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制熱熱水供給系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:11141866閱讀:347來源:國知局
制熱熱水供給系統(tǒng)的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及具有熱水貯存箱的制熱熱水供給系統(tǒng)。



背景技術(shù):

下述專利文獻(xiàn)1所公開的制熱熱水供給系統(tǒng)具備:加熱液狀熱介質(zhì)的熱泵;熱水貯存箱;設(shè)在熱水貯存箱內(nèi)的下部的箱用熱交換器;制熱器;使熱介質(zhì)在箱用熱交換器中循環(huán)的回路;使熱介質(zhì)循環(huán)到制熱器的回路。該制熱熱水供給系統(tǒng)通過使由熱泵加熱過的熱介質(zhì)循環(huán)到制熱器來實(shí)施制熱,通過使由熱泵加熱過的熱介質(zhì)循環(huán)到箱用熱交換器來將熱水貯存到熱水貯存箱內(nèi)。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開2013-155911號公報(bào)



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明所要解決的課題

專利文獻(xiàn)1的制熱熱水供給系統(tǒng)利用位于箱下部的箱用熱交換器對熱水貯存箱內(nèi)的水進(jìn)行加熱。水隨著溫度變高而密度變小。被加熱的水通過因密度差產(chǎn)生的浮力向箱上部擴(kuò)散。其結(jié)果,整箱的水升溫。專利文獻(xiàn)1的制熱熱水供給系統(tǒng)的蓄熱動作是循環(huán)加熱式,通過使熱介質(zhì)在熱泵與箱用熱交換器之間反復(fù)循環(huán)來逐漸加熱整箱的水。在專利文獻(xiàn)1的制熱熱水供給系統(tǒng)的蓄熱動作結(jié)束時(shí),整箱的溫度與目標(biāo)加熱溫度一致。

作為熱水供給端,例如有淋浴器、廚房的水龍頭、洗碗機(jī)等各種設(shè)備。根據(jù)熱水供給端的用途,必要的熱水供給溫度有所不同。對于淋浴器、廚房水龍頭,例如40℃左右的溫度就夠用。洗碗機(jī)相比其他用途需要高溫,例如需要55℃左右的溫度。在洗碗機(jī)使用55℃的熱水的情況下,需要在熱水貯存箱存儲最低55℃的熱水。在該情況下,在專利文獻(xiàn)1的制熱熱水供給系統(tǒng)中,不得不將整箱的水加熱到55℃。

熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)效率隨著加熱溫度變得越高而越為降低。例如與加熱溫度45℃的時(shí)候相比,加熱溫度55℃的時(shí)候的熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)效率變差。即,與從40℃加熱到45℃的情況相比,從50℃加熱到55℃的情況下的電力消耗更大。洗碗機(jī)與其他用途的淋浴器或者廚房熱水供給相比,一天的熱水供給量相當(dāng)少。即,高溫?zé)崴┙o的必要量少。為了少量的高溫?zé)崴┙o而加熱整箱的水會使得熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)效率變差,并不理想。隨著熱水貯存溫度越高,從箱散熱的散熱損失就越大。若考慮該點(diǎn),將整箱加熱也是不理想的。

本發(fā)明是為了解決上述課題而做出的,其目的在于提供能夠抑制能耗的制熱熱水供給系統(tǒng)。

用于解決課題的構(gòu)件

本發(fā)明的制熱熱水供給系統(tǒng)具備:熱水貯存箱;加熱液體的液體加熱裝置;在液體與水之間進(jìn)行熱交換的液體-水熱交換器;輸送液體的液體泵;輸送水的水泵;利用液體的熱進(jìn)行制熱的制熱器;供液體在液體加熱裝置與液體-水熱交換器之間循環(huán)的水加熱回路;供液體在液體加熱裝置與制熱器之間循環(huán)的制熱回路;切換水加熱回路和制熱回路的第一閥;從熱水貯存箱的下部將水導(dǎo)向液體-水熱交換器的下部去路;從液體-水熱交換器將水導(dǎo)向熱水貯存箱的上部的上部返路;從比下部靠上且比上部靠下的熱水貯存箱的中間部將水導(dǎo)向液體-水熱交換器的中間部去路;從液體-水熱交換器將水導(dǎo)向熱水貯存箱的中間部的中間部返路;切換下部去路和中間部去路的第二閥;切換上部返路和中間部返路的第三閥;與熱水貯存箱的中間部連接的中間部熱水供給管;以及與熱水貯存箱的上部連接的上部熱水供給管。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的制熱熱水供給系統(tǒng),能夠抑制能耗。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的制熱熱水供給系統(tǒng)的構(gòu)成圖。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的制熱熱水供給系統(tǒng)中的控制裝置、制熱遙控器以及熱水供給遙控器的構(gòu)成的框圖。

圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的制熱熱水供給系統(tǒng)所具備的熱泵單元的制冷劑回路圖。

圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的熱水供給端的構(gòu)成例的圖。

圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的制熱熱水供給系統(tǒng)的控制裝置的控制動作的流程圖。

圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的再蓄熱動作的中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)中的熱水貯存箱6的水溫變化的圖。

圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的再蓄熱動作的高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)中的熱水貯存箱6的水溫變化的圖。

圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的制熱熱水供給系統(tǒng)的控制裝置的控制動作的流程圖。

圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的制熱熱水供給系統(tǒng)的控制裝置的控制動作的流程圖。

圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的制熱熱水供給系統(tǒng)的控制裝置的控制動作的流程圖。

圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5的制熱熱水供給系統(tǒng)的控制裝置的控制動作的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外,對各圖中共同的要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記而省略重復(fù)說明。

實(shí)施方式1.

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的制熱熱水供給系統(tǒng)的構(gòu)成圖。圖1所示的本實(shí)施方式1的制熱熱水供給系統(tǒng)1是一般家庭中進(jìn)行制熱以及熱水供給的系統(tǒng)。制熱熱水供給系統(tǒng)1具備加熱液體的熱泵單元2、內(nèi)置熱水貯存箱6的熱水貯存單元3和制熱器4。液體管40以及液體管41將熱泵單元2與熱水貯存單元3之間連接。液體管30以及液體管31將熱水貯存單元3與制熱器4之間連接。在熱水貯存單元3連接供水管12以及熱水供給管15。熱水供給管15與熱水貯存單元3的外部的混合閥16連接。在混合閥16連接供水管17以及熱水供給管18。供水管12以及17供給自來水等水源的水。熱水供給管18與后述的熱水供給端連接。在以下的說明中,有時(shí)將從供水管12以及17供給的水或者溫度與其接近的水稱為“低溫水”。

