JP5593853B2 - 空調給湯システム - Google Patents

Description

本発明は、空調運転が行われているときの排熱を利用して、給湯用温水を加熱することが可能な空調給湯システムに関するものである。

空調運転を行うための室内機と室外機との他に、給湯用温水を貯留した給湯用タンクを備えた空調給湯システムが知られている。このシステムとしては、圧縮機と、給湯用タンク内の給湯用温水を加熱するための給湯加熱用配管と、室外熱交換器と、減圧機構と、空調運転が行われる室内に配置された室内熱交換器とが順に接続された冷媒回路を有するものがある（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、圧縮機から吐出された冷媒が、給湯加熱用配管を経由して室外熱交換器に供給され、給湯用タンク内に貯留された給湯用温水は、給湯加熱用配管を流れる冷媒によって加熱される。

特許文献１に開示されているシステムの冷媒回路は、圧縮機から吐出された冷媒を給湯加熱用配管を経由せずに室外熱交換器に供給するバイパス回路と、室外熱交換器から流出した冷媒を室内熱交換器を経由せずに圧縮機に流れるようにするバイパス回路とを有している。したがって、このシステムでは、空調運転と給湯運転との同時運転に加えて、空調のみの単独運転や、給湯のみの単独運転を行うことができる。

特開２００５−２４９３１９号公報

上述の空調給湯システムでは、空調のみの単独運転の際は、室外熱交換器で冷媒の凝縮が行われ、給湯のみの単独運転の際は、給湯加熱用配管で冷媒の凝縮が行われ、空調給湯同時運転の際は、給湯加熱用配管及び室外熱交換器で冷媒の凝縮が行われる。すなわち、空調給湯同時運転の際の凝縮器の容量は、空調のみの単独運転の際に比べて給湯加熱用配管の分だけ大きく、給湯のみの単独運転の際に比べると室外熱交換器の分だけ大きくなる。そして、このシステムに充填される冷媒量は、システム全体で凝縮器の容量が最も大きくなる空調給湯同時運転で必要となる冷媒量を考慮した上で決定されるのが一般的である。そのため、空調のみの単独運転及び給湯のみの単独運転の際には、冷媒が余剰となる。したがって、余剰冷媒が凝縮器（空調運転の際は室外熱交換器、給湯運転の際は給湯加熱用配管）に溜まることで、凝縮器における熱交換能力が低下するという問題が生じる。

そこで、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明は、余剰冷媒に起因する凝縮器における熱交換能力の低下を抑制すると共に最適冷媒量を減らすことができる空調給湯システムを提供することを目的とする。

第１の発明にかかる空調給湯システムは、圧縮機と、給湯用温水を加熱するための給湯加熱用配管と、第１室外熱交換器と、減圧機構と、空気調和が行われる室内に配置された室内熱交換器とが順に接続された冷媒回路を備え、前記冷媒回路は、前記圧縮機の吐出側配管を、前記給湯加熱用配管から前記第１室外熱交換器までの回路に接続し得るバイパス回路と、前記圧縮機の吐出側配管に設けられた切換機構とを有しており、前記バイパス回路には、第２室外熱交換器が設けられているとともに、前記切換機構は、前記圧縮機の吐出側配管から吐出された冷媒を前記給湯加熱用配管に供給すると共に、前記バイパス回路の一端を前記圧縮機の吐出側配管に接続せず且つ前記室内熱交換器から前記圧縮機までの回路に接続し、前記バイパス回路の他端を前記給湯加熱用配管から前記第１室外熱交換器までの回路に接続した第１状態、及び、前記バイパス回路の一端を前記圧縮機の吐出側配管に接続し、前記バイパス回路の他端を前記給湯加熱用配管から前記第１室外熱交換器までの回路に接続すると共に、前記圧縮機の吐出側配管から前記給湯加熱用配管までの回路と前記室内熱交換器から前記圧縮機までの回路とを接続した第２状態のいずれかに切り換え可能であって、前記冷媒回路は、さらに、前記切換機構が前記第１状態である場合において、前記給湯加熱用配管から前記第１室外熱交換器までの回路から、前記バイパス回路及び前記切換機構を経由して、前記室内熱交換器から前記圧縮機までの回路に向かう方向に冷媒が流れないように規制し得る第１弁機構と、前記切換機構が前記第２状態である場合において、前記第１室外熱交換器から前記給湯加熱用配管に向かう方向に冷媒が流れないように規制し得る第２弁機構とを有することを特徴とする。

