CN103062819A - 热泵式热水供暖装置 - Google Patents

Abstract

本发明的热泵式热水供暖装置，其特征在于，包括：具有压缩机（3）且加热热水的热泵循环（2）；多个散热机构（13a～13c）；使由热泵循环（2）加热的热水向多个散热机构（13a～13c）循环的热水循环泵（9）；分别与多个散热机构（13a～13c）连接的开闭机构（11a～11d）；和控制部（16），在多个散热机构（13a～13c）的设定温度不同的情况下，以规定的周期对与设定温度最高的散热机构（13a～13c）以外的散热机构（13a～13c）连接的开闭机构（11a～11d）进行开闭，并且使关闭多个开闭机构（11a～11d）的时刻大致为同时，通过以不同的地板温度运转多个房间的地暖板来提高舒适性。

Description

热泵式热水供暖装置

技术领域

本发明涉及以使用热泵生成的热水进行供暖的热泵式热水供暖装置。

背景技术

目前，大多使用以石油或天然气等燃烧类的燃料作为热源的供暖设备，近年来利用热泵技术的供暖市场急剧扩大。

然而，只用现有的空气调节机存在供暖时脚下难以变暖的等课题，为了消除该课题，正在开发利用热泵技术的热水供暖装置（例如参照专利文献1）。

在专利文献1中记载的热水供暖装置，对高温制冷剂与热水进行热交换，将热交换后升温的热水输送至地暖板等供暖终端，进行供暖。

此外，热泵式热水供暖装置是组合制冷循环单元和热水循环单元而构成的。

在制冷循环单元中，用制冷剂配管依次环状地连接压缩机、作为冷凝器的水制冷剂热交换器的制冷剂侧配管、膨胀阀和蒸发器，构成制冷循环。在水制冷剂热交换器内对利用该制冷循环加热的高温制冷剂和热水进行热交换来加热热水。

在热水循环单元中，连接水制冷剂热交换器的循环水侧配管、热水循环泵、热水箱和热动阀而构成。

控制装置控制制冷循环单元和热水循环单元。遥控器设定热水温度。

利用控制装置和遥控器指示供暖运转开始时，根据用遥控器设定的热水温度进行制冷循环运转，打开登记于遥控器的热动阀，运转热水循环泵。然后，使热水在与由遥控器的操作而打开的热动阀连接的地暖板循环，进行供暖。

此外，多个遥控器和多个地暖板与热泵式热水供暖装置连接。与各个地暖板对应的遥控器的设定温度不同时，通过间歇运转减少低温设定区域的地板温度的上升，成为适合的温度。间歇运转是对与设定温度最高的遥控器对应的地暖板以外的地暖板，以规定的周期使开闭阀开闭的运转，该开闭阀对向与低温设定遥控器对应的地暖板供给热水的供给路径进行开闭。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-203749号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述现有的热泵式热水供暖装置中，为了供给地暖板所需要的热量，伴随间歇运转等时的热动阀的开闭，热水的流量显著变化，特别是在闭阀时热水流量降低。从而，从制冷剂向热水的导热量减少，制冷剂变成高温高压，所以需要在制冷剂为高温高压的状态下运转制冷循环。

在制冷剂为高温高压的状态下，为了保护压缩机，必须频繁地停止制冷循环的运转。但是，在制冷循环的运转停止时，由制冷循环进行的加热中断，所以有热水的温度下降且地暖板表面温度也降低而使得舒适性降低的倾向。

作为该课题的对策，在专利文献1中记载了使热水循环泵流量变化的方法，但是实际上地暖板的压力损失较高，所以存在难以增加热水的流量，不能将变成高温高压的制冷剂充分冷却的问题。

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供通过以不同的地板温度运转多个房间的地暖板来提高舒适性的热泵式热水供暖装置。

