JPH08261599A

JPH08261599A - 空気調和装置

Info

Publication number: JPH08261599A
Application number: JP7066556A
Authority: JP
Inventors: Keiji Kurokawa; 恵児黒川; Hironori Fujiwara; 洋記藤原; Keisuke Sotozono; 圭介外囿; Noriaki Hayashida; 徳明林田; Shuichi Tani; 秀一谷; Setsu Nakamura; 節中村
Original assignee: Kyushu Electric Power Co Inc; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Kyushu Electric Power Co Inc; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1995-03-24
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】空調用の１台の熱源機を用いた簡素な構成に
より、室内の空調と利用水の水温調節とを効率よく行う
ことのできる空気調和装置の提供。【構成】この空気調和装置は、空調用の１台の熱源機
Ａに対し、２台の室内機Ｃ，Ｄと、熱源機Ａからの冷媒
とプールへ送られる利用水との間で熱交換を行って利用
水を加温する第１の水温調節機Ｂとを、それぞれ第１，
第２の接続配管６，７等を介して並列に接続してなって
いる。この構成において、各室内機Ｃ，Ｄ毎に冷暖房を
選択的に、かつ、ある室内機ＣまたはＤでは冷房を、別
の室内機ＤまたはＣでは暖房を同時に行うべく、第１の
分岐部１０と第２の分岐部１１とが第２の冷媒流量制御
装置１３を介して接続されている。従って、冷暖房同時
運転および水加温運転が可能な空気調和装置であるう
え、従来のように空調用と水加温用といった２台分の熱
源機を用意する必要がなく簡単な構成ですむ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱源機１台に対し
て、１台もしくは複数台の室内機を接続してなる多室型
ヒートポンプ式空気調和装置に係り、特に、各室内機毎
に冷暖房を選択的に、かつ、ある室内機では冷房を、別
の室内機では暖房を同時に行うことができるうえ、利用
水の加温をも可能にした空気調和装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、多室のマンション等の室内を空気
調和（以下、「空調」と略称する）する場合には、冷媒
圧縮機、四方弁、熱源機側熱交換器等で構成される熱源
機に対し、室内側熱交換器、冷媒流量制御装置等からな
る複数台配置の室内機を２本の接続配管を介して各々並
列に接続する多室型ヒートポンプ式空気調和装置が使用
されている。この多室型ヒートポンプ式空気調和装置に
よれば、各室内機毎に冷暖房を選択的に、かつ、ある室
内機では冷房を、別の室内機では暖房を同時に行うこと
ができるようになっている。

【０００３】ところで近年、マンションや福利厚生施設
等の建設に際して温水プールを併設する場合が増えてい
る。このような温水プールなどにおいて、プール水の水
温を所定の温度に保持する手段としては、ボイラーなど
の給湯用熱源機と、利用側、非利用側の水の間で熱交換
する水用熱交換器と、水循環用ポンプ等で構成される水
加温専用の給湯装置が使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、上記のよう
なマンションや福利厚生施設等において、室内の空調と
温水プールへの温水供給とを同時に行うためには、図１
４に示すように室内空調用として、熱源機Ａ、冷媒分配
用の中継機Ｅ、複数台並列配置の室内機Ｃから主として
なる空気調和装置と、水加温用として湯水を供給する熱
源機Ａ₁ 、水用熱交換器を備えた加温ユニットＢ₂ 、利
用水を貯留したプールＦ、利用水をプールＦから加温ユ
ニットＢ₂ へ送水するポンプＧ、熱源機Ａ₁ からの湯水
を加温ユニットＢ₂ へ送湯するポンプＧ₁ から主として
なる給湯装置とが必要であった。しかしながら、このよ
うな室内空調・温水供給の複合運転システムであれば、
それぞれ専用の熱源機が少なくとも２台必要である。そ
のため、設備費、運転維持費などが高騰するという問題
があった。

【０００５】この発明は、上記従来の問題点を解消する
ためになされたものであって、少なくとも１台の熱源機
を用いた簡素な構成により、室内の空調と利用水の水温
調節とを効率よく行うことのできる空気調和装置の提供
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る空気調和
装置は、冷媒圧縮機，四方切換弁，熱源機側熱交換器，
アキュムレータ，冷媒流路切換装置等で構成される１台
の熱源機に対し、室内側熱交換器，第１の冷媒流量制御
装置等で構成される１台もしくは複数台の室内機と、熱
源機からの冷媒と水利用対象へ送られる利用水との間で
熱交換を行う第１の水利用側熱交換器、水利用側冷媒流
量制御装置等で構成される１台もしくは複数台の第１の
水温調節機とを、それぞれ第１，第２の接続配管を介し
て並列に接続するとともに、室内機の室内側熱交換器の
冷媒出入口の一方または第１の水温調節機の第１の水利
用側熱交換器の冷媒出入口の一方を、第１の接続配管ま
たは第２の接続配管に切換可能に接続する切換弁を有す
る第１の分岐部と、室内機の室内側熱交換器の冷媒出入
口の他方または第１の水温調節機の第１の水利用側熱交
換器の冷媒出入口の他方を、第１の冷媒流量制御装置を
介して第２の接続配管に接続する第２の分岐部とを、第
２の冷媒流量制御装置を介して接続してなるものであ
る。

