JPWO2013080297A1

JPWO2013080297A1 - 空調給湯システム

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Publication number: JPWO2013080297A1
Application number: JP2013546876A
Authority: JP
Inventors: 小谷　正直; 正直小谷; 陽子國眼
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Priority date: 2011-11-29
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2015-04-27
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Abstract

空調給湯システム全体の効率を向上させることができる空調給湯システムを提供する。空調用圧縮機（１１）と、空調熱源側熱交換器（１５）と、中間熱交換器（２１）と、空調用減圧装置（１７，１８）と、空調利用側熱交換器（１９）と、第一切替手段（１２）と、第二切替手段（１４）とを備え、第一切替手段（１２）は、冷房運転と暖房運転とで空調利用側熱交換器（１９）を通流する第一冷媒の向きを切り替え、第二切替手段（１４）は、運転モードに応じて空調熱源側熱交換器（１５）及び中間熱交換器（２１）を通流する第一冷媒の向きを切り替えることによって、中間熱交換器（２１）を第一冷媒の凝縮器として機能させる。【選択図】図１

Description

本発明は、空調と給湯を行う空調給湯システムに関する。

空調と給湯を行う空調給湯システムとして、特許文献１に示す技術が開示されている。特許文献１には、メインサイクルとサブサイクルとをカスケードコンデンサ（中間熱交換器）により連結して冷媒回路を構成した空気調和装置（空調給湯システム）について記載されている。
ここで、前記メインサイクルは、第一圧縮機と、第一の四方弁と、室外熱交換器と、第一電子膨張弁と、室内熱交換器とを接続することにより構成され、前記サブサイクルは、第二圧縮機と、第二の四方弁及び第三の四方弁と、給湯用熱交換器と、補助熱交換器と、第二電子膨張弁及び第三電子膨張弁と、を接続することにより構成される。

特開２００５−２９９９３５号公報

特許文献１に記載の空気調和装置（空調給湯システム）は冷房運転時において、カスケードコンデンサ（中間熱交換器）の一次側（メインサイクル側）を凝縮器として機能させ、二次側（サブサイクル側）を蒸発器として機能させることによって、メインサイクルからの排熱をサブサイクルで利用することができる。

しかしながら、特許文献１に記載の空気調和装置（空調給湯システム）は暖房運転時において、空調運転を担うメインサイクルと、給湯運転を担うサブサイクルとを独立に機能させ、カスケードコンデンサ（中間熱交換器）を介した熱交換を行っていない。
したがって、例えば、暖房運転時において空調対象である室内空気が設定温度に近い場合にはメインサイクルで断続運転を行うこととなり、システム全体の効率が悪化してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、空調給湯システム全体の効率を向上させることができる空調給湯システムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、第一冷媒が循環する空調用冷媒回路と、第二冷媒が循環する給湯用冷媒回路と、を備える空調給湯システムであって、前記空調用冷媒回路は、第一冷媒を圧縮する空調用圧縮機と、空調熱源と熱交換可能な空調熱源側熱交換器と、第一冷媒と第二冷媒との熱交換をする中間熱交換器と、第一冷媒を減圧する空調用減圧装置と、冷房運転時に蒸発器として機能し、暖房運転時に凝縮器として機能する空調利用側熱交換器と、冷房運転と暖房運転とで前記空調利用側熱交換器を通流する第一冷媒の向きを切り替える第一切替手段と、前記第一切替手段に接続された第二切替手段と、を備え、前記第二切替手段は、運転モードに応じて前記空調熱源側熱交換器及び前記中間熱交換器を通流する第一冷媒の向きを切り替えることによって、前記中間熱交換器を第一冷媒の凝縮器として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、空調給湯システム全体の効率を向上させることができる空調給湯システムを提供することができる。

本実施形態に係る給湯空調システムの系統図である。本実施形態に係る空調給湯システムの運転モードの決定処理の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る空調給湯システムの運転モードの決定処理の手順を示すフローチャートである。空調排熱量及び給湯吸熱量の推定処理の手順を示すフローチャートである。単独総消費電力及び余剰総消費電力の推定処理の手順を示すフローチャートである。給湯運転モードにおけるヒートポンプユニットの冷媒及び被加熱液体の流れを示す系統図である。冷房運転（通常）モードにおけるヒートポンプユニットの冷媒及び熱搬送媒体の流れを示す系統図である。冷房運転（自然循環）モードにおけるヒートポンプユニットの冷媒及び熱搬送媒体の流れを示す系統図である。暖房運転モードにおけるヒートポンプユニットの冷媒及び熱搬送媒体の流れを示す系統図である。冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モードにおけるヒートポンプユニットの冷媒、熱搬送媒体、及び被加熱液体の流れを示す系統図である。冷房給湯運転（排熱回収Ｂ）モードにおけるヒートポンプユニットの冷媒、熱搬送媒体、及び被加熱液体の流れを示す系統図である。冷房給湯運転（排熱回収Ｃ）モードにおけるヒートポンプユニットの冷媒、熱搬送媒体、及び被加熱液体の流れを示す系統図である。暖房給湯運転（独立）モードにおけるヒートポンプユニットの冷媒、熱搬送媒体、及び被加熱液体の流れを示す系統図である。暖房給湯運転（空調余剰加熱）モードにおけるヒートポンプユニットの冷媒、熱搬送媒体、及び被加熱液体の流れを示す系統図である。東京における最寒日の前後日における暖房負荷、日射量、外気温度の変動を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

≪空調給湯システム≫
図１は、本実施形態に係る給湯空調システムの系統図である。図１に示すように、空調給湯システムＳは、室外（被空調空間外）に設置されるヒートポンプユニット１と、室内（被空調空間内）に設置される室内ユニット２と、給湯タンクユニット３と、制御装置４と、を備えている。

空調給湯システムＳは、室内ユニット２が設置された室内を冷房する「冷房運転」と、室内ユニット２が設置された室内を暖房する「暖房運転」と、被加熱液体（例えば、水）を加熱してタンク５２に高温の被加熱液体を供給する「給湯運転」と、冷房運転及び給湯運転を行う「冷房給湯運転」と、暖房運転及び給湯運転を行う「暖房給湯運転」と、を行う機能を有している。

また、空調給湯システムＳは、第一冷媒が循環する空調用冷媒回路１０と、第二冷媒が循環する給湯用冷媒回路３０と、熱搬送媒体が循環する空調用熱搬送媒体循環回路４０と、被加熱液体が通流する給湯回路５０と、を備えている。

＜空調用冷媒回路＞
ヒートポンプユニット１に設けられた空調用冷媒回路１０は、空調用圧縮機１１と、第一四方弁１２と、第二四方弁１４と、空調熱源側熱交換器１５と、空調用第二膨張弁１６と、中間熱交換器２１の一次側伝熱管２１ａと、空調用第一膨張弁１８と、空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂと、が環状に配管で接続されている。

なお、以下の記載において、第一四方弁１２と、第二四方弁１４とがそれぞれ有する四個のポートについて、紙面上側のポートを「上ポート」、紙面右側のポートを「右ポート」、紙面下側のポートを「下ポート」、紙面左側のポートを「左ポート」と記すことがあるものとする。

図１に示すように、第一四方弁１２の右ポートは圧縮機１１の吐出側に接続され、上ポートは配管１３ａを介して第二四方弁１４の上ポートに接続され、左ポートは圧縮機の吸入側に接続され、下ポートは配管１２ａを介して空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂに接続されている。
また、第二四方弁１４の右ポートは配管１４ａを介して中間熱交換器２１の一次側伝熱管２１ａに接続され、下ポートは配管１７ａを介して空調用第一膨張弁１８に接続され、左ポートは配管１５ａを介して空調熱源側熱交換器１５に接続されている。

空調用圧縮機１１は、第一冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒にする圧縮機である。
第一四方弁１２は、冷房運転と暖房運転とで空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂを通流する第一冷媒の向きを切り替える四方弁である。すなわち、第一四方弁１２の切り替えによって、冷房運転時には空調用第一膨張弁１８で膨張した低温低圧の第一冷媒が、空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂに流入するようになっている。また、暖房運転時には、空調用圧縮機１１で圧縮された高温高圧の第一冷媒が、空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂに流入するようになっている。

第二四方弁１４は、運転モードに応じて空調熱源側熱交換器１５及び中間熱交換器２１を通流する第一冷媒の向きを切り替える四方弁である。なお、前記運転モードの詳細については、後記する。
空調熱源側熱交換器１５は、空調用ファン１５ｆから送られてくる空気（室外空気）と第一冷媒との熱交換を行う熱交換器である。
空調用第一膨張弁１８及び空調用第二膨張弁１６は、運転モードに応じて第一冷媒を減圧する減圧装置として機能する。ちなみに、空調運転時において、空調用第一膨張弁１８及び空調用第二膨張弁１６のいずれか一方が、第一冷媒を減圧する減圧装置として機能する。

空調利用側熱交換器１９は、一次側伝熱管１９ａを通流する熱搬送媒体と、二次側伝熱管１９ｂを通流する第一冷媒との熱交換を行う熱交換器である。
中間熱交換器２１は、一次側伝熱管２１ａを通流する第一冷媒と、二次側伝熱管２１ｂを通流する第二冷媒との熱交換を行う熱交換器である。
なお、第一冷媒として、HFC、HFO-1234yf、HFO-1234ze、自然冷媒（例えば、ＣＯ_２冷媒）などを用いることができる。

＜給湯用冷媒回路＞
ヒートポンプユニット１に設けられた給湯用冷媒回路３０は、給湯用圧縮機３１と、給湯利用側熱交換器３２の一次側伝熱管３２ａと、給湯用第一膨張弁３３と、給湯用三方弁３４と、給湯熱源側熱交換器３５と、給湯用第二膨張弁３６と、中間熱交換器２１の二次側伝熱管２１ｂと、給湯用三方弁３７と、が環状に配管で接続されている。
また、給湯用三方弁３４と給湯用三方弁３７とは、配管３８ａを介して相互に接続されている。また、給湯用冷媒回路３０は給湯用冷媒制御弁３９を備える。給湯用冷媒制御弁３９は、その一端が配管３５ａから分岐する配管に接続され、他端が配管３８ａから分岐する配管に接続されている。

