特開 2024-128720 温水暖房装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024128720

(43)【公開日】2024-09-24

(54)【発明の名称】温水暖房装置

(51)【国際特許分類】

   F24D 3/00 20220101AFI20240913BHJP

   F24H 15/136 20220101ALI20240913BHJP

   F24H 15/219 20220101ALI20240913BHJP

   F24H 15/215 20220101ALI20240913BHJP

   F24H 15/258 20220101ALI20240913BHJP

   F24H 15/254 20220101ALI20240913BHJP

   F24H 15/335 20220101ALI20240913BHJP

   F24H 15/31 20220101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

F24D3/00 X

F24H15/136

F24H15/219

F24H15/215

F24H15/258

F24H15/254

F24H15/335

F24H15/31

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023037882

(22)【出願日】2023-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】000006611

【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】須田 和樹

(72)【発明者】

【氏名】平野 浩史

(72)【発明者】

【氏名】島野 太貴

(72)【発明者】

【氏名】舟木 智之

【テーマコード（参考）】

3L070

【Ｆターム（参考）】

3L070BB14

3L070DE07

3L070DF02

3L070DF03

3L070DF06

3L070DF08

3L070DG05

(57)【要約】

【課題】外気温度が所定温度以下になったときに水循環回路の凍結を防止すると同時に、人が寒さを感じない程度の室温になっている部屋の室温の低下を抑制する温水暖房装置を提供する。
【解決手段】外気温度Ｔｏが所定温度Ｔｏｓ以下となったときに、運転が停止している第１～第３室内端末機４ｉ（ｉ＝ａ～ｃ）の水温Ｔｗｉのうち少なくとも一つが所定水温Ｔｗ２以下、又は、第１～第３室３ｉの室温Ｔｋｉが所定室温Ｔｋｓ以下のときに、該当する室内端末機４ｉの室内開閉弁１２ｉが開動作を行うようにした。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水を加熱する熱源機、ポンプ、前記熱源機に対して並列に接続される複数の室内端末機及び複数の開閉弁が配管で接続され、複数の前記室内端末機と前記熱源機との間で水が循環する水循環回路と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
複数の前記室内端末機のそれぞれを通過した水の温度である端末機水温を検出する複数の端末機水温検出手段と、
複数の前記室内端末機のそれぞれが設置されている部屋の室温を検出する複数の室温検出手段と、
対応する前記開閉弁を閉じて運転を停止している前記室内端末機に対応する前記開閉弁を開き、該室内端末機に水を流して凍結防止制御を行う凍結防止制御手段と、を有し、
前記凍結防止制御手段は、外気温度が所定温度以下のとき、運転が停止している前記室内端末機のうち、通過した水の前記端末機水温が第１水温以下であること、及び設置されている部屋の前記室温が所定の温度以下であることの少なくとも一方を満たす前記室内端末機に対応する開閉弁に対して前記凍結防止制御を行うことを特徴とする温水暖房装置。

【請求項2】

前記凍結防止制御手段は、前記凍結防止制御を行う前記室内端末機が複数存在する場合に、複数の前記室内端末機に対して順に前記凍結防止制御を行うことを特徴とする請求項１記載の温水暖房装置。

【請求項3】

前記凍結防止制御手段は、前記凍結防止制御を行う複数の前記室内端末機に対して、通過した水の温度である前記端末機水温が最も低い前記室内端末機、又は、設置された部屋の前記室温の最も低い前記室内端末機から優先して順に前記凍結防止制御を行うことを特徴とする請求項２記載の温水暖房装置。

【請求項4】

前記熱源機を通過した水の温度である熱源機水温を検出する熱源機水温検出手段を、有し、
前記凍結防止制御手段は、全ての前記室内端末機の暖房運転が停止しているときに、前記熱源機水温及び複数の前記室内端末機の前記端末機水温のうち少なくとも一つが第１水温以下の温度である第２水温以下であるときに、前記凍結防止制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の温水暖房装置。

【請求項5】

前記凍結防止制御手段は、前記凍結防止制御を行っている室内端末機が設置された部屋の室温の単位時間当たりの低下量が低下量閾値以上になったときに、前記凍結防止制御を停止することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の温水暖房装置。

【請求項6】

前記凍結防止制御手段は、前記凍結防止制御を行う前に、所定時間の間、全ての前記室内端末機の前記開閉弁を開き、前記ポンプの駆動制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の温水暖房装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、寒冷期において、複数の室内端末機に水を流す水循環回路の凍結防止を図る温水暖房装置に関する。

【背景技術】

【0002】

熱源機で加熱した水を複数の部屋に設置した複数の室内端末機に流して暖房を行う温水暖房装置がある。この温水暖房装置は、寒冷期において運転が停止している室内端末機があると、その室内端末機に水が流れる経路である水循環回路の配管内の水が凍結するおそれがある。

【0003】

特許文献１の温水暖房装置は、水を加熱する熱源機、ポンプ、熱源機に対して並列に接続される複数の室内端末機及び開閉弁が配管で接続された水循環回路を有している。この特許文献１は、全ての室内端末機の暖房運転を停止しているときに、外気温度が所定温度（例えば３℃）以下になると、ポンプを動作させると共に全ての室内端末機の開閉弁を一台、或いは複数台ずつ順に開くことで、水循環回路全体に水を流し、水循環回路の配管内の水の凍結を防止する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３－２４０３８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１の温水暖房装置は、外気温度が所定温度以下になると、全ての室内端末機に水を流して凍結を防止するようにしていることから、人が寒さを感じない程度の室温になっている部屋に設置された室内端末機にも低温の水が流れる。そのような部屋の室内端末機に低温の水が流れると、その部屋の室温が低下してしまい、人が寒さを感じる室温となるおそれがある。

