WO2022044318A1 - 温水生成装置 - Google Patents

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尚希 今任
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東芝キヤリア株式会社
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Definitions

  • the embodiment of the present invention relates to a hot water generator.
  • a hot water supply device which is a hot water generator equipped with a heat pump type refrigeration cycle, an air conditioning water circuit, and a hot water supply heating water circuit, is known.
  • the hot water generator includes a first circulation pump, a heat pump, a heat exchanger for a hot water supply tank, a radiator for heating such as floor heating, a switching valve, and a water pipe for circulating water to them. ing.
  • the switching valve switches the destination of the water flowing out from the heat pump to either a heat exchanger for a hot water tank or a radiator.
  • the hot water generator includes a second circulation pump, a user side of the heat exchanger for the hot water supply tank, a hot water supply tank, and a water pipe for circulating water through them.
  • the control unit compares the water temperature in the hot water supply tank with the reboiled tank temperature, and when the water temperature in the hot water supply tank falls below the reboiled tank temperature, reboil so that the water temperature in the hot water supply tank reaches the target tank temperature. increase.
  • the control unit determines that the water temperature has dropped due to the heat dissipation loss from the hot water supply tank, and the second circulation. By operating the pump at the maximum flow rate, the water in the hot water supply tank is forcibly convected and evenly boiled to the target tank temperature.
  • control unit determines that when the change in water temperature per unit time in the hot water supply tank is equal to or higher than the reference value, for example, 10 degrees or higher, the water temperature is lowered due to the use of hot water in the hot water supply tank.
  • the temperature stratification of water in the hot water tank is maintained by operating the circulation pump at the minimum flow rate.
  • Conventional water heaters require multiple circulation pumps, including a first circulation pump and a second circulation pump, in order to perform efficient operation depending on the situation or operation that maintains user comfort.
  • the conventional water heater having such a configuration hinders the reduction of power consumption and cost of the water heater.
  • an object of the present invention is to provide a hot water generator capable of performing efficient operation or operation while maintaining user comfort by using a single pump.
  • the hot water generator includes a refrigerating circuit for circulating a refrigerant and a water heat exchange unit having a water heat exchanger for heat exchange between the refrigerant and the first water as a heat medium on the user side.
  • the water heat exchange unit is a hot water supply tank for an air conditioning water circuit that circulates the first water heat exchanged by the water heat exchanger to an external device and the first water heat exchanged by the water heat exchanger.
  • a hot water supply heating water circuit that circulates inside to heat the second water stored in the hot water supply tank, and a switching valve that switches the circulation path of the first water to either the air conditioning water circuit or the hot water supply heating water circuit.
  • a control unit for controlling the switching valve.
  • the control unit has an air conditioning operation for switching the switching valve so that the first water circulates in the air conditioning water circuit, and a hot water heating operation for switching the switching valve so that the first water circulates in the hot water supply heating water circuit.
  • the mixed operation mode in which the air conditioning operation continuing for the first hour and the hot water supply heating operation continuing for the second hour are alternately repeated is feasible, and based on the load state of the air conditioning water circuit in the mixed operation mode. The second time of the hot water supply heating operation is changed.
  • the control unit of the hot water generator preferably extends the second time when the load of the air conditioning water circuit is smaller than the minimum capacity of the refrigeration circuit.
  • the load of the air conditioning water circuit is smaller than the minimum capacity of the refrigerating circuit when a thermo-off occurs in which the compressor of the refrigerating circuit is stopped in the air conditioning operation. It is preferable to judge that.
  • control unit of the hot water generator according to the embodiment of the present invention changes the second time in correlation with the presence or absence of the thermo-off.
  • control unit of the hot water generator extends the second time by a predetermined extension time when the thermo-off occurs at a predetermined first determination interval, and the predetermined first determination interval. (Ii) If the thermo-off has not occurred at the determination interval, it is preferable to cancel the extension of the second time by the extension time.
  • control unit of the hot water generator according to the embodiment of the present invention extends the second time when the outside air temperature is higher than the predetermined temperature.
  • the system block diagram of the hot water generator which concerns on embodiment of this invention.
  • the diagram which shows the relationship between the load of the air-conditioning water circuit which concerns on embodiment of this invention, and the capacity of a refrigeration circuit.
  • the water heat exchange unit of the second example of the hot water generation apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • the water heat exchange unit of the second example of the hot water generation apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • the water heat exchange unit of the second example of the hot water generation apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • the water heat exchange unit of the second example of the hot water generation apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • the water heat exchange unit of the second example of the hot water generation apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • the water heat exchange unit of the second example of the hot water generation apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • the water heat exchange unit of the second example of the hot water generation apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • FIGS. 1 to 11 An embodiment of the hot water generator according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11.
  • the same or corresponding configurations are designated by the same reference numerals.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of a hot water generator according to an embodiment of the present invention.
  • the hot water generator 1 is a heat pump type.
  • the hot water generator 1 is a water heat that exchanges heat between an outdoor unit 2 (OutdoorUnit) as a heat source unit that exchanges heat between outdoor air and a refrigerant, and water (first water) as a heat medium on the user side and a refrigerant.
  • the exchange unit 3 HydroUnit
  • the remote controller 4 as an input device that accepts operations by the user
  • the control unit 6 that controls the outdoor unit 2 and the water heat exchange unit 3 based on the operations input to the remote controller 4. And have.
  • the hot water generator 1 mainly has the following functions. (1) A function of circulating a refrigerant between the outdoor unit 2 and the water heat exchange unit 3 and exchanging heat between the refrigerant and water as a heat medium on the user side by the water heat exchanger 11 in the water heat exchange unit 3. 2) A function of circulating hot water between the water heat exchange unit 3 and the external device 101 for air conditioning to air-condition the room in which the external device 101 is installed (3) The water heat exchange unit 3 and the hot water supply tank. A function of circulating hot water with the heat exchanger 58 in the tank housed in the 13 to heat the water supplied from the outside of the machine into the hot water supply tank 13 to the hot water and supply it to the outside of the device.
  • the circulating water flowing through the closed circuit including the water heat exchanger 11 is referred to as the first water.
  • the water stored in the hot water supply tank 13 and finally supplied to the outside of the device is called the second water.
  • the hot water generator 1 heats the first water and heats the hot water at the first temperature to an external device 101 for air conditioning, for example, a radiator 102 of a floor heating system, that is, a floor heating panel, or a radiator 102 of an air conditioning system, for example, a fan. Supply to the coil unit.
  • the first temperature is affected by the type of refrigerant and the capacity of the outdoor unit 2. When the R410A refrigerant is circulated, the first temperature reaches about 60 degrees Celsius (° C.) at the maximum. When a higher temperature R32 refrigerant is used, the temperature can be raised to about 65 degrees Celsius (° C).
  • the hot water (first water) having the first temperature flows through the external device 101 to a low temperature, and is returned to the water heat exchange unit 3.
  • the hot water generator 1 uses the heat exchange between the refrigerant and the first water by the water heat exchanger 11 and the heating of the first water by the backup heater 12 in combination to generate a second temperature higher than the first temperature.
  • hot water (first water) having a temperature of about 70 ° C. (° C.) can be generated and passed through the hot water supply tank 13.
  • the first water which is the hot water of the first temperature or the second temperature, is used for heating the second water in the hot water supply tank 13.
  • the second water is supplied to, for example, a washroom, a kitchen and a bathroom where the hot water is used.
  • City water is connected to the hot water supply tank 13.
  • the second water supplied to the user is replenished from the city water, and the hot water supply tank 13 is always kept full. Since the water pressure of the city water is applied to the second water in the hot water supply tank 13, the second water comes out when the faucet of the destination is twisted.
  • the outdoor unit 2 is installed outdoors, and the water heat exchange unit 3 is installed indoors.
  • the outdoor unit 2 and the water heat exchange unit 3 are connected by crossover pipes 17 and 18 of the refrigerant pipe 16 and a communication line (not shown).
  • the hot water generator 1 does not have a water pipe laid outdoors. Therefore, it is possible to prevent the water in the water pipe from freezing at low outdoor temperatures in winter.
  • the hot water generator 1 includes a heat pump type refrigerating circuit 21.
  • the heat source of the refrigeration circuit 21 is outdoor air.
  • the refrigeration circuit 21 includes a compressor 22 that compresses and discharges the refrigerant, a four-way valve 26, an air heat exchanger 23 as an evaporator, an expansion valve 25, a water heat exchanger 11 as a condenser, and a compressor.
  • a suction cup 27 provided on the suction side of the 22 and a refrigerant pipe 16 for sequentially connecting these refrigeration cycle parts to flow a refrigerant are provided.
  • the refrigeration circuit 21 transfers heat from the air heat exchanger 23 to the water heat exchanger 11 by circulating the refrigerant.
  • the refrigerating circuit 21 heats the first water into hot water with the heat transferred to the water heat exchanger 11.
  • a part of the water heat exchanger 11 and the refrigerant pipe 16 is housed in the water heat exchange unit 3.
  • the components of the refrigeration circuit 21 excluding them are housed in the outdoor unit 2.
  • the air heat exchanger 23 functions as an evaporator (also referred to as a “heat absorber”) when the refrigerating circuit 21 heats water, and the water heat exchanger 11 is a condenser (also referred to as a “radiator”). .) Functions.
  • the compressor 22 is, for example, a rotary type compressor.
  • the compressor 22 compresses the refrigerant, boosts the pressure, and discharges the refrigerant.
  • the compressor 22 can change the operating frequency by a known inverter control. Increasing the rotation speed of the compressor 22 increases the amount of heat transferred to the high temperature portion, and decreasing the rotation speed of the compressor 22 decreases the amount of heat transferred to the high temperature portion. Thereby, the capacity of the outdoor unit 2, that is, the heating capacity of the first water is controlled.
  • the power consumption of the compressor 22 is increased, and when the number of revolutions of the compressor 22 is decreased, the power consumption of the compressor 22 is decreased.
  • expansion valve 25 for example, an electronic expansion valve (Pulse Motor Valve, PMV) that can adjust the valve opening with fine resolution by driving with a stepping motor or the like is used.
  • PMV Pulse Motor Valve
  • the refrigerant pipe 16 connects the compressor 22, the suction cup 27, the four-way valve 26, the air heat exchanger 23, the expansion valve 25, and the water heat exchanger 11.
  • the refrigerant pipe 16 includes a first refrigerant pipe 16a connecting the discharge side of the compressor 22 and the four-way valve 26, a second refrigerant pipe 16b connecting the suction side of the compressor 22 and the four-way valve 26, a four-way valve 26, and water.
