專利名稱：供暖系統(tǒng)及供暖系統(tǒng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及供暖系統(tǒng)，特別涉及熱泵溫水供暖系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
歐洲部分國家(德國等)的能量供應商以電力負荷平均化為目的，在與客戶的合同中容許在1天中以規(guī)定期間(以下稱為“關(guān)斷時間段”)、規(guī)定次數(shù)從外部強制地切斷(以下稱為“關(guān)斷”)熱泵供暖機的電源，作為補償，提供廉價的電力費用。因此，為了應對上述來自外部的控制，熱泵溫水供暖機具有在接收來自能量供應商的波動(ripple)信號時電源成為開啟或關(guān)閉的繼電器開關(guān)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻非專利文獻非專利文獻 1 ,Project Planning and Installation Manual, Heat pumps forheating and hot water preparation", Dimplex ^w], 2007 ^ 10 ^ (P12, P189)
發(fā)明概要發(fā)明要解決的技術(shù)問題但是，在上述控制方式中，若接收到來自能量供應商的關(guān)斷信號，則熱泵溫水供暖系統(tǒng)立即停止運轉(zhuǎn)。因此，室溫隨著時間經(jīng)過而降低，會影響使用者的舒適性。特別是，若在蓄熱箱及住宅沒有充分蓄熱的狀態(tài)下關(guān)閉電源，則會導致室溫顯著降低而影響使用者的舒適性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明針對上述情況而做出，目的在于提供一種供暖系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)控制方法，即使根據(jù)關(guān)斷信號暫時停止電力供給也不會影響使用者的舒適性。 解決技術(shù)問題所采用的手段本發(fā)明一實施方式的供暖系統(tǒng)，通過第一電力系統(tǒng)及電力費用比上述第一電力系統(tǒng)低廉的第二電力系統(tǒng)從電力供給源接受電力供給，將對象的溫度維持在規(guī)定范圍內(nèi)。具體而言，具備生熱部，利用從上述第二電力系統(tǒng)供給的電力生成熱；蓄熱部，蓄積由上述生熱部生成的熱；放熱部，對在上述蓄熱部中蓄積的熱進行放熱；以及控制部，從上述第一電力系統(tǒng)接受電力供給，控制上述放熱部的放熱量，并控制上述生熱部的生熱量，以使上述對象的溫度維持在規(guī)定范圍內(nèi)。并且，從上述電力供給源取得表示在經(jīng)過規(guī)定時間后停止通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給的信號的情況下，在從接收上述信號開始到通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止為止的期間，上述控制部使上述生熱部追加生成在通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間所需的熱。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的供暖系統(tǒng)，能夠利用廉價的電力預先生成并蓄積在通過第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間(關(guān)斷時間段)所需的熱。由此，在關(guān)斷時間段也易于將對象的溫度維持在規(guī)定范圍內(nèi)。另一方面，對于電力供給源而言，更換為通過第二電力系統(tǒng)供給廉價電力的優(yōu)點在于，能夠在電力需求的峰值時間段停止電力供給，使電力供給量平均化。另外，所謂“對象”，例如，在該供暖系統(tǒng)為空氣調(diào)節(jié)的情況下是指“室內(nèi)空氣”，在該供暖系統(tǒng)為地板供暖的情況下是指“地板”，在該供暖系統(tǒng)是熱水供給器的情況下是指 “水”。并且，該供暖系統(tǒng)可以具備預測部，該預測部對在通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間從上述放熱部放出的放熱量進行預測。并且，可以是，上述控制部控制上述生熱部，以使得在從接收上述信號開始到通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止為止的期間，在上述蓄熱部中蓄積與由上述預測部預測到的放熱量相當?shù)臒?。也可以是，在接收到信?事先關(guān)斷信號)時，控制部使生熱部產(chǎn)生能夠在蓄熱部中蓄積的最大熱量。但是，在該方法中，放熱損失增大，并且電力消耗量增大，無法享受使用廉價電力的優(yōu)點。因此，利用預測部對關(guān)斷時間段的放熱量進行預測，從而能夠使生熱部僅產(chǎn)生必要量的熱。此外，也可以是，在上述信號中含有用于確定關(guān)斷時間段的信息，該關(guān)斷時間段是通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的時間段。并且，上述供暖系統(tǒng)也可以具備檢測部， 該檢測部檢測上述對象的溫度和外部氣溫。并且，也可以是，上述預測部基于由上述檢測部檢測出的上述對象的溫度和外部氣溫，預測上述關(guān)斷時間段的上述放熱部的放熱量。對于關(guān)斷時間段的放熱量的預測方法沒有特別限定，例如，預測部基于檢測部檢測出的當前或過去的對象的溫度和外部氣溫，首先對關(guān)斷時間段的對象的溫度和外部氣溫等進行預測。另外，基于這些預測結(jié)果，對關(guān)斷時間段所需的放熱量進行預測即可。此外，上述生熱部可以具備熱泵循環(huán)，該熱泵循環(huán)包含蒸發(fā)器，使液體制冷劑從外部氣體吸收熱而生成蒸氣制冷劑；壓縮機，對由上述蒸發(fā)器生成的蒸氣制冷劑進行壓縮； 冷凝器，使由上述壓縮機壓縮后的蒸氣制冷劑與在上述蓄熱部中保持的蓄熱材料之間進行熱交換而使蓄熱材料蓄熱；以及膨脹閥，使蒸氣制冷劑的壓力降低而生成液體制冷劑。并且，可以是，至少上述壓縮機從上述第二電力系統(tǒng)接受電力供給。在上述結(jié)構(gòu)的熱泵循環(huán)中，由于電力消耗量最大的構(gòu)成要素是壓縮機，因此通過以廉價電力來驅(qū)動該壓縮機，能夠有效抑制電力費用的上升。另外，所謂“蓄熱材料”，典型地是指水(溫水)，但不限于此。并且，上述生熱部可以具備多個上述熱泵循環(huán)；以及切換部，對第一狀態(tài)及第二狀態(tài)相互進行切換，該第一狀態(tài)是僅使用上述多個熱泵循環(huán)中的一個來生成熱的狀態(tài)，該第二狀態(tài)是將上述多個熱泵循環(huán)級聯(lián)連接來生成熱的狀態(tài)。并且，可以是，上述控制部對上述切換部進行切換從而控制上述生熱部的生熱量。各熱泵循環(huán)能夠生成的最大熱量取決于所使用的制冷劑的種類。因此，準備多個使用不同制冷劑的多個熱泵循環(huán)，將該多個熱泵循環(huán)的部分或全部組合使用，從而能夠靈活地變更生熱量。此外，上述放熱部可以具備混合閥，將上述蓄熱部中保持的蓄熱材料中、蓄熱量不同的部分以規(guī)定的混合比進行混合；散熱器，配置在上述對象的附近，對蓄熱材料所蓄積的熱進行放熱；以及泵，將由上述混合閥混合后的蓄熱材料供給到上述散熱器。并且，可以是，上述控制部變更上述混合閥的上述蓄熱材料的混合比，從而控制上述放熱部的放熱量。作為典型例，若將蓄熱材料設(shè)為水、將蓄熱部設(shè)為貯存水的箱，則箱內(nèi)各區(qū)域的水