給湯用圧縮機１１は、第二冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒とする圧縮機である。
給湯利用側熱交換器３２は、一次側伝熱管３２ａを通流する第二冷媒と、二次側伝熱管３２ｂを通流する被加熱液体との熱交換を行う熱交換器である。
給湯用第一膨張弁３３及び給湯用第二膨張弁３６は、運転モードに応じて第二冷媒を減圧する減圧装置として機能する。ちなみに、給湯運転時において、給湯用第一膨張弁３３及び給湯用第二膨張弁３６のいずれか一方が、第二冷媒を減圧する減圧装置として機能する。

給湯熱源側熱交換器３５は、給湯用ファン３５ｆから送られてくる空気（室外空気）と第二冷媒との熱交換を行う熱交換器である。
給湯用三方弁３４，３７は、通流する第二冷媒の流量比率を調整可能に構成された三方弁である。給湯用冷媒制御弁３９は、開閉が制御可能に構成された開閉弁である。
なお、第二冷媒として、HFC、HFO-1234yf、HFO-1234ze、自然冷媒（例えば、ＣＯ_２冷媒）などを用いることができる。また、第二冷媒は第一冷媒よりも高い臨界点（温度、圧力）を有する冷媒を使用する事が望ましい。

＜空調用熱搬送媒体循環回路＞
ヒートポンプユニット１から室内ユニット２に亘って設けられた空調用熱搬送媒体循環回路４０は、第一ポンプ４１と、熱搬送媒体四方弁４２と、空調利用側熱交換器１９の一次側伝熱管１９ａと、室内熱交換器４３と、が環状に配管で接続して構成されている。

第一ポンプ４１は、室内熱交換器４３から流入する熱搬送媒体を、熱搬送媒体四方弁４２に向けて圧送するポンプである。
熱搬送媒体四方弁４２は、空調利用側熱交換器１９の一次側伝熱管１９ａを通流する熱搬送媒体と、二次側伝熱管１９ｂを通流する第一冷媒とが対向流となるように、冷房運転と暖房運転とで熱搬送媒体の流れる向きを切り替える四方弁である。
室内熱交換器４３は、室内ファン４３ｆから送られてくる空気（室内空気）と熱搬送媒体との熱交換を行う熱交換器である。
なお、熱搬送媒体として、エチレングリコールなどのブライン（不凍液）や、水などを用いることができる。

＜給湯回路＞
ヒートポンプユニット１から給湯タンクユニット３に亘って設けられた給湯回路５０は、第二ポンプ５１と、給湯利用側熱交換器３２の二次側伝熱管３２ｂと、タンク５２と、を環状に配管で接続して構成されている。
第二ポンプ５１は、タンク５２から被加熱液体を汲み上げ、給湯利用側熱交換器３２の二次側伝熱管３２ｂに向けて圧送するポンプである。
タンク５２は、被加熱液体を貯留するものであり、断熱材（図示せず）で覆われている。
なお、以下の説明において、被加熱液体は水を用いるものとして説明する。

また、給湯タンクユニット３は、給水金具５３と、給湯金具５５と、三方弁５４，５６と、を備えている。
給水金具５３は、一端が三方弁５４に接続され、他端が給水端末（図示せず）に接続されている。そして、使用者が給湯端末（図示せず）を開操作した場合に、給水源からの圧力によって、給水金具５３を介してタンク５２の下部に被加熱液体（水）が流入するようになっている。

三方弁５４，５６は、通流する被加熱液体の流量比率を調整可能に構成された三方弁であり、配管５７ａを介して相互に接続されている。そして、各三方弁５４，５６の開度に応じた流量の被加熱液体（水）が配管５７ａを介して流入させることにより、タンク５２から供給される高温の被加熱液体を適度な温度に調整するようになっている。
給湯金具５５は、一端が三方弁５６に接続され、他端が給湯端末（図示せず）に接続されている。そして、使用者が給湯端末を開操作することにより、温度調整がされた被加熱液体（湯）が給湯金具５５を介して給湯端末に供給されるようになっている。

＜制御装置＞
また、空調給湯システムＳは、制御装置４を備えている。
制御装置４は、空調給湯システムＳの運転モードを決定し、決定した運転モードに従って各種弁（第一四方弁１２、第二四方弁１４、空調用第一膨張弁１８、空調用第二膨張弁１６、給湯用第一膨張弁３３、給湯用三方弁３４，３７、給湯用第二膨張弁３６、給湯用冷媒制御弁３９、三方弁５４，５６）の状態（開度）、圧縮機（空調用圧縮機１１、給湯用圧縮機３１）の回転速度、各熱交換器のファン（空調用ファン１５ｆ、給湯用ファン３５ｆ、室内ファン４３ｆ）の回転速度、ポンプ（第一ポンプ４１、第二ポンプ５１）の回転速度、を制御して、空調給湯システムＳの各種運転を制御する機能を有している。

（運転モードの決定処理）
次に、制御装置４が実行する空調給湯システムＳの運転モードについて説明する。図２及び図３は、本実施形態に係る空調給湯システムＳの運転モードの決定処理の手順を示すフローチャートである。

まず、図２を参照しつつ説明する。
ステップＳ１０１において、制御装置４は、空調サイクル運転要求が有るか否かを判定する。ここで、空調サイクル運転要求とは、室内ユニット２が設置された室内（被空調空間）を空調（冷房／暖房）する運転要求である。空調サイクル運転要求は、例えば、室内に設置されたリモコン（図示せず）を使用者が操作することにより制御装置４に入力されてもよく、室内の温度を検出する室内温度検出器（図示せず）の検出温度（室内温度）と室内設定温度とに基づいて決定されてもよい。
空調サイクル運転要求が有る場合（Ｓ１０１→Ｙｅｓ）、制御装置４の処理はステップＳ１０５に進む。空調サイクル運転要求がない場合（Ｓ１０１→Ｎｏ）、制御装置４の処理はステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２において、制御装置４は、給湯サイクル運転要求が有るか否かを判定する。ここで、給湯サイクル運転要求とは、空調給湯システムＳの給湯運転を実行する要求である。給湯サイクル運転要求は、例えば、室内に設置されたリモコン（図示せず）を使用者が操作することにより制御装置４に入力されてもよく、給湯タンクユニット３のタンク５２に貯留された高温の被加熱液体の量が所定量以下となった場合に「給湯サイクル運転要求」としてもよく、所定の時間帯となった場合に「給湯サイクル運転要求」としてもよい。
給湯サイクル運転要求が有る場合（Ｓ１０２→Ｙｅｓ）、制御装置４の処理はステップＳ１０４に進む。給湯サイクル運転要求がない場合（Ｓ１０２→Ｎｏ）、制御装置４の処理はステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３において、制御装置４は、空調給湯システムＳの運転モードを「待機モード」に決定する。なお、待機モードとは、空調給湯システムＳの空調運転（冷房運転／暖房運転）及び給湯運転を停止して、運転指令の入力を待つモードである。
ステップＳ１０４において、制御装置４は、空調給湯システムＳの運転モードを「給湯運転モード」に決定する。なお、給湯運転モードとは、空調給湯システムＳの給湯運転を実行するモードである。この運転モードにおける空調給湯システムＳ（ヒートポンプユニット１）の動作は、図６を用いて後記する。

ステップＳ１０５において、制御装置４は、給湯サイクル運転要求が有るか否かを判定する。なお、ステップＳ１０５における給湯サイクル運転要求は、ステップＳ１０２における給湯サイクル運転要求と同様であり説明を省略する。
給湯サイクル運転要求が有る場合（Ｓ１０５→Ｙｅｓ）、制御装置４の処理はステップＳ１１１に進む。給湯サイクル運転要求がない場合（Ｓ１０５→Ｎｏ）、制御装置４の処理はステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６において、制御装置４は、空調サイクル運転要求が「冷房運転」であるか否かを判定する。
空調サイクル運転要求が「冷房運転」である場合（Ｓ１０６→Ｙｅｓ）、制御装置４の処理はステップＳ１０７に進む。空調サイクル運転要求が「冷房運転」でない場合（Ｓ１０６→Ｎｏ）、制御装置４の処理はステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１０７において、制御装置４は、空調負荷Ｑacが所定の閾値Ｑ１以上であるか否かを判定する。なお、空調負荷Ｑacは、室外温度Ｔao、室内温度Ｔai、室内設定温度Ｔac_set、室内風量Ｖac_setに基づいて推定される。また、閾値Ｑ１は、空調負荷が過負荷であるか否かを判定する際の閾値であり、予め実験又はシミュレーションにより決定し、制御装置４に記憶されている。
ステップＳ１０７において、空調負荷Ｑacが閾値Ｑ１以上である場合（Ｓ１０７→Ｙｅｓ）、制御装置４の処理はステップＳ１０８に進む。空調負荷Ｑacが閾値Ｑ１未満である場合（Ｓ１０７→Ｎｏ）、制御装置４の処理はステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０８において、制御装置４は、空調給湯システムＳの運転モードを「冷房運転（通常）モード」に決定する。なお、冷房運転（通常）モードとは、空調給湯システムＳの冷房運転を実行するモードであり、給湯用冷媒回路３０において自然循環を行わないモードである。この運転モードにおける空調給湯システムＳ（ヒートポンプユニット１）の動作は、図７を用いて後記する。

ステップＳ１０９において、制御装置４は、空調給湯システムＳの運転モードを「冷房運転（自然循環）モード」に決定する。なお、冷房運転（自然循環）モードとは、空調給湯システムＳの冷房運転を実行するモードであり、給湯用冷媒回路３０において自然循環を行うモードである。この運転モードにおける空調給湯システムＳ（ヒートポンプユニット１）の動作は、図８を用いて後記する。

ステップＳ１１０において、制御装置４は、空調給湯システムＳの運転モードを「暖房運転モード」に決定する。なお、暖房運転モードとは、空調給湯システムＳの暖房運転を実行するモードである。この運転モードにおける空調給湯システムＳ（ヒートポンプユニット１）の動作は、図９を用いて後記する。

ステップＳ１１１において、制御装置４は、空調サイクル運転要求が「冷房運転」であるか否かを判定する。
空調サイクル運転要求が「冷房運転」である場合（Ｓ１１１→Ｙｅｓ）、制御装置４の処理はステップＳ１１２に進む。空調サイクル運転要求が「冷房運転」でない場合（Ｓ１１１→Ｎｏ）、制御装置４の処理は図３のステップＳ２０１に進む。

