KR101343711B1

KR101343711B1 - 공조 급탕 시스템 및 히트 펌프 유닛

Info

Publication number: KR101343711B1
Application number: KR1020127003063A
Authority: KR
Inventors: 가즈히로 엔도오; 다쯔오 후지이
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2013-12-20
Also published as: EP2482005A4; KR20120042922A; JP2011069528A; CN102472535B; EP2482005A1; US20120180508A1; CN102472535A; JP5380226B2; US9003817B2; WO2011036905A1

Abstract

본 발명의 과제는, 냉매 회로의 배온 냉열을 유효 이용하여, 높은 에너지 효율을 얻는 것이다. 특히, 급탕 운전과 공기 냉각 운전의 동시 운전 시에 적절한 운전 제어를 행함으로써, 높은 에너지 효율을 얻는 것이다.
공기 온도 조절용 냉매 회로(5)에 의한 공기 냉각 운전 및 상기 급탕용 냉매 회로(6)에 의한 급탕 운전을 행할 때에, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 공기 냉각 능력 및 증발 온도와, 급탕용 냉매 회로(6)의 급탕 능력 및 응축 온도에 기초하여 설정되는 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도 목표값으로 되도록, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로 및 급탕용 냉매 회로를 제어한다.

Description

공조 급탕 시스템 및 히트 펌프 유닛{AIR CONDITIONING／HOTWATER SUPPLY SYSTEM AND HEAT PUMP UNIT}

본 발명은 공조 급탕 시스템에 관한 것으로, 특히 냉방과 난방을 전환하여 행하는 저온측 냉매 회로와, 저탕을 행하는 고온측 냉매 회로가 중간 열교환기를 통해 접속되어 2원 냉동 사이클을 구비하는 공조 급탕 시스템에 적합한 것이다.

이러한 종류의 공조 급탕 시스템으로서는, 특허 문헌 1에 개시된 것이 있다.

특허 문헌 1에는, 고온 응축기, 고온 증발기, 고온용 압축기, 고온용 팽창 밸브를 환 형상으로 접속하여 고온 사이클을 구성하고, 저단 압축기, 제1 제어 밸브, 4방향 밸브, 중간 응축기겸 증발기, 제1 팽창 밸브, 열원측 열교환기를 환 형상으로 접속하여 제1 중온 사이클을 구성하고, 상기 저단 압축기의 토출측과 상기 제1 제어 밸브 사이로부터 분기하고, 제2 제어 밸브를 통해 고온측 증발기와 열교환 가능한 중간 응축기, 열원측 열교환기를 거쳐 4방향 밸브를 통해 저단 압축기의 흡입측에 접속하여 제2 중온 사이클을 구성한 히트 펌프 시스템이 개시되어 있다. 고온 출력과 저온 출력의 동시 운전 시, 중간 응축기겸 증발기로부터의 흡열을 고온 사이클의 열원으로서 사용할 수 있기 때문에 에너지 절약 운전이 가능하다. 또한, 제2 제어 밸브를 완전 개방으로 하고, 저단 압축기의 토출 압력이 설정값으로 되도록 제1 제어 밸브 개방도를 제어함으로써, 고온 출력 부하와 저온 출력 부하가 언밸런스하고 있어도 안정적인 운전이 가능하다.

일본 특허 출원 공개 평4-32669호 공보

특허 문헌 1에 기재된 공조 급탕 시스템에서는, 급탕(고온 출력)과 냉방(저온 출력)의 동시 운전 시, 저단 압축기의 토출 압력이 설정값으로 되도록 제어하는 방법이 개시되어 있지만, 그 설정값을 부여하는 방법에 대해서는 개시되어 있지 않다.

본 발명의 목적은, 냉매 회로의 배온 냉열을 유효 이용하여, 높은 에너지 효율을 얻는 것에 있다. 특히, 급탕 운전과 공기 냉각 운전의 동시 운전 시에 적절한 운전 제어를 행함으로써, 높은 에너지 효율을 얻는 것에 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은, 압축기와 이용측 열교환기를 갖는 공기 온도 조절용 냉매 회로와, 압축기와 이용측 열교환기를 갖는 급탕용 냉매 회로를 구비하고, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로를 순환하는 냉매와, 상기 급탕용 냉매 회로를 순환하는 냉매 사이에서 열교환을 행하는 중간 열교환기를 갖고, 상기 중간 열교환기를 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로의 응축기로서 기능시킴과 동시에, 상기 급탕용 냉매 회로의 증발기로서 기능시키고, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로에 의한 공기 냉각 운전 및 상기 급탕용 냉매 회로에 의한 급탕 운전을 행할 때에, 공기 온도 조절용 냉매 회로의 공기 냉각 능력 및 증발 온도와, 급탕용 냉매 회로의 급탕 능력 및 응축 온도에 기초하여 설정되는 급탕용 냉매 회로의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로의 응축 온도 목표값으로 되도록, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로 및 급탕용 냉매 회로를 제어하고, 공기 냉각 능력에 대한 급탕 능력의 비율이 클수록, 급탕용 냉매 회로의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로의 응축 온도 목표값을 높게 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 냉매 회로의 배온 냉열을 유효 이용함으로써, 높은 에너지 효율을 얻을 수 있다. 특히, 급탕 운전과 공기 냉각 운전의 동시 운전 시에 적절한 운전 제어를 행함으로써, 높은 에너지 효율을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1의 실시예에 관한 공조 급탕 시스템의 계통도이다.
도 2는 본 발명의 제1의 실시예에 관한 운전 모드의 상태표이다.
도 3은 본 발명의 제1의 실시예에 관한 도 2의 운전 모드 No.1-0의 냉매, 물 및 열매체의 흐름을 도시하는 계통도이다.
도 4는 본 발명의 제1의 실시예에 관한 도 2의 운전 모드 No.1-1의 냉매, 물 및 열매체의 흐름을 도시하는 계통도이다.
도 5는 본 발명의 제1의 실시예에 관한 도 2의 운전 모드 No.2-0a의 냉매, 물 및 열매체의 흐름을 도시하는 계통도이다.
도 6은 본 발명의 제1의 실시예에 관한 도 2의 운전 모드 No.2-0b의 냉매, 물 및 열매체의 흐름을 도시하는 계통도이다.
도 7은 본 발명의 제1의 실시예에 관한 도 2의 운전 모드 No.2-1의 냉매, 물 및 열매체의 흐름을 도시하는 계통도이다.
도 8은 본 발명의 제1의 실시예에 관한 도 2의 운전 모드 No.2-2의 냉매, 물 및 열매체의 흐름을 도시하는 계통도이다.
도 9는 본 발명의 제1의 실시예에 관한 도 2의 운전 모드 No.3-0의 냉매 및 물의 흐름을 도시하는 계통도이다.
도 10은 본 발명의 제1의 실시예에 관한 도 2의 운전 모드 No.3-1의 냉매, 물 및 열매체의 흐름을 도시하는 계통도이다.
도 11은 본 발명의 제1의 실시예에 관한 도 2의 운전 모드 No.4-0의 냉매 및 열매체의 흐름을 도시하는 계통도이다.
도 12는 본 발명의 제1의 실시예에 관한 도 2의 운전 모드 No.4-1의 냉매 및 열매체의 흐름을 도시하는 계통도이다.
도 13은 본 발명의 제1의 실시예에 관한 도 2의 운전 모드 No.5-0의 냉매 및 열매체의 흐름을 도시하는 계통도이다.
도 14는 본 발명의 제1의 실시예에 관한 도 2의 운전 모드 No.5-1의 냉매 및 열매체의 흐름을 도시하는 계통도이다.
도 15는 본 발명의 제1의 실시예에 관한 급탕용 냉매 회로의 증발 온도 목표값 설정의 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 제1의 실시예에 관한 1차식의 기울기 A와 절편 B를 설정하는 표이다.
도 17은 본 발명의 제1의 실시예에 관한 [저탕 능력/(냉방 능력＋저탕 능력)]과 급탕용 냉매 회로의 증발 온도 목표값의 관계를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제1의 실시예에 관한 급탕용 냉매 회로의 증발 온도와 COP의 관계를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

제1 실시예

이하, 본 발명에 관한 공조 급탕 시스템 및 히트 펌프 유닛의 제1 실시예를, 도 1로부터 도 14를 사용하여 설명한다.

본 실시예에 관한 공조 급탕 시스템(100)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)와, 급탕용 냉매 회로(6)와, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5) 및 급탕용 냉매 회로(6)를 순환하는 냉매와 열교환을 행하여 온열 또는 냉열을 축열하는 열매체를 순환시키는 열매체 회로(7)를 구비하고, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)를 순환하는 냉매와, 급탕용 냉매 회로(6)를 순환하는 냉매와, 열매체 회로(7)를 순환하는 열매체 사이에서 열교환을 행하는 중간 열교환기(23)를 갖는다.

이하, 구체적으로 설명한다. 도 1은 공조 급탕 시스템(100)의 계통도이다. 공조 급탕 시스템(100)은 실외에 배치되는 히트 펌프 유닛(1)과, 실내에 배치되는 실내 유닛(2)과, 실외에 배치되는 급탕·축열 탱크 유닛(3)과, 실외에 배치되는 태양열 집열기(4)를 구비한다. 또한, 공조 급탕 시스템(100)은 냉방과 난방을 전환하여 행하는 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)와, 급탕을 위한 운전을 행하는 급탕용 냉매 회로(6)와, 온냉열원을 사용하여 방열 또는 채열을 행하는 열매체 회로(7)와, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a, 8b)와, 급탕 회로(9)와, 태양 집열용 열매체 회로(10), 출탕 경로(11)를 구비한다. 상기 열매체 회로(7)를 순환하는 열매체는, 태양열 집열기(4)에 있어서 얻어지는 열에 의해 가열된다.

또한, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)와 급탕용 냉매 회로(6)는, 냉동 사이클의 열의 온도 레벨을 고려하여, 저온측 냉매 회로 및 고온측 냉매 회로라고 칭할 수 있다.

상기 히트 펌프 유닛(1)은, 압축기(21)와 이용측 열교환기(28)를 갖는 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)와, 압축기(41)와 이용측 열교환기(42)를 갖는 급탕용 냉매 회로(6)를 구비하고, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)와 급탕용 냉매 회로(6) 사이에는 중간 열교환기(23)가 배치되고, 상기 중간 열교환기(23)에는, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5) 및 급탕용 냉매 회로(6)를 순환하는 냉매와 열교환하는 열매체가 도입되고, 상기 중간 열교환기(23)에 있어서, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)를 순환하는 냉매와, 급탕용 냉매 회로(6)를 순환하는 냉매와, 상기 열매체 사이에서 열교환을 행하는 것이다.

공기 온도 조절용 냉매 회로(5)는, 공기 온도 조절용 냉매를 압축하여 고온의 냉매로 하는 압축기(21)와, 냉방 운전과 난방 운전으로 공기 온도 조절용 냉매의 흐름 방향을 전환하는 4방향 밸브(22)와, 급탕용 냉매 회로(6)의 급탕용 냉매 및 열매체 회로(7)의 열매체의 열교환을 행하는 중간 열교환기(23)의 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a)과, 중간 열교환기(23)와 직렬로 배치된 공기 온도 조절용 냉매를 감압하는 감압 장치로서의 팽창 밸브(24)와, 중간 열교환기(23)와 병렬로 배치되고, 팬(26)에 의해 보내져 오는 실외 공기와의 열교환을 행하는 공기 열교환기(25)와, 공기 열교환기(25)와 직렬로 배치된 공기 온도 조절용 냉매를 감압하는 감압 장치로서의 팽창 밸브(27)와, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)의 열매체와의 열교환을 행하는 이용측 열교환기(28)의 공기 온도 조절용 냉매 전열관(28a)을 환 형상으로 공기 온도 조절용 냉매 관로로 접속하여 구성되어 있다.

