(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と、第１熱交換器とを有する熱源ユニットと、
前記熱源ユニットに接続された利用ユニットであって、第２熱交換器を有する利用ユニットと、
前記熱源ユニットに接続された給湯ユニットであって、水が循環する水回路の前記水を加熱することで給湯タンク内の水を加熱する水熱交換器を有する給湯ユニットと、
前記水回路において前記水熱交換器に流入する水の入口水温Ｔｗｉと、前記利用ユニットが吸い込む空気の吸込空気温度と、前記給湯タンク内の水温とを検出する測定部と、
前記利用ユニットの冷房運転を要求する冷房要求信号と、前記給湯ユニットの給湯運転を要求する給湯要求信号との双方の信号を受信した場合に、前記圧縮機から吐出される吐出冷媒を前記水熱交換器から前記第２熱交換器を経由させることによって、前記第２熱交換器を用いた冷房運転と前記水熱交換機を用いた給湯運転との同時運転を実行する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記冷房運転と前記給湯運転とを同時に実行中に、予め保有する設定給湯温度Ｔｗｓｅｔと、前記測定部によって検出された前記入口水温Ｔｗｉとの差温ΔＴｗｍが、予め定められた優先運転判定閾値Ｍよりも小さい場合には、前記測定部によって検出された前記吸込空気温度と予め保有する前記利用ユニットの冷房設定温度との差温に応じて前記圧縮機の運転周波数を制御する冷房優先モードを実行し、
前記差温ΔＴｗｍが、前記優先運転判定閾値Ｍ以上の場合には、前記設定給湯温度Ｔｗｓｅｔと前記測定部によって検出された前記給湯タンク内の水温との差温に応じて前記圧縮機の運転周波数を制御する給湯優先モードを実行することを特徴とする冷房給湯装置。
【請求項２】
前記測定部は、さらに、
外気の温度を検出し、
前記制御部は、
前記測定部によって検出される外気の温度が高いほど、前記優先運転判定閾値Ｍを大きな値に設定することを特徴とする請求項１記載の冷房給湯装置。
【請求項３】
前記制御部は、
時間を計測する時計部と、
時間経過に伴う前記給湯タンク内の湯の使用量の変化を示す湯使用量変化データを記憶する記憶部と
を備え、
前記湯使用量変化データにおける湯の使用量が所定の使用量を超える時間帯では、湯の使用量が前記所定の量を超えない時間帯よりも、前記優先運転判定閾値Ｍを小さな値に設定することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の冷房給湯装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記給湯タンクに蓄積されている蓄積熱量を演算する蓄積熱量演算部から前記蓄積熱量を入力し、入力した前記蓄積熱量が大きいほど、前記優先運転判定閾値Ｍを大きな値に設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の冷房給湯装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記給湯タンクに残存する湯の残湯量を演算する残湯量演算部から前記残湯量を入力し、入力した前記残湯量が多いほど、前記優先運転判定閾値Ｍを大きな値に設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の冷房給湯装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記冷房運転と前記給湯運転との同時運転を実行中に、前記給湯タンクに蓄積されている蓄積熱量を演算する蓄積熱量演算部から前記蓄積熱量を入力すると共に、前記蓄積熱量演算部から入力した前記蓄積熱量が所定の熱量よりも小さい場合には、前記給湯優先モードを実行することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の冷房給湯装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記冷房運転と前記給湯運転との同時運転を実行中に、前記給湯タンクに残存する湯の残湯量を演算する残湯量演算部から前記残湯量を入力すると共に、入力した前記残湯量が所定の量よりも少ない場合には、前記給湯優先モードを実行することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の冷房給湯装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記冷房運転と前記給湯運転との同時運転を実行中に、前記冷房優先モードの実行時間が所定の時間以上となった場合には、前記差温Ｔｗｍが大きいほど、前記圧縮機の運転周波数を高く制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の冷房給湯装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記冷房優先モードを実行中に、前記冷房優先モードの運転効率を演算する運転効率演算部から前記冷房優先モードの運転効率を入力すると共に、入力した前記運転効率が所定の値以下の場合には、実行中の前記冷房優先モードを前記給湯優先モードに切り換えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の冷房給湯装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記冷房運転と前記給湯運転との同時運転を実行中に、前記第１熱交換器３の凝縮温度ＣＴを演算する凝縮温度演算部から前記凝縮温度ＣＴを入力すると共に、前記差温ΔＴｗｍに代えて、前記設定給湯温度Ｔｗｓｅｔと、前記凝縮温度ＣＴとの差温ΔＴを使用することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の冷房給湯装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記冷房運転と前記給湯運転との同時運転を実行中に、前記利用ユニットの前記吸込空気温度が前記冷房設定温度よりも低くなった場合には、前記利用ユニットの前記吸込空気温度が冷房設定温度よりも高くなるまで、前記利用ユニットの前記冷房運転を停止することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の冷房給湯装置。
【請求項１２】
前記冷房給湯装置は、さらに、
前記冷房運転と前記給湯運転との同時運転の実行中における前記利用ユニットの前記吸込空気温度の時間経過に伴う変化を示す吸込空気温度変化データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記吸込空気温度変化データに基づいて前記吸込空気温度の経時変化をシミュレーションする演算部と
を備え、
前記制御部は、
前記冷房運転と前記給湯運転との同時運転を実行する場合に、前記演算部の前記シミュレーションの結果において前記吸込空気温度が前記冷房設定温度よりも低い期間では、前記利用ユニットの前記冷房運転を停止することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の冷房給湯装置。
【請求項１３】
前記利用ユニットは、さらに、
現在の運転モードが前記冷房優先モードであるか前記給湯優先モードであるかを表示する表示部と、
所定の操作がされた場合に、前記表示部に表示された前記現在の優先モードから他方の優先モードへの切り換えを指令する切替指令信号を出力する操作部と
を備え、
前記制御部は、
前記操作部から出力された前記切替指令信号を入力し、前記切替指令信号を入力すると、前記現在の優先モードを他方の優先モードに切り換えることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の冷房給湯装置。
【請求項１４】
前記制御部は、
現在の運転モードが前記冷房優先モードであるか前記給湯優先モードであるかを表示する表示部を有するリモコンであって、前記表示部に表示された前記現在の優先モードから他方の優先モードへの切り換えを指令する切替指令信号を出力するリモコンから、前記切替指令信号を入力し、前記切替指令信号を入力すると、前記現在の優先モードを他方の優先モードに切り換えることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の冷房給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調運転（冷房運転、暖房運転）及び給湯運転を同時に実行することができる空調給湯複合システムに関し、特に圧縮機の運転を制御することにより、高効率かつ室内の快適性を損なわず、給湯完了時間が長くなることを防ぎ、湯切れを防止することができるようにした空調給湯複合システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱源ユニット（室外機）に対して利用ユニット（室内機）及び給湯ユニット（給湯機）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ができるようにした空調給湯複合システムが存在する（たとえば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
このような空調給湯複合システムでは、従来、熱源ユニット（室外機）に対して複数台の利用ユニット（室内機）が接続配管（冷媒配管）を介して接続されることで、それぞれの利用ユニットが冷房運転又は暖房運転を実行可能になっている。加えて、熱源側ユニットに対して給湯ユニットを接続配管（冷媒配管）またはカスケードシステムによって接続することで、給湯ユニットが給湯運転を実現可能になっている。つまり、利用側ユニットの空調運転と給湯ユニットの給湯運転とを同時に実行できるようになっている。また、空調給湯複合システムにおいては、利用ユニットで冷房運転を行っている場合、給湯ユニットで給湯運転を実行することによって、冷房運転での排熱の回収が可能となり、効率の高い運転を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】平１−１５９５６９号公報
【特許文献２】特公平６−７６８６４号公報
【特許文献３】特開２００１−２４８９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている空調給湯複合システムでは給湯タンク内の平均湯温と設定給湯温度と加熱能力に基づいて給湯所要時間を演算し、タイマーにて設定された時刻から給湯所要時間を繰り上げて給湯開始時刻を演算する方法が書かれているが、この方法では常に加熱能力は一定であり、加熱能力が大きく設定されると効率の悪い運転状態にて給湯をせざるをえなくなる。
【０００６】
特許文献２に記載されている空調給湯複合システムでは複数台の室内ユニットの合計冷房負荷から最高設定給湯温度を求め、それを設定給湯温度として給湯を行う。この方法では冷房能力が合計冷房負荷と等しくなるように圧縮機の運転周波数を決定し、余分な排熱を室外熱交にて処理する必要がないため、高効率に冷房給湯同時運転が可能だが、高温給湯時において冷房給湯同時運転を行わず効率が悪い。また、合計冷房負荷が小さい場合は冷房能力が小さいため、給湯能力も小さくなり、給湯完了までに時間がかかり、湯切れの発生する可能性がある。
