空調給湯装置
【課題】給湯空調装置の運転状態に関わらず、冷媒からの十分な熱回収を高効率で行うことが可能な給湯空調装置を提供する。
【解決手段】本発明によれば、第１四方弁５０ａ、第２四方弁５０ｂの切替動作により、圧縮機３２から吐出される冷媒は初めに第１水熱交換器８０ａにおける水の加熱に利用される。また、冷媒の温度が給湯タンク６２内の水の加熱に不十分な場合、加熱手段７０による水の加熱が行われる。これにより、如何なる運転状態であっても、給湯タンク６２内の水（湯）を規定の温度に加熱、維持することができる。また、暖房モード時に従来排熱として処理されていた空調熱交換後の冷媒の熱を給湯タンク６２内の水の一次加熱に利用する。これにより、熱回収効率の向上と省エネルギー化とを図ることができる。
【解決手段】本発明によれば、第１四方弁５０ａ、第２四方弁５０ｂの切替動作により、圧縮機３２から吐出される冷媒は初めに第１水熱交換器８０ａにおける水の加熱に利用される。また、冷媒の温度が給湯タンク６２内の水の加熱に不十分な場合、加熱手段７０による水の加熱が行われる。これにより、如何なる運転状態であっても、給湯タンク６２内の水（湯）を規定の温度に加熱、維持することができる。また、暖房モード時に従来排熱として処理されていた空調熱交換後の冷媒の熱を給湯タンク６２内の水の一次加熱に利用する。これにより、熱回収効率の向上と省エネルギー化とを図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機から吐出された冷媒から熱回収を行うことで給湯する給湯機能と、冷媒を室内機の熱交換器へと循環させ室内の冷暖房を行う空調機能とを兼ね備えた給湯空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の給湯空調装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と運転モードにより圧縮機から吐出される冷媒経路の選択を行う四方弁とを有する室外機と、室内の空気と冷媒との熱交換を行う室内熱交換器とを備え、これら室外機と室内熱交換器とを冷媒ガス管と冷媒液管から成るユニット間配管で連結するとともに、圧縮機から吐出される冷媒が流通する吐出管に水熱交換器を設置し、この水熱交換器に給湯タンクからの水を流通させることにより冷媒の熱を水に回収させ、給湯する構成となっている。（例えば、下記[特許文献１]）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４４９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[特許文献１]に記載の発明は、暖房運転モード時には圧縮機から吐出された高温の冷媒が四方弁を経由して先ず水熱交換器に達する。このため、この水熱交換器での熱回収により十分な給湯を行うことができる。しかしながら、冷房運転モード時には室外機及び室内熱交換器を経由した後の冷媒が水熱交換器に流入する。このため、冷媒の温度が低く水への加熱が十分に行えない場合がある。また、暖房運転モードであっても、室内の暖房に利用しきれなかった冷媒の余熱は何ら回収されることなく排熱として処理される。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、給湯空調装置の運転状態に関わらず、冷媒からの十分な熱回収を高効率で行うことが可能な給湯空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
（１）冷媒を圧縮吐出する圧縮機３２と、冷媒と室内空気との熱交換を行う室内熱交換器２２と、冷媒と屋外熱源との熱交換を行う室外熱交換器４０と、前記圧縮機３２から吐出された冷媒を前記室内熱交換器２２または前記室外熱交換器４０へと択一的に流通させる第１四方弁５０ａと、冷房運転時に前記室外熱交換器４０で凝縮液化した冷媒を前記室内熱交換器２２へと流通させる液管５１と、冷房運転時に前記室内熱交換器２２で蒸発気化した冷媒を前記圧縮機３２へと流通させるガス管３５と、を備えるとともに、
前記圧縮機３２から吐出された冷媒と給湯タンク６２内に貯留され循環ポンプ６６で水配管（加熱配管６４）内を循環する水との熱交換を行う第１水熱交換器８０ａをさらに有し、空調運転と給湯運転とを可能とする給湯空調装置において、
前記液管５１に前記給湯タンク６２内に貯留された水との熱交換を行う第２水熱交換器８０ｂと該第２水熱交換器８０ｂへ流入する冷媒流量を調節する流量調節弁８４とを設け、
第１水熱交換器８０ａと第１四方弁５０ａとの間に、前記圧縮機３２から吐出された冷媒を前記第１四方弁５０ａまたは第１バイパス管５２へと択一的に流通させる第２四方弁５０ｂを設け、前記第１バイパス管５２は前記室内熱交換器２２と前記第２水熱交換器８０ｂとの間の液管に接続されるとともに、
前記第２水熱交換器８０ｂを流通する冷媒を迂回させる第１遮断弁８６ａを有する第２バイパス管８５ａと、前記流量調節弁８４を迂回させる第２遮断弁８６ｂを有する第３バイパス管８５ｂと、該流量調節弁８４および第２水熱交換器８０ｂを迂回させる第４バイパス管５４と、を備えたことを特徴とする給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）第１バイパス管５２に前記圧縮機３２から吐出された冷媒を第２四方弁５０ｂ側から第２水熱交換器８０ｂ側へと流通可能にする第１逆止弁５６ｃを設け、前記室内熱交換器２２と第２水熱交換器８０ｂとの間に該室内熱交換器２２側からの冷媒を第２水熱交換器８０ｂ側へと流通可能にする第２逆止弁５６ａを設け、第４バイパス管５４に前記室外熱交換器４０側からの冷媒を前記室内熱交換器２２側へと流通可能にする第３逆止弁５６ｂを設けたことを特徴とする上記（１）に記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）前記第２四方弁５０ｂと前記第１遮断弁８６ａと前記第２遮断弁８６ｂとを制御する第１制御装置を備え、該第１制御装置が前記室内熱交換器２２および前記循環ポンプ６６の運転状況により、これら第２四方弁５０ｂ、第１遮断弁８６ａ、第２遮断弁８６ｂの切り替えを行うことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）前記循環ポンプ６６の下流側に設置され前記給湯タンク６２から流出する水の温度を検出する第１温度センサ６８ａと、前記給湯タンク６２に流入する水の温度を検出する第２温度センサ６８ｂと、前記圧縮機３２から吐出される冷媒の温度を検出する第３温度センサ３７と、を備え
これら第１温度センサ６８ａと第２温度センサ６８ｂと第３温度センサ３７の温度を検出して、前記循環ポンプ６６の運転能力を制御すると共に、前記給湯タンク６２側の外部制御装置から給湯運転指示が入力可能な第２制御装置を備えたことを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（５）前記第１制御装置は、室内熱交換器２２が冷房モードであるとき、前記圧縮機３２から吐出された冷媒が第１四方弁５０ａへ流通するよう第２四方弁５０ｂを切り替えると共に、第１遮断弁８６ａと第２遮断弁８６ｂとを閉動作するように制御することで、室外熱交換器４０側からの冷媒を前記第４バイパス管５４に流下させることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（６）前記第１制御装置は、室内熱交換器２２が暖房モードであるとき、前記圧縮機３２から吐出された冷媒が第１四方弁５０ａへ流通するよう第２四方弁５０ｂを切り替えると共に、第１遮断弁８６ａと第２遮断弁８６ｂとの開閉を前記循環ポンプ６６の運転状況および前記第１温度センサ６８ａで検出される水の温度により制御することを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（７）前記第１制御装置は、室内熱交換器２２が停止状態で且つ、前記第２制御装置に外部制御装置からの給湯運転指示が入力した場合、圧縮機３２から吐出された冷媒が第１バイパス管５２へ流通するよう第２四方弁５０ｂを切り替えると共に、第１遮断弁８６ａを閉動作するように制御し、第２遮断弁８６ｂの開閉を前記第１温度センサ６８ａで検出される水の温度により制御することを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（８）前記第２制御装置は、前記第３温度センサ３７で検出される冷媒の温度が所定の第１温度以上となった場合に前記循環ポンプ６６の運転を開始させ、前記第３温度センサ３７で検出される冷媒の温度が所定の第２温度以下、或いは、前記第１温度センサ６８ａで検出される水の温度が所定の第３温度以上となった場合に前記循環ポンプ６６の運転を停止させることを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（９）前記第２制御装置は、前記第１温度センサ６８ａで検出される水の温度が前記第３温度以上となって前記循環ポンプ６６の運転を停止させた場合、第４温度センサ６８ｃで検出される給湯タンク６２内の水の温度が所定の第４温度以下になるまでは循環ポンプ６６の運転を停止させ、前記第４温度センサ６８ｃで検出される水の温度が第４温度以下となり、且つ第３温度センサ３７で検出される冷媒の温度が所定の第１温度以上となった場合に前記循環ポンプ６６の再運転を行わせることを特徴とする上記（８）に記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、運転モードに関わらず冷媒から十分な熱回収を行うことができる。また、室内の暖房へ利用した後の冷媒からも熱回収が可能なため熱回収効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る空調給湯装置の給湯モードを説明する図である。
【図２】本発明に係る空調給湯装置の暖房モードを説明する図である。
