WO2011080802A1 - ヒートポンプシステム - Google Patents
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Definitions
- the present invention is configured by connecting a plurality of utilization units for performing cooling operation or heating operation of an aqueous medium to a heat source unit having a plurality of heat source side heat exchangers, and simultaneously performing cooling operation and heating operation.
- the present invention relates to a heat pump system that can be operated.
- Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2006-343052
- This air conditioner includes an indoor heat exchanger (use side heat) in an outdoor unit (heat source unit) having a compressor and first and second outdoor heat exchangers (a plurality of heat source side heat exchangers). It is configured by connecting a plurality of indoor units (usage units) having an exchanger.
- This heat pump system is capable of simultaneous operation of cooling operation (cooling operation) and heating operation (heating operation). More specifically, in the heat pump system, the cooling operation or the heating operation is set for each usage unit, and a plurality of heat source side heat exchangers are evaporated in accordance with the heat load of the whole usage units. It is possible to perform an operation that balances the heat load of the entire plurality of utilization units by functioning as a radiator or a radiator of refrigerant.
- the thermal load of the entire plurality of use units tends to be small. For this reason, the thermal load required for the plurality of heat source side heat exchangers is reduced, and it is necessary to make a part of the plurality of heat source side heat exchangers function as a refrigerant radiator and the rest as a refrigerant evaporator. Arise. Moreover, in order to perform the heating operation, it is necessary to maintain the condensation temperature corresponding to the saturation temperature of the refrigerant in the use side heat exchanger or the heat source side heat exchanger functioning as a refrigerant radiator at a predetermined temperature or higher.
- a part of the plurality of heat source side heat exchangers is used as a refrigerant radiator and the rest is a refrigerant. It is necessary to balance the heat load of the entire plurality of utilization units by functioning as an evaporator.
- the operation of balancing the heat load of the entire plurality of utilization units with the plurality of heat source side heat exchangers described above is the operation of the compressor even though the heat load required for the plurality of heat source side heat exchangers is small. Capacity will be increased. For this reason, there exists a problem that the power consumption of a compressor becomes large and operating efficiency becomes low.
- the heat radiation capability of the heat source side heat exchanger that functions as a refrigerant radiator tends to increase. For this reason, there exists a problem that it becomes difficult to balance with the heat load of the whole some utilization unit with several heat source side heat exchangers.
- the use side heat exchanger that cools the aqueous medium along with the evaporation of the refrigerant by heat exchange between the refrigerant and the aqueous medium during the cooling operation, and heats the aqueous medium along with the heat radiation of the refrigerant through the heat exchange between the refrigerant and the aqueous medium during the heating operation.
- the utilization unit having the above, it is necessary to maintain the condensation temperature during the heating operation at about 50 ° C. or higher.
- the problem of the present invention is that a heat source unit having a plurality of heat source side heat exchangers is connected to a plurality of utilization units that perform cooling operation or heating operation of an aqueous medium, and simultaneous operation of cooling operation and heating operation is possible.
- An object of the present invention is to enable efficient operation even in a case where low outside air is used and cooling operation and heating operation are mixed.
- the heat pump system includes a heat source side refrigerant circuit and a control unit.
- the heat source side refrigerant circuit is configured by connecting a plurality of usage units having a usage side heat exchanger to a heat source unit having a heat source side compressor for compressing the heat source side refrigerant and a plurality of heat source side heat exchangers.
- the control unit has a cooling operation for cooling the aqueous medium by evaporation of the heat source side refrigerant in the use side heat exchanger or a heating operation for heating the aqueous medium by heat radiation of the heat source side refrigerant in the use side heat exchanger is set for each use unit.
- the plurality of heat source side heat exchangers function as heat source side refrigerant evaporators or heat source side refrigerant radiators according to the heat load of the plurality of use units as a whole. Can be balanced.
- Each usage unit is configured by connecting a usage-side compressor that compresses the usage-side refrigerant and a refrigerant-water heat exchanger that heats the aqueous medium by heat exchange between the usage-side refrigerant and the aqueous medium. It further has a side refrigerant circuit.
- the refrigerant-water heat exchanger functions as a radiator for the usage-side refrigerant
- the usage-side heat exchanger functions as an evaporator for the usage-side refrigerant and as a radiator for the heat source-side refrigerant.
- the control unit sets the saturation temperature of the heat source side refrigerant in the heat source side heat exchanger functioning as a refrigerant radiator. The operation is performed so that the corresponding heat source side condensation temperature is less than 40 ° C.
- the temperature difference from the heat source side condensation temperature (about 50 ° C. or more) is 25 ° C. or more.
- the tendency of the heat radiation capacity of the heat source side heat exchanger functioning as the heat source side refrigerant radiator to become large becomes very remarkable. It becomes difficult to control the heat radiation capability of the heat source side heat exchanger functioning as a heat radiator. If the heat source side condensing temperature is lowered, the tendency to increase the heat dissipating capacity of the heat source side heat exchanger functioning as a heat source side refrigerant radiator can be suppressed and control becomes easy.
- a usage-side compressor and a refrigerant-water heat exchanger are provided in each usage unit, and the usage-side heat exchanger is used as an evaporator for the usage-side refrigerant in each usage unit and a heat source. It further has a utilization side refrigerant circuit capable of functioning as a radiator for the side refrigerant.
- the condensation temperature of the use side refrigerant that exchanges heat with the aqueous medium in the refrigerant-water heat exchanger can be increased. . That is, in this heat pump system, since the aqueous medium is heated by the two-stage refrigeration cycle by the heat source side refrigerant circuit and the usage side refrigerant circuit during the heating operation, the heat source of the heat source side refrigerant sent to the usage side heat exchanger. The side condensation temperature can be lowered.
- the heat source side condensation temperature can be operated to be lower than 40 ° C. If the heat source side condensation temperature is less than 40 ° C., the temperature difference between the outside air temperature (for example, 25 ° C.) and the heat source side condensation temperature (less than 40 ° C.) is less than 15 ° C., and the heat source side condensation temperature is 50 ° C. Compared to the temperature difference (25 ° C.), the temperature difference can be suppressed to almost half.
- the heat dissipating capacity of the heat source side heat exchanger that functions as a heat source side refrigerant radiator can be greatly suppressed, and it is easy to balance the heat load of the entire plurality of units used while performing the desired heating operation. become. And since it can also suppress that the operating capacity of a heat source side compressor increases, it can suppress that the power consumption of a heat source side compressor becomes large, and can drive
- the heat pump system concerning the 2nd viewpoint of the present invention is a heat pump system concerning the 1st viewpoint, and the use side heat exchanger has the 1st use side heat exchanger and the 2nd use side heat exchanger.
- the first usage-side heat exchanger is a heat exchanger that functions as a usage-side refrigerant evaporator and a heat-source-side refrigerant radiator during heating operation.
- the second usage-side heat exchanger is a heat exchanger that cools the aqueous medium by heat exchange between the heat-source-side refrigerant and the aqueous medium during the cooling operation.
- the use side refrigerant circuit is configured by connecting a use side compressor, a refrigerant-water heat exchanger, and a first use side heat exchanger.
- the use side heat exchanger is divided into a first use side heat exchanger for heating operation and a second use side heat exchanger for cooling operation. For this reason, in this heat pump system, for example, heat exchange is performed as compared with a case where a heat source side refrigerant, a use side refrigerant, and a structure of a use side heat exchanger capable of flowing an aqueous medium are used as the use side heat exchanger.
- the structure of the vessel can be simplified.
- the heat pump system concerning the 3rd viewpoint of the present invention is a heat pump system concerning the 2nd viewpoint, and each utilization unit can perform heating operation and cooling operation simultaneously.
- the heating operation is an operation in which the aqueous medium is heated by the heat radiation of the heat source side refrigerant in the first usage side heat exchanger and the operation of the usage side refrigerant circuit.
- the cooling operation is an operation for cooling the aqueous medium by evaporation of the heat source side refrigerant in the second usage side heat exchanger.
- each utilization unit can perform the heating operation and the cooling operation at the same time. For example, indoor cooling by the cooling operation and hot water supply by the heating operation can be performed simultaneously. For this reason, this heat pump system is effective for an apartment house or the like in which hot water supply and cooling are performed simultaneously.
- a heat pump system is the heat pump system according to the third aspect, wherein the refrigerant-water heat exchanger is connected to a hot water storage tank.
- the hot water storage tank is a tank that stores an aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger or an aqueous medium heated by heat exchange with the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger.
- a control part performs a heating operation, when the hot water storage temperature which is the temperature of the aqueous medium stored in the hot water storage tank at the time of cooling operation becomes below predetermined hot water storage preset temperature.
- the heating operation is performed when the hot water storage temperature is equal to or lower than a predetermined hot water storage set temperature during the cooling operation. For this reason, in this heat pump system, the hot water storage temperature can be maintained above the hot water storage set temperature while effectively using the heat obtained by the heat source side refrigerant by cooling the aqueous medium in the cooling operation.
- a heat pump system is the heat pump system according to any one of the first to fourth aspects, wherein the heat source side compressor is a variable capacity compressor.
- the control unit controls the operating capacity of the heat source side compressor so that the heat source side condensation temperature becomes a predetermined target heat source side condensation temperature.
- the control unit sets the target heat source side condensation temperature to less than 40 ° C. when the outside air temperature is 25 ° C. or lower and the cooling operation and the heating operation are mixed.
- the heat source side condensation temperature is set to less than 40 ° C. I am driving.
- the heat source side condensation temperature is set by setting the target heat source side condensation temperature to less than 40 ° C. Can be stabilized at less than 40 ° C.
- a heat pump system is the heat pump system according to the fifth aspect, wherein the heat source unit supplies air as a cooling source or a heating source of a plurality of heat source side heat exchangers. It further has a fan.
- the control unit controls the operation air volume of the heat source side fan so that the heat source side condensation temperature becomes the target heat source side condensation temperature when the outside air temperature is 25 ° C. or less and the cooling operation and the heating operation are mixed. To do. In this heat pump system, when the outside air temperature is 25 ° C.
- the cooling operation and the heating operation are mixed, along with the control of the operation capacity of the heat source side compressor, the control of the operation air volume of the heat source side fan,
- the operation of setting the heat source side condensation temperature to less than 40 ° C. is performed. For this reason, since the heat dissipation capability of the heat source side heat exchanger can be further suppressed, the operation can be performed more efficiently.
- a heat pump system is the heat pump system according to any one of the first to sixth aspects, wherein the controller intermittently performs the cooling operation in a predetermined case.
- the predetermined case the outside air temperature is 10 ° C. or less, a cooling operation and a heating operation are mixed, a heat source side heat exchanger that functions as an evaporator of the heat source side refrigerant exists, and the heat source side This is a case where the evaporation temperature is equal to or lower than a predetermined lower limit evaporation temperature.
- the heat source side evaporation temperature is a temperature corresponding to the saturation temperature of the heat source side refrigerant in the heat source side heat exchanger functioning as a refrigerant evaporator.
- the heat source side evaporation temperature is 0 ° C. May be:
- the temperature of the heat source side refrigerant flowing through the use side heat exchanger performing the cooling operation also becomes 0 ° C. or less, and the aqueous medium cooled by evaporation of the heat source side refrigerant in the use side heat exchanger may be frozen. is there.
- this heat pump system there is a heat source side heat exchanger that has an outside air temperature of 10 ° C. or less, a mixture of cooling operation and heating operation, and functions as an evaporator of the heat source side refrigerant.
- the cooling operation is intermittently performed when the heat source side evaporation temperature is equal to or lower than a predetermined lower limit evaporation temperature.
- a heat pump system is the heat pump system according to any one of the first to seventh aspects, wherein the cooling operation is not performed at the outlet of the heat source side refrigerant during the cooling operation of the use side heat exchanger.
- a use side heat exchange outlet on / off valve is provided that closes occasionally and opens during cooling operation.
- the use side heat exchange outlet on / off valve is closed when the cooling operation is not performed and opened at the cooling operation at the outlet of the heat source side refrigerant during the cooling operation of the use side heat exchanger.
- the heat pump system according to the ninth aspect of the present invention is the heat pump system according to any one of the first to eighth aspects, wherein the heating operation can heat the aqueous medium to 65 ° C. or higher.
- This heat pump system is effective for applications that require a high-temperature aqueous medium such as a radiator or hot water supply.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heat pump system according to a first embodiment of the present invention. It is a cycle diagram at the time of performing a heating operation by the unit freezing cycle of a heat source side refrigerant circuit. It is a cycle diagram at the time of performing a heating driving
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heat pump system 1 according to the first embodiment of the present invention.
- the heat pump system 1 is an apparatus capable of performing a cooling operation (cooling operation) or a heating operation (heating operation) using a vapor compression heat pump cycle.
- the heat pump system 1 mainly includes a heat source unit 2, a plurality of (two in FIG. 1) use units 5a and 5b, a discharge refrigerant communication pipe 12, a liquid refrigerant communication pipe 13, and an intake refrigerant communication pipe 14.
- aqueous medium cooling / heating units 75a, 75b (aqueous medium utilization equipment) and aqueous medium communication pipes 15a, 16a, 15b, 16b.
- the heat source unit 2 and the utilization units 5a and 5b are connected via the refrigerant communication tubes 12, 13, and 14 to constitute the heat source side refrigerant circuit 20.
- the usage units 5a and 5b constitute usage-side refrigerant circuits 50a and 50b.
- the utilization units 5a, 5b and the aqueous medium cooling / heating units 75a, 75b are connected via aqueous medium communication pipes 15a, 16a, 15b, 16b to constitute aqueous medium circuits 70a, 70b.
- HFC-410A which is a kind of HFC refrigerant is sealed as a heat source side refrigerant.
- HFC-134a which is a kind of HFC refrigerant, is sealed in the use side refrigerant circuits 50a and 50b as the use side refrigerant.
- coolant from a viewpoint that the refrigerant
- the following refrigerants are preferably used.
- HFC-134a is a kind of refrigerant having such saturation pressure characteristics. Further, water as an aqueous medium circulates in the aqueous medium circuits 70a and 70b.
- the heat source unit 2 is installed outdoors (for example, an apartment house or a rooftop of a building).
- the heat source unit 2 is connected to the utilization units 5 a and 5 b via the refrigerant communication tubes 12, 13 and 14, and constitutes a part of the heat source side refrigerant circuit 20.
- the heat source unit 2 mainly includes a heat source side compressor 21, an oil separation mechanism 22, a first heat source side switching mechanism 23a, a second heat source side switching mechanism 23b, a first heat source side heat exchanger 26a, a second A heat source side heat exchanger 26b, a first heat source side expansion valve 28a, a second heat source side expansion valve 28b, a first suction return pipe 29a, a second suction return pipe 29b, a first subcooler 31a, The second subcooler 31b, the liquid side closing valve 33, the suction side closing valve 34, the discharge side closing valve 35, and the third heat source side switching mechanism 39 are provided.
- the heat source side compressor 21 is a mechanism that compresses the heat source side refrigerant.
- a rotary type or scroll type positive displacement compression element (not shown) accommodated in a casing (not shown) is also used.
- a hermetic compressor driven by a machine motor 21a is employed.
- the heat source side compressor motor 21a can change the rotation speed (that is, the operating frequency) by an inverter device (not shown), thereby enabling capacity control of the heat source side compressor 21.
- the oil separation mechanism 22 is a mechanism for separating the refrigerating machine oil contained in the heat source side refrigerant discharged from the heat source side compressor 21 and returning it to the suction of the heat source side compressor 21.
- the oil separation mechanism 22 mainly includes an oil separator 22a provided in the heat source side discharge pipe 21b of the heat source side compressor 21, and an oil that connects the oil separator 22a and the heat source side suction pipe 21c of the heat source side compressor 21. And a return pipe 22b.
- the oil separator 22a is a device that separates refrigeration oil contained in the heat source side refrigerant discharged from the heat source side compressor 21.
- the oil return pipe 22 b has a capillary tube, and is a refrigerant pipe that returns the refrigeration oil separated from the heat source side refrigerant in the oil separator 22 a to the heat source side suction pipe 21 c of the heat source side compressor 21.
- a heat source side gas refrigerant tube 25 is connected to the heat source side suction tube 21c.
- the heat source side gas refrigerant pipe 25 is a refrigerant pipe for introducing the heat source side refrigerant into the suction of the heat source side compressor 21 from outside the heat source unit 2 (more specifically, the suction refrigerant communication pipe 14).
- the first heat source side switching mechanism 23a is a first heat source side heat dissipation operation state in which the first heat source side heat exchanger 26a functions as a heat source side refrigerant radiator, and the first heat source side heat exchanger 26a is an evaporator of the heat source side refrigerant. It is a four-way switching valve that can switch between the first heat source side evaporation operation state to function as.
- the first heat source side switching mechanism 23a is connected to a heat source side discharge pipe 21b, a heat source side suction pipe 21c, and a first heat source side gas refrigerant pipe 24a connected to the gas side of the first heat source side heat exchanger 26a. ing.
- the first heat source side switching mechanism 23a switches the communication between the heat source side discharge pipe 21b and the first heat source side gas refrigerant pipe 24a (corresponding to the first heat source side heat radiation operation state, the first heat source side switching mechanism 23a of FIG. (See solid line).
- the first heat source side switching mechanism 23a switches the first heat source side gas refrigerant pipe 24a and the heat source side suction pipe 21c to communicate with each other (corresponding to the first heat source side evaporation operation state, the first heat source side switching mechanism in FIG.
- the first heat source side switching mechanism 23a is not limited to the four-way switching valve.
- the first heat source side switching mechanism 23a switches the flow direction of the heat source side refrigerant similar to the above by using a plurality of solenoid valves in combination. It may be configured to have a function.
- the second heat source side switching mechanism 23b is a second heat source side heat dissipation operation state in which the second heat source side heat exchanger 26b functions as a heat source side refrigerant radiator, and the second heat source side heat exchanger 26b is an evaporator of the heat source side refrigerant. It is a four-way switching valve that can switch between the second heat source side evaporation operation state to function as.
- the second heat source side switching mechanism 23b includes a heat source side discharge pipe 21b, a heat source side suction pipe 21c (more specifically, a communication pipe 38 communicating with the heat source side gas refrigerant pipe 25 and the heat source side suction pipe 21c),
- the second heat source side heat exchanger 26b is connected to the second heat source side gas refrigerant tube 24b connected to the gas side. That is, the heat source side discharge pipe 21b is a branch pipe connected to both the first heat source side switching mechanism 23a and the second heat source side switching mechanism 23b.
- One of the four ports of the second heat source side switching mechanism 23b communicates with the communication pipe 38 through the capillary tube 48b, whereby the second heat source side switching mechanism 23b functions as a three-way switching valve. It is supposed to be.
- the second heat source side switching mechanism 23b switches the communication between the heat source side discharge pipe 21b and the second heat source side gas refrigerant pipe 24b (corresponding to the second heat source side heat radiation operation state, the second heat source side switching mechanism 23b of FIG. (See solid line).
- the second heat source side switching mechanism 23b switches the second heat source side gas refrigerant pipe 24b and the heat source side suction pipe 21c to communicate (corresponding to the second heat source side evaporation operation state, the second heat source side switching mechanism in FIG. 1). 23b).
- the second heat source side switching mechanism 23b is not limited to the four-way switching valve, and switches the flow direction of the heat source side refrigerant similar to the above by, for example, using a plurality of electromagnetic valves in combination. It may be configured to have a function.
- the third heat source side switching mechanism 39 is a four-way switching valve provided in the heat source side discharge branch pipe 21d branched from the heat source side discharge pipe 21b.
- the third heat source side switching mechanism 39 is a cooling / heating simultaneous operation state for configuring a heat pump system capable of operating the heat source unit 2 simultaneously with cooling and heating, and a cooling / heating switching operation for configuring a heat pump system capable of performing the cooling / heating switching operation of the heat source unit 2.
- This is a four-way switching valve capable of switching between states.
- the third heat source side switching mechanism 39 includes a heat source side discharge branch pipe 21d and a heat source side suction pipe 21c (more specifically, a communication pipe 40 communicating with the heat source side gas refrigerant pipe 25 and the heat source side suction pipe 21c).
- the third heat source side switching mechanism 39 causes the heat source side discharge branch pipe 21d to discharge the heat source side refrigerant from the discharge of the heat source side compressor 21 to the heat source unit 2. Switching outside (more specifically, switching to function as a refrigerant pipe leading out to the discharge refrigerant communication pipe 12 (corresponding to the simultaneous cooling and heating operation state, see the solid line of the third heat source side switching mechanism 39 in FIG. 1)) It is possible.
- the third heat source side switching mechanism 39 changes the heat source side refrigerant from the discharge of the heat source side compressor 21 to the heat source side discharge branch pipe 21d in accordance with the switching operation of the first and second heat source side switching mechanisms 23a, 23b.
- Switching to function as a refrigerant pipe leading out of the unit 2 and as a refrigerant pipe for introducing the heat source side refrigerant into the suction of the heat source side compressor 21 from outside the heat source unit 2 (corresponding to the cooling / heating switching operation state, the third in FIG. It is possible to perform (see the broken line of the heat source side switching mechanism 39).
- the third heat source side switching mechanism 39 is not limited to the four-way switching valve, and switches the direction of the heat source side refrigerant flow as described above, for example, by using a combination of a plurality of solenoid valves. It may be configured to have a function.
- the first heat source side heat exchanger 26a is a heat exchanger that functions as a heat radiator or evaporator of the heat source side refrigerant by exchanging heat between the heat source side refrigerant and outdoor air, and the first heat source side on the liquid side
- the liquid refrigerant pipe 27a is connected, and the first heat source side gas refrigerant pipe 24a is connected to the gas side thereof.
- the first heat source side liquid refrigerant tube 27a is a refrigerant tube for leading the heat source side refrigerant from the outlet of the first heat source side heat exchanger 26a that functions as a heat source side refrigerant radiator to the heat source side liquid refrigerant junction tube 27. .
- the first heat source side liquid refrigerant tube 27a is a refrigerant tube for introducing the heat source side refrigerant from the heat source side liquid refrigerant junction tube 27 to the inlet of the first heat source side heat exchanger 26a that functions as an evaporator of the heat source side refrigerant. But there is.
- the outdoor air that exchanges heat with the heat source side refrigerant in the first heat source side heat exchanger 26 is supplied by a first heat source side fan 36a driven by a first heat source side fan motor 37a.
- the first heat source side fan motor 37a can vary the rotation speed (that is, the operating frequency) by an inverter device (not shown), thereby enabling the air volume control of the first heat source side fan 36a.
- the first heat source side expansion valve 28a is an electric expansion valve that depressurizes the heat source side refrigerant flowing through the first heat source side heat exchanger 26a, and is provided in the first heat source side liquid refrigerant pipe 27a.
- the first suction return pipe 29a is a refrigerant pipe that branches a part of the heat source side refrigerant flowing through the first heat source side liquid refrigerant pipe 27a and returns it to the suction of the heat source side compressor 21, and one end thereof is a first pipe.
- the other end of the heat source side liquid refrigerant pipe 27a is connected to the heat source side suction pipe 21c.
- the first suction return pipe 29a is provided with a first suction return expansion valve 30a whose opening degree can be controlled.
- the first suction return expansion valve 30a is an electric expansion valve.
- the first subcooler 31a includes a refrigerant flowing through the first heat source side liquid refrigerant pipe 27a and a heat source side refrigerant flowing through the first suction return pipe 29a (more specifically, after being decompressed by the first suction return expansion valve 30a). It is a heat exchanger which performs heat exchange with the heat source side refrigerant.
- the second heat source side heat exchanger 26b is a heat exchanger that functions as a heat radiator or evaporator of the heat source side refrigerant by exchanging heat between the heat source side refrigerant and outdoor air, and the second heat source side on the liquid side.
- the liquid refrigerant pipe 27b is connected, and the second heat source side gas refrigerant pipe 24b is connected to the gas side thereof.
- the second heat source side liquid refrigerant tube 27b is a refrigerant tube for leading to the heat source side liquid refrigerant junction tube 27 from the outlet of the second heat source side heat exchanger 26b which functions as a heat source side refrigerant radiator.
- the second heat source side liquid refrigerant tube 27b is a refrigerant tube for introducing the heat source side refrigerant from the heat source side liquid refrigerant junction tube 27 to the inlet of the second heat source side heat exchanger 26b that functions as an evaporator of the heat source side refrigerant. But there is. That is, the first heat source side liquid refrigerant pipe 27 a and the second heat source side liquid refrigerant pipe 27 b are refrigerant pipes branched from the heat source side liquid refrigerant junction pipe 27.
- the heat source side liquid refrigerant merging pipe 27 removes the heat source side refrigerant from the merging portion of the first heat source side liquid refrigerant pipe 27a and the second heat source side liquid refrigerant pipe 27b (more specifically, the liquid refrigerant communication pipe 13). It is a refrigerant pipe for deriving to (1). Further, the heat source side liquid refrigerant junction tube 27 is also a refrigerant tube for introducing the heat source side refrigerant from the outside of the heat source unit 2 to the joining portion of the first heat source side liquid refrigerant tube 27a and the second heat source side liquid refrigerant tube 27b.
- the outdoor air that exchanges heat with the heat source side refrigerant in the second heat source side heat exchanger 26b is supplied by the second heat source side fan 36b driven by the second heat source side fan motor 37b.
- the second heat source side fan motor 37b can vary the rotation speed (that is, the operating frequency) by an inverter device (not shown), thereby enabling the air volume control of the second heat source side fan 36b.
- the second heat source side expansion valve 28b is an electric expansion valve that depressurizes the heat source side refrigerant flowing through the second heat source side heat exchanger 26b, and is provided in the second heat source side liquid refrigerant pipe 27b.
- the second suction return pipe 29b is a refrigerant pipe that branches a part of the heat source side refrigerant flowing through the second heat source side liquid refrigerant pipe 27b and returns it to the suction of the heat source side compressor 21, where one end of the second suction return pipe 29b is a second one.
- the other end of the heat source side liquid refrigerant pipe 27b is connected to the heat source side suction pipe 21c.
- the second suction return pipe 29b is provided with a second suction return expansion valve 30b whose opening degree can be controlled.
- the second suction return expansion valve 30b is an electric expansion valve.
- the second subcooler 31b includes a refrigerant flowing through the second heat source side liquid refrigerant pipe 27b and a heat source side refrigerant flowing through the second suction return pipe 29b (more specifically, after being decompressed by the second suction return expansion valve 30b). It is a heat exchanger which performs heat exchange with the heat source side refrigerant.
- the liquid side closing valve 33 is a valve provided at a connection portion between the heat source side liquid refrigerant merging pipe 27 and the liquid refrigerant communication pipe 13.
- the suction side closing valve 34 is a valve provided at a connection portion between the heat source side gas refrigerant pipe 25 and the suction refrigerant communication pipe 14.
- the discharge side closing valve 35 is a valve provided at a connection portion between the heat source side discharge branch pipe 21 d and the discharge refrigerant communication pipe 12.
- the heat source unit 2 is provided with various sensors. Specifically, the heat source unit 2 includes a heat source side suction pressure sensor 41, a heat source side discharge pressure sensor 42, a heat source side suction temperature sensor 43, a heat source side discharge temperature sensor 44, and first and second heat source sides.
- Heat exchange gas side temperature sensors 45a and 45b, first and second heat source side heat exchange liquid side temperature sensors 46a and 46b, and an outside air temperature sensor 47 are provided.
- the heat source side suction pressure sensor 41 is a pressure sensor that detects the heat source side suction pressure Ps1 that is the pressure of the heat source side refrigerant in the suction of the heat source side compressor 21.
- the heat source side discharge pressure sensor 42 is a pressure sensor that detects the heat source side discharge pressure Pd ⁇ b> 1 that is the pressure of the heat source side refrigerant in the discharge of the heat source side compressor 21.
- the heat source side suction temperature sensor 43 is a temperature sensor that detects a heat source side suction temperature Ts1 that is the temperature of the heat source side refrigerant in the suction of the heat source side compressor 21.
- the heat source side discharge temperature sensor 44 is a temperature sensor that detects the heat source side discharge temperature Td ⁇ b> 1 that is the temperature of the heat source side refrigerant in the discharge of the heat source side compressor 21.
- the first and second heat source side heat exchange gas side temperature sensors 45a, 45b are heat source side heat exchange gas side temperatures Thg1, Thg2, which are the refrigerant temperatures on the gas side of the first and second heat source side heat exchangers 26a, 26b.
- the first and second heat source side heat exchange liquid side temperature sensors 46a and 46b are the heat source side heat exchange liquid side temperature Thl1 which is the temperature of the heat source side refrigerant on the liquid side of the first and second heat source side heat exchangers 26a and 26b. , Thl2.
- the outside air temperature sensor 47 is a temperature sensor that detects the outside air temperature To.
- the heat source unit 2 includes a heat source side control unit 49 that controls the operation of each unit constituting the heat source unit 2.
- the heat source side control unit 49 includes a microcomputer and a memory for controlling the heat source unit 2.
- the heat source side control unit 49 can exchange control signals and the like with use side control units 69a and 69b of use units 5a and 5b described later.
- the discharge refrigerant communication pipe 12 is connected to the heat source side discharge branch pipe 21d via the discharge side closing valve 35.
- the discharge refrigerant communication tube 12 is in either the heat source side heat radiation operation state or the heat source side evaporation operation state when the first and second heat source side switching mechanisms 23a and 23b are in the cooling and heating simultaneous operation state.
- a refrigerant tube capable of deriving the heat source side refrigerant out of the heat source unit 2 from the discharge of the heat source side compressor 21.
- the liquid refrigerant communication pipe 13 is connected to the heat source side liquid refrigerant junction pipe 27 via a liquid side closing valve 33.
- the liquid refrigerant communication tube 13 is an outlet of the first and second heat source side heat exchangers 26a and 26b in which the first and second heat source side switching mechanisms 23a and 23b function as a heat source side refrigerant radiator in the heat source side heat radiation operation state. It is a refrigerant pipe which can lead out a heat source side refrigerant out of heat source unit 2 from.
- the liquid refrigerant communication tube 13 includes first and second heat source side heats that function as an evaporator of the heat source side refrigerant from outside the heat source unit 2 when the first and second heat source side switching mechanisms 23a and 23b are in the heat source side evaporation operation state. It is also a refrigerant pipe capable of introducing the heat source side refrigerant into the inlets of the exchangers 26a and 26b.
- the suction refrigerant communication pipe 14 is connected to the heat source side gas refrigerant pipe 25 via a suction side closing valve 34.
- the suction refrigerant communication pipe 14 is used for the suction of the heat source side compressor 21 from outside the heat source unit 2 regardless of whether the first and second heat source side switching mechanisms 23a and 23b are in the heat source side heat radiation operation state or the heat source side evaporation operation state. It is a refrigerant pipe into which a side refrigerant can be introduced.
- -Usage unit- The usage units 5a and 5b are installed indoors (for example, each door of an apartment house or each section of a building).
- the utilization units 5 a and 5 b are connected to the heat source unit 2 via the refrigerant communication tubes 12, 13 and 14, and constitute a part of the heat source side refrigerant circuit 20. Further, the use units 5a and 5b constitute use-side refrigerant circuits 50a and 50b. Furthermore, the utilization units 5a and 5b are connected to the aqueous medium cooling / heating units 75a and 75b via the aqueous medium communication pipes 15a, 16a, 15b and 16b, and constitute a part of the aqueous medium circuits 70a and 70b. .
- the configuration of the usage unit 5b is the same as the configuration of the usage unit 5a.
- the usage unit 5a mainly includes a first usage side heat exchanger 51a, a first usage side expansion valve 52a, a second usage side heat exchanger 151a, a second usage side expansion valve 152a, and a usage side compressor 55a.
- the first usage-side heat exchanger 51a is a heat exchanger that functions as a heat-source-side refrigerant radiator by performing heat exchange between the heat-source-side refrigerant and the usage-side refrigerant.
- the use side heat exchange inlet / outlet pipe 53a is connected to the liquid side of the flow path through which the heat source side refrigerant of the first use side heat exchanger 51a flows, and the heat source side refrigerant of the first use side heat exchanger 51a flows.
- a first usage-side gas refrigerant tube 54a is connected to the gas side of the flow path.
- a cascade side liquid refrigerant pipe 66a is connected to the liquid side of the flow path through which the usage side refrigerant flows of the first usage side heat exchanger 51a, and the usage side refrigerant of the first usage side heat exchanger 51a flows.
- a cascade side gas refrigerant pipe 67a is connected to the gas side of the flow path.
- the use side heat exchange inlet / outlet connection pipe 53a removes the heat source side refrigerant from the outlet of the first use side heat exchanger 51a functioning as a heat source side refrigerant radiator (more specifically, the liquid refrigerant communication pipe 13). It is a refrigerant pipe for deriving to (1).
- the first usage-side gas refrigerant pipe 54a is connected to the inlet of the first usage-side heat exchanger 51a that functions as a heat source-side refrigerant radiator from the outside of the usage unit 5a (more specifically, the gas refrigerant communication pipe 14). It is a refrigerant pipe for introducing a refrigerant.
- a refrigerant-water heat exchanger 57a is connected to the cascade side liquid refrigerant pipe 66a, and a use side compressor 55a is connected to the cascade side gas refrigerant pipe 67a.
- the first use side expansion valve 52a is an electric expansion valve capable of changing the flow rate of the heat source side refrigerant flowing through the first use side heat exchanger 51a by performing opening degree control. It is provided in the pipe 53a.
- the use side compressor 55a is a mechanism that compresses the use side refrigerant.
- a rotary type or scroll type positive displacement compression element (not shown) accommodated in a casing (not shown) is also used.
- a hermetic compressor driven by a machine motor 56a is employed as the use side compressor motor 56a is employed.
- the use-side compressor motor 56a can vary its rotation speed (that is, operating frequency) by an inverter device (not shown), thereby enabling capacity control of the use-side compressor 55a.
- a cascade side discharge pipe 60a is connected to the discharge of the use side compressor 55a, and a cascade side gas refrigerant pipe 67a is connected to the suction of the use side compressor 55a.
- the refrigerant-water heat exchanger 57a is a heat exchanger that functions as a radiator for the use-side refrigerant by exchanging heat between the use-side refrigerant and the aqueous medium.
- a cascade side liquid refrigerant pipe 66a is connected to the liquid side of the flow path through which the use-side refrigerant flows in the refrigerant-water heat exchanger 57a, and the gas in the flow path through which the use-side refrigerant in the refrigerant-water heat exchanger 57a flows.
- the cascade side gas refrigerant pipe 67a is connected to the side.
- a first usage-side water inlet pipe 73a is connected to the inlet side of the flow path through which the aqueous medium of the refrigerant-water heat exchanger 57a flows, and the flow path through which the aqueous medium of the refrigerant-water heat exchanger 57a flows.
- the 1st utilization side water outlet pipe 74a is connected to the exit side.
- the first usage-side water inlet pipe 73a introduces the aqueous medium from the outside of the usage unit 5a (more specifically, the aqueous medium communication pipe 15a) to the inlet of the refrigerant-water heat exchanger 57a that functions as an aqueous medium heater. This is an aqueous medium tube.
- the first usage-side water outlet pipe 74a leads the aqueous medium out of the utilization unit 5a (more specifically, the aqueous medium communication pipe 16a) from the outlet of the refrigerant-water heat exchanger 57a that functions as an aqueous medium heater. This is an aqueous medium tube.
- the refrigerant-water heat exchange side expansion valve 58a is an electric expansion valve capable of varying the flow rate of the use-side refrigerant flowing through the refrigerant-water heat exchanger 57a by controlling the opening, and the cascade-side liquid refrigerant pipe 66a.
- the use-side accumulator 59a is provided in the cascade-side gas refrigerant pipe 67a, and temporarily uses the use-side refrigerant circulating in the use-side refrigerant circuit 50a before being drawn into the use-side compressor 55a from the cascade-side intake pipe 67a. It is a container for storing.
- the circulation pump 71a is a mechanism for boosting the aqueous medium.
- a pump in which a centrifugal or positive displacement pump element (not shown) is driven by a circulation pump motor 72a is employed.
- the circulation pump 71a is provided in the first usage-side water outlet pipe 73a. Circulation pump motor 72a can change the rotation speed (namely, operation frequency) with an inverter device (not shown), and thereby capacity control of circulation pump 71a is possible.
- the second usage side heat exchanger 151a is a heat exchanger that functions as an evaporator of the heat source side refrigerant by exchanging heat between the heat source side refrigerant and the aqueous medium.
- the liquid side of the flow path through which the heat source side refrigerant of the second usage side heat exchanger 151a flows is connected to the usage side heat exchange inlet / outlet pipe 53a, and the heat source side refrigerant of the second usage side heat exchanger 151a flows.
- a second usage-side gas refrigerant tube 153a is connected to the gas side of the flow path.
- the use side heat exchange inlet / outlet connection pipe 53a functions as a refrigerant pipe that connects the outlet of the heat source side refrigerant of the first use side heat exchanger 51a and the inlet of the heat source side refrigerant of the second use side heat exchanger 151a.
- the use side heat exchange inlet / outlet connection pipe 53a is an inlet of the second use side heat exchanger 151a that functions as a heat radiator of the heat source side refrigerant from outside the use unit 5a (more specifically, the liquid refrigerant communication pipe 13). It is also a refrigerant pipe for introducing the heat source side refrigerant.
- the second usage-side gas refrigerant pipe 153a is provided with a usage-side heat exchange outlet on-off valve 154a capable of opening / closing control.
- the use side heat exchange outlet on / off valve 154a is composed of an electromagnetic valve.
- the second usage-side water inlet pipe 173a is connected to the inlet side of the flow path through which the aqueous medium of the second usage-side heat exchanger 151a flows, and the aqueous medium of the second usage-side heat exchanger 151a flows.
- a second usage-side water outlet pipe 174a is connected to the outlet side of the flow path.
- the second usage-side water inlet pipe 173a is branched from a portion downstream of the circulation pump 71a of the first usage-side water inlet pipe 73a via the cold / hot water switching mechanism 175a.
- the second usage-side water outlet pipe 174a merges with the first usage-side water outlet pipe 74a.
- the cold / hot water switching mechanism 175a is an aqueous medium cooling / heating unit provided outside the usage unit 5 for the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger 57a or the aqueous medium cooled in the second usage-side heat exchanger 151a. This is a mechanism for enabling selective exchange with 75a.
- the cold / hot water switching mechanism 175a is a three-way valve.
- the second usage side expansion valve 152a is an electric expansion valve capable of changing the flow rate of the heat source side refrigerant flowing through the second usage side heat exchanger 151a by performing opening degree control, and is connected to the usage side heat exchange inlet / outlet connection. It is provided in the pipe 53a.
- the utilization unit 5a is provided with various sensors.
- the usage unit 5a includes a first usage-side heat exchange liquid side temperature sensor 61a, a second usage-side heat exchange gas side temperature sensor 156a, a second usage-side liquid refrigerant pipe temperature sensor 65a, 2 utilization side heat exchanger side temperature sensor 155a, aqueous medium inlet temperature sensor 63a, first aqueous medium outlet temperature sensor 64a, second aqueous medium outlet temperature sensor 159a, utilization side suction pressure sensor 68a, utilization side A discharge pressure sensor 69a, a use side discharge temperature sensor 157a, a refrigerant-hydrothermal temperature sensor 158a, and a cascade side liquid refrigerant pipe temperature sensor 160a are provided.
- the first use side heat exchange liquid side temperature sensor 61a is a temperature sensor that detects a first use side heat exchange liquid side temperature Tul1a that is the temperature of the heat source side refrigerant on the liquid side of the first use side heat exchanger 51a.
- the second usage-side heat exchange gas side temperature sensor 156a is a temperature sensor that detects a second usage-side heat exchange gas side temperature Tug2a that is the temperature of the heat source side refrigerant on the gas side of the second usage-side heat exchanger 151a.
- the second usage side liquid refrigerant pipe temperature sensor 65a is a temperature sensor that detects the temperature Tuv2a of the heat source side refrigerant on the upstream side of the second usage side expansion valve 152a.
- the second use side heat exchange liquid side temperature sensor 155a is a temperature sensor that detects a second use side heat exchange liquid side temperature Tul2a that is the temperature of the heat source side refrigerant on the liquid side of the second use side heat exchanger 151a.
- the aqueous medium inlet temperature sensor 63a is a temperature sensor that detects an aqueous medium inlet temperature Twr that is the temperature of the aqueous medium at the inlet of the refrigerant-water heat exchanger 57a and the inlet of the second usage-side heat exchanger 151a.
- the first aqueous medium outlet temperature sensor 64a is a temperature sensor that detects an aqueous medium outlet temperature Twl1a that is the temperature of the aqueous medium at the outlet of the refrigerant-water heat exchanger 57a.
- the second aqueous medium outlet temperature sensor 159a is a temperature sensor that detects an aqueous medium outlet temperature Twl2a that is the temperature of the aqueous medium at the outlet of the second usage-side heat exchanger 151a.
- the use side suction pressure sensor 68a is a pressure sensor that detects the use side suction pressure Ps2a that is the pressure of the use side refrigerant in the suction of the use side compressor 55a.
- the use side discharge pressure sensor 69a is a pressure sensor that detects the use side discharge pressure Pd2a that is the pressure of the use side refrigerant in the discharge of the use side compressor 55a.
- the use side discharge temperature sensor 157a is a temperature sensor that detects a use side discharge temperature Td2a that is the temperature of the use side refrigerant in the discharge of the use side compressor 55a.
- the refrigerant-water heat exchange temperature sensor 158a is a temperature sensor that detects the cascade-side refrigerant temperature Tpl1a that is the temperature of the use-side refrigerant on the liquid side of the refrigerant-water heat exchanger 57a.
- the cascade side liquid refrigerant pipe temperature sensor 160a is a temperature sensor that detects the temperature Tpl2a of the usage side refrigerant on the liquid side of the first usage side heat exchanger 51a.
- the usage unit 5a includes a usage-side control unit 69a that controls the operation of each unit constituting the usage unit 5a.
- the use side control unit 69a includes a microcomputer, a memory, and the like for controlling the use unit 5a.
- the use side control unit 69a can exchange control signals and the like with a remote controller (not shown), and exchange control signals and the like with the heat source side control unit 49 of the heat source unit 2. It has become.
- the aqueous medium cooling / heating units 75a and 75b are installed indoors (for example, each door of an apartment house, each section of a building, etc.).
- the aqueous medium cooling / heating units 75a and 75b are connected to the utilization units 5a and 5b via the aqueous medium communication pipes 15a, 15b, 16a and 16b, and constitute a part of the aqueous medium circuits 70a and 70b.
- the configuration of the aqueous medium cooling / heating unit 75b is the same as the configuration of the aqueous medium cooling / heating unit 75a.
- the aqueous medium cooling / heating unit 75a mainly has a heat exchange panel 76a, and constitutes a radiator, a floor cooling / heating panel, and the like.
- the heat exchange panel 76a In the case of a radiator, the heat exchange panel 76a is provided near the wall of the room, and in the case of a floor cooling / heating panel, the heat exchange panel 76a is provided under the floor of the room.
- the heat exchange panel 76a is a heat exchanger that functions as a radiator or heater for the aqueous medium circulating in the aqueous medium circuit 70a.
- the aqueous medium communication pipe 16a is connected to the inlet of the heat exchanger panel 76a.
