ES2710923T3 - Calentador de agua caliente con bomba de calor - Google Patents

Calentador de agua caliente con bomba de calor Download PDF

Info

Publication number
ES2710923T3
ES2710923T3 ES12891024T ES12891024T ES2710923T3 ES 2710923 T3 ES2710923 T3 ES 2710923T3 ES 12891024 T ES12891024 T ES 12891024T ES 12891024 T ES12891024 T ES 12891024T ES 2710923 T3 ES2710923 T3 ES 2710923T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
water
heat exchanger
refrigerant
circuit
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES12891024T
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Chikami
Hiroki Ochi
Tim Coessens
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Europe NV
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Europe NV
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Europe NV, Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Europe NV
Application granted granted Critical
Publication of ES2710923T3 publication Critical patent/ES2710923T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/02—Defrosting cycles
    • F25B47/022—Defrosting cycles hot gas defrosting
    • F25B47/025—Defrosting cycles hot gas defrosting by reversing the cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/0095—Devices for preventing damage by freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1039—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating the system uses a heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/136—Defrosting or de-icing; Preventing freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/212—Temperature of the water
    • F24H15/215—Temperature of the water before heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/254—Room temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/375—Control of heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/375—Control of heat pumps
    • F24H15/38—Control of compressors of heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12—Heat pump
    • F24D2200/123—Compression type heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/01—Timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2116—Temperatures of a condenser
    • F25B2700/21161—Temperatures of a condenser of the fluid heated by the condenser
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21171—Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator

Abstract

Un calentador (10) de agua caliente con bomba de calor, que comprende: un circuito (20) de refrigerante a través del cual circula el refrigerante, incluyendo el circuito de refrigerante un primer intercambiador (21) de calor, un segundo intercambiador (25) de calor y un compresor (22), estando configurado el primer intercambiador (21) de calor para causar intercambio de calor entre el aire y el refrigerante, estando configurado el segundo intercambiador (25) de calor para causar intercambio de calor entre el refrigerante y el agua, estando el compresor (22) configurado para comprimir el refrigerante; un circuito (30) de agua a través del cual ha de fluir el agua, incluyendo el circuito (30) de agua el segundo intercambiador (25) de calor y un mecanismo (31) de suministro de agua, estando configurado el mecanismo (31) de suministro de agua para suministrar agua al segundo intercambiador (25) de calor; una unidad (40) de control configurada para controlar el circuito (20) de refrigerante para realizar una operación de descongelación del primer intercambiador (21) de calor, y una válvula (23) de expansión que es una válvula eléctrica para regular el caudal y la presión del refrigerante que circula a través del circuito (20) de refrigerante, en donde el calentador de agua caliente con bomba de calor comprende además una válvula (24) de conmutación de cuatro vías configurada para alternar entre una operación de ciclo de avance y una operación de ciclo inverso, el circuito (20) de refrigerante es capaz de alternar entre la operación de ciclo de avance que hace que el refrigerante circule secuencialmente a través del compresor (22), de la válvula (24) de conmutación de cuatro vías, del segundo intercambiador (25) de calor, de la válvula (23) de expansión, del primer intercambiador (21) de calor, de la válvula (24) de conmutación de cuatro vías, y de vuelta al compresor (22), y la operación de ciclo inverso que hace que el refrigerante circule secuencialmente a través del compresor (22), de la válvula (24) de conmutación de cuatro vías, del primer intercambiador (21) de calor, de la válvula (23) de expansión, del segundo intercambiador (25) de calor, de la válvula (24) de conmutación de cuatro vías, y de vuelta al compresor (22), y caracterizado por que al menos al comenzar la operación de descongelación o durante la realización de la operación de descongelación, la unidad (40) de control está configurada para determinar la posibilidad de congelación del agua en el circuito (30) de agua y seleccionar realizar la operación de ciclo de avance o la operación de ciclo inverso para realizar la operación de descongelación, la unidad (40) de control está configurada para controlar el circuito (30) de agua a fin de realizar una operación de descongelación del primer intercambiador de calor, la unidad (40) de control está configurada para realizar la operación de descongelación basada en la operación de ciclo de avance cuando se determina que el circuito (30) de agua tiene una posibilidad de congelación del agua, al desactivar el mecanismo (31) de suministro de agua y aumentar el grado de apertura de la válvula (23) de expansión, y cuando el agua fluye hacia el segundo intercambiador (25) de calor tiene una temperatura inferior o igual a la primera temperatura al comenzar la operación de descongelación, la unidad (40) de control está configurada para seleccionar realizar la operación de ciclo de avance y desactivar el mecanismo (31) de suministro de agua.

Description

DESCRIPCION
Calentador de agua caliente con bomba de calor
Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un calentador de agua caliente con bomba de calor
Antecedentes de la tecnica
Se ha utilizado convencionalmente un dispensador de agua caliente, un calentador de agua caliente, etc., en el que se utiliza un sistema de bomba de calor. Por ejemplo, la Bibliograffa de Patente 1 (JP 2010-181104 A) describe un dispensador de agua caliente como un dispositivo de bomba de calor equipado con un circuito de refrigerante y un circuito de agua. El circuito de refrigerante es un tipo de circuito compuesto por un compresor, un intercambiador de calor exterior y un intercambiador de calor interior, y hace que el refrigerante circule a su traves. El circuito de agua es un tipo de circuito que comparte el intercambiador de calor interior con el circuito de refrigerante, y hace que el agua fluya a su traves. En el circuito de refrigerante, el refrigerante, comprimido para tener una alta temperatura en el compresor, intercambia el calor con el agua y se enfffa en el intercambiador de calor interior, reduce su presion y luego intercambia el calor con el aire exterior y se calienta en el intercambiador de calor exterior. El agua, que fluye a traves del circuito de agua, intercambia el calor con el refrigerante y se calienta en el intercambiador de calor interior.
En un dispositivo de bomba de calor equipado con el intercambiador de calor exterior en el que el aire exterior y el refrigerante intercambian el calor al igual que con el dispensador de agua caliente mencionado anteriormente, hay una posibilidad de que cuando la temperatura del aire exterior es baja, la escarcha se adhiera al intercambiador de calor exterior y esto se traduce en una degradacion en la eficiencia operativa. En este caso, el dispositivo de bomba de calor realiza una operacion de descongelacion para derretir la escarcha adherida al intercambiador de calor exterior. Por ejemplo, el dispositivo de bomba de calor realiza una operacion de ciclo inverso para hacer que el refrigerante circule a traves del circuito de refrigerante en una direccion opuesta a la de una operacion normal. Por consiguiente, el refrigerante, comprimido para tener una alta temperatura en el compresor, fluye hacia el intercambiador de calor exterior, y el intercambiador de calor exterior se descongela.
El documento EP 2530 410 A1 describe una bomba de calor que comprende un circuito de refrigerante, un circuito de agua, una unidad de control y una valvula de expansion. El circuito de refrigerante a traves del cual circula el refrigerante, incluyendo el circuito refrigerante un primer intercambiador de calor, un segundo intercambiador de calor y un compresor, estando configurado el primer intercambiador de calor para provocar el intercambio de calor entre el aire y el refrigerante, estando configurado el segundo intercambiador de calor para provocar el intercambio de calor entre el refrigerante y el agua, estando configurado el compresor para comprimir el refrigerante. El circuito de agua a traves del cual ha de fluir el agua, incluyendo el circuito de agua el segundo intercambiador de calor y un mecanismo de suministro de agua, estando configurado el mecanismo de suministro de agua para suministrar el agua al segundo intercambiador de calor. Estando la unidad de control configurada para controlar el circuito de refrigerante y el circuito de agua para realizar una operacion de descongelacion del primer intercambiador de calor. La valvula de expansion es una valvula electrica para regular el caudal y la presion del refrigerante que circula a traves del circuito de refrigerante.
Compendio de la invencion
<Problema tecnico>
Sin embargo, existe una posibilidad de que el agua se congele en el circuito de agua cuando la descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso se realiza durante un largo peffodo de tiempo bajo la condicion de que la temperatura del aire exterior sea baja. Se conoce un tipo de dispositivo de bomba de calor que esta configurado para descongelar el intercambiador de calor exterior utilizando el calor del agua caliente que queda en el circuito de agua para evitar la congelacion del agua. Por ejemplo, la Bibliograffa de Patentes 1 describe un dispositivo de bomba de calor configurado para realizar la descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso despues de que se acumule calor en el intercambiador de calor interior alimentando agua caliente, almacenada en un deposito de almacenamiento de agua caliente conectado al circuito de agua, al intercambiador de calor interior. Por otra parte, la Bibliograffa de Patente 2 (WO 2006/103815) describe un dispositivo de bomba de calor que tiene un modo para realizar la descongelacion basado en la operacion de ciclo inverso utilizando el calor del agua caliente que queda en el circuito de agua y un modo para realizar la descongelacion provocando que el refrigerante a alta temperatura descargado del compresor en el circuito de refrigerante fluya a traves del intercambiador de calor exterior, y posteriormente, provocando que el refrigerante que ha pasado a traves del intercambiador de calor exterior fluya de regreso al compresor sin cambiar el estatus quo del refrigerante.
