JPWO2012114462A1 - Air conditioning and hot water supply system and control method for air conditioning and hot water supply system - Google Patents
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Abstract
二元冷凍サイクルが形成されている多熱源の空調給湯システムであって、不使用熱交換器の冷媒を好適に回収して使用熱交換器で利用できる空調給湯システム及び空調給湯システムの制御方法を提供するため、中間熱交換器(23)を不使用とし空調用熱源側熱交換器(24)及び給湯用熱源側熱交換器(44)を使用する第1状態での第1運転と、空調用熱源側熱交換器(24)及び給湯用熱源側熱交換器(44)を不使用とし中間熱交換器(23)を使用する第2状態での第2運転の切り替え時に、中間熱交換器(23)及び空調用熱源側熱交換器(24)への空調用冷媒の流入を遮断して空調用圧縮機(21)で空調用冷媒を回収する空調用冷媒回収運転と、中間熱交換器(23)及び給湯用熱源側熱交換器(44)への給湯用冷媒の流入を遮断して給湯用圧縮機(41)で給湯用冷媒を回収する給湯用冷媒回収運転と、の少なくとも一方が実行される空調給湯システムとする。An air-conditioning hot-water supply system for a multi-heat source in which a dual refrigeration cycle is formed, and an air-conditioning hot-water supply system that can suitably recover refrigerant from an unused heat exchanger and use it in a used heat exchanger, and a control method for the air-conditioning hot-water supply system In order to provide the first operation in the first state in which the intermediate heat exchanger (23) is not used and the heat source side heat exchanger (24) for air conditioning and the heat source side heat exchanger (44) for hot water supply are used, air conditioning When switching the second operation in the second state in which the heat source side heat exchanger (24) and the hot water supply heat source side heat exchanger (44) are not used and the intermediate heat exchanger (23) is used, the intermediate heat exchanger (23) and an air conditioning refrigerant recovery operation for shutting off the inflow of the air conditioning refrigerant to the air conditioning heat source side heat exchanger (24) and recovering the air conditioning refrigerant by the air conditioning compressor (21), and an intermediate heat exchanger (23) and the hot water supply refrigerant to the hot water supply heat source side heat exchanger (44). A refrigerant recovery operation for hot water supply to recover the hot water supply refrigerant in the hot water supply compressor (41) by blocking the entrance to the air-conditioning hot-water supply system in which at least one is performed the.
Description
本発明は、空調用冷媒回路と給湯用冷媒回路が、中間熱交換器を介して互いに熱交換可能に接続されて空調サイクルと給湯サイクルの二元冷凍サイクルが形成されている多熱源の空調給湯システム及び空調給湯システムの制御方法に関する。 The present invention relates to a multi-heat source air-conditioning hot water supply system in which an air conditioning refrigerant circuit and a hot water supply refrigerant circuit are connected to each other via an intermediate heat exchanger so as to be able to exchange heat with each other to form a dual refrigeration cycle of an air conditioning cycle and a hot water supply cycle. The present invention relates to a control method for an air conditioning and hot water supply system.
空調用冷媒回路と給湯用冷媒回路が、中間熱交換器を介して互いに熱交換可能に接続されて、空調サイクルと給湯サイクルを備える多熱源の空調給湯システムは、多くの熱源と熱交換するため、従来のルームエアコンやヒートポンプ給湯機よりも多くの熱交換器を備えて構成される。
このような空調給湯システムには、空調サイクルの空調運転(冷房運転、暖房運転)と給湯サイクルの給湯運転をそれぞれ単独で運転する単独運転と、空調サイクルの空調運転(冷房運転)で発生する排熱を給湯サイクルの給湯運転に利用する排熱回収運転とで使用される熱交換器(使用熱交換器)が切り替えられるように構成されたものがある。
しかしながら、このような空調給湯システムは多くの熱交換器を備えるため、必要となる冷媒の量(冷媒封入量)が増える場合がある。
冷媒は地球温暖化を促進する物質の1つであるため冷媒封入量の増量は好ましくなく、冷媒封入量の削減が求められている。The refrigerant circuit for air conditioning and the refrigerant circuit for hot water supply are connected to each other via an intermediate heat exchanger so as to be able to exchange heat with each other, and the multi-heat source air conditioning hot water supply system including the air conditioning cycle and the hot water supply cycle exchanges heat with many heat sources. It is configured with more heat exchangers than conventional room air conditioners and heat pump water heaters.
In such an air conditioning hot water supply system, an air conditioning operation (cooling operation, heating operation) of an air conditioning cycle and a hot water supply operation of a hot water supply cycle are independently operated, and an exhaust generated in an air conditioning operation (cooling operation) of the air conditioning cycle. Some heat exchangers (used heat exchangers) that are used in the exhaust heat recovery operation that uses heat for the hot water supply operation of the hot water supply cycle can be switched.
However, since such an air-conditioning hot-water supply system includes many heat exchangers, the amount of necessary refrigerant (the amount of refrigerant enclosed) may increase.
Since the refrigerant is one of the substances that promote global warming, it is not preferable to increase the amount of refrigerant enclosed, and a reduction in the amount of refrigerant enclosed is required.
例えば、特許文献1には、停止している室内機(熱交換器)から冷媒を回収できるマルチエアコンシステムが開示されている。
特許文献1に開示されるマルチエアコンシステムは、複数の室内機(熱交換器)を備えて構成される。そして、停止している室内機に対応する冷媒流量調整弁の弁開度を、当該室内機の設定馬力に応じた弁開度に所定時間に亘って設定し、所定時間経過後は流量調整弁の弁開度を元に戻す。この構成によって、停止している室内機に貯まっている冷媒を回収できる。そして、停止している室内機から回収した冷媒を運転している室内機の冷媒として利用することで冷媒封入量を削減できる。
したがって、特許文献1に開示される技術を多熱源の空調給湯システムに適用すると、使用しない熱交換器(不使用熱交換器)から冷媒を回収して使用する熱交換器(使用熱交換器)に流通させることができ、冷媒封入量を削減できる。For example, Patent Literature 1 discloses a multi-air conditioner system that can recover a refrigerant from a stopped indoor unit (heat exchanger).
The multi air conditioner system disclosed in Patent Document 1 is configured to include a plurality of indoor units (heat exchangers). Then, the valve opening degree of the refrigerant flow rate adjustment valve corresponding to the stopped indoor unit is set to a valve opening degree corresponding to the set horsepower of the indoor unit over a predetermined time, and after the predetermined time has elapsed, the flow rate adjustment valve Return the valve opening to. With this configuration, the refrigerant stored in the stopped indoor unit can be recovered. And the refrigerant | coolant enclosure amount can be reduced by utilizing the refrigerant | coolant collect | recovered from the indoor unit which has stopped as a refrigerant | coolant of the indoor unit which is drive | operating.
Therefore, when the technique disclosed in Patent Document 1 is applied to an air-conditioning hot-water supply system with multiple heat sources, a heat exchanger (used heat exchanger) that recovers and uses a refrigerant from an unused heat exchanger (unused heat exchanger). It is possible to reduce the amount of refrigerant enclosed.
ところで、空調サイクルと給湯サイクルを備える多熱源の空調給湯システムは、利用する熱源の状態に応じて単独運転と排熱回収運転が切り替わり、それに応じて不使用熱交換器と使用熱交換器が切り替わるため、不使用熱交換器と使用熱交換器が頻繁に切り替えられる場合がある。例えば、熱源が空調装置の排熱の場合は空調装置に要求される空調能力の変化に応じて単独運転と排熱回収運転が切り替わる。また、熱源として太陽熱を利用する場合は日射量の変化に応じて単独運転と排熱回収運転が切り替わる。このように、単独運転と排熱回収運転が頻繁に切り替わる場合、不使用熱交換器から冷媒を回収する運転(冷媒回収運転)が速やかに終了されることが要求される。また、頻繁に冷媒回収運転が実行されることになるため、冷媒回収運転が空調給湯システムに与える負荷を軽減することが要求される。
しかしながら、特許文献1に開示されるマルチエアコンシステムは、冷媒が回収されたことを判定することなく、所定時間に亘って流量調整弁の弁開度を大きくしている。このため、不使用熱交換器から冷媒が回収されたことを速やかに判定できず、冷媒回収運転が速やかに終了できないという問題がある。By the way, an air-conditioning hot-water supply system of a multi-heat source provided with an air-conditioning cycle and a hot water supply cycle switches between an independent operation and an exhaust heat recovery operation according to the state of the heat source to be used, and an unused heat exchanger and a used heat exchanger are switched accordingly. Therefore, the unused heat exchanger and the used heat exchanger may be frequently switched. For example, when the heat source is exhaust heat of the air conditioner, the single operation and the exhaust heat recovery operation are switched according to a change in the air conditioning capacity required of the air conditioner. Moreover, when using solar heat as a heat source, the independent operation and the exhaust heat recovery operation are switched according to the change in the amount of solar radiation. As described above, when the single operation and the exhaust heat recovery operation are frequently switched, the operation of recovering the refrigerant from the unused heat exchanger (refrigerant recovery operation) is required to be promptly terminated. Further, since the refrigerant recovery operation is frequently executed, it is required to reduce the load that the refrigerant recovery operation gives to the air conditioning hot water supply system.
However, the multi air conditioner system disclosed in Patent Document 1 increases the valve opening degree of the flow rate adjustment valve over a predetermined time without determining that the refrigerant has been recovered. For this reason, there is a problem that it is impossible to quickly determine that the refrigerant has been recovered from the unused heat exchanger, and the refrigerant recovery operation cannot be completed quickly.
多熱源の空調給湯システムの各サイクル(空調サイクル、給湯サイクル)には複数の熱交換器が並列に配設されている。そして、各熱交換器は異なる熱源と熱交換するように構成されるため、冷媒は各熱交換器で異なった温度の熱源と熱交換する。例えば、使用時に蒸発器として動作する不使用熱交換器が接している熱源の温度が、稼動しているもう一方の使用熱交換器(蒸発器)の熱源の温度より低い場合に、不使用熱交換器に冷媒を貯留させると、冷媒と熱源との温度差は、不使用熱交換器のほうが使用熱交換器よりも小さくなり、不使用熱交換器に貯留される冷媒の蒸発(気化)が促進されなくなる。結果として、より多くの冷媒が不使用熱交換器に貯留されることになり、当該サイクルにおける冷媒流量が不足してサイクルの動作に不具合を生じさせる。
特許文献1に開示されるマルチエアコンシステムは、複数の熱交換器の熱源が全て同じ(大気)であって熱交換器間での吸熱量の違いによって生じる圧力は小さい。このため、使用熱交換器の稼働中に不使用熱交換器の冷媒を回収するように構成されており、各熱交換器が接する熱源間の温度差を考慮しない制御となっている。
この点を鑑みると、多熱源の空調給湯システムの冷媒回収に、特許文献1に開示される技術をそのまま適用することは困難である。A plurality of heat exchangers are arranged in parallel in each cycle (air conditioning cycle, hot water supply cycle) of the air conditioning and hot water supply system of a multi-heat source. Since each heat exchanger is configured to exchange heat with a different heat source, the refrigerant exchanges heat with a heat source having a different temperature in each heat exchanger. For example, when the temperature of the heat source that is in contact with the unused heat exchanger that operates as an evaporator during use is lower than the temperature of the heat source of the other used heat exchanger (evaporator) that is operating, the unused heat When the refrigerant is stored in the exchanger, the temperature difference between the refrigerant and the heat source is smaller in the unused heat exchanger than in the used heat exchanger, and the evaporation (vaporization) of the refrigerant stored in the unused heat exchanger is reduced. It will not be promoted. As a result, more refrigerant is stored in the unused heat exchanger, and the refrigerant flow rate in the cycle is insufficient, causing a malfunction in the cycle operation.
In the multi-air conditioner system disclosed in Patent Document 1, the heat sources of the plurality of heat exchangers are all the same (atmosphere), and the pressure generated by the difference in the amount of heat absorbed between the heat exchangers is small. For this reason, it is comprised so that the refrigerant | coolant of an unused heat exchanger may be collect | recovered during operation | use of a use heat exchanger, and it is control which does not consider the temperature difference between the heat sources which each heat exchanger contacts.
In view of this point, it is difficult to apply the technique disclosed in Patent Document 1 as it is to refrigerant recovery of an air-conditioning hot-water supply system with multiple heat sources.
そこで本発明は、二元冷凍サイクルが形成されている多熱源の空調給湯システムであって、不使用熱交換器の冷媒を好適に回収して使用熱交換器で利用できる空調給湯システム及び空調給湯システムの制御方法を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention is an air-conditioning hot-water supply system for a multi-heat source in which a dual refrigeration cycle is formed, and an air-conditioning hot-water supply system and an air-conditioning hot-water supply that can suitably recover the refrigerant of an unused heat exchanger and use it in the used heat exchanger It is an object to provide a system control method.
前記課題を解決するため本発明は、空調用冷媒が循環して空調サイクルを形成する空調用冷媒回路と、給湯用冷媒が循環して給湯サイクルを形成する給湯用冷媒回路と、制御装置とを備えるとともに、前記空調用冷媒回路において前記空調用冷媒と大気との間で熱交換する空調用熱源側熱交換器と並列に、かつ、前記給湯用冷媒回路において前記給湯用冷媒と大気との間で熱交換する給湯用熱源側熱交換器と並列に、接続されて前記空調用冷媒と前記給湯用冷媒との間で熱交換する中間熱交換器とを備え、前記制御装置は、前記空調サイクルでの冷房運転と、前記給湯サイクルでの給湯運転とを同時に実行する場合に、前記中間熱交換器を不使用として前記空調用熱源側熱交換器及び前記給湯用熱源側熱交換器を使用して運転する第1運転と、前記中間熱交換器を使用して前記空調用熱源側熱交換器及び前記給湯用熱源側熱交換器の使用と不使用を運転状態に応じて選択して運転する第2運転とを、所定の条件に基づいて切り替えるように制御する空調給湯システムとする。そして、前記制御装置は、前記第1運転と前記第2運転の切り替え時に、空調用冷媒遮断手段によって、前記中間熱交換器及び前記空調用熱源側熱交換器への前記空調用冷媒の流入を遮断するとともに、前記空調用冷媒回路に備わる空調用圧縮機を運転して前記中間熱交換器及び前記空調用熱源側熱交換器から前記空調用冷媒を回収する空調用冷媒回収運転と、給湯用冷媒遮断手段によって、前記中間熱交換器及び前記給湯用熱源側熱交換器への前記給湯用冷媒の流入を遮断するとともに、前記給湯用冷媒回路に備わる給湯用圧縮機を運転して前記中間熱交換器及び前記給湯用熱源側熱交換器から前記給湯用冷媒を回収する給湯用冷媒回収運転と、の少なくとも一方を実行することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides an air conditioning refrigerant circuit in which an air conditioning refrigerant circulates to form an air conditioning cycle, a hot water supply refrigerant circuit in which a hot water supply refrigerant circulates to form a hot water supply cycle, and a control device. And in parallel with the air-conditioning heat source side heat exchanger for exchanging heat between the air-conditioning refrigerant and the atmosphere in the air-conditioning refrigerant circuit, and between the hot-water supply refrigerant and the atmosphere in the hot-water supply refrigerant circuit An intermediate heat exchanger connected in parallel with the hot water supply heat source side heat exchanger for exchanging heat at the air conditioner and exchanging heat between the air conditioning refrigerant and the hot water supply refrigerant, and the control device includes the air conditioning cycle When performing the cooling operation at the same time and the hot water supply operation in the hot water supply cycle, the intermediate heat exchanger is not used and the heat source side heat exchanger for air conditioning and the heat source side heat exchanger for hot water supply are used. With the first driving A second operation in which the intermediate heat exchanger is used to select and use the heat source side heat exchanger for air conditioning and the heat source side heat exchanger for hot water supply according to the operating state, Let it be an air-conditioning hot-water supply system controlled to switch based on conditions. The control device causes the air-conditioning refrigerant to flow into the intermediate heat exchanger and the air-conditioning heat source side heat exchanger by the air-conditioning refrigerant shut-off means when switching between the first operation and the second operation. Air conditioning refrigerant recovery operation for shutting off and operating the air conditioning compressor provided in the air conditioning refrigerant circuit to recover the air conditioning refrigerant from the intermediate heat exchanger and the heat source side heat exchanger, and for hot water supply The refrigerant shut-off means shuts off the flow of the hot water supply refrigerant into the intermediate heat exchanger and the hot water supply heat source side heat exchanger, and operates the hot water compressor provided in the hot water supply refrigerant circuit to operate the intermediate heat. At least one of a hot water supply refrigerant recovery operation for recovering the hot water supply refrigerant from the exchanger and the hot water supply heat source side heat exchanger is performed.
本発明によると、二元冷凍サイクルによって形成される多熱源の空調給湯システムであって、空調用冷媒回路および給湯用冷媒回路の循環冷媒量を好適な状態に保持して運転する空調給湯システムの制御方法を提供できる。 According to the present invention, there is provided an air conditioning and hot water supply system of a multi-heat source formed by a dual refrigeration cycle, wherein the air conditioning refrigerant circuit and the circulating refrigerant amount of the hot water supply refrigerant circuit are maintained in a suitable state and operated. A control method can be provided.
