ES2964161T3

ES2964161T3 - Dispositivo de suministro de agua caliente

Info

Publication number: ES2964161T3
Application number: ES18908335T
Authority: ES
Inventors: Kenta Murata; Takahiro Tanaka; Kensaku Hatanaka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2024-04-04
Anticipated expiration: 2038-03-08
Also published as: EP3764022A1; AU2018411936B2; EP3764022B1; JPWO2019171532A1; AU2018411936A1; EP3764022A4; JP7012818B2; SG11202008584WA; WO2019171532A1

Abstract

Un dispositivo de suministro de agua caliente que comprende una unidad de bomba de calor que tiene un compresor, un intercambiador de calor de agua, un mecanismo de reducción de presión y un intercambiador de calor de aire y calienta el agua que fluye hacia el intercambiador de calor de agua. El dispositivo de suministro de agua caliente está equipado con una unidad de control del compresor para controlar la frecuencia de funcionamiento del compresor y una unidad de control del mecanismo de reducción de presión para controlar el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión. Cuando se inicia una operación de descongelación, en la que se abre el mecanismo de reducción de presión y se detiene el suministro de agua al intercambiador de calor de agua y se permite que un refrigerante descargado del compresor fluya hacia el intercambiador de calor de aire, el control de la frecuencia de operación por la unidad de control del compresor o el control del grado de apertura del mecanismo de reducción de presión por la unidad de control del mecanismo de reducción de presión se lleva a cabo para reducir el caudal del medio que fluye hacia el mecanismo de reducción de presión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de suministro de agua caliente

Campo técnico

La presente invención se refiere a un aparato de suministro de agua caliente que hace que una unidad de bomba de agua caliente agua.

Antecedentes de la técnica

Un aparato de suministro de agua caliente típico que incluye una bomba de agua incluye una unidad de bomba de agua y una unidad de depósito. La unidad de bomba de agua incluye un compresor, un intercambiador de calor de agua, un dispositivo de reducción de presión y un intercambiador de calor de aire. En la unidad de bomba de agua, el compresor, el intercambiador de calor de agua, el dispositivo de reducción de presión y el intercambiador de calor de aire están conectados en circuito para formar un circuito de refrigerante a través del cual se hace circular refrigerante accionando el compresor.

La unidad de depósito incluye un depósito de almacenamiento de agua caliente, una bomba de agua y un intercambiador de calor. En la unidad de depósito, el depósito de almacenamiento de agua caliente, la bomba de agua y el intercambiador de calor están conectados en circuito para formar un trayecto de circulación a través del cual se hace circular agua accionando la bomba de agua. En este caso, el intercambiador de calor de agua en la unidad de bomba de agua también puede servir como intercambiador de calor en la unidad de depósito.

En el aparato de suministro de agua caliente, cuando se activan el compresor en la unidad de bomba de agua y la bomba de agua en la unidad de depósito, el agua fluye hacia fuera del depósito de almacenamiento de agua caliente al interior del trayecto de circulación a través de una salida ubicada en la parte inferior del depósito de almacenamiento de agua caliente y después fluye al interior del intercambiador de calor de agua. El agua que fluye a través del intercambiador de calor de agua intercambia calor con el refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor de agua, de modo que se calienta el agua. Después, se devuelve el agua al depósito de almacenamiento de agua caliente a través de una entrada de agua caliente ubicada en la parte superior del depósito de almacenamiento de agua caliente. Por consiguiente, puede almacenarse agua caliente a alta temperatura en el depósito de almacenamiento de agua caliente del aparato de suministro de agua caliente.

En el aparato de suministro de agua caliente, dado que agua no calentada fluye a partir de la parte inferior del depósito de almacenamiento de agua caliente y agua calentada fluye al interior de la parte superior del depósito de almacenamiento de agua caliente, el agua no calentada en la parte inferior del depósito de almacenamiento de agua caliente se mezcla con el agua calentada en la parte superior del depósito de almacenamiento de agua caliente. Por consiguiente, agua a temperatura media que tiene una temperatura que oscila desde aproximadamente 30 grados C hasta aproximadamente 50 grados C se almacena en el depósito de almacenamiento de agua caliente.

El agua a temperatura media no es adecuada para su uso como fuente de calor para calentar o para recalentar agua de bañera porque su temperatura es baja. Si el agua calentada no se suministra hasta que se agota el agua caliente, la cantidad de calor por unidad de volumen disminuirá. Además, recalentar el agua a temperatura media usando la unidad de bomba de agua no resulta eficiente, dando como resultado un coeficiente de rendimiento (COP) inferior del aparato de suministro de agua caliente.

Un aparato de suministro de agua caliente recientemente desarrollado está configurado de tal manera que agua a temperatura media presente entre las partes superior e inferior de un depósito de almacenamiento de agua caliente y agua a alta temperatura presente en la parte superior del depósito de almacenamiento de agua caliente se mezclan para tener una temperatura establecida predeterminada para agua caliente y el agua mezclada se usa como fuente de calor (véase, por ejemplo, el documento de patente 1). Usar eficazmente el agua a temperatura media de la manera anteriormente descrita puede aumentar el calor disponible en el depósito de almacenamiento de agua caliente. Dado que se usa el agua a temperatura media, se reduce el agua a temperatura media en el depósito de almacenamiento de agua caliente. Esto conduce a una temperatura inferior del agua que fluye al interior de una unidad de bomba de agua.

Una unidad de bomba de agua típica incluye un intercambiador de calor interno para intercambiar calor entre refrigerante que sale de un intercambiador de calor de agua y refrigerante que sale de un intercambiador de calor de aire. El intercambiador de calor interno se usa para evitar un aumento de presión de lado de alta presión provocado por agua a alta temperatura que fluye al interior del intercambiador de calor de agua. En una configuración sin intercambiador de calor interno, es probable que una presión de lado de alta presión aumente porque refrigerante a alta densidad se mueve al intercambiador de calor de agua. En cambio, en la configuración con el intercambiador de calor interno, puede suprimirse un aumento excesivo de presión de lado de alta presión porque refrigerante a alta densidad se mueve al intercambiador de calor de aire. Sin embargo, si se usa agua a temperatura media en un depósito de almacenamiento de agua caliente, disminuirá la temperatura del agua que fluye al interior de la unidad de bomba de agua. Desde el punto de vista de la reducción de costes, disminuye la necesidad del intercambiador de calor interno.

En el aparato de suministro de agua caliente típico anteriormente descrito que funciona en condiciones de baja temperatura de aire de exterior, la temperatura del intercambiador de calor de aire puede disminuir hasta o por debajo de cero grados C de tal manera que el intercambiador de calor de aire se congela. Si el intercambiador de calor de aire se congela, el rendimiento de transferencia de calor del intercambiador de calor de aire empeorará, dando como resultado un aumento del consumo de potencia. Por este motivo, en la técnica relacionada, se abre completamente el dispositivo de reducción de presión y se realiza una operación de descongelación para retirar el hielo sobre el intercambiador de calor de aire.

