(57)【要約】【課題】可能な限り冷房運転と沸上運転を同時に行うことで、エネルギー効率を高めることが可能な空調給湯システムを提供する。【解決手段】本明細書は、空調装置と給湯装置を備える空調給湯システムを開示する。空調装置は、第２空気冷媒熱交換器で室内空気を冷却して第１空気冷媒熱交換器で室外空気へ放熱する冷房運転を実行可能である。給湯装置は、第３空気冷媒熱交換器で室外空気から吸熱して水冷媒熱交換器で水を加熱する沸上運転を実行可能である。空調給湯システムは、給湯装置が沸上運転を実行している場合に、第３空気冷媒熱交換器で吸熱された室外空気が第１空気冷媒熱交換器に送風されるように構成されている。給湯装置は、冷房運転と沸上運転が同時に行われるように、冷房運転の開始時刻に応じて沸上運転の開始時刻を設定する。【選択図】図２
2016205647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調装置と給湯装置を備える空調給湯システムであって、
空調装置は、
第１冷媒を加圧する第１圧縮機と、
室外空気と第１冷媒を熱交換する第１空気冷媒熱交換器と、
第１空気冷媒熱交換器に室外空気を送風する第１送風ファンと、
第１冷媒を減圧する第１膨張機構と、
室内空気と第１冷媒を熱交換する第２空気冷媒熱交換器と、
第２空気冷媒熱交換器に室内空気を送風する第２送風ファンを備えており、
給湯装置は、
第２冷媒を加圧する第２圧縮機と、
水と第２冷媒を熱交換する水冷媒熱交換器と、
第２冷媒を減圧する第２膨張機構と、
室外空気と第２冷媒を熱交換する第３空気冷媒熱交換器と、
第３空気冷媒熱交換器に室外空気を送風する第３送風ファンと、
水を貯えるタンクと、
タンクと水冷媒熱交換器の間で水を循環させる循環ポンプと、
タンクに給水する給水経路と、
タンクから出湯する出湯経路を備えており、
空調装置が、第１冷媒を第１圧縮機、第１空気冷媒熱交換器、第１膨張機構、第２空気冷媒熱交換器の順に循環させて、室内空気を冷却して室外空気へ放熱する冷房運転を実行可能であり、
給湯装置が、第２冷媒を第２圧縮機、水冷媒熱交換器、第２膨張機構、第３空気冷媒熱交換器の順に循環させて、水をタンクと水冷媒熱交換器の間で循環させて、室外空気から吸熱して水を加熱する沸上運転を実行可能であり、
給湯装置が沸上運転を実行している場合に、第３空気冷媒熱交換器で吸熱された室外空気が第１空気冷媒熱交換器に送風されるように構成されており、
給湯装置が、冷房運転と沸上運転が同時に行われるように、冷房運転の開始時刻に応じて沸上運転の開始時刻を設定する、空調給湯システム。
【請求項２】
冷房運転の開始時刻が、空調装置の冷房運転の開始設定時刻に基づいて設定される、請求項１の空調給湯システム。
【請求項３】
冷房運転の開始時刻が、空調装置の過去の冷房運転の履歴に基づいて設定される、請求項１の空調給湯システム。
【請求項４】
空調装置が、第１冷媒を第１圧縮機、第２空気冷媒熱交換器、第１膨張機構、第１空気冷媒熱交換器の順に循環させて、室外空気から吸熱して室内空気を加熱する暖房運転を実行可能であり、
給湯装置が、暖房運転と沸上運転が同時に行われないように、暖房運転の開始時刻に応じて沸上運転の開始時刻を設定する、請求項１から３の何れか一項の空調給湯システム。
【請求項５】
暖房運転の開始時刻が、空調装置の暖房運転の開始設定時刻に基づいて設定される、請求項４の空調給湯システム。
【請求項６】
暖房運転の開始時刻が、空調装置の過去の暖房運転の履歴に基づいて設定される、請求項４の空調給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、空調給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、空調装置と給湯装置を備える空調給湯システムが開示されている。空調装置は、第１冷媒を加圧する第１圧縮機と、室外空気と第１冷媒を熱交換する第１空気冷媒熱交換器と、第１空気冷媒熱交換器に室外空気を送風する第１送風ファンと、第１冷媒を減圧する第１膨張機構と、室内空気と第１冷媒を熱交換する第２空気冷媒熱交換器と、第２空気冷媒熱交換器に室内空気を送風する第２送風ファンを備えている。給湯装置は、第２冷媒を加圧する第２圧縮機と、水と第２冷媒を熱交換する水冷媒熱交換器と、第２冷媒を減圧する第２膨張機構と、室外空気と第２冷媒を熱交換する第３空気冷媒熱交換器と、第３空気冷媒熱交換器に室外空気を送風する第３送風ファンと、水を貯えるタンクと、タンクと水冷媒熱交換器の間で水を循環させる循環ポンプと、タンクに給水する給水経路と、タンクから出湯する出湯経路を備えている。空調装置は、第１冷媒を第１圧縮機、第１空気冷媒熱交換器、第１膨張機構、第２空気冷媒熱交換器の順に循環させて、室内空気を冷却して室外空気へ放熱する冷房運転を実行可能である。給湯装置は、第２冷媒を第２圧縮機、水冷媒熱交換器、第２膨張機構、第３空気冷媒熱交換器の順に循環させて、水をタンクと水冷媒熱交換器の間で循環させて、室外空気から吸熱して水を加熱する沸上運転を実行可能である。この空調給湯システムは、空調装置が冷房運転を実行し、かつ給湯装置が沸上運転を実行している場合に、第３空気冷媒熱交換器で吸熱された室外空気が第１空気冷媒熱交換器に送風されるように構成されている。
