JP2016217658A - 空調・給湯ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒の熱を流体に伝える熱交換器から、空調機器及び給湯タンクの一方へ択一的に流体を送る空調・給湯ユニットであって、流体の流量異常が、空調機器側及び給湯タンク側の何れが原因で発生しているかを容易に把握可能な空調・給湯ユニットを提供する。
【解決手段】空調・給湯ユニット１００は、冷媒の熱を流体に伝える利用側熱交換器２０、流体の熱で内部の水が加熱される給湯タンク７０、利用側熱交換器から流出する流体が、空調機器４３０へと流れる第１状態と、給湯タンクへと流れる第２状態とを切り換える切換機構８０、流体の流量を検出するフローセンサ６０、及び制御部９０を備える。制御部は、フローセンサが検出した流量が所定範囲にある時に流量異常と判定し、更に切換機構が第１状態にあるか第２状態にあるかを確認して空調機器及び給湯タンクの何れに流体が流れている時の流量異常なのかを判断し、判断結果を報知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調・給湯ユニットに関する。本発明は、具体的には、冷媒から供給される熱を流体に伝える熱交換器から、流体の熱を利用する空調機器および給湯タンクの一方へ択一的に流体を送る空調・給湯ユニットに関する。

従来、冷媒から供給される熱を流体に伝える熱交換器から、流体の熱を利用する空調機器および給湯タンクの一方へ、択一的に流体を送る空調・給湯ユニットが知られている（例えば、特許文献１（特開２０１３−１４８２６６号公報））。

このような空調・給湯ユニットでは、何らかの原因で流体回路の閉塞等が生じ、流体回路において流量異常が発生する場合がある。このような流量異常の発生は、空調・給湯ユニットに流体の流量を検出する流量検出手段を設け、その検出結果を利用することで把握可能である。

ところが、流量の検出結果からは、流量異常の発生は把握できるものの、その異常の原因が、給湯タンク側および空調機器側の何れにあるのかは把握できない。そのため、流量異常に対応する作業者は、何れの配管等が原因で異常が発生しているか、時間をかけて調査する必要がある。特に、空調機器側の配管は長く引き回されることも多く、仮に給湯タンク側の配管等に異常の原因がある場合であっても、流体回路全体の調査に長時間を要する場合がある。

本発明の課題は、冷媒から供給される熱を流体へと伝える熱交換器から、流体の熱を利用する空調機器および給湯タンクの一方へ択一的に流体を送る空調・給湯ユニットであって、流体の流量異常が、空調機器側および給湯タンク側の何れの配管等が原因で発生しているのかを容易に把握可能な空調・給湯ユニットを提供することにある。

第１観点に係る空調・給湯ユニットは、熱交換器と、流体流入管と、流体流出管と、流体供給部と、第１供給管と、流体戻り部と、第１戻り管と、給湯タンクと、第２供給管と、第２戻り管と、切換機構と、ポンプと、流量検出手段と、制御部と、を備える。熱交換器は、冷媒から供給される熱を流体に伝える。流体流入管は、熱交換器に接続され、熱交換器へと流体が流入する。流体流出管は、熱交換器に接続され、熱交換器から流体が流出する。流体供給部には、空調対象空間にある空調機器へと流体が流れる往き外部配管が接続される。第１供給管は、流体流出管と流体供給部とを結ぶ。流体戻り部には、空調機器から戻ってくる流体が流れる戻り外部配管が接続される。第１戻り管は、流体流入管と流体戻り部とを結ぶ。給湯タンクは、流体から供給される熱によって内部の水が加熱される。第２供給管は、流体流出管と給湯タンクとを結ぶ。第２戻り管は、流体流入管と給湯タンクとを結ぶ。切換機構は、流体流出管から第１供給管を介して空調機器へと流体が流れる第１状態と、流体流出管から第２供給管を介して給湯タンクへと流体が流れる第２状態とを切り換える。ポンプは、流体流出管又は流体流入管に設けられる。流量検出手段は、流体流出管又は流体流入管に設けられ、流体の流量を検出する。制御部は、流量検出手段が検出した流体の流量が所定範囲にある時に、流量異常と判定する。制御部は、流量異常と判定する時に、切換機構が第１状態にあるか第２状態にあるかを確認し、空調機器へと流体が流れている時の流量異常なのか、給湯タンクへと流体が流れている時の流量異常なのかを判断し、判断結果を報知する。

第１観点に係る空調・給湯ユニットでは、流量異常と判定される時に、空調機器に向かって流体が流れているか、給湯タンクに向かって流体が流れているかが判断され、判断結果が報知される。そのため、流量異常が、給湯タンク側および空調機器側の何れの配管等が原因で発生しているのかを容易に把握可能で、修理を行う作業者の作業時間の短縮化を図ることができる。

第２観点に係る空調・給湯ユニットは、第１観点に係る空調・給湯ユニットであって、制御部は、判断結果の報知中に流量異常を更に判定し、その判定時に、報知中の判断結果とは異なる他方へと流体が流れている時の流量異常であると判断した場合には、空調機器へと流体が流れている時の流量異常であることと、給湯タンクへと流体が流れている時の流量異常であることとを、併せて報知する。

第２観点に係る空調・給湯ユニットでは、流量異常が、給湯タンク側および空調機器側の両方の配管等が原因で発生していることを把握できるため、修理を行う作業者は漏れ無く異常に対応することができる。

