると共に、上記設定温度に応じてエアコンの能力を制御する指令信号を作成して出力するので、連動モード時のＣＯＰを向上できる。
【００１８】
この発明の温調システムによれば、上記床暖房装置を備えるので、連動モード時のＣＯＰを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態の温調システムを示す構成図である。
【図２】床暖単独モードおよび連動モードにおける、床暖目標戻り水温およびエアコン設定温度のテーブルである。
【図３】本発明における連動モードでのＣＯＰを説明するグラフである。
【図４】従来における連動モードでのＣＯＰを説明するグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態の温調システムを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の実施の一形態の温調システムの構成図を示している。図１に示すように、この温調システムは、床暖房装置１００と、室外機３００と室内機４００とを有するエアコン（空気調和機）２００とを備える。
【００２２】
上記室外機３００は、圧縮機１と四路弁２と室外熱交換器３と２つの膨張弁ＥＶＡ，ＥＶＢとを有する。圧縮機１の吐出側には、四路弁２の一端が接続されている。四路弁２の他端には、室外熱交換器３の一端が接続されている。室外熱交換器３の他端には、複数の膨張弁ＥＶＡ，ＥＶＢの一端が夫々接続されている。圧縮機１の吸入側には、アキュムレータ６の一端が接続されている。アキュムレータ６の他端は、四路弁２に接続されている。
【００２３】
上記室内機４００は、室内熱交換器４と室内ファン５とを有する。室内熱交換器４の一端には、一方の上記膨張弁ＥＶＡの他端が接続されている。室内熱交換器４の他端には、上記四路弁２が接続されている。室内ファン５は、室内熱交換器４の近傍に配置されている。
【００２４】
上記圧縮機１と、上記四路弁２と、上記室外熱交換器３と、上記膨張弁ＥＶＡと、上記室内熱交換器４とは、エアコン用の冷媒回路（ヒートポンプ）を構成している。
【００２５】
上記床暖房装置１００は、床暖房パネル２６と、水熱交換器２１と、ポンプ２３と、温度センサ２７と、制御装置３０と、モード選択手段３１と、温度設定手段３２と、指令信号作成手段３３とを備える。
【００２６】
上記水熱交換器２１の一次側の往き口には、上記室外機３００の他方の上記膨張弁ＥＶＢが接続され、上記水熱交換器２１の一次側の戻り口には、上記室外機３００の上記四路弁２が接続されている。
【００２７】
上記水熱交換器２１の二次側往き口には、膨張タンク２２を介して、上記ポンプ２３の一端が接続されている。ポンプ２３の他端には、往きヘッダ２４を介して、上記床暖房パネル２６の一端が接続されている。床暖房パネル２６の他端には、戻りヘッダ２５を介して、水熱交換器２１の二次側戻り口が接続されている。
【００２８】
上記温度センサ２７は、上記床暖房パネル２６を流れる熱媒体の温度を検出する。この熱媒体としては、水やブラインなどである。温度センサ２７は、戻りヘッダ２５と水熱交換器２１との間に配置されて、熱媒体の戻り温度を検出する。なお、温度センサ２７の位置は、この位置に限定されない。例えば、温度センサ２７を、床暖房パネル２６に対応する位置で熱媒体の温度を検出できる位置に設けてもよく、または、往きヘッダ２４と床暖房パネル２６の間の位置で熱媒体の温度を検出できる位置に設けてもよい。
【００２９】
上記制御装置３０は、上記温度センサ２７からの信号を受けると共に上記ポンプ２３を制御する。例えば、制御装置３０は、温度センサ２７の出力に基づいて、床暖房パネル２６に流れる熱媒体の温度が所定の温度になるように、ポンプ２３を制御する。
【００３０】