【図３】本発明に係る空調給湯装置の冷房モードを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る空調給湯装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１０】
先ず、図１を用いて本発明に係る空調給湯装置１００の構成を説明する。本発明に係る空調給湯装置１００は、冷媒を圧縮吐出する圧縮機３２と、冷媒と室内空気との熱交換を行なう室内熱交換器２２と、屋外熱源からの吸熱もしくは放熱により冷媒の熱交換を行う室外熱交換器４０と、所定の温度に加熱された湯を貯留する給湯タンク６２と、冷媒経路内を循環する冷媒から熱回収を行うことで給湯タンク６２内の水を加熱する第１水熱交換器８０ａおよび第２水熱交換器８０ｂと、これらを接続する冷媒配管及び水配管で主に構成されている。
【００１１】
また、空調給湯装置１００は主に冷媒経路の切替を制御する図示しない第１制御装置と、循環ポンプ６６の動作を主に制御する図示しない第２制御装置とを有している。また、給湯タンク６２の側には、給湯運転指示と水量管理等を主に行う図示しない外部制御装置が設置されている。
【００１２】
次に、空調給湯装置１００の冷媒配管に関して説明する。先ず、圧縮機３２から延びた吐出管３６は、第１水熱交換器８０ａを経由して第２四方弁５０ｂのイ端へと接続する。尚、圧縮機３２としては、Ｒ−４１０Ａ等の周知の冷媒を圧縮する周知のコンプレッサ等が用いられる。そして、第２四方弁５０ｂのロ端は第１バイパス管５２へと接続し、二端は第１四方弁５０ａのホ端に接続し、ハ端から伸びる冷媒配管は第１四方弁５０ａのト端から伸びる冷媒配管と合流し、ガス管３５としてアキュムレータ３４の一端に接続する。また、アキュムレータ３４の他端は、圧縮機３２に付随するアキュムレータ３４ａを介して圧縮機３２に接続する。尚、アキュムレータ３４（アキュムレータ３４ａ）はガス冷媒と液冷媒とを分離してガス冷媒のみを圧縮機３２側に送る機能を有する。
【００１３】
また、第１四方弁５０ａのチ端は室内熱交換器２２の一端に接続し、ヘ端は室外熱交換器４０の一端に接続する。そして、室外熱交換器４０の他端は冷媒配管（液管５１）に接続し、膨張弁２６ａ及びレシーバタンク４２を経由した後、３方へ分岐する。そして、分岐した液管５１の一方は流量調節弁８４の一端に接続する。また、もう一方は第３バイパス管８５ｂとして流量調節弁８４を迂回し第２水熱交換器８０ｂの手前へと接続する。尚、第３バイパス管８５ｂには第２遮断弁８６ｂが設けられ、この第２遮断弁８６ｂの開閉により冷媒を流量調節弁８４側に流通させるか第３バイパス管８５ｂ側に迂回させるかの切替を行う。また３方へ分岐したもう一方は、第４バイパス管５４として流量調節弁８４および第２水熱交換器８０ｂを迂回して室内熱交換器２２の他端に接続する。尚、第４バイパス管５４には室外熱交換器４０側からの冷媒を室内熱交換器２２側へ流通可能とし、室内熱交換器２２側からの冷媒が室外熱交換器４０側へ流通することを阻止する第３逆止弁５６ｂが設けられている。
【００１４】
流量調節弁８４の他端はキャピラリチューブ８２の一端に接続する。また、キャピラリチューブ８２の他端は第２水熱交換器８０ｂの一端に接続する。尚、キャピラリチューブ８２は必ずしも必須の構成では無く、流量調節弁８４の開度を制御することにより流量調節弁８４のみで流通する冷媒の流量調節を行なうようにしても良い。
【００１５】
また、第２水熱交換器８０ｂに繋がる冷媒配管には、第２水熱交換器８０ｂを迂回する第２バイパス管８５ａが設けられている。この第２バイパス管８５ａには第１遮断弁８６ａが設けられ、この第１遮断弁８６ａの開閉により冷媒を第２水熱交換器８０ｂ側に流通させるか第２バイパス管８５ａ側に迂回させるかの切替を行う。
【００１６】
第２水熱交換器８０ｂの他端は第１バイパス管５２と合流し、次いで第２逆止弁５６ａと接続し、次いで第４バイパス管５４と合流する。そして、室内熱交換器２２の他端に繋がる冷媒配管に接続する。尚、第２逆止弁５６ａは室内熱交換器２２側からの冷媒を第２水熱交換器８０ｂ側へ流通可能とし、第２水熱交換器８０ｂ及び第１バイパス管５２側からの冷媒が室内熱交換器２２側へ流通することを阻止する機能を有する。また、第１バイパス管５２には第１逆止弁５６ｃが設けられ、第２四方弁５０ｂ側からの冷媒を第２水熱交換器８０ｂ側へ流通可能とし、第２水熱交換器８０ｂ及び第１遮断弁８６ａ側からの冷媒が第２四方弁５０ｂ側へ流通することを阻止する。
【００１７】
室内熱交換器２２に繋がる冷媒配管は各室内機２０毎に分岐し、それぞれの膨張弁２６を介して各室内機２０内の室内熱交換器２２に接続する。そして、各室内熱交換器２２の他端は合流して第１四方弁５０ａのチ端に接続する。尚、本例では室内機２０が複数のマルチタイプの空調給湯装置を例に説明を行っているが、室内機２０の台数は１台でも良い。
【００１８】
また、室外熱交換器４０は地上に設置して外気を屋外熱源として冷媒の熱交換を行っても良いし、地中に設置して地中熱を屋外熱源として冷媒の熱交換を行っても良い。一般的に地中の温度（地中熱）は外気と比較して季節変動、昼夜変動が少ない。このため、地中熱を屋外熱源とした場合、一年を通じて安定的な熱交換を行うことができる。これにより、更なる冷暖房及び給湯効率の向上を図ることができる。
【００１９】
次に、空調給湯装置１００の水配管に関して説明する。空調給湯装置１００の給湯タンク６２には水道水等の水を給湯タンク６２に給水する給水管１が接続されている。尚、給水管１は給湯タンク６２の下部に接続し、給湯タンク６２の下方に水道水等を給水することが好ましい。そして、この給水管１には減圧弁５が設置され、給湯タンク６２内の水圧は一定に保たれる。また、給湯タンク６２には当該給湯タンク６２内の湯をキッチンや風呂等の給湯需要に供給する給湯配管３が接続されている。そして、給湯タンク６２内の湯が給湯需要に供給されると、その分、給水管１から水が給水される。さらに、給湯タンク６２には、循環ポンプ６６の運転動作により当該給湯タンク６２内の水を第２水熱交換器８０ｂ、第１水熱交換器８０ａを通し、給湯タンク６２内へ還流させる加熱配管６４が接続されている。この加熱配管６４は吸入口を給湯タンク６２の下部に設置し、吐出口を上部に設置することが好ましい。この構成によれば、給水管１から給湯タンク６２の下部に供給された低温の水を加熱配管６４が優先的に取り込むことが可能となり、より効率的な水の加熱を行うことができる。
【００２０】
次に、空調給湯装置１００の温度センサに関して説明する。先ず、循環ポンプ６６の下流側、即ち加熱配管６４における循環ポンプ６６と第２水熱交換器８０ｂとの間には給湯タンク６２から流出する水の温度を検出する第１温度センサ６８ａが設置される。また、加熱配管６４における第１水熱交換器８０ａと給湯タンク６２の間には、給湯タンク６２に流入する水の温度を検出する第２温度センサ６８ｂが設置される。また、吐出管３６には圧縮機３２から吐出される冷媒の温度を検出する第３温度センサ３７が設置される。さらに、給湯タンク６２内には当該給湯タンク６２内の水の温度を検出する第４温度センサ６８ｃが設置される。尚、第４温度センサ６８ｃは給湯タンク６２内の下部に設置することが好ましい。この構成によれば、給水管１からの水道水の流入を第４温度センサ６８ｃが示す水温の低下から検知し、直ちに水の加熱動作に移行することができる。これにより、水道水の流入による給湯タンク６２内の水全体の温度低下を最低限に抑えることが可能となり、より効率的な水の加熱を行うことができる。
【００２１】
次に、本発明に係る空調給湯装置１００の動作を説明する。尚、図１〜図３における矢印は各運転モードでの冷媒及び水の進む方向を示す。
【００２２】
先ず、空調給湯装置１００の給湯モードの動作を図１を用いて説明する。給湯モードは、基本的に室内への空調動作が行われていない状態で、給湯タンク６２の水の加熱及び温度維持を行う運転モードである。この給湯モードは、ユーザによる給湯指示や、外部制御装置が第２制御装置に対して給湯運転指示を出力することなどで動作する。外部制御装置による給湯運転指示の出力は、例えば給水管１からの水道水の流入などにより、給湯タンク６２内の水の温度が後述の第３温度よりも低い所定の第４温度（例えば３８℃〜５０℃（好適には４０℃））以下となったことを第４温度センサ６８ｃを介して検知することなどで行われる。
【００２３】
給湯モードでは、第１制御装置が第２四方弁５０ｂのイ端とロ端とを繋ぎ、ハ端とニ端とを繋ぐよう制御する。また、第１四方弁５０ａのホ端とチ端とを繋ぎ、ヘ端とト端とを繋ぐよう制御する。また、第１遮断弁８６ａを閉動作させるとともに、圧縮機３２を所定の運転能力で動作させる。また、第２制御装置は第３温度センサ３７から吐出後の冷媒温度を取得し、例えば冷媒温度が給湯タンク６２内の水を加熱するのに十分な所定の第１温度（例えば４５℃〜７０℃（好適には６３℃））以上となったときに、循環ポンプ６６を動作させる。このときの循環ポンプ６６の運転能力は、第１温度センサ６８ａ、第２温度センサ６８ｂもしくは第４温度センサ６８ｃから取得される給湯タンク６２内の水の温度（加熱配管６４を流通する水の温度）応じて制御することが好ましい。
【００２４】
そして、圧縮機３２はガス冷媒をガス管３５からアキュムレータ３４を介して取り込み、圧縮して高温高圧のガス冷媒として吐出管３６に吐出する。吐出管３６に送られた高温高圧のガス冷媒は第１水熱交換器８０ａに到達し、ここで加熱配管６４内の水と熱交換（熱回収）される。この熱交換により加熱配管６４内の水は加熱される。第１水熱交換器８０ａを流下した冷媒は、第２四方弁５０ｂのイ端、ロ端を通って第１バイパス管５２を流通し、第２水熱交換器８０ｂに到達する。そして、第２水熱交換器８０ｂにおいて加熱配管６４内の水と熱交換（熱回収）される。この熱交換により加熱配管６４内の水は加熱される。
【００２５】
尚、上記の熱回収を加熱配管６４側から見た場合、第２水熱交換器８０ｂによる熱回収が先となる。つまり、加熱配管６４内の水は初めに第２水熱交換器８０ｂにおいて（既に第１水熱交換器８０ａで熱交換が行われた圧縮直後に比較して低温の）冷媒によりある程度の温度に１次加熱され、次いで第１水熱交換器８０ａにおいて（圧縮直後の高温の）冷媒により２次加熱される。これにより、空調給湯装置１００は、従来の空調給湯装置よりも高い熱回収（熱交換）効率を有することができる。
