JP3518353B2 - ヒートポンプ式暖房装置 - Google Patents

ヒートポンプ式暖房装置

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JP3518353B2
JP3518353B2 JP21043998A JP21043998A JP3518353B2 JP 3518353 B2 JP3518353 B2 JP 3518353B2 JP 21043998 A JP21043998 A JP 21043998A JP 21043998 A JP21043998 A JP 21043998A JP 3518353 B2 JP3518353 B2 JP 3518353B2
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍サイクルに
おける冷媒の凝縮熱を利用して床暖房を行うヒートポン
プ式暖房装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】上記のようなヒートポンプ式暖房装置の
一例が特開平2−40440号公報に記載されており、
図5にその装置の冷媒回路図を示している。同図におい
て41は、インバータによる回転数可変型の圧縮機、す
なわち圧縮能力可変な圧縮機で、この圧縮機41に、四
路切換弁42を介して、室内ファン43が付設された室
内熱交換器44と、膨張弁45と、室外ファン46が付
設された室外熱交換器47とが順次接続されて、冷媒循
環回路が構成されている。さらに、上記室内熱交換器4
4に並列に床暖房パネル48が接続され、これら室内熱
交換器44および床暖房パネル48の両側に、各々電磁
弁49〜52が介設されている。
【0003】このような構成の暖房装置において、室内
ファン43を作動し、室内熱交換器44を通して室内空
気を循環させながら、圧縮機41で圧縮されたガス冷媒
を室内熱交換器44から室外熱交換器47へと回流させ
るサイクルにより、室内熱交換器44で凝縮する冷媒の
凝縮熱で加温された室内空気が室内に吹出され、室内の
温風暖房が行われる。
【0004】一方、圧縮機41で圧縮されたガス冷媒を
床暖房パネル48から室外熱交換器47へと回流させ、
冷媒を床暖房パネル48で凝縮させるサイクルで、この
床暖房パネル48が冷媒の凝縮熱で加温されて床暖房が
行われる。なお、この場合の床暖房パネル48は、これ
を流通する冷媒との間で直接熱交換を行う床暖房用熱交
換器としての機能を兼備する構成となっている。
【0005】ところで、暖房運転の立上げ時に上記のよ
うな温風暖房と床暖房とを同時に開始させると、床暖房
を行わない場合に比較して、室温が設定室温に達するま
での時間が長くなる。そこで、上記公報記載の装置で
は、温風暖房と床暖房とを併用した暖房運転の立上げ時
には、まず温風暖房単独運転を開始するようになってい
る。このとき、前記圧縮機41は最大回転数、室内ファ
ン43は強風等の一定モードで運転される。
【0006】このような温風暖房単独運転は、図6に示
すように、初期温度TO から上昇していく室温が設定室
温TSAよりもΔT(例えば3℃)程度低い温度に達する
時点t1 まで行われ、この時点t1 で床暖房運転が開始
される。そして、その後に室温が設定室温TSAに達する
までの期間は、圧縮機41の回転数を最大にした運転
が継続され、圧縮機41の余剰能力で床暖房が行われ
る。
【0007】このように、上記公報記載の装置では、当
初は温風暖房のみが行われ、また、室温が設定室温TSA
に達するまでの間、圧縮機41を最大回転数で運転する
ことによって、室温が設定室温に達するまでに要する時
間を短くし、これによって快適性を向上させるようにな
っている。
【0008】なお、室温が設定室温TSAに達した時点t
2 からは、室内ファン43の回転数を徐々に低下させな
がら運転が継続され、そして、前記床暖房パネル48に
取付けられた床温センサで検出される床温が設定床温T
SFに達した時点t3 で、室内ファン43が停止されて床
暖房単独運転に切換えられる。この期間においては、
圧縮機41の回転数を、設定床温TSFと床温との温度
差、すなわち床暖房負荷の変化に応じて徐々に低下させ
