JP5775596B2 - Hot water supply air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、給湯と空調を行う給湯空調装置に関する。 The present invention relates to a hot water supply air conditioner that performs hot water supply and air conditioning.
給湯と空調を行う給湯空調装置として、例えば、特許文献1に示す技術が開示されている。すなわち、特許文献1には、給湯用冷媒回路の第2熱交換器としてカスケード熱交換器を用い、該カスケード熱交換器を空調用冷媒回路に接続して二元のヒートポンプサイクル動作を行う空調給湯システム(給湯空調装置)について記載されている。また、特許文献1には、貯湯運転を行っている際に室外熱交換器(給湯熱源側熱交換器)で着霜が生じた場合、空調用冷媒回路の冷媒の循環を逆サイクル(つまり、冷房運転のサイクル)とすることによって除霜運転を行う技術について記載されている。
As a hot water supply air conditioner that performs hot water supply and air conditioning, for example, a technique disclosed in
また、特許文献2には、複数系統の冷媒回路(空調用冷媒回路)を有し、それぞれの冷媒回路の室内熱交換器を一体にして室内機に搭載した空気調和装置について記載されている。また、特許文献2には、暖房運転中にいずれか1つの着霜検知手段が着霜を検知すると、着霜を検知した方の冷媒回路の運転を停止し、四方弁を切り換えて除霜運転を行うとともに他方の冷媒回路の圧縮機能力を上昇させ、暖房能力の低下を防止する技術について記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、空調運転が不要となる深夜の時間帯に給湯運転を行うことが前提となっており、給湯運転と空調運転を同時に行っている際の除霜運転については考慮されていないという問題がある。また、特許文献1に記載の技術では、除霜運転中において暖房運転を停止させている。したがって、空調給湯システム全体の効率が低くなってしまうとともに、室内(被空調空間)での快適性を損なう虞がある。
However, the technique described in
また、特許文献2に記載の技術では、圧縮機(空調用圧縮機)と、四方弁と、室外熱交換器(空調熱源側熱交換器)と、膨張弁(空調用膨張弁)と、からなる室外ユニットを複数備えるため、設置体積の増加や、製造コストの増加につながる虞がある。また、除霜運転を行う際に、一方の冷媒回路の運転を停止させ、他方の冷媒回路で暖房運転を行うため、空調負荷が大きい場合には室内(被空調空間)を十分に暖めることができず、室内での快適性を損なう虞がある。
In the technique described in
そこで、本発明は、簡単な構成でシステム全体の効率を向上させた給湯空調装置を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the hot water supply air conditioner which improved the efficiency of the whole system with simple structure.
前記課題を解決するために、本発明は、給湯用圧縮機と、給湯利用側熱交換器と、給湯用減圧装置と、給湯熱源側熱交換器とを環状に接続して構成され、第一冷媒が循環する給湯用冷媒回路を備えるとともに、空調用圧縮機と、流路切替手段と、空調利用側熱交換器と、空調用減圧装置と、空調熱源側熱交換器とを環状に接続して構成され、第二冷媒が循環する空調用冷媒回路と、を備える給湯空調装置であって、前記給湯熱源側熱交換器及び前記空調熱源側熱交換器はそれぞれ、室外空気と熱交換可能であり、前記給湯熱源側熱交換器と前記空調熱源側熱交換器とが熱的に接触し、前記給湯熱源側熱交換器は、前記空調熱源側熱交換器よりも上方に設置され、前記給湯熱源側熱交換器及び前記空調熱源側熱交換器と並列に接続され、第二冷媒からの排熱を第一冷媒に回収させるための排熱回収用熱交換器をさらに備え、前記給湯用冷媒回路には、前記給湯熱源側熱交換器及び/又は前記排熱回収用熱交換器に第一冷媒を通流させるための給湯用開閉手段が設置され、前記空調用冷媒回路には、前記空調熱源側熱交換器及び/又は前記排熱回収用熱交換器に第二冷媒を通流させるための空調用開閉手段が設置されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention comprises a hot water supply compressor, a hot water supply use side heat exchanger, a hot water supply decompression device, and a hot water supply heat source side heat exchanger connected in an annular shape. A refrigerant circuit for hot water supply in which the refrigerant circulates is provided, and an air conditioning compressor, a flow path switching means, an air conditioning utilization side heat exchanger, an air conditioning decompression device, and an air conditioning heat source side heat exchanger are connected in an annular shape. A hot water supply air conditioner comprising a second refrigerant circuit for circulating air, wherein the hot water supply heat source side heat exchanger and the air conditioning heat source side heat exchanger are each capable of exchanging heat with outdoor air. The hot water supply heat source side heat exchanger and the air conditioning heat source side heat exchanger are in thermal contact, and the hot water supply heat source side heat exchanger is installed above the air conditioning heat source side heat exchanger, and the hot water supply Connected in parallel with the heat source side heat exchanger and the air conditioning heat source side heat exchanger, An exhaust heat recovery heat exchanger for recovering the exhaust heat from the first refrigerant, and the hot water supply refrigerant circuit includes the hot water supply heat source side heat exchanger and / or the exhaust heat recovery heat exchanger. The hot water supply opening / closing means for allowing the first refrigerant to flow through is installed, and the second refrigerant is passed through the air conditioning refrigerant circuit to the air conditioning heat source side heat exchanger and / or the exhaust heat recovery heat exchanger. It is characterized in that an air-conditioning opening / closing means for flowing is installed .
本発明により、簡単な構成でシステム全体の効率を向上させた給湯空調装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a hot water supply air conditioner that improves the efficiency of the entire system with a simple configuration.
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
≪第1実施形態≫
<給湯空調装置の構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係る給湯空調装置の構成図である。図1に示すように、給湯空調装置S1は、室外(被空調空間外)に設置される室外ユニット100と、室内(被空調空間内)に設置される室内ユニット200と、制御装置60と、を備えている。<< First Embodiment >>
<Configuration of hot water supply air conditioner>
FIG. 1 is a configuration diagram of a hot water supply air-conditioning apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the hot water supply air conditioner S1 includes an
給湯空調装置S1は、被加熱液体(例えば、水)を加熱して貯湯タンク42に高温の被加熱液体を供給する「給湯運転」と、室内ユニット200が設置された室内を冷房する「冷房運転」と、室内ユニット200が設置された室内を暖房する「暖房運転」と、給湯運転及び冷房運転を行う「給湯冷房運転」と、給湯運転及び暖房運転を行う「給湯暖房運転」と、を行う機能を有している。
The hot water supply air conditioner S1 heats a liquid to be heated (for example, water) to supply a high temperature heated liquid to the hot
また、給湯空調装置S1は、第一冷媒が循環する給湯用冷媒回路20と、第二冷媒が循環する空調用冷媒回路30と、被加熱液体が通流する給湯回路40と、熱搬送媒体が循環する空調用熱搬送媒体循環回路50と、を備えている。
The hot water supply air conditioner S1 includes a hot water
<給湯用冷媒回路>
室外ユニット100に設けられた給湯用冷媒回路20は、給湯用圧縮機21と、給湯利用側熱交換器22の一次側伝熱管22aと、給湯用膨張弁23と、熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aと、が環状に配管で接続されている。<Refrigerant circuit for hot water supply>
The hot water
給湯用圧縮機21は、第一冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒とする圧縮機である。ちなみに、給湯用圧縮機21として、ピストン式、ロータリー式、スクロール式、スクリュー式、遠心式のものなどを使用することができる。
給湯利用側熱交換器22は、一次側伝熱管22aを通流する第一冷媒と、二次側伝熱管22bを通流する被加熱液体との熱交換を行う熱交換器である。
給湯用膨張弁23は、第一冷媒を減圧する減圧装置として機能する。The hot-
The hot water supply
The hot water
熱源側熱交換器11は、給湯用伝熱管21aを通流する第一冷媒と、給湯用ファン24から送られてくる空気(室外空気)との熱交換や、給湯用伝熱管21aを通流する第一冷媒と、空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒との熱交換などを行う熱交換器である。
また、熱源側熱交換器11は、給湯用伝熱管31aを通流する第二冷媒と、空調用ファン35から送られてくる空気(室外空気)との熱交換も行う。
なお、熱源側熱交換器11の詳細については後記する。The heat source
Further, the heat source
Details of the heat source
ちなみに、第一冷媒として、HFC、HFO-1234yf、HFO-1234ze、自然冷媒(例えば、CO2冷媒)などを用いることができる。Incidentally, HFC, HFO-1234yf, HFO-1234ze, natural refrigerant (for example, CO 2 refrigerant), or the like can be used as the first refrigerant.
<空調用冷媒回路>
室外ユニット100に設けられた空調用冷媒回路30は、空調用圧縮機31と、四方弁32と、空調利用側熱交換器33の一次側伝熱管33aと、空調用膨張弁34と、熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aと、が環状に配管で接続されている。<Air conditioning refrigerant circuit>
The air
空調用圧縮機31は、第二冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒にする圧縮機である。ちなみに、空調用圧縮機31として、ピストン式、ロータリー式、スクロール式、スクリュー式、遠心式のものなどを使用することができる。
四方弁32は、冷房運転と暖房運転とで空調利用側熱交換器33の一次側伝熱管33aを通流する第二冷媒の向きを切り替える四方弁である。
すなわち、四方弁32の切り替えによって、冷房運転時には空調用膨張弁34で膨張した低温低圧の第二冷媒が、空調利用側熱交換器33の一次側伝熱管33aに流入するようになっている。また、暖房運転時には、空調用圧縮機31で圧縮された高温高圧の第二冷媒が、空調利用側熱交換器33の一次側伝熱管33aに流入するようになっている。The
The four-
That is, by switching the four-
空調利用側熱交換器33は、一次側伝熱管33aを通流する第二冷媒と、二次側伝熱管33bを通流する熱搬送媒体との熱交換を行う熱交換器である。
空調用膨張弁34は、第二冷媒を減圧する減圧装置として機能する。
また、熱源側熱交換器11は、前記したように、空調用ファン35から送られてくる空気(室外空気)と空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒との熱交換などを行う。The air conditioning utilization
The air
Further, as described above, the heat source
なお、第二冷媒として、R410A、HFC、HFO-1234yf、HFO-1234ze、自然冷媒(例えば、CO2冷媒)などを用いることができる。As the second refrigerant, R410A, HFC, HFO-1234yf, HFO-1234ze, natural refrigerant (for example, CO 2 refrigerant), or the like can be used.
(熱源側熱交換器)
ここで、熱源側熱交換器11について詳細に説明する。図2は、熱源側熱交換器の概略構成図である。なお、図2において、給湯用伝熱管21aを網掛けで示した。
熱源側熱交換器11は、所定の間隔を空けて略平行に積層された複数の板状フィン11fのそれぞれに、伝熱管(給湯用伝熱管21a及び空調用伝熱管31a)の管径よりもわずかに小さい直径の円形孔(図示せず)を複数空け、当該円形孔に給湯用伝熱管21a及び空調用伝熱管31aを貫通させた構成となっている。
なお、各板状フィン11fは、その伝熱面が略上下方向(鉛直方向)となるように設置されている。(Heat source side heat exchanger)
Here, the heat source
The heat source
Each plate-like fin 11f is installed such that its heat transfer surface is substantially in the vertical direction (vertical direction).
