CN102326028A - 热泵*** - Google Patents

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heat exchanger
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本田雅裕
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Europe NV
Daikin Industries Ltd
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Abstract

一种热泵***(1)，其设有使水类介质在环状的温水回路的内部循环的容量可变型循环泵(43a)，对制冷剂回路中的制冷剂侧循环量进行控制，以使利用侧热交换器(41a)出口处的水类介质的温度达到作为目标的第一目标温度(Twls)，并对循环泵(43a)的运转容量进行控制，以使利用侧热交换器(41a)的出口和入口的水类介质的介质温度差(ΔTw)达到作为目标的第二目标温度差(ΔTws)。

Description

热泵***
技术领域
本发明涉及一种使水类介质循环的热泵***。
背景技术
目前，如专利文献1(日本专利特开2003-314838号公报)所记载的那样，已知有一种热泵式的温水制热装置。上述温水制热装置包括：热泵式的室外机；使制冷剂与水进行热交换的水制冷剂用热交换器；用温水配管与水制冷剂用热交换器连接的地板制热面板及制热用热交换器；以及使温水配管中的温水循环的循环泵。
发明内容
但是，在上述现有的热泵式温水制热装置中，存在如下问题：当对室内进行制热的地板制热面板或制热用热交换器等的负载减少时，会使水制冷剂热交换器的出入口温度差变小，而使得被供给至地板制热面板及制热用热交换器等的水的温度过度上升，从而导致设备的启停和能量效率的恶化，进而使得舒适性受到影响。
本发明的技术问题在于提供一种能对应于运转负载的变化来提供舒适的空调的热泵***。
在第一方面的热泵***中，包括：制冷剂回路、对利用侧热交换器中的水类介质的热交换器入口温度进行测定的入口温度传感器、对利用侧热交换器中的水类介质的热交换器出口温度进行测定的出口温度传感器、使水类介质在环状的温水回路的内部循环的容量可变型循环泵以及控制元件。制冷剂回路是将压缩机、在制冷剂与水类介质之间进行热交换的利用侧热交换器、膨胀阀、热源侧热交换器连接成环状的回路。控制元件对制冷剂回路中的制冷剂侧循环量进行控制，以使利用侧热交换器出口处的水类介质的温度达到作为目标的第一目标温度，并对循环泵的运转容量进行控制，以使利用侧热交换器的出口和入口的水类介质的介质温度差达到作为目标的第二目标温度差。
即，在该热泵***中，作为第一控制，控制制冷剂回路中的制冷剂侧循环量，以使利用侧热交换器出口处的水类介质的温度达到作为目标的第一目标温度，并以将利用侧热交换器出口侧的水温维持在规定温度的方式进行控制。同时，作为第二控制，对循环泵的运转容量进行控制，以使利用侧热交换器的出口和入口的水类介质的介质温度差达到作为目标的第二目标温度差，并将出入口的温度差控制成规定的温度差。藉此，即便在利用侧热交换器的负载减少的情况下，也能可靠地防止水类介质的过度的温度变化。
第二方面的热泵***是在第一方面的热泵***的基础上，所述控制元件通过进行使当前的介质温度差接近于第二目标温度差的PI控制，来对泵的运转容量进行控制。
在此，由于能通过PI控制进行温度控制，以使当前的介质温度差接近于第二目标温度差来消除偏差，因此能可靠地防止水类介质的温度过度上升。
第三方面的热泵***是在第一方面或第二方面的热泵***的基础上，使用由利用侧热交换器中的制冷剂的冷凝而产生的温水来进行对象空间的制热。
在此，使用由利用侧热交换器中的制冷剂的冷凝而生成的温水来进行对象空间的制热，藉此，即便在对象空间的室温变高、利用侧热交换器的负载减少的情况下，也能可靠地防止水类介质的温度过度上升。
第四方面的热泵***是在第三方面的热泵***的基础上，当介质温度差比第二目标温度差小且利用侧热交换器出口处的水类介质的温度为第一目标温度以上时，控制元件进行使泵的运转容量减少的控制，相反，当介质温度差比第二目标温度差大时，控制元件进行使泵的运转容量增加的控制。
