JP5511983B2 - 空調給湯複合システム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態に係る空調給湯複合システム100の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。図1に基づいて、空調給湯複合システム100の構成及び動作について説明する。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
室外ユニット110は、室内ユニット120、給湯ユニット130に温熱又は冷熱を供給する機能を有している。この室外ユニット110は、暖房運転時の冷凍サイクル構成において、液主管102側から、室外側熱交換器113、切替弁112、アキュムレーター114、圧縮機111、切替弁112が順次接続され、ガス主管101に至る回路構成となっている。また、室外ユニット110には、室外側熱交換器113に空気を供給するためのファン等の送風機115が室外側熱交換器113の近傍位置に設置されている。
室内ユニット120は、室外ユニット110からの温熱又は冷熱の供給を受けて暖房負荷又は冷房負荷を担当する機能を有している。室内ユニット120には、室内側絞り装置122と、室内側熱交換器121とが、直列に接続されて搭載されている。なお、図1では、1台の室内ユニット120が搭載されている状態を例に示しているが、台数を特に限定するものではなく、複数台の室内ユニットを室内ユニット120と同様に設けるようにしてもよい。また、室内ユニット120には、室内側熱交換器121に空気を供給するためのファン等の送風機を室内側熱交換器121の近傍に設けるとよい。
給湯ユニット130は、室外ユニット110からの温熱又は冷熱を冷媒−水熱交換器131を介して水回路104に供給する機能を有している。給湯ユニット130は、冷媒−水熱交換器131及び給湯側絞り装置132が直列に接続されて構成されている。なお、図1では、1台の給湯ユニット130が搭載されている状態を例に示しているが、台数を特に限定するものではない。また、給湯側絞り装置132は室内側絞り装置122と同じ機能を有している。
空調給湯複合システム100が実行する運転モードには、冷房運転サイクル状態において運転している全部の室内ユニット120が冷房運転を実行し、運転している給湯ユニット130の全部が冷水運転を実行する冷房運転モード、暖房運転サイクル状態において運転している全部の室内ユニット120が暖房運転を実行し、運転している全部の給湯ユニット130が給湯運転を実行する暖房運転モードがある。
低圧のガス冷媒が圧縮機111に吸入される。圧縮機111で高温・高圧にされた冷媒は、圧縮機111から吐出され、切替弁112を経由し、室外側熱交換器113に流入する。室外側熱交換器113に流入した高圧ガス冷媒は、送風機115から供給される空気と熱交換することで放熱し、高圧の液冷媒となり、液主管102を介して室外ユニット110から流出する。室外ユニット110から流出した高圧液冷媒は、室内ユニット120及び給湯ユニット130に流入する。室内ユニット120に流入した冷媒は室内側絞り装置122で、給湯ユニット130に流入した冷媒は給湯側絞り装置132で、それぞれ減圧されて低圧の液とガスの二相冷媒、または、低圧の液冷媒となり、室内側熱交換器121、冷媒−水熱交換器131に流入する。
低圧のガス冷媒が圧縮機111に吸入される。圧縮機111で高温・高圧にされた冷媒は、圧縮機111から吐出して、切替弁112、ガス主管101を介して室外ユニット110から流出する。室外ユニット110から流出した高圧ガス冷媒は、室内ユニット120と給湯ユニット130に流入する。室内ユニット120に流入した冷媒は室内側熱交換器121に、給湯ユニット130に流入した冷媒は冷媒−水熱交換器131に、それぞれ流入する。室内側熱交換器121と冷媒−水熱交換器131に流入した高圧ガス冷媒は、室内側熱交換器121と冷媒−水熱交換器131のそれぞれで凝縮(放熱)し、高圧液冷媒となって室内側熱交換器121と冷媒−水熱交換器131から流出する。
暖房運転モード時では、室外ユニット制御手段210により、空調給湯複合システム100の凝縮温度を任意に設定した目標値に収束させるため、圧縮機111の運転周波数を変化させることで制御する。また、暖房運転モード時では、室外ユニット制御手段210により、空調給湯複合システム100の蒸発温度を任意に設定した目標値に収束させるため、室外側熱交換器113の熱交換容量を変化させる。なお、制御指令は、室外ユニット110から得られた計測情報(たとえば圧力情報や温度情報)を基にして決定する。また、室外ユニット制御手段210、室内ユニット制御手段220、給湯ユニット制御手段230は、たとえば互いに独立して制御を行なう場合を例に説明する。
この制御は、室内側絞り装置122の開度を調整することで実行される。給湯ユニット130の設定温度に対し、制御開度補正係数を設定することで室内側絞り装置122の能力を一定状態にすることで実行される。設定温度を通信手段231、通信手段221を介して受け取った室内ユニット制御手段220が、その設定温度に対して制御開度補正係数を設定し、室内側絞り装置122の開度を制御すればよい。具体的には、設定温度が圧縮機111から吐出された冷媒温度よりも大きい場合、室外ユニット110の目標凝縮温度を上昇させるとともに、室内ユニット120の暖房能力維持のために室内側絞り装置122の開度を絞り気味(絞る方向)に制御すればよいのである。なお、制御開度補正係数は、実測等で予め求めた関係式、あるいは設定温度−開度補正係数を任意に纏めた表やグラフ等を参照して設定すればよい。