第１観点に係る空調・給湯ユニットでは、流量異常と判定される時に、空調機器に向かって流体が流れているか、給湯タンクに向かって流体が流れているかが判断され、判断結果が報知される。そのため、流量異常が、給湯タンク側および空調機器側の何れの配管等が原因で発生しているのかを容易に把握可能で、修理を行う作業者の作業時間の短縮化を図ることができる。

第２観点に係る空調・給湯ユニットでは、流量異常が、給湯タンク側および空調機器側の両方の配管等が原因で発生していることを把握できるため、修理を行う作業者が漏れ無く異常に対応することができる。

本発明の一実施形態に係る空調・給湯ユニットを含む空調・給湯システムの概略構成図である。 図１に係る空調・給湯システムの流体回路内を流れる流体の流量異常時に空調・給湯ユニットの制御部が実行する処理のフローチャートである。

本発明の一実施形態に係る空調・給湯ユニット１００について、図面に基づいて以下に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の一実施形態に係る空調・給湯ユニットの具体例にすぎず、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（１）全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る空調・給湯ユニット１００を含む空調・給湯システム１の概略構成図である。

空調・給湯システム１は、蒸気圧縮式のヒートポンプサイクルを利用して媒体としての流体を加熱／冷却することが可能なシステムである。本実施形態では、流体は水である。ただし、流体の種類は水に限定されるものではなく、例えばブライン等であってもよい。空調・給湯システム１は、冷媒により加熱／冷却された流体の熱を利用して、暖房／冷房又は給湯を行う。

空調・給湯システム１は、主に、熱源ユニット２００、ガス冷媒連絡管１１０、液冷媒連絡管１２０、空調・給湯ユニット１００、および空調機器ユニット４００を含む。

（２）詳細構成
以下に、熱源ユニット２００、ガス冷媒連絡管１１０、液冷媒連絡管１２０、空調・給湯ユニット１００、および空調機器ユニット４００について詳細に説明する。

（２−１）熱源ユニット
熱源ユニット２００は、室外に設置される。熱源ユニット２００は、ガス冷媒連絡管１１０および液冷媒連絡管１２０を介して、後述する空調・給湯ユニット１００の利用側熱交換器２０に接続されている。熱源ユニット２００は、利用側熱交換器２０、ガス冷媒連絡管１１０、および液冷媒連絡管１２０等と共に、内部を冷媒が循環する冷媒回路１０を構成している。冷媒回路１０には、例えばＲ−４１０Ａ等のＨＦＣ系の冷媒が封入されている。ただし、冷媒の種類は例であって、これに限定されるものではない。

熱源ユニット２００は、主に、圧縮機２１０、切換機構２２０、熱源側熱交換器２３０、膨張弁２４０、ガス側閉鎖弁２６０、および液側閉鎖弁２７０を有している。

（２−１−１）圧縮機
圧縮機２１０は、冷媒を圧縮する機構である。ここでは、圧縮機２１０は、ケーシング（図示せず）内に収容されたロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素（図示せず）が、同じくケーシング内に収容された圧縮機モータ２１０ａによって駆動される密閉式圧縮機である。圧縮機モータ２１０ａは、インバータによって、その回転数（すなわち運転周波数）が可変に構成され、これにより圧縮機２１０の容量が可変に構成されている。

（２−１−２）切換機構
切換機構２２０は、熱源側熱交換器２３０を冷媒の放熱器として機能させる熱源側放熱運転状態と、熱源側熱交換器２３０を冷媒の蒸発器として機能させる熱源側蒸発運転状態とを切り換え可能に構成されている。切換機構２２０は、ここでは四路切換弁である。

切換機構２２０は、圧縮機２１０から吐出された冷媒が流れる吐出管２２０ａと、圧縮機２１０に吸入される冷媒が流れる吸入管２２０ｂと、一端が熱源側熱交換器２３０のガス側に接続された第１熱源側ガス冷媒管２２０ｃと、一端がガス側閉鎖弁２６０に接続された第２熱源側ガス冷媒管２２０ｄとに接続されている。

切換機構２２０は、吐出管２２０ａと第１熱源側ガス冷媒管２２０ｃとを連通させると共に、第２熱源側ガス冷媒管２２０ｄと吸入管２２０ｂとを連通させる切り換えを行うことが可能である（熱源側放熱運転状態に対応、図１の切換機構２２０の破線参照）。また、切換機構２２０は、吐出管２２０ａと第２熱源側ガス冷媒管２２０ｄとを連通させると共に、第１熱源側ガス冷媒管２２０ｃと吸入管２２０ｂとを連通させる切り換えを行うことが可能である（熱源側蒸発運転状態に対応、図１の切換機構２２０の実線参照）。

なお、切換機構２２０は、四路切換弁に限定されるものではない。例えば、切換機構２２０は、上記と同様に冷媒の流れ方向を切り換える機能を有するよう、複数の電磁弁を組み合わせて構成したものであってもよい。

（２−１−３）熱源側熱交換器
熱源側熱交換器２３０は、冷媒と室外空気との熱交換を行うことで冷媒の放熱器又は蒸発器として機能する熱交換器である。熱源側熱交換器２３０の液側には、一端が液側閉鎖弁２７０に接続された熱源側液冷媒管２５０が、接続されている。熱源側熱交換器２３０のガス側には、一端が切換機構２２０と接続された第１熱源側ガス冷媒管２２０ｃが、接続されている。熱源側熱交換器２３０には、冷媒と熱交換を行う室外空気が、ファン２３０ａによって供給される。