用于解决课题的方法

为了解决上述现有的课题，本发明提供一种热泵式热水供暖装置，其特征在于，包括：具有压缩机加热热水的热泵循环；多个散热机构；使由上述热泵循环加热的上述热水向多个上述散热机构循环的热水循环泵；分别与多个上述散热机构连接的开闭机构；和控制部，在多个上述散热机构的设定温度不同的情况下，以规定的周期对与上述设定温度最高的上述散热机构以外的上述散热机构连接的上述开闭机构进行开闭，并且使关闭多个上述开闭机构的时刻大致为同时。

发明效果

根据本发明，能够提供通过以不同的地板温度运转多个房间的地暖板来提高舒适性的热泵式热水供暖装置。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的热泵式热水供暖装置的回路结构图。

图2是该热泵式热水供暖装置的烧热运转的流程图。

图3是该热泵式热水供暖装置的运转时时序图。

附图符号说明

1热泵热水供暖装置

2热泵循环

3压缩机

4空气热交换器

5空气热交换器风扇

6制冷剂流量调节阀

7水制冷剂热交换器

8热水循环回路

9热水循环泵

10缓冲罐

11a～11d热动阀（开闭机构）

12a～12c遥控器

13a～13c地暖板（散热机构）

14返回温度检测传感器

15供给温度检测传感器

16控制部

具体实施方式

本发明的第一方面的热泵式热水供暖装置，其特征在于，包括：具有压缩机加热热水的热泵循环；多个散热机构；使由热泵循环加热的热水向多个散热机构循环的热水循环泵；分别与多个散热机构连接的开闭机构；和控制部，在多个散热机构的设定温度不同的情况下，以规定的周期对与设定温度最高的散热机构以外的散热机构连接的开闭机构进行开闭，并且使关闭多个开闭机构的时刻大致为同时，在该热泵式热水供暖装置中，为了预测负荷变动，使关闭开闭机构的时刻一定。

本发明的第二方面的热泵式热水供暖装置，特别是在第一方面中，在关闭开闭机构的时刻之前，降低压缩机的运转频率，所以热水流量降低，从制冷剂向热水的导热量减少，能够抑制制冷剂变成高温高压。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，并不由本实施方式限定本发明。

（实施方式1）

根据图1～图3，对本发明的实施方式1的热泵式热水供暖装置进行说明。

图1是本发明的作为对象的热泵热水供暖装置1的结构图。热泵热水供暖装置1由热泵循环2、热水循环回路8和控制部16构成。

热泵循环2包括：吸入制冷剂进行压缩并排出高温高压的制冷剂的压缩机3；从室外空气采热的空气热交换器4；将室外空气强制性地导入空气热交换器4的空气热交换器风扇5；调整制冷剂的流量的制冷剂流量调节阀6；和进行制冷剂与热水的热交换的水制冷剂热交换器7。

另一方面，热水循环回路8包括：与水制冷剂热交换器7连接，使热水循环回路8内的热水循环的热水循环泵9；储存热水的缓冲罐10；作为例如3个散热机构的地暖板13a～13c；和作为对向各个地暖板13供给热水进行控制的开闭机构的热动阀11a～11d。

热泵循环2和热水循环回路8相互独立，制冷剂和热水不会混合。水制冷剂热交换器7为制冷剂和热水能够热交换的结构。在水制冷剂热交换器7使用双管式热交换器或板式热交换器。

在热水循环回路8中，在水制冷剂热交换器7的出口侧设置有对从水制冷剂热交换器7向地暖板13a～13c去的热水的供给温度To进行计测的供给温度检测传感器15。

此外，在水制冷剂热交换器7的入口侧设置有对从地暖板13a～13c返回水制冷剂热交换器7的热水的返回温度Ti进行计测的返回温度检测传感器14。

控制部16通过组进微型计算机（未图示）中的控制程序，取得室外温度、压缩机3的排出温度（都由未图示的温度传感器检测）、由供给温度检测传感器15检测出的供给温度To、由返回温度检测传感器14检测出的返回温度Ti，控制压缩机3的频率、空气热交换器风扇5的转速、制冷剂流量调节阀6的开度、热动阀11a～11d的开闭。

