CN102326038B - 热泵系统 - Google Patents

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Abstract

一种热泵系统(1),具有以下结构:第一利用单元(4a)和第二利用单元(10a)在不能个别地选择供热水运转、制冷运转或制热运转来进行运转的状态下与该第一利用单元(4a)和第二利用单元(10a)所共用的热源单元(2)连接在一起,其中,所述第一利用单元(4a)进行加热水介质的供热水运转,所述第二利用单元(10a)进行冷却或加热空气介质的制冷制热运转,并且,所述热泵系统(1)能切换至与作为第一利用侧控制器(77a)所指示的温度调节模式的热源侧切换机构(23)的切换状态不同的温度调节模式来进行运转。

Description

热泵系统
技术领域
本发明涉及一种热泵系统,尤其涉及进行加热水介质的供热水运转的利用单元及进行空气介质的冷却、加热的利用单元与这两个利用单元所共用的热源单元连接在一起的热泵系统。
背景技术
目前,有一种如专利文献1(日本专利特开2000-46417号公报)所示的包括连接有地板制热面板的温水热交换器和进行室内制热的室内热交换器的热泵式温水地板制热装置。这种热泵式温水地板制热装置主要是通过将温水热交换器及室内热交换器与这两个热交换器所共用的压缩机、四通阀及室外热交换器等连接在一起而构成的。
发明内容
可考虑这样使用上述现有的热泵式温水地板制热装置:利用室内热交换器来进行室内的制冷制热,并且,将地板制热面板及储热水单元与温水热交换器连接或者用储热水单元代替地板制热面板来与温水热交换器连接,以便也用来供应热水。在该情况下,考虑到利用空气的冷却/加热来进行的室内的制冷制热和利用水的加热来进行的包括地板制热等在内的供应热水这样的目的的不同,需要设置室内制冷制热用的控制器及供应热水用的控制器并使两个控制器中的一个控制器具有可进行四通阀操作的功能,或者设置用于进行四通阀操作的集中控制器以在切换室内制冷、室内制热或供应热水时进行四通阀的操作。但是,用户会把这种热泵系统简单地当作制冷制热装置和供热水装置并存的系统,因此,有可能不能意识到操作四通阀的必要性而忘记四通阀的操作或产生操作错误,另外,四通阀的操作也是复杂的。
这样,在进行加热水介质的供热水运转的利用单元及进行空气介质的冷却、加热的利用单元与这两个利用单元所共用的热源单元连接在一起的热泵系统中,不仅需要进行各利用单元自身的操作,而且还需要进行四通阀的切换状态这样的系统整体的温度调节模式的切换,因此,操作变得复杂,另外,还可能会因忘记温度调节模式的切换、切换错误而无法进行期望的运转。
本发明的技术问题在于能在进行加热水介质的供热水运转的利用单元及进行空气介质的冷却、加热的利用单元与这两个利用单元所共用的热源单元连接在一起的热泵系统中执行适于进行期望运转的温度调节模式的切换。
第一方面的热泵系统包括热源单元和与热源单元连接的第一利用单元及第二利用单元。热源单元具有压缩机、热源侧热交换器及热源侧切换机构,其中,上述压缩机对制冷剂进行压缩,上述热源侧切换机构能切换使热源侧热交换器作为制冷剂的散热器起作用的散热运转状态和使热源侧热交换器作为制冷剂的蒸发器起作用的蒸发运转状态。第一利用单元具有在热源侧切换机构处于蒸发运转状态时作为制冷剂的散热器起作用的第一利用侧热交换器,该第一利用单元能进行以下供热水运转:通过制冷剂在第一利用侧热交换器中的散热来加热水介质。第二利用单元具有第二利用侧热交换器,该第二利用侧热交换器在热源侧切换机构处于散热运转状态时作为制冷剂的蒸发器起作用并在热源侧切换机构处于蒸发运转状态时作为制冷剂的散热器起作用,该第二利用单元能进行以下制冷运转:通过制冷剂在第二利用侧热交换器中的蒸发来冷却空气介质,并能进行以下制热运转:通过制冷剂在第二利用侧热交换器中的散热来加热空气介质。此外,该热泵系统使第一利用单元及第二利用单元不能个别地选择供热水运转、制冷运转或制热运转来进行运转,该热泵系统能切换至与作为第一利用侧控制器、第二利用侧控制器或集中控制器所指示的温度调节模式的热源侧切换机构的切换状态不同的温度调节模式来进行运转,其中,上述第一利用侧控制器对第一利用单元发出指示,上述第二利用侧控制器对第二利用单元发出指示,上述集中控制器与第一利用侧控制器及第二利用侧控制器不同。
在该热泵系统中,利用对第一利用单元发出指示的第一利用侧控制器、对第二利用单元发出指示的第二利用侧控制器或与第一利用侧控制器及第二利用侧控制器不同的集中控制器,例如,在仅进行供热水运转的情况下,在将温度调节模式切换至蒸发运转状态后,通过第一利用侧控制器的指示来进行第一利用单元的运转,在仅进行制冷运转的情况下,在将温度调节模式切换至散热运转状态后,通过第二利用侧控制器的指示来进行第二利用单元的运转,在仅进行制热运转的情况下,在将温度调节模式切换至蒸发运转状态后,通过第二利用侧控制器的指示来进行第二利用单元的运转,在既进行供热水运转又进行制热运转的情况下,在将温度调节模式切换至蒸发运转状态后,通过第一利用侧控制器的指示来进行第一利用单元的运转并通过第二利用侧控制器的指示来进行第二利用单元的运转。这样,在将温度调节模式切换至散热运转状态的状态下,不能进行供热水运转、制热运转,另外,在将温度调节模式切换至蒸发运转状态的状态下,不能进行制冷运转。
这样,为了在第一利用单元及第二利用单元中进行期望的运转,不仅需要从第一利用侧控制器朝第一利用单元发出的供热水运转的指示、从第二利用侧控制器朝第二利用单元发出的制冷运转或制热运转的指示,而且需要切换可确定第一利用单元及第二利用单元所共用的热源单元中的运转状态的热源侧切换机构的切换状态即温度调节模式,在这个意义上,该热泵系统不能使第一利用单元及第二利用单元个别地选择供热水运转、制冷运转或制热运转来进行运转。
因此,在该热泵系统中,能切换至与作为第一利用侧控制器、第二利用侧控制器或集中控制器所指示的温度调节模式的热源侧切换机构的切换状态不同的温度调节模式来进行运转,其中,上述第一利用侧控制器对第一利用单元发出指示,上述第二利用侧控制器对第二利用单元发出指示,上述集中控制器与第一利用侧控制器及第二利用侧控制器不同。
藉此,在该热泵系统中,例如,在温度调节模式被切换至散热运转状态后的状态下进行供热水运转时,如温度调节模式会被切换至蒸发运转状态等那样,用户不用进行切换温度调节模式的操作(指示)就能朝适于进行期望运转的温度调节模式切换。
第二方面的热泵系统是在第一方面的热泵系统的基础上,当温度调节模式处于散热运转状态时,在从第一利用侧控制器朝第一利用单元发出了供热水运转指示的情况下,将温度调节模式切换至蒸发运转状态,进行优先供热水运转,该优先供热水运转是进行第一利用单元的供热水运转的运转。
在该热泵系统中,当温度调节模式处于散热运转状态时,在从第一利用侧控制器朝第一利用单元发出了供热水运转指示的情况下,能通过将温度调节模式从散热运转状态切换至蒸发运转状态来进行第一利用单元的供热水运转,因此,即便在夏天等需要进行制冷运转的运转条件下,用户也不用进行将温度调节模式切换至蒸发运转状态的操作(指示)就能根据需要进行供热水运转。
第三方面的热泵系统是在第二方面的热泵系统的基础上,在优先供热水运转中,禁止第二利用单元的制冷运转。
在为了进行优先供热水运转而将温度调节模式从散热运转状态切换至蒸发运转状态时,会被切换至第二利用单元进行制热运转的状态,在优先供热水运转开始之前第二利用单元一直进行制冷运转的情况下,会变为第二利用单元进行制热运转的状态,另外,在优先供热水运转中从第二利用侧控制器朝第二利用单元发出了制冷运转指示的情况下,会开始制热运转,因此,室内的舒适性会受影响,并不理想。
因此,在该热泵系统中,在进行优先供热水运转时,禁止第二利用单元的制冷运转。
藉此,在该热泵系统中,在进行优先供热水运转时,能防止室内的舒适性受影响的情况。
第四方面的热泵系统是在第三方面的热泵系统的基础上,第二利用单元还具有朝第二利用侧热交换器供给空气介质的利用侧风扇,从第二利用侧控制器接收到制冷运转指示的第二利用单元在优先供热水运转中在停止制冷运转的状态下使利用侧风扇运转。
在该热泵系统中,由于在优先供热水运转中禁止第二利用单元的制冷运转,因此,此时若从第二利用侧控制器接收到制冷运转指示的第二利用单元连利用侧风扇的运转也停止时,用户可能会误以为第二利用单元发生了故障。
因此,在该热泵系统中,从第二利用侧控制器接收到制冷运转指示的第二利用单元在优先供热水运转中在停止制冷运转的状态下使利用侧风扇运转。
藉此,在该热泵系统中,便不会因为进行优先供热水运转而使用户误以为第二利用单元发生了故障。
第五方面的热泵系统是在第四方面的热泵系统的基础上,即便停止了优先供热水运转中的第二利用单元的制冷运转,第二利用侧控制器也维持表示处在制冷运转中的显示。
在该热泵系统中,在优先供热水运转中,当与第二利用单元的制冷运转的停止联动地改变第二利用侧控制器所显示的第二利用单元的运转状态时,用户可能会误以为第二利用单元发生了故障。
因此,在该热泵系统中,即便停止了优先供热水运转中的第二利用单元的制冷运转,第二利用侧控制器也维持表示处在制冷运转中的显示。
藉此,在该热泵系统中,便不会因为进行优先供热水运转而使用户误以为第二利用单元发生了故障。
第六方面的热泵系统是在第一方面至第五方面中任一方面的热泵系统的基础上,根据所指示的温度调节模式及外部气体温度中的至少一个来进行温度调节模式的切换。
在该热泵系统中,根据所指示的温度调节模式及外部气体温度中的至少一个来进行温度调节模式的切换,因此,能合理地进行温度调节模式的切换。
第七方面的热泵系统是在第一方面至第六方面中任一方面的热泵系统的基础上,第一利用单元与热源单元连接,以能在热源侧切换机构处于散热运转状态时使第二利用侧热交换器作为制冷剂的蒸发器起作用并使第一利用侧热交换器作为制冷剂的散热器起作用。
在该热泵系统中,第一利用单元与热源单元连接成即便温度调节模式处于散热运转状态下也能使第二利用侧热交换器作为制冷剂的蒸发器起作用并使第一利用侧热交换器作为制冷剂的散热器起作用,因此,在执行既进行供热水运转又进行制冷运转的废热供热水运转的情况下,在将温度调节模式切换至散热运转状态后,通过第一利用侧控制器的指示来进行第一利用单元的运转并通过第二利用侧控制器的指示来进行第二利用单元的运转。
然而,在进行这种废热供热水运转的情况下,由于是利用与第二利用侧热交换器的蒸发负载相称程度的第一利用侧热交换器的散热负载来进行供热水运转,因此有时也会出现不能提供期望的供热水负载的情况,在该情况下,需将温度调节模式切换至蒸发运转状态来进行供热水运转。另外,在春天、秋天等时候,有时也会根据需要来进行制冷运转、制热运转,在该情况下,也需要进行温度调节模式的切换。
这样,即便是该热泵系统这样的能进行废热供热水运转的结构,也需要进行温度调节模式的切换,在这个意义上,该热泵系统也不能使第一利用单元及第二利用单元个别地选择供热水运转、制冷运转或制热运转来进行运转。
因此,在该热泵系统中,也能切换至与作为第一利用侧控制器、第二利用侧控制器或集中控制器所指示的温度调节模式的热源侧切换机构的切换状态不同的温度调节模式来进行运转,其中,上述第一利用侧控制器对第一利用单元发出指示,上述第二利用侧控制器对第二利用单元发出指示,上述集中控制器与第一利用侧控制器及第二利用侧控制器不同。
藉此,在该热泵系统中,用户不用进行切换温度调节模式的操作(指示)就能朝适于进行期望运转的温度调节模式切换。
第八方面的热泵系统是在第一方面至第七方面中任一方面的热泵系统的基础上,利用第二利用侧控制器来进行温度调节模式的切换。
在该热泵系统中,只要能切换至与所指示的温度调节模式不同的温度调节模式来进行运转即可,因此,从根本上说可由第一利用侧控制器、第二利用侧控制器和集中控制器中的任一个控制器来进行温度调节模式的切换。
但是,当由集中控制器来进行温度调节模式的切换时,例如,在温度调节模式被切换至蒸发运转状态的状态下被搁置时,在夏天等需要进行制冷运转的运转条件下,每次进行第二利用单元的制冷运转,温度调节模式都会被切换至散热运转状态,另外,在温度调节模式被切换至散热运转状态的状态下被搁置时,在冬天等需要进行制热运转的运转条件下,每次进行第二利用单元的制热运转,温度调节模式都会被切换至蒸发运转状态,从而频繁地进行温度调节模式的切换。另外,当由第一利用侧控制器来进行温度调节模式的切换时,几乎都是在温度调节模式被切换至蒸发运转状态的状态下被搁置的,因此,在夏天等需要进行制冷运转的运转条件下,每次进行第二利用单元的制冷运转,温度调节模式都会被切换至散热运转状态,从而频繁地进行温度调节模式的切换。这样,当由第一利用侧控制器、集中控制器来进行温度调节模式的切换时,有可能会频繁地进行温度调节模式的切换,并不理想。
因此,在该热泵系统中,利用第二利用侧控制器来进行温度调节模式的切换,藉此,在夏天等需要进行制冷运转的运转条件下,可维持温度调节模式被切换至散热运转状态后的状态,另外,在冬天等需要进行制热运转的运转条件下,可维持温度调节模式被切换至蒸发运转状态后的状态。
藉此,在该热泵系统中,能防止频繁地进行温度调节模式的切换的情况。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的热泵系统的示意结构图。
图2是第一实施方式及第二实施方式的温度调节模式切换控制的控制框。
图3是本发明第二实施方式的热泵系统的示意结构图。
图4是本发明第三实施方式的热泵系统的示意结构图。
图5是第三实施方式及第四实施方式的温度调节模式切换控制的控制框。
图6是本发明第四实施方式的热泵系统的示意结构图。
图7是本发明另一实施方式的热泵系统的示意结构图。
具体实施方式
以下,根据附图对本发明的热泵系统的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
<结构>
—整体—
图1是本发明第一实施方式的热泵系统1的示意结构图。热泵系统1是能进行利用蒸汽压缩式的热泵循环来加热水介质的运转等的装置。
热泵系统1主要包括热源单元2、第一利用单元4a、第二利用单元10a、10b、液体制冷剂连通管13、气体制冷剂连通管14、储热水单元8a、温水制热单元9a、水介质连通管15a及水介质连通管16a,通过制冷剂连通管13、14将热源单元2、第一利用单元4a、第二利用单元10a、10b连接在一起来构成热源侧制冷剂回路20,通过水介质连通管15a、16a将第一利用单元4a、储热水单元8a及温水制热单元9a连接在一起来构成水介质回路80a。在热源侧制冷剂回路20中封入有HFC类制冷剂中的一种制冷剂即HFC-410A作为热源侧制冷剂,另外,还封入有对HFC类制冷剂具有相溶性的脂类或醚类制冷机油以对热源侧压缩机21(后述)进行润滑。另外,作为水介质的水在水介质回路80a中循环。
—热源单元—
热源单元2设置于室外,经由制冷剂连通管13、14而与利用单元4a、10a、10b连接,从而构成热源侧制冷剂回路20的一部分。
热源单元2主要具有热源侧压缩机21、油分离机构22、热源侧切换机构23、热源侧热交换器24、热源侧膨胀机构25、吸入返回管26、过冷却器27、热源侧储罐28、液体侧截止阀29及气体侧截止阀30。
热源侧压缩机21是对热源侧制冷剂进行压缩的机构,在此,采用收容于壳体(未图示)内的旋转式、涡旋式等容积式的压缩元件(未图示)被同样收容于壳体内的热源侧压缩机电动机21a驱动的密闭式压缩机。在该热源侧压缩机21的壳体内形成有充满经压缩元件压缩后的热源侧制冷剂的高压空间(未图示),在该高压空间中积存有制冷机油。热源侧压缩机电动机21a能利用逆变器装置(未图示)来改变其转速(即运转频率),藉此,能进行热源侧压缩机21的容量控制。
油分离机构22是用于将从热源侧压缩机21排出的热源侧制冷剂中所包含的制冷机油分离并使其返回至热源侧压缩机21的吸入侧的机构,主要具有:设于热源侧压缩机21的热源侧排出管21b的油分离器22a;以及将油分离器22a与热源侧压缩机21的热源侧吸入管21c连接在一起的回油管22b。油分离器22a是将从热源侧压缩机21排出的热源侧制冷剂中所包含的制冷机油分离的设备。回油管22b具有毛细管,是使油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油返回至热源侧压缩机21的热源侧吸入管21c中的制冷剂管。
热源侧切换机构23是能在使热源侧热交换器24作为热源侧制冷剂的散热器起作用的热源侧散热运转状态和使热源侧热交换器24作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用的热源侧蒸发运转状态之间进行切换的四通切换阀,其与热源侧排出管21b、热源侧吸入管21c、和热源侧热交换器24的气体侧连接的第一热源侧气体制冷剂管23a、和气体侧截止阀30连接的第二热源侧气体制冷剂管23b连接。此外,热源侧切换机构23能进行使热源侧排出管21b与第一热源侧气体制冷剂管23a连通并使第二热源侧气体制冷剂管23b与热源侧吸入管21c连通(对应于热源侧散热运转状态,参照图1的热源侧切换机构23的实线)、或者使热源侧排出管21b与第二热源侧气体制冷剂管23b连通并使第一热源侧气体制冷剂管23a与热源侧吸入管21c连通(对应于热源侧蒸发运转状态,参照图1的热源侧切换机构23的虚线)的切换。热源侧切换机构23并不限定于四通切换阀,例如,也可以是通过组合多个电磁阀等方式而构成为具有与上述相同的切换热源侧制冷剂流动方向的功能的构件。
热源侧热交换器24是通过进行热源侧制冷剂与室外空气之间的热交换而作为热源侧制冷剂的散热器或蒸发器起作用的热交换器,在其液体侧连接有热源侧液体制冷剂管24a,在其气体侧连接有第一热源侧气体制冷剂管23a。在该热源侧热交换器24中与热源侧制冷剂进行热交换的室外空气是由被热源侧风扇电动机32a驱动的热源侧风扇32供给的。
热源侧膨胀机构25是进行在热源侧热交换器24中流动的热源侧制冷剂的减压等的电动膨胀阀,其设于热源侧液体制冷剂管24a。
吸入返回管26是将在热源侧液体制冷剂管24a中流动的热源侧制冷剂的一部分分支并使其返回至热源侧压缩机21的吸入侧的制冷剂管,在此,其一端与热源侧液体制冷剂管24a连接,其另一端与热源侧吸入管21c连接。此外,在吸入返回管26中设有能进行开度控制的吸入返回膨胀阀26a。该吸入返回膨胀阀26a由电动膨胀阀构成。
过冷却器27是进行在热源侧液体制冷剂管24a中流动的热源侧制冷剂与在吸入返回管26中流动的热源侧制冷剂(更具体而言是被吸入返回膨胀阀26a减压后的制冷剂)之间的热交换的热交换器。
热源侧储罐28设于热源侧吸入管21c,是用于将在热源侧制冷剂回路20中循环的热源侧制冷剂在从热源侧吸入管21c被吸入热源侧压缩机21之前暂时积存的容器。
液体侧截止阀29是设于热源侧液体制冷剂管24a与液体制冷剂连通管13的连接部的阀。气体侧截止阀30是设于第二热源侧气体制冷剂管23b与气体制冷剂连通管14的连接部的阀。
另外,在热源单元2中设有各种传感器。具体而言,在热源单元2中设有热源侧吸入压力传感器33、热源侧排出压力传感器34、热源侧热交换温度传感器35及外部气体温度传感器36,其中,上述热源侧吸入压力传感器33对热源侧压缩机21吸入侧的热源侧制冷剂的压力即热源侧吸入压力Ps1进行检测,上述热源侧排出压力传感器34对热源侧压缩机21排出侧的热源侧制冷剂的压力即热源侧排出压力Pd1进行检测,上述热源侧热交换温度传感器35对热源侧热交换器24液体侧的热源侧制冷剂的温度即热源侧热交换器温度Thx进行检测,上述外部气体温度传感器36对外部气体温度To进行检测。
—液体制冷剂连通管—
液体制冷剂连通管13经由液体侧截止阀29而与热源侧液体制冷剂管24a连接,其是如下制冷剂管:能在热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态时将热源侧制冷剂从作为热源侧制冷剂的散热器起作用的热源侧热交换器24的出口导出至热源单元2外,且能在热源侧切换机构23处于热源侧蒸发运转状态时将热源侧制冷剂从热源单元2外导入作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用的热源侧热交换器24的入口。