熱源側熱交換器11では、給湯用伝熱管21aを通流する第一冷媒と室外空気との熱交換、給湯用伝熱管21aを通流する第一冷媒と空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒との熱交換、空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒と室外空気との熱交換が行われる。
ちなみに、板状フィン11fは薄い金属板であり、ステンレスフィン、アルミフィン、銅フィン、亜鉛メッキフィンなどを用いることができるが、これらに限定されるものではない。In the heat source
Incidentally, the plate-like fins 11f are thin metal plates, and stainless fins, aluminum fins, copper fins, galvanized fins, etc. can be used, but are not limited thereto.
給湯用伝熱管21aは、直線状の給湯用伝熱管21s1,21s2,・・・,21sk(以下、「直線状第一伝熱管21s」と記す。)と、接続用の給湯用伝熱管21c1,21c2,・・・,21ch(以下、「接続用第一伝熱管21c」と記す。)と、を備える。
また、空調用伝熱管31aは、直線状の空調用伝熱管31s1,31s2,・・・,31sm(以下、「直線状第二伝熱管31s」と記す。)と、接続用の空調用伝熱管31c1,31c2,・・・,31cn(以下、「接続用第二伝熱管31c」と記す。)と、を備える。The hot-water supply
Further, the air-conditioning
直線状第一伝熱管21s及び直線状第二伝熱管31sは、複数の板状フィン11fの伝熱面(鉛直方向)と略垂直となるように、各板状フィン11fを貫通している。つまり、直線状第一伝熱管21s及び直線状第二伝熱管31sは、略水平方向に設置されている。
The linear first
そして、図2に示すように、直線状第一伝熱管21s1と21s2、21s2と21s3、・・・,21sk−1と21skは、接続用第一伝熱管21c1,21c2,・・・,21chで接続されている。これによって、給湯用伝熱管21aは、複数の板状フィン11fを貫通しつつ蛇行する流路(第一冷媒の流路)を形成している。
また、直線状第二伝熱管31s1と31s2、31s2と31s3、・・・,31sm−1と31smは、接続用第二伝熱管31c1,31c2,・・・,31cnで接続されている。これによって、空調用伝熱管31aは、複数の板状フィン11fを貫通しつつ蛇行する流路(第二冷媒の流路)を形成している。Then, as shown in FIG. 2, straight first
Further, the linear second heat transfer tubes 31s 1 and 31s 2 , 31s 2 and 31s 3 ,..., 31s m−1 and 31s m are connected to the second heat transfer tubes 31c 1 , 31c 2 ,. n . Thus, the
なお、図2では、直線状第一伝熱管21sの本数が12本(k=12)、直線状第二伝熱管31sの本数が12本(m=12)の場合を示したが、これに限定されるものではない。また、後記する第2実施形態、第3実施形態に係る給湯空調装置の熱源側熱交換器11B,11Cについても前記と同様のことがいえる。
FIG. 2 shows the case where the number of linear first
給湯用ファン24(図1参照)は、給湯用伝熱管21aの設置位置に対応して設置されている。また、給湯用ファン24は、当該給湯用ファン24から送風される空気の通流方向が、各板状フィン11fの伝熱面と略平行になるように設置されている。
空調用ファン35(図1参照)は、空調用伝熱管31aの設置位置に対応して設置されている。また、空調用ファン35は、当該空調用ファン35から送風される空気の通流方向が、各板状フィン11fの伝熱面と略平行になるように設置されている。The hot water supply fan 24 (see FIG. 1) is installed corresponding to the installation position of the hot water supply
The air-conditioning fan 35 (see FIG. 1) is installed corresponding to the installation position of the air-conditioning
また、図2に示すように、熱源側熱交換器11において、給湯用伝熱管21aは空調用伝熱管31aよりも上方に設置されている。
なお、前記の「上方に設置」とは、全ての直線状第一伝熱管21sが、直線状第二伝熱管31sよりも上方に設置されていることを意味するものではない。As shown in FIG. 2, in the heat source
The above-mentioned “installation above” does not mean that all the linear first
図3は、給湯用伝熱管及び空調用伝熱管を2段構成とした場合の熱源側熱交換器の例を示す側面図である。図3において、実線は伝熱管(給湯用伝熱管21a又は空調用伝熱管31a)が紙面の手前側にターンしていることを示し、点線は伝熱管が紙面の背面側でターンしていることを示している。
FIG. 3 is a side view showing an example of a heat source side heat exchanger when the hot water supply heat transfer tube and the air conditioning heat transfer tube have a two-stage configuration. In FIG. 3, the solid line indicates that the heat transfer tube (the hot water supply
図3に示す熱源側熱交換器11Aでは、複数平行に積層された板状フィン11fが二列に配置されている。そして、給湯用伝熱管21aが一列目(左側)の複数の板状フィン11fを貫通しつつ下方に向かって蛇行し、位置Aから位置Bにターンして二列目(右側)の複数の板状フィン11fを貫通しつつ上方に向かって蛇行する構成となっている。
また、空調用伝熱管31aが一列目(左側)の位置Cから複数の板状フィン11fを貫通しつつ下方に向かって蛇行し、さらに二列目(右側)の板状フィン11fを貫通しつつ上方に向かって蛇行して位置Dの孔から出る構成となっている。In the heat source
Further, the air-conditioning
給湯用伝熱管21a及び空調用伝熱管31aのパスを図3に示す配置とした場合、給湯用伝熱管21aの最下部の位置Bの高さは、空調用伝熱管31aの最上部の位置Cの高さよりも低くなっている。
本実施形態ではこのような場合も、給湯用伝熱管21aが空調用伝熱管31aの上方に設置されている場合に含める。つまり、熱源側熱交換器11(11A)において、給湯用伝熱管21aの総体が、空調用伝熱管31aの総体に対して上方に設置されている。When the paths of the hot water supply
In the present embodiment, such a case is also included when the hot water supply
<給湯回路>
再び図1に戻って、給湯空調装置S1についての説明を続ける。室外ユニット100に設けられた給湯回路40は、第一ポンプ41と、給湯利用側熱交換器22の二次側伝熱管22bと、三方弁45と、貯湯タンク42と、三方弁43と、が環状に配管で接続されている。<Hot water supply circuit>
Returning to FIG. 1 again, the description of the hot water supply air conditioner S1 will be continued. The hot
第一ポンプ41は、貯湯タンク42から被加熱液体を汲み上げ、給湯利用側熱交換器22の二次側伝熱管22bに向けて圧送するポンプである。
貯湯タンク42は、被加熱液体を貯留するものであり、断熱材(図示せず)で覆われている。
三方弁43,45は、通流する被加熱液体の流量比率を調整可能に構成された三方弁である。The
The hot
The three-
また、室外ユニット100は、三方弁44,46と、給水金具101と、給湯金具102と、を備えている。
給水金具101は、一端が三方弁46に接続され、他端が給水端末(図示せず)に接続されている。そして、使用者が給湯端末(図示せず)を開操作した場合に、給水源からの圧力によって、給水金具101を介して貯湯タンク42の下部に被加熱液体(水)が流入するようになっている。The
The
三方弁44,46は、通流する被加熱液体の流量比率を調整可能に構成された三方弁であり、配管47aを介して相互に接続されている。そして、各三方弁44,46の開度に応じた流量の被加熱液体(水)が配管47aを介して流入することにより、貯湯タンク42から供給される高温の被加熱液体を適度な温度に調整するようになっている。
給湯金具102は、一端が三方弁44に接続され、他端が給湯端末(図示せず)に接続されている。そして、使用者が給湯端末を開操作することにより、温度調整がされた被加熱液体(湯)が給湯金具102を介して給湯端末に供給されるようになっている。The three-
One end of the hot water fitting 102 is connected to the three-
<空調用熱搬送媒体循環回路>
室外ユニット100から室内ユニット200に亘って設けられた空調用熱搬送媒体循環回路50は、第二ポンプ51と、空調利用側熱交換器33の二次側伝熱管33bと、室内熱交換器52と、が環状に配管で接続して構成されている。<Heat transfer medium circulation circuit for air conditioning>
The heat transfer
第一ポンプ51は、室内熱交換器52から流入する熱搬送媒体を、空調利用側熱交換器33の二次側伝熱管33bに向けて圧送するポンプである。
室内熱交換器52は、室内ファン53から送られてくる空気(室内空気)と熱搬送媒体との熱交換を行う熱交換器である。
なお、熱搬送媒体として、エチレングリコールなどのブライン(不凍液)や、水などを用いることができる。The
The
Note that brine (antifreeze) such as ethylene glycol, water, or the like can be used as the heat transfer medium.
<制御装置>
また、給湯空調装置S1は、制御装置60を備えている。
制御装置60は、給湯空調装置S1の運転モードを決定し、決定した運転モードに従って各種弁(給湯用膨張弁23、四方弁32、空調用膨張弁34、三方弁43〜46)の状態(開度)、圧縮機(給湯用圧縮機21、空調用圧縮機31)の回転速度、各熱交換器のファン(給湯用ファン24、空調用ファン35、室内ファン53)の回転速度、ポンプ(第一ポンプ41、第二ポンプ51)の回転速度、を制御して、給湯空調装置S1の各種運転を制御する機能を有している。<Control device>
The hot water supply air conditioner S <b> 1 includes a
The
(1.給湯運転モード)
次に、給湯空調装置S1の各運転モードにおける動作について説明する。
給湯運転モードは、被加熱液体(例えば、水)を加熱して貯湯タンク42に高温の被加熱液体を供給する運転モードである。このモードにおいて、空調用冷媒回路30及び空調用熱搬送媒体循環回路50は停止している。
給湯用冷媒回路20について説明する。制御装置60は、給湯用膨張弁23の開度(絞り)を制御し、給湯用圧縮機21及び給湯用ファン24の回転速度を制御する。(1. Hot water supply operation mode)
Next, the operation in each operation mode of the hot water supply air conditioner S1 will be described.
