CN109983280A - 加热装置及加热方法 - Google Patents

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side heat
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小阪正朋
藤野哲尔
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Mitsubishi Heavy Industries Air Conditioning and Refrigeration Systems Corp
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Abstract

加热装置(1)设置于负荷侧热交换器(3)的入口(3a)侧的返回流路(6)与循环路(5)的连接部分,且具备:流量调整部(10),能够调整经由返回流路(6)从负荷侧热交换器(3)的出口(3b)朝向负荷侧热交换器(3)的入口(3a)的水(W)的流量即第1流量(Q1)及制冷剂即CO2反复冷凝和蒸发并进行循环的从热交换部(2)的出口(2b)朝向负荷侧热交换器(3)的入口(3a)的水(W)的流量即第2流量(Q2);及控制部(11),根据设置有负荷侧热交换器(3)的环境温度,使流量调整部(10)动作,并调整第1流量(Q1)及第2流量(Q2)的比率。

Description

加热装置及加热方法
技术领域
本发明涉及一种使用了CO2制冷剂的加热装置及被加热液体的加热方法。
本申请主张基于2017年3月30日申请的日本专利申请2017-067487号的优先权,并将其内容援用于此。
背景技术
以往,已知有使用了被称为对环境影响较少的自然制冷剂的CO2(二氧化碳)的加热泵(参考专利文献1)。
这种加热泵是在CO2的特性上以高温状态下的直流式加热运转为优势的系统。因此在低温状态下,当进行了入口温度与出口温度的温度差较少的运转时,存在导致COP(Coefficient Of Performance:性能系数)大幅下降这一问题。
于是,当加热泵的负荷侧例如为地暖时,地暖为低温低负荷,因此供于加热泵与地暖之间的热交换的介质(水等)的温度变得相对较低。因此该介质的加热泵的入口与出口中的温度差变小,例如,若要对地暖等低负荷使用CO2制冷剂的加热泵,则加热泵的效率(COP)下降。
于是,目前例如使用通过混合阀搅拌热水储存罐内的介质(水)以使介质的温度下降的系统,由此即便使用CO2制冷剂的加热泵,也能够抑制运转效率的下降,并且能够实现地暖等的低温循环加热运转。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010101549号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而,当使用了这种CO2制冷剂的加热泵系统时,对负荷只能供给一定温度、一定流量的介质。假如加热泵的负荷为地暖时,根据季节,从负荷返送的介质的温度发生变动。尤其在相对不冷的季节,负荷即地暖中的热交换量变少,从负荷返送的介质的温度变高。其结果,加热泵的入口的介质的温度变高,加热泵的入口与出口的温度差变小。
于是,本发明提供一种即使在负荷发生变动的情况下也能够维持高效率的加热装置及加热方法。
用于解决技术课题的手段
本发明的第1方式所涉及的加热装置具备:热交换部,具有制冷剂即CO2反复冷凝和蒸发并进行循环的制冷剂回路,并且将从入口导入的被加热液体进行加热并从出口排出;循环路,与所述热交换部的所述入口和所述出口连接而所述被加热液体进行循环;负荷侧热交换器,与所述循环路的所述被加热液体进行热交换而对该被加热液体进行冷却;返回流路,在所述负荷侧热交换器的入口侧与出口侧之间连接所述循环路;流量调整部,设置于所述负荷侧热交换器的所述入口侧的所述返回流路与所述循环路的连接部分,且能够调整经由所述返回流路从所述负荷侧热交换器的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量即第1流量及从所述热交换部的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量即第2流量;及控制部,根据设置有所述负荷侧热交换器的环境温度,使所述流量调整部动作,并调整所述第1流量及所述第2流量的比率。