熱泵單元2是具有加熱液體的功能的液體加熱裝置。該液體作為熱介質(zhì)發(fā)揮作用。在本實(shí)施方式1中,作為液體使用水。液體按照液體管40、熱泵單元2、液體管41的順序流動。熱泵單元2所具備的制冷劑回路的制冷劑沒有特別限定,例如優(yōu)選R410A、R32等HFC制冷劑、碳?xì)浠衔锏茸匀恢评鋭?。本發(fā)明中液體加熱裝置所加熱的液體并不限定于水。作為液體也可以使用防凍液或者鹽水。通過作為液體使用防凍液或者鹽水,能夠可靠地防止寒冷地域的凍結(jié)。

制熱器4例如能夠由散熱器、風(fēng)機(jī)盤管等構(gòu)成。制熱器4設(shè)置在屋內(nèi)?;旌祥y16能夠?qū)臒崴┙o管15流入的熱水與從供水管17流入的水的混合比進(jìn)行調(diào)整。利用混合閥16能夠?qū)υ跓崴┙o管18流動的熱水的溫度進(jìn)行調(diào)整。

液體管41與熱水貯存單元3內(nèi)的液體管42連接。液體管42與三通閥29(第一閥)連接。在液體管42的途中配置液體泵43。在三通閥29還連接有與連接部51連通的管和液體管33。連接部51與液體-水熱交換器5的液體入口連通。液體管40與熱水貯存單元3內(nèi)的液體管44連接。液體管44與連接部52連接。連接部52與液體-水熱交換器5的液體出口連通。液體管33與液體管30連接。液體管31與熱水貯存單元3內(nèi)的液體管44的途中連通。

熱水貯存箱6具備連接口53、連接口57、連接口58、連接口59、連接口60以及連接口61。連接口53以及連接口58配置在熱水貯存箱6的下部。所謂熱水貯存箱6的下部,并不是僅指熱水貯存箱6的最下部的用語,而是指熱水貯存箱6的下側(cè)的一部分的用語。例如可以將從熱水貯存箱6的最下部至熱水貯存箱6的三分之一高度為止的范圍設(shè)作熱水貯存箱6的下部。在本實(shí)施方式1中,連接口53以及連接口58位于熱水貯存箱6的最下部或者其附近。

連接口60以及連接口61配置在熱水貯存箱6的上部。所謂熱水貯存箱6的上部,并不是僅指熱水貯存箱6的最上部的用語,而是指熱水貯存箱6的上側(cè)的一部分的用語。例如可以將從熱水貯存箱6的最上部至熱水貯存箱6的三分之二高度為止的范圍設(shè)作熱水貯存箱6的上部。在本實(shí)施方式1中,連接口60以及連接口61位于熱水貯存箱6的最上部或者其附近。

連接口57以及連接口59配置在熱水貯存箱6的中間部。所謂熱水貯存箱6的中間部,是指比熱水貯存箱6的下部靠上且比熱水貯存箱6的上部靠下的部分的用語。例如可以將從熱水貯存箱6的三分之一高度至熱水貯存箱6的三分之二高度為止的范圍設(shè)作熱水貯存箱6的中間部。

水管32將連接口53與三通閥7(第二閥)連接。在三通閥7還連接有水管20以及水管34。水管34與連接部54連接。連接部54與液體-水熱交換器5的水入口連通。在水管34的途中配置水泵8。水管20與連接部56連接。水管11將連接部56與連接口57連接。水管35將連接部55與三通閥9(第三閥)連接。連接部55與液體-水熱交換器5的水出口連通。在三通閥9還連接有水管10以及水管21。水管10與連接部56連接。水管21與連接口61連接。

液體泵43以及水泵8既可以是能夠通過變換器控制等使其動作速度(例如轉(zhuǎn)速)可變的結(jié)構(gòu),也可以是恒速的結(jié)構(gòu)。三通閥7、三通閥9以及三通閥29是流路切換閥。液體-水熱交換器5對液體的熱與水的熱進(jìn)行交換。液體-水熱交換器5例如能夠由板式熱交換器構(gòu)成。并不是利用熱泵單元2的高溫的制冷劑直接加熱水,而是經(jīng)由液體利用液體-水熱交換器5加熱水,從而即便在使用高硬度的水的情況下,也能夠可靠地抑制流路被水垢堵塞。另外,即便在熱泵單元2內(nèi)的熱交換器意外破損了的情況下,也能夠可靠地防止制冷劑以及冷凍機(jī)油混入到水中。另外,通過使不是水的液體在制熱器4中循環(huán),能夠可靠地抑制制熱器4內(nèi)的流路污濁。

在向熱水貯存箱6蓄熱的中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)以及高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)中,三通閥29使液體泵43與液體-水熱交換器5之間連通。在中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)以及高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)中,由熱泵單元2加熱了的液體按照液體管41、液體管42、液體泵43、三通閥29、連接部51、液體-水熱交換器5、連接部52、液體管44、熱泵單元2的順序循環(huán)。該液體回路相當(dāng)于水加熱回路。

在由制熱器4制熱的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)中,三通閥29使液體泵43與液體管33之間連通。在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)中,由熱泵單元2加熱了的液體按照液體管41、液體管42、液體泵43、三通閥29、液體管33、液體管30、制熱器4、液體管31、熱泵單元2的順序循環(huán)。該液體回路相當(dāng)于制熱回路。

在中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)中水流動的路徑如以下那樣。三通閥7使水管32與水管34之間連通。三通閥9使水管35與水管10之間連通。熱水貯存箱6的下部的水通過按照連接口53、水管32、三通閥7、水管34、水泵8、連接部54的順序流動,從而被導(dǎo)向液體-水熱交換器5。該路徑相當(dāng)于下部去路。經(jīng)過了液體-水熱交換器5的水通過按照連接部55、水管35、三通閥9、水管10、連接部56、水管11、連接口57的順序流動,從而被導(dǎo)向熱水貯存箱6的中間部。該路徑相當(dāng)于中間部返路。

在高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)中水流動的路徑如以下那樣。三通閥7使水管20與水管34之間連通。三通閥9使水管35與水管21之間連通。熱水貯存箱6的中間部的水通過按照連接口57、水管11、連接部56、水管20、三通閥7、水管34、水泵8、連接部54的順序流動,被導(dǎo)向液體-水熱交換器5。該路徑相當(dāng)于中間部去路。經(jīng)過了液體-水熱交換器5的水通過按照連接部55、水管35、三通閥9、水管21、連接口61的順序流動,被導(dǎo)向熱水貯存箱6的上部。該路徑相當(dāng)于上部返路。

三通閥29能夠切換上述的水加熱回路和制熱回路。三通閥7能夠切換上述的下部去路和中間部去路。三通閥9能夠切換上述的中間部返路和上部返路。

中間部熱水供給管13連接連接口59與三通閥14。上部熱水供給管19連接連接口60與三通閥14連接。在三通閥14還連接有熱水供給管15。三通閥14是流路切換閥。在中溫?zé)崴┙o時(shí),三通閥14使中間部熱水供給管13與熱水供給管15之間連通。在高溫?zé)崴┙o時(shí),三通閥14使上部熱水供給管19與熱水供給管15之間連通。三通閥14也可以是混合閥。