En la operación de descongelación, refrigerante a alta temperatura descargado a partir del compresor fluye al interior del intercambiador de calor de aire, retirando de ese modo el hielo sobre el intercambiador de calor de aire. En la fase final de la operación de descongelación, se derrite la mayor parte del hielo. Por consiguiente, la densidad del refrigerante disminuye en una entrada del dispositivo de reducción de presión y fluye a una velocidad superior, aumentando por tanto el sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión.

Una técnica desarrollada para suprimir un aumento del sonido del refrigerante que pasa incluye reducir una frecuencia de funcionamiento del compresor en la fase final de la operación de descongelación (véase el documento de patente 2, por ejemplo). Una reducción de la frecuencia de funcionamiento del compresor da como resultado una reducción de la tasa de circulación del refrigerante que se hace circular a través del circuito de refrigerante, provocando una reducción de la velocidad de flujo de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión. Por tanto, puede reducirse el sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión.

Lista de referencias

Bibliografía de patentes

Documento de patente 1: publicación de solicitud de patente japonesa sin examinar n.° 2003-240342

Documento de patente 2: publicación de solicitud de patente japonesa sin examinar n.° 2005-188863

El documento DE 10 2007 056 461 A1 da a conocer un aparato de suministro de agua caliente según el preámbulo de la reivindicación 1. Este aparato de suministro de agua caliente incluye una bomba de agua y un depósito de almacenamiento para almacenar agua caliente calentada por la bomba de agua. La bomba de agua incluye un compresor, un intercambiador de calor de refrigerante-agua, una válvula de expansión, un intercambiador de calor de aire-refrigerante y un sensor de temperatura de descarga para detectar la temperatura de refrigerante descargada a partir del compresor. Cuando un valor de corriente detectado por un sensor de corriente usado para detectar la corriente suministrada a la bomba de agua supera un valor de corriente de límite superior predeterminado, se reduce la frecuencia de la potencia de accionamiento eléctrica suministrada al compresor, y cuando el valor de corriente detectado después de eso disminuye por debajo de un valor de corriente de recuperación predeterminado, que es menor que el valor de corriente de límite superior, se aumenta la frecuencia de la potencia de accionamiento eléctrica, aumentando la apertura de la válvula de expansión, y se reduce una temperatura de descarga objetivo para el refrigerante descargado a partir del compresor.

Sumario de la invención

Problema técnico

Para la operación de descongelación en la configuración sin intercambiador de calor interno, el refrigerante en el lado de alta presión se somete a intercambio de calor en el intercambiador de calor de aire y después se aspira al interior del compresor tras el inicio de la operación de descongelación. En este momento, el refrigerante aspirado al interior del compresor está en un estado más húmedo que aquél en la configuración con el intercambiador de calor interno. Dicho de otro modo, el refrigerante aspirado al interior del compresor tiene una densidad superior, dando como resultado un aumento de velocidad de flujo del refrigerante. Esto conduce a un aumento del sonido, o sonido de paso de refrigerante, del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión.

Ahora se ha realizado la presente invención para resolver el problema anteriormente descrito, y tiene como objetivo proporcionar un aparato de suministro de agua caliente en el que pueda suprimirse un aumento del sonido de paso de refrigerante tras el inicio de la operación de descongelación.

Solución al problema

La solución se define en el juego de reivindicaciones adjuntas. Un aparato de suministro de agua caliente según una realización de la presente invención incluye una unidad de bomba de agua que incluye un compresor, un intercambiador de calor de agua, un dispositivo de reducción de presión y un intercambiador de calor de aire y que está configurada para calentar agua que fluye a través del intercambiador de calor de agua, una unidad de control de compresor configurada para controlar una frecuencia de funcionamiento del compresor, y una unidad de control de dispositivo de reducción de presión configurada para controlar un grado de apertura del dispositivo de reducción de presión. Tras el inicio de una operación de descongelación en la que se abre el dispositivo de reducción de presión, se detiene el suministro del agua al intercambiador de calor de agua y se hace que refrigerante descargado a partir del compresor fluya al interior del intercambiador de calor de aire, se controla al menos uno de la frecuencia de funcionamiento del compresor y el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión por la unidad de control de compresor o la unidad de control de dispositivo de reducción de presión, reduciendo de ese modo la velocidad de flujo del refrigerante que fluye al interior del dispositivo de reducción de presión.

Efectos ventajosos de la invención

Según la realización de la presente invención, tras el inicio de la operación de descongelación, se controla la frecuencia de funcionamiento del compresor o el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión, reduciendo de ese modo la velocidad de flujo del refrigerante que fluye al interior del dispositivo de reducción de presión. Esto puede suprimir un aumento del sonido de paso de refrigerante tras el inicio de la operación de descongelación.

Breve descripción de los dibujos

[Figura 1] La figura 1 es un diagrama esquemático de una configuración a modo de ejemplo de un aparato de suministro de agua caliente según la realización 1.

[Figura 2] La figura 2 es un diagrama de bloques de una configuración a modo de ejemplo de un controlador en la figura 1.

[Figura 3] La figura 3 es un gráfico que muestra un ejemplo de un ciclo de refrigeración tras el inicio de una operación de descongelación.

[Figura 4] La figura 4 es un diagrama esquemático de una configuración a modo de ejemplo de un aparato de suministro de agua caliente según la realización 2.

[Figura 5] La figura 5 es un diagrama de bloques de una configuración a modo de ejemplo de un controlador en la figura 4.

[Figura 6] La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un procedimiento de reducción del sonido de paso en la realización 2.

[Figura 7] La figura 7 es un diagrama esquemático de una configuración a modo de ejemplo de un aparato de suministro de agua caliente según la realización 3.

[Figura 8] La figura 8 es un diagrama de bloques de una configuración a modo de ejemplo de un controlador en la figura 7.

[Figura 9] La figura 9 es un diagrama esquemático de una configuración a modo de ejemplo de un aparato de suministro de agua caliente según la realización 4.

[Figura 10] La figura 10 es un diagrama de bloques de una configuración a modo de ejemplo de un controlador en la figura 9.

[Figura 11] La figura 11 es un diagrama esquemático de una configuración a modo de ejemplo de un aparato de suministro de agua caliente según la realización 5.

[Figura 12] La figura 12 es un diagrama de bloques de una configuración a modo de ejemplo de un controlador en la figura 11.

[Figura 13] La figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un procedimiento de reducción del sonido de paso en la realización 5.

[Figura 14] La figura 14 es un diagrama esquemático de una configuración a modo de ejemplo de un aparato de suministro de agua caliente según la realización 6.

[Figura 15] La figura 15 es un diagrama de bloques de una configuración a modo de ejemplo de un controlador en la figura 14.

[Figura 16] La figura 16 es un gráfico que muestra un ejemplo de un ciclo de refrigeración tras el inicio de la operación de descongelación.

Descripción de las realizaciones

Realización 1.

A continuación, se describirá un aparato de suministro de agua caliente según la realización 1 de la presente invención. El aparato de suministro de agua caliente según la realización 1 incluye una bomba de agua que provoca un intercambio de calor entre agua almacenada en un depósito de almacenamiento de agua caliente y refrigerante para calentar el agua y hace que el agua calentada se caliente en el depósito de almacenamiento de agua caliente.

