JP2015124910A - 給湯空調システム - Google Patents

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修二 藤本
Shuji Fujimoto
修二 藤本
命仁 王
Meijin O
命仁 王
吉見 敦史
Atsushi Yoshimi
敦史 吉見
中山 浩
Hiroshi Nakayama
浩 中山
岡本 昌和
Masakazu Okamoto
昌和 岡本
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Abstract

【課題】給湯空調システムにおいて、給湯の排熱を冷房に使う運転と冷房の需要がないときの冷蓄熱運転の両方を行えるようにする。【解決手段】冷媒回路10に、室外熱交換器11、室内熱交換器12、及びそれぞれ給湯タンク24,25に接続された2台の各冷媒/水熱交換器31,32の冷媒側通路13,14を接続し、室外熱交換器11、室内熱交換器12及び各冷媒/水熱交換器31,32のそれぞれを凝縮器と蒸発器に切り換え可能にする。【選択図】図1

Description

本発明は、空調と給湯を行う給湯空調システムに関するものである。
従来、空調と給湯を行う給湯空調システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の給湯空調システムでは、冷媒回路の圧縮機の吐出ガスの温熱をプレート熱交換器で給湯回路(水回路)の温水に伝達し、加熱した温水を、プレート熱交換器に接続された貯留タンクに蓄えるようにしている。そして、貯留タンクに蓄えられた温水が給湯に用いられるようになっている。
また、プレート熱交換器で放熱した冷媒は、膨張機構で減圧された後に蓄熱槽に供給され、氷蓄熱が行われる。この蓄熱槽に氷として蓄えられた冷熱は、利用側である空調に供給されて冷房に用いられる。
特開2003−139434号公報
上記給湯空調システムでは、給湯の排熱(冷熱)を蓄熱槽に蓄えて冷房に用いることはできるものの、冷熱を蓄えるのは冷房の需要があるときだけであり、冷房の需要がないときに冷熱を蓄えて例えば凝縮熱源に用いるようなことは想定されていなかった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、給湯空調システムにおいて、冷房需要があるときに冷熱を蓄えるだけでなく、冷房の需要がないときにも冷蓄熱運転を行えるようにすることで、幅広い運転を可能にすることである。
第1の発明は、空調と給湯を行う給湯空調システムを前提としている。
そして、この給湯空調システムは、室外熱交換器(11)と室内熱交換器(12)の間で冷媒が循環して室内の空調を行う冷媒回路(10)と、2台の貯留タンク(24,25)を有する水回路(20)と、冷媒が流れる冷媒側通路(13,14)と水が流れる水側通路(26,27)とを有し冷媒と水とが熱交換をする2台の冷媒/水熱交換器(31,32)とを備え、各貯留タンク(24,25)に各冷媒/水熱交換器(31,32)の水側通路(26,27)が接続され、上記冷媒回路(10)は、室外熱交換器(11)及び室内熱交換器(12)に加えて各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)が接続された回路であり、該室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)及び各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)のそれぞれが凝縮器と蒸発器に切り換え可能であることを特徴としている。
この第1の発明では、冷媒回路(10)に接続されている室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)及び各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)のそれぞれが凝縮器と蒸発器に切り換え可能であるから、室内熱交換器(12)を蒸発器にして冷媒/水熱交換器(31,32)の少なくとも一つを凝縮器にすることにより、冷房時に温熱を蓄熱することができる。また、冷媒/水熱交換器(31,32)の少なくとも一方を蒸発器にして運転を行うことにより、冷熱を蓄熱することができる。貯留タンク(24,25)に蓄えた冷熱は、例えば凝縮熱源に用いることができる。
第2の発明は、第1の発明において、上記室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)、及び各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)は、一端側が冷媒回路(10)の圧縮機(15)の吐出側と吸入側とに切り換え可能に接続され、他端側が冷媒回路(10)の膨張機構(17a,17b,17c,17d)に接続されていることを特徴としている。
この第2の発明では、室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)、または各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)の一端が圧縮機(15)の吐出側に接続されるように切り換えると、その熱交換器(11,12,31,32)は凝縮器となる。また、室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)、または各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)の一端が圧縮機(15)の吸入側に接続されるように切り換えると、その熱交換器(11,12,31,32)は蒸発器となる。
第3の発明は、第2の発明において、上記室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)、及び各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)は、上記一端側が三方弁(16a,16b,16c,16d)を介して上記圧縮機(15)の吐出側と吸入側とに切り換え可能に接続されていることを特徴としている。
この第3の発明では、室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)、または各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)の一端が圧縮機(15)の吐出側に接続されるように三方弁(16a,16b,16c,16d)を切り換えると、その熱交換器(11,12,31,32)は凝縮器となる。また、室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)、または各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)の一端が圧縮機(15)の吸入側に接続されるように三方弁(16a,16b,16c,16d)を切り換えると、その熱交換器(11,12,31,32)は蒸発器となる。
第4の発明は、第1から第3の発明の何れか1つにおいて、上記冷媒回路(10)は、2台の冷媒/水熱交換器(31,32)の一方が凝縮器になると同時に他方が蒸発器になることにより、2台の貯留タンク(24,25)の一方に温水を貯めると同時に他方に冷水を貯める運転が可能に構成されていることを特徴としている。
この第4の発明では、貯留タンク(24,25)の一方で温熱蓄熱を行いながら他方で冷熱蓄熱を行う運転が行われる。
第5の発明は、第4の発明において、2台の貯留タンク(24,25)の一方である第1貯留タンク(24)が主として温水を蓄える温熱蓄熱タンクに設定されるとともに他方である第2貯留タンク(25)が主として冷水を蓄える冷熱蓄熱タンクに設定され、上記第1貯留タンク(24)が温熱蓄熱タンクになるときには該第1貯留タンク(24)に接続されている冷媒/水熱交換器(31)において冷媒と水が対向流になり、上記第2貯留タンク(25)が冷熱蓄熱タンクになるときには該第2貯留タンク(25)に接続されている冷媒/水熱交換器(32)において冷媒と水が対向流になるように構成されていることを特徴としている。