공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 냉매로서는, 예를 들어 지구 온난화 계수가 작은 자연 냉매인 R290(프로판)이 사용되지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

압축기(21)는, 용량 제어가 가능한 가변 용량형 압축기이다. 이러한 압축기로서는, 피스톤식, 로터리식, 스크롤식, 스크류식, 원심식의 것이 채용 가능하다. 구체적으로는, 압축기(21)는 스크롤식의 압축기이며, 인버터 제어에 의해 용량 제어가 가능하고, 저속으로부터 고속까지 회전 속도가 가변이다.

중간 열교환기(23)는, 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a)과, 급탕용 냉매 전열관(23b)과, 열매체 전열관(23c)이 서로 접촉하도록 일체로 구성되어 있는 3유체 열교환기이다. 또한, 이용측 열교환기(28)는, 공기 온도 조절용 냉매 전열관(28a)과, 공기 온도 조절용 열매체 전열관(28b)이 접촉하도록 구성되어 있다. 팽창 밸브(24, 27)는, 중간 열교환기(23)와 공기 열교환기(25)의 냉매 유량 비율의 조정을 행한다.

또한, 팽창 밸브(24, 27)는, 중간 열교환기(23) 및 공기 열교환기(25)가 설치되는 배관에 있어서의 냉매의 유량 비율을 변경하기 위해 사용되는 것이지만, 배관이 중간 열교환기(23) 및 공기 열교환기(25)가 설치되는 배관으로 분기하는 분기 부분에 3방향 밸브를 설치하는 것이어도 된다.

공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)는, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 이용측 열교환기(28)의 공기 온도 조절용 열매체 전열관(28b)과, 공기 온도 조절용 냉매 회로측의 진행 배관(29)과, 공기 온도 조절용 진행 배관(30)과, 실내 공기와의 열교환을 행하는 실내 유닛(2) 내에 설치된 실내 열교환기(31)와, 공기 온도 조절용 열매체 순환 펌프(33), 공기 온도 조절용 열매체 유량 센서(36)를 포함하는 공기 온도 조절용 복귀 배관(32)과, 개폐 밸브(35a)를 포함하는 공기 온도 조절용 냉매 회로측의 복귀 배관(34)을 환 형상으로 접속하여 구성되어 있다.

순환 펌프(33)는 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a) 내에 열매체를 순환시키는 펌프이며, 유량 센서(36)는 열매체의 유량을 검지하는 센서이다. 개폐 밸브(35a)는, 후술하는 개폐 밸브(35b)와 함께, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)와, 후술하는 공기 온도 조절용 열매체 회로(8b)의 전환을 행한다.

여기서, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8b)는, 축열 탱크(60) 내의 물의 온도가 실내 열교환기(31)로 난방을 행하는데 충분히 높은 경우, 이용된다. 이때, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)를 동작시키지 않기 때문에, 에너지 효율을 높게 유지할 수 있다.

또한, 개폐 밸브(35a) 및 개폐 밸브(35b)를 각각 설치하는 대신에, 공기 온도 조절용 복귀 배관(32)과 제2 복귀 배관(72b)과 배관(34)의 접속 부분에 3방향 밸브를 설치하는 것이어도 된다.

급탕용 냉매 회로(6)는, 급탕용 냉매를 압축하여 고온의 냉매로 하는 압축기(41)와, 고온으로 된 급탕용 냉매와 급탕 회로(9)의 물의 열교환을 행하는 이용측 열교환기(42)의 급탕용 냉매 전열관(42a)과, 급탕용 냉매를 감압하는 감압 장치로서의 팽창 밸브(43)와, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 공기 온도 조절용 냉매 및 열매체 회로(7)의 열매체의 열교환을 행하고, 저온 저압의 급탕용 냉매를 증발시키는 중간 열교환기(23)의 급탕용 냉매 전열관(23b)과, 팽창 밸브(43)와 병렬로 배치된 급탕용 냉매를 감압하는 감압 장치로서의 팽창 밸브(44)와, 팽창 밸브(44)와 직렬로 배치되고, 팬(46)에 의해 보내져 오는 실외 공기와의 열교환을 행하고, 저온 저압의 냉매를 증발시키는 공기 열교환기(45)를 환 형상으로 급탕용 냉매 관로로 접속하여 구성된다.

급탕용 냉매 회로(6)의 냉매로서는, 예를 들어 지구 온난화 계수가 작은 HFO1234yf가 사용되지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 냉매로서 HFO1234yf는 저압 냉매이기 때문에, 이것을 사용한 경우, 배관의 두께를 얇게 할 수 있다고 하는 이점이 있다.

압축기(41)는, 압축기(21)와 마찬가지로 인버터 제어에 의해 용량 제어가 가능하고, 저속으로부터 고속까지 회전 속도가 가변이다. 이용측 열교환기(42)는, 급탕용 냉매 전열관(42a)과, 급탕용 물 전열관(42b)이 접촉하도록 구성되어 있다. 팽창 밸브(43, 44)는, 중간 열교환기(23)와 공기 열교환기(45)의 냉매 유량 비율의 조정을 행한다.

또한, 팽창 밸브(43, 44)는, 중간 열교환기(23) 및 공기 열교환기(45)가 설치되는 배관에 있어서의 냉매의 유량 비율을 변경하기 위해 사용되는 것이지만, 배관이 중간 열교환기(23) 및 공기 열교환기(45)가 설치되는 배관으로 분기하는 분기 부분에 3방향 밸브를 설치하는 것이어도 된다.

급탕 회로(9)는, 급탕 탱크(50)의 하부와, 급탕용 물 순환 펌프(52), 급탕용 물 유량 센서(54)를 포함하는 급탕용 진행 배관(51)과, 급탕용 냉매 회로(6)의 이용측 열교환기(42)의 급탕용 물 전열관(42b)과, 급탕용 복귀 배관(53)을 환 형상으로 접속하여 구성된다. 순환 펌프(52)는 급탕 회로(9) 내에 물을 순환시키는 펌프, 유량 센서(54)는 물의 유량을 검지하는 센서이다. 그리고 급탕 탱크(50)에는, 온수가 저탕된다.

태양 집열용 열매체 회로(10)는, 축열 탱크(60) 내의 물로의 방열을 행하는 탱크 내 제1 열교환기(61)와, 태양열 집열용 열매체 순환 펌프(63)를 포함하는 태양열 집열용 진행 배관(62)과, 태양열 집열기(4)와, 태양열 집열용 복귀 배관(64)을 환 형상으로 접속하여 구성되어 있다.

태양열 집열기(4)는 태양열에 의해 열매체를 가열한다. 순환 펌프(63)는 태양 집열용 열매체 회로(10) 내에 열매체를 순환시키는 펌프이다.

열매체 회로(7)는, 축열 탱크(60) 내의 물로부터의 채열 또는 물로의 방열을 행하는 탱크 내 제2 열교환기(70)와, 제1 진행 배관(71a)과, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 공기 온도 조절용 냉매 및 급탕용 냉매 회로(6)의 급탕용 냉매의 열교환을 행하는 중간 열교환기(23)의 열매체 전열관(23c)과, 순환 펌프(73)를 포함하는 제1 복귀 배관(72a)을 환 형상으로 접속하여 구성되어 있다. 또한, 제1 진행 배관(71a)과 복귀 배관(72a) 사이를 접속하는, 바이패스 밸브(75)를 포함하는 바이패스 배관(74)을 구비한다.

바이패스 밸브(75)는 복귀 배관(72a) 내의 중간 열교환기(23)에서 온도 변화된 열매체의 일부를 바이패스 배관(74)에 바이패스하여, 탱크 내 제2 열교환기(70)에 있어서 축열 탱크(60) 내의 물로부터의 채열 또는 물로의 방열을 행한 열매체에 혼합하고, 원하는 온도의 열매체를 중간 열교환기(23)로 공급한다.

또한, 열매체를 적온으로 조정하여 이용하는 방법으로서는, 바이패스를 설치하는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 펌프(73)로서 유량 가변의 것을 이용하고, 상기 펌프의 유속을 조정함으로써, 흡열량·방열량을 변화시키는 것이어도 된다.

공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)와의 전환을 행하는 공기 온도 조절용 열매체 회로(8b)는, 축열 탱크(60) 내의 물로부터의 채열 또는 물로의 방열을 행하는 탱크 내 제2 열교환기(70)와, 제2 진행 배관(71b)과, 공기 온도 조절용 진행 배관(30), 실내 공기와의 열교환을 행하는 실내 유닛(2) 내에 설치된 실내 열교환기(31)와, 공기 온도 조절용 열매체 순환 펌프(33), 유량 센서(36)를 포함하는 공기 온도 조절용 복귀 배관(32)과, 개폐 밸브(35b)를 포함하는 제2 복귀 배관(72b)을 환 형상으로 접속하여 구성되어 있다. 또한, 제2 진행 배관(71b)과 복귀 배관(72b) 사이를 접속하는, 바이패스 밸브(81)를 포함하는 바이패스 배관(80)을 구비한다.

바이패스 밸브(81)는, 바이패스 밸브(75)와 마찬가지로, 복귀 배관(72b) 내의 실내 열교환기(31)에서 온도 변화된 열매체의 일부를 바이패스 배관(80)에 바이패스하여, 탱크 내 제2 열교환기(70)에 있어서 축열 탱크(60) 내의 물로부터의 채열 또는 물로의 방열을 행한 열매체에 혼합하고, 원하는 온도의 열매체를 실내 열교환기(31)로 공급한다.

출탕 경로(11)는, 급탕 탱크(50)와, 축열 탱크(60)와, 급탕·축열 탱크 유닛(3)의 외부의 상수도와 접속되는 급수 금속 피팅(90)과, 이 급수 금속 피팅(90)과 급탕 탱크(50) 하부를 접속하는 급수관(91)과, 이 급수관(91)과 축열 탱크(60) 하부를 접속하는 제1 급수 분기관(92)과, 제1 급탕 혼합 밸브(95) 및 제2 급탕 혼합 밸브(97)를 포함하는 급탕관(93)과, 이 급탕관(93)과 접속되어 외부의 급탕 단말과 접속되는 급탕 금속 피팅(98)과, 축열 탱크(60) 상부와 급탕 혼합 밸브(95)를 접속하는 출탕관(94)과, 급수관(91)과 제2 급탕 혼합 밸브(97)를 접속하는 제2 급수 분기관(96)을 구비한다. 또한, 축열 탱크는, 축열이라 하는 기능으로부터 본 경우, 출탕 경로(11)와 접속되지 않고, 독립하여 설치되는 것이어도 된다.

급탕 혼합 밸브(95)는, 급탕 탱크(50) 내의 온수와 축열 탱크(70) 내의 온수를 혼합하고, 급탕 혼합 밸브(97)는, 급탕 혼합 밸브(95)에서 혼합된 온수와 제2 급수 분기관(96)으로부터의 물을 혼합하고, 원하는 온도의 물을 급탕 금속 피팅(98)으로부터 공급한다.