—气体制冷剂连通管—
气体制冷剂连通管14经由气体侧截止阀30而与第二热源侧气体制冷剂管23b连接,其是如下制冷剂管:能在热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态时将热源侧制冷剂从热源单元2外导入热源侧压缩机21的吸入侧,且能在热源侧切换机构23处于热源侧蒸发运转状态时将热源侧制冷剂从热源侧压缩机21的排出侧导出至热源单元2外。
—第一利用单元—
第一利用单元4a设置于室内,经由制冷剂连通管13、14而与热源单元2及第二利用单元10a、10b连接,从而构成热源侧制冷剂回路20的一部分。另外,第一利用单元4a经由水介质连通管15a、16a而与储热水单元8a及温水制热单元9a连接,从而构成水介质回路80a的一部分。
第一利用单元4a主要具有第一利用侧热交换器41a、第一利用侧流量调节阀42a及循环泵43a。
第一利用侧热交换器41a是通过进行热源侧制冷剂与水介质之间的热交换而作为热源侧制冷剂的散热器起作用的热交换器,在其供热源侧制冷剂流动的流路的液体侧连接有第一利用侧液体制冷剂管45a,在其供热源侧制冷剂流动的流路的气体侧连接有第一利用侧气体制冷剂管54a,在其供水介质流动的流路的入口侧连接有第一利用侧水入口管47a,在其供水介质流动的流路的出口侧连接有第一利用侧水出口管48a。在第一利用侧液体制冷剂管45a上连接有液体制冷剂连通管13,在第一利用侧气体制冷剂管54a上连接有气体制冷剂连通管14,在第一利用侧水入口管47a上连接有水介质连通管15a,在第一利用侧水出口管48a上连接有水介质连通管16a。
第一利用侧流量调节阀42a是能通过进行开度控制来改变在第一利用侧热交换器41a中流动的热源侧制冷剂的流量的电动膨胀阀,其设于第一利用侧液体制冷剂管45a。
循环泵43a是进行水介质的升压的机构,在此,采用离心式或容积式的泵元件(未图示)被循环泵电动机44a驱动的泵。循环泵43a设于第一利用侧水出口管48a。循环泵电动机44能利用逆变器装置(未图示)来改变其转速(即运转频率),藉此,能进行循环泵43a的容量控制。
藉此,第一利用单元4a能进行以下供热水运转:通过使第一利用侧热交换器41a作为从气体制冷剂连通管13被导入的热源侧制冷剂的散热器起作用来将在第一利用侧热交换器41a中散热后的热源侧制冷剂导出至液体制冷剂连通管13,并通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来加热水介质。
另外,在第一利用单元4a中设有各种传感器。具体而言,在第一利用单元4a中设有第一利用侧热交换温度传感器50a、水介质出口温度传感器51a及水介质出口温度传感器52a,其中,上述第一利用侧热交换温度传感器50a对第一利用侧热交换器41a液体侧的热源侧制冷剂的温度即第一利用侧制冷剂温度Tsc1进行检测,上述水介质出口温度传感器51a对第一利用侧热交换器41a入口处的水介质的温度即水介质入口温度Twr进行检测,上述水介质出口温度传感器52a对第一利用侧热交换器41a出口处的水介质的温度即水介质出口温度Twl进行检测。
—储热水单元—
储热水单元8a设置于室内,经由水介质连通管15a、16a而与第一利用单元4a连接,从而构成水介质回路80a的一部分。
储热水单元8a主要具有储热水箱81a和热交换线圈82a。
储热水箱81a是积存作为用于供应热水的水介质的水的容器,在其上部连接有用于朝水龙头、淋浴器等输送变为温水的水介质的供热水管83a,在其下部连接有用于进行被供热水管83a消耗的水介质的补充的供水管84a。
热交换线圈82a设于储热水箱81a内,是通过进行在水介质回路80a中循环的水介质与储热水箱81a内的水介质之间的热交换而作为储热水箱81a内的水介质的加热器起作用的热交换器,在其入口连接有水介质连通管16a,在其出口连接有水介质连通管15a。
藉此,储热水单元8a能利用第一利用单元4a中被加热后的在水介质回路80a中循环的水介质来加热储热水箱81a内的水介质并将其作为温水加以积存。在此,作为储热水单元8a,采用将与在第一利用单元4a中被加热后的水介质进行热交换而被加热的水介质积存于储热水箱的储热水单元,但也可采用将在第一利用单元4a中被加热后的水介质积存于储热水箱的储热水单元。
另外,在储热水单元8a中设有各种传感器。具体而言,在储热水单元8a中设有储热水温度传感器85a,该储热水温度传感器85a用于对积存于储热水箱81a中的水介质的温度即储热水温度Twh进行检测。
—温水制热单元—
温水制热单元9a设置于室内,经由水介质连通管15a、16a而与第一利用单元4a连接,从而构成水介质回路80a的一部分。
温水制热单元9a主要具有热交换面板91a,构成暖气片、地板制热面板等。
热交换面板91a在暖气片的情况下设于室内的墙壁附近等,在地板制热面板的情况下设于室内的地板下等,该热交换面板91a是作为在水介质回路80a中循环的水介质的散热器起作用的热交换器,在其入口连接有水介质连通管16a,在其出口连接有水介质连通管15a。
—水介质连通管—
水介质连通管15a与储热水单元8a的热交换线圈82a的出口及温水制热单元9a的热交换面板91a的出口连接。水介质连通管16a与储热水单元8a的热交换线圈82a的入口及温水制热单元9a的热交换面板91a的入口连接。在水介质连通管16a上设有水介质侧切换机构161a,该水介质侧切换机构161a能进行将在水介质回路80a中循环的水介质供给至储热水单元8a和温水制热单元9a双方、或供给至储热水单元8a和温水制热单元9a中的任一个单元的切换。该水介质侧切换机构161a由三通阀构成。
—第二利用单元—
第二利用单元10a、10b设置于室内,经由制冷剂连通管13、14而与热源单元2连接,从而构成热源侧制冷剂回路20的一部分。
第二利用单元10a主要具有第二利用侧热交换器101a和第二利用侧流量调节阀102a。
第二利用侧热交换器101a是通过进行热源侧制冷剂与作为空气介质的室内空气之间的热交换而作为热源侧制冷剂的散热器或蒸发器起作用的热交换器,在其液体侧连接有第二利用侧液体制冷剂管103a,在其气体侧连接有第二利用侧气体制冷剂管104a。在第二利用侧液体制冷剂管103a上连接有液体制冷剂连通管13,在第二利用侧气体制冷剂管104上连接有气体制冷剂连通管14。在该第二利用侧热交换器101a中与热源侧制冷剂进行热交换的空气介质是由被利用侧风扇电动机106a驱动的利用侧风扇105a供给的。利用侧风扇电动机106a能利用逆变器装置(未图示)来改变其转速(即运转频率),藉此,能进行利用侧风扇105a的容量控制。
第二利用侧流量调节阀102a是能通过进行开度控制来改变在第二利用侧热交换器101a中流动的热源侧制冷剂的流量的电动膨胀阀,其设于第二利用侧液体制冷剂管103a。
藉此,第二利用单元10a能进行以下制冷运转:在热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态时,通过使第二利用侧热交换器101a作为从液体制冷剂连通管13被导入的热源侧制冷剂的蒸发器起作用,将在第二利用侧热交换器101a中蒸发后的热源侧制冷剂导出至气体制冷剂连通管14,并通过热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器101a中的蒸发来冷却空气介质,并且,第二利用单元10a能进行以下制热运转:在热源侧切换机构23处于热源侧蒸发运转状态时,通过使第二利用侧热交换器101a作为从气体制冷剂连通管14被导入的热源侧制冷剂的散热器起作用,将在第二利用侧热交换器101a中散热后的热源侧制冷剂导出至液体制冷剂连通管13,并通过热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器101a中的散热来加热空气介质。
另外,在第二利用单元10a中设有各种传感器。具体而言,在第二利用单元10a中设有对室内温度Tr进行检测的室内温度传感器107a。
由于第二利用单元10b的结构与第二利用单元10a的结构相同,因此对第二利用单元10b的结构标注下标“b”以代替表示第二利用单元10a各部分的符号的下标“a”并省略各部分的说明。
—第一利用侧控制器—
另外,在热泵系统1中设有发出第一利用单元4a的供热水运转的控制设定、控制指示的第一利用侧控制器77a,在此,该第一利用侧控制器77a以能通信的方式与第一利用单元4a连接。
—第二利用侧控制器—
此外,在热泵系统1中设有发出第二利用单元10a的制冷运转、制热运转的控制设定、运转指示的第二利用侧控制器108a并设有发出第二利用单元10b的制冷运转、制热运转的控制设定、运转指示的第二利用侧控制器108b,在此,该第二利用侧控制器108a、108b以能通信的方式与第二利用单元10a、10b连接。
另外,在热泵系统1中设有根据第一利用侧控制器及第二利用侧控制器的设定和指示进行以下运转、各种控制的控制部(未图示)。
<动作>
接着,对热泵系统1的动作进行说明。
作为热泵系统1的运转,有供热水运转、制冷运转、制热运转及供热水制热运转,其中,上述供热水运转仅进行第一利用单元4a的供热水运转(即储热水单元8a和/或温水制热单元9a的运转),上述制冷运转仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制冷运转,上述制热运转仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转,上述供热水制热运转进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转。
以下,对热泵系统1的四个运转中的动作进行说明。
—供热水运转—
在仅进行第一利用单元4a的供热水运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧蒸发运转状态(图1的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a及第二利用侧流量调节阀102a、102b被关闭。另外,在水介质回路80a中,水介质切换机构161a被切换至朝储热水单元8a和/或温水制热单元9a供给水介质的状态。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧蒸发运转状态后,根据第一利用侧控制器77a的运转指示来进行第一利用单元4a(及储热水单元8a和/或温水制热单元9a)的运转(供热水运转)。
在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被排出至热源侧排出管21b。被排出至热源侧排出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管22b而返回至热源侧吸入管21c。制冷机油被分离后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23、第二热源侧气体制冷剂管23b及气体侧截止阀30而从热源单元2被输送至气体制冷剂连通管14。
被输送至气体制冷剂连通管14后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元4a。被输送至第一利用单元4a后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧气体制冷剂管54a而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀42a及第一利用侧液体制冷剂管45a而从第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13。
被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀29而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管26中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管24a而被输送至热源侧热交换器24。被输送至热源侧热交换器24后的低压的制冷剂在热源侧热交换器24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器24中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐28后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入热源侧压缩机21中。
另一方面,在水介质回路80a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在第一利用侧热交换器41a中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元4a被输送至水介质连通管16a。被输送至水介质连通管16a后的水介质经由水介质侧切换机构161a而被输送至储热水单元8a和/或温水制热单元9a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈82a中与储热水箱81a内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。被输送至温水制热单元9a后的水介质在热交换面板91a中散热,藉此,来对室内的墙壁附近等进行加热或对室内的地板进行加热。
就这样,来执行仅进行第一利用单元4a的供热水运转的供热水运转中的动作。
—制冷运转—
在仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制冷运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图1的热源侧切换机构23的实线所示的状态),第一利用侧流量调节阀42a被关闭。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧散热运转状态后,根据第二利用侧控制器108a和/或第二利用侧控制器108b的运转指示来进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的运转(制冷运转)。
在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被排出至热源侧排出管21b。被排出至热源侧排出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管22b而返回至热源侧吸入管21c。制冷机油被分离后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23及第一热源侧气体制冷剂管23a而被输送至热源侧热交换器24。被输送至热源侧热交换器24后的高压的热源侧制冷剂在热源侧热交换器24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而散热。在热源侧热交换器24中散热后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧膨胀阀25而被输送至过冷却器27。被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂与从热源侧液体制冷剂管24a被分支到吸入返回管26的热源侧制冷剂进行热交换而被冷却到过冷却状态。在吸入返回管26中流动的热源侧制冷剂被返回至热源侧吸入管21c。在过冷却器27中被冷却后的热源侧制冷剂经由热源侧液体制冷剂管24a及液体侧截止阀29而从热源单元2被输送至液体制冷剂连通管13。
被输送至液体制冷剂连通管13后的高压的热源侧制冷剂被输送至第二利用单元10a、10b(此处,将第二利用单元10a、10b两者都作为进行制冷运转的构件来加以说明)。被输送至第二利用单元10a、10b后的高压的热源侧制冷剂被输送至第二利用侧流量调节阀102a、102b。被输送至第二利用侧流量调节阀102a、102b后的高压的热源侧制冷剂在第二利用侧流量调节阀102a、102b中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由第二利用侧液体制冷剂管103a、103b而被输送至第二利用侧热交换器101a、101b。被输送至第二利用侧热交换器101a、1010b后的低压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器101a、101b中与由利用侧风扇105a、105b供给来的空气介质进行热交换而蒸发,藉此,来进行室内的制冷。在第二利用侧热交换器101a、101b中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管104a、104b而从第二利用单元10a、10b被输送至气体制冷剂连通管14。
被输送至气体制冷剂连通管14后的低压的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的低压的热源侧制冷剂经由气体侧截止阀30、第二热源侧气体制冷剂管23b及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐28后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入热源侧压缩机21中。
就这样,来执行仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制冷运转的制冷运转中的动作。
—制热运转—
在仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图1的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a及第一利用侧流量调节阀42a被关闭。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧蒸发运转状态后,根据第二利用侧控制器108a和/或第二利用侧控制器108b的运转指示来进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的运转(制热运转)。
在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被排出至热源侧排出管21b。被排出至热源侧排出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管22b而返回至热源侧吸入管21c。制冷机油被分离后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23、第二热源侧气体制冷剂管23b及气体侧截止阀30而从热源单元2被输送至气体制冷剂连通管14。
被输送至气体制冷剂连通管14后的高压的热源侧制冷剂被输送至第二利用单元10a、10b(此处,将第二利用单元10a、10b两者都作为进行制热运转的构件来加以说明)。被输送至第二利用单元10a、10b后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管104a、104b而被输送至第二利用侧热交换器101a、101b。被输送至第二利用侧热交换器101a、101b后的高压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器101a、101b中与由利用侧风扇105a、105b供给来的空气介质进行热交换而散热,藉此,来进行室内的制热。在第二利用侧热交换器101a、101b中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧流量调节阀102a、102b及第二利用侧液体制冷剂管103a、103b而从第二利用单元10a、10b被输送至液体制冷剂连通管13。
