專利名稱：熱泵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及一種熱泵裝置，諸如熱泵式地板加熱器、熱水器等，以及，更具體地，涉 及適用于產(chǎn)生熱水的制冷劑回路操作中的有效控制，這種制冷劑回路用于通過熱交換將水 轉(zhuǎn)變成熱水。
背景技術(shù)：
作為熱泵裝置，空調(diào)器是一種典型裝置。為了有效執(zhí)行空調(diào)器的制熱運轉(zhuǎn)，日本專 利申請公報No. JP-A-H03-217767披露了一種在制冷循環(huán)中控制過冷度(過冷值)的方法。 下文說明中，過冷值稱為SC值。JP-A-H03-217767披露了現(xiàn)有技術(shù)的熱泵式制冷劑回路，其中，通過管路順序連接 壓縮機、冷凝器、電子膨脹閥、以及蒸發(fā)器。在現(xiàn)有技術(shù)的制冷劑回路中，冷凝器設(shè)有冷凝溫 度檢測器和排出溫度檢測器，冷凝溫度檢測器用于檢測冷凝器中的制冷劑溫度，而排出溫 度檢測器則用于檢測冷凝器出口處的制冷劑溫度。控制此制冷劑回路所用的控制部，根據(jù) 由冷凝溫度檢測器和排出溫度檢測器所檢測出的制冷劑溫度來計算過冷度，并控制電子膨 脹閥的開度，使得計算的結(jié)果可以達到目標值。此外，控制部還控制電子膨脹閥的開度，使得在每次由冷凝溫度檢測器檢測出的 溫度、或壓縮機中制冷劑的排出溫度超過確定的限定值時，都可以按確定量降低目標過冷 度。以這種方式，可以遏制運行效率的劣化，并且可以實現(xiàn)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。另一方面，在作為熱泵裝置示例的熱泵式地板加熱器中，利用在地板加熱板中循 環(huán)的水來實現(xiàn)熱交換，這與空調(diào)器有很大差別，空調(diào)器中室內(nèi)機的熱交換器使用空氣作為 熱交換的對象。然而，因為在這兩種情形下制冷劑回路大致具有相同的結(jié)構(gòu)，而空調(diào)器的室 外機有時也常用作熱泵式地板加熱器的室外機。所以，有些情形下，采用相同的方法來控制 SC值。然而，關(guān)于過冷度與性能系數(shù)(COP)之間的關(guān)系，當SC值改變時，與空調(diào)器相比， 熱泵式地板加熱器中COP以更大的比率變化。所以，除非嚴格控制SC值，否則會劣化C0P， 并且，在某些情形下，可能導(dǎo)致無效運轉(zhuǎn)。參照圖2中的過冷-性能系數(shù)特性的曲線圖，下文通過比較空調(diào)器與常規(guī)熱泵式 地板加熱器，說明過冷度與COP之間的關(guān)系。圖2至圖10中的曲線圖和數(shù)據(jù)值，是通過實 驗獲得的值，或以這些值為基礎(chǔ)確定的值。圖2示出SC值(過冷度)與COP之間關(guān)系的曲線圖，其中在室外溫度為7°C的情 況下，將熱泵式地板加熱器與空調(diào)器進行比較。如圖2所示，可以看到，與空調(diào)器相比，在現(xiàn) 有技術(shù)的熱泵式地板加熱器中，SC值的變化對COP施加更大的影響。圖2中，曲線圖的X軸表示熱交換器出口處的SC值(單位°C )，而曲線圖的Y軸 則表示分別在熱泵式地板加熱器情況下和在空調(diào)器情況下那個時刻對最高COP的比值。圖 2中，COP越高，可以實現(xiàn)越有效的運轉(zhuǎn)，因此，可以維持對最高COP高比值的SC值是運轉(zhuǎn)的 目標?！皩ψ罡逤OP的比值”指對各裝置中測得的COP最高值的比值。