6溫不同。更具體而言，從生熱部回流的水(高溫水)流入的區(qū)域相對為高溫，從散熱器回流的水(低溫水)流入的區(qū)域相對為低溫。因此，控制部通過控制溫度不同的水的混合比，能夠?qū)ι崞魈峁┍匾臒?。此外，上述供暖系統(tǒng)可以具備供暖裝置，該供暖裝置具有上述生熱部、上述蓄熱部、上述放熱部和上述控制部；以及供暖系統(tǒng)控制部，該供暖系統(tǒng)控制部與上述供暖裝置分體構(gòu)成，并具有上述預測部和運轉(zhuǎn)計劃部，該運轉(zhuǎn)計劃部制作運轉(zhuǎn)計劃并通知上述控制部， 該運轉(zhuǎn)計劃用于使上述生熱部生成與上述預測部預測到的放熱量相當?shù)臒?。并且，上述控制部在從上述運轉(zhuǎn)計劃部取得上述運轉(zhuǎn)計劃的情況下，按照該運轉(zhuǎn)計劃控制上述生熱部。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，不僅是供暖裝置，還能使供暖系統(tǒng)控制部對與第二電力系統(tǒng)連接的其它設(shè)備進行控制。此外，在無需對關(guān)斷進行控制的環(huán)境中使用的情況下，僅設(shè)置供暖裝置即可。本發(fā)明一方式的供暖系統(tǒng)控制方法，對供暖系統(tǒng)進行控制，該供暖系統(tǒng)通過第一電力系統(tǒng)及電力費用比上述第一電力系統(tǒng)低廉的第二電力系統(tǒng)從電力供給源接受電力供給，將對象的溫度維持在規(guī)定范圍內(nèi)。具體而言，上述供暖系統(tǒng)具備生熱部，利用從上述第二電力系統(tǒng)供給的電力生成熱；蓄熱部，蓄積由上述生熱部生成的熱；以及放熱部，對在上述蓄熱部中蓄積的熱進行放熱。上述供暖系統(tǒng)控制方法包含控制步驟，該控制步驟從上述第一電力系統(tǒng)接受電力供給，控制上述放熱部的放熱量，并控制上述生熱部的生熱量，以使上述對象的溫度維持在規(guī)定范圍內(nèi)。并且，從上述電力供給源取得表示在經(jīng)過規(guī)定時間后停止通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給的信號的情況下，在從接收上述信號開始到通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止為止的期間，上述控制步驟使上述生熱部追加生成在通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間所需的熱。并且，上述供暖系統(tǒng)控制方法可以包含預測步驟，該預測步驟對在通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間從上述放熱部放出的放熱量進行預測。并且，可以是，在上述控制步驟中，控制上述生熱部，以使得在從接收上述信號開始到通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止為止的期間，在上述蓄熱部中蓄積與上述預測步驟中預測到的放熱量相當?shù)臒?。并且，上述供暖系統(tǒng)可以具備檢測部，該檢測部檢測上述對象的溫度和外部氣溫。 此外，上述供暖系統(tǒng)控制方法可以包含通信步驟，該通信步驟從上述電力供給源取得包含用于確定關(guān)斷時間段的信息的上述信號，該關(guān)斷時間段是通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的時間段。并且，可以是，在上述預測步驟中，在上述通信步驟取得了上述信號的情況下，基于由上述檢測部檢測出的上述對象的溫度和外部氣溫，預測上述關(guān)斷時間段的上述放熱部的放熱量。并且，上述供暖系統(tǒng)控制方法可以包含運轉(zhuǎn)計劃制作步驟，該運轉(zhuǎn)計劃制作步驟制作運轉(zhuǎn)計劃，該運轉(zhuǎn)計劃用于在從接收上述信號開始到通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間由上述生熱部生成與上述預測步驟所預測到的放熱量相當?shù)臒?。并且，可以是，在上述控制步驟中，按照在上述運轉(zhuǎn)計劃制作步驟中制作的上述運轉(zhuǎn)計劃來控制上述生熱部。此外，可以是，在上述控制步驟中，在沒有從上述電力供給源取得表示在經(jīng)過規(guī)定時間后停止通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給的信號的情況下，控制上述生熱部以使上述蓄熱部的蓄熱量達到規(guī)定的蓄熱量。另外，所謂“規(guī)定的蓄熱量”，典型地是指超過放熱部的放熱量的熱量。此外，可以是，在上述控制步驟中，在從接收上述信號開始到通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間、和上述關(guān)斷時間段之后，使上述生熱部追加生成在通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間所需的熱。并且，關(guān)斷時間段之前的生熱量可以比關(guān)斷時間段后的生熱量多。本發(fā)明其他方式的供暖系統(tǒng)控制方法，對供暖系統(tǒng)進行控制，該供暖系統(tǒng)通過第一電力系統(tǒng)及電力費用比上述第一電力系統(tǒng)低廉的第二電力系統(tǒng)從電力供給源接受電力供給，將對象的溫度維持在規(guī)定范圍內(nèi)。上述供暖系統(tǒng)具備生熱部，該生熱部利用從上述第二電力系統(tǒng)供給的電力生成熱。并且，上述供暖系統(tǒng)控制方法，在從上述電力供給源取得表示在經(jīng)過規(guī)定時間后停止通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給的信號的情況下，在從接收上述信號開始到通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止為止的期間，使上述生熱部追加生成在通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間所需的熱。并且，上述供暖系統(tǒng)可以具有蓄熱部，蓄積由上述生熱部生成的熱；以及放熱部，對在上述蓄熱部中蓄積的熱進行放熱。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，若從上述電力供給源接收事先關(guān)斷信號，則能夠在將關(guān)斷時間段所需的熱蓄積于住宅主體或箱等之后，切斷向供暖系統(tǒng)的電力供給。因此，即使在絕熱性能低的住宅中也能夠減輕室溫的降低而維持使用者的舒適性。另外，能夠促進對現(xiàn)有建筑市場的供暖系統(tǒng)的普及，能夠?qū)ο到y(tǒng)電力穩(wěn)定化做出貢獻并有助于地球溫暖化對策。


圖1是表示實施方式1的熱泵供暖系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示實施方式1的熱泵供暖系統(tǒng)的詳細結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示實施方式1的混合閥的動作的流程圖。圖4A是表示實施方式1的供暖系統(tǒng)控制部及控制部的動作概要的流程圖。圖4B是表示實施方式1的供暖系統(tǒng)控制部及控制部的動作詳情的流程圖。圖5A是表示比較例的關(guān)斷時間段的熱生成量的一例的圖。圖5B是表示比較例的關(guān)斷時間段的室溫變化的一例的圖。圖6A是表示實施方式1的關(guān)斷時間段的熱生成量的一例的圖。圖6B是表示實施方式1的關(guān)斷時間段的室溫變化的一例的圖。圖7是表示實施方式2的熱泵供暖系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖8是表示實施方式2的熱泵供暖系統(tǒng)的詳細結(jié)構(gòu)的圖。圖9A是在實施方式2中僅使用低壓側(cè)熱泵循環(huán)的情況下的p_h線圖。圖9B是在實施方式2中組合使用低壓側(cè)熱泵循環(huán)和高壓側(cè)熱泵循環(huán)的情況下的 ρ-h線圖。圖10是表示實施方式2的熱泵供暖系統(tǒng)的動作的流程圖。圖IlA是表示在實施方式2中僅使用低壓側(cè)熱泵循環(huán)的情況下的熱生成量的一例的圖。