この空調給湯システムでは、空調のみの単独運転の際は第１及び第２室外熱交換器で冷媒の凝縮が行われ、給湯のみの単独運転の際は給湯加熱用配管で冷媒の凝縮が行われ、空調給湯同時運転の際には給湯加熱用配管及び第１室外熱交換器で冷媒の凝縮が行われる。したがって、空調のみの単独運転の際の凝縮器（第１及び第２室外熱交換器）の容量と、空調給湯同時運転の際の凝縮器（給湯加熱用配管及び第１室外熱交換器）の容量とのうち大きい方に合わせて冷媒量が定められる。これらの凝縮器の容量の差は、第２室外熱交換器と給湯加熱用配管との容量の差であり、比較的小さい。よって、空調のみの単独運転と空調給湯同時運転との切り換えにより余剰となる冷媒は比較的少なく、これらの運転時における熱交換能力の低下を抑制することができる。また、充填冷媒量を低減することができる。さらに、給湯のみの単独運転の際には、余剰冷媒を第１室外熱交換器に溜めることができる。したがって、給湯のみの単独運転時における余剰冷媒に起因する熱交換能力の低下についても抑制することができる。

この空調給湯システムでは、切換機構が第１状態である場合に第１弁機構により回路を規制することで空調給湯同時運転を実現し、切換機構が第１状態である場合に第１弁機構を開放することにより給湯運転のみの単独運転を実現し、切換機構が第２状態である場合に第２弁機構により回路を規制することにより空調運転のみの単独運転を実現することができる。

第２の発明にかかる空調給湯システムは、第１の発明にかかる空調給湯システムにおいて、前記第２室外熱交換器は、前記バイパス回路において、前記第１弁機構よりも前記圧縮機の吐出側配管側に配置されている。

この空調給湯システムでは、給湯のみの単独運転を行う際に、第１弁機構を減圧機構として用いることができる。

第３の発明にかかる空調給湯システムでは、第１または第２の発明のいずれかにかかる空調給湯システムにおいて、前記第１室外熱交換器及び前記第２室外熱交換器は、それぞれ、１つの熱交換器の一部として構成されている。

この空調給湯システムは、第１室外熱交換器及び第２室外熱交換器を一体に設けることでコンパクト化される。

第４の発明にかかる空調給湯システムでは、第１〜第３の発明のいずれかにかかる空調給湯システムにおいて、前記第１室外熱交換器の容積は、前記第２室外熱交換器の容積より大きい。

この空調給湯システムでは、空調給湯同時運転時に、給湯加熱用配管と比較的容積の大きな第１室外熱交換器とで冷媒の凝縮が行われるので、第１室外熱交換器を通過させない場合と比べて、減圧機構の手前の冷媒を完全に液体にすることができる。したがって、減圧機構が制御できる状態にすることができる。

第５の発明にかかる空調給湯システムでは、第１〜第３の発明のいずれかにかかる空調給湯システムにおいて、前記第２室外熱交換器の容積は、前記第１室外熱交換器の容積より大きい。

この空調給湯システムでは、給湯運転のみの単独運転時に、比較的容積の大きな第２室外熱交換器を蒸発器として用いることができるので、少ない冷媒で比較的大きな給湯能力を得ることができる。

第６の発明にかかる空調給湯システムでは、第１〜第５の発明のいずれかにかかる空調給湯システムにおいて、前記給湯加熱用配管の容積は、前記第２室外熱交換器の容積より大きい。

この空調給湯システムでは、空調給湯同時運転時に、比較的大きな給湯加熱用配管と第１室外熱交換器とで冷媒の凝縮が行われるので、空調運転のみの単独運転時と比べて、空調能力を向上させることができる。

第７の発明にかかる空調給湯システムでは、第１〜第６の発明のいずれかにかかる空調給湯システムにおいて、前記給湯加熱用配管は、給湯用温水を貯留した給湯用タンクに接触する配管または前記給湯用タンク内に配置された配管である。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、空調のみの単独運転の際は第１及び第２室外熱交換器で冷媒の凝縮が行われ、給湯のみの単独運転の際は給湯加熱用配管で冷媒の凝縮が行われ、空調給湯同時運転の際には給湯加熱用配管及び第１室外熱交換器で冷媒の凝縮が行われる。したがって、空調のみの単独運転の際の凝縮器（第１及び第２室外熱交換器）の容量と、空調給湯同時運転の際の凝縮器（給湯加熱用配管及び第１室外熱交換器）の容量とのうち大きい方に合わせて冷媒量が定められる。これらの凝縮器の容量の差は、第２室外熱交換器と給湯加熱用配管との容量の差であり、比較的小さい。よって、空調のみの単独運転と空調給湯同時運転との切り換えにより余剰となる冷媒は比較的少なく、これらの運転時における熱交換能力の低下を抑制することができる。また、充填冷媒量を低減することができる。さらに、給湯のみの単独運転の際には、余剰冷媒を第１室外熱交換器に溜めることができる。したがって、給湯のみの単独運転時における余剰冷媒に起因する熱交換能力の低下についても抑制することができる。