ながら運転が継続される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載の装置においては、室温が設定室温TSAに達する
までの時間は短くなるものの、その後に床の温度が設定
床温TSFに近づいて安定するまでに長時間を要するた
め、充分に満足し得る快適性は得難いという問題を有し
ている。
【0010】つまり、前記した床暖房パネル48上に
は、通常、さらにフローリング等が敷設される。この場
合、前記のように床暖房パネル48に取付けられた床温
センサでの検出床温に対し、フローリング表面、すなわ
ち、利用者の快適性をより直接的に左右する床表面温度
は、図6中に二点鎖線で示すように、検出床温から遅れ
て上昇する。そして、検出床温が設定床温TSFに達して
設定床温TSFで保持されるようになると、床表面温度の
昇温速度は、検出床温との温度差の低下に伴って小さく
なり、このため、床表面温度が設定床温TSF近傍温度ま
で上昇して安定するまでの時間が長くなる。このよう
に、特に床表面温度が設定床温TSF付近で安定するまで
を暖房立上げ期間としたときに、これに長時間を要して
床表面温度がいつまでも安定しないために、充分な快適
性を得難いものとなっている。
【0011】この発明は上記した問題点に鑑みなされた
ものであって、その目的は、床表面温度を設定床温に近
づけて安定させるまでの立上げ時間を短縮し、これによ
って快適性を向上し得るヒートポンプ式暖房装置を提供
することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】そこで請求項1のヒート
ポンプ式暖房装置は、圧縮能力可変な圧縮機と、この圧
縮機で圧縮されたガス冷媒の凝縮熱を床暖房パネル10
に付与するための床暖房用熱交換器7と、床温を検出す
る床温検出手段23と、設定床温と検出床温との温度差
に応じた圧縮能力で上記圧縮機を運転しながら冷媒を床
暖房用熱交換器7に流通させて床暖房運転を行う運転制
御手段25とを設けて成るヒートポンプ式暖房装置であ
って、検出床温を設定床温に向けて上昇させる立上げ
時、検出床温が設定床温に達する設定床温到達時まで上
記圧縮機をほぼ最大圧縮能力で運転し、さらに上記設定
床温到達時から設定時間が経過するまで上記圧縮機のほ
ぼ最大圧縮能力での運転状態を継続させると共に、上記
設定時間を、設定床温到達時より前の特定時点における
設定床温と検出床温との温度差が大きいほど長くなるよ
うに設定する立上げ運転制御手段27を設けていること
を特徴としている。
【0013】このような構成によれば、検出床温が設定
床温に達する設定床温到達時まで圧縮機がほぼ最大圧縮
能力で運転され、さらに、この運転状態が設定床温到達
時後も継続されるので、このような運転状態に伴って設
定床温を超えて上昇していく検出床温と共に、床表面温
度も、その昇温速度に大きな低下を生じることなく、設
定床温に向かって上昇する。また、このような圧縮機の
運転は、特定時点における設定床温と検出床温との温度
差に応じて設定される時間行われる。すなわち、上記温
度差が大きいときには、上記設定床温到達時での床表面
温度と設定床温との温度差も大きく、したがって、この
時点から床表面温度を設定床温まで上昇させる温度幅に
応じて長くした時間を設定することで、この間に床表面
温度がほぼ設定床温まで上昇し、かつ、それ以上に過度
に上昇することが抑えられて設定床温で安定した状態を
速やかに得ることができる。
【0014】請求項2のヒートポンプ式暖房装置は、圧
縮能力可変な圧縮機と、この圧縮機で圧縮されたガス冷
媒の凝縮熱を床暖房パネル10に付与するための床暖房
用熱交換器7と、床温を検出する床温検出手段23と、
設定床温と検出床温との温度差に応じた圧縮能力で上記
圧縮機を運転しながら冷媒を床暖房用熱交換器7に流通
させて床暖房運転を行う運転制御手段25とを設けて成
るヒートポンプ式暖房装置であって、検出床温を設定床
温に向けて上昇させる立上げ時、検出床温が設定床温に
達する設定床温到達時まで上記圧縮機をほぼ最大圧縮能
力で運転し、さらに上記設定床温到達時から検出床温が
立上げ時設定床温に達するまで上記圧縮機のほぼ最大圧
縮能力での運転状態を継続させると共に、上記立上げ時
設定床温を、設定床温到達時より前の特定時点における
設定床温と検出床温との温度差が大きいほど高くなるよ
うに設定する立上げ運転制御手段を設けていることを特
