JP2004308956A - Air conditioning system with hot-water supply function - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は空調装置の作用を利用し、水を温水に変換して出湯するための給湯機能を備えた空気調和システム及び温水変換方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の給湯システムでは、温水タンク内部に電熱ヒーターを装備し、出湯するシステムが知られており、空気調和のシステムとは全く別のものであった(例えば特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平5−5558号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な従来の給湯システムにおいては、一般的に電熱ヒータを使用するため、効率が悪くかった。また空調装置についても例えば東南アジア及び熱帯地方に属する地方においては一年中、空調冷房を使用するため、室外機から放出する熱エネルギーは非常に多く、エネルギー使用効率、また地球温暖化を考えた場合、大きなエネルギーロスとなっている。
【0005】
本発明は空調設備からの放熱される熱を温水を作る事に利用する事により、ヒータを使用せず、高い効率で出湯を可能とする給湯機能を備えた空気調和システムを提供する。また、空気調和装置を利用し、更に効率良く温水が必要な時にタイムリーに出湯する事が可能なシステムを提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、本発明の給湯機能を備えた空気調和システムは、圧縮機、凝縮器、膨張手段すなわちキャピラリチューブ又は電磁膨張弁、蒸発器を順次冷媒配管により接続して冷媒回路を構成し、室内側に前記蒸発器と室内送風機を配設し、室外側に前記圧縮機、前記凝縮器、前記膨張弁、室外送風機と給湯タンクを配設した給湯機能を備えた空気調和機であって、前記圧縮機と前記凝縮器の間の冷媒配管が前記給湯タンク内の湯水を加熱するものである。
【0007】
また給湯タンク内には、水温の比較的低い第1タンクと、水温が比較的高い第2タンクとを設け、水温の高い第2タンクでは、圧縮機を出た直近の高温の冷媒ガスを熱交換媒体に使用し、その後冷媒ガスは水温の低い第1タンクの水と熱交換を行う。その結果高いエネルギー変換効率で温水を作る事が可能となる。この技術はしばしば空冷式の熱交換器の冷媒と空気の熱交換方式として用いられている。更に空調機の室内側ファンと熱交換器を使用して得られる吸熱を、一時的また必要な時に大きくする事により、物理的に空調機の放熱量を増加させる事が可能となり、急速に温水を作ることが出来る。
【0008】
【発明の実施の形態】
(実施の形態)
図1は本発明の実施の形態における給湯機能を備えた空気調和システムの見取り図を示している。図1において、冷却空気を生成する室内空調機1は、室内の壁面に取り付けられている。また室内機にて吸熱した熱は従来、屋外に取り付けられた室外空調機2にて放熱される。室内機と室外機の間は、内外接続配管にて接続されている。給水タンク3は浴槽5の天井又はその他浴槽よりも少なくとも上に設置されていて、浴室内のシャワー4と、また室外空調機2と接続されている。
【0009】
図2は、本発明の給湯機能を備えた空気調和システムにおける詳細の冷凍サイクル図及び水配管図である。使用者は室内側でリモコン1−dで運転ONのスイッチを押すと、エアコン運転判定手段により、エアコンの運転が開始され、室内熱交換器1−aと室内ファン運転手段1−b及び室外空調機2を駆使し、室内に冷却空気を生成し、同時に冷媒は室内より吸熱を行う。この冷媒は次に室外空調機の圧縮機2−aに運ばれ、高温高圧の冷媒となる。高温高圧冷媒は、高温冷媒配管2−eにより、給湯タンク3に運ばれ、内部の第2熱交換機3−hに入る。その後、内部熱交換器接続管3−fを通り、第1熱交換器3−gに入る。その後、中温冷媒配管2−fを通り、室外空調機2内部の室外熱交換器2−Cに運ばれ、室外ファン運転手段2−dを駆使し、冷媒の凝縮が完了する。その後膨張手段2−bにより、断熱膨張を行い室内空調機に運ばれる。以上の様に冷媒の流れのサイクルが形成される。
【0010】
一方水の流れは、図2の通り、水道配管を通り、水入口管3−dから給水タンク3内部の、第1タンク3−aに入り、タンク接続部3−iと通り、第2タンク3−bに入り、温水出湯管3−cから、浴槽内のシャワー4に運ばれる。以上のように水の流れのサイクルが形成される。
【0011】
この様に、従来室外空調機2にて屋外に放出していた冷媒の廃熱を、給湯タンク2に熱移動させ、冷媒の廃熱と貯蔵された水との間で熱交換を行い、また冷媒は室外空調機2に戻され空調機の冷凍サイクルを形成している。
【0012】
図3は、給水タンク3の内部詳細図で、構造を示す。エアコン圧縮機から来る高温冷媒は、まず第2タンク3−b内部の第2熱交換器3−hに入り、そこでまず比較的高温のお湯と熱交換される。次に熱交換器接続管3−fを介し、第1タンク3−a内部の第1熱交換器3−gに入り、そこで比較的低温のお湯と熱交換される。その後冷媒は、室外空調機2の室外熱交換器2−Cに戻される。
【0013】
図4は給湯タンク内の冷媒と水の主要温度ポイントを示したもので、Aポイントは、水入口管3−dを通じて入って来た比較的低温の水温度、Bポイントは温水出湯管3−cに入る前の比較的高温の水(お湯)温度Cポイントは圧縮機から出た冷媒が高温冷媒配管2−eを通じて入って来た比較的高温の冷媒温度、Dポイントは中温冷媒配管に入る前の比較的低温の冷媒温度を示す。
【0014】
図5の対向流熱交換器システムを示す。図の通り、第1タンク3−aでは比較的低温の冷媒Dと水Aを第1熱交換器3−gを介し熱交換させる。また第2タンク3−bでは比較的高温の冷媒Cと水Bを第2熱交換器3−hを介し熱交換させることにより、温度差一定で熱交換を実現する対向流熱交換器システムを形成する。
【0015】
図6は本発明の実施の形態における、給湯機能を備えた空気調和システムの制御回路関係構造を示すブロック図である。図6を使用して、室内空調機1、エアコン運転判定手段1−c、室内ファン運転手段1−b、第1タンク水温検出手段3−eのそれぞれの制御回路について説明する。
【0016】
具体的には、エアコンの運転中に、使用者がお湯を使用する事によって起こる給湯タンク3内の水温低下を、第1タンク水温検出手段3−eにより検知し、水温Twがある一定設定水温Tsよりも温度が低い場合、エアコン運転判定手段内の室内ファン制御手段と室内ファン回転数変更手段を駆使し、室内ファンを一定回転数+α上昇させる。もしTw>=Tsならば、設定を変更しない。