【0006】

そこで、本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、外気温度が所定温度以下になったときに水循環回路の凍結を防止すると同時に、人が寒さを感じない程度の室温になっている部屋の室温の低下を抑制する温水暖房装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

発明の一態様は、水を加熱する熱源機、ポンプ、熱源機に対して並列に接続される複数の室内端末機及び複数の開閉弁が配管で接続され、複数の室内端末機と熱源機との間で水が循環する水循環回路と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、複数の室内端末機のそれぞれを流れる水の温度である端末機水温を検出する複数の端末機水温検出手段と、複数の室内端末機のそれぞれが設置されている部屋の室温を検出する複数の室温検出手段と、対応する開閉弁を閉じて運転を停止している室内端末機に対応する開閉弁を開き、その室内端末機に水を流して凍結防止制御を行う凍結防止制御手段と、を有し、凍結防止制御手段は、外気温度が所定温度以下のとき、運転が停止している室内端末機のうち、流れる水の端末機水温が第１水温以下であること、及び設置されている部屋の室温が所定の温度以下であることの少なくとも一方を満たす室内端末機に対応する開閉弁に対して凍結防止制御を行うことを特徴とする温水暖房装置である。

【発明の効果】

【0008】

本発明の温水暖房装置によれば、外気温度が所定温度以下になったときに水循環回路の凍結を防止できると同時に、人が寒さを感じない程度の室温になっている部屋の室温の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に係るヒートポンプ式温水暖房装置を示す回路図である。

【図2】本発明に係るヒートポンプ式温水暖房装置が行う凍結防止制御のメインルーチンを示すフローチャートである。

【図3】図２のフローチャートにおける凍結防止特定処理の具体的な動作を示すフローチャートである。

【図4】図３のフローチャートにおける室内開閉弁制御処理の具体的な動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
［ヒートポンプ式温水暖房装置］

【0011】

図１は、本発明に係る第１実施形態のヒートポンプ式温水暖房装置１を示す回路図である。

【0012】

ヒートポンプ式温水暖房装置１は、室外機２と、複数の部屋３ａ，３ｂ，３ｃ（第１室３ａ、第２室３ｂ、第３室３ｃと称する）に設置されている複数の室内端末機４ａ、４ｂ、４ｃ（第１室内端末機４ａ、第２室内端末機４ｂ、第３室内端末機４ｃと称する）と、を備えている。

【0013】

室外機２は、圧縮機５と、四方弁６と、水と冷媒を熱交換する水冷媒熱交換器７と、膨張弁８と、室外熱交換器９とが順次配管で接続されて形成された冷媒回路１０を備えている。また、室外機２は、後述するポンプ１５、第４水温センサ２１を備えている。なお、水冷媒熱交換器７が本発明の熱源機に相当する。

【0014】

第１室内端末機４ａは、第１室内開閉弁１２ａ及び第１室内熱交換器１３ａを有している。また、ポンプ１５、水冷媒熱交換器７、第１室内開閉弁１２ａ、第１室内熱交換器１３ａが順次配管で接続されて第１水循環回路１６が形成されている。第１室内端末機４ａは、第１室温センサ１９ａ及び第１水温センサ２０ａも有している。第１室温センサ１９ａは第１室３ａの室温を検出する。第１水温センサ２０ａは、第１水循環回路１６のポンプ１５と第１室内熱交換器１３ａとの間に配置されて第１室内熱交換器１３ａを通過した水の温度を検出する。

【0015】

第２室内端末機４ｂは、第２室内開閉弁１２ｂと第２室内熱交換器１３ｂを有している。また、水冷媒熱交換器７と第１室内端末機４ａの第１室内開閉弁１２ａとの間の第１水循環回路１６に配管の一端が接続し、ポンプ１５と第１室内端末機４ａの第１室内熱交換器１３ａとの間の第１水循環回路１６に配管の他端が接続し、配管の一端及び他端の間に、第２室内開閉弁１２ｂと第２室内熱交換器１３ｂが直列に接続される。これにより、ポンプ１５、水冷媒熱交換器７、第２室内開閉弁１２ｂ、第２室内熱交換器１３ｂが順次配管で接続された第２水循環回路１７が形成されている。第２室内端末機４ｂは、第２室温センサ１９ｂ及び第２水温センサ２０ｂも有している。第２室温センサ１９ｂは第２室３ｂの室温を検出する。第２水温センサ２０ｂは、第２水循環回路１７のポンプ１５と第２室内熱交換器１３ｂとの間に配置されて第２室内熱交換器１３ｂを通過した水の温度を検出する。

【0016】

第３室内端末機４ｃは、第３室内開閉弁１２ｃと第３室内熱交換器１３ｃを有している。また、水冷媒熱交換器７と第１室内端末機４ａの第１室内開閉弁１２ａとの間の第１水循環回路１６に配管の一端が接続し、ポンプ１５と第１室内端末機４ａの第１室内熱交換器１３ａとの間の第１水循環回路１６に配管の他端が接続し、配管の一端及び他端の間に、第３室内開閉弁１２ｃと第３室内熱交換器１３ｃが直列に接続される。これにより、ポンプ１５、水冷媒熱交換器７、第３室内開閉弁１２ｃ、第３室内熱交換器１３ｃが順次配管で接続された第３水循環回路１８が形成されている。第３室内端末機４ｃは、第３室温センサ１９ｃ及び第３水温センサ２０ｃも有している。第３室温センサ１９ｃは第３室３ｃの室温を検出する。第３水温センサ２０ｃは、第３水循環回路１８のポンプ１５と第３室内熱交換器１３ｃとの間に配置されて第３室内熱交換器１３ｃを通過した温度を検出する。