【０００７】また、冷媒圧縮機，四方切換弁，熱源機側
熱交換器、アキュムレータ，冷媒流路切換装置等で構成
される１台の熱源機に対し、室内側熱交換器，第１の冷
媒流量制御装置等で構成される１台もしくは複数台の室
内機と、水循環用ポンプを有し回路内に循環水を封入し
てなる中間水回路，熱源機からの冷媒と中間水回路の循
環水との間で熱交換を行う第２の水利用側熱交換器、中
間水回路の循環水と水利用対象へ送られる利用水との間
で熱交換を行う第３の水利用側熱交換器，水利用側冷媒
流量制御装置等で構成される１台もしくは複数台の第２
の水温調節機とを、それぞれ第１，第２の接続配管を介
して並列に接続するとともに、室内機の室内側熱交換器
の冷媒出入口の一方または第２の水温調節機の第２の水
利用側熱交換器の冷媒出入口の一方を、第１の接続配管
または第２の接続配管に切換可能に接続する切換弁を有
する第１の分岐部と、室内機の室内側熱交換器の冷媒出
入口の他方または第２の水温調節機の第２の水利用側熱
交換器の冷媒出入口の他方を、第１の冷媒流量制御装置
を介して第２の接続配管に接続する第２の分岐部とを、
第２の冷媒流量制御装置を介して接続してなるものであ
る。

【０００８】そして、請求項２に係る構成において、第
２の水温調節機の水入口における利用水の水温を検知す
る水温検知手段と、水温検知手段により検知された水温
に応じて、水循環用ポンプによる循環水量を制御する循
環水量制御手段とを設けたものである。

【０００９】さらに、請求項２に係る構成において、冷
媒圧縮機の吐出口における高圧圧力を検知する圧力検知
手段と、圧力検知手段により検知された高圧圧力に応じ
て、空気調和運転モードと水温調節運転モードのうち優
先して運転すべき運転モードの優先度判定を行う第１の
運転モード判定手段とを設けたものである。

【００１０】また、請求項２に係る構成において、室内
機が配備されている室内の空気温度を検知する室内空気
温度検知手段と、第２の水温調節機の水入口における利
用水の水温を検知する水温検知手段と、室内機に予め設
定されている設定空気温度と室内空気温度検知手段によ
り検知された室内空気温度との空気温度差と、第２の水
温調節機に予め設定されている設定水温と水温検知手段
により検知された水温との水温差とを比較した結果に基
づいて、空気調和運転モードと水温調節運転モードのう
ち優先して運転すべき運転モードの優先度判定を行う第
２の運転モード判定手段とを設けたものである。

【００１１】

【作用】この発明の空気調和装置においては、冷暖房同
時運転の可能な空調用の熱源機に対し、室内機と並列
に、第１の水温調節機が接続されている。従って、各室
内機毎に冷暖房が選択的に、かつ、ある室内機では冷房
が、別の室内機では暖房が同時に行える。そのうえ、従
来のように空調用と水加温用といった２台分の熱源機を
用意する必要がなく簡単な構成ですむ。

【００１２】また、第２の水温調節機に設けられた中間
水回路は、冷媒と利用水との間に介在してこれらの熱交
換を行う。従って、中間水回路内の循環水として耐腐食
性の流体を用い得ることから、第２および第３の水利用
側熱交換器が腐食しにくくなる。

【００１３】さらに、第２の水温調節機の水入口におけ
る利用水の水温が水温検知手段により検知される。そこ
で、循環水量制御手段は、水循環用ポンプによる中間水
回路の循環水量を検知水温に応じて調節し、利用水の水
温を制御する。

【００１４】そして、冷媒圧縮機の吐出口における高圧
圧力が圧力検知手段により検知される、そこで、第１の
運転モード判定手段は、検知された高圧圧力に応じて、
例えば室内機による暖房（空気調和）運転と、第２の水
温調節機による水加温（水温調節）運転とについての優
先度判定を行う。

【００１５】また、室内空気温度検知手段が室内機の配
備されている室内の空気温度を検知し、水温検知手段が
第２の水温調節機の水入口における利用水の水温を検知
する。そこで、第２の運転モード判定手段は、室内機で
の設定空気温度と検知された室内空気温度との空気温度
差と、第２の水温調節機での設定水温と検知された水温
との水温差とを比較し当該比較結果に基づいて、室内機
による暖房（空気調和）運転と、第２の水温調節機によ
る水加温（水温調節）運転とについての優先度判定を行
うのである。

【００１６】

【実施例】以下、この発明における実施例について説明
する。実施例１．この発明に係る空気調和装置は、図１に先立
ち、まず図２の全体構成図で示すように、１台の熱源機
Ａに対し、１台もしくは複数台の室内機Ｃ，Ｄと、プー
ルＦ（本発明にいう水利用対象）から第１の水循環用ポ
ンプ４２で送られてきた利用水を加温する１台もしくは
複数台の第１の水温調節機Ｂとを、室内機Ｃ，Ｄと並列
に中継機Ｅを介して接続可能としたものである。

【００１７】まず、冷暖同時運転可能な空気調和装置に
対し水加温用の第１の水温調節機を接続可能にしたこと
により、１台の熱源機で空調、水加温の同時運転をさせ
ることと、冷房排熱を第１の水温調節機で再利用するこ
との実施例につき説明する。

【００１８】図１はこの発明の実施例１の空気調和装置
の冷媒回路を中心とする構成図である。また、図３乃至
図５は図１の実施例１における冷暖房運転時の動作状態
を示したもので、図３は暖房のみの運転状態説明図、図
４、図５は冷暖房同時運転時の動作状態を示すものであ
って、図４は暖房主体（暖房、水加温運転容量が冷房運
転容量より大きい場合）を、図５は冷房主体（冷房運転
容量が暖房、水加温運転容量より大きい場合）をそれぞ
れ示す運転状態説明図である。なお、この実施例では、
熱源機１台に対し、室内機２台、および第１の水温調節
機１台を並列接続した場合について説明するが、２台以
上の室内機、或いは第１の水温調節機を並列接続した場
合も同様である。

