(57)【要約】【課題】室内機２０ａと室外機１ａとの間の接続部分における循環流体の漏れに対する信頼性を向上できるうえ、施工工数の低減も図ることのできる給湯空調装置を提供する。【解決手段】高圧の冷媒とは別の低圧のブライン（例えば不凍液）にて室内機２０ａと室外機１ａとの間、より具体的には室内熱交換器２０と暖房用熱交換器１７もしくは冷房用熱交換器６との間を循環させている。これにより、室内機２０ａと室外機１ａとを施工する際、接続部分での漏れに対する信頼性を向上できるうえ、施工工数の低減も図ることができる。また、複数の三方弁７〜１２・２１・２２を切り替え制御して所定の流体循環通路を形成して、複数の冷凍サイクル機器の運転を切り替え制御することで、給湯運転と室内の冷房・暖房運転とをそれぞれ単独に、または同時に成り立たせることができる。【選択図】        図１
2004340418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクル内の冷媒を気液分離する気液分離器（４）と、
前記気液分離器（４）より気相冷媒を吸入し加圧して吐出する圧縮機（１）と、
前記圧縮機（１）で加圧された高温冷媒で給湯用水を加熱する給湯用熱交換器（２）と、
前記給湯用熱交換器（２）で加熱された高温水を貯湯する貯湯槽（１３）と、
前記貯湯槽（１３）の高温水でブラインを加熱する暖房用熱交換器（１７）と、
前記圧縮機（１）で加圧された高温冷媒もしくは前記気液分離器（４）より供給される液相冷媒と外気とで熱交換する室外熱交換器（５）と、
前記気液分離器（４）より供給される液相冷媒でブラインを冷却する冷房用熱交換器（６）と、
前記圧縮機（１）で加圧され前記給湯用熱交換器（２）もしくは前記室外熱交換器（５）を経由して流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（３ａ）、および前記ノズル（３ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される前記室外熱交換器（５）もしくは前記冷房用熱交換器（６）で蒸発した気相冷媒を吸引し、その吸引した冷媒と前記ノズル（３ａ）から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて前記気液分離器（５）に流入させる昇圧部（３ｃ、３ｄ）を有するエジェクタ（３）と、
前記暖房用熱交換器（１７）もしくは前記冷房用熱交換器（６）から供給される前記ブラインと冷暖房用の空気とを熱交換する室内熱交換器（２０）と、
これらの機器への循環流体の流路を切り替える複数の切替手段（７〜１２、２１、２２）と、
この冷凍サイクルの作動を制御する制御手段（２４）とを備え、
前記制御手段（２４）は、給湯運転、冷房運転、暖房運転、給湯と暖房の同時運転、および給湯と冷房の同時運転のいずれかから選択された運転モードに応じて、前記複数の切替手段（７〜１２、２１、２２）を切り替え制御して所定の流体循環通路を形成し、選択運転モードを実施させることを特徴とする給湯空調装置。
【請求項２】
冷凍サイクル内の冷媒を気液分離する気液分離器（４）と、
前記気液分離器（４）より気相冷媒を吸入し加圧して吐出する圧縮機（１）と、
前記圧縮機（１）で加圧された高温冷媒で給湯用水を加熱する給湯用熱交換器（２）と、
前記給湯用熱交換器（２）で加熱された高温水を貯湯する貯湯槽（１３）と、
前記貯湯槽（１３）の高温水でブラインを加熱する暖房用熱交換器（１７）と、
前記気液分離器（４）より供給される液相冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器（５）と、
前記圧縮機（１）で加圧された高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（３ａ）、および前記ノズル（３ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される前記室外熱交換器（５）で蒸発した気相冷媒を吸引し、その吸引した冷媒と前記ノズル（３ａ）から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて前記気液分離器（５）に流入させる昇圧部（３ｃ、３ｄ）を有するエジェクタ（３）と、
前記暖房用熱交換器（１７）から供給される前記ブラインと暖房用の空気とを熱交換する室内熱交換器（２０）と、
この冷凍サイクルの作動を制御する制御手段（２４）とを備え、
前記制御手段（２４）は、給湯運転、暖房運転、および給湯と暖房の同時運転のいずれかから選択された運転モードに応じた運転を実施することを特徴とする給湯空調装置。
【請求項３】
冷凍サイクル内の冷媒を気液分離する気液分離器（４）と、
前記気液分離器（４）より気相冷媒を吸入し加圧して吐出する圧縮機（１）と、
前記圧縮機（１）で加圧された高温冷媒で給湯用水を加熱する給湯用熱交換器（２）と、
前記圧縮機（１）で加圧された高温冷媒もしくは前記気液分離器（４）より供給される液相冷媒と外気とで熱交換する室外熱交換器（５）と、
前記気液分離器（４）より供給される液相冷媒でブラインを冷却する冷房用熱交換器（６）と、
前記圧縮機（１）で加圧され前記給湯用熱交換器（２）もしくは前記室外熱交換器（５）を経由して流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（３ａ）、および前記ノズル（３ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される冷房用熱交換器（６）で蒸発した気相冷媒を吸引し、その吸引した冷媒と前記ノズル（３ａ）から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて前記気液分離器（５）に流入させる昇圧部（３ｃ、３ｄ）を有するエジェクタ（３）と、