徴としている。
【0015】すなわちこの場合、前記請求項1での設定
時間に代えて、検出床温が立上げ時設定床温に達するま
で、ほぼ最大圧縮能力での運転状態を継続させる構成と
しており、このときの立上げ時設定床温として、例えば
請求項1における設定時間経過時での検出床温の到達温
度に対応する温度とすることで、請求項1とほぼ同等の
制御が行われることになる。したがって、この構成によ
っても、前記同様に、床表面温度がほぼ設定床温まで上
昇し、また、それ以上に過度に上昇することが抑えられ
て設定床温で安定した状態を速やかに得ることができ
る。
【0016】請求項3のヒートポンプ式暖房装置は、上
記ガス冷媒の凝縮熱を室内空気に付与するための室内熱
交換器と、室温を検出する室温検出手段21とを設け、
冷媒を上記室内熱交換器に流通させる温風暖房運転と上
記床暖房運転とを併用して検出室温と検出床温とを各々
設定室温と設定床温とに向けて上昇させる立上げ時に、
上記立上げ運転制御手段27による制御が、設定床温到
達時前に検出室温が設定室温に達した時点を前記特定時
点として行われることを特徴としている。
【0017】すなわち、温風暖房と床暖房とが併用した
立上げ時であっても、上記特定時点以降は、ほぼ最大圧
縮能力で運転されている圧縮機の能力は、温風暖房と床
暖房とに対する分配割合が大きく変化することはなく、
その殆どが床暖房に用いられる状態となる。したがっ
て、床暖房パネル10への入熱条件がほぼ一定になり、
上記特定時点での設定床温と検出床温との温度差と、そ
の後に床表面温度を設定床温近傍温度に到達させるのに
必要な圧縮機の継続運転条件とを、より精度良く対応付
けることが可能になる。この結果、床表面温度が設定床
温で安定する状態をより速やかに、かつ、より確実に得
ることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0019】図3は、この発明の一実施形態に係るヒー
トポンプ式暖房装置の構成を示す模式図である。同図に
おいて1は室外機であって、この室外機1には、図示し
てはいないが、前記したようなインバータによる回転数
可変型の圧縮機や、室外熱交換器、室外ファン、膨張弁
等が内装され、この室外機1に、前記同様に室内熱交換
器と室内ファンとが内装された室内機2と、後述する床
暖房キット3とがそれぞれ冷媒配管4・5によって接続
されている。なお、室内機2として、空調室の天井に設
置される天井埋込み形のものを図示しているが、これ
は、壁掛け形の室内機であっても良い。
【0020】上記室内機2内の室内熱交換器が冷媒配管
4によって室外機1に接続されて、冷媒循環回路が形成
されており、圧縮機で圧縮されたガス冷媒を室内熱交換
器から室外熱交換器へと回流させ、室内熱交換器を凝縮
器、室外熱交換器を蒸発器として機能させる冷凍サイク
ルによって、室内の温風暖房運転が行われる。すなわ
ち、室内ファンの作動により室内熱交換器を通して循環
する室内空気に、室内熱交換器でのガス冷媒の凝縮熱が
付与され、これによって加温された空気が、室内機2か
ら吹き出されて室温が上昇する。
【0021】前記床暖房キット3は空調室周辺に設置さ
れ、一端側に前記冷媒配管5が接続されると共に、他端
側に温水配管6が接続されている。そして、この床暖房
キット3内には、上記圧縮機で圧縮されたガス冷媒の凝
縮熱を水に付与してこの水を加温するための温水熱交換
器(床暖房用熱交換器)7が設けられている。この温水
熱交換器7における冷媒流路が、前記室内熱交換器に並
列に冷媒配管5を介して室外機1に接続され、また、こ
の温水熱交換器7における水流路が、ポンプ8を介して
上記温水配管6に接続されている。
【0022】一方、空調室の床面には、蛇行形状の温水
流路9が形成された床暖房パネル10が敷設されてい
る。この床暖房パネル10の温水流路9に上記温水配管
6が接続されている。したがって、ポンプ8を作動して
温水熱交換器7から床暖房パネル10の温水流路9に水
を循環させながら、前記圧縮機で圧縮されたガス冷媒を
温水熱交換器7から室外熱交換器へと回流させ、温水熱
交換器7を凝縮器、室外熱交換器を蒸発器として機能さ
せる冷凍サイクルによって、床暖房運転が行われる。す
なわち、温水熱交換器7での冷媒の凝縮熱が付与されて
