JPWO2015104815A1 - Air conditioning and hot water supply complex system - Google Patents
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Abstract
暖房運転と加熱運転との両方を行う同時運転中の制御モードとして、給湯ユニット310の必要能力に基づいて給湯側絞り装置312を制御すると共に、室内ユニット210の暖房運転を禁止する出湯温度優先モードと、同時運転を継続する継続モードとを有する制御手段320を備え、制御手段320は、同時運転中の制御モードを、冷媒−水熱交換器311における熱媒体の入口温度に応じて出湯温度優先モード又は継続モードに切り替える。As a control mode during the simultaneous operation in which both the heating operation and the heating operation are performed, the hot water supply side expansion device 312 is controlled based on the required capacity of the hot water supply unit 310 and the hot water temperature priority mode in which the heating operation of the indoor unit 210 is prohibited. And a control mode 320 having a continuous mode for continuing the simultaneous operation. The control unit 320 gives priority to the hot water temperature in accordance with the inlet temperature of the heat medium in the refrigerant-water heat exchanger 311. Switch to mode or continuous mode.
Description
本発明は、ヒートポンプサイクルを利用して生成された冷水又は温水を用いて、空調運転及び加熱運転が可能な空調給湯複合システムに関するものである。 The present invention relates to an air conditioning and hot water supply combined system capable of performing an air conditioning operation and a heating operation using cold water or hot water generated using a heat pump cycle.
ヒートポンプサイクルを搭載し、熱源(空気又は水)から温熱を授受し、複数台の室内ユニット又は給湯ユニットに供給する空調給湯複合システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 There has been proposed an air-conditioning and hot-water supply combined system that is equipped with a heat pump cycle, receives heat from a heat source (air or water), and supplies the heat to a plurality of indoor units or hot water supply units (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載されている空調給湯複合システムは、圧縮機及び熱源側熱交換器が搭載された少なくとも1台の熱源ユニットと、室内側熱交換器及び室内側絞り装置が搭載された少なくとも1台の室内ユニットと、水−冷媒熱交換器及び給湯側絞り装置が搭載された少なくとも1台の給湯ユニットとが接続され、室内側熱交換器が凝縮器又は放熱器として機能する暖房運転を少なくとも行う冷媒回路と、冷媒回路の冷媒と水−冷媒熱交換器にて熱交換して水を加熱する加熱運転を少なくとも行う水回路とを備えており、1冷媒系統で空調運転(暖房運転)と給湯運転(加熱運転)とを同時に行うことを可能としたシステムである。
The air conditioning and hot water supply combined system described in
このように、特許文献1は異冷媒系統が複雑に接続されたシステムではないため、非常に安価で空調給湯複合システムを構築することができる。
As described above, since
前述のシステムにおいて暖房運転と加熱運転とを同時に行う同時運転では、凝縮温度が目標凝縮温度に一定となるように圧縮機を制御すると共に、室内ユニット及び給湯ユニットのそれぞれの過冷却度が、それぞれ対応の目標過冷却度となるように室内側絞り装置、給湯側絞り装置を個別に制御する過冷却度制御が行われる。この制御では、給湯ユニットの入口水温が低水温域(例えば、25℃〜35℃)にある場合、給湯ユニット側の目標過冷却度を大きくする必要がある。この場合、その目標過冷却度を達成するために給湯側絞り装置が絞られることになり、その結果、給湯ユニットに流れる冷媒量が少なくなって水回路側に温熱を伝えられなくなり、出湯温度が低下するという問題があった。 In the simultaneous operation in which the heating operation and the heating operation are performed simultaneously in the above-described system, the compressor is controlled so that the condensation temperature becomes constant to the target condensation temperature, and the subcooling degrees of the indoor unit and the hot water supply unit are respectively Supercooling degree control is performed to individually control the indoor side throttle device and the hot water supply side throttle device so as to achieve a corresponding target supercooling degree. In this control, when the inlet water temperature of the hot water supply unit is in a low water temperature range (for example, 25 ° C. to 35 ° C.), it is necessary to increase the target supercooling degree on the hot water supply unit side. In this case, the hot water supply side throttle device is throttled in order to achieve the target degree of subcooling. As a result, the amount of refrigerant flowing through the hot water supply unit is reduced and heat cannot be transmitted to the water circuit side, and the hot water temperature is reduced. There was a problem of lowering.
また、別のシステムとして、給湯ユニットを能力制御とし、室内ユニットを過冷却度制御(目標凝縮温度に一定に保ち、且つ過冷却度が目標過冷却度となるように室内側絞り装置を制御する制御)としたシステムがある。このシステムでは、給湯ユニットの入口水温が低水温域にあり給湯側の負荷が高い場合、室内ユニット側の暖房能力が一時的に著しく低下し、室内ユニット側において吹き出し温度が低下して冷風感を招くという問題があった。 As another system, the hot water supply unit is used as a capacity control, and the indoor unit is controlled to a supercooling degree (the indoor throttling device is controlled so that the target cooling temperature is kept constant and the supercooling degree becomes the target supercooling degree). System). In this system, when the inlet water temperature of the hot water supply unit is in a low water temperature range and the load on the hot water supply side is high, the heating capacity on the indoor unit side temporarily decreases significantly, and the blowout temperature decreases on the indoor unit side, resulting in a feeling of cold wind. There was a problem of inviting.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、給湯ユニットの入口水温が低水温域にあっても、出湯温度の低下及び冷風感を抑制することが可能な空調給湯複合システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an air-conditioning and hot water supply complex capable of suppressing a decrease in hot water temperature and a feeling of cold wind even when the inlet water temperature of the hot water supply unit is in a low water temperature range. The purpose is to provide a system.
本発明に係る空調給湯複合システムは、圧縮機及び熱源側熱交換器が搭載された少なくとも1台の熱源ユニットと、室内側熱交換器及び室内側絞り装置が搭載された少なくとも1台の室内ユニットと、給湯側熱交換器及び給湯側絞り装置が搭載された少なくとも1台の給湯ユニットとが接続され、室内側熱交換器が凝縮器又は放熱器として機能する暖房運転を少なくとも行う冷媒回路と、冷媒回路の冷媒と給湯側熱交換器にて熱交換して熱媒体を加熱する加熱運転を少なくとも行う給湯回路とを備えた空調給湯複合システムであって、暖房運転と加熱運転との両方を行う同時運転中の制御モードとして、給湯ユニットの必要能力に基づいて給湯側絞り装置を制御すると共に、室内ユニットの暖房運転を禁止する出湯温度優先モードと、同時運転を継続する継続モードとを有する制御手段を備え、制御手段は、同時運転中の制御モードを、給湯側熱交換器における熱媒体の入口温度に応じて出湯温度優先モード又は継続モードに切り替えるものである。 The combined air conditioning and hot water supply system according to the present invention includes at least one heat source unit on which a compressor and a heat source side heat exchanger are mounted, and at least one indoor unit on which an indoor side heat exchanger and an indoor expansion device are mounted. And at least one hot water supply unit on which a hot water supply side heat exchanger and a hot water supply side expansion device are mounted, and a refrigerant circuit that performs at least a heating operation in which the indoor heat exchanger functions as a condenser or a radiator, An air-conditioning and hot-water supply complex system comprising a refrigerant in a refrigerant circuit and a hot water supply circuit that performs at least a heating operation for heating a heat medium by exchanging heat with a hot water supply side heat exchanger, and performing both a heating operation and a heating operation As a control mode during simultaneous operation, the hot water supply side throttle device is controlled based on the required capacity of the hot water supply unit, and the hot water temperature priority mode for prohibiting the heating operation of the indoor unit is performed simultaneously. The control means switches the control mode during simultaneous operation to the hot water temperature priority mode or the continuous mode according to the inlet temperature of the heat medium in the hot water supply side heat exchanger. is there.
