專利名稱：熱泵式熱水供暖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以使用熱泵生成的熱水進(jìn)行供暖的熱泵式熱水供暖裝置。
背景技術(shù)：
目前，大多使用以石油或天然氣等燃燒類的燃料作為熱源的供暖設(shè)備，近年來利用熱泵技術(shù)的供暖市場急劇擴(kuò)大。然而，只用現(xiàn)有的空氣調(diào)節(jié)機(jī)存在供暖時腳下難以變暖的等課題，為了消除該課題，正在開發(fā)利用熱泵技術(shù)的熱水供暖裝置(例如參照專利文獻(xiàn)I)。在專利文獻(xiàn)I中記載的熱水供暖裝置，對高溫制冷劑與熱水進(jìn)行熱交換，將熱交換后升溫的熱水輸送至地暖板等供暖終端，進(jìn)行供暖。此外，熱泵式熱水供暖裝置是組合制冷循環(huán)單元和熱水循環(huán)單元而構(gòu)成的。在制冷循環(huán)單元中，用制冷劑配管依次環(huán)狀地連接壓縮機(jī)、作為冷凝器的水制冷劑熱交換器的制冷劑側(cè)配管、膨脹閥和蒸發(fā)器，構(gòu)成制冷循環(huán)。在水制冷劑熱交換器內(nèi)對利用該制冷循環(huán)加熱的高溫制冷劑和熱水進(jìn)行熱交換來加熱熱水。在熱水循環(huán)單元中，連接水制冷劑熱交換器的循環(huán)水側(cè)配管、熱水循環(huán)泵、熱水箱和熱動閥而構(gòu)成。控制裝置控制制冷循環(huán)單元和熱水循環(huán)單元。遙控器設(shè)定熱水溫度。利用控制裝置和遙控器指示供暖運轉(zhuǎn)開始時，根據(jù)用遙控器設(shè)定的熱水溫度進(jìn)行制冷循環(huán)運轉(zhuǎn)，打開登記于遙控器的熱動閥，運轉(zhuǎn)熱水循環(huán)泵。然后，使熱水在與由遙控器的操作而打開的熱動閥連接的地暖板循環(huán)，進(jìn)行供暖。此外，多個遙控器和多個地暖板與熱泵式熱水供暖裝置連接。與各個地暖板對應(yīng)的遙控器的設(shè)定溫度不同時，通過間歇運轉(zhuǎn)減少低溫設(shè)定區(qū)域的地板溫度的上升，成為適合的溫度。間歇運轉(zhuǎn)是對與設(shè)定溫度最高的遙控器對應(yīng)的地暖板以外的地暖板，以規(guī)定的周期使開閉閥開閉的運轉(zhuǎn)，該開閉閥對向與低溫設(shè)定遙控器對應(yīng)的地暖板供給熱水的供給路徑進(jìn)行開閉。先行技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-203749號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題然而，在上述現(xiàn)有的熱泵式熱水供暖裝置中，為了供給地暖板所需要的熱量，伴隨間歇運轉(zhuǎn)等時的熱動閥的開閉，熱水的流量顯著變化，特別是在閉閥時熱水流量降低。從而，從制冷劑向熱水的導(dǎo)熱量減少，制冷劑變成高溫高壓，所以需要在制冷劑為高溫高壓的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)制冷循環(huán)。在制冷劑為高溫高壓的狀態(tài)下，為了保護(hù)壓縮機(jī)，必須頻繁地停止制冷循環(huán)的運轉(zhuǎn)。但是，在制冷循環(huán)的運轉(zhuǎn)停止時，由制冷循環(huán)進(jìn)行的加熱中斷，所以有熱水的溫度下降且地暖板表面溫度也降低而使得舒適性降低的傾向。作為該課題的對策，在專利文獻(xiàn)I中記載了使熱水循環(huán)泵流量變化的方法，但是實際上地暖板的壓力損失較高，所以存在難以增加熱水的流量，不能將變成高溫高壓的制冷劑充分冷卻的問題。本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于提供通過以不同的地板溫度運轉(zhuǎn)多個房間的地暖板來提高舒適性的熱泵式熱水供暖裝置。