【００２６】
ただし、給湯タンク６２内の水が比較的高温の場合には、第２水熱交換器８０ｂにおける熱交換により加熱配管６４内の水が却って冷える可能性がある。よって、第１制御装置は給湯タンク６２から流出する加熱配管６４内の水の温度を第１温度センサ６８ａから取得して、加熱配管６４内の水の温度が所定の第５温度（例えば３５℃）以上の場合には第１遮断弁８６ａを開動作する。これにより、第１バイパス管５２からの冷媒は第２水熱交換器８０ｂを迂回して第２バイパス管８５ａを通り、室外熱交換器４０側に送られる。またこのとき、第１制御装置は第３バイパス管８５ｂの第２遮断弁８６ｂを開動作する。これにより、第２バイパス管８５ａからの冷媒は流量調節弁８４及びキャピラリチューブ８２を迂回して第３バイパス管８５ｂを通り、室外熱交換器４０側に送られる。この場合、第２水熱交換器８０ｂでの熱回収は行われず、加熱配管６４内の水が冷えることもない。尚、第２水熱交換器８０ｂと第１逆止弁５６ｃ（第２逆止弁５６ａ）との間に、冷媒配管内を流れる冷媒の温度を検知する温度センサを設置し、この温度センサが検知する冷媒の温度が第２水熱交換器８０ｂによる水の加熱に不十分な温度の場合に、第１遮断弁８６ａを開動作するよう制御しても良い。この第２バイパス管８５ａ及び第１遮断弁８６ａの動作は後述の暖房モードにおいても同様である。
【００２７】
流量調節弁８４もしくは第３バイパス管８５ｂを通過した冷媒は、液管５１を通り、レシーバタンク４２、膨張弁２６ａを介して室外熱交換器４０に到達する。室外熱交換器４０に到達した冷媒は屋外熱源と熱交換された後、第１四方弁５０ａのヘ端、ト端を通ってガス管３５に送られアキュムレータ３４を経て圧縮機３２に還流する。
【００２８】
このとき、室内熱交換器２２側に繋がる冷媒配管とガス管３５とは第１四方弁５０ａのチ端、ホ端、及び、第２四方弁５０ｂのニ端、ハ端を介して接続する。これにより、給湯動作に関与しないこれらの配管内の冷媒は吸引され、ガス管３５において室外熱交換器４０側からの冷媒と合流し給湯動作に利用される。これにより、給湯動作に関与しない室内機２０側の冷媒の有効活用が可能となる。
【００２９】
尚、第２制御装置は給湯タンク６２内の水の温度が前述の第４温度よりも高い所定の第３温度（例えば４０℃〜５５℃（好適には４８℃））に達したことを第１温度センサ６８ａを介して検知すると、給湯タンク６２内の水が規定の温度に達したとして循環ポンプ６６の運転を停止する。またこのとき、第１制御装置は圧縮機３２の動作を停止する。これにより、給湯モードは停止する。尚、第３温度の検知は、第２温度センサ６８ｂもしくは第４温度センサ６８ｃで行っても良い。このことは、後述の各運転モードにおいても同様である。
【００３０】
次に、空調給湯装置１００の暖房モードの動作を図２を用いて説明する。暖房モードは、例えばユーザがリモコン等を使用して室内機２０への暖房運転指示を行うことで動作開始する。尚、室内熱交換器２２に繋がる冷媒配管には室内熱交換器２２毎に開閉機能を備えた膨張弁２６が設置されており、この膨張弁２６を開閉制御することでユーザが指示した室内機２０のみが空調動作する。
【００３１】
暖房モードでは、第１制御装置が第２四方弁５０ｂのイ端とニ端とを繋ぎ、ハ端とロ端とを繋ぐよう制御する。また、第１四方弁５０ａのホ端とチ端とを繋ぎ、ヘ端とト端とを繋ぐよう制御する。また、第１遮断弁８６ａを閉動作させるとともに、圧縮機３２を所定の運転能力で動作させる。また、第２制御装置は例えば第３温度センサ３７からの冷媒温度が所定の第１温度以上となったときに、循環ポンプ６６を第１温度センサ６８ａ、第２温度センサ６８ｂ（もしくは第４温度センサ６８ｃ）に基づく給湯タンク６２内の水の温度に応じた所定の運転能力で動作させる。ただし、第１温度センサ６８ａから得られる水の温度が予め設定された所定の第３温度以上となった場合、第２制御装置は循環ポンプ６６の運転を停止して給湯動作を停止する。このとき、第１制御装置は第１遮断弁８６ａ及び第２遮断弁８６ｂを開動作する。
【００３２】
また、圧縮機３２の圧縮度が低く吐出管３６内に吐出されるガス冷媒の温度が前述の第１温度よりも低い所定の第２温度（例えば４０℃〜６５℃（好適には６１℃））以下の場合、第２制御装置は冷媒温度が給湯タンク６２内の水の加熱に不十分であるとして、循環ポンプ６６の運転を止め第１水熱交換器８０ａ及び第２水熱交換器８０ｂによる水の加熱を停止する。そして、必要に応じて予備ヒータとしての加熱手段７０を動作させ、この加熱手段７０による水の加熱を行う。これにより、空調給湯装置１００が如何なる運転状態であっても、給湯タンク６２内の水（湯）を規定の温度に加熱、維持することができる。
【００３３】
そして暖房モードでは、圧縮機３２の動作により吐出管３６に吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１水熱交換器８０ａで加熱配管６４内の水と熱交換された後、第２四方弁５０ｂのイ端とニ端、及び第１四方弁５０ａのホ端とチ端を通ってユーザが暖房運転を指示した室内機２０の室内熱交換器２２に到達する。
【００３４】
室内熱交換器２２に到達した冷媒はここで室内の空気と熱交換される。この熱交換によって暖められた空気は送風ファン２４により室内に送られ、これにより室内の暖房が行われる。
【００３５】
室内熱交換器２２で熱交換された冷媒は膨張弁２６を通って第２水熱交換器８０ｂに到達する。このときの冷媒温度は使用条件によって上下するものの室内熱交換器２２で熱交換された後も比較的高温を保っている。そして、この室内熱交換器２２で熱交換された後の冷媒は、給湯モードと同様、第２水熱交換器８０ｂにおいて加熱配管６４内の水の１次加熱に利用される。このように、空調給湯装置１００では室内の暖房に利用しきれなかった冷媒の余熱を給湯タンク６２内の水の一次加熱に用いる。これにより、従来排熱として処理されていた余熱の有効活用が可能となり、熱回収の効率化と給湯効率の向上及び排熱利用による省エネルギー化を図ることができる。尚、前述のように給湯タンク６２内の水の温度が所定の第５温度以上の場合には、第１遮断弁８６ａ及び第２遮断弁８６ｂが開動作し、第２水熱交換器８０ｂでの熱交換は行われない。
【００３６】
流量調節弁８４もしくは第３バイパス管８５ｂを通過した冷媒は、液管５１を通り、レシーバタンク４２、膨張弁２６ａを介して室外熱交換器４０に到達する。室外熱交換器４０に到達した冷媒は屋外熱源と熱交換された後、第１四方弁５０ａのヘ端、ト端を通ってガス管３５に送られアキュムレータ３４を経て圧縮機３２に還流する。
【００３７】
またこのとき、第１バイパス管５２とガス管３５とは第２四方弁５０ｂのロ端、ハ端を介して接続される。これにより、暖房給湯動作に関与しない第１バイパス管５２内の冷媒は吸引され、ガス管３５において室外熱交換器４０側からの冷媒と合流し暖房給湯動作に有効利用される。
【００３８】
尚、給湯タンク６２内の水の温度が規定の温度（第３温度）に達して給湯動作が停止した後、給湯タンク６２内の水の温度が第４温度以下となると、第２制御装置はこれを第４温度センサ６８ｃを介して検知し、循環ポンプ６６の運転を再開する。また、ユーザ等が給湯タンク６２内の湯を使用すると給湯タンク６２内に給水管１から水道水が給水され、第２制御装置は第４温度センサ６８ｃが検出する水温の低下からこれを検知し循環ポンプ６６の運転を再開する。これらの動作が繰り返し行われることにより、給湯タンク６２内の水（湯）は常に設定された水量及び温度に維持される。ただし、吐出管３６内に吐出されるガス冷媒の温度が第１温度に至らない場合には、第２制御装置は循環ポンプ６６の停止を継続するとともに必要に応じて加熱手段７０による水の加熱を行う。
【００３９】
次に、空調給湯装置１００の冷房モードの動作を図３を用いて説明する。冷房モードは、例えばユーザがリモコン等を使用して室内機２０への冷房運転指示を行うことで動作開始する。
【００４０】
冷房モードでは、第１制御装置が第２四方弁５０ｂのイ端とニ端とを繋ぎ、ハ端とロ端とを繋ぐよう制御する。また、第１四方弁５０ａのホ端とヘ端とを繋ぎ、チ端とト端とを繋ぐよう制御する。また、第１制御装置は第１遮断弁８６ａ、第２遮断弁８６ｂ及び流量調節弁８４を閉動作させるとともに、圧縮機３２を所定の運転能力で動作させる。尚、冷房モードにおける第１遮断弁８６ａ、第２遮断弁８６ｂ及び流量調節弁８４の閉動作は、第２水熱交換器８０ｂ側の冷媒配管内に無用な冷媒が停留することを防止するためのものである。また、第２制御装置は例えば第３温度センサ３７からの冷媒温度が所定の第１温度以上となったときに、循環ポンプ６６を第１温度センサ６８ａ、第２温度センサ６８ｂ（もしくは第４温度センサ６８ｃ）に基づく給湯タンク６２内の水の温度に応じた所定の運転能力で動作させる。ただし、第１温度センサ６８ａから得られる水の温度が予め設定された所定の第３温度以上となった場合、第２制御装置は循環ポンプ６６の運転を停止して給湯動作を停止する。
【００４１】
また、ユーザの指示する設定温度が高く吐出管３６内に吐出されるガス冷媒の温度が所定の第２温度以下の場合、第２制御装置は循環ポンプ６６を停止して第１水熱交換器８０ａ及び第２水熱交換器８０ｂによる水の加熱を停止する。そして、必要に応じて予備ヒータとしての加熱手段７０を動作させ、この加熱手段７０による水の加熱を行う。これにより、空調給湯装置１００が如何なる運転状態であっても、給湯タンク６２内の水（湯）を規定の温度に加熱、維持することができる。
【００４２】
そして冷房モードでは、圧縮機３２の動作により吐出管３６に吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１水熱交換器８０ａで加熱配管６４内の水と熱交換された後、第２四方弁５０ｂのイ端とニ端、及び第１四方弁５０ａのホ端とヘ端を通って室外熱交換器４０に到達する。室外熱交換器４０に到達した冷媒は屋外熱源との熱交換により冷却し凝縮液化する。そして、膨張弁２６ａ、レシーバタンク４２を介し、液管５１を通って第４バイパス管５４に到達する。そして、第４バイパス管５４を通って室内熱交換器２２側に到達する。尚、冷房モードでは冷媒が第４バイパス管５４を流下するため、第２水熱交換器８０ｂによる熱交換は行われない。
