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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wärmepumpentyp-Wasserheizer mit
einem Wärmepumpenkreis.
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Wie
in der offiziellen Gazette von JP-A-2003-166750 offenbart ist, ist
ein herkömmlicher
Wärmepumpentyp-Wasserheizer,
welcher nachfolgend als ein Wasserheizer bezeichnet wird, bekannt,
in welchem eine Mehrzahl von Pumpen parallel zueinander angeordnet
sind und in welchem ein Betriebszustand von jedem Wärmepumpenkreis
in Übereinstimmung
mit der Menge von Heißwasser
geändert
wird, welche erforderlich ist. Dieser Wasserheizer ist mit einer
Mehrzahl von Wärmepumpenkreisen
versehen, welche parallel zueinander angeordnet sind. Daher weist
dieser Wasserheizer eine Mehrzahl von Wegen zum Erhitzen (boiling)
von Heißwasser
auf. Heißwasser,
welches in jedem Wärmepumpenkreis
erhitzt (boiled) wird, wird miteinander gemischt, und das somit
erhitzte Heißwasser
wird zugeführt,
um so eine Zufuhrkapazität
bzw. -leistung von Heißwasser
zu vergrößern.
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Jedoch
beansprucht es in dem Fall, in welchem eine Mehrzahl von Erhitzungswegen
wie vorstehend beschrieben vorgesehen sind und beispielsweise in
dem Fall, in welchem ein zweiter Wärmepumpenkreis einen Betrieb
inmitten eines stabilen Betriebs eines ersten Wärmepumpenkreises startet, eine
vorbestimmte Zeitperio de, bis der zweite Wärmepumpenkreis, welcher einen
Betrieb auf diese Weise gestartet hat, in einen Zustand eines stabilen Betriebs
kommt. In diesem Zusammenhang wird der Zustand eines stabilen Betriebs
als ein Betriebszustand definiert, in welchem eine Temperatur von
erhitztem Wasser, welches durch den Wärmepumpenkreis erwärmt wurde,
auf einer vorbestimmten Siede- bzw. Erhitzungstemperatur (boiling
temperature) gehalten wird.
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Daher
ist es, bis der zweite Wärmepumpenkreis
in dem stabilen Betriebszustand betrieben wird, für den zweiten
Wärmepumpenkreis
unmöglich, Heißwasser
auf eine Ziel-Siede- bzw. Erhitzungstemperatur (target boiling temperature)
zu erhitzen. Als Ergebnis kann das nachfolgende Problem auftreten. Selbst
wenn eine Temperatur von in dem ersten Wärmekreis erhitztem Heißwasser
eine Ziel-Erhitzungstemperatur
ist, ist, da die Temperatur von Heißwasser, welches in dem zweiten
Wärmepumpenkreis
erhitzt wird, niedrig ist, die Temperatur des gemischten Heißwassers
niedriger als die Ziel-Erhitzungstemperatur.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde fertig gestellt, um die vorstehenden
Probleme der früheren Technik
zu lösen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmepumpentyp-Wasserheizer
bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass: die Temperatur von
gemischtem Wasser (gemischtem Fluid), in welchem in unterschiedlichen
Erhitzungswegen (boiling routes) erhitztes (boiled) Heißwasser
gemischt ist, daran gehindert werden kann, auf weniger als die Ziel-Erhitzungstemperatur
verringert zu werden.
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Um
die vorstehende Aufgabe zu erzielen, ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung ein Wärmepumpentyp-Wasserheizer
bereitgestellt, umfassend: eine Mehrzahl von Heizmitteln zum Austausch
von Wärme
zwischen einem Fluid für Heißwasserzufuhr
und einem Kältemittel
mit hoher Temperatur und hohem Druck, welches in einer Leitung strömt, um so
das Fluid für
Heißwasserzufuhr
zu heizen, wobei die Mehrzahl von Heizmitteln parallel zueinander
an geordnet sind, so dass das geheizte Fluid für Heißwasserzufuhr in einem Vereinigungsabschnitt
der Leitung vereinigt werden kann; zumindest einen Kompressor zum
Komprimieren des Kältemittels
und zum Aussenden des komprimierten Kältemittels mit einem hohen
Druck und hoher Temperatur zu den Heizmitteln; zumindest ein Druckreduzierungsmittel
zum Reduzieren des Drucks des Kältemittels,
welches aus den Heizmitteln ausgesendet wird, und um dieses zu expandieren;
zumindest einen Verdampfer zum Verdampfen des Kältemittels, welches von dem
Druckreduzierungsmittel ausgesendet wurde, wenn das Kältemittel
zur Absorption von Wärme
veranlasst wird; eine Mehrzahl von Pumpen zum Zirkulieren des Fluids
in der Pumpe, wobei jede der Pumpen zum Zirkulieren des Fluids durch
jedes der Heizmittel ist; ein Mischfluid-Temperaturerfassungsmittel
zum Erfassen einer Temperatur des gemischten Fluids stromabwärts des
Vereinigungspunkts, wobei das Mischfluid-Temperaturmittel auf einer
stromabwärtigen
Seite der Fluidströmung
eines Vereinigungsabschnitts gesetzt ist; und ein Steuermittel zum
Steuern eines Zustands des Heizens des Fluids für Heißwasserzufuhr durch ein ausgewähltes Heizmittel
in der Mehrzahl von Heizmitteln in Übereinstimmung mit einem Ergebnis,
welches durch das Mischfluid-Temperaturmittel durchgeführt wird.
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Gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Temperatur eines gemischten Fluids,
welches miteinander in einem Vereinigungsabschnitt vereinigt wurde,
durch ein Mischfluid-Temperaturerfassungsmittel erfasst und in Übereinstimmung
mit einem Ergebnis der Erfassung durch das Mischfluid-Temperaturerfassungsmittel
wird ein Zustand des Heizens des Fluids durch ein ausgewähltes Heizmittel
in einer Mehrzahl von Heizmitteln durch ein Steuermittel gesteuert.
Als ein Ergebnis ist es für
das Steuermittel möglich,
einen Zustand des Heizens durch das Heizmittel zu steuern, während die
Ziel-Erhitzungstemperatur (target boiling temperature) und die erfasste
Temperatur des gemischten Fluids miteinander verglichen werden.
Daher ist es möglich,
die Temperatur des gemischten Fluids daran zu hindern, von der Ziel-Erhitzungstemperatur ausgehend
verringert zu werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Wärmepumpentyp-Wasserheizer:
eine Mehrzahl von Heizmitteln zum Austausch von Wärme zwischen
einem Fluid für
Heißwasserzufuhr
und einem Kältemittel
mit hoher Temperatur und hohem Druck, welches in einer Leitung strömt, um so
das Fluid für
Heißwasserzufuhr
zu erwärmen,
wobei die Mehrzahl von Heizmitteln parallel zueinander angeordnet
sind, so dass das erwärmte Fluid
für Heißwasserzufuhr
in einem Vereinigungsabschnitt der Leitung vereinigt werden kann;
zumindest einen Kompressor zum Komprimieren des Kältemittels
und Aussenden des komprimierten Kältemittels mit einem hohen
Druck und hoher Temperatur zu dem Heizmittel; zumindest ein Druckreduzierungsmittel
zum Reduzieren des Drucks von den Heizmitteln ausgesendeten Kältemittels
und um dieses zu expandieren; zumindest einen Verdampfer zum Verdampfen
des Kältemittels,
welches aus dem Druckreduzierungsmittel ausgesendet wurde, wenn
das Kältemittel
zur Absorption von Wärme
veranlasst wird; eine Mehrzahl von Pumpen zum Zirkulieren des Fluids
in der Leitung, wobei jede der Pumpen zum Zirkulieren des Fluids
durch das Heizmittel ist; ein Betriebszustand-Erfassungsmittel zum
Erfassen eines Betriebszustands der Pumpe; ein Auslasstemperatur-Erfassungsmittel
zum Erfassen einer Temperatur des Fluids für Heißwasserzufuhr, welches durch
jedes der Heizmittel erwärmt
wurde, wobei das Auslasstemperatur-Erfassungsmittel auf einer stromaufwärtigen Seite
eine Fluidströmung
des Vereinigungsabschnitts angeordnet ist; ein Mischfluid-Temperaturberechnungsmittel
zum Berechnen einer Temperatur des gemischten Fluids stromabwärts des
Vereinigungspunkts aus einem Betriebszustand der Pumpe, welcher
durch das Betriebszustands-Erfassungsmittel erfasst wurde, und aus
einer Temperatur des Fluids für
Heißwasserzufuhr,
welche durch das Auslasstemperatur-Erfassungsmittel erfasst wurde;
und ein Steuermittel zum Steuern eines Zustands des Heizens des
Fluids für
Heißwasserzufuhr
durch ein ausgewähltes
Heizmittel in der Mehrzahl von Heizmitteln in Übereinstimmung mit einem Ergebnis
eines Ausführens
durch das Mischfluid-Temperaturberechnungsmittel.
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Gemäß dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Temperatur des gemischten Fluids,
welches miteinander in einem Vereinigungsabschnitt vereinigt wurde,
durch ein Mischfluid-Temperaturberechnungsmittel berechnet, und
in Übereinstimmung
mit einem Berechnungsergebnis, welches durch das Mischfluid-Temperaturberechnungsmittel erstellt
wird, wird ein Zustand des Heizens des Fluids durch ein Heizmittel
in einer Mehrzahl von Heizmitteln durch das Steuermittel gesteuert.
Als ein Ergebnis ist es möglich,
dass das Steuermittel einen Zustand des Heizens des Heizmittels
steuert, während die
Ziel-Erhitzungstemperatur und die berechnete Temperatur des gemischten
Fluids miteinander verglichen werden. Daher ist es möglich, zweckmäßig zu verhindern,
dass die Temperatur des gemischten Fluids von der Ziel-Erhitzungstemperatur
ausgehend gesenkt wird.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung das ausgewählte Heizmittel,
welches Heizen des Fluids fortsetzt, während das andere Heizmittel,
welches Heizen des Fluids von einem Zustand des Stoppens des Heizens
startet, und steuert das Steuermittel einen Zustand des Heizens
des Fluids für
Heißwasserzufuhr,
welches durch ein anderes Heizmittel ausgeführt wird, welches Heizen fortsetzt, von
dem Start eines Heizens des Heizmittels, dass in einem Zustand des
Stoppens eines Heizens ist, bis eine vorbestimmte Bedingung erzielt
ist, so dass eine Temperatur des gemischten Fluids eine Ziel-Erhitzungstemperatur
sein kann.
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Gemäß dem dritten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird selbst dann, wenn ein Fluid
für Heißwasserzufuhr
mit niedriger Temperatur von einem Heizmittel strömt, welches
Heizbetrieb gestartet hat, ein Zustand des Heizens des Heizmittels,
welches Heizbetrieb fortsetzt, gesteuert, und Fluid für Heißwasserzufuhr,
dessen Temperatur höher
als eine Ziel-Erhitzungstemperatur ist, wird veranlasst, von dem
Heizmittel, welches Heizbetrieb fortsetzt, zu strömen, und
eine durch ein Mischfluid-Temperaturerfassungsmittel erfasste Temperatur
kann veranlasst werden, die Ziel-Erhitzungstemperatur anzunehmen.
Demgemäß kann in
dem Fall, in welchem ein Heizmittel einer unterschiedlichen Heizzeiteinteilung
vorliegt, eine Temperatur des gemischten Fluids wünschenswerterweise
daran gehindert werden, gesenkt zu werden.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die vorbestimmte Bedingung,
dass die Temperatur des Fluids für
Heißwasserzufuhr,
welches durch ein Heizmittel erwärmt
wurde, welches von einem Zustand des Stoppens eines Heizens ein Heizen
startet, die vorbestimmte Temperatur erreicht.
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Gemäß dem vierten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in Übereinstimmung mit einer Temperatur
des Fluids für
Heißwasserzufuhr,
welches durch ein Heizmittel erhitzt wurde, das Heizen gestartet
hat, eine Steuerung eines Zustands des Heizens mit dem Mischfluid-Erfassungsmittel
vervollständigt.
Wenn eine Temperatur des Fluids für Heißwasserzufuhr, welches von
dem Heizmittel strömt,
welches Heizen gestartet hat, stabilisiert ist, ist auch eine Temperatur des
gemischten Fluids stabilisiert. Daher wird es unnötig, einen
Zustand des Heizens mit dem Mischfluid-Erfassungsmittel zu steuern.
Daher ist es möglich, eine
Steuerung eines Zustands des Heizens bezüglich eines anderen Heizmittels,
welches Heizbetrieb ausführt,
mit dem Mischfluid-Erfassungsmittel bei zweckmäßiger Zeiteinteilung zu beenden.
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Gemäß einem
fünften
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Heizer ferner: eine
Mehrzahl von Wärmepumpenkreisen,
die alle einen Kompressor aufweisen, ein Druckreduzierungsmittel,
ein Verdampfungsmittel und ein Heizmittel, wobei die Wärmepumpenkreise
parallel zueinander angeordnet sind, so dass das Fluid für Heißwasserzufuhr, welches
durch das Heizmittel erhitzt wird, in einem Vereinigungsabschnitt
der Leitungen vereinigt werden kann, und wobei das Steuermittel
einen Betriebszustand von zumindest einem, dem Kompressor, dem Druckreduzierungsmittel
oder der Pumpe bezüglich
des Zustands des Heizens des Fluids für Heißwasserzufuhr durch das Heizmittel
steuert.
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Gemäß dem fünften Aspekt
der vorliegenden Erfindung kann in einem Wärmepumpentyp-Wasserheizer mit
einer Mehrzahl von Wärmepumpenkreisen,
da ein Kompressor, ein Druckreduzierungsmittel und eine Pumpe zuvor
in dem Wärmepumpenkreis vorgesehen
sind, Steuerung eines Zustands des Heizens von Heizfluid für Heißwasserzufuhr
durch das Heizmittel einfach realisiert werden, dies im Unterschied
zu einem Fall, in welchem ein neues Element vorgesehen und der Betriebszustand
gesteuert wird.
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Gemäß einem
sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl von Kompressoren nicht
kleiner als die Anzahl der Heizmittel, die Kompressoren parallel
zusammen in Heizmitteln angeordnet und steuert das Steuermittel
einen Betriebszustand des Kompressors und/oder der Pumpe bezüglich dem
Zustand des Heizens des Fluids für Heißwasserzufuhr
durch die Heizmittel.
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Gemäß dem sechsten
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in einem Wärmepumpentyp-Wasserheizer
mit Kompressoren, deren Anzahl nicht weniger als die Anzahl von
Heizmitteln ist, in welchem die Kompressoren parallel mit den Heizmitteln
angeordnet sind, da die Kompressoren und die Pumpe zuvor in dem
Wärmepumpenkreis
vorgesehen sind, eine Steuerung eines Zustands des Heizens des Heizfluids
für Heißwasserzufuhr
durch das Heizmittel einfach realisiert werden, dies im Unterschied
zu einem Fall, in welchem ein neues Element vorgesehen und der Betriebszustand
gesteuert wird.
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Gemäß einem
siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dann, wenn sich Frost
auf dem Verdampfer ansammelt, der Wärmepumpenkreis in der Lage,
einen Defrosterbetrieb auszuführen,
in welchem das Kältemittel
mit hoher Temperatur und hohem Druck, welches durch den Kompressor
komprimiert wurde, zu dem Verdampfer gesendet wird, und ein Zustand
des Stoppens eines Heizbetriebs des Heizmittels enthält den Defrosterbetrieb
des Wärmepumpenkreises.
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Gemäß dem siebten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in dem Fall, in welchem das
Heizmittel Heizen nach dem Vervollständigen eines Defrosterbetriebs
ein Heizen startet, eine Temperatur des gemischten Fluids gesenkt.
Daher kann in diesem Fall, wenn ein Zustand des Heizens eines anderen
Heizmittels, welches Heizbetrieb fortsetzt, durch das Steuermittel
in Übereinstimmung
mit einem Ergebnis der Erfassung, welche durch das Mischfluid-Temperaturerfassungsmittel erstellt
wird, gesteuert wird, eine Temperatur des gemischten Fluids vorzugsweise
daran gehindert werden, gesenkt zu werden.