暖められた温水が床暖房パネル10を循環し、これによ
って、床の温度が上昇する。
【0023】なお、床暖房パネル10上にはフローリン
グ11がさらに敷設されている。一方、温風暖房運転の
開始や停止等の操作を行うためにワイヤレスリモコン1
2が、また、床暖房運転に対して同様の操作を行うため
にワイヤードリモコン13がそれぞれ設けられている。
これら各リモコン12・13で、利用者が希望する室温
・床温の設定が行われる。また、温風暖房運転と床暖房
運転とを連動させる設定が利用者によって行われている
と、例えばワイヤレスリモコン12における運転開始操
作で、後述する温風暖房運転と床暖房運転とを併用した
暖房立上げ運転が開始される。以下では、上記のように
室温の設定が行われるワイヤレスリモコン12を室温設
定部、床温の設定が行われるワイヤードリモコン13を
床温設定部と称して説明する。
【0024】図4には上記装置の制御ブロック図を示し
ている。同図に示すように、この装置には、上記室温設
定部12で設定された設定室温TSAを、室温センサ(室
温検出手段)21で検出される室温TA と比較する室温
比較部22と、前記床温設定部13で設定された設定床
温TSFを、床温センサ(床温検出手段)23で検出され
る床温TF と比較する床温比較部24とが設けられてい
る。
【0025】室温センサ21は、前記室内機2における
室内空気の吸込口に設けられたサーミスタ等から成る温
度センサにより構成されており、この室温センサ21に
よって室内の空気温度が室温TA として検出される。ま
た、床温センサ23は、前記床暖房パネル10に取付け
られたサーミスタ等から成る温度センサにより構成され
ており、この床温センサ23によって床暖房パネル10
の温度が床温TF として検出される。なお、この床温セ
ンサ23は、前記床暖房キット3に接続された温水配管
6に取付けた温度センサで構成することも可能であり、
この温水配管6における戻り配管中を流れる温水の温度
を、床温TF として検出する構成としても良い。
【0026】前記室温比較部22では、検出される室温
A が設定室温TSAより低いときに室温サーモオン信号
を発生し、この信号と、設定室温TSAから室温TA を引
いた温度差とを後述する運転制御部(運転制御手段)2
5に入力する。一方、室温TA が設定室温TSA以上のと
きには室温サーモオフ信号を発生して運転制御部25に
入力する。
【0027】床温比較部24でも、上記とほぼ同様に、
検出される床温TF が設定床温TSFより低いときには床
温サーモオン信号を発生し、この信号と、設定床温TSF
から床温TF を引いた温度差とを運転制御部25に入力
する。また、床温TF が設定床温TSF以上のときには床
温サーモオフ信号を発生して運転制御部25に入力す
る。
【0028】運転制御部25は、上記各比較部22・2
4からの入力信号に基づいて運転条件を設定するもの
で、例えば温風暖房単独運転の場合、室温比較部22か
ら室温サーモオン信号が入力されているときに、前記室
内熱交換器に冷媒を流通させ、かつ、室内ファンを作動
するように出力制御部26に駆動信号を出力する。ま
た、このときの室温TA と設定室温TSAとの温度差、す
なわち温風暖房負荷に応じた運転周波数を決定して、こ
の運転周波数で圧縮機を駆動するように、出力制御部2
6に圧縮機駆動信号を出力する。一方、室温比較部22
から室温サーモオフ信号の入力状態となったときには、
室内熱交換器への冷媒の流通を停止させ、かつ、室内フ
ァンを停止させる。
【0029】また、床暖房単独運転の場合も、上記とほ
ぼ同様に、床温比較部24から床温サーモオン信号が入
力されているときに、前記温水熱交換器7に冷媒を流通
させ、かつ、ポンプ8を作動するように出力制御部26
に駆動信号を出力する。また、このときの床温TF と設
定床温TSFとの温度差、すなわち床暖房負荷に応じた運
転周波数を決定し、この運転周波数で圧縮機を駆動する
ように、出力制御部26に圧縮機駆動信号を出力する。
一方、床温比較部24から床温サーモオフ信号の入力状
態となったときには、温水熱交換器7への冷媒の流通を
停止させる。
【0030】このように、室温サーモオン/オフ信号、
また、床温サーモオン/オフ信号に基づいて温風暖房運
転と床暖房運転とがそれぞれ制御され、検出される室温
