CN101793422B - 液体循环式供暖系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液体循环式供暖系统及其控制方法。该液体循环式供暖系统具备用于生成加热液体的热泵和供暖用散热器。热泵具有依次连接压缩机、散热器、减压机构、蒸发器的热泵回路。在热泵回路中填充有由沸点不同的两种以上的制冷剂混合而成的非共沸混合制冷剂。当供给到散热器的液体的温度相对高时,使在热泵回路中循环的制冷剂中的高沸点制冷剂的组成比率变高。

Description

液体循环式供暖系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及利用液体进行供暖的液体循环式供暖系统及其控制方法。
背景技术
一直以来,已知有利用锅炉或电加热器生成热水并使用该热水进行供暖的液体循环式供暖系统。近年来,作为代替锅炉或电加热器的热源,研究采用能够高效生成热水的热泵。例如,在日本特开2008-39306号公报中,公开有利用热泵生成热水并将该热水蓄积在贮热水箱中的液体循环式供暖系统。在该液体循环式供暖系统中,蓄积在贮热水箱中的热水被送入例如配置在居室内的供暖用散热器,在此处散热后返回贮热水箱。
热泵具有使制冷剂循环的热泵回路。热泵回路通过例如压缩机、散热器、膨胀阀和蒸发器由配管连接而构成。这样,在制冷剂和水之间通过散热器进行热交换,水被加热而生成热水。
发明内容
然而,在液体循环式供暖系统中,例如当被送入供暖用散热器的热水的流量大时,认为从供暖用散热器流出的水的温度不会下降太多。这时,被供给到热泵的散热器的水的温度上升。当供给到散热器的水的温度上升时,如图2的虚线所示,制冷循环的高压上升。
但是,当制冷循环的高压上升时,有时其压力超过保证构成热泵的设备运转的上限压力。
本发明鉴于上述情况,其目的在于提供一种液体循环式供暖系统及其控制方法,该供暖系统能够抑制被供给到制冷剂散热器的液体的温度上升时的制冷循环的高压的上升。
然而,高沸点制冷剂与低沸点制冷剂相比,被供给到制冷剂散热器的液体的温度上升时的制冷循环的高压的上升幅度较小。而且,当使它们混合时,被供给到制冷剂散热器的液体的温度上升时的制冷循环的高压的上升幅度由它们的混合比例决定。因此,本发明的发明者们想到:在使用由沸点不同的制冷剂混合而成的非共沸混合制冷剂时,通过积极地利用在热泵回路循环的制冷剂的组成发生变化这一点,能够抑制制冷循环的高压的上升。本发明是从这样的观点出发而完成的。
即,本发明提供的液体式供暖系统,是对液体加热生成加热液体并使该加热液体的热从供暖用散热器散出而进行供暖的液体循环式供暖系统,具备使制冷剂循环的热泵回路,上述热泵回路具有使上述制冷剂散热而加热上述液体,生成上述加热液体的制冷剂散热器,在上述热泵回路中,填充有由沸点不同的两种以上的制冷剂混合而成的非共沸混合制冷剂作为上述制冷剂,当供给到上述制冷剂散热器的液体的温度相对高时,在上述热泵回路中循环的制冷剂中的高沸点制冷剂的组成比率变高。
另外,本发明提供液体循环式供暖系统的控制方法,是对液体加热生成加热液体并使该加热液体的热从供暖用散热器散出而进行供暖的液体循环式供暖系统的控制方法,上述液体循环式供暖系统具备使制冷剂循环的热泵回路,该热泵回路包括:使上述制冷剂散热而加热上述液体,生成上述加热液体的制冷剂散热器、压缩上述制冷剂的压缩机、使上述制冷剂减压的减压机构、使上述制冷剂蒸发的蒸发器、和使上述制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂的气液分离器,在上述热泵回路中,填充有由沸点不同的两种以上的制冷剂混合而成的非共沸混合制冷剂作为上述制冷剂,当供给到上述制冷剂散热器的液体的温度相对高时,控制上述减压机构的动作,使上述气液分离器内的液体制冷剂的量减少。
利用本发明,能够抑制被供给到制冷剂散热器的液体的温度上升时的制冷循环的高压的上升。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式涉及的液体循环式供暖系统的概略结构图。
图2是热泵的莫里尔图。
图3是用于说明伴随着在热泵回路中循环的制冷剂的组成变更,制冷循环的高压的上升受到抑制的说明图。
图4是本发明的第二实施方式涉及的液体循环式供暖系统的概略结构图。
图5是本发明的第三实施方式涉及的液体循环式供暖系统的概略结构图。
图6是变形例1的热泵的概略结构图。
图7是变形例2的热泵的概略结构图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。另外,以下的说明是本发明的一例,本发明并不被这些所限定。
(第一实施方式)
图1表示本发明的第一实施方式涉及的液体循环式供暖系统1A。该液体循环式供暖系统1A对液体加热生成加热液体,使该加热液体的热从供暖用散热器3散出,由此进行例如居室内的供暖。具体而言,液体循环式供暖系统1A具备供暖用散热器3、用于生成加热液体的热泵2、和进行设备的整体控制的集中控制装置5。
在本实施方式中,供暖用散热器3通过后述的供给管31和回收管32与热泵2直接连接,液体不停留地循环。因为这样的液体循环式供暖系统1A能够将生成的热水直接用于供暖,所以散热损失小、能够实现节省能源。作为液体,例如能够使用在水中混入丙二醇等而得的防冻溶液,不过优选使用能够廉价且大量取得的水。以下,以液体为水,加热液体为热水进行说明。