（２−１−４）膨張弁
膨張弁２４０は、熱源側液冷媒管２５０を流れる冷媒の減圧を行う、開度可変の電動膨張弁である。膨張弁２４０は、熱源側液冷媒管２５０に設けられている。

（２−１−５）ガス側閉鎖弁
ガス側閉鎖弁２６０は、第２熱源側ガス冷媒管２２０ｄとガス冷媒連絡管１１０との接続部に設けられた弁である。

（２−１−６）液側閉鎖弁
液側閉鎖弁２７０は、熱源側液冷媒管２５０と液冷媒連絡管１２０との接続部に設けられた弁である。

（２−２）ガス冷媒連絡管
ガス冷媒連絡管１１０は、第２熱源側ガス冷媒管２２０ｄと、後述する空調・給湯ユニット１００の利用側ガス冷媒管２１とを結ぶ配管である。具体的には、ガス冷媒連絡管１１０の一端は、第２熱源側ガス冷媒管２２０ｄが接続されたガス側閉鎖弁２６０に接続されている。ガス冷媒連絡管１１０の他端は、空調・給湯ユニット１００の利用側ガス冷媒管２１に接続されている。

切換機構２２０が熱源側放熱運転状態にある時、利用側熱交換器２０を通って、空調・給湯ユニット１００から流出する冷媒は、ガス冷媒連絡管１１０および第２熱源側ガス冷媒管２２０ｄを通って、圧縮機２１０の吸入管２２０ｂへと導かれる。また、切換機構２２０が熱源側蒸発運転状態にある時、圧縮機２１０から吐出され、熱源ユニット２００から流出する冷媒は、ガス冷媒連絡管１１０および利用側ガス冷媒管２１を通って、空調・給湯ユニット１００の利用側熱交換器２０へと導かれる。

（２−３）液冷媒連絡管
液冷媒連絡管１２０は、熱源側液冷媒管２５０と、後述する空調・給湯ユニット１００の利用側液冷媒管２２とを結ぶ配管である。具体的には、液冷媒連絡管１２０の一端は、熱源側液冷媒管２５０が接続された液側閉鎖弁２７０に接続されている。液冷媒連絡管１２０の他端は、空調・給湯ユニット１００の利用側液冷媒管２２に接続されている。

切換機構２２０が熱源側放熱運転状態にある時、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器２３０を通って、熱源ユニット２００から流出する冷媒は、液冷媒連絡管１２０および利用側液冷媒管２２を通って、空調・給湯ユニット１００の利用側熱交換器２０へと導かれる。また、切換機構２２０が熱源側蒸発運転状態にある時、利用側熱交換器２０を通って、空調・給湯ユニット１００から流出する冷媒は、液冷媒連絡管１２０および熱源側液冷媒管２５０を通って、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器２３０へと導かれる。

（２−４）空調・給湯ユニット
空調・給湯ユニット１００は、屋内に設置されている。空調・給湯ユニット１００は、ガス冷媒連絡管１１０および液冷媒連絡管１２０を介して熱源ユニット２００に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。また、空調・給湯ユニット１００は、後述する空調機器ユニット４００と共に、内部を流体が循環する流体回路３００を構成している。

空調・給湯ユニット１００では、後述する利用側熱交換器２０において、冷媒回路１０を流れる冷媒と、流体回路３００を流れる流体との熱交換が行われる。空調・給湯ユニット１００は、利用側熱交換器２０において冷媒により加熱／冷却された流体を、後述する空調機器ユニット４００の空調機器４３０に供給する。また、空調・給湯ユニット１００は、利用側熱交換器２０において冷媒により加熱された流体を用いて、後述する給湯タンク７０内の流体を加熱する。

空調・給湯ユニット１００は、主に、利用側熱交換器２０と、流体流入管４２と、流体流出管３２と、流体供給部３１と、第１供給管３３と、流体戻り部４１と、第１戻り管４３と、給湯タンク７０と、第２供給管３４と、第２戻り管４４と、ポンプ５０と、フローセンサ６０と、切換機構８０と、制御部９０と、を備える。

以下に、空調・給湯ユニット１００の各構成について説明する。

（２−４−１）利用側熱交換器
利用側熱交換器２０は、冷媒回路１０を流れる冷媒と、流体回路３００を流れる流体との熱交換を行うことで、冷媒の蒸発器又は放熱器として機能する熱交換器である。また、利用側熱交換器２０は、冷媒回路１０を流れる冷媒から供給される熱（温熱／冷熱）を、流体に伝える熱交換器である。

利用側熱交換器２０の冷媒が流れる流路の液側には、一端が液冷媒連絡管１２０に接続された利用側液冷媒管２２が、接続されている。利用側熱交換器２０の冷媒が流れる流路のガス側には、一端がガス冷媒連絡管１１０に接続された利用側ガス冷媒管２１が、接続されている。また、利用側熱交換器２０の流体が流れる流路の入口側には、流体流入管４２が接続されている。利用側熱交換器２０の流体が流れる流路の出口側には、流体流出管３２が接続されている。

（２−４−２）流体流入管
流体流入管４２は、利用側熱交換器２０と、後述する第１戻り管４３および第２戻り管４４と、を結ぶ配管である。流体流入管４２は、一端が利用側熱交換器２０の流体が流れる流路の入口側に接続され、他端が第１戻り管４３と第２戻り管４４との合流部に接続されている。利用側熱交換器２０には、流体流入管４２を通って流体が流入する（図１中の矢印Ｂ２参照）。