- the aqueous medium communication pipe 15a is connected.
- the aqueous medium communication pipes 15a and 15b are connected to the first usage-side water inlet pipes 73a and 73b.
- the aqueous medium communication pipes 15a and 15b are connected to the first usage-side heat exchangers 51a and 51b that function as heaters for the aqueous medium from outside the usage units 5a and 5b (more specifically, the aqueous medium cooling / heating units 75a and 75b).
- the aqueous medium communication pipes 16a and 16b are connected to the first usage-side water outlet pipes 74a and 74b.
- the aqueous medium communication pipes 16a and 16b are outlets of the first usage-side heat exchangers 51a and 51b that function as heaters for the aqueous medium, or second usage-side heat exchangers 151a and 151b that function as coolers for the aqueous medium.
- the control part 1a which performs operation control of the heat pump system 1 is comprised by the use side control parts 69a and 69b and the heat source side control part 49, and the following driving
- the operation of the heat pump system 1 includes a heating only operation mode, a cooling / heating simultaneous operation mode, and a cooling only operation mode.
- the all-heating operation mode is an operation mode in which only the heating operation is performed in a state where only the utilization units set to the heating operation (heating operation) exist.
- the cooling / heating simultaneous operation mode one of the usage units 5a and 5b is set to the cooling operation (cooling operation), and the other of the usage units 5a and 5b is set to the heating operation (heating operation). This is an operation mode in which heating operation is mixed.
- the all-cooling operation mode is an operation mode in which only the cooling operation is performed in a state where only the use units set to the cooling operation (cooling operation) exist.
- the cooling / heating simultaneous operation mode is divided into a cooling / heating simultaneous operation mode (evaporation main) and a cooling / heating simultaneous operation mode (heat dissipation main) according to the heat load of the entire usage units 5a and 5b (the total of the cooling load and the heating load). Can be divided.
- the cooling / heating simultaneous operation mode evaporation main
- the cooling operation and the heating operation of the use units 5a and 5b are mixed, and the heat source side refrigerant is supplied from the use units 5a and 5b to the heat source unit 2 through the liquid refrigerant communication tube 13.
- the cooling / heating simultaneous operation mode heat radiation main
- the cooling operation and the heating operation of the use units 5a and 5b are mixed, and the heat source side refrigerant is supplied from the heat source unit 2 to the use units 5a and 5b through the liquid refrigerant communication tube 13.
- the first and second heat source side switching mechanisms 23a and 23b are in the heat source side evaporation operation state (the first and second heat sources in FIG. 1).
- the side switching mechanisms 23a and 23b are switched to the state indicated by the broken line).
- the third heat source side switching mechanism 39 is switched to the cooling / heating simultaneous operation state (the state indicated by the solid line of the third heat source side switching mechanism 39 in FIG. 1). Further, the suction return expansion valves 30a and 30b are closed. Further, the second usage side expansion valves 152a and 152b and the usage side heat exchange outlet on / off valves 154a and 154b are closed.
- the cold / hot water switching mechanisms 175a, 175b are switched to a state in which the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchangers 57a, 57b is supplied to the aqueous medium cooling / heating units 75a, 75b.
- description will be made assuming that all of the usage units 5a and 5b are set to the heating operation.
- the low pressure heat source side refrigerant in the refrigeration cycle is sucked into the heat source side compressor 21 through the heat source side suction pipe 21c and compressed to a high pressure in the refrigeration cycle, and then the heat source side refrigerant circuit 20 is cooled. It is discharged to the discharge pipe 21b.
- the high pressure heat source side refrigerant discharged to the heat source side discharge pipe 21b is separated from the refrigerating machine oil in the oil separator 22a.
- the refrigerating machine oil separated from the heat source side refrigerant in the oil separator 22a is returned to the heat source side suction pipe 21c through the oil return pipe 22b.
- the high-pressure heat source side refrigerant from which the refrigeration oil is separated is sent from the heat source unit 2 to the discharge refrigerant communication tube 12 through the heat source side discharge branch pipe 21d, the third heat source side switching mechanism 39, and the discharge side shut-off valve 35.
- the high-pressure heat source side refrigerant sent to the discharge refrigerant communication tube 12 is branched into two and sent to the use units 5a and 5b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the usage units 5a and 5b is sent to the first usage-side heat exchangers 51a and 51b through the first usage-side gas refrigerant tubes 54a and 54b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the first usage-side heat exchangers 51a, 51b is the low-pressure usage-side in the refrigeration cycle circulating in the usage-side refrigerant circuits 50a, 50b in the first usage-side heat exchangers 51a, 51b. Heat is exchanged with the refrigerant to dissipate heat.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant radiated in the first usage-side heat exchangers 51a and 51b is liquid refrigerant from the usage units 5a and 5b through the first usage-side expansion valves 52a and 52b and the usage-side heat exchange inlet / outlet connection pipes 53a and 53b. It is sent to the connecting pipe 13 and merges.
- the heat source side refrigerant sent to the liquid refrigerant communication tube 13 is sent to the heat source unit 2.
- the heat source side refrigerant sent to the heat source unit 2 is sent to the subcoolers 31a and 31b through the liquid side closing valve 33 and the heat source side liquid refrigerant junction pipe 27.
- the heat source side refrigerant sent to the subcoolers 31a and 31b is sent to the heat source side expansion valves 28a and 28b without performing heat exchange because the heat source side refrigerant does not flow through the suction return pipes 29a and 29b.
- the heat source side refrigerant sent to the heat source side expansion valves 28a, 28b is depressurized in the heat source side expansion valves 28a, 28b to become a low-pressure gas-liquid two-phase state, and passes through the heat source side liquid refrigerant tubes 27a, 27b. It is sent to the heat exchangers 26a and 26b.
- the low-pressure heat source side refrigerant sent to the heat source side heat exchangers 26a and 26b evaporates by exchanging heat with outdoor air supplied by the heat source side fans 36a and 36b in the heat source side heat exchangers 26a and 26b.
- the low-pressure heat-source-side refrigerant evaporated in the heat-source-side heat exchangers 26a and 26b is returned again to the heat-source-side compressor 21 through the heat-source-side gas refrigerant tubes 24a and 24b, the heat-source-side switching mechanisms 23a and 23b, and the heat-source-side suction tube 21c. Inhaled.
- the low-pressure usage-side refrigerant in the refrigeration cycle circulating through the usage-side refrigerant circuits 50a and 50b is heated by the heat radiation of the heat source-side refrigerant in the first usage-side heat exchangers 51a and 51b. Evaporate.
- the low-pressure use-side refrigerant evaporated in the first use-side heat exchangers 51a and 51b is sent to the use-side accumulators 59a and 59b through the cascade-side gas refrigerant tubes 67a and 67b.
- the low-pressure use-side refrigerant sent to the use-side accumulators 59a and 59b is sucked into the use-side compressors 55a and 55b, compressed to a high pressure in the refrigeration cycle, and then discharged to the cascade-side discharge pipes 60a and 60b.
- the high-pressure use-side refrigerant discharged to the cascade-side discharge pipes 60a and 60b is sent to the refrigerant-water heat exchangers 57a and 57b.
- the high-pressure use-side refrigerant sent to the refrigerant-water heat exchangers 57a, 57b is the heat and water medium circulating in the aqueous medium circuits 70a, 70b by the circulation pumps 71a, 71b in the refrigerant-water heat exchangers 57a, 57b. Replace and dissipate heat.
- the high-pressure use-side refrigerant that has radiated heat in the refrigerant-water heat exchangers 57a, 57b is decompressed in the refrigerant-water heat exchange side expansion valves 58a, 58b to become a low-pressure gas-liquid two-phase state, and the cascade-side liquid refrigerant pipe It is again sent to the 1st utilization side heat exchanger 51a, 51b through 66a, 66b.
- the aqueous medium circulating through the aqueous medium circuits 70a and 70b is heated by the heat radiation of the heat source side refrigerant in the refrigerant-water heat exchangers 57a and 57b.
- the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchangers 57a and 57b is transferred from the usage units 5a and 5b to the aqueous medium communication pipes 16a and 16b through the first usage-side water outlet pipes 74a and 74b by the circulation pumps 71a and 71b. Sent.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium communication pipes 16a and 16b is sent to the aqueous medium cooling / heating units 75a and 75b.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium cooling / heating units 75a and 75b dissipates heat in the heat exchange panels 76a and 76b, thereby heating the indoor walls and the like, and heating the indoor floor.
- movement in the heating only operation mode which performs only the heating operation of utilization unit 5a, 5b is performed.
- the third heat source side switching mechanism 39 is switched to the cooling / heating simultaneous operation state (the state indicated by the solid line of the third heat source side switching mechanism 39 in FIG. 1).
- the suction return expansion valve corresponding to the heat source side switching mechanism that is switched to the heat source side evaporation operation state is closed.
- a 1st utilization side expansion valve is closed, a utilization side heat exchange outlet on-off valve is opened, and a cold / hot water switching mechanism is 2nd utilization side.
- the state is switched to a state in which the aqueous medium cooled in the heat exchanger is supplied to the aqueous medium air conditioning unit.
- the second usage side expansion valve and the usage side heat exchange outlet on / off valve are closed, and the cold / hot water switching mechanism is used in the refrigerant-water heat exchanger. It is switched to a state where the heated aqueous medium is supplied to the aqueous medium cooling / heating unit.
- the first heat source side switching mechanism 23a is switched to the heat source side heat radiation operation state
- the second heat source side switching mechanism 23b is switched to the heat source side evaporation operation state
- the suction return expansion valve 30b is closed.
- the usage unit 5a is set to the cooling operation and the usage unit 5b is set to the heating operation.
- the low pressure heat source side refrigerant in the refrigeration cycle is sucked into the heat source side compressor 21 through the heat source side suction pipe 21c and compressed to a high pressure in the refrigeration cycle, and then the heat source side refrigerant circuit 20 is cooled. It is discharged to the discharge pipe 21b.
- the high pressure heat source side refrigerant discharged to the heat source side discharge pipe 21b is separated from the refrigerating machine oil in the oil separator 22a.
- the refrigerating machine oil separated from the heat source side refrigerant in the oil separator 22a is returned to the heat source side suction pipe 21c through the oil return pipe 22b.
- a part of the high-pressure heat source side refrigerant from which the refrigeration oil is separated is sent to the first heat source side heat exchanger 26a through the first heat source side switching mechanism 23a and the first heat source side gas refrigerant tube 24a, and the rest is the heat source.
- the refrigerant is sent from the heat source unit 2 to the discharge refrigerant communication pipe 12 through the side discharge branch pipe 21d and the discharge side closing valve 35.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the first heat-source-side heat exchanger 26a radiates heat by exchanging heat with outdoor air supplied by the first heat-source-side fan 36a in the first heat-source-side heat exchanger 26a.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant that has radiated heat in the first heat-source-side heat exchanger 26a is sent to the first subcooler 31a through the first heat-source-side expansion valve 28a.
- the heat-source-side refrigerant sent to the first subcooler 31a exchanges heat with the heat-source-side refrigerant branched from the first heat-source-side liquid refrigerant tube 27a to the first suction return tube 29a so as to be in a supercooled state.
- the heat source side refrigerant flowing through the first suction return pipe 29a is returned to the heat source side suction pipe 21c.
- the heat-source-side refrigerant cooled in the first subcooler 31a is sent to the heat-source-side liquid refrigerant merging pipe 27 through the heat-source-side liquid refrigerant pipe 27a.
- the high-pressure heat source side refrigerant sent to the discharge refrigerant communication tube 12 is sent to the use unit 5b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the usage unit 5b is sent to the first usage-side heat exchanger 51b through the first usage-side gas refrigerant tube 54b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the first usage-side heat exchanger 51b exchanges heat with the low-pressure usage-side refrigerant in the refrigeration cycle circulating in the usage-side refrigerant circuit 50b in the first usage-side heat exchanger 51b. To dissipate heat.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant radiated in the first usage-side heat exchanger 51b is sent from the usage units 5a and 5b to the liquid refrigerant communication tube 13 through the first usage-side expansion valve 52b and the usage-side heat exchange inlet / outlet connection pipe 53b. .
- a part of the heat source side refrigerant sent from the use unit 5 b to the liquid refrigerant communication tube 13 is sent to the use unit 5 a and the rest is sent to the heat source unit 2.
- the heat-source-side refrigerant sent from the liquid refrigerant communication tube 13 to the usage unit 5a is sent to the second usage-side expansion valve 152a.
- the heat-source-side refrigerant sent to the second usage-side expansion valve 152a is depressurized by the second usage-side expansion valve 152a to be in a low-pressure gas-liquid two-phase state, through the usage-side heat exchange inlet / outlet connection pipe 53a. It is sent to the use side heat exchanger 151a.
- the low-pressure heat-source-side refrigerant sent to the second usage-side heat exchanger 151a evaporates in the second usage-side heat exchanger 151a by exchanging heat with the aqueous medium circulating in the aqueous medium circuit 70a by the circulation pump 71a. .
- the low-pressure heat-source-side refrigerant evaporated in the second usage-side heat exchanger 151a is sent from the usage unit 5a to the suction refrigerant communication tube 14 through the usage-side heat exchange outlet on / off valve 154a and the second usage-side gas refrigerant tube 153a.
- the low-pressure heat source side refrigerant sent to the suction refrigerant communication tube 14 is sent to the heat source unit 2.
- the low-pressure heat source side refrigerant sent to the heat source unit 2 is sent to the suction side closing valve 34 and the heat source side gas refrigerant pipe 25.
- the heat source side refrigerant sent from the liquid refrigerant communication tube 13 to the heat source unit 2 is sent to the heat source side liquid refrigerant junction tube 27 through the liquid side shut-off valve 33, and the heat source from the first heat source side liquid refrigerant tube 27a. Merge with side refrigerant.
- the liquid refrigerant merged in the heat source side liquid refrigerant merging pipe 27 is sent to the second subcooler 31b through the second heat source side liquid refrigerant pipe 27b.
- the heat source side refrigerant sent to the second subcooler 31b is sent to the second heat source side expansion valve 28b without performing heat exchange because the heat source side refrigerant does not flow through the second suction return pipe 29b.
- the heat source side refrigerant sent to the second heat source side expansion valve 28b is depressurized by the second heat source side expansion valve 28b to be in a low-pressure gas-liquid two-phase state, and is passed through the second heat source side liquid refrigerant tube 27b to the second. It is sent to the heat source side heat exchanger 26b.
- the low-pressure heat source side refrigerant sent to the second heat source side heat exchanger 26b evaporates by exchanging heat with the outdoor air supplied by the second heat source side fan 36b in the second heat source side heat exchanger 26b.
- the low-pressure heat source side refrigerant evaporated in the second heat source side heat exchanger 26b is sent to the heat source side gas refrigerant tube 25 through the second heat source side gas refrigerant tube 24b, the second heat source side switching mechanism 23b, and the communication tube 38.
- the heat source side refrigerant sent from the suction refrigerant communication tube 14 to the heat source unit 2 is merged.
- the low-pressure heat source side refrigerant joined in the heat source side gas refrigerant pipe 25 is again sucked into the heat source side compressor 21 through the heat source side suction pipe 21c.
- the aqueous medium circulating in the aqueous medium circuit 70a is cooled by evaporation of the heat source side refrigerant in the second usage-side heat exchanger 151a.
- the aqueous medium cooled in the second usage side heat exchanger 151a is sent from the usage unit 5a to the aqueous medium communication pipe 16a through the second usage side water outlet pipe 174a and the first usage side water outlet pipe 74a.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium communication pipe 16a is sent to the aqueous medium cooling / heating unit 75a.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium cooling / heating unit 75a is heated in the heat exchange panel 76a, thereby cooling the indoor wall or the like, or the indoor floor.
- the aqueous medium circulating in the aqueous medium circuit 70b is heated by the heat radiation of the heat source side refrigerant in the refrigerant-water heat exchanger 57b.
- the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger 57b is sent from the usage unit 5b to the aqueous medium communication pipe 16b through the first usage-side water outlet pipe 74b by the circulation pump 71b.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium communication pipe 16b is sent to the aqueous medium cooling / heating unit 75b.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium cooling / heating unit 75b dissipates heat in the heat exchange panel 76b, thereby heating the indoor wall or the like, or heating the indoor floor.
- an operation in which the cooling operation and the heating operation are mixed is performed in a state where one of the usage units 5a and 5b is set to the cooling operation and the other of the usage units 5a and 5b is set to the heating operation.
- the operation in the cooling and heating simultaneous operation mode evaporation main body
- -Simultaneous cooling / heating operation mode heat dissipation main
- one of the heat source side switching mechanisms 23a and 23b is in the heat source side heat radiation operation state (the heat source side switching in FIG. 1).
- the state shown by the solid lines of the mechanisms 23a and 23b), and the other of the heat source side switching mechanisms 23a and 23b is in the heat source side evaporation operation state (the state shown by the broken lines of the heat source side switching mechanisms 23a and 23b in FIG. 1). Can be switched to.
- the third heat source side switching mechanism 39 is switched to the cooling / heating simultaneous operation state (the state indicated by the solid line of the third heat source side switching mechanism 39 in FIG. 1).
- the suction return expansion valve corresponding to the heat source side switching mechanism that is switched to the heat source side evaporation operation state is closed.
- a 1st utilization side expansion valve is closed, a utilization side heat exchange outlet on-off valve is opened, and a cold / hot water switching mechanism is 2nd utilization side.
- the state is switched to a state in which the aqueous medium cooled in the heat exchanger is supplied to the aqueous medium air conditioning unit.
- the second usage side expansion valve and the usage side heat exchange outlet on / off valve are closed, and the cold / hot water switching mechanism is used in the refrigerant-water heat exchanger.
- the low pressure heat source side refrigerant in the refrigeration cycle is sucked into the heat source side compressor 21 through the heat source side suction pipe 21c and compressed to a high pressure in the refrigeration cycle, and then the heat source side refrigerant circuit 20 is cooled. It is discharged to the discharge pipe 21b.
- the high pressure heat source side refrigerant discharged to the heat source side discharge pipe 21b is separated from the refrigerating machine oil in the oil separator 22a.
- the refrigerating machine oil separated from the heat source side refrigerant in the oil separator 22a is returned to the heat source side suction pipe 21c through the oil return pipe 22b.
- a part of the high-pressure heat source side refrigerant from which the refrigeration oil is separated is sent to the first heat source side heat exchanger 26a through the first heat source side switching mechanism 23a and the first heat source side gas refrigerant tube 24a, and the rest is the heat source.
- the refrigerant is sent from the heat source unit 2 to the discharge refrigerant communication pipe 12 through the side discharge branch pipe 21d and the discharge side closing valve 35.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the first heat-source-side heat exchanger 26a radiates heat by exchanging heat with outdoor air supplied by the first heat-source-side fan 36a in the first heat-source-side heat exchanger 26a.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant that has radiated heat in the first heat-source-side heat exchanger 26a is sent to the first subcooler 31a through the first heat-source-side expansion valve 28a.
- the heat-source-side refrigerant sent to the first subcooler 31a exchanges heat with the heat-source-side refrigerant branched from the first heat-source-side liquid refrigerant tube 27a to the first suction return tube 29a so as to be in a supercooled state.
- the heat source side refrigerant flowing through the first suction return pipe 29a is returned to the heat source side suction pipe 21c.
- the heat-source-side refrigerant cooled in the first subcooler 31a is sent to the heat-source-side liquid refrigerant merging pipe 27 through the heat-source-side liquid refrigerant pipe 27a.
- a part of the high-pressure heat source side refrigerant sent to the heat source side liquid refrigerant junction tube 27 is sent to the liquid refrigerant communication tube 13 through the liquid side shut-off valve 33, and the rest is sent to the second heat source side liquid refrigerant tube 27b.
- the high-pressure heat source side refrigerant sent to the discharge refrigerant communication tube 12 is sent to the use unit 5b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the usage unit 5b is sent to the first usage-side heat exchanger 51b through the first usage-side gas refrigerant tube 54b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the first usage-side heat exchanger 51b exchanges heat with the low-pressure usage-side refrigerant in the refrigeration cycle circulating in the usage-side refrigerant circuit 50b in the first usage-side heat exchanger 51b. To dissipate heat.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant radiated in the first usage-side heat exchanger 51b is sent from the usage units 5a and 5b to the liquid refrigerant communication tube 13 through the first usage-side expansion valve 52b and the usage-side heat exchange inlet / outlet connection pipe 53b.
- the heat source side refrigerant sent from the heat source unit 2 to the liquid refrigerant communication tube 13 merges.
- the heat-source-side refrigerant that merges in the liquid refrigerant communication tube 13 is sent to the use unit 5a.
- the heat-source-side refrigerant sent from the liquid refrigerant communication tube 13 to the usage unit 5a is sent to the second usage-side expansion valve 152a.
- the heat-source-side refrigerant sent to the second usage-side expansion valve 152a is depressurized by the second usage-side expansion valve 152a to be in a low-pressure gas-liquid two-phase state, through the usage-side heat exchange inlet / outlet connection pipe 53a. It is sent to the use side heat exchanger 151a.
- the low-pressure heat-source-side refrigerant sent to the second usage-side heat exchanger 151a evaporates in the second usage-side heat exchanger 151a by exchanging heat with the aqueous medium circulating in the aqueous medium circuit 70a by the circulation pump 71a. .
- the low-pressure heat-source-side refrigerant evaporated in the second usage-side heat exchanger 151a is sent from the usage unit 5a to the suction refrigerant communication tube 14 through the usage-side heat exchange outlet on / off valve 154a and the second usage-side gas refrigerant tube 153a.
- the low-pressure heat source side refrigerant sent to the suction refrigerant communication tube 14 is sent to the heat source unit 2.
- the low-pressure heat source side refrigerant sent to the heat source unit 2 is sent to the suction side closing valve 34 and the heat source side gas refrigerant pipe 25.
- the heat source side refrigerant sent from the heat source side liquid refrigerant merging pipe 27 to the second heat source side liquid refrigerant pipe 27b is sent to the second subcooler 31b.
- the heat source side refrigerant sent to the second subcooler 31b is sent to the second heat source side expansion valve 28b without performing heat exchange because the heat source side refrigerant does not flow through the second suction return pipe 29b.
- the heat source side refrigerant sent to the second heat source side expansion valve 28b is depressurized by the second heat source side expansion valve 28b to be in a low-pressure gas-liquid two-phase state, and is passed through the second heat source side liquid refrigerant tube 27b to the second. It is sent to the heat source side heat exchanger 26b.
- the low-pressure heat source side refrigerant sent to the second heat source side heat exchanger 26b evaporates by exchanging heat with the outdoor air supplied by the second heat source side fan 36b in the second heat source side heat exchanger 26b.
- the low-pressure heat source side refrigerant evaporated in the second heat source side heat exchanger 26b is sent to the heat source side gas refrigerant tube 25 through the second heat source side gas refrigerant tube 24b, the second heat source side switching mechanism 23b, and the communication tube 38.
- the heat source side refrigerant sent from the suction refrigerant communication tube 14 to the heat source unit 2 is merged.
- the low-pressure heat source side refrigerant joined in the heat source side gas refrigerant pipe 25 is again sucked into the heat source side compressor 21 through the heat source side suction pipe 21c.
- the aqueous medium circulating in the aqueous medium circuit 70a is cooled by evaporation of the heat source side refrigerant in the use side heat exchanger 51a.
- the aqueous medium cooled in the usage-side heat exchanger 51a is sucked into the circulation pump 71a through the usage-side water outlet pipe 74a, and after being pressurized, is sent from the usage unit 5a to the aqueous medium communication pipe 16a.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium communication pipe 16a is sent to the aqueous medium cooling / heating unit 75a.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium cooling / heating unit 75a is heated in the heat exchange panel 76a, thereby cooling the indoor wall or the like, or the indoor floor.
- the aqueous medium circuit 70b the aqueous medium circulating in the aqueous medium circuit 70b is heated by the heat radiation of the heat source side refrigerant in the use side heat exchanger 51b.
- the aqueous medium heated in the usage-side heat exchanger 51b is sucked into the circulation pump 71b through the usage-side water outlet pipe 74b, and after being pressurized, is sent from the usage unit 5b to the aqueous medium communication pipe 16b.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium communication pipe 16b is sent to the aqueous medium cooling / heating unit 75b.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium cooling / heating unit 75b dissipates heat in the heat exchange panel 76b, thereby heating the indoor wall or the like, or heating the indoor floor.
- an operation in which the cooling operation and the heating operation are mixed is performed in a state where one of the usage units 5a and 5b is set to the cooling operation and the other of the usage units 5a and 5b is set to the heating operation.
- the operation in the cooling and heating simultaneous operation mode (mainly heat dissipation) is performed.
- -Cooling operation mode When only the cooling operation of the utilization units 5a and 5b is performed, in the heat source side refrigerant circuit 20, the first and second heat source side switching mechanisms 23a and 23b are in the heat source side heat radiation operation state (the first and second heat sources in FIG. 1). The state is switched to the state shown by the solid lines of the side switching mechanisms 23a and 23b.
- the third heat source side switching mechanism 39 is switched to the cooling / heating simultaneous operation state (the state indicated by the solid line of the third heat source side switching mechanism 39 in FIG. 1). Further, the first use side expansion valves 52a and 52b are closed, and the use side heat exchange outlet on / off valves 154a and 154b are opened. Furthermore, the cold / hot water switching mechanisms 175a, 175b are switched to a state in which the aqueous medium cooled in the second usage-side heat exchangers 151a, 151b is supplied to the aqueous medium cooling / heating units 75a, 75b.
- description will be made assuming that all of the use units 5a and 5b are set in the cooling operation.
- the low pressure heat source side refrigerant in the refrigeration cycle is sucked into the heat source side compressor 21 through the heat source side suction pipe 21c and compressed to a high pressure in the refrigeration cycle, and then the heat source side refrigerant circuit 20 is cooled. It is discharged to the discharge pipe 21b.
- the high pressure heat source side refrigerant discharged to the heat source side discharge pipe 21b is separated from the refrigerating machine oil in the oil separator 22a.
- the refrigerating machine oil separated from the heat source side refrigerant in the oil separator 22a is returned to the heat source side suction pipe 21c through the oil return pipe 22b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant from which the refrigeration oil is separated is sent to the heat-source-side heat exchangers 26a and 26b through the heat-source-side switching mechanisms 23a and 23b and the heat-source-side gas refrigerant tubes 24a and 24b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the heat-source-side heat exchangers 26a and 26b radiates heat by exchanging heat with outdoor air supplied by the heat-source-side fans 36a and 36b in the heat source-side heat exchangers 26a and 26b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant radiated in the heat-source-side heat exchangers 26a and 26b is sent to the subcoolers 31a and 31b through the heat-source-side expansion valves 28a and 28b.
- the heat-source-side refrigerant sent to the subcoolers 31a and 31b exchanges heat with the heat-source-side refrigerant branched from the heat-source-side liquid refrigerant tubes 27a and 27b to the suction return tubes 29a and 29b so as to be in a supercooled state.
- the heat source side refrigerant flowing through the suction return pipes 29a and 29b is returned to the heat source side suction pipe 21c.
- the heat source side refrigerant cooled in the subcoolers 31a, 31b is sent from the heat source unit 2 to the liquid refrigerant communication tube 13 through the heat source side liquid refrigerant tubes 27a, 27b, the heat source side liquid refrigerant junction tube 27, and the liquid side shut-off valve 33. It is done.
- the high-pressure heat source side refrigerant sent to the liquid refrigerant communication tube 13 is branched into two and sent to the use units 5a and 5b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the usage units 5a and 5b is sent to the second usage-side expansion valves 152a and 152b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the second usage-side expansion valves 152a and 152b is depressurized by the second usage-side expansion valves 152a and 152b to be in a low-pressure gas-liquid two-phase state, and the usage-side heat exchange inlet / outlet connection It sends to the 2nd utilization side heat exchanger 151a, 151b through the pipe
- the low-pressure heat-source-side refrigerant sent to the second usage-side heat exchangers 151a and 151b is the aqueous medium that circulates in the aqueous medium circuits 70a and 70b by the circulation pumps 71a and 71b in the second usage-side heat exchangers 151a and 151b. Evaporate with heat exchange.
- the low-pressure heat-source-side refrigerant evaporated in the second usage-side heat exchangers 151a and 151b is sucked from the usage units 5a and 5b through the usage-side heat exchange outlet on / off valves 154a and 154b and the second usage-side gas refrigerant tubes 153a and 153b. It is sent to the refrigerant communication pipe 14 and merges.
- the low-pressure heat source side refrigerant sent to the suction refrigerant communication tube 14 is sent to the heat source unit 2.
- the low-pressure heat source side refrigerant sent to the heat source unit 2 is again sucked into the heat source side compressor 21 through the suction side closing valve 34, the heat source side gas refrigerant tube 25, and the heat source side suction tube 21c.
- the aqueous medium circuits 70a and 70b the aqueous medium circulating through the aqueous medium circuits 70a and 70b is cooled by evaporation of the heat source side refrigerant in the second usage-side heat exchangers 151a and 151b.
- the aqueous medium cooled in the second usage-side heat exchangers 151a and 151b is used by the circulation pumps 71a and 71b through the second usage-side water outlet pipes 174a and 174b and the first usage-side water outlet pipes 74a and 74b.
- 5a and 5b are sent to the aqueous medium communication pipes 16a and 16b.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium communication pipes 16a and 16b is sent to the aqueous medium cooling / heating units 75a and 75b.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium cooling / heating units 75a and 75b is heated by the heat exchange panels 76a and 76b, thereby cooling the indoor walls and the like and cooling the indoor floor.
- the cooling operation (cooling operation) or the heating operation (heating operation) can correspond to an operation state arbitrarily set for each of the usage units 5a and 5b. It is like that. That is, in the heat pump system 1, the cooling operation or the heating operation is set for each of the usage units 5a and 5b, and the first and second heat source side heat exchangers 26a according to the heat load of the entire usage units 5a and 5b. , 26b can function as a heat source side refrigerant evaporator or a heat source side refrigerant radiator to balance the heat load of the entire utilization units 5a and 5b.
- the control part 1a determines whether it is a heating only operation mode, a heating / cooling simultaneous operation mode, and a cooling only operation mode based on the driving
- the control unit 1a sets the heat source side condensation temperature Tc1 corresponding to the saturation temperature of the heat source side refrigerant in the discharge of the heat source side compressor 21 to the predetermined target heat source side condensation temperature Tc1s.
- the operation capacity of the heat source side compressor 21 is controlled. More specifically, when the heat source side condensing temperature Tc1 is lower than the target heat source side condensing temperature Tc1s, the control unit 1a increases the rotation speed (that is, the operating frequency) of the heat source side compressor 21 to increase the heat source side condensing temperature Tc1s. Control is performed so that the operating capacity of the compressor 21 is increased.
- the control unit 1a reduces the rotation speed (that is, the operating frequency) of the heat source side compressor 21 to reduce the heat source side condensing temperature Tc1s. Control to reduce the operating capacity.
- the heat source side condensation temperature Tc1 is a value obtained by converting the heat source side discharge pressure Pd1, which is the pressure of the heat source side refrigerant in the discharge of the heat source side compressor 21, into a saturation temperature corresponding to this pressure value.
- the heat source side condensing temperature Tc1 is a value obtained by converting the high pressure in the refrigeration cycle of the heat source side refrigerant circuit 20 into a saturation temperature, that is, the first usage side heat that performs the heating operation in the first usage side heat exchangers 51a and 51b. This corresponds to the saturation temperature (condensation temperature) of the heat source side refrigerant in the exchanger.
- the controller 1a also controls the operating capacity of the heat source side compressor 21 so that the heat source side condensation temperature Tc1 becomes the target heat source side condensation temperature Tc1s even in the cooling and heating simultaneous operation mode.
- the heat load of the entire use units 5a and 5b tends to be small, which is required for the heat source side heat exchangers 26a and 26b. There is a tendency for the heat load to be smaller.
- one of the heat source side switching mechanisms 23a and 23b is switched to the heat source side heat radiation operation state as described above, and the heat source The other of the side switching mechanisms 23a, 23b is switched to the heat source side evaporation operation state.
- the evaporation capability of the heat source side heat exchanger that functions as the evaporator of the heat source side refrigerant is increased to cancel the heat dissipation capability of the heat source side heat exchanger that functions as the radiator of the heat source side refrigerant.
- the heat load of the entire units 26a and 26b is reduced.
- the heat source side condensing temperature Tc1 corresponds to the saturation temperature (condensation temperature) of the heat source side refrigerant in the heat source side heat exchanger functioning as a heat radiator of the heat source side refrigerant among the heat source side heat exchangers 26a and 26b.
- the control unit 1a makes the heat source side evaporation temperature Te1 corresponding to the saturation temperature of the heat source side refrigerant in the suction of the heat source side compressor 21 to be a predetermined target heat source side evaporation temperature Te1s.
- the operation capacity of the heat source side compressor 21 is controlled. More specifically, when the heat source side evaporation temperature Te1 is lower than the target heat source side evaporation temperature Te1s, the control unit 1a reduces the rotation speed (that is, the operation frequency) of the heat source side compressor 21 to reduce the heat source side evaporation temperature Te1. Control is performed so that the operating capacity of the compressor 21 is reduced.
- the control unit 1a increases the rotation speed (that is, the operating frequency) of the heat source side compressor 21 to increase the heat source side compressor 21's temperature. Control to increase the operating capacity.
- the state where the heat radiation load of the heat source side refrigerant in the heat source side heat exchangers 26a and 26b is smaller than the heat load of the entire use units 5a and 5b is eliminated, and both loads are balanced.
- the heat source side evaporation temperature Te1 is a value obtained by converting the heat source side suction pressure Ps1, which is the pressure of the heat source side refrigerant in the suction of the heat source side compressor 21, into a saturation temperature corresponding to this pressure value. Further, the heat source side evaporation temperature Te1 is a value obtained by converting the low pressure in the refrigeration cycle of the heat source side refrigerant circuit 20 into the saturation temperature, that is, the use side heat exchanger that performs the cooling operation among the second use side heat exchangers 151a and 151b. This corresponds to the saturation temperature (evaporation temperature) of the heat source side refrigerant at.
- the usage side refrigerant circulating in the usage side refrigerant circuits 50a and 50b is the heat source side.
- the heat source side refrigerant circulating in the refrigerant circuit 20 is heated by heat radiation.
- use side refrigerant circuit 50a, 50b can obtain a refrigerating cycle higher temperature than the refrigerating cycle in heat source side refrigerant circuit 20 using the heat obtained from this heat source side refrigerant.
- a high-temperature aqueous medium can be obtained by the heat radiation of the use-side refrigerant in the refrigerant-water heat exchangers 57a and 57b.
- the control unit 1a controls the operation capacity of the heat source side compressor 21 and uses the use side condensing temperatures Tc2a and Tc2b corresponding to the saturation temperature of the use side refrigerant in the discharge of the use side compressors 50a and 50b.
- the operation capacities of the use side compressors 55a and 55b are controlled so as to be the target use side condensation temperatures Tc2as and Tc2bs. More specifically, the control unit 1a determines the rotation speed (that is, the operating frequency) of the use side compressors 55a and 55b when the use side condensation temperatures Tc2a and Tc2b are smaller than the target use side condensation temperatures Tc2as and Tc2bs.
- Control is performed such that the operating capacity of the use side compressors 55a and 55b is increased by increasing the operating capacity.
- the control unit 1a reduces the rotation speed (that is, the operation frequency) of the use side compressors 55a and 55b. Control is performed so that the operating capacity of the use side compressors 55a and 55b is reduced.
- the pressure of the heat source side refrigerant flowing through the use side refrigerant circuits 51a and 51b is stabilized, and in the use side refrigerant circuits 50a and 50b, the refrigerant-water heat exchangers 57a and 57b.
- the pressure of the use-side refrigerant flowing through is stabilized.
- the state of the refrigerating cycle in refrigerant circuit 20, 50a, 50b can be stabilized, and a high temperature aqueous medium can be obtained stably.
- the use side condensation temperatures Tc2a and Tc2b are values obtained by converting the use side discharge pressures Pd2a and Pd2b, which are the pressures of the use side refrigerant in the discharge of the use side compressors 55a and 55b, into saturation temperatures corresponding to the pressure values. is there. Further, the use side condensation temperatures Tc2a and Tc2b are values obtained by converting the high pressure in the refrigeration cycle of the use side refrigerant circuits 50a and 50b into the saturation temperature, that is, the refrigerant that performs heating operation in the refrigerant-water heat exchangers 57a and 57b. This corresponds to the saturation temperature (condensation temperature) of the use-side refrigerant in the water heat exchanger.
- the control unit 1a sets the target refrigerant circuits 50a and 50b based on the target aqueous medium outlet temperatures Twl1as and Twl1bs, which are set temperatures of the aqueous medium at the outlets of the refrigerant-water heat exchangers 57a and 57b.
- the use side condensation temperatures Tc2as and Tc2bs are set.
- the target use-side condensation temperatures Tc2as and Tc2bs are set as values that can be varied according to the target aqueous medium outlet temperatures Twl1as and Twl1bs. For example, when the target aqueous medium outlet temperatures Twl1as and Twl1bs are set to 75 ° C., the target use side condensation temperatures Tc2as and Tc2bs are set to 85 ° C. In addition, when the target aqueous medium outlet temperatures Twl1as and Twl1bs are set to 40 ° C., the target use side condensation temperatures Tc2as and Tc2bs are set to 50 ° C.
- the target use side condensing temperatures Tc2as and Tc2bs become higher as the target aqueous medium outlet temperatures Twl1as and Twl1bs are set higher, and are slightly higher than the target aqueous medium outlet temperatures Twl1as and Twl1bs. It is set as a function.
- the target use side condensation temperatures Tc2as and Tc2bs are appropriately set based on the target aqueous medium outlet temperatures Twl1as and Twl1bs, the target aqueous medium outlet temperatures Twl1as and Twl1bs can be easily obtained, and the target aqueous medium outlet Even when the temperatures Twl1as and Twl1bs are changed, control with good responsiveness can be performed.
- the refrigeration cycle in the heat source side refrigerant circuit 20 can be appropriately controlled according to the state of the refrigeration cycle in the use side refrigerant circuits 50 a and 50 b in the heating only operation mode and the simultaneous cooling and heating operation mode. It is preferable to do. Therefore, the control unit 1a appropriately sets the target heat source side condensing temperature Tc1s based on the target use side condensing temperatures Tc2as and Tc2bs (that is, the target aqueous medium outlet temperatures Twl1as and Twl1bs).
- the target heat source side condensing temperature Tc1s is set as a value that is variable depending on the target use side condensing temperatures Tc2as and Tc2bs (that is, the target aqueous medium outlet temperatures Twl1as and Twl1bs). That is, the target heat source side condensing temperature Tc1s is set as a function so that the target use side condensing temperature Tc2as, Tc2bs (that is, the target aqueous medium outlet temperature Twl1as, Twl1bs) becomes higher as the temperature is set higher. ing.
- the heat load balance control by the heat source side heat exchangers 26a and 26b in the cooling and heating simultaneous operation mode is performed on the heat source side although the heat load required for the entire heat source side heat exchangers 26a and 26b is small.
- the operating capacity of the compressor 21 is increased. For this reason, there is a problem that the power consumption of the heat source side compressor 21 is increased and the operation efficiency is lowered.
- the heat dissipation capability of the heat source side heat exchanger that functions as a refrigerant radiator tends to increase, and the tendency for the operating efficiency to decrease becomes significant. Therefore, when the outside air temperature Ta is 25 ° C.
- the control unit 1a The operation is performed so that the condensation temperature Tc1 is less than 40 ° C.
- the operation is performed such that the heat source side condensation temperature Tc1 is less than 40 ° C. by controlling the operation capacity of the heat source side compressor 21. That is, in the control of the operation capacity of the heat source side compressor 21 described above, the heat source side condensation temperature Tc1 is stabilized at less than 40 ° C. by setting the target heat source side condensation temperature Tc1s to less than 40 ° C.
- the target heat source side condensation temperature Tc1s is set within a temperature range of 30 ° C. to 40 ° C.
- the target use side condensation temperatures Tc2as and Tc2bs are set to 50 ° C.
- the target use side condensation temperatures Tc2as and Tc2bs are set to 10 when the target aqueous medium outlet temperatures Twl1as and Twl1bs are set to 40 ° C. It is set within the temperature range of ⁇ 20 °C.
- the temperature difference between the outside air temperature Ta and the heat source side condensing temperature T is reduced, and the heat radiation ability of the heat source side heat exchanger that functions as a heat source side refrigerant radiator can be significantly suppressed.
- the evaporation capability of the heat source side heat exchanger functioning as an evaporator of the heat source side refrigerant that cancels out the heat dissipation capability of the heat source side heat exchanger functioning as the heat source side refrigerant radiator can also be made small. It becomes easy to balance with the heat load of the whole unit 5a, 5b. And since it can also suppress that the operation capacity of the heat source side compressor 21 increases, it can suppress that the power consumption of the heat source side compressor 21 becomes large, and can operate
- the heat pump system 1 has the following characteristics. -A- In the heat pump system 1, when the water medium is heated by heat exchange between the heat source side refrigerant and the aqueous medium in the first usage-side heat exchangers 51 a and 51 b, the heating operation is performed.
- the condensation temperature Tc1 must be about 50 ° C. or higher (see FIG. 2). However, under a low outside air condition where the outside air temperature Ta is 25 ° C. or less, the temperature difference between the heat source side condensation temperature Tc1 (about 50 ° C. or more) and the outside air temperature Ta is 25 ° C. or more.
- the heat radiation of the heat source side heat exchanger that functions as the heat source side refrigerant radiator is performed.
- the tendency to increase the capacity becomes very remarkable, and it becomes difficult to control the heat radiation capacity of the heat source side heat exchanger that functions as the heat radiator of the heat source side refrigerant.
- the heat source side condensing temperature Tc1 is lowered, the heat source side heat exchanger functioning as a heat source side refrigerant radiator can be prevented from increasing its heat radiation capability, and control becomes easy. It becomes difficult to maintain the temperature Tc1 at about 50 ° C. or higher, and it becomes difficult to sufficiently heat the aqueous medium.
- the heat source side compressors 55a and 55b and the refrigerant-water heat exchangers 57a and 57b are provided in the respective usage units 5a and 5b, and the first usage-side heat exchanger 51a is provided in each of the usage units 5a and 5b.
- 51b further includes utilization side refrigerant circuits 50a and 50b that can function as a utilization side refrigerant evaporator and a heat source side refrigerant radiator.
- utilization side refrigerant circuits 50a and 50b that can function as a utilization side refrigerant evaporator and a heat source side refrigerant radiator.
- the use side condensation temperatures Tc2a and Tc2b can be increased (see FIG. 3). That is, in the heat pump system 1, since the aqueous medium is heated by the dual refrigeration cycle by the heat source side refrigerant circuit 20 and the usage side refrigerant circuits 50a and 50b during the heating operation, the first usage side heat exchanger 51a, The heat source side condensation temperature Tc1 of the heat source side refrigerant sent to 51b can be lowered.
