JP2008209012A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の用途を有する冷凍サイクル装置において、高温用として利用する熱交換器の運転のみを停止させる手段として、新たにバイパス回路や流量調整弁が必要であり、コストが高くなってしまうこと。
【解決手段】 第１の冷媒回路１１０及び第２の冷媒回路１１１と、それぞれの回路の冷媒流量を制御する第１の流量制御弁１０４及び第２の流量制御弁１０９と、それぞれの回路を連結し、開閉を制御する開閉弁１１２を設け、冷媒流量及び冷媒流路を調整することによって、冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、給湯機や空調機など複数の機能を有する冷凍サイクル装置に関するものである。

従来の複数の機能を有する冷凍サイクル装置としては、図１０に示すように、室内空気温調を行う室内空調ユニットと、床暖房を行う床暖房ユニットとを備えたものがある（例えば特許文献１参照）。すなわち、冷媒回路として、室内熱交換器３３と、床暖用熱交換器３４とは並列に接続されている。

上記のように構成された冷凍サイクル装置では、圧縮機３１を駆動させると、室内熱交換器３３及び床暖用熱交換器３４が放熱器として機能し、室外熱交換器３７が蒸発器として機能することで、室内暖房及び床温水暖房を行うことができる。

ところで、冬場において、室内暖房における吹出し温度は床暖房における温度よりも高温であることが望ましい。しかしながら、上記のような構成の場合、室内熱交換器３３と床暖用熱交換器３４に流入する冷媒温度は同じであり、快適性を満足させることができなかった。また、圧縮機３１と床暖用熱交換器３４の間に減圧弁などをさらに付与することにより、温度差を付けることも可能であるが、このような場合、無駄に高圧を上げる必要があるためシステム効率が低下するとともに、コスト高になるという課題があった。

そこで、このような課題を解決するために、図１１に示すように、上流側を高温用として利用する第１の熱交換器６、下流側を低温用として利用する第２の熱交換器８として、それぞれを直列に配置したものがあった（例えば特許文献２参照）。
特開昭５８−１６０７７６号公報 特開２００６−３２２７０５号公報（第２図）

しかしながら、特許文献２に示されるような構成の場合、例えば高温用として利用する第１の熱交換器６の運転を停止させたい場合、開閉用バルブＶ１、Ｖ３を全閉とし、連絡配管３０に設けられたバルブＶ２を開ける必要があった。このような場合、バルブ個数が多いためコスト高になるとともに、バルブ制御が複雑となるという課題があった。

本発明は、上述した課題に対して、バルブ個数を最小限にするとともに、第１の冷媒回路と第２の冷媒回路と、それぞれの回路の冷媒流量を制御する流量制御弁と、それぞれの回路を連結し、開閉を制御する開閉弁を設け、冷媒流量及び冷媒流路を調整することによって高い効率を実現することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、請求項１記載の本発明の冷凍サイクル装置は、第１の圧縮機、給湯用熱交換器、温水暖房用熱交換器、絞り装置、蒸発器の順に循環する第１の冷媒回路と、前記第１の冷媒回路を流れる冷媒流量を制御する第１の流量制御弁と、第２の圧縮機、空調暖房用熱交換器、前記絞り装置、前記蒸発器の順に循環する第２の冷媒回路と、前記第２の冷媒回路を流れる冷媒流量を制御する第２の流量制御弁を設け、前記給湯用熱交換器出口を一端とし、他端を前記第２の圧縮機出口に接続するバイパス回路の途中に開閉弁を有することを特徴とする。

本構成によって、利用する熱交換器の温度帯に応じて、最適な圧力に調整することが出来るため、冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。

また、請求項２記載の本発明の冷凍サイクル装置は、給湯負荷及び温水暖房負荷に応じて、前記開閉弁の開閉を決定する制御手段を有したことを特徴とする。

本構成によって、温水暖房負荷と空調暖房負荷に応じて前記開閉弁の開閉制御を行い、前記第１の圧縮機と前記第２の圧縮機の運転周波数を最適な効率となるように制御することができるので、冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。

また、請求項３記載の本発明の冷凍サイクル装置は、給湯運転が停止した状態においては、温水暖房負荷及び空調暖房負荷に応じて、前記第１の流量制御弁と前記第２の流量制御弁の開度を制御する制御手段を有したことを特徴とする。