また、第１の発明では、切換機構が第１状態である場合に第１弁機構により回路を規制することで空調給湯同時運転を実現し、切換機構が第１状態である場合に第１弁機構を開放することにより給湯運転のみの単独運転を実現し、切換機構が第２状態である場合に第２弁機構により回路を規制することにより空調運転のみの単独運転を実現することができる。

また、第２の発明では、給湯のみの単独運転を行う際に、第１弁機構を減圧機構として用いることができる。

さらに、第３の発明では、第１室外熱交換器及び第２室外熱交換器を一体に設けることでコンパクト化される。

加えて、第４の発明では、空調給湯同時運転時に、給湯加熱用配管と比較的容積の大きな第１室外熱交換器とで冷媒の凝縮が行われるので、第１室外熱交換器を通過させない場合と比べて、減圧機構の手前の冷媒を完全に液体にすることができる。したがって、減圧機構が制御できる状態にすることができる。

さらに、第５の発明では、給湯運転のみの単独運転時に、比較的容積の大きな第２室外熱交換器を蒸発器として用いることができるので、少ない冷媒量で比較的大きな給湯能力を得ることができる。

また、第６の発明では、空調給湯同時運転時に、比較的大きな給湯加熱用配管と第１室外熱交換器とで冷媒の凝縮が行われるので、空調運転のみの単独運転時と比べて、空調能力を向上させることができる。

本発明の実施形態にかかる空調給湯システムの冷媒回路図である。 図１の空調給湯システムにおいて空調・給湯同時運転が行われる際の状態を示す図である。 図１の空調給湯システムにおいて空調単独運転が行われる際の状態を示す図である。 図１の空調給湯システムにおいて給湯単独運転が行われる際の状態を示す図である。

以下、本発明にかかる空調給湯システムの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

本発明の実施形態に係る空調給湯システムについて、図１〜図４を参照して説明する。

（全体構成）
本実施形態にかかる空調給湯システム１は、室外機２と、空気調和が行われる室内にそれぞれ配置された２台の室内機３と、給湯用温水を貯留する給湯用タンク４とを備えている。そして、給湯用タンク４内に貯留された温水は、給湯用温水を供給するための給湯端末５に供給されるようになっている。ここで、室外機２は、給湯用タンク４の周囲に接触するように巻回された給湯加熱用配管１２に接続するための接続用配管６ａ、６ｂが接続される配管接続部２ａ、２ｂと、室内機３に接続するための接続用配管６ｃ、６ｄが接続される配管接続部２ｃ、２ｄとを有している。したがって、室外機２と室内機３とは、接続用配管６ｃ、６ｄを介して接続され、室外機２と給湯加熱用配管１２とは、接続用配管６ａ、６ｂを介して接続される。

そして、空調給湯システム１は、圧縮機１１と、給湯加熱用配管１２と、室外熱交換器１４の第１熱交換部１４ａと、冷媒を２台の室内機３に対して分岐させるためのヘッダ１６と、電動弁１７と、室内熱交換器１８とが順に接続された冷媒回路１０を備えている。なお、本実施形態の室外熱交換器１４は、上述の第１熱交換部１４ａと後述する第２熱交換部１４ｂとの２つの部分を有している。従って、第１熱交換部１４ａは、室外熱交換器１４の一部として構成された熱交換器であり、第２熱交換部１４ｂは、室外熱交換器１４の残りの部分として構成された熱交換器である。そして、第２熱交換部１４ｂの容積は、第１熱交換部１４ａの容積よりも大きい。また、上述した給湯加熱用配管１２の容積は、第２熱交換部１４ｂの容積よりも大きい。

電動弁１７は、その開度が変化することによって、室内熱交換器１８に送る冷媒量を変更することができる。図示しない制御部により制御することで、電動弁１７を減圧機構として機能させることができる。