공조 급탕 시스템(100)은 복수의 온도 센서를 구비하고 있다. 예를 들어, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)는, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 이용측 열교환기(28)의 공기 온도 조절용 열매체 전열관(28b)의 입구와 출구의 온도를 검지하는 온도 센서(37, 38)를 구비한다. 또한, 이용측 열교환기(28)의 공기 온도 조절용 냉매 전열관(28a)에 냉매 온도를 검지하는 온도 센서(39)를 구비한다. 또한, 급탕 회로(9)에는, 급탕용 냉매 회로(6)의 이용측 열교환기(42)의 급탕용 물 전열관(42b)의 입구와 출구의 온도를 검지하는 온도 센서(55, 56)를 구비한다. 또한, 급탕용 냉매 회로(6)의 이용측 열교환기(42)의 급탕용 냉매 전열관(42a)에 냉매 온도를 검지하는 온도 센서(57)를 구비하고, 중간 열교환기(23)의 급탕용 냉매 전열관(23b)에 냉매 온도를 검지하는 온도 센서(58)를 구비한다.

열매체 회로(7)에는, 탱크 내 제2 열교환기(70)로부터의 열매체의 온도를 검지하는 온도 센서(76)와, 중간 열교환기(23)로의 열매체 진행 온도를 검지하는 온도 센서(77)와, 중간 열교환기(23)로부터의 열매체 복귀 온도를 검지하는 온도 센서(78)를 구비한다.

상기 중간 열교환기(23)는, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 관로의 일부와, 급탕용 냉매 회로(6)의 관로의 일부와, 열매체 회로(7)의 관로의 일부를 서로 이웃시켜 일체로 구성한 것이며, 3유체 열교환기라고도 칭할 수 있다.

제어 장치(20)는, 도시하지 않은 리모트 컨트롤러와, 각 온도 센서의 신호를 입력하고, 이들 신호에 기초하여, 압축기(21, 41)와, 4방향 밸브(22)와, 팽창 밸브(24, 27, 43, 44)와, 순환 펌프(33, 52, 63, 73) 등의 제어를 행한다.

이상과 같이 구성하는 공조 급탕 시스템(100)의 급탕 운전, 난방 운전 및 냉방 운전의 동작에 대해, 이하에 설명한다. 도 2에 각 운전 모드의 상태표, 도 3 내지 도 14에 각 운전 모드의 냉매, 물 및 열매체의 흐름을 나타내는 계통도를 도시한다.

우선, 도 3의 <1> 운전 모드 No.1-0의 급탕·난방 운전에 대해 설명한다. 이 모드는, 급탕 및 난방의 열원으로서 공기열을 사용한다. 도 3에 냉매, 물 및 열매체의 흐름을 도시한다. 이때, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 팽창 밸브(24), 급탕용 냉매 회로(6)의 팽창 밸브(43)는 완전 폐쇄이므로 냉매는 흐르지 않는다. 또한, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)의 개폐 밸브(35a)는 개방이므로 열매체를 흐르게 하고, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8b)의 개폐 밸브(35b)는 폐쇄이므로 열매체를 흐르게 하지 않는다. 열매체 회로(7)는 동작하지 않는다.

공기 온도 조절용 냉매 회로(5)에서는, 압축기(21)에서 압축되어 고온 고압으로 된 가스 냉매는, 4방향 밸브(22)를 통과하여, 이용측 열교환기(28)의 공기 온도 조절용 냉매 전열관(28a)에 유입한다. 공기 온도 조절용 냉매 전열관(28a) 내를 흐르는 고온 고압의 가스 냉매는, 공기 온도 조절용 열매체 전열관(28b) 내를 흐르는 열매체에 의해 냉각된다(냉매의 종류에 따라서는, 응축하고, 액화됨). 이 고압의 냉매는 팽창 밸브(27)에서 감압되어, 저온 저압의 냉매(냉매의 종류에 따라서는, 기액 2상 냉매)로 되고, 공기 열교환기(25)에 있어서, 팬(26)에 의해 보내져 오는 실외 공기에 의해 가열되어(냉매의 종류에 따라서는, 증발하여), 저압의 가스 냉매로 된다. 이 저압의 가스 냉매는, 4방향 밸브(22)를 통과하여, 다시 압축기(21)로 복귀된다.

공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)에서는, 순환 펌프(33)의 운전에 의해 토출된 열매체는, 배관(34)을 통과하여, 이용측 열교환기(28)의 공기 온도 조절용 열매체 전열관(28b)에 유입한다. 공기 온도 조절용 열매체 전열관(28b) 내를 흐르는 열매체는, 공기 온도 조절용 냉매 전열관(28a) 내를 흐르는 고온의 냉매에 의해 가열되어 승온한다. 온도가 상승된 열매체는, 진행 배관(29, 30)을 통과하고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 공기에 의해 냉각되어 온도 저하된다. 이때, 실내 공기를 가열함으로써 난방을 행한다. 온도가 저하된 열매체는, 복귀 배관(32)을 통과하여, 다시 순환 펌프(33)로 복귀된다.

급탕용 냉매 회로(6)에서는, 압축기(41)에서 압축되어 고온 고압으로 된 가스 냉매는, 이용측 열교환기(42)의 급탕용 냉매 전열관(42a)에 유입한다. 급탕용 냉매 전열관(42a) 내를 흐르는 고온 고압의 가스 냉매는, 급탕용 물 전열관(42b) 내를 흐르는 물에 의해 냉각된다(냉매의 종류에 따라서는, 응축하고 액화됨). 이 고압의 냉매는 팽창 밸브(44)에서 감압되어, 저온 저압의 냉매(냉매의 종류에 따라서는, 기액 2상 냉매)로 되고, 공기 열교환기(45)에 있어서, 팬(46)에 의해 보내져 오는 실외 공기에 의해 가열되어(냉매의 종류에 따라서는, 증발하여), 저압의 가스 냉매로 되고, 다시 압축기(41)로 복귀된다.

급탕 회로(9)에서는, 순환 펌프(52)의 운전에 의해 급탕 탱크(50)의 하부로부터 유출한 물은, 진행 배관(51)을 통과하여, 이용측 열교환기(42)의 급탕용 물 전열관(42b)에 유입한다. 급탕용 물 전열관(42b) 내를 흐르는 물은, 급탕용 냉매 전열관(42a) 내를 흐르는 고온의 냉매에 의해 가열되어 승온하고, 복귀 배관(53)을 통과하여, 급탕 탱크(50)의 상부로 복귀되고, 고온의 온수가 저탕된다.

다음으로, 도 4의 <2> 운전 모드 No.1-1의 급탕·난방 운전에 대해 설명한다. 이 모드는, 상기 중간 열교환기(23)를 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 증발기로서 기능시킴과 동시에, 상기 급탕용 냉매 회로(6)의 증발기로서 기능시키고, 상기 중간 열교환기(23)에 있어서 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5) 및 급탕용 냉매 회로(6)를 순환하는 냉매에 대하여 상기 열매체 회로(7)를 순환하는 열매체의 온열을 부여함으로써, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)에 의한 공기 가열 운전(즉, 냉방 운전) 및 상기 급탕용 냉매 회로(6)에 의한 급탕 운전을 행하는 것이다.

구체적으로는, 급탕 및 난방의 열원으로서 축열 탱크(60) 내의 온수를 사용한다. 또한, 축열 탱크(60) 내의 온수는, 태양 집열용 열매체 회로(10)에 의해 태양열에 의해 가열된 것이다. 도 4에 냉매, 물 및 열매체의 흐름을 도시한다. 이때, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 팽창 밸브(27), 급탕용 냉매 회로(6)의 팽창 밸브(44)는 완전 폐쇄이므로 냉매는 흐르지 않는다. 또한, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)의 개폐 밸브(35a)는 개방이므로 열매체를 흐르게 하고, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8b)의 개폐 밸브(35b)는 폐쇄이므로 열매체를 흐르게 하지 않는다.

공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)에서의 동작은, 전술한 <1> 운전 모드 No.1-0의 경우와 동일하다.

급탕용 냉매 회로(6)에서는, 압축기(41)에서 압축되어 고온 고압으로 된 가스 냉매는, 이용측 열교환기(42)의 급탕용 냉매 전열관(42a)에 유입한다. 급탕용 냉매 전열관(42a) 내를 흐르는 고온 고압의 가스 냉매는, 급탕용 물 전열관(42b) 내를 흐르는 물에 의해 냉각된다(냉매의 종류에 따라서는, 응축하고 액화됨). 이 고압의 냉매는 팽창 밸브(43)에서 감압되어, 저온 저압의 냉매(냉매의 종류에 따라서는, 기액 2상 냉매)로 되고, 중간 열교환기(23)의 급탕용 냉매 전열관(23b)에 있어서, 열매체 전열관(23c) 내를 흐르는 열매체에 의해 가열되어(냉매의 종류에 따라서는, 증발하여), 저압의 가스 냉매로 되고, 다시 압축기(41)로 복귀된다.

급탕 회로(9)에서의 동작은, 전술한 <1> 운전 모드 No.1-0의 경우와 동일하다.

열매체 회로(7)에서는, 축열 탱크(60) 내의 제2 열교환기(70)에 있어서 가열된 열매체는, 순환 펌프(73)의 운전에 의해, 진행 배관(71a)을 통과하여, 중간 열교환기(23)의 열매체 전열관(23c)에 유입한다. 열매체 전열관(23c) 내를 흐르는 열매체는, 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a) 내 및 급탕용 냉매 전열관(23b) 내를 흐르는 저온의 냉매에 의해 냉각되어 온도 저하되고, 복귀 배관(72a)을 통과하여, 다시 축열 탱크(60) 내의 제2 열교환기(70)로 복귀된다.

다음으로, 급탕·냉방 운전의 모드에 대해 설명한다. 이 모드는, 상기 중간 열교환기(23)를 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축기로서 기능시킴과 동시에, 상기 급탕용 냉매 회로(6)의 증발기로서 기능시키고, 상기 중간 열교환기(23)에 있어서 급탕용 냉매 회로(6)를 순환하는 냉매에 대하여 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)를 순환하는 냉매의 온열을 부여함으로써, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)에 의한 공기 냉각 운전(즉, 냉방 운전) 및 상기 급탕용 냉매 회로(6)에 의한 급탕 운전을 행하는 것이다.

구체적으로는, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)에 있어서 상기 중간 열교환기(23)와 병렬로 배치되는 공기 열교환기(25)와, 상기 급탕용 냉매 회로(6)에 있어서 상기 중간 열교환기(23)와 병렬로 배치되는 공기 열교환기(45)를 사용하여, 급탕용 냉매 회로(6)를 순환하는 냉매의 상기 중간 열교환기(23)에 있어서의 필요 열량과 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)를 순환하는 냉매의 상기 중간 열교환기(23)에 있어서의 방열량이 밸런스가 맞지 않을 경우, 부족한 열을 상기 공기 열교환기(25) 또는 공기 열교환기(45)에 있어서의 열교환에 의해 보충하는 것이 생각된다.

도 5의 <3> 운전 모드 No.2-0a는, 급탕을 위한 열원(흡열)이 냉방의 방열보다 큰 경우이며, 급탕의 열원으로서 냉방의 방열 및 공기열을 사용한다. 도 5에, 냉매, 물 및 열매체의 흐름을 도시한다. 이 모드는, 급탕의 흡열량이 냉방의 방열량보다 커지는 급탕·냉방 운전에도 대응 가능한 점에서 우수하다.

이때, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 팽창 밸브(27)는 완전 폐쇄이므로 냉매는 흐르지 않는다. 또한, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)의 개폐 밸브(35a)는 개방이므로 열매체를 흐르게 하고, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8b)의 개폐 밸브(35b)는 폐쇄이므로 열매체를 흐르게 하지 않는다. 열매체 회로(7)는 동작하지 않는다.