この第5の発明では、第1貯留タンク(24)が温熱蓄熱タンクになるときと、第2貯留タンク(25)が冷熱蓄熱タンクになるときには、各冷媒/水熱交換器(31,32)において冷媒と水が対向流になる。
本発明によれば、冷媒回路(10)に接続されている室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)及び各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)のそれぞれが凝縮器と蒸発器に切り換え可能であるから、室内熱交換器(12)を蒸発器にして冷媒/水熱交換器(31,32)を凝縮器にすることにより、給湯の排熱を冷房に使う運転が可能である。また、冷媒/水熱交換器(31,32)の少なくとも一方を蒸発器にする運転を行うことにより、冷房の需要がなくても冷熱蓄熱を行うことも可能となる。このように、本発明によれば、幅広い運転を行うことができる給湯空調システムを実現できる。
上記第2の発明によれば、室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)、または各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)の一端が圧縮機(15)の吐出側に接続されるように切り換えると、その熱交換器(11,12,31,32)は凝縮器となる。また、室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)、または各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)の一端が圧縮機(15)の吸入側に接続されるように切り換えると、その熱交換器(11,12,31,32)は蒸発器となる。したがって、室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)及び各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)のそれぞれを凝縮器と蒸発器に切り換える構成を容易に実現できる。
上記第3の発明によれば、室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)、または各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)の一端が圧縮機(15)の吐出側に接続されるように三方弁(16a,16b,16c,16d)を切り換えると、その熱交換器(11,12,31,32)は凝縮器となる。また、室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)、または各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)の一端が圧縮機(15)の吸入側に接続されるように三方弁(16a,16b,16c,16d)を切り換えると、その熱交換器(11,12,31,32)は蒸発器となる。したがって、室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)及び各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)のそれぞれを凝縮器と蒸発器に切り換える構成を、三方弁(16a,16b,16c,16d)を用いて容易に実現できる。
上記第4の発明によれば、貯留タンク(24,25)の一方で温熱蓄熱を行いながら他方で冷熱蓄熱を行う運転を行うことができるので、給湯や床暖房などの温熱を利用した運転だけでなく、床冷房などの冷熱を利用した運転を行うことも可能になる。
上記第5の発明によれば、第1貯留タンク(24)が温熱蓄熱タンクになるときと、第2貯留タンク(25)が冷熱蓄熱タンクになるときには、各冷媒/水熱交換器(31,32)において冷媒と水が対向流になるので、冷媒と水の熱交換が効率よく行われる。
図1は、本発明の実施形態1に係る給湯空調システムの回路構成図である。 図2は、実施形態1の給湯空調システムにおける運転モード1を示す回路構成図である。 図3は、実施形態1の給湯空調システムにおける運転モード2を示す回路構成図である。 図4は、実施形態1の給湯空調システムにおける運転モード3を示す回路構成図である。 図5は、実施形態1の給湯空調システムにおける運転モード4を示す回路構成図である。 図6は、実施形態1の給湯空調システムにおける運転モード5を示す回路構成図である。 図7は、実施形態1の給湯空調システムにおける運転モード6を示す回路構成図である。 図8は、実施形態1の給湯空調システムにおける運転モード7を示す回路構成図である。 図9は、実施形態1の給湯空調システムにおける運転モード8を示す回路構成図である。 図10は、実施形態1の給湯空調システムにおける運転モード9を示す回路構成図である。 図11は、実施形態1の給湯空調システムにおける運転モード10を示す回路構成図である。 図12は、実施形態1の給湯空調システムにおける運転モード11を示す回路構成図である。 図13は、実施形態1の給湯空調システムにおける運転モード12を示す回路構成図である。 図14は、実施形態1の給湯空調システムにおける運転モード13を示す回路構成図である。 図15は、実施形態1の給湯空調システムにおける運転モード14を示す回路構成図である。 図16は、実施形態1の給湯空調システムにおける運転モード15を示す回路構成図である。 図17は、実施形態1の給湯空調システムにおける三方弁のパターンと膨張弁のパターンの組み合わせに基づく運転動作の可能なモードを示す表である。 図18は、本発明の実施形態2に係る給湯空調システムの回路構成図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
《発明の実施形態1》
本発明の実施形態1について説明する。
図1に示す実施形態1は、空調と給湯を行う給湯空調システム(1)に関するものである。この給湯空調システム(1)は、室外熱交換器(11)と室内熱交換器(12)の間で冷媒が循環して室内の空調を行う冷媒回路(10)と、2台の貯留タンク(24,25)を有する水回路(20)と、冷媒が流れる冷媒側通路(13,14)と水が流れる水側通路(26,27)とを有し冷媒と水とが熱交換をする2台の冷媒/水熱交換器(31,32)とを備えている。
各貯留タンク(24,25)には、各冷媒/水熱交換器(31,32)の水側通路(26,27)が接続されている。
ここで、以下の説明では、2つの貯留タンク(24,25)のうち、一方を第1貯留タンク(24)と称し、他方を第2貯留タンク(25)と称する。また、第1貯留タンク(24)に接続されている冷媒/水熱交換器を第1冷媒/水熱交換器(31)と称し、第2貯留タンク(25)に接続されている冷媒/水熱交換器を第2冷媒/水熱交換器(32)と称する。
上記冷媒回路(10)は、室外熱交換器(11)及び室内熱交換器(12)に加えて各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)が接続された回路である。この冷媒回路(10)は、室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)及び各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)のそれぞれが、凝縮器と蒸発器に切り換え可能である。
