熱泵裝置制造方法
【專利摘要】一種熱泵裝置（100），其目的在于設(shè)置防止液體制冷劑向壓縮機(jī)的吸入的機(jī)構(gòu)。熱泵裝置（100）具有供制冷劑循環(huán)的制冷劑回路（6），該制冷劑回路（6）依次連接壓縮機(jī)（1）、第一換熱器（2）、膨脹閥（3）、第二換熱器（4）和第三換熱器（5），并在第二換熱器（4）和壓縮機(jī)（1）之間連接有旁通第三換熱器（5）的旁通流路（9）。另外，熱泵裝置（100）具有依次連接第三換熱器（5）、第一換熱器（2）和箱（12）而構(gòu)成的供水循環(huán)的水回路（13）。熱泵裝置（100）通過控制三通閥（10），在液體制冷劑可能被吸入壓縮機(jī)（1）的情況下，使制冷劑通過第三換熱器（5）流動(dòng)，在第三換熱器（5）中通過水加熱制冷劑，使制冷劑蒸發(fā)。
【專利說明】熱泵裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在熱泵裝置中防止將液體制冷劑吸入壓縮機(jī)的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]存在利用從外部空氣吸收的熱量對水進(jìn)行加熱的熱泵裝置。存在通過由該熱泵裝置加熱的水對箱內(nèi)的水進(jìn)行加熱的熱泵式的熱水供給裝置、通過由該熱泵裝置加熱的水來進(jìn)行制熱運(yùn)轉(zhuǎn)的熱泵式的制熱裝置。
[0003]在熱泵式的熱水供給裝置中，在箱內(nèi)的水的溫度達(dá)到目標(biāo)溫度的情況下，降低熱泵裝置所具有的壓縮機(jī)的工作頻率，抑制消耗電力。同樣地，在熱泵式的制熱裝置中，在進(jìn)行制熱運(yùn)轉(zhuǎn)的房間的溫度達(dá)到目標(biāo)溫度的情況下，降低熱泵裝置所具有的壓縮機(jī)的工作頻率，抑制消耗電力。
[0004]降低壓縮機(jī)的工作頻率時(shí)，在熱泵裝置所具有的制冷劑回路中循環(huán)的制冷劑的流量變少。制冷劑的流量變少時(shí)，即便使熱泵裝置所具有的膨脹閥的開度成為最小，也幾乎不能降低制冷劑的壓力。制冷劑的壓力不下降是指制冷劑的蒸發(fā)溫度不降低。因此，外部空氣溫度低的情況下，不能使制冷劑的蒸發(fā)溫度充分地比外部空氣溫度低。
[0005]不能使制冷劑的蒸發(fā)溫度充分地比外部空氣溫度低時(shí)，制冷劑不能從外部空氣充分地吸熱，所以不能使制冷劑完全地蒸發(fā)，液體制冷劑被吸入壓縮機(jī)。液體制冷劑被吸入壓縮機(jī)時(shí)，存在于壓縮機(jī)的內(nèi)部的潤滑油被取出到壓縮機(jī)的外部，壓縮機(jī)的潤滑性降低，壓縮機(jī)發(fā)生故障。
[0006]以往，在制冷劑的蒸發(fā)溫度不能充分地比外部空氣溫度低的情況下，提高壓縮機(jī)的工作頻率，增加在制冷劑回路中循環(huán)的制冷劑的流量，防止液體制冷劑向壓縮機(jī)的吸入(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0007]【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0008]【專利文獻(xiàn)】
[0009]【專利文獻(xiàn)I】日本特開平10-009683號公報(bào)
[0010]提高壓縮機(jī)的工作頻率時(shí)，消耗電力增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于設(shè)置不提高壓縮機(jī)的工作頻率而防止液體制冷劑向壓縮機(jī)的吸入的機(jī)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明的熱泵裝置的特征在于，具有:
[0013]供制冷劑循環(huán)的制冷劑回路，該制冷劑回路將壓縮機(jī)、第一換熱器、膨脹閥、第二換熱器和第三換熱器依次連接起來，并且在所述第二換熱器和所述壓縮機(jī)之間設(shè)置有旁通所述第三換熱器地連接的旁通流路；
[0014]供流體循環(huán)的流體回路，該流體回路將所述第三換熱器、所述第一換熱器和散熱裝置依次連接起來；[0015]流路切換裝置，該流路切換裝置對所述制冷劑是通過所述第三換熱器流動(dòng)還是不通過所述第三換熱器而通過所述旁通流路流動(dòng)進(jìn)行切換。
