(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転周波数の制御が可能な圧縮機及び熱源側熱交換器を有する熱源ユニットと、
貯湯タンクと、前記貯湯タンクの水を加熱する水熱交換器とを配管接続した水側回路を有する給湯ユニットと、
前記熱源ユニット及び前記給湯ユニットに配管接続した室内ユニットと、
各ユニットの動作を制御する運転制御部を有した制御装置を備え、
前記運転制御部は、
前記圧縮機からの冷媒を、冷房負荷を有する前記室内ユニットに流す冷房運転モードと、前記圧縮機からの冷媒を、給湯要求を有する前記給湯ユニットに流す給湯運転モードとを同時に実施する冷房給湯同時運転モードとを有し、
前記冷房給湯同時運転モードの制御モードとして、前記冷房負荷に応じて前記圧縮機の運転周波数を制御する冷房優先と、前記給湯要求に応じて前記圧縮機の運転周波数を制御する給湯優先を有し、
前記運転制御部は、前記冷房給湯同時運転モードの前記制御モードを、前記冷房負荷と前記給湯要求の関係によって、前記冷房優先又は前記給湯優先とするものであり、
前記熱源ユニットは、冷房給湯同時運転モード時に、前記給湯ユニットから流出した冷媒を減圧して前記熱源側熱交換器に流入する冷媒の流量を制御する熱源減圧機構を備え、
前記運転制御部は、
前記制御モードが前記給湯優先時、前記熱源減圧機構の開度が下限開度で、蒸発温度が蒸発温度目標以上の場合は、前記圧縮機の運転周波数を前記蒸発温度が前記蒸発温度目標となるように制御することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記運転制御部は、前記冷房給湯同時運転モードの前記制御モードを前記冷房優先から前記給湯優先へ切換える場合、前記圧縮機の運転周波数が前記給湯優先の目標周波数よりも高いか否かを判定し、前記圧縮機の運転周波数が前記給湯優先の目標周波数以下のときには前記冷房優先から前記給湯優先へ切換え、前記圧縮機の運転周波数が前記給湯優先の目標周波数よりも高いときには前記冷房優先を継続することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記運転制御部は、さらに、
前記冷房給湯同時運転モードにおいて、前記冷房運転モードに対して前記室内ユニットを冷房サーモＯＦＦとする温度を１℃以上低くし、前記室内ユニットの冷房サーモＯＮとする温度を１℃以上高くすることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記室内ユニットの設置場所の空気温度を計測する室内温度計測手段と、
前記室内ユニットを流れる冷媒の流量を制御する室内減圧機構と、
前記室内減圧機構と前記圧縮機の間の前記蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段と、を備え、
前記運転制御部は、さらに、
前記冷房給湯同時運転モードの前記給湯優先時に、
前記熱源減圧機構の開度を前記蒸発温度が蒸発温度目標となるように制御し、
前記蒸発温度目標を、
前記室内温度計測手段において計測された室内温度と設定温度との差温が最大の差温に応じて設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記熱源ユニット内にある電子基板から発生する熱を放熱するものであり、前記熱源側熱交換器に外気を供給する熱源送風機からの空気が送風される風路内に位置する放熱板と、前記放熱板の放熱板温度を検出する放熱板温度検出手段と、前記熱源ユニット内にある前記熱源側熱交換器の熱源側過熱度を検出する熱源側過熱度検出手段又は前記室内ユニット内にある室内熱交換器の室内過熱度を検出する室内過熱度検出手段とを有し、
前記運転制御部は、さらに、
前記冷房給湯同時運転モードの前記冷房優先時に、
前記放熱板温度を前記電子基板が破損しない温度である放熱板目標温度以下となるように、前記熱源送風機の回転数を制御し、
前記冷房給湯同時運転モードの前記給湯優先時に、
前記放熱板温度が放熱板目標温度以下となり、かつ、前記熱源側過熱度が所定値以上もしくは前記室内過熱度が所定値以下のいずれか一つとなるように前記熱源送風機の回転数を制御することを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記運転制御部は、さらに、
前記冷房給湯同時運転モードの前記給湯優先時で、前記熱源送風機が最大回転数である時に、
前記熱源側過熱度が所定値以下の場合に、前記熱源側過熱度が所定値となるように前記熱源減圧機構の開度を制御するか、もしくは、前記室内過熱度が所定値以上の場合に、前記室内過熱度が所定値以下となるように前記熱源減圧機構の開度を制御することを特徴とする請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記水熱交換器の過冷却度を検出する過冷却度検出手段を備え、
前記運転制御部は、さらに、
前記冷房給湯同時運転モードの前記給湯優先時に、
全ての前記室内減圧機構の開度が下限開度となった場合に、前記熱源減圧機構の開度を前記水熱交換器の過冷却度が所定値となるように制御することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記制御装置は、さらに、
冷房負荷のある前記室内ユニットの容量と給湯要求のある前記給湯ユニットの容量とを、通信により前記制御装置に入力することができる通信部を備え、
前記運転制御部は、
前記冷房給湯同時運転モードの制御モードを、前記冷房優先から前記給湯優先に選択した場合に、前記室内ユニットの容量と前記給湯ユニットの容量と前記室内減圧機構の開度とから、前記熱源減圧機構の初期開度を決めることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
運転周波数の制御が可能な圧縮機及び熱源側熱交換器を有する熱源ユニットと、
貯湯タンクと、前記貯湯タンクの水を加熱する水熱交換器とを配管接続した水側回路を有する給湯ユニットと、
前記熱源ユニット及び前記給湯ユニットに配管接続した室内ユニットと、
各ユニットの動作を制御する運転制御部を有した制御装置を備え、
前記運転制御部は、
前記圧縮機からの冷媒を、冷房負荷を有する前記室内ユニットに流す冷房運転モードと、前記圧縮機からの冷媒を、給湯要求を有する前記給湯ユニットに流す給湯運転モードとを同時に実施する冷房給湯同時運転モードとを有し、
前記冷房給湯同時運転モードの制御モードとして、前記冷房負荷に応じて前記圧縮機の運転周波数を制御する冷房優先と、前記給湯要求に応じて前記圧縮機の運転周波数を制御する給湯優先を有し、
前記運転制御部は、前記冷房給湯同時運転モードの前記制御モードを、前記冷房負荷と前記給湯要求の関係によって、前記冷房優先又は前記給湯優先とするものであり、
前記制御モードの前記冷房優先と前記給湯優先の切換えに関係する優先閾値切換え関係量と、前記給湯優先の前記圧縮機の前記運転周波数に関係する給湯優先運転切換え関係量とを表示する表示部と、
前記優先閾値切換え関係量と前記給湯優先運転切換え関係量を入力する入力部とを有した給湯リモコンを備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記運転制御部は、さらに、
前記冷房運転モードと、前記圧縮機からの冷媒を前記給湯要求を有しない前記給湯ユニットの前記水熱交換器に流す第２給湯運転とを同時に実施する第２冷房給湯同時運転モードを有し、
前記第２冷房給湯同時運転モードは、前記冷房優先の制御モードを有し、
前記運転制御部は、さらに、
前記冷房負荷があって前記給湯要求がない場合には、前記制御モードが前記冷房優先の前記第２冷房給湯同時運転モードを実施し、前記冷房負荷があって前記給湯要求がある場合には、前記給湯優先の前記冷房給湯同時運転モードを実施することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
運転周波数の制御が可能な圧縮機及び熱源側熱交換器を有する熱源ユニットと、
貯湯タンクと、前記貯湯タンクの水を加熱する水熱交換器とを配管接続した水側回路を有する給湯ユニットと、
前記熱源ユニット及び前記給湯ユニットに配管接続した室内ユニットと、
各ユニットの動作を制御する運転制御部を有した制御装置を備え、
前記運転制御部は、
前記圧縮機からの冷媒を、冷房負荷を有する前記室内ユニットに流す冷房運転モードと、前記圧縮機からの冷媒を、給湯要求を有する前記給湯ユニットに流す給湯運転モードとを同時に実施する冷房給湯同時運転モードとを有し、
前記冷房給湯同時運転モードの制御モードとして、前記冷房負荷に応じて前記圧縮機の運転周波数を制御する冷房優先と、前記給湯要求に応じて前記圧縮機の運転周波数を制御する給湯優先を有し、
前記運転制御部は、前記冷房給湯同時運転モードの前記制御モードを、前記冷房負荷と前記給湯要求の関係によって、前記冷房優先又は前記給湯優先とするものであり、
前記運転制御部は、さらに、
前記冷房運転モードと、前記圧縮機からの冷媒を前記給湯要求を有しない前記給湯ユニットの前記水熱交換器に流す第２給湯運転とを同時に実施する第２冷房給湯同時運転モードを有し、
前記第２冷房給湯同時運転モードは、前記冷房優先の制御モードを有し、
前記運転制御部は、さらに、
前記冷房負荷があって前記給湯要求がない場合には、前記制御モードが前記冷房優先の前記第２冷房給湯同時運転モードを実施し、前記冷房負荷があって前記給湯要求がある場合には、前記給湯優先の前記冷房給湯同時運転モードを実施するものであり、
