CN1749670A - 热泵蓄热装置 - Google Patents

Abstract

以提供一种设置性良好、紧凑的热泵蓄热装置为目的。具有制冷剂回路(6)和流体回路(11)，该制冷剂回路(6)依次连接压缩机(1)、散热部(2)、作为减压部的膨胀阀(3)、蒸发器(4)，流动着制冷剂；该流体回路(11)具有受热部(7)或混合构件(8)等，流动着受热流体，散热部(2)和受热部(7)通过配设有蓄热剂的蓄热部(5)，形成作为热传递机构的蓄热体(22)而构成，通过在蓄热部(5)设置蓄热量大的蓄热剂，由于不需要对蓄热容量小的受热流体(例如水)全部蓄热，因此，可以提供设置性良好、紧凑的热泵蓄热装置。

Description

热泵蓄热装置

技术领域

本发明涉及使用了热泵加热构件的热泵蓄热装置。

技术背景

以往，作为这种热泵蓄热装置，有热泵供热水装置，其具有用于储存受热流体的容积大的储热水槽(例如，参照专利文献1)。

图9是在专利文献1中所述的以往的热泵蓄热装置的构成图。如图9所示，是由具有压缩机11、散热部12、膨胀阀13、蒸发器14的制冷剂回路，和连接有在储热水槽15、循环泵16、散热部12之间进行热交换的受热部17的供热水回路以及混合构件18等构成。

[专利文献1]特开平1-225838号公报

但是，在上述以往的构成中，通过循环泵16，使与由热泵加热构件加热的制冷剂进行热交换而加热的受热流体循环，必需预先在储热水槽15蓄热所需要的容量。因此，在以水为代表的蓄热量比较小的受热流体中，需要作为大容量的蓄热槽的储热水槽15和循环泵16，在设置空间或设置部的耐负载等、设置或施工方面存在课题。

因此，本发明就是为了解决上述以往的课题，以提供设置性良好、紧凑的热泵蓄热装置为目的。

发明内容

第一发明的热泵蓄热装置，其特征在于，具有制冷剂回路和流体回路，该制冷剂回路依次连接压缩机、散热部、减压部、蒸发器，流动着制冷剂；该流体回路具有受热部，流动着受热流体，上述散热部和上述受热部通过配设有蓄热剂的蓄热部，形成热传递机构。

第二发明是在第一发明中，其特征在于，设置多个上述蓄热部。

第三发明是在第一发明中，其特征在于，在上述散热部中的制冷剂的流动方向，分开配设上述蓄热部。

第四发明是在第一发明中，其特征在于，分开配置上述蓄热部，在该各蓄热部之间设置隔热部。

第五发明是在第一发明中，其特征在于，将上述蓄热部置于其间，交替配设上述散热部和上述受热部，形成上述热传递机构。

第六发明是在第一发明中，其特征在于，设置通过上述散热部的上述制冷剂与上述受热流体进行热交换的热交换构件。

第七发明是在第一发明中，其特征在于，流动有上述受热流体的上述流体回路是由通过上述受热部的至少一部分的多个回路构成的。

第八发明是在第一发明中，其特征在于，上述蓄热剂是由蓄热温度不同的多个蓄热剂构成的。

第九发明是在第一发明中，其特征在于，设置储存有通过上述受热部进行加热的上述受热流体的积蓄部。

第十发明是在第一发明中，其特征在于，具有上述受热部的旁通回路和设置在上述旁通回路上的混合构件，设置有收纳上述制冷剂回路和上述热传递机构及上述混合构件的箱。

第十一发明是在第一发明中，其特征在于，储存有通过上述受热部进行加热的上述受热流体的积蓄部一体化地形成在该受热部上。

根据本发明，可以提供设置性良好、紧凑的热泵蓄热装置。

附图说明

图1是在本发明的第1实施例中的热泵蓄热装置的构成图。

图2是在本发明的第2实施例中的热泵蓄热装置的构成图。

图3是在本发明的第3实施例中的热泵蓄热装置的构成图。

图4是在本发明的第4实施例中的热泵蓄热装置的构成图。

图5是在本发明的第5实施例中的热泵蓄热装置的构成图。

图6是在本发明的第6实施例中的热泵蓄热装置的构成图。

图7是在第6实施例的变型例中的热泵蓄热装置的构成图。

图8是在本发明的第7实施例中的热泵蓄热装置的构成图。

图9是以往的热泵蓄热装置的构成图。

具体实施方式

基于本发明的第一实施方式的热泵蓄热装置，具有制冷剂回路和流体回路，该制冷剂回路依次连接压缩机、散热部、减压部、蒸发器，流动着制冷剂；该流体回路具有受热部，流动着受热流体，上述散热部和上述受热部通过配设有蓄热剂的蓄热部，形成热传递机构。根据本实施方式，通过在蓄热部设置蓄热量大的蓄热剂，由于不需要对蓄热容量小的受热流体(例如水)全部蓄热，所以可以使储热水槽紧凑，可以省略循环泵。因此，可以提供设置性良好、紧凑的热泵蓄热装置。