在此，当介质温度差比第二目标温度差小，且利用侧热交换器出口处的水类介质的温度为第一目标温度以上时，控制元件进行使泵的运转容量减少的控制，相反，当介质温度差比第二目标温度差大时，控制元件进行使泵的运转容量增加的控制，藉此，在介质温度差比第二目标温度差小，且利用侧热交换器出口处的水类介质的温度为第一目标温度以上时，判断利用侧热交换器的负载减少，从而能更可靠地防止水类介质的温度过度上升。
第五方面的热泵***是在第四方面的热泵***的基础上，还包括：空气温度设定元件，该空气温度设定元件对进行制热的对象空间的空气温度进行设定；以及空气温度检测元件，该空气温度检测元件对空气温度进行检测。当由空气温度检测元件检测出的检测空气温度与由空气温度设定元件设定的设定空气温度之间的空气温度差比规定的第三目标温度差大时，控制元件朝使介质温度差变小的方向改变第二目标温度差。
在此，由于当由空气温度检测元件检测出的检测空气温度与由空气温度设定元件设定的设定空气温度之间的空气温度差比规定的第三目标温度差大时，朝使介质温度差变小的方向改变第二目标温度差，因此，能进行与室温联动的水介质的流量控制，即便在利用侧热交换器的负载减少的情况下，也能更可靠地防止水类介质的温度过度上升。
附图说明
图1是本发明实施方式的热泵***的回路图。
图2是图1的热泵***中水介质的流量控制的流程图。
图3是图1的热泵***中室温与水介质流量的联动控制的流程图。
具体实施方式
接着，参照附图对本发明的热泵***的实施方式进行说明。
(实施方式)
—整体—
图1是本发明实施方式的热泵***1的示意结构图。热泵***1是能进行利用蒸汽压缩式的热泵循环来加热水介质的运转等的装置。
热泵***1主要包括热源单元2、利用单元4a、液体制冷剂连通管13、气体制冷剂连通管14、温水制热单元9a、水介质连通管15a以及水介质连通管16a，通过制冷剂连通管13、14将热源单元2与利用单元4a连接在一起来构成热源侧制冷剂回路20，通过水介质连通管15a、16a将利用单元4a与温水制热单元9a连接在一起来构成水介质回路80a。在热源侧制冷剂回路20中封入有HFC类制冷剂中的一种制冷剂即HFC-410A作为热源侧制冷剂，另外，还封入有对HFC类制冷剂具有相溶性的脂类或醚类制冷机油以对热源侧压缩机21(后述)进行润滑。另外，作为水介质的水在水介质回路80a中循环。
在上述热泵***1中，通过将热源侧压缩机21、在制冷剂与水类介质之间进行热交换的利用侧热交换器41a、膨胀阀25、42a、热源侧热交换器24连接成环状，由此构成一个热源侧制冷剂回路20。
此外，图1的热泵***1还包括：室温控制器202，该室温控制器202设于配置有温水制热单元9a的房间R；空气温度传感器203；水温控制器204；以及控制部201，该控制部201根据来自这些室温控制器202、空气温度传感器203、水温控制器204以及其它各传感器类(水介质入口温度传感器51a、水介质出口温度传感器52a等)的信号，对热泵***1的运转进行控制。
控制部201主要是在热源单元2侧对热源侧压缩机21及热源侧膨胀机构25等的运转进行控制，并在利用单元4a侧对利用侧流量调节阀42a、循环泵43a等的运转进行控制。
室温控制器202是用于将房间R的室温设定为希望温度的控制器，其设于现有的遥控器等中。室温控制器202将设定温度的信号送至控制部201。
空气温度传感器203对房间R的室温进行检测，并将检测出的室温的信号送至控制部201。
水温控制器204是对供给至温水制热单元9a的温水的水温进行测定，并将其设定成规定的设定水温的控制器。水温控制器204将当前的水温的信号及设定水温的信号送至控制部201。
—热源单元—
热源单元2设置于室外，经由制冷剂连通管13、14而与利用单元4a连接，从而构成热源侧制冷剂回路20的一部分。
热源单元2主要具有热源侧压缩机21、油分离机构22、热源侧切换机构23、热源侧热交换器24、热源侧膨胀机构25、吸入返回管26、过冷却器27、热源侧储罐28、液体侧截止阀29、气体侧截止阀30及排出侧截止阀31。
