JPWO2011125111A1 - 空調給湯複合システム - Google Patents
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Abstract
Description
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る空調給湯複合システム100の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。図2は、空調給湯複合システム100の各種センサ情報の処理及び制御機器の対象を概略化して示した概略図である。図3は、熱源ユニット301の運転モードに対する四方弁11及び各電磁弁の動作内容を示した表である。図4は、空調給湯複合システム100が実行する高外気条件での低圧側圧力上昇、高圧側圧力上昇、吐出温度上昇を回避するための制御を説明するための概略説明図である。図5は、過熱度に対する蒸発温度の変化または過冷却度に対する凝縮温度及び運転効率の変化を説明するための概略図である。図1〜図5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。
空調給湯複合システム100は、熱源ユニット301と、分岐ユニット302と、利用ユニット303と、を有している。熱源ユニット301と分岐ユニット302とは、冷媒配管である液延長配管9と冷媒配管であるガス延長配管12とで接続されている。給湯ユニット304は、一方が冷媒配管である給湯ガス配管4及び冷媒配管である給湯延長配管3を介して熱源ユニット301に接続され、他方が冷媒配管であり給湯液配管7を介して分岐ユニット302に接続されている。利用ユニット303と分岐ユニット302とは、冷媒配管である室内ガス配管13と冷媒配管である室内液配管16とで接続されている。
空調給湯複合システム100が実行可能な運転モードについて簡単に説明しておく。空調給湯複合システム100では、接続されている給湯ユニット304の給湯負荷、及び、利用ユニット303の冷房負荷及び暖房負荷の割合によって、熱源ユニット301の運転モードが決定されるようになっている。空調給湯複合システム100は、4つの運転モード(全暖運転モード、暖主運転モード、全冷運転モード、冷主運転モード)を実行するようになっている。
利用ユニット303は、空調対象域に調和空気を吹き出すことができる場所(たとえば、屋内の天井への埋め込みや吊り下げ等により、又は、壁面への壁掛け等)に設置されている。利用ユニット303は、分岐ユニット302と液延長配管9及びガス延長配管12を介して熱源ユニット301に接続されており、空調給湯複合システム100における冷媒回路の一部を構成している。
給湯ユニット304は、たとえば屋外等に設置された図示省略の給湯タンクに沸き上げた湯を供給する機能を有している。また、給湯ユニット304は、一方が給湯ガス配管4と給湯延長配管3とを介して熱源ユニット301に、他方が給湯液配管7を介して分岐ユニット302に接続されており、空調給湯複合システム100における冷媒回路の一部を構成している。
熱源ユニット301は、たとえば屋外に設置されており、液延長配管9、ガス延長配管12及び分岐ユニット302を介して利用ユニット303に接続され、給湯延長配管3、給湯ガス配管4及び分岐ユニット302を介して給湯ユニット304に、接続されており、空調給湯複合システム100における冷媒回路の一部を構成している。
分岐ユニット302は、たとえば屋内に設置され、液延長配管9とガス延長配管12とを介して熱源ユニット301に、室内ガス配管13と室内液配管16とを介して利用ユニット303に、給湯液配管7を介して給湯ユニット304に接続されており、空調給湯複合システム100における冷媒回路の一部を構成している。分岐ユニット302は、利用ユニット303及び給湯ユニット304に要求されている運転に応じて冷媒の流れを制御する機能を有している。
空調給湯複合システム100は、利用ユニット303に要求されるそれぞれの運転負荷に応じて熱源ユニット301、分岐ユニット302、利用ユニット303、及び、給湯ユニット304に搭載されている各機器(アクチュエーター)の制御を行ない、全暖運転モード、暖主運転モード、全冷運転モード、あるいは、冷主運転モードを実行する。各運転モードにおける四方弁及び各電磁弁の動作は、図3に示す通りである。
全暖運転モードでは四方弁11が実線で示される状態、すなわち圧縮機1の吐出側がガス延長配管12を経由して室内ガス配管13に接続され、かつ、圧縮機1の吸入側が室外熱交換器20に接続された状態に制御される。また、利用ユニット303は暖房運転モード、給湯ユニット304は給湯運転モードであり、第1電磁弁2は開、第2電磁弁10は開、第3電磁弁27は閉に制御されている。