【００４３】
第４バイパス管５４を通った冷媒は、ユーザが冷房運転を指示した室内機２０の膨張弁２６を通り、室内熱交換器２２で蒸発気化しこのときの気化熱により室内の空気を冷却する。冷却された空気は送風ファン２４により室内に送られ、これにより室内の冷房が行われる。室内熱交換器２２で熱交換が行われた冷媒は、第１四方弁５０ａのチ端、ト端を通ってガス管３５に送られアキュムレータ３４を経て圧縮機３２に還流する。
【００４４】
このとき、第１バイパス管５２とガス管３５とは暖房モードと同様、第２四方弁５０ｂのロ端、ハ端を介して接続される。これにより、冷房給湯動作に関与しない第１バイパス管５２内の冷媒は吸引され、ガス管３５において室外熱交換器４０側からの冷媒と合流し冷房給湯動作に有効利用される。
【００４５】
尚、給湯タンク６２内の水の温度が規定の温度（第３温度）に達して給湯動作が停止した後、給湯タンク６２内の水の温度が第４温度以下となると、第２制御装置はこれを第４温度センサ６８ｃを介して検知し、循環ポンプ６６の運転を再開する。また、ユーザ等が給湯タンク６２内の湯を使用すると給湯タンク６２内に給水管１から水道水が給水され、第２制御装置は第４温度センサ６８ｃが検出する水温の低下からこれを検知し循環ポンプ６６の運転を再開する。これらの動作が繰り返し行われることにより、給湯タンク６２内の水（湯）は常に設定された水量及び温度に維持される。ただし、吐出管３６内に吐出されるガス冷媒の温度が第１温度に至らない場合には、第２制御装置は循環ポンプ６６の停止を継続するとともに必要に応じて加熱手段７０による水の加熱を行う。これにより、空調給湯装置１００が如何なる運転状態であっても、給湯タンク６２内の水（湯）を規定の温度に保つことができる。
【００４６】
また、空調給湯装置１００は、第１温度を、前述の第１温度と同じ機能を果たす低温側第１温度と、これよりも高い温度の高温側第１温度の２段階に設定し、第３温度を、前述の第３温度と同じ機能を果たす低温側第３温度と、これよりも高い温度の高温側第３温度の２段階に設定しても良い。ここで、冷房モード及び暖房モードにおいては、ユーザの空調設定温度や動作する室内機２０の台数等により圧縮機３２から吐出される冷媒が著しく高温となる場合がある。特に、冷房モードにおいては、この高温の冷媒の熱は室外熱交換器４０にて排熱として処理される。この場合、空調給湯装置１００は、第３温度センサ３７の検出する冷媒温度が高温側第１温度を超えると、循環ポンプ６６を停止させる第３温度を、低温側第３温度から高温側第３温度に切り替える。これにより、給湯タンク６２内に貯留する湯の設定温度が上昇し、この時の高温の冷媒の熱を給湯に有効利用することが可能となる。
【００４７】
以上のように、本発明に係る空調給湯装置１００によれば、第１四方弁５０ａ、第２四方弁５０ｂによる冷媒経路の切替動作により、圧縮機３２から吐出される冷媒は如何なる運転モードであっても初めに第１水熱交換器８０ａにおける水の加熱に利用される。また、圧縮機３２から吐出される冷媒の温度が給湯タンク６２内の水の加熱に不十分な場合、加熱手段７０による水の加熱が行われる。これにより、空調給湯装置１００が如何なる運転状態であっても、給湯タンク６２内の水（湯）を規定の温度に加熱、維持することができる。
【００４８】
また、室内熱交換器２２と室外熱交換器４０との間に空調熱交換後の冷媒と給湯タンク６２内の水との熱交換を行う第２水熱交換器８０ｂを設置し、暖房モード時に従来排熱として処理されていた空調熱交換後の冷媒の熱を給湯タンク６２内の水の一次加熱に利用する。これにより、熱回収効率の向上と省エネルギー化とを図ることができる。
【００４９】
尚、上記の空調給湯装置１００の各部の構成、動作、機構等は一例であるから、特に上記の例に限定されるものではなく、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
２２ 室内熱交換器
３２ 圧縮機
３５ ガス管
５１ 液管
４０ 室外熱交換器
５０ａ 第１四方弁
５０ｂ 第２四方弁
５２ 第１バイパス管
８５ａ 第２バイパス管
８５ｂ 第３バイパス管
５４ 第４バイパス管
５６ｃ 第１逆止弁
５６ａ 第２逆止弁
５６ｂ 第３逆止弁
６２ 給湯タンク
６４ 加熱配管（水配管）
６６ 循環ポンプ
６８ａ 第１温度センサ
６８ｂ 第２温度センサ
３７ 第３温度センサ
６８ｃ 第４温度センサ
８０ａ 第１水熱交換器
８０ｂ 第２水熱交換器
８４ 流量調節弁
８６ａ 第１遮断弁
８６ｂ 第２遮断弁
１００ 給湯空調装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機から吐出された冷媒から熱回収を行うことで給湯する給湯機能と、冷媒を室内機の熱交換器へと循環させ室内の冷暖房を行う空調機能とを兼ね備えた給湯空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の給湯空調装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と運転モードにより圧縮機から吐出される冷媒経路の選択を行う四方弁とを有する室外機と、室内の空気と冷媒との熱交換を行う室内熱交換器とを備え、これら室外機と室内熱交換器とを冷媒ガス管と冷媒液管から成るユニット間配管で連結するとともに、圧縮機から吐出される冷媒が流通する吐出管に水熱交換器を設置し、この水熱交換器に給湯タンクからの水を流通させることにより冷媒の熱を水に回収させ、給湯する構成となっている。（例えば、下記[特許文献１]）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４４９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[特許文献１]に記載の発明は、暖房運転モード時には圧縮機から吐出された高温の冷媒が四方弁を経由して先ず水熱交換器に達する。このため、この水熱交換器での熱回収により十分な給湯を行うことができる。しかしながら、冷房運転モード時には室外機及び室内熱交換器を経由した後の冷媒が水熱交換器に流入する。このため、冷媒の温度が低く水への加熱が十分に行えない場合がある。また、暖房運転モードであっても、室内の暖房に利用しきれなかった冷媒の余熱は何ら回収されることなく排熱として処理される。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、給湯空調装置の運転状態に関わらず、冷媒からの十分な熱回収を高効率で行うことが可能な給湯空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
（１）冷媒を圧縮吐出する圧縮機３２と、冷媒と室内空気との熱交換を行う室内熱交換器２２と、冷媒と屋外熱源との熱交換を行う室外熱交換器４０と、前記圧縮機３２から吐出された冷媒を前記室内熱交換器２２または前記室外熱交換器４０へと択一的に流通させる第１四方弁５０ａと、冷房運転時に前記室外熱交換器４０で凝縮液化した冷媒を前記室内熱交換器２２へと流通させる液管５１と、冷房運転時に前記室内熱交換器２２で蒸発気化した冷媒を前記圧縮機３２へと流通させるガス管３５と、を備えるとともに、
前記圧縮機３２から吐出された冷媒と給湯タンク６２内に貯留され循環ポンプ６６で水配管（加熱配管６４）内を循環する水との熱交換を行う第１水熱交換器８０ａをさらに有し、空調運転と給湯運転とを可能とする給湯空調装置において、
前記液管５１に前記給湯タンク６２内に貯留された水との熱交換を行う第２水熱交換器８０ｂと該第２水熱交換器８０ｂへ流入する冷媒流量を調節する流量調節弁８４とを設け、
第１水熱交換器８０ａと第１四方弁５０ａとの間に、前記圧縮機３２から吐出された冷媒を前記第１四方弁５０ａまたは第１バイパス管５２へと択一的に流通させる第２四方弁５０ｂを設け、前記第１バイパス管５２は前記室内熱交換器２２と前記第２水熱交換器８０ｂとの間の液管に接続されるとともに、
前記第２水熱交換器８０ｂを流通する冷媒を迂回させる第１遮断弁８６ａを有する第２バイパス管８５ａと、前記流量調節弁８４を迂回させる第２遮断弁８６ｂを有する第３バイパス管８５ｂと、該流量調節弁８４および第２水熱交換器８０ｂを迂回させる第４バイパス管５４と、を備えたことを特徴とする給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）第１バイパス管５２に前記圧縮機３２から吐出された冷媒を第２四方弁５０ｂ側から第２水熱交換器８０ｂ側へと流通可能にする第１逆止弁５６ｃを設け、前記室内熱交換器２２と第２水熱交換器８０ｂとの間に該室内熱交換器２２側からの冷媒を第２水熱交換器８０ｂ側へと流通可能にする第２逆止弁５６ａを設け、第４バイパス管５４に前記室外熱交換器４０側からの冷媒を前記室内熱交換器２２側へと流通可能にする第３逆止弁５６ｂを設けたことを特徴とする上記（１）に記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）前記第２四方弁５０ｂと前記第１遮断弁８６ａと前記第２遮断弁８６ｂとを制御する第１制御装置を備え、該第１制御装置が前記室内熱交換器２２および前記循環ポンプ６６の運転状況により、これら第２四方弁５０ｂ、第１遮断弁８６ａ、第２遮断弁８６ｂの切り替えを行うことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）前記循環ポンプ６６の下流側に設置され前記給湯タンク６２から流出する水の温度を検出する第１温度センサ６８ａと、前記給湯タンク６２に流入する水の温度を検出する第２温度センサ６８ｂと、前記圧縮機３２から吐出される冷媒の温度を検出する第３温度センサ３７と、を備え
