CN1707197A - 热泵热水供应装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是，提供一种压缩机的压力及温度不会异常上升、以低的消耗电力将高温热水一直贮存到热水贮存槽的下部、能够有效地利用热水贮存槽的容量的热泵热水供应装置。其解决方案为一种热泵热水供应装置，包括制冷剂回路和供应热水回路，在沸腾运转接近结束、进水温度增高的情况下，通过打开开闭阀(38)，将供应热水用热交换器(32)的出口的制冷剂旁通到蒸发器(34)入口的低压侧，降低压缩机(31)的排出压力及排出温度，可以很容易将所要供应的热水加热到高温。

Description

热泵热水供应装置

技术领域

本发明涉及贮热水式的热泵热水供应装置。

背景技术

在现有技术中，这种热泵热水供应装置，有图10所示的例子(例如，参照专利文献1)。图10是现有技术的热泵热水供应机的循环结构图。在图10中，热水供应机的循环包括：由压缩机1、供应热水用热交换器2、节流装置3、蒸发器4构成的制冷剂循环回路，以及连接热水贮存槽5、循环泵6、供应热水用热交换器2、辅助加热器19的热水供应回路，从压缩机1排出的高温高压的过热气体制冷剂流入供应热水用热交换器2，在该处加热由循环泵6送来的供应热水。

然后，冷凝液化的制冷剂被节流装置3减压，流入蒸发器4，在该处吸收大气的热量并蒸发气化，返回压缩机1。另一方面，被供应热水用热交换器2加热的热水流入热水贮存槽5的上部，从上部起被依次贮存。然后，当水温检测器20检测出供应热水用热交换器2的入口水温到达设定值时，停止由压缩机1进行的热泵的运转，切换成辅助加热器19的单独运转。

【专利文献1】特开昭60-164157号公报

发明的内容

但是，在上述这种现有的结构中，随着沸腾运转时间的推移，在热水贮存槽5内的热水和凉水的接触部分生成热水和凉水的混合层，该层逐渐扩大。这是由于高温的热水和低温的水的热传导及对流产生的，从高温的热水向低温的水传热，在其交界部分，高温的热水的温度降低，相反地，低温水的温度上升。从而，当沸腾运转接近结束时，由于流入供应热水用热交换器2的水温增高，所以，压缩机1的排出压力及排出温度上升，发生压缩机1的马达的绕组温度的上升等，压缩机1的耐久性成为问题。

因此，为了在流入供应热水用热交换器2的水温低的状态下停止运转，需要在热水贮存槽5的下部在低水温的状态下停止运转，不能有效地利用热水贮存槽5的热水容量，贮存热水的量减少。此外，为了增加热水贮存量，由于在热泵运转停止后，利用辅助加热器19的单独运转使热水贮存量增加，所以，由于电加热器的加热，消耗的电力增大，效率变差。

此外，在外部空气温度高的情况下，为了将所供应的热水的水温维持在高温，有必要将压缩机1的排出温度维持在高温，但是，由于外部空气的温度高，所以蒸发温度上升，压缩机1的压缩比变小，排出温度不会上升，所以不能获得高温的热水。另外，在这种情况下，在现有技术中，由于通过缩小节流装置的开度使制冷剂难以流动、提高压缩机1的排出压力、降低吸入压力并增大压缩比，借以使排出温度上升，所以成为效率差的运转。

从而，本发明为了解决上述现有技术中的课题，其目的是提供一种热泵热水供应机，该热泵热水供应机，压缩机的排出压力及排出温度不会异常上升，以低消耗电量将高温热水一直贮存到热水贮存槽的下部，可以有效地利用热水贮存槽的容量。

此外，其目的是，提供一种热泵热水供应装置，即使在外部空气为高温时，该热泵热水供应装置也能够以高效率生成高温的供应热水。

权利要求1所述的本发明的热泵热水供应装置，包括：至少依次连接压缩机、散热器、主节流装置、蒸发器的制冷剂回路，以及至少依次连接热水贮存槽、前述散热器的供应热水回路，其特征在于，在前述制冷剂回路中设置使前述主节流装置旁通的第一旁通回路。前述第一旁通回路通过将开闭机构和第一副节流装置串列地连接而形成。

权利要求2所述的本发明，其特征在于，在权利要求1所述的热泵热水供应装置中，在前述开闭机构和前述第一副节流装置之间设置制冷剂贮存器。

权利要求3所述的本发明，其特征在于，在权利要求1所述的热泵热水供应装置中，作为前述开闭机构，采用在变成预先设定的压力以上时打开的压力控制阀。

权利要求4所述的本发明，其特征在于，在权利要求1所述的热泵热水供应装置中，包括：检测前述压缩机的排出压力的排出压力检测机构，和控制前述开闭机构的第一控制装置，在前述排出压力检测机构检测出来的值变成预先设定的值以上时，利用前述第一控制装置进行控制以便使前述开闭机构打开。

权利要求5所述的本发明，其特征在于，在权利要求1所述的热泵热水供应装置中，包括：检测前述压缩机的排出温度的排出温度检测机构，和控制前述主节流装置的第二控制装置，利用前述第二控制装置，控制前述主节流装置的动作，以便使前述排出温度检测机构检测出来的值成为预先设定的值。

权利要求6所述的本发明，其特征在于，在权利要求1所述的热泵热水供应装置中，包括控制前述主节流装置的第二控制装置，利用前述第二控制装置，控制前述主节流装置的动作，以便前述压缩机的吸入气体过热度成为预定的值。

权利要求7所述的本发明的热泵热水供应装置，包括：至少依次连接压缩机、散热器、主节流装置、蒸发器的制冷剂回路，其特征在于，在前述制冷剂回路中，设置使前述主节流装置旁通的第一旁通回路，将开闭机构和第一副节流装置串列连接而形成前述第一旁通回路，并设置使前述开闭机构与前述第一副节流装置之间的制冷剂和前述蒸发器与前述压缩机之间的制冷剂进行热交换的第一辅助热交换器。

权利要求8所述的本发明的热泵热水供应装置，包括：至少依次连接压缩机、散热器、主节流装置、蒸发器的制冷剂回路，其特征在于，在前述制冷剂回路中，设置使前述散热器和前述主节流装置之间的一部分旁通的第二旁通回路，在前述第二旁通回路上设置开闭机构，设置使前述开闭机构的下游侧的制冷剂与前述蒸发器和前述压缩机之间的制冷剂进行热交换的第一辅助热交换器。

权利要求9所述的本发明，其特征在于，在权利要求7或8所述的热泵热水供应装置中，设置检测前述散热器的出口制冷剂温度的制冷剂温度传感器以及第一控制装置，所述第一控制装置对前述制冷剂温度传感器的检测温度与预先设定的制冷剂温度值进行比较，在前述制冷剂温度传感器的检测温度比预先设定的制冷剂温度值高的情况下，将前述开闭机构打开。

权利要求10所述的本发明的热泵热水供应装置，包括：至少依次连接压缩机、散热器、主节流装置、蒸发器的制冷剂回路，其特征在于，在前述制冷剂回路中，设置使主节流装置旁通的第一旁通回路，在前述第一旁通回路中设置第二副节流装置，设置使前述第二副节流装置的上游侧的制冷剂和前述蒸发器与前述压缩机之间的制冷剂进行热交换的第一辅助热交换器。

权利要求11所述的本发明，其特征在于，在权利要求10所述的热泵热水供应装置中，包括至少依次连接热水贮存槽、前述散热器的供应热水回路，设置检测由前述热水贮存槽流入前述散热器的所供应的热水的温度的进水温度传感器、以及第三控制装置，所述第三控制装置对前述进水温度传感器的检测温度和预先设定的进水温度值进行比较，当前述进水温度传感器的检测温度比预先设定的进水温度高时，加大前述第二副节流装置的开度。

权利要求12所述的本发明，其特征在于，在权利要求10所述的热泵热水供应装置中，设置检测前述散热器的出口制冷剂温度的制冷剂温度传感器、以及第三控制装置，所述第三控制装置对前述制冷剂温度传感器的检测制冷剂温度和预先设定的制冷剂温度值进行比较，当前述制冷剂温度传感器的检测温度比预先设定的制冷剂温度值高时，加大前述第二副节流装置的开度。

权利要求13所述的本发明的热泵热水供应装置，包括：至少依次连接压缩机、散热器、主节流装置、蒸发器的制冷剂回路，以及至少依次连接热水贮存槽和前述散热器的供应热水回路，其特征在于，设置连接前述压缩机与前述散热器之间、以及前述蒸发器与前述压缩机之间的副制冷剂回路，在前述副制冷剂回路中，设置开闭机构和第一副节流装置。