[0016]發(fā)明的效果
[0017]本發(fā)明的熱泵裝置具有使被吸入壓縮機(jī)的制冷劑與在流體回路中循環(huán)的流體進(jìn)行熱交換的第三換熱器。因此，在制冷劑的蒸發(fā)溫度不充分地比外部空氣溫度低的情況下，制冷劑向第三換熱器流動(dòng)，通過流體加熱制冷劑，由此，能夠使制冷劑成為氣體制冷劑，并且能夠防止液體制冷劑向壓縮機(jī)的吸入。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是實(shí)施方式I的熱泵裝置100的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2是表示實(shí)施方式I的熱泵裝置100的通常的制冷劑及水的流動(dòng)的圖。
[0020]圖3是表示實(shí)施方式I的熱泵裝置100的低工作頻率、低外部空氣溫度時(shí)的制冷劑及水的流動(dòng)的圖。
[0021]圖4是實(shí)施方式I的熱泵裝置100的低工作頻率、低外部空氣溫度時(shí)的Ρ-h線圖。
[0022]圖5是表示實(shí)施方式I的控制裝置15對三通閥10的控制動(dòng)作的流程圖。
[0023]圖6是實(shí)施方式2的熱泵裝置100的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖7是表示實(shí)施方式2的熱泵裝置100的通常的加熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑及水的流動(dòng)的圖。
[0025]圖8是實(shí)施方式2的熱泵裝置100的低工作頻率、低外部空氣溫度的加熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑及水的流動(dòng)的圖。
[0026]圖9是表示實(shí)施方式2的熱泵裝置100的通常的除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑及水的流動(dòng)的圖。
[0027]圖10是實(shí)施方式2的熱泵裝置100的低水溫的除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑及水的流動(dòng)的圖。
[0028]圖11是表示實(shí)施方式2的控制裝置15的除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的三通閥10的控制動(dòng)作的
流程圖。
[0029]圖12是表示第一連接點(diǎn)7及第二連接點(diǎn)8的位置的其他例的圖。
[0030]圖13是表示制冷劑回路6的其他例的圖。
[0031]附圖標(biāo)記
[0032]I壓縮機(jī)，2第一換熱器，3膨脹閥，4第二換熱器，5第三換熱器，6制冷劑回路，7第一連接點(diǎn)，8第二連接點(diǎn)，9旁通流路，10三通閥，11泵，12箱，13水回路，14溫度傳感器，15控制裝置，16四通閥，17溫度傳感器，18儲罐，100熱泵裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0033]實(shí)施方式I
[0034]圖1是實(shí)施方式I的熱泵裝置100的結(jié)構(gòu)圖。
[0035]熱泵裝置100具有制冷劑回路6，該制冷劑回路6通過配管依次連接壓縮機(jī)1、第一換熱器2、膨脹閥3、第二換熱器4和第三換熱器5而構(gòu)成為環(huán)狀。制冷劑回路6設(shè)置了旁通流路9，該旁通流路9通過配管連接第二換熱器4和第三換熱器5之間的第一連接點(diǎn)1、以及第三換熱器5和壓縮機(jī)I之間的第二連接點(diǎn)8而旁通第三換熱器5。
[0036]在第一連接點(diǎn)7上，設(shè)置有對制冷劑是通過第三換熱器5流動(dòng)、還是不通過第三換熱器5而通過旁通流路9流動(dòng)進(jìn)行切換的三通閥10 (流路切換裝置的一例)。