被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀29而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管26中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管24a而被输送至热源侧热交换器24。被输送至热源侧热交换器24后的低压的制冷剂在热源侧热交换器24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器24中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐28后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入热源侧压缩机21中。
就这样,来执行仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转的制热运转中的动作。
—供热水制热运转—
在进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧蒸发运转状态(图1的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a被关闭。另外,在水介质回路80a中,水介质切换机构161a被切换至朝储热水单元8a和/或温水制热单元9a供给水介质的状态。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧蒸发运转状态后,根据第一利用侧控制器77a的运转指示来进行第一利用单元4a(及储热水单元8a和/或温水制热单元9a)的运转(供热水运转),并根据第二利用侧控制器108a和/或第二利用侧控制器108b的运转指示来进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的运转(制热运转)。
在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被排出至热源侧排出管21b。被排出至热源侧排出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管22b而返回至热源侧吸入管21c。制冷机油被分离后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23、第二热源侧气体制冷剂管23b及气体侧截止阀30而从热源单元2被输送至气体制冷剂连通管14。
被输送至气体制冷剂连通管14后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元4a及第二利用单元10a、10b(此处,将第二利用单元10a、10b两者都作为进行制热运转的构件来加以说明)。
被输送至第二利用单元10a、10b后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管104a、104b而被输送至第二利用侧热交换器101a、101b。被输送至第二利用侧热交换器101a、101b后的高压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器101a、101b中与由利用侧风扇105a、105b供给来的空气介质进行热交换而散热,藉此,来进行室内的制热。在第二利用侧热交换器101a、101b中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧流量调节阀102a、102b及第二利用侧液体制冷剂管103a、103b而从第二利用单元10a、10b被输送至液体制冷剂连通管13。
被输送至第一利用单元4a后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧气体制冷剂管54a而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀42a及第一利用侧液体制冷剂管45a而从第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13。
从第二利用单元10a、10b及第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂在液体制冷剂连通管13中合流并被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀29而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管26中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管24a而被输送至热源侧热交换器24。被输送至热源侧热交换器24后的低压的制冷剂在热源侧热交换器24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器24中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐28后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入热源侧压缩机21中。
另一方面,在水介质回路80a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在第一利用侧热交换器41a中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元4a被输送至水介质连通管16a。被输送至水介质连通管16a后的水介质经由水介质侧切换机构161a而被输送至储热水单元8a和/或温水制热单元9a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈82a中与储热水箱81a内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。被输送至温水制热单元9a后的水介质在热交换面板91a中散热,藉此,来对室内的墙壁附近等进行加热或对室内的地板进行加热。
就这样,来执行进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转的供热水制热运转中的动作。
这样,在该热泵系统1中,在将温度调节模式切换至热源侧散热运转状态的状态下,不能进行供热水运转、制热运转,另外,在将温度调节模式切换至热源侧蒸发运转状态的状态下,不能进行制冷运转。即,为了在第一利用单元4a及第二利用单元10a、10b中进行期望的运转,不仅需要从第一利用侧控制器77a朝第一利用单元4a发出的供热水运转的指示、从第二利用侧控制器108a、108b朝第二利用单元10a、10b发出的制冷运转或制热运转的指示,而且需要切换可确定第一利用单元4a及第二利用单元10a、10b所共用的热源单元2中的运转状态的热源侧切换机构23的切换状态即温度调节模式,在这个意义上,该热泵系统1不能使第一利用单元4a及第二利用单元10a、10b个别地选择供热水运转、制冷运转或制热运转来进行运转。
—温度调节模式切换控制—
然而,用户会把该热泵系统1简单地当作由第二利用单元10a、10b构成的制冷制热装置和由第一利用单元4a等构成的供热水装置并存的系统,因此,有可能不能意识到切换温度调节模式的必要性而忘记温度调节模式的切换或产生切换错误,另外,温度调节模式的切换也是复杂的。
因此,在该热泵系统1中,进行温度调节模式切换控制,该温度调节模式切换控制能切换至与热源侧切换机构23的以下切换状态不同的温度调节模式来进行运转,上述切换状态是指作为朝第二利用单元10a、10b发出指示的第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器(此处假定是第二利用侧控制器108a)所指示的温度调节模式的切换状态。
以下,使用图2,对该热泵系统1中的温度调节模式切换控制的控制框进行说明。在该温度调节模式切换控制中,在温度调节模式处于热源侧散热运转状态(即,无论第二利用单元10a、10b进行制冷运转或不进行制冷运转,只要第二利用侧控制器108a指示使温度调节模式处于热源侧散热运转状态)的状态下,当从第一利用侧控制器77a朝第一利用单元4a发出了供热水运转指示时(即必须使温度调节模式处于热源侧蒸发运转状态时),将温度调节模式切换至热源侧蒸发运转状态,进行优先供热水运转(步骤S7~S9),该优先供热水运转是进行第一利用单元4a的供热水运转的运转,在除此之外的情况下,进行所指示的温度调节模式(此处是第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式)下的运转(步骤S1、S4)。
首先,假定步骤S1的运转状态、即第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式下的运转(图2中,将该运转设为“优先供热水运转=关闭”)持续。
接着,在步骤S2中,对是否满足条件A进行判定。在此,条件A是指第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式处于热源侧散热运转状态(图2中,将该状态设为“温度调节模式=制冷”)、且经过了规定的第三时间tm3(图2中,将该状态设为“tm3时间到时”)、且是否利用第一利用侧控制器77a对第一利用单元4a发出了供热水运转指示(图2中,将该发出了指示的状态设为“供热水运转要求=打开”),藉此,来判定是否是在温度调节模式处于热源侧散热运转状态的状态下对第一利用单元4a发出了供热水运转指示。在此,时间tm3是在后述步骤S10中被设定的时间。此外,在该步骤S2中,在判定为不满足条件A的情况下,即在温度调节模式处于热源侧蒸发运转状态时(图2中,将该状态设为“温度调节模式≠制冷”)、或是未经过第三时间tm3时、或是未利用第一利用侧控制器77a对第一利用单元4a发出供热水运转指示时(即“供热水运转要求=关闭”),使第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式下的运转(即“优先供热水运转=关闭”)持续,在判定为满足条件A的情况下,由于是尽管温度调节模式处于热源侧散热运转状态却还是发出了供热水运转指示的状态,即,由于处于即便根据来自第一利用侧控制器77a的供热水运转指示开始第一利用单元4a的运转也不能加热水介质的状态,因此,朝着优先供热水运转(步骤S7~S9),转移至步骤S3以后的处理。
接着,在步骤S3、S4中,虽然是满足条件A的情况,但并非立刻转移至优先供热水运转(步骤S7~S9),而是在步骤S3中开始规定的第一时间tm1的计数,与步骤S1相同,使第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式下的运转(即“优先供热水运转=关闭”)持续。在此,第一时间tm1相当于从步骤S2的处理结束起直至进行步骤S5、S6处理的时间间隔,其被设定为数分钟至十分钟左右。
接着,在步骤S5中,对是否满足条件B进行判定。在此,条件B是指第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式处于热源侧散热运转状态(即“温度调节模式=制冷”)、且是否利用第一利用侧控制器77a对第一利用单元4a发出了供热水运转指示(即“供热水运转要求=打开”)、且是否经过了第一时间tm1(图2中,将该状态设为“tm1时间到时”)、或外部气体温度To是否比规定的低温条件温度Tol低(图2中,将该状态设为“To<Tol”),藉此,在步骤S2中,判定是否是满足条件A的状态持续了第一时间tm1而确实要求进行供热水运转的情况、或者是否是尽管外部气体温度To处于低温条件但第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式却处于热源侧散热运转状态(即“温度调节模式=制冷”)的情况。在此,低温条件温度Tol相当于设想进行第二利用单元10a、10b的制热运转的最高温度,其被设定为15℃左右。此外,在该步骤S5中判定为不满足条件B的情况下,即在温度调节模式处于热源侧蒸发运转状态时(即“温度调节模式≠制冷”)、或是未利用第一利用侧控制器77a对第一利用单元4a发出供热水运转指示时(即“供热水运转要求=关闭”),判定为满足步骤S6的条件D,从而使步骤S1的第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式下的运转(即“优先供热水运转=关闭”)持续,在判定为满足条件B的情况下,由于是确实要求进行供热水运转的状态、或者是尽管外部气体温度To处于低温条件但第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式却处于热源侧散热运转状态(即“温度调节模式=制冷”)的状态,因此转移至优先供热水运转(步骤S7~S9)。
接着,在步骤S7~S9中,首先,在步骤S7中,开始规定的第二时间tm2的计数。在此,第二时间tm2相当于进行优先供热水运转的时间,其被设定为十分钟至三十分钟左右。此外,在步骤S8中,尽管第二利用侧控制器108a指示使温度调节模式处于热源侧散热运转状态(即“温度调节模式=制冷”),还是将温度调节模式切换至热源侧蒸发运转状态,并进行循环泵43a的启动、第一利用侧流量调节阀41a的打开操作等以开始第一利用单元4a的供热水运转(即优先供热水运转)。
然而,在为了进行这种优先供热水运转而将温度调节模式从热源侧散热运转状态切换至热源侧蒸发运转状态时,会被切换至第二利用单元10a、10b进行制热运转的状态,在优先供热水运转开始之前第二利用单元10a、10b一直进行制冷运转的情况下,会变为第二利用单元10a、10b进行制热运转的状态,另外,在优先供热水运转中从第二利用侧控制器108a、108b朝第二利用单元10a、10b发出了制冷运转指示的情况下,会开始制热运转,因此,室内的舒适性会受影响,并不理想。因此,在该热泵系统1中,在优先供热水运转中禁止第二利用单元10a、10b的制冷运转。
另外,当如上所述在优先供热水运转中禁止第二利用单元10a、10b的制冷运转时,若从第二利用侧控制器108a、108b接收到制冷运转指示的第二利用单元10a、10b连利用侧风扇105a、105b的运转也停止,则用户可能会误以为第二利用单元10a、10b发生了故障。因此,在该热泵系统1中,从第二利用侧控制器108a、108b接收到制冷运转指示的第二利用单元10a、10b在优先供热水运转中在进行第二利用侧流量调节阀102a、102b的关闭操作等而停止了制冷运转的状态下使利用侧风扇105a、105b运转。在此,为防止室内的气流波动,较为理想的是使利用侧风扇105a、105b的运转频率处于最低频率。
此外,在优先供热水运转中,若与如上所述的第二利用单元10a、10b的制冷运转的停止联动地改变第二利用侧控制器108a、108b所显示的第二利用单元10a、10b的运转状态(即,将制冷运转改变为停止),则用户可能会误以为第二利用单元10a、10b发生了故障。因此,在该热泵系统1中,即便停止了优先供热水运转中的第二利用单元10a、10b的制冷运转,第二利用侧控制器108a、108b也维持表示处在制冷运转中的显示。
此外,该优先供热水运转会一直持续,直至在步骤S9中满足条件C为止。在此,条件C是指是否利用第二利用侧控制器108a发出了指示以将温度调节模式切换至热源侧蒸发运转状态(即“温度调节模式≠制冷”)、或是否利用第一利用侧控制器77a对第一利用单元4a发出停止供热水运转的指示(即“供热水运转要求=关闭”)、或是否在外部气体温度To比规定的高温条件温度Toh高的状态下(图2中,将该状态设为“To>Toh”)经过了第二时间tm2(图2中,将该状态设为“tm2时间到时”),藉此,在步骤9中,判定是否处于即便不进行优先供热水运转也能进行供热水运转的状态、或者是否不需要进行供热水运转、或者优先供热水运转是否持续了第二时间tm2。在此,高温条件温度Toh相当于设想进行第二利用单元10a、10b的制冷运转的最低温度,其被设定为20℃左右。此外,优先供热水运转会一直持续,直至在该步骤S9中判定为满足条件C为止,即,直至变为即便不进行优先供热水运转也能进行供热水运转的状态、或者不需要进行供热水运转、或者优先供热水运转持续了第二时间tm2为止,然后,转移至以下处理(步骤S10、S1):返回至第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式下的运转。
接着,在步骤S10、S1中,首先,在步骤S10中,开始规定的第三时间tm3的计数,此外,在步骤S1中,进行返回至第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式下的运转的处理。在此,第三时间tm3相当于在要求了优先供热水运转的情况下不进行优先供热水运转而是进行第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式下的运转的时间,其被设定为五分钟至二十五分钟左右。例如,在第二利用侧单元10a、10b的制冷运转中要求了第一利用单元4a的供热水运转的情况下,优先供热水运转进行第二时间tm2,制冷运转进行第三时间tm3。
通过如上所述的温度调节模式切换控制,在该热泵系统1中,在第二利用单元10a、10b的运转停止的情况下、或在进行制冷运转的情况下(即,在第二利用侧控制器108所指示的温度调节模式处于热源侧散热运转状态的情况下),在要求第一利用单元10a进行供热水运转时(即从第一利用侧控制器77a朝第一利用单元4a发出了供热水运转指示时),尽管第二利用侧控制器108a指示使温度调节模式处于热源侧散热运转状态,还是能将温度调节模式切换至热源侧蒸发运转状态来进行优先供热水运转,也就是说能切换至与作为第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态不同的温度调节模式来进行运转。
<特征>
该热泵系统1具有如下特征。
—A—
在该热泵系统1中,如上述温度调节模式切换控制那样,能切换至与作为对第二利用单元10a、10b发出指示的第二利用侧控制器108a、108b(此处假定是第二利用侧控制器108a)所指示的温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态不同的温度调节模式来进行运转,例如,在温度调节模式被切换至热源侧散热运转状态后的状态下进行供热水运转时,如温度调节模式会被切换至热源侧蒸发运转状态等那样,用户不用进行切换温度调节模式的操作(指示)就能朝适于进行期望运转的温度调节模式切换。
—B—
在该热泵系统1中,如上述温度调节模式切换控制中的步骤S2、步骤S5、S6、S9那样,根据所指示的温度调节模式(此处是作为第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态)和外部气体温度To中的至少一个来进行温度调节模式的切换,因此,能合理地进行温度调节模式的切换。
另外,在该热泵系统1中,如上述温度调节模式切换控制中的步骤S1~S6那样,分两个阶段来判定是否需要进行温度调节模式的切换(此处是是否需要进行优先供热水运转),因此,不易产生温度调节模式的振荡。
—C—
在该热泵系统1中,在温度调节模式处于热源侧散热运转状态的状态下,当从第一利用侧控制器77a朝第一利用单元4a发出了供热水运转时,能通过将温度调节模式从热源侧散热运转状态切换至热源侧蒸发运转状态来进行第一利用单元4a的供热水运转(即优先供热水运转),因此,即便在夏天等需要进行制冷运转的运转条件下,用户也不用进行将温度调节模式切换至热源侧蒸发运转状态的操作(指示)就能根据需要进行供热水运转。