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Gemäß einem
achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Bypassleitung
zum Einleiten des Fluids für
Heißwasserzufuhr,
welches einem Wärmetausch
durch das Heizmittel unterzogen wird, an einer stromaufwärtigen Seite
der Fluidströmung des
Vereinigungsabschnitts in der Leitung angeschlossen und an einer
stromaufwärtigen
Seite der Fluidströmung
des Heizmittels angeschlossen, und das Steuermittel steuert derart,
dass das Fluid für Heißwasserzufuhr,
welches durch das Heizmittel erwärmt
wird, das ein Heizen startet, zeitweilig in der Bypassleitung strömen kann,
wenn das Heizmittel in einem Heizstoppzustand Heizen unter der Bedingung
startet, dass ein Heizmittel, welches Heizen fortsetzt, existiert.
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Gemäß dem achten
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann, wenn ein Fluid für Heißwasserzufuhr,
welches durch das Heizmittel erwärmt
wurde, welches ein Heizen gestartet hat, veranlasst wird, zeitweilig
in eine Bypassleitung zu strömen,
das Fluid für
Heißwasserzufuhr
mit einer niedrigen Temperatur daran gehindert werden, von einem
Heizmittel, welches Heizen gestartet hat, zu einem Vereinigungsabschnitt
zu strömen.
Wenn Fluid für
Heißwasserzufuhr wiederholt
veranlasst wird, in das Heizmittel zu strömen, kann eine Temperatur für das Fluid
für Heißwasserzufuhr
mit einer niedrigen Temperatur schnell erhöht werden.
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Gemäß einem
neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Heizer ferner:
ein stromabwärtsseitiges
Durchtrittsumschaltmittel, welches auf einer stromabwärtigen Seite
einer Fluidströmung der
Heizmittel angeordnet ist, um bezüglich des Wegs zum Einleiten
des Fluids für
Heißwasserzufuhr zwischen
einem Weg zum Einleiten des Fluids von den Heizmitteln zu der Seite
der Vereinigungsabschnitte der Leitung und einem Weg zum Einleiten des
Fluids von den Heizmitteln zu der Bypassleitung umzuschalten, wobei
das Steuermittel das stromabwärtsseitige
Durchtrittsumschaltmittel derart steuert, dass das Fluid für Heißwasserzufuhr,
das durch das Heizmittel erwärmt
wird, welches ein Heizen startet, zeitweilig in der Bypassleitung
strömen
kann.
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Gemäß dem neunten
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es durch ein stromabwärtsseitiges Durchtrittsumschaltmittel,
das auf der stromabwärtigen
Seite einer Fluidströmung
der Heizmittel vorgesehen ist, möglich,
einfach einen Aufbau zu realisieren, in welchem ein Fluid für Heißwasserzufuhr,
welches durch das Heizmittel erhitzt wird, welches einen Heizbetrieb
gestartet hat, zeitweilig in die Bypassleitung strömt.
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Gemäß einem
zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Heizer ferner:
ein stromaufwärtsseitiges
Durchtrittsumschaltmittel, welches auf einer stromaufwärtigen Seite
der Fluidströmung der
Heizmittel angeordnet ist, zum Umschalten bezüglich dem Einleitweg des Fluids
für Heißwasserzufuhr
zwischen einem Weg zum Einleiten des Fluids von der stromaufwärtigen Seite
der Fluidströmung der
Leitung zu der Heizmittelseite und einem Weg zum Einleiten des Fluids
von der Bypassleitung zu der Heizmittelseite, wobei das Steuermittel
das stromaufwärtsseitige
Durchtrittsumschaltmittel derart umschaltet, dass das Fluid für Heißwasserzufuhr, welches
durch das Heizmittel erwärmt
wird, welches Heizen startet, zeitweilig von der Bypassleitung zu der
Heizmittelseite strömen
kann.
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Gemäß dem zehnten
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann durch ein stromaufwärtsseitiges Durchtrittsumschaltmittel,
welches auf der stromaufwärtigen
Seite der Heizmittel vorgesehen ist, nur das Fluid für Heißwasserzufuhr,
welches in dem Bypassdurchtritt geströmt ist, sicher in das Heizmittel
eingeleitet werden. Daher kann eine Temperatur des Fluids für Heißwasserzufuhr
mit niedriger Temperatur schnell erhöht werden.
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Gemäß einem
elften Aspekt der vorliegenden Erfindung führt das Steuermittel eine Steuerung derart
durch, dass das Fluid für
Heißwasserzufuhr zeitweilig
in der Bypassleitung strömen
kann und dann die Bypassleitung stufenweise geschlossen werden kann.
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Gemäß dem elften
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, nachdem das Fluid derart
gesteuert wurde, dass es zeitweilig in der Bypassleitung strömen kann,
die Bypassleitung stufenweise geschlossen. Infolge des vorstehenden
besteht keine Möglichkeit,
dass eine große
Menge von Fluid für
Heißwasserzufuhr
mit einer niedrigen Temperatur in die Heizmittel aus der stromaufwärtigen Seite
einer Fluidströmung
strömt.
Demgemäß kann ein
Betrieb des Wärmepumpenkreises
stabilisiert werden.
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Gemäß einem
zwölften
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Heizer: eine Mehrzahl von
Heizmitteln zum Austausch von Wärme
zwischen einem Fluid für
Heißwasserzufuhr
und Kältemittel
mit einer hohen Temperatur und hohem Druck, welches in einer Leitung
strömt,
um so das Fluid für Heißwasserzufuhr
zu erwärmen,
wobei die Mehrzahl von Heizmitteln parallel miteinander derart angeordnet
sind, dass das erwärmte
Fluid für
Heißwasserzufuhr
in einem Vereinigungsabschnitt der Leitung vereinigt werden kann;
einen Kompressor zum Komprimieren des Kältemittels und Aussenden des
komprimierten Kältemittels
mit einem hohen Druck und einer hoher Temperatur zu den Heizmitteln;
ein Druckreduzierungsmittel zum Reduzieren des Drucks des Kältemittels,
welches aus dem Heizmittel ausgesendet wird und um dieses zu expandieren;
einen Verdampfer zum Verdampfen des Kältemittels, welches aus dem
Druckreduzierungsmittel ausgesendet wird, wenn das Kältemittel
veranlasst wird, Wärme
zu absorbieren; eine Bypassleitung zum Einleiten des Fluids für Heißwasserzufuhr,
welches einem Wärmeaustausch
durch die Heizmittel unterzogen wird, die an einer stromaufwärtigen Seite
der Fluidströmung
des Vereinigungsabschnitts in der Leitung angeschlossen ist und
an einer stromaufwärtigen
Seite der Fluidströmung
der Heizmittels angeschlossen ist; und ein Steuermittel zum Steuern
derart, dass das Fluid für
Heißwasserzufuhr,
welches durch das Heizmittel erwärmt
wird, welches einen Heizbetrieb startet, zeitweilig in der Bypassleitung strömen kann,
wenn das Heizmittel in einem Zustand des Stopps des Heizens ein
Heizen startet.
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Gemäß dem zwölften Aspekt
der vorliegenden Erfindung ist es, wenn ein Fluid für Heißwasserzufuhr,
welches durch ein Heizmittel geheizt wird, welches einen Heiz betrieb
gestartet hat, zeitweilig veranlasst wird, in der Bypassleitung
zu strömen, möglich zu
verhindern, dass Fluid für
Heißwasserzufuhr
mit einer niedrigen Temperatur aus dem Heizmittel, welches Heizbetrieb
gestartet hat, zu einem Vereinigungsabschnitt zu strömen. Demgemäß ist es möglich, zweckmäßig zu verhindern,
dass eine Temperatur des gemischten Fluids auf einen Wert gesenkt
wird, der niedriger als die Ziel-Erhitzungstemperatur ist.
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Gemäß einem
dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Heizer
ferner: ein stromabwärtsseitiges
Durchtrittsumschaltmittel, welches auf einer stromabwärtigen Seite
einer Fluidströmung
der Heizmittel angeordnet ist, um bezüglich des Wegs zum Einleiten
des Fluids für
Heißwasserzufuhr
zwischen einem Weg zum Einleiten des Fluids aus den Heizmitteln
zu der Seite der Vereinigungsabschnitte der Leitung und einem Weg
zum Einleiten des Fluids aus den Heizmittel zu der Bypassleitung umzuschalten,
wobei das Steuermittel das stromabwärtsseitige Durchtrittsumschaltmittel
derart steuert, dass das Fluid für
Heißwasserzufuhr,
welches durch das Heizmittel erwärmt
wird, welches Heizen startet, zeitweilig in die Bypassleitung strömen kann.
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Gemäß dem dreizehnten
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es durch ein stromabwärtsseitiges
Durchtrittsumschaltmittel, das auf der stromabwärtigen Seite einer Fluidströmung der
Heizmittel vorgesehen ist, möglich,
einfach einen Aufbau zu realisieren, in welchem Fluid für Heißwasserzufuhr, das
durch ein Heizmittel erwärmt
wurde, welches einen Heizbetrieb gestattet hat, zeitweilig in einer
Bypassleitung strömt.
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Gemäß einem
vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Heizer
ferner: ein stromaufwärtsseitiges
Durchtrittsumschaltmittel, welches auf einer stromaufwärtigen Seite
der Fluidströmung
der Heizmittel angeordnet ist, in der Lage ist, bezüglich des
Einleitwegs des Fluids für
Heißwasserzufuhr
zwischen einem Weg zum Einleiten des Fluids von der stromaufwärtigen Seite
der Fluidströmung der
Leitung zu der Heizmittelseite und einem Weg zum Einleiten des Fluids
von der Bypassleitung zu der Heizmittelseite umzuschalten, wobei
das Steuermittel das stromaufwärtsseitige
Durchtrittsumschaltmittel derart umschaltet, dass das Fluid für Heißwasserzufuhr,
welches durch das Heizmittel erwärmt wird,
welches ein Heizen startet, zeitweilig aus der Bypassleitung zu
der Heizmittelseite strömen
kann.
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Gemäß dem vierzehnten
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann durch ein stromaufwärtsseitiges
Durchtrittsumschaltmittel, welches auf der stromaufwärtigen Seite
einer Fluidströmung
eines Heizmittels vorgesehen ist, nur das Fluid für Heißwasserzufuhr,
welches in einer Bypassleitung geströmt ist, sicher in das Heizmittel
eingeleitet werden. Daher kann eine Temperatur von Fluid für Heißwasserzufuhr
mit niedriger Temperatur schnell auf eine hohe Temperatur angehoben
werden.
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Gemäß einem
fünfzehnten
Aspekt der vorliegenden Erfindung führt das Steuermittel eine Steuerung
derart durch, dass das Fluid für
Heißwasserzufuhr
zeitweilig in der Bypassleitung strömen kann und die Bypassleitung
dann schrittweise geschlossen werden kann.
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Gemäß dem fünfzehnten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, nachdem die Steuerung in solch
einer Weise ausgeführt
wurde, dass Fluid zeitweilig in einer Bypassleitung strömt, die
Bypassleitung schrittweise geschlossen. Infolge des vorstehenden
besteht keine Möglichkeit,
dass eine große Menge
von Fluid für
Heißwasserzufuhr
mit einer niedrigen Temperatur von einer stromaufwärtigen Seite
einer Fluidströmung
in die Heizmittel einströmt. Daher
kann der Betrieb des Wärmekreises
stabilisiert werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung, wie sie nachfolgend zusammen mit den begleitenden
Zeichnungen angegeben werden, vollständiger verstanden werden
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen:
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1 ist
eine schematische Darstellung, welche einen Wärmepumpentyp-Wasserheizer der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine schematische Darstellung, welche einen Wärmepumpentyp-Wasserheizer der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist
ein Blockdiagramm, welches einen elektrischen Aufbau eines Wärmepumpentyp-Wasserheizers
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist
eine schematische Darstellung, welche eine Wärmepumpeneinheit der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist
ein Blockdiagramm, welches einen elektrischen Aufbau eines Wärmepumpentyp-Wasserheizers
der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist
eine schematische Darstellung, welche eine Wärmepumpeneinheit der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ist
ein Blockdiagramm, welches einen elektrischen Aufbau eines Wärmepumpentyp-Wasserheizers
der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist
eine schematische Darstellung, welche eine Wärmepumpeneinheit der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist
ein Blockdiagramm, welches einen elektrischen Aufbau eines Wärmepumpentyp-Wasserheizers
der fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 ist
eine schematische Darstellung, welche eine Wärmepumpeneinheit der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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11 ist
ein Blockdiagramm, welches einen elektrischen Aufbau des Wärmepumpentyp-Wasserheizers
der fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bezugnehmend
auf die Zeichnungen wird die erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung im Detail wie folgt erläutert.
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Ein
Wärmepumpentyp-Wasserheizer 1 dieser
Ausführungsform,
welcher nachfolgend als ein Wasserheizer bezeichnet wird, enthält: eine
Wasserpumpeneinheit 2; und einen Heißwasserspeichertank 3.
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Wie
in 1 gezeigt ist, wird Heißwasser, welches Fluid zur
Heißwasserzuführung ist,
in dem Heißwasserspeichertank 3 gespeichert.
Eine Tankwasserzufuhrleitung 4 zum Zuführen von Wasser mit niedriger
Temperatur, wie Stadt- bzw. Leitungswasser, zu dem Heizungswasserspeichertank 3 ist
an dem Heißwasserspeichertank 3 angeschlossen.
Eine Tank-Heißwasser-Abgabeleitung 5,
welche Heißwasser
von dem Heißwasserspeichertank 3 austrägt, ist an
dem Heißwasserspeichertank 3 angeschlossen. Wasser
mit hoher Temperatur, welches in dem Heißwasserspeichertank 3 gespeichert
wird, wird mit Wasser mit niedriger Temperatur gemischt, wie mit dem
Leitungswasser, so dass die Temperatur des gemischten Wassers einen
zweckmäßigen Wert
annehmen kann, und dann wird Heißwasser der zweckmäßigen Temperatur
aus dem Heißwasserspeichertank 3 ausgetragen.
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In
dem Heißwasserspeichertank 3 ist
eine Heißwasserspeichersteuereinheit 6,
die hauptsächlich
einen Mikrocomputer enthält,
vorgesehen.
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Wie
in 1 und 2 gezeigt ist, enthält die Wärmepumpeneinheit 2 zwei
Wärmepumpenkreise 11, 111,
welche in einem Gehäuse 7 der
Wärmepumpeneinheit 2 angeordnet
sind. In diesem Aufbau ist jeder Wärmepumpenkreis eine Wärmequelle. Diese
Wärmepumpenkreise
werden nachfolgend als ein erster Wärmepumpenkreis 11 und
ein zweiter Wärmepumpenkreis 111 bezeichnet.
Der Heißwasserspeichertank 3 und
beide Wärmepumpenkreise 11, 111 sind
miteinander über
eine Leitung 12 verbunden, in welcher Heißwasser
zirkuliert. Diese Leitung 12 bildet einen Zirkulationskreislauf.
Heißwasser
in dem Heißwasserspeichertank 3 wird
erhitzt, wenn es in dieser Leitung 12 zirkuliert. Die Leitung 12 enthält: eine
Wärmepumpenwasserzufuhrleitung 13 zum
Einleiten von Heißwasser
von dem Heißwasserspeichertank 3 in
die Wärmepumpeneinheit 2;
eine Wärmepumpen-Heißwasserabgabeleitung 14 zum Einleiten
des Heißwassers
von der Wärmepumpeneinheit 2 in
den Heißwasserspeichertank 3;
und eine erste und eine zweite Wasserabzweigleitung 17, 117, welche
an einem Wasserzufuhrweg-Abzweigabschnitt 15 in einem stromabwärtigen Abschnitt
der Wärmepumpen-Wasserzufuhrleitung 13 abzweigen und
sich miteinander an einem Vereinigungsabschnitt 16 in einem
stromaufwärtigen
Abschnitt der Wärmepumpen-Heißwasserabgabeleitung 14 vereinigen.
