JP4546067B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば蓄熱源から冷水もしくは温水である熱源水を供給して、冷房もしくは暖房を行うファンコイル機能にヒートポンプ式の冷凍サイクルを付加した空気調和装置に関する。

たとえば蓄熱源から冷水もしくは温水である熱源水を供給して冷房もしくは暖房を行うファンコイル機能に、ヒートポンプ式の冷凍サイクルを付加し組合せた技術が、［特許文献１］に開示されている。
特に、［特許文献１］の第４図に示されているように、室内空気を導く風路（ダクト）中に、熱源水を導くファンコイル（水対空気熱交換器）および冷凍サイクルの室内熱交換器に相当する空気熱交換器（冷媒対空気熱交換器）が配置される。冷凍サイクルは、圧縮機、四方弁、減圧装置、上記空気熱交換器の他に、室外熱交換器に相当する水対冷媒熱交換器を備えている。そして、蓄熱源から導かれる熱源水をファンコイルもしくは水対冷媒熱交換器、もしくはその両方に切換え案内する三方弁を備えた回路を備えている。

通常の冷暖房は、冷凍サイクルを停止し三方弁を切換えて熱源水をファンコイルに導びき、室内空気と熱交換させる。また、三方弁を切換えて冷凍サイクルを駆動し熱源水を水対冷媒熱交換器に循環させれば、熱源水を熱源とするヒートポンプサイクルとなり、空気熱交換器において冷風または温風を得られる。このときファンコイルには熱源水が導かれないので、ここでの熱交換作用はない。
冷凍サイクルによる冷暖房運転時に、さらに冷暖房能力の性能アップが要求されると、三方弁は熱源水をファンコイルおよび水対冷媒熱交換器の両方に同時に流すよう制御される。ファンコイルと空気熱交換器を併用することになり、より大きな熱負荷に対処できる、とある。
特公平６−６８３９２号公報

しかしながら、上記［特許文献１］による技術では、以下のごとき不具合がある。
（１） 蓄熱源から供給される熱源水（冷水）の温度が所定温度以下のときにヒートポンプ式の冷凍サイクルによる冷房運転を行った場合、低温の熱源水と熱交換する水対冷媒熱交換器で凝縮液冷媒の温度が低くなり過ぎ、ヒートポンプ式の冷凍サイクルにおいて正常な運転を行うことができず、故障を招く虞れがあった。
また、蓄熱源から供給される熱源水（温水）の温度が所定温度以下のときにヒートポンプ式の冷凍サイクルによる暖房運転を行った場合、低温の熱源水が冷媒蒸発器となる水対冷媒熱交換器で熱交換することによりさらに冷やされて熱源水が凍結する虞れがある。

（２） 蓄熱源から熱源水を供給する供給設備（たとえば熱源水供給用ポンプ、冷凍サイクル停止時に給水を停止する節水弁等）が何らかの原因で故障している間にヒートポンプ式の暖房運転を行った場合、極く短時間（３０分以内程度）で熱源水循環回路の一部（特に、水対冷媒熱交換器内部）が凍結してしまう虞れがある。

本発明は上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、蓄熱源から熱源水である冷水もしくは温水を供給して冷房もしくは暖房を行うファンコイル機能にヒートポンプ式の冷凍サイクルを付加したうえに、供給される熱源水の温度が所定温度以下のときは冷凍サイクル運転を自動的に停止して熱源水の凍結を防止するとともに構成機器のパンクを防止し、安全性と信頼性の向上化を得る空気調和装置を提供しようとするものである。

本発明は上述の目的を満足するためになされたものであり、室内空気の通風路に配置され熱源水の導通路を備えたファンコイルおよび冷媒の導通路を備えた空気熱交換器と、圧縮機、四方弁、空気熱交換器、減圧装置、熱源水と冷媒の導通路を備えた水／冷媒熱交換器が順次冷媒管を介して連通されるヒートポンプ式の冷凍サイクルと、要求される運転モードに応じて熱源から供給された熱源水をファンコイルと水／冷媒熱交換器へ導く水循環手段と、冷凍サイクルによる暖房運転時に、上記水／冷媒熱交換器に導入される冷媒の温度を検出する第３の温度センサと、冷凍サイクルを構成する圧縮機に吸込まれる冷媒の温度を検出する第４の温度センサと、第３の温度センサの検出温度が第１の所定温度以下になったとき、もしくは第４の温度センサの検出温度が第２の所定温度以下になったとき、圧縮機の運転を停止する熱源水凍結防止制御手段とを具備し、
上記熱源水凍結防止制御手段は、さらに圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する第５の温度センサを有し、圧縮機の起動時に第５の温度センサの検出温度が所定温度以下のとき、圧縮機を起動してから所定時間経過後に第３の温度センサもしくは第４の温度センサによる熱源水凍結防止制御を行う。

