JP2004012058A - 空気調和装置、空気調和装置据付方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷媒回路を有し、この冷媒回路に床暖房用のブラインまたは水と冷媒とを熱交換させる温水熱交換器を設け、この温水熱交換器と接続される循環ホポンプ、水タンク、床暖房パネルからなる水回路を備えた空気調和装置に、床暖房パネルを後敷きパネルとしたこと、水回路で仕様する延長配管を銅配管を使用したこと、水回路の延長配管の途中に中継装置を設けたことなどにより床暖房運転を可能にする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、床暖房と空気調和機による暖房運転を併用可能な空気調和装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図11は従来の構成の例で、特開2000−55445号公報に示される冷媒回路・水回路図である。図11に示すように、従来の空気調和機としては、圧縮機1、凝縮機としての温水熱交換器26、電動膨張弁5bおよび蒸発器が環状に接続された冷媒回路と、この温水熱交換器26を介して循環ポンプ28により温水が循環する床暖房パネルとを備えている。この空気調和機はヒートポンプにより温水熱交換器で温水を加熱し、その加熱された温水は、温水熱交換器を介して循環ポンプにより床暖房パネルを循環する。また、この空気調和機は、上記凝縮機として温水熱交換器以外に室内ユニットに室内熱交換器6を備え、その室内ユニットの空気調和による暖房運転を床暖房の補助として行う。室内ユニット用制御装置13aに設けられた入力装置61と床暖房制御装置35aに設けられた入力装置62で室内の温度ほかを調整するが、空気調和による暖房運転立ち上げ時に室内ファン18で吹き出す風量を所定の大風量にした後吹き出し空気の温度によって床暖房運転中か否かでこの風量を設定するとともに水平フラップ63を制御してドラフト感や送風音低減を図っている。この様に構成されている冷媒回路を用いた、床暖房システムの床暖房パネルは、部屋のフローリングの下に床暖房パネルを敷き詰めるものか、予めフローリングの下に床暖房を敷詰め部材にて、部屋全体にフローリングを行うものである。なお温水式床暖房だけを取り上げればガス燃焼の熱源による簡易型の床暖房装置なども提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
特開2000−55445号公報に示される従来の空気調和機にもちいた、床暖パネルは部屋全体にフローリングを行うものであり、床面に合わせて床暖房パネルの加工を行う必要があり、大工工事を伴い作業が大掛かりなものであった。さらに床暖房パネルを敷く作業は大工工事が可能な作業者が実施し、また空気調和装置は電気工事作業が可能な作業者が工事する必要があり、専門工事の異なる複数の作業者が実施するため、工事費用も高額なものであった。
【0004】
室外機から室内機への冷媒回路配管接続に加え、床暖房装置から床暖房パネルへの水回路配管接続と、2つの回路を形成する必要があるため、接続する延長配管の作業箇所が多くなり、作業性が大幅に悪化することがあった。また快適性を得るため床暖房による暖房と空調機を汲み合わせたとしても暖房立ち上げ時など床暖房の欠点を補強する通風制御が主体であった。
【0005】
ガス燃焼式の場合、高温の温水が可能になり後敷きのように小型で簡易的な床暖房パネルを敷くことが可能になるが、後敷きタイプの床暖房パネルを通す水回路は通常架橋ポリエチレン性の配管を用いるため、この架橋ポリエチレン製の配管にて、床暖房パネルからまで室外機を接続し水回路を形成すると、特に室外側での配管の取りまわし作業が、これまでの空気調和装置での配管作業と異なり、作業性が悪化することがあった。さらにガス燃焼の燃料費が高く、また火を使用するので安全対策や燃焼空気の廃棄など設備が大掛かり隣大型の室外機が必要になる。さらに燃焼による温水が高温になる可能性があり低音やけどなどの対策が必要であった。
【0006】
床暖房放熱パネルを備えた空気調和機の据えつけ作業では、冷媒回路を形成するための、室内から室外に配管を通すための壁に設けた配管穴に加え、水回路を形成するための室内から室外に配管を通すための、配管穴など作業性が悪化する問題があった。特に、集合住宅等のコンクリート製の壁の場合、配管穴をあける作業に多くの時間を必要とするため、作業性が大幅に悪化する。
【0007】
床暖房パネルを備えた空気調和装置の回路構成として、冷媒回路及び水回路の2つの回路を構成する必要がある。2つの回路において、据えつけ規制が同一であればよいが、据えつけ可能な配管長の制限、高低差制限、室外機据えつけスペースの制限等、据えつけ規制が異なることが一般的である。さらに水回路の床暖パネルの設置には、据えつける部屋の据えつけ面積の規制等が加わる。そのため確実な据えつけ作業を行うためには、据えつけ業者が据えつける現地にて、部屋の据えつけ面積、配管長などを確認する事が必要である課題があった。
【0008】
さらに温水回路を備えた空気調和装置は、水回路のメンテナンス作業(水またはブランインの追加、交換作業等)を必要とするため、室外機及び床暖房装置の設置場所の制約を必要とする。そのため、冷媒回路の延長配管もこれまで以上に長くする必要性が増すため、延長配管での圧力損失に伴う性能悪化が増すなどの問題があった。
【0009】
本発明は以上のような問題を解決するためになされたもので、省エネルギーで安全性、信頼性が高く空気調和と床暖房機能を備えた取り扱いやすい空気調和装置を提供するものである。また本発明は一般家庭用エアコンを取り付ける業者などが水回路を含む床暖房装置をどのような場所でも簡単に確実に取り付けられ、かつ販売や据付に問題無いため安心して取り扱いできるものである。また空気調和機と一緒であっても後からでも床暖房機能を取り付けられる使い勝手の良い空気調和装置を提供するものである。さらに自由度が高くフレキシブルな据付や販売が可能な装置、方法を提供するものである。また本発明は、据付やメンテナンス作業が制約無しに簡単で安価な装置、方法を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1の空気調和装置は、室内に配置され内蔵する室内ファンにより室内の空気を吸い込み空調された空気を吹出す室内機と、室外に配置され室外ファンを有する室外機と、室外機に配置された圧縮機、冷房・暖房の切替用四方弁、室外熱交換器、減圧器、及び室内機に配置された室内熱交換器を冷媒配管で接続し冷媒を循環させる冷媒回路と、冷媒回路に流れる冷媒と床暖房用のブラインまたは水とを熱交換させる温水熱交換器及びこのブラインまたは水を循環させる温水配管を有し、冷媒配管と接続する接続口を設け室外に配置された床暖房機と、床暖房機と流路遮断機構を有する中継装置を介して温水配管で接続され、室内の床面上に載置され床暖房を行う中継装置にて着脱可能で床面に載置する位置を変更できる床暖房放熱パネルと、を備えたものである。
【0011】
この発明の請求項2の空気調和装置は、室内に配置され室内温度センサ、室内ファンを有する室内機と、室外に配置され室外温度センサ、室外ファンを有する室外機と、室外機に配置された圧縮機、冷房・暖房の切替用四方弁、室外熱交換器、減圧器、及び室内機に配置された室内熱交換器を冷媒配管で接続し冷媒を循環させる冷媒回路と、冷媒回路に流れる冷媒と床暖房用のブラインまたは水とを熱交換させる温水熱交換器及びこのブラインまたは水を循環させる循環ポンプを有し、室外機の近傍に配置された床暖房機と、室内の床面上に位置変更可能に載置され温水熱交換器と温水配管で接続され床暖房を行う床暖房放熱パネルと、室内温度センサにて検出される室内空気の温度及び床暖房パネル内を循環するブラインまたは水の温度を圧縮機の回転数を変化させて制御する制御装置と、を備えたものである。
【0012】
この発明の請求項3の空気調和装置は、温水配管は冷媒回路に接続された室外の床暖房機から室内までを中継する流路遮断機構を有する中継装置まで固定され、この中継装置から床暖房パネルまでをフレキシブルな配管で任意の床面上に載置して配置されるものである。
【0013】
この発明の請求項4の空気調和装置は、床暖房パネルは床面との間に断熱シートを設けたものである。
【0014】
この発明の請求項5の空気調和装置は、室外の床暖房機から室内までを中継する中継装置は温水配管を室外から室内に貫通する位置に、または冷媒配管とともに温水配管を室内に導入する位置に設けられる。
【0015】
この発明の請求項6の空気調和装置は、室外の床暖房機から室内までを中継する中継装置を結ぶ温水配管に、銅配管を用いたものである。
【0016】
この発明の請求項7の空気調和装置は、室内から室外に冷媒配管を通すために壁に設けた配管穴と室内から室外に温水配管を通すために壁に設けた配管穴とを同一の配管穴を用いる。
【0017】
この発明の請求項8の空気調和装置は、冷媒回路に流れる冷媒と床暖房用のブラインまたは水とを熱交換させる温水熱交換器は、冷房暖房の切り替え用四方弁及び室内側熱交換器の間に接続されるものである。
