JP2017020681A - 空調給湯システム - Google Patents

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Abstract

【課題】室内の空気調和と水の加熱とを行う空調給湯システムにおいて、冷房能力と水の加熱能力を過不足なく発揮させる。【解決手段】空調給湯システム(10)の冷媒回路(15)では、切換機構を構成する電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)が、冷媒の流通経路を切り換える。例えば、第1〜第3冷房/加熱経路では、室内熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能し、給湯用熱交換器(61)が放熱器として機能する。更に、第1冷房/加熱経路では室外熱交換器(27)が放熱器として機能し、第2冷房/加熱経路では室外熱交換器(27)が休止し、第3冷房/加熱経路では室外熱交換器(27)が蒸発器として機能する。【選択図】図1

Description

本発明は、室内の空気調和と給湯用の温水の生成とを行う空調給湯システムに関するものである。
従来より、室内の空気調和と給湯用の温水の生成とを行う空調給湯システムが知られている。特許文献1に開示されたヒートポンプ給湯機は、この空調給湯システムを構成している。
特許文献1には、ヒートポンプ給湯機が冷房/給湯運転と給湯運転とを行うことが記載されている。冷房/給湯運転では、室内熱交換器が蒸発器として機能することによって室内の冷房が行われると同時に、給湯熱交換器が凝縮器として機能することによって貯湯タンク内の水が加熱される。また、給湯運転では、室内熱交換器が休止する一方、給湯熱交換器が凝縮器として機能することによって貯湯タンク内の水が加熱される。更に、特許文献1には、冷房/給湯運転に、余剰の冷媒を室外熱交換器に溜めることが記載されている。
特開平10−288420号公報
特許文献1のヒートポンプ給湯機の冷房/給湯運転では、給湯熱交換器が凝縮器として機能して室内熱交換器が蒸発器として機能する一方、室外熱交換器は余剰冷媒のタンクとして機能する。つまり、この冷房/給湯運転において、室外熱交換器は、冷媒回路を循環する冷媒と空気を熱交換させる熱交換器として機能しない。このため、室内の冷房負荷と給湯用の水の加熱負荷とが均衡している場合は、ヒートポンプ給湯機が冷房/給湯運転を行うことによって、必要な冷房能力と水の加熱能力とが同時に得られる。
ところが、室内の冷房負荷と給湯用の水の加熱負荷とが常に均衡するとは限らない。このため、特許文献1のヒートポンプ給湯機の冷房/給湯運転では、ヒートポンプ給湯機に必要な加熱能力を発揮させた場合に、発揮される冷房能力が過剰になったり不足するおそれがあった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、室内の空気調和と給湯用の温水の生成とを行う空調給湯システムにおいて、冷房能力と水の加熱能力を過不足なく発揮させ、室内の快適性と給湯用の温水の確保とを両立させることにある。
第1の発明は、圧縮機(25)と熱源側熱交換器(27)と空調用熱交換器(51a,51b)と給湯用熱交換器(61)とが設けられて冷凍サイクルを行う冷媒回路(15)と、上記給湯用熱交換器(61)において加熱された水を貯留する貯湯タンク(71)を備えた給湯装置(70)とを備えた空調給湯システムを対象とする。そして、上記冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、上記熱源側熱交換器(27)が蒸発器として機能して上記空調用熱交換器(51a,51b)が休止して上記給湯用熱交換器(61)が放熱器として機能する加熱専用経路と、上記熱源側熱交換器(27)が放熱器として機能して上記空調用熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能して上記給湯用熱交換器(61)が休止する冷房専用経路と、上記熱源側熱交換器(27)及び上記給湯用熱交換器(61)が放熱器として機能して上記空調用熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能する第1冷房/加熱経路と、上記熱源側熱交換器(27)が休止して上記空調用熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能して上記給湯用熱交換器(61)が放熱器として機能する第2冷房/加熱経路と、上記熱源側熱交換器(27)及び上記空調用熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能して上記給湯用熱交換器(61)が放熱器として機能する第3冷房/加熱経路とに切り換えるための切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)を備えるものである。
第1の発明では、空調給湯システム(10)に切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)が設けられる。切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)は、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、加熱専用経路と冷房専用経路と第1冷房/加熱経路と第2冷房/加熱経路と第3冷房/加熱経路とに切り換える。
冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が加熱専用経路となっている場合、冷媒回路(15)を循環する冷媒は、熱源側熱交換器(27)において吸熱し、給湯用熱交換器(61)において放熱する。そして、空調給湯システム(10)では、給湯用熱交換器(61)における水の加熱が行われ、空調用熱交換器(51a,51b)による室内の空気調和は行われない。
冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が冷房専用経路となっている場合、冷媒回路(15)を循環する冷媒は、空調用熱交換器(51a,51b)において吸熱し、熱源側熱交換器(27)において放熱する。そして、空調給湯システム(10)では、空調用熱交換器(51a,51b)による室内の冷房が行われ、給湯用熱交換器(61)における水の加熱は行われない。
冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が第1冷房/加熱経路となっている場合、冷媒回路(15)を循環する冷媒は、空調用熱交換器(51a,51b)において吸熱し、熱源側熱交換器(27)及び給湯用熱交換器(61)において放熱する。そして、空調給湯システム(10)では、空調用熱交換器(51a,51b)による室内の冷房と、給湯用熱交換器(61)における水の加熱とが行われる。この場合、冷媒回路(15)を循環する冷媒は、空調用熱交換器(51a,51b)において外部から吸熱する一方、外部へ放出すべき熱の一部を給湯用熱交換器(61)において放出する。従って、この空調給湯システム(10)の運転は、冷房負荷が相対的に大きい運転状態に適している。
冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が第2冷房/加熱経路となっている場合、冷媒回路(15)を循環する冷媒は、空調用熱交換器(51a,51b)において吸熱し、給湯用熱交換器(61)において放熱する。そして、空調給湯システム(10)では、空調用熱交換器(51a,51b)による室内の冷房と、給湯用熱交換器(61)における水の加熱とが行われる。この場合、冷媒回路(15)を循環する冷媒は、空調用熱交換器(51a,51b)において外部から吸熱する一方、外部へ放出すべき熱の全部を給湯用熱交換器(61)において放出する。従って、この空調給湯システム(10)の運転は、冷房負荷と水の加熱負荷が均衡している運転状態に適している。
冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が第3冷房/加熱経路となっている場合、冷媒回路(15)を循環する冷媒は、空調用熱交換器(51a,51b)及び熱源側熱交換器(27)において吸熱し、給湯用熱交換器(61)において放熱する。そして、空調給湯システム(10)では、空調用熱交換器(51a,51b)による室内の冷房と、給湯用熱交換器(61)における水の加熱とが行われる。この場合、冷媒回路(15)を循環する冷媒は、空調用熱交換器(51a,51b)と熱源側熱交換器(27)のそれぞれにおいて吸熱し、給湯用熱交換器(61)において放出する。従って、この空調給湯システム(10)の運転は、冷房負荷が相対的に小さい運転状態に適している。
第2の発明は、上記第1の発明において、上記冷媒回路(15)には、上記空調用熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能するように冷媒を流通させる第1状態と、上記空調用熱交換器(51a,51b)が凝縮器として機能するように冷媒を流通させる第2状態とに切り換わる四方切換弁(26)が設けられる一方、上記切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)は、上記四方切換弁(26)が上記第1状態となっているときに、上記冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、上記加熱専用経路と上記冷房専用経路と上記第1冷房/加熱経路と上記第2冷房/加熱経路と上記第3冷房/加熱経路との何れにも設定可能に構成されるものである。
第2の発明では、冷媒回路(15)に四方切換弁(26)が設けられる。四方切換弁(26)が第1状態に設定されると、空調用熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能し、室内の冷房が行われる。四方切換弁(26)が第2状態に設定されると、空調用熱交換器(51a,51b)が放熱器として機能し、室内の暖房が行われる。この発明の切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)は、四方切換弁(26)が第1状態に保持された状況において、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、加熱専用経路と冷房専用経路と第1冷房/加熱経路と第2冷房/加熱経路と第3冷房/加熱経路との何れにも設定できる。
第3の発明は、上記第2の発明において、上記切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)は、上記四方切換弁(26)が上記第1状態である場合と上記第2状態である場合の両方において、上記冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を上記加熱専用経路に設定可能に構成されるものである。
第3の発明の切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)は、四方切換弁(26)が第1状態であるか第2状態であるかに拘わらず、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、加熱専用経路に設定できる。
第4の発明は、上記第1〜第3のいずれか一つの発明において、上記冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が上記冷房専用経路であるときに上記給湯用熱交換器(61)における水の加熱を開始する場合は、上記冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が上記冷房専用経路から上記第1冷房/加熱経路に切り換わるように上記切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)を制御する制御器(23)を備えるものである。
第4の発明の制御器(23)は、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が冷房専用経路であるとき(即ち、空調給湯システム(10)が室内の冷房だけを行っているとき)に給湯用熱交換器(61)における水の加熱を開始する場合、切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)を制御することによって、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、冷房専用経路から第1冷房/加熱経路に切り換える。冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が冷房専用経路から第1冷房/加熱経路に切り換わると、休止していた給湯用熱交換器(61)が放熱器として機能し始める一方、熱源側熱交換器(27)は引き続き放熱器として機能し、空調用熱交換器(51a,51b)は引き続き蒸発器として機能する。このため、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路の変化が最小限に抑えられる。
第5の発明は、上記第1〜第3のいずれか一つの発明において、上記冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が上記加熱専用経路であるときに室内の冷房を開始する場合は、上記冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が上記加熱専用経路から上記第3冷房/加熱経路に切り換わるように上記切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)を制御する制御器(23)を備えるものである。
第5の発明の制御器(23)は、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が加熱専用経路であるとき(即ち、空調給湯システム(10)が給湯用の水の加熱だけを行っているとき)に室内の冷房を開始する場合、切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)を制御することによって、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、加熱専用経路から第3冷房/加熱経路に切り換える。冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が加熱専用経路から第3冷房/加熱経路に切り換わると、休止していた空調用熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能し始める一方、熱源側熱交換器(27)は引き続き蒸発器として機能し、給湯用熱交換器(61)は引き続き放熱器として機能する。このため、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路の変化が最小限に抑えられる。
本発明では、切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)によって、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が、加熱専用経路と冷房専用経路と第1冷房/加熱経路と第2冷房/加熱経路と第3冷房/加熱経路とに切り換えられる。このため、冷房負荷と水の加熱負荷が均衡している運転状態だけでなく、両者が均衡していない運転状態においても、空調給湯システム(10)に、冷房能力と水の加熱能力のそれぞれを過不足なく発揮させることができる。従って、本発明によれば、室内の快適性と給湯用の温水の確保とを両立させることができる。