冷媒回路１０には、室外機２内に配置された四方切換弁２７が設けられている。四方切換弁２７の第１ポートＰ１は、圧縮機１１の吐出側配管１１ａに接続されている。また、四方切換弁２７の第２ポートＰ２には、配管接続部２ａに至る回路が接続されている。

さらに、冷媒回路１０は、室外機２において給湯加熱用配管１２から室外熱交換器１４の第１熱交換部１４ａまでの回路から分岐し、四方切換弁２７の第３ポートＰ３に接続された第１分岐回路３１と、室内熱交換器１８から圧縮機１１までの回路から分岐し、四方切換弁２７の第４ポートＰ４に接続された第２分岐回路３３とを有している。第１分岐回路３１には、室外熱交換器１４の第２熱交換部１４ｂが設けられている。

四方切換弁２７は、図示しない制御部により、第１ポートＰ１及び第２ポートＰ２に接続されている回路が互いに連通すると共に第３ポートＰ３及び第４ポートＰ４に接続されている回路が互いに連通する状態（図１中実線で示す状態：第１状態）と、第１ポートＰ１及び第３ポートＰ３に接続されている回路が互いに連通すると共に第２ポートＰ２及び第４ポートＰ４に接続されている回路が互いに連通する状態（図１中破線で示す状態：第２状態）とのいずれかに切り換え可能である。

すなわち、四方切換弁２７が第１状態である場合には、圧縮機１１の吐出側配管１１ａから吐出された冷媒は、給湯加熱用配管１２に供給される。また、第１分岐回路３１と第２分岐回路３３とが接続され、給湯加熱用配管１２から室外熱交換器１４の第１熱交換部１４ａまでの回路と室内熱交換器１８から圧縮機１１までの回路とが接続される。この場合には、第１及び第２分岐回路３１、３３が、給湯加熱用配管１２から第１熱交換部１４ａまでの回路と室内熱交換器１８から圧縮機１１までの回路とを繋ぐバイパス回路となる。

さらに、四方切換弁２７が第２状態である場合には、圧縮機１１の吐出側配管１１ａから吐出された冷媒は、第１分岐回路３１に送り込まれる。すなわち、この場合には、第１分岐回路３１が、給湯加熱用配管１２から第１熱交換部１４ａまでの回路と圧縮機１１の吐出側配管１１ａとを繋ぐバイパス回路となる。また、第２分岐回路３３により、圧縮機１１の吐出側配管１１ａから給湯加熱用配管１２までの回路と室内熱交換器１８から圧縮機１１までの回路とが接続される。

また、冷媒回路１０には、室外機２内に配置された閉鎖弁２１、２２、２３及び逆止弁２４が設けられている。閉鎖弁２１〜２３は、手動操作によって、開状態または閉状態のいずれかに切り換え可能に構成されている。なお、閉鎖弁２１〜２３は、通常運転時には、開状態となるように切り換えられている。

閉鎖弁２１は、四方切換弁２７から配管接続部２ａまでの回路に設けられている。この閉鎖弁２１は、閉状態に切り換えられることで、圧縮機１１と給湯加熱用配管１２との間で、冷媒が流れないように規制できる。

閉鎖弁２２は、室外熱交換器１４の第１熱交換部１４ａとヘッダ１６との間の回路に設けられている。この閉鎖弁２２は、閉状態に切り換えられることで、室外熱交換器１４とヘッダ１６によって分岐された回路との間で、冷媒が流れないように規制できる。

閉鎖弁２３は、室内熱交換器１８から圧縮機１１までの回路から第２分岐回路３３が分岐する分岐部３３ａ（以降、単に「第２分岐回路３３の分岐部３３ａ」と称する）と圧縮機１１との間の回路に設けられている。この閉鎖弁２３は、閉状態に切り換えられることで、第２分岐回路３３の分岐部３３ａと圧縮機１１との間で、冷媒が流れないように規制できる。

逆止弁２４は、給湯加熱用配管１２と室外熱交換器１４の第１熱交換部１４ａとの間、より詳細には、給湯加熱用配管１２から室外熱交換器１４の第１熱交換部１４ａまでの回路から第１分岐回路３１が分岐する分岐部３１ａ（以降、単に「第１分岐回路３１の分岐部３１ａ」と称する）と配管接続部２ｂとの間の回路に設けられている。この逆止弁２４は、第１熱交換部１４ａから給湯加熱用配管１２に向かう方向に冷媒が流れないように規制できる。