前記冷房運転モードと前記第２冷房給湯同時運転モードの高圧を検出する高圧検出手段と、前記冷房運転モードの高圧を予測する冷房高圧予測手段と、前記第２冷房給湯同時運転モードの高圧を予測する第２冷房給湯高圧予測手段とを有し、
前記制御装置は、さらに、
前記冷房負荷があって前記給湯要求がない場合に前記第２冷房給湯同時運転モードを実施するか否かを判定する追加排熱回収判定部を備え、
前記追加排熱回収判定部は、
前記冷房運転モード時において、前記冷房運転モードの高圧に対して、前記冷房給湯同時運転モードの予測高圧の割合が高圧判定閾値以下の場合には、前記冷房運転モードから前記第２冷房給湯同時運転モードに変更し、前記第２冷房給湯同時運転モードにおいて、前記冷房運転モードの予測高圧に対する前記第２冷房給湯同時運転モードの予測高圧の割合が前記高圧判定閾値以上の場合には、前記第２冷房給湯同時運転モードから前記冷房運転モードに変更することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、さらに、
前記貯湯タンクの貯湯量を演算する貯湯量演算部を備え、
前記運転制御部は、さらに、
前記貯湯量によって、前記冷房給湯同時運転モードの制御モードである前記冷房優先と前記給湯優先を選択し、かつ、前記給湯優先の場合には前記圧縮機の運転周波数の固定量を選択することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
前記室内ユニットとして複数の室内ユニットが、前記熱源ユニットに対して並列に配管接続されている請求項１〜１２のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１４】
前記複数の室内ユニットが分岐ユニットを介して前記熱源ユニットに接続されている請求項１３に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に関し、特に、冷房給湯同時運転により排熱回収運転が可能な冷凍サイクル装置の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱源ユニットと室内ユニットを配管接続することによって形成した冷媒回路において、冷房熱と暖房熱を同時に供給することができる冷凍サイクル装置がある(例えば、特許文献１，２参照)。これらのシステムは、冷房熱と暖房熱を同時に供給することによって排熱回収し、効率の高い運転を実現しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７―２３２２６５号公報(図１)
【特許文献２】特開２００８―１３８９５４号公報(図１)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の冷凍装置ではショーケースなどの冷却熱交換器で吸収した熱量を空調熱交換器の暖房熱として排熱回収ができるシステムとなっている。また、特許文献２における冷凍装置においても、各室内の冷房要求と暖房要求を同時に満たす冷暖フリーの運転を実現できる構成となっており、冷房熱と暖房熱の同時利用により、排熱回収を実現できるシステムとなっている。【０００５】
上記文献に記載の冷凍サイクル装置は、冷房負荷と暖房負荷に対応した冷房熱及び暖房熱を出力するシステムである。これに対して、冷房と給湯を同時に実施する冷凍サイクル装置の場合、給湯は空調とは異なり、給湯熱を与えた分だけ積算にて湯量が増加する状態となるため、負荷に対応した熱を出力するという概念がない。そのため、従来の排熱回収の制御をそのまま適用することができない。したがって、冷房と給湯の同時運転において、冷房負荷に合わせた運転方法及び給湯要求に合わせた運転方法のそれぞれの構築が必要である。【０００６】
また、従来は、冷房と給湯のいずれか一方を主体で運転しても排熱が必要となっていたが、給湯熱は与えた分だけ湯が増加していくため、過剰に給湯熱が発生しても排熱を必要としない。しかし、冷房では負荷にあった熱を出力しないとならないため、冷房熱が過剰の場合は排熱が必要となる。特に、冷房室内機が複数台接続されているマルチ機種の場合、冷房低負荷の状態で給湯に合わせて運転を実施すると、冷房熱が過剰となり、低圧が引いて運転が困難となるケースがある。この状態を防ぐために、冷房と給湯の同時運転に適切な排熱量制御が必要である。このように、冷房と給湯の同時運転では排熱量制御についても考え方が異なる。【０００７】
また、給湯ではある瞬間において負荷に合わせた熱の出力をしなくてもよく、ユーザーが使う時までに湯が沸き上がっていれば良いので、給湯要求に合わせた運転の切換えタイミングというのはある程度自由に設定できる。ところが、給湯運転への切換えタイミングが早すぎると、トータルで運転効率の低い状態となってしまうし、逆に、遅すぎると、湯切れてしまう可能性がある。ユーザーによっては、冷房負荷に合わせた運転を実施しているだけで、湯が足りるケースもある。このように省エネを達成しつつ、湯切れを回避するためには、制御方法の選択と運転切換えのタイミングが非常に重要であり、そのタイミングはユーザーの湯の使用方法により大きくことなるため、適切な設定が必要である。【０００８】
また、給湯に合わせた運転では負荷に合わせて熱を出力するということがないため、給湯熱の出力方法も自由に設定できる。そのため、制御方法としては、湯切れ耐力を確保しつつ、運転効率を高める方法が望ましいが、これまでの冷房と暖房の同時運転では負荷によって、出力される熱量が固定されるため、そのような考え方による制御方法の構築がこれまでなかった。【０００９】
以上により、冷房室内の快適性を損なわず、湯切れ耐力の高い状態とし、かつ、運転効率を高くするような運転動作を実現するためには、従来の制御方法では不適切であり、冷房と給湯の同時運転に対応した運転方法の構築が必要となる。【００１０】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、少なくとも冷房運転と給湯運転の個別運転が可能で、かつ冷房排熱を給湯熱として回収する冷房排熱回収運転が可能な冷凍サイクル装置において、冷房負荷と給湯要求に合わせた機器制御モードを構築し、かつ、冷房負荷と給湯要求の関係に応じて、機器制御の制御モードを決定することで、室内の快適性を損なわず、湯切れ耐力の高い状態を実現し、かつ、運転効率の高い冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の冷凍サイクル装置は、運転周波数の制御が可能な圧縮機及び熱源側熱交換器を有する熱源ユニットと、貯湯タンクと、前記貯湯タンクの水を加熱する水熱交換器とを配管接続した水側回路を有する給湯ユニットと、前記熱源ユニット及び前記給湯ユニットに配管接続した室内ユニットと、各ユニットの動作を制御する運転制御部を有した制御装置を備え、前記運転制御部は、前記圧縮機からの冷媒を、冷房負荷を有する前記室内ユニットに流す冷房運転モードと、前記圧縮機からの冷媒を、給湯要求を有する前記給湯ユニットに流す給湯運転モードとを同時に実施する冷房給湯同時運転モードとを有し、前記冷房給湯同時運転モードの制御モードとして、前記冷房負荷に応じて前記圧縮機の運転周波数を制御する冷房優先と、前記給湯要求に応じて前記圧縮機の運転周波数を制御する給湯優先を有し、前記運転制御部は、前記冷房給湯同時運転モードの前記制御モードを、前記冷房負荷と前記給湯要求の関係によって、前記冷房優先又は前記給湯優先とするものであり、前記熱源ユニットは、冷房給湯同時運転モード時に、前記給湯ユニットから流出した冷媒を減圧して前記熱源側熱交換器に流入する冷媒の流量を制御する熱源減圧機構を備え、前記運転制御部は、前記制御モードが前記給湯優先時、前記熱源減圧機構の開度が下限開度で、蒸発温度が蒸発温度目標以上の場合は、前記圧縮機の運転周波数を前記蒸発温度が前記蒸発温度目標となるように制御するものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記冷凍サイクル装置においては、従来に比べて、室内の快適性を損なわず、湯切れ耐力が高く、運転効率の高い冷凍サイクル装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１における冷凍サイクル装置１００の冷媒回路図である。
【図２】実施の形態１における冷凍サイクル装置１００の制御装置のブロック線図である。
【図３】実施の形態１における冷凍サイクル装置１００の負荷バランスに対する冷房優先と給湯優先の切換え状態を示した図である。
【図４】実施の形態１における冷凍サイクル装置１００の冷房優先と給湯優先の場合の各機器の制御方法を示した図である。
【図５】実施の形態１における冷凍サイクル装置１００の給湯優先での熱源減圧機構６の開度に対する運転状態の変化を示した図である。
【図６】実施の形態１における冷凍サイクル装置１００の貯湯量による空調優先及び給湯優先の判定方法を示した図である。
【図７】実施の形態１における冷凍サイクル装置１００の冷房運転モードＡと第２冷房給湯同時運転モードＥの凝縮温度に対する運転効率の変化を示した図である。
【図８】実施の形態１における冷凍サイクル装置１００の冷房運転モードＡと第２冷房給湯同時運転モードＥのモリエル線図を示した図である。
【図９】実施の形態１における冷凍サイクル装置１００において冷房負荷があって給湯要求がなく、かつ貯湯タンク１９の蓄熱量が最大でない場合の運転モード選択のフローチャートである。
【図１０】実施の形態２における冷凍サイクル装置１００の冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１.