【０００７】
特許文献３に記載されている空調給湯複合システムでは室内ユニットの冷房負荷が小さい場合は圧縮機の運転周波数を固定値に制御して、冷房負荷が高い場合には冷房負荷に応じて圧縮機の運転周波数を制御する。この方法では、冷房負荷が小さい場合にて給湯要求の熱量が小さい場合に、給湯完了までに時間がかからないにもかかわらず圧縮機の運転周波数を冷房負荷に対して高く制御することになるため、効率の悪い運転となる。
【０００８】
本発明は、冷房給湯同時運転時において、制御部が、入口水温と設定給湯温度との差温ΔＴｗｍが小さい場合は圧縮機の運転周波数を冷房能力と利用ユニットの冷房負荷とが等しくなるように制御し、差温ΔＴｗｍが大きい場合は給湯ユニットの給湯要求に応じて圧縮機の運転周波数を制御する。この制御によって、冷房時の排熱を給湯に高効率に回収するとともに、冷房室内の快適性を損なわず、給湯完了時間が長くなるのを防ぎ、湯切れを防止することができる空調給湯複合システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の冷房給湯装置は、
運転周波数の制御が可能な圧縮機と、第１熱交換器とを有する熱源ユニットと、
前記熱源ユニットに接続された利用ユニットであって、第２熱交換器を有する利用ユニットと、
前記熱源ユニットに接続された給湯ユニットであって、水が循環する水回路の前記水を加熱することで給湯タンク内の水を加熱する水熱交換器を有する給湯ユニットと、
前記水回路において前記水熱交換器に流入する水の入口水温Ｔｗｉと、前記利用ユニットが吸い込む空気の吸込空気温度と、前記給湯タンク内の水温とを検出する測定部と、
前記利用ユニットの冷房運転を要求する冷房要求信号と、前記給湯ユニットの給湯運転を要求する給湯要求信号との双方の信号を受信した場合に、前記圧縮機から吐出される吐出冷媒を前記水熱交換器から前記第２熱交換器を経由させることによって、前記第２熱交換器を用いた冷房運転と前記水熱交換機を用いた給湯運転との同時運転を実行する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記冷房運転と前記給湯運転とを同時に実行中に、予め保有する設定給湯温度Ｔｗｓｅｔと、前記測定部によって検出された前記入口水温Ｔｗｉとの差温ΔＴｗｍが、予め定められた優先運転判定閾値Ｍよりも小さい場合には、前記測定部によって検出された前記吸込空気温度と予め保有する前記利用ユニットの冷房設定温度との差温に応じて前記圧縮機の運転周波数を制御する冷房優先モードを実行し、
前記差温ΔＴｗｍが、前記優先運転判定閾値Ｍ以上の場合には、前記設定給湯温度Ｔｗｓｅｔと前記測定部によって検出された前記給湯タンク内の水温との差温に応じて前記圧縮機の運転周波数を制御する給湯優先モードを実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の冷房給湯装置によれば、冷房時の排熱を給湯に高効率に回収するとともに、室内の快適性を維持しつつ、給湯完了時間が長くなることを防ぎ、湯切れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１における空調給湯複合システム１００の冷媒回路構成図。
【図２】実施の形態１における空調給湯複合システム１００の給湯ユニット３０４から給湯タンク３０５までの水の流れを示す概略図。
【図３】実施の形態１における空調給湯複合システム１００の各種センサ、測定部１０１、演算部１０２及び制御部１０３を示す概略図。
【図４】実施の形態１における熱源ユニット３０１の運転モードに対する四方弁の動作内容を示す図。
【図５】実施の形態１における空調給湯複合システム１００の冷房給湯同時運転モードの「（ａ）給湯優先モード」と「（ｂ）冷房優先モード」の運転状態を示す概略図。
【図６】実施の形態１における冷房排熱回収運転モードの冷房優先モードと給湯優先モードとの切り換えを示す図。
【図７】実施の形態１における優先運転判定閾値Ｍと、外気温度及び時刻と関係を示す図。
【図８】実施の形態１における優先運転判定閾値Ｍと、給湯タンク内熱量又は残湯量との関係を示す図。
【図９】実施の形態２における空調給湯複合システム２００の冷媒回路図。
【図１０】実施の形態２における熱源ユニット３０１の運転モードに対する四方弁等の動作内容を示す図。
【図１１】実施の形態２における空調給湯複合システム２００の冷房給湯同時運転モードの給湯優先モードと冷房優先モードとの運転状態を示した概略図。
【図１２】実施の形態２における空調給湯複合システム２００の冷房給湯同時運転モードの給湯優先モードにおける冷房サーモＯＮ／ＯＦＦ判定に対する室内吸込温度の時間変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、図１〜図８を参照して、実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１における空調給湯複合システム１００（冷房給湯装置）の冷媒回路構成図である。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異なる場合がある。また、この明細書では、数式に使用する記号で初めて文中にでてくるものには、［  ］の中にその記号の単位を書くことにする。そして、無次元（単位なし）の場合は、［−］と表記する。
【００１３】
図２は、空調給湯複合システム１００の給湯ユニット３０４から給湯タンク３０５までの水の流れを示す概略図である。また、図３は、空調給湯複合システム１００の各種センサ、測定部１０１、演算部１０２及び制御部１０３を示す概略図である。以下、図１〜図３を参照して、空調給湯複合システム１００の構成を説明する。
この空調給湯複合システム１００は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、利用ユニットにおいて選択された冷房運転又は暖房運転と給湯ユニットにおける給湯運転とを同時に処理することができる３管式のマルチシステム空調給湯複合システムである。この空調給湯複合システム１００は、冷房運転を行っている場合、給湯ユニットで給湯運転を実行することによって、冷房運転での排熱の回収が可能となり、高効率かつ給湯完了までの時間を長くならないようにして湯切れを防止することができる空調給湯複合システムである。
【００１４】
＜装置構成＞
空調給湯複合システム１００は、熱源ユニット３０１と、分岐ユニット３０２と、利用ユニット３０３と、給湯ユニット３０４と、給湯タンク３０５と、を有している。熱源ユニット３０１と分岐ユニット３０２とは、冷媒配管である液延長配管６と冷媒配管であるガス延長配管１２とで接続されている。給湯ユニット３０４は一方が冷媒配管である給湯ガス延長配管１５を介して熱源ユニット３０１に接続され、他方が冷媒配管である給湯液配管１８を介して分岐ユニット３０２に接続されている。利用ユニット３０３と分岐ユニット３０２とは、冷媒配管である室内ガス配管１１と冷媒配管である室内液配管８とで接続されている。また、給湯タンク３０５と給湯ユニット３０４とは水配管である水上流配管２０と水配管である水下流配管２１とで接続されている。
【００１５】
なお、実施の形態１では、熱源ユニット１台に利用ユニット１台、給湯ユニット１台、給湯タンク１台が接続された場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、それぞれ図示している以上又は以下の台数を備えていてもよい。また、空調給湯複合システム１００に用いられる冷媒は、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４ＡなどのＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒、Ｒ２２、Ｒ１３４ａなどのＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）冷媒、もしくは，炭化水素やヘリウム、二酸化炭素のような自然冷媒などがある。
【００１６】
また空調給湯複合システム１００は図１に示すようにシステム制御装置１１０を備えている。システム制御装置１１０は、測定部１０１、演算部１０２、制御部１０３、時計部１０４、記憶部１０５を備えている。図１では、システム制御装置１１０は、熱源ユニット３０１に配置されているが、一例である。システム制御装置１１０が配置される場所は限定されない。
【００１７】
＜熱源ユニット３０１の運転モード＞
空調給湯複合システム１００が実行可能な運転モードについて簡単に説明する。空調給湯複合システム１００では、接続されている給湯ユニット３０４の給湯負荷、及び、利用ユニット３０３の冷房負荷又は暖房負荷の割合によって、熱源ユニット３０１の運転モードが決定されるようになっている。空調給湯複合システム１００は、以下の３つの運転モード（冷房運転モード、暖房給湯同時運転モード、冷房給湯同時運転モード）を実行することが可能となっている。
【００１８】
冷房運転モードは、給湯要求信号（後述する）がなく、利用ユニット３０３が冷房運転を実行する場合の熱源ユニット３０１の運転モードである。暖房給湯同時運転モードは、利用ユニット３０３による暖房運転と、給湯ユニット３０４による給湯運転と、の同時運転を実行する場合の熱源ユニット３０１の運転モードである。冷房給湯同時運転モードは、利用ユニット３０３による冷房運転と、給湯ユニット３０４による給湯運転と、の同時運転を実行する場合の熱源ユニット３０１の運転モードである。
【００１９】
＜利用ユニット３０３＞
利用ユニット３０３は分岐ユニット３０２を介して、熱源ユニット３０１に接続している。利用ユニット３０３は、空調対象域に調和空気を吹き出すことができる場所（たとえば、屋内の天井への埋め込みや吊り下げ等により、又は、壁面への壁掛け等）に設置されている。利用ユニット３０３は、分岐ユニット３０２と液延長配管６及びガス延長配管１２とを介して熱源ユニット３０１に接続されており、冷媒回路の一部を構成している。
【００２０】
利用ユニット３０３は、冷媒回路の一部を構成する室内側冷媒回路を備えている。この室内側冷媒回路は、利用側熱交換器としての室内熱交換器９（第２熱交換器）にて構成されている。また、利用ユニット３０３には、室内熱交換器９を通過する冷媒と熱交換した後の調和空気を室内等の空調対象域に供給するための室内送風機１０が設けられている。
【００２１】
室内熱交換器９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ことができる。また、室内熱交換器９は、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、あるいは、二重管式熱交換器で構成してもよい。室内熱交換器９は、利用ユニット３０３が実行する運転モードが冷房運転モード及び冷房給湯同時運転モードの場合では、冷媒の蒸発器として機能して空調対象域の空気を冷却し、暖房給湯同時運転モードの場合では冷媒の凝縮器（あるいは放熱器）として機能して空調対象域の空気を加熱するものである。
【００２２】
