WO2013128668A1

WO2013128668A1 - 排熱回収システムおよびその運転方法

Info

Publication number: WO2013128668A1
Application number: PCT/JP2012/067420
Authority: WO
Inventors: 陽子國眼; 小谷　正直
Original assignee: 株式会社日立製作所
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2013-09-06
Also published as: EP2821732A4; JP2013181713A; JP5629280B2; EP2821732A1

Abstract

　排熱回収運転の開始時に中間熱交換器にも好適に冷媒を流通できる排熱回収システムおよびその運転方法を提供することを課題とする。　空調用冷媒回路３と給湯用冷媒回路２が中間熱交換器１１を介して熱的に連結され、さらに空調用冷媒回路３には中間熱交換器１１と並列に空調用熱源側熱交換器３２が備わり、給湯用冷媒回路２には中間熱交換器１１と並列に給湯用利用側熱交換器２２が備わる空調給湯システム１とその運転方法とする。そして、空調用冷媒回路３を循環する空調用冷媒が空調用冷温水回路５から吸熱した熱量を中間熱交換器１１を介して給湯用冷媒回路２を循環する給湯用冷媒に放熱する排熱回収運転の開始時に、空調用熱源側熱交換器３２への空調用冷媒の流入と、給湯用利用側熱交換器２２への給湯用冷媒の流入と、を制限することを特徴とする。

Description

排熱回収システムおよびその運転方法

　本発明は、排熱回収システムおよびその運転方法に関する。

　従来、空調用冷媒回路と給湯用冷媒回路が中間熱交換器を介して熱交換可能に接続されて冷房運転と暖房運転が可能な空調サイクルと、給湯運転が可能な給湯サイクルと、からなる多熱源の二元冷凍サイクルを有する排熱回収システム（空調給湯システム）が知られている（例えば、特許文献１～３参照）。

　特許文献１には、高温出力の高温サイクル（給湯サイクル）と、中温出力または低温出力の中温サイクル（空調サイクル）と、を備え、高温サイクルの蒸発器と中温サイクルの蒸発器とが熱交換可能に構成されたヒートポンプが開示されている。特許文献１に開示される技術によると、中温サイクルの排熱を高温サイクルで有効に利用する排熱回収運転が可能であり、経済的にヒートポンプを運用できる。

　また、特許文献２には、冷房運転、暖房運転、給湯運転、蓄冷運転、冷暖房給湯運転などが可能な排熱回収システム（空気調和装置）が開示されている。特許文献２に開示される技術によると、複数の切換弁や膨張弁を備えることによって前記各運転を切り替えることができ、各運転を効率よく切り替えることができる。

　また、特許文献３には、自然循環式サイクルの熱交換器を圧縮式サイクルの熱交換器として利用できる排熱回収システム（空調給湯システム）が開示されている。特許文献３に開示される技術によると、冷房運転による排熱が給湯運転による吸熱よりも小さい場合には、空調用冷媒が空調用熱源側熱交換器内を流れないように二方弁で制御することができる。この構成によって、空調排熱を中間熱交換器を介して給湯用冷媒回路へ放熱でき、空調用サイクルの消費電力を低減させることができる。

特開平０４－３２６６９号公報特開２００５－２９９９３５号公報ＷＯ２０１１－１０８０６８

　しかしながら、特許文献１に開示される技術では、中温サイクルの放熱量が高温サイクルの吸熱量より多いときのみ中温サイクルの排熱を高温サイクルの熱源として利用できる。換言すると、中温サイクルの負荷（空調負荷）が高い場合に限って中温サイクルの排熱を高温サイクルの熱源に利用して排熱回収運転できる。

　例えば、断熱性能の高い空間や居住者の少ない居住空間など、内部発熱が少ない空間に対する空調運転（冷房）や、夜間など外気温度の低い状態での空調運転（冷房）では、空調負荷が低くなる場合がある。このような場合に、高温サイクルの負荷（給湯負荷）が空調負荷を上回ると、中温サイクルの放熱量が高温サイクルの吸熱量を上回ることになって特許文献１に開示される技術では高温サイクルを要求どおりに運転することができず、排熱回収運転できない。

　また、特許文献２に開示される空気調和装置は、メインサイクル（空調サイクル）の排熱を回収するカスケードコンデンサ（中間熱交換器）とメインサイクルにおける室外の熱交換器（空調用熱源側熱交換器）とが並列に配置されて、カスケードコンデンサと室外の熱交換器を同時に運転してメインサイクルの排熱をカスケードコンデンサで回収できる。そして、回収した排熱をサブサイクル（給湯サイクル）に受け渡して排熱回収運転するように構成される。

　特許文献２に開示される技術ではメインサイクルが冷房運転する場合、このメインサイクルの排熱をカスケードコンデンサで回収してサブサイクルの熱源に利用するためには、熱量の多いメインサイクルの排熱のうちの必要な熱量をカスケードコンデンサで回収して余剰の熱量を室外の排熱用の熱交換器（空気熱源側熱交換器）から排熱する必要がある。つまり、メインサイクルで熱を含んで流通する冷媒を、カスケードコンデンサと室外の熱交換器（空気熱源側熱交換器）に好適に分配する必要がある。

　しかしながら、特許文献２には、メインサイクルでカスケードコンデンサと室外の熱交換器に冷媒を好適に分配する技術については開示されていない。

　また、特許文献３に開示される空調給湯システムは、切換弁や膨張弁を備えることによって冷房運転、冷房給湯運転などの各運転を切り替えることができる。

　例えば、家庭での空調サイクルへの要求負荷が小さい夏季深夜時間帯では空調給湯システムは断続運転が実施され、またこの時間帯は電力が安価な時間帯でもあるために給湯サイクルは連続運転が実施される場合がある。つまり、空調サイクルでの排熱を給湯サイクルに受け渡す運転と、給湯サイクルの運転と、が繰り返し実施される場合がある。

　特許文献３には、空調サイクルの運転と給湯サイクルの運転とを単独の冷凍サイクルで運転するモードと、空調サイクルと給湯サイクルの間で熱の受け渡しが実施される二元の冷凍サイクルで運転するモードと、を切り替える制御の技術については開示されていない。例えば、単独の冷凍サイクルでの運転モードから二元の冷凍サイクルでの運転モードに切り替わった場合など、排熱量の多いサイクルでは中間熱交換器と当該中間熱交換器に並列に配置される空気熱源側熱交換器との間で冷媒が好適に分配されない場合がある。

　中間熱交換器に好適な流量の冷媒が分配されない場合、排熱量の少ないサイクルでは熱源を得られず、二元の冷凍サイクルが成立しない。また、冷媒が熱交換器で充分に熱交換されず、中間熱交換器においてガスの状態や二相の状態（気液混合）になる場合がある。このような状態の冷媒が膨張弁の上流で合流すると、冷媒の体積が増大して膨張弁内を通過し、冷媒の流路が閉塞することもある。

　そこで本発明は、排熱回収運転の開始時に中間熱交換器にも好適に冷媒を流通できる排熱回収システムおよびその運転方法を提供することを課題とする。

　前記課題を解決するため本発明は、第１冷媒が循環する第１冷媒回路と、第２冷媒が循環する第２冷媒回路が、前記第１冷媒と前記第２冷媒が熱交換する中間熱交換器を介して熱的に連結され、前記第１冷媒回路に、前記第１冷媒の流れに対して前記中間熱交換器と並列に配置されて前記第１冷媒と大気が熱交換する第１熱交換器と、前記第１熱交換器への前記第１冷媒の流入を制限する第１制限手段と、が備わり、前記第２冷媒回路に、前記第２冷媒の流れに対して前記中間熱交換器と並列に配置されて前記第２冷媒と大気が熱交換する第２熱交換器と、前記第２熱交換器への前記第２冷媒の流入を制限する第２制限手段と、が備わり、前記第１冷媒が前記第１冷媒回路を循環して冷却対象から吸熱した熱を前記中間熱交換器で前記第２冷媒が吸熱し、前記第２冷媒が前記第２冷媒回路を循環して加熱対象に放熱する排熱回収運転するように制御装置で制御される排熱回収システムとその運転方法とする。そして、前記制御装置が、前記排熱回収運転の開始時に、前記第１制限手段を制御して前記第１冷媒の前記第１熱交換器への流入を制限するとともに、前記第２制限手段を制御して前記第２冷媒の前記第２熱交換器への流入を制限すること、を特徴とする。

　本発明によると、排熱回収運転の開始時に中間熱交換器にも好適に冷媒を流通できる排熱回収システムおよびその運転方法を提供できる。

空調給湯システムの構成図である。第１運転状態、第２運転状態、第３運転状態での、空調給湯システムの状態を示す表である。第１運転状態で排熱回収運転する空調給湯システムを示す図である。第２運転状態で排熱回収運転する空調給湯システムを示す図である。第３運転状態で排熱回収運転する空調給湯システムを示す図である。排熱回収運転を開始するときの手順を示すフローチャートである。

　図１に示すように、本実施形態に係る空調給湯システム１は、空調用圧縮機３１（第１冷媒圧縮機）を運転して冷房運転と暖房運転を切り替え可能に構成される空調用冷媒回路３（第１冷媒回路）と、給湯用圧縮機２１（第２冷媒圧縮機）を運転して給湯運転を実施可能に構成される給湯用冷媒回路２（第２冷媒回路）と、を含んで構成される排熱回収システムである。また、空調用冷媒回路３に放熱して利用者の居住空間を空調する空調用冷温水回路５と、給湯用冷媒回路２からの吸熱を熱源として利用者に給湯する給湯用温水回路４と、が備わり、制御装置１ａによって制御される。

　そして、排熱回収運転用の中間熱交換器１１を介して空調用冷媒回路３と給湯用冷媒回路２が熱的に接続されて、空調サイクルと給湯サイクルの二元サイクルが構成される。

　以下、冷房運転および暖房運転は、空調用冷媒回路３を含んで構成される空調サイクルの冷房運転および暖房運転を示し、給湯運転は、給湯用冷媒回路２を含んで構成される給湯サイクルの給湯運転を示す。

　空調給湯システム１は、例えば居住空間の外（室外）に配置される室外ユニット１０と、居住空間の内側（室内）に配置される室内ユニット２０と、を含んで構成される。

　空調用冷媒回路３は、冷房運転時に空調用冷温水回路５から熱を吸熱する第１冷媒（以下、空調用冷媒という）が循環して空調サイクルを形成する回路であり、空調用冷媒を圧縮する空調用圧縮機３１、空調用冷媒の流路を切り替える四方弁３６、給湯用冷媒回路２を循環する給湯用冷媒と空調用冷媒が熱交換する中間熱交換器１１、空調用冷媒を減圧する空調用膨張弁３３、および、空調用冷温水回路５を循環する冷媒（以下、空調利用側冷媒という）と空調用冷媒が熱交換する空調用利用側熱交換器３４が備わる冷媒配管が環状に接続された空調用メイン回路３ａを備える。