[Configuración del aparato de suministro de agua caliente 1]

La figura 1 es un diagrama esquemático de una configuración a modo de ejemplo de un aparato de suministro de agua caliente 1 según la realización 1. Tal como se ilustra en la figura 1, el aparato de suministro de agua caliente 1 incluye una unidad de bomba de agua 10 y una unidad de depósito 20.

(Unidad de bomba de agua 10)

La unidad de bomba de agua 10 incluye un compresor 11, un intercambiador de calor de agua 12, un dispositivo de reducción de presión 13, un intercambiador de calor de aire 14 y un ventilador 15. El compresor 11, el intercambiador de calor de agua 12, el dispositivo de reducción de presión 13 y el intercambiador de calor de aire 14 están conectados en circuito mediante tuberías de refrigerante para formar un circuito de refrigerante.

El compresor 11 aspira refrigerante a baja temperatura y baja presión, comprime el refrigerante aspirado para dar refrigerante a alta temperatura y alta presión, y descarga el refrigerante. El compresor 11 es, por ejemplo, un compresor inversor cuya capacidad, que corresponde a la cantidad de refrigerante enviado por unidad de tiempo, se controla cambiando una frecuencia de funcionamiento, por ejemplo. La frecuencia de funcionamiento del compresor 11 se controla mediante un controlador 30, que se describirá más adelante.

El intercambiador de calor de agua 12 intercambia calor entre el refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante conectado a un conducto de refrigerante y agua que fluye a través de un circuito de agua conectado a un conducto de agua. El intercambiador de calor de agua 12 funciona como un condensador que transfiere calor desde el refrigerante hasta el agua para condensar el refrigerante. El dispositivo de reducción de presión 13 reduce la presión del refrigerante. El dispositivo de reducción de presión 13 incluye una válvula cuyo grado de apertura puede controlarse, por ejemplo, una válvula de expansión electrónica. El grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13 se controla mediante el controlador 30.

El intercambiador de calor de aire 14 intercambia calor entre el refrigerante y aire de exterior suministrado por el ventilador 15. En una operación de calentamiento, el intercambiador de calor de aire 14 funciona como un evaporador que evapora el refrigerante para enfriar el aire de exterior con calor de vaporización del refrigerante. El ventilador 15 se acciona mediante un motor (no ilustrado) y se proporciona para enviar aire de exterior, que va a usarse para intercambiar calor con el refrigerante en el intercambiador de calor de aire 14, al intercambiador de calor de aire 14.

(Unidad de depósito 20)

La unidad de depósito 20 en la figura 1 incluye un depósito de almacenamiento de agua caliente 21 y una bomba de agua 22. El depósito de almacenamiento de agua caliente 21 y la bomba de agua 22 están conectados en circuito mediante tuberías de agua para formar el circuito de agua.

El depósito de almacenamiento de agua caliente 21 almacena agua suministrada desde el exterior y agua calentada. El depósito de almacenamiento de agua caliente 21 tiene una toma de agua y una salida en su parte inferior. El depósito de almacenamiento de agua caliente 21 recibe agua municipal suministrada desde el exterior a través de la toma de agua y almacena el agua municipal suministrada como agua que no está calentada, o agua no calentada. El agua no calentada almacenada en la parte inferior del depósito de almacenamiento de agua caliente 21 fluye hacia fuera del depósito a través de la salida y se suministra al intercambiador de calor de agua 12.

El depósito de almacenamiento de agua caliente 21 tiene una entrada en su parte superior. El depósito de almacenamiento de agua caliente 21 recibe agua calentada, calentada por el intercambiador de calor de agua 12, a través de la entrada y almacena el agua calentada suministrada. El agua calentada almacenada en la parte superior del depósito de almacenamiento de agua caliente 21 se descarga al exterior y se usa como agua caliente para una ducha, por ejemplo.

La bomba de agua 22 se acciona mediante un motor (no ilustrado) y suministra agua que sale del depósito de almacenamiento de agua caliente 21 al intercambiador de calor de agua 12. El accionamiento de la bomba de agua 22 se controla mediante el controlador 30.

(Controlador 30)

El aparato de suministro de agua caliente 1 incluye además el controlador 30. El controlador 30 controla, basándose en diversos elementos de información procedentes de componentes del aparato de suministro de agua caliente 1, un funcionamiento global de la unidad de bomba de agua 10 y el de la unidad de depósito 20. En particular, en la realización 1, el controlador 30 controla, por ejemplo, la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 y el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13.

En esta configuración a modo de ejemplo, el controlador 30 está dispuesto en la unidad de bomba de agua 10. La configuración no se limita a este ejemplo. El controlador 30 puede estar dispuesto en la unidad de depósito 20 o puede estar dispuesto por separado. El controlador 30 está configurado de tal manera que diversas funciones se implementan mediante software que se ejecuta en un dispositivo aritmético, tal como un microordenador. Alternativamente, el controlador 30 está configurado mediante hardware, tal como dispositivos de circuitos que implementan diversas funciones.

La figura 2 es un diagrama de bloques de una configuración a modo de ejemplo del controlador 30 en la figura 1. Tal como se ilustra en la figura 2, el controlador 30 incluye una unidad de determinación de estado de operación 31, una unidad de control de compresor 32 y una unidad de control de dispositivo de reducción de presión 33. La unidad de determinación de estado de operación 31 determina, basándose en información de operación suministrada desde el exterior y que representa un estado de operación de la unidad de bomba de agua 10, si el estado de operación de la unidad de bomba de agua 10 es la operación de descongelación.

En respuesta a un resultado de determinación de la unidad de determinación de estado de operación 31 y que representa que el estado de operación de la unidad de bomba de agua 10 es la operación de descongelación, la unidad de control de compresor 32 emite una señal de control para reducir la frecuencia de funcionamiento del compresor 11. Además, en respuesta a tal resultado de determinación de la unidad de determinación de estado de operación 31 y que representa que el estado de operación de la unidad de bomba de agua 10 es la operación de descongelación, la unidad de control de dispositivo de reducción de presión 33 emite una señal de control para reducir el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13. En la realización 1, si el estado de operación de la unidad de bomba de agua 10 es la operación de descongelación, puede controlarse uno cualquiera de la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 y el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13.

[Comportamiento del aparato de suministro de agua caliente 1]

Ahora se describirá el comportamiento del aparato de suministro de agua caliente 1 con la configuración anteriormente descrita. La siguiente descripción se centrará en los flujos de refrigerante y agua en una operación normal y el comportamiento del aparato tras el inicio de la operación de descongelación.

(Flujos de refrigerante y agua)

Ahora se describirán los flujos de refrigerante y agua en la operación normal. Para el refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante, el refrigerante se comprime y se descarga por el compresor 11. El refrigerante descargado a partir del compresor 11 fluye al interior del intercambiador de calor de agua 12. El refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor de agua 12 intercambia calor con el agua que fluye a través del circuito de agua y se condensa mientras transfiere calor al agua, calentando de ese modo el agua. Después, el refrigerante fluye hacia fuera del intercambiador de calor de agua 12.