- the heat source side condensation temperature Tc1 can be operated to be less than 40 ° C. If the heat source side condensation temperature Tc1 is less than 40 ° C., the temperature difference between the outside air temperature Ta (for example, 25 ° C.) and the heat source side condensation temperature Tc1 (less than 40 ° C.) becomes less than 15 ° C., and the heat source side condensation temperature Compared to the temperature difference (25 ° C.) when Tc1 is about 50 ° C., the temperature difference can be suppressed to nearly half.
- the heat radiation capability of the heat source side heat exchanger that functions as a heat source side refrigerant radiator can be significantly suppressed, and the heat load of the plurality of usage units 5a and 5b is balanced while performing a desired heating operation. It becomes easy. And since it can also suppress that the operation capacity of the heat source side compressor 21 increases, it can suppress that the power consumption of the heat source side compressor 21 becomes large, and can operate
- HFC-134a which is a refrigerant having a pressure corresponding to a saturated gas temperature of 65 ° C. at a gauge pressure of 2.8 MPa or less at the maximum in a heating operation or a hot water supply operation (heating operation), is used as a use side refrigerant. in use.
- operation which heats an aqueous medium to 65 degreeC or more, it is effective for the use for which high temperature aqueous media, such as a radiator and a hot water supply, are required.
- the cooling operation (cooling operation) and the heating operation (heating operation) are mixed by controlling the operation capacity of the heat source side compressor 21 (that is, In the cooling and heating simultaneous operation mode), the operation of setting the heat source side condensation temperature Tc1 to less than 40 ° C. is performed.
- the operation capacity of the heat source side compressor 21 is controlled so that the heat source side condensation temperature Tc1 becomes the target heat source side condensation temperature Tc1s, by setting the target heat source side condensation temperature Tc1s to less than 40 ° C., The heat source side condensation temperature Tc1 can be stabilized at less than 40 ° C.
- the use side heat exchanger includes first use side heat exchangers 51a and 51b for heating operation (heating operation) and second use side heat exchangers 151a and 151b for cooling operation (cooling operation). It is divided into and. For this reason, in the heat pump system 1, for example, heat exchange is performed as compared with a case where the structure of the use side heat exchanger capable of flowing the heat source side refrigerant, the use side refrigerant, and the aqueous medium is used as the use side heat exchanger.
- the structure of the vessel can be simplified.
- heat source side heat exchangers 26a and 26b that function as a heat source side refrigerant evaporator with low outside air (when in the cooling / heating simultaneous operation mode or in the heating only operation mode), they function as a refrigerant evaporator.
- the heat source side evaporation temperature Te1 which is a temperature corresponding to the saturation temperature of the heat source side refrigerant in the heat source side heat exchangers 26a and 26b may become very low. For this reason, when the cooling operation (cooling operation) is not performed, the heat-source-side refrigerant in the second usage-side heat exchangers 151a and 151b becomes low temperature, and the aqueous medium may be cooled and frozen.
- the use side heat exchange outlet opening / closing valves 154a and 154b that are closed when the cooling operation is not performed and opened during the cooling operation are provided at the heat source side refrigerant outlets of the second usage side heat exchangers 151a and 151b. I am trying to provide it. Thereby, when the cooling operation is not performed, the heat source side refrigerant of the second usage side heat exchangers 151a and 151b can be prevented from becoming low temperature, and freezing of the aqueous medium can be suppressed.
- the outside air temperature Ta is 25 ° C. or less and the cooling operation (cooling operation) and the heating operation (heating operation) are controlled by controlling the operation capacity of the heat source side compressor 21.
- the heat source side condensation temperature Tc1 is set to less than 40 ° C.
- the operation air volume of the heat source side fans 36a and 36b may be controlled.
- the control unit 1a determines the operating air volume of the heat source side fan that supplies outdoor air to the heat source side heat exchanger that functions as a heat source side refrigerant radiator of the heat source side fans 36a and 36b.
- the heat source side condensing temperature Tc1 is controlled to be the target heat source side condensing temperature Tc1s. More specifically, when the heat source side condensing temperature Tc1 is higher than the target heat source side condensing temperature Tc1s, the control unit 1a reduces the rotation speed (that is, the operation frequency) of the heat source side fan to reduce the heat source side fan temperature. Control so that the operating air volume is reduced. Thereby, since the heat radiation capability of the heat source side heat exchanger functioning as a heat source side refrigerant radiator can be further suppressed, the operation can be performed more efficiently.
- ⁇ Modification 2> In the heat pump system 1 (see FIG. 1), it may be necessary to perform the operation in the cooling and heating simultaneous operation mode under the condition that the outside air temperature Ta is further reduced. That is, there is a heat source side heat exchanger in which the outside air temperature Ta is 10 ° C. or less, a cooling operation (cooling operation) and a heating operation (heating operation) coexist, and function as an evaporator of the heat source side refrigerant. There is a case. In this case, the heat source side evaporation temperature Te1 may be 0 ° C. or less. For this reason, the temperature of the heat source side refrigerant flowing through the second usage side heat exchanger performing the cooling operation also becomes 0 ° C.
- a pressure control valve may be provided. Due to the pressure loss of the valve, it may not be possible to operate efficiently.
- the heat pump system 1 of the present modification there is a heat source side heat exchanger that has an outside air temperature Ta of 10 ° C. or less, a mixture of cooling operation and heating operation, and functions as an evaporator of the heat source side refrigerant.
- the heat source side evaporation temperature Te1 becomes equal to or lower than the lower limit evaporation temperature Te1m
- the cooling operation is intermittently performed. More specifically, the control unit 1a determines whether or not the outside air temperature Ta is 10 ° C. or less, determines whether or not it is in the cooling and heating simultaneous operation mode, and the heat source side evaporation temperature Te1 is equal to or lower than the lower limit evaporation temperature Te1m. Determine if it exists.
- the lower limit evaporating temperature Te1m is a value set in consideration of whether or not the aqueous medium is frozen in the second usage-side heat exchangers 151a and 151b, and is set to 0 ° C., for example.
- the control part 1a closes the 2nd utilization side expansion valve and utilization side heat exchanger outlet on-off valve of the utilization unit which is performing air_conditionaing
- FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a heat pump system 101 according to the second embodiment of the present invention.
- the heat pump system 101 is a device capable of performing a cooling operation (cooling operation), a heating operation, and a hot water supply operation (heating operation) using a vapor compression heat pump cycle.
- the heat pump system 101 mainly includes a heat source unit 2, a plurality of (two in FIG. 4) use units 105a and 105b, a discharge refrigerant communication pipe 12, a liquid refrigerant communication pipe 13, and an intake refrigerant communication pipe 14.
- aqueous medium cooling / heating units 75a, 75b (aqueous medium utilization equipment) and aqueous medium communication pipes 15a, 16a, 15b, 16b.
- the heat source unit 2 and the utilization units 105a and 105b are connected via the refrigerant communication pipes 12, 13, and 14 to constitute the heat source side refrigerant circuit 20.
- the usage units 5a and 5b constitute usage-side refrigerant circuits 50a and 50b.
- the utilization units 5a, 5b and the aqueous medium cooling / heating units 75a, 75b are connected via aqueous medium communication pipes 15a, 16a, 15b, 16b to constitute aqueous medium circuits 70a, 70b.
- HFC-410A which is a kind of HFC refrigerant is sealed as a heat source side refrigerant.
- HFC-134a which is a kind of HFC refrigerant, is sealed in the use side refrigerant circuits 50a and 50b as the use side refrigerant.
- coolant from a viewpoint that the refrigerant
- the following refrigerants are preferably used.
- HFC-134a is a kind of refrigerant having such saturation pressure characteristics. Further, water as an aqueous medium circulates in the aqueous medium circuits 70a and 70b.
- the heat source unit 2 is installed outdoors (for example, an apartment house or a rooftop of a building).
- the heat source unit 2 is connected to the utilization units 105 a and 105 b via the refrigerant communication tubes 12, 13, and 14 and constitutes a part of the heat source side refrigerant circuit 20.
- the configuration of the heat source unit 2 is the same as the configuration of the heat source unit 2 of the first embodiment. For this reason, detailed description of the heat source unit 2 is omitted here.
- -Discharge refrigerant communication tube- The discharge refrigerant communication pipe 12 has the same configuration as the discharge refrigerant communication pipe 12 of the first embodiment. For this reason, detailed description of the discharge refrigerant communication pipe 12 is omitted here.
- -Liquid refrigerant communication tube- The liquid refrigerant communication tube 13 has the same configuration as the liquid refrigerant communication tube 13 of the first embodiment. For this reason, detailed description of the liquid refrigerant communication tube 13 is omitted here.
- the intake refrigerant communication tube 14 has the same configuration as the intake refrigerant communication tube 14 of the first embodiment. For this reason, detailed description of the suction refrigerant communication pipe 12 is omitted here.
- -Usage unit- The utilization units 105a and 105b are installed indoors (for example, each door of an apartment house or each section of a building). The utilization units 105 a and 105 b are connected to the heat source unit 2 via the refrigerant communication tubes 12, 13, and 14 and constitute a part of the heat source side refrigerant circuit 20. Further, the usage units 105a and 105b constitute usage-side refrigerant circuits 50a and 50b.
- the utilization units 105a and 105b are connected to the aqueous medium cooling / heating units 75a and 75b via the aqueous medium communication pipes 15a, 16a, 15b and 16b, and constitute a part of the aqueous medium circuits 70a and 70b.
- the configuration of the usage unit 105b is the same as the configuration of the usage unit 105a. Therefore, here, only the configuration of the usage unit 105a will be described, and for the configuration of the usage unit 105b, the subscript “b” is attached instead of the subscript “a” indicating the respective portions of the usage unit 105a. The description of is omitted.
- the usage unit 105a mainly includes a first usage side heat exchanger 51a, a first usage side expansion valve 52a, a second usage side heat exchanger 151a, a second usage side expansion valve 152a, and a usage side compressor 55a.
- the configuration of the usage unit 105a is the same as that of the usage unit 5a of the first embodiment except for the aqueous medium circuit 170a.
- the second circulation pump 171a is a mechanism for boosting the aqueous medium.
- a pump in which a centrifugal or positive displacement pump element (not shown) is driven by the second circulation pump motor 172a is employed.
- the second circulation pump 171a is provided in the second usage-side water outlet pipe 73a.
- the second circulation pump motor 172a can vary the rotation speed (that is, the operating frequency) by an inverter device (not shown), thereby enabling the capacity control of the second circulation pump 171a.
- the second usage-side water inlet pipe 173a is branched from a portion upstream of the first circulation pump 71a of the first usage-side water inlet pipe 73a via the cold / hot water switching mechanism 175a.
- the second usage-side water outlet pipe 174a merges with the first usage-side water outlet pipe 74a.
- the cold / hot water switching mechanism 175a is an aqueous medium cooling / heating unit provided outside the utilization unit 5a, with the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger 57a or the aqueous medium cooled in the second utilization side heat exchanger 151a. This is a mechanism for enabling selective exchange with 75a.
- the cold / hot water switching mechanism 175a is a three-way valve.
- the hot water storage tank 161a is installed indoors (here, in the usage unit 105a).
- the hot water storage tank 161a is a container for storing water as an aqueous medium used for hot water supply.
- a hot water supply pipe 163a is connected to the upper part of the hot water storage tank 161a to send the hot water medium to a faucet, a shower or the like.
- a water supply pipe 164a for replenishment is connected.
- a heat exchange coil 162a is provided in the hot water storage tank 161a.
- the heat exchange coil 162a is provided in the hot water storage tank 161a.
- the heat exchange coil 162a is a heat exchanger that functions as a heater for the aqueous medium in the hot water storage tank 161a by exchanging heat between the aqueous medium circulating in the aqueous medium circuit 70a and the aqueous medium in the hot water storage tank 161a.
- a hot water storage tank side water inlet pipe 176a branched from the first usage side water outlet pipe 74a is connected to the inlet of the heat exchange coil 162a.
- a hot water storage tank side water outlet pipe 178a joined to the first usage side water inlet pipe 73a is connected to the outlet of the heat exchange coil 162a.
- the hot water storage tank side water inlet pipe 176a is branched from the first usage side water outlet pipe 74a via the heating / hot water switching mechanism 177a.
- the heating / hot water switching mechanism 177a switches whether the aqueous medium circulating in the aqueous medium circuit 70a is supplied to both the hot water storage tank 161a and the aqueous medium cooling / heating unit 75a, or either the hot water storage tank 161a and the aqueous medium cooling / heating unit 75a. Can be done.
- the heating / hot water switching mechanism 177a is a three-way valve.
- the hot water storage tank side water outlet pipe 178a merges between the cold / hot water switching mechanism 175a of the first usage side water inlet pipe 73a and the first circulation pump 71a.
- the hot water storage tank 161a can heat the aqueous medium in the hot water storage tank 161a by the aqueous medium circulating in the aqueous medium circuit 70a heated in the utilization unit 5a, and can store it as hot water.
- a hot water storage tank of a type that stores an aqueous medium heated by heat exchange with the aqueous medium heated in the usage unit 105a is used as the hot water storage tank 161a. You may employ
- the utilization unit 105a is provided with various sensors.
- the sensor provided in the usage unit 105a is the same as the usage unit 5a of the first embodiment except that a hot water storage temperature sensor 165a is provided. For this reason, only the hot water storage temperature sensor 165a will be described here.
- the hot water storage temperature sensor 165a is a temperature sensor that detects the hot water storage temperature Twha, which is the temperature of the aqueous medium stored in the hot water storage tank 161a.
- the usage unit 105a includes a usage-side control unit 69a that controls the operation of each unit constituting the usage unit 105a.
- the use side control unit 69a has a microcomputer, a memory, and the like for controlling the use unit 105a.
- the use side control unit 69a can exchange control signals and the like with a remote controller (not shown), and exchange control signals and the like with the heat source side control unit 49 of the heat source unit 2. It has become.
- -Aqueous medium heating / cooling unit- The aqueous medium cooling / heating units 75a, 75b (aqueous medium utilization devices) have the same configuration as the aqueous medium cooling / heating units 75a, 75b of the first embodiment. For this reason, detailed description of the aqueous medium cooling / heating units 75a and 75b is omitted here.
- -Aqueous medium connection pipe- The aqueous medium communication tubes 15a and 16a have the same configuration as the aqueous medium communication tubes 15a and 16a of the first embodiment. For this reason, detailed description of the aqueous medium communication pipes 15a and 16a is omitted here.
- the use side control units 69a and 69b and the heat source side control unit 49 constitute a control unit 101a that controls the operation of the heat pump system 101, and performs the following operations and various controls.
- the operation of the heat pump system 101 includes a heating only operation mode, a cooling / heating simultaneous operation mode, and a cooling only operation mode.
- the all-heating operation mode is an operation mode in which only the heating operation (and / or the hot water supply operation) is performed in a state where only the use units set to the heating operation and the hot water supply operation (heating operation) exist.
- the cooling / heating simultaneous operation mode one of the use units 105a and 105b is set to a cooling operation (cooling operation), and the other of the use units 105a and 105b is set to a heating operation (heating operation) or a hot water supply operation (heating operation).
- the all-cooling operation mode is an operation mode in which only the cooling operation is performed in a state where only the use units set to the cooling operation (cooling operation) exist.
- the cooling / heating simultaneous operation mode is divided into a cooling / heating simultaneous operation mode (evaporation main) and a cooling / heating simultaneous operation mode (heat dissipation main) according to the heat load of the entire usage units 105a and 105b (the total of the cooling load and the heating load).
- the cooling / heating simultaneous operation mode (evaporation main)
- the cooling operation and the heating operation (and / or hot water supply operation) of the use units 105a and 105b are mixed, and the heat source is supplied from the use units 105a and 105b through the liquid refrigerant communication tube 13.
- This is an operation mode in which the heat source side refrigerant is sent to the unit 2.
- the cooling / heating simultaneous operation mode heat dissipation main
- the cooling operation and the heating operation (and / or hot water supply operation) of the use units 105a and 105b are mixed, and the use unit 105a is passed from the heat source unit 2 through the liquid refrigerant communication tube 13.
- 105b an operation mode in which the heat source side refrigerant is sent.
- the first and second heat source side switching mechanisms 23a and 23b are in the heat source side evaporation operation state (FIG. 4). Of the first and second heat source side switching mechanisms 23a and 23b).
- the third heat source side switching mechanism 39 is switched to the cooling / heating simultaneous operation state (the state indicated by the solid line of the third heat source side switching mechanism 39 in FIG. 4). Further, the suction return expansion valves 30a and 30b are closed. Further, the second usage side expansion valves 152a and 152b and the usage side heat exchange outlet on / off valves 154a and 154b are closed.
- the cold / hot water switching mechanisms 175a, 175b and the heating / hot water switching mechanisms 177a, 177b convert the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchangers 57a, 57b into the aqueous medium cooling / heating units 75a, 75b and / or the hot water storage tanks 161a, 161b. It is switched to the state to supply to.
- description will be made assuming that all of the usage units 105a and 105b are set in the heating operation.
- the operation in a state where all of the usage units 105a and 105b are set to the heating operation is the same as the operation in the state where all of the usage units 5a and 5b of the first embodiment are set to the heating operation. For this reason, detailed description of the operation in a state where all of the usage units 105a and 105b are set to the heating operation is omitted here.
- a heating hot water supply switching mechanism is provided so that the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger is supplied to the hot water storage tank in the use unit performing the hot water supply operation. May be switched.
- the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchangers 57a and 57b is passed through the first usage-side water outlet pipes 74a and 74b and the hot water storage tank-side water inlet pipes 176a and 176b by the first circulation pumps 71a and 71b.
- the hot water storage tanks 161a and 161b are supplied.
- the heat exchange coils 162a and 162b exchange heat with the aqueous medium in the hot water storage tanks 161a and 161b to dissipate heat and heat the aqueous medium in the hot water storage tanks 161a and 161b.
- the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger is What is necessary is just to make it switch a heating hot-water supply switching mechanism so that it may be supplied to a hot water storage tank.
- movement in the heating only operation mode which performs only the heating operation (and / or hot water supply operation) of utilization unit 105a, 105b is performed.
- -Cooling and heating simultaneous operation mode evaporation mainly
- one of the heat source side switching mechanisms 23a and 23b is in the heat source side heat radiation operation state.
- the third heat source side switching mechanism 39 is switched to the cooling / heating simultaneous operation state (the state indicated by the solid line of the third heat source side switching mechanism 39 in FIG. 4).
- the suction return expansion valve corresponding to the heat source side switching mechanism that is switched to the heat source side evaporation operation state is closed.
- a 1st utilization side expansion valve is closed, a utilization side heat exchange outlet on-off valve is opened, and a cold / hot water switching mechanism is 2nd utilization side.
- the state is switched to a state in which the aqueous medium cooled in the heat exchanger is supplied to the aqueous medium air conditioning unit.
- the second usage side expansion valve and the usage side heat exchange outlet on / off valve are closed, and the cold / hot water switching mechanism is The state is switched to a state where the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger is supplied to the aqueous medium cooling / heating unit.
- the first heat source side switching mechanism 23a is switched to the heat source side heat radiation operation state
- the second heat source side switching mechanism 23b is switched to the heat source side evaporation operation state
- the suction return expansion valve 30b is closed. explain.
- the usage unit 105a is set to the cooling operation and the usage unit 105b is set to the heating operation (and / or hot water supply operation).
- the operation in the state where the use unit 105a is set to the cooling operation and the use unit 105b is set to the heating operation is performed in such a manner that the use unit 5a of the first embodiment is set to the cooling operation and the use unit 5b. Is the same as the operation in the state where is set to the heating operation. For this reason, detailed description of the operation in a state where the use unit 105a is set to the cooling operation and the use unit 105b is set to the heating operation is omitted here.
- a heating hot water supply switching mechanism is provided so that the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger is supplied to the hot water storage tank in the use unit performing the hot water supply operation. May be switched.
- the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger is supplied to the hot water storage tank by the first circulation pump through the first usage side water outlet pipe and the hot water tank side water inlet pipe.
- the heat exchange coil heat is exchanged with the aqueous medium in the hot water storage tank to dissipate heat, and the aqueous medium in the hot water storage tank is heated.
- the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger is What is necessary is just to make it switch a heating hot-water supply switching mechanism so that it may be supplied to a hot water storage tank.
- the cooling operation and the heating operation are performed.
- the operation is performed in the cooling and heating simultaneous operation mode (evaporation main body) in which the operation is mixed.
- at least one of the usage units 105a and 105b can be set to a cooling hot water supply operation in which the cooling operation and the hot water supply operation are performed simultaneously.
- one of the heat source side switching mechanisms 23a and 23b is in a heat source side heat radiation operation state (indicated by the solid line of the heat source side switching mechanisms 23a and 23b in FIG. 4). State), and the other of the heat source side switching mechanisms 23a, 23b is switched to the heat source side evaporation operation state (the state indicated by the broken lines of the heat source side switching mechanisms 23a, 23b in FIG. 4).
- the third heat source side switching mechanism 39 is switched to the cooling / heating simultaneous operation state (the state indicated by the solid line of the third heat source side switching mechanism 39 in FIG. 4).
- suction return expansion valves 30a and 30b the suction return expansion valve corresponding to the heat source side switching mechanism that is switched to the heat source side evaporation operation state is closed. And about the utilization unit set to cooling water supply operation among utilization unit 105a, 105b, a 1st and 2nd utilization side expansion valve is opened, a utilization side heat exchange outlet on-off valve is opened, and a cold / hot water switching mechanism is provided.
- a state in which the aqueous medium cooled in the second use side heat exchanger is switched to a state in which it is supplied to the aqueous medium cooling / heating unit, and a state in which the heating / hot water switching mechanism supplies the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger to the hot water storage tank Can be switched to.
- description will be made on the assumption that all of the use units 105a and 105b are set in the cooling hot water supply operation.
- the low pressure heat source side refrigerant in the refrigeration cycle is sucked into the heat source side compressor 21 through the heat source side suction pipe 21c and compressed to a high pressure in the refrigeration cycle, and then the heat source side refrigerant circuit 20 is cooled. It is discharged to the discharge pipe 21b.
- the high pressure heat source side refrigerant discharged to the heat source side discharge pipe 21b is separated from the refrigerating machine oil in the oil separator 22a.
- the refrigerating machine oil separated from the heat source side refrigerant in the oil separator 22a is returned to the heat source side suction pipe 21c through the oil return pipe 22b.
- a part of the high-pressure heat source side refrigerant from which the refrigeration oil is separated is sent to the first heat source side heat exchanger 26a through the first heat source side switching mechanism 23a and the first heat source side gas refrigerant tube 24a, and the rest is the heat source.
- the refrigerant is sent from the heat source unit 2 to the discharge refrigerant communication pipe 12 through the side discharge branch pipe 21d and the discharge side closing valve 35.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the first heat-source-side heat exchanger 26a radiates heat by exchanging heat with outdoor air supplied by the first heat-source-side fan 36a in the first heat-source-side heat exchanger 26a.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant that has radiated heat in the first heat-source-side heat exchanger 26a is sent to the first subcooler 31a through the first heat-source-side expansion valve 28a.
- the heat-source-side refrigerant sent to the first subcooler 31a exchanges heat with the heat-source-side refrigerant branched from the first heat-source-side liquid refrigerant tube 27a to the first suction return tube 29a so as to be in a supercooled state.
- the heat source side refrigerant flowing through the first suction return pipe 29a is returned to the heat source side suction pipe 21c.
- the heat-source-side refrigerant cooled in the first subcooler 31a is sent to the heat-source-side liquid refrigerant merging pipe 27 through the heat-source-side liquid refrigerant pipe 27a.
- the high-pressure heat source side refrigerant sent to the discharge refrigerant communication tube 12 is branched into two and sent to the use units 105a and 105b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the usage units 105a and 105b is sent to the first usage-side heat exchangers 51a and 51b through the first usage-side gas refrigerant tubes 54a and 54b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the first usage-side heat exchangers 51a, 51b is the low-pressure usage-side in the refrigeration cycle circulating in the usage-side refrigerant circuits 50a, 50b in the first usage-side heat exchangers 51a, 51b.
- Heat is exchanged with the refrigerant to dissipate heat.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant radiated in the first usage-side heat exchangers 51a and 51b is sent to the usage-side heat exchange inlet / outlet connection pipes 53a and 53b through the first usage-side expansion valves 52a and 52b.
- a part of the heat source side refrigerant sent to the use side heat exchange inlet / outlet connection pipes 53a and 53b is sent to the liquid refrigerant communication pipe 13 and merged, and the rest is sent to the second use side expansion valves 152a and 152b.
- the heat-source-side refrigerant sent to the liquid refrigerant communication tube 13 and merged is sent to the heat source unit 2.
- the heat-source-side refrigerant sent to the second usage-side expansion valves 152a and 152b is depressurized by the second usage-side expansion valves 152a and 152b to be in a low-pressure gas-liquid two-phase state, and the usage-side heat exchange inlet / outlet connection pipe 53a. , 53b to the second usage side heat exchangers 151a, 151b.
- the low-pressure heat-source-side refrigerant sent to the second usage-side heat exchangers 151a and 151b circulates in the aqueous medium circuits 70a and 70b by the second circulation pumps 171a and 171b in the second usage-side heat exchangers 151a and 151b. Evaporates by exchanging heat with the aqueous medium.
- the low-pressure heat source side refrigerant evaporated in the second usage side heat exchangers 151a and 151b is sucked from the usage units 105a and 105b through the usage side heat exchange outlet on / off valves 154a and 154b and the second usage side gas refrigerant pipes 153a and 153b. It is sent to the refrigerant communication pipe 14 and merges.
- the low-pressure heat source side refrigerant sent to the suction refrigerant communication tube 14 is sent to the heat source unit 2.
- the low-pressure heat source side refrigerant sent to the heat source unit 2 is sent to the suction side closing valve 34 and the heat source side gas refrigerant pipe 25.
- the heat source side refrigerant sent from the liquid refrigerant communication tube 13 to the heat source unit 2 is sent to the heat source side liquid refrigerant junction tube 27 through the liquid side shut-off valve 33, and the heat source from the first heat source side liquid refrigerant tube 27a. Merge with side refrigerant.
- the liquid refrigerant merged in the heat source side liquid refrigerant merging pipe 27 is sent to the second subcooler 31b through the second heat source side liquid refrigerant pipe 27b.
- the heat source side refrigerant sent to the second subcooler 31b is sent to the second heat source side expansion valve 28b without performing heat exchange because the heat source side refrigerant does not flow through the second suction return pipe 29b.
- the heat source side refrigerant sent to the second heat source side expansion valve 28b is depressurized by the second heat source side expansion valve 28b to be in a low-pressure gas-liquid two-phase state, and is passed through the second heat source side liquid refrigerant tube 27b to the second. It is sent to the heat source side heat exchanger 26b.
- the low-pressure heat source side refrigerant sent to the second heat source side heat exchanger 26b evaporates by exchanging heat with the outdoor air supplied by the second heat source side fan 36b in the second heat source side heat exchanger 26b.
- the low-pressure heat source side refrigerant evaporated in the second heat source side heat exchanger 26b is sent to the heat source side gas refrigerant tube 25 through the second heat source side gas refrigerant tube 24b, the second heat source side switching mechanism 23b, and the communication tube 38.
- the heat source side refrigerant sent from the suction refrigerant communication tube 14 to the heat source unit 2 is merged.
- the low-pressure heat source side refrigerant joined in the heat source side gas refrigerant pipe 25 is again sucked into the heat source side compressor 21 through the heat source side suction pipe 21c.
- the aqueous medium circulating through the aqueous medium circuits 70a and 70b is cooled by evaporation of the heat source side refrigerant in the second usage-side heat exchangers 151a and 151b.
- the aqueous medium cooled in the second usage-side heat exchangers 151a and 151b is passed through the second usage-side water outlet pipes 174a and 174b and the first usage-side water outlet pipes 74a and 74b by the second circulation pumps 171a and 171b. It is sent from the use units 105a and 105b to the aqueous medium communication pipes 16a and 16b.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium communication pipes 16a and 16b is sent to the aqueous medium cooling / heating units 75a and 75b.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium cooling / heating units 75a and 75b is heated by the heat exchange panels 76a and 76b, thereby cooling the indoor walls and the like and cooling the indoor floor.
- the aqueous medium circuits 70a and 70b the aqueous medium circulating through the aqueous medium circuits 70a and 70b is heated by the heat radiation of the heat source side refrigerant in the refrigerant-water heat exchangers 57a and 57b.
- the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchangers 57a and 57b is stored in the hot water storage tank by the first circulation pumps 71a and 71b through the first usage side water outlet pipes 74a and 74b and the hot water tank side water inlet pipes 176a and 176b. 161a and 161b.
- the heat exchange coils 162a and 162b exchange heat with the aqueous medium in the hot water storage tanks 161a and 161b to dissipate heat and heat the aqueous medium in the hot water storage tanks 161a and 161b.
- the third heat source side switching mechanism 39 is switched to the cooling / heating simultaneous operation state (the state indicated by the solid line of the third heat source side switching mechanism 39 in FIG. 4).
- the suction return expansion valve corresponding to the heat source side switching mechanism that is switched to the heat source side evaporation operation state is closed.
- a 1st utilization side expansion valve is closed, a utilization side heat exchange outlet on-off valve is opened, and a cold / hot water switching mechanism is 2nd utilization side.
- the state is switched to a state in which the aqueous medium cooled in the heat exchanger is supplied to the aqueous medium air conditioning unit.
- the second usage side expansion valve and the usage side heat exchange outlet on / off valve are closed, and the cold / hot water switching mechanism is The state is switched to a state where the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger is supplied to the aqueous medium cooling / heating unit.
- the first heat source side switching mechanism 23a is switched to the heat source side heat radiation operation state
- the second heat source side switching mechanism 23b is switched to the heat source side evaporation operation state
- the suction return expansion valve 30b is closed. explain.
- the usage unit 5a is set to the cooling operation and the usage unit 5b is set to the heating operation.
- the operation in the state where the use unit 105a is set to the cooling operation and the use unit 105b is set to the heating operation is performed in such a manner that the use unit 5a of the first embodiment is set to the cooling operation and the use unit 5b. Is the same as the operation in the state where is set to the heating operation. For this reason, detailed description of the operation in a state where the use unit 105a is set to the cooling operation and the use unit 105b is set to the heating operation is omitted here.
- a heating hot water supply switching mechanism is provided so that the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger is supplied to the hot water storage tank in the use unit performing the hot water supply operation. May be switched.
- the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger is supplied to the hot water storage tank by the first circulation pump through the first usage side water outlet pipe and the hot water tank side water inlet pipe.
- the heat exchange coil heat is exchanged with the aqueous medium in the hot water storage tank to dissipate heat, and the aqueous medium in the hot water storage tank is heated.
- the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger is What is necessary is just to make it switch a heating hot-water supply switching mechanism so that it may be supplied to a hot water storage tank.
- the cooling operation and the heating operation are performed.
- the operation is performed in the cooling and heating simultaneous operation mode (mainly heat dissipation) in which the operation is mixed.
- at least one of the usage units 105a and 105b can be set to a cooling hot water supply operation in which the cooling operation and the hot water supply operation are performed simultaneously.
- one of the heat source side switching mechanisms 23a and 23b is in a heat source side heat radiation operation state (indicated by the solid line of the heat source side switching mechanisms 23a and 23b in FIG. 4). State), and the other of the heat source side switching mechanisms 23a, 23b is switched to the heat source side evaporation operation state (the state indicated by the broken lines of the heat source side switching mechanisms 23a, 23b in FIG. 4).
- the third heat source side switching mechanism 39 is switched to the cooling / heating simultaneous operation state (the state indicated by the solid line of the third heat source side switching mechanism 39 in FIG. 4).
- suction return expansion valves 30a and 30b the suction return expansion valve corresponding to the heat source side switching mechanism that is switched to the heat source side evaporation operation state is closed. And about the utilization unit set to cooling water supply operation among utilization unit 105a, 105b, a 1st and 2nd utilization side expansion valve is opened, a utilization side heat exchange outlet on-off valve is opened, and a cold / hot water switching mechanism is provided.
- a state in which the aqueous medium cooled in the second use side heat exchanger is switched to a state in which it is supplied to the aqueous medium cooling / heating unit, and a state in which the heating / hot water switching mechanism supplies the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchanger to the hot water storage tank Can be switched to.
- description will be made on the assumption that all of the use units 105a and 105b are set in the cooling hot water supply operation.
- the low pressure heat source side refrigerant in the refrigeration cycle is sucked into the heat source side compressor 21 through the heat source side suction pipe 21c and compressed to a high pressure in the refrigeration cycle, and then the heat source side refrigerant circuit 20 is cooled. It is discharged to the discharge pipe 21b.
- the high pressure heat source side refrigerant discharged to the heat source side discharge pipe 21b is separated from the refrigerating machine oil in the oil separator 22a.
- the refrigerating machine oil separated from the heat source side refrigerant in the oil separator 22a is returned to the heat source side suction pipe 21c through the oil return pipe 22b.
- a part of the high-pressure heat source side refrigerant from which the refrigeration oil is separated is sent to the first heat source side heat exchanger 26a through the first heat source side switching mechanism 23a and the first heat source side gas refrigerant tube 24a, and the rest is the heat source.
- the refrigerant is sent from the heat source unit 2 to the discharge refrigerant communication pipe 12 through the side discharge branch pipe 21d and the discharge side closing valve 35.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the first heat-source-side heat exchanger 26a radiates heat by exchanging heat with outdoor air supplied by the first heat-source-side fan 36a in the first heat-source-side heat exchanger 26a.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant that has radiated heat in the first heat-source-side heat exchanger 26a is sent to the first subcooler 31a through the first heat-source-side expansion valve 28a.
- the heat-source-side refrigerant sent to the first subcooler 31a exchanges heat with the heat-source-side refrigerant branched from the first heat-source-side liquid refrigerant tube 27a to the first suction return tube 29a so as to be in a supercooled state.
- the heat source side refrigerant flowing through the first suction return pipe 29a is returned to the heat source side suction pipe 21c.
- the heat-source-side refrigerant cooled in the first subcooler 31a is sent to the heat-source-side liquid refrigerant merging pipe 27 through the heat-source-side liquid refrigerant pipe 27a.
- a part of the high-pressure heat source side refrigerant sent to the heat source side liquid refrigerant junction tube 27 is sent to the liquid refrigerant communication tube 13 through the liquid side shut-off valve 33, and the rest is sent to the second heat source side liquid refrigerant tube 27b.
- the high-pressure heat source side refrigerant sent to the discharge refrigerant communication tube 12 is branched into two and sent to the use units 105a and 105b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent from the discharge refrigerant communication tube 12 to the usage units 105a and 105b is sent to the first usage-side heat exchangers 51a and 51b through the first usage-side gas refrigerant tubes 54a and 54b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent to the first usage-side heat exchangers 51a, 51b is the low-pressure usage-side in the refrigeration cycle circulating in the usage-side refrigerant circuits 50a, 50b in the first usage-side heat exchangers 51a, 51b.
- Heat is exchanged with the refrigerant to dissipate heat.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant radiated in the first usage-side heat exchangers 51a and 51b is sent to the usage-side heat exchange inlet / outlet connection pipes 53a and 53b through the first usage-side expansion valves 52a and 52b.
- the heat-source-side refrigerant sent to the liquid refrigerant communication tube 13 is branched into two and sent to the usage units 105a and 105b.
- the high-pressure heat-source-side refrigerant sent from the liquid refrigerant communication tube 13 to the utilization units 105a and 105b is heat-source-side refrigerant that has radiated heat in the first utilization-side heat exchangers 51a and 51b in the utilization-side heat exchange inlet / outlet connection tubes 53a and 53b.
- the heat-source-side refrigerant merged in the use-side heat exchange inlet / outlet connection pipes 53a and 53b is sent to the second use-side expansion valves 152a and 152b.
- the heat-source-side refrigerant sent to the second usage-side expansion valves 152a and 152b is depressurized by the second usage-side expansion valves 152a and 152b to be in a low-pressure gas-liquid two-phase state, and the usage-side heat exchange inlet / outlet connection pipe 53a. , 53b to the second usage side heat exchangers 151a, 151b.
- the low-pressure heat-source-side refrigerant sent to the second usage-side heat exchangers 151a and 151b circulates in the aqueous medium circuits 70a and 70b by the second circulation pumps 171a and 171b in the second usage-side heat exchangers 151a and 151b.
- the low-pressure heat source side refrigerant evaporated in the second usage side heat exchangers 151a and 151b is sucked from the usage units 105a and 105b through the usage side heat exchange outlet on / off valves 154a and 154b and the second usage side gas refrigerant pipes 153a and 153b. It is sent to the refrigerant communication pipe 14 and merges.
- the low-pressure heat source side refrigerant sent to the suction refrigerant communication tube 14 is sent to the heat source unit 2.
- the low-pressure heat source side refrigerant sent to the heat source unit 2 is sent to the suction side closing valve 34 and the heat source side gas refrigerant pipe 25.
- the heat source side refrigerant sent from the heat source side liquid refrigerant merging pipe 27 to the second heat source side liquid refrigerant pipe 27b is sent to the second subcooler 31b.
- the heat source side refrigerant sent to the second subcooler 31b is sent to the second heat source side expansion valve 28b without performing heat exchange because the heat source side refrigerant does not flow through the second suction return pipe 29b.
- the heat source side refrigerant sent to the second heat source side expansion valve 28b is depressurized by the second heat source side expansion valve 28b to be in a low-pressure gas-liquid two-phase state, and is passed through the second heat source side liquid refrigerant tube 27b to the second. It is sent to the heat source side heat exchanger 26b.
- the low-pressure heat source side refrigerant sent to the second heat source side heat exchanger 26b evaporates by exchanging heat with the outdoor air supplied by the second heat source side fan 36b in the second heat source side heat exchanger 26b.
- the low-pressure heat source side refrigerant evaporated in the second heat source side heat exchanger 26b is sent to the heat source side gas refrigerant tube 25 through the second heat source side gas refrigerant tube 24b, the second heat source side switching mechanism 23b, and the communication tube 38.
- the heat source side refrigerant sent from the suction refrigerant communication tube 14 to the heat source unit 2 is merged.
- the low-pressure heat source side refrigerant joined in the heat source side gas refrigerant pipe 25 is again sucked into the heat source side compressor 21 through the heat source side suction pipe 21c.
- the aqueous medium circulating through the aqueous medium circuits 70a and 70b is cooled by evaporation of the heat source side refrigerant in the second usage-side heat exchangers 151a and 151b.
- the aqueous medium cooled in the second usage-side heat exchangers 151a and 151b is passed through the second usage-side water outlet pipes 174a and 174b and the first usage-side water outlet pipes 74a and 74b by the second circulation pumps 171a and 171b. It is sent from the use units 105a and 105b to the aqueous medium communication pipes 16a and 16b.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium communication pipes 16a and 16b is sent to the aqueous medium cooling / heating units 75a and 75b.
- the aqueous medium sent to the aqueous medium cooling / heating units 75a and 75b is heated by the heat exchange panels 76a and 76b, thereby cooling the indoor walls and the like and cooling the indoor floor.
- the aqueous medium circuits 70a and 70b the aqueous medium circulating through the aqueous medium circuits 70a and 70b is heated by the heat radiation of the heat source side refrigerant in the refrigerant-water heat exchangers 57a and 57b.
- the aqueous medium heated in the refrigerant-water heat exchangers 57a and 57b is stored in the hot water storage tank by the first circulation pumps 71a and 71b through the first usage side water outlet pipes 74a and 74b and the hot water tank side water inlet pipes 176a and 176b. 161a and 161b.
- the heat exchange coils 162a and 162b exchange heat with the aqueous medium in the hot water storage tanks 161a and 161b to dissipate heat and heat the aqueous medium in the hot water storage tanks 161a and 161b.
- the cooling operation and the heating operation are mixed.
- the operation in the simultaneous cooling and heating operation mode (mainly heat dissipation) is performed.
- the first and second heat source side switching mechanisms 23a and 23b are in the heat source side heat radiation operation state (the first and second heat sources in FIG. 4).
- the state is switched to the state shown by the solid lines of the side switching mechanisms 23a and 23b.
- the third heat source side switching mechanism 39 is switched to the cooling / heating simultaneous operation state (the state indicated by the solid line of the third heat source side switching mechanism 39 in FIG. 4).
- the first use side expansion valves 52a and 52b are closed, and the use side heat exchange outlet on / off valves 154a and 154b are opened.
- the cold / hot water switching mechanisms 175a, 175b are switched to a state in which the aqueous medium cooled in the second usage-side heat exchangers 151a, 151b is supplied to the aqueous medium cooling / heating units 75a, 75b.
- all of the usage units 105a and 105b are set in the cooling operation.
- the operation in the state where all of the usage units 105a and 105b are set to the cooling operation is the same as the operation in the state where all of the usage units 5a and 5b of the first embodiment are set to the cooling operation. For this reason, detailed description of the operation in a state where all of the usage units 105a and 105b are set to the cooling operation is omitted here.
- the operation in the cooling only operation mode in which only the cooling operation of the use units 105a and 105b is performed is performed.
- -Operation mode switching and thermal load balance control As described above, in the heat pump system 101, an operation state in which the cooling operation (cooling operation) or the heating operation or the hot water supply operation (heating operation) is arbitrarily set for each of the usage units 105a and 105b by switching the operation mode. Can be adapted to. That is, the heat pump system 101 is configured so that the cooling operation or the heating operation (and / or the hot water supply operation) is set for each of the usage units 105a and 105b according to the heat load of the entire usage units 105a and 105b.
- the heat source side heat exchangers 26a and 26b can function as a heat source side refrigerant evaporator or a heat source side refrigerant radiator to perform an operation of balancing the heat load of the entire utilization units 105a and 105b.
- the switching of the operation mode and the thermal load balance control are the same as those in the first embodiment except that the hot water operation is in the heating operation mode and the hot water operation and the cooling hot water operation are in the cooling and heating simultaneous operation mode. This is the same as the switching of the operation mode and the thermal load balance control. For this reason, detailed description of the switching of the operation mode and the thermal load balance control is omitted here.
- the usage-side refrigerant circulating in the usage-side refrigerant circuits 50a and 51b is the heat source side in the first heating side heat exchangers 51a and 51b in the heating only operation mode and the cooling / heating simultaneous operation mode.
- the heat source side refrigerant circulating in the refrigerant circuit 20 is heated by heat radiation.
- use side refrigerant circuit 50a, 50b can obtain a refrigerating cycle higher temperature than the refrigerating cycle in heat source side refrigerant circuit 20 using the heat obtained from this heat source side refrigerant.
- a high-temperature aqueous medium can be obtained by the heat radiation of the use-side refrigerant in the refrigerant-water heat exchangers 57a and 57b.
- the control unit 101a controls the use side condensation temperatures Tc2a and Tc2b as in the first embodiment.
- the control unit 101a is configured to set the target use side condensation temperatures Tc2as and Tc2bs and the target heat source side condensation temperature Tc1s as in the first embodiment.
- the control unit 101a has a case where the outside air temperature Ta is 25 ° C. or less and a cooling operation (cooling operation) and a heating operation (heating operation) are mixed (that is, simultaneous cooling and heating). In the operation mode), the operation is performed so that the heat source side condensation temperature Tc1 is less than 40 ° C.
