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Bereich
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Wärmepumpgerät mit einem Verdichter, ein Wärmepumpsystem, eine Klimaanlage und eine Kältemaschine.
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Hintergrund
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In Klimaanlagen mit Antriebsschaltungen zum Antreiben von Verdichtern wurde ein Schutz von Lasten, wie beispielsweise den Verdichtern, gegen unnormale Überhitzung bereitgestellt. Patentliteratur 1 lehrt eine Technologie zum Schützen einer Last gegen unnormale Überhitzung in einer Klimaanlage durch Detektieren einer Gehäusetemperatur der Last als Spannungsinformation und Steuern einer Versorgung einer Steuerungsspannung an eine Antriebssteuerung basierend auf einem Ergebnis eines Vergleichs zwischen dem detektierten Wert und einer Schwellenspannung.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: internationale Veröffentlichungsnummer
WO 2019/123545 -
Kurzbeschreibung
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Technisches Problem
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Gemäß der vorgenannten herkömmlichen Technologie besteht eine Schutzschaltung jedoch aus einer Kombination von mehreren Schaltungen, wie beispielsweise einer Thermistor-Eingabeschaltung, einer Vergleichsschaltung und einer Steuerungsspannungsunterbrechungsschaltung. Dies ist dahingehend problematisch, dass die Anzahl von Komponenten zunimmt, der Platinenkomponentenbereich daher zunimmt und die Größe des Geräts zunimmt. Des Weiteren ist es wahrscheinlicher, dass eine Fehlfunktion aufgrund von Rauschen verursacht wird, und die Zuverlässigkeit kann abnehmen.
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Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht des Obigen gemacht und ihr Ziel ist es, ein Wärmepumpgerät bereitzustellen, welches fähig ist, einen geschützten Betrieb durchzuführen und dabei eine Zunahme der Größe des Geräts zu reduzieren oder zu verhindern und eine Fehlfunktion aufgrund von Rauschen zu reduzieren oder zu verhindern.
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Lösung des Problems
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Um das obige Problem zu lösen und ein Ziel zu erreichen, umfasst ein Wärmepumpgerät gemäß der vorliegenden Offenbarung: einen Verdichter, welcher eine Verdichtungseinrichtung, welche ein Kältemittel verdichtet, und einen Motor, welcher die Verdichtungseinrichtung antreibt, umfasst; einen Inverter, welcher eine gewünschte Spannung an den Motor anlegt; eine Invertersteuerung, welche den Inverter steuert; einen Hochdruckschalter, welcher schaltet, wenn ein Ausgabedruck des Verdichters einen voreingestellten Druck oder mehr erreicht; und einen Wärmeschalter, welcher schaltet, wenn eine Temperatur des Verdichters eine voreingestellte Temperatur oder mehr erreicht, wobei der Hochdruckschalter und der Wärmeschalter an einer Energieversorgungsleitung zum Versorgen des Inverters mit Energie installiert sind, und der Hochdruckschalter geöffnet wird, wenn der Ausgabedruck des Verdichters den voreingestellten Druck oder mehr erreicht, oder der Wärmeschalter geöffnet wird, wenn die Temperatur des Verdichters die voreingestellte Temperatur oder mehr erreicht, um eine Energieversorgung des Inverters zu unterbrechen.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Ein Wärmepumpgerät gemäß der vorliegenden Offenbarung ermöglicht einen geschützten Betrieb und reduziert oder verhindert dabei eine Zunahme einer Größe des Gerätes und reduziert oder verhindert dabei eine Fehlfunktion aufgrund von Rauschen.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Konfiguration eines Wärmepumpgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
- 2 ist ein Diagramm, welches eine Schaltungskonfiguration einer Steuerungsplatine zeigt, welche in dem Wärmepumpgerät gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist.
- 3 ist ein Graph, welcher ein Beispiel einer zeitlichen Änderung einer Gehäusetemperatur, einer Außenlufttemperatur und einer Kältemittelstaumenge eines Verdichters des Wärmepumpgeräts gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
- 4 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Hardwarekonfiguration zum Implementieren einer Invertersteuerung der Steuerungsplatine zeigt, welche in dem Wärmepumpgerät gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist.
- 5 ist ein Diagramm, welches eine Schaltungskonfiguration einer Steuerungsplatine zeigt, welche in einem Wärmepumpgerät gemäß einer zweiten Ausführungsform enthalten ist.
- 6 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Betrieb einer Systemsteuerung zeigt, welche in dem Wärmepumpgerät gemäß der zweiten Ausführungsform enthalten ist.
- 7 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Konfiguration eines Wärmepumpsystems zeigt, welches ein Wärmepumpgerät gemäß einer dritten Ausführungsform umfasst.
- 8 ist ein Mollier-Diagramm des Zustands eines Kältemittels in dem Wärmepumpgerät gemäß der dritten Ausführungsform.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Ein Wärmepumpgerät, ein Wärmepumpsystem, eine Klimaanlage und eine Kältemaschine gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden unten im Detail mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen begrenzt ist.
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Erste Ausführungsform.
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1 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Konfiguration eines Wärmepumpgeräts 100 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Wärmepumpgerät 100 einen Kältekreislauf, in welchem ein Verdichter 1, ein Vierwegeventil 2, ein Wärmetauscher 3, eine Expansionseinrichtung 4 und ein Wärmetauscher 5 über eine Kältemittelrohrleitung 6 in Reihe verbunden sind. Der Verdichter 1 umfasst eine Verdichtungseinrichtung 7 zum Verdichten eines Kältemittels und einen Motor 8 zum Antreiben der Verdichtungseinrichtung 7. Der Motor 8 ist ein Dreiphasenmotor mit Dreiphasenleitungen mit U-Phase, V-Phase und W-Phase.
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Eine Steuerungsplatine 9 ist mit dem Motor 8 elektrisch verbunden und legt eine Spannung an den Motor 8 an, um den Motor 8 anzutreiben. Die Steuerungsplatine 9 verwendet eine Wechselspannung Vac, welche von einer Wechselstromenergiequelle 10 bereitgestellt wird, als eine Energieversorgung, um Dreiphasenspannungen Vu, Vv und Vw zu erzeugen und anzulegen, welche an die U-Phase-, V-Phase- und W-Phase-Leitungen des Motors 8 zu führen sind.