Se reduce la presión del refrigerante que sale del intercambiador de calor de agua 12 y se expande por el dispositivo de reducción de presión 13. Después, el refrigerante fluye hacia fuera del dispositivo de reducción de presión 13. El refrigerante que sale del dispositivo de reducción de presión 13 fluye al interior del intercambiador de calor de aire 14. El refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor de aire 14 intercambia calor con el aire de exterior, retira calor a partir del aire de exterior y, por tanto, se evapora. Después, el refrigerante fluye hacia fuera del intercambiador de calor de aire 14. El refrigerante que sale del intercambiador de calor de aire 14 se aspira al interior del compresor 11. El refrigerante se hace circular de manera repetida de la manera anteriormente descrita.

En la unidad de depósito 20, se acciona la bomba de agua 22, de modo que el agua no calentada fluye hacia fuera del depósito de almacenamiento de agua caliente 21 a través de la salida ubicada en la parte inferior del depósito. El agua no calentada que sale del depósito de almacenamiento de agua caliente 21 fluye al interior del intercambiador de calor de agua 12. El agua no calentada que fluye a través del intercambiador de calor de agua 12 intercambia calor con el refrigerante y, por tanto, se calienta. Después, el agua calentada fluye hacia fuera del intercambiador de calor de agua 12. El agua calentada que sale del intercambiador de calor de agua 12 fluye al interior del depósito de almacenamiento de agua caliente 21 a través de la entrada ubicada en la parte superior del depósito de almacenamiento de agua caliente 21 y se almacena en el depósito de almacenamiento de agua caliente 21. El agua no calentada en el depósito de almacenamiento de agua caliente 21 se hace circular de manera repetida de la manera anteriormente descrita.

(Comportamiento tras el inicio de la operación de descongelación)

Ahora se describirá el comportamiento del aparato tras el inicio de la operación de descongelación. En el caso en el que el aparato de suministro de agua caliente 1 se hace funcionar de la manera anteriormente descrita en condiciones de baja temperatura de aire de exterior, la temperatura del intercambiador de calor de aire 14 disminuye hasta o por debajo de cero grados C y, por tanto, el intercambiador de calor de aire 14 se congela. Por este motivo, se realiza la operación de descongelación.

En una operación de descongelación normal, el compresor 11 se hace funcionar en condiciones en las que se abre completamente el dispositivo de reducción de presión 13 y se detiene el suministro del agua no calentada al intercambiador de calor de agua 12. En este caso, disminuye la cantidad de calor intercambiado en el intercambiador de calor de agua 12, por consiguiente, el refrigerante se mantiene a una alta temperatura, y el refrigerante a alta temperatura fluye al interior del intercambiador de calor de aire 14. Por consiguiente, se derrite el hielo sobre el intercambiador de calor de aire 14 mediante calor procedente del refrigerante.

La figura 3 es un gráfico que muestra un ejemplo de un ciclo de refrigeración tras el inicio de la operación de descongelación. En la figura 3, las líneas discontinuas son isotermas y las líneas continuas son líneas isopícnicas. En la figura 3, una línea continua gruesa representa un estado de refrigerante en condiciones en las que el dispositivo de reducción de presión 13 tiene un grado de apertura completamente abierto, y una línea de rayas largas y cortas alternantes gruesas representa un estado de refrigerante en condiciones en las que el dispositivo de reducción de presión 13 tiene un pequeño grado de apertura. En un caso en el que se abre completamente el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13 tras el inicio de la operación de descongelación como en la técnica relacionada, la densidad del refrigerante aspirado al interior del compresor 11 aumenta tal como se ilustra en la figura 3. Esto da como resultado un aumento de la velocidad de flujo del refrigerante en una entrada del dispositivo de reducción de presión 13, conduciendo a un aumento del sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13.

En la realización 1, para reducir el sonido de paso de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13, se reduce la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 o el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13 tras el inicio de la operación de descongelación.

Reducir la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 reduce la tasa de circulación del refrigerante tras el inicio de la operación de descongelación, reduciendo de ese modo la velocidad de flujo del refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13. Una reducción de la velocidad de flujo del refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13 da como resultado una reducción del sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13.

Reducir el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13 aumenta la densidad del refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13 tras el inicio de la operación de descongelación, tal como se ilustra en la figura 3, reduciendo de ese modo la velocidad de flujo del refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13. Una reducción de la velocidad de flujo del refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13 da como resultado una reducción del sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13.

Tal como se describió anteriormente, en el aparato de suministro de agua caliente 1 según la realización 1, la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 o el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13 se regula hasta un valor más pequeño tras el inicio de la operación de descongelación. Por consiguiente, se reduce la velocidad de flujo del refrigerante que fluye al interior del dispositivo de reducción de presión 13, suprimiendo de ese modo un aumento del sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13.

Realización 2.

A continuación, se describirá la realización 2 de la presente invención. La realización 2 se describirá usando un ejemplo concreto en el que se reduce la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 tras el inicio de la operación de descongelación para reducir reduce el sonido de paso de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13.

Whp designa el consumo de potencia de la unidad de bomba de agua 10 y Wdepósito designa el consumo de potencia de la unidad de depósito 20. El aparato de suministro de agua caliente 1 tiene una potencia de entrada Wsis facilitada a continuación mediante la ecuación (1).

Wsis _ Whp Wdepósito ■■■(1)

Wcomp designa la potencia de entrada del compresor. El consumo de potencia Whp de la unidad de bomba de agua 10 se calcula usando la ecuación (2).

Whp = Wcomp x a ■•(2)

donde a es un factor determinado basándose en la especificación de la unidad de bomba de agua 10.

Icomp designa una corriente a través del compresor 11 y Vcomp designa una tensión aplicada al compresor 11. La potencia de entrada de compresor Wcomp se calcula usando la ecuación (3).

Wcomp = Icomp<X>Vcomp •••(3)

ps designa una densidad de succión de refrigerante aspirado al interior del compresor 11, fz designa la frecuencia de funcionamiento del compresor 11, hd designa la entalpia de refrigerante descargado a partir del compresor 11, y hs designa la entalpia de refrigerante aspirado al interior del compresor 11. La potencia de entrada de compresor Wcomp también puede calcularse mediante la ecuación (4).

Wcomp = ps x fz x p x (hd - hs) '■•(4)

donde p es un factor determinado basándose en la especificación de la unidad de bomba de agua 10.

En general, a medida que aumenta la densidad de succión en el compresor 11, aumenta la tasa de circulación del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante. Esto da como resultado un aumento de la velocidad de flujo del refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13, provocando un amento del sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13. Tal como resulta evidente a partir de la ecuación (4), a medida que aumenta la densidad de succión ps en el compresor 11, aumenta la potencia de entrada de compresor Wcomp.

Dicho de otro modo, resulta evidente que la potencia de entrada de compresor Wcomp se correlaciona con el sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13. Específicamente, el sonido de paso de refrigerante aumenta a medida que aumenta la potencia de entrada de compresor Wcomp, mientras que el sonido de paso de refrigerante disminuye a medida que disminuye la potencia de entrada de compresor Wcomp. Por tanto, si aumenta el sonido de paso de refrigerante, puede reducirse la potencia de entrada de compresor Wcomp. Para reducir la potencia de entrada de compresor Wcomp, tal como queda claro a partir de la ecuación (4), puede reducirse la frecuencia de funcionamiento fz del compresor 11.

