CN104272036B - 空气调节供给热水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够实现较高的运转效率的空气调节供给热水系统。内部换热器(15)具有构成空气调节用制冷剂回路(10)所具备的环状回路的一部分的一次侧导热管(15a)、和经由减压装置(16)而与从上述环状回路分支的配管(P)连接的二次侧导热管(15b)，减压装置(16)与运转模式对应地对从上述配管(P)流入的第一制冷剂进行减压，并朝向二次侧导热管(15b)流出减压的第一制冷剂，从而对在一次侧导热管(15a)流通的第一制冷剂进行冷却。

Description

空气调节供给热水系统
技术领域
本发明涉及进行空气调节和供给热水的空气调节供给热水系统。
背景技术
作为进行空气调节和供给热水的空气调节供给热水系统，例如公开了专利文献1所示的技术。
专利文献1中记载了如下空气调节供给热水复合系统：室内机和供给热水热源用回路并联连接，并且室内机和热源机经由分支单元而至少由2根连接配管连接。
专利文献1所记载的技术中，在制冷运转以及制热运转中的任一种情况下，都使制冷剂-制冷剂换热器(中间换热器)的一次侧(空气调节用换热器侧)作为冷凝器发挥功能，使二次侧(供给热水用换热器侧)作为蒸发器发挥功能。由此，相互利用空气调节热源与供给热水热源的排热。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-236817号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，专利文献1所记载的技术中，由于室内机和制冷剂-制冷剂换热器(中间换热器)并联连接，所以即使在供给热水循环不运转的情况下，在制冷剂-制冷剂换热器流通的制冷剂与外部空气热接触。因此，有对空气调节供给热水复合系统施加超过空气调节负荷(随空气调节运转产生的热负荷)的负荷的情况。
例如，专利文献1所记载的技术中，当在空气调节循环中执行制热运转、不使供给热水循环运转的情况(换句话说，没有供给热水负荷的情况)下，在制冷剂-制冷剂换热器流通的制冷剂变得与室内机相同程度的高温。这是由于制冷剂-制冷剂换热器和室内机并联连接。
另一方面，供给热水单元通常设置在室外或者屋内的非空气调节空间。因此，作为供给热水循环的构成要素的制冷剂-制冷剂换热器成为供给热水单元的周围温度亦即室外温度程度。
这样，在进行制热运转时，制冷剂-制冷剂换热器中从高温的制冷剂向低温的室外空气散热。
其结果，专利文献1所记载的技术中，除了空气调节所需要的负荷之外，还在制冷剂-制冷剂换热器中从制冷剂向室外空气散热。该热不作为用于室内的舒适性的提高、供给热水的热而有效利用，从而有系统整体的效率变差的问题。
因此，本发明的课题在于提供能够实现较高的运转效率的空气调节供给热水系统。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的特征在于，内部换热器具有构成空气调节用制冷剂回路所具备的环状回路的一部分的一次侧导热管、和经由减压装置而与从上述环状回路分支的配管连接的二次侧导热管，上述减压装置与运转模式对应地对从上述配管流入的第一制冷剂进行减压，并朝向上述二次侧导热管流出减压的第一制冷剂，从而对在上述一次侧导热管流通的第一制冷剂进行冷却。
发明的效果如下。
根据本发明，能够提供实现较高的运转效率的空气调节供给热水系统。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的空气调节供给热水系统的系统图。
图2是表示供给热水运转模式中的制冷剂以及被加热液体的流动的系统图。
图3是表示制冷运转(通常)模式中的制冷剂的流动的系统图。
图4是表示制冷运转(排热)模式中的制冷剂以及被加热液体的流动的系统图。
图5是表示制冷运转时的制冷剂的状态的压力-比焓线图(压焓图)。
图6是表示制热运转(通常)模式中的制冷剂的流动的系统图。
图7是表示制热运转(通常)模式中的制冷剂的状态的压力-比焓线图。
图8是表示制热运转(排热)模式中的制冷剂以及被加热液体的流动的系统图。
图9是表示制热运转(排热)模式中的制冷剂的状态的压力-比焓线图。
图10是表示本发明的第二实施方式的空气调节供给热水系统中、供给热水运转模式中的制冷剂以及被加热液体的流动的系统图。
图11是表示使用了以往技术的空气调节供给热水系统的情况下的、制热运转时的制冷剂的状态的压力-比焓线图。
具体实施方式
以下，适当地参照附图而详细地对本发明的实施方式进行说明。此外，各图中对共用的部分标注相同的符号，并省略重复的说明。
《空气调节供给热水系统》
图1是本发明的第一实施方式的空气调节供给热水系统的系统图。如图1所示，空气调节供给热水系统S具备室外机1、室内机2a、2b、供给热水单元3、供给热水箱单元4以及控制装置50。