—D—
在该热泵系统1中,在进行优先供热水运转时,禁止第二利用单元10a、10b的制冷运转,因此,不会因为将用于进行优先供热水运转的温度调节模式从散热运转状态切换至蒸发运转状态而导致进行了制冷运转的第二利用单元10a、10b变为进行制热运转的状态,或导致在优先供热水运转中从第二利用侧控制器108a、108b朝第二利用单元10a、10b发出了制冷运转指示的情况下开始制热运转,藉此,在进行优先供热水运转时,能防止室内的舒适性受到影响的情况。
另外,在该热泵系统1中,由于从第二利用侧控制器108a、108b接收到制冷运转指示的第二利用单元10a、10b在优先供热水运转中在停止制冷运转的状态下使利用侧风扇105a、105b运转,因此,在禁止第二利用单元10a、10b的制冷运转时,不会使制冷运转中的第二利用单元10a、10b的利用侧风扇105a、105b的运转停止,藉此,便不会因为进行优先供热水运转而使用户误以为第二利用单元10a、10b发生了故障。
此外,在该热泵系统1中,即便停止了优先供热水运转中的第二利用单元10a、10b的制冷运转,第二利用侧控制器108a、108b也会维持表示处在制冷运转中的显示,因此,在优先供热水运转中,不会与第二利用单元10a、10b的制冷运转的停止联动地改变第二利用侧控制器108a、108b中显示的第二利用单元的运转状态,藉此,便不会因为进行优先供热水运转而使用户误以为第二利用单元10a、10b发生了故障。
(第二实施方式)
在上述第一实施方式的热泵系统1中,例如,为了获得65℃以上的温水这样的高温的水介质,需要在提高热源侧压缩机21排出侧的热源侧制冷剂的压力等运转效率较差的条件下进行运转,这点可认为是不太理想的。
因此,在该热泵系统200中,在上述第一实施方式的热泵系统1(参照图1)的结构中,如图3所示,将第一利用侧热交换器41a作为进行从气体制冷剂连通管14被导入的热源侧制冷剂与和热源侧制冷剂不同的利用侧制冷剂之间的热交换的热交换器,并在第一利用单元4a中设置对利用侧制冷剂进行压缩的利用侧压缩机62a(后述)、能作为利用侧制冷剂的散热器起作用来对水介质进行加热的制冷剂—水热交换器65a(后述)等,从而与第一利用侧热交换器41a一起构成供利用侧制冷剂循环的利用侧制冷剂回路40a。以下,对该热泵系统200的结构进行说明。
<结构>
—整体—
图3是本发明第二实施方式的热泵系统200的示意结构图。热泵系统200是能进行利用蒸汽压缩式的热泵循环来加热水介质的运转等的装置。
热泵系统200主要包括热源单元2、第一利用单元4a、第二利用单元10a、10b、液体制冷剂连通管13、气体制冷剂连通管14、储热水单元8a、温水制热单元9a、水介质连通管15a及水介质连通管16a,通过制冷剂连通管13、14将热源单元2、第一利用单元4a、第二利用单元10a、10b连接在一起来构成热源侧制冷剂回路20,第一利用单元4a构成利用侧制冷剂回路40a,通过水介质连通管15a、16a将第一利用单元4a、储热水单元8a及温水制热单元9a连接在一起来构成水介质回路80a。在热源侧制冷剂回路20中封入有HFC类制冷剂中的一种制冷剂即HFC-410A作为热源侧制冷剂,另外,还封入有对HFC类制冷剂具有相溶性的脂类或醚类制冷机油以对热源侧压缩机21进行润滑。此外,在利用侧制冷剂回路40a中封入有HFC类制冷剂中的一种制冷剂即HFC-134a作为利用侧制冷剂,另外,还封入有对HFC类制冷剂具有相溶性的脂类或醚类制冷机油以对利用侧压缩机62a进行润滑。作为利用侧制冷剂,从使用对高温的制冷循环有利的制冷剂这样的角度来看,较为理想的是使用相当于饱和气体温度65℃的压力的计示压力最高在2.8MPa以下、优选在2.0MPa以下的制冷剂。此外,HFC-134是具有这种饱和压力特性的制冷剂中的一种制冷剂。另外,作为水介质的水在水介质回路80a中循环。
在以下涉及结构的说明中,对具有与第一实施方式的热泵系统1(参照图1)相同的结构的热源单元2、第二利用单元10a、储热水单元8a、温水制热单元9a、液体制冷剂连通管13、气体制冷剂连通管14、水介质连通管15a、16a、第一利用侧控制器77a及第二利用侧控制器108a、108b的结构标注相同的符号并省略其说明,仅对第一利用单元4a的结构进行说明。
—第一利用单元—
第一利用单元4a设置于室内,经由制冷剂连通管13、14而与热源单元2连接,从而构成热源侧制冷剂回路20的一部分。另外,第一利用单元4a构成利用侧制冷剂回路40a。此外,第一利用单元4a经由水介质连通管15a、16a而与储热水单元8a及温水制热单元9a连接,从而构成水介质回路80a的一部分。
第一利用单元4a主要具有第一利用侧热交换器41a、第一利用侧流量调节阀42a、利用侧压缩机62a、制冷剂—水热交换器65a、制冷剂—水热交换侧流量调节阀66a、利用侧储罐67a及循环泵43a。
第一利用侧热交换器41a是通过进行热源侧制冷剂与利用侧制冷剂之间的热交换而作为热源侧制冷剂的散热器起作用的热交换器,在其供热源侧制冷剂流动的流路的液体侧连接有第一利用侧液体制冷剂管45a,在其供热源侧制冷剂流动的流路的气体侧连接有第一利用侧气体制冷剂管54a,在其供利用侧制冷剂流动的流路的液体侧连接有级联侧液体制冷剂管68a,在其供利用侧制冷剂流动的流路的气体侧连接有第二级联侧气体制冷剂管69a。在第一利用侧液体制冷剂管45a上连接有液体制冷剂连通管13,在第一利用侧气体制冷剂管54a上连接有气体制冷剂连通管14,在级联侧液体制冷剂管68a上连接有制冷剂—水热交换器65a,在第二级联侧气体制冷剂管69a上连接有利用侧压缩机62a。
第一利用侧流量调节阀42a是能通过进行开度控制来改变在第一利用侧热交换器41a中流动的热源侧制冷剂的流量的电动膨胀阀,其设于第一利用侧液体制冷剂管45a。
利用侧压缩机62a是对利用侧制冷剂进行压缩的机构,在此,采用收容于壳体(未图示)内的旋转式、涡旋式等容积式的压缩元件(未图示)被同样收容于壳体内的利用侧压缩机电动机63a驱动的密闭式压缩机。在该利用侧压缩机62a的壳体内形成有充满经压缩元件压缩后的热源侧制冷剂的高压空间(未图示),在该高压空间中积存有制冷机油。利用侧压缩机电动机63a能利用逆变器装置(未图示)来改变其转速(即运转频率),藉此,能进行利用侧压缩机62a的容量控制。另外,在利用侧压缩机62a的排出侧连接有级联侧排出管70a,在利用侧压缩机62a的吸入侧连接有级联侧吸入管71a。该级联侧吸入管71a与第二级联侧气体制冷剂管69a连接。
制冷剂—水热交换器65a是通过进行利用侧制冷剂与水介质之间的热交换而作为利用侧制冷剂的散热器起作用的热交换器,在其供利用侧制冷剂流动的流路的液体侧连接有级联侧液体制冷剂管68a,在其供利用侧制冷剂流动的流路的气体侧连接有第一级联侧气体制冷剂管72a,在其供水介质流动的流路的入口侧连接有第一利用侧水入口管47a,在其供水介质流动的流路的出口侧连接有第一利用侧水出口管48a。第一级联侧气体制冷剂管72a与级联侧排出管70a连接,在第一利用侧水入口管47a上连接有水介质连通管15a,在第一利用侧水出口管48a上连接有水介质连通管16a。
制冷剂—水热交换侧流量调节阀66a是能通过进行开度控制来改变在制冷剂—水热交换器65a中流动的利用侧制冷剂的流量的电动膨胀阀,其设于级联侧液体制冷剂管68a。
利用侧储罐67a设于级联侧吸入管71a,是用于将在利用侧制冷剂回路40a中循环的利用侧制冷剂在从级联侧吸入管71a被吸入利用侧压缩机62a之前暂时积存的容器。
这样,通过制冷剂管71a、70a、72a、68a、69a将利用侧压缩机62a、制冷剂—水热交换器65a、制冷剂—水热交换侧流量调节阀66a及第一利用侧热交换器41a连接在一起以构成利用侧制冷剂回路40a。
循环泵43a是进行水介质的升压的机构,在此,采用离心式或容积式的泵元件(未图示)被循环泵电动机44a驱动的泵。循环泵43a设于第一利用侧水出口管48a。循环泵电动机44能利用逆变器装置(未图示)来改变其转速(即运转频率),藉此,能进行循环泵43a的容量控制。
藉此,第一利用单元4a能进行以下供热水运转:通过使第一利用侧热交换器41a作为从气体制冷剂连通管14被导入的热源侧制冷剂的散热器起作用来将在第一利用侧热交换器41a中散热后的热源侧制冷剂导出至液体制冷剂连通管13,并通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来对在利用侧制冷剂回路40a中循环的利用侧制冷剂进行加热,该加热后的利用侧制冷剂在利用侧压缩机62a中被压缩后,通过在制冷剂—水热交换器65a中散热来加热水介质。
另外,在第一利用单元4a中设有各种传感器。具体而言,在第一利用单元4a中设有第一利用侧热交换温度传感器50a、第一制冷剂—水热交换温度传感器73a、水介质出口温度传感器51a、水介质出口温度传感器52、利用侧吸入压力传感器74a、利用侧排出压力传感器75a及利用侧排出温度传感器76a,其中,上述第一利用侧热交换温度传感器50a对第一利用侧热交换器41a液体侧的热源侧制冷剂的温度即第一利用侧制冷剂温度Tsc1进行检测,上述第一制冷剂—水热交换温度传感器73a对制冷剂—水热交换器65a液体侧的利用侧制冷剂的温度即级联侧制冷剂温度Tsc2进行检测,上述水介质出口温度传感器51a对制冷剂—水热交换器65a入口处的水介质的温度即水介质入口温度Twr进行检测,上述水介质出口温度传感器52a对制冷剂—水热交换器65a出口处的水介质的温度即水介质出口温度Twl进行检测,上述利用侧吸入压力传感器74a对利用侧压缩机62a吸入侧的利用侧制冷剂的压力即利用侧吸入压力Ps2进行检测,上述利用侧排出压力传感器75a对利用侧压缩机62a排出侧的利用侧制冷剂的压力即利用侧排出压力Pd2进行检测,上述利用侧排出温度传感器76a对利用侧压缩机62a排出侧的利用侧制冷剂的温度即利用侧排出温度Td2进行检测。
另外,在热泵系统200中设有根据第一利用侧控制器及第二利用侧控制器的设定和指示进行以下运转、各种控制的控制部(未图示)。
<动作>
接着,对热泵系统200的动作进行说明。
作为热泵系统200的运转,与第一实施方式的热泵系统1相同,有供热水运转、制冷运转、制热运转及供热水制热运转,其中,上述供热水运转仅进行第一利用单元4a的供热水运转(即储热水单元8a和/或温水制热单元9a的运转),上述制冷运转仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制冷运转,上述制热运转仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转,上述供热水制热运转进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转。
以下,对热泵装置200的四个运转中的动作进行说明。
—供热水运转—
在仅进行第一利用单元4a的供热水运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧蒸发运转状态(图3的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a及第二利用侧流量调节阀102a、102b被关闭。另外,在水介质回路80a中,水介质切换机构161a被切换至朝储热水单元8a和/或温水制热单元9a供给水介质的状态。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧蒸发运转状态后,根据第一利用侧控制器77a的运转指示来进行第一利用单元4a(及储热水单元8a和/或温水制热单元9a)的运转(供热水运转)。
在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被排出至热源侧排出管21b。被排出至热源侧排出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管22b而返回至热源侧吸入管21c。制冷机油被分离后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23、第二热源侧气体制冷剂管23b及气体侧截止阀30而从热源单元2被输送至气体制冷剂连通管14。
被输送至气体制冷剂连通管14后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元4a。被输送至第一利用单元4a后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧气体制冷剂管54a而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀42a及第一利用侧液体制冷剂管45a而从第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13。
被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀29而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管26中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管24a而被输送至热源侧热交换器24。被输送至热源侧热交换器24后的低压的制冷剂在热源侧热交换器24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器24中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐28后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入热源侧压缩机21中。
另一方面,在利用侧制冷剂回路40a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来加热在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂以使该利用侧制冷剂蒸发。在第一利用侧热交换器41a中蒸发后的低压的利用侧制冷剂经由第二级联侧气体制冷剂管69a而被输送至利用侧储罐67a。被输送至利用侧储罐67a后的低压的利用侧制冷剂经由级联侧吸入管71a而被吸入利用侧压缩机62a中,并在被压缩至制冷循环的高压后,被排出至级联侧排出管70a。被排出至级联侧排出管70a后的高压的利用侧制冷剂经由第一级联侧气体制冷剂管72a而被输送至制冷剂—水热交换器65a。被输送至制冷剂—水热交换器65a后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂—水热交换器65a中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在制冷剂—水热交换器65a中散热后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂—水热交换侧流量调节阀66a中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由级联侧液体制冷剂管68a而被再次输送至第一利用侧热交换器41a。
另外,在水介质回路80a中,通过利用侧制冷剂在制冷剂—水热交换器65a中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在制冷剂—水热交换器65a中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元4a被输送至水介质连通管16a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈82a中与储热水箱81a内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。被输送至温水制热单元9a后的水介质在热交换面板91a中散热,藉此,来对室内的墙壁附近等进行加热或对室内的地板进行加热。
就这样,来执行仅进行第一利用单元4a的供热水运转的供热水运转中的动作。
—制冷运转—
在仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制冷运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图3的热源侧切换机构23的实线所示的状态),第一利用侧流量调节阀42a被关闭。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧散热运转状态后,根据第二利用侧控制器108a和/或第二利用侧控制器108b的运转指示来进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的运转(制冷运转)。由于制冷运转与第一实施方式的热泵系统1的制冷运转相同,因而在此省略其说明。
—制热运转—
在仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图3的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a及第一利用侧流量调节阀42a被关闭。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧蒸发运转状态后,根据第二利用侧控制器108a和/或第二利用侧控制器108b的运转指示来进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的运转(制热运转)。由于制热运转与第一实施方式的热泵系统1的制热运转相同,因而在此省略其说明。
—供热水制热运转—
在进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧蒸发运转状态(图3的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a被关闭。另外,在水介质回路80a中,水介质切换机构161a被切换至朝储热水单元8a和/或温水制热单元9a供给水介质的状态。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧蒸发运转状态后,根据第一利用侧控制器77a的运转指示来进行第一利用单元4a(及储热水单元8a和/或温水制热单元9a)的运转(供热水运转),并根据第二利用侧控制器108a和/或第二利用侧控制器108b的运转指示来进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的运转(制热运转)。
在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被排出至热源侧排出管21b。被排出至热源侧排出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管22b而返回至热源侧吸入管21c。制冷机油被分离后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23、第二热源侧气体制冷剂管23b及气体侧截止阀30而从热源单元2被输送至气体制冷剂连通管14。
被输送至气体制冷剂连通管14后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元4a及第二利用单元10a、10b(此处,将第二利用单元10a、10b两者都作为进行制热运转的构件来加以说明)。