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2 ist ein Diagramm, welches eine Schaltungskonfiguration der Steuerungsplatine 9 zeigt, welche in dem Wärmepumpgerät 100 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist. Die Steuerungsplatine 9 umfasst einen Gleichrichter 101, einen Glättungskondensator 102, einen Inverter 103, eine Invertersteuerung 104 und eine Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltung 105. Des Weiteren sind ein Hochdruckschalter 107, eine Wärmeschutzeinrichtung 108 und ein Verdichterthermistor 109 mit der Steuerungsplatine 9 verbunden.
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Der Gleichrichter 101 verarbeitet die von der Wechselstromenergiequelle 10 bereitgestellte Wechselspannung Vac, um die Wechselspannung Vac in eine Gleichspannung zu wandeln. Der Glättungskondensator 102 glättet die durch die Wandlung durch den Gleichrichter 101 erhaltene Gleichspannung, um eine Gleichspannung zu erzeugen, die dem Inverter 103 zuzuführen ist. Der Inverter 103 erzeugt unter der durch die Invertersteuerung 104 durchgeführten Steuerung die Dreiphasenspannungen Vu, Vv und Vw aus der durch den Glättungskondensator 102 erzeugten Gleichspannung. Der Inverter 103 legt eine gewünschte Spannung an den Motor 8 des Verdichters 1 an.
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Die Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltung 105 erzeugt diverse Steuerungsenergieversorgungen aus der durch die Wandlung durch den Gleichrichter 101 erhaltenen Gleichspannung. In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltung 105 Steuerungsenergieversorgungen, welche an den Inverter 103 und die Invertersteuerung 104 zu führen sind.
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Die Invertersteuerung 104 steuert den Betrieb des gesamten Wärmepumpgeräts 100. Insbesondere steuert die Invertersteuerung 104 die Kreislaufrichtung des Vierwegeventils 2, den Öffnungsgrad der Expansionseinrichtung 4, die Geschwindigkeit eines nicht dargestellten Gebläses zum Kühlen des Wärmetauschers 5 und dergleichen so, dass das Wärmepumpgerät 100 einen gewünschten Betriebszustand erreicht. Die Invertersteuerung 104 steuert auch den Inverter 103 so, dass der Motor 8 des Verdichters 1 mit einer gewünschten Geschwindigkeit arbeitet.
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Der Hochdruckschalter 107 schaltet, wenn der Ausgabedruck des Verdichters 1 einen voreingestellten Druck oder mehr erreicht hat. Insbesondere, wenn der Druck in dem Verdichter 1 einen voreingestellten Schwellenwert oder mehr erreicht hat, öffnet der Hochdruckschalter 107 mechanisch einen Energieversorgungspfad von der Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltung 105, um einen Verdichtungsbetrieb des Verdichters 1 mechanisch zu stoppen. Wenn der Druck in dem Verdichter 1 kleiner als der voreingestellte Schwellenwert geworden ist, verbindet der Hochdruckschalter 107 den Energieversorgungspfad von der Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltung 105 wieder, um den Verdichtungsbetrieb des Verdichters 1 wieder aufzunehmen. Der Hochdruckschalter 107 wird ausgeschaltet, d. h. geöffnet, wenn der Ausgabedruck des Verdichters 1, d. h. der Rohrdruck eines Kältemittelkreislaufs an einer Installationsposition des Hochdruckschalters 107, beispielsweise 30 kg/cm2 oder mehr erreicht hat. Der Hochdruckschalter 107 wird von Aus eingeschaltet, d. h. von dem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand gebracht, wenn der Ausgabedruck des Verdichters 1, d. h. der Rohrdruck des Kältemittelkreislaufs an der Installationsposition des Hochdruckschalters 107, beispielsweise kleiner als 28,5 kg/cm2 geworden ist. Daher schaltet der Hochdruckschalter 107 nicht zurück, bis der Ausgabedruck des Verdichters 1, d. h. der Rohrdruck des Kältemittelkreislaufs an der Installationsposition des Hochdruckschalters 107, kleiner als 28,5 kg/cm2 wird. Der Hochdruckschalter 107 gemäß der vorliegenden Ausführungsform benötigt einige Sekunden, um zurückzuschalten. Alternativ kann der Hochdruckschalter 107 über ein Relais oder dergleichen an einer Energieversorgungsleitung für die Invertersteuerung 104 und den Inverter 103 installiert sein.
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Die Wärmeschutzeinrichtung 108 schaltet, wenn die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 eine voreingestellte Temperatur oder mehr erreicht hat. Insbesondere ist die Wärmeschutzeinrichtung 108 an einem Gehäuse des Verdichters 1 montiert. Wenn die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 einen voreingestellten Schwellenwert oder mehr erreicht hat, öffnet die Wärmeschutzeinrichtung 108 mechanisch den Energieversorgungspfad von der Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltung 105, um den Verdichtungsbetrieb des Verdichters 1 mechanisch zu stoppen. Wenn die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 kleiner als der voreingestellte Schwellenwert geworden ist, verbindet die Wärmeschutzeinrichtung 108 den Energieversorgungspfad von der Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltung 105 wieder, um den Verdichtungsbetrieb des Verdichters 1 wieder aufzunehmen. Die Wärmeschutzeinrichtung 108 wird ausgeschaltet, d. h. geöffnet, wenn die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 beispielsweise 125 °C oder mehr erreicht hat. Die Wärmeschutzeinrichtung 108 wird von Aus eingeschaltet, d. h. von dem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand gebracht, wenn die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 beispielsweise kleiner als 90 °C geworden ist. Daher schaltet die Wärmeschutzeinrichtung 108 nicht zurück, bis die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 kleiner als 90 °C wird. Die Wärmeschutzeinrichtung 108 gemäß der vorliegenden Ausführungsform benötigt einige 10 Minuten, um zurückzuschalten. Die bis zum Zurückschalten benötigte Dauer hängt von dem Schwellenwert der Wärmeschutzeinrichtung 108, der Wärmekapazität des Verdichters 1, einer Außenlufttemperatur und dergleichen ab.