本発明によれば、ファンコイル機能にヒートポンプ式の冷凍サイクルを付加することを前提として、常に熱源水の温度を検知し、熱源水の凍結と構成機器のパンクを確実に防止して安全性と信頼性の向上化を得るという効果を奏する。

[実施例１]
以下、図面を参照して本発明の実施例１に係る空気調和装置について説明する。
図１は、空気調和装置の概略構成と配管系統図である。
図中１は、被空調室に連通する通風路（ダクト）であり、この通風路１内における風上側に熱源水の導通路を備えたファンコイル２が配置されていて、熱源水と通風路１に導かれる空気とを熱交換できる。上記通風路１内のファンコイル２風下側には、冷凍サイクルＲの室内熱交換器に相当する空気熱交換器３が配置され、冷媒と通風路１に導かれる空気とを熱交換できる。さらに、ファンコイル２および空気熱交換器３の風下側には被空調室内へ送風する送風機４が設置される。

通風路１外部の所定の部位（もしくは、通風路１内部でもよい）にメインユニットＭが配置されていて、このメインユニットＭには冷凍サイクルＲを構成する、圧縮機１３、四方弁１２、電子膨張弁（減圧装置）１１、室外熱交換器に相当する後述する水／冷媒熱交換器９など上記空気熱交換器３を除いて配置され、これら構成機器は冷媒管Ｐを介して連通される。
上記電子膨張弁１１は、上記水／冷媒熱交換器９と空気熱交換器３との間に配置され、適度な絞りを与えて冷媒の過熱度を制御する。上記水／冷媒熱交換器９は冷媒を導く導通路と、熱源水を導く導通路を備えていて、冷媒と熱源水との熱交換ができる。

さらにメインユニットＭには、図示しない蓄熱源から供給される熱源水（冷水または温水）を導入する熱源水入口部５と、蓄熱源へ熱源水を戻す熱源水出口部１０を備えている。これら熱源水入口部５と熱源水出口部１０は、メインユニットＭ内に収容される熱源水循環回路（水循環手段）Ｎの入口部と出口部を構成している。
熱源水循環回路Ｎとして、蓄熱源から熱源水入口部５に供給される熱源水を、後述する水／水熱交換器６を介して上記ファンコイル２に導き、このファンコイル２から導出される熱源水を三方弁７の切換え動作にもとづいて、図中破線矢印に示すように再び上記水／水熱交換器６へ導き、さらに上記水／冷媒熱交換器９に導いてから熱源水出口部１０を介して蓄熱源へ戻す第１の流路Ａを備えている。

そして上記熱源水循環回路Ｎは、上記ファンコイル２から導出される熱源水を上記三方弁７の切換え動作にもとづいて、図中実線矢印に示すように水／水熱交換器６に通さずに直接、上記水／冷媒熱交換器９へ導く第２の流路Ｂを備えている。
上記水／水熱交換器６には、上記熱源水入口部５と上記ファンコイル２に連通する熱源水導通路と、三方弁７と水／冷媒熱交換器９導入側とを連通する熱源水導通路の、２本の熱源水導通路が互いに交差して備えられていて、これら熱源水導通路を導かれる間に互いの熱源水は熱交換されるようになっている。

さらに空気調和装置は、使用者において運転モード・風量・設定温度の指示をなすための図示しない遠隔操作盤（リモコン）と、この遠隔操作盤での指示にもとづくとともに、後述する温度センサＳからの検知信号を受けて、その結果により送風機４、圧縮機１３、電子膨張弁１１および三方弁７などを制御し、最適な運転を実施するための制御部（制御手段）１５を備えている。
温度センサＳとして、熱源水入口部５近傍部位に、蓄熱源から導かれ熱源水入口部５を通過した直後の熱源水の温度を検知する第１の温度センサＳ１が設けられている。熱源水循環回路Ｎを構成する水／冷媒熱交換器９と熱源水出口部１０とを連通する配管に第２の温度センサＳ２が取付けられていて、水／冷媒熱交換器９から導出される熱源水の温度を検知するようになっている。

上記冷凍サイクルＲを構成する水／冷媒熱交換器９と電子膨張弁１１との間の冷媒管Ｐには第３の温度センサＳ３が取付けられていて、冷凍サイクルＲによる暖房運転時において水／冷媒熱交換器９へ導入される冷媒の温度を検知するようになっている。
圧縮機１３の冷媒吸込み部ａ近傍部位には第４の温度センサＳ４が取付けられていて、圧縮機１３に吸込まれる冷媒の温度を検知するようになっている。圧縮機１３の冷媒吐出部ｂの近傍部位には第５の温度センサＳ５が取付けられていて、圧縮機１３から吐出される冷媒の温度を検知できるようになっている。