热泵2具有使制冷剂循环的热泵回路20。该热泵回路20具有压缩制冷剂的压缩机21、使被压缩的制冷剂散热的散热器(制冷剂散热器)22、使已散热的制冷剂减压的减压机构即膨胀阀23、和使已减压的制冷剂蒸发的蒸发器24,这些设备21~24由配管依次连接构成该热泵回路20。另外,热泵2具有根据来自集中控制装置5的指令控制压缩机21和膨胀阀23的热泵控制装置(相当于本发明的控制机构)26。
在散热器22中,在通过散热器22的水和制冷剂之间进行热交换,水被加热而生成热水。在蒸发器24中,在由风扇25送风而来的空气和制冷剂之间进行热交换,制冷剂吸热。
在本实施方式中,在热泵回路20,填充有由沸点不同的两种以上的制冷剂混合而成的非共沸混合制冷剂作为制冷剂。此处,非共沸混合制冷剂是,在气液两相状态下平衡的气体制冷剂和液体制冷剂具有不同混合组成(气体制冷剂中的混合比例和液体制冷剂中的混合比例不同)的混合制冷剂。即,如果比较气体制冷剂和液体制冷剂,则气体制冷剂中低沸点制冷剂的混合率高,而在液体制冷剂中高沸点制冷剂的混合率高。作为这样的制冷剂,能够列举由R32、R125和R134a混合而得的R407C;由R32、HFO1234yf(2,3,3,3-四氟丙烯)混合而得的混合制冷剂;由R32、HFO1234yf、R125混合而得的混合制冷剂等。
另外,优选使用高沸点制冷剂与低沸点制冷剂之间的沸点差为20℃以上的非共沸混合制冷剂。例如,在R407C中,作为高沸点制冷剂的R32(沸点:-52℃)和R125(沸点:-49℃)与作为低沸点制冷剂的R134a(沸点:-26℃)之间的沸点差为23℃。
此外,在本实施方式中,在蒸发器24和压缩机21之间,设置有储蓄器(accumlator)27。该储蓄器27将被蒸发器24蒸发的制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂,构成本发明的气液分离器。在本实施方式中,因为使用了非共沸混合制冷剂,所以在储蓄器27的底部,蓄积有富含高沸点制冷剂的状态的液体制冷剂。例如,在非共沸混合制冷剂是由R32(沸点:-52℃)和HFO1234yf(沸点:-29℃)混合而得的混合制冷剂的情况下,在储蓄器27的底部,蓄积有富含HFO1234yf的状态的液体制冷剂。
供暖用散热器3一边使热水流动一边进行散热,具有使热水流入内部的流入口和使已散热的热水从内部流出的流出口。例如,作为供暖散热器3,可以采用设置在建筑物的居室内的暖气片(radiator),也可以采用敷设在地板上的热水板。
供暖用散热器3的流出口通过对散热器22供给水的供给管31与散热器22连接,供暖用散热器3的流入口通过将在散热器22中生成的热水进行回收的回收管32与散热器22连接。在供给管31,设置有检测被供给到散热器22的水的温度(以下也称为“入水温度”)的入水温度传感器72,并且在比入水温度传感器72靠向上游侧设置有泵61。入水温度传感器72与热泵控制装置26连接。另一方面,在回收管32,设置有检测在散热器22生成的热水的温度的热水温度传感器71。这样,当泵61旋转时,水通过供给管31从供暖用散热器3向散热器22导入,并且在散热器22生成的热水通过回收管32从散热器22向供暖用散热器3导入。
集中控制装置5由微型计算机或DSP(digital signal processor:数字信号处理器)等构成,与上述热泵控制装置26、热水温度传感器71以及泵61连接。
下面,对集中控制装置5和热泵控制装置26所进行的控制进行具体说明。
当用户将省略图示的供暖开关打开时,集中控制装置5使泵61旋转,并对热泵控制装置26发送运转开始的信号。由此,在散热器22水被加热而生成热水,该热水被送至供暖用散热器3进行供暖。另外,集中控制装置5控制泵61的转速而调整在供给管31流动的水的流量,使得由热水温度传感器71检测出的水的温度成为规定温度(例如70℃)。
当供给到散热器22的水的温度(入水温度)相对高时,热泵控制装置26进行使储蓄器27内的液体制冷剂的量减少的控制。具体而言,当由入水温度传感器72检测出的温度比预先决定的设定温度(例如,55℃)高时,热泵控制装置26使膨胀阀23的开度变小。这样,制冷剂在蒸发器24有效地吸热,向储蓄器27内流入的制冷剂的干度变大,因此在储蓄器27内滞留的液体制冷剂的量减少。由此,在热泵回路20中循环的制冷剂中的高沸点制冷剂的组成比率变高,制冷循环的高压的上升受到抑制。
此处,以非共沸混合制冷剂为R32与HFO1234yf混合而得的混合制冷剂的情况为例,参照图3说明上述现象。在图3中,用实线分别表示制冷剂仅为R32的情况和仅为HFO1234yf的情况,以点划线表示在热泵回路20中循环的混合制冷剂中的HFO1234yf的组成比率为某一值的情况,以双点划线表示与其相比HFO1234yf的组成比率高的情况。
首先,当入水温度低时,使制冷循环的高压在点划线上的a点。在储蓄器27内的液体制冷剂的量为一定的情况下,在热泵回路20中循环的制冷剂的组成不变。因此,当入水温度上升至例如65℃时,制冷循环的高压从a点沿点划线移动至b点。但是,在本实施方式中,使在储蓄器27内滞留的液体制冷剂的量减少。因此,在热泵回路20中循环的制冷剂中的高沸点制冷剂的组成比率变高,制冷循环的高压从a点移动至双点划线上的c点。由此,能够抑制入水温度上升时的制冷循环的高压的上升。