Sin embargo, los dispositivos de bomba de calor mencionados anteriormente requieren cambiar la configuracion del circuito de refrigerante o la del circuito de agua para descongelar el intercambiador de calor exterior. Ademas, cuando el intercambiador de calor exterior es descongelado por la operacion de ciclo inverso del circuito de refrigerante, todavfa existe una posibilidad de congelacion del agua en el circuito de agua bajo la condicion de que la temperatura del agua en el circuito de agua y la temperatura del aire exterior sean bajas.
Es un objeto de la presente invencion proporcionar un calentador de agua caliente con bomba de calor que sea capaz de evitar la congelacion del agua.
<Solucion del problema>
Un calentador de agua caliente con bomba de calor segun un primer aspecto de la presente invencion se define en la reivindicación 1 adjunta.
El calentador de agua caliente con bomba de calor es un dispositivo de bomba de calor equipado con el circuito de refrigerante y el circuito de agua que comparten el segundo intercambiador de calor. El refrigerante a alta temperature, comprimido por el compresor del circuito de refrigerante, intercambia el calor con el agua que fluye a traves del circuito de agua en el segundo intercambiador de calor. En el segundo intercambiador de calor, el calor se transfiere del refrigerante que fluye a traves del circuito de refrigerante al agua que fluye a traves del circuito de agua. En consecuencia, el agua que fluye a traves del circuito de agua se calienta y se produce agua caliente. La unidad de control es capaz de cambiar entre la operacion de ciclo de avance y la operacion de ciclo inverso controlando el circuito de refrigerante. En la operacion de ciclo de avance, el refrigerante a alta temperatura comprimido por el compresor fluye hacia el segundo intercambiador de calor. En la operacion de ciclo inverso, el refrigerante a alta temperatura comprimido por el compresor fluye hacia el primer intercambiador de calor. Es probable que la escarcha se adhiera al primer intercambiador de calor instalado en un espacio exterior bajo condiciones de baja temperatura del aire exterior. El presente calentador de agua caliente con bomba de calor esta configurado para realizar la operacion de descongelacion para eliminar la escarcha adherida al primer intercambiador de calor. La unidad de control normalmente esta configurada para realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso. Sin embargo, la unidad de control esta configurada para realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance cuando se determina que realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso podna ocasionar la congelacion del agua que fluye a traves del circuito de agua. La operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance se realiza desactivando el mecanismo de suministro de agua del circuito de agua y aumentando el grado de aperture de un mecanismo de expansion del circuito de refrigerante. Con la desactivacion del mecanismo de suministro de agua, el intercambio de calor se inhibe en el segundo intercambiador de calor, y el calor se acumula en el segundo intercambiador de calor. Con el aumento del grado de aperture del mecanismo de expansion, el calor del compresor y del segundo intercambiador de calor se transfieren al primer intercambiador de calor a traves del mecanismo de expansion a traves del refrigerante. Por consiguiente, el primer intercambiador de calor se calienta y la escarcha adherida al primer intercambiador de calor se elimina.
El actual calentador de agua caliente con bomba de calor esta configurado para seleccionar y realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance o la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso sobre la base de la posibilidad de congelacion del agua que fluye a traves del circuito de agua. En la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso, el refrigerante a alta temperatura comprimido por el compresor fluye directamente hacia el primer intercambiador de calor. Por lo tanto, la escarcha adherida al primer intercambiador de calor se elimina eficientemente. Sin embargo, el intercambio de calor se realiza en el segundo intercambiador de calor de manera que el calor se transfiere del agua que fluye a traves del circuito de agua al refrigerante que fluye a traves del circuito de refrigerante. Por lo tanto, cuando la temperatura del agua en el circuito de agua es baja o similar, existe la posibilidad de que el agua en el circuito de agua se congele y rompa el circuito de agua. Por otro lado, en la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance, mientras que el intercambio de calor se inhibe en el segundo intercambiador de calor, la escarcha adherida al primer intercambiador de calor se elimina por el calor del compresor y el segundo intercambiador de calor. Por lo tanto, en la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance, no hay posibilidad de congelacion del agua en el circuito de agua. En consecuencia, el presente calentador de agua caliente con bomba de calor puede evitar la congelacion del agua en la operacion de descongelacion.
El presente calentador de agua caliente con bomba de calor esta configurado para seleccionar y realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance o la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso al comenzar la operacion de descongelacion. Cuando la temperatura del agua que fluye hacia el segundo intercambiador de calor es inferior o igual a una temperatura predeterminada, la unidad de control esta configurada para determinar que realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso podna congelar el agua que fluye a traves del circuito de agua. En este caso, el actual calentador de agua caliente con bomba de calor esta configurado para comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance.
Un calentador de agua caliente con bomba de calor segun un segundo aspecto de la presente invencion se refiere al calentador de agua caliente con bomba de calor segun el primer aspecto, y en el que, cuando el aire que intercambia el calor en el primer intercambiador de calor tiene una temperatura inferior o igual a una segunda temperatura al comenzar la operacion de descongelacion, la unidad de control esta configurada para seleccionar realizar la operacion de ciclo de avance y desactivar el mecanismo de suministro de agua.
El presente calentador de agua caliente con bomba de calor esta configurado para seleccionar y realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance o la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso al comenzar la operacion de descongelacion. Cuando la temperatura del aire que intercambia el calor en el primer intercambiador de calor es inferior o igual a una temperatura predeterminada, la unidad de control esta configurada para determinar que realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso podna ocasionar la congelacion del agua que fluye a traves del circuito de agua. En este caso, el presente calentador de agua caliente con bomba de calor esta configurado para comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance.
Un calentador de agua caliente con bomba de calor segun un tercer aspecto de la presente invencion se refiere al calentador de agua caliente con bomba de calor segun cualquiera de los aspectos primero a tercero, y en el que, cuando el compresor se ha desactivado durante un primer penodo de tiempo o mas antes de comenzar la operacion de descongelacion al comenzar la operacion de descongelacion, la unidad de control esta configurada para seleccionar realizar la operacion de ciclo de avance y desactivar el mecanismo de suministro de agua.
El presente calentador de agua caliente con bomba de calor esta configurado para seleccionar y realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance o la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso al comenzar la operacion de descongelacion. Cuando la operacion normal para calentar el agua en el circuito de agua basada en la operacion de ciclo de avance se ha desactivado durante un penodo de tiempo predeterminado o mas al comenzar la operacion de descongelacion, la unidad de control esta configurada para determinar que realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso podna resultar en la congelacion del agua que fluye a traves del circuito de agua. En este caso, el presente calentador de agua caliente con bomba de calor esta configurado para comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance.
Un calentador de agua caliente con bomba de calor segun un cuarto aspecto de la presente invencion se refiere al calentador de agua caliente con bomba de calor segun cualquiera de los aspectos primero a cuarto, y en el que, cuando la operacion de descongelacion se ha realizado previamente durante un segundo periodo de tiempo o menos al comenzar la operacion de descongelacion, la unidad de control esta configurada para seleccionar realizar la operacion de ciclo de avance y desactivar el mecanismo de suministro de agua.
El presente calentador de agua caliente con bomba de calor esta configurado para seleccionar y realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance o la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso al comenzar la operacion de descongelacion. Cuando la operacion de descongelacion se ha realizado previamente durante un penodo de tiempo predeterminado o menos, la unidad de control esta configurada para determinar que realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso podna ocasionar la congelacion del agua que fluye a traves del circuito de agua. En este caso, el actual calentador de agua caliente con bomba de calor esta configurado para comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance.
Un calentador de agua caliente con bomba de calor segun un quinto aspecto de la presente invencion se refiere al calentador de agua caliente con bomba de calor segun cualquiera de los aspectos primero a quinto, y en el que, cuando el agua que fluye hacia el segundo intercambiador de calor tiene una temperatura inferior o igual a una tercera temperatura durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso, la unidad de control esta configurada para seleccionar realizar la operacion de ciclo de avance y desactivar el mecanismo de suministro de agua.
El presente calentador de agua caliente con bomba de calor esta configurado para seleccionar y realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance o la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso. Cuando la temperatura del agua que fluye hacia el segundo intercambiador de calor es inferior o igual a una temperatura predeterminada durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso, la unidad de control esta configurada para determinar si continuar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso podna resultar en la congelacion del agua que fluye a traves del circuito de agua. En este caso, el actual calentador de agua caliente con bomba de calor esta configurado para terminar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso y comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance.