前記冷房用熱交換器（６）から供給される前記ブラインと冷房用の空気とを熱交換する室内熱交換器（２０）と、
これらの機器への循環流体の流路を切り替える複数の切替手段（７〜１２）と、
この冷凍サイクルの作動を制御する制御手段（２４）とを備え、
前記制御手段（２４）は、給湯運転、冷房運転、及び給湯と冷房の同時運転のいずれかから選択された運転モードに応じた運転を実施することを特徴とする給湯空調装置。
【請求項４】
前記冷房用熱交換器（６）のブライン流れ上流部に流通方向切替手段（２５）を設けると共に、前記制御手段（２４）は、状況に応じて前記流通方向切替手段（２５）を操作して前記冷房用熱交換器（６）に対する前記ブラインの流通方向を切り替えることを特長とする請求項３に記載の給湯空調装置。
【請求項５】
冷媒として二酸化炭素を用いたことを特長とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の給湯空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯運転と室内の冷房・暖房運転とをそれぞれ単独に、または同時に成り立たせる給湯空調装置に関し、特にはエジェクタを用いたヒートポンプ式の給湯空調装置であり、冷媒とは別のブラインによって室内の冷房・暖房を行なうものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エジェクタを用いて冷凍サイクルのサイクル効率を向上させると共に、給湯運転と室内の冷房・暖房運転とをそれぞれ単独に、または同時に行なう運転モードを成り立たせた給湯空調装置として、本出願人は先に特許文献１に示すものを出願している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２８６３２６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術の給湯空調装置は、室内機と室外機との間で冷媒を直接循環させるものであり、このような構成の室内機と室外機とを現地で施工するうえでは、高圧の冷媒が循環する部分の接続が不可欠となる。そのため、長期間において複数ヶ所設けられた接続部分からの冷媒漏れに対しては信頼性が低いうえ、信頼性を向上するには施工時の工数も増大するという問題が生じている。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、室内機と室外機との間の接続部分での循環流体の漏れに対する信頼性を向上できるうえ、施工工数の低減も図ることのできる給湯空調装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項４に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明によれば、冷凍サイクル内の冷媒を気液分離する気液分離器（４）と、気液分離器（４）より気相冷媒を吸入し加圧して吐出する圧縮機（１）と、圧縮機（１）で加圧された高温冷媒で給湯用水を加熱する給湯用熱交換器（２）と、給湯用熱交換器（２）で加熱された高温水を貯湯する貯湯槽（１３）と、貯湯槽（１３）の高温水でブラインを加熱する暖房用熱交換器（１７）と、圧縮機（１）で加圧された高温冷媒もしくは気液分離器（４）より供給される液相冷媒と外気とで熱交換する室外熱交換器（５）と、気液分離器（４）より供給される液相冷媒でブラインを冷却する冷房用熱交換器（６）と、圧縮機（１）で加圧され給湯用熱交換器（２）もしくは室外熱交換器（５）を経由して流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（３ａ）、およびノズル（３ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される室外熱交換器（５）もしくは冷房用熱交換器（６）で蒸発した気相冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル（３ａ）から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて気液分離器（５）に流入させる昇圧部（３ｃ、３ｄ）を有するエジェクタ（３）と、暖房用熱交換器（１７）もしくは冷房用熱交換器（６）から供給されるブラインと冷暖房用の空気とを熱交換する室内熱交換器（２０）と、これらの機器への循環流体の流路を切り替える複数の切替手段（７〜１２、２１、２２）と、この冷凍サイクルの作動を制御する制御手段（２４）とを備え、
制御手段（２４）は、給湯運転、冷房運転、暖房運転、給湯と暖房の同時運転、および給湯と冷房の同時運転のいずれかから選択された運転モードに応じて、複数の切替手段（７〜１２、２１、２２）を切り替え制御して所定の流体循環通路を形成し、選択運転モードを実施させることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明によれば、冷凍サイクル内の冷媒を気液分離する気液分離器（４）と、気液分離器（４）より気相冷媒を吸入し加圧して吐出する圧縮機（１）と、圧縮機（１）で加圧された高温冷媒で給湯用水を加熱する給湯用熱交換器（２）と、給湯用熱交換器（２）で加熱された高温水を貯湯する貯湯槽（１３）と、貯湯槽（１３）の高温水でブラインを加熱する暖房用熱交換器（１７）と、気液分離器（４）より供給される液相冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器（５）と、圧縮機（１）で加圧された高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（３ａ）、および前記ノズル（３ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される室外熱交換器（５）で蒸発した気相冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル（３ａ）から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて前記気液分離器（５）に流入させる昇圧部（３ｃ、３ｄ）を有するエジェクタ（３）と、暖房用熱交換器（１７）から供給されるブラインと暖房用の空気とを熱交換する室内熱交換器（２０）と、この冷凍サイクルの作動を制御する制御手段（２４）とを備え、