权利要求14所述的本发明，其特征在于，在权利要求13所述的热泵热水供应装置中，在前述开闭机构与前述第一副节流装置之间、设置与前述供应热水回路内的流体进行热交换的副供应热水用热交换器。

权利要求15所述的本发明，其特征在于，在权利要求13所述的热泵热水供应装置中，在前述开闭机构和前述第一副节流装置之间，设置与外部空气进行热交换的第二辅助热交换器。

权利要求16所述的本发明，其特征在于，在权利要求13所述的热泵热水供应装置中，设置使前述开闭机构和前述第一副节流装置之间的制冷剂与前述主节流装置和前述蒸发器之间的制冷剂进行热交换的第三辅助热交换器。

权利要求17所述的本发明，其特征在于，在权利要求1、权利要求7、权利要求8、权利要求10及权利要求13中的任何一项所述的热泵热水供应装置中，设置检测由前述热水贮存槽流入前述散热器的所供应的热水的温度的进水温度传感器、以及第一控制装置，所述第一控制装置对前述进水温度传感器的检测温度和预先设定的进水温度值进行比较，在前述进入温度传感器的检测温度比预先设定的进入温度值高的情况下，将前述开闭机构打开。

权利要求18所述的本发明，其特征在于，在权利要求7或权利要求8所述的热泵热水供应装置中，包括至少依次连接热水贮存槽、散热器的供应热水回路，设置检测由前述热水贮存槽流入前述散热器的所供应的热水的温度的进水温度传感器、以及第一控制装置，所述第一控制装置对前述进水温度传感器的检测温度和预先设定的进水温度值进行比较，当前述进入温度传感器的检测温度比预先设定的进水温度高时，将前述开闭机构打开。

权利要求19所述的本发明，其特征在于，在权利要求1、权利要求7、权利要求8、权利要求10及权利要求13中任何一项所述的热泵热水供应装置中，采用二氧化碳作为前述制冷剂。

根据本发明，可以提供一种压缩机的排出压力及排出温度没有异常上升、以低的消耗电力将高温热水一直贮存到热水贮存槽的下部、能够有效地利用热水贮存槽的容量的热泵热水供应装置。

另外，可以提供一种在高的外部空气温度时，高效率地生成高温供应热水的热泵热水供应装置。

附图说明

图1是本发明的第一个实施例中的热泵热水供应装置的结构图。

图2是本发明的第二个实施例中的热泵热水供应装置的结构图。

图3是本发明的第三个实施例中的热泵热水供应装置的结构图。

图4是本发明的第四个实施例中的热泵热水供应装置的结构图。

图5是本发明的第五个实施例中的热泵热水供应装置的结构图。

图6是本发明的第六个实施例中的热泵热水供应装置的结构图。

图7是本发明的第七个实施例中的热泵热水供应装置的结构图。

图8是本发明的第八个实施例中的热泵热水供应装置的结构图。

图9是本发明的第九个实施例中的热泵热水供应装置的结构图。

图10是现有技术的热泵热水供应装置的结构图。

具体实施方式

根据本发明第一个实施形式的热泵热水供应装置，包括：至少依次连接压缩机、散热器、主节流装置、蒸发器的制冷剂回路，以及至少依次连接热水贮存槽、前述散热器的热水供应回路，在该热泵热水供应装置的制冷剂回路中、以使主节流装置旁通的方式设置第一旁通回路，该第一旁通回路通过将开闭机构和第一副节流装置串列地连接起来而形成。根据本实施形式，由于使散热器出口的制冷剂旁通到蒸发器入口的低压侧，所以可以一面降低压缩机的排出压力及排出温度，一面很容易地将供应热水加热到高温，可以安全且高效率地运转热泵。另外，可以将高温热水一直贮存到热水贮存槽的下部，可以有效地利用热水贮存槽的容量。另外，特别是，在进水温度高的情况下，由于可以降低制冷剂回路的压缩机的排出压力及排出温度，所以可以安全并且高效率地将供应热水加热到更高的温度，具有增大所贮存的热水的热量的效果。另外，即使在进行具有排出温度上升的倾向的运转时，也可以安全地降低排出温度，并且可以继续安全的运转。

本发明的第二个实施形式，在根据第一种实施形式的热泵热水供应装置中，在第一旁通回路的开闭机构与第一副节流装置之间，设置制冷剂贮存器。根据本实施形式，散热器出口的制冷剂通过开闭机构流到制冷剂贮存器，在该处，增多制冷剂的保持量，可以减少存在于制冷剂回路中的制冷剂的量。从而，降低高压，可以安全地继续运转，能够增大贮存的热水的热量。

本发明的第三个实施形式，在根据第一个实施形式的热泵热水供应装置中，作为开闭机构，采用在成为预先设定的压力以上时打开的压力控制阀。根据本实施形式，由于采用压力控制阀，所以，特别是没有必要进行电气控制，具有以简单的结构可以降低排出压力及排出温度，可以安全且高效率地运转的效果。

本发明的第四个实施形式，在根据第一个实施形式的热泵热水供应装置中，包括：检测压缩机排出压力的排出压力检测机构，控制开闭机构的第一控制装置，在排出压力检测机构检测的值变成预先设定的值以上时，利用第一控制装置以打开开闭机构的方式进行控制。根据本实施形式，在排出压力上升到预先设定的压力以上的情况下，可以降低排出压力，可以安全地继续运转，能够增大所贮存的热水的热量。

本发明的第五个实施形式，在根据第一个实施形式的热泵热水供应装置中，包括：检测压缩机排出温度的排出温度检测机构、以及控制主节流装置的第二控制装置，利用第二控制装置，控制主节流装置的动作，以便排出温度检测机构检测出的值成为预先设定的值。根据本实施形式，在排出温度有上升倾向的情况下，能够可靠地控制排出温度，安全地进行运转。

本发明的第六个实施形式，在根据第一个实施形式的热泵热水供应装置中，包括控制主节流装置的第二控制装置，利用第二控制装置控制主节流装置的动作，以便使压缩机的吸入气体过热度成为预先设定的值。根据本实施形式，在排出温度有上升倾向的情况下，将吸入气体的过热度控制在设定值，将排出温度压低，可以安全地进行运转。

根据本发明的第七个实施形式的热泵热水供应装置，包括至少依次连接压缩机、散热器、主节流装置、蒸发器的制冷剂回路，在该热泵热水供应装置的制冷剂回路上，设置有：以使主节流装置旁通的方式将开闭机构和第一副节流装置串列地连接起来而形成的第一旁通回路，以及使开闭机构和第一副节流装置之间的制冷剂与蒸发器和压缩机之间的制冷剂进行热交换的第一辅助热交换器。根据本实施形式，可以增减由第一辅助热交换器中的热交换量，能够控制蒸发器入口的制冷剂干燥度和压缩机的吸入温度，控制压缩机的排出压力和排出温度，能够高效率地进行运转。

根据本发明的第八个实施形式的热泵热水供应装置，包括至少依次连接压缩机、散热器、主节流装置、蒸发器的制冷剂回路，在该热泵热水供应装置的制冷剂回路上，设置有：以使散热器和主节流装置之间的一部分旁通的方式配置开闭机构而形成的第二旁通回路，以及使第二旁通回路的开闭机构的下游侧的制冷剂与蒸发器和压缩机之间的制冷剂进行热交换的第一辅助热交换器。根据本实施形式，可以增减第一辅助热交换器的热交换量，能够控制蒸发器入口的制冷剂的干燥度和压缩机的吸入温度，并且能够控制压缩机的排出压力和排出温度，能够高效率地运转。

本发明的第九个实施形式，在根据第七或第八个实施形式的热泵热水供应装置中，设置检测散热器的出口制冷剂温度的制冷剂温度传感器、以及第一控制装置，所述第一控制装置对制冷剂温度传感器的检测温度和预先设定的制冷剂温度值进行比较，在制冷剂温度传感器的检测温度比预先设定的制冷剂温度值高的情况下，所述第一控制装置将开闭机构打开。根据本实施形式，可以按照散热器的出口制冷剂温度，增减第一辅助热交换器中的热交换量，能够控制蒸发器蒸发器入口的制冷剂干燥度和压缩机的吸入温度，并且控制压缩机的排出压力和排出温度，适合于生成的供应热水的温度的高效率运转成为可能。