[0037]制冷劑回路6供R410A等制冷劑循環(huán)。
[0038]另外,熱泵裝置100具有水回路13 (流體回路的一例),該水回路13通過配管依次連接第三換熱器5、第一換熱器2、泵11和箱12 (散熱裝置的一例)而構(gòu)成為環(huán)狀。
[0039]水回路13供水(流體的一例)循環(huán)。
[0040]另外，熱泵裝置100具有檢測第二換熱器4的周圍的空氣的溫度即外部空氣溫度的溫度傳感器14、和控制壓縮機(jī)I的工作頻率、膨脹閥3的開度、三通閥10的開閉等的控制裝置15?？刂蒲b置15例如由微機(jī)等構(gòu)成。
[0041]圖2是表示實(shí)施方式I的熱泵裝置100的通常時(shí)的制冷劑及水的流動(dòng)的圖。在圖2中，實(shí)線箭頭表示制冷劑的流動(dòng)，虛線箭頭表示水的流動(dòng)。
[0042]通常時(shí)，三通閥10通過控制裝置15被設(shè)定在圖1所示的虛線側(cè)。
[0043]在制冷劑回路6中，通過壓縮機(jī)I成為高溫高壓的氣體制冷劑流入第一換熱器2。流入第一換熱器2的氣體制冷劑與在水回路13中循環(huán)的水進(jìn)行熱交換而冷凝成為液體制冷劑。此時(shí)，在水回路13中循環(huán)的水被加熱。液體制冷劑通過膨脹閥3而膨脹，成為低溫低壓的氣液二相制冷劑。氣液二相制冷劑流入第二換熱器4，與外部空氣(熱交換對象的一例)熱交換而蒸發(fā)，成為氣體制冷劑。氣體制冷劑不通過第三換熱器5，而是通過旁通流路9再次被吸入壓縮機(jī)1，成為高溫高壓。
[0044]另一方面，在水回路13中，被第一換熱器2加熱的水通過泵11流入箱12。流入箱12的水與存儲在箱12內(nèi)的水進(jìn)行熱交換而冷卻。此時(shí)，存儲在箱12內(nèi)的水被加熱。被冷卻的水通過第三換熱器5再次流入第一換熱器2。此外，在第三換熱器5中沒有制冷劑流動(dòng)，所以，在第三換熱器5中，水沒有進(jìn)行熱交換。
[0045]熱泵裝置100運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)一段時(shí)間，由此，存儲在箱12內(nèi)的水的溫度上升并達(dá)到目標(biāo)溫度。在通過未圖示的溫度傳感器等檢測到存儲在箱12內(nèi)的水的溫度達(dá)到目標(biāo)溫度的情況時(shí)，控制裝置15將壓縮機(jī)I的工作頻率設(shè)定得低。由此，在抑制消耗電力的同時(shí)，維持存儲在箱12內(nèi)的水不變冷。
[0046]在降低壓縮機(jī)I的工作頻率時(shí)，在制冷劑回路6中循環(huán)的制冷劑的流量變少?？刂婆蛎涢y3的開度，從而使從第二換熱器4流出的制冷劑的過熱度成為規(guī)定值。但是，減小膨脹閥3的開度也存在極限，制冷劑的流量變少時(shí)，即便使膨脹閥3的開度最小，也幾乎不能降低制冷劑的壓力。制冷劑的壓力不下降是指制冷劑的蒸發(fā)溫度不降低。因此，在外部空氣溫度低的情況下，有時(shí)，不能夠使制冷劑的蒸發(fā)溫度充分地比外部空氣溫度低。
[0047]不能夠使制冷劑的蒸發(fā)溫度充分地比外部空氣溫度低時(shí)，在第二換熱器4中，制冷劑不能從外部空氣充分地吸熱，所以，不能使制冷劑完全地成為氣體制冷劑，液體制冷劑被吸入壓縮機(jī)I。液體制冷劑被吸入壓縮機(jī)I時(shí)，存在于壓縮機(jī)I的內(nèi)部的潤滑油被取出到壓縮機(jī)I的外部，潤滑性降低，壓縮機(jī)I發(fā)生故障。
[0048]因此，在壓縮機(jī)I的工作頻率比規(guī)定的頻率低、且膨脹閥3的開度最小、且由溫度傳感器14檢測的外部空氣溫度比預(yù)定的第一溫度低的情況下(低工作頻率、低外部空氣溫度時(shí))，控制裝置15將三通閥10切換到圖1的實(shí)線側(cè)。[0049]規(guī)定的頻率或第一溫度因所使用的制冷劑的種類或膨脹閥3的最小開度等而不同。因此，例如事先將通過計(jì)算求出的值或通過模擬求出的值存儲于控制裝置15所具有的存儲器等。
[0050]圖3是表示實(shí)施方式I的熱泵裝置100的低工作頻率、低外部空氣溫度時(shí)的制冷劑及水的流動(dòng)的圖。在圖3中，實(shí)線箭頭表示制冷劑的流動(dòng)，虛線箭頭表示水的流動(dòng)。