＜機器構成＞
本発明の実施の形態１の空気調和装置の構成を図面に基づいて説明する。なお、この明細書では、文中の記号に対して単位を示す場合は［  ］の中に示す。なお、無次元（単位なし）の場合は、［−］と表記する。図１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の冷媒回路図である。この冷凍サイクル装置１００は一般住宅やオフィスビル等に設置され、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、室内ユニット３０３ａ，３０３ｂにて選択された、冷房指令（冷房ＯＮ／ＯＦＦ）又は暖房指令(暖房ＯＮ／ＯＦＦ)又は給湯ユニット３０４に対する給湯指令(給湯ＯＮ／ＯＦＦ)を、個別に処理することができる冷凍サイクル装置である。また、この冷凍サイクル装置は室内ユニット３０３ａ，３０３ｂの冷房指令と給湯ユニット３０４の給湯指令を同時に処理することができる。
【００１５】
熱源ユニット３０１と室内ユニット３０３ａ，３０３ｂは分岐ユニット３０２を介して接続されているため、室内ユニット台数が増加しても、熱源ユニット３０１に接続する配管本数が増えないようになっている。熱源ユニット３０１と分岐ユニット３０２とは冷媒配管である室内側液延長主配管７と冷媒配管である室内側ガス延長主配管１２とで接続されている。分岐ユニット３０２と室内ユニット３０３ａ，３０３ｂとは冷媒配管である室内側液延長枝配管９ａ，９ｂと室内側ガス延長枝配管１１ａ，１１ｂとで接続されている。また、熱源ユニット３０１と給湯ユニット３０４とは冷媒配管である水側ガス延長主配管１５と冷媒配管である水側液延長主配管２０とで接続されている。空気調和装置に用いられる冷媒は、特に限定しない。例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、ＨＦＯ-１２３４ｙｆ、炭化水素のような自然冷媒、などを用いることができる。
【００１６】
＜熱源ユニット３０１＞
熱源ユニット３０１は、圧縮機１と、油分離器２と、四方弁３，１３と、熱源側熱交換器４と、熱源送風機５と、熱源減圧機構６と、給湯減圧機構２１と、アキュムレータ１４と、電磁弁２２と、キャピラリーチューブ２３とで構成されている。圧縮機１は、冷媒を吸入、圧縮して高温高圧の状態にするものであり、例えばインバータにより回転数が制御されるタイプのもので構成される。油分離器２は圧縮機１より流出した油を分離して圧縮機１に戻すために接続されており、分離された油はキャピラリーチューブ２３を経由して圧縮機１とアキュムレータ１４の間の配管に戻され、圧縮機１へと流れる。熱源側熱交換器４は例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり外気と冷媒とで熱交換を行い、排熱をする。また、熱源送風機５は、熱源側熱交換器４に供給する空気の流量を可変することが可能なファンを備えており、例えば、ＤＣファンモータからなるモータ（図示せず）によって駆動されるプロペラファン等である。
【００１７】
熱源減圧機構６と、給湯減圧機構２１は、冷媒の流量を制御するものであり、開度を可変に設定できる。また、熱源減圧機構６と、給湯減圧機構２１と、電磁弁２２と、四方弁３，１３を制御することで、冷媒の流れ方向を設定することができる。アキュムレータ１４は運転に過剰な冷媒を貯留する機能、及び運転状態が変化する際に一時的に発生する液冷媒を滞留させることで圧縮機１に大量の液冷媒が流入するのを防ぐ機能を有している。
【００１８】
また、熱源ユニット３０１では運転によって、例えば圧縮機周波数が高くなるなどして電流が多くなると、例えば圧縮機駆動用の電子基板が発熱し、該電子基板の温度が上昇する。この温度が高くなりすぎると、電子基板が破損する可能性があるため、通常、電子基板には発生した熱を放熱するための放熱板３１がついている。放熱板３１は熱源送風機５の風路内に位置しており熱源送風機５からの空気の送風により熱源ユニット３０１内の電子基板の放熱を行うことができる。
【００１９】
また、熱源ユニット３０１には圧力センサ２０１が圧縮機１吐出側に設けられており、設置場所の冷媒圧力を計測する。また、温度センサ２０２が圧縮機１吐出側、温度センサ２０３が熱源側熱交換器４のガス側、温度センサ２０５が熱源側熱交換器４の液側に設けられ、設置場所の冷媒温度を計測する。また、温度センサ２０４が空気吸込口に設けられており、設置場所の空気温度を計測する。また、温度センサ２１２が放熱板３１に設けられており、放熱板温度を計測する。
【００２０】
＜分岐ユニット３０２＞
分岐ユニット３０２は、室内減圧機構８ａ，８ｂを含んで構成されている。室内減圧機構８ａ，８ｂは、冷媒の流量を制御するものであり、開度を可変に設定できる。また、室内減圧機構８ａ，８ｂを制御することで、冷媒の流れ方向を設定することができる。
【００２１】
＜室内ユニット３０３ａ，３０３ｂ＞
室内ユニット３０３ａ，３０３ｂは室内側熱交換器１０ａ，１０ｂを含んで構成されている。室内側熱交換器１０ａ，１０ｂは例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり室内空気と冷媒との熱交換を行う。
【００２２】
室内ユニット３０３ａ，３０３ｂには温度センサ２０６ａ，２０６ｂが室内側熱交換器１０ａ，１０ｂの液側、温度センサ２０８ａ，２０８ｂが室内熱交換器１０ａ，１０ｂのガス側に設けられており、設置場所の冷媒温度を検出する。また、温度センサ２０７ａ，２０７ｂが空気吸込口に設けられており、設置場所の空気温度を計測する。
【００２３】
＜給湯ユニット３０４＞
給湯ユニット３０４は水熱交換器１６と、水側回路１８と、水ポンプ１７と、貯湯タンク１９と伝熱コイル２５により構成される。水側回路１７は水熱交換器１６と貯湯タンク１９との間を接続しており、熱媒体が中間水として水側回路１７を循環する。熱媒体は例えば、水、ナイブライン、エチレングリコールなどである。水熱交換器１６は例えばプレート型熱交換器により構成され、熱媒体と冷媒を熱交換させて熱媒体を加熱する。水ポンプ１７は水側回路１８にて熱媒体を循環させる機能を有しており、水熱交換器１６に供給する熱媒体の流量を可変できるもので構成してもよいし一定速のもので構成してもよい。貯湯タンク１９は沸きあげられた湯を貯留する機能を有している。貯湯タンク１９は満水式であり、負荷側の出湯要求に応じてタンク上部より湯が出水し、出湯時の貯湯タンク１９の湯量減少分は低温の市水がタンク下部より給水される。
【００２４】
水ポンプ１７により送水された熱媒体は、水熱交換器１６で冷媒により加熱されて温度が上昇し、その後、接続点２４を通過して貯湯タンク１９内に流入する。熱媒体は貯湯タンク１９の水に混合されることはなく、伝熱コイル２５にて水と熱交換をして温度が低くなる。その後、接続点２６より貯湯タンク１９を流出し、水ポンプ１７に流れ、再び送水されて水熱交換器１６に流入する。このようなプロセスにて貯湯タンク１９に湯が沸き上げられる。
【００２５】
伝熱コイル２５は貯湯タンク１９の下部に位置しており、接続点２４と接続点２６は貯湯タンク１９の下部に位置している。タンク上部より湯が出水し、低温の市水がタンク下部より給水されるため、タンク下部には低温の水が存在している。実施の形態１では伝熱コイル２５にて水を加熱しても水温が低ければ一度の熱交喚にて貯湯タンク１９の水を高温の水にすることができない。運転としては貯湯タンク１９の低温の水を徐々に昇温させる動作となり、伝熱コイル２５にて複数回の熱交換がなされることにより貯湯タンク１９の水が上昇して湯ができる。この沸き上げ方式を循環加温という。循環加温では伝熱コイル２５にて水を例えば５℃ずつ昇温させ、貯湯タンク１９のタンク水温を上昇させる。そのため、伝熱コイル２５の熱媒体も５℃ずつ昇温し、結果、水熱交換器１６の入口温度は２５℃、３０℃と増加していき、それにつれて出口温度も３０℃、３５℃と増加する。
【００２６】
また、給湯ユニット３０４には、温度センサ２０９が水熱交換器１２の冷媒側回路の液側に設置されており、設置場所の冷媒温度を検出する。また、温度センサ２１０が水側回路１７の水熱交換器１６の下流に、温度センサ２１１ａ〜２１１ｄが貯湯タンク１９のタンク壁面に設置されており、設置場所の水温を検出する。温度センサ２１１ａ〜２１１ｄは貯湯タンク１９の上部から下部に向かって、温度センサ２１１ａ、温度センサ２１１ｂ、温度センサ２１１ｂ、温度センサ２１１ｄの順に設置されている。
【００２７】
＜制御装置１０１＞
熱源ユニット３０１内には、例えば、マイクロコンピュータにより構成された制御装置１０１が設けられている。図２は、本発明の実施の形態１に係る制御装置１０１の構成を示すブロック図である。各種温度センサ、圧力センサによって検知された各諸量は、測定部１０２に入力され、入力された情報に基づき運転制御部１０３にて、圧縮機１と、電磁弁２２と、四方弁３，１３と、熱源送風機５と、熱源減圧機構６と、室内減圧機構８ａ，８ｂと、水ポンプ１７などを制御するようになっている。また、電話回線、ＬＡＮ回線、無線などの通信手段からの通信データ情報の入力、及び外部に情報を出力することができる通信部１０４も有している。通信部１０４では給湯リモコン１０７より出力された給湯指令(給湯ＯＮ/給湯ＯＦＦ)、設定出湯温度などを受信し制御装置１０１に入力する。また、空調リモコン１０８ａ，１０８ｂより出力された冷房指令(冷房ＯＮ／ＯＦＦ)、または暖房指令（暖房ＯＮ/ＯＦＦ）を受信し制御装置１０１に入力する。なお、給湯要求は給湯リモコン１０７からの入力の他に、貯湯タンク１９の貯湯量が所定値以下、例えば、貯湯量が５０％以下となった場合に自動で制御装置１０１に入力される仕様となっている。制御装置１０１には、さらに、貯湯タンク１９の貯湯量を演算する貯湯量演算部１０５を有している。また、冷房負荷があるつまり冷房ＯＮの状態で、かつ給湯要求がない場合に冷房と給湯の同時運転を実施するか否かを判定する追加排熱回収判定部１０６を有する。給湯リモコン１０７は、運転状態を表示する表示部１０９と、ユーザーから冷凍サイクル装置１００の指示を入力する入力部１１０を有している。
【００２８】