この制御は、給湯負荷に応じて冷媒凝縮温度を設定するようにした場合、室内ユニット120ないし給湯ユニット130の負荷変動での発停の際、冷媒の高圧過昇を抑制するための処理である。
図4(a)では、室内ユニット120を停止させる前に、圧縮機111の周波数を低下させ、圧縮機111の周波数低下処理が終了した後に室内ユニット120を停止させる処理の流れを示している。
図4(b)では、室内ユニット120を停止させる前に、任意で設定した時間が経過してから室内ユニット120を停止させる処理の流れを示している。
室内ユニット120の停止条件が達成されたとき(S1)、室内ユニット制御手段220は、室内ユニット停止信号を送信する(S2)。この時点では、室内ユニット120は現在の運転状態を保持し、停止処理を実行しない(S3)。室外ユニット制御手段210は、室内ユニット停止信号を受け取ると(S4)、圧縮機111の周波数を低下させ(S5)、周波数低下処理を完了させる(S6)。そして、室外ユニット制御手段210は、圧縮機111の周波数低下処理が完了した信号を送信する(S7)。室内ユニット制御手段220は、圧縮機111の周波数低下処理が完了した信号を受け取ると(S8)、室内ユニット120を停止させる。つまり、室内ユニット120の停止条件が達成されてから所定時間ΔTが経過した後に室内ユニット120が停止されることになる。
室内ユニット120の停止条件が達成されたとき(S11)、室内ユニット制御手段220は、室内ユニット停止信号を送信する(S12)。この時点で、室内ユニット制御手段220は、タイマカウントを開始する(S13)。つまり、室内ユニット120を所定時間ΔTが経過するまで現在の運転状態を保持させるためタイマカウントを実行する。なお、タイマカウントは、室内ユニット制御手段220で実行すればよい。室内ユニット制御手段220は、所定時間ΔTが経過した後、室内ユニット120を停止させる(S14)。一方、室外ユニット制御手段210では、室内ユニット停止信号を受け取り(S15)、圧縮機111の周波数を低下させ(S16)、その低下処理を完了させる(S17)。ただし、ΔTは、圧縮機111の周波数低下処理に要する時間よりも長い時間に設定する。
この処理は、給湯側絞り装置132の制御で出口水温を一定にすることによって、給湯ユニット130をサーモOFFさせない制御処理である。この制御処理は、高圧側のハンチングの抑制を更に高めるために行われる。具体的には、給湯ユニット130のサーモ温度と設定温度との差温、あるいは、その比較を基にして、給湯側絞り装置132の開度を制御することで実行する。つまり、給湯側絞り装置132の開度を制御することで給湯ユニット130に流入させる冷媒循環量を調整し、冷媒−水熱交換器131から流出する水の温度を一定に制御している。
Claims (5)
- 圧縮機及び室外側熱交換器が搭載された少なくとも1台の室外ユニットと、
前記室外ユニットに接続され、室内側熱交換器及び室内側絞り装置が搭載された少なくとも1台の室内ユニットと、
前記室内ユニットと並列となるように前記室外ユニットに接続され、冷媒−水熱交換器及び給湯側絞り装置が搭載された少なくとも1台の給湯ユニットと、を備え、
前記室外ユニットに設定された目標凝縮温度となるように運転される空調給湯複合システムであって、
前記室内ユニットで暖房運転、前記給湯ユニットで給湯運転を行なっている状態において、
前記給湯ユニットに設定された温度が前記圧縮機から吐出される冷媒温度よりも高いとき、
前記室外ユニットの目標凝縮温度を、設定されていた目標凝縮温度よりも上昇させ、
前記室内ユニットの暖房負荷を一定にするように、前記室内側絞り装置の開度を設定されていた開度よりも絞るように制御する
空調給湯複合システム。 - 前記室内ユニット又は給湯ユニットを個別に停止させるとき、
停止対象となる室内ユニット又は給湯ユニットを停止させる前に、前記圧縮機の周波数を現在の周波数よりも低下させてから、前記停止対象となる室内ユニット又は給湯ユニットを停止させる
請求項1に記載の空調給湯複合システム。 - 前記室外ユニットから前記圧縮機の周波数を現在の周波数よりも低下させる処理が完了したとの情報を受け取った後、
前記停止対象となる室内ユニット又は給湯ユニットを停止させる
請求項2に記載の空調給湯複合システム。 - 前記圧縮機の周波数を現在の周波数よりも低下させる処理が完了するまでの時間以上の時間が経過した後、
前記停止対象となる室内ユニット又は給湯ユニットを停止させる
請求項2に記載の空調給湯複合システム。 - 前記給湯側絞り装置の開度を制御することで、前記冷媒−水熱交換器から流出する水の温度を一定に調整する
請求項1〜4のいずれか一項に記載の空調給湯複合システム。
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