Un calentador de agua caliente con bomba de calor segun un ejemplo de referencia de la presente invencion se refiere al calentador de agua caliente con bomba de calor segun cualquiera de los aspectos primero a quinto, y en el que, cuando el agua que fluye hacia el segundo intercambiador de calor tiene una temperatura inferior o igual a una cuarta temperatura durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso, la unidad de control esta configurada para seleccionar realizar la operacion de ciclo de avance.
El presente calentador de agua caliente con bomba de calor esta configurado para seleccionar y realizar la operacion normal para calentar el agua en el circuito de agua segun la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance o la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso. Cuando la temperatura del agua que fluye hacia el segundo intercambiador de calor es inferior o igual a una temperatura predeterminada durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso, la unidad de control esta configurada para determinar que continuar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso podna resultar en la congelacion del agua que fluye a traves del circuito de agua. En este caso, el actual calentador de agua caliente con bomba de calor esta configurado para terminar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso y comenzar la operacion normal basada en la operacion de ciclo de avance.
<Efectos ventajosos de la invencion>
El calentador de agua caliente con bomba de calor segun cualquiera de los aspectos primero a quinto de la presente invencion puede evitar la congelacion del agua.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de configuracion del circuito de un calentador de agua caliente con bomba de calor en una operacion normal.
La figura 2 es un diagrama de configuracion del circuito del calentador de agua caliente con bomba de calor en una operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso.
La figura 3 es un diagrama de configuracion del circuito del calentador de agua caliente con bomba de calor en una operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance.
La figura 4 es un diagrama de flujo que muestra una rutina para determinar una posibilidad de congelacion del agua en un circuito de agua cuando la operacion de descongelacion comienza despues de terminar la operacion normal.
La figura 5 es un diagrama de flujo que muestra una rutina para determinar la posibilidad de congelacion del agua en el circuito de agua cuando se realiza la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso.
Descripcion de las realización es
Un calentador de agua caliente con bomba de calor segun una realización de la presente invencion se explicara con referencia a los dibujos. El calentador de agua caliente con bomba de calor segun la presente realización es un tipo de calentador que esta configurado para calentar agua con el uso de un sistema de bomba de calor y para calentar el aire en un espacio interior con el uso del calor del agua caliente producida.
(1) Construccion del calentador de agua caliente con bomba de calor
Un calentador 10 de agua caliente con bomba de calor segun la presente realización esta compuesto principalmente por un circuito 20 de refrigerante, un circuito 30 de agua y una unidad 40 de control. El circuito 20 de refrigerante es un circuito por el que circula refrigerante a su traves. El circuito 30 de agua es un circuito por el que circula agua a su traves. El circuito 20 de refrigerante funciona como una bomba de calor.
(1-1) Circuito de refrigerante
El circuito 20 de refrigerante es un tipo de circuito refrigerante en el que un primer intercambiador 21 de calor, un compresor 22, una valvula 23 de expansion, una valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas y un segundo intercambiador 25 de calor estan principalmente conectados entre sf. El circuito 20 de refrigerante incluye un primer sensor 26 de temperatura. El refrigerante que circula a traves del circuito 20 de refrigerante es, por ejemplo, R134a.
El circuito 20 de refrigerante esta configurado para realizar una operacion de ciclo de avance o una operacion de ciclo inverso segun la direccion de circulacion del refrigerante. Las figuras 1 y 3 son diagramas de configuracion del circuito del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor en la operacion de ciclo de avance del circuito 20 de refrigerante. La figura 2 es un diagrama de configuracion del circuito del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor en la operacion de ciclo inverso del circuito 20 de refrigerante. En las figuras 1 a 3, la direccion de flujo del refrigerante que fluye a traves del circuito 20 de refrigerante se indica mediante flechas. La operacion de ciclo de avance del circuito 20 de refrigerante esta configurada para realizarse cuando el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor realiza una operacion normal o una operacion de descongelacion. La operacion de ciclo inverso del circuito 20 de refrigerante se realiza cuando el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor realiza la operacion de descongelacion. La operacion normal del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor es un tipo de operacion para calentar el agua que circula a traves del circuito 30 de agua y que utiliza el agua caliente producida para calentar. La operacion de descongelacion del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor es un tipo de operacion para eliminar la escarcha adherida al primer intercambiador 21 de calor. El circuito 20 de refrigerante es capaz de cambiar entre la operacion de ciclo de avance y la operacion de ciclo inverso.
El primer intercambiador 21 de calor es un intercambiador de calor de refrigerante-aire. En el primer intercambiador 21 de calor, el intercambio de calor se realiza entre el refrigerante que circula a traves del circuito 20 de refrigerante y una fuente de calor. La fuente de calor es, por ejemplo, el aire exterior y el calor geotermico. En la presente realización, la fuente de calor es aire exterior. El primer intercambiador 21 de calor es, por ejemplo, un intercambiador de calor con serpentm de aleta de placa. Un ventilador 21a esta instalado en la proximidad del primer intercambiador 21 de calor. El ventilador 21a esta configurado para alimentar aire exterior al primer intercambiador 21 de calor y descargar el aire exterior que intercambia el calor con el refrigerante en el primer intercambiador 21 de calor. El primer intercambiador 21 de calor es un intercambiador de calor exterior disenado para ser instalado en un espacio exterior.
El compresor 22 es un tipo de compresor que esta configurado para aspirar y comprimir el refrigerante a baja presion que fluye en el circuito 20 de refrigerante y descargar el refrigerante a alta temperatura y alta presion. El compresor 22 es, por ejemplo, un compresor rotativo.
La valvula 23 de expansion es una valvula electrica para regular el caudal y la presion del refrigerante que circula a traves del circuito 20 de refrigerante.
La valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas es un tipo de valvula de conmutacion configurada para cambiar entre la operacion de ciclo de avance y la operacion de ciclo inverso para invertir la direccion del refrigerante que circula a traves del circuito 20 de refrigerante. La valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas tiene un primer puerto 24a, un segundo puerto 24b, un tercer puerto 24c y un cuarto puerto 24d. La valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas se ajusta en un primer estado de comunicacion o en un segundo estado de comunicacion. Como se muestra en las figuras 1 y 3, en el primer estado de comunicacion, el primer puerto 24a y el segundo puerto 24b se comunican entre sf, y simultaneamente, el tercer puerto 24c y el cuarto puerto 24d se comunican entre sf. Como se muestra en la figura 2, en el segundo estado de comunicacion, el primer puerto 24a y el tercer puerto 24c se comunican entre sf, y simultaneamente, el segundo puerto 24b y el cuarto puerto 24d se comunican entre sf. Cuando el circuito 20 de refrigerante realiza la operacion de ciclo de avance, la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas se configura en el primer estado de comunicacion. Cuando el circuito 20 de refrigerante realiza la operacion de ciclo inverso, la valvula de conmutacion de cuatro vfas 24 se configura en el segundo estado de comunicacion.
El segundo intercambiador 25 de calor es un intercambiador de calor de refrigerante-agua. En el segundo intercambiador 25 de calor, el intercambio de calor se realiza entre el refrigerante que circula a traves del circuito 20 de refrigerante y el agua que circula a traves del circuito 30 de agua. El circuito 20 de refrigerante y el circuito 30 de agua comparten el segundo intercambiador 25 de calor. El segundo intercambiador 25 de calor tiene una parte 25a de intercambio de calor de refrigerante en la que el refrigerante que circula a traves del circuito 20 de refrigerante pasa a su traves y una parte 25b de intercambio de calor de agua en la que el agua que circula a traves del circuito 30 de agua pasa a su traves. Por ejemplo, el segundo intercambiador 25 de calor es un intercambiador de calor de tornado que tiene una construccion en la que una tubena de refrigerante como parte 25a del intercambio de calor de refrigerante esta enrollada helicoidalmente alrededor de la periferia exterior de una tubena de agua como parte 25b del intercambio de calor de agua, y adicionalmente la tubena de agua tiene ranuras en su interior. El segundo intercambiador 25 de calor es un intercambiador de calor interior disenado para ser instalado en un espacio como un objetivo de calefaccion.
El primer sensor 26 de temperatura es un tipo de sensor configurado para medir la temperatura del aire exterior que intercambia el calor en el primer intercambiador 21 de calor. El primer sensor 26 de temperatura esta configurado para medir la temperatura del aire exterior que se ha de alimentar al primer intercambiador 21 de calor por el ventilador 21a o la temperatura del aire en el espacio exterior donde esta instalado el primer intercambiador 21 de calor. El primer sensor 26 de temperatura esta unido al primer intercambiador 21 de calor.
Se explicara la configuracion del circuito 20 de refrigerante en la operacion de ciclo de avance. El lado de descarga del compresor 22 esta conectado al primer puerto 24a de la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas. El segundo puerto 24b de la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas esta conectado a la parte 25a de intercambio de calor del refrigerante del segundo intercambiador 25 de calor. La parte 25a de intercambio de calor del refrigerante del segundo intercambiador 25 de calor esta conectada a la valvula 23 de expansion. La valvula 23 de expansion esta conectada al primer intercambiador 21 de calor. El primer intercambiador 21 de calor esta conectado al tercer puerto 24c de la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas. El cuarto puerto 24d de la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas esta conectado al lado de admision del compresor 22.