貯湯量演算部１０５は貯湯量を、たとえば次のようにして求める。まず、貯湯タンク１９の高さ方向に設けられている温度センサ２１１ａ〜２１１ｄの設置位置毎に貯湯タンク１９を高さ方向に分割する。そして計測部１０２にて計測した各分割区間における上端および下端の温度センサ２１１の計測データに基づいて、貯湯量演算部１０５は分割区間毎に平均温度を算出する。なお、最上部区間は下端の温度センサ２１１を、最下部区間は上端の温度センサ２１１の温度を平均温度とする。そして、各分割区間での湯量および水の比熱を平均温度から市水温度を引いた値に掛け合わせ、各分割区間の貯湯熱量を推算する。推算した各分割区間の貯湯熱量を積算し、積算した熱量を貯湯タンク１９の貯湯熱量とする。ここで、各分割区間の湯量は貯湯タンク１９の内容積を温度センサ２１１の設置数＋１で割ることで求まる。また、市水は例えば１５℃固定とする。温度センサ２１１ａ〜ｄの計測値全てが出湯温度である場合を貯湯量１００％とし、計測値の温度センサ２１１ａ〜２１１ｄから求めた貯湯熱量を貯湯量１００％の時の貯湯熱量でることで、貯湯量を求める。
【００２９】
＜運転モード＞
冷凍サイクル装置１００は、室内ユニット３０３ａ, ３０３ｂに要求されるそれぞれの空調負荷、及び給湯ユニット３０４に要求される給湯要求、に応じて熱源ユニット３０１、分岐ユニット３０２、室内ユニット３０３ａ，３０３ｂ、給湯ユニット３０４に搭載されている各機器の制御を行い、冷房運転モードＡ、暖房運転モードＢ、給湯運転モードＣ、冷房給湯同時運転モードＤを実行する。以下に、各運転モードにおける運転動作について説明する。
【００３０】
[冷房運転モードＡ]
まず、冷房運転モードＡについて説明する。冷房運転モードＡでは四方弁３は圧縮機１の吐出側を熱源側熱交換器４のガス側と接続し、吸入側を水熱交換器１６と接続する。また、四方弁１３は圧縮機１の吸入側を室内側熱交換器１０ａ，１０ｂのガス側と接続する。また、電磁弁２２は閉路となっている。また、熱源減圧機構６は最大開度（全開）、給湯減圧機構２１は最低開度（全閉）となっている。
【００３１】
圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は油分離器２及び四方弁３を経由して、熱源側熱交換器４に流入し、室外空気と熱交換を行なって高圧液冷媒になる。その後、熱源側熱交換器４から流出し、熱源減圧機構６を流れる。その後、熱源ユニット３０１から流出して室内液延長主配管７を経由して分岐ユニット３０２に流入し、室内減圧機構８ａ、８ｂにて減圧され低圧の二相冷媒となり分岐ユニット３０２より流出する。その後、室内液延長枝配管９ａ，９ｂを経由して室内ユニット３０３ａ，３０３ｂに流入し、室内側熱交換器８にて室内空気を冷却して低圧ガス冷媒となる。その後、室内ユニット３０３ａ，３０３ｂを流出し、室内ガス延長枝配管１１ａ，１１ｂ、分岐ユニット３０２、室内ガス延長主配管１２を経由して、室外ユニット３０１に流入し、四方弁１３を通過してアキュムレータ１４を流れた後に再び圧縮機１に吸入される。なお、給湯ユニット３０４は停止しているため、給湯減圧機構２１から四方弁３までの間は冷媒が流れておらず、気相の冷媒で満たされる。
【００３２】
なお、室内減圧機構８ａ，８ｂは熱源側熱交換器４の過冷却度が所定値となるようにトータルで開度が制御されている。熱源側熱交換器４の過冷却度は圧力センサ２０１により検出される圧力の飽和液温度から温度センサ２０５の温度を差し引いた値である。また、圧縮機１の運転周波数は蒸発温度が所定値となるように制御されている。蒸発温度は温度センサ２０６ａ，２０６ｂの検出温度である。また、熱源送風機５は凝縮温度が所定値となるように制御されている。凝縮温度は圧力センサ２０１より検出された圧力の飽和ガス温度である。
【００３３】
[暖房運転モードＢ]
次に暖房運転モードＢについて説明する。暖房運転モードＢでは、四方弁３は圧縮機１の吐出側を水熱交換器１６のガス側と接続し、吸入側を熱源側熱交換器４のガス側に接続する。四方弁１３は圧縮機１の吐出側を室内熱交換器１０ａ，１０ｂのガス側に接続する。また、電磁弁２２は閉路である。さらに、室外減圧機構６は最大開度（全開）、給湯減圧機構２１は給湯ガス延長主配管１５から給湯液延長主配管２０の間に冷媒が滞留しない程度の開度に固定されている。
【００３４】
圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は油分離器２、四方弁１３を経由して熱源ユニット３０１より流出し、室内ガス延長主配管１２、分岐ユニット３０２、室内ガス延長枝配管１１ａ，１１ｂを経由し、室内ユニット３０３ａ，３０３ｂへと流れる。その後、室内側熱交換器１０ａ，１０ｂに流入し、室内空気を加熱して高圧液冷媒となり、室内側熱交換器１０ａ，１０ｂを流出する。その後、室内ユニット３０３ａ，３０３ｂから流出し、室内液延長枝配管９ａ，９ｂを経由して分岐ユニット３０２に流入し、室内減圧機構８ａ，８ｂにて減圧されて低圧二相冷媒となる。その後、分岐ユニット３０２を流出し、室内液延長主配管７を経由して熱源ユニット３０１に流入し、熱源減圧機構６を通過後に熱源側熱交換器４に流入し、室外空気と熱交換を行ない、低圧ガス冷媒となる。このガス冷媒は、熱源側熱交換器４から流出した後、四方弁３を経由して、アキュムレータ１４を通過後、再び圧縮機１に吸入される。なお、給湯ユニット３０４は停止しているため、四方弁３から給湯減圧機構２１までの間は冷媒が流れておらず、気相の冷媒で満たされる。
【００３５】
なお、室内減圧機構８ａ，８ｂは室内側熱交換器１０ａ，１０ｂの過冷却度が所定値となるように開度が制御されている。室内側熱交換器１０ａ，１０ｂの過冷却度は圧力センサ２０１により検出される飽和液温度から温度センサ２０６ａ，２０６ｂの温度を差し引いた値である。また、圧縮機１の運転周波数は凝縮温度が所定値となるように制御されている。凝縮温度は圧力センサ２０１より検出された圧力の飽和ガス温度である。また、熱源送風機５は蒸発温度が所定値となるように制御されている。蒸発温度は温度センサ２０５の検出温度である。
【００３６】
[給湯運転モードＣ]
次に給湯運転モードＣについて説明する。給湯運転モードでは、四方弁３は圧縮機１の吐出側を水熱交換器１６のガス側、吸入側を熱源側熱交換器４のガス側と接続する。四方弁１３は圧縮機１の吸入側を室内熱交換器１０ａ、１０ｂのガス側と接続する。また、電磁弁２２は閉路である。さらに、室内減圧機構８ａ、８ｂは最低開度（全閉）、給湯減圧機構２１は最大開度（全開）である。
【００３７】
圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は、油分離器２、四方弁３を経由して熱源ユニット３０１から流出する。その後、給湯ガス延長主配管１５を経由して給湯ユニット３０４に流入し、水熱交換器１６に流入し、水ポンプ１７によって供給される水を加熱し、高圧液冷媒となる。その後、水熱交換器１６及び給湯ユニット３０４から流出後、給湯液延長主配管２０を経由して熱源ユニット３０１に流入する。その後、給湯減圧機構２１を通過して熱源減圧機構６により減圧され、低圧二相冷媒となる。熱源減圧機構６を通過した冷媒は、その後、熱源側熱交換器４に流入し、室外空気を冷却して低圧ガス冷媒となる。室外熱交換器４から流出した後、四方弁３を経由して、アキュムレータ１４を通過後、再び圧縮機１に吸入される。なお、室内ユニット３０３ａ，３０３ｂは停止しているため、室内液延長主配管７から四方弁１３までの間は冷媒が流れておらず、気相の冷媒で満たされる。
【００３８】
なお、熱源減圧機構６は水熱交換器１６の過冷却度が所定値となるように開度が制御されている。水熱交換器１６の過冷却度は圧力センサ２０１により検出される圧力の飽和液温度から温度センサ２０９の検出温度を差し引いた値である。圧力センサ２０１および温度センサ２０９は水熱交換器１６の過冷却度検出手段として作用する。また、圧縮機１の周波数は最大周波数に制御されている。凝縮温度は圧力センサ２０１より検出された圧力の飽和ガス温度である。また、熱源送風機５は蒸発温度が所定値となるように制御されている。蒸発温度は温度センサ２０５の検出温度である。
【００３９】
このように、冷凍サイクル装置１００は室内の冷房と暖房、及び給湯を個別に実施することが可能である。具体的には、室内ユニット３０３ａ，３０３ｂにて選択された冷房指令（冷房ＯＮ／ＯＦＦ）又は暖房指令(暖房ＯＮ／ＯＦＦ)と、給湯ユニット３０４における給湯指令(給湯ＯＮ／ＯＦＦ)により、冷房運転モードＡと暖房運転モードＢと給湯運転モードＣとを実施することができる。さらに、冷凍サイクル装置１００は室内ユニット３０３ａ，３０３ｂの冷房ＯＮと、給湯ユニット３０４の給湯ＯＮを同時に実施することが可能となっている。
【００４０】
[冷房給湯同時運転モード（第１冷房給湯同時運転モード）Ｄ]
次に、冷房給湯同時運転モードＤについて説明する。冷房給湯同時運転モードＤでは四方弁３は圧縮機１の吐出側を水熱交換器１６のガス側と接続し、吸入側を熱源側熱交換器４のガス側と接続する。四方弁１３は圧縮機１の吸入側を室内熱交換器１０ａ，１０ｂのガス側と接続する。また、電磁弁２２は閉路となっており、給湯減圧機構２１は最大開度（全開）である。
【００４１】
圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は、油分離器２と四方弁３を通過後、熱源ユニット３０１を流出し、給湯ガス延長主配管１５を経由して給湯ユニット３０４に流入する。給湯ユニット３０４に流入した冷媒は、水熱交換器１６に流入し、水ポンプ１７によって供給される水を加熱して高圧液冷媒となり、水熱交換器１６より流出する。冷媒はその後、給湯ユニット３０４を流出し、給湯液延長主配管２０を経由して熱源ユニット３０１に流入し、給湯減圧機構２１を通過後に、熱源ユニット３０１を流出して室内液延長主配管７に流れる冷媒と、熱源減圧機構６に流れる冷媒とに分配される。室内液延長主配管７に流入した冷媒は、分岐ユニット３０２に流入し、室内減圧機構８ａ，８ｂにて減圧されて、低圧二相冷媒となり、分岐ユニット３０２を流出する。冷媒はその後、室内液延長枝配管９ａ，９ｂを経由して室内ユニット３０３ａ，３０３ｂに流入し、室内熱交換器１０ａ，１０ｂに流入して、室内空気を冷却して低圧ガス冷媒となる。室内熱交換器１０ａ，１０ｂを流れた冷媒はその後、室内ユニット３０３ａ，３０３ｂを流出し、室内ガス延長枝配管１１ａ，１１ｂ、分岐ユニット３０２、室内ガス延長主配管１２を経由して、四方弁１３を流れ、熱源減圧機構６を流れた冷媒と合流する。一方、熱源減圧機構６を流れた冷媒は減圧されて、低圧二相冷媒となった後、熱源側熱交換器４に流入し、室外空気を冷却して低圧ガス冷媒となる。冷媒はその後、四方弁３を経由して室内液延長主配管７に流入した冷媒と合流する。合流した冷媒は、アキュムレータ１４を通過して再び圧縮機１に吸入される。