即,当使膨胀阀23的开度变小时,图2所示的莫里尔图中的A点向右方移动,干度变大,因此在储蓄器27内滞留的液体制冷剂的量减少。因此,通过使在热泵回路20中循环的制冷剂中的高沸点制冷剂的组成比率变高,能够抑制制冷循环的高压的上升。
另外,储蓄器27内的液体制冷剂不一定需要清除,热泵控制装置26可以在储蓄器27内的液体制冷剂的量减少某种程度时,将膨胀阀23的开度保持在该附近。
(第二实施方式)
接着,图4表示本发明的第二实施方式涉及的液体循环式供暖系统1B。另外,在本实施方式中,对与第一实施方式相同结构部分标注相同符号并省略其说明。
第二实施方式的液体循环式供暖系统1B在供暖用散热器3和散热器22通过贮热水箱8连接这一点与第一实施方式的液体循环式供暖系统1A不同,但其它的结构基本上与第一实施方式相同。
另外,因为填充到热泵回路20中的制冷剂是与第一实施方式说明的制冷剂相同的非共沸混合制冷剂,所以对于非共沸混合制冷剂也省略说明。在这一点上,后述的实施方式和变形例也相同。
贮热水箱8是在垂直方向上延伸的圆筒状的密闭容器,内部装满水。贮热水箱8的下部通过供给管31与散热器22连接,贮热水箱8的上部通过回收管32与散热器22连接。
这样,当使泵61旋转时,水通过供给管31从贮热水箱8的下部向散热器22导入,并且,在散热器22生成的热水通过回收管32从散热器22向贮热水箱8的上部导入。由此,生成的热水从上侧蓄积在贮热水箱8内。另外,在贮热水箱8的侧面,用于判定贮热水箱8内残留多少热水的多个贮热水温度传感器74设置在上下分离的位置。贮热水温度传感器74与集中控制装置5连接。
另外,在本实施方式中,在贮热水箱8内的上侧位置配设有供给热水用的热交换器92,在该热交换器92连接有供水管91和出热水管93。即,在本实施方式中,能够将生成的热水作为供给热水用的热源加以利用。另外,在贮热水箱8内的上侧位置,还配设有用于将热水再次加热的加热器85。
另一方面,供暖用散热器3的流入口通过输送管81与贮热水箱8的上部连接,供暖用散热器3的流出口通过返回管82与贮热水箱8的下部连接。在本实施方式中,在返回管82设置有循环用泵66,但循环用泵66也可以设置于输送管81。循环用泵66与集中控制装置5连接。这样,当使循环用泵66旋转时,蓄积在贮热水箱8中的热水通过输送管81被输送至供暖用散热器3,并且在供暖用散热器3散热的热水通过返回管82返回贮热水箱8。
下面,对集中控制装置5和热泵控制装置26所进行的控制进行具体说明。
<热水贮存运转>
集中控制装置5,当例如处在夜间时间带(例如23点~7点)时,如果根据由热水贮存温度传感器74检测出的温度判定残留热水量较少,则使泵61旋转并对热泵控制装置26发送运转开始的信号。由此,在散热器22中水被加热而生成热水,生成的热水蓄积在贮热水箱8中。另外,集中控制装置5控制泵61的转速而调整在供给管31中流动的水的流量,使得由热水温度传感器71检测出的水的温度成为规定温度(例如70℃)。
当供给到散热器22的水的温度(入水温度)相对高时,热泵控制装置26进行使储蓄器27内的液体制冷剂的量减少的控制。具体而言,当由入水温度传感器72检测出的温度比预先决定的设定温度(例如,55℃)高时,热泵控制装置26减小膨胀阀23的开度。这样,制冷剂在蒸发器24高效吸热,向储蓄器27内流入的制冷剂的干度变大,因此在储蓄器27内滞留的液体制冷剂的量减少。由此,在热泵回路20中循环的制冷剂中的高沸点制冷剂的组成比率变高,制冷循环的高压的上升受到抑制。
即,当减小膨胀阀23的开度时,图2所示的莫里尔图中的A点向右方移动,干度变大,因此在储蓄器27内滞留的液体制冷剂的量减少。由此,通过使在热泵回路20中循环的制冷剂中的高沸点制冷剂的组成比率变高,能够抑制制冷循环的高压的上升。
另外,储蓄器27内的液体制冷剂不一定需要清除,热泵控制装置26可以在储蓄器27内的液体制冷剂的量减少某种程度时,将膨胀阀23的开度保持在该附近。
<供暖运转>
当用户将省略图示的供暖开关打开时,集中控制装置5使循环用泵66旋转。由此,蓄积在贮热水箱8内的热水被输送至供暖用散热器3并在此处散热而进行供暖。
在以上说明的第二实施方式的液体循环式供暖系统1B中,能够在供暖运转初期将蓄积在贮热水箱8中的高温的热水输送到供暖用散热器3,因此能够在供暖开关打开后立即开始供暖。
(第三实施方式)
接着,图5表示本发明的第三实施方式涉及的液体循环式供暖系统1C。另外,在本实施方式中,对与第一实施方式和第二实施方式相同结构部分标注相同符号并省略其说明。
在第三实施方式的液体循环式供暖系统1C中,能够将蓄积在贮热水箱8中的热水直接使用于供给热水。具体而言,供水管91与贮热水箱8的下部连接,出热水管93与贮热水箱8的上部连接。另外,在贮热水箱8内的上侧位置,配设有用于在蓄积于贮热水箱8中的热水和载热液体(第二液体)之间进行热交换的热交换器83。热交换器83通过输送管81和返回管82与供暖用散热器3连接。这样,当使循环用泵66旋转时,被热交换器83加热的载热液体通过输送管81被输送至供暖用散热器3,在供暖用散热器3散热的载热液体通过返回管82返回热交换器83。作为载热液体,例如能够使用防冻溶液,不过优选使用能够廉价且大量取得的水。
另外,因为集中控制装置5进行的控制与第二实施方式相同,所以省略其说明。不过,在供暖运转时,按照下述方式进行供暖:与蓄积在贮热水箱8内的热水进行了热交换的载热液体在供暖用散热器3放热,即热水的热经由载热液体移动至供暖用散热器3。