　さらに、空調用冷媒の流れに対して中間熱交換器１１と並列に配置される第１熱交換器（空調用熱源側熱交換器３２）が空調用サブ回路３ｂに備わり、空調用サブ回路３ｂは空調用メイン回路３ａに接続される。空調用熱源側熱交換器３２は、第１冷媒回路用ファン（空調用室外ファン３５）で送り込まれる大気と空調用冷媒が熱交換して空調用冷媒の熱を大気に放熱する。また、空調用室外ファン３５の回転速度は回転速度センサＦＡで計測される。

　空調用圧縮機３１は、容量制御が可能な可変容量型であることが好ましく、このような圧縮機として、ピストン式、ロータリー式、スクロール式、スクリュー式、遠心式のものなどがある。本実施形態において空調用圧縮機３１はスクロール式の圧縮機とし、インバータ制御によって容量制御が可能で、低速から高速まで回転速度を可変とする。

　そして、空調用圧縮機３１の回転速度は回転速度センサＲＡで計測される。

　空調用利用側熱交換器３４は、空調用冷媒が流通する冷媒管（図示せず）と空調用冷温水回路５を循環する水もしくはブライン等の不凍液（空調利用側冷媒）が流通する空調用低温水伝熱管（図示せず）が熱的に接触するように構成されたものや、プレート式熱交換器で構成される。

　空調用膨張弁３３は、減圧装置として作用するとともに、弁開度の調節によって空調用冷媒の圧力を所定の圧力まで減圧する機能を有する。そして、空調用膨張弁３３の弁開度は弁開度センサＰＡで計測される。

　四方弁３６は、空調用圧縮機３１と中間熱交換器１１の間、および空調用圧縮機３１と空調用利用側熱交換器３４の間に備わる。そして、圧縮した空調用冷媒を吐出する空調用圧縮機３１の吐出口３１ａを中間熱交換器１１に接続するとともに、空調用冷媒を吸い込む空調用圧縮機３１の吸込口３１ｂを空調用利用側熱交換器３４に接続する状態（第１状態）と、空調用圧縮機３１の吐出口３１ａを空調用利用側熱交換器３４に接続するとともに、空調用圧縮機３１の吸込口３１ｂを中間熱交換器１１に接続する状態（第２状態）が切り替わるように構成される。図１に示す四方弁３６は実線で第１状態を示し、破線で第２状態を示す。

　また、中間熱交換器１１は空調用冷媒回路３に２つの接続口（空調側第１接続口１１ａ、空調側第２接続口１１ｂ）を有し、空調用利用側熱交換器３４は空調用冷媒回路３に２つの接続口（空調側第１接続口３４ａ、空調側第２接続口３４ｂ）を有する。

　以上のように構成される空調用冷媒回路３は、四方弁３６が第１状態のとき、空調用圧縮機３１の吐出口３１ａが中間熱交換器１１の空調側第１接続口１１ａに接続され、空調用利用側熱交換器３４の空調側第２接続口３４ｂは、四方弁３６を介して空調用圧縮機３１の吸込口３１ｂに接続される。

　また、四方弁３６が第２状態のとき、空調用圧縮機３１の吐出口３１ａが空調用利用側熱交換器３４の空調側第２接続口３４ｂに接続され、中間熱交換器１１の空調側第１接続口１１ａは、四方弁３６を介して空調用圧縮機３１の吸込口３１ｂに接続される。

　さらに、四方弁３６と中間熱交換器１１の空調側第１接続口１１ａの間で空調用メイン回路３ａから空調用サブ回路３ｂが分岐する。空調用サブ回路３ｂは、中間熱交換器１１の空調側第２接続口１１ｂと空調用膨張弁３３の間で空調用メイン回路３ａに合流し、空調用サブ回路３ｂには空調用熱源側熱交換器３２が備わる。

　空調用熱源側熱交換器３２は２つの接続口（第１接続口３２ａ、第２接続口３２ｂ）を有し、四方弁３６が第１状態のとき、空調用熱源側熱交換器３２の第１接続口３２ａは空調用圧縮機３１の吐出口３１ａと接続され、第２接続口３２ｂは空調用膨張弁３３を介して空調用利用側熱交換器３４の空調側第１接続口３４ａと接続する。一方、四方弁３６が第２状態のとき、空調用熱源側熱交換器３２の第１接続口３２ａは空調用圧縮機３１の吸込口３１ｂと接続される。

　以上のように、四方弁３６が第１状態に設定された場合、空調用冷媒回路３は、空調用圧縮機３１の吐出口３１ａを上流とする空調用冷媒の流れに沿って、四方弁３６、中間熱交換器１１、空調用膨張弁３３、空調用利用側熱交換器３４、四方弁３６、および空調用圧縮機３１（吸込口３１ｂ）の順に配置される。また、中間熱交換器１１と空調用冷媒の流れに対して並列に空調用熱源側熱交換器３２が配置される。

　また、四方弁３６が第２状態に設定された場合、空調用冷媒回路３は、空調用圧縮機３１の吐出口３１ａを上流側とする空調用冷媒の流れに沿って、四方弁３６、空調用利用側熱交換器３４、空調用膨張弁３３、中間熱交換器１１、四方弁３６、および空調用圧縮機３１（吸込口３１ｂ）の順に配置される。

　また、空調用熱源側熱交換器３２は空調用サブ回路３ｂに備わり空調用冷媒の流れに沿って中間熱交換器１１と並列に配置される。そして、空調用熱源側熱交換器３２の第１接続口３２ａ側と第２接続口３２ｂ側には、それぞれ空調用冷媒の流量を調節する空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂが配置され、中間熱交換器１１の空調側第１接続口１１ａ側と空調側第２接続口１１ｂ側にも、それぞれ空調用冷媒流量制御弁３０ｃ、３０ｄが配置される。

　空調用冷媒流量制御弁３０ａ～３０ｄは開閉弁とすればよいが、空調用熱源側熱交換器３２の第１接続口３２ａ側に備わる空調用冷媒流量制御弁３０ａは、空調用熱源側熱交換器３２への空調用冷媒の流入量を調節可能な流量調節弁であってもよい。

　さらに、図１に示すように、空調用圧縮機３１の吐出口３１ａおよび吸込口３１ｂと、空調用熱源側熱交換器３２の第１接続口３２ａおよび第２接続口３２ｂと、中間熱交換器１１の空調側第１接続口１１ａおよび空調側第２接続口１１ｂと、空調用利用側熱交換器３４の空調側第１接続口３４ａに、合計で７つの温度センサＴ３１～Ｔ３７が備わっている。

　また、空調用熱源側熱交換器３２における空調用冷媒の温度を計測するための温度センサＴ３８が空調用熱源側熱交換器３２に備わる。

　温度センサＴ３８は、空調用熱源側熱交換器３２の第２接続口３２ｂ近傍における空調用冷媒の温度を計測する温度センサである。なお、ここでいう近傍とは、空調用熱源側熱交換器３２内を空調用冷媒が流通する経路において、中間よりも第２接続口３２ｂに近い位置を示す。そして、温度センサＴ３８が計測する空調用冷媒の温度を、空調用熱源側熱交換器３２における空調用冷媒の飽和温度（空調飽和温度）とする。

　空調用冷媒の飽和温度は、空調サイクルが冷房運転するときの凝縮温度（空調凝縮温度）であり、空調サイクルが暖房運転するときの蒸発温度（空調蒸発温度）である。

　なお、空調用冷媒には、Ｒ４１０Ａ、Ｒ１３４ａ、ＨＦＯ１２３４ｖｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ、ＣＯ₂、プロパンなどが使用条件に応じて適宜使用される。

　空調用冷温水回路５は空調用冷媒回路３を循環する空調用冷媒と熱交換する水などの空調利用側冷媒（空調用利用側の熱搬送媒体）が循環する回路であり、室内熱交換器５１、空調用冷温水循環ポンプ５３、四方弁５４、および、空調用利用側熱交換器３４が冷媒配管で接続されて構成される。

　室内熱交換器５１は、空調利用側冷媒と居住空間の空気が熱交換する熱交換器であり、室内熱交換器５１で空調利用側冷媒と熱交換して温度が低下または上昇した空気を居住空間に拡散するための室内ファン５２が室内ユニット２０に備わる構成であってもよい。

　室内熱交換器５１は、空調利用側冷媒を送り出す空調用冷温水循環ポンプ５３の吐出口５３ａと接続されて空調利用側冷媒が流入する接続口（第１接続口５１ａ）と、空調利用側冷媒が流出する接続口（第２接続口５１ｂ）を有する。また、空調用利用側熱交換器３４は、空調用冷温水回路５に２つの接続口（利用側第１接続口３４ｃ、利用側第２接続口３４ｄ）を有する。

　そして、四方弁５４は、空調用利用側熱交換器３４の利用側第１接続口３４ｃと空調用冷温水循環ポンプ５３の吸込口５３ｂを接続するとともに室内熱交換器５１の第２接続口５１ｂと空調用利用側熱交換器３４の利用側第２接続口３４ｄを接続する第１状態、および、空調用利用側熱交換器３４の利用側第２接続口３４ｄと空調用冷温水循環ポンプ５３の吸込口５３ｂを接続するとともに室内熱交換器５１の第２接続口５１ｂと空調用利用側熱交換器３４の利用側第１接続口３４ｃを接続する第２状態に設定可能に構成される。図１に示す四方弁５４は実線で第１状態を示し破線で第２状態を示す。

　四方弁５４が第１状態に設定された場合、空調用冷温水回路５は、空調用冷温水循環ポンプ５３の吐出口５３ａを上流とする空調利用側冷媒の流れに沿って、室内熱交換器５１、四方弁５４、空調用利用側熱交換器３４、四方弁５４、空調用冷温水循環ポンプ５３（吸込口５３ｂ）の順に配置される。

　一方、四方弁５４が第２状態に設定された場合、空調用冷温水回路５は、空調用冷温水循環ポンプ５３の吐出口５３ａを上流とする空調利用側冷媒の流れに沿って、室内熱交換器５１、四方弁５４、空調用利用側熱交換器３４、四方弁５４、空調用冷温水循環ポンプ５３（吸込口５３ｂ）の順に配置される。