【０００３】
空調装置が冷房運転を行う場合には、第１空気冷媒熱交換器に送風される室外空気が低温であるほど、第１空気冷媒熱交換器での第１冷媒の放熱量が増加し、エネルギー効率が向上する。上記の空調給湯システムでは、冷房運転と沸上運転を同時に実行する場合に、給湯装置の第３空気冷媒熱交換器で吸熱されて低温となった室外空気を空調装置の第１空気冷媒熱交換器に送風することで、冷房運転のエネルギー効率を向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４１０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の空調給湯システムでは、冷房運転の開始および終了と、沸上運転の開始および終了は、それぞれ別個のタイミングで行われている。このため、たまたま冷房運転と沸上運転が同時に行われる場合には、冷房運転のエネルギー効率を向上することができるものの、冷房運転と沸上運転が同時に行われない場合には、冷房運転のエネルギー効率を向上することができない。
【０００６】
本明細書は、上記の課題を解決する技術を提供する。本明細書では、可能な限り冷房運転と沸上運転を同時に行うことで、エネルギー効率を高めることが可能な空調給湯システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書は、空調装置と給湯装置を備える空調給湯システムを開示する。空調装置は、第１冷媒を加圧する第１圧縮機と、室外空気と第１冷媒を熱交換する第１空気冷媒熱交換器と、第１空気冷媒熱交換器に室外空気を送風する第１送風ファンと、第１冷媒を減圧する第１膨張機構と、室内空気と第１冷媒を熱交換する第２空気冷媒熱交換器と、第２空気冷媒熱交換器に室内空気を送風する第２送風ファンを備えている。給湯装置は、第２冷媒を加圧する第２圧縮機と、水と第２冷媒を熱交換する水冷媒熱交換器と、第２冷媒を減圧する第２膨張機構と、室外空気と第２冷媒を熱交換する第３空気冷媒熱交換器と、第３空気冷媒熱交換器に室外空気を送風する第３送風ファンと、水を貯えるタンクと、タンクと水冷媒熱交換器の間で水を循環させる循環ポンプと、タンクに給水する給水経路と、タンクから出湯する出湯経路を備えている。空調装置は、第１冷媒を第１圧縮機、第１空気冷媒熱交換器、第１膨張機構、第２空気冷媒熱交換器の順に循環させて、室内空気を冷却して室外空気へ放熱する冷房運転を実行可能である。給湯装置は、第２冷媒を第２圧縮機、水冷媒熱交換器、第２膨張機構、第３空気冷媒熱交換器の順に循環させて、水をタンクと水冷媒熱交換器の間で循環させて、室外空気から吸熱して水を加熱する沸上運転を実行可能である。空調給湯システムは、給湯装置が沸上運転を実行している場合に、第３空気冷媒熱交換器で吸熱された室外空気が第１空気冷媒熱交換器に送風されるように構成されている。給湯装置は、冷房運転と沸上運転が同時に行われるように、冷房運転の開始時刻に応じて沸上運転の開始時刻を設定する。なお、第１送風ファンと第３送風ファンに関しては、空調装置と給湯装置がそれぞれ別個の送風ファンを使用する構成としてもよいし、空調装置と給湯装置が単一の送風ファンを共通して使用する構成としてもよい。また、第１冷媒と第２冷媒に関しては、同種の冷媒が用いられてもよいし、別種の冷媒が用いられてもよい。
【０００８】
上記の空調給湯システムでは、冷房運転と沸上運転が同時に行われるように、冷房運転の開始時刻に応じて沸上運転の開始時刻が設定される。このような構成とすることによって、冷房運転と沸上運転がそれぞれ別個のタイミングで開始される場合に比べて、冷房運転と沸上運転が同時に行われる時間を長くすることができ、エネルギー効率を高めることができる。
【０００９】
上記の空調給湯システムは、冷房運転の開始時刻が、空調装置の冷房運転の開始設定時刻に基づいて設定されるように構成することができる。
【００１０】
空調装置においては、ユーザによって冷房運転の開始設定時刻が予め設定されている場合がある。このような場合に、上記の空調給湯システムによれば、冷房運転と沸上運転をより正確に同時に行うことができる。
【００１１】
あるいは、上記の空調給湯システムは、冷房運転の開始時刻が、空調装置の過去の冷房運転の履歴に基づいて設定されるように構成することができる。
【００１２】
上記の空調給湯システムによれば、ユーザによって冷房運転の開始設定時刻が予め設定されていない場合についても、冷房運転の開始時刻を推定して設定でき、冷房運転と沸上運転を同時に行うことができる。
