(57)【要約】  水熱交換器１２に対する給湯側液延長配管１５の容積比率は、室内側熱交換器８が蒸発器、水熱交換器１２が凝縮器となり室内側熱交換器８から冷熱を供給し、かつ、水熱交換器１２から温熱を供給する冷房給湯同時運転における必要冷媒量と、熱源側熱交換器４が蒸発器、室内側熱交換器８が凝縮器となり室内側熱交換器８から温熱を供給する暖房運転における必要冷媒量と、が等しくなるときの水熱交換器１２に対する給湯側液延長配管１５の容積比率である最小容積比率以上とした。
2013051059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁及び液溜めを備える熱源ユニットと、
室内側熱交換器を備える室内ユニットと、
水熱交換器を備える給湯ユニットと、を備え、
前記熱源ユニットと前記室内ユニットとを室内側液延長配管及び室内側ガス延長配管からなる室内側延長配管で接続し、前記熱源ユニットと前記給湯ユニットとを給湯側液延長配管及び給湯側ガス延長配管からなる給湯側延長配管で接続した冷凍サイクル装置において、
前記水熱交換器に対する前記給湯側液延長配管の容積比率は、
前記室内側熱交換器が蒸発器、前記水熱交換器が凝縮器となり前記室内側熱交換器から冷熱を供給し、かつ、前記水熱交換器から温熱を供給する冷房給湯同時運転における必要冷媒量と、前記熱源側熱交換器が蒸発器、前記室内側熱交換器が凝縮器となり前記室内側熱交換器から温熱を供給する暖房運転における必要冷媒量と、が等しくなるときの前記水熱交換器に対する前記給湯側液延長配管の容積比率である最小容積比率以上とした
冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記水熱交換器に対する前記給湯側液延長配管の容積比率は、
前記給湯側延長配管の配管長もしくは前記給湯側液延長配管の配管内径の少なくとも一つにより設定する
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記冷凍サイクルに装置に対する追加充填冷媒量は、
前記給湯側延長配管の長さではなく、前記室内側延長配管の長さによって設定する
請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記室内側液延長配管に対する前記給湯側液延長配管の容積比率は、
前記室内側熱交換器が蒸発器、前記熱源側熱交換器が凝縮器となり前記室内側熱交換器から冷熱を供給する冷房運転の必要冷媒量が前記暖房運転の必要冷媒量よりも多い場合は、前記熱源側熱交換器が蒸発器、前記水熱交換器が凝縮器となり前記水熱交換器から温熱を供給する給湯運転の必要冷媒量と前記冷房運転の必要冷媒量とが等しくなるときの前記室内側液延長配管に対する前記給湯側液延長配管の容積比率である上限容積比率以下とし、
前記暖房運転の必要冷媒量が前記冷房運転の必要冷媒量よりも多い場合は、前記冷房給湯同時運転の必要冷媒量と前記暖房運転の必要冷媒量とが等しくなるときの前記室内側液延長配管に対する前記給湯側液延長配管の容積比率である上限容積比率以下とした
請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置
【請求項５】
前記暖房運転の必要冷媒量が前記冷房運転の必要冷媒量よりも多い場合、
前記室内側液延長配管に対する前記給湯側液延長配管の容積比率は、
前記暖房運転と前記給湯運転の必要冷媒量の差が、前記液溜めの有効内容積が液冷媒で満たされた際の前記液溜めの冷媒量に等しくなるときの前記室内側液延長配管に対する前記給湯側液延長配管の容積比率である下限容積比率以上とした
請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記熱源ユニットは、
前記圧縮機から前記膨張弁の間のいずれかの位置における冷媒の高圧圧力を検出する高圧検出手段と、
前記熱源側熱交換器の液側冷媒の温度を検出する熱源側熱交換器液側温度検出手段と、
前記冷房運転時に前記熱源側熱交換器の液側冷媒の過冷却度が所定値以下となるように前記膨張弁の開度を制御する過冷却度制御手段を有する制御装置と、を備えている
請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記室内側熱交換器が蒸発器、前記水熱交換器が凝縮器、かつ、前記熱源側熱交換器が凝縮器となる並行凝縮運転が可能であり、
前記冷房運転から前記冷房給湯同時運転に切り換える前に、前記並行凝縮運転を実施する並行凝縮運転実施手段を備える
請求項１〜６のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置
【請求項８】
前記給湯ユニットは
前記水熱交換器の出口水温を検出する水熱交換器出口水温検出手段と、
前記水熱交換器の液側冷媒の温度を検出する水熱交換器液側温度検出手段と、を備え、
前記並行凝縮運転実施手段は、
前記並行凝縮運転時に前記水熱交換器液側温度が前記出口水温よりも所定値以上低くなったときに前記並行凝縮運転を終了する
請求項７に記載の冷凍サイクル装置
【請求項９】
前記熱源ユニットは、
前記圧縮機と前記熱源側熱交換器のガス側の間のいずれかの位置である接続点Ａと、前  前記室内側熱交換器と前記膨張弁との間のいずれかの位置である接続点Ｂと、を接続する低圧バイパス配管を備え、
前記低圧バイパス配管には前記接続点Ａから前記接続点Ｂに向かって冷媒が流れるように低圧均圧電磁弁及び逆止弁を設置した
請求項１〜８のいずれか一項に記載冷凍サイクル装置
【請求項１０】
前記給湯ユニットは、
前記水熱交換器の液側の過冷却液となっている冷媒を冷却するための過冷却熱交換器を備えている
請求項１〜９のいずれか一項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、特に空調運転（冷房運転、暖房運転）及び給湯運転の個別運転が可能であり、かつ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に関するものである
【背景技術】
【０００２】
従来から、１つのシステムにおいて空調運転と給湯運転とを単独に実行できるようにした冷凍サイクル装置が存在している。そのようなものとして、熱源ユニットと室内ユニットと給湯ユニットとを配管接続することによって形成した冷媒回路を搭載し、空調運転及び給湯運転を同時に実行することをできるようにした冷凍サイクル装置が提案されている(たとえば、特許文献１、２参照)。このようなシステムでは、冷房運転と給湯運転とを同時に実行することによって、冷房時の排熱を給湯熱に回収することが可能となり、効率の高い運転を実現することができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０―１９６９５０号公報（第３４−３６頁、図４等）
【特許文献２】特開２００１―２４８９３７号公報（第３−４頁、図４等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているようなヒートポンプシステムでは、冷房と給湯の同時運転にて排熱回収をする際に熱源側熱交換器が高圧雰囲気となる（特許文献１の図４参照）。そのため、熱源側熱交換器にて外気との熱交換により冷媒の凝縮が発生してしまう。加えて、冷媒が熱源側熱交換器に滞留してしまうのを防ぐために、ある程度の冷媒を熱源側熱交換器に流さなければならず、冷房排熱を完全に給湯熱として回収することができていなかった。【０００５】
特許文献２に記載されているようなヒートポンプ給湯エアコンでは、冷房と給湯の同時運転時に室外側熱交換器を低圧雰囲気とすることができる。そのため、このようなシステムでは、冷房排熱を給湯熱として完全に回収する完全排熱回収運転が可能になる。しかしながら、冷房運転から冷房給湯同時運転に移行するときに四方弁が切り替わることによって、室外側熱交換器に貯留されていた大量の冷媒が圧縮機の吸入側に流れてくるため、圧縮機が液バックしてしまうという問題があった。また、冷房給湯同時運転において室外側熱交換器が低圧雰囲気となるため、完全排熱回収運転時においては室外側熱交換器が低圧ガスの冷媒で満たされた状態となっており、冷房給湯同時運転において大量の余剰冷媒を貯留するために内容積（容量）の大きな液溜めが必要となっていた。【０００６】
ところで、冷房運転と暖房運転のみを実施する冷凍サイクル装置（以下、標準機）では、冷房運転よりも暖房運転の方が運転するのに必要な冷媒量が少ないため、暖房運転時に余剰冷媒を液溜めに貯留させる必要がある。それ対して、特許文献２に記載されているようなヒートポンプ給湯エアコンでは、室外熱交換器が低圧ガスで満たされるため、標準機における暖房運転よりも運転するのに必要な冷媒量がさらに少なくなる。その結果、冷房給湯同時運転での余剰冷媒が暖房運転時よりも多く発生する。その余剰冷媒を貯留するために標準機の液溜めよりも大きい内容積(容量)の液溜めが必要であった。そのため、熱源ユニット筐体の外形寸法が大きくなってしまい、限られた設置スペースでは設置できなくなるという問題があった。【０００７】
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、液溜めの内容積を小さくし、低コストかつ熱源ユニットの外形寸法が冷暖房運転のみを実施する標準機と同等の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】
【０００８】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、熱源側熱交換器及び膨張弁を備える熱源ユニットと、室内側熱交換器を備える室内ユニットと、水熱交換器を備える給湯ユニットと、を備え、前記熱源ユニットと前記室内ユニットとを室内側液延長配管及び室内側ガス延長配管からなる室内側延長配管で接続し、前記熱源ユニットと前記給湯ユニットとを給湯側液延長配管及び給湯側ガス延長配管からなる給湯側延長配管で接続した冷凍サイクル装置において、前記水熱交換器に対する前記給湯側液延長配管の容積比率は、前記室内側熱交換器が蒸発器、前記水熱交換器が凝縮器となり前記室内側熱交換器から冷熱を供給し、かつ、前記水熱交換器から温熱を供給する冷房給湯同時運転における必要冷媒量と、前記熱源側熱交換器が蒸発器、前記室内側熱交換器が凝縮器となり前記室内側熱交換器から温熱を供給する暖房運転における必要冷媒量と、が等しくなるときの前記水熱交換器に対する前記給湯側液延長配管の容積比率である最小容積比率以上としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、液溜め内容積を冷房運転と暖房運転のみを実施する標準機と同等とすることができるので、低コストかつ熱源ユニットの外形寸法を標準機と同等にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成を示す概略冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の給湯運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷房給湯同時運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷房給湯同時運転モード時の冷媒の状態遷移を示すＰ−ｈ線図である。
【図６】室内側延長配管長が０ｍの場合の給湯側延長配管長と各運転モードにおける必要冷媒量の関係を示した図である。
【図７】空気熱交換器が凝縮器の場合の冷媒の状態を表した概略図である。
【図８】給湯側液延長配管の配管内径アップした場合の給湯側延長配管長の最小長さの減少効果を示した図である。
【図９】給湯側延長配管長がＬａの場合の各運転モードにおける室内側延長配管長に対する必要冷媒量の変化を示す図である。
【図１０】室内側延長配管長が長い場合の給湯側延長配管長にする各運転モードの必要冷媒量の関係を示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の室内側延長配管長及び給湯側延長配管長の設定手順を示したフローチャート図である。
【図１２】給湯側延長配管の配管長に対する配管径の選定について示したイメージ図である。
【図１３】並行凝縮運転時の処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成、特に冷房給湯同時運転モード時の冷媒の流れを示す概略冷媒回路図である。
【図１５】本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成、特に冷房給湯同時運転モード時の冷媒の流れを示す概略冷媒回路図である。
【図１６】過冷却熱交換器の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の冷媒回路構成を示す概略冷媒回路図である。図１に基づいて、冷凍サイクル装置１００の構成及び動作の一部について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１２】