本構成によって、温水暖房負荷が空調暖房負荷よりも大きい場合は前記第１の流量制御弁の開度を大きくし、温水暖房負荷が空調暖房負荷よりも小さい場合は前記第１の流量制御弁の開度を小さくすることで、冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。

また、請求項４記載の本発明の冷凍サイクル装置は、給湯運転も空調暖房運転も停止した状態で温水暖房運転のみを行う場合は、前記開閉弁を開くように制御し、前記第２の圧縮機のみ運転することを特徴とする。

本構成によって、温水暖房運転のみの運転の場合は、前記第２の圧縮機のみをＯＮすることで、給湯用熱交換器に冷媒を流すことがないので、給湯用熱交換器の入口出口に閉止用バルブを設けることなく、低コストで冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。

また、請求項５記載の本発明の冷凍サイクル装置は、温水暖房運転が停止した状態においては、給湯と空調暖房の運転状態に応じて前記第１の流量制御弁及び前記第２の流量制御弁の開度を制御することを特徴とする。

本構成によって、給湯も空調暖房も運転している場合、給湯用熱交換器と空調暖房用熱交換器を流れる冷媒圧力は異なるが、前記第１の流量制御弁及び第２の流量制御弁を制御することで冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。

また、請求項６記載の本発明の冷凍サイクル装置は、前記絞り装置が膨張機であることを特徴とする。

本構成によって、膨張機入口温度が高くなった場合にも、冷凍サイクル装置全体の効率を高く保つことができる。

本発明の冷凍サイクル装置によれば、温水暖房負荷と空調暖房負荷に応じて前記開閉弁の開閉制御を行い、前記第１の圧縮機と前記第２の圧縮機のＯＮ／ＯＦＦを最適に制御することができるので、冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。

以下本発明の冷凍サイクル装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本発明の冷凍サイクル装置の構成を図５を用いて説明する。

図５に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置は、例えば二酸化炭素等の冷媒を作動流体とし、冷媒を昇圧する第１の圧縮機１０１と、この第１の圧縮機１０１で昇圧された冷媒を冷却する給湯用熱交換器１０２と、温水暖房用熱交換器１０３と、冷媒流量を制御する第１の流量制御弁１０４と、冷媒を減圧膨張する絞り装置１０５と、この絞り装置１０５で減圧された冷媒を加熱する蒸発器１０６を順次配管接続して第１の冷媒回路１１０が構成され、冷媒を昇圧する第２の圧縮機１０７と、この第２の圧縮機１０７で昇圧された冷媒を冷却する空調暖房用熱交換器１０８と、冷媒流量を制御する第２の流量制御弁１０９と、前記絞り装置１０５と、前記蒸発器１０６を順次配管接続して第２の冷媒回路１１１が構成されている。

また、１１３は前記給湯用熱交換器１０２の出口と前記第２の圧縮機１０７の出口とを接続するバイパス回路１１３であり、途中に開閉弁１１２を設けている。

制御手段として、第１の圧縮機１０１の運転ＯＮ／ＯＦＦを制御する第１の圧縮機運転制御手段１１８と、第２の圧縮機１０７の運転ＯＮ／ＯＦＦを制御する第２の圧縮機運転制御手段１１９と、開閉弁１１２の開閉を制御する開閉弁制御手段１２０が設けられ、第１の圧縮機１０１出口に冷媒吐出温度を検出する第１の圧縮機吐出温度検出手段１２１と、第２の圧縮機１０７出口に冷媒吐出温度を検出する第２の圧縮機吐出温度検出手段１２２が設けられている。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置は、給湯ユニット、温水暖房ユニット、空調暖房ユニットを有する。

給湯ユニットは、給湯用温水回路１１４と、給湯用温水回路１１４に接続され、給湯用水を冷媒で加熱する給湯用熱交換器１０２と、給湯用温水回路１１４に接続され、加熱された水を貯蔵する貯湯タンク１１６を有する。給湯ユニットは、給湯運転時に作動する。

温水暖房ユニットは、温水暖房用温水回路１１５と、温水暖房用温水回路に接続され、温水暖房用の水を冷媒で加熱する温水暖房用熱交換器１０３と、温水暖房用温水回路１１５に接続され、温水暖房用熱交換器１０３によって加熱された温水を放熱するラジエータ１１７とを有する。温水暖房ユニットは、温水暖房時に作動する。なお、温水暖房に利用できる用途であれば、１１７はラジエータに限らず例えば床暖房でも構わない。