【００１３】
上記の空調給湯システムは、空調装置が、第１冷媒を第１圧縮機、第２空気冷媒熱交換器、第１膨張機構、第１空気冷媒熱交換器の順に循環させて、室外空気から吸熱して室内空気を加熱する暖房運転を実行可能であり、給湯装置が、暖房運転と沸上運転が同時に行われないように、暖房運転の開始時刻に応じて沸上運転の開始時刻を設定するように構成することができる。
【００１４】
冷房運転の場合とは異なり、空調装置が暖房運転を行う場合には、第１空気冷媒熱交換器に送風される室外空気が低温であるほど、第１空気冷媒熱交換器での第１冷媒の吸熱量が減少し、エネルギー効率が低下する。そこで、上記の空調給湯システムでは、暖房運転と沸上運転が同時に行われないように、暖房運転の開始時間に応じて沸上運転の開始時間が設定される。このような構成とすることによって、暖房運転と沸上運転が同時に行われることを抑制して、エネルギー効率の低下を抑制することができる。
【００１５】
上記の空調給湯システムは、暖房運転の開始時刻が、空調装置の暖房運転の開始設定時刻に基づいて設定されるように構成することができる。
【００１６】
空調装置においては、ユーザによって暖房運転の開始設定時刻が予め設定されている場合がある。このような場合に、上記の空調給湯システムによれば、暖房運転と沸上運転を同時に行うことを正確に避けることができる。
【００１７】
あるいは、上記の空調給湯システムは、暖房運転の開始時刻が、空調装置の過去の暖房運転の履歴に基づいて設定されるように構成することができる。
【００１８】
上記の空調給湯システムによれば、ユーザによって暖房運転の開始設定時刻が予め設定されていない場合についても、暖房運転の開始時刻を推定して設定でき、暖房運転と沸上運転を同時に行うことを避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例の空調給湯システム２の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施例の空調給湯システム２における沸上運転のスケジュール変更の例を示す図である。
【図３】実施例の空調給湯システム２における沸上運転のスケジュール変更の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施例）
図１に示すように、本実施例の空調給湯システム２は、空調装置４と、給湯装置６を備えている。空調装置４は、室内を冷房することもできるし、室内を暖房することもできる。給湯装置６は、給湯箇所（例えば台所や浴室に設けられたカラン、シャワー、浴槽等）へ給湯することができる。
【００２１】
空調装置４は、室内に配置された空調室内ユニット８と、室外に配置された空調室外ユニット１０と、リモコン１８を備えている。空調室内ユニット８は、空気冷媒熱交換器１２と、送風ファン１４と、コントローラ１６を備えている。空調室外ユニット１０は、圧縮機２０と、四方弁２２と、空気冷媒熱交換器２４と、送風ファン２６と、膨張弁２８と、コントローラ３０を備えている。空調室内ユニット８の空気冷媒熱交換器１２と、空調室外ユニット１０の圧縮機２０と、四方弁２２と、空気冷媒熱交換器２４と、膨張弁２８は、冷媒（例えばＲ３２やＲ４１０ＡといったＨＦＣ冷媒や、Ｒ７４４といったＣＯ２冷媒等）が循環するヒートポンプサイクルを構成している。
【００２２】
空調室内ユニット８の空気冷媒熱交換器１２では、送風ファン１４によって送風される室内空気と、冷媒との間で熱交換する。送風ファン１４の動作は、コントローラ１６によって制御される。
【００２３】
空調室外ユニット１０の圧縮機２０は、気相状態の冷媒を圧縮して送り出す。四方弁２２は、４つのポートａ、ｂ、ｃおよびｄを備えており、ポートａとポートｂが連通し、かつポートｃとポートｄが連通した状態と、ポートａとポートｄが連通し、かつポートｂとポートｃが連通した状態の間で切り換わる。空気冷媒熱交換器２４は、送風ファン２６によって送風される室外空気と、冷媒との間で熱交換をする。膨張弁２８は、液相状態の冷媒を断熱膨張させて減圧する減圧機構である。圧縮機２０、四方弁２２、送風ファン２６および膨張弁２８の動作は、コントローラ３０によって制御される。
【００２４】
空調室内ユニット８のコントローラ１６は空調室外ユニット１０のコントローラ３０と通信可能であり、空調室内ユニット８と空調室外ユニット１０は協調して動作する。コントローラ１６はリモコン１８と通信可能である。リモコン１８には、ユーザが空調装置４を操作するためのスイッチ、ユーザに空調装置４の動作状態を表示する液晶表示器等が設けられている。ユーザは、リモコン１８を介して、空調装置４での冷房運転の開始および終了や、暖房運転の開始および終了などを指示することができる。また、ユーザは、リモコン１８を介して、空調装置４での冷房設定温度、暖房設定温度、冷房運転の開始設定時刻および／または終了設定時刻、暖房運転の開始設定時刻および／または終了設定時刻などを設定することができる。