本发明的第二实施方式是在基于第一实施方式的热泵蓄热装置中，设置多个蓄热部。根据本实施方式，若所传递的热量大，则配设在蓄热部的蓄热剂从固体向液体、从液体向气体变化，其蓄热量降低，但通过被分开为多个的各个蓄热部进行蓄热，就可以有效地蓄热。

本发明的第三实施方式是在基于第一实施方式的热泵蓄热装置中，在散热部中的制冷剂的流动方向，分开配设蓄热部。根据本实施方式，在制冷剂回路的流动方向，在从上游侧叠层的蓄热部进行蓄热，就可以有效地蓄热。

本发明的第四实施方式是在基于第一实施方式的热泵蓄热装置中，分开配置蓄热部，在该各蓄热部之间设置隔热部。根据本实施方式，不会产生相邻的蓄热剂彼此之间的热移动，各蓄热部可以分别保温，有效地叠层，进行蓄热。

本发明的第五实施方式是在基于第一实施方式的热泵蓄热装置中，将蓄热部置于其间，交替配设散热部和受热部，形成热传递机构。根据本实施方式，因为蓄热部·受热部都可以从两侧进行热的进出，所以可以有效地进行热交换。

本发明的第六实施方式是在基于第一实施方式的热泵蓄热装置中，设置对通过散热部的制冷剂和受热流体进行热交换的热交换构件。根据本实施方式，在制冷剂没有被热传递机构充分冷却的情况下，由于可以通过热交换构件充分地冷却制冷剂，所以可以提高热泵装置的效率。

本发明的第七实施方式是在基于第一实施方式的热泵蓄热装置中，流动有受热流体的流体回路是由通过受热部的至少一部分的多个回路构成的。根据本实施方式，可以在多个位置，根据各自的目的，利用被加热的受热流体。

本发明的第八实施方式是在基于第一实施方式的热泵蓄热装置中，蓄热剂是由蓄热温度不同的多个蓄热剂构成的。根据本实施方式，由于可以从蓄热剂中选取多个温度，来加热受热流体，所以可以根据目的，以合适的温度，有效地利用。

本发明的第九实施方式是在基于第一实施方式的热泵蓄热装置中，设置储存有通过受热部进行加热的受热流体的积蓄部。根据本实施方式，在开始使用受热流体时，因为被预先加热的受热流体储存在积蓄部，所以从使用开始即可以进行高温的选取，以目的温度来使用。

本发明的第十实施方式是在基于第一实施方式的热泵蓄热装置中，具有受热部的旁通回路和设置在旁通回路上的混合构件，设置有收纳制冷剂回路和热传递机构及混合构件的箱。根据本实施方式，可以使装置整体小型，使移动·设置性良好，同时，可以隔断外气和系统。因此，可以谋求在热泵运转或热传递机构中的蓄热·散热等及系统的稳定化。再有，通过装置整体小型化，由于可以接近地配置各元件，所以可以缩短配管的长度等，可以使系统的效率更好。

本发明的第十一实施方式是在基于第一实施方式的热泵蓄热装置中，储存有通过受热部进行加热的受热流体的积蓄部一体化地形成在该受热部上。根据本实施方式，可以在储存于积蓄部的受热流体的温度降低时，进行再加热。

[实施例1]

下面，一面参照附图，一面就本发明的实施例进行说明。另外，本发明并不限定于该实施例。

图1是在本发明的第一实施例中的热泵蓄热装置的构成图。

本实施例的热泵蓄热装置是由制冷剂回路6和流体回路11构成的，该制冷剂回路6依次连接压缩机1、散热部2、作为减压部的膨胀阀3、蒸发器4，流动着制冷剂；该流体回路11具有受热部7，流动着受热流体。这样，是由制冷剂回路6的散热部2和配设着蓄热剂(未图示出)的蓄热部5及流动着受热流体的受热部7形成的，依次配置作为进行热传递的热传递机构的蓄热体22。

对于图1所示的热泵蓄热装置，对其动作、作用进行下述说明。但是，对于以往就被广泛采用的公知的构件(热泵循环等)省略详细的说明。

首先，通过压缩机1加热制冷剂回路6的制冷剂。接着，被加热的制冷剂在散热部2中，对配设在蓄热部5的蓄热剂进行加热，制冷剂的热蓄热在蓄热剂中。这样，蓄热在蓄热剂中的热通过受热部7向受热流体散热。这样，受热流体受到该热，成为高温，同时，通过混合构件8，与在旁通回路21流动的低温的受热流体混合，据此，被调节到必要的温度，进行利用。通过散热部2散热的制冷剂与通常的热泵循环同样，经过作为减压部的膨胀阀3、蒸发器4，再次送向压缩机1。