これら第１の温度センサＳ１〜第５の温度センサＳ５は、全てサーミスタータイプの温度センサであり、それぞれが取付けられる部位の空気温度もしくは熱源水の温度もしくは冷媒の温度を検知して、上記制御部１５へ検知信号を送るようになっている。
つぎに、このようにして構成される空気調和装置の作用を説明する。

（１）通常冷房運転と通常暖房運転
必要とする冷暖房能力がそれほど大きくなく、かつ冷房時に２５℃未満の冷水が供給され、暖房時に２５℃以上の温水が供給されている場合は、制御部１５は圧縮機１３の運転停止を指示していて空気熱交換器３での熱交換作用はなく、ファンコイル２のみ機能するよう制御する。
このとき制御部１５は三方弁７を切換えて第２の流路Ｂに熱源水を循環させ、第１の流路Ａには熱源水が流れないように制御する。蓄熱源の熱源水は熱源水入口部５から水／水熱交換器６を介してファンコイル２へ導かれ、さらに三方弁７から水／冷媒熱交換器９を介して熱源水出口部１０から排出され蓄熱源に戻される。

この運転モードでは、水／水熱交換器６において熱源水相互の熱交換作用は行われず、かつ冷凍サイクル運転を停止しているため水／冷媒熱交換器９においても熱交換作用はない状態で熱源水が導かれる。
結局、ファンコイル２において通風路１に導かれる空気と熱交換するのみであり、熱源水循環回路Ｎに冷水が導かれていれば室内の冷房作用をなし、熱源水循環回路Ｎに温水が導かれていれば室内の暖房作用をなす。

（２）高能力冷房運転と高能力暖房運転
設定温度と現在室温の差が大きくなりファンコイル機能のみでは能力不足になった場合は、冷凍サイクル運転をなして能力を増加させる高能力冷暖房運転を行う。
このとき、熱源水循環回路Ｎにおける三方弁７の切換え方向に変化がなく先に説明した通常の冷暖房運転と同様であるが、制御部１５は冷凍サイクルＲを構成する圧縮機１３の駆動を開始するとともに、四方弁１２の切換え制御をなす。

たとえば、冷水供給中に高能力冷房運転の指示がある場合、蓄熱源から熱源水入口部５に導かれる冷水は水／水熱交換器６の一方の熱源水導通路のみ導通し他方の熱源水導通路には導かれないので、水／水熱交換器６で温度上昇することなくファンコイル２に導かれ、通風路１に導かれる空気から吸熱する。ファンコイル２に導かれるは空気は温度低下して冷気となり、ファンコイル２の風下側に配置される空気熱交換器３にその冷気が導かれる。

同時に冷凍サイクル運転が行われて、水／冷媒熱交換器９で冷媒が凝縮し、空気熱交換器３では冷媒が蒸発して、ファンコイル２を流通したあとの冷気から熱を奪う。冷気はさらに温度低下した冷気に変わり、室内へ送風される。したがって、高能力冷房が得られる。
ファンコイル２で吸熱した冷水は三方弁７から第２の流路Ｂを経由して水／冷媒熱交換器９に導かれる。この水／冷媒熱交換器９では冷媒の凝縮作用が行われているので、冷水は冷媒と熱交換して凝縮熱を吸収する。水／冷媒熱交換器９は水熱交換器として用いられることになり、ここでの吸熱が冷凍サイクルＲにおける冷房熱量として利用され、ファンコイル機能のみと比べて利用温度差が取れ効率のよい冷房となる。

温水供給中に高能力暖房運転の指示がある場合は、蓄熱源から熱源水入口部５に導かれる温水が水／水熱交換器６で温度低下することなくファンコイル２に導かれ、室内空気へ放熱する。ファンコイル２が室内空気中に温熱を放出することで室内空気は温度上昇して暖気に変わり、空気熱交換器３に導かれる。
同時に冷凍サイクル運転が行われ、空気熱交換器３で冷媒が凝縮してファンコイル２から導かれる暖気へ凝縮熱を放出する。暖気はさらに温度上昇した暖気に変わり、室内へ送風される。したがって、高能力暖房が得られる。
ファンコイル２で放熱を終了した温水は三方弁７から第２の流路Ｂを経由して水／冷媒熱交換器９に導かれる。冷媒は水／冷媒熱交換器９で蒸発して熱を吸収する。ファンコイル２で温度低下した温水は水／冷媒熱交換器９でさらに熱を奪われ、ここでの放熱が冷凍サイクルを介して暖房熱量として利用されるので、ファンコイル機能のみと比べて利用温度差が取れ効率のよい暖房となる。