圖IlB是表示在實施方式2中僅使用低壓側(cè)熱泵循環(huán)的情況下的室溫及箱溫度的一例的圖。圖12A是表示在實施方式2中將低壓側(cè)熱泵循環(huán)與高壓側(cè)熱泵循環(huán)級聯(lián) (cascade)連接的情況下的熱生成量的一例的圖。圖12B是表示在實施方式2中將低壓側(cè)熱泵循環(huán)與高壓側(cè)熱泵循環(huán)級聯(lián)連接的情況下的室溫及箱溫度的一例的圖。
具體實施例方式以下參照附圖對本發(fā)明實施方式進行說明。并且，對同一構(gòu)成要素使用同一符號。(實施方式1)圖1是表示本發(fā)明實施方式1的熱泵供暖系統(tǒng)的圖。在圖1中，從能量供應商(電力供給源)4通過第一和第二電力系統(tǒng)對住宅供給電力。第一電力系統(tǒng)是穩(wěn)定地供給電力的電力系統(tǒng)。此外，第一電力系統(tǒng)是電力費用相對較高的電力系統(tǒng)，通過第一電表6來計測電力消耗量。另一方面，第二電力系統(tǒng)是能夠由能量供應商在任意時間段停止電力供給的電力系統(tǒng)。此外，第二電力系統(tǒng)是電力費用比第一電力系統(tǒng)低廉的電力系統(tǒng)，通過第二電表 7來計測電力消耗量。此外，在圖1所示的住宅內(nèi)設(shè)置有電力負荷5、供暖系統(tǒng)控制部8、熱泵供暖裝置 100。熱泵供暖裝置100至少具有熱泵1、箱2、散熱器(radiator) 3。熱泵(生熱部)1是空氣熱源的熱泵，使制冷劑(例如R410A)與水經(jīng)由冷凝器(未圖示)進行熱交換，從而生成高溫的溫水。箱(蓄熱部)2蓄積由熱泵1生成的溫水，被用作緩沖器(buffer)，以便在外部氣溫急劇降低等情況下供應必要的熱從而將室溫保持為固定。散熱器3是利用從箱2供給的溫水使室內(nèi)升溫的設(shè)備。這里，將熱泵1、箱2和散熱器 3 —并稱為熱泵供暖裝置100。第一電表6對供暖系統(tǒng)控制部8、熱泵供暖裝置100的一部分(具體后述)、以及熱泵供暖裝置100以外的設(shè)備(即電力負荷幻的消耗電力進行計測。另一方面，第二電表 7對熱泵供暖裝置100中主要是壓縮機、使溫水在箱2與熱泵1之間循環(huán)所用的泵、以及促進蒸發(fā)器的熱交換所用的風扇等的電力消耗進行計測(具體后述)。供暖系統(tǒng)控制部8具有與能量供應商4進行通信的功能，向熱泵供暖裝置100發(fā)出控制指令。能量供應商4是向各家庭供給電力、燃氣(gas)的公司，在希望抑制各家庭的電力使用時，事先通過關(guān)斷信號(以后稱為“事先關(guān)斷信號”)來通知各家庭。事先關(guān)斷信號的通知時間例如是希望抑制各家庭的電力使用的時間段的2小時之前等。圖2是本發(fā)明實施方式1的熱泵供暖裝置100及供暖系統(tǒng)控制部8的詳細結(jié)構(gòu)圖。熱泵1構(gòu)成為，包含熱泵循環(huán)，該熱泵循環(huán)由使外部氣體與低溫低壓的液體制冷劑之間發(fā)生熱交換而生成低溫低壓的蒸氣制冷劑的蒸發(fā)器16、將低溫低壓的蒸氣制冷劑壓縮為高溫高壓的蒸氣制冷劑的馬達驅(qū)動的壓縮機15、使高溫高壓的蒸氣制冷劑與從箱2循環(huán)的水(蓄熱材料)之間發(fā)生熱交換而生成低溫高壓的液體制冷劑的冷凝器17、以及使低溫高壓的蒸氣制冷劑的壓力降低而生成低溫低壓的液體制冷劑的膨脹閥14構(gòu)成；控制部21，對壓縮機15和第一泵18進行控制以使箱2達到規(guī)定的蓄熱量以上，或決定混合閥19的混合比以使向散熱器3循環(huán)規(guī)定溫度的溫水，并調(diào)節(jié)第二泵20的流量；以及風扇22，促進蒸發(fā)器中的制冷劑與外部氣體之間的熱交換。箱2貯存由熱泵1生成的溫水。熱泵1與箱2經(jīng)由溫水配管聯(lián)結(jié)，利用第一泵 18，使箱2下部的低溫熱水向熱泵1循環(huán)，由冷凝器17進行熱交換而成為高溫熱水(例如 500C )之后，回到箱2的上部或中部。暫時貯存于箱2的溫水利用第二泵20向在住宅的各房間內(nèi)設(shè)置的散熱器3循環(huán)。循環(huán)到散熱器3的溫水經(jīng)由放熱板(panel)向室內(nèi)放出熱能而使房間升溫。此時， 混合閥19按照控制部21的控制，將箱2上部的高溫溫水、中部的大致中等溫度的溫水、從散熱器3返回的低溫溫水等以規(guī)定的混合比混合，以使散熱器3的放熱溫度成為規(guī)定的供暖溫度?？刂撇?1控制散熱器3的放熱量，并控制熱泵1的生熱量，以使設(shè)置有散熱器3的房間的室溫被維持在規(guī)定范圍內(nèi)。具體而言，在從能量供應商4取得事先關(guān)斷信號的情況下，在從接收事先關(guān)斷信號開始到通過第二電力系統(tǒng)的電力供給停止為止的期間，使熱泵1 額外生成在通過第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間所需的熱。外部氣溫檢測部10主要設(shè)置在室外，通過恒溫器(thermostat)等檢測外部氣溫。 室溫檢測部11主要設(shè)置在室內(nèi)，通過恒溫器等檢測房間的溫度。供暖流量檢測部12是在熱泵供暖裝置100的各配管中設(shè)置的流量傳感器，對通過第一泵18、第二泵20循環(huán)的溫水的流量進行檢測。供暖溫度檢測部13是在箱2、熱泵供暖裝置100的各配管中設(shè)置的恒溫器，檢測箱2的上部、中部、下部各處的溫度、從混合閥19朝向散熱器3的溫水的溫度、從散熱器3返回箱2的溫水的溫度、從熱泵1朝向箱2的溫水的溫度、以及從箱2返回熱泵1的溫水的溫度等。供暖系統(tǒng)控制部8構(gòu)成為，包含通信部81、狀態(tài)檢測部82、預測部83、運轉(zhuǎn)計劃部84、控制切換部85以及控制指令部86等。另外，在實施方式1中，供暖系統(tǒng)控制部8與熱泵供暖裝置100分體構(gòu)成。通信部81具有如下功能接收來自能量供應商4的事先關(guān)斷信號、開啟信號，或?qū)⒁咽雇ㄟ^第二電力系統(tǒng)向熱泵供暖裝置100供給的電力切斷或再開啟這一情況通知給能量供應商4。通信部81所接收的事先關(guān)斷信號是表示在經(jīng)過規(guī)定時間后使通過第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的信號。在該事先關(guān)斷信號中，至少含有用于確定通過第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的時間段即“關(guān)斷時間段”的信息。關(guān)斷時間段的確定方法沒有特別限定，例如可以通過關(guān)斷的開始時間和結(jié)束時間來確定，也可以以事先關(guān)斷信號的生成時刻為基準， 確定為距X時間后(關(guān)斷的開始時刻)為y時間(關(guān)斷時間)。狀態(tài)檢測部82根據(jù)外部氣溫檢測部10、室溫檢測部11、供暖流量檢測部12以及供暖溫度檢測部13檢測出的各種信號，檢測熱泵供暖裝置100蓄熱的蓄熱量、散熱器3向各房間放出的放熱量等各種狀態(tài)。預測部83具有算法，該算法根據(jù)由狀態(tài)檢測部82檢測出的外部氣溫、室溫、供暖溫度以及供暖流量等信息，預測關(guān)斷時間段的供暖所需的熱量(以后稱為“供暖負荷”)。 該預測部83為了提高預測精度而可以將過去的蓄積信息存儲在存儲器等存儲介質(zhì)中。所謂用于提高預測精度的信息，例如是過去的外部氣溫與該時間段的供暖負荷之間的關(guān)系式寸。