本発明によれば、給湯ユニットの入口水温が低水温域にあっても、給湯ユニットの出湯温度の低下及び冷風感を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if the inlet water temperature of a hot water supply unit exists in a low water temperature range, the fall of the hot water temperature of a hot water supply unit and a cold wind feeling can be suppressed.
(回路構成)
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る空調給湯複合システムの冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。図1に基づいて、空気調和機の構成及び動作について説明する。(Circuit configuration)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram illustrating an example of a refrigerant circuit configuration of an air-conditioning and hot water supply complex system according to
本実施の形態に係る空調給湯複合システムは、ビルやマンション、ホテル等に設置され、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用することで空調負荷(冷房負荷、暖房負荷)及び給湯負荷を同時に供給できるものである。 The combined air conditioning and hot water supply system according to the present embodiment is installed in a building, condominium, hotel, etc., and can simultaneously supply an air conditioning load (cooling load, heating load) and a hot water supply load by using a refrigeration cycle that circulates refrigerant. It is.
(構成)
空調給湯複合システム100は、熱源ユニット(室外機)110と、負荷側ユニット(室内ユニット)210と、給湯ユニット310と、を少なくとも有している。このうち、室内ユニット210及び給湯ユニット310は、熱源ユニット110に対して並列となるように接続されている。(Constitution)
The combined air conditioning and hot
熱源ユニット110と室内ユニット210とは、冷媒配管である液主管1、冷媒配管である液枝管4a、冷媒配管であるガス枝管3a、冷媒配管であるガス主管2で接続されている。熱源ユニット110及び給湯ユニット310とは、冷媒配管である液主管1、冷媒配管である液枝管4b、冷媒配管であるガス枝管3b、冷媒配管であるガス主管2で接続されている。
The
(熱源ユニット110)
熱源ユニット110は、室内ユニット210及び給湯ユニット310に温熱又は冷熱を供給する機能を有している。この熱源ユニット110には、圧縮機(熱源側圧縮機)111と、流路切替手段である流路切替弁112と、熱源側熱交換器113と、アキュムレーター115とが直列に接続されて搭載されている。また、熱源ユニット110には、熱源側熱交換器113に空気を供給するためのファン等の送風機114が熱源側熱交換器113の近傍位置に設置されている。(Heat source unit 110)
The
圧縮機111は、ガス主管2を流れる冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。圧縮機111は、吸入した空調用冷媒を高圧状態に圧縮できるものであればよく、特にタイプを限定するものではない。例えば、レシプロ、ロータリー、スクロールあるいはスクリューなどの各種タイプを利用して圧縮機111を構成することができる。この圧縮機111は、インバーターにより回転数が可変に制御可能なタイプのもので構成するとよい。
The
流路切替弁112は、要求される運転モード(冷房又は暖房)に応じて空調用冷媒の流れを切り替えるものである。熱源側熱交換器113は、冷房サイクル時には放熱器(凝縮器)、暖房サイクル時には蒸発器として機能し、送風機114から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮液化又は蒸発ガス化するものである。アキュムレーター115は、圧縮機111の吸入側に配置され、余剰冷媒を貯留するものである。なお、アキュムレーター115は、余剰冷媒を貯留できる容器であればよい。
The flow
(室内ユニット210)
室内ユニット210は、熱源ユニット110からの温熱又は冷熱の供給を受けて暖房負荷又は冷房負荷を担当する機能を有している。室内ユニット210には、室内側絞り装置212と、室内側熱交換器211とが、直列に接続されて搭載されている。なお、図1では、1台の室内ユニット210が搭載されている状態を例に示しているが、台数を特に限定するものではない。また、室内ユニット210には、室内側熱交換器211に空気を供給するためのファン等の送風機を室内側熱交換器211の近傍に設けるとよい。(Indoor unit 210)
The
室内側絞り装置212は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。この室内側絞り装置212は、開度が可変に制御可能なもの、例えば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。室内側熱交換器211の前後配管にはガス管温度検知センサー213G、液管温度検知センサー213Lが設置されている。これらのセンサーから得られた温度データ情報を基に、制御手段220は室内側絞り装置212の制御量を決定し、室内側絞り装置212の冷媒流量制御を実施する。室内側熱交換器211は、暖房サイクル時には放熱器(凝縮器)、冷房サイクル時には蒸発器として機能し、図示省略の送風機から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮液化又は蒸発ガス化するものである。
The
(給湯ユニット310)
給湯ユニット310は、熱源ユニット110からの温熱又は冷熱の供給を受けて給湯負荷又は冷却負荷を担当する機能を有している。給湯ユニット310には、給湯側絞り装置312と、給湯側熱交換器(冷媒−水熱交換器)311とが、直列に接続されて搭載されている。なお、図1では、1台の給湯ユニット310が搭載されている状態を例に示しているが、台数を特に限定するものではない。(Hot water supply unit 310)
The hot
給湯側絞り装置312は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。この給湯側絞り装置312は、開度が可変に制御可能なもの、例えば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。冷媒−水熱交換器311の前後配管にはガス管温度検知センサー313G、液管温度検知センサー313Lが設置されている。これらのセンサーから得られた温度データ情報を基に、制御手段320は給湯側絞り装置312の制御量を決定し、給湯側絞り装置312の冷媒流量制御を実施する。冷媒−水熱交換器311は、暖房サイクル時には放熱器(凝縮器)、冷房サイクル時には蒸発器として機能し、給湯回路である水回路10の水配管11(11a、11b)から供給される水と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮液化又は蒸発ガス化するものである。
The hot water supply
給湯ユニット310は更に、給湯側絞り装置312及び冷媒−水熱交換器311をバイパスするバイパス管314とバイパス管314の流量を制御するバイパス弁315とを備えている。バイパス管314及びバイパス弁315は後述の「標準霜取運転」で使用されるものであり、その他の運転ではバイパス弁315は常に閉じられている。
The hot
水回路10は、図示省略のポンプ及び貯湯タンクを備えている。つまり、水回路10は、冷媒−水熱交換器311で加熱又は冷却された水をポンプで循環させることで成立している。なお、水回路10を構成している水配管11は、銅管、ステンレス管、鋼管、塩化ビニル系配管などによって構成するとよい。また、水回路10を循環する熱媒体として水を例に説明しているが、水に限られず、不凍液等としてもよい。また、水回路10は入口水温を検出する入口水温検知センサー10aと、出口水温(以下、出湯温度という場合もある)を検出する出口水温検知センサー10bとを備えている。
The
熱源ユニット110、室内ユニット210、給湯ユニット310はそれぞれ、制御手段120、制御手段220、制御手段320を有しており、それぞれの制御手段は通信手段400を用い、それぞれが有している情報を伝達する。なお、制御手段120、制御手段220及び制御手段320はそれぞれ、マイクロコンピュータ又はDSPなどで構成されている。
Each of the
