熱泵式熱水供給裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種熱泵式熱水供給裝置（100），其制冷劑回路（100c）具有壓縮機（1）、四通閥（2）、水熱交換器（3）、收容在蓄熱水箱（8）內(nèi)的蓄熱傳熱管（7）、膨脹閥（4）及空氣熱交換器（5），依次連接它們而形成冷凍循環(huán)。熱泵式熱水供給裝置（100）的水回路（100w）具有將水供給到水熱交換器（3）的水入口配管（11）、熱水儲箱（13）、連通水熱交換器（3）與熱水儲箱（13）的水出口配管（12），能夠經(jīng)由從水入口配管（11）分支了的蓄熱水箱供水管（14）（打開蓄熱水箱供水開閉閥（15））向蓄熱水箱（8）供水，并且能夠經(jīng)由蓄熱水箱排水管（22）（打開蓄熱水箱排水開閉閥（23））將蓄熱水箱（8）內(nèi)的水排出。
【專利說明】熱泵式熱水供給裝置
[0001]本申請是名稱為“熱泵式熱水供給裝置及其運轉(zhuǎn)方法”、國際申請日為2009年12月2日、國際申請?zhí)枮镻CT/JP2009/006533、國家申請?zhí)枮?00980150221.4的發(fā)明專利申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及熱泵式熱水供給裝置，特別是涉及搭載了除霜運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的熱泵式熱水供給裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]以往，冷凍循環(huán)裝置由制冷劑配管依次按環(huán)狀連接對制冷劑進行壓縮的壓縮機、對被壓縮的制冷劑進行冷凝的室內(nèi)熱交換器、使制冷劑膨脹的減壓裝置、使膨脹了的制冷劑蒸發(fā)的室外熱交換器；其中，在室外的溫度低的場合，由于霜附著于室外熱交換器，所以，進行了用于將其(以下稱為“結(jié)霜”)除去(以下稱為“除霜”)的改進。
[0004]例如，已知一邊繼續(xù)采暖運轉(zhuǎn)，一邊緩和減壓裝置中的制冷劑的節(jié)流，將溫度比較高的制冷劑供給到室外熱交換器而除霜的方式；以及暫時中斷采暖運轉(zhuǎn)，使制冷劑的流動逆轉(zhuǎn)，將在壓縮機中被壓縮的制冷劑直接供給到室外熱交換器而除霜的方式。
[0005]另外，在前者的場合，為了防止在除霜中溫度下降了的制冷劑成為液狀而返回到壓縮機(以下稱為“液體返回”)，公開了這樣的發(fā)明，該發(fā)明在室內(nèi)熱交換器與減壓裝置之間設(shè)置有蓄熱單元，將在采暖運轉(zhuǎn)時儲存的熱能在除霜運轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)移到即將返回到壓縮機的制冷劑(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開昭63-148063號公報(第11頁，第I圖)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開平1-127871號公報(第3_4頁，第I圖)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]然而，在公開于專利文獻(xiàn)I的發(fā)明中，使用六水氯化鈣作為潛熱蓄熱材料，在專利文獻(xiàn)2公開的發(fā)明中，使用水、各種石蠟、氯鈣系混合鹽等作為潛熱利用蓄熱材料，分別預(yù)先封入到熱交換器(容器)內(nèi)，所以，冷凍循環(huán)裝置的重量增加。因此，存在輸送不簡單，安裝性惡化的問題，以及因潛熱蓄熱材料(潛熱利用蓄熱材料)的時效劣化而導(dǎo)致的性能下降(例如，發(fā)生液體返回)的問題。
[0010]本發(fā)明鑒于上述問題，提供一種能夠抑制整體重量的增加且能夠抑制因潛熱蓄熱材料的時效劣化而導(dǎo)致的性能下降的搭載除霜運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的熱泵式熱水供給裝置。
[0011]用于解決問題的手段