熱水貯存箱6能夠貯存由熱泵單元2加熱了的熱水。在熱水貯存箱6內(nèi),能夠形成上側(cè)為高溫而下側(cè)為低溫的溫度成層。熱水貯存箱6內(nèi)維持成滿水。當(dāng)熱水貯存箱6內(nèi)的熱水從連接口59或者連接口60流出時(shí),同量的水從連接口58流入熱水貯存箱6內(nèi)。

溫度傳感器201檢測從熱泵單元2輸出的液體的溫度。以下將由溫度傳感器201檢測的溫度稱為“熱泵出口溫度”。溫度傳感器202檢測水管21的水溫。以下將由溫度傳感器202檢測的溫度稱為“上部返回溫度”。溫度傳感器203檢測熱水貯存箱6的中間部的水溫。以下將由溫度傳感器203檢測的溫度稱為“中間部水溫”。溫度傳感器204檢測熱水貯存箱6的上部的水溫。以下將由溫度傳感器204檢測的溫度稱為“上部水溫”。溫度傳感器211檢測熱水貯存箱6的上部的水溫。溫度傳感器211檢測比溫度傳感器204靠下的位置的水溫。以下將由溫度傳感器211檢測的溫度稱為“第二上部水溫”。溫度傳感器211配置在比溫度傳感器204靠下且比溫度傳感器203靠上的位置。溫度傳感器212檢測進(jìn)入熱泵單元2的液體的溫度。以下將由溫度傳感器212檢測的溫度稱為“熱泵入口溫度”。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的制熱熱水供給系統(tǒng)1中的控制裝置101、制熱遙控器102以及熱水供給遙控器103的構(gòu)成的框圖??刂蒲b置101例如能夠由微機(jī)構(gòu)成??刂蒲b置101能夠控制中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)、高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)、制熱運(yùn)轉(zhuǎn)以及除霜運(yùn)轉(zhuǎn)??刂蒲b置101具備測定部104、演算部105、控制部106、通信部107以及存儲部108??刂蒲b置101還具備輸入輸出外部信號的輸出輸入端口(圖示省略)。包括上述的熱泵單元2、水泵8、三通閥7、三通閥9、三通閥14、三通閥29以及液體泵43在內(nèi)的各種設(shè)備和包括溫度傳感器201、202、203、204、211、212在內(nèi)的各種傳感器與控制裝置101電連接。

存儲部108包括ROM、RAM、非揮發(fā)性存儲器、半導(dǎo)體存儲器等。存儲部108存儲設(shè)定值以及控制程序等。測定部104基于由各傳感器檢測的信息來獲取各部分的溫度以及壓力等信息。演算部105基于由測定部104取得的信息、來自制熱遙控器102以及熱水供給遙控器103的指令、存儲于存儲部108的設(shè)定值以及控制程序等,進(jìn)行用于制熱熱水供給系統(tǒng)1的控制動作的演算??刂撇?06基于演算部105的演算結(jié)果、存儲于存儲部108的設(shè)定值以及控制程序等,控制各設(shè)備。制熱遙控器102以及熱水供給遙控器103能夠分別與控制裝置101進(jìn)行通信地連接。通信部107經(jīng)由通信線或者以無線方式在與制熱遙控器102以及熱水供給遙控器103乃至外部的其他設(shè)備之間相互進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

制熱遙控器102以及熱水供給遙控器103被設(shè)置在屋內(nèi)。制熱遙控器102具備操作部109以及顯示部110。操作部109具有供使用者輸入制熱的開啟及關(guān)閉等指令的開關(guān)等。顯示部110顯示有關(guān)制熱熱水供給系統(tǒng)1的動作狀態(tài)的信息等。熱水供給遙控器103具備操作部111以及顯示部112。操作部111具有供使用者輸入熱水供給溫度等指令的開關(guān)等。顯示部112顯示有關(guān)制熱熱水供給系統(tǒng)1的動作狀態(tài)的信息、熱水供給溫度等。

圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式1的制熱熱水供給系統(tǒng)1所具備的熱泵單元2的制冷劑回路圖。如圖3所示那樣,熱泵單元2具備制冷劑回路,該制冷劑回路包括壓縮機(jī)23、四通閥24、制冷劑-液體熱交換器25、膨脹閥26、制冷劑-空氣熱交換器27以及儲液器28。壓縮機(jī)23吸入低壓的氣體制冷劑,對其進(jìn)行壓縮,排出高溫高壓的氣體制冷劑。壓縮機(jī)23優(yōu)選的是能夠控制容量的構(gòu)造。例如通過利用變換器控制來控制壓縮機(jī)23的動作速度,從而能控制壓縮機(jī)23的容量。四通閥24是將從壓縮機(jī)23排出的制冷劑的輸送目的地切換成制冷劑-液體熱交換器25和制冷劑-空氣熱交換器27的切換閥。制冷劑-液體熱交換器25使制冷劑與液體之間進(jìn)行熱交換。制冷劑-液體熱交換器25具有第一制冷劑口251以及第二制冷劑口252。作為制冷劑-液體熱交換器25,例如可以使用板式熱交換器。膨脹閥26使高壓制冷劑膨脹而形成低壓制冷劑。膨脹閥26能夠調(diào)整制冷劑流量。制冷劑-空氣熱交換器27使制冷劑與空氣(外氣)之間進(jìn)行熱交換。制冷劑-空氣熱交換器27具有第一制冷劑口271以及第二制冷劑口272。作為制冷劑-空氣熱交換器27,例如可以使用由傳熱管及翅片構(gòu)成的交叉翅片式的翅管型熱交換器。儲液器28能夠貯存液體制冷劑。通過使在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變化時(shí)暫時(shí)產(chǎn)生的液體制冷劑滯留在儲液器28,能夠可靠地防止大量的液體制冷劑流入壓縮機(jī)23。

熱泵單元2具備壓力傳感器205、溫度傳感器206、207、208以及209。壓力傳感器205檢測壓縮機(jī)23的排出制冷劑壓力。溫度傳感器206檢測壓縮機(jī)23的排出制冷劑溫度。溫度傳感器207檢測制冷劑-液體熱交換器25的第二制冷劑口252側(cè)的制冷劑溫度。溫度傳感器208檢測制冷劑-空氣熱交換器27的第一制冷劑口271側(cè)的制冷劑溫度。溫度傳感器209檢測外氣溫度。

在本實(shí)施方式1中,作為加熱水的液體加熱裝置使用熱泵(熱泵單元2),但本發(fā)明的液體加熱裝置并不限定于熱泵,也可以是燃燒式的裝置、電加熱器式的裝置等任意類型。在本實(shí)施方式1中,液體加熱裝置(熱泵單元2)與熱水貯存單元3分體構(gòu)成,但在本發(fā)明中液體加熱裝置和熱水貯存單元3也可以是一體構(gòu)成。

