JP5893151B2 - 空調給湯複合システム - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施の形態1に係る空調給湯複合システム000の構成の一例を示す図である。図1に基づいてシステムの構成等について説明する。本実施の形態に係る空調給湯複合システム000は、例えば、ビル、マンション、ホテル等に設置され、機器を配管接続することで冷媒回路を構成し、ヒートポンプサイクル(冷凍サイクル)を利用して空調負荷と給湯負荷とに同時に熱(温熱、冷熱)を供給することができるものである。
本実施の形態の空調給湯複合システム000は、熱源ユニット(室外機)110、分岐ユニット(中継機)210、室内ユニット(室内機)310及び給湯ユニット410を少なくとも有している。このうち、負荷ユニットとなる室内ユニット310と給湯ユニット410とは、熱源ユニット110に対し、分岐ユニット210を介して並列となるように接続されている。そして、熱源ユニット110と、室内ユニット310及び給湯ユニット410との間に設置される分岐ユニット210において冷媒の流れを切り換える等して、室内ユニット310では冷暖房、給湯ユニット410では温水又は冷水供給の機能を発揮させる。ここで、図1においては、室内ユニット310、給湯ユニット410を、分岐ユニット210と各1台接続した例を示しているが、接続数については、これに限定するものではない。
熱源ユニット110は、分岐ユニット210を介して、室内ユニット310、給湯ユニット410に冷媒を送り、負荷に対して温熱、冷熱を供給する機能を有している。本実施の形態の熱源ユニット110は、圧縮機111、流路切替弁112、熱源側熱交換器113、アキュムレーター(液溜め容器)115を備え、図1に示すように、直列に接続して構成している。
分岐ユニット210は、負荷ユニット(室内ユニット310、給湯ユニット410)と、熱源ユニット110との間で、冷媒の流れを調整する。そして、室内ユニット310の室内熱交換器311、給湯ユニット410の冷媒−水熱交換器411を、それぞれ放熱器又は蒸発器として機能させる。分岐ユニット210は、気液分離器211、電磁弁213a及び電磁弁213b、液冷媒絞り装置212、バイパス用絞り装置214及び中間圧力検知用の分岐圧力センサー215を少なくとも有している。
室内ユニット310は、熱源ユニット110から送られた冷媒から温熱又は冷熱を取り出して空調負荷に供給する機能を有している。本実施の形態の室内ユニット310は、室内ユニット絞り装置312と室内熱交換器311とを備え、図1に示すように、直列に接続して構成している。ここで、図1では特に示していないが、室内ユニット310は、室内熱交換器311に空気を供給するためのファン等の送風機を室内熱交換器311の近傍に設けようにしてもよい。
給湯ユニット410は、熱源ユニット110から送られた冷媒から温熱又は冷熱を取り出して給湯負荷に供給する機能を有している。本実施の形態の給湯ユニット410は、給湯ユニット絞り装置412と冷媒−水熱交換器411とを備え、図1に示すように、直列に接続して構成している。
次に、空調給湯複合システム000の運転に係る動作について説明する。本実施の形態の空調給湯複合システム000が行うことができる運転モードは4種類ある。まず、動いている室内ユニット310の全部が冷房、給湯ユニット410が冷却を実行する冷房運転モードがある。また、運転している室内ユニット310の全部が暖房、給湯ユニット410が給湯(加熱)を実行する暖房運転モードがある。
図2は冷房運転モードの冷媒の流れを示す図である。まず、運転している全部の室内ユニット310が冷房運転をしており、給湯ユニット410が冷却運転をしているときの冷房運転モードにおける冷媒の流れ及び運転内容について説明する。
図3は暖房運転モードの冷媒の流れを示す図である。次に、運転している全部の室内ユニット310が暖房運転をしており、給湯ユニット410が給湯運転をしているときの暖房運転モードにおける冷媒の流れ及び運転内容について説明する。
図4は冷房主体運転モードの冷媒の流れを示す図である。例えば室内ユニット310が冷房をし、給湯ユニット410が給湯をしており、暖房負荷よりも冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モードにおける冷媒の流れ及び運転内容について説明する。