【0017】

これにより、第１水循環回路１６に接続された第１室内端末機４ａ及び第１室内開閉弁１２ａ、第２水循環回路１７に接続された第２室内端末機４ｂ及び第２室内開閉弁１２ｂ、第３水循環回路１８に接続された第３室内端末機４ｃ及び第３室内開閉弁１２ｃは、水冷媒熱交換器７に対して並列に接続されている。
さらに、第１水循環回路１６の水冷媒熱交換器７と第１室内開閉弁１２ａとの間には、水冷媒熱交換器７を通過して第２水循環回路１７及び第３水循環回路１８に分岐する前の水の温度を検出する第４水温センサ２１が配置されている。そして、室外には、外気温度を検出する外気温度センサ２２が配置されている。

【0018】

なお、第１室内端末機４ａ～第３室内端末機４ｃが本発明の室内端末機に相当し、第１水循環回路１６～第３水循環回路１８が本発明の水循環回路に相当する。また、第１室温センサ１９ａ～第３室温センサ１９ｃが本発明の室温検出手段に相当し、第１水温センサ２０ａ～第３水温センサ２０ｃが本発明の端末機水温検出手段に相当し、第４水温センサ２１が本発明の熱源機水温検出手段に相当し、外気温度センサ２２が本発明の外気温度検出手段に相当する。

【0019】

そして、第１室内端末機４ａの第１室内開閉弁１２ａが開き、ポンプ１５が駆動すると、第１水循環回路１６に水が循環し、第１室内端末機４ａの第１室内熱交換器１３ａに水が供給され、第１室内熱交換器１３ａから水冷媒熱交換器７に水が戻る。同様に、第２室内端末機４ｂの第２室内開閉弁１２ｂが開き、ポンプ１５が駆動すると、第２水循環回路１７に水が循環し、第２室内端末機４ｂの第２室内熱交換器１３ｂに水が供給され、第２室内熱交換器１３ｂから水冷媒熱交換器７に水が戻る。同様に、第３室内端末機４ｃの第３室内開閉弁１２ｃが開き、ポンプ１５が駆動すると、第３水循環回路１８に水が循環し、第３室内端末機４ｃの第３室内熱交換器１３ｃに水が供給され、第３室内熱交換器１３ｃから水冷媒熱交換器７に水が戻る。
また、第１室内端末機４ａの第１室内開閉弁１２ａ、第２室内端末機４ｂの第２室内開閉弁１２ｂ、第３室内端末機４ｃの第３室内開閉弁１２ｃのすべてが開き、ポンプ１５が駆動すると、第１水循環回路１６、第２水循環回路１７、第３水循環回路１８のすべてに水が循環し、第１室内端末機４ａの第１室内熱交換器１３ａ、第２室内端末機４ｂの第２室内熱交換器１３ｂ、第３室内端末機４ｃの第３室内熱交換器１３ｃに並列に水が供給され、これら第１室内熱交換器１３ａ～第３室内熱交換器１３ｃから水冷媒熱交換器７に水が戻る。

【0020】

本実施形態のヒートポンプ式温水暖房装置１は、各機器の制御を行う制御手段２５を備えている。すなわち、制御手段２５は、第１室温センサ１９ａ～第３室温センサ１９ｃ、第１水温センサ２０ａ～第３水温センサ２０ｃ、第４水温センサ２１及び外気温度センサ２２で検出した検出値に基づいて、圧縮機５の駆動制御、四方弁６の切り替え制御、膨張弁８の開度制御、ポンプ１５の駆動制御、第１室内開閉弁１２ａ～第３室内開閉弁１２ｃの開閉制御などヒートポンプ式温水暖房装置１の運転に関わる様々な制御を行う。また、制御手段２５は、時間を計測するタイマー部、ヒートポンプ式温水暖房装置１の制御プログラムを記憶する記憶部を備えている。

【0021】

そして、本実施形態のヒートポンプ式温水暖房装置１の制御手段２５は、図１に示すように、凍結防止制御手段２６を有している。凍結防止制御手段２６は、制御手段２５が有する機能としてソフトウェアで実現することができる。

【0022】

本実施形態のヒートポンプ式温水暖房装置１は、室外機２、第１室３ａに設置されている第１室内端末機４ａ、第２室３ｂに設置されている第２室内端末機４ｂ、第３室３ｃに設置されている第３室内端末機４ｃの暖房運転が停止しているときに、凍結防止制御が自動的に開始されるようになっている。なお、暖房運転が停止している第１室内端末機４ａの第１室内開閉弁１２ａ、第２室内端末機４ｂ、第３室内端末機４ｃの第３室内開閉弁１２は閉状態とされている。
［凍結防止制御］

【0023】

次に、本実施形態のヒートポンプ式温水暖房装置１において、凍結防止制御手段２６が行う凍結防止制御について、図２から図４を参照して説明する。図２は、凍結防止制御のメインルーチンであり、図３は、図２のメインルーチンに含まれる室内端末機特定処理を示し、図４は、図３の室内端末機特定処理に含まれる室内開閉弁制御処理を示している。

【0024】

先ず、図２のステップＳＴ１では、ポンプ１５の停止時間（ポンプ停止時間）ＰＴが第１設定時間ＰＴｓ（例えば３時間）以上であるか否かを判定する。ここで、第１設定時間ＰＴｓは凍結防止制御を行わなくても水循環回路内の水が凍結することがないと考えられる時間に設定される。この判定で、ポンプ停止時間ＰＴが第１設定時間ＰＴｓ以上である場合（ステップＳＴ１：ＹＥＳ）にはステップＳＴ２に移行し、ポンプ停止時間ＰＴが第１設定時間ＰＴｓを下回る場合（ステップＳＴ１：ＮＯ）にはステップＳＴ１を繰り返す。ステップＳＴ２では、外気温度センサ２２が検出した外気温度Ｔoを読み込む。