- the heat pump system 101 has the following features. -A- The heat pump system 101 can obtain the same effects as the heat pump system 1 of the first embodiment (see ⁇ Features> of the heat pump system 1 of the first embodiment). -B- In addition, in the heat pump system 101, each of the usage units 105a and 105b can simultaneously perform a heating operation, a hot water supply operation (heating operation), and a cooling operation (cooling operation). And hot water supply by hot water supply operation can be performed simultaneously. For this reason, the heat pump system 101 is effective for an apartment house or the like in which hot water supply and cooling are performed simultaneously. In addition, the heat pump system 101 can perform an operation of heating the aqueous medium to 65 ° C. or higher, and thus is effective for hot water supply where a high-temperature aqueous medium is required.
- ⁇ Modification 1> In order to use the cooling hot water supply operation in the heat pump system 101 (see FIG. 4) more effectively, the water stored in the hot water storage tanks 161a and 161b in each use unit 105a and 105b during the cooling operation (cooling operation).
- a hot water supply operation heating operation
- a cooling hot water supply operation may be performed.
- the transition process from the cooling operation to the cooling hot water supply operation can be performed according to the flowchart shown in FIG.
- the control unit 101a determines whether there is a usage unit performing a cooling operation among the usage units 105a and 105b (step S1).
- control part 101a is the hot water storage temperature (here hot water storage temperature Twhha and / or hot water storage temperature Twhb) in the hot water storage tank of the utilization unit which is performing air_conditionaing
- the controller 1a uses the hot water storage tank whose hot water storage temperature is equal to or lower than the hot water storage set temperature.
- the unit performs a cooling hot water supply operation (step S3).
- step S4 determines whether or not the hot water storage temperature has risen above the hot water storage set temperature by the cooling hot water supply operation.
- step S5 determines whether or not the hot water storage temperature has risen above the hot water storage set temperature.
- the cooling hot water supply operation is performed when the hot water storage temperatures Twha and Twhb are equal to or lower than the hot water storage set temperatures Twhas and Twhbs during the cooling operation.
- the hot water storage temperatures Twha and Twhb can be maintained at the hot water storage set temperatures Twhas and Twhbs or higher while effectively utilizing the heat obtained by the heat source side refrigerant by cooling the aqueous medium.
- the transition process from the cooling operation to the cooling hot water supply operation can be performed for each of the use units 105a and 105b, the heat source side refrigerant is cooled by cooling the aqueous medium in the cooling operation for each door in an apartment house or the like. It is possible to save energy by making effective use of the heat obtained.
- ⁇ Modification 2> In the heat pump system 101 (see FIG. 4), as in the first and second modifications of the first embodiment, for controlling the air volume of the heat source side fan and preventing the second usage side heat exchangers 151a and 151b from freezing. You may employ
- the pressure corresponding to the saturated gas temperature of 65 ° C. is a maximum of 2.8 MPa or less, preferably 2.0 MPa or less.
- the heat pump systems 1 and 101 employ a configuration in which a plurality of usage units 5a and 5b including the first usage-side heat exchangers 51a and 51b and the second usage-side heat exchangers 151a and 151b are connected.
- the use units 5a and 5b having the first use side heat exchangers 51a and 51b and the second use side heat exchangers 151a and 151b and the use without the second use side heat exchangers 151a and 151b are not limited thereto.
- a configuration in which a plurality of units are connected may be used.
- the present invention is a heat pump configured by connecting a plurality of utilization units for performing cooling operation or heating operation of an aqueous medium to a heat source unit having a plurality of heat source side heat exchangers and capable of simultaneous operation of cooling operation and heating operation. Widely applicable to the system.
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Abstract
ヒートポンプシステム(1)は、熱源側熱交換器(26a、26b)を有する熱源ユニット(2)に水媒体を用いた冷房運転又は暖房運転を行う利用ユニット(5a、5b)を接続して構成されており冷房運転及び暖房運転の同時運転が可能である。ヒートポンプシステム(1)は、外気温度(Ta)が25℃以下で、かつ、冷房運転と暖房運転とが混在している場合に、冷媒の放熱器として機能する熱源側凝縮温度(Tc1s)が40℃未満になるように運転を行う。
Description
本発明は、ヒートポンプシステム、特に、複数の熱源側熱交換器を有する熱源ユニットに水媒体の冷却運転又は加熱運転を行う複数の利用ユニットを接続して構成されており冷却運転及び加熱運転の同時運転が可能なヒートポンプシステムに関する。
従来より、特許文献1(特開2006-343052号公報)に示す空気調和装置がある。この空気調和装置(ヒートポンプシステム)は、圧縮機と第1及び第2室外熱交換器(複数の熱源側熱交換器)とを有する室外機(熱源ユニット)に、室内熱交換器(利用側熱交換器)を有する複数の室内機(利用ユニット)を接続して構成されている。このヒートポンプシステムは、冷房運転(冷却運転)及び暖房運転(加熱運転)の同時運転が可能である。より具体的には、このヒートポンプシステムは、冷却運転又は加熱運転が利用ユニットごとに設定された状態で、複数の利用ユニット全体の熱負荷に応じて、複数の熱源側熱交換器を冷媒の蒸発器又は冷媒の放熱器として機能させて、複数の利用ユニット全体の熱負荷にバランスさせる運転を行うことが可能である。
上記従来のヒートポンプシステムでは、冷却運転を行う利用ユニットと加熱運転を行う利用ユニットとが混在する場合、複数の利用ユニット全体の熱負荷が小さくなる傾向にある。このため、複数の熱源側熱交換器に要求される熱負荷が小さくなり、複数の熱源側熱交換器の一部を冷媒の放熱器として、かつ、残りを冷媒の蒸発器として機能させる必要が生じる。しかも、加熱運転を行うためには、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器や熱源側熱交換器における冷媒の飽和温度に相当する凝縮温度を所定温度以上に維持する必要がある。すなわち、冷却運転と加熱運転とが混在している場合には、凝縮温度を所定温度以上に維持しながら、複数の熱源側熱交換器の一部を冷媒の放熱器として、かつ、残りを冷媒の蒸発器として機能させて、複数の利用ユニット全体の熱負荷とバランスさせる必要がある。
しかし、上記の複数の熱源側熱交換器によって複数の利用ユニット全体の熱負荷とバランスさせる運転は、複数の熱源側熱交換器に要求される熱負荷が小さいにもかかわらず、圧縮機の運転容量を増加させることになる。このため、圧縮機の消費動力が大きくなり、運転効率が低くなるという問題がある。また、低外気の条件になると、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力が大きくなる傾向になる。このため、複数の熱源側熱交換器によって複数の利用ユニット全体の熱負荷とバランスさせることが困難になるという問題がある。特に、冷却運転時に冷媒と水媒体との熱交換によって冷媒の蒸発とともに水媒体を冷却し、加熱運転時に冷媒と水媒体との熱交換によって冷媒の放熱とともに水媒体を加熱する利用側熱交換器を有する利用ユニットを採用する場合には、加熱運転時における凝縮温度を50℃程度以上に維持することが必要とされる。このため、水媒体の冷却又は加熱を行う利用側熱交換器を有する利用ユニットを採用する場合には、低外気でかつ冷却運転と加熱運転とが混在している場合において、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力が大きくなる傾向が強まり、運転効率の低下の問題がさらに顕著になる。
本発明の課題は、複数の熱源側熱交換器を有する熱源ユニットに水媒体の冷却運転又は加熱運転を行う複数の利用ユニットを接続して構成されており冷却運転及び加熱運転の同時運転が可能なヒートポンプシステムにおいて、低外気でかつ冷却運転と加熱運転とが混在している場合であっても、効率よく運転できるようにすることにある。
本発明の第1観点にかかるヒートポンプシステムは、熱源側冷媒回路と制御部とを有する。熱源側冷媒回路は、熱源側冷媒を圧縮する熱源側圧縮機と複数の熱源側熱交換器とを有する熱源ユニットに、利用側熱交換器を有する複数の利用ユニットとを接続して構成される。制御部は、利用側熱交換器における熱源側冷媒の蒸発によって水媒体を冷却する冷却運転又は利用側熱交換器における熱源側冷媒の放熱によって水媒体を加熱する加熱運転が利用ユニットごとに設定された状態で、複数の利用ユニット全体の熱負荷に応じて、複数の熱源側熱交換器を熱源側冷媒の蒸発器又は熱源側冷媒の放熱器として機能させて、複数の利用ユニット全体の熱負荷にバランスさせる運転を行うことが可能である。そして、各利用ユニットは、利用側冷媒を圧縮する利用側圧縮機と、利用側冷媒と水媒体との熱交換によって水媒体を加熱する冷媒-水熱交換器とを接続して構成される利用側冷媒回路をさらに有している。利用側冷媒回路は、加熱運転時に、冷媒-水熱交換器が利用側冷媒の放熱器として機能し、利用側熱交換器が利用側冷媒の蒸発器としてかつ熱源側冷媒の放熱器として機能する。そして、制御部は、外気温度が25℃以下で、かつ、冷却運転と加熱運転とが混在している場合に、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器における熱源側冷媒の飽和温度に相当する熱源側凝縮温度が40℃未満になるように運転を行う。
外気温度が25℃以下という低外気の条件では、熱源側凝縮温度(50℃程度以上)との温度差が25℃以上になる。このため、冷却運転と加熱運転とが混在している場合には、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力が大きくなる傾向が非常に顕著になり、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力を制御することが困難になる。熱源側凝縮温度を低くすれば、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力が大きくなる傾向を抑えることができて制御が容易になるが、逆に、熱源側凝縮温度を50℃程度以上に維持しにくくなり、水媒体を十分に加熱することが困難になる。
このように、外気温度が25℃以下で、かつ、冷却運転と加熱運転とが混在している場合には、加熱運転のための熱源側凝縮温度の維持と、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力の制御とを両立させることが困難になる。
このように、外気温度が25℃以下で、かつ、冷却運転と加熱運転とが混在している場合には、加熱運転のための熱源側凝縮温度の維持と、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力の制御とを両立させることが困難になる。
そこで、このヒートポンプシステムでは、上記のように、各利用ユニットに利用側圧縮機及び冷媒-水熱交換器を設けて、各利用ユニットに利用側熱交換器が利用側冷媒の蒸発器としてかつ熱源側冷媒の放熱器として機能することが可能な利用側冷媒回路をさらに有するものとしている。
これにより、このヒートポンプシステムでは、加熱運転時に、熱源側冷媒回路及び利用側冷媒回路による二元冷凍サイクルによって水媒体を加熱することができる。このため、利用側熱交換器に送られる熱源側冷媒の熱源側凝縮温度が低くても、冷媒-水熱交換器において水媒体と熱交換を行う利用側冷媒の凝縮温度を高くすることができる。すなわち、このヒートポンプシステムでは、加熱運転時に、熱源側冷媒回路及び利用側冷媒回路による二元冷凍サイクルによって水媒体を加熱するようにしているため、利用側熱交換器に送られる熱源側冷媒の熱源側凝縮温度を低くすることができる。
これにより、このヒートポンプシステムでは、加熱運転時に、熱源側冷媒回路及び利用側冷媒回路による二元冷凍サイクルによって水媒体を加熱することができる。このため、利用側熱交換器に送られる熱源側冷媒の熱源側凝縮温度が低くても、冷媒-水熱交換器において水媒体と熱交換を行う利用側冷媒の凝縮温度を高くすることができる。すなわち、このヒートポンプシステムでは、加熱運転時に、熱源側冷媒回路及び利用側冷媒回路による二元冷凍サイクルによって水媒体を加熱するようにしているため、利用側熱交換器に送られる熱源側冷媒の熱源側凝縮温度を低くすることができる。
このため、このヒートポンプシステムでは、外気温度が25℃以下で、かつ、冷却運転と加熱運転とが混在している場合であっても、熱源側凝縮温度を50℃程度以上に維持する必要がなくなり、熱源側凝縮温度を40℃未満になるように運転することができる。そして、熱源側凝縮温度を40℃未満にすれば、外気温度(例えば、25℃)と熱源側凝縮温度(40℃未満)との温度差が15℃未満になり、熱源側凝縮温度が50℃程度の場合の温度差(25℃)に比べて、温度差を半分近くに抑えることができる。これにより、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力を大幅に抑えることができ、所望の加熱運転を行いながら、複数の利用ユニット全体の熱負荷とバランスさせることが容易になる。そして、熱源側圧縮機の運転容量が増加することも抑えることができるため、熱源側圧縮機の消費動力大きくなることを抑えることができ、効率よく運転を行うことができる。
本発明の第2観点にかかるヒートポンプシステムは、第1観点にかかるヒートポンプシステムにおいて、利用側熱交換器は、第1利用側熱交換器と第2利用側熱交換器とを有している。第1利用側熱交換器は、加熱運転時に利用側冷媒の蒸発器としてかつ熱源側冷媒の放熱器として機能する熱交換器である。第2利用側熱交換器は、冷却運転時に熱源側冷媒と水媒体との熱交換によって水媒体を冷却する熱交換器である。利用側冷媒回路は、利用側圧縮機と、冷媒-水熱交換器と、第1利用側熱交換器とを接続することによって構成されている。
このヒートポンプシステムでは、利用側熱交換器が、加熱運転用の第1利用側熱交換器と、冷却運転用の第2利用側熱交換器とに分けられている。このため、このヒートポンプシステムでは、例えば、利用側熱交換器として、熱源側冷媒、利用側冷媒及び水媒体を流すことが可能な利用側熱交換器の構造を採用する場合に比べて、熱交換器の構造を簡単化することができる。
このヒートポンプシステムでは、利用側熱交換器が、加熱運転用の第1利用側熱交換器と、冷却運転用の第2利用側熱交換器とに分けられている。このため、このヒートポンプシステムでは、例えば、利用側熱交換器として、熱源側冷媒、利用側冷媒及び水媒体を流すことが可能な利用側熱交換器の構造を採用する場合に比べて、熱交換器の構造を簡単化することができる。
本発明の第3観点にかかるヒートポンプシステムは、第2観点にかかるヒートポンプシステムにおいて、各利用ユニットは、加熱運転と冷却運転とを同時に行うことが可能である。加熱運転は、第1利用側熱交換器における熱源側冷媒の放熱及び利用側冷媒回路の運転によって水媒体を加熱する運転である。冷却運転は、第2利用側熱交換器における熱源側冷媒の蒸発によって水媒体を冷却する運転である。
このヒートポンプシステムでは、各利用ユニットが、加熱運転と冷却運転とを同時に行うことが可能であるため、例えば、冷却運転による室内の冷房と、加熱運転による給湯とを同時に行うことができる。このため、このヒートポンプシステムは、給湯と冷房とを同時に行うことがある集合住宅等に有効である。
このヒートポンプシステムでは、各利用ユニットが、加熱運転と冷却運転とを同時に行うことが可能であるため、例えば、冷却運転による室内の冷房と、加熱運転による給湯とを同時に行うことができる。このため、このヒートポンプシステムは、給湯と冷房とを同時に行うことがある集合住宅等に有効である。
本発明の第4観点にかかるヒートポンプシステムは、第3観点にかかるヒートポンプシステムにおいて、冷媒-水熱交換器は、貯湯タンクに接続されている。貯湯タンクは、冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体、又は、冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体との熱交換によって加熱された水媒体を溜めるタンクである。そして、制御部は、冷却運転時に貯湯タンクに溜められている水媒体の温度である貯湯温度が所定の貯湯設定温度以下になった場合に、加熱運転を行う。
このヒートポンプシステムでは、冷却運転時に、貯湯温度が所定の貯湯設定温度以下になった場合に、加熱運転が行われるようになっている。このため、このヒートポンプシステムでは、冷却運転において水媒体を冷却することによって熱源側冷媒が得た熱を有効利用しながら、貯湯温度を貯湯設定温度以上に維持することができる。
このヒートポンプシステムでは、冷却運転時に、貯湯温度が所定の貯湯設定温度以下になった場合に、加熱運転が行われるようになっている。このため、このヒートポンプシステムでは、冷却運転において水媒体を冷却することによって熱源側冷媒が得た熱を有効利用しながら、貯湯温度を貯湯設定温度以上に維持することができる。
本発明の第5観点にかかるヒートポンプシステムは、第1~第4観点のいずれかにかかるヒートポンプシステムにおいて、熱源側圧縮機は、容量可変型の圧縮機である。制御部は、熱源側凝縮温度が所定の目標熱源側凝縮温度になるように熱源側圧縮機の運転容量を制御している。制御部は、外気温度が25℃以下で、かつ、冷却運転と加熱運転とが混在している場合に、目標熱源側凝縮温度を40℃未満に設定する。
このヒートポンプシステムでは、熱源側圧縮機の運転容量の制御によって、外気温度が25℃以下で、かつ、冷却運転と加熱運転とが混在している場合に、熱源側凝縮温度を40℃未満にする運転を行っている。ここで、熱源側圧縮機の運転容量は、熱源側凝縮温度が目標熱源側凝縮温度になるように制御されるため、目標熱源側凝縮温度を40℃未満に設定することによって、熱源側凝縮温度を40℃未満で安定させることができる。
このヒートポンプシステムでは、熱源側圧縮機の運転容量の制御によって、外気温度が25℃以下で、かつ、冷却運転と加熱運転とが混在している場合に、熱源側凝縮温度を40℃未満にする運転を行っている。ここで、熱源側圧縮機の運転容量は、熱源側凝縮温度が目標熱源側凝縮温度になるように制御されるため、目標熱源側凝縮温度を40℃未満に設定することによって、熱源側凝縮温度を40℃未満で安定させることができる。
本発明の第6観点にかかるヒートポンプシステムは、第5観点にかかるヒートポンプシステムにおいて、熱源ユニットは、複数の熱源側熱交換器の冷却源又は加熱源としての空気を供給する風量可変型の熱源側ファンをさらに有している。制御部は、外気温度が25℃以下で、かつ、冷却運転と加熱運転とが混在している場合に、熱源側凝縮温度が目標熱源側凝縮温度になるように熱源側ファンの運転風量を制御する。
このヒートポンプシステムでは、外気温度が25℃以下で、かつ、冷却運転と加熱運転とが混在している場合に、熱源側圧縮機の運転容量の制御とともに、熱源側ファンの運転風量の制御によって、熱源側凝縮温度を40℃未満にする運転を行っている。このため、熱源側熱交換器の放熱能力をさらに抑えることができるため、さらに効率よく運転を行うことができる。
このヒートポンプシステムでは、外気温度が25℃以下で、かつ、冷却運転と加熱運転とが混在している場合に、熱源側圧縮機の運転容量の制御とともに、熱源側ファンの運転風量の制御によって、熱源側凝縮温度を40℃未満にする運転を行っている。このため、熱源側熱交換器の放熱能力をさらに抑えることができるため、さらに効率よく運転を行うことができる。
本発明の第7観点にかかるヒートポンプシステムは、第1~第6観点のいずれかにかかるヒートポンプシステムにおいて、制御部は、所定の場合に、冷却運転を間欠的に行う。所定の場合とは、外気温度が10℃以下で、かつ、冷却運転と加熱運転とが混在し、かつ、熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器が存在し、かつ、熱源側蒸発温度が所定の下限蒸発温度以下になった場合である。熱源側蒸発温度は、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器における熱源側冷媒の飽和温度に相当する温度である。
外気温度が10℃以下で、かつ、冷却運転と加熱運転とが混在し、かつ、熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器が存在する場合には、熱源側蒸発温度が0℃以下になるおそれがある。これにより、冷却運転を行っている利用側熱交換器を流れる熱源側冷媒の温度も0℃以下になり、利用側熱交換器において熱源側冷媒の蒸発によって冷却される水媒体が凍結するおそれがある。これに対して、冷却運転を行っている利用側熱交換器の熱源側冷媒の出口に熱源側冷媒の圧力の低下を防ぐために、圧力調節弁を設けることも考えられるが、この圧力調節弁の圧力損失によって、効率よく運転を行うことができなくなるおそれがある。
外気温度が10℃以下で、かつ、冷却運転と加熱運転とが混在し、かつ、熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器が存在する場合には、熱源側蒸発温度が0℃以下になるおそれがある。これにより、冷却運転を行っている利用側熱交換器を流れる熱源側冷媒の温度も0℃以下になり、利用側熱交換器において熱源側冷媒の蒸発によって冷却される水媒体が凍結するおそれがある。これに対して、冷却運転を行っている利用側熱交換器の熱源側冷媒の出口に熱源側冷媒の圧力の低下を防ぐために、圧力調節弁を設けることも考えられるが、この圧力調節弁の圧力損失によって、効率よく運転を行うことができなくなるおそれがある。
そこで、このヒートポンプシステムでは、上記のように、外気温度が10℃以下で、かつ、冷却運転と加熱運転とが混在し、かつ、熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器が存在し、かつ、熱源側蒸発温度が所定の下限蒸発温度以下になった場合に、冷却運転を間欠的に行うようにしている。
これにより、このヒートポンプシステムでは、水媒体の凍結を抑えつつ、また、効率の低下を抑えながら、冷却運転を行うことができる。
これにより、このヒートポンプシステムでは、水媒体の凍結を抑えつつ、また、効率の低下を抑えながら、冷却運転を行うことができる。
本発明の第8観点にかかるヒートポンプシステムは、第1~第7観点のいずれかにかかるヒートポンプシステムにおいて、利用側熱交換器の冷却運転時における熱源側冷媒の出口には、冷却運転を行わない時に閉止し、冷却運転時に開ける利用側熱交出口開閉弁が設けられている。
低外気で、かつ、熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器が存在する場合には、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器における熱源側冷媒の飽和温度に相当する温度である熱源側蒸発温度が非常に低くなるおそれがある。このため、冷却運転を行わない時に、利用側熱交換器内の熱源側冷媒が低温になり、水媒体が冷却されて凍結するおそれがある。
そこで、このヒートポンプシステムでは、上記のように、利用側熱交換器の冷却運転時における熱源側冷媒の出口には、冷却運転を行わない時に閉止し、冷却運転時に開ける利用側熱交出口開閉弁を設けるようにしている。
これにより、冷却運転を行わない時の利用側熱交換器の熱源側冷媒が低温にならないようにでき、水媒体の凍結を抑えることができる。
低外気で、かつ、熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器が存在する場合には、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器における熱源側冷媒の飽和温度に相当する温度である熱源側蒸発温度が非常に低くなるおそれがある。このため、冷却運転を行わない時に、利用側熱交換器内の熱源側冷媒が低温になり、水媒体が冷却されて凍結するおそれがある。
そこで、このヒートポンプシステムでは、上記のように、利用側熱交換器の冷却運転時における熱源側冷媒の出口には、冷却運転を行わない時に閉止し、冷却運転時に開ける利用側熱交出口開閉弁を設けるようにしている。
これにより、冷却運転を行わない時の利用側熱交換器の熱源側冷媒が低温にならないようにでき、水媒体の凍結を抑えることができる。
本発明の第9観点にかかるヒートポンプシステムは、第1~第8観点のいずれかにかかるヒートポンプシステムにおいて、加熱運転は、水媒体を65℃以上まで加熱することが可能である。
このヒートポンプシステムは、ラジエータや給湯等の高温の水媒体が必要とされる用途に有効である。
このヒートポンプシステムは、ラジエータや給湯等の高温の水媒体が必要とされる用途に有効である。
以下、本発明にかかるヒートポンプシステムの実施形態について、図面に基づいて説明する。
(1)第1実施形態
<構成>
-全体-
図1は、本発明の第1実施形態にかかるヒートポンプシステム1の概略構成図である。ヒートポンプシステム1は、蒸気圧縮式のヒートポンプサイクルを利用して冷房運転(冷却運転)や暖房運転(加熱運転)を行うことが可能な装置である。
ヒートポンプシステム1は、主として、熱源ユニット2と、複数(図1では、2つ)の利用ユニット5a、5bと、吐出冷媒連絡管12と、液冷媒連絡管13と、吸入冷媒連絡管14と、水媒体冷暖房ユニット75a、75b(水媒体利用機器)と、水媒体連絡管15a、16a、15b、16bとを有している。そして、熱源ユニット2と利用ユニット5a、5bとは、冷媒連絡管12、13、14を介して接続されることによって、熱源側冷媒回路20を構成している。利用ユニット5a、5bは、利用側冷媒回路50a、50bを構成している。利用ユニット5a、5bと水媒体冷暖房ユニット75a、75bとは、水媒体連絡管15a、16a、15b、16bを介して接続されることによって、水媒体回路70a、70bを構成している。熱源側冷媒回路20には、HFC系冷媒の一種であるHFC-410Aが熱源側冷媒として封入されている。また、利用側冷媒回路50a、50bには、HFC系冷媒の一種であるHFC-134aが利用側冷媒として封入されている。尚、利用側冷媒としては、高温の冷凍サイクルに有利な冷媒を使用されるという観点から、飽和ガス温度65℃に相当する圧力がゲージ圧で高くとも2.8MPa以下、好ましくは、2.0MPa以下の冷媒を使用することが好ましい。そして、HFC-134aは、このような飽和圧力特性を有する冷媒の一種である。また、水媒体回路70a、70bには、水媒体としての水が循環するようになっている。
(1)第1実施形態
<構成>
-全体-
図1は、本発明の第1実施形態にかかるヒートポンプシステム1の概略構成図である。ヒートポンプシステム1は、蒸気圧縮式のヒートポンプサイクルを利用して冷房運転(冷却運転)や暖房運転(加熱運転)を行うことが可能な装置である。
ヒートポンプシステム1は、主として、熱源ユニット2と、複数(図1では、2つ)の利用ユニット5a、5bと、吐出冷媒連絡管12と、液冷媒連絡管13と、吸入冷媒連絡管14と、水媒体冷暖房ユニット75a、75b(水媒体利用機器)と、水媒体連絡管15a、16a、15b、16bとを有している。そして、熱源ユニット2と利用ユニット5a、5bとは、冷媒連絡管12、13、14を介して接続されることによって、熱源側冷媒回路20を構成している。利用ユニット5a、5bは、利用側冷媒回路50a、50bを構成している。利用ユニット5a、5bと水媒体冷暖房ユニット75a、75bとは、水媒体連絡管15a、16a、15b、16bを介して接続されることによって、水媒体回路70a、70bを構成している。熱源側冷媒回路20には、HFC系冷媒の一種であるHFC-410Aが熱源側冷媒として封入されている。また、利用側冷媒回路50a、50bには、HFC系冷媒の一種であるHFC-134aが利用側冷媒として封入されている。尚、利用側冷媒としては、高温の冷凍サイクルに有利な冷媒を使用されるという観点から、飽和ガス温度65℃に相当する圧力がゲージ圧で高くとも2.8MPa以下、好ましくは、2.0MPa以下の冷媒を使用することが好ましい。そして、HFC-134aは、このような飽和圧力特性を有する冷媒の一種である。また、水媒体回路70a、70bには、水媒体としての水が循環するようになっている。
-熱源ユニット-
熱源ユニット2は、屋外(例えば、集合住宅やビルの屋上等)に設置されている。熱源ユニット2は、冷媒連絡管12、13、14を介して利用ユニット5a、5bに接続されており、熱源側冷媒回路20の一部を構成している。
熱源ユニット2は、主として、熱源側圧縮機21と、油分離機構22と、第1熱源側切換機構23aと、第2熱源側切換機構23bと、第1熱源側熱交換器26aと、第2熱源側熱交換器26bと、第1熱源側膨張弁28aと、第2熱源側膨張弁28bと、第1吸入戻し管29aと、第2吸入戻し管29bと、第1過冷却器31aと、第2過冷却器31bと、液側閉鎖弁33と、吸入側閉鎖弁34と、吐出側閉鎖弁35と、第3熱源側切換機構39とを有している。
熱源ユニット2は、屋外(例えば、集合住宅やビルの屋上等)に設置されている。熱源ユニット2は、冷媒連絡管12、13、14を介して利用ユニット5a、5bに接続されており、熱源側冷媒回路20の一部を構成している。
熱源ユニット2は、主として、熱源側圧縮機21と、油分離機構22と、第1熱源側切換機構23aと、第2熱源側切換機構23bと、第1熱源側熱交換器26aと、第2熱源側熱交換器26bと、第1熱源側膨張弁28aと、第2熱源側膨張弁28bと、第1吸入戻し管29aと、第2吸入戻し管29bと、第1過冷却器31aと、第2過冷却器31bと、液側閉鎖弁33と、吸入側閉鎖弁34と、吐出側閉鎖弁35と、第3熱源側切換機構39とを有している。
熱源側圧縮機21は、熱源側冷媒を圧縮する機構である。ここでは、熱源側圧縮機21として、ケーシング(図示せず)内に収容されたロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素(図示せず)が、同じくケーシング内に収容された熱源側圧縮機モータ21aによって駆動される密閉式圧縮機が採用されている。熱源側圧縮機モータ21aは、インバータ装置(図示せず)によって、その回転数(すなわち、運転周波数)を可変でき、これにより、熱源側圧縮機21の容量制御が可能になっている。
油分離機構22は、熱源側圧縮機21から吐出された熱源側冷媒中に含まれる冷凍機油を分離して熱源側圧縮機21の吸入に戻すための機構である。油分離機構22は、主として、熱源側圧縮機21の熱源側吐出管21bに設けられた油分離器22aと、油分離器22aと熱源側圧縮機21の熱源側吸入管21cとを接続する油戻し管22bとを有している。油分離器22aは、熱源側圧縮機21から吐出された熱源側冷媒中に含まれる冷凍機油を分離する機器である。油戻し管22bは、キャピラリチューブを有しており、油分離器22aにおいて熱源側冷媒から分離された冷凍機油を熱源側圧縮機21の熱源側吸入管21cに戻す冷媒管である。また、熱源側吸入管21cには、熱源側ガス冷媒管25が接続されている。熱源側ガス冷媒管25は、熱源ユニット2外(より具体的には、吸入冷媒連絡管14)から熱源側圧縮機21の吸入に熱源側冷媒を導入するための冷媒管である。
油分離機構22は、熱源側圧縮機21から吐出された熱源側冷媒中に含まれる冷凍機油を分離して熱源側圧縮機21の吸入に戻すための機構である。油分離機構22は、主として、熱源側圧縮機21の熱源側吐出管21bに設けられた油分離器22aと、油分離器22aと熱源側圧縮機21の熱源側吸入管21cとを接続する油戻し管22bとを有している。油分離器22aは、熱源側圧縮機21から吐出された熱源側冷媒中に含まれる冷凍機油を分離する機器である。油戻し管22bは、キャピラリチューブを有しており、油分離器22aにおいて熱源側冷媒から分離された冷凍機油を熱源側圧縮機21の熱源側吸入管21cに戻す冷媒管である。また、熱源側吸入管21cには、熱源側ガス冷媒管25が接続されている。熱源側ガス冷媒管25は、熱源ユニット2外(より具体的には、吸入冷媒連絡管14)から熱源側圧縮機21の吸入に熱源側冷媒を導入するための冷媒管である。
第1熱源側切換機構23aは、第1熱源側熱交換器26aを熱源側冷媒の放熱器として機能させる第1熱源側放熱運転状態と第1熱源側熱交換器26aを熱源側冷媒の蒸発器として機能させる第1熱源側蒸発運転状態とを切り換え可能な四路切換弁である。第1熱源側切換機構23aは、熱源側吐出管21bと、熱源側吸入管21cと、第1熱源側熱交換器26aのガス側に接続された第1熱源側ガス冷媒管24aとに接続されている。そして、第1熱源側切換機構23aの4つのポートのうちの1つは、キャピラリチューブ48aを通じて熱源側吸入管21cに連通しており、これにより、第1熱源側切換機構23aは、三方切換弁として機能するようになっている。第1熱源側切換機構23aは、熱源側吐出管21bと第1熱源側ガス冷媒管24aとを連通させる切り換え(第1熱源側放熱運転状態に対応、図1の第1熱源側切換機構23aの実線を参照)を行うことが可能である。また、第1熱源側切換機構23aは、第1熱源側ガス冷媒管24aと熱源側吸入管21cとを連通させる切り換え(第1熱源側蒸発運転状態に対応、図1の第1熱源側切換機構23aの破線を参照)を行うことが可能である。尚、第1熱源側切換機構23aは、四路切換弁に限定されるものではなく、例えば、複数の電磁弁を組み合わせて使用する等によって、上記と同様の熱源側冷媒の流れの方向を切り換える機能を有するように構成したものであってもよい。
第2熱源側切換機構23bは、第2熱源側熱交換器26bを熱源側冷媒の放熱器として機能させる第2熱源側放熱運転状態と第2熱源側熱交換器26bを熱源側冷媒の蒸発器として機能させる第2熱源側蒸発運転状態とを切り換え可能な四路切換弁である。第2熱源側切換機構23bは、熱源側吐出管21bと、熱源側吸入管21c(より具体的には、熱源側ガス冷媒管25及び熱源側吸入管21cに連通する連通管38)と、第2熱源側熱交換器26bのガス側に接続された第2熱源側ガス冷媒管24bとに接続されている。すなわち、熱源側吐出管21bは、第1熱源側切換機構23a及び第2熱源側切換機構23bの両方に接続される分岐管になっている。そして、第2熱源側切換機構23bの4つのポートのうちの1つは、キャピラリチューブ48bを通じて連通管38に連通しており、これにより、第2熱源側切換機構23bは、三方切換弁として機能するようになっている。第2熱源側切換機構23bは、熱源側吐出管21bと第2熱源側ガス冷媒管24bとを連通させる切り換え(第2熱源側放熱運転状態に対応、図1の第2熱源側切換機構23bの実線を参照)を行うことが可能である。また、第2熱源側切換機構23bは、第2熱源側ガス冷媒管24bと熱源側吸入管21cとを連通させる切り換え(第2熱源側蒸発運転状態に対応、図1の第2熱源側切換機構23bの破線を参照)を行うことが可能である。尚、第2熱源側切換機構23bは、四路切換弁に限定されるものではなく、例えば、複数の電磁弁を組み合わせて使用する等によって、上記と同様の熱源側冷媒の流れの方向を切り換える機能を有するように構成したものであってもよい。
第3熱源側切換機構39は、熱源側吐出管21bから分岐された熱源側吐出分岐管21dに設けられた四路切換弁である。第3熱源側切換機構39は、熱源ユニット2を冷暖同時運転可能なヒートポンプシステムを構成するための冷暖同時運転状態と、熱源ユニット2を冷暖切換運転可能なヒートポンプシステムを構成するための冷暖切換運転状態とを切り換え可能な四路切換弁である。第3熱源側切換機構39は、熱源側吐出分岐管21dと、熱源側吸入管21c(より具体的には、熱源側ガス冷媒管25及び熱源側吸入管21cに連通する連通管40)とに接続されている。そして、第3熱源側切換機構39の4つのポートのうちの1つは、キャピラリチューブ39aを通じて連通管40に連通しており、これにより、第3熱源側切換機構39は、三方切換弁として機能するようになっている。第3熱源側切換機構39は、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bの切り換え動作に関係なく、熱源側吐出分岐管21dを熱源側圧縮機21の吐出から熱源側冷媒を熱源ユニット2外(より具体的には、吐出冷媒連絡管12)に導出するための冷媒管として機能させる切り換え(冷暖同時運転状態に対応、図1の第3熱源側切換機構39の実線を参照)を行うことが可能である。また、第3熱源側切換機構39は、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bの切り換え動作に応じて、熱源側吐出分岐管21dを熱源側圧縮機21の吐出から熱源側冷媒を熱源ユニット2外に導出する冷媒管として、また、熱源ユニット2外から熱源側圧縮機21の吸入に熱源側冷媒を導入する冷媒管として機能させる切り換え(冷暖切換運転状態に対応、図1の第3熱源側切換機構39の破線を参照)を行うことが可能である。尚、第3熱源側切換機構39は、四路切換弁に限定されるものではなく、例えば、複数の電磁弁を組み合わせて使用する等によって、上記と同様の熱源側冷媒の流れの方向を切り換える機能を有するように構成したものであってもよい。
第1熱源側熱交換器26aは、熱源側冷媒と室外空気との熱交換を行うことで熱源側冷媒の放熱器又は蒸発器として機能する熱交換器であり、その液側に第1熱源側液冷媒管27aが接続されており、そのガス側に第1熱源側ガス冷媒管24aが接続されている。第1熱源側液冷媒管27aは、熱源側冷媒の放熱器として機能する第1熱源側熱交換器26aの出口から熱源側冷媒を熱源側液冷媒合流管27に導出するための冷媒管である。また、第1熱源側液冷媒管27aは、熱源側液冷媒合流管27から熱源側冷媒の蒸発器として機能する第1熱源側熱交換器26aの入口に熱源側冷媒を導入するための冷媒管でもある。第1熱源側熱交換器26において熱源側冷媒と熱交換を行う室外空気は、第1熱源側ファンモータ37aによって駆動される第1熱源側ファン36aによって供給されるようになっている。第1熱源側ファンモータ37aは、インバータ装置(図示せず)によって、その回転数(すなわち、運転周波数)を可変でき、これにより、第1熱源側ファン36aの風量制御が可能になっている。
第1熱源側膨張弁28aは、第1熱源側熱交換器26aを流れる熱源側冷媒の減圧等を行う電動膨張弁であり、第1熱源側液冷媒管27aに設けられている。
第1吸入戻し管29aは、第1熱源側液冷媒管27aを流れる熱源側冷媒の一部を分岐して熱源側圧縮機21の吸入に戻す冷媒管であり、ここでは、その一端が第1熱源側液冷媒管27aに接続されており、その他端が熱源側吸入管21cに接続されている。そして、第1吸入戻し管29aには、開度制御が可能な第1吸入戻し膨張弁30aが設けられている。この第1吸入戻し膨張弁30aは、電動膨張弁からなる。
第1過冷却器31aは、第1熱源側液冷媒管27aを流れる冷媒と第1吸入戻し管29aを流れる熱源側冷媒(より具体的には、第1吸入戻し膨張弁30aによって減圧された後の熱源側冷媒)との熱交換を行う熱交換器である。
第1吸入戻し管29aは、第1熱源側液冷媒管27aを流れる熱源側冷媒の一部を分岐して熱源側圧縮機21の吸入に戻す冷媒管であり、ここでは、その一端が第1熱源側液冷媒管27aに接続されており、その他端が熱源側吸入管21cに接続されている。そして、第1吸入戻し管29aには、開度制御が可能な第1吸入戻し膨張弁30aが設けられている。この第1吸入戻し膨張弁30aは、電動膨張弁からなる。
第1過冷却器31aは、第1熱源側液冷媒管27aを流れる冷媒と第1吸入戻し管29aを流れる熱源側冷媒(より具体的には、第1吸入戻し膨張弁30aによって減圧された後の熱源側冷媒)との熱交換を行う熱交換器である。
第2熱源側熱交換器26bは、熱源側冷媒と室外空気との熱交換を行うことで熱源側冷媒の放熱器又は蒸発器として機能する熱交換器であり、その液側に第2熱源側液冷媒管27bが接続されており、そのガス側に第2熱源側ガス冷媒管24bが接続されている。第2熱源側液冷媒管27bは、熱源側冷媒の放熱器として機能する第2熱源側熱交換器26bの出口から熱源側液冷媒合流管27に導出するための冷媒管である。また、第2熱源側液冷媒管27bは、熱源側液冷媒合流管27から熱源側冷媒の蒸発器として機能する第2熱源側熱交換器26bの入口に熱源側冷媒を導入するための冷媒管でもある。すなわち、第1熱源側液冷媒管27a及び第2熱源側液冷媒管27bは、熱源側液冷媒合流管27から分岐された冷媒管である。熱源側液冷媒合流管27は、第1熱源側液冷媒管27a及び第2熱源側液冷媒管27bの合流部分から熱源側冷媒を熱源ユニット2外(より具体的には、液冷媒連絡管13)に導出するための冷媒管である。また、熱源側液冷媒合流管27は、熱源ユニット2外から第1熱源側液冷媒管27a及び第2熱源側液冷媒管27bの合流部分に熱源側冷媒を導入するための冷媒管でもある。第2熱源側熱交換器26bにおいて熱源側冷媒と熱交換を行う室外空気は、第2熱源側ファンモータ37bによって駆動される第2熱源側ファン36bによって供給されるようになっている。第2熱源側ファンモータ37bは、インバータ装置(図示せず)によって、その回転数(すなわち、運転周波数)を可変でき、これにより、第2熱源側ファン36bの風量制御が可能になっている。
第2熱源側膨張弁28bは、第2熱源側熱交換器26bを流れる熱源側冷媒の減圧等を行う電動膨張弁であり、第2熱源側液冷媒管27bに設けられている。
第2吸入戻し管29bは、第2熱源側液冷媒管27bを流れる熱源側冷媒の一部を分岐して熱源側圧縮機21の吸入に戻す冷媒管であり、ここでは、その一端が第2熱源側液冷媒管27bに接続されており、その他端が熱源側吸入管21cに接続されている。そして、第2吸入戻し管29bには、開度制御が可能な第2吸入戻し膨張弁30bが設けられている。この第2吸入戻し膨張弁30bは、電動膨張弁からなる。
第2過冷却器31bは、第2熱源側液冷媒管27bを流れる冷媒と第2吸入戻し管29bを流れる熱源側冷媒(より具体的には、第2吸入戻し膨張弁30bによって減圧された後の熱源側冷媒)との熱交換を行う熱交換器である。
第2吸入戻し管29bは、第2熱源側液冷媒管27bを流れる熱源側冷媒の一部を分岐して熱源側圧縮機21の吸入に戻す冷媒管であり、ここでは、その一端が第2熱源側液冷媒管27bに接続されており、その他端が熱源側吸入管21cに接続されている。そして、第2吸入戻し管29bには、開度制御が可能な第2吸入戻し膨張弁30bが設けられている。この第2吸入戻し膨張弁30bは、電動膨張弁からなる。
第2過冷却器31bは、第2熱源側液冷媒管27bを流れる冷媒と第2吸入戻し管29bを流れる熱源側冷媒(より具体的には、第2吸入戻し膨張弁30bによって減圧された後の熱源側冷媒)との熱交換を行う熱交換器である。
液側閉鎖弁33は、熱源側液冷媒合流管27と液冷媒連絡管13との接続部に設けられた弁である。吸入側閉鎖弁34は、熱源側ガス冷媒管25と吸入冷媒連絡管14との接続部に設けられた弁である。吐出側閉鎖弁35は、熱源側吐出分岐管21dと吐出冷媒連絡管12との接続部に設けられた弁である。
また、熱源ユニット2には、各種のセンサが設けられている。具体的には、熱源ユニット2には、熱源側吸入圧力センサ41と、熱源側吐出圧力センサ42と、熱源側吸入温度センサ43と、熱源側吐出温度センサ44と、第1及び第2熱源側熱交ガス側温度センサ45a、45bと、第1及び第2熱源側熱交液側温度センサ46a、46bと、外気温度センサ47とが設けられている。熱源側吸入圧力センサ41は、熱源側圧縮機21の吸入における熱源側冷媒の圧力である熱源側吸入圧力Ps1を検出する圧力センサである。熱源側吐出圧力センサ42は、熱源側圧縮機21の吐出における熱源側冷媒の圧力である熱源側吐出圧力Pd1を検出する圧力センサである。熱源側吸入温度センサ43は、熱源側圧縮機21の吸入における熱源側冷媒の温度である熱源側吸入温度Ts1を検出する温度センサである。熱源側吐出温度センサ44は、熱源側圧縮機21の吐出における熱源側冷媒の温度である熱源側吐出温度Td1を検出する温度センサである。第1及び第2熱源側熱交ガス側温度センサ45a、45bは、第1及び第2熱源側熱交換器26a、26bのガス側における冷媒の温度である熱源側熱交ガス側温度Thg1、Thg2を検出する温度センサである。第1及び第2熱源側熱交液側温度センサ46a、46bは、第1及び第2熱源側熱交換器26a、26bの液側における熱源側冷媒の温度である熱源側熱交液側温度Thl1、Thl2を検出する温度センサである。外気温度センサ47は、外気温度Toを検出する温度センサである。また、熱源ユニット2は、熱源ユニット2を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部49を有している。そして、熱源側制御部49は、熱源ユニット2の制御を行うためのマイクロコンピュータやメモリ等を有している。熱源側制御部49は、後述の利用ユニット5a、5bの利用側制御部69a、69bとの間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