En la realización 2, la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 se controla basándose en la potencia de entrada de compresor del compresor 11, reduciendo de ese modo el sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13.

[Configuración del aparato de suministro de agua caliente 100]

La figura 4 es un diagrama esquemático de una configuración a modo de ejemplo de un aparato de suministro de agua caliente 100 según la realización 2. En la siguiente descripción, componentes comunes a la realización 1 se designan mediante los mismos números de referencia y se omite una descripción detallada de estos componentes.

Tal como se ilustra en la figura 4, el aparato de suministro de agua caliente 100 incluye una unidad de bomba de agua 110 y la unidad de depósito 20. La unidad de bomba de agua 110 incluye el compresor 11, el intercambiador de calor de agua 12, el dispositivo de reducción de presión 13, el intercambiador de calor de aire 14 y el ventilador 15. La unidad de bomba de agua 110 incluye además un sensor de corriente 16. El sensor de corriente 16 detecta una corriente suministrada al compresor 11 y envía información sobre la corriente detectada a un controlador 130.

El aparato de suministro de agua caliente 100 incluye además el controlador 130. En esta configuración a modo de ejemplo, el controlador 130 está dispuesto en la unidad de bomba de agua 110. La configuración no se limita a este ejemplo. El controlador 130 puede estar dispuesto en la unidad de depósito 20 o puede estar dispuesto por separado. El controlador 130 controla la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 basándose en la información sobre la corriente a través del compresor 11 enviada a partir del sensor de corriente 16 y una tensión aplicada al compresor 11. El controlador 130 está configurado de tal manera que diversas funciones se implementan mediante software que se ejecuta en un dispositivo aritmético, tal como un microordenador. Alternativamente, el controlador 130 está configurado mediante hardware, tal como dispositivos de circuitos que implementan diversas funciones.

(Configuración del controlador 130)

La figura 5 es un diagrama de bloques de una configuración a modo de ejemplo del controlador 130 en la figura 4. Tal como se ilustra en la figura 5, el controlador 130 incluye la unidad de determinación de estado de operación 31, una unidad de cálculo de potencia de entrada de compresor 131, una unidad de determinación de potencia de entrada de compresor 132, la unidad de control de compresor 32 y una unidad de almacenamiento 133. La unidad de cálculo de potencia de entrada de compresor 131 calcula una potencia de entrada de compresor a partir de la información sobre la corriente a través del compresor 11 enviada a partir del sensor de corriente 16 y una tensión establecida de, por ejemplo, 200 V, aplicada al compresor 11.

La unidad de determinación de potencia de entrada de compresor 132 compara la potencia de entrada de compresor calculada por la unidad de cálculo de potencia de entrada de compresor 131 con un umbral de potencia de entrada de compresor previamente almacenado en la unidad de almacenamiento 133. En un caso en el que la potencia de entrada de compresor supera el umbral, la unidad de determinación de potencia de entrada de compresor 132 determina un aumento del sonido de paso de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13. En un caso en el que la potencia de entrada de compresor es menor que o igual al umbral, la unidad de determinación de potencia de entrada de compresor 132 determina una reducción del sonido de paso de refrigerante.

La unidad de control de compresor 32 controla la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 basándose en un resultado de determinación de la unidad de determinación de potencia de entrada de compresor 132. Específicamente, en el caso en el que la unidad de determinación de potencia de entrada de compresor 132 determina un aumento del sonido de paso de refrigerante, la unidad de control de compresor 32 emite una señal de control para reducir la frecuencia de funcionamiento del compresor 11. En el caso en el que se determina una reducción del sonido de paso de refrigerante, la unidad de control de compresor 32 emite una señal de control para aumentar la frecuencia de funcionamiento del compresor 11.

La unidad de almacenamiento 133 almacena previamente diversos elementos de información usados en los componentes del controlador 130. En particular, en la realización 2, la unidad de almacenamiento 133 almacena previamente el umbral de potencia de entrada de compresor, que se usa en la unidad de determinación de potencia de entrada de compresor 132.

[Procedimiento de reducción del sonido de paso]

Ahora se describirá un procedimiento de reducción del sonido de paso en el aparato de suministro de agua caliente 100 según la realización 2. La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo del procedimiento de reducción de sonido de paso en la realización 2.

En la etapa S1, la unidad de determinación de estado de operación 31 determina si el estado de operación de la unidad de bomba de agua 110 es la operación de descongelación. Si se determina que el estado de operación es la operación de descongelación (Sí en la etapa S1), la unidad de cálculo de potencia de entrada de compresor 131 calcula, en la etapa S2, una potencia de entrada de compresor a partir de una corriente a través del compresor 11 detectada por el sensor de corriente 16 y la tensión establecida aplicada al compresor 11.

En la etapa S3, la unidad de determinación de potencia de entrada de compresor 132 lee el umbral de potencia de entrada de compresor a partir de la unidad de almacenamiento 133, y compara la potencia de entrada de compresor calculada en la etapa S2 con el umbral leído a partir de la unidad de almacenamiento 133. Como resultado de la comparación, si la potencia de entrada de compresor es mayor que el umbral (Sí en la etapa S3), la unidad de determinación de potencia de entrada de compresor 132 determina un aumento del sonido de paso de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13. En la etapa S4, la unidad de control de compresor 32 emite una señal de control para reducir la frecuencia de funcionamiento del compresor 11. Por consiguiente, se reduce la frecuencia de funcionamiento del compresor 11.

Si la potencia de entrada de compresor es menor que o igual al umbral (No en la etapa S3), la unidad de determinación de potencia de entrada de compresor 132 determina una reducción del sonido de paso de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13. En la etapa S5, la unidad de control de compresor 32 emite una señal de control para aumentar la frecuencia de funcionamiento del compresor 11. Por consiguiente, se aumenta la frecuencia de funcionamiento del compresor 11.

Cuando se termina el procesamiento en la etapa S4 o la etapa S5, el procedimiento vuelve a la etapa S1. El procedimiento que incluye las etapas S1 a S5 se repite a intervalos establecidos. Si se determina, en la etapa S1, que el estado de operación de la unidad de bomba de agua 110 no es la operación de descongelación (No en la etapa S1), se termina el procedimiento que incluye tal serie de etapas.

Tal como se describió anteriormente, en la realización 2, en el caso en el que se determina un aumento del sonido de paso de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13 basándose en un aumento de la potencia de entrada de compresor del compresor 11, se reduce la frecuencia de funcionamiento del compresor 11. Por tanto, puede reducirse el sonido de paso de refrigerante tras el inicio de la operación de descongelación. En el caso en el que se determina una reducción del sonido de paso de refrigerante basándose en una reducción de la potencia de entrada de compresor, se aumenta la frecuencia de funcionamiento del compresor 11. Esto da como resultado un aumento de la tasa de circulación del refrigerante a través del circuito de refrigerante. Esto permite enviar mucho calor al intercambiador de calor de aire 14, reduciendo de ese modo el tiempo de descongelación.