【0025】

次いでステップＳＴ３では、外気温度Ｔｏが所定温度Ｔｏｓ(例えば、５℃）以下であるか否かを判定する。ここで、所定温度Ｔｏｓは水循環回路内の水が凍結することがないと考えられる温度に設定される。この判定で、外気温度Ｔｏが所定温度Ｔｏｓ以下である場合（ステップＳＴ３：ＹＥＳ）にはステップＳＴ４に移行し、外気温度Ｔｏが所定温度Ｔｏｓを上回る場合（ステップＳＴ３：ＮＯ）にはステップＳＴ１に移行する。ステップＳＴ４では、ポンプ１５の駆動を開始する。

【0026】

次いで、ステップＳＴ５では、第１室内端末機４ａの第１室内開閉弁１２ａ、第２室内端末機４ｂの第２室内開閉弁１２ｂ、第３室内端末機４ｃの第３室内開閉弁１２ｃの開動作を行う。

【0027】

次いでステップＳＴ６では、第１室内開閉弁１２ａ～第３室内開閉弁１２ｃの開動作から第２設定時間Ｎｖ１（例えば１５分）経過したか否かを判定する。ここで、第２設定時間Ｎｖ１は水循環回路内の局所的な温度の低下が解消されるのに十分な時間に設定される。なお、第２設定時間Ｎｖ１は、本発明において凍結防止制御手段が、凍結防止制御を行う前に、全ての室内端末機の開閉弁を開き、ポンプの駆動制御を行う所定時間に対応している。
そして、第２設定時間Ｎｖ１が経過した場合（ステップＳＴ６：ＹＥＳ）にはステップＳＴ７に移行し、第２設定時間Ｎｖ１が経過していない場合（ステップＳＴ６：ＮＯ）にはＳＴ６を繰り返す。ステップＳＴ７では、第１室内開閉弁１２ａ～第３室内開閉弁１２ｃの閉動作を行う。

【0028】

次いでステップＳＴ８では、第１水温センサ２０ａが検出した水温Ｔｗａ、第２水温センサ２０ｂが検出した水温Ｔｗｂ第３水温センサ２０ｃが検出した水温Ｔｗｃを読み込む。次いで、ステップＳＴ９では、第４水温センサ２１が検出した水温Ｔｗｄを読み込む。なお、水温Ｔｗａ，水温Ｔｗｂ，水温Ｔｗｃが、本発明の端末機水温に相当し、水温Ｔｗｄが本発明の熱源機水温に相当する。

【0029】

次いでステップＳＴ１０では、水温Ｔｗａ，水温Ｔｗｂ，水温Ｔｗｃ及び水温Ｔｗｄのうち少なくとも一つが、所定水温Ｔｗ１以下であるか否かを判定する。ここで、所定水温Ｔｗ１は水が凍結する可能性を考慮して決定される温度であり、例えば水の凝固点である０℃に設定される。また、所定水温Ｔｗ１は、水の凍結の可能性をさらに下げるために、水の凝固点に対して、水凍結の可能性が低い余裕度を設けた２℃に設定されてもよい。なお、所定水温Ｔｗ１が、本発明の第２水温に相当する。

【0030】

このステップＳＴ１０の判定で、水温Ｔｗａ，水温Ｔｗｂ，水温Ｔｗｃ及び水温Ｔｗｄのうち少なくとも一つが所定水温Ｔｗ１以下である場合（ステップＳＴ１０：ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１１に移行し、水温Ｔｗａ，水温Ｔｗｂ，水温Ｔｗｃ及び水温Ｔｗｄの全てが所定水温Ｔｗ１を上回る場合（ステップＳＴ１０：ＮＯ）にはメインルーチンを終了する。

【0031】

ステップＳＴ１１では、図３に示す凍結防止特定処理を行う。

【0032】

図３の凍結防止特定処理において、処理フラグＦｉの添え字ｉは、ａ，ｂ、ｃの何れかが入る。すなわち、処理フラグＦａは第１室内端末機４ａの処理フラグを示し、処理フラグＦｂは第１室内端末機４ｂの処理フラグを示し、処理フラグＦｃは第３室内端末機４ｃの処理フラグを示している（以下、同様に添え字ｉを用いて、水温Ｔｗａ，水温Ｔｗｂ，水温Ｔｗｃを水温Ｔｗｉ、第１室内端末機４ａ～第３室内端末機４ｃを室内端末機４ｉ、室温Ｔkａ，室温Ｔkｂ，室温Ｔkｃを室温Ｔｋｉ、第１室内開閉弁１２ａ～第３室内開閉弁１２ｃを室内開閉弁１２ｉ、第１室温センサ１９ａ～第３室温センサ１９ｃを室温センサ１９ｉ、第１室３ａ～第３室３ｃを部屋３ｉと表すことがある）。そして、Ｆａ＝「０］は、第１室内端末機４ａが凍結防止処理を行わないこと、Ｆａ＝「１］は、第１室内端末機４ａが凍結防止処理前であること、Ｆａ＝「２］は、第１室内端末機４ａが凍結防止処理済であることを示している。また、処理フラグＦｂは、第２室内端末機４ｂの処理フラグであり、Ｆｂ＝「０］は、第２室内端末機４ｂが凍結防止処理を行わないこと、Ｆｂ＝「１］は、第２室内端末機４ｂが凍結防止処理前であること、Ｆｂ＝「２］は、第２室内端末機４ｂが凍結防止処理済であることを示している。さらに、処理フラグＦｃは、第３室内端末機４ｃの処理フラグであり、Ｆｃ＝「０］は、第３室内端末機４ｃが凍結防止処理を行わないこと、Ｆｃ＝「１］は、第３室内端末機４ｃが凍結防止処理前であること、Ｆｃ＝「２］は、第３室内端末機４ｃが凍結防止処理済であることを示している
この凍結防止特定処理は、図３のステップＳＴ１２において、処理フラグＦａ，処理フラグＦｂ，処理フラグＦｃを「０」に設定する。