上記ポンプ２３と、上記床暖房パネル２６と、上水熱交換器２１とは、熱媒体回路を構成している。また、上記圧縮機１と、上記四路弁２と、上記室外熱交換器３と、上記膨張弁ＥＶＢと、上記水熱交換器２１とは、床暖用の冷媒回路（ヒートポンプ）を構成している。そして、上記床暖房装置１００の水熱交換器２１は、エアコン２００からの冷媒と、床暖房装置１００の熱媒体との間で、熱交換している。
【００３１】
ここで、上記温調システムの作用について説明する。上記室内機４００で暖房運転を行う場合、一方の膨張弁ＥＶＡを開き、四路弁２を実線の位置に切り換えて、圧縮機１の運転を開始する。圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、実線の矢印に示すように流れて、室内ファン５を運転することにより、室内熱交換器４で室内空気との熱交換により凝縮して液冷媒となる。その後、室内熱交換器４からの液冷媒は、一方の膨張弁ＥＶＡで減圧された後、室外熱交換器３で室外空気との熱交換により蒸発してガス冷媒となり、圧縮機１の吸入側に戻る。
【００３２】
上記室内機４００で暖房運転と同時に、床暖房パネル２６で床暖房運転を行う場合、運転開始時に他方の膨張弁ＥＶＢを開き、ポンプ２３の運転を開始する。これにより、床暖房装置１００の熱媒体回路を、熱媒体が循環する。圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、実線の矢印に示すように流れて、水熱交換器２１で二次側を流れる熱媒体と熱交換されることにより凝縮して液冷媒となる。その後、水熱交換器２１の一次側からの液冷媒は、他方の膨張弁ＥＶＢで減圧された後、室外熱交換器３で室外空気との熱交換により蒸発してガス冷媒となり、圧縮機１の吸入側に戻る。
【００３３】
さらに、上記室内機４００で暖房運転をせずに、床暖房装置１００で床暖房運転のみを行ってもよい。また、室内機４００で冷房運転を行う場合、四路弁２を点線の位置に切り換えて、冷媒を点線の矢印に示すように流す。
【００３４】
上記制御装置３０には、上記モード選択手段３１と、上記温度設定手段３２と、上記指令信号作成手段３３とが、電気的に接続されている。
【００３５】
上記モード選択手段３１は、床暖単独モード、または、床暖およびエアコンを連動させる連動モードを選択する。床暖単独モードとは、床暖房装置１００のみで暖房運転を行うことである。連動モードとは、床暖房装置１００とエアコン２００の両方で暖房運転を行うことである。
【００３６】
上記温度設定手段３２は、例えば、床温と室温で決定される体感温度を設定温度として、設定する。この設定温度は、例えば、予め定められた複数のレベルに、割り当てられる。
【００３７】
上記指令信号作成手段３３は、上記温度設定手段３２によって設定された設定温度および上記温度センサ２７の出力に基づいて、室温および熱媒体の温度を制御するため、ヒートポンプの一部としての室外機３００に出力する指令信号を作成する。
【００３８】
上記指令信号作成手段３３は、上記モード選択手段３１によって上記連動モードを選択したとき、上記連動モード時の上記設定温度に応じた熱媒体の温度を、上記床暖単独モード時の上記設定温度に応じた熱媒体の温度よりも低くすると共に、上記設定温度に応じてエアコン２００の能力を制御する指令信号を作成して出力する。このときの設定温度は、同一の温度とする。
【００３９】
上記エアコン２００の室外機３００は、エアコン用制御装置４０を有する。このエアコン用制御装置４０は、上記床暖房装置１００の上記指令信号作成手段３３からの指令信号を受けて、エアコン２００の能力を制御する。エアコン用制御装置４０は、例えば、室内ファン５の回転数を制御して、室温センサ７によって検出される室温が、上記設定温度に応じた温度となるようにする。
【００４０】
また、上記エアコン用制御装置４０は、上記床暖房装置１００の上記指令信号作成手段３３からの指令信号を受けて、床暖房装置１００の熱媒体の温度を制御する。エアコン用制御装置４０は、例えば、圧縮機１の周波数を制御して、温度センサ２７によって検出される熱媒体の温度が、上記設定温度に応じた温度となるようにする。