冷媒回路(10)は、具体的には、圧縮機(15)と、4つの三方弁(16a,16b,16c,16d)と、室外熱交換器(11)と、室内熱交換器(12)と、2台の冷媒/水熱交換器(31,32)と、4つの膨張弁(膨張機構)(17a,17b,17c,17d)とが接続された回路である。圧縮機(15)の吐出側は、各三方弁(16a,16b,16c,16d)の第1ポート(P1)に接続され、圧縮機(15)の吸入側は、各三方弁(16a,16b,16c,16d)の第2ポート(P2)に接続されている。また、各三方弁(16a,16b,16c,16d)の第3ポート(P3)は、各熱交換器のガス側の端部に接続されている。
上記各三方弁(16a,16b,16c,16d)は、第1ポート(P1)と第3ポート(P3)が連通して圧縮機(15)の吐出側と各熱交換器(11,12,31,32)が連通する吐出連通位置(例えば図1の三方弁(16a)の実線の位置)と、第2ポート(P2)と第3ポート(P3)が連通して圧縮機(15)の吸入側と各熱交換器(11,12,31,32)が連通する吸入連通位置(例えば図1の三方弁(16b)の実線の位置)とに切り換え可能に構成されている。
各熱交換器(11,12,31,32)の液側のポートは各膨張弁(17a,17b,17c,17d)に接続されている。4つの膨張弁(17a,17b,17c,17d)は、1つの接続点(P)に対して並列に接続されている。なお、各膨張弁(17a,17b,17c,17d)は電子膨張弁である。
ここで、以下の説明において、室外熱交換器(11)に接続された三方弁を第1三方弁(16a)と称し、室内熱交換器(12)に接続された三方弁を第2三方弁(16b)と称し、第1冷媒/水熱交換器(31)に接続された三方弁を第3三方弁(16c)と称し、第2冷媒/水熱交換器(32)に接続された三方弁を第4三方弁(16d)と称する。また、室外熱交換器(11)に接続された膨張弁を第1膨張弁(17a)と称し、室内熱交換器(12)に接続された膨張弁を第2膨張弁(17b)と称し、第1冷媒/水熱交換器(31)に接続された膨張弁を第3膨張弁(17c)と称し、第2冷媒/水熱交換器(32)に接続された膨張弁を第4膨張弁(17d)と称する。
本実施形態では、以上のように構成することにより、上記室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)、及び各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)の一端側は、それぞれ三方弁(16a,16b,16c,16d)を介して上記圧縮機(15)の吐出側と吸入側とに切り換え可能に接続されていることになる。また、各熱交換器(11,12,31,32)の他端側は、それぞれ冷媒回路(10)の膨張機構に接続されている。
水回路(20)は、貯留タンク(24,25)と冷媒/水熱交換器(31,32)とがポンプを介して接続された水循環回路(21,22)と、ポンプに接続された水回路(23)とを有している。水循環回路(21,22)として、上記第1冷媒/水熱交換器(31)及び第1貯留タンク(24)と第1ポンプ(28)とが接続された第1水循環回路(21)と、上記第2冷媒/水熱交換器(32)及び第2貯留タンク(25)と第2ポンプ(29)とが接続された第2水循環回路(22)とが設けられている。なお、第1ポンプ(28)は、図では便宜上、第1貯留タンク(24)の上側に示しているが、これは実際の給湯空調システムにおける第1ポンプ(28)の位置を限定するものではない。
水回路(23)は、貯留タンク(24,25)へ水を供給する給水管(23a)と、貯留タンク(24,25)から水を取り出す出水管(23b)とを有している。給水管(23a)には各貯留タンク(24,25)の給水側が並列に接続され、出水管(23b)には各貯留タンク(24,25)の出水側が並列に接続されている。給水管(23a)には給水源(図示せず)が接続され、出水管(23b)の先端には出水ノズル(35)が接続されている。また、出水管(23b)には、ボイラーなどの補助加熱器(36)が接続されている。
本実施形態の給湯空調システム(1)では、室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)及び各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)のそれぞれが凝縮器と蒸発器に切り換え可能であるから、種々の運転が可能である。そして、本実施形態は、冷媒回路(10)の2台の冷媒/水熱交換器(31,32)の一方が凝縮器になると同時に他方が蒸発器になることにより、2台の貯留タンク(24,25)の一方に温水を貯めると同時に他方に冷水を貯める運転が可能に構成されていることを特徴としている。
−運転動作−
以下、本実施形態の給湯空調システム(1)の代表的な運転モード(後述する図17の表で黒丸をつけた運転モード)について説明する。
〈運転モード1〉
図2に示す運転モード1は、夏期の夜間など、深夜電気料金の時間帯に温熱蓄熱と冷熱蓄熱を行う運転である。この運転モード1では、第3三方弁(16c)が吐出連通位置となり、第1三方弁(16a)と第2三方弁(16b)と第4三方弁(16d)が吸入連通位置となる。また、第1膨張弁(17a)と第2膨張弁(17b)が閉位置となり、第3膨張弁(17c)と第4膨張弁(17d)が開位置となる。なお、第3膨張弁(17c)と第4膨張弁(17d)は、一方が全開となり、他方は所定開度に調整される。
この状態で圧縮機(15)を運転すると、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、第3三方弁(16c)を通って第1冷媒/水熱交換器(31)に流入し、第1水循環回路(21)を流れる水と熱交換して凝縮(放熱)する。水は加熱されて温水になり、第1貯留タンク(24)に蓄えられる(温熱蓄熱)。
この実施形態では、第1貯留タンク(24)が主として温熱蓄熱タンクに用いられ、第2貯留タンク(25)が主として冷熱蓄熱タンクに用いられるように定められている。そして、第1貯留タンク(24)が温熱蓄熱タンクになるときには第1冷媒/水熱交換器(31)において冷媒と水が対向琉になるように構成され、第2貯留タンク(25)が冷熱蓄熱タンクになるときには第2冷媒/水熱交換器(32)において冷媒と水が対向流になるように構成されている。
第1冷媒/水熱交換器(31)で凝縮した冷媒は第3膨張弁(17c)及び第4膨張弁(17d)を通過する際に減圧され、第2冷媒/水熱交換器(32)に流入する。冷媒は、第2冷媒/水熱交換器(32)で第2水循環回路(22)の水から吸熱して蒸発し、水は冷却される。冷却された水は貯留タンク(24,25)に蓄えられる(冷熱蓄熱)。第2冷媒/水熱交換器(32)で蒸発した低圧の冷媒は第4三方弁(16d)を通って圧縮機(15)に吸入される。この運転モード1では冷媒回路(10)において以上のサイクルで冷媒が循環する。
上述したように、この運転モード1では、第1貯留タンク(24)での温熱蓄熱と第2貯留タンク(25)での冷熱蓄熱が同時に行われる。蓄えた温熱は給湯に使用することが可能であるし、蓄えた冷熱は夏期の昼間の冷房に用いることにより電力のピークカットに利用することができるから、給湯空調システム(1)の運転効率を高められる。
〈運転モード2〉
図3に示す運転モード2は、冷房を行いながら温熱蓄熱を行う運転である。この運転モード2では、第4三方弁(16d)が吐出連通位置となり、第1三方弁(16a)と第2三方弁(16b)と第3三方弁(16c)が吸入連通位置となる。また、第1膨張弁(17a)と第3膨張弁(17c)が閉位置となり、第2膨張弁(17b)と第4膨張弁(17d)が開位置となる。なお、第2膨張弁(17b)は所定開度に調整され、第4膨張弁(17d)が全開となる。
この状態で圧縮機(15)を運転すると、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、第4三方弁(16d)を通って第2冷媒/水熱交換器(32)に流入し、第2水循環回路(22)を流れる水と熱交換して凝縮(放熱)する。水は加熱されて温水になり、第2貯留タンク(25)に蓄えられる(温熱蓄熱)。