例如，在熱 泵式地板加熱器中，當COP最高(對最高COP的比值為1.0)時，SC值 是5. 0°C，另一方面，當COP最低(對最高COP的比值為0. 87)時，SC值為10. 9°C，比COP 最高時的情形降低13%。這意味著存在發(fā)生效率劣化到這一程度的可能性，即在這樣的情形下，其中按照 控制壓縮機1和電子膨脹閥4開度的方法控制熱泵式地板加熱器，以獲得根據(jù)由排出熱水 溫度傳感器12檢測出的水溫所確定的目標排出溫度，以及對SC值未加干預(yù)(the SC value is left as it goes)。在特定操作狀態(tài)下COP最高時的SC值，稱為相關(guān)操作的最優(yōu)SC。另一方面，在空調(diào)器中，當COP最高(與最高COP的比值為1.0)時，SC值是 8. 4°C，反之，當COP最低(與最高COP的比值為0.977)時，SC值是16. 2°C，這比COP最高 時的情形降低2.3%。這意味著在空調(diào)器的情形下，即使沒有實施特別的過冷控制，效率最多也只劣化 2. 3 %。所以，與空調(diào)器相比，在熱泵式地板加熱器中，除非實施精細過冷控制，否則，可能劣 化性能系數(shù)。因為與制冷劑熱交換的對象彼此不同，所以，在熱泵式裝置與空調(diào)器之間出現(xiàn)這 種特性上的差異。特別地，水是熱泵裝置中熱交換的對象，而空氣則是空調(diào)器中熱交換的對 象。因為水的導(dǎo)熱率比空氣的導(dǎo)熱率高，所以，用于水的熱交換器可以設(shè)計得更為緊湊。這 是因為在用于水的熱交換器中，較短的通路足夠水與制冷劑之間進行熱交換。為此，與具有相同能力的用于空氣的熱交換器相比，用于水的熱交換器在熱交換 器內(nèi)部用于制冷劑的管路具有較小容量，并且使具有高COP的過冷范圍較小。據(jù)此，在熱泵 裝置中，需要精細地控制制冷劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用作示例說明的的各方面，提供了一種熱泵裝置，通過按照不同運轉(zhuǎn)條件 實施過冷控制，提高了這種熱泵裝置的運轉(zhuǎn)效率。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種熱泵裝置，包括制冷劑回路，其包括壓縮機、用 于在水與制冷劑之間交換熱的利用側(cè)熱交換器、電子膨脹閥、以及室外熱交換器；控制裝 置，用于控制壓縮機和電子膨脹閥；過冷值計算裝置，用于計算制冷劑回路的過冷值；冷凝 壓力檢測裝置，用于檢測壓縮機的冷凝壓力；壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)檢測裝置，用于檢測壓縮機的轉(zhuǎn) 數(shù)；以及，目標過冷值提取裝置，用于根據(jù)冷凝壓力和壓縮機的轉(zhuǎn)數(shù)，選擇并提取預(yù)先存儲 的目標過冷值。控制裝置調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使得計算出的制冷劑回路的過冷值達到 目標過冷值。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在冷凝壓力值和壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)的各區(qū)域中，目標過冷值提 取裝置存儲預(yù)先確定的多個目標過冷值。多個目標過冷值的每一個，隨著冷凝壓力升高而 減小，并隨著轉(zhuǎn)數(shù)升高而增大。根據(jù)下述說明、附圖及所附權(quán)利要求，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點會更加明了。本發(fā)明的優(yōu)點在根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求1所述的熱泵裝置中，通過使用上述裝置，不僅考慮冷凝 壓力，而且考慮壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)來確定目標過冷值(SC值)，并且執(zhí)行過冷控制以達到目標SC 值。