流体流入管４２には、流体回路３００内の流体の温度が上昇し、膨張した時に、流体を収容する膨張タンク４５が設けられている。膨張タンク４５は、密閉式のタンクである。

（２−４−３）流体流出管
流体流出管３２は、利用側熱交換器２０と、後述する第１供給管３３および第２供給管３４と、を結ぶ配管である。流体流出管３２は、一端が利用側熱交換器２０の流体が流れる流路の出口側に接続され、他端が第１供給管３３と第２供給管３４との分岐部に配置された、後述する切換機構８０に接続されている。利用側熱交換器２０において冷媒から熱を供給された流体は、流体流出管３２を通って利用側熱交換器２０から流出する（図１中の矢印Ｂ１参照）。

（２−４−４）流体供給部
流体供給部３１は、後述する空調機器ユニット４００の空調機器４３０へと流体が流れる、後述する空調機器ユニット４００の往き外部配管４１０が接続される、配管の接続部である。流体供給部３１は、フランジ型の接続部であるが、これに限定されるものではない。流体供給部３１は、例えばねじ込み型の接続部等であってもよい。

（２−４−５）第１供給管
第１供給管３３は、流体流出管３２と、流体供給部３１と、を結ぶ配管である。第１供給管３３の一端は、流体供給部３１に接続されている。第１供給管３３の他端は、流体流出管３２が第１供給管３３と第２供給管３４とに分岐する分岐部に設けられた、切換機構８０と接続されている。第１供給管３３には、流体流出管３２側（切換機構８０側）から、流体供給部３１に向かって流体が流れる。

（２−４−６）流体戻り部
流体戻り部４１は、後述する空調機器ユニット４００の空調機器４３０から戻ってくる流体が流れる、後述する空調機器ユニット４００の戻り外部配管４２０が接続される、配管の接続部である。流体戻り部４１は、フランジ型の接続部であるが、これに限定されるものではない。流体戻り部４１は、例えばねじ込み型の接続部等であってもよい。

（２−４−７）第１戻り管
第１戻り管４３は、流体流入管４２と、流体戻り部４１と、を結ぶ配管である。第１戻り管４３の一端は、流体戻り部４１に接続されている。第１戻り管４３の他端は、第１戻り管４３と第２戻り管４４とが流体流入管４２に合流する合流部に接続されている。第１戻り管４３には、流体戻り部４１から、流体流入管４２（第１戻り管４３と第２戻り管４４との合流部）に向かって流体が流れる。

（２−４−８）給湯タンク
給湯タンク７０は、給湯に供される水が内部に貯留される容器である。給湯タンク７０では、流体回路３００内を流れる流体から供給される熱によって、内部に貯留された水が加熱される。

給湯タンク７０には、蛇口やシャワー等に加熱された水を送るための給湯管７２が接続されている。また、給湯タンク７０には、給湯によって消費された水の補充を行うための給水管７３が接続されている。

給湯タンク７０は、内部に収容される熱交換コイル７１を有する。熱交換コイル７１は、流体回路３００を循環する流体と給湯タンク７０内の水との熱交換を行うことで給湯タンク７０内の水の加熱器として機能する熱交換器である。熱交換コイル７１の一端には、後述する第２供給管３４が接続されている。熱交換コイル７１の他端には、後述する第２戻り管４４が接続されている。熱交換コイル７１には、第２供給管３４から媒体としての流体が流入する。熱交換コイル７１を通過した流体は、第２戻り管４４から熱交換コイル７１の外部に流出する。

（２−４−９）第２供給管
第２供給管３４は、流体流出管３２と、給湯タンク７０と、を結ぶ配管である。第２供給管３４の一端は、給湯タンク７０の熱交換コイル７１に接続されている。第２供給管３４の他端は、流体流出管３２が第１供給管３３と第２供給管３４とに分岐する分岐部に設けられた、切換機構８０と接続されている。第２供給管３４には、流体流出管３２側（切換機構８０側）から、給湯タンク７０の熱交換コイル７１に向かって流体が流れる。

（２−４−１０）第２戻り管
第２戻り管４４は、流体流入管４２と、給湯タンク７０と、を結ぶ配管である。第１戻り管４３の一端は、給湯タンク７０の熱交換コイル７１に接続されている。第２戻り管４４の他端は、第１戻り管４３と第２戻り管４４とが流体流入管４２に合流する合流部に接続されている。第２戻り管４４には、給湯タンク７０の熱交換コイル７１から、流体流入管４２（第１戻り管４３と第２戻り管４４との合流部）に向かって流体が流れる。

（２−４−１１）ポンプ
ポンプ５０は、流体の昇圧を行い、流体を流体回路３００内で循環させるためのポンプである。ポンプ５０では、遠心式や容積式のポンプ要素（図示せず）がポンプモータ５１によって駆動される。ここでは、ポンプ５０は、流体流出管３２に設けられている。ただし、これに限定されるものではなく、ポンプ５０は、流体流入管４２に設けられてもよい。ポンプモータ５１は、インバータによって、その回転数（すなわち、運転周波数）が可変に構成され、これによりポンプ５０の容量が可変に構成されている。

（２−４−１２）フローセンサ
フローセンサ６０は、流量検出手段の一例である。フローセンサ６０は、流体の流量を検出する。フローセンサ６０は、流体流出管３２に設けられている。より具体的には、フローセンサ６０は、流体流出管３２の、ポンプ５０より上流側（利用側熱交換器２０とポンプ５０との間）に設けられている。