[0051]低工作頻率、低外部空氣溫度時(shí)，三通閥10通過控制裝置15被設(shè)定在圖1所示的實(shí)線側(cè)。
[0052]在制冷劑回路6中，通過壓縮機(jī)I成為高溫高壓的氣體制冷劑流入第一換熱器2。流入第一換熱器2的氣體制冷劑與在水回路13中循環(huán)的水熱交換而冷凝，成為液體制冷齊U。此時(shí)，在水回路13中循環(huán)的水被加熱。液體制冷劑通過膨脹閥3而膨脹，并流入第二換熱器4。這里，通過了膨脹閥3的制冷劑的壓力沒有充分地降低，制冷劑的蒸發(fā)溫度不充分地比外部空氣溫度低，所以，制冷劑沒有完全地蒸發(fā)成氣體制冷劑，至少一部分還是液體制冷劑。
[0053]包含液體制冷劑的制冷劑從三通閥10流向第三換熱器5側(cè)，并流入第三換熱器5。流入了第三換熱器5的制冷劑與在水回路13中循環(huán)的水進(jìn)行熱交換。這里，在水回路13中循環(huán)的水為至少比0°C高的溫度。另一方面，雖然不能充分地降低壓力，但通常能夠使制冷劑的蒸發(fā)溫度降低到比0°C低的溫度，所以制冷劑比0°C低。因此，這里，制冷劑從在水回路13中循環(huán)的水吸熱，制冷劑蒸發(fā)而成為氣體制冷劑。氣體制冷劑被吸入壓縮機(jī)1，成為高溫聞壓。
[0054]另一方面，在水回路13中，被第一換熱器2加熱的水通過泵11流入箱12。流入了箱12的水與存儲在箱12內(nèi)的水進(jìn)行熱交換而被冷卻。此時(shí)，存儲在箱12內(nèi)的水被加熱。被冷卻了的水在第三換熱器5中與制冷劑熱交換，進(jìn)一步被冷卻，再次流入第一換熱器2。
[0055]也就是說，在低工作頻率、低外部空氣溫度時(shí)，使制冷劑流向第三換熱器5側(cè)，在第三換熱器5中通過在水回路13中循環(huán)的水加熱制冷劑，由此，使被吸入壓縮機(jī)I的制冷劑成為氣體制冷劑。
[0056]圖4是實(shí)施方式I的熱泵裝置100的低工作頻率、低外部空氣溫度時(shí)的Ρ-h線圖。在圖4中，實(shí)線表示制冷劑不向第三換熱器5流動(dòng)的情況，虛線表示制冷劑流向第三換熱器5的情況。此外，關(guān)于實(shí)線和虛線重合的部分，僅用實(shí)線表示。
[0057]制冷劑不向第三換熱器5流動(dòng)的情況下，被壓縮機(jī)I壓縮了的氣體制冷劑(點(diǎn)a)通過第一換熱器2成為液體制冷劑(點(diǎn)b)。液體制冷劑(點(diǎn)b)通過膨脹閥3成為氣液二相制冷劑(點(diǎn)C)。氣液二相制冷劑(點(diǎn)c)通過第二換熱器4成為氣液二相制冷劑(點(diǎn)d)。而且，氣液二相制冷劑(點(diǎn)d)通過壓縮機(jī)I成為氣體制冷劑(點(diǎn)a)。也就是說，氣液二相制冷齊U (點(diǎn)d)被吸入壓縮機(jī)I。
[0058]另一方面，在制冷劑流向第三換熱器5的情況下，被壓縮機(jī)I壓縮了的氣體制冷劑(點(diǎn)e)通過第一換熱器2成為液體制冷劑(點(diǎn)b)。液體制冷劑(點(diǎn)b)通過膨脹閥3成為氣液二相制冷劑(點(diǎn)C)。氣液二相制冷劑(點(diǎn)c)通過第二換熱器4成為氣液二相制冷劑(點(diǎn)d)。氣液二相制冷劑(點(diǎn)d)通過第三換熱器5成為氣體制冷劑(點(diǎn)f)。而且，氣體制冷劑(點(diǎn)f)通過壓縮機(jī)I成為氣體制冷劑(點(diǎn)e)。也就是說，氣體制冷劑(點(diǎn)f)被吸入壓縮機(jī)I。
[0059]即，點(diǎn)d與點(diǎn)f的差值是第三換熱器5的加熱量。[0060]此外，這里，液體制冷劑(點(diǎn)b)通過膨脹閥3成為氣液二相制冷劑(點(diǎn)C)，但根據(jù)情況，存在液體制冷劑(點(diǎn)b)即使通過膨脹閥3也還是液體制冷劑的可能性。在該情況下，對熱泵裝置100的動(dòng)作沒有影響，熱泵裝置100的動(dòng)作不變。
[0061]圖5是表示實(shí)施方式I的控制裝置15對三通閥10的控制動(dòng)作的流程圖。
[0062](Sll)