以下、本発明の実施形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る空調給湯システム100は、空調用圧縮機21を駆動して冷房運転と暖房運転とを切り替えて運転を行う空調用冷媒回路5と、給湯用圧縮機41を駆動して給湯運転を行う給湯用冷媒回路6と、空調用冷媒回路5と熱交換して、住宅60の室内の空調を行う空調用冷温水循環回路8と、給湯用冷媒回路6と熱交換して給湯を行う給湯流路9と、各運転を制御する制御装置1aとを備え、空調用冷媒回路5と給湯用冷媒回路6とを中間熱交換器23を介して熱的に接続させて、二元冷凍サイクルを構築するシステムである。
以下、冷房運転及び暖房運転とは、空調用冷媒回路5を含んで構成される空調サイクルの冷房運転及び暖房運転を示す。また、給湯運転とは給湯用冷媒回路6を含んで構成される給湯サイクルの給湯運転を示す。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
As shown in FIG. 1, an air conditioning and hot
Hereinafter, the cooling operation and the heating operation indicate a cooling operation and a heating operation of an air conditioning cycle including the air
この空調給湯システム100は、住宅60の屋外に配置されるヒートポンプユニット1と室内に配置される室内ユニット2を含んで構成される。
ヒートポンプユニット1には、空調用冷媒回路5、給湯用冷媒回路6、空調用冷温水循環回路8、給湯流路9、及び制御装置1aが組み込まれている。
また、室内ユニット2には、住宅60の室内空気と空調用冷温水循環回路8を流れる冷温水との間で熱交換を行う室内熱交換器61が備わっている。This air conditioning and hot
The heat pump unit 1 includes an air
The
空調用冷媒回路5は、空調用の冷媒(以下空調用冷媒)が循環することによって冷凍サイクル(空調サイクル)が形成される回路であり、空調用冷媒を圧縮する空調用圧縮機21、空調用冷媒の流路を切り替える四方弁(空調用流路切替弁)22、給湯用冷媒回路6を循環する冷媒(以下給湯用冷媒)と空調用冷媒との間で熱交換を行う中間熱交換器23、空調用冷媒タンク26、空調用冷媒を減圧する空調用膨張弁27、及び空調用冷温水循環回路8を循環する空調用冷温水と空調用冷媒回路5を循環する空調用冷媒との間で熱交換を行う空調用利用側熱交換器28が冷媒配管で環状に接続された空調用冷媒メイン回路5aに、空調用室外ファン25によって送風される大気と空調用冷媒との間で熱交換を行う空調用熱源側熱交換器24が接続された構成となっている。
The air-
なお、図1では、空調用冷媒回路5を循環する空調用冷媒と空調用冷温水循環回路8を循環する空調用冷温水が熱交換し、空調用冷温水と住宅60の室内空気が室内熱交換器61で熱交換する構成としたが、空調用冷温水循環回路8を備えず、空調用冷媒と住宅60の室内空気が直接熱交換する構成であってもよい。
In FIG. 1, the air-conditioning refrigerant circulating in the air-
空調用冷媒回路5をより詳細に説明すると、空調用熱源側熱交換器24は、空調用冷媒メイン回路5aの四方弁22と空調用膨張弁27との間に設けられており、四方弁22と空調用膨張弁27に対して、中間熱交換器23が並列になるように接続されている。
空調用熱源側熱交換器24の出入口には、それぞれ空調用冷媒の流量を制御する第1制御弁35c、及び第2制御弁35dが空調熱交換器用制御弁として配設されている。
なお、第1制御弁35c及び第2制御弁35dは、閉弁したときに空調用冷媒の流通を遮断し、空調用熱源側熱交換器24への空調用冷媒の流入を遮断するように構成されていることが好ましい。
符号24aは、冷房運転時に空調用熱源側熱交換器24への空調用冷媒の入口となる冷房時空調用冷媒入口(第1空調用冷媒入口)、符号24bは、冷房運転時に空調用熱源側熱交換器24からの空調用冷媒の出口となる冷房時空調用冷媒出口(第1空調用冷媒出口)を示す。
因みに、空調サイクルでの暖房運転時は、空調用熱源側熱交換器24における空調用冷媒の出入口は逆になる。
具体的には、空調サイクルでの暖房運転時、空調用熱源側熱交換器24では冷房時空調用冷媒出口24bが空調用冷媒の入口となり、冷房時空調用冷媒入口24aが空調用冷媒の出口となる。
なお、空調用冷媒回路5を循環する空調用冷媒には、R410a、R134a、HFO1234yf、HFO1234ze、CO2、プロパンの中から使用条件に適した冷媒が用いられる。The air-
A
The
Incidentally, at the time of heating operation in the air conditioning cycle, the air conditioning refrigerant outlet / inlet in the air conditioning heat source
Specifically, during the heating operation in the air conditioning cycle, in the air conditioning heat source
Note that the air conditioning refrigerant circulating in the air conditioning
次に、前記した空調用冷媒回路5に備わる各機器について説明する。
空調用圧縮機21は、容量制御が可能な可変容量型の圧縮機が好ましい。このような圧縮機として、ピストン式、ロータリー式、スクロール式、スクリュー式、遠心式のものが採用可能である。Next, each device provided in the above-described air conditioning
The
空調用利用側熱交換器28には、図示しないが、空調用冷媒が流通する空調用伝熱管と水もしくはブライン等の不凍液(空調用利用側の熱搬送媒体)が流れる空調用冷温水伝熱管とが熱的に接触するように構成されたものや、プレート式熱交換器等が利用可能である。
空調用冷媒タンク26は、空調用冷媒回路5の流路の切替によって変化する空調用冷媒の循環量を調整する受液器として機能する。
空調用膨張弁27は、減圧装置として作用するとともに、閉弁したときに空調用冷媒の流通を遮断する空調用冷媒遮断手段としても機能し、中間熱交換器23及び空調用熱源側熱交換器24への空調用冷媒の流入(具体的には、後記する冷房時空調用冷媒出口23b,24bからの空調用冷媒の流入)を遮断するように構成されていることが好ましい。Although not shown in the drawing, the air-conditioning use-
The air
The air
空調用冷温水循環回路8は、空調用冷媒回路5を循環する冷媒と熱交換する水(空調用利用側の熱搬送媒体)が流通する回路であり、四方弁53と空調用冷温水循環ポンプ52と住宅60に設置された室内熱交換器61とを、開閉弁54aを有する空調用冷温水配管55aで接続し、室内熱交換器61と四方弁53とを、開閉弁54bを有する空調用冷温水配管55bで接続し、四方弁53と空調用利用側熱交換器28とを空調用冷温水配管55cで接続して、環状に形成された回路である。この空調用冷温水循環回路8内を流れる水(冷水又は温水)は、室内熱交換器61を介して住宅60の室内空気と熱交換し、住宅60内を冷房又は暖房する。ここで、空調用冷温水循環回路8内を流れる空調用利用側の熱搬送媒体として、水の代わりにエチレングリコールなどのブラインを用いてもよい。ブラインを用いると寒冷地でも適用できる。
The air-conditioning cold / hot
なお、以下の説明において、空調用冷温水循環回路8を流通する水として「冷水」又は「温水」という語を使用するが、「冷水」は、冷房運転時に空調用冷温水循環回路8を流通する水を示し、「温水」は暖房運転時に空調用冷温水循環回路8を流通する水を示す。
In the following description, the term “cold water” or “warm water” is used as the water flowing through the air-conditioning cold / hot
給湯用冷媒回路6は、給湯用冷媒が循環することによって冷凍サイクル(給湯サイクル)を形成する回路であって、給湯用冷媒を圧縮する給湯用圧縮機41、給湯流路9を流通する水(給湯)と給湯用冷媒との間で熱交換を行う給湯用利用側熱交換器42、給湯用冷媒の量を調整する受液器として機能する給湯用冷媒タンク46、給湯用冷媒を減圧する給湯用膨張弁43、及び空調用冷媒回路5を循環する空調用冷媒と給湯用冷媒との間で熱交換を行う中間熱交換器23を冷媒配管で環状に接続した給湯用冷媒メイン回路6aに、給湯用室外ファン45によって送風される大気と給湯用冷媒との間で熱交換を行う給湯用熱源側熱交換器44が接続された構成となっている。
The hot water
給湯用冷媒回路6をより詳細に説明すると、給湯用熱源側熱交換器44は、給湯用冷媒メイン回路6aの給湯用膨張弁43と給湯用圧縮機41の間の位置に、中間熱交換器23と並列になるように冷媒配管によって接続され、給湯用熱源側熱交換器44の出入口には、それぞれ給湯用冷媒の流量を制御する第3制御弁49a及び第4制御弁49cが給湯熱交換器用制御弁として配設されている。
なお、第3制御弁49a及び第4制御弁49cは、閉弁したときに給湯用冷媒の流通を遮断し、給湯用熱源側熱交換器44への給湯用冷媒の流入を遮断するように構成されていることが好ましい。
さらに、給湯用膨張弁43は、閉弁したときに給湯用冷媒の流通を遮断する給湯用冷媒遮断手段として機能し、中間熱交換器23及び給湯用熱源側熱交換器44への給湯用冷媒の流入(具体的には、後記する給湯用冷媒入口23c,44aからの給湯用冷媒の流入)を遮断するように構成されていることが好ましい。
本実施形態において、給湯用熱源側熱交換器44にはフィンチューブ式熱交換器が用いられている。また、符号44aは給湯用冷媒入口(第1給湯用冷媒入口)、符号44bは給湯用冷媒出口(第1給湯用冷媒出口)を示す。
なお、給湯用冷媒回路6を循環する給湯用冷媒には、R410a、R134a、HFO1234yf、HFO1234ze、CO2、プロパンの中から使用条件に適した冷媒が用いられる。The hot-water
The
Further, the hot water
In the present embodiment, a finned tube heat exchanger is used for the hot water supply heat source
Note that the hot water supply refrigerant circulating in the hot water
次に、前記した給湯用冷媒回路6に備わる各機器について説明する。
給湯用圧縮機41は、空調用圧縮機21と同様にインバータ制御によって容量制御が可能で、低速から高速まで回転速度が可変であることが好ましい。
給湯用利用側熱交換器42は、図示しないが、給湯流路9に供給される水が流通する給湯用水伝熱管と、給湯用冷媒が流通する給湯用冷媒伝熱管とが熱的に接触するように構成されたものが利用可能である。
給湯用膨張弁43は、弁開度の調整によって給湯用冷媒の圧力を所定の圧力まで減圧することができる。Next, each device provided in the hot water
The hot
Although not shown, the hot water use
The hot water
中間熱交換器23の出入口には、それぞれ開閉弁35a,35bが空調熱交換器用開閉弁として備わっている。
なお、中間熱交換器23の符号23aは、冷房運転時に空調用冷媒の入口となる冷房時空調用冷媒入口(第2空調用冷媒入口)、符号23bは、冷房運転時に空調用冷媒の出口となる冷房時空調用冷媒出口(第2空調用冷媒出口)を示す。
また、中間熱交換器23において、給湯運転時に給湯用冷媒の入口となる給湯用冷媒入口(第2給湯用冷媒入口)23cに開閉弁49bが配設され、給湯用冷媒の出口となる給湯用冷媒出口(第2給湯用冷媒出口)23dに開閉弁49dが配設される。
因みに、空調サイクルでの暖房運転時は、中間熱交換器23における空調用冷媒の出入口は逆になる。
具体的に、空調サイクルでの暖房運転時、中間熱交換器23では冷房時空調用冷媒出口23cが空調用冷媒の入口となり、冷房時空調用冷媒入口23dが空調用冷媒の出口となる。On / off ports of the
Reference numeral 23a of the
In the
Incidentally, at the time of the heating operation in the air conditioning cycle, the inlet / outlet of the air conditioning refrigerant in the
Specifically, during the heating operation in the air conditioning cycle, in the
給湯流路9は、給湯用利用側の熱搬送媒体としての水が流通する流路であり、給湯用利用側熱交換器42の水側入口42aと給水口78を給湯用配管72で接続し、給湯用利用側熱交換器42の水側出口42bと給湯口79を給湯用配管73で接続して形成された流路である。給湯用配管73には、貯湯タンク70が備わり、給水口78から供給された水は、給湯用利用側熱交換器42で給湯用冷媒と熱交換して加熱され、湯になった後に貯湯タンク70に貯湯される。
そして、貯湯タンク70に貯湯された湯は、給湯口79から給湯負荷側(浴槽、洗面所、台所等)へ給湯される。また、貯湯タンク70の底部には、ドレン配管71aとドレン弁71bが設けられている。ドレン弁71bは通常は閉弁しており、制御装置1aからの指令に基づいて開弁し、貯湯タンク70内に貯湯されている湯がドレン配管71aを流通して外部に排出されるように構成される。なお、給湯流路9には、水や湯の流量を検知する流量センサ(図示せず)が備わっている。The hot
The hot water stored in the hot
また、本実施形態に係る空調給湯システム100は、複数の温度センサTH1〜TH23を備えている。具体的に、給湯流路9を流通する水や湯の温度を測定するため、給湯用利用側熱交換器42の水側入口42aに温度センサTH2が備わり、さらに、給水口78に温度センサTH1がそれぞれ備わっている。
また、空調用冷温水循環回路8を流通する冷温水の温度を測定するため、暖房運転時における空調用利用側熱交換器28の水の入口(暖房時水側入口28a)に温度センサTH4が、暖房運転時における空調用利用側熱交換器28の水の出口(暖房時水側出口28b)に温度センサTH3が、室内熱交換器61の冷媒出口61bに温度センサTH5が、それぞれ備わっている。なお、符号61aは、室内熱交換器61の冷媒入口である。Moreover, the air conditioning and hot
Further, in order to measure the temperature of the cold / hot water flowing through the air-conditioning cold / hot
また、給湯用冷媒回路6を流通する給湯用冷媒の温度を測定するために、給湯用圧縮機41の吸込口41aと吐出口41bに温度センサTH6、TH7がそれぞれ備わり、給湯用膨張弁43の出口に温度センサTH8が備わっている。さらに、給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒入口44aに温度センサTH22(給湯用温度測定手段)、給湯用冷媒出口44bに温度センサTH9(給湯用温度測定手段)、中間熱交換器23の給湯用冷媒入口23cに温度センサTH23(給湯用温度測定手段)、給湯用冷媒出口23dに温度センサTH10(給湯用温度測定手段)がそれぞれ備わっている。
給湯用温度測定手段である温度センサTH9、TH10、TH22、及びTH23は、例えば、冷媒配管の外壁面に取り付けられるように配設されるサーミスタであり、冷媒配管内の給湯用冷媒の温度を冷媒配管を介して測定する。そして、温度センサTH9が測定する温度を給湯用冷媒出口44bの温度、温度センサTH22が測定する温度を給湯用冷媒入口44aの温度、温度センサTH10が測定する温度を給湯用冷媒出口23dの温度、温度センサTH23が測定する温度を給湯用冷媒入口23cの温度とする。Further, in order to measure the temperature of the hot water supply refrigerant flowing through the hot water
The temperature sensors TH9, TH10, TH22, and TH23, which are temperature measuring means for hot water supply, are, for example, thermistors disposed so as to be attached to the outer wall surface of the refrigerant pipe, and the temperature of the hot water supply refrigerant in the refrigerant pipe is set as the refrigerant. Measure through piping. The temperature measured by the temperature sensor TH9 is the temperature of the hot water
また、空調用冷媒回路5を流通する空調用冷媒の温度を測定するために、空調用圧縮機21の吸込口21aと吐出口21bに温度センサTH11、TH12がそれぞれ備わり、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒入口23aに温度センサTH13(空調用温度測定手段)、冷房時空調用冷媒出口23bに温度センサTH14(空調用温度測定手段)がそれぞれ備わっている。さらに、冷房運転時における空調用膨張弁27の出口に温度センサTH17、空調用熱源側熱交換器24の冷房時空調用冷媒入口24aに温度センサTH15(空調用温度測定手段)、冷房時空調用冷媒出口24bに温度センサTH16(空調用温度測定手段)、冷房運転時における空調用利用側熱交換器28の空調用冷媒出口となる冷房時空調用冷媒出口28dに温度センサTH18が、それぞれ備わっている。
