專利名稱：熱泵熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用熱泵的熱泵熱水器。
背景技術(shù)：
圖8是表示現(xiàn)有的熱泵熱水器的具有代表性的結(jié)構(gòu)的圖(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。如圖8所示，制冷劑回路5由壓縮機(jī)1、散熱器2、減壓裝置3、空氣熱交換器4構(gòu)成，水回路9連接熱水罐6、循環(huán)泵7和散熱器2，這種熱泵熱水器，由制冷劑回路5和水回路9構(gòu)成。制冷劑回路5的空氣熱交換器4從大氣吸熱，在散熱器2放熱，對(duì)通過(guò)循環(huán)泵7從熱水罐6的下部供給到散熱器2的水進(jìn)行加熱，使其在熱水罐6中循環(huán)，將貯存在熱水罐6中的溫水用于供給熱水。
這種現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，使用夜間的電力在夜間使熱泵熱水器運(yùn)轉(zhuǎn)，將被加熱了的溫水貯存在熱水罐6中，在白天使貯存在熱水罐6中的溫水與低溫的自來(lái)水混合，供給規(guī)定溫度的溫水。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2000-346447號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容但是，在白天的溫水使用量(供給熱水負(fù)荷)較多的場(chǎng)合，熱水罐6的溫水不足。因此，為了與供給熱水負(fù)荷相對(duì)應(yīng)，必須使用貯存熱水容量大的熱水罐6。但是，存在的問(wèn)題是，貯存熱水容量大的熱水罐6必須占用很大的機(jī)器設(shè)置面積。
本發(fā)明是用于解決上述現(xiàn)有的問(wèn)題的，其目的是提供一種能充分地與供給熱水負(fù)荷相對(duì)應(yīng)的小型的熱泵熱水器。
本發(fā)明第1方面所記載的的熱泵熱水器，其特征是，具備制冷劑回路和水回路，上述制冷劑回路依次連接壓縮機(jī)、散熱器、減壓裝置和空氣熱交換器構(gòu)成，上述水回路依次連接熱水罐、與上述熱水罐的下部連接的循環(huán)泵、上述散熱器、二通閥以及上述熱水罐的上部構(gòu)成，上述熱水罐的下部與供給自來(lái)水的供水管連接，上述熱水罐的上部與出熱水管連接，連接上述散熱器和上述二通閥的管路的分支管以及上述出熱水管與第1混水閥連接，上述第1混水閥的出口管路以及從上述供水管分出的自來(lái)水管路與第2混水閥連接，上述第2混水閥的出口管路與供熱水末端以及浴盆的至少一個(gè)相連接。
本發(fā)明第2方面所記載的熱泵熱水器，在本發(fā)明的第1方面所記載的熱泵熱水器中，其特征是，具備檢測(cè)從上述熱水罐的下部供給到上述散熱器的水的溫度的溫度傳感器；檢測(cè)被上述散熱器加熱了的溫水量的供熱水溫度傳感器；檢測(cè)上述熱水罐的剩余熱水量的多個(gè)剩余熱水溫度傳感器以及檢測(cè)上述第2混水閥的熱水出口溫度的熱水出口溫度傳感器，根據(jù)熱水出口的信號(hào)使上述制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)，使被上述散熱器加熱了的溫水和上述熱水罐的溫水在上述第1混水閥混合，供給到上述第2混水閥，在上述第2混水閥使來(lái)自上述第1混水閥的溫水和自來(lái)水混合，調(diào)整到規(guī)定溫度。
本發(fā)明第3方面所記載的的熱泵熱水器，其特征是，具備制冷劑回路和水回路，上述制冷劑回路依次連接壓縮機(jī)、散熱器、減壓裝置和空氣熱交換器構(gòu)成，上述水回路依次連接熱水罐、與上述熱水罐的下部連接的循環(huán)泵、上述散熱器、二通閥以及上述熱水罐的上部構(gòu)成，上述熱水罐的下部與供給自來(lái)水的供水管連接，上述熱水罐的上部與出熱水管連接，連接上述散熱器和上述二通閥的管路的分支管以及上述出熱水管與第1混水閥連接，上述第1混水閥的出口管路以及從上述供水管分出的自來(lái)水管路與第2混水閥連接，上述第2混水閥的出口管路與供熱水末端連接，連接上述第1混水閥和上述第2混水閥的管路的分支管以及上述自來(lái)水管路的分支管與第3混水閥連接，上述第3混水閥的出口管路與浴盆連接。
本發(fā)明第4方面所記載的熱泵熱水器，在第3方面所記載的熱泵熱水器中，其特征是，具備檢測(cè)從上述熱水罐的下部供給到上述散熱器的水的溫度的溫度傳感器；檢測(cè)被上述散熱器加熱了的溫水的溫度的供熱水溫度傳感器；檢測(cè)上述熱水罐的剩余熱水量的多個(gè)剩余熱水溫度傳感器；檢測(cè)上述第2混水閥的熱水出口溫度的熱水出口溫度傳感器以及檢測(cè)上述第3混水閥的熱水出口溫度的浴室熱水出口溫度傳感器，根據(jù)熱水出口的信號(hào)使上述制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)，使被上述散熱器加熱了的溫水和上述熱水罐的溫水在上述第1混水閥混合，供給到上述第2混水閥以及上述第3混水閥，在上述第2混水閥以及上述第3混水閥使來(lái)自上述第1混水閥的溫水和自來(lái)水混合，調(diào)整到規(guī)定溫度。