上記第4の発明では、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路の変化を最小限に抑えつつ、室内の冷房だけを行う状態から冷房と水の加熱の両方を行う状態に、空調給湯システム(10)を変化させることができる。また、上記第5の発明では、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路の変化を最小限に抑えつつ、水の加熱だけを行う状態から冷房と水の加熱の両方を行う状態に、空調給湯システム(10)を変化させることができる。従って、第4及び第5の各発明によると、空調給湯システム(10)の運転状態が変化した際に、冷媒回路(15)における冷媒の挙動を比較的短い時間で安定させることが可能となる。
図1は、実施形態の空調給湯システムの構成を示す冷媒回路図である。 図2は、冷房専用運転中の冷媒の流れを示す空調給湯システムの冷媒回路図である。 図3は、第1冷房/湯沸かし運転中の冷媒の流れを示す空調給湯システムの冷媒回路図である。 図4は、第2冷房/湯沸かし運転中の冷媒の流れを示す空調給湯システムの冷媒回路図である。 図5は、第3冷房/湯沸かし運転中の冷媒の流れを示す空調給湯システムの冷媒回路図である。 図6は、第1湯沸かし運転中の冷媒の流れを示す空調給湯システムの冷媒回路図である。 図7は、第2湯沸かし運転中の冷媒の流れを示す空調給湯システムの冷媒回路図である。 図8は、暖房専用運転中の冷媒の流れを示す空調給湯システムの冷媒回路図である。 図9は、暖房/湯沸かし運転中の冷媒の流れを示す空調給湯システムの冷媒回路図である。 図10は、実施形態の変形例の空調給湯システムの構成を示す冷媒回路図である。
本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態および変形例は、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。
図1に示すように、本実施形態の空調給湯システム(10)は、室外ユニット(20)と、中継ユニット(40)と、第1室内ユニット(50a)と、第2室内ユニット(50b)と、熱交換器ユニット(60)と、給湯装置である給湯ユニット(70)とを備えている。また、図示しないが、空調給湯システム(10)には、リモコンが設けられている。リモコンには、運転の選択ボタンや、室内温度の設定部などが設けられている。ユーザーは、リモコンを操作することによって、冷房運転と暖房運転を選択したり、室内温度の設定値を入力する。
空調給湯システム(10)では、室外ユニット(20)と、中継ユニット(40)と、第1室内ユニット(50a)と、第2室内ユニット(50b)と、熱交換器ユニット(60)とを冷媒用の配管で接続することによって、冷媒回路(15)が形成されている。冷媒回路(15)では、冷媒が循環することによって冷凍サイクルが行われる。また、この空調給湯システム(10)では、熱交換器ユニット(60)と給湯ユニット(70)を水用の配管で接続することによって、水循環回路(75)が形成されている。水循環回路(75)では、熱交換器ユニット(60)と給湯ユニット(70)の間を水が循環する。
室外ユニット(20)には、室外回路(21)と室外ファン(22)と主制御器(23)とが収容されている。室外ファン(22)は、後述する室外熱交換器(27)へ室外空気を供給するためのファンである。
室外回路(21)には、圧縮機(25)と、四方切換弁(26)と、熱源側熱交換器である室外熱交換器(27)と、熱源側膨張弁である室外膨張弁(EV4)とが設けられている。また、室外回路(21)には、給湯側配管(33)と、バイパス配管(34)と、第1ガス側閉鎖弁(36)と、第2ガス側閉鎖弁(37)と、液側閉鎖弁(38)とが設けられている。
圧縮機(25)は、その吐出口が吐出側配管(31)を介して四方切換弁(26)の第1のポートに接続され、その吸入口が吸入側配管(32)を介して四方切換弁(26)の第2のポートに接続されている。四方切換弁(26)は、第3のポートが室外熱交換器(27)のガス側端に接続され、第4のポートが第2ガス側閉鎖弁(37)に接続されている。また、室外回路(21)では、室外熱交換器(27)の液側端が室外膨張弁(EV4)の一端に接続され、室外膨張弁(EV4)の他端が液側閉鎖弁(38)に接続されている。
吐出側配管(31)には、開閉弁である吐出側電磁弁(SV2)が設けられている。給湯側配管(33)は、その一端が吐出側配管(31)における圧縮機(25)と吐出側電磁弁(SV2)の間に接続され、その他端が第1ガス側閉鎖弁(36)に接続されている。この給湯側配管(33)には、開閉弁である給湯側電磁弁(SV1)が設けられている。バイパス配管(34)は、その一端が吐出側配管(31)における吐出側電磁弁(SV2)と四方切換弁(26)の間に接続され、その他端が吸入側配管(32)に接続されている。このバイパス配管(34)には、開閉弁であるバイパス側電磁弁(SV3)が設けられている。
圧縮機(25)は、ロータリ式またはスクロール式の全密閉型圧縮機(25)である。室外熱交換器(27)は、いわゆるクロスフィン形のフィン・アンド・チューブ熱交換器である。室外膨張弁(EV4)は、開度可変の調節弁である電子膨張弁によって構成されている。四方切換弁(26)は、冷媒の圧力を利用して弁体を駆動するパイロット式の切換弁である。この四方切換弁(26)は、第1のポートが第3のポートに連通し且つ第2のポートが第4のポートに連通する第1状態(図1に実線で示す状態)と、第1のポートが第4のポートに連通し且つ第2のポートが第3のポートに連通する第2状態(図1に破線で示す状態)とに切り換わるように構成されている。
主制御器(23)は、圧縮機(25)及び室外ファン(22)の回転速度の制御と、四方切換弁(26)の切り換え制御と、電磁弁(SV1,SV2,SV3)の開閉制御と、室外膨張弁(EV4)の開度制御とを行うように構成されている。また、主制御器(23)は、後述する中継ユニット(40)に設けられた膨張弁(EV1,EV2,EV3)の開度制御も行うように構成されている。
中継ユニット(40)には、第1ヘッダ管(41)と第2ヘッダ管(42)と中継配管(43)とが収容されている。これらヘッダ管(41,42)は、両端が閉塞された細長い中空円筒状の部材である。第1ヘッダ管(41)は、配管を介して室外回路(21)の液側閉鎖弁(38)に接続されている。第2ヘッダ管(42)は、配管を介して室外回路(21)の第2ガス側閉鎖弁(37)に接続されている。中継配管(43)は、その一端が室外回路(21)の第1ガス側閉鎖弁(36)に接続されている。
また、中継ユニット(40)には、空調用膨張弁である第1室内膨張弁(EV1)及び第2室内膨張弁(EV2)と、給湯側膨張弁(EV3)とが収容されている。これらの各膨張弁(EV1,EV2,EV3)は、開度可変の調節弁である電子膨張弁によって構成され、第1ヘッダ管(41)に接続されている。
第1室内ユニット(50a)には、第1室内熱交換器(51a)と第1室内ファン(52a)とが収容されている。第2室内ユニット(50b)には、第2室内熱交換器(51b)と第2室内ファン(52b)とが収容されている。各室内熱交換器(51a,51b)は、いわゆるクロスフィン形のフィン・アンド・チューブ熱交換器であって、空調用熱交換器を構成している。各室内ファン(52a,52b)は、対応する室内熱交換器(51a,51b)へ室内空気を供給するためのファンである。
第1室内熱交換器(51a)は、その液側端が配管を介して中継ユニット(40)の第1室内膨張弁(EV1)に接続され、そのガス側端が配管を介して中継ユニット(40)の第2ヘッダ管(42)に接続されている。第2室内熱交換器(51b)は、その液側端が配管を介して中継ユニット(40)の第2室内膨張弁(EV2)に接続され、そのガス側端が配管を介して中継ユニット(40)の第2ヘッダ管(42)に接続されている。
熱交換器ユニット(60)には、給湯用熱交換器(61)が収容されている。給湯用熱交換器(61)には、一次側流路(62)と二次側流路(63)とが形成されている。給湯用熱交換器(61)は、いわゆる二重管式熱交換器またはプレート式熱交換器であって、一次側流路(62)を流れる冷媒と二次側流路(63)を流れる水とを熱交換させる。給湯用熱交換器(61)の一次側流路(62)は、そのガス側端が配管を介して中継ユニット(40)の中継配管(43)に接続され、その液側端が配管を介して中継ユニット(40)の給湯側膨張弁(EV3)に接続されている。