【００２５】
空調装置４は、ユーザがリモコン１８を介して冷房運転の開始を指示した場合や、リモコン１８で設定された冷房運転の開始設定時刻が到来した場合に、冷房運転を開始する。空調装置４が冷房運転を開始する場合には、コントローラ３０は、四方弁２２をポートａとポートｂが連通し、ポートｃとポートｄが連通する状態に切り替えるとともに、圧縮機２０および送風ファン２６を駆動する。また、コントローラ１６は、送風ファン１４を駆動する。空調装置４の冷房運転においては、圧縮機２０で加圧されて高温高圧となった気相状態の冷媒は、四方弁２２を介して、空気冷媒熱交換器２４へ送られる。高温高圧の気相状態の冷媒は、空気冷媒熱交換器２４での室外空気との熱交換によって冷却されて凝縮し、液相状態となる。空気冷媒熱交換器２４で液相状態となった冷媒は、膨張弁２８へ送られる。膨張弁２８で減圧されて低温低圧となった液相状態の冷媒は、空気冷媒熱交換器１２へ送られる。低温低圧の液相状態の冷媒は、空気冷媒熱交換器１２での室内空気との熱交換によって加熱されて蒸発し、気相状態となる。空気冷媒熱交換器１２で気相状態となった冷媒は、四方弁２２を介して、圧縮機２０へ戻される。空調装置４は、冷房運転において、上記のようなヒートポンプサイクルによって、空気冷媒熱交換器１２において室内空気から吸熱して、空気冷媒熱交換器２４において室外空気へ放熱することで、室内空気を冷却する。空調装置４は、冷房運転において、空気冷媒熱交換器１２で冷却された後の室内空気の温度が冷房設定温度となるように、圧縮機２０の回転数、膨張弁２８の開度、送風ファン２６の回転数、および送風ファン１４の回転数を調整する。空調装置４は、ユーザがリモコン１８を介して冷房運転の終了を指示した場合や、リモコン１８で設定された冷房運転の終了設定時刻が到来した場合に、冷房運転を終了する。空調装置４が冷房運転を終了する場合には、コントローラ３０が圧縮機２０および送風ファン２６を停止するとともに、コントローラ１６が送風ファン１４を停止する。
【００２６】
空調装置４は、ユーザがリモコン１８を介して暖房運転の開始を指示した場合や、リモコン１８で設定された暖房運転の開始設定時刻が到来した場合に、暖房運転を開始する。空調装置４が暖房運転を開始する場合には、コントローラ３０は、四方弁２２をポートａとポートｄが連通し、ポートｂとポートｃが連通する状態に切り替えるとともに、圧縮機２０および送風ファン２６を駆動する。また、コントローラ１６は、送風ファン１４を駆動する。空調装置４の暖房運転においては、圧縮機２０で加圧されて高温高圧となった気相状態の冷媒は、四方弁２２を介して、空気冷媒熱交換器１２へ送られる。高温高圧の気相状態の冷媒は、空気冷媒熱交換器１２での室内空気との熱交換によって冷却されて凝縮し、液相状態となる。空気冷媒熱交換器１２で液相状態となった冷媒は、膨張弁２８へ送られる。膨張弁２８で減圧されて低温低圧となった液相状態の冷媒は、空気冷媒熱交換器２４へ送られる。低温低圧の液相状態の冷媒は、空気冷媒熱交換器２４での室外空気との熱交換によって加熱されて蒸発し、気相状態となる。空気冷媒熱交換器２４で気相状態となった冷媒は、四方弁２２を介して、圧縮機２０へ戻される。空調装置４は、暖房運転において、上記のようなヒートポンプサイクルによって、空気冷媒熱交換器２４において室外空気から吸熱して、空気冷媒熱交換器１２において室内空気へ放熱することで、室内空気を加熱する。空調装置４は、暖房運転において、空気冷媒熱交換器１２で加熱された後の室内空気の温度が暖房設定温度となるように、圧縮機２０の回転数、膨張弁２８の開度、送風ファン２６の回転数、および送風ファン１４の回転数を調整する。空調装置４は、ユーザがリモコン１８を介して暖房運転の終了を指示した場合や、リモコン１８で設定された暖房運転の終了設定時刻が到来した場合に、暖房運転を終了する。空調装置４が暖房運転を終了する場合には、コントローラ３０が圧縮機２０および送風ファン２６を停止するとともに、コントローラ１６が送風ファン１４を停止する。
【００２７】
給湯装置６は、沸上ユニット３２と、タンクユニット３４と、バーナユニット３６と、リモコン６４を備えている。沸上ユニット３２と、タンクユニット３４と、バーナユニット３６は、いずれも室外に配置されている。リモコン６４は室内に配置されている。沸上ユニット３２は、圧縮機３８と、水冷媒熱交換器４０と、膨張弁４２と、空気冷媒熱交換器４４と、送風ファン４６と、循環ポンプ４８と、コントローラ５０を備えている。タンクユニット３４は、タンク５２と、混合弁５４と、コントローラ５６を備えている。バーナユニット３６は、バーナ５８と、バイパス弁６０と、コントローラ６２を備えている。