【0018】
この発明の請求項9の空気調和装置は、床暖房機の暖房能力は室内機の暖房能力と同程度以下とするものである。
【0019】
この発明の請求項10の空気調和装置は、圧縮機の回転数を変化させて暖房運転を行う際、室内温度設定可能な1台の遠隔制御装置にて操作可能とする。
【0020】
この発明の請求項11の空気調和装置据付け方法は、室内に配置され室内ファンにより室内の空気を吸い込み空調された空気を噴出す室内機と、室外に配置され室外ファンを有する室外機と、室外機に配置された圧縮機、冷房・暖房の切替用四方弁、室外熱交換器、減圧器、及び室内機に配置された室内熱交換器を冷媒配管で接続し冷媒を循環させる冷媒回路と、冷媒回路に流れる冷媒と床暖房用のブラインまたは水とを熱交換させる温水熱交換器及びこのブラインまたは水を循環させる温水配管を有し、前記室外に配置された床暖房機と、床暖房機と中継装置を介して温水配管で接続され、室内の床面上に載置され床暖房を行う中継装置にて着脱可能な床暖房放熱パネルと、を備え、室内機、室外機及び冷媒回路を室外及び室内に取り付けた後で、温水配管及び中継装置を室外及び室内に取り付けるものである。
【0021】
この発明の請求項12の空気調和装置据付け方法は、室内熱交換器、室内ファン、室内ユニット制御装置および室内温度センサを有する室内機と、圧縮機、室外熱交換器および室外ファン、減圧器、冷房・暖房の切替用四方弁及び室外ユニット制御装置を有する室外機と、室内機及び室外機に冷媒を循環させて冷房及び暖房運転等の空気調和機能を行う冷媒回路と、冷媒回路に床暖房用のブラインまたは水と冷媒と熱交換させる温水熱交換器を有し、循環ポンプ、水タンク等の水回路からなる、床暖房運転を行う床暖房機とを、備え、据付現場にて室外機を据付た後で床暖房機を室外機に組み込むものである。
【0022】
この発明の請求項13の空気調和装置据付け方法は、室内機、室外機、冷媒回路、を有し室内の空調を単独にて行う空調機と、空調機の冷媒回路に接続可能な床暖房用のブラインまたは水と冷媒回路の冷媒配管を流れる冷媒と熱交換させる温水熱交換器、循環ポンプ、水タンク、及び床暖房放熱パネルを温水配管で接続して床暖房運転を行う水回路装置と、を備え、冷媒配管を据付け冷媒を循環させた後で温水配管を据付けるものである。
【0023】
この発明の請求項14の空気調和装置据付方法は、室内に配置され室内の空気を吸い込み空調された空気を噴出す室内機、室外に配置され室外ファンを有する室外機、室外機に配置された圧縮機、冷房・暖房の切替用四方弁、室外熱交換器、減圧器、及び室内機に配置された室内熱交換器を冷媒配管で接続し冷媒を循環させる冷媒回路、を有し室内の空調を単独にて行う空調機と、空調機の冷媒回路に接続可能な床暖房用のブラインまたは水と冷媒回路の冷媒と熱交換させる温水熱交換器、循環ポンプ、水タンク、及び床暖房放熱パネルを温水配管で接続して床暖房運転の機能を行う水回路装置と、を備え、空調機と水回路装置を組み合わせて使用する場合、前記空調機単独で据付けて運転した後で、室内に配置し後敷きする床暖房放熱パネルの仕様を選択可能なものである。
【0024】
この発明の請求項15の空気調和装置据付方法は、室内に配置され室内の空気を吸い込み空調された空気を噴出す室内機、室外に配置され室外ファンを有する室外機、室外機に配置された圧縮機、冷房・暖房の切替用四方弁、室外熱交換器、減圧器、及び室内機に配置された室内熱交換器を冷媒配管で接続し冷媒を循環させる冷媒回路、を有し室内の空調を単独にて行う空調機と、空調機の冷媒回路に接続可能な床暖房用のブラインまたは水と冷媒回路の冷媒と熱交換させる温水熱交換器、循環ポンプ、水タンク、及び中継装置を温水配管で接続して床暖房運転の機能を行う水回路装置と、を備え、空調機と前記水回路装置を組み合わせて使用する場合、空調機及び水回路装置据付けて空調機の運転した後で、中継装置に温水配管で接続され室内に配置し後敷きする床暖房放熱パネルの仕様を選択可能なものである。
【0025】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の空気調和機の一実施例を図1の回路図,図2の構造図,図3構成図で詳細に説明する。図1はこの発明の空気調和装置の一例における冷媒回路・水回路の概略構成図である。図において、室外機102に備え付けられた、1は圧縮機、2は上記圧縮機1の吐出側に一端が接続され冷房回路と暖房回路とを切り替えるための四方弁、3は上記四方弁2の他端に一端が接続された室外熱交換器、4は上記室外熱交換器3の他端に一端が接続された絞り装置としてのキャピラリーチューブ、5は同様に減圧装置としての電動膨張弁である。なおキャピラリーチューブ4の固定絞り装置は減圧弁5の調整を確実に行うために設けてある。また7は冷媒を貯留可能なアキュムレータ、8aは室外機102にストップバルブを設置した冷媒配管接続端子部、9a、9b、9cはマフラーであって冷媒音低減のため配管径より拡大させて設けられ、20は霜取り検出温度センサ、21は外気温度センサ、22は圧縮機吐出温度センサ、23は室外ファンモーターにて駆動される室外ファンである。さらに室内機101に備え付けられた6は電動膨張弁5の他端に接続された室内熱交換器、8c及びストップバルブを設けた8eは延長銅配管12a、12bと接続される室内機に設けられた冷媒配管の配管接続端子部、16は室内温度センサ、17は管温センサである室内熱交換器温度センサ、18は室内ファンモータ19により駆動される室内ファンである。室外機102には室外制御装置14が,室内機101には室内制御装置35aが設けられ各センサーの検出データを受け取り各機器や弁の制御が行われる。
【0026】
103は床暖房機であって,室外機102の冷媒配管接続端子部8aと一端が接続され他端が室内機の冷媒配管接続端子部8cと接続された冷媒配管と温水配管との間で熱交換を行う温水熱交換器26が内蔵されている。この冷媒配管には逆止弁10,電磁開閉弁11,2段凝縮回路用絞り装置25が接続されている。又温水配管には温水循環用ポンプ28、温水タンク29,冷媒配管の接続端子として床暖房装置にストップバルブを設けた端子8bや温水配管の接続端子、温水配管の接続端子31a、31bが接続されている。又水位センサー38にて温水タンクの水位を監視すると共に温水送り水温度センサー36,温水戻り水温度センサー37,温水熱交換器の冷媒温度検知センサー39がそれぞれの温度を検出し温水制御装置へデーターを送信しポンプのオンオフや弁の開閉が行われる。27は床暖房パネルで床暖房機103との間は中継装置30を介して温水配管である室外に配置される送り側延長銅配管32aと戻り側延長銅配管32b、室内に配置される送り側延長配管33aと戻り側延長配管33bで接続されている。又室内側温水配管には接続端子34a,34b,34c,34dが設けられ,床暖房パネル27には温度センサ40を設けてある。また13aは室内制御装置であって,室内機に内蔵され室内ファン用モーター19の制御他を行うと共にリモートコントローラ13aで設定される室内機の室内空気の目標温度である温度設定値などの情報を入力装置13cで受け取り室内機に設けたセンサー16,17などのデータや処理結果と共に接続配線15に接続される配線接続端子部13bを介して室外制御装置14や温水制御装置35aと信号交換し各制御装置と連動させて室内機,室外機,床暖房機の機器や弁の運転や制御を一緒に行っている。
【0027】
図2は床暖房つき空気調和装置の構造を説明する構造説明図で図1の回路の内容を構造で説明するものである。室外機102は室外に配置した基礎の上に載せられ、室外機102の上に床暖房機103が固定金具などにより締付固定されている。室外機側面には冷媒配管の接続端子8a,8dが設けられ,この端子と接続される冷媒配管は上部の床暖房装置、たとえば床暖房機103の側面に設けられた接続端子8bから冷媒用延長銅配管12にて室内機101へ接続され,室内機101の内部の室内熱交換器6に冷媒を循環させている。なおこの延長用銅配管12は供給側と戻り側の2本が室内へ壁を貫通させる穴を通して配置されるが、同時に電気配線15やドレン水配管50も同じ穴を貫通して室内から室外に通す構造である。電気配線用接続部14b,35bもそれぞれ室外機102,床暖房機103の同一側の側面に設けられそれぞれのカバー58で配管接続端子と共に覆われる構造である。床暖房機103からは銅配管からなる温水用配管32が中継装置30まで固定して接続されている。この中継装置30からはフレキシブルなポリエチレン配管にて温水配管33が床暖房パネル27まで接続されている。室外機は図1で示すように内部に冷媒配管に接続され冷媒を循環する圧縮機1、四方弁2,室外熱交換器3電動膨張弁5が固定され、また室外ファンの回転によりグリル53より空気を吹出している。室内機101には同様に室内熱交換器6や室内ファン18が内部に配置され空気を室内機グリル54から吸込んでいる。なおこの室内機は図2のように室内の壁面に室内機取付板51を介して固定される。
【0028】