第2冷媒/水熱交換器(32)で凝縮した冷媒は第4膨張弁(17d)を通過した後に第2膨張弁(17b)で減圧され、室内熱交換器(12)に流入する。冷媒は、室内熱交換器(12)で室内空気から吸熱して蒸発し、室内空気が冷却される(冷房)。室内熱交換器(12)で蒸発した低圧の冷媒は第2三方弁(16b)を通って圧縮機(15)に吸入される。この運転モード2では冷媒回路(10)において以上のサイクルで冷媒が循環する。
上述したように、この運転モード2では、第2貯留タンク(25)での温熱蓄熱と室内熱交換器(12)での冷房が同時に行われる。第2貯留タンク(25)に蓄えた温熱は給湯に用いることができ、電力のピークカット効果を得ることができる。
〈運転モード3〉
図4に示す運転モード3は、冷房を行いながら温熱蓄熱と冷熱蓄熱を行う運転である。この運転モード3では、第3三方弁(16c)が吐出連通位置となり、第1三方弁(16a)と第2三方弁(16b)と第4三方弁(16d)が吸入連通位置となる。また、第1膨張弁(17a)が閉位置となり、第2膨張弁(17b)と第3膨張弁(17c)と第4膨張弁(17d)が開位置となる。なお、第3膨張弁(17c)は全開となり、第2膨張弁(17b)と第4膨張弁(17d)の開度が調整される。
この状態で圧縮機(15)を運転すると、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、第3三方弁(16c)を通って第1冷媒/水熱交換器(31)に流入し、第1水循環回路(21)を流れる水と熱交換して凝縮(放熱)する。水は加熱されて温水になり、第1貯留タンク(24)に蓄えられる(温熱蓄熱)。
第1冷媒/水熱交換器(31)で凝縮した冷媒は第3膨張弁(17c)を通過した後に分流し、第2膨張弁(17b)と第4膨張弁(17d)で減圧される。第4膨張弁(17d)で減圧された冷媒は第2冷媒/水熱交換器(32)に流入する。冷媒は、第2冷媒/水熱交換器(32)で第2水循環回路(22)の水から吸熱して蒸発し、水は冷却される。冷却された水は貯留タンク(24,25)に蓄えられる(冷熱蓄熱)。
一方、第2膨張弁(17b)で減圧された冷媒は室内熱交換器(12)に流入する。冷媒は、室内熱交換器(12)で室内空気から吸熱して蒸発し、室内空気が冷却される(冷房)。第2冷媒/水熱交換器(32)と室内熱交換器(12)で蒸発した低圧の冷媒は、それぞれ第2三方弁(16b)と第4三方弁(16d)を通って圧縮機(15)に吸入される。この運転モード3では冷媒回路(10)において以上のサイクルで冷媒が循環する。
上述したように、この運転モード3では、室内熱交換器(12)での冷房と第1貯留タンク(24)での温熱蓄熱と第2貯留タンク(25)での冷熱蓄熱が同時に行われる。
〈運転モード4〉
図5に示す運転モード4は、冬期の夜間などに蓄熱を行う運転である。この運転モード4では、第4三方弁(16d)が吐出連通位置となり、第1三方弁(16a)と第2三方弁(16b)と第3三方弁(16c)が吸入連通位置となる。また、第1膨張弁(17a)と第4膨張弁(17d)が開位置となり、第2膨張弁(17b)と第3膨張弁(17c)が閉位置となる。なお、第4膨張弁(17d)は全開となり、第1膨張弁(17a)の開度が調整される。
この状態で圧縮機(15)を運転すると、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、第4三方弁(16d)を通って第2冷媒/水熱交換器(32)に流入し、第2水循環回路(22)を流れる水と熱交換して凝縮(放熱)する。水は加熱されて温水になり、第2貯留タンク(25)に蓄えられる(温熱蓄熱)。
第2冷媒/水熱交換器(32)で凝縮した冷媒は第4膨張弁(17d)を通過した後に第1膨張弁(17a)で減圧される。第1膨張弁(17a)で減圧された冷媒は室外熱交換器(11)に流入する。冷媒は、室外熱交換器(11)で室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器(11)で蒸発した低圧の冷媒は、第1三方弁(16a)を通って圧縮機(15)に吸入される。この運転モード4では、冷媒回路(10)において以上のサイクルで冷媒が循環する。
上述したように、この運転モード4では、室外熱交換器(11)での吸熱と第2貯留タンク(25)での温熱蓄熱が行われる。なお、第3三方弁(16c)及び第4三方弁(16d)の開閉状態を逆にし、第3膨張弁(17c)と第4膨張弁(17d)の開閉状態を逆にすることにより、第1貯留タンク(24)で温熱蓄熱をするようにしてもよい。
〈運転モード5〉
図6に示す運転モード5は、夏期の夜間などに、室外熱交換器(11)で放熱しながら温熱蓄熱と冷熱蓄熱を同時に行う運転である。この運転モード5では、第1三方弁(16a)と第3三方弁(16c)が吐出連通位置となり、第2三方弁(16b)と第4三方弁(16d)が吸入連通位置となる。また、第1膨張弁(17a)と第3膨張弁(17c)と第4膨張弁(17d)が開位置となり、第2膨張弁(17b)が閉位置となる。なお、第1膨張弁(17a)と第3膨張弁(17c)は全開となり、第4膨張弁(17d)の開度が調整される。
この状態で圧縮機(15)を運転すると、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、一部が第1三方弁(16a)を通って室外熱交換器(11)に流入し、室外空気と熱交換して凝縮(放熱)する。また、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、残りが第3三方弁(16c)を通って第1冷媒/水熱交換器(31)に流入し、第1水循環回路(21)を流れる水と熱交換して凝縮(放熱)する。水は加熱されて温水になり、第1貯留タンク(24)に蓄えられる(温熱蓄熱)。
室外熱交換器(11)で凝縮した冷媒は第1膨張弁(17a)を通過し、第1冷媒/水熱交換器(31)で凝縮した冷媒は第3膨張弁(17c)を通過して、互いに合流する。合流した冷媒は、第4膨張弁(17d)で減圧される。第4膨張弁(17d)で減圧された冷媒は第2冷媒/水熱交換器(32)に流入する。冷媒は、第2冷媒/水熱交換器(32)で第2水循環回路(22)の水から吸熱して蒸発し、水は冷却される。冷却された水は貯留タンク(24,25)に蓄えられる(冷熱蓄熱)。第2冷媒/水熱交換器(32)で蒸発した低圧の冷媒は、第4三方弁(16d)を通って圧縮機(15)に吸入される。この運転モード5では冷媒回路(10)において以上のサイクルで冷媒が循環する。
上述したように、この運転モード5では、室外熱交換器(11)での放熱と第1貯留タンク(24)での温熱蓄熱と第2貯留タンク(25)での冷熱蓄熱が同時に行われる。
〈運転モード6〉
図7に示す運転モード6は、夏期の夜間などに、室外熱交換器(11)で吸熱しながら温熱蓄熱と冷熱蓄熱を同時に行う運転である。この運転モード6では、第3三方弁(16c)が吐出連通位置となり、第1三方弁(16a)と第2三方弁(16b)と第4三方弁(16d)が吸入連通位置となる。また、第1膨張弁(17a)と第3膨張弁(17c)と第4膨張弁(17d)が開位置となり、第2膨張弁(17b)が閉位置となる。なお、第3膨張弁(17c)は全開となり、第1膨張弁(17a)と第4膨張弁(17d)の開度が調整される。
この状態で圧縮機(15)を運転すると、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、第3三方弁(16c)を通って第1冷媒/水熱交換器(31)に流入し、第1水循環回路(21)を流れる水と熱交換して凝縮(放熱)する。水は加熱されて温水になり、第1貯留タンク(24)に蓄えられる(温熱蓄熱)。