【００１９】図１において、Ａは熱源機、Ｃ，Ｄは互い
の並列接続された２台の室内機であってそれぞれ同じ構
成となっており、Ｂは１台の第１の水温調節機である。
Ｅは第１の分岐部１０、第２の冷媒流量制御装置１３、
第２の分岐部１１、気液分離装置１２、熱交換部１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１９，第３の冷媒流量制
御装置１５、第４の冷媒流量制御装置１７を内蔵した中
継機であり、それぞれ後で詳述する。また、１は冷媒圧
縮機、２は冷媒流通方向を切り換える四方切換弁、３は
熱源機側熱交換器、４はアキュムレータで、上記四方切
換弁２を介して冷媒圧縮機１と接続されている。これら
によって熱源機Ａが構成される。そして、５は室内機
Ｃ，Ｄにそれぞれ設けられた室内側熱交換器、４０は第
１の水温調節機Ｂに設けられた第１の水利用側熱交換
器、６は熱源機Ａの四方切換弁２と中継機Ｅを第４の逆
止弁３３を介して接続する内径の太い第１の接続配管、
６ｂ，６ｃ，６ｄはそれぞれ室内機Ｃ，Ｄの室内側熱交
換器５、および第１の水温調節機Ｂの第１の水利用側熱
交換器４０を中継機Ｅに接続するものであって上記第１
の接続配管６に対応する利用側の第１の接続配管、７は
熱源機Ａの熱源機側熱交換器３と中継機Ｅとを第３の逆
止弁３２を介して接続し上記第１の接続配管６よりも内
径の細い第２の接続配管である。

【００２０】また、７ｂ，７ｃ，７ｄはそれぞれ室内機
Ｃ，Ｄの室内側熱交換器５および第１の水温調節機Ｂの
第１の水利用側熱交換器４０を、第１の冷媒流量制御装
置９および第５の冷媒流量制御装置４１を介して中継機
Ｅに接続するものであって、第２の接続配管７に対応す
る利用側の第２の接続配管である。２１は利用側の第１
の接続配管６ｂ，６ｃ，６ｄと、第１の接続配管６とを
開閉可能に連通させる第１の開閉弁、２２は利用側の第
１の接続配管６ｂ，６ｃ，６ｄと、第２の接続配管７と
を開閉可能に連通させる第２の開閉弁、２３は第１の開
閉弁２１の出入口をバイパスする第３の開閉弁である。
９は室内側熱交換器５に近接して接続され、冷房時は室
内側熱交換器５出口側のスーパーヒート量（過熱度）に
より、暖房時はサブクール量（過冷却度）により制御さ
れる第１の冷媒流量制御装置であり、利用側の第２の接
続配管７ｂ，７ｃ，７ｄとも接続される。４１は第１の
水利用側熱交換器４０に近接して接続され、冷房時は第
１の水利用側熱交換器４０の出口側のスーパーヒート量
（過熱度）により、暖房時はサブクール量（過冷却度）
により制御される水利用側冷媒流量制御装置であり、利
用側の第２の接続配管７ｂ，７ｃ，７ｄとも接続され
る。

【００２１】更に、１０は利用側の第１の接続配管６
ｂ，６ｃ，６ｄを、第１の接続配管６または、第２の接
続配管７に切換え可能に接続する第１の開閉弁２１と、
第２の開閉弁２２と、第１の開閉弁２１の出入口をバイ
パスする第３の開閉弁２３とを備えた第１の分岐部であ
る。これら３組の第１の開閉弁２１、第２の開閉弁２
３、および第３の開閉弁２３を備えてなる構成が本発明
にいう切換弁である。１１は利用側の第２の接続配管７
ｂ，７ｃ，７ｄと、第２の接続配管７とを接続するため
の第２の分岐部である。１２は第２の接続配管７の途中
に設けられた気液分離装置であり、その気相部は第１の
分岐部１０の第２の開閉弁２２に接続され、その液相部
は第２の分岐部１１に接続されている。１３は気液分離
装置１２と第２の分岐部１１との間に介設され開閉自在
な第２の冷媒流量制御装置（ここでは、例えば電気式膨
張弁）である。

【００２２】１４は第２の分岐部１１と上記第１の接続
配管６とを結ぶバイパス配管、１５はバイパス配管１４
の途中に設けられた第３の冷媒流量制御装置（ここで
は、例えば電気式膨張弁）、１６ａはバイパス配管１４
の途中で第３の冷媒流量制御装置１５の下流に設けら
れ、第２の分岐部１１における各利用側の第２の接続配
管７ｂ，７ｃ，７ｄの合流部との間でそれぞれ熱交換を
行う第２の熱交換部である。１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ
は、それぞれバイパス配管１４の途中で第３の冷媒流量
制御装置１５の下流に設けられ、第２の分岐部１１にお
ける各利用側の第２の接続配管７ｂ，７ｃ，７ｄとの間
でそれぞれ熱交換を行う第３の熱交換部である。１９は
バイパス配管１４の上記第３の冷媒流量制御装置１５の
下流および第２の熱交換部１６ａの下流に設けられ、気
液分離装置１２と第２の冷媒流量制御装置１３とを接続
する配管との間で熱交換を行う第１の熱交換部、１７は
第２の分岐部１１と上記第１の接続配管６との間に介設
され開閉自在な第４の冷媒流量制御装置（ここでは、例
えば電気式膨張弁）である。

【００２３】一方、３２は上記熱源機側熱交換器３と上
記第２の接続配管７との間に設けられた第３の逆止弁で
あり、上記熱源機側熱交換器３から上記第２の接続配管
７へのみ冷媒流通を許容する。３３は上記熱源機Ａの四
方切換弁２と上記第１の接続配管６との間に設けられた
第４の逆止弁であり、上記第１の接続配管６から上記四
方切換弁２へのみ冷媒流通を許容する。３４は上記熱源
機Ａの四方切換弁２と上記第２の接続配管７との間に設
けられた第５の逆止弁であり、上記四方切換弁２から上
記第２の接続配管７へのみ冷媒流通を許容する。３５は
上記熱源機側熱交換器３と上記第１の接続配管６との間
に設けられた第６の逆止弁であり、上記第１の接続配管
６から上記熱源機側熱交換器３へのみ冷媒流通を許容す
る。上記第３，第４，第５，第６の逆止弁３２，３３，
３４，３５から、冷媒流路切換装置３６が構成される。
２５は上記第１の分岐部１０と第２の冷媒流量制御装置
１３との間に設けられた第１の圧力検知手段、２６は上
記第２の冷媒流量制御装置１３と第４の冷媒流量制御装
置１７との間に設けられた第２の圧力検知手段である。