[0063]控制裝置15將三通閥10設(shè)定在圖1的虛線側(cè)。由此，制冷劑通過旁通流路9，而不在第三換熱器5中流動(dòng)。
[0064](S12)
[0065]控制裝置15判定是否為如下情況，S卩，壓縮機(jī)I的工作頻率比規(guī)定的頻率(閾值A(chǔ))低、且膨脹閥3的開度為最小、且由溫度傳感器14檢測出的外部空氣溫度比第一溫度(閾值B)低。
[0066]在壓縮機(jī)I的工作頻率比規(guī)定的頻率低、且膨脹閥3的開度為最小、且由溫度傳感器14檢測出的外部空氣溫度比第一溫度低的情況下(S12中的“是”)，處理進(jìn)入S13。另一方面，在除此以外的情況下(S12中的“否”)，在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后，通過S12再次進(jìn)行判定。
[0067](S13)
[0068]控制裝置15將三通閥10設(shè)定在圖1的實(shí)線側(cè)。由此，制冷劑在第三換熱器5中流動(dòng)。
[0069](S14)
[0070]控制裝置15判定是否為以下情況，即，壓縮機(jī)I的工作頻率為規(guī)定的頻率(閾值A(chǔ))以上、或膨脹閥3的開度比最小大、或由溫度傳感器14檢測的外部空氣溫度為第一溫度(閾值B)以上。
[0071]在壓縮機(jī)I的工作頻率為規(guī)定的頻率以上、或膨脹閥3的開度比最小大、或由溫度傳感器14檢測出的外部空氣溫度為第一溫度以上的情況下(S14中的“是”)，處理進(jìn)入S11。另一方面，除此以外的情況下(S14中的“否”)，經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后，通過S14再次進(jìn)行判定。
[0072]如上所述，在實(shí)施方式I的熱泵裝置100中，在壓縮機(jī)I的工作頻率比規(guī)定的頻率低、且膨脹閥3的開度最小、且外部空氣溫度比第一溫度低的情況下，判定為液體制冷劑被吸入壓縮機(jī)I。而且，該情況下，被吸入壓縮機(jī)I之前的制冷劑向第三換熱器5流動(dòng)。
[0073]由此，被吸入壓縮機(jī)I之前的制冷劑被第三換熱器5加熱，蒸發(fā)而成為氣體制冷齊U。因此，能夠防止液體制冷劑被吸入壓縮機(jī)I。
[0074]實(shí)施方式2
[0075]在實(shí)施方式I中，對加熱水并加熱存儲在箱12內(nèi)的水的加熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行了說明。在實(shí)施方式2中，對除去附著在第二換熱器4上的霜的除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0076]圖6是實(shí)施方式2的熱泵裝置100的結(jié)構(gòu)圖。
[0077]實(shí)施方式2的熱泵裝置100除了實(shí)施方式I的熱泵裝置100的結(jié)構(gòu)以外，還具有:切換制冷劑的循環(huán)方向的四通閥16 (方向切換裝置);檢測流入第一換熱器2的水的溫度的溫度傳感器17。
[0078]圖7是表示實(shí)施方式2的熱泵裝置100的通常的加熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑及水的流動(dòng)的圖。在圖7中，實(shí)線箭頭表示制冷劑的流動(dòng)，虛線箭頭表示水的流動(dòng)。
[0079]在通常的加熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，四通閥16被控制裝置15設(shè)定在圖6所示的實(shí)線側(cè)，三通閥10被控制裝置15設(shè)定在圖6所示的虛線側(cè)。由此，熱泵裝置100與圖2所示的情況同樣地進(jìn)行動(dòng)作。
[0080]圖8是表示實(shí)施方式2的熱泵裝置100的低工作頻率、低外部空氣溫度的加熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑及水的流動(dòng)的圖。在圖8中，實(shí)線箭頭表示制冷劑的流動(dòng)，虛線箭頭表示水的流動(dòng)。