室内送風機１０は、利用ユニット３０３内に室内空気を吸入させ、室内空気を室内熱交換器９で冷媒と熱交換させた後に、調和空気として空調対象域に供給する機能を有している。つまり、利用ユニット３０３では、室内送風機１０により取り込まれる室内空気と室内熱交換器９を流れる冷媒との間で熱交換させることが可能となっている。室内送風機１０は、室内熱交換器９に供給する調和空気の流量を可変することが可能なもので構成され、たとえば遠心ファンや多翼ファン等のファンと、このファンを駆動する、たとえば、ＤＣファンモータからなるモータとを備えている。
【００２３】
また、利用ユニット３０３には、以下に示す各種センサが設けられている。
（１）室内熱交換器９の液側に設けられ、液冷媒の温度を検出する室内液温度センサ２０６；
（２）室内熱交換器９のガス側に設けられ、ガス冷媒の温度を検出する室内ガス温度センサ２０７；
（３）利用ユニット３０３の室内空気の吸入口側に設けられ、ユニット内に流入する室内空気の温度を検出する室内吸込温度センサ２０８；
【００２４】
なお、図３に示すように、室内送風機１０の動作は、利用ユニット３０３の冷房運転モード及び暖房運転モードを含む通常運転を行う通常運転制御手段として機能する制御部１０３によって制御される。
【００２５】
＜給湯ユニット３０４＞
給湯ユニット３０４は分岐ユニット３０２を介して、熱源ユニット３０１に接続している。図２に示すように、給湯ユニット３０４は、たとえば屋外等に設置された給湯タンク３０５に温水を供給し、給湯タンク３０５内の水を加熱して湯を沸き上げる機能を有している。また、給湯ユニット３０４は、一方が給湯ガス延長配管１５を介して熱源ユニット３０１に接続されており、他方が給湯液配管１８を介して分岐ユニット３０２に接続されており、空調給湯複合システム１００における媒回路の一部を構成している。
【００２６】
給湯ユニット３０４は、冷媒回路の一部を構成する給湯側冷媒回路を備えている。この給湯側冷媒回路は、プレート水熱交換器１６（水熱交換器）を要素機能として有している。また、給湯ユニット３０４には、プレート水熱交換器１６の冷媒と熱交換した後の温水を給湯タンク等に供給するための給水ポンプ１７が設けられている。
【００２７】
プレート水熱交換器１６は、給湯ユニット３０４が実行する給湯運転モードにて、冷媒の凝縮器（または放熱器）として機能し、給水ポンプ１７にて供給される水を加熱するものである。給水ポンプ１７は、給湯ユニット３０４内に水を供給して、水をプレート水熱交換器１６で熱交換させて温水とした後に、給湯タンク３０５内に温水を供給して給湯タンク３０５内の水と熱交換させる機能を有している。つまり、給湯ユニット３０４では、給水ポンプ１７により供給される水とプレート水熱交換器１６を流れる冷媒とで熱交換させることが可能であり、かつ、給水ポンプ１７により供給される水と給湯タンク３０５内の水と熱交換させることが可能となっている。また、プレート水熱交換器１６に供給する水の流量を可変できるもので構成されている。
【００２８】
また、給湯ユニット３０４には、以下に示す各種センサが設けられている。
（１）プレート水熱交換器１６の液側に設けられ、液冷媒の温度を検出する給湯液温度センサ２０９；
（２）給湯ユニット３０４の水の入口側に設けられ、ユニット内へ流入する水の温度を検出する入口水温センサ２１０；
（３）給湯ユニット３０４の水の出口側に設けられ、ユニット内から流出する水の温度を検出する出口水温センサ２１１；
【００２９】
なお、給水ポンプ１７の動作は、図３に示すように、給湯ユニット３０４の給湯運転モードを含む通常運転を行う通常運転制御手段として機能する制御部１０３によって制御される。
【００３０】
＜給湯タンク３０５＞
給湯タンクはたとえば屋外に設置されており、給湯ユニット３０４により沸きあげられた湯を貯留する機能を有している。また、給湯タンク３０５は、一方が水上流配管２０を介して給湯ユニット３０４に接続されており、他方が水下流配管２１を介して給湯ユニット３０４に接続されており、空調給湯複合システム１００における水回路３０４−１の一部を構成している。すなわち、図２に示すように、水上流配管２０、水下流配管２１及び給水ポンプ１７は、プレート水熱交換器１６による加熱対象となる水の循環する水回路３０４−１を構成する。給湯タンク３０５は満水式であり、使用者が湯を消費するとタンク上部より湯が出水し、その量に応じてタンク下部より市水が給水される。
【００３１】
給湯ユニット３０４にて給水ポンプ１７により送水された水は、プレート水熱交換器１６で冷媒により加熱されて温水となり、水上流配管２０を経由して給湯タンク３０５内に流入する。給湯タンク３０５に流入した温水はタンク内の水と熱交換をして冷水となり、給湯タンク３０５を流出後、水下流配管２１を経由して給湯ユニット３０４に再び流入して、給水ポンプ１７にて再び送水された後プレート水熱交換器１６にて温水となる。このようなプロセスにて給湯タンク３０５に湯が沸き上げられる。なお、図２では間接的に湯を沸きあげる仕様となっているが、給湯タンク３０５の湯を給湯ユニット３０４に流して加熱し、直接的に湯を沸きあげる仕様としても良い。
【００３２】
また、給湯タンク３０５には、以下に示す各種センサが設けられている。
（１）給湯タンク３０５のタンク上部側面に設けられ、タンク上部の湯温を検出する第１給湯タンク水温センサ２１２；
（２）第１給湯タンク水温センサ２１２の下部に設けられ、第１給湯タンク水温センサ２１２の設置位置よりも下部のタンクの湯温を検出する第２給湯タンク水温センサ２１３；
（３）第２給湯タンク水温センサ２１３の下部に設けられ、第２給湯タンク水温センサ２１３の設置位置よりも下部のタンクの湯温を検出する第３給湯タンク水温センサ２１４；
（４）給湯タンク３０５のタンク下部側面に設けられ、タンク下部の湯温を検出する第４給湯タンク水温センサ２１５；
（５）給湯タンク３０５のタンク下部より給水される水の温度を検出する給水温センサ２１６；
【００３３】
＜熱源ユニット３０１＞
熱源ユニット３０１は、たとえば屋外に設置されており、液延長配管６とガス延長配管１２と分岐ユニット３０２を介して利用ユニット３０３に接続されている。また、給湯ガス延長配管１５、液延長配管６及び分岐ユニット３０２を介して給湯ユニット３０４に接続されており、空調給湯複合システム１００における冷媒回路の一部を構成している。
【００３４】
熱源ユニット３０１は冷媒回路の一部を構成する室外側冷媒回路を備えている。この室外側冷媒回路は冷媒を圧縮する圧縮機１と、室外運転モードに応じて冷媒の流れる方向を切り換えるための２つの四方弁（第１四方弁２、第２四方弁１３）と、熱源側熱交換器としての室外熱交換器３（第１熱交換器）と、余剰冷媒を貯留するためのアキュムレータ１４と、を要素機器として有している。また、熱源ユニット３０１は、室外熱交換器３に空気を供給するための室外送風機４と、冷媒の分配流量を制御するための室外減圧機構（熱源側減圧機構）５、とで構成されている。
【００３５】
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る。実施の形態１に搭載される圧縮機１は、運転容量を可変することが可能なものであり、たとえば、インバータにより制御されるモータ（図示省略）によって駆動される容積式圧縮機で構成されている。実施の形態１では、圧縮機１が１台のみである場合を例に示しているが、これに限定されず、利用ユニット３０３及び給湯ユニット３０４の接続台数等に応じて、２台以上の圧縮機１が並列に接続されたものであってもよい。また、圧縮機１に接続している吐出側配管は、途中で分岐されており、一方が第２四方弁１３を介してガス延長配管１２に接続され、他方が第１四方弁２を介して給湯ガス延長配管１５に、接続されている。
【００３６】
第１四方弁２及び第２四方弁１３は、熱源ユニット３０１の運転モードによって冷媒の流れの方向を切り換える流路切換装置としての機能を有している。
図４は、運転モードに対する四方弁の動作内容を示す図である。図４に表示されている「実線」及び「破線」は、図１に示している第１四方弁２と第２四方弁１３との切り換え状態を表している「実線」及び「破線」を意味している。
【００３７】
第１四方弁２は全冷運転モードの場合では、「実線」となるように切り換えられる。つまり、全冷運転モードの場合では、室外熱交換器３を圧縮機１において圧縮される冷媒の凝縮器として機能させるために、圧縮機１の吐出側と室外熱交換器３のガス側とを接続するように切り換えられる。また、暖房給湯同時運転モード又は冷房給湯同時運転モードの場合では、第１四方弁２は「破線」となるように切り換えられる。つまり、暖房給湯同時運転モード又は冷房給湯同時運転モードの場合では、室外熱交換器３を冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機１の吐出側とプレート水熱交換器１６のガス側とを接続するとともに圧縮機１の吸入側を室外熱交換器３のガス側とを接続するように切り換えられる。
【００３８】
第２四方弁１３は全冷運転モード又は冷房給湯同時運転モードの場合では、「実線」となるように切り換えられる。つまり、全冷運転モード又は冷房給湯同時運転モードの場合では、室内熱交換器９を圧縮機１において圧縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機１の吸入側と室内熱交換器９のガス側とを接続するように切り換えられる。また、暖房給湯同時運転モードの場合では、「破線」となるように切り換えられる。つまり、暖房給湯同時運転モードの場合では、室内熱交換器９を冷媒の凝縮器として機能させるために、圧縮機１の吐出側と室内熱交換器９のガス側とを接続するように切り換えられる。
【００３９】
室外熱交換器３は、ガス側が第１四方弁２に接続され、液側が室外減圧機構５に接続されている。室外熱交換器３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ことができる。また、室外熱交換器３は、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、あるいは、二重管式熱交換器で構成してもよい。室外熱交換器３は、全冷運転モード、冷房給湯同時運転モードでは冷媒の凝縮器として機能して冷媒を加熱するものであり、暖房給湯同時運転モードでは冷媒の蒸発器として機能して冷媒を冷却するものである。
【００４０】
室外送風機４は、熱源ユニット３０１内に室外空気を吸入して、室外空気を室外熱交換器３にて熱交換した後に、室外に排出する機能を有している。つまり、熱源ユニット３０１では、室外送風機４により取り込まれる室外空気と室外熱交換器３を流れる冷媒とで熱交換させることが可能になっている。室外送風機４は、室外熱交換器３に供給する空気の流量を可変することが可能なもので構成され、プロペラファン等のファンと、このファンを駆動する、例えば、ＤＣファンモータからなるモータとを備えている。
【００４１】
アキュムレータ１４は、圧縮機１の吸入側に設けられ、空調給湯複合システム１００に異常が発生した時や運転制御の変更の際に伴う運転状態の過渡応答時において、液冷媒を貯留して圧縮機１への液バックを防ぐ機能を有している。
【００４２】
また、熱源ユニット３０１には、以下に示す各種センサが設けられている。
（１）圧縮機１の吐出側に設けられ、高圧側圧力を検出する高圧圧力センサ２０１（高圧検出装置）；