[0012]本發(fā)明的熱泵式熱水供給裝置是具有制冷劑回路和水回路的熱泵式熱水供給裝置，該制冷劑回路和水回路通過在制冷劑與水之間進行熱交換的制冷劑對水熱交換器進行熱連接，其特征在于:上述制冷劑回路具有壓縮機、四通閥、上述制冷劑對水熱交換器、膨脹裝置以及制冷劑對空氣熱交換器，形成依次連接上述壓縮機、上述四通閥、上述制冷劑對水熱交換器、上述膨脹裝置、上述制冷劑對空氣熱交換器以及上述四通閥而構(gòu)成的熱水供給加熱回路，或者依次連接上述壓縮機、上述四通閥、上述制冷劑對空氣熱交換器、上述膨脹裝置、上述制冷劑對水熱交換器及上述四通閥而構(gòu)成的除霜運轉(zhuǎn)回路；上述水回路具有:連通到上述制冷劑對水熱交換器的水入口配管；從上游側(cè)朝向下游側(cè)依次設(shè)置在該水入口配管的水循環(huán)裝置、儲水箱第I三通閥及儲水箱第2三通閥；熱水儲箱；連通該熱水儲箱與上述制冷劑對水熱交換器的水出口配管；從上游側(cè)朝向下游側(cè)依次設(shè)置在該水出口配管的儲水箱第3三通閥及儲水箱第4三通閥；以及上述儲水箱第I三通閥的一方的出入口、上述儲水箱第2三通閥的一方的出入口、上述儲水箱第3三通閥的一方的出入口及上述儲水箱第4三通閥的一方的出入口連通的儲水箱；在形成上述除霜運轉(zhuǎn)回路時，由于關(guān)閉的上述儲水箱第3三通閥的一方的出入口及上述儲水箱第4三通閥的一方的出入口，水被直接供給到上述制冷劑對水熱交換器，由于打開的上述儲水箱第3三通閥的一方的出入口及上述儲水箱第4三通閥的一方的出入口，從上述制冷劑對水熱交換器流出了的水流入到上述儲水箱，儲存在上述儲水箱的水被供給到上述熱水儲箱，并且上述膨脹裝置使從上述制冷劑對水熱交換器流出了的制冷劑的溫度比從上述膨脹裝置流出了的制冷劑的溫度高。
[0013]發(fā)明的效果
[0014]在本發(fā)明中，由于具有蓄熱用熱交換器和收容該蓄熱用熱交換器的蓄熱水箱，所以，在熱水供給加熱運轉(zhuǎn)時將水儲存在蓄熱水箱中，將該水作為除霜運轉(zhuǎn)時的熱源(具體地說，對通過了膨脹裝置的制冷劑進行加熱，防止液體返回)，從而能夠縮短除霜運轉(zhuǎn)時間、提高效率。另外，成為熱源的水在熱水供給加熱時被供給，所以，能夠抑制熱泵式熱水供給裝置自身(產(chǎn)品的出廠時、安裝時)的產(chǎn)品重量的增加，另外，由于作為蓄熱材料起作用的水能夠任意地更換，所以，能夠抑制由于時效劣化而導(dǎo)致的性能下降。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為說明本發(fā)明的參考方式I的熱泵式熱水供給裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2為表示圖1的水及制冷劑的流動的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3為表示圖1所示結(jié)構(gòu)的COP隨時間變化的能力曲線圖。
[0018]圖4為表示圖1的水及制冷劑的流動的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖5為說明本發(fā)明的參考方式2的熱泵式熱水供給裝置的運轉(zhuǎn)方法的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖6為說明本發(fā)明的實施方式I的熱泵式熱水供給裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖7為表示圖6的水及制冷劑的流動的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖8為表示圖6的水及制冷劑的流動的結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖9為說明本發(fā)明的參考方式3的熱泵式熱水供給裝置的運轉(zhuǎn)方法的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖10為說明本發(fā)明的參考方式4的熱泵式熱水供給裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖11為表示圖10的水及制冷劑的流動的結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖12為表示圖10的水及制冷劑的流動的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖13為說明本發(fā)明的參考方式5的熱泵式熱水供給裝置的運轉(zhuǎn)方法的結(jié)構(gòu)圖?！揪唧w實施方式】[0028]參考方式I