根据这种加热装置,根据负荷侧热交换器的环境温度,控制流量调整部,并能够调整被加热液体的第1流量及第2流量的比率。因此,例如当负荷侧热交换器的环境温度变高时,使从负荷侧热交换器的出口经由返回流路再次流入于负荷侧热交换器的入口的被加热液体的第1流量少于从热交换部的出口流入于负荷侧热交换器的入口的被加热液体的第2流量。如此,能够降低负荷侧热交换器的入口中的被加热液体的温度。其结果,能够避免导致因设置有负荷侧热交换器的环境温度的上升而负荷侧热交换器的出口中的被加热液体的温度变高。因此能够将从负荷侧热交换器的出口向热交换部的入口导入的被加热液体的温度抑制为较低。
并且,本发明的第2方式所涉及的加热装置具备:热交换部,具有制冷剂即CO2反复冷凝和蒸发并进行循环的制冷剂回路,并且将从入口导入的被加热液体进行加热并从出口排出;循环路,与所述热交换部的所述入口和所述出口连接而所述被加热液体进行循环;负荷侧热交换器,与所述循环路的所述被加热液体进行热交换而对该被加热液体进行冷却;返回流路,在所述负荷侧热交换器的入口侧与出口侧之间连接所述循环路;第1流量调整部,设置于所述负荷侧热交换器的所述入口侧的所述返回流路与所述循环路的连接部分,且能够调整经由所述返回流路从所述负荷侧热交换器的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量即第1流量及从所述热交换部的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量即第2流量;第2流量调整部,设置于所述负荷侧热交换器的所述出口与所述第1流量调整部之间,且能够调整所述负荷侧热交换器的所述出口侧的所述被加热液体的流量;出口侧控制部,以将所述负荷侧热交换器的所述入口侧与所述出口侧的所述被加热液体的温度差保持为一定的方式使所述第2流量调整部动作,并调整所述负荷侧热交换器的所述出口侧的所述被加热液体的流量;及入口侧控制部,以将所述负荷侧热交换器的所述入口侧的所述被加热液体的温度保持为一定的方式使所述第1流量调整部动作,并调整所述第1流量及所述第2流量的比率。
根据这种加热装置,根据负荷侧热交换器的环境温度,控制第2流量调整部,从而能够调整负荷侧热交换器的出口侧中的所述被加热液体的流量。例如当负荷侧热交换器的环境温度变高时,以将负荷侧热交换器的入口侧与出口侧的被加热液体的温度差保持为一定的方式,能够减少从负荷侧热交换器的出口经由返回流路再次流入于负荷侧热交换器的入口的被加热液体的流量来减少负荷侧热交换器中的热交换量。由此,能够抑制负荷侧热交换器的出口侧的被加热液体的温度上升。因此,能够将从负荷侧热交换器的出口向热交换部的入口导入的被加热液体的温度抑制为较低。
本发明的第3方式所涉及的加热装置在上述第2方式中,所述入口侧控制部可以根据设置有所述负荷侧热交换器的环境温度,使所述第1流量调整部动作,并调整所述第1流量及所述第2流量的比率。
根据这种加热装置,能够将从负荷侧热交换器的出口再次导入于热交换部的入口的被加热液体的温度抑制为较低。而且,通过使第1流量少于第2流量,能够降低负荷侧热交换器的入口中的被加热液体的温度。由此,能够避免导致伴随设置有负荷侧热交换器的环境温度的上升而负荷侧热交换器的出口中的被加热液体的温度变高。因此,能够将从负荷侧热交换器的出口向热交换部的入口导入的被加热液体的温度进一步抑制为较低。
本发明的第4方式所涉及的加热装置在上述第1至第3方式中,还可以具备:储存槽,上部在所述循环路和所述返回流路的连接部分与所述热交换部的所述出口之间与所述循环路连接,下部在所述循环路和所述返回流路的连接部分与所述热交换部的所述入口之间与所述循环路连接,并储存所述被加热液体;及运转控制部,根据在所述储存槽的上部成为规定温度以上的所述被加热液体的液量,进行停止及运转所述热交换部的控制。