根据本发明的第十个实施形式的热泵热水供应装置，包括至少依次连接压缩机、散热器、主节流装置、蒸发器的制冷剂回路，在该热泵热水供应装置的制冷剂回路中，设置以使主节流装置旁通的方式配置第二副节流装置而形成的第一旁通回路，以及使第一旁通回路的第二副节流装置的上游侧的制冷剂与蒸发器和压缩机之间的制冷剂进行热交换的第一辅助热交换器。根据本实施形式，可以增减第一辅助热交换器中的热交换量，能够控制蒸发器入口的制冷剂干燥度和压缩机的吸入温度，并且控制压缩机的排出压力和排出温度，能够进行高效率的运转。

本发明的第十一个实施形式，在根据第十个实施形式的热泵热水供应装置中，包括至少依次连接热水贮存槽、散热器热水供应回路，并设置检测由热水贮存槽流入散热器的所供应的热水的温度的进水温度传感器、以及第三控制装置，该第三控制装置对进水温度传感器的检测温度和预先设定的进入温度值进行比较，当进水温度传感器的检测温度比预先设定的进水温度值高时，将第二副节流装置的开度加大根据本实施形式，在进水温度高，需要供应高温热水的情况下，可以增多流入第一辅助热交换器的吸入气体制冷剂的循环量，增加热交换量，降低蒸发器入口的干燥度，可以增多该处的制冷剂保持量，可以在将压缩机的排出压力维持在很低的情况下，高效率地生成高温热水另外，即使接近沸腾运转结束、进水温度增高的情况下，也可以一面降低压缩机的排出压力和排出温度，一面很容易地将所供应的热水加热到高温，可以安全且高效率地运转热泵。另外，可以将高温热水一直贮存到热水贮存槽的下部，可以有效地利用热水贮存槽的容量。

本发明的第十二个实施形式，在根据第十个实施形式的热泵热水供应装置中，设置检测散热器的出口制冷剂温度的制冷剂温度传感器、以及第三控制装置，所述第三控制装置对制冷剂传感器的检测温度和预先设定的制冷剂温度值进行比较，在制冷剂温度传感器的检测温度比预先设定的制冷剂温度值高时，加大第二副节流装置的开度。根据本实施形式，可以按照散热器的出口制冷剂温度增减第一辅助热交换器中的热交换量，能够控制蒸发器入口的制冷剂干燥度和压缩机的吸入温度，并且控制压缩机的排出压力和排出温度，适合于生成所供应的热水的温度的高效率运转成为可能。

根据发明的第十三个实施形式的热泵热水供应装置，包括：至少依次连接压缩机、散热器、主节流装置、蒸发器的制冷剂回路，以及至少依次连接热水贮存槽、散热器的热水供应回路，在所述热泵热水供应装置中，设置依次经由开闭机构和第一副节流装置将压缩机和散热器之间与蒸发器和压缩机之间连接起来的副制冷剂回路。根据本实施形式，由于使由压缩机排出的制冷剂旁通到低压侧、所以可以一面降低制冷剂回路的压缩机排出压力及排出温度，一面很容易将所供应的热水加热到高温，可以安全且高效率地运转热泵。另外，可以将热水一直贮存到热水贮存槽的下部，可以有效地利用热水贮存槽的容量。

本发明的第十四个实施形式，在根据第十三个实施形式的热泵热水供应装置中，在副制冷剂回路的开闭机构和第一副节流装置之间，设置与热水供应回路内的流体进行热交换的副供应热水用热交换器。根据本实施形式，在水温高的情况下，使由压缩机排出的制冷剂在副供应热水用热交换器中与流体进行热交换，降低其温度，可以增多在副热水供应热交换器中保有的制冷剂量，可以减少存在于制冷剂回路中的制冷剂量，降低压缩机的排出压力及排出温度。

本发明的第十五个实施形式，在根据第十三个实施形式的热泵热水供应装置中，在开闭机构和第一副节流装置之间，设置与外部空气进行热交换的第二辅助热交换器。根据本实施形式，在水温高的情况下，使由压缩机排出的制冷剂在第二辅助热交换器中与外部空气进行热交换，降低其温度，可以增多在第二辅助热交换器中的制冷剂保有量，可以减少存在于制冷剂回路中的制冷剂量，降低压缩机的排出压力及排出温度。

本发明的第十六个实施形式，在根据第十三个实施形式的热泵热水供应装置中，设置第三辅助热交换器，用于使开闭机构和第一副节流装置之间的制冷剂与主节流装置和蒸发器之间的制冷剂进行热交换。根据本实施形式，在水温高的情况下，使从压缩机排出的制冷剂在第三辅助热交换器中与制冷剂回路的温度低的制冷剂进行热交换，降低其温度，在第三副热交换器中可以保有更多的制冷剂量，减少存在于制冷剂回路中的制冷剂量，可以降低压缩机的排出压力和排出温度。

本发明的第十七个实施形式，在根据第一、第七、第八、第十及十三个实施形式的热泵热水供应装置中，设置检测从热水贮存槽流入散热器中的所供应的热水的温度的进水温度传感器、以及第一控制装置，该第一控制装置对进水温度传感器的检测温度和预先设定的进水温度值进行比较，当进水温度传感器的温度比预先设定的进水温度值高时，将开闭机构打开。根据本实施形式，在沸腾运转接近结束、进水温度变高的情况下，能够使从压缩机排出的制冷剂旁通到低压侧，可以进行降低压缩机的排出压力及排出温度的安全运转。

本发明的第十八个实施形式，在根据第七或第八个实施形式的热泵热水供应装置中，包括至少依次连接热水贮存槽、散热器的热水供应回路，并设置检测从热水贮存槽流入到散热器中的所供应的热水的温度的进水温度传感器、以及第一控制装置，该第一控制装置对进水温度传感器的检测温度和预先设定的进水温度值进行比较。在进水温度传感器的温度比预先设定的进水温度值高的情况下，将开闭机构打开。根据本实施形式，在进水温度高、需要供应高温热水的情况下，流入第一辅助热交换器的吸入气体制冷剂循环量增多、可以增加热交换量，降低蒸发器入口的干燥度，可以增多第一辅助热交换器中的制冷剂保持量，能够在保持压缩机的排出压力低的情况下高效率地生成高温热水。另外，在沸腾运转接近结束、进水温度变高的情况下，可以一面降低压缩机的排出压力及排出温度，一面很容易地将所供应的热水加热到高温，可以安全且高效率的运转热泵。另外，可以将高温热水一直贮存到热水贮存槽的下部，可以有效地利用热水贮存槽的容量。

本发明的第十九个实施形式，在根据第一、第七、第八、第十及第十三个实施形式的热泵热水供应装置中，利用二氧化碳作为制冷剂。根据本实施形式，可以高效率地实现高温供应热水。同时，即使在制冷剂泄漏到外部的情况下，也可以将对地球的变暖的影响减少到非常小。

【实施例1】

图1是本发明的第一个实施例中热泵热水供应装置的结构图。

在图1所示的本实施例的热泵热水供应装置中，将作为压缩制冷剂的压缩机构的压缩机31、作为散热器的供应热水用热交换器32、作为主减压机构的主节流装置33、蒸发器34依次连接成环状，同时，作为制冷剂封入二氧化碳，形成制冷剂回路。蒸发器34包括将外部空气送风用的风扇35。

另外，依次连接热水贮存槽36、作为循环机构的循环泵37，供应热水用热交换器32，形成热水供应回路，从压缩机31排出的高温高压的过热气体制冷剂，流入供应热水用热交换器32，在该处对从循环泵37送来的供应热水进行加热。

进而，供应热水用热交换器32和主节流装置33之间的配管43分支，依次经由作为开闭机构的开闭阀38、制冷剂贮存器39、第一副节流装置40，连接到主节流装置33与蒸发器34之间的配管44上构成使主节流装置33旁通的第一旁通回路。

另外，设置检测流入供应热水用热交换器32的进水温度的进水温度传感器41、以及第一控制装置42，该第一控制装置42检测进水温度，并且和预先设定的温度进行比较，控制开闭阀38的开闭。

下面，对于按上述方式构成的热泵热水供应装置，说明其动作和作用。

被压缩机31压缩到高温高压的超临界状态的制冷剂(二氧化碳)，用供应热水用热交换器32与流过热水供应回路的水进行热交换，本身变成中温高压的制冷剂，被主节流装置33减压后，流入蒸发器34，在该处，与用风扇35送风的外部空气进行热交换，蒸发气化，返回压缩机31。

另一方面，用循环泵37送来的供应热水，被供应热水用热交换器32加热，所生成的热水流入热水贮存槽36的上部，从上面起依次被贮存。然后，随着沸腾运转时间的推移，在热水贮存槽36内的热水与凉水的接触部分产生热水和凉水混合层，该层在热水贮存槽36的下部扩大，当沸腾运转接近结束时，由热水贮存槽36的下部经过循环泵37流入供应热水用热交换器32的水温增高。