被输送至第二利用单元10a、10b后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管104a、104b而被输送至第二利用侧热交换器101a、101b。被输送至第二利用侧热交换器101a、101b后的高压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器101a、101b中与由利用侧风扇105a、105b供给来的空气介质进行热交换而散热,藉此,来进行室内的制热。在第二利用侧热交换器101a、101b中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧流量调节阀102a、102b及第二利用侧液体制冷剂管103a、103b而从第二利用单元10a、10b被输送至液体制冷剂连通管13。
被输送至第一利用单元4a后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧气体制冷剂管54a而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀42a及第一利用侧液体制冷剂管45a而从第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13。
从第二利用单元10a、10b及第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂在液体制冷剂连通管13中合流并被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀29而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管26中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管24a而被输送至热源侧热交换器24。被输送至热源侧热交换器24后的低压的制冷剂在热源侧热交换器24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器24中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐28后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入热源侧压缩机21中。
另一方面,在利用侧制冷剂回路40a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来加热在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂以使该利用侧制冷剂蒸发。在第一利用侧热交换器41a中蒸发后的低压的利用侧制冷剂经由第二级联侧气体制冷剂管69a而被输送至利用侧储罐67a。被输送至利用侧储罐67a后的低压的利用侧制冷剂经由级联侧吸入管71a而被吸入利用侧压缩机62a中,并在被压缩至制冷循环的高压后,被排出至级联侧排出管70a。被排出至级联侧排出管70a后的高压的利用侧制冷剂经由第一级联侧气体制冷剂管72a而被输送至制冷剂—水热交换器65a。被输送至制冷剂—水热交换器65a后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂—水热交换器65a中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在制冷剂—水热交换器65a中散热后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂—水热交换侧流量调节阀66a中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由级联侧液体制冷剂管68a而被再次输送至第一利用侧热交换器41a。
另外,在水介质回路80a中,通过利用侧制冷剂在制冷剂—水热交换器65a中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在制冷剂—水热交换器65a中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元4a被输送至水介质连通管16a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈82a中与储热水箱81a内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。被输送至温水制热单元9a后的水介质在热交换面板91a中散热,藉此,来对室内的墙壁附近等进行加热或对室内的地板进行加热。
就这样,来执行进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转的供热水制热运转中的动作。
这样,在该热泵系统200中,与第一实施方式的热泵系统1相同,在将温度调节模式切换至热源侧散热运转状态的状态下,不能进行供热水运转、制热运转,另外,在将温度调节模式切换至热源侧蒸发运转状态的状态下,不能进行制冷运转。即,为了在第一利用单元4a及第二利用单元10a、10b中进行期望的运转,不仅需要从第一利用侧控制器77a朝第一利用单元4a发出的供热水运转的指示、从第二利用侧控制器108a、108b朝第二利用单元10a、10b发出的制冷运转或制热运转的指示,而且需要切换可确定第一利用单元4a及第二利用单元10a、10b所共用的热源单元2中的运转状态的热源侧切换机构23的切换状态即温度调节模式,在这个意义上,该热泵系统200不能使第一利用单元4a及第二利用单元10a、10b个别地选择供热水运转、制冷运转或制热运转来进行运转。
此外,在该热泵系统200中,与第一实施方式的热泵系统1相同,也进行温度调节模式切换控制,该温度调节模式切换控制能切换至与热源侧切换机构23的以下切换状态不同的温度调节模式来进行运转,上述切换状态是指作为对第二利用单元10a、10b发出指示的第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器(此处假定是第二利用侧控制器108a)所指示的温度调节模式的切换状态。由于温度调节模式切换控制与第一实施方式的热泵系统1的温度调节模式切换控制相同(参照图2等),因而在此省略其说明。
藉此,在该热泵系统200中,也能获得与第一实施方式的热泵系统1相同的作用效果。
(第三实施方式)
在上述实施方式1的热泵系统1(参照图1)中,由于不能既进行第一利用单元4a的供热水运转又进行第二利用单元10a、10b的制冷运转,因此,若能进行这种运转(以下设为“废热供热水运转”),则在夏天等进行制冷运转的运转状态下,就能利用与第二利用侧热交换器101a、101b的蒸发负载(即制冷负载)相称程度的第一利用侧热交换器4a的散热负载(即供热水负载)来进行供热水运转,因此,从节能化的角度来看是较为理想的。
因此,在该热泵系统300中,在上述第一实施方式的热泵系统1(参照图1)的结构中,如图4所示,能进行废热供热水运转,该废热供热水运转是通过使第二利用侧热交换器101a、101b作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用来冷却空气介质并通过使第一利用侧热交换器41a作为热源侧制冷剂的散热器起作用来加热水介质的运转。以下,对该热泵系统300的结构进行说明。
<结构>
—整体—
图4是本发明第三实施方式的热泵系统300的示意结构图。热泵系统300是能进行利用蒸汽压缩式的热泵循环来加热水介质的运转等的装置。
热泵系统300主要包括热源单元2、第一利用单元4a、第二利用单元10a、10b、排出制冷剂连通管12、液体制冷剂连通管13、气体制冷剂连通管14、储热水单元8a、温水制热单元9a、水介质连通管15a及水介质连通管16a,通过制冷剂连通管12、13、14将热源单元2、第一利用单元4a、第二利用单元10a连接在一起来构成热源侧制冷剂回路20,第一利用单元4a构成利用侧制冷剂回路40a,通过水介质连通管15a、16a将第一利用单元4a、储热水单元8a及温水制热单元9a连接在一起来构成水介质回路80a。在热源侧制冷剂回路20中封入有HFC类制冷剂中的一种制冷剂即HFC-410A作为热源侧制冷剂,另外,还封入有对HFC类制冷剂具有相溶性的脂类或醚类制冷机油以对热源侧压缩机21进行润滑。此外,在利用侧制冷剂回路40a中封入有HFC类制冷剂中的一种制冷剂即HFC-134a作为利用侧制冷剂,另外,还封入有对HFC类制冷剂具有相溶性的脂类或醚类制冷机油以对利用侧压缩机62a进行润滑。作为利用侧制冷剂,从使用对高温的制冷循环有利的制冷剂这样的角度来看,较为理想的是使用相当于饱和气体温度65℃的压力的计示压力最高在2.8MPa以下、优选在2.0MPa以下的制冷剂。此外,HFC-134是具有这种饱和压力特性的制冷剂中的一种制冷剂。另外,作为水介质的水在水介质回路80a中循环。
在以下涉及结构的说明中,对具有与第一实施方式的热泵系统1(参照图1)相同的结构的第二利用单元10a、10b、储热水单元8a、温水制热单元9a、液体制冷剂连通管13、气体制冷剂连通管14、水介质连通管15a、16a、第一利用侧控制器7a及第二利用侧控制器108a、108b的结构标注相同的符号并省略其说明,仅对热源单元2、排出制冷剂连通管12及第一利用单元4a的结构进行说明。
—热源单元—
热源单元2设置于室外,经由制冷剂连通管12、13、14而与利用单元4a、10a连接,从而构成热源侧制冷剂回路20的一部分。
热源单元2主要具有热源侧压缩机21、油分离机构22、热源侧切换机构23、热源侧热交换器24、热源侧膨胀机构25、吸入返回管26、过冷却器27、热源侧储罐28、液体侧截止阀29、气体侧截止阀30及排出侧截止阀31。
在此,排出侧截止阀31是设于热源侧排出分支管21d与气体制冷剂连通管14之间的连接部的阀,上述热源侧排出分支管21d从将热源侧压缩机21的排出侧与热源侧切换机构23连接在一起的热源侧排出管21b分支出。
热源单元2除了具有排出侧截止阀31及热源侧排出分支管21d这点之外的结构与第一实施方式的热泵系统1(参照图1)的结构相同,因此,在此标注相同的符号并省略其说明。
—排出制冷剂连通管—
排出制冷剂连通管12经由排出侧截止阀31而与热源侧排出分支管21d连接,其是如下制冷剂管:无论热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态和热源侧蒸发运转状态中的哪一个状态都能将热源侧制冷剂从热源侧压缩机21的排出侧导出至热源单元2外。
—第一利用单元—
第一利用单元4a设置于室内,经由制冷剂连通管12、13而与热源单元2及第二利用单元10a连接,从而构成热源侧制冷剂回路20的一部分。另外,第一利用单元4a经由水介质连通管15a、16a而与储热水单元8a及温水制热单元9a连接,从而构成水介质回路80a的一部分。
第一利用单元4a主要具有第一利用侧热交换器41a、第一利用侧流量调节阀42a及循环泵43a。
在此,在第一利用侧热交换器41a的供热源侧制冷剂流动的流路的气体侧连接有与排出制冷剂连通管12连接的第一利用侧排出制冷剂管46a,以代替第一实施方式的热泵系统1(参照图1)那样的与气体制冷剂连通管14连接的第一利用侧气体连通管54a。在第一利用侧排出制冷剂管46a上设有第一利用侧排出单向阀49a,该第一利用侧排出单向阀49a允许热源侧制冷剂从排出制冷剂连通管12流向第一利用侧热交换器41a,并禁止热源侧制冷剂从第一利用侧热交换器41a流向排出制冷剂连通管12。
利用单元4a除了连接有第一利用侧排出制冷剂管46a以代替第一利用侧气体制冷剂管54a这点之外的结构与第一实施方式的热泵系统1(参照图1)的结构相同,因此,在此标注相同的符号并省略其说明。
另外,在热泵系统300中设有根据第一利用侧控制器及第二利用侧控制器的设定和指示进行以下运转、各种控制的控制部(未图示)。
<动作>
接着,对热泵系统300的动作进行说明。
作为热泵系统300的运转,有供热水运转、制冷运转、制热运转、供热水制热运转及废热供热水运转,其中,上述供热水运转仅进行第一利用单元4a的供热水运转(即储热水单元8a和/或温水制热单元9a的运转),上述制冷运转仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制冷运转,上述制热运转仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转,上述供热水制热运转进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转,上述废热供热水运转进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制冷运转。
以下,对热泵装置300的五个运转中的动作进行说明。
—供热水运转—
在仅进行第一利用单元4a的供热水运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧蒸发运转状态(图4的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a及第二利用侧流量调节阀102a、102b被关闭。另外,在水介质回路80a中,水介质切换机构161a被切换至朝储热水单元8a和/或温水制热单元9a供给水介质的状态。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧蒸发运转状态后,根据第一利用侧控制器77a的运转指示来进行第一利用单元4a(及储热水单元8a和/或温水制热单元9a)的运转(供热水运转)。
在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被排出至热源侧排出管21b。被排出至热源侧排出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管22b而返回至热源侧吸入管21c。制冷机油被分离后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧排出分支管21d及排出侧截止阀31而从热源单元2被输送至排出制冷剂连通管12。
被输送至排出制冷剂连通管12后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元4a。被输送至第一利用单元4a后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧排出制冷剂管46a及第一利用侧排出单向阀49a而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀42a及第一利用侧液体制冷剂管45a而从第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13。
被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀29而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管26中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管24a而被输送至热源侧热交换器24。被输送至热源侧热交换器24后的低压的制冷剂在热源侧热交换器24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器24中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐28后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入热源侧压缩机21中。
另一方面,在水介质回路80a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在第一利用侧热交换器41a中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元4a被输送至水介质连通管16a。被输送至水介质连通管16a后的水介质经由水介质侧切换机构161a而被输送至储热水单元8a和/或温水制热单元9a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈82a中与储热水箱81a内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。被输送至温水制热单元9a后的水介质在热交换面板91a中散热,藉此,来对室内的墙壁附近等进行加热或对室内的地板进行加热。
就这样,来执行仅进行第一利用单元4a的供热水运转的供热水运转中的动作。
—制冷运转—
在仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制冷运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图4的热源侧切换机构23的实线所示的状态),第一利用侧流量调节阀42a被关闭。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧散热运转状态后,根据第二利用侧控制器108a和/或第二利用侧控制器108b的运转指示来进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的运转(制冷运转)。由于制冷运转与第一实施方式的热泵系统1的制冷运转相同,因而在此省略其说明。
—制热运转—
在仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图4的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a及第一利用侧流量调节阀42a被关闭。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧蒸发运转状态后,根据第二利用侧控制器108a和/或第二利用侧控制器108b的运转指示来进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的运转(制热运转)。由于制热运转与第一实施方式的热泵系统1的制热运转相同,因而在此省略其说明。
—供热水制热运转—
在进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧蒸发运转状态(图4的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a被关闭。另外,在水介质回路80a中,水介质切换机构161a被切换至朝储热水单元8a和/或温水制热单元9a供给水介质的状态。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧蒸发运转状态后,根据第一利用侧控制器77a的运转指示来进行第一利用单元4a(及储热水单元8a和/或温水制热单元9a)的运转(供热水运转),并根据第二利用侧控制器108a和/或第二利用侧控制器108b的运转指示来进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的运转(制热运转)。
在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被排出至热源侧排出管21b。被排出至热源侧排出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管22b而返回至热源侧吸入管21c。制冷机油被分离后的高压的热源侧制冷剂的一部分经由热源侧排出分支管21d及排出侧截止阀31而从热源单元2被输送至排出制冷剂连通管12,其余部分经由热源侧切换机构23、第二热源侧气体制冷剂管23b及气体侧截止阀30而从热源单元2被输送至气体制冷剂连通管14。