공기 온도 조절용 냉매 회로(5)에서는, 압축기(21)에서 압축되어 고온 고압으로 된 가스 냉매는, 4방향 밸브(22)를 통과하여, 중간 열교환기(23)의 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a)에 유입한다. 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a) 내를 흐르는 고온 고압의 가스 냉매는, 급탕용 전열관(23b) 내를 흐르는 온도가 낮은 냉매에 의해 냉각된다(냉매의 종류에 따라서는, 응축하고 액화됨). 이 고압의 냉매는 팽창 밸브(24)에서 감압되어, 저온 저압의 냉매(냉매의 종류에 따라서는, 기액 2상 냉매)로 되고, 이용측 열교환기(28)의 공기 온도 조절용 냉매 전열관(28a)에 유입한다. 공기 온도 조절용 냉매 전열관(28a) 내를 흐르는 기액 2상 냉매는, 공기 온도 조절용 열매체 전열관(28b) 내를 흐르는 온도가 높은 열매체에 의해 가열되어(냉매의 종류에 따라서는, 증발하여), 저압의 가스 냉매로 된다. 이 저압의 가스 냉매는, 4방향 밸브(22)를 통과하여, 다시 압축기(21)로 복귀된다.

공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)에서는, 순환 펌프(33)의 운전에 의해 토출된 열매체는 배관(34)을 통과하여, 이용측 열교환기(28)의 공기 온도 조절용 열매체 전열관(28b)에 유입한다. 공기 온도 조절용 열매체 전열관(28b) 내를 흐르는 열매체는 공기 온도 조절용 냉매 전열관(28a) 내를 흐르는 저온의 냉매에 의해 냉각되어 온도 저하된다. 온도가 저하된 열매체는, 진행 배관(29, 30)을 통과하고, 실내 열교환기(31)에 있어서, 실내 공기에 의해 가열되어, 온도 상승된다. 이때, 실내 공기를 냉각함으로써 냉방을 행한다. 온도가 상승된 열매체는 복귀 배관(32)을 통과하여, 다시 순환 펌프(33)로 복귀된다.

급탕용 냉매 회로(6)에서는, 압축기(41)에서 압축되어 고온 고압으로 된 가스 냉매는, 이용측 열교환기(42)의 급탕용 냉매 전열관(42a)에 유입한다. 급탕용 냉매 전열관(42a) 내를 흐르는 고온 고압의 가스 냉매는, 급탕용 물 전열관(42b) 내를 흐르는 물에 의해 냉각된다(냉매의 종류에 따라서는, 응축하고 액화됨). 이 고압의 냉매는 팽창 밸브(43 및 44)에서 감압된다. 이때, 팽창 밸브(43, 44)는, 중간 열교환기(23)를 흐르는 냉매와 공기 열교환기(45)를 흐르는 냉매의 유량 비율의 조정을 행한다. 팽창 밸브(43)에서 감압되어, 저온 저압으로 된 냉매(냉매의 종류에 따라서는, 기액 2상 냉매)는, 중간 열교환기(23)의 급탕용 냉매 전열관(23b)에 있어서, 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a) 내를 흐르는 온도가 높은 냉매에 의해 가열되어 증발하고, 저압의 가스 냉매로 된다. 한편, 팽창 밸브(44)에서 감압되어, 저온 저압으로 된 냉매는, 공기 열교환기(45)에 있어서, 팬(46)에 의해 보내져 오는 실외 공기에 의해 가열되어(냉매의 종류에 따라서는, 증발하여), 저압의 가스 냉매로 된다. 중간 열교환기(23) 및 공기 열교환기를 나온 가스 냉매는 다시 압축기(41)로 복귀된다. 이때, 급탕의 열원으로서 냉방의 배열 및 공기열이 사용된다.

도 6의 <4> 운전 모드 No.2-0b는, 급탕에 필요한 열원(흡열)이 냉방의 방열보다 작은 경우이며, 여분의 냉방의 방열을 공기에 흡열시킨다. 도 6에 냉매, 물 및 열매체의 흐름을 도시한다. 이때, 급탕용 냉매 회로(6)의 팽창 밸브(44)는 완전 폐쇄이므로 냉매는 흐르지 않는다. 또한, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)의 개폐 밸브(35a)는 개방이므로 열매체를 흘리고, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8b)의 개폐 밸브(35b)는 폐쇄이므로 열매체를 흘리지 않는다. 열매체 회로(7)는 동작하지 않는다.

공기 온도 조절용 냉매 회로(5)에서는, 압축기(21)에서 압축되어 고온 고압으로 된 가스 냉매는, 4방향 밸브(22)를 통과하여, 중간 열교환기(23)의 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a) 및 공기 열교환기(25)에 유입한다. 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a)에 유입한 고온 고압의 가스 냉매는, 급탕용 전열관(23b) 내를 흐르는 온도가 낮은 냉매에 의해 냉각된다(냉매의 종류에 따라서는, 응축하고 액화됨). 한편, 공기 열교환기(25)에 유입한 고온 고압의 가스 냉매는, 팬(26)에 의해 보내져 오는 실외 공기에 의해 냉각되어 응축하고, 액화된다. 중간 열교환기(23) 및 공기 열교환기(25)를 나온 고압의 냉매는 각각, 팽창 밸브(24 및 27)에서 감압되어, 저온 저압의 냉매(냉매의 종류에 따라서는, 기액 2상 냉매)로 된다. 이때, 팽창 밸브(24, 27)는 중간 열교환기(23)를 흐르는 냉매와 공기 열교환기(25)를 흐르는 냉매의 유량 비율의 조정을 행한다. 저온 저압의 냉매는, 이용측 열교환기(28)의 공기 온도 조절용 냉매 전열관(28a)에 유입하고, 공기 온도 조절용 열매체 전열관(28b) 내를 흐르는 온도가 높은 열매체에 의해 가열되어(냉매의 종류에 따라서는, 증발하여), 저압의 가스 냉매로 된다. 이 저압의 가스 냉매는, 4방향 밸브(22)를 통과하여, 다시 압축기(21)로 복귀된다. 이때, 급탕의 열원으로서 이용되지 않는 여분의 냉방의 방열을 공기에 흡열시키고 있다.

공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)의 동작은, 전술한 <3> 운전 모드 No.2-0a의 경우와 동일하다.

급탕용 냉매 회로(6)에서는, 압축기(41)에서 압축되어 고온 고압으로 된 가스 냉매는, 이용측 열교환기(42)의 급탕용 냉매 전열관(42a)에 유입한다. 급탕용 냉매 전열관(42a) 내를 흐르는 고온 고압의 가스 냉매는, 급탕용 물 전열관(42b) 내를 흐르는 물에 의해 냉각된다(냉매의 종류에 따라서는, 응축하고 액화됨). 이 고압의 냉매는 팽창 밸브(43)에서 감압되고, 저온 저압으로 된 냉매(냉매의 종류에 따라서는, 기액 2상 냉매)는, 중간 열교환기(23)의 급탕용 냉매 전열관(23b)에 있어서, 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a) 내를 흐르는 온도가 높은 냉매에 의해 가열되어(냉매의 종류에 따라서는, 증발하여), 저압의 가스 냉매로 되고, 다시 압축기(41)로 복귀된다. 이때, 급탕의 열원으로서 냉방의 배열이 사용된다.

또한, 급탕·냉방 운전의 모드로서는, 상기 이외에도, 급탕용 냉매 회로(6)를 순환하는 냉매의 상기 중간 열교환기(23)에 있어서의 필요 열량과 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)를 순환하는 냉매의 상기 중간 열교환기(23)에 있어서의 방열량이 밸런스가 맞지 않을 경우, 부족한 열을 상기 열매체 회로(7)를 순환하는 열매체와의 열교환에 의해 보충하는 것이 생각된다.

도 7의 <5> 운전 모드 No.2-1은, 급탕을 위한 열원(흡열)이 냉방의 방열보다 큰 경우이며, 급탕의 열원으로서 냉방의 방열 및 축열 탱크(60) 내의 온수를 사용한다. 이 모드는, 급탕의 흡열량이 냉방의 방열량보다 커지는 급탕·냉방 운전에도 대응 가능한 점에서 우수하다.

또한, 이 모드는, <3> 운전 모드 No.2-0a의 공기열 대신에 온수를 사용한 것이다. 축열 탱크(60) 내의 온수는, 태양 집열용 열매체 회로(10)에 의해 태양열에 의해 가열된 것이다. 도 7에 냉매, 물 및 열매체의 흐름을 도시한다. 이때, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 팽창 밸브(27) 및 급탕용 냉매 회로(6)의 팽창 밸브(43)는 완전 폐쇄이므로 냉매는 흐르지 않는다. 또한, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)의 개폐 밸브(35a)는 개방이므로 열매체를 흐르게 하고, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8b)의 개폐 밸브(35b)는 폐쇄이므로 열매체를 흐르게 하지 않는다.

공기 온도 조절용 냉매 회로(5) 및 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)의 동작은, 전술한 <3> 운전 모드 No.2-0a의 경우와 동일하다.

급탕용 냉매 회로(6)에서는, 압축기(41)에서 압축되어 고온 고압으로 된 가스 냉매는, 이용측 열교환기(42)의 급탕용 냉매 전열관(42a)에 유입한다. 급탕용 냉매 전열관(42a) 내를 흐르는 고온 고압의 가스 냉매는, 급탕용 물 전열관(42b) 내를 흐르는 물에 의해 냉각된다(냉매의 종류에 따라서는, 응축하고 액화됨). 이 고압의 냉매는 팽창 밸브(43)에서 감압되고, 저온 저압으로 된 냉매(냉매의 종류에 따라서는, 기액 2상 냉매)는, 중간 열교환기(23)의 급탕용 냉매 전열관(23b)에 있어서, 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a) 내를 흐르는 온도가 높은 냉매 및 열매체 전열관(23c) 내를 흐르는 온도가 높은 열매체에 의해 가열되어(냉매의 종류에 따라서는, 증발하여), 저압의 가스 냉매로 되고, 다시 압축기(41)로 복귀된다. 이때, 급탕의 열원으로서 냉방의 배열 및 온수가 사용된다.

열매체 회로(7)에서는, 축열 탱크(60) 내의 제2 열교환기(70)에 있어서 가열된 열매체는, 순환 펌프(73)의 운전에 의해, 진행 배관(71a)을 통과하여, 중간 열교환기(23)의 열매체 전열관(23c)에 유입한다. 열매체 전열관(23c) 내를 흐르는 열매체는, 급탕용 냉매 전열관(23b) 내를 흐르는 저온의 냉매에 의해 냉각되어 온도 저하되고, 복귀 배관(72a)을 통과하여, 다시 축열 탱크(60) 내의 제2 열교환기(70)로 복귀된다.

또한, 이 <5> 운전 모드 No.2-1은, 급탕용 냉매 회로(6)의 저압측 냉매가 흡열하는 모드이기 때문에, 축열 탱크(60) 내의 물의 온도가 저압측 냉매의 온도(즉, 증발 온도)보다 높을 필요가 있다.

도 8의 <6> 운전 모드 No.2-2는, 급탕에 필요한 열원(흡열)이 냉방의 방열보다 작은 경우이며, 여분의 냉방의 방열을 축열 탱크(60) 내의 냉수에 흡열시킨다. 이 모드는, <4> 운전 모드 No.2-0b의 공기에 흡열시키는 대신에 냉수에 흡열시킨 것이다.