在这样的液体循环式供暖系统1C中,能够通过来自供水管91的供水将贮热水箱8内的下部的温度保持为低温。因此,能够对散热器22供给温度低的水,能够提高热泵2的效率。
(变形例1)
另外,在上述各实施方式中,能够采用图6所示的热泵2A。在该热泵2A中,当供给到散热器22的水的温度(入水温度)相对高时,从蒸发器24向储蓄器27输送的制冷剂被加热。
具体而言,在热泵回路20中,在蒸发器24和储蓄器27之间设置有热交换器(加热机构)29,并且设置有以通过热交换器29的方式将膨胀阀23旁通的旁通路29A。因此,通过热交换器29,在旁通路29A中流动的制冷剂和从蒸发器24向储蓄器27输送的制冷剂之间进行热交换。此外,在旁通路29,开关阀29B设置在比热交换器29靠向上游侧。开关阀29B与热泵控制装置26连接,通常由热泵控制装置26关闭。
这样,当由入水温度传感器72检测出的温度比预先决定的设定温度高时,热泵控制装置26打开开关阀29B。于是,在蒸发器24蒸发的制冷剂被热交换器29进一步加热,向储蓄器27内流入的制冷剂的干度变大,滞留在储蓄器27内的液体制冷剂的量减少。由此,在热泵回路20中循环的制冷剂中的高沸点制冷剂的组成比率变高,冷冻循环的高压的上升得到抑制。
即,当打开开关阀29B时,图2所示的莫里尔图中的A点向右方移动,干度变大,因此在储蓄器27内滞留的液体制冷剂的量减少。因此,通过使在热泵回路20中循环的制冷剂中的高沸点制冷剂的组成比率变高,能够抑制制冷循环的高压的上升。
另外,储蓄器27内的液体制冷剂不一定需要清除,热泵控制装置26可以在储蓄器27内的液体制冷剂的量减少某种程度时,将膨胀阀29B保持在该状态。
另外,当入水温度相对高时,只要从蒸发器24向储蓄器27输送的制冷剂被热交换器29加热的加热量变大即可,开关阀23的初始状态不一定需要完全关闭。
在本变形例1中,采用热交换器29作为本发明的加热机构,但本发明的加热机构并不限定于此,也可以是例如电加热器等。不过,如果像本变形例1那样设置热交换器29和旁通路29A,则能够利用通过了散热器22的制冷剂的热,对从蒸发器24向储蓄器27输送的制冷剂进行加热。
(变形例2)
另外,在上述各实施方式中,能够采用如图7所示的热泵2B。在该热泵2B中,采用使在散热器22散热的制冷剂减压的第一膨胀阀23A和使在第一膨胀阀23A减压了的制冷剂进一步减压的第二膨胀阀23B,作为本发明的减压机构。另外,在第一膨胀阀23A和第二膨胀阀23B之间设置有贮存器(receiver)28。该贮存器28将被第一膨胀阀23A减压的制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂,构成本发明的气液分离器。
这样,当由入水温度传感器72检测出的温度比预先决定的设定温度高时,热泵控制装置26使第一膨胀阀23A的开度变小并使第二膨胀阀23B的开度变大。于是,制冷剂在蒸发器24高效吸热,向贮存器28内流入的制冷剂的干度变大,因此在贮存器28内滞留的液体制冷剂的量减少。由此,在热泵回路20中循环的制冷剂中的高沸点制冷剂的组成比率变高,制冷循环的高压的上升受到抑制。
另外,贮存器28内的液体制冷剂不一定需要清除,热泵控制装置26可以在贮存器28内的液体制冷剂的量减少某种程度时,将第一膨胀阀23A和第二膨胀阀23B的开度保持在该附近。
(其它的变形例)
在上述各实施方式和各变形例中,本发明的控制机构由热泵控制装置26构成,但也可以为入水温度传感器72与集中控制装置5连接,由热泵控制装置26和集中控制装置5构成本发明的控制机构。
另外,作为本发明的减压机构,也能够采用用于从膨胀的制冷剂回收动力的膨胀机。
另外,当供给到散热器22的水的温度相对高时,利用精馏分离、膜分离、膜分离等,能够使在热泵回路20中循环的制冷剂中的高沸点制冷剂的组成比率高。

Claims (11)

1.一种液体循环式供暖系统,其是对液体加热生成加热液体并使该加热液体的热从供暖用散热器散出而进行供暖的液体循环式供暖系统,其特征在于: 
具备热泵回路,所述热泵回路具有:压缩制冷剂的压缩机;使被压缩的制冷剂散热而加热所述液体,生成所述加热液体的制冷剂散热器;使已散热的制冷剂减压的减压机构;和使已减压的制冷剂蒸发的蒸发器,这些设备由配管依次连接, 
在所述热泵回路中,填充有由沸点不同的两种以上的制冷剂混合而成的非共沸混合制冷剂作为所述制冷剂, 
在所述热泵回路中,设置有使制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂的气液分离器, 
当供给到所述制冷剂散热器的液体的温度相对高时,通过进行使所述气液分离器内的液体制冷剂的量减少的控制的热泵控制装置,使得在所述热泵回路中循环的制冷剂中的高沸点制冷剂的组成比率变高。 
2.如权利要求1所述的液体循环式供暖系统,其特征在于: 
所述气液分离器是设置在所述蒸发器和所述压缩机之间的储蓄器。 
3.如权利要求2所述的液体循环式供暖系统,其特征在于: 
所述减压机构是膨胀阀, 
当供给到所述制冷剂散热器的液体的温度相对高时,所述热泵控制装置使所述膨胀阀的开度减小。 
4.如权利要求2所述的液体循环式供暖系统,其特征在于: 
所述热泵回路还具有设置在所述蒸发器和所述储蓄器之间的加热机构, 
当供给到所述制冷剂散热器的液体的温度相对高时,所述热泵控制装置使由所述加热机构加热从所述蒸发器向所述储蓄器输送的制冷 剂的加热量变大。 