暖主運転モードでは四方弁11が実線で示される状態、すなわち圧縮機1の吐出側がガス延長配管12を経由して室内ガス配管13に接続され、かつ、圧縮機1の吸入側が室外熱交換器20に接続された状態に制御される。また、利用ユニット303は冷房運転モード、給湯ユニット304は給湯運転モードであり、第1電磁弁2は開、第2電磁弁10は閉、第3電磁弁27は開に制御されている。
全冷運転モードでは四方弁11が破線で示される状態、すなわち圧縮機1の吐出側が室外熱交換器20に接続され、かつ、圧縮機1の吸入側がガス延長配管12を経由して室内ガス配管13に接続された状態に制御される。また、利用ユニット303は冷房運転モードであり、給湯ユニット304は給湯運転を行なっておらず、第1電磁弁2は閉、第2電磁弁10は開、第3電磁弁27は閉に制御されている。
冷主運転モードでは四方弁11が破線で示される状態、すなわち圧縮機1の吐出側が室外熱交換器20に接続され、かつ、圧縮機1の吸入側がガス延長配管12を経由して室内ガス配管13に接続された状態に制御される。また、利用ユニット303は冷房運転モードであり、給湯ユニット304は給湯運転モードであり、第1電磁弁2は開、第2電磁弁10は開、第3電磁弁27は閉に制御されている。
図6は、本発明の実施の形態2に係る空調給湯複合システム200の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。図6に基づいて、空調給湯複合システム200の構成及び動作について説明する。なお、この実施の形態2では上述した実施の形態1との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態1と同一作用である部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
空調給湯複合システム200の回路構成は、実施の形態1に係る空調給湯複合システム100からバイパス回路(低圧バイパス配管24)、低圧バイパス減圧機構23、過冷却熱交換器18及びアキュムレーター22を外し、中間圧又は高圧の余剰冷媒を貯留する受液器としての機能を有するレシーバー28を、分岐ユニット302と、室外減圧機構19と吸入減圧機構25との分岐部と、の間における液延長配管9に設置したものとなっている。つまり、熱源ユニット301に備えられている室外側冷媒回路は、圧縮機1と、四方弁11と、室外熱交換器20と、3つの電磁弁と、室外減圧機構19と、吸入減圧機構25と、レシーバー28と、を要素機器として有している。
空調給湯複合システム200は、実施の形態1に係る空調給湯複合システム100と同様に、4つの運転モード(全暖運転モード、暖主運転モード、冷主運転モード、全冷運転モード)を実行することができる。
Claims (10)
- 少なくとも利用側熱交換器が搭載された1台又は複数台の利用ユニットと、
少なくとも給湯側熱交換器が搭載された1台又は複数台の給湯ユニットと、
前記利用ユニットと前記給湯ユニットに接続され、圧縮機、熱源側熱交換器、熱源側減圧機構、高圧側の液冷媒を低圧側へとバイパスするバイパス回路、前記バイパス回路に設けられた低圧バイパス減圧機構、アキュムレーター、及び、高圧側の液冷媒と前記バイパス回路を流れる低圧側の冷媒とを熱交換させる過冷却熱交換器が搭載された1台又は複数台の熱源ユニットと、
前記利用ユニット及び前記給湯ユニットと前記熱源ユニットに接続され、前記利用ユニットの運転状態に応じて前記利用ユニットに流入させる冷媒の流れを制御する利用側減圧機構、及び、前記給湯ユニットの運転状態に応じて前記給湯ユニットに流入させる冷媒の流れを制御する給湯減圧機構が搭載された1台又は複数台の分岐ユニットと、を有し、
蒸発圧力又は該蒸発圧力から演算される蒸発温度が予め定められている第1所定値以上となったとき、前記低圧バイパス減圧機構の開度によって、前記過冷却熱交換器の低圧ガス側における冷媒の過熱度又は前記過冷却熱交換器の高圧液側における冷媒の過冷却度を制御し、蒸発圧力又は該蒸発圧力から演算される蒸発温度が前記第1所定値以下となるようにしている
ことを特徴とする空調給湯複合システム。 - 前記低圧バイパス減圧機構は、
前記熱源側熱交換器が冷媒の蒸発器となるとき、
前記過冷却熱交換器の低圧ガス側における冷媒の過熱度が予め定められている所定値になるような開度に制御され、
前記熱源側熱交換器が冷媒の凝縮器となるとき、