　また、空調用利用側熱交換器３４の利用側第１接続口３４ｃと利用側第２接続口３４ｄには、それぞれ温度センサＴ５１、Ｔ５２が備わり、室内熱交換器５１の第２接続口５１ｂには温度センサＴ５３が備わる。さらに、居住空間の屋内の温度を計測する温度センサＴ５４も備わる。

　空調用冷温水回路５を循環する空調利用側冷媒は、水（冷水または温水）であって室内熱交換器５１で居住空間の空気と熱交換して居住空間を冷房または暖房する。なお、空調サイクルが居住空間を冷房する冷房運転する場合、空調利用側冷媒は冷水となる。そして、空調利用側冷媒は居住空間の熱を吸熱し、空調用利用側熱交換器３４で空調用冷媒と熱交換して冷却される。つまり、空調サイクルが冷房運転する場合、空調利用側冷媒は空調用冷媒が冷却する冷却対象となる。

　また、空調サイクルが居住空間を暖房する暖房運転する場合、空調利用側冷媒は温水となる。なお、空調利用側冷媒として水の代わりにエチレングリコールなどのブライン（不凍液）も利用可能である。空調利用側冷媒としてブラインを利用することによって、空調給湯システム１を寒冷地でも使用することができる。

　給湯用冷媒回路２は、給湯用温水回路４に熱を放熱する第２冷媒（給湯用冷媒）が循環して給湯サイクル（冷凍サイクル）を形成する回路であり、給湯用冷媒を圧縮する給湯用圧縮機２１、中間熱交換器１１、給湯用冷媒を減圧する給湯用膨張弁２３、および、給湯用温水回路４を循環する給湯用利用側の熱搬送媒体（以下、給湯用水と称する）と給湯用冷媒が熱交換する給湯用利用側熱交換器２２が備わる冷媒配管が環状に接続された給湯用メイン回路２ａを備える。

　さらに、給湯用冷媒の流れに対して中間熱交換器１１と並列に配置される第２熱交換器（給湯用熱源側熱交換器２４）が給湯用サブ回路２ｂに備わり、給湯用サブ回路２ｂは給湯用メイン回路２ａに接続される。給湯用熱源側熱交換器２４は、第２冷媒回路用ファン（給湯用室外ファン２５）で送り込まれる大気と給湯用冷媒が熱交換して大気の熱を給湯用冷媒に吸熱する。また、給湯用室外ファン２５の回転速度は回転速度センサＦＨで計測される。

　給湯用圧縮機２１は、空調用圧縮機３１と同様にインバータ制御による容量制御が可能な可変容量型で低速から高速まで回転速度が可変であることが好ましい。例えば、空調用圧縮機３１と同様にスクロール式の圧縮機とすればよい。そして、給湯用圧縮機２１の回転速度は回転速度センサＲＨで計測されるように構成される。

　また、給湯用利用側熱交換器２２は、給湯用冷媒が流通する冷媒管（図示せず）と給湯用温水回路４を循環する給湯用水が流通する給湯用水伝熱管（図示せず）が熱的に接触するように構成されたものや、プレート式熱交換器で構成される。

　給湯用膨張弁２３は、弁開度の調節によって給湯用冷媒の圧力を所定の圧力まで減圧する機能を有する。そして、給湯用膨張弁２３の弁開度は弁開度センサＰＨで計測される。

　中間熱交換器１１は給湯用冷媒回路２に２つの接続口（給湯側第１接続口１１ｃ、給湯側第２接続口１１ｄ）を有し、給湯用利用側熱交換器２２は給湯用冷媒回路２に２つの接続口（給湯側第１接続口２２ａ、給湯側第２接続口２２ｂ）を有する。

　以上のように構成される給湯用冷媒回路２は、給湯用圧縮機２１における給湯用冷媒の吐出口２１ａに、給湯用利用側熱交換器２２の給湯側第１接続口２２ａが接続され、給湯側第２接続口２２ｂには、給湯用膨張弁２３を介して中間熱交換器１１の給湯側第１接続口１１ｃが接続される。そして、中間熱交換器１１の給湯側第２接続口１１ｄに、給湯用圧縮機２１の吸込口２１ｂが接続される。

　また、給湯用膨張弁２３と中間熱交換器１１の給湯側第１接続口１１ｃの間で給湯用サブ回路２ｂが分岐する。給湯用サブ回路２ｂは、中間熱交換器１１の給湯側第２接続口１１ｄと給湯用圧縮機２１の吸込口２１ｂの間で給湯用メイン回路２ａに合流し、給湯用サブ回路２ｂには２つの接続口（第１接続口２４ａ、第２接続口２４ｂ）を有する給湯用熱源側熱交換器２４が備わる。

　以上のように、給湯用冷媒回路２は、給湯用圧縮機２１の吐出口２１ａを上流とする給湯用冷媒の流れに沿って、給湯用利用側熱交換器２２、給湯用膨張弁２３、中間熱交換器１１、および給湯用圧縮機２１（吸込口２１ｂ）の順に配置される。また、給湯用冷媒の流れに対して中間熱交換器１１と並列に給湯用熱源側熱交換器２４が配置され、第１接続口２４ａが中間熱交換器１１の給湯側第１接続口１１ｃに接続し、第２接続口２４ｂが給湯用圧縮機２１の吸込口２１ｂに接続する。

　そして、給湯用熱源側熱交換器２４の第１接続口２４ａ側と第２接続口２４ｂ側には、それぞれ給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂが配置され、中間熱交換器１１の給湯側第１接続口１１ｃ側と給湯側第２接続口１１ｄ側には、それぞれ給湯用冷媒流量制御弁２０ｃ、２０ｄが配置される。

　給湯用冷媒流量制御弁２０ａ～２０ｄは開閉弁とすればよいが、給湯用熱源側熱交換器２４の第１接続口２４ａ側に備わる給湯用冷媒流量制御弁２０ａは、給湯用熱源側熱交換器２４への給湯用冷媒の流入量を調節可能な流量調節弁であってもよい。

　さらに、図１に示すように、給湯用圧縮機２１の吐出口２１ａおよび吸込口２１ｂと、給湯用熱源側熱交換器２４の第２接続口２４ｂと、中間熱交換器１１の給湯側第２接続口１１ｄと、給湯用膨張弁２３の下流と、に合計で５つの温度センサＴ２１～Ｔ２５が備わっている。

　また、給湯用熱源側熱交換器２４における給湯用冷媒の温度を計測するための温度センサＴ２６が給湯用熱源側熱交換器２４に備わる。

　温度センサＴ２６は、給湯用熱源側熱交換器２４の第２接続口２４ｂ近傍における給湯用冷媒の温度を計測する温度センサである。なお、ここでいう近傍とは、給湯用熱源側熱交換器２４内を給湯用冷媒が流通する経路において、中間よりも第２接続口２４ｂに近い位置を示す。そして、温度センサＴ２６が計測する給湯用冷媒の温度を、給湯用熱源側熱交換器２４における給湯用冷媒の蒸発温度（給湯蒸発温度）とする。

　なお、給湯用冷媒には、Ｒ４１０Ａ、Ｒ１３４ａ、ＨＦＯ１２３４ｆｙ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ、ＣＯ₂、プロパンなどが使用条件に応じて適宜使用される。

　給湯用温水回路４は、給湯用冷媒回路２を循環する給湯用冷媒と熱交換する水（給湯用水）が流通する回路であり、給湯用水循環ポンプ４２の吐出口４２ａを上流とする給湯用水の流れに沿って、給湯用利用側熱交換器２２と貯湯タンク４１、給湯用水循環ポンプ４２（吸込口４２ｂ）の順に配置される。

　給湯用利用側熱交換器２２は給湯用温水回路４に２つの接続口（利用側第１接続口２２ｃ、利用側第２接続口２２ｄ）を有し、給湯用水循環ポンプ４２の吐出口４２ａから吐出された給湯用水が、利用側第１接続口２２ｃから給湯用利用側熱交換器２２に流入する。そして、給湯用利用側熱交換器２２で給湯用冷媒回路２を循環する給湯用冷媒と熱交換して加熱され、利用側第２接続口２２ｄから流出して貯湯タンク４１に貯湯されるように構成される。つまり、本実施形態において、給湯用水は給湯用冷媒の放熱で加熱される加熱対象となる。

　給湯用利用側熱交換器２２で加熱された給湯用水は貯湯タンク４１の上部に形成される取入口４１ａから貯湯タンク４１に取り入れられて貯湯される。さらに、貯湯タンク４１に貯湯される給湯用水は貯湯タンク４１の下部に形成される取出口４１ｂから取り出されて給湯用水循環ポンプ４２に吸込口４２ｂから吸い込まれ、給湯用温水回路４を流通するように構成される。

　また、取入口４１ａには、水道口（蛇口）などの供給端末１００も配管され、貯湯タンク４１に貯湯される給湯用水を供給端末１００から利用者に供給可能に構成される。

　さらに、貯湯タンク４１の取出口４１ｂには給水口１０１が配管され、水道水など低温の給湯用水を取出口４１ｂから貯湯タンク４１に取り入れ可能に構成される。この構成によって、貯湯タンク４１に貯湯される給湯用水の貯湯量を好適（例えば満水）に維持できる。

　また、給水口１０１と供給端末１００は加水用流路４３によって直接接続され、貯湯タンク４１の取入口４１ａから取り出された給湯用水と、給水口１０１に流入した給湯用水と、を混合可能に構成される。この構成によって、利用者が所望する湯温の給湯用水を供給端末１００から利用者に供給できる。

　貯湯タンク４１の取出口４１ｂと給湯用水循環ポンプ４２を接続する流路と、給水口１０１と貯湯タンク４１の取出口４１ｂを接続する流路と、貯湯タンク４１の取出口４１ｂと、は三方弁４ａを介して接続される。そして、貯湯タンク４１から給湯用水循環ポンプ４２への給湯用水の取り出しと、給水口１０１から貯湯タンク４１への給湯用水の取り込みが三方弁４ａによって調節される。

　具体的に、三方弁４ａが貯湯タンク４１の取出口４１ｂと給湯用水循環ポンプ４２の吸込口４２ｂを接続する状態のとき（以下、第１状態という）は貯湯タンク４１に貯湯された給湯用水が給湯用水循環ポンプ４２に吸込口４２ｂから吸い込まれる。また、三方弁４ａが貯湯タンク４１の取出口４１ｂと給水口１０１を接続する状態のとき（以下、第２状態という）は給水口１０１における水圧によって、給水口１０１に流入した給湯用水が取出口４１ｂから貯湯タンク４１に取り込まれる。