被输送至气体制冷剂连通管14后的高压的热源侧制冷剂被输送至第二利用单元10a、10b(此处,将第二利用单元10a、10b两者都作为进行制热运转的构件来加以说明)。被输送至第二利用单元10a、10b后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管104a、104b而被输送至第二利用侧热交换器101a、101b。被输送至第二利用侧热交换器101a、101b后的高压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器101a、101b中与由利用侧风扇105a、105b供给来的空气介质进行热交换而散热,藉此,来进行室内的制热。在第二利用侧热交换器101a、101b中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧流量调节阀102a、102b及第二利用侧液体制冷剂管103a、103b而从第二利用单元10a、10b被输送至液体制冷剂连通管13。
被输送至排出制冷剂连通管12后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元4a。被输送至第一利用单元4a后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧排出制冷剂管46a及第一利用侧排出单向阀49a而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀42a及第一利用侧液体制冷剂管45a而从第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13。
从第二利用单元10a、10b及第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂在液体制冷剂连通管13中合流并被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀29而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管26中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管24a而被输送至热源侧热交换器24。被输送至热源侧热交换器24后的低压的制冷剂在热源侧热交换器24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器24中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐28后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入热源侧压缩机21中。
另一方面,在水介质回路80a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在第一利用侧热交换器41a中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元4a被输送至水介质连通管16a。被输送至水介质连通管16a后的水介质经由水介质侧切换机构161a而被输送至储热水单元8a和/或温水制热单元9a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈82a中与储热水箱81a内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。被输送至温水制热单元9a后的水介质在热交换面板91a中散热,藉此,来对室内的墙壁附近等进行加热或对室内的地板进行加热。
就这样,来执行进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转的供热水制热运转中的动作。
—废热供热水运转—
在执行既进行第一利用单元4a的供热水运转又进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制冷运转的废热供热水运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图4的热源侧切换机构23的实线所示的状态)。另外,在水介质回路80a中,水介质切换机构161a被切换至朝储热水单元8a供给水介质的状态。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧蒸发运转状态后,根据第一利用侧控制器77a的运转指示来进行第一利用单元4a(及储热水单元8a和/或温水制热单元9a)的运转(供热水运转),并根据第二利用侧控制器108a和/或第二利用侧控制器108b的运转指示来进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的运转(制冷运转)。
在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被排出至热源侧排出管21b。被排出至热源侧排出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管22b而返回至热源侧吸入管21c。制冷机油被分离后的高压的热源侧制冷剂的一部分经由热源侧排出分支管21d及排出侧截止阀31而从热源单元2被输送至排出制冷剂连通管12,其余部分经由热源侧切换机构23及第一热源侧气体制冷剂管23a而被输送至热源侧热交换器24。被输送至热源侧热交换器24后的高压的热源侧制冷剂在热源侧热交换器24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而散热。在热源侧热交换器中散热后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧膨胀阀25而被输送至过冷却器27。被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂与从热源侧液体制冷剂管24a被分支到吸入返回管26的热源侧制冷剂进行热交换而被冷却到过冷却状态。在吸入返回管26中流动的热源侧制冷剂被返回至热源侧吸入管21c。在过冷却器27中被冷却后的热源侧制冷剂经由热源侧液体制冷剂管24a及液体侧截止阀29而从热源单元2被输送至液体制冷剂连通管13。
被输送至排出制冷剂连通管12后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元4a。被输送至第一利用单元4a后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧排出制冷剂管46a及第一利用侧排出单向阀49a而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀42a及第一利用侧液体制冷剂管45a而从第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13。
从热源单元2及第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂在液体制冷剂连通管13中合流并被输送至第二利用单元10a、10b(此处,将第二利用单元10a、10b两者都作为进行制热运转的构件来加以说明)。被输送至第二利用单元10a、10b后的热源侧制冷剂被输送至第二利用侧流量调节阀102a、102b。被输送至第二利用侧流量调节阀102a、102b后的热源侧制冷剂在第二利用侧流量调节阀102a、102b中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由第二利用侧液体制冷剂管103a、103b而被输送至第二利用侧热交换器101a、101b。被输送至第二利用侧热交换器101a、101b后的低压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器101a、101b中与由利用侧风扇105a、105a供给来的空气介质进行热交换而蒸发,藉此,来进行室内的制冷。在第二利用侧热交换器101a、101b中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管104a、104b而从第二利用单元10a、10b被输送至气体制冷剂连通管14。
被输送至气体制冷剂连通管14后的低压的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的低压的热源侧制冷剂经由气体侧截止阀30、第二热源侧气体制冷剂管23b及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐28后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入热源侧压缩机21中。
另一方面,在水介质回路80a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在第一利用侧热交换器41a中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元4a被输送至水介质连通管16a。被输送至水介质连通管16a后的水介质经由水介质侧切换机构161a而被输送至储热水单元8a和/或温水制热单元9a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈82a中与储热水箱81a内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。
就这样,来执行进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制冷运转的废热供热水运转中的动作。
这样,在该热泵系统300中,在进行废热供热水运转的情况下,即便在将温度调节模式切换至热源侧散热运转状态的状态下也能进行供热水运转,但在进行这种废热供热水运转的情况下,由于利用与第二利用侧热交换器101a、101b的蒸发负载相称程度的第一利用侧热交换器41a的散热负载来进行供热水运转,因此有时也会出现不能提供期望的供热水负载的情况,在该情况下,需要将温度调节模式切换至热源侧蒸发运转状态来进行供热水运转。另外,在春天、秋天等时候,有时也会根据需要来进行制冷运转、制热运转,在该情况下,也需要温度调节模式的切换。即,即便是该热泵系统300这样的能进行废热供热水运转的结构,也需要温度调节模式的切换,在这个意义上,该热泵系统300也不能使第一利用单元4a及第二利用单元10a、10b个别地选择供热水运转、制冷运转或制热运转来进行运转。
—温度调节模式切换控制—
然而,与第一实施方式的热泵系统1相同,用户会把该热泵系统300简单地当作由第二利用单元10a、10b构成的制冷制热装置和由第一利用单元4a等构成的供热水装置并存的系统,因此,有可能不能意识到切换温度调节模式的必要性而忘记温度调节模式的切换或产生切换错误,另外,温度调节模式的切换也是复杂的。
因此,在该热泵系统300中,进行温度调节模式切换控制,该温度调节模式切换控制能切换至与作为对第二利用单元10a、10b发出指示的第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器(此处是第二利用侧控制器108a)所指示的温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态不同的温度调节模式来加以运转。
以下,使用图5,对该热泵系统300中的温度调节模式切换控制的控制框进行说明。在该温度调节模式切换控制中,在温度调节模式处于热源侧散热运转状态(即,无论第二利用单元10a、10b进行制冷运转或不进行制冷运转,只要第二利用侧控制器108a指示使温度调节模式处于热源侧散热运转状态)的状态下,当从第一利用侧控制器77a朝第一利用单元4a发出了供热水运转指示时(即必须使温度调节模式处于热源侧蒸发运转状态时),将温度调节模式切换至热源侧蒸发运转状态,进行优先供热水运转(步骤S17~S19),该优先供热水运转是进行第一利用单元4a的供热水运转的运转,在除此之外的情况下,进行所指示的温度调节模式(此处是第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式)下的运转(步骤S11、S14)。
首先,假定步骤S11的运转状态、即第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式下的运转(图5中,将该运转设为“优先供热水运转=关闭”)持续。
接着,在步骤S12中,对是否满足条件A进行判定。在此,条件A是指第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式处于热源侧散热运转状态(图5中,将该状态设为“温度调节模式=制冷”)、且经过了规定的第三时间tm3(图5中,将该状态设为“tm3时间到时”)、且是否利用第一利用侧控制器77a对第一利用单元4a发出了供热水运转指示(图5中,将该发出了指示的状态设为“供热水运转要求=打开”)、且是否不在执行在第二利用单元10a、10b的制冷运转中进行第一利用单元4a的供热水运转的废热供热水运转(图5中,将该不在执行废热供热水运转的状态设为“废热供热水运转要求=关闭”),藉此,来判定是否是在温度调节模式处于热源侧散热运转状态的状态下对第一利用单元4a发出了供热水运转指示。在此,时间tm3是在后述步骤S20中被设定的时间。另外,在废热供热水运转中,在进行制冷运转的状态下,当储热水单元8a的储热水温度Twh处于规定的储热水设定温度Twhs以下时,自动地执行第一利用单元4a通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来加热水介质的供热水运转。此外,在该步骤S12中,在判定为不满足条件A的情况下,即在温度调节模式处于热源侧蒸发运转状态时(图5中,将该状态设为“温度调节模式≠制冷”)、或是未经过第三时间tm3时、或是未利用第一利用侧控制器77a对第一利用单元4a发出供热水运转指示时(即“供热水运转要求=关闭”),使第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式下的运转(即“优先供热水运转=关闭”)持续,在判定为满足条件A的情况下,由于温度调节模式处于热源侧散热运转状态,且处在废热供热水运转不能提供期望的供热水负载的状态(供热水负载较大、废热供热水运转不能使储热水温度Twh处于规定的储热水设定温度Twhs以上的状态),因此,朝着优先供热水运转(步骤S17~S19),转移至步骤S13以后的处理。
接着,在步骤S13、S14中,虽然是满足条件A的情况,但并非立刻转移至优先供热水运转(步骤S17~S19),而是在步骤S13中开始规定的第一时间tm1的计数,与步骤S11相同,使第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式下的运转(即“优先供热水运转=关闭”)持续。在此,第一时间tm1相当于从步骤S12的处理结束起直至进行步骤S15、S16处理的时间间隔,其被设定为数分钟至十分钟左右。
接着,在步骤S15中,对是否满足条件B进行判定。在此,条件B是指第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式处于热源侧散热运转状态(即“温度调节模式=制冷”)、且是否利用第一利用侧控制器77a对第一利用单元4a发出了供热水运转指示(即“供热水运转要求=打开”)、且是否未执行在第二利用单元10a、10b的制冷运转中进行第一利用单元4a的供热水运转的废热供热水运转(即“废热供热水运转要求=关闭”)、且是否经过了第一时间tm1(图5中,将该状态设为“tm1时间到时”)、或外部气体温度To是否比规定的低温条件温度Tol低(图5中,将该状态设为“To<Tol”),藉此,在步骤S12中,判定是否是满足条件A的状态持续了第一时间tm1而确实要求进行供热水运转的情况(例如废热供热水运转不能提供期望的供热水负载的状态)、或者是否是尽管外部气体温度To处于低温条件但第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式却处于热源侧散热运转状态(即“温度调节模式=制冷”)的情况。在此,低温条件温度Tol相当于设想进行第二利用单元10a、10b的制热运转的最高温度,其被设定为15℃左右。此外,在该步骤S15中判定为不满足条件B的情况下,即,在温度调节模式处于热源侧蒸发运转状态时(即“温度调节模式≠制冷”)、或是未利用第一利用侧控制器77a对第一利用单元4a发出供热水运转指示时(即“供热水运转要求=关闭”)、或是正在执行在第二利用单元10a、10b的制冷运转中进行第一利用单元4a的供热水运转的废热供热水运转时(图5中,将该执行废热供热水运转的状态设为“废热供热水运转要求=打开”),判定为满足步骤S16的条件D,从而使步骤S1的第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式下的运转(即“优先供热水运转=关闭”)持续,在判定为满足条件B的情况下,由于是确实要求进行供热水运转的状态、或者是尽管外部气体温度To处于低温条件但第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式却处于热源侧散热运转状态(即“温度调节模式=制冷”)的状态,因此,转移至优先供热水运转(步骤S17~S19)。
接着,在步骤S17~S19中,首先,在步骤S17中,开始规定的第二时间tm2的计数。在此,第二时间tm2相当于进行优先供热水运转的时间,其被设定为十分钟至三十分钟左右。此外,在步骤S18中,尽管第二利用侧控制器108a指示使温度调节模式处于热源侧散热运转状态(即“温度调节模式=制冷”)下,还是将温度调节模式切换至热源侧蒸发运转状态,并进行循环泵43a的启动、第一利用侧流量调节阀41a的打开操作等以开始第一利用单元4a的供热水运转(即优先供热水运转)。
然而,在为了进行这种优先供热水运转而将温度调节模式从热源侧散热运转状态切换至热源侧蒸发运转状态时,会被切换至第二利用单元10a、10b进行制热运转的状态,在优先供热水运转开始之前第二利用单元10a、10b一直进行制冷运转的情况下,会变为第二利用单元10a、10b进行制热运转的状态,另外,在优先供热水运转中从第二利用侧控制器108a、108b朝第二利用单元10a、10b发出了制冷运转指示的情况下,会开始制热运转,因此,室内的舒适性会受影响,并不理想。因此,在该热泵系统300中,与第一实施方式的热泵系统1相同,在优先供热水运转中禁止第二利用单元10a、10b的制冷运转。
另外,当如上所述在优先供热水运转中禁止第二利用单元10a、10b的制冷运转时,若从第二利用侧控制器108a、108b接收到制冷运转指示的第二利用单元10a、10b连利用侧风扇105a、105b的运转也停止,则用户可能会误以为第二利用单元10a、10b发生了故障。因此,在该热泵系统300中,与第一实施方式的热泵系统1相同,从第二利用侧控制器108a、108b接收到制冷运转指示的第二利用单元10a、10b在优先供热水运转中在进行第二利用侧流量调节阀102a、102b的关闭操作等而停止了制冷运转的状态下使利用侧风扇105a、105b运转。在此,为防止室内的气流波动,较为理想的是使利用侧风扇105a、105b的运转频率处于最低频率。
此外,在优先供热水运转中,若与如上所述的第二利用单元10a、10b的制冷运转的停止联动地改变第二利用侧控制器108a、108b所显示的第二利用单元10a、10b的运转状态(即,将制冷运转改变为停止)时,用户可能会误以为第二利用单元10a、10b发生了故障。因此,在该热泵系统300中,与第一实施方式的热泵系统1相同,即便停止了优先供热水运转中的第二利用单元10a、10b的制冷运转,第二利用侧控制器108a、108b也维持表示处在制冷运转中的显示。