用于解決課題的方法為了解決上述現(xiàn)有的課題，本發(fā)明提供一種熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于，包括具有壓縮機(jī)加熱熱水的熱泵循環(huán)；多個散熱機(jī)構(gòu)；使由上述熱泵循環(huán)加熱的上述熱水向多個上述散熱機(jī)構(gòu)循環(huán)的熱水循環(huán)泵；分別與多個上述散熱機(jī)構(gòu)連接的開閉機(jī)構(gòu)；和控制部，在多個上述散熱機(jī)構(gòu)的設(shè)定溫度不同的情況下，以規(guī)定的周期對與上述設(shè)定溫度最高的上述散熱機(jī)構(gòu)以外的上述散熱機(jī)構(gòu)連接的上述開閉機(jī)構(gòu)進(jìn)行開閉，并且使關(guān)閉多個上述開閉機(jī)構(gòu)的時刻大致為同時。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供通過以不同的地板溫度運轉(zhuǎn)多個房間的地暖板來提高舒適性的熱泵式熱水供暖裝置。


圖1是本發(fā)明的實施方式I的熱泵式熱水供暖裝置的回路結(jié)構(gòu)圖。圖2是該熱泵式熱水供暖裝置的燒熱運轉(zhuǎn)的流程圖。圖3是該熱泵式熱水供暖裝置的運轉(zhuǎn)時時序圖。附圖符號說明I熱泵熱水供暖裝置2熱泵循環(huán)3壓縮機(jī)4空氣熱交換器5空氣熱交換器風(fēng)扇6制冷劑流量調(diào)節(jié)閥7水制冷劑熱交換器8熱水循環(huán)回路9熱水循環(huán)泵10緩沖罐Ila Ild熱動閥(開閉機(jī)構(gòu))12a 12c遙控器13a 13c地暖板(散熱機(jī)構(gòu))14返回溫度檢測傳感器
15供給溫度檢測傳感器
16控制部
具體實施例方式本發(fā)明的第一方面的熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于，包括具有壓縮機(jī)加熱熱水的熱泵循環(huán)；多個散熱機(jī)構(gòu)；使由熱泵循環(huán)加熱的熱水向多個散熱機(jī)構(gòu)循環(huán)的熱水循環(huán)泵；分別與多個散熱機(jī)構(gòu)連接的開閉機(jī)構(gòu)；和控制部，在多個散熱機(jī)構(gòu)的設(shè)定溫度不同的情況下，以規(guī)定的周期對與設(shè)定溫度最高的散熱機(jī)構(gòu)以外的散熱機(jī)構(gòu)連接的開閉機(jī)構(gòu)進(jìn)行開閉，并且使關(guān)閉多個開閉機(jī)構(gòu)的時刻大致為同時，在該熱泵式熱水供暖裝置中，為了預(yù)測負(fù)荷變動，使關(guān)閉開閉機(jī)構(gòu)的時刻一定。本發(fā)明的第二方面的熱泵式熱水供暖裝置，特別是在第一方面中，在關(guān)閉開閉機(jī)構(gòu)的時刻之前，降低壓縮機(jī)的運轉(zhuǎn)頻率，所以熱水流量降低，從制冷劑向熱水的導(dǎo)熱量減少，能夠抑制制冷劑變成高溫高壓。以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。但是，并不由本實施方式限定本發(fā)明。(實施方式I)根據(jù)圖1 圖3，對本發(fā)明的實施方式I的熱泵式熱水供暖裝置進(jìn)行說明。圖1是本發(fā)明的作為對象的熱泵熱水供暖裝置I的結(jié)構(gòu)圖。熱泵熱水供暖裝置I由熱泵循環(huán)2、熱水循環(huán)回路8和控制部16構(gòu)成。熱泵循環(huán)2包括吸入制冷劑進(jìn)行壓縮并排出高溫高壓的制冷劑的壓縮機(jī)3 ;從室外空氣采熱的空氣熱交換器4 ;將室外空氣強(qiáng)制性地導(dǎo)入空氣熱交換器4的空氣熱交換器風(fēng)扇5 ;調(diào)整制冷劑的流量的制冷劑流量調(diào)節(jié)閥6 ;和進(jìn)行制冷劑與熱水的熱交換的水制冷劑熱交換器7。另一方面，熱水循環(huán)回路8包括與水制冷劑熱交換器7連接，使熱水循環(huán)回路8內(nèi)的熱水循環(huán)的熱水循環(huán)泵9 ;儲存熱水的緩沖罐10 ;作為例如3個散熱機(jī)構(gòu)的地暖板13a 13c ;和作為對向各個地暖板13供給熱水進(jìn)行控制的開閉機(jī)構(gòu)的熱動閥Ila lid。熱泵循環(huán)2和熱水循環(huán)回路8相互獨立，制冷劑和熱水不會混合。水制冷劑熱交換器7為制冷劑和熱水能夠熱交換的結(jié)構(gòu)。