　また、貯湯タンク４１の取入口４１ａと給湯用利用側熱交換器２２を接続する流路と、供給端末１００と貯湯タンク４１の取入口４１ａを接続する流路と、貯湯タンク４１の取入口４１ａと、は三方弁４ｄを介して接続される。そして、貯湯タンク４１から供給端末１００への給湯用水の取り出しと、給湯用利用側熱交換器２２から貯湯タンク４１への給湯用水の取り込みが三方弁４ｄによって調節される。

　具体的に、三方弁４ｄが貯湯タンク４１の取入口４１ａと給湯用利用側熱交換器２２の利用側第２接続口２２ｄを接続する状態のとき（以下、第１状態という）は給湯用利用側熱交換器２２で加熱された給湯用水が貯湯タンク４１に貯湯され、三方弁４ｄが貯湯タンク４１の取入口４１ａと供給端末１００を接続する状態のとき（以下、第２状態という）は、貯湯タンク４１に貯湯される給湯用水を利用者に供給可能となる。

　さらに、加水用流路４３は、給水口１０１と貯湯タンク４１の取出口４１ｂを接続する流路に三方弁４ｂを介して接続されるとともに、供給端末１００と貯湯タンク４１の取入口４１ａを接続する流路に三方弁４ｃを介して接続される。そして、三方弁４ｂが給水口１０１と加水用流路４３を接続する状態（以下、第１状態という）に設定され、三方弁４ｃが加水用流路４３と供給端末１００を接続する状態（以下、第１状態という）に設定されたときに、貯湯タンク４１から取り出されて供給端末１００から利用者に供給される給湯用水に、給水口１０１に流入した給湯用水が混合される。

　また、第１状態の三方弁４ｂと三方弁４ｃはそれぞれの弁開度によって加水用流路４３における給湯用水の流量を調節可能に構成されることが好ましい。この構成によって、供給端末１００から利用者に供給される給湯用水の湯温が適宜設定可能となる。つまり、加水用流路４３における給湯用水の流量が多いほど、供給端末１００から利用者に供給される給湯用水が低温になる。

　また、給湯用温水回路４には、給湯用利用側熱交換器２２の利用側第１接続口２２ｃと、給水口１０１の近傍と、に温度センサＴ４１、Ｔ４２が備わり、さらに、貯湯タンク４１に貯湯される給湯用水の湯温（貯湯温度）を計測する温度センサＴ４３が備わる。

　以上のように構成される空調給湯システム１は、制御装置１ａによって制御される。制御装置１ａには、各センサの計測値が信号（計測信号）として入力されるように構成され、制御装置１ａはこれらの計測信号に基づいて空調給湯システム１を制御する。ここでいう各センサは、給湯用冷媒回路２に備わる温度センサＴ２１～Ｔ２６、回転速度センサＦＨ、ＲＨ、弁開度センサＰＨと、空調用冷媒回路３に備わる温度センサＴ３１～Ｔ３８、回転速度センサＦＡ、ＲＡ、弁開度センサＰＡと、給湯用温水回路４に備わる温度センサＴ４１～Ｔ４３と、空調用冷温水回路５に備わる温度センサＴ５１～Ｔ５３と、を示す。

　また、制御装置１ａには利用者からの要求が、例えば、リモートコントローラ（図示せず）からの操作指令信号として入力される。

　制御装置１ａは、利用者から入力される要求や各センサから入力される計測信号に基づいて、空調用圧縮機３１および給湯用圧縮機２１の運転と停止、四方弁３６、５４の切り替え、空調用膨張弁３３および給湯用膨張弁２３の開度調節、空調用冷媒流量制御弁３０ａ～３０ｄおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ａ～２０ｄの開度設定、空調用冷温水循環ポンプ５３および給湯用水循環ポンプ４２の運転と停止、など、空調給湯システム１を制御する。

　例えば、利用者が居住空間の冷房を要求した場合、制御装置１ａは、空調サイクルが冷房運転するように空調給湯システム１を制御する。具体的に制御装置１ａは、空調用冷媒回路３の四方弁３６を第１状態に設定するとともに空調用冷温水回路５の四方弁５４を第２状態に設定する。そして、空調用圧縮機３１と空調用冷温水循環ポンプ５３を運転する。さらに、制御装置１ａは、空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂを制御（開弁）し、空調用室外ファン３５を運転する。

　また、制御装置１ａは、適宜給湯サイクルで給湯運転して貯湯タンク４１に貯湯される給湯用水を加熱する（沸き上げる）。具体的に制御装置１ａは、三方弁４ａを第１状態に設定し三方弁４ｄを第１状態に設定する。そして制御装置１ａは、給湯用圧縮機２１と給湯用水循環ポンプ４２を運転する。さらに、制御装置１ａは、給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを開弁し、給湯用室外ファン２５を運転する。

　制御装置１ａは予め設定された時刻になったときや、貯湯タンク４１に貯湯される給湯用水の貯湯温度が所定値よりも低くなったときに給湯サイクルで給湯運転する。

　そして本実施形態に係る空調給湯システム１は、空調サイクルでの冷房運転と給湯サイクルでの給湯運転を同時に実施するときに、中間熱交換器１１において空調用冷媒回路３を循環する空調用冷媒と給湯用冷媒回路２を循環する給湯用冷媒との間で熱交換しながら給湯サイクルで給湯運転する「排熱回収運転」が可能である。

　本実施形態に係る空調給湯システム１は、利用者が冷房運転と給湯運転を同時に要求した場合には常に排熱回収運転が可能である。制御装置１ａは空調用冷媒回路３の冷房運転で発生して、空調用冷媒が放熱可能な放熱量（以下、「空調放熱量」という）と給湯用冷媒回路２の給湯運転に必要となり、給湯用冷媒が吸熱可能な吸熱量（以下、「給湯吸熱量」という）の大小によって使用する熱交換器や冷媒の流路を選択する。

　図２は、空調給湯システム１が排熱回収運転するときの状態（運転状態）を示している。例えば、空調サイクルが冷房運転するときの空調放熱量は、居住空間の室温、利用者が設定する設定温度（冷房運転時の設定温度）等に応じて決定される。また、給湯サイクルが給湯運転するときの給湯吸熱量は、貯湯タンク４１（図１参照）に貯湯される給湯用水の貯湯温度、給湯サイクルにおける目標湯温（沸き上げ温度）等に応じて決定される。本実施形態において制御装置１ａ（図１参照）は、空調放熱量と給湯吸熱量の大小に応じて空調給湯システム１（図１参照）に３つの運転状態を設定する。つまり、給湯吸熱量と空調放熱量が等しい場合（給湯吸熱量＝空調放熱量）の運転状態（第１運転状態）と、給湯吸熱量が空調放熱量より大きい場合（給湯吸熱量＞空調放熱量）の運転状態（第２運転状態）と、給湯吸熱量が空調放熱量より小さい場合（給湯吸熱量＜空調放熱量）の運転状態（第３運転状態）を設定する。

　図２～図５を参照して、第１～３運転状態を説明する。

　本実施形態に係る空調給湯システム１は、空調サイクルでの冷房運転と給湯サイクルでの給湯運転が同時に実施される場合に排熱回収運転するように構成される。

　なお、図３～図５において、実線で示される熱交換器（給湯用利用側熱交換器２２、給湯用熱源側熱交換器２４、中間熱交換器１１、空調用熱源側熱交換器３２、空調用利用側熱交換器３４）は熱交換が実施される状態を示し、この場合は黒矢印で熱の移動方向を示す。また、破線で示される熱交換器は熱交換が実施されない状態を示す。

　また、空調用冷媒流量制御弁３０ａ～３０ｄ、給湯用冷媒流量制御弁２０ａ～２０ｄは白抜きが開弁状態、黒塗りが閉弁状態を示し、空調用室外ファン３５、給湯用屋外ファン２５は白抜きが運転中、黒塗りが停止中を示す。

　《第１運転状態》
　空調放熱量と給湯吸熱量が等しい場合、制御装置１ａは空調給湯システム１を第１運転状態に設定して、空調サイクルで冷房運転するとともに給湯サイクルで給湯運転し、排熱回収運転する。

　図２に示すように、第１運転状態では、給湯用冷媒回路２（給湯サイクル）の給湯用熱源側熱交換器２４は不使用であり、給湯用利用側熱交換器２２は凝縮器、中間熱交換器１１は蒸発器として使用される。また、空調用冷媒回路３（空調サイクル）の空調用熱源側熱交換器３２は不使用であり、空調用利用側熱交換器３４は蒸発器、中間熱交換器１１は凝縮器として使用される。さらに、空調用圧縮機３１および給湯用圧縮機２１は運転される。

　具体的に制御装置１ａは、図３に示すように、四方弁３６を第１状態に設定し、四方弁５４を第２状態に設定する。また、制御装置１ａは、空調用冷媒流量制御弁３０ｃ、３０ｄおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ｃ、２０ｄを開弁し、空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを閉弁する。そして、空調用室外ファン３５および給湯用室外ファン２５を停止する。

　さらに制御装置１ａは、三方弁４ａを第１状態に設定するとともに三方弁４ｄを第１状態に設定する。そして、給湯用水循環ポンプ４２を運転する。

　空調用冷媒流量制御弁３０ａ（３０ｂ）が閉弁することによって、空調用熱源側熱交換器３２への空調用冷媒の流入が遮断されることから、空調用冷媒流量制御弁３０ａ（３０ｂ）は、空調用熱源側熱交換器３２への空調用冷媒の流入を制限する冷媒流入制限手段（第１制限手段）として機能する。

　同様に、給湯用冷媒流量制御弁２０ａ（２０ｂ）が閉弁することによって、給湯用熱源側熱交換器２４への給湯用冷媒の流入が遮断されることから、給湯用冷媒流量制御弁２０ａ（２０ｂ）は、給湯用熱源側熱交換器２４への給湯用冷媒の流入を制限する冷媒流入制限手段（第２制限手段）として機能する。

　空調用冷媒回路３では、空調用圧縮機３１で圧縮されて高温になったガス状の空調用冷媒（以下必要に応じ、ガス状であることを（Ｇ）、液体状であることを（Ｌ）、気液二相状態であることを（Ｂ）で示す）が四方弁３６を経由して中間熱交換器１１に流入する。中間熱交換器１１で空調用冷媒（Ｇ）は低温の給湯用冷媒（Ｂ）に放熱して凝縮し液化する。液化した空調用冷媒（Ｌ）は高圧の状態で空調用膨張弁３３に流入して減圧膨張し、低温低圧の二相状態（気液混合状態）となって空調用利用側熱交換器３４に流入する。