また、熱源ユニット2には、各種のセンサが設けられている。具体的には、熱源ユニット2には、熱源側吸入圧力センサ41と、熱源側吐出圧力センサ42と、熱源側吸入温度センサ43と、熱源側吐出温度センサ44と、第1及び第2熱源側熱交ガス側温度センサ45a、45bと、第1及び第2熱源側熱交液側温度センサ46a、46bと、外気温度センサ47とが設けられている。熱源側吸入圧力センサ41は、熱源側圧縮機21の吸入における熱源側冷媒の圧力である熱源側吸入圧力Ps1を検出する圧力センサである。熱源側吐出圧力センサ42は、熱源側圧縮機21の吐出における熱源側冷媒の圧力である熱源側吐出圧力Pd1を検出する圧力センサである。熱源側吸入温度センサ43は、熱源側圧縮機21の吸入における熱源側冷媒の温度である熱源側吸入温度Ts1を検出する温度センサである。熱源側吐出温度センサ44は、熱源側圧縮機21の吐出における熱源側冷媒の温度である熱源側吐出温度Td1を検出する温度センサである。第1及び第2熱源側熱交ガス側温度センサ45a、45bは、第1及び第2熱源側熱交換器26a、26bのガス側における冷媒の温度である熱源側熱交ガス側温度Thg1、Thg2を検出する温度センサである。第1及び第2熱源側熱交液側温度センサ46a、46bは、第1及び第2熱源側熱交換器26a、26bの液側における熱源側冷媒の温度である熱源側熱交液側温度Thl1、Thl2を検出する温度センサである。外気温度センサ47は、外気温度Toを検出する温度センサである。また、熱源ユニット2は、熱源ユニット2を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部49を有している。そして、熱源側制御部49は、熱源ユニット2の制御を行うためのマイクロコンピュータやメモリ等を有している。熱源側制御部49は、後述の利用ユニット5a、5bの利用側制御部69a、69bとの間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
-吐出冷媒連絡管-
吐出冷媒連絡管12は、吐出側閉鎖弁35を介して熱源側吐出分岐管21dに接続されている。吐出冷媒連絡管12は、第3熱源側切換機構39が冷暖同時運転状態である場合に、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側放熱運転状態及び熱源側蒸発運転状態のいずれにおいても、熱源側圧縮機21の吐出から熱源ユニット2外に熱源側冷媒を導出することが可能な冷媒管である。
-液冷媒連絡管-
液冷媒連絡管13は、液側閉鎖弁33を介して熱源側液冷媒合流管27に接続されている。液冷媒連絡管13は、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側放熱運転状態において熱源側冷媒の放熱器として機能する第1及び第2熱源側熱交換器26a、26bの出口から熱源ユニット2外に熱源側冷媒を導出することが可能な冷媒管である。また、液冷媒連絡管13は、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側蒸発運転状態において熱源ユニット2外から熱源側冷媒の蒸発器として機能する第1及び第2熱源側熱交換器26a、26bの入口に熱源側冷媒を導入することが可能な冷媒管でもある。
吐出冷媒連絡管12は、吐出側閉鎖弁35を介して熱源側吐出分岐管21dに接続されている。吐出冷媒連絡管12は、第3熱源側切換機構39が冷暖同時運転状態である場合に、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側放熱運転状態及び熱源側蒸発運転状態のいずれにおいても、熱源側圧縮機21の吐出から熱源ユニット2外に熱源側冷媒を導出することが可能な冷媒管である。
-液冷媒連絡管-
液冷媒連絡管13は、液側閉鎖弁33を介して熱源側液冷媒合流管27に接続されている。液冷媒連絡管13は、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側放熱運転状態において熱源側冷媒の放熱器として機能する第1及び第2熱源側熱交換器26a、26bの出口から熱源ユニット2外に熱源側冷媒を導出することが可能な冷媒管である。また、液冷媒連絡管13は、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側蒸発運転状態において熱源ユニット2外から熱源側冷媒の蒸発器として機能する第1及び第2熱源側熱交換器26a、26bの入口に熱源側冷媒を導入することが可能な冷媒管でもある。
-吸入冷媒連絡管-
吸入冷媒連絡管14は、吸入側閉鎖弁34を介して熱源側ガス冷媒管25に接続されている。吸入冷媒連絡管14は、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側放熱運転状態及び熱源側蒸発運転状態のいずれにおいても、熱源ユニット2外から熱源側圧縮機21の吸入に熱源側冷媒を導入することが可能な冷媒管である。
-利用ユニット-
利用ユニット5a、5bは、屋内(例えば、集合住宅の各戸やビルの各区画等)に設置されている。利用ユニット5a、5bは、冷媒連絡管12、13、14を介して熱源ユニット2に接続されており、熱源側冷媒回路20の一部を構成している。また、利用ユニット5a、5bは、利用側冷媒回路50a、50bを構成している。さらに、利用ユニット5a、5bは、水媒体連絡管15a、16a、15b、16bを介して水媒体冷暖房ユニット75a、75bに接続されており、水媒体回路70a、70bの一部を構成している。尚、利用ユニット5bの構成は、利用ユニット5aの構成と同様である。このため、ここでは、利用ユニット5aの構成のみを説明し、利用ユニット5bの構成については、利用ユニット5aの各部を示す符号の添字「a」の代わりに添字「b」を付して、各部の説明を省略する。
吸入冷媒連絡管14は、吸入側閉鎖弁34を介して熱源側ガス冷媒管25に接続されている。吸入冷媒連絡管14は、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側放熱運転状態及び熱源側蒸発運転状態のいずれにおいても、熱源ユニット2外から熱源側圧縮機21の吸入に熱源側冷媒を導入することが可能な冷媒管である。
-利用ユニット-
利用ユニット5a、5bは、屋内(例えば、集合住宅の各戸やビルの各区画等)に設置されている。利用ユニット5a、5bは、冷媒連絡管12、13、14を介して熱源ユニット2に接続されており、熱源側冷媒回路20の一部を構成している。また、利用ユニット5a、5bは、利用側冷媒回路50a、50bを構成している。さらに、利用ユニット5a、5bは、水媒体連絡管15a、16a、15b、16bを介して水媒体冷暖房ユニット75a、75bに接続されており、水媒体回路70a、70bの一部を構成している。尚、利用ユニット5bの構成は、利用ユニット5aの構成と同様である。このため、ここでは、利用ユニット5aの構成のみを説明し、利用ユニット5bの構成については、利用ユニット5aの各部を示す符号の添字「a」の代わりに添字「b」を付して、各部の説明を省略する。
利用ユニット5aは、主として、第1利用側熱交換器51aと、第1利用側膨張弁52aと、第2利用側熱交換器151aと、第2利用側膨張弁152aと、利用側圧縮機55aと、冷媒-水熱交換器57aと、冷媒-水熱交側膨張弁58aと、利用側アキュムレータ59aと、循環ポンプ71aとを有している。
第1利用側熱交換器51aは、熱源側冷媒と利用側冷媒との熱交換を行うことで熱源側冷媒の放熱器として機能する熱交換器である。第1利用側熱交換器51aの熱源側冷媒が流れる流路の液側には、利用側熱交出入口接続管53aが接続されており、第1利用側熱交換器51aの熱源側冷媒が流れる流路のガス側には、第1利用側ガス冷媒管54aが接続されている。また、第1利用側熱交換器51aの利用側冷媒が流れる流路の液側には、カスケード側液冷媒管66aが接続されており、第1利用側熱交換器51aの利用側冷媒が流れる流路のガス側には、カスケード側ガス冷媒管67aが接続されている。利用側熱交出入口接続管53aは、熱源側冷媒の放熱器として機能する第1利用側熱交換器51aの出口から熱源側冷媒を利用ユニット5a外(より具体的には、液冷媒連絡管13)に導出するための冷媒管である。第1利用側ガス冷媒管54aは、利用ユニット5a外(より具体的には、ガス冷媒連絡管14)から熱源側冷媒の放熱器として機能する第1利用側熱交換器51aの入口に熱源側冷媒を導入するための冷媒管である。カスケード側液冷媒管66aには、冷媒-水熱交換器57aが接続されており、カスケード側ガス冷媒管67aには、利用側圧縮機55aが接続されている。
第1利用側熱交換器51aは、熱源側冷媒と利用側冷媒との熱交換を行うことで熱源側冷媒の放熱器として機能する熱交換器である。第1利用側熱交換器51aの熱源側冷媒が流れる流路の液側には、利用側熱交出入口接続管53aが接続されており、第1利用側熱交換器51aの熱源側冷媒が流れる流路のガス側には、第1利用側ガス冷媒管54aが接続されている。また、第1利用側熱交換器51aの利用側冷媒が流れる流路の液側には、カスケード側液冷媒管66aが接続されており、第1利用側熱交換器51aの利用側冷媒が流れる流路のガス側には、カスケード側ガス冷媒管67aが接続されている。利用側熱交出入口接続管53aは、熱源側冷媒の放熱器として機能する第1利用側熱交換器51aの出口から熱源側冷媒を利用ユニット5a外(より具体的には、液冷媒連絡管13)に導出するための冷媒管である。第1利用側ガス冷媒管54aは、利用ユニット5a外(より具体的には、ガス冷媒連絡管14)から熱源側冷媒の放熱器として機能する第1利用側熱交換器51aの入口に熱源側冷媒を導入するための冷媒管である。カスケード側液冷媒管66aには、冷媒-水熱交換器57aが接続されており、カスケード側ガス冷媒管67aには、利用側圧縮機55aが接続されている。
第1利用側膨張弁52aは、開度制御を行うことで第1利用側熱交換器51aを流れる熱源側冷媒の流量を可変することが可能な電動膨張弁であり、利用側熱交出入口接続管53aに設けられている。
利用側圧縮機55aは、利用側冷媒を圧縮する機構である。ここでは、利用側圧縮機55aとして、ケーシング(図示せず)内に収容されたロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素(図示せず)が、同じくケーシング内に収容された利用側圧縮機モータ56aによって駆動される密閉式圧縮機が採用されている。利用側圧縮機モータ56aは、インバータ装置(図示せず)によって、その回転数(すなわち、運転周波数)を可変でき、これにより、利用側圧縮機55aの容量制御が可能になっている。また、利用側圧縮機55aの吐出には、カスケード側吐出管60aが接続されており、利用側圧縮機55aの吸入には、カスケード側ガス冷媒管67aが接続されている。
利用側圧縮機55aは、利用側冷媒を圧縮する機構である。ここでは、利用側圧縮機55aとして、ケーシング(図示せず)内に収容されたロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素(図示せず)が、同じくケーシング内に収容された利用側圧縮機モータ56aによって駆動される密閉式圧縮機が採用されている。利用側圧縮機モータ56aは、インバータ装置(図示せず)によって、その回転数(すなわち、運転周波数)を可変でき、これにより、利用側圧縮機55aの容量制御が可能になっている。また、利用側圧縮機55aの吐出には、カスケード側吐出管60aが接続されており、利用側圧縮機55aの吸入には、カスケード側ガス冷媒管67aが接続されている。
冷媒-水熱交換器57aは、利用側冷媒と水媒体との熱交換を行うことで利用側冷媒の放熱器として機能する熱交換器である。冷媒-水熱交換器57aの利用側冷媒が流れる流路の液側には、カスケード側液冷媒管66aが接続されており、冷媒-水熱交換器57aの利用側冷媒が流れる流路のガス側には、カスケード側ガス冷媒管67aが接続されている。また、冷媒-水熱交換器57aの水媒体が流れる流路の入口側には、第1利用側水入口管73aが接続されており、冷媒-水熱交換器57aの水媒体が流れる流路の出口側には、第1利用側水出口管74aが接続されている。第1利用側水入口管73aは、利用ユニット5a外(より具体的には、水媒体連絡管15a)から水媒体の加熱器として機能する冷媒-水熱交換器57aの入口に水媒体を導入するための水媒体管である。第1利用側水出口管74aは、水媒体の加熱器として機能する冷媒-水熱交換器57aの出口から水媒体を利用ユニット5a外(より具体的には、水媒体連絡管16a)に導出するための水媒体管である。
冷媒-水熱交側膨張弁58aは、開度制御を行うことで冷媒-水熱交換器57aを流れる利用側冷媒の流量を可変することが可能な電動膨張弁であり、カスケード側液冷媒管66aに設けられている。
利用側アキュムレータ59aは、カスケード側ガス冷媒管67aに設けられており、利用側冷媒回路50aを循環する利用側冷媒をカスケード側吸入管67aから利用側圧縮機55aに吸入される前に一時的に溜めるための容器である。
このように、利用側圧縮機55a、冷媒-水熱交換器57a、冷媒-水熱交側膨張弁58a、利用側熱交換器51a及び利用側アキュムレータ59aが冷媒管60a、66aを介して接続されることによって、利用側冷媒回路50aが構成されている。
循環ポンプ71aは、水媒体の昇圧を行う機構であり、ここでは、遠心式や容積式のポンプ要素(図示せず)が循環ポンプモータ72aによって駆動されるポンプが採用されている。循環ポンプ71aは、第1利用側水出口管73aに設けられている。循環ポンプモータ72aは、インバータ装置(図示せず)によって、その回転数(すなわち、運転周波数)を可変でき、これにより、循環ポンプ71aの容量制御が可能になっている。
利用側アキュムレータ59aは、カスケード側ガス冷媒管67aに設けられており、利用側冷媒回路50aを循環する利用側冷媒をカスケード側吸入管67aから利用側圧縮機55aに吸入される前に一時的に溜めるための容器である。
このように、利用側圧縮機55a、冷媒-水熱交換器57a、冷媒-水熱交側膨張弁58a、利用側熱交換器51a及び利用側アキュムレータ59aが冷媒管60a、66aを介して接続されることによって、利用側冷媒回路50aが構成されている。
循環ポンプ71aは、水媒体の昇圧を行う機構であり、ここでは、遠心式や容積式のポンプ要素(図示せず)が循環ポンプモータ72aによって駆動されるポンプが採用されている。循環ポンプ71aは、第1利用側水出口管73aに設けられている。循環ポンプモータ72aは、インバータ装置(図示せず)によって、その回転数(すなわち、運転周波数)を可変でき、これにより、循環ポンプ71aの容量制御が可能になっている。
第2利用側熱交換器151aは、熱源側冷媒と水媒体との熱交換を行うことで熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。第2利用側熱交換器151aの熱源側冷媒が流れる流路の液側には、利用側熱交出入口接続管53aが接続されており、第2利用側熱交換器151aの熱源側冷媒が流れる流路のガス側には、第2利用側ガス冷媒管153aが接続されている。すなわち、利用側熱交出入口接続管53aは、第1利用側熱交換器51aの熱源側冷媒の出口と第2利用側熱交換器151aの熱源側冷媒の入口とを接続する冷媒管として機能している。このため、利用側熱交出入口接続管53aは、利用ユニット5a外(より具体的には、液冷媒連絡管13)から熱源側冷媒の放熱器として機能する第2利用側熱交換器151aの入口に熱源側冷媒を導入するための冷媒管でもある。第2利用側ガス冷媒管153aには、開閉制御が可能な利用側熱交出口開閉弁154aが設けられている。利用側熱交出口開閉弁154aは、電磁弁からなる。また、第2利用側熱交換器151aの水媒体が流れる流路の入口側には、第2利用側水入口管173aが接続されており、第2利用側熱交換器151aの水媒体が流れる流路の出口側には、第2利用側水出口管174aが接続されている。第2利用側水入口管173aは、冷温水切換機構175aを介して第1利用側水入口管73aの循環ポンプ71aよりも下流側の部分から分岐されている。第2利用側水出口管174aは、第1利用側水出口管74aに合流している。冷温水切換機構175aは、冷媒-水熱交換器57aにおいて加熱された水媒体、又は、第2利用側熱交換器151aにおいて冷却された水媒体を、利用ユニット5外に設けられる水媒体冷暖房ユニット75aとの間で選択的にやりとりすることを可能にするための機構である。冷温水切換機構175aは、三方弁からなる。
第2利用側膨張弁152aは、開度制御を行うことで第2利用側熱交換器151aを流れる熱源側冷媒の流量を可変することが可能な電動膨張弁であり、利用側熱交出入口接続管53aに設けられている。
また、利用ユニット5aには、各種のセンサが設けられている。具体的には、利用ユニット5aには、第1利用側熱交液側温度センサ61aと、第2利用側熱交ガス側温度センサ156aと、第2利用側液冷媒管温度センサ65aと、第2利用側熱交液側温度センサ155aと、水媒体入口温度センサ63aと、第1水媒体出口温度センサ64aと、第2水媒体出口温度センサ159aと、利用側吸入圧力センサ68aと、利用側吐出圧力センサ69aと、利用側吐出温度センサ157aと、冷媒-水熱交温度センサ158aと、カスケード側液冷媒管温度センサ160aとが設けられている。第1利用側熱交液側温度センサ61aは、第1利用側熱交換器51aの液側における熱源側冷媒の温度である第1利用側熱交液側温度Tul1aを検出する温度センサである。第2利用側熱交ガス側温度センサ156aは、第2利用側熱交換器151aのガス側における熱源側冷媒の温度である第2利用側熱交ガス側温度Tug2aを検出する温度センサである。第2利用側液冷媒管温度センサ65aは、第2利用側膨張弁152aの上流側における熱源側冷媒の温度Tuv2aを検出する温度センサである。第2利用側熱交液側温度センサ155aは、第2利用側熱交換器151aの液側における熱源側冷媒の温度である第2利用側熱交液側温度Tul2aを検出する温度センサである。水媒体入口温度センサ63aは、冷媒-水熱交換器57aの入口や第2利用側熱交換器151aの入口における水媒体の温度である水媒体入口温度Twraを検出する温度センサである。第1水媒体出口温度センサ64aは、冷媒-水熱交換器57aの出口における水媒体の温度である水媒体出口温度Twl1aを検出する温度センサである。第2水媒体出口温度センサ159aは、第2利用側熱交換器151aの出口における水媒体の温度である水媒体出口温度Twl2aを検出する温度センサである。利用側吸入圧力センサ68aは、利用側圧縮機55aの吸入における利用側冷媒の圧力である利用側吸入圧力Ps2aを検出する圧力センサである。利用側吐出圧力センサ69aは、利用側圧縮機55aの吐出における利用側冷媒の圧力である利用側吐出圧力Pd2aを検出する圧力センサである。利用側吐出温度センサ157aは、利用側圧縮機55aの吐出における利用側冷媒の温度である利用側吐出温度Td2aを検出する温度センサである。冷媒-水熱交温度センサ158aは、冷媒-水熱交換器57aの液側における利用側冷媒の温度であるカスケード側冷媒温度Tpl1aを検出する温度センサである。カスケード側液冷媒管温度センサ160aは、第1利用側熱交換器51aの液側における利用側冷媒の温度Tpl2aを検出する温度センサである。また、利用ユニット5aは、利用ユニット5aを構成する各部の動作を制御する利用側制御部69aを有している。そして、利用側制御部69aは、利用ユニット5aの制御を行うためのマイクロコンピュータやメモリ等を有している。利用側制御部69aは、リモコン(図示せず)との間で制御信号等のやりとりを行ったり、熱源ユニット2の熱源側制御部49との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
また、利用ユニット5aには、各種のセンサが設けられている。具体的には、利用ユニット5aには、第1利用側熱交液側温度センサ61aと、第2利用側熱交ガス側温度センサ156aと、第2利用側液冷媒管温度センサ65aと、第2利用側熱交液側温度センサ155aと、水媒体入口温度センサ63aと、第1水媒体出口温度センサ64aと、第2水媒体出口温度センサ159aと、利用側吸入圧力センサ68aと、利用側吐出圧力センサ69aと、利用側吐出温度センサ157aと、冷媒-水熱交温度センサ158aと、カスケード側液冷媒管温度センサ160aとが設けられている。第1利用側熱交液側温度センサ61aは、第1利用側熱交換器51aの液側における熱源側冷媒の温度である第1利用側熱交液側温度Tul1aを検出する温度センサである。第2利用側熱交ガス側温度センサ156aは、第2利用側熱交換器151aのガス側における熱源側冷媒の温度である第2利用側熱交ガス側温度Tug2aを検出する温度センサである。第2利用側液冷媒管温度センサ65aは、第2利用側膨張弁152aの上流側における熱源側冷媒の温度Tuv2aを検出する温度センサである。第2利用側熱交液側温度センサ155aは、第2利用側熱交換器151aの液側における熱源側冷媒の温度である第2利用側熱交液側温度Tul2aを検出する温度センサである。水媒体入口温度センサ63aは、冷媒-水熱交換器57aの入口や第2利用側熱交換器151aの入口における水媒体の温度である水媒体入口温度Twraを検出する温度センサである。第1水媒体出口温度センサ64aは、冷媒-水熱交換器57aの出口における水媒体の温度である水媒体出口温度Twl1aを検出する温度センサである。第2水媒体出口温度センサ159aは、第2利用側熱交換器151aの出口における水媒体の温度である水媒体出口温度Twl2aを検出する温度センサである。利用側吸入圧力センサ68aは、利用側圧縮機55aの吸入における利用側冷媒の圧力である利用側吸入圧力Ps2aを検出する圧力センサである。利用側吐出圧力センサ69aは、利用側圧縮機55aの吐出における利用側冷媒の圧力である利用側吐出圧力Pd2aを検出する圧力センサである。利用側吐出温度センサ157aは、利用側圧縮機55aの吐出における利用側冷媒の温度である利用側吐出温度Td2aを検出する温度センサである。冷媒-水熱交温度センサ158aは、冷媒-水熱交換器57aの液側における利用側冷媒の温度であるカスケード側冷媒温度Tpl1aを検出する温度センサである。カスケード側液冷媒管温度センサ160aは、第1利用側熱交換器51aの液側における利用側冷媒の温度Tpl2aを検出する温度センサである。また、利用ユニット5aは、利用ユニット5aを構成する各部の動作を制御する利用側制御部69aを有している。そして、利用側制御部69aは、利用ユニット5aの制御を行うためのマイクロコンピュータやメモリ等を有している。利用側制御部69aは、リモコン(図示せず)との間で制御信号等のやりとりを行ったり、熱源ユニット2の熱源側制御部49との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
-水媒体冷暖房ユニット-
水媒体冷暖房ユニット75a、75b(水媒体利用機器)は、屋内(例えば、集合住宅の各戸やビルの各区画等)に設置されている。水媒体冷暖房ユニット75a、75bは、水媒体連絡管15a、15b、16a、16bを介して利用ユニット5a、5bに接続されており、水媒体回路70a、70bの一部を構成している。尚、水媒体冷暖房ユニット75bの構成は、水媒体冷暖房ユニット75aの構成と同様である。このため、ここでは、水媒体冷暖房ユニット75aの構成のみを説明し、水媒体冷暖房ユニット75bの構成については、水媒体冷暖房ユニット75aの各部を示す符号の添字「a」の代わりに添字「b」を付して、各部の説明を省略する。
水媒体冷暖房ユニット75aは、主として、熱交換パネル76aを有しており、ラジエータや床冷暖房パネル等を構成している。
熱交換パネル76aは、ラジエータの場合には、室内の壁際等に設けられ、床冷暖房パネルの場合には、室内の床下等に設けられている。熱交換パネル76aは、水媒体回路70aを循環する水媒体の放熱器又は加熱器として機能する熱交換器であり、その入口には、水媒体連絡管16aが接続されており、その出口には、水媒体連絡管15aが接続されている。
水媒体冷暖房ユニット75a、75b(水媒体利用機器)は、屋内(例えば、集合住宅の各戸やビルの各区画等)に設置されている。水媒体冷暖房ユニット75a、75bは、水媒体連絡管15a、15b、16a、16bを介して利用ユニット5a、5bに接続されており、水媒体回路70a、70bの一部を構成している。尚、水媒体冷暖房ユニット75bの構成は、水媒体冷暖房ユニット75aの構成と同様である。このため、ここでは、水媒体冷暖房ユニット75aの構成のみを説明し、水媒体冷暖房ユニット75bの構成については、水媒体冷暖房ユニット75aの各部を示す符号の添字「a」の代わりに添字「b」を付して、各部の説明を省略する。
水媒体冷暖房ユニット75aは、主として、熱交換パネル76aを有しており、ラジエータや床冷暖房パネル等を構成している。
熱交換パネル76aは、ラジエータの場合には、室内の壁際等に設けられ、床冷暖房パネルの場合には、室内の床下等に設けられている。熱交換パネル76aは、水媒体回路70aを循環する水媒体の放熱器又は加熱器として機能する熱交換器であり、その入口には、水媒体連絡管16aが接続されており、その出口には、水媒体連絡管15aが接続されている。
-水媒体連絡管-
水媒体連絡管15a、15bは、第1利用側水入口管73a、73bに接続されている。水媒体連絡管15a、15bは、利用ユニット5a、5b外(より具体的には、水媒体冷暖房ユニット75a、75b)から水媒体の加熱器として機能する第1利用側熱交換器51a、51bの入口、又は、水媒体の冷却器として機能する第2利用側熱交換器151a、151bの入口に水媒体を導入することが可能な水媒体管である。
水媒体連絡管16a、16bは、第1利用側水出口管74a、74bに接続されている。水媒体連絡管16a、16bは、水媒体の加熱器として機能する第1利用側熱交換器51a、51bの出口、又は、水媒体の冷却器として機能する第2利用側熱交換器151a、151bの出口から利用ユニット5a、5b外(より具体的には、水媒体冷暖房ユニット75a、75b)に水媒体を導出することが可能な水媒体管である。
そして、利用側制御部69a、69bと熱源側制御部49とによって、ヒートポンプシステム1の運転制御を行う制御部1aが構成されており、以下の運転や各種制御を行うようになっている。
水媒体連絡管15a、15bは、第1利用側水入口管73a、73bに接続されている。水媒体連絡管15a、15bは、利用ユニット5a、5b外(より具体的には、水媒体冷暖房ユニット75a、75b)から水媒体の加熱器として機能する第1利用側熱交換器51a、51bの入口、又は、水媒体の冷却器として機能する第2利用側熱交換器151a、151bの入口に水媒体を導入することが可能な水媒体管である。
水媒体連絡管16a、16bは、第1利用側水出口管74a、74bに接続されている。水媒体連絡管16a、16bは、水媒体の加熱器として機能する第1利用側熱交換器51a、51bの出口、又は、水媒体の冷却器として機能する第2利用側熱交換器151a、151bの出口から利用ユニット5a、5b外(より具体的には、水媒体冷暖房ユニット75a、75b)に水媒体を導出することが可能な水媒体管である。
そして、利用側制御部69a、69bと熱源側制御部49とによって、ヒートポンプシステム1の運転制御を行う制御部1aが構成されており、以下の運転や各種制御を行うようになっている。
<動作>
次に、ヒートポンプシステム1の動作について説明する。
ヒートポンプシステム1の運転としては、全暖房運転モードと冷暖同時運転モードと全冷房運転モードとがある。全暖房運転モードは、暖房運転(加熱運転)に設定された利用ユニットだけが存在する状態で、暖房運転のみを行う運転モードである。冷暖同時運転モードは、利用ユニット5a、5bの一方が冷房運転(冷却運転)に設定され、かつ、利用ユニット5a、5bの他方が暖房運転(加熱運転)に設定された状態で、冷房運転と暖房運転とが混在した運転を行う運転モードである。全冷房運転モードは、冷房運転(冷却運転)に設定された利用ユニットだけが存在する状態で、冷房運転のみを行う運転モードである。また、冷暖同時運転モードについては、利用ユニット5a、5b全体の熱負荷(冷房負荷と暖房負荷の合計)に応じて、冷暖同時運転モード(蒸発主体)と冷暖同時運転モード(放熱主体)とに分けることができる。冷暖同時運転モード(蒸発主体)は、利用ユニット5a、5bの冷房運転と暖房運転とが混在しており、かつ、利用ユニット5a、5bから液冷媒連絡管13を通じて熱源ユニット2に熱源側冷媒が送られる状態になる運転モードである。冷暖同時運転モード(放熱主体)は、利用ユニット5a、5bの冷房運転と暖房運転とが混在しており、かつ、熱源ユニット2から液冷媒連絡管13を通じて利用ユニット5a、5bに熱源側冷媒が送られる状態になる運転モードである。
次に、ヒートポンプシステム1の動作について説明する。
ヒートポンプシステム1の運転としては、全暖房運転モードと冷暖同時運転モードと全冷房運転モードとがある。全暖房運転モードは、暖房運転(加熱運転)に設定された利用ユニットだけが存在する状態で、暖房運転のみを行う運転モードである。冷暖同時運転モードは、利用ユニット5a、5bの一方が冷房運転(冷却運転)に設定され、かつ、利用ユニット5a、5bの他方が暖房運転(加熱運転)に設定された状態で、冷房運転と暖房運転とが混在した運転を行う運転モードである。全冷房運転モードは、冷房運転(冷却運転)に設定された利用ユニットだけが存在する状態で、冷房運転のみを行う運転モードである。また、冷暖同時運転モードについては、利用ユニット5a、5b全体の熱負荷(冷房負荷と暖房負荷の合計)に応じて、冷暖同時運転モード(蒸発主体)と冷暖同時運転モード(放熱主体)とに分けることができる。冷暖同時運転モード(蒸発主体)は、利用ユニット5a、5bの冷房運転と暖房運転とが混在しており、かつ、利用ユニット5a、5bから液冷媒連絡管13を通じて熱源ユニット2に熱源側冷媒が送られる状態になる運転モードである。冷暖同時運転モード(放熱主体)は、利用ユニット5a、5bの冷房運転と暖房運転とが混在しており、かつ、熱源ユニット2から液冷媒連絡管13を通じて利用ユニット5a、5bに熱源側冷媒が送られる状態になる運転モードである。
-全暖房運転モード-
利用ユニット5a、5bの暖房運転のみを行う場合には、熱源側冷媒回路20において、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側蒸発運転状態(図1の第1及び第2熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図1の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bが閉止される。また、第2利用側膨張弁152a、152b及び利用側熱交出口開閉弁154a、154bが閉止される。さらに、冷温水切換機構175a、175bは、冷媒-水熱交換器57a、57bにおいて加熱された水媒体を水媒体冷暖房ユニット75a、75bに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、利用ユニット5a、5bのすべてが暖房運転に設定された状態であるものとして説明する。
利用ユニット5a、5bの暖房運転のみを行う場合には、熱源側冷媒回路20において、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側蒸発運転状態(図1の第1及び第2熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図1の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bが閉止される。また、第2利用側膨張弁152a、152b及び利用側熱交出口開閉弁154a、154bが閉止される。さらに、冷温水切換機構175a、175bは、冷媒-水熱交換器57a、57bにおいて加熱された水媒体を水媒体冷暖房ユニット75a、75bに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、利用ユニット5a、5bのすべてが暖房運転に設定された状態であるものとして説明する。
このような状態の熱源側冷媒回路20において、冷凍サイクルにおける低圧の熱源側冷媒は、熱源側吸入管21cを通じて、熱源側圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に、熱源側吐出管21bに吐出される。熱源側吐出管21bに吐出された高圧の熱源側冷媒は、油分離器22aにおいて冷凍機油が分離される。油分離器22aにおいて熱源側冷媒から分離された冷凍機油は、油戻し管22bを通じて、熱源側吸入管21cに戻される。冷凍機油が分離された高圧の熱源側冷媒は、熱源側吐出分岐管21d、第3熱源側切換機構39及び吐出側閉鎖弁35を通じて、熱源ユニット2から吐出冷媒連絡管12に送られる。
吐出冷媒連絡管12に送られた高圧の熱源側冷媒は、2つに分岐されて、利用ユニット5a、5bに送られる。
吐出冷媒連絡管12に送られた高圧の熱源側冷媒は、2つに分岐されて、利用ユニット5a、5bに送られる。
利用ユニット5a、5bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側ガス冷媒管54a、54bを通じて、第1利用側熱交換器51a、51bに送られる。第1利用側熱交換器51a、51bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側熱交換器51a、51bにおいて、利用側冷媒回路50a、50bを循環する冷凍サイクルにおける低圧の利用側冷媒と熱交換を行って放熱する。第1利用側熱交換器51a、51bにおいて放熱した高圧の熱源側冷媒は、第1利用側膨張弁52a、52b及び利用側熱交出入口接続管53a、53bを通じて、利用ユニット5a、5bから液冷媒連絡管13に送られて合流する。
液冷媒連絡管13に送られた熱源側冷媒は、熱源ユニット2に送られる。熱源ユニット2に送られた熱源側冷媒は、液側閉鎖弁33及び熱源側液冷媒合流管27を通じて、過冷却器31a、31bに送られる。過冷却器31a、31bに送られた熱源側冷媒は、吸入戻し管29a、29bに熱源側冷媒が流れていないため、熱交換を行うことなく、熱源側膨張弁28a、28bに送られる。熱源側膨張弁28a、28bに送られた熱源側冷媒は、熱源側膨張弁28a、28bにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、熱源側液冷媒管27a、27bを通じて、熱源側熱交換器26a、26bに送られる。熱源側熱交換器26a、26bに送られた低圧の熱源側冷媒は、熱源側熱交換器26a、26bにおいて、熱源側ファン36a、36bによって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発する。熱源側熱交換器26a、26bにおいて蒸発した低圧の熱源側冷媒は、熱源側ガス冷媒管24a、24b、熱源側切換機構23a、23b及び熱源側吸入管21cを通じて、再び、熱源側圧縮機21に吸入される。
液冷媒連絡管13に送られた熱源側冷媒は、熱源ユニット2に送られる。熱源ユニット2に送られた熱源側冷媒は、液側閉鎖弁33及び熱源側液冷媒合流管27を通じて、過冷却器31a、31bに送られる。過冷却器31a、31bに送られた熱源側冷媒は、吸入戻し管29a、29bに熱源側冷媒が流れていないため、熱交換を行うことなく、熱源側膨張弁28a、28bに送られる。熱源側膨張弁28a、28bに送られた熱源側冷媒は、熱源側膨張弁28a、28bにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、熱源側液冷媒管27a、27bを通じて、熱源側熱交換器26a、26bに送られる。熱源側熱交換器26a、26bに送られた低圧の熱源側冷媒は、熱源側熱交換器26a、26bにおいて、熱源側ファン36a、36bによって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発する。熱源側熱交換器26a、26bにおいて蒸発した低圧の熱源側冷媒は、熱源側ガス冷媒管24a、24b、熱源側切換機構23a、23b及び熱源側吸入管21cを通じて、再び、熱源側圧縮機21に吸入される。
一方、利用側冷媒回路50a、50bにおいては、第1利用側熱交換器51a、51bにおける熱源側冷媒の放熱によって利用側冷媒回路50a、50bを循環する冷凍サイクルにおける低圧の利用側冷媒が加熱されて蒸発する。第1利用側熱交換器51a、51bにおいて蒸発した低圧の利用側冷媒は、カスケード側ガス冷媒管67a、67bを通じて、利用側アキュムレータ59a、59bに送られる。利用側アキュムレータ59a、59bに送られた低圧の利用側冷媒は、利用側圧縮機55a、55bに吸入され、冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に、カスケード側吐出管60a、60bに吐出される。カスケード側吐出管60a、60bに吐出された高圧の利用側冷媒は、冷媒-水熱交換器57a、57bに送られる。冷媒-水熱交換器57a、57bに送られた高圧の利用側冷媒は、冷媒-水熱交換器57a、57bにおいて、循環ポンプ71a、71bによって水媒体回路70a、70bを循環する水媒体と熱交換を行って放熱する。冷媒-水熱交換器57a、57bにおいて放熱した高圧の利用側冷媒は、冷媒-水熱交側膨張弁58a、58bにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、カスケード側液冷媒管66a、66bを通じて、再び、第1利用側熱交換器51a、51bに送られる。
また、水媒体回路70a、70bにおいては、冷媒-水熱交換器57a、57bにおける熱源側冷媒の放熱によって水媒体回路70a、70bを循環する水媒体が加熱される。冷媒-水熱交換器57a、57bにおいて加熱された水媒体は、循環ポンプ71a、71bによって、第1利用側水出口管74a、74bを通じて、利用ユニット5a、5bから水媒体連絡管16a、16bに送られる。水媒体連絡管16a、16bに送られた水媒体は、水媒体冷暖房ユニット75a、75bに送られる。水媒体冷暖房ユニット75a、75bに送られた水媒体は、熱交換パネル76a、76bにおいて放熱し、これにより、室内の壁際等を加熱したり、室内の床を加熱する。
このようにして、利用ユニット5a、5bの暖房運転のみを行う全暖房運転モードにおける動作が行われる。
このようにして、利用ユニット5a、5bの暖房運転のみを行う全暖房運転モードにおける動作が行われる。
-冷暖同時運転モード(蒸発主体)-
利用ユニット5a、5bの冷房運転と暖房運転とが混在している場合には、熱源側冷媒回路20において、熱源側切換機構23a、23bの一方が熱源側放熱運転状態(図1の熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられ、熱源側切換機構23a、23bの他方が熱源側蒸発運転状態(図1の熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図1の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bのうち、熱源側蒸発運転状態に切り換えられる熱源側切換機構に対応する吸入戻し膨張弁が閉止される。そして、利用ユニット5a、5bのうち冷房運転に設定される利用ユニットについては、第1利用側膨張弁が閉止され、利用側熱交出口開閉弁が開けられ、冷温水切換機構が第2利用側熱交換器において冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。一方、利用ユニット5a、5bのうち暖房運転に設定される利用ユニットについては、第2利用側膨張弁及び利用側熱交出口開閉弁が閉止され、冷温水切換機構が冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、第1熱源側切換機構23aが熱源側放熱運転状態に切り換えられ、第2熱源側切換機構23bが熱源側蒸発運転状態に切り換えられ、吸入戻し膨張弁30bが閉止されたものとして説明する。また、利用ユニット5aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット5bが暖房運転に設定された状態であるものとして説明する。
利用ユニット5a、5bの冷房運転と暖房運転とが混在している場合には、熱源側冷媒回路20において、熱源側切換機構23a、23bの一方が熱源側放熱運転状態(図1の熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられ、熱源側切換機構23a、23bの他方が熱源側蒸発運転状態(図1の熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図1の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bのうち、熱源側蒸発運転状態に切り換えられる熱源側切換機構に対応する吸入戻し膨張弁が閉止される。そして、利用ユニット5a、5bのうち冷房運転に設定される利用ユニットについては、第1利用側膨張弁が閉止され、利用側熱交出口開閉弁が開けられ、冷温水切換機構が第2利用側熱交換器において冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。一方、利用ユニット5a、5bのうち暖房運転に設定される利用ユニットについては、第2利用側膨張弁及び利用側熱交出口開閉弁が閉止され、冷温水切換機構が冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、第1熱源側切換機構23aが熱源側放熱運転状態に切り換えられ、第2熱源側切換機構23bが熱源側蒸発運転状態に切り換えられ、吸入戻し膨張弁30bが閉止されたものとして説明する。また、利用ユニット5aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット5bが暖房運転に設定された状態であるものとして説明する。
このような状態の熱源側冷媒回路20において、冷凍サイクルにおける低圧の熱源側冷媒は、熱源側吸入管21cを通じて、熱源側圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に、熱源側吐出管21bに吐出される。熱源側吐出管21bに吐出された高圧の熱源側冷媒は、油分離器22aにおいて冷凍機油が分離される。油分離器22aにおいて熱源側冷媒から分離された冷凍機油は、油戻し管22bを通じて、熱源側吸入管21cに戻される。冷凍機油が分離された高圧の熱源側冷媒は、その一部が第1熱源側切換機構23a及び第1熱源側ガス冷媒管24aを通じて、第1熱源側熱交換器26aに送られ、残りが熱源側吐出分岐管21d及び吐出側閉鎖弁35を通じて、熱源ユニット2から吐出冷媒連絡管12に送られる。第1熱源側熱交換器26aに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1熱源側熱交換器26aにおいて、第1熱源側ファン36aによって供給される室外空気と熱交換を行って放熱する。第1熱源側熱交換器26aにおいて放熱した高圧の熱源側冷媒は、第1熱源側膨張弁28aを通じて、第1過冷却器31aに送られる。第1過冷却器31aに送られた熱源側冷媒は、第1熱源側液冷媒管27aから第1吸入戻し管29aに分岐された熱源側冷媒と熱交換を行って過冷却状態になるように冷却される。第1吸入戻し管29aを流れる熱源側冷媒は、熱源側吸入管21cに戻される。第1過冷却器31aにおいて冷却された熱源側冷媒は、熱源側液冷媒管27aを通じて、熱源側液冷媒合流管27に送られる。
吐出冷媒連絡管12に送られた高圧の熱源側冷媒は、利用ユニット5bに送られる。
利用ユニット5bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側ガス冷媒管54bを通じて、第1利用側熱交換器51bに送られる。第1利用側熱交換器51bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側熱交換器51bにおいて、利用側冷媒回路50bを循環する冷凍サイクルにおける低圧の利用側冷媒と熱交換を行って放熱する。第1利用側熱交換器51bにおいて放熱した高圧の熱源側冷媒は、第1利用側膨張弁52b及び利用側熱交出入口接続管53bを通じて、利用ユニット5a、5bから液冷媒連絡管13に送られる。
利用ユニット5bから液冷媒連絡管13に送られた熱源側冷媒は、その一部が利用ユニット5aに送られ、残りが熱源ユニット2に送られる。
液冷媒連絡管13から利用ユニット5aに送られた熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152aに送られる。第2利用側膨張弁152aに送られた熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152aにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、利用側熱交出入口接続管53aを通じて、第2利用側熱交換器151aに送られる。第2利用側熱交換器151aに送られた低圧の熱源側冷媒は、第2利用側熱交換器151aにおいて、循環ポンプ71aによって水媒体回路70aを循環する水媒体と熱交換を行って蒸発する。第2利用側熱交換器151aにおいて蒸発した低圧の熱源側冷媒は、利用側熱交出口開閉弁154a及び第2利用側ガス冷媒管153aを通じて、利用ユニット5aから吸入冷媒連絡管14に送られる。
利用ユニット5bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側ガス冷媒管54bを通じて、第1利用側熱交換器51bに送られる。第1利用側熱交換器51bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側熱交換器51bにおいて、利用側冷媒回路50bを循環する冷凍サイクルにおける低圧の利用側冷媒と熱交換を行って放熱する。第1利用側熱交換器51bにおいて放熱した高圧の熱源側冷媒は、第1利用側膨張弁52b及び利用側熱交出入口接続管53bを通じて、利用ユニット5a、5bから液冷媒連絡管13に送られる。
利用ユニット5bから液冷媒連絡管13に送られた熱源側冷媒は、その一部が利用ユニット5aに送られ、残りが熱源ユニット2に送られる。
液冷媒連絡管13から利用ユニット5aに送られた熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152aに送られる。第2利用側膨張弁152aに送られた熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152aにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、利用側熱交出入口接続管53aを通じて、第2利用側熱交換器151aに送られる。第2利用側熱交換器151aに送られた低圧の熱源側冷媒は、第2利用側熱交換器151aにおいて、循環ポンプ71aによって水媒体回路70aを循環する水媒体と熱交換を行って蒸発する。第2利用側熱交換器151aにおいて蒸発した低圧の熱源側冷媒は、利用側熱交出口開閉弁154a及び第2利用側ガス冷媒管153aを通じて、利用ユニット5aから吸入冷媒連絡管14に送られる。
吸入冷媒連絡管14に送られた低圧の熱源側冷媒は、熱源ユニット2に送られる。熱源ユニット2に送られた低圧の熱源側冷媒は、吸入側閉鎖弁34、熱源側ガス冷媒管25に送られる。また、液冷媒連絡管13から熱源ユニット2に送られた熱源側冷媒は、液側閉鎖弁33を通じて、熱源側液冷媒合流管27に送られて、第1熱源側液冷媒管27aからの熱源側冷媒と合流する。熱源側液冷媒合流管27において合流した液冷媒は、第2熱源側液冷媒管27bを通じて、第2過冷却器31bに送られる。第2過冷却器31bに送られた熱源側冷媒は、第2吸入戻し管29bに熱源側冷媒が流れていないため、熱交換を行うことなく、第2熱源側膨張弁28bに送られる。第2熱源側膨張弁28bに送られた熱源側冷媒は、第2熱源側膨張弁28bにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、第2熱源側液冷媒管27bを通じて、第2熱源側熱交換器26bに送られる。第2熱源側熱交換器26bに送られた低圧の熱源側冷媒は、第2熱源側熱交換器26bにおいて、第2熱源側ファン36bによって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発する。第2熱源側熱交換器26bにおいて蒸発した低圧の熱源側冷媒は、第2熱源側ガス冷媒管24b、第2熱源側切換機構23b及び連通管38を通じて、熱源側ガス冷媒管25に送られて、吸入冷媒連絡管14から熱源ユニット2に送られた熱源側冷媒と合流する。熱源側ガス冷媒管25において合流した低圧の熱源側冷媒は、熱源側吸入管21cを通じて、再び、熱源側圧縮機21に吸入される。
一方、水媒体回路70aにおいては、第2利用側熱交換器151aにおける熱源側冷媒の蒸発によって水媒体回路70aを循環する水媒体が冷却される。第2利用側熱交換器151aにおいて冷却された水媒体は、第2利用側水出口管174a及び第1利用側水出口管74aを通じて、利用ユニット5aから水媒体連絡管16aに送られる。水媒体連絡管16aに送られた水媒体は、水媒体冷暖房ユニット75aに送られる。水媒体冷暖房ユニット75aに送られた水媒体は、熱交換パネル76aにおいて加熱され、これにより、室内の壁際等を冷却したり、室内の床を冷却する。