（２）圧縮機１の吐出側に設けられ、吐出温度を検出する吐出温度センサ２０２；
（３）室外熱交換器３のガス側に設けられ、ガス冷媒温度を検出する室外ガス温度センサ２０３；
（４）室外熱交換器３の液側に設けられ、液冷媒の温度を検出する室外液温度センサ２０４；
（５）熱源ユニット３０１の室外空気の吸入口側に設けられ、ユニット内に流入する室外空気の温度を検出する外気温度センサ２０５；
【００４３】
なお、圧縮機１、第１四方弁２、室外送風機４、室外減圧機構５、第２四方弁１３の動作は、冷房運転モード、暖房給湯同時運転モード、冷房給湯運転モードを含む通常運転を行う通常運転制御手段として機能する制御部１０３によって制御される。
【００４４】
＜分岐ユニット３０２＞
分岐ユニット３０２は、たとえば屋内に設置され、液延長配管６とガス延長配管１２を介して熱源ユニット３０１とに接続され、室内液配管８と室内ガス配管１１とを介して利用ユニット３０３と接続され、給湯液配管１８とを介して給湯ユニット３０４に接続されており、空調給湯複合システム１００における冷媒回路の一部を構成している。分岐ユニット３０２は、利用ユニット３０３及び給湯ユニット３０４に要求されている運転に応じて冷媒の流れを制御する機能を有している。
【００４５】
分岐ユニット３０２は、冷媒回路の一部を構成する分岐冷媒回路を備えている。この分岐冷媒回路は冷媒の分配流量を制御するための室内減圧機構（利用側減圧機構）７と、冷媒の分配流量を制御するための給湯減圧機構１９と、を要素機器として有している。
【００４６】
室内減圧機構７は室内液配管８に設けられている。また、給湯減圧機構１９は分岐ユニット３０２内における給湯液配管１８に設けられている。室内減圧機構７は減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷房運転モード又は冷房給湯同時運転モードにおいて液延長配管６を流れる冷媒を減圧して膨張させ、暖房給湯同時運転モードでは室内液配管８を流れる冷媒を減圧して膨張させるものである。給湯減圧機構１９は減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷房給湯同時運転モード又は暖房給湯同時運転モードにおいて給湯液配管１８を流れる冷媒を減圧して膨張させるものである。室内減圧機構７及び給湯減圧機構１９は開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による精密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段で構成するとよい。
【００４７】
＜システム制御装置１１０＞
なお、給湯減圧機構１９の動作は、図３に示すように、給湯ユニット３０４の給湯運転モードを含む通常運転を行う通常運転制御手段として機能するシステム制御装置１１０の制御部１０３によって制御される。また、図３に示すように、室内減圧機構７の動作は、利用ユニット３０３の冷房運転モード及び暖房運転モードを含む通常運転を行う通常運転制御手段として機能する制御部１０３によって制御される。
【００４８】
また、図３に示すように、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１０１に入力され、演算部１０２にて処理される。そして制御部１０３は、演算部１０２の処理結果に基づき、圧縮機１と、第１四方弁２と、室外送風機４と、室外減圧機構５と、室内減圧機構７と、室内送風機１０と、第２四方弁１３と、給水ポンプ１７と、給湯減圧機構１９と、を制御するようになっている。つまり、測定部１０１、演算部１０２、及び制御部１０３を備えたシステム制御装置１１０によって、空調給湯複合システム１００の運転操作が統括制御される。なお、システム制御装置１１０は、マイクロコンピュータで構成することができる。以下の実施の形態で説明する計算式は演算部１０２によって計算され、制御部１０３はその演算結果に従って、圧縮機１等の各機器を制御する。
【００４９】
具体的には、リモコンを介した運転モード（例えば利用ユニット３０３の冷房運転を要求する冷房要求信号）や、後述する給湯要求信号や、設定温度等の指示及び各種センサでの検出情報に基づいて、制御部１０３は、圧縮機１の駆動周波数、第１四方弁２の切り換え、室外送風機４の回転数（ＯＮ／ＯＦＦ含む）、室外減圧機構５の開度、室内減圧機構７の開度、室内送風機１０の回転数（ＯＮ／ＯＦＦ含む）、第２四方弁１３の切り換え、給水ポンプ１７の回転数（ＯＮ／ＯＦＦ含む）、給湯減圧機構１９の開度を制御し、各運転モードを実行するようになっている。なお、測定部１０１、演算部１０２及び制御部１０３は一体的に設けられてもよく、別々に設けられてもよい。また、測定部１０１、演算部１０２及び制御部１０３は、いずれのユニットに設けられるようにしてもよい。さらに、測定部１０１、演算部１０２及び制御部１０３は、ユニット毎に設けるようにしてもよい。
【００５０】
＜運転モード＞
空調給湯複合システム１００は、利用ユニット３０３に要求されるそれぞれの運転負荷及び給湯ユニット３０４に要求される給湯要求信号に応じて熱源ユニット３０１、分岐ユニット３０２及び利用ユニット３０３、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、暖房給湯同時運転モード、冷房給湯同時運転モード、を実行する。冷房給湯同時運転モードでは冷房の排熱を給湯に利用することができるため、高効率となる。
【００５１】
図５は、空調給湯複合システム１００の冷房給湯同時運転モードにおける「（ａ）給湯優先モード」と「（ｂ）冷房優先モード」の運転状態を示す概略図である。冷房給湯同時運転モードではさらに、図５に示すように、給湯ユニット３０４の給湯要求信号によって圧縮機１の運転周波数を制御する「給湯優先モード」と、利用ユニット３０３の冷房負荷によって圧縮機１の運転周波数を制御する「冷房優先モード」がある。
【００５２】
制御部１０３は、図６の説明で後述するように、冷房運転と給湯運転とを同時に実行中に、予め保有する設定給湯温度Ｔｗｓｅｔ（例えばリモコン、あるいは給湯ユニット３０４から制御部１０３が受信）と、測定部１０１によって検出された入口水温Ｔｗｉ（測定部１０１が入口水温センサ２１０を介して検出）との差温ΔＴｗｍ（ΔＴｗｍ＝Ｔｗｓｅｔ−Ｔｗｉ）と、予め定められた優先運転判定閾値Ｍとの大小関係から優先モードを決定する。
具体的には、制御部１０３は、
ΔＴｗｍ＜Ｍ
の場合には、冷房優先モードで運転する。
冷房優先モードとは、制御部１０３が、測定部１０１によって検出された室内吸込温度（測定部１０１が室内吸込温度センサ２０８を介して検出）と、予め保有する利用ユニット３０３の室内設定温度（例えばリモコン、あるいは利用ユニット３０３から制御部１０３が受信）との差温に応じて圧縮機１の運周波数を制御するモードである。
またΔＴｗｍ≧Ｍ
の場合には、制御部１０３は、給湯優先モードで運転する。
給湯優先モードとは、制御部１０３が、設定給湯温度Ｔｗｓｅｔと測定部１０１によって検出された給湯タンク３０５内の水温（測定部１０１が第１給湯タンク水温センサ２１２〜２１５等を介して検出）との差温に応じて圧縮機１の運転周波数を制御するモードである。
【００５３】
なお、給湯要求信号は給湯タンク３０５内に貯留されている水温が設定給湯温度未満の場合に給湯ユニット３０４によって出力される。給湯要求信号が出力された場合、制御部１０３は、設定給湯温度に給湯タンク内の水温をできるだけ短時間で上昇させようとするため、圧縮機１の運転周波数を高くして給湯能力を大きくする。また、冷房負荷によって圧縮機１の運転周波数を制御する場合、冷房負荷は室内吸込温度（吸込空気温度）と室内設定温度（冷房設定温度）の差温（室内差温）から推測し、室内差温が大きいほど冷房負荷が大きいとして制御する。
【００５４】
冷房給湯同時運転モードを給湯優先モードにて行った場合、制御部１０３は、給湯ユニット３０４の給湯要求信号に応じて圧縮機１の運転周波数を決定する。このため、冷房能力と冷房負荷を等しくするために室外熱交換器３にて放熱が必要となる。給湯ユニット３０４（あるいは演算部１０２）より給湯要求信号の出力がなくなり給湯完了になると、制御部１０３は、冷房運転を行う。この動作では圧縮機１の運転周波数を高くして給湯能力を大きくするため、短時間にて給湯完了することができる。
【００５５】
冷房給湯同時運転モードを冷房優先モードにて行った場合、利用ユニット３０３の冷房負荷に応じて圧縮機１の運転周波数を決定するため、冷房能力と冷房負荷は等しくなり、室外熱交換器３による吸熱が不要となる。給湯ユニット３０４より給湯要求信号がなくなり給湯完了になると、冷房運転を行う。この動作では圧縮機１の運転周波数を給湯優先よる動作の場合よりも低くするため、高効率に給湯を行うことが可能となるが、給湯能力が小さくなるため、給湯完了までに時間がかかる。
【００５６】
＜動作＞
空調給湯複合システム１００が行う冷房運転モード、暖房給湯同時運転モード、冷房給湯同時運転モードの具体的な動作内容を説明する。各運転モードにおける四方弁の動作は図４に示す通りである。
【００５７】
［冷房運転モード］
冷房運転モードでは利用ユニット３０３が冷房運転モードとなる。冷房運転モードでは第１四方弁２が実線で示される状態、すなわち、圧縮機１の吐出側が室外熱交換器３のガス側に接続された状態となっている。また、第２四方弁１３が実線で示される状態、すなわち、圧縮機１の吸入側がガス延長配管１２を経由して室内熱交換器９に接続される状態となっている。
【００５８】
この冷媒回路の状態で、圧縮機１、室外送風機４、室内送風機１０を起動する。そうすると、低圧のガス冷媒は、圧縮機１に吸入され、圧縮されて高温・高圧のガス冷媒となる。その後、高温・高圧のガス冷媒は、第１四方弁２を経由して、室外熱交換器３に流入し、室外送風機４によって供給される室外空気と熱交換を行なって凝縮され、高圧のガス冷媒となる。室外熱交換器３から流出後、室外減圧機構５に流れ、減圧後、液延長配管６を経由して分岐ユニット３０２に流入する。この時、室外減圧機構５は最大開度に制御されている。分岐ユニット３０２に流入した冷媒は室内減圧機構７にて減圧され、低圧の気液二相の冷媒となった後、分岐ユニット３０２を流出し、室内液配管８を経由して利用ユニット３０３に流入する。
【００５９】
利用ユニット３０３に流入した冷媒は室内熱交換器９に流入し、室内送風機１０によって供給される室内空気と熱交換を行なって蒸発され、低圧のガス冷媒となる。室外熱交換器３の液側における冷媒の過冷却度は、高圧圧力センサ２０１により検出される圧力より演算される飽和温度（凝縮温度）から、室外液温度センサ２０４により検出される温度を差し引くことによって求められる。
【００６０】
室内減圧機構７は、室外熱交換器３の液側における冷媒の過冷却度が所定値になるように室内熱交換器９を流れる冷媒の流量を制御しているため、室外熱交換器３において蒸発された低圧のガス冷媒は、所定の過冷却度を有する状態となる。このように、室内熱交換器９には、利用ユニット３０３が設置された空調空間において要求される冷房負荷に応じた流量の冷媒が流れている。
【００６１】
室内熱交換器９を流出した冷媒は、利用ユニット３０３を流出し、室内ガス配管１１及び分岐ユニット３０２を経由してからガス延長配管１２に流れ、第２四方弁１３を経由してアキュムレータ１４を通過し、再び圧縮機１に吸入される。
