JPH10148379A - 輻射空調システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暖房モードにおける運転開始時の熱放射パネ
ルの冷却を防止することによって、省エネルギーを達成
し得る輻射空調システムを提供する。 【解決手段】 冷凍サイクルを形成する圧縮機２の吐出
側と、減圧手段８及び熱源側熱交換器６の接続経路との
間に、電磁弁２６の開閉によって冷媒の通過、遮断の制
御が可能なバイパス回路２７を設けると共に、圧縮機２
の吐出側冷媒の温度を温度センサ３１で検出し、冷凍サ
イクルを制御する制御手段３０が、暖房運転時に、起動
から温度センサ３１の検出値が所定値に到達するまで電
磁弁２６を開放して利用側熱交換器としての熱放射パネ
ル６に流れようとする冷媒をバイパスさせる。また、バ
イパス回路２７の電磁弁２６の開放時に熱源側ファン１
８を停止させるようにして、圧縮機２の吐出側の冷媒の
温度上昇を早める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱放射パネルを天
井又は壁面等に設置し、放射パネルからの熱放射を利用
して空調を行う輻射空調システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、分離型空気調和機の利用側ユニ
ットでは、利用側熱交換器と利用側ファンとを備え、熱
交換された空気を、対流に好都合な方向に吐出して利用
側全体の空気調和を図るものであった。近年では、利用
側ユニットをパネル状に形成すると共に、利用側ファン
を除去して、熱放射パネルからの熱輻射によって空気調
和を図る輻射空調システムが出現している。この輻射空
調システムは熱輻射と併せた暖房運転の他に、冷房運転
も可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、寒冷時
にこの輻射空調システムを暖房運転するに当たり、運転
開始時に熱源側ユニットに滞留していた冷媒が、圧縮機
によって熱放射パネルに搬送され、それまで利用側温度
に保持されていた熱放射パネルが一時的に冷却されると
いう問題があった。この結果、暖房運転の開始時に冷房
運転したと同様な作用をすることになり、これが熱放射
パネルの温度上昇の遅れをきたし、エネルギーを浪費し
てしまうという問題があった。

【０００４】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、暖房運転開始時の熱放射パネルの一時的
な冷却を防止することによって、省エネルギーを達成し
得る輻射空調システムを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の輻射空
調システムは、圧縮機、利用側熱交換器としての熱放射
パネル、減圧手段及び熱源側熱交換器を順につないだ輻
射空調システムにおいて、前記圧縮機の吐出側から分岐
して前記減圧手段と前記熱源側熱交換との間の冷媒管に
つながるバイパス回路と、このバイパス回路に設けられ
る遮断弁と、前記圧縮機の吐出冷媒の温度を検出する温
度センサと、暖房モードでの運転時に起動から前記温度
センサの検出値が所定値に到達するまで前記遮断弁を開
放する制御手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【０００６】バイパス回路の遮断弁を閉じることによっ
て暖かい冷媒が熱放射パネルに流れるので、暖房運転開
始時の熱放射パネルの冷却を防止することができ、併せ
て、省エネルギーの効果が得られる。

【０００７】請求項２に記載の輻射空調システムは、圧
縮機、利用側熱交換器としての熱放射パネル、減圧手段
及び熱源側熱交換器を順につないだ輻射空調システムに
おいて、前記圧縮機の吐出側から分岐して前記減圧手段
と前記熱源側熱交換との間の冷媒管につながるバイパス
回路と、このバイパス回路に設けられる電磁弁と、前記
圧縮機の吐出冷媒の温度を検出する温度センサと、暖房
モードでの運転時に起動から前記温度センサの検出値が
所定値に到達するまで前記電磁弁を開放し、且つ前記熱
源側熱交換器の熱源側ファンの運転を停止する制御手段
とを備えたことを特徴とするものである。

【０００８】バイパス回路の電磁弁の開放時に熱源側フ
ァンを停止させるので、圧縮機の吐出側の冷媒の温度上
昇を早めることができ、請求項１に記載のものよりも、
省エネルギー効果を高めることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。

【００１０】図１は本発明の一実施形態の概略構成図で
ある。同図において、圧縮機２は四方弁４、利用側熱交
換器としての放射パネル６、減圧手段としてのキャピラ
リチューブ８及び熱源側熱交換器１０によって冷凍サイ
クルを形成している。暖房運転時には、四方弁４は実線
で示す経路を形成し、圧縮機２から吐出された冷媒は実
線矢印方向に循環する。このとき、放射パネル６は凝縮
器として、熱源側熱交換器１０は蒸発器としてそれぞれ
機能する。