在水制冷劑熱交換器7使用雙管式熱交換器或板式熱交換器。在熱水循環(huán)回路8中，在水制冷劑熱交換器7的出口側(cè)設(shè)置有對從水制冷劑熱交換器7向地暖板13a 13c去的熱水的供給溫度To進(jìn)行計測的供給溫度檢測傳感器15。此外，在水制冷劑熱交換器7的入口側(cè)設(shè)置有對從地暖板13a 13c返回水制冷劑熱交換器7的熱水的返回溫度Ti進(jìn)行計測的返回溫度檢測傳感器14?？刂撇?6通過組進(jìn)微型計算機(jī)(未圖示)中的控制程序，取得室外溫度、壓縮機(jī)3的排出溫度(都由未圖示的溫度傳感器檢測)、由供給溫度檢測傳感器15檢測出的供給溫度To、由返回溫度檢測傳感器14檢測出的返回溫度Ti，控制壓縮機(jī)3的頻率、空氣熱交換器風(fēng)扇5的轉(zhuǎn)速、制冷劑流量調(diào)節(jié)閥6的開度、熱動閥Ila Ild的開閉。遙控器12a 12c和地暖板13a 13c都設(shè)置于作為供暖對象的房間內(nèi)。在本實施方式中，表示了與3個地暖板13a 13c對應(yīng)地設(shè)置有3個遙控器12a 12c的情況，但是也可以使用2個遙控器，按地暖板13a 13c中的數(shù)個進(jìn)行控制，或者使用I個遙控器，控制地暖板13a 13c全部。
地暖板表面溫度能夠通過改變遙控器12a 12c的“溫度調(diào)節(jié)”的設(shè)定進(jìn)行設(shè)定，通過操作按鈕能夠進(jìn)行從“高”到“低”的10級調(diào)節(jié)。在本實施方式中，如果設(shè)定為“5”，則供給的水溫為約40°C，地暖板的表面溫度為28°C。通過操作遙控器12a 12c，熱泵熱水供暖裝置I運行，利用熱水循環(huán)泵9將加熱后的熱水輸送至地暖板13a 13c散熱，由此進(jìn)行房間的供暖。用圖2說明燒熱運轉(zhuǎn)。首先，使用者用遙控器12設(shè)定水制冷劑熱交換器7的熱水的目標(biāo)供給溫度Th(步驟I)。這里，從多個遙控器12a 12c判斷是否設(shè)定了各自不同的目標(biāo)供給溫度Th (步驟2)。在步驟2中，在設(shè)定了不同的目標(biāo)供給溫度Th的情況下設(shè)定最高的目標(biāo)供給溫度Thl(步驟3)。供給溫度檢測傳感器15總是檢測供給溫度To (步驟4)。在步驟5中，比較供給溫度To和目標(biāo)供給溫度Th。在步驟5中，當(dāng)判斷為供給溫度To比目標(biāo)供給溫度Th加規(guī)定溫度Ta (例如2°C)低時，運轉(zhuǎn)壓縮機(jī)3 (步驟6)。當(dāng)通過壓縮機(jī)3的運轉(zhuǎn)而使得燒熱運轉(zhuǎn)開始時，熱水循環(huán)泵9驅(qū)動，將熱水供給到水制冷劑熱交換器7。然后，持續(xù)由熱泵循環(huán)2進(jìn)行的燒熱運轉(zhuǎn)，直到由供給溫度檢測傳感器15檢測的供給溫度To超過目標(biāo)供給溫度Th為止。其結(jié)果是，從壓縮機(jī)3排出的高溫制冷劑流入水制冷劑熱交換器7，通過向熱水散熱能夠生產(chǎn)高溫水。此外，在水制冷劑熱交換器7內(nèi)，使水和制冷劑成為逆流來提高熱交換效率。接著，判斷由供給溫度檢測傳感器15檢測的從水制冷劑熱交換器7出來的熱水的供給溫度To是否接近目標(biāo)供給溫度Th (步驟7)。在步驟7中，如果供給溫度To相對于目標(biāo)供給溫度Th在規(guī)定溫度Tb (例如5°C)以內(nèi)，則判斷為供給溫度To接近目標(biāo)供給溫度Th，減小壓縮機(jī)3的轉(zhuǎn)速，使能力降低(步驟8)。然后，當(dāng)判斷為由供給溫度檢測傳感器15檢測的供給溫度To在步驟5中比目標(biāo)供給溫度Th高規(guī)定溫度Ta (例如2V )時，停止壓縮機(jī)3的運轉(zhuǎn)，結(jié)束燒熱運轉(zhuǎn)(步驟9)。這里，在由熱泵循環(huán)2進(jìn)行的燒熱運轉(zhuǎn)結(jié)束后，也驅(qū)動熱水循環(huán)泵9，使熱水向水制冷劑熱交換器7循環(huán)。