Aや床温TF が設定室温TSA・設定床温TSFへと上昇
されて、これら各設定温度TSA・TSFで保持される。
【0031】一方、温風暖房運転と床暖房運転とを併用
した暖房立上げ時の制御を行うために、上記運転制御部
25にさらに立上げ運転制御部(立上げ運転制御手段)
27が設けられている。以下、この制御部によって行わ
れる暖房立上げ時の制御内容について、図1を参照して
説明する。
【0032】同図における運転開始時t0 から所定の期
間は、前記図6を参照して説明した従来例とほぼ同様
に、温風暖房の単独運転によって室温TA を初期温度T
O から設定室温TSAに向けて上昇させる運転を行う。こ
のとき、圧縮機は最大回転数、また、室内ファンは強風
等の一定モードで運転する。
【0033】そして、室温TA が設定室温TSAよりも所
定の温度(例えば3℃)だけ低い運転モード切換温度T
B に達した時点t1 で、床暖房運転を開始し、したがっ
て、その後に室温TA が設定室温TSAに達するまでの期
間では、最大回転数で運転される圧縮機の能力は、温
風暖房負荷が低下するにつれて床暖房に徐々にシフトさ
れる。
【0034】このような運転を継続して室温TA が例え
ば18〜22℃程度に設定される設定室温TSAに先に達
すると、この時点t2 で室温サーモオフになる。本実施
形態では、この時点で室内熱交換器への冷媒の流通を停
止し、したがって、この時点で床暖房単独運転への切換
えが行われる。なお、室内ファンは、室温TA が設定室
温TSAに達した後の室温変動を極力小さくするため、そ
の回転数を徐々に低下させながら運転を継続する。
【0035】一方、上記のように室温TA が設定室温T
SAに達した時点t2 (以下、特定時点という)におい
て、前記立上げ運転制御部27では、この時の検出床温
F1と設定床温TSFとの温度差ΔTF (以下、特定時温
度差という)を記憶する。そして、上記特定時点t2
の期間では、圧縮機の回転数を最大にした運転で床暖
房単独運転を続行し、これによって、床温TF は、前記
床温設定部13で例えば28〜30℃程度に設定される
設定床温TSFに向かって速やかに上昇する。そして、こ
の過程で設定床温TSFに達した時点t3 で、床温比較部
24からは床温サーモオフ信号が入力される状態に切換
わるが、この時点t3 から、上記の特定時温度差ΔTF
に対応させて後述するように設定されている運転時間
(設定時間)tm が経過するまで、上記の圧縮機の回転
数を最大にした床暖房単独運転を続行する。したがっ
て、この間、床温TF はさらに上昇する(期間)。
【0036】その後、上記運転時間tm が経過した時点
4 に、立上げ運転制御部27から前記した運転制御部
25による制御に切換わり、これによって、床温比較部
24からの床温サーモオン/オフ信号に応じて、前記温
水熱交換器7への冷媒流通が間欠的に行われるようにな
る。また、それまで最大回転数で運転していた圧縮機に
対しても、その後の設定床温TSFと検出床温TF との温
度差に応じた回転数での運転状態に切換える。この結
果、床温TF は設定床温TSFまで低下した後に、この設
定床温TSFで保持される(期間)。なお、前記室内フ
ァンについては、上記時点t4 にこれを停止させる。
【0037】図1中には、床温TF と共に変化する前記
フローリング11の表面温度、すなわち床表面温度を二
点鎖線で示している。この床表面温度は、床温TF 、す
なわち前記床暖房パネル10の温度(以下では、床表面
温度との差異を明確にするために検出床温という)の上
昇に伴い、これに遅れて上昇していく。したがって、検
出床温TF が設定床温TSFに達した時点t3 (以下、設
定床温到達時という)では床表面温度は設定床温TSF
りも低く、この時点から検出床温TF を設定床温TSF
保持する従来の制御では、床表面温度がその後に設定床
温TSFに達するまでに長時間を要するものとなる。
【0038】そこで、本実施形態においては、上記の設
定床温到達時t3 以降も、圧縮機の最大回転数での運転
状態を継続し、検出床温TF をさらに上昇させる運転
(以下、継続運転という)が行われる。これにより、床
表面温度の昇温速度が、設定床温到達時t3 以降に大き
く低下するということがなくなり、設定床温TSFに向か
って速やかに上昇する(期間)。