Se explicara una accion del circuito 20 de refrigerante en la operacion de ciclo de avance. La operacion de ciclo de avance esta configurada para realizarse cuando el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor realiza la operacion normal. El refrigerante en estado gaseoso a baja presion es succionado hacia el compresor 22 y se comprime en el. El refrigerante comprimido se descarga desde el compresor 22 en estado gaseoso a alta temperatura y alta presion, y alimenta al segundo intercambiador 25 de calor a traves de los puertos primero y segundo 24a y 24b de la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas. En el segundo intercambiador 25 de calor, el refrigerante pasa a traves de la parte 25a de intercambio de calor de refrigerante, mientras que el agua pasa a traves de la parte 25b de intercambio de calor de agua. En el segundo intercambiador 25 de calor, el calor se transfiere desde el refrigerante a alta temperatura al agua a baja temperatura, y, por lo tanto, el intercambio de calor se realiza entre el refrigerante y el agua. Por consiguiente, en el segundo intercambiador 25 de calor, el refrigerante en estado gaseoso a alta temperatura y alta presion se condensa y cambia a un estado lfquido a alta presion. Luego, la presion del refrigerante se reduce cuando pasa a traves de la valvula 23 de expansion, y se cambia a un estado de dos fases gas-lfquido a baja presion. El refrigerante en el estado de dos fases gas-lfquido a baja presion se evapora en el primer intercambiador 21 de calor como resultado del intercambio de calor con el aire exterior, y se cambia a un estado gaseoso a baja presion. Luego, el refrigerante pasa por los puertos tercero y cuarto 24c y 24d de la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas y se alimenta al compresor 22. El circuito 20 de refrigerante, que realiza la operacion de ciclo de avance, esta configurado para suministrar el calor del aire exterior a traves del refrigerante al agua que circula a traves del circuito 30 de agua repitiendo los pasos de procesamiento mencionados anteriormente.
Se debe tener en cuenta que el circuito 20 de refrigerante esta configurado para realizar la operacion de ciclo de avance o la operacion de ciclo inverso cuando el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor realiza la operacion de descongelacion. Una accion del circuito 20 de refrigerante en la operacion de ciclo inverso se describira a continuacion.
(1-2) Circuito de agua
El circuito 30 de agua es un tipo de circuito en el que el segundo intercambiador 25 de calor, una bomba 31 de suministro de agua, un deposito 32 de almacenamiento de agua caliente y una unidad 33 de calefaccion estan principalmente conectados entre sf. El circuito 30 de agua incluye un segundo sensor 34 de temperatura. El agua circula por el circuito 30 de agua. En el circuito 30 de agua, el agua circula a traves de la bomba 31 de suministro de agua, del segundo intercambiador 25 de calor, del deposito 32 de almacenamiento de agua caliente, de la unidad 33 de calefaccion y de vuelta a la bomba 31 de suministro de agua en este orden. En las figuras 1 y 2, la direccion del agua que circula a traves del circuito 30 de agua se indica mediante flechas.
La bomba 31 de suministro de agua es un tipo de bomba configurada para alimentar el agua que circula a traves del circuito 30 de agua a la parte 25b de intercambio de calor de agua del segundo intercambiador 25 de calor.
El segundo intercambiador 25 de calor es un intercambiador de calor de refrigerante-agua. Como se describio anteriormente, en el segundo intercambiador 25 de calor, el intercambio de calor se realiza entre el refrigerante que circula a traves del circuito 20 de refrigerante y el agua que circula a traves del circuito 30 de agua. El agua pasa a traves de la parte 25b de intercambio de calor de agua para que se intercambie el calor en el segundo intercambiador 25 de calor. La entrada de la parte 25b de intercambio de calor de agua esta conectada a la bomba de suministro 31 de agua a traves de una tubena. La salida de la parte 25b de intercambio de calor de agua esta conectada al deposito 32 de almacenamiento de agua caliente a traves de una tubena.
El deposito 32 de almacenamiento de agua caliente es un tipo de deposito para almacenar el agua calentada en el segundo intercambiador 25 de calor. El agua caliente almacenada en el deposito 32 de almacenamiento de agua caliente se alimenta a la unidad 33 de calefaccion. El deposito 32 de almacenamiento de agua caliente puede ser provisto de un calentador mantenedor del calor para mantener el calor del agua caliente almacenada en el.
La unidad 33 de calefaccion se instala en un espacio que se ha de calentar mediante la operacion normal del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor. Por ejemplo, la unidad 33 de calefaccion es un panel de calefaccion de suelo para ser montado en la superficie del suelo de una habitacion. La unidad 33 de calefaccion tiene una tubena 33a de calefaccion en la que el agua caliente calentada en el segundo intercambiador 25 de calor fluye a su traves.
El segundo sensor 34 de temperatura es un tipo de sensor configurado para medir la temperatura del agua que fluye hacia la parte 25b de intercambio de calor de agua del segundo intercambiador 25 de calor. Por ejemplo, el segundo sensor 34 de temperatura esta unido a la tubena en la proximidad de la entrada de la parte 25b de intercambio de calor de agua.
Se explicara una accion del circuito 30 de agua. El agua alimenta al segundo intercambiador 25 de calor por la bomba 31 de suministro de agua. En el segundo intercambiador 25 de calor, el intercambio de calor se realiza entre el refrigerante y el agua por transferencia termica desde el refrigerante a alta temperatura al agua a baja temperatura. Por consiguiente, el agua se calienta en el segundo intercambiador 25 de calor. El agua calentada en el segundo intercambiador 25 de calor alimenta al deposito 32 de almacenamiento de agua caliente como agua caliente. El agua caliente almacenada en el deposito 32 de almacenamiento de agua caliente se suministra a la unidad 33 de calefaccion. En la unidad 33 de calefaccion, el agua caliente, que fluye a traves del interior de la tubena 33a de calefaccion, calienta el aire en el espacio en el que la unidad 33 de calefaccion esta instalada. El agua, reducida en temperatura despues de pasar a traves de la tubena 33a de calefaccion, alimenta a la bomba 31 de suministro de agua.
(1-3) Unidad de control
La unidad 40 de control es un ordenador para controlar los elementos constitutivos respectivos del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor. La unidad 40 de control esta conectada al compresor 22, la valvula 23 de expansion, la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas, el primer sensor 26 de temperatura, la bomba 31 de suministro de agua, la unidad 33 de calefaccion y el segundo sensor 34 de temperatura. Por ejemplo, la unidad 40 de control esta instalada en una unidad de componente electrico (no mostrada en los dibujos) dispuesta dentro del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor.
La unidad 40 de control es capaz de activar y desactivar el compresor 22 regulando la frecuencia de operacion del compresor 22. La unidad 40 de control es capaz de controlar el caudal del refrigerante que pasa a traves de la valvula 23 de expansion regulando el grado de apertura de la valvula 23 de expansion. La unidad 40 de control es capaz de activar y desactivar la bomba 31 de suministro de agua controlando la velocidad de rotacion de la bomba 31 de suministro de agua. La unidad 40 de control es capaz de regular la temperature del espacio en el que la unidad 33 de calefaccion esta instalada regulando el caudal de agua caliente que ha de ser alimentada a la unidad 33 de calefaccion.
La unidad 40 de control es capaz de cambiar entre el primer estado de comunicacion y el segundo estado de comunicacion controlando la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas. En otras palabras, la unidad 40 de control es capaz de cambiar entre la operacion de ciclo de avance y la operacion de ciclo inverso controlando la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas.
La unidad 40 de control es capaz de recibir la temperatura medida por el primer sensor 26 de temperatura del circuito 20 de refrigerante, es decir, la temperatura del aire que intercambia el calor en el primer intercambiador 21 de calor. La unidad 40 de control es capaz de recibir la temperatura medida por el segundo sensor 34 de temperatura del circuito 30 de agua, es decir, la temperatura del agua que fluye hacia la parte 25b de intercambio de calor de agua del segundo intercambiador 25 de calor.
Ademas, la unidad 40 de control almacena informacion sobre la operacion del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor. Por ejemplo, la unidad 40 de control esta configurada para monitorear y almacenar el tiempo de activacion del compresor 22 y el tiempo de desactivacion del compresor 22. En consecuencia, la unidad 40 de control es capaz de calcular, por ejemplo, la duracion de la desactivacion del compresor 22, la duracion de la operacion normal realizada por el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor, y la duracion de la operacion de descongelacion realizada por el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor.