図3は図1,図2と同様な構造に対し床暖房機の内部を説明する構成図で,この床暖房機の内部には温水循環用ポンプ28と2重管構造で温水熱交換器26が配置固定されている。タンクや弁装置などは説明を省略してある。この2重管熱交換器の両端にはそれぞれ冷媒配管12b及び温水配管33a,33bが冷媒と温水がそれぞれ対抗流になるように接続され冷媒配管の温熱が温水配管に熱伝達される堵とも2個の熱交換器などの周囲には断熱材が設けられている。なお各配管の室外機102、床暖房機103、室内機101との配管接続は図3に示す通り図1,図2と同様である。但し温水用銅配管32や中継装置30は設けていない。又56は室外機102に床暖房機103を固定する固定金具で上から床暖房機を室外機に載せると室外機の上面に設けられた穴の中に床暖房機の下部に配置されたバネ板が差し込まれ位置が固定され動かなくなるようになっている。
【0029】
図1,2,3が示すように床暖房装置の床暖房機103には温水熱交換器26と並列に逆止弁を有する並列回路が設けられている。四方弁2を切換えて室内機6の空調を冷房や暖房などのモードを選択できるが,暖房時はこの逆止弁10により並列回路に流れずに温水熱交換器を通す回路となり、又冷房時はこの逆止弁を設けた回路をそのまま流れることができる。このように床暖房機103に備え付けられた逆止弁10は冷房回路運転時に冷媒をバイパスして流れるように室内熱交換器6の他端に一端が接続され、更に温水熱交換器26と直列に接続された絞り装置25は暖房運転を行う回路の時に圧力を高める二段凝縮回路とするために上記室内熱交換器6の他端に一端が接続されている。又この絞り装置と並列に設けられた電磁開閉弁11は暖房回路時に通常の一段凝縮回路と二段凝縮回路とを切り替えるために上記室内熱交換器5の他端に一端が接続されている。凝縮回路を電磁開閉弁11で切換えて水温調整を行うことができる。この温水熱交換器26は上記絞り装置25と電磁弁11が接続され逆止弁を有する並列回路と冷媒の流方向により自動的に切換えて使用されるが,この並列回路に電磁開閉弁を設け室内機6を単独で暖房に使用するなど各種の運転を希望に応じてリモコンで設定するモードにより行うようにすることは当然である。
【0030】
床暖房機103に設けられた給水ポンプ28は温水配管内に入れられた水又はブラインを循環させるポンプでありほぼ一定の回転で温水を循環させている。温水の循環では流量精度を必要とせず細かい流量制御を行わないので起動時や運転時などに音の静かなプロペラ式のポンプ及びポンプ駆動用インダクションモーターなどが選択される。この給水ポンプ28と直列に温水タンク29が設けられこの給水ポンプ28を運転しつづけ、温水タンク29に貯留された温水を循環させることにより圧縮機1が停止し冷媒の循環が無い状態でも床暖房機103を運転して床暖房を行うことが可能になっている。さらに室外機102には、四方弁2を介して一端が接続され、他端が圧縮機1の吸入側に接続されたアキュムレータ7があり、冷房時と暖房時の冷媒量の違いなどから発生する余分な冷媒量を貯留するがこのアキュムレータを除くことも可能である。又室外熱交換器3と電動膨張弁5の間にはキャピラリーチューブ4を設け膨張弁5の調整をより確実なものとする。冷媒回路を形成する冷媒配管内を圧縮機1の圧力により冷媒が循環しているが,この冷媒は自然冷媒でもHFC系冷媒でも良く,例えばR410Aを使用している。更に室外機102の冷媒回路を床暖房機とを連結するための配管接続端子部が8aであり、さらに室内機102側とを連結する延長配管を結ぶための配管接続端子部を備えており、ガス冷媒側が8b、8c、液冷媒側が8d、8eである。なお冷媒回路の接続端子には開閉弁などによるストップバルブを設けている個所があるがこれは室外機に予め冷媒を封入し据付現地で配管をつなぐ事により弁を開放させるためである。
【0031】
以上の冷媒回路で冷房運転時は圧縮機1から吐出された高温高圧の冷媒は,四方弁2から室外熱交換器3で凝縮され膨張弁5で膨張して室内熱交換器6で蒸発し逆止弁10を通り四方弁からアキュムレータ7を経由して圧縮機に戻される。この室内熱交換器の蒸発の際にこの熱交換器に流れる室内空気から熱を奪い室内の冷房を行う。一方四方弁を切換えで暖房運転を行う時は圧縮機から四方弁を通った高温高圧の冷媒は逆止弁10で阻止されて温水熱交換器26で一部が凝縮され更に室内熱交換器6で凝縮されて空気に熱を伝え室内空気を暖房してから室外熱交換器3で蒸発し再び四方弁2,アキュムレータ7から圧縮機に戻される。室外熱交換器3の近傍には室外ファン23及びそのモータ24が設けられ室外空気と冷媒管を熱交換し、室内熱交換器6の近傍には室内ファン18及びそのモータ19を備え室内空気との間の熱交換を行っている。また、冷媒回路には冷媒回路の運転状態を把握するための温水熱交換器温度センサ39、室内熱交換器温度センサ17、室外熱交換器温度センサ20、圧縮機から吐出する冷媒温度を検知する吐出温度センサ22を備え、更に室内空気の温度が設定された目標値に制御されているかの様に、冷媒回路を運転するにあたり必要な、室内の温度を検知する室温センサ16を備えている。
【0032】
また床暖房機103と床暖房パネル27からなる床暖房装置には床暖房を行う温水熱交換器26の温水配管の一端に一端が接続された床暖房パネル27、床暖房パネル27の他端に一端が接続され、ブラインの膨張収縮を吸収するためのタンク29、タンク29の他端に一端が接続され、他端が温水熱交換器26の他端に接続された循環ポンプ28があり、これらより水回路を形成している。更に、床暖房パネル27と、床暖房機との水回路において温水配管を室内から室外に渡すとともに温水配管を中継するため温水配管33を外した時に水を遮断するストックバルブ付きの端子を設けてある中継装置30であり、室内の壁面または床面等に設けている。この中継装置30と床暖房機103とを連結する延長配管を結ぶための接続配管部が接続端子31a、31bであり、延長配管32a、32bは銅配管で接続する仕様である。また中継装置30と床暖房パネル27とを連結するための接続部が接続端子34a、34b、34c、34dであり、この床暖房パネルとの接続端子にストップバルブを設けることにより配管をはずすときのパネルからの水の流れだし対策とすることができる。更にここでは架橋ポリエチレン製の配管を使用しているため、床暖房パネル27の移動を可能にしパネル位置を自由に変更できるようにしている。
【0033】
また、上記空気調和機の制御部はワイヤレスリモートコントローラ13d等からの入力装置13c、室内ファン18やフラップを制御すると共に他のユニットへの制御信号を送る室内制御装置13a、さらに循環ポンプ28や電磁弁11の制御をすると共に他のユニットへの制御信号を送る温水制御装置35a、さらに圧縮機1、四方弁2、電動膨張弁5や室外ファン23の制御をすると共に他のユニットへの制御信号を送る室外制御装置14から成る。
【0034】
図4に床暖房パネルの構成を説明する床暖房パネル構成図を示す。図4aは床暖房パネルに断熱材42を貼り付けしたフローリングタイプ説明図,図4bは床暖パネルの上に普通のカーペットなどを敷くカーペットタイプ説明図,図4cは床の上に床暖房パネルを置く後敷きタイプの説明図である。41は木材フローリングに温水配管を装着する床暖房パネル構成,42は床暖房パネルの断熱材、43は床と床暖房パネルとの間の断熱材シーとでカーペットタイプに使用する床暖房パネルである。これらの図で説明する床暖房パネルのうち、aは木材の下に温水を流すための架橋ポリエチレン製の温水配管を備えた木材フローリングによるパネルで、温水配管に温水を循環させて床面に放熱し床面を温め室内を暖める。また下面には断熱材を備えており、床面以外への熱の放熱を阻止するとともに、部屋の床面へのキズや、熱による変形をも防止すべく強度補強する構成としている。bは和室用として後から取付け可能なカーペットタイプもあり、この場合はカーペットの中に、温水配管を備えたものであり、この他にパネル上に、一般のカーペットを備え付けることも可能である。もちろん断熱材をパネルの下に敷いても良い。cは床の上に断熱材とフローリングタイプの放熱パネルを貼りつけたもので、何時でも,すなわちエアコン取り付け時以外でも後から取付けることできる。また中継装置30にフレキシブルな温水配管33を着脱するだけで何処へでも動かすことができ、これらの、床暖房パネルは、お部屋の床や畳の上に置くだけで、お部屋の床面に合わせての切断やパネルの追加等の作業は不要である。このため床面積に応じて、例えば2畳用/2.5畳用/3畳用/4畳用/4.5畳用/6畳用/8畳用/10畳用等に予め設定されている。また、床暖房パネルの製造及び在庫管理を容易し、床暖房パネルのコスト低減を図るため、例えば6畳用のパネルを設定する場合、2畳用のパネルを3枚組み合わせて使用したり、3畳用のパネルを2枚組み合わせて使用してもよい。この様に、組み合わせて使用する場合は、各温水配管を結ぶ作業が追加になり予め工場で接続してもよいが、簡単な作業であるため、現地で接続してもよい。
【0035】