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Der
erste und der zweite Wärmepumpenkreis 11, 111 enthalten:
Kompressoren 18, 118; Kältemittel-/Wasser-Wärmetauscher 19, 119;
Druck reduzierende Einrichtungen 21, 121; und
Verdampfer 22, 122. Diese Komponenten sind durch
Kältemittelzirkulationsleitungen 23, 123 verbunden.
Ein Kompressor, ein Kältemittel-Wasserwärmetauscher,
eine Druckreduzierungseinrichtung und ein Verdampfer des ersten
Wärmepumpenkreises 11 werden
nachfolgend als der erste Kompressor 18, der erste Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19,
die erste Druckreduzierungseinrichtung 21 und der erste
Verdampfer 22 bezeichnet. Ein Kompressor, ein Kältemittel-Wasserwärmetauscher,
eine Druckreduzierungseinrichtung und ein Verdampfer des zweiten
Wärmepumpenkreises 111 werden
nachfolgend als der zweite Kompressor 118, der zweite Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119,
die zweite Druckreduzierungseinrichtung 121 und der zweite
Verdampfer 22 bezeichnet.
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Der
erste und der zweite Kompressor 18, 118 komprimieren
Kältemittel
aus Kohlendioxid. Der erste und der zweite Kompressor 18, 118 komprimieren Kältemittel
und schicken das komprimierte Kältemittel
mit hohem Druck und hoher Temperatur zu den Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119.
In den Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 wird Wärme zwischen
dem Kältemittel
mit einer hohen Temperatur und hohem Druck, welches durch die Kompressoren 18, 118 komprimiert
wurde, und dem Heißwasser
getauscht, welches aus dem Heißwasserspeichertank 3 geschickt
wird, so dass das Heißwasser
erhitzt werden kann. Wenn die Rotationsgeschwindigkeiten des ersten
und des zweiten Kompressors 18, 118 geändert werden,
kann die Menge des zu zirkulierenden Kältemittels eingestellt werden. Speziell
kann, wenn die Rotationsgeschwindigkeiten der Kompressoren 18, 118 erhöht werden,
die Menge von zu zirkulierendem Kältemittel erhöht werden,
und wenn die Rotationsgeschwindigkeiten der Kompressoren 18, 118 gesenkt
werden, kann die Menge von zu zirkulierendem Kältemittel gesenkt werden. Im
Ergebnis werden in dem Fall, in welchem Wärmetausch durch Heißwasser
derselben Strömungsrate
in den Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 durchgeführt wird,
dann, wenn die Rotationsgeschwindigkeiten der Kompressoren 18, 118 erhöht werden,
die Mengen von Kältemittel
mit hoher Temperatur und hohem Druck, welche zu den Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 geschickt
werden, vergrößert. Daher
ist es möglich,
eine Temperatur eines zu erwärmenden
Heißwassers
zu erhöhen.
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Die
erste und die zweite Druckreduzierungseinrichtung 21, 121 dekomprimieren
und expandieren ein Kältemittel
mit hohem Druck, welches in die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 geströmt ist,
so dass das Kältemittel
in einen Zustand von niedrigem Druck gebracht werden kann. Die Druckreduzierungseinrichtungen 21, 121 sind
vom variablen Typ, durch welchen Druck des Kältemittels, welches aus den
Kompressoren 18, 118 ausgesendet wird, eingestellt
werden kann, wenn Öffnungsgrade
der Druckreduzierungseinrichtungen 21, 121 eingestellt werden.
Speziell wird, wenn die Öffnungsgrade
der Druckreduzierungseinrichtungen 21, 121 gesenkt werden,
der Druck des Kältemittels,
welches ausgesandt wird, erhöht,
und wenn die Öffnungsgrade
der Druckreduzierungseinrichtungen 21, 121 vergrößert werden,
wird der Druck von dem Kältemittel,
welches ausgesandt wurde, gesenkt. Im Ergebnis können in dem Fall, in welchem
die Rotationsgeschwindigkeiten der Kompressoren 18, 118 gleich
sind und ein Wärmetausch
durch Heißwasser
der gleichen Strömungsrate
in den Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 durchgeführt wird,
wenn die Öffnungsgrade
der Druckreduzierungseinrichtungen 21, 121 gesenkt
werden, das Kältemittel,
dessen Temperatur und Druck höher
als die des Kältemittels
sind, wenn die Öffnungsgrade
groß sind,
zirkuliert werden. Daher kann eine Temperatur von Heißwasser,
welches zu erwärmen
ist, erhöht
werden.
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In
dem ersten und dem zweiten Verdampfer 22, 122 wird
von den Druckreduzierungseinrichtungen 21, 121 ausgesendetes
Kältemittel
verdampft, wenn das Kältemittel
Wärme aus
der Luft absorbiert. Nachdem das Kältemittel in die Verdampfer 22, 122 geströmt ist,
wird es wieder durch die Kompressoren 18, 118 komprimiert.
Zwischen den Verdampfern 22, 122 und den Kompressoren 18, 118 sind
Gas-/Flüssigkeitsabscheider 24, 124 vorgesehen.
Diese Gas-/Flüssigkeitsabscheider 24, 124 scheiden
Gas und Flüssigkeiten
voneinander ab. Das somit abgeschiedene Gaskältemittel wird zu den Kompressoren 18, 118 geschickt.
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Die
erste Wasserabzweigleitung 17 ist an dem ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 angeschlossen,
und die zweite Wasserabzweigleitung 117 ist an dem zweiten
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 angeschlossen.
Der erste Wärmepumpenkreis 11 und
der zweite Wärmepumpenkreis 111 sind
parallel zueinander angeordnet. Das heißt, Heißwasser mit niedriger Temperatur,
welches aus dem Heißwasserspeichertank 3 über die
Wärmepumpen-Wasserzufuhrleitung 13 geströmt ist,
strömt, während es
zu der ersten und der zweiten Wasserabzweigleitung 17, 117 an
dem Wasserzufuhrweg-Abzweigabschnitt 15 abzweigt. Anschließend wird
das Heißwasser
durch die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 der
Wärmepumpenkreise 11, 111 erwärmt. Heißwasser
mit hoher Temperatur, welches durch die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 erwärmt wurde,
vereinigt und vermischt sich miteinander bei dem Vereinigungsabschnitt 16,
in welchem die ersten und zweiten Wasserabzweigleitungen 17, 117 miteinander
vereinigt sind. Anschließend
strömt das
Heißwasser
von der Wärmepumpen-Heißwasserabgabeleitung 14 zu
der Seite des Heißwasserspeichertanks 3.
In diesem Zusammenhang ist es in dieser Ausführungsform möglich, wenn
die Wärmekreisläufe 11, 111,
welche jeweils die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 aufweisen,
parallel miteinander angeordnet sind, einen Aufbau zu realisieren,
in welchem der erste Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 und
der zweite Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 parallel
zueinander angeordnet sind. Wenn die Wärmepumpenkreise 11, 111 parallel
zueinander angeordnet sind, können
die Kompressoren 18, 118, die Druckreduzierungseinrichtungen 21, 121 und
die Verdampfer 22, 122, deren Anzahlen gleich
der Anzahl von Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 sind,
parallel zueinander mit den Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 angeordnet
werden.
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Ein
erster Wasserauslass-Temperatursensor 26 und ein zweiter
Wasserauslass-Temperatursensor 126 sind
jeweils auf der stromabwärtigen
Seite einer Wasserströmung
der Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 in
der ersten und der zweiten Wasserabzweigleitung 17, 117 und
auf der stromaufwärtigen Seite
einer Wasserströmung
des vorstehend beschriebenen Vereinigungsabschnitts 16 angeordnet. Der
erste Wasserauslass des Temperatursensors 26 und der zweite
Wasserauslass-Temperatursensor 126 erfassen Temperaturen
von Heißwasser,
welches durch die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 erwärmt wird.
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Ein
Mischwasser-Temperatursensor 27, welches ein Mischfluid-Temperaturerfassungsmittel
ist, ist auf der Wärmepumpen-Heißwasserabgabeleitung 14 und
auf der stromabwärtigen
Seite einer Wasserströmung
des Vereinigungsabschnitts 16 angeordnet, in welchem die
erste und die zweite Wasserabzweigleitung 17, 117 miteinander
vereinigt sind. Dieser Mischwassertemperatursensor 27 erfasst
eine Temperatur des gemischten Wassers durch die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 der
Wärmepumpenkreise 11, 111 erwärmten des
Heißwassers. Das
Mischwasser entspricht einem gemischten Fluid. Eine erste und eine
zweite Wasserzirkulationspumpe 28, 128, welche
Pumpen sind, sind jeweils in der ersten und der zweiten Wasserabzweigleitung 17, 117 angeordnet.
Durch diese Wasserzirkulationspumpen 28, 128 wird
in der ersten und der zweiten Wasserabzweigleitung 17, 117 strömendes Wasser
zwangsweise zugeführt,
und gleichzeitig zirkuliert das Heißwasser zwischen dem Heißwasserspeichertank 3 und
den Wärmepumpenkreisen 11, 111.
In diesem Zusammenhang ist es, wenn die Rotationsgeschwindigkeiten
der ersten und der zweiten Zirkulationspumpe 28, 128 geändert werden,
möglich,
Strömungsraten
des in die erste und die zweite Wasserabzweigleitung 17, 117 einströmenden Heißwassers einzustellen.
Wenn die Rotationsgeschwindigkeiten der ersten und der zweiten Zirkulationspumpen 28, 128 gesenkt
werden, um so Strömungsraten
des Heißwassers
zu reduzieren, welches in die Wasserabzweigleitungen 17, 117 strömt, ist
es, in dem Fall, in welchem die Heizkapazitäten bzw. -leistungen der Wärmepumpenkreise 11, 111 gleich
sind, möglich, eine
Temperatur des Heißwassers
zu erhöhen,
welches durch die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 erwärmt wird.
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In
diesem Zusammenhang ist eine Transferleitung 29 an die
Wärmepumpen-Heißwasserabgabeleitung 14 angeschlossen.
In dem Anschlussabschnitt, in welchem diese Wärmepumpen-Heißwasserabgabeleitung 14 und
die Transferleitung 29 miteinander verbunden sind, ist
ein erstes Wasserdurchtritts-Umschaltventil 30 vorgesehen.
Durch dieses erste Wasserdurchtritts-Umschaltventil 30 wird
Heißwasser,
welches aus der Wärmepumpeneinheit 2 ausgeströmt ist,
in die Transferleitung 29 oder den Heißwasserspeichertank 3 eingeleitet.
Auf der stromabwärtigen
Seite der Wasserströmung
der Transferleitung 29 ist das zweite Wasserdurchtritts-Umschaltventil 31 vorgesehen.
Die Tankheißwasserabgabeleitung 5 ist
an diesem zweiten Wasserdurchtritts-Umschaltventil 31 angeschlossen.
Heißwasser,
welches durch die Transferleitung 29 oder die Tankheißwasserabgabeleitung
hindurch getreten ist, wird in die Heißwasserleitung 32 durch
das zweite Wasserdurchtritts-Umschaltventil 31 eingeleitet.
Diese Heißwasserleitung 32 ist
an einem Heißwasserventil 33 angeschlossen,
welches in einem Badezimmer oder einer Küche vorgesehen ist. In diesem
Zusammenhang können
das erste und das zweite Wasserdurchtritts-Umschaltventil 30, 31 in
dem Heißwasserspeichertank 3 montiert
sein. Alternativ können
das erste und zweite Wasserdurchtritts-Umschaltventil 30, 31 in
das Gehäuse 7 der
Wärmepumpeneinheit 2 eingebaut
sein.
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Die
Wärmepumpeneinheit 2 enthält Wärmepumpensteuereinheiten 35, 135,
welche Steuermittel mit Mikrocomputern zur Steuerung der Wärmepumpenkreise 11, 111 sind.
Die Wärmepumpensteuereinheiten 35, 135 sind
jeweils für
die Wärmepumpenkreise 11, 111 vorgesehen.
Die jeweiligen Wärmepumpensteuereinheiten
werden als eine erste Wärmepumpensteuereinheit 35 und
eine zweite Wärmepumpensteuereinheit 135 bezeichnet.
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Wie
in 3 gezeigt ist, ist jede Wärmepumpensteuereinheit 35, 135 elektrisch
an der Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6 des
Heißwasserspeichertanks 3 und
des Mischwasser-Temperatursensors 27 angeschlossen. Die
erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 ist
an dem ersten Wasserauslass-Temperatursensor 26, dem ersten
Kompressor 18, der ersten Druckreduzierungseinrichtung 21 und dem
ersten Wasserzirkulationspumpe 28 elektrisch angeschlossen.
Die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 ist
an dem zweiten Auslasstemperatursensor 126, dem zweiten
Kompressor 118, der zweiten Druckreduzierungseinrichtung 121 und
der zweiten Wasserzirkulationspumpe 128 elektrisch angeschlossen.
Ferner sind die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 und
die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 aneinander
elektrisch angeschlossen.
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Die
Heißwassersteuereinheit 6 gibt
Befehle des Startens und Stoppens eines Betriebs der Wärmepumpenkreise 11, 111 an
die Wärmepumpen-Steuereinheiten 35, 135 aus.
Gleichzeitig weist die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6 eine Ziel-Siede- bzw. Erhitzungstemperatur
an. In diesem Fall ist die Ziel-Erhitzungstemperatur
eine Temperatur, welche durch die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6 berechnet
wird, und ein Zielwert der Temperatur des Heißwassers wird, welches aus
der Wärmepumpen-Heißwasserabgabeleitung 14 ausströmt.
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Was
diese Ziel-Erhitzungstemperatur angeht, wird dieselbe Temperatur
durch die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6 an
die Wärmepumpen-Steuereinheiten 35, 135 angewiesen.
In diesem Zusammenhang enthalten der Start und das Stoppen des Betriebs
der Wärmepumpenkreise 11, 111 den Start
und den Stopp der Wasserzirkulationspumpen 28, 128.
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Als
nächstes
wird der Betrieb des vorstehenden Wärmepumpentyp-Wasserheizers 1,
der wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, wie folgt erläutert.
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Beispielsweise
entscheidet in dem Fall, in welchem Heißwasser in dem Heißwasserspeichertank 3 gespeichert
wird, wenn bei Nacht kein Heißwasser
benutzt wird, die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6,
dass Heißwasser
durch nur den ersten Wärmepumpenkreis 11 erhitzt
werden kann. Dann gibt die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6 ein
Befehlssignal nur an die erste Wärmepumpensteuereinheit 35 und
der erste Kompressor 18, die erste Druckreduzierungseinrichtung 21 und
die erste Wasserzirkulationspumpe 28 werden betrieben.
In diesem Fall wird aus dem Heißwasserspeichertank 3 geschicktes
Heißwasser
aus der Wärmepumpen-Wasserzuführleitung 13 zu
der ersten Wasserabzweigleitung 17 eingeleitet und dann
durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 geheizt. Anschließend wird
das Heißwasser
von der ersten Wasserabzweigleitung 17 in die Wärmepumpen-Heißwasserabgabeleitung 14 eingeleitet.
Das Heißwasser
mit hoher Temperatur, welches aus der Wärmepumpeneinheit 2 ausgeströmt ist,
wird in den Heißwasserspeichertank 3 durch
das erste Wasserdurchtritts-Umschaltventil 30 eingeleitet.
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In
dem Fall, in welchem die zu verwendende Menge von Heißwasser
tagsüber
klein ist, wird Heißwasser
von dem Heißwasserspeichertank 3 zu
dem Heißwasser-Zuführventil 33 über die
Tankheißwasserabgabeleitung 5 und
die Heißwasserleitung 32 eingeleitet.
Jedoch wird in dem Fall, in welchem die zu verwendende Heißwassermenge
tagsüber
vergrößert wird,
und es nicht möglich
ist, Heißwasser
mit zweckmäßiger Temperatur
von dem Heißwasserspeichertank 3 zuzuführen, durch
die Wärmepumpeneinheit 2 geheiztes
Heißwasser
von der Wärmepumpen- Heißwasserabgabeleitung 14 zu
der Heißwasserzuführleitung 32 über die
Transferleitung 29 eingeleitet, die durch das erste und
das zweite Wasserdurchtritts-Umschaltventil 30, 31 umgeschaltet
ist bzw. wird. In diesem Fall gibt die Wasserspeicher-Steuereinheit 6 ein
Befehlssignal nur zu der ersten Wärmepumpen-Steuereinheit 35, und der erste Kompressor 18,
die erste Druckreduzierungseinrichtung 21 und die erste
Wasserzirkulationspumpe 28 werden betrieben. Dann wird
das geheizte Heißwasser,
welches durch die erste Wasserabzweigleitung 17 hindurch
getreten ist, veranlasst, aus der Wärmepumpen-Heißwasserabgabeleitung 14 auszuströmen.