The hot water supply operation mode is an operation mode in which the liquid to be heated (for example, water) is heated and the hot liquid to be heated is supplied to the hot
The hot water
給湯用圧縮機21から吐出された高温高圧の第一冷媒は、凝縮器として機能する給湯利用側熱交換器22の一次側伝熱管22aに流入する。給湯利用側熱交換器22の一次側伝熱管22aを通流する第一冷媒は、二次側伝熱管22bを通流する被加熱液体と熱交換することにより放熱して、中温高圧の第一冷媒となる。
給湯利用側熱交換器22の一次側伝熱管22aから流出した中温高圧の第一冷媒は、給湯用膨張弁23で減圧され、低温低圧の第一冷媒となる。The high-temperature and high-pressure first refrigerant discharged from the hot
The medium temperature and high pressure first refrigerant flowing out from the primary
そして、低温低圧の第一冷媒は、蒸発器として機能する熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aに流入する。熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aを通流する第一冷媒は、給湯用ファン24により送られてくる空気(室外空気)と熱交換することにより、前記空気から熱を汲み上げる(吸熱する)。そして、吸熱した第一冷媒は、熱源側熱交換器11から給湯用圧縮機21へと送られ、給湯用冷媒回路20を循環する。
Then, the low-temperature and low-pressure first refrigerant flows into the hot water supply
次に、給湯回路40について説明する。なお、給湯回路40については、一般的な貯湯式の給湯器と同様であるから、以下では説明を簡略化している。
制御装置4は、第一ポンプ41の回転速度を制御する。
第一ポンプ41を駆動させることにより、貯湯タンク42から吸入された被加熱液体は、給湯利用側熱交換器22の二次側伝熱管22bに流入する。給湯利用側熱交換器22の二次側伝熱管22bを通流する被加熱液体は、一次側伝熱管22aを通流する第一冷媒と熱交換することにより吸熱し、高温の被加熱液体となる。そして、高温の被加熱液体は、給湯利用側熱交換器22の二次側伝熱管22bから貯湯タンク42に戻され、貯留される。Next, the hot
The
By driving the
なお、熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aを通流する第一冷媒が、給湯用ファン24により送られてくる空気(室外空気)と熱交換する際には、給湯用伝熱管21aが設置されている部分の板状フィン11fだけでなく、空調用伝熱管31aが設置されている部分の板状フィン11fにおいても熱交換が可能である。これは、図2に示すように、給湯用伝熱管21a及び空調用伝熱管31aを、共通の板状フィン11fに貫通させることによって、給湯用の熱源側熱交換器と空調用の熱源側熱交換器とが一体化されているためである。
When the first refrigerant flowing through the hot water supply
したがって、給湯用の熱源側熱交換器と、空調用の熱源側熱交換器とを分離した場合に比べて熱源側熱交換器11における伝熱面積が大きくなり、伝熱性能が向上する。これによって、給湯用圧縮機21及び給湯用ファン24の回転速度を低減させることが可能となり、システム全体の効率を向上させることができる。
Therefore, the heat transfer area in the heat source
(1−1.除霜運転について)
冬期などにおいて室外空気が低温高湿の場合には、低温の第一冷媒が熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aを通流することにより、給湯用伝熱管12aが設置されている部分の板状フィン11fが着霜する。この場合、制御装置60は、室外ユニット100に設置された着霜検知手段(温度センサなど:図示せず)から入力される信号に応じて、空調用冷媒回路30を後記する冷房運転と同様に動作させ、熱源側熱交換器11内の空調用伝熱管31aに高温の第二冷媒を送る。
ちなみに、除霜運転を行っている間も給湯空調装置S1は給湯運転を継続している。(1-1. Defrosting operation)
When the outdoor air is cold and humid in winter or the like, a portion where the hot water supply heat transfer pipe 12a is installed by allowing the low temperature first refrigerant to flow through the hot water supply
Incidentally, the hot water supply air conditioner S1 continues the hot water supply operation even during the defrosting operation.
前記したように、熱源側熱交換器11では、2つの熱交換器(つまり、給湯用の熱源側熱交換器と、空調用の熱源側熱交換器)が一体化されている。すなわち、給湯用伝熱管21aが設置されている部分の板状フィン11fと空調用伝熱管31aが設置されている部分の板状フィン11fとが連続している(図2参照)。
したがって、空調用伝熱管31a内を通過する高温の第二冷媒からの温熱が板状フィン11fを伝わり、給湯用伝熱管21aが設置されている部分の板状フィン11fに付着した霜を溶かすことができる。As described above, in the heat source
Therefore, the heat from the high-temperature second refrigerant passing through the air-conditioning
また、図2に示すように、熱源側熱交換器11において、給湯用伝熱管21aが空調用伝熱管31aよりも上方に設置されている。空調用伝熱管31aが設置されている部分では第二冷媒からの温熱が放出されており、この温熱が上昇して給湯用ファン24の周囲温度を上昇させることとなる。したがって、給湯用伝熱管21aが配置されている部分の板状フィン11fに付着した霜を、第二冷媒からの温熱と、より高温になった室外空気とにより加熱することで速やかに溶かすことができる。
As shown in FIG. 2, in the heat source
ちなみに、制御装置60は除霜運転の際、空調用冷媒回路30を冷房運転と同様に動作させるが、空調用熱搬送媒体循環回路50の動作を停止させておいてもよい。なぜなら、空調利用側熱交換器33の二次側伝熱管33b内の熱搬送媒体が、ある程度の熱を有しており、空調利用側熱交換器33の一次側伝熱管33aを通流する第二冷媒が前記熱を吸熱するからである。
Incidentally, the
なお、除霜運転を行う際に、前記のように空調用熱搬送媒体循環回路50の動作を停止させると第二冷媒を十分に蒸発させることができない場合、制御装置60は第二ポンプ51を駆動させる。この場合、第二ポンプ51によって、空調用熱搬送媒体循環回路50内を熱搬送媒体が循環する。したがって、空調利用側熱交換器33の二次側伝熱管33bを通流する熱搬送媒体の温熱が、一次側伝熱管33aを通流する第二冷媒に伝熱され、除霜運転を促進させることができる。
When performing the defrosting operation, if the operation of the air-conditioning heat transfer
また、除霜運転を行う際に、前記のような第二ポンプ51の駆動のみでは第二冷媒を十分に蒸発させることができない場合、制御装置60はさらに所定の回転速度で空調用ファン53を回転させる。この場合、空調用ファン53の回転によって、室内熱交換器52で室内空気の熱を汲み上げることができる。したがって、空調利用側熱交換器33の二次側伝熱管33bを通流する熱搬送媒体の温熱が、一次側伝熱管33aを通流する第二冷媒に伝熱され、除霜運転をさらに促進させることができる。
When performing the defrosting operation, if the second refrigerant cannot be sufficiently evaporated only by driving the
(2.冷房運転モード)
冷房運転モードは、室内ユニット200が設置された室内(被空調空間)を冷房する運転モードである。このモードにおいて、給湯用冷媒回路20及び給湯回路40は停止している。
空調用冷媒回路30について説明する。制御装置60は、四方弁32の切替手段(図示せず)が、冷房運転の位置となるように制御する。また、制御装置60は、空調用膨張弁34の開度(絞り)を制御し、空調用圧縮機31及び空調用ファン35の回転速度を制御する。(2. Cooling operation mode)
The cooling operation mode is an operation mode for cooling the room (air-conditioned space) in which the
The air
空調用圧縮機31から吐出された高温高圧の第二冷媒は、四方弁32を介して、凝縮器として機能する熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aに流入する。
熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒は、空調用ファン35により送られてくる空気(室外空気)と熱交換することにより放熱(排熱)し、中温高圧の第二冷媒となる。熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aから流出した中温高圧の第二冷媒は、空調用膨張弁34に流入する。The high-temperature and high-pressure second refrigerant discharged from the air-
The second refrigerant flowing through the air-conditioning
そして、中温高圧の第二冷媒は空調用膨張弁34で減圧され、低温低圧の第二冷媒となり、蒸発器として機能する空調利用側熱交換器33の一次側伝熱管33aに流入する。空調利用側熱交換器33の一次側伝熱管33aを通流する第二冷媒は、二次側伝熱管33bを通流する熱搬送媒体と熱交換することにより、熱搬送媒体から熱を汲み上げる(吸熱する)。そして、吸熱した第二冷媒は、空調利用側熱交換器33の一次側伝熱管33aから四方弁32を介して空調用圧縮機31へと送られ、空調用冷媒回路30を循環する。
The medium-temperature high-pressure second refrigerant is decompressed by the air-
次に、空調用熱搬送媒体循環回路50について説明する。制御装置60は、第二ポンプ51及び室内ファン53の回転速度を制御する。
第二ポンプ51を駆動させることにより、熱搬送媒体は空調利用側熱交換器33の二次側伝熱管33bに流入する。空調利用側熱交換器33の二次側伝熱管33bを通流する熱搬送媒体は、一次側伝熱管33aを通流する第二冷媒と熱交換することにより放熱(排熱)して、低温の熱搬送媒体となる。Next, the heat transfer
By driving the
そして、低温の熱搬送媒体は、室内ユニット200の室内熱交換器52に流入する。室内熱交換器52を通流する熱搬送媒体は、室内ファン53により送られてくる空気(室内空気)と熱交換することにより吸熱する。そして、吸熱した熱搬送媒体は、室内熱交換器52から第二ポンプ51へと送られ、空調用熱搬送媒体循環回路50を循環する。
このように、室内ユニット2の室内熱交換器52で熱搬送媒体が吸熱することにより、室内空気が冷却され、室内(被空調空間)が冷房される。Then, the low temperature heat transfer medium flows into the
As described above, the heat transfer medium absorbs heat in the
なお、熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒が、空調用ファン35により送られてくる空気(室外空気)と熱交換する際には、空調用伝熱管31aが設置されている部分の板状フィン11fだけでなく、給湯用伝熱管21aが設置されている部分の板状フィン11fにおいても熱交換が可能である。
したがって、給湯用の熱源側熱交換器と、空調用の熱源側熱交換器を分離した場合に比べて熱源側熱交換器11における伝熱面積が大きくなり、伝熱性能が向上する。これによって、空調用圧縮機31及び空調用ファン35の回転速度を低減させることが可能となり、システム全体の効率を向上させることができる。When the second refrigerant flowing through the air conditioning
Therefore, the heat transfer area in the heat source
(3.暖房運転モード)
暖房運転モードは、室内ユニット200が設置された室内(被空調空間)を暖房する運転モードである。このモードにおいて、給湯用冷媒回路20及び給湯回路40は停止している。
空調用冷媒回路30について説明する。制御装置60は、四方弁32の切替手段(図示せず)が、暖房運転の位置となるように制御する。また、制御装置60は、空調用膨張弁34の開度(絞り)を制御し、空調用圧縮機31及び空調用ファン35の回転速度を制御する。(3. Heating operation mode)
The heating operation mode is an operation mode in which the room (air-conditioned space) in which the
The air
空調用圧縮機31から吐出された高温高圧の第二冷媒は、四方弁32を介して、凝縮器として機能する空調利用側熱交換器33の一次側伝熱管33aに流入する。
空調利用側熱交換器33の一次側伝熱管33aを通流する第二冷媒は、二次側伝熱管33bを通流する熱搬送媒体と熱交換することにより放熱(排熱)し、中温高圧の第二冷媒となる。空調利用側熱交換器の一次側伝熱管33aから流出した中温高圧の第二冷媒は空調用膨張弁34に流入する。The high-temperature and high-pressure second refrigerant discharged from the air-
The second refrigerant flowing through the primary side
そして、中温高圧の第二冷媒は空調用膨張弁34で減圧され、低温低圧の第二冷媒となり、蒸発器として機能する熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aに流入する。熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aを通流する低温低圧の第二冷媒は、空調用ファン35により送られてくる空気(室外空気)と熱交換することにより、前記空気から熱を汲み上げる(吸熱する)。そして、吸熱した第二冷媒は、熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aから四方弁32を介して空調用圧縮機31へと送られ、空調用冷媒回路30を循環する。
The medium-temperature high-pressure second refrigerant is decompressed by the air-
次に、空調用熱搬送媒体循環回路50について説明する。制御装置4は、第二ポンプ51及び室内ファン53の回転速度を制御する。
第二ポンプ51を駆動させることにより、熱搬送媒体は空調利用側熱交換器33の二次側伝熱管33bに流入する。空調利用側熱交換器33の二次側伝熱管33bを通流する熱搬送媒体は、一次側伝熱管33aを通流する第二冷媒と熱交換することにより吸熱して、高温の熱搬送媒体となる。Next, the heat transfer
By driving the
そして、高温の熱搬送媒体は、室内ユニット200の室内熱交換器52に流入する。室内熱交換器52を通流する熱搬送媒体は、室内ファン53により送られてくる空気(室内空気)と熱交換することにより放熱する。そして、放熱した熱搬送媒体は、室内熱交換器52から第一ポンプ51へと送られ、空調用熱搬送媒体循環回路50を循環する。
このように、室内ユニット2の室内熱交換器52で熱搬送媒体が放熱することにより、室内空気が加熱され、室内(被空調空間)が暖房される。Then, the high-temperature heat transfer medium flows into the
As described above, the heat transfer medium dissipates heat in the
(3−1.除霜運転について)
冬期などにおいて室外空気が低温高湿の場合には、低温の第二冷媒が熱源側熱交換器11を通過することにより、空調用伝熱管31aが設置されている部分の板状フィン11fが着霜する。この場合、制御装置60は、給湯用冷媒回路20を用いて熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aに高温の第一冷媒を送る。(3-1. About defrosting operation)
When the outdoor air is cold and humid in winter or the like, the plate-like fin 11f where the air-conditioning
具体的には、制御装置60は、給湯用膨張弁23を全開にした状態で給湯用圧縮機21を起動させ、高温の第一冷媒を給湯用伝熱管21aに送る。このとき、給湯回路40では第一ポンプ41を停止させているため、被加熱液体を冷却することはない。ちなみに、除霜運転を行っている間も給湯空調装置S1は暖房運転を継続している。
Specifically, the
また、熱源側熱交換器11において、給湯用伝熱管21aが設置されている部分の板状フィン11fと、空調用伝熱管31aが設置されている部分の板状フィン11fとは連続している。したがって、給湯用伝熱管21aを通流する高温の第一冷媒の温熱が板状フィン11fを伝わり、結果として空調用伝熱管31aが設置されている部分の霜を溶かすことができる。
なお、前記除霜運転を行っている間、給湯用冷媒回路20の給湯用ファン24は停止している。これは、給湯用ファン24を回転させた場合、給湯用伝熱管21aを通流する第一冷媒が、低温の室外空気との熱交換によって放熱してしまうからである。Further, in the heat source
During the defrosting operation, the hot
(4.給湯冷房運転モード)
給湯冷房運転モードは、給湯運転及び冷房運転を行う運転モードである。
なお、給湯冷房運転モードの給湯用冷媒回路20及び給湯回路40における動作は、前記した給湯運転モードの場合と同様であり、空調用冷媒回路30及び空調用熱搬送媒体循環回路50での動作は、前記した冷房運転モードの場合と同様であるから、説明を省略する。
以下、熱源側熱交換器11における熱交換について詳細に説明する。(4. Hot water supply and cooling operation mode)
The hot water supply / cooling operation mode is an operation mode in which a hot water supply operation and a cooling operation are performed.