　空調用利用側熱交換器３４に流入した空調用冷媒（Ｂ）は、空調用冷温水回路５を循環する、相対的に高温の空調利用側冷媒（Ｌ）から吸熱して蒸発して気化し、低圧の空調用冷媒（Ｇ）となる。そして、空調用圧縮機３１で圧縮される。

　空調用冷温水回路５では、空調用利用側熱交換器３４を流通する空調用冷媒（Ｂ）に放熱した空調利用側冷媒（Ｌ）が空調用冷温水循環ポンプ５３によって室内熱交換器５１に流入する。室内熱交換器５１では、空調用冷温水回路５内の空調利用側冷媒（Ｌ）が居住空間の高温空気から吸熱して居住空間の高温空気を冷却する。つまり、居住空間が冷房される。

　室内熱交換器５１での吸熱で昇温した空調利用側冷媒（Ｌ）は、空調用冷温水循環ポンプ５３によって再び空調用利用側熱交換器３４に流入して空調用冷媒（Ｂ）に放熱する。空調給湯システム１が冷房運転する場合、空調利用側冷媒（Ｌ）はこのように空調用冷温水回路５を循環して居住空間を冷房する。

　給湯用冷媒回路２では、給湯用圧縮機２１で圧縮されて高温高圧となった給湯用冷媒（Ｇ）が給湯用利用側熱交換器２２に流入する。給湯用利用側熱交換器２２で給湯用冷媒（Ｇ）は、給湯用温水回路４を流通する給湯用水に放熱して凝縮し液化する。そして液化した給湯用冷媒（Ｌ）は、高圧の状態で所定の開度で開弁している給湯用膨張弁２３で膨張減圧し、低温低圧で二相状態になる。この二相状態の給湯用冷媒（Ｂ）は、中間熱交換器１１で空調用冷媒（Ｇ）から吸熱して蒸発し、低圧の給湯用冷媒（Ｇ）となって給湯用圧縮機２１に吸い込まれ、圧縮された後に給湯用利用側熱交換器２２に流入する。

　給湯用温水回路４では、貯湯タンク４１に貯湯される給湯用水が給湯用水循環ポンプ４２によって給湯用利用側熱交換器２２に流入し、高温の給湯用冷媒（Ｇ）から吸熱して昇温する。昇温した高温の給湯用水は貯湯タンク４１に一旦貯湯され、利用者の要求があったときに供給端末１００（蛇口等）から利用者に供給される。なお、制御装置１ａは給湯用温水回路４に備わる三方弁４ａ～４ｄを適宜制御して、沸き上げおよび利用者への給湯を実行する。

　このとき、貯湯タンク４１から取り出された給湯用水には、加水用流路４３を流通する給湯用水が適宜混合され、利用者が要求する湯温の給湯用水が供給端末１００から利用者に供給される。

　以上のように空調給湯システム１が第１運転状態に設定され、空調システムで冷房運転するとともに給湯システムで給湯運転して排熱回収運転するとき、空調用冷媒回路３を循環する空調用冷媒と給湯用冷媒回路２を循環する給湯用冷媒の全てが中間熱交換器１１に流入して、給湯用冷媒が空調用冷媒から吸熱する。

　そして、中間熱交換器１１で空調放熱量の全てが給湯吸熱量として給湯用冷媒に吸熱される。

　このような構成によって、空調放熱量と給湯吸熱量が等しい場合は居住空間から回収した熱量を給湯用水の加熱源に利用できる。
《第２運転状態》
　空調放熱量が給湯吸熱量より小さい場合、制御装置１ａは運転状態を第２運転状態に設定して、空調サイクルで冷房運転するとともに給湯サイクルで給湯運転し排熱回収運転する。

　図２に示すように、第２運転状態では、給湯用冷媒回路２（給湯サイクル）の給湯用利用側熱交換器２２は凝縮器、給湯用熱源側熱交換器２４と中間熱交換器１１は蒸発器として使用される。また、空調用冷媒回路３（空調サイクル）の空調用熱源側熱交換器３２は不使用であり、空調用利用側熱交換器３４は蒸発器、中間熱交換器１１は凝縮器として使用される。さらに、空調用圧縮機３１および給湯用圧縮機２１は運転される。

　そして、第２運転状態では、給湯用冷媒回路２を循環する給湯用冷媒が、中間熱交換器１１と給湯用熱源側熱交換器２４に好適に分配されて流通し、中間熱交換器１１での給湯用冷媒の吸熱量が空調放熱量と等しくなるように制御装置１ａが空調給湯システム１を制御することが好ましい。

　具体的に制御装置１ａは、図４に示すように、四方弁３６を第１状態に設定し、四方弁５４を第２状態に設定する。また、制御装置１ａは、空調用冷媒流量制御弁３０ｃ、３０ｄおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ａ～２０ｄを開弁し、空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂを閉弁する。そして、給湯用室外ファン２５を運転して空調用室外ファン３５を停止する。

　このとき、並列に配置される中間熱交換器１１と給湯用熱源側熱交換器２４を、ともに給湯用冷媒の蒸発器として機能させると中間熱交換器１１と給湯用熱源側熱交換器２４に給湯用冷媒が好適に分配されないという問題が発生する。これは、給湯用冷媒が熱交換する対象が中間熱交換器１１では空調用冷媒であり、給湯用熱源側熱交換器２４では大気であることに起因する。つまり、給湯用冷媒が熱交換する対象が中間熱交換器１１と給湯用熱源側熱交換器２４で異なるためである。

　例えば、空調給湯システム１の給湯サイクルが単独で給湯運転を実施しているときに、空調給湯システム１が第２運転状態に設定されて空調サイクルでの冷房運転を開始する場合、冷房運転の開始直後は空調用冷媒は充分に放熱できる状態ではなく、中間熱交換器１１を流通する給湯用冷媒は充分に吸熱できない。そして、中間熱交換器１１では給湯用冷媒の流路で熱抵抗が高まって中間熱交換器１１での給湯用冷媒の流通量が減少する。したがって、中間熱交換器１１への流入量が少なくなり給湯用熱源側熱交換器２４への流入量が多くなるように給湯用冷媒が分配される。

　このように給湯用冷媒の分配が好適でない場合、中間熱交換器１１を流通する給湯用冷媒はほとんど吸熱できず、液体状で給湯用冷媒（Ｌ）が中間熱交換器１１から流出し、給湯用熱源側熱交換器２４で蒸発（気化）した給湯用冷媒（Ｇ）と合流する。そして、ガス状の給湯用冷媒（Ｇ）と液体状の給湯用冷媒（Ｌ）の混合によって給湯用冷媒の体積が増加し、給湯用冷媒回路２は流路の閉塞が発生しやすい不安定な状態となる。

　そこで、本実施形態に係る制御装置１ａは、給湯用冷媒回路２を不安定な状態にすることなく、空調給湯システム１を第２運転状態に設定して排熱回収運転を開始するように構成される。

　具体的に、制御装置１ａは、排熱回収運転の開始時に空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂを制御（閉弁）して空調用熱源側熱交換器３２への空調用冷媒の流入を制限し、空調用室外ファン３５を停止するとともに、給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを制御（閉弁）して給湯用熱源側熱交換器２４への給湯用冷媒の流入を制限し、給湯用室外ファン２５を停止する。そして、空調用冷媒流量制御弁３０ｃ、３０ｄおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ｃ、２０ｄを開弁し、空調サイクルでの冷房運転と給湯サイクルでの給湯運転を開始する。

　この状態で制御装置１ａは、空調用圧縮機３１および給湯用圧縮機２１の回転速度を調節し、さらに、空調用膨張弁３３および給湯用膨張弁２３の開度を調節する。前記したように、空調用膨張弁３３および給湯用膨張弁２３の開度は、利用者が設定する居住空間の目標温度（冷房運転時の設定温度）、給湯用水の沸き上げ温度等に応じて調節される。

　制御装置１ａは、温度センサＴ３６から入力される計測信号で中間熱交換器１１における空調用冷媒の温度（空調側第２接続口１１ｂでの空調用冷媒の温度）を監視し、空調用冷媒の温度が所定の目標値になったとき、給湯用室外ファン２５の運転を開始した後で給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを制御（開弁）し、給湯用熱源側熱交換器２４への給湯用冷媒の流入の制限を解除する。

　このとき、制御装置１ａは給湯用室外ファン２５を先に運転してから給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを開弁する構成が好ましい。この構成によって、給湯用熱源側熱交換器２４では給湯用冷媒が流通する直後から給湯用冷媒と大気の熱交換が可能となり、制御装置１ａは給湯サイクルの給湯運転を安定させることができる。

　制御装置１ａが給湯用冷媒流量制御弁２０ａを開弁する場合の空調用冷媒の温度の目標値は、利用者が設定する目標室温（冷房運転時の設定温度）、目標風量、居住空間の室温等に基づいて予め実験等で設定される温度であればよい。例えば、目標室温と目標風量と居住空間の室温と空調用冷媒の温度の目標値の関係を示すチャートを参照し、目標室温と目標風量と居住空間の室温とに基づいて制御装置１ａが設定する構成とすればよい。

　以上のような手順で空調給湯システム１が第２運転状態に設定されて排熱回収運転が開始されると、空調用冷媒回路３では、空調用圧縮機３１から吐出した高温高圧の空調用冷媒（Ｇ）が四方弁３６を経由して中間熱交換器１１に流入する。中間熱交換器１１に流入した空調用冷媒（Ｇ）は低温の給湯用冷媒（Ｂ）に放熱して凝縮し液化する。そして、中間熱交換器１１で液化した空調用冷媒（Ｌ）は、所定の開度で開弁している空調用膨張弁３３に高圧の状態で流入して減圧、膨張し、低温低圧の二相状態の空調用冷媒（Ｂ）となって空調用利用側熱交換器３４に流入する。

　給湯用冷媒回路２では、給湯用圧縮機２１で圧縮されて高温高圧となった給湯用冷媒（Ｇ）が給湯用利用側熱交換器２２に流入する。給湯用利用側熱交換器２２で給湯用冷媒（Ｇ）は、給湯用温水回路４を流通する給湯用水に放熱して凝縮し液化する。そして液化した給湯用冷媒（Ｌ）は、高圧の状態で所定の開度で開弁している給湯用膨張弁２３で膨張減圧し、低温低圧で二相状態の給湯用冷媒（Ｂ）になる。この給湯用冷媒（Ｂ）は、中間熱交換器１１および給湯用熱源側熱交換器２４に流入する。中間熱交換器１１に流入した給湯用冷媒（Ｂ）は高温の空調用冷媒（Ｇ）から吸熱して蒸発して気化し、低圧の給湯用冷媒（Ｇ）になる。一方、給湯用熱源側熱交換器２４に流入した給湯用冷媒（Ｂ）は、相対的に高温の大気から吸熱して蒸発し、低圧の給湯用冷媒（Ｇ）となる。そして、中間熱交換器１１および給湯用熱源側熱交換器２４で気化した給湯用冷媒（Ｇ）は合流し、給湯用圧縮機２１に吸い込まれて圧縮される。