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In
diesem Zusammenhang gibt in dem Fall, in welchem die zu verwendende
Menge von Heißwasser
weiter vergrößert wird,
die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6 ein
Befehlssignal zu der zweiten Wärmepumpen-Steuereinheit 35,
und der zweite Kompressor 118, die zweite Druckreduzierungseinrichtung 121 und
die zweite Wasserzirkulationspumpe 128 werden betrieben.
Das heißt,
es wird zusätzlich
zu dem ersten Wärmepumpenkreis 11 der
zweite Wärmepumpenkreis 111 in
Betrieb gesetzt. Im Ergebnis strömt
Heißwasser,
welches von dem Heißwasserspeichertank 3 gesendet
wird, aus der Wärmepumpen-Wasserzuführleitung 13 zu
den abgezweigten ersten und zweiten Wasserabzweigleitungen 17, 117.
Daher wird das Heißwasser
durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 und
den zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 erwärmt. Anschließend strömt das erwärmte Heißwasser
von der ersten und der zweiten Wasserabzweigleitung 17, 117 zu
dem Vereinigungsabschnitt 16 und diese vereinigen und mischen
sich miteinander. Das somit vereinigte Heißwasser wird in die Wärmepumpen-Heißwasserabgabeleitung 14 eingeleitet. Das
Heißwasser
wird zu der Transferleitung 29 durch das erste Wasserdurchtritts-Umschaltventil 30 eingeleitet
und strömt
zu dem Heißwasserzuführventil 33 über die
Heißwasserzuführleitung 32.
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Als
nächstes
wird nachfolgend die charakteristische Steuerung erläutert, die
in dieser Ausführungsform
durchgeführt
wird.
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Als
erstes werden Erläuterungen
in einem Fall ausgeführt,
in welchem der erste Wärmepumpenkreis 11 einzeln
betrieben wird und der erste Wärmepumpenkreis 11 in
einen stabilen Betriebszustand gebracht wird. In diesem Fall werden,
während
die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 das
Erfassungsergebnis des ersten Wasserauslass-Temperatursensors 26 mit
der in der ersten Wärmepumpensteuereinheit 35 gespeicherten
Ziel-Erhitzungstemperatur vergleicht, die Rotationsgeschwindigkeit
des ersten Kompressors 18, der Öffnungsgrad der ersten Druckreduzierungseinrichtung 21 und
die Rotationsgeschwindigkeit der ersten Wasserzirkulationspumpe 28 derart
gesteuert, dass eine Temperatur des Heißwassers, welches durch den
ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 erhitzt
wird, eine Ziel-Erhitzungstemperatur sein kann. In diesem stabilen
Betriebszustand überwacht
die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 nicht
ein Erfassungsergebnis des Mischwassertemperatursensors 27.
In diesem Zusammenhang ist der stabile Betriebszustand ein Betriebszustand,
in welchem eine Temperatur des Heißwassers, welches durch den
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 erwärmt wurde, auf
einer Ziel-Erhitzungstemperatur gehalten wird.
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Als
nächstes
gibt in dem Fall, in welchem die Menge von zu verwendendem Heißwasser
wie vorstehend beschrieben vergrößert wird
und eine hinreichend große
Menge von Heißwasser
nicht nur durch den Wärmepumpenkreis 11 erhitzt
werden kann, die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 16 ein
Befehlssignal an die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 aus,
so dass ein Betrieb des zweiten Wärmepumpenkreises 11 gestartet
werden kann. Die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 des
zweiten Wärmepumpenkreises 111,
welche ausgehend von einem Zustand des Betriebs-Stopps den Betrieb
gestartet hat, steuert die Rotationsgeschwindigkeit des zweiten Kompressors 118,
den Öffnungsgrad
der zweiten Druckreduzierungseinrichtung 121 und die Rotationsgeschwindigkeit
der zweiten Wasserzirkulationspumpe 128, so dass eine durch
den zweiten Wasserauslass-Temperatursensor 126 erfasste
Temperatur die Ziel-Erhitzungstemperatur sein kann.
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In
diesem Fall wird nach dem Betriebsstart eine Kompressionskapazität bzw. -leistung
des zweiten Kompressors 118 niedriger als bei einem stabilen Betrieb.
In der zweiten Wasserzirkulationspumpe 128 wird ihre Rotationsgeschwindigkeit
höher vergrößert als
die Rotationsgeschwindigkeit bei dem stabilen Betrieb, da es ein
Anfangsbetrieb ist. Daher wird eine Quantität von Wasser, dessen Ausmaß größer als das
des erforderlichen Wassers ist, zirkuliert. Im Ergebnis wird eine
Temperatur des Heißwassers,
welches durch die zweite Wasserabzweigleitung 117 hindurch
getreten ist und welches durch den zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 erwärmt wurde,
niedriger als die Ziel-Erhitzungstemperatur, die durch die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6 der zweiten
Wärmepumpen-Steuereinheit 135 angegeben
wurde. Daher ist eine vorbestimmte Zeitperiode erforderlich, bis
der zweite Wärmepumpenkreis 111, welcher
den Betrieb gestartet hat, in einen stabilen Betriebszustand gebracht
ist. Als ein Ergebnis ist eine Temperatur des von der zweiten Wasserabzweigleitung 117 zu
dem Vereinigungsabschnitt 16 strömenden Wassers niedriger als
die Ziel-Erhitzungstemperatur und steigt zu der Ziel-Erhitzungstemperatur
mit dem Zeitablauf an. Wenn der zweite Wärmepumpenkreis 111 in
einen stabilen Betriebszustand kommt, wird eine durch den zweiten
Wasserauslass-Temperatursensor 126 erfasste Temperatur
auf die Ziel-Erhitzungstemperatur erhöht. Wenn die durch den zweiten
Wasserauslass-Temperatursensor 126 erfasste
Temperatur auf die Ziel-Erhitzungstemperatur angestiegen ist, gibt
die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 ein
Stabilitätsmeldesignal an
die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 aus.
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Wenn
die Heißwasser-Speichersteuereinheit 6 ein
Befehlssignal zur Anweisung eines Betriebsstarts des zweiten Wärmepumpenkreises 111 an
die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 ausgibt, gibt
die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6 gleichzeitig
ein Startmitteilungssignal zur Mitteilung des Betriebsstarts des
zweiten Wärmepumpenkreises 11 an
die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 aus. Wenn
der zweite Wärmepumpenkreis 111 in
einen Zustand eines Betriebs-Stopps ist und der erste Wärmepumpenkreis 11 in
der Mitte der Fortsetzung eines Zustands stabilen Betriebs ist,
führt,
falls die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 ein
Startmitteilungssignal eingibt, die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 den
nachfolgenden Steuerbetrieb durch. In diesem Zusammenhang starten,
wenn die Wärmepumpenkreise 11, 111 den
Betrieb starten, die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 das
Erwärmen des
Heißwassers.
Daher entspricht der Zustand des Betriebs-Stopps dem Zustand von
Erwärmungs-Stopp.
In dem Zustand eines stabilen Betriebs der Wärmepumpenkreise 11, 111 erwärmen die
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 fortgesetzt
Heißwasser.
Daher entspricht dieses Fortsetzen des stabilen Betriebs der Fortsetzung
des Heizens. In dieser Ausführungsform
entspricht der zweite Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 des
zweiten Wärmepumpenkreises 111 dem
Heizmittel, welches von dem Zustand des Stoppens des Heizens aus
das Heizen startet, und der erste Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 des
ersten Wärmepumpenkreises 11 entspricht
dem ausgewählten Heizmittel
und dem anderen Heizmittel, welches das Erwärmen fortsetzt.
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Im
Zustand von stabilem Betrieb beginnt die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35,
welche den ersten Kompressor 18, die erste Druckreduzierungseinrichtung 21 und
die erste Wasserzirkulationspumpe 28 nur in Übereinstimmung
mit dem Erfassungsergebnis steuert, welches durch den ersten Wasserauslass-Temperatursensor 26 gemacht
wird, Überwachung
eines Erfassungsergebnisses, welches von dem Mischwasser-Temperatursensor
ausgesendet wird. Die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 gibt einen
Befehl zum Vergrößern oder
Senken der Rotationsgeschwindigkeit des ersten Kompressors 18, welcher
angetrieben wird, so dass eine durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 erfasste
Temperatur die Ziel-Erhitzungstemperatur sein kann, welche in der
ersten Wärmepumpen-Steuereinheit 35 gespeichert
ist.
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In
dem Fall, in welchem Heißwasser
bei einer niedrigen Temperatur, welche niedriger als die Ziel-Erhitzungstemperatur
ist, aus der zweiten Wasserabzweigleitung 117 zu dem Vereinigungsabschnitt 16 strömt und die
durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 erfasste
Temperatur niedriger als die Ziel-Erhitzungstemperatur ist, gibt
die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 einen
Befehl zur Erhöhung der
Rotationsgeschwindigkeit an den ersten Kompressor 18, so
dass die durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 erfasste
Temperatur die Ziel-Erhitzungs temperatur sein kann. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit
des ersten Kompressors 18 vergrößert wird, wird das Ausmaß von Zirkulation
des Kältemittels
vergrößert. Im
Ergebnis wird eine Temperatur des in die erste Wasserabzweigleitung 17 strömenden Heißwassers,
welche durch den ersten Kältemittel-Wärmetauscher 19 erwärmt wird,
weiter erhöht als
die Ziel-Erhitzungstemperatur. Dann werden das Heißwasser,
dessen Temperatur höher
als die Ziel-Erhitzungstemperatur ist, welches aus der ersten Wasserabzweigleitung 17 gesendet
wird, und das Heißwasser,
dessen Temperatur niedriger als die Ziel-Erhitzungstemperatur ist,
welche aus der zweiten Wasserabzweigleitung 117 gesendet
wird, miteinander gemischt. Auf diese Weise kann eine Temperatur
des Heißwassers
in dem Vereinigungsabschnitt 16 auf die Ziel-Erhitzungstemperatur
eingestellt werden.
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Anschließend wird
in dem Fall, in welchem eine Temperatur des aus der zweiten Wasserabzweigleitung 117 zu
dem Vereinigungsabschnitt 16 strömenden Heißwassers erhöht wird,
eine durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 erfasste
Temperatur höher
als die Ziel-Erhitzungstemperatur erhöht, wenn die Rotationsgeschwindigkeit
des ersten Kompressors 18 die gleiche ist. Daher gibt die
erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 einen
Befehl zur Reduzierung der Rotationsgeschwindigkeit an den ersten Kompressor 18,
so dass eine durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 erfasste
Temperatur die Ziel-Erhitzungstemperatur sein kann. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit
des ersten Kompressors 18 reduziert wird, wird das Ausmaß von Zirkulation
des Kältemittels
verringert. Als ein Ergebnis wird eine Temperatur des Heißwassers,
welches durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 erwärmt wird,
und in die erste Wasserabzweigleitung 17 strömt, verringert.
Dann werden das Heißwasser, dessen
Temperatur verringert ist, welches aus der ersten Wasserabzweigleitung 17 gesendet
wird, und das Heißwasser,
dessen Temperatur erhöht
ist, welches aus der zweiten Wasserabzweigleitung 117 gesendet
wird, miteinander gemischt, so dass die Temperatur des Heißwassers
in dem Vereinigungsabschnitt 16 zu der Ziel-Erhitzungstemperatur
gemacht werden kann.
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Wie
vorstehend beschrieben, vergrößert, während das
Erfassungsergebnis des Mischwasser-Temperatursensors 27 und
die Ziel-Erhitzungstemperatur miteinander verglichen werden, die
erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 temporär die Rotationsgeschwindigkeit
des ersten Kompressors 18 in dem Fall, in welchem die Temperatur
des aus der zweiten Wasserabzweigleitung 117 gesendeten Heißwassers
niedrig ist. Anschließend
reduziert, sowie die Temperatur von aus der zweiten Wasserabzweigleitung 117 gesendetem
Heißwasser
erhöht wird,
die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 allmählich die
Rotationsgeschwindigkeit des ersten Kompressors 18 auf
die Rotationsgeschwindigkeit bevor die Rotationsgeschwindigkeit
des ersten Kompressors 18 vergrößert wurde. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit
(der Betriebszustand) des Kompressors 18 wie vorstehend
gesteuert wird, kann in Übereinstimmung
mit dem Erfassungsergebnis des Mischwasser-Temperatursensors 27 ein
Zustand des Heizens von Heißwasser
durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 gesteuert
werden.
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Wie
vorstehend beschrieben, steuert, während die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 die Ziel-Erhitzungstemperatur
mit der erfassten Temperatur des Mischwassers vergleicht, die erste
Wärmepumpen-Steuereinheit 35 einen
Zustand des Erwärmens
des Heißwassers
durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19.
Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Temperatur des
Mischwassers auf einen Wert unterhalb der Ziel-Erhitzungstemperatur
gesenkt wird. Selbst wenn Heißwasser
mit niedriger Temperatur von dem zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 des
zweiten Wärmepumpenkreises 111 einströmt, welcher
einen Heizbetrieb gestartet hat, wird ein Zustand des Heizens des
ersten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 19 in
dem ersten Wärmepumpenkreis 11,
welcher einen Heizbetrieb fortsetzt, gesteuert, und Heißwasser, dessen
Temperatur höher
als die Erhitzungstemperatur ist, wird veranlasst, aus der ersten
Abzweigleitung 17 auszuströmen. Daher wird die durch den
Mischwasser-Temperatursensor 27 erfasste Temperatur die
Ziel-Erhitzungstemperatur. Demgemäß kann in dem Fall, in welchem
die Wärmepumpenkreise 11, 111 (die
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119), deren
Heizstartzeiten unterschiedlich zueinander sind, vorliegen, ein Verringern
der Temperatur des Mischwassers wünschenswerterweise verhindert werden.
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Wenn
die Rotationsgeschwindigkeit (der Betriebszustand) des Kompressors 18 vergrößert oder verringert
wird, wird ein Zustand des Heizens des Heißwassers durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 gesteuert.
Da der erste Kompressor 18 zuvor in dem ersten Wärmepumpenkreis 11 vorgesehen
ist, was sich von einem Fall unterscheidet, in welchem ein neues
Element vorgesehen wird, um so den Betriebszustand zu steuern, kann
der Zustand des Heizens des Heißwassers
durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 einfach
gesteuert werden. Ferner wird die Strömungsrate des in die erste
Wasserabzweigleitung 17 strömenden Heißwassers nicht reduziert, sondern
eine Temperatur des Heißwassers
wird durch Vergrößern oder Senken
der Rotationsgeschwindigkeit des ersten Kompressors 18 erhöht. Daher
ist es beispielsweise möglich,
selbst wenn angewiesen wird, dass eine große Menge von Heißwasser
zum Ausströmen
aus dem Heißwasserspeichertank 3 zusammen
mit dem Start des Betriebs des zweiten Wärmepumpenkreises 111 ausströmt, die
Menge von Heißwasser
zu vergrößern, während ein
Absinken der Temperatur des Mischwassers verhindert wird.