次に、図5,図7,図8、図9にて床暖房パネル等で構成された床暖房装置について、温水回路等の据えつけ方法を説明する。図5は室内機器取りつけ配置図,図7は中継装置取付け説明図,図8は中継装置プラグ外観図,図9は室外機に床暖房機を取付ける装着説明図である。について、室内側での作業について説明する。70は室内と室外を分ける壁面,71は樹脂チューブ74で形成される流路73を内部に有するコンセント本体,72はストップバルブ用のピン,76は接続端子配管固定材75にて本体71に固定される銅配管である。又80はコンセント本体71に着脱自在に勘合されるプラグ,81はストップバルブ用のバネ82で流呂の開閉を行うストッパー機構であって,プラグ80がコンセント本体から外されている状態ではバネ82の力でストッパー機構がプラグの流路を閉じで室内側床暖パネル27と接続される温水配管である架橋ポリエチレン管から温水が流れ出すことは無い。一方コンセント本体71にプラグが挿入され勘合している間は流路73が確保される。
【0036】
このように図5,図7,図8の如く床暖房パネル27には温水を通す架橋ポリエチレン製の温水配管33a,33bが組み込まれており、この温水配管33a,33bは2本一緒に外周を覆われて室内の壁面70迄導かれ、壁面には温水回路の中継装置30が設けられ、この中継装置30は、床暖房パネル27の温水回路を簡単に取りつけ、取り外しが可能であり、さらに取り外した場合でも温水回路中のブラインまたは水が漏れることがない、ストッパー機構81を有している。室外では図9に示すように室外機を先ず室外の基礎52に据付ける。この室外機102の上に床暖房機103を装着するが、この後で室外機102と床暖房機103の配管と配線の接続を各端子で行う作業を含め先に工場などで行っておく。又室内機の位置が決定次第配管用の穴あけを行う。
【0037】
次に空気調和装置の基本機能である、冷房、暖房運転等を行うための冷媒回路の据えつけ方法についてを説明する。室内機101を室内壁面に図2で説明した室内取付板51を壁面70に取付けた後で室内機本体をこの取付板51に固定する。この時、冷媒の配管12と電気配線15と、凝縮水を室外に導くための配管50を壁面70に通す穴57を室内機の裏側の壁面に設け、この配管穴を通じてそれぞれの配管、配線、を室外に導く。次に室外機102を屋外に設置する。この時電気配線として電源線57はこの配管穴を通しても良いし別のルートで室外機に配線しても良い。さらに室外機及び床暖房機の冷媒の出口と入口となるストップバルブ8a、8bに、それぞれ延長用銅配管12a、12bをフレア加工済みの先端をネジ締付などにて接続する。さらに配管の他方を、室内より導かれた、室内冷媒配管端子8c、8eと結ぶ。さらに室内より導かれた、室内機101と室外機102との、電源供給及び信号の送受信をつかさどる電線15を、電気品端子部13b、35bに接続し床暖房装置とを結ぶ。尚、ここでは室外機と床暖房装置は配管及び電気配線は予め接続されている。次に、室外機102及び床暖房装置103の温水回路据えつけが必要となるので、ブラインまたは水の注入,追加及び交換作業等での作業スペースを考慮して、室外機の設置場所を選定する。次に、冷媒配管内に存在する空気を、室外機102のガス側ストップバルブ8aに設けられた真空引き用の冷媒ポートより真空ポンプにて排出し、その後室外機102にあらかじめ封入されている冷媒を、ストップバルブの冷媒開閉弁を全開し、室内と室外の冷媒回路を形成する。
【0038】
この後で、冷媒漏れの確認、冷房または暖房運転の動作確認を行い、冷媒回路で形成された空気調和装置の作業を終了する。以上は、これまでの冷凍サイクルにて形成された空気調和装置の据付作業と同一である。つぎに床暖房装置の取付けにかかる。部屋に後敷き形の床暖房パネル27を敷く、この床暖房パネルは架橋ポリエチレン製の温水配管の入口34bと出口34dの接続部34を備えている。さらに、部屋の壁に室外に温水配管を通すための、配管穴を設ける。またこの配管穴に、前記床暖房パネルとを接続するための中継装置30を設置する。次に中継装置と床暖房パネルの温水接続部を、必要に応じ延長用の温水配管33を用いて中継装置とをつなぐ。中継装置30の壁面への穴あけは図7の如く室内から室外に本体71が貫通する形状でも,室内側の壁面に本体71を埋め込み銅配管76又はこの配管76につながる温水配管32が通る穴をあける形状などでも良い。その場合銅配管76は簡単に曲がるので折り曲げて使用すると良い。
【0039】
次に、室外側での温水回路の据えつけ作業について説明する。床暖房装置に設けられた、温水回路の出口、入口部となる2つの配管接続端子部31に、冷媒回路での配管作業と同じく、温水回路の延長用銅配管をフレア加工済みの先端にネジ締付などで固定接続する。さらに配管の他方を、中継装置から室外側に導かれた、配管接続部77とを接続し、温水回路を形成する。
【0040】
次に温水回路の中に、ブラインまたは水入れ作業について説明する。床暖房機103は上部の蓋で開放可能になっておりこの蓋を開き、まず内部に固定された温水タンク29の上部に設けたキャップを開けブラインまたは水を注入する。次に、温水制御装置35aに設けた、ポンプ単独運転スイッチにより、ポンプ28の単独運転を行う。すると温水タンク29内のブラインまたは水が循環しながら、温水回路中に含まれた空気を室外に追い出しを行う。また水が循環する事で温水タンク29中のブラインまたは水の水面が低下するため、再度ブラインまたは水を注入する。そこで、温水回路中の空気が全て室外に追い出しされると、温水タンク中の水面が安定し、予め設定した注水線までブラインまたは水を注入し作業が完了する。この後各部の緩み等を点検し蓋を閉めると据付を完了し必要な運転テストなどで使用可能状態となる。
【0041】
ここで、温水回路のメンテナンス方法について説明する。温水回路中のブラインまたは水は主に温水タンク29内の外気と通じる隙間,例えば給水タンク29に注水しすぎた場合排水するオーバーフロー回路やキャップなどより、徐々に減少してくる。温水タンク内29の水が減少すると、循環ポンプ28に空気が吸引されポンプの寿命が低下する。そのため、温水タンク29内にはフロートスイッチ38等を設け、水位を検知しており、水位が一定水準以下まで低下した場合は、循環ポンプ28の停止を行う。従って、一定期間毎や運転が出来ない場合などに、ユーザもしくは専門作業者によりブラインまたは水の補給を行う。さらに、特にブラインを使用している場合は、ブラインの酸化材等が劣化するため、数年毎にブラインの交換作業を行う。床暖房装置は、以上の様なメンテナンス作業が必要となるため、メンテナンスの作業性を考慮し、室外機及び温水装置の据えつけ場所を選定する。したがって、これまでの空気調和装置よりも、据えつけ場所が限定されるため、室内機との冷媒配管をつなぐ延長配管の長さが室内機単独の従来例より長くなる傾向がある。本例では、冷媒としてHFC系冷媒であるR410Aを使用しおり、高圧冷媒でガス密度が高いため、延長配管での冷媒の圧力損失が少ないため、延長配管を長く設けても性能の低下を抑える事を可能としている。ただしほかの種類のHFC冷媒やCO2などの自然冷媒を使用できることは言うまでもない。以下に上記構成の空気調和機における動作を説明する。
【0042】
リモートコントローラから運転内容(暖房、冷房、床暖房、暖房+床暖房、除湿等)や室温及び床温度の設定温度等の条件信号を、室内制御装置が受けると、室内制御装置から床暖房制御装置へ制御信号が送られる。床暖房制御装置で運転内容に応じて制御信号が置換された後、床暖房制御装置から室外制御装置へ運転内容に応じて信号が送られ運転が開始される。
【0043】
ここでは床暖房付の空気調和機であるので暖房+床暖房の運転について説明する。四方弁は暖房回路の位置(図1における実線表示位置)に固定され、圧縮機1が運転する。圧縮機1から吐出された冷媒は、逆止弁10の配設された冷媒配管を通れないので、温水熱交換器26で凝縮して放熱し、電磁弁11が閉じている時は絞り装置25を通って減圧された後、室内熱交換器6で温水熱交換器26よりも低い凝縮温度で凝縮して放熱する。また、電磁弁11が開いているときは電磁弁11が配設されているバイパス配管を通って、温水熱交換器26と略同じ温度で凝縮して放熱する。室内熱交換器6から出た冷媒は、電動膨張弁5で膨張した後、室外熱交換器3で蒸発して外気から吸熱し、アキュムレータ7を介して圧縮機1の吸入側に戻っていく。この電磁弁の開閉動作は、床温度と床温度の設定温度との差が大きい場合のみ、電磁弁を閉にし、それ以外は電磁弁を開の状態になるように、床暖房制御装置で制御される様になっている。
【0044】
一方、循環ポンプ28が運転すると、水タンク29からブラインが温水熱交換器26に送り込まれ、温水熱交換器26内で冷媒の凝縮熱で加熱された後、床暖房マット27に送り込まれていく。床暖房マット27に送られた加熱ブラインは床暖房マット27を加熱することで室内に放熱した後、水タンク29に戻って循環が繰返される。
【0045】