ステップＳ１１２において、制御装置４は、空調排熱量Ｑac_ex及び給湯吸熱量Ｑec_exを推定する。ここで、空調排熱量Ｑac_exとは、空調用冷媒回路１０及び給湯用冷媒回路３０を独立して運転した際の冷房運転に要する熱源への排熱量である。また、給湯吸熱量Ｑec_exとは、空調用冷媒回路１０及び給湯用冷媒回路３０を独立して運転した際の給湯運転に要する熱源からの給熱量である。
なお、空調排熱量Ｑac_ex及び給湯吸熱量Ｑec_exの推定処理は、図４を用いて後記する。

ステップＳ１１３において、制御装置４は、空調排熱量Ｑac_exが給湯吸熱量Ｑec_exより大きいか否かを判定する。
空調排熱量Ｑac_exが給湯吸熱量Ｑec_exより大きい場合（Ｓ１１３→Ｙｅｓ）、制御装置４の処理はステップＳ１１４に進む。空調排熱量Ｑac_exが給湯吸熱量Ｑec_ex以下である場合（Ｓ１１３→Ｎｏ）、制御装置４の処理はステップＳ１１５に進む。

ステップＳ１１４において、制御装置４は、空調給湯システムＳの運転モードを「冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モード」に決定する。なお、冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モードは、空調給湯システムＳの冷房運転及び給湯運転を実行するモードの一種であり、空調用冷媒回路１０の排熱を給湯用冷媒回路３０で回収して運転する。この運転モードにおける空調給湯システムＳ（ヒートポンプユニット１）の動作は、図１０を用いて後記する。

ステップＳ１１５において、制御装置４は、空調排熱量Ｑac_exが給湯吸熱量Ｑec_exと等しいか否かを判定する。
空調排熱量Ｑac_exが給湯吸熱量Ｑec_exと等しい場合（Ｓ１１５→Ｙｅｓ）、制御装置４の処理はステップＳ１１６に進む。空調排熱量Ｑac_exが給湯吸熱量Ｑec_exと等しくない場合（Ｓ１１５→Ｎｏ）、制御装置４の処理はステップＳ１１７に進む。

ステップＳ１１６において、制御装置４は、空調給湯システムＳの運転モードを「冷房給湯運転（排熱回収Ｂ）モード」に決定する。なお、冷房給湯運転（排熱回収Ｂ）モードは、空調給湯システムＳの冷房運転及び給湯運転を実行するモードの一種であり、空調用冷媒回路１０の排熱を給湯用冷媒回路３０で回収して運転する。この運転モードにおける空調給湯システムＳ（ヒートポンプユニット１）の動作は、図１１を用いて後記する。

ステップＳ１１７において、制御装置４は、空調給湯システムＳの運転モードを「冷房給湯運転（排熱回収Ｃ）モード」に決定する。なお、冷房給湯運転（排熱回収Ｃ）モードは、空調給湯システムＳの冷房運転及び給湯運転を実行するモードの一種であり、空調用冷媒回路１０の排熱を給湯用冷媒回路３０で回収して運転する。この運転モードにおける空調給湯システムＳ（ヒートポンプユニット１）の動作は、図１２を用いて後記する。

次に、ステップＳ１１１において、空調サイクル運転要求が「冷房運転」でない場合（Ｓ１１１→Ｎｏ）について、図３を用いて説明する。即ち、給湯サイクル運転要求が有り（Ｓ１０５→Ｙｅｓ参照）、空調サイクル運転要求が「暖房運転」である場合について説明する。

ステップＳ２０１において、制御装置４は、単独総消費電力Ｗsys1及び余剰熱運転消費電力Ｗsys2を推定する。ここで、単独総消費電力Ｗsys1とは、空調給湯システムＳを暖房給湯運転（独立）モード（後記する図１３参照）で運転した場合の推定消費電力である。また、余剰熱運転消費電力Ｗsys2とは、空調給湯システムＳを暖房給湯運転（空調余剰加熱）モード（後記する図１４参照）で運転した場合の推定消費電力である。
なお、単独総消費電力Ｗsys1及び余剰熱運転消費電力Ｗsys2の推定処理は、図５を用いて後記する。

ステップＳ２０２において、制御装置４は、単独総消費電力Ｗsys1が余剰熱運転消費電力Ｗsys2以下であるか否かを判定する。
単独総消費電力Ｗsys1が余剰熱運転消費電力Ｗsys2以下である場合（Ｓ２０２→Ｙｅｓ）、制御装置４の処理はステップＳ２０３に進む。単独総消費電力Ｗsys1が余剰熱運転消費電力Ｗsys2より大きい場合（Ｓ２０２→Ｎｏ）、制御装置４の処理はステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０３において、制御装置４は、空調給湯システムＳの運転モードを「暖房給湯運転（独立）モード」に決定する。なお、暖房給湯運転（独立）モードとは、空調給湯システムＳの暖房運転及び給湯運転を実行するモードの一種であり、空調用冷媒回路１０と給湯用冷媒回路３０とを独立して運転し、中間熱交換器２１を使用しない。この運転モードにおける空調給湯システムＳ（ヒートポンプユニット１）の動作は、図１３を用いて後記する。

ステップＳ２０４において、制御装置４は、空調給湯システムＳの運転モードを「暖房給湯運転（空調余剰加熱）モード」に決定する。なお、暖房給湯運転（空調余剰加熱）モードとは、空調給湯システムＳの暖房運転を実行し、空調用冷媒回路１０の余剰熱を給湯用冷媒回路３０で回収して給湯運転するモードである。この運転モードにおける空調給湯システムＳ（ヒートポンプユニット１）の動作は、図１４を用いて後記する。

（空調排熱量Ｑac_ex及び給湯吸熱量Ｑec_exの推定処理）
図４は、図２のステップＳ１１２における空調排熱量Ｑac_ex及び給湯吸熱量Ｑec_exの推定処理の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ３０１において、制御装置４は、空調負荷Ｑacを推定する。なお、空調負荷Ｑacは、室外温度Ｔao、室内温度Ｔai、室内設定温度Ｔac_set、室内風量Ｖac_setに基づいて推定される。

室外温度Ｔaoは、例えば、ヒートポンプユニット１の空調用ファン１５ｆ又は給湯用ファン３５ｆの外気取入口に設けられた温度センサ（図示せず）で検出される。室内温度Ｔaiは、例えば、室内ユニット２の室内ファン４３ｆの室内空気取入口に設けられた温度センサ（図示せず）で検出される。室内風量Ｖac_setは、例えば、室内ファン４３ｆの回転速度を検出することにより風量（空気の流量）を算出する。もしくは、室内に設置されたリモコン(図示せず)で使用者が設定した設定風量から算出する。室内設定温度Ｔac_setは、例えば、室内に設置されたリモコン（図示せず）を使用者が操作することにより制御装置４に入力される。

ステップＳ３０２において、制御装置４は、空調消費電力Ｗacを推定する。なお、空調消費電力Ｗacは、ステップＳ３０１で推定した空調負荷Ｑac、室外温度Ｔao、室内設定温度Ｔac_setに基づいて推定される。
ステップＳ３０３において、制御装置４は、空調排熱量Ｑac_exを推定する。なお、空調排熱量Ｑac_exは、ステップＳ３０１で推定した空調負荷Ｑac、ステップＳ３０２で推定した空調消費電力Ｗacに基づいて推定される。

ステップＳ３０４において、制御装置４は、給湯負荷Ｑecを推定する。なお、給湯負荷Ｑecは、室外温度Ｔao、給水温度Ｔwi、給湯温度Ｔwo、給水流量Ｖwに基づいて推定される。
給水温度Ｔwiは、例えば、ヒートポンプユニット１の給湯利用側熱交換器３２の二次側伝熱管３２ｂの入口側に設けられた温度センサ（図示せず）で検出される。給湯温度Ｔwo、は、ヒートポンプユニット１で沸き上げる湯（被加熱液体）の設定温度であり、例えば、室内に設置されたリモコン（図示せず）を使用者が操作することにより制御装置４に入力される。給水流量Ｖwは、例えば、ヒートポンプユニット１の第二ポンプ５１の回転速度を検出することにより算出する。

ステップＳ３０５において、制御装置４は、給湯消費電力Ｗecを推定する。なお、給湯消費電力Ｗecは、ステップＳ３０４で推定した給湯負荷Ｑec、室外温度Ｔao、給湯温度Ｔwoに基づいて推定される。
ステップＳ３０６において、制御装置４は、給湯吸熱量Ｑec_exを推定する。なお、給湯吸熱量Ｑec_exは、ステップＳ３０４で推定した給湯負荷Ｑec、ステップＳ３０５で推定した給湯消費電力Ｗecに基づいて推定される。

このように、制御装置４は、空調排熱量Ｑac_exを推定し（Ｓ３０３参照）、給湯吸熱量Ｑec_exを推定して（Ｓ３０６参照）、図２のステップＳ１１２の処理を終了し、ステップＳ１１３に進む。

（単独総消費電力Ｗsys1及び余剰熱運転消費電力Ｗsys2の推定処理）
図５は、図３のステップＳ２０１における単独総消費電力Ｗsys1及び余剰熱運転消費電力Ｗsys2の推定処理の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ４０１において、制御装置４は、空調負荷Ｑacを推定する。なお、空調負荷Ｑacは、室外温度Ｔao、室内温度Ｔai、室内設定温度Ｔac_set、室内風量Ｖac_setに基づいて推定される。

ステップＳ４０２において、制御装置４は、空調用圧縮機目標回転速度Ｎcp_acを推定する。なお、空調用圧縮機目標回転速度Ｎcp_acは、ステップＳ４０１で推定した空調負荷Ｑac、室外温度Ｔao、室内設定温度Ｔac_set、室内風量Ｖac_setに基づいて推定される。
ステップＳ４０３において、制御装置４は、ステップＳ４０２で推定した空調用圧縮機目標回転速度Ｎcp_acが空調用圧縮機最低回転速度Ｎcp_acmin以上であるか否かを判定する。
ここで、空調用圧縮機最低回転速度Ｎcp_acminとは、空調用冷媒回路１０の空調用圧縮機１１が運転制御可能な回転速度の下限である。

空調用圧縮機目標回転速度Ｎcp_acが空調用圧縮機最低回転速度Ｎcp_acmin以上である場合（Ｓ４０３→Ｙｅｓ）、制御装置４の処理はステップＳ４０４に進む。空調用圧縮機目標回転速度Ｎcp_acが空調用圧縮機最低回転速度Ｎcp_acmin未満である場合（Ｓ４０３→Ｎｏ）、制御装置４の処理はステップＳ４０９に進む。