空調用温度測定手段である温度センサTH13、TH14、TH15、及びTH16は、例えば、冷媒配管の外壁面に取り付けられるように配設されるサーミスタであり、冷媒配管内の空調用冷媒の温度を冷媒配管を介して測定する。そして、温度センサTH13が測定する温度を冷房時空調用冷媒入口23aの温度、温度センサTH14が測定する温度を冷房時空調用冷媒出口23bの温度、温度センサTH15が測定する温度を冷房時空調用冷媒入口24aの温度、温度センサTH16が測定する温度を冷房時空調用冷媒出口24bの温度とする。
なお、符号28cは、冷房運転時に空調用利用側熱交換器28への空調用冷媒の入口となる冷房時空調用冷媒入口を示す。Further, in order to measure the temperature of the air conditioning refrigerant flowing through the air conditioning
The temperature sensors TH13, TH14, TH15, and TH16, which are air conditioning temperature measuring means, are, for example, thermistors arranged so as to be attached to the outer wall surface of the refrigerant pipe, and the temperature of the air conditioning refrigerant in the refrigerant pipe is set as the refrigerant. Measure through piping. The temperature measured by the temperature sensor TH13 is the temperature of the cooling air conditioning
また、本実施形態に係る空調給湯システム100には、外気温度を測定する外気温度測定手段としての温度センサTH19、住宅60の室内温度を測定する温度センサTH20、及び貯湯タンク70内に貯湯された湯の温度を測定する温度センサTH21も備わっている。
Further, in the air conditioning and hot
さらに、空調用圧縮機21には回転速度を検出する回転速度検知センサRAが備わり、給湯用圧縮機41には回転速度を検出する回転速度検知センサRHが備わっている。
また、空調用膨張弁27には弁開度を検出する弁開度検知センサPAが備わり、給湯用膨張弁43には弁開度を検出する弁開度検知センサPHが備わっている。Further, the
The air
制御装置1aは、リモコン(図示せず)からの指令信号、温度センサTH1〜TH23、回転速度検知センサRA,RH、弁開度検知センサPA,PHからの検知信号が入力されるように構成される。そして、制御装置1aは、これらの入力信号に基づいて空調用圧縮機21及び給湯用圧縮機41の運転や停止、四方弁22や53の切替え、空調用膨張弁27及び給湯用膨張弁43弁開度の設定、第1制御弁35c、第2制御弁35d、第3制御弁49a、第4制御弁49cの弁開度の設定、空調用冷温水循環ポンプ52の駆動や停止、開閉弁35a,35b,49b,49d,54a,54bの開閉、その他の空調給湯システム100の運転に必要な制御を実行する。
The
例えば、本実施形態に係る空調給湯システム100では、空調サイクルの冷房運転と、給湯サイクルの給湯運転を単独で行う「冷房・給湯単独運転(第1運転)」と、中間熱交換器23を介して空調用冷媒回路5を流通する空調用冷媒と給湯用冷媒回路6を流通する給湯用冷媒とで熱交換を行いながら、空調サイクルの冷房運転と給湯サイクルの給湯運転を行う「排熱回収運転(第2運転)」が可能である。
For example, in the air conditioning and hot
冷房・給湯単独運転(第1運転)時、空調給湯システム100は図2に示す「冷房・給湯単独運転モード」に設定される。すなわち、給湯サイクルにおいて、給湯用圧縮機41が運転され、給湯用利用側熱交換器42が凝結器として使用され、給湯用熱源側熱交換器44が蒸発器として使用され、中間熱交換器23は不使用とされる。空調サイクルでは、空調用圧縮機21が運転され、空調用利用側熱交換器28が蒸発器として使用され、空調用熱源側熱交換器24が凝縮器として使用され、中間熱交換器23は不使用とされる。そして「冷房・給湯単独運転モード」に設定された空調給湯システム100の状態を第1状態と称する。
このように空調給湯システム100が「冷房・給湯単独運転モード」に設定され、空調給湯システム100が第1状態になると、中間熱交換器23が使用されない熱交換器(以下、不使用熱交換器)となり、その他の熱交換器(給湯用利用側熱交換器42、給湯用熱源側熱交換器44、空調用利用側熱交換器28、及び空調用熱源側熱交換器24)が使用される熱交換器(以下、使用熱交換器)となる。At the time of cooling / hot water supply independent operation (first operation), the air conditioning and hot
In this way, when the air conditioning and hot
一方、排熱回収運転(第2運転)時、空調給湯システム100は、図2に示す「排熱回収運転モード」に設定される。すなわち、給湯サイクルにおいて給湯用圧縮機41が運転され、給湯用利用側熱交換器42が凝縮器として使用され、給湯用熱源側熱交換器44は不使用とされ、中間熱交換器23が蒸発器として使用される。空調サイクルでは、空調用圧縮機21が運転され、空調用利用側熱交換器28が蒸発器として使用され、空調用熱源側熱交換器24は不使用とされ、中間熱交換器23が凝縮器として使用される。そして「排熱回収運転モード」に設定された空調給湯システム100の状態を第2状態と称する。
このように空調給湯システム100が「排熱回収運転モード」に設定され、空調給湯システム100が第2状態になると、空調用熱源側熱交換器24、及び給湯用熱源側熱交換器44が不使用熱交換器となり、その他の熱交換器(中間熱交換器23、給湯用利用側熱交換器42、及び空調用利用側熱交換器28)が使用熱交換器となる。
以上のように、「冷房・給湯単独運転モード」に設定された第1状態は、空調給湯システム100が冷房・給湯単独運転(第1運転)するための状態であり、「排熱回収運転モード」に設定された第2状態は、空調給湯システム100が排熱回収運転(第2運転)するための状態である。On the other hand, during the exhaust heat recovery operation (second operation), the air conditioning hot
Thus, when the air conditioning hot
As described above, the first state set to the “cooling / hot water supply single operation mode” is a state for the air conditioning / hot
図3及び図4を参照して、冷房・給湯単独運転及び排熱回収運転における冷媒(空調用冷媒、給湯用冷媒)の流れ及び空調用冷温水循環回路8を流通する水(熱搬送媒体)の流れを説明する。
なお、図3、図4において、熱交換器(中間熱交換器23、空調用利用側熱交換器28、空調用熱源側熱交換器24、給湯用利用側熱交換器42、給湯用熱源側熱交換器44)に付された太矢印は熱の流れを示しており、各回路(空調用冷媒回路5、給湯用冷媒回路6、空調用冷温水循環回路8、給湯流路9)に付された矢印は、冷媒(空調用冷媒、給湯用冷媒)または流体(水、湯)が各回路を流通する方向を示している。また、白色の開閉弁(35a,35b,49b,49d)及び白色の流量制御弁(第1制御弁35c、第2制御弁35d、第3制御弁49a、第4制御弁49c)は開弁した状態、黒色の開閉弁及び黒色の流量制御弁は閉弁した状態を示している。また、四方弁(22,53)においては、実線で示された円弧が冷媒及び流体の流路を示している。また、室外ファン(空調用室外ファン25、給湯用室外ファン45)は、白色の場合は運転中であることを示し、黒色の場合は停止中であることを示している。そして、破線で示される熱交換器(中間熱交換器23、空調用熱源側熱交換器24、給湯用熱源側熱交換器44)は、不使用の熱交換器、すなわち、冷媒が流通しない熱交換器(不使用熱交換器)を示し、実線で示される熱交換器は使用される熱交換器、すなわち、冷媒が流通する熱交換器(使用熱交換器)を示している。Referring to FIG. 3 and FIG. 4, the flow of the refrigerant (air conditioning refrigerant, hot water supply refrigerant) and the water (heat transfer medium) flowing through the air conditioning cold / hot
3 and 4, the heat exchanger (
図3を参照して、冷房・給湯単独運転における冷媒(空調用冷媒、給湯用冷媒)の流れ及び空調用冷温水循環回路8を流通する水(熱搬送媒体)の流れについて説明する。
空調給湯システム100を冷房・給湯単独運転するとき制御装置1aは、空調給湯システム100を「冷房・給湯単独運転モード」に設定して第1状態とする。すなわち、制御装置1aは、空調用圧縮機21の吐出口21bから吐出された高温高圧のガス冷媒が空調用熱源側熱交換器24に流入するとともに、空調用利用側熱交換器28を流通した空調用冷媒が空調用圧縮機21の吸込口21aに流入するように四方弁22を切り替える。
さらに、制御装置1aは、第1制御弁35c及び第2制御弁35dを開弁するとともに空調用室外ファン25を運転し、第3制御弁49a及び第4制御弁49cを開弁するとともに給湯用室外ファン45を運転する。
また、制御装置1aは、開閉弁35a,35b,49b,49dを閉弁する。
このように、冷房・給湯単独運転は、第1状態で実行される。
なお、「冷房・給湯単独運転モード」では、空調熱交換器用開閉弁である開閉弁35a,35bが閉弁することによって中間熱交換器23への空調用冷媒の流入が遮断され、給湯熱交換器用開閉弁である開閉弁49b,49dが閉弁することによって中間熱交換器23への給湯用冷媒の流入が遮断されて、中間熱交換器23を不使用とすることができる。
さらに、空調熱交換器用制御弁である第1制御弁35c及び第2制御弁35dが開弁することによって空調用熱源側熱交換器24を使用することができ、給湯熱交換器用制御弁である第3制御弁49a及び第4制御弁49cが開弁することによって給湯用熱源側熱交換器44を使用することができる。
中間熱交換器23を不使用とするとき、制御装置1aは冷媒(空調用冷媒、給湯用冷媒)を中間熱交換器23から回収するが、冷媒の回収についての詳細は後記する。With reference to FIG. 3, the flow of the refrigerant (air conditioning refrigerant, hot water supply refrigerant) and the flow of water (heat transfer medium) flowing through the air conditioning cold / hot
When the air-conditioning / hot-
Further, the
Further, the
Thus, the cooling / hot water supply single operation is executed in the first state.
In the “cooling / hot water supply independent operation mode”, the on / off
Further, the
When the
空調用圧縮機21から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁22を通って空調用熱源側熱交換器24に流入する。空調用熱源側熱交換器24内を流れる高温高圧のガス冷媒は、空調用室外ファン25から送られてくる大気へ放熱して凝縮し、液化する。この高圧の液冷媒は、空調用冷媒タンク26を流れた後に所定の開度に調節された空調用膨張弁27で減圧、膨張し、低温低圧の気液二相冷媒となり、空調用利用側熱交換器28に流入する。空調用利用側熱交換器28内を流れる気液二相冷媒は、空調用冷温水循環回路8内を流れる相対的に高温の冷水から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、四方弁22を通って空調用圧縮機21の吸込口21aに流入し、空調用圧縮機21により再び圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the air-
空調用冷温水循環回路8では、空調用利用側熱交換器28を流れる空調用冷媒に放熱した冷水が、空調用冷温水循環ポンプ52によって空調用冷温水配管55aを流通し、室内熱交換器61に流入する。室内熱交換器61では、空調用冷温水循環回路8内の冷水と、住宅60内の高温の空気とで熱交換が行われ、住宅60の空気が冷却される。つまり、住宅60内の室内が冷房される。このとき、室内熱交換器61を流通する冷水は、住宅60内の空気から吸熱して昇温される。この昇温された冷水は、空調用冷温水循環ポンプ52によって空調用冷温水配管55b,55cを流れ、再び空調用利用側熱交換器28を流通する間に空調用冷媒回路5を流通する空調用冷媒と熱交換して冷却される。
In the cold / hot
一方、給湯用冷媒回路6では、給湯用圧縮機41で圧縮され高温高圧となったガス冷媒は、給湯用利用側熱交換器42に流入する。給湯用利用側熱交換器42内を流通する高温高圧のガス冷媒は、給湯流路9内を流通する水へ放熱して凝縮し、液化する。そして、液化した高圧の液冷媒は、給湯用冷媒タンク46を流通した後に所定の開度に調整された給湯用膨張弁43で減圧、膨張し、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、給湯用熱源側熱交換器44を流通する間に、給湯用室外ファン45によって送られてくる大気から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、給湯用圧縮機41の吸込口41aに流入し、給湯用圧縮機41によって再び圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。
On the other hand, in the hot water
給湯流路9では、吸水口78に流入した水は、給湯用配管72内を流通して給湯用利用側熱交換器42に導かれる。給湯用利用側熱交換器42に流入した水は、給湯用利用側熱交換器42で給湯用冷媒回路6を流通する給湯用冷媒から吸熱して、高温の水(湯)となる。この湯は、給湯用配管73を流通して貯湯タンク70に貯湯され、利用者の要求に応じて給湯口79から給湯される。
この「冷房・給湯単独運転モード」では、開閉弁35a,35b,49b,49dが閉弁し、中間熱交換器23に冷媒(空調用冷媒、給湯用冷媒)が流入する流路が閉鎖され、空調用冷媒と給湯用冷媒の間で熱交換は行われない。In the hot
In the “cooling / hot water supply independent operation mode”, the on-off
次に、図4を参照して、排熱回収運転における冷媒(空調用冷媒、給湯用冷媒)の流れ及び空調用冷温水循環回路8を流通する水(熱搬送媒体)の流れについて説明する。
空調給湯システム100を排熱回収運転するとき制御装置1aは、空調給湯システム100を「排熱回収運転モード」に設定して第2状態とする。すなわち、制御装置1aは、空調用圧縮機21の吐出口21bから吐出された高温高圧のガス冷媒が中間熱交換器23に流入するとともに、空調用利用側熱交換器28を流通した空調用冷媒が空調用圧縮機21の吸込口21aに流入するように四方弁22を切り替える。
さらに、制御装置1aは、第1制御弁35c及び第2制御弁35dを閉弁するとともに空調用室外ファン25を停止し、第3制御弁49a及び第4制御弁49cを閉弁するとともに給湯用室外ファン45を停止する。
さらに、制御装置1aは、開閉弁35a,35b,49b,49dを開弁する。
このように、排熱回収運転は、第2状態で実行される。
なお、「排熱回収運転モード」では、空調熱交換器用開閉弁である開閉弁35a,35bが開弁することによって中間熱交換器23へ空調用冷媒が流入可能となり、給湯熱交換器用開閉弁である開閉弁49b,49dが開弁することによって中間熱交換器23へ給湯用冷媒が流入可能になって、中間熱交換器23を使用することができる。
さらに、空調熱交換器用制御弁である第1制御弁35c及び第2制御弁35dが閉弁することによって空調用熱源側熱交換器24への空調用冷媒の流入が遮断されて空調用熱源側熱交換器24を不使用とすることができ、給湯熱交換器用制御弁である第3制御弁49a及び第4制御弁49cが閉弁することによって給湯用熱源側熱交換器44への給湯用冷媒の流入が遮断されて給湯用熱源側熱交換器44を不使用とすることができる。
空調用熱源側熱交換器24及び給湯用熱源側熱交換器44を不使用とするとき、制御装置1aは冷媒(空調用冷媒、給湯用冷媒)を各熱交換器から回収するが、冷媒の回収についての詳細は後記する。Next, with reference to FIG. 4, the flow of the refrigerant (air conditioning refrigerant, hot water supply refrigerant) and the flow of water (heat carrier medium) flowing through the air conditioning cold / hot
When the exhaust heat recovery operation of the air conditioning hot
Further, the
Further, the
Thus, the exhaust heat recovery operation is executed in the second state.
