(57)【要約】【課題】従来屋外に廃熱していた空気調和機の熱を、給湯タンク内の熱交換器を利用し給湯に利用する。【解決手段】圧縮機、凝縮器、膨張手段すなわちキャピラリチューブ又は電磁膨張弁、蒸発器を順次冷媒配管により接続して冷媒回路を構成し、室内側に蒸発器と室内送風機を配設し、室外側に圧縮機、凝縮器、膨張弁、室外送風機と給湯タンクを配設した給湯機能を備えた空気調和機であって、圧縮機と凝縮器の間の冷媒配管が給湯タンク内の湯水を加熱するもので、給湯タンクは水温の低い第１タンクと水温の高い第２タンクを備え、第２タンクから出湯するようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張手段すなわちキャピラリチューブ又は電磁膨張弁、蒸発器を順次冷媒配管により接続して冷媒回路を構成し、室内側に前記蒸発器と室内送風機を配設し、室外側に前記圧縮機、前記凝縮器、前記膨張弁、室外送風機と給湯タンクを配設した給湯機能を備えた空気調和機であって、前記圧縮機と前記凝縮器の間の冷媒配管が前記給湯タンク内の湯水を加熱するもので、前記給湯タンクは水温の低い第１タンクと水温の高い第２タンクを備え、前記第２タンクから出湯することことを特徴とする給湯機能を備えた空気調和システム。
【請求項２】
前記第１タンク内部に第１熱交換器を配設し、前記第２タンク内部に第２熱交換器を備えたことを特徴とする請求項１記載の給湯機能を備えた空気調和システム。
【請求項３】
前記給湯タンク内の冷媒回路が前記第２タンクから入り、前記第１タンクから出るようにし、かつ前記給湯タンク内部の水回路が前記第１タンクから入り、前記第２タンクから出るようにしたことを特徴とする請求項１記載の給湯機能を備えた空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は空調装置の作用を利用し、水を温水に変換して出湯するための給湯機能を備えた空気調和システム及び温水変換方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の給湯システムでは、温水タンク内部に電熱ヒーターを装備し、出湯するシステムが知られており、空気調和のシステムとは全く別のものであった（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−５５５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な従来の給湯システムにおいては、一般的に電熱ヒータを使用するため、効率が悪くかった。また空調装置についても例えば東南アジア及び熱帯地方に属する地方においては一年中、空調冷房を使用するため、室外機から放出する熱エネルギーは非常に多く、エネルギー使用効率、また地球温暖化を考えた場合、大きなエネルギーロスとなっている。
【０００５】
本発明は空調設備からの放熱される熱を温水を作る事に利用する事により、ヒータを使用せず、高い効率で出湯を可能とする給湯機能を備えた空気調和システムを提供する。また、空気調和装置を利用し、更に効率良く温水が必要な時にタイムリーに出湯する事が可能なシステムを提供する。
【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、本発明の給湯機能を備えた空気調和システムは、圧縮機、凝縮器、膨張手段すなわちキャピラリチューブ又は電磁膨張弁、蒸発器を順次冷媒配管により接続して冷媒回路を構成し、室内側に前記蒸発器と室内送風機を配設し、室外側に前記圧縮機、前記凝縮器、前記膨張弁、室外送風機と給湯タンクを配設した給湯機能を備えた空気調和機であって、前記圧縮機と前記凝縮器の間の冷媒配管が前記給湯タンク内の湯水を加熱するものである。
【０００７】
また給湯タンク内には、水温の比較的低い第１タンクと、水温が比較的高い第２タンクとを設け、水温の高い第２タンクでは、圧縮機を出た直近の高温の冷媒ガスを熱交換媒体に使用し、その後冷媒ガスは水温の低い第１タンクの水と熱交換を行う。その結果高いエネルギー変換効率で温水を作る事が可能となる。この技術はしばしば空冷式の熱交換器の冷媒と空気の熱交換方式として用いられている。更に空調機の室内側ファンと熱交換器を使用して得られる吸熱を、一時的また必要な時に大きくする事により、物理的に空調機の放熱量を増加させる事が可能となり、急速に温水を作ることが出来る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における給湯機能を備えた空気調和システムの見取り図を示している。図１において、冷却空気を生成する室内空調機１は、室内の壁面に取り付けられている。また室内機にて吸熱した熱は従来、屋外に取り付けられた室外空調機２にて放熱される。室内機と室外機の間は、内外接続配管にて接続されている。給水タンク３は浴槽５の天井又はその他浴槽よりも少なくとも上に設置されていて、浴室内のシャワー４と、また室外空調機２と接続されている。
【０００９】
図２は、本発明の給湯機能を備えた空気調和システムにおける詳細の冷凍サイクル図及び水配管図である。使用者は室内側でリモコン１−ｄで運転ＯＮのスイッチを押すと、エアコン運転判定手段により、エアコンの運転が開始され、室内熱交換器１−ａと室内ファン運転手段１−ｂ及び室外空調機２を駆使し、室内に冷却空気を生成し、同時に冷媒は室内より吸熱を行う。この冷媒は次に室外空調機の圧縮機２−ａに運ばれ、高温高圧の冷媒となる。高温高圧冷媒は、高温冷媒配管２−ｅにより、給湯タンク３に運ばれ、内部の第２熱交換機３−ｈに入る。その後、内部熱交換器接続管３−ｆを通り、第１熱交換器３−ｇに入る。その後、中温冷媒配管２−ｆを通り、室外空調機２内部の室外熱交換器２−Ｃに運ばれ、室外ファン運転手段２−ｄを駆使し、冷媒の凝縮が完了する。その後膨張手段２−ｂにより、断熱膨張を行い室内空調機に運ばれる。以上の様に冷媒の流れのサイクルが形成される。