【0033】

次いで、ステップＳＴ１３では、第１室温センサ１９ａが検出した室温Ｔkａ、第２室温センサ１９ｂが検出した室温Ｔkｂ、第３室温センサ１９ｃが検出した室温Ｔkｃを読み込む。

【0034】

次いでステップＳＴ１４では、第１水温センサ２０ａが検出した水温Ｔｗａ、第２水温センサ２０ｂが検出した水温Ｔｗｂ、第３水温センサ２０ｃが検出した水温Ｔｗｃのうち少なくとも一つが所定水温Ｔｗ２以下であるか否かを判定する。この判定で、水温Ｔｗａ，水温Ｔｗｂ，水温Ｔｗｃのうち少なくとも一つが所定水温Ｔｗ２以下である場合（ステップＳＴ１４：ＹＥＳ）にはステップＳＴ１５に移行し、水温Ｔｗａ，水温Ｔｗｂ，水温Ｔｗｃの全てが所定水温Ｔｗ２を上回る場合（ステップＳＴ１４：ＮＯ）には、ステップＳＴ１６に移行する。ここで、所定水温Ｔｗ２は水が凍結する可能性を考慮して決定される温度であり、所定水温Ｔｗ１と同じ温度でもよいし、所定水温Ｔｗ１よりも余裕度を大きくした温度でもよい。つまり、所定水温Ｔｗ１は所定水温Ｔｗ２以下の温度である。なお、所定水温Ｔｗ２は、本発明の第１水温に相当する。

【0035】

ステップＳＴ１６では、第１室温センサ１９ａが検出した室温Ｔkａ、第２室温センサ１９ｂが検出した室温Ｔkｂ、第３室温センサ１９ｃが検出した室温Ｔkｃのうち少なくとも一つが所定室温Ｔｋｓ以下であるか否かを判定する。なお、所定室温Ｔｋｓは、本発明において凍結防止制御手段が凍結防止制御を行う室内開閉弁を判断するために第１室温センサ１９ａが検出した室温Ｔkａ、第２室温センサ１９ｂが検出した室温Ｔkｂ、第３室温センサ１９ｃが検出した室温Ｔkｃと比較する所定の温度に対応している。
この判定で、室温Ｔkａ，室温Ｔkｂ，室温Ｔkｃのうち少なくとも一つが所定室温Ｔｋｓ以下である場合（ステップＳＴ１６：ＹＥＳ）にはステップＳＴ１５に移行し、室温Ｔkａ，室温Ｔkｂ，室温Ｔkｃの全てが所定室温Ｔｋｓを上回る場合（ステップＳＴ１６：ＮＯ）には、ステップＳＴ２５に移行する。

【0036】

ステップＳＴ１５では、水温Ｔｗｉが所定室温Ｔｋｓ以下である室内端末機４ｉ、或いは、室温Ｔkｉが所定室温Ｔｋｓ以下である室内端末機４ｉの処理フラグFｉを「１」に設定する。具体的には、ステップＳＴ１４において、水温Ｔｗａ，水温Ｔｗｂ，水温Ｔｗｃのうち少なくとも一つが所定水温Ｔｗ２以下であってステップＳＴ１５に移行した場合には、水温Ｔｗｉが所定室温Ｔｋｓ以下である室内端末機４ｉの処理フラグFｉ を「１」に設定する。また、ステップＳＴ１６において、室温Ｔｋａ，室温Ｔｋｂ，室温Ｔｋｃのうち少なくとも一つが所定室温Ｔｋｓ以下であってステップＳＴ１５に移行した場合には、室温Ｔｋｉが所定室温Ｔｋｓ以下である室内端末機４ｉの処理フラグFｉ を「１」に設定する。

【0037】

次いでステップＳＴ１７では、第１室内端末機４ａの処理フラグＦａ、第２室内端末機４ｂの処理フラグＦｂ及び、第３室内端末機４ｃの処理フラグＦｃのうち少なくとも一つが「１」であるか否かを判定する。この判定で、処理フラグＦａ，Ｆｂ，Ｆｃのうち少なくとも一つが「１」である場合（ステップＳＴ１７：ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１８に移行する。一方、処理フラグＦａ，Ｆｂ，Ｆｃが何れも「１」ではない場合、すなわち処理フラグＦａ，Ｆｂ，Ｆｃのすべてが「０」か「２」である場合（ステップＳＴ１７：ＮＯ）には、ステップＳＴ２５に移行する。

【0038】

ステップＳＴ１８では、「１」に設定された処理フラグＦａ，Ｆｂ，Ｆｃが複数存在するか否かを判定する。この判定で、「１」に設定された処理フラグＦａ，Ｆｂ，Ｆｃが複数存在する場合（ステップＳＴ１８：ＹＥＳ）にはステップＳＴ１９に移行し、「１」に設定された処理フラグＦａ，Ｆｂ，Ｆｃが単数である場合（ステップＳＴ１８：ＮＯ）にはステップＳＴ２０に移行する。

【0039】

ステップＳＴ１９では、凍結防止処理を行うべき室内端末機４ｉが複数存在するときに、優先して凍結防止処理を行う室内端末機を特定する。ステップＳＴ１４において、水温Ｔｗａ，水温Ｔｗｂ，水温Ｔｗｃのうち少なくとも一つが所定水温Ｔｗ２以下であってステップＳＴ１５に移行した場合には、複数の室内端末機の中から水温Ｔｗｉが最も低い室内端末機４ｉが、優先して凍結防止処理を行う室内端末機として特定される。また、ステップＳＴ１６において、室温Ｔｋａ，Ｔｋｂ，Ｔｋｃのうち少なくとも一つが所定室温Ｔｋｓ以下であってステップＳＴ１５に移行した場合には、複数の室内端末機の中から室温Ｔｋｉが最も低い室内端末機４ｉが、優先して凍結防止処理を行う室内端末機として特定される。