-
In
diesem Zusammenhang entscheidet in dem Fall, in welchem das vorstehende
Stabilitätsmitteilungssignal
von der zweiten Wärmepumpen-Steuereinheit 135 in
die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 eingegeben
wird, die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35,
dass der zweite Wärmepumpenkreis 111 in
einen stabilen Betriebszustand gelangt ist. Dann ist die Steuerung
der Rotationsgeschwindigkeit des ersten Kompressors 118,
welche in Übereinstimmung
mit dem Erfassungsergebnis durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 und die
Ziel-Erhitzungstemperatur durchgeführt wird, abgeschlossen. Andererseits
wird der erste Wasserauslass-Temperatursensor 26 wieder überwacht. Während das
Erfassungsergebnis des ersten Wasserauslass-Temperatursensors 26 und
die Ziel-Erhitzungstemperatur miteinander verglichen werden, werden
der erste Kompressor 18, die erste Druckreduzierungseinrichtung 26 und
die erste Wasserzirkulationspumpe 28 ge steuert. In diesem
Zusammenhang entspricht ein Fall, in welchem die durch den zweiten
Auslasstemperatursensor 126 erfasste Temperatur die Ziel-Erhitzungstemperatur
angenommen hat, das heißt
in einem Fall, in welchem der zweite Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119,
welcher von dem Heiz-Stoppzustand ausgehend ein Heizen gestartet
hat, die Ziel-Erhitzungstemperatur angenommen hat, einem Fall, in
welchem die vorbestimmte Bedingung erreicht wurde. In dieser Ausführungsform
entspricht die Ziel-Erhitzungstemperatur der vorbestimmten Temperatur.
-
Demgemäß steuert
die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 einen
Zustand des Heizens des Heißwassers
durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19,
welcher Heizen fortsetzt, von dem Start des zweiten Wärmepumpenkreises 111, welcher
in einem Stopp-Zustand ist, und von dem Start des Heizens durch
den zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119,
bis die durch den zweiten Wasserauslass-Temperatursensor 126 erfasste
Temperatur auf die Ziel-Erhitzungstemperatur erhöht ist. In diesem Fall wird,
wenn eine Temperatur des von dem zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 in
den zweiten Wärmepumpenkreis 111 strömenden Heißwassers
stabilisiert ist, eine Temperatur des Mischwassers in dem Vereinigungsabschnitt 16 ebenfalls
stabilisiert. Daher wird es unnötig,
einen Zustand eines Heizens des ersten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 19 mit
dem Mischwasser-Temperatursensor 27 zu steuern. Da der
zweite Wasserauslass-Temperatursensor 126 auf der stromabwärtigen Seite
der Wasserströmung
des zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 119 vorgesehen
ist, ist es möglich,
genau zu entscheiden, ob die Temperatur des aus dem zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 des
zweiten Wärmepumpenkreises 111 ausströmenden Heißwassers, welcher
Heizen gestartet hat, stabil ist oder nicht stabil ist. Daher kann,
wenn Steuerung des Zustands des Heizens des ersten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 19,
in welchem der Mischwasser-Temperatursensor 27 verwendet
wird, in Übereinstimmung mit
dem Erfassungsergebnis des zweiten Wasserauslass-Temperatursensors 126 abgeschlossen
ist, eine Steuerung des Zustands des Heizens zu einer geeigneten
Zeit abgeschlossen werden.
-
Als
nächstes
wird die zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nachfolgend erläutert. In diesem Zusammenhang
werden ähnliche
Bezugszeichen verwendet, um Teile zu bezeichnen, welche in der ersten
Ausführungsform,
die bereits vorstehend erläutert
wurde, und der zweiten Ausführungsform ähnlich sind.
Die zweite Ausführungsform wird
unter Bezugnahme auf die gleichen Zeichnungen, wie die der ersten
Ausführungsform,
erläutert.
-
Unterschiedliche
Punkte der zweiten Ausführungsform
gegenüber
der ersten Ausführungsform werden
wie folgt beschrieben. In der zweiten Ausführungsform wird, wenn der zweite
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 des
zweiten Wärmepumpenkreises 111 ein
Heizen startet, eine Steuerung des Zustands des Heizens von Heißwasser
durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19,
welcher Heizen fortsetzt, nicht durch den ersten Kompressor 18 sondern
durch die erste Wasserzirkulationspumpe 28 realisiert.
-
Eine
Steuerung dieser Ausführungsform
wird nachfolgend erläutert.
Während
ein Betrieb des zweiten Wärmepumpenkreises 111 gestoppt
wird und der erste Wärmepumpenkreis 11 stabilen
Betrieb durchführt,
gibt die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 ein
Startmitteilungssignal zum Mitteilen des Starts des zweiten Wärmepumpenkreises 111 aus
der Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6 ein.
In diesem Fall führt
die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 den
nachfolgenden Steuerbetrieb durch. Die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 startet Überwachung
eines Erfassungsergebnisses, welches von dem Mischwasser-Temperatursensor 27 gesendet wird.
Die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 gibt einen
Befehl zum Vergrößern oder
Verkleinern der Rotationsgeschwindigkeit an die erste Zirkulationspumpe 28,
welche derart rotiert wird, dass die durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 erfasste Temperatur
dieselbe wie die in der ersten Wärmepumpen-Steuereinheit 35 gespeicherte
Ziel-Erhitzungstemperatur sein kann.
-
Insbesondere
wird der Betrieb wie folgt durchgeführt. Heißwasser, dessen Temperatur
niedriger als die Ziel-Erhitzungstemperatur ist, strömt aus der
zweiten Was serabzweigleitung 117 zu dem Vereinigungsabschnitt 16.
In dem Fall, in welchem die durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 erfasste
Temperatur niedriger als die Ziel-Erhitzungstemperatur ist, gibt
die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 einen
Befehl zur Reduzierung der Rotationsgeschwindigkeit der ersten Zirkulationspumpe 28,
so dass die durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 erfasste
Temperatur gleich der Ziel-Erhitzungstemperatur sein kann. Wenn
die Rotationsgeschwindigkeit der ersten Wasserzirkulationspumpe 28 verringert
wird, wird die Strömungsrate
des in die erste Wasserabzweigleitung 17 strömenden Wassers
reduziert. Falls die Strömungsrate
des in den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 einströmenden Kältemittels
gleich ist, wenn die Strömungsrate
des Heißwassers,
in welchem Wärme
ausgetauscht wird, reduziert ist, wird es durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 erwärmt. Daher
ist eine Temperatur des Heißwassers
höher als die
Ziel-Erhitzungstemperatur. Dann wird das Heißwasser, dessen Temperatur
höher als
die Ziel-Erhitzungstemperatur ist, welches aus der ersten Wasserabzweigleitung 17 gesendet
wird, und das Heißwasser,
dessen Temperatur niedriger als die Ziel-Erhitzungstemperatur ist,
die aus der zweiten Wasserabzweigleitung 117 gesendet wird,
miteinander vermischt. Daher kann die Temperatur des Heißwassers in
dem Vereinigungsabschnitt 16 gleich der Ziel-Erhitzungstemperatur
sein.
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Anschließend wird
in dem Fall, in welchem die Temperatur des aus der zweiten Wasserabzweigleitung 117 zu
dem Vereinigungsabschnitt 16 strömenden Heißwassers erhöht ist,
falls die Rotationsgeschwindigkeit der ersten Wasserzirkulationspumpe 28 gleich
gehalten wird, die durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 erfasste
Temperatur höher als
die Ziel-Erhitzungstemperatur. Daher gibt die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 einen
Befehl zum Erhöhen
der Rotationsgeschwindigkeit an die erste Wasserzirkulationspumpe 28 aus,
so dass die durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 erfasste Temperatur
gleich der Ziel-Erhitzungstemperatur sein
kann. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit der ersten Wasserzirkulationspumpe 28 vergrößert wird, wird
die Strömungsrate
des in die erste Wasserabzweigleitung 17 strömenden Heißwassers
vergrößert, das
heißt,
die Strömungsrate
des Heißwassers, durch
welche Wärme
getauscht wird, wird vergrößert. Daher
wird eine Temperatur des in der ersten Wasserabzweigleitung 17 herunter
strömenden
Heißwassers,
welches durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 erhitzt
wird, verringert. Dann werden das Heißwasser, dessen Temperatur
verringert ist, welches aus der ersten Wasserabzweigleitung 17 gesendet
wird, und das Heißwasser,
dessen Temperatur vergrößert ist,
welches aus der zweiten Wasserabzweigleitung 117 gesendet
wird, miteinander vermischt. Auf diese Weise kann die Temperatur
des Heißwassers
in dem Vereinigungsabschnitt 16 gleich der Ziel-Erhitzungstemperatur
sein.
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Wie
vorstehend beschrieben, reduziert, während die Erfassungsergebnisse
des Mischwasser-Temperatursensors 27 und die Ziel-Erhitzungstemperatur
miteinander verglichen werden, die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 zeitweilig
eine Rotationsgeschwindigkeit der ersten Wasserzirkulationspumpe 28 in
dem Fall, in welchem die Temperatur des aus der zweiten Wasserabzweigleitung 117 gesendeten
Wassers niedrig ist. Anschließend
erhöht, sowie
die Temperatur des aus der zweiten Wasserabzweigleitung 117 ausgesendeten
Heißwassers
erhöht
wird, die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 allmählich die
Rotationsgeschwindigkeit der ersten Wasserzirkulationspumpe 28 auf
die Rotationsgeschwindigkeit vor der Reduzierung. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit
(der Betriebszustand) der ersten Wasserzirkulationspumpe 28 wie
vorstehend gesteuert wird, wird in Übereinstimmung mit dem Erfassungsergebnis
des Mischwasser-Temperatursensors 27 der Zustand des Heizens
des Heißwassers
durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 gesteuert.
In diesem Zusammenhang beendet, wenn ein Stabilitäts-Mitteilungssignal
aus der zweiten Wärmepumpen-Steuereinheit 35 in
die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 eingegeben
wird, die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 die
Rotationsgeschwindigkeit der ersten Wasserzirkulationspumpe 28 in Übereinstimmung
mit dem Erfassungsergebnis des Mischwasser-Temperatursensors 27 und
der Ziel-Erhitzungstemperatur.
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Die
erste Zirkulationspumpe 28 wird zuvor vorgesehen, um Heißwasser
zu zirkulieren. Daher kann, was sich von einem Fall unterscheidet,
in welchem eine neue Komponente vorgesehen wird und ihr Betriebszustand
gesteuert wird, Steuerung des Zustands des Heizens des Heißwassers
durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 in
dieser Ausführungsform
einfach realisiert werden. Ferner kann, was sich von einem Fall
unterscheidet, in welchem die Rotationsgeschwindigkeiten der Kompressoren 18, 118 erhöht werden
und die Temperatur des durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 erhitzten
Heißwassers
erhöht
ist, ist es in dieser Ausführungsform
möglich,
ein Verringern der Temperatur des Mischwassers zu verhindern, ohne die
auf die Kompressoren 18, 118 angelegten Lasten zu
erhöhen.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 4 und 5 die
dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
Unterschiedliche Punkte der dritten Ausführungsform gegenüber den vorstehend
erläuterten
Ausführungsformen
werden wie folgt beschrieben. Wärmepumpenkreise 11, 111 enthalten
Verbindungsleitungen 43, 143, die für Defrosterbetrieb
verwendet werden. Nach diesem Defrosterbetrieb werden, wenn die
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 Heizbetrieb
starten, Heizzustände
der Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 gesteuert,
welche Heizbetrieb durchführen.
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Spezifische
Erläuterungen
werden wie folgt ausgeführt.
Wie in 4 gezeigt ist, sind auf der stromabwärtigen Seite
der Kältemittelströmung der Verdampfer 22, 122 der
Wärmepumpenkreise 11, 111 die
ersten und zweiten Kältemittelauslass-Temperatursensoren 41, 141 angeordnet.
Die Kältemittelauslass-Temperatursensoren 41, 141 erfassen
Temperaturen des Kältemittels,
welches aus den Verdampfern 22, 122 ausgesendet
wird. In den Nachbarschaften außerhalb
der Verdampfer 22, 122 sind jeweils der erste
und der zweite Außenluft-Temperatursensor 42, 142 zum
Erfassen der Außenlufttemperatur
in den Umgebungen der Verdampfer 22, 122 vorgesehen.
Ferner sind jeweils die Kältemittelzirkulationsleitungen 23, 123,
die auf der stromabwärtigen Seite
der Kältemittelströmung der
Kompressoren 18, 118 vorgesehen sind, und die
Kältemittelzirkulationsleitungen 23, 123,
die auf der stromaufwärtigen
Seite der Kältemittelströmung der
Verdampfer 22, 122 vorgesehen sind, jeweils miteinander
durch die erste und die zweite Verbindungsleitung 43, 143 verbunden.
In den Verbindungsleitungen 43, 143 sind das erste
und das zweite Durchtrittsumschaltventil 44, 144 jeweils
vorgesehen. Durch diese Durchtrittsumschaltventile 44, 144 wird
das Kältemittel
mit hoher Temperatur und hohem Druck, welches aus den Kompressoren 18, 118 ausgesendet
wird, in die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 oder
die Verdampfer 22, 122 eingeleitet.
-
Wie
in 5 gezeigt ist, sind der erste Kältemittelauslass-Temperatursensor 41,
der erste Außenluft-Temperatursensor 42 und
das erste Durchtrittsumschaltventil 44 elektrisch an der
ersten Wärmepumpen-Steuereinheit 35 angeschlossen.
Der zweite Kältemittelauslass-Temperatursensor 141, der
zweite Außenluft-Temperatursensor 142 und
das zweite Durchtrittsumschaltventil 144 sind elektrisch an
der zweiten Wärmepumpen-Steuereinheit 135 angeschlossen.
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Als
nächstes
wird der Defrosterbetrieb nachfolgend erläutert. Die Wärmepumpen-Steuereinheiten 35, 135 vergleichen
die Kältemitteltemperaturen, welche
aus den Kältemittelauslass-Temperatursensoren 41, 141 eingegeben
werden, mit den Außenlufttemperaturen,
welche von den Außenluftsensoren 42, 142 eingegeben
werden. In den Wärmepumpen-Steuereinheiten 35, 135 wird
eine Differenz zwischen den Temperaturen, bei welchen sich Frost
auf den Verdampfern 22, 122 sammelt, zuvor gespeichert.
Diese Temperaturdifferenz wird als eine Frostsammlungstemperatur
bezeichnet. Bis eine Differenz zwischen der Kältemitteltemperatur, welche
aus den Kältemittelauslass-Temperatursensoren 41, 141 eingegeben
wird, und der Außenlufttemperatur,
welche aus den Außenluft-Temperatursensoren 42, 142 eingegeben
werden, die Frostansammlungstemperatur wird, senden die Wärmepumpen-Steuereinheiten 35, 135 das
Kältemittel
mit hoher Temperatur und hohem Druck, welches durch die Kompressoren 18, 118 komprimiert
wurde, zu den Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 aus.
-
Andererseits
geben in dem Fall, in welchem der Frost sich auf den Verdampfern 22, 122 durch
einen Einfluss des Kältemittels
mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, welches in den Verdampfern 22, 122 strömt, ansammelt,
und eine Differenz zwischen der Kältemitteltemperatur, welche
von den Kältemittelauslass- Temperatursensoren 41, 141 und der
Außenlufttemperatur,
welche von den Außenluft-Temperaturensensoren 42, 142 eingegeben
werden, die Frostansammlungstemperatur wird, die Wärmepumpen-Steuereinheiten 35, 135 Umschaltsignale
an die Durchtrittsumschaltventile 44, 144 aus. Wenn
die Durchtrittsumschaltventile 44, 144 umschalten,
wird das Kältemittel
mit einer hohen Temperatur und hohem Druck, welches durch die Kompressoren 18, 118 komprimiert
wurde, zu den Verdampfern 22, 122 über die
Verbindungsleitungen 43, 143 ausgesendet. Als
ein Ergebnis kann, wenn das Kältemittel
mit hoher Temperatur und hohem Druck durch die Verdampfer 22, 122 hindurchtritt,
der sich auf den Verdampfern 22, 122 ansammelnde
Frost entfernt werden. In diesem Zustand wird Heizen des Heißwassers
durch die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 gestoppt.
Demzufolge enthält
ein Zustand des Stoppens des Heizens der Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 (der
Heizmittel) die Zeit, in welcher Defrosterbetrieb in den Wärmepumpenkreisen 11, 111 durchgeführt wird.
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Nachdem
der Defrosterbetrieb für
eine vorbestimmte Zeitperiode durchgeführt wurde, geben die Wärmepumpen-Steuereinheiten 35, 135 Umschaltsignale
an die Durchtrittsumschaltventile 44, 144. Das
Kältemittel
mit hoher Temperatur und hohem Druck, welches durch die Kompressoren 18, 118 komprimiert
wurde, wird zu den Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 ausgesendet.