(2) Accion del calentador de agua caliente con bomba de calor
(2-1) Explicacion de la operacion normal y de la operacion de descongelacion
Se explicara la accion del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor. El calentador 10 de agua caliente con bomba de calor esta configurado para realizar la operacion normal o la operacion de descongelacion. La figura 1 es un diagrama de configuracion del circuito del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor que realiza la operacion normal. En la operacion normal del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor, el circuito 20 de refrigerante esta configurado para realizar la operacion de ciclo de avance. Como se muestra en la figura 1, la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas del circuito 20 de refrigerante se configura aqu en el primer estado de comunicacion. En el circuito 30 de agua, el agua es alimentada al segundo intercambiador 25 de calor por la bomba 31 de suministro de agua y se calienta en el segundo intercambiador 25 de calor. Luego, el agua caliente alimenta al deposito 32 de almacenamiento de agua caliente y a la unidad 33 de calefaccion.
En la operacion normal del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor, el intercambio de calor, que es transferencia termica desde el aire exterior al refrigerante, se realiza en el primer intercambiador 21 de calor del circuito 20 de refrigerante. En otras palabras, el calor del aire exterior que ha de ser soplado por el ventilador 21a es desposefdo en el primer intercambiador 21 de calor. Debido a esto, es probable que la escarcha se adhiera al primer intercambiador 21 de calor bajo ciertas condiciones de baja temperatura del aire exterior, como en los lugares de clima fno y en la estacion de invierno. Cuando la escarcha esta adherida al primer intercambiador 21 de calor, en comparacion con una condicion en que la escarcha no esta adherida al primer intercambiador 21 de calor, la eficiencia del intercambio de calor se degrada en el primer intercambiador 21 de calor y la eficiencia de operacion se reduce en el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor. Por lo tanto, con el fin de inhibir la degradacion en la eficiencia operativa en condiciones de baja temperatura del aire exterior, se requiere que el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor realice la operacion de descongelacion regularmente para eliminar la escarcha adherida al primer intercambiador 21 de calor. La operacion de descongelacion del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor se realiza fundiendo la escarcha unida al primer intercambiador 21 de calor con calor.
Al realizar la operacion de descongelacion, el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor esta configurado para realizarlo en la operacion de ciclo inverso del circuito 20 de refrigerante o en la operacion de ciclo de avance del circuito 20 de refrigerante. La figura 2 es un diagrama de configuracion del circuito del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor que realiza la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso. La figura 3 es un diagrama de configuracion del circuito del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor que realiza la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance.
La direccion del refrigerante que circula a traves del circuito 20 de refrigerante en la operacion de ciclo inverso es opuesta a la del refrigerante que circula a traves del circuito 20 de refrigerante en la operacion de ciclo de avance. Espedficamente, en la operacion de ciclo inverso, el refrigerante en el circuito 20 de refrigerante pasa y circula a traves del compresor 22, la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas (el primer puerto 24a y el tercer puerto 24c), el primer intercambiador 21 de calor, la valvula 23 de expansion, el segundo intercambiador 25 de calor, la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas (el segundo puerto 24b y el cuarto puerto 24d) y regresa al compresor 22 en este orden.
A continuacion, se proporcionara una explicacion para que se realice una accion cuando el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor termine la operacion normal y comience la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso. Primero, la unidad 40 de control desactiva el compresor 22 poniendo a cero la velocidad de rotacion del compresor 22. La operacion normal se termina por la desactivacion del compresor 22. A continuacion, la unidad 40 de control cambia la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas desde el primer estado de comunicacion al segundo estado de comunicacion. Posteriormente, la unidad 40 de control comienza una operacion del compresor 22 aumentando la velocidad de rotacion del compresor 22 desde cero. La operacion de descongelacion del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor comienza mediante la activacion del compresor 22. En la operacion de descongelacion, el refrigerante a alta temperatura descargado desde el compresor 22 fluye hacia el primer intercambiador 21 de calor. Ademas, en la operacion de descongelacion, el calor acumulado en el segundo intercambiador 25 de calor en la operacion normal se suministra al primer intercambiador 21 de calor a traves del refrigerante que circula a traves del circuito 20 de refrigerante. En consecuencia, la escarcha adherida al primer intercambiador 21 de calor se funde, y, por lo tanto, el intercambiador 21 de calor es descongelado. Cabe senalar que la bomba 31 de suministro de agua del circuito 30 de agua esta operando en la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso.
A continuacion, se proporcionara una explicacion para que se realice una accion cuando el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor termine la operacion normal y comience la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance. Primero, la unidad 40 de control desactiva la bomba 31 de suministro de agua poniendo a cero la velocidad de rotacion de la bomba 31 de suministro de agua. El suministro de agua al segundo intercambiador 25 de calor se detiene mediante la desactivacion de la bomba 31 de suministro de agua. A continuacion, la unidad 40 de control aumenta el grado de apertura de la valvula 23 de expansion. Ademas, la unidad 40 de control mantiene la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas en el primer estado de comunicacion. Dicho de otra manera, de manera similar a la operacion normal, el refrigerante a alta temperatura, descargado del compresor 22, se suministra al segundo intercambiador 25 de calor en la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance. En el segundo intercambiador 25 de calor, el agua no pasa a traves de la parte 25b de intercambio de calor del agua, y, por lo tanto, el intercambio de calor entre el refrigerante y el agua se inhibe en el segundo intercambiador 25 de calor. Debido a esto, el calor del refrigerante a alta temperatura suministrado desde el compresor 22 se acumula en el segundo intercambiador 25 de calor. Como resultado, la temperatura del segundo intercambiador 25 de calor aumenta. Ademas, la temperatura del compresor 22 tambien se incrementa por la operacion del compresor 22. El calor acumulado en el compresor 22 y en el segundo intercambiador 25 de calor se suministra al primer intercambiador 21 de calor a traves de la valvula 23 de expansion a traves del refrigerante que circula a traves del circuito 20 de refrigerante. En consecuencia, la escarcha adherida al primer intercambiador 21 de calor se funde y, por lo tanto, el primer intercambiador 21 de calor se descongela.
(2-2) Explicacion de la determinacion de la probabilidad de congelacion del agua
En el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor, la unidad 40 de control esta configurada para determinar la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua y seleccionar realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance o la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso. La unidad 40 de control esta configurada para realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance cuando determina que el circuito 30 de agua tiene una posibilidad de congelacion del agua. La unidad 40 de control esta configurada para realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso cuando se determina que el circuito 30 de agua no tiene posibilidad de congelacion del agua.
La unidad 40 de control determina la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua al menos en el momento de terminar la operacion normal y comenzar la operacion de descongelacion o durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso.
La figura 4 es un diagrama de flujo que muestra una rutina en la que la unidad 40 de control determina la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua en el momento de terminar la operacion normal y comenzar la operacion de descongelacion. La rutina se compone de las Etapas S11 a S15. En la Etapa S11, la unidad de control 40 termina la operacion normal. En la Etapa S12, la unidad 40 de control determina la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua. Al determinar que el circuito 30 de agua tiene la posibilidad de congelacion del agua, la unidad 40 de control realiza el procesamiento en la Etapa S13. Cuando se determina que el circuito 30 de agua no tiene posibilidad de congelacion del agua, la unidad 40 de control realiza el procesamiento en la Etapa S14. En la Etapa S13, la unidad 40 de control comienza la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance. En la Etapa S14, la unidad 40 de control comienza la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso. En la Etapa S15, la unidad 40 de control termina la operacion de descongelacion.
La figura 5 es un diagrama de flujo que muestra una rutina en la que la unidad 40 de control determina la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso. La rutina se compone de las etapas S21 a S25. En la Etapa S21, la unidad 40 de control termina la operacion normal. En la Etapa S22, la unidad 40 de control comienza la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso. En la Etapa S23, la unidad 40 de control determina la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua. Cuando se determina que el circuito 30 de agua tiene la posibilidad de congelacion del agua, la unidad 40 de control realiza el procesamiento en la Etapa S24. Cuando se determina que el circuito 30 de agua no tiene posibilidad de congelacion del agua, la unidad 40 de control continua la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso. En la Etapa S24, la unidad 40 de control termina la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso y comienza la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance. En la Etapa S25, la unidad 40 de control termina la operacion de descongelacion. Espedficamente, la unidad 40 de control esta configurada para determinar la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua en funcion de cualquiera de los seis criterios de determinacion que se han de explicar a continuacion. A continuacion, se explicaran los criterios de determinacion respectivos.
(2-2-1) Primer criterio de determinacion
En el primer criterio de determinacion, la unidad 40 de control determina la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua al terminar la operacion normal y comenzar la operacion de descongelacion. La unidad 40 de control esta configurada para obtener la temperatura del agua que fluye hacia la parte 25b de intercambio de calor de agua del segundo intercambiador 25 de calor desde el segundo sensor 34 de temperatura del circuito 30 de agua. Cuando la temperatura del agua que fluye hacia la parte 25b de intercambio de calor de agua es inferior o igual a una temperatura predeterminada, la unidad de control 40 esta configurada para desactivar la bomba 31 de suministro de agua, mantener la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas en el primer estado de comunicacion, y luego, comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance. Cuando la temperatura del agua que fluye hacia la parte 25b de intercambio de calor de agua es mas alta que la temperatura predeterminada, la unidad 40 de control esta configurada para cambiar la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas del primer estado de comunicacion al segundo estado de comunicacion, y luego, comienza la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso.