また、水媒体回路70bにおいては、冷媒-水熱交換器57bにおける熱源側冷媒の放熱によって水媒体回路70bを循環する水媒体が加熱される。冷媒-水熱交換器57bにおいて加熱された水媒体は、循環ポンプ71bによって、第1利用側水出口管74bを通じて、利用ユニット5bから水媒体連絡管16bに送られる。水媒体連絡管16bに送られた水媒体は、水媒体冷暖房ユニット75bに送られる。水媒体冷暖房ユニット75bに送られた水媒体は、熱交換パネル76bにおいて放熱し、これにより、室内の壁際等を加熱したり、室内の床を加熱する。
また、水媒体回路70bにおいては、冷媒-水熱交換器57bにおける熱源側冷媒の放熱によって水媒体回路70bを循環する水媒体が加熱される。冷媒-水熱交換器57bにおいて加熱された水媒体は、循環ポンプ71bによって、第1利用側水出口管74bを通じて、利用ユニット5bから水媒体連絡管16bに送られる。水媒体連絡管16bに送られた水媒体は、水媒体冷暖房ユニット75bに送られる。水媒体冷暖房ユニット75bに送られた水媒体は、熱交換パネル76bにおいて放熱し、これにより、室内の壁際等を加熱したり、室内の床を加熱する。
このようにして、利用ユニット5a、5bの一方が冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット5a、5bの他方が暖房運転に設定された状態で、冷房運転と暖房運転とが混在した運転を行う冷暖同時運転モード(蒸発主体)における動作が行われる。
-冷暖同時運転モード(放熱主体)-
利用ユニット5a、5bの冷房運転と暖房運転とが混在している場合には、熱源側冷媒回路20において、熱源側切換機構23a、23bの一方が熱源側放熱運転状態(図1の熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられ、熱源側切換機構23a、23bの他方が熱源側蒸発運転状態(図1の熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図1の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bのうち、熱源側蒸発運転状態に切り換えられる熱源側切換機構に対応する吸入戻し膨張弁が閉止される。そして、利用ユニット5a、5bのうち冷房運転に設定される利用ユニットについては、第1利用側膨張弁が閉止され、利用側熱交出口開閉弁が開けられ、冷温水切換機構が第2利用側熱交換器において冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。一方、利用ユニット5a、5bのうち暖房運転に設定される利用ユニットについては、第2利用側膨張弁及び利用側熱交出口開閉弁が閉止され、冷温水切換機構が冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、第1熱源側切換機構23aが熱源側放熱運転状態に切り換えられ、第2熱源側切換機構23bが熱源側蒸発運転状態に切り換えられ、吸入戻し膨張弁30bが閉止されたものとして説明する。また、利用ユニット5aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット5bが暖房運転に設定された状態であるものとして説明する。
-冷暖同時運転モード(放熱主体)-
利用ユニット5a、5bの冷房運転と暖房運転とが混在している場合には、熱源側冷媒回路20において、熱源側切換機構23a、23bの一方が熱源側放熱運転状態(図1の熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられ、熱源側切換機構23a、23bの他方が熱源側蒸発運転状態(図1の熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図1の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bのうち、熱源側蒸発運転状態に切り換えられる熱源側切換機構に対応する吸入戻し膨張弁が閉止される。そして、利用ユニット5a、5bのうち冷房運転に設定される利用ユニットについては、第1利用側膨張弁が閉止され、利用側熱交出口開閉弁が開けられ、冷温水切換機構が第2利用側熱交換器において冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。一方、利用ユニット5a、5bのうち暖房運転に設定される利用ユニットについては、第2利用側膨張弁及び利用側熱交出口開閉弁が閉止され、冷温水切換機構が冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、第1熱源側切換機構23aが熱源側放熱運転状態に切り換えられ、第2熱源側切換機構23bが熱源側蒸発運転状態に切り換えられ、吸入戻し膨張弁30bが閉止されたものとして説明する。また、利用ユニット5aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット5bが暖房運転に設定された状態であるものとして説明する。
このような状態の熱源側冷媒回路20において、冷凍サイクルにおける低圧の熱源側冷媒は、熱源側吸入管21cを通じて、熱源側圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に、熱源側吐出管21bに吐出される。熱源側吐出管21bに吐出された高圧の熱源側冷媒は、油分離器22aにおいて冷凍機油が分離される。油分離器22aにおいて熱源側冷媒から分離された冷凍機油は、油戻し管22bを通じて、熱源側吸入管21cに戻される。冷凍機油が分離された高圧の熱源側冷媒は、その一部が第1熱源側切換機構23a及び第1熱源側ガス冷媒管24aを通じて、第1熱源側熱交換器26aに送られ、残りが熱源側吐出分岐管21d及び吐出側閉鎖弁35を通じて、熱源ユニット2から吐出冷媒連絡管12に送られる。第1熱源側熱交換器26aに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1熱源側熱交換器26aにおいて、第1熱源側ファン36aによって供給される室外空気と熱交換を行って放熱する。第1熱源側熱交換器26aにおいて放熱した高圧の熱源側冷媒は、第1熱源側膨張弁28aを通じて、第1過冷却器31aに送られる。第1過冷却器31aに送られた熱源側冷媒は、第1熱源側液冷媒管27aから第1吸入戻し管29aに分岐された熱源側冷媒と熱交換を行って過冷却状態になるように冷却される。第1吸入戻し管29aを流れる熱源側冷媒は、熱源側吸入管21cに戻される。第1過冷却器31aにおいて冷却された熱源側冷媒は、熱源側液冷媒管27aを通じて、熱源側液冷媒合流管27に送られる。熱源側液冷媒合流管27に送られた高圧の熱源側冷媒は、その一部が液側閉鎖弁33を通じて液冷媒連絡管13に送られ、残りが第2熱源側液冷媒管27bに送られる。
吐出冷媒連絡管12に送られた高圧の熱源側冷媒は、利用ユニット5bに送られる。
利用ユニット5bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側ガス冷媒管54bを通じて、第1利用側熱交換器51bに送られる。第1利用側熱交換器51bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側熱交換器51bにおいて、利用側冷媒回路50bを循環する冷凍サイクルにおける低圧の利用側冷媒と熱交換を行って放熱する。第1利用側熱交換器51bにおいて放熱した高圧の熱源側冷媒は、第1利用側膨張弁52b及び利用側熱交出入口接続管53bを通じて、利用ユニット5a、5bから液冷媒連絡管13に送られて、熱源ユニット2からから液冷媒連絡管13に送られた熱源側冷媒と合流する。
液冷媒連絡管13において合流した熱源側冷媒は、利用ユニット5aに送られる。
液冷媒連絡管13から利用ユニット5aに送られた熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152aに送られる。第2利用側膨張弁152aに送られた熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152aにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、利用側熱交出入口接続管53aを通じて、第2利用側熱交換器151aに送られる。第2利用側熱交換器151aに送られた低圧の熱源側冷媒は、第2利用側熱交換器151aにおいて、循環ポンプ71aによって水媒体回路70aを循環する水媒体と熱交換を行って蒸発する。第2利用側熱交換器151aにおいて蒸発した低圧の熱源側冷媒は、利用側熱交出口開閉弁154a及び第2利用側ガス冷媒管153aを通じて、利用ユニット5aから吸入冷媒連絡管14に送られる。
利用ユニット5bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側ガス冷媒管54bを通じて、第1利用側熱交換器51bに送られる。第1利用側熱交換器51bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側熱交換器51bにおいて、利用側冷媒回路50bを循環する冷凍サイクルにおける低圧の利用側冷媒と熱交換を行って放熱する。第1利用側熱交換器51bにおいて放熱した高圧の熱源側冷媒は、第1利用側膨張弁52b及び利用側熱交出入口接続管53bを通じて、利用ユニット5a、5bから液冷媒連絡管13に送られて、熱源ユニット2からから液冷媒連絡管13に送られた熱源側冷媒と合流する。
液冷媒連絡管13において合流した熱源側冷媒は、利用ユニット5aに送られる。
液冷媒連絡管13から利用ユニット5aに送られた熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152aに送られる。第2利用側膨張弁152aに送られた熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152aにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、利用側熱交出入口接続管53aを通じて、第2利用側熱交換器151aに送られる。第2利用側熱交換器151aに送られた低圧の熱源側冷媒は、第2利用側熱交換器151aにおいて、循環ポンプ71aによって水媒体回路70aを循環する水媒体と熱交換を行って蒸発する。第2利用側熱交換器151aにおいて蒸発した低圧の熱源側冷媒は、利用側熱交出口開閉弁154a及び第2利用側ガス冷媒管153aを通じて、利用ユニット5aから吸入冷媒連絡管14に送られる。
吸入冷媒連絡管14に送られた低圧の熱源側冷媒は、熱源ユニット2に送られる。熱源ユニット2に送られた低圧の熱源側冷媒は、吸入側閉鎖弁34、熱源側ガス冷媒管25に送られる。また、熱源側液冷媒合流管27から第2熱源側液冷媒管27bに送られた熱源側冷媒は、第2過冷却器31bに送られる。第2過冷却器31bに送られた熱源側冷媒は、第2吸入戻し管29bに熱源側冷媒が流れていないため、熱交換を行うことなく、第2熱源側膨張弁28bに送られる。第2熱源側膨張弁28bに送られた熱源側冷媒は、第2熱源側膨張弁28bにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、第2熱源側液冷媒管27bを通じて、第2熱源側熱交換器26bに送られる。第2熱源側熱交換器26bに送られた低圧の熱源側冷媒は、第2熱源側熱交換器26bにおいて、第2熱源側ファン36bによって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発する。第2熱源側熱交換器26bにおいて蒸発した低圧の熱源側冷媒は、第2熱源側ガス冷媒管24b、第2熱源側切換機構23b及び連通管38を通じて、熱源側ガス冷媒管25に送られて、吸入冷媒連絡管14から熱源ユニット2に送られた熱源側冷媒と合流する。熱源側ガス冷媒管25において合流した低圧の熱源側冷媒は、熱源側吸入管21cを通じて、再び、熱源側圧縮機21に吸入される。
一方、水媒体回路70aにおいては、利用側熱交換器51aにおける熱源側冷媒の蒸発によって水媒体回路70aを循環する水媒体が冷却される。利用側熱交換器51aにおいて冷却された水媒体は、利用側水出口管74aを通じて、循環ポンプ71aに吸入され、昇圧された後に、利用ユニット5aから水媒体連絡管16aに送られる。水媒体連絡管16aに送られた水媒体は、水媒体冷暖房ユニット75aに送られる。水媒体冷暖房ユニット75aに送られた水媒体は、熱交換パネル76aにおいて加熱され、これにより、室内の壁際等を冷却したり、室内の床を冷却する。
また、水媒体回路70bにおいては、利用側熱交換器51bにおける熱源側冷媒の放熱によって水媒体回路70bを循環する水媒体が加熱される。利用側熱交換器51bにおいて加熱された水媒体は、利用側水出口管74bを通じて、循環ポンプ71bに吸入され、昇圧された後に、利用ユニット5bから水媒体連絡管16bに送られる。水媒体連絡管16bに送られた水媒体は、水媒体冷暖房ユニット75bに送られる。水媒体冷暖房ユニット75bに送られた水媒体は、熱交換パネル76bにおいて放熱し、これにより、室内の壁際等を加熱したり、室内の床を加熱する。
また、水媒体回路70bにおいては、利用側熱交換器51bにおける熱源側冷媒の放熱によって水媒体回路70bを循環する水媒体が加熱される。利用側熱交換器51bにおいて加熱された水媒体は、利用側水出口管74bを通じて、循環ポンプ71bに吸入され、昇圧された後に、利用ユニット5bから水媒体連絡管16bに送られる。水媒体連絡管16bに送られた水媒体は、水媒体冷暖房ユニット75bに送られる。水媒体冷暖房ユニット75bに送られた水媒体は、熱交換パネル76bにおいて放熱し、これにより、室内の壁際等を加熱したり、室内の床を加熱する。
このようにして、利用ユニット5a、5bの一方が冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット5a、5bの他方が暖房運転に設定された状態で、冷房運転と暖房運転とが混在した運転を行う冷暖同時運転モード(放熱主体)における動作が行われる。
-全冷房運転モード-
利用ユニット5a、5bの冷房運転のみを行う場合には、熱源側冷媒回路20において、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側放熱運転状態(図1の第1及び第2熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図1の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、第1利用側膨張弁52a、52bが閉止され、利用側熱交出口開閉弁154a、154bが開けられる。さらに、冷温水切換機構175a、175bは、第2利用側熱交換器151a、151bにおいて冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニット75a、75bに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、利用ユニット5a、5bのすべてが冷房運転に設定された状態であるものとして説明する。
-全冷房運転モード-
利用ユニット5a、5bの冷房運転のみを行う場合には、熱源側冷媒回路20において、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側放熱運転状態(図1の第1及び第2熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図1の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、第1利用側膨張弁52a、52bが閉止され、利用側熱交出口開閉弁154a、154bが開けられる。さらに、冷温水切換機構175a、175bは、第2利用側熱交換器151a、151bにおいて冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニット75a、75bに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、利用ユニット5a、5bのすべてが冷房運転に設定された状態であるものとして説明する。
このような状態の熱源側冷媒回路20において、冷凍サイクルにおける低圧の熱源側冷媒は、熱源側吸入管21cを通じて、熱源側圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に、熱源側吐出管21bに吐出される。熱源側吐出管21bに吐出された高圧の熱源側冷媒は、油分離器22aにおいて冷凍機油が分離される。油分離器22aにおいて熱源側冷媒から分離された冷凍機油は、油戻し管22bを通じて、熱源側吸入管21cに戻される。冷凍機油が分離された高圧の熱源側冷媒は、熱源側切換機構23a、23b及び熱源側ガス冷媒管24a、24bを通じて、熱源側熱交換器26a、26bに送られる。熱源側熱交換器26a、26bに送られた高圧の熱源側冷媒は、熱源側熱交換器26a、26bにおいて、熱源側ファン36a、36bによって供給される室外空気と熱交換を行って放熱する。熱源側熱交換器26a、26bにおいて放熱した高圧の熱源側冷媒は、熱源側膨張弁28a、28bを通じて、過冷却器31a、31bに送られる。過冷却器31a、31bに送られた熱源側冷媒は、熱源側液冷媒管27a、27bから吸入戻し管29a、29bに分岐された熱源側冷媒と熱交換を行って過冷却状態になるように冷却される。吸入戻し管29a、29bを流れる熱源側冷媒は、熱源側吸入管21cに戻される。過冷却器31a、31bにおいて冷却された熱源側冷媒は、熱源側液冷媒管27a、27b、熱源側液冷媒合流管27及び液側閉鎖弁33を通じて、熱源ユニット2から液冷媒連絡管13に送られる。
液冷媒連絡管13に送られた高圧の熱源側冷媒は、2つに分岐されて、利用ユニット5a、5bに送られる。
利用ユニット5a、5bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152a、152bに送られる。第2利用側膨張弁152a、152bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152a、152bにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、利用側熱交出入口接続管53a、53bを通じて、第2利用側熱交換器151a、151bに送られる。第2利用側熱交換器151a、151bに送られた低圧の熱源側冷媒は、第2利用側熱交換器151a、151bにおいて、循環ポンプ71a、71bによって水媒体回路70a、70bを循環する水媒体と熱交換を行って蒸発する。第2利用側熱交換器151a、151bにおいて蒸発した低圧の熱源側冷媒は、利用側熱交出口開閉弁154a、154b及び第2利用側ガス冷媒管153a、153bを通じて、利用ユニット5a、5bから吸入冷媒連絡管14に送られて合流する。
利用ユニット5a、5bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152a、152bに送られる。第2利用側膨張弁152a、152bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152a、152bにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、利用側熱交出入口接続管53a、53bを通じて、第2利用側熱交換器151a、151bに送られる。第2利用側熱交換器151a、151bに送られた低圧の熱源側冷媒は、第2利用側熱交換器151a、151bにおいて、循環ポンプ71a、71bによって水媒体回路70a、70bを循環する水媒体と熱交換を行って蒸発する。第2利用側熱交換器151a、151bにおいて蒸発した低圧の熱源側冷媒は、利用側熱交出口開閉弁154a、154b及び第2利用側ガス冷媒管153a、153bを通じて、利用ユニット5a、5bから吸入冷媒連絡管14に送られて合流する。
吸入冷媒連絡管14に送られた低圧の熱源側冷媒は、熱源ユニット2に送られる。熱源ユニット2に送られた低圧の熱源側冷媒は、吸入側閉鎖弁34、熱源側ガス冷媒管25及び熱源側吸入管21cを通じて、再び、熱源側圧縮機21に吸入される。
一方、水媒体回路70a、70bにおいては、第2利用側熱交換器151a、151bにおける熱源側冷媒の蒸発によって水媒体回路70a、70bを循環する水媒体が冷却される。第2利用側熱交換器151a、151bにおいて冷却された水媒体は、循環ポンプ71a、71bによって、第2利用側水出口管174a、174b及び第1利用側水出口管74a、74bを通じて、利用ユニット5a、5bから水媒体連絡管16a、16bに送られる。水媒体連絡管16a、16bに送られた水媒体は、水媒体冷暖房ユニット75a、75bに送られる。水媒体冷暖房ユニット75a、75bに送られた水媒体は、熱交換パネル76a、76bにおいて加熱され、これにより、室内の壁際等を冷却したり、室内の床を冷却する。
一方、水媒体回路70a、70bにおいては、第2利用側熱交換器151a、151bにおける熱源側冷媒の蒸発によって水媒体回路70a、70bを循環する水媒体が冷却される。第2利用側熱交換器151a、151bにおいて冷却された水媒体は、循環ポンプ71a、71bによって、第2利用側水出口管174a、174b及び第1利用側水出口管74a、74bを通じて、利用ユニット5a、5bから水媒体連絡管16a、16bに送られる。水媒体連絡管16a、16bに送られた水媒体は、水媒体冷暖房ユニット75a、75bに送られる。水媒体冷暖房ユニット75a、75bに送られた水媒体は、熱交換パネル76a、76bにおいて加熱され、これにより、室内の壁際等を冷却したり、室内の床を冷却する。
このようにして、利用ユニット5a、5bの冷房運転のみを行う全冷房運転モードにおける動作が行われる。
-運転モードの切り換え、及び、熱負荷バランス制御-
上記のように、ヒートポンプシステム1では、運転モードの切り換えを行うことで、冷房運転(冷却運転)又は暖房運転(加熱運転)が利用ユニット5a、5bごとに任意に設定された運転状態に対応できるようになっている。すなわち、ヒートポンプシステム1は、冷房運転又は暖房運転が利用ユニット5a、5bごとに設定された状態で、利用ユニット5a、5b全体の熱負荷に応じて、第1及び第2熱源側熱交換器26a、26bを熱源側冷媒の蒸発器又は熱源側冷媒の放熱器として機能させて、利用ユニット5a、5b全体の熱負荷にバランスさせる運転を行うことができるようになっている。
-運転モードの切り換え、及び、熱負荷バランス制御-
上記のように、ヒートポンプシステム1では、運転モードの切り換えを行うことで、冷房運転(冷却運転)又は暖房運転(加熱運転)が利用ユニット5a、5bごとに任意に設定された運転状態に対応できるようになっている。すなわち、ヒートポンプシステム1は、冷房運転又は暖房運転が利用ユニット5a、5bごとに設定された状態で、利用ユニット5a、5b全体の熱負荷に応じて、第1及び第2熱源側熱交換器26a、26bを熱源側冷媒の蒸発器又は熱源側冷媒の放熱器として機能させて、利用ユニット5a、5b全体の熱負荷にバランスさせる運転を行うことができるようになっている。
そして、ヒートポンプシステム1において、上記の運転モードの切り換え、及び、熱負荷バランス制御は、以下のようにして行われる。
まず、制御部1aは、利用ユニット5a、5bに対して設定された運転状態に基づいて、全暖房運転モード、冷暖同時運転モード及び全冷房運転モードであるかどうかを判定する。すなわち、暖房運転に設定された利用ユニットだけが存在する状態である場合には、全暖房運転モードであるものと判定する。また、冷房運転と暖房運転とが混在する状態である場合には、冷暖同時運転モードであるものと判定する。具体的には、利用ユニット5a、5bの第1利用側膨張弁52a、52bや第2利用側膨張弁152a、152bの開閉状態等に基づいて判定する。
そして、制御部1aは、全暖房運転モードの場合に、熱源側圧縮機21の吐出における熱源側冷媒の飽和温度に相当する熱源側凝縮温度Tc1が所定の目標熱源側凝縮温度Tc1sになるように、熱源側圧縮機21の運転容量を制御する。より具体的には、制御部1aは、熱源側凝縮温度Tc1が目標熱源側凝縮温度Tc1sよりも小さい場合に、熱源側圧縮機21の回転数(すなわち、運転周波数)を大きくすることで熱源側圧縮機21の運転容量が大きくなるように制御する。これにより、熱源側熱交換器26a、26bにおける熱源側冷媒の蒸発負荷が利用ユニット5a、5b全体の熱負荷よりも小さい状態を解消して、両負荷をバランスさせる。また、制御部1aは、熱源側凝縮温度Tc1が目標熱源側凝縮温度Tc1sよりも大きい場合に、熱源側圧縮機21の回転数(すなわち、運転周波数)を小さくすることで熱源側圧縮機21の運転容量が小さくなるように制御する。これにより、熱源側熱交換器26a、26bにおける熱源側冷媒の蒸発負荷が利用ユニット5a、5b全体の熱負荷よりも大きい状態を解消して、両負荷をバランスさせる。尚、熱源側凝縮温度Tc1は、熱源側圧縮機21の吐出における熱源側冷媒の圧力である熱源側吐出圧力Pd1を、この圧力値に相当する飽和温度に換算した値である。また、熱源側凝縮温度Tc1は、熱源側冷媒回路20の冷凍サイクルにおける高圧を飽和温度に換算した値、すなわち、第1利用側熱交換器51a、51bのうち暖房運転を行う第1利用側熱交換器における熱源側冷媒の飽和温度(凝縮温度)に相当する。
まず、制御部1aは、利用ユニット5a、5bに対して設定された運転状態に基づいて、全暖房運転モード、冷暖同時運転モード及び全冷房運転モードであるかどうかを判定する。すなわち、暖房運転に設定された利用ユニットだけが存在する状態である場合には、全暖房運転モードであるものと判定する。また、冷房運転と暖房運転とが混在する状態である場合には、冷暖同時運転モードであるものと判定する。具体的には、利用ユニット5a、5bの第1利用側膨張弁52a、52bや第2利用側膨張弁152a、152bの開閉状態等に基づいて判定する。
そして、制御部1aは、全暖房運転モードの場合に、熱源側圧縮機21の吐出における熱源側冷媒の飽和温度に相当する熱源側凝縮温度Tc1が所定の目標熱源側凝縮温度Tc1sになるように、熱源側圧縮機21の運転容量を制御する。より具体的には、制御部1aは、熱源側凝縮温度Tc1が目標熱源側凝縮温度Tc1sよりも小さい場合に、熱源側圧縮機21の回転数(すなわち、運転周波数)を大きくすることで熱源側圧縮機21の運転容量が大きくなるように制御する。これにより、熱源側熱交換器26a、26bにおける熱源側冷媒の蒸発負荷が利用ユニット5a、5b全体の熱負荷よりも小さい状態を解消して、両負荷をバランスさせる。また、制御部1aは、熱源側凝縮温度Tc1が目標熱源側凝縮温度Tc1sよりも大きい場合に、熱源側圧縮機21の回転数(すなわち、運転周波数)を小さくすることで熱源側圧縮機21の運転容量が小さくなるように制御する。これにより、熱源側熱交換器26a、26bにおける熱源側冷媒の蒸発負荷が利用ユニット5a、5b全体の熱負荷よりも大きい状態を解消して、両負荷をバランスさせる。尚、熱源側凝縮温度Tc1は、熱源側圧縮機21の吐出における熱源側冷媒の圧力である熱源側吐出圧力Pd1を、この圧力値に相当する飽和温度に換算した値である。また、熱源側凝縮温度Tc1は、熱源側冷媒回路20の冷凍サイクルにおける高圧を飽和温度に換算した値、すなわち、第1利用側熱交換器51a、51bのうち暖房運転を行う第1利用側熱交換器における熱源側冷媒の飽和温度(凝縮温度)に相当する。
また、制御部1aは、冷暖同時運転モードの場合にも、熱源側凝縮温度Tc1が目標熱源側凝縮温度Tc1sになるように、熱源側圧縮機21の運転容量を制御する。しかし、利用ユニット5a、5bの冷房運転と暖房運転とが混在している場合には、利用ユニット5a、5b全体の熱負荷が小さくなる傾向にあり、熱源側熱交換器26a、26bに要求される熱負荷が小さくなる傾向にある。そこで、冷暖同時運転モードの場合には、熱源側圧縮機21の運転容量を制御しつつ、上記のように、熱源側切換機構23a、23bの一方を熱源側放熱運転状態に切り換え、かつ、熱源側切換機構23a、23bの他方を熱源側蒸発運転状態に切り換えるようにしている。これにより、熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器における蒸発能力を大きくして熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力と相殺させて、熱源側熱交換器26a、26b全体の熱負荷を小さくする。そして、冷暖同時運転モードのような利用ユニット5a、5b全体の熱負荷が小さい状態に対応できるようにして、両負荷をバランスさせる。尚、熱源側凝縮温度Tc1は、熱源側熱交換器26a、26bのうち熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器における熱源側冷媒の飽和温度(凝縮温度)に相当する。
また、制御部1aは、全冷房運転モードの場合に、熱源側圧縮機21の吸入における熱源側冷媒の飽和温度に相当する熱源側蒸発温度Te1が所定の目標熱源側蒸発温度Te1sになるように、熱源側圧縮機21の運転容量を制御する。より具体的には、制御部1aは、熱源側蒸発温度Te1が目標熱源側蒸発温度Te1sよりも小さい場合に、熱源側圧縮機21の回転数(すなわち、運転周波数)を小さくすることで熱源側圧縮機21の運転容量が小さくなるように制御する。これにより、熱源側熱交換器26a、26bにおける熱源側冷媒の放熱負荷が利用ユニット5a、5b全体の熱負荷よりも大きい状態を解消して、両負荷をバランスさせる。また、制御部1aは、熱源側蒸発温度Te1が目標熱源側蒸発温度Te1sよりも大きい場合に、熱源側圧縮機21の回転数(すなわち、運転周波数)を大きくすることで熱源側圧縮機21の運転容量が大きくなるように制御する。これにより、熱源側熱交換器26a、26bにおける熱源側冷媒の放熱負荷が利用ユニット5a、5b全体の熱負荷よりも小さい状態を解消して、両負荷をバランスさせる。尚、熱源側蒸発温度Te1は、熱源側圧縮機21の吸入における熱源側冷媒の圧力である熱源側吸入圧力Ps1を、この圧力値に相当する飽和温度に換算した値である。また、熱源側蒸発温度Te1は、熱源側冷媒回路20の冷凍サイクルにおける低圧を飽和温度に換算した値、すなわち、第2利用側熱交換器151a、151bのうち冷房運転を行う利用側熱交換器における熱源側冷媒の飽和温度(蒸発温度)に相当する。
-利用側凝縮温度の制御、及び、目標利用側凝縮温度や目標熱源側凝縮温度の設定-
ヒートポンプシステム1では、全暖房運転モード時や冷暖同時運転モード時に、上記のように、第1利用側熱交換器51a、51bにおいて、利用側冷媒回路50a、50bを循環する利用側冷媒が熱源側冷媒回路20を循環する熱源側冷媒の放熱によって加熱されるようになっている。そして、利用側冷媒回路50a、50bは、この熱源側冷媒から得た熱を利用して、熱源側冷媒回路20における冷凍サイクルよりも高温の冷凍サイクルを得ることができる。これにより、冷媒-水熱交換器57a、57bにおける利用側冷媒の放熱によって高温の水媒体を得ることができるようになっている。このとき、安定的に高温の水媒体を得るためには、熱源側冷媒回路20における冷凍サイクル及び利用側冷媒回路50a、50bにおける冷凍サイクルがいずれも安定するように制御することが好ましい。
ヒートポンプシステム1では、全暖房運転モード時や冷暖同時運転モード時に、上記のように、第1利用側熱交換器51a、51bにおいて、利用側冷媒回路50a、50bを循環する利用側冷媒が熱源側冷媒回路20を循環する熱源側冷媒の放熱によって加熱されるようになっている。そして、利用側冷媒回路50a、50bは、この熱源側冷媒から得た熱を利用して、熱源側冷媒回路20における冷凍サイクルよりも高温の冷凍サイクルを得ることができる。これにより、冷媒-水熱交換器57a、57bにおける利用側冷媒の放熱によって高温の水媒体を得ることができるようになっている。このとき、安定的に高温の水媒体を得るためには、熱源側冷媒回路20における冷凍サイクル及び利用側冷媒回路50a、50bにおける冷凍サイクルがいずれも安定するように制御することが好ましい。
そこで、制御部1aは、上記の熱源側圧縮機21の運転容量の制御とともに、利用側圧縮機50a、50bの吐出における利用側冷媒の飽和温度に相当する利用側凝縮温度Tc2a、Tc2bが所定の目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsになるように、利用側圧縮機55a、55bの運転容量を制御している。より具体的には、制御部1aは、利用側凝縮温度Tc2a、Tc2bが目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsよりも小さい場合に、利用側圧縮機55a、55bの回転数(すなわち、運転周波数)を大きくすることで利用側圧縮機55a、55bの運転容量が大きくなるように制御する。また、制御部1aは、利用側凝縮温度Tc2a、Tc2bが目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsよりも大きい場合に、利用側圧縮機55a、55bの回転数(すなわち、運転周波数)を小さくすることで利用側圧縮機55a、55bの運転容量が小さくなるように制御する。これにより、熱源側冷媒回路20においては、利用側冷媒回路51a、51bを流れる熱源側冷媒の圧力が安定し、また、利用側冷媒回路50a、50bにおいては、冷媒-水熱交換器57a、57bを流れる利用側冷媒の圧力が安定する。そして、冷媒回路20、50a、50bにおける冷凍サイクルの状態を安定させることができ、安定的に高温の水媒体を得ることができる。尚、利用側凝縮温度Tc2a、Tc2bは、利用側圧縮機55a、55bの吐出における利用側冷媒の圧力である利用側吐出圧力Pd2a、Pd2bを、この圧力値に相当する飽和温度に換算した値である。また、利用側凝縮温度Tc2a、Tc2bは、利用側冷媒回路50a、50bの冷凍サイクルにおける高圧を飽和温度に換算した値、すなわち、冷媒-水熱交換器57a、57bのうち暖房運転を行う冷媒-水熱交換器における利用側冷媒の飽和温度(凝縮温度)に相当する。
また、このとき、各利用ユニット5a、5bにおいて要求される水媒体の設定温度を得るためには、目標熱源側凝縮温度Tc1s、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsを適切に設定することが好ましい。
そこで、制御部1aは、利用側冷媒回路50a、50bについて、冷媒-水熱交換器57a、57bの出口における水媒体の温度の設定温度である目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsに基づいて、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsを設定している。より具体的には、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsを目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsによって可変される値として設定するようにしている。例えば、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsが75℃に設定される場合には、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsを85℃に設定している。また、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsが40℃に設定される場合には、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsを50℃に設定している。すなわち、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsは、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsが高い温度に設定されるにつれて高い温度に、しかも、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsよりも少し高い温度になるように、関数化して設定されている。これにより、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsに基づいて、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsが適切に設定されるため、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsが得られやすく、また、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsが変更された場合であっても、応答性のよい制御を行うことができる。
そこで、制御部1aは、利用側冷媒回路50a、50bについて、冷媒-水熱交換器57a、57bの出口における水媒体の温度の設定温度である目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsに基づいて、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsを設定している。より具体的には、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsを目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsによって可変される値として設定するようにしている。例えば、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsが75℃に設定される場合には、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsを85℃に設定している。また、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsが40℃に設定される場合には、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsを50℃に設定している。すなわち、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsは、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsが高い温度に設定されるにつれて高い温度に、しかも、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsよりも少し高い温度になるように、関数化して設定されている。これにより、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsに基づいて、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsが適切に設定されるため、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsが得られやすく、また、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsが変更された場合であっても、応答性のよい制御を行うことができる。
-低外気条件における冷暖同時運転モードの目標熱源側凝縮温度の設定-
ヒートポンプシステム1では、全暖房運転モード時や冷暖同時運転モード時に、利用側冷媒回路50a、50bにおける冷凍サイクルの状態に応じて適切に熱源側冷媒回路20における冷凍サイクルを制御することができるようにすることが好ましい。そこで、制御部1aは、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bs(すなわち、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bs)に基づいて、目標熱源側凝縮温度Tc1sが適切に設定するようにしている。より具体的には、目標熱源側凝縮温度Tc1sを目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bs(すなわち、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bs)によって可変される値として設定するようにしている。すなわち、目標熱源側凝縮温度Tc1sは、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bs(すなわち、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bs)が高い温度に設定されるにつれて高い温度になるように、関数化して設定されている。
ヒートポンプシステム1では、全暖房運転モード時や冷暖同時運転モード時に、利用側冷媒回路50a、50bにおける冷凍サイクルの状態に応じて適切に熱源側冷媒回路20における冷凍サイクルを制御することができるようにすることが好ましい。そこで、制御部1aは、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bs(すなわち、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bs)に基づいて、目標熱源側凝縮温度Tc1sが適切に設定するようにしている。より具体的には、目標熱源側凝縮温度Tc1sを目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bs(すなわち、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bs)によって可変される値として設定するようにしている。すなわち、目標熱源側凝縮温度Tc1sは、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bs(すなわち、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bs)が高い温度に設定されるにつれて高い温度になるように、関数化して設定されている。
ここで、上記の冷暖同時運転モード時における熱源側熱交換器26a、26bによる熱負荷バランス制御は、熱源側熱交換器26a、26b全体に要求される熱負荷が小さいにもかかわらず、熱源側圧縮機21の運転容量を増加させることになる。このため、熱源側圧縮機21の消費動力が大きくなり、運転効率が低くなるという問題がある。しかも、低外気の条件になると、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力が大きくなる傾向になり、運転効率が低くなる傾向が顕著になる。
そこで、制御部1aは、外気温度Taが25℃以下で、かつ、冷房運転(冷却運転)と暖房運転(加熱運転)とが混在している場合(すなわち、冷暖同時運転モード)に、熱源側凝縮温度Tc1が40℃未満になるように運転を行うようにしている。ここでは、熱源側圧縮機21の運転容量の制御によって、熱源側凝縮温度Tc1が40℃未満になるように運転を行うようにしている。すなわち、上記の熱源側圧縮機21の運転容量の制御において、目標熱源側凝縮温度Tc1sを40℃未満に設定することで、熱源側凝縮温度Tc1を40℃未満で安定させるようにしている。ここでは、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsが85℃に設定される場合には、目標熱源側凝縮温度Tc1sを30℃~40℃の温度範囲内に設定している。また、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsが50℃に設定される場合には、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsが40℃に設定される場合には、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsを10~20℃の温度範囲内に設定している。
そこで、制御部1aは、外気温度Taが25℃以下で、かつ、冷房運転(冷却運転)と暖房運転(加熱運転)とが混在している場合(すなわち、冷暖同時運転モード)に、熱源側凝縮温度Tc1が40℃未満になるように運転を行うようにしている。ここでは、熱源側圧縮機21の運転容量の制御によって、熱源側凝縮温度Tc1が40℃未満になるように運転を行うようにしている。すなわち、上記の熱源側圧縮機21の運転容量の制御において、目標熱源側凝縮温度Tc1sを40℃未満に設定することで、熱源側凝縮温度Tc1を40℃未満で安定させるようにしている。ここでは、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsが85℃に設定される場合には、目標熱源側凝縮温度Tc1sを30℃~40℃の温度範囲内に設定している。また、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsが50℃に設定される場合には、目標水媒体出口温度Twl1as、Twl1bsが40℃に設定される場合には、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsを10~20℃の温度範囲内に設定している。
これにより、ヒートポンプシステム1では、外気温度Taと熱源側凝縮温度Tとの温度差が小さくなり、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力を大幅に抑えることができる。このため、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力と相殺する熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器の蒸発能力も小さい状態にすることができ、利用ユニット5a、5b全体の熱負荷とバランスさせることが容易になる。そして、熱源側圧縮機21の運転容量が増加することも抑えることができるため、熱源側圧縮機21の消費動力大きくなることを抑えることができ、効率よく運転を行うことができる。
<特徴>
ヒートポンプシステム1には、以下のような特徴がある。
-A-
ヒートポンプシステム1において、第1利用側熱交換器51a、51bにおける熱源側冷媒と水媒体との熱交換によって水媒体を加熱することによって、暖房運転(加熱運転)を行うように構成すると、熱源側凝縮温度Tc1を50℃程度以上にする必要がある(図2参照)。
しかし、外気温度Taが25℃以下という低外気の条件では、熱源側凝縮温度Tc1(50℃程度以上)と外気温度Taとの温度差が25℃以上になる。このため、冷房運転(冷却運転)と暖房運転(加熱運転)とが混在している場合(すなわち、冷暖同時運転モード)には、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力が大きくなる傾向が非常に顕著になり、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力を制御することが困難になる。熱源側凝縮温度Tc1を低くすれば、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力が大きくなる傾向を抑えることができて制御が容易になるが、逆に、熱源側凝縮温度Tc1を50℃程度以上に維持しにくくなり、水媒体を十分に加熱することが困難になる。
ヒートポンプシステム1には、以下のような特徴がある。
-A-
ヒートポンプシステム1において、第1利用側熱交換器51a、51bにおける熱源側冷媒と水媒体との熱交換によって水媒体を加熱することによって、暖房運転(加熱運転)を行うように構成すると、熱源側凝縮温度Tc1を50℃程度以上にする必要がある(図2参照)。
しかし、外気温度Taが25℃以下という低外気の条件では、熱源側凝縮温度Tc1(50℃程度以上)と外気温度Taとの温度差が25℃以上になる。このため、冷房運転(冷却運転)と暖房運転(加熱運転)とが混在している場合(すなわち、冷暖同時運転モード)には、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力が大きくなる傾向が非常に顕著になり、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力を制御することが困難になる。熱源側凝縮温度Tc1を低くすれば、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力が大きくなる傾向を抑えることができて制御が容易になるが、逆に、熱源側凝縮温度Tc1を50℃程度以上に維持しにくくなり、水媒体を十分に加熱することが困難になる。
このように、外気温度Taが25℃以下で、かつ、冷房運転と暖房運転とが混在している場合には、暖房運転のための熱源側凝縮温度Tc1の維持と、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力の制御とを両立させることが困難になる。
そこで、ヒートポンプシステム1では、各利用ユニット5a、5bに利用側圧縮機55a、55b及び冷媒-水熱交換器57a、57bを設けて、各利用ユニット5a、5bに第1利用側熱交換器51a、51bが利用側冷媒の蒸発器としてかつ熱源側冷媒の放熱器として機能することが可能な利用側冷媒回路50a、50bをさらに有するものとしている。
これにより、ヒートポンプシステム1では、暖房運転時に、熱源側冷媒回路20及び利用側冷媒回路50a、50bによる二元冷凍サイクルによって水媒体を加熱することができる。このため、第1利用側熱交換器51a、51bに送られる熱源側冷媒の熱源側凝縮温度Tc1が低くても、冷媒-水熱交換器57a、57bにおいて水媒体と熱交換を行う利用側冷媒の利用側凝縮温度Tc2a、Tc2bを高くすることができる(図3参照)。すなわち、ヒートポンプシステム1では、暖房運転時に、熱源側冷媒回路20及び利用側冷媒回路50a、50bによる二元冷凍サイクルによって水媒体を加熱するようにしているため、第1利用側熱交換器51a、51bに送られる熱源側冷媒の熱源側凝縮温度Tc1を低くすることができる。