【００４２】
冷房給湯同時運転モードＤでは冷房負荷と給湯要求が同時にある状態であるため、各機器の制御方法は冷房負荷に合わせて運転を制御する冷房優先か、給湯要求に合わせて運転をする給湯優先かによって区別される。つまり、冷房給湯同時運転モードＤの制御モードとして、冷房優先（冷房優先モード）と給湯優先（給湯優先モード）がある。冷房優先は冷房負荷に合わせた運転となり、排熱ゼロの状態であるため給湯優先よりも省エネ性能が高い。給湯優先では給湯要求に合わせた運転となり、短時間にて給湯完了が実現するため湯切れ耐力が高い。これらの特性があるため、基本は冷房優先にて運転して省エネ性能の高い状態を狙う。給湯動作が所定時間以上継続して行われた場合、つまり、給湯運転モードＣ及び冷房給湯同時運転モードＤの運転時間が所定時間以上、例えば、２時間以上継続して行われた場合は給湯優先にて運転を行う。
【００４３】
図３は冷房と給湯の負荷バランスに対する冷房優先と給湯優先の選択状態を示した図である。冷房負荷が大きくて冷房熱量が給湯熱量よりも多い場合は冷房優先による運転を選択する。これに対して、貯湯量が少なくて給湯熱量が冷房熱量よりも多くなる場合は給湯優先による運転を選択する。つまり、冷房負荷と給湯負荷の関係によって制御モードの冷房優先と給湯優先を選択する。図４は冷房優先と給湯優先の各機器の制御方法を示した図である。次に、それぞれの状態における各機器の制御方法について説明する。
【００４４】
冷房優先とする場合、室内減圧機構８ａ，８ｂは水熱交換器１６の過冷却度が所定値となるように制御される。圧縮機１は蒸発温度が蒸発温度目標値となるように運転制御部１０３により制御される。蒸発温度は温度センサ２０６ａ，２０６ｂ（蒸発温度検出手段として作用）の検出温度である。また、蒸発温度目標値は室内最大差温により変化する。室内最大差温は室内ユニット３０３ａ，３０３ｂの差温の最大値である。なお、室内ユニット３０３ａ，３０３ｂの差温は、温度センサ２０７ａ，２０７ｂ（室内温度計測手段として作用）の検出温度から室内設定温度を差し引いた値である。室内最大差温が大きいほど冷房能力が大きいと判定され、蒸発温度目標値は低下する。熱源減圧機構６は最低開度(全閉)となるように運転制御部１０３にて制御される。これは圧縮機１が冷房負荷に合わせて運転されているため、熱源側熱交換器４に冷媒を流して排熱する必要がないためである。熱源送風機５は放熱板温度が目標値となるように回転数を運転制御部１０３にて制御する。放熱板温度は温度センサ２１２（放熱板温度検出手段として作用）の検出温度である。放熱板温度の目標値は、圧縮機駆動用の電子基板などに異常がでない最大温度に設定する。そうすることで、熱源送風機５の風量を必要最小とすることができ、モーターの電気入力が減る分、運転効率が高くなる。
【００４５】
給湯優先とする場合、室内減圧機構８ａ，８ｂは冷房優先と同様に制御する。圧縮機１は固定周波数、例えば、最大周波数あるいは最大周波数の７５％の周波数となるように運転制御部１０３により制御される。圧縮機１が冷房負荷によらず固定周波数に制御されているため、冷房能力過剰となり、室内が冷やしすぎとなって快適性を損なう可能性がある。そのため、熱源減圧機構６の開度を調整することにより、室内熱交換器１０ａ，１０ｂに流れる冷媒と熱源側熱交換器４に流れる冷媒とを分流する必要がある。つまり、熱源側熱交換器４にて余剰冷房能力を排熱する必要がある。
【００４６】
熱源減圧機構６は蒸発温度が蒸発温度目標値となるように開度が運転制御部１０３にて制御される。これは圧縮機１が給湯要求に合わせて運転されているため、余剰冷房熱を熱源側熱交換器４に冷媒を流して排熱する動作を狙うためである。蒸発温度が所定値となるように熱源減圧機構６にて冷媒の分配量を調整することで、室内熱交換器１０ａ，１０ｂにて所定の冷房能力を確保する。蒸発温度目標値は室内最大差温により変化し、室内最大差温が大きいほど冷房能力が大きいと判定され、蒸発温度目標値は低下する。熱源減圧機構６を開けると熱源側熱交換器４で処理する冷房能力の割合が増加するため蒸発温度は上昇し、絞ると蒸発温度は低下する。冷房優先にて圧縮機１が実施していた蒸発温度制御を、給湯優先では熱源減圧機構６にて実施することで、室内熱交換器１０ａ，１０ｂに供給される冷房能力を調整できる。そのため、湯切れを回避するために圧縮機１の運転周波数を高くしても、室内の冷やしすぎを防止し、室内の快適性を損なわないようにすることができる。
【００４７】
熱源送風機５の回転数は、放熱板温度が目標値となるように運転制御部１０３にて制御される。また、熱源側熱交換器４の過熱度が所定値以下、例えば２℃以下の場合は、過熱度が所定値以上となるように熱源送風機５の回転数を高くして、風量を多くする。なお、熱源側熱交換器４の過熱度は温度センサ２０３の検出温度から温度センサ２０５の検出温度を差し引いた値（温度センサ２０３及び温度センサ２０５は熱源側過熱度検出手段として作用）である。熱源側熱交換器４の過熱度が所定値以上確保できていない状態では伝熱性能の高い冷媒二相部の割合が多い状態であり、余剰冷房能力を効率よく排熱しきれていないということである。そのため、熱源送風機５の風量を多くすることで冷媒を気相になるまで加熱するようにして、必要な排熱量を確保できるようにする。
【００４８】
また、熱源送風機５の回転数が最大となっているが熱源側熱交換器４の過熱度が所定値以上確保できない場合は、熱源側熱交換器４に冷媒が流れすぎている状態である。この場合は、熱源減圧機構６の開度を絞り、熱源側熱交換器４の冷媒流量を少なくすることで熱源側熱交換器４の過熱度が所定値以上となるようにする。具体的には、熱源送風機５の回転数が最大の時で、熱源側熱交換器４の過熱度が所定値以下の時、熱源側熱交換器４の過熱度が所定値となるように熱源減圧機構６の開度を運転制御部１０３にて制御する。このようにすることで、熱源側熱交換器４の排熱を効率よく実施することができ、運転効率の低下を回避することができる。
【００４９】
また、冷凍サイクル装置１００では、室内熱交換器１０ａ，１０ｂを流れた冷媒と熱源側熱交換器４を流れた冷媒とが合流した後にアキュムレータに入る。アキュムレータに液冷媒がある場合は定常状態にてアキュムレータ入口は過熱度０となる。そのため、熱源側熱交換器４に過熱度があれば室内熱交換器１０ａ，１０ｂにて過熱度が無い状態であり、逆に、室内熱交換器１０ａ，１０ｂに過熱度があれば熱源側熱交換器４に過熱度が無い状態であるといえる。したがって、温度センサ２０３がなくても熱源側熱交換器４の過熱度の有無を判定可能である。具体的には、室内熱交換器１０ａ，１０ｂ全てにおいて過熱度が所定値以上、例えば、２℃以上ある場合は、熱源側熱交換器４の過熱度が０の状態であるといえるので、室内熱交換器１０ａ，１０ｂのいずれか１つでも過熱度が２℃以下となるように熱源送風機５の回転数を運転制御部１０３にて制御する。室内熱交換器１０ａ，１０ｂの過熱度は温度センサ２０８ａ，２０８ｂの検出温度から温度センサ２０６ａ，２０６ｂの検出温度を差し引いた値である。したがって、温度センサ２０８ａ，２０８ｂ，２０６ａ，２０６ｂは室内過熱度検出手段として作用する。なお、熱源送風機５の回転数を高くすると、室内熱交換器１０ａ，１０ｂの過熱度は低くなり、熱源送風機５の回転数を低くすると、室内熱交換器１０ａ，１０ｂの過熱度は高くなる。
【００５０】
また、熱源送風機５の回転数が最大となっているが全ての室内熱交換器１０ａ，１０ｂにて過熱度が所定値以上となる場合は、熱源側熱交換器４に冷媒が流れすぎている状態である。この場合は、熱源減圧機構６の開度を絞り、熱源側熱交換器４の冷媒流量を少なくすることで、室内熱交換器１０ａ，１０ｂのうちいずれか一つでも過熱度が所定値以下となるようして、熱源側熱交換器４の過熱度が所定値以上となるようにする。具体的には、熱源送風機５の回転数が最大の時で、熱源側熱交換器４の過熱度が所定値以下の時は、熱源側熱交換器４の過熱度が所定値となるように熱源減圧機構６の開度を運転制御部１０３にて制御する。このようにすることで、熱源側熱交換器４の排熱を効率よく実施することができ、運転効率の低下を回避することができる。
【００５１】
図５は給湯優先時の熱源減圧機構６の開度に対する運転状態の変化を示した概略図である。なお、この図は６ＨＰ程度の冷凍サイクル装置１００を例としており、簡略化のため、室内ユニット３０３ａ，３０３ｂの仕様は同一で冷房負荷もそれぞれ同一とした。図５より、熱源減圧機構６の開度の増加に対して冷房能力は低下し、排熱量は増加する。また、熱源側熱交換器４にて処理する熱量の割合が増加するため、蒸発温度が高くなり、給湯能力も増加する。しかし、熱源減圧機構６の開度が大きくなると、室内減圧機構８ａ，８ｂが下限開度となり、絞りをきつくすることができなくなるため、水熱交換器１６の過冷却度が低下する。水熱交換器１６の過冷却度が低下すると運転効率が低下するため望ましい状態ではない。また、室内減圧機構８ａ，８ｂが下限開度で絞りきれなくなると、熱源減圧機構６の開度を大きくしても、室内熱交換器１０ａ，１０ｂの冷媒流量を少なくすることができず、冷媒分配がうまくできなくなるため、冷房能力がほとんど変化しなくなる。以上のことから、水熱交換器１６の過冷却度が目標値に維持できなくなるほど熱源減圧機構６の開度を大きくしないようにする。具体的には、室内減圧機構８ａ，８ｂの開度がともに下限開度となる場合、熱源減圧機構６を水熱交換器１６の過冷却度が目標値となるように運転制御部１０３にて制御する。このようにすることで、運転効率を過度に損なうことなく排熱量調整を実施することが可能となる。
【００５２】