　なお、給湯用温水回路４における給湯用水の流通および空調用冷温水回路５における空調利用側冷媒の循環は、第１運転状態での排熱回収運転時と同等である。

　空調給湯システム１が第２運転状態に設定されて空調サイクルが冷房運転するとともに給湯サイクルが給湯運転して排熱回収運転するとき、給湯用冷媒回路２を循環する給湯用冷媒は、中間熱交換器１１と給湯用熱源側熱交換器２４に分配して流通し、給湯用冷媒は中間熱交換器１１を流通する空調用冷媒から吸熱する。

　さらに、空調放熱量が給湯吸熱量に不足する熱量は、給湯用熱源側熱交換器２４で給湯用冷媒が大気から吸熱できる。

　このような構成によって、給湯吸熱量が空調放熱量よりも大きい場合であっても、給湯用温水回路４を流通する給湯用水に供給される熱量が不足することが回避され、居住空間から回収した熱量を給湯用水の加熱源に利用できる。

　また、制御装置１ａは空調給湯システム１を第２運転状態にして排熱回収運転を開始する場合、空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを閉弁した状態で冷房運転と給湯運転を開始する。その後、制御装置１ａは、給湯用室外ファン２５の運転を開始した後で給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを開弁し、給湯用熱源側熱交換器２４への給湯用冷媒の流入の制限を解除する。この構成によって、制御装置１ａは給湯サイクルの運転が安定した状態で空調給湯システム１を第２運転状態に設定でき、安定した状態で排熱回収運転を開始できる。

　《第３運転状態》
　空調放熱量が給湯吸熱量より大きい場合、制御装置１ａは運転状態を第３運転状態に設定して、空調サイクルで冷房運転するとともに給湯サイクルで給湯運転し、排熱回収運転する。

　図２に示すように、第３運転状態では、給湯用冷媒回路２（給湯サイクル）の給湯用熱源側熱交換器２４は不使用であり、給湯用利用側熱交換器２２は凝縮器、中間熱交換器１１は蒸発器として使用される。また、空調用冷媒回路３（空調サイクル）の空調用利用側熱交換器３４は蒸発器、空調用熱源側熱交換器３２と中間熱交換器１１は凝縮器として使用される。さらに、空調用圧縮機３１および給湯用圧縮機２１は運転される。

　そして、第３運転状態では、空調用冷媒回路３を循環する空調用冷媒が、中間熱交換器１１と空調用熱源側熱交換器３２に好適に分配されて流通し、中間熱交換器１１での空調用冷媒の放熱量が給湯吸熱量と等しくなるように制御装置１ａが空調給湯システム１を制御することが好ましい。

　具体的に制御装置１ａは、図５に示すように、四方弁３６を第１状態に設定し、四方弁５４を第２状態に設定する。また、制御装置１ａは、空調用冷媒流量制御弁３０ａ～３０ｄおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ｃ、２０ｄを開弁し、給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを閉弁する。そして、空調用室外ファン３５を運転して給湯用室外ファン２５を停止する。

　このとき、並列に配置される中間熱交換器１１と空調用熱源側熱交換器３２を、ともに空調用冷媒の凝縮器として機能させると中間熱交換器１１と空調用熱源側熱交換器３２に空調用冷媒が好適に分配されないという問題が発生する。これは、空調用冷媒が熱交換する対象が中間熱交換器１１では給湯用冷媒であり、空調用熱源側熱交換器３２では大気であることに起因する。つまり、空調用冷媒が熱交換する対象が中間熱交換器１１と空調用熱源側熱交換器３２で異なるためである。

　例えば、空調給湯システム１の空調サイクルが単独で冷房運転を実施しているときに、空調給湯システム１が第３運転状態に設定されて給湯サイクルでの給湯運転を開始する場合、給湯運転の開始直後は給湯用冷媒は充分に吸熱できる状態ではなく、中間熱交換器１１を流通する空調用冷媒は充分に放熱できない。そして、中間熱交換器１１では空調用冷媒の流路で熱抵抗が高まって中間熱交換器１１での空調用冷媒の流通量が減少する。したがって、中間熱交換器１１への流入量が少なくなり空調用熱源側熱交換器３２への流入量が多くなるように空調用冷媒が分配される。

　このように空調用冷媒の分配が好適でない場合、中間熱交換器１１を流通する空調用冷媒の熱量はほとんど吸熱されず、高温高圧のガス状の状態で空調用冷媒（Ｇ）が中間熱交換器１１から流出し、空調用熱源側熱交換器３２で凝縮（液化）した空調用冷媒（Ｌ）と空調用膨張弁３３の上流で合流する。そして、ガス状の空調用冷媒（Ｇ）と液体状の空調用冷媒（Ｌ）の混合によって空調用膨張弁３３を流通する空調用冷媒の体積が増加し、空調用冷媒回路３は流路の閉塞が発生しやすい不安定な状態となる。

　本実施形態に係る制御装置１ａは、空調用冷媒回路３を不安定な状態にすることなく、空調給湯システム１を第３運転状態に設定して排熱回収運転を開始するように構成される。具体的に制御装置１ａは、排熱回収運転の開始時に空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂを制御（閉弁）して空調用熱源側熱交換器３２への空調用冷媒の流入を制限し、空調用室外ファン３５を停止するとともに、給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを制御（閉弁）して給湯用熱源側熱交換器２４への給湯用冷媒の流入を制限し、給湯用室外ファン２５を停止する。そして、空調用冷媒流量制御弁３０ｃ、３０ｄおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ｃ、２０ｄを開弁し、空調サイクルでの冷房運転と給湯サイクルでの給湯運転を開始する。

　この状態で制御装置１ａは、空調用圧縮機３１および給湯用圧縮機２１の回転速度を調節し、さらに、空調用膨張弁３３および給湯用膨張弁２３の開度を調節する。空調用膨張弁３３および給湯用膨張弁２３の開度は、利用者が設定する居住空間の目標温度（冷房運転時の設定温度）、給湯用水の沸き上げ温度等に応じて調節される。

　制御装置１ａは、温度センサＴ２５から入力される計測信号で中間熱交換器１１における給湯用冷媒の温度（給湯側第２接続口１１ｄでの給湯用冷媒の温度）を監視し、給湯用冷媒の温度が所定の目標値になったとき、空調用室外ファン３５の運転を開始した後で空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂを制御（開弁）し、空調用熱源側熱交換器３２への空調用冷媒の流入の制限を解除する。

　第３運転状態の場合も、制御装置１ａは空調用室外ファン３５を先に運転してから空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂを開弁する構成が好ましい。この構成によって、空調用熱源側熱交換器３２では空調用冷媒が流通する直後から、空調用冷媒と大気の熱交換が可能となり、制御装置１ａは空調サイクルの冷房運転を安定させることができる。

　制御装置１ａが空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂを開弁する場合の給湯用冷媒の温度の目標値は、給湯サイクルにおける沸き上げ温度、貯湯タンク４１に貯湯される給湯用水の貯湯温度等に基づいて予め実験等で設定される温度とすればよい。例えば、沸き上げ温度と貯湯温度と給湯用冷媒の温度の目標値の関係を示すチャートを参照し、沸き上げ温度や貯湯温度に応じて制御装置１ａが設定する構成とすればよい。

　以上のような手順で空調給湯システム１が第３運転状態に設定されて排熱回収運転が開始されると、空調用冷媒回路３では、空調用圧縮機３１から吐出した高温高圧の空調用冷媒（Ｇ）が四方弁３６を経由して中間熱交換器１１および空調用熱源側熱交換器３２に流入する。中間熱交換器１１に流入した空調用冷媒（Ｇ）は低温の給湯用冷媒（Ｂ）に放熱して凝縮し液化する。一方、空調用熱源側熱交換器３２に流入した空調用冷媒（Ｇ）は大気に放熱して凝縮し液化する。そして、中間熱交換器１１および空調用熱源側熱交換器３２で液化した空調用冷媒（Ｌ）は合流し、所定の開度で開弁している空調用膨張弁３３に高圧の状態で流入して減圧、膨張し、低温低圧の二相状態の空調用冷媒（Ｂ）となって空調用利用側熱交換器３４に流入する。

　給湯用冷媒回路２では、給湯用圧縮機２１で圧縮されて高温高圧となった給湯用冷媒（Ｇ）が給湯用利用側熱交換器２２に流入する。給湯用利用側熱交換器２２で給湯用冷媒（Ｇ）は、給湯用温水回路４を流通する給湯用水に放熱して凝縮し液化する。そして液化した給湯用冷媒（Ｌ）は、高圧の状態で所定の開度で開弁している給湯用膨張弁２３で膨張減圧し、低温低圧で二相状態の給湯用冷媒（Ｂ）になる。この給湯用冷媒（Ｂ）は、中間熱交換器１１で空調用冷媒（Ｇ）から吸熱して蒸発し、低圧でガス状の給湯用冷媒（Ｇ）となって給湯用圧縮機２１に吸い込まれ、圧縮された後に給湯用利用側熱交換器２２に流入する。

　空調給湯システム１が第３運転状態に設定されて空調サイクルが冷房運転するとともに給湯サイクルが給湯運転して排熱回収運転するとき、空調用冷媒回路３を循環する空調用冷媒は、中間熱交換器１１と空調用熱源側熱交換器３２に分配して流通し、給湯用冷媒は中間熱交換器１１を流通する空調用冷媒から吸熱する。

　そして、給湯吸熱量に対して余剰となる空調放熱量は空調用熱源側熱交換器３２から大気に放熱され、給湯吸熱量に等しい空調放熱量が給湯用冷媒に吸熱される。

　このような構成によって、空調放熱量が給湯吸熱量よりも大きい場合であっても、給湯用温水回路４を流通する給湯用水に過剰の熱量が供給されることが回避され、居住空間から回収した熱量を給湯用水の加熱源に利用できる。

　また、制御装置１ａは空調給湯システム１を第３運転状態にして排熱回収運転を開始する場合、空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを閉弁した状態で冷房運転と給湯運転を開始する。その後、制御装置１ａは、空調用室外ファン３５の運転を開始した後で空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂを開弁し、空調用熱源側熱交換器３２への空調用冷媒の流入の制限を解除する。この構成によって、制御装置１ａは空調サイクルの運転が安定した状態で空調給湯システム１を第３運転状態に設定でき、安定した状態で排熱回収運転を開始できる。