【００２８】
沸上ユニット３２の圧縮機３８と、水冷媒熱交換器４０と、膨張弁４２と、空気冷媒熱交換器４４は、冷媒（例えばＲ３２やＲ４１０ＡといったＨＦＣ冷媒や、Ｒ７４４といったＣＯ２冷媒等）が循環するヒートポンプサイクルを構成している。圧縮機３８は、気相状態の冷媒を圧縮して送り出す。水冷媒熱交換器４０は、循環ポンプ４８によって送り込まれる水と、冷媒との間で熱交換をする。膨張弁４２は、液相状態の冷媒を断熱膨張させて減圧する。空気冷媒熱交換器４４は、送風ファン４６によって送風される室外空気と、冷媒との間で熱交換する。圧縮機３８、膨張弁４２、送風ファン４６および循環ポンプ４８の動作は、コントローラ５０によって制御される。
【００２９】
タンクユニット３４のタンク５２は、給湯装置６で使用する水を蓄える。タンク５２は密閉型であり、断熱材により外側が覆われている。タンク５２には満水まで水が蓄えられている。沸上ユニット３２の循環ポンプ４８が駆動すると、タンク５２の下部から水が吸い出されて水冷媒熱交換器４０へ送り込まれ、水冷媒熱交換器４０を通過した水がタンク５２の上部に戻される。
【００３０】
タンク５２の底部には、上水道などの給水源に接続された給水路６６が接続されている。給水路６６には、タンクバイパス路６８の一端が接続している。タンクバイパス路６８の他端は、混合弁５４に接続している。タンク５２の頂部には、出湯路７０の一端が接続している。出湯路７０の他端は、混合弁５４に接続している。
【００３１】
混合弁５４は、タンク５２の頂部から出湯路７０を経由して供給される高温の水と、給水路６６からタンクバイパス路６８を経由して供給される低温の水を混合して、第１給湯路７２へ送り出す。混合弁５４では、出湯路７０から第１給湯路７２へ流れ込む水の流量と、タンクバイパス路６８から第１給湯路７２へ流れ込む水の流量の割合を調整する。混合弁５４の動作は、コントローラ５６により制御される。
【００３２】
第１給湯路７２は、バーナユニット３６において、バーナ加熱路７４とバーナバイパス路７６に分岐している。バーナ加熱路７４にはバーナ５８が設けられている。バーナ５８は、ガス等の燃料の燃焼によって、バーナ加熱路７４を流れる水を加熱する。バーナバイパス路７６にはバイパス弁６０が設けられている。バーナ加熱路７４とバーナバイパス路７６は合流して、第２給湯路７８の一端に接続している。第２給湯路７８の他端は、給湯箇所に接続している。バイパス弁６０が閉じられると、第１給湯路７２を流れる水は、バーナ加熱路７４を経由して、第２給湯路７８へ供給される。バイパス弁６０が開かれると、第１給湯路７２を流れる水は、バーナバイパス路７６を経由して、第２給湯路７８へ供給される。バーナ５８およびバイパス弁６０の動作は、コントローラ６２により制御される。
【００３３】
沸上ユニット３２のコントローラ５０はタンクユニット３４のコントローラ５６と通信可能であり、タンクユニット３４のコントローラ５６はバーナユニット３６のコントローラ６２と通信可能である。沸上ユニット３２、タンクユニット３４およびバーナユニット３６は協調して動作する。バーナユニット３６のコントローラ６２はリモコン６４と通信可能である。リモコン６４には、ユーザが給湯装置６を操作するためのスイッチ、ユーザに給湯装置６の動作状態を表示する液晶表示器等が設けられている。ユーザは、リモコン６４を介して、給湯装置６での沸上運転の開始や、浴槽への湯張り運転の開始などを指示することができる。また、ユーザは、リモコン６４を介して、給湯装置６での沸上設定温度、給湯設定温度、湯張り設定温度、湯張り設定水量、湯張り運転の終了設定時刻などを設定することができる。
【００３４】
給湯装置６は、予め設定された沸上開始時刻が到来した場合に、沸上運転を開始する。給湯装置６が沸上運転を開始する場合には、コントローラ５０は、圧縮機３８および送風ファン４６を駆動するとともに、循環ポンプ４８を駆動する。給湯装置６の沸上運転においては、圧縮機３８で加圧されて高温高圧となった気相状態の冷媒は、水冷媒熱交換器４０へ送られる。高温高圧の気相状態の冷媒は、水冷媒熱交換器４０での水との熱交換によって冷却されて凝縮し、液相状態となる。水冷媒熱交換器４０で液相状態となった冷媒は、膨張弁４２へ送られる。膨張弁４２で減圧されて低温低圧となった液相状態の冷媒は、空気冷媒熱交換器４４での室外空気との熱交換によって加熱されて蒸発し、気相状態となる。空気冷媒熱交換器４４で気相状態となった冷媒は、圧縮機３８へ戻される。給湯装置６は、沸上運転において、上記のようなヒートポンプサイクルによって、空気冷媒熱交換器４４において室外空気から吸熱して、水冷媒熱交換器４０において水へ放熱することで、水を加熱する。この際に、循環ポンプ４８の駆動によりタンク５２の下部から吸い出された水は、水冷媒熱交換器４０で加熱された後、タンク５２の上部へ戻される。タンク５２の内部には、低温の水の層の上に高温の水の層が積み重なった温度成層が形成される。給湯装置６は、沸上運転において、水冷媒熱交換器４０で加熱された後の水の温度が沸上設定温度となるように、圧縮機３８の回転数、膨張弁４２の開度、送風ファン４６の回転数、循環ポンプ４８の回転数を調整する。タンク５２の全体が沸上設定温度まで加熱された水で満たされた状態となると、給湯装置６は沸上運転を終了する。給湯装置６が沸上運転を終了する場合には、コントローラ５０は、圧縮機３８および送風ファン４６を停止するとともに、循環ポンプ４８を停止する。