En este ejemplo, la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 se controla basándose en una corriente a través del compresor 11. La manera de control no se limita a este ejemplo. Por ejemplo, la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 puede controlarse basándose, por ejemplo, en la potencia de entrada de compresor del compresor 11, el consumo de potencia de la unidad de bomba de agua 110 o la potencia de entrada del aparato de suministro de agua caliente 100.

En la realización 2, la potencia de entrada de compresor Wcomp del compresor 11 se calcula a partir de la corriente Icomp que fluye a través del compresor 11 detectada por el sensor de corriente 16 y la tensión Vcomp aplicada al compresor 11. En este caso, por ejemplo, puede disponerse un sensor que puede detectar directamente la potencia de entrada de compresor Wcomp en lugar del sensor de corriente 16. La frecuencia de funcionamiento fz del compresor 11 puede controlarse basándose en la potencia de entrada de compresor Wcomp detectada.

Tal como queda claro a partir de la ecuación (2), el consumo de potencia Whp de la unidad de bomba de agua 110 es un valor que depende de la potencia de entrada de compresor Wcomp del compresor 11. Dicho de otro modo, el sonido de paso de refrigerante, que se correlaciona con la potencia de entrada de compresor Wcomp, también se correlaciona con el consumo de potencia Whp de la unidad de bomba de agua 110. Por ejemplo, puede disponerse un sensor que puede detectar el consumo de potencia Whp de la unidad de bomba de agua 110. La frecuencia de funcionamiento fz del compresor 11 puede controlarse basándose en el consumo de potencia Whp detectado de la unidad de bomba de agua 110.

Tal como queda claro a partir de la ecuación (1), la potencia de entrada Wsis del aparato de suministro de agua caliente 100 es un valor que depende del consumo de potencia Whp de la unidad de bomba de agua 110 y el consumo de potencia Wdepósito de la unidad de depósito 20. El consumo de potencia Wdepósito de la unidad de depósito 20 se determina mediante un estado de operación de la unidad de depósito 20. Mientras la unidad de depósito 20 esté en un estado de operación constante, el consumo de potencia Wdepósito es sustancialmente fijo independientemente del estado de operación de la unidad de bomba de agua 110. Específicamente, en un caso en el que la unidad de depósito 20 está en el estado de operación constante tras el inicio de la operación de descongelación, la potencia de entrada Wsis del aparato de suministro de agua caliente 100 depende del estado de operación de la unidad de bomba de agua 110, tal como resulta evidente a partir de la ecuación (1). Por ejemplo, puede disponerse un sensor que puede detectar la potencia de entrada Wsis del aparato de suministro de agua caliente 100. La frecuencia de funcionamiento fz del compresor 11 puede controlarse basándose en la potencia de entrada Wsis detectada del aparato de suministro de agua caliente 100.

Tal como se describió anteriormente, en el aparato de suministro de agua caliente 100 según la realización 2, la potencia de entrada de compresor del compresor 11 se compara con el umbral establecido. En el caso en el que la potencia de entrada de compresor supera el umbral establecido, la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 se regula hasta un valor inferior. Esto da como resultado una reducción de la velocidad de flujo del refrigerante que fluye al interior del dispositivo de reducción de presión 13, suprimiendo de ese modo un aumento del sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13.

Realización 3.

A continuación, se describirá la realización 3 de la presente invención. La realización 3 difiere de la realización 2 en que se detecta una temperatura de descarga del refrigerante descargado a partir del compresor 11 y se controla la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 basándose en la temperatura de descarga detectada.

[Configuración del aparato de suministro de agua caliente 200]

La figura 7 es un diagrama esquemático de una configuración a modo de ejemplo de un aparato de suministro de agua caliente 200 según la realización 3. En la siguiente descripción, componentes comunes a las realizaciones 1 y 2 se designan mediante los mismos números de referencia y se omite una descripción detallada de estos componentes.

Tal como se ilustra en la figura 7, el aparato de suministro de agua caliente 200 incluye una unidad de bomba de agua 210 y la unidad de depósito 20. La unidad de bomba de agua 210 incluye el compresor 11, el intercambiador de calor de agua 12, el dispositivo de reducción de presión 13, el intercambiador de calor de aire 14 y el ventilador 15. La unidad de bomba de agua 210 incluye además un sensor de temperatura de descarga 17. El sensor de temperatura de descarga 17 detecta una temperatura de descarga del refrigerante descargado a partir del compresor 11 y envía información sobre la temperatura de descarga detectada a un controlador 230.

El aparato de suministro de agua caliente 200 incluye además el controlador 230. En esta configuración a modo de ejemplo, el controlador 230 está dispuesto en la unidad de bomba de agua 210. La configuración no se limita a este ejemplo. El controlador 230 puede estar dispuesto en la unidad de depósito 20 o puede estar dispuesto por separado. El controlador 230 controla la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 basándose en la información sobre la temperatura de descarga de refrigerante enviada a partir del sensor de temperatura de descarga 17. El controlador 230 está configurado de tal manera que diversas funciones se implementan mediante software que se ejecuta en un dispositivo aritmético, tal como un microordenador. Alternativamente, el controlador 230 está configurado mediante hardware, tal como dispositivos de circuitos que implementan diversas funciones.

(Configuración del controlador 230)

La figura 8 es un diagrama de bloques de una configuración a modo de ejemplo del controlador 230 en la figura 7. Tal como se ilustra en la figura 8, el controlador 230 incluye la unidad de determinación de estado de operación 31, una unidad de estimación de estado de refrigerante 231, una unidad de estimación de estado de succión 232, una unidad de cálculo de tasa de circulación 233, una unidad de cálculo de velocidad de flujo de refrigerante 234, una unidad de determinación de frecuencia de funcionamiento 235, la unidad de control de compresor 32 y una unidad de almacenamiento 236.

La unidad de estimación de estado de refrigerante 231 estima una presión de lado de alta presión, que es una presión en un lado de alta presión, basándose en una frecuencia de funcionamiento del compresor 11 y una eficiencia de compresor del compresor 11. Después, la unidad de estimación de estado de refrigerante 231 estima un estado del refrigerante descargado a partir del compresor 11 basándose en la presión de lado de alta presión estimada y la temperatura de descarga, detectada por el sensor de temperatura de descarga 17, del refrigerante descargado a partir del compresor 11.

La unidad de estimación de estado de succión 232 estima un estado de succión del refrigerante que va a aspirarse al interior del compresor 11 basándose en el estado de refrigerante estimado por la unidad de estimación de estado de refrigerante 231 y la eficiencia de compresor. La unidad de cálculo de tasa de circulación 233 calcula una tasa de circulación de refrigerante a partir del estado de succión de refrigerante estimado por la unidad de estimación de estado de succión 232 y la frecuencia de funcionamiento del compresor 11. La unidad de cálculo de velocidad de flujo de refrigerante 234 calcula una velocidad de flujo del refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13 a partir del estado de succión de refrigerante estimado por la unidad de estimación de estado de succión 232 y la tasa de circulación de refrigerante calculada por la unidad de cálculo de tasa de circulación 233.