热源侧压缩机21是对热源侧制冷剂进行压缩的机构，在此，采用收容于壳体(未图示)内的旋转式、涡旋式等容积式的压缩元件(未图示)被同样收容于壳体内的热源侧压缩机电动机21a驱动的密闭式压缩机。在该热源侧压缩机21的壳体内形成有充满经压缩元件压缩后的热源侧制冷剂的高压空间(未图示)，在该高压空间中积存有制冷机油。热源侧压缩机电动机21a能利用逆变器装置(未图示)来改变其转速(即运转频率)，藉此，能进行热源侧压缩机21的容量控制。
油分离机构22是用于将从热源侧压缩机21排出的热源侧制冷剂中所包含的制冷机油分离并使其返回至热源侧压缩机的吸入侧的机构，主要具有：设于热源侧压缩机21的热源侧排出管21b的油分离器22a；以及将油分离器22a与热源侧压缩机21的热源侧吸入管21c连接在一起的回油管22b。油分离器22a是将从热源侧压缩机21排出的热源侧制冷剂中所包含的制冷机油分离的设备。回油管22b具有毛细管，是使油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油返回至热源侧压缩机21的热源侧吸入管21c中的制冷剂管。
热源侧切换机构23是能在使热源侧热交换器24作为热源侧制冷剂的散热器起作用的热源侧散热运转状态和使热源侧热交换器24作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用的热源侧蒸发运转状态之间进行切换的四通切换阀，其与热源侧排出管21b、热源侧吸入管21c、和热源侧热交换器24的气体侧连接的第一热源侧气体制冷剂管23a、和气体侧截止阀30连接的第二热源侧气体制冷剂管23b连接。此外，热源侧切换机构23能进行使热源侧排出管21b与第一热源侧气体制冷剂管23a连通并使第二热源侧气体制冷剂管23b与热源侧吸入管21c连通(对应于热源侧散热运转状态，参照图1的热源侧切换机构23的实线)、或者使热源侧排出管21b与第二热源侧气体制冷剂管23b连通并使第一热源侧气体制冷剂管23a与热源侧吸入管21c连通(对应于热源侧蒸发运转状态，参照图1的热源侧切换机构23的虚线)的切换。热源侧切换机构23并不限定于四通切换阀，例如，也可以是通过组合多个电磁阀等方式而构成为具有与上述相同的切换热源侧制冷剂流动方向的功能的构件。
热源侧热交换器24是通过进行热源侧制冷剂与室外空气之间的热交换而作为热源侧制冷剂的散热器或蒸发器起作用的热交换器，在其液体侧连接有热源侧液体制冷剂管24a，在其气体侧连接有第一热源侧气体制冷剂管23a。在该热源侧热交换器24中与热源侧制冷剂进行热交换的室外空气是由被热源侧风扇电动机32a驱动的热源侧风扇32供给的。
热源侧膨胀阀25是进行在热源侧热交换器24中流动的热源侧制冷剂的减压等的电动膨胀阀，其设于热源侧液体制冷剂管24a。
吸入返回管26是将在热源侧液体制冷剂管24a中流动的热源侧制冷剂的一部分分支并使其返回至热源侧压缩机21的吸入侧的制冷剂管，在此，其一端与热源侧液体制冷剂管24a连接，其另一端与热源侧吸入管21c连接。此外，在吸入返回管26中设有能进行开度控制的吸入返回膨胀阀26a。该吸入返回膨胀阀26a由电动膨胀阀构成。
过冷却器27是进行在热源侧液体制冷剂管24a中流动的热源侧制冷剂与在吸入返回管26中流动的热源侧制冷剂(更具体而言是被吸入返回膨胀阀26a减压后的制冷剂)之间的热交换的热交换器。
热源侧储罐28设于热源侧吸入管21c，是用于将在热源侧制冷剂回路20中循环的热源侧制冷剂在其从热源侧吸入管21c被吸入热源侧压缩机21之前暂时积存的容器。
液体侧截止阀29是设于热源侧液体制冷剂管24a与液体制冷剂连通管13的连接部的阀。气体侧截止阀30是设于第二热源侧气体制冷剂管23b与气体制冷剂连通管14的连接部的阀。
另外，在热源单元2中设有各种传感器。具体而言，在热源单元2中设有热源侧吸入压力传感器33、热源侧排出压力传感器34、热源侧热交换温度传感器35及外部气体温度传感器36，其中，上述热源侧吸入压力传感器33对热源侧压缩机21吸入侧的热源侧制冷剂的压力即热源侧吸入压力Ps1进行检测，上述热源侧排出压力传感器34对热源侧压缩机21排出侧的热源侧制冷剂的压力即热源侧排出压力Pd1进行检测，上述热源侧热交换温度传感器35对热源侧热交换器24液体侧的热源侧制冷剂的温度即热源侧热交换器温度Thx进行检测，上述外部气体温度传感器36对外部气体温度To进行检测。