5.如权利要求4所述的液体循环式供暖系统,其特征在于: 
所述热泵回路还具有将所述减压机构旁通的旁通路, 
所述加热机构是热交换器,其用于在所述旁通路中流动的制冷剂和从所述蒸发器向所述储蓄器输送的制冷剂之间进行热交换。 
6.如权利要求1所述的液体循环式供暖系统,其特征在于: 
所述减压机构包括使在所述制冷剂散热器散热的制冷剂减压的第一膨胀阀和使被所述第一膨胀阀减压后的制冷剂进一步减压的第二膨胀阀, 
所述气液分离器是设置在所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀之间的贮存器, 
当供给到所述制冷剂散热器的液体的温度相对高时,所述热泵控制装置使所述第一膨胀阀的开度变小并使所述第二膨胀阀的开度变大。 
7.如权利要求1所述的液体循环式供暖系统,其特征在于,还包括: 
从所述供暖用散热器向所述制冷剂散热器导入所述液体的供给管;和 
从所述制冷剂散热器向所述供暖用散热器导入所述加热液体的回收管。 
8.如权利要求1所述的液体循环式供暖系统,其特征在于,还包括: 
蓄积生成的所述加热液体的水箱; 
从所述水箱的下部向所述制冷剂散热器导入所述液体的供给管; 
从所述制冷剂散热器向所述水箱的上部导入所述加热液体的回收管; 
将蓄积在所述水箱内的所述加热液体输送到所述供暖用散热器的 输送管;和 
使在所述供暖用散热器散热的所述加热液体返回所述水箱的返回管。 
9.如权利要求1所述的液体循环式供暖系统,其特征在于,还包括: 
蓄积生成的所述加热液体的水箱; 
从所述水箱的下部向所述制冷剂散热器导入所述液体的供给管; 
从所述制冷剂散热器向所述水箱的上部导入所述加热液体的回收管; 
配置在所述水箱内、用于在蓄积于所述水箱内的所述加热液体和载热液体之间进行热交换的热交换器;
将由所述热交换器所加热的载热液体输送到所述供暖用散热器的输送管;和 
使在所述供暖用散热器散热的载热液体返回所述热交换器的返回管。 
10.如权利要求1所述的液体循环式供暖系统,其特征在于: 
所述液体是水,所述加热液体是热水。 
11.一种液体循环式供暖系统的控制方法,其是对液体加热生成加热液体并使该加热液体的热从供暖用散热器散出而进行供暖的液体循环式供暖系统的控制方法,其特征在于: 
所述液体循环式供暖系统具备热泵回路,所述热泵回路包括:压缩制冷剂的压缩机;使被压缩的制冷剂散热而加热所述液体,生成所述加热液体的制冷剂散热器;使已压缩的制冷剂减压的减压机构;和使已减压的制冷剂蒸发的蒸发器,这些设备由配管依次连接, 
在所述热泵回路中,填充有由沸点不同的两种以上的制冷剂混合而成的非共沸混合制冷剂作为所述制冷剂, 
在所述热泵回路中,设置有使制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂的气液分离器, 
当供给到所述制冷剂散热器的液体的温度相对高时,控制所述减压机构的动作,使所述气液分离器内的液体制冷剂的量减少。 
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE531701C2 (sv) * 2007-11-05 2009-07-14 Alfa Laval Corp Ab Vätskeavskiljare till ett förångningssystem
JP5502410B2 (ja) * 2009-01-30 2014-05-28 パナソニック株式会社 液体循環式暖房システム
ES2882644T3 (es) 2010-01-27 2021-12-02 Daikin Ind Ltd Uso de composición refrigerante que comprende difluorometano (HFC32) y 2,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO1234yf)
KR101690615B1 (ko) * 2010-08-17 2016-12-28 엘지전자 주식회사 히트펌프
EP2623887B1 (en) * 2010-09-30 2020-03-25 Mitsubishi Electric Corporation Air conditioning device
AU2010364873B2 (en) * 2010-12-03 2014-10-02 Mitsubishi Electric Corporation Air-conditioning apparatus
WO2012073294A1 (ja) * 2010-12-03 2012-06-07 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置の部品交換方法および冷凍サイクル装置
CN102589101A (zh) * 2011-01-12 2012-07-18 王清典 一种空调直热式取暖器
JP5501282B2 (ja) * 2011-04-07 2014-05-21 三菱電機株式会社 ヒートポンプシステム及びヒートポンプシステムの制御方法
FR2979419B1 (fr) * 2011-08-30 2018-03-30 Arkema France Fluides de transfert de chaleur supercritiques a base de tetrafluoropropene