[0029]圖1?圖4為說明本發(fā)明的參考方式I的熱泵式熱水供給裝置的圖，圖1為表示制冷劑回路及水回路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，圖3為表示COP隨時間變化的能力曲線圖，圖2及圖4為表示水及制冷劑的流動的結(jié)構(gòu)圖。而且，在各圖中，對相同部分標(biāo)注與其相同的符號，省略一部分的說明。
[0030]在圖1中，熱泵式熱水供給裝置100具有制冷劑回路IOOc和水回路100w。
[0031](制冷劑回路)
[0032]制冷劑回路IOOc具有對制冷劑進行壓縮的壓縮機1、改變制冷劑的流動的四通閥
2、在制冷劑與水之間進行熱交換的制冷劑對水熱交換器(以下稱為“水熱交換器”)3、蓄熱用熱交換器(以下稱為“蓄熱傳熱管”)7、使制冷劑膨脹的膨脹閥4、以及在制冷劑與空氣之間進行熱交換的制冷劑對空氣熱交換器(以下稱為“空氣熱交換器”)5，依次連接它們，形成制冷循環(huán)的冷凍循環(huán)。
[0033]另外，通過四通閥2中的制冷劑的流動方向的切換，能夠形成依次通過壓縮機1、四通閥2、空氣熱交換器5、膨脹閥4、蓄熱傳熱管7、水熱交換器3、四通閥2、壓縮機I進行循環(huán)的冷凍循環(huán)。
[0034]而且,蓄熱傳熱管7收容于蓄熱水箱8的內(nèi)部,在空氣熱交換器5中設(shè)置用于輸送空氣的制冷劑對空氣熱交換器用風(fēng)扇(以下稱為“空氣扇”)6。
[0035](水回路)
[0036]水回路IOOw具有連通圖中未表示的水源(例如，公共的自來水管等)與水熱交換器3的水入口配管11、熱水儲箱13、以及連通水熱交換器3與熱水儲箱13的水出口配管12。
[0037]在水入口配管11上設(shè)置有水源水循環(huán)裝置(以下稱為“供水泵”)10，水入口配管11在供水泵10與水熱交換器3之間分支，連接與蓄熱水箱8連通的蓄熱水箱供水管14。
[0038](蓄熱水箱)
[0039]蓄熱水箱8收容蓄熱傳熱管7，連接用于接受水的蓄熱水箱供水管14和用于排出水的蓄熱水箱排水管22，在前者配置有蓄熱水箱供水開閉閥15，在后者設(shè)置有蓄熱水箱排水開閉閥23。
[0040]另外，由于在蓄熱水箱8中設(shè)有水位檢測裝置21，所以，也可根據(jù)水位檢測裝置21的檢測信號，以使水位保持一定的方式進行蓄熱水箱供水開閉閥15或蓄熱水箱排水開閉閥23的開閉控制。而且，通過蓄熱水箱供水開閉閥15及蓄熱水箱排水開閉閥23的開閉操作，能夠不殘留水地從蓄熱水箱8排水，更換全部量。
[0041]而且，雖然表示了蓄熱水箱供水管14從水入口配管11分支的場合，但本發(fā)明并不局限于此，也可以連通到與水入口配管11不同的配管。
[0042](熱水供給加熱運轉(zhuǎn))
[0043]下面，根據(jù)圖2說明熱水供給加熱運轉(zhuǎn)時的熱泵式熱水供給裝置100的動作。
[0044]在制冷劑回路IOOc中，從壓縮機I排出了的制冷劑通過四通閥2進入到水熱交換器3，在向水散熱(加熱水)后，成為高溫的液體制冷劑，經(jīng)由蓄熱傳熱管7被送到膨脹閥4。由膨脹閥4減壓而成為了低溫的二相狀態(tài)的制冷劑，在空氣熱交換器5中從空氣吸熱(冷卻空氣)而升溫了后，經(jīng)過四通閥2返回到壓縮機I (用實線表示制冷劑的流動，用箭頭表示流動方向)。[0045]在水回路IOOw中，水(以下稱為“水源水”)由供水泵10輸送，通過水入口配管11流入到水熱交換器3。然后，從制冷劑接受熱能而受到加熱，作為加熱水(與溫水、即熱水相同)通過水出口配管12，被送到熱水儲箱13。
[0046]另外，供給到水熱交換器3的水源水的一部分儲存在蓄熱水箱8中，從通過蓄熱傳熱管7的制冷劑接受熱能而被加熱(以下將在蓄熱水箱8中被加熱的水源水稱為“蓄熱水”，用虛線表示其流動，用箭頭表示其流動方向)。
[0047](結(jié)霜)
[0048]在熱水供給加熱運轉(zhuǎn)時，在空氣熱交換器5的制冷劑溫度為吸入空氣(與由空氣扇6送風(fēng)的大氣相同)的露點溫度以下的場合(例如0°C以下)，發(fā)生包含于空氣中的水分附著到空氣熱交換器5而生成霜的結(jié)霜現(xiàn)象。
[0049]若結(jié)霜現(xiàn)象發(fā)展，則由于通風(fēng)阻力的增加及熱阻的增加，導(dǎo)致空氣熱交換器5中的熱交換量減少，如圖3所示那樣C0P、能力下降，所以需要除霜運轉(zhuǎn)。
[0050](除霜運轉(zhuǎn))
[0051]在圖4中，除霜運轉(zhuǎn)這樣實施，即，暫時中斷熱水供給加熱運轉(zhuǎn)，將四通閥2切換到制冷循環(huán)(在水熱交換器3中將冷能轉(zhuǎn)移到水)，使在壓縮機I中被壓縮的高溫高壓的氣體制冷劑直接流到空氣熱交換器5。