ステップＳ４０４において、制御装置４は、空調消費電力Ｗacを推定する。なお、空調消費電力Ｗacは、ステップＳ４０１で推定した空調負荷Ｑac、室外温度Ｔao、室内設定温度Ｔac_setに基づいて推定される。
ステップＳ４０５において、制御装置４は、給湯負荷Ｑecを推定する。なお、給湯負荷Ｑecは、室外温度Ｔao、給水温度Ｔwi、給湯温度Ｔwo、給水流量Ｖwに基づいて推定される。

ステップＳ４０６において、制御装置４は、給湯消費電力Ｗecを推定する。なお、給湯消費電力Ｗecは、ステップＳ４０５で推定した給湯負荷Ｑec、室外温度Ｔao、給湯温度Ｔwoに基づいて推定される。
ステップＳ４０７において、制御装置４は、単独総消費電力Ｗsys1を推定する。なお、単独総消費電力Ｗsys1は、ステップＳ４０４で推定した空調消費電力ＷacとステップＳ４０６で推定した給湯消費電力Ｗecとを加算して（即ち、Ｗsys1＝Ｗac＋Ｗec）推定する。

ステップＳ４０８において、制御装置４は、余剰熱運転消費電力Ｗsys2を推定する。なお、本実施形態では、（Ｗsys2＝Ｗsys1）として推定する。
このように、制御装置４は、単独総消費電力Ｗsys1を推定し（Ｓ４０７参照）、余剰熱運転消費電力Ｗsys2を推定して（Ｓ４０８参照）、図３のステップＳ２０１の処理を終了し、ステップＳ２０２に進む。

次に、図５のステップＳ４０３において、空調用圧縮機回転速度Ｎcp_acが空調用圧縮機最低回転速度Ｎcp_acmin未満である場合（Ｓ４０３→Ｎｏ）について説明する。
空調用圧縮機１１は、空調用圧縮機最低回転速度Ｎcp_acmin未満の回転速度で運転することができないため、空調負荷Ｑacから推定された空調用圧縮機目標回転速度Ｎcp_acが、空調用圧縮機最低回転速度Ｎcp_acmin未満となった場合、圧縮機回転数はＮcp_acminで回転することになる。
このため、実際に出力される空調能力は、Ｎcp_acmin／Ｎcp_ac分だけ空調負荷Ｑacよりも大きくなるため、制御装置４は空調用圧縮機１１の運転と停止を繰り返す断続運転となる。したがってこの場合、空調給湯システムＳの効率が悪化する。

ステップＳ４０９において、制御装置４は、断続運転時の空調消費電力悪化率εを推定する。そして、断続運転を考慮した空調消費電力Ｗac1を推定する。なお、空調消費電力悪化率εは、空調用圧縮機目標回転速度Ｎcp_ac、空調用圧縮機最低回転速度Ｎcp_acminに基づいて推定される。また、断続運転を考慮した空調消費電力Ｗac1は、ステップＳ４０１で推定した空調負荷Ｑac、室外温度Ｔao、室内設定温度Ｔac_set、空調消費電力悪化率εに基づいて推定される。

ステップＳ４１０において、制御装置４は、給湯負荷Ｑecを推定する。なお、給湯負荷Ｑecは、室外温度Ｔao、給水温度Ｔwi、給湯温度Ｔwo、給水流量Ｖwに基づいて推定される。
ステップＳ４１１において、制御装置４は、給湯消費電力Ｗecを推定する。なお、給湯消費電力Ｗecは、ステップＳ３０４で推定した給湯負荷Ｑec、室外温度Ｔao、給湯温度Ｔwoに基づいて推定される。

ステップＳ４１２において、制御装置４は、単独総消費電力Ｗsys1を推定する。なお、単独総消費電力Ｗsys1は、ステップＳ４０９で推定した断続運転を考慮した空調消費電力Ｗac1とステップＳ４１１で推定した給湯消費電力Ｗecとを加算して（即ち、Ｗsys＝Ｗac1＋Ｗec）推定する。
ステップＳ４１３において、制御装置４は、空調擬似負荷Ｑac_ecを推定する。なお、空調擬似負荷Ｑac_ecは、室外温度Ｔao、給水温度Ｔwi、給湯温度Ｔwo、給水流量Ｖwに基づいて推定される。

ここで、空調給湯システムＳを暖房給湯運転（空調余剰加熱）モード（図１４参照）で運転制御する場合において、空調用冷媒回路１０の空調利用側熱交換器１９を凝縮器として機能させるとともに、空調用冷媒回路１０の中間熱交換器２１も凝縮器として機能させる。
このため、給湯用冷媒回路３０の中間熱交換器２１における給湯吸熱量を、空調用冷媒回路１０の中間熱交換器２１における空調擬似負荷として、空調擬似負荷Ｑac_ecを推定する。

ステップＳ４１４において、制御装置４は、空調擬似負荷Ｑac_ecを考慮した空調負荷Ｑac2を推定する。なお、擬似負荷を考慮した空調負荷Ｑac2は、ステップＳ４０１で推定した空調負荷ＱacとステップＳ４１３で推定した空調擬似負荷Ｑac_ecとを加算して（即ち、Ｑac2＝Ｑac＋Ｑac_ec）推定する。
ステップＳ４１５において、制御装置４は、擬似負荷を考慮した空調消費電力Ｗac2を推定する。なお、空調消費電力Ｗac2は、ステップＳ４１４で推定した空調負荷Ｑac2、室外温度Ｔao、室内設定温度Ｔac_setに基づいて推定される。

ステップＳ４１６において、制御装置４は、空調擬似負荷Ｑac_ecを考慮した給湯消費電力Ｗec2を推定する。なお、給湯消費電力Ｗec2は、ステップＳ４１４で推定した空調負荷Ｑac2、ステップＳ４１０で推定した給湯負荷Ｑec、室外温度Ｔao、給湯温度Ｔwo、室内設定温度Ｔac_setに基づいて推定される。

ステップＳ４１７において、制御装置４は、余剰熱運転消費電力Ｗsys2を推定する。なお、余剰熱運転消費電力Ｗsys2は、ステップＳ４１５で推定した空調システム消費電力Ｗac2とステップＳ４１６で推定した給湯システム消費電力Ｗec2とを加算して（即ち、Ｗsys2＝Ｗac2＋Ｗec2）推定する。

このように、制御装置４は、単独総消費電力Ｗsys1を推定し（Ｓ４０７，Ｓ４１２参照）、余剰熱運転消費電力Ｗsys2を推定して（Ｓ４０８，Ｓ４１７参照）、図３のステップＳ２０１の処理を終了し、ステップＳ２０２に進む。

（各運転モードの制御処理）
次に、制御装置４が実行する空調給湯システムＳの各運転モードについて、図６から図１４を用いて説明する。制御装置４は、空調給湯システムＳの運転モードを決定し（図２、図３参照）、決定した運転モードに従って空調給湯システムＳを制御して各種運転を行う。
なお、以下に説明する図６から図１４において、第一冷媒、第二冷媒、熱搬送媒体、被加熱液体が通流している配管を太線で示し、流れ方向を矢印で示すものとする。また、各種弁（給湯用三方弁３４，３７、給湯用第二膨張弁３６、給湯用冷媒制御弁３９）について、通流を閉止している側を黒塗りで図示するものとする。

（待機モード：ステップＳ１０３）
このモードにおいて、空調用冷媒回路１０、給湯用冷媒回路３０、空調用熱搬送媒体循環回路４０及び給湯回路５０は停止している。制御装置４は、運転指令の入力を待つ。運転指令が入力された場合には、空調給湯システムＳの運転モードを決定する（図２、図３参照）。

（給湯運転モード：ステップＳ１０４）
図６は、給湯運転モードにおけるヒートポンプユニット１の冷媒及び被加熱液体の流れを示す系統図である。
このモードにおいて、空調用冷媒回路１０及び空調用熱搬送媒体循環回路４０は停止している。また、中間熱交換器２１への冷媒の通流は、給湯用冷媒回路３０において閉止されている。

給湯用冷媒回路３０について説明する。制御装置４は、給湯用冷媒回路３０内の冷媒が給湯熱源側熱交換器３５を通流し、かつ、中間熱交換器２１をバイパスして流れるように、給湯用冷媒制御弁３９を全開とし、給湯用第二膨張弁３６を閉止させ、給湯用三方弁３４，３７を制御する。また、制御装置４は、給湯用第一膨張弁３３の開度（絞り）を制御する。また、制御装置４は、給湯用圧縮機３１及び給湯用ファン３５ｆの回転速度を制御する。

給湯用圧縮機３１から吐出された高温高圧の第二冷媒は、凝縮器として機能する給湯利用側熱交換器３２の一次側伝熱管３２ａに流入する。給湯利用側熱交換器３２の一次側伝熱管３２ａを通流する第二冷媒は、給湯利用側熱交換器３２の二次側伝熱管３２ｂを通流する被加熱液体と熱交換することにより放熱して、中温高圧の第二冷媒となる。
給湯利用側熱交換器３２の一次側伝熱管３２ａから流出した中温高圧の第二冷媒は、給湯用第一膨張弁３３で減圧され、低温低圧の第二冷媒となる。

そして、低温低圧の第二冷媒は給湯用三方弁３４を介して、蒸発器として機能する給湯熱源側熱交換器３５に流入する。給湯熱源側熱交換器３５を通流する第二冷媒は、給湯用ファン３５ｆにより送られてくる空気（室外空気）と熱交換することにより、前記空気から熱を汲み上げる（吸熱する）。そして、吸熱した第二冷媒は、給湯熱源側熱交換器３５から給湯用冷媒制御弁３９及び給湯用三方弁３７を介して、給湯用圧縮機３１へと送られ、給湯用冷媒回路３０を循環する。

次に、給湯回路５０について説明する。制御装置４は、第二ポンプ５１の回転速度を制御する。
第二ポンプ５１を駆動させることにより、タンク５２の下部から流出した被加熱液体は給湯利用側熱交換器３２の二次側伝熱管３２ｂに流入する。給湯利用側熱交換器３２の二次側伝熱管３２ｂを通流する被加熱液体は、給湯利用側熱交換器３２の一次側伝熱管３２ａを通流する第二冷媒と熱交換することにより吸熱し、高温の被加熱液体となる。そして、高温の被加熱液体は、給湯利用側熱交換器３２の二次側伝熱管３２ｂからタンク５２の上部に戻され、貯留される。