The operations in the hot water
Hereinafter, heat exchange in the heat source
給湯冷房運転モードでは、熱源側熱交換器11のうち、給湯用伝熱管21aが設置されている部分が第一冷媒の蒸発器として機能し、空調用伝熱管31aが設置されている部分が第二冷媒の凝縮器として機能する。
給湯用膨張弁23によって減圧されて低温低圧となった第一冷媒は、熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aに流入する。ここで、熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aには、空調用圧縮機31から吐出された高温の第二冷媒が通流している。In the hot water supply / cooling operation mode, the portion of the heat source
The first refrigerant that has been depressurized by the hot water
したがって、熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒の温熱が、板状フィン11fを介して、給湯用伝熱管21aを通流する第一冷媒に伝熱される。
また、空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒と熱交換することによって加熱された空気が上昇するため、上方に設置されている給湯用ファン24の周囲温度が高くなる。
これによって、給湯用ファン24から給湯用伝熱管21aに高温の空気が送り込まれることとなる。Therefore, the heat of the second refrigerant flowing through the air-conditioning
Moreover, since the heated air rises by exchanging heat with the second refrigerant flowing through the air-conditioning
As a result, hot air is sent from the hot
熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aを通流する第一冷媒は、空調用伝熱管31aを通流する高温の第二冷媒と板状フィン11fを介して熱交換するとともに、給湯用ファン24から送り込まれる高温の空気とも熱交換する。
したがって、給湯用伝熱管21aにおける伝熱性能が向上し、給湯用圧縮機21及び給湯用ファン24の回転速度を低減できるため、システム全体としての効率を向上させることができる。The first refrigerant flowing through the hot water supply
Therefore, the heat transfer performance in the hot water supply
また、空調用圧縮機によって圧縮された高温高圧の第二冷媒は、熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aに流入する。ここで、熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aには、給湯用膨張弁23によって減圧された低温の第一冷媒が通流している。
したがって、熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aを通流する第一冷媒の冷熱が、板状フィン11fを介して、空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒に伝熱される。The high-temperature and high-pressure second refrigerant compressed by the air-conditioning compressor flows into the air-conditioning
Accordingly, the cold heat of the first refrigerant flowing through the hot water supply
また、給湯用伝熱管21aを通流する低温の第一冷媒と熱交換することによって冷却された空気が下降するため、下方に設置された空調用ファン35の周囲温度が低くなる。これによって、空調用ファン35から空調用伝熱管31aに低温の空気が送り込まれることとなる。
Moreover, since the air cooled by heat-exchange with the low temperature 1st refrigerant | coolant which flows through the
熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒は、給湯用伝熱管21aを通流する低温の第一冷媒と、板状フィン11fを介して熱交換するとともに、空調用ファン35から送り込まれる低温の空気とも熱交換する。
したがって、空調用伝熱管31aにおける伝熱性能も向上し、空調用圧縮機31及び空調用ファン35の回転速度を低減できるため、システム全体としての効率を向上させることができる。The second refrigerant flowing through the air-conditioning
Therefore, the heat transfer performance in the air-conditioning
(4−1.ドレン水による冷却について)
夏期などにおいて室外空気が高温高湿の場合、給湯冷媒回路20において、低温の第一冷媒が熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aを通流する際、給湯用伝熱管21aが設置された部分が結露して、ドレン水が生じる。
前記ドレン水は、重力により板状フィン11を伝って下降し、空調用伝熱管31aが設置された部分に到達する。そして、ドレン水は、空調用伝熱管31aが設置された部分において高温の第二冷媒により加熱され、蒸発する。
一方、高温の第二冷媒は、ドレン水が蒸発する際の潜熱によって冷却される。(4-1. Cooling with drain water)
When the outdoor air is hot and humid in summer or the like, the hot water supply
The drain water descends along the plate-
On the other hand, the high-temperature second refrigerant is cooled by latent heat generated when the drain water evaporates.
このように、熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aを通流する高温の第二冷媒が、給湯用伝熱管31aを通流する低温の第一冷媒と、より低温になった室外空気と、前記ドレン水による蒸発潜熱により冷却される。したがって、空調用伝熱管31aにおける伝熱性能が向上し、空調用圧縮機31及び空調用ファン35の回転速度をさらに低減できるため、システム全体としての効率を向上させることができる。
Thus, the high-temperature second refrigerant flowing through the air-conditioning
また、図1に示すように、熱源側熱交換器11には板状フィン11fの下にドレンパン12が設けられている。したがって、板状フィン11fの最下点まで到達したドレン水は、ドレンパン12から地上に放出される。このように、熱源側熱交換器11は給湯用熱源側の熱交換器と、空調用熱源の側熱交換器とが一体化されているため、それぞれの冷媒回路ごとにドレンパンを設ける必要がなく、構成部品の簡素化が可能となる。
As shown in FIG. 1, the heat source
(5.給湯暖房運転モード)
給湯暖房運転モードは、給湯運転及び暖房運転を行う運転モードである。
なお、給湯暖房運転モードの給湯用冷媒回路20及び給湯回路40における動作は、前記した給湯運転モードの場合と同様であり、空調用冷媒回路30及び空調用熱搬送媒体循環回路50での動作は、前記した暖房運転モードの場合と同様であるから説明を省略する。
以下、熱源側熱交換器11における熱交換について詳細に説明する。(5. Hot water supply / heating mode)
The hot water supply and heating operation mode is an operation mode in which a hot water supply operation and a heating operation are performed.
The operations in the hot water
Hereinafter, heat exchange in the heat source
給湯暖房運転モードでは、熱源側熱交換器11のうち、給湯用伝熱管21aが設置されている部分が第一冷媒の蒸発器として機能し、空調用伝熱管31aが設置されている部分が第二冷媒の蒸発器として機能する。すなわち、給湯暖房運転モードでは、熱源側熱交換器11が第一冷媒及び第二冷媒の蒸発器として機能し、室外空気から熱を汲み上げる。
In the hot water supply / heating operation mode, the portion of the heat source
給湯用膨張弁23によって減圧されて低温低圧となった第一冷媒は、熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aに流入する。そして、熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aを通流する第一冷媒は、給湯用ファン24から送り込まれる室外空気と熱交換することによって吸熱し、蒸発する。そして、熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aから流出した第一冷媒は、給湯用圧縮機21に流入することとなる。
The first refrigerant that has been depressurized by the hot water
また、空調用膨張弁34によって減圧された低温低圧の第二冷媒は、熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aに流入する。そして、熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒は、空調用ファン35から送り込まれる室外空気と熱交換することによって吸熱し、蒸発する。そして、熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aから流出した第二冷媒は、空調用圧縮機31に流入することとなる。
The low-temperature and low-pressure second refrigerant decompressed by the air
(5−1.除霜運転について)
次に、冬期などにおいて室外空気が低温高湿の場合に、給湯用伝熱管21aが設置されている部分の板状フィン11f、及び、空調用伝熱管31aが設置されている部分の板状フィン11fのうち、少なくとも一方が着霜した場合について説明する。
熱源側熱交換器11のうち、給湯用伝熱管21aが設置されている部分の板状フィン11fが着霜した場合、制御装置60は、熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aに高温高圧の第一冷媒を流入させるよう制御する。また、制御装置60は、第一ポンプ41を停止させる。
これによって、暖房運転を継続させつつ、板状フィン11fに付着した霜を溶かすことができる。ちなみに、前記除霜運転の間は第一ポンプ41を停止しているので、被加熱液体を冷却することはない。(5-1. About defrosting operation)
Next, when the outdoor air is cold and humid in winter, the plate-like fin 11f where the
In the heat source
Thereby, frost adhering to the plate-like fins 11f can be melted while continuing the heating operation. Incidentally, since the
また、熱源側熱交換器11のうち、空調用伝熱管31aが設置されている部分の板状フィン11fが着霜した場合、制御装置60は、給湯回路40の第一ポンプ41の駆動を停止させ、給湯用冷媒回路20の給湯用膨張弁23を全開にした状態で給湯用圧縮機21を起動させ、高温高圧の第一冷媒を給湯用伝熱管21aへ送る。
前記除霜運転については、暖房運転モードにおける除霜運転と同様であるから、説明を省略する。Moreover, when the plate-shaped fin 11f of the part in which the
About the said defrost operation, since it is the same as that of the defrost operation in heating operation mode, description is abbreviate | omitted.
また、給湯用伝熱管21aが設置されている部分の板状フィン11fと、空調用伝熱管31aが設置されている部分の板状フィン11fの両方が着霜した場合、制御装置60は、給湯用伝熱管21aに高温高圧の第一冷媒を送ることを優先させる。これは、暖房運転を中断しないようにすることによって、被空調空間内の快適性を保つためである。
この場合の制御装置60の処理については、暖房運転モードにおいて、熱源側熱交換器11のうち空調用伝熱管31aが設置されている部分の板状フィン11fが着霜した場合と同様であるから、説明を省略する。When both the plate-like fins 11f where the hot-water supply
The processing of the
なお、給湯用伝熱管21aが設置されている部分の板状フィン11fと、空調用伝熱管31aが設置されている部分の板状フィン11fの両方が着霜した場合であって、給湯用伝熱管21aに高温の第一冷媒を通流させることのみでは除霜が不十分である場合、制御装置60は、給湯用伝熱管21aに高温の第一冷媒を通流させることと併せて、空調用伝熱管31aに高温の第二冷媒を通流させる。
これによって、板状フィン11fに付着した霜を全て溶かすことができる。In addition, it is a case where both the plate-shaped fin 11f of the part in which the
Thereby, all the frost adhering to the plate-like fins 11f can be melted.