以這種方式，在熱泵裝置諸如熱泵式地板加熱器、熱水器等中，能夠獲得高效運轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，目標SC值以這樣的方式預(yù)先存儲在目標過冷表中，隨著 冷凝壓力升高，目標SC值減小，隨著壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)升高，目標SC值增大。然后，冷凝壓力值和 壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)值由區(qū)域控制。由于目標SC值存儲在區(qū)域的各組合中，可以根據(jù)冷凝壓力和壓 縮機轉(zhuǎn)數(shù)這兩個條件提取目標SC值。


圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明示范實施例的熱泵裝置的制冷劑回路的圖；圖2是圖示SC值與COP之間關(guān)系的曲線圖； 圖3是圖示冷凝壓力與最優(yōu)SC值之間關(guān)系的曲線圖；圖4是圖示冷凝壓力與目標SC值之間關(guān)系的說明圖；圖5是圖示關(guān)于壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)變化的SC值與COP之間關(guān)系的曲線圖；圖6是圖示最優(yōu)SC值與壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)之間關(guān)系的曲線圖；圖7是圖示冷凝壓力、壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)、以及目標SC值之間關(guān)系的說明圖；圖8是圖示最優(yōu)SC值與室外氣溫之間關(guān)系的曲線圖；圖9是圖示最優(yōu)SC值與配管長度之間關(guān)系的曲線圖；圖10是圖示目標過冷表(下文稱為目標SC表)的說明圖，其中在表中列出了冷 凝壓力、壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)、以及目標SC值；以及圖IlA和圖IlB是圖示根據(jù)本發(fā)明的控制操作的流程圖。
具體實施例方式下面，參照圖1至圖10，通過本發(fā)明的示范實施例說明實現(xiàn)本發(fā)明的方式。圖1是圖示根據(jù)示范實施例的熱泵裝置中的制冷劑回路的圖。在根據(jù)示范實施例 的熱泵裝置的制冷劑回路中，壓縮機1、四通閥2、用于在制冷劑與水之間交換熱的利用側(cè) 熱交換器3、電子膨脹閥4、室外熱交換器5、以及蓄液器6順序連接，以及，如此構(gòu)造制冷劑 回路，使得通過切換四通閥2，就可以轉(zhuǎn)變循環(huán)制冷劑的方向。此外，用于檢測排出壓力的壓 力傳感器10設(shè)置在壓縮機1的排出側(cè)，而用于檢測電子膨脹閥4附近的制冷劑溫度的制冷 劑溫度傳感器11，則設(shè)置在利用側(cè)熱交換器3與電子膨脹閥4之間。另一方面，在利用側(cè)熱交換器3中，使與制冷劑熱交換之后的水循環(huán)，以及，通過 順序連接利用側(cè)熱交換器3、內(nèi)部含有曲流管8a的地板加熱板8、以及用于熱水的泵9，形成 循環(huán)路徑。此外，用于檢測排出熱水溫度的排出熱水溫度傳感器12，設(shè)置在循環(huán)路徑中利用 側(cè)熱交換器3的出水口處。另外，設(shè)置有控制裝置7，根據(jù)壓力傳感器10、排出熱水溫度傳感器12、以及制冷 劑溫度傳感器11的檢測值，控制裝置7啟動并控制壓縮機1、四通閥2、泵9、以及電子膨脹 閥4。