【００１１】反対に、冷房運転時には、四方弁４は破線
で示す経路を形成し、圧縮機２から吐出された冷媒は破
線矢印方向に循環する。このとき、熱源側熱交換器１０
は凝縮器として、放射パネル６は蒸発器としてそれぞれ
機能する。

【００１２】なお、圧縮機２の冷媒吸入側には、気液分
離のためのアキュームレータ１２が設けられ、湿り度の
大きい蒸気が圧縮機２に吸入されることを防ぐ。また、
圧縮機２を駆動する圧縮機モータ１４には、インバータ
１６を介して可変電圧可変周波数の交流が供給され、圧
縮機２を能力制御する構成になっている。一方、熱源側
熱交換器１０の熱交換を促進するために、熱源側ファン
モータ２０によって駆動される熱源側ファン１８が設け
られている。

【００１３】この冷凍サイクルを構成する要素のうち、
放射パネル６は利用側Ｘに設けられ、これ以外の構成要
素は全て熱源側Ｙに設けられる。

【００１４】この場合、利用側配管と熱源側配管とは、
それぞれサービスバルブ２２，２４を介して接続されて
いる。そして、熱源側Ｙにおいては、圧縮機２の吐出側
に当たる四方弁４及びサービスバルブ２４の接続経路
と、キャピラリチューブ８及び熱源側熱交換器１０の接
続経路との間に、電磁弁（「遮断弁」）２６を有する冷
媒のバイパス回路２７が設けられている。また、圧縮機
２の吐出側には、冷媒の温度を検出する温度センサ３１
が設けられ、利用側Ｘには室温を検出する温度センサ３
２が設けられている。

【００１５】これらの温度センサ３１，３２の各検出信
号は、冷凍サイクルを制御するコントローラ（制御手
段）３０に加えられる。この制御手段３０は、運転モー
ドに応じて四方弁４を切換える機能と、温度センサ３２
の温度検出値に応じて、すなわち、空調負荷に応じて圧
縮機モータ１４を能力制御する周波数指令をインバータ
１６に加える機能と、熱源側ファンモータ２０の回転数
を制御する機能と、温度センサ３１の検出値に応じてバ
イバス回路２７に接続された電磁弁２６を制御する機能
とを備えている。

【００１６】制御手段３０は、これらの各機能を実現す
るべく、ＭＰＵ（マイクロコンピュータ）及びドライバ
等を内蔵し、予め定めた処理手順に従って操作指令を出
力する。ただし、四方弁４の切換え、インバータ１６に
対する指令周波数、熱源側ファンモータ２０の回転数の
決定については、各種提案されているのでその説明を省
略し、本発明に直接的に関係する電磁弁２６の制御につ
いて、図２及び図３を参照して以下に説明する。

【００１７】本実施形態は、図１に示した冷凍サイクル
を暖房運転するに当たり、起動から温度センサ３１の検
出値が例えば２５℃に到達するまで、電磁弁２６を開放
して熱放射パネルに流れようとする冷媒をバイパスさ
せ、２５℃に到達した以降、電磁弁２６を閉成すること
によって暖かい冷媒を放射パネル６に流すと共に、電磁
弁２６の開放中は熱源側ファンモータ２０を停止させる
制御を行なう。

【００１８】図２はこの制御を行うＭＰＵの具体的な処
理手順を示すフローチャートである。すなわち、ステッ
プ101 にて運転モードが暖房か否かを判定し、暖房であ
ればステップ102 以下の処理を実行し、暖房でなければ
ステップ110 にて、詳細を省略した冷房運転モードの処
理を実行する。いま、ステップ101 にて運転モードが暖
房であると判定した場合には、次のステップ102 で圧縮
機２に対する起動指令、すなわち、インバータ１６に対
する周波数指令を出力し、続いて、ステップ103 で熱源
側ファンモータ２０に対する停止指令を出力する。

【００１９】次に、ステップ104 ではバイパス回路２７
の電磁弁２６を開放（通電）する指令を出力し、次のス
テップ105 にて、温度センサ３１の検出値、すなわち、
圧縮機の吐出側冷媒温度Ｔc を読取る。

【００２０】次に、ステップ106 で、この冷媒温度Ｔc
が予め定めたしきい値Ｔeref、例えば、２５℃を越えて
いるか否かを判定し、越えていればステップ107 以下の
処理を実行し、越えていなければステップ105 ，106 の
処理を繰返し実行する。このようにして、冷媒温度Ｔc
がしきい値Ｔerefを越えたとき、ステップ107 にて電磁
弁２６の開放指令を解除し、続いて、ステップ108 にて
熱源側ファンモータ２０に対する停止指令を解除する。

【００２１】最後に、ステップ109 にて運転停止の指令
が外部から加えられたか否かを判定し、加えられた場合
には処理を終了し、加えられていなければ、ステップ10
7 以下の処理を繰返す。

