CN101946132A - 热泵式供热水器 - Google Patents

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Abstract

在以往的热泵式供热水器中，形成烧热循环路的循环配管的长度相应于热水储槽与水-制冷剂换热器间的距离而不同。另外，弯曲的数量随配管的路径而不同，在按循环泵的转速控制循环流量的方式的场合，与泵转速相应的泵流量相应于烧热循环路的压力损失而改变，所以，存在不能控制为目标循环流量的问题；另外，如使用流量传感器直接测定循环路内的循环流量进行控制，则虽然能够控制为所期望的循环流量，但由于使用流量传感器，所以，存在部件数量增加的问题、流量传感器的杂质堵塞等导致传感器发生误动作的问题。本发明在基于处在热水储槽与水-制冷剂换热器间的循环路的长度、弯曲数量的阻力使得循环的水流量与设定值不同的场合，使其成为设定值地修正循环泵的输出。

Description

热泵式供热水器
技术领域
本发明涉及热泵式供热水器，特别是涉及利用深夜电力等在所期望时间内将所期望温度的热水储存到热水储槽中的技术。
背景技术
已知具有烧热功能的热泵式供热水器，该热泵式供热水器利用深夜电力等驱动热泵循环，加热低温水，将所期望温度的热水储存在热水储槽中。这样的热泵式供热水器使从热水储槽的底部抽出了的低温水流到设于热泵循环的水-制冷剂换热器，烧热到设定温度，将其返回到热水储槽的上部。这样，能够在热水储槽内确保必要量的所期望温度的热水。
在这样的热泵式供热水器中，一般使得能够在规定时间烧热地将热泵的加热能力设定为规定的值。另外，以使低温水在水-制冷剂换热器中流过1次而将其烧热到所期望的温度为前提进行计划。为此，按照专利文献1记载的烧热控制，检测流入到水-制冷剂换热器的低温水的温度，计算出将该低温水加热到所期望的烧热设定温度所需要的热量，根据热泵的加热能力计算出能够加热到烧热设定温度的低温水的循环流量。然后，控制从热水储槽的底部将低温水抽出、使其流入到水-制冷剂换热器的循环泵的转速，将其控制为目标循环流量。热泵的加热能力随外气温度而变动，所以，根据外气温度对循环流量进行修正控制。另外，按照专利文献2记载的烧热控制，根据水-制冷剂换热器的加热能力、烧热设定温度、及水-制冷剂换热器的流入水的检测温度，确定循环路中的循环流量的目标值，同时，用流量传感器检测循环路中的循环流量，使循环流量的检测值与目标值一致地控制循环泵，由温度传感器检测由水-制冷剂换热器加热了的热水温度，使检测温度与烧热设定温度一致地控制压缩机的压缩容量。
专利文献1：日本特开2003-222396号公报
专利文献2：日本特开2007-327725号公报
发明内容
可是，形成烧热循环路的循环配管的长度相应于热水储槽与水-制冷剂换热器间的距离而不同。另外，弯曲的数量随配管的路径而不同。为此，相应于热泵式供热水器的设置状况，烧热循环路的压力损失的值分别不同。
因此，如专利文献1所记载的那样，在按循环泵的转速控制循环流量的方式的场合，与泵转速相应的泵流量相应于烧热循环路的压力损失而改变，所以，存在不能控制为目标循环流量的问题。另外，如专利文献2记载的那样，使用流量传感器直接测定循环路内的循环流量进行控制，即使在发生的烧热循环路的压力损失的值相应于热泵式供热水器的设置状况而不同的场合，也能够控制为所期望的循环流量，但由于使用流量传感器，所以，存在部件数量增加的问题、流量传感器的杂质堵塞等导致传感器发生误动作的问题。