熱源ユニット110の制御手段120は、空調給湯複合システム100における冷媒の圧力状態及び冷媒の温度状態を制御する機能を有している。具体的には、制御手段120は、圧縮機111の運転周波数を制御したり、熱源側熱交換器113が複数の熱交換器に分割され、熱源側熱交換器113の一次側に図示省略の開閉弁が熱交換器ごとに設置された構成であれば、開閉弁を制御して熱源側熱交換器113の熱交換する面積を変化させたり、送風機114のファン回転数を制御したり、流路切替弁112を切り替えたりする機能を有している。
The control means 120 of the
室内ユニット210の制御手段220は、ガス管温度検知センサー213G及び液管温度検知センサー213Lから得られた情報を基に、室内ユニット210の冷房運転時における過熱度と、室内ユニット210の暖房運転時における過冷却度とを制御する機能を有している。具体的には、制御手段220は、室内側熱交換器211が複数の熱交換器に分割され、室内側熱交換器211の一次側に図示省略の開閉弁が熱交換器ごとに設置された構成であれば、開閉弁を制御して室内側熱交換器211の熱交換面積を変化させたり、図示省略の送風機のファン回転数を制御したり、室内側絞り装置212の開度を制御したりする機能を有している。
The control means 220 of the
給湯ユニット310の制御手段320は、ガス管温度検知センサー313G、液管温度検知センサー313L、入口水温検知センサー10a及び出口水温検知センサー10bから得られた情報を基に、給湯ユニット310の冷却運転時における過熱度、給湯ユニット310の加熱運転時における過冷却度又は出湯温度を制御する機能を有している。具体的には、制御手段320は、冷媒−水熱交換器311が複数の熱交換器に分割され、冷媒−水熱交換器311の一次側に図示省略の開閉弁が熱交換器ごとに設置された構成であれば、開閉弁を制御して冷媒−水熱交換器311の熱交換面積を変化させたり、給湯側絞り装置312の開度を制御したりする機能を有している。
The control means 320 of the hot
なお、図1には各ユニットがそれぞれ制御手段を持ち、互いに情報を伝達して連携処理を行う構成を図示しているが、空調給湯複合システム100全体を制御する制御手段を設けた構成としてもよい。
1 illustrates a configuration in which each unit has a control unit and transmits information to each other to perform a cooperative process. However, a configuration in which a control unit for controlling the entire air conditioning and hot water
また、図示していないが、空調給湯複合システム100には、冷媒の吐出圧力を検知するセンサー、冷媒の吸入圧力を検知するセンサー、冷媒の吐出温度を検知するセンサー、冷媒の吸引温度を検知するセンサー、熱源側熱交換器113に流出入する冷媒の温度を検知するセンサー、熱源ユニット110に取り込まれる外気温を検知するセンサー、室内側熱交換器211に吸込又は吹き出す空気温度を検知するセンサー、図示省略の貯湯タンク内に貯留される水の温度を検知するセンサー等を設けておくとよい。これらの各種センサーで検知された情報(温度情報や圧力情報等の計測情報)は、通信手段400を経て、制御手段120に送られ、各アクチュエーターの制御に利用されることになる。
Although not shown, the air conditioning and hot water
ここで、空調給湯複合システム100に使用可能な冷媒について説明する。空調給湯複合システム100の冷凍サイクルに使用できる冷媒には、非共沸混合冷媒、擬似共沸混合冷媒、単一冷媒等がある。非共沸混合冷媒には、HFC(ハイドロフルオロカーボン)冷媒であるR407C(R32/R125/R134a)等がある。この非共沸混合冷媒は、沸点が異なる冷媒の混合物であるので、液相冷媒と気相冷媒との組成比率が異なるという特性を有している。擬似共沸混合冷媒には、HFC冷媒であるR410A(R32/R125)、R404A(R125/R143a/R134a)等がある。この擬似共沸混合冷媒は、非共沸混合冷媒と同様の特性の他、R22の約1.6倍の動作圧力という特性を有している。
Here, the refrigerant | coolant which can be used for the air-conditioning / hot-water
また、単一冷媒には、HCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)冷媒であるR22、HFC冷媒であるR134a等がある。この単一冷媒は、混合物ではないので、取り扱いが容易であるという特性を有している。その他、自然冷媒である二酸化炭素やプロパン、イソブタン、アンモニア等を使用することもできる。なお、R22はクロロジフルオロメタン、R32はジフルオロメタンを、R125はペンタフルオロメタンを、R134aは1,1,1,2−テトラフルオロメタンを、R143aは1,1,1−トリフルオロエタンをそれぞれ示している。したがって、空調給湯複合システム100の用途や目的に応じた冷媒を使用するとよい。
The single refrigerant includes R22, which is an HCFC (hydrochlorofluorocarbon) refrigerant, R134a, which is an HFC refrigerant, and the like. Since this single refrigerant is not a mixture, it has the property of being easy to handle. In addition, carbon dioxide, propane, isobutane, ammonia, etc., which are natural refrigerants, can also be used. R22 represents chlorodifluoromethane, R32 represents difluoromethane, R125 represents pentafluoromethane, R134a represents 1,1,1,2-tetrafluoromethane, and R143a represents 1,1,1-trifluoroethane. ing. Therefore, it is good to use the refrigerant | coolant according to the use and purpose of the air-conditioning / hot-water
冷媒−水熱交換器311の水回路10が低水温になる環境下で水配管11の凍結がある場合には、水に不凍剤(ブライン)を入れてもよい。不凍剤は特に種類を限定するものでもなく、エチレングリコール、プロプレングリコール等、入手性や用途に応じて選定すればよい。
When the water pipe 11 is frozen in an environment where the
(運転モードにおける制御動作説明)
空調給湯複合システム100で行う運転には、暖房(加熱)運転及び冷房(冷却)運転が存在する。以下に両運転について説明する。なお、暖房(加熱)運転では流路切替弁112は図1の点線側に切り替えられ、冷房(冷却)運転では流路切替弁112は図1の実線側に切り替えられる。(Explanation of control operation in operation mode)
The operation performed in the air conditioning and hot water
なお、空調給湯複合システム100は、給湯ユニット310と室内ユニット210とを1冷媒系統で設計したシステムである。この種のシステムでは、圧縮機111からの高温高圧冷媒を給湯ユニット310側に供給して給湯ユニット310の貯蔵タンク(図示せず)内の水を沸き上げる加熱運転と、圧縮機111からの高温高圧冷媒を室内ユニット210側に供給して室内に温風を供給する暖房運転(空調運転)とのどちらか一方に切り替えて使用することが通常である。例えば、深夜又は相当の1、2時間、加熱運転(沸き上げ運転)を実施し、朝〜深夜まで空調運転を実施する(沸き上げたお湯はタンクに貯蔵され、1日かけて使うイメージ)。なお、本実施の形態1の空調給湯複合システム100は、給湯運転と暖房運転との両方を実施する同時運転も可能である。
Note that the air conditioning and hot water
以下ではまず、暖房運転(又は加熱運転)を行う場合の動作について説明し、続いて同時運転の場合の動作について説明する。その後、冷房運転(又は冷却運転)について説明する。 Below, operation | movement in the case of performing heating operation (or heating operation) is demonstrated first, and operation | movement in the case of simultaneous operation is demonstrated continuously. Thereafter, the cooling operation (or cooling operation) will be described.