若通信部81從能量供應商4接收事先關(guān)斷信號，則運轉(zhuǎn)計劃部84制定壓縮機15、 第一泵18、風扇22、混合閥19以及第二泵20等的運轉(zhuǎn)計劃，該運轉(zhuǎn)計劃用于在規(guī)定時間內(nèi)高效地生成由預測部83預測到的關(guān)斷時間段所需的供暖負荷?？刂魄袚Q部85，在通信部81沒有從能量供應商4接收事先關(guān)斷信號的情況下，使熱泵供暖裝置100的控制部21對壓縮機15、第一泵18、風扇22、混合閥19以及第二泵20 的控制(后述)優(yōu)先。另一方面，在接收到事先關(guān)斷信號時，按照由運轉(zhuǎn)計劃部84制作并從控制指令部86通知的運轉(zhuǎn)計劃，使控制部21控制上述各構(gòu)成要素。控制指令部86將通過運轉(zhuǎn)計劃部84制定的運轉(zhuǎn)計劃向熱泵供暖裝置100的控制部21發(fā)送。在上述結(jié)構(gòu)的熱泵供暖裝置100中，經(jīng)由第二電力系統(tǒng)從能量供應商4接受電力供給的部分，主要是壓縮機15、第一泵18和風扇22等起到由熱泵1生成熱并使溫水向箱2 循環(huán)的作用的部分。并且，這些構(gòu)成要素在能量供應商4希望的關(guān)斷時間段停止使用電力。 這里，停止了壓縮機15、第一泵18和風扇22的電力使用，但其中最消耗電力的是壓縮機5， 也可以僅停止該壓縮機15的電力使用。另一方面，從箱2經(jīng)由混合閥19、第二泵20到達散熱器3的路徑、即有助于維持各房間溫度的路徑，由于在關(guān)斷時間段也需要向散熱器3供給熱，因此經(jīng)由第一電力系統(tǒng)接受電力供給。供暖系統(tǒng)控制部8和控制部21經(jīng)由第一電力系統(tǒng)從能量供應商4接受電力供給。 因此，在關(guān)斷時間段也能夠繼續(xù)與能量供應商4的通信，或繼續(xù)與供暖系統(tǒng)控制部8的通信。此外，控制部21在關(guān)斷時間段也能夠進行混合閥19、第二泵20的控制。圖3是表示通過本發(fā)明實施方式1的熱泵供暖裝置100的控制部21進行的、用于從箱2向散熱器3供給規(guī)定溫度的溫水的混合閥19的控制的流程圖?？刂撇?1根據(jù)外部氣溫檢測部10檢測出的外部氣溫、及預先保有的外部氣溫與目標供暖溫度之間的關(guān)系式，決定目標供暖溫度(S001)。該外部氣溫與目標供暖溫度之間的關(guān)系式例如是DIN(德國工業(yè)標準)4702-8等。接著，根據(jù)通過供暖溫度檢測部13檢測出的箱上部、中部、下部各處的溫水溫度、 從散熱器3返回箱2的溫水的溫度等，決定能達到?jīng)Q定的供暖溫度的溫水的混合比(S002)， 并控制混合閥19以使得達到該混合比(S00;3)。該情況下，第二泵20的流量可以是固定流量，也可以根據(jù)通過室溫檢測部11等檢測出的室溫，由控制部21控制流量。另外，由于控制部21在關(guān)斷時間段也被持續(xù)供給電力，因此該控制不依賴于是否為關(guān)斷時間段。圖4A和圖4B是表示通過本發(fā)明實施方式1的供暖系統(tǒng)控制部8和控制部21進行的、主要從接收事先關(guān)斷信號開始的控制的流程圖。首先，利用圖4A所示的流程圖對處理的概要進行說明，然后利用圖4B所示的流程圖對處理的詳情進行說明。如圖4A所示，在接收到來自能量供應商4的事先關(guān)斷信號的情況下(S100 是)， 供暖系統(tǒng)控制部8和控制部21對熱泵1進行控制以使得產(chǎn)生必要的熱(S120)。接著，供暖系統(tǒng)控制部8判斷是否已達到必要的蓄熱量(S106)。并且，在沒有達到必要的蓄熱量時(S106:否)，返回S120的步驟繼續(xù)生熱。另一方面，在達到必要的蓄熱量時(S106:是)，結(jié)束由事先的生熱導致的蓄熱。接著，使用圖4B對圖4A所示的處理(特別是步驟S120)進行具體說明?？刂魄袚Q部85判定通信部81是否接收了來自能量供應商4的事先關(guān)斷信號(S100)，在未接收事先關(guān)斷信號時(S100 否)，使控制部21的控制指令優(yōu)先(S109)。這里，控制部21的控制指令用于對箱2蓄積供暖所需的規(guī)定熱量(即，超過散熱器3的放熱量的熱量)。關(guān)于是否蓄積了必要的規(guī)定的熱量，由于箱2的容量已知(例如 200L等)，因此若檢測例如箱2的上部、中部、下部各處的溫度則能夠算出。即，首先，控制部21根據(jù)供暖溫度檢測部13檢測出的箱2的上部、中部、下部各處的溫度，算出在箱2中蓄積的熱量(S110)。然后，判定箱2的熱量是否為規(guī)定值以下 (Slll)。在規(guī)定值以下時(S111 是)，為了由熱泵1生成不足的熱而設(shè)定壓縮機15的轉(zhuǎn)速、 第一泵18的流量以及風扇22的轉(zhuǎn)速等以使得達到規(guī)定的熱量以上(S112)，并向該各部分發(fā)送控制指令(S113)。另一方面，在規(guī)定值以上時(S111 否)，判斷為不需要更多的蓄熱， 停止壓縮機15、第一泵18和風扇22的動作(S114)。另一方面，在通信部81接收到來自能量供應商4的事先關(guān)斷信號的情況下(S100 是)，控制切換部85使控制指令部86的控制指令優(yōu)先(SlOl)?？刂浦噶畈?6的控制指令是依據(jù)運轉(zhuǎn)計劃部84設(shè)定的用于對關(guān)斷時間段所需的熱進行蓄積的運轉(zhuǎn)計劃而做出的。 該蓄積的熱(關(guān)斷時間段所需的熱)從散熱器3等放熱部放熱。S卩，狀態(tài)檢測部82根據(jù)供暖溫度檢測部13檢測出的箱2的上部、中部、下部各處的溫度，算出在箱2中蓄積的熱量610 。接著，預測部83根據(jù)外部氣溫檢測部10和室溫檢測部11，預測關(guān)斷時間段所需的供暖負荷(S103)。接著，運轉(zhuǎn)計劃部84制定運轉(zhuǎn)計劃，該運轉(zhuǎn)計劃用于在關(guān)斷之前(例如2小時后)由熱泵1生成當前在箱2中蓄積的熱量與在關(guān)斷時間段所需的供暖負荷之間相差的熱 (S104)。S卩，S104中產(chǎn)生的熱量相當于，對將室溫保持為設(shè)定溫度而需要的熱量追加該相差的熱量所得到的熱量。此外，作為運轉(zhuǎn)計劃的制定方法，優(yōu)選例如盡量在外部氣溫高時使壓縮機15、風扇22運轉(zhuǎn)等、熱泵1的COP (Coefficient Of Performance)盡量高的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)?？刂浦噶畈?6通知控制部21，以使得按照這樣得到的運轉(zhuǎn)計劃對壓縮機15、第一泵18和風扇22進行控制(S10O。控制部21按照從控制指令部86取得的運轉(zhuǎn)計劃對熱泵 1進行控制，從而將與預測部83預測到的放熱量相當?shù)臒嵝罘e于箱2。重復以上操作直到在箱2中蓄積所需的熱量(S106 否)，在達到所需量時(S106 是)，停止向壓縮機15、第一泵18、風扇22的電力供給(S107)，通知能量供應商4(S108)。圖5A和圖5B表示作為比較例的熱泵供暖系統(tǒng)的熱生成量(圖5A)和室溫變化 (圖5B)的1日的推移。此外，圖6A和圖6B表示本發(fā)明實施方式1的熱泵供暖裝置100的熱生成量(圖6A)和室溫變化(圖6B)的1日的推移。圖5A和圖6A分別是作為比較例的熱泵供暖系統(tǒng)和本發(fā)明實施方式1的熱泵供暖裝置100生成的熱量的時間變化。這里，關(guān)斷時間段為從12:00到13:00和從18:00到 19:00的1日2次、各1小時。此外，如圖6A所示，在10:00和16:00接收事先關(guān)斷信號。此外，圖5B和圖6B分別表示設(shè)置有比較例的熱泵供暖系統(tǒng)和本發(fā)明實施方式1 的熱泵供暖裝置100的住宅的室溫變化，將設(shè)定溫度(供暖溫度)設(shè)為20°C。另外，熱泵的1日的平均COP都為2. 3左右，因此實際的消耗電量為圖5A和圖6A所示的縱軸的熱量除以COP所得的值。在作為比較例的熱泵供暖系統(tǒng)的情況下，由于沒有預先通知關(guān)斷時間段，因此在