　図６は、制御装置が空調給湯システムを第１運転状態、第２運転状態、第３運転状態のいずれかに設定して排熱回収運転を開始する手順を示すフローチャートである。制御装置１ａは、利用者が空調給湯システム１に冷房運転と給湯運転を同時に要求したときに、図６に示す手順で空調給湯システム１での排熱回収運転を開始する（以下、適宜図１～図５参照）。

　制御装置１ａは排熱回収運転を開始するとデータ受信処理する（ステップＳ１）。具体的に制御装置１ａは、貯湯タンク４１の貯湯温度、給湯サイクルにおける目標湯温（沸き上げ温度）、供給端末１００から利用者に供給される給湯用水の目標湯量（流量）、および給水口１０１から流入する給湯用水の水温（給水温度）を示すデータを取得する。また、制御装置１ａは、空調サイクルにおける目標室温（冷房運転時の設定温度）、目標風量、居住空間の室温を示すデータを取得する。

　給湯サイクルにおける目標湯温および目標湯量と、空調サイクルにおける目標室温および目標風量は利用者が要求する値であり、制御装置１ａは、例えば利用者が操作するリモートコントローラから入力される操作指令信号で、目標湯温、目標湯量、目標室温、目標風量を示すデータを受信する。

　また、制御装置１ａは、温度センサＴ４３から入力される計測信号で貯湯温度を受信し、温度センサＴ４２から入力される計測信号で給湯サイクルにおける給水温度を示すデータを受信し、温度センサＴ５４から入力される計測信号で空調サイクルにおける室温を示すデータを受信する。

　制御装置１ａは、受信した各データにもとづいて演算処理する（ステップＳ２）。

　具体的に制御装置１ａは、空調サイクルにおける目標冷房能力、空調用圧縮機３１の目標回転速度と消費電力、空調用冷媒の目標蒸発温度Ｔｅを演算する。また制御装置１ａは、給湯サイクルにおける目標給湯能力、給湯用圧縮機２１の目標回転速度と消費電力、給湯用冷媒の目標吐出温度Ｔｄを演算する。

　さらに制御装置１ａは、目標給湯能力と給湯用圧縮機２１の消費電力の差から給湯吸熱量を演算するとともに、目標冷房能力と空調用圧縮機３１の消費電力の和から空調放熱量を演算する（ステップＳ３）。ステップＳ２、ステップＳ３で制御装置１ａが実行する演算には、本実施形態に係る空調給湯システム１と同等に構成される空調給湯システムに関する公知の技術を適用できる。

　そして制御装置１ａは、空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを閉弁し（ステップＳ４）、さらに、ステップＳ２での演算結果に応じて空調用圧縮機３１および給湯用圧縮機２１の運転を開始する。具体的に制御装置１ａは、ステップＳ２で演算した回転速度で空調用圧縮機３１および給湯用圧縮機２１を運転する。また、制御装置１ａは、空調用膨張弁３３および給湯用膨張弁２３の制御を開始する（ステップＳ５）。

　ステップＳ４で空調用冷媒流量制御弁３０ａおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ａを閉弁することによって、空調放熱量と給湯吸熱量の大小に関係なく空調用熱源側熱交換器３２への空調用冷媒の流入と給湯用熱源側熱交換器２４への給湯用冷媒の流入を遮断できる。

　また、前記したように、空調用膨張弁３３および給湯用膨張弁２３は、利用者が設定する居住空間の目標温度（冷房運転時の設定温度）、給湯用水の沸き上げ温度等に応じて弁開度が調節されるように制御される。

　そして制御装置１ａは、ステップＳ３で演算した給湯吸熱量と空調放熱量を比較する（ステップＳ６）。

　制御装置１ａは、給湯吸熱量と空調放熱量の差が所定の範囲内にあるときに給湯吸熱量と空調放熱量が等しい（給湯吸熱量＝空調放熱量）と判定し（ステップＳ６→Ｙｅｓ）、第１運転状態に設定して排熱回収運転する（ステップＳ７）。つまり、制御装置１ａは、空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂが閉弁した状態で排熱回収運転する。

　また、給湯吸熱量と空調放熱量の差が所定の範囲内にない場合、制御装置１ａは給湯吸熱量と空調放熱量が等しくないと判定し（ステップＳ６→Ｎｏ）、その大小を比較する（ステップＳ８）。

　給湯吸熱量が空調放熱量より小さい場合、すなわち、「給湯吸熱量＜空調放熱量」の場合（ステップＳ８→Ｙｅｓ）、制御装置１ａは、中間熱交換器１１の給湯側第２接続口１１ｄに備わる温度センサＴ２５から入力される計測信号に基づいて中間熱交換器１１における給湯用冷媒の温度（給湯側第２接続口１１ｄでの給湯用冷媒の温度）を演算する。そして、給湯用冷媒の温度が所定の目標値に達するまで待機し（ステップＳ９→Ｎｏ）、給湯用冷媒の温度が所定の目標値に達したら（ステップＳ９→Ｙｅｓ）、制御装置１ａは空調用室外ファン３５の運転を開始し（ステップＳ１０）、さらに、空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂを開弁する（ステップＳ１１）。このとき、制御装置１ａは空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂを全開にする。

　このように、制御装置１ａは第３運転状態に設定して排熱回収運転する（ステップＳ１２）。

　なお、制御装置１ａは、中間熱交換器１１における給湯用冷媒の温度に代えて、例えば中間熱交換器１１における給湯用冷媒の圧力が所定の圧力になったときに空調用室外ファン３５の運転を開始し、空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂを開弁する構成であってもよい。つまり制御装置１ａは、温度や圧力など給湯用冷媒の状態に応じて空調用室外ファン３５の運転を開始し、空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂを開弁する構成とすればよい。

　ステップＳ８において、給湯吸熱量が空調放熱量より小さくない場合、すなわち、給湯吸熱量が空調放熱量より大きく、「給湯吸熱量＞空調放熱量」の場合（ステップＳ８→Ｎｏ）、制御装置１ａは、中間熱交換器１１の空調側第２接続口１１ｂに備わる温度センサＴ３６から入力される計測信号に基づいて中間熱交換器１１における空調用冷媒の温度（空調側第２接続口１１ｂでの空調用冷媒の温度）を演算する。そして、制御装置１ａは演算した空調用冷媒の温度が目標値に達するまで待機する（ステップＳ１３→Ｎｏ）。空調凝縮温度が目標値に達したら（ステップＳ１３→Ｙｅｓ）、制御装置１ａは、給湯用室外ファン２５の運転を開始し（ステップＳ１４）、さらに、給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを開弁する（ステップＳ１５）。このとき、制御装置１ａは、給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを全開にする。

　このように制御装置１ａは第２運転状態に設定して排熱回収運転する（ステップＳ１６）。

　なお、制御装置１ａは、中間熱交換器１１における空調用冷媒の温度に代えて、例えば中間熱交換器１１における空調用冷媒の圧力が所定の圧力になったときに給湯用室外ファン２５の運転を開始し、給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを開弁する構成であってもよい。つまり制御装置１ａは、温度や圧力など空調用冷媒の状態に応じて給湯用室外ファン２５の運転を開始し、給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを開弁する構成とすればよい。

　なお、前記したように、空調用冷媒流量制御弁３０ａおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ａを流量調節弁で構成してもよい。そして、制御装置１ａは空調用冷媒流量制御弁３０ａおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ａを閉弁するのに替えて、ステップＳ４で、空調用冷媒流量制御弁３０ａおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ａの開度を小さくする構成であってもよい。制御装置１ａは空調用冷媒流量制御弁３０ａの開度を小さくすることによって、空調用熱源側熱交換器３２への空調用冷媒の流入量を制限できる。また、制御装置１ａは給湯用冷媒流量制御弁２０ａの開度を小さくすることによって、給湯用熱源側熱交換器２４への給湯用冷媒の流入を制限できる。この場合、制御装置１ａは、空調用冷媒流量制御弁３０ｂおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ｂを閉弁しない構成とすることが好ましい。

　例えば、空調サイクルが単独で冷房運転している場合に、制御装置１ａが給湯サイクルの給湯運転を開始して空調給湯システム１が排熱回収運転を開始するとき、空調用熱源側熱交換器３２への空調用冷媒の流入が遮断されると、中間熱交換器１１での空調用冷媒と給湯用冷媒の熱交換が不十分の場合に空調用冷媒が充分に冷却されず、ひいては、居住空間の室温が上昇する場合がある。

　そこで、排熱回収運転の開始時に空調用熱源側熱交換器３２へも空調用冷媒が流入する構成とし、空調用熱源側熱交換器３２で空調用冷媒を冷却可能にする。この構成によって空調用冷媒が空調用熱源側熱交換器３２で冷却されて居住空間の温度上昇を抑制できる。

　空調用冷媒流量制御弁３０ａが流量調節弁の場合に制御装置１ａがステップＳ４で設定する空調用冷媒流量制御弁３０ａの開度は、例えば、利用者が居住空間の温度変化（温度上昇）を認識できない程度に、温度上昇を抑えられる範囲で設定されることが好ましい。

　同様に、給湯サイクルが単独で給湯運転している場合に、制御装置１ａが空調サイクルの冷房運転を開始して空調給湯システム１が排熱回収運転を開始するとき、給湯用熱源側熱交換器２４への給湯用冷媒の流入が遮断されると、中間熱交換器１１での空調用冷媒と給湯用冷媒の熱交換が不十分の場合に給湯用冷媒が昇温せず、ひいては、沸き上げ温度が低下する場合がある。

　そこで、排熱回収運転の開始時に給湯用熱源側熱交換器２４へも給湯用冷媒が流入する構成とし、給湯用冷媒が給湯用熱源側熱交換器２４で吸熱可能にする。この構成によって給湯用冷媒を給湯用熱源側熱交換器２４で吸熱して沸き上げ温度の低下を抑制できる。

　給湯用冷媒流量制御弁２０ａが流量調節弁の場合に制御装置１ａがステップＳ４で設定する給湯用冷媒流量制御弁２０ａの開度は、例えば、沸き上げ温度の低下が許容範囲内になるように設定されることが好ましい。