  • a third refrigerant pipe 16c connecting the heat exchanger 11, a fourth refrigerant pipe 16d connecting the air heat exchanger 23 and the water heat exchanger 11, and a fifth refrigerant connecting the air heat exchanger 23 and the four-way valve 26. Includes a tube 16e and.
  • the second refrigerant pipe 16b is provided with a suction cup 27.
  • the fourth refrigerant pipe 16d is provided with an expansion valve 25.
  • the crossover pipes 17 and 18 of the refrigerant pipe 16 allow the refrigerant to flow between the outdoor unit 2 and the water heat exchange unit 3.
  • the crossover pipe 17 is a part of the third refrigerant pipe 16c and is laid outside the outdoor unit 2 and outside the water heat exchange unit 3.
  • the crossover pipe 18 is a part of the fourth refrigerant pipe 16d, and is laid outside the outdoor unit 2 and outside the water heat exchange unit 3.
  • a portion of the third refrigerant pipe 16c provided in the water heat exchange unit 3 is referred to as a first refrigerant pipe 31 in the water heat exchange unit.
  • a portion of the fourth refrigerant pipe 16d provided in the water heat exchange unit 3 is referred to as a second refrigerant pipe 32 in the water heat exchange unit.
  • the four-way valve 26 switches the direction of the refrigerant flow in the refrigerant pipe 16.
  • the four-way valve 26 causes the refrigerant to flow from the first refrigerant pipe 16a to the third refrigerant pipe 16c, and the refrigerant flows from the fifth refrigerant pipe 16e to the second refrigerant pipe 16b. (The flow of the refrigerant shown by the solid line in FIG. 1).
  • the refrigeration circuit 21 discharges the compressed high-temperature and high-pressure refrigerant from the compressor 22 and sends the refrigerant to the water heat exchanger 11 via the four-way valve 26.
  • the water heat exchanger 11 causes heat exchange between the first water passing through the water heat exchanger 11 and the refrigerant passing through the water heat exchanger 11. Then, the first water is heated, the refrigerant is cooled, and a high-pressure liquid state is obtained. That is, when the water is heated to hot water, the water heat exchanger 11 functions as a radiator.
  • the refrigerant that has passed through the water heat exchanger 11 passes through the expansion valve 25, is depressurized, becomes a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant, and reaches the air heat exchanger 23.
  • the air heat exchanger 23 cools the outdoor air by exchanging heat between the outdoor air and the refrigerant passing through the air heat exchanger 23. At this time, the air heat exchanger 23 functions as an endothermic device that evaporates the refrigerant into a gaseous state. The refrigerant that has passed through the air heat exchanger 23 is sucked into the compressor 22.
  • the refrigerating circuit 21 can be defrosted by switching the direction of the refrigerant flow in the refrigerant pipe 16 by the four-way valve 26.
  • the hot water generator 1 inverts the four-way valve 26 to generate a flow of the refrigerant in the refrigerating circuit 21 in the opposite direction to the flow of the refrigerant for heating the water into hot water.
  • the four-way valve 26 circulates the refrigerant from the first refrigerant pipe 16a to the fifth refrigerant pipe 16e, and also circulates the refrigerant from the third refrigerant pipe 16c to the second refrigerant pipe 16b (FIG. 1).
  • the air heat exchanger 23 functions as a condenser, and the water heat exchanger 11 functions as an evaporator. As a result, the temperature of the air heat exchanger 23 rises, and the frost adhering to the surface thereof is melted.
  • the refrigerating circuit 21 for warm regions may be dedicated to heating water without a four-way valve 26.
  • the discharge side of the compressor 22 is connected to the water heat exchanger 11 through the refrigerant pipe 16, and the suction side of the compressor 22 is connected to the air heat exchanger 23 through the refrigerant pipe 16.
  • the air conditioning water circuit 41 that circulates the first water heat exchanged by the water heat exchanger 11 to the external device 101, and the hot water supply tank that stores hot water.
  • a hot water supply heating water circuit 42 for circulating the first water heat exchanged by the water heat exchanger 11 in the hot water supply tank 13 to heat the second water in the hot water supply tank 13 is provided.
  • the water circuit 41 for air conditioning and the water circuit 42 for hot water supply and heating share the user side of the water heat exchanger 11, the backup heater 12, the pump 43, and the switching valve 45. These devices and the water pipe 46 connecting these devices are referred to as a water circuit sharing unit 48. In the water circuit common portion 48, hot water circulates in one direction.
  • the switching valve 45 is connected to the discharge side of the pump 43. The downstream side of the switching valve 45 branches into the air conditioning water circuit 41 and the hot water supply heating water circuit 42, respectively.
  • the switching valve 45 switches the circulation path of the water exchanged by the water heat exchanger 11 to either the air conditioning water circuit 41 or the hot water supply heating water circuit 42.
  • the water circuit for air conditioning 41 and the water circuit for hot water supply and heating 42 merge on the upstream side of the water heat exchanger 11.
  • the water heat exchanger 11 is connected to the downstream side of the air conditioning water circuit 41 and the downstream side of the hot water supply heating water circuit 42.
  • the backup heater 12 is connected to the downstream side of the water heat exchanger 11, and the suction side of the pump 43 is connected to the downstream side of the backup heater 12.
  • the pump 43 may be connected to the upstream side of the backup heater 12.
  • the first water heat exchanged by the water heat exchanger 11 is supplied to either the air conditioning water circuit 41 or the hot water supply heating water circuit 42 via the switching valve 45 by driving the pump 43.
  • the first water which has been used at the supply destination and whose temperature has dropped, is returned to the water heat exchanger 11 and is heated again by the refrigerant circulating in the refrigerating circuit 21.
  • the first water heat exchanged by the water heat exchanger 11 is sucked into the pump 43 as it is or is further heated by the backup heater 12.
  • the backup heater 12 When the backup heater 12 is operated (ON), the first water is heated to 70 degrees Celsius or higher.
  • the backup heater 12 operates only during the hot water supply heating operation, and only when the first water is insufficiently heated in the water heat exchanger 11 by the heat pump, that is, when the water temperature of the first water is low.
  • the hot water supply pipe 51 that sends the first water heat exchanged by the water heat exchanger 11 to the external device 101 and the temperature used by the external device 101 are high. It is provided with a hot water return pipe 52 for returning the lowered first water from the external device 101 to the water heat exchanger 11.
  • the hot water supply pipe 51 and the hot water return pipe 52 are connected to the external device 101 via the water pipe 103 outside the machine.
  • the air-conditioning water circuit 41, the water pipe 103, and the external device 101 circulate the first water heat-exchanged by the water heat exchanger 11.
  • the hot water supply tank 13 stores the second water (hot water) heated by the hot water supply heating water circuit 42, and discharges hot water according to the user's request.
  • the hot water supply tank 13 includes a temperature sensor 55 that measures the water temperature in the hot water supply tank 13. The output of the temperature sensor 55 is input to the control unit 6.
  • heat is exchanged by the hot water supply pipe 57 that sends the first water heat exchanged by the water heat exchanger 11 into the hot water supply tank 13, and the water heat exchanger 11.
  • An in-tank heat exchanger 58 that exchanges heat between the hot water and the second water in the hot water supply tank 13, and a hot water return pipe that returns the first water that has been used in the hot water supply tank 13 and whose temperature has dropped to the water heat exchanger 11. It is equipped with 59.
  • the hot water supply tank 13 includes a water supply pipe 61 that guides water such as city water before heating to the hot water supply tank 13 from outside the machine as second water, and hot water supply that sends the second water boiled in the hot water supply tank 13 to the outside of the device. Is connected to the pipe 62.
  • the hot water supply pipe 62 supplies hot water to the washbasin, kitchen and bath.
  • the second water flowing out from the hot water supply pipe 62 is replenished by city water from the water supply pipe 61. Therefore, when a large amount of hot water is supplied from the hot water supply pipe 62, the proportion of city water having a low temperature increases in the hot water supply tank 13, and the temperature of the second water decreases.
  • the hot water supply tank 13 is kept warm by a heat insulating material or the like, the temperature of the second water in the hot water supply tank 13 drops due to natural heat dissipation after a long period of time. Therefore, the second water in the hot water supply tank 13 is appropriately heated by the hot water supply heating water circuit 42.
  • the hot water generator 1 has an air conditioning operation in which the water heat exchanged in the water heat exchanger 11 is circulated in the air conditioning water circuit 41, and a hot water supply in which the water heat exchanged in the water heat exchanger 11 is circulated in the hot water supply heating water circuit 42.
  • a plurality of operation modes including a heating operation and a mixed operation (hereinafter, also referred to as a mixed operation mode) for appropriately switching between an air conditioning operation and a hot water supply heating operation are executed.
  • the switching of these operation modes is executed by switching the connection destination on the downstream side of the switching valve 45 to either the hot water supply pipe 51 of the air conditioning water circuit 41 or the hot water supply pipe 57 of the hot water supply heating water circuit 42.
  • the air conditioning operation that continues for the first hour and the hot water supply heating operation that continues for the second hour are repeated alternately.
  • the first time for continuing the air conditioning operation is, for example, 20 minutes
  • the initial value of the second time for continuing the hot water supply heating operation is, for example, 30 minutes.
  • the remote controller 4 includes a remote controller (not shown) installed on the wall surface of the room in addition to the remote controller 4 provided in the water heat exchange unit 3.
  • the user can instruct the air conditioning operation and the hot water supply heating operation.
  • the mixed operation mode is executed by simultaneously designating (ON) both the air conditioning operation and the hot water supply heating operation. Further, the remote controller 4 can input the set temperature of the room in which the external device 101 is installed and the set temperature of the second water stored in the hot water supply tank 13.
  • the first water is supplied to the external device 101 so that the temperature of the room in which the external device 101 is installed becomes the set temperature.
  • a room temperature sensor for detecting room temperature is provided in the room where the external device 101 is installed.
  • the first water is supplied to the heat exchanger 58 in the tank so that the temperature of the second water in the hot water supply tank 13 maintains the set temperature.
  • this air conditioning operation and the hot water supply heating operation are executed simultaneously or in a time division manner.
  • the mixed operation mode is executed when both the air conditioning operation and the hot water supply heating operation, that is, simultaneous ON is set in the remote controller 4, and the temperature of the second water in the hot water supply tank 13 falls below the set temperature. Is. When the temperature of the second water in the hot water supply tank 13 exceeds the set temperature, it is not necessary to carry out the hot water supply heating operation even if the air conditioning operation and the hot water supply heating operation are set to be ON at the same time, and the air conditioning operation is performed. Only run. If OFF is set for the air conditioning operation, the hot water supply heating operation is executed when the temperature of the second water in the hot water supply tank 13 falls below the set temperature, and the temperature of the second water in the hot water supply tank 13 exceeds the set temperature. If so, the operation of the compressor is maintained in a stopped state.