這是由于，在燒熱運轉(zhuǎn)停止過程中也需要由返回溫度檢測傳感器14和供給溫度檢測傳感器15檢測熱水的溫度，當(dāng)熱水的溫度降低時必須立即重新開始由熱泵循環(huán)2進(jìn)行的燒熱運轉(zhuǎn)。將在停止壓縮機(jī)3的運轉(zhuǎn)時檢測出的返回溫度Ti作為停止時返回溫度Tim存儲(步驟10)。然后，壓縮機(jī)3在運轉(zhuǎn)停止過程中也驅(qū)動熱水循環(huán)泵9，由供給溫度檢測傳感器15總是檢測供給溫度To (步驟11)。當(dāng)判斷為由供給溫度檢測傳感器15檢測的供給溫度To比停止壓縮機(jī)3的運轉(zhuǎn)時存儲的停止時返回溫度Tim低規(guī)定溫度Tb (例如5°C)時(步驟12)，重新開始壓縮機(jī)3的運轉(zhuǎn)，開始燒熱運轉(zhuǎn)(步驟13)。例如當(dāng)作為燒熱溫度將目標(biāo)供給溫度Th設(shè)定為55°C時，由供給溫度檢測傳感器15檢測的供給溫度To超過57 °C (=55 °C +2 °C )時停止壓縮機(jī)3的運轉(zhuǎn)。此時，如果由返回溫度檢測傳感器14檢測出的返回溫度Ti為53 °C，則存儲停止時返回溫度Tim為53°C。
熱水循環(huán)泵9的驅(qū)動在壓縮機(jī)3的燒熱運轉(zhuǎn)結(jié)束后也進(jìn)行。然后，當(dāng)由供給溫度檢測傳感器15檢測的供給溫度To比壓縮機(jī)3的停止時返回溫度Tim低規(guī)定溫度Tc (例如5°C)時，重新開始壓縮機(jī)3的運轉(zhuǎn)。此外，本實施方式所示的規(guī)定溫度Ta、Tb、Tc，并不用于限定本實施方式。對在步驟2中用分別與多個地暖板13a 13c的對應(yīng)的遙控器12a 12c以不同的目標(biāo)供給溫度運轉(zhuǎn)的情況進(jìn)行說明。在地暖板13為僅I個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)打開(ON)的情況下，根據(jù)其溫度設(shè)定決定供暖時的目標(biāo)供給溫度Th，但是在多個系統(tǒng)同時運轉(zhuǎn)打開的情況下，采用設(shè)定溫度較高的地暖板13的目標(biāo)供給溫度Thl (步驟3)。然后，目標(biāo)供給溫度Th較低的地暖板13以規(guī)定周期對對應(yīng)的熱動閥I lb、I lc、I Id進(jìn)行開閉動作，來調(diào)節(jié)向地暖板13的輸入熱量(步驟14)。圖3是以用分別與多個地暖板13a 13c對應(yīng)的遙控器12a 12c設(shè)定的不同的目標(biāo)供給溫度Th運轉(zhuǎn)時的運轉(zhuǎn)例的時序圖。在3個遙控器12a 12c中，設(shè)定溫度較高的遙控器12a(設(shè)定目標(biāo)供給溫度Thl)在運轉(zhuǎn)中，從遙控器12b指示比遙控器12a (目標(biāo)供給溫度Thl)低的設(shè)定溫度，接著從遙控器12c指示比遙控器12a (目標(biāo)供給溫度Thl)低的設(shè)定溫度的情況下，通過設(shè)定溫度不同，登記于遙控器12b的熱動閥llb、llc、接著是登記于遙控器12c的熱動閥lld，開始間歇運轉(zhuǎn)，進(jìn)行以規(guī)定的周期關(guān)閉熱動閥llb、llc、lld的時刻為同時的間歇運轉(zhuǎn)。在圖3中，當(dāng)用遙控器12b指示比遙控器12a低的設(shè)定溫度時，為打開狀態(tài)的熱動閥llb、llc關(guān)閉，開始間歇運轉(zhuǎn)((a)的時刻)。接著，當(dāng)用遙控器12c指示比遙控器12a低的設(shè)定溫度時，為關(guān)閉狀態(tài)的熱動閥IlbUlc維持關(guān)閉，并且開始間歇運轉(zhuǎn)((b)的時刻)。此時，在熱動閥IlbUlc根據(jù)間歇運轉(zhuǎn)的周期進(jìn)行打開動作之前，當(dāng)用遙控器12c指示比遙控器12a低的設(shè)定溫度時，熱動閥IlbUlc的間歇運轉(zhuǎn)被復(fù)位，從(b)的時刻起重新開始間歇運轉(zhuǎn)。在熱動閥IlbUlc在間歇運轉(zhuǎn)中的打開動作中熱動閥Ild為打開狀態(tài)的情況下，在熱動閥llb、llc的間歇運轉(zhuǎn)中的關(guān)閉動作的時刻，熱動閥Ild關(guān)閉((c)的時刻)。