そこで、ヒートポンプシステム1では、各利用ユニット5a、5bに利用側圧縮機55a、55b及び冷媒-水熱交換器57a、57bを設けて、各利用ユニット5a、5bに第1利用側熱交換器51a、51bが利用側冷媒の蒸発器としてかつ熱源側冷媒の放熱器として機能することが可能な利用側冷媒回路50a、50bをさらに有するものとしている。
これにより、ヒートポンプシステム1では、暖房運転時に、熱源側冷媒回路20及び利用側冷媒回路50a、50bによる二元冷凍サイクルによって水媒体を加熱することができる。このため、第1利用側熱交換器51a、51bに送られる熱源側冷媒の熱源側凝縮温度Tc1が低くても、冷媒-水熱交換器57a、57bにおいて水媒体と熱交換を行う利用側冷媒の利用側凝縮温度Tc2a、Tc2bを高くすることができる(図3参照)。すなわち、ヒートポンプシステム1では、暖房運転時に、熱源側冷媒回路20及び利用側冷媒回路50a、50bによる二元冷凍サイクルによって水媒体を加熱するようにしているため、第1利用側熱交換器51a、51bに送られる熱源側冷媒の熱源側凝縮温度Tc1を低くすることができる。
このため、ヒートポンプシステム1では、外気温度Taが25℃以下で、かつ、冷房運転と暖房運転とが混在している場合であっても、熱源側凝縮温度Tc1を50℃程度以上に維持する必要がなくなり、熱源側凝縮温度Tc1を40℃未満になるように運転することができる。そして、熱源側凝縮温度Tc1を40℃未満にすれば、外気温度Ta(例えば、25℃)と熱源側凝縮温度Tc1(40℃未満)との温度差が15℃未満になり、熱源側凝縮温度Tc1が50℃程度の場合の温度差(25℃)に比べて、温度差を半分近くに抑えることができる。これにより、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力を大幅に抑えることができ、所望の暖房運転を行いながら、複数の利用ユニット5a、5b全体の熱負荷とバランスさせることが容易になる。そして、熱源側圧縮機21の運転容量が増加することも抑えることができるため、熱源側圧縮機21の消費動力大きくなることを抑えることができ、効率よく運転を行うことができる。
また、ヒートポンプシステム1では、利用側冷媒として、暖房運転や給湯運転(加熱運転)において、飽和ガス温度65℃に相当する圧力がゲージ圧で高くとも2.8MPa以下の冷媒であるHFC-134aが使用されている。そして、ヒートポンプシステム1では、水媒体を65℃以上まで加熱する運転を行うことが可能であるため、ラジエータや給湯等の高温の水媒体が必要とされる用途に有効である。
-B-
ヒートポンプシステム1では、熱源側圧縮機21の運転容量の制御によって、外気温度Taが25℃以下で、かつ、冷房運転(冷却運転)と暖房運転(加熱運転)とが混在している場合(すなわち、冷暖同時運転モード)に、熱源側凝縮温度Tc1を40℃未満にする運転を行っている。ここで、熱源側圧縮機21の運転容量は、熱源側凝縮温度Tc1が目標熱源側凝縮温度Tc1sになるように制御されるため、目標熱源側凝縮温度Tc1sを40℃未満に設定することによって、熱源側凝縮温度Tc1を40℃未満で安定させることができる。
-B-
ヒートポンプシステム1では、熱源側圧縮機21の運転容量の制御によって、外気温度Taが25℃以下で、かつ、冷房運転(冷却運転)と暖房運転(加熱運転)とが混在している場合(すなわち、冷暖同時運転モード)に、熱源側凝縮温度Tc1を40℃未満にする運転を行っている。ここで、熱源側圧縮機21の運転容量は、熱源側凝縮温度Tc1が目標熱源側凝縮温度Tc1sになるように制御されるため、目標熱源側凝縮温度Tc1sを40℃未満に設定することによって、熱源側凝縮温度Tc1を40℃未満で安定させることができる。
-C-
ヒートポンプシステム1では、利用側熱交換器が、暖房運転(加熱運転)用の第1利用側熱交換器51a、51bと、冷房運転(冷却運転)用の第2利用側熱交換器151a、151bとに分けられている。このため、ヒートポンプシステム1では、例えば、利用側熱交換器として、熱源側冷媒、利用側冷媒及び水媒体を流すことが可能な利用側熱交換器の構造を採用する場合に比べて、熱交換器の構造を簡単化することができる。
-D-
低外気で、かつ、熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器26a、26bが存在する場合(冷暖同時運転モード時や全暖房運転モード時)には、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器26a、26bにおける熱源側冷媒の飽和温度に相当する温度である熱源側蒸発温度Te1が非常に低くなるおそれがある。このため、冷房運転(冷却運転)を行わない時に、第2利用側熱交換器151a、151b内の熱源側冷媒が低温になり、水媒体が冷却されて凍結するおそれがある。
そこで、ヒートポンプシステム1では、第2利用側熱交換器151a、151bの熱源側冷媒の出口には、冷房運転を行わない時に閉止し、冷房運転時に開ける利用側熱交出口開閉弁154a、154bを設けるようにしている。
これにより、冷房運転を行わない時の第2利用側熱交換器151a、151bの熱源側冷媒が低温にならないようにでき、水媒体の凍結を抑えることができる。
ヒートポンプシステム1では、利用側熱交換器が、暖房運転(加熱運転)用の第1利用側熱交換器51a、51bと、冷房運転(冷却運転)用の第2利用側熱交換器151a、151bとに分けられている。このため、ヒートポンプシステム1では、例えば、利用側熱交換器として、熱源側冷媒、利用側冷媒及び水媒体を流すことが可能な利用側熱交換器の構造を採用する場合に比べて、熱交換器の構造を簡単化することができる。
-D-
低外気で、かつ、熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器26a、26bが存在する場合(冷暖同時運転モード時や全暖房運転モード時)には、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器26a、26bにおける熱源側冷媒の飽和温度に相当する温度である熱源側蒸発温度Te1が非常に低くなるおそれがある。このため、冷房運転(冷却運転)を行わない時に、第2利用側熱交換器151a、151b内の熱源側冷媒が低温になり、水媒体が冷却されて凍結するおそれがある。
そこで、ヒートポンプシステム1では、第2利用側熱交換器151a、151bの熱源側冷媒の出口には、冷房運転を行わない時に閉止し、冷房運転時に開ける利用側熱交出口開閉弁154a、154bを設けるようにしている。
これにより、冷房運転を行わない時の第2利用側熱交換器151a、151bの熱源側冷媒が低温にならないようにでき、水媒体の凍結を抑えることができる。
<変形例1>
上記のヒートポンプシステム1(図1参照)では、熱源側圧縮機21の運転容量の制御によって、外気温度Taが25℃以下で、かつ、冷房運転(冷却運転)と暖房運転(加熱運転)とが混在している場合(すなわち、冷暖同時運転モード)に、熱源側凝縮温度Tc1を40℃未満にする運転を行っている。
これに加えて、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力をさらに抑えるために、熱源側ファン36a、36bの運転風量の制御を加えるようにしてもよい。
例えば、制御部1aは、冷暖同時運転モードにおいて、熱源側ファン36a、36bのうち熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器に室外空気を供給する熱源側ファンの運転風量を、熱源側圧縮機21の運転容量の制御と同様に、熱源側凝縮温度Tc1が目標熱源側凝縮温度Tc1sになるように制御する。より具体的には、制御部1aは、熱源側凝縮温度Tc1が目標熱源側凝縮温度Tc1sよりも大きい場合に、熱源側ファンの回転数(すなわち、運転周波数)を小さくすることで熱源側ファンの運転風量が小さくなるように制御する。これにより、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力さらに抑えることができるため、さらに効率よく運転を行うことができる。
上記のヒートポンプシステム1(図1参照)では、熱源側圧縮機21の運転容量の制御によって、外気温度Taが25℃以下で、かつ、冷房運転(冷却運転)と暖房運転(加熱運転)とが混在している場合(すなわち、冷暖同時運転モード)に、熱源側凝縮温度Tc1を40℃未満にする運転を行っている。
これに加えて、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力をさらに抑えるために、熱源側ファン36a、36bの運転風量の制御を加えるようにしてもよい。
例えば、制御部1aは、冷暖同時運転モードにおいて、熱源側ファン36a、36bのうち熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器に室外空気を供給する熱源側ファンの運転風量を、熱源側圧縮機21の運転容量の制御と同様に、熱源側凝縮温度Tc1が目標熱源側凝縮温度Tc1sになるように制御する。より具体的には、制御部1aは、熱源側凝縮温度Tc1が目標熱源側凝縮温度Tc1sよりも大きい場合に、熱源側ファンの回転数(すなわち、運転周波数)を小さくすることで熱源側ファンの運転風量が小さくなるように制御する。これにより、熱源側冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力さらに抑えることができるため、さらに効率よく運転を行うことができる。
<変形例2>
上記のヒートポンプシステム1(図1参照)において、外気温度Taがさらに低下した条件で、冷暖同時運転モードにおける運転を行う必要が生じる場合がある。すなわち、外気温度Taが10℃以下で、かつ、冷房運転(冷却運転)と暖房運転(加熱運転)とが混在し、かつ、熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器が存在する場合がある。
この場合には、熱源側蒸発温度Te1が0℃以下になるおそれがある。このため、冷房運転を行っている第2利用側熱交換器を流れる熱源側冷媒の温度も0℃以下になり、第2利用側熱交換器において熱源側冷媒の蒸発によって冷却される水媒体が凍結するおそれがある。
これに対して、冷房運転を行っている第2利用側熱交換器の熱源側冷媒の出口に熱源側冷媒の圧力の低下を防ぐために、圧力調節弁を設けることも考えられるが、この圧力調節弁の圧力損失によって、効率よく運転を行うことができなくなるおそれがある。
上記のヒートポンプシステム1(図1参照)において、外気温度Taがさらに低下した条件で、冷暖同時運転モードにおける運転を行う必要が生じる場合がある。すなわち、外気温度Taが10℃以下で、かつ、冷房運転(冷却運転)と暖房運転(加熱運転)とが混在し、かつ、熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器が存在する場合がある。
この場合には、熱源側蒸発温度Te1が0℃以下になるおそれがある。このため、冷房運転を行っている第2利用側熱交換器を流れる熱源側冷媒の温度も0℃以下になり、第2利用側熱交換器において熱源側冷媒の蒸発によって冷却される水媒体が凍結するおそれがある。
これに対して、冷房運転を行っている第2利用側熱交換器の熱源側冷媒の出口に熱源側冷媒の圧力の低下を防ぐために、圧力調節弁を設けることも考えられるが、この圧力調節弁の圧力損失によって、効率よく運転を行うことができなくなるおそれがある。
そこで、本変形例のヒートポンプシステム1では、外気温度Taが10℃以下で、かつ、冷房運転と暖房運転とが混在し、かつ、熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器が存在し、かつ、熱源側蒸発温度Te1が下限蒸発温度Te1m以下になった場合に、冷房運転を間欠的に行うようにしている。
より具体的には、制御部1aは、外気温度Taが10℃以下であるかどうかを判定し、冷暖同時運転モードであるかどうかを判定し、熱源側蒸発温度Te1が下限蒸発温度Te1m以下であるかどうかを判定する。ここで、下限蒸発温度Te1mは、第2利用側熱交換器151a、151bにおける水媒体の凍結の発生の有無を考慮して設定される値であるが、例えば、0℃に設定される。
そして、制御部1aは、上記の判定条件を満たす場合には、冷房運転を行っている利用ユニットの第2利用側膨張弁及び利用側熱交出口開閉弁を一定時間閉止し、また、一定時間開ける制御を繰り返す。これにより、冷房運転を間欠的に行う。
これにより、本変形例のヒートポンプシステム1では、水媒体の凍結を抑えつつ、また、圧力調節弁を設ける場合に比べて効率の低下を抑えながら、冷房運転を行うことができる。
より具体的には、制御部1aは、外気温度Taが10℃以下であるかどうかを判定し、冷暖同時運転モードであるかどうかを判定し、熱源側蒸発温度Te1が下限蒸発温度Te1m以下であるかどうかを判定する。ここで、下限蒸発温度Te1mは、第2利用側熱交換器151a、151bにおける水媒体の凍結の発生の有無を考慮して設定される値であるが、例えば、0℃に設定される。
そして、制御部1aは、上記の判定条件を満たす場合には、冷房運転を行っている利用ユニットの第2利用側膨張弁及び利用側熱交出口開閉弁を一定時間閉止し、また、一定時間開ける制御を繰り返す。これにより、冷房運転を間欠的に行う。
これにより、本変形例のヒートポンプシステム1では、水媒体の凍結を抑えつつ、また、圧力調節弁を設ける場合に比べて効率の低下を抑えながら、冷房運転を行うことができる。
(2)第2実施形態
<構成>
-全体-
図4は、本発明の第2実施形態にかかるヒートポンプシステム101の概略構成図である。ヒートポンプシステム101は、蒸気圧縮式のヒートポンプサイクルを利用して冷房運転(冷却運転)、暖房運転や給湯運転(加熱運転)を行うことが可能な装置である。
ヒートポンプシステム101は、主として、熱源ユニット2と、複数(図4では、2つ)の利用ユニット105a、105bと、吐出冷媒連絡管12と、液冷媒連絡管13と、吸入冷媒連絡管14と、水媒体冷暖房ユニット75a、75b(水媒体利用機器)と、水媒体連絡管15a、16a、15b、16bとを有している。そして、熱源ユニット2と利用ユニット105a、105bとは、冷媒連絡管12、13、14を介して接続されることによって、熱源側冷媒回路20を構成している。利用ユニット5a、5bは、利用側冷媒回路50a、50bを構成している。利用ユニット5a、5bと水媒体冷暖房ユニット75a、75bとは、水媒体連絡管15a、16a、15b、16bを介して接続されることによって、水媒体回路70a、70bを構成している。熱源側冷媒回路20には、HFC系冷媒の一種であるHFC-410Aが熱源側冷媒として封入されている。また、利用側冷媒回路50a、50bには、HFC系冷媒の一種であるHFC-134aが利用側冷媒として封入されている。尚、利用側冷媒としては、高温の冷凍サイクルに有利な冷媒を使用されるという観点から、飽和ガス温度65℃に相当する圧力がゲージ圧で高くとも2.8MPa以下、好ましくは、2.0MPa以下の冷媒を使用することが好ましい。そして、HFC-134aは、このような飽和圧力特性を有する冷媒の一種である。また、水媒体回路70a、70bには、水媒体としての水が循環するようになっている。
<構成>
-全体-
図4は、本発明の第2実施形態にかかるヒートポンプシステム101の概略構成図である。ヒートポンプシステム101は、蒸気圧縮式のヒートポンプサイクルを利用して冷房運転(冷却運転)、暖房運転や給湯運転(加熱運転)を行うことが可能な装置である。
ヒートポンプシステム101は、主として、熱源ユニット2と、複数(図4では、2つ)の利用ユニット105a、105bと、吐出冷媒連絡管12と、液冷媒連絡管13と、吸入冷媒連絡管14と、水媒体冷暖房ユニット75a、75b(水媒体利用機器)と、水媒体連絡管15a、16a、15b、16bとを有している。そして、熱源ユニット2と利用ユニット105a、105bとは、冷媒連絡管12、13、14を介して接続されることによって、熱源側冷媒回路20を構成している。利用ユニット5a、5bは、利用側冷媒回路50a、50bを構成している。利用ユニット5a、5bと水媒体冷暖房ユニット75a、75bとは、水媒体連絡管15a、16a、15b、16bを介して接続されることによって、水媒体回路70a、70bを構成している。熱源側冷媒回路20には、HFC系冷媒の一種であるHFC-410Aが熱源側冷媒として封入されている。また、利用側冷媒回路50a、50bには、HFC系冷媒の一種であるHFC-134aが利用側冷媒として封入されている。尚、利用側冷媒としては、高温の冷凍サイクルに有利な冷媒を使用されるという観点から、飽和ガス温度65℃に相当する圧力がゲージ圧で高くとも2.8MPa以下、好ましくは、2.0MPa以下の冷媒を使用することが好ましい。そして、HFC-134aは、このような飽和圧力特性を有する冷媒の一種である。また、水媒体回路70a、70bには、水媒体としての水が循環するようになっている。
-熱源ユニット-
熱源ユニット2は、屋外(例えば、集合住宅やビルの屋上等)に設置されている。熱源ユニット2は、冷媒連絡管12、13、14を介して利用ユニット105a、105bに接続されており、熱源側冷媒回路20の一部を構成している。尚、熱源ユニット2の構成は、第1実施形態の熱源ユニット2の構成と同様である。このため、ここでは、熱源ユニット2の詳細な説明を省略する。
-吐出冷媒連絡管-
吐出冷媒連絡管12は、第1実施形態の吐出冷媒連絡管12の構成と同様である。このため、ここでは、吐出冷媒連絡管12の詳細な説明を省略する。
-液冷媒連絡管-
液冷媒連絡管13は、第1実施形態の液冷媒連絡管13の構成と同様である。このため、ここでは、液冷媒連絡管13の詳細な説明を省略する。
熱源ユニット2は、屋外(例えば、集合住宅やビルの屋上等)に設置されている。熱源ユニット2は、冷媒連絡管12、13、14を介して利用ユニット105a、105bに接続されており、熱源側冷媒回路20の一部を構成している。尚、熱源ユニット2の構成は、第1実施形態の熱源ユニット2の構成と同様である。このため、ここでは、熱源ユニット2の詳細な説明を省略する。
-吐出冷媒連絡管-
吐出冷媒連絡管12は、第1実施形態の吐出冷媒連絡管12の構成と同様である。このため、ここでは、吐出冷媒連絡管12の詳細な説明を省略する。
-液冷媒連絡管-
液冷媒連絡管13は、第1実施形態の液冷媒連絡管13の構成と同様である。このため、ここでは、液冷媒連絡管13の詳細な説明を省略する。
-吸入冷媒連絡管-
吸入冷媒連絡管14は、第1実施形態の吸入冷媒連絡管14の構成と同様である。このため、ここでは、吸入冷媒連絡管12の詳細な説明を省略する。
-利用ユニット-
利用ユニット105a、105bは、屋内(例えば、集合住宅の各戸やビルの各区画等)に設置されている。利用ユニット105a、105bは、冷媒連絡管12、13、14を介して熱源ユニット2に接続されており、熱源側冷媒回路20の一部を構成している。また、利用ユニット105a、105bは、利用側冷媒回路50a、50bを構成している。さらに、利用ユニット105a、105bは、水媒体連絡管15a、16a、15b、16bを介して水媒体冷暖房ユニット75a、75bに接続されており、水媒体回路70a、70bの一部を構成している。尚、利用ユニット105bの構成は、利用ユニット105aの構成と同様である。このため、ここでは、利用ユニット105aの構成のみを説明し、利用ユニット105bの構成については、利用ユニット105aの各部を示す符号の添字「a」の代わりに添字「b」を付して、各部の説明を省略する。
吸入冷媒連絡管14は、第1実施形態の吸入冷媒連絡管14の構成と同様である。このため、ここでは、吸入冷媒連絡管12の詳細な説明を省略する。
-利用ユニット-
利用ユニット105a、105bは、屋内(例えば、集合住宅の各戸やビルの各区画等)に設置されている。利用ユニット105a、105bは、冷媒連絡管12、13、14を介して熱源ユニット2に接続されており、熱源側冷媒回路20の一部を構成している。また、利用ユニット105a、105bは、利用側冷媒回路50a、50bを構成している。さらに、利用ユニット105a、105bは、水媒体連絡管15a、16a、15b、16bを介して水媒体冷暖房ユニット75a、75bに接続されており、水媒体回路70a、70bの一部を構成している。尚、利用ユニット105bの構成は、利用ユニット105aの構成と同様である。このため、ここでは、利用ユニット105aの構成のみを説明し、利用ユニット105bの構成については、利用ユニット105aの各部を示す符号の添字「a」の代わりに添字「b」を付して、各部の説明を省略する。
利用ユニット105aは、主として、第1利用側熱交換器51aと、第1利用側膨張弁52aと、第2利用側熱交換器151aと、第2利用側膨張弁152aと、利用側圧縮機55aと、冷媒-水熱交換器57aと、冷媒-水熱交側膨張弁58aと、利用側アキュムレータ59aと、第1循環ポンプ71aと、第2循環ポンプ171aと、貯湯タンク161aとを有している。尚、利用ユニット105aの構成は、水媒体回路170aを除き、第1実施形態の利用ユニット5aと同じである。このため、ここでは、水媒体回路170aのみについて説明する。
第2循環ポンプ171aは、水媒体の昇圧を行う機構であり、ここでは、遠心式や容積式のポンプ要素(図示せず)が第2循環ポンプモータ172aによって駆動されるポンプが採用されている。第2循環ポンプ171aは、第2利用側水出口管73aに設けられている。第2循環ポンプモータ172aは、インバータ装置(図示せず)によって、その回転数(すなわち、運転周波数)を可変でき、これにより、第2循環ポンプ171aの容量制御が可能になっている。第2利用側水入口管173aは、冷温水切換機構175aを介して第1利用側水入口管73aの第1循環ポンプ71aよりも上流側の部分から分岐されている。第2利用側水出口管174aは、第1利用側水出口管74aに合流している。冷温水切換機構175aは、冷媒-水熱交換器57aにおいて加熱された水媒体、又は、第2利用側熱交換器151aにおいて冷却された水媒体を、利用ユニット5a外に設けられる水媒体冷暖房ユニット75aとの間で選択的にやりとりすることを可能にするための機構である。冷温水切換機構175aは、三方弁からなる。
第2循環ポンプ171aは、水媒体の昇圧を行う機構であり、ここでは、遠心式や容積式のポンプ要素(図示せず)が第2循環ポンプモータ172aによって駆動されるポンプが採用されている。第2循環ポンプ171aは、第2利用側水出口管73aに設けられている。第2循環ポンプモータ172aは、インバータ装置(図示せず)によって、その回転数(すなわち、運転周波数)を可変でき、これにより、第2循環ポンプ171aの容量制御が可能になっている。第2利用側水入口管173aは、冷温水切換機構175aを介して第1利用側水入口管73aの第1循環ポンプ71aよりも上流側の部分から分岐されている。第2利用側水出口管174aは、第1利用側水出口管74aに合流している。冷温水切換機構175aは、冷媒-水熱交換器57aにおいて加熱された水媒体、又は、第2利用側熱交換器151aにおいて冷却された水媒体を、利用ユニット5a外に設けられる水媒体冷暖房ユニット75aとの間で選択的にやりとりすることを可能にするための機構である。冷温水切換機構175aは、三方弁からなる。
貯湯タンク161aは、屋内(ここでは、利用ユニット105a内)に設置されている。貯湯タンク161aは、給湯に供される水媒体としての水を溜める容器である。貯湯タンク161aの上部には、蛇口やシャワー等に温水となった水媒体を送るための給湯管163aが接続されており、貯湯タンク161aの下部には、給湯管163aによって消費された水媒体の補充を行うための給水管164aが接続されている。貯湯タンク161a内には、熱交換コイル162aが設けられている。
熱交換コイル162aは、貯湯タンク161a内に設けられている。熱交換コイル162aは、水媒体回路70aを循環する水媒体と貯湯タンク161a内の水媒体との熱交換を行うことで貯湯タンク161a内の水媒体の加熱器として機能する熱交換器である。熱交換コイル162aの入口には、第1利用側水出口管74aから分岐された貯湯タンク側水入口管176aが接続されている。また、熱交換コイル162aの出口には、第1利用側水入口管73aに合流する貯湯タンク側水出口管178aが接続されている。貯湯タンク側水入口管176aは、暖房給湯切換機構177aを介して第1利用側水出口管74aから分岐されている。暖房給湯切換機構177aは、水媒体回路70aを循環する水媒体を貯湯タンク161a及び水媒体冷暖房ユニット75aの両方、又は、貯湯タンク161a及び水媒体冷暖房ユニット75aのいずれか一方に供給するかの切り換えを行うことが可能である。暖房給湯切換機構177aは、三方弁からなる。貯湯タンク側水出口管178aは、第1利用側水入口管73aの冷温水切換機構175aと第1循環ポンプ71aとの間に合流している。これにより、貯湯タンク161aは、利用ユニット5aにおいて加熱された水媒体回路70aを循環する水媒体によって貯湯タンク161a内の水媒体を加熱して温水として溜めることが可能になっている。尚、ここでは、貯湯タンク161aとして、利用ユニット105aにおいて加熱された水媒体との熱交換によって加熱された水媒体を溜める型式の貯湯タンクを採用しているが、利用ユニット105aにおいて加熱された水媒体を溜める型式の貯湯タンクを採用してもよい。
熱交換コイル162aは、貯湯タンク161a内に設けられている。熱交換コイル162aは、水媒体回路70aを循環する水媒体と貯湯タンク161a内の水媒体との熱交換を行うことで貯湯タンク161a内の水媒体の加熱器として機能する熱交換器である。熱交換コイル162aの入口には、第1利用側水出口管74aから分岐された貯湯タンク側水入口管176aが接続されている。また、熱交換コイル162aの出口には、第1利用側水入口管73aに合流する貯湯タンク側水出口管178aが接続されている。貯湯タンク側水入口管176aは、暖房給湯切換機構177aを介して第1利用側水出口管74aから分岐されている。暖房給湯切換機構177aは、水媒体回路70aを循環する水媒体を貯湯タンク161a及び水媒体冷暖房ユニット75aの両方、又は、貯湯タンク161a及び水媒体冷暖房ユニット75aのいずれか一方に供給するかの切り換えを行うことが可能である。暖房給湯切換機構177aは、三方弁からなる。貯湯タンク側水出口管178aは、第1利用側水入口管73aの冷温水切換機構175aと第1循環ポンプ71aとの間に合流している。これにより、貯湯タンク161aは、利用ユニット5aにおいて加熱された水媒体回路70aを循環する水媒体によって貯湯タンク161a内の水媒体を加熱して温水として溜めることが可能になっている。尚、ここでは、貯湯タンク161aとして、利用ユニット105aにおいて加熱された水媒体との熱交換によって加熱された水媒体を溜める型式の貯湯タンクを採用しているが、利用ユニット105aにおいて加熱された水媒体を溜める型式の貯湯タンクを採用してもよい。
また、利用ユニット105aには、各種のセンサが設けられている。尚、利用ユニット105aに設けられているセンサは、貯湯温度センサ165aが設けられている点を除き、第1実施形態の利用ユニット5aと同じである。このため、ここでは、貯湯温度センサ165aのみについて説明する。貯湯温度センサ165aは、貯湯タンク161aに溜められる水媒体の温度である貯湯温度Twhaを検出する温度センサである。また、利用ユニット105aは、利用ユニット105aを構成する各部の動作を制御する利用側制御部69aを有している。そして、利用側制御部69aは、利用ユニット105aの制御を行うためのマイクロコンピュータやメモリ等を有している。利用側制御部69aは、リモコン(図示せず)との間で制御信号等のやりとりを行ったり、熱源ユニット2の熱源側制御部49との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
-水媒体冷暖房ユニット-
水媒体冷暖房ユニット75a、75b(水媒体利用機器)は、第1実施形態の水媒体冷暖房ユニット75a、75bの構成と同様である。このため、ここでは、水媒体冷暖房ユニット75a、75bの詳細な説明を省略する。
-水媒体連絡管-
水媒体連絡管15a、16aは、第1実施形態の水媒体連絡管15a、16aの構成と同様である。このため、ここでは、水媒体連絡管15a、16aの詳細な説明を省略する。
そして、利用側制御部69a、69bと熱源側制御部49とによって、ヒートポンプシステム101の運転制御を行う制御部101aが構成されており、以下の運転や各種制御を行うようになっている。
水媒体冷暖房ユニット75a、75b(水媒体利用機器)は、第1実施形態の水媒体冷暖房ユニット75a、75bの構成と同様である。このため、ここでは、水媒体冷暖房ユニット75a、75bの詳細な説明を省略する。
-水媒体連絡管-
水媒体連絡管15a、16aは、第1実施形態の水媒体連絡管15a、16aの構成と同様である。このため、ここでは、水媒体連絡管15a、16aの詳細な説明を省略する。
そして、利用側制御部69a、69bと熱源側制御部49とによって、ヒートポンプシステム101の運転制御を行う制御部101aが構成されており、以下の運転や各種制御を行うようになっている。
<動作>
次に、ヒートポンプシステム101の動作について説明する。
ヒートポンプシステム101の運転としては、全暖房運転モードと冷暖同時運転モードと全冷房運転モードとがある。全暖房運転モードは、暖房運転や給湯運転(加熱運転)に設定された利用ユニットだけが存在する状態で、暖房運転(及び/又は給湯運転)のみを行う運転モードである。冷暖同時運転モードは、利用ユニット105a、105bの一方が冷房運転(冷却運転)に設定され、かつ、利用ユニット105a、105bの他方が暖房運転(加熱運転)や給湯運転(加熱運転)に設定された状態で、又は、利用ユニット105a、105bの少なくとも一つが冷房運転と給湯運転を同時に行う冷房給湯運転に設定された状態で、冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在した運転を行う運転モードである。全冷房運転モードは、冷房運転(冷却運転)に設定された利用ユニットだけが存在する状態で、冷房運転のみを行う運転モードである。また、冷暖同時運転モードについては、利用ユニット105a、105b全体の熱負荷(冷房負荷と暖房負荷の合計)に応じて、冷暖同時運転モード(蒸発主体)と冷暖同時運転モード(放熱主体)とに分けることができる。冷暖同時運転モード(蒸発主体)は、利用ユニット105a、105bの冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在しており、かつ、利用ユニット105a、105bから液冷媒連絡管13を通じて熱源ユニット2に熱源側冷媒が送られる状態になる運転モードである。冷暖同時運転モード(放熱主体)は、利用ユニット105a、105bの冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在しており、かつ、熱源ユニット2から液冷媒連絡管13を通じて利用ユニット105a、105bに熱源側冷媒が送られる状態になる運転モードである。
次に、ヒートポンプシステム101の動作について説明する。
ヒートポンプシステム101の運転としては、全暖房運転モードと冷暖同時運転モードと全冷房運転モードとがある。全暖房運転モードは、暖房運転や給湯運転(加熱運転)に設定された利用ユニットだけが存在する状態で、暖房運転(及び/又は給湯運転)のみを行う運転モードである。冷暖同時運転モードは、利用ユニット105a、105bの一方が冷房運転(冷却運転)に設定され、かつ、利用ユニット105a、105bの他方が暖房運転(加熱運転)や給湯運転(加熱運転)に設定された状態で、又は、利用ユニット105a、105bの少なくとも一つが冷房運転と給湯運転を同時に行う冷房給湯運転に設定された状態で、冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在した運転を行う運転モードである。全冷房運転モードは、冷房運転(冷却運転)に設定された利用ユニットだけが存在する状態で、冷房運転のみを行う運転モードである。また、冷暖同時運転モードについては、利用ユニット105a、105b全体の熱負荷(冷房負荷と暖房負荷の合計)に応じて、冷暖同時運転モード(蒸発主体)と冷暖同時運転モード(放熱主体)とに分けることができる。冷暖同時運転モード(蒸発主体)は、利用ユニット105a、105bの冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在しており、かつ、利用ユニット105a、105bから液冷媒連絡管13を通じて熱源ユニット2に熱源側冷媒が送られる状態になる運転モードである。冷暖同時運転モード(放熱主体)は、利用ユニット105a、105bの冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在しており、かつ、熱源ユニット2から液冷媒連絡管13を通じて利用ユニット105a、105bに熱源側冷媒が送られる状態になる運転モードである。
-全暖房運転モード-
利用ユニット105a、105bの暖房運転(及び/又は給湯運転)のみを行う場合には、熱源側冷媒回路20において、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側蒸発運転状態(図4の第1及び第2熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図4の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bが閉止される。また、第2利用側膨張弁152a、152b及び利用側熱交出口開閉弁154a、154bが閉止される。さらに、冷温水切換機構175a、175b及び暖房給湯切換機構177a、177bは、冷媒-水熱交換器57a、57bにおいて加熱された水媒体を水媒体冷暖房ユニット75a、75b及び/又は貯湯タンク161a、161bに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、利用ユニット105a、105bのすべてが暖房運転に設定された状態であるものとして説明する。ここで、利用ユニット105a、105bのすべてが暖房運転に設定された状態における動作は、第1実施形態の利用ユニット5a、5bのすべてが暖房運転に設定された状態における動作と同様である。このため、ここでは、利用ユニット105a、105bのすべてが暖房運転に設定された状態における動作の詳細な説明を省略する。
利用ユニット105a、105bの暖房運転(及び/又は給湯運転)のみを行う場合には、熱源側冷媒回路20において、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側蒸発運転状態(図4の第1及び第2熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図4の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bが閉止される。また、第2利用側膨張弁152a、152b及び利用側熱交出口開閉弁154a、154bが閉止される。さらに、冷温水切換機構175a、175b及び暖房給湯切換機構177a、177bは、冷媒-水熱交換器57a、57bにおいて加熱された水媒体を水媒体冷暖房ユニット75a、75b及び/又は貯湯タンク161a、161bに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、利用ユニット105a、105bのすべてが暖房運転に設定された状態であるものとして説明する。ここで、利用ユニット105a、105bのすべてが暖房運転に設定された状態における動作は、第1実施形態の利用ユニット5a、5bのすべてが暖房運転に設定された状態における動作と同様である。このため、ここでは、利用ユニット105a、105bのすべてが暖房運転に設定された状態における動作の詳細な説明を省略する。
尚、利用ユニット105a、105bの給湯運転を行う場合には、給湯運転を行う利用ユニットにおいて、冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体が貯湯タンクに供給されるように、暖房給湯切換機構を切り換えるようにすればよい。これにより、冷媒-水熱交換器57a、57bにおいて加熱された水媒体は、第1循環ポンプ71a、71bによって、第1利用側水出口管74a、74b及び貯湯タンク側水入口管176a、176bを通じて、貯湯タンク161a、161bに供給される。そして、熱交換コイル162a、162bにおいて、貯湯タンク161a、161b内の水媒体と熱交換を行って放熱し、貯湯タンク161a、161b内の水媒体を加熱する。
また、利用ユニット105a、105bの暖房運転と給湯運転とを同時に行う場合には、暖房運転と給湯運転を行う利用ユニットにおいて、冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体が水媒体冷暖房ユニット及び貯湯タンクに供給されるように、暖房給湯切換機構を切り換えるようにすればよい。
また、利用ユニット105a、105bの暖房運転と給湯運転とを同時に行う場合には、暖房運転と給湯運転を行う利用ユニットにおいて、冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体が水媒体冷暖房ユニット及び貯湯タンクに供給されるように、暖房給湯切換機構を切り換えるようにすればよい。
このようにして、利用ユニット105a、105bの暖房運転(及び/又は給湯運転)のみを行う全暖房運転モードにおける動作が行われる。
-冷暖同時運転モード(蒸発主体)-
利用ユニット105a、105bの冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在している場合には、熱源側冷媒回路20において、熱源側切換機構23a、23bの一方が熱源側放熱運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられ、熱源側切換機構23a、23bの他方が熱源側蒸発運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図4の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bのうち、熱源側蒸発運転状態に切り換えられる熱源側切換機構に対応する吸入戻し膨張弁が閉止される。そして、利用ユニット105a、105bのうち冷房運転に設定される利用ユニットについては、第1利用側膨張弁が閉止され、利用側熱交出口開閉弁が開けられ、冷温水切換機構が第2利用側熱交換器において冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。一方、利用ユニット105a、105bのうち暖房運転(及び/又は給湯運転)に設定される利用ユニットについては、第2利用側膨張弁及び利用側熱交出口開閉弁が閉止され、冷温水切換機構が冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、第1熱源側切換機構23aが熱源側放熱運転状態に切り換えられ、第2熱源側切換機構23bが熱源側蒸発運転状態に切り換えられ、吸入戻し膨張弁30bが閉止されたものとして説明する。また、利用ユニット105aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット105bが暖房運転(及び/又は給湯運転)に設定された状態であるものとして説明する。ここで、利用ユニット105aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット105bが暖房運転に設定された状態における動作は、第1実施形態の利用ユニット5aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット5bが暖房運転に設定された状態における動作と同様である。このため、ここでは、利用ユニット105aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット105bが暖房運転に設定された状態における動作の詳細な説明を省略する。
-冷暖同時運転モード(蒸発主体)-
利用ユニット105a、105bの冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在している場合には、熱源側冷媒回路20において、熱源側切換機構23a、23bの一方が熱源側放熱運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられ、熱源側切換機構23a、23bの他方が熱源側蒸発運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図4の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bのうち、熱源側蒸発運転状態に切り換えられる熱源側切換機構に対応する吸入戻し膨張弁が閉止される。そして、利用ユニット105a、105bのうち冷房運転に設定される利用ユニットについては、第1利用側膨張弁が閉止され、利用側熱交出口開閉弁が開けられ、冷温水切換機構が第2利用側熱交換器において冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。一方、利用ユニット105a、105bのうち暖房運転(及び/又は給湯運転)に設定される利用ユニットについては、第2利用側膨張弁及び利用側熱交出口開閉弁が閉止され、冷温水切換機構が冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、第1熱源側切換機構23aが熱源側放熱運転状態に切り換えられ、第2熱源側切換機構23bが熱源側蒸発運転状態に切り換えられ、吸入戻し膨張弁30bが閉止されたものとして説明する。また、利用ユニット105aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット105bが暖房運転(及び/又は給湯運転)に設定された状態であるものとして説明する。ここで、利用ユニット105aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット105bが暖房運転に設定された状態における動作は、第1実施形態の利用ユニット5aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット5bが暖房運転に設定された状態における動作と同様である。このため、ここでは、利用ユニット105aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット105bが暖房運転に設定された状態における動作の詳細な説明を省略する。
尚、利用ユニット105a、105bの給湯運転を行う場合には、給湯運転を行う利用ユニットにおいて、冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体が貯湯タンクに供給されるように、暖房給湯切換機構を切り換えるようにすればよい。これにより、冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体は、第1循環ポンプによって、第1利用側水出口管及び貯湯タンク側水入口管を通じて、貯湯タンクに供給される。そして、熱交換コイルにおいて、貯湯タンク内の水媒体と熱交換を行って放熱し、貯湯タンク内の水媒体を加熱する。
また、利用ユニット105a、105bの暖房運転と給湯運転とを同時に行う場合には、暖房運転と給湯運転を行う利用ユニットにおいて、冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体が水媒体冷暖房ユニット及び貯湯タンクに供給されるように、暖房給湯切換機構を切り換えるようにすればよい。
また、利用ユニット105a、105bの暖房運転と給湯運転とを同時に行う場合には、暖房運転と給湯運転を行う利用ユニットにおいて、冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体が水媒体冷暖房ユニット及び貯湯タンクに供給されるように、暖房給湯切換機構を切り換えるようにすればよい。
このようにして、利用ユニット105a、105bの一方が冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット105a、105bの他方が暖房運転に設定された状態で、冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在した運転を行う冷暖同時運転モード(蒸発主体)における動作が行われる。
また、利用ユニット105a、105bの少なくとも一つが冷房運転と給湯運転を同時に行う冷房給湯運転に設定された状態にすることもできる。この場合には、熱源側冷媒回路20については、上記と同様に、熱源側切換機構23a、23bの一方が熱源側放熱運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられ、熱源側切換機構23a、23bの他方が熱源側蒸発運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図4の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bのうち、熱源側蒸発運転状態に切り換えられる熱源側切換機構に対応する吸入戻し膨張弁が閉止される。そして、利用ユニット105a、105bのうち冷房給湯運転に設定される利用ユニットについては、第1及び第2利用側膨張弁が開けられ、利用側熱交出口開閉弁が開けられ、冷温水切換機構が第2利用側熱交換器において冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられ、暖房給湯切換機構が冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体を貯湯タンクに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、利用ユニット105a、105bのすべてが冷房給湯運転に設定された状態であるものとして説明する。
また、利用ユニット105a、105bの少なくとも一つが冷房運転と給湯運転を同時に行う冷房給湯運転に設定された状態にすることもできる。この場合には、熱源側冷媒回路20については、上記と同様に、熱源側切換機構23a、23bの一方が熱源側放熱運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられ、熱源側切換機構23a、23bの他方が熱源側蒸発運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図4の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bのうち、熱源側蒸発運転状態に切り換えられる熱源側切換機構に対応する吸入戻し膨張弁が閉止される。そして、利用ユニット105a、105bのうち冷房給湯運転に設定される利用ユニットについては、第1及び第2利用側膨張弁が開けられ、利用側熱交出口開閉弁が開けられ、冷温水切換機構が第2利用側熱交換器において冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられ、暖房給湯切換機構が冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体を貯湯タンクに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、利用ユニット105a、105bのすべてが冷房給湯運転に設定された状態であるものとして説明する。
このような状態の熱源側冷媒回路20において、冷凍サイクルにおける低圧の熱源側冷媒は、熱源側吸入管21cを通じて、熱源側圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に、熱源側吐出管21bに吐出される。熱源側吐出管21bに吐出された高圧の熱源側冷媒は、油分離器22aにおいて冷凍機油が分離される。油分離器22aにおいて熱源側冷媒から分離された冷凍機油は、油戻し管22bを通じて、熱源側吸入管21cに戻される。冷凍機油が分離された高圧の熱源側冷媒は、その一部が第1熱源側切換機構23a及び第1熱源側ガス冷媒管24aを通じて、第1熱源側熱交換器26aに送られ、残りが熱源側吐出分岐管21d及び吐出側閉鎖弁35を通じて、熱源ユニット2から吐出冷媒連絡管12に送られる。第1熱源側熱交換器26aに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1熱源側熱交換器26aにおいて、第1熱源側ファン36aによって供給される室外空気と熱交換を行って放熱する。第1熱源側熱交換器26aにおいて放熱した高圧の熱源側冷媒は、第1熱源側膨張弁28aを通じて、第1過冷却器31aに送られる。第1過冷却器31aに送られた熱源側冷媒は、第1熱源側液冷媒管27aから第1吸入戻し管29aに分岐された熱源側冷媒と熱交換を行って過冷却状態になるように冷却される。第1吸入戻し管29aを流れる熱源側冷媒は、熱源側吸入管21cに戻される。第1過冷却器31aにおいて冷却された熱源側冷媒は、熱源側液冷媒管27aを通じて、熱源側液冷媒合流管27に送られる。
吐出冷媒連絡管12に送られた高圧の熱源側冷媒は、2つに分岐されて、利用ユニット105a、105bに送られる。
利用ユニット105a、105bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側ガス冷媒管54a、54bを通じて、第1利用側熱交換器51a、51bに送られる。第1利用側熱交換器51a、51bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側熱交換器51a、51bにおいて、利用側冷媒回路50a、50bを循環する冷凍サイクルにおける低圧の利用側冷媒と熱交換を行って放熱する。第1利用側熱交換器51a、51bにおいて放熱した高圧の熱源側冷媒は、第1利用側膨張弁52a、52bを通じて、利用側熱交出入口接続管53a、53bに送られる。利用側熱交出入口接続管53a、53bに送られた熱源側冷媒は、その一部が液冷媒連絡管13に送られて合流し、残りが第2利用側膨張弁152a、152bに送られる。