(暖房運転(又は加熱運転))
圧縮機111にて加熱圧縮された高圧のガス冷媒は流路切替弁112、ガス主管2、ガス枝管3を経て、室内ユニット210(又は給湯ユニット310)へ搬送される。室内ユニット210(又は給湯ユニット310)に搬送された冷媒は、室内側熱交換器211又は冷媒−水熱交換器311において室内空気(又は水回路10の水)に熱を放熱することで、凝縮作用により高圧の液冷媒へと変化する。高圧の液冷媒は熱交換器二次側にある室内側絞り装置212(又は給湯側絞り装置312)にて膨張作用により低圧の二相冷媒(液、ガスが入り混じった冷媒)へと変化する。(Heating operation (or heating operation))
The high-pressure gas refrigerant heated and compressed by the
低圧の二相冷媒は液枝管4及び液主管1を経由して、熱源ユニット110内の熱源側熱交換器113にて空気から熱を授受することで、低圧のガス冷媒へと変化する。低圧のガス冷媒は流路切替弁112、アキュムレーター115を経て、圧縮機111にて吸入され、高圧のガス冷媒へと変化する。上述したサイクルにより、空調給湯複合システム100は暖房(給湯)運転を実施することが可能である。
The low-pressure two-phase refrigerant is changed into a low-pressure gas refrigerant by transferring heat from the air through the
同時運転の場合は、ガス主管2を通過した冷媒がガス枝管3a、3bのそれぞれに分流され、各冷媒は、室内ユニット210の室内側熱交換器211及び室内側絞り装置212と、給湯ユニット310の冷媒−水熱交換器311及び給湯側絞り装置312とをそれぞれ通過して液枝管4a、4bに流入する。液枝管4a、4bに流入した各冷媒は液主管1で合流した後、熱源側熱交換器113に向かう流れとなる。
In the case of simultaneous operation, the refrigerant that has passed through the gas
(冷房運転(又は冷却運転))
圧縮機111にて加熱圧縮された高圧のガス冷媒は流路切替弁112を経て、熱源ユニット内の熱源側熱交換器113に搬送される。熱源側熱交換器113において、熱を空気へ放出することで、高圧のガス冷媒は凝縮され、高圧の液冷媒へと変化する。高圧の液冷媒は液主管1及び液枝管4を経て、室内ユニット210(又は給湯ユニット310)へ搬送される。(Cooling operation (or cooling operation))
The high-pressure gas refrigerant heated and compressed by the
室内ユニット210(又は給湯ユニット310)においては、室内側絞り装置212(又は給湯側絞り装置312)にて膨張作用で高圧の液冷媒は低圧の二相冷媒(ガスと液が入り混じった冷媒)へと変化し、室内側熱交換器211(又は冷媒−水熱交換器311)にて、負荷から熱を授受することで低圧のガス冷媒へと変化する(負荷側は熱が奪われることで冷却される)。室内ユニット210(又は給湯ユニット310)を出た低圧のガス冷媒は、ガス枝管3、ガス主管2を経て、熱源ユニット110へ返る。熱源ユニット110内に流入した低圧のガス冷媒は、流路切替弁112、アキュムレーター115を経て、圧縮機111にて吸入され、高圧のガス冷媒へと変化する。上述したサイクルにより、空調給湯複合システム100は冷房(冷却)運転を実施することが可能である。
In the indoor unit 210 (or the hot water supply unit 310), the high-pressure liquid refrigerant is expanded by the indoor side expansion device 212 (or the hot water supply side expansion device 312), and the low-pressure two-phase refrigerant (the refrigerant mixed with gas and liquid). In the indoor heat exchanger 211 (or refrigerant-water heat exchanger 311), the heat is transferred from the load to the low-pressure gas refrigerant (the load side is deprived of heat). Cooled). The low-pressure gas refrigerant exiting the indoor unit 210 (or the hot water supply unit 310) returns to the
また冷房(冷却)、暖房(加熱)運転が可能なヒートポンプにおいては、暖房運転において冷媒が余るため、その余剰冷媒はアキュムレーター115に保管される。
Further, in a heat pump capable of cooling (cooling) and heating (heating) operation, refrigerant is left in the heating operation, so the excess refrigerant is stored in the
(図2に関する説明:給湯ユニットの加熱運転)
上述したように、単一冷媒系統の空調給湯複合システム100では、加熱運転と空調運転とを切り替えて行うことが前提であるが、給湯ユニット310の加熱運転中に室内ユニット210の暖房運転も同時に実施することが求められることがある(例えば、給湯ユニットの水回路10に図示未記載のお湯を貯めるためのタンクが接続されたシステムにおいて、日中にお湯を使用した後にタンクの追い炊きをする場合等)。ビル用マルチエアコン(VRF)においては、熱源ユニット110に接続される全ての室内ユニット210において暖房能力が発揮できるように目標凝縮温度が決定され、室内ユニット210及び給湯ユニット310のそれぞれの冷媒凝縮温度が目標凝縮温度に一定となるように制御される。よって、加熱運転と暖房運転を同時に実施する場合、冷媒凝縮温度の維持も重要であり、仮に冷媒凝縮温度を目標凝縮温度に一定に維持しようとした場合、給湯ユニット310の入口水温と給湯ユニット310の過冷却度との関係は次の図2に示すようになる。(Explanation regarding FIG. 2: Heating operation of hot water supply unit)
As described above, in the single refrigerant system air-conditioning and hot-water supply combined
図2は、図1の給湯ユニットの過冷却度と給湯ユニットの入口水温との関係性を示した図である。
給湯ユニット310の過冷却度(以下、SC_H)は、以下の数式で表現できる。
SC_H=CT_H−TRL_H
ここで、
CT_H:冷媒凝縮温度
TRL_H:冷媒−水熱交換器311出口の冷媒液管温度FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the degree of supercooling of the hot water supply unit of FIG. 1 and the inlet water temperature of the hot water supply unit.
The degree of supercooling (hereinafter referred to as SC_H) of the hot
SC_H = CT_H-TRL_H
here,
CT_H: Refrigerant condensation temperature TRL_H: Refrigerant liquid tube temperature at outlet of refrigerant-water heat exchanger 311
冷媒−水熱交換器311は冷媒−空気熱交換器に比べて熱搬送における効率がよいため、冷媒液管温度TRL_Hが冷媒−水熱交換器311内の水温にほぼ近い値となる。 Since the refrigerant-water heat exchanger 311 is more efficient in heat transfer than the refrigerant-air heat exchanger, the refrigerant liquid tube temperature TRL_H becomes a value almost close to the water temperature in the refrigerant-water heat exchanger 311.
つまり、給湯ユニット310の冷媒凝縮温度を目標凝縮温度に一定に維持しようとした場合において給湯ユニット310の入口水温が低水温(例えば、25℃〜35℃)であると、過冷却度(SC_H)の目標値は、図2から明らかなようにかなり大きな値とする必要がある。よって、その過冷却度の目標値を達成しようとして給湯ユニット310内の給湯側絞り装置312がかなり絞り気味の動作となる。そうすると、ガス冷媒が給湯ユニット310に流れなくなるため、給湯ユニット310が加熱運転中であるのにも関わらず、能力が発揮できないこととなる。
That is, when it is attempted to keep the refrigerant condensation temperature of the hot
このような課題を踏まえ、本実施の形態1では、加熱運転中に暖房運転も同時に行う同時運転中に、給湯ユニット310で能力を発揮できないといった事態を回避できる技術として、室内ユニット210における空調制御よりも給湯ユニット310における能力発揮を優先した「出湯温度優先モード」を設けている。なお、同時運転では、「出湯温度優先モード」の他に、従来と同様の制御である「継続モード」も有している。
In view of such a problem, in the first embodiment, air conditioning control in the
(図3に関する説明)
図3は、本発明の実施の形態1に係る空調給湯複合システムにおける出湯温度優先モードと継続モードのそれぞれの制御概要を示す図である。
空調給湯複合システム100では、暖房運転(又は加熱運転)における制御モードとして、上述したように「出湯温度優先モード」と、従来と同様の制御である「継続モード」とを有している。「出湯温度優先モード」と「継続モード」とでは、給湯ユニット310の給湯側絞り装置312についての制御手法が異なる。以下、それぞれのモードについて説明する。(Explanation regarding FIG. 3)
FIG. 3 is a diagram showing control outlines of the hot water temperature priority mode and the continuation mode in the combined air-conditioning and hot water supply system according to
As described above, the combined air conditioning and hot
(1)「出湯温度優先モード」
(a)給湯ユニット310は、冷媒凝縮温度に関係無く自己の能力制御を行い、過冷却度の制御は行わない。自己の能力制御とは、給湯ユニット310に対して求められる必要能力に基づいて給湯側絞り装置312を制御する制御であり、出湯温度が目標出湯温度となるように給湯側絞り装置312を制御する制御である。具体的には、出口水温検知センサー10bにより検知された出湯温度と目標出湯温度との温度差に応じて給湯側絞り装置312を制御するものであり、この温度差が大きい程、給湯側絞り装置312の開度値は大きい値に決定される。(1) "Tapping temperature priority mode"
(A) The hot
また、上述したように「出湯温度優先モード」は、給湯ユニット310側の給湯能力を優先した制御であり過冷却度の制御は行わないため、空調給湯複合システム100の冷媒凝縮温度は成り行きとなる。ここで、「出湯温度優先モード」では、出口水温が低水温域にある場合、つまり給湯ユニット310側の負荷が高い場合、多くの冷媒が冷媒−水熱交換器311に供給されるように給湯側絞り装置312が開かれる制御となる。しかし、多くの冷媒が冷媒−水熱交換器311から冷媒回路の低圧側へ流れ出るため、高圧が高くならない(冷媒凝縮温度が高くならない)。つまり、「出湯温度優先モード」では冷媒凝縮温度が目標凝縮温度まで上がらない。
In addition, as described above, the “hot water temperature priority mode” is a control that prioritizes the hot water supply capacity on the hot
このため、「出湯温度優先モード」において室内ユニット210の暖房運転を許可すると、室内ユニット210から冷風が吹き出され、ユーザに冷風感を与えてしまう。したがって、「出湯温度優先モード」では室内ユニット210側に運転禁止の制約をかける。具体的には、室内側絞り装置212を閉状態とし、且つ、室内側熱交換器211に送風する送風機(図示せず)を停止する。つまり、「出湯温度優先モード」では同時運転は許可せず、加熱運転のみを行うこととする。
For this reason, if the heating operation of the
(b)「水採熱霜取運転」:高水温のみ許可する。
「水採熱霜取運転」については、後述の図10のフローチャートにて説明する。(B) "Water sampling heat defrosting operation": Only high water temperature is permitted.