通过设置有这种储存槽,通过热交换部进行开启/关闭控制,并且能够朝向负荷侧热交换器排出始终一定温度的被加热液体。并且,能够将设置有储存槽的CO2制冷剂的加热泵装置(CO2供热水机)直接适用于本方式的加热装置中。由此能够抑制加热装置的成本。
本发明的第5方式所涉及的CO2制冷剂加热装置在上述第1至第3方式中,还可以具备:运转控制部,根据设置有所述负荷侧热交换器的环境温度,调整所述热交换部的热交换能力。
通过这种运转控制部,即便没有储存被加热液体的储存槽,也能够朝向负荷侧热交换器排出始终规定温度的被加热液体。并且,变得无需设置储存槽,从而能够简化加热装置。
本发明的第6方式的加热方法通过如下装置对所述被加热液体进行加热,所述装置具备:热交换部,具有制冷剂即CO2反复冷凝和蒸发并进行循环的制冷剂回路,并且将从入口导入的被加热液体进行加热并从出口排出;循环路,与所述热交换部的所述入口和所述出口连接而所述被加热液体进行循环;负荷侧热交换器,与所述循环路的所述被加热液体进行热交换而对该被加热液体进行冷却;及返回流路,在所述负荷侧热交换器的入口侧与出口侧之间连接所述循环路,所述加热方法包括:流量比率调整工序,根据设置有所述负荷侧热交换器的环境温度,调整经由所述返回流路从所述负荷侧热交换器的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量及从所述热交换部的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量的比率。
根据这种加热方法,例如当负荷侧热交换器的环境温度变高时,通过使第1流量少于第2流量,能够避免导致伴随设置有负荷侧热交换器的环境温度的上升而负荷侧热交换器的出口中的被加热液体的温度变高。由此能够将从负荷侧热交换器的出口向热交换部的入口导入的被加热液体的温度抑制为较低。
本发明的第7方式的加热方法通过如下装置对所述被加热液体进行加热,所述装置具备:热交换部,具有制冷剂即CO2反复冷凝和蒸发并进行循环的制冷剂回路,并且将从入口导入的被加热液体进行加热并从出口排出;循环路,与所述热交换部的所述入口和所述出口连接而所述被加热液体进行循环;负荷侧热交换器,与所述循环路的所述被加热液体进行热交换而对该被加热液体进行冷却;及返回流路,在所述负荷侧热交换器的入口侧与出口侧之间连接所述循环路,所述加热方法包括:流量调整工序,以将所述负荷侧热交换器的所述入口侧与所述出口侧的所述被加热液体的温度差保持为一定的方式调整所述负荷侧热交换器的所述出口侧的所述被加热液体的流量;及流量比率调整工序,以将所述负荷侧热交换器的所述入口侧的所述被加热液体的温度保持为一定的方式,调整经由所述返回流路从所述负荷侧热交换器的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量及从所述热交换部的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量的比率。
根据这种加热方法,例如当负荷侧热交换器的环境温度变高时,减少从负荷侧热交换器的出口经由返回流路再次流入于负荷侧热交换器的入口的被加热液体的流量。于是,负荷侧热交换器中的热交换量减少,其结果,负荷侧热交换器的入口侧的被加热液体的温度保持为一定,因此能够抑制负荷侧热交换器的出口侧的被加热液体的温度上升。由此能够将从负荷侧热交换器的出口向热交换部的入口导入的被加热液体的温度抑制为较低。
本发明的第8方式的加热方法在上述第7方式中,可以在所述流量比率调整工序中,根据设置有所述负荷侧热交换器的环境温度,进一步调整经由所述返回流路从所述负荷侧热交换器的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量及从所述热交换部的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量的比率。