在这种情况下，当由水温传感器41检测出来的进水温度比在第一控制装置42中预先设定的温度上升的情况下，使开闭阀38向打开的方向动作。借此，由压缩机31排出的高温高压制冷剂，由供应热水用热交换器32对供应的热水作出贡献之后，它的一部分通过开闭阀38流入制冷剂贮存器39。另外，剩余的制冷剂在由供应热水用热交换器32对供应的热水作出贡献之后，通过主节流装置33、蒸发器34与用风扇35送风的外部空气进行热交换，蒸发气化。

流入制冷剂贮存器39的制冷剂，变成密度较高的超临界的制冷剂，在该处超临界的制冷剂一面被保持，一面流入第一副节流装置40，在该处被减压到低压，在蒸发器34的入口处与从主节流装置33出来的制冷剂汇流，流入蒸发器34。

同时，在这样流入供应热水用热交换器32的进水温度变高的情况下，由于供应热水用热交换器32的制冷剂出口温度也变高，所以压缩机31的排出压力上升，制冷循环达到平衡，与此相伴，排出温度也上升。

在这种情况下，通过使开闭阀38向打开的方向动作，离开供应热水用热交换器32的高压的制冷剂通过开闭阀38，保持其状态不变地流入制冷剂贮存器39，在该处可以保有更多的制冷剂量，减少存在于制冷剂回路中的制冷剂的量，可以降低压缩机31的排出压力及排出温度。

从而，在本实施例的热泵热水供应装置中，可以抑制压缩机的排出压力及排出温度的上升，可以很容易地将所供应的热水加热到高温，可以安全且高效率地运转热泵。

另外，可以将高温的热水一直贮存到热水贮存槽的下部，具有能够有效地利用热水贮存槽的容量的效果。

【实施例2】

图2是本发明的第二个实施例中热泵热水供应装置的结构图。

在本实施例中，对于和第一个实施例同样的结构、具有同样功能的部件，赋予相同的标号，省略其说明。

在本实施例的热泵热水供应装置中，设置检测压缩机31的排出压力的排出压力传感器51，以及在排出压力变成设定的压力以上时，将开闭阀38打开的第一控制装置42。

下面，对于按上述方式构成的热泵热水供应装置，说明其动作和作用。

被压缩机31压缩到高温高压的超临界状态的制冷剂(二氧化碳)，用供应热水用热交换器32与流过热水供应回路的水进行热交换，本身变成中温高压的制冷剂，被主节流装置33减压后，流入蒸发器34，在该处与用风扇35送风的外部空气进行热交换，蒸发气化，返回压缩机31。

另一方面，用循环泵37送来的供应热水，被供应热水用热交换器32加热，所生成的热水流入热水贮存槽36的上部，从上面起依次被贮存。然后，随着沸腾运转时间的推移，在热水贮存槽36内的热水与凉水的接触部分产生热水和凉水混合层，该层在热水贮存槽36的下部扩大，当沸腾运转接近结束时，由热水贮存槽36的下部经过循环泵37流入供应热水用热交换器32的水温增高，由于在供应热水用热交换器32处制冷剂不能充分散热，所以，压缩机31的排出压力上升。

在这种情况下，在用排出压力检测传感器51检测出来的排出压力上升得比在第一控制装置42中预先设定的压力高时，使开闭阀38向打开的方向动作。借此，由压缩机31排出的高温高压制冷剂，在供应热水用热交换器32中对所供应的热水作出贡献之后，它的一部分通过开闭阀38流入制冷剂贮存器39。另外，剩余的制冷剂，在供应热水用热交换器32处对所供应的热水作出贡献后，通过主节流装置33、蒸发器34，与用风扇35送风的外部空气进行热交换，蒸发气化。

流入制冷剂贮存器39的制冷剂，变成密度比较高的超临界的制冷剂，在该处，超临界的制冷剂一面被保持、一面流入第一副节流装置40，在该处被减压到低压，在蒸发器34的入口处与从主节流装置33出来的制冷剂汇流，流入蒸发器34。

同时，在这样流入供应热水用热交换器32的进水温度增高的情况下，由于供应热水用热交换器32的制冷剂出口温度也增高，所以压缩机31的排出压力上升，制冷循环达到平衡，与此相伴，排出温度也上升。

在这种情况下，通过使开闭阀38向打开方向动作，离开供应热水用热交换器32的高压制冷剂通过开闭阀38，保持其状态不变地流入制冷剂贮存器39，在该处可以保有更多量的制冷剂，减少存在于制冷剂回路中的制冷剂的量，可以降低压缩机31的排出压力和排出温度。

从而，在本实施例的热泵热水供应装置中，可以抑制压缩机的排出压力及排出温度的上升，可以很容易地将所供应的热水加热到高温，可以安全且高效率地运转热泵。

另外，可将高温的热水一直贮存到热水贮存槽的下部，具有能够有效地利用热水贮存槽的容量的效果。

【实施例3】

图3是本发明的第三个实施例中热泵热水供应装置的结构图。

在本实施例中，对于和第一个实施例同样的结构、具有同样功能的部件，赋予相同的标号，省略其说明。

在本实施例的热泵热水供应装置中，供应热水用热交换器32与王节流装置33之间的配管43分支，依次经由作为开闭机构的压力控制阀61、制冷剂贮存器39、第一副节流装置40，与主节流装置33和蒸发器34之间的配管44连接，构成第一旁通回路。此外，压力控制阀61借助机械弹簧的反弹力进行阀的开闭。

另外，设置检测压缩机31的排出温度的排出温度传感器62、以及第二控制装置63，该第二控制装置63检测排出温度，并且和预先设定的温度进行比较，控制主节流装置33，将压缩机31的排出温度控制在设定的值。

下面，对于按上述方式构成的热泵热水供应装置，说明其动作和作用。

被压缩机31压缩到高温高压的超临界状态的制冷剂(二氧化碳)，用供应热水用热交换器32与流过热水供应回路的水进行热交换，本身变成中温高压的制冷剂，被主节流装置33减压后，流入蒸发器34，在该处，与用风扇35送风的外部空气进行热交换，蒸发气化，返回压缩机31。

另一方面，用循环泵37送来的供应热水被供应热水用热交换器32加热，所生成的热水流入热水贮存槽36的上部，从上面起依次被贮存。然后，随着沸腾运转时间的进展，在热水贮存槽36内的热水与凉水的接触部分产生热水和凉水混合层，该层在热水贮存槽36的下部扩大，当沸腾运转接近结束时，由热水贮存槽36的下部经过循环泵37流入供应热水用热交换器32的水温增高，由于在供应热水用热交换器32处制冷剂不能充分散热，所以压缩机31的排出压力上升。

在这种情况下，当供应热水用热交换器32的出口的压力上升到比用压力控制阀预先设定的压力高时，压力控制阀61打开。这里，由于压力控制阀61借助弹簧力进行阀的开闭，所以在供应热水用热交换器32的出口的压力比设定压力低时，弹簧力变大，阀保持在关闭的状态，在供应热水用热交换器32的出口压力比设定压力高时，制冷剂压力变大，进行将阀打开的动作，特别是，没有必要进行电气的复杂的控制，利用简单的结构就可以控制制冷剂的压力。

借此，由压缩机31排出的高温高压的制冷剂，在供应热水用热交换器32中对所供应的热水作出贡献之后，它的一部分通过压力控制阀61流入制冷剂贮存器39。另外，剩余的制冷剂在供应热水用热交换器32处对所供应的热水作出贡献之后，通过主节流装置33、蒸发器34，与风扇35送风的外部空气进行热交换，蒸发气化。

流入制冷剂储存器39的制冷剂变成密度比较高的超临界的制冷剂，在该处，超临界的制冷剂一面被保持，一面流入第一副节流装置40，在该处被减压到低压，在蒸发器34的入口处与从主节流装置33出来的制冷剂汇流，流入蒸发器34。

同时，在这样流入供应热水用热交换器32的进水温度变高的情况下，由于供应热水用热交换器32的制冷剂出口温度也增高，所以压缩机31的排出压力上升，制冷循环达到平衡，与此相伴，排出温度也上升。

在这种情况下，通过借助压力控制阀61自动地进行阀的开闭动作，离开供应热水用热交换器32的高压制冷剂通过压力控制阀61，保持其状态不变地流入制冷剂贮存器39，在该处可以增多保有的制冷剂量，可以减少存在于制冷剂回路中制冷剂量，可以降低压缩机31的排出压力及排出温度。