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Alternativ kann die Wärmeschutzeinrichtung 108 über ein Relais oder dergleichen an der Energieversorgungsleitung für die Invertersteuerung 104 und den Inverter 103 installiert sein. Bevorzugt übersteigt die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 150 °C nicht. Obwohl es von der Temperaturdifferenz zwischen dem Gehäuse des Verdichters 1 und der Wärmeschutzeinrichtung 108 abhängig ist, ist es daher geeignet, dass die Temperatur, bei welcher die Wärmeschutzeinrichtung 108 geöffnet wird, auf 115 bis 135 °C eingestellt ist. In der Beschreibung unten kann die Wärmeschutzeinrichtung 108 als ein Wärmeschalter bezeichnet sein. Des Weiteren kann in der Beschreibung unten die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 einfach als die Temperatur des Verdichters 1 bezeichnet sein. Es ist zu beachten, dass die Wärmeschutzeinrichtung 108 an einer beliebigen Position des Gehäuses des Verdichters 1 montiert sein kann. Die Position, an welcher die Wärmeschutzeinrichtung 108 montiert ist, kann in Anbetracht der Struktur des Verdichters 1 und der Situation, in welcher der Verdichter 1 zu schützen ist, ausgewählt sein. Beispielsweise in einem Fall, in welchem der Schutz auch vorzunehmen ist, wenn der Motor 8 des Verdichters 1 blockiert ist, ist die Wärmeschutzeinrichtung 108 beispielsweise bevorzugt an einer Position des Gehäuses des Verdichters 1 in der Nähe des Motors 8 des Verdichters 1 montiert.
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Der Verdichterthermistor 109 ist ein Verdichtertemperaturdetektor, welcher an dem Gehäuse des Verdichters 1 montiert ist und die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 detektiert. Des Weiteren ist der Verdichterthermistor 109 mit der Invertersteuerung 104 verbunden. Die Invertersteuerung 104 begrenzt den Betrieb des Verdichters 1 basierend auf einem Detektionswert von dem Verdichterthermistor 109, um hierdurch eine Erhöhung der Gehäusetemperatur des Verdichters 1 zu reduzieren oder zu verhindern. Des Weiteren detektiert die Invertersteuerung 104 auch die Außenlufttemperatur, sodass die Menge von flüssigem Kältemittel, welches sich in dem Verdichter 1 staut, basierend auf der Temperaturdifferenz zu der Gehäusetemperatur des Verdichters 1 geschätzt werden kann. Weil der Verdichter 1 in dem Kältekreislauf eine größte Wärmekapazität hat und seine Temperatur nach einem Anstieg der Außenlufttemperatur mit einer Verzögerung ansteigt, ist zu beachten, dass der Verdichter 1 in dem Kältekreislauf eine geringste Temperatur hat. Daher ist der Temperaturzusammenhang wie in 3 gezeigt. 3 ist ein Graph, welcher ein Beispiel einer zeitlichen Änderung der Gehäusetemperatur, der Außenlufttemperatur und der Kältemittelstaumenge des Verdichters 1 des Wärmepumpgeräts 100 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. In 3 repräsentiert die horizontale Achse Zeit und die vertikale Achse repräsentiert Temperatur. Die Invertersteuerung 104 kann basierend auf dem Detektionswert von dem Verdichterthermistor 109, d. h. dem Zusammenhang zwischen der Gehäusetemperatur des Verdichters 1 und der Außenlufttemperatur, bestimmen, ob ein Stau eines Kältemittels in dem Verdichter 1 vorliegt oder nicht, und einen überhitzten Betrieb des Verdichters 1 steuern.
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Der Hochdruckschalter 107 und die Wärmeschutzeinrichtung 108 sind an der Energieversorgungsleitung zum Versorgen des Inverters 103 und der Invertersteuerung 104 mit Energie aus der Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltung 105 angeordnet. Obwohl auf Basis unterschiedlicher Parameter, welche der Druck und die Temperatur sind, eine Bestimmung vorgenommen wird, können, wie oben beschrieben ist, der Hochdruckschalter 107 und die Wärmeschutzeinrichtung 108 einen gleichen geschützten Betrieb durchführen, um eine Energieversorgung der Invertersteuerung 104 und des Inverters 103 zu unterbrechen, um den Verdichter 1 zu stoppen. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Hochdruckschalter 107 und die Wärmeschutzeinrichtung 108 daher über die Leitung in Reihe geschaltet und verwenden daher eine gemeinsame Leitung. Hierdurch kann das Wärmepumpgerät 100 eine herkömmliche Spezifikation für die Steuerungsplatine 9 verwenden und kann eine Kombination aus der üblichen Spezifikation der Steuerungsplatine 9 und aus mindestens einer von der Spezifikation des Hochdruckschalters 107 und der Spezifikation der Wärmeschutzeinrichtung 108, ausgewählt in Abhängigkeit der Anwendung, verwenden. Das Wärmepumpgerät 100 kann abhängig von seiner Anwendung eine Konfiguration haben, welche den Hochdruckschalter 107 nicht aufweist.
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Des Weiteren kann das Wärmepumpgerät 100 eine Zunahme des Platinenkomponentenbereichs reduzieren oder verhindern, welche aus der Hinzunahme von Verbindern zu der Steuerungsplatine 9 resultiert. Im Vergleich zu einem Fall, in welchem der Hochdruckschalter 107 und die Wärmeschutzeinrichtung 108 an unterschiedlichen Leitungen angeordnet sind, kann das Wärmepumpgerät 100 zudem die Leitungsgesamtlänge verkürzen und kann die Kosten reduzieren und eine Fehlfunktion aufgrund des Einflusses von Rauschen reduzieren oder verhindern.
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In dem Wärmepumpgerät 100 mit der oben beschriebenen Konfiguration, wenn der Ausgabedruck des Verdichters 1 einen voreingestellten Druck, wie beispielsweise 30 kg/cm2, oder mehr erreicht hat, schaltet der Hochdruckschalter 107 und eine Energieversorgung der Invertersteuerung 104 und des Inverters 103 wird unterbrochen. Dies ermöglicht dem Wärmepumpgerät 100, den Verdichter 1 selbst in einem Fall zuverlässig zu stoppen, in welchem die Invertersteuerung 104 aufgrund eines Ausreißers oder dergleichen nicht normal arbeiten kann.
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In dem Wärmepumpgerät 100 mit der oben beschriebenen Konfiguration, wenn die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 eine voreingestellte Temperatur, wie beispielsweise 125 °C, oder mehr erreicht hat, schaltet die Wärmeschutzeinrichtung 108 und eine Energieversorgung der Invertersteuerung 104 und des Investors 103 wird unterbrochen. Dies ermöglicht dem Wärmepumpgerät 100, den Verdichter 1 selbst in einem Fall zuverlässig zu stoppen, in welchem die Invertersteuerung 104 aufgrund eines Ausreißers oder dergleichen nicht normal arbeiten kann.