  • the control unit 6 includes a microprocessor (not shown) and a storage device (not shown) that stores various control programs and parameters executed by the microprocessor.
  • the control unit 6 executes various control programs.
  • control unit 6 controls the operation of each of the refrigerating circuit 21, the air conditioning water circuit 41, and the hot water supply / heating water circuit 42 based on the control signals received from the remote controller 4 and the sensor through the wired or wireless communication line.
  • the operation control of the hot water generator 1 including the switching of the operation circuit between the air conditioning water circuit 41 and the hot water supply / heating water circuit 42 is executed.
  • control unit 6 controls the air conditioning operation by switching the switching valve 45 so that the water exchanged by the water heat exchanger 11 circulates in the air conditioning water circuit 41 to execute the air conditioning operation, and the water heat exchanger 11 controls the air conditioning operation.
  • the control of the mixed operation mode in which the continuous hot water supply heating operation is repeated alternately is executed.
  • air conditioning load the load of the air conditioning water circuit 41
  • capacity of the refrigerating circuit 21 the capacity of the refrigerating circuit 21
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the load of the air conditioning water circuit and the capacity of the refrigerating circuit according to the embodiment of the present invention.
  • the load of the air-conditioning water circuit 41 means an air-conditioning load that heats (heats) the room by the external device 101.
  • the load of the air conditioning water circuit 41 is the air conditioning load of the room to which the radiator 102 of the floor heating system and the radiator 102 of the air conditioning system are attached.
  • FIG. 2 the relationship between the load of the air conditioning water circuit 41 and the outside air temperature is shown by the broken line A, and the relationship between the capacity of the refrigerating circuit 21 and the outside air temperature is shown by the solid line B.
  • the load of the air conditioning water circuit 41 correlates with the outside air temperature. As the outside air temperature rises, the heating capacity of the room can be reduced, so that the load on the air conditioning water circuit 41 decreases.
  • the capacity of the refrigerating circuit 21 is balanced with the air conditioning load if the outside air temperature is in the range of the first outside air temperature t1 to the second outside air temperature t2 (line segment B2).
  • the first outside air temperature t1 is lower than the second outside air temperature t2.
  • the hot water generator 1 changes the capacity of the refrigerating circuit 21 by controlling the operating frequency of the compressor 22 with an inverter, and balances the air conditioning load and the capacity of the refrigerating circuit 21.
  • the operating frequency of the compressor 22 reaches the maximum value when the outside air temperature is the first outside air temperature t1. This is defined as the maximum capacity balance point Cmax.
  • the operating frequency of the compressor 22 reaches the minimum value when the outside air temperature is the second outside air temperature t2. This is defined as the minimum capacity balance point Cmin.
  • the capacity of the refrigerating circuit 21 is insufficient for the air conditioning load, and the external device 101 Cannot meet the set temperature required for. Therefore, the compressor 22 is continuously operated without stopping.
  • the capacity of the refrigerating circuit 21 is set to be larger than the air conditioning load at the time of the lowest value of the outside air temperature in the operating range. Therefore, it is not operated on the line segment B1 side.
  • thermo-off when the outside air temperature is equal to or higher than the second outside air temperature t2, that is, on the higher temperature side (line segment B3) than the minimum capacity balance point Cmin in FIG. 2, the capacity of the refrigerating circuit 21 exceeds the air conditioning load and reaches the external device 101. There is a risk of exceeding the required set temperature. Therefore, as a result of the air conditioning operation, when the temperature of the room in which the external device 101 is installed exceeds the set temperature, the compressor 22 is temporarily stopped and the set temperature required for the external device 101 is exceeded. Be avoided. Such a temporary stop of the compressor 22 is called thermo-off.
  • the control unit 6 controls the set value of the first hour and the second hour. By alternately repeating the air conditioning operation and the hot water supply heating operation while maintaining the set value without changing the set value, the required amount of heat is sent to the external device 101 and the hot water in the hot water supply tank 13 is boiled.
  • the outside air temperature is the second outside air temperature t2 or higher
  • the capacity of the refrigerating circuit 21 is surplus. Therefore, when the outside air temperature is equal to or higher than the second outside air temperature t2 and the mixed operation mode is executed, the thermo-off occurs during the first hour of the air conditioning operation, and the operation of the compressor 22 is interrupted. That is, when the outside air temperature is the second outside air temperature t2 or more and the air conditioning operation and the hot water supply heating operation are alternately repeated without changing the first hour and the second hour, the hot water in the hot water supply tank 13 is set. The time to reach the temperature is unnecessarily delayed.
  • control unit 6 of the hot water generation device 1 changes the second time of the hot water supply heating operation based on the state of the air conditioning load in the mixed operation mode. This control is called hot water supply capacity optimization control.
  • control unit 6 monitors the presence or absence of thermo-off in the air-conditioning operation in order to carry out the optimization control. This control is called thermo-off execution monitoring control.
  • thermo-off execution monitoring control of the hot water generator 1 monitors the presence or absence of the thermo-off at a predetermined first judgment interval, for example, every 20 minutes during the air conditioning operation, and first.
  • a predetermined first judgment interval for example, every 20 minutes during the air conditioning operation
  • 1 is added to the count F for counting the number of thermo-offs (so-called increment).
  • the thermo-off execution monitoring control decrements 1 from the count F when the thermo-off does not occur within a predetermined second determination interval, for example, 30 minutes (so-called decrement).
  • Thermo-off execution monitoring control is executed in the air-conditioned operation and the mixed operation mode.
  • control unit 6 monitors whether or not the remote controller 4 has received the start instruction of the air conditioning operation (No in step S1). Each step is executed by the control unit 6, and the notation of "step” is omitted below.
  • the control unit 6 determines that the first timer for timing the first determination interval and the second timer for timing the second determination interval. Start timing (S2).
  • the control unit 6 initializes the first timer to a zero value and restarts the timing of the first timer (S5).
  • control unit 6 confirms whether or not the thermo-off has occurred during the timing of the first timer immediately before (S6).
  • thermo-off occurs during the timing of the first timer immediately before (Yes in S6), the control unit 6 adds 1 to the count F (S7). It is preferable that the maximum value of this count F is set. For example, the maximum value of the count F is set to 8 (S8, S9). If the thermo-off execution monitoring control has not received the stop instruction of the air conditioning operation mode (Yes in S10), the thermo-off execution monitoring control returns to S3 and repeats the process.
  • the control unit 6 maintains the count F (No in S6). Then, if the control unit 6 has not received the stop instruction for the air conditioning operation (Yes in S10), the control unit 6 returns to S3 and repeats the process.
  • the control unit 6 initializes the second timer to a zero value and restarts the timing of the second timer (S12). ..
  • control unit 6 confirms whether or not the thermo-off has occurred during the timing of the second timer immediately before (S13).
  • thermo-off is executed during the timing of the first timer immediately before, the value of the count F is maintained (Yes in S13). Then, if the stop instruction for the air conditioning operation has not been received (Yes in S10), the process returns to S3 and the process is repeated.
  • thermo-off execution monitoring control If the thermo-off execution monitoring control has not received the stop instruction of the air conditioning operation (Yes in S10), the thermo-off execution monitoring control returns to S3 and repeats the process.
  • the control unit 6 of the hot water generator 1 extends the second time when the air conditioning load is smaller than the minimum capacity of the refrigeration circuit 21.
  • the control unit 6 determines that the air conditioning load is smaller than the minimum capacity of the refrigerating circuit 21 when a thermo-off occurs in which the compressor 22 of the refrigerating circuit 21 stops in the air-conditioning operation.
  • control unit 6 changes the second time in correlation with the presence or absence of the occurrence of thermo-off. That is, the control unit 6 extends the second time by a predetermined extension time when the thermo-off occurs in the predetermined first judgment interval, and when the thermo-off does not occur in the predetermined second judgment interval, the control unit 6 extends the second time by a predetermined extension time. Cancel the extension of the second hour by the extension time.
  • control unit 6 monitors whether or not the remote controller 4 has received the instruction to start the hot water supply heating operation (No in S31).
  • the control unit 6 monitors whether or not the measured value of the temperature sensor 55 of the hot water supply tank 13 is equal to or lower than the set temperature (S32, No of S32).
  • the control unit 6 starts the hot water supply heating operation (S33). At this time, the time counting of the execution time of the hot water supply heating operation is started.
  • control unit 6 determines whether or not the air conditioning operation is being executed at the same time as the hot water supply heating operation (S34).
  • the control unit 6 monitors whether or not the measured value of the temperature sensor 55 has reached the set temperature (No of S35 and S35), and the temperature sensor 55 When the measured value reaches the set temperature (Yes in S35), the hot water supply heating operation is completed (S36), and the process returns to S32.
  • control unit 6 determines whether or not the count F added and subtracted in the thermo-off execution monitoring control is larger than 0 (S37).
  • control unit 6 sets the second time to an initial value, for example, 30 minutes (S38).
  • the control unit 6 increases the second time for continuing the hot water supply heating operation.
  • the product of the value of the count F and the predetermined extension time, for example, 5 minutes, is added to the second time (S39).
  • the extension of the second hour is canceled and the second hour returns to the initial value.
  • control unit 6 determines whether or not the measured value of the temperature sensor 55 has reached the set temperature during the second time set in S38 or the second time extended in S39 (No in S41). Monitor (S40).
  • the first time for continuing the air conditioning operation is 20 minutes
  • the initial value of the second time for continuing the hot water supply heating operation is 30 minutes
  • the extension time is 5 minutes (C in the figure). do.
  • the air conditioning load is small, the count F (x in the figure) is 0, and the control unit 6 performs the air conditioning operation for 20 minutes ( ⁇ in the figure) and 30 minutes ( ⁇ in the figure).
  • the hot water supply and heating operation is repeated alternately.
  • section B shown in FIG. 5 it is assumed that one or more thermo-offs have not occurred during the air-conditioning operation. Then, the count F is incremented by 1 at the first determination interval, for example, every 20 minutes.
  • the control unit 6 extends the second hour each time the 20-minute air-conditioning operation is switched to the hot-water supply heating operation, and alternately repeats the air-conditioning operation and the hot-water supply heating operation.