本发明以热泵式供热水器为对象，该热泵式供热水器具有：压缩制冷剂的压缩机；利用从该压缩机排出的高温、高压的制冷剂对水进行加热的水-制冷剂换热器；使从该水-制冷剂换热器通过膨胀阀流入的低温、低压的制冷剂与空气进行热交换后将其返回到所述压缩机的蒸发器；连通到供水源的热水储槽；由循环泵将该热水储槽的水抽出、使其流到所述水-制冷剂换热器后将其返回到所述热水储槽的循环路；将由所述水-制冷剂换热器加热的热水温度控制为烧热设定温度的控制装置；及对由所述水-制冷剂换热器加热的热水温度的加热能力进行控制的控制装置。
解决上述问题的本发明第一方式的特征在于：具有这样的功能，即，在循环的水流量因处于所述热水储槽与所述水-制冷剂换热器间的循环路的长度、弯曲数量造成的阻力而与设定值不同的场合，以使所述循环的水流量成为设定值的方式修正循环泵的输出。
解决上述问题的本发明第二方式的特征在于：每隔规定时间确认上述压缩机的转速，在转速比基准转速大规定值以上的场合，使循环泵的转速减少规定值。
解决上述问题的本发明第三方式的特征在于：每隔规定时间确认上述压缩机的转速，在转速比基准转速小规定值以上的场合，使循环泵的转速增加规定值。
解决上述问题的本发明第四方式的特征在于：存储上述循环泵的转速的改变值，在下一次的运行时附加考虑(加味して)改变值进行循环泵的运行。
解决上述问题的本发明第五方式的特征在于：在切断电源时将存储了的上述循环泵的转速的改变值清除。因此，即使在热泵式供热水器被移设等、循环路径被改变了的场合，也能够对循环泵的转速进行改变。
按照本发明，即使不使用流量传感器，在与热水储槽和水-制冷剂换热器间的距离对应的长度产生不同、因配管的路径不同造成弯曲数量不同而导致烧热循环路的压力损失不同时，也能够实施用于发挥所期望的加热能力的循环泵控制，能够将烧热运行时间保持为规定时间。
附图说明
图1为本发明热泵式供热水器的系统构成图。
图2为本发明压缩机的控制框图。
图3为作为本发明特征部的循环泵的控制装置的控制框图。
附图标记说明
1热泵单元
2槽单元
3连接配管
4压缩机
5水-制冷剂换热器
6膨胀阀
7蒸发器
8风扇
9热水储槽
10循环泵
11供水配管
12热水供给配管
13外气温度传感器
14进水温度传感器
15送出热水温度传感器
21、36减法器
22马达控制装置
31烧热运行指令
32、34运算器
33目标转速修正值
35泵驱动转速
37泵控制装置
具体实施方式
本发明以热泵式供热水器为对象，该热泵式供热水器具有压缩制冷剂的压缩机，利用从该压缩机排出的高温、高压的制冷剂对水进行加热的水-制冷剂换热器，使从该水-制冷剂换热器通过膨胀阀流入的低温、低压的制冷剂与空气进行热交换后将其返回到上述压缩机的蒸发器，连通到供水源的热水储槽，由循环泵将该热水储槽的水抽出、使其流到上述水-制冷剂换热器后将其返回到热水储槽的循环路，将由上述水-制冷剂换热器加热的热水温度控制为烧热设定温度的控制装置，及对由上述水-制冷剂换热器加热的热水温度的加热能力进行控制的控制装置。
另外，本发明的特征在于：具有这样的功能，即，在基于处在热水储槽与水-制冷剂换热器间的循环路的长度、弯曲数量的阻力使得循环的水流量与设定值不同的场合，使循环的水流量成为设定值地修正循环泵的输出。
另外，本发明的特征在于：每隔规定时间确认压缩机的转速，在转速比基准转速大规定值以上的场合，使循环泵的转速减少规定值。
另外，本发明的特征在于：每隔规定时间确认压缩机的转速，在转速比基准转速小规定值以上的场合，使循环泵的转速增加规定值。