本發(fā)明第5方面所記載的熱泵熱水器，在第2方面或第4方面所記載的熱泵熱水器中，其特征是若開(kāi)始從上述供熱水末端供給熱水，則在僅從上述熱水罐向上述第1混水閥供給溫水，上述熱水罐的剩余熱水量在規(guī)定值以下的場(chǎng)合，使上述制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)，將溫水貯存在上述熱水罐中。
本發(fā)明第6方面所記載的熱泵熱水器，在第5方面所記載的熱泵熱水器中，其特征是，根據(jù)向上述浴盆供給熱水的信號(hào)，使上述制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)，使上述水回路的加熱溫度比上述熱水罐的熱水溫度低，再將上述熱水罐的溫水供給到浴盆，使溫水的供給量為最大。
本發(fā)明第7方面所記載的熱泵熱水器，在第6方面所記載的熱泵熱水器中，其特征是，在向上述浴盆供給熱水時(shí)，使上述制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)，使上述水回路的加熱溫度為35℃～45℃。
本發(fā)明第8方面所記載的熱泵熱水器，在第1方面至第7方面的任意一項(xiàng)所記載的熱泵熱水器中，其特征是，進(jìn)行控制，使上述制冷劑回路的加熱能力Q與上述熱水罐的容量為規(guī)定的關(guān)系。
本發(fā)明第9方面所記載的熱泵熱水器，在第1方面或第3方面所記載的熱泵熱水器中，其特征是具備檢測(cè)從上述熱水罐的下部供給到上述水回路的水的溫度的溫度傳感器；檢測(cè)室外氣溫的外氣溫度傳感器以及檢測(cè)上述熱水罐的剩余熱水量的多個(gè)剩余熱水溫度傳感器，根據(jù)上述溫度傳感器的輸出值和上述室外溫度傳感器的輸出值算出上述制冷劑回路的加熱能力Q，在上述熱水罐的剩余熱水量比規(guī)定值少的場(chǎng)合，根據(jù)由上述熱水罐的剩余熱水量和上述制冷劑回路的加熱能力Q算出的值，減少來(lái)自上述熱水罐的溫水的供給量，增加來(lái)自上述水回路的溫水的供給量，在上述熱水罐的剩余熱水量更少的場(chǎng)合，停止從上述熱水罐供給溫水，僅從上述水回路供給溫水。
本發(fā)明的熱泵熱水器，能提供一種能可靠地與各種供熱水負(fù)荷相對(duì)應(yīng)，不會(huì)產(chǎn)生斷熱水現(xiàn)象的、小型的熱泵熱水器。
另外，由于在少量地供給熱水時(shí)，不使制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)，在供熱水量較多的場(chǎng)合以及熱水罐的剩余熱水變少的場(chǎng)合，使制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，能提供一種減少壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)、停止次數(shù)，提高了機(jī)器的可靠性的熱泵熱水器。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1中的熱泵熱水器的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1中的熱泵熱水器的供熱水負(fù)荷模型。
圖3是本發(fā)明的實(shí)施例1中的熱泵熱水器的剩余熱水量變化的曲線圖。
圖4是本發(fā)明的實(shí)施例1中的熱泵熱水器的加熱能力和熱水罐容量的曲線圖。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施例1中的另一熱泵熱水器的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是本發(fā)明的實(shí)施例2中的熱泵熱水器的結(jié)構(gòu)圖。
圖7是本發(fā)明的實(shí)施例2中的熱泵熱水器的與室外氣溫和自來(lái)水溫度相對(duì)應(yīng)的最大加熱能力的性能曲線圖。
圖8是現(xiàn)有的熱泵熱水器的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的第1實(shí)施方式的熱泵熱水器，將被制冷劑回路的散熱器加熱了的溫水貯存在水回路的熱水罐中，在第1混水閥使被散熱器加熱了的溫水和從熱水罐流出的溫水混合，在第2混水閥用自來(lái)水調(diào)整溫度，供給到供熱水末端、浴盆。根據(jù)本實(shí)施方式，在向供熱水末端或浴盆供熱水時(shí)，能進(jìn)行使制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)供給熱水的直接供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)、不使制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)從熱水罐供給熱水的貯水供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)和將溫水貯存在熱水罐中的貯熱水運(yùn)轉(zhuǎn)等不同的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