この場合、給湯用冷媒回路20を用いた除霜運転時間と、空調用冷媒回路30を用いた除霜運転時間とを同じとする必要はない。空調冷媒回路30を用いて除霜運転を行う場合には暖房運転が停止されるため、空調冷媒回路30を用いた除霜運転時間は短いほうが好ましい。
In this case, the defrosting operation time using the hot water
<効果1>
本実施形態に係る給湯空調装置S1によれば、使用者の要求に応じて給湯運転、冷房運転、暖房運転、給湯冷房運転、及び給湯暖房運転を実行することができる。
また、給湯運転を実行する際には、空調用伝熱管31aが設置された部分の板状フィン11fも室外空気との伝熱に使用することができる。つまり、室外空気と熱交換を行う際の伝熱面積を大きくすることができ、伝熱性能を向上させることができる。したがって、給湯用圧縮機21及び給湯用ファン24の回転速度を低減させることが可能となり、システム全体の効率を向上させることができる。<
According to the hot water supply air conditioner S1 according to the present embodiment, a hot water supply operation, a cooling operation, a heating operation, a hot water supply cooling operation, and a hot water supply / air heating operation can be executed according to a user's request.
In addition, when the hot water supply operation is performed, the plate-like fins 11f at the portion where the air-conditioning
同様に、冷房運転又は暖房運転を実行する際には、給湯用伝熱管21aが設置された部分の板状フィン11fも室外空気との伝熱に使用することができる。したがって、室外空気と熱交換を行う際の伝熱面積を大きくすることができ、空調用圧縮機31及び空調用ファン35の回転速度を低減させることが可能となり、システム全体の効率を向上させることができる。
Similarly, when performing the cooling operation or the heating operation, the plate-like fins 11f of the portion where the hot water supply
また、熱源側熱交換器11は、給湯用の熱源側熱交換器と、空調用の熱源側熱交換器が一体化された構成となっている。したがって、板状フィン11fを介して給湯用冷媒回路20を循環する第一冷媒と、空調用冷媒回路30を循環する第二冷媒との熱交換を行うことができる。すなわち、熱源側熱交換器11は、第一冷媒と第二冷媒との熱交換を行う中間熱交換器としての機能も果たしている。
したがって、熱源側熱交換器11が、給湯用の熱源側熱交換器、空調用の熱源側熱交換器、及び中間熱交換器としての機能を兼ねることになるため、給湯空調装置S1を簡単な構成とすることができ、製造コストを削減することができる。The heat source
Accordingly, since the heat source
また、空調冷房運転を行う際には、空調用冷媒回路30を循環する第二冷媒からの排熱を、板状フィン11fを介して給湯用冷媒回路20を循環する第一冷媒に供給することができる。したがって、システム全体の効率を向上させることができる。
Further, when performing the air conditioning cooling operation, exhaust heat from the second refrigerant circulating in the air
また、除霜運転を行う際には、着霜していないほうの回路(給湯用冷媒回路20又は空調用冷媒回路30)を用いて高温の冷媒を送ることにより除霜することができる。したがって、例えば、暖房運転を行っている際に空調用伝熱管31aが設置されている部分の板状フィン11fが着霜したとしても、暖房運転を継続しながら除霜運転を行うことができるため、室内(被空調空間内)での快適性を向上させることができる。
Moreover, when performing a defrost operation, it can defrost by sending a high temperature refrigerant | coolant using the circuit (Hot-water
また、熱源側熱交換器11において、給湯用伝熱管21aは空調用伝熱管31aよりも上方に設置されている。したがって、給湯冷房運転を行っている際に、給湯用伝熱管21aが設置されている部分の板状フィン11fが結露してドレン水が生じると、当該ドレン水が重力により板状フィン11fをつたって下降する。そして、当該ドレン水は空調用伝熱管31aで蒸発するため、蒸発潜熱により空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒から吸熱することができる。これによって、熱源側熱交換器11の第二冷媒の凝縮機能が増すため、システム全体としての効率を向上させることができる。
In the heat source
すなわち、本実施形態に係る給湯空調装置S1によれば、給湯と空調の熱を互いに有効利用することができ、システム全体としての効率を向上させることができる。また、システムの構成が簡単であるため、製造コストを抑えることが可能である。 That is, according to the hot water supply air conditioner S1 according to the present embodiment, the heat of the hot water supply and the air conditioning can be used effectively, and the efficiency of the entire system can be improved. In addition, since the system configuration is simple, manufacturing costs can be reduced.
≪第2実施形態≫
第2実施形態に係る給湯空調装置は、第1実施形態に係る給湯空調装置S1と比較して、熱源側熱交換器11Bの構成が異なる。その他の点については、第1実施形態に係る給湯空調装置S1と同様であるから説明を省略する。
図4は、第2実施形態に係る給湯空調装置の熱源側熱交換器の概略構成図である。なお、図4において、給湯用伝熱管21aを網掛けで示した。<< Second Embodiment >>
The hot water supply air conditioner according to the second embodiment differs from the hot water supply air conditioner S1 according to the first embodiment in the configuration of the heat source
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a heat source side heat exchanger of the hot water supply air conditioner according to the second embodiment. In FIG. 4, the hot water supply
図4に示すように、直線状第一伝熱管21s及び直線状第二伝熱管31sが、複数の板状フィン11fを、伝熱面に対して垂直に貫通している。
そして、給湯用伝熱管21aに流入した第一冷媒が、図4の矢印で示すように分流した後、合流するように、直線状第一伝熱管21sが接続用伝熱管に接続されている。
また、空調用伝熱管31aに流入した第二冷媒が、図4の矢印で示すように空調用伝熱管31aを通流するように、直線状第二伝熱管31sが接続用伝熱管に接続されている。As shown in FIG. 4, the linear first
And the linear 1st
Further, the linear second heat transfer tube 31s is connected to the connection heat transfer tube so that the second refrigerant flowing into the air conditioning
また、図4に示すように、直線状第一伝熱管21s1,21s2,・・・,21skが、直線状第二伝熱管31s1,31s2,・・・,31smよりも上方に位置するように設置されている。また、直線状第一伝熱管21sk+1、21sk+2が、直線状第二伝熱管31s1,31s2,・・・,31smよりも下方に位置するように設置されている。
さらに、直線状の給湯用伝熱管21sのうち、直線状の空調用伝熱管31sよりも上方に位置するものの本数(図4では、10本)が、直線状の空調用伝熱管よりも下方に位置するものの本数(図4では、2本)よりも多くなっている。Further, as shown in FIG. 4, a linear first
Further, among the linear hot water supply
<効果2>
このように、直線状第一伝熱管21sによって、直線状第二伝熱管31sを上下で挟み込む構成とすることで、給湯用伝熱管21aを通流する第一冷媒と、空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒との伝熱がより促進される。したがって、システム全体としての効率を向上させることができる。
また、給湯用伝熱管21aに高温の第一冷媒を通流させることによって除霜運転を行う場合には、空調伝熱管21aの上下から第一冷媒の温熱が伝わるため、平板フィン11の除霜を促進させ、除霜運転を短時間で終わらせることができる。<
Thus, the 1st refrigerant | coolant which flows through the hot water supply
Further, when the defrosting operation is performed by passing a high temperature first refrigerant through the hot water supply
また、直線状の空調伝熱管31sの上部に設置される給湯用伝熱管21sが、下部に設置される給湯用伝熱管21sよりも多いことにより、給湯冷房運転モードにおいて、給湯用伝熱管21aで生じたドレン水の蒸発潜熱を利用した第二冷媒の冷却を促進することができる。
Further, since there are more hot water supply
≪第3実施形態≫
図5は、第3実施形態に係る給湯空調装置の熱源側熱交換器の概略構成図である。なお、図5において、給湯用伝熱管21aを網掛けで示した。
第3実施形態に係る給湯空調装置は、第1実施形態に係る給湯空調装置S1と比較して、熱源側熱交換器11の構成が異なる。その他の点については、第1実施形態に係る給湯空調装置S1と同様であるから、説明を省略する。«Third embodiment»
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a heat source side heat exchanger of the hot water supply air conditioner according to the third embodiment. In FIG. 5, the hot-water supply
The hot water supply air conditioner according to the third embodiment is different from the hot water supply air conditioner S1 according to the first embodiment in the configuration of the heat source
図5に示すように、直線状第一伝熱管21s及び直線状第二伝熱管31sが、複数の板状フィン11fを伝熱面に対して垂直に貫通している。
そして、給湯用伝熱管21aに流入した第一冷媒が、図5に示すように分流した後、合流するように、直線状第一伝熱管21sが接続用伝熱管21cに接続されている。また、空調用伝熱管31aに流入した第二冷媒が、図5に示すように分流した後、合流するように、直線状第二伝熱管31sが接続用伝熱管31cに接続されている。As shown in FIG. 5, the linear first
And the linear 1st
また、直線状第一伝熱管21s1,21s2,・・・,21skが、直線状第二伝熱管31s1,31s2,・・・,31smと上下交互に設置されている。なお、ここで「上下交互に設置」とは、一本ずつ上下交互に設置する場合の他、上下に連続する2本以上の直線状第一伝熱管21sと、上下に連続する2本以上の直線状第二伝熱管31sとが交互に設置されている場合も含むものとする。また、「上下交互に設置」とは、連続する直線状第一伝熱管21sの本数と、連続する直線状第二伝熱管31sの本数とが等しい場合に限定されない。Also, the linear first
ちなみに、図5では、上下に連続する2本の直線状第一伝熱管21sと、上下に連続する2本の直線状第二伝熱管31sとが交互に設置されている場合を示している。
また、熱源側熱交換器11に設置された伝熱管のうち最上端のものは、直線状第一伝熱管21sであることが好ましい。これは、給湯冷房運転モードにおいて、板状フィン11fをつたって重力により下降するドレン水によって、空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒の冷却を促進させるためである。Incidentally, FIG. 5 shows a case where two linear first
Moreover, it is preferable that the uppermost one of the heat transfer tubes installed in the heat source
<効果3>
本実施形態に係る給湯空調装置によれば、給湯用伝熱管21aと空調用伝熱管31aとが、板状フィン11fにそれぞれ分散して設置されている。したがって、板状フィン11f全体を熱交換の際の伝熱面積とすることができ、伝熱性能を向上させることができる。
また、給湯運転、冷房運転、暖房運転では、前記のように伝熱性能が向上することで、圧縮機やファンの回転数を低減させることが可能となり、システム全体としての効率を向上させることができる。また、伝熱性能の向上により、着霜を抑制する効果も高まり、快適性と省エネ性を向上させることができる。<Effect 3>
According to the hot water supply air-conditioning apparatus according to the present embodiment, the hot water supply
In addition, in the hot water supply operation, cooling operation, and heating operation, the heat transfer performance is improved as described above, so that the rotation speed of the compressor and the fan can be reduced, and the efficiency of the entire system can be improved. it can. Moreover, the effect of suppressing frost formation increases by improvement in heat transfer performance, and comfort and energy saving can be improved.