12未對箱及住宅主體充分蓄熱的狀態(tài)下就關(guān)閉了熱泵供暖系統(tǒng)。即，如圖5A所示，在關(guān)斷時間段所需的熱量(圖5A的點所示面積)在關(guān)斷時間段結(jié)束后生成(圖5A的斜線所示面積)。因此，如圖5B所示，關(guān)斷時間段的室溫與設(shè)定溫度20°C的差增大，影響使用者的舒適性。特別是在住宅的絕熱性能低的情況下，該關(guān)斷時間段的室溫降低顯著。根據(jù)本發(fā)明實施方式1的熱泵供暖裝置100，能夠預先通知關(guān)斷時間段，然后在關(guān)斷時間段的開始時間之前提高室溫或在箱2中蓄積必要的熱量。S卩，如圖6A所示，在關(guān)斷時間段所需的熱量(圖6A的點所示面積)的大部分在關(guān)斷時間段開始前生成(圖6A的斜線所示面積)。因此，熱泵供暖裝置100對關(guān)斷時間段開始前的、將室溫保持在20°C附近所需的熱，追加在關(guān)斷時間段所需的熱量來生熱。由于在熱泵供暖裝置100的箱2中對溫水容量有限制，因此存在無法事先生成關(guān)斷時間段所需的全部熱量的情況。這種情況下，如圖6A所示，控制熱泵供暖裝置100，以使得在關(guān)斷時間段結(jié)束、熱泵供暖裝置100的運轉(zhuǎn)開始時(13:00，19:00)，除了保持設(shè)定的室溫(20°C )所需的熱量之外，生成更多的熱。因此，如圖6B所示，關(guān)斷時間段結(jié)束后的室溫與設(shè)定溫度20°C之間的差減小。由此，能夠促進系統(tǒng)電力的穩(wěn)定化并享受廉價的電力費用而不影響使用者的舒適性。這種情況下，促進了系統(tǒng)電力的穩(wěn)定化的電力關(guān)斷量約為1. 3kff(5. 72kffh/(C0P2. 2X2小時))。如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施方式1的熱泵供暖裝置100及供暖系統(tǒng)控制部8，能夠預先從能量供應商4接受用于確定關(guān)斷時間段的通知，預測關(guān)斷時間段的供暖所需的供暖負荷，預先在規(guī)定時間內(nèi)生成不足部分。因此，能夠不影響使用者的舒適性地促進系統(tǒng)的穩(wěn)定化，并享受由此帶來的低廉的電力費用。因此，根據(jù)現(xiàn)有的面向高住宅性能的新建筑物的熱泵供暖系統(tǒng)市場，在更換低住宅性能的已有建筑物的供暖系統(tǒng)時，也能夠?qū)Φ碗娏M用的對應于關(guān)斷的熱泵供暖系統(tǒng)的導入做出貢獻。另外，本發(fā)明實施方式1的熱泵1為空氣熱源的熱泵1，但也可以是地下熱源的熱泵、水熱源的熱泵。該情況下，能夠在關(guān)斷時間段替代風扇22而使熱源側(cè)的鹽水(brine) 或水的循環(huán)泵的運轉(zhuǎn)停止。此外，作為本發(fā)明實施方式1的熱泵供暖系統(tǒng)的具體例，說明了將設(shè)置有散熱器3 的房間的室溫維持在規(guī)定范圍(20°C前后)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，但不限于此，也能夠作為將地面溫度維持在規(guī)定范圍的地板供暖系統(tǒng)、或者將水溫維持在規(guī)定范圍的熱水供給系統(tǒng)而得到應用。此外，在本發(fā)明的實施方式1中，供暖系統(tǒng)控制部8與能量供應商4進行通信，但通信對象不限于能量供應商。例如，在由特定企業(yè)對能量供應商進行電力平均化服務事業(yè)的情況下，與該企業(yè)進行通信。此外，在本發(fā)明的實施方式1中，通信部81在已停止向壓縮機15、第一泵18和風扇22的電力供給時向能量供應商4進行通知，但并非必須通知。與能量供應商4的通信規(guī)則沒有特別限定，只要實現(xiàn)以下兩點即可⑴接受來自能量供應商4的以電力使用量的削減為目的的事先通知信號(2)以該信號為契機，在通過對熱泵供暖裝置100進行控制而實施了必要的蓄熱之后，停止電力的使用。此外，在本發(fā)明的實施方式1中，能量供應商4與供暖系統(tǒng)控制部8之間的通信機構(gòu)、供暖系統(tǒng)控制部8與控制部21之間的通信機構(gòu)、控制部21與壓縮機15、第一泵18、風扇22、混合閥19、第二泵20之間的通信機構(gòu)等沒有特別限定。此外，本發(fā)明實施方式1的供暖系統(tǒng)控制部8對在關(guān)斷時間段所需的供暖熱量進行預測，但是也可以沒有預測功能。即，供暖系統(tǒng)控制部8可也以是，在接收到用于確定關(guān)斷時間段的通知的情況下，將生成在箱2中蓄積的最大熱量(例如在200L的溫水箱中蓄熱 50°C的溫水時為11.6kW)的控制指令向控制部21發(fā)送。但是，該情況下，由于放熱損失增大，因此必要熱量以上的蓄熱使消耗能量的量增大，電力費用增加。此外，本實施方式1的供暖系統(tǒng)控制部8沒有與熱泵供暖裝置100成為一體。通過將供暖系統(tǒng)控制部8分離設(shè)置，對于熱泵供暖裝置100以外的設(shè)備(例如干燥機、洗衣機和洗碗機等)，也能夠?qū)崿F(xiàn)用于使關(guān)斷時間段的電力使用停止的控制(所謂峰值漂移(peak shift)控制)。(實施方式2:HP級聯(lián)型)在本實施方式2中主要說明與實施方式1不同的部分。圖7是表示本發(fā)明實施方式2的熱泵供暖系統(tǒng)200的圖。圖7所示的熱泵供暖系統(tǒng)200與圖1的區(qū)別在于，供暖系統(tǒng)控制部40、熱泵30、箱2與散熱器3 —體構(gòu)成。熱泵30是空氣熱源的熱泵，制冷劑(例如R410A)與水經(jīng)由冷凝器(未圖示)進行熱交換，從而生成高溫的溫水。箱2蓄積由熱泵30生成的溫水，被用作緩沖器，以便在外部氣溫急劇降低等情況下供應必要的熱從而將室溫保持為固定。散熱器3是利用從箱2供給的溫水使室內(nèi)升溫的設(shè)備。供暖系統(tǒng)控制部40經(jīng)由第一電力系統(tǒng)接受電力供給，進行與能量供應商4的通信以及熱泵30的控制等。這里，熱泵供暖系統(tǒng)200構(gòu)成為，主要包括供暖系統(tǒng)控制部40、熱泵30、箱2、散熱器3。第一電表6對熱泵供暖系統(tǒng)200的一部分以及熱泵供暖系統(tǒng)200以外的設(shè)備(電力負荷5)的消耗電力進行計測。另一方面，第二電表7對熱泵供暖系統(tǒng)200中的壓縮機、 在箱2與熱泵1之間使溫水循環(huán)所用的泵、以及促進蒸發(fā)器的熱交換所用的風扇等的電力消耗進行計測(具體后述)。能量供應商4是向各家庭供給電力、燃氣的公司，在希望抑制各家庭的電力使用時，事先通過關(guān)斷信號(以下稱為“事先關(guān)斷信號”)來通知各家庭。事先關(guān)斷信號的通知時間例如是希望抑制各家庭的電力使用的時間段的2小時之前等。圖8是本發(fā)明實施方式2的熱泵供暖系統(tǒng)200的詳細結(jié)構(gòu)圖。另外，與箱2連接的混合閥19、第二泵20和散熱器3的結(jié)構(gòu)與圖2相同而在圖8中省略圖示。熱泵30具有低壓側(cè)熱泵循環(huán)和高壓側(cè)熱泵循環(huán)這兩種。并且，該2個熱泵循環(huán)進行所謂的級聯(lián)連接。低壓側(cè)熱泵循環(huán)構(gòu)成為，包含第一蒸發(fā)器51，使在外部氣體與低溫低壓的液體制冷劑(例如R410A)之間進行熱交換而生成低溫低壓的蒸氣制冷劑；馬達驅(qū)動的第一壓縮機52，將低溫低壓的蒸氣制冷劑壓縮為高溫高壓的蒸氣制冷劑；第一冷凝器53，使在高溫高壓的蒸氣制冷劑與高壓側(cè)熱泵循環(huán)的制冷劑(例如R134a)之間進行熱交換而生成低溫高壓的蒸氣制冷劑；以及第一膨脹閥54，使低溫高壓的蒸氣制冷劑的壓力降低而生成低溫低壓的液體制冷劑。此外，安裝有用于促進第一蒸發(fā)器中的制冷劑與外部氣體之間的熱交換的風扇22。