（３）温水供給時の冷房運転（逆冷房）と冷水供給時の暖房運転（逆暖房）
蓄熱源から２５℃以上の温水が供給されているが、被空調室における何らかの事情により冷房運転を強調したい要求がある。また、蓄熱源から２５℃未満の冷水が供給されているが、被空調室における何らかの事情により暖房運転を強調したい要求がある。これらの要求があると制御部１５は、三方弁７に対して熱源水の導通方向を第２の流路Ｂから第１の流路Ａに切換え制御したうえで、冷凍サイクル運転を開始する。

温水供給時に冷房運転の指示があると、蓄熱源から熱源水入口部５に導かれる温水は水／水熱交換器６の一方の熱源水導通路を導通してからファンコイル２に導かれる。ファンコイル２で温水は導かれる空気と熱交換して温度低下し、そのあと三方弁７の切換え方向に応じて第１の流路Ａから水／水熱交換器６の他方の熱源水導通路に導かれ、熱源水入口部５を通過した温水と熱交換する。

熱源水入口部５で高温（４５〜５０℃）であった温水が、水／水熱交換器６で熱交換することにより温度低下（略３０℃程度）したあと、ファンコイル２に導かれる。温水は通風路１に導かれる低温の空気と熱交換して空気温度（略２５℃程度）に近い温度にまで低下し、さらに熱源水入口部５から導かれる温水と水／水熱交換器６で熱交換する。
ファンコイル２での暖房能力が無効化し、その一方で冷凍サイクルＲに対する運転が開始される。水／冷媒熱交換器９で冷媒は凝縮し冷やされて温度低下した温水と熱交換し、そのあと冷媒は空気熱交換器３に導かれて蒸発する冷房運転が行われる。空気熱交換器３では、ファンコイル２を流通したあとの空気から熱を奪って冷気に変える、いわゆる“逆冷房”作用を得る。

同様にして、冷水供給時に暖房運転の指示があると、蓄熱源から熱源水入口部５に導かれる冷水は水／水熱交換器６の一方の熱源水導通路を導通してからファンコイル２に導かれる。ファンコイル２で冷水は空気と熱交換して温度上昇し、そのあと三方弁７の切換え方向に応じて第１の流路Ａである水／水熱交換器６の他方の熱源水導通路に導かれ、熱源水入口部５を通過した冷水と熱交換する。

結局、熱源水入口部５で低温（１０℃程度）であった冷水が、水／水熱交換器６で熱交換することにより温度上昇（２０℃程度）したあとファンコイル２に導かれる。冷水は室内空気と熱交換して空気温度（２５℃程度）に近い温度にまで上昇し、さらに熱源水入口部５から導かれる低温の冷水と水／水熱交換器６で熱交換する。
ファンコイル２での冷房能力が無効化し、その一方で冷凍サイクルＲに対する運転が開始される。圧縮機１３から吐出される冷媒は空気熱交換器３に導かれ、ここで凝縮する暖房運転が行われる。そして冷媒は水／冷媒熱交換器９に導かれて、温められて温度上昇した冷水と熱交換し冷媒は蒸発する。上記空気熱交換器３では、ファンコイル２を流通したあとの空気へ凝縮熱を付与し暖気に変える、いわゆる“逆暖房”作用を得る。

ところで、上述した逆暖房運転は、たとえば春先や晩秋時期など蓄熱源から冷水が供給されているが、急な気温の落ち込みで暖房作用を得たい状態で行われる。すなわち、熱源水として冷水が供給されているので、気温の低温化があればその影響で熱源水循環回路Ｎを循環する冷水が凍結する虞れがある。
上記制御部１５は、常時、熱源水入口部５と水／水熱交換器６の熱源水導入部との間に取付けられる第１の温度センサＳ１から送られる熱源水（冷水）の検知温度信号と、水／冷媒熱交換器９の熱源水導出部と熱源水出口部１０との間に取付けられる第２の温度センサＳ２から送られる熱源水の検知温度信号を、記憶回路に記憶している基準温度と比較している。

そして制御部１５は、所定の条件下で熱源水循環回路Ｎを循環する熱源水の凍結防止制御を実施する。具体的には、第１の温度センサＳ１あるいは第２の温度センサＳ２のいずれかの検知温度が２℃未満であり、かつその検知温度が３０秒以上継続した信号を受けた場合は、直ちに圧縮機１３へ運転停止信号を送り圧縮機１３の運転を停止させる。
熱源水は自然凍結寸前の水温となっているうえに冷凍サイクル運転をなせば冷媒の蒸発作用をなす水／冷媒熱交換器９において熱源水が熱を奪われて凍結するところであるが、圧縮機１３の運転を停止するので熱源水循環回路Ｎを循環する熱源水の凍結を確実に防止できる。そして、熱源水循環回路Ｎを構成する構成機器、特に水／冷媒熱交換器９の熱源水導通路で熱源水が凍結することがなくパンク事故の防止を図れる。