【００３５】
給湯装置６は、ユーザによって台所や浴室のカランが開かれた場合に、給湯運転を実行する。給湯運転は、上記した沸上運転と並行して行うことも可能である。給湯装置６は、給湯運転において、混合弁５４で給湯設定温度に調温された水を給湯箇所へ給湯する非燃焼給湯運転と、混合弁５４で給湯設定温度よりも低い温度に調温された水をバーナ５８で給湯設定温度まで加熱して給湯箇所へ給湯する燃焼給湯運転のいずれかを実行する。
【００３６】
タンク５２の上部の水温が、リモコン６４で設定された給湯設定温度よりも高い第１基準水温（例えば給湯設定温度＋５［℃］）以上である場合には、非燃焼給湯運転が行われる。非燃焼給湯運転では、コントローラ６２が、バイパス弁６０を開くとともに、コントローラ５６が、混合弁５４で混合した後の水温が給湯設定温度となるように、混合弁５４の開度を調整する。混合弁５４で給湯設定温度に調温された水は、第１給湯路７２、バーナバイパス路７６、第２給湯路７８を経由して給湯箇所へ給湯される。非燃焼給湯運転では、バーナ５８による水の加熱を行わないため、高いエネルギー効率で給湯を行うことができる。
【００３７】
一方、タンク５２の上部の水温が、第１基準水温未満である場合には、燃焼給湯運転が行われる。燃焼給湯運転では、コントローラ６２が、バイパス弁６０を閉じるとともに、コントローラ５６が、混合弁５４で混合した後の水温が給湯設定温度よりも低い第２基準水温（例えば給湯設定温度−５［℃］）となるように、混合弁５４の開度を調整する。混合弁５４で第２基準水温に調温された水は、第１給湯路７２を経由してバーナ加熱路７４へ送られ、バーナ５８により給湯設定温度まで加熱されて、第２給湯路７８を経由して給湯箇所へ給湯される。燃焼給湯運転では、沸上運転でタンク５２に貯えた高温の水を使い切った状態でも、バーナ５８による水の加熱を行うことで、給湯設定温度での給湯を行うことができる。給湯装置６は、ユーザによって台所や浴室のカランが閉じられた場合に、給湯運転を終了する。
【００３８】
給湯装置６は、例えばユーザがリモコン６４を介して湯張り運転の開始を指示した場合や、リモコン６４で設定された湯張り運転の終了設定時刻に基づく開始設定時刻が到来した場合に、湯張り運転を開始する。湯張り運転では、給湯装置６は、上記した給湯運転と同様に、燃焼給湯運転または非燃焼給湯運転によって、湯張り設定温度に調温された水を浴槽へ供給する。給湯装置６は、浴槽へ供給された水の積算水量が湯張り設定水量に達すると、湯張り運転を終了する。
【００３９】
本実施例の空調給湯システム２では、空調装置４の空調室外ユニット１０と、給湯装置６の沸上ユニット３２が隣接して配置されている。特に、本実施例の空調給湯システム２では、空調室外ユニット１０の空気冷媒熱交換器２４が沸上ユニット３２の空気冷媒熱交換器４４に近接して配置されており、給湯装置６が沸上運転を実行している場合に、空気冷媒熱交換器４４で吸熱された室外空気が空気冷媒熱交換器２４に送風される。このため、給湯装置６が沸上運転を実行している場合には、空調装置４の空気冷媒熱交換器２４には、通常よりも温度が低下した室外空気が送風される。
【００４０】
本実施例の空調給湯システム２では、空調室外ユニット１０のコントローラ３０がタンクユニット３４のコントローラ５６と通信可能であり、空調装置４と給湯装置６は協調して動作する。
【００４１】
（沸上運転のスケジューリング）
図２および図３に示すように、一般的な世帯では、朝の時間帯と、昼の時間帯と、夜の時間帯に、それぞれ給湯（浴槽への湯張りを含む）が行われる。朝の給湯Ｓ１は、例えば、朝食の用意や後片付け、洗面などのための給湯である。昼の給湯Ｓ２は、例えば、昼食の用意や後片付けなどのための給湯である。夜の給湯Ｓ３は、浴槽への湯張りと、夕食の用意や後片付け、入浴などのための給湯である。本実施例の空調給湯システム２では、タンク５２の容量は、朝の給湯Ｓ１で必要となる水量と昼の給湯Ｓ２で必要となる水量を加算した水量よりも大きく、夜の給湯Ｓ３で必要となる水量よりも小さい。このため、給湯装置６においては、朝の給湯Ｓ１が開始されるまでに第１の沸上運転Ｂ１を行い、夜の給湯Ｓ３が開始されるまで（特に浴槽への湯張りが開始されるまで）に第２の沸上運転Ｂ２を行い、夜の給湯運転が終了するまでに第３の沸上運転Ｂ３を行うようにすれば、タンク５２からの放熱によるエネルギー損失を抑制しつつ、一日の間の給湯の大部分を非燃焼給湯運転で賄うことができる。そこで、本実施例の給湯装置６では、毎日、所定時刻（例えば午前２時）に、コントローラ５６が、その日の給湯開始時刻、湯張り開始時刻、および給湯終了時刻を推定し、推定された給湯開始時刻、湯張り開始時刻、および給湯終了時刻に応じて、第１の沸上運転Ｂ１、第２の沸上運転Ｂ２および第３の沸上運転Ｂ３の開始時刻を設定する。