【0017】
本制御により、一時的に急速に給湯タンク内の水温を上げる必要がある場合、室内ファン回転数を上昇させる事により、室内の吸熱量を増加させ室外での放熱を増加させる事が可能となる。これにより自動的に給水タンク内部の水温を上げる事が可能となる。
【0018】
以上の構成は、給水タンク内部の水温に従って運転させるため、万一、水温が低下してもいち早く高温に戻す事を可能とする自動制御を実現する。
【0019】
また図7は本発明の実施の形態における、給湯機能を備えた空気調和システムの制御回路関係構造を示すブロック図である。図7を使用して、リモコン1−d、室内空調機1、エアコン運転判定手段1−c、室内ファン運転手段1−b、第1タンク水温検出手段3−eのそれぞれの制御回路について説明する。
【0020】
具体的には、使用者がエアコンのリモコン1−bの運転SWをONにする事により、エアコン運転判定手段にエアコン運転信号を受信した時、同時に第1タンク水温検出手段3−eにより検知し、水温Twがある一定設定水温Tsよりも温度が低い場合、エアコン運転判定手段内の室内ファン制御手段と室内ファン回転数変更を駆使し、室内ファンを一定回転数+α上昇させる。もしTw>=Tsならば、設定を変更しない。
【0021】
本制御により、エアコンの立ち上がり時に急速に給湯タンク内の水温を上げる必要がある場合、室内ファン回転数を上昇させる事により、室内の吸熱量を増加させ室外での放熱を増加させる事が可能となる。これにより自動的に給水タンク内部の水温を上げる事が可能となる。
【0022】
以上の構成は、給水タンク内部の水温に従って運転させるため、常に水温を高温に保ち、万一、水温が低下してもいち早く高温に戻す事を可能とする自動制御を実現する。
【0023】
【発明の効果】
本発明は、、高効率にエアコンの廃熱と水を熱交換させることが可能となりエネルギーの削減が行える。また自動的に給湯タンク内部の水温を急速に上げることが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】給湯機能を備えた空気調和システムの見取り図
【図2】同空気調和システムにおける冷凍サイクル図及び水配管図
【図3】給湯タンク内部詳細図
【図4】給湯タンク内部、主要温度ポイント図
【図5】対向流熱交換システム図
【図6】同空気調和システムにおける制御回路関係構造を示すブロック図
【図7】同空気調和システムにおける制御回路関係構造を示すブロック図
【符号の説明】
1 室内空調機
1−a 室内熱交換器
2 室外空調機
2−a 圧縮機
2−c 室外熱交換器
2−e 高温冷媒配管
2−f 中温冷媒配管
3 給湯タンク
3−a 第1タンク
3−b 第2タンク
3−g 第1熱交換器
3−h 第2熱交換器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioning system having a hot water supply function for converting water into hot water and discharging hot water by utilizing the operation of an air conditioner, and a hot water conversion method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in this type of hot water supply system, a system in which an electric heater is provided inside a hot water tank to supply hot water is known, and is completely different from an air conditioning system (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-5-5558
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional hot water supply system is generally inefficient because an electric heater is used. For air conditioners, for example, in regions belonging to Southeast Asia and the tropics, air conditioning is used throughout the year, so the heat energy emitted from outdoor units is extremely large, and when considering energy use efficiency and global warming, , Has become a large energy loss.
[0005]
The present invention provides an air conditioning system having a hot water supply function that enables hot water to be supplied with high efficiency without using a heater by utilizing heat radiated from an air conditioner to produce hot water. In addition, the present invention provides a system that can use an air-conditioning apparatus and more efficiently discharge hot water when hot water is required.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an air conditioning system having a hot water supply function of the present invention, in which a compressor, a condenser, an expansion means, that is, a capillary tube or an electromagnetic expansion valve, and an evaporator are sequentially connected by refrigerant piping. Air having a hot water supply function comprising a refrigerant circuit, wherein the evaporator and the indoor blower are disposed on the indoor side, and the compressor, the condenser, the expansion valve, the outdoor blower and the hot water supply tank are disposed on the outdoor side. In a conditioner, a refrigerant pipe between the compressor and the condenser heats hot water in the hot water supply tank.