【0039】上記継続運転の運転時間tm は、例えば図
2に示すように、前記した特定時温度差ΔTF に対し、
ΔTF が大きいほど長くなるような関係で前記立上げ運
転制御部27に記憶されている。さらに詳細には、継続
運転で床表面温度を設定床温TSFにほぼ到達させるに必
要な時間tm が、特定時温度差ΔTF に対応させて予め
求められ、これが立上げ運転制御部27に記憶されてい
る。
【0040】つまり、前述したように、床暖房運転は、
室温TA が設定室温TSAよりも所定の温度だけ低い運転
モード切換温度TB に達した時点t1 で開始されるが、
この時点から、室温TA が設定室温TSAに達した時の特
定時点t2 までの運転時間は短く、また、この間は圧縮
機の能力が主として温風暖房に費やされる期間で、余剰
能力で床暖房が行われることから、検出床温TF の昇温
速度は小さい。このため、この期間では検出床温TF
と床表面温度とにそれほど大きな温度差は生じず、この
温度差は次の期間での運転時間に大きく依存して拡大
していく。
【0041】この期間では、最大回転数で運転されて
いる圧縮機の能力の全てが床暖房に用いられる。したが
って、この期間での検出床温TF の昇温速度は大きく
なり、これに伴って、床表面温度の昇温速度も上がるも
のの、両者の速度比が大きくなって、検出床温TF と床
表面温度との温度差は時間経過と共に大きくなってい
く。
【0042】また、この期間では圧縮機がその最大回
転数で駆動され、床暖房パネル10への入熱条件がほぼ
一定であることから、検出床温TF の昇温曲線は、特定
時点t2 での温度が種々異なる場合でもほぼ同等のもの
となり、また、床表面温度の昇温曲線もほぼ同等のもの
となる。したがって、前記設定床温到達時t3 における
設定床温TSFと床表面温度との温度差ΔTD は、この期
間の運転時間にほぼ対応する。一方、この運転時間
は、特定時点t2 での特定時温度差ΔTF にほぼ対応し
て定まることから、結局、上記の温度差ΔTD は特定時
温度差ΔTF にほぼ対応するものとなる。
【0043】したがって、この温度差ΔTD 、ひいては
特定時温度差ΔTF に、床表面温度を設定床温TSFに到
達させるに必要な前記継続運転の運転時間tm を対応付
けることができ、このような対応関係により、特定時温
度差ΔTF と継続運転の運転時間tm との関係を予め求
めて、これが前記立上げ運転制御部27に記憶されてい
る。
【0044】このような運転時間tm が、暖房運転立ち
上げ毎に、前記特定時点t2 において検出される特定時
温度差ΔTF に対応させて選定され、この時間tm で継
続運転が行われる。この結果、室温TA が設定室温TSA
に達した後、床表面温度も速やかに設定床温TSFに達
し、しかも、継続運転終了時に床表面温度が設定床温T
SFを過度に超えた状態になることもなく、この設定床温
SFで安定した状態を速やかに得とことが可能となって
いる。
【0045】以上の説明のように、本実施形態において
は、検出床温TF が設定床温TSFに到達した後も、運転
時間tm が経過するまでは圧縮機の最大回転数での運転
状態が継続され、また、この継続運転は、特定時点t2
における設定床温TSFと検出床温との温度差の大小変化
に各々対応させて予め設定されている運転時間tm を選
定して行われる。これにより、床表面温度が設定床温T
SFを過度に超えることなく、この設定床温TSF付近で安
定した状態を速やかに得ることができ、したがって、床
暖房の立上げ時間を短縮できるので、快適性が向上す
る。
【0046】特に上記形態では、温風暖房運転と床暖房
運転とを併用した立上げ時に、検出室温TA が設定室温
SAに到達した時点を特定時点t2 として、この時の設
定床温TSFと検出床温TF との温度差ΔTF に対応させ
て、継続運転の運転時間tmが設定されている。この場
合、上記特定時点t2 以降には、床暖房パネル10への
入熱条件がほぼ一定になり、これによって、上記特定時
点t2 での設定床温TSFと検出床温との温度差ΔTF
大小変化に対し、継続運転で床表面温度を設定床温TSF
に到達させるに必要な運転時間tm をより精度良く対応
付けることが可能になる。この結果、床表面温度が設定
床温TSFで安定する状態をより迅速に、かつ、より確実
に得ることができるものとなっている。