【００２４】次に、動作について説明する。まず、図３
を用いて暖房運転のみの場合について説明する。すなわ
ち、同図に点線矢印で示すように、冷媒圧縮機１より吐
出された高温高圧冷媒ガスは、四方切換弁２を経て、第
５の逆止弁３４、第２の接続配管７、気液分離装置１２
を通り、更に第２の開閉弁２２、利用側の第１の接続配
管６ｂ，６ｃ，６ｄの順に通り、各室内機Ｃ，Ｄ，第１
の水温調節機Ｂに流入し、室内空気、利用水との間で熱
交換して凝縮液化し、室内を暖房するとともに、利用水
を加温する。この液状態となった冷媒は、各室内側熱交
換器５、第１の水利用側熱交換器４０の出口のサブクー
ル量により制御されて第１の冷媒流量制御装置９、水利
用側冷媒流量制御装置４１を通り、利用側の第２の接続
配管７ｂ，７ｃ，７ｄから第２の分岐部１１に流入して
合流し、更に第４の冷媒流量制御装置１７を通る。

【００２５】ここで、冷媒は、第１の冷媒流量制御装置
９、水利用側冷媒流量制御装置４１、または第３、第４
の冷媒流量制御装置１５，１７のどちらか一方で低圧の
気液二相状態まで減圧される。低圧まで減圧された冷媒
は、第１の接続配管６を経て熱源機Ａの第６の逆止弁３
５、熱源機側熱交換器３に流入し、外気と熱交換して蒸
発しガス状態となり、熱源機Ａの四方切換弁２、アキュ
ムレータ４を経て冷媒圧縮機１に吸入される循環サイク
ルを構成し、暖房・水加温運転を行う。この時、第２の
開閉弁２２は開路に、第１の開閉弁２１、第３の開閉弁
２３は閉路にされている。また、冷媒はこの時、第１の
接続配管６が低圧で、第２の接続配管７が高圧のため、
必然的に第５の逆止弁３４、第６の逆止弁３５を流通す
る。この時、第２の冷媒流量制御装置１３は、通常、所
定最小開度状態となっている。尚、この空気調和装置に
よれば、冷房のみの運転も行うことができるが、利用水
を冷却する使用態様は通常考えられないため、ここでは
冷房のみの運転に係る説明を省略する。

【００２６】次に、冷暖同時運転における暖房主体の場
合について図４を用いて説明する。同図に点線矢印で示
すように、冷媒圧縮機１より吐出された高温高圧冷媒ガ
スは、四方切換弁２を経て第５の逆止弁３４、第２の接
続配管７を通して中継機Ｅへ送られ、気液分離装置１２
を通り、第２の開閉弁２２、利用側の第１の接続配管６
ｂ，６ｃの順に通り、暖房しようとしている室内機Ｃ
と、水加温しようとしている第１の水温調節機Ｂに流入
し、室内側熱交換器５、あるいは第１の水利用側熱交換
器４０でそれぞれ室内空気、利用水と熱交換して凝縮液
化され、室内を暖房し、利用水を加温する。この凝縮液
化した冷媒は、室内側熱交換器５、第１の水利用側熱交
換器４０の出口のサブクール量により制御され第１の冷
媒流量制御装置９、水利用側冷媒流量制御装置４１を通
り、少し減圧されて第２の分岐部１１に流入する。

【００２７】この冷媒の一部は、室内機側の第２の接続
配管７ｄを通り、冷房しようとする室内機Ｄに入り、室
内側熱交換器５の出口のスーパーヒート量により制御さ
れる第１の冷媒流量制御装置９に入り、減圧された後
に、室内側熱交換器５に入って熱交換して蒸発しガス状
態となって室内を冷房し、第１の接続配管６ｄを経て第
１の開閉弁２１、第３の開閉弁２３を介して第１の接続
配管６に流入する。一方、他の冷媒は第１の圧力検知手
段２５の検知圧力と第２の圧力検知手段２６の検知圧力
との圧力差が所定範囲となるように制御される第４の冷
媒流量制御装置１７を通って、冷房しようとする室内機
Ｄを通った冷媒と合流して第１の接続配管６を経て、熱
源機Ａの第６の逆止弁３５、熱源機側熱交換器３に流入
し、外気と熱交換して蒸発しガス状態となる。

【００２８】この冷媒は、熱源機Ａの四方切換弁２、ア
キュムレータ４を経て冷媒圧縮機１に吸入される循環サ
イクルを構成し、暖房主体運転を行う。この時、冷房す
る室内機Ｄの室内側熱交換器５での低圧圧力と熱源機側
熱交換器３での圧力との圧力差は、太内径の第１の接続
配管６に切り換えることから小さくなる。また、室内機
Ｃ、第１の水温調節機Ｂに接続された第２の開閉弁２２
は開路に、第１の開閉弁２１、第３の開閉弁２３は閉路
にされている。一方、室内機Ｄに接続された第１の開閉
弁２１、第３の開閉弁２３は開路に、第２の開閉弁２２
は閉路にされている。また、冷媒はこの時、第１の接続
配管６が低圧で、第２の接続配管７が高圧のため、必然
的に第５の逆止弁３４、第６の逆止弁３５へ流通する。