（冷房運転（通常）モード：ステップＳ１０８）
図７は、冷房運転（通常）モードにおけるヒートポンプユニット１の冷媒及び熱搬送媒体の流れを示す系統図である。
このモードにおいて、給湯用冷媒回路３０及び給湯回路５０は停止している。また、中間熱交換器２１への冷媒の通流は、給湯用冷媒回路３０において閉止されている。

空調用冷媒回路１０について説明する。制御装置４は、第一四方弁１２及び第二四方弁１４内の切替手段（図示せず）が、それぞれ冷房運転の位置となるように制御する。
すなわち、制御装置４は、空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂから流出した第一冷媒が、空調用圧縮機１１に流入するように第一四方弁１２を制御し、空調用圧縮機１１から吐出された第一冷媒が、空調熱源側熱交換器１５に流入するように第二四方弁１４を制御する。

また、制御装置４は、空調用第二膨張弁１６を全開とするように制御し、空調用第一膨張弁１８の開度（絞り）を制御する。また、制御装置４は、空調用圧縮機１１及び空調用ファン１５ｆの回転速度を制御する。
図７に示すように第二四方弁１４を制御することによって、空調用圧縮機１１から吐出された高温高圧の第一冷媒を、中間熱交換器２１よりも先に空調熱源側熱交換器１５に流入させることができる。
ちなみに、前記とは逆の場合（第一冷媒が空調熱源側熱交換器１５よりも先に中間熱交換器２１に流入する場合）には、空調用圧縮機１１から吐出された高温高圧の第一冷媒が中間熱交換器２１で放熱する。この結果、第一冷媒の温度が低下し、空調熱源側熱交換器１５で室外空気へ放熱する放熱量が低下する。したがって、圧縮機１１による第一冷媒の圧縮によって前記放熱量を補う必要があるため、圧縮機１１の負荷が大きくなる。

空調用圧縮機１１から吐出された高温高圧の第一冷媒は、第一四方弁１２及び第二空調用四方弁１を介して、凝縮器として機能する空調熱源側熱交換器１５に流入する。
空調熱源側熱交換器１５を通流する第一冷媒は、空調用ファン１５ｆにより送られてくる空気（室外空気）と熱交換することにより放熱（排熱）し、中温高圧の第一冷媒となる。空調熱源側熱交換器１５から流出した中温高圧の第一冷媒は、空調用第二膨張弁１６、中間熱交換器２１の一次側伝熱管２１ａ、第二四方弁１４を介して空調用第一膨張弁１８に流入する。

そして、中温高圧の第一冷媒は空調用第一膨張弁１８で減圧され、低温低圧の第一冷媒となり、蒸発器として機能する空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂに流入する。空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂを通流する第一冷媒は、空調利用側熱交換器１９の一次側伝熱管１９ａを通流する熱搬送媒体と熱交換することにより、熱搬送媒体から熱を汲み上げる（吸熱する）。そして、吸熱した第一冷媒は、空調利用側熱交換器１９から第一四方弁１２を介して空調用圧縮機１１へと送られ、空調用冷媒回路１０を循環する。

次に、空調用熱搬送媒体循環回路４０について説明する。制御装置４は、第一ポンプ４１及び室内ファン４３ｆの回転速度を制御する。また、制御装置４は、空調利用側熱交換器１９の一次側伝熱管１９ａを通流する熱搬送媒体と空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂを通流する第一冷媒とが対向流となるように熱搬送媒体四方弁４２を制御する。

第一ポンプ４１を駆動させることにより、熱搬送媒体は空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂに流入する。空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂを通流する熱搬送媒体は、空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂを通流する第一冷媒と熱交換することにより放熱（排熱）して、低温の熱搬送媒体となる。
そして、低温の熱搬送媒体は、室内ユニット２の室内熱交換器４３に流入する。室内熱交換器４３を通流する熱搬送媒体は、室内ファン４３ｆにより送られてくる空気（室内空気）と熱交換することにより吸熱する。そして、吸熱した熱搬送媒体は、室内熱交換器４３から第一ポンプ４２へと送られ、空調用熱搬送媒体循環回路４０を循環する。
このように、室内ユニット２の室内熱交換器４３で熱搬送媒体が吸熱することにより、空気（室内空気）が冷却され、室内（被空調空間）が冷房される。

（冷房運転（自然循環）モード：ステップＳ１０９）
図８は、冷房運転（自然循環）モードにおけるヒートポンプユニット１の冷媒及び熱搬送媒体の流れを示す系統図である。
冷房運転（自然循環）モードは、冷房運転を行う際の空調負荷が過負荷である場合の運転モードである。当該運転モードでは、中間熱交換器２１において、二次側伝熱管２１ｂを通流する第二冷媒に、一次側伝熱管２１ａを通流する第一冷媒の熱を放熱（排熱）させることによって、第一冷媒をさらに凝縮させる。

つまり、冷房運転（自然循環）モードは、空調負荷が過負荷であるために、空調熱源側熱交換器１５では第一冷媒の放熱が足りない分を、凝縮器として機能する中間熱交換器２１で放熱させることにより補う点で、冷房運転（通常）モード（図７参照）と異なる。
なお、冷房運転（自然循環）モードで冷房運転を実行するためには、給湯熱源側熱交換器３５と中間熱交換器２１との間にヘッド差を設ける必要がある。すなわち、図８に示すように、給湯熱源側熱交換器３５を中間熱交換器２１よりも所定高さＨだけ高く設置する必要がある。これは、給湯用冷媒回路３０において、凝縮器として機能する給湯熱源側熱交換器３５で放熱して液体状態となった第二冷媒を、重力により中間熱交換器２１に流入させるためである。

このモードにおいて給湯回路５０は停止している。また、空調用熱搬送媒体循環回路４０については、前記で説明した冷房運転（通常）モードと同様であるから説明を省略する。
また、空調用冷媒回路１０については、空調熱源側熱交換器１５に加えて中間熱交換器２１も凝縮器として機能する点以外は、前記で説明した冷房運転（通常モード）の場合と同様であるから説明を省略する。

給湯冷媒回路３０について説明する。制御装置４は、給湯熱源側熱交換器３５、配管３５ａ、給湯用第二膨張弁３６、中間熱交換器２１の二次側伝熱管２１ｂ、配管３７ａ，３８ａで環状の回路が形成されるように、給湯用冷媒制御弁３９を閉止させ、給湯用三方弁３４，３７を制御し、給湯用第二膨張弁３６を全開とする。また、制御装置４は、給湯用ファン３５ｆの回転速度を制御する。

第二冷媒は、蒸発器として機能する中間熱交換器２１の二次側伝熱管２１ｂに、低温の液体状態で流入する。そして、第二冷媒は中間熱交換器２１の一次側伝熱管２１ａを通流する第一冷媒から吸熱する。これによって第二冷媒は蒸発し、上昇流となって配管３７ａ，３８ａを通流し、凝縮器として機能する給湯熱源側熱交換器３５に流入する。
気体状態で中温の第二冷媒は、給湯熱源側熱交換器３５を通流する際に、給湯用ファン３５ｆにより送られてくる空気（室外空気）と熱交換することにより放熱し、低温の液体状態になる。そして、低温の液体状態の第二冷媒は、重力により配管３５ａを下降し、給湯用第二膨張弁３６を介して中間熱交換器２１の二次側伝熱管２１ｂに流入し、給湯冷媒回路３０を循環する。

（暖房運転モード：ステップＳ１１０）
図９は、暖房運転モードにおけるヒートポンプユニット１の冷媒及び熱搬送媒体の流れを示す系統図である。
このモードにおいて、給湯用冷媒回路３０及び給湯回路５０は停止している。また、中間熱交換器２１への冷媒の通流は、給湯用冷媒回路３０において閉止されている。

空調用冷媒回路１０について説明する。制御装置４は、第一四方弁１２及び第二四方弁１４内の切替手段（図示せず）が、それぞれ暖房運転モードの位置となるように制御する。
すなわち、制御装置４は、空調用圧縮機１１から吐出された第一冷媒が、空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂに流入するように第一四方弁１２を制御し、中間熱交換器２１から流出した第一冷媒が、空調用圧縮機１１に流入するように第二四方弁１４を制御する。
また、制御装置４は、空調用第二膨張弁１６を全開とし、空調用第一膨張弁１８の開度（絞り）を制御する。また、制御装置４は、空調用圧縮機１１及び空調用ファン１５ｆの回転速度を制御する。

図９に示すように第二四方弁１４を制御することによって、空調用第一膨張弁１８から流出した低温低圧の第一冷媒を、中間熱交換器２１よりも先に空調熱源側熱交換器１５に流入させることができる。この場合、空調用ファン１５ｆにより送られてくる空気（室外空気）と熱交換した第一冷媒の温度が、前記空気の温度よりも高くなることはないから、中間熱交換器２１の一次側伝熱管２１ａにおいて第一冷媒が放熱することはない。

ちなみに、前記とは逆の場合（第一冷媒が空調熱源側熱交換器１５よりも先に中間熱交換器２１に流入する場合）には、空調用第一膨張弁１８から吐出された低温低圧の第一冷媒が中間熱交換器２１で吸熱し、第一冷媒の乾き度が増加する。このため、空調熱源側熱交換器１５の上流部分において、第一冷媒の温度と室外空気温度との温度差を保持できなくなり、第一冷媒の吸熱量が低下する。したがって、圧縮機１１によって前記吸熱量を補う必要があるため、圧縮機１１の負荷が大きくなる。

空調用圧縮機１１から吐出された高温高圧の第一冷媒は、凝縮器として機能する空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂに流入する。空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂを通流する第一冷媒は、空調利用側熱交換器１９の一次側伝熱管１９ａを通流する熱搬送媒体と熱交換することにより放熱して、中温高圧の第一冷媒となる。空調利用側熱交換器１９から流出した中温高圧の第一冷媒は、空調用第一膨張弁１８で減圧され、低温低圧の第一冷媒となる。

そして、低温低圧の第一冷媒は、蒸発器として機能する空調熱源側熱交換器１５に流入する。空調熱源側熱交換器１５を通流する第一冷媒は、空調用ファン１５ｆにより送られてくる空気（室外空気）と熱交換することにより前記空気から熱を汲み上げる（吸熱する）。そして、吸熱した第一冷媒は、空調熱源側熱交換器１５から空調用第二膨張弁１６、中間熱交換器２１、第二四方弁１４、及び第一四方弁１２を介して空調用圧縮機１１へと送られ、空調用冷媒回路１０を循環する。