-
Als
nächstes
wird die Steuerung eines Zustands eines Heizens der Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 nach
dem Abschließen
des Defrosterbetriebs nachfolgend erläutert. Erläuterungen werden für einen
Fall ausgeführt,
in welchem, nachdem der erste und der zweite Wärmepumpenkreis 11, 111 einen
stabilen Betriebszustand fortgesetzt haben, der zweite Wärmepumpenkreis 111 einen
Defrosterbetrieb durchführen,
und der Defrosterbetrieb dann abgeschlossen wird.
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Die
zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 in
dem zweiten Wärmepumpenkreis 111 startet einen
Betrieb, in welchem das Kältemittel
mit einer hohen Temperatur und hohem Druck aus den Kompressoren 18, 118 zu
dem Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 ausgesendet
wird, nachdem der Defrosterbetrieb ver vollständigt wurde. Dann steuert die
zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 die
Rotationsgeschwindigkeit des zweiten Kompressors 118, einen Öffnungsgrad
der zweiten Druckreduzierungseinrichtung 121 und eine Rotationsgeschwindigkeit
der zweiten Wasserzirkulationspumpe 128, so dass eine durch
den zweiten Wasserauslass-Temperatursensor 126 erfasste
Temperatur eine Ziel-Erhitzungstemperatur sein kann. In diesem Fall
wird, während
der Defrosterbetrieb ausgeführt
wird, das Kältemittel
mit einer hohen Temperatur und hohem Druck, welches aus dem zweiten
Kompressor 118 ausgesendet wird, nicht zu dem zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 gesendet.
Daher kann eine Temperatur des Heißwassers, welches durch den zweiten
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 unmittelbar
nach dem Abschluss des Defrosterbetriebs geheizt wird, nicht auf
die Ziel-Erhitzungstemperatur erhöht werden.
Demgemäß ist, nach
dem Abschluss des Defrosterbetriebs, bis eine vorbestimmte Zeitperiode
vergangen ist, eine Temperatur des Heißwassers, welches von der zweiten
Wasserabzweigleitung 117 zu dem Vereinigungsabschnitt 16 strömt, das durch
den zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 erwärmt wird,
nachdem es durch die zweite Wasserabzweigleitung 117 hindurchtritt,
niedriger als die Ziel-Erhitzungstemperatur, welche von der Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6 an
die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 angewiesen
bzw. in diese eingegeben wird. Anschließend wird mit dem Zeitablauf
die Temperatur des aus der zweiten Wasserabzweigleitung 117 zu
dem Vereinigungsabschnitt 16 strömenden Heißwassers auf nahezu die Ziel-Erhitzungstemperatur
erhöht.
Nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode vergangen ist, wird die durch den
zweiten Wasserauslass-Temperatursensor 126 erfasste Temperatur
auf die Ziel-Erhitzungstemperatur erhöht.
-
In
diesem Zusammenhang gibt, wenn die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 ein
Umschaltsignal an das zweite Durchtrittsumschaltventil 144 ausgibt,
so dass der Defrosterbetrieb gestoppt werden kann, gleichzeitig
die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 ein
Umschaltmitteilungssignal aus, welches ein Umschalten des zweiten
Durchtrittumschaltventils 144 der ersten Wärmepumpen-Steuereinheit 35 mitteilt.
In dem Fall, in welchem ein Antriebs-Stopp-Mitteilungssignal aus
den zweiten Wärmepumpenkreisen 111 eingegeben
wird, während
der erste Wärmepumpenkreis 11 in
einem stabilen Betriebszustand arbeitet, führt die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 den
nachfolgenden Steuerbetrieb durch. In dem stabilen Betriebszustand startet
die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35, welche
den ersten Kompressor 18, die erste Druckreduzierungseinrichtung 21 und
die erste Wasserzirkulationspumpe 28 nur gemäß dem Erfassungsergebnis
von dem ersten Wasserauslass-Temperatursensor 26 in dem
stabilen Betriebszustand steuert, Überwachung eines Erfassungsergebnisses,
welches von dem Mischwasser-Temperatursensor 27 gesendet wird.
Dann gibt die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 einen
Befehl zum Erhöhen
oder Verringern einer Rotationsgeschwindigkeit des ersten Kompressors 18 aus,
welcher angetrieben wird, so dass eine durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 erfasste
Temperatur gleich der Ziel-Erhitzungstemperatur sein kann, die in
der ersten Wärmepumpen-Steuereinheit 35 gespeichert
ist. In diesem Zusammenhang wurde eine Vergrößerung und eine Verringerung
der Rotationsgeschwindigkeit des ersten Kompressors 18 bereits
im Detail in der ersten Ausführungsform
erläutert.
Daher werden diese Erläuterungen
hier nicht gegeben.
-
Anschließend gibt
in dem Fall, in welchem die durch den zweiten Wasserauslass-Temperatursensor 26 erfasste
Temperatur auf die Ziel-Erhitzungstemperatur angehoben ist, die
zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 ein
Stabilitätsmitteilungssignal
an die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 aus.
In Übereinstimmung
mit der Eingabe dieses Stabilitätsmitteilungssignals
beendet die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 eine
Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit des ersten Kompressors 18 in Übereinstimmung
mit dem Erfassungsergebnis durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 und
in Übereinstimmung
mit der Ziel-Erhitzungstemperatur.
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Auf
diese Weise kann selbst in dem Fall, in welchem der zweite Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 Heizen
nach dem Abschluss eines Defrostens gestartet hat, und die Temperatur
des Mischwassers in dem Vereinigungsabschnitt 16 verringert ist,
wenn der Zustand des Heizens des ersten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 19 in
dem ersten Wärmepumpenkreis 11,
welcher Heiz betrieb durchführt, gesteuert
wird, die Temperatur des Mischwassers wünschenswerterweise daran gehindert
werden, gesenkt zu werden.
-
Bezugnehmend
auf 6 und 7 wird die vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nachfolgend erläutert. Unterschiedliche Punkte der
vierten Ausführungsform
gegenüber
den vorstehend erläuterten
Ausführungsformen
werden wie folgt beschrieben. In der vierten Ausführungsform sind
Bypassleitungen 51, 151 an den Wasserabzweigleitungen 17, 117 angeschlossen,
in welchen Heißwasser
strömt.
Unmittelbar nach dem Start des Betriebs der Wärmepumpenkreise 11, 111 wird
das durch die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 erhitzte
Wasser zeitweilig in die Bypassleitungen 51, 151 zirkuliert.
In diesem Zusammenhang wird in dieser Ausführungsform der Begriff "zeitweilig" als eine Zeitperiode
von der Startzeit der Zirkulation des Heißwassers in die Bypassleitungen 51, 151 bis
zu der Zeit, bei welcher die durch die Wasserauslass-Temperatursensoren 26, 126 erfassten
Temperaturen auf die vorbestimmte Temperatur erhöht sind, definiert. Eine Zeiteinteilung
dieses "zeitweilig" kann in solcher
Weise gemessen werden, dass ein Zeitmessungsmittel wie ein Zeitnehmer
(Timer) angeordnet ist und eine vorbestimmte Zeitperiode durch dieses
Zeitmessungsmittel von dem Start der Zirkulation von Heißwasser
in die Bypassleitungen 51, 151 gemessen wird.
-
Wie
in 6 gezeigt ist, sind in den Wasserabzweigleitungen 17, 117 eine
stromaufwärtige
Seite der Wasserströmung
in dem Vereinigungsabschnitt 16 und eine stromaufwärtige Seite
der Wasserströmung
der Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 jeweils
miteinander durch die Bypassleitungen 51, 151 verbunden.
Die in dem ersten Wärmepumpenkreis 11 vorgesehene
Bypassleitung wird als die erste Bypassleitung 51 bezeichnet,
und die in dem zweiten Wärmepumpenkreis 111 vorgesehene
Bypassleitung wird als die zweite Bypassleitung 151 bezeichnet.
Die Bypassleitungen 51, 151 leiten Heißwasser, in
welchem Wärme
durch die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 ausgetauscht
wurde, zu den Kältemittel-Wasserwärmetauschern 119.
-
In
den stromaufwärtigen
Abzweigabschnitten 52, 152 der stromaufwärtigen Seite
der Wasserströmung
der Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 in
den Wasserabzweigleitungen 17, 117 und der Bypassleitungen 51, 151 sind
das erste und das zweite stromaufwärtige Umschaltventil 53, 153,
welche ein stromaufwärtsseitiges
Durchtrittsumschaltmittel sind, vorgesehen. Hinsichtlich des Einleitdurchtritts
des Heißwassers,
welches von dem Wasserzufuhr-Routenabzweigabschnitt 15 ist
es durch diese stromaufwärtsseitigen
Umschaltventile 53, 153 möglich, zwischen einem Weg,
welcher das Heißwasser
von dem Wasserzufuhrweg-Abzweigabschnitt 15 (auf der stromaufwärtigen Seite
der Wasserströmung
der Wasserabzweigleitungen 17, 117) zu der Seite
der Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119,
und einem Weg umzuschalten, welcher Heißwasser aus den Bypassleitungen 51, 151 zu
der Seite der Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 einzuleiten.
-
Andererseits
sind in den stromabwärtsseitigen
Abzweigabschnitten 54, 154 der bezüglich der Wasserströmung stromabwärtigen Seite
der Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 in
den Abzweigleitungen 17, 117 und den Bypassleitungen 51, 151 die
erste und die zweiten stromabwärtsseitigen
Umschaltventile 55, 155 vorgesehen, welche die
stromabwärtsseitigen
Durchtrittsumschaltmittel sind. Durch diese stromabwärtsseitigen
Umschaltventile 55, 155 kann der Einleitweg des
Heißwassers,
welches von den Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 strömt, zwischen
einer Route, welche das Heißwasser
von den Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 zu
der Seite des Vereinigungsabschnitts 16 einleitet, und
einer Route, welche das Heißwasser
von den Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 zu
den Bypassdurchtritten 51, 151 leitet, umgeschaltet
werden. Demgemäß wird durch
die stromaufwärtsseitigen
Umschaltventile 53, 153 und die stromabwärtsseitigen
Umschaltventile 55, 155 das durch die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 erhitzte
Mischwasser wieder zu den Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 über die
Bypassleitungen 51, 151 eingeleitet. Wie in 7 gezeigt
ist, sind das erste stromaufwärtsseitige
Umschaltventil 53 und das erste stromabwärtsseitige
Umschaltventil 55 elektrisch an der ersten Wärmepumpen-Steuereinheit 35 angeschlossen,
und das zweite stromaufwärts seitige
Umschaltventil 153 und das zweite stromabwärtsseitige
Umschaltventil 155 elektrisch an der zweiten Wärmepumpen-Steuereinheit 135 angeschlossen.
-
Als
nächstes
wird nachfolgend die charakteristische Steuerung, die in dieser
Ausführungsform durchgeführt wird,
erläutert.
-
Zunächst werden
in dem Fall, in welchem der erste Wärmepumpenkreis 11 und
der zweite Wärmepumpenkreis 111 stabil
betrieben werden, die stromaufwärtsseitige
Umschaltventile 53, 153 derart betrieben, dass
Heißwasser
veranlasst werden kann, aus dem Wasserzufuhrweg-Abzweigabschnitt 15 zu den
Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 zu strömen, und
die stromabwärtsseitigen
Umschaltventile 55, 155 werden derart betrieben,
dass das Heißwasser
veranlasst werden kann, von den Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 zu
der Seite des Vereinigungsabschnitts 16 zu strömen.
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Als
nächstes
gibt in dem Fall, in welchem die Menge von zu verwendendem Heißwasser
vergrößert wird,
während
der erste Wärmepumpenkreis 11 alleine
bzw. einzeln in Betrieb ist, so dass der erste Wärmepumpenkreis 11 alleine
nicht eine hinreichend große
Menge des Heißwassers
erhitzen kann, die Heißwasser-Speichersteuereinheit 6 einen
Befehl der Anweisung eines Starts des Betriebs des zweiten Wärmepumpenkreises 11 an
die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 anweist
bzw. ausgibt.
-
Dann
steuert die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 des
zweiten Wärmepumpenkreises 111,
welche den Betrieb von einem Zustand eines Stopps des Betriebs aus
gestartet hat, eine Rotationsgeschwindigkeit des zweiten Kompressors 118,
einen Öffnungsgrad
der zweiten Druckreduzierungseinrichtung 121 und eine Rotationsgeschwindigkeit
der zweiten Wasserzirkulationspumpe 128, so dass eine durch
den zweiten Wasserauslass-Temperatursensor 126 erfasste
Temperatur gleich der Ziel-Erhitzungstemperatur sein kann. Wenn
das Heißwasser
durch den Betrieb der zweiten Zirkulationspumpe 128 beginnt,
in die zweite Wasserabzweigleitung 117 zu strömen, gibt
die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 ein
Um schaltsignal an das zweite stromaufwärtsseitige Umschaltventil 153 und das
zweite stromabwärtsseitige
Umschaltventil 155 aus. Nachdem das Umschaltsignal in das
zweite stromabwärtsseitige
Umschaltventil 155 eingegeben wurde, wird Heißwasser
von dem zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 durch
das zweite stromabwärtsseitige
Umschaltventil 155 in die zweite Bypassleitung 151 eingeleitet.
Nachdem das Umschaltsignal in das zweite stromaufwärtsseitige
Umschaltventil 153 eingegeben wurde, wird Heißwasser von
der zweiten Bypassleitung 151 zu der Seite des zweiten
Kältemittel-Wasserwärmetauschers 119 durch
das zweite stromaufwärtsseitige
Umschaltventil 153 eingeleitet.
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Als
ein Ergebnis zirkuliert das Heißwasser, welches
durch den zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 hindurch
getreten ist, zwischen der zweiten Bypassleitung 151 und
dem zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119.
Nachdem der zweite Wärmepumpenkreis 111 den
Betrieb gestartet hat, kommt, während
das Heißwasser
zwischen der zweiten Bypassleitung 151 und dem zweiten
Kältemittel-Wasserwärmetauscher
zirkuliert, der zweite Wärmepumpenkreis 111 in
einen stabilen Betriebszustand. Nachdem der zweite Wärmepumpenkreis 11 den
Betrieb gestartet hat, ist eine Temperatur des durch den zweiten
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 erwärmten Heißwassers
niedriger als die Ziel-Erhitzungstemperatur. Jedoch kommt, während das
Heißwasser
zwischen der zweiten Bypassleitung 151 und dem zweiten
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 zirkuliert,
die Temperatur des Heißwassers nahe
der Ziel-Erhitzungstemperatur. Demgemäß ist es möglich, einen Aufbau einfach
zu realisieren, in welchem das durch den zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 erhitzte
Wasser, welches durch den Betrieb des stromabwärtsseitigen Umschaltventils 155 ein
Heizen gestartet hat, zeitweilig in die zweite Bypassleitung 151 strömt. Ferner
kann alleine das Heißwasser,
welches durch die zweite Bypassleitung 151 hindurch getreten
ist, sicher in den zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 durch
das stromaufwärtsseitige
Umschaltventil 153 eingeleitet werden. Demgemäß kann die
Temperatur von Heißwasser
schnell erhöht
werden.
-
In
diesem Zusammenhang gibt, wenn eine durch den zweiten Wasserauslass-Temperatursensor 126 erfasste
Temperatur auf eine vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel eine Ziel-Erhitzungstemperatur)
erhöht
wurde, die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 ein
Umschaltsignal an das zweite stromaufwärtsseitige Umschaltventil 153 und das
zweite stromabwärtsseitige
Umschaltventil 155 aus, so dass die zweite Bypass-Leitung 151 schrittweise
geschlossen werden kann. Gleichzeitig gibt die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 ein
Umschaltmitteilungssignal aus, welches der ersten Wärmepumpen-Steuereinheit 35 den
Start des Umschaltens des Schließens der zweiten Bypassleitung 151 mitteilt.