遥控器12a～12c和地暖板13a～13c都设置于作为供暖对象的房间内。在本实施方式中，表示了与3个地暖板13a～13c对应地设置有3个遥控器12a～12c的情况，但是也可以使用2个遥控器，按地暖板13a～13c中的数个进行控制，或者使用1个遥控器，控制地暖板13a～13c全部。

地暖板表面温度能够通过改变遥控器12a～12c的“温度调节”的设定进行设定，通过操作按钮能够进行从“高”到“低”的10级调节。在本实施方式中，如果设定为“5”，则供给的水温为约40℃，地暖板的表面温度为28℃。

通过操作遥控器12a～12c，热泵热水供暖装置1运行，利用热水循环泵9将加热后的热水输送至地暖板13a～13c散热，由此进行房间的供暖。

用图2说明烧热运转。

首先，使用者用遥控器12设定水制冷剂热交换器7的热水的目标供给温度Th（步骤1）。这里，从多个遥控器12a～12c判断是否设定了各自不同的目标供给温度Th（步骤2）。在步骤2中，在设定了不同的目标供给温度Th的情况下设定最高的目标供给温度Th1（步骤3）。

供给温度检测传感器15总是检测供给温度To（步骤4）。

在步骤5中，比较供给温度To和目标供给温度Th。在步骤5中，当判断为供给温度To比目标供给温度Th加规定温度Ta（例如2℃）低时，运转压缩机3（步骤6）。

当通过压缩机3的运转而使得烧热运转开始时，热水循环泵9驱动，将热水供给到水制冷剂热交换器7。然后，持续由热泵循环2进行的烧热运转，直到由供给温度检测传感器15检测的供给温度To超过目标供给温度Th为止。

其结果是，从压缩机3排出的高温制冷剂流入水制冷剂热交换器7，通过向热水散热能够生产高温水。此外，在水制冷剂热交换器7内，使水和制冷剂成为逆流来提高热交换效率。

接着，判断由供给温度检测传感器15检测的从水制冷剂热交换器7出来的热水的供给温度To是否接近目标供给温度Th（步骤7）。在步骤7中，如果供给温度To相对于目标供给温度Th在规定温度Tb（例如5℃）以内，则判断为供给温度To接近目标供给温度Th，减小压缩机3的转速，使能力降低（步骤8）。

然后，当判断为由供给温度检测传感器15检测的供给温度To在步骤5中比目标供给温度Th高规定温度Ta（例如2℃）时，停止压缩机3的运转，结束烧热运转（步骤9）。

这里，在由热泵循环2进行的烧热运转结束后，也驱动热水循环泵9，使热水向水制冷剂热交换器7循环。这是由于，在烧热运转停止过程中也需要由返回温度检测传感器14和供给温度检测传感器15检测热水的温度，当热水的温度降低时必须立即重新开始由热泵循环2进行的烧热运转。

将在停止压缩机3的运转时检测出的返回温度Ti作为停止时返回温度Tim存储（步骤10）。

然后，压缩机3在运转停止过程中也驱动热水循环泵9，由供给温度检测传感器15总是检测供给温度To（步骤11）。当判断为由供给温度检测传感器15检测的供给温度To比停止压缩机3的运转时存储的停止时返回温度Tim低规定温度Tb（例如5℃）时（步骤12），重新开始压缩机3的运转，开始烧热运转（步骤13）。

例如当作为烧热温度将目标供给温度Th设定为55℃时，由供给温度检测传感器15检测的供给温度To超过57℃（=55℃+2℃）时停止压缩机3的运转。

此时，如果由返回温度检测传感器14检测出的返回温度Ti为53℃，则存储停止时返回温度Tim为53℃。

热水循环泵9的驱动在压缩机3的烧热运转结束后也进行。然后，当由供给温度检测传感器15检测的供给温度To比压缩机3的停止时返回温度Tim低规定温度Tc（例如5℃）时，重新开始压缩机3的运转。此外，本实施方式所示的规定温度Ta、Tb、Tc，并不用于限定本实施方式。