本実施形態の冷媒回路(15)では、給湯側電磁弁(SV1)、吐出側電磁弁(SV2)、バイパス側電磁弁(SV3)、第1室内膨張弁(EV1)、第2室内膨張弁(EV2)、給湯側膨張弁(EV3)、及び室外膨張弁(EV4)が、冷媒の流通経路を切り換えるための切換機構を構成している。
給湯ユニット(70)には、貯湯タンク(71)とポンプ(72)と給湯制御器(73)とが収容されている。貯湯タンク(71)は、起立した状態の筒状のタンクであって、給湯用の温水を貯留する。貯湯タンク(71)の頂部には、給湯配管(80)の一端が接続されている。この貯湯タンク(71)は、給湯配管(80)を介して、例えば給湯栓(81)とシャワー(82)に接続されている。貯湯タンク(71)の底部には、貯湯タンク(71)へ水道水を導入するための給水配管(85)が接続されている。
給湯制御器(73)は、貯湯タンク(71)の温水の貯留量が所定の下限値を下回ると主制御器(23)へ加熱要求信号を出力し、貯湯タンク(71)の温水の貯留量が所定の上限値を上回ると主制御器(23)へ加熱停止信号を出力するように構成されている。また、給湯制御器(73)は、ポンプ(72)の制御を行うように構成されている。
水循環回路(75)では、貯湯タンク(71)とポンプ(72)と給湯用熱交換器(61)とが直列に配置されている。具体的に、ポンプ(72)は、その吸入口が貯湯タンク(71)の底部に接続され、その吐出口が給湯用熱交換器(61)の二次側流路(63)の一端に接続されている。また、給湯用熱交換器(61)の二次側流路(63)の他端は、貯湯タンク(71)の頂部に接続されている。
−空調給湯システムの運転動作−
本実施形態の空調給湯システム(10)は、冷房専用運転と、第1冷房/湯沸かし運転と、第2冷房/湯沸かし運転と、第3冷房/湯沸かし運転と、第1湯沸かし運転と、第2湯沸かし運転と、暖房専用運転と、暖房/湯沸かし運転とを選択的に行う。
〈冷房専用運転〉
空調給湯システム(10)の冷房専用運転について、図2を参照しながら説明する。この冷房専用運転は、室内の冷房を行う一方で、給湯用熱交換器(61)における水の加熱は行わない運転である。
冷房専用運転において、主制御器(23)は、四方切換弁(26)を第1状態に設定し、吐出側電磁弁(SV2)を開放し、給湯側電磁弁(SV1)及びバイパス側電磁弁(SV3)を閉鎖する。また、主制御器(23)は、第1室内膨張弁(EV1)及び第2室内膨張弁(EV2)の開度制御を行い、室外膨張弁(EV4)を全開状態に保持し、給湯側膨張弁(EV3)を全閉状態に保持する。
冷媒回路(15)では、切換機構を構成する電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)によって、冷媒の流通経路が冷房専用経路に設定される。そして、冷媒回路(15)では、室外熱交換器(27)が凝縮器(即ち、放熱器)として機能し、各室内熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能し、給湯用熱交換器(61)が休止する。
具体的に、圧縮機(25)から吐出された冷媒は、四方切換弁(26)を通って室外熱交換器(27)へ流入し、室外空気へ放熱して凝縮する。その後、冷媒は、第1ヘッダ管(41)へ流入して第1室内膨張弁(EV1)と第2室内膨張弁(EV2)に分配される。第1室内膨張弁(EV1)を通過する際に膨張した冷媒は、第1室内熱交換器(51a)へ流入し、室内空気から吸熱して蒸発する。第2室内膨張弁(EV2)を通過する際に膨張した冷媒は、第2室内熱交換器(51b)へ流入し、室内空気から吸熱して蒸発する。各室内熱交換器(52a,52b)から流出した冷媒は、第2ヘッダ管(42)へ流入して合流し、その後に四方切換弁(26)を通って圧縮機(25)へ吸入されて圧縮される。
各室内ユニット(50a,50b)は、吸い込んだ室内空気を室内熱交換器(51a,51b)において冷却し、冷却された空気を室内へ吹き出す。
〈第1冷房/湯沸かし運転〉
空調給湯システム(10)の第1冷房/湯沸かし運転について、図3を参照しながら説明する。この第1冷房/湯沸かし運転は、室内の冷房と、給湯用熱交換器(61)における水の加熱との両方を行う運転である。この第1冷房/湯沸かし運転は、冷房負荷が相対的に大きい運転状態に適している。
第1冷房/湯沸かし運転において、主制御器(23)は、四方切換弁(26)を第1状態に設定し、給湯側電磁弁(SV1)及び吐出側電磁弁(SV2)を開放し、バイパス側電磁弁(SV3)を閉鎖する。また、主制御器(23)は、第1室内膨張弁(EV1)、第2室内膨張弁(EV2)、給湯側膨張弁(EV3)、及び室外膨張弁(EV4)の開度制御を行う。給湯制御器(73)は、ポンプ(72)を作動させる。
冷媒回路(15)では、切換機構を構成する電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)によって、冷媒の流通経路が第1冷房/加熱経路に設定される。そして、冷媒回路(15)では、室外熱交換器(27)及び給湯用熱交換器(61)が凝縮器として機能し、各室内熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能する。
具体的に、圧縮機(25)から吐出された冷媒は、その一部が四方切換弁(26)を通って室外熱交換器(27)へ流入し、残りが給湯側配管(33)を通って給湯用熱交換器(61)へ流入する。室外熱交換器(27)へ流入した冷媒は、室外空気へ放熱して凝縮し、その後に室外膨張弁(EV4)を通って第1ヘッダ管(41)へ流入する。給湯用熱交換器(61)の一次側流路(62)へ流入した冷媒は、その二次側流路(63)を流れる水へ放熱して凝縮し、その後に給湯側膨張弁(EV3)を通って第1ヘッダ管(41)へ流入する。
第1ヘッダ管(41)において合流した冷媒は、冷房専用運転時と同様に、各室内膨張弁(EV1,EV2)へ分配され、室内膨張弁(EV1,EV2)を通過する際に膨張した後に対応する室内熱交換器(52a,52b)へ流入し、室内空気から吸熱して蒸発する。各室内熱交換器(52a,52b)から流出した冷媒は、第2ヘッダ管(42)へ流入して合流し、その後に四方切換弁(26)を通って圧縮機(25)へ吸入されて圧縮される。
各室内ユニット(50a,50b)は、吸い込んだ室内空気を室内熱交換器(51a,51b)において冷却し、冷却された空気を室内へ吹き出す。一方、水循環回路(75)では、貯湯タンク(71)の底部に存在する比較的低温の水が給湯用熱交換器(61)の二次側流路(63)へ供給され、その二次側流路(63)を流れる間に加熱された水が貯湯タンク(71)の頂部へ送り返される。その結果、給湯ユニット(70)では、貯湯タンク(71)内における温水の量が増加してゆく。
〈第2冷房/湯沸かし運転〉
空調給湯システム(10)の第2冷房/湯沸かし運転について、図4を参照しながら説明する。この第2冷房/湯沸かし運転は、室内の冷房と、給湯用熱交換器(61)における水の加熱との両方を行う運転である。この第2冷房/湯沸かし運転は、冷房負荷と加熱負荷が実質的に均衡する運転状態に適している。
第2冷房/湯沸かし運転において、主制御器(23)は、四方切換弁(26)を第1状態に設定し、給湯側電磁弁(SV1)を開放し、吐出側電磁弁(SV2)及びバイパス側電磁弁(SV3)を閉鎖する。また、主制御器(23)は、第1室内膨張弁(EV1)、第2室内膨張弁(EV2)、及び給湯側膨張弁(EV3)の開度制御を行い、室外膨張弁(EV4)を全閉状態に保持する。給湯制御器(73)は、ポンプ(72)を作動させる。
冷媒回路(15)では、切換機構を構成する電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)によって、冷媒の流通経路が第2冷房/加熱経路に設定される。そして、冷媒回路(15)では、給湯用熱交換器(61)が凝縮器として機能し、各室内熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能し、室外熱交換器(27)が休止する。