EP2765385B1 (en) * 2011-10-03 2020-10-14 Mitsubishi Electric Corporation Refrigeration cycle device
WO2013051177A1 (ja) * 2011-10-03 2013-04-11 三菱電機株式会社 室外機、その室外機を備えた空気調和機及び給湯機
JP5759906B2 (ja) * 2012-01-10 2015-08-05 リンナイ株式会社 暖房装置
JP5793431B2 (ja) * 2012-01-10 2015-10-14 リンナイ株式会社 暖房装置
JP6013738B2 (ja) * 2012-01-10 2016-10-25 リンナイ株式会社 暖房装置
WO2014097438A1 (ja) * 2012-12-20 2014-06-26 三菱電機株式会社 空気調和装置
CN104884876B (zh) * 2012-12-26 2017-03-08 三菱电机株式会社 制冷循环装置及制冷循环装置的控制方法
CN103197624A (zh) * 2013-03-05 2013-07-10 天津城市建设学院 基于dsp的集中供热系统控制器
US9453661B2 (en) * 2013-03-12 2016-09-27 Haier US Appliance Solutions, Inc Control system for a dual evaporator refrigeration system
US20140298854A1 (en) * 2013-04-04 2014-10-09 General Electric Company Dual evaporator refrigeration system with zeotropic refrigerant mixture
CN106225319A (zh) * 2016-07-27 2016-12-14 南京理工大学 一种回热式非共沸混合工质的双蒸发温度制冷与热泵空调机组及方法
KR102354891B1 (ko) 2017-05-31 2022-01-25 삼성전자주식회사 공기 조화기 및 그 제어 방법
FR3083297B1 (fr) 2018-06-28 2020-09-18 Electricite De France Installation de production d'eau chaude sanitaire et procede de pilotage de celle-ci
DE102019001639A1 (de) * 2019-03-08 2020-09-10 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Kältekreis,Wärmepumpe
CN113865012B (zh) * 2021-10-28 2023-01-17 珠海格力电器股份有限公司 一种变负荷调节空调系统及其控制方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4012920A (en) * 1976-02-18 1977-03-22 Westinghouse Electric Corporation Heating and cooling system with heat pump and storage
US4190199A (en) * 1978-01-06 1980-02-26 Lennox Industries Inc. Combination heating system including a conventional furnace, heat pump and solar energy subsystem
EP1162419A1 (en) * 2000-06-05 2001-12-12 Denso Corporation Hot-water supply system with heat pump cycle
JP2002349976A (ja) * 2001-05-24 2002-12-04 Kobe Steel Ltd 冷却装置
DE202005013499U1 (de) * 2005-08-26 2005-10-27 Wenzel, Bernhard Kältemittelkreislauf für eine Wärmepumpe
CN101231002A (zh) * 2008-02-19 2008-07-30 东南大学 地板辐射供冷供暖的多功能热泵装置
CN101303143A (zh) * 2008-07-02 2008-11-12 高秀明 变流增焓热泵供热系统
CN201155820Y (zh) * 2007-11-19 2008-11-26 郭洪雨 一种水源热泵供暖装置

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3813036A (en) * 1973-05-08 1974-05-28 G Lutz Heating system
US4256475A (en) * 1977-07-22 1981-03-17 Carrier Corporation Heat transfer and storage system