この状態においても熱源水の供給は継続されていて、引き続き熱源水の温度を検知する第１の温度センサＳ１と第２の温度センサＳ２の双方が、ともに４℃以上を検知する信号を制御部１５へ送れば、制御部１５は正常に戻ったと判断して、圧縮機１３の運転を復帰させる。したがって、熱源水の凍結を防止したうえで熱源水が循環している状態で逆暖房運転が行われる。
なお、第１の温度センサＳ１と第２の温度センサＳ２が何らかの理由によって故障し、異常温度の検知信号を送るようなことがあれば、制御部１５はセンサ異常と判定して圧縮機１３の運転を停止する。

また、上述の第１の温度センサＳ１と第２の温度センサＳ２の代りに、極く単純に、熱源水出口部１０にバイメタルサーモからなる温度センサを配置して水／冷媒熱交換器９から熱源水出口部１０へ導出される熱源水の温度を検出する構成が考えられる。具体的には、バイメタルサーモが所定温度（たとえば０℃）を検知すると、圧縮機１３の運転／停止リレーを遮断させ、温度が上昇復帰（たとえば６℃）したことを感知すると運転／停止リレーを接続する制御となる。

しかしながら、バイメタルサーモには動作点と復帰点があって、どちらか一方しか精度調整を行うことができない。動作点（たとえば０℃）を優先して製造上の調整を行った場合、復帰点（たとえば６℃）が実際には４℃〜８℃となってしまう。熱源水の凍結防止を図るため圧縮機を一旦停止すると、長い間復帰することができない。この間に室温が低下して空気調和装置としての基本機能が損なわれる。

上述の実施例では全ての温度センサＳ１〜Ｓ５に、サーミスタ温度センサを使用するため、動作温度と復帰温度とも精度が高く製造上の調整も不要である。また、復帰温度の設定にもよるが、熱源水循環回路Ｎにおける熱源水凍結防止のために圧縮機１３を停止した場合、約３分後には圧縮機の運転を再開するので、室温の低下はほとんどみられない。すなわち、空気調和装置としての基本機能である暖房運転性能を損なうことなく、熱源水の凍結と、最悪の事態である構成部品のパンク事故の防止を図れる。

[実施例２]
いわゆる逆暖房運転時において、蓄熱源から熱源水を送る供給設備が何らかの理由で故障し、それが原因で給水が行われなかったときに、制御部１５は熱源水循環回路Ｎにおける熱源水の凍結防止を図るよう制御する。
すなわち、ポンプが故障するなどの理由により熱源水循環回路Ｎに冷水が導かれず循環しない場合、冷凍サイクルＲによるヒートポンプ暖房運転を実行すると短時間（約３０分以内）で冷水が凍結することが確認された。特に、水／冷媒熱交換器９において冷媒が蒸発し熱を奪うので、水の移動がない水導通路側の冷水が早急に凍結する。

なお、水／冷媒熱交換器９の内部の水導通路温度を検知できればよいが、現実的には内部の温度検知は困難である。熱源水の供給が停止して熱源水循環回路Ｎに熱源水が循環しない場合は、上述の第１の温度センサＳ１および第２の温度センサＳ２からの水温検知信号は判断対象にはならない。
そこで制御部１５は、水／冷媒熱交換器９の冷媒導入側に設けられる第３の温度センサＳ３と、圧縮機１３の吸込み部に設けられる第４の温度センサＳ４からの検知信号を受けて記憶回路に記憶している基準値と比較し、所定の条件下で熱源水の供給設備が何らかの理由で故障し、それが原因で給水が行われなかったことと判断して、熱源水循環回路Ｎにおける熱源水の凍結防止を図る。

具体的には、水／冷媒熱交換器９の冷媒導入側に設けられる第３の温度センサＳ３の検出温度ＴＥが−５℃未満である、もしくは、圧縮機１３の吸込み部ａに設けられる第４の温度センサＳ４の検出温度ＴＳが０℃未満を検知して検知信号を制御部１５へ送ると、凍結防止判定条件が整うとして圧縮機１３の運転を停止するよう制御する。したがって、熱源水循環回路Ｎに循環する熱交換水（冷水）の凍結を確実に防止できる。