具体的に、圧縮機(25)から吐出された冷媒は、給湯側配管(33)を通って給湯用熱交換器(61)の一次側流路(62)へ流入し、その二次側流路(63)を流れる水へ放熱して凝縮した後に第1ヘッダ管(41)へ流入する。第1ヘッダ管(41)へ流入した冷媒は、冷房専用運転時と同様に、各室内膨張弁(EV1,EV2)へ分配され、室内膨張弁(EV1,EV2)を通過する際に膨張した後に対応する室内熱交換器(52a,52b)へ流入し、室内空気から吸熱して蒸発する。各室内熱交換器(52a,52b)から流出した冷媒は、第2ヘッダ管(42)へ流入して合流し、その後に四方切換弁(26)を通って圧縮機(25)へ吸入されて圧縮される。
各室内ユニット(50a,50b)は、吸い込んだ室内空気を室内熱交換器(51a,51b)において冷却し、冷却された空気を室内へ吹き出す。一方、水循環回路(75)では、貯湯タンク(71)の底部の水が給湯用熱交換器(61)へ供給され、給湯用熱交換器(61)において加熱された水が貯湯タンク(71)の頂部へ送り返される。その結果、給湯ユニット(70)では、貯湯タンク(71)内における温水の量が増加してゆく。
なお、第2冷房/湯沸かし運転では、バイパス側電磁弁(SV3)が開放されていてもよい。バイパス側電磁弁(SV3)が開いていると、室外熱交換器(27)が圧縮機(25)の吸入口と連通する。しかし、第2冷房/湯沸かし運転では、室外膨張弁(EV4)が全閉状態に保持される。このため、バイパス側電磁弁(SV3)が開放されていても、室外熱交換器(27)は冷媒が流入しない休止状態となる。
〈第3冷房/湯沸かし運転〉
空調給湯システム(10)の第3冷房/湯沸かし運転について、図5を参照しながら説明する。この第3冷房/湯沸かし運転は、室内の冷房と、給湯用熱交換器(61)における水の加熱との両方を行う運転である。この第3冷房/湯沸かし運転は、冷房負荷が相対的に小さい運転状態に適している。
第3冷房/湯沸かし運転において、主制御器(23)は、四方切換弁(26)を第1状態に設定し、給湯側電磁弁(SV1)及びバイパス側電磁弁(SV3)を開放し、吐出側電磁弁(SV2)を閉鎖する。また、主制御器(23)は、第1室内膨張弁(EV1)、第2室内膨張弁(EV2)、給湯側膨張弁(EV3)、及び室外膨張弁(EV4)の開度制御を行う。給湯制御器(73)は、ポンプ(72)を作動させる。
冷媒回路(15)では、切換機構を構成する電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)によって、冷媒の流通経路が第3冷房/加熱経路に設定される。そして、冷媒回路(15)では、給湯用熱交換器(61)が凝縮器として機能し、室外熱交換器(27)及び各室内熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能する。
具体的に、圧縮機(25)から吐出された冷媒は、給湯側配管(33)を通って給湯用熱交換器(61)の一次側流路(62)へ流入し、その二次側流路(63)を流れる水へ放熱して凝縮した後に第1ヘッダ管(41)へ流入する。第1ヘッダ管(41)へ流入した冷媒は、第1室内膨張弁(EV1)と第2室内膨張弁(EV2)と室外膨張弁(EV4)とに分配される。
各室内膨張弁(EV1,EV2)へ流入した冷媒は、冷房専用運転時と同様に、室内膨張弁(EV1,EV2)を通過する際に膨張した後に対応する室内熱交換器(52a,52b)へ流入し、室内空気から吸熱して蒸発する。各室内熱交換器(52a,52b)から流出した冷媒は、第2ヘッダ管(42)へ流入して合流し、その後に四方切換弁(26)を通って吸入側配管(32)へ流入する。一方、室外膨張弁(EV4)へ流入した冷媒は、室外膨張弁(EV4)を通過する際に膨張した後に室外熱交換器(27)へ流入し、室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器(27)から流出した冷媒は、四方切換弁(26)とバイパス配管(34)とを順に通って吸入側配管(32)へ流入し、各室内熱交換器(52a,52b)から流出した冷媒と共に圧縮機(25)へ吸入されて圧縮される。
〈第1湯沸かし運転〉
空調給湯システム(10)の第1湯沸かし運転について、図6を参照しながら説明する。この第1湯沸かし運転は、給湯用熱交換器(61)における水の加熱を行う一方で、室内の冷房は行わない運転である。
第1湯沸かし運転において、主制御器(23)は、四方切換弁(26)を第1状態に設定し、給湯側電磁弁(SV1)及びバイパス側電磁弁(SV3)を開放し、吐出側電磁弁(SV2)を閉鎖する。また、主制御器(23)は、室外膨張弁(EV4)の開度制御を行い、給湯側膨張弁(EV3)を全開状態に保持し、第1室内膨張弁(EV1)及び第2室内膨張弁(EV2)を全閉状態に保持する。
冷媒回路(15)では、切換機構を構成する電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)によって、冷媒の流通経路が第1加熱専用経路に設定される。そして、冷媒回路(15)では、給湯用熱交換器(61)が凝縮器として機能し、各室内熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能し、室外熱交換器(27)が休止する。
具体的に、圧縮機(25)から吐出された冷媒は、給湯側配管(33)を通って給湯用熱交換器(61)の一次側流路(62)へ流入し、その二次側流路(63)を流れる水へ放熱して凝縮した後に第1ヘッダ管(41)へ流入する。第1ヘッダ管(41)へ流入した冷媒は、室外膨張弁(EV4)を通過する際に膨張した後に室外熱交換器(27)へ流入し、室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器(27)から流出した冷媒は、四方切換弁(26)とバイパス配管(34)とを順に通過し、その後に圧縮機(25)へ吸入されて圧縮される。
水循環回路(75)では、貯湯タンク(71)の底部の水が給湯用熱交換器(61)へ供給され、給湯用熱交換器(61)において加熱された水が貯湯タンク(71)の頂部へ送り返される。その結果、給湯ユニット(70)では、貯湯タンク(71)内における温水の量が増加してゆく。
〈第2湯沸かし運転〉
空調給湯システム(10)の第2湯沸かし運転について、図7を参照しながら説明する。この第2湯沸かし運転は、第1湯沸かし運転と同様に、給湯用熱交換器(61)における水の加熱を行う一方で、室内の冷房は行わない運転である。
第2湯沸かし運転において、主制御器(23)は、四方切換弁(26)を第2状態に設定し、給湯側電磁弁(SV1)を開放し、吐出側電磁弁(SV2)及びバイパス側電磁弁(SV3)を閉鎖する。また、主制御器(23)は、第1湯沸かし運転と同様に、室外膨張弁(EV4)の開度制御を行い、給湯側膨張弁(EV3)を全開状態に保持し、第1室内膨張弁(EV1)及び第2室内膨張弁(EV2)を全閉状態に保持する。
冷媒回路(15)では、切換機構を構成する電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)によって、冷媒の流通経路が第2加熱専用経路に設定される。そして、第1湯沸かし運転と同様に、冷媒回路(15)では、給湯用熱交換器(61)が凝縮器として機能し、各室内熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能し、室外熱交換器(27)が休止する。
圧縮機(25)から吐出された冷媒は、第1湯沸かし運転と同様に、給湯用熱交換器(61)と室外膨張弁(EV4)と室外熱交換器(27)とを順に通過する。その後、冷媒は、四方切換弁(26)を通過後に圧縮機(25)へ吸入されて圧縮される。