【００６２】
なお、圧縮機１の運転周波数は、利用ユニット３０３において、室内設定温度と室内吸込温度センサ２０８により検出される室内吸込温度との温度差がなくなるように制御部１０３により制御されている。また、室外送風機４の風量は、外気温度センサ２０５により検出される外気温度に応じて凝縮温度が所定値となるように制御部１０３により制御されている。ここで、凝縮温度は高圧圧力センサ２０１から検出される圧力により演算される飽和温度である。
【００６３】
［暖房給湯同時運転モード］
暖房給湯同時運転モードでは利用ユニット３０３が暖房運転モードとなり、給湯ユニット３０４が給湯運転モードとなる。暖房給湯同時運転モードでは、第１四方弁２が破線で示される状態、すなわち圧縮機１の吐出側がプレート水熱交換器１６のガス側に接続され、圧縮機１の吸入側が室外熱交換器３のガス側に接続される。また、第２四方弁１３が破線で示される状態、すなわち圧縮機１の吐出側が室内熱交換器９のガス側に接続される。
【００６４】
この冷媒回路の状態で、圧縮機１、室外送風機４、室内送風機１０、給水ポンプ１７、を起動する。そうすると、低圧のガス冷媒は、圧縮機１に吸入され、圧縮されて高温・高圧のガス冷媒となる。その後、高温・高圧のガス冷媒は、第１四方弁２又は第２四方弁１３を流れるように分配される。
【００６５】
第１四方弁２に流入した冷媒は、熱源ユニット３０１から流出し、給湯ガス延長配管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、プレート水熱交換器１６に流入し、給水ポンプ１７によって供給される水と熱交換を行なって凝縮され、高圧の液冷媒となり、プレート水熱交換器１６から流出する。プレート水熱交換器１６で水を加熱した冷媒は、給湯ユニット３０４を流出後、給湯液配管１８を経由して分岐ユニット３０２に流入し、給湯減圧機構１９により減圧され、低圧の気液二相の冷媒となる。その後、室内減圧機構７を流れてきた冷媒と合流して分岐ユニット３０２より流出する。
【００６６】
なお、給湯減圧機構１９は、プレート水熱交換器１６の液側の過冷却度が所定値になるような開度に、制御部１０３により制御される。プレート水熱交換器１６の液側の過冷却度は、高圧圧力センサ２０１により検出される圧力から飽和温度（凝縮温度）を演算し、給湯液温度センサ２０９により検出される温度を差し引くことによって求められる。給湯減圧機構１９は、プレート水熱交換器１６の液側における冷媒の過冷却度が所定値になるようにプレート水熱交換器１６を流れる冷媒の流量を制御しているため、プレート水熱交換器１６において凝縮された高圧の液冷媒は、所定の過冷却度を有する状態となる。このように、プレート水熱交換器１６には、給湯ユニット３０４が設置された施設の湯の利用状況において要求される給湯要求に応じた流量の冷媒が流れている。
【００６７】
一方、第２四方弁１３に流入した冷媒は、熱源ユニット３０１より流出し、ガス延長配管１２を経由し、分岐ユニット３０２へと流れる。その後、室内ガス配管１１経由して利用ユニット３０３に流入する。利用ユニット３０３に流入した冷媒は、室内熱交換器９に流入し、室内送風機１０によって供給される室内空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となり、室内熱交換器９を流出する。室内熱交換器９にて室内空気を加熱した冷媒は、利用ユニット３０３より流出し、室内液配管８を経由して分岐ユニット３０２に流入し、室内減圧機構７により減圧され、低圧の気液二相又は液相の冷媒となる。その後、給湯減圧機構１９を流れてきた冷媒と合流し、分岐ユニット３０２より流出する。
【００６８】
室内減圧機構７は、室内熱交換器９液側の過冷却度が所定値になるような開度に、制御部１０３により制御される。室内熱交換器９液側の過冷却度は、高圧圧力センサ２０１により検出される圧力から飽和温度（凝縮温度）を演算し、室内液温度センサ２０６により検出される温度を差し引くことによって求められる。すなわち、室内減圧機構７は、室内熱交換器９の液側における冷媒の過冷却度が所定値になるような開度に、制御部１０３により制御される。室内減圧機構７は、室内熱交換器９の液側における冷媒の過冷却度が所定値になるように室内熱交換器９を流れる冷媒の流量を制御しているため、室内熱交換器９において凝縮された高圧の液冷媒は、所定の過冷却度を有する状態となる。そのため、室内熱交換器９には、利用ユニット３０３が設置された空調空間において要求される暖房負荷に応じた流量の冷媒が流れている。
【００６９】
分岐ユニット３０２を流出した冷媒は液延長配管６を経由して熱源ユニット３０１に流入し、室外減圧機構５を通過後、室外熱交換器３に流入する。なお、室外減圧機構５の開度は全開に制御されている。室外減圧機構５に流入した冷媒は、室外送風機４によって供給される室外空気と熱交換を行なって蒸発され、低圧のガス冷媒となる。この冷媒は、室外熱交換器３から流出した後、第１四方弁２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。
【００７０】
圧縮機１の運転周波数は給湯タンクにより検出される給湯要求信号から制御部１０３により制御されている。また、室外送風機４の風量は外気温度センサ２０５により検出される外気温度に応じて蒸発温度が所定値となるように制御部１０３により制御されている。ここで、蒸発温度は室外液温度センサ２０４により検出される温度により求められる。
【００７１】
［冷房給湯同時運転モード］
冷房給湯同時運転モードでは利用ユニット３０３は冷房運転モード、給湯ユニット３０４は給湯運転モードとなる。冷房給湯同時運転モードでは第１四方弁２が破線で示される状態、すなわち圧縮機１の吐出側が給湯ガス延長配管１５を経由してプレート水熱交換器１６に接続され、かつ、圧縮機１の吸入側が室外熱交換器３のガス側に接続される。また、第２四方弁１３は実線で示される状態、すなわち、圧縮機１の吸入側がガス延長配管１２を経由して室内熱交換器９に接続される状態となっている。
【００７２】
この冷媒回路の状態で、圧縮機１、室外送風機４、室内送風機１０、給水ポンプ１７、を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機１に吸入され、圧縮されて高温・高圧のガス冷媒となる。その後、高温・高圧のガス冷媒は、第１四方弁２に流入する。
【００７３】
第１四方弁２に流入した冷媒は、熱源ユニット３０１を流出し、給湯ガス延長配管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、プレート水熱交換器１６に流入し、給水ポンプ１７によって供給される水と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となり、プレート水熱交換器１６より流出する。プレート水熱交換器１６にて水を加熱した冷媒は、給湯ユニット３０４を流出し、給湯液配管１８を経由して分岐ユニット３０２に流入する。
【００７４】
分岐ユニット３０２に流入した冷媒は給湯減圧機構１９により減圧され、中間圧の気液二相又は液相の冷媒となる。ここで、給湯減圧機構１９は、最大開度に制御される。その後、液延長配管６に流入する冷媒と、室内減圧機構７に流入する冷媒とに分配される。
【００７５】
室内減圧機構７に流入した冷媒は、減圧されて、低圧の気液二相状態となり、室内液配管８を経由して利用ユニット３０３に流入する。利用ユニット３０３に流入した冷媒は室内熱交換器９に流入し、室内送風機１０によって供給される室内空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となる。
【００７６】
室内減圧機構７は、プレート水熱交換器１６の液側における冷媒の過冷却度が所定値になるような開度に、制御部１０３により制御される。この過冷却度の求め方は、冷房運転モードで説明した通りである。
【００７７】
室内熱交換器９を流れた冷媒はその後、利用ユニット３０３を流出し、室内ガス配管１１、分岐ユニット３０２及びガス延長配管１２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２四方弁１３を通過後、室外熱交換器３を通過した冷媒と合流する。
【００７８】
一方、液延長配管６に流入した冷媒は、その後、熱源ユニット３０１に流入し、熱源側減圧機構５にて低圧の気液二相冷媒に減圧後、室外熱交換器３に流入し、室外送風機４によって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発する。その後、第１四方弁２を経由して、室内熱交換器９を通過した冷媒と合流する。その後、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。
【００７９】
（１）冷房給湯同時運転モードが給湯優先モードの場合、圧縮機１の運転周波数は給湯ユニット３０４の給湯要求によって制御部１０３に制御される。そのため、利用ユニット３０３の冷房負荷に対して冷房能力が等しくなるようにするため、室外熱交換器３にて吸熱が必要となる。室外減圧機構５の開度は室外熱交換器３ガス側の過熱度が所定値になるように制御部１０３により制御される。室外熱交換器３ガス側の過熱度は室外ガス温度センサ２０３により検出される温度から室外液温度センサ２０４により検出される温度を差し引くことによって求められる。室外送風機４の風量は、利用ユニット３０３において、室内設定温度と室内吸込温度センサ２０８により検出される温度との温度差がなくなるように制御部１０３により制御される。
（２）また、冷房給湯同時運転モードが冷房優先モードの場合、圧縮機１の運転周波数は利用ユニット３０３の冷房負荷に応じて室内吸込温度と室内設定温度の差温より決定されるため、室外熱交換器３にて吸熱を行う必要がない。
そのため、室外減圧機構５の開度は微開になるように制御部１０３により制御され、室外送風機４は停止となるように制御部１０３により制御される。
【００８０】
冷房給湯同時運転モードを冷房優先にて行ったほうが給湯優先に比べて高効率に給湯を行うことが可能となるが、給湯完了までに時間がかかる。そのため、給湯完了までに必要となる熱量が多い場合では湯切れ発生を防止するため、冷房給湯同時運転モードを給湯優先にて行う必要がある。また、入口水温が設定給湯温度に対して低い場合は、給湯タンク３０５内の水温も低く、給湯の熱量が多く必要であると考えられる。そこで、設定給湯温度Ｔｗｓｅｔ［℃］と入口水温Ｔｗｉ［℃］との差温が大きいほど給湯の熱量が多く必要として、設定給湯温度Ｔｗｓｅｔ［℃］と入口水温Ｔｗｉ［℃］との差温ΔＴｗｍ［℃］（給湯差温）にて冷房優先と給湯優先の切り換えを行う。
【００８１】
ΔＴｗｍ＝Ｔｗｓｅｔ−Ｔｗｉ      （１）
【００８２】
設定給湯温度Ｔｗｓｅｔは使用者がリモコン（図示省略）にて設定する湯の温度、又は、給湯タンク内の湯の温度等を指す。