圖4是表示本實(shí)施方式1中的熱水供給端的構(gòu)成例的圖。熱水供給端的數(shù)量以及用途因家庭而異。在圖4所示的例子中,作為熱水供給端,有浴室淋浴器901、洗碗機(jī)902以及廚房水龍頭903等。熱水供給管18分支成多個(gè),與各熱水供給端連接。閥22a開閉朝向浴室淋浴器901的熱水供給流路。閥22b開閉朝向洗碗機(jī)902的熱水供給流路。閥22c開閉朝向廚房水龍頭903的熱水供給流路。

(初期蓄熱動作)

當(dāng)制熱熱水供給系統(tǒng)1的設(shè)置工事完成而開始制熱熱水供給系統(tǒng)1的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),熱水貯存箱6內(nèi)的水全部為低溫水。在家里長期無人后等長期不使用制熱熱水供給系統(tǒng)1時(shí),熱水貯存箱6內(nèi)的水也會全部是低溫水。在以下的說明中,作為示例,將低溫水的溫度設(shè)為15℃。在制熱熱水供給系統(tǒng)1的設(shè)置工事完成后若接通電源,則在熱水供給遙控器103的顯示部112顯示各熱水供給端的熱水供給設(shè)定溫度的輸入要求。使用者或者施工者等針對該輸入要求,通過操作部111輸入各熱水供給端的熱水供給設(shè)定溫度,可設(shè)定各熱水供給端的熱水供給設(shè)定溫度。各熱水供給端的熱水供給設(shè)定溫度經(jīng)由通信部107被存儲在存儲部108。

演算部105基于被存儲在存儲部108的多個(gè)熱水供給端的熱水供給設(shè)定溫度,確定第一設(shè)定溫度以及第二設(shè)定溫度。第二設(shè)定溫度是低于第一設(shè)定溫度的溫度。演算部105可以將多個(gè)熱水供給端的熱水供給設(shè)定溫度中最高的溫度或者比其稍高的溫度確定作為第一設(shè)定溫度。例如洗碗機(jī)902的熱水供給設(shè)定溫度或者比其稍高的溫度可成為第一設(shè)定溫度。演算部105可以將多個(gè)熱水供給端的熱水供給設(shè)定溫度中第二高的溫度或者比其稍高的溫度確定作為第二設(shè)定溫度。在多個(gè)熱水供給端的熱水供給設(shè)定溫度中最高的溫度和第二高的溫度之差小的情況下,演算部105也可以將多個(gè)熱水供給端的熱水供給設(shè)定溫度中第三高的溫度或者比其稍高的溫度確定作為第二設(shè)定溫度。在以下的說明中,作為示例,將第一設(shè)定溫度設(shè)為55℃,將第二設(shè)定溫度設(shè)為45℃。第一設(shè)定溫度由Tset1表示,第二設(shè)定溫度由Tset2表示,上部水溫由Ttank1表示,中間部水溫由Ttank2表示。

圖5是表示本實(shí)施方式1的制熱熱水供給系統(tǒng)1的控制裝置101的控制動作的流程圖。在圖5的步驟S1中,控制裝置101對溫度傳感器203所檢測的中間部水溫Ttank2與第二設(shè)定溫度Tset2進(jìn)行比較。在中間部水溫Ttank2低于第二設(shè)定溫度Tset2的情況下,控制裝置101向步驟S2轉(zhuǎn)移,執(zhí)行中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)。在步驟S2的中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束后,控制裝置101向步驟S3轉(zhuǎn)移。在步驟S1中間部水溫Ttank2高于第二設(shè)定溫度Tset2的情況下,控制裝置101跳過步驟S2,向步驟S3轉(zhuǎn)移。

在步驟S3中,控制裝置101對溫度傳感器204所檢測的上部水溫Ttank1與第一設(shè)定溫度Tset1進(jìn)行比較。在上部水溫Ttank1低于第一設(shè)定溫度Tset1的情況下,控制裝置101向步驟S4轉(zhuǎn)移,執(zhí)行高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)。在步驟S3上部水溫Ttank1高于第一設(shè)定溫度Tset1的情況下,控制裝置101跳過步驟S4,結(jié)束本流程圖的處理。

(中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn))

以下,對中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行進(jìn)一步說明。中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)是通過使熱泵單元2、水加熱回路、下部去路以及中間部返路動作而在熱水貯存箱6蓄熱的運(yùn)轉(zhuǎn)??刂蒲b置101優(yōu)選的是將液體泵43的動作速度設(shè)為恒定,更優(yōu)選的是將液體泵43的動作速度固定為最大速度。這樣,液體-水熱交換器5的入口出口間的液體的溫度差變小,能夠?qū)岜萌肟跍囟纫种频玫?,能夠抑制電力消耗??刂蒲b置101優(yōu)選的是將水泵8的動作速度設(shè)為恒定,更優(yōu)選的是將水泵8的動作速度固定為最大速度。這樣,液體-水熱交換器5的出口入口間的水的溫度差變小,能夠?qū)岜萌肟跍囟纫种频玫?,能夠抑制電力消耗??刂蒲b置101可以在溫度傳感器203所檢測的中間部水溫Ttank2成為第二設(shè)定溫度Tset2以上時(shí)結(jié)束中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)??刂蒲b置101可以在熱水貯存箱6的下部的水溫成為第二設(shè)定溫度Tset2或者接近的溫度為止都持續(xù)進(jìn)行中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)。在以下的說明中,有時(shí)將第二設(shè)定溫度Tset2或者接近的溫度的水稱為“中溫水”。

以下說明中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)中的熱泵單元2的加熱動作。從壓縮機(jī)23排出的制冷劑按照四通閥24、第一制冷劑口251、制冷劑-液體熱交換器25、第二制冷劑口252、膨脹閥26、第一制冷劑口271、制冷劑-空氣熱交換器27、第二制冷劑口272、四通閥24、儲液器28、壓縮機(jī)23的順序循環(huán)。從壓縮機(jī)23排出的高溫高壓的制冷劑流入制冷劑-液體熱交換器25。由制冷劑-液體熱交換器25冷卻制冷劑,加熱液體。由制冷劑-液體熱交換器25冷卻的制冷劑由膨脹閥26減壓。由膨脹閥26減壓的低壓制冷劑由制冷劑-空氣熱交換器27吸收外氣的熱而蒸發(fā)。由制冷劑-空氣熱交換器27吸熱過的制冷劑經(jīng)由四通閥24以及儲液器28而被吸入壓縮機(jī)23。

(高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn))