The “water sampling heat defrosting operation” will be described with reference to the flowchart of FIG.
(2)「継続モード」
(a)先述した従来どおりの制御動作であり、同時運転を継続するモードである。つまり、「継続モード」は凝縮温度が目標凝縮温度に一定となるように圧縮機111を制御すると共に、給湯ユニット310及び室内ユニット210のそれぞれの過冷却度が、それぞれ対応の目標過冷却度となるように給湯側絞り装置312及び室内側絞り装置212を個別に制御するモードである。(2) “Continuous mode”
(A) It is a control operation as described above and is a mode in which simultaneous operation is continued. That is, in the “continuation mode”, the
(b)「水採熱霜取運転」:許可する。
「水採熱霜取運転」については、後述の図10のフローチャートにて説明する。(B) “Water sampling heat defrosting operation”: Permitted.
The “water sampling heat defrosting operation” will be described with reference to the flowchart of FIG.
図4は、本発明の実施の形態1に係る空調給湯複合システムにおける制御モードの切り替えの説明図である。
空調給湯複合システム100では、「出湯温度優先モード」及び「継続モード」の2つのモードを、入口水温検知センサー10aで検知された入口水温に基づいて切り替える。すなわち、「出湯温度優先モード」で運転中、入口水温検知センサー10aで検知された入口水温が予め設定されたモード切替閾値Aより高くなり、入口水温が低水温域でなくなった場合、「継続モード」に切り替える。また、「継続モード」で運転中、入口水温検知センサー10aで検知された入口水温が予め設定されたモード切替閾値Aより高く且つモード切替閾値B(>A)未満であれば「継続モード」を継続する。一方、「継続モード」で運転中、入口水温検知センサー10aで検知された入口水温がモード切替閾値A以下、つまり出口水温が低水温域にあれば「出湯温度優先モード」に切り替える。FIG. 4 is an explanatory diagram of control mode switching in the combined air-conditioning and hot water supply system according to
In the air-conditioning and hot water supply combined
図5は、本発明の実施の形態1に係る空調給湯複合システムにおける出湯温度優先モードと継続モードとの切り替えを行うモード切替閾値A、Bの一例を示す図である。
モード切替閾値A、Bは、例えば給湯ユニット据付のスイッチ(DipSW)により手動で変更できるようにする。つまり、設定1(default)では、モード切替閾値Aが30℃、モード切替閾値Bが35℃に設定されているが、DipSWを設定2に変更することで、モード切替閾値Aを35℃、モード切替閾値Bが40℃に変更できる。なお、本明細書では手動切替について説明しているが、外部通信機器からの制御信号でも切り替えられるようにしてもよい。FIG. 5 is a diagram showing an example of mode switching thresholds A and B for switching between the hot water temperature priority mode and the continuous mode in the combined air-conditioning and hot water supply system according to
The mode switching thresholds A and B can be manually changed by, for example, a hot water supply unit installation switch (DipSW). In other words, in setting 1 (default), the mode switching threshold A is set to 30 ° C. and the mode switching threshold B is set to 35 ° C. However, by changing DipSW to setting 2, the mode switching threshold A is set to 35 ° C. The switching threshold B can be changed to 40 ° C. Note that although manual switching has been described in this specification, it may be switched by a control signal from an external communication device.
このようにモード切替閾値A、Bを変更できるようにすることで、現場の用途に応じて制御モードを柔軟に切り替えて運用することができるようになる。例えば、入口水温が40℃までであれば「出湯温度優先モード」が作動するようにしたい場合は、DipSW設定をdefaultから設定3に変更することで、「出湯温度優先モード」の比率を「継続モード」に比べて高めることが可能である。なお、図5では、現地サービスマン又は据付業者が現地の用途に対し、細かく設定できるように閾値を5℃単位で変更できるようにしているが、この「5℃」は一例であって、この温度に限られたものではない。 As described above, by allowing the mode switching thresholds A and B to be changed, the control mode can be flexibly switched and operated according to the application at the site. For example, if the inlet water temperature is up to 40 ° C., if you want to activate the “hot water temperature priority mode”, change the DipSW setting from default to setting 3 to change the ratio of the “hot water temperature priority mode” to “continue” It is possible to increase compared to “mode”. In FIG. 5, the threshold value can be changed in units of 5 ° C. so that the local service person or the installation contractor can finely set the local use. However, this “5 ° C.” is an example. It is not limited to temperature.
(制御モード判断)
本実施の形態1に係る制御モード判断を図6、図7に示すフローチャートにて述べる。なお、図6と図7はそれぞれ別々のロジックであり、ユニットの形態及び用途に応じて制御を任意に変更してもよい。(Control mode judgment)
The control mode determination according to the first embodiment will be described with reference to flowcharts shown in FIGS. Note that FIG. 6 and FIG. 7 are separate logics, and the control may be arbitrarily changed according to the form and application of the unit.