【００１０】
一方水の流れは、図２の通り、水道配管を通り、水入口管３−ｄから給水タンク３内部の、第１タンク３−ａに入り、タンク接続部３−ｉと通り、第２タンク３−ｂに入り、温水出湯管３−ｃから、浴槽内のシャワー４に運ばれる。以上のように水の流れのサイクルが形成される。
【００１１】
この様に、従来室外空調機２にて屋外に放出していた冷媒の廃熱を、給湯タンク２に熱移動させ、冷媒の廃熱と貯蔵された水との間で熱交換を行い、また冷媒は室外空調機２に戻され空調機の冷凍サイクルを形成している。
【００１２】
図３は、給水タンク３の内部詳細図で、構造を示す。エアコン圧縮機から来る高温冷媒は、まず第２タンク３−ｂ内部の第２熱交換器３−ｈに入り、そこでまず比較的高温のお湯と熱交換される。次に熱交換器接続管３−ｆを介し、第１タンク３−ａ内部の第１熱交換器３−ｇに入り、そこで比較的低温のお湯と熱交換される。その後冷媒は、室外空調機２の室外熱交換器２−Ｃに戻される。
【００１３】
図４は給湯タンク内の冷媒と水の主要温度ポイントを示したもので、Ａポイントは、水入口管３−ｄを通じて入って来た比較的低温の水温度、Ｂポイントは温水出湯管３−ｃに入る前の比較的高温の水（お湯）温度Ｃポイントは圧縮機から出た冷媒が高温冷媒配管２−ｅを通じて入って来た比較的高温の冷媒温度、Ｄポイントは中温冷媒配管に入る前の比較的低温の冷媒温度を示す。
【００１４】
図５の対向流熱交換器システムを示す。図の通り、第１タンク３−ａでは比較的低温の冷媒Ｄと水Ａを第１熱交換器３−ｇを介し熱交換させる。また第２タンク３−ｂでは比較的高温の冷媒Ｃと水Ｂを第２熱交換器３−ｈを介し熱交換させることにより、温度差一定で熱交換を実現する対向流熱交換器システムを形成する。
【００１５】
図６は本発明の実施の形態における、給湯機能を備えた空気調和システムの制御回路関係構造を示すブロック図である。図６を使用して、室内空調機１、エアコン運転判定手段１−ｃ、室内ファン運転手段１−ｂ、第１タンク水温検出手段３−ｅのそれぞれの制御回路について説明する。
【００１６】
具体的には、エアコンの運転中に、使用者がお湯を使用する事によって起こる給湯タンク３内の水温低下を、第１タンク水温検出手段３−ｅにより検知し、水温Ｔｗがある一定設定水温Ｔｓよりも温度が低い場合、エアコン運転判定手段内の室内ファン制御手段と室内ファン回転数変更手段を駆使し、室内ファンを一定回転数＋α上昇させる。もしＴｗ＞＝Ｔｓならば、設定を変更しない。
【００１７】
本制御により、一時的に急速に給湯タンク内の水温を上げる必要がある場合、室内ファン回転数を上昇させる事により、室内の吸熱量を増加させ室外での放熱を増加させる事が可能となる。これにより自動的に給水タンク内部の水温を上げる事が可能となる。
【００１８】
以上の構成は、給水タンク内部の水温に従って運転させるため、万一、水温が低下してもいち早く高温に戻す事を可能とする自動制御を実現する。
【００１９】
また図７は本発明の実施の形態における、給湯機能を備えた空気調和システムの制御回路関係構造を示すブロック図である。図７を使用して、リモコン１−ｄ、室内空調機１、エアコン運転判定手段１−ｃ、室内ファン運転手段１−ｂ、第１タンク水温検出手段３−ｅのそれぞれの制御回路について説明する。
【００２０】
具体的には、使用者がエアコンのリモコン１−ｂの運転ＳＷをＯＮにする事により、エアコン運転判定手段にエアコン運転信号を受信した時、同時に第１タンク水温検出手段３−ｅにより検知し、水温Ｔｗがある一定設定水温Ｔｓよりも温度が低い場合、エアコン運転判定手段内の室内ファン制御手段と室内ファン回転数変更を駆使し、室内ファンを一定回転数＋α上昇させる。もしＴｗ＞＝Ｔｓならば、設定を変更しない。
【００２１】
本制御により、エアコンの立ち上がり時に急速に給湯タンク内の水温を上げる必要がある場合、室内ファン回転数を上昇させる事により、室内の吸熱量を増加させ室外での放熱を増加させる事が可能となる。これにより自動的に給水タンク内部の水温を上げる事が可能となる。
【００２２】
以上の構成は、給水タンク内部の水温に従って運転させるため、常に水温を高温に保ち、万一、水温が低下してもいち早く高温に戻す事を可能とする自動制御を実現する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、、高効率にエアコンの廃熱と水を熱交換させることが可能となりエネルギーの削減が行える。また自動的に給湯タンク内部の水温を急速に上げることが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】給湯機能を備えた空気調和システムの見取り図
【図２】同空気調和システムにおける冷凍サイクル図及び水配管図
【図３】給湯タンク内部詳細図
【図４】給湯タンク内部、主要温度ポイント図
【図５】対向流熱交換システム図
【図６】同空気調和システムにおける制御回路関係構造を示すブロック図
【図７】同空気調和システムにおける制御回路関係構造を示すブロック図
【符号の説明】
１    室内空調機
１−ａ  室内熱交換器
２    室外空調機
２−ａ  圧縮機
２−ｃ  室外熱交換器
２−ｅ  高温冷媒配管
２−ｆ  中温冷媒配管
３    給湯タンク
３−ａ  第１タンク
３−ｂ  第２タンク
３−ｇ  第１熱交換器
３−ｈ  第２熱交換器
【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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