[0081]低工作頻率、低外部空氣溫度的加熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，四通閥16被控制裝置15設(shè)定在圖6所示的實(shí)線側(cè)，三通閥10被控制裝置15設(shè)定在圖6所示的實(shí)線側(cè)。由此，熱泵裝置100與圖3所示的情況同樣地工作。
[0082]在加熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)在第二換熱器4中流動(dòng)的制冷劑的溫度低時(shí)，空氣中含有的水分附著在第二換熱器4上并成長為霜。在霜附著在第二換熱器4上時(shí)，第二換熱器4中的熱交換效率變差。因此，在霜附著在第二換熱器4上的情況下，執(zhí)行除霜的除霜運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0083]圖9是表示實(shí)施方式2的熱泵裝置100的通常的除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑及水的流動(dòng)的圖。在圖9中，實(shí)線箭頭表示制冷劑的流動(dòng)，虛線箭頭表示水的流動(dòng)。
[0084]在通常的除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，四通閥16被控制裝置15設(shè)定在圖6所示的虛線側(cè)，三通閥10被控制裝置15設(shè)定在圖6所示的虛線側(cè)。
[0085]在制冷劑回路6中，通過壓縮機(jī)I成為高溫高壓的氣體制冷劑不通過第三換熱器5地流入第二換熱器4。流入到第二換熱器4的氣體制冷劑與外部空氣熱交換而冷凝成為液體制冷劑。此時(shí)，通過流入了第二換熱器4的高溫高壓的制冷劑，使附著在第二換熱器4上的霜融化。液體制冷劑通過膨脹閥3而膨脹，成為低溫低壓的氣液二相制冷劑。氣液二相制冷劑流入第一換熱器2，與在水回路13中循環(huán)的水熱交換而蒸發(fā)，成為氣體制冷劑。此時(shí)，在水回路13中循環(huán)的水被冷卻。氣體制冷劑被吸入壓縮機(jī)1，成為高溫高壓。
[0086]另一方面，在水回路13中，在第一換熱器2中被冷卻了的水通過泵11流入箱12。流入了箱12的水與存儲在箱12內(nèi)的水熱交換而被加熱。此時(shí)，存儲在箱12內(nèi)的水被冷卻。被加熱了的水通過第三換熱器5，再次流入第一換熱器2。此外，由于在第三換熱器5中沒有制冷劑流動(dòng)，所以在第三換熱器5中，水沒有進(jìn)行熱交換。
[0087]如上所述，在除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，低溫的制冷劑流向第一換熱器2。根據(jù)情況，還存在O度以下的制冷劑流向第一換熱器2的情況。在該情況下，在第一換熱器2內(nèi)，在水回路13中循環(huán)的水凍結(jié)，存在因凍結(jié)導(dǎo)致的水的體積膨脹使第一換熱器2損壞的情況。
[0088]因此，在由溫度傳感器17檢測出的流入第一換熱器2的水的溫度比預(yù)定的第二溫度低的情況下(低水溫時(shí))，控制裝置15將三通閥10切換到圖6的實(shí)線側(cè)。
[0089]第二溫度是比凝固點(diǎn)稍高的溫度。第二溫度根據(jù)第一換熱器2的大小(熱交換量)等而不同。因此，例如，將事先通過計(jì)算求出的值或通過模擬求出的值存儲在控制裝置15所具有的存儲器等中。
[0090]圖10是表示實(shí)施方式2的熱泵裝置100的低水溫的除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑及水的流動(dòng)的圖。在圖10中，實(shí)線箭頭表示制冷劑的流動(dòng)，虛線箭頭表示水的流動(dòng)。
[0091]在低水溫的除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，四通閥16被控制裝置15設(shè)定在圖6所示的虛線側(cè)，三通閥10被控制裝置15設(shè)定在圖6所示的實(shí)線側(cè)。