在这里，受热流体是水或其他的用于热输送的咸水等，通过加热，可以应用在供热水或制热、干燥等。因为在受热流体为水的情况下，是象通常那样，从水管直接减压，并送到系统，因此不需要循环泵。

如上所述，在本实施例的热泵蓄热装置中，制冷剂的热蓄热在配设有蓄热剂的蓄热部5中。这样，因为将蓄热部5的热散热到受热流体并进行利用，所以不需要预先对水等的蓄热容量小的受热流体蓄热。因此，不需要作为象以往那样的大的罐体的储热水槽。

另外，在本实施例中，对不使用受热流体用的储热水槽的例子进行了说明，与在只是受热流体进行蓄热的情况下所使用的通常的储热水槽相比，将紧凑的储热水槽连接在本实施例的热泵蓄热装置上的情况也包含在本发明的主旨中。但是，在该情况下，需要设置用于从罐体向蓄热体运送受热流体的循环泵，而不需要以往那样的大的罐体。

另外，针对蓄热部5，有大型容器、微型容器、板等的形态，但本发明对其形态并没有限定。(以下的实施例也同样)

[实施例2]

图2是在本发明的第二实施例中的热泵蓄热装置的构成图。

在本实施例的热泵蓄热装置的蓄热体22a中，是通过分开构件9，将蓄热部5在制冷剂回路6的流动方向分开为多个的构成。另外，对与上述第一实施例相同的零件，赋予相同的符号，省略其说明。

通过分开构件9被分开配置，并分别配设有蓄热剂的各蓄热部5减少了在相邻的蓄热部5彼此之间的热的交换。据此，在制冷剂回路6中流动的制冷剂的热以从制冷剂的流动方向的上游侧开始依次叠层的方式，逐渐蓄热到各蓄热部5。另外，通过在分开构件9中使用作为隔热部的隔热材料，可以进一步减少在相邻的蓄热剂彼此之间的热的交换。

因此，在本实施例的热泵蓄热装置中，可以一面叠层，一面有效地蓄热必要的热量。

[实施例3]

图3是在本发明的第三实施例中的热泵蓄热装置的构成图。

在本实施例的热泵蓄热装置中，是在制冷剂回路6的散热部2的下游侧，设置直接对制冷剂和受热流体进行热交换的热交换构件10而构成。另外，对与第一实施例相同的零件，赋予相同的符号，省略其说明。

经散热部2放出热的制冷剂被热交换构件10进一步冷却，朝向膨胀阀3。例如，在作为以二氧化碳为制冷剂的制冷剂回路6的热泵装置中，在进入压缩机1的制冷剂的温度高的情况下，存在来自压缩机1的排出压力上升，进而导致效率恶化等的可能性。

因此，在本实施例的热泵蓄热装置中，可以通过热交换构件10对此进行预防。

另外，在通过散热部2不能充分散热的情况下，通过对受热流体进行直接热交换，可以使作为系统整体的效率良好。

[实施例4]

图4是在本发明的第4实施例中的热泵蓄热装置的构成图。

在本实施例的热泵蓄热装置中，是在受热部7上设置多个受热流体流动的流体回路11a、11b、11c的构成。流体回路11b、11c是从受热部7的回路中途分支而形成的。但是，在各流体回路中，也包含各回路用的混合构件8。另外，根据受热流体的使用目的，也存在不需要混合构件8的构成的情况。另外，对与第一实施例相同的零件，付与相同的符号，省略其说明。

这样，可以对应多种目的使用，例如，将流体回路11a作为供热水用而使用，将流体回路11b作为供热用而使用，再有，将流体回路11c作为浴室干燥用而使用等。

另外，可以有各自目的地进行组合，分别使用不同的受热流体，这样，可以改变在各流体回路中的受热部7的距离或位置等。即，通过使其从受热部7内的受热流体回路分支，或是使分支位置不同，可以以与目的相适合的温度获取热。

因此，在本实施例的热泵蓄热装置中，可以有效地利用热。

再有，如在第二实施例中所说明的那样，通过分开配置蓄热部5，在各蓄热部5配设蓄热温度不同的蓄热剂而构成(未图示出)，可以更有效地以目的温度获取热。

在这里，对于流体回路的数量或使用目的、与其相对的受热流体的种类或数量、还有对蓄热体的入口或出口的位置等，在本发明中没有限定。

[实施例5]