フローセンサ６０は、例えば、流れの中に配置された渦発生体の下流側に生じるカルマン渦の数を計測して流量を求める渦流量計である。ただし、これに限定されるものではなく、フローセンサ６０には、流体の流量を検出するのに適した、各種検出方式の流量計を適用可能である。

なお、フローセンサ６０の設置位置は、例示であってこれに限定されるものではない。例えば、フローセンサ６０は、流体流入管４２に設けられてもよい。また、フローセンサ６０は、ポンプ５０の下流側に設けられてもよい。ただし、フローセンサ６０として渦流量計が用いられる場合等、ポンプ５０の下流側に、ポンプ５０と近接してフローセンサ６０が配置されると、フローセンサ６０の検出精度に影響が出る可能性がある場合には、フローセンサ６０は、ポンプ５０より上流側に配置されることが好ましい。

（２−４−１３）切換機構
切換機構８０は、流体流出管３２から第１供給管３３を介して後述する空調機器ユニット４００の空調機器４３０へと流体が流れる（図１中の矢印Ａ１参照）第１状態と、流体流出管３２から第２供給管３４を介して給湯タンク７０へと流体が流れる（図１中の矢印Ａ２参照）第２状態と、を切り換える切換機構である。つまり、切換機構８０により、利用側熱交換器２０から流出する流体は、空調機器４３０および給湯タンク７０の一方へ、択一的に送られる。

切換機構８０は、例えば、流体流出管３２が、第１供給管３３および第２供給管３４に分岐する分岐部に設けられた三方電磁弁である。切換機構８０には、流体流出管３２、第１供給管３３、および第２供給管３４が接続されている。ただし、切換機構８０は、三方電磁弁に限定されるものではない。例えば、切換機構８０は、上記と同様に冷媒の流れ方向を切り換える機能を有するよう、複数の電磁弁を組み合わせて構成したものであってもよい。

（２−４−１４）制御部
制御部９０は、図示しないマイクロコンピュータやメモリ等を主な構成として有する。

制御部９０は、例えば、ポンプモータ５１や、切換機構８０等と電気的に接続されている。制御部９０は、ユーザが操作する、空調機器４３０や給湯タンク７０のリモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりが行われるようになっている。また、制御部９０は、熱源ユニット２００の図示しない制御部との間で各種信号のやりとりが行われるようになっている。

また、制御部９０は、フローセンサ６０と電気的に接続され、フローセンサ６０から送信される流体の流量の検出結果を受け付ける。さらに、制御部９０は、流体回路３００や、給湯タンク７０に設けられた、その他のセンサ（図示せず）と電気的に接続され、センサから送信される流体の状態に関する検出結果（温度等）や、給湯タンク７０内の水温等を取得する。

制御部９０は、マイクロコンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することで、リモコンから受信した制御信号や、センサの検出結果等に基づき、空調・給湯ユニット１００の各構成の動作を制御する。

制御部９０は、後述するように、空調・給湯ユニット１００の運転時に、フローセンサ６０が検出した流体の流量が所定範囲にある時に、流体回路３００における流体の流量異常が発生していると判定する。制御部９０による、流量異常発生時の処理の詳細については後述する。

（２−５）空調機器ユニット
空調機器ユニット４００は、空調対象空間に設置された空調機器４３０と、往き外部配管４１０と、戻り外部配管４２０と、を有する。

なお、図１では、空調機器４３０は１台であるが、これに限定されるものではなく、空調機器４３０は複数台設けられてもよい。複数台の空調機器４３０が設けられる場合、空調機器ユニット４００には、各空調機器４３０への流体の供給／非供給を個別に切り換えるための弁等が設けられてもよい。

（２−５−１）往き外部配管
往き外部配管４１０は、空調機器４３０と流体供給部３１とを接続する配管である。往き外部配管４１０では、流体供給部３１から空調機器４３０へと流体が流れる。

（２−５−２）戻り外部配管
戻り外部配管４２０は、空調機器４３０と流体戻り部４１とを接続する配管である。戻り外部配管４２０では、空調機器４３０から流体戻り部４１へと流体が流れる。

（２−５−３）空調機器
空調機器４３０は、流体回路３００を循環する流体の放熱器として機能する熱交換器である。空調機器４３０の流体の入口には、往き外部配管４１０が接続されている。空調機器４３０の流体の出口には、戻り外部配管４２０が接続されている。

空調機器４３０は、具体的には、ラジエータや床冷暖房パネル等である。

例えば、空調機器４３０がラジエータの場合、空調機器４３０は室内の壁際等に設けられる。例えば、空調機器４３０が床冷暖房パネルの場合、空調機器４３０は室内の床下等に設けられている。

（３）空調・給湯システムの動作
空調・給湯システム１の動作について説明する。

（３−１）冷媒回路を構成する機器の動作
空調・給湯システム１の冷媒回路１０を構成する機器の動作について、流体回路３００を流れる流体を、冷媒回路１０を流れる冷媒で加熱する場合を例に説明する。

流体回路３００を流れる流体を、冷媒回路１０を流れる冷媒で加熱する場合、冷媒回路１０において、切換機構２２０が熱源側蒸発運転状態（図１の切換機構２２０において実線で示された状態）に切り換えられる。