[0007]
In the hot water supply tank, a first tank having a relatively low water temperature and a second tank having a relatively high water temperature are provided. In the second tank having a high water temperature, the high-temperature refrigerant gas that has just exited the compressor is heated. Used as an exchange medium, the refrigerant gas then exchanges heat with the water in the first tank having a lower water temperature. As a result, hot water can be produced with high energy conversion efficiency. This technique is often used as a heat exchange method between air and a refrigerant in an air-cooled heat exchanger. Further, by increasing the heat absorption obtained by using the indoor fan and the heat exchanger of the air conditioner temporarily and when necessary, it is possible to physically increase the amount of heat radiation of the air conditioner, and quickly Can be made.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment)
FIG. 1 shows a sketch of an air conditioning system having a hot water supply function according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an
[0009]
FIG. 2 is a detailed refrigeration cycle diagram and water piping diagram in the air conditioning system having the hot water supply function of the present invention. When the user presses the operation ON switch on the remote controller 1-d on the indoor side, the operation of the air conditioner is started by the air conditioner operation determining means, and the indoor heat exchanger 1-a, the indoor fan operating means 1-b, and the outdoor air conditioner are operated. By making full use of the
[0010]
On the other hand, as shown in FIG. 2, the flow of water passes through the water supply pipe, enters the first tank 3-a inside the
[0011]
In this way, the waste heat of the refrigerant which has been discharged outside by the conventional
[0012]
FIG. 3 is a detailed internal view of the
[0013]
FIG. 4 shows the main temperature points of the refrigerant and water in the hot water supply tank. Point A is the relatively low temperature of the water entering through the water inlet pipe 3-d, and point B is the hot water outlet pipe 3-. The relatively high-temperature water (hot water) temperature C point before entering c is the relatively high-temperature refrigerant temperature at which the refrigerant exiting the compressor enters through the high-temperature refrigerant pipe 2-e, and the D point enters the medium-temperature refrigerant pipe. Shows the previous relatively cool refrigerant temperature.