また、直線状第一伝熱管21sと直線状第二伝熱管31sとの距離が近く、上下交互に配置されているために、各伝熱管が一か所にまとまって配置される場合と比較して、板状フィン11f介した熱交換の効率が上がる。そのため、給湯冷房運転を行う場合に、排熱回収のための機器を新たに設けなくても、互いの冷媒回路の熱を有効に利用することが可能となり、システム全体の効率をより向上させることができる。
In addition, since the distance between the linear first
≪第4実施形態≫
<空調給湯装置の構成>
図6は、第4実施形態に係る給湯空調装置の構成図である。第4実施形態に係る給湯空調装置S2は、第1実施形態に係る給湯空調装置S1と比較して、給湯熱源側熱交換器(熱源側熱交換器11のうち、給湯用伝熱管21aが設置されている部分)及び空調熱源側熱交換器(熱源側熱交換器11のうち、空調用伝熱管31aが設置されている部分)と並列に接続され、第二冷媒からの排熱を第一冷媒に回収させるための排熱回収用熱交換器70を備える点が異なる。その他の点については、第1実施形態に係る給湯空調装置S1と同様であるから、説明を省略する。<< Fourth Embodiment >>
<Configuration of air conditioning and hot water supply system>
FIG. 6 is a configuration diagram of a hot water supply air conditioner according to the fourth embodiment. Compared with the hot water supply air conditioner S1 according to the first embodiment, the hot water supply air conditioner S2 according to the fourth embodiment includes a hot water supply heat source side heat exchanger (of the heat source
図6に示すように、給湯用冷媒回路20には、第一冷媒と第二冷媒との熱交換を行う排熱回収用熱交換器70と、開閉により第一冷媒を通流又は遮断する二方弁25,26,27,28とが設置されている。
排熱回収用熱交換器70の一次側伝熱管70aの一端は、二方弁25を介して配管23aに接続され、他端は二方弁26を介して配管28aに接続されている。
また、二方弁27の一端は配管23aを介して給湯用膨張弁23に接続され、他端は熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aに接続されている。また、二方弁28の一端は配管28aを介して給湯用圧縮機21に接続され、他端は熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aに接続されている。As shown in FIG. 6, the hot water
One end of the primary side
One end of the two-
また、図6に示すように、空調用冷媒回路30には、開閉により第二冷媒を通流又は遮断する二方弁36,37,38,39が設置されている。
排熱回収用熱交換器70の二次側伝熱管70bの一端は、二方弁36を介して配管32aに接続され、他端は二方弁37を介して配管34aに接続されている。
また、二方弁38の一端は配管32aを介して四方弁32に接続され、他端は熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aに接続されている。また、二方弁39の一端は配管34aを介して空調用膨張弁34に接続され、他端は熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aに接続されている。As shown in FIG. 6, the air
One end of the secondary
One end of the two-
本実施形態に係る給湯空調装置S2は、第1実施形態に係る給湯空調装置S1と同様に、各種運転モードに対応した運転を行う。
なお、排熱回収用熱交換器70は給湯冷房運転を行う際に使用し、その他の場合には使用しない。つまり、給湯運転、冷房運転、暖房運転、又は暖房給湯運転を行う場合、制御装置60は、二方弁25,26,36,37を閉止させ、二方弁27,28,38,39を開放する。
排熱回収用熱交換器70を使用しない場合の給湯用冷媒回路20、空調用冷媒回路30、給湯回路40、空調用熱搬送媒体循環回路50での動作はそれぞれ、第1実施形態の場合と同様であるから説明を省略する。The hot water supply air conditioner S2 according to the present embodiment performs operations corresponding to various operation modes, similarly to the hot water supply air conditioner S1 according to the first embodiment.
The exhaust heat
The operations of the hot water
<給湯冷房運転におけるモード判定処理>
次に、給湯冷房運転を行う際の制御装置60の処理について説明する。図7は、給湯冷房運転におけるモード判定処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS101において、制御装置60は、給湯吸熱量Qec_ex及び空調排熱量Qac_exを推定する。ここで、給湯吸熱量Qec_exとは、給湯用冷媒回路20及び空調用冷媒回路30を独立して運転した際の、給湯運転に要する熱源からの吸熱量である。また、空調排熱量Qac_exとは、給湯用冷媒回路20及び空調用冷媒回路30を独立して運転した際の冷房運転に要する熱源への排熱量である。<Mode determination process in hot water cooling operation>
Next, processing of the
In step S101,
ステップS102において、制御装置60は、給湯吸熱量Qec_exが空調排熱量Qac_exより大きいか否かを判定する。
給湯吸熱量Qec_exが空調排熱量Qac_exより大きい場合(S102→Yes)、制御装置60の処理はステップS103に進む。給湯吸熱量Qec_exが空調排熱量Qac_ex以下である場合(S102→No)、制御装置60の処理はステップS104に進む。In step S102,
When the hot water supply heat absorption amount Qec_ex is larger than the air conditioning exhaust heat amount Qac_ex (S102 → Yes), the process of the
ステップS103において、制御装置60は、給湯空調装置S2の運転モードを「冷房給湯運転(排熱回収A)モード」に決定する。当該運転モードにおける給湯空調装置S2の動作については、図8を用いて後記する。
ステップS104において、制御装置60は、給湯吸熱量Qec_exが空調排熱量Qac_exと等しいか否かを判定する。
給湯吸熱量Qec_exが空調排熱量Qac_exと等しい場合(S104→Yes)、制御装置60の処理はステップS105に進む。給湯吸熱量Qec_exが空調排熱量Qac_exと等しくない場合(S104→No)、制御装置60の処理はステップS106に進む。In step S103, the
In step S104,
When the hot water supply heat absorption amount Qec_ex is equal to the air conditioning exhaust heat amount Qac_ex (S104 → Yes), the process of the
ステップS105において、制御装置60は、給湯空調装置S2の運転モードを「冷房給湯運転(排熱回収B)モード」に決定する。当該運転モードにおける給湯空調装置S2の動作については、図9を用いて後記する。
ステップS106において、制御装置60は、給湯空調装置S2の運転モードを「冷房給湯運転(排熱回収C)モード」に決定する。当該運転モードにおける給湯空調装置S2の動作については、図10を用いて後記する。In step S105, the
In step S106, the
<給湯冷房運転における制御>
(給湯冷房運転(排熱回収A)モード)
図8は、給湯冷房運転(排熱回収A)モードにおける給湯空調装置の冷媒、熱搬送媒体、及び被加熱液体の流れを示す構成図である。
ここで、排熱回収Aは「給湯吸熱>空調排熱」の場合であり、排熱回収用熱交換器70を介して空調用冷媒回路30の排熱を給湯用冷媒回路20で回収し、給湯に必要な熱の不足分を室外空気から吸熱している。
当該運転モードにおける給湯回路40の動作は、第1実施形態の給湯運転モードの場合と同様であり、空調用熱搬送媒体循環回路50の動作は、第1実施形態の冷房運転モードにおける動作と同様であるため、説明を省略する。<Control in hot water cooling operation>
(Hot water supply cooling operation (exhaust heat recovery A) mode)
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating the flow of the refrigerant, the heat transfer medium, and the liquid to be heated in the hot water supply air conditioner in the hot water supply cooling operation (exhaust heat recovery A) mode.
Here, the exhaust heat recovery A is a case of “hot water supply heat absorption> air conditioning exhaust heat”, and the exhaust heat of the air
The operation of the hot
給湯用冷媒回路20について説明する。制御装置60は、熱源側熱交換器11及び排熱回収用熱交換器70に第一冷媒が通流するように二方弁25,26,27,28を開放する。また、制御装置60は、給湯用膨張弁23の開度(絞り)を制御し、給湯用圧縮機21及び給湯用ファン24の回転速度を制御する。
The hot water
給湯用圧縮機21から吐出された高温高圧の第一冷媒は、凝縮器として機能する給湯利用側熱交換器22の一次側伝熱管22aに流入する。給湯利用側熱交換器22の一次側伝熱管22aを通流する第一冷媒は、給湯利用側熱交換器22の二次側伝熱管22bを通流する被加熱液体と熱交換することにより放熱(排熱)して、中温高圧の第一冷媒となる。給湯利用側熱交換器22の一次側伝熱管22aから流出した中温高圧の第一冷媒は、給湯用膨張弁23で減圧され、低温低圧の第一冷媒となる。
The high-temperature and high-pressure first refrigerant discharged from the hot
そして、低温低圧の第一冷媒は、二方弁27を介して熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aに流入する流れと、二方弁25を介して排熱回収用熱交換器70の一次側電熱管に流入する流れと、に分流する。
熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aを通流する第一冷媒は、給湯用ファン24により送られてくる空気(室外空気)と熱交換することにより、前記空気から熱を汲み上げる(吸熱する)。そして、給湯用伝熱管21aから流出した第一冷媒は、二方弁28を介して給湯用圧縮機21に流入する。The low-temperature and low-pressure first refrigerant flows into the hot water supply
The first refrigerant flowing through the hot water supply
一方、排熱回収用熱交換器70の一次側伝熱管70aを通流する第一冷媒は、二次側伝熱管70bを通流する高温の第二冷媒と熱交換することにより、第二冷媒から熱を汲み上げる(吸熱する)。そして、排熱回収用熱交換器70の一次側伝熱管70aから流出した第一冷媒は、二方弁26を介して給湯用圧縮機21に流入する。
このようにして、第一冷媒は給湯用冷媒回路20を循環する。On the other hand, the first refrigerant flowing through the primary side
In this way, the first refrigerant circulates through the hot water
空調用冷媒回路30について説明する。制御装置60は、第一冷媒が排熱回収用熱交換器70を通流し、かつ、熱源側熱交換器11を通流しないようにするため、二方弁36,37を開放し、二方弁38,39を閉止する。また、制御装置60は、空調用膨張弁34の開度(絞り)を制御し、空調用ファン35を停止させ、空調用圧縮機31の回転速度を制御する。
The air
空調用圧縮機31から吐出された高温高圧の第二冷媒は、四方弁32及び二方弁36を介して排熱回収用熱交換器70の二次側伝熱管70bに流入する。排熱回収用熱交換器70の二次側伝熱管70bを通流する第二冷媒は、一次側伝熱管70aを通流する低温の第一冷媒と熱交換することによって放熱(排熱)し、中温高圧の第二冷媒となる。
The high-temperature and high-pressure second refrigerant discharged from the
排熱回収用熱交換器70の二次側伝熱管70bから流出した中温高圧の第二冷媒は、二方弁37を介して空調用膨張弁34に流入する。そして、中温高圧の第二冷媒は空調用膨張弁34で減圧され、低温低圧の第一冷媒となり、空調利用側熱交換器33の一次側伝熱管33aに流入する。
空調利用側熱交換器33の一次側伝熱管33aを通流する第二冷媒は、二次側伝熱管33bを通流する熱搬送媒体と熱交換することにより吸熱し、四方弁32を介して空調用圧縮機31に流入する。
このようにして、第二冷媒は空調用冷媒回路30を循環する。The medium-temperature and high-pressure second refrigerant that has flowed out of the secondary
The second refrigerant flowing through the primary side
In this way, the second refrigerant circulates through the air
(給湯冷房運転(排熱回収B)モード)
図9は、給湯冷房運転(排熱回収B)モードにおける給湯空調装置の冷媒、熱搬送媒体、及び被加熱液体の流れを示す構成図である。
ここで、排熱回収Bは、「給湯吸熱=空調排熱」の場合であり、排熱回収用熱交換器70を介して空調用冷媒回路30の排熱を給湯用冷媒回路20で回収している。
当該運転モードにおける給湯回路40の動作は、第1実施形態の給湯運転モードの場合と同様であり、空調用熱搬送媒体循環回路50の動作は第1実施形態の冷房運転モードにおける動作と同様であるため、説明を省略する。
また、当該運転モードにおける空調用冷媒回路40の動作は、冷房給湯運転(排熱回収A)モード(図8参照)の動作と同様であるため、説明を省略する。(Hot water supply cooling operation (exhaust heat recovery B) mode)
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating the flow of the refrigerant, the heat transfer medium, and the liquid to be heated in the hot water supply air conditioner in the hot water supply cooling operation (exhaust heat recovery B) mode.