Das zweite stromabwärtsseitige
Umschaltventil 155, welchem das Umschaltsignal eingegeben wurde,
leitet Heißwasser
von dem zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 zu
der Seite des Vereinigungsabschnitts 16 ein, so dass die
Menge des Heißwassers
schrittweise vergrößert werden
kann. Das zweite stromaufwärtsseitige
Umschaltventil 153, welchem das Umschaltsignal eingegeben
wurde, leitet Heißwasser
von dem Wasserzufuhrweg-Abzweigabschnitt 15 (der stromaufwärtigen Seite
der Wasserströmung
der Wasserabzweigleitungen 17, 117) zu der Seite
des zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 119 ein,
so dass die Menge von Heißwasser
schrittweise vergrößert werden
kann. Wie vorstehend beschrieben ist, wird, wenn der zweite Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119,
welcher sich in einem Zustand des Stoppens des Heizbetriebs befindet,
einen Heizbetrieb startet, das durch den zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 erhitzte
Heißwasser
zeitweilig in die Bypassleitung 151 eingeleitet. Wenn dann
das Umschaltventil umgeschaltet wird, so dass die Bypassleitung 151 schrittweise
geschlossen werden kann, wie vorstehend beschrieben, besteht keine
Möglichkeit,
dass eine große
Menge von Heißwasser
mit einer niedrigen Temperatur aus dem Wasserzufuhrweg-Abzweigabschnitt 15 zu
dem zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 strömt. Dementsprechend
kann ein Betrieb des zweiten Wärmepumpenkreises 11 stabilisiert
werden. Anschließend,
wenn das zweite stromaufwärtsseitige Umschaltventil 153 und
das zweite stromabwärtsseitige
Umschaltventil 155 den Umschaltbetrieb abgeschlossen haben,
gibt die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 ein
Umschaltabschluss-Mitteilungssignal, welches der ersten Wärmepumpen-Steuereinheit 35 mitteilt,
dass das Umschalten abgeschlossen ist.
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Andererseits
führt in
dem Fall, in welchem der ersten Wärmepumpen-Steuereinheit 35 das
vorstehende Umschaltstart-Mitteilungssignal aus der zweiten Wärmepumpen-Steuereinheit 135 eingegeben
wird, während
der erste Wärmepumpenkreis 11 einen
stabilen Betriebszustands fortsetzt, die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 den nachfolgenden Steuerbetrieb
durch. Die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35,
welche den ersten Kompressor 18, die erste Druckreduzierungseinrichtung 21 und
die erste Wasserzirkulationspumpe 28 nur in Übereinstimmung
mit dem Ergebnis der Erfassung durch den ersten Wasserauslass-Temperatursensor 26 in
dem stabilen Betriebszustand steuert, startet eine Überwachung
eines Erfassungsergebnisses, welches von dem Mischwasser-Temperatursensor 27 gesendet wird.
Die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35,
welche den ersten Kompressor 18, die erste Druckreduzierungseinrichtung 21 und
die erste Wasserzirkulationspumpe 28 nur in Übereinstimmung
mit dem Ergebnis der Erfassung des ersten Wasserauslass-Temperatursensors 26 in
dem stabilen Betriebszustand steuert, startet eine Überwachung
eines Erfassungsergebnisses, welches von dem Mischwasser-Temperatursensor 27 gesendet
wird. Dann gibt die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 einen
Befehl zum Vergrößern oder
Verringern einer Rotationsgeschwindigkeit des ersten Kompressors 18 aus, welcher
angetrieben wird, so dass eine durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 erfasste
Temperatur gleich der in der ersten Wärmepumpen-Steuereinheit 35 gespeicherten
Ziel-Erhitzungstemperatur sein kann. In diesem Zusammenhang wurden
eine Vergrößerung und
eine Verringerung der Rotationsgeschwindigkeit des ersten Kompressors 18 bereits im
Detail in der ersten Ausführungsform
erläutert.
Daher werden diese Erläuterungen
hier weggelassen.
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Anschließend ist,
wenn der ersten Wärmepumpen-Steuereinheit 35 ein
Umschaltabschlusssignal von der zweiten Wärmepumpen-Steuereinheit 135 eingegeben
wird, die Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit des ersten Kompressors 18,
welche in Übereinstimmung
mit dem Erfassungsergebnis durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 und die
Ziel-Erhitzungstemperatur durchgeführt wird, abgeschlossen.
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Infolge
des vorstehenden ist es, wenn das durch den zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 geheizte
Heißwasser,
welcher den Heizbetrieb gestartet hat, zeitweilig veranlasst wird,
in die zweite Bypassleitung 151 zu strömen, möglich, zu verhindern, dass
das Fluid mit einer niedrigen Temperatur, das für Heißwasserzufuhr verwendet wird,
in den Vereinigungsabschnitt 16 einströmt. Ferner kann, wenn das für Heißwasserzufuhr
verwendete Fluid wiederholt veranlasst wird, durch das Heizmittel hindurch
zu treten, kann eine Temperatur des für Heißwasserzufuhr verwendeten Fluids
schnell erhöht werden.
Ferner ist es möglich,
wenn die Steuerung des Zustands des Heizens des ersten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 19 in Übereinstimmung mit
dem Erfassungsergebnisses durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 kombiniert
wird, zweckmäßig zu verhindern,
dass die Temperatur des Mischwassers auf einen Wert gesenkt wird,
der niedriger als die Ziel-Erhitzungstemperatur ist.
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Bezugnehmend
auf 8 und 9 wird nachfolgend die fünfte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
Unterschiedliche Punkte der fünften
Ausführungsform
gegenüber
den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind, dass zwei
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 19 und zwei
Kompressoren 18, 118 in einem Wärmepumpenkreis 11 vorgesehen
sind.
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Insbesondere
enthält,
wie in 8 gezeigt ist, der Wärmepumpenkreis 11:
einen ersten und einen zweiten Kompressor 18, 18;
einen ersten und einen zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 19;
eine Druckreduzierungseinrichtung 21; einen Verdampfer 22;
und einen Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 24.
Diese Komponenten sind miteinander durch eine Kältemittelzirkulationsleitung 23 verbunden.
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Der
erste Kompressor 18 und der erste Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 und
der zweite Kompressor 118 und der zweite Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 sind
parallel zueinander bezüglich
der Druckreduzierungseinrichtung 21, dem Verdampfer 22 und
dem Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 24 angeordnet.
Das heißt,
die Kältemittelzirkulationsleitung 23 zweigt
zu der ersten Kältemittel-Abzweiglei tung 61 und
der zweiten Kältemittel-Abzweigleitung 161 auf
der stromabwärtigen
Seite der Kältemittelströmung des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 24 ab.
Beide Kältemittel-Abzweigleitungen 61, 161 sind miteinander
auf der stromabwärtigen
Seite der Kältemittelströmung des
ersten und des zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 19, 119 verbunden.
Als ein Ergebnis des vorstehenden Aufbaus zweigt das Kältemittel,
welches in der Reihenfolge der Druckreduzierungseinrichtung 21,
der Verdampfer 22 und der Gas-/Flüssigkeits-Abscheider 24 strömt, zu der ersten
Kältemittel-Abzweigleitung 61 und
der zweiten Kältemittel-Abzweigleitung 161 auf
der stromabwärtigen
Seite der Kältemittelströmung des
Gas-/Flüssigkeits-Abscheiders 24 ab.
In der ersten Kältemittel-Abzweigleitung 61 strömt das Kältemittel
in der Reihenfolge zu dem ersten Kompressor 18 und dem ersten
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19.
In der zweiten Kältemittel-Abzweigleitung 161 strömt das Kältemittel
in Reihenfolge zu dem zweiten Kompressor 118 und dem zweiten
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119.
Anschließend
verbinden sich die erste Kältemittel-Abzweigleitung 61 und
die zweite Kältemittel-Abzweigleitung 161 miteinander
auf der stromabwärtigen
Seite des ersten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 19 und
des zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 119 und
das Kältemittel
wird wieder in die Druckreduzierungseinrichtung 21 eingeleitet.
In den Kältemittel-Abzweigleitungen 61, 161 sind
jeweils das erste und das zweite Kältemittel-Steuerventil 62, 162 vorgesehen.
Diese Kältemittel-Steuerventile 62, 162 verhindern,
dass Kältemittel
rückwärts zu den
Kompressoren 18, 118 strömt.
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Die
erste und die zweite Wasserabzweigleitung 17, 117 sind
jeweils an den Kältemittel-Wasserwärmetauschern 19, 119 angeschlossen.
Auf der stromabwärtigen
Seite der Wasserströmung
der Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 der
Wasserabzweigleitungen 17, 117 sind jeweils der
erste Wasserauslass-Temperatursensor 26 und der zweite Wasserauslass-Temperatursensor 126 vorgesehen. In
diesem Zusammenhang kann in dieser Ausführungsform, wenn die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 die
Kompressoren 18, 118 parallel angeordnet sind,
der Aufbau, in welchem die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 (die
Heizmittel) parallel angeordnet sind, realisiert werden.
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Die
Wärmepumpeneinheit 2 enthält eine Wärmepumpen-Steuereinheit 35.
Wie in 9 gezeigt ist, sind die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6,
der Mischwassersensor 27 und der erste und der zweite Wasserauslass-Temperatursensor 26,126 jeweils
elektrisch an der Eingangsseite der Wärmepumpen-Steuereinheit 35 angeschlossen.
Andererseits sind der erste und der zweite Kompressor 18, 118,
die Druckreduzierungseinrichtung 21, die erste und die
zweite Wasserzirkulationspumpe 28, 128 und das
erste und das zweite Kältemittel-Steuerventil 62, 162 elektrisch
an der Ausgangsseite der Wärmepumpen-Steuereinheit 35 angeschlossen.
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Als
nächstes
wird der Betrieb des Wärmepumpentyp-Wasserheizers 1,
der wie vorstehend beschrieben zusammengesetzt ist, nachfolgend
erläutert.
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Beispielsweise
entscheidet in dem Fall, in welchem Heißwasser in dem Heißwasserspeichertank 3 gespeichert
wird, wenn bei Nacht kein Heißwasser
benutzt wird, die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6,
dass Heißwasser
durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 alleine
erhitzt werden kann. Um Heißwasser
durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 zu
erwärmen,
gibt die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6 ein
Befehlssignal an die Wärmepumpen-Steuereinheit 35,
so dass der erste Kompressor 18 und die erste Wasserzirkulationspumpe 28 angetrieben
und das erste Kältemittel-Steuerventil 62 geöffnet werden
kann. In diesem Fall wird das durch die erste Wasserabzweigleitung 17 durchtretende
Wasser durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 erwärmt und
dann aus der ersten Wasserabzweigleitung 17 in die Wärmepumpen-Heißwasserabgabeleitung 14 eingeleitet.
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Andererseits
gibt in dem Fall, in welchem die Menge zu verwendendem Heißwasser
tagsüber
vergrößert ist,
und es entschieden wird, dass die Menge von erforderlichem Heißwasser
nicht durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 alleine
sichergestellt werden kann, gibt, um das Heißwasser durch den zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 zu
erwärmen,
die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6 ein
Befehlssignal an die Wärmepumpen-Steuereinheit 35 aus,
um so den zweiten Kompressor 118 und die zweite Wasserzirkulationspumpe 128 anzutreiben,
und ferner wird das zweite Kältemittel-Steuerventil 162 geöffnet. Als
ein Ergebnis des vorstehenden Betriebs kann zusätzlich zu dem ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 der
zweite Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 das
Heißwasser
erwärmen.
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Als
nächstes
wird nachfolgend die charakteristische Steuerung erläutert, die
in dieser Ausführungsform
ausgeführt
wird. In dem Fall, in welchem der erste Kompressor 18 und
die erste Wasserzirkulationspumpe 28 stabil arbeiten, gibt
dann, wenn die Menge von Heißwasser,
die verwendet wird, vergrößert ist
und eine hinreichend große
Menge von Heißwasser
nicht durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 alleine
erhitzt werden kann, die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6 ein
Befehlssignal zum Anweisen des Starts des Erwärmens durch den zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 an
die Wärmepumpen-Steuereinheit 35 aus.
Die Wärmepumpen-Steuereinheit 35 steuert
Rotationsgeschwindigkeiten des zweiten Kompressors 118 und
der zweiten Wasserzirkulationspumpe 128 derart, dass eine
durch den zweiten Wasserauslass-Temperatursensor 126 des
zweiten Kältemittel-Wassenwärmetauscher 119,
welcher Erwärmungsbetrieb
gestartet hat, erfasste Temperatur gleich der Ziel-Erhitzungstemperatur
sein kann.
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In
dem Fall, in welchem die Wärmepumpen-Steuereinheit 135 ein
Befehlssignal des Starts eines Erwärmungsbetriebs durch den zweiten
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 gibt,
während
der erste Kältemittel-Wasserwärmetauscher 119 einen Erwärmungsbetrieb
durchführt,
wird die Steuerung wie folgt durchgeführt. In dem Zustand des stabilen Betriebs
startet die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35,
welche den ersten Kompressor 118 und die erste Wasserzirkulationspumpe 28 nur
in Übereinstimmung
mit dem Erfassungsergebnis steuert, welches durch den ersten Wasserauslass-Temperatursensor 26 erstellt
wird, eine Überwachung
des Erfassungsergebnisses, welches von dem Mischwasser-Temperatursensor 27 gesendet
wird. Die Wärmepumpen-Steuereinheit 35 gibt
einen Befehl zum Vergrößern oder
Verringern der Rotationsgeschwindigkeit des ersten Kompressors 18,
welcher angetrieben wird, so dass eine durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 erfasste
Temperatur eine Ziel-Erhitzungstemperatur sein kann, die in der
Wärmepumpen-Steuereinheit 35 gespeichert
ist. In diesem Zusammenhang wurden ein Vergrößern und ein Verringern der
Rotationsgeschwindigkeit des ersten Kompressors 18 bereits
in der ersten Ausführungsform
erläutert.
Daher werden die Erläuterungen
hier weggelassen.
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Anschließend ist
in dem Fall, in welchem die Wärmepumpen-Steuereinheit 35 entscheidet,
dass eine durch den zweiten Wasserauslass-Temperatursensor 126 erfasste
Temperatur auf die Ziel-Erhitzungstemperatur erhöht ist, die Steuerung des ersten Kompressors 18 in Übereinstimmung
mit dem Erfassungsergebnis durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 und
in Übereinstimmung
mit der Ziel-Erhitzungstemperatur abgeschlossen. Andererseits wird der
erste Wasserauslass-Temperatursensor 26 erneut überwacht.
Während
das Erfassungsergebnis des ersten Wasserauslass-Temperatursensors 26 und
die Ziel-Erhitzungstemperatur miteinander verglichen werden, werden
der erste Kompressor 18 und die erste Wasserzirkulationspumpe 28 kontrolliert
bzw. gesteuert.
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Wie
vorstehend beschrieben, kontrolliert bzw. steuert in der vorstehenden
Ausgestaltung, während
die Wärmepumpen-Steuereinheit 35 die Ziel-Erhitzungstemperatur
mit der erfassten Temperatur des Mischwassers vergleicht, einen
Zustand des Erwärmens
des Heißwassers
durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19.
Infolge des vorstehenden ist es möglich, zweckmäßig zu verhindern,
dass die Temperatur des Mischwassers auf eine Temperatur niedriger
als die Ziel-Erhitzungstemperatur absinkt.
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Bezugnehmend
auf 10 und 11 wird die
sechste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nachfolgend erläutert. Unterschiedliche Punkte der
sechsten Ausführungsform
gegenüber
den vorstehend erläuterten
Ausführungsformen
werden wie folgt beschrieben. In der sechsten Ausführungsform ist
der Mischwasser-Temperatursensor 27 nicht
vorgesehen, und eine Temperatur des Mischwassers wird gemäß den Rotationsgeschwindigkeiten
(dem Betriebszustand) der Wasser zirkulationspumpen 28, 128 und
der Temperaturen von Heißwasser
berechnet, welche durch die Wasserauslass-Temperaturensensoren 26, 126 erfasst
werden. In Übereinstimmung
mit dem Berechnungsergebnis wird ein Erwärmungsbetrieb, der durch den
ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 durchgeführt wird,
gesteuert.