第1冷媒/水熱交換器(31)で凝縮した冷媒は第3膨張弁(17c)を通過した後に分流し、第1膨張弁(17a)と第4膨張弁(17d)で減圧される。第1膨張弁(17a)で減圧された冷媒は室外熱交換器(11)に流入する。冷媒は、室外熱交換器(11)で室外空気から吸熱して蒸発する。また、第4膨張弁(17d)で減圧された冷媒は第2冷媒/水熱交換器(32)に流入する。冷媒は、第2冷媒/水熱交換器(32)で第2水循環回路(22)の水から吸熱して蒸発し、水は冷却される。冷却された水は貯留タンク(24,25)に蓄えられる(冷熱蓄熱)。
室外熱交換器(11)と第2冷媒/水熱交換器(32)で蒸発した冷媒は、それぞれ第1三方弁(16a)と第4三方弁(16d)を通って圧縮機(15)に吸入される。この運転モード6では冷媒回路(10)において以上のサイクルで冷媒が循環する。
上述したように、この運転モード6では、室外熱交換器(11)での吸熱と第1貯留タンク(24)での温熱蓄熱と第2貯留タンク(25)での冷熱蓄熱が同時に行われる。
〈運転モード7〉
図8に示す運転モード7は、室外熱交換器(11)で放熱しながら室内熱交換器(12)で暖房し、温熱蓄熱された温熱を熱源とした運転である。この運転モード7は、例えば、後述する運転モード10において室外熱交換器(11)が着霜したときに室外熱交換器(11)を蒸発器から凝縮器に切り換えることでデフロストをしながら暖房を継続できる運転である。この運転モード7では、第1三方弁(16a)と第2三方弁(16b)が吐出連通位置となり、第3三方弁(16c)と第4三方弁(16d)が吸入連通位置となる。また、第1膨張弁(17a)と第2膨張弁(17b)と第4膨張弁(17d)が開位置となり、第3膨張弁(17c)が閉位置となる。なお、第1膨張弁(17a)と第2膨張弁(17b)は全開となり、第4膨張弁(17d)の開度が調整される。
この状態で圧縮機(15)を運転すると、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、一部が第1三方弁(16a)を通って室外熱交換器(11)に流入し、室外空気と熱交換して凝縮(放熱)する。また、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、残りが第2三方弁(16b)を通って室内熱交換器(12)に流入する。冷媒は、室内熱交換器(12)で室内空気に放熱し、室内空気が加熱される(暖房)。
室外熱交換器(11)で凝縮した冷媒は第1膨張弁(17a)を通過し、室内熱交換器(12)で凝縮した冷媒は第2膨張弁(17b)を通過して、互いに合流する。合流した冷媒は、第4膨張弁(17d)で減圧される。第4膨張弁(17d)で減圧された冷媒は第2冷媒/水熱交換器(32)に流入する。冷媒は、第2冷媒/水熱交換器(32)で第2水循環回路(22)の水から吸熱して蒸発し、水は冷却される。第2貯留タンク(25)に蓄えられていた温熱がデフロスト運転の熱源として利用され、いわゆるノンストップ暖房運転が可能になる。
第2冷媒/水熱交換器(32)で蒸発した冷媒は、第4三方弁(16d)を通って圧縮機(15)に吸入される。この運転モード7では冷媒回路(10)において以上のサイクルで冷媒が循環する。
上述したように、この運転モード7では、室外熱交換器(11)での放熱と室内熱交換器(12)での暖房と第2貯留タンク(25)での温熱利用が同時に行われる。
〈運転モード8〉
図9に示す運転モード8は、室外熱交換器(11)で放熱しながら室内熱交換器(12)で冷房し、冷熱蓄熱も行う運転である。この運転モード8では、第1三方弁(16a)が吐出連通位置となり、第2三方弁(16b)と第3三方弁(16c)と第4三方弁(16d)が吸入連通位置となる。また、第1膨張弁(17a)と第2膨張弁(17b)と第4膨張弁(17d)が開位置となり、第3膨張弁(17c)が閉位置となる。なお、第1膨張弁(17a)は全開となり、第2膨張弁(17b)と第4膨張弁(17d)の開度が調整される。
この状態で圧縮機(15)を運転すると、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、室外熱交換器(11)に流入し、室外空気と熱交換して凝縮(放熱)する。凝縮した冷媒は第1膨張弁(17a)を通過した後、分流して第2膨張弁(17b)と第4膨張弁(17d)で減圧される。第4膨張弁(17d)で減圧された冷媒は第2冷媒/水熱交換器(32)に流入する。冷媒は、第2冷媒/水熱交換器(32)で第2水循環回路(22)の水から吸熱して蒸発し、水は冷却される。冷却された水は貯留タンク(24,25)に蓄えられる(冷熱蓄熱)。
一方、第2膨張弁(17b)で減圧された冷媒は室内熱交換器(12)に流入する。冷媒は、室内熱交換器(12)で室内空気から吸熱して蒸発し、室内空気が冷却される(冷房)。第2冷媒/水熱交換器(32)と室内熱交換器(12)で蒸発した低圧の冷媒は、それぞれ第2三方弁(16b)と第4三方弁(16d)を通って圧縮機(15)に吸入される。この運転モード8では冷媒回路(10)において以上のサイクルで冷媒が循環する。
上述したように、この運転モード8では、室外熱交換器(11)での放熱と室内熱交換器(12)での冷房と第2貯留タンク(25)での冷熱蓄熱が同時に行われる。
〈運転モード9〉
図10に示す運転モード9は、室外熱交換器(11)での吸熱と室内熱交換器(12)での暖房を行いながら温熱蓄熱を行う運転である。この運転モード9では、第2三方弁(16b)と第4三方弁(16d)が吐出連通位置となり、第1三方弁(16a)と第3三方弁(16c)が吸入連通位置となる。また、第1膨張弁(17a)と第2膨張弁(17b)と第4膨張弁(17d)が開位置となり、第3膨張弁(17c)が閉位置となる。なお、第2膨張弁(17b)と第4膨張弁(17d)は全開となり、第1膨張弁(17a)の開度が調整される。
この状態で圧縮機(15)を運転すると、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、一部が第2三方弁(16b)を通って室内熱交換器(12)に流入する。冷媒は、室内熱交換器(12)で室内空気に放熱して凝縮し、室内空気が加熱される(暖房)。また、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、残りが第4三方弁(16d)を通って第2冷媒/水熱交換器(32)に流入し、第2水循環回路(22)を流れる水と熱交換して凝縮(放熱)する。水は加熱されて温水になり、第2貯留タンク(25)に蓄えられる(温熱蓄熱)。
室内熱交換器(12)で凝縮した冷媒は第2膨張弁(17b)を通過し、第2冷媒/水熱交換器(32)で凝縮した冷媒は第4膨張弁(17d)を通過して、互いに合流する。合流した冷媒は、第1膨張弁(17a)で減圧され、室外熱交換器(11)に流入する。冷媒は、室外熱交換器(11)で室外空気から吸熱して蒸発する。
室外熱交換器(11)で蒸発した冷媒は、第1三方弁(16a)を通って圧縮機(15)に吸入される。この運転モード9では冷媒回路(10)において以上のサイクルで冷媒が循環する。
上述したように、この運転モード9では、室外熱交換器(11)での吸熱と室内熱交換器(12)での暖房と第2貯留タンク(25)での温熱蓄熱が同時に行われる。
〈運転モード10〉
図11に示す運転モード10は、室外熱交換器(11)での吸熱と室内熱交換器(12)での暖房を行いながら冷熱蓄熱を行う運転である。この運転モード10では、第2三方弁(16b)が吐出連通位置となり、第1三方弁(16a)と第3三方弁(16c)と第4三方弁(16d)が吸入連通位置となる。また、第1膨張弁(17a)と第2膨張弁(17b)と第4膨張弁(17d)が開位置となり、第3膨張弁(17c)が閉位置となる。なお、第2膨張弁(17b)は全開となり、第1膨張弁(17a)と第4膨張弁(17d)の開度が調整される。
この状態で圧縮機(15)を運転すると、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、第2三方弁(16b)を通って室内熱交換器(12)に流入する。冷媒は、室内熱交換器(12)で室内空気に放熱して凝縮し、室内空気が加熱される(暖房)。
