この発明は、熱源機に複数台の冷温水端末機や暖房専用端末機を接続した冷暖房システムに関するものである。

従来、暖房用の熱源機で加熱された温水を室内に設置された複数台の床暖房パネルや温風暖房機等の温水暖房端末機と熱源機の間で循環させ、各温水暖房端末機で放熱させることにより、室内の暖房を行なうようにした暖房システムが用いられている。このような暖房システムにおいては、各温水暖房端末機と熱源機との間の通信は温水端末機からの情報を一方向に伝える端末制御線(E−con線)により熱源機に接続しており、温水暖房端末機の操作により熱源機の暖房運転(すなわち、燃焼又は燃焼停止、循環ポンプの駆動又は停止)を制御できるようにしている。また、各温水暖房端末機を双方向通信線(2芯の双方向データ通信線)で接続すると共に、並列に接続された温水回路のそれぞれに熱動弁を取り付けて、床暖房パネルや温風暖房機等の各温水暖房機が設置される部屋を必要に応じて別々に運転するものもあった。(例えば、特許文献1参照)

特許4720398号公報

この従来例の温水暖房システムは暖房運転の専用機なので、水回路に冷水を流して冷房運転を行った場合には、結露水が発生して水漏れや結露水による錆び付き等の不具合が発生するために、冷房運転には使用できないものであり、冷房運転には結露対策の施された冷暖房兼用の冷温風機や輻射パネルを接続して冷房運転や暖房運転を行っている。また、温水暖房専用端末と冷暖房兼用端末を混在して使用する場合には、一般的にそれぞれの端末機と双方向の通信手段を備えて、冷房運転時には暖房専用端末から運転信号が入っても熱源機が暖房専用端末に、冷房運転中なので暖房運転をキャンセルする旨の信号を送って、暖房専用機においてエラー表示を行うものであったが、それぞれの端末機に双方向通信の機能を備え、それぞれの水回路に熱動弁を設けることは極めて製造や施工のコスト上昇をまねくものだった。

この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、特にその構成を、冷水又は温水を供給するための熱源機と、水循環回路を熱源機に接続した複数の冷暖房端末および暖房専用端末と、前記熱源機と双方向通信線によって接続され熱源機への運転や温度設定等の指令を行うメインリモコンを備え、前記暖房専用端末は内部に熱動弁と制御部を備えた温水暖房機で、この温水暖房機と前記熱源機との間の通信は温水暖房機からの情報を一方向に伝える端末制御線を用いて行う冷暖房システムに於いて、前記熱源機が冷房運転中の場合には、前記温水暖房機から熱源機の制御部へ暖房運転信号が送られた時には、熱源機は冷房運転を停止して、前記メインリモコンに温水暖房機からの暖房信号入力によるエラーを表示するものである。

この発明によれば、熱源機が冷水での冷房運転中の場合には、温水暖房機から熱源機の制御部へ暖房運転信号が送られた時には、熱源機は冷房運転を停止して、メインリモコンに温水暖房機からの暖房信号入力によるエラーを表示するので、それぞれの冷暖房端末機に双方向通信の機能を備える必要が無く、また、それぞれの水回路に熱動弁を設ける必要が無いので極めて製造や施工のコストを低く抑えることができるものである。

この発明一実施例の概略説明図。

同要部のフローチャート図。

次に、この発明に係る冷暖房システムを図面に示された一実施例で説明する。 1はヒートポンプ式の熱源機で、水平仕切板2にて上下2室に分けられ、下部には冷凍回路室3を、上部には水回路室4を備え、水連絡配管5によって、室内に設置された複数の冷温水パネル6や温水暖房機7と接続されている。

前記冷凍回路室3の背面と左側面には空気吸込口(図示せず)が、前面には吹出口(図示せず)を備え、内部には圧縮機8、四方弁9、空気熱交換器10、膨張弁11、送風ファン12と冷凍回路制御部13等を設けている。

前記水回路室4は上面に給水用蓋(図示せず)、背面に配管取出口(図示せず)を備え、内部には水接続バルブ14、冷媒水熱交換器15、水タンク16、循環ポンプ17、水回路制御部18等を設け、前記冷媒水熱交換器15、水タンク16、循環ポンプ17を順次接続し、前記水接続バルブ14を介して往き配管19、戻り配管20に接続している。