接著，說明由控制器7實施的控制。在熱泵式地板加熱器中，當開始運轉(zhuǎn)時，控制裝置7使泵9轉(zhuǎn)動，使水在利用側(cè)熱 交換器3與地板加熱板8之間循環(huán)。已成為高溫高壓氣體的制冷劑，經(jīng)過四通閥2，由利用側(cè)熱交換器3使其放熱而液 化。然后，由電子膨脹閥4使液化的制冷劑壓力減小，由室外熱交換器5使制冷劑蒸發(fā)以與 室外空氣進行熱交換，從而使制冷劑氣化，并由壓縮機1再次進行壓縮。重復(fù)上述過程。在除霜操作期間，四通閥2用于反轉(zhuǎn)循環(huán)制冷劑的方向。用于執(zhí)行適合于示范實施例的控制的程序，存儲在與控制裝置7成一體的微型計 算機中，以及，通過根據(jù)該程序操作此微型計算機，實現(xiàn)下列控制和各種裝置。在圖1中，用于計算制冷劑回路SC值的SC值計算裝置14，由控制裝置7、壓力傳 感器10、以及制冷劑溫度傳感器11組成。此外，用于檢測排出壓力并用作冷凝壓力的冷凝 壓力檢測裝置13，由控制裝置7和壓力傳感器10組成。此外，控制裝置7在其中包括壓 縮機轉(zhuǎn)數(shù)檢測裝置7b，用于根據(jù)控制裝置7控制的壓縮機1的轉(zhuǎn)數(shù)控制數(shù)據(jù)來提取當前轉(zhuǎn) 數(shù)；以及，目標SC值提取裝置7a，用于根據(jù)冷凝壓力和壓縮機1的轉(zhuǎn)數(shù)得到目標SC值。下 文具體說明這些裝置。[實施例1]首先，為了根據(jù)不同運轉(zhuǎn)條件控制SC值，說明根據(jù)各運轉(zhuǎn)條件變化的最優(yōu)SC值的 特性。其中的曲線圖和數(shù)據(jù)通過實驗方式測得，并且取決于測量條件，諸如各類裝置、用于 制冷劑的配管長度等等而有所不同。本發(fā)明的目的是，根據(jù)通過改變這些測量條件所檢測 出的實驗數(shù)據(jù)，得出熱泵裝置的特性，掌握其趨勢，并通過將該趨勢應(yīng)用于裝置的實際控制 而提高COP。圖3是圖示冷凝壓力與最優(yōu)SC值之間關(guān)系的曲線圖，其中X軸表示冷凝壓力(單 位MPaG，兆帕表壓)，而Y軸表示最優(yōu)SC值(單位°C)。因為冷凝壓力與圖1中壓力傳 感器10所檢測出的壓力大致相同，在示范實施例中將它們按相同處理。據(jù)此，排出壓力示 為冷凝壓力。此外，在室外溫度7°C、壓縮機1的轉(zhuǎn)數(shù)固定在65rps (每秒轉(zhuǎn)數(shù))的情況下， 最優(yōu)SC值體現(xiàn)由冷凝壓力的變化所導(dǎo)致的最優(yōu)SC值的變化。在固定壓縮機1轉(zhuǎn)數(shù)的情況 下，電子膨脹閥4的開度也隨之固定。在此情況下冷凝壓力的最優(yōu)SC值的變化，受作為負 荷循環(huán)至利用側(cè)熱交換器3的水溫影響。如圖3所示，隨著冷凝壓力上升，最優(yōu)SC值趨于逐漸下降。所以，在制冷循環(huán)的實 際控制中，當由壓力傳感器10檢測出的冷凝壓力按一定量升高時，需要按一定量降低目標 SC值，也就是，需要按一定量降低最優(yōu)SC值。在圖示冷凝壓力與目標SC值之間關(guān)系的圖4的說明圖中，示意性示出這種概念。 在圖4中，冷凝壓力分成三個區(qū)域，并在各區(qū)域中設(shè)定目標SC值。出于在控制中減少波動 的目的，根據(jù)冷凝壓力的升降，在各區(qū)域的門限值中形成滯后量。具體地，在壓力具有上升趨勢時，冷凝壓力分成低于3. OOMPaG區(qū)域、3. OOMPaG至