【0040】

一方、ステップＳＴ２０では、凍結防止処理を行うべき室内端末機４ｉが単数なので、その室内端末機が、優先して凍結防止処理を行う室内端末機として特定される。

【0041】

次いでステップＳＴ２１では、図４に示す室内開閉弁制御処理を行う。

【0042】

この室内開閉弁制御処理では、まず、図４のステップＳＴ３０において、特定した室内端末機４ｉの室内開閉弁１２ｉの開動作を行い、室内端末機４ｉに水を流す。

【0043】

次いでステップＳＴ３１では、特定した室内端末機４ｉの室温センサ１９ｉで検出した室温Ｔｋｉを読み込む。次いでステップＳＴ３２では、室温Ｔｋｉを読み込んでから所定の室温計測時間ｎ１（例えば、６０秒）が経過したか否かを判定する。そして、室温計測時間ｎ１が経過している場合（ステップＳＴ３２：ＹＥＳ）にはステップＳＴ３３に移行し、室温計測時間ｎ１が経過していない場合（ステップＳＴ３２：ＮＯ）にはＳＴ３２を繰り返す。ステップＳＴ３３では、室温センサ１９ｉで検出した室温Ｔｋｉを読み込む。次いで、ステップＳＴ３４では、計測開始時の室温Ｔｋｉ_０から現在の室温Ｔｋｉ_ｎまでの室温低下量を算出し、この室温低下量を室温計測時間ｎ１で除算することで、単位時間当たりの室温低下量ΔＴを算出する。

【0044】

次いで、ステップＳＴ３５では、単位時間当たりの室温低下量ΔＴが低下量閾値以上となっているか否か、又は、室内開閉弁１２ｉの開動作から第３設定時間Ｎｖ２（例えば１５分）経過したか否かを判定する。そして、単位時間当たりの室温低下量ΔＴが低下量閾値以上である、又は、室内開閉弁１２ｉの開動作から第３設定時間Ｎｖ２を経過している場合（ステップＳＴ３５：ＹＥＳ）は、ステップＳＴ３６に移行する。また、単位時間当たりの室温低下量ΔＴが低下量閾値未満である、及び、室内開閉弁１２ｉの開動作から第３設定時間Ｎｖ２を経過していない場合（ステップＳＴ３５：ＮＯ）はステップＳＴ３１に移行する。

【0045】

ステップＳＴ３６では、室内開閉弁１２ｉの閉動作を行い、次いで、室内開閉弁制御処理を終了して図３の室内端末機特定処理に戻りステップＳＴ２２の処理を実行する。

【0046】

図３のステップＳＴ２２では、室内端末機４ｉの処理フラグＦｉを「２」に設定し、室内端末機４ｉを凍結防止処理済とする。

【0047】

次いでステップＳＴ２３では、外気温度センサ２２が検出した外気温度Ｔｏを読み込む。

【0048】

次いでステップＳＴ２４では、外気温度Ｔｏが所定温度Ｔｏｓ以下であるか否かを判定する。この判定で、外気温度Ｔｏが所定温度Ｔｏｓ以下である場合（ステップＳＴ２４：ＹＥＳ）にはステップＳＴ１７に移行し、外気温度Ｔｏが所定温度Ｔｏｓを上回る場合（ステップＳＴ２４：ＮＯ）にはステップＳＴ２５に移行する。

【0049】

ステップＳＴ２５では、ポンプ１５の駆動を停止してから図２のメインルーチンに戻り、メインルーチンの処理が終了する。
［ヒートポンプ式温水暖房装置の凍結防止制御方法の作用］

【0050】

次に、図２から図４を参照してヒートポンプ式温水暖房装置１において凍結防止制御手段２６が行う凍結防止制御の作用について説明する。

【0051】

外気温度Ｔｏが所定温度Ｔｏｓ以下となったときに、運転が停止している複数の室内端末機４ｉの水温Ｔｗｉのうち少なくとも一つが所定水温Ｔｗ２以下（図３のステップＳＴ１４：ＹＥＳ）、又は、部屋３ｉの室温Ｔｋｉのうち少なくとも一つが所定室温Ｔｋｓ以下（図３のステップＳＴ１６：ＹＥＳ）のときに、該当する室内端末機４ｉの室内開閉弁１２ｉが開き、室内端末機４ｉに水が流れる（図４のステップＳＴ３０）。例えば、本実施形態の第１室内端末機４ａの水温Ｔｗａが所定水温Ｔｗ２以下であり、第２室内端末機４ｂの室温Ｔｋｂが所定室温Ｔｋｓ以下であり、第３室内端末機４ｃの水温Ｔｗｃが所定水温Ｔｗ２を上回り、室温Ｔｋｃも所定室温Ｔｋｓを上回っている場合には、第１室内端末機４ａの第１室内開閉弁１２ａ及び第２室内端末機４ａの第２室内開閉弁１２ｂを開いて第３設定時間Ｎｖ２だけ凍結防止制御を行う。このように凍結防止制御を行うことで、外気温度Ｔｏが所定温度Ｔｏｓ以下であっても、第１水循環回路１６及び第２水循環回路１７に水が循環するので水循環回路内の水の凍結を防止することができる。また、暖房運転が停止されており、室温Ｔｋｃが所定室温Ｔｋｓを上回っている第３室３ｃは人が寒さを感じない程度の室温になっていると考えられるが、第３室３ｃに設置された第３室内開閉弁１２ｃの凍結防止制御は行わず、第３室３ｃの室温の低下が抑制されることから、第３室３ｃを使用している人に不快感を与えることがない。