In the “exhaust heat recovery operation mode”, the on / off
Further, when the
When the air-conditioning heat source
空調用圧縮機21から吐出された高温高圧のガス冷媒は中間熱交換器23に流入し、低温の給湯用冷媒へ放熱して凝縮して液化する。この高圧の液冷媒は、空調用タンク26を流れた後に所定の開度で開弁している空調用膨張弁27で減圧、膨張し、低温低圧の気液二相冷媒となり、空調用利用側熱交換器28に流入する。空調用利用側熱交換器28内を流れる気液二相冷媒は、空調用冷温水循環回路8を流通する相対的に高温の冷水から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は四方弁22を経由して空調用圧縮機21の吸込口21aに流入し、空調用圧縮機21によって再度圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
空調用冷温水循環回路8では、空調用利用側熱交換器28を流れる空調用冷媒に放熱した冷水が空調用冷温水循環ポンプ52によって空調用冷温水配管55aを流通し、室内熱交換器61に流入する。室内熱交換器61では、空調用冷温水循環回路8内の冷水と住宅60の室内の高温の空気とで熱交換が行われ、住宅60の空気が冷却される。つまり、住宅60の室内が冷房される。このとき、室内熱交換器61を流れる冷水は、住宅60の室内の空気から吸熱して昇温する。この昇温された冷水は空調用冷温水ポンプ52によって空調用冷温水配管55b,55cを流通し、再度、空調用利用側熱交換器28で空調用冷媒に放熱して冷却される。
In the cold / hot
給湯用冷媒回路6では、給湯用圧縮機41で圧縮され高温高圧となったガス冷媒が給湯用利用側熱交換器42に流入する。給湯用利用側熱交換器42内を流れる高温高圧のガス冷媒は、給湯流路9内を流れる水に放熱して凝縮し、液化する。そして、液化した高圧の液冷媒は、給湯用冷媒タンク46を流れた後に所定の開度で開弁している給湯用膨張弁43で減圧、膨張して低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、中間熱交換器23を流れる間に、中間熱交換器23を流れる高温の空調用冷媒から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、給湯用圧縮機41の吸込口41aに流入し、給湯用圧縮機41によって再度圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。
In the hot water
給湯流路9では、給水口78に流入した水が給湯用配管72内を流通して給湯用利用側熱交換器42に流入する。そして、給湯用利用側熱交換器42で、給湯用冷媒回路6を流通する給湯用冷媒から吸熱して、高温の水(湯)となる。この湯は、給湯用配管73を流通して貯湯タンク70に貯湯され、利用者の要求に応じて給湯口79から給湯される。
In the hot
以上のように、本実施形態に係る制御装置1aは、冷房・給湯単独運転と排熱回収運転を適宜切り替え可能に構成される。
なお、本実施形態において、制御装置1aは、給湯サイクルでの給湯運転と、空調サイクルでの冷房運転と、を同時に実行する場合、給湯用配管72を流通する水が必要とする熱量(この熱量は給湯用冷媒回路6の吸熱量に相当し、以下、給湯吸熱量と称する)と、空調用冷媒回路5を流通する空調用冷媒からの放熱量(この熱量は空調用冷媒回路5の放熱量に相当し、以下、空調放熱量と称する)と、が等しいとき排熱回収運転を実行し、給湯吸熱量と空調放熱量が等しくないとき冷房・給湯単独運転を実行する。
換言すると、本実施形態に係る制御装置1aは、給湯吸熱量と空調放熱量の大きさを所定の条件として、排熱回収運転と冷房・給湯単独運転を切り替える。As described above, the
In the present embodiment, when the
In other words, the
そして、冷房・給湯単独運転のとき、給湯用冷媒回路6の給湯用冷媒は、給湯用熱源側熱交換器44のみを流通し、排熱回収運転のとき、給湯用冷媒回路6の給湯用冷媒は、中間熱交換器23のみを流通する。つまり、冷房・給湯単独運転時、給湯用冷媒は中間熱交換器23を流通せず、排熱回収運転時、給湯用冷媒は給湯用熱源側熱交換器44を流通しない。したがって、給湯用冷媒回路6においては、冷房・給湯単独運転時は中間熱交換器23を流通する流量に相当する給湯用冷媒が余剰になり、排熱回収運転時は給湯用熱源側熱交換器44を流通する流量に相当する給湯用冷媒が余剰になる。
同様に、空調用冷媒回路5においては、冷房・給湯単独運転時は中間熱交換器23を流通する流量に相当する空調用冷媒が余剰になり、排熱回収運転時は空調用熱源側熱交換器24を流通する流量に相当する空調用冷媒が余剰になる。In the cooling / hot water supply single operation, the hot water supply refrigerant in the hot water
Similarly, in the air-
そこで、冷房・給湯単独運転から排熱回収運転に切り替わるとき、冷房・給湯単独運転時に給湯用熱源側熱交換器44を流通する給湯用冷媒を一時回収し、回収した給湯用冷媒を排熱回収運転時に中間熱交換器23に流通させることによって、給湯用冷媒回路6における給湯用冷媒の封入量を適正な値にして運転することができる。
同様に、冷房・給湯単独運転から排熱回収運転に切り替わるとき、冷房・給湯単独運転時に空調用熱源側熱交換器24を流通する空調用冷媒を一時回収し、回収した空調用冷媒を、排熱回収運転時に中間熱交換器23に流通させることによって、空調用冷媒回路5における空調用冷媒の封入量を適正な値にして運転することができる。
この場合、排熱回収運転から冷房・給湯単独運転に切り替わるときは、排熱回収運転時に中間熱交換器23を流通する給湯用冷媒を一時回収し、回収した給湯用冷媒を冷房・給湯単独運転時に給湯用熱源側熱交換器44に流通させるとともに、排熱回収運転時に中間熱交換器23を流通する空調用冷媒を一時回収し、回収した空調用冷媒を冷房・給湯単独運転時に空調用熱源側熱交換器24に流通させる構成とすればよい。Therefore, when the cooling / hot water supply single operation is switched to the exhaust heat recovery operation, the hot water supply refrigerant circulating through the hot water supply heat source
Similarly, when the cooling / hot water supply single operation is switched to the exhaust heat recovery operation, the air conditioning refrigerant circulating through the air-conditioning heat source
In this case, when switching from the exhaust heat recovery operation to the cooling / hot water single operation, the hot water supply refrigerant flowing through the
図5〜8を参照して、本実施形態に係る制御装置1aが、空調給湯システム100の冷房・給湯単独運転と排熱回収運転を切り替えるときの手順を説明する(適宜図1〜4参照)。
制御装置1aは、例えば、利用者が操作するリモコン(図示せず)からの指令信号によって、給湯運転時に冷房運転を開始すると、図5に示すように、冷房・給湯単独運転を実行する。制御装置1aは、冷房・給湯単独運転をスタートすると、中間熱交換器23の出入口(冷房時空調用冷媒入口23a、冷房時空調用冷媒出口23b、給湯用冷媒入口23c、給湯用冷媒出口23d)に配設される開閉弁35a,35b,49b,49dの全てを閉弁し、さらに、空調用熱源側熱交換器24の出入口(冷房時空調用冷媒入口24a、冷房時空調用冷媒出口24b)に配設される第1制御弁35c及び第2制御弁35d、給湯用熱源側熱交換器44の出入口(給湯用冷媒入口44a、給湯用冷媒出口44b)に配設される第3制御弁49a及び第4制御弁49cを開弁する。また、空調用圧縮機21の吐出口21bから吐出された空調用冷媒が空調用熱源側熱交換器24に流入するとともに、空調用利用側熱交換器28を流通した空調用冷媒が空調用圧縮機21の吸込口21aに流入するように四方弁22を切り替える(ステップS1)。そして、各種データの受信処理を行う(ステップS2)。具体的に、制御装置1aは、給湯サイクルにおける目標湯温(沸き上げ温度)、目標湯量(流量)、及び給水口78から給水される水の水温(給水温度)を示すデータを受信する。また、空調サイクルにおける目標温度(設定室温)、目標風量、及び室内温度を示すデータを受信する。
給湯サイクルの目標湯温及び目標湯量を示すデータは、利用者が操作するリモコンから制御装置1aに入力されるデータであり、給水温度を示すデータは温度センサTH1から入力されるデータである。
また、空調サイクルの目標温度及び目標風量を示すデータは、利用者が操作するリモコンから制御装置1aに入力されるデータであり、室内温度を示すデータは温度センサTH20から入力されるデータである。With reference to FIGS. 5-8, the procedure when the
For example, when a cooling operation is started during a hot water supply operation by a command signal from a remote controller (not shown) operated by a user, the
Data indicating the target hot water temperature and target hot water volume of the hot water supply cycle is data input to the
The data indicating the target temperature and target air volume of the air conditioning cycle is data input to the
制御装置1aは、ステップS2で受信した各データに基づいた演算処理を実行する(ステップS3)。具体的に制御装置1aは、給湯サイクルにおける目標給湯能力「Qh」、給湯用圧縮機41の目標回転速度、給湯用圧縮機41の目標吐出温度「Td」、及び給湯用圧縮機41の入力「Whcomp」を演算する。
さらに、制御装置1aは、空調サイクルにおける目標空調能力「Qc」、空調用圧縮機21の目標回転速度、空調用冷媒の目標蒸発温度「Te」、及び空調用圧縮機21の入力「Wccomp」を演算する。
さらに、制御装置1aは、給湯サイクルの目標給湯能力「Qh」と給湯用圧縮機41の入力「Whcomp」との差から給湯吸熱量を演算するとともに、空調サイクルの目標空調能力「Qc」と空調用圧縮機21の入力「Wccomp」との和から空調放熱量を演算する(ステップS4)。The
Further, the
Further, the
そして、制御装置1aは、ステップS3での演算結果に従って給湯サイクル及び空調サイクルを運転する。具体的に制御装置1aは、給湯サイクルにおいて、ステップS3で演算した目標回転速度で給湯用圧縮機41を運転し、空調サイクルにおいて、ステップS3で演算した目標回転速度で空調用圧縮機21を運転する。さらに、制御装置1aは、給湯サイクルにおける給湯用冷媒の吐出温度が目標吐出温度「Td」となるように給湯用膨張弁43の弁開度と給湯用室外ファン45の回転速度を設定し、空調サイクルにおける空調用冷媒の蒸発温度が目標蒸発温度「Te」となるように空調用膨張弁27の弁開度と空調用室外ファン25の回転速度を設定する(ステップS5)。
例えば、目標吐出温度と給湯用膨張弁43の弁開度と給湯用室外ファン45の回転速度の関係を示すマップを予め決定し、制御装置1aが、演算した目標吐出温度「Td」に基づいて当該マップを参照することによって給湯用膨張弁43の弁開度と給湯用室外ファン45の回転速度を設定する構成とすればよい。
また、目標蒸発温度と空調用膨張弁27の弁開度と空調用室外ファン25の回転速度の関係を示すマップを予め決定し、制御装置1aが、演算した目標蒸発温度「Te」に基づいて当該マップを参照することによって空調用膨張弁27の弁開度と空調用室外ファン25の回転速度を設定する構成とすればよい。And control
For example, a map indicating the relationship between the target discharge temperature, the valve opening degree of the hot water
Further, a map indicating the relationship between the target evaporation temperature, the valve opening degree of the air
そして、制御装置1aは、ステップS4で演算した給湯吸熱量と空調放熱量を比較し(ステップS6)、給湯吸熱量と空調放熱量が等しいか否かを判定する。なお、ステップS6において制御装置1aは、給湯吸熱量と空調放熱量の差が予め設定される範囲内にあるときに、給湯吸熱量と空調放熱量が等しいと判定する。
そして、給湯吸熱量と空調放熱量が等しくないときは(ステップS6→No)、手順をステップS2に戻して、冷房・給湯単独運転を継続する。
一方、給湯吸熱量と空調放熱量が等しいとき(ステップS6→Yes)、制御装置1aは排熱回収運転に切り替える。
このとき、本実施形態の制御装置1aは、手順をステップS7に進めて冷媒回収運転(第1冷媒回収運転)を実行した後に、空調給湯システム100を排熱回収運転に切り替えるように構成される。
ここでの冷媒回収運転(第1冷媒回収運転)は、空調給湯システム100が「冷房・給湯単独運転モード」に設定されて、第1状態で冷房・給湯単独運転(第1運転)されるときに、空調用熱源側熱交換器24を流通する空調用冷媒を一時回収し、回収した空調用冷媒を中間熱交換器23に流通させるための空調用冷媒回収運転(第1空調用冷媒回収運転)と、冷房・給湯単独運転時に給湯用熱源側熱交換器44を流通する給湯用冷媒を一時回収し、回収した給湯用冷媒を中間熱交換器23に流通させるための給湯用冷媒回収運転(第1給湯用冷媒回収運転)と、を含んでいる。図6を参照して、第1冷媒回収運転(第1空調用冷媒回収運転、第1給湯用冷媒回収運転)の手順を説明する。
なお、第1冷媒回収運転時は、空調サイクルにおける第1空調用冷媒回収運転と、給湯サイクルにおける第1給湯用冷媒回収運転が同時に実行され、第1空調用冷媒回収運転と第1給湯用冷媒回収運転が共に終了したときに、制御装置1aは、第1冷媒回収運転が終了したとする。Then, the
When the hot water supply heat absorption amount and the air conditioning heat dissipation amount are not equal (step S6 → No), the procedure is returned to step S2, and the cooling / hot water supply single operation is continued.
On the other hand, when the hot water supply heat absorption amount is equal to the air conditioning heat dissipation amount (step S6 → Yes), the
At this time, the
Here, the refrigerant recovery operation (first refrigerant recovery operation) is performed when the air conditioning and hot
During the first refrigerant recovery operation, the first air-conditioning refrigerant recovery operation in the air-conditioning cycle and the first hot-water supply refrigerant recovery operation in the hot-water supply cycle are executed simultaneously, and the first air-conditioning refrigerant recovery operation and the first hot-water supply refrigerant It is assumed that the
図6の(a)は、第1空調用冷媒回収運転の手順を示している。すなわち、図5のステップS7での手順のうち、空調サイクルにおける具体的な手順を示している。第1空調用冷媒回収運転を開始すると、制御装置1aは、空調用膨張弁27を閉弁し、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒入口23aに配設される開閉弁35aを開弁する。さらに、制御装置1aは、中間熱交換器23又は空調用熱源側熱交換器24を流通した空調用冷媒が空調用圧縮機21の吸込口21aに流入するように四方弁22を切り替える(ステップS701a)。このとき、空調用熱源側熱交換器24の冷房時空調用冷媒入口24aに配設される第1制御弁35c及び冷房時空調用冷媒出口24bに配設される第2制御弁35dは開弁した状態にある。したがって、空調用熱源側熱交換器24は、液体の空調用冷媒が封じられる状態(液封)になることがない。また、空調用膨張弁27の閉弁によって、空調用熱源側熱交換器24の冷房時空調用冷媒出口24b及び中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒出口23bへの空調用冷媒の流入が遮断される。なお、ステップS701aは、制御装置1aが空調用膨張弁27の替わりに第2制御弁35dを閉弁する構成であってもよい。この構成であっても、空調用熱源側熱交換器24の冷房時空調用冷媒出口24b及び中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒出口23bへの空調用冷媒の流入を遮断できる。
また、四方弁22の切り替えと、開閉弁35a及び第1制御弁35cの開弁によって、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒入口23a及び空調用熱源側熱交換器24の冷房時空調用冷媒入口24aと、空調用圧縮機21の吸込口21aとを、連通させることができ、中間熱交換器23及び空調用熱源側熱交換器24に残存する空調用冷媒を空調用圧縮機21で吸引できる。FIG. 6A shows the procedure of the first air-conditioning refrigerant recovery operation. That is, a specific procedure in the air conditioning cycle is shown in the procedure in step S7 of FIG. When the first air-conditioning refrigerant recovery operation is started, the
Further, by switching the four-
そして、制御装置1aは空調用圧縮機21の運転(空調用冷媒の圧縮)を継続し、空調用熱源側熱交換器24の冷房時空調用冷媒入口24aの温度と、冷房時空調用冷媒出口24bの温度を演算する(ステップS702a)。
具体的に、制御装置1aは、空調用熱源側熱交換器24の冷房時空調用冷媒入口24aに備わる温度センサTH15から受信するデータに基づいて、冷房時空調用冷媒入口24aの温度を演算し、空調用熱源側熱交換器24の冷房時空調用冷媒出口24b側に備わる温度センサTH16から受信するデータに基づいて、冷房時空調用冷媒出口24bの温度を演算する。
冷房・給湯単独運転時の空調用熱源側熱交換器24において、冷房時空調用冷媒入口24aには外気温度より高温のガス冷媒が存在するため、冷房時空調用冷媒入口24aの温度は外気温度より高くなる。また冷房時空調用冷媒出口24bには大気に放熱して液化した液冷媒が存在するため、冷房時空調用冷媒出口24bの温度は外気温度に近い温度となる。このように、冷房・給湯単独運転時は、冷房時空調用冷媒入口24aと冷房時空調用冷媒出口24bに温度差が生じる。
この状態で空調用圧縮機21が運転されることによって、空調用熱源側熱交換器24内から空調用冷媒回収されると、冷房時空調用冷媒入口24aは高温の空調用冷媒が無くなり、冷房時空調用冷媒入口24aの温度は外気温度に近くなる。同様に、冷房時空調用冷媒出口24bは空調用冷媒がなくなり、冷房時空調用冷媒出口24bの温度は外気温度に近くなる。したがって、冷房時空調用冷媒入口24aと冷房時空調用冷媒出口24bの温度差が無くなる。The
Specifically, the
In the air-conditioning heat source
When the air-
そこで、制御装置1aは、冷房時空調用冷媒入口24aと冷房時空調用冷媒出口24bの温度差が所定温度差(例えば、5℃)以下になるまで待機し(ステップS703a→No)、冷房時空調用冷媒入口24aと冷房時空調用冷媒出口24bの温度差が前記した所定温度差以下になったとき(ステップS703a→Yes)、空調用熱源側熱交換器24内から空調用冷媒が回収されたと判定し、第1空調用冷媒回収運転の終了を決定する。そして、制御装置1aは、第1制御弁35c及び第2制御弁35dを閉弁する。
ここでいう所定温度差は、空調用熱源側熱交換器24から空調用冷媒が回収されたとみなせる温度差であって前記した5℃に限定される値ではなく、空調用熱源側熱交換器24に残留した空調用冷媒の相変化に起因する温度差ではないと判断できる値であればよい。
第1制御弁35c及び第2制御弁35dの閉弁によって、空調用熱源側熱交換器24への空調用冷媒の流入が遮断された状態が維持される。
さらに、空調用圧縮機21の吐出口21bから吐出された高温高圧のガス冷媒が中間熱交換器23に流入するとともに、空調用利用側熱交換器28を流通した空調用冷媒が空調用圧縮機21の吸込口21aに流入するように四方弁22を切り替える。そして、空調用膨張弁27を開弁する(ステップS704a)。
以上のステップS701aからステップS704aの手順で、空調用冷媒回路5における空調用冷媒が空調用熱源側熱交換器24から回収される。Therefore, the
The predetermined temperature difference here is a temperature difference at which it can be considered that the air-conditioning refrigerant is recovered from the air-conditioning heat source
By closing the
Further, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
The air-conditioning refrigerant in the air-
また、図6の(b)は、第1給湯用冷媒回収運転の手順を示している。すなわち、図5のステップS7での手順のうち、給湯サイクルにおける具体的な手順を示している。第1給湯用冷媒回収運転を開始すると、制御装置1aは、給湯用膨張弁43を閉弁し、中間熱交換器23の給湯用冷媒出口23dに配設される開閉弁49dを開弁する(ステップS701b)。このとき、給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒入口44aに配設される第3制御弁49a及び給湯用冷媒出口44bに配設される第4制御弁49cは開弁した状態にある。したがって、給湯用熱源側熱交換器44は、液体の給湯用冷媒が封じられる状態(液封)になることがない。また、給湯用膨張弁43の閉弁によって、給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒入口44a及び中間熱交換器23の給湯用冷媒入口23cへの給湯用冷媒の流入が遮断される。なお、ステップS701bは、制御装置1aが給湯用膨張弁43の替わりに第3制御弁49aを閉弁する構成であってもよい。この構成であっても、給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒入口44a及び中間熱交換器23の給湯用冷媒入口23cへの給湯用冷媒の流入を遮断できる。
また、開閉弁49d及び第4制御弁49cの開弁によって、中間熱交換器23の給湯用冷媒出口23d及び給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒出口44bと、給湯用圧縮機41の吸込口41aと、を連通させることができ、中間熱交換器23及び給湯用熱源側熱交換器44に残存する給湯用冷媒を給湯用圧縮機41で吸引できる。FIG. 6B shows the procedure of the first hot water supply refrigerant recovery operation. That is, a specific procedure in the hot water supply cycle is shown in the procedure in step S7 of FIG. When the first hot water supply refrigerant recovery operation is started, the
Further, by opening the on-off
そして、制御装置1aは給湯用圧縮機41の運転(給湯用冷媒の圧縮)を継続し、給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒入口44aの温度と、給湯用冷媒出口44bの温度を演算する(ステップS702b)。
具体的に、制御装置1aは、給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒入口44a側に備わる温度センサTH22から受信するデータに基づいて、給湯用冷媒入口44aの温度を演算し、給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒出口44bに備わる温度センサTH9から受信するデータに基づいて、給湯用冷媒出口44bの温度を演算する。
冷房・給湯単独運転時の給湯用熱源側熱交換器44において、給湯用冷媒入口44aには外気温度より低温の気液二相冷媒が存在するため、給湯用冷媒入口44aの温度は外気温度より低くなる。また給湯用冷媒出口44bには大気から吸熱して気化したガス冷媒が存在するため、給湯用冷媒出口44bの温度は外気温度に近い温度となる。このように、冷房・給湯単独運転時は、給湯用冷媒入口44aと給湯用冷媒出口44bに温度差が生じる。
この状態で給湯用圧縮機41が運転されて、給湯用熱源側熱交換器44内から給湯用冷媒が回収されると、給湯用冷媒入口44aは低温の給湯用冷媒が無くなり、給湯用冷媒入口44aの温度は外気温度に近くなる。同様に、給湯用冷媒出口44bは給湯用冷媒がなくなり、給湯用冷媒出口44bの温度は外気温度に近くなる。したがって、給湯用冷媒入口44aと給湯用冷媒出口44bの温度差が無くなる。Then, the
Specifically, the
In the hot water supply heat source
When the hot
そこで、制御装置1aは、給湯用冷媒入口44aと給湯用冷媒出口44bの温度差が所定温度差(例えば、5℃)以下になるまで待機し(ステップS703b→No)、給湯用冷媒入口44aと給湯用冷媒出口44bの温度差が前記した所定温度差以下になったとき(ステップS703b→Yes)、給湯用熱源側熱交換器44内から給湯用冷媒が回収されたと判定し、第1給湯用冷媒回収運転の終了を決定する。ここでいう所定温度差は、給湯用熱源側熱交換器44から給湯用冷媒が回収されたとみなせる温度差であって前記した5℃に限定される値ではなく、給湯用熱源側熱交換器44に残留した給湯用冷媒の相変化に起因する温度差ではないと判断できる値であればよい。例えば事前の実験計測等によって予め設定される温度差であることが好ましい。そして、制御装置1aは、第3制御弁49a及び第4制御弁49cを閉弁し、さらに、給湯用膨張弁43を開弁する(ステップS704b)。
第3制御弁49a及び第4制御弁49cの閉弁によって、給湯用熱源側熱交換器44への給湯用冷媒の流入が遮断された状態が維持される。
以上のステップS701bからステップS704bの手順で、給湯用冷媒回路6における給湯用冷媒が給湯用熱源側熱交換器44から回収される。
そして制御装置1aは、第1空調用冷媒回収運転と第1給湯用冷媒回収運転がともに終了したとき、図5のステップS7に示す第1冷媒回収運転を終了して、手順を図5のステップS8に進め、排熱回収運転を実行する。Therefore, the
By closing the
The hot water supply refrigerant in the hot water
Then, when both the first air conditioning refrigerant recovery operation and the first hot water supply refrigerant recovery operation are completed, the
図7を参照して、本実施形態に係る排熱回収運転の手順(図5におけるステップS8の具体的な手順)を説明する。
なお、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒入口23aに配設される開閉弁35a、及び冷房時空調用冷媒出口23bに配設される開閉弁35bは、第1冷媒回収運転によって開弁している。
排熱回収運転をスタートすると制御装置1aは、各種データの受信処理を行う(ステップS801)。具体的に、制御装置1aは、給湯サイクルにおける目標湯温(沸き上げ温度)、目標湯量(流量)、及び給水口78から給水される水の水温(給水温度)を示すデータを受信する。また、空調サイクルにおける目標温度(設定室温)、目標風量、及び室内温度を示すデータを受信する。この処理は、図5のステップS2と同等の処理である。
制御装置1aは、ステップS801で受信した各データに基づいた演算処理を実行する(ステップS802)。具体的に制御装置1aは、給湯サイクルにおける目標給湯能力「Qh」、給湯用圧縮機41の目標回転速度、給湯用圧縮機41の目標吐出温度「Td」、及び給湯用圧縮機41の入力「Whcomp」を演算する。
さらに、制御装置1aは、空調サイクルにおける目標空調能力「Qc」、空調用圧縮機21の目標回転速度、空調用冷媒の目標蒸発温度「Te」、及び空調用圧縮機21の入力「Wccomp」を演算する。この処理は、図5のステップS3と同等の処理である。
そして、制御装置1aは給湯用室外ファン45を停止する(ステップS803)。さらに、空調用室外ファン25を停止する(ステップS804)。
つまり、制御装置1aは、冷房運転される空調サイクルの空調用冷媒回路5を流通する空調用冷媒と給湯運転される給湯サイクルの給湯用冷媒回路6を流通する給湯用冷媒が中間熱交換器23で熱交換するように、空調給湯システム100を図2に示す「排熱回収運転モード」に設定して第2状態とする。With reference to FIG. 7, the procedure of the exhaust heat recovery operation according to the present embodiment (the specific procedure of step S8 in FIG. 5) will be described.