3.60MPaG區(qū)域、和高于3. 6MPaG區(qū)域，以及，按照從具有較低壓力的區(qū)域開始的次序，目 標SC值分別設(shè)定為10°C、8°C和6°C。相反，在壓力具有下降趨勢時，冷凝壓力分成低于 2. 8MPaG區(qū)域、2. 8MPaG至3. 4MPaG區(qū)域、和高于3. 4MPaG區(qū)域，以及，按照從具有較低壓力 的區(qū)域開始的次序，目標SC值分別設(shè)定為10°C、8°C和6°C。按這種方式，即使冷凝壓力改 變，目標SC值也對應(yīng)地轉(zhuǎn)變。所以，即使冷凝壓力改變，也能維持較高的COP。圖5是SC-COP特性的曲線圖，示出就壓縮機1轉(zhuǎn)數(shù)而論的SC值與COP之間的關(guān) 系。圖5中，Y軸表示C0P，而X軸表示SC值(單位°C)。在壓縮機1轉(zhuǎn)數(shù)為20rps、65rps、 和90rps的情況下，分別示出SC-COP特性。 如圖5所示，在各轉(zhuǎn)數(shù)處都示出有最高COP的點。在20rps轉(zhuǎn)數(shù)處，當SC值為
4.2°C時，COP峰值為4. 38 ；在65rps轉(zhuǎn)數(shù)處，當SC值為10. 5°C時，COP峰值為4. 2 ；以及，在90rps轉(zhuǎn)數(shù)處，當SC值為12. 3°C時，COP峰值為3. 42。各COP的這些峰值是在各轉(zhuǎn)數(shù)的最 優(yōu)SC值。
圖6是圖示最優(yōu)SC值與壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)之間關(guān)系的曲線圖。圖6中，Y軸表示在圖5 中各轉(zhuǎn)數(shù)的最優(yōu)SC值(單位°C )，而X軸表示壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)(rps)。如圖6所示，隨著壓縮 機轉(zhuǎn)數(shù)上升，最優(yōu)SC值也大致線性上升。除了如圖4所示的設(shè)定目標SC值的方法之外，圖7是圖示與如圖6所示的壓縮機 1轉(zhuǎn)數(shù)特性相關(guān)的冷凝壓力、壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)、以及目標SC值之間的關(guān)系的說明圖。在圖7的冷 凝壓力的各區(qū)域中，隨著壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)逐步升高，目標SC值也設(shè)定為逐步增大。具體地，在上升趨勢時冷凝壓力為低于3. OOMPaG、或者在下降趨勢時冷凝壓力為 低于2. 8MPaG的情況下，在轉(zhuǎn)數(shù)為低于40rps、40rps至70rps之間、以及高于70rps的各區(qū) 域中，按照從具有較小壓力的區(qū)域開始的次序，目標SC值分別設(shè)定為6°C、10°C、以及12°C。 在冷凝壓力的其他區(qū)域中也形成轉(zhuǎn)數(shù)的類似區(qū)域，并分別設(shè)定SC值。圖10是目標SC表，其中將圖7中的目標SC值列在表中，以應(yīng)用于實際控制。在 圖10所示的目標SC表中，左欄從上到下示出的項目是“冷凝壓力狀態(tài)”、“冷凝壓力門限 值”(單位MPaG)、以及“轉(zhuǎn)數(shù)”(單位rps)?！稗D(zhuǎn)數(shù)”分成3個區(qū)域，具體而言是高于70rps、 40rps至70rps之間、以及低于40rps。圖10中的目標SC值基于通過實驗所獲得的值確定， 并將這些確定的值預(yù)先存儲為表格?！袄淠龎毫顟B(tài)”用于區(qū)分冷凝壓力是上升還是下降。實際上，取決于由控制裝置 7的壓力傳感器10間歇方式檢測出的壓力值，相對于門限值是從下到上、還是從上到下改 變，確定冷凝壓力是上升還是下降。接著，說明利用目標SC表控制SC值的方法。按照冷凝壓力是上升還是下降、來自壓力傳感器10的最新檢測值、以及壓縮機1 的最新轉(zhuǎn)數(shù)，控制裝置7提取冷凝壓力的最新狀態(tài)。