以下,對高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的說明。高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)是通過使熱泵單元2、水加熱回路、中間部去路以及上部返路動作而在熱水貯存箱6蓄熱的運(yùn)轉(zhuǎn)。高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)中的熱泵單元2的加熱動作與中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)中的動作相同。控制裝置101優(yōu)選的是將液體泵43的動作速度設(shè)為恒定,更優(yōu)選的是將液體泵43的動作速度固定為最大速度。這樣,液體-水熱交換器5的入口出口間的液體的溫度差變小,能夠?qū)岜萌肟跍囟纫种频玫?,能夠抑制電力消耗。?yōu)選的是,控制裝置101控制水泵8的動作速度以便溫度傳感器202所檢測的上部返回溫度變成第一設(shè)定溫度Tset1以上。剛起動后的熱泵單元2的加熱能力小。通過上述那樣控制水泵8,即使在熱泵單元2的加熱能力小的期間,也能夠可靠地抑制流入熱水貯存箱6的上部的熱水的溫度變低。控制裝置101可以在溫度傳感器211所檢測的第二上部水溫Ttank3變成第一設(shè)定溫度Tset1以上時(shí)結(jié)束高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)。在以下的說明中,有時(shí)將第一設(shè)定溫度Tset1或者與其接近的溫度的水稱為“高溫水”。當(dāng)結(jié)束了高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),比溫度傳感器211的位置靠上的熱水貯存箱6的水成為高溫水,比溫度傳感器211的位置靠下的熱水貯存箱6的水保持為中溫水。在本實(shí)施方式1中,通過基于多個(gè)熱水供給端的熱水供給設(shè)定溫度中最高的溫度來確定第一設(shè)定溫度Tset1,從而能夠?qū)崴A存箱6的高溫水的溫度形成為沒有過分和不足的溫度。因而,能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)利便性以及電力消耗的抑制。

中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)是熱水貯存箱6的水在液體-水熱交換器5多次循環(huán)的循環(huán)加熱式。循環(huán)加熱式與后述的一次通過加熱式相比為高效率。一般來講,對于家庭,中溫水的需求多,高溫水的需求少。根據(jù)本實(shí)施方式1,通過以高效率的循環(huán)加熱式進(jìn)行生成需求多的中溫水的中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn),能夠抑制電力消耗。

高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)是熱水貯存箱6的水僅通過液體-水熱交換器5一次的一次通過加熱式。根據(jù)本實(shí)施方式1,通過進(jìn)行高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn),能夠在熱水貯存箱6內(nèi)的中溫水的上方生成高溫水。為此,即使在要求高溫水的情況下,也無需將熱水貯存箱6的整體形成為高溫水。因而,能夠抑制電力消耗。在高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)中,利用液體-水熱交換器5將中溫水加熱成高溫水。因而,與將低溫水加熱成高溫水的情況相比,能夠抑制能耗以及花費(fèi)時(shí)間。在高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)中,由熱泵單元2加熱的液體在液體-水熱交換器5循環(huán)多次。為此,與利用使熱泵的制冷劑與水直接進(jìn)行熱交換的構(gòu)成進(jìn)行一次通過加熱式的加熱的情況相比,效率得到提高,能夠抑制電力消耗。

(制熱運(yùn)轉(zhuǎn))

以下,對制熱運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的說明。制熱運(yùn)轉(zhuǎn)是通過使熱泵單元2以及制熱回路動作而使由熱泵單元2加熱了的液體在制熱器4循環(huán)的運(yùn)轉(zhuǎn)。制熱運(yùn)轉(zhuǎn)中的熱泵單元2的加熱動作與中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)以及高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)中的動作相同??刂蒲b置101優(yōu)選的是將液體泵43的動作速度設(shè)為恒定,更優(yōu)選的是將液體泵43的動作速度固定為最大速度。這樣,制熱器4的入口出口間的液體的溫度差變小,能夠?qū)岜萌肟跍囟纫种频玫?,能夠抑制電力消耗。水?成為停止?fàn)顟B(tài)。三通閥7可以使水管32與水管34之間連通。三通閥9可以使水管35與水管10之間連通。

優(yōu)選的是,在中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)控制裝置101對熱泵單元2進(jìn)行的控制、在高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)控制裝置101對熱泵單元2進(jìn)行的控制、在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)控制裝置101對熱泵單元2進(jìn)行的控制彼此相同。換言之,控制裝置101優(yōu)選的是在進(jìn)行中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)、高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)以及制熱運(yùn)轉(zhuǎn)中的任意運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),都對熱泵單元2進(jìn)行共同的控制。這樣,在中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)、高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)以及制熱運(yùn)轉(zhuǎn)之間切換運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,無需變更熱泵單元2的動作,所以能夠順暢且迅速地進(jìn)行切換,能夠抑制切換時(shí)的能量損失。

優(yōu)選的是,在中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)控制裝置101對液體泵43進(jìn)行的控制、在高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)控制裝置101對液體泵43進(jìn)行的控制、在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)控制裝置101對液體泵43進(jìn)行的控制彼此相同。換言之,控制裝置101優(yōu)選的是在進(jìn)行中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)、高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)以及制熱運(yùn)轉(zhuǎn)中的任意運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),都對液體泵43進(jìn)行共同的控制。這樣,在中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)、高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)以及制熱運(yùn)轉(zhuǎn)之間切換運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,由于無需變更液體泵43的動作,所以能夠順暢且迅速地進(jìn)行切換,能夠抑制切換時(shí)的能量損失。

(熱水供給動作)

在向熱水供給設(shè)定溫度高的熱水供給端例如洗碗機(jī)902供給熱水的情況下,控制裝置101由三通閥14使上部熱水供給管19與熱水供給管15之間連通。由此,能夠從上部熱水供給管19向熱水供給管15供給高溫水。在向熱水供給設(shè)定溫度不高的熱水供給端例如浴室淋浴器901或者廚房水龍頭903供給熱水的情況下,控制裝置101由三通閥14使中間部熱水供給管13與熱水供給管15之間連通。由此,能夠從中間部熱水供給管13向熱水供給管15供給中溫水。這樣,能夠抑制高溫水的使用量,能夠優(yōu)先使用中溫水,所以能夠提高能量效率。

中間部熱水供給管13和熱水貯存箱6連接的位置即連接口59的位置,優(yōu)選的是比溫度傳感器203的位置靠上且比溫度傳感器211的位置靠下。由此,可獲得以下的效果。若溫度傳感器203所檢測的中間部水溫Ttank2低于第二設(shè)定溫度Tset2,則可實(shí)施中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)。為此,在比溫度傳感器203的位置靠上的位置,能夠期待中溫水可靠地存在。因此,通過使連接口59的位置比溫度傳感器203的位置靠上,能夠期待在連接口59的位置有中溫水可靠地存在。因而,能夠從連接口59向中間部熱水供給管13可靠地供給中溫水。當(dāng)溫度傳感器211所檢測的第二上部水溫Ttank3成為第一設(shè)定溫度Tset1以上時(shí),可結(jié)束高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)。因而,能夠期待比溫度傳感器211的位置靠下的熱水貯存箱6的水保持為中溫水。因此,通過使連接口59的位置比溫度傳感器211的位置靠下,能夠期待在連接口59的位置不存在高溫水而有中溫水可靠地存在。因此,能夠從連接口59向中間部熱水供給管13可靠地供給中溫水。