—液体制冷剂连通管—
液体制冷剂连通管13经由液体侧截止阀29而与热源侧液体制冷剂管24a连接，其是如下制冷剂管：能在热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态时将热源侧制冷剂从作为热源侧制冷剂的散热器起作用的热源侧热交换器24的出口导出至热源单元2外，且能在热源侧切换机构23处于热源侧蒸发运转状态时将热源侧制冷剂从热源单元2外导入作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用的热源侧热交换器24的入口。
—气体制冷剂连通管—
气体制冷剂连通管14经由气体侧截止阀30而与第二热源侧气体制冷剂管23b连接，其是如下制冷剂管：能在热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态时将热源侧制冷剂从热源单元2外导入热源侧压缩机21的吸入侧，且能在热源侧切换机构23处于热源侧蒸发运转状态时将热源侧制冷剂从热源侧压缩机21的排出侧导出至热源单元2外。
—利用单元—
利用单元4a设置于室内，经由制冷剂连通管13而与热源单元2连接，从而构成热源侧制冷剂回路20的一部分。此外，利用单元4a经由水介质连通管15a、16a而与温水制热单元9a连接，从而构成水介质回路80a的一部分。
利用单元4a主要具有利用侧热交换器41a、利用侧流量调节阀42a及循环泵43a。
利用侧热交换器41a是通过进行热源侧制冷剂与水介质之间的热交换而作为热源侧制冷剂的散热器起作用的热交换器，在其供热源侧制冷剂流动的流路的液体侧连接有利用侧液体制冷剂管45a，在其供热源侧制冷剂流动的流路的气体侧连接有利用侧气体制冷剂管54a，在其供水介质流动的流路的入口侧连接有利用侧水入口管47a，在其供水介质流动的流路的出口侧连接有利用侧水出口管48a。在利用侧液体制冷剂管45a上连接有液体制冷剂连通管13，在利用侧气体制冷剂管54a上连接有气体制冷剂连通管14，在利用侧水入口管47a上连接有水介质连通管15a，在利用侧水出口管48a上连接有水介质连通管16a。
利用侧流量调节阀42a是能通过进行开度控制来改变在利用侧热交换器41a中流动的热源侧制冷剂的流量的电动膨胀阀，其设于利用侧液体制冷剂管45a。
循环泵43a是进行水介质的升压的机构，在此，采用离心式或容积式的泵元件(未图示)被循环泵电动机44a驱动的泵。循环泵43a设于利用侧水出口管48a。循环泵电动机44能利用逆变器装置(未图示)来改变其转速(即运转频率)，藉此，能进行循环泵43a的容量控制。
藉此，利用单元4a能进行以下供热水运转：通过使利用侧热交换器41a作为从制冷剂连通管14被导入的热源侧制冷剂的散热器起作用来将在利用侧热交换器41a中散热后的热源侧制冷剂导出至液体制冷剂连通管13，并通过热源侧制冷剂在利用侧热交换器41a中的散热来加热水介质。
另外，在利用单元4a中设有各种传感器。具体而言，在利用单元4a中设有利用侧热交换温度传感器50a、水介质入口温度传感器51a及水介质出口温度传感器52a，其中，上述利用侧热交换温度传感器50a对利用侧热交换器41a液体侧的热源侧制冷剂的温度即利用侧制冷剂温度Tsc1进行检测，上述水介质入口温度传感器51a对利用侧热交换器41a入口处的水介质的温度即水介质入口温度Twr进行检测，上述水介质出口温度传感器52a对利用侧热交换器41a出口处的水介质的温度即水介质出口温度Tw1进行检测。
—温水制热单元—
温水制热单元9a设置于室内，经由水介质连通管15a、16a而与利用单元4a连接，从而构成水介质回路80a的一部分。
温水制热单元9a主要具有热交换面板91a，构成暖气片、地板制热面板等。
热交换面板91a在暖气片的情况下设于室内的墙壁附近等，在地板制热面板的情况下设于室内的地板下等，该热交换面板91a是作为在水介质回路80a中循环的水介质的散热器起作用的热交换器，在其入口连接有水介质连通管16a，在其出口连接有水介质连通管15a。