The on-off
When the exhaust heat recovery operation is started, the
The
Further, the
And the
That is, in the
そして、制御装置1aは、ステップS802での演算結果に従って給湯サイクル及び空調サイクルを運転する。具体的に制御装置1aは、給湯サイクルにおいて、ステップS802で演算した目標回転速度で給湯用圧縮機41を運転し、さらに、給湯サイクルにおける給湯用冷媒の吐出温度がステップS802で演算した目標吐出温度「Td」となるように給湯用膨張弁43の弁開度を設定する(ステップS805)。
例えば、目標吐出温度と給湯用膨張弁43の弁開度の関係を示すマップを予め決定し、制御装置1aが、演算した目標吐出温度「Td」に基づいて当該マップを参照することによって給湯用膨張弁43の弁開度を設定する構成とすればよい。
そして、制御装置1aは、空調サイクルにおいて、演算した目標回転速度で空調用圧縮機21を運転し、さらに、空調サイクルにおける空調用冷媒の蒸発温度がステップS802で演算した目標蒸発温度「Te」となるように空調用膨張弁27の弁開度を設定する(ステップS806)。
例えば、目標蒸発温度と空調用膨張弁27の弁開度の関係を示すマップを予め決定し、制御装置1aが、演算した目標蒸発温度「Te」に基づいて当該マップを参照することによって空調用膨張弁27の弁開度を設定する構成とすればよい。And control
For example, a map indicating the relationship between the target discharge temperature and the valve opening of the hot water
Then, the
For example, a map indicating the relationship between the target evaporation temperature and the valve opening degree of the air
さらに、制御装置1aは、図5に示すステップS4と同じ手順で給湯吸熱量と空調放熱量を演算し(ステップS807)、給湯吸熱量と空調放熱量が等しいか否かを判定する(ステップS808)。なお、ステップS808において制御装置1aは、給湯吸熱量と空調放熱量の差が予め設定される範囲内にあるときに、給湯吸熱量と空調放熱量が等しいと判定する。
給湯吸熱量と空調放熱量が等しい間(ステップS808→Yes)、制御装置1aは手順をステップS801に戻して排熱回収運転を継続する。この構成によって、例えば、空調用室外ファン25及び給湯用室外ファン45の動力を削減することができ、空調給湯システム100を省エネルギで運転できる。
一方、給湯吸熱量と空調放熱量が等しくない場合(ステップS808→No)、制御装置1aは冷房・給湯単独運転に切り替える。このとき制御装置1aは、手順をステップS809に進め、空調用冷媒回路5における中間熱交換器23の空調用冷媒と、給湯用冷媒回路6における中間熱交換器23の給湯用冷媒を回収するために冷媒回収運転(第2冷媒回収運転)を実行する。
ここでの冷媒回収運転(第2冷媒回収運転)は、空調給湯システム100が「排熱回収運転モード」に設定されて、第2状態で排熱回収運転(第2運転)されるときに中間熱交換器23を流通する空調用冷媒を一時回収し、回収した空調用冷媒を空調用熱源側熱交換器24に流通させるための第2空調用冷媒回収運転と、排熱回収運転されるときに中間熱交換器23を流通する給湯用冷媒を一時回収し、回収した給湯用冷媒を給湯用熱源側熱交換器44に流通させるための第2給湯用冷媒回収運転と、を含んでいる。図8を参照して、第2冷媒回収運転(第2空調用冷媒回収運転、第2給湯用冷媒回収運転)の手順を説明する。
なお、第2冷媒回収運転時は、空調サイクルにおける第2空調用冷媒回収運転と、給湯サイクルにおける第2給湯用冷媒回収運転が同時に実行され、第2空調用冷媒回収運転と第2給湯用冷媒回収運転が共に終了したときに、制御装置1aは、第2冷媒回収運転が終了したとする。Furthermore, the
While the hot water supply heat absorption amount is equal to the air conditioning heat dissipation amount (step S808 → Yes), the
On the other hand, when the hot water supply heat absorption amount and the air conditioning heat dissipation amount are not equal (step S808 → No), the
The refrigerant recovery operation (second refrigerant recovery operation) here is intermediate when the air-conditioning hot
During the second refrigerant recovery operation, the second air-conditioning refrigerant recovery operation in the air-conditioning cycle and the second hot-water supply refrigerant recovery operation in the hot-water supply cycle are executed simultaneously, and the second air-conditioning refrigerant recovery operation and the second hot-water supply refrigerant are performed. When the recovery operation is completed, the
図8の(a)は、第2空調用冷媒回収運転の手順を示している。すなわち、図7のステップS809での手順のうち、空調サイクルにおける具体的な手順を示している。第2空調用冷媒回収運転を開始すると、制御装置1aは、空調用膨張弁27を閉弁し、空調用熱源側熱交換器24の冷房時空調用冷媒入口24aに配設される第1制御弁35cを開弁する。さらに、制御装置1aは、中間熱交換器23又は空調用熱源側熱交換器24を流通した空調用冷媒が空調用圧縮機21の吸込口21aに流入するように四方弁22を切り替える(ステップS890a)。このとき、中間熱交換器23の出入口(冷房時空調用冷媒入口23a、冷房時空調用冷媒出口23b)に配設される開閉弁35a,35bは開弁した状態にある。したがって、中間熱交換器23は、液体の空調用冷媒が封じられる状態(液封)になることがない。また、空調用膨張弁27の閉弁によって、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒出口23bへの空調用冷媒の流入が遮断される。なお、ステップS890aは、制御装置1aが空調用膨張弁27の替わりに、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒出口23bに配設される開閉弁35bを閉弁する構成であってもよい。この構成であっても、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒出口23bへの空調用冷媒の流入を遮断できる。
また、四方弁22の切り替えと、開閉弁35a及び第1制御弁35cの開弁によって、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒入口23a及び空調用熱源側熱交換器24の冷房時空調用冷媒入口24aと、空調用圧縮機21の吸込口21aと、を連通させることができ、中間熱交換器23及び空調用熱源側熱交換器24に残存する空調用冷媒を空調用圧縮機21で吸引できる。FIG. 8A shows the procedure of the second air-conditioning refrigerant recovery operation. That is, a specific procedure in the air conditioning cycle is shown in the procedure in step S809 of FIG. When the second air-conditioning refrigerant recovery operation is started, the
Further, by switching the four-
そして、制御装置1aは空調用圧縮機21の運転(空調用冷媒の圧縮)を継続し、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒入口23aの温度と、冷房時空調用冷媒出口23bの温度を演算する(ステップS891a)。
具体的に、制御装置1aは、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒入口23a側に備わる温度センサTH13から受信するデータに基づいて、冷房時空調用冷媒入口23aの温度を演算し、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒出口23bに備わる温度センサTH14から受信するデータに基づいて、冷房時空調用冷媒出口23bの温度を演算する。
排熱回収運転時の中間熱交換器23において、冷房時空調用冷媒入口23aには外気温度より高温のガス冷媒が存在し、冷房時空調用冷媒出口23bには給湯用冷媒に放熱して凝縮した低温の液冷媒が存在するため、冷房時空調用冷媒入口23aと冷房時空調用冷媒出口23bに温度差が生じる。
この状態で空調用圧縮機21が運転されて、中間熱交換器23内から空調用冷媒が回収されると、冷房時空調用冷媒入口23aは高温の空調用冷媒が無くなり、冷房時空調用冷媒入口23aの温度は外気温度に近い温度になる。同様に、冷房時空調用冷媒出口23bは凝縮した空調用冷媒が無くなり、冷房時空調用冷媒出口23bの温度が外気温度に近い温度になる。したがって、冷房時空調用冷媒入口23aと冷房時空調用冷媒出口23bの温度差が無くなる。The
Specifically, the
In the
When the air-
そこで、制御装置1aは、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒入口23aと冷房時空調用冷媒出口23bの温度差が所定温度差(例えば、5℃)以下になるまで待機し(ステップS892a→No)、冷房時空調用冷媒入口23aと冷房時空調用冷媒出口23bの温度差が前記した所定温度差以下になったとき(ステップS892a→Yes)、中間熱交換器23内から空調用冷媒が回収されたと判定し、第2空調用冷媒回収運転の終了を決定する。そして、制御装置1aは、空調用膨張弁27を開弁して(ステップS893a)、第2空調用冷媒回収運転を終了する。
ここでいう所定温度差は、中間熱交換器23から空調用冷媒が回収されたとみなせる温度差であって前記した5℃に限定される値ではなく、中間熱交換器23に残留した空調用冷媒の相変化に起因する温度差ではないと判断できる値であればよい。
以上のステップS890aからステップS893aの手順で、空調用冷媒回路5における中間熱交換器23の空調用冷媒が回収される。Therefore, the
The predetermined temperature difference here is a temperature difference that can be considered that the air-conditioning refrigerant has been recovered from the
The air-conditioning refrigerant of the
図8の(b)は、第2給湯用冷媒回収運転の手順を示している。すなわち、図7のステップS809での手順のうち、給湯サイクルにおける具体的な手順を示している。
第2給湯用冷媒回収運転を開始すると、制御装置1aは、給湯用膨張弁43を閉弁し、さらに、給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒出口44bに配設される第4制御弁49cを開弁する(ステップS890b)。このとき、中間熱交換器23の出入口(給湯用冷媒入口23c、給湯用冷媒出口23d)に配設される開閉弁49b,49dは開弁した状態にある。したがって、中間熱交換器23は、液体の給湯用冷媒が封じられる状態(液封)になることがない。また、給湯用膨張弁43の閉弁によって、中間熱交換器23の給湯用冷媒入口23cへの給湯用冷媒の流入が遮断される。なお、ステップS890bは、制御装置1aが給湯用膨張弁43の替わりに、中間熱交換器23の給湯用冷媒入口23cに配設される開閉弁49bを閉弁する構成であってもよい。この構成であっても、中間熱交換器23の給湯用冷媒入口23cへの給湯用冷媒の流入を遮断できる。
また、開閉弁49d及び第4制御弁49cの開弁によって、中間熱交換器23の給湯用冷媒出口23d及び給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒出口44bと、給湯用圧縮機41の吸込口41aと、を連通させることができ、中間熱交換器23及び給湯用熱源側熱交換器44に残存する給湯用冷媒を給湯用圧縮機41で吸引できる。FIG. 8B shows the procedure of the second hot water supply refrigerant recovery operation. That is, a specific procedure in the hot water supply cycle is shown in the procedure in step S809 in FIG.
When the second hot water supply refrigerant recovery operation is started, the
Further, by opening the on-off
そして、制御装置1aは給湯用圧縮機41の運転(給湯用冷媒の圧縮)を継続し、中間熱交換器23の給湯用冷媒入口23cの温度と、給湯用冷媒出口23dの温度を演算する(ステップS891b)。
具体的に、制御装置1aは、中間熱交換器23の給湯用冷媒入口23c側に備わる温度センサTH23から受信するデータに基づいて、給湯用冷媒入口23cの温度を演算する。さらに、制御装置1aは、中間熱交換器23の給湯用冷媒出口23dに備わる温度センサTH10から受信するデータに基づいて、給湯用冷媒出口23dの温度を演算する。
排熱回収運転時の中間熱交換器23において、給湯用冷媒入口23cには外気温度より低温の気液二相冷媒が存在し、給湯用冷媒出口23dには空調用冷媒から吸熱して気化した高温のガス冷媒が存在するため、給湯用冷媒入口23cと給湯用冷媒出口23dに温度差が生じる。
この状態で給湯用圧縮機41が運転されて、中間熱交換器23内から給湯用冷媒が回収されると、給湯用冷媒入口23cは低温の給湯用冷媒が無くなり、給湯用冷媒入口23cの温度は外気温度に近い温度になる。同様に、給湯用冷媒出口23dは高温の給湯用冷媒が無くなり、給湯用冷媒出口23dの温度は外気温度に近い温度になる。したがって、給湯用冷媒入口23cと給湯用冷媒出口23dの温度差が無くなる。Then, the
Specifically, the
In the
When the hot
そこで、制御装置1aは、中間熱交換器23の給湯用冷媒入口23cと給湯用冷媒出口23dの温度差が所定温度差(例えば、5℃)以下になるまで待機し(ステップS892b→No)、給湯用冷媒入口23cと給湯用冷媒出口23dの温度差が前記した所定温度差以下になったとき(ステップS892b→Yes)、中間熱交換器23内から給湯用冷媒が回収されたと判定し、第2給湯用冷媒回収運転の終了を決定する。ここでいう所定温度差は、中間熱交換器23から給湯用冷媒が回収されたとみなせる温度差であって前記した5℃に限定される値ではなく、中間熱交換器23に残留した給湯用冷媒の相変化に起因する温度差ではないと判断できる値であればよい。そして、制御装置1aは、給湯用膨張弁43を開弁して(ステップS893b)、第2給湯用冷媒回収運転を終了する。
以上のステップS890bからステップS893bの手順で、給湯用冷媒回路6における中間熱交換器23の給湯用冷媒が回収される。
そして制御装置1aは、第2空調用冷媒回収運転と第2給湯用冷媒回収運転がともに終了したときに、図7のステップS809に示す第2冷媒回収運転が終了したとし、手順を図5に示すステップS1に戻して、冷房・給湯単独運転を実行する。Therefore, the
The hot water supply refrigerant of the
Then, when both the second air conditioning refrigerant recovery operation and the second hot water supply refrigerant recovery operation are completed, the
このように、本実施形態に係る空調給湯システム100(図1参照)は、空調サイクルの冷房運転と、給湯サイクルの給湯運転を単独で行う冷房・給湯単独運転と、中間熱交換器23を介して空調用冷媒回路5を流通する空調用冷媒と給湯用冷媒回路6を流通する給湯用冷媒とで熱交換を行いながら、空調サイクルの冷房運転と給湯サイクルの給湯運転を行う排熱回収運転と、を給湯吸熱量と空調放熱量に応じて切り替えて運転可能である。
そして、冷房・給湯単独運転と排熱回収運転の切替時に、空調用冷媒回路5及び給湯用冷媒回路6で冷媒回収運転(第1冷媒回収運転、第2冷媒回収運転)を実行することを特徴とする。As described above, the air conditioning and hot water supply system 100 (see FIG. 1) according to the present embodiment includes the cooling operation of the air conditioning cycle, the cooling and hot water supply single operation that performs the hot water supply operation of the hot water supply cycle alone, and the
The refrigerant recovery operation (first refrigerant recovery operation, second refrigerant recovery operation) is executed by the air conditioning
この構成によると、例えば空調給湯システム100(図1参照)が、冷房・給湯単独運転から排熱回収運転に切り替わる時、給湯用冷媒回路6(図1参照)においては、常に、給湯用熱源側熱交換器44(図1参照)を給湯用冷媒が回収された状態にすることができる。
そして、制御装置1a(図1参照)は、給湯用熱源側熱交換器44の出入口(給湯用冷媒入口44a、給湯用冷媒出口44b)及び中間熱交換器23の出入口(給湯用冷媒入口23c、給湯用冷媒出口23d)の温度差によって速やかに給湯用冷媒が回収されたことを判定でき、給湯用熱源側熱交換器44の出入口に備わる流量制御弁(第3制御弁49a、第4制御弁49c)を速やかに閉弁できる。したがって、給湯用熱源側熱交換器44の内部から給湯用冷媒が回収された状態のまま給湯用圧縮機44(図1参照)が運転される状態を短縮することができ、給湯用圧縮機44に過度の負荷がかかることを好適に防止できる。
また、空調用冷媒回路5(図1参照)においては、常に、空調用熱源側熱交換器24(図1参照)を空調用冷媒が回収された状態にすることができ、さらに、空調用冷媒が回収されたことを、空調用熱源側熱交換器24の出入口(冷房時空調用入口24a、冷房時空調用冷媒出口24b)及び中間熱交換器23の出入口(冷房時空調用入口23a、冷房時空調用冷媒出口23b)の温度差によって速やかに判定できて、空調用圧縮機21(図1参照)に過度の負荷がかかることを好適に防止できる。According to this configuration, for example, when the air conditioning and hot water supply system 100 (see FIG. 1) switches from the cooling / hot water supply single operation to the exhaust heat recovery operation, the hot water supply refrigerant circuit 6 (see FIG. 1) always has the hot water supply heat source side. The heat exchanger 44 (see FIG. 1) can be brought into a state where the hot water supply refrigerant is recovered.