このような状態の冷媒回路１０において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管２２０ｂを通じて圧縮機２１０に吸入され、圧縮機２１０において冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮され、吐出管２２０ａに吐出される。熱源ユニット２００の制御部（図示せず）は、冷媒回路１０に設けられた、図示しない各種センサによる冷媒の状態に関する検出結果に基づいて、圧縮機２１０の容量制御（圧縮機モータ２１０ａの回転数の制御）を行う。吐出管２２０ａに吐出された高圧の冷媒は、切換機構２２０、第２熱源側ガス冷媒管２２０ｄ、ガス冷媒連絡管１１０、利用側ガス冷媒管２１を通って、利用側熱交換器２０に送られる。利用側熱交換器２０に送られた高圧の冷媒は、利用側熱交換器２０において、流体回路３００を循環する流体と熱交換を行い、流体に熱を供給（放熱）する。利用側熱交換器２０において流体に熱を供給した冷媒は、利用側液冷媒管２２および液冷媒連絡管１２０を経て、熱源側液冷媒管２５０を流れ、膨張弁２４０において減圧されて低圧の気液二相状態になり、熱源側熱交換器２３０に送られる。膨張弁２４０の開度は、冷媒回路１０に設けられた図示しない各種センサによる冷媒の状態に関する検出結果に基づいて、熱源ユニット２００の制御部により制御される。熱源側熱交換器２３０に送られた低圧の冷媒は、熱源側熱交換器２３０において、ファン２３０ａによって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発する。熱源側熱交換器２３０において蒸発した低圧の冷媒は、第１熱源側ガス冷媒管２２０ｃ、切換機構２２０、および吸入管２２０ｂを通って、再び、圧縮機２１０に吸入される。

なお、詳細な説明は省略するが、流体回路３００を流れる流体を、冷媒回路１０を流れる冷媒で冷却する場合（流体回路３００を流れる流体に、冷媒から冷熱を供給する場合）には、冷媒回路１０において、切換機構２２０が熱源側放熱運転状態（図１の切換機構２２０において破線で示された状態）に切り換えられる。この場合、熱源側熱交換器２３０は、冷媒と室外空気との熱交換を行うことで冷媒の放熱器として機能する。また、冷媒回路１０を流れる冷媒は、利用側熱交換器２０において蒸発し、冷媒の熱（冷熱）が、流体回路３００を流れる流体に供給される。

（３−２）流体回路を構成する機器の動作
流体回路３００を構成する機器の動作について、空調運転時と給湯運転時とに分けて説明する。

（３−２−１）空調運転時
空調運転時には、流体回路３００において、切換機構８０が第１状態（流体流出管３２から第１供給管３３を介して空調機器ユニット４００の空調機器４３０へと流体が流れる状態（図１中の矢印Ａ１参照））に切り換えられる。

この状態において、暖房運転時には、利用側熱交換器２０における冷媒の熱（温熱）によって、流体回路３００を循環する流体が加熱される。一方、冷房運転時には、利用側熱交換器２０における冷媒の熱（冷熱）によって、流体回路３００を循環する流体が冷却される。利用側熱交換器２０において加熱／冷却された流体は、流体流出管３２に流入し、ポンプ５０に吸入されて昇圧された後に、第１供給管３３に送られる。制御部９０は、流体回路３００に設けられたセンサによる流体の状態に関する検出結果等に応じて、ポンプ５０の容量制御（ポンプモータ５１の回転数の制御）を行う。第１供給管３３に送られた流体は、往き外部配管４１０を介して空調機器４３０へと送られる。空調機器４３０では、空調機器４３０に送られた流体により、室内の壁際や床等が加熱（暖房）／冷却（冷房）される。

（３−２−２）給湯運転時
給湯運転時には、流体回路３００において、切換機構８０が第２状態（流体流出管３２から第２供給管３４を介して給湯タンク７０へと流体が流れる状態（図１中の矢印Ａ２参照））に切り換えられる。

この状態において、流体回路３００を循環する流体は、利用側熱交換器２０における冷媒の熱（温熱）によって加熱される。利用側熱交換器２０において加熱された流体は、流体流出管３２に流入し、ポンプ５０に吸入されて昇圧された後に、第２供給管３４に送られる。制御部９０は、流体回路３００に設けられたセンサによる流体の状態に関する検出結果や、給湯タンク７０に設けられたセンサによる給湯タンク７０内の水温の検出結果等に応じて、ポンプ５０の容量制御（ポンプモータ５１の回転数の制御）を行う。第２供給管３４に送られた流体は、給湯タンク７０の熱交換コイル７１へと送られる。給湯タンク７０では、熱交換コイル７１内を流れる媒体としての流体により、給湯タンク７０内の水が加熱される。熱交換コイル７１内を通過した流体は、第２戻り管４４および流体流入管４２を通って利用側熱交換器２０へと戻る。

（３−３）流体回路内を流れる流体の流量異常時に、空調・給湯ユニットの制御部により実行される処理
流体回路３００内を流れる流体の流量異常時に、空調・給湯ユニット１００の制御部９０が実行する処理について説明する。なお、流体回路３００内を流れる流体の流量異常時とは、流体回路３００内を流れる流体の流量が、正常時の流量より減少した状態を意味する。具体的には、流体回路３００内を流れる流体の流量異常時とは、空調・給湯ユニット１００のポンプ５０の運転中に、フローセンサ６０で検出される流体の流量が所定範囲にある時（例えば、フローセンサ６０で検出される流体の流量が、ポンプ５０の運転時に流体回路３００を最低限流れるべき流量を下回る時）をいう。所定範囲は、例えば、固定されていてもよいし、ポンプモータ５１の回転数に応じて変動してもよい。