—水介质连通管—
水介质连通管15a与温水制热单元9a的热交换面板91a的出口连接。水介质连通管16a与温水制热单元9a的热交换面板91a的入口连接。
另外，还能在水介质连通管15a、16a上与温水制热单元9a并列地连接储热水单元。
—温水制热运转—
接着，对热泵***1的温水制热运转进行说明。
在进行利用单元4a的温水制热运转的情况下，在热源侧制冷剂回路20中，热源侧切换机构23被切换至蒸发运转状态(图1的热源侧切换机构23的虚线所示的状态)，吸入返回膨胀阀26a被关闭。
在这种状态的热源侧制冷剂回路20中，制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入热源侧压缩机21中，并在被压缩至制冷循环中的高压后，被排出至热源侧排出管21b。被排出至热源侧排出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管22b而返回至热源侧吸入管21c。制冷机油被分离后的高压的热源侧制冷剂经由第二热源侧气体制冷剂管23b及气体侧截止阀30而从热源单元2被输送至制冷剂连通管14。
被输送至制冷剂连通管14后的高压的热源侧制冷剂被输送至利用单元4a。被输送至利用单元4a后的高压的热源侧制冷剂被输送至利用侧热交换器41a。被输送至利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在利用侧热交换器41a中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由利用侧流量调节阀42a及利用侧液体制冷剂管45a而从利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13。
被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀29而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管26中不流动，因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态，并经由热源侧液体制冷剂管24a而被输送至热源侧热交换器24。被输送至热源侧热交换器24后的低压的制冷剂在热源侧热交换器24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器24中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐28后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入热源侧压缩机21中。
另一方面，在水介质回路80a中，通过热源侧制冷剂在利用侧热交换器41a中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在利用侧热交换器41a中被加热后的水介质经由利用侧水出口管48a而被吸入循环泵43a中，并在压力上升后，从利用单元4a被输送至水介质连通管16a。被输送至水介质连通管16a的水介质被输送至温水制热单元9a。
被输送至温水制热单元9a后的水介质在热交换面板91a中散热，藉此，来对室内的墙壁附近等进行加热或对室内的地板进行加热。
—在水介质回路中循环的水介质的流量控制—
参照图2～图3的流程图对上述温水制热运转中在水介质回路80a中循环的水介质的流量控制进行说明。
在本实施方式的热泵***1中，首先，控制部201改变压缩机21的运转频率来控制制冷剂循环量，以使利用侧热交换器41a出口处的水类介质出口温度Twl达到作为目标的第一目标温度Twls。另外，制冷剂循环量的控制可在以下的水介质的流量控制中同时进行。
与此同时，控制部201对循环泵43a的运转容量进行控制，以使利用侧热交换器41a出口处的水类介质与利用侧热交换器41a入口处的水类介质的出入口温度差ΔTw(＝Twl-Twr)达到作为目标的第二目标温度差即目标水介质出入口温度差ΔTws。