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Während in der vorliegenden Ausführungsform das Wärmepumpgerät 100 eine Energieversorgung der Invertersteuerung 104 und des Inverters 103 unterbricht, um den Verdichter 1 zu stoppen, ist die Unterbrechung darauf nicht begrenzt. Das Wärmepumpgerät 100 kann eine Energieversorgung entweder der Invertersteuerung 104 oder des Inverters 103 unterbrechen, um den Verdichter 1 zu stoppen. Insbesondere unterbrechen der Hochdruckschalter 107 und die Wärmeschutzeinrichtung 108 mindestens eines von:
- zwischen der Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltung 105, welche den Inverter 103 mit Steuerungsenergie versorgt, und dem Inverter 103; und
- zwischen der Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltung 105, welche die Invertersteuerung 104 mit Steuerungsenergie versorgt, und der Invertersteuerung 104.
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Um den Verdichter 1 zuverlässiger zu stoppen, unterbricht in der vorliegenden Ausführungsform das Wärmepumpgerät 100 eine Energieversorgung der Invertersteuerung 104 und des Inverters 103, um den Verdichter 1 zu stoppen.
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Des Weiteren, während die Invertersteuerung 104 in der vorliegenden Ausführungsform nur den Inverter 103 steuert, kann die Invertersteuerung 104 einen Inverter zum Antreiben eines Gebläsemotors, einen aktiven Wandler und dergleichen steuern. In diesem Fall kann das Wärmepumpgerät 100 den Inverter 103, den Inverter zum Antreiben des Gebläsemotors, den aktiven Wandler und dergleichen, welche durch die Invertersteuerung 104 gesteuert werden, durch Unterbrechen einer Energieversorgung der Invertersteuerung 104 stoppen. Diese Konfiguration ermöglicht das Erstellen eines Systems mit höherer Zuverlässigkeit und Qualität.
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Als Nächstes wird eine Hardwarekonfiguration der Invertersteuerung 104 der Steuerungsplatine 9 beschrieben, welche in dem Wärmepumpgerät 100 enthalten ist. 4 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel der Hardwarekonfiguration zum Implementieren der Invertersteuerung 104 der Steuerungsplatine 9 zeigt, welche in dem Wärmepumpgerät 100 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist. Die Invertersteuerung 104 der Steuerungsplatine 9 ist durch einen Prozessor 201 und einen Speicher 202 implementiert.
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Der Prozessor 201 ist eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU; auch bezeichnet als ein zentrales Verarbeitungsgerät, ein Verarbeitungsgerät, ein Rechengerät, ein Mikroprozessor, ein Mikrocomputer, ein Prozessor oder ein digitaler Signalprozessor (DSP)) oder ein hochintegriertes System (LSI). Beispiele des Speichers 202 können nichtflüchtige oder flüchtige Halbleiterspeicher umfassen, wie beispielsweise einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen nur lesbaren Speicher (ROM), einen Flash-Speicher, ein EPROM (erasable programmable read only memory) und ein EEPROM (registrierte Marke) (electrically erasable programmable read only memory). Alternativ ist der Speicher 202 darauf nicht begrenzt und kann eine magnetische Diskette, eine optische Disk, eine Compact Disk, eine Mini Disc oder eine Digital Versatile Disc (DVD) sein.
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Zweite Ausführungsform.
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In einer zweiten Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, in welchem ein Teil einer durch die Invertersteuerung 104 in der ersten Ausführungsform durchgeführte Steuerung durch eine andere Steuerung durchgeführt wird.
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5 ist ein Diagramm, welches eine Schaltungskonfiguration der Steuerungsplatine 9 zeigt, welche in dem Wärmepumpgerät 100 gemäß der zweiten Ausführungsform enthalten ist. Die Steuerungsplatine 9 umfasst im Vergleich zu der in 2 gezeigten Steuerungsplatine 9 der ersten Ausführungsform zusätzlich eine Systemsteuerung 106. In der vorliegenden Ausführungsform hat das Wärmepumpgerät 100 eine Konfiguration, welche die Invertersteuerung 104 und die Systemsteuerung 106 umfasst, d. h. zwei Steuerungen, sodass eine Steuerung einiger durch die Invertersteuerung 104 gesteuerter Ziele auf die Systemsteuerung 106 übertragen ist.
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Die Systemsteuerung 106 ist eine Hoststeuerung, welche den Betrieb des gesamten Wärmepumpgeräts 100 steuert. Insbesondere steuert die Systemsteuerung 106 die Kreislaufrichtung des Vierwegeventils 2, den Öffnungsgrad der Expansionseinrichtung 4, die Geschwindigkeit eines nicht gezeigten Gebläses zum Kühlen des Wärmetauschers 5 und dergleichen, sodass das Wärmepumpgerät 100 einen gewünschten Betriebszustand erreicht. Die Systemsteuerung 106 gibt auch Betriebsbefehle an die Invertersteuerung 104 aus, sodass der Motor 8 des Verdichters 1 mit einer gewünschten Geschwindigkeit arbeitet. Die Invertersteuerung 104 steuert den Motor 8 gemäß den Betriebsbefehlen von der Systemsteuerung 106.
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In der zweiten Ausführungsform erzeugt die Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltung 105 auch eine Steuerungsenergieversorgung, welche der Systemsteuerung 106 zuzuführen ist, und versorgt den Inverter 103 und die Invertersteuerung 104 durch voneinander verschiedene Pfade mit Steuerungsenergie.
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Daher kann das Wärmepumpgerät 100 die Systemsteuerung 106 selbst in einem Zustand mit Energie versorgen, in welchem eine Energieversorgung der Invertersteuerung 104 und des Inverters 103 unterbrochen ist. Des Weiteren kann die Systemsteuerung 106 erkennen, dass der Hochdruckschalter 107 oder die Wärmeschutzeinrichtung 108 geschaltet hat.
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Beispielsweise beträgt in dem Wärmepumpgerät 100 bei der Wärmeschutzeinrichtung 108 die Dauer von einer Unterbrechung einer Energieversorgung der Invertersteuerung 104 und des Inverters 103 bis zur Wiederherstellung der Energieversorgung normalerweise mehrere 10 Minuten, wohingegen sie bei dem Hochdruckschalter 107 mehrere Sekunden beträgt, was ein großer Unterschied ist. Daher kann die Systemsteuerung 106 durch Messen der Dauer von einer Unterbrechung einer Energieversorgung der Invertersteuerung 104 und des Inverters 103 bis zur Wiederherstellung der Energieversorgung bestimmen, wer geschaltet hat. Die Dauer von einer Unterbrechung einer Energieversorgung bis zur Wiederherstellung der Energieversorgung wird als Energieversorgungsunterbrechungsdauer bezeichnet. Alternativ kann die Systemsteuerung 106 bestimmen, dass die Wärmeschutzeinrichtung 108 geschaltet hat, wenn nach einer Unterbrechung eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, statt eine Entscheidung nach der Wiederherstellung der Energieversorgung vorzunehmen.