从而，在本实施例的热泵热水供应装置中，可以抑制压缩机的排出压力及排出温度的上升，可以很容易将所供应的热水加热到高温，可以安全且高效率地运转热泵。

另外，可以将高温的热水一直贮存到热水贮存槽的下部，具有能够有效地利用热水贮存槽的容量的效果。

此外，在本实施例中，利用排出温度传感器62检测压缩机31的排出温度，利用第二控制装置63和预先设定的温度进行比较，控制主节流装置33，将压缩机31的排出温度控制在设定值。

借助该结构，通过压力控制阀61的开闭改变制冷剂回路的制冷剂的量，即使循环状态发生变化，也总是可以将压缩机31的排出温度变成适合于供应热水温度的最佳的排出温度，并且，不会引起异常温度变化，能够安全高效率的进行运转。

不过，主节流装置33，其动作受到控制，以便使压缩机31的吸入气体过热度变成设定的温度。即，利用下述结构和方法也可以获得同样的效果，所述结构及方法为：根据与压缩机31的吸入温度和蒸发器34的双层区域的温度比较(即，压缩机31的吸入气体过热度的检测)，或者检测蒸发器34的双层区域的压力检测，用第二控制装置63计算出对应的温度，根据将该计算出来的温度与压缩机31的吸入温度的比较(即，检测压缩机31的吸入气体过热度)，利用第二控制装置63控制主节流装置33，这些结构和方法，也包括在本发明中。

【实施例4】

图4是本发明的第四个实施例中的热泵热水供应装置的结构图。

在图4所示的本实施例的热泵热水供应装置中，依次将压缩机31、供应热水用热交换器32、主节流装置33、蒸发器34连接成环状，作为制冷剂封入二氧化碳，形成制冷剂回路。蒸发器34包括将外部空气送风用的风扇35。

另外，形成依次连接热水贮存槽36、循环泵37、供应热水用热交换器32的热水供应回路，从压缩机31排出的高温高压的过热气体制冷剂，流入供应热水用热交换器32，在该处，对从循环泵37送来的将要供应的热水加热。

进而，设置依次将开闭阀38和第一副节流装置40串列地连接的第一旁通回路，以便将主节流装置33旁通，并且设置使开闭阀38和第一副节流装置40之间的配管45与蒸发器34和压缩机31之间的配管46间接地进行热交换的第一辅助热交换器42。

另外，设置检测从循环泵37流入供应热水用热交换器32的将要供应的热水的进水温度的进水温度传感器41，以及检测该温度、控制开闭阀38的开闭的第一控制装置42。该第一控制装置42的控制方式为，对进水温度传感器41的温度和预先设定的温度进行比较，在进水温度比设定温度高时，将开闭阀38打开。

下面，对于按上述方式构成的热泵热水供应装置及控制方法，说明其动作和作用。

被压缩机31压缩到高温高压的超临界状态的制冷剂(二氧化碳)，在供应热水用热交换器32处和流过热水供应回路的水进行热交换，本身变成中温高压制冷剂，通过第一辅助热交换器47，被主节流装置33减压后，流入蒸发器34，在该处，与由风扇送风的外部空气进行热交换，蒸发气化。

在通常的情况下，由循环泵37送来的供应热水的进水温度比较低，由于用进水温度传感器41检测出来的进水温度比预先设定的温度低，所以，第一控制装置42进行控制，将开闭阀38关闭。因此，以下述热泵循环进行运转，所述热泵循环为，离开供应热水用热交换器32的制冷剂，不通过第一辅助热交换器47，全部经过主节流装置33通过蒸发器34，返回压缩机31。

另一方面，由循环泵37送来的供应热水，被供应热水用热交换器32加热，所生成的热水流入热水贮存槽36的上部，从上部起依次贮存。然后，随着沸腾运转时间的推移，在热水贮存槽36内的热水与凉水的接触部分产生热水和凉水混合层，该层在热水贮存槽36的下部扩大，当沸腾运转接近结束时，由热水贮存槽36的下部经过循环泵37流入供应热水用热交换器32的水温增高。

在这种情况下，当用进水温度传感器41检测出来的进水温度上升得高于在控制装置42中预先设定的温度时，使开闭阀38向打开的方向动作。借此，离开供应热水用热交换器32的制冷剂的一部分，通过开闭阀38流入第一辅助热交换器47，进而，被第一副节流装置40减压到低压，离开供应热水用热交换器32，与被主节流装置33减压到低压的制冷剂汇流，通过蒸发器之后，被吸入压缩机31。

离开供应热水用热交换器32通过开闭阀38、流入第一辅助热交换器47的制冷剂，在该处与离开蒸发器34的比较低温的制冷剂的一部分进行热交换，其温度降低，焓减少。

这样，在进水温度增高的情况下，供应热水用热交换器32的出口温度也上升，由于供应热水用热交换器32及蒸发器34的制冷剂保持量减少，所以高压上升，但是，如上所述，通过在第一辅助热交换器47中与离开蒸发器34的低温的制冷剂进行热交换，将离开供应热水用热交换器32的制冷剂的一部分冷却，制冷剂的焓减少、其密度增加，并且蒸发器34入口的干燥度减少，增加蒸发器34的制冷剂的保持，所以高压不会上升，可以安全地运转热泵循环。

从而，在本实施例的热泵热水供应装置中，即使进水温度变高，也可以抑制压缩机的高压的上升，可以连续地运转，所以，具有可以将高温热水贮存到热水贮存槽36的下部、可以有效地利用热水贮存槽36的容量的效果。

另一方面，在进水温度传感器41检测出来的进水温度比在第一控制装置42上预先设定的温度低的情况下，使开闭阀38向打开的方向动作。借此，以下述通常的高效率的热泵循环进行运转，所述热泵循环为，离开供应热水用热交换器32的制冷剂，不再通过第一辅助热交换器47，全部经过主节流装置33、通过蒸发器34返回压缩机31。

此外，在进水温度低的通常运转时，在开闭阀原样打开的状态下运转的情况下，由于压缩机31的吸入温度没有成为最佳的状态，所以，优选如本实施例所述，在进水温度高时，打开开闭阀38。

另外，即使开闭阀38为膨胀阀也具有同样的效果，在这种情况下在进水温度传感器41检测出来的进水温度比在第一控制装置42中预先设定的温度高的情况下，通过使膨胀阀的开度向增大(打开)的方向动作，即使进水温度变高，也可以同样安全且高效率地进行运转。

不过，第一辅助热交换器47，也可以是将管和管钎焊起来的结构，以及双重管的结构，它们全部包括在本发明中。

另外，和后面描述的第五个实施例一样，也可以利用供应热水用热交换器32的出口制冷剂温度代替进水温度传感器41检测出来的进水温度。即，在进水温度高的情况下，供应热水用热交换器32的出口制冷剂温度也变高，由于温度上升下降的倾向是一样的，所以，由同样的作用产生同样的效果，这些也包括在本发明中。

【实施例5】

图5是本发明的第五个实施例中热泵热水供应装置的结构图。

在本实施例中，对于和第四个实施例同样的结构、具有同样功能的部件，赋予相同的标号，省略其说明。

在本实施例的热泵热水供应装置中，以使主节流装置33旁通的方式，构成设置第二副节流装置54的第一旁通回路，并设置第一辅助热交换器47，该第一辅助热交换器47使该第一旁通回路上的第二副节流装置54的上游侧的配管48与蒸发器34和压缩机31之间的配管46间接地进行热交换。

进而，设置检测供应热水用热交换器32的出口制冷剂温度的制冷剂温度传感器55，以及检测该温度、控制第二副节流装置54的开度的第三控制装置56。该第三控制装置56的控制方式为，对检测供应热水用热交换器32的出口制冷剂温度的制冷剂温度传感器55的温度和预先设定的温度进行比较，在制冷剂温度比设定温度高时，增大第二副节流装置54的开度(打开)。

下面，对于按上述方式构成的热泵热水供应装置及其控制方法，说明其动作、作用。

被压缩机31压缩到高温高压的超临界状态的制冷剂(二氧化碳)，在供应热水用热交换器32处与流过供应热水回路的水进行热交换，本身变成中温高压制冷剂，通过第一辅助热交换器47，被主节流装置33减压后，流入蒸发器34，在该处与用风扇35送风的外部空气进行热交换，蒸发气化。

在通常情况下，由于从循环泵37送来的供应热水的进水温度低，所以，供应热水用热交换器32的出口温度也低，用制冷剂传感器55检测出来的出口制冷剂温度，比预先设定的温度低，所以，第三控制装置56进行控制，使得第二副节流装置54的开度缩小(关闭)。因此，以下述的热泵循环进行运转，所述热泵循环为，离开供应热水用热交换器32的制冷剂的大部分，不通过第一辅助热交换器47，经过主节流装置33通过蒸发器34，返回压缩机31。