根据这种加热方法,通过减少从负荷侧热交换器的出口经由返回流路再次流入于负荷侧热交换器的入口的被加热液体的流量,能够将从负荷侧热交换器的出口向热交换部的入口导入的被加热液体的温度抑制为较低。由此,能够避免导致伴随设置有负荷侧热交换器的环境温度的上升而负荷侧热交换器的出口中的被加热液体的温度变高。因此,能够将从负荷侧热交换器的出口向热交换部的入口导入的被加热液体的温度进一步抑制为较低。
发明效果
根据上述的加热装置及加热方法,即使在负荷发生变动的情况下,也能够提高热交换部中的COP,从而能够维持高效率。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的加热装置的整体结构图。
图2是本发明的第2实施方式的加热装置的整体结构图。
图3是本发明的第3实施方式的加热装置的整体结构图。
图4是本发明的第4实施方式的加热装置的整体结构图。
具体实施方式
〔第1实施方式〕
以下,对本发明的第1实施方式的加热装置1进行说明。
如图1所示,本实施方式所涉及的加热装置1具备:对水(被加热液体)W进行加热的热交换部2;与被加热的水(热水)W进行热交换而对水W进行冷却的负荷侧热交换器3;连接热交换部2与负荷侧热交换器3而水W能够循环的循环路5;设置于循环路5的返回流路6、第1流量调整部(流量调整部)10及热水储存槽(储存槽)17;由控制第1流量调整部10的MPU等构成的入口侧控制部11;及由控制热交换部2的运转的MPU等构成的运转控制部18。
热交换部2具有作为制冷剂的CO2(二氧化碳)进行循环的制冷剂回路13。制冷剂回路13为具有未图示的压缩机、热交换器及配管等的加热泵。CO2反复冷凝和蒸发并循环制冷剂回路13。因此若水W从热交换部2的入口2a被导入,则该水W被加热并从出口2b被排出。
负荷侧热交换器3例如为地暖板等。设置有该负荷侧热交换器3的环境温度(室内温度或外部空气温度)因季节而发生变动。在相对不冷的季节、白天,负荷侧热交换器3中的负荷变低,且与由热交换部2加热的水(热水)W的热交换量变低。
循环路5为连接热交换部2的出口2b与负荷侧热交换器3的入口3a并且连接负荷侧热交换器3的出口3b与热交换部2的入口2a的管路。由此,水W在热交换部2与负荷侧热交换器3之间进行循环。
返回流路6在负荷侧热交换器3的入口3a侧与出口3b侧之间连接循环路5。即,返回流路6在热交换部2的出口2b与负荷侧热交换器3的入口3a之间及在热交换部2的入口2a与负荷侧热交换器3的出口3b之间连接循环路5。由此,来自负荷侧热交换器3的出口3b的水W的一部分经由返回流路6朝向负荷侧热交换器3的入口3a流通,而剩余一部分朝向热交换部2的入口2a流通。
在本实施方式中,在负荷侧热交换器3的出口3b侧的比返回流路6与循环路5的连接部分更靠负荷侧热交换器3侧设置有循环泵7。
第1流量调整部10例如为三通阀。该第1流量调整部10设置于负荷侧热交换器3的入口3a侧的返回流路6与循环路5的连接部分。而且通过第1流量调整部10能够调整经由返回流路6从负荷侧热交换器3的出口3b朝向负荷侧热交换器3的入口3a的水W的流量(第1流量Q1)及从热交换部2的出口2b朝向负荷侧热交换器3的入口3a的水W的流量(第2流量Q2)。
入口侧控制部11根据设置有负荷侧热交换器3的环境温度,使第1流量调整部10动作。而且调整第1流量Q1及第2流量Q2的比率。入口侧控制部11通过适当调整第1流量Q1及第2流量Q2的比率,主动地调整供给至负荷侧热交换器3的入口3a的水W的温度。设置有负荷侧热交换器3的环境温度例如从测量外部空气温度的外部温度传感器15等获取。并且,供给至负荷侧热交换器3的入口3a的水W的温度(流出温度)由在循环路5上设置于第1流量调整部10与负荷侧热交换器3的入口3a之间的温度传感器16测量。
并且,入口侧控制部11确定向负荷侧热交换器3需供给相对于外部空气温度几度的水W(热水),因此例如预先存储有表示外部空气温度与用于确保和外部空气温度相应的负荷侧热交换器3中所需的热量的流出温度(向负荷侧热交换器3导入的水W的温度)之间的关系的表格。