空調暖房ユニットは、空気と冷媒の熱交換を行う空調暖房用熱交換器１０８と、空調暖房用熱交換器１０８に暖房用の空気を送る送風ファンを有する。空調暖房ユニットは、空調暖房時に作動する。

以上のように構成された冷凍サイクル装置の冷媒の作動状態について、図２のモリエル線図を用いて説明する。

図２のモリエル線図において、第１の冷媒回路１１０を流れる冷媒の流れはＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄで示され、第２の冷媒回路１１１を流れる冷媒の流れはＡ→Ｅ→Ｆ→Ｄで示される。給湯用途として要求される温水（またはブライン）の温度は、温水暖房用途や空調暖房用途に比べて高い値になるため、給湯用途に用いるサイクルの高圧は１０〜１２ＭＰａに制御する必要がある。一方、温水暖房用途や空調暖房用途としても利用される温度は給湯用よりも低い温度になるため、冷凍サイクルの高圧は８〜１０ＭＰａに制御するのが、冷凍サイクル装置全体の効率を高くするためには望ましい。すなわち、冷凍サイクルの高圧は
、要求される温度が高くなるほど大きくする必要があり、給湯用途の場合の温水出口温度は６０〜９０℃であるのに対し、温水暖房用途の温水出口温度は３５〜４５℃、空調暖房用途の温風温度は４０〜４５℃であるので、給湯用途の冷凍サイクルの高圧が最も高くなるように制御するのが望ましい。

したがって図２に示すように、給湯、温水暖房、空調暖房がいずれも運転する冷凍サイクルにおいては、第１の冷媒回路１１０と第２の冷媒回路１１１の高圧が同じではなくそれぞれ最適な値に制御することで、高効率な冷凍サイクルを実現することができる。例えば、給湯と空調暖房の両方を運転する場合は、第１の冷媒回路の高圧を第２の冷媒回路の高圧より高くすれば良い。

本実施形態の冷凍サイクル装置は、給湯、温水暖房、空調暖房のいずれを運転するか否かによって、制御方法が異なる。そこで、次に、どのような用途に本実施形態の冷凍サイクル装置を利用するかによって異なる運転パターンに付いて説明する。

図１に給湯、温水暖房、空調暖房がそれぞれＯＮ／ＯＦＦした場合のフローチャートを示す。例えば、給湯、温水暖房、空調暖房、いずれの用途も利用する場合には、運転パターンａを選択する。また、別の例としては、空調暖房運転と温水暖房運転を行い、給湯運転は行わない場合には、運転パターンｅを選択する。

このような運転パターンごとに、温水暖房ユニット、給湯ユニット、空調暖房ユニット、第１の圧縮機１０１、第２の圧縮機１０７、第１の流量制御弁１０４、第２の流量制御弁１０９および開閉弁１１２をどのように制御するかを表１に示す。

例えば、運転パターンａの場合には、温水暖房ユニット、給湯ユニット、空調暖房ユニットを全て運転し、さらに、第１の圧縮機および第２の圧縮機を運転する。また、第１の流量制御弁および第２の流量制御弁は、流量制御状態とし、開閉弁は閉状態とすることを示す。また、温水暖房運転および給湯運転を行い、空調暖房運転を行わない場合については、第１および第２の圧縮機の運転を行う場合と、第１の圧縮機のみ運転して第２の圧縮機を運転しない場合とがある。そこで、前者の運転パターンをｂ−１、後者の運転パターンをｂ−２と分けて記載した。