21は前記往き配管19に接続された往きヘッダ、22は戻り配管20に接続された戻りヘッダで、この往きヘッダ21と戻りヘッダ22で、複数の冷暖房端末である前記冷温水パネル6や暖房専用端末である温水暖房機7に並列に接続され、熱源機1で作成された冷温水をそれぞれの冷温水パネル6や温水暖房機7に適宜分流されて熱交換が行われることで端末機の設置された部屋の冷暖房を行うものである。

23は室内の台所等に設置されるメインリモコンで、屋外に設置された前記熱源機1の水回路制御部18と双方向通信線によって接続され熱源機1への運転や冷温水温度の設定等の指令を行うものであり、液晶表示部24や電源スイッチ25、運転スイッチ26、運転モード選択スイッチ27等の各種スイッチ類を設けた操作部28を備えている。前記電源スイッチ25は押圧によってメインリモコン23と熱源機1の電気系統に通電を行い熱源1を待機状態にするものであり、運転モード選択スイッチ27は熱源機1の待機状態を冷房運転モードか暖房運転モードにするかを選択するものであり、運転スイッチ26は押圧によって運転モード選択スイッチ27で選択済みの冷房運転又は暖房運転にて熱源機1の運転を開始するものであり、通常電源スイッチ25は常時ON状態で使用されるので、メインリモコン23は夏には冷房運転モードで、冬には暖房運転モードで待機する。

前記冷温水パネル6は内部を通過する冷温水によってパネル表面が冷房時は低温に、暖房時は高温になることで、輻射熱や自然対流での冷暖房を行うものであり、冷温水パネル6自身には温度制御等の機能を有さず、前記メインリモコン23によって運転制御されるものである。

前記温水暖房機7は内部に熱動弁29と暖房運転スイッチ30を備えた暖房制御部31とフィンチューブ式の熱交換器(図示せず)、送風ファン(図示せず)設けられている。前記熱源機1の水回路制御部18と暖房制御部31の間は、この暖房制御部31からの情報を一方向に伝える端末制御線(E−con線)で接続されている。このE−con線による一方向通信は安価に利用できることで、温水暖房機等の分野で広く使用されているが、単純な一方向通信であるために熱源機1の運転状態に係わらず、暖房運転スイッチ30が操作された場合、熱源機1に運転指令が送られ熱動弁29が開かれる。

また、前記温水暖房機7は暖房専用機であるため結露水の排水手段は設けられておらないので、熱源機1が冷房運転を行っている場合に熱動弁29が開かれて熱交換器や温水暖房機7内の水配管に通水が行われると発生した結露水により水漏れは発生したり、結露水によって電気部品に障害が発生して故障の原因となるものである。

前記圧縮機8は冷凍回路制御部13に備えたインバータ駆動回路(図示せず)にて約15〜105Hzの間で多段階に回転数を変化することで往き温水の温度を調整する。前記空気熱交換器10は縦長で多数のアルミニューム薄板に銅管を貫通させたフィンチューブ式の熱交換器で風上側と風下側に密接して、それぞれ1列ずつ設けられている。銅管は上下に24段設けられ、内部に冷媒が流入し、冷房時は空気中の熱を放熱し、暖房時には空気から熱を奪い冷凍回路32を循環することで、前記冷媒水熱交換器15が冷房運転では冷却され水回路33が冷水になり冷温水パネル6が冷たくなることで室内を冷却し、暖房運転では加熱され水回路33が温水になり冷温水パネル6や温水暖房機7が熱くなることで室内をの暖房を行う。

前記四方弁9は冷房運転と暖房運転を切替るものであり、冷房運転では図1の実線矢印の方向に圧縮機8からの冷媒を流し、暖房運転では図1の破線矢印の方向に冷媒を流して冷凍サイクルの循環方向を切替える。前記膨張弁11は電子式の膨張弁で圧縮機8の回転数や冷凍回路の各部温度等によって冷凍回路制御部13にて開度が制御されるものである。前記送風ファン12は樹脂製のプロペラファンで、回転数可変の送風モータ(図示せず)によって回転し、前記空気吸込口、空気熱交換器10、送風ファン12、吹出口で室外送風経路を形成する。