そして、制御部１５は圧縮機１３の運転停止とタイミングを合わせて内蔵する再起動タイマを作動させ、所定時間（たとえば２分３０秒）経過後に再び第３の温度センサＳ３と第４の温度センサＳ４の検出信号を取込み、前述した凍結防止判定条件に該当するか否かを判断する。制御部１５は、凍結防止判定条件に該当しないことを確認したうえで、２回目の圧縮機１３の再起動を実施する。

圧縮機１３の再起動後も、第３の温度センサＳ３と第４の温度センサＳ４はそれぞれの取付け部位における冷媒温度を検知してその検知信号を制御部１５へ送る。そして制御部１５は、再び第３の温度センサＳ３の検出温度ＴＥが−５℃未満である、もしくは第４の温度センサＳ４の検出温度ＴＳが０℃未満であるとの検知信号を受けると、凍結防止判定条件が整うと判断して圧縮機１３の運転を停止するよう制御する。

制御部１５は、先の圧縮機１３の運転停止直後と同様に再起動タイマを作動させ、所定時間（たとえば２分３０秒）経過後、前述した凍結防止判定条件に該当しないことを確認したうえで３回目の圧縮機１３の再起動を実施する。そして、再び凍結防止判定条件が整ったら、圧縮機１３の運転を停止するよう制御し、かつ「給水異常」と判定して異常コードを表示する。

このようにして、たとえば熱源水（冷水）を供給するポンプが故障して熱源水の供給が行われなくなり熱源水循環回路Ｎに熱源水が循環しない状態において、特に水／冷媒熱交換器９の内部にある熱源水導通路の温度を検知しなくても、第３の温度センサＳ３と第４の温度センサＳ４による冷凍サイクルＲ側での温度検知から圧縮機１３を制御して熱源水の凍結防止と、構成機器のパンクを防止できる。
先の［実施例１］と同様に、第３の温度センサＳ３と第４の温度センサＳ４が何らかの理由によって故障し、異常温度の検知信号を送るようなことがあれば、制御部１５はセンサ異常と判定して圧縮機１３の運転を停止する。

ところで、圧縮機１３の運転を長時間停止させている間に、圧縮機１３が冷え込むことがある。このとき、水／冷媒熱交換器９の冷媒導入側に設けられる第３の温度センサＳ３と、圧縮機１３の吸込み部ａに設けられる第４の温度センサＳ４は、日常的な運転状態の温度よりも低めの温度を検出してしまい、その検出信号にもとづいて制御する制御部１５の判断が実際とはズレてしまう虞れがある。

このような圧縮機１３の状態を推定するために、圧縮機１３の吐出部ｂに第５の温度センサＳ５が備えられていて、制御部１５は常に第５の温度センサＳ５からの検知信号を受けて判断条件に加えている。
具体的には、第５の温度センサＳ５の検知温度ＴＤが２５℃未満であることの検知信号を受けると、制御部１５は圧縮機１３の起動後の経過時間（３分）を前記凍結防止判定条件に加える。

上記した遅延経過時間（３分）の設定により、冷凍サイクルは日常的な状態となるため、給水遅れや正常復帰した場合など正常に熱源水の供給設備が作動している場合の空気調和装置側の誤判定による、圧縮機１３の運転停止を未然に防止することができる。凍結、パンクを恐れるために、無駄に圧縮機１３停止（すなわち、空気調和装置の運転停止）というような基本機能を損なうことはない。

なお、先に説明したように、第３の温度センサＳ３の検出温度ＴＥが−５℃未満である、もしくは第４の温度センサＳ４の検出温度ＴＳが０℃未満を検知すると凍結防止判定条件が整うことになるので、制御部１５は圧縮機１３の運転を停止しタイミングを合わせて再起動タイマを作動させ、所定時間（たとえば２分３０秒）経過後、凍結防止判定条件に該当しないことを確認して２回目の圧縮機１３の再起動を実施する。

上記圧縮機１３を再起動して所定時間（たとえば、６０分）運転が継続された場合、つまり前記凍結防止判定条件に該当することなく圧縮機１３が停止とならなかった場合は、制御部１５は先に実施例２で説明した３回目の圧縮機１３の起動／停止カウントをクリアする。
また、リモコン（リモートコントローラ）操作による運転停止やサーモコントロールなど他の要因による圧縮機１３の停止によっても、熱源水凍結防止制御の圧縮機１３の起動／停止カウントをクリアする。

このように、熱源水凍結防止制御での圧縮機１３の停止回数カウントをクリアするので、熱源水供給設備の給水動作遅れや正常復帰した場合など、些細なことで正常に給水されている場合の空気調和装置側の誤判定による圧縮機１３の運転停止を抑制することができる。
勿論、カウントをクリアするだけで熱源水凍結防止制御は逆暖房運転時に随時有効であることには変わりがない。構成機器における凍結パンクを確実に回避しつつ、無駄な圧縮機１３の運転停止（すなわち、空気調和装置の運転停止）と、「給水異常」判定による異常コード表示というような自体を極力避けることができる。