本發(fā)明的第2實(shí)施方式，是根據(jù)第1實(shí)施方式的熱泵熱水器，其中，具備檢測(cè)從熱水罐的下部供給到散熱器的水的溫度的溫度傳感器；檢測(cè)被散熱器加熱了的溫水的溫度的供熱水溫度傳感器；檢測(cè)熱水罐的剩余熱水量的多個(gè)剩余熱水溫度傳感器；在第2混水閥的出口管路中檢測(cè)熱水出口溫度的熱水出口溫度傳感器。根據(jù)本實(shí)施方式，依據(jù)這些傳感器的檢測(cè)信號(hào)，能同時(shí)供給被散熱器加熱了的溫水和熱水罐的溫水，由于用第2混水閥和第3混水閥與自來(lái)水混合，以規(guī)定的溫度供給熱水，所以，能使熱水罐容量較小，能使熱泵熱水器體積小。
本發(fā)明的第3實(shí)施方式的熱泵熱水器，將被制冷劑回路的散熱器加熱了的溫水貯存在水回路的熱水罐中，在第1混水閥使被散熱器加熱了的溫水和從熱水罐流出的溫水混合，在第2混水閥用自來(lái)水調(diào)整溫度，供給到供熱水末端，另外，在第3混水閥用自來(lái)水調(diào)整溫度，供給到浴盆。根據(jù)本實(shí)施方式，能進(jìn)行使制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)供給熱水的直接供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)、不使制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)從熱水罐供給熱水的貯水供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)和將溫水貯存在熱水罐中的貯熱水運(yùn)轉(zhuǎn)等不同溫度的不同的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
本發(fā)明的第4實(shí)施方式，是根據(jù)第3實(shí)施方式的熱泵熱水器，其中，具備檢測(cè)從熱水罐的下部供給到散熱器的水的溫度的溫度傳感器；檢測(cè)被散熱器加熱了的溫水的溫度的供熱水溫度傳感器；檢測(cè)熱水罐的剩余熱水量的多個(gè)剩余熱水溫度傳感器；在第2混水閥的出口管路中檢測(cè)熱水出口溫度的熱水出口溫度傳感器。根據(jù)本實(shí)施方式，依據(jù)這些傳感器的檢測(cè)信號(hào)，能同時(shí)供給被散熱器加熱了的溫水和熱水罐的溫水，由于用第2混水閥和第3混水閥與自來(lái)水混合，以不同的規(guī)定的溫度供給熱水，所以，能使熱水罐容量較小，能使熱泵熱水器體積小。
本發(fā)明的第5實(shí)施方式，是根據(jù)在第2或第4實(shí)施方式的熱泵熱水器，其中，若開(kāi)始從供熱水末端供給熱水，在僅從熱水罐將溫水供給到第1混水閥，熱水罐的剩余熱水量在規(guī)定值以下的場(chǎng)合，使制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)，使其將溫水貯存在熱水罐中。根據(jù)本實(shí)施方式，能減少壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)、停止次數(shù)，能提高機(jī)器的可靠性，而且，能減小熱水罐的尺寸。
本發(fā)明的第6實(shí)施方式，是根據(jù)第5實(shí)施方式的熱泵熱水器，其中，根據(jù)向浴盆供給熱水的供給熱水信號(hào)，使制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)，使水回路的加熱溫度比熱水罐的熱水溫度低，再將熱水罐的溫水供給到浴盆，使溫水的供給量為最大。根據(jù)本實(shí)施方式，由于根據(jù)向浴盆供給熱水的供給熱水信號(hào)，使制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)，使水回路的加熱溫度比熱水罐的熱水溫度低，所以，能使制冷劑回路高效地運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，由于也能將熱水罐的溫水同時(shí)供給到供熱水回路，所以，能使溫水的供給量為最大，不會(huì)產(chǎn)生斷熱水現(xiàn)象，能在短時(shí)間內(nèi)向浴室供給熱水。