図６は、冷房優先モードと給湯優先モードとの切り換えを示す図である。図６に示すように、優先運転判定閾値Ｍ［℃］を設定する。そして、制御部１０３は、前記式１の給湯差温ΔＴｗｍが優先運転判定閾値Ｍ［℃］よりも低い場合は冷房優先モードにて運転を行い、給湯差温ΔＴｗｍが優先運転判定閾値Ｍ［℃］以上の場合は給湯優先にて運転を行う。給湯タンク３０５は満水式であるため、給湯タンク３０５内の水量は常に一定となる。そのため、このようにすることで、給湯に必要な熱量を適切に見積もることが可能である。給湯完了までに熱量を多く必要としない場合では冷房優先で運転をし、高効率に給湯をし、熱量を多く必要とする場合には給湯優先にて給湯時間が長引くのを防ぎ、湯切れを防止可能となる。
【００８３】
図７は、優先運転判定閾値Ｍと、外気温度及び時刻と関係を示す図である。また、図７に示すように、外気温度が高いほど、使用者の湯使用量が減少するので、優先運転判定閾値Ｍを大きくする。さらに、１日の湯使用量をタイムスケジュール（１日の湯使用量の時間変化）（湯使用量変化データの一例）としてマイコン（システム制御装置１１０）の記憶部１０５に記憶しておき、制御部１０３は、時計部１０４による時間計測に基づき、湯の使用量のタイムスケジュールに応じて優先運転判定閾値Ｍを変化させるとよい。具体的には、制御部１０３は、図７に示すように、１日のうち湯の使用量が多い時間内の時刻（時刻Ｘ）では湯の使用量が少ない時間内の時刻（時刻Ｙ）よりも優先運転判定閾値Ｍを小さくする。あるいは、制御部１０３は、タイムスケジュールにおける湯の使用量が所定の使用量を超える時間帯では、湯の使用量が前記所定の量を超えない時間帯よりも、優先運転判定閾値Ｍを小さな値に設定する。このように制御することで、使用者の湯の使用量に対してより具体的な情報を入力するので、湯切れを防止できる。
【００８４】
１日の湯使用量のタイムスケジュールは１日あるいはそれよりも長い日数（例えば１週間分）を１時間ごとあるいはそれよりも長い時間ごと（例えば２時間ごと）にマイコン内にあるメモリに湯使用量を記録して作成する方法にする。また、使用者が入力する方法としてもよい。
【００８５】
図８は、優先運転判定閾値Ｍと、給湯タンク内熱量又は残湯量との関係を示す図である。図８に示すように、給湯タンク３０５に蓄積されている熱量が大きいほど、又は残湯量が大きいほど、優先運転判定閾値Ｍ［℃］を大きく設定する。具体的には、制御部１０３は、給湯タンク３０５に蓄積されている蓄積熱量を演算する演算部１０２（蓄熱量演算部）から蓄積熱量を入力する。そして、制御部１０３は、図８に示すように、入力した蓄積熱量が大きいほど、優先運転判定閾値Ｍを大きな値に設定する。残湯量に関しては、制御部１０３は、図８に示すように、給湯タンク３０５に蓄積されている蓄積熱量を演算する演算部１０２（蓄積熱量演算部）から蓄積熱量を入力し、入力した蓄積熱量が大きいほど、図８に示すように、優先運転判定閾値Ｍを大きな値に設定する。このように制御することで、給湯タンク内に多量の有効熱が存在するにも係わらず、給湯優先運転をすることを防止可能であり、冷房優先運転モードを行う機会を損なうことがなくなるため、運転効率が高くなる。給湯タンク３０５の熱量及び残湯量の演算部１０２による具体的な演算方法は以下に示す通りである。
実施の形態１の給湯タンク３０５に設けられている温度センサを用いて、演算部１０２は、次式２により給湯タンク熱量ＱＴＡＮＫ［ＫＪ］を演算する。
【００８６】
【数１】
0005121908.tif 000002
【００８７】
ここで、
ρｗ［ｋｇ／ｍ３］は水の密度、
Ｃｐ，ｗ［ｋＪ／（ｋｇＫ）］は水の比熱、
ＶＴＡＮＫ，１［Ｌ］は給湯タンク３０５の上部から第１給湯タンク水温センサ２１２設置高さまでの給湯タンク内容積、
ＶＴＡＮＫ，２［Ｌ］は給湯タンク３０５の上部から第２給湯タンク水温センサ２１３設置高さまでの給湯タンク内容積、
ＶＴＡＮＫ，３［Ｌ］は給湯タンク３０５の上部から第３給湯タンク水温センサ２１４設置高さまでの給湯タンク内容積、
ＶＴＡＮＫ，４［Ｌ］は給湯タンク３０５の上部から第４給湯タンク水温センサ２１５設置高さまでの給湯タンク内容積である。
給湯タンクの断面積は機器仕様にて既知であるため、各センサの設置高さを予め設計時に決定しておくことで、各内容積を演算可能となる。
ＴＴＡＮＫ，１［℃］は第１給湯タンク水温センサ２１２の検出温度、
ＴＴＡＮＫ，２［℃］は第２給湯タンク水温センサ２１３の検出温度、
ＴＴＡＮＫ，３［℃］は第３給湯タンク水温センサ２１４の検出温度、
ＴＴＡＮＫ，４［℃］は第４給湯タンク水温センサ２１５の検出温度である。
また、ＴＴＡＮＫＷｉ［℃］は給水温センサ２１６の検出温度である。
以上により、給湯タンク３０５の蓄積熱量を演算することが可能である。
また、例えば、演算部１０２は、給湯タンク３０５内の湯温が給湯温度Ｔｗ，ｓｅｔに達したとしてＴＴＡＮＫ，１、ＴＴＡＮＫ，２、ＴＴＡＮＫ，３、ＴＴＡＮＫ，４をＴｗ，ｓｅｔにして給湯タンク３０５熱量ＱＴＡＮＫを演算する。そして、制御部１０３は、この演算値に対して現在の給湯タンク３０５の温度センサ情報から演算したＱＴＡＮＫの演算値が半分（所定の熱量）以下であった場合は、給湯差温ΔＴｗｍに係わらず給湯優先運転モードとする。具体的には、制御部１０３は、冷房運転と給湯運転との同時運転を実行中に、給湯タンク３０５に蓄積されている蓄積熱量を演算する演算部１０２（蓄積熱量演算部）から蓄積熱量を入力する。制御部１０３は、演算部１０２から入力した蓄積熱量が所定の熱量よりも小さい場合には、給湯優先モードを実行する。この制御によって湯切れの防止になる。実施の形態１に係わる給湯タンクではタンク側面の温度センサの設置数を４つにしているが、この数に限定されない。タンク高さ方向により多くの温度センサを設置することによって給湯タンク３０５熱量を高精度に演算することが可能である。
【００８８】
給湯タンク３０５熱量ＱＴＡＮＫを用いることで、演算部１０２は、残湯量Ｌｗ［Ｌ］を以下のように演算できる。
【００８９】
【数２】
0005121908.tif 000003
【００９０】
ここで、Ｔｗｕは使用者の使用湯温度［℃］である。また、例えば、残湯量Ｌｗ［Ｌ］が給湯タンク３０５の容量の半分（所定の容量）以下となった場合は、給湯差温ΔＴｗｍに係わらず給湯優先運転モードとする。すなわち、制御部１０３は、冷房運転と前記給湯運転との同時運転を実行中に、給湯タンク３０５に残存する湯の残湯量を演算する演算部（残湯量演算部）から残湯量Ｌｗを入力すると共に、入力した残湯量Ｌｗが所定の量よりも少ない場合には、給湯優先モードを実行する。この制御により、湯切れの防止になる。
【００９１】
また、冷房優先モードにて冷房給湯同時運転モードを行い、利用ユニット３０３の冷房負荷が小さい場合、圧縮機１の運転周波数が低く制御されるため、優先運転判定閾値Ｍが小さくても給湯完了までに時間がかかる。そのため、制御部１０３は、冷房優先モードの運転時間を時計部１０４にて計測し、冷房優先モードの運転時間が一定時間以上となったら圧縮機１の運転周波数を高くして、給湯能力を大きくする。この時、圧縮機１の運転周波数は給湯差温ΔＴｗｍが大きいほど高く制御する。つまり、制御部１０３は、冷房運転と給湯運転との同時運転を実行中に、冷房優先モードの実行時間が所定の時間以上となった場合には、差温Ｔｗｍが大きいほど、圧縮機１の運転周波数を高く制御する。このように制御することで、給湯優先にて運転した場合よりも高効率に給湯を行うことができ、かつ給湯時間を短くし、湯切れの発生を防止することができる。また、強制的に給湯優先モードにするようにしても良い。
【００９２】
また、冷房負荷が高い場合、圧縮機１の運転周波数が高く制御されるため、給湯優先モードに対する冷房優先モードの運転効率の優位性が小さくなる。この場合は給湯時間の短縮を優先して、給湯優先モードにて運転を行うようにしても良い。具体的には、冷房排熱回収運転の冷房優先モードの運転効率（ＣＯＰ）［−］は室外熱交換器３の吸熱量が０であるため、圧縮機１の入力量に対する利用ユニット３０３の冷房能力と給湯ユニット３０４の給湯能力の合計にて次式で演算できる。
【００９３】
【数３】
0005121908.tif 000004
【００９４】
ここで、Ｑｗは給湯能力［ｋＷ］、ＷＣＯＭＰは圧縮機入力「ｋＷ」である。
分子の第２項は冷房能力であり、給湯能力Ｑｗと圧縮機入力ＷＣＯＭＰの差となる。ＷＣＯＭＰは冷凍サイクルの運転状態から次式にて演算される。
【００９５】
ＷＣＯＭＰ＝Ｇｒ×（ｈｄ−ｈｓ）      （５）
【００９６】
ここで、
Ｇｒ［ｋｇ／ｓ］は圧縮機吐出部の冷媒循環量であり、高圧圧力センサ２０１により検出される圧力の飽和温度（凝縮温度）と、室内液温度センサ２０６により検出される温度（蒸発温度）と、圧縮機周波数により決定される。
ｈｄ［ｋＪ／ｋｇ］は圧縮機吐出部の比エンタルピーであり、高圧圧力センサ２０１により検出される圧力と吐出温度センサ２０２により検出される温度により演算される。
ｈｓ［ｋＪ／ｋｇ］は圧縮機吸入部の比エンタルピーであり、アキュムレータ回路であるため、吸入過熱度が０となり、室内液温度センサ２０６より演算される。
また、Ｑｗは給湯ユニット３０４に供給する水の出入口温度差により次式にて演算される。
【００９７】
Ｑｗ＝ρｗ×Ｃｐ，ｗ×Ｖｗ×（Ｔｗｏ−Ｔｗｉ）      （６）
【００９８】
ここで、
ρｗ［ｋｇ／ｍ３］は水の密度、
Ｃｐ，ｗ［ｋＪ／（ｋｇ℃）］は水の比熱、
Ｖｗ［ｍ３／ｓ］は水の流量、
Ｔｗｏ［℃］はプレート水熱交換器１６出口の水温、
Ｔｗｉはプレート水熱交換器１６入口の水温となる。
以上により制御部１０３は運転状態から運転効率（ＣＯＰ）を演算できる。制御部１０３は、ＣＯＰが一定値以下になった場合、強制的に給湯優先モードにて運転を行うようにする。
このように、制御部１０３は、冷房優先モードを実行中に、冷房優先モードの運転効率（ＣＯＰ）を演算する演算部（運転効率演算部）から冷房優先モードの運転効率（ＣＯＰ）を入力し、入力した運転効率（ＣＯＰ）が所定の値以下の場合には、実行中の冷房優先モードを給湯優先モードに切り換える。
【００９９】
また、利用ユニット３０３又は利用ユニット３０３を操作するリモコンに、空調給湯複合システム１００又は熱源ユニット３０１の運転動作が認識可能な表示部を設け、、使用者が熱源ユニット３０１の運転動作を変更できるようにしても良い。
例えば、冷房給湯同時運転モード中に冷房優先モード、あるいは給湯優先モードと表示部に表示させておく。そして、使用者が急に湯の消費量が多くなることを認識した場合に、リモコン（操作部）にて強制的に給湯優先モードを指定することで、湯切れの発生を防止することができる。
また、その他に、冷房運転モード、暖房給湯同時運転モード、冷房給湯同時運転モードなどの表示をさせるようにしても、使用者が運転状態を把握しやすいので良い。
つまり、利用ユニット３０３は、図１に示すように、表示部３０３−１、操作部３０３−２を備えている。表示部３０３−１は、現在の運転モードが冷房優先モードであるか給湯優先モードであるかを表示する。操作部３０３−２は、所定の操作がされた場合に、表示部３０３−１に表示された現在の優先モードから他方の優先モードへの切り換えを指令する切替指令信号を出力する。そして、制御部１０３は、操作部３０３−２から出力された切替指令信号を入力し、切替指令信号を入力すると、現在の優先モードを他方の優先モードに切り換える。またリモコンによる場合には、制御部１０３は、現在の運転モードが冷房優先モードであるか給湯優先モードであるかを表示する表示部を有するリモコンであって、前記表示部に表示された現在の優先モードから他方の優先モードへの切り換えを指令する切替指令信号を出力するリモコンから、切替指令信号を入力し、切替指令信号を入力すると、現在の優先モードを他方の優先モードに切り換える。