Here, the exhaust heat recovery B is a case of “hot water supply heat absorption = air conditioning exhaust heat”, and the exhaust heat of the air
The operation of the hot
The operation of the air-
給湯用冷媒回路20について説明する。冷房給湯運転(排熱回収A)モード(図8参照)における給湯用冷媒回路20と、冷房給湯運転(排熱回収B)モード(図9参照)における給湯用冷媒回路20との差異点は、冷房給湯運転(排熱回収A)モードでは制御装置60が二方弁27,28を開放するのに対し、冷房給湯運転(排熱回収B)モードでは二方弁27,28を閉止する点である。
その他の制御については、冷房給湯運転(排熱回収A)モードにおける給湯用冷媒回路20と同様であるから説明を省略する。The hot water
The other control is the same as that of the hot water
給湯用圧縮機21から吐出された高温高圧の第一冷媒は、凝縮器として機能する給湯利用側熱交換器22の一次側伝熱管22aに流入する。給湯利用側熱交換器22の一次側伝熱管22aを通流する第一冷媒は、給湯利用側熱交換器22の二次側伝熱管22bを通流する被加熱液体と熱交換することにより放熱(排熱)して、中温高圧の第一冷媒となる。給湯利用側熱交換器22の一次側伝熱管22aから流出した中温高圧の第一冷媒は、給湯用膨張弁23で減圧され、低温低圧の第一冷媒となる。
The high-temperature and high-pressure first refrigerant discharged from the hot
そして、低温低圧の第一冷媒は、二方弁25を介して排熱回収用熱交換器70の一次側伝熱管70aに流入する。排熱回収用熱交換器70の一次側伝熱管70aを通流する第一冷媒は、二次側伝熱管70bを通流する高温の第二冷媒と熱交換することによって、第二冷媒から熱を汲み上げる(吸熱する)。排熱回収用熱交換器70の一次側伝熱管70aから流出した第一冷媒は、二方弁26を介して給湯用圧縮機21に流入する。
このようにして、第一冷媒は給湯用冷媒回路20を循環する。Then, the low-temperature and low-pressure first refrigerant flows into the primary side
In this way, the first refrigerant circulates through the hot water
(給湯冷房運転(排熱回収C)モード)
図10は、給湯冷房運転(排熱回収C)モードにおける給湯空調装置の冷媒、熱搬送媒体、及び被加熱液体の流れを示す構成図である。
ここで、排熱回収Cは「給湯吸熱<空調排熱」の場合であり、排熱回収用熱交換器70を介して空調用冷媒回路10の排熱を給湯用冷媒回路30で回収し、余分な空調排熱を室外空気に排熱している。
当該運転モードにおける給湯回路40の動作は、第1実施形態の給湯運転モードの場合と同様であり、空調用熱搬送媒体循環回路50の動作は第1実施形態の冷房運転モードにおける動作と同様であるため、説明を省略する。
また、当該運転モードにおける給湯用冷媒回路20の動作は、冷房給湯運転(排熱回収B)モード(図10参照)の動作と同様であるため、説明を省略する。(Hot water supply cooling operation (exhaust heat recovery C) mode)
FIG. 10 is a configuration diagram illustrating the flow of the refrigerant, the heat transfer medium, and the liquid to be heated in the hot water supply air conditioner in the hot water supply cooling operation (exhaust heat recovery C) mode.
Here, the exhaust heat recovery C is a case of “hot water supply heat absorption <air conditioning exhaust heat”, and the exhaust heat of the air conditioning refrigerant circuit 10 is recovered by the hot water
The operation of the hot
In addition, the operation of the hot water
空調用冷媒回路30について説明する。冷房給湯運転(排熱回収A)モード(図8参照)における空調用冷媒回路30と、冷房給湯運転(排熱回収C)モード(図10参照)における空調用冷媒回路30との差異点は、冷房給湯運転(排熱回収A)モードでは制御装置60が二方弁38,39を閉止するのに対し、冷房給湯運転(排熱回収C)モードでは二方弁38,39を開放する点である。
その他の制御については、冷房給湯運転(排熱回収A)モードにおける空調用冷媒回路30と同様であるから説明を省略する。The air
The other control is the same as that of the air
空調用圧縮機31から吐出された高温高圧の第二冷媒は、二方弁38を介して熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aに流入する流れと、二方弁36を介して排熱回収用熱交換器70の二次側伝熱管70bに流入する流れと、に分流する。
熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒は、空調用ファン35により送られてくる空気(室外空気)と熱交換することにより、前記空気に放熱(排熱)して、中温高圧の第二冷媒となる。そして、熱源側熱交換器11の空調用伝熱管31aから流出した第二冷媒は、二方弁39を介して空調用膨張弁34に流入する。The high-temperature and high-pressure second refrigerant discharged from the air-
The second refrigerant flowing through the air conditioning
一方、排熱回収用熱交換器70の二次側伝熱管70bを通流する第二冷媒は、一次側伝熱管70aを通流する低温の第一冷媒と熱交換することにより、第一冷媒に放熱(排熱)する。そして、排熱回収用熱交換器70の二次側伝熱管70bから流出した第二冷媒は、二方弁37を介して空調用膨張弁34に流入する。
さらに、第二冷媒は空調用膨張弁34で減圧され、低温低圧の第二冷媒となって空調利用側熱交換器33の一次側伝熱管33aに流入する。On the other hand, the second refrigerant flowing through the secondary side
Further, the second refrigerant is depressurized by the air
空調利用側熱交換器33の一次側伝熱管33aを通流する第二冷媒は、二次側伝熱管33bを通流する空調用熱搬送媒体と熱交換することにより吸熱し、四方弁32を介して空調用圧縮機31に流入する。
このようにして、第二冷媒は空調用冷媒回路30を循環する。The second refrigerant flowing through the primary side
In this way, the second refrigerant circulates through the air
<効果4>
本実施形態に係る給湯空調装置S2は、給湯冷房運転時に排熱回収用熱交換器70において空調用冷媒回路30を循環する第二冷媒の温排熱を、給湯用冷媒回路20を循環する第一冷媒に供給することで、これまで外気に放出していた排熱を有効利用することが可能となり、システム全体の効率を向上させることができる。
また、給湯冷媒回路20における第一冷媒の吸熱量と、空調冷媒回路30における第二冷媒の排熱量とが一致しない場合であっても、各二方弁を適宜開閉することで、不足分の吸熱又は排熱を、熱源側熱交換器11における室外空気との熱交換によって補うことができる。<
The hot water supply air conditioner S2 according to the present embodiment circulates the hot exhaust heat of the second refrigerant circulating in the air
Further, even if the heat absorption amount of the first refrigerant in the hot water
また、本実施形態に係る給湯空調装置S2は、給湯冷房運転モードを実行する際に熱源側熱交換器11を、給湯冷媒回路20を循環する第一冷媒と室外空気との熱交換のみに使用するか(図8参照)、又は、空調用冷媒回路30を循環する第二冷媒と室外空気との熱交換のみに使用する(図10参照)。
すなわち、第一冷媒と室外空気との熱交換、又は第二冷媒と室外空気との熱交換を行う際に、熱源側熱交換器11の板状フィン11f全体を熱交換に使用することによって、伝熱性能を向上させることができる。これにより、圧縮機やファンの回転数を低減させることができ、システム全体の効率を向上させることができる。The hot water supply air conditioner S2 according to the present embodiment uses the heat source
That is, when performing heat exchange between the first refrigerant and outdoor air or heat exchange between the second refrigerant and outdoor air, by using the entire plate-like fins 11f of the heat source
≪第5実施形態≫
図11は第5実施形態に係る給湯空調装置の構成図である。
第5実施形態に係る給湯空調装置S3は、第1実施形態に係る給湯空調装置S1と比較して、太陽熱集熱ユニット300を備える点が異なる。その他の点については第1実施形態に係る給湯空調装置S1と同様であるから、説明を省略する。«Fifth embodiment»
FIG. 11 is a configuration diagram of a hot water supply air-conditioning apparatus according to the fifth embodiment.
The hot water supply air conditioner S3 according to the fifth embodiment is different from the hot water supply air conditioner S1 according to the first embodiment in that it includes a solar
図11に示すように、太陽熱集熱ユニット300は、太陽熱集熱用回路80と、蓄熱タンク82と、三方弁85,86とを備える。
太陽熱集熱回路80は、太陽熱集熱器84と、循環ポンプ81と、タンク内熱交換器83と、を環状に配管で接続して構成されている。As shown in FIG. 11, the solar
The solar
太陽熱集熱器84は、太陽熱を集熱して第三冷媒を加熱するものであり、平板型集熱器や真空管型集熱器などを用いることができる。
循環ポンプ81は、太陽熱集熱回路80内の第三冷媒を圧送するものである。循環ポンプ81を駆動させることによって、太陽熱集熱器80によって加熱された第三冷媒をタンク内熱交換器83に圧送することができる。
タンク内熱交換器83は、第三冷媒と、蓄熱タンク82内に貯留された被加熱液体との熱交換を行うものである。また、タンク内熱交換器83は蓄熱タンク83内に設置され、その両端に接続された配管はそれぞれ蓄熱タンク82を貫通し、一方は循環ポンプ81の吐出口に接続され、他方は太陽熱集熱器84に接続されている。
なお、第三冷媒として、例えばブライン(不凍液)を用いることができる。The
The
The in-
For example, brine (antifreeze) can be used as the third refrigerant.