本發(fā)明的第7實(shí)施方式，是第6實(shí)施方式的熱泵熱水器，其中，使向浴盆供給熱水時(shí)的水回路的加熱溫度為35℃～45℃。根據(jù)本實(shí)施方式，能更加高效地使制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的第8實(shí)施方式，是根據(jù)從第1到第7的任意一種實(shí)施方式的熱泵熱水器，其中，進(jìn)行控制，使制冷劑回路的加熱能力Q與熱水罐的容量為規(guī)定的關(guān)系。根據(jù)本實(shí)施方式，不會(huì)產(chǎn)生斷熱水現(xiàn)象，能充分地與供給熱水的負(fù)荷相對(duì)應(yīng)。
本發(fā)明的第9實(shí)施方式，是根據(jù)第1或第3實(shí)施方式的熱泵熱水器，其中，具備檢測(cè)從熱水罐的下部供給到水回路的水的溫度的溫度傳感器；檢測(cè)被散熱器加熱了的溫水的溫度的供熱水溫度傳感器；檢測(cè)室外氣溫的外氣溫度傳感器；檢測(cè)熱水罐的剩余熱水量的剩余熱水溫度傳感器，在根據(jù)溫度傳感器的輸出值和室外溫度傳感器的輸出值算出制冷劑回路的最大加熱能力Q，熱水罐的剩余熱水量小于規(guī)定值的場(chǎng)合，減少來(lái)自熱水罐的溫水的供給量，增加來(lái)自水回路的溫水的供給量，使其為根據(jù)熱水罐的剩余熱水量和制冷劑回路的最大加熱能力Q算出的比例，在熱水罐的剩余熱水量更少的場(chǎng)合，停止從熱水罐供給溫水，僅從水回路供給溫水。根據(jù)本實(shí)施方式，在熱水罐的剩余熱水量小于規(guī)定值的場(chǎng)合，由于減少來(lái)自熱水罐的溫水的供給量，增加來(lái)自水回路的溫水的供給量，使其為根據(jù)熱水罐的剩余熱水量和制冷劑回路的最大加熱能力Q算出的比例，在熱水罐的剩余熱水量更少的場(chǎng)合，停止從熱水罐供給溫水，僅從水回路供給溫水，所以，不會(huì)產(chǎn)生斷熱水現(xiàn)象，能充分地與供給熱水的負(fù)荷相對(duì)應(yīng)。
實(shí)施例1以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例中的熱泵熱水器進(jìn)行說(shuō)明。
圖1所示是本發(fā)明的第1實(shí)施例中的熱泵熱水器的結(jié)構(gòu)圖。與圖8相同的組成部件使用相同的符號(hào)，且省略其一部分說(shuō)明。
在圖1中，制冷劑回路5由壓縮機(jī)1、散熱器2、減壓裝置3和空氣熱交換器4構(gòu)成。水回路9由熱水罐6、循環(huán)泵7、散熱器2、以及連接熱水罐6和散熱器2之間的二通閥8構(gòu)成。在熱水罐6的下部連接有從用于供給自來(lái)水的供水閥18分出的供水管10，在熱水罐6的上部連接有出熱水管11。出熱水管11通過(guò)第1混水閥12連接水回路9的散熱器2和連接二通閥8的管路。第1混水閥12的出口管路通過(guò)第2混水閥14與從供水閥18分出的自來(lái)水管路13相連接，第2混水閥14的出口管路與供熱水末端15和浴盆16相連接，構(gòu)成供熱水回路17。
21是檢測(cè)從熱水罐6的下部導(dǎo)出的水的溫度的溫度傳感器，22是檢測(cè)被散熱器2加熱的溫水的溫度的供熱水溫度傳感器，23是檢測(cè)熱水罐6的剩余熱水量的多個(gè)剩余熱水溫度傳感器，24是檢測(cè)熱泵熱水器的熱水出口溫度的熱水出口溫度傳感器。
就如以上那樣構(gòu)成的熱泵熱水器，以下對(duì)其動(dòng)作、作用進(jìn)行說(shuō)明。
首先，若根據(jù)貯熱水運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)使制冷劑回路5運(yùn)轉(zhuǎn)，則制冷劑在壓縮機(jī)1被壓縮，變成高溫高壓，通過(guò)在散熱器2對(duì)水進(jìn)行加熱而放熱，由減壓裝置3變成低溫低壓，由空氣熱交換器4從大氣中吸熱而蒸發(fā)，返回到壓縮機(jī)1。在水回路9，二通閥8被打開(kāi)，從供水管10供給到熱水罐6中的自來(lái)水，由循環(huán)泵7從熱水罐6的下部供給到散熱器2，被散熱器2加熱。被散熱器2加熱、變成高溫的熱水，穿過(guò)二通閥8，流入到熱水罐6的上部，依次從上部貯存熱水。而且，若由溫度傳感器21測(cè)得散熱器2的入口的水的溫度達(dá)到規(guī)定值，則由于貯存在熱水罐6中的溫水的溫度達(dá)到規(guī)定的溫度，所以，使壓縮機(jī)1停止運(yùn)轉(zhuǎn)，使制冷劑回路5停止運(yùn)轉(zhuǎn)。雖然通常從供熱水末端15供給的熱水溫度是45℃以下，但在本發(fā)明，在貯熱水運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使水回路9的加熱溫度為60℃以上，增加給熱水罐6的蓄熱量。這樣一來(lái)，由于使水回路9的加熱溫度為60℃以上，將貯存在熱水罐6中的溫水的溫度設(shè)定得比從供熱水末端15供給的溫水的溫度高，能減少熱水罐6的容量，能使熱水罐6的體積小。