此外，高壓側(cè)熱泵循環(huán)構(gòu)成為，包含第二蒸發(fā)器55，使在低壓側(cè)熱泵循環(huán)的制冷劑與低溫低壓的液體制冷劑之間進行熱交換而生成低溫低壓的蒸氣制冷劑；馬達驅(qū)動的第二壓縮機56，將低溫低壓的蒸氣制冷劑壓縮為高溫高壓的蒸氣制冷劑；第二冷凝器57，使在高溫高壓的蒸氣制冷劑與水(蓄熱材料)之間進行熱交換而生成低溫高壓的蒸氣制冷劑；以及第二膨脹閥58，使低溫高壓的蒸氣制冷劑的壓力降低而生成低溫低壓的液體制冷劑。切換閥60對以下兩種循環(huán)中的某一個進行切換為了使第一壓縮機52生成的高溫高壓的蒸氣制冷劑與在第二蒸發(fā)器55中流動的液體制冷劑進行熱交換而向第一冷凝器 53循環(huán)；或者為了使第一壓縮機52生成的高溫高壓的蒸氣制冷劑與在第三冷凝器59中流動的溫水進行熱交換而向第三冷凝器59循環(huán)。溫水切換閥61與切換閥60聯(lián)動地動作，用于對以下兩種情況進行切換為了獲得稍微低溫(例如50°C )的供暖用溫水而使從第一泵18循環(huán)的溫水流向第三冷凝器59 ；或者為了獲得高溫(例如70°C )的蓄熱用溫水而使從第一泵18循環(huán)的溫水流向第二冷凝器 57。S卩，在切換閥60使蒸氣制冷劑向第三冷凝器59循環(huán)的情況下，溫水切換閥61使溫水向第三冷凝器59循環(huán)。由此，僅通過低壓側(cè)熱泵循環(huán)而從第三冷凝器59獲得用于在通常的供暖時(以下稱為“供暖運轉(zhuǎn)”)使用的50°C左右的溫水(第一狀態(tài))。另一方面， 在切換閥60使蒸氣制冷劑向第一冷凝器53循環(huán)的情況下，溫水切換閥61使溫水向第二冷凝器57循環(huán)。由此，通過低壓側(cè)熱泵循環(huán)和高壓側(cè)熱泵循環(huán)而從第二冷凝器57獲得用于在關(guān)斷時間段蓄熱的70°C左右的溫水(第二狀態(tài))。并且，上述切換閥60和溫水切換閥61 按照供暖系統(tǒng)控制部40的控制，作為將第一和第二狀態(tài)相互切換的切換部而動作。箱2貯存通過熱泵30生成的溫水。熱泵30與箱2經(jīng)由溫水配管聯(lián)結(jié)，利用第一泵18，使箱2下部的低溫熱水向熱泵30循環(huán)，由第二冷凝器57或第三冷凝器59進行熱交換之后，返回箱2的上部或中部。在箱2中暫時貯存的溫水向住宅的各房間循環(huán)。關(guān)于從箱2到各房間的路徑及其控制，由于與實施方式1相同而省略說明。供暖系統(tǒng)控制部40是進行熱泵30的控制的部分，由通信部41、狀態(tài)檢測部42、預測部43、運轉(zhuǎn)計劃部44、控制切換部45、控制指令部46等構(gòu)成。通信部41具有以下功能接收來自能量供應商4的事先關(guān)斷信號、開啟信號，或?qū)⒁咽雇ㄟ^第二電力系統(tǒng)向熱泵供暖系統(tǒng)200供給的電力切斷或再開啟這一情況通知給能量供應商4。狀態(tài)檢測部42根據(jù)外部氣溫檢測部10、室溫檢測部11、供暖流量檢測部12和供暖溫度檢測部13檢測出的各種信號，檢測熱泵供暖系統(tǒng)200蓄積的熱量等各種狀態(tài)。預測部43具有算法，該算法根據(jù)由狀態(tài)檢測部42檢測出的外部氣溫、室溫、供暖溫度和供暖流量等信息，預測關(guān)斷時間段的供暖所需的供暖負荷。若通信部41從能量供應商4接收事先關(guān)斷信號，則運轉(zhuǎn)計劃部44制定第一壓縮機52、第二壓縮機56、第一泵18及風扇22等的運轉(zhuǎn)計劃，該運轉(zhuǎn)計劃用于在規(guī)定時間內(nèi)高效地生成由預測部43預測到的關(guān)斷時間段所需的供暖負荷(以下稱為“蓄熱運轉(zhuǎn)”)?？刂魄袚Q部45對控制的優(yōu)先度進行切換，以使得在通信部41沒有從能量供應商 4接收事先關(guān)斷信號的情況下使供暖運轉(zhuǎn)優(yōu)先，在接收到事先關(guān)斷信號時使蓄熱運轉(zhuǎn)優(yōu)先?？刂浦噶畈?6是基于由運轉(zhuǎn)計劃部44制定的運轉(zhuǎn)計劃來控制第一壓縮機52、第二壓縮機 56、第一泵18和風扇22等的部分。在熱泵供暖系統(tǒng)200中，經(jīng)由第二電力系統(tǒng)從能量供應商4接受電力供給的部分， 主要是第一壓縮機52、第二壓縮機56、第一泵18和風扇22等起到由熱泵30生成熱并使溫水向箱2循環(huán)的作用的部分，在能量供應商4希望的關(guān)斷時間段停止使用電力。供暖系統(tǒng)控制部40經(jīng)由第一電力系統(tǒng)，從能量供應商4接受電力供給。因此，即使在關(guān)斷時間段也能夠繼續(xù)與能量供應商4進行通信。圖9A和圖9B是本發(fā)明實施方式2的供暖運轉(zhuǎn)時和蓄熱運轉(zhuǎn)時的熱泵循環(huán)的示意圖。更具體而言，圖9A是供暖運轉(zhuǎn)時的壓力-焓(enthalpy)線圖(ρ-h線圖)，圖9B是蓄熱運轉(zhuǎn)時的ρ-h線圖。圖9A用于說明僅低壓側(cè)熱泵循環(huán)進行動作的情況。此外，以虛線示出作為制冷劑的一例的R410A的p-h特性。S卩，關(guān)于R410A，在虛線內(nèi)側(cè)的區(qū)域為液體與氣體混合存在的狀態(tài)，在虛線左側(cè)的區(qū)域為液體狀態(tài)，在虛線右側(cè)的區(qū)域為氣體狀態(tài)。由第一蒸發(fā)器51與外部氣體進行了熱交換的液體制冷劑成為低溫低壓的蒸氣制冷劑(D —A)。接著，利用第一壓縮機52壓縮為高溫高壓的蒸氣制冷劑(A —B)。接著，經(jīng)由切換閥60流入第三冷凝器59的蒸氣制冷劑，與經(jīng)由溫水切換閥61流入第三冷凝器的水進行熱交換，成為低溫高壓的液體制冷劑(B —C)。并且，利用第一膨脹閥54成為低溫低壓的液體制冷劑(C —D)，再次返回第一蒸發(fā)器51。由此，可獲得供暖所需的50°C左右的溫水。圖9B用于說明低壓側(cè)熱泵循環(huán)和高壓側(cè)熱泵循環(huán)組合運轉(zhuǎn)的情況。此外，以虛線示出作為低壓側(cè)熱泵循環(huán)的制冷劑的一例的R410A的p-h特性，以單點劃線示出作為高壓側(cè)熱泵循環(huán)的制冷劑的一例的R134a的p-h特性。即，示出高壓側(cè)熱泵循環(huán)使用的制冷劑 (R134a)的p-h特性高于低壓側(cè)熱泵循環(huán)使用的制冷劑(R410A)。由第一蒸發(fā)器51與外部氣體進行了熱交換的液體制冷劑成為低溫低壓的蒸氣制冷劑(D — A)。接著，利用第一壓縮機52壓縮為高溫高壓的蒸氣制冷劑(A — B’)。接著， 經(jīng)由切換閥60流入第一冷凝器53的蒸氣制冷劑，與流入第二蒸發(fā)器55的高壓側(cè)熱泵循環(huán)的液體制冷劑進行熱交換，成為低溫高壓的液體制冷劑(B’一 C’)。并且，利用第一膨脹閥 54成為低溫低壓的液體制冷劑(C’ 一D)，再次返回第一蒸發(fā)器51。在高壓側(cè)熱泵循環(huán)中，利用第二蒸發(fā)器55而與低壓側(cè)熱泵循環(huán)的蒸氣制冷劑進行了熱交換的液體制冷劑成為低溫低壓的蒸氣制冷劑(F —E)。接著，利用第二壓縮機56 壓縮為高溫高壓的蒸氣制冷劑(E —H)。接著，流入第二冷凝器57的蒸氣制冷劑，與經(jīng)由溫水切換閥61流入第二冷凝器的水進行熱交換，成為低溫高壓的液體制冷劑(H —G)。并且，利用第二膨脹閥58成為低溫低壓的液體制冷劑(G — F)，再次返回第二蒸發(fā)器55。由此，得到70°C左右的溫水，能夠預先貯存高溫的溫水以用于關(guān)斷時間段。另外， 圖9B所示的低壓側(cè)熱泵循環(huán)與高壓側(cè)熱泵循環(huán)的組合，不僅僅在用于應對關(guān)斷時間段的蓄熱運轉(zhuǎn)中使用。即，在絕熱性能低的住宅中，在使用高溫的溫水供暖時也能夠適用。圖10表示本發(fā)明實施方式2的熱泵供暖系統(tǒng)200的控制流程?？刂魄袚Q部45判定通信部41是否接收到來自能量供應商4的事先關(guān)斷信號 (S200)，在未接收的情況下(S200 否)繼續(xù)供暖運轉(zhuǎn)(S209)。此處的控制指令部46的控制指令用于在箱2中蓄積供暖所需的規(guī)定熱量S卩，狀態(tài)檢測部42根據(jù)供暖溫度檢測部13檢測出的箱2的上部、中部、下部的溫度，算出在箱2中蓄積的熱量(S209)。然后，判定箱2的熱量是否為規(guī)定值以下(S210)。在規(guī)定值以下時(S210 是)，運轉(zhuǎn)計劃部44為了由熱泵30生成不足的熱而設(shè)定第一壓縮機52、第二壓縮機56的轉(zhuǎn)速、第一泵18的流量以及風扇22的轉(zhuǎn)速等，以使得達到規(guī)定的熱量以上(S211)，控制指令部46對它們發(fā)送控制指令(S212)。在規(guī)定值以上時 (S210 否)，判斷為不需要更多的蓄熱，停止第一壓縮機52、第二壓縮機56、第一泵18、風扇 22(S213)。另一方面，在通信部41接收到來自能量供應商4的事先關(guān)斷信號的情況下(S200 是)，控制切換部45使蓄熱運轉(zhuǎn)優(yōu)先?？