【０１００】
また、プレート水熱交換器１６の水流量が一定の場合、入口水温センサ２１０の検出温度に応じて、室外熱交換器３の凝縮温度ＣＴ［℃］が変化する。そのため、差温ΔＴｗｍ［℃］に代えて、室外熱交換器３の凝縮温度ＣＴ［℃］と給湯設定温度Ｔｗｓｅｔ［℃］の差温により求まる次の式７のΔＴを用いてもよい。このようにすることで、入口水温センサ２１０がなくても式７のΔＴを用いることで、優先運転判定閾値Ｍに基づく冷房優先運転、あるいは給湯優先運転の判定の適用が可能となる。
このように、制御部１０３は、冷房運転と給湯運転との同時運転を実行中に、室外熱交換器３の凝縮温度ＣＴを演算する演算部１０２（凝縮温度演算部）から凝縮温度ＣＴを入力する。そして制御部１０３は、給湯差温ΔＴｗｍに代えて、設定給湯温度Ｔｗｓｅｔと、凝縮温度ＣＴとの差温ΔＴ（次式７）を使用する。
【０１０１】
ΔＴ＝Ｔｗｓｅｔ−ＣＴ      （７）
【０１０２】
以上の実施の形態１によれば、給湯運転にて冷房排熱回収の可能な空調給湯複合システムにおいて、高効率で、かつ室内の快適性を損なわず、給湯完了に時間がかからず、湯切れの防止かのうな空調給湯複合システム１００を提供できる。
【０１０３】
実施の形態２．
以下、図９〜図１２を参照して実施の形態２を説明する。
図９は、実施の形態２に係る空調給湯複合システム２００の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。図９に基づいて、空調給湯複合システム２００の構成及び動作について説明する。実施の形態２の空調給湯複合システム２００もシステム制御装置１１０を備えている。なお、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と同一作用である部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
【０１０４】
この空調給湯複合システム２００は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行なうことによって、利用ユニット３０３において選択された冷房運転又は暖房運転と、給湯ユニットにおける給湯運転とを同時に処理することができる３管式のマルチシステム空調給湯複合システムである。この空調給湯複合システム２００は、冷房運転を行っている場合、給湯ユニットで給湯運転を実行することによって、冷房運転での排熱の回収が可能となり、高効率かつ室内の快適性を損なわず、給湯完了までの時間を長くならないようにして湯切れを防止することができる空調給湯複合システムである。
【０１０５】
＜装置構成＞
空調給湯複合システム２００は、熱源ユニット３０１と、利用ユニット３０３と、給湯ユニット３０４と、給湯タンク３０５とを有している。なお、実施の形態２に係わる空調給湯複合システム２００では利用ユニットは１台であるため、利用ユニット３０３に係わる構成要素の表記に関して数字の後ろのアルファベットを未記載としている。熱源ユニット３０１と利用ユニット３０３とは、冷媒配管である液延長配管６と冷媒配管であるガス延長配管１２とで接続されている。熱源ユニット３０１と給湯ユニット３０４とは、冷媒配管である給湯ガス延長配管１５と冷媒配管である給湯液延長配管２６とで接続されている。給湯ユニット３０４と給湯タンク３０５とは水配管である水上流配管２０と水配管である水下流配管２１とで接続されている。
【０１０６】
＜熱源ユニット３０１＞
利用ユニット３０３と給湯ユニット３０４の冷媒回路の構成は実施の形態１に係わる空調給湯複合システム１００と同様である。また、給湯タンク３０５の水回路の構成は実施の形態１に係わる空調給湯複合システム１００と同様である。熱源ユニット３０１の回路構成は、実施の形態１に係わる空調給湯複合システム１００から第１四方弁２と、第２四方弁１３と、アキュムレータ１４とを外し、冷媒の流れる方向を制御する空調吐出電磁弁２２と、給湯吐出電磁弁２５と、低圧均圧電磁弁２７と、冷媒の流れる方向を切り換える第３四方弁２３と、余剰冷媒を貯留するためのレシーバ２４と、を設置したものとなっている。つまり、熱源ユニット３０１に備えられている室外側冷媒回路は、圧縮機１と、第３四方弁２３と、室外熱交換器３と、室外送風機４と、室外減圧機構５と、レシーバ２４と、空調吐出電磁弁２２と、給湯吐出電磁弁２５と、低圧均圧電磁弁２７とを、要素機器として有している。
【０１０７】
＜運転モード＞
空調給湯複合システム２００は、実施の形態１に係わる空調給湯複合システム１００と同様に、３つの運転モード（冷房運転モード、暖房給湯同時運転モード、冷房給湯運転モード）を実行することができる。
図１０は、空調給湯複合システム２００の熱源ユニット３０１の運転モードに対する、四方弁２３等の動作内容を示す図である。各運転モードにおける四方弁及び電磁弁の動作は図１０に示す通りである。また、実施の形態１に係わる空調給湯複合システム１００と同様に、冷房給湯運転モードでは給湯ユニット３０４の給湯要求に応じて圧縮機１の運転周波数を決定する給湯優先モードと、利用ユニット３０３の冷房負荷によって圧縮機１の運転周波数を決定する冷房優先モードがある。
【０１０８】
［冷房運転モード］
冷房運転モードでは第３四方弁２３が実線で示される状態、すなわち、圧縮機１の吐出側が室外熱交換器３のガス側に接続された状態となり、圧縮機１の吸入側が室内熱交換器９のガス側に接続された状態となっている。また、空調吐出電磁弁２２は開に、給湯吐出電磁弁２５は閉に、低圧均圧電磁弁２７は閉になっている。この冷媒回路の状態で、制御部１０３は、圧縮機１、室外送風機４、室内送風機１０を起動する。そうすると、低圧のガス冷媒は、圧縮機１に吸入され、圧縮されて高温・高圧のガス冷媒となる。その後、高温・高圧のガス冷媒は、第３四方弁２３を経由して、室外熱交換器３に流入し、室外送風機４によって供給される室外空気と熱交換を行なって凝縮され、高圧のガス冷媒となる。
【０１０９】
室外熱交換器３から流出後、室外減圧機構５に流れ、減圧される。室外減圧機構５は室外熱交換器３液側の過冷却度が所定値となるように制御される。室外熱交換器３液側の過冷却度は高圧圧力センサ２０１より検出される圧力から演算される飽和温度から室外液温度センサ２０４より検出される温度を差し引くことによって求められる。
【０１１０】
室外減圧機構５から流出後、レシーバ２４を経由して室内減圧機構７にて減圧され、熱源ユニット３０１から流出する。そして、液延長配管６を経由して利用ユニット３０３に流入し、室内熱交換器９に流入し、室内送風機１０によって供給される室内空気と熱交換を行なって蒸発され、低圧のガス冷媒となる。室内減圧機構７は室内熱交換器９ガス側の過熱度が所定値となるように制御される。室内熱交換器９ガス側の過熱度は室内ガス温度センサ２０７より検出される温度から室内液温度センサ２０６より検出される温度を差し引くことによって求められる。室内熱交換器９を流出後、利用ユニット３０３から流出し、ガス延長配管１２を経由して熱源ユニット３０１に流入する。その後、第３四方弁２３を通過して再び圧縮機１に流入する。
【０１１１】
なお、圧縮機１の運転周波数は、利用ユニット３０３のうち、室内設定温度と室内吸込温度センサ２０８により検出される温度との温度差が小さくなるように制御部１０３により制御されている。また、室外送風機４の風量は、外気温度センサ２０５により検出される外気温度に応じて凝縮温度が所定値となるように制御部１０３により制御されている。ここで、凝縮温度は高圧圧力センサ２０１から検出される圧力により演算される飽和温度である。
【０１１２】
［暖房給湯同時運転モード］
暖房給湯同時運転モードでは、第３四方弁２３が破線で示される状態、すなわち圧縮機１の吐出側が室内熱交換器９のガス側に接続され、圧縮機１の吸入側が室外熱交換器３のガス側に接続される。また、空調吐出電磁弁２２は開に、給湯吐出電磁弁２５は開に、低圧均圧電磁弁２７は閉になっている。この冷媒回路の状態で、圧縮機１、室外送風機４、室内送風機１０、給水ポンプ１７、を起動する。そうすると、低圧のガス冷媒は、圧縮機１に吸入され、圧縮されて高温・高圧のガス冷媒となる。その後、高温・高圧のガス冷媒は、給湯吐出電磁弁２５又は空調吐出電磁弁２２を流れるように分配される。
【０１１３】
給湯吐出電磁弁２５に流入した冷媒は、熱源ユニット３０１から流出し、給湯ガス延長配管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、プレート水熱交換器１６に流入し、給水ポンプ１７によって供給される水と熱交換を行なって凝縮され、高圧の液冷媒となり、プレート水熱交換器１６から流出する。プレート水熱交換器１６で水を加熱した冷媒は、給湯ユニット３０４を流出後、給湯液延長配管２６を経由して熱源ユニット３０１に流入し、給湯減圧機構１９により減圧される。その後、室内減圧機構７を流れてきた冷媒と合流する。なお、給湯減圧機構１９は、プレート水熱交換器１６の液側の過冷却度が所定値になるような開度に、制御部１０３により制御される。プレート水熱交換器１６の液側の過冷却度は、高圧圧力センサ２０１により検出される圧力から飽和温度（凝縮温度）を演算し、給湯液温度センサ２０９により検出される温度を差し引くことによって求められる。
【０１１４】
一方、空調吐出電磁弁２２に流入した冷媒は第３四方弁２３を通過後、熱源ユニット３０１より流出し、ガス延長配管１２を経由し、利用ユニット３０３に流入する。利用ユニット３０３に流入した冷媒は、室内熱交換器９に流入し、室内送風機１０によって供給される室内空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となり、室内熱交換器９を流出する。室内熱交換器９にて室内空気を加熱した冷媒は、利用ユニット３０３より流出し、液延長配管６を経由して熱源ユニット３０１に流入し、室内減圧機構７により減圧される。その後、給湯減圧機構１９を流れてきた冷媒と合流する。ここで、室内減圧機構７は、室内熱交換器９の液側における冷媒の過冷却度が所定値になるような開度に制御部１０３により制御される。室内熱交換器９の液側における冷媒の過冷却度は、高圧圧力センサ２０１により検出される圧力より演算される飽和温度（凝縮温度）から、室内液温度センサ２０６により検出される温度を差し引くことによって求められる。
【０１１５】
合流した冷媒はその後、レシーバ２４を通過し、室外減圧機構５にて減圧され、室外熱交換器３に流入する。なお、室外減圧機構５の開度は室外熱交換器３ガス側の過熱度が所定値となるように制御されている。室外熱交換器３ガス側の過熱度は室外ガス温度センサ２０３より検出される温度から室外液温度センサ２０４より検出される温度を差し引くことによって求められる。室外熱交換器３に流入した冷媒は、室外送風機４によって供給される室外空気と熱交換を行なって蒸発され、低圧のガス冷媒となる。この冷媒は、室外熱交換器３から流出した後、第３四方弁２３を経由して、再び圧縮機１に吸入される。
【０１１６】
なお、圧縮機１の運転周波数は給湯タンクにより検出される給湯要求信号から制御部１０３により制御されている。また、室外送風機４の風量は外気温度センサ２０５により検出される外気温度に応じて蒸発温度が所定値となるように制御部１０３により制御されている。ここで、蒸発温度は室外液温度センサ２０４により検出される温度により求められる。