  • the control unit 6 shortens the second time each time the 20-minute air-conditioning operation is switched to the hot-water supply heating operation, and alternately repeats the air-conditioning operation and the hot-water supply heating operation.
  • thermo-off execution monitoring control and the optimization control are executed asynchronously, the second time does not necessarily change with an extension time of 1 unit (5 minutes), and the extension time of a plurality of units, for example, 2 units. It may change in (10 minutes in total).
  • control unit 6 may extend the second time when the outside air temperature is higher than the predetermined temperature at which the air conditioning load is estimated to be smaller than the minimum capacity of the refrigeration circuit 21, regardless of the count F.
  • the hot water generator 1 preferably includes a temperature sensor for measuring the outside air temperature. The optimization control based on the outside air temperature is suitable, for example, in the case of the hot water generator 1 provided with the compressor 22 whose operating frequency cannot be changed.
  • the hot water generator 1 changes the second time based on the state of the air conditioning load in the control of the mixed operation mode. Therefore, the hot water generator 1 can allocate the surplus capacity of the refrigerating circuit 21 in the air conditioning operation to the hot water supply heating operation. For example, when the air conditioning load is small, the hot water generator 1 can spend a long time in the hot water supply heating operation.
  • the operation control of such a hot water generation device 1 is more efficient operation of the hot water generation device 1 according to the situation, or hot water generation that maintains the comfort of the user, as compared with the operation control of the conventional hot water supply device provided with a plurality of pumps. The operation of the device 1 is provided.
  • the hot water generator 1 extends the second time when the air conditioning load is smaller than the minimum capacity of the refrigerating circuit 21 in the mixed operation mode. Therefore, the hot water generator 1 can reliably allocate the surplus capacity of the refrigerating circuit 21 in the air conditioning operation to the hot water supply heating operation. As a result, the hot water generator 1 can bring the temperature of the second water in the hot water supply tank 13 to the set temperature earlier.
  • the hot water generator 1 determines that the air conditioning load is smaller than the minimum capacity of the refrigeration circuit 21 when the thermo-off occurs during the air conditioning operation. Therefore, the hot water generator 1 can reliably determine whether or not the capacity of the refrigerating circuit 21 in the air conditioning operation is surplus.
  • the hot water generator 1 changes the second time in correlation with the presence or absence of the occurrence of thermo-off. Therefore, the hot water generator 1 can reliably allocate the surplus capacity of the refrigerating circuit 21 in the air conditioning operation to the hot water supply heating operation.
  • the hot water generator 1 extends the second time by a predetermined extension time when the thermo-off occurs at the predetermined first judgment interval, and the thermo-off is not performed at the predetermined second judgment interval. In case of occurrence, the extension of the second hour is canceled by the prescribed extension time. Therefore, the hot water generator 1 can timely reflect the surplus capacity of the refrigerating circuit 21 in the air conditioning operation.
  • the hot water generator 1 may extend the second time when the outside air temperature is higher than the predetermined temperature. Even when such a hot water generator 1 includes a compressor 22 whose operating frequency cannot be changed, the hot water generator 1 can be operated efficiently according to the situation, or the hot water generator 1 can maintain the comfort of the user. Provides driving.
  • the hot water generation device 1A and the hot water generation device 1B described in each example the same reference numerals are given to the same configurations as those of the hot water generation device 1, and duplicate description will be omitted.
  • the hot water generator 1A of the second example according to the present embodiment includes a water heat exchange unit 3A.
  • the water heat exchange unit 3A includes a second switching valve 65A that bypasses the air conditioning water circuit 41 and the hot water supply / heating water circuit 42.
  • the second switching valve 65A switches the connection destination of the hot water return pipe 52 of the air conditioning water circuit 41 to either the water heat exchanger 11 or the hot water supply pipe 57 of the hot water supply heating water circuit 42.
  • the water heat exchanger 11 side of the second switching valve 65A joins the hot water return pipe 59 of the hot water supply and heating water circuit 42.
  • the routes where the water flow is permitted are shown in white, and the routes where the water flow is blocked are shown in black.
  • the hot water generator 1A can simultaneously execute the air conditioning operation and the hot water supply heating operation while giving priority to the air conditioning operation.