接著，根據(jù)目標SC表的“冷凝壓力狀 態(tài)”、“冷凝壓力門限值”、以及“轉(zhuǎn)數(shù)”列中的各區(qū)域，控制裝置7提取目標SC表中所描述的 目標SC值。用于執(zhí)行存儲目標SC表以及提取目標SC值過程的裝置，是上述的目標SC值提取 裝置7a。用于檢測壓縮機1轉(zhuǎn)數(shù)的裝置是壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)檢測裝置7b。檢測裝置7b提取當前 轉(zhuǎn)數(shù)，該當前轉(zhuǎn)數(shù)作為壓縮機1的數(shù)據(jù)被存儲和控制，而壓縮機1則由控制裝置7進行控 制。之后，控制裝置7利用SC值計算裝置14計算當前SC值，并將計算的SC值與已經(jīng) 提取出的目標SC值進行比較，并且，基于它們之差調(diào)節(jié)電子膨脹閥4的開度。例如，利用SC 值計算裝置14計算得到SC值，并且是通過從液化溫度中減去由制冷劑溫度傳感器11檢測 出的溫度而得到SC值，液化溫度是相對于當前所使用的制冷劑的莫里爾圖中的飽和液線 根據(jù)當前冷凝壓力(排出壓力)算出的。控制裝置7從當前SC值中減去目標SC值。當此減除的結(jié)果為正時，控制裝置7 控制電子膨脹閥4的開度，以根據(jù)此減除的結(jié)果打開閥4，以及，當此減除的結(jié)果為負時，控 制裝置7控制電子膨脹閥4的開度，以根據(jù)此減除的結(jié)果關(guān)閉閥4。通過以這種方式控制開 度，對裝置進行控制，使得當前SC值總是達到目標SC值，因此，將COP維持在較高水平。作為實際控制，控制裝置7使壓縮機1轉(zhuǎn)動，使得排出熱水的當前溫度(由排出熱水溫度傳感器12檢測出)也就是經(jīng)過利用側(cè)熱交換器3加熱的水的溫度，可以達到預(yù)先設(shè) 定的排出熱水的目標溫度。在這種場合，控制電子膨脹閥4以與壓縮機1的轉(zhuǎn)數(shù)相對應(yīng)。另 一方面，根據(jù)示范實施例的電子膨脹閥4的調(diào)節(jié)，是通過在相對較小范圍內(nèi)控制開度實施 的。具體而言，電子膨脹閥4開度的相對較大控制，與排出熱水的當前溫度與目標溫度之差 確定的壓縮機1轉(zhuǎn)數(shù)相對應(yīng)。實施根據(jù)示范實施例的電子膨脹閥4的調(diào)節(jié)以修正開度。接著，說明其他特性。圖8是圖示示于Y軸的最優(yōu)SC值(單位°C)與示于X軸 的室外氣溫(°C)之間關(guān)系的曲線圖。如圖8所示，當室外氣溫超過20°C時，最優(yōu)SC值趨 于急劇下降，所以，優(yōu)選地，對圖10的目標SC表中的值進行修正。按這種方式，即使室外氣 溫較高，COP也可以維持在相對較高水平。圖9是圖示示于Y軸的最優(yōu)SC值(單位V)與示于X軸的配管長度之間關(guān)系 的曲線圖。這里所述的配管長度是利用側(cè)熱交換器3與室外熱交換機5之間的配管長度， 也就是，例如，在空調(diào)器的情況下，連接室內(nèi)裝置與室外裝置的 配管長度。如圖9所示，盡管特定的最優(yōu)SC值彼此不同，但具有不同能力的兩種型號的裝置 其曲線圖具有大致相同的趨勢。隨著配管長度變長，最優(yōu)SC值趨于下降。所以，在安裝熱 泵式加熱器之后，配管長度的數(shù)據(jù)最好存儲在控制裝置7中，以及，圖10中目標SC表的值， 最好根據(jù)此配管長度進行修正。即使配管長度根據(jù)安裝條件有所改變，但按這種方式，COP 仍能維持在較高水平。另一方面，在配管長度設(shè)定為標準長度、并且利用與配管長度相對應(yīng)的最優(yōu)SC值 實行控制的這樣一種裝置中，因為制冷劑的循環(huán)量減小，即使為了安裝工作的方便使配管 長度更長，控制裝置7也控制電子膨脹閥4打開。