また、第１分岐回路３１の分岐部３１ａと第２熱交換部１４ｂとの間の回路には、電動弁２５が設けられている。電動弁２５は、その開度が変化することによって、第１分岐回路３１を流れる冷媒量を変更することができる。したがって、図示しない制御部により電動弁２５を制御することによって、第１分岐回路３１を、冷媒が流れる開状態または冷媒が流れない閉状態に切り換えることができる。なお、後述するように、電動弁２５は、給湯運転のみの単独運転を行う際には、減圧機構として機能する。

（空調・給湯同時運転）
次に、図２を参照しつつ、空調給湯システム１において空調運転と給湯運転との同時運転を行う場合について説明する。なお、図２においては、高圧の冷媒の流れを黒塗りの矢印で、低圧の冷媒の流れを白抜きの矢印で示している。空調運転と給湯運転との同時運転を行うには、図２に示すように、図示しない制御部の制御により、四方切換弁２７を第１状態とする共に電動弁２５を閉状態とする。なお、閉鎖弁２１〜２３は、開状態となるように切り換えられている。

これにより、圧縮機１１の吐出側配管１１ａから吐出された高温高圧の冷媒は、第１状態の四方切換弁２７を通って給湯加熱用配管１２へと送られる。そして、この給湯加熱用配管１２内を流れる冷媒と給湯用タンク４内の給湯用温水との間で熱交換が行われ、給湯用温水が加熱される。このとき、給湯加熱用配管１２内を流れる冷媒は、放熱・凝縮される。給湯加熱用配管１２を通過した冷媒は、室外熱交換器１４の第１熱交換部１４ａへと送られ、さらに放熱・凝縮される。このとき、第１分岐回路３１に設けられた電動弁２５が閉状態であるので、給湯加熱用配管１２から第１熱交換部１４ａへと送られる冷媒が、第１及び第２分岐回路３１、３３を経由して、室内熱交換器１８から圧縮機１１までの回路に流れ込むことはない。

さらに、第１熱交換部１４ａを通過し液化した冷媒は、電動弁１７により減圧されて室内熱交換器１８へと送られる。そして、室内熱交換器１８内で冷媒が吸熱・蒸発することで、室内の空気が冷却される。室内熱交換器１８を通過した冷媒は、再度、圧縮機１１へと送られる。

（空調単独運転）
続いて、図３を参照しつつ、空調給湯システム１において空調運転のみの単独運転を行う場合について説明する。なお、図３においては、高圧の冷媒の流れを黒塗りの矢印で、低圧の冷媒の流れを白抜きの矢印で示している。空調運転のみの単独運転を行うには、図３に示すように、図示しない制御部の制御により、四方切換弁２７を第２状態とする共に電動弁２５を全開状態とする。なお、閉鎖弁２１〜２３は、開状態となるように切り換えられている。

これにより、圧縮機１１の吐出側配管１１ａから吐出された高温高圧の冷媒は、第２状態の四方切換弁２７を通って室外熱交換器１４へと送られる。室外熱交換器１４に送られた冷媒は第２熱交換部１４ｂ及び第１熱交換部１４ａを順番に通過し、放熱・凝縮される。このとき、給湯加熱用配管１２と室外熱交換器１４の第１熱交換部１４ａとの間に設けられた逆止弁２４により、第１熱交換部１４ａから給湯加熱用配管１２に向かう方向に冷媒が流れることはない。

さらに、室外熱交換器１４を通過し液化した冷媒は、電動弁１７により減圧されて室内熱交換器１８へと送られる。そして、室内熱交換器１８内で冷媒が吸熱・蒸発することで、室内の空気が冷却される。室内熱交換器１８を通過した冷媒は、再度、圧縮機１１へと送られる。なお、このとき、室内熱交換器１８から圧縮機１１までの回路から第２分岐回路３３に流れ込む冷媒はほとんどない。

（給湯単独運転）
続いて、図４を参照しつつ、空調給湯システム１において給湯運転のみの単独運転を行う場合について説明する。なお、図４においては、高圧の冷媒の流れを黒塗りの矢印で、低圧の冷媒の流れを白抜きの矢印で示している。給湯運転のみの単独運転を行うには、図４に示すように、図示しない制御部の制御により、四方切換弁２７を第１状態とする共に電動弁１７を閉状態とする。なお、閉鎖弁２１〜２３は、開状態となるように切り換えられている。