在向供熱水末端15供給熱水的場(chǎng)合，在供熱水回路17，使供水閥18為打開(kāi)的狀態(tài)，由從熱水罐6下部的供水管10流入到熱水罐6的自來(lái)水的壓力，使熱水罐6的溫水流出到出熱水管11。從熱水罐6流出的熱水穿過(guò)第1混水閥12、在第2混水閥14與從自來(lái)水管路13流入的低溫的自來(lái)水混合。第2混水閥14根據(jù)熱水出口溫度傳感器24的輸出值，對(duì)來(lái)自熱水罐6的溫水和自來(lái)水的混合比例進(jìn)行調(diào)整，使其為規(guī)定的溫度，將熱水供給到供熱水末端15。
而且，在以45℃從供熱水末端15供給熱水的場(chǎng)合，由于自來(lái)水溫度根據(jù)季節(jié)的不同而有所變動(dòng)，所以，根據(jù)自來(lái)水溫度和外氣溫度改變熱泵熱水器的加熱所需的能力。特別是，在冬季，由于自來(lái)水溫度低，還有室外氣溫低，所以，熱泵熱水器的加熱能力降低了。因此，必須提高水回路9的加熱溫度，增加給熱水罐6的蓄熱量。因此，能根據(jù)室外氣溫和自來(lái)水溫度，使水回路9的加熱溫度在從60℃到90℃的范圍內(nèi)變化，改變給熱水罐6的蓄熱量。
以下，對(duì)向浴盆供給熱水的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。若根據(jù)向浴盆供給熱水的信號(hào)開(kāi)始向浴盆16供給熱水，則制冷劑回路5開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，使水回路9的設(shè)定加熱溫度為35～45℃。由于能由此減小制冷劑回路5的壓縮比，降低壓縮機(jī)1的電力消耗，所以，能高效地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，在由制冷劑回路5運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行供給熱水的同時(shí)，熱水罐6的溫水也通過(guò)第1混水閥12供給到供熱水回路17，因此，在第2混水閥14與自來(lái)水混合，能使向浴盆16供給規(guī)定溫度(例如35℃～45℃)的溫水的供給量為最大。其結(jié)果是，能在短時(shí)間內(nèi)向浴盆16供給熱水。
以下，對(duì)熱水罐6內(nèi)的剩余熱水量變少的情況下的供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在反復(fù)供給熱水、熱水罐6內(nèi)的剩余熱水量變少、剩余熱水溫度傳感器23的輸出為規(guī)定值以下的場(chǎng)合，發(fā)出貯熱水運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)，制冷劑回路5運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)供熱水溫度傳感器22的輸出值，控制循環(huán)泵7的流量，以設(shè)定的加熱溫度供給熱水，貯存在熱水罐6中。
在制冷劑回路5運(yùn)轉(zhuǎn)的貯熱水運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，在供熱水末端15打開(kāi)的場(chǎng)合，關(guān)閉二通閥8，被散熱器2加熱了的溫水經(jīng)第1混水閥12，在第2混水閥14與從自來(lái)水管路13流入的低溫的自來(lái)水混合。在第2混水閥14，根據(jù)熱水出口溫度傳感器24的輸出值，調(diào)整溫水與自來(lái)水的混合比例，使其為規(guī)定的溫度，從供熱水末端15供給熱水。在這種情況下，在溫水使用的較多、僅用制冷劑回路5加熱能力不足的場(chǎng)合，也從熱水罐6供給熱水，在第1混水閥12混合，增加供給熱水量。而且，若關(guān)閉供熱水末端15，則打開(kāi)二通閥，關(guān)閉第1混水閥12，繼續(xù)貯熱水運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖2是供熱水負(fù)荷模型的一個(gè)例子，假設(shè)每天的供給熱水的熱量為49320kJ(11780kcal)、一年為18GJ(4.3Gcal)(相當(dāng)于IBEC L模式)。
圖3是對(duì)圖2的供熱水負(fù)荷模型，假設(shè)冬季的自來(lái)水溫度為5℃、熱水罐6的容量為100升，45℃的加熱能力Q為10kW，65℃的加熱能力Q為8.9kW，試算在進(jìn)行上述那樣的運(yùn)轉(zhuǎn)情況下的熱水罐6的剩余熱水量的變化的曲線圖。