  • the hot water generation device 1A can prevent the temperature drop of the external device 101 that may occur in the hot water supply heating operation.
  • the discharge side of the pump 43 is switched to the air conditioning water circuit 41 by the switching valve 45 and the connection destination on the downstream side of the second switching valve 65A is switched to the water heat exchanger 11, air conditioning is performed.
  • the first water can be circulated by the water circuit 41 alone. That is, the hot water generator 1A can independently execute the air conditioning operation mode.
  • the discharge side of the pump 43 is switched to the hot water supply / heating water circuit 42 by the switching valve 45 and the connection destination on the downstream side of the second switching valve 65A is switched to the water heat exchanger 11.
  • the first water can be circulated by the hot water supply heating water circuit 42 alone. That is, the hot water generator 1A can independently execute the hot water supply heating operation mode.
  • the second switching valve 65A connects the hot water return pipe 52 and the water heat exchanger 11, but since the air conditioning water circuit 41 side of the switching valve 45 is closed, the first water of the air conditioning water circuit 41 is closed. Circulation is blocked.
  • the hot water generator 1B of the third example according to the present embodiment includes a water heat exchange unit 3B.
  • the water heat exchange unit 3B includes a second switching valve 65B that bypasses the air conditioning water circuit 41 and the hot water supply / heating water circuit 42.
  • the second switching valve 65B switches the connection destination of the hot water return pipe 59 of the hot water supply heating water circuit 42 to either the water heat exchanger 11 or the hot water supply pipe 51 of the air conditioning water circuit 41.
  • the water heat exchanger 11 side of the second switching valve 65B joins the hot water return pipe 52 of the air conditioning water circuit 41.
  • the routes where the water flow is permitted are shown in white, and the routes where the water flow is blocked are shown in black.
  • the hot water generator 1B can simultaneously execute the air conditioning operation and the hot water heating operation while giving priority to the hot water supply heating operation.
  • the hot water generator 1B can generally circulate water from the hot water supply heating water circuit 42 having a higher set temperature to the air conditioning water circuit 41 having a lower set temperature, and the set temperature of the external device 101 boils up to the set temperature. Even if it is lower, the air conditioning operation and the hot water supply heating operation can be executed at the same time.
  • the hot water generator 1 According to the hot water generator 1 according to the present embodiment, efficient operation or operation that maintains user comfort can be performed depending on the situation without using a plurality of pumps.

Abstract

単一のポンプを用いて、状況に応じて効率的な運転、またはユーザの快適性を保つ運転を行うことが可能な温水生成装置を提供する。温水生成装置（１）は、水熱交換器（１１）で熱交換された水が空調用水回路（４１）に循環するよう切換弁（４５）を切り換える空調運転と、水熱交換器（１１）で熱交換された水が給湯加熱用水回路（４２）に循環するよう切換弁（４５）を切り換える給湯加熱運転と、第一時間継続する空調運転と第二時間継続する給湯加熱運転とを交互に繰り返す混合運転モードの制御と、を実行可能である。また、温水生成装置（１）は、混合運転モードにおいて空調用水回路（４１）の負荷状態に基づいて第二時間を変化させる。

Description

温水生成装置
　本発明の実施形態は、温水生成装置に関する。
　ヒートポンプ式の冷凍サイクルと、空調用水回路と、給湯加熱用水回路と、を備える温水生成装置である給湯装置が知られている。
　温水生成装置は、第一循環ポンプと、ヒートポンプと、給湯タンク用熱交換器と、床暖房用などの暖房用の放熱器と、切換弁と、それらに水を循環させる水配管と、を備えている。切換弁は、ヒートポンプから流出した水の行き先を、給湯タンク用熱交換器および放熱器のいずれかに切り換える。さらに、温水生成装置は、第二循環ポンプと、給湯タンク用熱交換器の利用側と、給湯タンクと、それらに水を循環させる水配管と、を備えている。
　制御部は、給湯タンク内の水温と再沸き上げタンク温度とを比較し、給湯タンク内の水温が再沸き上げタンク温度を下回ったら、給湯タンク内の水温が目標タンク温度になるように再沸き上げる。また、制御部は、給湯タンク内の単位時間当たりの水温変化が基準値未満、例えば１０度未満の場合には、給湯タンクからの放熱ロスによって水温が低下していると判断し、第二循環ポンプを最大流量運転することで給湯タンク内の水を強制対流させて目標タンク温度まで均一に沸き上げる。さらに、制御部は、給湯タンク内の単位時間当たりの水温変化が基準値以上、例えば１０度以上の場合には、給湯タンク内の温水の利用によって水温が低下していると判断し、第二循環ポンプを最小流量運転することで給湯タンク内の水の温度成層を維持する。
特開2015-224796号公報
　従来の給湯装置は、状況に応じて効率的な運転、またはユーザの快適性を保つ運転を行うために、第一循環ポンプおよび第二循環ポンプを含む複数の循環ポンプを必要する。このような構成の従来の給湯装置は、給湯装置の消費電力の低減、およびコストの削減を阻害する。
　そこで、本発明は、単一のポンプを用いて、状況に応じて効率的な運転、またはユーザの快適性を保つ運転を行うことが可能な温水生成装置を提供することを目的とする。
　本発明の実施形態に係る温水生成装置は、冷媒を循環させる冷凍回路と、前記冷媒と利用側熱媒体としての第一水とを熱交換する水熱交換器を有する水熱交換ユニットと、を備えている。前記水熱交換ユニットは、前記水熱交換器で熱交換された前記第一水を機外装置に循環させる空調用水回路と、前記水熱交換器で熱交換された前記第一水を給湯タンク内に循環させて前記給湯タンクに貯留される第二水を加熱する給湯加熱用水回路と、前記第一水の循環経路を前記空調用水回路および前記給湯加熱用水回路のいずれか一方に切り換える切換弁と、前記切換弁を制御する制御部と、を備えている。前記制御部は、前記第一水が前記空調用水回路に循環するよう前記切換弁を切り換える空調運転と、前記第一水が前記給湯加熱用水回路に循環するよう前記切換弁を切り換える給湯加熱運転と、第一時間継続する前記空調運転と第二時間継続する前記給湯加熱運転とを交互に繰り返す混合運転モードと、を実行可能であり、かつ前記混合運転モードにおいて前記空調用水回路の負荷状態に基づいて前記給湯加熱運転の前記第二時間を変化させる。
　本発明の実施形態に係る温水生成装置の前記制御部は、前記空調用水回路の負荷が前記冷凍回路の最小能力より小さい場合に、前記第二時間を延長することが好ましい。
　また、本発明の実施形態に係る温水生成装置の前記制御部は、前記空調運転において前記冷凍回路の圧縮機が停止するサーモオフが発生すると前記空調用水回路の負荷が前記冷凍回路の最小能力より小さいと判断することが好ましい。
　さらに、本発明の実施形態に係る温水生成装置の前記制御部は、前記サーモオフの発生の有無に相関させて前記第二時間を変化させることが好ましい。
　また、本発明の実施形態に係る温水生成装置の前記制御部は、所定の第一判断間隔に前記サーモオフが発生した場合には、前記第二時間を所定の延長時間だけ延長し、所定の第二判断間隔に前記サーモオフが未発生の場合には、前記第二時間の延長を前記延長時間だけ取り消すことが好ましい。
　さらに、本発明の実施形態に係る温水生成装置の前記制御部は、外気温が所定温度より高い場合に、前記第二時間を延長することが好ましい。
　本発明によれば、単一のポンプを用いて、状況に応じて効率的な運転、またはユーザの快適性を保つ運転を行うことが可能な温水生成装置を提供できる。
本発明の実施形態に係る温水生成装置のシステム構成図。 本発明の実施形態に係る空調用水回路の負荷と冷凍回路の能力との関係を表す線図。 本発明の実施形態に係る温水生成装置のサーモオフ実行監視制御のアルゴリズム（算法）を表現したフローチャートの一例。 本発明の実施形態に係る温水生成装置の好適化制御のアルゴリズム（算法）を表現したフローチャートの一例。 本発明の実施形態に係る温水生成装置の好適化制御のタイミングチャートの一例。 本発明の実施形態に係る温水生成装置の第二例の水熱交換ユニット。 本発明の実施形態に係る温水生成装置の第二例の水熱交換ユニット。 本発明の実施形態に係る温水生成装置の第二例の水熱交換ユニット。 本発明の実施形態に係る温水生成装置の第二例の水熱交換ユニット。 本発明の実施形態に係る温水生成装置の第二例の水熱交換ユニット。 本発明の実施形態に係る温水生成装置の第二例の水熱交換ユニット。