水循環回路(75)では、貯湯タンク(71)の底部の水が給湯用熱交換器(61)へ供給され、給湯用熱交換器(61)において加熱された水が貯湯タンク(71)の頂部へ送り返される。その結果、給湯ユニット(70)では、貯湯タンク(71)内における温水の量が増加してゆく。
〈暖房専用運転〉
空調給湯システム(10)の暖房専用運転について、図8を参照しながら説明する。この暖房専用運転は、室内の暖房を行う一方で、給湯用熱交換器(61)における水の加熱は行わない運転である。
暖房専用運転において、主制御器(23)は、四方切換弁(26)を第2状態に設定し、吐出側電磁弁(SV2)を開放し、給湯側電磁弁(SV1)及びバイパス側電磁弁(SV3)を閉鎖する。また、主制御器(23)は、第1室内膨張弁(EV1)、第2室内膨張弁(EV2)、及び室外膨張弁(EV4)の開度制御を行い、給湯側膨張弁(EV3)を全閉状態に保持する。
冷媒回路(15)では、切換機構を構成する電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)によって、冷媒の流通経路が暖房専用経路に設定される。そして、冷媒回路(15)では、各室内熱交換器(51a,51b)が凝縮器として機能し、室外熱交換器(27)が蒸発器として機能し、給湯用熱交換器(61)が休止する。
具体的に、圧縮機(25)から吐出された冷媒は、四方切換弁(26)を通って第2ヘッダ管(42)へ流入し、その後に第1室内熱交換器(51a)と第2室内熱交換器(51b)に分配される。各室内熱交換器(52a,52b)では、流入した冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。各室内熱交換器(52a,52b)から流出した冷媒は、第1ヘッダ管(41)へ流入して合流する。その後、冷媒は、室外膨張弁(EV4)を通過する際に膨張した後に室外熱交換器(27)へ流入し、室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器(27)から流出した冷媒は、四方切換弁(26)を通って圧縮機(25)へ吸入されて圧縮される。
各室内ユニット(50a,50b)は、吸い込んだ室内空気を室内熱交換器(51a,51b)において加熱し、加熱された空気を室内へ吹き出す。
〈暖房/湯沸かし運転〉
空調給湯システム(10)の暖房/湯沸かし運転について、図9を参照しながら説明する。この暖房/湯沸かし運転は、室内の暖房と、給湯用熱交換器(61)における水の加熱との両方を行う運転である。
暖房/湯沸かし運転において、主制御器(23)は、四方切換弁(26)を第2状態に設定し、給湯側電磁弁(SV1)及び吐出側電磁弁(SV2)を開放し、バイパス側電磁弁(SV3)を閉鎖する。また、主制御器(23)は、第1室内膨張弁(EV1)、第2室内膨張弁(EV2)、給湯側膨張弁(EV3)、及び室外膨張弁(EV4)の開度制御を行う。給湯制御器(73)は、ポンプ(72)を作動させる。
冷媒回路(15)では、切換機構を構成する電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)によって、冷媒の流通経路が暖房/加熱経路に設定される。そして、冷媒回路(15)では、各室内熱交換器(51a,51b)及び給湯用熱交換器(61)が凝縮器として機能し、室外熱交換器(27)が蒸発器として機能する。
具体的に、圧縮機(25)から吐出された冷媒は、その一部が四方切換弁(26)を通って第2ヘッダ管(42)へ流入し、残りが給湯側配管(33)を通って給湯用熱交換器(61)へ流入する。第2ヘッダ管(42)へ流入した冷媒は、第1室内熱交換器(51a)と第2室内熱交換器(51b)に分配され、各室内熱交換器(52a,52b)において室内空気へ放熱して凝縮する。給湯用熱交換器(61)の一次側流路(62)へ流入した冷媒は、その二次側流路(63)を流れる水へ放熱して凝縮する。各室内熱交換器(52a,52b)と給湯用熱交換器(61)から流出した冷媒は、第1ヘッダ管(41)へ流入して合流する。その後、冷媒は、室外膨張弁(EV4)を通過する際に膨張した後に室外熱交換器(27)へ流入し、室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器(27)から流出した冷媒は、四方切換弁(26)を通って圧縮機(25)へ吸入されて圧縮される。
各室内ユニット(50a,50b)は、吸い込んだ室内空気を室内熱交換器(51a,51b)において加熱し、加熱された空気を室内へ吹き出す。一方、水循環回路(75)では、貯湯タンク(71)の底部の水が給湯用熱交換器(61)へ供給され、給湯用熱交換器(61)において加熱された水が貯湯タンク(71)の頂部へ送り返される。その結果、給湯ユニット(70)では、貯湯タンク(71)内における温水の量が増加してゆく。
−切換機構の動作−
上述したように、切換機構を構成する電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)は、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、冷房専用経路と、第1冷房/加熱経路と、第2冷房/加熱経路と、第3冷房/加熱経路と、第1加熱専用経路と、第2加熱専用経路と、暖房専用経路と、暖房/加熱経路とに切り換えることができる。
また、図2〜6に示すように、切換機構は、四方切換弁(26)が第1状態に保持されている状態において、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、冷房専用経路と、第1冷房/加熱経路と、第2冷房/加熱経路と、第3冷房/加熱経路と、第1加熱専用経路とに切り換えることができる。
また、図6〜7に示すように、切換機構は、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、第1加熱専用経路と、第2加熱専用経路とに切り換えることができる。従って、この切換機構は、四方切換弁(26)が第1状態である場合(図6を参照)と、四方切換弁(26)が第2状態である場合(図7を参照)との両方において、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、加熱専用経路に設定可能となっている。
−主制御器の動作−
リモコンにおいて冷房運転が選択されている場合、主制御器(23)は、四方切換弁(26)を第1状態に設定する。また、この場合、空調給湯システム(10)は、冷房専用運転と、第1冷房/湯沸かし運転と、第2冷房/湯沸かし運転と、第3冷房/湯沸かし運転と、第1湯沸かし運転とを選択的に行う。そのため、主制御器(23)は、切換機構を構成する電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)を制御することによって、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、冷房専用経路、第1冷房/加熱経路、第2冷房/加熱経路、第3冷房/加熱経路、または第1加熱専用経路に設定する。
先ず、主制御器(23)の動作について、主制御器(23)が冷房専用運転中に給湯制御器(73)から加熱要求信号を受信した場合(即ち、空調給湯システム(10)が冷房専用運転中に給湯用熱交換器(61)における水の加熱を開始する場合)を例に説明する。
この場合、主制御器(23)は、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が冷房専用経路(図2を参照)から第1冷房/加熱経路(図3を参照)へ切り換わるように、電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)を制御する。その結果、空調給湯システム(10)の運転が、冷房専用運転から第1冷房/湯沸かし運転へ切り換わる。