熱源減圧機構６は空調優先では最低開度となっているため、制御モードが空調優先から給湯優先に選択して切換わった場合に、冷凍サイクルの安定性を損なわないために適正な初期開度の設定が必要となる。その方法としては、冷房ＯＮとなっている室内ユニット３０３ａ，３０３ｂのトータル容量と、給湯ＯＮとなる給湯ユニット３０４の容量とから、熱源側熱交換器４で処理する排熱量を予測し、熱源側熱交換器４で処理する排熱量と、冷房ＯＮとなっている室内ユニット３０３ａ，３０３ｂのトータル容量との比と、室内減圧機構８ａ，８ｂのトータル開度を用いて求める。具体的には、冷房ＯＮとなっている室内ユニット３０３ａ，３０３ｂの容量が３．５ｋＷと２．５ｋＷの２台、給湯ユニット３０４の容量が１８ｋＷ、この時のトータル開度が１６０ｐｕｌｓｅ（減圧機構８ａ，８ｂ１つの開度範囲３２ｐｕｌｓｅ〜４８０ｐｕｌｓｅ）であり、その時のトータルＣｖ値が０．０３４であったとすると、熱減減圧機構６に必要なＣｖ値（容量係数）は、｛（１８−３．５−２．５）／（３．５＋２．５）｝×０．０３４＝０．０６８となる。熱源減圧機構６の開度をこの計算結果のＣｖ値から求めることができる。また、厳密には圧縮機の入力分排熱量は小さくなるため、これを考慮すると、圧縮機入力が５ｋＷの場合、熱源減圧機構６に必要なＣｖ値は｛（１８−３．５−２．５−５）／（３．５＋２．５）｝×０．０３４＝０．０４０となる。圧縮機の入力分排熱量を加えないと誤差になるが、初期開度決定時の誤差は定時制御でフィードバックできるので考慮しなくても可とすることができる。なお、冷房ＯＮとなっている室内ユニット３０３ａ，３０３ｂと給湯ＯＮとなる給湯ユニット３０４の容量は、制御装置１０１の通信部１０４にて取得する。
【００５３】
さて、制御モードが給湯優先の場合は圧縮機１の運転周波数は固定制御されている。固定制御の値が例えば、運転効率を高めたいという狙いから、最大周波数の７５％など、最大周波数から少し低い値に設定されているときがある。この時に冷房負荷が大きいと、冷房熱が不足して室内が不冷となる可能性がある。そこでこのケースに対応した制御を示す。制御モードが空調優先時に、給湯ＯＮ時間が所定時間経過し、給湯優先に制御モードを切換える場合に、現在の圧縮機周波数が給湯優先にて設定される圧縮機周波数よりも高い場合は、空調優先を継続する。このようにすることで、給湯優先に切換えたことによる、冷房熱が不足することがなくなり、室内の不冷を防止できる。なお、所定時間経過して現在の圧縮機周波数が給湯優先にて設定される圧縮機周波数よりも低くなった時点で、制御モードを給湯優先とする。また、制御モードが給湯優先時に、熱源減圧機構６が下限開度となり、ほとんど排熱量がないにも関わらず、蒸発温度が蒸発温度目標値以上となっている場合は、圧縮機１の運転周波数を、蒸発温度が蒸発温度目標値となるように高くする。このようにすることで、給湯優先時に冷房熱が不足することがなくなり、室内の不冷を防止できる。以上のように制御を実施することで、給湯優先にて圧縮機の運転周波数が最大周波数に固定されていなくても、冷房負荷が高い場合にはその負荷の大きさに応じて、制御モードの切換えや圧縮機周波数の制御がなされるため、室内が不冷となるのを防止できる。なお、ここで言う熱源減圧機構６の開度の下限とは通常運転制御で指定する開度の最小値のことを指す。
【００５４】
ここで、一般的に冷房ＯＮの室内ユニット３０３ａ，３０３ｂにおいて、室内空気温度が設定温度よりも所定値以上、例えば１．５℃以上低くなると、冷房サーモＯＦＦとなり、室内減圧機構８ａ，８ｂを最低開度として、冷媒を室内熱交換器１０ａ，１０ｂに流れなくすることで室内がこれ以上冷えるのを防止する。その後、室内空気温度が設定温度よりも所定値以上、例えば０．５℃以上高くなった場合は冷房サーモＯＮとなり、室内減圧機構８ａ，８ｂを開けて、冷媒を室内熱交換器１０ａ，１０ｂに流れるようにする。冷房運転モードＡにて室内ユニット３０３ａ，３０３ｂ全てがサーモＯＦＦとなった場合、冷房する室内がなくなるため、運転は停止状態となる。これに対して、冷房給湯同時運転モードＤでは、室内ユニット３０３ａ，３０３ｂ全てがサーモＯＦＦとなっても、給湯ユニット３０４があるため、停止とはならず、給湯運転モードＣとなる。この動作は特に、制御モードが空調優先時に、冷房給湯同時運転モードＤから給湯運転モードＣに切換わると、熱源減圧機構６が最低開度固定状態から変化し、圧縮機１の運転周波数も高い周波数に固定されるため、運転の変動が大きく、不安定になる。そのため、運転状態を安定にするために、冷房給湯同時運転モードＤの場合は冷房運転モードＡに対して、冷房サーモＯＦＦとする温度を１℃以上低くし、冷房サーモＯＮとする温度を１℃以上高くするように制御装置１０１の運転制御部１０３にて制御する。つまり、冷房給湯同時運転モードＤでは、室内空気温度が設定温度よりも２．５℃以上低くなると、冷房サーモＯＦＦとなり、その後、室内空気温度が設定温度よりも１．５℃以上高くなった場合は冷房サーモＯＮとする。このようにすることで、冷房給湯同時モードＤと給湯運転モードＣへの頻繁な切換えを抑制し、安定した運転状態とすることができる。そのため、品質の信頼性が向上する。
【００５５】
冷房給湯同時運転モードＤの制御モードである空調優先と給湯優先の選択を、先に示した２時間という時間のみの指標としても良いが、貯湯量に応じて運転制御部１０３が変更するような方法としても良い。図６は貯湯量によって空調優先と給湯優先を選択する場合を示した図である。貯湯量１００％から５０％の間では湯量が多いため、湯切れの危険性が少ないとして制御モードを空調優先として運転する。これ対して貯湯量が５０％から０％の間では湯量が少ないため、湯切れの危険性があるとして制御モードを給湯優先とする。湯量を指標として判定しているため、湯切れの危険性を精度良く評価することが可能となり、湯切れの可能性が高くない領域を適切に把握し、空調優先をして運転効率を高めることができるため、省エネとなる。
【００５６】
給湯優先では圧縮機の運転周波数は固定周波数にて運転される。この時に固定される運転周波数が高いほど、湯量が短時間で沸くものの、運転効率が低下するという特性がある。給湯優先でもなるべく運転効率を高くするためには、運転周波数をなるべく抑えて運転するのがよい。その判断の指標として貯湯量が使用できる。貯湯量が５０％から２５％の間ではある程度湯切れまでに余裕があると判断して圧縮機容量を７５％に固定して運転させる。貯湯量が２５％から０％の間では湯切れの危険性が高いとして圧縮機容量１００％にて運転する。このようにすることで、給湯優先時でも極力運転効率を高くすることができる。また、貯湯量を指標として判定しているため、湯切れの危険性を精度良くを評価することが可能となり、湯切れの可能性が比較的高くない領域での給湯優先において運転効率を高めることができるため、省エネとなる。なお、運転効率１００％とは、例えば圧縮機１の最大周波数が１００Ｈｚとすると、圧縮機１が１００Ｈｚで運転するということであり、圧縮機容量７５％とは７５Ｈｚで運転するということである。
【００５７】
図６に示す貯湯量による空調優先と給湯優先の閾値はユーザーが自由に可変にできるようにしても良い。例えば、ユーザーが給湯リモコン１０７の設定により、空調優先とする貯湯量を６０％〜１００％、給湯優先とする貯湯量を０％〜６０％とするようにしても良い。また、湯の消費量が少ないユーザーでは空調優先とする貯湯量を０％〜１００％、もしくは湯の消費量が多いユーザーの場合は給湯優先とする貯湯量を０％〜１００％とするようにしても良い。このようにすることで、ユーザーの湯消費量に合わせて優先運転の使い分けを行うことができるため、湯切れ耐力を確保しつつ、省エネを高めることができる。
【００５８】
さらに、給湯優先時の圧縮機運転容量（給湯優先運転切換え関係量）もユーザーが給湯リモコン１０７により設定できるようにしても良い。例えば、給湯優先とする貯湯量を０％〜６０％までとすると、Ｏ％〜４０％までを圧縮機容量９０％、４０％〜６０％までを圧縮機容量７０％での運転とするようにしてもよい。このようにすることで、ユーザーの湯の使用状態に応じて、例えば、運転効率の高い状態での給湯を実現できるため、省エネ性能がさらに向上する。
【００５９】
なお、圧縮機容量とか制御モードの閾値を給湯リモコン１０７に直接表示しても、ユーザーが分かりにくい可能性が高い。そのため、表示方法として、給湯優先と空調優先の閾値の指標は、急速給湯、通常給湯、マイルド給湯、としても良い（優先閾値切換え関係量）。この場合、貯湯量は例えば、急速給湯では給湯優先０〜７５％、空調優先７５％〜１００％、通常給湯では給湯優先０〜５０％、空調優先５０％〜１００％、マイルド給湯では給湯優先０〜２５％、空調優先２５％〜１００％、とする。また、給湯優先時の圧縮機容量の指標は、大容量、普通、省エネとしてもよい（給湯優先運転切換え関係量）。この場合、例えば、大容量では圧縮機容量１００％、普通では圧縮機容量８０％、省エネでは圧縮機容量６０％としても良い。また、圧縮機容量を選択して切換える給湯優先の閾値は給湯優先範囲の中間のところに設定し、それぞれに圧縮機容量を指定する形式としもよいし、全給湯優先範囲にて同じ圧縮機容量を指定するようにしても良い。なお、優先閾値切換え関係量と給湯優先運転切換え関係量は給湯リモコン１０７の表示部１０９にて表示され、入力部１１０にてユーザーが入力できるようにする。
【００６０】
[第２冷房給湯同時運転モードＥ]
次に、冷房負荷のある室内ユニット３０３ａ，３０３ｂに冷房熱を供給し、給湯要求のない給湯ユニット３０４に給湯熱を供給する（第２給湯運転）、第２冷房給湯同時運転モードＥについて説明する。
実際の運転では、冷房負荷があり、給湯要求はないものの、ユーザーが湯を消費して貯湯タンク１９の貯湯量が７０％程度となっている状態がある。湯は毎日使用するものであると考えると、給湯要求はないが、運転効率の高い冷房給湯同時運転を選択して給湯熱を利用した方がトータルで省エネになると考えられる。そこで、貯湯量が多く、給湯負荷に対して余裕がある状況で冷房を行う場合、冷房運転モードＡと第２冷房給湯同時運転モードＥのどちらも実施可能とする。冷房給湯同時運転モードＤと第２冷房給湯同時運転モードＥは機器の制御方法、冷媒の流れ方向は同じである。そして、冷房給湯同時運転モードＤでは制御モードに空調優先と給湯優先があるのに対し、第２冷房給湯同時運転モードＥでは制御モードが空調優先のみである点だけが異なる。空調優先の制御方法は冷房給湯同時運転モードＤと第２冷房給湯同時運転モードＥは同じである。第２冷房給湯同時運転モードＥでの給湯ユニットでは給湯要求がないものの、水ポンプ１７は運転される。
【００６１】