【００２９】このサイクルの時、一部の液冷媒は第２の
分岐部１１の各利用側の第２の接続配管７ｂ，７ｃ，７
ｄの合流部からバイパス配管１４へ入り、第３の冷媒流
量制御装置１５で低圧まで減圧されて、第３の熱交換器
１６ｂ，１６ｃ，１６ｄで第２の分岐部１１の各利用側
の第２の接続配管７ｂ，７ｃ，７ｄとの間で、また、第
２の熱交換部１６ａで第２の分岐部１１の各利用側の第
２の接続配管７ｂ，７ｃ，７ｄの合流部との間で熱交換
を行い、蒸発した冷媒は、第１の接続配管６、第６の逆
止弁３５を経由し、熱源機側熱交換器３へ入り蒸発気化
した後、熱源機Ａの使用切換弁２、アキュムレータ４を
経て冷媒圧縮機１に吸入される。一方、第２、第３の熱
交換部、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄで熱交換して
冷却され、サブクール量を充分につけられた上記第２の
分岐部１１の冷媒は冷房しようとしている室内機Ｄへ流
入する。なお、この時、第２の冷媒流量制御装置１３
は、通常、所定最小開度状態となっている。

【００３０】次に、冷暖房同時運転における冷房主体の
場合について図５を用いて説明する。同図に実線矢印で
示すように、冷媒圧縮機１より吐出された高温高圧冷媒
ガスは、四方切換弁２を経て熱源機側熱交換器３に流入
し、気液二相の高温高圧状態となる。その後、この二相
の高温高圧状態の冷媒は第３の逆止弁３２、第２の接続
配管７を経て、中継機Ｅの気液分離装置１２へ送られ
る。ここで、冷媒はガス状冷媒と液状冷媒とに分離さ
れ、分離されたガス状冷媒は第２の開閉弁２２、利用側
の第１の接続配管６ｂの順に通り、水加温しようとする
第１の水温調節機Ｂに流入し、第１の水利用側熱交換器
４０で利用水との間で熱交換して凝縮液化し、利用水を
加温する。そして、この冷媒は、水側熱交換器４０の出
口のサブクール量により制御され、水利用側冷媒流量制
御装置４１を通り、少し減圧されて、第２の分岐部１１
に流入する。

【００３１】一方、残りの液状冷媒は、第１の圧力検知
手段２５の検知圧力と第２の圧力検知手段２６の検知圧
力とによって制御される第２の冷媒流量制御装置１３を
通って、第２の分岐部１１に流入し、水加温しようとす
る第１の水温調節機Ｂを通った冷媒と合流する。これら
の冷媒は、第２の分岐部１１、利用側の第２の接続配管
７ｃ，７ｄの順に通り、各室内機Ｃ，Ｄに流入する。各
室内機Ｃ，Ｄに流入した冷媒は、室内機側熱交換器５の
出口のスーパーヒート量により制御される第１の冷媒流
量制御装置９により低圧まで減圧された後に、室内側熱
交換器５に流入し、室内空気と熱交換して蒸発しガス化
され、室内を冷房する。更に、このガス状態となった冷
媒は、利用側の第１の接続配管６ｃ，６ｄ、第１の開閉
弁２１、第３の開閉弁２３、第１の接続配管６、第４の
逆止弁３３、熱源機Ａの四方切換弁２、アキュムレータ
４を経て冷媒圧縮機１に吸入される循環サイクルを構成
し、冷房主体運転を行う。また、この時、室内機Ｃ，Ｄ
に接続された第１の開閉弁２１、第３の開閉弁２３は開
路に、第２の開閉弁２２は閉路にされている。第１の水
温調節器Ｂに接続された第２の開閉弁２２は開路に、第
１の開閉弁２１、第３の開閉弁２３は閉路にされてい
る。この時、冷媒は、第１の接続配管６が低圧で、第２
の接続配管７が高圧のため、必然的に第３の逆止弁３
２、第４の逆止弁３３を流通する。

【００３２】このサイクルの時、一部の液状冷媒は第２
の分岐部１１の各利用側の第２の接続配管７ｂ，７ｃ，
７ｄの合流部からバイパス配管１４へ入り、第３の冷媒
流量制御装置１５で低圧まで減圧されて、第３の熱交換
部１６ｂ，１６ｃ，１６ｄで第２の分岐部１１の各利用
側の第２の接続配管７ｂ，７ｃ，７ｄとの間で、また、
第２の熱交換部１６ａで第２の分岐部１１の各利用側の
第２の接続配管７ｂ，７ｃ，７ｄの合流部との間で、更
に第１の熱交換部１９で第２の冷媒流量制御装置１３に
流入する冷媒との間で熱交換を行い、蒸発した冷媒は第
１の接続配管６、第４の逆止弁３３へ入り、熱源機Ａの
四方切換弁２、アキュムレータ４を経て冷媒圧縮機１に
吸入される。一方、第１，第２，第３の熱交換器１９，
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄで熱交換して冷却され
サブクール量を充分につけられた上記第２の分岐部１１
の冷媒は、冷房しようとしている室内機Ｃ，Ｄへ流入す
る。

【００３３】実施例２．次に、第１の水利用側熱交換
器、水利用側冷媒流量制御装置等から構成される１台も
しくは複数台の第２の水温調節機を接続可能とした空気
調和装置に係り、冷媒と利用水との熱交換に関して間に
中間水回路（閉ループ回路）を設けた例について説明す
る。図６は中間水回路４７を設けた第２の水温調節機Ｂ
₁ の実施例を示すものである。図６に示した第２の水温
調節機Ｂ₁ は、中継機Ｅからの冷媒と中間水（本発明に
いう循環水）との間で熱交換する第１の水利用側熱交換
器４０、水利用側冷媒流量制御装置４１、中間水を循環
させる第２の水循環用ポンプ４４（本発明にいう水循環
用ポンプ）、中間水と利用水との間で熱交換する第２の
水利用側熱交換器４３を内蔵している。図７は、中間水
回路を内蔵した第２の水温調節機を、冷暖房同時運転の
可能な空気調和装置に接続したときの冷媒回路を中心と
する構成図である。熱源機Ａ、中継機Ｅ、室内機Ｃ，Ｄ
の構成は実施例１の場合と同様であり、冷媒と利用水の
熱交換の間に中間水回路４７を設けたことのみが異な
る。