制御手段（２４）は、給湯運転、暖房運転、および給湯と暖房の同時運転のいずれかから選択された運転モードに応じた運転を実施することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明によれば、冷凍サイクル内の冷媒を気液分離する気液分離器（４）と、気液分離器（４）より気相冷媒を吸入し加圧して吐出する圧縮機（１）と、圧縮機（１）で加圧された高温冷媒で給湯用水を加熱する給湯用熱交換器（２）と、圧縮機（１）で加圧された高温冷媒もしくは気液分離器（４）より供給される液相冷媒と外気とで熱交換する室外熱交換器（５）と、気液分離器（４）より供給される液相冷媒でブラインを冷却する冷房用熱交換器（６）と、圧縮機（１）で加圧され給湯用熱交換器（２）もしくは室外熱交換器（５）を経由して流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（３ａ）、およびノズル（３ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される冷房用熱交換器（６）で蒸発した気相冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル（３ａ）から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて気液分離器（５）に流入させる昇圧部（３ｃ、３ｄ）を有するエジェクタ（３）と、冷房用熱交換器（６）から供給されるブラインと冷房用の空気とを熱交換する室内熱交換器（２０）と、これらの機器への循環流体の流路を切り替える複数の切替手段（７〜１２）と、この冷凍サイクルの作動を制御する制御手段（２４）とを備え、
制御手段（２４）は、給湯運転、冷房運転、及び給湯と冷房の同時運転のいずれかから選択された運転モードに応じた運転を実施することを特徴とする。
【０００９】
請求項１は給湯と暖房・冷房、請求項２は給湯と暖房、請求項３は給湯と冷房を行なうための構成である。これらいずれの構成においても、高圧の冷媒とは別の低圧のブライン（例えば不凍液）にて室内機（２０ａ）と室外機（１ａ）との間、より具体的には室内熱交換器（２０）と暖房用熱交換器（１７）もしくは冷房用熱交換器（６）との間を循環させている。これにより、室内機（２０ａ）と室外機（１ａ）とを施工する際、接続部分での漏れに対する信頼性を向上できるうえ、施工工数の低減も図ることができる。
【００１０】
また、複数の切替手段（７〜１２、２１、２２）を切り替え制御して所定の流体循環通路を形成して、複数の冷凍サイクル機器の運転を切り替え制御することで、給湯運転と室内の冷房・暖房運転とをそれぞれ単独に、または同時に成り立たせることができる。
【００１１】
請求項４記載の発明によれば、冷房用熱交換器（６）のブライン流れ上流部に流通方向切替手段（２５）を設けると共に、制御手段（２４）は、状況に応じて流通方向切替手段（２５）を操作して冷房用熱交換器（６）に対する前記ブラインの流通方向を切り替えることを特長とする。
【００１２】
これは、冷房用熱交換器（６）が常に過熱度を取る運転、または常に加熱度を取らない運転のいずれかであれば、冷房用熱交換器（６）へのブラインの流れ方向は一定方向で対向流が形成可能である。しかし、冷媒充填量と条件によっては加熱度を取ったり取らなかったりする運転が考えられるため、ブライン回路（Ｂ２）に流通方向切替手段（２５）を構成することで、冷房用熱交換器（６）へのブラインの流れ方向を切り替えることができ、常に冷媒とブラインとの対向流を形成して冷房用熱交換器（６）の性能を向上させることができる。
【００１３】
請求項５記載の発明によれば、冷媒として二酸化炭素（以下、ＣＯ２と略す）を用いたことを特長とする。これは、ＣＯ２冷媒のように圧縮機（１）からの吐出圧力が高い方がエジェクタ（３）の効果を得易いことによるものである。ちなみに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
次に、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。図１は、本発明の第１実施形態における給湯空調装置の構成を表す模式図であり、給湯運転モード時の各流体の流通経路を太線で表わしている。本実施形態の給湯空調装置は大きく分けて、主にエジェクタ３を用いたヒートポンプ式冷凍サイクルの機器を収納するヒートポンプユニット１ａと、主に貯湯タンク（貯湯槽）１３を収納する貯湯ユニット１３ａと、主に室内熱交換器２０を収納する室内ユニット２０ａとで構成されている。
【００１５】
まず、ヒートポンプユニット１ａにおいて、１は気相冷媒を吸入し加圧して吐出する圧縮機であり、２は圧縮機１で加圧された高温冷媒で給湯用の水道水を加熱する給湯用熱交換器である。３は圧縮機１で加圧された高圧冷媒の減圧手段として冷媒を吸入し圧縮機１の中間圧力まで減圧して吐出するエジェクタであり、４は冷凍サイクル内の冷媒を気液分離する気液分離器である。
【００１６】
５は圧縮機１で加圧された高温冷媒もしくは気液分離器４より供給される液相冷媒と、送風機５ａにて供給される空気（外気）とを熱交換する室外熱交換器であり、６は気液分離器４より供給される液相冷媒で熱交換媒体となるブライン（本実施形態では不凍液）を冷却する冷房用熱交換器である。また、２３は冷房用熱交換器６で冷却されて低温となったブラインを室内熱交換器２０へ供給して熱交換した後のブラインを冷房用熱交換器６へ戻す低温ブライン回路Ｂ１の循環ポンプである。