【0047】以上にこの発明の具体的な実施形態につい
て説明したが、この発明は上記形態に限定されるもので
はなく、この発明の範囲内で種々変更することができ
る。例えば上記形態では、特定時点t2 での特定時温度
差ΔTF に対応させて継続運転の運転時間tm を設定す
る制御構成としたが、上記特定時温度差ΔTF が大きい
ほど高くなるような立上げ時設定床温、例えば温度差Δ
F 毎の上記各運転時間tm 経過時における検出床温の
到達温度を求めて、これにほぼ対応する温度を温度差Δ
F 毎の立上げ時設定床温として設定し、検出床温TF
がこの立上げ時設定床温に達するまで、最大圧縮能力で
の圧縮機の運転状態を継続させるような制御構成とする
ことも可能である。
【0048】この場合の立上げ時設定床温としては、設
定床温TSFとして設定される例えば28〜30℃程度の
温度範囲よりも高い温度を特定時温度差ΔTF 毎に設定
しても良いし、或いは、設定床温TSFからの温度上昇幅
を特定時温度差ΔTF 毎に設定しておき、各暖房立上げ
時に毎に、上記の温度上昇幅をその時の設定床温TSF
加算して立上げ時設定床温を求める構成としても良い。
【0049】一方、上記形態では、室温TA が設定室温
SAに達した時点t2 を特定時点としたが、検出床温T
F と床表面温度との温度差が小さい間であれば、例え
ば、室温TA が前記運転モード切換温度TB に達した時
点t1 や、運転開始時点t0 などのその他の時点とする
ことも可能である。
【0050】また上記では、室温TA が設定室温TSA
到達した時点で室内熱交換器への冷媒流通を停止した
が、その後も、室温サーモオン/オフ信号に応じて温風
暖房運転を継続するようにしても良い。
【0051】また上記では、温水熱交換器7を床暖房用
熱交換器として内装する床暖房キット3を設け、温水を
介してガス冷媒の凝縮熱を床暖房パネル10に付与する
構成を例に挙げたが、図5を参照して説明した従来例の
ように、圧縮機からのガス冷媒を直接流通させるように
構成された床暖房パネルを設け、したがって、この床暖
房パネルに床暖房用熱交換器としての機能を兼用させた
構成の装置にも、本発明を適用することが可能である。
【0052】さらに上記では、床暖房と温風暖房とを行
うヒートポンプ式暖房装置を例に挙げたが、例えば、室
温の上昇をヒートポンプ式以外の他の形式の暖房装置で
行う場合に、この装置と組合わせて用いられる床暖房専
用のヒートポンプ式暖房装置、さらに、室温上昇のため
の暖房装置を格別設けずに、床暖房運転のみで床温の上
昇に伴って室温の上昇が得られるようなような高気密住
宅等に設置される床暖房専用のヒートポンプ式暖房装置
にも適用することができる。これらの場合、例えば運転
開始時を特定時点として、この時の検出床温TF と設定
室温TSAとの温度差に基づいて継続運転の運転条件を設
定すれば良い。
【0053】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1・2
のヒートポンプ式暖房装置においては、検出床温が設定
床温に到達した後も、圧縮機のほぼ最大圧縮能力での運
転状態が継続されるので、床表面温度もその昇温速度に
大きな低下を生じることなく、設定床温に向かって上昇
する。しかも、このような圧縮機の運転を、特定時点に
おける設定床温と検出床温との温度差に応じた設定時間
が経過するまで、或いは、上記温度差に応じた立上げ時
設定床温に検出床温が達するまで行うことにより、この
間に床表面温度がほぼ設定床温まで上昇し、また、それ
以上に過度に上昇することが抑えられて設定床温付近で
安定する状態を速やかに得ることができ、したがって、
床暖房の立上げ時間を短縮できるので、快適性が向上す
る。
【0054】請求項3のヒートポンプ式暖房装置におい
ては、温風暖房と床暖房とが併用した立上げ時であって
も、上記特定時点以降は、ほぼ最大圧縮能力で運転され
ている圧縮機の能力は、温風暖房と床暖房とに対する分
配割合が大きく変化することはなく、その殆どが床暖房
に用いられる。したがって、床暖房パネルへの入熱条件
がほぼ一定状態となるので、上記特定時点での設定床温
と検出床温との温度差と、その後に表面床温を設定床温
近傍温度に到達させるのに必要な圧縮機の継続運転条件
とを、より精度良く対応付けることが可能になる。この