以下、各運転パターンに付いて、詳細に説明する。

（ａ） 温水暖房運転、給湯運転および空調暖房運転を実施する場合
給湯、温水暖房及び空調暖房の全てが運転開始するように指示がある場合、ステップ２０１で、第１の圧縮機１０１及び第２の圧縮機１０７はそれぞれ運転を開始し、開閉弁１１２は全閉となるように制御され、ステップ２０２に移る。ステップ２０２では、第１の圧縮機吐出温度検出手段１２１により検出された温度Ｔｄ１と設定温度Ｔｍ１が比較され、Ｔｄ１がＴｍ１より大きい場合には、ステップ２０３に移り、第１の流量制御弁１０４の開度を大きくするように制御する。このことにより、吐出温度Ｔｄ１は小さくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ２０５に移る。また、Ｔｄ１がＴｍ１以下の場合には、ステップ２０４に移り、第１の流量制御弁１０４の開度を小さくするように制御する。このことにより、吐出温度Ｔｄ１は大きくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ２０５に移る。ステップ２０５では、第２の圧縮機吐出温度検出手段１２２により検出された温度Ｔｄ２と設定温度Ｔｍ２が比較され、Ｔｄ２がＴｍ２より大きい場合には、ステップ２０６に移り、第２の流量制御弁１０９の開度を大きくするように制御する。このことにより、吐出温度Ｔｄ２は小さくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ２０１に戻る。また、Ｔｄ２がＴｍ２以下の場合には、ステップ２０７に移り、第２の流量制御弁１０９の開度を小さくするように制御する。このことにより、吐出温度Ｔｄ２は大きくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ２０１に戻る。なお、フローチャートには明示していないが、絞り装置１０５は第１の圧縮機１０１及び第２の圧縮機１０７の吸入スーパーヒートが最適な値（例えば５℃）となるように弁開度が制御される。したがって、吐出温度を合わせるように制御することで、ねらいとする吐出圧力に合わせることができる。

以上のように、利用する熱交換器の温度帯に応じて、それぞれの利用側熱交換器の圧力を最適な値に調整することが出来るため、冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。

（ｂ−１）、（ｂ−２） 温水暖房運転、給湯運転実施し、空調暖房運転を実施しない場合
本実施形態の冷凍サイクル装置において、温水暖房運転、給湯運転を実施し、空調暖房運転を実施しない場合の動作を、図６のフローチャートを用いて説明する。

給湯、温水暖房が運転を開始し、空調暖房のみが運転停止する指示がある場合、ステップ３０１で、第１の圧縮機１０１は運転を開始し、第２の圧縮機１０７は停止するように制御され、ステップ３０２に移る。ステップ３０２では、第１の圧縮機吐出温度検出手段１２１により検出された温度Ｔｄ１と設定温度Ｔｍ１が比較され、Ｔｄ１がＴｍ１より大きい場合には、ステップ３０３に移り、第１の流量制御弁１０４の開度を大きくするように制御する。このことにより、吐出温度Ｔｄ１は小さくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ３０５に移る。また、Ｔｄ１がＴｍ１以下の場合には、ステップ３０４に移り、第１の流量制御弁１０４の開度を小さくするように制御する。このことにより、吐出温度Ｔｄ１は大きくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ３０５に移る。ステップ３０５では、温水暖房負荷Ｑｄと給湯負荷Ｑｋｙの総和Ｑ１と設定負荷Ｑｍ１（例えば、第１の圧縮機１０１の最大能力６ｋＷ）が比較され、Ｑ１がＱｍ１より大きい場合には、第１の圧縮機のみでは要求負荷を満足させることができないことを示しており、ステップ３０６に移り、第２の圧縮機１０７をＯＮとし、開閉弁１１２を全開とし、第２の流量制御弁１０９の開度を全閉となるように制御する。このことにより、第２の圧縮機で吐出された冷媒は温水暖房用熱交換器１０３を流れるので、要求負荷を満たすことが可能となり、ステップ３０１に戻る。また、Ｑ１がＱｍ１以下の場合には、第１の圧縮機のみで要求負荷が満たされることを示しており、ステップ３０７に移り、第２の圧縮機１０７をＯＦＦとし、開閉弁１１２を全閉となるように制御したのち、ステップ３０１に戻る。すなわち、ス
テップ３０６が運転パターンｂ−１であり、ステップ３０７が運転パターンｂ−２である。

図４に、本発明の実施の形態２における圧縮機周波数と圧縮機効率の関係を示す。すなわち、圧縮機の回転数はある値で圧縮機効率がピークとなることを表しており、１台の圧縮機にて高回転数（Ｃ点）で運転するよりも、２台の圧縮機をそれぞれ最適な回転数（Ｂ点）に近い値で運転する方が高効率な冷凍サイクル運転を行うことができる。つまり、設定負荷Ｑｍ１は、必ずしも、第１の圧縮機１０１の最大能力６ｋＷでなく、それより低い値を選択しても良い。