另一方面，由循环泵37送来的所供应的热水，被供应热水用热交换器32加热，所生成的热水流入热水贮存槽36的上部，从上部起依次被贮存。然后，随着沸腾运转时间的推移，在热水贮存槽36内的热水与凉水的接触部分产生热水和凉水混合层，该层在热水贮存槽36的下部扩大，当沸腾运转接近结束时，由热水贮存槽36的下部经过循环泵37流入供应热水用热交换器32的水温增高，与此相应地，供应热水用热交换器32的出口制冷剂温度也上升。

在这种情况下，当用制冷剂温度传感器55检测出来的出口制冷剂温度上升到高于在第三控制装置56中预先设定的温度时，以使第二副节流装置54的开度增大(打开)的方式动作。借此，离开供应热水用热交换器32的制冷剂的一部分，流入第一辅助热交换器47，进而被第二副节流装置54减压到低压，离开供应热水用热交换器32与被主节流装置33减压到低压的制冷剂汇流，通过蒸发器34之后，被吸入压缩机31。

离开供应热水用热交换器32、流入第一辅助热交换器47的制冷剂，在该处与离开蒸发器34的温度较低的制冷剂的一部分进行热交换，其温度降低，焓减少。

这样，进水温度上升，与此相伴，在供应热水用热交换器32的出口制冷剂温度增高时，由于供应热水用热交换器32及蒸发器34的制冷剂保持量减少，所以高压上升，但是，如上所述，通过用辅助热交换器47与离开蒸发器34的低温制冷剂进行热交换，将离开供应热水用热交换器32的制冷剂的一部分冷却，制冷剂焓减少，其密度增加，所以，高压不上升，可以安全的运转热泵循环。

从而，在本实施例的热泵热水供应装置中，由于即使进水温度增高，也可以抑制压缩机的高压的上升，可以连续运转，所以，可以将高温热水一直贮存到热水贮存槽36的下部，具有能够有效地利用热水贮存槽36的容量的效果。

另一方面，在用制冷剂温度传感器55检测出来的进水温度比在第三控制装置56上预先设定温度低的情况下，使之以缩小第二副节流装置54的开度(关闭)的方式动作。从而，以如下所述的通常的高效率热泵循环进行运转，所述热泵循环为，离开供应热水用热交换器32的制冷剂，不再次通过辅助热交换器47，全部经过主节流装置33通过蒸发器34，返回压缩机31。

不过，第一辅助热交换器47，也可以是将管和管钎焊起来的结构，以及双重管的结构，它们全部包括在本发明中。

和第四个实施例一样，也可以代替制冷剂温度传感器55检测出来的出口制冷剂温度，利用检测流入供应热水用热交换器32的所供应的热水的温度的进水温度传感器。即，供应热水用热交换器32的出口制冷剂温度变高的情况，也是进水温度高的情况，由于温度上升下降的倾向是一样的，所以，由同样的作用产生同样的效果，这些也包括在本发明中。

【实施例6】

图6是本发明的第六个实施例中热泵热水供应装置达到结构图。

在本实施例中，对于和第四个实施例相同的结构，具有同样功能的部件，赋予相同的标号，省略其说明。

在本实施例的热泵热水供应装置中，使制冷剂回路的供应热水用热交换器32和主节流装置33之间的配管的一部分旁通，构成在其中途设置开闭阀38的第二旁通回路65，设置第一辅助热交换器47，该第一辅助热交换器47使得在该第二旁通回路65上的开闭阀38的下游侧的配管50与蒸发器34和压缩机31之间的配管46进行热交换。

进而，设置检测由循环泵37流入供应热水用热交换器32的所供应的热水的进水温度的进水温度传感器41，以及检测其温度、控制开闭38的开闭的第一控制装置42。该第一控制装置42，其控制方式为，对进水温度传感器41的温度和预先设定的温度进行比较，在进水温度比设定温度高时，打开开闭阀38。

下面，对于按上述方式构成的热泵热水供应装置，说明其动作和作用。

被压缩机31压缩到高温高压的超临界状态的制冷剂(二氧化碳)，在供应热水用热交换器32处和流过热水供应回路的水进行热交换，本身变成中温高压制冷剂，被主节流装置33减压后，流入蒸发器34，在该处与风扇送风的外部空气进行热交换，蒸发气化。

在通常情况下，由于被循环泵37送来的所供应的热水的进水温度低，用进水温度传感器41检测出来的进水温度比预先设定的温度低，所以，第一控制装置42控制开闭阀38将其关闭。因此，以下述热泵循环进行运转，所述热泵循环为，离开供应热水用热交换器32的制冷剂，不通过第一辅助热交换器47，全部经过主节流装置33，通过蒸发器34，返回压缩机31。

另一方面，由循环泵37送来的供应热水，被供应热水用热交换器32加热，所生成的热水流入热水贮存槽36的上部，从上面起依次被贮存。然后，随着沸腾运转时间的推移，在热水贮存槽36内的热水与凉水的接触部分产生热水和凉水混合层，该层在热水贮存槽36的下部扩大，当沸腾运转接近结束时，由热水贮存槽36的下部经过循环泵37流入供应热水用热交换器32的水温增高。

这时，在用进水温度传感器41检测出来的进水温度上升得比在第一控制装置42中预先设定的温度高时，使开闭阀向打开的方向动作，借此，离开供应热水用热交换器32的制冷剂的一部分流入第二旁通回路65，经过开闭阀38，通过第一辅助热交换器47，和离开供应热水用热交换器32的剩余的制冷剂汇流，被主节流装置33减压，经过蒸发器34之后，被吸入压缩机31。

通过开闭阀38流入第一辅助热交换器47的制冷剂、在该处与离开蒸发器34的温度比较低的制冷剂的一部分进行热交换，其温度降低，焓减少。

这样，在进水温度变高的情况下，供应热水用热交换器32的出口温度也上升，由于供应热水用热交换器32及蒸发器34的制冷剂保持量减少，所以高压上升，但是，如上面所述，通过用第一辅助热交换器47与离开蒸发器34的低温制冷剂进行热交换，将离开供应热水用热交换器32的制冷剂的一部分冷却，制冷剂焓减少，其密度增加，并且，蒸发器34入口的干燥度也减少，蒸发器34的制冷剂保持量增加，所以，高压不会上升，可以安全地进行热泵运转。

从而，在本实施例的热泵热水供应装置中，即使进水温度变高，也可以抑制压缩机的高压的上升，可以连续运转，所以，可以将热水一直贮存到热水贮存槽36的下部，具有能够有效地利用热水贮存槽36的容积的效果。

另一方面，在用进水温度传感器41检测出来的进水温度比在第一控制装置42中预先设定的温度低的情况下，使开闭阀38向关闭的方向动作。这样，以如下所述的通常的高效率的热泵循环进行运转，所述热泵循环为，离开供应热水用热交换器32的制冷剂不再次通过第一辅助热交换器47，而是全部经过主节流装置33、通过蒸发器34，返回压缩机31。

此外，在进水温度低的通常运转时，在保持打开开闭阀38的状态下运转的情况下，由于压缩机31的吸入温度没有变成最佳状态，所以，如本实施例所述，优选在进水温度高的情况下打开开闭阀38。

不过，第一辅助热交换器47也可以是将管和管钎焊起来的结构，或双重管的结构，它们全部包括在本发明中。

另外，和第五个实施例一样，也可以利用供应热水用热交换器32的出口制冷剂温度代替进水温度传感器41检测出来的进水温度。即，在进水温度高的情况下，供应热水用热交换器32的出口制冷剂温度也变高，由于温度上升下降的倾向是一样的，所以，由同样的作用产生同样的效果，这些也包括在本发明中。

【实施例7】

图7是本发明的第七个实施例中热泵热水供应装置的结构图。

在图7所示的本实施例的热泵热水供应装置中，将压缩机31、供应热水用热交换器32、主节流装置33、蒸发器34依次连接成环状，同时，作为制冷剂封入二氧化碳，形成制冷剂回路。蒸发器34包括将外部空气送风用的风扇35。

另外，依次连接热水贮存槽36、循环泵37、供应热水用的热交换器32，形成热水供应回路，从压缩机31排出的高温高压的过热气体制冷剂，流入供应热水用热交换器32，在该处对从循环泵37送来的所供应的热水进行加热。

进而，压缩机31和供应热水用热交换器32之间的配管49分支，依次经由作为开闭机构的开闭阀38、与供应热水回路内的供应热水进行热交换器的副供应热水用热交换器71、作为副减压机构的第一副节流装置40，连接到蒸发器34与压缩机31之间的配管46上，构成副制冷剂回路。