【０１１７】
［冷房給湯同時運転モード］
冷房給湯同時運転モードでは第３四方弁２３が実線で示される状態、すなわち圧縮機１の吐出側が室外熱交換器３ガス側に接続され、かつ、圧縮機１の吸入側が室内熱交換器９のガス側に接続される。また、空調吐出電磁弁２２は閉に、給湯吐出電磁弁２５は開に、低圧均圧電磁弁２７は開になっている。この冷媒回路の状態で、圧縮機１、室外送風機４、室内送風機１０、給水ポンプ１７、を起動すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機１に吸入され、圧縮されて高温・高圧のガス冷媒となる。その後、高温・高圧のガス冷媒は、給湯吐出電磁弁２５に通過して熱源ユニット３０１を流出し、給湯ガス延長配管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、プレート水熱交換器１６に流入し、給水ポンプ１７によって供給される水と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となり、プレート水熱交換器１６より流出する。プレート水熱交換器１６にて水を加熱した冷媒は、給湯ユニット３０４を流出し、給湯液延長配管２６を経由して熱源ユニット３０１に流入する。
【０１１８】
熱源ユニット３０１に流入した冷媒は最大開度に固定されている給湯減圧機構１９を通過して、その後、室内減圧機構７に流入する冷媒とレシーバ２４に流入する冷媒とに分配される。室内減圧機構７に流入した冷媒は減圧後、熱源ユニット３０１を流出し、液延長配管６を経由して利用ユニット３０３に流入した冷媒は室内熱交換器９に流入し、室内送風機１０によって供給される室内空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となる。ここで、室内減圧機構７は室内熱交換器９ガス側の過熱度が所定値となるように制御される。この過熱度の求め方は冷房運転モードの場合と同様である。
【０１１９】
室内熱交換器９を流れた冷媒はその後、利用ユニット３０３を流出し、ガス延長配管１２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３四方弁２３を通過後、室外熱交換器３を通過した冷媒と合流する。
【０１２０】
一方、レシーバ２４に流入した冷媒は開度が微開に固定されている室外減圧機構５を通過して低圧に減圧後、室外熱交換器３にて室外空気により加熱されて低圧のガス冷媒となる。その後、低圧均圧電磁弁２７を通過して、室内熱交換器９を通過した冷媒と合流する。合流後は再び圧縮機１に吸入される。
【０１２１】
なお、低圧均圧電磁弁２７は室外熱交換器３を低圧にするために設置されているため口径が小さい。そのため、余分な冷房の熱を吸熱することができない。そのため、室外送風機４は放熱板を冷やすために必要な最低限の風量に制御して、かつ、室外減圧機構５の開度を微開に制御する。
【０１２２】
冷房給湯同時運転モードが給湯優先モードの場合、圧縮機１の運転周波数は給湯ユニット３０４の給湯要求によって制御部１０３に制御される。また、冷房給湯同時運転モードが冷房優先モードの場合、圧縮機１の運転周波数は利用ユニット３０３の冷房負荷に応じて室内吸込温度と室内設定温度の差温より決定される。
【０１２３】
冷房給湯同時運転モードにおいて、実施の形態２．に係わる空調給湯複合システム２００の場合では、低圧均圧電磁弁２７の口径が小さいため、室外熱交換器３に冷媒を多量に流すことができない。したがって、室外熱交換器３にて吸熱をすることができず、冷房の排熱を給湯に完全排熱回収することになる。そのため、給湯優先モードによる運転動作が実施の形態１．に係わる空調給湯複合システム１００の場合と異なる。
【０１２４】
図１１は、実施の形態２に係わる空調給湯複合システム１００の冷房給湯同時運転における給湯優先モードと冷房優先モードの動作の概略図である。冷房給湯同時運転モードを給湯優先モードにて行った場合、給湯ユニット３０４の給湯要求信号に応じて圧縮機１の運転周波数を決定するため、冷房能力は冷房負荷よりも大きくなる。そのため、利用ユニット３０３の冷房室内温度が室内設定温度よりも低くなった場合、制御部１０３は、冷房サーモＯＦＦとし、給湯運転とする。冷房サーモＯＦＦは、例えば、制御部１０３が、室内減圧機構７を閉じて、かつ、低圧均圧電磁弁２７を閉、四方弁２３を破線に切換えて給湯運転にする制御を実行する。ここで、四方弁２３の切換えには前後差圧を必要とするが、冷房給湯同時運転では四方弁２３は前後ともに低圧となっているため、差圧を確保する制御を実施後に四方弁２３を切換える。すなわち、低圧均圧電磁弁２７を閉にした後に空調吐出電磁弁２２を開に一定時間保持して、室外熱交換器３ガス側の圧力が上昇し、四方弁２３の前後差圧を確保した後、再度空調吐出電磁弁２２を閉にして四方弁２３の切換えを行う。また、利用ユニット３０３の冷房室内温度（吸込空気温度）が室内設定温度（冷房設定温度）よりも高くなった場合には、再び冷房給湯同時運転の給湯優先モードを行う。すなわち、室内減圧機構７を開き、四方弁２３を破線に切換えて、かつ、低圧均圧電磁弁２７を開に制御する。給湯ユニット３０４より給湯要求がなくなり給湯完了になると、冷房運転を行う。この動作では圧縮機１の運転周波数を高くして給湯能力を大きくするため、短時間にて給湯完了することができる。
このように、制御部１０３は、冷房運転と給湯運転との同時運転を実行中に、利用ユニット３０３の吸込空気温度が室内設定温度よりも低くなった場合には、利用ユニット３０３の吸込空気温度が室内設定温度よりも高くなるまで、利用ユニット３０３の冷房運転を停止する。
【０１２５】
ここで、冷房サーモＯＦＦの判定方法とし、現在の室内吸込温度を用いているが、一定時間後の演算値を用いても良い。
図１２は、冷房給湯同時運転モードの給湯優先モードにおける、冷房サーモＯＮ／ＯＦＦ判定に対する室内吸込温度の時間変化を示す図である。一定時間後の室内吸込温度の演算値による冷房サーモＯＮ／ＯＦＦ判定に関して、図１２に冷房サーモＯＮ／ＯＦＦに対する室内吸込温度の時間変化を示す。過去の室内吸込温度データ（吸込空気温度変化データの一例）をメモリ（記憶部１０５）に記憶しておき、演算部１０２によって、過去と現在の室内吸込温度から一定時間後の室内吸込温度をシミュレーションして、制御部１０３による冷房サーモＯＮ／ＯＦＦの判断基準に用いてもよい。例えば、１分前と現在の室内吸込温度から時間に対して室内吸込温度が比例するとして演算部１０２により１分後の室内吸込温度を求める。参照する過去データは１点以上あってもよく、より多くのデータにて一定時間後の室内吸込温度を求めることで演算精度が向上する。制御部１０３は、一定時間後の室内吸込温度が室内設定温度よりも低くなったら冷房運転をサーモＯＦＦし、給湯運転を実施する。また、制御部１０３は、一定時間後の室内吸込温度が冷房判定閾値より高くなったら冷房サーモＯＮとして冷房給湯同時運転モードの給湯優先を行う。このように制御することで、室内の冷えすぎを防止することができ、快適性を損なわない。
このように、記憶部１０５は、冷房運転と給湯運転との同時運転の実行中における利用ユニット３０３の吸込空気温度の時間経過に伴う変化を示す室内吸込温度データを記憶している。
演算部１０２は、記憶部１０５に記憶された室内吸込温度データに基づいて吸込空気温度の経時変化をシミュレーションする。そして制御部１０３は、冷房運転と給湯運転との同時運転を実行する場合に、演算部１０２のシミュレーションの結果において吸込空気温度が室内設定温度よりも低い期間では、利用ユニット３０３の冷房運転を停止する。
【０１２６】
冷房給湯同時運転モードを冷房優先モードにて行った場合は実施の形態１に係わる空調給湯複合システムと同様となる。つまり、利用ユニット３０３の冷房負荷に応じて圧縮機１の運転周波数を決定するため、冷房能力と冷房負荷は等しくなる。利用ユニット３０３の冷房室内温度は室内設定温度に制御される。給湯ユニット３０４より給湯要求がなくなり給湯完了になると、冷房運転を行う。この動作では圧縮機１の運転周波数を給湯優先よる動作の場合よりも低くするため、高効率に給湯を行うことが可能となるが、給湯能力が小さくなるため、給湯完了までに時間がかかる。
【０１２７】
冷房給湯同時運転モードにおいて、実施の形態２に係わる空調給湯複合システム２００のように、冷房の排熱を給湯に完全に排熱回収をするような場合においても、実施の形態１に係わる空調給湯複合システム２００の場合と同様に優先運転判定閾値Ｍを導入することによって、給湯に必要な熱量を適切に見積もることが可能となる。すなわち、制御部１０３は、給湯に必要な熱量が少ない場合は冷房優先モードにて高効率に給湯を行い、給湯に必要な熱量が多い場合は給湯優先モードにて給湯をして湯切れを防止可能である。また、給湯優先モードでは利用ユニット３０３の冷房室内温度が室内設定温度よりも低くなったら冷房サーモＯＦＦとし、給湯運転を行い、冷房室内温度が室内設定温度よりも高くなったら再び冷房給湯同時運転の給湯優先モードを行うことで、室内の快適性を損なわず冷房しながら、給湯時間を短くすることが可能となる。
【符号の説明】
【０１２８】
１  圧縮機、２  第１四方弁、３  室外熱交換器、４  室外送風機、５  室外減圧機構、６  液延長配管、７  室内減圧機構、８  室内液配管、９  室内熱交換器、１０  室内送風機、１１  室内ガス配管、１２  ガス延長配管、１３  第２四方弁、１４  アキュムレータ、１５  給湯ガス延長配管、１６  プレート水熱交換器、１７  給水ポンプ、１８  給湯液配管、１９  給湯減圧機構、２０  水上流配管、２１  水下流配管、２２  空調吐出電磁弁、２３  第３四方弁、２４  レシーバ、２５  給湯吐出電磁弁、２６  給湯液延長配管、２７  低圧均圧電磁弁、１００  空調給湯複合システム、１１０  システム制御装置、１０１  測定部、１０２  演算部、１０３  制御部、１０４  時計部、１０５  記憶部、２００  空調給湯複合システム、２０１  高圧圧力センサ、２０２  吐出温度センサ、２０３  室外ガス温度センサ、２０４  室外液温度センサ、２０５  外気温度センサ、２０６  室内液温度センサ、２０７  室内ガス温度センサ、２０８  室内吸込温度センサ、２０９  給湯液温度センサ、２１０  入口水温センサ、２１１  出口水温センサ、２１２  第１給湯タンク水温センサ、２１３  第２給湯タンク水温センサ、２１４  第３給湯タンク水温センサ、２１５  第４給湯タンク水温センサ、２１６  給水温センサ、３０１  熱源ユニット、３０２  分岐ユニット、３０３  利用ユニット、３０３−１  表示部、３０３−２  操作部、３０４  給湯ユニット、３０４−１  水回路、３０５  給湯タンク。
【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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【図１１】
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【図１２】
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