여기서, 축열 탱크(60) 내의 냉수는, 후술하는 <8> 운전 모드 No.3-1의 급탕 운전에서 냉각된 것이다. 예를 들어, 밤에 <8> 운전 모드 No.3-1을 행하여, 급탕 운전함과 동시에 냉수를 생성하고, 낮에 <6> 운전 모드 No.2-2의 급탕·냉방 운전을 행할 때에 이 냉열을 이용하는 것이 바람직하다.

도 8에 냉매, 물 및 열매체의 흐름을 도시한다. 이때, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 팽창 밸브(27) 및 급탕용 냉매 회로(6)의 팽창 밸브(43)는 완전 폐쇄이므로 냉매는 흐르지 않는다. 또한, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)의 개폐 밸브(35a)는 개방이므로 열매체를 흐르게 하고, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8b)의 개폐 밸브(35b)는 폐쇄이므로 열매체를 흐르게 하지 않는다.

또한, 이 <6> 운전 모드 No.2-2에서는, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 급탕용 냉매가 방열하기 위해, 축열 탱크(60) 내의 물의 온도가 급탕용 냉매의 온도(응축 온도)보다 낮을 필요가 있다.

공기 온도 조절용 냉매 회로(5)에서는, 압축기(21)에서 압축되어 고온 고압으로 된 가스 냉매는, 4방향 밸브(22)를 통과하여, 중간 열교환기(23)의 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a)에 유입한다. 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a) 내를 흐르는 고온 고압의 가스 냉매는, 급탕용 전열관(23b) 내를 흐르는 온도가 낮은 냉매 및 열매체 전열관(23c) 내를 흐르는 온도가 낮은 열매체에 의해 냉각된다(냉매의 종류에 따라서는, 응축하고 액화됨). 이 고압의 냉매는 팽창 밸브(24)에서 감압되어, 저온 저압의 냉매(냉매의 종류에 따라서는, 기액 2상 냉매)로 되고, 이용측 열교환기(28)의 공기 온도 조절용 냉매 전열관(28a)에 유입한다. 공기 온도 조절용 냉매 전열관(28a) 내를 흐르는 냉매는, 공기 온도 조절용 열매체 전열관(28b) 내를 흐르는 온도가 높은 열매체에 의해 가열되어(냉매의 종류에 따라서는, 증발하여), 저압의 가스 냉매로 된다. 이 저압의 가스 냉매는, 4방향 밸브(22)를 통과하여, 다시 압축기(21)로 복귀된다. 이때, 급탕의 열원으로서 이용되지 않는 여분의 냉방의 방열을 냉수에 흡열시키고 있다.

또한, 급탕용 냉매 회로(6) 및 급탕 회로(9)의 동작은, 전술한 <4> 운전 모드 No.2-0b의 경우와 동일하다.

열매체 회로(7)에서는, 축열 탱크(60) 내의 제2 열교환기(70)에 있어서 냉각된 열매체는, 순환 펌프(73)의 운전에 의해, 진행 배관(71a)을 통과하여, 중간 열교환기(23)의 열매체 전열관(23c)에 유입한다. 열매체 전열관(23c) 내를 흐르는 열매체는, 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a) 내를 흐르는 고온의 냉매에 의해 가열되어 온도 상승되고, 복귀 배관(72a)을 통과하여, 다시 축열 탱크(60) 내의 제2 열교환기(70)로 복귀된다.

다음으로, 도 9의 <7> 운전 모드 No.3-0의 급탕 운전에 대해 설명한다. 이 모드는, 급탕의 열원으로서 공기열을 사용한다. 도 9에 냉매 및 물의 흐름을 도시한다. 이때, 급탕용 냉매 회로(6)의 팽창 밸브(43)는 완전 폐쇄이므로 냉매는 흐르지 않는다. 공기 온도 조절용 냉매 회로(5), 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a, 8b), 열매체 회로(7)는 동작하지 않는다.

급탕용 냉매 회로(6) 및 급탕 회로(9)에서의 동작은, 전술한 <1> 운전 모드 No.1-0의 경우와 동일하다.

다음으로, 도 10의 <8> 운전 모드 No.3-1의 급탕 운전에 대해 설명한다. 이 모드는, 상기 중간 열교환기(23)를 상기 급탕용 냉매 회로(6)의 증발기로서 기능시키고, 상기 중간 열교환기(23)에 있어서 상기 급탕용 냉매 회로(6)를 순환하는 냉매에 대하여 상기 열매체 회로(7)를 순환하는 열매체의 온열을 부여함으로써, 급탕 운전을 행하는 것이다.

구체적으로는, 급탕 운전의 열원으로서 축열 탱크(60) 내의 온수를 사용한다. 도 10에 냉매, 물 및 열매체의 흐름을 도시한다. 이때, 급탕용 냉매 회로(6)의 팽창 밸브(44)는 완전 폐쇄이므로 냉매는 흐르지 않는다. 공기 온도 조절용 냉매 회로(5), 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a, 8b)는 동작하지 않는다.

급탕용 냉매 회로(6) 및 급탕 회로(9)에서의 동작은, 전술한 <2> 운전 모드 No.1-1의 경우와 동일하다.

또한, <8> 운전 모드 No.3-1의 급탕 운전은, 에너지 효율을 고려하면, 급탕 탱크(50) 내의 비등 온도＞축열 탱크(60) 내의 수온＞외기 온도라고 하는 관계가 성립하는 경우에 이용되는 것이 바람직하다.

열매체 회로(7)에서는, 축열 탱크(60) 내의 제2 열교환기(70)에 있어서 가열된 열매체는, 순환 펌프(73)의 운전에 의해, 진행 배관(71a)을 통과하여, 중간 열교환기(23)의 열매체 전열관(23c)에 유입한다. 열매체 전열관(23c) 내를 흐르는 열매체는, 급탕용 냉매 전열관(23b) 내를 흐르는 저온의 냉매에 의해 냉각되어 온도 저하되고, 복귀 배관(72a)을 통과하여, 다시 축열 탱크(60) 내의 제2 열교환기(70)로 복귀된다. 이 모드에 의해, 축열 탱크(60) 내의 물은 냉각되어, 냉수로 된다.

다음으로, 도 11의 <9> 운전 모드 No.4-0의 난방 운전에 대해 설명한다. 이 모드는, 난방의 열원으로서 공기열을 사용한다. 도 11에 냉매 및 열매체의 흐름을 도시한다. 이때, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 팽창 밸브(24)는 완전 폐쇄이므로 냉매는 흐르지 않는다. 또한, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)의 개폐 밸브(35a)는 개방이므로 열매체를 흐르게 하고, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8b)의 개폐 밸브(35b)는 폐쇄이므로 열매체를 흐르게 하지 않는다. 급탕용 냉매 회로(6), 급탕 회로(9), 열매체 회로(7)는 동작하지 않는다.

공기 온도 조절용 냉매 회로(5) 및 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)에서의 동작은, 전술한 <1> 운전 모드 No.1-0의 경우와 동일하다.

다음으로, 도 12의 <10> 운전 모드 No.4-1의 난방 운전에 대해 설명한다. 이 모드는, 상기 중간 열교환기(23)를 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 증발기로서 기능시키고, 상기 중간 열교환기(23)에 있어서 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)를 순환하는 냉매에 대하여 상기 열매체 회로(7)를 순환하는 열매체의 온열을 부여함으로써, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로에 의한 공기 가열 운전(즉, 난방 운전)을 행하는 것이다.

구체적으로는, 난방의 열원으로서 축열 탱크(60) 내의 온수를 사용한다. 도 12에 냉매 및 열매체의 흐름을 도시한다. 이때, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 팽창 밸브(27)는 완전 폐쇄이므로 냉매는 흐르지 않는다. 또한, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)의 개폐 밸브(35a)는 개방이므로 열매체를 흘리고, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8b)의 개폐 밸브(35b)는 폐쇄이므로 열매체를 흘리지 않는다. 급탕용 냉매 회로(6), 급탕 회로(9)는 동작하지 않는다.

공기 온도 조절용 냉매 회로(5) 및 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)에서의 동작은, 전술한 <2> 운전 모드 No.1-1의 경우와 동일하다.

열매체 회로(7)에서는, 축열 탱크(60) 내의 제2 열교환기(70)에 있어서 가열된 열매체는, 순환 펌프(73)의 운전에 의해, 진행 배관(71a)을 통과하여, 중간 열교환기(23)의 열매체 전열관(23c)에 유입한다. 열매체 전열관(23c) 내를 흐르는 열매체는, 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a) 내를 흐르는 저온의 냉매에 의해 냉각되어 온도 저하되고, 복귀 배관(72a)을 통과하여, 다시 축열 탱크(60) 내의 제2 열교환기(70)로 복귀된다.

다음으로, 도 13의 <11> 운전 모드 No.5-0의 냉방 운전에 대해 설명한다. 이 모드는, 냉방의 방열을 공기에 흡열시킨다. 도 13에 냉매 및 열매체의 흐름을 도시한다. 이때, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 팽창 밸브(24)는 완전 폐쇄이므로 냉매는 흐르지 않는다. 또한, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8a)의 개폐 밸브(35a)는 개방이므로 열매체를 흐르게 하고, 공기 온도 조절용 열매체 회로(8b)의 개폐 밸브(35b)는 폐쇄이므로 열매체를 흐르게 하지 않는다. 급탕용 냉매 회로(6), 급탕 회로(9), 열매체 회로(7)는 동작하지 않는다.

공기 온도 조절용 냉매 회로(5)에서는, 압축기(21)에서 압축되어 고온 고압으로 된 가스 냉매는, 4방향 밸브(22)를 통과하여, 공기 열교환기(25)에 유입한다. 공기 열교환기(25)에 유입한 고온 고압의 가스 냉매는, 팬(26)에 의해 보내져 오는 실외 공기에 의해 냉각된다(냉매의 종류에 따라서는, 응축하고 액화됨). 이 고압의 냉매는 팽창 밸브(27)에서 감압되고, 저온 저압으로 된 냉매(냉매의 종류에 따라서는, 기액 2상 냉매)는, 이용측 열교환기(28)의 공기 온도 조절용 냉매 전열관(28a)에 유입하고, 공기 온도 조절용 열매체 전열관(28b) 내를 흐르는 온도가 높은 열매체에 의해 가열되어(냉매의 종류에 따라서는, 증발하여), 저압의 가스 냉매로 된다. 이 저압의 가스 냉매는, 4방향 밸브(22)를 통과하여, 다시 압축기(21)로 복귀된다.

다음으로, 도 14의 <12> 운전 모드 No.5-1의 냉방 운전에 대해 설명한다. 이 모드는, 상기 중간 열교환기(23)를 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축기로서 기능시키고, 상기 중간 열교환기(23)에 있어서 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)를 순환하는 냉매에 대하여 상기 열매체 회로(7)를 순환하는 열매체의 냉열을 부여함으로써, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)에 의한 공기 냉각 운전(즉, 냉방 운전)을 행하는 것이다.

구체적으로는, 냉방의 방열을 축열 탱크(60) 내의 냉수에 흡열시킨다. 여기서, 축열 탱크(60) 내의 냉수는, 전술한 <8> 운전 모드 No.3-1의 급탕 운전에서, 냉각된 것이다. 급탕 운전으로 생성한 냉열을, 시간을 시프트하여 냉방 운전 시의 냉열원으로서 사용하는 것이다. 즉, 예를 들어, 밤에 <8> 운전 모드 No.3-1을 행하여, 급탕함과 동시에 냉수를 생성하고, 낮에 <12> 운전 모드 No.5-1의 냉방 운전을 행할 때에 이 냉열을 이용하는 것이 바람직하다.