圖4是假設(shè)45℃的加熱能力Q為5kW、10kW、20kW、試算進(jìn)行上述那樣的運(yùn)轉(zhuǎn)情況下的熱水罐6的容量的曲線圖。相當(dāng)于IBEC L模式，加熱能力是10kW需要90升，是20kW需要50升的熱水罐6的容量。在假設(shè)每天的供熱水的熱量為73970KJ(17670kcal)、一年為27GJ(6.45Gcal)的場(chǎng)合(相當(dāng)于IBEC L模式的1.5倍)，加熱能力是10kW需要160升，是20kW需要110升的熱水罐6的容量。在假設(shè)貯熱水溫度為85℃的L模式，加熱能力是10kW能使熱水罐6的容量減少到70升，是20kW能減少到32升。
這樣一來(lái)，由于根據(jù)假設(shè)的供熱水負(fù)荷和熱泵熱水器的加熱能力，能預(yù)測(cè)熱水罐6的容量，所以，如果使熱水罐6的大小在該容量以上，則能不會(huì)產(chǎn)生斷熱水現(xiàn)象。
根據(jù)本實(shí)施例，由于在由這些運(yùn)轉(zhuǎn)，從供熱水末端15少量地供給熱水時(shí)，不使制冷劑回路5運(yùn)轉(zhuǎn)，在供熱水量大的向浴盆16供給熱水的場(chǎng)合和熱水罐6的剩余熱水變少的場(chǎng)合，使制冷劑回路5運(yùn)轉(zhuǎn)，所以，在能減小壓縮機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)、停止次數(shù)，提高機(jī)器的可靠性的同時(shí)，能減小熱水罐6的尺寸，能在短時(shí)間內(nèi)完成向浴盆16供給熱水。
另外，如圖5所示，通過(guò)將二通閥8置換成三通閥19、根據(jù)供熱水溫度傳感器22的輸出切換三通閥19，在起動(dòng)制冷劑回路5等時(shí)散熱器2的出口的水的溫度較低的場(chǎng)合，使被散熱器2加熱了的水返回到熱水罐6的下部，在接近于設(shè)定被散熱器2加熱了的水的溫度的貯熱水溫度的場(chǎng)合，切換三通閥19，使溫水返回到熱水罐6的上部，則能使熱水罐6內(nèi)的水保持較高的溫度。
實(shí)施例2圖6是本發(fā)明的第2實(shí)施例的熱泵熱水器的結(jié)構(gòu)圖。與圖1相同的結(jié)構(gòu)部件使用同一符號(hào)，且省略其說(shuō)明。
在圖6中，第2混水閥14的出口管路與供熱水末端15連接，將連接第1混水閥12和第2混水閥14的管路分支管和自來(lái)水管路13的分支管，用第3混水閥20連接，第3混水閥20的出口管路與浴盆16連接，構(gòu)成供熱水回路17。25是浴室排水溫度傳感器，26是檢測(cè)室外氣溫的外氣溫度傳感器。
像以上那樣構(gòu)成的熱泵熱水器中，在通常的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于供熱水末端15通過(guò)第2混水閥14、浴盆16通過(guò)第3混水閥19分別與水回路9和自來(lái)水管路13連接，所以，在同時(shí)向供熱水末端15和浴盆16供給熱水的場(chǎng)合，能以不同的溫度供給熱水。其它的供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作和作用與用圖1說(shuō)明的實(shí)施例1相同，省略其說(shuō)明。
以下，對(duì)熱水罐6的剩余熱水量變少情況下的供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行說(shuō)明。制冷劑回路5的最大加熱能力Q根據(jù)室外氣溫和從熱水罐6供給到制冷劑回路5的水的溫度而變化。由于水的溫度與室外氣溫的變化同時(shí)變化，所以，所以可以認(rèn)為最大加熱能力Q根據(jù)室外氣溫而變化。圖7所示是相對(duì)以45℃供給熱水情況下的外氣溫度的最大加熱能力Q的關(guān)系。
在向浴盆16供給熱水時(shí)等大量供給熱水的場(chǎng)合等，在熱水罐6的剩余熱水量變得比規(guī)定值少時(shí)，根據(jù)溫度傳感器21的輸出值和室外溫度傳感器26的輸出值，算出制冷劑回路5的最大加熱能力Q，根據(jù)由熱水罐6的剩余熱水量和制冷劑回路5的最大加熱能力Q算出的值，減少來(lái)自熱水罐6的溫水的供給量，使制冷劑回路5的加熱能力為最大，增加來(lái)自水回路9的溫水的供給量。再有，在熱水罐6的剩余熱水量變少的場(chǎng)合，停止從熱水罐6供給溫水，僅從水回路9供給溫水。
例如，對(duì)以下場(chǎng)合進(jìn)行說(shuō)明在熱水罐6貯存80℃的熱水，剩余熱水量是90升、室外氣溫是2℃、自來(lái)水溫度是5℃、用18分鐘以43℃向浴盆16供給180升的熱水。此時(shí)，熱泵熱水器在加熱溫度為45℃的最大加熱能力根據(jù)圖7是8kW。因此，能以每分2.87升的流量供給45℃的熱水。
但是，在用18分鐘向浴盆16供給180升45℃的熱水的場(chǎng)合，需要每分供給10升熱水。此時(shí)所需要的供熱水能力是27.9kW，僅制冷劑回路5的加熱能力是19.9kW，能力不足。因此，同時(shí)從熱水罐6供給80℃的溫水，在第2混水閥14與5℃的自來(lái)水混合，供給熱水。此時(shí)來(lái)自熱水罐6的供熱水量是每分3.8升，20分鐘是76升。其結(jié)果是，熱水罐6的剩余熱水量為24升。