　本発明に係る温水生成装置の実施形態について図１から図１１を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当する構成には同一の符号を付している。
　図１は、本発明の実施形態に係る温水生成装置のシステム構成図である。
　図１に示すように、本実施形態に係る温水生成装置１は、ヒートポンプ式である。温水生成装置１は、室外の空気と冷媒とを熱交換する熱源ユニットとしての室外ユニット２（Outdoor Unit）と、利用側熱媒体としての水（第一水）と冷媒とを熱交換する水熱交換ユニット３（Hydro Unit）と、使用者による操作を受け付ける入力装置としてのリモートコントローラ４と、リモートコントローラ４に入力される操作に基づいて室外ユニット２および水熱交換ユニット３を制御する制御部６と、を備えている。
　温水生成装置１は、主として以下の機能を備えている。
（１）室外ユニット２と水熱交換ユニット３との間で冷媒を循環させ、水熱交換ユニット３内の水熱交換器１１で冷媒と利用側熱媒体としての水とを熱交換させる機能
（２）水熱交換ユニット３と空調用の機外装置１０１との間で湯を循環させて、機外装置１０１の設置されている部屋を空調する機能
（３）水熱交換ユニット３と給湯タンク１３内に収納されるタンク内熱交換器５８との間で湯を循環させて機外から給湯タンク１３内に供給される水を湯に加熱して、装置外へ供給する機能
　以下、水熱交換器１１を含む閉回路を流れる循環水を第一水と呼ぶ。給湯タンク１３内に貯湯されて、最終的に装置外に供給される水を第二水と呼ぶ。
　温水生成装置１は、第一水を加熱して第一温度の湯を空調用の機外装置１０１、例えば床暖房システムのラジエーター１０２、すなわち床暖房パネルや、空気調和システムのラジエーター１０２、例えばファンコイルユニットに供給する。第一温度は、冷媒の種類および室外ユニット２の能力に影響される。R410A冷媒を循環させる場合には、第一温度は、最高で摂氏６０度（℃）程度に達する。より高温となるR32冷媒を用いた場合には、摂氏６５度（℃）程度まで上げることもできる。第一温度の湯(第一水)は、機外装置１０１を流通して低温となり、水熱交換ユニット３に返送される。
　また、温水生成装置１は、水熱交換器１１による冷媒と第一水との熱交換と、バックアップヒーター１２による第一水の加熱とを併用して、第一温度よりも高温の第二温度、例えば摂氏７０度（℃）程度の湯(第一水)を生成して、給湯タンク１３内を通過させることもできる。
　第一温度または第二温度の湯である第一水は、給湯タンク１３内の第二水の加熱に使用される。第二水は、お湯の利用先である、例えば、洗面所、台所および浴室に供給される。給湯タンク１３には市水が接続されている。利用先に供給された分の第二水は市水から補充され、給湯タンク１３は常に満水状態に保たれる。給湯タンク１３内の第二水には市水の水圧が加わっているため、利用先の蛇口をひねると第二水が出る。
　通常、室外ユニット２は、室外に設置され、水熱交換ユニット３は、屋内に設置される。室外ユニット２と水熱交換ユニット３とは、冷媒管１６の渡り管１７、１８および通信線（図示省略）で接続される。温水生成装置１は、屋外に敷設される水配管を有していない。そのため、冬季の屋外低温時に水配管内の水の凍結を防ぐことができる。
　温水生成装置１は、ヒートポンプ式の冷凍回路２１を備えている。冷凍回路２１の熱源は、屋外の空気である。
　冷凍回路２１は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２２と、四方弁２６と、蒸発器としての空気熱交換器２３と、膨張弁２５と、凝縮器としての水熱交換器１１、圧縮機２２の吸込み側に設けられるサクションカップ２７と、これらの冷凍サイクル部品を順次に接続して冷媒を流通させる冷媒管１６と、を備えている。冷凍回路２１は、冷媒を循環させることによって、空気熱交換器２３から水熱交換器１１へ熱を移動させる。冷凍回路２１は、水熱交換器１１へ移動させた熱で第一水を湯に加熱する。水熱交換器１１および冷媒管１６の一部は、水熱交換ユニット３に収容されている。それらを除く冷凍回路２１の構成部品は、室外ユニット２に収容されている。
　空気熱交換器２３は、冷凍回路２１で水を加熱する場合には、蒸発器（「吸熱器」とも呼ばれる。）として機能し、水熱交換器１１は、凝縮器（「放熱器」とも呼ばれる。）として機能する。
　圧縮機２２は、例えばロータリ形圧縮機である。圧縮機２２は、冷媒を圧縮し、昇圧して吐出する。圧縮機２２は、公知のインバーター制御によって運転周波数を変更できる。圧縮機２２の回転数を上げると、高温部分へ移動する熱量が増加し、圧縮機２２の回転数を下げると、高温部分へ移動する熱量が低下する。これにより室外ユニット２の能力、すなわち第一水の加熱能力が制御される。なお、圧縮機２２の回転数を上げると、圧縮機２２の消費電力は増加し、圧縮機２２の回転数を下げると、圧縮機２２の消費電力は減少する。
　膨張弁２５は、例えばステッピングモータ等で駆動することで細かい分解能で弁開度を調節できる電子膨張弁（Pulse Motor Valve、ＰＭＶ）が用いられる。
　冷媒管１６は、圧縮機２２、サクションカップ２７、四方弁２６、空気熱交換器２３、膨張弁２５、および水熱交換器１１を接続している。冷媒管１６は、圧縮機２２の吐出側と四方弁２６とを繋ぐ第一冷媒管１６ａと、圧縮機２２の吸込側と四方弁２６とを繋ぐ第二冷媒管１６ｂと、四方弁２６と水熱交換器１１とを繋ぐ第三冷媒管１６ｃと、空気熱交換器２３と水熱交換器１１とを繋ぐ第四冷媒管１６ｄと、空気熱交換器２３と四方弁２６とを繋ぐ第五冷媒管１６ｅと、を含んでいる。
　第二冷媒管１６ｂには、サクションカップ２７が設けられている。第四冷媒管１６ｄには、膨張弁２５が設けられている。
　冷媒管１６の渡り管１７、１８は、室外ユニット２と水熱交換ユニット３との間で冷媒を往来させる。渡り管１７は、第三冷媒管１６ｃの一部であって、室外ユニット２の外側、かつ水熱交換ユニット３の外側に敷設されている。渡り管１８は、第四冷媒管１６ｄの一部であって、室外ユニット２の外側、かつ水熱交換ユニット３の外側に敷設されている。なお、第三冷媒管１６ｃの一部であって、水熱交換ユニット３内に設けられる部位を、水熱交換ユニット内第一冷媒管３１と呼ぶ。また、第四冷媒管１６ｄの一部であって、水熱交換ユニット３内に設けられる部位を、水熱交換ユニット内第二冷媒管３２と呼ぶ。
　四方弁２６は、冷媒管１６における冷媒の流れの向きを切替える。冷凍回路２１で第一水を加熱する場合には、四方弁２６は、第一冷媒管１６ａから第三冷媒管１６ｃへ冷媒を流通させ、かつ第五冷媒管１６ｅから第二冷媒管１６ｂへ冷媒を流通させる（図１中、実線で示す冷媒の流れ）。
　冷凍回路２１は、圧縮された高温高圧の冷媒を圧縮機２２から吐出し、四方弁２６を介してこの冷媒を水熱交換器１１へ送る。水熱交換器１１は、水熱交換器１１内を通る第一水と水熱交換器１１内を通る冷媒との間で熱交換を行わせる。そうすると、第一水は加熱され、冷媒は冷却されて高圧の液状態になる。つまり、水を湯に加熱する際、水熱交換器１１は、放熱器として機能する。水熱交換器１１を通過した冷媒は、膨張弁２５を通過して減圧され低圧の気液二相冷媒になって空気熱交換器２３に到達する。空気熱交換器２３は、屋外の空気と空気熱交換器２３内を通る冷媒との間で熱交換を行わせ、屋外の空気を冷却する。このとき、空気熱交換器２３は、冷媒を蒸発させて気体状態にする吸熱器として機能する。空気熱交換器２３を通過した冷媒は、圧縮機２２へ吸い込まれる。
　なお、冬季において、冷凍回路２１は、四方弁２６によって冷媒管１６における冷媒の流れの向きを切替えて、除霜運転することができる。除霜運転を実施する際、温水生成装置１は、四方弁２６を反転させて冷凍回路２１に水を湯に加熱する冷媒の流れと逆向きの冷媒の流れを生じさせる。除霜運転の場合には、四方弁２６は、第一冷媒管１６ａから第五冷媒管１６ｅへ冷媒を流通させ、かつ第三冷媒管１６ｃから第二冷媒管１６ｂへ冷媒を流通させる（図１中、破線で示す冷媒の流れ）。除霜運転の場合には、空気熱交換器２３は、凝縮器として機能し、水熱交換器１１は、蒸発器として機能する。この結果、空気熱交換器２３の温度が上昇し、その表面に付着した霜が溶かされる。
　また、温暖地域向けの冷凍回路２１は、四方弁２６を備えない、水の加熱専用のものであっても良い。この場合、圧縮機２２の吐出側は冷媒管１６を通じて水熱交換器１１に接続され、圧縮機２２の吸込側は冷媒管１６を通じて空気熱交換器２３に接続される。
　次いで、水熱交換ユニット３は、水熱交換器１１の他に、水熱交換器１１で熱交換された第一水を機外装置１０１に循環させる空調用水回路４１と、湯を貯める給湯タンク１３と、水熱交換器１１で熱交換された第一水を給湯タンク１３内に循環させて給湯タンク１３内の第二水を加熱する給湯加熱用水回路４２と、を備えている。
　空調用水回路４１と給湯加熱用水回路４２とは、水熱交換器１１の利用側と、バックアップヒーター１２と、ポンプ４３と、切換弁４５と、を共有している。これらの機器およびこれらの機器を繋ぐ水配管４６を水回路共有部４８と呼ぶ。水回路共有部４８では、湯は一方向へ循環する。切換弁４５は、ポンプ４３の吐出側に接続されている。切換弁４５の下流側は、空調用水回路４１と給湯加熱用水回路４２とのそれぞれに分岐する。切換弁４５は、水熱交換器１１で熱交換された水の循環経路を空調用水回路４１および給湯加熱用水回路４２のいずれか一方に切り換える。空調用水回路４１と給湯加熱用水回路４２とは、水熱交換器１１の上流側で合流する。換言すると、水熱交換器１１は、空調用水回路４１の下流側、かつ給湯加熱用水回路４２の下流側に接続されている。バックアップヒーター１２は、水熱交換器１１の下流側に接続され、ポンプ４３の吸込側は、バックアップヒーター１２の下流側に接続されている。なお、ポンプ４３は、バックアップヒーター１２の上流側に接続されていても良い。
　水回路共有部４８では、水熱交換器１１で熱交換された第一水は、ポンプ４３の駆動によって切換弁４５を介して空調用水回路４１および給湯加熱用水回路４２のいずれか一方へ供給される。供給先で利用されて温度が低下した第一水は、水熱交換器１１へ返送され、再び冷凍回路２１を循環する冷媒によって加熱される。水熱交換器１１で熱交換された第一水は、そのまま、またはバックアップヒーター１２で更に加熱されてポンプ４３に吸い込まれる。バックアップヒーター１２を運転（ＯＮ）すると、第一水は、摂氏７０度（℃）以上に加熱される。バックアップヒーター１２が運転するのは、給湯加熱運転時に限られ、かつヒートポンプによる水熱交換器１１での第一水の加熱不足、すなわち第一水の水温が低い場合のみである。
　空調用水回路４１は、水回路共有部４８の他に、水熱交換器１１で熱交換された第一水を機外装置１０１へ送り出す給湯管５１と、機外装置１０１で利用されて温度が低下した第一水を機外装置１０１から水熱交換器１１へ戻す返湯管５２と、を備えている。給湯管５１および返湯管５２は、機外の水配管１０３を介して機外装置１０１に接続される。空調用水回路４１、水配管１０３、および機外装置１０１は、水熱交換器１１で熱交換された第一水を循環させる。
　給湯タンク１３は、給湯加熱用水回路４２によって加熱された第二水（湯）を貯め、ユーザの要求に応じて出湯する。給湯タンク１３は、給湯タンク１３内の水温を測定する温度センサ５５を備えている。温度センサ５５の出力は、制御部６に入力される。
　給湯加熱用水回路４２は、水回路共有部４８の他に、水熱交換器１１で熱交換された第一水を給湯タンク１３内へ送り出す給湯管５７と、水熱交換器１１で熱交換された水と給湯タンク１３内の第二水とを熱交換させるタンク内熱交換器５８と、給湯タンク１３内で利用されて温度が低下した第一水を水熱交換器１１へ戻す返湯管５９と、を備えている。