具体而言，在图2的步骤S1中，首先，将循环泵电动机44a的转速R(即，运转频率)设定为初始值R0。
接着，在步骤S2中，控制部201控制成将循环泵电动机44a的转速R维持在R0，并使循环泵43a运转一定时间。
接着，在步骤S3中，控制部201判断利用侧热交换器41a出口处的水类介质与利用侧热交换器41a入口处的水类介质的出入口温度差ΔTw是否比目标水介质出入口温度差ΔTws大。
若水介质出入口温度差ΔTw比目标水介质出入口温度差ΔTws大的状态维持了一定时间(步骤S3为“是”时)，则判定在水介质回路80a中循环的水介质的流量较少，从而通过增大循环泵电动机44a的转速(即，运转频率)来进行控制以使循环泵43a的运转容量增大(步骤S4～S5)。在本实施方式中，控制部201通过进行使当前的出入口温度差ΔTw接近目标水介质出入口温度差ΔTws的PI控制，来控制循环泵43a的运转容量。
在此，PI控制是所谓的比例积分控制，一般用下式(1)表示输入输出的关系。
u(t)＝kp{e(t)+(1/Ti)∫e(t)dt}    式(1)
其中，
u(t)：操作量关于时间t的函数
kp：比例增益
e(t)：偏差关于时间t的函数
Ti：积分时间
PI控制具有即使目标值改变或存在固定扰动也不会产生偏差(误差)的特点。
根据上述PI控制的基本式(1)，进行PI控制，使作为目标的温度差ΔTws与利用侧热交换器的出入口的温度差ΔTw之间的偏差EF(＝ΔTws-ΔTw)为零。此时的循环泵电动机44a的转速R的修正值即α值如下式(2)所示。
α＝α#+Kc×{(EF-EF#)+Kic×(EF+EF#)Δtc/2Tic}    式(2)
α#：上次的α
EF：本次的偏差
EF#：上次的偏差
Kc、Kic：增益
Δtc：取样时间
Tic：积分常数
具体来说，在步骤S4中，控制部201根据上述式(2)计算出α。
接着，在步骤S5中，控制部201将循环泵电动机44a的转速R修正成在当前的转速上加上α值的转速，对控制泵43a的运转容量进行控制。此后，返回步骤S2。
另一方面，若水介质出入口温度差ΔTw比目标水介质出入口温度差ΔTws小(步骤S3为“否”时)，且水介质出口温度Twl为作为目标的第一目标温度Twls以上(步骤S6为“是”时)，则判定在水介质回路80a中循环的水介质的流量较多，进行与上述相同的PI控制，以通过减小循环泵电动机44a的转速(即，运转频率)来使循环泵43a的运转容量减小(步骤S7～S8)。
具体来说，在步骤S7中，控制部201根据上述式(2)计算出α。
接着，在步骤S8中，控制部201将循环泵电动机44a的转速R修正成从当前的转速中减去α值的转速，对控制泵43a的运转容量进行控制。此后，返回步骤S2。
通过进行上述水介质的流量控制，就能适当地控制在水介质回路80a中循环的水介质的流量。另外，目标水介质出入口温度差ΔTws是考虑了利用侧热交换器41a的热交换能力的设计条件等而被设定的。
<室温与水介质流量的联动控制>
此外，控制部201进行如下控制：当由空气温度传感器203检测到的房间R内部的室温即检测空气温度Td与由室温控制器202设定的设定空气温度Ts之间的空气温度差ΔTa(＝Ts-Td)比规定的第三目标温度差ΔTcs大的情况下，朝使水介质出入口温度差ΔTw变小的方向改变目标水介质出入口温度差ΔTws。
具体来说，如图3的流程图所示，首先，在步骤S31中，控制部201将目标水介质出入口温度差ΔTws设定为初始值T0。
接着，在步骤S32中，控制部201判定检测空气温度Td与由室温控制器202设定的设定空气温度Ts之间的空气温度差ΔTa是否比规定的第三目标温度差ΔTcs大。
若ΔTa比ΔTcs大的状态维持了规定时间(步骤S32为“是”时)，在步骤S33中，控制部201将从目标水介质出入口温度差ΔTws中减去规定的修正值Tδ后的值作为新的目标水介质出入口温度差ΔTws，朝使水介质出入口温度差ΔTw变小的方向进行运转控制，即朝增加水介质循环量的方向控制循环泵43a的运转容量。
另一方面，若ΔTa比ΔTcs大的状态并未维持规定时间(步骤S32为“否”时)，则将目标水介质出入口温度差ΔTws设定为初始值T0。