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Das Verfahren zum Detektieren einer Unterbrechung einer Energieversorgung kann so sein, dass die Systemsteuerung 106 eine Spannung direkt detektieren kann oder ein Signal, welches eine Unterbrechung einer Energieversorgung angibt, über einen Fotokoppler, einen Transistor oder dergleichen detektieren kann.
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Alternativ kann die Systemsteuerung 106 eine Bestimmung basierend auf der Gehäusetemperatur, einer Druckinformation oder dergleichen des Verdichters 1 beim Auftreten einer Unterbrechung oder bei Wiederherstellung zusätzlich zu der Dauer durchführen, und die Bestimmung basierend auf der Kombination ermöglicht eine genauere Bestimmung darüber, wer von dem Hochdruckschalter 107 und der Wärmeschutzeinrichtung 108 geschaltet hat. Insbesondere bestimmt die Systemsteuerung 106 unter Verwendung des Detektionswertes von dem Verdichterthermistor 109 und/oder der Energieversorgungsunterbrechungsdauer, wer von dem Hochdruckschalter 107 und der Wärmeschutzeinrichtung 108 geschaltet hat.
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6 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Betrieb der Systemsteuerung 106 zeigt, welche in dem Wärmepumpgerät 100 gemäß der zweiten Ausführungsform enthalten ist. Die Systemsteuerung 106 bestimmt, ob die Dauer von einer Unterbrechung einer Steuerungsenergieversorgung bis zu ihrer Wiederherstellung kleiner als eine Minute ist oder nicht (Schritt S1). Wie oben beschrieben ist, basiert dies auf der Eigenschaft, dass es bei dem Schalten des Hochdruckschalters 107 normalerweise ca. mehrere 10 Minuten bis zur Wiederherstellung dauert, wohingegen es bei dem Schalten der Wärmeschutzeinrichtung 108 normalerweise mehrere Sekunden bis zur Wiederherstellung dauert. Wenn die Dauer von einer Unterbrechung einer Steuerungsenergieversorgung bis zu ihrer Wiederherstellung kleiner als eine Minute ist (Schritt S1: JA), bestimmt die Systemsteuerung 106, ob die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 bei Wiederherstellung der Steuerungsenergieversorgung kleiner als 100 °C ist oder nicht (Schritt S2). Wenn die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 bei Wiederherstellung der Steuerungsenergieversorgung kleiner als 100 °C ist (Schritt S2: JA), bestimmt die Systemsteuerung 106, ob die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 bei Wiederherstellung der Steuerungsenergieversorgung größer als 80 °C ist oder nicht (Schritt S3).
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In Schritt S2 und Schritt S3, wenn die Rückschalttemperatur für die Wärmeschutzeinrichtung 108 auf 90 °C eingestellt ist, wenn die Temperatur um ± 10 °C oder mehr verschieden ist, bestimmt die Systemsteuerung 106, dass es nicht die Wärmeschutzeinrichtung 108, sondern der Hochdruckschalter 107 ist, der geschaltet hat. Es ist zu beachten, dass die Rückschalttemperatur nicht in Anbetracht von Unterschieden von detektierten Temperaturen, welche durch die Positionen bedingt sind, an denen die Wärmeschutzeinrichtung 108 und der Verdichterthermistor 109 montiert sind, deren Eigenschaften und dergleichen eingestellt sein muss. Wenn die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 bei Wiederherstellung der Steuerungsenergieversorgung größer als 80 °C ist (Schritt S3: JA), bestimmt die Systemsteuerung 106, dass die Wärmeschutzeinrichtung 108 geschaltet hat (Schritt S4). Wenn die Dauer von einer Unterbrechung einer Steuerungsenergieversorgung bis zu ihrer Wiederherstellung gleich oder größer als eine Minute ist (Schritt S1: NEIN), bestimmt die Systemsteuerung 106, dass die Wärmeschutzeinrichtung 108 geschaltet hat (Schritt S4). Wenn die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 bei Wiederherstellung der Steuerungsenergieversorgung gleich oder größer als 100 °C ist (Schritt S2: NEIN) oder wenn die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 bei der Wiederherstellung der Steuerungsenergieversorgung gleich oder kleiner als 80 °C ist (Schritt S3: NEIN), bestimmt die Systemsteuerung 106, dass der Hochdruckschalter 107 geschaltet hat (Schritt S5).
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Die Systemsteuerung 106 kann durch die oben beschriebenen Handlungen einen dreiminütigen Neustartverhinderungsmodus durchführen. Selbst wenn der Hochdruckschalter 107 geschaltet hat, kann das Wärmepumpgerät 100 hierdurch eine Aktivierung in einem Zustand verhindern, in welchem der Druckunterschied groß ist, und kann eine durch Rohrvibration oder dergleichen verursachte Beschädigungen reduzieren oder verhindern, wodurch ermöglicht wird, ein System mit hoher Zuverlässigkeit zu bilden.
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In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Wärmepumpgerät 100 zwei separate Steuerungen, welche die Systemsteuerung 106 und die Invertersteuerung 104 sind. Daher kann das Wärmepumpgerät 100 durch einen Mikrocomputer implementiert sein, welcher selbst in einem komplizierten System geringe Kosten bei geringer Arithmetikverarbeitungsleistungsfähigkeit und eine geringe Anzahl von Pins mit sich bringt.
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Während in der vorliegenden Ausführungsform das Wärmepumpgerät 100 zwei separate Steuerungen umfasst, welche die Systemsteuerung 106 und die Invertersteuerung 104 sind, ist dies ein Beispiel und drei oder mehr Steuerungen können umfasst sein. In diesem Fall kann das Wärmepumpgerät 100 ein zuverlässigeres System bilden, indem ein System gebildet wird, in welchem die Steuerungen gegenseitig überwacht werden.
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Weil das Wärmepumpgerät 100 bestimmen kann, welches aus dem Hochdruckschalter 107 und der Wärmeschutzeinrichtung 108 geschaltet hat, kann des Weiteren ein System mit hoher Gebrauchsfähigkeit und Wartungsfähigkeit erreicht werden.