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３０２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)、あるいは給湯ユニット３０３における給湯指令(給湯ＯＮ／ＯＦＦ)を個別に処理することができるものである。また、この冷凍サイクル装置１００では、室内ユニット３０２の冷房指令と給湯ユニット３０３の給湯指令を同時に処理することができるようになっている。
【００１３】
｛冷凍サイクル装置１００の構成｝
冷凍サイクル装置１００は、熱源ユニット３０１と、室内ユニット３０２と、給湯ユニット３０３と、を有している。熱源ユニット３０１と室内ユニット３０２とは、冷媒配管である室内側液延長配管７と冷媒配管である室内側ガス延長配管９とで接続されている。熱源ユニット３０１と給湯ユニット３０３とは冷媒配管である給湯側ガス延長配管１１と冷媒配管である給湯側液延長配管１５とで接続されている。なお、冷凍サイクル装置１００に用いられる冷媒は、特に限定しない。たとえば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、炭化水素のような自然冷媒などを冷媒として用いることができる。また、熱源ユニット３０１、室内ユニット３０２、給湯ユニット３０３の接続台数を、図示してある台数に限定するものではない。
【００１４】
［熱源ユニット３０１］
熱源ユニット３０１は、圧縮機１、吐出電磁弁２ａ、吐出電磁弁２ｂ、四方弁３、熱源側熱交換器４、第１膨張弁５、第２膨張弁６、アキュムレーター１０、第３膨張弁１６、低圧均圧電磁弁１８を有している。
【００１５】
圧縮機１は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、たとえばインバーターにより回転数が制御されるタイプのもので構成するとよい。この圧縮機１には、吐出側配管３０と、吸入側配管４０と、が接続されている。吐出側配管３０は、途中（四方弁３及び後述する給湯ユニット３０３は水熱交換器１２の上流側）で分岐されている。そして、一方の吐出側配管３０ａには吐出電磁弁２ａが、他方の吐出側配管３０ｂには吐出電磁弁２ｂが、それぞれ設置されている。
【００１６】
吐出電磁弁２ａは、開閉が制御されることで、吐出側配管３０ａに冷媒を導通したり、しなかったりするものである。吐出電磁弁２ｂは、開閉が制御されることで、吐出側配管３０ｂに冷媒を導通したり、しなかったりするものである。吐出側配管３０ａの吐出電磁弁２ａの下流には、四方弁３が設置されている。吐出側配管３０ｂの吐出電磁弁２ｂの下流には、給湯側ガス延長配管１１を解して給湯ユニット３０３の水熱交換器１２が設置されている。なお、吐出側配管３０ｂを給湯側ガス延長配管１１に接続してもよいし、吐出側配管３０ｂを給湯側ガス延長配管１１としてもよい。
【００１７】
四方弁３は、室内ユニット３０２からの指令によって冷媒の流れを切り替えるものである。つまり、四方弁３は、室内ユニット３０２から冷房指令時の冷媒の流れと、暖房指令時の冷媒の流れと、を切り替えるものである。
熱源側熱交換器４は、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、空気から吸熱又は空気に排熱するものである。この熱源側熱交換器４は、たと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構成するとよい。
【００１８】
また、熱源ユニット３０１には、四方弁３を介しての吐出電磁弁２ａと熱源側熱交換器４との間と、四方弁３を介しての室内側熱交換器８とアキュムレーター１０との間と、を接続する低圧バイパス配管１７が設置されている。そして、この低圧バイパス配管１７に、低圧均圧電磁弁１８が設けられている。低圧均圧電磁弁１８は、開閉が制御されることで、低圧バイパス配管１７に冷媒を導通したり、しなかったりするものである。
【００１９】
第１膨張弁５、第２膨張弁６、及び、第３膨張弁１６は、開度が可変に制御され、冷媒の流量を制御するものである。第１膨張弁５は、熱源側熱交換器４と室内側熱交換器８との間における室内側液延長配管７であって、熱源側熱交換器４側に設置されている。第２膨張弁６は、熱源側熱交換器４と室内側熱交換器８との間における室内側液延長配管７であって、室内側熱交換器８側に設置されている。第３膨張弁１６は、第１膨張弁５と第２膨張弁６との間に接続されている給湯側液延長配管１５に設置されている。
【００２０】
第１膨張弁５の開度制御、第２膨張弁６の開度制御、第３膨張弁１６の開度制御、吐出電磁弁２ａの開閉制御、吐出電磁弁２ｂの開閉制御、四方弁３の流路切替制御、低圧均圧電磁弁１８の開閉制御によって、冷媒回路を循環する冷媒の流れ方向を設定することができる。
アキュムレーター１０は、圧縮機１の吸入側に設けられており、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
【００２１】
また、熱源ユニット３０１には、圧力センサー２０１、第１温度センサー２０２、及び、第２温度センサー２０３が設けられている。圧力センサー２０１は、圧縮機１の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ようになっている。第１温度センサー２０２は、圧縮機１の吐出側に設けられており、設置場所の冷媒温度を計測するようになっている。第２温度センサー２０３は、熱源側熱交換器４の液側（熱源側熱交換器４と第１膨張弁５との間）に設けられており、設置場所の冷媒温度を計測するようになっている。
【００２２】
さらに、熱源ユニット３０１には制御装置１０１が搭載されている。制御装置１０１は、室内ユニット３０２及び給湯ユニット３０３からの指令に基づいて熱源ユニット３０１に搭載されている圧縮機１、吐出電磁弁２ａ、吐出電磁弁２ｂ、低圧均圧電磁弁１８、四方弁３、第１膨張弁５、第２膨張弁６、第３膨張弁１６、熱源側熱交換器４の近傍に設置されているファン等の作動要素（アクチュエーター）を制御するようになっている。なお、圧力センサー２０１、第１温度センサー２０２、及び、第２温度センサー２０３での計測情報は、制御装置１０１に送られ、アクチュエーターの制御に利用されることになる。
【００２３】
制御装置１０１は、たとえばマイクロコンピューター等により構成されている。制御装置１０１には、各種センサー（圧力センサー２０１や第１温度センサー２０２、その他の温度センサー（室内ユニット３０２、給湯ユニット３０３に設置されている温度センサーを含む）など）による計測情報を取得する計測手段、計測情報から凝縮温度や過冷却度などを演算する演算手段（過冷却度制御手段）、及び、演算結果と冷凍空調装置使用者から指示される運転内容に基づいて、アクチュエーターを制御する制御手段が少なくとも搭載されている。
【００２４】
［室内ユニット３０２］
室内ユニット３０２には、室内側熱交換器８が搭載されている。この室内側熱交換器８は、図示省略のファン等の送風機から供給される室内空気と冷媒との間で熱交換を行い、室内空気から吸熱又は室内空気に排熱するものである。この室内側熱交換器８は、たと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構成するとよい。
【００２５】
室内ユニット３０２には第３温度センサー２０４が室内側熱交換器８の液側（室内側熱交換器８と第２膨張弁６との間）に設けられており、設置場所の冷媒温度を測定するようになっている。なお、第３温度センサー２０４での計測情報は、熱源ユニット３０１の制御装置１０１に送られ、アクチュエーターの制御に利用されることになる。
【００２６】
［給湯ユニット３０３］
給湯ユニット３０３は、水熱交換器１２、水側回路２１、水ポンプ１３、及び、貯湯タンク１４を有している。
【００２７】
水側回路２１は、水熱交換器１２と貯湯タンク１４とを接続しており、熱交換媒体である水を中間水として水熱交換器１２と貯湯タンク１４との間を循環させるようになっている。
水熱交換器１２は、たとえばプレート型水熱交換器により構成され、中間水と冷媒との間で熱交換を行い、水を温水に沸き上げるものである。
水ポンプ１３は、中間水を水側回路２１で循環させる機能を有している。この水ポンプ１３は、水熱交換器１２に供給する水の流量を可変に調整できるもので構成してもよく、一定速のもので構成してもよい。
【００２８】
貯湯タンク１４は、水熱交換器１２で沸きあげられた湯を貯留する機能を有している。この貯湯タンク１４は、満水式であり、温度成層を形成しながら貯湯を行い、上部に高温水、下部に低温水が貯湯されるものである。そして、負荷側の出湯要求に応じて貯湯タンク１４の上部より湯が出水する。なお、出湯時の貯湯タンク１４の湯量減少分は、低温の市水が貯湯タンク１４の下方から給水され、貯湯タンク１４の下部に滞留するようになっている。
【００２９】
給湯ユニット３０３において、水ポンプ１３により送水された水は、水熱交換器１２で冷媒により加熱されて温水となり、その後、貯湯タンク１４内に流入することになる。温水は、貯湯タンク１４の水に混合されることはなく、中間水として貯湯タンク１４内にて水と熱交換をして冷水となる。その後、貯湯タンク１４を流出し、水ポンプ１３に流れ、再び送水されて水熱交換器１２にて温水となる。このようなプロセスにて湯が沸き上げられ、沸き上げられた湯が貯湯タンク１４に貯えられていく。
【００３０】
なお、給湯ユニット３０３による貯湯タンク１４の水の加熱方法は実施の形態１のような中間水による熱交換方式に限定されず、貯湯タンク１４の水を直接配管に流して、水熱交換器１２にて熱交換をさせて温水とし、再び貯湯タンク１４に戻す加熱方法にしてもよい。
【００３１】
また、給湯ユニット３０３には、第４温度センサー２０５、第５温度センサー２０６、及び、第６温度センサー２０７が設けられている。第４温度センサー２０５は、水熱交換器１２の液側（水熱交換器１２と第３膨張弁１６との間）に設置されており、設置場所の冷媒温度を測定するようになっている。第５温度センサー２０６は、貯湯タンク１４のタンク壁面に設置されており、設置場所の水温を測定するようになっている。第６温度センサー２０７は、水熱交換器１２の水出口側に設置されている、設置場所の水温を測定するようになっている。なお、第４温度センサー２０５、第５温度センサー２０６、及び、第６温度センサー２０７での計測情報は、熱源ユニット３０１の制御装置１０１に送られ、アクチュエーターの制御に利用されることになる。
【００３２】
｛冷凍サイクル装置１００の運転モード｝
冷凍サイクル装置１００は、室内ユニット３０２に要求されるそれぞれの空調負荷及び給湯ユニット３０３に要求される給湯要求に応じて熱源ユニット３０１、室内ユニット３０２、給湯ユニット３０３に搭載されている各機器の制御を行い、冷房運転モード、暖房運転モード、給湯運転モード、冷房給湯同時運転モードを実行可能になっている。なお、冷凍サイクル装置１００は暖房給湯同時運転も可能な冷媒回路構成であるが、暖房能力と給湯能力を同時に確保できるほどの容量が圧縮機１又は熱源側熱交換器４にないとして、暖房給湯同時運転を実施しないとした。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。
【００３３】
［冷房運転モード］
まず、冷房運転モードについて図１を用いて説明する。なお、図１中の矢印は冷媒の流れ方向を示している。図１に示す冷房運転モードの場合、熱源ユニット３０１では、四方弁３を、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、圧縮機１の吸入側を室内側熱交換器８のガス側と接続するように切り替える（図１に示す実線）。また、吐出電磁弁２ａは開路（白抜き）、吐出電磁弁２ｂは閉路（黒塗り）、低圧均圧電磁弁１８は閉路（黒塗り）に制御されている。さらに、第１膨張弁５は最大開度（全開）、第２膨張弁６は任意の開度、第３膨張弁１６は最低開度（全閉）に制御されている。
【００３４】
低温・低圧の冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は、吐出電磁弁２ａ、四方弁３を経由して、熱源側熱交換器４に流入する。そして、熱源側熱交換器４で室外空気と熱交換を行なって高圧の液冷媒になる。この冷媒は、その後、熱源側熱交換器４から流出し、第１膨張弁５を通過し、第２膨張弁６にて減圧され低圧の二相冷媒となる。その後、この二相冷媒は、熱源ユニット３０１から流出する。
【００３５】
熱源ユニット３０１から流出した二相冷媒は、室内側液延長配管７を経由して室内ユニット３０２に流入する。室内ユニット３０２に流入した冷媒は、室内側熱交換器８に流入し、室内空気を冷却して低温・低圧のガス冷媒となる。その後、このガス冷媒は、室内ユニット３０２を流出し、室内側ガス延長配管９を経由して熱源ユニット３０１に流入する。熱源ユニット３０１に流入したガス冷媒は、四方弁３及びアキュムレーター１０を介して再び圧縮機１に吸入される。なお、給湯ユニット３０３は停止しているため、吐出電磁弁２ｂから第３膨張弁１６までの間は冷媒が流れておらず、気相の冷媒で満たされている。