34は前記空気吸込口の内側に設けられた気温センサで、サーミスタセンサー等により吸込空気の温度を検知するものである。35は前記空気熱交換器10に取り付けられた除霜センサで、空気熱交換器10に発生した霜を検知するものである。36は前記圧縮機8の吐出側冷媒配管の表面に取り付けられた吐出温センサで、圧縮機8の能力制御等のために吐出冷媒の温度を検知するものである。37は前記冷媒水熱交換器15に設けた熱交センサで冷媒水熱交換器15の温度によって冷凍回路32と水回路33の温度を調節するものである。38は前記冷媒水熱交換器15と水タンク16の間の往き管39の温度を検知する往きセンサで、この温度によって各冷温水パネル6への出力温度が決まるものである。40は前記冷媒水熱交換器15と水接続バルブ14の間の戻り管41の温度を検知する戻りセンサで、この温度によって圧縮機8の回転数制御等が行われる。

図2のフローチャートについて説明すれば、s1ではメインリモコン23の電源スイッチ25がすでに通電状態であるものとする。通電状態では前回の運転が冷房運転又は暖房運転が行われ運転モードが継続する。そこでs2にて現在の運転モードが暖房運転モードであればs8に進み、通常の暖房運転や暖房運転モードの待機状態をおこなう。冷房運転モードの場合はs3にて冷房運転中で水回路33が冷却され冷水が冷温水パネル6に循環しているかを判断し、冷水冷房運転中である場合はYesでs4に進む。

s4では温水暖房機7から発せられる一方向通信信号であるE−con運転信号かを判断する。E−con運転信号を受信するとs5に進んで、熱源機1の運転を停止してメインリモコン23の液晶表示部24に「冷水冷房中に温水暖房機の運転スイッチが押されたので冷水冷房運転を停止しました。温水暖房機の運転スイッチをOFFしてください。」のエラーメッセージを表示して、温水暖房機7に冷水が流れて結露水が原因でトラブルや故障が発生することを防止するものである。

次にs6にて温水暖房機7の暖房運転スイッチ30がOFFされたかどうかを判断し、暖房運転スイッチ30がOFFされるまで熱源機1の停止とエラー表示を継続し、暖房運転スイッチ30がOFFされると、s7に進んで冷房運転が再開され圧縮機8等の冷凍サイクルが作動すると共に、水回路33が冷却され冷水が冷温水パネル6に循環する。

s9で冷房運転モードではあるが、運転せずに待機中の場合はs10に進み、s10では温水暖房機7から発せられる一方向通信信号であるE−con運転信号かを判断する。E−con運転信号を受信するとs11に進んで、メインリモコン23の液晶表示部24に「冷水冷房モードに温水暖房機の運転スイッチが押されています。温水暖房機の運転スイッチをOFFしてください。」のエラーメッセージを表示して、温水暖房機7に冷水が流れて結露水が原因でトラブルや故障が発生することを防止するものである。

次にs12にて温水暖房機7の暖房運転スイッチ30がOFFされたかどうかを判断し、暖房運転スイッチ30がOFFされるまで熱源機1の停止とエラー表示を継続し、暖房運転スイッチ30がOFFされると、s9に進んで冷房運転モードでの待機状態に復帰する。

このように、熱源機1が冷水での冷房運転中の場合には、温水暖房機7から熱源機1の制御部18へ暖房運転信号が送られた時には、熱源機1は冷房運転を停止して、メインリモコン23に温水暖房機7からの暖房信号入力によるエラーを液晶表示部24表示するので、それぞれの冷暖房端末機6に双方向通信の機能を備える必要が無く、また、それぞれの水回路に熱動弁を設ける必要が無いので極めて製造や施工のコストを低く抑えることができるものである。

1 熱源機 6 冷温水パネル 7 温水暖房機 18 水回路制御部 23 メインリモコン 24 液晶表示部 31 暖房制御部 32 冷凍回路 33 水回路