【００１７】
そして、これらの機器間を流通する冷媒通路を７〜１２の三方弁（切替手段）で切り替えて、後述する各運転モードに応じた所定の冷媒循環通路を形成する。更に詳しく述べると、三方弁７・８は対で、圧縮機１で加圧された高圧冷媒を給湯用熱交換器２へ供給する冷媒流路Ｒ１と、室外熱交換器５へ供給する冷媒流路Ｒ２とを切り替える。
【００１８】
また、三方弁９・１０は対で、気液分離器４より供給される液相冷媒を室外熱交換器５へ供給する冷媒流路Ｒ４と、冷房用熱交換器６へ供給する冷媒流路Ｒ５とを切り替える。また、三方弁１１・１２は対で、冷媒流路Ｒ２から供給される高圧冷媒と、冷媒流路Ｒ４から供給される液相冷媒とを切り替えて室外熱交換器５に流通させるものである。
【００１９】
次に、貯湯ユニット１３ａおいて、１３は給湯用熱交換器２で加熱された高温水を貯湯する貯湯タンクであり、１４は貯湯タンク１３の下部から冷たい給湯用水を給湯用熱交換器２へ供給して加熱された給湯用水を貯湯タンク１３の上部に戻す給湯用水回路Ｗ１の循環ポンプである。尚、循環ポンプ１４はヒートポンプユニット１ａ内に構成されている。また、貯湯タンク１３の下部には給湯用の水道水が供給される給水路１５が接続されており、貯湯タンク１３の上部には貯留された高温水を台所や風呂等に供給する給湯路１６が接続されている。
【００２０】
１７は貯湯タンク１３の高温水で上記と同じブラインを加熱する暖房用熱交換器１７であり、１８は貯湯タンク１３の上部から高温水を暖房用熱交換器１７へ供給して熱交換した後の水を貯湯タンク１３の下部に戻す高温水回路Ｗ２の循環ポンプである。また、１９は暖房用熱交換器１７で加熱されて高温となったブラインを室内熱交換器２０へ供給して熱交換した後のブラインを暖房用熱交換器１７へ戻す高温ブライン回路Ｂ１の循環ポンプである。
【００２１】
次に、室内ユニット２０ａおいて、２０は冷房用熱交換器６から供給される冷却されたブライン、もしくは暖房用熱交換器１７から供給される加熱されたブラインと送風機２０ｂにて供給される室内空気とを熱交換して室内を冷暖房する室内熱交換器である。また、三方弁（切替手段）２１・２２は対で、低温ブライン回路Ｂ２から供給される低温ブラインと、高温ブライン回路Ｂ１から供給される高温ブラインとを切り替えて室内熱交換器２０に流通させるものである。尚、三方弁２１・２２はヒートポンプユニット１ａ内に構成されている。
【００２２】
そして、これらからなる給湯空調装置の作動を制御する制御手段としての制御装置２３は、使用者により図示しない当装置のコントローラで選択された運転モードや設定された条件と、図示しない各センサー等からの情報に基づいて、上述した圧縮機１、送風機５ａ・２０ｂ、三方弁７〜１２・２１・２２、循環ポンプ１４・１８・１９・２３等の各機器の運転状態を決定して制御するための制御信号を出力するものである。
【００２３】
次に、本発明での特徴構成であるエジェクタ３の構造について、図２の断面模式図にて説明する。エジェクタ３は、図２に示すように、冷媒の圧力エネルギー（圧力ヘッド）を速度エネルギー（速度ヘッド）に変換して冷媒を減圧膨張させるノズル３ａと、そのノズル３ａから噴射する高い速度の冷媒流により低圧側で蒸発した気相冷媒を吸引する吸引部３ｂと、その吸引した冷媒とノズル３ａから噴射する冷媒とを混合させる混合部３ｃと、速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷煤の圧力を昇圧させるディフューザ３ｄを有するエジェクタである。
【００２４】
尚、エジェクタ３から噴出する冷媒は、必ずしもディフィーザ３ｄのみで昇圧されるものではなく、混合部３ｃにおいても、低圧側で蒸発した気相冷媒を吸引する際に冷媒圧力を上昇させるので、混台部３ｃとディフィーザ３ｄとを総称して昇圧部と呼ぶ。尚、本実施形態では、混合部３ｃの断面積はディフューザ３ｄまで一定であるが、混合部３ｃの断面積をディフューザ３ｄに向かうほど大きくなるようにテーパ状としてもよい。
【００２５】
次に、上述した第１実施形態の構成においての作動を説明する。図１と図３〜６は、各運転モードに対応した各機器状態により、循環流体が流動する経路を太線で表わした図である。以下、各運転モードでの作動を説明する。
【００２６】
＜給湯運転＞
図１に示す運転モードは、室内の冷暖房は行なわず給湯のみを可能にするモードである。冷媒の一方の流れとして、圧縮機１→三方弁７→（冷媒流路Ｒ１）→給湯用熱交換器２→三方弁８→エジェクタ３→気液分離器４→圧縮機１と循環し、途中の給湯用熱交換器２で給湯用水を加熱する。また、冷媒のもう一方の流れとして、気液分離器４→三方弁９→（冷媒流路Ｒ４）→三方弁１１→室外熱交換器５→三方弁１２→三方弁１０→エジェクタ３→気液分離器４と循環し、途中の室外熱交換器５で送風機５ａにて供給される外気と熱交換して吸熱する。
【００２７】
次に、給湯用水の一方の流れ（給湯用水回路Ｗ１）として、貯湯タンク１３→循環ポンプ１４→給湯用熱交換器２→貯湯タンク１３と循環し、途中の給湯用熱交換器２で冷媒にて加熱されて貯湯タンク１３へと戻る。そして、給湯用水の他方の流れとして、貯湯タンク１３から給湯路１６を通して必要カ所への給湯が成され、給水路１５から貯湯タンク１３へ給湯用水の補給が成される。
【００２８】
＜暖房（給湯）運転＞
図３に示す運転モードは、室内の暖房のみを可能にするモードである。給湯用水の一方の流れ（高温水回路Ｗ２）として、貯湯タンク１３→暖房用熱交換器１７→循環ポンプ１８→貯湯タンク１３と循環し、途中の暖房用熱交換器１７でブラインを加熱して貯湯タンク１３へと戻る。また、加熱されたブラインの流れ（高温ブライン回路Ｂ１）として、暖房用熱交換器１７→三方弁２１→室内熱交換器２０→三方弁２２→循環ポンプ１９→暖房用熱交換器１７と循環し、途中の室内熱交換器２０で送風機２０ｂにて供給される室内空気と熱交換して加熱し、室内を暖房する。