DE3109843C1 (de) * 1981-03-14 1982-11-11 Danfoss A/S, 6430 Nordborg Heizungsanlage mit einem Heizkessel und einer Waermepumpe
US4514990A (en) * 1982-11-09 1985-05-07 Alfred Sulkowski Heat exchange system with space heating, space cooling and hot water generating cycles
US4522253A (en) * 1983-08-10 1985-06-11 The Bennett Levin Associates, Inc. Water-source heat pump system
US4798240A (en) * 1985-03-18 1989-01-17 Gas Research Institute Integrated space heating, air conditioning and potable water heating appliance
KR890004867B1 (ko) * 1985-03-25 1989-11-30 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 열펌프장치
US4724679A (en) * 1986-07-02 1988-02-16 Reinhard Radermacher Advanced vapor compression heat pump cycle utilizing non-azeotropic working fluid mixtures
KR930000852B1 (ko) * 1987-07-31 1993-02-06 마쓰시다덴기산교 가부시기가이샤 히이트 펌프장치
JPH01212863A (ja) * 1988-02-19 1989-08-25 Fujitsu General Ltd 給湯システム
US5320166A (en) * 1993-01-06 1994-06-14 Consolidated Natural Gas Service Company, Inc. Heat pump system with refrigerant isolation and heat storage
JPH07190515A (ja) * 1993-11-19 1995-07-28 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置
JPH07269972A (ja) * 1994-03-31 1995-10-20 Toshiba Corp 空気調和装置及びその制御方法
US5551255A (en) * 1994-09-27 1996-09-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Accumulator distillation insert for zeotropic refrigerant mixtures
JP3341500B2 (ja) * 1994-11-25 2002-11-05 株式会社日立製作所 冷凍装置およびその運転方法
JPH08296908A (ja) * 1995-04-24 1996-11-12 Matsushita Refrig Co Ltd 空気調和機
JPH09318167A (ja) * 1996-03-28 1997-12-12 Mitsubishi Electric Corp 混合冷媒を用いた冷凍サイクル装置
US5848537A (en) * 1997-08-22 1998-12-15 Carrier Corporation Variable refrigerant, intrastage compression heat pump
JP3596347B2 (ja) * 1998-04-15 2004-12-02 三菱電機株式会社 冷凍空調装置およびその制御方法
US6327866B1 (en) * 1998-12-30 2001-12-11 Praxair Technology, Inc. Food freezing method using a multicomponent refrigerant
JP4059616B2 (ja) * 2000-06-28 2008-03-12 株式会社デンソー ヒートポンプ式温水器
JP2002162121A (ja) * 2000-11-20 2002-06-07 Fujitsu General Ltd 空気調和機の冷凍装置
JP2002257366A (ja) * 2001-03-02 2002-09-11 Sekisui Chem Co Ltd 給湯暖房システム
KR100473823B1 (ko) * 2002-08-06 2005-03-08 삼성전자주식회사 냉수 및 온수 제조 장치를 구비한 공기 조화기