【００２２】図３は上述した制御を実行した場合の放射
パネル６の温度と時間との関係を、従来装置のそれと比
較して示した線図である。

【００２３】いま、運転開始時の外気温がＴoで、その
時の室温がＴi （例えば２５℃）であったとする。従来
装置においては破線の曲線Ｐで示したように、運転開始
時刻ｔ1 まで室温Ｔi に保持されていたものが運転開始
直後から徐々に低下し、時刻ｔ2 にて外気温Ｔo に一致
し、その後、暖房運転の効果が現れて徐々に上昇する。
一方、本実施形態においては、実線の曲線Ｑに示すよう
に、時刻ｔ1 にて運転を開始しても、暫くの間は室温Ｔ
iに保持され、その後、室温Ｔi に略一致した冷媒が放
射パネル６に供給されるため、室温Ｔi より降下するこ
とはなく、その後は暖房運転によって所定温度まで上昇
する。

【００２４】本実施形態によれば、寒冷時に暖房運転し
ても、運転開始時に一時的に冷房運転と同様な作用が行
われることを防止することができ、これによって、省エ
ネルギーを達成することができる。

【００２５】なお、上記実施形態ではバイパス回路２７
の電磁弁２６を開放することに併せて、熱源側ファン１
８を停止させるので、圧縮機２の吐出冷媒温度を早期に
上昇させることができるが、輻射空調システムの暖房効
果は長い時間を要して現れることを考慮すれば、敢えて
熱源側ファン１８を停止させなくとも、かなりの省エネ
ルギーの効果を得ることができる。

【００２６】上記実施形態では温度センサ３１の検出値
が予め設定した基準値を越えるまで冷媒をパイパスさせ
たが、基準値として温度センサ３２によって検出される
室温を採用しても上述したと同様な効果を得ることがで
きる。また、放射パネル６と熱源側熱交換器１０との間
にキャピラリチューブ８を接続したが、この代わりに膨
脹弁を用いてもよいことは言うまでもない。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、暖房運転時に、圧縮機の吐出側の冷媒温度が
所定値に到達するまで、熱放射パネルに流れようとする
冷媒をバイパスさせ、所定値に到達した以降、バイパス
回路を遮断して暖かい冷媒が熱放射パネルに流れるよう
にしたので、運転開始時の熱放射パネルの冷却を防止す
ることができ、これによって省エネルギーの効果が得ら
れる。

【００２８】さらに、バイパス回路の開放に併せて熱源
側ファンを停止させることにより、圧縮機の吐出側の冷
媒の温度上昇を早めることができ、省エネルギー効果を
一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の概略構成図である。

【図２】図１に示した実施形態の制御手段を構成するＭ
ＰＵ（マイクロコンピュータ）の処理手順を示すフロー
チャートである。

【図３】図１に示した実施形態の動作を、従来装置と比
較して説明するために温度と時間との関係を示した線図
である。

【符号の説明】

２ 圧縮機 ４ 四方弁 ６ 放射パネル ８ キャピラリチューブ １０ 熱源側熱交換器 １４ 圧縮機モータ １６ インバータ １８ 熱源側ファン ２０ 熱源側ファンモータ ２６ 電磁弁（遮断弁） ３０ 制御手段 ３１，３２ 温度センサ

フロントページの続き (72)発明者 庁 昌之 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、利用側熱交換器としての熱放射
   パネル、減圧手段及び熱源側熱交換器を順につないだ輻
   射空調システムにおいて、 前記圧縮機の吐出側から分岐して前記減圧手段と前記熱
   源側熱交換との間の冷媒管につながるバイパス回路と、
   このバイパス回路に設けられる遮断弁と、前記圧縮機の
   吐出冷媒の温度を検出する温度センサと、暖房モードで
   の運転時に起動から前記温度センサの検出値が所定値に
   到達するまで前記遮断弁を開放する制御手段とを備えた
   ことを特徴とする輻射空調システム。
2. 【請求項２】 圧縮機、利用側熱交換器としての熱放射
   パネル、減圧手段及び熱源側熱交換器を順につないだ輻
   射空調システムにおいて、 前記圧縮機の吐出側から分岐して前記減圧手段と前記熱
   源側熱交換との間の冷媒管につながるバイパス回路と、
   このバイパス回路に設けられる電磁弁と、前記圧縮機の
   吐出冷媒の温度を検出する温度センサと、暖房モードで
   の運転時に起動から前記温度センサの検出値が所定値に
   到達するまで前記電磁弁を開放し、且つ前記熱源側熱交
   換器の熱源側ファンの運転を停止する制御手段とを備え
   たことを特徴とする輻射空調システム。