(再蓄熱動作)

通過進(jìn)行熱水供給動作而使得熱水貯存箱6的蓄熱量減少,則圖5的流程圖的步驟S1或者步驟S3的不等號可再次成立。例如在中溫水被消耗的情況下,步驟S1的不等號成立,可實(shí)施再蓄熱動作的中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)。例如在高溫水被消耗的情況下,步驟S3的不等號成立,可實(shí)施再蓄熱動作的高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖6是表示本實(shí)施方式1中的再蓄熱動作的中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)中的熱水貯存箱6的水溫變化的圖。在該中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí),熱水貯存箱6的水溫分布變成如圖6(a)那樣。從熱水貯存箱6的連接口53被導(dǎo)出的水通過熱泵單元2升溫了恒定的溫度差,返回連接口57。在以下的說明中,作為示例,將該恒定的溫度差設(shè)為10℃(10K)。在圖6(a)中,從連接口53被導(dǎo)出的15℃的水通過熱泵單元2被加熱到25℃。該被加熱的水從連接口57流入熱水貯存箱6。以下將從連接口57流入熱水貯存箱6的水稱為“回水”?;厮捎谝蛎芏炔钚纬傻母×Χ鴱倪B接口57朝上方擴(kuò)散。在回水的溫度以上的區(qū)域,沒有浮力對回水作用。因而,在圖6(a)中,25℃的回水滯留在45℃的層之下。其結(jié)果,從圖6(a)朝圖6(b)那樣的溫度分布轉(zhuǎn)移。

在圖6(b)中,從連接口53被導(dǎo)出的25℃的水通過熱泵單元2被加熱成35℃。該35℃的回水從連接口57流入熱水貯存箱6,滯留在45℃的層之下。其結(jié)果,從圖6(b)朝圖6(c)那樣的溫度分布轉(zhuǎn)移。

在圖6(c)中,從連接口53被導(dǎo)出的35℃的水通過熱泵單元2被加熱成45℃。該45℃的回水從連接口57流入熱水貯存箱6,與初始存在的45℃的層融合,進(jìn)而滯留在下方。其結(jié)果,從圖6(c)朝圖6(d)那樣的溫度分布轉(zhuǎn)移。若成為圖6(d)的狀態(tài),則控制裝置101結(jié)束再蓄熱動作的中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)。

中間部返路與熱水貯存箱6連接的位置即連接口57的位置,優(yōu)選的是與溫度傳感器203的位置相比靠下或者位于相同高度。當(dāng)基于溫度傳感器203所檢測的中間部水溫開始中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),如圖6(a)那樣,在比溫度傳感器203靠上的位置會存在中溫水。此時(shí),若假設(shè)連接口57的位置比溫度傳感器203的位置靠上,則在比連接口57靠下且比溫度傳感器203靠上的區(qū)域會存在中溫水。在該區(qū)域的中溫水中混入從連接口57流入的回水,若該區(qū)域的中溫水的溫度降低,則產(chǎn)生能量損失。對此,若連接口57的位置比溫度傳感器203的位置靠下或者位于相同高度,則能夠可靠地避免上述那樣的因中溫水的溫度降低導(dǎo)致的能量損失。

根據(jù)上述的理由,中間部熱水供給管13與熱水貯存箱6連接的位置即連接口59的位置,優(yōu)選的是比溫度傳感器203的位置靠上,中間部返路與熱水貯存箱6連接的位置即連接口57的位置,優(yōu)選的是與溫度傳感器203的位置相比靠下或者位于相同高度。因此,中間部熱水供給管13與熱水貯存箱6連接的位置即連接口59的位置,優(yōu)選的是比中間部返路與熱水貯存箱6連接的位置即連接口57的位置靠上。另外,在本實(shí)施方式1中,如圖1所示那樣,溫度傳感器203位于熱水貯存箱6的高度的大致二分之一的位置,但溫度傳感器203的位置相比熱水貯存箱6的高度的二分之一的位置既可以靠下也可以靠下。

圖7是表示本實(shí)施方式1中的再蓄熱動作的高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)中的熱水貯存箱6的水溫變化的圖。在該高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí),熱水貯存箱6的水溫分布成為圖7(e)。從連接口57被導(dǎo)出的中溫水(45℃)通過熱泵單元2被加熱成高溫水(55℃)。通過該高溫水從連接口61流入熱水貯存箱6,高溫水(55℃)的層向下擴(kuò)大。其結(jié)果,從圖7(e)經(jīng)圖7(f)向圖7(g)那樣的溫度分布轉(zhuǎn)移。若成為圖7(g)的狀態(tài),則控制裝置101結(jié)束再蓄熱動作的高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)。

根據(jù)本實(shí)施方式1,通過實(shí)施中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)以及高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn),能夠使高溫水以及中溫水層積在熱水貯存箱6內(nèi)。為此,即使不使熱水貯存箱6的整體形成高溫,也能夠使用高溫水。一般來講,生成高溫水時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率低。根據(jù)本實(shí)施方式1,能夠抑制高溫水的生成量,所以能夠大幅降低電力消耗。由于能夠減少熱水貯存箱6內(nèi)的高溫水的量,所以也能夠降低熱水貯存箱6的散熱損失。

中間部熱水供給管13與熱水貯存箱6連接的位置即連接口59的位置,優(yōu)選的是比中間部去路與熱水貯存箱6連接的位置即連接口57的位置靠上。其理由如下所述。通過從熱水貯存箱6散熱,熱水貯存箱6內(nèi)的熱水的溫度逐漸降低。在圖7中,為了使說明變簡單,中溫水的層的整體以45℃表示。實(shí)際上通過從熱水貯存箱6散熱,會在中溫水的層之中產(chǎn)生溫度分布。例如中溫水的層的上部為45℃或者與其接近的溫度,中溫水的層的下部成為比其更低的溫度。如圖7所示那樣,若進(jìn)行高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn),則高溫水與中溫水的邊界層往下移動,中溫水的層的上部也往下移動。若中間部熱水供給管13與熱水貯存箱6連接的位置即連接口59的位置比中間部去路與熱水貯存箱6連接的位置即連接口57的位置靠上,則能夠從往下移動了的中溫水的層的上部向中間部熱水供給管13供給熱水。因而,能夠可靠地抑制向中間部熱水供給管13供給的中溫水的溫度降低。對此,若假設(shè)中間部熱水供給管13與熱水貯存箱6連接的位置即連接口59的位置比中間部去路與熱水貯存箱6連接的位置即連接口57的位置靠下,則即便進(jìn)行高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn),連接口59的位置的中溫水也不會往下移動,所以不會獲得上述效果。