室内熱交換器(12)で凝縮した冷媒は第2膨張弁(17b)を通過した後、分流して第1膨張弁(17a)と第4膨張弁(17d)で減圧される。第1膨張弁(17a)で減圧された冷媒は室外熱交換器(11)に流入する。冷媒は、室外熱交換器(11)で室外空気から吸熱して蒸発する。また、第4膨張弁(17d)で減圧された冷媒は第2冷媒/水熱交換器(32)に流入する。冷媒は、第2冷媒/水熱交換器(32)で第2水循環回路(22)の水から吸熱して蒸発し、水は冷却される。冷却された水は第2貯留タンク(25)に蓄えられる(冷熱蓄熱)。
室外熱交換器(11)と第2冷媒/水熱交換器(32)で蒸発した低圧の冷媒は、それぞれ第1三方弁(16a)と第4三方弁(16d)を通って圧縮機(15)に吸入される。この運転モード10では冷媒回路(10)において以上のサイクルで冷媒が循環する。
上述したように、この運転モード10では、室該熱交換器での放熱と室内熱交換器(12)での暖房と第2貯留タンク(25)での冷熱蓄熱が同時に行われる。
〈運転モード11〉
図12に示す運転モード11は、室外熱交換器(11)での吸熱と室内熱交換器(12)での冷房を行いながら温熱蓄熱を行う運転である。この運転モード11では、第4三方弁(16d)が吐出連通位置となり、第1三方弁(16a)と第2三方弁(16b)第3三方弁(16c)とが吸入連通位置となる。また、第1膨張弁(17a)と第2膨張弁(17b)と第4膨張弁(17d)が開位置となり、第3膨張弁(17c)が閉位置となる。なお、第4膨張弁(17d)は全開となり、第1膨張弁(17a)と第2膨張弁(17b)の開度が調整される。
この状態で圧縮機(15)を運転すると、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、第4三方弁(16d)を通って第2冷媒/水熱交換器(32)に流入し、第2水循環回路(22)を流れる水と熱交換して凝縮(放熱)する。水は加熱されて温水になり、第2貯留タンク(25)に蓄えられる(温熱蓄熱)。
第2冷媒/水熱交換器(32)で凝縮した冷媒は、第4膨張弁(17d)を通過した後、分流して第1膨張弁(17a)と第2膨張弁(17b)で減圧される。第1膨張弁(17a)で減圧された冷媒は室外熱交換器(11)に流入し、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。また、第2膨張弁(17b)で減圧された冷媒は、室内熱交換器(12)に流入する。冷媒は、室内熱交換器(12)で室内空気から吸熱して蒸発し、室内空気が冷却される(冷房)。
室外熱交換器(11)と室内熱交換器(12)で蒸発した低圧の冷媒は、それぞれ第1三方弁(16a)と第2三方弁(16b)を通って圧縮機(15)に吸入される。この運転モード11では冷媒回路(10)において以上のサイクルで冷媒が循環する。
上述したように、この運転モード11では、室外熱交換器(11)での吸熱と室内熱交換器(12)での冷房と第2貯留タンク(25)での温熱蓄熱が同時に行われる。
〈運転モード12〉
図13に示す運転モード12は、室外熱交換器(11)での放熱と室内熱交換器(12)での暖房を行いながら、2台の貯留タンク(24,25)の両方で蓄熱された温熱を熱源として利用する運転である。この運転モード12は、例えば、後述する運転モード15において室外熱交換器(11)が着霜したときに室外熱交換器(11)を蒸発器から凝縮器に切り換えることでデフロストをしながら暖房を継続できる運転である。この運転モード12では、第1三方弁(16a)と第2三方弁(16b)が吐出連通位置となり、第3三方弁(16c)と第4三方弁(16d)が吸入連通位置となる。また、第1膨張弁(17a)から第4膨張弁(17d)のすべてが開位置となるが、そのうち第1膨張弁(17a)と第2膨張弁(17b)が全開で、第3膨張弁(17c)と第4膨張弁(17d)の開度が調整される。
この状態で圧縮機(15)を運転すると、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、一部が第1三方弁(16a)を通って室外熱交換器(11)に流入し、室外空気と熱交換して凝縮(放熱)する。また、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、残りが第2三方弁(16b)を通って室内熱交換器(12)に流入する。冷媒は、室内熱交換器(12)で室内空気に放熱して凝縮し、室内空気が加熱される(暖房)。
室外熱交換器(11)で凝縮した冷媒は第1膨張弁(17a)を通過し、室内熱交換器(12)で凝縮した冷媒は第2膨張弁(17b)を通過して、互いに合流する。合流した冷媒は、分流して第3膨張弁(17c)と第4膨張弁(17d)で減圧される。第4膨張弁(17d)で減圧された冷媒は第1冷媒/水熱交換器(31)に流入する。冷媒は、第1冷媒/水熱交換器(31)で第1水循環回路(21)の水から吸熱して蒸発し、第1貯留タンク(24)内の温水は冷却される。また、第4膨張弁(17d)で減圧された冷媒は第2冷媒/水熱交換器(32)に流入する。冷媒は、第2冷媒/水熱交換器(32)で第2水循環回路(22)の水から吸熱して蒸発し、水は冷却される。
第1冷媒/水熱交換器(31)と第2冷媒/水熱交換器(32)で蒸発した冷媒は、それぞれ第3三方弁(16c)と第4三方弁(16d)を通って圧縮機(15)に吸入される。この運転モード12では冷媒回路(10)において以上のサイクルで冷媒が循環する。
上述したように、この運転モード12では、室外熱交換器(11)での放熱と室内熱交換器(12)での暖房と第1貯留タンク(24)での冷熱蓄熱と第2貯留タンク(25)での温熱利用が同時に行われる。
〈運転モード13〉
図14に示す運転モード13は、夏期の夜間などに、室外熱交換器(11)での放熱と室内熱交換器(12)での冷房を行いながら、2台の貯留タンク(24,25)の両方で温熱蓄熱を行う運転である。この運転モード13では、第1三方弁(16a)と第3三方弁(16c)と第4三方弁(16d)が吐出連通位置となり、第2三方弁(16b)が吸入連通位置となる。また、第1膨張弁(17a)から第4膨張弁(17d)のすべてが開位置となるが、そのうち第1膨張弁(17a)と第3膨張弁(17c)と第4膨張弁(17d)が全開で、第2膨張弁(17b)の開度が調整される。
この状態で圧縮機(15)を運転すると、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、一部が第1三方弁(16a)を通って室外熱交換器(11)に流入し、室外空気と熱交換して凝縮(放熱)する。また、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、残りが第3三方弁(16c)及び第4三方弁(16d)を通って第1冷媒/水熱交換器(31)及び第2冷媒/水熱交換器(32)に流入し、第1水循環回路(21)及び第2水循環回路(22)を流れる水と熱交換して凝縮(放熱)する。水は加熱されて温水になり、第1貯留タンク(24)及び第2貯留タンク(25)に蓄えられる(温熱蓄熱)。
室外熱交換器(11)で凝縮した冷媒は第1膨張弁(17a)を通過し、第1冷媒/水熱交換器(31)及び第2冷媒/水熱交換器(32)で凝縮した冷媒は第3膨張弁(17c)および第4膨張弁(17d)を通過して、互いに合流する。合流した冷媒は、第2膨張弁(17b)で減圧されてから室内熱交換器(12)に流入する。冷媒は、室内熱交換器(12)で室内空気から吸熱して蒸発し、室内空気が冷却される(冷房)。
室内熱交換器(12)で蒸発した低圧の冷媒は、第2三方弁(16b)を通って圧縮機(15)に吸入される。この運転モード13では冷媒回路(10)において以上のサイクルで冷媒が循環する。
上述したように、この運転モード13では、室外熱交換器(11)での放熱と室内熱交換器(12)での冷房と第1貯留タンク(24)での温熱蓄熱と第2貯留タンク(25)での温熱蓄熱が同時に行われる。