[0052]S卩，從壓縮機I出來了的制冷劑通過四通閥2，保持著高溫高壓的氣體制冷劑狀態(tài)進入到空氣熱交換器5，在空氣熱交換器5中散熱(對空氣熱交換器5自身進行加熱)，使結(jié)霜融化(除霜)，制冷劑自身受到冷卻而成為液體制冷劑，流入到膨脹閥4。通過了膨脹閥4的制冷劑流入到蓄熱傳熱管7，在通過其的期間，從儲存在蓄熱水箱中8的蓄熱水吸收熱能。然后，通過水熱交換器3，經(jīng)由四通閥2返回到壓縮機I。
[0053]此時，通過了蓄熱傳熱管7的制冷劑氣化，所以，在水熱交換器3中基本上不進行與水回路IOOw的水的熱交換。因此，基本上不對流入到水熱交換器3的水源水進行冷卻，向熱水儲箱13供給冷水這樣的情況受到抑制，能夠提高效率。
[0054]另外，通過將蓄熱水箱排水開閉閥23打開，能夠更換蓄熱水箱8內(nèi)的蓄熱水，能夠一直使用新的水源水，能夠抑制因時效劣化而導(dǎo)致的性能下降。
[0055]而且，也可由安裝在蓄熱水箱8的水位檢測裝置21 —直檢測水位，以保持一定的水位的方式進行蓄熱水箱供水開閉閥15的開閉控制。
[0056]另外，由于在產(chǎn)品出廠時不需要預(yù)先封入水源水，所以，能夠抑制出廠時的產(chǎn)品重量的增加，能夠抑制輸送性、安裝性的惡化。
[0057]而且，上述制冷劑不受到限定，例如，也可為二氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒑つ菢拥淖匀恢评鋭?，HFC410A、HFC407C等的替代制冷劑等不含氯的制冷劑，或用于現(xiàn)有產(chǎn)品的R22、R134a等氟利昂系制冷劑等的任一個。
[0058]另外，壓縮機I不受到限定，例如也可使用往復(fù)式、回轉(zhuǎn)式、渦旋式、螺旋式等各種類型中的任一個，可為轉(zhuǎn)速能夠改變的類型，也可為轉(zhuǎn)速固定的類型，或具有多個壓縮室的多級式。
[0059]參考方式2
[0060]圖5為說明本發(fā)明的參考方式2的熱泵式熱水供給裝置的運轉(zhuǎn)方法的結(jié)構(gòu)圖，為表示實施該運轉(zhuǎn)方法的制冷劑回路及水回路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。另外，對與實施方式I相同的部分或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的符號，并省略一部分的說明。
[0061]在圖5中，熱泵式熱水供給裝置200具有制冷劑回路200c和水回路100w。
[0062]在制冷劑回路200c中，在膨脹閥4與蓄熱傳熱管7之間設(shè)置第I制冷劑溫度檢測單元(以下稱為“第I傳感器”)41，在蓄熱傳熱管7與水熱交換器3之間設(shè)置第2制冷劑溫度檢測單元(以下稱為“第2傳感器”)42。除了第I傳感器41及第2傳感器42之外的結(jié)構(gòu)與熱泵式熱水供給裝置100相同。
[0063]在熱泵式熱水供給裝置200中，能夠以使第2傳感器42檢測出了的第2制冷劑溫度(T2)比第I傳感器41檢測出了的第I制冷劑溫度(Tl)高(Tl <T2)的方式調(diào)整膨脹閥4的開度。此時，通過蓄熱傳熱管7的制冷劑從蓄熱水接受熱能，所以，第2制冷劑溫度(Τ2)變成為比蓄熱水的溫度(Th)低的溫度(Tl < Τ2 < Th)。即，使得作為除霜運轉(zhuǎn)時的膨脹閥4的出口處的制冷劑溫度的第I制冷劑溫度(Tl)，比在熱水供給加熱運轉(zhuǎn)時被加熱的蓄熱水的溫度(Th)低。
[0064]這樣，在除霜運轉(zhuǎn)時，流入到水熱交換器3中的制冷劑成為接受熱能而被加熱了的氣體制冷劑，所以，在水熱交換器3中水不會受到冷卻。因此，向熱水儲箱13的冷水供給受到抑制，能夠提高效率，變得節(jié)能。
[0065]另外，從水熱交換器3流出的制冷劑為氣體制冷劑，所以，向壓縮機I的液體返回也受到抑制，除霜運轉(zhuǎn)中的壓縮機I的輸入減少，變得節(jié)能。
[0066]而且，也可以作為設(shè)置在蓄熱傳熱管7與水熱交換器3之間的第2傳感器42的替代結(jié)構(gòu)，在水熱交換器3與壓縮機I之間設(shè)置第4制冷劑溫度檢測單元，使得第4制冷劑溫度檢測單元檢測到的制冷劑溫度(Τ4)比第I制冷劑溫度(Tl)高(Tl < Τ4)。此時，返回到壓縮機I的制冷劑成為氣體(在莫里爾圖中位于飽和蒸氣線的右側(cè)的狀態(tài))。
[0067]另一方面，在上述制冷劑溫度(Τ4)沒有比第I制冷劑溫度(Tl)高的場合(Τ1=Τ4)，返回到壓縮機I的制冷劑在莫里爾圖中處于由飽和液線與飽和蒸氣線夾住的位置，呈二相狀態(tài)。