これら第１温度センサ６８ａと第２温度センサ６８ｂと第３温度センサ３７の温度を検出して、前記循環ポンプ６６の運転能力を制御すると共に、前記給湯タンク６２側の外部制御装置から給湯運転指示が入力可能な第２制御装置を備えたことを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（５）前記第１制御装置は、室内熱交換器２２が冷房モードであるとき、前記圧縮機３２から吐出された冷媒が第１四方弁５０ａへ流通するよう第２四方弁５０ｂを切り替えると共に、第１遮断弁８６ａと第２遮断弁８６ｂとを閉動作するように制御することで、室外熱交換器４０側からの冷媒を前記第４バイパス管５４に流下させることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（６）前記第１制御装置は、室内熱交換器２２が暖房モードであるとき、前記圧縮機３２から吐出された冷媒が第１四方弁５０ａへ流通するよう第２四方弁５０ｂを切り替えると共に、第１遮断弁８６ａと第２遮断弁８６ｂとの開閉を前記循環ポンプ６６の運転状況および前記第１温度センサ６８ａで検出される水の温度により制御することを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（７）前記第１制御装置は、室内熱交換器２２が停止状態で且つ、前記第２制御装置に外部制御装置からの給湯運転指示が入力した場合、圧縮機３２から吐出された冷媒が第１バイパス管５２へ流通するよう第２四方弁５０ｂを切り替えると共に、第１遮断弁８６ａを閉動作するように制御し、第２遮断弁８６ｂの開閉を前記第１温度センサ６８ａで検出される水の温度により制御することを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（８）前記第２制御装置は、前記第３温度センサ３７で検出される冷媒の温度が所定の第１温度以上となった場合に前記循環ポンプ６６の運転を開始させ、前記第３温度センサ３７で検出される冷媒の温度が所定の第２温度以下、或いは、前記第１温度センサ６８ａで検出される水の温度が所定の第３温度以上となった場合に前記循環ポンプ６６の運転を停止させることを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（９）前記第２制御装置は、前記第１温度センサ６８ａで検出される水の温度が前記第３温度以上となって前記循環ポンプ６６の運転を停止させた場合、第４温度センサ６８ｃで検出される給湯タンク６２内の水の温度が所定の第４温度以下になるまでは循環ポンプ６６の運転を停止させ、前記第４温度センサ６８ｃで検出される水の温度が第４温度以下となり、且つ第３温度センサ３７で検出される冷媒の温度が所定の第１温度以上となった場合に前記循環ポンプ６６の再運転を行わせることを特徴とする上記（８）に記載の給湯空調装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、運転モードに関わらず冷媒から十分な熱回収を行うことができる。また、室内の暖房へ利用した後の冷媒からも熱回収が可能なため熱回収効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る空調給湯装置の給湯モードを説明する図である。
【図２】本発明に係る空調給湯装置の暖房モードを説明する図である。
【図３】本発明に係る空調給湯装置の冷房モードを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る空調給湯装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１０】
先ず、図１を用いて本発明に係る空調給湯装置１００の構成を説明する。本発明に係る空調給湯装置１００は、冷媒を圧縮吐出する圧縮機３２と、冷媒と室内空気との熱交換を行なう室内熱交換器２２と、屋外熱源からの吸熱もしくは放熱により冷媒の熱交換を行う室外熱交換器４０と、所定の温度に加熱された湯を貯留する給湯タンク６２と、冷媒経路内を循環する冷媒から熱回収を行うことで給湯タンク６２内の水を加熱する第１水熱交換器８０ａおよび第２水熱交換器８０ｂと、これらを接続する冷媒配管及び水配管で主に構成されている。
【００１１】
また、空調給湯装置１００は主に冷媒経路の切替を制御する図示しない第１制御装置と、循環ポンプ６６の動作を主に制御する図示しない第２制御装置とを有している。また、給湯タンク６２の側には、給湯運転指示と水量管理等を主に行う図示しない外部制御装置が設置されている。
【００１２】
次に、空調給湯装置１００の冷媒配管に関して説明する。先ず、圧縮機３２から延びた吐出管３６は、第１水熱交換器８０ａを経由して第２四方弁５０ｂのイ端へと接続する。尚、圧縮機３２としては、Ｒ−４１０Ａ等の周知の冷媒を圧縮する周知のコンプレッサ等が用いられる。そして、第２四方弁５０ｂのロ端は第１バイパス管５２へと接続し、二端は第１四方弁５０ａのホ端に接続し、ハ端から伸びる冷媒配管は第１四方弁５０ａのト端から伸びる冷媒配管と合流し、ガス管３５としてアキュムレータ３４の一端に接続する。また、アキュムレータ３４の他端は、圧縮機３２に付随するアキュムレータ３４ａを介して圧縮機３２に接続する。尚、アキュムレータ３４（アキュムレータ３４ａ）はガス冷媒と液冷媒とを分離してガス冷媒のみを圧縮機３２側に送る機能を有する。
【００１３】
また、第１四方弁５０ａのチ端は室内熱交換器２２の一端に接続し、ヘ端は室外熱交換器４０の一端に接続する。そして、室外熱交換器４０の他端は冷媒配管（液管５１）に接続し、膨張弁２６ａ及びレシーバタンク４２を経由した後、３方へ分岐する。そして、分岐した液管５１の一方は流量調節弁８４の一端に接続する。また、もう一方は第３バイパス管８５ｂとして流量調節弁８４を迂回し第２水熱交換器８０ｂの手前へと接続する。尚、第３バイパス管８５ｂには第２遮断弁８６ｂが設けられ、この第２遮断弁８６ｂの開閉により冷媒を流量調節弁８４側に流通させるか第３バイパス管８５ｂ側に迂回させるかの切替を行う。また３方へ分岐したもう一方は、第４バイパス管５４として流量調節弁８４および第２水熱交換器８０ｂを迂回して室内熱交換器２２の他端に接続する。尚、第４バイパス管５４には室外熱交換器４０側からの冷媒を室内熱交換器２２側へ流通可能とし、室内熱交換器２２側からの冷媒が室外熱交換器４０側へ流通することを阻止する第３逆止弁５６ｂが設けられている。
【００１４】
流量調節弁８４の他端はキャピラリチューブ８２の一端に接続する。また、キャピラリチューブ８２の他端は第２水熱交換器８０ｂの一端に接続する。尚、キャピラリチューブ８２は必ずしも必須の構成では無く、流量調節弁８４の開度を制御することにより流量調節弁８４のみで流通する冷媒の流量調節を行なうようにしても良い。
【００１５】
また、第２水熱交換器８０ｂに繋がる冷媒配管には、第２水熱交換器８０ｂを迂回する第２バイパス管８５ａが設けられている。この第２バイパス管８５ａには第１遮断弁８６ａが設けられ、この第１遮断弁８６ａの開閉により冷媒を第２水熱交換器８０ｂ側に流通させるか第２バイパス管８５ａ側に迂回させるかの切替を行う。
【００１６】
第２水熱交換器８０ｂの他端は第１バイパス管５２と合流し、次いで第２逆止弁５６ａと接続し、次いで第４バイパス管５４と合流する。そして、室内熱交換器２２の他端に繋がる冷媒配管に接続する。尚、第２逆止弁５６ａは室内熱交換器２２側からの冷媒を第２水熱交換器８０ｂ側へ流通可能とし、第２水熱交換器８０ｂ及び第１バイパス管５２側からの冷媒が室内熱交換器２２側へ流通することを阻止する機能を有する。また、第１バイパス管５２には第１逆止弁５６ｃが設けられ、第２四方弁５０ｂ側からの冷媒を第２水熱交換器８０ｂ側へ流通可能とし、第２水熱交換器８０ｂ及び第１遮断弁８６ａ側からの冷媒が第２四方弁５０ｂ側へ流通することを阻止する。
【００１７】
室内熱交換器２２に繋がる冷媒配管は各室内機２０毎に分岐し、それぞれの膨張弁２６を介して各室内機２０内の室内熱交換器２２に接続する。そして、各室内熱交換器２２の他端は合流して第１四方弁５０ａのチ端に接続する。尚、本例では室内機２０が複数のマルチタイプの空調給湯装置を例に説明を行っているが、室内機２０の台数は１台でも良い。
【００１８】
また、室外熱交換器４０は地上に設置して外気を屋外熱源として冷媒の熱交換を行っても良いし、地中に設置して地中熱を屋外熱源として冷媒の熱交換を行っても良い。一般的に地中の温度（地中熱）は外気と比較して季節変動、昼夜変動が少ない。このため、地中熱を屋外熱源とした場合、一年を通じて安定的な熱交換を行うことができる。これにより、更なる冷暖房及び給湯効率の向上を図ることができる。
【００１９】
次に、空調給湯装置１００の水配管に関して説明する。空調給湯装置１００の給湯タンク６２には水道水等の水を給湯タンク６２に給水する給水管１が接続されている。尚、給水管１は給湯タンク６２の下部に接続し、給湯タンク６２の下方に水道水等を給水することが好ましい。そして、この給水管１には減圧弁５が設置され、給湯タンク６２内の水圧は一定に保たれる。また、給湯タンク６２には当該給湯タンク６２内の湯をキッチンや風呂等の給湯需要に供給する給湯配管３が接続されている。そして、給湯タンク６２内の湯が給湯需要に供給されると、その分、給水管１から水が給水される。さらに、給湯タンク６２には、循環ポンプ６６の運転動作により当該給湯タンク６２内の水を第２水熱交換器８０ｂ、第１水熱交換器８０ａを通し、給湯タンク６２内へ還流させる加熱配管６４が接続されている。この加熱配管６４は吸入口を給湯タンク６２の下部に設置し、吐出口を上部に設置することが好ましい。この構成によれば、給水管１から給湯タンク６２の下部に供給された低温の水を加熱配管６４が優先的に取り込むことが可能となり、より効率的な水の加熱を行うことができる。
【００２０】