【００３６】
［暖房運転モード］
次に、暖房運転モードについて図２を用いて説明する。図２は、冷凍サイクル装置１００の暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。なお、図２中の矢印は冷媒の流れ方向を示している。図２に示す暖房運転モードの場合、熱源ユニット３０１では、四方弁３を、圧縮機１の吐出側を室内側熱交換器８のガス側と接続し、圧縮機１の吸入側を熱源側熱交換器４のガス側と接続するように切り替える（図２に示す実線）。また、吐出電磁弁２ａは開路（白抜き）、吐出電磁弁２ｂは閉路（黒塗り）、低圧均圧電磁弁１８は閉路（黒塗り）に制御されている。さらに、第１膨張弁５は任意の開度、第２膨張弁６は最大開度（全開）、第３膨張弁１６は最低開度（全閉）に制御されている。
【００３７】
低温・低圧の冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は、吐出電磁弁２ａ、四方弁３を経由して熱源ユニット３０１から流出する。熱源ユニット３０１から流出した冷媒は、室内側ガス延長配管９を経由し、室内ユニット３０２へと流れる。その後、この冷媒は、室内側熱交換器８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８から流出する。
【００３８】
その後、この液冷媒は、室内ユニット３０２から流出し、室内側液延長配管７を経由して熱源ユニット３０１に流入する。熱源ユニット３０１に流入した冷媒は、第２膨張弁６を通過し、第１膨張弁５にて減圧され低圧二相冷媒となる。その後、この二相冷媒は、熱源側熱交換器４に流入し、室外空気と熱交換を行ない、低温・低圧のガス冷媒となる。その後、このガス冷媒は、四方弁３及びアキュムレーター１０を介して再び圧縮機１に吸入される。なお、給湯ユニット３０３は停止しているため、吐出電磁弁２ｂから膨張弁１６までの間は冷媒が流れておらず、気相の冷媒で満たされている。
【００３９】
[給湯運転モード]
次に、給湯運転モードについて図３を用いて説明する。図３は、冷凍サイクル装置１００の給湯運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。なお、図３中の矢印は冷媒の流れ方向を示している。図３に示す給湯運転モードの場合、熱源ユニット３０１では、四方弁３を、圧縮機１の吸入側を熱源側熱交換器４のガス側と接続するように切り替える（図３の実線）。また、吐出電磁弁２ａは閉路（黒塗り）、吐出電磁弁２ｂは開路（白抜き）、低圧均圧電磁弁１８は閉路（黒塗り）に制御されている。さらに、第１膨張弁５は任意の開度、第２膨張弁６は最低開度（全閉）、第３膨張弁１６は最大開度（全開）に制御されている。
【００４０】
低温・低圧の冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は、吐出電磁弁２ｂを通過し、熱源ユニット３０１から流出する。その後、この冷媒は、給湯側ガス延長配管１１を経由して給湯ユニット３０３に流入する。給湯ユニット３０３に流入した冷媒は、水熱交換器１２に流入し、水ポンプ１３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、この液冷媒は、水熱交換器１２から流出し、給湯ユニット３０３から流出後、給湯側液延長配管１５を経由して熱源ユニット３０１に流入する。
【００４１】
その後、この冷媒は、第３膨張弁１６を通過し、第１膨張弁５により減圧され、低圧の二相冷媒となる。その後、この二相冷媒は、熱源側熱交換器４に流入し、室外空気を冷却して低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器４から流出したガス冷媒は、四方弁３及びアキュムレーター１０を介して再び圧縮機１に吸入される。なお、室内ユニット３０２は停止しているため、吐出電磁弁２ａから第２膨張弁６までの間は冷媒が流れておらず、気相の冷媒で満たされている。
【００４２】
このように、冷凍サイクル装置１００では、室内ユニット３０２の冷房運転、室内ユニット３０２の暖房運転、及び給湯ユニット３０３の給湯運転を個別に実施することが可能となっている。具体的には、冷凍サイクル装置１００においては、室内ユニット３０２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３０３における給湯指令(給湯ＯＮ／ＯＦＦ)により、冷房運転モードと暖房運転モードと給湯運転モードとを個別に実施することができるようになっている。
【００４３】
[冷房給湯同時運転モード]
次に、冷房給湯同時運転モードについて図４を用いて説明する。図４は、冷凍サイクル装置１００の冷房給湯同時運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。なお、図４中の矢印は冷媒の流れ方向を示している。図４に示す冷房給湯同時運転モードの場合、熱源ユニット３０１では、四方弁３を、圧縮機１の吸入側を室内側熱交換器８のガス側と接続するように切り替える（図４の実線）。また、吐出電磁弁２ａは閉路（黒塗り）、吐出電磁弁２ｂは開路（白抜き）、低圧均圧電磁弁１８は開路（白抜き）に制御されている。さらに、第１膨張弁５は最低開度（全閉）、第２膨張弁６は任意の開度、第３膨張弁１６は最大開度（全開）に制御されている。
【００４４】
低温・低圧の冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は、吐出電磁弁２ｂを通過し、熱源ユニット３０１から流出する。その後、この冷媒は、給湯側ガス延長配管１１を経由して給湯ユニット３０３に流入する。給湯ユニット３０３に流入した冷媒は、水熱交換器１２に流入し、水ポンプ１３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、この液冷媒は、水熱交換器１２から流出し、給湯ユニット３０３から流出後、給湯側液延長配管１５を経由して熱源ユニット３０１に流入する。
【００４５】
その後、この冷媒は、第３膨張弁１６を通過し、第２膨張弁６により減圧され、低圧の二相冷媒となる。その後、この二相冷媒は、熱源ユニット３０１から流出する。熱源ユニット３０１から流出した冷媒は、室内側液延長配管７を経由して室内ユニット３０２に流入する。室内ユニット３０２に流入した冷媒は、室内側熱交換器８に流入し、室内空気を冷却して低温・低圧のガス冷媒となる。室内側熱交換器８から流出した冷媒は、その後、室内ユニット３０２から流出し、室内側ガス延長配管９を経由して、熱源ユニット３０１に流入し、四方弁３及びアキュムレーター１０を介して圧縮機１に吸入される。
【００４６】
このように、冷凍サイクル装置１００では、室内ユニット３０２の冷房運転と給湯ユニット３０３の給湯運転との同時運転が可能となっている。具体的には、冷凍サイクル装置１００においては、室内ユニット３０２にて選択された冷房指令（冷房ＯＮ／ＯＦＦ）と、給湯ユニット３０３における給湯指令(給湯ＯＮ／ＯＦＦ)とを同時に処理することができるようになっている。
【００４７】
冷房給湯同時運転モードの運転状態は図５のようになっている。図５は、冷房給湯同時運転モード時の冷媒の状態遷移を示すＰ−ｈ線図である。図５からわかるように、冷房給湯同時運転モードでは、室内側熱交換器８の蒸発熱の排熱を全て水熱交換器１２により凝縮熱として回収する状態となっている。つまり、冷房給湯同時運転モードでは、熱源側熱交換器４による排熱がない、完全排熱回収状態となっており、運転効率が高い状態となっている。
【００４８】
また、冷凍サイクル装置１００では、冷房給湯同時運転モード時において第１膨張弁５を全閉開度に制御しているため、熱源側熱交換器４に冷媒は流れない。そのため、熱源側熱交換器４の熱交換量はゼロとなる。さらに、冷凍サイクル装置１００では、吐出電磁弁２ａを閉路とし、低圧均圧電磁弁１８を開路にすることによって、熱源側熱交換器４のガス側を圧縮機１の吸入部に接続することになる。そのため、熱源側熱交換器４は低圧雰囲気となり、冷媒が熱源側熱交換器４に滞留することを防ぐことができる。
【００４９】
吐出電磁弁２ａ及び低圧均圧電磁弁１８がない場合は、熱源側熱交換器４は高圧雰囲気となってしまう。そのため、冷媒が外気により凝縮液化され、冷媒が滞留する。よって、この場合は、冷媒を熱源側熱交換器４に流して冷媒滞留を抑制する必要が生じる。一方、冷凍サイクル装置１００のように吐出電磁弁２ａと低圧均圧電磁弁１８がある場合は、熱源側熱交換器４を低圧雰囲気とすることができ、冷媒が外気により液化されないため、熱源側熱交換器４に冷媒を流す必要がなく、熱源側熱交換器４の冷媒流れをゼロとすることができる。そのため、冷媒を全て室内ユニット３０２に流すことが可能となり、完全排熱回収となる。その結果、冷凍サイクル装置１００では運転効率が向上する。
【００５０】
なお、冷凍サイクル装置１００においては、低圧均圧電磁弁１８は排熱回収となる給湯冷房同時運転モードでは開路に制御され、それ以外の運転モードでは閉路に制御される。
【００５１】
［液溜め容量のコンパクト化］
なおここでは、室内側ガス延長配管９の配管長と室内側液延長配管７の配管長は同じであるとする。そのため、室内側ガス延長配管９と室内側液延長配管７のことをまとめて室内側延長配管と称し、その配管長のことを室内側延長配管長と称する。具体的には、室内側延長配管長とは熱源ユニット３０１と室内ユニット３０２とをつなぐ配管の長さであり、図４で示す熱源ユニット３０１の点線と室内ユニット３０２の点線との間の配管の長さを指す。また、給湯側ガス延長配管１１の配管長と給湯側液延長配管１５の配管長も同じであるとする。そのため、給湯側ガス延長配管１１と給湯側液延長配管１５のことをまとめて給湯側延長配管と称し、その配管長のことを給湯側延長配管長と称する。具体的には、給湯側延長配管長とは熱源ユニット３０１と給湯ユニット３０３とをつなぐ配管の長さであり、図４で示す熱源ユニット３０１の点線と給湯ユニット３０３の点線との間の配管の長さを指す。また、各運転モードにおいて、運転するのに最低限必要となる冷媒量を必要冷媒量と称する。
【００５２】
ここで、必要冷媒量が最小となる運転モードを室内側延長配管長０ｍ、給湯側延長配管長０ｍとした場合において検討する。たとえば、３ＨＰの冷凍サイクル装置１００を想定した場合、熱交換器のおよその内容積は熱源側熱交換器４で４．５Ｌ、室内側熱交換器８で１．５Ｌ、水熱交換器１２で０．７Ｌとなり、熱源側熱交換器４の内容積が他の熱交換器に比べて大きい。そのため、必要冷媒量が最も多い運転モードは熱源側熱交換器４が凝縮器となる冷房運転モードである。
【００５３】
また、暖房運転モードと給湯運転モードにおいては、熱源側熱交換器４はどちらの場合も蒸発器となり、熱源側熱交換器４の冷媒は二相の状態となる。この点については両運転モードとも同一であるが、水熱交換器１２の内容積は室内側熱交換器８の内容積よりも小さいため、凝縮器とした場合に室内側熱交換器８の方が水熱交換器１２よりも冷媒量が多くなる。したがって、必要冷媒量が冷房運転モードの次に多いのは暖房運転モードであり、その次が給湯運転モードとなる。
【００５４】
冷房給湯同時運転モードでは、熱源側熱交換器４は低圧雰囲気となり、蒸発器の配置となるが、冷媒が流れておらず、かつ、蒸発温度は外気温度よりも低くなる。そのため、熱源側熱交換器４の冷媒は気相状態となる。これらから、必要冷媒量が最小となる運転モードが冷房給湯同時運転モードであることがわかる。
【００５５】
従来の冷房運転モードと暖房運転モードとのみを実施する標準機の冷凍サイクル装置の場合、上記の理由から必要冷媒量が最小となる運転モードは暖房運転モードである。液溜め（アキュムレーター）の内容積（容量）は、必要冷媒量が最大の運転モードと最小の運転モードの必要冷媒量の差である余剰冷媒量によって決まる。つまり、余剰冷媒量が多くなるほど大きな容量を有する液溜めが必要となる。そのため、従来の冷凍サイクル装置では、冷房運転モードと暖房運転モードとの必要冷媒量差に応じて液溜めの容量が設定されていた。
【００５６】
しかしながら、冷凍サイクル装置１００では、冷房給湯同時運転モードの方が暖房運転モードよりも必要冷媒量が少ないため、液溜めの容量、つまり、アキュムレーター１０の容量は冷房運転モードと冷房給湯同時運転モードにより設定される。そのため、液溜めの容量は、標準機の冷凍サイクル装置よりも大きくなり、熱源ユニット３０１の筺体の外形寸法が大きくなってしまう。その結果として、限られた設置スペースでは本システムを設置できなくなってしまう。
【００５７】
なお、ここで、室内側液延長配管７の冷媒は、冷房運転モードで二相状態、暖房運転モードで液相状態となる。二相状態よりも液相状態の方が冷媒密度が高いため、室内側延長配管長が長い場合は暖房運転モードの方が冷房運転モードよりも必要冷媒量が大きくなる。さらに、室内側延長配管長が長くなると冷房運転モードと暖房運転モードの必要冷媒量の差は室内側延長配管長０ｍの場合よりも大きくなる。そうなると余剰冷媒量も増加してその分の液溜め容量が必要となり、標準機においても熱源ユニットの外形寸法が大きくなってしまう。そのため、今回比較している標準機と冷凍サイクル装置１００では室内側延長配管の最大長さを冷房運転モードと暖房運転モードの必要冷媒量の差が室内側延長配管長０ｍの場合以下になる長さとした。