刂浦噶畈?6的控制指令是基于運轉(zhuǎn)計劃部44設(shè)定的、用于對關(guān)斷時間段所需的供暖負荷進行蓄積的運轉(zhuǎn)計劃而做出的。S卩，狀態(tài)檢測部42根據(jù)供暖溫度檢測部13的檢測出的箱2的上部、中部、下部的溫度，算出在箱2中蓄積的熱量(S201)。接著，預測部43基于外部氣溫檢測部10和室溫檢測部11，預測在關(guān)斷時間段所需的供暖負荷(S202)。接著，運轉(zhuǎn)計劃部44制定運轉(zhuǎn)計劃，該運轉(zhuǎn)計劃用于在關(guān)斷開始之前由熱泵30生成當前蓄積的熱量與在關(guān)斷時間段所需的供暖負荷之差(S203)。即，在S203中產(chǎn)生的熱量相當于，對用于將室溫保持為設(shè)定溫度所需的熱量加上該相差的熱量所得到的熱量。此外， 作為運轉(zhuǎn)計劃的制定方法，優(yōu)選例如盡量在外部氣溫高時使熱泵30運轉(zhuǎn)等、熱泵30的COP 盡量高的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)?？刂浦噶畈?6基于這樣得到的運轉(zhuǎn)計劃，對第一壓縮機52、第二壓縮機56、第一泵18、風扇22等進行控制(S205)。此時，控制指令部46對切換閥60進行切換以使制冷劑流向第一冷凝器53，并對溫水切換閥61進行切換以使溫水流向第二冷凝器57(S204)。重復以上處理直到在箱2中蓄積所需的熱量(S206 否)，在達到所需量時(S206 是)，停止向第一壓縮機52、第二壓縮機56、第一泵18、風扇22的電力供給(S207)，通知能量供應商4(S208)。圖IlA和圖IlB用于說明在本發(fā)明實施方式2的熱泵供暖系統(tǒng)200中，僅使用低壓側(cè)熱泵循環(huán)時的熱生成量(圖11A)、室溫變化和箱的溫度(圖11B)。具體而言，圖IlA 和圖IlB例示了供暖運轉(zhuǎn)時和蓄熱運轉(zhuǎn)時箱2內(nèi)的溫水溫度相同的情況，例如供暖運轉(zhuǎn)時的溫度為50°C左右、蓄熱運轉(zhuǎn)時的溫度也為50°C的情況。此外，圖12A和圖12B用于說明在發(fā)明實施方式2的熱泵供暖系統(tǒng)200中，組合使用低壓側(cè)熱泵循環(huán)和高壓側(cè)熱泵循環(huán)時的熱生成量(圖12A)、室溫變化和箱的溫度(圖 12B)。具體而言，圖12A和圖12B示出蓄熱運轉(zhuǎn)時的溫度設(shè)定為比供暖運轉(zhuǎn)時的溫度高的情況，例如供暖運轉(zhuǎn)時的溫度為50°C左右、蓄熱運轉(zhuǎn)時的溫度為70°C左右的情況。此外，如圖1IA和圖12A所示，關(guān)斷時間段與圖6A的情況相同，為從12 00到13 00 和從18:00到19:00的1日2次、各1小時。此外，在10:00、16:00接收事先關(guān)斷信號。比較圖IlA和圖12A可知，在關(guān)斷時間段緊前(緊挨著且位于之前)的熱生成量 (斜線所示部分)在圖12A中較大。結(jié)果，在圖IlB和圖12B中，若對箱2的溫度變化進行比較，則相對于圖IlB的關(guān)斷時間段緊前的溫水溫度為50°C的情況，圖12B的關(guān)斷時間段緊前的溫水溫度較高而成為70°C。因此，在圖IlB和圖12B中，若比較在關(guān)斷時間段之前能夠
1事先蓄積的熱量，則在圖12B中較多。因此，比較圖IlB和圖12B的室溫變化可知，能夠避免關(guān)斷時間段的室溫降低。因此能夠應對關(guān)斷而不影響舒適性。另外，關(guān)于蓄熱運轉(zhuǎn)時高溫溫水的生成，能夠通過本實施方式2中的低壓側(cè)熱泵循環(huán)和高壓側(cè)熱泵循環(huán)的級聯(lián)使用而實現(xiàn)，但并不特別限定于此。例如也可以是，利用 R407C、R774那樣的單一的熱泵循環(huán)，交換供暖時與蓄熱時生成的溫水的溫度。以上，根據(jù)本發(fā)明實施方式2的熱泵供暖系統(tǒng)200，預先通知關(guān)斷時間段后，如圖 IlB和圖12B所示，能夠在關(guān)斷時間段開始之前在箱2中蓄積高溫的溫水，從而能夠避免關(guān)斷時間段的室溫降低。由此，能夠促進系統(tǒng)電力的穩(wěn)定化并享受低廉的電力費用而不影響使用者的舒適性。該情況下，促進了系統(tǒng)電力穩(wěn)定化的電力的關(guān)斷量約為1. 3kff(5. 72kffh/(C0P2. 2X2小時))。工業(yè)實用性本發(fā)明的熱泵供暖機的控制方法可以用于促進系統(tǒng)電力穩(wěn)定化的供暖系統(tǒng)。符號說明1、30:熱泵2 -M3:散熱器4:能量供應商5:電力負荷6:第一電表7:第二電表8、40:供暖系統(tǒng)控制部10:外部氣溫檢測部11 室溫檢測部12:供暖流量檢測部13:供暖溫度檢測部14:膨脹閥15:壓縮機16:蒸發(fā)器17:冷凝器18:第一泵19:混合閥20:第二泵21:控制部22 風扇51:第一蒸發(fā)器52:第一壓縮機53:第一冷凝器54:第一膨脹閥
55:第二蒸發(fā)器56:第二壓縮機57:第二冷凝器58:第二膨脹閥59:第三冷凝器60:切換閥61 溫水切換閥41,81 通信部42，82:狀態(tài)檢測部43，83:預測部44，84:運轉(zhuǎn)計劃部45，85:控制切換部46，86:控制指令部100:熱泵供暖裝置200:熱泵供暖系統(tǒng)
權(quán)利要求
1.一種供暖系統(tǒng)，通過第一電力系統(tǒng)及電力費用比上述第一電力系統(tǒng)低廉的第二電力系統(tǒng)從電力供給源接受電力供給，將對象的溫度維持在規(guī)定范圍內(nèi)，具備生熱部，利用從上述第二電力系統(tǒng)供給的電力生成熱；蓄熱部，蓄積由上述生熱部生成的熱；放熱部，對在上述蓄熱部中蓄積的熱進行放熱；以及控制部，從上述第一電力系統(tǒng)接受電力供給，控制上述放熱部的放熱量，并控制上述生熱部的生熱量，以使上述對象的溫度維持在規(guī)定范圍內(nèi)，從上述電力供給源取得表示在經(jīng)過規(guī)定時間后停止通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給的信號的情況下，在從接收上述信號開始到通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止為止的期間，上述控制部使上述生熱部追加生成在通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間所需的熱。
2.如權(quán)利要求1所述的供暖系統(tǒng)，其中，該供暖系統(tǒng)還具備預測部，該預測部對在通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間從上述放熱部放出的放熱量進行預測，上述控制部控制上述生熱部，以使得在從接收上述信號開始到通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止為止的期間，在上述蓄熱部中蓄積與由上述預測部預測到的放熱量相當?shù)臒帷?br> 3.如權(quán)利要求2所述的供暖系統(tǒng)，其中，在上述信號中含有用于確定關(guān)斷時間段的信息，該關(guān)斷時間段是通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的時間段，上述供暖系統(tǒng)還具備檢測部，該檢測部檢測上述對象的溫度和外部氣溫， 上述預測部基于由上述檢測部檢測出的上述對象的溫度和外部氣溫，預測上述關(guān)斷時間段的上述放熱部的放熱量。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的供暖系統(tǒng)，其中， 上述生熱部具備熱泵循環(huán)，該熱泵循環(huán)包含蒸發(fā)器，使液體制冷劑從外部氣體吸收熱而生成蒸氣制冷劑； 壓縮機，對由上述蒸發(fā)器生成的蒸氣制冷劑進行壓縮；冷凝器，使由上述壓縮機壓縮后的蒸氣制冷劑與在上述蓄熱部中保持的蓄熱材料之間進行熱交換而使蓄熱材料蓄熱；以及膨脹閥，使蒸氣制冷劑的壓力降低而生成液體制冷劑， 至少上述壓縮機從上述第二電力系統(tǒng)接受電力供給。