図5は暖房主体運転モードの冷媒の流れを示す図である。例えば室内ユニット310が暖房をし、給湯ユニット410が冷却をしており、冷房負荷よりも暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードにおける冷媒の流れ及び運転内容について説明する。
図6は本発明の実施の形態1に係る凍結防止処理の手順を示す図である。図6に基づいて本実施の形態に係る水回路(冷媒−水熱交換器411)における凍結防止処理について説明する。本処理は、例えば給湯ユニット410において水の加熱又は冷却を停止している間に行う。
[給湯ユニット410の制御例2]
図7は本発明の実施の形態2に係る凍結防止処理の手順を示す図である。上述の実施の形態1における冷媒−水熱交換器411内の水の凍結防止に係る処理においては、例えば、図6においては、S05i、S06i、S07iの処理に基づき、設定時間を経過すると給湯ユニット絞り装置412を閉止させるようにしていた。
[給湯ユニット410の制御例3]
図8は本発明の実施の形態3に係る凍結防止処理の手順を示す図である。上述の実施の形態1、2では、冷媒−水熱交換器411内の水の温度が低くなると、給湯ユニット絞り装置412の開度を調整して凍結防止をはかるようにした。本実施の形態は、電磁弁213bを切り替えて凍結防止をはかるようにしたものである。
上述の実施の形態では、給湯ユニットガス管温度検知センサー413G、給湯ユニット液管温度検知センサー413Lの温度が水回路凍結温度TCOLDよりも小さいかどうかを判断するようにしたが、これに限定するものではない。例えば、入口水温検知センサー414I、出口水温検知センサー414Oが水回路凍結温度TCOLDよりも小さいかどうかを判断するようにしてもよい。
上述の実施の形態では、給湯(給水)を行うために、冷媒−水熱交換器411において冷媒と熱交換する対象として水を用いたが、これに限定するものではない。例えば、冷媒−水熱交換器411内の水が低水温になる環境下で水配管010が凍結する可能性がある場合には、水に不凍剤(ブライン)を入れてもよい。不凍剤は特に種類を限定するものでもなく、エチレングリコール、プロプレングリコール等、入手性や用途に応じて選定すればよい。
Claims (6)
- 圧縮機と熱源側熱交換器とを有する少なくとも1台の熱源ユニットと、
室内側熱交換器と室内側絞り装置とを有する少なくとも1台の室内ユニットと、
冷媒−水熱交換器と給湯側絞り装置とを有する少なくとも1台の給湯ユニットと、
熱交換対象を加熱する前記室内ユニット及び/又は前記給湯ユニットに気体の冷媒を供給し、熱交換対象を冷却する前記室内ユニット及び/又は前記給湯ユニットに液体の冷媒を供給する気液分離器と、前記室内ユニット及び前記給湯ユニットへの冷媒の通過を制御する冷媒流路制御装置とを有する分岐ユニットとを配管接続して冷媒回路を構成し、
前記給湯ユニットが停止中に、前記冷媒−水熱交換器内の水側流路における水が凍結する可能性があると判断すると、前記冷媒−水熱交換器の冷媒側流路における圧力と、前記冷媒−水熱交換器の冷媒側流路と前記給湯側絞り装置を介して接続された配管の圧力と、の圧力差を小さくする制御を行う制御処理装置を備える空調給湯複合システム。 - 前記制御処理装置は、前記冷媒−水熱交換器内の水が凍結する可能性があると判断すると、前記給湯側絞り装置の開度を所定の開度に開く処理を行う請求項1に記載の空調給湯複合システム。
- 前記制御処理装置は、前記冷媒−水熱交換器内の水が凍結する可能性があると判断すると、前記冷媒流路制御装置に前記冷媒−水熱交換器の冷媒側流路と前記気液分離器の気体供給側とを連通させるようにする請求項1に記載の空調給湯複合システム。
- 前記制御処理装置は、圧力を上げる制御を行った後、所定時間が経過したものと判断すると、制御前の状態に戻す処理を行う請求項1〜3のいずれかに記載の空調給湯複合システム。
- 前記冷媒−水熱交換器内の冷媒側流路における温度を検出する冷媒側温度検出手段をさらに備え、
前記制御処理装置は、前記冷媒側温度検出手段の検出に係る温度に基づいて、凍結可能性の判断を行う請求項1〜4のいずれかに記載の空調給湯複合システム。 - 前記冷媒−水熱交換器内の水側流路における温度を検出する水側温度検出手段をさらに備え、
前記制御処理装置は、前記水側温度検出手段の検出に係る温度に基づいて、凍結可能性の判断を行う請求項1〜4のいずれかに記載の空調給湯複合システム。
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