此外,该优先供热水运转会一直持续,直至在步骤S19中满足条件C为止。在此,条件C是指是否利用第二利用侧控制器108a发出了指示以将温度调节模式切换至热源侧蒸发运转状态(即“温度调节模式≠制冷”)、或是否利用第一利用侧控制器77a对第一利用单元4a发出停止供热水运转的指示(即“供热水运转要求=关闭”)、或是否在外部气体温度To比规定的高温条件温度Toh高的状态下(图5中,将该状态设为“To>Toh”)经过了第二时间tm2(图5中,将该状态设为“tm2时间到时”),藉此,在步骤19中,判定是否处于即便不进行优先供热水运转也能进行供热水运转的状态、或者是否不需要进行供热水运转、或者优先供热水运转是否持续了第二时间tm2。在此,高温条件温度Toh相当于设想进行第二利用单元10a、10b的制冷运转的最低温度,其被设定为20℃左右。此外,优先供热水运转会一直持续,直至在该步骤S19中判定为满足条件C为止,即,直至变为即便不进行优先供热水运转也能进行供热水运转的状态、或者不需要进行供热水运转、或者优先供热水运转持续了第二时间tm2为止,然后,转移至以下处理(步骤S20、S11):返回至第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式下的运转。
接着,在步骤S20、S11中,首先,在步骤S20中,开始规定的第三时间tm3的计数,此外,在步骤S11中,进行返回至第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式下的运转的处理。在此,第三时间tm3相当于在要求了优先供热水运转的情况下不进行优先供热水运转而是进行第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式下的运转的时间,其被设定为五分钟至二十五分钟左右。例如,在第二利用侧单元10a、10b的制冷运转中要求了第一利用单元4a的供热水运转的情况下,优先供热水运转进行第二时间tm2,制冷运转进行第三时间tm3。
通过如上所述的温度调节模式切换控制,在该热泵系统300中,在第二利用单元10a、10b的运转停止的情况下、或在进行制冷运转的情况下(即,在第二利用侧控制器108所指示的温度调节模式处于热源侧散热运转状态的情况下),在要求第一利用单元10a进行供热水运转时(即从第一利用侧控制器77a朝第一利用单元4a发出了供热水运转指示时),尽管第二利用侧控制器108a指示使温度调节模式处于热源侧散热运转状态,还是能将温度调节模式切换至热源侧蒸发运转状态来进行优先供热水运转,也就是说能切换至与作为第二利用侧控制器108a所指示的温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态不同的温度调节模式来进行运转。
藉此,在该热泵系统300中,也能获得与第一实施方式的热泵系统1相同的作用效果。
(第四实施方式)
在上述实施方式2的热泵系统200(参照图3)中,由于不能既进行第一利用单元4a的供热水运转又进行第二利用单元10a、10b的制冷运转,因此,若能进行这种运转(以下设为“废热供热水运转”),则在夏天等进行制冷运转的运转状态下,就能利用与第二利用侧热交换器101a、101b的蒸发负载(即、制冷负载)相称程度的第一利用侧热交换器4a的散热负载(即供热水负载)来进行供热水运转,因此,从节能化的角度来看是较为理想的。
因此,在该热泵系统400中,在上述第一实施方式的热泵系统2(参照图1)的结构中,如图6所示,能进行废热供热水运转,该废热供热水运转是通过使第二利用侧热交换器101a、101b作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用来冷却空气介质并通过使第一利用侧热交换器41a作为热源侧制冷剂的散热器起作用来加热水介质的运转。以下,对该热泵系统400的结构进行说明。
<结构>
—整体—
图6是本发明第四实施方式的热泵系统400的示意结构图。热泵系统400是能进行利用蒸汽压缩式的热泵循环来加热水介质的运转等的装置。
热泵系统400主要包括热源单元2、第一利用单元4a、第二利用单元10a、10b、排出制冷剂连通管12、液体制冷剂连通管13、气体制冷剂连通管14、储热水单元8a、温水制热单元9a、水介质连通管15a及水介质连通管16a,通过制冷剂连通管12、13、14将热源单元2、第一利用单元4a、第二利用单元10a连接在一起来构成热源侧制冷剂回路20,第一利用单元4a构成利用侧制冷剂回路40a,通过水介质连通管15a、16a将第一利用单元4a、储热水单元8a及温水制热单元9a连接在一起来构成水介质回路80a。在热源侧制冷剂回路20中封入有HFC类制冷剂中的一种制冷剂即HFC-410A作为热源侧制冷剂,另外,还封入有对HFC类制冷剂具有相溶性的脂类或醚类制冷机油以对热源侧压缩机21进行润滑。此外,在利用侧制冷剂回路40a中封入有HFC类制冷剂中的一种制冷剂即HFC-134a作为利用侧制冷剂,另外,还封入有对HFC类制冷剂具有相溶性的脂类或醚类制冷机油以对利用侧压缩机62a进行润滑。作为利用侧制冷剂,从使用对高温的制冷循环有利的制冷剂这样的角度来看,较为理想的是使用相当于饱和气体温度65℃的压力的计示压力最高在2.8MPa以下、优选在2.0MPa以下的制冷剂。此外,HFC-134是具有这种饱和压力特性的制冷剂中的一种制冷剂。另外,作为水介质的水在水介质回路80a中循环。
在该热泵系统400的结构中,第二利用单元10a、10b、储热水单元8a、温水制热单元9a、液体制冷剂连通管13、气体制冷剂连通管14、水介质连通管15a、16a、第一利用侧控制器77a及第二利用侧控制器108a、108b的结构是与第二实施方式的热泵系统200(参照图3)相同的结构,另外,热源单元2及排出制冷剂连通管12的结构是与第三实施方式的热泵系统300(参照图4)相同的结构,因此,对这些结构标注相同的符号并省略其说明,仅对第一利用单元4a的结构进行说明。
—第一利用单元—
第一利用单元4a设置于室内,经由制冷剂连通管12、13而与热源单元2及第二利用单元10a连接,从而构成热源侧制冷剂回路20的一部分。另外,第一利用单元4a构成利用侧制冷剂回路40a。此外,第一利用单元4a经由水介质连通管15a、16a而与储热水单元8a及温水制热单元9a连接,从而构成水介质回路80a的一部分。
第一利用单元4a主要具有第一利用侧热交换器41a、第一利用侧流量调节阀42a、利用侧压缩机62a、制冷剂—水热交换器65a、制冷剂—水热交换侧流量调节阀66a、利用侧储罐67a及循环泵43a。
在此,在第一利用侧热交换器41a的供热源侧制冷剂流动的流路的气体侧连接有与排出制冷剂连通管12连接的第一利用侧排出制冷剂管46a,以代替第二实施方式的热泵系统200(参照图3)那样的与气体制冷剂连通管14连接的第一利用侧气体连通管54a。在第一利用侧排出制冷剂管46a上设有第一利用侧排出单向阀49a,该第一利用侧排出单向阀49a允许热源侧制冷剂从排出制冷剂连通管12流向第一利用侧热交换器41a,并禁止热源侧制冷剂从第一利用侧热交换器41a流向排出制冷剂连通管12。
利用单元4a除了连接有第一利用侧排出制冷剂管46a以代替第一利用侧气体制冷剂管54a这点之外的结构与第二实施方式的热泵系统200(参照图3)的结构相同,因此,在此标注相同的符号并省略其说明。
另外,在热泵系统400中设有根据第一利用侧控制器及第二利用侧控制器的设定和指示进行以下运转、各种控制的控制部(未图示)。
<动作>
接着,对热泵系统400的动作进行说明。
作为热泵系统400的运转,有供热水运转、制冷运转、制热运转、供热水制热运转及废热供热水运转,其中,上述供热水运转仅进行第一利用单元4a的供热水运转(即储热水单元8a和/或温水制热单元9a的运转),上述制冷运转仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制冷运转,上述制热运转仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转,上述供热水制热运转进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转,上述废热供热水运转进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制冷运转。
以下,对热泵装置400的五个运转中的动作进行说明。
—供热水运转—
在仅进行第一利用单元4a的供热水运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧蒸发运转状态(图6的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a及第二利用侧流量调节阀102a、102b被关闭。另外,在水介质回路80a中,水介质切换机构161a被切换至朝储热水单元8a和/或温水制热单元9a供给水介质的状态。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧蒸发运转状态后,根据第一利用侧控制器77a的运转指示来进行第一利用单元4a(及储热水单元8a和/或温水制热单元9a)的运转(供热水运转)。
在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被排出至热源侧排出管21b。被排出至热源侧排出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管22b而返回至热源侧吸入管21c。制冷机油被分离后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧排出分支管21d及排出侧截止阀31而从热源单元2被输送至排出制冷剂连通管12。
被输送至排出制冷剂连通管12后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元4a。被输送至第一利用单元4a后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧排出制冷剂管46a及第一利用侧排出单向阀49a而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀42a及第一利用侧液体制冷剂管45a而从第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13。
被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀29而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管26中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管24a而被输送至热源侧热交换器24。被输送至热源侧热交换器24后的低压的制冷剂在热源侧热交换器24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器24中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐28后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入热源侧压缩机21中。
另一方面,在利用侧制冷剂回路40a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来加热在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂以使该利用侧制冷剂蒸发。在第一利用侧热交换器41a中蒸发后的低压的利用侧制冷剂经由第二级联侧气体制冷剂管69a而被输送至利用侧储罐67a。被输送至利用侧储罐67a后的低压的利用侧制冷剂经由级联侧吸入管71a而被吸入利用侧压缩机62a中,并在被压缩至制冷循环的高压后,被排出至级联侧排出管70a。被排出至级联侧排出管70a后的高压的利用侧制冷剂经由第一级联侧气体制冷剂管72a而被输送至制冷剂—水热交换器65a。被输送至制冷剂—水热交换器65a后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂—水热交换器65a中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在制冷剂—水热交换器65a中散热后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂—水热交换侧流量调节阀66a中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由级联侧液体制冷剂管68a而被再次输送至第一利用侧热交换器41a。
另外,在水介质回路80a中,通过利用侧制冷剂在制冷剂—水热交换器65a中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在制冷剂—水热交换器65a中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元4a被输送至水介质连通管16a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈82a中与储热水箱81a内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。被输送至温水制热单元9a后的水介质在热交换面板91a中散热,藉此,来对室内的墙壁附近等进行加热或对室内的地板进行加热。
就这样,来执行仅进行第一利用单元4a的供热水运转的供热水运转中的动作。
—制冷运转—
在仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制冷运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图6的热源侧切换机构23的实线所示的状态),第一利用侧流量调节阀42a被关闭。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧散热运转状态后,根据第二利用侧控制器108a和/或第二利用侧控制器108b的运转指示来进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的运转(制冷运转)。由于制冷运转与第二实施方式的热泵系统200的制冷运转相同,因而在此省略其说明。
—制热运转—
在仅进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图6的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a及第一利用侧流量调节阀42a被关闭。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧蒸发运转状态后,根据第二利用侧控制器108a和/或第二利用侧控制器108b的运转指示来进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的运转(制热运转)。由于制热运转与第二实施方式的热泵系统200的制热运转相同,因而在此省略其说明。
—供热水制热运转—
在进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧蒸发运转状态(图6的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a被关闭。另外,在水介质回路80a中,水介质切换机构161a被切换至朝储热水单元8a和/或温水制热单元9a供给水介质的状态。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧蒸发运转状态后,根据第一利用侧控制器77a的运转指示来进行第一利用单元4a(及储热水单元8a和/或温水制热单元9a)的运转(供热水运转),并根据第二利用侧控制器108a和/或第二利用侧控制器108b的运转指示来进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的运转(制热运转)。
在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被排出至热源侧排出管21b。被排出至热源侧排出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管22b而返回至热源侧吸入管21c。制冷机油被分离后的高压的热源侧制冷剂的一部分经由热源侧排出分支管21d及排出侧截止阀31而从热源单元2被输送至排出制冷剂连通管12,其余部分经由热源侧切换机构23、第二热源侧气体制冷剂管23b及气体侧截止阀30而从热源单元2被输送至气体制冷剂连通管14。
被输送至气体制冷剂连通管14后的高压的热源侧制冷剂被输送至第二利用单元10a、10b(此处,将第二利用单元10a、10b两者都作为进行制热运转的构件来加以说明)。被输送至第二利用单元10a、10b后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管104a、104b而被输送至第二利用侧热交换器101a、101b。被输送至第二利用侧热交换器101a、101b后的高压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器101a、101b中与由利用侧风扇105a、105b供给来的空气介质进行热交换而散热,藉此,来进行室内的制热。在第二利用侧热交换器101a、101b中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧流量调节阀102a、102b及第二利用侧液体制冷剂管103a、103b而从第二利用单元10a、10b被输送至液体制冷剂连通管13。
被输送至排出制冷剂连通管12后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元4a。被输送至第一利用单元4a后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧排出制冷剂管46a及第一利用侧排出单向阀49a而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀42a及第一利用侧液体制冷剂管45a而从第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13。
从第二利用单元10a、10b及第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂在液体制冷剂连通管13中合流并被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀29而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管26中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管24a而被输送至热源侧热交换器24。被输送至热源侧热交换器24后的低压的制冷剂在热源侧热交换器24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器24中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐28后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入热源侧压缩机21中。