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Des Weiteren ist in dem Wärmepumpgerät 100 ein Temperaturdetektionsmittel nicht auf den Verdichterthermistor 109 begrenzt, und die Gehäusetemperatur des Verdichters 1 kann basierend auf einer Ausgabeinformation des Inverter 103, einer Umgebungstemperatur des Verdichters 1, einer Außenlufttemperatur und dergleichen geschätzt werden.
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Des Weiteren können die Invertersteuerung 104 und die Systemsteuerung 106 auf unterschiedlichen Steuerungsplatinen montiert sein. Wenn in diesem Fall die Systemsteuerung 106 und die Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltung 105 auf einer einzigen Steuerungsplatine installiert sind, ist es einfach, Pfade zum Unterbrechen einer Energieversorgung der Invertersteuerung 104 und des Inverters 103 zu bilden.
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Obwohl die Steuerungsenergieversorgung für die Invertersteuerung 104 und den Inverter 103 eine einzige Energieversorgung aus der Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltung 105 ist, beträgt eine Spannung einer Steuerungsenergieversorgung für einen Fall, in welchem der Inverter 103 ein Intelligent Power Modul (IPM) ist, beispielsweise 15 V, wohingegen eine Spannung einer Steuerungsenergieversorgung in einem Fall, in welchem die Invertersteuerung 104 ein Mikrocomputer ist, oft 3,3 V oder 5 V beträgt. Daher kann das Wärmepumpgerät 100 Steuerungsenergieversorgungen der Invertersteuerung 104 und des Inverter 103 aus voneinander verschiedenen Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltungen zuführen. Die Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltung 105 kann Steuerungsenergieversorgungen für die Invertersteuerung 104 und den Inverter 103 aus einer einzigen Energieversorgung erzeugen, oder eine Abspannschaltung, die nicht gezeigt ist, kann die Spannung der Steuerungsenergieversorgung des Inverter 103 verringern und die resultierende Steuerungsenergieversorgung der Invertersteuerung 104 zuführen. Die Abspannschaltung, die nicht gezeigt ist, verringert die Spannung einer Steuerungsenergieversorgung von 15 V für den Inverter 103, um eine Steuerungsenergieversorgung von 3,3 V oder 5 V zu erzeugen. In diesem Fall ist es relativ einfach, die Steuerungsenergieversorgungen der Invertersteuerung 104 und des Inverter 103 gleichzeitig zu unterbrechen.
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Es ist zu beachten, dass die Hardwarekonfiguration der Systemsteuerung 106 der Steuerungsplatine 9, welche in dem Wärmepumpgerät 100 enthalten ist, auch durch den Prozessor 201 und den Speicher 202 auf eine Weise gebildet ist, die der Invertersteuerung 104 gleich ist.
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Dritte Ausführungsform.
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In einer dritten Ausführungsform wird ein Wärmepumpsystem beschrieben, welches das Wärmepumpgerät 100 umfasst. Beispiele des Wärmepumpsystems umfassen eine Klimaanlage, eine Wärmepumpenwasserheizung, einen Kühlschrank und eine Kältemaschine, das Wärmepumpsystem ist darauf jedoch nicht begrenzt.
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7 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Konfiguration eines Wärmepumpsystems 150 zeigt, welches das Wärmepumpgerät 100 gemäß der dritten Ausführungsform umfasst. 8 ist ein Mollier-Diagramm des Zustands eines Kältemittels in dem Wärmepumpgerät 100 gemäß der dritten Ausführungsform. In 8 repräsentiert die horizontale Achse eine spezifische Enthalpie und die vertikale Achse repräsentiert einen Kältemitteldruck.
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Das Wärmepumpgerät 100 der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Hauptkältemittelkreislauf 58, in welchem ein Verdichter 51, ein Wärmetauscher 52, eine Expansionseinrichtung 53, ein Sammler 54, ein interner Wärmetauscher 55, eine Expansionseinrichtung 56 und ein Wärmetauscher 57 durch Rohre in Reihe verbunden sind, und durch welchen ein Kältemittel zirkuliert. Der Hauptkältemittelkreislauf 58 umfasst ein Vierwegeventil 59 auf einer Ausgabeseite des Verdichters 51, welches Umschalten der Zirkulationsrichtung des Kältemittels ermöglicht. Des Weiteren umfasst der Hauptkältemittelkreislauf 58 ein Gebläse 60 in der Nähe des Wärmetauschers 57. Es ist zu beachten, dass der in 7 gezeigte Verdichter 51 dem Verdichter 1 entspricht, welcher in der ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben ist und den durch den Inverter 103 angetriebenen Motor 8 und die Verdichtungseinrichtung 7 umfasst. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind die Steuerungsplatine 9 und dergleichen in dem in 7 gezeigten Wärmepumpsystem 150 nicht gezeigt. In der Beschreibung unten kann der Wärmetauscher 52 als ein erster Wärmetauscher bezeichnet sein, und der Wärmetauscher 57 kann als ein zweiter Wärmetauscher bezeichnet sein.
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Ferner umfasst das Wärmepumpgerät 100 auch einen Injektionskreislauf 62, welcher zwischen dem Sammler 54 und dem internen Wärmetauscher 55 über Rohre mit einem Injektionsrohr des Verdichters 51 verbunden ist. Die Expansionseinrichtung 61 und der interne Wärmetauscher 55 sind mit dem Injektionskreislauf 62 in Reihe verbunden. Ein Wasserkreislauf 63, durch welchen Wasser zirkuliert, ist mit dem Wärmetauscher 52 verbunden. Ein Fluid-verwendendes-Gerät 64, welches Wasser verwendet, wie beispielsweise eine Wasserheizung, ein Radiator, ein Radiator für eine Fußbodenheizung oder dergleichen, ist mit dem Wasserkreislauf 63 verbunden. Das Fluid-verwendende-Gerät 64, welches in dem Wärmepumpsystem 150 enthalten ist, ist ein Gerät, welches ein Fluid verwendet, welches aus einem durch den Wärmetauscher 52 durchgeführten Wärmetausch resultiert.
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Zuerst wird der Betrieb des Wärmepumpgeräts 100 der vorliegenden Ausführungsform während eines Heizbetriebs beschrieben. Während des Heizbetriebs ist das Vierwegeventil 59 in der Richtung der durchgezogenen Linien eingestellt. Es ist zu beachten, dass der Heizbetrieb nicht nur Heizen unter Verwendung einer Klimaanlage, sondern auch eine Warmwasserversorgung umfasst, welche Wasser heizt, um warmes Wasser zu erzeugen.