　また、制御装置１ａは、例えば、ステップＳ３で給湯吸熱量および空調放熱量を演算したとき、ステップＳ４で空調用冷媒流量制御弁３０ａ、３０ｂおよび給湯用冷媒流量制御弁２０ａ、２０ｂを閉弁する前に、空調用冷媒を空調用熱源側熱交換器３２から取り出し、給湯用冷媒を給湯用熱源側熱交換器２４から取り出す構成であってもよい。これは、排熱回収運転時に空調用熱源側熱交換器３２および給湯用熱源側熱交換器２４の少なくとも一方が使用されない場合に、使用されない空調用熱源側熱交換器３２や給湯用熱源側熱交換器２４に空調用冷媒や給湯用冷媒が滞留することなく、全ての冷媒を有効に利用するためである。

　具体的に制御装置１ａは、空調放熱量が給湯吸熱量よりも小さい場合、四方弁３６を第２状態に設定し、空調用冷媒流量制御弁３０ｂと空調用膨張弁３３を閉弁し、空調用圧縮機３１を運転する。空調用熱源側熱交換器３２の空調用冷媒は空調用冷媒流量制御弁３０ａを経由して空調用圧縮機３１に吸引され空調用熱源側熱交換器３２から排出される。そして、空調用熱源側熱交換器３２から空調用冷媒が排出された時点で制御装置１ａは空調用冷媒流量制御弁３０ａを閉弁するとともに空調用圧縮機３１の運転を停止する。さらに、制御装置１ａは四方弁３を第１状態に設定する。

　例えば、空調用熱源側熱交換器３２における空調用冷媒の圧力を計測する圧力計が備わる構成とすれば、制御装置１ａは当該圧力計が真空状態を検出した時点で空調用熱源側熱交換器３２から全ての空調用冷媒が排出したことを認識できる。

　また制御装置１ａは、給湯吸熱量が空調放熱量よりも小さい場合、給湯用冷媒流量制御弁２０ａと給湯用膨張弁２３を閉弁して給湯用圧縮機２１を運転する。給湯用熱源側熱交換器２４の給湯用冷媒は給湯用冷媒流量制御弁２０ｂを経由して給湯用圧縮機２１に吸引され給湯用熱源側熱交換器２４から排出される。そして、給湯用熱源側熱交換器２４から給湯用冷媒が排出された時点で制御装置１ａは給湯用冷媒流量制御弁２０ｂを閉弁するとともに給湯用圧縮機２１の運転を停止する。

　例えば、給湯用熱源側熱交換器２４における給湯用冷媒の圧力を計測する圧力計が備わる構成とすれば、制御装置１ａは当該圧力計が真空状態を検出した時点で給湯用熱源側熱交換器２４から全ての給湯用冷媒が排出したことを認識できる。

　以上のように本実施形態に係る空調給湯システム１（図１参照）は、利用者が冷房運転と給湯運転を同時に要求した場合、給湯サイクルの給湯吸熱量と空調サイクルの空調放熱量の大小にかかわらずに排熱回収運転することができる。

　また、制御装置１ａ（図１参照）は、給湯サイクルもしくは空調サイクルの単独運転から排熱回収運転に切り替える場合、排熱回収運転の開始時に、給湯用熱源側熱交換器２４（図１参照）および空調用熱源側熱交換器３２（図１参照）への冷媒の流入を制限する。この構成によって、排熱回収運転の開始時に熱抵抗で冷媒の流入量が減少しやすい中間熱交換器１１（図１参照）に優先的に冷媒を流入させることができる。そして、空調用冷媒回路３（図１参照）が不安定な状態になることを回避できる。

　また、制御装置１ａ（図１参照）は、給湯用熱源側熱交換器２４（図１参照）および空調用熱源側熱交換器３２（図１参照）への冷媒の流入を制限した状態で、給湯用冷媒の温度および空調用冷媒の温度がそれぞれの目標値になったときに制限を解除して、給湯用熱源側熱交換器２４または空調用熱源側熱交換器３２へ冷媒を流入させる。

　このことによって、排熱量の多い側のサイクルで循環する冷媒を排熱回収用の中間熱交換器１１（図１参照）と熱源側熱交換器（空調用熱源側熱交換器３２、給湯用熱源側熱交換器２４）に好適に分配することができ、安定した排熱回収運転を確保できる。そして、経済的に運転可能な空調給湯システム１とその運転方法を提供できる。

　なお、本実施形態では、居住空間の空気から吸熱する空調利用側冷媒を冷却対象とし、利用者に供給される給湯用水を加熱対象とする空調給湯システム１を排熱回収システムとしたがこの構成に限定されるものではない。

　つまり、本発明は、冷却対象および加熱対象を限定することなく、冷却対象から吸熱した熱を加熱対象へ放熱する構成の排熱回収システムに広く適用可能である。

１　空調給湯システム（排熱回収システム）
１ａ　制御装置
２　給湯用冷媒回路（第２冷媒回路）
３　空調用冷媒回路（第１冷媒回路）
１１　中間熱交換器
２０ａ、２０ｂ　給湯用冷媒流量制御弁（第２制限手段）
２１　給湯用圧縮機（第２冷媒圧縮機）
２４　給湯用熱源側熱交換器（第２熱交換器）
２５　給湯用室外ファン（第２冷媒回路用ファン）
３０ａ、３０ｂ　空調用冷媒流量制御弁（第１制限手段）
３１　空調用圧縮機（第１冷媒圧縮機）
３２　空調用熱源側熱交換器（第１熱交換器）
３５　空調用室外ファン（第１冷媒回路用ファン）

Claims

　第１冷媒が循環する第１冷媒回路と、第２冷媒が循環する第２冷媒回路が、前記第１冷媒と前記第２冷媒が熱交換する中間熱交換器を介して熱的に連結され、
　前記第１冷媒回路に、
　前記第１冷媒の流れに対して前記中間熱交換器と並列に配置されて前記第１冷媒と大気が熱交換する第１熱交換器と、
　前記第１熱交換器への前記第１冷媒の流入を制限する第１制限手段と、が備わり、
　前記第２冷媒回路に、
　前記第２冷媒の流れに対して前記中間熱交換器と並列に配置されて前記第２冷媒と大気が熱交換する第２熱交換器と、
　前記第２熱交換器への前記第２冷媒の流入を制限する第２制限手段と、が備わり、
　前記第１冷媒が前記第１冷媒回路を循環して冷却対象から吸熱した熱を前記中間熱交換器で前記第２冷媒が吸熱し、前記第２冷媒が前記第２冷媒回路を循環して加熱対象に放熱する排熱回収運転するように制御装置で制御される排熱回収システムであって、
　前記制御装置が、
　前記排熱回収運転の開始時に、前記第１制限手段を制御して前記第１冷媒の前記第１熱交換器への流入を制限するとともに、前記第２制限手段を制御して前記第２冷媒の前記第２熱交換器への流入を制限すること、を特徴とする排熱回収システム。
　前記制御装置は、
　前記排熱回収運転の開始後に、前記第１冷媒が放熱可能な放熱量と前記第２冷媒が吸熱可能な吸熱量を比較し、
　前記放熱量が前記吸熱量より大きい場合は前記第２冷媒の状態に応じて前記第１制限手段による前記第１熱交換器への前記第１冷媒の流入の制限を解除し、
　前記放熱量が前記吸熱量より小さい場合は前記第１冷媒の状態に応じて前記第２制限手段による前記第２熱交換器への前記第２冷媒の流入の制限を解除すること、を特徴とする請求項１に記載の排熱回収システム。
　前記制御装置は、
　前記第１制限手段による前記第１熱交換器への前記第１冷媒の流入の制限を解除する前に、前記第１熱交換器に大気を送り込む第１冷媒回路用ファンを運転し、
　前記第２制限手段による前記第２熱交換器への前記第２冷媒の流入の制限を解除する前に、前記第２熱交換器に大気を送り込む第２冷媒回路用ファンを運転することを特徴とする請求項２に記載の排熱回収システム。
　前記第１冷媒を圧縮して前記第１冷媒回路に循環させる第１冷媒圧縮機と、前記第１熱交換器と、の間に前記第１制限手段が備わり、
　前記第２冷媒を圧縮して前記第２冷媒回路に循環させる第２冷媒圧縮機と、前記第２熱交換器と、の間に前記第２制限手段が備わることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の排熱回収システム。
　第１冷媒が循環する第１冷媒回路と、第２冷媒が循環する第２冷媒回路が、前記第１冷媒と前記第２冷媒が熱交換する中間熱交換器を介して熱的に連結され、
　前記第１冷媒回路に、
　前記第１冷媒の流れに対して前記中間熱交換器と並列に配置されて前記第１冷媒と大気が熱交換する第１熱交換器と、
　前記第１熱交換器への前記第１冷媒の流入を制限する第１制限手段と、が備わり、
　前記第２冷媒回路に、
　前記第２冷媒の流れに対して前記中間熱交換器と並列に配置されて前記第２冷媒と大気が熱交換する第２熱交換器と、
　前記第２熱交換器への前記第２冷媒の流入を制限する第２制限手段と、が備わり、
　前記第１冷媒が前記第１冷媒回路を循環して冷却対象から吸熱した熱を前記中間熱交換器で前記第２冷媒が吸熱し、前記第２冷媒が前記第２冷媒回路を循環して加熱対象に放熱する排熱回収運転するように制御装置で制御される排熱回収システムの運転方法であって、
　前記排熱回収運転の開始時に、
　前記制御装置が、前記第１制限手段を制御して前記第１冷媒の前記第１熱交換器への流入を制限する手順と、
　前記制御装置が、前記第２制限手段を制御して前記第２冷媒の前記第２熱交換器への流入を制限する手順と、
　前記制御装置が、前記第１冷媒が放熱可能な放熱量と前記第２冷媒が吸熱可能な吸熱量を比較する手順と、
　前記放熱量が前記吸熱量より大きい場合に前記第２冷媒の状態に応じて、前記制御装置が、前記第１制限手段を制御して前記第１冷媒の前記第１熱交換器への流入の制限を解除する手順と、
　前記放熱量が前記吸熱量より小さい場合に前記第１冷媒の状態に応じて、前記制御装置が、前記第２制限手段を制御して前記第２冷媒の前記第２熱交換器への流入の制限を解除する手順と、を備えることを特徴とする排熱回収システムの運転方法。
　前記制御装置が、前記第１冷媒の前記第１熱交換器への流入の制限を解除する前に、前記第１熱交換器に大気を送り込む第１冷媒回路用ファンを運転する手順と、
　前記制御装置が、前記第２冷媒の前記第２熱交換器への流入の制限を解除する前に、前記第２熱交換器に大気を送り込む第２冷媒回路用ファンを運転する手順と、を備えることを特徴とする請求項５に記載の排熱回収システムの運転方法。