【００３４】冷媒圧縮機１より吐出された高温高圧冷媒
ガスは、四方切換弁２を通り、気液分離装置１２、第２
の開閉弁２２、利用側の第１の接続配管６ｂ，６ｃ，６
ｄの順に通り、第２の水温調節機Ｂ₁ に流入し、第１の
水利用側熱交換器４０にて中間水と熱交換して凝縮液化
し、中間水を加温する。第１の水利用側熱交換器４０で
加温された中間水は、第２の水循環用ポンプ４４にて第
２の水利用側熱交換器４３へ運ばれ、利用水と熱交換
し、中間水回路４７（閉ループ回路）内を循環する。

【００３５】実施例３．次に、第２の水温調節機入口に
おける利用水の温度を検知して、第２の水循環用ポンプ
４４の循環水量をコントロールすることによる利用水温
の制御について説明する。図８は第２の水循環用ポンプ
の制御機構を示し、図において、４５は循環水量制御手
段、４６は第２の水温調節機Ｂ₁ の水入口における利用
水の水温を検知する第１の温度検知手段（本発明にいう
水温検知手段の一例）である。

【００３６】本実施例における空気調和装置の第２の水
温調節機Ｂ₁ にて、第２の水循環用ポンプ４４の循環水
量が一定であると、利用水の水温を一定温度に制御する
ことができない。そこで、第１の温度検知手段４６が、
予め設定されている設定温度以上の水温を検知した場
合、第２の水循環用ポンプ４４を所定の最小循環水量に
制御する。以上の制御によって、利用水の過剰加温を防
止することができる。また、第１の温度検知手段４６が
設定温度未満の水温を検知した場合、第２の水循環用ポ
ンプ４４の循環水量を増加させ、素早く設定温度に到達
させるように制御するものである。

【００３７】ここで、本実施例における第２の水循環用
ポンプ４４による循環水量の制御を図９に示すフローチ
ャートにて説明する。まず、空気調和装置が水加温運転
をする場合、循環水量制御手段４５は、ステップ５０に
て中間水の循環水量を初期循環量Ｑ₀ に設定してステッ
プ５１に進む。ステップ５１で第１の温度検知手段４６
が検知した水温と設定温度とを比較する。検知した水温
が設定温度以上であれば、ステップ５２にて中間水の循
環水量Ｑを最小循環水量Ｑｍｉｎに制御してステップ５
１に戻る。ステップ５１にて検知した水温が設定温度未
満であれば、ステップ５３にて中間水の循環水量Ｑを所
定の循環水量Ｑ₁ に制御してステップ５１に戻る。

【００３８】実施例４．次に、高圧圧力によって室内機
の暖房運転と第２の水温調節機の水加温運転の優先度を
判定する制御について説明する。図１０は暖房と水加温
の運転モード優先度を判定する制御機構を示し、図にお
いて、６０は第１の運転モード優先度判定手段（本発明
にいう第１の運転モード判定手段）、６１は冷媒圧縮機
１の吐出口に設けられた第３の圧力検知手段（本発明に
いう圧力検知手段）である。

【００３９】本実施例の空気調和装置において、暖房と
水加温運転を同時に行おうとする場合、暖房負荷の高い
時に水加温運転を行うと空調側にて能力不足が生じる。
そこで、第３の圧力検知手段６１が、予め設定されてい
る所定圧力未満の圧力を検知した場合、水利用側冷媒流
量制御装置４１の開度を所定の最小開度まで閉じて室内
空調を優先させる制御を行う。以上の制御により、空調
に関与しない冷媒回路には冷媒が循環されないため、暖
房負荷の高い時に空調側で能力不足になることを防ぐこ
とができる。また、所定圧力以上の高圧圧力を検知した
場合には、水利用側冷媒流量制御装置４１の開度を所定
開度まで開いて室内空調と同時に水加温運転が可能とな
る制御を行うものである。

【００４０】ここで、本実施例における室内機の暖房運
転と第２の水温調節機の水加温運転の優先度を判定する
制御を図１１に示すフローチャートにて説明する。空気
調和装置が暖房、水加温運転を同時に行おうとする場
合、第１の運転モード優先度判定手段６０は、まずステ
ップ６２にて第３の圧力検知手段６１が検知した高圧圧
力と所定圧力とを比較する。検知した高圧圧力が所定圧
力以上であれば、ステップ６３にて暖房、水加温同時運
転可能と判定してステップ６２に戻る。ステップ６２に
て検知した圧力が所定圧力以下であれば、ステップ６４
にて暖房、水加温同時運転不可と判定し、暖房運転を優
先させるとともに水加温運転を禁止してステップ６２に
戻る。

【００４１】実施例５．次に、室内空調における設定温
度と室内温度との空気温度差と、利用水加温における設
定水温と利用水の水温との水温差とを比較することによ
り、室内機での暖房運転と第２の水温調節機での水加温
運転との優先度を判定する制御について説明する。図１
２は、暖房と水加温との運転モード優先度を判定する制
御機構を示し、図において、７０は第２の運転モード優
先度判定手段（本発明にいう第２の運転モード判定手
段）、７１は室内機側の第２の温度検知手段（本発明に
いう室内空気温度検知手段）、７２は第２の水温調節機
Ｂ₁ 入口における利用水の水温を検知する第３の温度検
知手段（本発明にいう水温検知手段の別例）である。