【００２９】
尚、本発明は貯湯タンク１３の高温水を用いてブラインを加熱し、その加熱されたブラインを用いて暖房を行なうものであるため、ヒートポンプユニット１ａが停止した状態でも貯湯タンク１３から給湯路１６を通して必要カ所への給湯が成され、給水路１５から貯湯タンク１３へ給湯用水の補給が成される。また、上記の暖房および暖房中の給湯により貯湯タンク１３内の貯湯量が所定値より下回った場合、自動的にヒートポンプユニット１ａか稼動されて後述する給湯・暖房運転の状態となる。
【００３０】
＜冷房運転＞
図４に示す運転モードは、室内の冷房のみを可能にするモードである。冷媒の一方の流れとして、圧縮機１→三方弁７→（冷媒流路Ｒ２）→三方弁１２→室外熱交換器５→三方弁１１→三方弁８→エジェクタ３→気液分離器４→圧縮機１と循環し、途中の室外熱交換器５で送風機５ａにて供給される外気と熱交換して放熱する。また、冷媒のもう一方の流れとして、気液分離器４→三方弁９→（冷媒流路Ｒ５）→冷房用熱交換器６→三方弁１０→エジェクタ３→気液分離器４と循環し、途中の冷房用熱交換器６でブラインを冷却する。
【００３１】
また、冷却されたブラインの流れ（低温ブライン回路Ｂ２）として、冷房用熱交換器６→三方弁２１→室内熱交換器２０→三方弁２２→循環ポンプ２３→冷房用熱交換器６と循環し、途中の室内熱交換器２０で送風機２０ｂにて供給される室内空気と熱交換して冷却し、室内を冷房する。
【００３２】
＜給湯・暖房同時運転＞
図５に示す運転モードは、給湯と暖房とを可能にするモードである。冷媒の一方の流れとして、圧縮機１→三方弁７→（冷媒流路Ｒ１）→給湯用熱交換器２→三方弁８→エジェクタ３→気液分離器４→圧縮機１と循環し、途中の給湯用熱交換器２で給湯用水を加熱する。また、冷媒のもう一方の流れとして、気液分離器４→三方弁９→（冷媒流路Ｒ４）→三方弁１１→室外熱交換器５→三方弁１２→三方弁１０→エジェクタ３→気液分離器４と循環し、途中の室外熱交換器５で送風機５ａにて供給される外気と熱交換して吸熱する。
【００３３】
次に、給湯用水の一方の流れ（給湯用水回路Ｗ１）として、貯湯タンク１３→循環ポンプ１４→給湯用熱交換器２→貯湯タンク１３と循環し、途中の給湯用熱交換器２で冷媒にて加熱されて貯湯タンク１３へと戻る。そして、給湯用水の他方の流れとして、貯湯タンク１３から給湯路１６を通して必要カ所への給湯が成され、給水路１５から貯湯タンク１３へ給湯用水の補給が成される。
【００３４】
また、給湯用水のもう一つの流れ（高温水回路Ｗ２）として、貯湯タンク１３→暖房用熱交換器１７→循環ポンプ１８→貯湯タンク１３と循環し、途中の暖房用熱交換器１７でブラインを加熱して貯湯タンク１３へと戻る。また、加熱されたブラインの流れ（高温ブライン回路Ｂ１）として、暖房用熱交換器１７→三方弁２１→室内熱交換器２０→三方弁２２→循環ポンプ１９→暖房用熱交換器１７と循環し、途中の室内熱交換器２０で送風機２０ｂにて供給される室内空気と熱交換して加熱し、室内を暖房する。
【００３５】
＜給湯・冷房同時運転＞
図６に示す運転モードは、給湯と冷房とを可能にするモードである。冷媒の一方の流れとして、圧縮機１→三方弁７→（冷媒流路Ｒ１）→給湯用熱交換器２→三方弁８→エジェクタ３→気液分離器４→圧縮機１と循環し、途中の給湯用熱交換器２で給湯用水を加熱する。また、冷媒のもう一方の流れとして、気液分離器４→三方弁９→（冷媒流路Ｒ５）→冷房用熱交換器６→三方弁１０→エジェクタ３→気液分離器４と循環し、途中の冷房用熱交換器６でブラインを冷却する。
【００３６】
次に、給湯用水の一方の流れ（給湯用水回路Ｗ１）として、貯湯タンク１３→循環ポンプ１４→給湯用熱交換器２→貯湯タンク１３と循環し、途中の給湯用熱交換器２で冷媒にて加熱されて貯湯タンク１３へと戻る。そして、給湯用水の他方の流れとして、貯湯タンク１３から給湯路１６を通して必要カ所への給湯が成され、給水路１５から貯湯タンク１３へ給湯用水の補給が成される。
【００３７】
また、冷却されたブラインの流れ（低温ブライン回路Ｂ２）として、冷房用熱交換器６→三方弁２１→室内熱交換器２０→三方弁２２→循環ポンプ２３→冷房用熱交換器６と循環し、途中の室内熱交換器２０で送風機２０ｂにて供給される室内空気と熱交換して冷却し、室内を冷房する。
【００３８】
次に、本実施形態での特徴について述べる。まず、冷凍サイクル内の冷媒を気液分離する気液分離器４と、気液分離器４より気相冷媒を吸入し加圧して吐出する圧縮機１と、圧縮機１で加圧された高温冷媒で給湯用水を加熱する給湯用熱交換器２と、給湯用熱交換器２で加熱された高温水を貯湯する貯湯槽１３と、貯湯槽１３の高温水でブラインを加熱する暖房用熱交換器１７と、圧縮機１で加圧された高温冷媒もしくは気液分離器４より供給される液相冷媒と外気とで熱交換する室外熱交換器５と、気液分離器４より供給される液相冷媒でブラインを冷却する冷房用熱交換器６と、圧縮機１で加圧され給湯用熱交換器２もしくは室外熱交換器５を経由して流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル３ａ、およびノズル３ａから噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される室外熱交換器５もしくは冷房用熱交換器６で蒸発した気相冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル３ａから噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて気液分離器５に流入させる昇圧部３ｃ・３ｄを有するエジェクタ３と、暖房用熱交換器１７もしくは冷房用熱交換器６から供給されるブラインと冷暖房用の空気とを熱交換する室内熱交換器２０と、これらの機器への循環流体の流路を切り替える複数の三方弁７〜１２・２１・２２と、この冷凍サイクルの作動を制御する制御装置２４とを備え、