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Kältemittel in Gasphase (Punkt 1 in 8), welches eine hohe Temperatur und Druck in dem Verdichter 51 hat, wird aus dem Verdichter 51 ausgegeben, durch den Wärmetauscher 52, welcher ein Verflüssiger ist und als ein Radiator dient, einem Wärmetausch unterzogen und daher verflüssigt (Punkt 2 in 8). In diesem Prozess wird das Wasser, welches durch den Wasserkreislauf 63 zirkuliert, durch Wärme erhitzt, welche von dem Kältemittel abgegeben wird, und zum Heizen, zur Warmwasserbereitstellung und dergleichen verwendet.
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Das Kältemittel in flüssiger Phase, welches aus der Verflüssigung in dem Wärmetauscher 52 resultiert, wird durch die Expansionseinrichtung 53 im Druck reduziert und geht daher in einen gasförmig-flüssigen zweiphasigen Zustand (Punkt 3 in 8) über. Das durch die Expansionseinrichtung 53 in den gasförmig-flüssigen zweiphasigen Zustand übergegangene Kältemittel wird bei dem Sammler 54 einem Wärmetausch mit einem Kältemittel unterzogen, welches in den Verdichter 51 gesaugt wird, und daher gekühlt und verflüssigt (Punkt 4 in 8). Das aus der Verflüssigung in dem Sammler 54 resultierende Kältemittel in flüssiger Phase wird in einen Fluss durch den Hauptkältemittelkreislauf 58 und einen Fluss durch den Injektionskreislauf 62 aufgeteilt.
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Das Kältemittel in flüssiger Phase, welches durch den Hauptkältemittelkreislauf 58 strömt, wird durch die Expansionseinrichtung 61 im Druck reduziert und an dem internen Wärmetauscher 55 einem Wärmetausch mit dem Kältemittel, welches in den gasförmig-flüssigen zweiphasigen Zustand übergegangen ist und durch den Injektionskreislauf 62 strömt, unterzogen und daher gekühlt (Punkt 5 in 8). Das aus dem Kühlen in dem internen Wärmetauscher 55 resultierende Kältemittel in flüssiger Phase wird durch die Expansionseinrichtung 56 im Druck reduziert und geht daher in einen gasförmig-flüssigen zweiphasigen Zustand (Punkt 6 in 8) über. Das Kältemittel, welches durch die Expansionseinrichtung 56 in den gasförmig-flüssigen zweiphasigen Zustand übergegangen ist, wird einem Wärmetausch mit Außenluft bei dem Wärmetauscher 57, welcher als ein Verdampfer dient, unterzogen und daher erwärmt (Punkt 7 in 8). Das durch den Wärmetauscher 57 erwärmte Kältemittel wird dann bei dem Sammler 54 weiter erwärmt (Punkt 8 in 8) und in den Verdichter 51 gesaugt.
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Unterdessen wird das Kältemittel, welches durch den Injektionskreislauf 62 strömt, durch die Expansionseinrichtung 61 im Druck reduziert (Punkt 9 in 8) und bei dem internen Wärmetauscher 55 einem Wärmetausch unterzogen (Punkt 10 in 8), wie oben beschrieben ist. Das Kältemittel in dem gasförmig-flüssigen zweiphasigen Zustand, welches aus dem Wärmetausch bei dem internen Wärmetauscher 55 resultiert, d. h. Injektionskältemittel, strömt durch das Injektionsrohr des Verdichters 55 in den Verdichter 51 und behält dabei den gasförmig-flüssigen zweiphasigen Zustand bei.
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In dem Verdichter 51 wird das aus dem Hauptkältemittelkreislauf 58 gesaugte Kältemittel (Punkt 8 in 8) auf einen mittleren Druck verdichtet und erhitzt (Punkt 11 in 8). Das Kältemittel, welches auf den mittleren Druck verdichtet und erhitzt wurde (Punkt 11 in 8), wird mit dem Injektionskältemittel (Punkt 10 in 8) zusammengeführt und wird daher in Temperatur verringert (Punkt 12 in 8). Das in Temperatur verringerte Kältemittel (Punkt 12 in 8) wird dann weiter verdichtet und auf eine hohe Temperatur und einen hohen Druck erhitzt und ausgegeben (Punkt 1 in 8).
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Es ist zu beachten, dass, wenn das Wärmepumpgerät 100 den Injektionsbetrieb nicht durchführt, der Öffnungsgrad der Expansionseinrichtung 61 auf voll geschlossen eingestellt ist. Mit anderen Worten ist der Öffnungsgrad der Expansionseinrichtung 61 größer als ein vorbestimmter Öffnungsgrad, wenn das Wärmepumpgerät 100 den Injektionsbetrieb durchführt, und, wenn das Wärmepumpgerät 100 den Injektionsbetrieb nicht durchführt, ist der Öffnungsgrad der Expansionseinrichtung 61 so eingestellt, dass er kleiner als der vorbestimmte Öffnungsgrad ist. Das Kältemittel strömt daher nicht in das Injektionsrohr des Verdichters 51.
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Es ist zu beachten, dass der Öffnungsgrad der Expansionseinrichtung 61 durch eine Steuerung, beispielsweise einem Mikrocomputer, elektronisch gesteuert wird.
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Als Nächstes wird der Betrieb des Wärmepumpgeräts 100 der vorliegenden Ausführungsform während eines Kühlbetriebs beschrieben. Während des Kühlbetriebs ist das Vierwegeventil 59 in der Richtung der gestrichelten Linien eingestellt. Es ist zu beachten, dass der Kühlbetrieb nicht nur von einer Klimaanlage verwendetes Kühlen, sondern auch Ableiten von Wärme aus Wasser, um kaltes Wasser zu machen, Kälteerzeugung und dergleichen umfasst.