次に、空調用熱搬送媒体循環回路４０について説明する。制御装置４は、第一ポンプ４１及び室内ファン４３ｆの回転速度を制御する。
第一ポンプ４１を駆動させることにより、熱搬送媒体は空調利用側熱交換器１９の一次側伝熱管１９ａに流入する。空調利用側熱交換器１９の一次側伝熱管１９ａを通流する熱搬送媒体は、空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂを通流する第一冷媒と熱交換することにより吸熱して、高温の熱搬送媒体となる。

そして、高温の熱搬送媒体は、室内ユニット２の室内熱交換器４３に流入する。室内熱交換器４３を通流する熱搬送媒体は、室内ファン４３ｆにより送られてくる空気（室内空気）と熱交換することにより放熱する。そして、放熱した熱搬送媒体は、室内熱交換器４３から第一ポンプ４１へと送られ、空調用熱搬送媒体循環回路４０を循環する。
このように、室内ユニット２の室内熱交換器４３で熱搬送媒体が放熱することにより、空気（室内空気）が加熱され、室内（被空調空間）が暖房される。

（冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モード：ステップＳ１１４）
図１０は、冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モードにおけるヒートポンプユニット１の冷媒、熱搬送媒体及び被加熱液体の流れを示す系統図である。
ここで、排熱回収Ａは「空調排熱＞給湯吸熱」の場合であり、中間熱交換器２１を介して空調用冷媒回路１０の排熱を給湯用冷媒回路３０で回収し、余分な空調排熱を室外空気に排熱している。
給湯回路５０の動作は、図６に示す給湯運転モードと同様であるから説明を省略する。また、空調用熱搬送媒体循環回路４０の動作は、図７に示す冷房運転（通常）モードと同様であるから説明を省略する。

空調用冷媒回路１０について説明する。冷房運転（通常）モード（図７参照）における空調用冷媒回路１０と、冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モード（図１０参照）における空調用冷媒回路１０との差異点は、冷房運転（通常）モードでは、空調熱源側熱交換器１５のみが凝縮器として機能していたのに対し、冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モードでは、空調熱源側熱交換器１５に加えて中間熱交換器２１も凝縮器として機能する点である。
また、冷房運転（通常）モードでは、空調用圧縮機１１から吐出された第一冷媒が空調熱源側熱交換器１５に流入するように第二四方弁１４を制御していたのに対し、冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モードでは、空調用圧縮機１１から吐出された第一冷媒が中間熱交換器２１に流入するように第二四方弁１４を制御する点で異なる。

空調用圧縮機１１から吐出された高温高圧の第一冷媒は、第一四方弁１２及び第二四方弁１４を介して、凝縮器として機能する中間熱交換器２１の一次側伝熱管２１ａに流入する。中間熱交換器２１の一次側伝熱管２１ａを通流する高温高圧の第一冷媒は、中間熱交換器２１の二次側伝熱管２１ｂを通流する低温低圧の第二冷媒と熱交換することにより放熱（排熱）する。

そして、第一冷媒は空調用第二膨張弁１６を介して、凝縮器として機能する空調熱源側熱交換器１５に流入する。空調熱源側熱交換器１５を通流する第一冷媒は、空調用ファン１５ｆにより送られてくる空気（室外空気）と熱交換することによりさらに放熱（排熱）し、中温高圧の第一冷媒となる。
空調熱源側熱交換器１５から流出した中温高圧の第一冷媒は、第二四方弁１４を介して空調用第一膨張弁１８に流入し、空調用第一膨張弁１８で減圧されて低温低圧の第一冷媒となる。

そして、低温低圧の第一冷媒は、蒸発器として機能する空調利用側熱交換器１９の一次側伝熱管１９ａに流入する。空調利用側熱交換器１９の一次側伝熱管１９ａを通流する第一冷媒は、空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂを通流する熱搬送媒体と熱交換することにより、熱搬送媒体から熱を汲み上げる（吸熱する）。そして、吸熱した第一冷媒は、空調利用側熱交換器１９から空調用圧縮機１１へと送られ、空調用冷媒回路１０を循環する。

図１０に示すように第二四方弁１４を制御することによって、圧縮機１１から吐出された高温高圧の第一冷媒を、空調熱源側熱交換器１５より先に中間熱交換器２１に流入させることができる。また、中間熱交換器２１の一次側伝熱管２１ａを通流する第一冷媒と、中間熱交換器２１の二次側伝熱管２１ｂを通流する第二冷媒とを対向流とすることができる。したがって、中間熱交換器２１において第一冷媒から第二冷媒に放熱される熱量を大きくすることができる。

次に、給湯用冷媒回路３０について説明する。給湯運転モード（図６参照）における給湯用冷媒回路３０と、冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モード（図１０参照）における給湯用冷媒回路３０との差異点は、給湯運転モードでは第二冷媒が給湯熱源側熱交換器３５を通流するのに対し、冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モードでは第二冷媒が給湯熱源側熱交換器３５を通流しない点である。
また、給湯運転モードでは第二冷媒が中間熱交換器２１を通流しないのに対し、冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モードでは第二冷媒が中間熱交換器２１を通流する点で異なる。

制御装置４は、給湯用圧縮機３１、給湯利用側熱交換器３２、給湯用第一膨張弁３３、配管３５ａ、給湯用第二膨張弁３６、中間熱交換器２１、及び配管３７ａで環状の回路が形成されるように、給湯用冷媒制御弁３９及び給湯用第二膨張弁３６を全開とし、給湯用三方弁３４，３７を制御する。また、制御装置４は、給湯用第一膨張弁３３の開度（絞り）を制御し、給湯用ファン３５ｆを停止させる。

給湯用圧縮機３１から吐出された高温高圧の第二冷媒は、凝縮器として機能する給湯利用側熱交換器３２の一次側伝熱管３２ａに流入する。給湯利用側熱交換器３２の一次側伝熱管３２ａを通流する第二冷媒は、給湯利用側熱交換器３２の二次側伝熱管３２ｂを通流する被加熱液体と熱交換することにより放熱して、中温高圧の第二冷媒となる。給湯利用側熱交換器３２の一次側伝熱管３２ａから流出した中温高圧の第二冷媒は、給湯用第一膨張弁３３で減圧され、低温低圧の第二冷媒となる。

そして、低温低圧の第二冷媒は、三方弁３４、給湯用冷媒制御弁３９、配管３５ａ、及び給湯用第二膨張弁３６を介して、蒸発器として機能する中間熱交換器２１の二次側伝熱管２１ｂに流入する。中間熱交換器２１の二次側伝熱管２１ｂを通流する第二冷媒は、中間熱交換器２１の一次側伝熱管２１ａを通流する第一冷媒と熱交換することにより第一冷媒から熱を汲み上げる（吸熱する）。そして、吸熱した第二冷媒は、中間熱交換器２１の二次側伝熱管２１ｂから給湯用圧縮機３１へと送られ、給湯用冷媒回路３０を循環する。

（冷房給湯運転（排熱回収Ｂ）モード：ステップＳ１１６）
図１１は、冷房給湯運転（排熱回収Ｂ）モードにおけるヒートポンプユニット１の冷媒、熱搬送媒体及び被加熱液体の流れを示す系統図である。
ここで、排熱回収Ｂは「空調排熱＝給湯吸熱」の場合であり、中間熱交換器２１を介して空調用冷媒回路１０の排熱を給湯用冷媒回路３０で回収している。
給湯回路５０の動作は給湯運転モード（図６参照）と同様であり、空調用熱搬送媒体循環回路４０の動作は冷房運転（通常）モード（図７参照）と同様であり、給湯用冷媒回路３０の動作は冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モード（図１０参照）と同様であるから、説明を省略する。

空調用冷媒回路１０について説明する。冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モード（図１０参照）における空調用冷媒回路１０と、冷房給湯運転（排熱回収Ｂ）モード（図１１参照）における空調用冷媒回路１０との差異点は、冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モードでは制御装置４が空調用ファン１５ｆを回転させるのに対し、冷房給湯運転（排熱回収Ｂ）モードでは制御装置４が空調用ファン１５ｆの回転を停止させる点である。
その他の制御については、冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モードにおける空調用冷媒回路１０と同様であるから説明を省略する。

前記で説明したように、冷房給湯運転（排熱回収Ｂ）モードにおいては、「空調排熱＝給湯吸熱」となっている。したがって、空調用冷媒回路１０を通流する第一冷媒と、給湯用冷媒回路３０を通流する第二冷媒とを、中間熱交換器２１において熱交換させることによって、空調側からの排熱をそのまま給湯側に供給する（吸熱させる）ことができる。

（冷房給湯運転（排熱回収Ｃ）モード：ステップＳ１１７）
図１２は、冷房給湯運転（排熱回収Ｃ）モードにおけるヒートポンプユニット１の冷媒、熱搬送媒体及び被加熱液体の流れを示す系統図である。
ここで、排熱回収Ｃは「空調排熱＜給湯吸熱」の場合であり、中間熱交換器２１を介して空調用冷媒回路１０の排熱を給湯用冷媒回路３０で回収し、給湯に必要な熱の不足分を室外空気から吸熱している。
給湯回路５０の動作は給湯運転モード（図６参照）と同様であり、空調用熱搬送媒体循環回路４０の動作は冷房運転（通常）モード（図７参照）と同様であり、空調用冷媒回路１０の動作は冷房給湯運転（排熱回収Ｂ）モード（図１１参照）と同様であるから、説明を省略する。

給湯用冷媒回路３０について説明する。図１１に示す冷房給湯運転（排熱回収Ｂ）モードの給湯用冷媒回路３０と、図１２に示す冷房給湯運転（排熱回収Ｃ）モードの給湯用冷媒回路３０との差異点は、排熱回収Ｂモードでは第二冷媒が給湯熱源側熱交換器３５をバイパスするのに対し、排熱回収Ｃモードでは第二冷媒が給湯用熱源側熱交換器３５をバイパスせずに、給湯用熱源側熱交換器３５及び中間熱交換器２１の二次側伝熱管２１ｂを通流する点である。

すなわち、制御装置４は、給湯用熱源側熱交換器１９と中間熱交換器２１とを第二冷媒が通流可能とするように給湯用三方弁３４，３７を制御し、給湯用冷媒制御弁３９を閉止させる。
また、制御装置４は、給湯用第一膨張弁３３の開度（絞り）を制御し、給湯用第二膨張弁３６を全開とする。また、制御装置４は、給湯用圧縮機３１及び給湯用ファン３５ｆの回転速度を制御する。