另外，本发明的特征在于：存储循环泵的转速的改变值，在下一次的运行时附加考虑改变值地进行循环泵的运行。
另外，本发明的特征在于：在切断电源时将存储了的循环泵的转速的改变值清除。因此，即使在热泵式供热水器被移设，改变了循环路径的场合，也能够改变循环泵的转速。
按照本发明，即使不使用流量传感器，即使产生与热水储槽和水-制冷剂换热器间的距离对应的长度的不同，即使配管的路径不同使得弯曲数量不同而导致烧热循环路的压力损失不同，也能够实施用于发挥所期望的加热能力的循环泵控制，能够将烧热运行时间保持为规定时间。
本发明的其它特征及优点可以根据与附图相关的以下的本发明实施例的说明而变得明确。
实施例
下面使用附图说明本发明的第一实施例。图1表示本发明热泵式供热水器的系统构成图。图2为本发明压缩机的控制框图。图3为作为本发明特征部的循环泵的控制装置的控制框图。
如图1所示，本实施方式的热泵式供热水器由热泵单元1和槽单元2构成；该热泵单元1在箱体内部搭载了图左侧所示的包含水-制冷剂换热器的制冷剂循环；该槽单元2在箱体内部搭载了图右侧所示的包含热水储槽的热水供给循环；热泵单元1和槽单元2在热泵式供热水器的施工现场使用连接配管3连接。制冷剂循环通过制冷剂配管将压缩机4、水-制冷剂换热器5、膨胀阀6、及蒸发器7连接成环状；该压缩机4对制冷剂进行压缩；该水-制冷剂换热器5使从压缩机4排出的高温·高压的制冷剂与从热水储槽引导的水进行热交换；该膨胀阀6使从水-制冷剂换热器5流出的制冷剂减压；该蒸发器7使由膨胀阀6减压了的低温·低压的制冷剂与空气进行热交换。由风扇8使外气通风到蒸发器7。水循环由循环配管将热水储槽9、循环泵10、水-制冷剂换热器5连接成环状，该热水储槽9储存必要量的热水，该循环泵10引导热水储槽9的底部的水，该水-制冷剂换热器5使从循环泵10排出的水与制冷剂进行热交换；从水-制冷剂换热器5排出的水被返回到热水储槽9的顶部。另外，在热水储槽9的底部通过供水配管11连接图中未表示的水管等供水源，顶部连接向使用场所供给热水的热水供给配管12。
在蒸发器7的近旁设有测量外气温度的外气温度传感器13。在设于水-制冷剂换热器5前后的水循环内的配管，设有测量流入到水-制冷剂换热器5的水的温度的进水温度传感器14和测量从水-制冷剂换热器5流出的水的温度的送出热水温度传感器15。
图2表示压缩机4的控制方式。压缩机4的运行对压缩容量进行控制，将送出热水温度传感器15的检测温度保持为烧热设定温度地控制。如图2所示，控制装置将可变地设定的烧热设定温度Two*取入，同时，将送出热水温度传感器15的检测温度Two取入，在减法器21中求出它们的温差ΔTwo(Two*-Two)，将该温差ΔTwo输出到马达控制装置22。马达控制装置22减小该温差ΔTwo地控制压缩机4的马达转速，从而控制压缩容量，控制热泵的加热能力。
图3表示循环泵10的控制方式。在图3中，如输入烧热运行指令31，则使用分别从外气温度传感器13、进水温度传感器14获得的外气温度、进水温度、及烧热目标温度和必要的加热能力的值，在运算器32中计算出循环泵10的目标转速。在运算出目标转速后，使用存储在微机中的目标转速修正值33，由运算器34进行目标转速的修正，决定泵驱动转速35。为了按决定了的泵驱动转速35运行循环泵10，用运算器36计算出现在的泵转速与泵驱动转速35的差，减小该差地由泵控制装置37控制循环泵10的转速。