【００４２】
第１の沸上運転Ｂ１に関して、コントローラ５６は、推定される給湯開始時刻より第１の所定時間だけ早い時刻を第１の沸上運転Ｂ１の開始時刻に設定する。第１の所定時間は、沸上運転の予想所要時間より長い任意の時間に設定される。給湯開始時刻は、例えば過去の所定期間（例えば７日間）において最初の給湯が開始された時刻のうち最も早い時刻として推定してもよいし、過去の所定期間（例えば７日間）において最初の給湯が開始された時刻の平均時刻として推定してもよい。また、コントローラ５６は、第１の沸上運転Ｂ１の開始時刻から沸上運転の予想所要時間が経過した時刻を、第１の沸上運転Ｂ１の終了時刻として推定する。
【００４３】
第２の沸上運転Ｂ２に関して、コントローラ５６は、推定される湯張り開始時刻より第２の所定時間だけ早い時刻を第２の沸上運転Ｂ２の開始時刻に設定する。第２の所定時間は、沸上運転の予想所要時間より長い任意の時間に設定される。湯張り開始時刻は、例えばリモコン６４で設定された湯張り運転の終了設定時刻と湯張り運転の予想所要時間に基づいて特定される湯張り開始時刻として推定してもよいし、過去の所定期間（例えば７日間）において湯張り運転が開始された時刻のうち最も早い時刻として推定してもよいし、過去の所定期間（例えば７日間）において湯張り運転が開始された時刻の平均時刻として推定してもよい。また、コントローラ５６は、第２の沸上運転Ｂ２の開始時刻から沸上運転の予想所要時間が経過した時刻を、第２の沸上運転Ｂ２の終了時刻として推定する。
【００４４】
第３の沸上運転Ｂ３に関して、コントローラ５６は、推定される給湯終了時刻より第３の所定時間だけ早い時刻を第３の沸上運転Ｂ３の開始時刻に設定する。第３の所定時間は、沸上運転の予想所要時間より長い任意の時間に設定される。給湯終了時刻は、例えば過去の所定期間（例えば７日間）において最後の給湯が終了した時刻のうち最も遅い時刻として推定してもよいし、過去の所定期間（例えば７日間）において最後の給湯が終了した時刻の平均時刻として推定してもよい。また、コントローラ５６は、第３の沸上運転Ｂ３の開始時刻から沸上運転の予想所要時間が経過した時刻を、第３の沸上運転Ｂ３の終了時刻として推定する。
【００４５】
（沸上運転のスケジュール変更）
本実施例の空調給湯システム２では、沸上運転の実行中は、空気冷媒熱交換器４４で吸熱されて通常よりも低温となった室外空気が、空気冷媒熱交換器２４に送風される。冷房運転を行う場合には、空気冷媒熱交換器２４に送風される室外空気が低温であるほど、空気冷媒熱交換器２４での冷媒の放熱量が増加する。従って、冷房運転と沸上運転を同時に行う場合、冷房運転を単独で行う場合に比べて、冷房運転のエネルギー効率が向上する。このため、冷房運転と沸上運転は、可能な限り同時に行うことが好ましい。逆に、暖房運転を行う場合には、空気冷媒熱交換器２４に送風される室外空気が低温であるほど、空気冷媒熱交換器２４での冷媒の吸熱量が低下する。従って、暖房運転と沸上運転を同時に行う場合、暖房運転を単独で行う場合に比べて、暖房運転のエネルギー効率が低下する。このため、暖房運転と沸上運転は可能な限り同時に行わないことが好ましい。
【００４６】
上記を踏まえて、本実施例の空調給湯システム２では、沸上運転のスケジューリングを行った後に、空調装置４での冷房運転または暖房運転の時間帯を推定して、必要に応じて沸上運転のスケジュールを変更する。冷房運転の開始時刻は、例えばリモコン１８で設定された冷房運転の開始設定時刻としてもよいし、あるいは過去の所定期間（例えば７日間）における冷房運転の開始時刻のうち最も早い時刻としてもよいし、あるいは過去の所定期間（例えば７日間）における冷房運転の開始時刻の平均時刻としてもよい。冷房運転の終了時刻は、例えばリモコン１８で設定された冷房運転の終了設定時刻としてもよいし、あるいは過去の所定期間（例えば７日間）における冷房運転の終了時刻のうち最も遅い時刻としてもよいし、あるいは過去の所定期間（例えば７日間）における冷房運転の終了時刻の平均時刻としてもよい。同様に、暖房運転の開始時刻は、例えばリモコン１８で設定された暖房運転の開始設定時刻としてもよいし、あるいは過去の所定期間（例えば７日間）における暖房運転の開始時刻のうち最も早い時刻としてもよいし、あるいは過去の所定期間（例えば７日間）における暖房運転の開始時刻の平均時刻としてもよい。暖房運転の終了時刻は、例えばリモコン１８で設定された暖房運転の終了設定時刻としてもよいし、あるいは過去の所定期間（例えば７日間）における暖房運転の終了時刻のうち最も遅い時刻としてもよいし、あるいは過去の所定期間（例えば７日間）における暖房運転の終了時刻の平均時刻としてもよい。