【００５８】
次に、冷凍サイクル装置１００において余剰冷媒量を標準機と等しくする方法について説明する。図６は、室内側延長配管長が０ｍの場合の給湯側延長配管長と各運転モードにおける必要冷媒量の関係を示した図である。図６では、縦軸が必要冷媒量（ｋｇ）を、横軸が給湯側延長配管長（ｍ）を、それぞれ表している。
【００５９】
冷房運転モードと暖房運転モードでは、給湯側ガス延長配管１１及び給湯側液延長配管１５に存在する冷媒は気相状態となっているため、給湯側ガス延長配管１１及び給湯側液延長配管１５では液冷媒量を無視できる。そのため、冷房運転モードと暖房運転モードの必要冷媒量は給湯側延長配管長に対して一定となる。給湯運転モードと冷房給湯同時運転モードでは、給湯側液延長配管１５に存在する冷媒は液相状態となる。そのため、給湯運転モードと冷房給湯同時運転モードの必要冷媒量は給湯側延長配管長に対して増加する。
【００６０】
なお、先の検討にて述べた通り、給湯側延長配管長０ｍの場合、標準機の余剰冷媒量（冷房運転モードと暖房運転モードの必要冷媒量の差）に対して冷房給湯同時システムの余剰冷媒量（冷房運転モードと冷房給湯同時運転モードの必要冷媒量の差）の方が大きくなる。
【００６１】
上記のような関係があるため、給湯側延長配管長を増加させると冷房運転モードの必要冷媒量は変わらず、冷房給湯同時運転モードの必要冷媒量は増加する。そのため、給湯側延長配管長が長くなると余剰冷媒量は少なくなる。さらに、給湯側延長配管長をＬａまで長くすると、暖房運転モードと冷房給湯同時運転モードの必要冷媒量は等しくなる。この場合は冷房運転モードと暖房運転モードの必要冷媒量差と冷房運転モードと冷房給湯同時運転モードでの必要冷媒量差が等しくなるため、標準機と冷凍サイクル装置１００の余剰冷媒量も等しくなり、液溜め容量は同等でよい。このことから、冷凍サイクル装置１００の給湯側延長配管の最小長さをＬａとすることで、液溜め容量を標準機と同等にすることができる。つまり、Ｌａよりも短い給湯側延長配管長は接続不可とする。
【００６２】
給湯側延長配管の最小長さＬａは具体的には以下のようにして演算することができる。室内側延長配管長が０ｍの時の暖房運転と冷房給湯同時運転の必要冷媒が等しくなる状態を求める。暖房運転時は室内側熱交換器８と熱源側熱交換器４に大部分の冷媒が存在しているとし、冷房給湯同時運転時は水熱交換器１２、室内側熱交換器８、給湯側液延長配管１５に大部分の冷媒が存在しているとすると下記の式（１）が成り立つ。
【００６３】
式（１）
ＶＨＥＸＩ×ρＨＥＸＩ＿ＣＯＮＤ + ＶＨＥＸＯ×ρＨＥＸＯ＿ＥＶＡ 
＝ＶＨＥＸｗ×ρＨＥＸｗ＿ＣＯＮＤ＋ＶＨＥＸＩ×ρＨＥＸＩ＿ＥＶＡ＋ＶＰＬｗ＿Ｌａ×ρｌ
ここで、ＶＨＥＸＩは室内側熱交換器８の内容積［ｍ３  ］、ρＨＥＸＩ＿ＣＯＮＤ  は室内側熱交換器８が凝縮器使用の場合の平均冷媒密度［ｋｇ／ｍ３  ］、ＶＨＥＸＯは熱源側熱交換器４の内容積［ｍ３  ］、ρＨＥＸＯ＿ＥＶＡは熱源側熱交換器４が蒸発器使用の場合の平均冷媒密度［ｋｇ／ｍ３  ］、ＶＨＥＸｗは水熱交換器１２の内容積［ｍ３  ］、ρＨＥＸｗ＿ＣＯＮＤ  は水熱交換器１２が凝縮器使用の場合の平均冷媒密度［ｋｇ／ｍ３  ］、ρＨＥＸＩ＿ＥＶＡは室内側熱交換器８が蒸発器使用の場合の平均冷媒密度［ｋｇ／ｍ３  ］、ＶＰＬｗ＿Ｌａは給湯側液延長配管１５が最小長さの時の内容積［ｍ３  ］、ρｌ  は液冷媒密度［ｋｇ／ｍ３  ］である。
【００６４】
給湯側液延長配管１５では冷媒は液相状態であり、液冷媒の冷媒密度はだいたい１０００ｋｇ／ｍ３  となるので、ρｌ  ＝１０００ｋｇ／ｍ３  となる。ここで、ＶＨＥＸＩ、ＶＨＥＸＯ、ＶＨＥＸｗは機器仕様にて決まるので既知であるが、ρＨＥＸＩ＿ＣＯＮＤ  、ρＨＥＸＯ＿ＥＶＡ、ρＨＥＸｗ＿ＣＯＮＤ  、ρＨＥＸＩ＿ＥＶＡ  は未知数であるため、簡易的に求める方法を考案する。
【００６５】
図７は、空気熱交換器が凝縮器の場合の冷媒の状態を表した概略図である。図７に示すように、空気熱交換器が凝縮器となる場合、凝縮器では冷媒は気相、二相、液相の各相に分かれており、一般的に、各相の容積割合はそれぞれ０．１５、０．７、０．１５となり、各相の冷媒密度はおよそ、１０００ｋｇ／ｍ３  、５００ｋｇ／ｍ３  、１００ｋｇ／ｍ３  となる。気相では冷媒密度、容積割合ともに小さいので無視して、ρＨＥＸＩ＿ＣＯＮＤ  を簡易的にρＨＥＸＩ＿ＣＯＮＤ  ＝ａ１  ×ρｌ  にて表すとする。ａ１  はａ１  ＝０．１５＋０．７×５００／１０００＝０．５１≒０．５０とすることで表現できる。
【００６６】
水熱交換器が凝縮器となる場合も空気熱交換器と同様に考えるが、水熱交換器では水の出入口温度差が５℃程度であり、過冷却度が空気熱交換器の時よりも大きくできず、２℃程度となる。そのため、気相、二相、液相の各相の容積割合はそれぞれ０．１５、０．８０、０．０５となり、ρＨＥＸｗ＿ＣＯＮＤ  ＝ａ２  ×ρｌ  にて表すと、ａ２  はａ２  ＝０．０５＋０．８０×５００／１０００＝０．４５となる。空気熱交換器が蒸発器となる場合、冷媒は気相、二相の各相に分かれており、一般的に、各相の容積割合は、液溜めがアキュムレーター機種では０．０、１．０となり、液溜めが高圧側配置となるレシーバー機種では蒸発器出口にて過熱度がつくため、０．０５、０．９５となる。
【００６７】
気相、二相の冷媒密度はおよそ、４０ｋｇ／ｍ３  、２００ｋｇ／ｍ３  となる。気相では冷媒密度、容積割合ともに小さいので無視すると、ρＨＥＸＯ＿ＥＶＡ、ρＨＥＸＩ＿ＥＶＡを液冷媒密度を用いて簡易的にρＨＥＸＩ＿ＥＶＡ＝ρＨＥＸＩ＿ＥＶＡ＝ａ３  ×ρｌ  にて表すとすると、ａ３  をａ３  ＝１．０×２００／１０００＝０．２０とすることで表現できる。
【００６８】
以上により、各平均冷媒密度を液冷媒密度を用いた表現に変換することができる。式（１）の各平均冷媒密度に液冷媒を用いた表現を代入し、両辺をρｌにて割って、ＶＰＬｗ＿Ｌａ  について解くと下記の（２）式を得る。
式（２）
ＶＰＬｗ＿Ｌａ＝ａ１×ＶＨＥＸＩ−ａ２×ＶＨＥＸｗ＋ａ３×（ＶＨＥＸＯ−ＶＨＥＸＩ）
ここで、ａ１  ＝０．５０、ａ２  ＝０．４５、ａ３  ＝０．２０である。具体的には各熱交換器のおよその内容積を先に示したように熱源側熱交換器４にて４．５Ｌ（ＶＨＥＸＯ＝０．００４５）、室内側熱交換器８で１．５Ｌ（ＶＨＥＸＩ＝０．００１５）、水熱交換器１２で０．７Ｌ（ＶＨＥＸｗ＝０．０００７）とすると、ＶＰＬｗ＿Ｌａは０．００１０となり１．０Ｌとなる。
【００６９】
このときに、水熱交換器１２に対する給湯側液延長配管１５の容積比率は１．４３であり、最小容積比率となる（ＶＰＬｗ＿Ｌａ／ＶＨＥＸｗ＝１．４３）。つまり、標準機に給湯ユニットを追加して、液だめ容積を標準機と同等にしたい場合は、水熱交換器１２に対する給湯側液延長配管１５の容積比率が１．４３以上（ＶＰＬｗ  ／ＶＨＥＸｗ≧１．４３）となるように給湯側延長配管の配管長もしくは配管径を設定すればよい。ここで、ＶＰＬｗ  は給湯側液延長配管１５の内容積［ｍ３  ］である。まずは、任意の配管径に対する最小長さＬａの計算方法を以下に示す。給湯側延長配管の最小長さＬａとＶＰＬｗ＿Ｌａとの間には下記式（３）の関係がある。
【００７０】
式（３）
ＶＰＬｗ＿Ｌａ＝π÷４×（φＰＬｗ−２ｔＰＬｗ）２×Ｌａ
ここでπは円周率、φＰＬｗ  は給湯側液延長配管１５の外径［ｍ］、ｔＰＬｗ  は給湯側液延長配管１５の肉厚［ｍ］である。給湯側液延長配管１５の外径を９．５２ｍｍ、肉厚を０．８ｍｍとすると、ＶＰＬｗ＿Ｌａ＝０．００１０であるため、式（３）により給湯側延長配管の最小長さＬａは２０．３ｍとなる。つまり、給湯側延長配管の最小長さを２０．３ｍより長くすれば容積比率が最小容積比率の１．４３以上となる。
【００７１】
上記のようにして給湯側延長配管の最小長さをＬａと設定できる。ここで、給湯側延長配管の配管長を最小長さのＬａよりも短くしたい場合には配管内径が大きくなるような配管外径、肉厚のものを使用する。図８は、給湯側液延長配管１５の配管内径アップした場合の給湯側延長配管長の最小長さの減少効果を示した図である。図８では、縦軸が必要冷媒量（ｋｇ）を、横軸が給湯側延長配管長（ｍ）を、それぞれ表している。
【００７２】
図８から、給湯側液延長配管１５の配管内径をアップすることで内容積が大きくなり、多くの冷媒を溜めることができるということがわかる。具体的には、たとえば、給湯側延長配管長を１０．３ｍとしたい場合(Ｌａ＝１０．３ｍ)、ＶＰＬｗ＿Ｌａ＝０．００１０ｍ３  であるため、式（３）より、配管内径（φＰＬｗ  −２ｔＰＬｗ  ）＝０．０１１３ｍとなり、肉厚０．８ｍｍとすると外径は１２．７ｍｍとなる。つまり、内径が１１．３ｍｍ以上となる配管を使用すれば配管長を１０．３ｍに設定することができる。
【００７３】
［追加充填冷媒量の設定と配管延長の方法］
さて、熱源ユニット３０１と給湯ユニット３０３をつなぐ給湯側延長配管長と熱源ユニット３０１と室内ユニット３０２をつなぐ室内側延長配管長が長い場合、冷媒不足を回避するために冷媒の追加充填が必要となることがある。そこで、室内側延長配管長、給湯側延長配管長に対する追加充填冷媒量の設定方法について説明する。図９は、給湯側延長配管長がＬａの場合の各運転モードにおける室内側延長配管長に対する必要冷媒量の変化を示す図である。図９では、縦軸が必要冷媒量（ｋｇ）を、横軸が室内側延長配管長（ｍ）を、それぞれ表している。
【００７４】
冷房運転モードと冷房給湯同時運転モードでは、室内側液延長配管７にて冷媒は二相状態となっているため、室内側延長配管長に対して必要冷媒量は増加する。暖房運転モードでは、室内側液延長配管７にて冷媒は液相状態となっているため、室内側延長配管長に対して必要冷媒量は冷房運転モードと冷房給湯同時運転モードの場合よりも大きく増加する。給湯運転モードでは、室内側ガス延長配管９及び室内側液延長配管７に存在する冷媒は気相状態となっているため、室内側ガス延長配管９及び室内側液延長配管７では冷媒量をほとんど必要としない。そのため、給湯運転モードの必要冷媒量は室内側延長配管長に対して一定となる。
【００７５】
室内側延長配管長が短い場合、必要冷媒量が最大となるのは冷房運転モードであり、室内側延長配管長に対して必要冷媒量は増加する。また、室内側延長配管長が長い場合、必要冷媒量が最大となるのは暖房運転モードとなり、室内側延長配管長に対して必要冷媒量は増加する。以上から、室内側延長配管長に対して必要冷媒量は増加し、その量は室内側延長配管長が短い場合は冷房運転モードにより決まり、室内側延長配管長が長い場合は暖房運転モードにより決まるといえる。
【００７６】
次に、図６を用いて室内側延長配管長が短い場合の給湯側延長配管長に対する必要冷媒量の変化を検討する。給湯側延長配管長が短い場合は、必要冷媒量が最大なのは冷房運転モードとなる。冷房運転モードは、給湯側延長配管長に対して必要冷媒量が一定となるため、冷媒の追加充填は不要である。給湯側延長配管長が長い場合は、必要冷媒量が最大なのは給湯運転となる。給湯運転モードは、給湯側延長配管長に対して必要冷媒量が増加するため、冷媒の追加充填が必要である。
【００７７】
ここで更に、図１０を用いて室内側延長配管長が長い場合の給湯側延長配管長に対する必要冷媒量の変化を検討する。図１０は、室内側延長配管長が長い場合の給湯側延長配管長にする各運転モードの必要冷媒量の関係を示した図である。図１０では、縦軸が必要冷媒量（ｋｇ）を、横軸が給湯側延長配管長（ｍ）を、それぞれ表している。
【００７８】
給湯側延長配管長が短い場合は、必要冷媒量が最大なのは暖房運転モードとなる。暖房運転モードは、給湯側延長配管長に対して必要冷媒量が一定となるため、冷媒の追加充填は不要である。また、給湯側延長配管長が長い場合、必要冷媒量が最大なのは冷房給湯同時運転モードとなる。冷房給湯同時運転モードは、給湯側延長配管長に対して必要冷媒量が増加するため、冷媒の追加充填が必要である。以上により、給湯側延長配管長が短い場合は給湯側延長配管長に対して冷媒の追加充填は不要であり、給湯側延長配管長が長い場合は給湯側延長配管長に対して冷媒の追加充填が必要である。追加充填の量は室内側延長配管長が短い場合は給湯運転モードにより決まり、室内側延長配管長が長い場合は冷房給湯同時運転モードにより決まる。
【００７９】
たとえば、室内側延長配管長０ｍで給湯側延長配管を長くすると、図６に示してあるように必要冷媒量が冷房運転よりも給湯運転の方が多くなり、冷媒の追加充填が必要となる。そこで、冷媒の追加充填を実施することとなるのだが、ここで、暖房運転モードの必要冷媒量は給湯側延長配管長に対して変化しないため、冷媒を追加充填した場合に、余剰冷媒量が多くなる。その結果として、大きい液溜め容量のものを設置しないとオーバーフローしてしまう。以上から、給湯側延長配管長に応じて冷媒を追加充填した場合、多くの余剰冷媒量が発生する可能性があり、好ましいとはいえない。
【００８０】