热水储存槽(储存槽)17设置于循环路5,且储存水(热水)W。更具体而言,在热水储存槽17的上部在循环路5和返回流路6的连接部分与热交换部2的出口2b之间与循环路5连接,热水储存槽17的下部在循环路5和返回流路6的连接部分与热交换部2的入口2a之间与循环路5连接。在热水储存槽17内,温度较高的水(热水)W储存于上部,温度较低的水w储存于下部。在热水储存槽17上部的侧壁面设置有上部温度传感器19a,在下部的侧壁面设置有下部温度传感器19b。
运转控制部18根据在设置有上部温度传感器19a的高度位置上热水储存槽17内的水(热水)W的温度是否为规定温度以上,进行热交换部2的压缩机(未图示)运转的停止或开始。即,运转控制部18根据规定温度以上的水(热水)W的水量是否达到了上部温度传感器19a的高度位置为止的水量,进行热交换部2的压缩机(未图示)运转的停止或开始。
更具体而言,以如下方式进行热交换部2的开启/关闭控制,即,当通过上部温度传感器19a测量到热水储存槽17内的水(热水)w的温度达到了规定温度以上时,停止热交换部2的运转,当水(热水)W的温度成为低于规定温度时,开始热交换部2的运转。
在此,上述“规定温度”可以是60度以上且90度以下,但至少60度以上的温度为较佳。因此,从热水储存槽17始终向循环路5供给例如60度以上的规定温度的水W(热水),并朝向第1流量调整部10流通。
接着,对在本实施方式中对水W进行加热的加热方法的顺序进行说明。
首先,根据外部温度传感器15的测量值,通过入口侧控制部11判断负荷侧热交换器3中所需的热交换量。然后,入口侧控制部11根据上述表格确定流出温度。
在相对不冷的季节、白天,负荷侧热交换器3中的负荷下降。因此,在这种情况下,例如需要从流入于负荷侧热交换器3的水(热水)W的温度以35度来进行运转的状态设为30度。
于是,入口侧控制部11使从负荷侧热交换器3的出口3b经由返回流路6再次流入于负荷侧热交换器3的入口3a的水(热水)W的流量(第1流量Q1)少于从热交换部2的出口2b经由热水储存槽17通过第1流量调整部10且朝向负荷侧热交换器3的入口3a的水(热水)W的流量(第2流量Q2)(流量比率调整工序)。如此,流入于负荷侧热交换器3的水(热水)W的温度例如从35度降至30度。
根据以上说明的本实施方式的加热装置1,根据负荷侧热交换器3的环境温度控制第1流量调整部10,如上所述,例如当负荷侧热交换器3的环境温度变高时,使第1流量Q1少于第2流量Q2。如此,能够降低负荷侧热交换器3的入口3a中的水W的温度。
其结果,能够避免导致因设置有负荷侧热交换器3的环境温度的上升而负荷侧热交换器3的出口3b中的水W的温度变高。因此能够将从负荷侧热交换器3的出口3b向热交换部2的入口2a导入的水W的温度抑制为较低。由此,即使在负荷侧热交换器3中的负荷发生变动的情况下,也能够加大热交换部2的入口2a与出口2b的温度差,从而能够将加热装置1的COP维持在较高的状态。因此,即使在负荷发生变动的情况下,也能够实现高效化。
〔第2实施方式〕
接着,对本发明的第2实施方式的加热装置21进行说明。在以下说明的第2实施方式中,对与第1实施方式相同的部分标注相同的符号来进行说明,并省略重复说明。在第2实施方式中,除了第1实施方式的结构以外,还具备第2流量调整部22及由MPU等构成的出口侧控制部23,在这一点上与第1实施方式不同。并且入口侧控制部11的功能与第1实施方式不同。
第2流量调整部22例如为阀门或逆变器泵等。当在第2流量调整部22中使用逆变器泵时,无需循环泵7。第2流量调整部22设置于负荷侧热交换器3的出口3b侧且比循环路5与返回流路6的连接部分更靠负荷侧热交换器3侧。即,第2流量调整部22设置于负荷侧热交换器3的出口3b与第1流量调整部10之间。第2流量调整部22调整负荷侧热交换器3的出口3b侧的水W的流量。
在此,在本实施方式中,流量传感器28在负荷侧热交换器3的出口3b与第2流量调整部22之间设置于循环路5。并且,在第1流量调整部10与负荷侧热交换器3之间设置有入口侧温度传感器25,在负荷侧热交换器3的出口3b与返回流路6之间设置有出口侧温度传感器26。入口侧温度传感器25及入口侧控制部11监视的上述温度传感器16可以通用。