另外，由循环泵37送来的供应热水，首先被副供应热水用热交换器71加热，然后，被供应热水用热交换器32进一步加热。另外，设置检测流入副供应热水用热交换器71的进水温度传感器41，以及对进水温度与预先设定的温度进行比较、控制开闭阀38的开闭第一控制装置42。

下面，对于按上述方式构成的热泵热水供应装置，说明其动作和作用。

被压缩机31压缩到高温高压的超临界状态的制冷剂(二氧化碳)，用供应热水用热交换器32与流过热水供应回路的水进行热交换，本身变成中温高压的制冷剂，被主节流装置33减压后，流入蒸发器34，在该处与用风扇35送风的外部空气进行热交换，蒸发气化，返回压缩机31。

另一方面，由循环泵37送来的供应热水，通过副供应热水用热交换器71，被供应热水用热交换器32加热，所生成的热水流入热水贮存槽36的上部，从上面起依次被贮存。然后，随着沸腾运转时间的推移，在热水贮存槽36内的热水与凉水的接触部分产生热水和凉水混合层，该层在热水贮存槽36的下部扩大，当沸腾运转接近结束时，由热水贮存槽36的下部经过循环泵37，流入副供应热水用热交换器71及供应热水用热交换器32的水温增高。

在这种情况下，当用进水温度传感器41检测出来的进水温度上升得比在第一控制装置42中预先设定的温度高时，使开闭阀38向打开的方向动作。借此，由压缩机31排出的高温高压的制冷剂的一部分，通过开闭阀38流入副供应热水用热交换器71。另外，剩余的制冷剂在供应热水用热交换器32处对所供应的热水作出贡献之后，通过主节流装置33、蒸发器34，与用风扇35送风的外部空气进行热交换，蒸发气化。

流入副供应热水用热交换器71的制冷剂，在该处与由循环泵37送来的供应热水进行热交换，制冷剂的温度下降，变成密度高的制冷剂，流入第一副节流装置40，在该处被减压到低压，和离开蒸发器34的制冷剂汇流，再次被压缩机31吸入。

在这里，由于流入副供应热水用热交换器71的制冷剂温度降低，所以，变成密度高的制冷剂而存在，剩余的制冷剂在制冷剂回路中循环。并且，在流入供应热水用热交换器32的进水温度增高的情况下，供应热水用热交换器32的制冷剂出口温度也增高，所以压缩机31的排出压力上升，制冷循环达到平衡，与此相伴，排出温度也上升。

在这种情况下，由于通过使开闭阀38向打开方向动作，由压缩机31排出的高温高压制冷剂的一部分通过开闭阀38流入副供应热水用热交换器71，对供应的热水作出贡献，所以，副供应热水用热交换器71的制冷剂温度下降，在该处可以保有很多的制冷剂，减少存在于制冷剂回路中的制冷剂量，可以降低压缩机31的排出压力及排出温度。

从而，在本实施例的热泵热水供应装置中，可以抑制压缩机的排出压力及排出温度的上升，可以很容易将所供应的热水加热到高温，可以安全且高效率地运转热泵。

另外，可以将高温的热水一直贮存到热水贮存槽的下部，具有能够有效地利用热水贮存槽的容量的效果。

【实施例8】

图8是本发明的第八个实施例中热泵热水供应装置的结构图。

在本实施例中，对于和第七个实施例同样的结构、具有同样功能的部件，赋予相同的标号，省略其说明。

在本实施例的热泵热水供应装置中，压缩机31和供应热水用热交换器32之间的配管49分支，依次经由开闭阀38，与外部空气进行热交换器的第二辅助热交换器74、第一副节流装置40，与蒸发器34和压缩机31之间的配管46连接，构成副制冷剂回路。

另外，设置检测流入供应热水用热交换器32的进水温度的进水温度传感器41，以及将进水温度和预先设定的温度进行比较、控制开闭阀38的第一控制装置42。

下面，对于按上述方式构成的热泵热水供应装置，说明其动作和作用。

被压缩机31压缩到高温高压的超临界状态的制冷剂(二氧化碳)，用供应热水用热交换器32与流过热水供应回路的水进行热交换，本身变成中温高压的制冷剂，被主节流装置33减压后，流入蒸发器34，在该处与用风扇35送风的外部空气进行热交换，蒸发气化，返回压缩机31。

另一方面，用循环泵37送来的供应热水，被供应热水用热交换器32加热，所生成的热水流入热水贮存槽36的上部，从上面起依次被贮存。然后，随着沸腾运转时间的推移，在热水贮存槽36内的热水与凉水的接触部分产生热水和凉水混合层，该层在热水贮存槽36的下部扩大，当沸腾运转接近结束时，由热水贮存槽36的下部经过循环泵37流入供应热水用热交换器32的水温增高。

在这种情况下，当用进水温度传感器41检测出来的进水温度上升得比在第一控制装置42中预先设定的温度高时，使开闭阀38向打开的方向动作。借此，由压缩机31排出的高温高压的制冷剂的一部分，通过开闭阀38流入第二辅助热交换器74。另外，剩余的制冷剂在供应热水用热交换器32处对所供应的热水作出贡献之后，通过主节流装置33、蒸发器34，与用风扇35送风的外部空气进行热交换，蒸发气化。

流入第二辅助热交换器74的制冷剂，在该处与风扇送风的外部空气进行热交换器，制冷剂的温度降低，变成密度高的制冷剂，流入第一副节流装置40，在该处被减压到低压，与离开蒸发器34的制冷剂汇流，再次被吸入压缩机31。在这里，流入第二辅助热交换器74的制冷剂，由于温度降低，所以变成密度高的制冷剂而存在，剩余的制冷剂在制冷剂回路中循环。并且，在这样流入供应热水用热交换器32的进水温度增高的情况下，由于供应热水用热交换器32的制冷剂出口温度也升高，所以压缩机31的排出压力上升，制冷循环达到平衡，与此相伴，排出温度也上升。

这样，通过使开闭阀38向打开方向动作，由压缩机31排出的高温高压制冷剂的一部分，通过开闭阀38流入第二辅助热交换器74，制冷剂温度下降，在该处可以保有很多的制冷剂，所以，存在于制冷剂回路中的制冷剂的量减少，可以降低压缩机31的排出压力和排出温度。

从而，在本实施例的热泵热水供应装置中，可以抑制压缩机的排出压力及排出温度的上升，可以很容易将所供应的热水加热到高温，可以安全且高效率地运转热泵。

另外，可以将高温的热水一直贮存到热水贮存槽的下部，具有能够有效地利用热水贮存槽的容量的效果。

此外，优选地，第二辅助热交换器74和蒸发器34成一整体地形成。即，将作为由管和风扇构成的所谓风扇管型热交换器的蒸发器34的一部分管，作为使离开开闭阀38的制冷剂流入的第二辅助热交换器74使用。借此，没有必要另外设置第二辅助热交换器74，具有可以将装置小型化的效果。

【实施例9】

图9是本发明的第九个实施例中热泵热水供应装置的结构图。

在本实施例中，对于和第七个实施例同样的结构，具有同样功能的部件，赋予相同的标号，省略其说明。

本实施例的热泵热水供应装置中，压缩机31和供应热水用热交换器32之间的配管49分支，依次经由开闭阀38，与蒸发器34的入口侧的配管44进行热交换的第三辅助热交换器75、第一副节流装置40，与蒸发器34和压缩机31之间的配管46连接，构成副制冷剂回路。

另外，设置检测流入供应热水用热交换器32的进水温度的进水温度传感器41，和将进水温度和预先设定的温度进行比较、控制开闭阀38的开闭的第一控制装置42。

对于按上述方式构成的热泵热水供应装置，说明其动作和作用。

被压缩机31压缩到高温高压的超临界状态的制冷剂(二氧化碳)，用供应热水用热交换器32与流过热水供应回路的水进行热交换，本身变成中温高压的制冷剂，被主节流装置33减压后，流入蒸发器34，在该处，与用风扇35送风的外部空气进行热交换，蒸发气化，返回压缩机31。

另一方面，用循环泵37送来的供应热水，被供应热水用热交换器32加热，所生成的热水流入热水贮存槽36的上部，从上面起依次被贮存。然后，随着沸腾运转时间的推移，在热水贮存槽36内的热水与凉水的接触部分产生热水和凉水混合层，该层在热水贮存槽36的下部扩大，当沸腾运转接近结束时，由热水贮存槽36的下部经过循环泵37流入供应热水用热交换器32的水温增高。