余剰冷媒が多くなるのを回避する方法として、追加充填冷媒量は室内側延長配管長によって設定するものとし、給湯側延長配管長によらないとする。このようにすることで、余剰冷媒量の増加を抑えることができる。しかしながら、この方法を実施した場合、給湯側延長配管長が短い場合は、冷媒不足とならないが、給湯側延長配管長が長い場合は、給湯運転の必要冷媒量が大きくなるため、冷媒の追加充填をしないと冷媒不足になってしまう。冷媒不足になると冷凍サイクル装置１００の運転性能が低下するため、これもまた好ましいとはいえない。
【００８１】
そのため、給湯側延長配管長を長くしたい場合は、室内側延長配管長も長くして冷媒の追加充填を実施するようにする。室内側延長配管長を長くすることにより冷媒が追加充填されるため、給湯側延長配管長を長くしても冷媒不足とならない。このため、室内側延長配管長に応じて給湯側延長配管の上限長さが設定され、上限長さ以下となるように給湯側延長配管長を決める。給湯側延長配管の上限長さは、給湯運転モードもしくは冷房給湯同時運転モードにおいて冷媒不足にならない長さである。
【００８２】
給湯側延長配管の上限長さは、具体的には室内側延長配管長が短い場合と長い場合とで次のようにして求める。なお、図９において、室内側延長配管長が短い場合とは冷房運転モードの必要冷媒量が暖房運転モードよりも多い場合であり、室内側延長配管長が長い場合とは暖房運転モードの必要冷媒量が冷房運転モードよりも多い場合である。室内側延長配管長に対する冷房運転モードと暖房運転モードの必要冷媒量は、予め試験等により求めておくことは可能である。室内側延長配管長が短い場合、上限長さは図６上の給湯運転モードと冷房運転モードの必要冷媒量が等しくなる長さＬｂとなる。
【００８３】
冷房運転モードでは熱源側熱交換器４、室内側熱交換器８、室内側液延長配管７に大部分の冷媒が存在しているとし、給湯運転モードでは水熱交換器１２、熱源側熱交換器４、給湯側液延長配管１５に大部分の冷媒が存在しているとすると、Ｌｂでは下記の式（４）が成り立つ。
【００８４】
式（４）
ＶＨＥＸＯ×ρＨＥＸＯ＿ＣＯＮＤ  ＋ＶＨＥＸＩ×ρＨＥＸＩ＿ＥＶＡ  ＋ＶＰＬｃ  ×ρＰＬｃ＿ｔｗｏ  
＝ＶＨＥＸｗ×ρＨＥＸｗ＿ＣＯＮＤ  ＋ＶＨＥＸＯ×ρＨＥＸＯ＿ＥＶＡ  ＋ＶＰＬｗ＿Ｌｂ  ×ρｌ
ここで、ρＨＥＸＯ＿ＣＯＮＤ  は熱源側熱交換器４が凝縮器使用の場合の平均冷媒密度［ｋｇ／ｍ３  ］、ρＰＬｃ＿ｔｗｏ  は室内側液延長配管７の冷房運転モード及び冷房給湯同時運転モード時の平均冷媒密度［ｋｇ／ｍ３  ］、ＶＰＬｃ  は室内側液延長配管７の内容積［ｍ３  ］、ＶＰＬｗ＿Ｌｂは給湯側延長配管が上限長さＬｂの場合の給湯側液延長配管１５の内容積［ｍ３  ］である。
【００８５】
内容積の変数に関してはＶＰＬｗ＿Ｌｂが求めたい値であり、室内側延長配管長を定めればＶＰＬｃ  も既知となり、ＶＨＥＸＯ、ＶＨＥＸＩ、ＶＨＥＸｗも機器仕様から既知である。平均冷媒密度は、液冷媒密度ρｌ  が１０００ｋｇ／ｍ３  として既知であるが、他のものρＨＥＸＯ＿ＣＯＮＤ  、ρＨＥＸＩ＿ＥＶＡ、ρＰＬｃ＿ｔｗｏ、ρＨＥＸｗ＿ＣＯＮＤ、ρＨＥＸＯ＿ＥＶＡは未知数であるため、先と同様に簡易的に求める方法を考案する。空気熱交換器が凝縮器となる場合は先と同様に考えてρＨＥＸＩ＿ＣＯＮＤ  ＝ρＨＥＸＯ＿ＣＯＮＤ  として、ρＨＥＸＯ＿ＣＯＮＤ  ＝ａ１  ×ρｌ  にて表すとすると、ａ１  をａ１  ＝０．５とすることで表現できる。水熱交換器が凝縮器となる場合も先と同様にして、ρＨＥＸｗ＿ＣＯＮＤ  ＝ａ２  ×ρｌ  にて表すとすると、ａ２  をａ２  ＝０．４５とすることで表現できる。
【００８６】
空気熱交換器が蒸発器となる場合も先と同様にして、ρＨＥＸＩ＿ＥＶＡ＝ρＨＥＸＩ＿ＥＶＡ＝ａ３  ×ρｌ  にて表すとすると、ａ３  をａ３  ＝０．２とすることで表現できる。ρＰＬｃ＿ｔｗｏ  は冷房運転モードと冷房給湯同時運転モードにて室内側熱交換器８にて加熱される前の冷媒密度であり、低圧雰囲気の二相冷媒となる。この時の冷媒密度はおよそ３５０ｋｇ／ｍ３  であるので、ρＰＬｃ＿ｔｗｏ  ＝ａ４  ×ρｌ  にて表すとすると、ａ４  はａ４  ＝３５０／１０００＝０．３５となる。以上により、各平均冷媒密度を液冷媒密度を用いた表現に変換し、両辺をρｌ  にて割って、ＶＰＬｗ＿Ｌｂについて解くと下記（５）式を得る。
【００８７】
式（５）
ＶＰＬｗ＿Ｌｂ＝ａ１  ×ＶＨＥＸＯ−ａ２×ＶＨＥＸｗ＋ａ３  ×（ＶＨＥＸＩ−ＶＨＥＸＯ）＋ａ４  ×ＶＰＬｃ
ここで、ａ１  ＝０．５０、ａ２  ＝０．４５、ａ３  ＝０．２０、ａ４  ＝０．３５である。
【００８８】
具体的には、各熱交換器のおよその内容積を先に示したように熱源側熱交換器４にて４．５Ｌ（ＶＨＥＸＯ＝０．００４５）、室内側熱交換器８で１．５Ｌ（ＶＨＥＸＩ＝０．００１５）、水熱交換器１２で０．７Ｌ（ＶＨＥＸｗ＝０．０００７）とする。室内側延長配管長を１５ｍとした場合、室内側液延長配管７の外径を９．５２ｍｍ、肉厚０．８ｍｍとすると、内容積は０．７Ｌ（ＶＰＬｃ  ＝０．０００７Ｌ）となる。この時の給湯側延長配管が上限長さＬｂの場合の給湯側液延長配管１５の内容積は１．６Ｌ（ＶＰＬｗ＿Ｌｂ＝０．００１６）となる。
【００８９】
このときに、室内側液延長配管７に対する給湯側液延長配管１５の容積比率は２．２９であり、上限容積比率となる（ＶＰＬｗ＿Ｌｂ／ＶＰＬｃ  ＝２．２９）。つまり、室内側液延長配管７に対して給湯側液延長配管１５の容積比率が２．２９以下（ＶＰＬｗ  ／ＶＰＬｃ  ≦２．２９）となるように給湯側延長配管の配管長を設定すればよい。このときの上限長さＬｂは、以下のようにして求める。給湯側延長配管の上限長さＬｂとＶＰＬｗ＿Ｌｂとの間には下記式（６）の関係がある。
【００９０】
式（６）
ＶＰＬｗ＿Ｌｂ＝π÷４×（φＰＬｗ  −２ｔＰＬｗ  ）２  ×Ｌｂ・・・（６）
給湯側液延長配管１５の外径を９．５２ｍｍ、肉厚を０．８ｍｍとすると、ＶＰＬｗ＿Ｌｂ＝０．００１６であるため、式（６）により給湯側延長配管の上限長さＬｂは３２．５ｍとなる。つまり、配管長を３２．５ｍ以下とすれば容積比率が上限容積比率の２．２９以下となる。また、外径を１２．７ｍｍ、肉厚を０．８ｍｍの場合は、給湯側延長配管の上限長さＬｂは１６．５ｍとなる。つまり、配管長を１６．５ｍ以下とすれば容積比率が上限容積比率の２．２９以下となる。
【００９１】
室内側延長配管長が長い場合、上限長さは図１０上の暖房運転モードと冷房給湯同時運転モードの必要冷媒量が等しくなる長さＬｃとなる。暖房運転モードでは、室内側熱交換器８、熱源側熱交換器４、室内側液延長配管７に大部分の冷媒が存在しているとし、冷房給湯同時運転モードでは、室内側液延長配管７、水熱交換器１２、室内側熱交換器８、給湯側液延長配管１５に大部分の冷媒が存在しているとすると、Ｌｃでは下記の式（７）が成り立つ。
【００９２】
式（７）
ＶＨＥＸＩ×ρＨＥＸＩ＿ＣＯＮＤ  ＋ＶＨＥＸＯ×ρＨＥＸＯ＿ＥＶＡ  ＋ＶＰＬｃ  ×ρＰＬｃ＿ｌ
＝ＶＰＬｃ  ×ρＰＬｃ＿ｔｗｏ＋ＶＨＥＸｗ×ρＨＥＸｗ＿ＣＯＮＤ  ＋ＶＨＥＸＩ×ρＨＥＸＩ＿ＥＶＡ  ＋ＶＰＬｗ＿Ｌｃ×ρｌ
ここで、ρＰＬｃ＿ｌ  は室内側液延長配管７が暖房運転モード時の平均冷媒密度［ｋｇ／ｍ３  ］、ＶＰＬｗ＿Ｌｃは給湯側延長配管が上限長さＬｃの場合の給湯側液延長配管１５の内容積［ｍ３  ］である。内容積の変数に関してはＶＰＬｗ＿Ｌｃが求めたい値であり、室内側延長配管長を定めればＶＰＬｃ  も既知となり、ＶＨＥＸＯ、ＶＨＥＸＩ、ＶＨＥＸｗも機器仕様から既知である。
【００９３】
平均冷媒密度は、液冷媒密度ρｌ  が１０００ｋｇ／ｍ３  として既知、ρＰＬｃ＿ｌ  は暖房運転モード時では室内側液延長配管７の冷媒が液冷媒となるため、ρＰＬｃ＿ｌ  ＝ρｌ  ＝１０００ｋｇ／ｍ３  として既知とできる。他のものρＨＥＸＩ＿ＣＯＮＤ  、ρＨＥＸＯ＿ＥＶＡ、ρ、ρＨＥＸｗ＿ＣＯＮＤ  、ρＨＥＸＩ＿ＥＶＡ、ρＰＬｃ＿ｔｗｏ  は未知数であるが先と同様に簡易的に求める方法を用いると、各平均冷媒密度を液冷媒密度ρｌ  を用いた表現に変換可能である。以上により、各平均冷媒密度を液冷媒密度を用いた表現に変換し、両辺をρｌ  にて割って、ＶＰＬｗ＿Ｌｃについて解くと下記式（８）を得る。
【００９４】
式（８）
ＶＰＬｗ＿Ｌｃ＝ａ１  ×ＶＨＥＸＩ−ａ２  ×ＶＨＥＸｗ＋ａ３  ×（ＶＨＥＸＯ−ＶＨＥＸＩ）＋（１−ａ４  ）×ＶＰＬｃ
ここで、ａ１  ＝０．５０、ａ２  ＝０．４５、ａ３  ＝０．２０、ａ４  ＝０．３５である。
【００９５】
具体的には、各熱交換器のおよその内容積を先に示したように熱源側熱交換器４にて４．５Ｌ（ＶＨＥＸＯ＝０．００４５）、室内側熱交換器８で１．５Ｌ（ＶＨＥＸＩ＝０．００１５）、水熱交換器１２で０．７Ｌ（ＶＨＥＸｗ＝０．０００７）とする。室内側延長配管長を４０ｍとした場合、室内側液延長配管７の外径を９．５２ｍｍ、肉厚０．８ｍｍとすると、内容積２．０Ｌ（ＶＰＬｃ  ＝０．００２）となる。
【００９６】
このときの給湯側延長配管が上限長さＬｃの場合の給湯側液延長配管１５の内容積は２．３Ｌ（ＶＰＬｗ＿Ｌｃ＝０．００２３）となる。このときに、室内側液延長配管７に対する給湯側液延長配管１５の容積比率は１．１５であり、上限容積比率となる（ＶＰＬｗ＿Ｌｃ／ＶＰＬｃ  ＝１．１５）。つまり、室内側液延長配管７に対して給湯側液延長配管１５の容積比率が１．１５以下（ＶＰＬｗ  ／ＶＰＬｃ  ≦１．１５）となるように給湯側延長配管の配管長を設定すればよい。このときの上限長さＬｃは以下のようにして求める。ここで、給湯側延長配管の上限長さＬｃとＶＰＬｗ＿Ｌｃとの間には下記式（９）の関係がある。
【００９７】
式（９）
ＶＰＬｗ＿ＬＣ＝π÷４×（φＰＬｗ  −２ｔＰＬｗ  ）２  ×Ｌｃ
給湯側液延長配管１５の外径を９．５２ｍｍ、肉厚を０．８ｍｍとすると、ＶＰＬｗ＿Ｌｃ＝０．００２４であるため、式（９）により給湯側延長配管の上限長さＬｃは４６．７ｍとなる。つまり、配管長を４６．７ｍ以下とすれば容積比率は上限容積比率の１．１５以下となる。また、外径を１２．７ｍｍ、肉厚を０．８ｍｍの場合は給湯側延長配管の上限長さＬｃは２３．８ｍとなる。つまり、配管長を２３．８ｍ以下とすれば容積比率は上限容積比率の１．１５以下となる。以上のように給湯側延長配管の上限長さＬｃを求めることができる。
【００９８】
ここで、図１０に示すように、室内側延長配管長が長い場合において、給湯側延長配管長を上限長さＬｃから短くしていくことを考える。このときに必要冷媒量が最大なのは暖房運転モードであり、最小なのは給湯運転モードである。給湯側延長配管長を短くしていくと、暖房運転モードの必要冷媒量は一定であるが、給湯運転モードの必要冷媒量は減少する。そのため、暖房運転モードと給湯運転モードの必要冷媒量の差が大きくなり、長さがＬｄ以下になると余剰冷媒量が標準機よりも多くなってしまう。したがって、給湯側延長配管長をＬｄ以下に短くしたい場合は室内側延長配管長を短くして充填冷媒量を少なくする必要がある。そうすることで、給湯側延長配管長を短くしても余剰冷媒量が多くならない。
【００９９】
このように設定するため、室内側延長配管長に応じて給湯側延長配管の下限長さＬｄが設定されることになる。給湯側延長配管の下限長さＬｄは余剰冷媒量が液溜めに液冷媒が満たされた場合の液溜めの冷媒量と同じになる長さ、つまり暖房運転モードと給湯運転モードの必要冷媒量の差が液溜めに液冷媒が満たされた場合の液だめの冷媒量と同じになる長さである。なお、室内側延長配管長が短い場合は次のようになる。つまり、図６に示すように、給湯側延長配管長の最小長さＬａと上限長さＬｂの範囲において、必要冷媒量が最大となる冷房運転モードと必要冷媒量が最小となる暖房運転モードの必要冷媒量は一定である。そのため、余剰冷媒量は変わらないので下限長さは最小長さＬａと同じになる。
【０１００】
給湯側延長配管の下限長さＬｄは、具体的に次のようにして求める。給湯側延長配管が下限長さＬｄの場合は、暖房運転モードと給湯運転モードの必要冷媒量の差が液溜めが液冷媒で満たされた場合の冷媒量と等しくなる。暖房運転モードでは、室内側熱交換器８、熱源側熱交換器４、室内側液延長配管７に大部分の冷媒が存在しているとし、給湯運転モードでは、水熱交換器１２、熱源側熱交換器４、給湯側液延長配管１５、に大部分の冷媒が存在しているとすると、Ｌｄでは下記式（１０）が成り立つ。
【０１０１】
式（１０）
ＶＡＣＣ  ×ρｌ  ＝（ＶＨＥＸＩ×ρＨＥＸＩ＿ＣＯＮＤ  ＋ＶＨＥＸＯ×ρＨＥＸＯ＿ＥＶＡ＋ＶＰＬｃ  ×ρＰＬｃ＿ｌ  ）−（ＶＨＥＸｗ×ρＨＥＸｗ＿ＣＯＮＤ  ＋ＶＨＥＸＯ×ρＨＥＸＯ＿ＥＶＡ＋ＶＰＬｗ＿Ｌｄ×ρｌ）
ここで、ＶＡＣＣ  は液溜めの有効内容積［ｍ３  ］であり、実施の形態１ではアキュムレーター１０の有効内容積である。アキュムレーター１０の場合は一般的に内容積の８０％まで液冷媒を貯蓄できるので、有効内容積は内容積の８０％となる。ＶＰＬｗ＿Ｌｄは給湯側延長配管が下限長さＬｄの場合の給湯側液延長配管１５の内容積［ｍ３  ］である。内容積の変数に関してはＶＰＬｗ＿Ｌｄが求めたい値であり、室内側延長配管長を定めればＶＰＬｃ  も既知となり、ＶＨＥＸＯ、ＶＨＥＸＩ、ＶＨＥＸｗも機器仕様から既知である。