出口侧控制部23基于外部温度传感器15的测量值并根据设置有负荷侧热交换器3的环境温度,使第2流量调整部22动作。即,出口侧控制部23以使入口侧温度传感器25与出口侧温度传感器26的温度差始终成为一定的方式使第2流量调整部22动作。
入口侧控制部11与第1实施方式不同,以将负荷侧热交换器3的入口3a侧的水(热水)W的温度保持为一定的方式使第1流量调整部10动作,并调整第1流量Q1及第2流量Q2的比率。
接着,对本实施方式中对水W进行加热的加热方法的顺序进行说明。
首先,以将负荷侧热交换器3的入口3a侧与出口3b侧的水W的温度差保持为一定的方式,一边观察入口侧温度传感器25、出口侧温度传感器26及流量传感器28的测量值,一边确定负荷侧热交换器3的出口3b侧的水W的流量。
此时,入口侧控制部11以负荷侧热交换器3的入口3a中的水W(热水)的温度始终成为一定的方式调整第1流量Q1及第2流量Q2的比率(流量比率调整工序)。
在相对不冷的季节、白天,负荷侧热交换器3中的负荷下降。由此,当流通负荷侧热交换器3的水W的流量不变时,导致负荷侧热交换器3的出口3b侧的水W的温度变高。于是,在这种天气条件下,为了减少负荷侧热交换器3中的热交换量来抑制负荷侧热交换器3的出口3b侧的水W的温度上升以将负荷侧热交换器3的出口3b侧的水W的温度保持为较低的状态,需要将负荷侧热交换器3的入口3a侧与出口3b侧的温度差保持为一定。于是,例如需要从流入于负荷侧热交换器3的水(热水)W的流量以1来进行运转的状态设为流入于负荷侧热交换器3的水(热水)w的流量以0.8来进行运转的状态。
出口侧控制部23在负荷侧热交换器3的出口3b侧使第2流量调整部22动作,并将流通负荷侧热交换器3的水W的流量设为0.8的状态(流量调整工序)。并且,此时,第2流量Q2减少,因此第2流量Q2及第1流量Q1的比率发生变化,从第1流量调整部10流入于负荷侧热交换器3的入口3a的水(热水)W的温度下降。但是,第1流量调整部10在入口侧控制部11被控制而负荷侧热交换器3的入口3a侧的水W的温度保持为一定。因此,其结果,负荷侧热交换器3的出口3b侧的水W的温度上升得到抑制。
根据以上说明的本实施方式的加热装置21,根据负荷侧热交换器3的环境温度控制第2流量调整部22,从而能够调整负荷侧热交换器3的出口3b侧的水W的流量。因此能够将从负荷侧热交换器3的出口3b向热交换部2的入口2a导入的水W的温度抑制为较低。由此,能够将加热装置21的COP维持为较高的状态。即,即使在负荷发生变动的情况下,也能够实现高效化。
并且,通过设置有热水储存槽17,能够使始终一定温度的水W朝向负荷侧热交换器3流通。而且能够将设置有热水储存槽17的CO2制冷剂的加热泵装置(CO2供热水机)直接适用于本实施方式的加热装置21中。由此能够抑制加热装置21的成本。
〔第3实施方式〕
接着,对本发明的第3实施方式的加热装置31进行说明。在以下说明的第3实施方式中,对与第1实施方式及第2实施方式相同的部分标注相同的符号来进行说明,并省略重复说明。第3实施方式具备第1实施方式及第2实施方式这两者的结构。
即,如图3所示,本实施方式所涉及的加热装置31具备对水W进行加热的热交换部2;与被加热的水(热水)W进行热交换而对水W进行冷却的负荷侧热交换器3;连接热交换部2与负荷侧热交换器3之间而水W能够循环的循环路5、设置于循环路5的返回流路6、第1流量调整部(流量调整部)10、第2流量调整部22及热水储存槽(储存槽)17;控制第1流量调整部10的入口侧控制部11;控制第2流量调整部22的出口侧控制部23;及控制热交换部2的运转的运转控制部18。
根据这种本实施方式的加热装置31,如在上述其他实施方式中进行的说明,即使在负荷侧热交换器3中的负荷发生变动的情况下,通过入口侧控制部11也能够加大热交换部2的入口2a与出口2b的温度差。由此,能够将加热装置31的COP维持为较高的状态,从而能够实现高效化。并且,通过出口侧控制部23能够将从负荷侧热交换器3的出口3b向热交换部2的入口2a导入的水W的温度抑制为较低。由此,能够将加热装置31的COP维持为较高的状态,从而能够实现高效化。