[0068]實施方式I
[0069]圖6?圖8為說明本發(fā)明的實施方式I的熱泵式熱水供給裝置的圖，圖6為表示制冷劑回路及水回路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，圖7及圖8為表示水及制冷劑的流動的結(jié)構(gòu)圖。而且，對與參考方式I相同的部分或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同符號，并省略一部分的說明。
[0070]在圖6中，熱泵式熱水供給裝置300具有制冷劑回路300c和水回路300w。
[0071](制冷劑回路)
[0072]制冷劑回路300c與從制冷劑回路IOOc撤去了蓄熱傳熱管7及蓄熱水箱8后的回路相同。
[0073](水回路)
[0074]水回路300w具有水入口配管11、水熱交換器3、水出口配管12。
[0075]在水入口配管11從上游側(cè)朝向下游側(cè)依次設(shè)置有水循環(huán)裝置(以下稱為“供水泵”)10、旁通三通閥19及儲水箱30。
[0076]另外，在水出口配管12設(shè)置有儲水箱三通閥17。另外，在儲水箱三通閥17的一方的流出口連接著與儲水箱30連通的儲水箱流入管34，在儲水箱流入管34設(shè)置有儲水箱水循環(huán)裝置(以下稱為“儲水泵”)36。[0077]另外，在旁通三通閥19的一方的流出口連接著旁通管18，該旁通管18連通到水出口配管12的儲水箱三通閥17與熱水儲箱13之間。
[0078](儲水箱)
[0079]儲水箱30設(shè)在水入口配管11的途中，水能夠通過，并且能夠儲存規(guī)定量的水。另夕卜，連接有設(shè)置了儲水箱排水開閉閥33的儲水箱排水管32。
[0080]因此，能夠經(jīng)由儲水箱流入管34使加熱水流入，或經(jīng)由儲水箱排水管22不殘留地將水源水(或加熱水)排出。因此，在產(chǎn)品出廠時不需要預(yù)先封入水源水，所以，能夠抑制產(chǎn)品的重量增加，能夠抑制輸送性、安裝性的惡化。
[0081](熱水供給加熱運轉(zhuǎn))
[0082]下面，根據(jù)圖7說明熱水供給加熱運轉(zhuǎn)時的熱泵式熱水供給裝置100的動作。
[0083]在制冷劑回路300c中，從壓縮機I排出了的制冷劑通過四通閥2進入到水熱交換器3，在向水散熱(對水進行加熱)后，成為高溫的液體制冷劑、被送到膨脹閥4。由膨脹閥4減壓而成為低溫的二相狀態(tài)的制冷劑在空氣熱交換器5中從空氣吸熱(對空氣進行冷卻)后，經(jīng)過四通閥2，返回到壓縮機I (用實線表示制冷劑的流動，用箭頭表示流動方向)。
[0084]另一方面，在水回路300w中，從水源供給的水源水由供水泵10輸送，通過水入口配管11經(jīng)由儲水箱30流入到水熱交換器3。然后，在通過水熱交換器3期間，從制冷劑接受熱能而受到加熱，作為加熱水，通過水出口配管12被送到熱水儲箱13。此時，儲水箱三通閥17的一方的流出口關(guān)閉，儲水泵36停止，儲水箱排水開閉閥33關(guān)閉(用虛線表示水的流動，用箭頭表示流動方向)。
[0085](除霜運轉(zhuǎn))
[0086]在圖8中，除霜運轉(zhuǎn)以如下方式實施，即，暫時中止熱水供給加熱運轉(zhuǎn)，將四通閥2切換為制冷循環(huán)(在水熱交換器3中將冷能轉(zhuǎn)移到水)，從而使在壓縮機I中被壓縮的高溫高壓的氣體制冷劑直接流到空氣熱交換器5。
[0087]S卩，在制冷劑回路300c中，從壓縮機I出來了的制冷劑通過四通閥2，保持著高溫高壓的氣體制冷劑的狀態(tài)進入到空氣熱交換器5，在空氣熱交換器5中散熱(對空氣熱交換器5自身進行加熱)，熔化結(jié)霜(除霜)，制冷劑自身受到冷卻而成為液體制冷劑，流入到膨脹閥4。通過了膨脹閥4的制冷劑流入到水熱交換器3，在從水回路300w的水接受了熱能后，經(jīng)由四通閥2返回到壓縮機I。
[0088]另一方面，在水回路300w中，供水泵10停止，儲水箱三通閥17朝儲水箱流入管34側(cè)打開，儲水泵36工作，所以，從水熱交換器3流出的水(通過將熱能轉(zhuǎn)移到制冷劑而受到冷卻(以下稱為“冷卻水”))流入到儲水箱30，儲存在了儲水箱30中的水源水供給到水熱交換器3。
[0089]S卩，在水回路300w中，僅是形成在水熱交換器3與儲水箱30之間循環(huán)的回路，冷卻水不會流入到熱水儲箱13。
[0090]因此，盡管循環(huán)的冷卻水的溫度逐漸下降，但該溫度下降了的冷卻水不流入到熱水儲箱13中，所以，儲存在熱水儲箱13中的加熱水的溫度不會下降。