次に圧縮機1の運転周波数の制御方法について簡単に説明する。現在室温とリモートコントローラで入力した室温の設定温度との差をもとに、圧縮機の運転周波数を室内制御装置13で演算させ、その演算結果を温水制御装置に送信する。また温水制御装置では、水回路の戻り水温度センサ29と床温度の設定温度差を演算する。さらに床暖房制御装置では、室温と設定温度との差と床温度と床温設定温度との差を比較し、大きい温度差の方を室外制御装置に送信する。また室外制御装置は、この温度差に応じて、圧縮機1の回転数を制御を行う。すなわち設定温度との差が大きいほど、圧縮機1の回転数を上昇し能力を高めた運転を行う。また室温と床温度の設定温度より高くなった場合は、圧縮機1を停止する様に制御を行い、室温のみ設定温度に到達した場合は、室内制御装置は、室内のファン速を微弱な回転数に低減し、暖房能力を弱めた運転を行い、床温度のみ床温度の設定温度以上に到達した場合は、水回路のポンプを停止して、温水の循環を停止する運転を行う。
【0046】
以下、この発明の空気調和機の別の例を図6の配置説明図にて説明する。図6は空気調和の冷媒配管用の配管穴を温水回路の温水配管にも共用した場合の空気調和装置の据付を説明する図で,図5の説明では部屋の壁に室外に冷媒配管12及び温水配管32を通すための配管穴を2つ設けた例で説明を行ったが、しかし特に集合住宅においては、コンクリート壁に穴を開ける作業が難しいため、あらかじめ空気調和装置据え付けのための配管穴を設けている場合が多い。そのような住宅環境を考慮し、空気調和装置用の配管穴に水回路用の配管穴を共有することで、作業効率が大幅に改善される。この穴から冷媒配管12、温水配管32,ドレン水配管50,配線15などを一括して通すことができる。なお中継装置30を設けない場合も構成は可能であるが,中継装置を設ける場合は室内の冷媒配管を室内に導入する位置の近傍,例えば図6では配管穴の下であり,この位置をずらしたとしても室内に配置すると据付けが便利である。配管穴からこの中継装置までは銅管で接続している。その他は、上記と同様のため説明を省略する。
【0047】
以下、この発明の空気調和装置の別の据付方法についてを説明する。上記説明の空気調和装置では、空気調和装置の室外機102にあらかじめ床暖房装置103を備え付けたもの,すなわち室外機や室内機などと一緒に床暖房機や床暖房はネルを取付ける例に示したが、空気調和装置と床暖房装置とを現地にて組み付け作業を行ってもよい。この場合現地にて、室外機に床暖房装置を装着するとともに、冷媒配管の接続部であるストップバルブ8a、8eの接続作業と、室外制御装置と温水制御装置との配線を結ぶ作業を行う。その他は、上記の説明と同一であるため説明を省略する。この様にする事で、現地にて床暖房装置及び床暖房パネルを組み付ける事が可能であるから、部屋の据えつけ面積、配管長などを確認した後に床暖房装置の据え付け作業を行う事ができるため、作業が確実のものとなる。この様に、床暖房装置を後から据付けする事を可能とする事により、仮に、床暖房パネルの面積が大きすぎて、部屋に収納できなかった場合等は、床暖房パネルの仕様をさらに小形のものに変更したり、先ず部屋に合うパネルを仮置きしてから購入契約するなどの契約形態も可能となり、安心して購入する事ができる。更にまた、室外機,室内機,冷媒回路などの空調機を先に購入し,後から床暖房装置や床暖パネル等の別売の物を購入することができユーザーはエアコンだけを導入しこのエアコン能力と据付ける部屋の必要な能力にマッチした暖房の過不足を実態感覚で確認してから次に部屋の暖房に適した床暖房装置を購入するなど必要なものを必要な時に購入でき負担が少なくなる手段が取れる。又販売側は、別売り設定することが可能になり、エアコンと床暖を取付ける部屋を変えたい、暖房能力をアップしたい、夏前は暖房だけ据付けたり床暖房パネルは取り除いておきたい、冬前に床暖房を入れたいなどユーザーの多用な要求に対応できるサービス、例えば一部の機器を取り替えたり配置しなおすことにより可能になり販売機会の増大につながる。以上のように冷房や暖房運転を行うエアコンのみを購入した後に、後から床暖房機能を追加する事も床の張替えなどの改造を伴う大幅な工事や費用をかけること無しに簡単な作業で追加できる。すなわち販売や据付が自己完結しており何ら制約されること無く販売側は安心して取り扱うことができる。
【0048】
床暖房を搭載した空気調和装置の据えつけ工事作業を容易に行われ、特殊の据付工具を必要とせず、専門工事業者を同一とするため、床暖房パネルを部屋の床面に合わせるといった大工工事が不要な後敷きタイプにすることにより、空気調和装置を据付け作業を行う電気工事作業者でも、簡単に床暖房パネルの取りつけ作業を可能とすることである。
【0049】
この発明は室外機から室内機への冷媒回路配管接続に加え、床暖房装置から床暖房パネルへの水回路配管接続と、2つの回路を形成する必要があり、かつフレキシブル配置などにより接続する延長配管の作業箇所が多くなる。そのため据え付け作業の容易化を図るため床暖房装置から後敷きタイプの床暖房パネルとを結ぶ配管作業において、床暖房装置から外壁までを結ぶ配管作業と、室内壁から床暖房パネルを結ぶ配管作業とを切り離す中継装置を設け,且つ各配管接続部にストックバルブを設置し冷媒や水を確実に保持し漏らさないようにしている。
【0050】
更にこの発明は床暖房パネルと床暖房機とを結ぶ温水回路の形成において、特に室外側での配管の取りまわし作業をこれまでの空気調和装置での配管作業と同一の作業方法で取りつけが可能となる様に、銅配管を用いて接続している。
【0051】
床暖房放熱パネルを備えた空気調和機の据えつけ作業において、冷媒回路を形成するための、室内から室外に配管を通すための壁に設けた配管穴に加え、水回路を形成するための室内から室外に配管を通すための、配管穴と2箇所必要とするため、作業性が悪化することが想定されるため、冷媒回路を形成するため配管穴と、水回路を形成するための配管穴とを、同一の配管穴を使用する。
【0052】
又この発明は、床暖房パネルを備えた空気調和装置の水回路を確実に据えつけ作業を行うために、据えつけ業者が現地にて、部屋の据えつけ面積、配管長などを確認する事が必要である。そのために一旦冷房や暖房運転等の空気調和を行うための、室外機及び室内機を据えつける作業を行い、この時、現地にて適切な床暖房パネルの面積、配管長などを確認することで床暖房装置の据えつけが可能か否かを判断し、可能であれば後から温水熱交換器、循環ポンプ、水タンク等からなる床暖房装置と床暖房放熱パネルからなる水回路の据えつけを可能とする。これにより性能のみならず据付けなど必要十分な能力の選定が可能で信頼性の高い製品が得られる。又この発明は、冷媒回路に使用する冷媒として、従来のHCFC冷媒であるR22に比べ、高圧冷媒であり、ガス密度が高い、HFC冷媒であるR410A、R32を使用する。
【0053】
以上より明らかなように、この発明の空気調和機は、床暖房パネルを後敷きタイプにしたことにより床暖房パネルの据付けに大工工事を不要とし、空気調和装置を据付け作業を行う、電気工事作業者でも、エアコン取付と同じ工具、同じ取付方法で、簡単に床暖房パネルの取りつけ作業を行うことが可能になり、ガスなどの火を取り扱うことなく安全で工事作業が容易になり、さらに工事の制約もエアコン取付と同じ簡単なレベルで工事費用を抑える事が可能となった。なお,床暖房パネルは後敷きタイプとすることであっても室外機と床暖房機を別々にすることは必要に応じて分ければ良いのであって,室外機内部の圧縮機などの構成品と温水熱交換器のように床暖房機内部の構成品を一緒の箱の中に収めても良く,また温水熱交換器は床暖房機から室外機の方へ移すなど熱源側部品の配置の構成は自由であることは当然である。
【0054】
この発明は、床暖房パネルを後敷きタイプにしたとともに、床暖房パネルの下には断熱材を装着しており、床暖房パネルの熱を部屋の床面に放熱する事なく、熱を有効利用できるとともに、部屋の床面の熱による変形や、傷等を防止する事も可能となり、据え付け業者も安心して床暖房パネルを装着など可能となった。
【0055】
この発明は、室外側に設けた床暖房装置と、部屋に設けた後敷きタイプの床暖房パネルとを結ぶ配管において、床暖房装置から外壁までを結ぶ配管作業と、室内壁から床暖房パネルを結ぶ配管作業とを切り離したため、水回路の配管取りつけ作業が容易にする事が可能となった。これによりさらに販売や取付位置など自由度が増して扱いやすい商品が得られた。
【0056】
又この発明は、床暖房パネルと床暖房機とを結ぶ温水回路の延長配管において、特に室外側での配管の取りまわし作業を、これまでの空気調和装置での配管作業と同一の作業方法で取りつけが可能な銅配管を用ることにより、作業性の効率を向上する事が可能となり、さらに特別な据えつけ工具を用いず、空気調和装置の取り付け作業で用いる工具のみで作業ができる事が可能となった。
【0057】
又この発明は,床暖房放熱パネルを備えた空気調和機の据えつけ作業において、室内機から室外機の冷媒回路を形成するために部屋の壁に設けた室内と室外とを貫通する配管穴と、水回路を形成するための配管穴とを同一の配管穴を使用したので特別な壁に開ける配管穴の作業が不要となり、据えつけ工事が容易になった。
【0058】