【００４７】
図２に示すように、空調装置４が冷房運転を行う時期においては、冷房運転と沸上運転が可能な限り同時に行われるように、給湯装置６は沸上運転の開始時刻を変更する。図２の上部に示す例では、第１の沸上運転Ｂ１の開始時刻は冷房運転Ｃ１の開始時刻よりも早く、第１の沸上運転Ｂ１の時間帯と冷房運転Ｃ１の時間帯は部分的に重複している。このような場合に、図２の下部に示すように、給湯装置６は、第１の沸上運転Ｂ１の開始時刻を冷房運転Ｃ１の開始時刻まで遅らせる。これによって、第１の沸上運転Ｂ１の時間帯を、冷房運転Ｃ１の時間帯と完全に重複させることができる。冷房運転と沸上運転を同時に行う時間を長くして、冷房運転のエネルギー効率を向上することができる。さらに、図２の上部に示す例では、第２の沸上運転Ｂ２の時間帯は、冷房運転Ｃ２の時間帯と部分的に重複している。このような場合に、図２の下部に示すように、給湯装置６は、第２の沸上運転Ｂ２の開始時刻を冷房運転Ｃ２の開始時刻まで遅らせる。これによって、第２の沸上運転Ｂ２の時間帯を、冷房運転Ｃ２の時間帯と完全に重複させることができる。冷房運転と沸上運転を同時に行う時間を長くして、冷房運転のエネルギー効率を向上することができる。なお、図２に示す例では、第３の沸上運転Ｂ３の時間帯は、もともと冷房運転Ｃ２の時間帯と完全に重複しているため、給湯装置６は第３の沸上運転Ｂ３の開始時刻は変更しない。
【００４８】
図３に示すように、空調装置４が暖房運転を行う時期には、暖房運転と沸上運転が可能な限り同時に行われないように、給湯装置６は沸上運転の開始時刻を変更する。図３の上部に示す例では、第１の沸上運転Ｂ１の終了時刻は暖房運転Ｈ１の開始時刻よりも遅く、第１の沸上運転Ｂ１の時間帯と暖房運転Ｈ１の時間帯は部分的に重複している。このような場合に、図３の下部に示すように、給湯装置６は、第１の沸上運転Ｂ１の終了時刻が、暖房運転Ｈ１の開始時刻よりも早くなるように、第１の沸上運転Ｂ１の開始時刻を早める。これによって、第１の沸上運転Ｂ１の時間帯が暖房運転Ｈ１の時間帯と重複しなくなる。暖房運転と沸上運転が同時に行われることを防ぎ、暖房運転のエネルギー効率が低下することを防ぐことができる。さらに、図３の上部に示す例では、第２の沸上運転Ｂ２の時間帯は、暖房運転Ｈ２の時間帯と部分的に重複している。このような場合に、図３の下部に示すように、給湯装置６は、第２の沸上運転Ｂ２の終了時刻が、暖房運転Ｈ２の開始時刻よりも早くなるように、第２の沸上運転Ｂ２の開始時刻を早める。これによって、第２の沸上運転Ｂ２の時間帯が暖房運転Ｈ２の時間帯と重複しなくなる。暖房運転と沸上運転が同時に行われることを防ぎ、暖房運転のエネルギー効率が低下することを防ぐことができる。なお、図３に示す例では、第３の沸上運転Ｂ３の時間帯が、暖房運転Ｈ２の時間帯と完全に重複しているが、第３の沸上運転Ｂ３の時間帯をどのようにずらしても暖房運転Ｈ２の時間帯と重複してしまうため、給湯装置６は第３の沸上運転Ｂ３の開始時刻は変更しない。
【００４９】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００５０】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００５１】
２    ：空調給湯システム
４    ：空調装置
６    ：給湯装置
８    ：空調室内ユニット
１０  ：空調室外ユニット
１２  ：空気冷媒熱交換器
１４  ：送風ファン
１６  ：コントローラ
１８  ：リモコン
２０  ：圧縮機
２２  ：四方弁
２４  ：空気冷媒熱交換器
２６  ：送風ファン
２８  ：膨張弁
３０  ：コントローラ
３２  ：沸上ユニット
３４  ：タンクユニット
３６  ：バーナユニット
３８  ：圧縮機
４０  ：水冷媒熱交換器
４２  ：膨張弁
４４  ：空気冷媒熱交換器
４６  ：送風ファン
４８  ：循環ポンプ
５０  ：コントローラ
５２  ：タンク
５４  ：混合弁
５６  ：コントローラ
５８  ：バーナ
６０  ：バイパス弁
６２  ：コントローラ
６４  ：リモコン
６６  ：給水路
６８  ：タンクバイパス路
７０  ：出湯路
７２  ：第１給湯路
７４  ：バーナ加熱路
７６  ：バーナバイパス路
７８  ：第２給湯路
【図１】
2016205647.tif 000003
【図２】
2016205647.tif 000004
【図３】
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