在这种情况下，当用进水温度传感器41检测的进水温度上升得比第一控制装置42中预先设定的温度高时，使开闭阀38向打开的方向动作。借此，由压缩机31排出的高温高压制冷剂的一部分，通过开闭阀38流入第三辅助热交换器75。另外，剩余的制冷剂，在供应热水用热交换器32处对供应的热水作出贡献之后，通过主节流装置33、蒸发器34，与风扇35送风的外部空气进行热交换，蒸发气化。

流入第三辅助热交换器75的制冷剂，在该处与离开主节流装置33的低温制冷剂间接地进行热交换，制冷剂的温度降低，变成密度高的制冷剂，流入第一副节流装置40，在该处被减压到低压，与离开蒸发器34的制冷剂汇流，再次被压缩机31吸入。借此，流入第三辅助供应热水用热交换器75的制冷剂，由于温度降低，所以变成密度高的制冷剂而存在，剩余的制冷剂在制冷剂回路中循环。并且，在这样流入供应热水用热交换器32的进水温度变高的情况下，由于供应热水用热交换器32的制冷剂出口温度也变高，所以，压缩机1的排出压力上升，制冷循环达到平衡，与此相伴，排出温度也上升。

在这种情况下，通过使开闭阀38向打开的方向动作，由压缩机31排出的高温高压的制冷剂的一部分，通过开闭阀38流入第三辅助热交换器75，制冷剂温度下降，在该处可以保有大量的制冷剂，所以，存在于制冷剂回路中的制冷剂的量减少，可以降低压缩机31的排出压力及排出温度。

从而，在本实施例的热泵热水供应装置中，抑制压缩机的排出压力及排出温度的上升，可以容易地将所供应的热水加热到高温，安全且高效率地运转热泵。

另外，可以将热水一直贮存到热水贮存槽的下部，具有可以有效地利用热水贮存槽的容量的效果。

不过，第三辅助热交换器75，也可以是将管和管钎焊起来的结构，或者双重管的结构，它们全部包括在本发明中。

根据本发明的热泵热水供应装置，由于能够一面降低制冷剂回路的压缩机的排出压力及排出温度，一面容易地将所供应的热水加热到高温，所以，作为获得高温的热泵热水供应机和获得高温热风的空气调节机等是有用的。

Claims (19)

1、一种热泵热水供应装置，包括：至少依次连接压缩机、散热器、主节流装置、蒸发器的制冷剂回路，以及至少依次连接热水贮存槽、前述散热器的供应热水回路，其特征在于。

在前述制冷剂回路中设置使前述主节流装置旁通的第一旁通回路。

通过将开闭机构和第一副节流装置串列地连接而形成前述第一旁通回路。

2、如权利要求1所述的热泵热水供应装置，其特征在于，在前述开闭机构和前述第一副节流装置之间设置制冷剂贮存器

3、如权利要求1所述的热泵热水供应装置，其特征在于，作为前述开闭机构，采用在变成预先设定的压力以上时打开的压力控制阀。

4、如权利要求1所述的热泵热水供应装置，其特征在于，

包括：检测前述压缩机的排出压力的排出压力检测机构，和控制前述开闭机构的第一控制装置。

在前述排出压力检测机构检测出来的值变成预先设定的值以上时，利用前述第一控制装置进行控制以便使前述开闭机构打开

5、如权利要求1所述的热泵热水供应装置，其特征在于，包括：检测前述压缩机的排出温度的排出温度检测机构，和控制前述主节流装置的第二控制装置。

利用前述第二控制装置，控制前述主节流装置的动作，以便使前述排出温度检测机构检测出来的值成为预先设定的值。

6、如权利要求1所述的热泵热水供应装置，其特征在于，

包括控制前述主节流装置的第二控制装置，

利用前述第二控制装置，控制前述主节流装置的动作，以便前述压缩机的吸入气体过热度成为预定的值。

7、一种热泵热水供应装置，包括：至少依次连接压缩机、散热器、主节流装置、蒸发器的制冷剂回路，其特征在于，

在前述制冷剂回路中，设置使前述主节流装置旁通的第一旁通回路。

将开闭机构和第一副节流装置串列连接而形成前述第一旁通回路。

设置使前述开闭机构与前述第一副节流装置之间的制冷剂和前述蒸发器与前述压缩机之间的制冷剂进行热交换的第一辅助热交换器。

8、一种热泵热水供应装置，包括：至少依次连接压缩机、散热器、主节流装置、蒸发器的制冷剂回路，其特征在于，

在前述制冷剂回路中，设置使前述散热器和前述主节流装置之间的一部分旁通的第二旁通回路。

在前述第二旁通回路上设置开闭机构。

设置使前述开闭机构的下游侧的制冷剂与前述蒸发器和前述压缩机之间的制冷剂进行热交换的第一辅助热交换器。

9、如权利要求7或权利要求8所述的热泵热水供应装置，其特征在于，设置：

检测前述散热器的出口制冷剂温度的制冷剂温度传感器，以及

第一控制装置，所述第一控制装置对前述制冷剂温度传感器的检测温度与预先设定的制冷剂温度值进行比较，在前述制冷剂温度传感器的检测温度比预先设定的制冷剂温度值高的情况下，将前述开闭机构打开。

10、一种热泵热水供应装置，包括：至少依次连接压缩机。散热器、主节流装置、蒸发器的制冷剂回路，其特征在于，

在前述制冷剂回路中，设置使主节流装置旁通的第一旁通回路。

在前述第一旁通回路中设置第二副节流装置，

设置使前述第二副节流装置的上游侧的制冷剂和前述蒸发器与前述压缩机之间的制冷剂进行热交换的第一辅助热交换器。

11、如权利要求10所述的热泵热水供应装置，其特征在于，包括至少依次连接热水贮存槽、前述散热器的供应热水回路。

并且设置：

检测由前述热水贮存槽流入前述散热器的所供应的热水的温度的进水温度传感器，以及

第三控制装置，所述第三控制装置对前述进水温度传感器的检测温度和预先设定的进水温度值进行比较，当前述进水温度传感器的检测温度比预先设定的进水温度高时，加大前述第二副节流装置的开度。

12、如权利要求10所述的热泵热水供应装置，其特征在于，设置

检测前述散热器的出口制冷剂温度的制冷剂温度传感器，以及

第三控制装置，所述第三控制装置对前述制冷剂温度传感器的检测温度和预先设定的制冷剂温度值进行比较，当前述制冷剂温度传感器的检测温度比预先设定的制冷剂温度值高时，加大前述第二副节流装置的开度。

13、一种热泵热水供应装置，包括：至少依次连接压缩机，散热器、主节流装置、蒸发器的制冷剂回路，以及至少依次连接热水贮存槽和前述散热器的供应热水回路，其特征在于，

设置连接前述压缩机与前述散热器之间、以及前述蒸发器与前述压缩机之间的副制冷剂回路。

在前述副制冷剂回路中，设置开闭机构和第一副节流装置

14、如权利要求13所述的热泵热水供应装置，其特征在于，在前述开闭机构与前述第一副节流装置之间，设置与前述供应热水回路内的流体进行热交换的副供应热水用热交换器。

15、如权利要求13所述的热泵热水供应装置，其特征在于，在前述开闭机构和前述第一副节流装置之间，设置与外部空气进行热交换的第二辅助热交换器。

16、如权利要求13所述的热泵热水供应装置，其特征在于，设置使前述开闭机构和前述第一副节流装置之间的制冷剂与前述主节流装置和前述蒸发器之间的制冷剂进行热交换的第三辅助热交换器

17、如权利要求1、权利要求7、权利要求8、权利要求10及权利要求13中的任何一项所述的热泵热水供应装置，其特征在于，设置：

检测由前述热水贮存槽流入前述散热器的所供应的热水的温度的进水温度传感器，以及

第一控制装置，所述第一控制装置对前述进水温度传感器的检测温度和预先设定的进水温度值进行比较，在前述进入温度传感器的检测温度比预先设定的进入温度值高的情况下，将前述开闭机构打开。

18、如权利要求7或权利要求8所述的热泵热水供应装置，其特征在于，

包括至少依次连接热水贮存槽、散热器的供应热水回路。

并且设置：

检测由前述热水贮存槽流入前述散热器的所供应的热水的温度的进水温度传感器，以及

第一控制装置，所述第一控制装置对前述进水温度传感器的检测温度和预先设定的进水温度值进行比较，当前述进入温度传感器的检测温度比预先设定的进水温度高时，将前述开闭机构打开。

19、如权利要求1、权利要求7、权利要求8、权利要求10及权利要求13中任何一项所述的热泵热水供应装置，其特征在于，采用氧化碳作为前述制冷剂。

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