以下に、図２のフローチャートを用いて、流体回路３００内を流れる流体の流量異常時に、空調・給湯ユニット１００の制御部９０により実行される処理（流量異常の検出処理および流量異常検出時に実行する処理）について説明する。

制御部９０は、フローセンサ６０から、流体の流量Ｆを取得する（ステップＳ１）。制御部９０は、例えば、定期的に、フローセンサ６０により検出された流量Ｆを取得する。

次に、制御部９０は、流量Ｆが所定範囲にあるかを判定する。具体的には、制御部９０は、例えば、流量Ｆが、ゼロから、ポンプ５０の運転時に流体回路３００を最低限流れるべき流量の範囲にあるかを判定する（ステップＳ２）。流量Ｆが所定範囲にあると判定される場合には、ステップＳ３へ進む。流量Ｆが所定範囲外であると判定される場合には、ステップＳ１へ戻る。

次に、制御部９０は、ステップＳ２の判定において、流量Ｆが所定範囲にあるとＮ回以上連続して判定されたか否かを判定する（ステップＳ３）。なお、ここで、Ｎは正の整数（すなわち１以上の整数）である。Ｎの値には、流体回路３００における流量異常を判定する上で適切な値が選択されればよい。ステップＳ２の判定において、流量Ｆが所定範囲にあるとＮ回以上連続して判定されている場合にはステップＳ４へ進み、流量Ｆが所定範囲にあると連続して判定された回数がＮ回より少ない場合にはステップＳ１へと戻る。

ステップＳ４では、制御部９０は、流体回路３００において流量異常が発生していると判定する。その後、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、制御部９０は、切換機構８０が、現在、第１状態にあるか否か（第１状態にあるか、又は、第２状態にあるか）を確認する。ステップＳ５で、切換機構８０が第１状態にあると判断される場合には、ステップＳ６に進む。一方、ステップＳ５で、切換機構８０が第１状態にない（第２状態にある）と判断される場合には、ステップＳ７に進む。

ステップＳ６では、制御部９０は、ステップＳ４で発生していると判定した流量異常が、空調機器４３０へと流体が流れている時の流量異常である（空調機器４３０側の配管の閉塞等を原因とした流量異常である）と判断する。そして、制御部９０は、判断結果を報知する。具体的には、例えば、制御部９０は、空調・給湯ユニット１００に設けられた図示しない表示部等に、判断結果を表示させる。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、制御部９０は、空調機器４３０や給湯タンク７０のリモコン表示部等に、判断結果を出力させてもよい。

ステップＳ７では、制御部９０は、ステップＳ４で発生していると判定した流量異常が、給湯タンク７０へと流体が流れている時の流量異常である（給湯タンク７０側の配管の閉塞等を原因とした流量異常である）と判断する。そして、制御部９０は、判断結果を報知する。判断結果の報知については、ステップＳ６と同様であるため、説明は省略する。

なお、ここでは、制御部９０は、ステップＳ４で流量異常が発生した場合、ポンプ５０を停止して、空調・給湯ユニット１００の運転を停止する。

（４）特徴
（４−１）
空調・給湯ユニット１００は、熱交換器の一例としての利用側熱交換器２０と、流体流入管４２と、流体流出管３２と、流体供給部３１と、第１供給管３３と、流体戻り部４１と、第１戻り管４３と、給湯タンク７０と、第２供給管３４と、第２戻り管４４と、切換機構８０と、ポンプ５０と、流量検出手段の一例としてのフローセンサ６０と、制御部９０と、を備える。利用側熱交換器２０は、冷媒から供給される熱を流体（上記実施形態では水）に伝える。流体流入管４２は、利用側熱交換器２０に接続され、利用側熱交換器２０へと流体が流入する。流体流出管３２は、利用側熱交換器２０に接続され、利用側熱交換器２０から流体が流出する。流体供給部３１には、空調対象空間にある空調機器４３０へと流体が流れる往き外部配管４１０が接続される。第１供給管３３は、流体流出管３２と流体供給部３１とを結ぶ。流体戻り部４１には、空調機器４３０から戻ってくる流体が流れる戻り外部配管４２０が接続される。第１戻り管４３は、流体流入管４２と流体戻り部４１とを結ぶ。給湯タンク７０は、流体から供給される熱によって内部の水が加熱される。第２供給管３４は、流体流出管３２と給湯タンク７０とを結ぶ。第２戻り管４４は、流体流入管４２と給湯タンク７０とを結ぶ。切換機構８０は、流体流出管３２から第１供給管３３を介して空調機器４３０へと流体が流れる第１状態と、流体流出管３２から第２供給管３４を介して給湯タンク７０へと流体が流れる第２状態とを切り換える。ポンプ５０は、流体流出管３２に設けられる。フローセンサ６０は、流体流出管３２に設けられ、流体の流量を検出する。制御部９０は、フローセンサ６０が検出した流体の流量が所定範囲にある時に、流量異常と判定する。制御部９０は、流量異常と判定する時に、切換機構８０が第１状態にあるか第２状態にあるかを確認し、空調機器４３０へと流体が流れている時の流量異常なのか、給湯タンク７０へと流体が流れている時の流量異常なのかを判断し、判断結果を報知する。

ここでは、流量異常と判定される時に、空調機器４３０に向かって流体が流れているか、給湯タンク７０に向かって流体が流れているかが判断され、判断結果が報知される。そのため、流量異常が、給湯タンク７０側および空調機器４３０側の何れの配管等が原因で発生しているのかを容易に把握可能で、修理を行う作業者の作業時間の短縮化を図ることができる。