【０１０２】
平均冷媒密度は、液冷媒密度ρｌ  が１０００ｋｇ／ｍ３  として既知、ρＰＬｃ＿ｌ  は暖房運転モード時では室内側液延長配管７の冷媒は液冷媒となるため、ρＰＬｃ＿ｌ  ＝ρｌ  ＝１０００ｋｇ／ｍ３  として既知とできる。他のものρＨＥＸＩ＿ＣＯＮＤ  、ρＨＥＸＯ＿ＥＶＡ、ρＨＥＸｗ＿ＣＯＮＤ  、は未知数であるが先と同様に簡易的に求める方法を用いると、各平均冷媒密度を液冷媒密度ρｌ  を用いた表現に変換可能である。以上により、各平均冷媒密度を液冷媒密度を用いた表現に変換し、両辺をρｌ  にて割って、ＶＰＬｗ＿Ｌｄについて解くと下記式（１１）を得る。
【０１０３】
式（１１）
ＶＰＬｗ＿Ｌｄ＝ＶＰＬｃ  −ＶＡＣＣ  ＋ａ１  ×ＶＨＥＸＩ−ａ２  ×ＶＨＥＸｗ
ここで、ａ１  ＝０．５０、ａ２  ＝０．４５、である。
具体的には、アキュムレーター１０の内容積を１．１Ｌとして有効内容積を０．９Ｌ（ＶＡＣＣ  ＝０．０００９）とし、各熱交換器のおよその内容積を先に示したように熱源側熱交換器４にて４．５Ｌ（ＶＨＥＸＯ＝０．００４５）、室内側熱交換器８で１．５Ｌ（ＶＨＥＸＩ＝０．００１５）、水熱交換器１２で０．７Ｌ（ＶＨＥＸｗ＝０．０００７）とする。室内側延長配管長を４０ｍとした場合、室内側液延長配管７の外径を９．５２ｍｍ、肉厚０．８ｍｍとすると、内容積２．０Ｌ（ＶＰＬｃ  ＝０．００２）となる。
【０１０４】
このときの給湯側延長配管が下限長さＬｄの場合の給湯側液延長配管１５の内容積は、式（１１）より１．５Ｌ（ＶＰＬｗ＿Ｌｄ＝０．００１５）となる。このときに、室内側液延長配管７に対する給湯側液延長配管１５の容積比率は０．７５であり、下限容積比率となる（ＶＰＬｗ＿Ｌｄ／ＶＰＬｃ  ＝０．７５）。つまり、室内側液延長配管７に対して給湯側液延長配管１５の容積比率が０．７５以上（ＶＰＬｗ  ／ＶＰＬｃ  ≧０．７５）となるように給湯側延長配管の配管長を設定すればよい。このときの下限長さＬｄは、以下のようにして求める。給湯側延長配管の下限長さＬｄとＶＰＬｗ＿Ｌｄとの間には下記式（１２）の関係がある。
【０１０５】
式（１２）
ＶＰＬｗ＿Ｌｄ＝π÷４×（φＰＬｗ  −２ｔＰＬｗ  ）２  ×Ｌｄ
給湯側液延長配管１５の外径を９．５２ｍｍ、肉厚を０．８ｍｍとすると、ＶＰＬｗ＿Ｌｄ＝０．００１６であるため、式（１２）により給湯側延長配管の下限長さＬｄは３０．５ｍとなる。つまり、配管長を３０．５ｍ以上とすれば容積比率は下限容積比率の０．７５以上となる。また、外径を１２．７ｍｍ、肉厚を０．８ｍｍの場合は給湯側延長配管の下限長さＬｄは１５．５ｍとなる。つまり、配管長を１５．５ｍ以上とすれば容積比率は下限容積比率の０．７５以上となる。
【０１０６】
以上により、実際の設置現場での室内側延長配管長と給湯側延長配管長の設定手順を図１１のフローチャートを用いて説明する。図１１は、冷凍サイクル装置１００の室内側延長配管長及び給湯側延長配管長の設定手順を示したフローチャート図である。
【０１０７】
まず、作業員は、室内側延長配管長を設定する（ステップＳ１）。これは、作業員が室内側延長配管長を制御装置１０１に入力することで実行される。次に、制御装置１０１は、必要冷媒量が、冷房運転モード、暖房運転モードのどちらが大きくなるかを判定する（ステップＳ２）。冷房運転モードの方が必要冷媒量が大きくなると判定した場合は（ステップＳ２；ＹＥＳ）、給湯側延長配管長の最小長さＬａを演算し（ステップＳ３）、給湯側延長配管長の上限長さＬｂを演算する（ステップＳ４）。そして、制御装置１０１は、給湯側延長配管長がＬａ以上Ｌｂ以下となるように給湯側延長配管長を設定して終了となる（ステップＳ５）。
【０１０８】
一方、暖房運転モードの方が必要冷媒量が多くなると判定した場合は（ステップＳ２；ＮＯ）、給湯側延長配管の下限長さＬｃを演算し（ステップＳ６）、給湯側延長配管の上限長さＬｄを演算する（ステップＳ７）。そして、制御装置１０１は、給湯側延長配管がＬｃ以上Ｌｄ以下となるように給湯側延長配管長を設定して終了となる（ステップＳ８。
【０１０９】
具体的な運用のイメージとしては次のようになる。図１２は、給湯側延長配管の配管長に対する配管径の選定について示したイメージ図である。図１２（ａ）が熱源ユニット３０１と給湯ユニット３０３との設置距離が遠い場合のイメージ図を、図１２（ｂ）が熱源ユニット３０１と給湯ユニット３０３との設置距離が近い場合のイメージ図を、それぞれ示している。
【０１１０】
給湯ユニット３０３が室内に設置され、熱源ユニット３０１と給湯ユニット３０３の距離が遠い場合（図１２（ａ））、給湯側液延長配管１５の配管径が９．５２ｍｍのものを使用し、配管を遠くまで延長できるようにする。逆に、給湯ユニット３０３が室外に設置され、熱源ユニット３０１と給湯ユニット３０３の距離が近い場合（図１２（ｂ））、給湯側液延長配管１５の配管径が１２．７ｍｍのものを使用し、配管を短くできるようにする。このように、配管長に応じて配管径を適切に選定することにより、設置の利便性を損なわないようにすることができる。
【０１１１】
［冷房給湯同時運転の切り換え対応制御］
本実施の形態１では液溜めにアキュムレーター１０を用いている。アキュムレーター１０は、前述した通り液溜めの機能を備えているため、余剰冷媒を貯留する働きがある。また別の機能として、アキュムレーター１０は、圧縮機１の吸入側配管４０に位置しているため、運転状態が変化する際に一時的に発生する液冷媒を溜めることで圧縮機１に大量の液冷媒が流入するのを防ぐ機能がある。
【０１１２】
特に、冷凍サイクル装置１００では冷房運転モード時に給湯ＯＮの給湯指令を検知した場合に運転モードが冷房運転モードから冷房給湯同時運転モードに移行する。このときに吐出電磁弁２ａが開路から閉路、低圧均圧電磁弁１８が閉路から開路に変更される。そのため、熱源側熱交換器４のガス側が圧縮機１の吸入側に接続され、熱源側熱交換器４に滞留していた大量の冷媒が低圧バイパス配管１７を経由して圧縮機１の吸入側に流れてくる。アキュムレーター１０の内容積が一定量確保されていればアキュムレーター１０が満液とならず、圧縮機１での液バックを回避できるが、アキュムレーター１０の内容積が小さいとアキュムレーター１０が液冷媒で満液となり、圧縮機１にて液バックが発生する。結果、圧縮機１の損傷の原因となる。
【０１１３】
冷房運転モードから冷房給湯同時運転モードへ変化する時の圧縮機１の液バックを回避する方法としては、冷房運転モード時の熱源側熱交換器４の冷媒量を少なくする方法がある。冷房運転モード時の熱源側熱交換器４の冷媒量は、熱源側熱交換器４の液側の過冷却度が小さくなるほど減少する。つまり、熱源側熱交換器４の液側の過冷却度が所定値に小さくなるように膨張弁６を開くことによって熱源側熱交換器４に液冷媒量（液相量）を少なくすることができるため、冷媒量は減少する。
【０１１４】
ここで、熱源側熱交換器４の液側の過冷却度は、圧力センサー２０１（高圧検出手段）にて検出される圧力の飽和温度から第２温度センサー２０３（熱源側熱交換器液側温度検出手段）により検出される温度を差し引くことにより求められる。熱源側熱交換器４の液側の過冷却度は、制御装置１０１に設置されている過冷却度冷却制御手段により調整される。たとえば、熱源側熱交換器４の過冷却度を７℃から２℃の制御に変更することによって、３ＨＰの熱源ユニット３０１にて熱源側熱交換器４の冷媒量を１２％少なくすることができる。この方法をとることによってアキュムレーター１０の内容積が大きくなくても冷房運転モードから冷房給湯同時運転モードへの切換え時に圧縮機１への液バックを回避できる。
【０１１５】
しかしながら、前述の制御をしてもアキュムレーター１０冷房運転モードから冷房給湯同時運転モードへの切り換え時に圧縮機１への液バックをする場合はさらに、以下のような並行凝縮運転を実施するとよい。なお、並行凝縮運転は、制御装置１０１に実装されている並行凝縮運転実施手段により実施される。図１３は、並行凝縮運転時の処理の流れを示すフローチャート図である。
【０１１６】
まず、制御装置１０１は、冷房ＯＮとなった場合に冷房運転モードを実施する（ステップＳ１１）。次に、制御装置１０１は、給湯ＯＮが検出されたかどうかを判定する（ステップＳ１２）。給湯ＯＮとなった場合は（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、制御装置１０１は、水ポンプ１３を起動させ、水の送水を始める。
【０１１７】
そして、給湯ＯＮが検出されたら、制御装置１０１は、並行凝縮運転を開始する（ステップＳ１３）。具体的には、吐出電磁弁２ｂを開路とし、膨張弁１６を微開とし、給湯ユニット３０３に冷媒を流すことで並行凝縮運転を開始する。吐出電磁弁２ｂが開路となるため、圧縮機１より吐出した高温高圧の冷媒は吐出電磁弁２ｂと給湯側ガス延長配管１１を経由して水熱交換器１２に流入する。水熱交換器１２に流入した冷媒は、中間水に熱を放出して凝縮し、給湯側液延長配管１５まで進行する。このような状態となるため、冷媒を給湯ユニット３０３に流していくにつれて、水熱交換器１２及び給湯側液延長配管１５に冷媒が溜まっていく。つまり、熱源側熱交換器４に溜まっていた冷媒が水熱交換器１２及び給湯側液延長配管１５に移動していく状態となる。
【０１１８】
水熱交換器１２での凝縮が進行すると、水熱交換器１２の液側に過冷却液が発生する。その状態になると水熱交換器１２に冷媒が溜まっていることが確認できる。それを出口水温と水熱交換器１２の液側温度の温度差により判定する（ステップＳ１４）。なお、出口水温は第６温度センサー２０７の検出温度であり（水熱交換器出口温度検出手段）、水熱交換器１２の液側温度は第４温度センサー２０５の検出温度である（水熱交換器液側温度検出手段）。
【０１１９】
水熱交換器１２の凝縮温度は、水熱交換器１２の出口水温とほとんど同じとなるため、出口水温と水熱交換器１２の液側温度から水熱交換器１２の液側に過冷却液が存在しているか判定できる。すなわち、水熱交換器１２の液側温度が出口水温よりも所定値以上、たとえば２℃以上低くなった場合（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、並行凝縮運転を終了する（ステップＳ１５）。具体的には、吐出電磁弁２ｂを閉路、低圧均圧電磁弁１８を開路、膨張弁５を全閉、膨張弁１６を全開として、冷媒開路状態を冷房給湯同時運転モードの開路に変更する。
【０１２０】
以上のような動作を実施することで、冷房運転モードから冷房給湯同時運転モードに切り換える時に熱源側熱交換器４に存在している冷媒を水熱交換器１２及び給湯側液延長配管１５に移動させてから切り換えることができ、アキュムレーター１０の液溜め内容積を大きくしなくても圧縮機１への液バックを回避できる。
【０１２１】
なお、実施の形態１では、給湯ユニット３０３において、水熱交換器１２で熱交換して得た温熱を貯湯タンク１４にて給湯利用にて使用していたが、これに限定されず、貯湯タンク１４ではなく温水パネルを設置して温水床暖房として使用する構成としてもよい。
【０１２２】
以上のように、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００によれば、冷房運転と、暖房運転と、給湯運転と、を個別に運転することが可能であり、かつ冷房給湯同時運転により排熱回収運転が可能となっている。また、冷凍サイクル装置１００によれば、水熱交換器１２に対する給湯側液延長配管１５の容積比率を、冷房給湯同時運転における必要冷媒量と暖房運転における必要冷媒量とが等しくなるときの最小容積比率以上としたので、液溜め（アキュムレーター１０）の内容積を冷房運転と暖房運転のみを実施する標準機と同等にすることができ、低コストを実現するだけでなく、熱源ユニット３０１の外形寸法を標準機と同等にすることもできる。
【０１２３】
実施の形態２．
図１４は、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の冷媒回路構成、特に冷房給湯同時運転モード時の冷媒の流れを示す概略冷媒回路図である。図１４に基づいて、冷凍サイクル装置２００の構成及び動作の一部について説明する。なお、図１４中の矢印は冷媒の流れ方向を示したものである。また、この実施の形態２では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１と同一の箇所については、同一符号を付し、説明を割愛するものとする。
【０１２４】
図１４に示すように、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００では、熱源ユニット３０１ｂの構成が実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の熱源ユニット３０１と異なっている。なお、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の熱源ユニット３０１ｂ以外の構成については、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様である。
【０１２５】
［熱源ユニット３０１ｂ］