[実施例３]
つぎに、本発明の実施例３を図面にもとづいて説明する。
図２は、空気調和装置の概略構成と配管系統図である。
送風機４の位置が通風路１内の先に説明した実施例１での位置とは異なるが、通風路１内に配置されるファンコイル２と空気熱交換器３に対して送風して熱交換させ、熱交換後の空気を室内へ導くようにしていることは変りがない。

第１の温度センサＳ１がファンコイル２の熱源水導通路の出口部に取付けられ、第２の温度センサＳ２が空気熱交換器３の冷媒導通路中間部に取付けられることも変りがない。メインユニットＭａ内には先に説明したのと同一のヒートポンプ式冷凍サイクルＲが空気熱交換器３を除いて収容されることも変りがなく、同一構成機器に同番号を付して新たな説明を省略する。

熱源水循環回路Ｎａとして、熱源水入口部５から直接、三方弁７が接続され、この三方弁７の残りのポートはファンコイル２と連通され、もう一方のポートは水／冷媒熱交換器９とファンコイル２を連通するパイプの中間部に連通される。水／冷媒熱交換器９と熱源水出口部１０とは直接連通することには変りがない。
温度センサＳとして、熱源水入口部５と三方弁７との間の配管に第１の温度センサＳ１が取付けられ、熱源水循環回路Ｎａに導入された直後の熱源水温度を検知する。熱源水循環回路Ｎａを構成する水／冷媒熱交換器９と熱源水出口部１０とを連通する配管に第２の温度センサＳ２が取付けられ、水／冷媒熱交換器９から導出される熱源水の温度を検知する。

上記冷凍サイクルＲを構成する水／冷媒熱交換器９と電子膨張弁１１との間の冷媒管Ｐに第３の温度センサＳ３が取付けられ、冷凍サイクルＲによる暖房運転時において水／冷媒熱交換器９へ導入される冷媒の温度を検知する。圧縮機１３の冷媒吸込み部ａ近傍部位には第４の温度センサＳ４が取付けられ、圧縮機１３に吸込まれる冷媒の温度を検知する。圧縮機１３の冷媒吐出部ｂの近傍部位には第５の温度センサＳ５が取付けられ、圧縮機１３から吐出される冷媒の温度を検知する。

このようにして構成される空気調和装置であり、通常冷房の場合は熱源水として冷水が供給され、三方弁７は実線矢印に示すようにファンコイル２へ直接導き、冷熱を放出させる。送風機４が駆動され通風路１に導かれる空気は冷気に変り空気熱交換器３を介して室内へ導かれる。冷凍サイクルＲは停止していて、空気熱交換器３における熱交換作用は行われない。
ファンコイル２から導出される温度上昇した冷水は水／冷媒熱交換器９へ導かれるが、ここでの熱交換作用はないから、その温度のままで熱源水出口部１０から導出される。通常暖房の場合は、熱源水として温水が供給されることが相違するだけで、温水の循環径路は変りがなく、冷凍サイクル運転が停止されることも変りがない。

高能力冷房の場合は、熱源水として冷水が導かれ、通常冷房と同様に冷水が循環される。同時に冷凍サイクルＲの運転が開始され、ファンコイル２による冷熱の放出と、空気熱交換器３による冷熱の放出があって、高能力の冷房運転が得られる。高能力暖房の場合は、熱源水として温水が導かれて通常暖房と同様に温水が循環され、同時に冷凍サイクルＲの運転が開始される。ファンコイル２による温熱の放出と、空気熱交換器３による温熱の放出があって、高能力の暖房運転が得られる。
熱源水として温水が導かれるときの逆冷房運転の場合は、三方弁７を図中破線矢印に示す方向に切換える。熱源水入口部５から導入される温水は上記三方弁７の切換え方向に沿って水／冷媒熱交換器９へ導かれ、そのまま熱源水出口部１０から排出される。

冷凍サイクルＲは冷房運転をなし、空気熱交換器３において冷熱が放出される。温水はファンコイル２に導かれないので、ファンコイル２においては何らの機能もしない。温水は水／冷媒熱交換器９に導かれ、凝縮熱を吸収してから排出される。すなわち、温水を水／冷媒熱交換器９に導くことにより、ある程度高圧を低くする機能を得られる。
熱源水として冷水が導かれるときの逆暖房運転の場合も、三方弁７を図中破線矢印に示す方向に切換える。熱源水入口部５から導入される冷水は上記三方弁７の切換え方向に沿って水／冷媒熱交換器９へ導かれ、そのまま熱源水出口部１０から排出される。