前記過冷却熱交換器の高圧液側における冷媒の過冷却度が予め定められている所定値になるような開度に制御される
ことを特徴とする請求項1に記載の空調給湯複合システム。 - 少なくとも利用側熱交換器が搭載された1台又は複数台の利用ユニットと、
少なくとも給湯側熱交換器が搭載された1台又は複数台の給湯ユニットと、
前記利用ユニットと前記給湯ユニットに接続され、圧縮機、熱源側熱交換器、熱源側減圧機構、及び、レシーバーが搭載された1台又は複数台の熱源ユニットと、
前記利用ユニット及び前記給湯ユニットと前記熱源ユニットに接続され、前記利用ユニットの運転状態に応じて前記利用ユニットに流入させる冷媒の流れを制御する利用側減圧機構、及び、前記給湯ユニットの運転状態に応じて前記給湯ユニットに流入させる冷媒の流れを制御する給湯減圧機構が搭載された1台又は複数台の分岐ユニットと、を有し、
蒸発圧力又は該蒸発圧力から演算される蒸発温度が予め定められている第1所定値以上となったとき、前記熱源側減圧機構又は前記利用側減圧機構の開度によって、前記熱源側熱交換器のガス側の過熱度又は前記利用側熱交換器のガス側の過熱度を制御し、蒸発圧力又は該蒸発圧力から演算される蒸発温度が前記第1所定値以下となるようにしている
ことを特徴とする空調給湯複合システム。 - 前記熱源側熱交換器が冷媒の蒸発器となるとき、
前記熱源側減圧機構が、
前記熱源側熱交換器のガス側の過熱度が予め定められている所定値になるような開度に制御され、
前記熱源側熱交換器が冷媒の凝縮器となるとき、
前記利用側減圧機構が、
前記利用側熱交換器のガス側の過熱度が予め定められている所定値になるような開度に制御される
ことを特徴とする請求項3に記載の空調給湯複合システム。 - 凝縮圧力又は前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出圧力から演算される凝縮温度が予め定められている第2所定値以上となったとき、前記給湯減圧機構の開度によって、前記給湯側熱交換器の液側の過冷却度を制御し、凝縮圧力又は前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出圧力から演算される凝縮温度が前記第2所定値以下となるようにしている
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の空調給湯複合システム。 - 前記給湯減圧機構の開度によって、
運転効率が最も高くなるように前記給湯側熱交換器の液側の過冷却度が制御される
ことを特徴とする請求項5に記載の空調給湯複合システム。 - 前記熱源側熱交換器のガス側の過熱度が、予め定められている第3所定値以上、かつ、前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度が、予め定められている第4所定値以上になったとき、
前記低圧バイパス減圧機構の開度を所定値よりも大きくして、前記熱源側熱交換器のガス側の過熱度を小さくし、前記吐出温度を前記第4所定値以下となるようにしている
ことを特徴とする請求項1、2、5又は6に記載の空調給湯複合システム。 - 前記利用側熱交換器が冷媒の蒸発器、前記給湯側熱交換器が冷媒の凝縮器、前記熱源側熱交換器が冷媒の蒸発器となる運転において、
外気温度と蒸発温度との差が予め定められている第5所定値以下となったとき、
前記熱源側減圧機構の開度を所定値よりも小さく又は全閉にし、完全排熱回収運転を行なうようにしている
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の空調給湯複合システム。 - 前記過冷却熱交換器又は前記レシーバーと前記熱源側減圧機構との間から前記圧縮機の吸入部へとつなぐ第2バイパス回路と、前記第2バイパス回路に設けられている吸入減圧機構と、を備え、
前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度が予め定められている第6所定値以上となったとき、前記吸入減圧機構の開度によって、前記吐出温度を前記第6所定値以下となるようにしている
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の空調給湯複合システム。 - 作動圧力が臨界圧力以上となる冷媒を適用し、擬臨界温度によって過冷却度を求めるようにしている
ことを特徴とする請求項1〜9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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