La unidad de determinación de frecuencia de funcionamiento 235 calcula una tasa de circulación de refrigerante de modo que se logra una reducción del sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13 a la velocidad de flujo de refrigerante calculada por la unidad de cálculo de velocidad de flujo de refrigerante 234. Después, la unidad de determinación de frecuencia de funcionamiento 235 determina una frecuencia de funcionamiento del compresor 11 de modo que se logra la tasa de circulación de refrigerante calculada. La unidad de control de compresor 32 emite una señal de control para accionar el compresor 11 a la frecuencia de funcionamiento determinada por la unidad de determinación de frecuencia de funcionamiento 235.

La unidad de almacenamiento 236 almacena previamente diversos elementos de información que van a usarse en los componentes del controlador 230. En particular, en la realización 3, la unidad de almacenamiento 236 almacena la eficiencia de compresor del compresor 11 y, por ejemplo, diversos factores que van a usarse para el cálculo en los componentes.

[Procedimiento de reducción del sonido de paso]

Ahora se describirá un procedimiento de reducción del sonido de paso en el aparato de suministro de agua caliente 200 según la realización 3. En el caso en el que el estado de operación de la unidad de bomba de agua 210 es la operación de descongelación, la unidad de estimación de estado de refrigerante 231 estima una presión de lado de alta presión en el circuito de refrigerante. La presión de lado de alta presión puede estimarse basándose en la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 y la eficiencia de compresor almacenada en la unidad de almacenamiento 236. Además, la unidad de estimación de estado de refrigerante 231 estima un estado del refrigerante descargado a partir del compresor 11 basándose en la presión de lado de alta presión estimada y la temperatura de descarga de refrigerante detectada por el sensor de temperatura de descarga 17.

La unidad de estimación de estado de succión 232 estima un estado de succión del refrigerante que va a aspirarse al interior del compresor 11 basándose en el estado de refrigerante estimado por la unidad de estimación de estado de refrigerante 231 y la eficiencia de compresor almacenada en la unidad de almacenamiento 236.

La unidad de cálculo de tasa de circulación 233 calcula una tasa de circulación de refrigerante a partir del estado de succión de refrigerante estimado por la unidad de estimación de estado de succión 232 y la frecuencia de funcionamiento del compresor 11. ps designa el estado de succión de refrigerante y fz designa la frecuencia de funcionamiento del compresor 11. La tasa de circulación de refrigerante, Gr, se calcula usando la ecuación (5). En la ecuación (5), y es un factor de corrección determinado basándose en la especificación de la unidad de bomba de agua 210.

Gr = ps x fz x y ...(5)

La tasa de circulación de refrigerante Gr también puede calcularse a partir de una velocidad de flujo de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13. Vlev designa la velocidad de flujo de refrigerante y rin designa el diámetro de una tubería de entrada del dispositivo de reducción de presión 13. La tasa de circulación de refrigerante Gr se calcula usando la ecuación (6). La unidad de cálculo de velocidad de flujo de refrigerante 234 calcula la velocidad de flujo de refrigerante Vlev en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13 usando la ecuación (6). La tasa de circulación de refrigerante Gr usada en este momento es el valor calculado usando la ecuación (5).

<Gr = ps X Vlev X>r¡n ...(6)

Tal como se describió anteriormente, la velocidad de flujo de refrigerante se correlaciona con la tasa de circulación de refrigerante del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante. Dicho de otro modo, un cambio en la velocidad de flujo de refrigerante provoca un cambio en la tasa de circulación de refrigerante, y el cambio en la tasa de circulación de refrigerante provoca un cambio en el sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13. Por tanto, puede reducirse la velocidad de flujo de refrigerante para reducir el sonido de paso de refrigerante.

La unidad de determinación de frecuencia de funcionamiento 235 calcula la tasa de circulación de refrigerante Gr de modo que se logra una reducción del sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13 a la velocidad de flujo de refrigerante Vlev calculada por la unidad de cálculo de velocidad de flujo de refrigerante 234. Después, la unidad de determinación de frecuencia de funcionamiento 235 calcula la frecuencia de funcionamiento fz del compresor 11 a partir de la tasa de circulación de refrigerante calculada Gr usando la ecuación (5). La frecuencia de funcionamiento fz calculada en este momento es una frecuencia a la que se logra una reducción del sonido de paso de refrigerante.

Tal como se describió anteriormente, en la realización 3, la velocidad de flujo de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13 se calcula a partir de la temperatura de descarga del refrigerante descargado a partir del compresor 11. Después, se determina la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 de modo que se logra una reducción del sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13 a la velocidad de flujo de refrigerante calculada. Por consiguiente, puede determinarse de manera fina la frecuencia de funcionamiento para reducir el sonido de paso de refrigerante. Esto evita una reducción excesiva de la frecuencia de funcionamiento, reduciendo de ese modo el tiempo de descongelación.

Tal como se describió anteriormente, en el aparato de suministro de agua caliente 200 según la realización 3, se estima un estado de succión del refrigerante que va a aspirarse al interior del compresor 11 basándose en una temperatura de descarga detectada por el sensor de temperatura de descarga 17, y se calcula una tasa de circulación de refrigerante a partir del estado de succión estimado. Se determina una frecuencia de funcionamiento del compresor 11 basándose en la tasa de circulación de refrigerante calculada. Por consiguiente, la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 se establece a una frecuencia de funcionamiento a la que se logra una reducción de la velocidad de flujo del refrigerante que fluye al interior del dispositivo de reducción de presión 13, suprimiendo de ese modo un aumento del sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13.

Realización 4.

A continuación, se describirá la realización 4 de la presente invención. La realización 4 difiere de la realización 3 en que un sensor de presión de lado de alta presión está dispuesto en el circuito de refrigerante. En la realización 3, se estima una presión de lado de alta presión, y se determina una frecuencia de funcionamiento del compresor 11 basándose en la presión de lado de alta presión estimada. En la realización 4, el sensor de presión de lado de alta presión detecta una presión de lado de alta presión, y se determina una frecuencia de funcionamiento del compresor 11 basándose en la presión de lado de alta presión detectada.

[Configuración del aparato de suministro de agua caliente 300]

La figura 9 es un diagrama esquemático de una configuración a modo de ejemplo de un aparato de suministro de agua caliente 300 según la realización 4. En la siguiente descripción, componentes comunes a las realizaciones 1 a 3 se designan mediante los mismos números de referencia y se omite una descripción detallada de estos componentes.

Tal como se ilustra en la figura 9, el aparato de suministro de agua caliente 300 incluye una unidad de bomba de agua 310 y la unidad de depósito 20. La unidad de bomba de agua 310 incluye el compresor 11, el intercambiador de calor de agua 12, el dispositivo de reducción de presión 13, el intercambiador de calor de aire 14 y el ventilador 15. La unidad de bomba de agua 310 incluye además el sensor de temperatura de descarga 17 y un sensor de presión de lado de alta presión 18.

El sensor de presión de lado de alta presión 18 detecta una presión, que es una presión de lado de alta presión, del refrigerante descargado a partir del compresor 11 y envía información sobre la presión de lado de alta presión detectada a un controlador 330. En esta configuración a modo de ejemplo, el sensor de presión de lado de alta presión 18 está dispuesto entre un lado de descarga del compresor 11 y el intercambiador de calor de agua 12. La configuración no se limita a este ejemplo. El sensor de presión de lado de alta presión 18 puede estar dispuesto en cualquier posición entre el lado de descarga del compresor 11 y la entrada del dispositivo de reducción de presión 13.