室内机2a、2b设置于室内(被空气调节空间内)。另外，室外机1、供给热水单元3以及供给热水箱单元4设置于室外(被空气调节空间外)。而且，图1中，作为一个例子而表示了空气调节供给热水系统S具备2台室内机的情况。
另外，室内机2a、2b和室外机1分别具有控制部(未图示)，能够经由通信线(未图示)而相互通信。此外，图1中，将上述的各控制部示意性地表示为控制装置50。
空气调节供给热水系统S具有进行如下运转的功能：对设置有室内机2a、2b的室内进行制冷的“制冷运转”；对设置有室内机2a、2b的室内进行制热的“制热运转”；对被加热液体(例如，水)进行加热而向容器42供给高温的被加热液体的“供给热水运转”；进行制冷运转及供给热水运转的“制冷供给热水运转”；以及进行制热运转及供给热水运转的“制热供给热水运转”。
另外，空气调节供给热水系统S具备供第一制冷剂循环的空气调节用制冷剂回路10、供第二制冷剂循环的供给热水用制冷剂回路30、以及供被加热液体流通的供给热水回路40。
＜空气调节用制冷剂回路＞
以下，有将与室外机1并联连接的室内机2a、2b通称而仅标记为“室内机2”的情况。
空气调节用制冷剂回路10具备依次连接有空气调节用压缩机11、四通阀12、室外换热器13、室外用膨胀阀14、中间换热器21的一次侧导热管21a、内部换热器15的一次侧导热管15a、以及室内机2的环状回路。另外，在空气调节用压缩机11的吸入侧，为了防止空气调节用压缩机11中的液体压缩而设置有使第一制冷剂气液分离的储液器19。另外，以在近前侧对流入内部换热器15的二次侧的第一制冷剂进行减压的方式设置有内部换热器用膨胀阀16。
空气调节用压缩机11是压缩第一制冷剂使之高温高压的压缩机。作为空气调节用压缩机11，例如能够使用旋转式、涡旋式、往复式压缩机。
四通阀12对因制冷运转和制热运转而在室内换热器18a、18b流通的第一制冷剂的朝向进行切换。即，通过四通阀12的切换，来使在制冷运转时由空气调节用膨胀阀17a、17b膨胀了低温低压的第一制冷剂向室内换热器18a、18b流入。另外，在制热运转时，由空气调节用压缩机11压缩了的高温高压的第一制冷剂向室内换热器18a、18b流入。
室外换热器13(空气调节热源侧换热器)是经由四通阀12而与空气调节用压缩机11的排出侧连接、且进行从室外风扇13f送来的空气(室外空气)和第一制冷剂的热交换的换热器。
室外用膨胀阀14(第一膨胀阀)夹设于室外换热器13与中间换热器21之间，在供给热水运转模式以及制热运转模式中作为对第一制冷剂进行减压的减压装置发挥功能。
中间换热器21是进行在一次侧导热管21a流通的第一制冷剂和在二次侧导热管21b流通的第二制冷剂的热交换的换热器。
内部换热器15是进行在一次侧(与室内用膨胀阀17a、17b连接的一侧)流通的第一制冷剂和在二次侧(与内部换热器用膨胀阀16连接的一侧)流通的第一制冷剂的热交换的换热器。
即，内部换热器15具有构成上述的环状回路的一部分的一次侧导热管15a、和经由内部换热器用膨胀阀16而与从上述环状回路分支的配管P连接的二次侧导热管15b。
而且，内部换热器15的二次侧导热管15b的一端与内部换热器用膨胀阀16连接，另一端与连接四通阀12和储液器19的配管连接。
内部换热器用膨胀阀16(减压装置)与运转模式对应地对从配管P流入的第一制冷剂进行减压，并朝向内部换热器15的二次侧导热管15b流出减压后的第一制冷剂。由此，对在内部换热器15的一次侧导热管15a流通的第一制冷剂进行冷却。
室内用膨胀阀17a、17b(第二膨胀阀)夹设于内部换热器15与室内换热器18a、18b之间，在制冷运转模式以及制热运转模式中作为对第一制冷剂进行减压的减压装置发挥功能。
室内换热器18a、18b(空气调节利用侧换热器)是经由四通阀12而与空气调节用压缩机11的排出侧连接、且进行从室内风扇18f送来的空气(室内空气)和第一制冷剂的热交换的换热器。
如图1所示，构成室内机2a的室内用膨胀阀17a和室内换热器18a串联连接，构成室内机2b的室内用膨胀阀17b和室内换热器18b串联连接。而且，室内机2a和室内机2b并联连接。此外，记载中，有将室内用膨胀阀17a、17b仅记为“室内用膨胀阀17”、将室内换热器18a、18b仅记为“室内换热器18”的情况。
此外，作为第一制冷剂，能够使用HFC、HFO-1234yf、HFO-1234ze、自然制冷剂(例如，CO2制冷剂)等。
＜供给热水用制冷剂回路＞
设于供给热水单元3的供给热水用制冷剂回路30通过配管环状地连接有供给热水用压缩机31、供给热水用换热器32的一次侧导热管32a、供给热水用膨胀阀33、以及中间换热器21的二次侧导热管21b。
供给热水用压缩机31是压缩第二制冷剂使之高温高压的压缩机。
供给热水用换热器32是进行在一次侧导热管32a流通的第二制冷剂和在二次侧导热管32b流通的被加热液体的热交换的换热器。
供给热水用膨胀阀33作为对第二制冷剂进行减压的减压装置发挥功能。