도 14에 냉매 및 열매체의 흐름을 도시한다. 이때, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 팽창 밸브(27)는 완전 폐쇄이므로 냉매는 흐르지 않는다. 급탕용 냉매 회로(6), 급탕 회로(9)는 동작하지 않는다.

공기 온도 조절용 냉매 회로(5)에서는, 압축기(21)에서 압축되어 고온 고압으로 된 가스 냉매는, 4방향 밸브(22)를 통과하여, 중간 열교환기(23)의 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a)에 유입한다. 공기 온도 조절용 냉매 전열관(23a) 내를 흐르는 고온 고압의 가스 냉매는, 열매체 전열관(23c) 내를 흐르는 온도가 낮은 열매체에 의해 냉각된다(냉매의 종류에 따라서는, 응축하고, 액화됨). 이 고압의 냉매는 팽창 밸브(24)에서 감압되고, 저온 저압으로 된 냉매(냉매의 종류에 따라서는, 기액 2상 냉매)는, 이용측 열교환기(28)의 공기 온도 조절용 냉매 전열관(28a)에 유입하고, 공기 온도 조절용 열매체 전열관(28b) 내를 흐르는 온도가 높은 열매체에 의해 가열되어(냉매의 종류에 따라서는, 증발하여), 저압의 가스 냉매로 된다. 이 저압의 가스 냉매는, 4방향 밸브(22)를 통과하여, 다시 압축기(21)로 복귀된다.

이상, 설명한 바와 같이, 상기 구성에 따르면, 열매체 회로가 공기 온도 조절용 냉매 회로 및 급탕용 냉매 회로를 순환하는 냉매의 열(온열 또는 냉열)을 축열할 수 있기 때문에, 각 회로를 동시에 운전하는 경우뿐만 아니라, 다른 시간에 운전하는 경우에 있어서도 공기 온도 조절용 냉매 회로 및 급탕용 냉매 회로의 배열을 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 높은 에너지 효율을 얻을 수 있다.

또한, 급탕 및 공조의 열원으로서, 태양열 집열기로 얻어진 온열을 이용할 수 있기 때문에, 높은 에너지 효율을 얻는 것이 가능하다. 계산으로 어림잡으면, 연간 소비 전력량을 약 4할 삭감할 수 있다.

또한, 급탕만 운전하는 경우, 공기 온도 조절용 냉매 회로는 운전하지 않고, 급탕용 냉매 회로만 운전하면 되므로, 쓸데없는 에너지 소비를 삭감할 수 있다.

또한, 급탕·냉방 운전 시, 급탕의 흡열량이 냉방의 방열량보다 큰 경우에도, 급탕용 냉매 회로의 공기 열교환기에서 공기열을 이용할 수 있기 때문에, 급탕의 흡열과 냉방의 방열량의 대소에 관계없이 운전이 가능하다.

또한, 중간 열교환기는, 공기 온도 조절용 냉매 전열관과, 급탕용 냉매 전열관과, 열매체 전열관이 서로 접촉하도록 일체로 구성되어 있는 3유체 열교환기이기 때문에, 급탕용 냉매 전열관과 급탕용 냉매 전열관의 2유체 열교환기와, 급탕용 냉매 전열관과 열매체 전열관의 2유체 열교환기와, 공기 온도 조절용 냉매 전열관과 열매체 전열관의 2유체 열교환기를 구비한 경우보다, 열교환기의 수를 적게 할 수 있어, 비용 및 기기 용적을 작게 할 수 있다.

또한, 냉매 회로의 배온 냉열 및 태양열 등의 온냉열원을 유효하게 이용할 수 있는 운전 모드를 복수 구비함으로써, 높은 에너지 효율을 얻을 수 있다.

다음으로, 상기 급탕·냉방 운전의 모드에 있어서의 제어에 대해 설명한다. 이 모드에 있어서는, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)에 의한 공기 냉각 운전 및 상기 급탕용 냉매 회로(6)에 의한 급탕 운전을 행할 때에, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 공기 냉각 능력 및 증발 온도와, 급탕용 냉매 회로(6)의 급탕 능력 및 응축 온도에 기초하여 설정되는 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도 목표값으로 되도록, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로 및 급탕용 냉매 회로를 제어한다.

이때, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도 목표값을, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)에 의한 공기 냉각 운전 및 상기 급탕용 냉매 회로(6)에 의한 급탕 운전의 효율이 최고가 되도록 설정한다.

또한, 이 모드에서는, 공기 냉각 능력에 대한 급탕 능력의 비율이 클수록, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도 목표값을 높게 설정한다.

이 구체예로서는, 열매체를 이용하는 <5> 운전 모드 No.2-1 및 <6> 운전 모드 No.2-2가 있다.

구체적으로는, 이 모드에서는, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)에 의한 공기 냉각 운전 및 상기 급탕용 냉매 회로(6)에 의한 급탕 운전을 행할 때에, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 공기 냉각 능력 및 증발 온도와, 급탕용 냉매 회로(6)의 급탕 능력 및 응축 온도에 기초하여 설정되는 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도 목표값으로 되도록, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로(5), 급탕용 냉매 회로(6) 및 열매체 회로(7)를 제어한다.

이하, 상세하게 설명한다. 도 7의 <5> 운전 모드 No.2-1의 저탕·냉방 운전 시의 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도 제어에 대해 도 7, 도 15 내지 도 18을 사용하여 설명한다. 이 운전 모드는, 저탕을 위한 열원(흡열)이 냉방의 방열보다 큰 경우로, 저탕의 열원으로서 냉방의 방열 및 축열 탱크(60) 내의 온수를 사용한다.

제어 장치(20)는, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 이용측 열교환기(28)의 열매체 출구의 온도 센서(38)의 온도가 소정의 목표값으로 되도록 압축기(21)의 회전 속도 제어를 행한다. 이 열매체 출구 온도의 목표값은, 공조를 행하는 실내의 냉방 부하를 기초로 설정된다. 이때, 열매체 출구의 온도 센서(38)의 온도가 목표값보다 높은 경우에는 능력이 충분하지 않기 때문에 압축기 회전 속도를 증가시키고, 목표값보다 낮은 경우에는 능력이 과잉이기 때문에 압축기 회전 속도를 감소시키고, 목표값과 동일한 경우에는 그 압축기 회전 속도를 유지한다. 또한, 제어 장치(20)는, 급탕용 냉매 회로(6)의 이용측 열교환기(42)의 물의 출구의 온도 센서(56) 온도가 소정의 목표값으로 되도록 압축기(41)의 회전 속도 제어를 행한다. 이 물의 출구 온도의 목표값은, 하루의 급탕 부하를 기초로 설정된다. 이때, 물의 출구의 온도 센서(56)의 온도가 목표값보다 낮은 경우에는 능력이 충분하지 않기 때문에 압축기 회전 속도가 증가하고, 목표값보다 높은 경우에는 능력이 과잉이기 때문에 압축기 회전 속도가 감소하고, 목표값과 동일한 경우에는 그 압축기 회전 속도를 유지한다.

다음으로, 급탕용 냉매 회로(6)의 중간 열교환기(23)의 급탕용 냉매 전열관(23b)을 흐르는 냉매의 증발 온도의 목표값 Th-e0의 설정에 대해, 도 15에 나타내는 흐름도로 설명한다. 제어 장치(20)는, 우선, 스텝 S11에 있어서, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 이용측 열교환기(28)의 냉매 전열관(28a)에 배치되어 있는 온도 센서(39)로, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 증발 온도 Tl-e를 검지하고, 급탕용 냉매 회로(6)의 이용측 열교환기(42)의 냉매 전열관(42a)에 배치되어 있는 온도 센서(57)로, 급탕용 냉매 회로(6)의 응축 온도 Th-c를 검지한다. 다음으로, 스텝 S12에 있어서, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 이용측 열교환기(28)의 공조용 열매체 전열관(28b)의 열매체 입구측에 배치된 온도 센서(37)로, 열매체 입구 온도를 검지하고, 열매체 출구측에 배치된 온도 센서(38)로, 열매체 출구 온도를 검지하고, 복귀 배관(32)에 배치된 유량 센서(36)로, 열매체 유량을 검지한다. 또한, 스텝 S13에 있어서, 급탕용 냉매 회로(6)의 이용측 열교환기(42)의 저탕 용수 전열관(42b)의 물의 입구측에 배치된 온도 센서(55)로, 물의 입구 온도를 검지하고, 물의 출구측에 배치된 온도 센서(56)로, 물의 출구 온도를 검지하고, 진행 배관(51)에 배치된 유량 센서(54)로, 물의 유량을 검지한다.

스텝 S12, 스텝 S13에서 검지한 온도, 유량으로부터, 스텝 S14에 있어서, 냉방 능력 Ql과 저탕 능력 Qh를 산출한다. 냉방 능력 Ql은, 미리 기억되어 있는 열매체 비열과 열매체 밀도와, 검지된 열매체 유량과 열매체의 입구 출구 온도의 차의 곱으로 산출된다. 또한, 저탕 능력 Qh는, 미리 기억되어 있는 물의 비열과 물의 밀도와, 검지된 물의 유량과 물의 입구 출구 온도의 차의 곱으로 산출된다.

다음으로, 스텝 S15에 있어서, 스텝 S11에서 검지한 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 증발 온도 Tl-e, 급탕용 냉매 회로(6)의 응축 온도 Th-c와, 스텝 S14에서 산출한 냉방 능력 Ql, 저탕 능력 Qh에 기초하여, 급탕용 냉매 회로(6)의 중간 열교환기(23)의 급탕용 냉매 전열관(23b)을 흐르는 냉매의 증발 온도의 목표값 Th-e0를 설정한다. 도 15 중의 S15의 f는 함수를 나타낸다. 도 16, 도 17을 사용하여 구체적인 함수 f의 작용을 설명한다. 제어 장치(20)는, 우선, 도 16에 나타내는 미리 설정된 표를 사용하여, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 증발 온도 Tl-e와 급탕용 냉매 회로(6)의 응축 온도 Th-c에 대응하여, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도 목표값 Th-e0를 나타내는, [저탕 능력 Qh/(냉방 능력Ql＋저탕 능력 Qh)]에 관한 1차식의 기울기 A와 절편 B를 선택한다. 그 1차식은 이하와 같이 나타낸다.

도 16의 표는, 공기 온도 조절용 냉매 회로 증발 온도 Tl-e와 급탕용 냉매 회로 응축 온도 Th-c의 각 범위마다, 기울기 A와 절편 B를 부여한다. 예를 들어, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 증발 온도 Tl-e가 9℃이고 급탕용 냉매 회로(6)의 응축 온도 Th-c가 64℃일 때, 기울기 A는 a, 절편 B는 b로 된다. 이때의 [저탕 능력 Qh/(냉방 능력 Ql＋저탕 능력 Qh)]와 급탕용 냉매 회로의 증발 온도 목표값 Th-e0의 관계는, 도 17과 같이 된다. 또한, [저탕 능력 Qh/(냉방 능력 Ql＋저탕 능력 Qh)]와 급탕용 냉매 회로의 증발 온도 목표값 Th-e0의 관계는, 공기 온도 조절용 냉매 회로 증발 온도 Tl-e와 급탕용 냉매 회로 응축 온도 Th-c에 관계없이, (냉방 능력 Ql＋저탕 능력 Qh)에 대한 저탕 능력 Qh의 비율이 클수록, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도 목표값 Th-e0는 높아지도록 설정된다.