利用ユニット105a、105bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側ガス冷媒管54a、54bを通じて、第1利用側熱交換器51a、51bに送られる。第1利用側熱交換器51a、51bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側熱交換器51a、51bにおいて、利用側冷媒回路50a、50bを循環する冷凍サイクルにおける低圧の利用側冷媒と熱交換を行って放熱する。第1利用側熱交換器51a、51bにおいて放熱した高圧の熱源側冷媒は、第1利用側膨張弁52a、52bを通じて、利用側熱交出入口接続管53a、53bに送られる。利用側熱交出入口接続管53a、53bに送られた熱源側冷媒は、その一部が液冷媒連絡管13に送られて合流し、残りが第2利用側膨張弁152a、152bに送られる。
液冷媒連絡管13に送られて合流した熱源側冷媒は、熱源ユニット2に送られる。
第2利用側膨張弁152a、152bに送られた熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152a、152bにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、利用側熱交出入口接続管53a、53bを通じて、第2利用側熱交換器151a、151bに送られる。第2利用側熱交換器151a、151bに送られた低圧の熱源側冷媒は、第2利用側熱交換器151a、151bにおいて、第2循環ポンプ171a、171bによって水媒体回路70a、70bを循環する水媒体と熱交換を行って蒸発する。第2利用側熱交換器151a、151bにおいて蒸発した低圧の熱源側冷媒は、利用側熱交出口開閉弁154a、154b及び第2利用側ガス冷媒管153a、153bを通じて、利用ユニット105a、105bから吸入冷媒連絡管14に送られて合流する。
第2利用側膨張弁152a、152bに送られた熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152a、152bにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、利用側熱交出入口接続管53a、53bを通じて、第2利用側熱交換器151a、151bに送られる。第2利用側熱交換器151a、151bに送られた低圧の熱源側冷媒は、第2利用側熱交換器151a、151bにおいて、第2循環ポンプ171a、171bによって水媒体回路70a、70bを循環する水媒体と熱交換を行って蒸発する。第2利用側熱交換器151a、151bにおいて蒸発した低圧の熱源側冷媒は、利用側熱交出口開閉弁154a、154b及び第2利用側ガス冷媒管153a、153bを通じて、利用ユニット105a、105bから吸入冷媒連絡管14に送られて合流する。
吸入冷媒連絡管14に送られた低圧の熱源側冷媒は、熱源ユニット2に送られる。熱源ユニット2に送られた低圧の熱源側冷媒は、吸入側閉鎖弁34、熱源側ガス冷媒管25に送られる。また、液冷媒連絡管13から熱源ユニット2に送られた熱源側冷媒は、液側閉鎖弁33を通じて、熱源側液冷媒合流管27に送られて、第1熱源側液冷媒管27aからの熱源側冷媒と合流する。熱源側液冷媒合流管27において合流した液冷媒は、第2熱源側液冷媒管27bを通じて、第2過冷却器31bに送られる。第2過冷却器31bに送られた熱源側冷媒は、第2吸入戻し管29bに熱源側冷媒が流れていないため、熱交換を行うことなく、第2熱源側膨張弁28bに送られる。第2熱源側膨張弁28bに送られた熱源側冷媒は、第2熱源側膨張弁28bにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、第2熱源側液冷媒管27bを通じて、第2熱源側熱交換器26bに送られる。第2熱源側熱交換器26bに送られた低圧の熱源側冷媒は、第2熱源側熱交換器26bにおいて、第2熱源側ファン36bによって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発する。第2熱源側熱交換器26bにおいて蒸発した低圧の熱源側冷媒は、第2熱源側ガス冷媒管24b、第2熱源側切換機構23b及び連通管38を通じて、熱源側ガス冷媒管25に送られて、吸入冷媒連絡管14から熱源ユニット2に送られた熱源側冷媒と合流する。熱源側ガス冷媒管25において合流した低圧の熱源側冷媒は、熱源側吸入管21cを通じて、再び、熱源側圧縮機21に吸入される。
一方、水媒体回路70a、70bにおいては、第2利用側熱交換器151a、151bにおける熱源側冷媒の蒸発によって水媒体回路70a、70bを循環する水媒体が冷却される。第2利用側熱交換器151a、151bにおいて冷却された水媒体は、第2循環ポンプ171a、171bによって、第2利用側水出口管174a、174b及び第1利用側水出口管74a、74bを通じて、利用ユニット105a、105bから水媒体連絡管16a、16bに送られる。水媒体連絡管16a、16bに送られた水媒体は、水媒体冷暖房ユニット75a、75bに送られる。水媒体冷暖房ユニット75a、75bに送られた水媒体は、熱交換パネル76a、76bにおいて加熱され、これにより、室内の壁際等を冷却したり、室内の床を冷却する。
また、水媒体回路70a、70bにおいては、冷媒-水熱交換器57a、57bにおける熱源側冷媒の放熱によって水媒体回路70a、70bを循環する水媒体が加熱される。冷媒-水熱交換器57a、57bにおいて加熱された水媒体は、第1循環ポンプ71a、71bによって、第1利用側水出口管74a、74b及び貯湯タンク側水入口管176a、176bを通じて、貯湯タンク161a、161bに供給される。そして、熱交換コイル162a、162bにおいて、貯湯タンク161a、161b内の水媒体と熱交換を行って放熱し、貯湯タンク161a、161b内の水媒体を加熱する。
このようにして、利用ユニット105a、105bの少なくとも一つが冷房運転と給湯運転を同時に行う冷房給湯運転に設定された状態で、冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在した運転を行う冷暖同時運転モード(蒸発主体)における動作が行われる。
また、水媒体回路70a、70bにおいては、冷媒-水熱交換器57a、57bにおける熱源側冷媒の放熱によって水媒体回路70a、70bを循環する水媒体が加熱される。冷媒-水熱交換器57a、57bにおいて加熱された水媒体は、第1循環ポンプ71a、71bによって、第1利用側水出口管74a、74b及び貯湯タンク側水入口管176a、176bを通じて、貯湯タンク161a、161bに供給される。そして、熱交換コイル162a、162bにおいて、貯湯タンク161a、161b内の水媒体と熱交換を行って放熱し、貯湯タンク161a、161b内の水媒体を加熱する。
このようにして、利用ユニット105a、105bの少なくとも一つが冷房運転と給湯運転を同時に行う冷房給湯運転に設定された状態で、冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在した運転を行う冷暖同時運転モード(蒸発主体)における動作が行われる。
-冷暖同時運転モード(放熱主体)-
利用ユニット105a、105bの冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在している場合には、熱源側冷媒回路20において、熱源側切換機構23a、23bの一方が熱源側放熱運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられ、熱源側切換機構23a、23bの他方が熱源側蒸発運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図4の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bのうち、熱源側蒸発運転状態に切り換えられる熱源側切換機構に対応する吸入戻し膨張弁が閉止される。そして、利用ユニット105a、105bのうち冷房運転に設定される利用ユニットについては、第1利用側膨張弁が閉止され、利用側熱交出口開閉弁が開けられ、冷温水切換機構が第2利用側熱交換器において冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。一方、利用ユニット105a、105bのうち暖房運転(及び/又は給湯運転)に設定される利用ユニットについては、第2利用側膨張弁及び利用側熱交出口開閉弁が閉止され、冷温水切換機構が冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、第1熱源側切換機構23aが熱源側放熱運転状態に切り換えられ、第2熱源側切換機構23bが熱源側蒸発運転状態に切り換えられ、吸入戻し膨張弁30bが閉止されたものとして説明する。また、利用ユニット5aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット5bが暖房運転に設定された状態であるものとして説明する。ここで、利用ユニット105aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット105bが暖房運転に設定された状態における動作は、第1実施形態の利用ユニット5aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット5bが暖房運転に設定された状態における動作と同様である。このため、ここでは、利用ユニット105aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット105bが暖房運転に設定された状態における動作の詳細な説明を省略する。
利用ユニット105a、105bの冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在している場合には、熱源側冷媒回路20において、熱源側切換機構23a、23bの一方が熱源側放熱運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられ、熱源側切換機構23a、23bの他方が熱源側蒸発運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図4の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bのうち、熱源側蒸発運転状態に切り換えられる熱源側切換機構に対応する吸入戻し膨張弁が閉止される。そして、利用ユニット105a、105bのうち冷房運転に設定される利用ユニットについては、第1利用側膨張弁が閉止され、利用側熱交出口開閉弁が開けられ、冷温水切換機構が第2利用側熱交換器において冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。一方、利用ユニット105a、105bのうち暖房運転(及び/又は給湯運転)に設定される利用ユニットについては、第2利用側膨張弁及び利用側熱交出口開閉弁が閉止され、冷温水切換機構が冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、第1熱源側切換機構23aが熱源側放熱運転状態に切り換えられ、第2熱源側切換機構23bが熱源側蒸発運転状態に切り換えられ、吸入戻し膨張弁30bが閉止されたものとして説明する。また、利用ユニット5aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット5bが暖房運転に設定された状態であるものとして説明する。ここで、利用ユニット105aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット105bが暖房運転に設定された状態における動作は、第1実施形態の利用ユニット5aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット5bが暖房運転に設定された状態における動作と同様である。このため、ここでは、利用ユニット105aが冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット105bが暖房運転に設定された状態における動作の詳細な説明を省略する。
尚、利用ユニット105a、105bの給湯運転を行う場合には、給湯運転を行う利用ユニットにおいて、冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体が貯湯タンクに供給されるように、暖房給湯切換機構を切り換えるようにすればよい。これにより、冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体は、第1循環ポンプによって、第1利用側水出口管及び貯湯タンク側水入口管を通じて、貯湯タンクに供給される。そして、熱交換コイルにおいて、貯湯タンク内の水媒体と熱交換を行って放熱し、貯湯タンク内の水媒体を加熱する。
また、利用ユニット105a、105bの暖房運転と給湯運転とを同時に行う場合には、暖房運転と給湯運転を行う利用ユニットにおいて、冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体が水媒体冷暖房ユニット及び貯湯タンクに供給されるように、暖房給湯切換機構を切り換えるようにすればよい。
また、利用ユニット105a、105bの暖房運転と給湯運転とを同時に行う場合には、暖房運転と給湯運転を行う利用ユニットにおいて、冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体が水媒体冷暖房ユニット及び貯湯タンクに供給されるように、暖房給湯切換機構を切り換えるようにすればよい。
このようにして、利用ユニット105a、105bの一方が冷房運転に設定され、かつ、利用ユニット105a、105bの他方が暖房運転に設定された状態で、冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在した運転を行う冷暖同時運転モード(放熱主体)における動作が行われる。
また、利用ユニット105a、105bの少なくとも一つが冷房運転と給湯運転を同時に行う冷房給湯運転に設定された状態にすることもできる。この場合には、熱源側冷媒回路20については、上記と同様に、熱源側切換機構23a、23bの一方が熱源側放熱運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられ、熱源側切換機構23a、23bの他方が熱源側蒸発運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図4の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bのうち、熱源側蒸発運転状態に切り換えられる熱源側切換機構に対応する吸入戻し膨張弁が閉止される。そして、利用ユニット105a、105bのうち冷房給湯運転に設定される利用ユニットについては、第1及び第2利用側膨張弁が開けられ、利用側熱交出口開閉弁が開けられ、冷温水切換機構が第2利用側熱交換器において冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられ、暖房給湯切換機構が冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体を貯湯タンクに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、利用ユニット105a、105bのすべてが冷房給湯運転に設定された状態であるものとして説明する。
また、利用ユニット105a、105bの少なくとも一つが冷房運転と給湯運転を同時に行う冷房給湯運転に設定された状態にすることもできる。この場合には、熱源側冷媒回路20については、上記と同様に、熱源側切換機構23a、23bの一方が熱源側放熱運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられ、熱源側切換機構23a、23bの他方が熱源側蒸発運転状態(図4の熱源側切換機構23a、23bの破線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図4の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、吸入戻し膨張弁30a、30bのうち、熱源側蒸発運転状態に切り換えられる熱源側切換機構に対応する吸入戻し膨張弁が閉止される。そして、利用ユニット105a、105bのうち冷房給湯運転に設定される利用ユニットについては、第1及び第2利用側膨張弁が開けられ、利用側熱交出口開閉弁が開けられ、冷温水切換機構が第2利用側熱交換器において冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニットに供給する状態に切り換えられ、暖房給湯切換機構が冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体を貯湯タンクに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、利用ユニット105a、105bのすべてが冷房給湯運転に設定された状態であるものとして説明する。
このような状態の熱源側冷媒回路20において、冷凍サイクルにおける低圧の熱源側冷媒は、熱源側吸入管21cを通じて、熱源側圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に、熱源側吐出管21bに吐出される。熱源側吐出管21bに吐出された高圧の熱源側冷媒は、油分離器22aにおいて冷凍機油が分離される。油分離器22aにおいて熱源側冷媒から分離された冷凍機油は、油戻し管22bを通じて、熱源側吸入管21cに戻される。冷凍機油が分離された高圧の熱源側冷媒は、その一部が第1熱源側切換機構23a及び第1熱源側ガス冷媒管24aを通じて、第1熱源側熱交換器26aに送られ、残りが熱源側吐出分岐管21d及び吐出側閉鎖弁35を通じて、熱源ユニット2から吐出冷媒連絡管12に送られる。第1熱源側熱交換器26aに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1熱源側熱交換器26aにおいて、第1熱源側ファン36aによって供給される室外空気と熱交換を行って放熱する。第1熱源側熱交換器26aにおいて放熱した高圧の熱源側冷媒は、第1熱源側膨張弁28aを通じて、第1過冷却器31aに送られる。第1過冷却器31aに送られた熱源側冷媒は、第1熱源側液冷媒管27aから第1吸入戻し管29aに分岐された熱源側冷媒と熱交換を行って過冷却状態になるように冷却される。第1吸入戻し管29aを流れる熱源側冷媒は、熱源側吸入管21cに戻される。第1過冷却器31aにおいて冷却された熱源側冷媒は、熱源側液冷媒管27aを通じて、熱源側液冷媒合流管27に送られる。熱源側液冷媒合流管27に送られた高圧の熱源側冷媒は、その一部が液側閉鎖弁33を通じて液冷媒連絡管13に送られ、残りが第2熱源側液冷媒管27bに送られる。
吐出冷媒連絡管12に送られた高圧の熱源側冷媒は、2つに分岐されて、利用ユニット105a、105bに送られる。
吐出冷媒連絡管12から利用ユニット105a、105bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側ガス冷媒管54a、54bを通じて、第1利用側熱交換器51a、51bに送られる。第1利用側熱交換器51a、51bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側熱交換器51a、51bにおいて、利用側冷媒回路50a、50bを循環する冷凍サイクルにおける低圧の利用側冷媒と熱交換を行って放熱する。第1利用側熱交換器51a、51bにおいて放熱した高圧の熱源側冷媒は、第1利用側膨張弁52a、52bを通じて、利用側熱交出入口接続管53a、53bに送られる。
液冷媒連絡管13に送られた熱源側冷媒は、2つに分岐されて、利用ユニット105a、105bに送られる。
吐出冷媒連絡管12から利用ユニット105a、105bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側ガス冷媒管54a、54bを通じて、第1利用側熱交換器51a、51bに送られる。第1利用側熱交換器51a、51bに送られた高圧の熱源側冷媒は、第1利用側熱交換器51a、51bにおいて、利用側冷媒回路50a、50bを循環する冷凍サイクルにおける低圧の利用側冷媒と熱交換を行って放熱する。第1利用側熱交換器51a、51bにおいて放熱した高圧の熱源側冷媒は、第1利用側膨張弁52a、52bを通じて、利用側熱交出入口接続管53a、53bに送られる。
液冷媒連絡管13に送られた熱源側冷媒は、2つに分岐されて、利用ユニット105a、105bに送られる。
液冷媒連絡管13から利用ユニット105a、105bに送られた高圧の熱源側冷媒は、利用側熱交出入口接続管53a、53bにおいて、第1利用側熱交換器51a、51bにおいて放熱した熱源側冷媒と合流する。利用側熱交出入口接続管53a、53bにおいて合流した熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152a、152bに送られる。第2利用側膨張弁152a、152bに送られた熱源側冷媒は、第2利用側膨張弁152a、152bにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、利用側熱交出入口接続管53a、53bを通じて、第2利用側熱交換器151a、151bに送られる。第2利用側熱交換器151a、151bに送られた低圧の熱源側冷媒は、第2利用側熱交換器151a、151bにおいて、第2循環ポンプ171a、171bによって水媒体回路70a、70bを循環する水媒体と熱交換を行って蒸発する。第2利用側熱交換器151a、151bにおいて蒸発した低圧の熱源側冷媒は、利用側熱交出口開閉弁154a、154b及び第2利用側ガス冷媒管153a、153bを通じて、利用ユニット105a、105bから吸入冷媒連絡管14に送られて合流する。
吸入冷媒連絡管14に送られた低圧の熱源側冷媒は、熱源ユニット2に送られる。熱源ユニット2に送られた低圧の熱源側冷媒は、吸入側閉鎖弁34、熱源側ガス冷媒管25に送られる。また、熱源側液冷媒合流管27から第2熱源側液冷媒管27bに送られた熱源側冷媒は、第2過冷却器31bに送られる。第2過冷却器31bに送られた熱源側冷媒は、第2吸入戻し管29bに熱源側冷媒が流れていないため、熱交換を行うことなく、第2熱源側膨張弁28bに送られる。第2熱源側膨張弁28bに送られた熱源側冷媒は、第2熱源側膨張弁28bにおいて減圧されて、低圧の気液二相状態になり、第2熱源側液冷媒管27bを通じて、第2熱源側熱交換器26bに送られる。第2熱源側熱交換器26bに送られた低圧の熱源側冷媒は、第2熱源側熱交換器26bにおいて、第2熱源側ファン36bによって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発する。第2熱源側熱交換器26bにおいて蒸発した低圧の熱源側冷媒は、第2熱源側ガス冷媒管24b、第2熱源側切換機構23b及び連通管38を通じて、熱源側ガス冷媒管25に送られて、吸入冷媒連絡管14から熱源ユニット2に送られた熱源側冷媒と合流する。熱源側ガス冷媒管25において合流した低圧の熱源側冷媒は、熱源側吸入管21cを通じて、再び、熱源側圧縮機21に吸入される。
一方、水媒体回路70a、70bにおいては、第2利用側熱交換器151a、151bにおける熱源側冷媒の蒸発によって水媒体回路70a、70bを循環する水媒体が冷却される。第2利用側熱交換器151a、151bにおいて冷却された水媒体は、第2循環ポンプ171a、171bによって、第2利用側水出口管174a、174b及び第1利用側水出口管74a、74bを通じて、利用ユニット105a、105bから水媒体連絡管16a、16bに送られる。水媒体連絡管16a、16bに送られた水媒体は、水媒体冷暖房ユニット75a、75bに送られる。水媒体冷暖房ユニット75a、75bに送られた水媒体は、熱交換パネル76a、76bにおいて加熱され、これにより、室内の壁際等を冷却したり、室内の床を冷却する。
また、水媒体回路70a、70bにおいては、冷媒-水熱交換器57a、57bにおける熱源側冷媒の放熱によって水媒体回路70a、70bを循環する水媒体が加熱される。冷媒-水熱交換器57a、57bにおいて加熱された水媒体は、第1循環ポンプ71a、71bによって、第1利用側水出口管74a、74b及び貯湯タンク側水入口管176a、176bを通じて、貯湯タンク161a、161bに供給される。そして、熱交換コイル162a、162bにおいて、貯湯タンク161a、161b内の水媒体と熱交換を行って放熱し、貯湯タンク161a、161b内の水媒体を加熱する。
このようにして、利用ユニット5a、5bの少なくとも一つが冷房運転と給湯運転を同時に行う冷房給湯運転に設定された状態で、冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在した運転を行う冷暖同時運転モード(放熱主体)における動作が行われる。
また、水媒体回路70a、70bにおいては、冷媒-水熱交換器57a、57bにおける熱源側冷媒の放熱によって水媒体回路70a、70bを循環する水媒体が加熱される。冷媒-水熱交換器57a、57bにおいて加熱された水媒体は、第1循環ポンプ71a、71bによって、第1利用側水出口管74a、74b及び貯湯タンク側水入口管176a、176bを通じて、貯湯タンク161a、161bに供給される。そして、熱交換コイル162a、162bにおいて、貯湯タンク161a、161b内の水媒体と熱交換を行って放熱し、貯湯タンク161a、161b内の水媒体を加熱する。
このようにして、利用ユニット5a、5bの少なくとも一つが冷房運転と給湯運転を同時に行う冷房給湯運転に設定された状態で、冷房運転と暖房運転(及び/又は給湯運転)とが混在した運転を行う冷暖同時運転モード(放熱主体)における動作が行われる。
-全冷房運転モード-
利用ユニット105a、105bの冷房運転のみを行う場合には、熱源側冷媒回路20において、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側放熱運転状態(図4の第1及び第2熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図4の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、第1利用側膨張弁52a、52bが閉止され、利用側熱交出口開閉弁154a、154bが開けられる。さらに、冷温水切換機構175a、175bは、第2利用側熱交換器151a、151bにおいて冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニット75a、75bに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、利用ユニット105a、105bのすべてが冷房運転に設定された状態であるものとして説明する。ここで、利用ユニット105a、105bのすべてが冷房運転に設定された状態における動作は、第1実施形態の利用ユニット5a、5bのすべてが冷房運転に設定された状態における動作と同様である。このため、ここでは、利用ユニット105a、105bのすべてが冷房運転に設定された状態における動作の詳細な説明を省略する。
利用ユニット105a、105bの冷房運転のみを行う場合には、熱源側冷媒回路20において、第1及び第2熱源側切換機構23a、23bが熱源側放熱運転状態(図4の第1及び第2熱源側切換機構23a、23bの実線で示された状態)に切り換えられる。第3熱源側切換機構39は、冷暖同時運転状態(図4の第3熱源側切換機構39の実線で示された状態)に切り換えられる。また、第1利用側膨張弁52a、52bが閉止され、利用側熱交出口開閉弁154a、154bが開けられる。さらに、冷温水切換機構175a、175bは、第2利用側熱交換器151a、151bにおいて冷却された水媒体を水媒体冷暖房ユニット75a、75bに供給する状態に切り換えられる。尚、ここでは、利用ユニット105a、105bのすべてが冷房運転に設定された状態であるものとして説明する。ここで、利用ユニット105a、105bのすべてが冷房運転に設定された状態における動作は、第1実施形態の利用ユニット5a、5bのすべてが冷房運転に設定された状態における動作と同様である。このため、ここでは、利用ユニット105a、105bのすべてが冷房運転に設定された状態における動作の詳細な説明を省略する。
このようにして、利用ユニット105a、105bの冷房運転のみを行う全冷房運転モードにおける動作が行われる。
-運転モードの切り換え、及び、熱負荷バランス制御-
上記のように、ヒートポンプシステム101では、運転モードの切り換えを行うことで、冷房運転(冷却運転)又は暖房運転や給湯運転(加熱運転)が利用ユニット105a、105bごとに任意に設定された運転状態に対応できるようになっている。すなわち、ヒートポンプシステム101は、冷房運転又は暖房運転(及び/又は給湯運転)が利用ユニット105a、105bごとに設定された状態で、利用ユニット105a、105b全体の熱負荷に応じて、第1及び第2熱源側熱交換器26a、26bを熱源側冷媒の蒸発器又は熱源側冷媒の放熱器として機能させて、利用ユニット105a、105b全体の熱負荷にバランスさせる運転を行うことができるようになっている。ここで、上記の運転モードの切り換え、及び、熱負荷バランス制御は、暖房運転モードに給湯運転がある点や冷暖同時運転モードに給湯運転や冷房給湯運転がある点を除き、第1実施形態の運転モードの切り換え、及び、熱負荷バランス制御と同様である。このため、ここでは、運転モードの切り換え、及び、熱負荷バランス制御の詳細な説明を省略する。
-運転モードの切り換え、及び、熱負荷バランス制御-
上記のように、ヒートポンプシステム101では、運転モードの切り換えを行うことで、冷房運転(冷却運転)又は暖房運転や給湯運転(加熱運転)が利用ユニット105a、105bごとに任意に設定された運転状態に対応できるようになっている。すなわち、ヒートポンプシステム101は、冷房運転又は暖房運転(及び/又は給湯運転)が利用ユニット105a、105bごとに設定された状態で、利用ユニット105a、105b全体の熱負荷に応じて、第1及び第2熱源側熱交換器26a、26bを熱源側冷媒の蒸発器又は熱源側冷媒の放熱器として機能させて、利用ユニット105a、105b全体の熱負荷にバランスさせる運転を行うことができるようになっている。ここで、上記の運転モードの切り換え、及び、熱負荷バランス制御は、暖房運転モードに給湯運転がある点や冷暖同時運転モードに給湯運転や冷房給湯運転がある点を除き、第1実施形態の運転モードの切り換え、及び、熱負荷バランス制御と同様である。このため、ここでは、運転モードの切り換え、及び、熱負荷バランス制御の詳細な説明を省略する。
-利用側凝縮温度の制御、及び、目標利用側凝縮温度や目標熱源側凝縮温度の設定-
ヒートポンプシステム101では、全暖房運転モード時や冷暖同時運転モード時に、上記のように、第1利用側熱交換器51a、51bにおいて、利用側冷媒回路50a、50bを循環する利用側冷媒が熱源側冷媒回路20を循環する熱源側冷媒の放熱によって加熱されるようになっている。そして、利用側冷媒回路50a、50bは、この熱源側冷媒から得た熱を利用して、熱源側冷媒回路20における冷凍サイクルよりも高温の冷凍サイクルを得ることができる。これにより、冷媒-水熱交換器57a、57bにおける利用側冷媒の放熱によって高温の水媒体を得ることができるようになっている。このとき、安定的に高温の水媒体を得るためには、熱源側冷媒回路20における冷凍サイクル及び利用側冷媒回路50a、50bにおける冷凍サイクルがいずれも安定するように制御することが好ましい。そこで、制御部101aは、第1実施形態と同様の利用側凝縮温度Tc2a、Tc2bの制御を行うようにしている。
ヒートポンプシステム101では、全暖房運転モード時や冷暖同時運転モード時に、上記のように、第1利用側熱交換器51a、51bにおいて、利用側冷媒回路50a、50bを循環する利用側冷媒が熱源側冷媒回路20を循環する熱源側冷媒の放熱によって加熱されるようになっている。そして、利用側冷媒回路50a、50bは、この熱源側冷媒から得た熱を利用して、熱源側冷媒回路20における冷凍サイクルよりも高温の冷凍サイクルを得ることができる。これにより、冷媒-水熱交換器57a、57bにおける利用側冷媒の放熱によって高温の水媒体を得ることができるようになっている。このとき、安定的に高温の水媒体を得るためには、熱源側冷媒回路20における冷凍サイクル及び利用側冷媒回路50a、50bにおける冷凍サイクルがいずれも安定するように制御することが好ましい。そこで、制御部101aは、第1実施形態と同様の利用側凝縮温度Tc2a、Tc2bの制御を行うようにしている。
また、このとき、各利用ユニット105a、105bにおいて要求される水媒体の設定温度を得るためには、目標熱源側凝縮温度Tc1s、目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsを適切に設定することが好ましい。そこで、制御部101aは、第1実施形態と同様の目標利用側凝縮温度Tc2as、Tc2bsや目標熱源側凝縮温度Tc1sの設定を行うようにしている。
-低外気条件における冷暖同時運転モードの目標熱源側凝縮温度の設定-
ヒートポンプシステム101では、低外気の条件における冷暖同時運転モード時に、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力が大きくなる傾向になり、運転効率が低くなる傾向が顕著になる。そこで、制御部101aは、第1実施形態と同様、外気温度Taが25℃以下で、かつ、冷房運転(冷却運転)と暖房運転(加熱運転)とが混在している場合(すなわち、冷暖同時運転モード)に、熱源側凝縮温度Tc1が40℃未満になるように運転を行うようにしている。
-低外気条件における冷暖同時運転モードの目標熱源側凝縮温度の設定-
ヒートポンプシステム101では、低外気の条件における冷暖同時運転モード時に、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器の放熱能力が大きくなる傾向になり、運転効率が低くなる傾向が顕著になる。そこで、制御部101aは、第1実施形態と同様、外気温度Taが25℃以下で、かつ、冷房運転(冷却運転)と暖房運転(加熱運転)とが混在している場合(すなわち、冷暖同時運転モード)に、熱源側凝縮温度Tc1が40℃未満になるように運転を行うようにしている。
<特徴>
ヒートポンプシステム101には、以下のような特徴がある。
-A-
ヒートポンプシステム101では、第1実施形態のヒートポンプシステム1と同様の作用効果を得ることができる(第1実施形態のヒートポンプシステム1の<特徴>参照)。
-B-
しかも、ヒートポンプシステム101では、各利用ユニット105a、105bが、暖房運転や給湯運転(加熱運転)と冷房運転(冷却運転)とを同時に行うことが可能であるため、例えば、冷房運転による室内の冷房と、給湯運転による給湯とを同時に行うことができる。このため、ヒートポンプシステム101は、給湯と冷房とを同時に行うことがある集合住宅等に有効である。また、ヒートポンプシステム101では、水媒体を65℃以上まで加熱する運転を行うことが可能であるため、高温の水媒体が必要とされる給湯用途に有効である。
ヒートポンプシステム101には、以下のような特徴がある。
-A-
ヒートポンプシステム101では、第1実施形態のヒートポンプシステム1と同様の作用効果を得ることができる(第1実施形態のヒートポンプシステム1の<特徴>参照)。
-B-
しかも、ヒートポンプシステム101では、各利用ユニット105a、105bが、暖房運転や給湯運転(加熱運転)と冷房運転(冷却運転)とを同時に行うことが可能であるため、例えば、冷房運転による室内の冷房と、給湯運転による給湯とを同時に行うことができる。このため、ヒートポンプシステム101は、給湯と冷房とを同時に行うことがある集合住宅等に有効である。また、ヒートポンプシステム101では、水媒体を65℃以上まで加熱する運転を行うことが可能であるため、高温の水媒体が必要とされる給湯用途に有効である。
<変形例1>
上記のヒートポンプシステム101(図4参照)における冷房給湯運転をさらに効果的に利用するために、各利用ユニット105a、105bにおいて、冷房運転(冷却運転)時に貯湯タンク161a、161bに溜められている水媒体の温度である貯湯温度Twha、Twhbが所定の貯湯設定温度Twhas、Twhbs以下になった場合に、給湯運転(加熱運転)、すなわち、冷房給湯運転を行うようにしてもよい。
例えば、図5に示すフローチャートにしたがって、冷房運転から冷房給湯運転への移行処理を行うことができる。
まず、制御部101aは、各利用ユニット105a、105bのうち冷房運転を行っている利用ユニットが存在するかどうかを判定する(ステップS1)。
上記のヒートポンプシステム101(図4参照)における冷房給湯運転をさらに効果的に利用するために、各利用ユニット105a、105bにおいて、冷房運転(冷却運転)時に貯湯タンク161a、161bに溜められている水媒体の温度である貯湯温度Twha、Twhbが所定の貯湯設定温度Twhas、Twhbs以下になった場合に、給湯運転(加熱運転)、すなわち、冷房給湯運転を行うようにしてもよい。
例えば、図5に示すフローチャートにしたがって、冷房運転から冷房給湯運転への移行処理を行うことができる。
まず、制御部101aは、各利用ユニット105a、105bのうち冷房運転を行っている利用ユニットが存在するかどうかを判定する(ステップS1)。
そして、制御部101aは、冷房運転を行っている利用ユニットの貯湯タンクにおける貯湯温度(ここでは、貯湯温度Twha、及び/又は、貯湯温度Twhb)が貯湯設定温度(ここでは、貯湯設定温度Twhas、及び/又は、貯湯設定温度Twhbs)以下であるかどうかを判定する(ステップS2)。
そして、ステップS2において、貯湯温度が貯湯設定温度以下になっている貯湯タンクが存在すると判定された場合には、制御部1aは、貯湯温度が貯湯設定温度以下になっている貯湯タンクを有する利用ユニットの冷房給湯運転を行う(ステップS3)。
そして、制御部101aは、冷房給湯運転によって、貯湯温度が貯湯設定温度よりも上昇したかどうかを判定する(ステップS4)。
そして、ステップS4において、貯湯温度が貯湯設定温度よりも上昇したものと判定された場合には、制御部101aは、利用ユニットの冷房運転に移行する(ステップS5)。
そして、ステップS2において、貯湯温度が貯湯設定温度以下になっている貯湯タンクが存在すると判定された場合には、制御部1aは、貯湯温度が貯湯設定温度以下になっている貯湯タンクを有する利用ユニットの冷房給湯運転を行う(ステップS3)。
そして、制御部101aは、冷房給湯運転によって、貯湯温度が貯湯設定温度よりも上昇したかどうかを判定する(ステップS4)。
そして、ステップS4において、貯湯温度が貯湯設定温度よりも上昇したものと判定された場合には、制御部101aは、利用ユニットの冷房運転に移行する(ステップS5)。
これにより、本変形例のヒートポンプシステム101では、冷房運転時に、貯湯温度Twha、Twhbが貯湯設定温度Twhas、Twhbs以下になった場合に、冷房給湯運転が行われるようになっているため、冷房運転において水媒体を冷却することによって熱源側冷媒が得た熱を有効利用しながら、貯湯温度Twha、Twhbを貯湯設定温度Twhas、Twhbs以上に維持することができる。しかも、この冷房運転から冷房給湯運転への移行処理は、利用ユニット105a、105bごとに行うことができるため、集合住宅等では、各戸ごとに、冷房運転において水媒体を冷却することによって熱源側冷媒が得た熱を有効利用して、省エネルギー化を図ることができる。
<変形例2>
上記のヒートポンプシステム101(図4参照)において、第1実施形態の変形例1、2と同様に、熱源側ファンの風量制御や、第2利用側熱交換器151a、151bの凍結防止のための冷房運転(冷却運転)の間欠運転制御を採用してもよい。
(3)他の実施形態
以上、本発明の実施形態及びその変形例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
-A-
上記のヒートポンプシステム1、101においては、利用側冷媒としてHFC-134aが使用されているが、これに限定されず、例えば、HFO-1234yf(2、3、3、3-テトラフルオロ-1-プロペン)等、飽和ガス温度65℃に相当する圧力がゲージ圧で高くとも2.8MPa以下、好ましくは、2.0MPa以下の冷媒であればよい。
-B-
上記のヒートポンプシステム1、101においては、第1利用側熱交換器51a、51b及び第2利用側熱交換器151a、151bを有する利用ユニット5a、5bが複数接続された構成が採用されているが、これに限定されず、第1利用側熱交換器51a、51b及び第2利用側熱交換器151a、151bを有する利用ユニット5a、5bと第2利用側熱交換器151a、151bを有しない利用ユニットとが複数接続された構成であってもよい。
上記のヒートポンプシステム101(図4参照)において、第1実施形態の変形例1、2と同様に、熱源側ファンの風量制御や、第2利用側熱交換器151a、151bの凍結防止のための冷房運転(冷却運転)の間欠運転制御を採用してもよい。
(3)他の実施形態
以上、本発明の実施形態及びその変形例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
-A-
上記のヒートポンプシステム1、101においては、利用側冷媒としてHFC-134aが使用されているが、これに限定されず、例えば、HFO-1234yf(2、3、3、3-テトラフルオロ-1-プロペン)等、飽和ガス温度65℃に相当する圧力がゲージ圧で高くとも2.8MPa以下、好ましくは、2.0MPa以下の冷媒であればよい。
-B-
上記のヒートポンプシステム1、101においては、第1利用側熱交換器51a、51b及び第2利用側熱交換器151a、151bを有する利用ユニット5a、5bが複数接続された構成が採用されているが、これに限定されず、第1利用側熱交換器51a、51b及び第2利用側熱交換器151a、151bを有する利用ユニット5a、5bと第2利用側熱交換器151a、151bを有しない利用ユニットとが複数接続された構成であってもよい。
本発明は、複数の熱源側熱交換器を有する熱源ユニットに水媒体の冷却運転又は加熱運転を行う複数の利用ユニットを接続して構成されており冷却運転及び加熱運転の同時運転が可能なヒートポンプシステムに広く適用可能である。
1 ヒートポンプシステム
1a 制御部
2 熱源ユニット
5a、5b 利用ユニット
20 熱源側冷媒回路
21 熱源側圧縮機
26a、26b 熱源側熱交換器
36a、36b 熱源側ファン
50a、50b 利用側冷媒回路
51a、51b 第1利用側熱交換器
55a、55b 利用側圧縮機
57a、57b 冷媒-水熱交換器
75a、75b 水媒体冷暖房ユニット(水媒体利用機器)
151a、151b 第2利用側熱交換器
154a、154b 利用側熱交出口開閉弁
161a、161b 貯湯タンク
175a、175b 冷温水切換機構
Ta 外気温度
Tc1 熱源側凝縮温度
Tc1s、Tc1s 目標熱源側凝縮温度
Te 熱源側蒸発温度
Te1m 下限蒸発温度
Twha、Twhb 貯湯温度
Twhas、Twhbs 貯湯設定温度
1a 制御部
2 熱源ユニット
5a、5b 利用ユニット
20 熱源側冷媒回路
21 熱源側圧縮機
26a、26b 熱源側熱交換器
36a、36b 熱源側ファン
50a、50b 利用側冷媒回路
51a、51b 第1利用側熱交換器
55a、55b 利用側圧縮機
57a、57b 冷媒-水熱交換器
75a、75b 水媒体冷暖房ユニット(水媒体利用機器)
151a、151b 第2利用側熱交換器
154a、154b 利用側熱交出口開閉弁
161a、161b 貯湯タンク
175a、175b 冷温水切換機構
Ta 外気温度
Tc1 熱源側凝縮温度
Tc1s、Tc1s 目標熱源側凝縮温度
Te 熱源側蒸発温度
Te1m 下限蒸発温度
Twha、Twhb 貯湯温度
Twhas、Twhbs 貯湯設定温度
Claims (9)
- 熱源側冷媒を圧縮する熱源側圧縮機(21)と複数の熱源側熱交換器(26a、26b)とを有する熱源ユニット(2)に利用側熱交換器(51a、51b、151a、151b)を有する複数の利用ユニット(5a、5b)を接続して構成される熱源側冷媒回路(20)と、
前記利用側熱交換器における熱源側冷媒の蒸発によって水媒体を冷却する冷却運転又は前記利用側熱交換器における熱源側冷媒の放熱によって水媒体を加熱する加熱運転が前記利用ユニットごとに設定された状態で、前記複数の利用ユニット全体の熱負荷に応じて、前記複数の熱源側熱交換器を熱源側冷媒の蒸発器又は熱源側冷媒の放熱器として機能させて、前記複数の利用ユニット全体の熱負荷にバランスさせる運転を行うことが可能な制御部(1a)とを備え、
前記各利用ユニットは、利用側冷媒を圧縮する利用側圧縮機(55a、55b)と、利用側冷媒と水媒体との熱交換によって水媒体を加熱する冷媒-水熱交換器(57a、57b)とを接続して構成されており、前記加熱運転時に、前記冷媒-水熱交換器が利用側冷媒の放熱器として機能し、前記利用側熱交換器が利用側冷媒の蒸発器としてかつ熱源側冷媒の放熱器として機能する利用側冷媒回路(50a、50b)をさらに有しており、
前記制御部は、外気温度(Ta)が25℃以下で、かつ、前記冷却運転と前記加熱運転とが混在している場合に、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器における熱源側冷媒の飽和温度に相当する熱源側凝縮温度(Tc1)が40℃未満になるように運転を行う、
ヒートポンプシステム(1、101)。 - 前記利用側熱交換器は、前記加熱運転時に利用側冷媒の蒸発器としてかつ熱源側冷媒の放熱器として機能する第1利用側熱交換器(51a、51b)と、前記冷却運転時に熱源側冷媒と水媒体との熱交換によって水媒体を冷却する第2利用側熱交換器(151a、151b)とを有しており、
前記利用側冷媒回路(50a、50b)は、前記利用側圧縮機(55a、55b)と、前記冷媒-水熱交換器(57a、57b)と、前記第1利用側熱交換器とを接続することによって構成されている、
請求項1に記載のヒートポンプシステム(1、101)。 - 前記各利用ユニット(5a、5b)は、前記第1利用側熱交換器(51a、51b)における熱源側冷媒の放熱及び前記利用側冷媒回路(50a、50b)の運転によって水媒体を加熱する加熱運転と、前記第2利用側熱交換器(151a、151b)における熱源側冷媒の蒸発によって水媒体を冷却する冷却運転とを同時に行うことが可能である、請求項2に記載のヒートポンプシステム(101)。
- 前記冷媒-水熱交換器(57a、57b)は、前記冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体、又は、前記冷媒-水熱交換器において加熱された水媒体との熱交換によって加熱された水媒体を溜める貯湯タンク(161a、161b)に接続されており、
前記制御部(1a)は、前記冷却運転時に前記貯湯タンクに溜められている水媒体の温度である貯湯温度(Twha、Twhb)が所定の貯湯設定温度(Twhas、Twhbs)以下になった場合に、前記加熱運転を行う、
請求項3に記載のヒートポンプシステム(101)。 - 前記熱源側圧縮機(21)は、容量可変型の圧縮機であり、
前記制御部(1a)は、前記熱源側凝縮温度(Tc1)が所定の目標熱源側凝縮温度(Tc1s)になるように前記熱源側圧縮機の運転容量を制御しており、
前記制御部は、外気温度(Ta)が25℃以下で、かつ、前記冷却運転と前記加熱運転とが混在している場合に、前記目標熱源側凝縮温度を40℃未満に設定する、
請求項1~4のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1、101)。 - 前記熱源ユニット(2)は、前記複数の熱源側熱交換器(26a、26b)の冷却源又は加熱源としての空気を供給する風量可変型の熱源側ファン(36a、36b)をさらに有しており、
前記制御部(1a)は、外気温度(Ta)が25℃以下で、かつ、前記冷却運転と前記加熱運転とが混在している場合に、前記熱源側凝縮温度(Tc1)が前記目標熱源側凝縮温度(Tc1s)になるように前記熱源側ファンの運転風量を制御する、
請求項5に記載のヒートポンプシステム(1、101)。 - 前記制御部(1a)は、外気温度(Ta)が10℃以下で、かつ、前記冷却運転と前記加熱運転とが混在し、かつ、熱源側冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器(26a、26b)が存在し、かつ、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器における熱源側冷媒の飽和温度に相当する熱源側蒸発温度(Te1)が所定の下限蒸発温度(Te1m)以下になった場合に、前記冷却運転を間欠的に行う、請求項1~6のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1、101)。
- 前記利用側熱交換器(51a、51b、151a、151b)の前記冷却運転時における熱源側冷媒の出口には、前記冷却運転を行わない時に閉止し、前記冷却運転時に開ける利用側熱交出口開閉弁(154a、154b)が設けられている、請求項1~7のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1、101)。
- 前記加熱運転は、水媒体を65℃以上まで加熱することが可能である、請求項1~8のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1、101)。
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