〈運転モード14〉
図15に示す運転モード14は、夏期に、室外熱交換器(11)での放熱と室内熱交換器(12)での冷房を行いながら、2台の貯留タンク(24,25)の一方で温熱蓄熱を行い、他方で冷熱蓄熱を行う運転である。この運転モード14では、第1三方弁(16a)と第3三方弁(16c)が吐出連通位置となり、第2三方弁(16b)と第4三方弁(16d)が吸入連通位置となる。また、第1膨張弁(17a)から第4膨張弁(17d)のすべてが開位置となるが、そのうち第1膨張弁(17a)と第3膨張弁(17c)が全開で、第2膨張弁(17b)と第4膨張弁(17d)の開度が調整される。
この状態で圧縮機(15)を運転すると、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、一部が第1三方弁(16a)を通って室外熱交換器(11)に流入し、室外空気と熱交換して凝縮(放熱)する。また、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、残りが第3三方弁(16c)を通って第1冷媒/水熱交換器(31)に流入し、第1水循環回路(21)を流れる水と熱交換して凝縮(放熱)する。水は加熱されて温水になり、第1貯留タンク(24)に蓄えられる(温熱蓄熱)。
室外熱交換器(11)で凝縮した冷媒は第1膨張弁(17a)を通過し、第1冷媒/水熱交換器(31)で凝縮した冷媒は第3膨張弁(17c)を通過して、互いに合流する。合流した冷媒は、分流して第2膨張弁(17b)と第4膨張弁(17d)で減圧される。第2膨張弁(17b)で減圧された冷媒は室内熱交換器(12)に流入する。冷媒は、室内熱交換器(12)で室内空気から吸熱して蒸発し、室内空気が冷却される。
また、第4膨張弁(17d)で減圧された冷媒は、第2冷媒/水熱交換器(32)に流入する。冷媒は、第2冷媒/水熱交換器(32)で第2水循環回路(22)の水から吸熱して蒸発し、水は冷却される。冷却された水は第2貯留タンク(25)に蓄えられる(冷熱蓄熱)。
室内熱交換器(12)で蒸発した低圧の冷媒と第2冷媒/水熱交換器(32)で蒸発した低圧の冷媒は、それぞれ第2三方弁(16b)と第4三方弁(16d)を通って圧縮機(15)に吸入される。この運転モード14では冷媒回路(10)において以上のサイクルで冷媒が循環する。
上述したように、この運転モード14では、室外熱交換器(11)での放熱と室内熱交換器(12)での冷房と第1貯留タンク(24)での温熱蓄熱と第2貯留タンク(25)での冷熱蓄熱が同時に行われる。
〈運転モード15〉
図16に示す運転モード15は、極寒期などに、室外熱交換器(11)での吸熱と室内熱交換器(12)での暖房を行いながら、2台の貯留タンク(24,25)の両方で蓄熱された温熱も熱源として利用する運転である。この運転モード15では、第2三方弁(16b)が吐出連通位置となり、第1三方弁(16a)と第3三方弁(16c)と第4三方弁(16d)が吸入連通位置となる。また、第1膨張弁(17a)から第4膨張弁(17d)のすべてが開位置となるが、そのうち第2膨張弁(17b)が全開で、第1膨張弁(17a)と第3膨張弁(17c)と第4膨張弁(17d)の開度が調整される。
この状態で圧縮機(15)を運転すると、圧縮機(15)から吐出された高圧の冷媒は、第2三方弁(16b)を通って室内熱交換器(12)に流入する。冷媒は、室内熱交換器(12)で室内空気に放熱して凝縮し、室内空気が加熱される(暖房)。
室内熱交換器(12)で凝縮した冷媒は、分流した後、第1膨張弁(17a)と第3膨張弁(17c)と第4膨張弁(17d)で減圧される。第1膨張弁(17a)で減圧された冷媒は室外熱交換器(11)に流入する。冷媒は、室外熱交換器(11)で室外空気から吸熱して蒸発する。
第3膨張弁(17c)及び第4膨張弁(17d)で減圧された冷媒は第1冷媒/水熱交換器(31)及び第2冷媒/水熱交換器(32)に流入する。冷媒は、第1冷媒/水熱交換器(31)及び第2冷媒/水熱交換器(32)で第1水循環回路(21)及び第2水循環回路(22)の温水から吸熱して蒸発し、水は冷却される。
室外熱交換器(11)で蒸発した低圧の冷媒と第1冷媒/水熱交換器(31)及び第2冷媒/水熱交換器(32)で蒸発した低圧の冷媒は、それぞれ第1三方弁(16a)と第3三方弁(16c)と第4三方弁(16d)を通って圧縮機(15)に吸入される。この運転モード15では冷媒回路(10)において以上のサイクルで冷媒が循環する。
上述したように、この運転モード15では、室外熱交換器(11)での吸熱と室内熱交換器(12)での暖房と第1貯留タンク(24)での冷熱蓄熱と第2貯留タンク(25)での吸熱が同時に行われる。
〈その他の運転モード〉
本実施形態では、上述した運転モードの他にも種々の運転モードを設定可能である。
図17には、三方弁のパターン(16a,16b,16c,16d)と膨張弁(17a,17b,17c,17d)のパターンの組み合わせに基づいて、本実施形態で可能な運転動作を上記の運転モード1〜運転モード15を含めて示している。図中の運転モード1〜運転モード15には、黒い丸印と対応する図面の番号を付している。
図17において、三方弁(16a,16b,16c,16d)のパターンの値0は吐出連通位置を示し、値1は吸入連通位置を示している。この値が0000であれば、4つの三方弁(16a,16b,16c,16d)のすべてが吐出連通位置ということである。また、膨張弁(17a,17b,17c,17d)のパターンの値0は閉位置を示し、1は開位置を示している。この値が0000であれば、4つの膨張弁(17a,17b,17c,17d)のすべてが閉位置ということである。可能な組み合わせは、2台の貯留タンク(24,25)のパターンについてパターン01とパターン10は同じであるから、図示の通り12×12=144通りになる。
ただし、以下の状態では運転を行うことはできない。まず、4つの三方弁(16a,16b,16c,16d)がすべて吐出連通状態になっていたりすべて吸入連通状態になっていたりする状態では運転を行うことはできない。また、4つの膨張弁(17a,17b,17c,17d)がすべて閉位置になっていたり1つだけが開位置になっていたりする状態でも運転を行うことはできない。さらに、膨張弁(17a,17b,17c,17d)が開位置になっている熱交換器に接続されている三方弁(16a,16b,16c,16d)の状態が同じで熱交換器が凝縮器だけあるいは蒸発器だけになってしまう場合も運転を行うことはできない。
以上のことから、本実施形態では、上記の運転モード1〜運転モード15を含めて、全部で図17に示すとおり57通りのパターンでの運転が可能である。
−実施形態1の効果−
本実施形態によれば、冷媒回路(10)に接続されている室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)及び各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)のそれぞれが凝縮器と蒸発器に切り換え可能であるから、給湯の排熱を冷房に使う運転が可能であるし、冷房の需要にかかわらず冷熱蓄熱を行うことも可能となる。
さらに、本実施形態によれば、貯留タンク(24,25)の一方で温熱蓄熱を行いながら他方で冷熱蓄熱を行う運転を行うことができるので、蓄えた温熱を給湯に用いるだけでなく、蓄えた冷熱を利用した運転を行うことも可能になる。このように、本実施形態では、各熱交換器(11,12,31,32)を凝縮器と蒸発器に切り換えることにより種々の運転モードを行うことが可能であるから、幅広い運転を行うことができる給湯空調システムを実現できる。