制御装置２４は、給湯運転、冷房運転、暖房運転、給湯と暖房の同時運転、および給湯と冷房の同時運転のいずれかから選択された運転モードに応じて、複数の三方弁７〜１２・２１・２２を切り替え制御して所定の流体循環通路を形成し、選択運転モードを実施させる。
【００３９】
本実施形態は給湯と暖房・冷房とを行なうための構成である。そして、高圧の冷媒とは別の低圧のブライン（本実施形態では不凍液）にて室内機２０ａと室外機１ａとの間、より具体的には室内熱交換器２０と暖房用熱交換器１７もしくは冷房用熱交換器６との間を循環させている。これにより、室内機２０ａと室外機１ａとを施工する際、接続部分での漏れに対する信頼性を向上できるうえ、施工工数の低減も図ることができる。
【００４０】
また、複数の三方弁７〜１２・２１・２２を切り替え制御して所定の流体循環通路を形成して、複数の冷凍サイクル機器の運転を切り替え制御することで、給湯運転と室内の冷房・暖房運転とをそれぞれ単独に、または同時に成り立たせることができる。また、冷媒としてＣＯ２を用いている。これは、ＣＯ２冷媒のように圧縮機１からの吐出圧力が高い方がエジェクタ３の効果を得易いことによるものである。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の構成と作動について説明する。図７〜９に示す構成は、上述した第１実施形態の構成から冷房機能を取り除き、給湯と暖房とを行なうための構成である。図７〜９は、各運転モードに対応した各機器状態により、循環流体が流動する経路を太線で表わした図である。以下、各運転モードでの作動を説明する。
【００４２】
＜給湯運転＞
図７に示す運転モードは、室内の暖房は行なわず給湯のみを可能にするモードである。冷媒の一方の流れとして、圧縮機１→（冷媒流路Ｒ１）→給湯用熱交換器２→エジェクタ３→気液分離器４→圧縮機１と循環し、途中の給湯用熱交換器２で給湯用水を加熱する。また、冷媒のもう一方の流れとして、気液分離器４→（冷媒流路Ｒ５）→室外熱交換器５→エジェクタ３→気液分離器４と循環し、途中の室外熱交換器５で送風機５ａにて供給される外気と熱交換して吸熱する。
【００４３】
次に、給湯用水の一方の流れ（給湯用水回路Ｗ１）として、貯湯タンク１３→循環ポンプ１４→給湯用熱交換器２→貯湯タンク１３と循環し、途中の給湯用熱交換器２で冷媒にて加熱されて貯湯タンク１３へと戻る。そして、給湯用水の他方の流れとして、貯湯タンク１３から給湯路１６を通して必要カ所への給湯が成され、給水路１５から貯湯タンク１３へ給湯用水の補給が成される。
【００４４】
＜暖房（給湯）運転＞
図８に示す運転モードは、室内の暖房のみを可能にするモードである。給湯用水の一方の流れ（高温水回路Ｗ２）として、貯湯タンク１３→暖房用熱交換器１７→循環ポンプ１８→貯湯タンク１３と循環し、途中の暖房用熱交換器１７でブラインを加熱して貯湯タンク１３へと戻る。また、加熱されたブラインの流れ（高温ブライン回路Ｂ１）として、暖房用熱交換器１７→室内熱交換器２０→循環ポンプ１９→暖房用熱交換器１７と循環し、途中の室内熱交換器２０で送風機２０ｂにて供給される室内空気と熱交換して加熱し、室内を暖房する。
【００４５】
尚、本発明は貯湯タンク１３の高温水を用いてブラインを加熱し、その加熱されたブラインを用いて暖房を行なうものであるため、ヒートポンプユニット１ａが停止した状態でも貯湯タンク１３から給湯路１６を通して必要カ所への給湯が成され、給水路１５から貯湯タンク１３へ給湯用水の補給が成される。また、上記の暖房および暖房中の給湯により貯湯タンク１３内の貯湯量が所定値より下回った場合、自動的にヒートポンプユニット１ａか稼動されて後述する給湯・暖房運転の状態となる。
【００４６】
＜給湯・暖房同時運転＞
図５に示す運転モードは、給湯と暖房とを可能にするモードである。冷媒の一方の流れとして、圧縮機１→（冷媒流路Ｒ１）→給湯用熱交換器２→エジェクタ３→気液分離器４→圧縮機１と循環し、途中の給湯用熱交換器２で給湯用水を加熱する。また、冷媒のもう一方の流れとして、気液分離器４→（冷媒流路Ｒ５）→室外熱交換器５→エジェクタ３→気液分離器４と循環し、途中の室外熱交換器５で送風機５ａにて供給される外気と熱交換して吸熱する。
【００４７】
次に、給湯用水の一方の流れ（給湯用水回路Ｗ１）として、貯湯タンク１３→循環ポンプ１４→給湯用熱交換器２→貯湯タンク１３と循環し、途中の給湯用熱交換器２で冷媒にて加熱されて貯湯タンク１３へと戻る。そして、給湯用水の他方の流れとして、貯湯タンク１３から給湯路１６を通して必要カ所への給湯が成され、給水路１５から貯湯タンク１３へ給湯用水の補給が成される。
【００４８】
また、給湯用水のもう一つの流れ（高温水回路Ｗ２）として、貯湯タンク１３→暖房用熱交換器１７→循環ポンプ１８→貯湯タンク１３と循環し、途中の暖房用熱交換器１７でブラインを加熱して貯湯タンク１３へと戻る。また、加熱されたブラインの流れ（高温ブライン回路Ｂ１）として、暖房用熱交換器１７→室内熱交換器２０→循環ポンプ１９→暖房用熱交換器１７と循環し、途中の室内熱交換器２０で送風機２０ｂにて供給される室内空気と熱交換して加熱し、室内を暖房する。
【００４９】