第２冷房給湯同時運転モードＥを想定することで、以下のように、２つの冷房給湯同時運転モードを利用した運転が可能となる。まず、貯湯量が１００％でない、例えば７０％程度になっている場合に冷房負荷が発生し、空調リモコン１０８ａ，１０８ｂにて冷房ＯＮとした場合、第２冷房給湯同時運転モードＥとして冷房と給湯を同時に行う。この時は、給湯要求がない給湯動作となるため、制御モードは空調優先とする。これに対して、給湯要求がある状態で冷房ＯＮとなった場合、冷房給湯同時運転モードＤとして冷房と給湯を同時に行い、制御モードを給湯優先とする。このようにすることで、給湯要求がなく、湯切れの心配がない時には、運転効率の高い状態で給湯を実施し、給湯要求があり、湯切れの心配がある時には、給湯優先にて湯切れ耐力優先で運転を実施するため、湯切れの心配がない状態で省エネを実現することができる。もちろん、給湯優先時の圧縮機容量を貯湯量によって変化する態様を、この場合においても追加して良い。そうすることで、給湯優先時にも運転効率を高くすることができ、省エネとなる。
【００６２】
先の記述は給湯要求がない場合にも、冷房負荷が発生したら冷房給湯同時運転をするというものであった。しかし、如何なる場合でも冷房運転モードＡよりも第２冷房給湯同時運転モードＥの方が運転効率が高くなるわけではない。出湯温度や、外気温度、冷房負荷によっては、冷房運転モードＡの方が第２冷房給湯同時運転モードＥよりも運転効率が高くなるケースがある。図７は冷房運転モードＡと第２冷房給湯同時運転モードＥ(制御モードは空調優先)における凝縮温度に対する運転効率の変化を示した図である。第２冷房給湯同時運転モードＥは給湯熱を排熱回収するため、基本的に高い運転効率となるが、凝縮温度が５０℃、５５℃と高くなると、冷房運転モードＡの凝縮温度２５℃、３０℃の場合よりも運転効率が低くなる。つまり、出湯温度が５０℃、５５℃と高くなり、凝縮温度が５０℃、５５℃と高くなる時は、外気温度が低い、もしくは冷房負荷が小さいことで、凝縮温度が２５℃、３０℃となる冷房運転モードＡの方が第２冷房給湯同時運転モードＥよりも運転効率が高くなる。
【００６３】
ここで、具体的にどのような条件の時に冷房運転モードＡが第２冷房給湯同時運転モードＥよりも運転効率が高くなるかを示す。図８は冷房運転モードＡと第２冷房給湯同時運転モードＥでのモリエル線図を示した図である。冷房負荷Ｑｅ［ｋＷ］で、冷房運転モードＡの圧縮機入力がＷ１［ｋＷ］、第２冷房給湯同時運転モードＥでの圧縮機入力がＷ２［ｋＷ］とすると、第２冷房給湯同時運転モードＥでの給湯熱はＱｅ＋Ｑｅ＋Ｗ２＝２Ｑｅ＋Ｗ２となるため、冷房運転モードＡが第２冷房給湯同時運転モードＥよりも運転効率が高くなるのは以下の条件が成立した場合である。
【００６４】
（数１）
Ｑｅ／Ｗ１≧（２Ｑｅ＋Ｗ２）／Ｗ２
【００６５】
ここで、冷房運転モードＡの運転効率ＣＯＰｃ＝Ｑｅ／Ｗ１となるので、次式が導出できる。
【００６６】
（数２）
Ｗ２／Ｗ１≧（２ＣＯＰｃ）／（ＣＯＰｃ−１）
【００６７】
ここで、圧縮機入力が圧縮比(高圧／低圧)に比例するとした場合、冷房運転モードＡの高圧をＰｄ１［ＭＰａ］、第２冷房給湯同時運転モードＥの高圧をＰｄ２［ＭＰａ］、冷房運転モードＡと第２冷房給湯同時運転モードＥでは蒸発器となるのがともに室内熱交換器１０ａ，１０ｂであり、室内温度も変化しないので、切換え前後で低圧はともにＰｓ［ＭＰａ］と変わらないとすると、次式が導出できる。
【００６８】
（数３）
（Ｐｄ２―Ｐｓ）／（Ｐｄ１―Ｐｓ）≧（２ＣＯＰｃ）／（ＣＯＰｃ−１）
【００６９】
右辺をＣＯＰｃに対して演算すると、ＣＯＰｃが５以上になると、右辺は２．５以下となる。冷房運転モードＡの運転効率が第２冷房給湯同時運転モードＥの運転効率よりも高くなるのは外気温度が低い、もしくは冷房負荷が小さい場合であり、ほとんどＣＯＰｃが５以上の時であると想定すると、圧縮比が２．５倍以上になるかどうかで切換え判断ができる。また、切換え前後で低圧は変化しないので、高圧Ｐｄ１，Ｐｄ２の変化のみで運転の選択とその切換えの判断をすることができる。つまり、冷房運転モードＡの高圧に対する第２冷房給湯同時運転モードＥの高圧の割合にて運転モード切換えの判断が可能である。
【００７０】
図９は冷房負荷があって、給湯要求がない場合での運転モードを選択して切換えをするフローチャートである。なお、図９の動作は制御装置１０１の追加排熱回収判定部１０６にて実施される。図９を用いて、給湯要求がない場合での運転モードの切換えについて説明する。まず、ステップＳ１１にて現在の運転状態を判定する。冷房運転モードＡの場合、ステップＳ１２にて高圧Ｐ１を取得する。高圧Ｐ１は現在運転中の冷房運転モードＡの高圧であり、圧力センサ２０１の検出圧力である。次に、ステップＳ１３にて高圧Ｐ２を予測する。第２冷房給湯同時運転モードＥにした場合の高圧Ｐ２は以下のようにして予測する。すなわち、貯湯タンク１９の沸き上げ方式は循環加温であり、水熱交換器１６に流入した熱媒体は、所定温度ずつ上昇しながら水側回路１８を循環する。つまり、水熱交換器１６の出口水温は入口水温＋所定温度、例えば、入口水温＋５℃となる。水熱交換器１６を凝縮器とした場合、高圧Ｐｄ２の凝縮温度は普通、水熱交換器出口の熱媒体温度とほぼ等しくなるため、高圧Ｐｄ２の凝縮温度を水熱交換器１６の入口水温＋５℃としても良い。水熱交換器１６の入口水温は例えば、貯湯タンク１９の水温を検出している温度センサの一番下部、実施の形態１では温度センサ２１１ｄの検出温度とする。また、温度センサ２１１ａ〜ｄがなければ一般的な水温の値、例えば１５℃固定としても良い。また、水ポンプ１７と水熱交換器１６の間に温度センサをつけてその検出温度としても良い。求めた凝縮温度から高圧Ｐ２を演算する。追加排熱回収判定部１０６は、このように高圧Ｐ２を演算する第２冷房給湯高圧予測手段を備える。その後、ステップＳ１４にてＰｄ２／Ｐｄ１が高圧判定閾値Ｍ［―］以下か判定し、Ｍ以下でかつ、貯湯量が貯湯量判定閾値Ｎ未満の場合は、ステップＳ１５にて第２冷房給湯同時運転モードＥに切換える。Ｍは先の検討結果から２．５とする。Ｎは給湯要求がない場合の第２冷房給湯同時運転モードＥを許容する閾値となり、例えば、７０として設定する。また、Ｐｄ２／Ｐｄ１がＭ以上もしくは貯湯量がＮより大きい場合は運転モードをそのまま冷房運転モードＡとする。
【００７１】
ステップＳ１１にて現在の運転状態を第２冷房給湯同時運転モードＥと判定した場合は、ステップＳ１６に移行する。なお、ステップＳ１５で第２冷房給湯同時運転モードＥに切り替わった後に、ステップＳ１１の判断をするとこの状態となる。ステップＳ１６では高圧Ｐ２を取得する。高圧Ｐ２は現在運転中の第２冷房給湯同時運転モードＥの高圧であり、圧力センサ２０１の検出圧力である。次に、ステップＳ１７にて高圧Ｐ１を予測する。冷房運転モードＡにした場合の高圧Ｐ１は以下のようにして予測する。すなわち、冷房運転モードＡの凝縮温度は外気温度＋所定温度であるとする。ステップＳ１２〜ステップＳ１５の行程にて第２冷房給湯同時運転モードＥに切り替わるケースは冷房負荷が低い場合が主であると考えられ、その場合の所定温度はおよそ５℃程度となる。つまり、凝縮温度が外気温度＋５℃の場合としたときの圧力を高圧Ｐ１とする。外気温度は温度センサ２０４の検出温度である。なお、外気温度が低い場合は凝縮温度が異常に低くなってしまうので、例えば、外気温度＋５℃が２５℃以下となる場合は２５℃固定とする。求めた凝縮温度から高圧Ｐ１を演算する。追加排熱回収判定部１０６は、このように高圧Ｐ１を演算する冷房高圧予測手段を備える。その後、ステップＳ１８にてＰｄ２／Ｐｄ１が高圧判定閾値Ｍ以上であるかを判定し、Ｍ以上である場合はステップＳ１９にて冷房運転モードＡに切換え、Ｍ以下である場合は運転モードを第２冷房給湯同時運転モードＥのままとする。また、貯湯量が１００となった場合も、これ以上貯湯できないため、冷房運転モードＡに切換える。図９のフローチャートは所定時間間隔、例えば５分ごとに実施する。
【００７２】
なお、高圧判定閾値Ｍは“２．５”としたが、これに限定されず、“２”もしくは“３”としても良い。高圧判定閾値Ｍを低くするほど冷房運転モードＡの運転を選択しやすくなり、高くするほど第２冷房給湯同時運転モードＥの運転をしやすくなる。また、ステップＳ１７にて高圧Ｐ１の予測値を設定するのに、切換え前の冷房運転モードＡの運転状態を用いても良い。具体的には、ステップＳ１４にてＹＥＳとなったら、現在の所定温度を凝縮温度と外気温度の温度差として記憶し、その所定温度をステップＳ１７の演算に用いる所定温度に適用する。なお、凝縮温度は高圧センサ２０１の検出圧力の飽和温度であり、外気温度は温度センサ２０４の検出温度である。また、運転モードの切換えのハンチングを防ぐため、運転モードの切換えがなされる、つまり、ステップＳ１５もしくはステップＳ１９がなされた場合は図９のフローチャートを３０分間実施しないとしても良い。
【００７３】
以上のように、現在の運転状態の高圧と、外気温度もしくは水温から予測した高圧を用いることで、冷房運転モードＡと第２冷房給湯同時運転モードＥとでどちらの運転効率が高くなるかを適切に判定し、運転効率が高い運転を実施するようにしたので、高い運転効率にて冷房熱と給湯熱を賄う事ができるようになり、省エネとなる。
【００７４】
図９のフローチャートを適用する貯湯タンク１９の貯湯量閾値は基本値を７０％としておいて、ユーザーが給湯リモコン１０７を介して例えば、６０％、８０％というように入力するようにしても良い。適用する貯湯量閾値を大きくすることで、高い運転効率で湯を得ることができるため、省エネとなる。また、貯湯量閾値を小さく設定することで湯の過度の沸き上げを防止することできる。このようにユーザーが設定できるようにすることでユーザーの湯の使用スタイルにあった熱量管理できるため、沸き上げ湯量が最適化されて無駄な湯の沸き増し、もしくは効率の高い運転にて湯を得ることができるため、省エネとなる。また、ユーザーの貯湯量閾値の入力方法は％の指定に限定されず、ユーザーが分かりやすいように多め(８０％)、普通(６０％)、少なめ（４０％）といった指定方法としても良い。
【００７５】
実施の形態１では給湯ユニット３０４の沸き上げ方式が循環加温であるため、図９のフローチャートを実施した場合、以下のような動作になると予測される。貯湯タンク１９下部には低温の市水があり、ステップＳ１３にて高圧Ｐ２は市水＋５℃の凝縮温度となる圧力として判定されるため、貯湯量がＮ未満の場合は外気温度が低いもしくは冷房負荷が低い場合でもほぼ確実に第２冷房給湯同時運転モードＥに切り替わる。そして、しばらく運転を実施後、タンク下部の水温が複数回で昇温されると、凝縮温度が上昇していく。その後、外気温度が低いもしくは冷房負荷が低い場合はステップＳ１８にて冷房運転モードＡを再度選択し、ステップＳ１９にて切換えることで運転が継続される。
【００７６】
実施の形態２.