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Insbesondere
sind, wie in 10 gezeigt ist, der erste und
der zweite Rotationsgeschwindigkeitssensor 64, 164 zum
Erfassen der Rotationsgeschwindigkeiten der Wasserzirkulationspumpe 28, 128 jeweils
in der ersten und der zweiten Wasserzirkulationspumpe 28, 128 angeordnet.
Die Rotationssensoren 64, 164 entsprechen dem
Betriebszustands-Erfassungsmittel, und die Wasserauslass-Temperaturensensoren 26, 126 entsprechen den
Wasserzirkulationspumpen 28, 128. Die Rotationsgeschwindigkeiten
der Wasserzirkulationspumpen 28, 128 entsprechen
den Betriebszuständen
der Zwangszuführmittel.
Wie in 11 gezeigt ist, ist der erste
Rotationsgeschwindigkeitssensor 64 elektrisch an der ersten
Wärmepumpen-Steuereinheit 35 angeschlossen,
und der zweite Rotationsgeschwindigkeitssensor 64 ist elektrisch
an der zweiten Wärmepumpen-Steuereinheit 135 angeschlossen.
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Als
nächstes
wird nachfolgend die charakteristische Steuerung erläutert, die
in dieser Ausführungsform
ausgeführt
wird.
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Zuerst
wird der erste Wärmepumpenkreis 11 alleine
betrieben. Wenn der erste Wärmepumpenkreis 11 stabil
betrieben wird, vergleicht, in derselben Weise wie bei jeder der
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 das
Ergebnis der durch den ersten Wasserauslass-Temperatursensor 26 durchgeführte Erfassung
mit der Ziel-Erhitzungstemperatur. Dann werden die Drehzahl des
ersten Kompressors 18, der Öffnungsgrad der ersten Druckreduzierungseinrichtung 21 und
die Rotationsgeschwindigkeit der ersten Wasserzirkulationspumpe 28 derart
gesteuert, dass die Temperatur des Heißwassers, welches durch den ersten
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 erwärmt wird,
auf die Ziel-Erhitzungstemperatur erhöht werden kann.
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Als
nächstes
gibt, wenn die Menge von verwendetem Heißwasser ansteigt, die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6 ein
Befehlssignal des Anweisens des Betriebsstarts an die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135.
Gleichzeitig gibt die Heißwasserspeicher-Steuereinheit 6 ein
Startmitteilungssignal an die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35.
Die zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135,
welcher das Befehlssignal eingegeben wurde, und die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35,
welcher das Startmitteilungssignal eingegeben wurde, führt die
nachfolgende Steuerung derart durch, dass die Temperatur des Mischwassers
in dem Vereinigungsabschnitt 16 gleich der Ziel-Erhitzungstemperatur
sein kann.
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Die
zweite Wärmepumpen-Steuereinheit 135 teilt
der ersten Wärmepumpen-Steuereinheit 35 bei
einer vorbestimmten Zeitperiode eine Rotationsgeschwindigkeit der
zweiten Wasserzirkulationspumpe 128, welche durch den zweiten
Rotationsgeschwindigkeitssensor 64 bei einer vorbestimmten Zeitperiode
erfasst wird, und eine Temperatur des Heißwassers, welche durch den
zweiten Wasserauslass-Temperatursensor 126 erfasst wird,
mit.
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In
diesem Fall ist es möglich,
Strömungsraten
des in den Wasserabzweigleitungen 17, 117 strömenden Wassers,
welches durch die Wasserzirkulationspumpen 28, 128 ausgesendet
wird, aus den Rotationsgeschwindigkeiten der Wasserzirkulationspumpen 28, 128 abzuschätzen, welche
durch die Rotationsgeschwindigkeitssensoren 64, 164 erfasst werden.
Die Wärmemenge
kann aus der Strömungsrate
und der Temperatur berechnet werden. Daher berechnet die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 die
Wärmemenge
des von der zweiten Wasserabzweigleitung 117 zu dem Vereinigungsabschnitt 16 strömenden Heißwassers
aus der mitgeteilten Rotationsgeschwindigkeit der zweiten Wasserzirkulationspumpe 128 und
der mitgeteilten Heißwassertemperatur.
Andererseits berechnet die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 die
Wärmemenge
des Heißwassers,
welches von der ersten Wasserabzweigleitung 17 zu dem Vereinigungsabschnitt 16 strömt, aus
der Rotationsgeschwindigkeit der ersten Wasserzirkulationspumpe 28,
welche durch den ersten Rotationsgeschwindigkeitssensor 64 erfasst
wird, und aus der Heißwassertemperatur,
die durch den ersten Wasserauslass-Temperatursensor 26 bei
einer vorbestimmten Zeitperiode erfasst wird. Die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 berechnet
eine Temperatur des Mischwassers, nachdem dieses in dem Vereinigungsabschnitt 16 aus
den zwei vorstehend beschriebenen Wärmemengen und den Strömungsraten
des in die Abzweigleitungen 17, 117 strömenden Heißwassers
vereinigt ist. In dieser Ausführungsform
entspricht die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 dem
Mischfluid-Temperaturberechnungsmittel.
-
Anschließend gibt
die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 einen
Befehl zum Vergrößern oder
Verringern einer Rotationsgeschwindigkeit des ersten Kompressors 18,
welcher in Betrieb ist, so dass die berechnete Temperatur des Mischwassers die
gespeicherte Ziel-Erhitzungstemperatur annehmen kann. Das heißt, wenn
der zweite Wärmepumpenkreis 111 den
Betrieb startet und das Heißwasser, dessen
Temperatur niedriger als die Ziel-Erhitzungstemperatur ist, aus
der zweiten Wasserabzweigleitung 117 zu dem Vereinigungsabschnitt 16 strömt, ist die
berechnete Temperatur des Mischwassers niedriger als die Ziel-Erhitzungstemperatur.
In diesem Fall gibt die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 einen Befehl
des Vergrößern der
Rotationsgeschwindigkeit zu dem ersten Kompressor 18, so
dass die berechnete Temperatur gleich der Ziel-Erhitzungstemperatur sein
kann. Andererseits wird nach dem Betriebsstart mit dem Zeitablauf
eine Temperatur des Heißwassers,
welches aus dem zweiten Wasserabzweigabschnitt 117 zu dem
Vereinigungsabschnitt 16 strömt, erhöht und eine durch die erste
Wärmepumpen-Steuereinheit 35 berechnete
Temperatur wird höher
als die Ziel-Erhitzungstemperatur.
In diesem Fall wird ein Befehl zur Reduzierung der Rotationsgeschwindigkeit
an den ersten Kompressor 18 ausgegeben, so dass die berechnete
Temperatur die Ziel-Erhitzungstemperatur sein kann.
-
Auf
diese Weise wird in Übereinstimmung mit
dem Berechnungsergebnis der Mischwassertemperatur durch die erste
Wärmepumpen-Steuereinheit 35 ein
Zustand des Erwärmens
von Heißwasser durch
den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 gesteuert.
-
Anschließend beendet
in dem Fall, in welchem ein Stabilisierungs-Mitteilungssignal aus
der zweiten Wärmepumpen-Steuereinheit 135 eingegeben
und es entschieden wird, dass eine durch den zweiten Wasserauslass-Temperatursensor 126 erfasste
Temperatur die Ziel-Erhitzungstemperatur annimmt, die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 die Steuerung
der Rotationsgeschwindigkeit des ersten Kompressors 18 in Übereinstimmung
mit den Berechnungsergebnissen der Mischwassertemperatur und der
Ziel-Erhitzungstemperatur. Während
das Ergebnis der Erfassung, welche durch den ersten Wasserauslass-Temperatursensor 26 durchgeführt wird, und
die Ziel-Erhitzungstemperatur miteinander verglichen werden, werden
der erste Kompressor 18 und die erste Wasserzirkulationspumpe 28 gesteuert.
-
In
der vorstehenden Ausgestaltung steuert, während die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 die
Ziel-Erhitzungstemperatur mit der berechneten Mischwassertemperatur
vergleicht, diese einen Zustand des Erwärmens von Heißwasser,
welches durch den ersten Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19 durchgeführt wird.
Daher ist es in dieser Ausführungsform,
anders als bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, möglich, selbst
wenn der Mischwasser-Temperatursensor 27 nicht vorgesehen ist,
zweckmäßig zu verhindern,
dass die Mischwassertemperatur auf einen Wert unterhalb der Ziel-Erhitzungstemperatur
verringert wird.
-
Abschließend wird
eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nachfolgend erläutert. In diesem Zusammenhang
können
die vorstehenden Ausführungsformen
wie nachfolgend beschrieben geändert
werden.
- • In
jeder vorstehend beschriebenen Ausführungsform können drei
oder mehr Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 vorgesehen werden.
Alternativ können
drei oder mehr Wärmepumpenkreise 11, 111 vorgesehen
werden.
- • In
jeder vorstehenden Ausführungsform
wird, in dem Fall, in welchem die durch den zweiten Wasserauslass-Temperatursensor 126 des
zweiten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 119,
der Erwärmungsbetrieb
gestartet hat, erfassten Temperatur, gleich der Ziel-Erhitzungstemperatur
wird, eine Steuerung des Erwärmungszustands
des ersten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 19 in Übereinstimmung
mit dem Ergebnis der Erfassung, die durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 durchgeführt wird,
und mit der Ziel-Erhitzungstemperatur, beendet. Jedoch kann der Auslöser (Trigger)
des Beendens des Betriebs bei einer Temperatur eingestellt werden,
die niedriger als die Ziel-Erhitzungstemperatur ist. In diesem Fall
wird diese Temperatur die vorbestimmte Temperatur.
- • In
den ersten bis dritten Ausführungsformen,
die vorstehend beschrieben sind, kann die vorbestimmte Bedingung,
welche der Auslöser
des Beendens des Betriebs ist, zu einer Bedingung geändert werden,
in welcher die durch den Mischwasser-Temperatursensor 27 erfasste
Temperatur weiterhin die Ziel-Erhitzungstemperatur
in einer vorbestimmten Zeitperiode und in einem vorbestimmten Fehlerbereich
bleibt. Ferner kann in einem Fall, in welchem eine Mehrzahl von
Wärmekreisen 11, 111 vorgesehen
sind, die vorbestimmte Bedingung, welche der Auslöser des
Beendens des Betriebs wird, eine Bedingung sein, in welcher die Öffnungsgrade
der Druckreduzierungseinrichtungen 21, 121 in
den Wärmepumpenkreisen 11, 111,
welche ein Erwärmen
gestartet haben, sich nicht ändern.
- • In
den ersten bis dritten Ausführungsformen
und der sechsten Ausführungsform,
die vorstehend beschrieben sind, wird, wenn die Rotationsgeschwindigkeiten
der Kompressoren 18, 118 oder die Rotationsgeschwindigkeiten
der Wasserzirkulationspumpen 28, 128 vergrößert oder
verringert werden, der Erwärmungszustand
des ersten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 19,
welcher in einem Erwärmungsbetrieb
ist, gesteuert. Jedoch kann, wenn die Öffnungsgrade der Druckreduzierungseinrichtungen 21, 121 vergrößert oder
verringert sind, der Erwärmungszustand
des ersten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 19,
welcher in einem Erwärmungsbetrieb
ist, gesteuert werden. Alternativ kann, wenn die Rotationsgeschwin digkeit
der Kompressoren 18, 118, die Rotationsgeschwindigkeiten
der Wasserzirkulationspumpen 28, 128 und die Öffnungsgrade
der Druckreduzierungseinrichtungen 21, 121 zweckmäßig miteinander
kombiniert werden, der Erwärmungszustand
des ersten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 19,
welcher in einem Erwärmungsbetrieb
ist, gesteuert werden.
- • In
der vorstehend beschriebenen fünften
Ausführungsform
wird, wenn die Rotationsgeschwindigkeiten der Kompressoren 18, 118 vergrößert oder
verringert werden, der Erwärmungszustand des
ersten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 19,
welcher in einem Erwärmungsbetrieb
ist, gesteuert. Wenn jedoch die Rotationsgeschwindigkeiten der Wasserzirkulationspumpen 28, 128 vergrößert oder
verringert werden, kann der Erwärmungszustand
des ersten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 19,
welcher in einem Erwärmungsbetrieb
ist, gesteuert werden. Alternativ kann, wenn die Rotationsgeschwindigkeiten
der Kompressoren 18, 118 und die Rotationsgeschwindigkeiten
der Wasserzirkulationspumpen 28, 128 zweckmäßig miteinander
kombiniert werden, der Erwärmungszustand
des ersten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 19,
welcher in einem Erwärmungsbetrieb
ist, gesteuert werden.
- • In
der vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsform kann die Steuerung
wie folgt durchgeführt
werden. Ohne Steuerung des Erwärmungszustands
des ersten Kältemittel-Wasserwärmetauschers 19 gemäß dem Ergebnis
der Erfassung des Mischwasser-Temperatursensors 27 und
der Ziel-Erhitzungstemperatur wird Heißwasser zeitweilig veranlasst,
in die zweite Bypassleitung 151 zu strömen. Selbst bei dieser Ausgestaltung
ist es möglich,
zweckmäßig zu verhindern,
dass die Mischwassertemperatur auf einen Wert unterhalb der Ziel-Erhitzungstemperatur
gesenkt wird. In diesem Zusammenhang wird in diesem Fall der Mischwasser-Temperatursensor 27 nicht
vorgesehen.
- • In
der vierten Ausführungsform
können
die stromaufwärtsseitigen
Umschaltventile 53, 153 nicht vorgesehen sein,
aber es können
nur die stromabwärtsseitigen
Umschaltventile 55, 155 vorgesehen sein. Selbst
in diesem Aufbau ist es möglich, das
Heißwasser,
welches durch die Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 hindurch getreten
ist, in die Bypassleitungen 51, 151 einzuleiten.
- • In
der vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsform werden das zweite
stromauwwärtsseitige
Umschaltventil 153 und das zweite stromabwärtsseitige
Umschaltventil 155 so umgeschaltet, dass die zweite Bypassleitung 151 stufenweise geschlossen
werden kann. Jedoch können
das zweite stromaufwärtsseitige
Umschaltventil 153 und das zweite stromabwärtsseitige
Umschaltventil 155 so umgeschaltet werden, dass die Bypassleitung 151 unmittelbar
geschlossen werden kann.
- • In
den vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsformen
sind die Wärmepumpen-Steuereinheiten 35, 135 für jeden
Wärmepumpenkreis 11, 111 vorgesehen.
Jedoch ist es möglich,
einen Aufbau anzuwenden, in welchem eine Wärmepumpen-Steuereinheit 35 die
Wärmepumpenkreise 11, 111 steuert.
- • In
der vorstehend beschriebenen fünften
Ausführungsform
sind zwei Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 und
zwei Kompressoren 18, 118 parallel in einem Wärmepumpenkreis 11 angeordnet.
Jedoch können
nur zwei Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 parallel
in einem Wärmepumpenkreis 11 angeordnet
sein. In diesem Fall kann, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der
Zirkulationspumpe 28, 128, welche für jeden
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 vorgesehen
ist, gesteuert wird, der Erwärmungszustand
des Erwärmens
von Heißwasser
durch den Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 gesteuert
werden.
- • In
der vorstehend beschriebenen fünften
Ausführungsform
sind zwei Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 und
zwei Kompressoren 18, 118 parallel in einem Wärmepumpenkreis 11 angeordnet.
Jedoch können
drei oder mehr Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 und
Kompressen 18, 118 parallel angeordnet werden.
Ferner können
zwei oder mehr Kompressoren 18, 118 in Reihe für einen
Kältemittel-Wasserwärmetauscher 19, 119 angeordnet
werden.
- • In
der vorstehend beschriebenen sechsten Ausführungsform kann die zweite
Wärmepumpen-Steuereinheit 135 die
Wärmemenge
des von der zweiten Wasserabzweigleitung 117 zu dem Vereinigungsabschnitt 16 strömenden Heißwassers
berechnen und kann die Wärmemenge
des Heißwassers
an die erste Wärmepumpen-Steuereinheit 35 ausgeben.
-
Während die
Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde,
welche für
Zwecke der Darstellung ausgewählt
wurden, sollte ersichtlich sein, dass vielfältige Modifikationen an dieser
durch Fachleute ausgeführt werden
können,
ohne von dem grundlegenden Konzept und dem Bereich der Erfindung
abzuweichen.