次に、本実施形態での特徴について述べる。冷凍サイクル内の冷媒を気液分離する気液分離器４と、気液分離器４より気相冷媒を吸入し加圧して吐出する圧縮機１と、圧縮機１で加圧された高温冷媒で給湯用水を加熱する給湯用熱交換器２と、給湯用熱交換器２で加熱された高温水を貯湯する貯湯タンク１３と、貯湯タンク１３の高温水でブラインを加熱する暖房用熱交換器１７と、気液分離器４より供給される液相冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器５と、圧縮機１で加圧された高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル３ａ、および前記ノズル３ａから噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される室外熱交換器５で蒸発した気相冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル３ａから噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて前記気液分離器５に流入させる昇圧部３ｃ・３ｄを有するエジェクタ３と、暖房用熱交換器１７から供給されるブラインと暖房用の空気とを熱交換する室内熱交換器２０と、この冷凍サイクルの作動を制御する制御手段２４とを備え、
制御装置２４は、給湯運転、暖房運転、および給湯と暖房の同時運転のいずれかから選択された運転モードに応じた運転を実施する。
【００５０】
本実施形態は給湯と暖房とを行なうための構成である。そして、高圧の冷媒とは別の低圧のブライン（本実施形態では不凍液）にて室内機２０ａと室外機１ａとの間、より具体的には室内熱交換器２０と暖房用熱交換器１７もしくは冷房用熱交換器６との間を循環させている。これにより、室内機２０ａと室外機１ａとを施工する際、接続部分での漏れに対する信頼性を向上できるうえ、施工工数の低減も図ることができる。
【００５１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の構成と作動について説明する。図１０〜１２に示す構成は、前述した第１実施形態の構成から暖房機能を取り除き、給湯と冷房とを行なうための構成である。図１０〜１２は、各運転モードに対応した各機器状態により、循環流体が流動する経路を太線で表わした図である。以下、各運転モードでの作動を説明する。
【００５２】
＜給湯運転＞
図１０に示す運転モードは、室内の冷暖房は行なわず給湯のみを可能にするモードである。冷媒の一方の流れとして、圧縮機１→三方弁７→（冷媒流路Ｒ１）→給湯用熱交換器２→三方弁８→エジェクタ３→気液分離器４→圧縮機１と循環し、途中の給湯用熱交換器２で給湯用水を加熱する。また、冷媒のもう一方の流れとして、気液分離器４→三方弁９→（冷媒流路Ｒ４）→三方弁１１→室外熱交換器５→三方弁１２→三方弁１０→エジェクタ３→気液分離器４と循環し、途中の室外熱交換器５で送風機５ａにて供給される外気と熱交換して吸熱する。
【００５３】
次に、給湯用水の一方の流れ（給湯用水回路Ｗ１）として、貯湯タンク１３→循環ポンプ１４→給湯用熱交換器２→貯湯タンク１３と循環し、途中の給湯用熱交換器２で冷媒にて加熱されて貯湯タンク１３へと戻る。そして、給湯用水の他方の流れとして、貯湯タンク１３から給湯路１６を通して必要カ所への給湯が成され、給水路１５から貯湯タンク１３へ給湯用水の補給が成される。
【００５４】
＜冷房運転＞
図１１に示す運転モードは、室内の冷房のみを可能にするモードである。冷媒の一方の流れとして、圧縮機１→三方弁７→（冷媒流路Ｒ２）→三方弁１２→室外熱交換器５→三方弁１１→三方弁８→エジェクタ３→気液分離器４→圧縮機１と循環し、途中の室外熱交換器５で送風機５ａにて供給される外気と熱交換して放熱する。また、冷媒のもう一方の流れとして、気液分離器４→三方弁９→（冷媒流路Ｒ５）→冷房用熱交換器６→三方弁１０→エジェクタ３→気液分離器４と循環し、途中の冷房用熱交換器６でブラインを冷却する。
【００５５】
また、冷却されたブラインの流れ（低温ブライン回路Ｂ２）として、冷房用熱交換器６→室内熱交換器２０→循環ポンプ２３→冷房用熱交換器６と循環し、途中の室内熱交換器２０で送風機２０ｂにて供給される室内空気と熱交換して冷却し、室内を冷房する。
【００５６】
＜給湯・冷房同時運転＞
図１２に示す運転モードは、給湯と冷房とを可能にするモードである。冷媒の一方の流れとして、圧縮機１→三方弁７→（冷媒流路Ｒ１）→給湯用熱交換器２→三方弁８→エジェクタ３→気液分離器４→圧縮機１と循環し、途中の給湯用熱交換器２で給湯用水を加熱する。また、冷媒のもう一方の流れとして、気液分離器４→三方弁９→（冷媒流路Ｒ５）→冷房用熱交換器６→三方弁１０→エジェクタ３→気液分離器４と循環し、途中の冷房用熱交換器６でブラインを冷却する。
【００５７】
次に、給湯用水の一方の流れ（給湯用水回路Ｗ１）として、貯湯タンク１３→循環ポンプ１４→給湯用熱交換器２→貯湯タンク１３と循環し、途中の給湯用熱交換器２で冷媒にて加熱されて貯湯タンク１３へと戻る。そして、給湯用水の他方の流れとして、貯湯タンク１３から給湯路１６を通して必要カ所への給湯が成され、給水路１５から貯湯タンク１３へ給湯用水の補給が成される。
【００５８】
また、冷却されたブラインの流れ（低温ブライン回路Ｂ２）として、冷房用熱交換器６→室内熱交換器２０→循環ポンプ２３→冷房用熱交換器６と循環し、途中の室内熱交換器２０で送風機２０ｂにて供給される室内空気と熱交換して冷却し、室内を冷房する。
【００５９】
次に、本実施形態での特徴について述べる。冷凍サイクル内の冷媒を気液分離する気液分離器４と、気液分離器４より気相冷媒を吸入し加圧して吐出する圧縮機１と、圧縮機１で加圧された高温冷媒で給湯用水を加熱する給湯用熱交換器２と、圧縮機１で加圧された高温冷媒もしくは気液分離器４より供給される液相冷媒と外気とで熱交換する室外熱交換器５と、気液分離器４より供給される液相冷媒でブラインを冷却する冷房用熱交換器６と、圧縮機１で加圧され給湯用熱交換器２もしくは室外熱交換器５を経由して流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル３ａ、およびノズル３ａから噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される冷房用熱交換器６で蒸発した気相冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル３ａから噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて気液分離器５に流入させる昇圧部３ｃ・３ｄを有するエジェクタ３と、冷房用熱交換器６から供給されるブラインと冷房用の空気とを熱交換する室内熱交換器２０と、これらの機器への循環流体の流路を切り替える複数の三方弁７〜１２と、この冷凍サイクルの作動を制御する制御装置２４とを備え、