給湯用圧縮機３１から吐出された高温高圧の第二冷媒は、凝縮器として機能する給湯利用側熱交換器３２の一次側伝熱管３２ａに流入する。給湯利用側熱交換器３２の一次側伝熱管３２ａを通流する第二冷媒は、給湯利用側熱交換器３２の二次側伝熱管３２ｂを通流する被加熱液体と熱交換することにより放熱（排熱）して、中温高圧の第二冷媒となる。給湯利用側熱交換器３２の一次側伝熱管３２ａから流出した中温高圧の第二冷媒は、給湯用第一膨張弁３３で減圧され、低温低圧の第二冷媒となる。

そして、低温低圧の第二冷媒は給湯用三方弁３４を介して、蒸発器として機能する給湯熱源側熱交換器３５に流入する。そして、給湯熱源側熱交換器３５を通流する第二冷媒は、給湯用ファン３５ｆにより送られてくる空気（室外空気）と熱交換することにより、前記空気から熱をくみ上げる（吸熱する）。

さらに、給湯熱源側熱交換器３５から流出した第二冷媒は、蒸発器として機能する中間熱交換器１２の二次側伝熱管２１ｂに流入する。中間熱交換器２１の二次側伝熱管２１ｂを通流する第二冷媒は、中間熱交換器２１の一次側伝熱管２１ａを通流する第一冷媒と熱交換し、第一冷媒から熱を汲み上げる（吸熱する）。
中間熱交換器２１の二次側伝熱管２１ｂから流出した第二冷媒は、給湯用三方弁３７を介して給湯用圧縮機３１へと送られ、給湯用冷媒回路３０を循環する。

（暖房給湯運転（独立）モード：ステップＳ２０３）
図１３は、暖房給湯運転（独立）モードにおけるヒートポンプユニット１の冷媒、熱搬送媒体及び被加熱液体の流れを示す系統図である。
このモードにおいて、中間熱交換器２１への冷媒の通流は、給湯用冷媒回路３０において閉止されている。
給湯用冷媒回路３０及び給湯回路５０の動作は給湯運転モード（図６参照）と同様であり、空調用冷媒回路１０及び空調用熱搬送媒体循環回路４０の動作は暖房運転モード（図９参照）と同様であるから説明を省略する。

（暖房給湯運転（空調余剰加熱）モード：ステップＳ２０４）
図１４は、暖房給湯運転（空調余剰加熱）モードにおけるヒートポンプユニット１の冷媒、熱搬送媒体及び被加熱液体の流れを示す系統図である。
このモードは、空調負荷（暖房負荷）が小さい場合に実行され、中間熱交換器２１を介して空調用冷媒回路１０の余剰熱を給湯用冷媒回路３０で回収している。

給湯回路５０の動作は給湯運転モード（図６参照）と同様であり、空調用熱搬送媒体循環回路４０の動作は暖房運転モード（図９参照）と同様であり、給湯用冷媒回路３０の動作は冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モード（図１０参照）と同様であるから、説明を省略する。

空調用冷媒回路１０について説明する。暖房運転（モード（図９参照）における空調用冷媒回路１０と、暖房給湯運転（空調余剰加熱）モード（図１４参照）における空調用冷媒回路１０との差異点は、暖房運転モードでは中間熱交換器２１が凝縮器として機能していなかったのに対し、暖房給湯運転（空調余剰加熱）モードでは、中間熱交換器２１が凝縮器として機能する点である。

制御装置４は、第一四方弁１２及び第二四方弁１４内の切替手段（図示せず）が、それぞれ暖房給湯運転（空調余剰加熱）モードの位置となるように制御する。
すなわち、制御装置４は、空調用圧縮機１１から吐出された第一冷媒が、空調利用側熱交換器１９に流入するように第一四方弁１２を制御する。また、制御装置４は、空調熱源側熱交換器１５から流出した第一冷媒が、空調用圧縮機１１に流入するように第二四方弁１４を制御する。
さらに制御装置４は、空調用第一膨張弁１８を全開とするように制御し、空調用第二膨張弁１６の開度（絞り）を制御する。また、制御装置４は、空調用圧縮機１１及び空調用ファン１５ｆの回転速度を制御する。

空調用圧縮機１１から吐出された高温高圧の第一冷媒は、第一四方弁１２を介して、凝縮器として機能する空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂに流入する。空調利用側熱交換器１９の二次側伝熱管１９ｂを通流する第一冷媒は、空調利用側熱交換器１９の一次側伝熱管１９ａを通流する熱搬送媒体と熱交換することにより放熱（排熱）する。
そして、第一冷媒は空調用第一膨張弁１８及び第二四方弁１４を介して、凝縮器として機能する中間熱交換器２１の一次側伝熱管２１ａに流入する。中間熱交換器の一次側伝熱管２１ａを通流する第一冷媒は、中間熱交換器２１の二次側伝熱管２１ｂを通流する第二冷媒と熱交換し、第二冷媒に放熱（排熱）して中温高圧の第一冷媒となる。

そして、中温高圧の第一冷媒は空調用第二膨張弁１６で減圧され、低温低圧の第一冷媒となる。さらに、低温低圧の第一冷媒は、蒸発器として機能する空調熱源側熱交換器１５に流入する。空調熱源側熱交換器１５を通流する第一冷媒は、空調用ファン１５ｆにより送られてくる空気（室外空気）と熱交換することにより前記空気から熱を汲み上げる（吸熱する）。そして、吸熱した第一冷媒は、空調熱源側熱交換器１５から、第二四方弁１４及び第一四方弁１２を介して空調用圧縮機１１へと送られ、空調用冷媒回路１０を循環する。

≪本実施形態に係る空調給湯システムの作用・効果≫
本実施形態に係る空調給湯システムＳによれば、使用者の要求に応じて「給湯運転」、「冷房運転」、「冷房給湯運転」、「暖房運転」及び「暖房給湯運転」を運転可能な空調給湯システムＳとすることができる。
また、「冷房給湯運転」時において、空調排熱と給湯吸熱の大小関係に応じて、冷房給湯運転（排熱回収Ａ）モード、冷房給湯運転（排熱回収Ｂ）モード、又は冷房給湯運転（排熱回収Ｃ）モードを実行することにより（図２参照）、空調用冷媒回路１０の排熱を効率的に給湯加熱に用いることができる。
これにより、空調給湯システムＳの全体の効率を向上させることができる。

ここで、特許文献１に記載の空気調和装置（空調給湯システム）と、本実施形態に係る空調給湯システムＳとを比較しつつ説明する。
特許文献１に記載の空気調和装置（空調給湯システム）は、暖房運転（暖房給湯運転）時において暖房負荷が低負荷の場合、空調サイクル（空調用冷媒回路１０）の第一圧縮機（本実施形態に係る空調給湯システムＳの空調用圧縮機１１に相当）が動作状態と停止状態を繰り返す断続運転となるため、空気調和装置（空調給湯システム）の運転効率が低下するという問題があった。

これに対し、本実施形態に係る空調給湯システムＳは、第二四方弁１４が、運転モードに応じて空調熱源側熱交換器１５及び中間熱交換器２１を通流する第一冷媒の向きを切り替えることによって、暖房給湯運転時においても中間熱交換器２１の一次側伝熱管２１ａ（空調用冷媒回路１０の側）を凝縮器として機能させることができる（図１４参照）。

これにより、本実施形態に係る空調給湯システムＳは、暖房給湯運転時において暖房負荷が低負荷の場合であっても、空調用圧縮機１１が連続運転の状態を保ったまま、空調利用側熱交換器１９に所望の熱量（空調用圧縮機１１から吐出された高温高圧の第一冷媒の一部）を供給した後、中間熱交換器２１の一次側伝熱管２１ａへと送られる（図１４参照）。
このため、必要熱量を空調用熱搬送媒体循環回路４０に搬送した後、余剰の熱量（空調用圧縮機１１から吐出された高温高圧の第一冷媒の残部）を中間熱交換器２１の一次側伝熱管２１ａへと送る事ができる。その結果、複雑な制御することなく空調に必要な熱量を確保でき、かつ、中間熱交換器２１を介して給湯用冷媒回路３０に空調余剰熱を与えることができる。

これにより、空調用圧縮機１１の断続運転を防止し、余剰熱も高温の被加熱液体として蓄熱することができるので、空調給湯システムＳの全体としての運転効率を向上させることができる。
すなわち、本実施形態に係る空調給湯システムＳは、冷房運転・暖房運転にかかわらず、中間熱交換器２１を凝縮器として機能させることができる。これによって、空調用冷媒回路１０から給湯用冷媒回路３０に熱（排熱、余剰熱）を受け渡すことができるので、一年を通して運転効率を向上させることが可能な空調給湯システムを構築することができる。

本実施形態に係る空調給湯システムＳの効果についてさらに説明する。図１５は、東京における最寒日の前後日における暖房負荷の変動を示すグラフである。
図１５は、縦軸を暖房負荷［ｋＷ］（図１５のグラフ上では実線で示す）、室外空気温度［℃］（図１５のグラフ上では破線で示す）、日射量［ＭＪ］（図１５のグラフ上では一点鎖線で示す）とし、横軸を時刻［日］とし、最寒日（時刻１．０〜２．０［日］）の前日（時刻０．０〜１．０［日］）から翌日（時刻２．０〜３．０［日］）までを示したものである。なお、暖房負荷は断熱性能を示すＱ値（熱損失係数）が１．６［ＫＷ／ｍ^２・Ｋ］の高断熱化住宅について求めた。

昨今の省エネ化の要求に対応して、住宅（被空調空間）を高断熱化し、冬期の暖房負荷を低減することが試みられている。高断熱化住宅では暖房負荷が小さくなるため、室内空調において省エネ効果が得られると考えられる。しかしながら、暖房負荷が低減することにより空調用冷媒回路１０の空調用圧縮機１１が断続運転する状態となる場合がある。

図１５に示すように、最寒日においても日中は暖房負荷が急低下（図１５では、約４．０ｋＷから約０．６ｋＷ）している。ここで、暖房負荷が所定値（例えば１．０ｋＷ）以下となると、空調用冷媒回路１０の空調用圧縮機１１が断続運転となる。このような断続運転は運転効率の面で望ましくない。
このように、住宅を高断熱化して暖房負荷を低減することにより期待される省エネ効果に対して、実際に空調システム（空調給湯システム）を運転した場合に得られる省エネ効果は、空調用圧縮機１１が断続運転となるため小さなものとなっていた。