US8444874B2 (en) * 2002-10-25 2013-05-21 Honeywell International Inc. Heat transfer methods using heat transfer compositions containing trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene
US7279451B2 (en) * 2002-10-25 2007-10-09 Honeywell International Inc. Compositions containing fluorine substituted olefins
PT3170880T (pt) * 2002-10-25 2020-06-16 Honeywell Int Inc Uso de composições compreendendo hfo-1234ze ou hfo-1234yf como composição refrigerante
US6907923B2 (en) * 2003-01-13 2005-06-21 Carrier Corporation Storage tank for hot water systems
JP2004218964A (ja) * 2003-01-16 2004-08-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 冷凍装置
JP4459776B2 (ja) * 2004-10-18 2010-04-28 三菱電機株式会社 ヒートポンプ装置及びヒートポンプ装置の室外機
US20060243945A1 (en) * 2005-03-04 2006-11-02 Minor Barbara H Compositions comprising a fluoroolefin
US20060243944A1 (en) * 2005-03-04 2006-11-02 Minor Barbara H Compositions comprising a fluoroolefin
US8220531B2 (en) * 2005-06-03 2012-07-17 Carrier Corporation Heat pump system with auxiliary water heating
JP4743039B2 (ja) 2006-08-07 2011-08-10 ダイキン工業株式会社 建物において温水を循環させて暖房を行う温水循環暖房システム
JP2008082664A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Daikin Ind Ltd 温水循環暖房システム
JP5139665B2 (ja) * 2006-11-02 2013-02-06 出光興産株式会社 冷凍機用潤滑油組成物
US8015836B2 (en) * 2007-03-27 2011-09-13 Mitsubishi Electric Corporation Heat pump system
EP2156158A1 (en) * 2007-06-21 2010-02-24 E. I. Du Pont de Nemours and Company Method for leak detection in heat transfer system
JP5502410B2 (ja) * 2009-01-30 2014-05-28 パナソニック株式会社 液体循環式暖房システム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4012920A (en) * 1976-02-18 1977-03-22 Westinghouse Electric Corporation Heating and cooling system with heat pump and storage
US4190199A (en) * 1978-01-06 1980-02-26 Lennox Industries Inc. Combination heating system including a conventional furnace, heat pump and solar energy subsystem
EP1162419A1 (en) * 2000-06-05 2001-12-12 Denso Corporation Hot-water supply system with heat pump cycle
JP2002349976A (ja) * 2001-05-24 2002-12-04 Kobe Steel Ltd 冷却装置
DE202005013499U1 (de) * 2005-08-26 2005-10-27 Wenzel, Bernhard Kältemittelkreislauf für eine Wärmepumpe
CN201155820Y (zh) * 2007-11-19 2008-11-26 郭洪雨 一种水源热泵供暖装置
CN101231002A (zh) * 2008-02-19 2008-07-30 东南大学 地板辐射供冷供暖的多功能热泵装置
CN101303143A (zh) * 2008-07-02 2008-11-12 高秀明 变流增焓热泵供热系统

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