次に、空調給湯装置１００の温度センサに関して説明する。先ず、循環ポンプ６６の下流側、即ち加熱配管６４における循環ポンプ６６と第２水熱交換器８０ｂとの間には給湯タンク６２から流出する水の温度を検出する第１温度センサ６８ａが設置される。また、加熱配管６４における第１水熱交換器８０ａと給湯タンク６２の間には、給湯タンク６２に流入する水の温度を検出する第２温度センサ６８ｂが設置される。また、吐出管３６には圧縮機３２から吐出される冷媒の温度を検出する第３温度センサ３７が設置される。さらに、給湯タンク６２内には当該給湯タンク６２内の水の温度を検出する第４温度センサ６８ｃが設置される。尚、第４温度センサ６８ｃは給湯タンク６２内の下部に設置することが好ましい。この構成によれば、給水管１からの水道水の流入を第４温度センサ６８ｃが示す水温の低下から検知し、直ちに水の加熱動作に移行することができる。これにより、水道水の流入による給湯タンク６２内の水全体の温度低下を最低限に抑えることが可能となり、より効率的な水の加熱を行うことができる。
【００２１】
次に、本発明に係る空調給湯装置１００の動作を説明する。尚、図１〜図３における矢印は各運転モードでの冷媒及び水の進む方向を示す。
【００２２】
先ず、空調給湯装置１００の給湯モードの動作を図１を用いて説明する。給湯モードは、基本的に室内への空調動作が行われていない状態で、給湯タンク６２の水の加熱及び温度維持を行う運転モードである。この給湯モードは、ユーザによる給湯指示や、外部制御装置が第２制御装置に対して給湯運転指示を出力することなどで動作する。外部制御装置による給湯運転指示の出力は、例えば給水管１からの水道水の流入などにより、給湯タンク６２内の水の温度が後述の第３温度よりも低い所定の第４温度（例えば３８℃〜５０℃（好適には４０℃））以下となったことを第４温度センサ６８ｃを介して検知することなどで行われる。
【００２３】
給湯モードでは、第１制御装置が第２四方弁５０ｂのイ端とロ端とを繋ぎ、ハ端とニ端とを繋ぐよう制御する。また、第１四方弁５０ａのホ端とチ端とを繋ぎ、ヘ端とト端とを繋ぐよう制御する。また、第１遮断弁８６ａを閉動作させるとともに、圧縮機３２を所定の運転能力で動作させる。また、第２制御装置は第３温度センサ３７から吐出後の冷媒温度を取得し、例えば冷媒温度が給湯タンク６２内の水を加熱するのに十分な所定の第１温度（例えば４５℃〜７０℃（好適には６３℃））以上となったときに、循環ポンプ６６を動作させる。このときの循環ポンプ６６の運転能力は、第１温度センサ６８ａ、第２温度センサ６８ｂもしくは第４温度センサ６８ｃから取得される給湯タンク６２内の水の温度（加熱配管６４を流通する水の温度）応じて制御することが好ましい。
【００２４】
そして、圧縮機３２はガス冷媒をガス管３５からアキュムレータ３４を介して取り込み、圧縮して高温高圧のガス冷媒として吐出管３６に吐出する。吐出管３６に送られた高温高圧のガス冷媒は第１水熱交換器８０ａに到達し、ここで加熱配管６４内の水と熱交換（熱回収）される。この熱交換により加熱配管６４内の水は加熱される。第１水熱交換器８０ａを流下した冷媒は、第２四方弁５０ｂのイ端、ロ端を通って第１バイパス管５２を流通し、第２水熱交換器８０ｂに到達する。そして、第２水熱交換器８０ｂにおいて加熱配管６４内の水と熱交換（熱回収）される。この熱交換により加熱配管６４内の水は加熱される。
【００２５】
尚、上記の熱回収を加熱配管６４側から見た場合、第２水熱交換器８０ｂによる熱回収が先となる。つまり、加熱配管６４内の水は初めに第２水熱交換器８０ｂにおいて（既に第１水熱交換器８０ａで熱交換が行われた圧縮直後に比較して低温の）冷媒によりある程度の温度に１次加熱され、次いで第１水熱交換器８０ａにおいて（圧縮直後の高温の）冷媒により２次加熱される。これにより、空調給湯装置１００は、従来の空調給湯装置よりも高い熱回収（熱交換）効率を有することができる。
【００２６】
ただし、給湯タンク６２内の水が比較的高温の場合には、第２水熱交換器８０ｂにおける熱交換により加熱配管６４内の水が却って冷える可能性がある。よって、第１制御装置は給湯タンク６２から流出する加熱配管６４内の水の温度を第１温度センサ６８ａから取得して、加熱配管６４内の水の温度が所定の第５温度（例えば３５℃）以上の場合には第１遮断弁８６ａを開動作する。これにより、第１バイパス管５２からの冷媒は第２水熱交換器８０ｂを迂回して第２バイパス管８５ａを通り、室外熱交換器４０側に送られる。またこのとき、第１制御装置は第３バイパス管８５ｂの第２遮断弁８６ｂを開動作する。これにより、第２バイパス管８５ａからの冷媒は流量調節弁８４及びキャピラリチューブ８２を迂回して第３バイパス管８５ｂを通り、室外熱交換器４０側に送られる。この場合、第２水熱交換器８０ｂでの熱回収は行われず、加熱配管６４内の水が冷えることもない。尚、第２水熱交換器８０ｂと第１逆止弁５６ｃ（第２逆止弁５６ａ）との間に、冷媒配管内を流れる冷媒の温度を検知する温度センサを設置し、この温度センサが検知する冷媒の温度が第２水熱交換器８０ｂによる水の加熱に不十分な温度の場合に、第１遮断弁８６ａを開動作するよう制御しても良い。この第２バイパス管８５ａ及び第１遮断弁８６ａの動作は後述の暖房モードにおいても同様である。
【００２７】
流量調節弁８４もしくは第３バイパス管８５ｂを通過した冷媒は、液管５１を通り、レシーバタンク４２、膨張弁２６ａを介して室外熱交換器４０に到達する。室外熱交換器４０に到達した冷媒は屋外熱源と熱交換された後、第１四方弁５０ａのヘ端、ト端を通ってガス管３５に送られアキュムレータ３４を経て圧縮機３２に還流する。
【００２８】
このとき、室内熱交換器２２側に繋がる冷媒配管とガス管３５とは第１四方弁５０ａのチ端、ホ端、及び、第２四方弁５０ｂのニ端、ハ端を介して接続する。これにより、給湯動作に関与しないこれらの配管内の冷媒は吸引され、ガス管３５において室外熱交換器４０側からの冷媒と合流し給湯動作に利用される。これにより、給湯動作に関与しない室内機２０側の冷媒の有効活用が可能となる。
【００２９】
尚、第２制御装置は給湯タンク６２内の水の温度が前述の第４温度よりも高い所定の第３温度（例えば４０℃〜５５℃（好適には４８℃））に達したことを第１温度センサ６８ａを介して検知すると、給湯タンク６２内の水が規定の温度に達したとして循環ポンプ６６の運転を停止する。またこのとき、第１制御装置は圧縮機３２の動作を停止する。これにより、給湯モードは停止する。尚、第３温度の検知は、第２温度センサ６８ｂもしくは第４温度センサ６８ｃで行っても良い。このことは、後述の各運転モードにおいても同様である。
【００３０】
次に、空調給湯装置１００の暖房モードの動作を図２を用いて説明する。暖房モードは、例えばユーザがリモコン等を使用して室内機２０への暖房運転指示を行うことで動作開始する。尚、室内熱交換器２２に繋がる冷媒配管には室内熱交換器２２毎に開閉機能を備えた膨張弁２６が設置されており、この膨張弁２６を開閉制御することでユーザが指示した室内機２０のみが空調動作する。
【００３１】
暖房モードでは、第１制御装置が第２四方弁５０ｂのイ端とニ端とを繋ぎ、ハ端とロ端とを繋ぐよう制御する。また、第１四方弁５０ａのホ端とチ端とを繋ぎ、ヘ端とト端とを繋ぐよう制御する。また、第１遮断弁８６ａを閉動作させるとともに、圧縮機３２を所定の運転能力で動作させる。また、第２制御装置は例えば第３温度センサ３７からの冷媒温度が所定の第１温度以上となったときに、循環ポンプ６６を第１温度センサ６８ａ、第２温度センサ６８ｂ（もしくは第４温度センサ６８ｃ）に基づく給湯タンク６２内の水の温度に応じた所定の運転能力で動作させる。ただし、第１温度センサ６８ａから得られる水の温度が予め設定された所定の第３温度以上となった場合、第２制御装置は循環ポンプ６６の運転を停止して給湯動作を停止する。このとき、第１制御装置は第１遮断弁８６ａ及び第２遮断弁８６ｂを開動作する。
【００３２】
また、圧縮機３２の圧縮度が低く吐出管３６内に吐出されるガス冷媒の温度が前述の第１温度よりも低い所定の第２温度（例えば４０℃〜６５℃（好適には６１℃））以下の場合、第２制御装置は冷媒温度が給湯タンク６２内の水の加熱に不十分であるとして、循環ポンプ６６の運転を止め第１水熱交換器８０ａ及び第２水熱交換器８０ｂによる水の加熱を停止する。そして、必要に応じて予備ヒータとしての加熱手段７０を動作させ、この加熱手段７０による水の加熱を行う。これにより、空調給湯装置１００が如何なる運転状態であっても、給湯タンク６２内の水（湯）を規定の温度に加熱、維持することができる。
【００３３】
そして暖房モードでは、圧縮機３２の動作により吐出管３６に吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１水熱交換器８０ａで加熱配管６４内の水と熱交換された後、第２四方弁５０ｂのイ端とニ端、及び第１四方弁５０ａのホ端とチ端を通ってユーザが暖房運転を指示した室内機２０の室内熱交換器２２に到達する。
【００３４】
室内熱交換器２２に到達した冷媒はここで室内の空気と熱交換される。この熱交換によって暖められた空気は送風ファン２４により室内に送られ、これにより室内の暖房が行われる。
【００３５】
室内熱交換器２２で熱交換された冷媒は膨張弁２６を通って第２水熱交換器８０ｂに到達する。このときの冷媒温度は使用条件によって上下するものの室内熱交換器２２で熱交換された後も比較的高温を保っている。そして、この室内熱交換器２２で熱交換された後の冷媒は、給湯モードと同様、第２水熱交換器８０ｂにおいて加熱配管６４内の水の１次加熱に利用される。このように、空調給湯装置１００では室内の暖房に利用しきれなかった冷媒の余熱を給湯タンク６２内の水の一次加熱に用いる。これにより、従来排熱として処理されていた余熱の有効活用が可能となり、熱回収の効率化と給湯効率の向上及び排熱利用による省エネルギー化を図ることができる。尚、前述のように給湯タンク６２内の水の温度が所定の第５温度以上の場合には、第１遮断弁８６ａ及び第２遮断弁８６ｂが開動作し、第２水熱交換器８０ｂでの熱交換は行われない。
【００３６】
流量調節弁８４もしくは第３バイパス管８５ｂを通過した冷媒は、液管５１を通り、レシーバタンク４２、膨張弁２６ａを介して室外熱交換器４０に到達する。室外熱交換器４０に到達した冷媒は屋外熱源と熱交換された後、第１四方弁５０ａのヘ端、ト端を通ってガス管３５に送られアキュムレータ３４を経て圧縮機３２に還流する。
【００３７】
またこのとき、第１バイパス管５２とガス管３５とは第２四方弁５０ｂのロ端、ハ端を介して接続される。これにより、暖房給湯動作に関与しない第１バイパス管５２内の冷媒は吸引され、ガス管３５において室外熱交換器４０側からの冷媒と合流し暖房給湯動作に有効利用される。