【0052】

また、凍結防止制御を行う室内端末機４ｉが複数存在する場合には、複数の室内端末機４ｉに対して、１台ずつ順に凍結防止制御を行う（図３のステップＳＴ１７～ステップＳＴ２４を繰り返す）。このようにすることで、第１室３ａ～第３室３ｃのうちの特定の部屋の室温が著しく低下することを抑制することができ、第１室３ａ～第３室３ｃにいる使用者の快適性を保つことができる。また、１台ずつ順に凍結防止制御を行うので、室温が低下する部屋を最小限とすることができる。
また、複数の室内端末機４ｉに対して順に凍結防止制御を行う際に、水温Ｔｗｉが最も低い室内端末機、又は室温Ｔkｉが最も低い室内端末機から優先して順に凍結防止制御を行う（図３のステップＳＴ１９）。例えば、本実施形態の第１室内端末機４ａの水温Ｔｗａと第２室内端末機４ｂの水温Ｔｗｂが所定水温Ｔｗ２以下である場合に、第１室内端末機４ａの水温Ｔｗａが、第２室内端末機４ｂの水温Ｔｗｂに対して低い場合には、第１室内端末機４ａの凍結防止制御を先に開始する。このようにすると、凍結のおそれがある第１水循環回路１６を優先して凍結防止制御を行っているので、凍結防止を確実に行うことができる。

【0053】

また、外気温度Ｔｏが所定温度Ｔｏｓ以下であっても、第１室内端末機４ａの水温Ｔｗａ、第２室内端末機４ｂの水温Ｔｗｂ、第３室内端末機４ｃの水温Ｔｗｃ及び水冷媒熱交換器７の水温Ｔｗｄが、凍結の可能性がある水温である所定水温Ｔｗ１を上回る場合には凍結防止制御を行わないようにしていることから（図２のステップＳＴ１０：ＮＯ）、外気温度が低くても、水温が高く凍結のおそれが少ない場合には凍結防止制御を行わないので、第１室３ａ～第３室３ｃの室温の低下が抑制されることから、第１室３ａ～第３室３ｃにいる使用者の快適性を保つことができる。

【0054】

また、凍結防止制御を行っている室内端末機４ｉが設置された部屋３ｉの室温の単位時間当たりの低下量が低下量閾値以上になったときに凍結防止制御を停止し（図４のステップＳＴ３５及びステップＳＴ３６）、部屋３ｉの室温が急激に低下するときには凍結防止制御を停止することで部屋３ｉのさらなる室温の低下を防止することができ、部屋３ｉにいる使用者の快適性を保つことができる。

【0055】

さらに、凍結防止制御を行う前には、第２設定時間Ｎｖ１の間、第１室内端末機４ａの第１室内開閉弁１２ａ、第２室内端末機４ｂの第１室内開閉弁１２ｂ、第３室内端末機４ｃの第３室内開閉弁１２ｃを開いてポンプ１５の駆動制御を行い、第１水循環回路１６～第３水循環回路１８の全体に水を循環させる（図２のステップＳＴ４～ステップＳＴ７）。これにより、第１水循環回路１６～第３水循環回路１８のうち、水温センサ２０ａ～２０ｃで水温を検出している箇所以外の箇所で凍結のおそれがある箇所が発生していても、凍結のおそれを確実に回避することができる。

【0056】

なお、本実施形態では、水と冷媒を熱交換する水冷媒熱交換器７を有するヒートポンプ式温水暖房装置１について説明したが、水冷媒熱交換器７に換えてボイラで水を加熱するようにしても、同様の作用効果を得ることができる。
また、本実施形態では、水温Ｔｗａ，水温Ｔｗｂ，水温Ｔｗｃのうち少なくとも一つが所定水温Ｔｗ２以下である場合には水温Ｔｗｉが所定室温Ｔｋｓ以下である室内端末機４ｉに対応する室内開閉弁１２ｉに対して凍結防止制御を行い、水温Ｔｗａ，水温Ｔｗｂ，水温Ｔｗｃの全てが所定水温Ｔｗ２を上回り、室温Ｔｋａ，Ｔｋｂ，Ｔｋｃのうち少なくとも一つが所定室温Ｔｋｓ以下である場合には、室温Ｔｋｉが所定室温Ｔｋｓ以下である室内端末機４ｉに対応する室内開閉弁１２ｉに対して凍結防止制御を行うことを説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、水温Ｔｗａ，水温Ｔｗｂ，水温Ｔｗｃのうち少なくとも一つが所定水温Ｔｗ２以下であるか否かによらず、室温Ｔｋｉが所定室温Ｔｋｓ以下である室内端末機４ｉに対応する室内開閉弁１２ｉに対して凍結防止制御を行ってもよい。或いは、水温Ｔｗｉが所定室温Ｔｋｓ以下であり、かつ、室温Ｔｋｉが所定室温Ｔｋｓ以下である室内端末機４ｉに対応する室内開閉弁１２ｉに対して凍結防止制御を行ってもよい。
また、本実施形態では、凍結防止制御を行う室内端末機４ｉが複数存在する場合には、複数の室内端末機４ｉに対して１台ずつ順に凍結防止制御を行うことを説明したが、複数の室内端末機４ｉに対して複数台ずつ凍結防止制御を行ってもよい。例えば、室内端末機４ｉが４台以上ある場合において、水温Ｔｗｉが最も低い室内端末機と２番目に低い室内端末機の２台を、優先して凍結防止制御を行う室内端末機として特定して、２台ずつ凍結防止制御を行ってもよい。