此外，在熱動閥llb、llc在間歇運轉(zhuǎn)中的打開動作中由遙控器12a變更設(shè)定溫度的情況下，在該變更的時刻熱動閥I Ib、11c的間歇運轉(zhuǎn)被復(fù)位，熱動閥I Ib、11c關(guān)閉((d)的時刻)。如上所述，每次發(fā)生使間歇運轉(zhuǎn)周期改變的主要原因時，通過將周期復(fù)位，能夠總是預(yù)測并控制間歇運轉(zhuǎn)的流量降低的時刻。由此，在以用分別與多個地暖板13a 13c對應(yīng)的遙控器12a 12c設(shè)定的不同的目標(biāo)供給溫度Th運轉(zhuǎn)時，在關(guān)閉熱動閥I lb、I lc、I Id的時刻之前，將作為熱泵循環(huán)2的壓縮機(jī)3的加熱能力的運轉(zhuǎn)頻率降低來進(jìn)行運轉(zhuǎn)，由此能夠降低熱水流量，減少從制冷劑向熱水的導(dǎo)熱量，抑制制冷劑變成高溫高壓。如上所述，本發(fā)明的熱泵式熱水供暖裝置，能夠提供提高舒適性，并且能夠用分別與多個地暖板13a 13c對應(yīng)的遙控器12a 12c進(jìn)行不同的目標(biāo)供給溫度到達(dá)時的運轉(zhuǎn)的熱泵式熱水供暖裝置。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
本發(fā)明的熱泵式熱水供暖裝置，通過以不同的地板溫度運轉(zhuǎn)多個房間的地暖板來提高舒適性，所以能夠應(yīng)用于具有熱水回路的熱水器、地板供暖或熱水供暖等供暖設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于，包括 具有壓縮機(jī)且加熱熱水的熱泵循環(huán)； 多個散熱機(jī)構(gòu)； 使由所述熱泵循環(huán)加熱的所述熱水向多個所述散熱機(jī)構(gòu)循環(huán)的熱水循環(huán)泵； 分別與多個所述散熱機(jī)構(gòu)連接的開閉機(jī)構(gòu)；和 控制部， 在多個所述散熱機(jī)構(gòu)的設(shè)定溫度不同的情況下，以規(guī)定的周期對與所述設(shè)定溫度最高的所述散熱機(jī)構(gòu)以外的所述散熱機(jī)構(gòu)連接的所述開閉機(jī)構(gòu)進(jìn)行開閉，并且使關(guān)閉多個所述開閉機(jī)構(gòu)的時刻大致為同時。
2.如權(quán)利要求1所述的熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于 在關(guān)閉所述開閉機(jī)構(gòu)的時刻之前，降低所述壓縮機(jī)的運轉(zhuǎn)頻率。
全文摘要
本發(fā)明的熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于，包括具有壓縮機(jī)(3)且加熱熱水的熱泵循環(huán)(2)；多個散熱機(jī)構(gòu)(13a～13c)；使由熱泵循環(huán)(2)加熱的熱水向多個散熱機(jī)構(gòu)(13a～13c)循環(huán)的熱水循環(huán)泵(9)；分別與多個散熱機(jī)構(gòu)(13a～13c)連接的開閉機(jī)構(gòu)(11a～11d)；和控制部(16)，在多個散熱機(jī)構(gòu)(13a～13c)的設(shè)定溫度不同的情況下，以規(guī)定的周期對與設(shè)定溫度最高的散熱機(jī)構(gòu)(13a～13c)以外的散熱機(jī)構(gòu)(13a～13c)連接的開閉機(jī)構(gòu)(11a～11d)進(jìn)行開閉，并且使關(guān)閉多個開閉機(jī)構(gòu)(11a～11d)的時刻大致為同時，通過以不同的地板溫度運轉(zhuǎn)多個房間的地暖板來提高舒適性。
文檔編號F24D3/18GK103062819SQ201210396369
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者吹田義隆 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社