又この発明は、床暖房パネルを備えた空気調和装置の水回路を確実に据えつけ作業を行うために、据えつけ業者が据えつける現地にて、部屋の据えつけ面積、配管長などを確認する事が必要である。そのために一旦冷房や暖房運転等の空気調和を行うための、室外機及び室内機を据えつける作業を行い、後から、現地にて床暖房装置を室外機に組み込む事を可能としたため、冷媒回路を有した空気調和装置の据えつけ作業を行うときに、床暖房装置及び床暖房パネルからなる水回路を据えつけるための、部屋の据えつける床暖房パネルの面積、配管長などを現地にて確認し、後から床暖房パネル等にて構成される水回路を据えつけることができるため、据付作業を確実に行えることが可能となった。
【0059】
又この発明は、冷媒回路と前記水回路との据えつけ作業を切り離すことを可能とすることにより、ユーザはまず基本機能である冷房、暖房運転等を行うための冷媒回路からなる空気調和装置を購入した後、付加機能である床暖房運転を行うための、床暖房パネル等からなる水回路を別売として後から購入することも可能となった。
【0060】
又この発明は、冷媒回路に使用する冷媒として、従来のHCFC冷媒であるR22に比べ高圧冷媒であり、ガス密度が高い、HFC冷媒であるR410A、R32を使用ており配管での圧力損失が少なくなるため、冷媒回路の延長配管が長くなっても性能低下を最小限にとどめることが可能であるとともに、室外機及び床暖房装置の設置場所の自由度が高まることが可能となった。
【0061】
次にこの空気調和装置の制御方法を説明する。ただし図1の回路構成では温水熱交換器26のバイパス回路として冷房時にバイパスを通すため逆止弁10を設けたが、この逆詞弁の代わりに開閉弁を用いても良い。もし開閉弁にすれば暖房時や暖房除湿時などでも温水熱交換器をバイパスさせた運転が行え、より幅の広い使い方ができる。室内機の運転を制御して室内の空調を行う制御は通常のものであり、ここでは温水ユニットによる室温制御及び床温制御を説明する。暖房時室内の温度調整制御のため温水の送り温度センサー36と目標温水温度との温度差と室内温度センサー16の検出する温度と目標室内空気温度の温度差を常に検出したとえば温度差の大きいほうの温度差の信号を室外機に送信し室外機にて圧縮機などの制御を行う。空調主体の運転を行う場合、床暖房機10に設けた電磁開閉弁11を開放状態で運転すると圧縮機1より高温高圧のガス冷媒が吐出し、四方弁2を通って温水熱交換器26に流入しガス冷媒は温水循環用ポンプ28により循環している2次熱媒体である水またはブラインと熱交換し吐出温度より冷却されたガス冷媒または乾き度の高い2相冷媒に凝縮する。温水熱交換器の温度の上昇したブラインまたは水は床暖房パネル27へ循環して床暖房パネルの表面温度を上昇させて床暖房を行いひいては室内温度を上昇させる。温水熱交換器からこの2相冷媒は開放された電磁開閉弁11を通り室内熱交換器6にて室内空気と熱交換し高圧で乾き度の低い気液2相冷媒または過冷却液冷媒に凝縮し絞り装置である電動膨張弁5により減圧され、室外熱交換器で蒸発して乾き度の高いガス冷媒などになり四方弁から圧縮機に戻る。
【0062】
一方室内熱交換器では室内ファン18により循環する室内空気が冷媒と熱交換して室内を暖房する。電磁開閉弁11を通る場合、温水熱交換器26と室内熱交換器6を通る冷媒は同じ高圧になり冷媒配管に設けた空気と接触するフィンにより伝熱面積を大きくとり伝熱性能を良くした室内熱交換器6の凝縮能力が2重管による伝熱を使用する温水熱交換器より相対的に大きく高圧の動作圧力が決まり空調暖房優先の運転を行うことができる。これに対し電磁開閉弁11を閉鎖し冷媒を二段凝縮回路用絞り装置、たとえばキャピラリーチューブを通すと温水熱交換器26から流れ出たガス冷媒または2相冷媒はこの絞り装置25により高圧から中圧に減圧され、凝縮温度は温水熱交換器内の高温度から中温度へ低下し、室内熱交換器6にて中温度、中圧の2相冷媒は室内空気と熱交換し室内空気の空調暖房を行う。このように電磁開閉弁11を閉じて絞り装置25にて2つの凝縮温度を作り出し、高温度高圧の吐出ガス冷媒を室内熱交換器6より暖房時の冷媒の流れに対し前に設けた温水熱交換器に優先して流し、中温度中圧の冷媒を室内熱交換器6に流すことで床暖房主体の空気調和を行うことができる。圧縮機1から吐出された過熱ガス冷媒を有効に利用しこの高温度の凝縮温度と熱交換させたブラインまたは水を温水循環用ポンプ28により床暖房パネル27に循環させるとともに温水タンク29に貯留し温水戻り水センサー37により床温度を調整するように圧縮機の回転数である周波数を制御し空調を行うが、場合によっては温水循環ポンプのオンとオフによる調整も可能である。一方室内機では凝縮温度の低下した中温度中圧の冷媒を流すため空調暖房能力を抑制し、過大にすることなく床暖房主体で室温を適正に保つことができる。この運転は室温が省エネの目標値付近にあったり和室で座る生活の場合、エネルギーを節約しながら快適な省エネ運転に対しさらに有効となる。このような空調暖房主体運転モードと床暖房主体運転モードは自在にリモートコントローラ13aで切り替えられので生活様式や好み、あるいは床暖房パネル27仕様の選択、もしくは配置位置、などの条件や状態に応じ自由に設定することができる。たとえば空調を行う室内機を居間に設け通常は室内機主体の暖房を行い、床暖房パネルが別の部屋たとえばキッチンやトイレなど出入りする個所に設け必要に応じ床暖房主体に切り替えるなど使い勝手の良い暖房を得ることができる。さらには居間とキッチンの両方に中継装置30を配置しておけば床暖房位置の切り替えも可能になる。
【0063】
図10は床暖房つき空気調和装置の運転方法説明図で空調制御のフローチャートを示す。床暖房パネル27へ流す2次側熱媒体であるブラインまたは水の温度Tbを温水送り水温度センサー36にて検出している(S3)。このブラインなどの温度があらかじめ設定された目標温度Tb0(S1)となるようにブライン検出温度と目標温度を比較し(S4)、ブライン温度が目標温度より低い場合は圧縮機1の周波数を増加し(S5)、ブライン温度が目標温度より高い場合は周波数を下げる(S6)調整を行う。一方室内機においてはあらかじめ設定された目標室温Ta0(S2)に対し室内温度センサー16によれ検出された実際の室内の空気温度Taを検知し(S7)、室内の実際の空気温度と目標の空気温度の温度差が一定値αより大きいか小さいかを比較し(S8)、この温度差が大きくなれば室内ファン18を通常ファン速度で暖房運転を行い(S10)、この温度差が所定値より小さくなれば室内ファン18を停止または低回転で運転し(S9)、暖房運転を停止または暖房能力を下げる。
【0064】
以上の制御は室内制御装置13a、温水制御装置35aと信号交換する室外制御装置14にて行っているが、どこの制御装置で行っても、あるいは分散制御しても良い。また各制御装置の信号により保護制御を行っている。電磁開閉弁11が閉鎖中は室内機より温水熱交換器の方の圧力が上がるため電磁開閉弁11を開いているときの室内熱交換器温度センサー17の信号から温水熱交換器の冷媒温度検知センサー39の信号に切り替えて高圧保護相当の温度帯かどうかを検出し保護運転を行うことができる。またこの電磁開閉弁11が開放から閉鎖されるときに急激な絞りが追加され蒸発圧力の急激な低下が起こる。このとき圧縮機からの冷凍機油持ち出し保護などのため電磁開閉弁11を閉止するまえしばらくの間圧縮機の周波数を下げる運転モードを行う。またこの電磁開閉弁をオンしたりオフした後の冷媒温度により、あるいは温水循環用ポンプ28をオンしたりオフしたりした後のブラインなどの温度により、あるいは床暖房パネル温度センサー40などにより装置の異常判定を行うこともできる。また室内機の応急切り替えスイッチをポンプ28の強制運転に切り替えるようにすることや、低音やけど防止を目的などの保護のため床暖房パネル温度センサと連動させてこのポンプを一時的に停止させる保護や室内機起動時には室温上昇を優先させるためポンプを停止させるなども可能である。なお室外制御装置は室内機単独の運転を可能にする標準品での制御を行っており、床暖房の制御や保護については通常の室内機暖房運転などに信号を置き換えて行うことにより、室内機を先に据付けて運転し、2−3年後に必要になって後から床暖房を追加するなどした場合でもこの運転制御は簡単に切り替えることができ、使い勝手の良い装置が得られる。また制御装置を何らいじることなく、また追加することなくエアコン単体と、床暖機能併設が使い分けられるので販売側としても安心して個別販売でも、組み合わせ販売でも供給できることになる。
【0065】
【発明の効果】
この発明の請求項1の空気調和装置は、室内に配置され内蔵する室内ファンにより室内の空気を吸い込み空調された空気を吹出す室内機と、室外に配置され室外ファンを有する室外機と、室外機に配置された圧縮機、冷房・暖房の切替用四方弁、室外熱交換器、減圧器、及び室内機に配置された室内熱交換器を冷媒配管で接続し冷媒を循環させる冷媒回路と、冷媒回路に流れる冷媒と床暖房用のブラインまたは水とを熱交換させる温水熱交換器及びこのブラインまたは水を循環させる温水配管を有し冷媒配管と接続する接続口を設け室外に配置された床暖房機と、床暖房機と流路遮断機構を有する中継装置を介して温水配管で接続され、室内の床面上に載置され床暖房を行う中継装置にて着脱可能で床面に載置する位置を変更できる床暖房放熱パネルと、を備えたので、効率が良く,快適で取り扱いが簡単な空気調和装置が得られる。