[0092]在制冷劑回路6中，通過壓縮機(jī)I成為高溫高壓的氣體制冷劑流向第三換熱器5偵牝并流入第三換熱器5。流入了第三換熱器5的氣體制冷劑與在水回路13中循環(huán)的水進(jìn)行熱交換。此時(shí)，通過流入了第三換熱器5的高溫高壓的制冷劑，水被加熱。另一方面，制冷劑被冷卻。
[0093]被冷卻了的制冷劑通過三通閥10流入第二換熱器4。流入了第二換熱器4的制冷劑與外部空氣熱交換而冷凝成為液體制冷劑。此時(shí)，通過流入了第二換熱器4的制冷劑，使附著在第二換熱器4上的霜融化。此外，流入了第二換熱器4的制冷劑在第三換熱器5中被冷卻。但是，通過調(diào)整制冷劑的流量等，也能夠?qū)⒃诘谌龘Q熱器5中被冷卻了的制冷劑的溫度保持為某種程度的高溫，也能夠使附著在第二換熱器4上的霜融化。
[0094]液體制冷劑通過膨脹閥3而膨脹，成為低溫低壓的氣液二相制冷劑。氣液二相制冷劑流入第一換熱器2，與在水回路13中循環(huán)的水熱交換而蒸發(fā)，成為氣體制冷劑。此時(shí)，在水回路13中循環(huán)的水被冷卻。氣體制冷劑被吸入壓縮機(jī)1，成為高溫高壓。
[0095]另一方面，在水回路13中，在第一換熱器2中被冷卻了的水通過泵11，流入箱12。流入了箱12的水與存儲在箱12內(nèi)的水熱交換而被加熱。此時(shí)，存儲在箱12內(nèi)的水被冷卻。被加熱了的水在第三換熱器5中與制冷劑熱交換，并被加熱，再次流入第一換熱器2。
[0096]也就是說，在流入第一換熱器2的水的溫度低的情況下，使制冷劑流向第三換熱器5側(cè)，在第三換熱器5中，通過制冷劑加熱在水回路13中循環(huán)的水，由此，防止水在第一換熱器2中凍結(jié)。
[0097]圖11是表示實(shí)施方式2的控制裝置15的除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的三通閥10的控制動(dòng)作的流程圖。
[0098](S21)
[0099]控制裝置15將三通閥10設(shè)定在圖6的虛線側(cè)。由此，制冷劑不在第三換熱器5中流動(dòng)。
[0100](S22)
[0101]控制裝置15判定由溫度傳感器17檢測出的流入第一換熱器2的水的溫度是否比第二溫度(閾值C)低。
[0102]在流入第一換熱器2的水的溫度比第二溫度低的情況下(S22中的“是”)，處理進(jìn)入S23。另一方面，在除此以外的情況下(S22中的“否”)，經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后，通過S22再次進(jìn)行判定。
[0103](S23)
[0104]控制裝置15將三通閥10設(shè)定在圖6的實(shí)線側(cè)。由此，制冷劑在第三換熱器5中流動(dòng)。
[0105](S24)
[0106]控制裝置15判定由溫度傳感器17檢測出的流入第一換熱器2的水的溫度是否為第二溫度(閾值C)以上。
[0107]在流入第一換熱器2的水的溫度為第二溫度以上的情況下(S24中的“是”)，處理返回S21。另一方面，在除此以外的情況下(S24中的“否”)，經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后，通過S24再次進(jìn)行判定。
[0108]如上所述，在實(shí)施方式2的熱泵裝置100中，在流入第一換熱器2的水的溫度比第二溫度低的情況下，判定為水在第一換熱器2中凍結(jié)。而且，在該情況下，使從壓縮機(jī)I排出的高溫高壓的制冷劑流向第三換熱器5。[0109]由此，流入第一換熱器2之前的水在第三換熱器5中被加熱。因此，能夠防止水在第一換熱器2中凍結(jié)。
[0110]此外，在圖6中，使旁通流路9的分支點(diǎn)即第一連接點(diǎn)7及第二連接點(diǎn)8的位置位于第二換熱器4和四通閥16之間。但是，在僅以防止加熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的液體制冷劑向壓縮機(jī)I的吸入為目的，而不以防止除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的第一換熱器2中的水的凍結(jié)為目的的情況下，如圖12所示，也可以使第一連接點(diǎn)7及第二連接點(diǎn)8的位置位于四通閥16和壓縮機(jī)I之間。