如圖1所示那樣,在本實(shí)施方式1中,中間部去路與熱水貯存箱6連接的位置以及中間部返路與熱水貯存箱6連接的位置由連接口57兼用。為此,能夠使構(gòu)成簡化。在本發(fā)明中,也可以分別設(shè)置中間部去路與熱水貯存箱6連接的位置和中間部返路與熱水貯存箱6連接的位置。在該情況下,中間部去路與熱水貯存箱6連接的位置的高度與中間部返路與熱水貯存箱6連接的位置的高度也可以不同。

控制裝置101優(yōu)選的是,在中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)、高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)或者制熱運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí),當(dāng)起動熱泵單元2以及液體泵43時(shí),在起動熱泵單元2之前起動液體泵43。由此,能夠可靠地防止熱泵單元2的運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)液體在熱泵單元2內(nèi)變成異常的高溫。

控制裝置101優(yōu)選的是,在中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)或者高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí),當(dāng)起動熱泵單元2、液體泵43以及水泵8時(shí),在起動熱泵單元2之后起動水泵8。由此,在被加熱的液體在液體-水熱交換器5開始循環(huán)之后,水開始循環(huán)。因此,能夠抑制未被充分加熱的水返回?zé)崴A存箱6。尤其是在高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)開始后,能夠抑制未被充分加熱的水與熱水貯存箱6的上部的高溫水混合。

根據(jù)上述的理由,控制裝置101優(yōu)選的是,當(dāng)起動熱泵單元2、液體泵43以及水泵8時(shí),在起動熱泵單元2之前起動液體泵43,在起動熱泵單元2之后起動水泵8。

控制裝置101也可以在高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí),當(dāng)起動水泵8時(shí),在溫度傳感器201所檢測的熱泵出口溫度變成第一設(shè)定溫度Tset1以上時(shí)起動水泵8。由此,能夠抑制未被充分加熱的水與熱水貯存箱6的上部的高溫水混合。

實(shí)施方式2.

接著,參照圖8對本發(fā)明的實(shí)施方式2進(jìn)行說明,以與上述的實(shí)施方式1的差異點(diǎn)為中心進(jìn)行說明,對相同部分或者相當(dāng)部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記而省略說明。圖8是表示本實(shí)施方式2的制熱熱水供給系統(tǒng)1的控制裝置101的控制動作的流程圖。

圖8表示開始中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)或者高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的控制動作??刂蒲b置101首先起動液體泵43(步驟S11)。然后,控制裝置101起動熱泵單元2(步驟S12)。接著,控制裝置101將溫度傳感器201所檢測的熱泵出口溫度與溫度傳感器212所檢測的熱泵入口溫度之差(以下稱為“溫度差ΔT”)跟閾值進(jìn)行比較(步驟S13)。該閾值例如為2℃(2K)??刂蒲b置101在溫度差ΔT未達(dá)到閾值的情況下不起動水泵8,在溫度差ΔT達(dá)到閾值之后起動水泵8(步驟S14)。

根據(jù)本實(shí)施方式2,在基于溫度差ΔT確認(rèn)了由熱泵單元2開始加熱液體之后,能夠起動水泵8。因而,能夠抑制未被充分加熱的水返回?zé)崴A存箱6。尤其是在高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)開始后,能夠抑制未被充分加熱的水與熱水貯存箱6的上部的高溫水混合。

實(shí)施方式3.

接著,參照圖9對本發(fā)明的實(shí)施方式3進(jìn)行說明,以與上述的實(shí)施方式的差異點(diǎn)為中心進(jìn)行說明,對相同部分或者相當(dāng)部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記而省略說明。圖9是表示本實(shí)施方式3的制熱熱水供給系統(tǒng)1的控制裝置101的控制動作的流程圖。

圖9表示開始中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)或者高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的控制動作??刂蒲b置101,首先同步起動水泵8以及液體泵43(步驟S21)。在步驟S21中,控制裝置101使得水泵8起動后的動作速度(例如轉(zhuǎn)速)比液體泵43起動后的動作速度(例如轉(zhuǎn)速)低。然后,控制裝置101起動熱泵單元2(步驟S22)。接著,控制裝置101將溫度傳感器201所檢測的熱泵出口溫度與溫度傳感器212所檢測的熱泵入口溫度的溫度差ΔT跟閾值進(jìn)行比較(步驟S23)。該閾值例如為2℃(2K)??刂蒲b置101在溫度差ΔT未到達(dá)閾值的情況下不轉(zhuǎn)移到水泵8以及液體泵43的通??刂?,在溫度差ΔT達(dá)到閾值之后轉(zhuǎn)移到水泵8以及液體泵43的通??刂?步驟S24)。所謂水泵8以及液體泵43的通??刂剖菍?shí)施方式1說明的泵控制方法。

根據(jù)本實(shí)施方式3,在熱泵單元2起動時(shí),通過使水泵8以及液體泵43動作,能夠由液體-水熱交換器5可靠地冷卻液體。因此,能夠可靠地抑制熱泵入口溫度。其結(jié)果,能夠提高熱泵單元2的動作的可靠性。進(jìn)而,由于水泵8起動后的動作速度低,所以能夠抑制未被充分加熱的水流入熱水貯存箱6的量。尤其是在高溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)開始后,能夠抑制未被充分加熱的水與熱水貯存箱6的上部的高溫水混合。

也可以替代上述步驟S23的判斷,判斷水泵8起動后的經(jīng)過時(shí)間是否到達(dá)閾值(例如1分鐘),在經(jīng)過時(shí)間到達(dá)閾值之后轉(zhuǎn)移到水泵8以及液體泵43的通??刂啤?/p>

對于前述的實(shí)施方式1或者2,控制裝置101都可以使水泵8起動后的動作速度低于液體泵43起動后的動作速度。

實(shí)施方式4.