冷凍サイクルＲは暖房運転をなし、空気熱交換器３において凝縮熱が放出される。冷水はファンコイル２に導かれないので、ファンコイル２においては何らの機能もしない。冷水は水／冷媒熱交換器９に導かれ、蒸発潜熱を奪われてから排出される。すなわち、冷水を水／冷媒熱交換器９に導くことにより、ある程度低圧を高くする機能を得られる。
制御部１５は、常時、熱源水入口部５と水／水熱交換器６の熱源水導入部との間に取付けられる第１の温度センサＳ１から送られる熱源水の検知温度信号と、水／冷媒熱交換器９の熱源水導出部と熱源水出口部１０との間に取付けられる第２の温度センサＳ２から送られる熱源水の検知温度信号を記憶した基準温度と比較する。

そして制御部１５は、所定の条件下で熱源水循環回路Ｎを循環する熱源水の凍結防止制御を実施する。熱源水凍結防止制御条件の具体的な数値は、先に実施例１で説明した条件と全く同様でよいので、ここでは同実施例を適用して新たな説明は省略する。
さらに制御部１５は、水／冷媒熱交換器９と電子膨張弁１１との間に設けられる第３の温度センサＳ３と、圧縮機１３の吸込み部に取付けられる第４の温度センサＳ４の検知温度から、熱源水の供給設備が何らかの理由で故障し、それが原因で給水が行われなかったことと判断して、熱源水循環回路Ｎにおける熱源水の凍結防止を図る。熱源水凍結防止制御条件の具体的な数値は、先に実施例２で説明した条件と全く同様でよいので、ここでは同実施例を適用して新たな説明は省略する。

そして制御部１５は、圧縮機１３の吐出部ｂに取付けられる第５の温度センサＳ５からの検知信号を受けて所定温度よりも低い温度の検知信号を受けた場合は、凍結防止判定条件に圧縮機１３起動後の経過時間を遅延させた制御をなすことも同様である。
そして制御部１５は、圧縮機１３が起動後所定時間運転を継続した場合、つまり熱源水凍結防止制御の圧縮機１３の起動／停止のカウントをクリアすることも同様であり、またリモコン操作による運転停止や、サーモコントロールなどの他の要因による圧縮機１３の停止によっても、熱源水凍結防止制御の圧縮機１３の起動／停止のカウントをクリアすることも同様である。
また、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を越えない範囲内でさらに種々変形実施が可能であり、本願発明はこれらの全てを完全に包含するものである。

本発明の実施例１および実施例２に係る、空気調和装置の概略の構成と配管図。 本発明の実施例３に係る、空気調和装置の概略の構成と配管図。

符号の説明

１…通風路、２…ファンコイル、３…空気熱交換器、４…送風機、１３…圧縮機、１２…四方弁、１１…減圧装置（電子膨張弁）、９…水／冷媒熱交換器、Ｒ…冷凍サイクル、Ｎ…熱源水循環回路（水循環手段）、Ｓ１…第１の温度センサ、Ｓ２…第２の温度センサ、１５…制御部（制御手段）、Ｓ３…第３の温度センサ、Ｓ４…第４の温度センサ、Ｓ５…第５の温度センサ。

Claims (1)

1. 室内空気の通風路に配置され、熱源水の導通路を備えたファンコイルおよび、冷媒の導通路を備えた空気熱交換器と、
   圧縮機、四方弁、上記空気熱交換器、減圧装置、熱源水と冷媒の導通路を備えた水／冷媒熱交換器が順次冷媒管を介して連通されるヒートポンプ式の冷凍サイクルと、
   要求される運転モードに応じて、熱源から供給された熱源水を上記ファンコイルと上記水／冷媒熱交換器へ導く水循環手段と、
   冷凍サイクルによる暖房運転時に、上記水／冷媒熱交換器に導入される冷媒の温度を検出する第３の温度センサと、
   上記冷凍サイクルを構成する上記圧縮機に吸込まれる冷媒の温度を検出する第４の温度センサと、
   上記第３の温度センサの検出温度が第１の所定温度以下になったとき、もしくは第４の温度センサの検出温度が第２の所定温度以下になったとき、上記圧縮機の運転を停止する熱源水凍結防止制御手段とを具備し、
   上記熱源水凍結防止制御手段は、さらに圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する第５の温度センサを有し、圧縮機の起動時に上記第５の温度センサの検出温度が所定温度以下のとき、圧縮機を起動してから所定時間経過後に上記第３の温度センサもしくは上記第４の温度センサによる熱源水凍結防止制御を行うことを特徴とする空気調和装置。

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