循环泵10驱动后，一旦经过规定时间，则确认经过规定时间时的压缩机4的转速是否处于基准转速的范围内，在比范围内高的场合，以减小循环泵10的目标转速的方式重新设定目标转速修正值33，在压缩机4的转速比基准转速的范围内低的场合，以提高循环泵10的目标转速的方式重新设定目标转速修正值33。在烧热运行指令31继续的期间，反复进行该动作，一旦解除了烧热运行指令31，则将解除时的目标转速修正值33存储在微机中。
按照本实施例，即使不使用流量传感器等，即使产生与热水储槽和水-制冷剂换热器间的距离对应的长度的不同，即使配管的路径不同使得弯曲数量不同而导致烧热循环路的压力损失不同，也能够实施用于发挥所期望的加热能力的循环泵控制，能够将烧热运行时间保持为规定时间。
上述说明对实施例进行，但本发明不限于此，本领域技术人员应该清楚，在本发明的精神和附上的请求保护的技术的范围内能够进行各种变更及修正。

Claims (5)

1.一种热泵式供热水器，具有：压缩制冷剂的压缩机；利用从该压缩机排出的高温、高压的制冷剂对水进行加热的水-制冷剂换热器；使从该水-制冷剂换热器通过膨胀阀流入的低温、低压的制冷剂与空气进行热交换后将其返回到所述压缩机的蒸发器；连通到供水源的热水储槽；由循环泵将该热水储槽的水抽出、使其流到所述水-制冷剂换热器后将其返回到所述热水储槽的循环路；将由所述水-制冷剂换热器加热的热水温度控制为烧热设定温度的控制装置；及对由所述水-制冷剂换热器加热的热水温度的加热能力进行控制的控制装置，其特征在于；
具有这样的功能，即，在循环的水流量因处于所述热水储槽与所述水-制冷剂换热器间的循环路的长度、弯曲数量造成的阻力而与设定值不同的场合，以使所述循环的水流量成为设定值的方式修正循环泵的输出。
2.一种热泵式供热水器，具有：压缩制冷剂的压缩机；利用从该压缩机排出的高温、高压的制冷剂对水进行加热的水-制冷剂换热器；使从该水-制冷剂换热器通过膨胀阀流入的低温、低压的制冷剂与空气进行热交换后将其返回到所述压缩机的蒸发器；连通到供水源的热水储槽；由循环泵将该热水储槽的水抽出、使其流到所述水-制冷剂换热器后将其返回到所述热水储槽的循环路；将由所述水-制冷剂换热器加热的热水温度控制为烧热设定温度的控制装置；及对由所述水-制冷剂换热器加热的热水温度的加热能力进行控制的控制装置，其特征在于；
每隔规定时间确认所述压缩机的转速，在转速比基准转速大规定值以上的场合，使循环泵的转速减少规定值。
3.一种热泵式供热水器，具有：压缩制冷剂的压缩机；利用从该压缩机排出的高温、高压的制冷剂对水进行加热的水-制冷剂换热器；使从该水-制冷剂换热器通过膨胀阀流入的低温、低压的制冷剂与空气进行热交换后将其返回到所述压缩机的蒸发器；连通到供水源的热水储槽；由循环泵将该热水储槽的水抽出、使其流到所述水-制冷剂换热器后将其返回到所述热水储槽的循环路；将由所述水-制冷剂换热器加热的热水温度控制为烧热设定温度的控制装置；及对由所述水-制冷剂换热器加热的热水温度的加热能力进行控制的控制装置，其特征在于；
每隔规定时间确认所述压缩机的转速，在转速比基准转速小规定值以上的场合，使循环泵的转速增加规定值。
4.根据权利要求2或3所述的热泵式供热水器，其特征在于：存储所述循环泵的转速的改变值，在下一次的运行时附加考虑改变值进行循环泵的运行。
5.根据权利要求4所述的热泵式供热水器，其特征在于：在切断电源时将存储了的所述循环泵的转速的改变值清除。
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