【００４１】
次に、上記指令信号作成手段３３によって作成される指令信号の具体例を説明する。
【００４２】
図２に示すように、床暖リモコンレベルとして、１〜９の数字が割り当てられ、何れかの数字を設定することで、上記温度設定手段３２の設定温度を設定する。この数字が大きいほど、設定温度が大きくなる。
【００４３】
そして、上記モード選択手段３１によって床暖単独モードを選択するとき、温度センサ２７によって検出される熱媒体の戻り温度（床暖目標戻り水温）が、レベル１では２５℃となり、レベル５では４０℃となり、レベル９では５０℃となるように、指令信号作成手段３３は、指令信号を作成する。なお、レベルが大きいほど、床暖目標戻り水温は大きくなる。
【００４４】
一方、上記モード選択手段３１によって連動モードを選択するとき、温度センサ２７によって検出される熱媒体の戻り温度（床暖目標戻り水温）が、レベル１では２０℃となり、レベル５では３０℃となり、レベル９では４０℃となると共に、室温センサ７によって検出される室温（エアコン設定温度）が、レベル１では１６℃となり、レベル５では２０℃となり、レベル９では２４℃となるように、指令信号作成手段３３は、指令信号を作成する。なお、レベルが大きいほど、床暖目標戻り水温およびエアコン設定温度は大きくなる。
【００４５】
つまり、上記指令信号作成手段３３は、上記連動モードを選択したとき、上記連動モード時の上記設定温度に応じた熱媒体の温度を、上記床暖単独モード時の上記設定温度に応じた熱媒体の温度よりも低くする。
【００４６】
これによって、上記連動モード時、上記床暖房パネル２６に流れる熱媒体の温度を、上記床暖単独モード時の熱媒体の温度よりも低くできて、ヒートポンプのＣＯＰ（成績係数）を向上できる。つまり、床暖房パネル２６の温度を上げる場合、エアコン２００の温度を上げる場合に比べて、ＣＯＰは著しく低下するため、床暖房パネル２６の温度を下げつつ、エアコン２００の設定温度を上げることで、全体としてのＣＯＰを向上できる。
【００４７】
詳しく述べると、図３に示すように、床暖房運転における能力とＣＯＰの関係は、略直線状のグラフＬ１となる。エアコン運転における能力とＣＯＰの関係は、曲線状のグラフＣとなる。
【００４８】
そして、本発明では、連動モード時、連動モード時の熱媒体の温度を床暖単独モード時の熱媒体の温度よりも低くすると共にエアコン２００の能力を制御することで、床暖房パネル２６の温度を減少すると共にエアコン２００の温度を増大する。
【００４９】
つまり、上記床暖房装置１００の能力を、低い能力である丸印Ｌ１に設定し、上記エアコン２００の能力を、高い能力である三角印Ｃ１に設定する。丸印Ｌ１および三角印Ｃ１ともに、高いＣＯＰである。
【００５０】
これに対して、従来では、床暖房装置の温度を高く、かつ、エアコンの温度を低くしており、図４に示すように、床暖房装置の能力を、高い能力である丸印Ｌ２とし、エアコンの能力を、低い能力である三角印Ｃ２に設定していた。三角印Ｃ２は、高いＣＯＰであるが、丸印Ｌ２は、低いＣＯＰとなり、全体として、ＣＯＰは低下する。
【００５１】
さらに、本発明の温調システムでは、上記床暖房装置１００を備えるので、この床暖房装置１００に上述の特定の機能（つまり、上記モード選択手段３１、上記温度設定手段３２および上記指令信号作成手段３３）を持たせることで、既存のヒートポンプやエアコンを利用でき、コストを低減できる。
【００５２】
なお、上記指令信号作成手段は、上記連動モード時、上記設定温度が高くなるにつれて、上記エアコンの能力を上げる一方、上記熱媒体の温度を予め決められた一定値を超えないように制御する指令信号を作成して出力するようにしてもよい。例えば、設定温度が高くなるにつれて、図３に示すように、床暖房装置の能力を、丸印Ｌ１を超えないように設定しつつ、エアコンの能力を高くする。これによって、上記設定温度が高くなっても、床暖房パネルに流れる熱媒体の温度を所定値よりも小さくできて、ＣＯＰを確実に向上できる。