[0091]另外，由該循環(huán)進行了冷卻的冷卻水在返回到熱水供給加熱運轉(zhuǎn)的最初時期同樣地循環(huán)而受到加熱，然后，若中止該循環(huán)、轉(zhuǎn)移到上述加熱熱水供給運轉(zhuǎn)，則能夠?qū)⒓訜崴┙o到熱水儲箱13?；蛘撸诔\轉(zhuǎn)結(jié)束了的時刻，從儲水箱30排出冷卻水，重新儲存水源水。
[0092]而且，在與除霜運轉(zhuǎn)并行地從熱水儲箱13取出加熱水的場合，運轉(zhuǎn)供水泵10，使旁通三通閥19朝旁通管18側(cè)打開。
[0093]這樣，水源水直接供給到熱水儲箱13，所以，盡管熱水儲箱13的儲存的加熱水的溫度下降，但能夠確保取出量。
[0094]另外，熱泵式熱水供給裝置300可以更換儲水箱30內(nèi)的水(水源水、加熱水或冷卻水)，能夠一直使用新的水源水，能夠抑制因時效劣化而導(dǎo)致的性能下降。另外，由于在產(chǎn)品出廠時不需要預(yù)先將水源水封入，所以，能夠抑制出廠時的產(chǎn)品重量的增加，能夠抑制輸送性、安裝性的惡化。
[0095]而且，也可按照熱泵式熱水供給裝置100在儲水箱30設(shè)置水位檢測裝置，以保持一定的水位。
[0096]參考方式3
[0097]圖9為說明本發(fā)明的參考方式3的熱泵式熱水供給裝置的運轉(zhuǎn)方法的結(jié)構(gòu)圖，用于表示實施該運轉(zhuǎn)方法的制冷劑回路及水回路結(jié)構(gòu)。而且，對與實施方式I相同的部分或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的符號，省略一部分的說明。
[0098]在圖9中，熱泵式熱水供給裝置400具有制冷劑回路400c和水回路300w。
[0099]制冷劑回路400c在膨脹閥4與水熱交換器3之間設(shè)置有第3制冷劑溫度檢測單元(以下稱為“第3傳感器”)43，在水熱交換器3與四通閥2之間設(shè)置有第4制冷劑溫度檢測單元(以下稱為“第4傳感器”)44。除了第3傳感器43及第4傳感器44以外的結(jié)構(gòu)，與熱泵式熱水供給裝置300相同。
[0100]在熱泵式熱水供給裝置400中，能夠以使第4傳感器44檢測出的第4制冷劑溫度(T4)比第3傳感器43檢測出的第3制冷劑溫度(T3)高(T3 < T4)的方式調(diào)整膨脹閥4的開度。
[0101]此時，通過水熱交換器3的制冷劑從水回路300w的水接受熱能，所以，第4制冷劑溫度(T4)成為比水的溫度的(Tw)低的溫度(T3 < T4 < Tw)0
[0102]S卩，使得除霜運轉(zhuǎn)時的膨脹閥4的出口處的第3制冷劑溫度(T3)，比上述循環(huán)的水的溫度(Tw)低。這樣，在除霜運轉(zhuǎn)時，水熱交換器3的出口處的制冷劑處于加熱狀態(tài)(在莫里爾圖中位于飽和蒸氣線的右側(cè)的狀態(tài))，所以一直向壓縮機I返回被加熱了的氣體制冷齊U，液體返回受到抑制，除霜中的運轉(zhuǎn)COP提高，除霜中的壓縮機I的輸入減少，效率提高，變得節(jié)能。
[0103]參考方式4
[0104]圖10?圖12為說明本發(fā)明參考方式4的熱泵式熱水供給裝置的圖，圖10為表示制冷劑回路及水回路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，圖11及圖12為表示水及制冷劑的流動的結(jié)構(gòu)圖。而且，對與實施方式I相同的部分或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同符號，并省略一部分的說明。
[0105]在圖10中，熱泵式熱水供給裝置500具有制冷劑回路300c和水回路500w。
[0106](水回路)
[0107]水回路500w具有水入口配管11、熱水儲箱13、水出口配管12、及儲水箱30。
[0108]在水入口配管11處朝向水熱交換器3依次設(shè)置有水循環(huán)裝置(以下稱為“供水泵”)10、儲水箱第I三通閥51、儲水箱第2三通閥52。另外，在水出口配管12處朝向熱水儲箱13依次設(shè)置有儲水箱第3三通閥53、儲水箱第4三通閥54。
[0109]此時，形成依次經(jīng)由供水泵10、儲水箱第I三通閥51、儲水箱第2三通閥52、水熱交換器3、儲水箱第3三通閥53、儲水箱第4三通閥54到達(dá)熱水儲箱13的路徑(以下稱為“熱水供給路徑”)。
[0110](儲水箱)