熱源ユニット３０１ｂは、圧縮機１、吐出電磁弁２ａ、吐出電磁弁２ｂ、四方弁３、熱源側熱交換器４、第１膨張弁５、第２膨張弁６、アキュムレーター１０、第３膨張弁１６、低圧均圧電磁弁１８、逆止弁２０を有している。
【０１２６】
また、熱源ユニット３０１ｂには、四方弁３を介しての吐出電磁弁２ａと熱源側熱交換器４との間にある接続点Ａと、四方弁３を介しての第２膨張弁６と室内側熱交換器８との間にある接続点Ｂと、を接続する低圧バイパス配管１９が設置されている。そして、この低圧バイパス配管１９に、低圧均圧電磁弁１８と逆止弁２０が設けられている。逆止弁２０は、低圧バイパス配管１９を流れる冷媒を一方向に許容するものである。具体的には、低圧均圧電磁弁１８と逆止弁２０は、低圧バイパス配管１９の接続点Ａから接続点Ｂに向かって順に設置されている。そして、逆止弁２０は、接続点Ａから接続点Ｂに向かって冷媒が流れるように設置されている。
【０１２７】
冷凍サイクル装置２００では、冷房給湯同時運転モードにおいて低圧二相冷媒が接続点Ｂを通過する状態となるため、熱源側熱交換器４に液冷媒が進入するのを防ぐために逆止弁２０を設置するようにしている。すなわち、冷凍サイクル装置２００は、低圧バイパス配管の接続位置及び逆止弁の有無が、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と相違している。
【０１２８】
［冷凍サイクル装置２００の奏する効果＞
図１４に冷凍サイクル装置２００の冷房給湯同時運転時の運転状態を示しているが、これは実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の冷房給湯同時運転時の運転状態と同様である。なお、冷凍サイクル装置２００の冷房運転モード、暖房運転モード、給湯運転モードにおいても、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の各運転モードと同様の運転状態となる。したがって、冷凍サイクル装置２００では、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様に、アキュムレーター１０の内容積が小さくても、冷房運転モードから冷房給湯同時運転モードに移行するときに圧縮機１の液バックを回避することができる。
【０１２９】
具体的には次の通りである。冷房運転モード時に給湯ＯＮの給湯指令を検知した場合に運転モードが冷房運転モードから冷房給湯同時運転モードに移行する。このときに、吐出電磁弁２ａが開路から閉路、低圧均圧電磁弁１８が閉路から開路に変更される。そのため、熱源側熱交換器４のガス側が低圧バイパス配管１９の接続点Ｂに接続される。熱源側熱交換器４に滞留していた大量の冷媒は、低圧バイパス配管１９を経由して接続点Ｂに流入し、その後、熱源ユニット３０１ｂから流出し、室内側液延長配管７を経由して室内ユニット３０２に流入し、室内側熱交換器８へと流入する。室内側熱交換器８では室内空気により加熱されるため、冷媒はガス化する。室内側熱交換器８より流出した冷媒は室内ユニット３０２より流出し、室内側ガス延長配管９を経由して熱源ユニット３０１ｂに流入し、アキュムレーター１０を経由して圧縮機１に吸入される。
【０１３０】
このように、熱源側熱交換器４から流出する冷媒は、室内側熱交換器８により加熱されてガス化するため、圧縮機１での液バックを回避可能となる。また、このような構成とすることで、液溜めの設置場所を圧縮機１の吸入側にする必要がなくなるため、たとえばアキュムレーター１０を取り外して、膨張弁５と膨張弁６との間などにレシーバー等を設置するようにしてもよい。
【０１３１】
以上のように、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００によれば、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様に、冷房運転と、暖房運転と、給湯運転と、を個別に運転することが可能であり、かつ冷房給湯同時運転により排熱回収運転が可能となっている。また、冷凍サイクル装置２００によれば、水熱交換器１２に対する給湯側液延長配管１５の容積比率を、冷房給湯同時運転における必要冷媒量と暖房運転における必要冷媒量とが等しくなるときの最小容積比率以上としたので、液溜め（アキュムレーター１０又はレシーバー）の内容積を冷房運転と暖房運転のみを実施する標準機と同等にすることができ、低コストを実現するだけでなく、熱源ユニット３０１ｂの外形寸法を標準機と同等にすることもできる。
【０１３２】
実施の形態３．
図１５は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置３００の冷媒回路構成、特に冷房給湯同時運転モード時の冷媒の流れを示す概略冷媒回路図である。図１５に基づいて、冷凍サイクル装置３００の構成及び動作の一部について説明する。なお、図１５中の矢印は冷媒の流れ方向を示したものである。また、実施の形態３では上述した実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１及び実施の形態２と同一の箇所については、同一符号を付し、説明を割愛するものとする。
【０１３３】
図１５に示すように、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置３００では、給湯ユニット３０３ｂの構成が実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の給湯ユニット３０３と異なっている。なお、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置３００の給湯ユニット３０３ｂ以外の構成については、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様である。
【０１３４】
［給湯ユニット３０３ｂ］
給湯ユニット３０３ｂは、水熱交換器１２、水側回路２１、水ポンプ１３、貯湯タンク１４、過冷却熱交換器２２を有している。なお、図１６に過冷却熱交換器２２の構成の一例を概略的に示している。図１６は、過冷却熱交換器２２の構成を示す概略図である。
【０１３５】
過冷却熱交換器２２は、図１６（ａ）に示すように冷媒と外気とを熱交換させるものであり、たと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構成するとよい。この場合は、送風ファン２３を設置して外気との熱交換となるため、給湯ユニット３０３は屋外に設置する。または、過冷却熱交換器２２は、図１６（ｂ）に示すように冷媒と水とを熱交換させるものであり、たとえばプレート型水熱交換器で構成するとよい。この場合は、給水側に水ポンプ２４を設置し、加熱された水を排水するとよい。なお、送風ファン２３又は水ポンプ２４は、回転数を可変に制御できるのもでもよいし、一定速のものでもよい。
【０１３６】
[冷房給湯同時運転モード]
冷凍サイクル装置３００における冷房給湯同時運転モードの運転状態を図１５を用いて説明する。なお、図１５中の矢印は冷媒の流れ方向を示している。図１５に示す冷房給湯同時運転モードの場合、熱源ユニット３０１では、四方弁３を、圧縮機１の吸入側を室内側熱交換器８のガス側と接続するように切り替える（図１５の実線）。また、吐出電磁弁２ａは閉路（黒塗り）、吐出電磁弁２ｂは開路（白抜き）、低圧均圧電磁弁１８は開路（白抜き）に制御されている。さらに、第１膨張弁５は最低開度（全閉）、第２膨張弁６は任意の開度、第３膨張弁１６は最大開度（全開）に制御されている。
【０１３７】
低温・低圧の冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は、吐出電磁弁２ｂを通過し、熱源ユニット３０１から流出する。その後、この冷媒は、給湯側ガス延長配管１１を経由して給湯ユニット３０３ｂに流入する。給湯ユニット３０３ｂに流入した冷媒は、水熱交換器１２に流入し、水ポンプ１３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、この液冷媒は、水熱交換器１２から流出する。その後、この冷媒は、過冷却熱交換器２２に流入してさらに冷やされて過冷却度の高い高圧液冷媒となる。この冷媒は、給湯ユニット３０３ｂから流出後、給湯側液延長配管１５を経由して熱源ユニット３０１に流入する。
【０１３８】
その後、この冷媒は、第３膨張弁１６を通過し、第２膨張弁６により減圧され、低圧の二相冷媒となる。その後、この二相冷媒は、熱源ユニット３０１から流出する。熱源ユニット３０１から流出した冷媒は、室内側液延長配管７を経由して室内ユニット３０２に流入する。室内ユニット３０２に流入した冷媒は、室内側熱交換器８に流入し、室内空気を冷却して低温・低圧のガス冷媒となる。室内側熱交換器８から流出した冷媒は、その後、室内ユニット３０２から流出し、室内側ガス延長配管９を経由して、熱源ユニット３０１に流入し、四方弁３及びアキュムレーター１０を介して圧縮機１に吸入される。
【０１３９】
冷凍サイクル装置３００では、過冷却熱交換器２２により実施の形態１及び実施の形態２に係る冷凍サイクル装置よりも過冷却度の高い、つまり温度の低い高圧液冷媒が給湯側液延長配管１５に流れる。液冷媒の密度は、温度が低くなるほど上昇するため、給湯側液延長配管１５における平均冷媒密度が上昇し、同じ内容積にて実施の形態１及び実施の形態２に係る冷凍サイクル装置よりも多くの冷媒を貯留させることができる。
【０１４０】
たとえば、Ｒ４１０Ａ冷媒で５５℃出湯時において、凝縮温度５５℃にて水熱交換器１２の過冷却度を２℃として、過冷却熱交換器２２がない場合、給湯側液延長配管１５の平均冷媒密度は８８８ｋｇ／ｍ３  となる。対して、過冷却熱交換器２２がある場合、過冷却熱交換器２２にて過冷却度がたとえば１３℃となり、給湯側液延長配管１５の平均冷媒密度は９７８ｋｇ／ｍ３  となる。給湯側液延長配管１５の内容積が同じ場合は、平均冷媒密度が上昇した分だけ冷媒を貯留することができ、過冷却熱交換器２２がある場合は冷媒量貯留量が約１０％上昇する。
【０１４１】
このような作用があるため、冷凍サイクル装置３００では、実施の形態１及び実施の形態２に係る冷凍サイクル装置に対して給湯側延長配管の最小長さを短くすることができる。また、冷凍サイクル装置３００では、給湯側延長配管の最小長さを任意の長さに調整する場合に、配管内径の小さい給湯側延長配管を用いることが可能となる。なお、冷凍サイクル装置３００の熱源ユニット３０１の代わりに、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の熱源ユニット３０１ｂを設置するようにしてもよい。
【０１４２】
以上のように、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置３００によれば、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様に、冷房運転と、暖房運転と、給湯運転と、を個別に運転することが可能であり、かつ冷房給湯同時運転により排熱回収運転が可能となっている。また、冷凍サイクル装置３００によれば、水熱交換器１２に対する給湯側液延長配管１５の容積比率を、冷房給湯同時運転における必要冷媒量と暖房運転における必要冷媒量とが等しくなるときの最小容積比率以上としたので、液溜め（アキュムレーター１０）の内容積を冷房運転と暖房運転のみを実施する標準機と同等にすることができ、低コストを実現するだけでなく、熱源ユニット３０１の外形寸法を標準機と同等にすることもできる。
【符号の説明】
【０１４３】
１  圧縮機、２ａ  吐出電磁弁、２ｂ  吐出電磁弁、３  四方弁、４  熱源側熱交換器、５  第１膨張弁、６  第２膨張弁、７  室内側液延長配管、８  室内側熱交換器、９  室内側ガス延長配管、１０  アキュムレーター、１１  給湯側ガス延長配管、１２  水熱交換器、１３  水ポンプ、１４  貯湯タンク、１５  給湯側液延長配管、１６  第３膨張弁、１７  低圧バイパス配管、１８  低圧均圧電磁弁、１９  低圧バイパス配管、２０  逆止弁、２１  水側回路、２２  過冷却熱交換器、２３  送風ファン、２４  水ポンプ、３０  吐出側配管、３０ａ  吐出側配管、３０ｂ  吐出側配管、４０  吸入側配管、１００  冷凍サイクル装置、１０１  制御装置、２００  冷凍サイクル装置、２０１  圧力センサー、２０２  第１温度センサー、２０３  第２温度センサー、２０４  第３温度センサー、２０５  第４温度センサー、２０６  第５温度センサー、２０７  第６温度センサー、３００  冷凍サイクル装置、３０１  熱源ユニット、３０１ｂ  熱源ユニット、３０２  室内ユニット、３０３  給湯ユニット、３０３ｂ  給湯ユニット。
【図１】
2013051059.tif 000003
【図２】
2013051059.tif 000004
【図３】
2013051059.tif 000005
【図４】
2013051059.tif 000006
【図５】
2013051059.tif 000007