在這種情況下，排出壓力變得非常高，但 根據(jù)本示范實施例，可以避免這種不便。如上所述，通過精細設(shè)置目標SC值，不僅考慮到冷凝壓力，而且考慮到壓縮機1轉(zhuǎn) 數(shù)，在諸如熱泵式地板加熱器、熱水器等熱泵式裝置中，可以將COP維持在較高水平。此外，如圖10所示，通過實驗預(yù)先得到的目標SC值以這樣一種方式存儲在目標SC 表中，使得隨著壓縮機1冷凝壓力升高，目標SC值減小，以及，隨著壓縮機1轉(zhuǎn)數(shù)增大，目標 SC值增大。然后，在各區(qū)域中控制冷凝壓力值和轉(zhuǎn)數(shù)，并將目標SC值存儲在區(qū)域的各組合 中。所以，根據(jù)壓縮機1的轉(zhuǎn)數(shù)和冷凝壓力值這兩個條件，可以提取目標SC值。圖IlA和圖IlB是流程圖，圖示控制裝置7中用于控制熱泵式地板加熱器的過程。 圖IlA圖示熱泵式地板加熱器的主程序，而圖IlB圖示根據(jù)示范實施例的SC值控制程序。 SC值控制程序與主程序并行運行，并由定時中斷(timer intrusion)每隔固定時間激活， 以精細調(diào)節(jié)(修正)由主程序控制的電子膨脹閥4的開度。在圖IlA和圖IlB中，ST表示步驟，跟在ST之后的數(shù)字表示步驟號。在圖IlA和 圖IlB中，主要說明根據(jù)示范實施例的處理，但相關(guān)通用處理諸如用戶的設(shè)定操作、排出熱 水溫度的具體控制等說明從略。如圖IlA所示，當控制裝置7開始控制時，開始熱水泵9的轉(zhuǎn)動，從而使水在利用 側(cè)熱交換器3與地板加熱板8之間循環(huán)(ST1)。然后，控制裝置7輸入自排出熱水溫度傳感 器12循環(huán)的水溫，也就是排出熱水的溫度(ST2)。接著，控制裝置7確定壓縮機1轉(zhuǎn)數(shù)，使 得由排出熱水溫度傳感器12所檢測出的值可以達到預(yù)先設(shè)定的排出熱水溫度，并使壓縮 機1轉(zhuǎn)動，從而使熱泵式地板加熱器運轉(zhuǎn)(ST3)。如上所述，由壓縮機1轉(zhuǎn)數(shù)粗略控制電子膨脹閥4的開度。之后，跳轉(zhuǎn)到ST2，重復(fù)上述處理。另一方面，如圖IlB所示，與上述主程序并行，控制裝置7輸入剛好在電子膨脹閥 4之前來自制冷劑溫度傳感器11的制冷劑的溫度(STlO)。然后，從壓力傳感器10輸入壓 縮機1的排出壓力( 冷凝壓力)(STll)。接著，提取壓縮機1的當前轉(zhuǎn)數(shù)(ST12)?？刂蒲b 置7還控制壓縮機1，使得當前轉(zhuǎn)數(shù)可以達到目標轉(zhuǎn)數(shù)，所以，還存儲當前轉(zhuǎn)數(shù)。這里，提取 當前轉(zhuǎn)數(shù)。接著，如上所述，取決于在多個時刻周期性獲取的壓力傳感器10的值在時間序列 上是變大還是變小，控制裝置判斷壓縮機1冷凝壓力的上升或下降。之后，使用在STll至 ST13中得到的冷凝壓力、壓縮機1轉(zhuǎn)數(shù)、以及冷凝壓力升降等各參數(shù)，從圖10中所示的目標 SC表中提取目標SC值(ST14)。接著，根據(jù)STlO中檢測出的制冷劑溫度、以及STll中檢測出的壓縮機1的排出壓 力，也就是冷凝溫度，計算當前SC溫度(ST15)。之后，根據(jù)步驟ST14中提取的目標SC值、 以及ST15中計算出的當前SC值，精細調(diào)整電子膨脹閥4的開度(ST16)。具體地，從當前SC值中減去目標SC值，以及，當減除的結(jié)果為正時，控制電子膨脹 閥4打開，而減除的結(jié)果為負時，則控制電子膨脹閥4關(guān)閉。然后，完成此處理。