5.如權(quán)利要求4所述的供暖系統(tǒng)，其中， 上述生熱部還具備多個上述熱泵循環(huán)；以及切換部，對第一狀態(tài)及第二狀態(tài)相互進行切換，該第一狀態(tài)是僅使用上述多個熱泵循環(huán)中的一個來生成熱的狀態(tài)，該第二狀態(tài)是將上述多個熱泵循環(huán)級聯(lián)連接來生成熱的狀態(tài)，上述控制部對上述切換部進行切換從而控制上述生熱部的生熱量。
6.如權(quán)利要求4或5所述的供暖系統(tǒng)，其中，上述放熱部具備混合閥，將上述蓄熱部中保持的蓄熱材料中、蓄熱量不同的部分以規(guī)定的混合比進行混合；散熱器，配置在上述對象的附近，對蓄熱材料所蓄積的熱進行放熱；以及泵，將由上述混合閥混合后的蓄熱材料供給到上述散熱器；上述控制部變更上述混合閥的上述蓄熱材料的混合比，從而控制上述放熱部的放熱量。
7.如權(quán)利要求2 5中任一項所述的供暖系統(tǒng)，其中， 上述供暖系統(tǒng)具備供暖裝置，該供暖裝置具有上述生熱部、上述蓄熱部、上述放熱部和上述控制部；以及供暖系統(tǒng)控制部，該供暖系統(tǒng)控制部與上述供暖裝置分體構(gòu)成，并具有上述預測部和運轉(zhuǎn)計劃部，該運轉(zhuǎn)計劃部制作運轉(zhuǎn)計劃并通知上述控制部，該運轉(zhuǎn)計劃用于使上述生熱部生成與上述預測部預測到的放熱量相當?shù)臒?，上述控制部在從上述運轉(zhuǎn)計劃部取得上述運轉(zhuǎn)計劃的情況下，按照該運轉(zhuǎn)計劃控制上述生熱部。
8.一種供暖系統(tǒng)控制方法，對供暖系統(tǒng)進行控制，該供暖系統(tǒng)通過第一電力系統(tǒng)及電力費用比上述第一電力系統(tǒng)低廉的第二電力系統(tǒng)從電力供給源接受電力供給，將對象的溫度維持在規(guī)定范圍內(nèi)，其中，上述供暖系統(tǒng)具備生熱部，利用從上述第二電力系統(tǒng)供給的電力生成熱； 蓄熱部，蓄積由上述生熱部生成的熱；以及放熱部，對在上述蓄熱部中蓄積的熱進行放熱；上述供暖系統(tǒng)控制方法包含控制步驟，該控制步驟從上述第一電力系統(tǒng)接受電力供給，控制上述放熱部的放熱量，并控制上述生熱部的生熱量，以使上述對象的溫度維持在規(guī)定范圍內(nèi)，從上述電力供給源取得表示在經(jīng)過規(guī)定時間后停止通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給的信號的情況下，在從接收上述信號開始到通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止為止的期間，上述控制步驟使上述生熱部追加生成在通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間所需的熱。
9.如權(quán)利要求8所述的供暖系統(tǒng)控制方法，其中，上述供暖系統(tǒng)控制方法還包含預測步驟，該預測步驟對在通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間從上述放熱部放出的放熱量進行預測，在上述控制步驟中，控制上述生熱部，以使得在從接收上述信號開始到通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止為止的期間，在上述蓄熱部中蓄積與上述預測步驟中預測到的放熱量相當?shù)臒帷?br> 10.如權(quán)利要求9所述的供暖系統(tǒng)控制方法，其中，上述供暖系統(tǒng)還具備檢測部，該檢測部檢測上述對象的溫度和外部氣溫， 上述供暖系統(tǒng)控制方法還包含通信步驟，該通信步驟從上述電力供給源取得包含用于確定關(guān)斷時間段的信息的上述信號，該關(guān)斷時間段是通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的時間段，在上述預測步驟中，在上述通信步驟取得了上述信號的情況下，基于由上述檢測部檢測出的上述對象的溫度和外部氣溫，預測上述關(guān)斷時間段的上述放熱部的放熱量。
11.如權(quán)利要求9或10所述的供暖系統(tǒng)控制方法，其中，上述供暖系統(tǒng)控制方法還包含運轉(zhuǎn)計劃制作步驟，該運轉(zhuǎn)計劃制作步驟制作運轉(zhuǎn)計劃，該運轉(zhuǎn)計劃用于在從接收上述信號開始到通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間由上述生熱部生成與上述預測步驟所預測到的放熱量相當?shù)臒幔谏鲜隹刂撇襟E中，按照在上述運轉(zhuǎn)計劃制作步驟中制作的上述運轉(zhuǎn)計劃來控制上述生熱部。
12.如權(quán)利要求8 11中任一項所述的供暖系統(tǒng)控制方法，其中，在上述控制步驟中，在沒有從上述電力供給源取得表示在經(jīng)過規(guī)定時間后停止通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給的信號的情況下，控制上述生熱部以使上述蓄熱部的蓄熱量達到規(guī)定的蓄熱量。
13.如權(quán)利要求8 12中任一項所述的供暖系統(tǒng)控制方法，其中，在上述控制步驟中，在從接收上述信號開始到通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間、和上述關(guān)斷時間段之后，使上述生熱部追加生成在通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間所需的熱，關(guān)斷時間段之前的生熱量比關(guān)斷時間段之后的生熱量多。
14.一種供暖系統(tǒng)控制方法，對供暖系統(tǒng)進行控制，該供暖系統(tǒng)通過第一電力系統(tǒng)及電力費用比上述第一電力系統(tǒng)低廉的第二電力系統(tǒng)從電力供給源接受電力供給，將對象的溫度維持在規(guī)定范圍內(nèi)，其中，上述供暖系統(tǒng)具備生熱部，該生熱部利用從上述第二電力系統(tǒng)供給的電力生成熱，上述供暖系統(tǒng)控制方法，在從上述電力供給源取得表示在經(jīng)過規(guī)定時間后停止通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給的信號的情況下，在從接收上述信號開始到通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止為止的期間，使上述生熱部追加生成在通過上述第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間所需的熱。
15.如權(quán)利要求14所述的供暖系統(tǒng)控制方法，其中，上述供暖系統(tǒng)還具備蓄熱部，蓄積由上述生熱部生成的熱；以及放熱部，對在上述蓄熱部中蓄積的熱進行放熱。
全文摘要
一種供暖系統(tǒng)，具備生熱部(1)，使用從電力費用低廉的第二電力系統(tǒng)供給的電力來生成熱；蓄熱部(2)，蓄積由生熱部生成的熱；放熱部(3)，對蓄熱部中蓄積的熱進行放熱；以及控制部(8)，從第一電力系統(tǒng)接受電力供給，控制放熱部(3)的放熱量，并且在從電力供給源(4)取得表示在經(jīng)過規(guī)定時間后停止通過第二電力系統(tǒng)的電力供給的信號時，在從接收信號開始到通過第二電力系統(tǒng)的電力供給停止為止的期間，使生熱部(1)追加生成在通過第二電力系統(tǒng)的電力供給停止的期間所需的熱。
文檔編號F24D19/10GK102483247SQ20118000356
公開日2012年5月30日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者保知昌, 柿本敦, 高崎真一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社