作为第二制冷剂，能够使用HFC、HFO-1234yf、HFO-1234ze、自然制冷剂(例如，CO2制冷剂)等。此外，第二制冷剂优选使用具有比第一制冷剂的临界点(温度、压力)高的临界点的制冷剂。
＜供给热水回路＞
供给热水回路40构成为通过配管环状地连接有供给热水用泵41、供给热水用换热器32的二次侧导热管32b、以及容器42。
供给热水用泵41是从容器42吸取被加热液体、朝向供给热水用换热器32的二次侧导热管32b压力输送的泵。
容器42是存积被加热液体的部件，由绝热材料(未图示)覆盖。如上所述，作为被加热液体，例如能够使用水。
另外，供给热水箱单元4具备供水配件43、供给热水配件45、以及三通阀44、46。
供水配件43的一端与三通阀44连接，另一端与供水终端(未图示)连接。而且，在使用者对供给热水终端(未图示)进行打开操作的情况下，因来自供水源的压力，经由供水配件43向容器42的下部流入被加热液体(水)。
三通阀44、46构成为能够对流通的被加热液体的流量比率进行调整，并经由配管47a而相互连接。而且，通过经由配管47a流入与各三通阀44、46的开度对应的流量的被加热液体(水)，来将从容器42供给的高温的被加热液体调整为适当的温度。
供给热水配件45的一端与三通阀46连接，另一端与供给热水终端(未图示)连接。而且，使用者通过对供给热水终端进行打开操作，来经由供给热水配件45向供给热水终端供给温度调整后的被加热液体(热水)。
＜控制装置50＞
另外，空气调节供给热水系统S具备控制装置50。
控制装置50具有如下功能：决定空气调节供给热水系统的运转模式，并根据决定的运转模式而控制各种阀(四通阀12、室外用膨胀阀14、内部换热器用膨胀阀16、室内用膨胀阀17以及供给热水用膨胀阀33)的状态(开度)、压缩机(空气调节用压缩机11、供给热水用压缩机31)的旋转速度、各换热器的风扇(室外风扇13f、室内风扇18f)的旋转速度、以及供给热水用泵41的旋转速度，从而控制空气调节供给热水系统S的各种运转。
(各运转模式的控制)
接下来，对控制装置50所执行的空气调节供给热水系统S的各运转模式进行说明。
此外，以下说明的各系统图中，由粗线表示第一制冷剂、第二制冷剂、被加热液体分别流通的配管，用箭头表示流动朝向。另外，对于各种阀(室外用膨胀阀14、内部换热器用膨胀阀16、室内用膨胀阀17、供给热水用膨胀阀33)，用涂黑表示流通停止的阀。
(1.供给热水运转模式)
图2是表示供给热水运转模式中的制冷剂以及被加热液体的流动的系统图。该模式中，室内风扇18f停止。
控制装置50控制为使四通阀12的切换机构(未图示)处于供给热水运转的位置。即，控制装置50控制四通阀12的切换机构(未图示)以使空气调节用压缩机11的排出侧和室内换热器18连接，储液器19和室外换热器13连接。另外，控制装置50使内部换热器用膨胀阀16全闭，使室内用膨胀阀17全开，并控制室外用膨胀阀14的开度(节流)。并且，控制装置50控制空气调节用压缩机11、供给热水用压缩机31、以及室外风扇13f的旋转速度。
对该模式中的空气调节用制冷剂回路10进行说明。
从空气调节用压缩机11排出的高温高压的第一制冷剂通过四通阀12、室内换热器18、室内用膨胀阀17、以及内部换热器15的一次侧导热管15a，并向作为冷凝器发挥功能的中间换热器21的一次侧导热管21a流入。而且，由于供给热水运转模式中使室内风扇18f停止，所以基本不进行在室内换热器18流通的第一制冷剂和室内空气的热交换。
在中间换热器21的一次侧导热管21a流通的高温高压的第一制冷剂通过与在中间换热器21的二次侧导热管21b流通的第二制冷剂进行热交换而散热，从而成为中温高压的第一制冷剂。
从中间换热器21的一次侧导热管21a流出的中温高压的第一制冷剂由室外用膨胀阀14减压而成为低温低压的第一制冷剂，并向作为蒸发器发挥功能的室外换热器13流入。在室外换热器13流通的第一制冷剂通过与由室外风扇13f送来的空气(室外空气)进行热交换，来从上述空气吸取热量(吸热)。而且，吸热后的第一制冷剂从室外换热器13经由四通阀12以及储液器19而向空气调节用压缩机11回流。
接下来，对供给热水用制冷剂回路30进行说明。
从供给热水用压缩机31排出的高温高压的第二制冷剂向作为冷凝器发挥功能的供给热水用换热器32的一次侧导热管32a流入。在供给热水用换热器32的一次侧导热管32a流通的第二制冷剂通过与在二次侧导热管32b流通的被加热液体进行热交换而散热，从而成为中温高压的第二制冷剂。
从供给热水用换热器32的一次侧导热管32a流出的中温高压的第二制冷剂由供给热水用膨胀阀33减压，而成为低温低压的第二制冷剂。
而且，低温低压的第二制冷剂向作为蒸发器发挥功能的中间换热器21的二次侧导热管21b流入。在中间换热器21的二次侧导热管21b流通的第二制冷剂通过与在一次侧导热管21a流通的高温高压的第一制冷剂进行热交换，来从第一制冷剂吸取热量(吸热)。并且，吸热后的第二制冷剂从中间换热器21向供给热水用压缩机31回流。