通过进行上述与室温联动的水介质的流量控制，即便在温水制热单元9a及其它的制热用热交换器的负载减少的情况下，也能可靠地防止水类介质的温度过度上升。
<实施方式的特征>
(1)
在实施方式的热泵***1中，同时进行两个控制。作为第一控制，控制热源侧制冷剂回路20中的制冷剂侧循环量，以使利用侧热交换器41a出口处的水类介质的温度Twl达到作为目标的第一目标温度Twls，并以将利用侧热交换器41a出口侧的水温维持在规定温度的方式进行控制。与此同时，作为第二控制，控制循环泵43a的运转容量，以使利用侧热交换器41a出口处的水类介质与利用侧热交换器41a入口处的水类介质的介质温度差ΔTw达到作为目标的第二目标温度差ΔTws，并将现有热泵***中在安装时等场合通过手动调整而被固定的出入口的温度差自动控制成规定的温度差。藉此，即便在利用侧热交换器41a的负载减少的情况下，也能可靠地防止水类介质的过度的温度变化。
(2)
因此，即便在利用侧的负载减少的情况下，通过进行使利用侧热交换器41a的出入口温度差即介质温度差ΔTw朝第二目标温度差ΔTws增大的PI控制，能防止温度上升到比温水制热单元9a等利用侧设备的中间水温设备设计温度高，也能防止过热和设备的启停。其结果是，能使能量效率提高，也能使舒适性提高。而且，由于自动进行循环泵43a的水量调节，因此容易进行温水流量的管理及调整。
(3)
此外，在实施方式的热泵***1中，控制部201通过进行使当前的出入口温度差ΔTw接近目标水介质出入口温度差ΔTws的PI控制来控制循环泵43a的运转容量。
因此，在本实施方式的热泵***1中，能利用这种PI控制来进行温度控制，以消除当前的出入口温度差ΔTw与目标水介质出入口温度差ΔTws之间的偏差，因此，能可靠地防止水类介质的温度过度上升。
(4)
另外，在实施方式的热泵***1中，使用由制冷剂在利用侧热交换器41a中的冷凝而产生的温水来进行房间R的制热。藉此，即便在房间R的室温变高且利用侧热交换器41a的负载减少的情况下，也能可靠地防止水类介质的温度过度上升。
(5)
在实施方式的热泵***1中，在出入口温度差ΔTw比目标水介质出入口温度差ΔTws小，且利用侧热交换器41a出口处的水类介质的温度Twl为作为目标的第一目标温度Twls以上时，控制部201进行使循环泵43a的运转容量减少的控制，相反，在出入口温度差ΔTw比目标水介质出入口温度差ΔTws大时，控制部201进行使循环泵43a的运转容量增加的控制。
藉此，在出入口温度差ΔTw比目标水介质出入口温度差ΔTws小，且利用侧热交换器41a出口处的水类介质的温度Twl为作为目标的第一目标温度Twls以上的情况下，判断为利用侧热交换器41a的负载减少，从而能更可靠地防止水类介质的温度过度上升。
(6)
在实施方式的热泵***1中，控制部201在由空气温度传感器203检测出的检测空气温度Td与由室温控制器202设定的设定空气温度Ts之差ΔTa(＝Ts-Td)比规定的第三目标温度差ΔTcs大的情况下，朝使出入口温度差ΔTw变小的方向改变目标水介质出入口温度差ΔTws。
通过进行上述与室温联动的水介质的流量控制，在室温充分高于设定温度、利用侧热交换器41a的负载减少的情况下，是朝使出入口温度差ΔTw变小的方向改变目标水介质出入口温度差ΔTws来进行使循环泵43a的运转容量增加的控制，因此，能更可靠地防止水类介质的温度过度上升。
因此，例如，在热泵***1暖机时等能力不足的情况下，通过自动改变目标水介质出入口温度差ΔTws，就能改变循环泵43a的运转容量。因此，不需要使用室温控制器202来改变设定空气温度Ts。
<变形例>
(A)
另外，在上述实施方式中，作为本发明的热泵***1的一例，为了容易理解发明，表示了在利用侧设有一台利用单元4a的例子，但本发明不限定于此，也可以在液体制冷剂连通管13及气体制冷剂连通管14上与利用单元4a并列地连接其它利用单元(室内空调单元等)。此时，通过进行上述实施方式中的运转控制，即便在利用侧热交换器41a的负载减少的情况下，也能可靠地防止水类介质的温度过度上升。
(B)