(2-2-2) Segundo criterio de determinacion
En el segundo criterio de determinacion, la unidad 40 de control esta configurada para determinar la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua cuando termina la operacion normal y comienza la operacion de descongelacion. La unidad 40 de control esta configurada para obtener la temperatura del aire que intercambia el calor en el primer intercambiador 21 de calor del primer sensor 26 de temperatura del circuito 20 de refrigerante. Cuando la temperatura del aire que intercambia el calor en el primer intercambiador 21 de calor es inferior o igual a una temperatura predeterminada, la unidad 40 de control esta configurada para desactivar la bomba 31 de suministro de agua, mantener la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas en el primer estado de comunicacion y luego comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance. Cuando la temperatura del aire que intercambia el calor en el primer intercambiador 21 de calor es mas alta que la temperatura predeterminada, la unidad 40 de control esta configurada para cambiar la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas del primer estado de comunicacion al segundo estado de comunicacion, y luego comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso.
(2-2-3) Tercer criterio de determinacion
En el tercer criterio de determinacion, la unidad 40 de control esta configurada para determinar la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua cuando termina la operacion normal y comienza la operacion de descongelacion. La unidad 40 de control esta configurada para obtener informacion sobre la operacion del compresor 22 del circuito 20 de refrigerante. Cuando el compresor 22 se ha desactivado sucesivamente durante un penodo de tiempo predeterminado o mas antes de comenzar la operacion de descongelacion, la unidad 40 de control esta configurada para desactivar la bomba 31 de suministro de agua, mantener la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas en el primer estado de comunicacion, y luego comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance. Cuando el compresor 22 se ha desactivado sucesivamente durante menos del penodo de tiempo predeterminado antes de comenzar la operacion de descongelacion, la unidad 40 de control esta configurada para cambiar la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas del primer estado de comunicacion al segundo estado de comunicacion, y luego comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso.
(2-2-4) Cuarto criterio de determinacion
En el cuarto criterio de determinacion, la unidad 40 de control esta configurada para determinar la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua cuando termina la operacion normal y comienza la operacion de descongelacion. La unidad 40 de control esta configurada para obtener informacion sobre la operacion de descongelacion del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor. Cuando la operacion de descongelacion se ha realizado previamente durante un penodo de tiempo predeterminado o menos, la unidad 40 de control esta configurada para desactivar la bomba 31 de suministro de agua, mantener la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas en el primer estado de comunicacion y luego comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance. Cuando la operacion de descongelacion se ha realizado previamente durante mas de un penodo de tiempo predeterminado, la unidad 40 de control esta configurada para cambiar la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas del primer estado de comunicacion al segundo estado de comunicacion, y luego comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso.
(2-2-5) Quinto criterio de determinacion
En el quinto criterio de determinacion, la unidad 40 de control esta configurada para determinar la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso despues de terminar la operacion normal. La unidad 40 de control esta configurada para obtener la temperatura del agua que fluye hacia la parte 25b de intercambio de calor de agua del segundo intercambiador 25 de calor desde el segundo sensor 34 de temperatura del circuito 30 de agua. Cuando la temperatura del agua que fluye hacia la parte 25b de intercambio de calor de agua es inferior o igual a una temperatura predeterminada, la unidad 40 de control esta configurada para desactivar la bomba 31 de suministro de agua del circuito 30 de agua, cambiar la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas del segundo estado de comunicacion al primer estado de comunicacion y, a continuacion, comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance. Cuando la temperatura del agua que fluye hacia la parte 25b de intercambio de calor de agua es superior a la temperatura predeterminada, la unidad 40 de control continua la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso.
(2-2-6) Sexto criterio de determinacion
En el sexto criterio de determinacion, la unidad 40 de control esta configurada para determinar la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso despues de terminar la operacion normal. La unidad 40 de control esta configurada para obtener la temperatura del agua que fluye hacia la parte 25b de intercambio de calor de agua desde el segundo intercambiador 25 de calor del segundo sensor 34 de temperatura del circuito 30 de agua. Cuando la temperatura del agua que fluye hacia la parte 25b de intercambio de calor de agua es inferior o igual a una temperatura predeterminada, la unidad 40 de control esta configurada para cambiar la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas del segundo estado de comunicacion al primer estado de comunicacion para terminar la operacion de descongelacion y luego comenzar una operacion normal basada en la operacion de ciclo de avance. Cuando la temperatura del agua que fluye hacia la parte 25b de intercambio de calor de agua es superior a la temperatura predeterminada, la unidad 40 de control continua la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso.
(3) Caractensticas del calentador de agua caliente con bomba de calor
El actual calentador 10 de agua caliente con bomba de calor es un dispositivo de bomba de calor equipado con el circuito 20 de refrigerante y el circuito 30 de agua que comparten el segundo intercambiador 25 de calor. El refrigerante a alta temperatura, comprimido por el compresor 22 del circuito 20 de refrigerante, intercambia el calor con el agua que fluye a traves del circuito 30 de agua en el segundo intercambiador 25 de calor. En el segundo intercambiador 25 de calor, el calor se transfiere desde el refrigerante que fluye a traves de la parte 25a de intercambio de calor de refrigerante al agua que fluye a traves de la parte 25b de intercambio de calor de agua. Por consiguiente, el agua que fluye a traves del circuito 30 de agua se calienta y se produce agua caliente. El agua caliente producida aqrn se almacena temporalmente en el deposito 32 de almacenamiento de agua caliente, y se utiliza para calentar el espacio interior por la unidad 33 de calefaccion.
La unidad 40 de control es capaz de cambiar entre la operacion de ciclo de avance y la operacion de ciclo inverso al controlar la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas del circuito 20 de refrigerante. Es probable que la escarcha se pegue al primer intercambiador 21 de calor bajo condiciones de baja temperatura del aire exterior. El calentador 10 de agua caliente con bomba de calor es capaz de realizar la operacion de descongelacion para eliminar la escarcha adherida al primer intercambiador 21 de calor. La unidad 40 de control normalmente esta configurada para realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso. Sin embargo, la unidad 40 de control esta configurada para realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance cuando se determina que realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso podna provocar la congelacion del agua que fluye a traves del circuito 30 de agua. La operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance se realiza desactivando la bomba 31 de suministro de agua del circuito 30 de agua y aumentando el grado de apertura de la valvula 23 de expansion del circuito 20 de refrigerante. Con la desactivacion de la bomba 31 de suministro de agua, el intercambio de calor se inhibe en el segundo intercambiador 25 de calor, y el calor se acumula en el segundo intercambiador 25 de calor. Con el aumento del grado de apertura de la valvula 23 de expansion, el calor acumulado en el compresor 22 y el segundo intercambiador 25 de calor se transfiere al primer intercambiador 21 de calor por la valvula 23 de expansion a traves del refrigerante. Por consiguiente, el primer intercambiador 21 de calor se calienta y la escarcha adherida al primer intercambiador 21 de calor se elimina.
El presente calentador 10 de agua caliente con bomba de calor esta configurado para seleccionar y realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance o la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso sobre la base de la posibilidad de congelar el agua que fluye a traves del circuito 30 de agua.
En la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso, el refrigerante a alta temperatura comprimido por el compresor 22 fluye directamente hacia el primer intercambiador 21 de calor. De este modo, la escarcha adherida al primer intercambiador 21 de calor se elimina de manera eficiente. Sin embargo, en la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso, el intercambio de calor se realiza en el segundo intercambiador 25 de calor de manera que el calor se transfiere desde el agua que fluye a traves del circuito 30 de agua al refrigerante que fluye a traves del circuito 20 de refrigerante. Por lo tanto, cuando la temperatura del agua que fluye hacia el segundo intercambiador 25 de calor es baja, la temperatura del agua que intercambia el calor en el segundo intercambiador 25 de calor cae y esto podna provocar la congelacion del agua. Al congelarse, el agua aumenta de volumen. Por lo tanto, existe la posibilidad de que cuando el agua en el circuito 30 de agua se congele en la tubena del circuito 30 de agua, la tubena se rompa debido al aumento de la presion dentro de la tubena. Por otro lado, en la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance, el intercambio de calor se inhibe en el segundo intercambiador 25 de calor, y la escarcha adherida al primer intercambiador 21 de calor se elimina por el calor acumulado en el compresor 22 y el segundo calor intercambiador 25. Por lo tanto, no hay posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua. En consecuencia, el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor puede evitar la congelacion del agua en la operacion de descongelacion.