[0111]另外，在未形成上述熱水供給路徑的一側(cè)的儲水箱第I三通閥51的另一方的出口、儲水箱第2三通閥52的另一方的出口、儲水箱第3三通閥53的另一方的出口、儲水箱第4三通閥54的另一方的出口，分別連接與儲水箱30連通的儲水箱第I流入管61、儲水箱第2流出管62、儲水箱第3流入管63、儲水箱第4流出管64。另外，在儲水箱30處連接儲水箱排水管32，該儲水箱排水管32設(shè)置有能夠?qū)Υ娴乃颗懦龅膬λ渑潘_閉閥33。
[0112](熱水供給加熱運轉(zhuǎn))
[0113]下面，說明熱泵式熱水供給裝置500的動作。
[0114]在圖11中，在制冷劑回路300c中，當(dāng)進行熱水供給加熱運轉(zhuǎn)時，從壓縮機I排出了的制冷劑通過四通閥2進入到水熱交換器3，在向水散熱(降低了溫度)后，成為高溫的液體制冷劑，被送到膨脹閥4。由膨脹閥4減壓而成為低溫的二相狀態(tài)的制冷劑，在空氣熱交換器5中從空氣吸熱(提高了溫度)后，經(jīng)過四通閥2返回到壓縮機I (用實線表示制冷劑的流動，用箭頭表示流動方向)。
[0115]另一方面，在水回路500w中，從水源供給了的水(以下稱為“水源水”)通過水入口配管11、儲水箱第I流入管61、儲水箱30、儲水箱第2流出管62，流入到水熱交換器3。此時，在儲水箱30中儲存有規(guī)定量的水源水(未被加熱也未被冷卻)。然后，流入到了水熱交換器3的水源水在通過其的期間，從制冷劑接受熱能而受到加熱、成為加熱水，并經(jīng)由水出口配管12，直接被送到熱水儲箱13而供給熱水(用實線表示水源水及加熱水的流動，用箭頭表示流動方向)。
[0116]此時，儲水箱第I三通閥51連通到儲水箱第I流入管61側(cè)，儲水箱第2三通閥52連通到儲水箱第2流出管62側(cè)，水源水通過儲水箱30。另一方面，儲水箱第3三通閥53及儲水箱第4三通閥54的儲水箱第3流入管63及儲水箱第4流入管64側(cè)關(guān)閉。
[0117](除霜運轉(zhuǎn)時)
[0118]在圖12中，在除霜運轉(zhuǎn)時，暫時中止熱水供給加熱運轉(zhuǎn)，將四通閥2切換為制冷循環(huán)(在水熱交換器3中將冷能轉(zhuǎn)移到水)。
[0119]S卩，在制冷劑回路300c中，從壓縮機I出來了的制冷劑通過四通閥2，保持著高溫的氣體制冷劑的狀態(tài)進入到空氣熱交換器5，在空氣熱交換器5中散熱(對空氣熱交換器5自身進行加熱)，熔化結(jié)霜(除霜)，成為液體制冷劑而到達(dá)膨脹閥4。通過了膨脹閥4的制冷劑流入到水熱交換器3，在通過其的期間，在從水回路500w的水吸熱(接受熱能而被加熱)后，經(jīng)由四通閥2返回到壓縮機I。
[0120]另一方面，在水回路500w中，水源水通過水入口配管11進入到水熱交換器3，在通過水熱交換器3期間，將熱能提供給制冷劑回路300c的制冷劑而受到冷卻(以下，將被冷卻的水源水稱為“冷卻水”)。然后，由于儲水箱第3三通閥53連通到儲水箱第3流入管63偵牝所以流入到了水出口配管12的冷卻水經(jīng)由其流入到儲水箱30。[0121]此時，在儲水箱30中預(yù)先儲存水源水，由于儲水箱第4三通閥54連通到儲水箱第4流出管64，所以，隨著冷卻水向儲水箱30流入，預(yù)先儲存在儲水箱30中的水源水經(jīng)由儲水箱第4流出管64流出到水出口配管12，被送到熱水儲箱13。
[0122]g卩，由于冷卻水未被供給到熱水儲箱13，所以，儲存在熱水儲箱13中的加熱水的溫度的下降得到抑制。
[0123]而且，雖然以上表示了將水源水供給到熱水儲箱13的場合，但在不與除霜運轉(zhuǎn)并行地從熱水儲箱13取出加熱水的場合，也可不將水源水供給到熱水儲箱13，而是使冷卻水在儲水箱30與水熱交換器3之間循環(huán)。
[0124]即，儲水箱第I三通閥51關(guān)閉儲水箱第I流入管61側(cè)，儲水箱第4三通閥54關(guān)閉儲水箱第4流出管64側(cè)，另一方面，儲水箱第2三通閥52打開儲水箱第2流出管62側(cè)，儲水箱第3三通閥53打開儲水箱第3流入管63偵U。
[0125]然后，由該循環(huán)冷卻了的冷卻水在返回到了熱水供給加熱運轉(zhuǎn)的最初階段，同樣地使其循環(huán)而進行加熱，然后若中止該循環(huán)、轉(zhuǎn)移到上述加熱循環(huán)的動作，則能夠?qū)⒓訜崴┙o到熱水儲箱13?；蛘撸部稍诔\轉(zhuǎn)結(jié)束了的時刻從儲水箱30排出冷卻水，重新儲存水源水。