ここで、温水暖房負荷Ｑｄは、温水暖房入口温度検出手段１２３により検出された温水暖房入口温度Ｔ１（例えば３０℃）と、ユーザーなどからの温水暖房要求温度Ｔ２（例えば３５℃）と、温水暖房用水回路１１５の水流量Ｇｄ（例えば６Ｌ/ｍｉｎ）を用いて、下の（式１）のように求められ、給湯負荷Ｑｋｙは、給湯入口温度検出手段１２４により検出された給湯入口温度Ｔ３（例えば１０℃）と、給湯要求温度Ｔ４（例えば９０℃）と、給湯用水回路１１４の水流量Ｇｋｙ（例えば１Ｌ／ｍｉｎ）を用いて、下の（式２）のように求めることができる。このときのＱｄは約２．０ｋＷ、Ｑｋｙは約５．５ｋＷである。

Ｑｄ＝Ｇｄ＊Ｃ＊（Ｔ２−Ｔ１）・・・（式１)
Ｑｋｙ＝Ｇｋｙ＊Ｃ＊（Ｔ４−Ｔ３）・・・（式２）
Ｃ：水比熱＊水密度
式１、式２から分かるように、要求される温水温度と入口温水温度との差が大きいほど、要求負荷は大きくなる。なお、Ｇｄ、Ｇｋｙはあらかじめ水ポンプ回転数と流量の関係を把握していれば、ある程度推定できるので必ずしもリアルタイムで測る必要はない。

以上のように、利用する熱交換器の要求負荷の総和に応じて圧縮機の運転台数及び冷媒回路を制御することが可能となり、比較的高い圧縮機効率となる圧縮機回転数で運転しつつ要求負荷を満たすことができるので、ユーザーの快適性を損なうことなく高効率な冷凍サイクル装置の運転を行うことができる。

（ｃ） 温水暖房運転および空調暖房運転を実施し、給湯運転を実施しない場合
本実施形態の冷凍サイクル装置において、温水暖房運転および空調暖房運転を実施し、給湯運転を実施しない場合の動作を、図７のフローチャートを用いて説明する。

温水暖房、空調暖房が運転を開始し、給湯のみが運転停止する指示がある場合、ステップ４０１で、第１の圧縮機１０１は運転を停止し、第２の圧縮機１０７は運転を開始し、開閉弁１１２は全開となるように制御してステップ４０２に移る。ステップ４０２では、第２の圧縮機吐出温度検出手段１２２により検出された温度Ｔｄ２と設定温度Ｔｍ２が比較され、Ｔｄ２がＴｍ２より大きい場合には、ステップ４０３に移り、絞り装置１０５の開度を大きくするように制御する。このことにより、吐出温度Ｔｄ２は小さくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ４０５に移る。また、Ｔｄ２がＴｍ２以下の場合には、ステップ４０４に移り、絞り装置１０５の開度を小さくするように制御する。このことにより、吐出温度Ｔｄ２は大きくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ４０５に移る。ステップ４０５では、温水暖房負荷Ｑｄと、空調暖房負荷Ｑｋｕと設定負荷Ｑｍ２との総和とが比較され、Ｑｄが（Ｑｋｕ＋Ｑｍ２）より大きい場合には、温水暖房負荷が空調暖房負荷よりも一定値以上大きいことを示しており、ステップ４０６に移り、第１の流量制御弁１０４の弁開度を大きくするように、第２の流量制御弁１０９の弁開度を小さくするように制御する。

このことにより、冷媒流量は温水暖房用熱交換器に多く流れるため、圧縮機の追加運転や運転周波数を変化させることなく温水暖房能力を増大させることができ、ステップ４０１に戻る。また、Ｑｄが（Ｑｋｕ＋Ｑｍ２）より小さい場合には、温水暖房負荷が必要以上に大きくないことを示しており、ステップ４０７に移り、第１の流量制御弁１０４の弁開度を小さくするように、第２の流量制御弁１０９の弁開度を大きくするように制御する。このことにより、冷媒流量は空調暖房用熱交換器に多く流れるため、絞り装置１０５の入口で合流する冷媒温度を下げることができるので、冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができ、ステップ４０１に戻る。

なお空調暖房負荷Ｑｋｕは空気入口温度検出手段１２５により検出された空気入口温度Ｔ５（例えば２０℃）と、ユーザーなどからの室内要求温度Ｔ６（例えば２５℃）と、Ｔ６に対応する空気出口温度Ｔ７（例えば４５℃）と、ユーザーなどからの室内要求風量Ｑ１（例えば１０ｍ3／ｈ）から、下の簡易的な（式３）によって求められる。このときのＱｋｕは約４．６ｋＷである。