여기서, (냉방 능력 Ql＋저탕 능력 Qh)에 대한 저탕 능력 Qh의 비율이 클수록, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도 목표값 Th-e0가 높아지도록 설정되는 이유를 이하에 설명한다.

도 18은, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 증발 온도 Tl-e가 9℃이고 급탕용 냉매 회로(6)의 응축 온도 Th-c가 64℃일 때, 냉방 능력 Ql이 4㎾, 저탕 능력 Qh가 5.5㎾와, 냉방 능력 Ql이 동일한 4㎾, 저탕 능력 Qh가 6㎾인 운전 조건에 대해, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도와 공조 급탕 시스템(100)의 에너지 효율을 나타내는 COP[(냉방 능력＋저탕 능력)/소비 전력]의 관계를 계산에 의해 나타낸 것이다. 도면으로부터, 각 운전 조건에 있어서 COP가 최고로 되는 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도가 존재하는 것을 알 수 있다. 또한, 그 COP가 최고로 되는 증발 온도는, 저탕 능력 Qh가 5.5㎾보다 큰 6㎾인 쪽이 높아진다. 따라서, 운전 조건에 대응하여, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도의 목표값을 COP가 최고로 되는 증발 온도로 설정하고, 증발 온도를 제어함으로써, 공조 급탕 시스템(100)의 에너지 효율을 높게 유지할 수 있다.

다음으로, (냉방 능력 Ql＋저탕 능력 Qh)에 대한 저탕 능력 Qh의 비율이 클수록, COP가 최고로 되는 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도가 높아지는 이유에 대해 설명한다.

<5> 운전 모드 No.2-1의 저탕·냉방 운전 시, 중간 열교환기(23)에 있어서, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 냉매 전열관(23a) 내의 응축 과정의 냉매와 열매체 전열관(23c) 내의 열매체가, 급탕용 냉매 회로(6)의 냉매 전열관(23b) 내의 증발 과정의 냉매와 열교환을 행하고 있다. 그 때, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도가 올라가면, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도도 상승되고, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도가 내려가면, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도도 저하되고, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도와 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도는 함께 변화된다. 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도가 올라가면, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발과 응축의 온도차가 작아져, 냉동 사이클의 특성으로부터 압축기(41)의 소비 전력이 작아진다. 한편, 이때 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도도 올라가므로, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 증발과 응축의 온도차가 커져, 냉동 사이클의 특성으로부터 압축기(21)의 소비 전력이 커진다. 또한, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도가 내려갈 때는, 상기의 역의 동작으로 된다.

한편, 공조 급탕 시스템(100)의 합계의 소비 전력은, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 압축기(21)와 급탕용 냉매 회로(6)의 압축기(41)의 소비 전력이 큰 부분을 차지한다. 따라서, 공조 급탕 시스템(100)의 COP를 높게 유지하기 위해서는, 이들 압축기(21, 41)의 소비 전력을 작게 하는 것이 필요하다. (냉방 능력 Ql＋저탕 능력 Qh)에 대한 저탕 능력 Qh의 비율이 크다고 하는 것은, 합계의 소비 전력 중 급탕용 냉매 회로(6)의 압축기(41)의 소비 전력의 비율이 크다고 하는 것이다. 따라서, (냉방 능력 Ql＋저탕 능력 Qh)에 대한 저탕 능력 Qh의 비율이 클수록, 급탕용 냉매 회로(6)의 압축기(41)의 소비 전력이 작아지도록, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도를 올림으로써, COP를 높게 유지할 수 있는 것이다.

여기서, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도를 올리는 것은, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도를 올리는 것을 의미한다. 또한, 이때 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도가 올라가기 때문에, 압축기(41)의 소비 전력은 작아지고, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도가 올라가기 때문에 압축기(21)의 소비 전력은 커진다.

또한, 압축기(41)의 소비 전력은 상대적으로 압축기(21)의 소비 전력보다 크기 때문에, 압축기(21)의 소비 전력을 늘려도 압축기(41)의 소비 전력을 줄인 쪽이, 토털로서의 소비 전력은 저감할 수 있다. 따라서, 상기에서는 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도를 올리는 것으로 하고 있다.

이상의 설명에 의해, 스텝 S15에 있어서, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 증발 온도 Tl-e와, 급탕용 냉매 회로(6)의 응축 온도 Th-c와, 냉방 능력 Ql과, 저탕 능력 Qh로부터, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도의 목표값 Th-e0가 설정되는 것을 알 수 있다. 또한, 이 목표값은 COP가 최고로 되도록 설정되어 있다.

스텝 S15 후, 일정 시간 경과(스텝 S16) 후, 또한 스텝 S11로 복귀되어, 이들을 반복한다.

급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도는, 중간 열교환기(23)의 열매체 전열관(23c)으로 가는 열매체의 온도를 조정함으로써 제어를 행한다. 중간 열교환기(23)에 있어서, 급탕용 냉매 회로(6)의 냉매 전열관(23b) 내를 흐르는 증발 과정의 냉매는, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 냉매 전열관(23a) 내를 흐르는 응축 과정의 냉매로부터 흡열하는 것 외에, 열매체 전열관(23) 내를 흐르는 열매체로부터 흡열한다.

급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도가 목표값 Th-e0보다 높은 경우에는, 열매체 회로(7)의 열매체 진행 온도의 온도 센서(77)의 온도 목표값을 내려, 진행 온도의 온도 센서(77)의 온도가 목표값으로 되도록, 탱크 내 열교환기(70)로부터의 열매체의 온도를 검지하는 온도 센서(76)의 값과, 중간 열교환기(23)로부터의 온도가 저하된 열매체의 복귀 온도를 검지하는 온도 센서(78)의 값을 기초로, 바이패스 밸브(75)를 개방하는 방향으로 제어한다. 이에 의해, 온도가 저하된 복귀 열매체의 혼합량을 증가시킴으로써, 진행 열매체의 온도를 저하시킨다. 한편, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도가 목표값 Th-e0보다 낮은 경우에는, 열매체 진행 온도의 온도 센서(77)의 온도 목표값을 올려, 진행 온도의 온도 센서(77)의 온도가 목표값으로 되도록, 바이패스 밸브(75)를 폐쇄하는 방향으로 제어한다. 이에 의해, 온도가 저하된 복귀 열매체의 혼합량을 감소시킴으로써, 진행 열매체의 온도를 상승시킨다.

진행 열매체의 온도 변화에 수반하여, 중간 열교환기(23)에서의 열수지의 밸런스를 취하도록, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도가 변화되고, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도는 목표값 Th-e0로 된다.

이상의 제어에 의해, 저탕·냉방 운전 시, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도를 에너지 효율이 최고로 되도록 했기 때문에, 공조 급탕 시스템(100)의 에너지 효율을 높게 유지할 수 있다.

또한, 실시예에서는, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도를 제어 목표값으로 했지만, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도를 제어 목표값으로 해도 동일한 효과가 얻어진다.

또한, 도 8의 <6> 운전 모드 No.2-2의 저탕·냉방 운전인 경우, 즉 저탕을 위한 열원(흡열)이 냉방의 방열보다 작고, 여분의 냉방의 방열을 축열 탱크(60) 내의 냉수에 흡열시키는 경우에도 마찬가지로 제어할 수 있다. 즉, 에너지 효율이 최고로 되도록 미리 설정되어 있는 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도의 목표값으로 되도록 중간 열교환기(23)로의 진행 열매체의 온도를 조정 제어함으로써, 공조 급탕 시스템(100)의 에너지 효율을 높게 유지할 수 있다.

또한, 급탕·냉방 운전의 모드에 있어서의 제어의 구체예로서는, 공기열을 이용하는 <3> 운전 모드 No.2-0a 및 <4> 운전 모드 No.2-0b가 있다.

구체적으로는, 이 모드에서는 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 공기 냉각 능력 및 증발 온도와, 급탕용 냉매 회로(6)의 급탕 능력 및 응축 온도에 기초하여 설정되는 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도 목표값으로 되도록, 상기 공기 열교환기(25)의 팬(26) 및 공기 열교환기(45)의 팬(46)의 회전 속도를 제어한다.

이하, 상세하게 설명한다. 도 5의 <3> 운전 모드 No.2-0a의 저탕·냉방인 경우, 즉 저탕을 위한 열원(흡열)이 냉방의 방열보다 큰 경우로, 저탕의 열원으로서 냉방의 방열 및 공기열을 사용하는 경우에 대해 설명한다. 이때, 이미 설명한 <5> 운전 모드 No.2-1인 경우에 있어서, 도 15에 나타낸 급탕용 냉매 회로(6)의 중간 열교환기(23)의 급탕용 냉매 회로(23b)를 흐르는 냉매의 증발 온도의 목표값 설정 방법까지는 동일하고, 그 증발 온도의 제어 방법이 상이하다.

도 5에 도시한 바와 같이, 중간 열교환기(23)에 있어서, 급탕용 냉매 회로(6)의 냉매 전열관(23b) 내를 흐르는 증발 과정의 냉매는, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 냉매 전열관(23a) 내를 흐르는 응축 과정의 냉매로부터 흡열하는 것 외에, 중간 열교환기(23)와 병렬로 배치된 공기 열교환기(45)를 흐르는 증발 과정의 냉매는, 팬(46)에 의해 보내져 오는 실외 공기로부터 흡열한다.

이때, 팬(46)의 회전 속도를 감소시키면, 공기 열교환기(45)에 있어서 공기측의 열전달률이 저하되어, 공기 온도와 냉매 온도의 온도차가 커지기 때문에, 공기 열교환기(45)를 흐르는 냉매의 증발 온도는 저하되고, 공기 열교환기(45)와 병렬로 흐르는 중간 열교환기(23)의 냉매 전열관(23b) 내를 흐르는 냉매의 증발 온도도 저하된다. 한편, 팬(46)의 회전 속도를 증가시키면, 공기 열교환기(45)에 있어서 공기측의 열전달률이 향상되고, 공기 온도와 냉매 온도의 온도차가 작아지기 때문에, 공기 열교환기(45)를 흐르는 냉매의 증발 온도는 상승되고, 공기 열교환기(45)와 병렬로 흐르는 중간 열교환기(23)의 냉매 전열관(23b) 내를 흐르는 냉매의 증발 온도도 상승된다. 이 관계를 이용하여, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도가 목표값 Th-e0보다 높은 경우에는, 팬(46)의 회전 속도를 감소시키고, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도가 목표값 Th-e0보다 낮은 경우에는, 팬(46)의 회전 속도를 증가시킨다. 이에 의해, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도는 목표값 Th-e0로 된다.

또한, 도 6의 <4> 운전 모드 No.2-0b의 저탕·냉방 운전인 경우, 즉, 저탕을 위한 열원(흡열)이 냉방의 방열보다 작고, 여분의 냉방의 방열을 공기에 흡열시키는 경우도 마찬가지로 제어할 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 중간 열교환기(23)에 있어서, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 냉매 전열관(23a) 내를 흐르는 응축 과정의 냉매는, 급탕용 냉매 회로(6)의 냉매 전열관(23b) 내를 흐르는 증발 과정의 냉매로 방열하는 것 외에, 중간 열교환기(23)와 병렬로 배치된 공기 열교환기(25)를 흐르는 응축 과정의 냉매는, 팬(46)에 의해 보내져 오는 실외 공기로 방열한다.