＜実施の形態１との相違点＞
図１０は、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の冷媒回路図を示したものである。図１０に基づいて、冷凍サイクル装置２００の冷媒回路構成について説明する。なお、実施の形態１と同一部分については同一符号を付し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００では、給湯ユニット３０４に代えて給湯ユニット３０４ｂが接続されている。
【００７７】
＜給湯ユニット３０４ｂ＞
給湯ユニット３０４ｂはプレート水熱交換器１６と、水側回路２７と、水ポンプ１７と、貯湯タンク１９により構成される。水側回路２７は水熱交換器１６と貯湯タンク１９との間を接続しており貯湯タンク１９の水が循環する。水ポンプ１７は水側回路２７にて貯湯タンク１９の水を循環させる機能を有しており、水熱交換器１６に供給する水の流量を可変できるもので構成される。貯湯タンク１９は満水式であり、負荷側の出湯要求に応じてタンク上部より湯が出水し、湯量減少分は低温の市水がタンク下部より給水される。
【００７８】
水ポンプ１７により貯湯タンク１９の水はタンク下部の接続点２８からより送水され、水ポンプ１７を経由して水熱交換器１６で冷媒により加熱されて温度が上昇し、その後、タンク上部の接続点２９を通過して貯湯タンク１９内に流入する。このようなプロセスにて貯湯タンク１９に湯が沸き上げられる。
【００７９】
貯湯タンク１９は、タンク上部より湯が出水し、低温の市水がタンク下部より給水されるため、タンク下部には低温の水が存在している。貯湯タンク１９と水側回路２７とはタンク下部の接続点２８より水が流出し、タンク上部の接続点２９に水が流入するため、流入する水の温度が出湯温度以下であると、タンク上部の水温が低下してしまう。そのため、実施の形態１とは異なり、水熱交換器１６にて水を一度の熱交換にて設定出湯温度にしなければならない。この沸き上げ方式を一過加温という。一度の熱交換で沸きあげるために、実施の形態１に対して、実施の形態２では水ポンプ１７の流量が少なくなる。例えば、設定出湯温度が５５℃で、貯湯タンク１９下部の水温が１５℃であったとすると、水側回路２７にて水熱交換器１６の入口水温は１５℃となり、出口水温は５５℃となる。
【００８０】
実施の形態２の運転モードは実施の形態１と同様に冷房運転モードＡ、暖房運転モードＢ、給湯運転モードＣ、冷房給湯同時運転モードＤ、及び第２冷房給湯同時運転モードＥがあり、各運転モード時の機器の制御方法も、以下に示す点を除いて、実施の形態１と同様である。実施の形態２は実施の形態１と異なり、給湯ユニット３０４ｂで一過加温にて沸き上げるため、図９のフローチャート実施時の動作方法が異なる。具体的にはステップＳ１３の第２冷房給湯同時運転モードＥの高圧Ｐ２の予測方法が異なる。その点について説明する。
【００８１】
図９は冷房負荷があって、給湯要求がない場合の運転モード選択のフローチャートである。なお、図９は制御装置１０１の追加排熱回収判定部１０６にて実施される。まず、ステップＳ１１にて現在の運転状態を判定する。冷房運転モードＡの場合、ステップＳ１２にて高圧Ｐ１を取得する。高圧Ｐ１は現在運転中の冷房運転モードＡの高圧であり、圧力センサ２０１の検出圧力である。次に、ステップＳ１３にて高圧Ｐ２を予測する。第２冷房給湯同時運転モードＥにした場合の高圧Ｐ２は以下のようにして予測する。具体的には、貯湯タンク１９の沸き上げ方式は一過加温であり、水熱交換器１６に流入した水は出口にて出湯温度となる。例えば、設定出湯温度が５５℃の場合は水熱交換器１６出口の水の温度も５５℃となる。水熱交換器１６を凝縮器とした場合、高圧Ｐｄ２の凝縮温度は普通、水熱交換器出口の水温度とほぼ等しくなるため、高圧Ｐｄ２の凝縮温度を出湯温度としても良い。求めた凝縮温度から高圧Ｐ２を演算する。追加排熱回収判定部１０６は、このような高圧Ｐ２を演算する第２冷房給湯高圧予測手段を備える。その後、ステップＳ１４にてＰｄ２／Ｐｄ１が高圧判定閾値Ｍ［−］以下か判定し、Ｍ以下でかつ、貯湯量が貯湯量判定閾値Ｎ未満の場合はステップＳ１５にて第２冷房給湯同時運転モードＥに切換える。高圧判定閾値Ｍは先の検討結果から２．５とする。貯湯量判定閾値Ｎは給湯要求がない場合の第２冷房給湯同時運転モードＥを許容する閾値となり、例えば７０として設定する。また、Ｐｄ２／Ｐｄ１がＭ以上もしくは貯湯量がＮより大きい場合は運転モードをそのまま冷房運転モードＡとする。
【００８２】
ステップＳ１１にて、運転モードを第２冷房給湯同時運転モードＥと判断するとステップＳ１６に移行する。たとえば、ステップＳ１５にて第２冷房給湯同時運転モードＥに切り替わった後に図９のフローを実施するとステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６からステップＳ１９までの処理は実施の形態１と同様である。このように沸き上げ方式によってステップＳ１３の処理方法が変わってくるが、それでも、現在の運転状態の高圧と、外気温度もしくは水温から予測した高圧を用いることで、冷房運転モードＡと第２冷房給湯同時運転モードＥとでどちらが運転効率が高くなるかを適切に判定し、運転効率が高い運転を実施することができる。そのため、高い運転効率にて冷房熱と給湯熱を賄う事ができるようになり、省エネとなる。
【００８３】
実施の形態２では給湯ユニット３０４ｂの沸き上げ方式が一過加温であるため、図９のフローチャートを実施した場合、以下のような動作になると予測される。ステップＳ１３にて高圧Ｐ２は出湯温度と等しい凝縮温度となる圧力として判定されるため、外気温度が低いか、もしくは冷房負荷が低い場合などで冷房運転モードＡの凝縮温度が低い場合は、第２冷房給湯同時運転モードＥを選択しない。一方で、外気温度が高いか、もしくは冷房負荷が高い場合は第２冷房給湯同時運転モードＥを選択し、貯湯量１００％となるまで運転が継続される。
【符号の説明】
【００８４】
１  圧縮機、２  油分離器、３  四方弁、４  熱源側熱交換器、５  熱源送風機、６  熱源減圧機構、７室内液延長主配管、８ａ，８ｂ  室内減圧機構、９ａ，９ｂ  室内液延長枝配管、１０ａ，１０ｂ  室内熱交換器、１１ａ，１１ｂ  室内ガス延長枝配管、１２  室内ガス延長主配管、１３  四方弁、１４  アキュムレータ、１５  給湯ガス延長主配管、１６  水熱交換器、１７  水ポンプ、１８  水側回路、１９  貯湯タンク、２０  水液延長主配管、２１  給湯減圧機構、２２  電磁弁、２３  キャピラリーチューブ、２４  接続点、２５  伝熱コイル、２６  接続点、２７  水側回路、２８  接続点、２９  接続点、３１  放熱板、１００，２００  冷凍サイクル装置、１０１  制御装置、１０２  測定部、１０３  運転制御部、１０４  通信部、１０５  貯湯量演算部、１０６  追加排熱回収判定部、１０７  給湯リモコン、１０８ａ，１０８ｂ  空調リモコン、１０９  表示部、１１０  入力部、２０１  圧力センサ、２０２〜２１２  温度センサ、３０１  熱源ユニット、３０２  分岐ユニット、３０３ａ，３０３ｂ  室内ユニット、３０４，３０４ｂ  給湯ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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