また、本実施形態では、室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)、または各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)の一端が圧縮機(15)の吐出側に接続されるように三方弁(16a,16b,16c,16d)を切り換えると、その熱交換器(11,12,31,32)が凝縮器となる。また、室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)、または各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)の一端が圧縮機(15)の吸入側に接続されるように三方弁(16a,16b,16c,16d)を切り換えると、その熱交換器(11,12,31,32)が蒸発器となる。したがって、室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)及び各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)のそれぞれを凝縮器と蒸発器に切り換える構成を、三方弁(16a,16b,16c,16d)を用いて容易に実現できる。
また、本実施形態では、第1貯留タンク(24)を主として温熱蓄熱タンクに用い、第2貯留タンク(25)を主として冷熱蓄熱タンクに用いるように定めているとともに、第1貯留タンク(24)が温熱蓄熱タンクになるときに第1冷媒/水熱交換器(31)において冷媒と水が対向琉になり、第2貯留タンク(25)が冷熱蓄熱タンクになるときに第2冷媒/水熱交換器(32)において冷媒と水が対向流になるようにしているので、冷媒と水の熱交換が効率よく行われる。
《発明の実施形態2》
本発明の実施形態2について説明する。
この実施形態2では、冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)が貯留タンク(24,25)の中に配置されている。そして、冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)が貯留タンク(24,25)の水に浸漬されているので、実施形態1の水循環回路(21,22)は設けられていない。
また、この実施形態2では、第1貯留タンク(24)と第2貯留タンク(25)のサイズ(容量)が異なっている。第1貯留タンク(24)と第2貯留タンク(25)のサイズを異ならせているのは、冷凍と給湯の負荷の割合により、冷水をためるタンクと温水を貯めるタンクを選択できるようにするためである。
この実施形態2の給湯空調システム(1)のその他の構成は実施形態1と同じである。
また、この実施形態2の給湯空調システム(1)は、実施形態1の給湯空調システム(1)と同じ運転を行うことができ、実施形態1と同じ作用効果を奏する。
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
例えば、上記実施形態では、冷媒回路(10)に各熱交換器(11,12,31,32)に対応して膨張弁(17a,17b,17c,17d)を設けているが、少なくとも空調運転に加えて、貯留タンク(24,25)の一方で温熱蓄熱を行いながら他方で冷熱蓄熱を行える構成になっている限りは、膨張弁の位置や個数を変更してもよいし、キャピラリチューブや開閉弁(電磁弁)を組み合わせて用いてもよい。
また、上記実施形態では、各熱交換器(11,12,31,32)に対する圧縮機(15)の吐出側と吸入側の連通状態を切り換えるために三方弁(16a,16b,16c,16d)を用いているが、開閉弁を組み合わせて用いるなど、他の機構を採用してもよい。
また、本発明では、貯留タンク(24,25)や冷媒/水熱交換器(31,32)を2台ずつ設けるようにしているが、これらは少なくとも2台であればよく、2台が設けられている限りはそれより多く設けることを除外するものではない。
要するに、本発明は、冷媒回路(10)に室外熱交換器(11)と室内熱交換器(12)と2つの冷媒/水熱交換器(31,32)を備えた構成において、各熱交換器(11,12,31,32)が凝縮器と蒸発器に切り換えられるようになっている限り、具体的な回路構成などは適宜変更してもよい。
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
以上説明したように、本発明は、空調と給湯を行う給湯空調システムについて有用である。
1 給湯空調システム
10 冷媒回路
11 室外熱交換器
12 室内熱交換器
13 冷媒側通路
14 冷媒側通路
15 圧縮機
16a 第1三方弁
16b 第2三方弁
16c 第3三方弁
16d 第4三方弁
17a 第1膨張弁(膨張機構)
17b 第2膨張弁(膨張機構)
17c 第3膨張弁(膨張機構)
17d 第4膨張弁(膨張機構)
20 水回路
24 第1貯留タンク
25 第2貯留タンク
26 水側通路
27 水側通路
31 第1冷媒/水熱交換器
32 第2冷媒/水熱交換器

Claims (5)

  1. 空調と給湯を行う給湯空調システムであって、
    室外熱交換器(11)と室内熱交換器(12)の間で冷媒が循環して室内の空調を行う冷媒回路(10)と、2台の貯留タンク(24,25)を有する水回路(20)と、冷媒が流れる冷媒側通路(13,14)と水が流れる水側通路(26,27)とを有し冷媒と水とが熱交換をする2台の冷媒/水熱交換器(31,32)とを備え、
    各貯留タンク(24,25)に各冷媒/水熱交換器(31,32)の水側通路(26,27)が接続され、
    上記冷媒回路(10)は、室外熱交換器(11)及び室内熱交換器(12)に加えて各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)が接続された回路であり、該室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)及び各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)のそれぞれが凝縮器と蒸発器に切り換え可能であることを特徴とする給湯空調システム。
  2. 請求項1において、
    上記室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)、及び各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)は、一端側が冷媒回路(10)の圧縮機(15)の吐出側と吸入側とに切り換え可能に接続され、他端側が冷媒回路(10)の膨張機構(17a,17b,17c,17d)に接続されていることを特徴とする給湯空調システム。
  3. 請求項2において、
    上記室外熱交換器(11)、室内熱交換器(12)、及び各冷媒/水熱交換器(31,32)の冷媒側通路(13,14)は、上記一端側が三方弁(16a,16b,16c,16d)を介して上記圧縮機(15)の吐出側と吸入側とに切り換え可能に接続されていることを特徴とする給湯空調システム。
  4. 請求項1から3の何れか1つにおいて、
    上記冷媒回路(10)の2台の冷媒/水熱交換器(31,32)の一方が凝縮器になると同時に他方が蒸発器になることにより、2台の貯留タンク(24,25)の一方に温水を貯めると同時に他方に冷水を貯める運転が可能に構成されていることを特徴とする給湯空調システム。
  5. 請求項4において、
    2台の貯留タンク(24,25)の一方である第1貯留タンク(24)が主として温水を蓄える温熱蓄熱タンクに設定されるとともに他方である第2貯留タンク(25)が主として冷水を蓄える冷熱蓄熱タンクに設定され、
    上記第1貯留タンク(24)が温熱蓄熱タンクになるときには該第1貯留タンク(24)に接続されている冷媒/水熱交換器(31)において冷媒と水が対向流になり、上記第2貯留タンク(25)が冷熱蓄熱タンクになるときには該第2貯留タンク(25)に接続されている冷媒/水熱交換器(32)において冷媒と水が対向流になるように構成されていることを特徴とする給湯空調システム。
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