盡管在示范實施例中冷凝壓力檢測裝置13由壓力傳感器10和控制裝置7組成， 但本發(fā)明并不局限于這種結(jié)構(gòu)?？蛇x擇地，可以使用制冷劑溫度傳感器取代壓力傳感器10， 并由控制裝置7將制冷劑溫度轉(zhuǎn)換為制冷劑壓力。此外，盡管控制裝置7在這里包括壓縮 機轉(zhuǎn)數(shù)檢測裝置7b，但本發(fā)明并不局限于這種結(jié)構(gòu)?？蛇x擇地，轉(zhuǎn)數(shù)可以利用壓縮機1所用 驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動位置傳感器直接獲得。此外，盡管SC值計算裝置14在本示范實施例中由 壓力傳感器10、控制裝置7和制冷劑溫度傳感器11組成，但本發(fā)明并不局限于這種結(jié)構(gòu)。 可選擇地，SC值計算裝置14可以由設(shè)置在利用側(cè)熱交換器3中的冷凝溫度傳感器、控制裝 置7和制冷劑溫度傳感器11組成。盡管參照其某些示范實施例圖示并說明了本發(fā)明的概念，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當 理解，可以在形式和細節(jié)上對本發(fā)明進行不同的變更，而不脫離由所附權(quán)利要求限定的本 發(fā)明的精神及其范圍。
權(quán)利要求
1.一種熱泵裝置，包括制冷劑回路，其包括壓縮機、用于在水與制冷劑之間交換熱的利用側(cè)熱交換器、電子膨 脹閥、以及室外熱交換器；控制裝置，用于控制所述壓縮機和所述電子膨脹閥； 過冷值計算裝置，用于計算所述制冷劑回路的過冷值； 冷凝壓力檢測裝置，用于檢測所述壓縮機的冷凝壓力； 壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)檢測裝置，用于檢測所述壓縮機的轉(zhuǎn)數(shù)；以及目標過冷值提取裝置，用于根據(jù)所述冷凝壓力和所述壓縮機的轉(zhuǎn)數(shù)，選擇并提取預(yù)先 存儲的目標過冷值，其中所述控制裝置調(diào)節(jié)所述電子膨脹閥的開度，使得計算出的所述制冷劑回路的過 冷值達到所述目標過冷值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵裝置，其中在所述冷凝壓力的數(shù)值和所述壓縮機的轉(zhuǎn) 數(shù)的各區(qū)域中，所述目標過冷值提取裝置存儲預(yù)先確定的多個目標過冷值，以及其中所述多個目標過冷值的每一個，隨著所述冷凝壓力升高而減小，并隨著所述轉(zhuǎn)數(shù) 升高而增大。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱泵裝置，包括制冷劑回路，其包括壓縮機、用于在水與制冷劑之間交換熱的利用側(cè)熱交換器、電子膨脹閥、以及室外熱交換器；控制裝置，用于控制壓縮機和電子膨脹閥；過冷值計算裝置，用于計算制冷劑回路的過冷值；冷凝壓力檢測裝置，用于檢測壓縮機的冷凝壓力；壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)檢測裝置，用于檢測壓縮機的轉(zhuǎn)數(shù)；以及，目標過冷值提取裝置，用于根據(jù)冷凝壓力和壓縮機的轉(zhuǎn)數(shù)，選擇并提取預(yù)先存儲的目標過冷值?？刂蒲b置調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度，使得計算出的制冷劑回路的過冷值達到目標過冷值。
文檔編號F25B41/04GK102032704SQ201010294588
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者安孫子博, 杉山隆, 板垣敦, 藤利行 申請人:富士通將軍股份有限公司