第1冷房/湯沸かし運転中に各室内ユニット(50a,50b)の冷房能力が室内の冷房負荷に対して過剰なときは、室外熱交換器(27)へ流入する冷媒の流量を削減して冷媒の放熱量を減少させるため、主制御器(23)が室外膨張弁(EV4)の開度を縮小してゆく。そして、室内膨張弁が全閉状態になると、主制御器(23)は、吐出側電磁弁(SV2)を閉鎖し、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、第1冷房/加熱経路(図3を参照)から第2冷房/加熱経路(図4を参照)へ切り換える。その結果、空調給湯システム(10)の運転が、第1冷房/湯沸かし運転から第2冷房/湯沸かし運転へ切り換わる。
第2冷房/湯沸かし運転中に各室内ユニット(50a,50b)の冷房能力が室内の冷房負荷に対して過剰なときは、主制御器(23)が、バイパス側電磁弁(SV3)及び室内膨張弁を開く。その結果、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が、第2冷房/加熱経路(図4を参照)から第3冷房/加熱経路(図5を参照)へ切り換わり、空調給湯システム(10)の運転が、第2冷房/湯沸かし運転から第3冷房/湯沸かし運転へ切り換わる。
第3冷房/湯沸かし運転中に各室内ユニット(50a,50b)の冷房能力が室内の冷房負荷に対して不足するときは、主制御器(23)が、室外熱交換器(27)へ流入する冷媒の流量を削減して各室内熱交換器(51a,51b)へ流入する冷媒の流量を増やすため、室外膨張弁(EV4)の開度を縮小してゆく。そして、室外膨張弁(EV4)が全閉状態になると、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が、第3冷房/加熱経路(図5を参照)から第2冷房/加熱経路(図4を参照)へ切り換わり、空調給湯システム(10)の運転が、第3冷房/湯沸かし運転から第2冷房/湯沸かし運転へ切り換わる。
第2冷房/湯沸かし運転中に各室内ユニット(50a,50b)の冷房能力が室内の冷房負荷に対して不足するときは、主制御器(23)が、吐出側電磁弁(SV2)及び室外膨張弁(EV4)を開く。その結果、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が、第2冷房/加熱経路(図4を参照)から第1冷房/加熱経路(図3を参照)へ切り換わり、空調給湯システム(10)の運転が、第2冷房/湯沸かし運転から第1冷房/湯沸かし運転へ切り換わる。
また、主制御器(23)は、第1〜第3冷房/湯沸かし運転中に給湯制御器(73)から加熱停止信号を受信すると、電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)を操作することによって、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、第1〜第3冷房/加熱経路から冷房専用経路(図2を参照)へ切り換える。
次に、主制御器(23)の動作について、空調給湯システム(10)が第1湯沸かし運転中に室内の冷房を開始する場合を例に説明する。
この場合、主制御器(23)は、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が第1加熱専用経路(図6を参照)から第3冷房/加熱経路(図5を参照)へ切り換わるように、電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)を制御する。その結果、空調給湯システム(10)の運転が、第1湯沸かし運転から第3冷房/湯沸かし運転へ切り換わる。
第3冷房/湯沸かし運転中に各室内ユニット(50a,50b)の冷房能力が室内の冷房負荷に対して不足するときの主制御器(23)の動作と、第2冷房/湯沸かし運転中に各室内ユニット(50a,50b)の冷房能力が室内の冷房負荷に対して不足するときの主制御器(23)の動作とは、上述の通りである。また、第1冷房/湯沸かし運転中に各室内ユニット(50a,50b)の冷房能力が室内の冷房負荷に対して過剰なときの主制御器(23)の動作と、第2冷房/湯沸かし運転中に各室内ユニット(50a,50b)の冷房能力が室内の冷房負荷に対して過剰なときの主制御器(23)の動作とは、上述の通りである。
また、主制御器(23)は、第1〜第3冷房/湯沸かし運転中に室内の冷房が不要になると、電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)を操作することによって、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、第1〜第3冷房/加熱経路から第1加熱専用経路(図6を参照)へ切り換える。
リモコンにおいて暖房運転が選択されている場合、主制御器(23)は、四方切換弁(26)を第2状態に設定する。また、この場合、空調給湯システム(10)は、暖房専用運転と、暖房/湯沸かし運転と、第2湯沸かし運転とを選択的に行う。そのため、主制御器(23)は、切換機構を構成する電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)を制御することによって、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、暖房専用経路、暖房/加熱経路、または第2加熱専用経路に設定する。なお、リモコンにおいて暖房運転が選択されている場合において、主制御器(23)は、室外熱交換器(27)の除霜を行うために、四方切換弁(26)を一時的に第1状態に設定することがある。
−実施形態の効果−
本実施形態の空調給湯システム(10)では、切換機構を構成する電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)によって、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が、加熱専用経路と冷房専用経路と第1冷房/加熱経路と第2冷房/加熱経路と第3冷房/加熱経路とに切り換えられる。このため、冷房負荷と水の加熱負荷が均衡している運転状態だけでなく、両者が均衡していない運転状態においても、空調給湯システム(10)に、冷房能力と水の加熱能力のそれぞれを過不足なく発揮させることができる。従って、本実施形態によれば、室内の快適性と給湯用の温水の確保とを両立させることができる。
上述したように、空調給湯システム(10)が冷房専用運転中に給湯用熱交換器(61)における水の加熱を開始する場合は、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が、冷房専用経路(図2を参照)から第1冷房/加熱経路(図3を参照)へ切り換わる。その結果、休止していた給湯用熱交換器(61)が放熱器として機能し始める一方、室外熱交換器(27)は引き続き放熱器として機能し、各室内熱交換器(51a,51b)は引き続き蒸発器として機能する。このため、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路の変化が最小限に抑えられる。
また、上述したように、空調給湯システム(10)が第1湯沸かし運転中に室内の冷房を開始する場合は、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が、第1加熱専用経路(図6を参照)から第3冷房/加熱経路(図5を参照)へ切り換わる。その結果、休止していた各室内熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能し始める一方、室外熱交換器(27)は引き続き蒸発器として機能し、給湯用熱交換器(61)は引き続き放熱器として機能する。このため、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路の変化が最小限に抑えられる。
従って、本実施形態によれば、空調給湯システム(10)の運転状態が変化した際に、冷媒回路(15)における冷媒の挙動を比較的短い時間で安定させることが可能となる。
ところで、上述したように、本実施形態の冷媒回路(15)に設けられた四方切換弁(26)は、パイロット式の切換弁である。通常、パイロット式の四方切換弁は、第1のポートの冷媒圧力が第2のポートの冷媒圧力よりも高い状態で正常に作動する。このため、四方切換弁(26)における第1のポートの冷媒圧力と第2のポートの冷媒圧力がほぼ同じになる場合(例えば、図5に示す第3冷房/湯沸かし運転)には、四方切換弁(26)を切り換えることができない。