The
In the air conditioning refrigerant circuit 5 (see FIG. 1), the air conditioning heat source side heat exchanger 24 (see FIG. 1) can always be in a state where the air conditioning refrigerant is recovered. Is collected, the inlet / outlet of the air-conditioning heat source side heat exchanger 24 (cooling air-
例えば、冷房・給湯単独運転から排熱回収運転に切り替わる時の給湯用熱源側熱交換器44における給湯用冷媒の残存量は、冷媒の状態(液体、気体、気液二相)に応じて変化し、液体の場合には多量の給湯用冷媒が給湯用熱源側熱交換器44に残存する。
このことによって、排熱回収運転時の給湯用冷媒回路6における給湯用冷媒の流通量が少なくなる。つまり、給湯用熱源側熱交換器44における給湯用冷媒の状態に応じて、排熱回収運転時の給湯用冷媒回路6における給湯用冷媒の流通量が変化する。したがって、排熱回収運転ごとに給湯用冷媒の流量が異なる場合があり、ひいては、排熱回収運転の安定性が低下する要因となる。
同様のことは、空調用冷媒回路5(図1参照)においても発生する。
また、排熱回収運転から冷房・給湯単独運転に切り替わる時にも発生し、冷房・給湯単独運転の安定性が低下する要因となる。For example, when the cooling / hot water supply single operation is switched to the exhaust heat recovery operation, the remaining amount of the hot water supply refrigerant in the hot water supply heat source
As a result, the circulation amount of the hot water supply refrigerant in the hot water
The same thing occurs also in the air conditioning refrigerant circuit 5 (see FIG. 1).
It also occurs when the exhaust heat recovery operation is switched to the cooling / hot water single operation, which causes a decrease in the stability of the cooling / hot water single operation.
本実施形態に係る空調給湯システム100(図1参照)は、前記したように冷房・給湯単独運転から排熱回収運転に切り替わる時に、給湯用冷媒回収運転(第1給湯用冷媒回収運転、第2給湯用冷媒回収運転)によって給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒を回収することができ、排熱回収運転時の給湯用冷媒回路6における給湯用冷媒の流通量を常に一定にすることができる。したがって、排熱回収運転の安定性を向上できる。
同様に、排熱回収運転時における空調用冷媒回路5における空調用冷媒の流通量を常に一定にすることができ、排熱回収運転の安定性をさらに向上できる。
また、冷房・給湯単独運転時における給湯用冷媒回路6の給湯用冷媒の流通量と空調用冷媒回路5の空調用冷媒の流通量も常に一定にすることができ、冷房・給湯単独運転の安定性も向上できる。The air conditioning and hot
Similarly, the flow rate of the air-conditioning refrigerant in the air-
In addition, the flow rate of the hot water supply refrigerant in the hot water
また、空調用冷媒回路5(図1参照)においては、冷房・給湯単独運転時に中間熱交換器23を使用せず、排熱回収運転時に空調用熱源側熱交換器24を使用しない。本実施形態に係る空調給湯システム100(図1参照)は、使用しない熱交換器(不使用熱交換器)の空調用冷媒を回収し、使用する熱交換器(使用熱交換器)で利用する構成であることから、空調用冷媒を回収しない場合に不使用熱交換器に残存する量の空調用冷媒を削減できる。したがって、空調用冷媒回路5の空調用冷媒封入量を削減できる。
同様に、給湯用冷媒回路6の給湯用冷媒封入量を削減できる。
空調用冷媒及び給湯用冷媒は地球温暖化を促進する物質の一つであり、その封入量(使用量)を削減することは、地球温暖化の抑制に寄与することになる。
つまり、本実施形態に係る空調給湯システム100(図1参照)は、冷房・給湯単独運転と排熱回収運転の切り替え時に冷媒回収運転(第1冷媒回収運転、第2冷媒回収運転)を実行することによって冷媒(空調用冷媒、給湯用冷媒)の使用量を削減し、地球温暖化の抑制に寄与する。In the air conditioning refrigerant circuit 5 (see FIG. 1), the
Similarly, the amount of hot water supply refrigerant enclosed in the hot water
Air-conditioning refrigerants and hot water supply refrigerants are one of the substances that promote global warming, and reducing the amount enclosed (use) contributes to the suppression of global warming.
That is, the air conditioning and hot water supply system 100 (see FIG. 1) according to the present embodiment executes the refrigerant recovery operation (first refrigerant recovery operation, second refrigerant recovery operation) when switching between the cooling / hot water supply single operation and the exhaust heat recovery operation. As a result, the amount of refrigerant (air-conditioning refrigerant, hot water supply refrigerant) used is reduced, which contributes to the suppression of global warming.
また、冷房・給湯単独運転と排熱回収運転は、給湯吸熱量と空調放熱量の変化に応じて切り替わるため、例えば、吸水口78(図1参照)から供給される水の温度、貯湯タンク70(図1参照)に貯湯される湯の温度(設定温度)、住宅60の設定温度、外気温度等の変化に応じて、冷房・給湯単独運転と排熱回収運転が頻繁に切り替わる場合がある。
また、図示はしないが、太陽熱集熱器を備え、太陽熱を熱源として利用する構成の場合は、日射量の変化に応じて給湯吸熱量と空調放熱量が変化するため、冷房・給湯単独運転と排熱回収運転がさらに頻繁に切り替わる。
このため、冷房・給湯単独運転と排熱回収運転が速やかに切り替わることが好ましく、そのためには、冷媒回収運転(第1冷媒回収運転、第2冷媒回収運転)が速やかに実行されることが好ましい。
本実施形態に係る空調給湯システム100(図1参照)は、空調用膨張弁27(図1参照)及び給湯用膨張弁43(図1参照)の閉弁、第1制御弁35c(図1参照)、第4制御弁49c(図1参照)、開閉弁35a(図1参照)及び開閉弁49d(図1参照)の開弁という弁の開閉動作のみで冷媒回収運転することができ、その他の設定等が不必要であるため速やかに冷媒回収運転できる。さらに、中間熱交換器23(図1参照)、空調用熱源側熱交換器24(図1参照)、及び給湯用熱源側熱交換器44(図1参照)の出入口の温度を演算するだけで容易に冷媒(空調用冷媒、給湯用冷媒)の回収の終了を判定することができ、この点でも速やかに冷媒回収運転を実行できる。In addition, since the cooling / hot water supply independent operation and the exhaust heat recovery operation are switched according to changes in the hot water supply heat absorption amount and the air conditioning heat dissipation amount, for example, the temperature of the water supplied from the water inlet 78 (see FIG. 1), the hot
Although not shown, in the case of a configuration that includes a solar heat collector and uses solar heat as a heat source, the hot water supply heat absorption amount and the air conditioning heat dissipation amount change according to the change in the amount of solar radiation. Waste heat recovery operation switches more frequently.
For this reason, it is preferable that the cooling / hot water supply single operation and the exhaust heat recovery operation are switched quickly, and for this purpose, it is preferable that the refrigerant recovery operation (the first refrigerant recovery operation and the second refrigerant recovery operation) be executed quickly. .
The air conditioning and hot water supply system 100 (see FIG. 1) according to the present embodiment is configured such that the air conditioning expansion valve 27 (see FIG. 1) and the hot water supply expansion valve 43 (see FIG. 1) are closed, and the
また、中間熱交換器23、空調用熱源側熱交換器24、及び給湯用熱源側熱交換器44の出入口の温度を演算するだけで容易に冷媒(空調用冷媒、給湯用冷媒)の回収の終了を判定することができるため、中間熱交換器23や空調用熱源側熱交換器24の内部から空調用冷媒が回収された状態での空調用圧縮機21(図1参照)の運転時間、及び、中間熱交換器23や給湯用熱源側熱交換器44の内部から給湯用冷媒が回収された状態での給湯用圧縮機41(図1参照)の運転時間を短縮できる。
熱交換器(中間熱交換器23、空調用熱源側熱交換器24、給湯用熱源側熱交換器44)の内部から冷媒(空調用冷媒、給湯用冷媒)が回収された状態で圧縮機(空調用圧縮機21、給湯用圧縮機41)が運転されると、圧縮機や熱交換器に過度の負担がかかるため、このような運転は短いほうがよい。本実施形態においては、熱交換器の出入口の温度に基づいて、当該熱交換器から冷媒が回収されたことを速やかに判定することができ、圧縮機に過度の負担がかかる状態での運転時間を短くできる。
そして、熱交換器(中間熱交換器23、空調用熱源側熱交換器24、給湯用熱源側熱交換器44)の出入口の温度の演算には、予め配設されている温度センサを利用することができる。したがって、冷媒回収運転(第1冷媒回収運転、第2冷媒回収運転)のための部材(センサ等)を配設する必要がなく、簡単な構成の空調給湯システム100(図1参照)とすることができる。In addition, the refrigerant (air conditioning refrigerant, hot water supply refrigerant) can be easily recovered simply by calculating the temperatures at the inlet and outlet of the
The compressor (air conditioning refrigerant, hot water supply refrigerant) is recovered from the inside of the heat exchanger (
And the temperature sensor previously arrange | positioned is used for the calculation of the temperature of the entrance / exit of a heat exchanger (
なお、前記したように、本実施形態に係る空調給湯システム100(図1参照)は、不使用熱交換器の冷媒を回収し、使用熱交換器の冷媒として冷媒回路を流通させる構成であり、例えば、排熱回収運転時の給湯用冷媒回路6(図1参照)においては、不使用熱交換器となる給湯用熱源側熱交換器44(図1参照)の給湯用冷媒を回収し、使用熱交換器となる中間熱交換器23(図1参照)の給湯用冷媒として給湯用冷媒回路6を流通させる。
そして、例えば、中間熱交換器23を流通する給湯用冷媒の流量が、給湯用熱源側熱交換器44を流通する給湯用冷媒の流量より少なく構成される場合がある。この場合、給湯用熱源側熱交換器44から回収した給湯用冷媒の全てが給湯用冷媒回路6に流通すると、過剰な量の給湯用冷媒が流通することになる。
したがって、冷房・給湯単独運転から排熱回収運転への切り替え時に実行される冷媒回収運転(第1冷媒回収運転)で、余剰となる給湯用冷媒を給湯用熱源側熱交換器44で保管する構成としてもよい。
例えば、図6の(b)に示す第1給湯用冷媒回収運転において、制御装置1a(図1参照)がステップS703bで給湯用熱源側熱交換器44から給湯用冷媒が回収されたことを判定した後(ステップS703b→Yes)、所定時間に亘って給湯用膨張弁43(図1参照)を開弁し、開閉弁49b(図1参照)を閉弁する構成とすれば、所定量の給湯用冷媒を給湯用熱源側熱交換器44に流入させることができる。その後、制御装置1aが第3制御弁49a(図1参照)及び第4制御弁49c(図1参照)を閉弁することで、所定量の給湯用冷媒を給湯用熱源側熱交換器44で保管できる。As described above, the air conditioning and hot water supply system 100 (see FIG. 1) according to the present embodiment is configured to collect the refrigerant of the unused heat exchanger and distribute the refrigerant circuit as the refrigerant of the used heat exchanger. For example, in the hot water supply refrigerant circuit 6 (see FIG. 1) during the exhaust heat recovery operation, the hot water supply refrigerant of the hot water supply heat source side heat exchanger 44 (see FIG. 1), which becomes an unused heat exchanger, is recovered and used. The hot water
For example, the flow rate of the hot water supply refrigerant flowing through the
Therefore, in the refrigerant recovery operation (first refrigerant recovery operation) executed when switching from the cooling / hot water supply single operation to the exhaust heat recovery operation, the surplus hot water supply refrigerant is stored in the hot water supply heat source
For example, in the first hot water supply refrigerant recovery operation shown in FIG. 6B, the
給湯用熱源側熱交換器44(図1参照)での給湯用冷媒の保管量は、給湯用冷媒回路6(図1参照)の給湯用冷媒の封入量、給湯用熱源側熱交換器44における給湯用冷媒の流量、中間熱交換器23(図1参照)における給湯用冷媒の流量に応じて適宜決定される量である。また、給湯用膨張弁43を開弁し、開閉弁49bを閉弁する所定時間は、給湯用熱源側熱交換器44への給湯用冷媒の単位時間当たりの流入量と、給湯用冷媒の保管量に応じて適宜決定される時間である。
そして、給湯用熱源側熱交換器44への給湯用冷媒の単位時間当たりの流入量は、給湯用圧縮機41の回転速度、給湯用膨張弁43及び第3制御弁49aの弁開度等によって決定される。したがって、開閉弁49bを閉弁する所定時間は、給湯用圧縮機41の回転速度、給湯用膨張弁43及び第3制御弁49aの弁開度等に基づいて容易に決定可能である。
本実施形態の空調給湯システム100(図1参照)は、給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒が全て回収された状態から、余剰な給湯用冷媒を給湯用熱源側熱交換器44に流入させるため、給湯用熱源側熱交換器44での給湯用冷媒の保管量を正確に管理できる。
つまり、給湯用熱源側熱交換器44における給湯用冷媒の残存量がゼロの状態から、所定時間に亘って給湯用冷媒を給湯用熱源側熱交換器44に流入させることができるため、給湯用冷媒の単位時間当たりの流入量と所定時間に応じ、正確な量の給湯用冷媒を給湯用熱源側熱交換器44に流入させて保管できる。
したがって、例えば、余剰な給湯用冷媒より多くの量の給湯用冷媒が給湯用熱源側熱交換器44に流入することがなく、ひいては、排熱回収運転時に給湯用冷媒回路6を流通する給湯用冷媒の流量が不足することを防止できる。
同様に、空調用冷媒回路5においても空調用冷媒を空調用熱源側熱交換器24に保管することができ、排熱回収運転時に空調用冷媒回路5を流通する空調用冷媒の流量が不足することを防止できる。The storage amount of the hot water supply refrigerant in the hot water supply heat source side heat exchanger 44 (see FIG. 1) is the amount of the hot water supply refrigerant enclosed in the hot water supply refrigerant circuit 6 (see FIG. 1), the hot water supply heat source
The inflow amount of the hot water supply refrigerant to the hot water supply heat source
The air-conditioning hot water supply system 100 (see FIG. 1) of the present embodiment is configured so that surplus hot water supply refrigerant is transferred to the hot water supply heat source
That is, since the remaining amount of the hot water supply refrigerant in the hot water supply heat source
Therefore, for example, a larger amount of hot water supply refrigerant than surplus hot water supply refrigerant does not flow into the hot water supply heat source
Similarly, in the air conditioning
本実施形態に係る空調給湯システム100(図1参照)は、以上のように構成されるが、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。 The air conditioning and hot water supply system 100 (see FIG. 1) according to the present embodiment is configured as described above, but the design can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.
例えば、本実施形態に係る空調給湯システム100(図1参照)は、給湯用冷媒回収運転(第1給湯用冷媒回収運転、第2給湯用冷媒回収運転)と空調用冷媒回収運転(第1空調用冷媒回収運転、第2空調用冷媒回収運転)を実行するように構成されているが、給湯用冷媒回収運転と空調用冷媒回収運転のいずれか一方を実行する構成であってもよい。
また、本実施形態に係る空調給湯システム100は、給湯吸熱量と空調放熱量が等しくない場合に冷房・給湯単独運転するように構成されているが、例えば、空調放熱量が給湯吸熱量より多い場合、空調放熱量のうち給湯吸熱量より多い熱量を空調用熱源側熱交換器24(図1参照)で放熱する構成であってもよい。
具体的に、空調放熱量が給湯吸熱量より多い場合、制御装置1a(図1参照)は、空調サイクルにおいて、第1制御弁35c(図1参照)及び第2制御弁35d(図1参照)を開弁して空調用熱源側熱交換器24に空調用冷媒の一部を流通させ、さらに、空調用室外ファン25(図1参照)を運転する。空調サイクルにおける空調用冷媒は、中間熱交換器23(図1参照)と空調用熱源側熱交換器24に流通し、中間熱交換器23で給湯用冷媒に放熱するとともに、空調用熱源側熱交換器24で大気に放熱する。
この構成の場合も、空調放熱量と給湯吸熱量が等しくなって排熱回収運転に切り替えるときに、空調用冷媒回収運転で空調用冷媒を回収することで、排熱回収運転の安定性を向上できる。For example, the air conditioning and hot
In addition, the air conditioning and hot
Specifically, when the air conditioning heat dissipation amount is larger than the hot water supply heat absorption amount, the
Also in this configuration, when switching to exhaust heat recovery operation when the air conditioning heat dissipation amount and hot water supply heat absorption amount are equal, the air conditioning refrigerant recovery operation improves the stability of the exhaust heat recovery operation. it can.