【図６】
2013051059.tif 000008
【図７】
2013051059.tif 000009
【図８】
2013051059.tif 000010
【図９】
2013051059.tif 000011
【図１０】
2013051059.tif 000012
【図１１】
2013051059.tif 000013
【図１２】
2013051059.tif 000014
【図１３】
2013051059.tif 000015
【図１４】
2013051059.tif 000016
【図１５】
2013051059.tif 000017
【図１６】
2013051059.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月5日(2014.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁及び液溜めを備える熱源ユニットと、
室内側熱交換器を備える室内ユニットと、
水熱交換器を備える給湯ユニットと、を備え、
前記熱源ユニットと前記室内ユニットとを室内側液延長配管及び室内側ガス延長配管からなる室内側延長配管で接続し、前記熱源ユニットと前記給湯ユニットとを給湯側液延長配管及び給湯側ガス延長配管からなる給湯側延長配管で接続した冷凍サイクル装置において、
前記水熱交換器に対する前記給湯側液延長配管の容積比率は、
前記室内側熱交換器が蒸発器、前記水熱交換器が凝縮器となり前記室内側熱交換器から冷熱を供給し、かつ、前記水熱交換器から温熱を供給する冷房給湯同時運転における必要冷媒量と、前記熱源側熱交換器が蒸発器、前記室内側熱交換器が凝縮器となり前記室内側熱交換器から温熱を供給する暖房運転における必要冷媒量と、が等しくなるときの前記水熱交換器に対する前記給湯側液延長配管の容積比率である最小容積比率以上とした
冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記水熱交換器に対する前記給湯側液延長配管の容積比率は、
前記給湯側延長配管の配管長もしくは前記給湯側液延長配管の配管内径の少なくとも一つにより設定する
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記冷凍サイクル装置に対する追加充填冷媒量は、
前記給湯側延長配管の長さではなく、前記室内側延長配管の長さによって設定する
請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記室内側液延長配管に対する前記給湯側液延長配管の容積比率は、
前記室内側熱交換器が蒸発器、前記熱源側熱交換器が凝縮器となり前記室内側熱交換器から冷熱を供給する冷房運転の必要冷媒量が前記暖房運転の必要冷媒量よりも多い場合は、前記熱源側熱交換器が蒸発器、前記水熱交換器が凝縮器となり前記水熱交換器から温熱を供給する給湯運転の必要冷媒量と前記冷房運転の必要冷媒量とが等しくなるときの前記室内側液延長配管に対する前記給湯側液延長配管の容積比率である上限容積比率以下とし、
前記暖房運転の必要冷媒量が前記冷房運転の必要冷媒量よりも多い場合は、前記冷房給湯同時運転の必要冷媒量と前記暖房運転の必要冷媒量とが等しくなるときの前記室内側液延長配管に対する前記給湯側液延長配管の容積比率である上限容積比率以下とした
請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記暖房運転の必要冷媒量が前記冷房運転の必要冷媒量よりも多い場合、
前記室内側液延長配管に対する前記給湯側液延長配管の容積比率は、
前記暖房運転と前記給湯運転の必要冷媒量の差が、前記液溜めの有効内容積が液冷媒で満たされた際の前記液溜めの冷媒量に等しくなるときの前記室内側液延長配管に対する前記給湯側液延長配管の容積比率である下限容積比率以上とした
請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記熱源ユニットは、
前記圧縮機から前記膨張弁の間のいずれかの位置における冷媒の高圧圧力を検出する高圧検出手段と、
前記熱源側熱交換器の液側冷媒の温度を検出する熱源側熱交換器液側温度検出手段と、
前記冷房運転時に前記熱源側熱交換器の液側冷媒の過冷却度が所定値以下となるように前記膨張弁の開度を制御する過冷却度制御手段を有する制御装置と、を備えている
請求項４又は５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記室内側熱交換器が蒸発器、前記水熱交換器が凝縮器、かつ、前記熱源側熱交換器が凝縮器となる並行凝縮運転が可能であり、
前記冷房運転から前記冷房給湯同時運転に切り換える前に、前記並行凝縮運転を実施する並行凝縮運転実施手段を備える
請求項４〜６のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記給湯ユニットは、
前記水熱交換器の出口水温を検出する水熱交換器出口水温検出手段と、
前記水熱交換器の液側冷媒の温度を検出する水熱交換器液側温度検出手段と、を備え、
前記並行凝縮運転実施手段は、
前記並行凝縮運転時に前記水熱交換器の液側冷媒の温度が前記出口水温よりも所定値以上低くなったときに前記並行凝縮運転を終了する
請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記熱源ユニットは、
前記圧縮機と前記熱源側熱交換器のガス側の間のいずれかの位置である接続点Ａと、前記室内側熱交換器と前記膨張弁との間のいずれかの位置である接続点Ｂと、を接続する低圧バイパス配管を備え、
前記低圧バイパス配管には前記接続点Ａから前記接続点Ｂに向かって冷媒が流れるように低圧均圧電磁弁及び逆止弁を設置した
請求項１〜８のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記給湯ユニットは、
前記水熱交換器の液側の過冷却液となっている冷媒を冷却するための過冷却熱交換器を備えている
請求項１〜９のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月30日(2014.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁及び液溜めを備える熱源ユニットと、室内側熱交換器を備える室内ユニットと、水熱交換器を備える給湯ユニットと、を備え、前記熱源ユニットと前記室内ユニットとを室内側液延長配管及び室内側ガス延長配管からなる室内側延長配管で接続し、前記熱源ユニットと前記給湯ユニットとを給湯側液延長配管及び給湯側ガス延長配管からなる給湯側延長配管で接続した冷凍サイクル装置において、前記液溜めの容量は、冷房運転時の必要冷媒量と暖房運転時の必要冷媒量との差である余剰冷媒量に応じて設定されており、前記水熱交換器に対する前記給湯側液延長配管の容積比率は、前記室内側熱交換器が蒸発器、前記水熱交換器が凝縮器となり前記室内側熱交換器から冷熱を供給し、かつ、前記水熱交換器から温熱を供給する冷房給湯同時運転における必要冷媒量と、前記熱源側熱交換器が蒸発器、前記室内側熱交換器が凝縮器となり前記室内側熱交換器から温熱を供給する暖房運転における必要冷媒量と、が等しくなるときの前記水熱交換器に対する前記給湯側液延長配管の容積比率である最小容積比率以上としたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁及び液溜めを備える熱源ユニットと、
室内側熱交換器を備える室内ユニットと、
水熱交換器を備える給湯ユニットと、を備え、
前記熱源ユニットと前記室内ユニットとを室内側液延長配管及び室内側ガス延長配管からなる室内側延長配管で接続し、前記熱源ユニットと前記給湯ユニットとを給湯側液延長配管及び給湯側ガス延長配管からなる給湯側延長配管で接続した冷凍サイクル装置において、
前記液溜めの容量は、冷房運転時の必要冷媒量と暖房運転時の必要冷媒量との差である余剰冷媒量に応じて設定されており、
前記水熱交換器に対する前記給湯側液延長配管の容積比率は、
前記室内側熱交換器が蒸発器、前記水熱交換器が凝縮器となり前記室内側熱交換器から冷熱を供給し、かつ、前記水熱交換器から温熱を供給する冷房給湯同時運転における必要冷媒量と、前記熱源側熱交換器が蒸発器、前記室内側熱交換器が凝縮器となり前記室内側熱交換器から温熱を供給する暖房運転における必要冷媒量と、が等しくなるときの前記水熱交換器に対する前記給湯側液延長配管の容積比率である最小容積比率以上とした
冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記水熱交換器に対する前記給湯側液延長配管の容積比率は、
前記給湯側延長配管の配管長もしくは前記給湯側液延長配管の配管内径の少なくとも一つにより設定する
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記冷凍サイクル装置に対する追加充填冷媒量は、
前記給湯側延長配管の長さではなく、前記室内側延長配管の長さによって設定する
請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記室内側液延長配管に対する前記給湯側液延長配管の容積比率は、
前記室内側熱交換器が蒸発器、前記熱源側熱交換器が凝縮器となり前記室内側熱交換器から冷熱を供給する冷房運転の必要冷媒量が前記暖房運転の必要冷媒量よりも多い場合は、前記熱源側熱交換器が蒸発器、前記水熱交換器が凝縮器となり前記水熱交換器から温熱を供給する給湯運転の必要冷媒量と前記冷房運転の必要冷媒量とが等しくなるときの前記室内側液延長配管に対する前記給湯側液延長配管の容積比率である上限容積比率以下とし、
前記暖房運転の必要冷媒量が前記冷房運転の必要冷媒量よりも多い場合は、前記冷房給湯同時運転の必要冷媒量と前記暖房運転の必要冷媒量とが等しくなるときの前記室内側液延長配管に対する前記給湯側液延長配管の容積比率である上限容積比率以下とした
請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記暖房運転の必要冷媒量が前記冷房運転の必要冷媒量よりも多い場合、
前記室内側液延長配管に対する前記給湯側液延長配管の容積比率は、
前記暖房運転と前記給湯運転の必要冷媒量の差が、前記液溜めの有効内容積が液冷媒で満たされた際の前記液溜めの冷媒量に等しくなるときの前記室内側液延長配管に対する前記給湯側液延長配管の容積比率である下限容積比率以上とした
請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記熱源ユニットは、
前記圧縮機から前記膨張弁の間のいずれかの位置における冷媒の高圧圧力を検出する高圧検出手段と、
前記熱源側熱交換器の液側冷媒の温度を検出する熱源側熱交換器液側温度検出手段と、
前記冷房運転時に前記熱源側熱交換器の液側冷媒の過冷却度が所定値以下となるように前記膨張弁の開度を制御する過冷却度制御手段を有する制御装置と、を備えている
請求項４又は５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記室内側熱交換器が蒸発器、前記水熱交換器が凝縮器、かつ、前記熱源側熱交換器が凝縮器となる並行凝縮運転が可能であり、
前記冷房運転から前記冷房給湯同時運転に切り換える前に、前記並行凝縮運転を実施する並行凝縮運転実施手段を備える
請求項４〜６のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記給湯ユニットは、
前記水熱交換器の出口水温を検出する水熱交換器出口水温検出手段と、
前記水熱交換器の液側冷媒の温度を検出する水熱交換器液側温度検出手段と、を備え、
前記並行凝縮運転実施手段は、
前記並行凝縮運転時に前記水熱交換器の液側冷媒の温度が前記出口水温よりも所定値以上低くなったときに前記並行凝縮運転を終了する
請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記熱源ユニットは、
前記圧縮機と前記熱源側熱交換器のガス側の間のいずれかの位置である接続点Ａと、前記室内側熱交換器と前記膨張弁との間のいずれかの位置である接続点Ｂと、を接続する低圧バイパス配管を備え、
前記低圧バイパス配管には前記接続点Ａから前記接続点Ｂに向かって冷媒が流れるように低圧均圧電磁弁及び逆止弁を設置した
請求項１〜８のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記給湯ユニットは、
前記水熱交換器の液側の過冷却液となっている冷媒を冷却するための過冷却熱交換器を備えている
請求項１〜９のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
2013051059.tif 000019
2013051059.tif 000020
2013051059.tif 000021
2013051059.tif 000022
2013051059.tif 000023
2013051059.tif 000024