【００４２】本実施例の空気調和装置にて暖房と水加温
運転を同時に行おうとする場合に、空調側での暖房能力
不足を防ぐためには、空調を優先させる必要がある。そ
こでまず、室内機側の第２の温度検知手段７１により検
知された空気温度と、予め設定されている設定空気温度
との空気温度差を演算する。そして、第３の温度検知手
段７２により検知された第２の水温調節機Ｂ₁ 入口にお
ける利用水の水温と、予め設定されている設定水温との
水温差を演算する。次に、それぞれ演算された空気温度
差と水温差とを比較する。そして、室内機側の空気温度
差が第２の水温調節機側の水温差以上である場合、水利
用側冷媒流量制御装置４１の開度を所定の最小開度まで
閉めて室内空調を優先させる制御を行うものである。以
上の制御により、空調に関与しない冷媒回路には冷媒が
循環されないため、暖房負荷の高い時に空調側で能力不
足になることを防ぐことができる。また、室内機側の空
気温度差が第２の水温調節機側の水温差を下回った場
合、水利用側冷媒流量制御装置４１の開度を所定開度ま
で開いて室内空調と同時に水加温運転の可能な制御を行
える。

【００４３】ここで、本実施例における室内機での暖房
運転と第２の水温調節機での水加温運転の優先度を判定
する制御を図１３に示すフローチャートにて説明する。
まず、空気調和装置が暖房、水加温運転を同時に行おう
とする場合、第２の運転モード優先度判定手段７０は、
まずステップ７３にて、室内機側の第２の温度検知手段
７１が検知した室内の空気温度と、予め設定されている
設定空気温度との空気温度差Ｍを演算する。同様に、ス
テップ７４にて、第３の温度検知手段７２が検知した第
２の水温調節機Ｂ₁ 入口における利用水の水温と、予め
設定されている設定水温との水温差Ｎを演算する。引続
き、ステップ７５にて、室内機側の空気温度差Ｎと第２
の水温調節機側の水温差Ｍとを比較する。空気温度差Ｎ
が水温差Ｍ以上であれば、ステップ７６にて暖房、水加
温同時運転可能と判定してステップ７３，７４に戻る。
ステップ７５にて室内機側の空気温度差Ｎが第２の水温
調節機側の水温差Ｍ未満であれば、ステップ７７にて暖
房、水加温同時運転不可と判定し、暖房運転を優先させ
るとともに水加温運転を禁止してステップ７３，７４に
戻る。

【００４４】

【発明の効果】上述したようにこの発明によれば、以下
に記載するような効果を奏する。この発明における空気
調和装置は、冷暖房同時運転の可能な空調用の熱源機に
対し、室内機と並列に第１の水温調節機が接続してある
ので、各室内機毎に冷暖房が選択的に、かつ、ある室内
機では冷房を、別の室内機では暖房を同時に行うことが
できるうえ、従来のように空調用と水加温用といった２
台分の熱源機を用意する必要のない、簡単な構成です
む。従って、給湯用熱源機分の設備費や運転維持費など
が不用となる。更に、中間期（春、秋）等の冷暖房同時
運転の際には、冷房運転時の排熱を第１に水温調節機で
効率よく再利用できるので、省エネルギー化にも寄与す
る。

【００４５】また、第２の水温調節機における冷媒と利
用水との熱交換のために中間水回路を設けたことによ
り、回路内に封入される循環水として、高純度の水、或
いは腐食防止剤等の薬剤を添加した水等の流体を用いる
ことができ、これによって水配管の腐食が最小限に抑え
られ、メンテナンスも容易になる。

【００４６】さらに、第２の水温調節機の水入口におけ
る利用水の水温を検知することによって、水循環用ポン
プによる中間水回路の循環水量をコントロールすること
が可能となり、利用水の水温を精度よく所定に制御する
ことができる。

【００４７】そして、冷媒圧縮機の吐出口における高圧
圧力を検知することにより、例えば室内機による暖房
（空気調和）運転と、第２の水温調節機による水加温
（水温調節）運転とについての優先度判定が可能とな
る。

【００４８】また、室内機での設定空気温度と検知され
た室内空気温度との空気温度差と、第２の水温調節機で
の設定水温と検知された水温との水温差とを比較するこ
とにより、室内機による暖房（空気調和）運転と、第２
の水温調節機による水加温（水温調節）運転とについて
の優先度判定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による空気調和装置の冷
媒回路を中心とする構成図である。