对在步骤2中用分别与多个地暖板13a～13c的对应的遥控器12a～12c以不同的目标供给温度运转的情况进行说明。

在地暖板13为仅1个***运转打开（ON）的情况下，根据其温度设定决定供暖时的目标供给温度Th，但是在多个***同时运转打开的情况下，采用设定温度较高的地暖板13的目标供给温度Th1（步骤3）。

然后，目标供给温度Th较低的地暖板13以规定周期对对应的热动阀11b、11c、11d进行开闭动作，来调节向地暖板13的输入热量（步骤14）。

图3是以用分别与多个地暖板13a～13c对应的遥控器12a～12c设定的不同的目标供给温度Th运转时的运转例的时序图。

在3个遥控器12a～12c中，设定温度较高的遥控器12a（设定目标供给温度Th1）在运转中，从遥控器12b指示比遥控器12a（目标供给温度Th1）低的设定温度，接着从遥控器12c指示比遥控器12a（目标供给温度Th1）低的设定温度的情况下，通过设定温度不同，登记于遥控器12b的热动阀11b、11c、接着是登记于遥控器12c的热动阀11d，开始间歇运转，进行以规定的周期关闭热动阀11b、11c、11d的时刻为同时的间歇运转。

在图3中，当用遥控器12b指示比遥控器12a低的设定温度时，为打开状态的热动阀11b、11c关闭，开始间歇运转（（a）的时刻）。

接着，当用遥控器12c指示比遥控器12a低的设定温度时，为关闭状态的热动阀11b、11c维持关闭，并且开始间歇运转（（b）的时刻）。此时，在热动阀11b、11c根据间歇运转的周期进行打开动作之前，当用遥控器12c指示比遥控器12a低的设定温度时，热动阀11b、11c的间歇运转被复位，从（b）的时刻起重新开始间歇运转。

在热动阀11b、11c在间歇运转中的打开动作中热动阀11d为打开状态的情况下，在热动阀11b、11c的间歇运转中的关闭动作的时刻，热动阀11d关闭（（c）的时刻）。

此外，在热动阀11b、11c在间歇运转中的打开动作中由遥控器12a变更设定温度的情况下，在该变更的时刻热动阀11b、11c的间歇运转被复位，热动阀11b、11c关闭（（d）的时刻）。

如上所述，每次发生使间歇运转周期改变的主要原因时，通过将周期复位，能够总是预测并控制间歇运转的流量降低的时刻。

由此，在以用分别与多个地暖板13a～13c对应的遥控器12a～12c设定的不同的目标供给温度Th运转时，在关闭热动阀11b、11c、11d的时刻之前，将作为热泵循环2的压缩机3的加热能力的运转频率降低来进行运转，由此能够降低热水流量，减少从制冷剂向热水的导热量，抑制制冷剂变成高温高压。

如上所述，本发明的热泵式热水供暖装置，能够提供提高舒适性，并且能够用分别与多个地暖板13a～13c对应的遥控器12a～12c进行不同的目标供给温度到达时的运转的热泵式热水供暖装置。

产业上的利用可能性

本发明的热泵式热水供暖装置，通过以不同的地板温度运转多个房间的地暖板来提高舒适性，所以能够应用于具有热水回路的热水器、地板供暖或热水供暖等供暖设备。

Claims (2)

1.一种热泵式热水供暖装置，其特征在于，包括：

具有压缩机且加热热水的热泵循环；

多个散热机构；

使由所述热泵循环加热的所述热水向多个所述散热机构循环的热水循环泵；

分别与多个所述散热机构连接的开闭机构；和

控制部，

在多个所述散热机构的设定温度不同的情况下，以规定的周期对与所述设定温度最高的所述散热机构以外的所述散热机构连接的所述开闭机构进行开闭，并且使关闭多个所述开闭机构的时刻大致为同时。

2.如权利要求1所述的热泵式热水供暖装置，其特征在于：

在关闭所述开闭机构的时刻之前，降低所述压缩机的运转频率。

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