(図6に示すフローチャート)
図6は、本発明の実施の形態1に係る空調給湯複合システムの制御モード判断のフローチャートである。
給湯ユニット310の制御手段320は、加熱運転の開始が指示されるか又は出湯温度が目標出湯温度未満となりサーモONとなると、初期設定として制御モードを「出湯温度優先モード」に設定(S1)する。なお、ここでは初期設定を「出湯温度優先モード」に設定するとしたが「継続モード」に設定してもよい。そして、制御手段320は、DipSWの設定をチェックし、モード切替閾値A、Bを確認(S2)する。その後、モード判断処理(S3、S4)を実施する。(Flowchart shown in FIG. 6)
FIG. 6 is a flowchart of control mode determination of the combined air-conditioning and hot water system according to
The control means 320 of the hot
モード判断処理では、まず、入口水温検知センサー10aで検知された入口水温がモード切替閾値B以上か否かを判断(S3)する。入口水温がモード切替閾値B以上であれば、「継続モード」に切り替え(S5)、入口水温がモード切替閾値B未満であれば、続いて入口水温がモード切替閾値A以下か否かを判断(S4)する。入口水温がモード切替閾値A以下であれば(すなわち入口水温が低水温域にあれば)、「出湯温度優先モード」(S6)のままとし、入口水温がモード切替閾値Aより高ければ、現在のモードを維持(S7)する。ここでは初期設定として「出湯温度優先モード」が設定されているため、「出湯温度優先モード」のままとなる。
In the mode determination process, first, it is determined whether the inlet water temperature detected by the inlet water
そして、制御手段320は、給湯ユニット310がサーモOFFとなるか又は給湯ユニット310の運転停止が指示されたかを判断(S8)し、どちらも満たしていなければ、ステップS3に戻る。以上のステップS3からステップS7の処理は、給湯ユニット310がサーモOFFとなるか又は給湯ユニット310の運転停止が指示されるまでの間、任意に設定された制御時間間隔毎に逐次実施される。
Then, the control means 320 determines whether the hot
ここで、具体例を挙げて説明する。入口水温検知センサー10aで検知された入口水温がモード切替閾値A以下の場合、「出湯温度優先モード」が実行されることになる。入口水温は外気の温度環境に依存する温度であり、給湯ユニット310の運転によって変化する温度ではないため、ステップS4で一旦、入口水温がモード切替閾値A以下と判断されれば、通常、しばらくの間、「出湯温度優先モード」が継続して行われることになる。これにより、出口水温検知センサー10bで検知される出湯温度が目標出湯温度に向かって徐々に上昇していく。そして、出湯温度が目標出湯温度に達して給湯ユニット310がサーモOFFとなると、図6の制御を終了する。
Here, a specific example will be described. When the inlet water temperature detected by the inlet water
(図7に示すフローチャート)
上記図6では、空調給湯複合システムが「出湯温度優先モード」と「継続モード」との切り替えの判断を行っていたが、図7では、この判断を外部通信機器が行うようにしたものである。(Flowchart shown in FIG. 7)
In FIG. 6 described above, the air-conditioning and hot-water supply complex system determines switching between the “hot water temperature priority mode” and the “continuation mode”, but in FIG. 7, this determination is performed by an external communication device. .
図7は、本発明の実施の形態1に係る空調給湯複合システムの制御モード判断のフローチャートである。
給湯ユニット310の制御手段320は、加熱運転の開始が指示されるか又は出湯温度が目標出湯温度未満となりサーモONとなると、初期設定として制御モードを「出湯温度優先モード」に設定(S11)する。なお、ここでは「出湯温度優先モード」に設定するとしたが「継続モード」に設定してもよい。そして、制御手段320は、モード変更信号を受信しているかどうかの確認(S12)を実施する。なお、モード変更信号は空調給湯複合システム100外の外部通信機器から送信される信号である。外部通信機器は、具体的には例えば、空調給湯複合システム100の運転状態を監視する監視装置等である。FIG. 7 is a flowchart of control mode determination of the combined air-conditioning and hot-water supply system according to
The control means 320 of the hot
そして、制御手段320は、モード変更信号を受信した場合、そのモード変更内容を判断(S13)する。制御手段320は、受信したモード変更信号が「出湯温度優先モード」を指令するものであれば、「出湯温度優先モード」を実施(S14)し、「継続モード」を指令するものであれば、「継続モード」を実施(S15)する。一方、制御手段320は、ステップS12において、モード変更信号が未受信であると判断した場合、現在のモードを維持(S16)する。
When receiving the mode change signal, the
そして、制御手段320は、給湯ユニット310がサーモOFFとなるか又は給湯ユニット310の運転停止が指示されたかを判断(S17)し、どちらも満たしていなければ、ステップS12に戻る。以上のステップS12からステップS16の処理は、給湯ユニット310がサーモOFFとなるか又は給湯ユニット310の運転停止が指示されるまでの間、任意に設定された制御時間間隔毎に逐次実施される。
Then, the control means 320 determines whether the hot
なお、空調給湯複合システム100外の外部通信機器は、入口水温検知センサー10aの検知信号を受信することができるように入口水温検知センサー10a又は制御手段320に接続されている。そして、外部通信機器は、入口水温検知センサー10aで検知された入口水温がモード切替閾値A以下の場合、「出湯温度優先モード」を指示するモード変更信号を給湯ユニット310に送信する。また、外部通信機器は、入口水温検知センサー10aで検知された入口水温がモード切替閾値B以上の場合、「継続モード」を指示するモード変更信号を給湯ユニット310に送信する。
The external communication device outside the air-conditioning and hot water supply combined
(制御動作フローチャート)
以下に、本発明に係る空調給湯複合システムの制御動作フローチャートを説明する。ここでは、空調給湯複合システム100で行われる制御を、図8(給湯ユニット310の給湯側絞り装置312の制御)、図9(室内ユニット210の運転禁止)、図10(霜取運転時における水採熱霜取運転の使用可否)の3つに分けて記載しており、それぞれの処理が同時に動作する。また、図8〜図10の各フローチャートの処理は、制御時間間隔毎に実施される。(Control operation flowchart)
Below, the control operation | movement flowchart of the air-conditioning hot-water supply complex system which concerns on this invention is demonstrated. Here, the control performed by the air conditioning and hot water
(給湯側絞り装置312の制御動作フローチャート)
図8は、本発明の実施の形態1に係る空調給湯複合システムにおける給湯側絞り装置の制御動作フローチャートである。
給湯ユニット310の制御手段320は、現在設定されている制御モードを確認する処理(S21)を行う。現在設定されている制御モードが「出湯温度優先モード」であれば、給湯ユニット310は、続いて出口水温検知センサー10bにより検知された出口水温(出湯温度)の確認(S22)、目標出湯温度の確認(S23)を行う。そして、給湯ユニット310は、目標出湯温度と出湯温度との温度差に応じて給湯側絞り装置312の開度値を決定し、その開度値となるように給湯側絞り装置312を制御(S24)する。具体的には、上述したように目標出湯温度と出湯温度との水温差が大きい程、給湯側絞り装置312の開度値は大きい値に決定され、冷媒−水熱交換器311に流れる冷媒量を増やして給湯ユニット310の能力を上昇させる制御が行われることになる。(Control operation flowchart of hot water supply side throttle device 312)
FIG. 8 is a flowchart of the control operation of the hot water supply side throttle device in the combined air conditioning and hot water supply system according to
The control means 320 of the hot
一方、ステップS21で、現在設定されている制御モードが「継続モード」であれば、給湯ユニット310は、続いて過冷却度の確認(S25)、目標過冷却度の確認(S26)を行う。そして、給湯ユニット310は、目標過冷却度と過冷却度の差異に応じて給湯側絞り装置312の開度値を決定し、その開度値となるように給湯側絞り装置312を制御(S27)する。
On the other hand, if the currently set control mode is “continuation mode” in step S21, the hot
(室内ユニット210の運転禁止処理)
図9は、本発明の実施の形態1に係る空調給湯複合システムにおける室内ユニットの運転禁止処理に関する制御動作フローチャートである。