接下来，对供给热水回路40进行说明。控制装置50控制供给热水用泵41的旋转速度。
通过驱动供给热水用泵41，从而从容器42的下部流出的被加热液体向供给热水用换热器32的二次侧导热管32b流入。在供给热水用换热器32的二次侧导热管32b流通的被加热液体通过与在一次侧导热管32a流通的第二制冷剂进行热交换而吸热，从而成为高温的被加热液体。而且，从供给热水用换热器32的二次侧导热管32b流出的高温的被加热液体由供给热水用泵41向容器42的上部压力输送，并存积在容器42内。
(2.制冷运转(通常)模式)
图3是表示制冷运转(通常)模式中的制冷剂的流动的系统图。该模式中，供给热水用制冷剂回路30以及供给热水回路40停止。
控制装置50控制为使四通阀12的切换机构(未图示)处于制冷运转的位置。即，控制装置50控制四通阀12的切换机构(未图示)以使空气调节用压缩机11的排出侧和室外换热器13连接，储液器19和室内换热器18连接。
另外，控制装置50使室外用膨胀阀14的节流全开，并以向内部换热器15的二次侧导热管15b流通适当的量的第一制冷剂的方式控制内部换热器用膨胀阀16的节流(开度)。另外，控制装置50控制室内用膨胀阀17的开度(节流)，以使向室内换热器18流通与室内(被空气调节空间)所产生的空气调节负荷对应的量的第一制冷剂。
并且，控制装置50控制空气调节用压缩机11、室内风扇18f、以及室外风扇13f的旋转速度。
以下，参照图5所示的压力-比焓线图，对在空气调节用制冷剂回路10流通的第一制冷剂的状态进行说明。
此外，图5所示的压力-比焓线图中，纵轴表示绝对压力(kPa)，横轴表示比焓(kJ/kg)。另外，第一制冷剂在由饱和液线以及饱和蒸气线围起的部分是气液二相状态，在饱和液线的左侧是液体状态，在饱和蒸气线的右侧是气体状态。此外，其它的压力-比焓线图也相同。
另外，以下的说明中，括号内的符号与图5所示的A～F的状态对应。另外，符号W表示由空气调节用压缩机11给予的焓。
从空气调节用压缩机11排出的高温高压的第一制冷剂(A)经由四通阀12而向作为冷凝器发挥功能的室外换热器13流入(B)。在室外换热器13流通的高温高压的第一制冷剂通过与由室外风扇13f送来的空气(室外空气)进行热交换来向上述空气散热(排热)，从而成为中温高压的第一制冷剂(C1)。
从室外换热器13流出的中温高压的第一制冷剂通过室外用膨胀阀14，并向中间换热器21的一次侧导热管21a流入。此处，由于中间换热器21的周围温度是室外温度程度，所以在中间换热器21的一次侧导热管21a流通的第一制冷剂与室外空气进行热交换而散热，从而冷却(C2)。
而且，从中间换热器21流出的第一制冷剂在分支点Q向配管P1和配管P2分流。此外，以使向配管P2分流的第一制冷剂的量成为向分支点Q流入的第一制冷剂的量的3～5％的方式，控制内部换热器用膨胀阀16的开度(节流)。
从配管P2向内部换热器用膨胀阀16流入的第一制冷剂由该内部换热器用膨胀阀16减压而成为低温低压的第一制冷剂，并向内部换热器15的二次侧导热管15b流入。在内部换热器15的二次侧导热管15b流通的第一制冷剂与在一次侧导热管15a流通的中温高压的第一制冷剂进行热交换而吸热(E)，并向配管L流入。而且，流入配管L的第一制冷剂与从室内换热器18流入的第一制冷剂合流，并经由储液器19向空气调节用压缩机11回流。
另一方面，在内部换热器15的一次侧导热管15a流通的中温高压的第一制冷剂通过与在上述的二次侧导热管15b流通的低温低压的第一制冷剂进行热交换而进一步冷却(C3)。其结果，使从一次侧导热管15a流出的第一制冷剂的焓更小，从而能够增大制冷利用热量。换句话说，由蒸发器使流通的制冷剂量减少，能够减少作为蒸发器发挥功能的室内换热器18的压力损失，从而在空气调节用制冷剂回路10中能够使第一制冷剂高效地循环。
而且，从内部换热器15的一次侧导热管15a流出的第一制冷剂由室内用膨胀阀17减压而成为低温低压的第一制冷剂(D)，并向室内换热器18流入。
在室内换热器18流通的第一制冷剂通过与由室内风扇18f送来的空气(室内空气)进行热交换而从上述空气吸热(F)，并经由四通阀12以及储液器19向空气调节用压缩机11回流(G)。
(3.制冷运转(排热)模式)
图4是表示制冷运转(排热)模式中的制冷剂以及被加热液体的流动的系统图。
控制装置50控制为使四通阀12的切换机构(未图示)处于制冷运转的位置。另外，控制装置50使室外用膨胀阀14的节流全开，并以向内部换热器15的二次侧导热管15b流通适当的量的第一制冷剂的方式控制内部换热器用膨胀阀16的节流(开度)。另外，控制装置50控制室内膨胀阀的开度(节流)，以使向室内换热器18流通与室内(被空气调节空间)所产生的空气调节负荷对应的量的第一制冷剂。并且，控制装置50控制空气调节用压缩机11、室内风扇18f、以及室外风扇13f的旋转速度。