これにより、圧縮機１１の吐出側配管１１ａから吐出された高温高圧の冷媒は、第１状態の四方切換弁２７を通って給湯加熱用配管１２へと送られる。そして、この給湯加熱用配管１２内を流れる冷媒と給湯用タンク４内の給湯用温水との間で熱交換が行われ、給湯用温水が加熱される。また、このとき、冷媒が放熱・凝縮される。上述のように、室外熱交換器１４の第１熱交換部１４ａと室内熱交換器１８との間の回路に設けられた電動弁１７が閉状態であるので、給湯加熱用配管１２を通過した冷媒は、第１分岐回路３１へと流れ込む。

さらに、第１分岐回路３１へと流れ込んだ冷媒は、電動弁２５により減圧されて室外熱交換器１４の第２熱交換部１４ｂへと送られ、吸熱・蒸発する。第２熱交換部１４ｂを通過した冷媒は、第２分岐回路３３を介して室内熱交換器１８から圧縮機１１までの回路へと流れ込み、再度、圧縮機１１へと送られる。なお、このとき、第２分岐回路３３の分岐部３３ａから室内熱交換器１８に向かって流れる冷媒はほとんどない。

（冷媒回収動作）
ここで、例えば、空調給湯システム１を移設する場合等には、冷媒回路１０を循環する冷媒を室外機２に回収する必要がある。本実施形態の空調給湯システム１では、以下において説明する冷媒回収動作を行うことにより、室内機３側の回路（接続用配管６ｃ、６ｄ、及び室内機３内を通る回路）及び給湯加熱用配管１２側の回路（接続用配管６ａ、６ｂ、及給湯加熱用配管１２内を通る回路）内の冷媒を室外機２に回収することができる。

冷媒回収動作を行う際には、まず、空調単独運転の際と同様に、図示しない制御部の制御により、四方切換弁２７を第２状態とする共に電動弁２５を全開状態とし、圧縮機１１を駆動させる。続いて、手動操作により閉鎖弁２２を閉状態となるように切り換える。そして、この状態を、室内機３側の回路及び給湯加熱用配管１２側の回路内の冷媒が、閉鎖弁２３を介して圧縮機１１に向かって流れるのに十分な時間が経過するまで継続する。その後、手動操作により閉鎖弁２１、２３を閉状態となるように切り換える。上記の動作によって、室内機３側及び給湯加熱用配管１２側の回路内の冷媒は、室外機２に回収される。より詳細には、冷媒回路１０内の冷媒が、閉鎖弁２３から閉鎖弁２２までの回路及び分岐部３１ａから逆止弁２４までの回路に回収される。そして、圧縮機１１の運転を停止して、冷媒回収動作が終了する。

以上のように、本実施形態の空調給湯システム１では、冷媒回路１０は、圧縮機１１の吐出側配管１１ａを、給湯加熱用配管１２から室外熱交換器１４の第１熱交換部１４ａまでの回路に接続し得る第１分岐回路３１を有している。そして、第１分岐回路３１に室外熱交換器１４の第２熱交換部１４ｂが設けられている。したがって、空調のみの単独運転の際は、室外熱交換器１４の第１熱交換部１４ａ及び第２熱交換部１４ｂで冷媒の凝縮が行われ、給湯のみの単独運転の際は、給湯加熱用配管１２で冷媒の凝縮が行われ、空調給湯同時運転の際には、給湯加熱用配管１２及び室外熱交換器１４の第１熱交換部１４ａで冷媒の凝縮が行われる。よって、空調のみの単独運転の際の凝縮器（第１及び第２熱交換部１４ａ、１４ｂ）の容量と、空調給湯同時運転の際の凝縮器（給湯加熱用配管１２及び第１熱交換部１４ａ）の容量とのうち大きい方に合わせて冷媒量が定められる。これらの凝縮器の容量の差は、第２熱交換部１４ｂと給湯加熱用配管１２との容量の差であり、比較的小さい。よって、空調のみの単独運転と空調給湯同時運転との切り換えにより余剰となる冷媒は比較的少なく、これらの運転時における熱交換能力の低下を抑制することができる。また、最適冷媒量を低減することができる。さらに、給湯のみの単独運転の際には、余剰冷媒を第１熱交換部１４ａに溜めることができる。したがって、給湯のみの単独運転時における余剰冷媒に起因する熱交換能力の低下についても抑制することができる。