また、本実施形態に係る空調給湯システム100では、圧縮機(空調用圧縮機21、給湯用圧縮機41)が運転されるときの回転速度によって熱交換器(空調用熱源側熱交換器24、給湯用熱源側熱交換器44、中間熱交換器23)から冷媒(空調用冷媒、給湯用冷媒)を回収する速度を変えることができる。つまり、圧縮機の回転速度が高いほど速やかに熱交換器から冷媒を回収できる。したがって、圧縮機の回転速度を調整することによって、冷媒回収運転(第1冷媒回収運転、第2冷媒回収運転)に要する時間を調整できる。
具体的には、高い回転速度で圧縮機を運転することによって、冷媒回収運転に要する時間を短縮できる。In the air conditioning and hot
Specifically, the time required for the refrigerant recovery operation can be shortened by operating the compressor at a high rotational speed.
また、例えば、給湯用冷媒回収運転(第1給湯用冷媒回収運転、第2給湯用冷媒回収運転)において、制御装置1aは、給湯用熱源側熱交換器44(図1参照)の給湯用冷媒入口44aと給湯用冷媒出口44bの温度差に基づいて給湯用冷媒回収運転の終了を決定しているが、以下のように変形することも可能である(以下適宜図1〜4参照)。
Further, for example, in the hot water supply refrigerant recovery operation (first hot water supply refrigerant recovery operation, second hot water supply refrigerant recovery operation), the
《変形例1》
冷房・給湯単独運転時の給湯用熱源側熱交換器44において、給湯用冷媒入口44aには給湯用膨張弁43を流通した低温低圧の給湯用冷媒(気液二相冷媒)が存在し、その温度は外気温度より低温である。この状態から給湯用冷媒が回収されると、給湯用冷媒入口44aの給湯用冷媒が無くなった時点で給湯用冷媒入口44aの温度が上昇し、外気温度に近い温度となる。換言すると、給湯用冷媒入口44aの温度が外気温度に近い温度まで上昇し、給湯用冷媒入口44aの温度と外気温度の温度差が小さくなったとき、給湯用熱源側熱交換器44内から給湯用冷媒が回収された状態になったと判定できる。
そこで、例えば図6の(b)のステップS702bにおいて、制御装置1aは給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒出口44bの温度の替わりに、温度センサTH19からの受信データに基づいて外気温度を演算する構成とする。さらに、ステップS703bにおいて、制御装置1aは、給湯用冷媒入口44aの温度と外気温度の温度差があらかじめ設定される所定の外気温差(例えば、15℃)未満になるまで給湯用冷媒入口44aの温度が上昇したときに、給湯用熱源側熱交換器44内から給湯用冷媒が回収された状態になったと判定して第1給湯用冷媒回収運転の終了を決定する構成としてもよい。
なお、給湯用冷媒入口44aの温度に替えて、給湯用冷媒出口44bの温度と外気温度の温度差が前記した外気温差未満になったときに、制御装置1aが、給湯用熱源側熱交換器44内から給湯用冷媒が回収されたことを判定する構成としてもよい。
また、中間熱交換器23から給湯用冷媒を回収する第2給湯用冷媒回収運転時に、制御装置1aが、給湯用冷媒入口23cの温度と外気温度の温度差が前記した外気温差未満になったときに、中間熱交換器23内から給湯用冷媒が回収されたことを判定する構成としてもよいし、給湯用冷媒出口23dの温度と外気温度の温度差が前記した外気温差未満になったときに、中間熱交換器23内から給湯用冷媒が回収されたことを判定する構成としてもよい。
すなわち、制御装置1aは、給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒入口44aの温度と外気温度の温度差、給湯用冷媒出口44bの温度と外気温度の温度差、中間熱交換器23の給湯用冷媒入口23cの温度と外気温度の温度差、給湯用冷媒出口23dの温度と外気温度の温度差、の少なくとも1つに基づいて、給湯用冷媒回収運転(第1給湯用冷媒回収運転、第2給湯用冷媒回収運転)の終了を決定する構成にすることができる。
このような構成であっても、温度センサ以外の部材(センサ等)を配設する必要がなく、簡単な構成の空調給湯システム100とすることができる。<< Modification 1 >>
In the hot water supply heat source
Therefore, for example, in step S702b of FIG. 6B, the
In addition, instead of the temperature of the hot water
Further, during the second hot water supply refrigerant recovery operation for recovering the hot water supply refrigerant from the
That is, the
Even if it is such a structure, it is not necessary to arrange | position members (sensor etc.) other than a temperature sensor, and it can be set as the air-conditioning hot-
なお、この変形例1を空調用冷媒回収運転(第1空調用冷媒回収運転、第2空調用冷媒回収運転)に適用することも可能である。
第1空調用冷媒回収運転に適用した場合、制御装置1aは、図6の(a)のステップS702aにおいて、空調用熱源側熱交換器24の冷房時空調用冷媒出口24bの温度の替わりに外気温度を演算し、さらに、ステップS703aにおいて、冷房時空調用冷媒入口24aの温度と外気温度の温度差が前記した所定の外気温差未満になったときに、空調用熱源側熱交換器24内から空調用冷媒が回収されたと判定して第1空調用冷媒回収運転の終了を決定する。
なお、冷房時空調用冷媒入口24aの温度に替えて、冷房時空調用冷媒出口24bの温度と外気温度の温度差が前記した外気温差未満になったときに、制御装置1aが、空調用熱源側熱交換器24内から空調用冷媒が回収されたと判定する構成としてもよい。
また、中間熱交換器23から空調用冷媒を回収する第2空調用冷媒回収運転時に、制御装置1aが、冷房時空調用冷媒入口23aの温度と外気温度の温度差が前記した外気温差未満になったときに、中間熱交換器23内から空調用冷媒が回収されたことを判定する構成としてもよいし、冷房時空調用冷媒出口23bの温度と外気温度の温度差が前記した外気温差未満になったときに、中間熱交換器23内から空調用冷媒が回収されたことを判定する構成としてもよい。
すなわち、制御装置1aは、空調用熱源側熱交換器24の冷房時空調用冷媒入口24aの温度と外気温度の温度差、冷房時空調用冷媒出口24bの温度と外気温度の温度差、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒入口23aの温度と外気温度の温度差、冷房時空調用冷媒出口23bの温度と外気温度の温度差、の少なくとも1つに基づいて、空調用冷媒回収運転(第1空調用冷媒回収運転、第2空調用冷媒回収運転)の終了を決定する構成にすることができる。Note that the first modification can also be applied to the air conditioning refrigerant recovery operation (first air conditioning refrigerant recovery operation, second air conditioning refrigerant recovery operation).
When applied to the first air-conditioning refrigerant recovery operation, the
In addition, instead of the temperature of the cooling air conditioning
Further, during the second air-conditioning refrigerant recovery operation for recovering the air-conditioning refrigerant from the
That is, the
《変形例2》
また、変形例1において、給湯用冷媒入口44aの給湯用冷媒が無くなった時点で給湯用冷媒入口44aの温度が上昇するが、その温度の上昇率に基づいて制御装置1aが給湯用熱源側熱交換器44内から給湯用冷媒が回収されたことを判定する構成としてもよい。
給湯用冷媒入口44aの温度は給湯用冷媒が無くなると急速に上昇することから、給湯用冷媒入口44aの温度上昇率が大きいとき、制御装置1aは給湯用冷媒入口44aに給湯用冷媒が無くなって給湯用熱源側熱交換器44の内部の給湯用冷媒が回収されたと判定できる。
そこで、例えば図6の(b)のステップS702bにおいて、制御装置1aは給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒入口44aの温度のみを演算する構成とする。さらに、ステップS703bにおいて、制御装置1aは、ステップS702bで演算した給湯用冷媒入口44aの温度と、所定の単位時間(例えば、1秒)前にステップS702bを実行したときに演算した給湯用冷媒入口44aの温度とから、給湯用冷媒入口44aの温度の単位時間あたりの温度上昇率を演算する構成とする。
そして、制御装置1aは、給湯用冷媒入口44aの温度上昇率が予め設定される所定上昇率(例えば、0.5℃/秒)より大きくなったときに、給湯用熱源側熱交換器44内から給湯用冷媒が回収された状態になったと判定して第1給湯用冷媒回収運転の終了を決定する構成としてもよい。<<
In the first modification, the temperature of the hot water
Since the temperature of the hot water
Therefore, for example, in step S702b of FIG. 6B, the
Then, when the temperature increase rate of the hot water
なお、給湯用冷媒入口44aの温度に替えて、給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒出口44bの温度上昇率が前記した所定上昇率より大きくなったときに、制御装置1aが、給湯用熱源側熱交換器44内から給湯用冷媒が回収されたことを判定する構成としてもよい。
また、中間熱交換器23から給湯用冷媒を回収する第2給湯用冷媒回収運転時に、制御装置1aが、中間熱交換器23の給湯用冷媒入口23cの温度上昇率が前記した所定上昇率より大きくなったときに、中間熱交換器23内から給湯用冷媒が回収されたことを判定する構成としてもよいし、中間熱交換器23の給湯用冷媒出口23dの温度上昇率が前記した所定上昇率より大きくなったときに、中間熱交換器23内から給湯用冷媒が回収されたことを判定する構成としてもよい。
すなわち、制御装置1aは、給湯用熱源側熱交換器44の給湯用冷媒入口44aの温度上昇率、給湯用冷媒出口44bの温度上昇率、中間熱交換器23の給湯用冷媒入口23cの温度上昇率、給湯用冷媒出口23dの温度上昇率、の1つ、またはこれらの組合せに基づいて、給湯用冷媒回収運転(第1給湯用冷媒回収運転、第2給湯用冷媒回収運転)の終了を決定する構成にすることができる。
このような構成であっても、温度センサ以外の部材(センサ等)を配設する必要がなく、簡単な構成の空調給湯システム100とすることができる。When the temperature rise rate of the hot water
Further, during the second hot water supply refrigerant recovery operation for recovering the hot water supply refrigerant from the
That is, the
Even if it is such a structure, it is not necessary to arrange | position members (sensor etc.) other than a temperature sensor, and it can be set as the air-conditioning hot-
なお、この変形例2を空調用冷媒回収運転(第1空調用冷媒回収運転、第2空調用冷媒回収運転)に適用することも可能である。
第1空調用冷媒回収運転に適用した場合、制御装置1aは、図6の(a)のステップS702aにおいて、空調用熱源側熱交換器24の冷房時空調用冷媒入口24aの温度のみを演算する構成とする。さらに、ステップS703aにおいて、制御装置1aは、ステップS702aで演算した冷房時空調用冷媒入口24aの温度と、例えば1秒などの所定の単位時間前にステップS702aを実行したときに演算した冷房時空調用冷媒入口24aの温度とから、冷房時空調用冷媒入口24aの温度の単位時間あたりの温度上昇率を演算する構成とする。そして、制御装置1aは、冷房時空調用冷媒入口24aの温度上昇率が、予め設定される前記した所定上昇率より大きくなったときに、空調用熱源側熱交換器24内から空調用冷媒が回収されたことを判定して第1空調用冷媒回収運転の終了を決定する構成としてもよい。
なお、冷房時空調用冷媒入口24aの温度に替えて、空調用熱源側熱交換器24の冷房時空調用冷媒出口24bの温度上昇率が前記した所定上昇率より大きくなったときに、制御装置1aが、空調用熱源側熱交換器24内から空調用冷媒が回収されたことを判定する構成としてもよい。、
また、中間熱交換器23から空調用冷媒を回収する第2空調用冷媒回収運転時に、制御装置1aが、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒入口23aの温度上昇率が前記した所定上昇率より大きくなったときに、中間熱交換器23内から空調用冷媒が回収されたことを判定する構成としてもよいし、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒出口23bの温度上昇率が前記した所定上昇率より大きくなったときに、中間熱交換器23内から空調用冷媒が回収されたことを判定する構成としてもよい。
すなわち、制御装置1aは、空調用熱源側熱交換器24の冷房時空調用冷媒入口24aの温度上昇率、冷房時空調用冷媒出口24bの温度上昇率、中間熱交換器23の冷房時空調用冷媒入口23aの温度上昇率、冷房時空調用冷媒出口23bの温度上昇率、の1つ、またはこれらの組合せに基づいて、空調用冷媒回収運転(第1空調用冷媒回収運転、第2空調用冷媒回収運転)の終了を決定する構成にすることができる。It is also possible to apply this modified example 2 to the air conditioning refrigerant recovery operation (first air conditioning refrigerant recovery operation, second air conditioning refrigerant recovery operation).
When applied to the first air-conditioning refrigerant recovery operation, the
When the temperature rise rate of the air conditioning
Further, during the second air conditioning refrigerant recovery operation for recovering the air conditioning refrigerant from the
In other words, the
1a 制御装置
5 空調用冷媒回路
6 給湯用冷媒回路
21 空調用圧縮機
23 中間熱交換器
23a 冷房時空調用冷媒入口(第2空調用冷媒入口)
23b 冷房時空調用冷媒出口(第2空調用冷媒出口)
23c 給湯用冷媒入口(第2給湯用冷媒入口)
23d 給湯用冷媒出口(第2給湯用冷媒出口)
24 空調用熱源側熱交換器
24a 冷房時空調用冷媒入口(第1空調用冷媒入口)
24b 冷房時空調用冷媒出口(第1空調用冷媒出口)
27 空調用膨張弁(空調用冷媒遮断手段)
35a,35b 開閉弁(空調熱交換器用開閉弁)
35c 第1制御弁(空調熱交換器用制御弁)
35d 第2制御弁(空調熱交換器用制御弁)
41 給湯用圧縮機
43 給湯用膨張弁(給湯用冷媒遮断手段)
44 給湯用熱源側熱交換器
44a 給湯用冷媒入口(第1給湯用冷媒入口)
44b 給湯用冷媒出口(第1給湯用冷媒出口)
49a 第3制御弁(給湯熱交換器用制御弁)
49b,49d 開閉弁(給湯熱交換器用開閉弁)
49c 第4制御弁(給湯熱交換器用制御弁)
100 空調給湯システム
TH9、TH10、TH22、TH23 温度センサ(空調用温度測定手段)
TH13、TH14、TH15、TH16 温度センサ(給湯用温度測定手段)
TH19 温度センサ(外気温度測定手段)DESCRIPTION OF
23b Cooling air-conditioning refrigerant outlet (second air-conditioning refrigerant outlet)
23c Hot water supply refrigerant inlet (second hot water supply refrigerant inlet)
23d Hot water supply refrigerant outlet (second hot water supply refrigerant outlet)
24 Heat source side heat exchanger for
24b Cooling air conditioning refrigerant outlet (first air conditioning refrigerant outlet)
27 Expansion valve for air conditioning (refrigerant shut-off means for air conditioning)
35a, 35b open / close valve (open / close valve for air conditioning heat exchanger)
35c 1st control valve (control valve for air conditioning heat exchanger)
35d Second control valve (control valve for air conditioning heat exchanger)
41 Hot-
44 Heat source side heat exchanger for
44b Hot water supply refrigerant outlet (first hot water supply refrigerant outlet)
49a Third control valve (control valve for hot water supply heat exchanger)
49b, 49d On-off valve (on-off valve for hot water heat exchanger)
49c 4th control valve (control valve for hot water supply heat exchanger)
100 Air conditioning hot water supply system TH9, TH10, TH22, TH23 Temperature sensor (temperature measuring means for air conditioning)
TH13, TH14, TH15, TH16 Temperature sensor (temperature measuring means for hot water supply)
TH19 temperature sensor (outside temperature measuring means)
Claims (9)
前記空調用冷媒回路において前記空調用冷媒と大気との間で熱交換する空調用熱源側熱交換器と並列に、かつ、前記給湯用冷媒回路において前記給湯用冷媒と大気との間で熱交換する給湯用熱源側熱交換器と並列に、接続されて前記空調用冷媒と前記給湯用冷媒との間で熱交換する中間熱交換器を備え、
前記制御装置は、
前記空調サイクルでの冷房運転と、前記給湯サイクルでの給湯運転と、を同時に実行する場合に、
前記中間熱交換器を不使用として前記空調用熱源側熱交換器及び前記給湯用熱源側熱交換器を使用する第1状態で実行する第1運転と、
前記空調用熱源側熱交換器及び前記給湯用熱源側熱交換器を不使用として前記中間熱交換器を使用する第2状態で実行する第2運転と、を所定の条件に基づいて切り替えるように制御する空調給湯システムであって、
前記制御装置は、
前記第1運転と前記第2運転の切り替え時に、
空調用冷媒遮断手段によって、前記中間熱交換器及び前記空調用熱源側熱交換器への前記空調用冷媒の流入を遮断するとともに、前記空調用冷媒回路に備わる空調用圧縮機を運転して前記中間熱交換器及び前記空調用熱源側熱交換器から前記空調用冷媒を回収する空調用冷媒回収運転と、
給湯用冷媒遮断手段によって、前記中間熱交換器及び前記給湯用熱源側熱交換器への前記給湯用冷媒の流入を遮断するとともに、前記給湯用冷媒回路に備わる給湯用圧縮機を運転して前記中間熱交換器及び前記給湯用熱源側熱交換器から前記給湯用冷媒を回収する給湯用冷媒回収運転と、の少なくとも一方を実行することを特徴とする空調給湯システム。An air conditioning refrigerant circuit in which an air conditioning refrigerant circulates to form an air conditioning cycle, a hot water supply refrigerant to circulate to form a hot water supply cycle, and a control device,
Heat exchange between the air-conditioning heat source side heat exchanger in the air-conditioning refrigerant circuit and the air in parallel with the air-conditioning heat source side heat exchanger and heat exchange between the hot-water supply refrigerant and the air in the hot-water supply refrigerant circuit An intermediate heat exchanger connected in parallel with the heat source side heat exchanger for hot water supply to exchange heat between the refrigerant for air conditioning and the refrigerant for hot water supply,
The control device includes:
When performing the cooling operation in the air conditioning cycle and the hot water supply operation in the hot water supply cycle at the same time,
A first operation to be performed in a first state in which the intermediate heat exchanger is not used and the heat source side heat exchanger for air conditioning and the heat source side heat exchanger for hot water supply are used;
The second operation executed in the second state in which the intermediate heat exchanger is used without using the heat source side heat exchanger for air conditioning and the heat source side heat exchanger for hot water supply is switched based on a predetermined condition. An air conditioning hot water supply system to be controlled,
The control device includes:
When switching between the first operation and the second operation,
The air conditioning refrigerant shut-off means shuts off the inflow of the air conditioning refrigerant to the intermediate heat exchanger and the air conditioning heat source side heat exchanger, and operates the air conditioning compressor provided in the air conditioning refrigerant circuit to An air conditioning refrigerant recovery operation for recovering the air conditioning refrigerant from the intermediate heat exchanger and the air conditioning heat source side heat exchanger;
The hot water supply refrigerant shut-off means shuts off the flow of the hot water supply refrigerant to the intermediate heat exchanger and the hot water supply heat source side heat exchanger, and operates the hot water supply compressor provided in the hot water supply refrigerant circuit to An air conditioning and hot water supply system that performs at least one of a hot water supply refrigerant recovery operation for recovering the hot water supply refrigerant from an intermediate heat exchanger and the hot water supply heat source side heat exchanger.