〔第4实施方式〕
接着,对本发明的第4实施方式的加热装置41进行说明。在以下说明的第4实施方式中,对与第1实施方式至第3实施方式相同的部分标注相同的符号来进行说明,并省略重复说明。如图4所示,第4实施方式与第3实施方式不同,没有设置热水储存槽17。
在本实施方式中,运转控制部42根据设置有负荷侧热交换器3的环境温度调整热交换部2的热交换能力。更具体而言,运转控制部42通过调整制冷剂回路13的压缩机的转速,适当调整从热交换部2的出口2b排出的水(热水)W的温度。
根据这种本实施方式的加热装置41,通过运转控制部42,即便没有储存水W的热水储存槽,也能够从热交换部2排出始终规定温度的水W。
并且,变得无需设置热水储存槽,从而能够简化加热装置41。
在此,如本实施方式,没有热水储存槽的加热装置41可以适用于第1实施方式,也可以适用于第2实施方式。
以上,参考附图对本发明的实施方式进行了详细说明,但各实施方式中的各结构及这些组合等为一例,在不脱离本发明的宗旨的范围内,能够进行结构的附加、省略、替换及其他变更。并且,本发明并不被实施方式所限定,仅由技术方案限定。
例如,可以不使用入口侧控制部11及出口侧控制部23而手动来使第1流量调整部10及第2流量调整部22动作。
产业上的可利用性
根据上述的加热装置及加热方法,即使在负荷发生变动的情况下,也能够维持高效率。
符号说明
1-加热装置,2-热交换部,2a-入口,2b-出口,3-负荷侧热交换器,3a-入口,3b-出口,5-循环路,6-返回流路,7-循环泵,10-第1流量调整部,11-入口侧控制部,13-制冷剂回路,15-外部温度传感器,16-温度传感器,17-热水储存槽(储存槽),18-运转控制部,19a-上部温度传感器,19b-下部温度传感器,21-加热装置,22-第2流量调整部,23-出口侧控制部,25-入口侧温度传感器,26-出口侧温度传感器,28-流量传感器,31-加热装置,41-加热装置,42-运转控制部,Q1-第1流量,Q2-第2流量,W-水。

Claims (8)

1.一种加热装置,其具备:
热交换部,具有制冷剂即CO2反复冷凝和蒸发并进行循环的制冷剂回路,并且将从入口导入的被加热液体进行加热并从出口排出;
循环路,与所述热交换部的所述入口和所述出口连接而所述被加热液体进行循环;
负荷侧热交换器,与所述循环路的所述被加热液体进行热交换而对该被加热液体进行冷却;
返回流路,在所述负荷侧热交换器的入口侧与出口侧之间连接所述循环路;
流量调整部,设置于所述负荷侧热交换器的所述入口侧的所述返回流路与所述循环路的连接部分,且能够调整经由所述返回流路从所述负荷侧热交换器的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量即第1流量及从所述热交换部的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量即第2流量;及
控制部,根据设置有所述负荷侧热交换器的环境温度,使所述流量调整部动作,并调整所述第1流量及所述第2流量的比率。
2.一种加热装置,其具备:
热交换部,具有制冷剂即CO2反复冷凝和蒸发并进行循环的制冷剂回路,并且将从入口导入的被加热液体进行加热并从出口排出;
循环路,与所述热交换部的所述入口和所述出口连接而所述被加热液体进行循环;
负荷侧热交换器,与所述循环路的所述被加热液体进行热交换而对该被加热液体进行冷却;
返回流路,在所述负荷侧热交换器的入口侧与出口侧之间连接所述循环路;
第1流量调整部,设置于所述负荷侧热交换器的所述入口侧的所述返回流路与所述循环路的连接部分,且能够调整经由所述返回流路从所述负荷侧热交换器的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量即第1流量及从所述热交换部的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量即第2流量;