[0111]另外，在上述說明中，使用在基本結(jié)構(gòu)的回路中加入了第三換熱器5的制冷劑回路6進(jìn)行了說明。但是，例如如圖13所示，制冷劑回路6也可以為如下結(jié)構(gòu)的回路，即，代替圖6所示的膨脹閥3，通過配管依次連接膨脹閥3a、儲罐18和膨脹閥3b而構(gòu)成的回路。只要是這樣的結(jié)構(gòu)，通過控制膨脹閥3a、3b，就能夠適當(dāng)?shù)乜刂萍訜徇\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的第一換熱器2中的過冷卻度和第二換熱器4中的過熱度。
[0112]另外，在上述說明中，三通閥10設(shè)置在第一連接點(diǎn)7的位置。但是，三通閥10也可以不設(shè)置在第一連接點(diǎn)7的位置，而設(shè)置在第二連接點(diǎn)8的位置。
[0113]另外，在上述說明中，作為散熱裝置的一個(gè)例子，使用箱12進(jìn)行了說明。但是，作為散熱裝置也可以使用例如地?zé)?、板式加熱器等制熱裝置。
[0114]另外，在上述說明中，第一換熱器2例如為板式換熱器。在作為第一換熱器2使用了板式換熱器的情況下，考慮到水的分配的影響，優(yōu)選使水從板式換熱器的下部向上部流動(dòng)。另外，在該情況下，優(yōu)選制冷劑與水的流動(dòng)相對地從板式換熱器的上部向下部流動(dòng)。
[0115]此外，作為第一換熱器2也可以使用扭轉(zhuǎn)配管等其他的換熱器。
[0116]另外，在上述說明中，作為在第二換熱器4中與制冷劑熱交換的熱交換對象，使用外部空氣進(jìn)行了說明。但是，熱交換對象也可以是在其他的回路中循環(huán)的水等流體等。
[0117]另外，在上述說明中，作為流體的一例，使用水進(jìn)行了說明。但是，作為流體也可以使用其他物質(zhì)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱泵裝置，其特征在于，具有: 供制冷劑循環(huán)的制冷劑回路，該制冷劑回路將壓縮機(jī)、第一換熱器、膨脹閥、第二換熱器和第三換熱器依次連接，并且在所述第二換熱器和所述壓縮機(jī)之間連接有旁通所述第三換熱器的旁通流路； 供流體循環(huán)的流體回路，該流體回路將所述第三換熱器、所述第一換熱器和散熱裝置依次連接； 流路切換裝置，該流路切換裝置對所述制冷劑是通過所述第三換熱器流動(dòng)、還是不通過所述第三換熱器而通過所述旁通流路流動(dòng)進(jìn)行切換。
2.如權(quán)利要求1所述的熱泵裝置，其特征在于， 所述第二換熱器使所述制冷劑和規(guī)定的熱交換對象進(jìn)行熱交換， 在所述第一換熱器中通過所述制冷劑加熱所述流體的加熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在所述壓縮機(jī)的工作頻率比規(guī)定的頻率低、且所述膨脹閥的開度為最小、且所述熱交換對象的溫度比預(yù)定的第一溫度低的情況下，所述流路切換裝置使所述制冷劑通過所述第三換熱器流動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的熱泵裝置，其特征在于，在除去附著在所述第二換熱器上的霜的除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在流入所述第一換熱器的流體的溫度比預(yù)定的第二溫度低的情況下，所述流路切換裝置使所述制冷劑通過所述第三換熱器流動(dòng)。
4.如權(quán)利要求2所述的熱泵裝置，其特征在于，所述熱交換對象是外部空氣。
【文檔編號】F25B41/04GK103776185SQ201310489287
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月18日
【發(fā)明者】內(nèi)野進(jìn)一 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社