蓄熱タンク82の内部には、被加熱液体が貯留されており、蓄熱タンク82内でタンク内熱交換器83を通流する第三冷媒と被加熱液体とが熱交換可能となっている。
三方弁85,86は、通流する被加熱液体の流量比率を調整可能に構成された三方弁である。三方弁85の各ポートはそれぞれ三方弁44、蓄熱タンク82、及び給湯金具102に接続されている。また、三方弁86の各ポートはそれぞれ三方弁46、蓄熱タンク82、及び給水金具101に接続されている。The heated liquid is stored inside the
The three-
太陽熱集熱用回路80では、循環ポンプ81によりタンク内熱交換器83から太陽熱集熱器84に圧送された低温の第三冷媒が太陽熱により加熱されて温度上昇し、中温の第三冷媒となる。さらに、中温の第三冷媒は循環ポンプ81によりタンク内熱交換器83に送られ、蓄熱タンク82内の被加熱液体と熱交換することにより冷却され、低温の第三冷媒となる。
また、蓄熱タンク82内の被加熱液体は、タンク内熱交換器83を通流する中温の第三冷媒との熱交換により昇温し、中温の被加熱液体となる。In the solar
In addition, the liquid to be heated in the
ユーザからの出湯要求があった場合、蓄熱タンク82内の中温の被加熱液体は、貯湯タンク42内の被加熱液体と同様に所望の温度になるよう調整された後、給湯金具102を介して供給される。なお、ユーザからの出湯要求に対して、貯湯タンク42内の被加熱液体又は蓄熱タンク82内の被加熱液体のどちらを使用するかについては、その時点での貯湯タンク42内の被加熱液体の温度、蓄熱タンク72内の被加熱液体の温度、及び、ユーザの要求する温度などにより決定される。
なお、太陽熱集熱ユニット300は、給湯運転、冷房運転、暖房運転、給湯冷房運転、給湯暖房運転のいずれの運転とも併用できるため、年間を通して使用可能である。When there is a hot water request from the user, the medium-temperature heated liquid in the
The solar
<効果5>
本実施形態に係る給湯空調装置S3によれば、給湯の熱源として太陽熱集熱器84で得られた温熱を利用することができるため、システム全体の効率を大幅に向上させることが可能となる。ちなみに、約6m2の太陽熱集熱器84を用いた場合について計算で見積もると、年間で消費電力量を約4割削減できるという結果が出た。<Effect 5>
According to the hot water supply air conditioner S3 according to the present embodiment, since the heat obtained by the
また、本実施形態に係る給湯空調装置S3によれば、太陽熱によって被加熱液体を加熱することができるので、冷房給湯運転や暖房給湯運転を行う際に、熱源側熱交換器11の給湯用伝熱管21aを使用する頻度が少なくなる。すなわち、空調用伝熱管31aを通流する第二冷媒と室外空気との熱交換を行う際に、板状フィン11fの全体を使用する頻度が多くなる。これによって、圧縮機やファンの回転速度を低減させることができ、システム全体の効率をより向上させることができる。
Further, according to the hot water supply air conditioner S3 according to the present embodiment, the liquid to be heated can be heated by solar heat. Therefore, when performing the cooling hot water supply operation or the heating hot water supply operation, the hot water supply transfer of the heat source
≪変形例≫
以上、本発明に係る給湯空調装置について各実施形態により説明したが、本発明の実施態様はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更などを行うことができる。
例えば、第1実施形態〜第3実施形態で示した熱源側熱交換器11(図2〜図5参照)の構成は、第4実施形態に係る給湯空調装置S2や第5実施形態に係る給湯空調装置S3にも適用することができる。≪Modification≫
As mentioned above, although the hot water supply air-conditioning apparatus which concerns on this invention was demonstrated by each embodiment, the embodiment of this invention is not limited to these description, A various change etc. can be performed.
For example, the structure of the heat source side heat exchanger 11 (see FIGS. 2 to 5) shown in the first to third embodiments is the hot water supply air conditioner S2 according to the fourth embodiment and the hot water supply according to the fifth embodiment. The present invention can also be applied to the air conditioner S3.
また、熱源側熱交換器11の例として、図2〜図5を用いて説明したが、熱源側熱交換器11の構成はこれに限らない。例えば、給湯用伝熱管21aと空調用伝熱管31aとが空気の通流方向と平行に重なるように板状フィン11fに設置してもよい。この場合でも、板状フィン11fを介して給湯用の熱源側熱交換器と空調用の熱源側熱交換器とが一体化されていることによって、簡単な構成でシステム全体の効率を向上させることができる。
Moreover, although demonstrated using FIGS. 2-5 as an example of the heat source
また、上記実施形態においては、空調利用側熱交換器33で熱搬送媒体を加熱(又は冷却)して室内ユニット200に供給し、室内熱交換器52で加熱(又は冷却)された熱搬送媒体と室内空気とを熱交換することにより室内を暖房(又は冷房)するものとして説明したが、これに限られるものではない。すなわち、空調用熱搬送媒体循環回路50を省略し、空調利用側熱交換器33を室内ユニット2に設置し、空調利用側熱交換器33内を通流する第二冷媒と室内空気との間で熱交換することにより暖房(又は冷房)する構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the heat transfer medium heated (or cooled) by the air conditioning utilization
また、前記各実施形態では、所定の間隔を空けて略平行に積層された複数のフィン11fを、給湯用伝熱管21aと、空調用伝熱管31aとがそれぞれ貫通する構成としていたが、これに限らない。すなわち、給湯熱源側熱交換器と空調熱源側熱交換器がそれぞれ、室外空気と熱交換可能であり、かつ、給湯熱源側熱交換器と空調熱源側熱交換器とが熱的に接触していればよい。
例えば、給湯熱源側熱交換器が備える複数のフィンと、空調熱源側熱交換器が備える複数のフィンとが一体とされている場合の他、物理的に接触している構成でもよい。この場合でも、給湯熱源側熱交換器の給湯用伝熱管を通流する第一冷媒と、空調熱源側熱交換器の空調用伝熱管を通流する第二冷媒とが互いに熱交換することができる。In each of the above embodiments, the hot water supply
For example, in addition to the case where the plurality of fins included in the hot water supply heat source side heat exchanger and the plurality of fins included in the air conditioning heat source side heat exchanger are integrated, a configuration in which the fins are in physical contact may be used. Even in this case, the first refrigerant flowing through the hot water supply heat transfer pipe of the hot water supply heat source side heat exchanger and the second refrigerant flowing through the air conditioning heat transfer pipe of the air conditioning heat source side heat exchanger may exchange heat with each other. it can.
S1,S2,S3 空調給湯装置
11 熱源側熱交換器(給湯熱源側熱交換器、空調熱源側熱交換器)
20 給湯用冷媒回路
21a 給湯用伝熱管
21s 直線状第一伝熱管
21c 接続用第一伝熱管
21 給湯用圧縮機
22 給湯利用側熱交換器
23 給湯用膨張弁(給湯用減圧装置)
25,26,27,28 二方弁(給湯用開閉手段)
30 空調用冷媒回路
31a 空調用伝熱管
31s 直線状第二伝熱管
31c 接続用第二伝熱管
31 空調用圧縮機
32 四方弁(流路切替手段)
33 空調利用側熱交換器
34 空調用膨張弁(空調用減圧装置)
36,37,38,39 二方弁(空調用開閉手段)S1, S2, S3 Air-conditioning hot
DESCRIPTION OF
25, 26, 27, 28 Two-way valve (open / close means for hot water supply)
30 Air
33 Air Conditioning Utilization
36, 37, 38, 39 Two-way valve (air conditioning opening / closing means)
Claims (5)
空調用圧縮機と、流路切替手段と、空調利用側熱交換器と、空調用減圧装置と、空調熱源側熱交換器とを環状に接続して構成され、第二冷媒が循環する空調用冷媒回路を備える給湯空調装置であって、
前記給湯熱源側熱交換器及び前記空調熱源側熱交換器はそれぞれ、室外空気と熱交換可能であり、
前記給湯熱源側熱交換器と前記空調熱源側熱交換器とが熱的に接触し、
前記給湯熱源側熱交換器は、前記空調熱源側熱交換器よりも上方に設置され、
前記給湯熱源側熱交換器及び前記空調熱源側熱交換器と並列に接続され、第二冷媒からの排熱を第一冷媒に回収させるための排熱回収用熱交換器をさらに備え、
前記給湯用冷媒回路には、前記給湯熱源側熱交換器及び/又は前記排熱回収用熱交換器に第一冷媒を通流させるための給湯用開閉手段が設置され、
前記空調用冷媒回路には、前記空調熱源側熱交換器及び/又は前記排熱回収用熱交換器に第二冷媒を通流させるための空調用開閉手段が設置されていること
を特徴とする給湯空調装置。 A hot water supply compressor, a hot water use side heat exchanger, a hot water supply decompression device, and a hot water source heat source side heat exchanger are connected in an annular shape, and include a hot water supply refrigerant circuit through which the first refrigerant circulates,
An air conditioning compressor, a flow path switching means, an air conditioning utilization side heat exchanger, an air conditioning decompression device, and an air conditioning heat source side heat exchanger are connected in an annular shape, and the second refrigerant circulates. A hot water supply air conditioner comprising a refrigerant circuit,
The hot water supply heat source side heat exchanger and the air conditioning heat source side heat exchanger can each exchange heat with outdoor air,
The hot water supply heat source side heat exchanger and the air conditioning heat source side heat exchanger are in thermal contact,
The hot water supply heat source side heat exchanger is installed above the air conditioning heat source side heat exchanger ,
A heat exchanger for exhaust heat recovery, connected in parallel with the hot water supply heat source side heat exchanger and the air conditioning heat source side heat exchanger, for recovering exhaust heat from the second refrigerant to the first refrigerant;
The hot water supply refrigerant circuit is provided with hot water supply opening / closing means for allowing the first refrigerant to flow through the hot water supply heat source side heat exchanger and / or the exhaust heat recovery heat exchanger,
The air conditioning refrigerant circuit is provided with air conditioning opening / closing means for allowing the second refrigerant to flow through the air conditioning heat source side heat exchanger and / or the exhaust heat recovery heat exchanger. Hot water supply air conditioner.
を特徴とする請求項1に記載の給湯空調装置。 Each of the hot water supply heat source side heat exchanger and the air conditioning heat source side heat exchanger includes a plurality of fins that exchange heat with outdoor air, and the thermal contact includes a plurality of fins of the hot water supply heat source side heat exchanger, The hot water supply air conditioner according to claim 1 , wherein the plurality of fins of the air conditioning heat source side heat exchanger are integrated or physically contacted.
を特徴とする請求項2に記載の給湯空調装置。 A plurality of fins stacked substantially in parallel with a predetermined interval through the hot water supply heat transfer pipe of the hot water supply heat source side heat exchanger and the air conditioning heat transfer pipe of the air conditioning heat source side heat exchanger, respectively. The hot water supply air conditioner according to claim 2 , wherein the hot water supply heat source side heat exchanger and the air conditioning heat source side heat exchanger are in thermal contact with each other.
前記空調用伝熱管は、前記フィンの伝熱面と略垂直な方向に当該フィンを貫通する複数の直線状第二伝熱管と、前記直線状第二伝熱管を接続する複数の接続用第二伝熱管と、を有し、
前記直線状第一伝熱管及び前記直線状第二伝熱管は略水平方向に設置されていること
を特徴とする請求項3に記載の給湯空調装置。 The hot water supply heat transfer tube includes a plurality of linear first heat transfer tubes that pass through the fin in a direction substantially perpendicular to the heat transfer surface of the fins, and a plurality of connection firsts that connect the linear first heat transfer tubes. A heat transfer tube,
The air-conditioning heat transfer tube includes a plurality of linear second heat transfer tubes that pass through the fin in a direction substantially perpendicular to the heat transfer surface of the fins, and a plurality of connection second tubes that connect the linear second heat transfer tubes. A heat transfer tube,
The hot water supply air conditioner according to claim 3 , wherein the linear first heat transfer tube and the linear second heat transfer tube are installed in a substantially horizontal direction.
前記太陽熱集熱用回路は、
前記給湯用冷媒回路を通流する第一冷媒と熱交換可能な給湯回路に接続された蓄熱タンク内に設置され、前記蓄熱タンク内に貯留された被加熱液体と第三冷媒との熱交換を行うタンク内熱交換器と、
太陽熱を集熱する太陽熱集熱器と、
前記太陽熱集熱器によって加熱された第三冷媒を前記タンク内熱交換器に圧送する循環ポンプと、を環状に接続して構成されること
を特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の給湯空調装置。 A solar heat collecting circuit through which the third refrigerant circulates;
The solar heat collecting circuit is:
It is installed in a heat storage tank connected to a hot water supply circuit capable of exchanging heat with the first refrigerant flowing through the hot water supply refrigerant circuit, and heat exchange between the heated liquid stored in the heat storage tank and the third refrigerant is performed. A tank heat exchanger to perform,
A solar collector that collects solar heat,
The circulation pump for pumping the third refrigerant heated by the solar heat collector to the heat exchanger in the tank is configured to be connected in an annular shape . The hot water supply air conditioner according to one item .
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