此時(shí)，由剩余熱水溫度傳感器23檢測(cè)熱水罐6的剩余熱水量，在剩余熱水量為40升時(shí)，將來(lái)自熱水罐6的供熱水量減少到每分2升，向浴盆16供給熱水的流量為每分6.6升。再有，在熱水罐6的剩余熱水量為30升的場(chǎng)合，停止從熱水罐6供給熱水，僅從制冷劑回路5供給熱水。在這種場(chǎng)合，由于供熱水量為每分2.87升，所以，向浴盆16供給180升45℃的熱水所需要的時(shí)間是23.9分。但是，由于剩余熱水量是30升，所以，在向浴盆16供給熱水的過(guò)程中，既可以向廚房供給熱水(供熱水量是42℃、15.9升，從熱水罐6供給80℃、7.9升的熱水)，或在向浴盆16供給熱水之后，緊接著使用淋浴(供熱水量是42℃、40升，從熱水罐6供給80℃、19.5升的熱水)，也能確保足夠的供熱水量。
能提供一種小型的熱泵熱水器，使其通過(guò)進(jìn)行以上那樣的運(yùn)轉(zhuǎn)，即使在向浴盆16大量地供給熱水之后，也能確保熱水罐6一定的剩余熱水量，即使在向浴盆16供給熱水之后，緊接著向廚房供給熱水或供給淋浴的熱水的場(chǎng)合，不僅能防止斷熱水現(xiàn)象，還能確保足夠的供給熱水的流量，能充分地應(yīng)付供熱水負(fù)荷。
如以上所述，在本實(shí)施例中，由于根據(jù)溫度傳感器21的輸出值和室外溫度傳感器26的輸出值，算出制冷劑回路的最大加熱能力Q，在熱水罐6的剩余熱水量比規(guī)定值小的場(chǎng)合，減少來(lái)自熱水罐6的溫水的供給量，增加來(lái)自水回路9的溫水的供給量，使其為根據(jù)熱水罐6的剩余熱水量和制冷劑回路5的最大加熱能力Q算出的比例，在熱水罐6的剩余熱水量更加少的場(chǎng)合，停止從熱水罐6供給溫水，僅從水回路9供給溫水，因此，不會(huì)產(chǎn)生斷熱水現(xiàn)象，能充分地應(yīng)付供熱水負(fù)荷。
如以上所述，由于本發(fā)明涉及的熱泵熱水器，體積小、能充分地應(yīng)付供熱水負(fù)荷，所以，能設(shè)置在狹小的地方，不僅能用于家庭，也能用于產(chǎn)業(yè)用的熱泵熱水器等。
權(quán)利要求
1.一種熱泵熱水器，其特征是具備制冷劑回路和水回路，上述制冷劑回路依次連接壓縮機(jī)、散熱器、減壓裝置和空氣熱交換器構(gòu)成，上述水回路依次連接熱水罐、與上述熱水罐的下部連接的循環(huán)泵、上述散熱器、二通閥以及上述熱水罐的上部構(gòu)成，上述熱水罐的下部與供給自來(lái)水的供水管連接，上述熱水罐的上部與出熱水管連接，連接上述散熱器和上述二通閥的管路的分支管以及上述出熱水管與第1混水閥連接，上述第1混水閥的出口管路以及從上述供水管分出的自來(lái)水管路與第2混水閥連接，上述第2混水閥的出口管路與供熱水末端以及浴盆的至少一個(gè)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的熱泵熱水器，其特征是具備檢測(cè)從上述熱水罐的下部供給到上述散熱器的水的溫度的溫度傳感器；檢測(cè)被上述散熱器加熱了的溫水的溫度的供熱水溫度傳感器；檢測(cè)上述熱水罐的剩余熱水量的多個(gè)剩余熱水溫度傳感器以及檢測(cè)上述第2混水閥的熱水出口溫度的熱水出口溫度傳感器，根據(jù)熱水出口的信號(hào)使上述制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)，使被上述散熱器加熱了的溫水和上述熱水罐的溫水在上述第1混水閥混合，供給到上述第2混水閥，在上述第2混水閥使來(lái)自上述第1混水閥的溫水和自來(lái)水混合，調(diào)整到規(guī)定溫度。
3.一種熱泵熱水器，其特征是，具備制冷劑回路和水回路，上述制冷劑回路依次連接壓縮機(jī)、散熱器、減壓裝置和空氣熱交換器構(gòu)成，上述水回路依次連接熱水罐、與上述熱水罐的下部連接的循環(huán)泵、上述散熱器、二通閥以及上述熱水罐的上部構(gòu)成，上述熱水罐的下部與供給自來(lái)水的供水管連接，上述熱水罐的上部與出熱水管連接，連接上述散熱器和上述二通閥的管路的分支管以及上述出熱水管與第1混水閥連接，上述第1混水閥的出口管路以及從上述供水管分出的自來(lái)水管路與第2混水閥連接，上述第2混水閥的出口管路與供熱水末端連接，連接上述第1混水閥和上述第2混水閥的管路的分支管以及上述自來(lái)水管路的分支管與第3混水閥連接，上述第3混水閥的出口管路與浴盆連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所記載的熱泵熱水器，其特征是，具備檢測(cè)從上述熱水罐的下部供給到上述散熱器的水的溫度的溫度傳感器；檢測(cè)被上述散熱器加熱了的溫水的溫度的供熱水溫度傳感器；檢測(cè)上述熱水罐的剩余熱水量的