また、本実施形態の空調給湯システム１は、圧縮機１１の吐出側配管１１ａに設けられた四方切換弁２７を有している。四方切換弁２７は、圧縮機１１の吐出側配管１１ａから吐出された冷媒を給湯加熱用配管１２に供給すると共に、給湯加熱用配管１２から第１熱交換部１４ａまでの回路から分岐した第１分岐回路３１の端部を圧縮機１１の吐出側配管１１ａに接続せずに且つ室内熱交換器１８から圧縮機１１までの回路に接続した第１状態と、第１分岐回路３１の端部を圧縮機１１の吐出側配管１１ａに接続すると共に、圧縮機１１の吐出側配管１１ａから給湯加熱用配管１２までの回路と室内熱交換器１８から圧縮機１１までの回路とを接続した第２の状態とを切り換え可能である。そして、冷媒回路１０は、さらに、第１分岐回路３１に設けられた電動弁２５と、給湯加熱用配管１２と第１熱交換部１４ａとの間の回路に設けられており、第１熱交換部１４ａから給湯加熱用配管１２に向かう方向に冷媒が流れないように規制し得る逆止弁２４とを有している。したがって、四方切換弁２７が第１状態である場合に、電動弁２５によって、給湯加熱用配管１２から第１熱交換部１４ａまでの回路から、第１及び第２分岐回路３１、３３並びに四方切換弁２７を経由して、室内熱交換器１８から圧縮機１１までの回路に向かう方向に冷媒が流れないように規制することで給湯運転及び空調運転の同時運転を実現し、四方切換弁２７が第１状態である場合に、電動弁２５を開放することで給湯運転のみの単独運転を実現し、四方切換弁２７が第２状態である場合に、逆止弁２４により第１熱交換部１４ａから給湯加熱用配管１２に向かう方向への冷媒の流れを規制することにより空調運転のみの単独運転を実現することができる。

さらに、本実施形態の空調給湯システム１は、第２熱交換部１４ｂは、第１分岐回路３１において、電動弁２５よりも圧縮機１１の吐出側配管側に配置されている。したがって、給湯のみの単独運転を行う際に、電動弁２５を減圧機構として用いることができる。

また、本実施形態の空調給湯システム１では、第１及び第２熱交換部１４ａ、１４ｂが、それぞれ、１つの室外熱交換器１４の一部として構成されているので、コンパクト化される。

さらに、本実施形態の空調給湯システム１では、第２熱交換部１４ｂの容積は、第１熱交換部１４ａの容積より大きい。したがって、給湯運転のみの単独運転時に、比較的容積の大きな第２熱交換部１４ａを蒸発器として用いることができるので、比較的大きな給湯能力を得ることができる。

また、本実施形態の空調給湯システム１では、給湯加熱用配管１２の容積は、第２熱交換部１４ｂの容積よりも大きい。したがって、給湯運転及び空調運転の同時運転時に、比較的大きな給湯加熱用配管１２と第１熱交換部１４ａとで冷媒の凝縮が行われるので空調運転のみの単独運転時に比べて、冷房能力をさらに向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上述の実施形態では、第１及び第２熱交換部１４ａ、１４ｂが、それぞれ、１つの室外熱交換器１４の一部として構成されている場合について説明したが、第１及び第２熱交換部１４ａ、１４ｂは、互いに異なる熱交換器として構成されてもよい。

また、上述の実施形態では、第２熱交換部１４ｂの容積が第１熱交換部１４ａの容積より大きい場合について説明したが、第１及び第２熱交換部１４ａ、１４ｂの容積の大小関係はこれには限定されない。なお、第１熱交換部１４ａの容積が第２熱交換部１４ｂの容積よりも大きい場合には、給湯運転及び空調運転の同時運転時に、比較的容積の大きな第１熱交換部１４ａで冷媒の凝縮を行い、冷媒を完全に液体にすることができる。よって、冷房能力を向上させることができる。

さらに、上述の実施形態では、給湯加熱用配管１２の容積が、第２熱交換部１４ｂの容積よりも大きい場合について説明したが、給湯加熱用配管１２の容積と第２熱交換部１４ｂの容積との大小関係はこれには限定されない。

加えて、上述の実施形態では、閉鎖弁２２が室外熱交換器１４とヘッダ１６との間の回路に設けられている場合について説明したが、閉鎖弁２２は、分岐部３１ａと室外熱交換器１４の第２熱交換部１４ｂとの間の回路に配置されていてもよい。このとき、第２熱交換部１４ｂの容積が、第１熱交換部１４ａの容積よりも大きいことが好ましい。すなわち、この場合には、閉鎖弁２２を閉状態として冷媒回収動作が行われる際に、比較的容積の大きな第２熱交換部１４ｂに冷媒を貯留することで、冷媒を確実に回収することができる。