接著,參照圖10對本發(fā)明的實(shí)施方式4進(jìn)行說明,以與上述的實(shí)施方式的差異點(diǎn)為中心進(jìn)行說明,對相同部分或者相當(dāng)部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記而省略說明。圖10是表示本實(shí)施方式4的制熱熱水供給系統(tǒng)1的控制裝置101的控制動作的流程圖。

在外氣溫度低的情況下,若熱泵單元2進(jìn)行加熱動作,則會在制冷劑-空氣熱交換器27上附著霜。在附著大量霜的情況下,需要進(jìn)行除霜運(yùn)轉(zhuǎn)。圖10表示除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的控制動作??刂蒲b置101首先判斷熱泵單元2是否正在進(jìn)行加熱動作(步驟S31)。控制裝置101在熱泵單元2正在進(jìn)行加熱動作的情況下進(jìn)入到步驟S32,在否的情況下結(jié)束本流程圖的處理。在步驟S32中,控制裝置101比較溫度傳感器208所檢測的溫度T1與閾值(例如-5℃)??刂蒲b置101在溫度傳感器208所檢測的溫度T1為閾值以下的情況下,進(jìn)入到步驟S33而開始除霜運(yùn)轉(zhuǎn),在否的情況下結(jié)束本流程圖的處理。

在步驟S33中,控制裝置101如以下那樣開始除霜運(yùn)轉(zhuǎn)。首先,暫時(shí)停止壓縮機(jī)23,然后切換四通閥24以便從壓縮機(jī)23排出的制冷劑的輸送目的地成為制冷劑-空氣熱交換器27。然后,再次起動壓縮機(jī)23。由此,開始除霜運(yùn)轉(zhuǎn)。在除霜運(yùn)轉(zhuǎn)中,從壓縮機(jī)23排出的制冷劑按照四通閥24、第二制冷劑口272、制冷劑-空氣熱交換器27、第一制冷劑口271、膨脹閥26、第二制冷劑口252、制冷劑-液體熱交換器25、第一制冷劑口251、四通閥24、儲液器28、壓縮機(jī)23的順序循環(huán)。從壓縮機(jī)23排出的高溫高壓的制冷劑流入制冷劑-空氣熱交換器27,將霜融化。

在除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),控制裝置101控制三通閥7以及三通閥9以便選擇下部去路以及中間部返路(步驟S34)。在除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由于在制冷劑-液體熱交換器25制冷劑未加熱液體,所以未被加熱的液體從熱泵單元2流向液體管41。為此,在液體-水熱交換器5液體未加熱水。如上述步驟S34那樣,通過在除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)選擇下部去路以及中間部返路,能夠抑制未被充分加熱的水與熱水貯存箱6的上部的高溫水混合。

控制裝置101也可以替代步驟S34,控制三通閥29來選擇制熱回路并停止水泵8。通過在除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)控制三通閥29來選擇制熱回路并停止水泵8,能夠抑制未被充分加熱的水與熱水貯存箱6的上部的高溫水混合。

隨著霜被除去,溫度傳感器208所檢測的溫度T1上升??刂蒲b置101可以在溫度傳感器208所檢測的溫度T1達(dá)到第二閾值(例如10℃)的情況下結(jié)束除霜運(yùn)轉(zhuǎn)。在結(jié)束除霜運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,控制裝置101暫時(shí)停止壓縮機(jī)23并切換四通閥24,然后再次起動壓縮機(jī)23,從而再次開始熱泵單元2的加熱動作,使熱水貯存單元3的控制動作恢復(fù)成原來的動作。

實(shí)施方式5.

接著,參照圖11對本發(fā)明的實(shí)施方式5進(jìn)行說明,以與上述的實(shí)施方式的差異點(diǎn)為中心進(jìn)行說明,對相同部分或者相當(dāng)部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記而省略說明。圖11是表示本實(shí)施方式5的制熱熱水供給系統(tǒng)1的控制裝置101的控制動作的流程圖。

圖11表示除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的控制動作。在除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),控制裝置101控制三通閥29、三通閥7以及三通閥9,以便選擇水加熱回路、中間部去路以及上部返路(步驟S41)。接著,控制裝置101使液體泵43以及水泵8運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟S42)。液體泵43的動作速度既可以為恒定,也可以特別地固定成最大速度。

通過以上那樣控制,熱水貯存箱6內(nèi)的中溫水在液體-水熱交換器5循環(huán),在液體-水熱交換器5由中溫水加熱液體。被加熱的液體在制冷劑-液體熱交換器25循環(huán),在制冷劑-液體熱交換器25由液體加熱制冷劑。其結(jié)果,能夠更快地融化霜,能夠縮短除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。除霜運(yùn)轉(zhuǎn)相比中溫蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn),效率低,電力消耗大。在本實(shí)施方式5中,通過在除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)消耗中溫水,效率低的除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間縮短,從而能夠抑制整體的電力消耗。

在本實(shí)施方式5的除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),水泵8的動作速度越高,液體-水熱交換器5的熱交換量以及制冷劑-液體熱交換器25的熱交換量就越大,熱水貯存箱6的蓄熱量降低。制冷劑-液體熱交換器25的熱交換量越大,被吸入壓縮機(jī)23的制冷劑的壓力或者制冷劑的蒸發(fā)溫度就越高。除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑的蒸發(fā)溫度能夠由溫度傳感器207檢測。在本實(shí)施方式5中,在除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),可以控制水泵8的動作速度,以便制冷劑的蒸發(fā)溫度與目標(biāo)值(例如5℃)一致(步驟S43)。這樣,與外氣溫度、熱水貯存箱6的水溫分布等無關(guān),能夠?qū)⑦m當(dāng)?shù)臒崃繌臒崴A存箱6提供給制冷劑-液體熱交換器25。蒸發(fā)溫度的目標(biāo)值為了回避水凍結(jié)而優(yōu)選為0℃以上。

也可以替代上述步驟S43,設(shè)置檢測被吸入壓縮機(jī)23的制冷劑的壓力的傳感器,控制水泵8的動作速度以便被吸入壓縮機(jī)23的制冷劑的壓力與目標(biāo)值一致。在該情況下,也可獲得與上述相同的效果。另外,也可以替代溫度傳感器207,在經(jīng)過膨脹閥26、制冷劑-液體熱交換器25、四通閥24、儲液器28或者壓縮機(jī)23的路徑的任意路徑上設(shè)置溫度傳感器,基于該溫度傳感器所檢測的溫度,計(jì)算制冷劑的蒸發(fā)溫度或是被吸入壓縮機(jī)23的制冷劑的壓力。

附圖標(biāo)記的說明

1制熱熱水供給系統(tǒng),2熱泵單元,3熱水貯存單元,4制熱器,5液體-水熱交換器,6熱水貯存箱,7三通閥,8水泵,9三通閥,10、11水管,12供水管,13中間部熱水供給管,14三通閥,15熱水供給管,16混合閥,17供水管,18熱水供給管,19上部熱水供給管,20、21水管,22a、22b、22c閥,23壓縮機(jī),24四通閥,25制冷劑-液體熱交換器,26膨脹閥,27制冷劑-空氣熱交換器,28儲液器,29三通閥,30、31液體管,32水管,33液體管,34、35水管,40、41、42液體管,43液體泵,44液體管,51、52連接部,53連接口,54、55、56連接部,57、58、59、60、61連接口,101控制裝置,102制熱遙控器,103熱水供給遙控器,104測定部,105演算部,106控制部,107通信部,108存儲部,109、111操作部,110、112顯示部,201、202、203、204、206、207、208、209、211、212溫度傳感器,205壓力傳感器,251第一制冷劑口,252第二制冷劑口,271第一制冷劑口,272第二制冷劑口,901浴室淋浴器,902洗碗機(jī),903廚房水龍頭。

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