La unidad 40 de control del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor esta configurada para determinar la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua en funcion del primer al sexto criterio de determinacion y esta configurada para seleccionar realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance o la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso.
Cuando la temperatura del agua que fluye hacia el segundo intercambiador 25 de calor es inferior o igual a una temperatura predeterminada al comenzar la operacion de descongelacion, la unidad 40 de control esta configurada para determinar que, basado en el primer criterio de determinacion, realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso podna provocar la congelacion del agua en el circuito 30 de agua. En la configuracion, el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor es capaz de evitar la congelacion del agua en el circuito 30 de agua al terminar la operacion normal y comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance.
Por otro lado, cuando la temperatura del aire que intercambia el calor en el primer intercambiador 21 de calor es inferior o igual a una temperatura predeterminada al comenzar la operacion de descongelacion, la unidad 40 de control esta configurada para determinar que, basado en el segundo criterio de determinacion, realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso podna ocasionar la congelacion del agua en el circuito 30 de agua. En la configuracion, el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor es capaz de evitar la congelacion del agua en el circuito 30 de agua terminando la operacion normal y comenzando la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance.
Pero luego, cuando la operacion normal para calentar el agua en el circuito 30 de agua basada en la operacion de ciclo de avance se ha desactivado durante un penodo de tiempo predeterminado o mas al comenzar la operacion de descongelacion, la unidad 40 de control esta configurada para determinar que, basado en el tercer criterio de determinacion, realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso podna provocar la congelacion del agua en el circuito 30 de agua. En la configuracion, el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor es capaz de evitar la congelacion del agua en el circuito 30 de agua terminando la operacion normal y comenzando la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance.
Entonces, nuevamente, cuando la operacion de descongelacion se ha realizado previamente durante un penodo de tiempo predeterminado o menos al comenzar la operacion de descongelacion, la unidad 40 de control esta configurada para determinar que, basado en el cuarto criterio de determinacion, realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso podna ocasionar la congelacion del agua en el circuito 30 de agua. En la configuracion, el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor es capaz de evitar la congelacion del agua en el circuito 30 de agua al finalizar la operacion normal y comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance.
Entonces, nuevamente, cuando la temperatura del agua que fluye hacia el segundo intercambiador 25 de calor es inferior o igual a una temperatura predeterminada durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso, la unidad 40 de control esta configurada para determinar que, basado en el quinto criterio de determinacion, continuar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso podna resultar en la congelacion del agua que fluye a traves del circuito 30 de agua. En la configuracion, el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor esta configurado para terminar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso y comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance.
Entonces, nuevamente, cuando la temperatura del agua que fluye hacia el segundo intercambiador 25 de calor es inferior o igual a una temperatura predeterminada durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso, la unidad 40 de control esta configurada para determinar que, basado en el sexto criterio de determinacion, continuar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso podna resultar en la congelacion del agua que fluye a traves del circuito 30 de agua. En la configuracion, el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor esta configurado para terminar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso y comenzar la operacion normal basada en la operacion de ciclo de avance.
En la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance, la temperatura del agua que fluye hacia el segundo intercambiador 25 de calor no cae. Por lo tanto, la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua es baja. Sin embargo, la temperatura del primer intercambiador 21 de calor no aumenta facilmente hasta que se acumula una cantidad suficiente de calor en el segundo intercambiador 25 de calor. Por lo tanto, se requerira un tiempo mas largo para descongelar el primer intercambiador 21 de calor. Debido a lo anterior, al realizar solo la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance, el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor degrada el rendimiento promedio de calefaccion. Por otra parte, cuando se realiza solo la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso, el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor tiene la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua. El calentador 10 de agua caliente con bomba de calor segun la presente realización esta configurado para seleccionar realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso o la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance segun la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua. En consecuencia, el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor es capaz de evitar la congelacion del agua en el circuito 30 de agua y tambien es capaz de lograr de manera fiable el rendimiento de calefaccion promedio requerido.
(4) Modificaciones
Las configuraciones espedficas de la realización de la presente invencion se pueden cambiar sin apartarse del alcance de la presente invencion. Las modificaciones aplicables a la realización de la presente invencion se explicaran a continuacion.
(4-1) Modificacion A
En la presente realización, la unidad 40 de control del calentador 10 de agua caliente con bomba de calor esta configurada para determinar la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua sobre la base de cualquiera de los criterios de determinacion primero a sexto. Sin embargo, la unidad 40 de control puede configurarse para seleccionar dos o mas del primer al sexto criterio de determinacion y determinar la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua sobre la base de la combinacion de los criterios de determinacion seleccionados.
Por ejemplo, al terminar la operacion normal y comenzar la operacion de descongelacion, el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor puede configurarse para comenzar la operacion de descongelacion en base al primer y segundo criterio de determinacion. En este caso, la unidad 40 de control puede configurarse para comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance cuando se cumpla alguna de las siguientes condiciones: que la temperatura del agua que fluye hacia la parte 25b de intercambio de calor de agua es inferior o igual a una temperatura predeterminada; y que la temperatura del aire que intercambia el calor en el primer intercambiador 21 de calor es inferior o igual a otra temperatura predeterminada. Ademas, en este caso, la unidad 40 de control puede configurarse para comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance cuando se cumplan las dos condiciones siguientes: que la temperatura del agua que fluye hacia la parte 25b de intercambio de calor de agua es menor que o igual a la temperatura predeterminada; y que la temperatura del aire que se intercambia el calor en el primer intercambiador 21 de calor es inferior o igual a la otra temperatura predeterminada.
Alternativamente, al terminar la operacion normal y comenzar la operacion de descongelacion, el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor puede configurarse para comenzar la operacion de descongelacion sobre la base del primer criterio de determinacion. Ademas, durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso, el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor puede configurarse para terminar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso y comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance sobre la base del quinto criterio de determinacion.
(4-2) Modificacion B
Durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance, el calentador 10 de agua caliente con bomba de calor puede configurarse para terminar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance y comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso.
Por ejemplo, la unidad 40 de control puede configurarse para comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso sobre la base del quinto criterio de determinacion. Espedficamente, cuando la temperatura del agua que fluye hacia la parte 25b de intercambio de calor de agua es mas alta que una temperatura predeterminada durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance, la unidad 40 de control puede configurarse para comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso activando la bomba 31 de suministro de agua del circuito 30 de agua y cambiando la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas del primer estado de comunicacion al segundo estado de comunicacion. Cuando la temperatura del agua que fluye hacia la parte 25b de intercambio de calor de agua es aqrn inferior o igual a la temperatura predeterminada, la unidad 40 de control esta configurada para continuar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance.
Ademas, en la presente modificacion, cuando la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance se ha realizado durante mas de un penodo de tiempo predeterminado, la unidad 40 de control puede configurarse para determinar que la posibilidad de congelacion del agua en el circuito 30 de agua resulta cero y para comenzar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso activando la bomba 31 de suministro de agua del circuito 30 de agua y cambiando la valvula 24 de conmutacion de cuatro vfas del primer estado de comunicacion al segundo estado de comunicacion.
Aplicabilidad industrial
El calentador de agua caliente con bomba de calor segun la presente invencion es capaz de evitar la congelacion del agua.