【0066】
この発明の請求項2の空気調和装置は、室内に配置され室内温度センサ、室内ファンを有する室内機と、室外に配置され室外温度センサ、室外ファンを有する室外機と、室外機に配置された圧縮機、冷房・暖房の切替用四方弁、室外熱交換器、減圧器、及び室内機に配置された室内熱交換器を冷媒配管で接続し冷媒を循環させる冷媒回路と、冷媒回路に流れる冷媒と床暖房用のブラインまたは水とを熱交換させる温水熱交換器及びこのブラインまたは水を循環させる循環ポンプを有し、室外機の近傍に配置された床暖房機と、室内の床面上に位置変更可能に載置され温水熱交換器と温水配管で接続され床暖房を行う床暖房放熱パネルと、室内温度センサにて検出される室内空気の温度及び床暖房パネル内を循環するブラインまたは水の温度を圧縮機の回転数を変化させて制御する制御装置と、を備えたので、部屋の温度を快適にできる制御が簡単に得られる。
【0067】
この発明の請求項3の空気調和装置は、温水配管は冷媒回路に接続された室外の床暖房機から室内までを中継する流路遮断機構を有する中継装置まで固定され、この中継装置から床暖房パネルまでをフレキシブルな配管で任意の床面上に載置して配置されるので、必要なところにパネルを配置でき、簡単に快適な床暖房が得られる。
【0068】
この発明の請求項4の空気調和装置は、床暖房パネルは床面との間に断熱シートを設けたので、どのようなところでも安心してパネルを敷くことができる。
【0069】
この発明の請求項5の空気調和装置は、室外の床暖房機から室内までを中継する中継装置は温水配管を室外から室内に貫通する位置に、または冷媒配管とともに温水配管を室内に導入する位置に設けられるので床暖房を据付ける作業が非常に簡単になる。
【0070】
この発明の請求項6の空気調和装置は、室外の床暖房機から室内までを中継する中継装置を結ぶ温水配管に、銅配管を用いたので、床暖房装置がエアコン据付作業と同じにでき簡単に取付けられる。
【0071】
この発明の請求項7の空気調和装置は、室内から室外に冷媒配管を通すために壁に設けた配管穴と室内から室外に温水配管を通すために壁に設けた配管穴とを同一の配管穴を用いるので,作業に手間が要らなくなる。
【0072】
この発明の請求項8の空気調和装置は、冷媒回路に流れる冷媒と床暖房用のブラインまたは水とを熱交換させる温水熱交換器は、冷房暖房の切り替え用四方弁及び室内側熱交換器の間に接続されるので,床暖房を優先した運転が要望に応じて自由に行える。
【0073】
この発明の請求項9の空気調和装置は、床暖房機の暖房能力は室内機の暖房能力と同程度以下とするので、暖房開始時の部屋の暖まりを急速に行えると共に効率の良い装置が得られる。
【0074】
この発明の請求項10の空気調和装置は、圧縮機の回転数を変化させて暖房運転を行う際、室内温度設定可能な1台の遠隔制御装置にて操作可能とするので,操作のし易い装置が得られる。
【0075】
この発明の請求項11の空気調和装置据付け方法は、室内に配置され室内ファンにより室内の空気を吸い込み空調された空気を噴出す室内機と、室外に配置され室外ファンを有する室外機と、室外機に配置された圧縮機、冷房・暖房の切替用四方弁、室外熱交換器、減圧器、及び室内機に配置された室内熱交換器を冷媒配管で接続し冷媒を循環させる冷媒回路と、冷媒回路に流れる冷媒と床暖房用のブラインまたは水とを熱交換させる温水熱交換器及びこのブラインまたは水を循環させる温水配管を有し冷媒配管と接続する接続口を設け前記室外に配置された床暖房機と、床暖房機と中継装置を介して温水配管で接続され、室内の床面上に載置され床暖房を行う中継装置にて着脱可能な床暖房放熱パネルと、を備え、室内機、室外機及び冷媒回路を室外及び室内に取り付けた後で、温水配管及び中継装置を室外及び室内に取り付けるので、エアコンと同一の作業内容で簡単な作業で据付けられる。
【0076】
この発明の請求項12の空気調和装置据付け方法は、室内熱交換器、室内ファン、室内ユニット制御装置および室内温度センサを有する室内機と、圧縮機、室外熱交換器および室外ファン、減圧器、冷房・暖房の切替用四方弁及び室外ユニット制御装置を有する室外機と、室内機及び室外機に冷媒を循環させて冷房及び暖房運転等の空気調和機能を行う冷媒回路と、冷媒回路に床暖房用のブラインまたは水と冷媒と熱交換させる温水熱交換器と、温水熱交換器を有し、循環ポンプ、水タンク等の水回路からなる、床暖房運転を行う床暖房機とを、備え、据付現場にて室外機を据付た後で床暖房機を室外機に組み込むので、取り扱いや工事の作業が簡単で確実となる。
【0077】
この発明の請求項13の空気調和装置据付け方法は、室内機、室外機、冷媒回路、を有し室内の空調を単独にて行う空調機と、空調機の冷媒回路に接続可能な床暖房用のブラインまたは水と冷媒回路の冷媒配管を流れる冷媒と熱交換させる温水熱交換器、循環ポンプ、水タンク、及び床暖房放熱パネルを温水配管で接続して床暖房運転を行う水回路装置と、を備え、冷媒配管を据付け冷媒を循環させた後で温水配管を据付けるので、安全で信頼性の高い装置の据付が可能となる。
【0078】
この発明の請求項14の空気調和装置据付方法は、室内に配置され室内の空気を吸い込み空調された空気を噴出す室内機、室外に配置され室外ファンを有する室外機、室外機に配置された圧縮機、冷房・暖房の切替用四方弁、室外熱交換器、減圧器、及び室内機に配置された室内熱交換器を冷媒配管で接続し冷媒を循環させる冷媒回路、を有し室内の空調を単独にて行う空調機と、空調機の冷媒回路に接続可能な床暖房用のブラインまたは水と冷媒回路の冷媒と熱交換させる温水熱交換器、循環ポンプ、水タンク、及び床暖房放熱パネルを温水配管で接続して床暖房運転の機能を行う水回路装置と、を備え、空調機と水回路装置を組み合わせて使用する場合、前記空調機単独で据付けて運転した後で、室内に配置し後敷きする床暖房放熱パネルの仕様を選択可能なので、ユーザーは室内の環境に適した暖房が得られる装置を必要なときに入手することができ、販売側は個別販売が可能になるなど販売機会が増える。
【0079】
この発明の請求項15の空気調和装置据付方法は、室内に配置され室内の空気を吸い込み空調された空気を噴出す室内機、室外に配置され室外ファンを有する室外機、室外機に配置された圧縮機、冷房・暖房の切替用四方弁、室外熱交換器、減圧器、及び室内機に配置された室内熱交換器を冷媒配管で接続し冷媒を循環させる冷媒回路、を有し室内の空調を単独にて行う空調機と、空調機の冷媒回路に接続可能な床暖房用のブラインまたは水と冷媒回路の冷媒と熱交換させる温水熱交換器、循環ポンプ、水タンク、及び中継装置を温水配管で接続して床暖房運転の機能を行う水回路装置と、を備え、空調機と前記水回路装置を組み合わせて使用する場合、空調機及び水回路装置据付けて空調機の運転した後で、中継装置に温水配管で接続され室内に配置し後敷きする床暖房放熱パネルの仕様を選択可能なので必要十分な能力を有する装置を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に関わる回路構成図。
【図2】本発明の実施の形態1に関わる床暖房付き空気調和装置の構造説明図。
【図3】本発明の実施の形態1に関わる床暖房付き空気調和装置の構成図。
【図4】本発明の実施の形態1に関わる床暖房パネルの構成説明図。
【図5】本発明の実施の形態1に関わる床暖房付き空気調和装置の室内構成説明図。
【図6】本発明の実施の形態1に関わる床暖房付き空気調和装置の別の室内構成説明図。
【図7】本発明の実施の形態1に関わる中継装置構成説明図。
【図8】本発明の実施の形態1に関わる中継装置のプラグ外観図。
【図9】本発明の実施の形態1に関わる室外機に床暖房装置装着する構成説明図。
【図10】本発明の実施の形態1に関わる床暖房付き空気調和装置の運転方法説明図。
【図11】従来の冷媒・水回路構成図
【符号の説明】