另外，控制装置50控制供给热水用压缩机31的旋转速度以及供给热水用膨胀阀33的节流(开度)，以便流通适于供给热水负荷的制冷剂量。另外，控制装置50控制供给热水用泵41的旋转速度，以便在供给热水回路40内流动的被加热液体(水)的循环量适当。
以下，使用图4以及图5对空气调节用制冷剂回路10的动作进行说明。此外，由于供给热水用制冷剂回路30以及供给热水回路40的动作与上述的供给热水运转模式的情况相同，所以省略说明。
从空气调节用压缩机11排出的高温高压的第一制冷剂(A)经由四通阀12向作为冷凝器发挥功能的室外换热器13流入(B)。在室外换热器13流通的高温高压的第一制冷剂通过与由室外风扇13f送来的空气(室外空气)进行热交换而向上述空气散热(排热)，从而成为中温高压的第一制冷剂(C1)。
从室外换热器13流出的中温高压的第一制冷剂在室外用膨胀阀14通过，而向中间换热器21的一次侧导热管21a流入。此处，由于中间换热器21的二次侧导热管21b作为蒸发器发挥作用，所以在一次侧导热管21a流通的第一制冷剂向在二次侧导热管21b流通的第二制冷剂散热，从而冷却(C2)。由此，能够使从中间换热器21的一次侧导热管21a流出的第一制冷剂成为充分低的温度。
而且，从中间换热器21流出的第一制冷剂在分支点Q向配管P1和配管P2分流。
从配管P2向内部换热器用膨胀阀16流入的第一制冷剂由该内部换热器用膨胀阀16减压而成为低温低压的第一制冷剂，并向内部换热器15的二次侧导热管15b流入。在内部换热器15的二次侧导热管15b流通的第一制冷剂与在一次侧导热管15a流通的中温高压的第一制冷剂进行热交换而吸热(E)，并向配管L流入。而且，流入配管L的第一制冷剂与从室内换热器18流入的第一制冷剂合流，并经由储液器19向空气调节用压缩机11回流。
另一方面，在内部换热器15的一次侧导热管15a流通的中温高压的第一制冷剂通过与在上述的二次侧导热管15b流通的低温低压的第一制冷剂进行热交换而进一步冷却(C3)。而且，从内部换热器15的一次侧导热管15a流出的第一制冷剂由室内用膨胀阀17减压而成为低温低压的第一制冷剂(D)，并向室内换热器18流入。
在室内换热器18流通的第一制冷剂通过与从室内风扇18f送来的空气(室内空气)进行热交换而从上述空气吸热(F)，并经由四通阀12以及储液器19向空气调节用压缩机11回流(G)。
这样，在空气调节用制冷剂回路10循环的第一制冷剂由室外换热器13冷却，并且在中间换热器21以及内部换热器15中冷却。因此，由于在作为蒸发器发挥功能的室内换热器18中能够利用的焓差增大，所以能够减少在室内换热器18流通的第一制冷剂的量。由此，减少作为蒸发器发挥功能的室内换热器18所产生的压力损失，从而能够改善空气调节用制冷剂回路10的效率。
而且，制冷运转(排热)模式由于能够通过中间换热器21而有效利用供给热水用制冷剂回路30的冷温排热，所以与上述的制冷运转(通常)模式相比能够增加中间换热器21的冷却量。因此，能够进一步改善空气调节用制冷剂回路10的效率。
(4.制热运转(通常)模式)
图6是表示制热运转(通常)模式中的制冷剂的流动的统图。该模式中，供给热水用制冷剂回路30以及供给热水回路40停止。
控制装置50控制为使四通阀12的切换机构(未图示)处于制热运转的位置。即，控制装置50控制四通阀12的切换机构(未图示)，以使空气调节用压缩机11的排出侧和室内换热器18连接，储液器19的吸入侧和室外换热器13连接。
另外，控制装置50控制室内用膨胀阀17以及室外用膨胀阀14的开度(节流)，以便在空气调节用制冷剂回路10循环与室内(被空气调节空间)所产生的空气调节负荷对应的量的第一制冷剂。另外，控制装置50控制内部换热器用膨胀阀16的节流(开度)，以便向内部换热器15的二次侧导热管15b流通适当的量的第一制冷剂。
并且，控制装置50控制空气调节用压缩机11、室内风扇18f、以及室外风扇13f的旋转速度。
以下，使用图6以及图7对空气调节用制冷剂回路10的动作进行说明。
从空气调节用压缩机11排出的高温高压的第一制冷剂(A)经由四通阀12向作为冷凝器发挥功能的室内换热器18流入(B)。在室内换热器18流通的高温高压的第一制冷剂通过与由室内风扇18f送来的空气(室内空气)进行热交换而向上述空气散热(排热)，从而成为中温高压的第一制冷剂(C1)。
从室外换热器13流出的中温高压的第一制冷剂通过室内用膨胀阀17(C2)，并向中间换热器21的一次侧导热管21a流入。此外，室内用膨胀阀17的开度(节流)成为与全开相近的状态，在室内用膨胀阀17中基本不减压(参照图7的C1→C2)。由此，防止从室内用膨胀阀17流出的第一制冷剂成为气液二相状态，而能够减少在内部换热器15以及中间换热器21中产生的压力损失，从而能够抑制由压力损失产生的温度降低。