これに対し、本実施形態に係る空調給湯システムＳは、暖房運転時において暖房負荷が低負荷の場合であっても、空調用冷媒回路１０の空調用圧縮機１１の断続運転を防止することができる。また、本実施形態に係る空調給湯システムＳは、暖房運転時においても中間熱交換器２１の一次側伝熱管２１ａを凝縮器として機能させることができるので、空調用冷媒回路１０の余剰熱を給湯に用いることができ、空調給湯システムＳの全体としての効率を向上させることができる。

また、空調給湯システムＳは、環境条件やリモコン（図示せず）から入力される設定条件などに応じて運転モードを決定する。そして、空調給湯システムＳは、空調用冷媒回路１０の第一冷媒の排熱を、給湯用冷媒回路３０の第二冷媒に供給する必要があれば、中間熱交換器を空調用冷媒回路１０における凝縮器として機能させる。
したがって、空調用冷媒回路１０の第一冷媒からの排熱を最大限使用することによって、空調給湯システムＳ全体としての効率を向上させることができる。

また、空調給湯システムＳは、冷房運転を行う際の空調負荷が過負荷である場合に、給湯運転を行っていなくても、給湯冷媒回路３０で自然循環を行うことにより、中間熱交換器１０を空調冷媒回路１０の凝縮器として機能させることができる（図８参照）。
すなわち、給湯用圧縮機３１を回転させることなく、空調用冷媒回路１０の第一冷媒の熱を給湯用冷媒回路３０の第二冷媒に吸熱させることによって、足りない分の空調負荷を補うことができる。したがって、空調給湯システムＳ全体としての効率を向上させることができる。

また、空調給湯システムＳは空調用冷媒回路１０において、空調熱源側熱交換器１５、空調利用側熱交換器１９、及び中間熱交換器２１が各種弁を介して直列に接続されている。また、給湯用冷媒回路３０においても、給湯利用側熱交換器３２、給湯熱源側熱交換器３５、及び中間熱交換器２１が各種弁を介して直列に接続されている。
仮に、空調用冷媒回路１０又は給湯用冷媒回路３０において前記熱交換器を並列に接続し、運転モードに応じて各種弁の開閉を制御することとした場合、配管内での冷媒の分布によっては余剰冷媒が生じる可能性がある。この場合、運転を開始する前に、まず回路内における冷媒の分布状態を調整する必要がある。

これに対して、本実施形態に係る空調給湯システムＳは、前記で説明したように各回路において熱交換器が直列に接続されているため、回路内における冷媒の分布を調整する必要がない。なぜなら、空調用冷媒回路１０及び給湯用冷媒回路３０において冷媒が分流することなく回路内を循環するからである。したがって、本実施形態に係る空調給湯システムＳでは、運転モードを切り替えた際にスムーズに運転を開始することができるとともに、制御装置４の処理負担を軽減することができる。

≪変形例≫
なお、本実施形態に係る空調給湯システムＳは、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、空調用冷媒回路１０において空調用第一膨張弁１８を全開とすることによって第一冷媒を通流させることとしていたが、これに限らない。すなわち、一端が第二四方弁１４の下ポートに接続され、他端が空調用第一膨張弁１８に接続されたバイパス配管を設け、当該バイパス配管に二方弁を設置する構成としてもよい。そして、空調用第一膨張弁１８を減圧装置として使用する場合、制御装置４は、前記二方弁を閉止させ、空調用第一膨張弁１８の開度（絞り）を制御する。また、空調用第一膨張弁を減圧装置として使用しない場合、制御装置４は、前記二方弁を開放させ、空調用第一膨張弁１８を閉止させる制御を行う。
なお、空調用第二膨張弁１６についても前記と同様のことがいえる。

膨張弁（第一膨張弁１８及び第二膨張弁１６）は、二方弁と比較すると、全開の場合の圧力損失が高いため、減圧を行わないで中間熱交換器内を冷媒が通過させる場合に、冷媒が膨張弁を通過すると圧力損失により交換熱量が低下することとなる。
前記のように、空調用第一膨張弁１８及び／又は空調用第二膨張弁１６にバイパス配管及び開閉弁を設置することによって、各膨張弁を減圧装置として使用しない場合の圧力損失を低減させることができる。これによって、空調給湯システムＳ全体の効率をさらに向上させることができる。

また、上記実施形態では、第一膨張弁１８及び第二膨張弁１６は絞り量（開度）を連続的に増減可能な可変絞りとして説明したが、これに限らない。すなわち、絞り量として２パターン（大・小）の切替えを行う固定絞りの弁で、低圧力損失のものを第一膨張弁１８及び第二膨張弁１６として採用してもよい。
この場合には、前記のように、空調用第一膨張弁１８及び／又は空調用第二膨張弁１６にバイパス配管及び開閉弁を設置することなく、各膨張弁における圧力損失を低減することができる。これによって、空調給湯システムＳ全体の効率を向上させることができるとともに、その製造コストを削減できる。

また、上記実施形態の暖房運転モード（図９参照）及び暖房給湯運転（独立）モード（図１３参照）において、空調用第一膨張弁１８を減圧装置として使用していたが、これに限らない。すなわち、前記各運転モードにおいて、空調用第二膨張弁１６を減圧装置として使用してもよい。
この場合、制御装置１４は、空調利用側熱交換器１９の第二伝熱管１９ｂから流出した第一冷媒が空調用第一膨張弁１８を介して中間熱交換器２１に流入し、空調熱源側熱交換器１５から流出した第一冷媒が第二四方弁１４及び第一四方弁１２を介して空調用圧縮機１１に流入するように、第二四方弁１４の切替手段（図示せず）を制御する。
また、制御装置４は、空調用第一膨張弁１８を全開とし、空調用第二膨張弁１６の開度（絞り）を制御する。

制御装置４が前記のような制御を行った場合、冷房運転（図２のステップＳ１０８，Ｓ１０９，Ｓ１１４，Ｓ１１６，Ｓ１１７）では、空調用第一膨張弁１８が減圧装置として機能し、暖房運転（図２のステップＳ１１０，図３のステップＳ２０３，Ｓ２０４）では、空調用第二膨張弁１６が減圧装置として機能することとなる。

また、上記実施形態においては、ヒートポンプユニット１内の空調利用側熱交換器１９で熱搬送媒体を加熱（又は冷却）して室内ユニット２に供給し、室内ユニット２の室内熱交換器４３で加熱（又は冷却）された熱搬送媒体と室内空気とを熱交換することにより室内を暖房（又は冷房）するものとして説明したが、これに限られるものではない。すなわち、空調用熱搬送媒体循環回路４０を省略し、空調利用側熱交換器１９を室内ユニット２に設置し、空調利用側熱交換器１９内を通流する第一冷媒と室内空気との間で熱交換することにより暖房（又は冷房）する構成としてもよい。

また、上記実施形態においては、被加熱液体は水であり、高温の被加熱液体（湯）をタンク５２に貯留し、タンク５２に貯留された高温の被加熱液体（湯）を給湯端末（図示せず）に供給するものとして説明したが、これに限られるものではない。すなわち、タンク５２に貯留された高温の被加熱液体と給湯端末（図示せず）に供給される給水との間で熱交換可能な熱交換器（図示せず）をさらに備え、タンク５２に貯留された高温の被加熱液体で給水を加熱して給湯端末（図示せず）に給湯する構成であってもよい。このように、被加熱液体は水に限られない。

また、上記実施形態では、給湯用第一膨張弁３３から流入する第一冷媒を給湯熱源側熱交換器３５又は給湯用冷媒制御弁３９に通流させるために給湯用三方弁３４を用いたが、これに限らない。すなわち、給湯用第一膨張弁３３から流入する第一冷媒を給湯用第一膨張弁３３又は給湯熱源側熱交換器３５に通流させるように、二つの流量制御弁を設ける構成であってもよい。
なお、給湯用三方弁３７についても、前記と同様のことがいえる。

Ｓ空調給湯システム
１０空調用冷媒回路
１１空調用圧縮機
１２第一四方弁（第一切替手段）
１４第二四方弁（第二切替手段）
１５空調熱源側熱交換器
１６空調用第二膨張弁（空調用減圧装置、空調用第二減圧装置）
１８空調用第一膨張弁（空調用減圧装置、空調用第一減圧装置）
１９空調利用側熱交換器
２１中間熱交換器
３０給湯用冷媒回路
３１給湯用圧縮機
３２給湯利用側熱交換器
３３給湯用第一膨張弁（給湯用減圧装置）
３４，３７給湯用三方弁（切替手段）
３５給湯熱源側熱交換器
３６給湯用第二膨張弁（給湯用減圧装置）
３９給湯用冷媒制御弁（切替手段）

Claims

第一冷媒が循環する空調用冷媒回路と、第二冷媒が循環する給湯用冷媒回路と、を備える空調給湯システムであって、
前記空調用冷媒回路は、
第一冷媒を圧縮する空調用圧縮機と、
空調熱源と熱交換可能な空調熱源側熱交換器と、
第一冷媒と第二冷媒との熱交換をする中間熱交換器と、
第一冷媒を減圧する空調用減圧装置と、
冷房運転時に蒸発器として機能し、暖房運転時に凝縮器として機能する空調利用側熱交換器と、
冷房運転と暖房運転とで前記空調利用側熱交換器を通流する第一冷媒の向きを切り替える第一切替手段と、
前記第一切替手段に接続された第二切替手段と、を備え、
前記第二切替手段は、運転モードに応じて前記空調熱源側熱交換器及び前記中間熱交換器を通流する第一冷媒の向きを切り替えることによって、前記中間熱交換器を第一冷媒の凝縮器として機能させること
を特徴とする空調給湯システム。
前記空調用減圧装置は、
冷房運転時に第一冷媒を減圧する空調用第一減圧装置と、
暖房運転時に第一冷媒を減圧する空調用第二減圧装置と、を有すること
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。
前記給湯用冷媒回路は、
第二冷媒を圧縮する給湯用圧縮機と、
給湯運転時に凝縮器として機能する給湯利用側熱交換器と、
第二冷媒を減圧する給湯用減圧装置と、
給湯熱源と熱交換可能な給湯熱源側熱交換器と、
第一冷媒の凝縮器として機能し、第二冷媒の蒸発器として機能する前記中間熱交換器と、
運転モードに応じて、前記給湯熱源側熱交換器及び／又は前記中間熱交換器に第二冷媒を通流させる切替手段と、を備えること
を特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の空調給湯システム。
前記給湯熱源側熱交換器は、前記中間熱交換器よりも高い位置に設置されていること
を特徴とする請求の範囲第３項に記載の空調給湯システム。