【図２】この発明の実施例１による空気調和装置の簡
単な全体構成図である。

【図３】この発明の実施例１による空気調和装置の、
暖房のみの運転状態を説明するための冷媒回路図であ
る。

【図４】この発明の実施例１による空気調和装置の、
暖房主体の運転状態を説明するための冷媒回路図であ
る。

【図５】この発明の実施例１による空気調和装置の、
冷房主体の運転状態を説明するための冷媒回路図であ
る。

【図６】この発明の実施例２による第２の水温調節機
の冷媒系を中心とする構成図である。

【図７】この発明の実施例２による空気調和装置の冷
媒回路を中心とする構成図である。

【図８】この発明の実施例３による水温調節機の、第
２の水循環用ポンプの制御系の構成を示すブロック図で
ある。

【図９】この発明の実施例３による第２の水温調節機
の、第２の水循環用ポンプに係る制御のフローチャート
である。

【図１０】この発明の実施例４による空気調和装置
の、水利用側冷媒流量制御装置の制御系の構成を示すブ
ロック図である。

【図１１】この発明の実施例４による空気調和装置
の、水利用側冷媒流量制御装置に係る制御のフローチャ
ートである。

【図１２】この発明の実施例５による空気調和装置
の、水利用側冷媒流量制御装置の制御系の構成を示すブ
ロック図である。

【図１３】この発明の実施例５による空気調和装置
の、水利用側冷媒流量制御装置に係る制御のフローチャ
ートである。

【図１４】この発明の従来例による空気調和装置の簡
単な全体構成図である。

【符号の説明】

Ａ熱源機、Ｂ第１の水温調節機、Ｂ₁ 第２の水温
調節機、Ｃ，Ｄ室内機、Ｆプール、１冷媒圧縮
機、２四方切換弁、３熱源機側熱交換器、４アキュ
ムレータ、５室内側熱交換器、６，６ｂ，６ｃ，６ｄ
第１の接続配管、７，７ｂ，７ｃ，７ｄ第２の接続
配管、９第１の冷媒流量制御装置、１０第１の分岐
部、１１第２の分岐部、１３第２の冷媒流量制御装
置、２１，２２，２３第１，第２，第３の開閉弁、３
２，３３，３４，３５第３、第４、第５、第６の逆止
弁、３６冷媒流路切換装置、４０第１の水利用側熱
交換器、４１水利用側冷媒流量制御装置、４２第１
の水循環用ポンプ、４３第２の水利用側熱交換器、４４
第２の水循環用ポンプ、４５循環水量制御手段、４
６第１の温度検知手段、４７中間水回路、６０第
１の運転モード優先度判定手段、６１第３の圧力検知
手段、７０第２の運転モード優先度判定手段、７１
第２の温度検知手段、７２第３の温度検知手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者外囿圭介和歌山市手平６丁目５番66号三菱電機株式会社和歌山製作所内 (72)発明者林田徳明和歌山市手平６丁目５番66号三菱電機株式会社和歌山製作所内 (72)発明者谷秀一和歌山市手平６丁目５番66号三菱電機株式会社和歌山製作所内 (72)発明者中村節和歌山市手平６丁目５番66号三菱電機株式会社和歌山製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒圧縮機，四方切換弁，熱源機側熱交
換器，アキュムレータ，冷媒流路切換装置等で構成され
る１台の熱源機に対し、室内側熱交換器，第１の冷媒流
量制御装置等で構成される１台もしくは複数台の室内機
と、上記熱源機からの冷媒と水利用対象へ送られる利用
水との間で熱交換を行う第１の水利用側熱交換器、水利
用側冷媒流量制御装置等で構成される１台もしくは複数
台の第１の水温調節機とを、それぞれ第１，第２の接続
配管を介して並列に接続するとともに、上記室内機の室
内側熱交換器の冷媒出入口の一方または上記第１の水温
調節機の第１の水利用側熱交換器の冷媒出入口の一方
を、上記第１の接続配管または上記第２の接続配管に切
換可能に接続する切換弁を有する第１の分岐部と、上記
室内機の室内側熱交換器の冷媒出入口の他方または上記
第１の水温調節機の第１の水利用側熱交換器の冷媒出入
口の他方を、上記第１の冷媒流量制御装置を介して上記
第２の接続配管に接続する第２の分岐部とを、第２の冷
媒流量制御装置を介して接続してなることを特徴とする
空気調和装置。
【請求項２】冷媒圧縮機，四方切換弁，熱源機側熱交
換器、アキュムレータ，冷媒流路切換装置等で構成され
る１台の熱源機に対し、室内側熱交換器，第１の冷媒流
量制御装置等で構成される１台もしくは複数台の室内機
と、水循環用ポンプを有し回路内に循環水を封入してな
る中間水回路，上記熱源機からの冷媒と上記中間水回路
の循環水との間で熱交換を行う第２の水利用側熱交換
器、上記中間水回路の循環水と水利用対象へ送られる利
用水との間で熱交換を行う第３の水利用側熱交換器，水
利用側冷媒流量制御装置等で構成される１台もしくは複
数台の第２の水温調節機とを、それぞれ第１，第２の接
続配管を介して並列に接続するとともに、上記室内機の
室内側熱交換器の冷媒出入口の一方または上記第２の水
温調節機の第２の水利用側熱交換器の冷媒出入口の一方
を、上記第１の接続配管または上記第２の接続配管に切
換可能に接続する切換弁を有する第１の分岐部と、上記
室内機の室内側熱交換器の冷媒出入口の他方または上記
第２の水温調節機の第２の水利用側熱交換器の冷媒出入
口の他方を、上記第１の冷媒流量制御装置を介して上記
第２の接続配管に接続する第２の分岐部とを、第２の冷
媒流量制御装置を介して接続してなることを特徴とする
空気調和装置。
【請求項３】第２の水温調節機の水入口における利用
水の水温を検知する水温検知手段と、上記水温検知手段
により検知された水温に応じて、水循環用ポンプによる
循環水量を制御する循環水量制御手段とを設けたことを
特徴とする請求項２記載の空気調和装置。
【請求項４】冷媒圧縮機の吐出口における高圧圧力を
検知する圧力検知手段と、上記圧力検知手段により検知
された高圧圧力に応じて、空気調和運転モードと水温調
節運転モードのうち優先して運転すべき運転モードの優
先度判定を行う第１の運転モード判定手段とを設けたこ
とを特徴とする請求項２記載の空気調和装置。
【請求項５】室内機が配備されている室内の空気温度
を検知する室内空気温度検知手段と、第２の水温調節機
の水入口における利用水の水温を検知する水温検知手段
と、上記室内機に予め設定されている設定空気温度と上
記室内空気温度検知手段により検知された室内空気温度
との空気温度差と、上記第２の水温調節機に予め設定さ
れている設定水温と上記水温検知手段により検知された
水温との水温差とを比較した結果に基づいて、空気調和
運転モードと水温調節運転モードのうち優先して運転す
べき運転モードの優先度判定を行う第２の運転モード判
定手段とを設けたことを特徴とする請求項２記載の空気
調和装置。