多個(gè)剩余熱水溫度傳感器；檢測(cè)上述第2混水閥的熱水出口溫度的熱水出口溫度傳感器以及檢測(cè)上述第3混水閥的熱水出口溫度的浴室熱水出口溫度傳感器，根據(jù)熱水出口的信號(hào)使上述制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)，使被上述散熱器加熱了的溫水和上述熱水罐的溫水在上述第1混水閥混合，供給到上述第2混水閥以及上述第3混水閥，在上述第2混水閥以及上述第3混水閥使來(lái)自上述第1混水閥的溫水和自來(lái)水混合，調(diào)整到規(guī)定溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求4所記載的熱泵熱水器，其特征是，若開(kāi)始從上述供熱水末端供給熱水，則在僅從上述熱水罐向上述第1混水閥供給溫水，上述熱水罐的剩余熱水量在規(guī)定值以下的場(chǎng)合，使上述制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)，將溫水貯存在上述熱水罐中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所記載的熱泵熱水器，其特征是，根據(jù)向上述浴盆供給熱水的信號(hào)，使上述制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)，使上述水回路的加熱溫度比上述熱水罐的熱水溫度低，再將上述熱水罐的溫水供給到浴盆，使溫水的供給量為最大。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所記載的熱泵熱水器，其特征是，在向上述浴盆供給熱水時(shí)，使上述制冷劑回路運(yùn)轉(zhuǎn)，使上述水回路的加熱溫度為35℃～45℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求7的任意一項(xiàng)所記載的熱泵熱水器，其特征是，進(jìn)行控制，使上述制冷劑回路的加熱能力Q與上述熱水罐的容量為規(guī)定的關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所記載的熱泵熱水器，其特征是，具備檢測(cè)從上述熱水罐的下部供給到上述水回路的水的溫度的溫度傳感器；檢測(cè)室外氣溫的外氣溫度傳感器以及檢測(cè)上述熱水罐的剩余熱水量的多個(gè)剩余熱水溫度傳感器，根據(jù)上述溫度傳感器的輸出值和上述室外溫度傳感器的輸出值算出上述制冷劑回路的加熱能力Q，在上述熱水罐的剩余熱水量比規(guī)定值少的場(chǎng)合，根據(jù)由上述熱水罐的剩余熱水量和上述制冷劑回路的加熱能力Q算出的值，減少來(lái)自上述熱水罐的溫水的供給量，增加來(lái)自上述水回路的溫水的供給量，在上述熱水罐的剩余熱水量更少的場(chǎng)合，停止從上述熱水罐供給溫水，僅從上述水回路供給溫水。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種熱泵熱水器，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是使熱泵熱水器不會(huì)斷熱水，體積小。解決該技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是具有由壓縮機(jī)(1)、散熱器(2)、減壓裝置(3)、空氣熱交換器(4)構(gòu)成的制冷劑回路(5)和連接熱水罐(6)、循環(huán)泵(7)、散熱器(2)的水回路(9)和供熱水回路(17)。供熱水回路(17)，連接水回路(9)和供給自來(lái)水的供水管(10)以及從熱水罐(6)供給熱水的出熱水管(11)。出熱水管(11)和來(lái)自散熱器(2)的出口管路與第1混水閥(12)連接，第1混水閥(12)和自來(lái)水管路(13)與第2混水閥(14)連接。第2混水閥(14)的出口管路與供熱水末端(15)和浴盆(16)連接。根據(jù)熱水出口的信號(hào)使制冷劑回路(5)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)供給在水回路(9)加熱了的溫水和熱水罐(6)的溫水，在第2混水閥(14)與自來(lái)水混合，以規(guī)定的溫度供給熱水，因此，由于能減少熱水罐(6)的容量，所以，能使熱泵熱水器的體積較小。
文檔編號(hào)F24H4/04GK1637359SQ20051000403
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2005年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月5日
發(fā)明者藤高章, 國(guó)本啟次郎 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社