【００３８】
尚、給湯タンク６２内の水の温度が規定の温度（第３温度）に達して給湯動作が停止した後、給湯タンク６２内の水の温度が第４温度以下となると、第２制御装置はこれを第４温度センサ６８ｃを介して検知し、循環ポンプ６６の運転を再開する。また、ユーザ等が給湯タンク６２内の湯を使用すると給湯タンク６２内に給水管１から水道水が給水され、第２制御装置は第４温度センサ６８ｃが検出する水温の低下からこれを検知し循環ポンプ６６の運転を再開する。これらの動作が繰り返し行われることにより、給湯タンク６２内の水（湯）は常に設定された水量及び温度に維持される。ただし、吐出管３６内に吐出されるガス冷媒の温度が第１温度に至らない場合には、第２制御装置は循環ポンプ６６の停止を継続するとともに必要に応じて加熱手段７０による水の加熱を行う。
【００３９】
次に、空調給湯装置１００の冷房モードの動作を図３を用いて説明する。冷房モードは、例えばユーザがリモコン等を使用して室内機２０への冷房運転指示を行うことで動作開始する。
【００４０】
冷房モードでは、第１制御装置が第２四方弁５０ｂのイ端とニ端とを繋ぎ、ハ端とロ端とを繋ぐよう制御する。また、第１四方弁５０ａのホ端とヘ端とを繋ぎ、チ端とト端とを繋ぐよう制御する。また、第１制御装置は第１遮断弁８６ａ、第２遮断弁８６ｂ及び流量調節弁８４を閉動作させるとともに、圧縮機３２を所定の運転能力で動作させる。尚、冷房モードにおける第１遮断弁８６ａ、第２遮断弁８６ｂ及び流量調節弁８４の閉動作は、第２水熱交換器８０ｂ側の冷媒配管内に無用な冷媒が停留することを防止するためのものである。また、第２制御装置は例えば第３温度センサ３７からの冷媒温度が所定の第１温度以上となったときに、循環ポンプ６６を第１温度センサ６８ａ、第２温度センサ６８ｂ（もしくは第４温度センサ６８ｃ）に基づく給湯タンク６２内の水の温度に応じた所定の運転能力で動作させる。ただし、第１温度センサ６８ａから得られる水の温度が予め設定された所定の第３温度以上となった場合、第２制御装置は循環ポンプ６６の運転を停止して給湯動作を停止する。
【００４１】
また、ユーザの指示する設定温度が高く吐出管３６内に吐出されるガス冷媒の温度が所定の第２温度以下の場合、第２制御装置は循環ポンプ６６を停止して第１水熱交換器８０ａ及び第２水熱交換器８０ｂによる水の加熱を停止する。そして、必要に応じて予備ヒータとしての加熱手段７０を動作させ、この加熱手段７０による水の加熱を行う。これにより、空調給湯装置１００が如何なる運転状態であっても、給湯タンク６２内の水（湯）を規定の温度に加熱、維持することができる。
【００４２】
そして冷房モードでは、圧縮機３２の動作により吐出管３６に吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１水熱交換器８０ａで加熱配管６４内の水と熱交換された後、第２四方弁５０ｂのイ端とニ端、及び第１四方弁５０ａのホ端とヘ端を通って室外熱交換器４０に到達する。室外熱交換器４０に到達した冷媒は屋外熱源との熱交換により冷却し凝縮液化する。そして、膨張弁２６ａ、レシーバタンク４２を介し、液管５１を通って第４バイパス管５４に到達する。そして、第４バイパス管５４を通って室内熱交換器２２側に到達する。尚、冷房モードでは冷媒が第４バイパス管５４を流下するため、第２水熱交換器８０ｂによる熱交換は行われない。
【００４３】
第４バイパス管５４を通った冷媒は、ユーザが冷房運転を指示した室内機２０の膨張弁２６を通り、室内熱交換器２２で蒸発気化しこのときの気化熱により室内の空気を冷却する。冷却された空気は送風ファン２４により室内に送られ、これにより室内の冷房が行われる。室内熱交換器２２で熱交換が行われた冷媒は、第１四方弁５０ａのチ端、ト端を通ってガス管３５に送られアキュムレータ３４を経て圧縮機３２に還流する。
【００４４】
このとき、第１バイパス管５２とガス管３５とは暖房モードと同様、第２四方弁５０ｂのロ端、ハ端を介して接続される。これにより、冷房給湯動作に関与しない第１バイパス管５２内の冷媒は吸引され、ガス管３５において室外熱交換器４０側からの冷媒と合流し冷房給湯動作に有効利用される。
【００４５】
尚、給湯タンク６２内の水の温度が規定の温度（第３温度）に達して給湯動作が停止した後、給湯タンク６２内の水の温度が第４温度以下となると、第２制御装置はこれを第４温度センサ６８ｃを介して検知し、循環ポンプ６６の運転を再開する。また、ユーザ等が給湯タンク６２内の湯を使用すると給湯タンク６２内に給水管１から水道水が給水され、第２制御装置は第４温度センサ６８ｃが検出する水温の低下からこれを検知し循環ポンプ６６の運転を再開する。これらの動作が繰り返し行われることにより、給湯タンク６２内の水（湯）は常に設定された水量及び温度に維持される。ただし、吐出管３６内に吐出されるガス冷媒の温度が第１温度に至らない場合には、第２制御装置は循環ポンプ６６の停止を継続するとともに必要に応じて加熱手段７０による水の加熱を行う。これにより、空調給湯装置１００が如何なる運転状態であっても、給湯タンク６２内の水（湯）を規定の温度に保つことができる。
【００４６】
また、空調給湯装置１００は、第１温度を、前述の第１温度と同じ機能を果たす低温側第１温度と、これよりも高い温度の高温側第１温度の２段階に設定し、第３温度を、前述の第３温度と同じ機能を果たす低温側第３温度と、これよりも高い温度の高温側第３温度の２段階に設定しても良い。ここで、冷房モード及び暖房モードにおいては、ユーザの空調設定温度や動作する室内機２０の台数等により圧縮機３２から吐出される冷媒が著しく高温となる場合がある。特に、冷房モードにおいては、この高温の冷媒の熱は室外熱交換器４０にて排熱として処理される。この場合、空調給湯装置１００は、第３温度センサ３７の検出する冷媒温度が高温側第１温度を超えると、循環ポンプ６６を停止させる第３温度を、低温側第３温度から高温側第３温度に切り替える。これにより、給湯タンク６２内に貯留する湯の設定温度が上昇し、この時の高温の冷媒の熱を給湯に有効利用することが可能となる。
【００４７】
以上のように、本発明に係る空調給湯装置１００によれば、第１四方弁５０ａ、第２四方弁５０ｂによる冷媒経路の切替動作により、圧縮機３２から吐出される冷媒は如何なる運転モードであっても初めに第１水熱交換器８０ａにおける水の加熱に利用される。また、圧縮機３２から吐出される冷媒の温度が給湯タンク６２内の水の加熱に不十分な場合、加熱手段７０による水の加熱が行われる。これにより、空調給湯装置１００が如何なる運転状態であっても、給湯タンク６２内の水（湯）を規定の温度に加熱、維持することができる。
【００４８】
また、室内熱交換器２２と室外熱交換器４０との間に空調熱交換後の冷媒と給湯タンク６２内の水との熱交換を行う第２水熱交換器８０ｂを設置し、暖房モード時に従来排熱として処理されていた空調熱交換後の冷媒の熱を給湯タンク６２内の水の一次加熱に利用する。これにより、熱回収効率の向上と省エネルギー化とを図ることができる。
【００４９】
尚、上記の空調給湯装置１００の各部の構成、動作、機構等は一例であるから、特に上記の例に限定されるものではなく、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
２２ 室内熱交換器
３２ 圧縮機
３５ ガス管
５１ 液管
４０ 室外熱交換器
５０ａ 第１四方弁
５０ｂ 第２四方弁
５２ 第１バイパス管
８５ａ 第２バイパス管
８５ｂ 第３バイパス管
５４ 第４バイパス管
５６ｃ 第１逆止弁
５６ａ 第２逆止弁
５６ｂ 第３逆止弁
６２ 給湯タンク
６４ 加熱配管（水配管）
６６ 循環ポンプ
６８ａ 第１温度センサ
６８ｂ 第２温度センサ
３７ 第３温度センサ
６８ｃ 第４温度センサ
８０ａ 第１水熱交換器
８０ｂ 第２水熱交換器
８４ 流量調節弁
８６ａ 第１遮断弁
８６ｂ 第２遮断弁
１００ 給湯空調装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮吐出する圧縮機と、冷媒と室内空気との熱交換を行う室内熱交換器と、冷媒と屋外熱源との熱交換を行う室外熱交換器と、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室内熱交換器または前記室外熱交換器へと択一的に流通させる第１四方弁と、冷房運転時に前記室外熱交換器で凝縮液化した冷媒を前記室内熱交換器へと流通させる液管と、冷房運転時に前記室内熱交換器で蒸発気化した冷媒を前記圧縮機へと流通させるガス管と、を備えるとともに、
前記圧縮機から吐出された冷媒と給湯タンク内に貯留され循環ポンプで水配管内を循環する水との熱交換を行う第１水熱交換器をさらに有し、空調運転と給湯運転とを可能とする給湯空調装置において、
前記液管に前記給湯タンク内に貯留された水との熱交換を行う第２水熱交換器と該第２水熱交換器へ流入する冷媒流量を調節する流量調節弁とを設け、
第１水熱交換器と第１四方弁との間に、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記第１四方弁または第１バイパス管へと択一的に流通させる第２四方弁を設け、前記第１バイパス管は前記室内熱交換器と前記第２水熱交換器との間の液管に接続されるとともに、
前記第２水熱交換器を流通する冷媒を迂回させる第１遮断弁を有する第２バイパス管と、前記流量調節弁を迂回させる第２遮断弁を有する第３バイパス管と、該流量調節弁および第２水熱交換器を迂回させる第４バイパス管と、を備えたことを特徴とする給湯空調装置。
【請求項２】
第１バイパス管に前記圧縮機から吐出された冷媒を第２四方弁側から第２水熱交換器側へと流通可能にする第１逆止弁を設け、前記室内熱交換器と第２水熱交換器との間に該室内熱交換器側からの冷媒を第２水熱交換器側へと流通可能にする第２逆止弁を設け、第４バイパス管に前記室外熱交換器側からの冷媒を前記室内熱交換器側へと流通可能にする第３逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の給湯空調装置。