また、上述の実施形態では、第２熱交換部１４ｂが、第１分岐回路３１において、電動弁２５よりも圧縮機１１の吐出側配管側に配置されている場合について説明したが、第２熱交換部１４ｂは、電動弁２５に対して圧縮機１１の吐出側配管側とは反対側に配置されていてもよい。

また、上述の実施形態では、給湯用温水を加熱するための給湯加熱用配管１２は、給湯用温水が貯留された給湯用タンク４の周囲に接触するように巻回された配管であったが、これに限定されず、給湯用タンク４内に配置された配管であって、給湯用温水に接触して加熱する配管であってもよい。また、給湯用温水を加熱するための給湯加熱用配管は、例えば、二重管を流れる給湯用温水を加熱するための配管でもあってもよい。

また、上述の実施形態では、室内機３の台数を２台として説明したが、室内機の台数はこれに限定されず、例えば１台でもあってもよい。

本発明を利用すれば、余剰冷媒に起因する凝縮器における熱交換能力の低下を抑制すると共に最適冷媒量を減らすことができる。

１ 空調給湯システム
４ 給湯用タンク
１０ 冷媒回路
１１ 圧縮機
１２ 給湯加熱用配管
１４ 室外熱交換器
１４ａ 第１熱交換部（第１室外熱交換器）
１４ｂ 第２熱交換部（第２室外熱交換器）
１７ 電動弁（減圧機構）
１８ 室内熱交換器
２４ 逆止弁（第２弁機構）
２５ 電動弁（第１弁機構）
２７ 四方切換弁（切換機構）
３１ 第１分岐回路（バイパス回路）

Claims (7)

1. 圧縮機と、給湯用温水を加熱するための給湯加熱用配管と、第１室外熱交換器と、減圧機構と、空気調和が行われる室内に配置された室内熱交換器とが順に接続された冷媒回路を備え、
   前記冷媒回路は、
   前記圧縮機の吐出側配管を、前記給湯加熱用配管から前記第１室外熱交換器までの回路に接続し得るバイパス回路と、
   前記圧縮機の吐出側配管に設けられた切換機構とを有しており、
   前記バイパス回路には、第２室外熱交換器が設けられているとともに、
   前記切換機構は、
   前記圧縮機の吐出側配管から吐出された冷媒を前記給湯加熱用配管に供給すると共に、前記バイパス回路の一端を前記圧縮機の吐出側配管に接続せず且つ前記室内熱交換器から前記圧縮機までの回路に接続し、前記バイパス回路の他端を前記給湯加熱用配管から前記第１室外熱交換器までの回路に接続した第１状態、
   及び、
   前記バイパス回路の一端を前記圧縮機の吐出側配管に接続し、前記バイパス回路の他端を前記給湯加熱用配管から前記第１室外熱交換器までの回路に接続すると共に、前記圧縮機の吐出側配管から前記給湯加熱用配管までの回路と前記室内熱交換器から前記圧縮機までの回路とを接続した第２状態のいずれかに切り換え可能であって、
   前記冷媒回路は、さらに、
   前記切換機構が前記第１状態である場合において、前記給湯加熱用配管から前記第１室外熱交換器までの回路から、前記バイパス回路及び前記切換機構を経由して、前記室内熱交換器から前記圧縮機までの回路に向かう方向に冷媒が流れないように規制し得る第１弁機構と、
   前記切換機構が前記第２状態である場合において、前記第１室外熱交換器から前記給湯加熱用配管に向かう方向に冷媒が流れないように規制し得る第２弁機構とを有することを特徴とする空調給湯システム。
2. 前記第２室外熱交換器は、前記バイパス回路において、前記第１弁機構よりも前記圧縮機の吐出側配管側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空調給湯システム。
3. 前記第１室外熱交換器及び前記第２室外熱交換器は、それぞれ、１つの熱交換器の一部として構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空調給湯システム。
4. 前記第１室外熱交換器の容積は、前記第２室外熱交換器の容積より大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空調給湯システム。
5. 前記第２室外熱交換器の容積は、前記第１室外熱交換器の容積より大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空調給湯システム。
6. 前記給湯加熱用配管の容積は、前記第２室外熱交換器の容積より大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空調給湯システム。
7. 前記給湯加熱用配管は、給湯用温水を貯留した給湯用タンクに接触する配管または前記給湯用タンク内に配置された配管であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の空調給湯システム。

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