在室内用膨胀阀17通过的中温高压的第一制冷剂向内部换热器15的一次侧导热管15a流入。在内部换热器15的一次侧导热管15a流通的第一制冷剂与在二次侧导热管15b流通的低温低压的第一制冷剂进行热交换而冷却(C3)。其结果，能够使在内部换热器15的一次侧导热管15a流通的第一制冷剂的温度降低至周围温度(室外温度)程度，从而能够抑制与在中间换热器21中产生的室外空气进行的热交换。因此，能够防止对空气调节用制冷剂回路10施加空气调节负荷以上的负荷，从而能够高效地运转空气调节用制冷剂回路10。
而且，从内部换热器15流出的第一制冷剂在分支点Q向配管P2和配管P3分流。此外，控制内部换热器用膨胀阀16的开度(节流)，以使向配管P2分流的第一制冷剂的量成为在配管P1流通的第一制冷剂的量的3～5％。
从配管P2向内部换热器用膨胀阀16流入的第一制冷剂由该内部换热器用膨胀阀16减压而成为低温低压的第一制冷剂，并向内部换热器15的二次侧导热管15b流入。在内部换热器15的二次侧导热管15b流通的第一制冷剂与在一次侧导热管15a流通的中温高压的第一制冷剂进行热交换而吸热并加热(E)，并向配管L流入。
这样，对于在内部换热器15的一次侧导热管15a流通的第一制冷剂所散出的热量而言，通过由在二次侧导热管15b流通的第一制冷剂吸热，能够在空气调节用制冷剂回路10内进行再回收。
而且，向配管L流入的第一制冷剂与从室外换热器13流入的第一制冷剂合流，并经由储液器19向空气调节用压缩机11回流。
另一方面，从内部换热器15的一次侧导热管15a流出的第一制冷剂向中间换热器21的一次侧导热管21a流入。如上所述，中间换热器21的二次侧导热管21b内的第二制冷剂降低至周围温度(室外温度)程度。因此，在中间换热器21中基本不产生热交换。
从中间换热器21流出的第一制冷剂由室外用膨胀阀14减压而成为低温低压的第一制冷剂(D)，并向作为蒸发器发挥功能的室外换热器13流入。在室外换热器13流通的第一制冷剂通过与由室外风扇13f送来的空气(室外空气)进行热交换而从上述空气吸热(F)，并经由四通阀12以及储液器19向空气调节用压缩机11回流(G)。
通过以上的动作，在空气调节用制冷剂回路10循环的第一制冷剂减少由中间换热器21所产生的向室外空气的散热，从而能够防止对空气调节用制冷剂回路10施加空气调节负荷以上的负荷。因此，在利用内部换热器15再回收了热的情况下，能够减少蒸发器(室外换热器13)所要求的吸热量。其结果，能够使第一制冷剂的蒸发器的蒸发压力Pe2比不进行热回收的情况下的蒸发压力Pe1高，从而改善空气调节用制冷剂回路10的效率。
(5.制热运转(排热)模式)
图8是表示制热运转(排热)模式中的制冷剂以及被加热液体的流动的系统图。
控制装置50控制为使四通阀12的切换机构(未图示)处于制热运转的位置。另外，控制装置50控制室内用膨胀阀17以及室外用膨胀阀14的开度，以便在空气调节用制冷剂回路10循环与室内(被空气调节空间)所产生的空气调节负荷对应的量的第一制冷剂。另外，控制装置50使内部换热器用膨胀阀16的节流全闭。由此，能够从在中间换热器21的一次侧导热管21a流通的第一制冷剂向在二次侧导热管21b流通的第二制冷剂供给温热，从而能够作为供给热水用制冷剂回路30的热源来利用。
并且，控制装置50控制空气调节用压缩机11、室内风扇18f、以及室外风扇13f的旋转速度。
另外，控制装置50控制供给热水用压缩机31的旋转速度、以及供给热水用膨胀阀33的节流(开度)，以便流通适于供给热水负荷的制冷剂量。另外，控制装置50控制供给热水用泵41的旋转速度，以便在供给热水回路40内流动的被加热液体(水)的循环量适当。
以下，使用图8以及图9对空气调节用制冷剂回路10的动作进行说明。此外，由于供给热水用制冷剂回路30以及供给热水回路40的动作与上述的供给热水运转模式的情况相同，所以省略说明。
从空气调节用压缩机11排出的高温高压的第一制冷剂(A)经由四通阀12向作为冷凝器发挥功能的室内换热器18流入(B)。在室内换热器18流通的高温高压的第一制冷剂通过与由室内风扇18f送来的空气(室内空气)进行热交换来向上述空气散热(排热)，从而成为中温高压的第一制冷剂(C1)。
从室外换热器13流出的中温高压的第一制冷剂在室内用膨胀阀17以及内部换热器15的一次侧导热管15a通过，并向中间换热器21的一次侧导热管21a流入。此外，室内用膨胀阀17的开度(节流)成为与全开相近的状态，从而在室内膨胀阀基本不减压。
另外，由于内部换热器用膨胀阀16的开度是全闭，所以在内部换热器15中第一制冷剂不进行热交换。
在中间换热器21的一次侧导热管21a流通的中温高压的第一制冷剂与在中间换热器21的二次侧导热管21b流通的第二制冷剂进行热交换，从而散热(C2)。从中间换热器21流出的第一制冷剂由室外用膨胀阀14减压而成为低温低压的第一制冷剂(D)，并向室外换热器13流入。
在室外换热器13流通的第一制冷剂通过与由室外风扇13f送来的空气(室外空气)进行热交换而从上述空气吸热(E)，并经由四通阀12以及储液器19向空气调节用压缩机11回流(F)。