[0014]
6 shows the counter-flow heat exchanger system of FIG. As shown in the figure, in the first tank 3-a, relatively low-temperature refrigerant D and water A are heat-exchanged via the first heat exchanger 3-g. In the second tank 3-b, a counterflow heat exchanger system that realizes heat exchange with a constant temperature difference by exchanging heat between the relatively high-temperature refrigerant C and water B via the second heat exchanger 3-h. Form.
[0015]
FIG. 6 is a block diagram showing a control circuit-related structure of an air conditioning system having a hot water supply function according to the embodiment of the present invention. The respective control circuits of the
[0016]
Specifically, a decrease in the water temperature in the hot
[0017]
With this control, if it is necessary to temporarily increase the water temperature in the hot water supply tank temporarily, it is possible to increase the amount of heat absorbed in the room and increase the heat radiation outside the room by increasing the indoor fan speed. . This makes it possible to automatically raise the water temperature inside the water supply tank.
[0018]
With the above configuration, the operation is performed according to the water temperature inside the water supply tank, and therefore, even if the water temperature drops, automatic control that enables the temperature to return to the high temperature as soon as possible is realized.
[0019]
FIG. 7 is a block diagram showing a control circuit-related structure of an air conditioning system having a hot water supply function according to the embodiment of the present invention. The respective control circuits of the remote controller 1-d, the
[0020]
Specifically, when the user turns on the operation switch of the remote controller 1-b of the air conditioner, when the air conditioner operation determination means receives the air conditioner operation signal, the operation is simultaneously detected by the first tank water temperature detection means 3-e. If the water temperature Tw is lower than a certain set water temperature Ts, the indoor fan is increased by a certain number of revolutions + α by making full use of the indoor fan control means in the air conditioner operation determination means and changing the indoor fan speed. If Tw> = Ts, do not change the setting.
[0021]
With this control, if it is necessary to quickly raise the water temperature in the hot water supply tank when the air conditioner starts up, it is possible to increase the amount of heat absorbed inside the room and increase the heat radiation outside the room by increasing the indoor fan speed. Become. This makes it possible to automatically raise the water temperature inside the water supply tank.
[0022]
With the above configuration, the operation is performed according to the water temperature inside the water supply tank, so that the water temperature is always kept at a high temperature, and automatic control is realized that enables the temperature to be returned to the high temperature as soon as possible even if the water temperature drops.
[0023]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION This invention can make the waste heat of an air conditioner heat-exchange with water with high efficiency, and can reduce energy. It is also possible to automatically raise the water temperature inside the hot water supply tank rapidly.
[Brief description of the drawings]
Fig. 1 Schematic diagram of an air conditioning system with a hot water supply function. Fig. 2 Refrigeration cycle diagram and water piping diagram in the air conditioning system. Fig. 3 Detailed view of the inside of a hot water tank. Fig. 4 Inside of a hot water tank and main temperature points. Fig. 5: Counterflow heat exchange system diagram Fig. 6: Block diagram showing control circuit related structure in the air conditioning system [Fig. 7] Block diagram showing control circuit related structure in the air conditioning system [Explanation of reference numerals]
1 indoor air conditioner 1-a
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003100006A JP2004308956A (en) | 2003-04-03 | 2003-04-03 | Air conditioning system with hot-water supply function |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=33464262
Family Applications (1)
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JP2003100006A Pending JP2004308956A (en) | 2003-04-03 | 2003-04-03 | Air conditioning system with hot-water supply function |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113357792A (en) * | 2021-05-25 | 2021-09-07 | 青岛海尔空调器有限总公司 | Method and device for air conditioner control and air conditioner |
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2003
- 2003-04-03 JP JP2003100006A patent/JP2004308956A/en active Pending
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