給湯ユニット310の制御手段320は、現在設定されている制御モードを確認する処理(S31)を行う。現在設定されている制御モードが「出湯温度優先モード」であれば、給湯ユニット310は、室内ユニット210に対し、運転禁止の制約を課す処理(S32)を実施する。具体的には、上述したように、室内側絞り装置212を閉状態とし、且つ、室内側熱交換器211に送風する送風機(図示せず)を停止する。(Operation prohibition processing of indoor unit 210)
FIG. 9 is a control operation flowchart regarding the operation prohibition process of the indoor unit in the air conditioning and hot water supply complex system according to
The control means 320 of the hot
一方、現在設定されている制御モードが「継続モード」であれば、給湯ユニット310は、室内ユニット210に対し、運転禁止の制約を解除する処理(S33)を実施する。
On the other hand, if the currently set control mode is the “continuation mode”, the hot
なお、上記では、給湯ユニット310が室内ユニット210に運転禁止の制約を課す形態を示しているが、次のようにしてもよい。すなわち、制御システム構成上、熱源ユニット110が室内ユニット210の運転制約を担うシステムであれば、熱源ユニット110の制御手段120が給湯ユニット310の制御手段320から室内ユニット210の運転制約情報(例えば、給湯ユニット310の運転モード=出湯温度優先モードの情報)を受け取り、熱源ユニット110がその運転制約情報に基づいて室内ユニット210の運転制約を実施する形態であってもよい。また、その際の通信手段としては、各々のユニットが所持している制御手段(120、220、320)と通信手段400でもって実施するとよい。
In addition, although the hot
(霜取運転時における水採熱霜取運転の使用可否)
空調給湯複合システム100では、暖房運転中、熱源側熱交換器113に付いた霜を融解して除去する霜取運転が適宜のタイミングで行われる。ここでまず、霜取運転について説明し、続いて霜取運転時における水採熱霜取運転の使用可否について説明する。(Use of water sampling heat defrosting operation during defrosting operation)
In the air conditioning and hot water
霜取運転では、圧縮機111→流路切替弁112→熱源側熱交換器113→液主管1→液枝管4a及び液枝管4b→室内ユニット210及び給湯ユニット310の順に冷媒が流れる。そして、ガス枝管3a、3bを通過した冷媒はガス主管2→流路切替弁112→アキュムレーター115→圧縮機111へと流れる。
In the defrosting operation, the refrigerant flows in the order of the
ここで、室内ユニット210内において冷媒は、室内側絞り装置212→室内側熱交換器211を通過し、ガス枝管3aへ流れる。一方、給湯ユニット310では、霜取運転は「標準霜取運転」と「水採熱霜取運転」とに分類される。
Here, in the
「標準霜取運転」は、圧縮機111の熱量(仕事量)のみで熱源側熱交換器113に着霜した霜を融解する運転であり、「標準霜取運転」における給湯ユニット310内の冷媒の流れは以下のようになっている。すなわち、「標準霜取運転」において冷媒は、バイパス管314→バイパス弁315→ガス枝管3bへと流れる。
The “standard defrosting operation” is an operation for melting the frost formed on the heat source
一方、「水採熱霜取運転」は圧縮機111の熱量(仕事量)に加え、水熱交換器311にて水回路10側を流れる水から授受した熱も使用して、熱源側熱交換器113の霜の融解に用いる運転であり、「水採熱霜取運転」における給湯ユニット310内の冷媒の流れは以下のようになっている。すなわち、「水採熱霜取運転」における冷媒は、給湯側絞り装置312→冷媒−水熱交換器311を通過し、ガス枝管3bへと流れる。
On the other hand, the “water sampling heat defrosting operation” uses the heat transferred from the water flowing through the
空調給湯複合システム100は、暖房運転中に霜取運転が必要と判断すると、流路切替弁112を図1の実線側に切り替えて上述のように冷媒が流れるようにすると共に、「標準霜取運転」又は「水採熱霜取運転」のどちらの運転とするかを判断する。そして、判断された側の運転が行われるようにバイパス弁315を制御する。
When it is determined that the defrosting operation is necessary during the heating operation, the air conditioning and hot water supply combined
「水採熱霜取運転」は水回路10側を流れる水から授受した熱も除霜に使う分、「標準霜取運転」に比べて除霜効率がよい。しかし、常に「水採熱霜取運転」を行うこととすると、低水温時に「水採熱霜取運転」を実施した場合、冷媒−水熱交換器311が水熱交凍結パンクする(具体的には、冷媒−水熱交換器311の水回路内にある水が凍結し、体積膨張することで、冷媒−水熱交換器311の内部に過剰な応力が加わり、破壊に至る)という不都合がある。よって、給湯ユニット310の制御手段320は、現在の運転状態に基づいて「水採熱霜取運転」の可否を判断し、「水採熱霜取運転」を許可すると判断した場合には「水採熱霜取運転」を行い、「水採熱霜取運転」を許可しないと判断した場合は「標準霜取運転」を行うようにする。
The “water sampling heat defrosting operation” has higher defrosting efficiency than the “standard defrosting operation” because the heat received from the water flowing through the
図10は、本発明の実施の形態1に係る空調給湯複合システムにおける水採熱霜取運転使用可否における制御動作フローチャートである。
給湯ユニット310の制御手段320は、現在設定されている制御モードを確認する処理(S41)を行う。現在設定されている制御モードが「出湯温度優先モード」であれば、給湯ユニット310は、続いて入口水温検知センサー10aにより検知された入口水温が予め設定された水採熱霜取設定値以上であるかどうかを判断する処理(S42)を行う。FIG. 10 is a control operation flowchart in the water sampling / defrosting operation availability in the combined air conditioning and hot water supply system according to
The control means 320 of the hot
給湯ユニット310は、入口水温が水採熱霜取設定値以上と判断した場合、「水採熱霜取運転」を許可すると判断して「水採熱霜取運転」を実施する(S43)。具体的には、給湯ユニット310はバイパス弁315を閉じて冷媒−水熱交換器311に冷媒が流れるようにする。また、ステップS41において現在設定されている制御モードが「継続モード」であると判断した場合も同様に「水採熱霜取運転」を実施する(S43)。
When it is determined that the inlet water temperature is equal to or higher than the water heat extraction defrost setting value, the hot
一方、給湯ユニット310は、ステップS42の判断において入口水温が水採熱霜取設定値未満と判断した場合、「水採熱霜取運転」を許可しないと判断して「標準霜取運転」を実施(S44)する。具体的には、給湯ユニット310はバイパス弁315を開いてバイパス管314に冷媒が流れるようにする。
On the other hand, if it is determined in step S42 that the inlet water temperature is less than the water sampling heat defrosting set value, the hot
以上説明したように、本実施の形態1では、同時運転中の制御モードを、給湯ユニット310の出湯温度の確保を目的として給湯側絞り装置312を制御すると共に室内ユニット210の運転を禁止する出湯温度優先モードと、同時運転を継続する継続モードとを、給湯ユニット310の入口水温に応じて切り替えるようにした。このため、給湯ユニット310の入口水温に応じた運転が可能となり、入口水温が低水温域にあるときの出湯温度の低下を抑制でき、また、室内の冷風感をユーザに感じさせない運転が可能となる。
As described above, in the first embodiment, the control mode during the simultaneous operation controls the hot water supply
ところで、一般論として欧州市場では、一つの空調機器(例えば室内ユニット)で冷房と暖房とを賄う考えはとても少なく、室内ユニットで冷房、ラジエータ(給湯ユニットから搬送された温水で暖房を実施する)で暖房、といったように機器毎に役割分担ができている。よって室内ユニットの暖房運転と給湯ユニットの加熱運転とを同時実施することはとても稀なケースである。 By the way, as a general theory, in the European market, there is very little thought of cooling and heating with a single air conditioner (for example, an indoor unit). Cooling and radiator in an indoor unit (heating is performed with hot water conveyed from a hot water supply unit) The role is shared by each device such as heating. Therefore, it is very rare to simultaneously perform the heating operation of the indoor unit and the heating operation of the hot water supply unit.