＜效果＞
根据本实施方式的空气调节供给热水系统S，在制冷运转时，在内部换热器15的一次侧导热管15a流通的第一制冷剂由在二次侧导热管15b流通的低温低压的第一制冷剂冷却。因此，能够减少在作为蒸发器发挥功能的室内换热器18中的压力损失，从而能够提高空气调节供给热水系统S整体的运转效率。
另外，制热运转(通常)模式中，第一制冷剂在向中间换热器21流入前，由内部换热器15冷却。因此，能够减少由中间换热器21所产生的向室外空气的散热，从而能够防止对空气调节用制冷剂回路10施加空气调节负荷以上的负荷。另外，内部换热器15中，对于在一次侧导热管15a流通的第一制冷剂所散出的热量而言，通过由在二次侧导热管15b流通的第一制冷剂吸热，能够在空气调节用制冷剂回路10内进行再回收。
这样，在供给热水侧冷冻循环为非运转时，也能够抑制在中间换热器21中产生的多余负荷，并且在制冷、制热任一个运转中均能够提高空气调节供给热水系统S整体的效率。
另外，制热运转(排热)模式中，通过使内部换热器用膨胀阀16全闭，来在内部换热器15不引起热交换，从而向中间换热器21流通高温的第一制冷剂，与第二制冷剂进行热交换。因此，能够提高空气调节供给热水系统S整体的效率。
图11中表示使用了以往技术(例如，专利文献1)的空气调节供给热水系统的情况下的、制热运转时的制冷剂的状态的压力-比焓线图。
如图11所示，空气调节用压缩机所排出的第一制冷剂(A)向室内换热器流入(B)。而且，第一制冷剂在室内换热器中与室内空气进行热交换(C1)，并向中间换热器流入。如上所述，由于通常中间换热器设置在室外机上，所以与室外空气热接触。这样，中间换热器中第一制冷剂向室外散热(C2)。因此，与图11所示的(C1)-(C2)的散热量相应，作为蒸发器发挥功能的室外换热器所要求的加热量增加。其结果，第一制冷剂的蒸发压力从Pe1降低至Pe2，并且空气调节用压缩机的作功量从W1降低至W2。因此，空气调节供给热水系统整体的效率降低。
与此相对，在本实施方式中，如上所述，制冷、制热任一种情况下均能够提高空气调节供给热水系统S整体的效率。
《第二实施方式》
第二实施方式与第一实施方式比较在设置有旁通配管U、双向阀61、62、63(开闭机构)的方面不同，但其它的结构与第一实施方式相同。因此，对该不同的部分进行说明，省略重复的部分的说明。
图10是表示在本发明的第二实施方式的空气调节供给热水系统S1中、供给热水运转模式中的制冷剂以及被加热液体的流动的系统图。
图10所示的旁通配管U是对连接内部换热器15的一次侧导热管15a和室内用膨胀阀17的配管、与空气调节用压缩机11的排出侧的配管进行连接的配管。旁通配管U的一端与连接空气调节用压缩机11的排出侧和双向阀61的配管连接(参照符号T)，另一端与连接内部换热器15的一次侧导热管15a和双向阀63的配管连接(参照符号V)。
另外，空气调节用制冷剂回路10中，在空气调节用压缩机11的排出侧与四通阀12之间设有双向阀61，在旁通配管U的中途设有双向阀62。另外，在构成内部换热器15的一次侧导热管15a与室内用膨胀阀17之间设有双向阀63。
即，双向阀61、62、63成为在供给热水运转模式中用于使从空气调节用压缩机11流出的第一制冷剂经由旁通配管U向内部换热器15的一次侧导热管15a流入的“开闭机构”。
控制装置50控制为使四通阀12的切换机构(未图示)处于供给热水运转的位置。另外，控制装置50使内部换热器用膨胀阀16全闭，使室内用膨胀阀17全开，并控制室外用膨胀阀14的开度(节流)。
另外，控制装置50使双向阀61、63为关闭状态，并且使双向阀62为打开状态。由此，能够防止从空气调节用压缩机11排出的高温高压的第一制冷剂向室内换热器18流入。
并且，控制装置50控制空气调节用压缩机11、供给热水用压缩机31、以及室外风扇13f的旋转速度。此外，供给热水运转模式中，控制装置50使室内风扇18f停止。
对该模式中的空气调节用制冷剂回路10进行说明。此外，由于供给热水用制冷剂回路30以及供给热水回路40的动作与上述的供给热水运转模式的情况相同，所以省略说明。
从空气调节用压缩机11排出的高温高压的第一制冷剂在双向阀、以及内部换热器15的一次侧导热管15a通过，并向作为冷凝器发挥功能的中间换热器21的一次侧导热管21a流入。
在中间换热器21的一次侧导热管21a流通的高温高压的第一制冷剂通过与在中间换热器21的二次侧导热管21b流通的被加热液体进行热交换而散热，从而成为中温高压的第一制冷剂。
从中间换热器21的一次侧导热管21a流出的中温高压的第一制冷剂由室外用膨胀阀14减压，从而成为低温低压的第一制冷剂。
而且，低温低压的第一制冷剂向作为蒸发器发挥功能的室外换热器13流入。在室外换热器13流通的第一制冷剂通过与由室外风扇13f送来的空气(室外空气)进行热交换，来从上述空气吸取热量(吸热)。而且，吸热后的第一制冷剂从室外换热器13经由四通阀12以及储液器19向空气调节用压缩机11回流。