第2流量调整部,设置于所述负荷侧热交换器的所述出口与所述第1流量调整部之间,且能够调整所述负荷侧热交换器的所述出口侧的所述被加热液体的流量;
出口侧控制部,以将所述负荷侧热交换器的所述入口侧与所述出口侧的所述被加热液体的温度差保持为一定的方式使所述第2流量调整部动作,并调整所述负荷侧热交换器的所述出口侧的所述被加热液体的流量;及
入口侧控制部,以将所述负荷侧热交换器的所述入口侧的所述被加热液体的温度保持为一定的方式使所述第1流量调整部动作,并调整所述第1流量及所述第2流量的比率。
3.根据权利要求2所述的加热装置,其中,
所述入口侧控制部根据设置有所述负荷侧热交换器的环境温度,使所述第1流量调整部动作,并调整所述第1流量及所述第2流量的比率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的加热装置,其还具备:
储存槽,上部在所述循环路和所述返回流路的连接部分与所述热交换部的所述出口之间与所述循环路连接,下部在所述循环路和所述返回流路的连接部分与所述热交换部的所述入口之间与所述循环路连接,并储存所述被加热液体;及
运转控制部,根据在所述储存槽的上部成为规定温度以上的所述被加热液体的液量,进行停止及运转所述热交换部的控制。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的加热装置,其还具备:
运转控制部,根据设置有所述负荷侧热交换器的环境温度,调整所述热交换部的热交换能力。
6.一种加热方法,其通过如下装置对所述被加热液体进行加热,
所述装置具备:
热交换部,具有制冷剂即CO2反复冷凝和蒸发并进行循环的制冷剂回路,并且将从入口导入的被加热液体进行加热并从出口排出;
循环路,与所述热交换部的所述入口和所述出口连接而所述被加热液体进行循环;
负荷侧热交换器,与所述循环路的所述被加热液体进行热交换而对该被加热液体进行冷却;及
返回流路,在所述负荷侧热交换器的入口侧与出口侧之间连接所述循环路,
所述加热方法包括:
流量比率调整工序,根据设置有所述负荷侧热交换器的环境温度,调整经由所述返回流路从所述负荷侧热交换器的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量及从所述热交换部的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量的比率。
7.一种加热方法,其通过如下装置对所述被加热液体进行加热,
所述装置具备:
热交换部,具有制冷剂即CO2反复冷凝和蒸发并进行循环的制冷剂回路,并且将从入口导入的被加热液体进行加热并从出口排出;
循环路,与所述热交换部的所述入口和所述出口连接而所述被加热液体进行循环;
负荷侧热交换器,与所述循环路的所述被加热液体进行热交换而对该被加热液体进行冷却;及
返回流路,在所述负荷侧热交换器的入口侧与出口侧之间连接所述循环路,
所述加热方法包括:
流量调整工序,以将所述负荷侧热交换器的所述入口侧与所述出口侧的所述被加热液体的温度差保持为一定的方式调整所述负荷侧热交换器的所述出口侧的所述被加热液体的流量;及
流量比率调整工序,以将所述负荷侧热交换器的所述入口侧的所述被加热液体的温度保持为一定的方式,调整经由所述返回流路从所述负荷侧热交换器的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量及从所述热交换部的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量的比率。
8.根据权利要求7所述的加热方法,其中,
在所述流量比率调整工序中,根据设置有所述负荷侧热交换器的环境温度,进一步调整经由所述返回流路从所述负荷侧热交换器的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量及从所述热交换部的所述出口朝向所述负荷侧热交换器的所述入口的所述被加热液体的流量的比率。
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