Ｑｋｕ＝Ｃ＊Ｑ１＊（Ｔ７−Ｔ５）・・・（式３)
Ｃ：空気比熱
以上のように、温水暖房負荷及び空調暖房負荷に応じて、前記第１の流量制御弁と前記第２の流量制御弁の開度を制御することで、快適性を損なうことなく、冷凍サイクル装置の効率を高くすることができる。

（ｄ） 温水暖房運転のみ実施し、給湯運転および空調運転を実施しない場合
本実施形態の冷凍サイクル装置において、温水暖房運転のみ実施し、給湯運転および空調運転を実施しない場合の動作を、図８のフローチャートを用いて説明する。

温水暖房運転を開始し、給湯及び空調暖房が運転停止する指示がある場合、ステップ５０１で、第１の圧縮機１０１は運転を停止し、第２の圧縮機１０７は運転を開始し、開閉弁１１２は全開とし、第２の流量制御弁１０９は全閉となるように制御してステップ５０２に移る。ステップ５０２では、第２の圧縮機吐出温度検出手段１２２により検出された温度Ｔｄ２と設定温度Ｔｍ２が比較され、Ｔｄ２がＴｍ２より大きい場合には、ステップ５０３に移り、絞り装置１０５の開度を大きくするように制御する。このことにより、吐出温度Ｔｄ２は小さくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ５０１に戻る。また、Ｔｄ２がＴｍ２以下の場合には、ステップ５０４に移り、絞り装置１０５の開度を小さくするように制御する。このことにより、吐出温度Ｔｄ２は大きくなるようにバランスするので、目標の値に近づくように制御することができ、ステップ５０１に戻る。

すなわち、給湯運転が停止している場合は、第１の圧縮機１０１を運転させず、第２の圧縮機１０７のみを運転して、高圧が８〜１０ＭＰａとなるように制御することが望ましい。

以上のように、給湯用熱交換器に不必要に冷媒を流すことがないので、冷凍サイクル装置の効率を高くすることができる。

（ｅ，ｆ，ｇ） 温水暖房運転しない場合
本実施形態の冷凍サイクル装置において、温水暖房運転しない場合の動作を、図９のフローチャートを用いて説明する。

温水暖房を運転停止する指示がある場合、ステップ６０１で、開閉弁１１２の弁開度は
全閉となるように制御され、ステップ６０２に移り、給湯運転がＯＮかどうかを判定する。給湯運転が「ＯＮ」であると判定されるとステップ６０３に移り、第１の圧縮機１０１を「ＯＮ」としたのちステップ６０５に移り、空調暖房運転が「ＯＮ」かどうかを判定する。空調暖房運転が「ＯＮ」であると判定されるとステップ６０７に移り、第２の圧縮機１０７を「ＯＮ」としたのちステップ６１０に移り、吐出温度Ｔｄ１が設定温度Ｔｍ１となるように、及び吐出温度Ｔｄ２が設定温度Ｔｍ２となるように制御したのちステップ６０１に戻る。このステップ６１０は、第１の流量制御弁１０４と第２の流量制御弁１０９の弁開度を制御する制御手段Ａであり、図３のステップ２０１から２０７と同じ動作であるので説明を省略する。なお、ステップ６０５で空調暖房運転が「ＯＦＦ」と判定された場合、ステップ６０８に移り第２の圧縮機１０７を「ＯＦＦ」としたのちステップ６１０にすすむ。

ステップ６０２で給湯運転が「ＯＦＦ」であると判定されるとステップ６０４に移り、第１の圧縮機１０１を「ＯＦＦ」としたのちステップ６０６に移り、空調暖房運転が「ＯＮ」かどうかを判定する。空調暖房運転が「ＯＮ」であると判定されるとステップ６０７に移る。ステップ６０６で空調暖房運転が「ＯＦＦ」と判定された場合、ステップ６０９に移り第２の圧縮機１０７を「ＯＮ」としたのちステップ６１１にすすむ。ステップ６１１では、吐出温度Ｔｄ２が設定温度Ｔｍ２となるように制御したのちステップ６０１に戻る。このステップ６１１は、第２の流量制御弁１０９の弁開度を制御する制御手段Ｂであり、図３のステップ２０５から２０７と同じ動作であるので説明を省略する。