【符号の説明】

【0057】

１ ヒートポンプ式温水暖房装置
２ 室外機
３ａ 第１室
３ｂ 第２室
３ｃ 第３室
４ａ 第１室内端末機
４ｂ 第２室内端末機
４ｃ 第３室内端末機
５ 圧縮機
６ 四方弁
７ 水冷媒熱交換器
８ 膨張弁
９ 室外熱交換器
１０ 冷媒回路
１２ａ 第１室内開閉弁
１２ｂ 第２室内開閉弁
１２ｃ 第３室内開閉弁
１３ａ 第１室内熱交換器
１３ｂ 第２室内熱交換器
１３ｃ 第３室内熱交換器
１５ ポンプ
１６ 第１水循環回路
１７ 第２水循環回路
１８ 第３水循環回路
１９ａ 第１室温センサ
１９ｂ 第２室温センサ
１９ｃ 第３室温センサ
２０ａ 第１水温センサ
２０ｂ 第２水温センサ
２０ｃ 第３水温センサ
２１ 第４水温センサ
２２ 外気温度センサ
２５ 制御手段
２６ 凍結防止制御手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2024-07-29

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水を加熱する熱源機、ポンプ、前記熱源機に対して並列に接続される複数の室内端末機及び複数の開閉弁が配管で接続され、複数の前記室内端末機と前記熱源機との間で水が循環する水循環回路と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
複数の前記室内端末機の水温を検出する端末機水温検出手段と、
複数の前記室内端末機のそれぞれが設置されている部屋の室温を検出する複数の室温検出手段と、
対応する前記開閉弁を閉じて運転を停止している前記室内端末機に対応する前記開閉弁を開き、該室内端末機に水を流して凍結防止制御を行う凍結防止制御手段と、を有し、
前記凍結防止制御手段は、外気温度が所定温度以下のとき、運転が停止している前記室内端末機のうち、前記室内端末機の水温が第１水温以下であること、及び設置されている部屋の前記室温が所定の温度以下であることの少なくとも一方を満たす前記室内端末機に対応する開閉弁に対して前記凍結防止制御を行い、
前記凍結防止制御手段は、前記凍結防止制御を行う前記室内端末機が複数存在する場合に、複数の前記室内端末機に対して順に前記凍結防止制御を行うとともに、
前記凍結防止制御手段は、前記凍結防止制御を行う複数の前記室内端末機に対して、通過した水の温度である前記端末機水温が最も低い前記室内端末機、又は、設置された部屋の前記室温の最も低い前記室内端末機から優先して順に前記凍結防止制御を行うことを特徴とする温水暖房装置。

【請求項2】

水を加熱する熱源機、ポンプ、前記熱源機に対して並列に接続される複数の室内端末機及び複数の開閉弁が配管で接続され、複数の前記室内端末機と前記熱源機との間で水が循環する水循環回路と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
複数の前記室内端末機の水温を検出する端末機水温検出手段と、
複数の前記室内端末機のそれぞれが設置されている部屋の室温を検出する複数の室温検出手段と、
対応する前記開閉弁を閉じて運転を停止している前記室内端末機に対応する前記開閉弁を開き、該室内端末機に水を流して凍結防止制御を行う凍結防止制御手段と、
前記熱源機の水温を検出する熱源機水温検出手段を、有し、
前記凍結防止制御手段は、全ての前記室内端末機の暖房運転が停止しているときに、前記熱源機の水温及び複数の前記室内端末機の水温のうち少なくとも一つが第１水温以下の温度である第２水温以下であるときであって、外気温度が所定温度以下のとき、運転が停止している前記室内端末機のうち、前記室内端末機の水温が前記第１水温以下であること、及び設置されている部屋の前記室温が所定の温度以下であることの少なくとも一方を満たす前記室内端末機に対応する開閉弁に対して前記凍結防止制御を行うことを特徴とする温水暖房装置。

【請求項3】

水を加熱する熱源機、ポンプ、前記熱源機に対して並列に接続される複数の室内端末機及び複数の開閉弁が配管で接続され、複数の前記室内端末機と前記熱源機との間で水が循環する水循環回路と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
複数の前記室内端末機の水温を検出する端末機水温検出手段と、
複数の前記室内端末機のそれぞれが設置されている部屋の室温を検出する複数の室温検出手段と、
対応する前記開閉弁を閉じて運転を停止している前記室内端末機に対応する前記開閉弁を開き、該室内端末機に水を流して凍結防止制御を行う凍結防止制御手段と、を有し、
前記凍結防止制御手段は、外気温度が所定温度以下のとき、運転が停止している前記室内端末機のうち、前記室内端末機の水温が第１水温以下であること、及び設置されている部屋の前記室温が所定の温度以下であることの少なくとも一方を満たす前記室内端末機に対応する開閉弁に対して前記凍結防止制御を行うとともに、
前記凍結防止制御手段は、前記凍結防止制御を行っている室内端末機が設置された部屋の室温の単位時間当たりの低下量が低下量閾値以上になったときに、前記凍結防止制御を停止することを特徴とする温水暖房装置。

【請求項4】

水を加熱する熱源機、ポンプ、前記熱源機に対して並列に接続される複数の室内端末機及び複数の開閉弁が配管で接続され、複数の前記室内端末機と前記熱源機との間で水が循環する水循環回路と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
複数の前記室内端末機の水温を検出する端末機水温検出手段と、
複数の前記室内端末機のそれぞれが設置されている部屋の室温を検出する複数の室温検出手段と、
対応する前記開閉弁を閉じて運転を停止している前記室内端末機に対応する前記開閉弁を開き、該室内端末機に水を流して凍結防止制御を行う凍結防止制御手段と、を有し、
前記凍結防止制御手段は、外気温度が所定温度以下のとき、運転が停止している前記室内端末機のうち、前記室内端末機の水温が第１水温以下であること、及び設置されている部屋の前記室温が所定の温度以下であることの少なくとも一方を満たす前記室内端末機に対応する開閉弁に対して前記凍結防止制御を行うとともに、
前記凍結防止制御手段は、前記凍結防止制御を行う前に、所定時間の間、全ての前記室内端末機の前記開閉弁が開いており、前記ポンプが駆動している状態を維持することを特徴とする温水暖房装置。