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Kältemittel in Gasphase (Punkt 1 in 8), welches in dem Verdichter 51 eine hohe Temperatur und Druck aufweist, wird aus dem Verdichter 51 ausgegeben, einem Wärmetausch durch den Wärmetauscher 57, welcher ein Verflüssiger ist und als ein Radiator dient, unterzogen und daher verflüssigt (Punkt 2 in 8). Das Kältemittel in flüssiger Phase, welches aus der Verflüssigung in dem Wärmetauscher 57 resultiert, wird durch die Expansionseinrichtung 56 im Druck reduziert und geht daher in einen gasförmig-flüssigen zweiphasigen Zustand (Punkt 3 in 8) über. Das Kältemittel, welches durch die Expansionseinrichtung 56 in den gasförmig-flüssigen zweiphasigen Zustand übergegangen ist, wird in dem internen Wärmetauscher 55 einem Wärmetausch unterzogen und daher gekühlt und verflüssigt (Punkt 4 in 8). In dem internen Wärmetauscher 55 wird ein Wärmetausch zwischen dem Kältemittel, welches durch die Expansionseinrichtung 56 in den gasförmig-flüssigen zweiphasigen Zustand übergegangen ist, und dem Kältemittel, welches in den gasförmig-flüssigen zweiphasigen Zustand übergegangen ist (Punkt 9 in 8) durchgeführt, welches erhalten wird, indem das Kältemittel in flüssiger Phase, welches aus der Verflüssigung in dem internen Wärmetauscher 55 resultiert, durch die Expansionseinrichtung 61 im Druck reduziert wird. Das Kältemittel in flüssiger Phase (Punkt 4 in 8), welches aus dem Wärmetausch in dem internen Wärmetauscher 55 resultiert, wird in einen Fluss durch den Hauptkältemittelkreislauf 58 und einen Fluss durch den Injektionskreislauf 62 aufgeteilt.
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Das Kältemittel in flüssiger Phase, welches durch den Hauptkältemittelkreislauf 58 strömt, wird bei dem Sammler 54 einem Wärmetausch mit dem in den Verdichter 51 gesaugten Kältemittel unterzogen und daher weiter gekühlt (Punkt 5 in 8). Das Kältemittel in flüssiger Phase, welches aus dem Kühlen in dem Sammler 54 resultiert, wird durch die Expansionseinrichtung 53 im Druck reduziert und geht daher in den gasförmig-flüssigen zweiphasigen Zustand (Punkt 6 in 8) über. Das Kältemittel, welches durch die Expansionseinrichtung 53 in den gasförmig-flüssigen zweiphasigen Zustand übergegangen ist, wird bei dem Wärmetauscher 52, welcher als ein Verdampfer dient, einem Wärmetausch unterzogen und wird daher erwärmt (Punkt 7 in 8). Bei diesem Prozess absorbiert das Kältemittel Wärme, um das durch den Wasserkreislauf 63 zirkulierende Wasser zu kühlen, welches zum Kühlen, zur Kälteerzeugung und dergleichen verwendet wird. Wie oben beschrieben ist, bildet das Wärmepumpgerät 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zusammen mit dem Fluid-verwendenden-Gerät 64, welches Wasser, d. h. ein durch den Wasserkreislauf 63 zirkulierendes Fluid, verwendet, das Wärmepumpsystem 150. Das Wärmepumpsystem 150 kann in einer Klimaanlage, einer Wärmepumpenwasserheizung, einem Kühlschrank, einer Kältemaschine und dergleichen verwendet werden.
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Das durch den Wärmetauscher 52 erwärmte Kältemittel wird dann bei dem Sammler 54 weiter erwärmt (Punkt 8 in 8) und in den Verdichter 51 gesaugt.
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Unterdessen wird das Kältemittel, welches durch den Injektionskreislauf 62 strömt, durch die Expansionseinrichtung 61 im Druck reduziert (Punkt 9 in 8) und bei dem internen Wärmetauscher 55 einem Wärmetausch unterzogen (Punkt 10 in 8), wie oben beschrieben ist. Das Kältemittel (Injektionskältemittel) in dem gasförmig-flüssigen zweiphasigen Zustand, welches aus dem Wärmetausch in dem internen Wärmetauscher 55 resultiert, strömt durch das Injektionsrohr in den Verdichter 51 und behält dabei den gasförmig-flüssigen zweiphasigen Zustand bei. Der Verdichtungsbetrieb in dem Verdichter 51 ist dem während des Heizbetriebs gleich.
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Es ist zu beachten, dass, wenn das Wärmepumpgerät 100 den Injektionsbetrieb nicht durchführt, der Öffnungsgrad der Expansionseinrichtung 61 auf voll geschlossen eingestellt ist, sodass das Kältemittel nicht in das Injektionsrohr des Verdichters 51 strömt, was der Vorgehensweise im Heizbetrieb gleich ist.
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Des Weiteren ist in der obigen Beschreibung der Wärmetauscher 52 als ein Wärmetauscher beschrieben, der vom Typ Plattenwärmetauscher ist, welcher einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel und dem durch den Wasserkreislauf 63 zirkulierenden Wasser bereitstellt. Der Wärmetauscher 52 ist darauf nicht begrenzt und kann einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel und Luft bereitstellen. Des Weiteren kann, betreffend den Wasserkreislauf 63, anstelle des Kreislaufs, durch welchen Wasser zirkuliert, ein Kreislauf verwendet werden, durch welchen ein anderes Fluid zirkuliert.
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Wie oben beschrieben ist, kann das Wärmepumpgerät 100 für Wärmepumpgeräte verwendet werden, welche einen Inverter-Verdichter umfassen, wie beispielsweise eine Klimaanlage, eine Wärmepumpenwasserheizung, ein Kühlschrank und eine Kältemaschine.
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Die in den obigen Ausführungsformen präsentierten Konfigurationen sind Beispiele und können mit anderen bekannten Technologien oder miteinander kombiniert werden oder können teilweise weggelassen oder modifiziert werden, ohne von dem Geist abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1,51
- Verdichter;
- 2, 59
- Vierwegeventil;
- 3, 5, 52, 57
- Wärmetauscher;
- 4, 53, 56, 61
- Expansionseinrichtung;
- 6
- Kältemittelrohrleitung;
- 7
- Verdichtungseinrichtung;
- 8
- Motor;
- 9
- Steuerungsplatine;
- 54
- Sammler;
- 55
- interner Wärmetauscher;
- 58
- Hauptkältemittelkreislauf;
- 60
- Gebläse;
- 62
- Injektionskreislauf;
- 63
- Wasserkreislauf;
- 64
- Fluid-verwendendes-Gerät;
- 100
- Wärmepumpgerät;
- 101
- Gleichrichter;
- 102
- Glättungskondensator;
- 103
- Inverter;
- 104
- Invertersteuerung;
- 105
- Steuerungsenergieversorgung-Erzeugungsschaltung;
- 106
- Systemsteuerung;
- 107
- Hochdruckschalter;
- 108
- Wärmeschutzeinrichtung;
- 109
- Verdichterthermistor;
- 150
- Wärmepumpsystem.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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