　給湯タンク１３には、給湯タンク１３へ加熱前の市水等の水を、第二水として機外から導く給水管６１と、給湯タンク１３で沸き上げられた第二水を装置外へ送る給湯管６２と、が接続されている。給湯管６２は、洗面台、台所や風呂に温水を供給する。給湯タンク１３では、給湯管６２から流れ出た第二水は、給水管６１から市水によって補充される。このため、給湯管６２から大量の温水を供給すると、給湯タンク１３内では、温度が低い市水の割合が増加し、第二水の温度が低下する。また、給湯タンク１３は、断熱材などによって保温されているが、長時間経過すると自然放熱によって給湯タンク１３内の第二水の温度は、低下する。このため、適宜、給湯加熱用水回路４２によって給湯タンク１３内の第二水が加熱される。
　温水生成装置１は、水熱交換器１１で熱交換された水を空調用水回路４１に循環させる空調運転と、水熱交換器１１で熱交換された水を給湯加熱用水回路４２に循環させる給湯加熱運転と、空調運転と給湯加熱運転とを適宜に切り換える混合運転(以下、混合運転モードとも言う)と、を含む複数の運転モードを実行する。それら運転モードの切換は、切換弁４５の下流側の接続先を空調用水回路４１の給湯管５１および給湯加熱用水回路４２の給湯管５７のいずれか一方に切り換えることによって実行される。
　混合運転モードでは、第一時間継続する空調運転と第二時間継続する給湯加熱運転とが交互に繰り返される。空調運転を継続させる第一時間は、例えば２０分であり、給湯加熱運転を継続させる第二時間の初期値は、例えば３０分である。空調運転モードと給湯加熱運転モードとを切り換えることによって、機外装置１０１に要求される設定温度を維持すると同時に、給湯タンク１３内の水を設定温度まで加熱（沸き上げ）したり、給湯タンク１３内の水を要求される設定温度に維持したりする。
　リモートコントローラ４は、水熱交換ユニット３に設けられているリモートコントローラ４以外に室内の壁面に設置されるリモートコントローラ（図示省略）を含んでいることが望ましい。
　リモートコントローラ４では、ユーザが空調運転、給湯加熱運転を指示可能である。なお、空調運転および給湯加熱運転の両方を同時に指定（ＯＮ）することによって混合運転モードが実行される。また、リモートコントローラ４は、機外装置１０１の設置された部屋の設定温度、および給湯タンク１３内に貯湯される第二水の設定温度を入力可能である。
　空調運転では、機外装置１０１が設置された部屋の温度が当該設定温度になるように、第一水が機外装置１０１に供給される。なお、図示は省略するが、機外装置１０１の設置された部屋には、室温を検出するための室温センサが設けられている。給湯加熱運転では、給湯タンク１３内の第二水の温度が設定温度を維持するようにタンク内熱交換器５８に第一水が供給される。混合運転モードでは、この空調運転と給湯加熱運転とが同時もしくは時分割で実行される。
　混合運転モードが実行されるのは、リモートコントローラ４に空調運転と給湯加熱運転の両方の運転、すなわち同時ＯＮが設定され、かつ給湯タンク１３内の第二水の温度が設定温度を下回った時である。給湯タンク１３内の第二水の温度が設定温度を上回っている場合には、空調運転と給湯加熱運転との同時ＯＮが設定されていても、給湯加熱運転の実施は不要であり、空調運転のみが実行される。空調運転にＯＦＦが設定されていれば、給湯タンク１３内の第二水の温度が設定温度を下回った時に給湯加熱運転が実行され、給湯タンク１３内の第二水の温度が設定温度を上回っていれば、圧縮機の運転は停止状態が維持される。
　制御部６は、マイクロプロセッサー（図示省略）と、マイクロプロセッサーが実行する各種制御プログラム、パラメータなどを記憶する記憶装置（図示省略）と、を備えている。制御部６は、各種制御プログラムを実行する。
　また、制御部６は、有線または無線の通信回線を通じてリモートコントローラ４やセンサから受信する制御信号に基づいて、冷凍回路２１、空調用水回路４１、および給湯加熱用水回路４２の各々の運転制御と、空調用水回路４１と給湯加熱用水回路４２との運転回路の切り換えを含む温水生成装置１の運転制御と、を実行する。
　さらに、制御部６は、水熱交換器１１で熱交換された水が空調用水回路４１に循環するよう切換弁４５を切り換えて空調運転を実行する空調運転の制御と、水熱交換器１１で熱交換された水が給湯加熱用水回路４２に循環するよう切換弁４５を切り換えて給湯タンク内の水を加温する給湯加熱運転の制御と、第一時間だけ継続する空調運転と第二時間だけ継続する給湯加熱運転とを交互に繰り返す混合運転モードの制御と、を実行する。
　ここで、空調用水回路４１の負荷(以下、「空調負荷」ともいう。)と冷凍回路２１の能力との関係について説明する。
　図２は、本発明の実施形態に係る空調用水回路の負荷と冷凍回路の能力との関係を示す線図である。ここで、空調用水回路４１の負荷とは、機外装置１０１により部屋を加温(暖房)する空調負荷を意味する。本実施形態の場合、空調用水回路４１の負荷とは、床暖房システムのラジエーター１０２と空気調和システムのラジエーター１０２が取り付けられている部屋の空調負荷である。
　図２では、空調用水回路４１の負荷と外気温度の関係が破線Ａで示され、冷凍回路２１の能力と外気温度の関係が実線Ｂで示されている。
　図２の破線Ａに示すように、空調用水回路４１の負荷は、外気温度に相関する。外気温度が高くなるほど部屋の暖房能力は少なくて済むため、空調用水回路４１の負荷は低下する。
　図２の実線Ｂに示すように、冷凍回路２１の能力は、外気温度が第一外気温度ｔ１から第二外気温度ｔ２の範囲にあれば、空調負荷に釣り合う（線分Ｂ２）。なお、第一外気温度ｔ１は、第二外気温度ｔ２よりも低い。この範囲では、温水生成装置１は、圧縮機２２の運転周波数をインバーター制御することで冷凍回路２１の能力を可変して、空調負荷と冷凍回路２１の能力とを釣り合わせる。圧縮機２２の運転周波数は、外気温度が第一外気温度ｔ１の場合には最大値に達する。これを最大能力バランス点Ｃｍａｘとする。圧縮機２２の運転周波数は、外気温度が第二外気温度ｔ２の場合には最小値に達する。これを最小能力バランス点Ｃｍｉｎとする。
　そして、外気温度が第一外気温度ｔ１以下、つまり、図２において最大能力バランス点Ｃｍａｘよりも低温側（線分Ｂ１）では、冷凍回路２１の能力は、空調負荷に足りず、機外装置１０１に要求される設定温度を満足できない。このため、圧縮機２２は、停止することなく、継続的に運転される。ただし、通常は、冷凍回路２１の能力は、使用範囲の外気温度の最低値時点での空調負荷よりも大きくなるように設定される。このため、線分Ｂ１側で運転されることはない。
　一方、外気温度が第二外気温度ｔ２以上、つまり、図２において最小能力バランス点Ｃｍｉｎよりも高温側（線分Ｂ３）では、冷凍回路２１の能力は、空調負荷を超え、機外装置１０１に要求される設定温度を超過する虞がある。そこで、空調運転の結果、機外装置１０１の設置される部屋の温度が設定温度を超える場合には、圧縮機２２を一時的に停止させて機外装置１０１に要求される設定温度の超過が回避される。このような圧縮機２２の一時的な停止は、サーモオフと呼ばれる。
　なお、外気温度が第一外気温度ｔ１から第二外気温度ｔ２の範囲にあり、かつ混合運転モードが実行される場合には、制御部６は、第一時間の設定値、および第二時間の設定値を変更することなく、維持したままで空調運転と給湯加熱運転とを交互に繰り返すことで、機外装置１０１に必要な熱量を送り、かつ給湯タンク１３の湯を沸き上げる。
　一方、外気温度が第二外気温度ｔ２以上では、冷凍回路２１の能力が余剰する。そのため、外気温度が第二外気温度ｔ２以上であり、かつ混合運転モードが実行される場合には、空調運転の第一時間中にサーモオフが発生し、圧縮機２２の運転が断続する。つまり、外気温度が第二外気温度ｔ２以上の場合に、第一時間および第二時間が変更されることなく、空調運転と給湯加熱運転とが交互に繰り返されると、給湯タンク１３の湯が設定温度に到達する時間が不要に遅れる。
　そこで、本実施形態に係る温水生成装置１の制御部６は、混合運転モードにおいて空調負荷の状態に基づいて給湯加熱運転の第二時間を変化させる。この制御を、給湯能力好適化制御と呼ぶ。
　また、制御部６は、好適化制御を実施するために空調運転におけるサーモオフの発生の有無を監視する。この制御を、サーモオフ実行監視制御と呼ぶ。
　図３に示すように、本実施形態に係る温水生成装置１のサーモオフ実行監視制御は、空調運転中に所定の第一判断間隔、例えば２０分毎にサーモオフの発生の有無を監視し、第一判断間隔内にサーモオフが発生した場合には、サーモオフの回数をカウントする計数Ｆに１を加算する（いわゆるインクリメント）。また、サーモオフ実行監視制御は、所定の第二判断間隔、例えば３０分の間にサーモオフが発生しなかった場合には、計数Ｆから１を減じる（いわゆるデクリメント）。サーモオフ実行監視制御は、空調運転および混合運転モードで実行される。
　具体的には、制御部６は、リモートコントローラ４が空調運転の開始指示を受け付けたか否かを監視する（ステップＳ１のＮｏ）。各ステップは制御部６で実行されるもので、以下、「ステップ」の表記を省略する。リモートコントローラ４が空調運転モードの開始指示を受け付けた場合には（Ｓ１のＹｅｓ）、制御部６は、第一判断間隔を計時する第一タイマ、および第二判断間隔を計時する第二タイマの計時を開始する（Ｓ２）。
　次いで、機外装置１０１での空調運転による室温の設定温度以上への上昇によるサーモオフ発生の有無を監視する（Ｓ３）。制御部６は、第一タイマが第一判断間隔に達すると（Ｓ４のＹｅｓ）、第一タイマを零値に初期化し、かつ第一タイマの計時を再開する（Ｓ５）。
　次いで、制御部６は、直前の第一タイマの計時中にサーモオフが発生したか否かを確認する（Ｓ６）。
　直前の第一タイマの計時中にサーモオフが発生した場合には（Ｓ６のＹｅｓ）、制御部６は、計数Ｆに１を加算する（Ｓ７）。この計数Ｆは、最大値が設定されることが好ましい。例えば、計数Ｆの最大値は、８に設定されている（Ｓ８、Ｓ９）。サーモオフ実行監視制御は、空調運転モードの停止指示を受信していない場合には（Ｓ１０のＹｅｓ）、Ｓ３に戻って処理を繰り返す。
　一方、直前の第一タイマの計時中にサーモオフが発生しなかった場合には、制御部６は、計数Ｆを維持する（Ｓ６のＮｏ）。そして、制御部６は、空調運転の停止指示を受信していない場合には（Ｓ１０のＹｅｓ）、Ｓ３に戻って処理を繰り返す。
　次いで、制御部６は、第二タイマが第二判断間隔に達すると（Ｓ４のＮｏ、Ｓ１１のＹｅｓ）、第二タイマを零値に初期化し、かつ第二タイマの計時を再開する（Ｓ１２）。
　次いで、制御部６は、直前の第二タイマの計時中にサーモオフが発生したか否かを確認する（Ｓ１３）。
　直前の第一タイマの計時中にサーモオフが実施された場合には、計数Ｆの値が維持される（Ｓ１３のＹｅｓ）。そして、空調運転の停止指示を受信していない場合には（Ｓ１０のＹｅｓ）、Ｓ３に戻って処理を繰り返す。
　一方、直前の第二タイマの計時中にサーモオフが未発生、つまり発生しなかった場合には（Ｓ１３のＮｏ）、計数Ｆから１を減算する（Ｓ１４）。この計数Ｆは、最小値が設定されていることが好ましい。例えば、計数Ｆの最小値は、０に設定されている（Ｓ１５、Ｓ１６）。サーモオフ実行監視制御は、空調運転の停止指示を受信していない場合には（Ｓ１０のＹｅｓ）、Ｓ３に戻って処理を繰り返す。
　図４に示すように、本実施形態に係る温水生成装置１の制御部６は、空調負荷が冷凍回路２１の最小能力より小さい場合に、第二時間を延長する。制御部６は、空調運転において冷凍回路２１の圧縮機２２が停止するサーモオフが発生すると空調負荷が冷凍回路２１の最小能力より小さいと判断する。
　また、制御部６は、サーモオフの発生の有無に相関させて第二時間を変化させる。つまり、制御部６は、所定の第一判断間隔にサーモオフが発生した場合には、第二時間を所定の延長時間だけ延長し、所定の第二判断間隔にサーモオフが未発生の場合には、第二時間の延長を延長時間だけ取り消す。
　具体的には、制御部６は、リモートコントローラ４が給湯加熱運転の開始指示を受け付けたか否かを監視する（Ｓ３１のＮｏ）。リモートコントローラ４が給湯加熱運転の開始指示を受け付けた場合には（Ｓ３１のＹｅｓ）、制御部６は、給湯タンク１３の温度センサ５５の測定値が設定温度以下か否かを監視する（Ｓ３２、Ｓ３２のＮｏ）。
　給湯タンク１３の温度センサ５５の測定値が設定温度以下の場合には（Ｓ３２のＹｅｓ）、制御部６は、給湯加熱運転を開始する（Ｓ３３）。このとき、給湯加熱運転の実行時間の計時が開始される。
　そして、制御部６は、給湯加熱運転と同時に空調運転が実行中か否かを判断する（Ｓ３４）。