1 圧縮機、 2 四方弁、 3 室外熱交換器、 4 キャピラリーチューブ、 5 電動膨張弁、 6 室内熱交換器、 7 アキュムレータ、 8、8a 配管接続端子部(室外機にストップバルブ設置)、 8b 配管接続端子部(床暖房装置にストップバルブ設置)、 8c 配管接続端子部(室内機(ガス側))、 8d 配管接続端子部(室外機にストップバルブ(液側))、 8e 配管接続端子(床暖房装置にストップバルブ設置)、 8f 配管接続端子部(室内機(液側))、 9、9a マフラー1、 9b マフラー2、 9c マフラー3、 10 逆止弁、 11 電磁開閉弁、 12a 延長銅配管(ガス側)、 12b 延長銅配管(液側)、 13a 室内ユニット用制御装置、 13b室内ユニット制御装置の配線接続端子部、 13c 室内ユニット制御装置の入力装置、 13d リモートコントローラ、 14 室外ユニット用制御装置、 15 接続配線、16 室内温度センサ、 17 室内熱交換器温度センサ(室内側管温センサ)、 18 室内ファン、 19 室内ファンモータ、20 霜取り検出温度センサ、 21 外気温度センサ、 22 圧縮機吐出温度センサ、 23 室外ファン、 24 室外ファンモータ、 25 絞り装置(二段凝縮回路用)、 26温水熱交換器、 27 床暖房パネル、 28 温水循環用ポンプ、 29 温水タンク、 30 中継装置、 31、31a 温水配管接続端子部(送り側)、 31b 温水配管接続端子部(戻り水側)、32、32a 温水配管用延長銅配管(送り側)、 32b 温水配管延長銅配管(戻り側)、 33、33a 温水配管の延長配管(送り側)、 33b 温水配管の延長配管(戻り側)、 34、34a、34b、34c、34d 延長配管接続端子部、 35 床暖房機の温水制御装置、 35b 温水制御装置部の配線接続端子部、 36 温水送り水温度センサ、 37 温水戻り水温度センサ、 38 水位センサー、 39 温水熱交換器の冷媒温度検知センサ、 40 床暖房パネル温度センサ、 41 床暖房パネル構成(木材フローリングに温水配管装着)、 42 床暖房パネルの断熱材、 43 床暖房パネルの断熱材(床暖房パネルの下部に敷くのみのタイプ)、 44 床暖房パネルのカーペットタイプ、 45 一般のカーペット、 50 ドレン水配管、 51 室内機取付板、 52 基礎、 53 室外機グリル、 54 室内機グリル、 57 電源線、 58 カバー、 61、62 入力装置、 70 壁面、 71 コンセント本体、 72 ピン、 73 流路、 74 樹脂チューブ、 75 接続端子配管固定材、 76 銅配管。
Claims (15)
- 室内に配置され内蔵する室内ファンにより室内の空気を吸い込み空調された空気を吹出す室内機と、室外に配置され室外ファンを有する室外機と、前記室外機に配置された圧縮機、冷房・暖房の切替用四方弁、室外熱交換器、減圧器、及び前記室内機に配置された室内熱交換器を冷媒配管で接続し冷媒を循環させる冷媒回路と、前記冷媒回路に流れる冷媒と床暖房用のブラインまたは水とを熱交換させる温水熱交換器及びこのブラインまたは水を循環させる温水配管を有し、前記冷媒配管と接続する接続口を設けた床暖房機と、前記床暖房機と流路遮断機構を有する中継装置を介して前記温水配管で接続され、室内の床面上に載置され床暖房を行う前記中継装置にて着脱可能で前記床面に載置する位置を変更できる床暖房放熱パネルと、を備えたことを特徴とする空気調和装置。
- 室内に配置され室内温度センサ、室内ファンを有する室内機と、室外に配置され室外温度センサ、室外ファンを有する室外機と、前記室外機に配置された圧縮機、冷房・暖房の切替用四方弁、室外熱交換器、減圧器、及び前記室内機に配置された室内熱交換器を冷媒配管で接続し冷媒を循環させる冷媒回路と、前記冷媒回路に流れる冷媒と床暖房用のブラインまたは水とを熱交換させる温水熱交換器及びこのブラインまたは水を循環させる循環ポンプを有し、前記室外機の近傍に配置された床暖房機と、前記室内の床面上に位置変更可能に載置され前記温水熱交換器と温水配管で接続され床暖房を行う床暖房放熱パネルと、前記室内温度センサにて検出される室内空気の温度及び前記床暖房パネル内を循環するブラインまたは水の温度を前記圧縮機の回転数を変化させて制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする空気調和装置。
- 前記温水配管は前記冷媒回路に接続された前記室外の前記床暖房機から前記室内までを中継する流路遮断機構を有する中継装置まで固定され、この中継装置から前記床暖房パネルまでをフレキシブルな配管で任意の床面上に載置して配置されることを特徴とする請求項1または2記載の空気調和装置。
- 前記床暖房パネルは前記床面との間に断熱シートを設けたことを特徴とする請求項1または2または3記載の空気調和装置。
- 前記室外の前記床暖房機から前記室内までを中継する中継装置は前記温水配管を室外から室内に貫通する位置に、または前記冷媒配管とともに前記温水配管を室内に導入する位置に設けられることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の空気調和装置。
- 前記室外の前記床暖房機から前記室内までを中継する中継装置を結ぶ温水配管に、銅配管を用いたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の空気調和装置。
- 室内から室外に冷媒配管を通すために壁に設けた配管穴と室内から室外に温水配管を通すために壁に設けた配管穴とを同一の配管穴を用いることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の空気調和装置。
- 前記冷媒回路に流れる冷媒と床暖房用のブラインまたは水とを熱交換させる温水熱交換器は、冷房暖房の切り替え用四方弁及び室内側熱交換器の間に接続されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の空気調和装置。
- 前記床暖房機の暖房能力は前記室内機の暖房能力と同程度以下とすることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の空気調和装置。
- 前記圧縮機の回転数を変化させて暖房運転を行う際、室内温度設定可能な1台の遠隔制御装置にて操作可能とすることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の空気調和装置。
- 室内に配置され室内ファンにより室内の空気を吸い込み空調された空気を噴出す室内機と、室外に配置され室外ファンを有する室外機と、前記室外機に配置された圧縮機、冷房・暖房の切替用四方弁、室外熱交換器、減圧器、及び前記室内機に配置された室内熱交換器を冷媒配管で接続し冷媒を循環させる冷媒回路と、前記冷媒回路に流れる冷媒と床暖房用のブラインまたは水とを熱交換させる温水熱交換器及びこのブラインまたは水を循環させる温水配管を有し、前記室外に配置された床暖房機と、前記床暖房機と中継装置を介して前記温水配管で接続され、室内の床面上に載置され床暖房を行う前記中継装置にて着脱可能な床暖房放熱パネルと、を備え、前記室内機、室外機及び冷媒回路を室外及び室内に取り付けた後で、前記温水配管及び中継装置を前記室外及び室内に取り付けることを特徴とする空気調和装置据付方法。
- 室内熱交換器、室内ファン、室内ユニット制御装置および室内温度センサを有する室内機と、圧縮機、室外熱交換器および室外ファン、減圧器、冷房・暖房の切替用四方弁及び室外ユニット制御装置を有する室外機と、前記室内機及び全室外機に冷媒を循環させて冷房及び暖房運転等の空気調和機能を行う冷媒回路と、前記冷媒回路に床暖房用のブラインまたは水と冷媒と熱交換させる温水熱交換器を有し、循環ポンプ、水タンク等の水回路からなる、床暖房運転を行う床暖房機とを、備え、据付現場にて前記室外機を据付た後で前記床暖房機を前記室外機に組み込むことを特徴とする空気調和装置据付方法。
- 前記室内機、前記室外機、前記冷媒回路、を有し室内の空調を単独にて行う空調機と、前記空調機の冷媒回路に接続可能な床暖房用のブラインまたは水と前記冷媒回路の冷媒配管を流れる冷媒と熱交換させる温水熱交換器、循環ポンプ、水タンク、及び床暖房放熱パネルを温水配管で接続して床暖房運転を行う水回路装置と、を備え、前記冷媒配管を据付け冷媒を循環させた後で前記温水配管を据付けることを特徴とする請求項11または12記載の空気調和装置据付方法。
- 室内に配置され前記室内の空気を吸い込み空調された空気を噴出す室内機、室外に配置され室外ファンを有する室外機、前記室外機に配置された圧縮機、冷房・暖房の切替用四方弁、室外熱交換器、減圧器、及び前記室内機に配置された室内熱交換器を冷媒配管で接続し冷媒を循環させる冷媒回路、を有し室内の空調を単独にて行う空調機と、前記空調機の冷媒回路に接続可能な床暖房用のブラインまたは水と前記冷媒回路の冷媒と熱交換させる温水熱交換器、循環ポンプ、水タンク、及び床暖房放熱パネルを温水配管で接続して床暖房運転の機能を行う水回路装置と、を備え、前記空調機と前記水回路装置を組み合わせて使用する場合、前記空調機単独で据付けて運転した後で、室内に配置し後敷きする床暖房放熱パネルの仕様を選択可能なことを特徴とする空気調和装置据付方法。
- 室内に配置され前記室内の空気を吸い込み空調された空気を噴出す室内機、室外に配置され室外ファンを有する室外機、前記室外機に配置された圧縮機、冷房・暖房の切替用四方弁、室外熱交換器、減圧器、及び前記室内機に配置された室内熱交換器を冷媒配管で接続し冷媒を循環させる冷媒回路、を有し室内の空調を単独にて行う空調機と、前記空調機の冷媒回路に接続可能な床暖房用のブラインまたは水と前記冷媒回路の冷媒と熱交換させる温水熱交換器、循環ポンプ、水タンク、及び中継装置を温水配管で接続して床暖房運転の機能を行う水回路装置と、を備え、前記空調機と前記水回路装置を組み合わせて使用する場合、前記空調機及び前記水回路装置据付けて前記空調機の運転した後で、前記中継装置に前記温水配管で接続され室内に配置し後敷きする床暖房放熱パネルの仕様を選択可能なことを特徴とする空気調和装置据付方法。
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