이때, 팬(26)의 회전 속도를 감소시키면, 공기 열교환기(25)에 있어서 공기측의 열전달률이 저하되고, 공기 온도와 냉매 온도의 온도차가 커지기 때문에, 공기 열교환기(45)를 흐르는 냉매의 응축 온도는 상승되고, 공기 열교환기(25)와 병렬로 흐르는 중간 열교환기(23)의 냉매 전열관(23a) 내를 흐르는 냉매의 응축 온도도 상승된다. 한편, 팬(26)의 회전 속도를 증가시키면, 공기 열교환기(25)에 있어서 공기측의 열전달률이 향상되고, 공기 온도와 냉매 온도의 온도차가 작아지기 때문에, 공기 열교환기(25)를 흐르는 냉매의 응축 온도는 저하되고, 공기 열교환기(25)와 병렬로 흐르는 중간 열교환기(23)의 냉매 전열관(23a) 내를 흐르는 냉매의 응축 온도도 저하된다. 이 관계를 이용함으로써, 공기 온도 조절용 냉매 회로(5)의 응축 온도와 관련되는 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도가 목표값 Th-e0로 되도록 제어할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 저탕·냉방 운전 시, 급탕용 냉매 회로(6)의 증발 온도를 에너지 효율이 최고로 되도록 했기 때문에, 공조 급탕 시스템(100)의 에너지 효율을 높게 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 공조 급탕 시스템 및 히트 펌프 유닛은, 상기 실시 형태의 구성에 한정되는 것은 아니고, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시예에서는, 냉방 능력과 저탕 능력의 산출에 유량 센서가 검지한 유량을 사용했지만, 예를 들어, 펌프 유량의 회전 속도로부터 유량을 추정하여 산출해도 된다. 이 경우, 유량 센서가 불필요하게 되기 때문에, 비용을 저감할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 열매체 회로를 태양열 집열기와 접속된 축열 탱크와 접속했지만, 예를 들어 온냉열원으로 되는 지중(地中)이나 지하수와 접속해도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 열매체 회로(7)는, 축열 탱크(60) 내의 물로부터의 채열 또는 물로의 방열을 행하는 탱크 내 제2 열교환기(70)를 구비하고, 축열 탱크(60) 내의 물에 온열 및 냉열의 축열을 행하는 것으로서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 축열 탱크에 열매체를 저류하는 것이어도 된다. 태양열 집열용 열매체 회로에 관해서도, 축열 탱크의 물에 온열의 축열을 행하는 것에 한정되는 것은 아니고, 축열 탱크에 열매체를 저류하는 것이어도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 축열 탱크가 1개 설치되고, 온열 및 냉열 중 어느 한쪽을 축열할 수 있는 구성으로 되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 온열을 축열하는 것 및 냉열을 축열하는 것으로서, 복수의 축열 탱크가 설치되는 것이어도 된다.

또한, 열매체 회로와 태양열 집열용 열매체 회로를 접속하여 순환 경로가 구성되는 것이어도 된다. 이것은, 온열의 축열을 행하는 것인 경우에, 특히 적합하다.

또한, 공기 온도 조절용 냉매 회로는, 공기의 온도를 조절하는 것이면, 냉방이나 난방과 같은 공조용의 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 공기 냉각 운전으로서는, 냉장고나 냉동고의 고내(庫內) 공간을 냉각하는 운전이 생각되고, 공기 가열 운전으로서는, 욕실 건조 등의 운전이 생각된다.

또한, 상기 실시예에서는, 공기 온도 조절용 열매체 회로를 사용하여 공기 온도 조절용 냉매 회로에서 얻어진 열을 간접적으로 전달함으로써, 공기 온도 조절을 행하는 것이었지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 공기 온도 조절용 냉매 회로의 이용측 열교환기를 사용하여 직접적으로 공기 온도 조절을 행하는 것이어도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 급탕용 냉매 회로(6)는, 급탕에 사용되는 온수를 생성하는 것이면, 물을 직접적으로 가열하는 것이어도 되고, 다른 열매체를 사용하여 물을 간접적으로 가열하는 것이어도 된다.

또한, 본 발명에 관한 공조 급탕 시스템 및 히트 펌프 유닛은, 도 2에 나타내는 모든 운전 모드를 구비하는 것이 아니어도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, <3> 운전 모드 No.2-0a나 <5> 운전 모드 No.2-1에서는, 급탕을 위한 열이 냉방 시의 방열로 부족한 열을 공기열이나 열매체 등의 외부의 열에 의해 보충하는 것이지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 냉방 시의 방열량에 맞추어 급탕용 냉매 회로의 냉매 순환량을 조절하고, 냉방 시의 방열만으로 급탕을 행하는 것이어도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, <4> 운전 모드 No.2-0b나 <6> 운전 모드 No.2-2에서는, 냉방의 방열 중 급탕에 필요한 열을 초과한 분을 공기열로서 외부에 버리거나 열매체에 흡열시키는 것이지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 냉방 시의 방열량에 맞추어 급탕용 냉매 회로의 냉매 순환량을 조절하고, 냉방 시의 방열을 모두 급탕에 사용하는 것이어도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 급탕 회로(9)는, 급탕용 냉매 회로(6)에 의해 급탕 운전을 행하고, 물을 가열하여 온수로 하는 것이었지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 급탕을 위한 열매체를 가열하는 것이어도 된다. 이 경우에는, 예를 들어 급탕 탱크에는 가열된 고온의 열매체가 저류되고, 이 고온의 열매체를 사용하여 물을 간접적으로 가열함으로써, 출탕을 행하는 구조가 생각된다.

1 : 히트 펌프 유닛
2 : 실내 유닛
3 : 급탕·축열 탱크 유닛
4 : 태양열 집열기
5 : 공기 온도 조절용 냉매 회로
6 : 급탕용 냉매 회로
7 : 열매체 회로
8a, 8b : 공기 온도 조절용 열매체 회로
9 : 급탕 회로
10 : 태양 집열용 열매체 회로
11 : 출탕 경로
21, 41 : 압축기
23 : 중간 열교환기
25, 45 : 공기 열교환기
28, 42 : 이용측 열교환기
50 : 급탕 탱크
60 : 축열 탱크
100 : 공조 급탕 시스템

Claims

압축기와 이용측 열교환기를 갖는 공기 온도 조절용 냉매 회로와, 압축기와 이용측 열교환기를 갖는 급탕용 냉매 회로를 구비하고,
상기 공기 온도 조절용 냉매 회로를 순환하는 냉매와, 상기 급탕용 냉매 회로를 순환하는 냉매 사이에서 열교환을 행하는 중간 열교환기를 갖고,
상기 중간 열교환기를 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로의 응축기로서 기능시킴과 동시에,
상기 급탕용 냉매 회로의 증발기로서 기능시키고,
상기 공기 온도 조절용 냉매 회로에 의한 공기 냉각 운전 및 상기 급탕용 냉매 회로에 의한 급탕 운전을 행할 때에, 공기 온도 조절용 냉매 회로의 공기 냉각 능력 및 증발 온도와, 급탕용 냉매 회로의 급탕 능력 및 응축 온도에 기초하여 설정되는 급탕용 냉매 회로의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로의 응축 온도 목표값으로 되도록, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로 및 급탕용 냉매 회로를 제어하고,
공기 냉각 능력에 대한 급탕 능력의 비율이 클수록, 급탕용 냉매 회로의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로의 응축 온도 목표값을 높게 설정하는 것을 특징으로 하는, 공조 급탕 시스템.
제1항에 있어서, 급탕용 냉매 회로의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로의 응축 온도 목표값을, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로에 의한 공기 냉각 운전 및 상기 급탕용 냉매 회로에 의한 급탕 운전의 효율이 최고로 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는, 공조 급탕 시스템.
제1항에 있어서, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로에는, 상기 중간 열교환기와 병렬로 배치되고, 팬을 갖는 공기 온도 조절용 공기 열교환기가 구비됨과 동시에,
상기 급탕용 냉매 회로에는, 상기 중간 열교환기와 병렬로 배치되고, 팬을 갖는 급탕용 공기 열교환기가 구비되고,
공기 온도 조절용 냉매 회로의 공기 냉각 능력 및 증발 온도와, 급탕용 냉매 회로의 급탕 능력 및 응축 온도에 기초하여 설정되는 급탕용 냉매 회로의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로의 응축 온도 목표값으로 되도록, 상기 공기 온도 조절용 공기 열교환기의 팬 및 급탕용 공기 열교환기의 팬의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 공조 급탕 시스템.
압축기와 이용측 열교환기를 갖는 공기 온도 조절용 냉매 회로와, 압축기와 이용측 열교환기를 갖는 급탕용 냉매 회로와, 공기 온도 조절용 냉매 회로 및 급탕용 냉매 회로를 순환하는 냉매와 열교환을 행하여 축열하는 열매체를 순환시키는 열매체 회로를 구비하고,
상기 공기 온도 조절용 냉매 회로를 순환하는 냉매와, 상기 급탕용 냉매 회로를 순환하는 냉매와, 상기 열매체 회로를 순환하는 열매체 사이에서 열교환을 행하는 중간 열교환기를 갖고,
상기 중간 열교환기를 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로의 응축기로서 기능시킴과 동시에,
상기 급탕용 냉매 회로의 증발기로서 기능시키고,
상기 공기 온도 조절용 냉매 회로에 의한 공기 냉각 운전 및 상기 급탕용 냉매 회로에 의한 급탕 운전을 행할 때에, 공기 온도 조절용 냉매 회로의 공기 냉각 능력 및 증발 온도와, 급탕용 냉매 회로의 급탕 능력 및 응축 온도에 기초하여 설정되는 급탕용 냉매 회로의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로의 응축 온도 목표값으로 되도록, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로, 급탕용 냉매 회로 및 열매체 회로를 제어하고,
공기 냉각 능력에 대한 급탕 능력의 비율이 클수록, 급탕용 냉매 회로의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로의 응축 온도 목표값을 높게 설정하는 것을 특징으로 하는, 공조 급탕 시스템.
제4항에 있어서, 상기 급탕용 냉매 회로의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로의 응축 온도 목표값에 기초하여, 상기 열매체 회로의 열매체 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 공조 급탕 시스템.
압축기와 이용측 열교환기를 갖는 공기 온도 조절용 냉매 회로와, 압축기와 이용측 열교환기를 갖는 급탕용 냉매 회로를 구비하고,
공기 온도 조절용 냉매 회로와 급탕용 냉매 회로 사이에는 중간 열교환기가 배치되고,
상기 중간 열교환기를 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로의 응축기로서 기능시킴과 동시에,
상기 급탕용 냉매 회로의 증발기로서 기능시키고,
상기 공기 온도 조절용 냉매 회로에 의한 공기 냉각 운전 및 상기 급탕용 냉매 회로에 의한 급탕 운전을 행할 때에, 공기 온도 조절용 냉매 회로의 공기 냉각 능력 및 증발 온도와, 급탕용 냉매 회로의 급탕 능력 및 응축 온도에 기초하여 설정되는 급탕용 냉매 회로의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로의 응축 온도 목표값으로 되도록, 상기 공기 온도 조절용 냉매 회로 및 급탕용 냉매 회로를 제어하고,
공기 냉각 능력에 대한 급탕 능력의 비율이 클수록, 급탕용 냉매 회로의 증발 온도 목표값 또는 공기 온도 조절용 냉매 회로의 응축 온도 목표값을 높게 설정하는 것을 특징으로 하는, 히트 펌프 유닛.
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