【００５３】
（第２の実施形態）
図５は、この発明の第２実施形態の温調システムを示す構成図である。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、エアコンおよび床暖の共通の室外機でなく、エアコン用の室外機と、床暖用の室外機とを、設けている。
【００５４】
図５に示すように、この温調システムは、床暖房装置１００Ａと、床暖用室外機３００Ｂと、室内機４００Ａと、エアコン用室外機３００Ａとを有する。室内機４００Ａとエアコン用室外機３００Ａは、エアコン２００Ａを構成する。
【００５５】
上記床暖房装置１００Ａは、上記第１実施形態の床暖房装置１００と同様の構成であり、上記室内機４００Ａは、上記第１実施形態の室内機４００と同様の構成であり、上記エアコン用室外機３００Ａおよび上記床暖用室外機３００Ｂは、上記第１実施形態の室外機３００と同様の構成である。
【００５６】
そして、上記床暖房装置１００Ａの上記指令信号作成手段３３は、（ヒートポンプとしての）エアコン用室外機３００Ａに、エアコン２００Ａの能力（室温）を制御する指令信号を送ると共に、（ヒートポンプとしての）床暖用室外機３００Ｂに、床暖房装置１００Ａの能力（熱媒体の温度）を制御する指令信号を送る。
【００５７】
これにより、床暖房装置１００Ａと床暖用室外機３００Ｂのユニットと、室内機４００Ａとエアコン用室外機３００Ａのユニットとを、別々に設けても、連動モード時、床暖房装置１００Ａの能力を低くしつつ、エアコン２００Ａの能力を高くして、ＣＯＰを向上できる。
【００５８】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記第１、上記第２の実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。
【００５９】
また、床暖房装置において、複数の床暖房パネルを設けてもよい。また、温調システムにおいて、複数の床暖房装置およびエアコンを設けてもよい。また、エアコンの制御装置を、室外機でなく、室内機に設けてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１  圧縮機
２  四路弁
３  室外熱交換器
４  室内熱交換器
５  室内ファン
６  アキュムレータ
７  室温センサ
２１  水熱交換器
２２  膨張タンク
２３  ポンプ
２４  往きヘッダ
２５  戻りヘッダ
２６  床暖房パネル
２７  温度センサ
３０  制御装置
３１  モード選択手段
３２  温度設定手段
３３  指令信号作成手段
４０  エアコンの制御装置
１００，１００Ａ  床暖房装置
２００，２００Ａ  エアコン
３００，３００Ａ，３００Ｂ  室外機
４００，４００Ａ  室内機
ＥＶＡ，ＥＶＢ  膨張弁
【要約】
【課題】床暖およびエアコンを連動させる連動モード時のＣＯＰを向上できる温調システムを提供する。
【解決手段】指令信号作成手段３３は、モード選択手段３１によって連動モードを選択したとき、連動モード時の設定温度に応じた熱媒体の温度を、床暖単独モード時の設定温度に応じた熱媒体の温度よりも低くすると共に、設定温度に応じてエアコン２００の能力を制御する指令信号を作成して出力する。これによって、連動モード時、床暖房パネル２６に流れる熱媒体の温度を、床暖単独モード時の熱媒体の温度よりも低くできて、ヒートポンプのＣＯＰ（成績係数）を向上できる。
【選択図】図１【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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