Lista de numeros de referencia
10 Calentador de agua caliente con bomba de calor
20 Circuito de refrigerante
21 Primer intercambiador de calor
22 Compresor
25 Segundo intercambiador de calor
30 Circuito de agua
31 Bomba de suministro de agua (mecanismo de suministro de agua)
40 Unidad de control
Lista de citaciones
Bibliograffa de patentes
PTL 1: Publicacion de solicitud de patente abierta japonesa N° 2010-181104
PTL 2: Publicacion de solicitud de patente internacional N° WO2006/103815

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Un calentador (10) de agua caliente con bomba de calor, que comprende:
un circuito (20) de refrigerante a traves del cual circula el refrigerante, incluyendo el circuito de refrigerante un primer intercambiador (21) de calor, un segundo intercambiador (25) de calor y un compresor (22), estando configurado el primer intercambiador (21) de calor para causar intercambio de calor entre el aire y el refrigerante, estando configurado el segundo intercambiador (25) de calor para causar intercambio de calor entre el refrigerante y el agua, estando el compresor (22) configurado para comprimir el refrigerante;
un circuito (30) de agua a traves del cual ha de fluir el agua, incluyendo el circuito (30) de agua el segundo intercambiador (25) de calor y un mecanismo (31) de suministro de agua, estando configurado el mecanismo (31) de suministro de agua para suministrar agua al segundo intercambiador (25) de calor;
una unidad (40) de control configurada para controlar el circuito (20) de refrigerante para realizar una operacion de descongelacion del primer intercambiador (21) de calor, y
una valvula (23) de expansion que es una valvula electrica para regular el caudal y la presion del refrigerante que circula a traves del circuito (20) de refrigerante,
en donde el calentador de agua caliente con bomba de calor comprende ademas una valvula (24) de conmutacion de cuatro vfas configurada para alternar entre una operacion de ciclo de avance y una operacion de ciclo inverso, el circuito (20) de refrigerante es capaz de alternar entre
la operacion de ciclo de avance que hace que el refrigerante circule secuencialmente a traves del compresor (22), de la valvula (24) de conmutacion de cuatro vfas, del segundo intercambiador (25) de calor, de la valvula (23) de expansion, del primer intercambiador (21) de calor, de la valvula (24) de conmutacion de cuatro vfas, y de vuelta al compresor (22), y
la operacion de ciclo inverso que hace que el refrigerante circule secuencialmente a traves del compresor (22), de la valvula (24) de conmutacion de cuatro vfas, del primer intercambiador (21) de calor, de la valvula (23) de expansion, del segundo intercambiador (25) de calor, de la valvula (24) de conmutacion de cuatro vfas, y de vuelta al compresor (22), y
caracterizado por que
al menos al comenzar la operacion de descongelacion o durante la realización de la operacion de descongelacion, la unidad (40) de control esta configurada para determinar la posibilidad de congelacion del agua en el circuito (30) de agua y seleccionar realizar la operacion de ciclo de avance o la operacion de ciclo inverso para realizar la operacion de descongelacion,
la unidad (40) de control esta configurada para controlar el circuito (30) de agua a fin de realizar una operacion de descongelacion del primer intercambiador de calor,
la unidad (40) de control esta configurada para realizar la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo de avance cuando se determina que el circuito (30) de agua tiene una posibilidad de congelacion del agua, al desactivar el mecanismo (31) de suministro de agua y aumentar el grado de apertura de la valvula (23) de expansion, y
cuando el agua fluye hacia el segundo intercambiador (25) de calor tiene una temperatura inferior o igual a la primera temperatura al comenzar la operacion de descongelacion, la unidad (40) de control esta configurada para seleccionar realizar la operacion de ciclo de avance y desactivar el mecanismo (31) de suministro de agua.
2. El calentador (10) de agua caliente con bomba de calor segun la reivindicación 1, en el que
cuando el aire que intercambia el calor en el primer intercambiador (21) de calor tiene una temperatura inferior o igual a una segunda temperatura al comenzar la operacion de descongelacion, la unidad (40) de control esta configurada para seleccionar realizar la operacion de ciclo de avance y desactivar el mecanismo (31) de suministro de agua.
3. El calentador (10) de agua caliente con bomba de calor segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que
cuando el compresor (22) se ha desactivado durante un primer penodo de tiempo o mas antes de comenzar la operacion de descongelacion al comenzar la operacion de descongelacion, la unidad (40) de control esta configurada para seleccionar realizar la operacion de ciclo de avance y desactivar el mecanismo (31) de suministro de agua.
4. El calentador (10) de agua caliente con bomba de calor segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que
cuando la operacion de descongelacion se ha realizado previamente durante un segundo penodo de tiempo o menos al comenzar la operacion de descongelacion, la unidad (40) de control esta configurada para seleccionar realizar la ejecucion de la operacion del ciclo de avance y desactivar el mecanismo (31) de suministro de agua.
5. El calentador (10) de agua caliente con bomba de calor segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que
cuando el agua que fluye al segundo intercambiador (25) de calor tiene una temperature inferior o igual a una tercera temperature durante la realización de la operacion de descongelacion basada en la operacion de ciclo inverso, la unidad (40) de control esta configurada para seleccionar realizar la operacion de ciclo de avance y desactivar el mecanismo (31) de suministro de agua.
ES12891024T 2012-12-26 2012-12-26 Calentador de agua caliente con bomba de calor Active ES2710923T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/083692 WO2014102934A1 (ja) 2012-12-26 2012-12-26 ヒートポンプ温水暖房機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2710923T3 true ES2710923T3 (es) 2019-04-29

Family

ID=51020092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES12891024T Active ES2710923T3 (es) 2012-12-26 2012-12-26 Calentador de agua caliente con bomba de calor

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2940407B1 (es)
JP (1) JP6190388B2 (es)
ES (1) ES2710923T3 (es)
WO (1) WO2014102934A1 (es)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6258804B2 (ja) * 2014-07-18 2018-01-10 株式会社コロナ 複合熱源ヒートポンプ装置
JP6501392B2 (ja) * 2015-02-02 2019-04-17 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 制御装置、制御方法及びプログラム
FR3049697B1 (fr) * 2016-04-01 2019-08-02 Societe Industrielle De Chauffage (Sic) Systeme de rafraichissement, climatisation ou chauffage a unites separees
GB2567331B (en) * 2016-08-04 2021-01-13 Mitsubishi Electric Corp Heat source system
JP6896054B2 (ja) * 2016-08-04 2021-06-30 三菱電機株式会社 熱源システム
CN107525295B (zh) * 2017-07-18 2020-02-21 广东美的暖通设备有限公司 热水机
JP6907110B2 (ja) * 2017-12-27 2021-07-21 株式会社コロナ ヒートポンプ装置
JP6945741B2 (ja) 2018-07-20 2021-10-06 三菱電機株式会社 空気調和装置の制御装置、室外機、中継機、熱源機および空気調和装置
WO2021009924A1 (ja) * 2019-07-18 2021-01-21 三菱電機株式会社 空調装置
CN111189098A (zh) * 2020-01-13 2020-05-22 欧贝多物联科技(嵊州)有限公司 一种智能供暖水力模块
CN111649451A (zh) * 2020-05-11 2020-09-11 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种两联供系统及其控制方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61191828A (ja) * 1985-02-21 1986-08-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 太陽熱利用給湯装置
JPS62213654A (ja) * 1986-03-14 1987-09-19 株式会社日立製作所 ヒ−トポンプ式冷凍サイクル
JP2001108256A (ja) * 1999-10-07 2001-04-20 Daikin Ind Ltd 給湯装置
JP2003090653A (ja) * 2001-09-13 2003-03-28 Denso Corp ヒートポンプ式給湯機
JP3783711B2 (ja) * 2003-11-19 2006-06-07 松下電器産業株式会社 ヒートポンプ給湯装置
DE102004010066B4 (de) * 2004-03-02 2021-01-21 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Abtauverfahren für eine Wärmepumpe
CN100504256C (zh) 2005-03-28 2009-06-24 东芝开利株式会社 热水供给装置
JP2010060182A (ja) * 2008-09-02 2010-03-18 Daikin Ind Ltd 空気調和機
JP5427428B2 (ja) 2009-02-06 2014-02-26 三菱重工業株式会社 ヒートポンプ式給湯・空調装置
EP2530410B1 (en) * 2010-01-26 2018-05-30 Mitsubishi Electric Corporation Heat pump device
WO2012070082A1 (ja) * 2010-11-24 2012-05-31 三菱電機株式会社 ヒートポンプ式給湯装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2940407A1 (en) 2015-11-04
JP6190388B2 (ja) 2017-08-30
WO2014102934A1 (ja) 2014-07-03
JPWO2014102934A1 (ja) 2017-01-12
EP2940407B1 (en) 2018-11-14
EP2940407A4 (en) 2016-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2710923T3 (es) Calentador de agua caliente con bomba de calor
ES2692846T3 (es) Sistemas y métodos para descongelación libre y positiva
JP5327308B2 (ja) 給湯空調システム
ES2867951T3 (es) Dispositivo de refrigeración
ES2904812T3 (es) Dispositivo de aire acondicionado
ES2701427T3 (es) Aparato de refrigeración
ES2708779T3 (es) Sistema de bomba de calor, y calentador de agua de bomba de calor
ES2709979T3 (es) Acondicionador de aire
ES2844591T3 (es) Dispositivo de ciclo de refrigeración e intercambiador de calor exterior utilizado en el mismo
ES2790655T3 (es) Dispositivo acondicionador de aire
CN102378881B (zh) 制冷循环装置
ES2753754T3 (es) Método de especificación del punto de fuga de refrigerante
ES2401798T3 (es) Sistema de suministro de agua caliente y acondicionamiento de aire que utiliza una bomba de calor de CO2
EP2522934A2 (en) Heat storing apparatus having cascade cycle and control process of the same
ES2642371T3 (es) Dispositivo de refrigeración
JP2013083439A (ja) 給湯空調システム
JP2013083439A5 (es)
ES2683363T3 (es) Aire acondicionado
KR20150004218A (ko) 제설용액 살포장치
ES2640864T3 (es) Acondicionador de aire
ES2953351T3 (es) Dispositivo de refrigeración
JP6888280B2 (ja) 冷凍装置
CN104713265A (zh) 空气源热泵机组
US20160123607A1 (en) Outdoor unit
JP4236542B2 (ja) ヒートポンプ式給湯機