このような背景があるため、機器毎に役割分担ができている場合には、本発明を導入することで「出湯温度優先モード」での室内ユニット210の運転制約が問題になることはない。つまり、空調給湯複合システム100が「出湯温度優先モード」で運転している際、室内暖房は室内ユニット210ではなく、水回路10に設けた水−空気熱交換器(図示せず)で室内空気を温水で温めて暖房すればよい。よって、「出湯温度優先モード」での室内ユニット210の運転制約が問題になることはなく、空調給湯複合システム100としての保護機能を正しく発揮できる。
Because of such a background, when roles are assigned to each device, the operation restriction of the
なお、上記では、給湯ユニット310の制御手段320が自立分散して動作するロジックについて説明しているが、熱源ユニット110の制御手段120が必要な情報を通信手段400を介して取得し、給湯ユニット310を制御するようにしてもよい。つまり、図7〜図10に示したフローチャートの処理を制御手段120側で行うようにしてもよい。
In the above description, the
また、「出湯温度優先モード」と「継続モード」のどちらの制御モードとするかを判断する際、熱源容量が極端に給湯ユニット310の容量よりも大きい場合には、接続された給湯ユニット310の容量も判断基準に加えてもよい。例えば、図6のS3にて「入口水温≧B、又は、熱源ユニット110と給湯ユニット310との容量比が任意に定めた値より大きい」場合には継続モード(S5)と判断するようにしてもよい。
Further, when determining whether to select the control mode of “hot water temperature priority mode” or “continuation mode”, if the heat source capacity is extremely larger than the capacity of the hot
1 液主管、2 ガス主管、3(3a、3b) ガス枝管、4(4a、4b) 液枝管、10 水回路、10a 入口水温検知センサー、10b 出口水温検知センサー、11(11a、11b) 水配管、100 空調給湯複合システム、110 熱源ユニット、111 圧縮機、112 流路切替弁、113 熱源側熱交換器、114 送風機、115 アキュムレーター、120 制御手段、210 室内ユニット、211 室内側熱交換器、212 室内側絞り装置、213G ガス管温度検知センサー、213L 液管温度検知センサー、220 制御手段、310 給湯ユニット、311 冷媒−水熱交換器、312 給湯側絞り装置、313G ガス管温度検知センサー、313L 液管温度検知センサー、314 バイパス管、315 バイパス弁、320 制御手段、400 通信手段。
1 liquid main pipe, 2 gas main pipe, 3 (3a, 3b) gas branch pipe, 4 (4a, 4b) liquid branch pipe, 10 water circuit, 10a inlet water temperature detection sensor, 10b outlet water temperature detection sensor, 11 (11a, 11b) Water piping, 100 Air-conditioning hot water supply complex system, 110 Heat source unit, 111 Compressor, 112 Flow path switching valve, 113 Heat source side heat exchanger, 114 Blower, 115 Accumulator, 120 Control means, 210 Indoor unit, 211 Indoor
Claims (8)
前記暖房運転と前記加熱運転との両方を行う同時運転中の制御モードとして、前記給湯ユニットの必要能力に基づいて前記給湯側絞り装置を制御すると共に、前記室内ユニットの暖房運転を禁止する出湯温度優先モードと、前記同時運転を継続する継続モードとを有する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記同時運転中の前記制御モードを、前記給湯側熱交換器における前記熱媒体の入口温度に応じて前記出湯温度優先モード又は前記継続モードに切り替える
ことを特徴とする空調給湯複合システム。At least one heat source unit on which a compressor and a heat source side heat exchanger are mounted, at least one indoor unit on which an indoor side heat exchanger and an indoor expansion device are mounted, a hot water supply side heat exchanger and a hot water supply side A refrigerant circuit that is connected to at least one hot water supply unit on which an expansion device is mounted, and that performs the heating operation in which the indoor heat exchanger functions as a condenser or a radiator, the refrigerant of the refrigerant circuit, and the hot water supply side An air conditioning and hot water supply combined system including a hot water supply circuit that performs at least a heating operation of heating the heat medium by exchanging heat with a heat exchanger,
As a control mode during simultaneous operation in which both the heating operation and the heating operation are performed, the hot water temperature is controlled while controlling the hot water supply side expansion device based on the required capacity of the hot water supply unit and prohibiting the heating operation of the indoor unit. Comprising control means having a priority mode and a continuation mode for continuing the simultaneous operation;
The control means switches the control mode during the simultaneous operation to the hot water temperature priority mode or the continuous mode according to the inlet temperature of the heat medium in the hot water supply side heat exchanger. system.
ことを特徴とする請求項1記載の空調給湯複合システム。When the control means receives a mode change signal for instructing the change of the control mode according to the inlet temperature of the heat medium in the hot water supply side heat exchanger, the control mode is indicated by the mode change signal. The air-conditioning and hot-water supply complex system according to claim 1, wherein the system is switched to the selected mode.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の空調給湯複合システム。The control means controls the hot water supply side squeezing device so that an inlet temperature of the heat medium in the hot water supply side heat exchanger becomes a target hot water temperature in the hot water temperature priority mode. The combined air conditioning and hot water supply system according to claim 2.
ことを特徴とする請求項3記載の空調給湯複合システム。The said control means enlarges the opening degree of the said hot water supply side expansion device, so that the temperature difference of the inlet temperature of the said heat medium in the said hot water supply side heat exchanger and the said target hot water temperature is large. The air conditioning and hot water supply combined system described.
ことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の空調給湯複合システム。In the continuation mode, the control means separately sets the indoor-side throttling device and the hot-water supply-side throttling device so that the degree of subcooling becomes the corresponding target subcooling degree in each of the indoor unit and the hot water supply unit. The air-conditioning and hot water supply complex system according to any one of claims 1 to 4, wherein the combined system is controlled.
前記制御手段は、前記霜取運転として、前記圧縮機から吐出された冷媒の熱に加えて更に、前記給湯ユニットの前記熱媒体から授受した熱を用いて霜取りを行う熱媒体採熱霜取運転と、前記給湯ユニットの前記熱媒体から授受した熱は用いず、前記圧縮機から吐出された冷媒の熱で霜取りを行う標準霜取運転とを有し、
前記暖房運転中に前記霜取運転を行う際、前記流路切替弁を切り替えると共に、現在の前記制御モードが前記出湯温度優先モードであれば、前記熱媒体採熱霜取運転の可否を前記給湯側熱交換器における前記熱媒体の入口温度に基づいて判断し、判断結果に応じて前記熱媒体採熱霜取運転又は前記標準霜取運転を選択して前記熱源側熱交換器の霜取りを行う
ことを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか一項に記載の空調給湯複合システム。A flow path switching valve that enables a defrosting operation for switching the flow direction of the refrigerant and flowing the refrigerant discharged from the compressor to the heat source side heat exchanger and removing frost attached to the heat source side heat exchanger. In addition,
The control means, as the defrosting operation, in addition to the heat of the refrigerant discharged from the compressor, in addition to the heat transferred from the heat medium of the hot water supply unit, the heat medium defrosting operation that performs defrosting And a standard defrosting operation in which the heat transferred from the heat medium of the hot water supply unit is not used, and defrosting is performed with the heat of the refrigerant discharged from the compressor,
When the defrosting operation is performed during the heating operation, the flow path switching valve is switched, and if the current control mode is the hot water temperature priority mode, whether the heat medium heat defrosting operation is possible or not is determined. Judgment is made based on the inlet temperature of the heat medium in the side heat exchanger, and the heat source heat defrosting operation or the standard defrosting operation is selected according to the determination result to defrost the heat source side heat exchanger. The combined air conditioning and hot water supply system according to any one of claims 1 to 5, wherein:
ことを特徴とする請求項6記載の空調給湯複合システム。When the inlet temperature of the heat medium in the hot water supply side heat exchanger is equal to or higher than a preset set value, the control means determines that the heat medium heat defrosting operation is permitted, and in the hot water supply side heat exchanger The combined air conditioning and hot water supply system according to claim 6, wherein when the inlet temperature of the heat medium is lower than the set value, it is determined that the heat medium heat defrosting operation is not permitted.
前記バイパス管に流れる流量を制御するバイパス弁とを更に備え、
前記制御手段は、前記熱媒体採熱霜取運転では前記バイパス弁を閉じ、前記標準霜取運転では、前記バイパス弁を開く制御を行う
ことを特徴とする請求項6又は請求項7記載の空調給湯複合システム。A bypass pipe for bypassing the hot water supply side expansion device and the hot water supply side heat exchanger;
A bypass valve for controlling the flow rate of the bypass pipe,
The air conditioning according to claim 6 or 7, wherein the control means performs control to close the bypass valve in the heat medium heat extraction defrosting operation and open the bypass valve in the standard defrosting operation. Hot water supply complex system.
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