[0126]參考方式5 [0127]圖13為說明本發(fā)明的參考方式5的熱泵式熱水供給裝置的運轉(zhuǎn)方法的結(jié)構(gòu)圖，表示實施該運轉(zhuǎn)方法的制冷劑回路及水回路結(jié)構(gòu)。對與參考方式4相同的部分或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的符號，并省略一部分的說明。
[0128]在圖13中，熱泵式熱水供給裝置600具有制冷劑回路600c和水回路500w。
[0129]在制冷劑回路600c中，在膨脹閥4與水熱交換器3之間設(shè)置有第3制冷劑溫度檢測單元(以下稱為“第3傳感器”)43，在水熱交換器3與四通閥2之間設(shè)置有第4制冷劑溫度檢測單元(以下稱為“第4傳感器”)44。除了第3傳感器43及第4傳感器44外的結(jié)構(gòu)與熱泵式熱水供給裝置500相同。
[0130]在熱泵式熱水供給裝置600中，能夠以使第4傳感器44檢測出的第4制冷劑溫度(T4)比第3傳感器43檢測出的第3制冷劑溫度(T3)高(T3 < T4)的方式調(diào)整膨脹閥4的開度，所以，能夠獲得在參考方式3中說明了的熱泵式熱水供給裝置400所具有的作用效果O
[0131]符號的說明
[0132]1:壓縮機，2:四通閥，3:水熱交換器，4:膨脹閥，5:空氣熱交換器，6:空氣扇，7:蓄熱傳熱管，8:蓄熱水箱，10:供水泵，11:水入口配管，12:水出口配管，13:熱水儲箱，14:蓄熱水箱供水管，15:蓄熱水箱供水開閉閥，17:儲水箱三通閥，18:旁通管，19:旁通三通閥，21:水位檢測裝置，22:蓄熱水箱排水管，23:蓄熱水箱排水開閉閥，30:儲水箱，32:儲水箱排水管，33:儲水箱排水開閉閥，34:儲水箱流入管，36:儲水泵，41 --第I傳感器，42 --第2傳感器，43 --第3傳感器，44 --第4傳感器，51:儲水箱第I三通閥，52:儲水箱第2三通閥，53:儲水箱第3三通閥，54:儲水箱第4三通閥，61:儲水箱第I流入管，62:儲水箱第2流出管，63:儲水箱第3流入管，64:儲水箱第4流出管，100:熱泵式熱水供給裝置(參考方式1)，IOOc:制冷劑回路，IOOw:水回路，200:熱泵式熱水供給裝置(參考方式2)，200c:制冷劑回路，300:熱泵式熱水供給裝置(實施方式l)，300c:制冷劑回路，300w:水回路，400:熱泵式熱水供給裝置(參考方式3)，400c:制冷劑回路，500:熱泵式熱水供給裝置(參考方式4)，500w:水回路，600:熱泵式熱水供給裝置(參考方式5)，600c:制冷劑回路。
【權(quán)利要求】
1.一種熱泵式熱水供給裝置，該熱泵式熱水供給裝置具有制冷劑回路和水回路，該制冷劑回路和水回路通過在制冷劑與水之間進行熱交換的制冷劑對水熱交換器進行熱連接，其特征在于: 上述制冷劑回路具有壓縮機、四通閥、上述制冷劑對水熱交換器、膨脹裝置以及制冷劑對空氣熱交換器，形成依次連接上述壓縮機、上述四通閥、上述制冷劑對水熱交換器、上述膨脹裝置、上述制冷劑對空氣熱交換器以及上述四通閥而構(gòu)成的熱水供給加熱回路，或者依次連接上述壓縮機、上述四通閥、上述制冷劑對空氣熱交換器、上述膨脹裝置、上述制冷劑對水熱交換器及上述四通閥而構(gòu)成的除霜運轉(zhuǎn)回路， 上述水回路具有:連通到上述制冷劑對水熱交換器的水入口配管；從上游側(cè)朝向下游側(cè)依次設(shè)置在該水入口配管的水循環(huán)裝置、儲水箱第I三通閥及儲水箱第2三通閥；熱水儲箱；連通該熱水儲箱與上述制冷劑對水熱交換器的水出口配管；從上游側(cè)朝向下游側(cè)依次設(shè)置在該水出口配管的儲水箱第3三通閥及儲水箱第4三通閥；以及上述儲水箱第I三通閥的一方的出入口、上述儲水箱第2三通閥的一方的出入口、上述儲水箱第3三通閥的一方的出入口及上述儲水箱第4三通閥的一方的出入口連通的儲水箱， 在形成上述除霜運轉(zhuǎn)回路時，通過關(guān)閉的上述儲水箱第3三通閥的一方的出入口及上述儲水箱第4三通閥的一方的出入口，水被直接供給到上述制冷劑對水熱交換器，通過打開的上述儲水箱第3三通閥的一方的出入口及上述儲水箱第4三通閥的一方的出入口，從上述制冷劑對水熱交換器流出了的水流入到上述儲水箱，儲存在上述儲水箱的水被供給到上述熱水儲箱，并且上述膨脹裝置使從上述制冷劑對水熱交換器流出了的制冷劑的溫度比從上述膨脹裝置流出了的制冷劑的溫度高。
【文檔編號】F24H9/20GK103822355SQ201410084606
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2008年12月16日
【發(fā)明者】濱田守, 畝崎史武, 田代雄亮 申請人:三菱電機株式會社