另一方面,在利用侧制冷剂回路40a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来加热在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂以使该利用侧制冷剂蒸发。在第一利用侧热交换器41a中蒸发后的低压的利用侧制冷剂经由第二级联侧气体制冷剂管69a而被输送至利用侧储罐67a。被输送至利用侧储罐67a后的低压的利用侧制冷剂经由级联侧吸入管71a而被吸入利用侧压缩机62a中,并在被压缩至制冷循环的高压后,被排出至级联侧排出管70a。被排出至级联侧排出管70a后的高压的利用侧制冷剂经由第一级联侧气体制冷剂管72a而被输送至制冷剂—水热交换器65a。被输送至制冷剂—水热交换器65a后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂—水热交换器65a中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在制冷剂—水热交换器65a中散热后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂—水热交换侧流量调节阀66a中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由级联侧液体制冷剂管68a而被再次输送至第一利用侧热交换器41a。
另外,在水介质回路80a中,通过利用侧制冷剂在制冷剂—水热交换器65a中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在制冷剂—水热交换器65a中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元4a被输送至水介质连通管16a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈82a中与储热水箱81a内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。被输送至温水制热单元9a后的水介质在热交换面板91a中散热,藉此,来对室内的墙壁附近等进行加热或对室内的地板进行加热。
就这样,来执行进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制热运转的供热水制热运转中的动作。
—废热供热水运转—
在执行既进行第一利用单元4a的供热水运转又进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制冷运转的废热供热水运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图6的热源侧切换机构23的实线所示的状态)。另外,在水介质回路80a中,水介质切换机构161a被切换至朝储热水单元8a供给水介质的状态。在此,在利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器将作为温度调节模式的热源侧切换机构23的切换状态切换至热源侧蒸发运转状态后,根据第一利用侧控制器77a的运转指示来进行第一利用单元4a(及储热水单元8a和/或温水制热单元9a)的运转(供热水运转),并根据第二利用侧控制器108a和/或第二利用侧控制器108b的运转指示来进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的运转(制冷运转)。
在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被排出至热源侧排出管21b。被排出至热源侧排出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管22b而返回至热源侧吸入管21c。制冷机油被分离后的高压的热源侧制冷剂的一部分经由热源侧排出分支管21d及排出侧截止阀31而从热源单元2被输送至排出制冷剂连通管12,其余部分经由热源侧切换机构23及第一热源侧气体制冷剂管23a而被输送至热源侧热交换器24。被输送至热源侧热交换器24后的高压的热源侧制冷剂在热源侧热交换器24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而散热。在热源侧热交换器中散热后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧膨胀阀25而被输送至过冷却器27。被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂与从热源侧液体制冷剂管24a被分支到吸入返回管26的热源侧制冷剂进行热交换而被冷却到过冷却状态。在吸入返回管26中流动的热源侧制冷剂被返回至热源侧吸入管21c。在过冷却器27中被冷却后的热源侧制冷剂经由热源侧液体制冷剂管24a及液体侧截止阀29而从热源单元2被输送至液体制冷剂连通管13。
被输送至排出制冷剂连通管12后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元4a。被输送至第一利用单元4a后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧排出制冷剂管46a及第一利用侧排出单向阀49a而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀42a及第一利用侧液体制冷剂管45a而从第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13。
从热源单元2及第一利用单元4a被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂在液体制冷剂连通管13中合流并被输送至第二利用单元10a、10b(此处,将第二利用单元10a、10b两者都作为进行制热运转的构件来加以说明)。被输送至第二利用单元10a、10b后的热源侧制冷剂被输送至第二利用侧流量调节阀102a、102b。被输送至第二利用侧流量调节阀102a、102b后的热源侧制冷剂在第二利用侧流量调节阀102a、102b中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由第二利用侧液体制冷剂管103a、103b而被输送至第二利用侧热交换器101a、101b。被输送至第二利用侧热交换器101a、101b后的低压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器101a、101b中与由利用侧风扇105a、105a供给来的空气介质进行热交换而蒸发,藉此,来进行室内的制冷。在第二利用侧热交换器101a、101b中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管104a、104b而从第二利用单元10a、10b被输送至气体制冷剂连通管14。
被输送至气体制冷剂连通管14后的低压的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的低压的热源侧制冷剂经由气体侧截止阀30、第二热源侧气体制冷剂管23b及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐28后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入热源侧压缩机21中。
另一方面,在利用侧制冷剂回路40a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来加热在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂以使该利用侧制冷剂蒸发。在第一利用侧热交换器41a中蒸发后的低压的利用侧制冷剂经由第二级联侧气体制冷剂管69a而被输送至利用侧储罐67a。被输送至利用侧储罐67a后的低压的利用侧制冷剂经由级联侧吸入管71a而被吸入利用侧压缩机62a中,并在被压缩至制冷循环的高压后,被排出至级联侧排出管70a。被排出至级联侧排出管70a后的高压的利用侧制冷剂经由第一级联侧气体制冷剂管72a而被输送至制冷剂—水热交换器65a。被输送至制冷剂—水热交换器65a后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂—水热交换器65a中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在制冷剂—水热交换器65a中散热后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂—水热交换侧流量调节阀66a中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由级联侧液体制冷剂管68a而被再次输送至第一利用侧热交换器41a。
另外,在水介质回路80a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在第一利用侧热交换器41a中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元4a被输送至水介质连通管16a。被输送至水介质连通管16a后的水介质经由水介质侧切换机构161a而被输送至储热水单元8a和/或温水制热单元9a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈82a中与储热水箱81a内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。
就这样,来执行进行第一利用单元4a的供热水运转并进行第二利用单元10a和/或第二利用单元10b的制冷运转的废热供热水运转中的动作。
这样,在该热泵系统400中,与第三实施方式的热泵系统300相同,也进行温度调节模式切换控制,该温度调节模式切换控制能切换至与热源侧切换机构23的以下切换状态不同的温度调节模式来进行运转,上述切换状态是指作为对第二利用单元10a、10b发出指示的第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器(此处假定是第二利用侧控制器108a)所指示的温度调节模式的切换状态。由于温度调节模式切换控制与第三实施方式的热泵系统300的温度调节模式切换控制相同(参照图5等),因而在此省略其说明。
藉此,在该热泵系统400中,也能获得与第三实施方式的热泵系统300相同的作用效果。
(其它实施方式)
以上,根据附图对本发明的实施方式进行了说明,但具体的结构并不局限于上述实施方式,能在不脱离本发明的思想的范围内加以改变。
<A>
在上述热泵系统1、200、300、400(参照图1、3、4、6)中,利用第二利用侧控制器108a、108b中的一个控制器来进行温度调节模式的切换,但从根本上说,只要能切换至与所指示的温度调节模式不同的温度调节模式来进行运转即可,因此,既可利用第一利用侧控制器77a进行温度调节模式的切换,另外,例如图7所示,也可设置与第一利用侧控制器77a及第二利用侧控制器108a、108b不同的集中控制器37,从而利用该集中控制器37来进行温度调节模式的切换。在此,集中控制器37并不进行第一利用单元4a、第二利用单元10a、10b这样的个别利用单元的控制设定、运转指示,而是进行包含温度调节模式的切换在内的对热泵系统整体通用的控制设定、运转指示。
但是,在由集中控制器37来进行温度调节模式的切换时,例如,在温度调节模式被切换至热源侧蒸发运转状态的状态下被搁置时,在夏天等需要进行制冷运转的运转条件下,每次进行第二利用单元10a、10b的制冷运转,温度调节模式都会被切换至热源侧散热运转状态,另外,在温度调节模式被切换至热源侧散热运转状态的状态下被搁置时,在冬天等需要进行制热运转的运转条件下,每次进行第二利用单元10a、10b的制热运转,温度调节模式都会被切换至热源侧蒸发运转状态,从而频繁地进行温度调节模式的切换。另外,在由第一利用侧控制器77a来进行温度调节模式的切换时,几乎都是在温度调节模式被切换至热源侧蒸发运转状态的状态下被搁置的,因此,在夏天等需要进行制冷运转的运转条件下,每次进行第二利用单元10a、10b的制冷运转,温度调节模式都会被切换至热源侧散热运转状态,从而频繁地进行温度调节模式的切换。这样,在由第一利用侧控制器77a、集中控制器37来进行温度调节模式的切换时,有可能会频繁地进行温度调节模式的切换,并不理想。
与此相对,当利用第二利用侧控制器108a、108b进行温度调节模式的切换时,在夏天等需要进行制冷运转的运转条件下,可维持温度调节模式被切换至热源侧散热运转状态后的状态,另外,在冬天等需要进行制热运转的运转条件下,可维持温度调节模式被切换至热源侧蒸发运转状态后的状态,从而能防止频繁地进行温度调节模式的切换的情况。
因此,仅从能切换至与所指示的温度调节模式不同的温度调节模式来进行运转这样的角度来讲,从根本上说可由第一利用侧控制器77a、第二利用侧控制器108a、108b、集中控制器37中的任一个控制器来进行温度调节模式的切换,但若考虑温度调节模式的切换的频繁性这样的方面,则如上述热泵系统1、200、300、400(参照图1、3、4、6)那样,利用第二利用侧控制器108a、108b来进行温度调节模式的切换是较为理想的。
<B>
在上述热泵系统1、200、300、400(参照图1、3、4、6)中,通过制冷剂连通管13、14等将一个第一利用单元4a和两个第二利用单元10a、10b与热源单元2连接在一起,但并不限定于此,第一利用单元也可以是多个,另外,第二利用单元也可以是一个或三个以上。
<C>
在第二实施方式、第四实施方式的热泵系统200、400中,使用HFC-134a作为利用侧制冷剂,但并不限定于此,例如,只要是HFO-1234yf(2,3,3,3-四氟-1-丙烯)等相当于饱和气体温度65℃的压力的计示压力最高在2.8MPa以下、优选在2.0MPa以下的制冷剂即可。
工业上的可利用性
若利用本发明,则能在进行加热水介质的供热水运转的利用单元及进行空气介质的冷却、加热的利用单元与这两个利用单元所共用的热源单元连接在一起的热泵系统中执行适于进行期望运转的温度调节模式的切换。
(符号说明)
1、200、300、400  热泵系统
2  热源单元
4a  第一利用单元
10a、10b  第二利用单元
21  热源侧压缩机
23  热源侧切换机构
24  热源侧热交换器
37  集中控制器
41a  第一利用侧热交换器
77a  第一利用侧控制器
101a、101b  第二利用侧热交换器
105a、105b  利用侧风扇
108a、108b  第二利用侧控制器
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2000-46417号公报

Claims (11)

1.一种热泵系统(1、200、300、400),其特征在于,包括:
热源单元(2),该热源单元(2)具有压缩机(21)、热源侧热交换器(24)及热源侧切换机构(23),其中,所述压缩机(21)对制冷剂进行压缩,所述热源侧切换机构(23)能切换使所述热源侧热交换器作为制冷剂的散热器起作用的散热运转状态和使所述热源侧热交换器作为制冷剂的蒸发器起作用的蒸发运转状态;
第一利用单元(4a),该第一利用单元(4a)与所述热源单元连接,并具有在所述热源侧切换机构处于所述蒸发运转状态时作为制冷剂的散热器起作用的第一利用侧热交换器(41a),该第一利用单元(4a)能进行以下供热水运转:通过制冷剂在所述第一利用侧热交换器中的散热来加热水介质;以及
第二利用单元(10a、10b),该第二利用单元(10a、10b)与所述热源单元连接,并具有第二利用侧热交换器(101a、101b),该第二利用侧热交换器(101a、101b)在所述热源侧切换机构处于所述散热运转状态时作为制冷剂的蒸发器起作用并在所述热源侧切换机构处于所述蒸发运转状态时作为制冷剂的散热器起作用,该第二利用单元(10a、10b)能进行以下制冷运转:通过制冷剂在所述第二利用侧热交换器中的蒸发来冷却空气介质,并能进行以下制热运转:通过制冷剂在所述第二利用侧热交换器中的散热来加热空气介质,
所述第一利用单元及所述第二利用单元不能个别地选择所述供热水运转、所述制冷运转或所述制热运转来进行运转,
所述热泵系统(1、200、300、400)能切换至与作为第一利用侧控制器(77a)、第二利用侧控制器(108a、108b)或集中控制器(37)所指示的温度调节模式的所述热源侧切换机构的切换状态不同的温度调节模式来进行运转,其中,所述第一利用侧控制器(77a)对所述第一利用单元发出指示,所述第二利用侧控制器(108a、108b)对所述第二利用单元发出指示,所述集中控制器(37)与所述第一利用侧控制器及所述第二利用侧控制器不同,
在将所述温度调节模式切换至所述散热运转状态的状态下,不能进行供热水运转、制热运转,在将所述温度调节模式切换至所述蒸发运转状态的状态下,不能进行制冷运转。
2.如权利要求1所述的热泵系统(1、200、300、400),其特征在于,
当所述温度调节模式处于所述散热运转状态时,在从所述第一利用侧控制器(77a)朝所述第一利用单元(4a)发出了供热水运转指示的情况下,将所述温度调节模式切换至所述蒸发运转状态,进行优先供热水运转,该优先供热水运转是进行所述第一利用单元的供热水运转的运转。
3.如权利要求2所述的热泵系统(1、200、300、400),其特征在于,
在所述优先供热水运转中,禁止所述第二利用单元(10a、10b)的制冷运转。
4.如权利要求3所述的热泵系统(1、200、300、400),其特征在于,
所述第二利用单元(10a、10b)还具有朝所述第二利用侧热交换器(101a、101b)供给空气介质的利用侧风扇(105a、105b),
从所述第二利用侧控制器(108a、108b)接收到制冷运转指示的所述第二利用单元在所述优先供热水运转中在停止制冷运转的状态下使所述利用侧风扇运转。
5.如权利要求4所述的热泵系统(1、200、300、400),其特征在于,
即便停止了所述优先供热水运转中的所述第二利用单元(10a、10b)的制冷运转,所述第二利用侧控制器(108a、108b)也维持表示处在制冷运转中的显示。
6.如权利要求1至5中任一项所述的热泵系统(1、200、300、400),其特征在于,
根据所述所指示的温度调节模式及外部气体温度中的至少一个来进行所述温度调节模式的切换。
7.如权利要求1至5中任一项所述的热泵系统(1、200、300、400),其特征在于,
所述第一利用单元(4a)与所述热源单元(2)连接,以能在所述热源侧切换机构(23)处于所述散热运转状态时使所述第二利用侧热交换器(101a、101b)作为制冷剂的蒸发器起作用并使所述第一利用侧热交换器(41a)作为制冷剂的散热器起作用。
8.如权利要求6所述的热泵系统(1、200、300、400),其特征在于,
所述第一利用单元(4a)与所述热源单元(2)连接,以能在所述热源侧切换机构(23)处于所述散热运转状态时使所述第二利用侧热交换器(101a、101b)作为制冷剂的蒸发器起作用并使所述第一利用侧热交换器(41a)作为制冷剂的散热器起作用。
9.如权利要求1至5中任一项所述的热泵系统(1、200、300、400),其特征在于,
利用所述第二利用侧控制器(108a、108b)来进行所述温度调节模式的切换。
10.如权利要求6所述的热泵系统(1、200、300、400),其特征在于,
利用所述第二利用侧控制器(108a、108b)来进行所述温度调节模式的切换。
11.如权利要求7所述的热泵系统(1、200、300、400),其特征在于,
利用所述第二利用侧控制器(108a、108b)来进行所述温度调节模式的切换。
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