（５）変形例
以下に、上記実施形態の変形例を示す。なお、変形例は、互いに矛盾のない範囲で適宜組み合わされてもよい。

（５−１）変形例Ａ
上記実施形態では、熱源ユニット２００と空調・給湯ユニット１００とは、別ユニットとして構成されるが、これに限定されるものではない。例えば、熱源ユニット２００と空調・給湯ユニット１００とは、１つのユニットとして構成されてもよい。

（５−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、制御部９０は、流量異常と判定した場合に、ポンプ５０を停止して、空調・給湯ユニット１００の運転を停止するが、これに限定されるものではない。

例えば、制御部９０は、流量異常と判定した場合であっても、その流量異常が、切換機構８０が第１状態にある時に発生したものであれば（空調機器４３０へと流体が流れている時の流量異常であれば）、切換機構８０を第２状態にして運転すること（給湯タンク７０へと流体を流す運転）は許可するよう構成されてもよい。また、例えば、制御部９０は、流量異常と判定した場合であっても、その流量異常が、切換機構８０が第２状態にある時に発生したものであれば、切換機構８０を第１状態にしての運転することは許可するよう構成されてもよい。

なお、この場合に、制御部９０は、上記の流体の流量異常時の処理を更に行うことが好ましい。つまり、制御部９０は、判断結果（流量異常が、空調機器４３０および給湯タンク７０の何れに流体が流れている時に発生した流量異常であるかという判断結果）の報知中に、流量異常を更に判定し、その判定時に、報知中の判断結果とは異なる他方へと流体が流れている時の流量異常であると判断した場合には、空調機器４３０へと流体が流れている時の流量異常であることと、給湯タンク７０へと流体が流れている時の流量異常であることとを、併せて報知することが好ましい。ここでは、流体の流量異常の発生時に、給湯タンク７０側および空調機器４３０側の両方の配管等で異常が発生していることを把握できるため、修理を行う作業者は漏れ無く異常に対応することができる。

（５−３）変形例Ｃ
上記実施形態では、切換機構８０は、流体流出管３２が、第１供給管３３および第２供給管３４に分岐する分岐部に設けられている。ただし、これに限定されるものではなく、切換機構８０は、第１戻り管４３および第２戻り管４４が、流体流入管４２に合流する合流部に設けられてもよい。

本発明は、冷媒から供給される熱を流体へと伝える熱交換器から、流体の熱を利用する空調機器および給湯タンクの一方へ択一的に流体を送る空調・給湯ユニットに広く適用可能である。

２０ 利用側熱交換器（熱交換器）
３１ 流体供給部
３２ 流体流出管
３３ 第１供給管
３４ 第２供給管
４１ 流体戻り部
４２ 流体流入管
４３ 第１戻り管
４４ 第２戻り管
５０ ポンプ
６０ フローセンサ（流量検出手段）
７０ 給油タンク
８０ 切換機構
９０ 制御部
１００ 空調・給湯ユニット
４１０ 往き外部配管
４２０ 戻り外部配管
４３０ 空調機器

特開２０１３−１４８２６６号公報

Claims (2)

1. 冷媒から供給される熱を流体に伝える熱交換器（２０）と、
   前記熱交換器に接続され、前記熱交換器へと前記流体が流入する流体流入管（４２）と、
   前記熱交換器に接続され、前記熱交換器から前記流体が流出する流体流出管（３２）と、
   空調対象空間にある空調機器（４３０）へと前記流体が流れる往き外部配管（４１０）が接続される、流体供給部（３１）と、
   前記流体流出管と前記流体供給部とを結ぶ第１供給管（３３）と、
   前記空調機器から戻ってくる前記流体が流れる戻り外部配管（４２０）が接続される、流体戻り部（４１）と、
   前記流体流入管と前記流体戻り部とを結ぶ第１戻り管（４３）と、
   前記流体から供給される熱によって内部の水が加熱される給湯タンク（７０）と、
   前記流体流出管と前記給湯タンクとを結ぶ第２供給管（３４）と、
   前記流体流入管と前記給湯タンクとを結ぶ第２戻り管（４４）と、
   前記流体流出管から前記第１供給管を介して前記空調機器へと前記流体が流れる第１状態と、前記流体流出管から前記第２供給管を介して前記給湯タンクへと前記流体が流れる第２状態とを切り換える切換機構（８０）と、
   前記流体流出管又は前記流体流入管に設けられるポンプ（５０）と、
   前記流体流出管又は前記流体流入管に設けられ、前記流体の流量を検出する流量検出手段（６０）と、
   前記流量検出手段が検出した前記流体の流量が所定範囲にある時に、流量異常と判定する制御部（９０）と、
   を備え、
   前記制御部は、流量異常と判定する時に、前記切換機構が前記第１状態にあるか前記第２状態にあるかを確認し、前記空調機器へと前記流体が流れている時の流量異常なのか、前記給湯タンクへと前記流体が流れている時の流量異常なのかを判断し、判断結果を報知する、
   空調・給湯ユニット（１００）。
2. 前記制御部は、前記判断結果の報知中に流量異常を更に判定し、その判定時に、報知中の前記判断結果とは異なる他方へと前記流体が流れている時の流量異常であると判断した場合には、前記空調機器へと前記流体が流れている時の流量異常であることと、前記給湯タンクへと前記流体が流れている時の流量異常であることとを、併せて報知する、
   請求項１に記載の空調・給湯ユニット。

Images