　空調運転が未実行の場合には（Ｓ３４のＮｏ）、制御部６は、温度センサ５５の測定値が設定温度に達したか否かを監視し（Ｓ３５、Ｓ３５のＮｏ）、温度センサ５５の測定値が設定温度に達すると（Ｓ３５のＹｅｓ）、給湯加熱運転を完了して（Ｓ３６）、Ｓ３２に戻る。
　次いで、空調運転が実行中の場合には（Ｓ３４のＹｅｓ）、制御部６は、サーモオフ実行監視制御で加算および減算される計数Ｆが０より大きいか否かを判断する（Ｓ３７）。
　計数Ｆが０の場合には（Ｓ３７のＮｏ）、制御部６は、第二時間を初期値、例えば３０分に設定する（Ｓ３８）。
　一方、計数Ｆが０より大きい場合には（Ｓ３７のＹｅｓ）、制御部６は、給湯加熱運転を継続させる第二時間を増加させる。計数Ｆの値と所定の延長時間、例えば５分との積を第二時間に加算する（Ｓ３９）。なお、計数Ｆが０の場合には、第二時間の延長は取り消されて第二時間は初期値に戻る。
　次いで、制御部６は、Ｓ３８で設定された第二時間、またはＳ３９で延長された第二時間継続中（Ｓ４１のＮｏ）に、温度センサ５５の計測値が設定温度に達したか否かを監視する（Ｓ４０）。
　制御部６は、Ｓ３８で設定された第二時間またはＳ３９で延長された第二時間が経過する（Ｓ４１のＹｅｓ）、または温度センサ５５の測定値が設定温度に達すると（Ｓ４０のＹｅｓ）、給湯加熱運転を完了して（Ｓ３６）、Ｓ３２に戻る。
　図５では、混合運転モードにおいて、空調運転を継続する第一時間を２０分とし、給湯加熱運転を継続する第二時間の初期値を３０分とし、延長時間を５分（図中Ｃ）とする。
　図５に示す区間Ａでは、空調負荷が小さく、計数Ｆ（図中ｘ）は、０であり、制御部６は、２０分間（図中α）の空調運転と、３０分間（図中β）の給湯加熱運転と、を交互に繰り返す。
　図５に示す区間Ｂでは、空調運転中に１回以上のサーモオフが発生していないものとする。そうすると、計数Ｆは、第一判断間隔、例えば２０分ごとに１ずつ増加する。制御部６は、２０分間の空調運転から給湯加熱運転に切り換わる都度、第二時間を延長して、空調運転と給湯加熱運転とを交互に繰り返す。
　また、図５に示す区間Ｃでは、空調運転中にサーモオフが発生していないものとする。そうすると、計数Ｆは、第二判断間隔、例えば３０分ごとに１ずつ減少する。制御部６は、２０分間の空調運転から給湯加熱運転に切り換わる都度、第二時間を短縮して、空調運転と給湯加熱運転とを交互に繰り返す。
　なお、サーモオフ実行監視制御および好適化制御は、非同期で実行されるため、第二時間は、必ずしも１単位の延長時間（５分）で変化するわけではなく、複数単位、例えば２単位の延長時間（合計１０分）で変化する場合がある。
　また、制御部６は、計数Ｆに係わらず、空調負荷が冷凍回路２１の最小能力より小さいことが推定される所定温度より外気温が高い場合に、第二時間を延長しても良い。この場合には、温水生成装置１は、外気温を測定する温度センサを備えていることが好ましい。外気温に基づく好適化制御は、例えば、運転周波数を変更不能な圧縮機２２を備える温水生成装置１の場合に好適である。
　以上のように、本実施形態に係る温水生成装置１は、混合運転モードの制御において空調負荷の状態に基づいて第二時間を変化させる。そのため、温水生成装置１は、空調運転における冷凍回路２１の能力の余剰を給湯加熱運転に割り当てることができる。例えば、空調負荷が小さい場合には、温水生成装置１は、給湯加熱運転により長い時間を割くことができる。そのような温水生成装置１の運転制御は、複数のポンプを備える従来の給湯装置の運転制御に比べて、状況に応じる効率的な温水生成装置１の運転、またはユーザの快適性を保つ温水生成装置１の運転を提供する。
　また、本実施形態に係る温水生成装置１は、混合運転モードにおいて、空調負荷が冷凍回路２１の最小能力より小さい場合に、第二時間を延長する。そのため、温水生成装置１は、空調運転における冷凍回路２１の能力の余剰を給湯加熱運転に確実に割り当てることができる。これにより、温水生成装置１は、給湯タンク１３内の第二水の温度を早めに設定温度に到達させることができる。
　さらに、本実施形態に係る温水生成装置１は、空調運転中においてサーモオフが発生すると、空調負荷が冷凍回路２１の最小能力より小さいと判断する。そのため、温水生成装置１は、そのため、温水生成装置１は、空調運転における冷凍回路２１の能力が余剰しているか否か、確実に判断できる。
　また、本実施形態に係る温水生成装置１は、サーモオフの発生の有無に相関させて第二時間を変化させる。そのため、温水生成装置１は、空調運転における冷凍回路２１の能力の余剰を給湯加熱運転に確実に割り当てることができる。
　さらに、本実施形態に係る温水生成装置１は、所定の第一判断間隔にサーモオフが発生した場合には、第二時間を所定の延長時間だけ延長し、所定の第二判断間隔にサーモオフが未発生の場合には、第二時間の延長を所定の延長時間だけ取り消す。そのため、温水生成装置１は、空調運転における冷凍回路２１の能力の余剰の状況を適時に反映できる。
　また、本実施形態に係る温水生成装置１は、外気温が所定温度より高い場合に、第二時間を延長するものであっても良い。そのような温水生成装置１は、運転周波数を変更不能な圧縮機２２を備える場合であっても、状況に応じる効率的な温水生成装置１の運転、またはユーザの快適性を保つ温水生成装置１の運転を提供する。
　次に、本実施形態に係る温水生成装置１の他の例を説明する。なお、各例で説明する温水生成装置１Ａおよび温水生成装置１Ｂにおいて、温水生成装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　図６から図８に示すように、本実施形態に係る第二例の温水生成装置１Ａは、水熱交換ユニット３Ａを備えている。
　水熱交換ユニット３Ａは、空調用水回路４１と給湯加熱用水回路４２とをバイパスする第二切換弁６５Ａを備えている。
　第二切換弁６５Ａは、空調用水回路４１の返湯管５２の接続先を、水熱交換器１１および給湯加熱用水回路４２の給湯管５７のいずれか一方に切り換える。第二切換弁６５Ａの水熱交換器１１側は、給湯加熱用水回路４２の返湯管５９に合流する。
　なお、切換弁４５および第二切換弁６５Ａは、水の流通が許可されている経路を白抜きで示し、水の流通が遮断されている経路を黒塗りで示す。
　図６のように、切換弁４５でポンプ４３の吐出側を空調用水回路４１に切り換え、第二切換弁６５Ａの下流側の接続先を給湯加熱用水回路４２の給湯管５７に切り換えた場合には、空調用水回路４１で利用された第一水は、給湯タンク１３内の第二水の加熱または保温に再利用される。つまり、温水生成装置１Ａは、空調運転を優先しつつ、空調運転と給湯加熱運転とを同時実行できる。温水生成装置１Ａは、給湯加熱運転で発生する可能性のある機外装置１０１の温度低下を防止できる。
　また、図７のように、切換弁４５でポンプ４３の吐出側を空調用水回路４１に切り換え、第二切換弁６５Ａの下流側の接続先を水熱交換器１１に切り換えた場合には、空調用水回路４１単独で第一水を循環させることができる。つまり、温水生成装置１Ａは、空調運転モードを単独で実行できる。
　さらに、図８のように、切換弁４５でポンプ４３の吐出側を給湯加熱用水回路４２に切り換え、第二切換弁６５Ａの下流側の接続先を水熱交換器１１に切り換えた場合には、給湯加熱用水回路４２単独で第一水を循環させることができる。つまり、温水生成装置１Ａは、給湯加熱運転モードを単独で実行できる。なお、第二切換弁６５Ａは、返湯管５２と水熱交換器１１とを接続しているが、切換弁４５の空調用水回路４１側が閉鎖されているので、空調用水回路４１の第一水の循環は阻止される。
　図９から図１１に示すように、本実施形態に係る第三例の温水生成装置１Ｂは、水熱交換ユニット３Ｂを備えている。
　水熱交換ユニット３Ｂは、空調用水回路４１と給湯加熱用水回路４２とをバイパスする第二切換弁６５Ｂを備えている。
　第二切換弁６５Ｂは、給湯加熱用水回路４２の返湯管５９の接続先を、水熱交換器１１および空調用水回路４１の給湯管５１のいずれか一方に切り換える。第二切換弁６５Ｂの水熱交換器１１側は、空調用水回路４１の返湯管５２に合流する。
　なお、切換弁４５および第二切換弁６５Ｂは、水の流通が許可されている経路を白抜きで示し、水の流通が遮断されている経路を黒塗りで示す。
　図９のように、切換弁４５でポンプ４３の吐出側を給湯加熱用水回路４２に切り換え、第二切換弁６５Ａの下流側の接続先を空調用水回路４１の給湯管５１に切り換えた場合には、給湯加熱用水回路４２で利用された水は、機外装置１０１で再利用される。つまり、温水生成装置１Ｂは、給湯加熱運転を優先しつつ、空調運転と給湯加熱運転とを同時実行できる。温水生成装置１Ｂは、一般に設定温度がより高温な給湯加熱用水回路４２から設定温度がより低温な空調用水回路４１へ水を循環可能であって、機外装置１０１の設定温度が沸き上げ設定温度より低い場合でも空調運転と給湯加熱運転とを同時実行できる。
　また、図１０のように、切換弁４５でポンプ４３の吐出側を給湯加熱用水回路４２に切り換え、第二切換弁６５Ｂの下流側の接続先を水熱交換器１１に切り換えた場合には、給湯加熱用水回路４２単独で水を循環させることができる。つまり、温水生成装置１Ｂは、給湯加熱運転を単独で実行できる。
　さらに、図１１のように、切換弁４５でポンプ４３の吐出側を空調用水回路４１に切り換え、第二切換弁６５Ｂの下流側の接続先を空調用水回路４１の給湯管５１に切り換えた場合には、空調用水回路４１単独で水を循環させることができる。つまり、温水生成装置１Ｂは、空調運転を単独で実行できる。なお、第二切換弁６５Ｂは、返湯管５９と給湯管５１とを接続しているが、切換弁４５の給湯加熱用水回路４２側が閉鎖されているので、給湯加熱用水回路４２の水の循環は阻止される。
　したがって、本実施形態に係る温水生成装置１によれば、複数のポンプを用いることなく、状況に応じて効率的な運転、またはユーザの快適性を保つ運転を行うことができる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　１、１Ａ、１Ｂ…温水生成装置、２…室外ユニット、３、３Ａ、３Ｂ…水熱交換ユニット、４…リモートコントローラ、６…制御部、１１…水熱交換器、１２…バックアップヒーター、１３…給湯タンク、２１…冷凍回路、２２…圧縮機、２３…空気熱交換器、４１…空調用水回路、４２…給湯加熱用水回路、４３…ポンプ、４５…切換弁、４８…水回路共有部、５８…タンク内熱交換器、６５Ａ、６５Ｂ…第二切換弁、１０１…機外装置。
 

Claims (4)

  1. 冷媒を循環させる冷凍回路と、
    　前記冷媒と利用側熱媒体である第一水とを熱交換する水熱交換器を有する水熱交換ユニットと、を備え、
    　前記水熱交換ユニットは、
    　　前記水熱交換器で熱交換された前記第一水を機外装置に循環させる空調用水回路と、
    　　前記水熱交換器で熱交換された前記第一水を給湯タンク内に循環させて前記給湯タンクに貯留される第二水を加熱する給湯加熱用水回路と、
    　　前記第一水の循環経路を前記空調用水回路および前記給湯加熱用水回路のいずれか一方に切り換える切換弁と、
    　前記切換弁を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、
    　　前記第一水が前記空調用水回路に循環するよう前記切換弁を切り換える空調運転と、前記第一水が前記給湯加熱用水回路に循環するよう前記切換弁を切り換える給湯加熱運転と、第一時間継続する前記空調運転と第二時間継続する前記給湯加熱運転とを交互に繰り返す混合運転モードと、を実行可能であり、かつ
    　　前記混合運転モードにおいて前記空調用水回路の負荷状態に基づいて前記第二時間を変化させる温水生成装置。
  2. 前記制御部は、前記空調運転において前記冷凍回路の圧縮機が停止するサーモオフが発生すると前記空調用水回路の負荷が前記冷凍回路の最小能力より小さいと判断し、前記第二時間を延長する請求項１に記載の温水生成装置。
  3. 前記制御部は、所定の第一判断間隔に前記サーモオフが発生した場合には、前記第二時間を所定の延長時間だけ延長し、所定の第二判断間隔に前記サーモオフが未発生の場合には、前記第二時間の延長を前記延長時間だけ取り消す請求項２に記載の温水生成装置。
  4. 前記制御部は、外気温が所定温度より高い場合に、前記第二時間を延長する請求項１から３のいずれか１項に記載の温水生成装置。
     
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