图5是在本发明的第五实施例中的热泵蓄热装置的构成图。

在本实施例的热泵蓄热装置中，是将由数列构成的蓄热部5置于其间，交互配设散热部2和受热部7，形成蓄热体22b，使制冷剂流入制冷剂回路6a的各散热部2中，使受热流体流入流体回路11d、11e、11f的各受热部7中而构成。另外，对与第一实施例相同的零件，赋予相同的符号，省略其说明。

根据本实施例的热泵蓄热装置，蓄热部5·受热部7均可以从两侧进行热的出入，就可以有效地进行热交换。另外，通过将蓄热温度不同的蓄热剂封入蓄热部5中，可以使热的获取温度变化，可以以与目的相适合的温度获取热。

在这里，散热部·蓄热部·受热部的列数或制冷剂回路·流体回路的出入口的位置等，在本发明中没有限定。

[实施例6]

图6是在本发明的第六实施例中的热泵蓄热装置的构成图。

在本实施例的热泵蓄热装置中，是在受热部7和混合构件8之间，设置用于储存通过受热部7进行加热的受热流体的作为积蓄部的储液器12的构成。另外，对与第一实施例相同的零件，赋予相同的符号，省略其说明。

受热流体没有流动时，在储液器12中储存在上次的热泵运转时通过受热部7加热的受热流体。因此，在开始使用受热流体时，最初即可使用预先被加热，并储存在储液器12中的受热流体。

因此，在本实施例的热泵蓄热装置中，从使用开始即可进行在高温中的获取，可以以目的温度使用受热流体。

另外，如在图7的第六实施例的变型例中的热泵蓄热装置所示，也可以一体化地将储液器12形成在受热部7上。通过该变型例的热泵蓄热装置，可以在储存于储液器12中的受热流体的温度降低时，进行再次加热。

[实施例7]

图8是在本发明的第七实施例中的热泵蓄热装置的构成图。

在本实施例的热泵蓄热装置中，是具有受热部7的旁通回路21和设置在旁通回路21上的混合构件8，设置有收纳制冷剂回路6、蓄热体22、混合构件8的箱13的构成。另外，对与第一实施例相同的零件，赋予相同的符号，省略其说明。

根据本实施例的热泵蓄热装置，在可以使移动·设置性良好的同时，进行在热泵运转或蓄热体22中的蓄热·散热等，隔断外气与系统。

因此，不仅可以谋求热泵系统的稳定化，还可以谋求蓄热系统的稳定化。再有，因为装置整体小型化，各元件可以接近配置，所以可以缩短配管的长度等，可以使系统效率良好。

如上所述，有关本发明的热泵蓄热装置，由于可以以紧凑的状态，蓄热所产生的热，所以也可以应用在利用电热水器或电蓄热的制热·干燥系统，以及将太阳能或煤油锅炉作为热源的蓄热系统的用途上。

Claims (11)

1.一种热泵蓄热装置，其特征在于，具有制冷剂回路和流体回路，该制冷剂回路依次连接压缩机、散热部、减压部、蒸发器，流动着制冷剂；该流体回路具有受热部，流动着受热流体，上述散热部和上述受热部通过配设有蓄热剂的蓄热部，形成热传递机构。

2.如权利要求1所述的热泵蓄热装置，其特征在于，设置多个上述蓄热部。

3.如权利要求1所述的热泵蓄热装置，其特征在于，在上述散热部中的制冷剂的流动方向，分开配设上述蓄热部。

4.如权利要求1所述的热泵蓄热装置，其特征在于，分开配置上述蓄热部，在该各蓄热部之间设置隔热部。

5.如权利要求1所述的热泵蓄热装置，其特征在于，将上述蓄热部置于其间，交替配设上述散热部和上述受热部，形成上述热传递机构。

6.如权利要求1所述的热泵蓄热装置，其特征在于，设置通过上述散热部的上述制冷剂与上述受热流体进行热交换的热交换构件。

7.如权利要求1所述的热泵蓄热装置，其特征在于，流动有上述受热流体的上述流体回路由通过上述受热部的至少一部分的多个回路构成。

8.如权利要求1所述的热泵蓄热装置，其特征在于，上述蓄热剂由蓄热温度不同的多个蓄热剂构成。

9.如权利要求1所述的热泵蓄热装置，其特征在于，设置储存通过上述受热部进行加热的上述受热流体的积蓄部。

10.如权利要求1所述的热泵蓄热装置，其特征在于，具有上述受热部的旁通回路和设置在上述旁通回路上的混合构件，设置有收纳上述制冷剂回路和上述热传递机构及上述混合构件的箱。

11.如权利要求1所述的热泵蓄热装置，其特征在于，储存有通过上述受热部进行加热的上述受热流体的积蓄部一体化地形成在该受热部上。

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