これに対し、上述した電磁弁(SV1〜SV3)及び膨張弁(EV1〜EV4)によって構成された本実施形態の切換機構は、四方切換弁(26)が第1状態に保持されている状態において、冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、冷房専用経路と、第1冷房/加熱経路と、第2冷房/加熱経路と、第3冷房/加熱経路と、第1加熱専用経路とに切り換えることができる。つまり、本実施形態の空調給湯システム(10)は、四方切換弁(26)を切り換えること無く、冷房専用運転と、第1冷房/湯沸かし運転と、第2冷房/湯沸かし運転と、第3冷房/湯沸かし運転と、第1湯沸かし運転とを実行できる。従って、本実施形態によれば、冷媒回路(15)に一般的に用いられるパイロット式の四方切換弁を使用することができ、空調給湯システム(10)の製造コストの上昇を抑制できる。
−実施形態の変形例−
本実施形態の空調給湯システム(10)では、図10に示すように、バイパス配管(34)の一端が四方切換弁(26)の第3のポートと室外熱交換器(27)のガス側端とを繋ぐ配管に接続されていてもよい。この場合も、空調給湯システム(10)の各運転におけるバイパス側電磁弁(SV3)の状態は、図2〜9に示す状態と同じである。
また、本実施形態の空調給湯システム(10)では、給湯用熱交換器(61)が中継ユニット(40)に収容されていてもよい。この場合は、熱交換器ユニット(60)が省略される。
また、本実施形態の空調給湯システム(10)は二台の室内ユニットを備えているが、この内ユニットの台数は単なる例示である。従って、本実施形態の空調給湯システム(10)は、一台の室内ユニットを備えていてもよいし、三台以上の室内ユニットを備えていてもよい。
また、本実施形態の空調給湯システム(10)の冷房専用運転、第1〜第3第1冷房/湯沸かし運転、暖房専用運転、及び暖房/湯沸かし運転において、全ての室内ユニットが同時に作動する必要は無い。つまり、これらの各運転では、一部の室内ユニットが作動し、残りの室内ユニットが休止する場合もある。この場合、主制御器(23)は、休止する室内ユニットに接続する室内膨張弁を全閉状態にする。
以上説明したように、本発明は、室内の空気調和と給湯用の温水の生成とを行う空調給湯システムについて有用である。
10 空調給湯システム
15 冷媒回路
23 主制御器(制御器)
25 圧縮機
26 四方切換弁
27 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
51a 第1室内熱交換器(空調用熱交換器)
51b 第2室内熱交換器(空調用熱交換器)
61 給湯用熱交換器
70 給湯ユニット(給湯装置)
71 貯湯タンク
SV1 給湯側電磁弁(切換機構)
SV2 吐出側電磁弁(切換機構)
SV3 バイパス側電磁弁(切換機構)
EV1 第1室内膨張弁(切換機構)
EV2 第2室内膨張弁(切換機構)
EV3 給湯側膨張弁(切換機構)
EV4 室外膨張弁(切換機構)

Claims (5)

  1. 圧縮機(25)と熱源側熱交換器(27)と空調用熱交換器(51a,51b)と給湯用熱交換器(61)とが設けられて冷凍サイクルを行う冷媒回路(15)と、
    上記給湯用熱交換器(61)において加熱された水を貯留する貯湯タンク(71)を備えた給湯装置(70)とを備えた空調給湯システムであって、
    上記冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、
    上記熱源側熱交換器(27)が蒸発器として機能して上記空調用熱交換器(51a,51b)が休止して上記給湯用熱交換器(61)が放熱器として機能する加熱専用経路と、
    上記熱源側熱交換器(27)が放熱器として機能して上記空調用熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能して上記給湯用熱交換器(61)が休止する冷房専用経路と、
    上記熱源側熱交換器(27)及び上記給湯用熱交換器(61)が放熱器として機能して上記空調用熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能する第1冷房/加熱経路と、
    上記熱源側熱交換器(27)が休止して上記空調用熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能して上記給湯用熱交換器(61)が放熱器として機能する第2冷房/加熱経路と、
    上記熱源側熱交換器(27)及び上記空調用熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能して上記給湯用熱交換器(61)が放熱器として機能する第3冷房/加熱経路とに切り換えるための切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)を備えている
    ことを特徴とする空調給湯システム。
  2. 請求項1において、
    上記冷媒回路(15)には、上記空調用熱交換器(51a,51b)が蒸発器として機能するように冷媒を流通させる第1状態と、上記空調用熱交換器(51a,51b)が凝縮器として機能するように冷媒を流通させる第2状態とに切り換わる四方切換弁(26)が設けられる一方、
    上記切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)は、上記四方切換弁(26)が上記第1状態となっているときに、上記冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を、上記加熱専用経路と上記冷房専用経路と上記第1冷房/加熱経路と上記第2冷房/加熱経路と上記第3冷房/加熱経路との何れにも設定可能に構成されている
    ことを特徴とする空調給湯システム。
  3. 請求項2において、
    上記切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)は、上記四方切換弁(26)が上記第1状態である場合と上記第2状態である場合の両方において、上記冷媒回路(15)における冷媒の流通経路を上記加熱専用経路に設定可能に構成されている
    ことを特徴とする空調給湯システム。
  4. 請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、
    上記冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が上記冷房専用経路であるときに上記給湯用熱交換器(61)における水の加熱を開始する場合は、上記冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が上記冷房専用経路から上記第1冷房/加熱経路に切り換わるように上記切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)を制御する制御器(23)を備えている
    ことを特徴とする空調給湯システム。
  5. 請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、
    上記冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が上記加熱専用経路であるときに室内の冷房を開始する場合は、上記冷媒回路(15)における冷媒の流通経路が上記加熱専用経路から上記第3冷房/加熱経路に切り換わるように上記切換機構(SV1〜SV3,EV1〜EV4)を制御する制御器(23)を備えている
    ことを特徴とする空調給湯システム。
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