【請求項３】
前記第２四方弁と前記第１遮断弁と前記第２遮断弁とを制御する第１制御装置を備え、該第１制御装置が前記室内熱交換器および前記循環ポンプの運転状況により、これら第２四方弁、第１遮断弁、第２遮断弁の切り替えを行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給湯空調装置。
【請求項４】
前記循環ポンプの下流側に設置され前記給湯タンクから流出する水の温度を検出する第１温度センサと、前記給湯タンクに流入する水の温度を検出する第２温度センサと、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する第３温度センサと、を備え
これら第１温度センサと第２温度センサと第３温度センサの温度を検出して、前記循環ポンプの運転能力を制御すると共に、前記給湯タンク側の外部制御装置から給湯運転指示が入力可能な第２制御装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の給湯空調装置。
【請求項５】
前記第１制御装置は、室内熱交換器が冷房モードであるとき、前記圧縮機から吐出された冷媒が第１四方弁へ流通するよう第２四方弁を切り替えると共に、第１遮断弁と第２遮断弁とを閉動作するように制御することで、室外熱交換器側からの冷媒を前記第４バイパス管に流下させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の給湯空調装置。
【請求項６】
前記第１制御装置は、室内熱交換器が暖房モードであるとき、前記圧縮機から吐出された冷媒が第１四方弁へ流通するよう第２四方弁を切り替えると共に、第１遮断弁と第２遮断弁との開閉を前記循環ポンプの運転状況および前記第１温度センサで検出される水の温度により制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の給湯空調装置。
【請求項７】
前記第１制御装置は、室内熱交換器が停止状態で且つ、前記第２制御装置に外部制御装置からの給湯運転指示が入力した場合、圧縮機から吐出された冷媒が第１バイパス管へ流通するよう第２四方弁を切り替えると共に、第１遮断弁を閉動作するように制御し、第２遮断弁の開閉を前記第１温度センサで検出される水の温度により制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の給湯空調装置。
【請求項８】
前記第２制御装置は、前記第３温度センサで検出される冷媒の温度が所定の第１温度以上となった場合に前記循環ポンプの運転を開始させ、前記第３温度センサで検出される冷媒の温度が所定の第２温度以下、或いは、前記第１温度センサで検出される水の温度が所定の第３温度以上となった場合に前記循環ポンプの運転を停止させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の給湯空調装置。
【請求項９】
前記第２制御装置は、前記第１温度センサで検出される水の温度が前記第３温度以上となって前記循環ポンプの運転を停止させた場合、第４温度センサで検出される給湯タンク内の水の温度が所定の第４温度以下になるまでは循環ポンプの運転を停止させ、前記第４温度センサで検出される水の温度が第４温度以下となり、且つ第３温度センサで検出される冷媒の温度が所定の第１温度以上となった場合に前記循環ポンプの再運転を行わせることを特徴とする請求項８に記載の給湯空調装置。
【請求項１】
冷媒を圧縮吐出する圧縮機と、冷媒と室内空気との熱交換を行う室内熱交換器と、冷媒と屋外熱源との熱交換を行う室外熱交換器と、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室内熱交換器または前記室外熱交換器へと択一的に流通させる第１四方弁と、冷房運転時に前記室外熱交換器で凝縮液化した冷媒を前記室内熱交換器へと流通させる液管と、冷房運転時に前記室内熱交換器で蒸発気化した冷媒を前記圧縮機へと流通させるガス管と、を備えるとともに、
前記圧縮機から吐出された冷媒と給湯タンク内に貯留され循環ポンプで水配管内を循環する水との熱交換を行う第１水熱交換器をさらに有し、空調運転と給湯運転とを可能とする給湯空調装置において、
前記液管に前記給湯タンク内に貯留された水との熱交換を行う第２水熱交換器と該第２水熱交換器へ流入する冷媒流量を調節する流量調節弁とを設け、
第１水熱交換器と第１四方弁との間に、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記第１四方弁または第１バイパス管へと択一的に流通させる第２四方弁を設け、前記第１バイパス管は前記室内熱交換器と前記第２水熱交換器との間の液管に接続されるとともに、
前記第２水熱交換器を流通する冷媒を迂回させる第１遮断弁を有する第２バイパス管と、前記流量調節弁を迂回させる第２遮断弁を有する第３バイパス管と、該流量調節弁および第２水熱交換器を迂回させる第４バイパス管と、を備えたことを特徴とする給湯空調装置。
【請求項２】
第１バイパス管に前記圧縮機から吐出された冷媒を第２四方弁側から第２水熱交換器側へと流通可能にする第１逆止弁を設け、前記室内熱交換器と第２水熱交換器との間に該室内熱交換器側からの冷媒を第２水熱交換器側へと流通可能にする第２逆止弁を設け、第４バイパス管に前記室外熱交換器側からの冷媒を前記室内熱交換器側へと流通可能にする第３逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の給湯空調装置。
【請求項３】
前記第２四方弁と前記第１遮断弁と前記第２遮断弁とを制御する第１制御装置を備え、該第１制御装置が前記室内熱交換器および前記循環ポンプの運転状況により、これら第２四方弁、第１遮断弁、第２遮断弁の切り替えを行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給湯空調装置。
【請求項４】
前記循環ポンプの下流側に設置され前記給湯タンクから流出する水の温度を検出する第１温度センサと、前記給湯タンクに流入する水の温度を検出する第２温度センサと、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する第３温度センサと、を備え
これら第１温度センサと第２温度センサと第３温度センサの温度を検出して、前記循環ポンプの運転能力を制御すると共に、前記給湯タンク側の外部制御装置から給湯運転指示が入力可能な第２制御装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の給湯空調装置。
【請求項５】
前記第１制御装置は、室内熱交換器が冷房モードであるとき、前記圧縮機から吐出された冷媒が第１四方弁へ流通するよう第２四方弁を切り替えると共に、第１遮断弁と第２遮断弁とを閉動作するように制御することで、室外熱交換器側からの冷媒を前記第４バイパス管に流下させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の給湯空調装置。
【請求項６】
前記第１制御装置は、室内熱交換器が暖房モードであるとき、前記圧縮機から吐出された冷媒が第１四方弁へ流通するよう第２四方弁を切り替えると共に、第１遮断弁と第２遮断弁との開閉を前記循環ポンプの運転状況および前記第１温度センサで検出される水の温度により制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の給湯空調装置。
【請求項７】
前記第１制御装置は、室内熱交換器が停止状態で且つ、前記第２制御装置に外部制御装置からの給湯運転指示が入力した場合、圧縮機から吐出された冷媒が第１バイパス管へ流通するよう第２四方弁を切り替えると共に、第１遮断弁を閉動作するように制御し、第２遮断弁の開閉を前記第１温度センサで検出される水の温度により制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の給湯空調装置。
【請求項８】
前記第２制御装置は、前記第３温度センサで検出される冷媒の温度が所定の第１温度以上となった場合に前記循環ポンプの運転を開始させ、前記第３温度センサで検出される冷媒の温度が所定の第２温度以下、或いは、前記第１温度センサで検出される水の温度が所定の第３温度以上となった場合に前記循環ポンプの運転を停止させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の給湯空調装置。
【請求項９】
前記第２制御装置は、前記第１温度センサで検出される水の温度が前記第３温度以上となって前記循環ポンプの運転を停止させた場合、第４温度センサで検出される給湯タンク内の水の温度が所定の第４温度以下になるまでは循環ポンプの運転を停止させ、前記第４温度センサで検出される水の温度が第４温度以下となり、且つ第３温度センサで検出される冷媒の温度が所定の第１温度以上となった場合に前記循環ポンプの再運転を行わせることを特徴とする請求項８に記載の給湯空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−１０４５８３（Ｐ２０１３−１０４５８３Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４６９９７（Ｐ２０１１−２４６９９７）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００１６５０２２）群馬電機株式会社 (3)
【出願人】（５１０２９８１５９）アクア冷熱株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００１６５０２２）群馬電機株式会社 (3)
【出願人】（５１０２９８１５９）アクア冷熱株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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