此外，在执行其它的运转模式(制冷运转(通常)模式、制冷运转(排热)模式、制热运转(通常)模式、以及制热运转(排热)模式)时，控制装置50使双向阀61、63全开，并使双向阀62全闭。
由于该情况的控制与第一实施方式相同，所以省略说明。
＜效果＞
通过设置图10所示的旁通配管U以及双向阀61、62、63，从而在供给热水运转时不向室内换热器18流入第一制冷剂。换句话说，不产生室内换热器18所不需要的热交换，从而在中间换热器21中进一步高效地对第二制冷剂和高温的第一制冷剂进行热交换。
《变形例》
以上，通过各实施方式对本发明的供给热水空气调节系统进行了说明，但本发明的实施方式不限定于上述记载，能够进行各种变更等。
例如，上述各实施方式中，对室外机1、供给热水单元3、以及供给热水箱单元4作为独立的结构进行了说明，但并不限定于此。即，也可以将上述结构作为热泵机组而一体化。
另外，上述各实施方式中，对利用内部换热器用膨胀阀16(减压装置)对第一制冷剂进行减压的情况进行了说明，但并不限定于此。即，也可以使用毛细管等来代替内部换热器用膨胀阀16。
另外，上述各实施方式中，对设置2台室内机的情况进行了说明，但并不限定于此。即，室内机可以是1台，也可以是3台以上。此外，在设置多台室内机的情况下，各个室内机相互并联连接。
另外，上述第二实施方式中，作为用于使从空气调节用压缩机11流出的第一制冷剂经由旁通配管U向内部换热器15的一次侧导热管15a流入的“开闭机构”而使用了双向阀61、62、63，但并不限定于此。即，也可以设置用于实现上述“开闭机构”的作用的三通阀来代替双向阀。
符号的说明
S、S1—空气调节供给热水系统，1—室外机，10—空气调节用制冷剂回路，11—空气调节用压缩机，12—四通阀，13—室外换热器(空气调节热源侧换热器)，14—室外用膨胀阀(第一膨胀阀)，15—内部换热器，16—内部换热器用膨胀阀(减压装置)，17a、17b—室内用膨胀阀(第二膨胀阀)，18a、18b—室内换热器(空气调节利用侧换热器)，19—储液器，2a、2b—室内机，21—中间换热器，30—供给热水用制冷剂回路，40—供给热水回路，50—控制装置，61、62、63—双向阀(开闭机构)，U—旁通配管。

Claims (5)

1.一种空气调节供给热水系统，其具备供第一制冷剂循环的空气调节用制冷剂回路、供第二制冷剂循环的供给热水用制冷剂回路、以及控制装置，
上述空气调节供给热水系统的特征在于，上述空气调节用制冷剂回路具备环状回路，该环状回路依次连接空气调节用压缩机、四通阀、空气调节热源侧换热器、第一膨胀阀、能够对第一制冷剂和第二制冷剂进行热交换的中间换热器、能够对第一制冷剂进行冷却的内部换热器、第二膨胀阀、以及空气调节利用侧换热器，
上述内部换热器具有：构成上述环状回路的一部分的一次侧导热管、和经由减压装置而与从上述环状回路分支的分支配管连接的二次侧导热管，
上述空气调节供给热水系统还具备：
旁通配管，其对连接上述内部换热器的一次侧导热管和上述第二膨胀阀的配管、与上述空气调节用压缩机的排出侧的配管进行连接；以及
开闭机构，其在供给热水运转模式中，用于使从上述空气调节用压缩机流出的第一制冷剂经由上述旁通配管向上述内部换热器的一次侧导热管流入，上述控制装置构成为，
在进行制冷运转的情况下，控制上述四通阀以使上述空气调节热源侧换热器作为冷凝器发挥功能，并使上述空气调节利用侧换热器作为蒸发器发挥功能，并且，使第一制冷剂由上述内部换热器冷却，进一步由上述第二膨胀阀减压之后，向上述空气调节利用侧换热器流入，
在进行制热运转的情况下，控制上述四通阀以使上述空气调节利用侧换热器作为冷凝器发挥功能，并使上述空气调节热源侧换热器作为蒸发器发挥功能，并且，使第一制冷剂由上述第二膨胀阀以及上述第一膨胀阀依次减压之后，向上述空气调节热源侧换热器流入。
2.根据权利要求1所述的空气调节供给热水系统，其特征在于，
具备多个室内机单元，该室内机单元包括上述第二膨胀阀、和与该第二膨胀阀串联连接的上述空气调节利用侧换热器，
上述室内机单元并联连接。
3.根据权利要求1或2所述的空气调节供给热水系统，其特征在于，
上述减压装置是膨胀阀或者毛细管。
4.根据权利要求1所述的空气调节供给热水系统，其特征在于，
上述控制装置构成为，
在执行进行制热运转、并且不进行供给热水运转的制热运转通常模式的情况下，由上述第二膨胀阀减压了的第一制冷剂由上述内部换热器冷却，进一步由上述第一膨胀阀减压之后，向上述空气调节热源侧换热器流入。
5.根据权利要求1所述的空气调节供给热水系统，其特征在于，
上述控制装置构成为，
在将制热运转所产生的排热用于供给热水运转的制热运转排热模式中，不进行利用上述减压装置进行的第一制冷剂的减压。
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