結果、床表面温度が設定床温で安定する状態をより速や
かに、かつ、より確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態におけるヒートポンプ式
暖房装置での暖房立上げ時の室温と床温との変化、およ
び圧縮機と室内ファンの動作状態を示すタイムチャート
である。
【図2】上記暖房立上げ時における特定時点での設定床
温と検出床温との温度差ΔTFに対する最大回転数での
圧縮機の継続運転時間tm との関係を説明するためのグ
ラフである。
【図3】上記ヒートポンプ式暖房装置の構成を示す模式
図である。
【図4】上記ヒートポンプ式暖房装置における制御ブロ
ック図である。
【図5】従来のヒートポンプ式暖房装置の構成を示す冷
媒回路図である。
【図6】図5の装置における暖房立上げ時の室温と床温
との変化、および圧縮機と室内ファンの動作状態を示す
タイムチャートである。
【符号の説明】
1 室外機 2 室内機 3 床暖房キット 7 温水熱交換器(床暖房用熱交換器) 10 床暖房パネル 11 フローリング 21 室温センサ(室温検出手段) 23 床温センサ(床温検出手段) 25 運転制御部(運転制御手段) 27 立上げ運転制御部(立上げ運転制御手段)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮能力可変な圧縮機と、この圧縮機で
    圧縮されたガス冷媒の凝縮熱を床暖房パネル(10)に
    付与するための床暖房用熱交換器(7)と、床温を検出
    する床温検出手段(23)と、設定床温と検出床温との
    温度差に応じた圧縮能力で上記圧縮機を運転しながら冷
    媒を床暖房用熱交換器(7)に流通させて床暖房運転を
    行う運転制御手段(25)とを設けて成るヒートポンプ
    式暖房装置であって、検出床温を設定床温に向けて上昇
    させる立上げ時、検出床温が設定床温に達する設定床温
    到達時まで上記圧縮機をほぼ最大圧縮能力で運転し、さ
    らに上記設定床温到達時から設定時間が経過するまで上
    記圧縮機のほぼ最大圧縮能力での運転状態を継続させる
    と共に、上記設定時間を、設定床温到達時より前の特定
    時点における設定床温と検出床温との温度差が大きいほ
    ど長くなるように設定する立上げ運転制御手段(27)
    を設けていることを特徴とするヒートポンプ式暖房装
    置。
  2. 【請求項2】 圧縮能力可変な圧縮機と、この圧縮機で
    圧縮されたガス冷媒の凝縮熱を床暖房パネル(10)に
    付与するための床暖房用熱交換器(7)と、床温を検出
    する床温検出手段(23)と、設定床温と検出床温との
    温度差に応じた圧縮能力で上記圧縮機を運転しながら冷
    媒を床暖房用熱交換器(7)に流通させて床暖房運転を
    行う運転制御手段(25)とを設けて成るヒートポンプ
    式暖房装置であって、検出床温を設定床温に向けて上昇
    させる立上げ時、検出床温が設定床温に達する設定床温
    到達時まで上記圧縮機をほぼ最大圧縮能力で運転し、さ
    らに上記設定床温到達時から検出床温が立上げ時設定床
    温に達するまで上記圧縮機のほぼ最大圧縮能力での運転
    状態を継続させると共に、上記立上げ時設定床温を、設
    定床温到達時より前の特定時点における設定床温と検出
    床温との温度差が大きいほど高くなるように設定する立
    上げ運転制御手段(27)を設けていることを特徴とす
    るヒートポンプ式暖房装置。
  3. 【請求項3】 上記ガス冷媒の凝縮熱を室内空気に付与
    するための室内熱交換器と、室温を検出する室温検出手
    段(21)とを設け、冷媒を上記室内熱交換器に流通さ
    せる温風暖房運転と上記床暖房運転とを併用して検出室
    温と検出床温とを各々設定室温と設定床温とに向けて上
    昇させる立上げ時に、上記立上げ運転制御手段(27)
    による制御が、設定床温到達時前に検出室温が設定室温
    に達した時点を前記特定時点として行われることを特徴
    とする請求項1又は2のヒートポンプ式暖房装置。
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