すなわち、ステップ６０１から６０７を経由して６１０に至る経路が運転パターンｅであり、ステップ６０１から６０８を経由して６１０に至る経路が運転パターンｆであり、ステップ６０１から６０９を経由して６１１に至る経路が運転パターンｇである。

以上のように、給湯用熱交換器と空調暖房用熱交換器を流れる冷媒圧力は異なるが、給湯と空調暖房の運転状態に応じて、前記第１の流量制御弁及び第２の流量制御弁を制御することで冷凍サイクル装置全体の効率を高くすることができる。

本発明にかかる冷凍サイクル装置は、浴室乾燥用や融雪用など、他の用途の冷凍サイクル装置として利用することができる。

本発明の実施の形態１の冷凍サイクル装置において、給湯、温水暖房、空調暖房がそれぞれＯＮ／ＯＦＦした場合の運転フローチャート 本発明の実施の形態１における冷凍サイクルを示すモリエル線図 本発明の実施の形態１の冷凍サイクル装置において、運転パターン（ａ）の場合の制御フローチャート 本発明の実施の形態１における圧縮機周波数と圧縮機効率の関係図 本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置を示す構成図 本発明の実施の形態１の冷凍サイクル装置において、運転パターン（ｂ）の場合の制御フローチャート 本発明の実施の形態１の冷凍サイクル装置において、運転パターン（ｃ）の場合の制御フローチャート 本発明の実施の形態１の冷凍サイクル装置において、運転パターン（ｄ）の場合の制御フローチャート 本発明の実施の形態１の冷凍サイクル装置において、運転パターン（ｅ，ｆ，ｇ）の場合の制御フローチャート 従来技術（特許文献１）の冷凍サイクル装置を示す構成図 従来技術（特許文献２）の冷凍サイクル装置を示す構成図

符号の説明

６ 第１の熱交換器
８ 第２の熱交換器
３０ 連絡配管
３１ 圧縮機
３３ 室内熱交換器
３４ 床暖用熱交換器
３７ 室外熱交換器
１０１ 第１の圧縮機
１０２ 給湯用熱交換器
１０３ 温水暖房用熱交換器
１０４ 第１の流量制御弁
１０５ 絞り装置
１０６ 蒸発器
１０７ 第２の圧縮機
１０８ 空調暖房用熱交換器
１０９ 第２の流量制御弁
１１０ 第１の冷媒回路
１１１ 第２の冷媒回路
１１２ 開閉弁
１１３ バイパス回路
１１４ 給湯用温水回路
１１５ 温水暖房用温水回路
１１６ 貯湯タンク
１１７ ラジエータ
１１８ 第１の圧縮機運転制御手段
１１９ 第２の圧縮機運転制御手段
１２０ 開閉弁制御手段
１２１ 第１の圧縮機吐出冷媒温度検出手段
１２２ 第２の圧縮機吐出冷媒温度検出手段
１２３ 温水暖房入口温度検出手段
１２４ 給湯入口温度検出手段
１２５ 空気入口温度検出手段

Claims (6)

1. 冷媒が、第１の圧縮機、給湯用熱交換器、温水暖房用熱交換器、絞り装置、蒸発器の順に循環する第１の冷媒回路と、前記第１の冷媒回路を流れる冷媒流量を制御する第１の流量制御弁と、第２の圧縮機、空調暖房用熱交換器、前記絞り装置、前記蒸発器の順に循環する第２の冷媒回路と、前記第２の冷媒回路を流れる冷媒流量を制御する第２の流量制御弁を設け、給湯用熱交換器出口を一端とし、他端を前記第２の圧縮機出口に接続するバイパス回路の途中に開閉弁を有する冷凍サイクル装置。
2. 給湯負荷と温水暖房負荷の総和に応じて、前記第２の圧縮機の運転を制御する第２の圧縮機運転制御手段と、前記開閉弁の開閉を決定する開閉弁制御手段を有したことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 給湯運転が停止した状態においては、温水暖房負荷及び空調暖房負荷に応じて、前記第１の流量制御弁と前記第２の流量制御弁の開度を制御する制御手段を有したことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. 給湯運転も空調暖房運転も停止した状態で温水暖房運転のみを行う場合は、前記開閉弁を開くように制御し、前記第２の圧縮機のみ運転することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
5. 温水暖房運転が停止した状態においては、給湯と空調暖房の運転状態に応じて前記第１の流量制御弁および前記第２の流量制御弁の開度を制御することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記絞り装置が膨張機であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。

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