另外，在上述实施方式的热泵***1中，利用单元4a利用侧热交换器41a在热源侧制冷剂回路20的制冷剂与水介质回路80a的水之间直接进行热交换，但本发明不限定于此，也可以在热源侧制冷剂回路20与水介质回路80a之间设置其它制冷剂回路来构成级联式热泵***。此时，通过进行上述实施方式中的运转控制，即便在利用侧热交换器41a的负载减少的情况下，也能可靠地防止水类介质的温度过度上升。
(C)
此外，在上述实施方式的热泵***1中，以进行温水地板制热的热泵***为例进行了说明，但本发明不局限于此。即，也可以切换热泵***1中的热源侧切换机构23来使热源侧制冷剂回路20中的制冷剂反向流动，并使用由利用侧热交换器41a中的制冷剂的蒸发而产生的冷水来进行房间R的制冷。此时，通过进行上述运转控制，在利用侧热交换器41a的负载减少的情况下，能可靠地防止水类介质的温度过度降低。
工业上的可利用性
本发明能适用于各种使水类介质循环的热泵***。
(符号说明)
1   热泵***
2   热源单元
4a  利用单元
12  排出制冷剂连通管
13  液体制冷剂连通管
14  气体制冷剂连通管
20  热源侧制冷剂回路
21  热源侧压缩机
23  热源侧切换机构
24  热源侧热交换器
41a 利用侧热交换器
42a 利用侧流量调节阀
43a 循环泵
80a 水介质回路
201 控制部
202 室温控制器
203 空气温度传感器
204 水温传感器
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2003-314838号公报

Claims (5)

1.一种热泵***，其特征在于，包括：
制冷剂回路(20)，该制冷剂回路(20)将压缩机(21)、在制冷剂与水类介质之间进行热交换的利用侧热交换器(41a)、膨胀阀(25、42a)、热源侧热交换器(24)连接成环状；
入口温度传感器(51a)，该入口温度传感器(51a)对所述利用侧热交换器(41a)中的水类介质的热交换器入口温度进行测定；
出口温度传感器(52a)，该出口温度传感器(52a)对所述利用侧热交换器(41a)中的水类介质的热交换器出口温度进行测定；
容量可变型循环泵(43a)，该容量可变型循环泵(43a)使所述水类介质在环状的温水回路的内部循环；以及
控制部(201)，该控制部(201)对所述制冷剂回路中的制冷剂侧循环量进行控制，以使所述利用侧热交换器(41a)出口处的水类介质的温度达到作为目标的第一目标温度(Twls)，并对所述循环泵(43a)的运转容量进行控制，以使所述利用侧热交换器(41a)出口处的水类介质与所述利用侧热交换器(41a)入口处的水类介质的介质温度差(ΔTw)达到作为目标的第二目标温度差(ΔTws)。
2.如权利要求1所述的热泵***，其特征在于，所述控制部(201)通过进行使当前的所述介质温度差(ΔTw)接近于所述第二目标温度差(ΔTws)的PI控制，来对所述循环泵(43a)的运转容量进行控制。
3.如权利要求1或2所述的热泵***，其特征在于，使用由所述利用侧热交换器(41a)中的制冷剂的冷凝而产生的温水来进行对象空间的制热。
4.如权利要求3所述的热泵***，其特征在于，当所述介质温度差(ΔTw)比所述第二目标温度差(ΔTws)小且所述利用侧热交换器(41a)出口处的水类介质的温度为所述第一目标温度(ΔTwls)以上时，所述控制部(201)进行使所述泵的运转容量减少的控制，相反，当所述介质温度差(ΔTw)比所述第二目标温度差(ΔTws)大时，所述控制部(201)进行使所述循环泵(43a)的运转容量增加的控制。
5.如权利要求4所述的热泵***，其特征在于，还包括：
空气温度设定元件(202)，该空气温度设定元件(202)对进行制热的所述对象空间的空气温度进行设定；以及
空气温度检测元件(203)，该空气温度检测元件(203)对所述空气温度进行检测，
当由所述空气温度检测元件(203)检测出的检测空气温度与由所述空气温度设定元件(202)设定的设定空气温度之间的空气温度差(ΔTa)比规定的第三目标温度差(ΔTcs)大时，所述控制部(201)朝使所述介质温度差(ΔTw)变小的方向改变所述第二目标温度差(ΔTws)。
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