前記制御装置は、前記空調用冷媒回収運転を実行する場合、
前記第1空調用冷媒入口と前記第1空調用冷媒出口の温度差と、前記第2空調用冷媒入口と前記第2空調用冷媒出口の温度差と、の少なくとも一方、
または、前記第1空調用冷媒入口の温度上昇率と、前記第1空調用冷媒出口の温度上昇率と、前記第2空調用冷媒入口の温度上昇率と、前記第2空調用冷媒出口の温度上昇率と、のうちの少なくとも1つ、
に基づいて前記空調用冷媒回収運転の終了を決定することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の空調給湯システム。A first air-conditioning refrigerant inlet serving as an inlet for the air-conditioning refrigerant to the air-conditioning heat source-side heat exchanger during the cooling operation in the air-conditioning cycle; and the air-conditioning from the air-conditioning heat source-side heat exchanger during the cooling operation. From the first air conditioning refrigerant outlet serving as a refrigerant outlet, the second air conditioning refrigerant inlet serving as the air conditioning refrigerant inlet to the intermediate heat exchanger during the cooling operation, and the intermediate heat exchanger from the intermediate heat exchanger during the cooling operation Air-conditioning temperature measuring means for measuring the temperature of the second air-conditioning refrigerant outlet serving as the outlet of the air-conditioning refrigerant;
When the control device executes the refrigerant recovery operation for air conditioning,
At least one of a temperature difference between the first air-conditioning refrigerant inlet and the first air-conditioning refrigerant outlet and a temperature difference between the second air-conditioning refrigerant inlet and the second air-conditioning refrigerant outlet;
Alternatively, the temperature rise rate of the first air conditioning refrigerant inlet, the temperature rise rate of the first air conditioning refrigerant outlet, the temperature rise rate of the second air conditioning refrigerant inlet, and the temperature of the second air conditioning refrigerant outlet At least one of the rate of increase,
The air conditioning hot water supply system according to claim 1, wherein the end of the air conditioning refrigerant recovery operation is determined based on the air conditioning.
前記制御装置は、前記空調用冷媒回収運転を実行する場合、
前記第1空調用冷媒入口の温度と外気温度の温度差と、前記第1空調用冷媒出口の温度と外気温度の温度差と、前記第2空調用冷媒入口の温度と外気温度の温度差と、前記第2空調用冷媒出口の温度と外気温度の温度差と、のうちの少なくとも1つに基づいて前記空調用冷媒回収運転の終了を決定することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の空調給湯システム。A first air-conditioning refrigerant inlet that serves as an inlet for the air-conditioning refrigerant to the air-conditioning heat source side heat exchanger during the cooling operation in the air-conditioning cycle; From the first air conditioning refrigerant outlet serving as a refrigerant outlet, the second air conditioning refrigerant inlet serving as the air conditioning refrigerant inlet to the intermediate heat exchanger during the cooling operation, and the intermediate heat exchanger from the intermediate heat exchanger during the cooling operation Air-conditioning temperature measuring means for measuring the temperature of the second air-conditioning refrigerant outlet serving as the outlet of the air-conditioning refrigerant, and outside air temperature measuring means for measuring the outside air temperature,
When the control device executes the refrigerant recovery operation for air conditioning,
The temperature difference between the temperature of the first air conditioning refrigerant inlet and the outside air temperature, the temperature difference between the first air conditioning refrigerant outlet and the outside air temperature, and the temperature difference between the temperature of the second air conditioning refrigerant inlet and the outside air temperature The end of the air-conditioning refrigerant recovery operation is determined based on at least one of a temperature difference between the temperature of the second air-conditioning refrigerant outlet and the outside air temperature. The air conditioning hot water supply system described.
前記制御装置は、前記給湯用冷媒回収運転を実行する場合、
前記第1給湯用冷媒入口と前記第1給湯用冷媒出口の温度差と、前記第2給湯用冷媒入口と前記第2給湯用冷媒出口の温度差と、の少なくとも一方、
または、前記第1給湯用冷媒入口の温度上昇率と、前記第1給湯用冷媒出口の温度上昇率と、前記第2給湯用冷媒入口の温度上昇率と、前記第2給湯用冷媒出口の温度上昇率と、のうちの少なくとも1つ、
に基づいて前記給湯用冷媒回収運転の終了を決定することを特徴とする請求の範囲第1項乃至請求の範囲第3項のいずれか1項に記載の空調給湯システム。A first hot water supply refrigerant inlet serving as an inlet of the hot water supply refrigerant to the hot water supply heat source side heat exchanger during the hot water supply operation in the hot water supply cycle, and for the hot water supply from the hot water supply heat source side heat exchanger during the hot water supply operation A first hot water supply refrigerant outlet serving as a refrigerant outlet, a second hot water supply refrigerant inlet serving as an inlet for the hot water supply refrigerant to the intermediate heat exchanger during the hot water operation, and an intermediate heat exchanger from the intermediate heat exchanger during the hot water operation Hot water supply temperature measuring means for measuring the temperature of the second hot water supply refrigerant outlet serving as the outlet of the hot water supply refrigerant;
When the controller performs the hot water supply refrigerant recovery operation,
At least one of a temperature difference between the first hot water supply refrigerant inlet and the first hot water supply refrigerant outlet and a temperature difference between the second hot water supply refrigerant inlet and the second hot water supply refrigerant outlet;
Alternatively, the temperature increase rate of the first hot water supply refrigerant inlet, the temperature increase rate of the first hot water supply refrigerant outlet, the temperature increase rate of the second hot water supply refrigerant inlet, and the temperature of the second hot water supply refrigerant outlet At least one of the rate of increase,
The air conditioning hot water supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein the end of the hot water supply refrigerant recovery operation is determined based on the above.
前記制御装置は、前記給湯用冷媒回収運転を実行する場合、
前記第1給湯用冷媒入口の温度と外気温度の温度差と、前記第1給湯用冷媒出口の温度と外気温度の温度差と、前記第2給湯用冷媒入口の温度と外気温度の温度差と、前記第2給湯用冷媒出口の温度と外気温度の温度差と、のうちの少なくとも1つに基づいて前記給湯用冷媒回収運転の終了を決定することを特徴とする請求の範囲第1項乃至請求の範囲第3項のいずれか1項に記載の空調給湯システム。A first hot water supply refrigerant inlet serving as an inlet of the hot water supply refrigerant to the hot water supply heat source side heat exchanger during the hot water supply operation in the hot water supply cycle, and for the hot water supply from the hot water supply heat source side heat exchanger during the hot water supply operation A first hot water supply refrigerant outlet serving as a refrigerant outlet, a second hot water supply refrigerant inlet serving as an inlet for the hot water supply refrigerant to the intermediate heat exchanger during the hot water operation, and an intermediate heat exchanger from the intermediate heat exchanger during the hot water operation Hot water supply temperature measurement means for measuring the temperature of the second hot water supply refrigerant outlet serving as the outlet of the hot water supply refrigerant, and outside air temperature measurement means for measuring the outside air temperature,
When the controller performs the hot water supply refrigerant recovery operation,
The temperature difference between the temperature of the first hot water supply refrigerant inlet and the outside air temperature, the temperature difference between the temperature of the first hot water supply refrigerant outlet and the outside air temperature, the temperature difference between the temperature of the second hot water supply refrigerant inlet and the outside air temperature, The end of the hot water supply refrigerant recovery operation is determined based on at least one of the temperature difference between the temperature of the second hot water supply refrigerant outlet and the outside air temperature. The air conditioning hot water supply system according to any one of claims 3 to 4.
前記空調サイクルでの冷房運転と、前記給湯サイクルでの給湯運転と、を同時に実行する場合に、前記空調用冷媒回路における空調放熱量と前記給湯用冷媒回路における給湯吸熱量とを演算し、
前記空調放熱量と前記給湯吸熱量が等しいときは、前記第2状態で前記第2運転を実行して、前記中間熱交換器で前記給湯用冷媒と前記空調用冷媒との間で熱交換し、
前記空調放熱量と前記給湯吸熱量が等しくないときは、前記第1状態で前記第1運転を実行して、前記空調用熱源側熱交換器で大気と前記空調用冷媒との間で熱交換するとともに、前記給湯用熱源側熱交換器で大気と前記給湯用冷媒との間で熱交換することを特徴とする請求の範囲第1項乃至請求の範囲第3項のいずれか1項に記載の空調給湯システム。The control device includes:
When performing the cooling operation in the air conditioning cycle and the hot water supply operation in the hot water supply cycle at the same time, the air conditioning heat radiation amount in the air conditioning refrigerant circuit and the hot water supply heat absorption amount in the hot water refrigerant circuit are calculated,
When the air-conditioning heat dissipation amount and the hot water supply heat absorption amount are equal, the second operation is executed in the second state, and heat is exchanged between the hot water supply refrigerant and the air conditioning refrigerant in the intermediate heat exchanger. ,
When the air-conditioning heat dissipation amount and the hot water supply heat absorption amount are not equal, the first operation is executed in the first state, and heat exchange is performed between the atmosphere and the air-conditioning refrigerant in the air-conditioning heat source side heat exchanger. And heat exchange between the atmosphere and the hot water supply refrigerant in the hot water supply heat source side heat exchanger. Air conditioning and hot water supply system.
前記空調サイクルでの冷房運転と、前記給湯サイクルでの給湯運転と、を同時に実行する場合に、前記空調用冷媒回路における空調放熱量と前記給湯用冷媒回路における給湯吸熱量とを演算し、
前記空調放熱量と前記給湯吸熱量が等しいときは、前記第2状態で前記第2運転を実行して、前記中間熱交換器で前記給湯用冷媒と前記空調用冷媒との間で熱交換し、
前記空調放熱量と前記給湯吸熱量が等しくないときは、前記第1状態で前記第1運転を実行して、前記空調用熱源側熱交換器で大気と前記空調用冷媒との間で熱交換するとともに、前記給湯用熱源側熱交換器で大気と前記給湯用冷媒との間で熱交換することを特徴とする請求の範囲第4項に記載の空調給湯システム。The control device includes:
When performing the cooling operation in the air conditioning cycle and the hot water supply operation in the hot water supply cycle at the same time, the air conditioning heat radiation amount in the air conditioning refrigerant circuit and the hot water supply heat absorption amount in the hot water refrigerant circuit are calculated,
When the air-conditioning heat dissipation amount and the hot water supply heat absorption amount are equal, the second operation is executed in the second state, and heat is exchanged between the hot water supply refrigerant and the air conditioning refrigerant in the intermediate heat exchanger. ,
When the air-conditioning heat dissipation amount and the hot water supply heat absorption amount are not equal, the first operation is executed in the first state, and heat exchange is performed between the atmosphere and the air-conditioning refrigerant in the air-conditioning heat source side heat exchanger. In addition, the air-conditioning hot water supply system according to claim 4, wherein heat is exchanged between the atmosphere and the hot water supply refrigerant by the hot water supply heat source side heat exchanger.
前記空調サイクルでの冷房運転と、前記給湯サイクルでの給湯運転と、を同時に実行する場合に、前記空調用冷媒回路における空調放熱量と前記給湯用冷媒回路における給湯吸熱量とを演算し、
前記空調放熱量と前記給湯吸熱量が等しいときは、前記第2状態で前記第2運転を実行して、前記中間熱交換器で前記給湯用冷媒と前記空調用冷媒との間で熱交換し、
前記空調放熱量と前記給湯吸熱量が等しくないときは、前記第1状態で前記第1運転を実行して、前記空調用熱源側熱交換器で大気と前記空調用冷媒との間で熱交換するとともに、前記給湯用熱源側熱交換器で大気と前記給湯用冷媒との間で熱交換することを特徴とする請求の範囲第5項に記載の空調給湯システム。The control device includes:
When performing the cooling operation in the air conditioning cycle and the hot water supply operation in the hot water supply cycle at the same time, the air conditioning heat radiation amount in the air conditioning refrigerant circuit and the hot water supply heat absorption amount in the hot water refrigerant circuit are calculated,
When the air-conditioning heat dissipation amount and the hot water supply heat absorption amount are equal, the second operation is executed in the second state, and heat is exchanged between the hot water supply refrigerant and the air conditioning refrigerant in the intermediate heat exchanger. ,
When the air-conditioning heat dissipation amount and the hot water supply heat absorption amount are not equal, the first operation is executed in the first state, and heat exchange is performed between the atmosphere and the air-conditioning refrigerant in the air-conditioning heat source side heat exchanger. The air-conditioning hot water supply system according to claim 5, wherein heat is exchanged between the atmosphere and the hot water supply refrigerant by the hot water supply heat source side heat exchanger.
前記空調用冷媒回路において前記空調用冷媒と大気との間で熱交換する空調用熱源側熱交換器と並列に、かつ、前記給湯用冷媒回路において前記給湯用冷媒と大気との間で熱交換する給湯用熱源側熱交換器と並列に、接続されて前記空調用冷媒と前記給湯用冷媒との間で熱交換する中間熱交換器を備えてなる空調給湯システムの制御方法であって、
前記制御装置が、前記空調サイクルでの冷房運転と、前記給湯サイクルでの給湯運転と、を同時に実行する場合に、
前記空調用冷媒回路における空調放熱量と、前記給湯用冷媒回路における給湯吸熱量を演算するステップと、
前記空調放熱量と前記給湯吸熱量を比較するステップと、
前記空調放熱量と前記給湯量が等しくないときに、前記中間熱交換器を不使用として前記空調用熱源側熱交換器及び前記給湯用熱源側熱交換器を使用する第1状態で第1運転を実行するステップと、
前記空調放熱量と前記給湯量が等しいときに、前記空調用熱源側熱交換器及び前記給湯用熱源側熱交換器を不使用として前記中間熱交換器を使用する第2状態で第2運転を実行するステップとを、有し、
さらに、前記第1運転と前記第2運転の切り替え時に、
空調用冷媒遮断手段で前記中間熱交換器及び前記空調用熱源側熱交換器への前記空調用冷媒の流入を遮断するステップ、及び前記空調用冷媒回路に備わる空調用圧縮機を運転して前記中間熱交換器及び前記空調用熱源側熱交換器から前記空調用冷媒を回収するステップを含んでなる空調用冷媒回収運転と、
給湯用冷媒遮断手段で前記中間熱交換器及び前記給湯用熱源側熱交換器への前記給湯用冷媒の流入を遮断するステップ、及び前記給湯用冷媒回路に備わる給湯用圧縮機を運転して前記中間熱交換器及び前記給湯用熱源側熱交換器から前記給湯用冷媒を回収するステップを含んでなる給湯用冷媒回収運転と、
の少なくとも一方を実行するステップを有することを特徴とする空調給湯システムの制御方法。An air conditioning refrigerant circuit in which an air conditioning refrigerant circulates to form an air conditioning cycle, a hot water supply refrigerant to circulate to form a hot water supply cycle, and a control device,
Heat exchange between the air-conditioning heat source side heat exchanger in the air-conditioning refrigerant circuit and the air in parallel with the air-conditioning heat source side heat exchanger and heat exchange between the hot-water supply refrigerant and the air in the hot-water supply refrigerant circuit A control method for an air conditioning and hot water supply system comprising an intermediate heat exchanger that is connected in parallel with the hot water supply heat source side heat exchanger to exchange heat between the air conditioning refrigerant and the hot water supply refrigerant,
When the control device performs a cooling operation in the air conditioning cycle and a hot water supply operation in the hot water supply cycle at the same time,
Calculating an air-conditioning heat dissipation amount in the air-conditioning refrigerant circuit, and a hot-water supply heat absorption amount in the hot-water supply refrigerant circuit;
Comparing the air conditioning heat dissipation amount and the hot water supply heat absorption amount;
When the air-conditioning heat dissipation amount and the hot water supply amount are not equal, the first operation is performed in the first state in which the intermediate heat exchanger is not used and the air-conditioning heat source side heat exchanger and the hot water supply heat source side heat exchanger are used. A step of performing
When the air-conditioning heat dissipation amount and the hot-water supply amount are equal, the second operation is performed in the second state in which the intermediate heat exchanger is used without using the air-conditioning heat source side heat exchanger and the hot water supply heat source side heat exchanger. And performing the steps
Furthermore, at the time of switching between the first operation and the second operation,
Shutting off the inflow of the air conditioning refrigerant to the intermediate heat exchanger and the heat source side heat exchanger by the air conditioning refrigerant shut-off means, and operating the air conditioning compressor provided in the air conditioning refrigerant circuit, An air conditioning refrigerant recovery operation comprising a step of recovering the air conditioning refrigerant from an intermediate heat exchanger and the air conditioning heat source side heat exchanger;
Shutting off the flow of the hot water supply refrigerant into the intermediate heat exchanger and the hot water source heat exchanger with the hot water supply refrigerant shut-off means, and operating the hot water supply compressor provided in the hot water supply refrigerant circuit A hot water supply refrigerant recovery operation comprising a step of recovering the hot water supply refrigerant from an intermediate heat exchanger and the hot water supply heat source side heat exchanger;
A method for controlling an air conditioning and hot water supply system comprising the step of executing at least one of the following.
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