制御装置２４は、給湯運転、冷房運転、及び給湯と冷房の同時運転のいずれかから選択された運転モードに応じた運転を実施する。
【００６０】
本実施形態は給湯と冷房とを行なうための構成である。そして、高圧の冷媒とは別の低圧のブライン（本実施形態では不凍液）にて室内機２０ａと室外機１ａとの間、より具体的には室内熱交換器２０と暖房用熱交換器１７もしくは冷房用熱交換器６との間を循環させている。これにより、室内機２０ａと室外機１ａとを施工する際、接続部分での漏れに対する信頼性を向上できるうえ、施工工数の低減も図ることができる。
【００６１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態の構成と作動について説明する。図１３は、本発明の第４実施形態における給湯空調装置の構成を表す模式図であり、給湯・冷房同時運転モード時の各流体の流通経路を表わしている。本実施形態の構成は、上述した第３実施形態の構成に加えて、冷房用熱交換器６のブライン流れ上流部に四方弁（流通方向切替手段）２４を設けると共に、制御装置２４は、状況に応じて四方弁２４を操作して冷房用熱交換器６に対するブラインの流通方向を切り替えるようにしたものである。
【００６２】
これは、冷房用熱交換器６が常に過熱度を取る運転、または常に加熱度を取らない運転のいずれかであれば、冷房用熱交換器６へのブラインの流れ方向は一定方向で対向流が形成可能である。しかし、冷媒充填量と条件によっては加熱度を取ったり取らなかったりする運転が考えられるため、ブライン回路Ｂ２に四方弁２４を構成することで、冷房用熱交換器６へのブラインの流れ方向を切り替えることができ、常に冷媒とブラインとの対向流を形成して冷房用熱交換器６の性能を向上させることができる。
【００６３】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、冷媒流路を切り替える切替手段７〜１２、２１、２２に三方弁を用いているが、これに限らず、電磁弁を２個組み合わせて循環流体流路を切り替えるもの等であってもよい。また、上述の第３実施形態では、給湯用熱交換器２で加熱された高温水を貯湯する貯湯槽１３を構成しているが、必ずしも貯湯式給湯である必要は無いため、貯湯槽１３が無い構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における給湯空調装置の構成を表す模式図であり、給湯運転モード時の各流体の流通経路を表わしている。
【図２】本発明の給湯空調装置に採用されるエジェクタの構造を説明する断面模式図である。
【図３】図１の構成において暖房運転モード時の各流体の流通経路を表わした模式図である。
【図４】図１の構成において冷房運転モード時の各流体の流通経路を表わした模式図である。
【図５】図１の構成において給湯・暖房同時運転モード時の各流体の流通経路を表わした模式図である。
【図６】図１の構成において給湯・冷房同時運転モード時の各流体の流通経路を表わした模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態における給湯空調装置の構成を表す模式図であり、給湯運転モード時の各流体の流通経路を表わしている。
【図８】図７の構成において暖房運転モード時の各流体の流通経路を表わした模式図である。
【図９】図７の構成において給湯・暖房同時運転モード時の各流体の流通経路を表わした模式図である。
【図１０】本発明の第３実施形態における給湯空調装置の構成を表す模式図であり、給湯運転モード時の各流体の流通経路を表わしている。
【図１１】図１０の構成において冷房運転モード時の各流体の流通経路を表わした模式図である。
【図１２】図１０の構成において給湯・冷房同時運転モード時の各流体の流通経路を表わした模式図である。
【図１３】本発明の第４実施形態における給湯空調装置の構成を表す模式図であり、給湯・冷房同時運転モード時の各流体の流通経路を表わしている。
【符号の説明】
１  圧縮機
２  給湯用熱交換器
３  エジェクタ
３ａ  ノズル
３ｂ、３ｃ  昇圧部
４  気液分離器
５  室外熱交換器
６  冷房用熱交換器
７〜１２  三方弁（切替手段）
１３  貯湯タンク（貯湯槽）
１７  暖房用熱交換器
２０  室内熱交換器
２１、２２  三方弁（切替手段）
２４  制御装置（制御手段）
２５  四方弁（流通方向切替手段）
【図１】
2004340418.tif 000003
【図２】
2004340418.tif 000004
【図３】
2004340418.tif 000005
【図４】
2004340418.tif 000006
【図５】
2004340418.tif 000007
【図６】
2004340418.tif 000008
【図７】
2004340418.tif 000009
【図８】
2004340418.tif 000010
【図９】
2004340418.tif 000011
【図１０】
2004340418.tif 000012
【図１１】
2004340418.tif 000013
【図１２】
2004340418.tif 000014
【図１３】
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