El aparato de suministro de agua caliente 300 incluye además el controlador 330. En la configuración a modo de ejemplo, el controlador 330 está dispuesto en la unidad de bomba de agua 310. La configuración no se limita a este ejemplo. El controlador 330 puede estar dispuesto en la unidad de depósito 20 o puede estar dispuesto por separado. El controlador 330 controla la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 basándose en información sobre una temperatura de descarga de refrigerante enviada a partir del sensor de temperatura de descarga 17 y la información sobre la presión de lado de alta presión enviada a partir del sensor de presión de lado de alta presión 18. El controlador 330 está configurado de tal manera que diversas funciones se implementan mediante software que se ejecuta en un dispositivo aritmético, tal como un microordenador. Alternativamente, el controlador 330 está configurado mediante hardware, tal como dispositivos de circuitos que implementan diversas funciones.

(Configuración del controlador 330)

La figura 10 es un diagrama de bloques de una configuración a modo de ejemplo del controlador 330 en la figura 9. Tal como se ilustra en la figura 10, el controlador 330 incluye la unidad de determinación de estado de operación 31, una unidad de determinación de estado de refrigerante 331, la unidad de estimación de estado de succión 232, la unidad de cálculo de tasa de circulación 233, la unidad de cálculo de velocidad de flujo de refrigerante 234, la unidad de determinación de frecuencia de funcionamiento 235, la unidad de control de compresor 32 y la unidad de almacenamiento 236.

La unidad de determinación de estado de refrigerante 331 determina un estado del refrigerante descargado a partir del compresor 11 basándose en la presión de lado de alta presión detectada por el sensor de presión de lado de alta presión 18 y la temperatura de descarga detectada por el sensor de temperatura de descarga 17.

[Procedimiento de reducción del sonido de paso]

Ahora se describirá un procedimiento de reducción del sonido de paso en el aparato de suministro de agua caliente 300 según la realización 4. El procedimiento de reducción de sonido de paso en la realización 4 es el mismo que el de la realización 3, excepto porque se detecta una presión de lado de alta presión por el sensor de presión de lado de alta presión 18 en lugar de estimarse como en la realización 3. Se omitirá una explicación por duplicado del procedimiento.

En el caso en el que el estado de operación de la unidad de bomba de agua 310 es la operación de descongelación, la unidad de determinación de estado de refrigerante 331 determina un estado del refrigerante descargado a partir del compresor 11 basándose en una presión de lado de alta presión detectada por el sensor de presión de lado de alta presión 18 y una temperatura de descarga de refrigerante detectada por el sensor de temperatura de descarga 17. La unidad de estimación de estado de succión 232 estima un estado de succión del refrigerante que va a aspirarse al interior del compresor 11 basándose en el estado de refrigerante determinado por la unidad de determinación de estado de refrigerante 331 y la eficiencia de compresor almacenada en la unidad de almacenamiento 236.

La unidad de cálculo de tasa de circulación 233 calcula la tasa de circulación de refrigerante Gr a partir del estado de succión de refrigerante ps estimado por la unidad de estimación de estado de succión 232 y la frecuencia de funcionamiento fz del compresor 11 usando la ecuación (5). La unidad de cálculo de velocidad de flujo de refrigerante 234 calcula la velocidad de flujo de refrigerante Vlev a partir de la tasa de circulación de refrigerante Gr, calculada por la unidad de cálculo de tasa de circulación 233, usando la ecuación (6).

Tal como se describió anteriormente, en el aparato de suministro de agua caliente 300 según la realización 4, el estado de succión se determina basándose en la presión de lado de alta presión detectada por el sensor de presión de lado de alta presión 18 y la temperatura de descarga detectada por el sensor de temperatura de descarga 17. Por consiguiente, el estado de succión en el compresor 11 se determina de manera más precisa, de modo que la frecuencia de funcionamiento para reducir el sonido de paso de refrigerante se determina de manera más fina. Esto evita una reducción excesiva de la frecuencia de funcionamiento, reduciendo de ese modo el tiempo de descongelación.

Realización 5.

A continuación, se describirá la realización 5 de la presente invención. La realización 5 se describirá usando un ejemplo concreto en el que se controla el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13 tras el inicio de la operación de descongelación para reducir reduce el sonido de paso de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13.

Tal como se describió en la realización 1, reducir el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13 aumenta la densidad de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13 tras el inicio de la operación de descongelación, reduciendo de ese modo la velocidad de flujo de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13. Una reducción de la velocidad de flujo de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13 da como resultado una reducción del sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13.

Según la realización 5, el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13 se controla de modo que la densidad de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13 es mayor que o igual a un valor predeterminado, reduciendo de ese modo el sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13.

[Configuración del aparato de suministro de agua caliente 400]

La figura 11 es un diagrama esquemático de una configuración a modo de ejemplo de un aparato de suministro de agua caliente 400 según la realización 5. En la siguiente descripción, componentes comunes a las realizaciones 1 a 4 se designan mediante los mismos números de referencia y se omite una descripción detallada de estos componentes.

Tal como se ilustra en la figura 11, el aparato de suministro de agua caliente 400 incluye una unidad de bomba de agua 410 y la unidad de depósito 20. La unidad de bomba de agua 410 incluye el compresor 11, el intercambiador de calor de agua 12, el dispositivo de reducción de presión 13, el intercambiador de calor de aire 14 y el ventilador 15. La unidad de bomba de agua 410 incluye además el sensor de temperatura de descarga 17 y el sensor de presión de lado de alta presión 18.

El aparato de suministro de agua caliente 400 incluye además un controlador 430. En esta configuración a modo de ejemplo, el controlador 430 está dispuesto en la unidad de bomba de agua 410. La configuración no se limita a este ejemplo. El controlador 430 puede estar dispuesto en la unidad de depósito 20 o puede estar dispuesto por separado. El controlador 430 controla el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13 basándose en información sobre una temperatura de descarga de refrigerante enviada a partir del sensor de temperatura de descarga 17 e información sobre una presión de lado de alta presión enviada a partir del sensor de presión de lado de alta presión 18. El controlador 430 está configurado de tal manera que diversas funciones se implementan mediante software que se ejecuta en un dispositivo aritmético, tal como un microordenador. Alternativamente, el controlador 430 está configurado mediante hardware, tal como dispositivos de circuitos que implementan diversas funciones.

(Configuración del controlador 430)

La figura 12 es un diagrama de bloques de una configuración a modo de ejemplo del controlador 430 en la figura 11. Tal como se ilustra en la figura 12, el controlador 430 incluye la unidad de determinación de estado de operación 31, una unidad de estimación de densidad de refrigerante 431, una unidad de determinación de densidad de refrigerante 432, la unidad de control de dispositivo de reducción de presión 33 y una unidad de almacenamiento 433.

La unidad de estimación de densidad de refrigerante 431 estima una densidad de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13 basándose en una temperatura de descarga, detectada por el sensor de temperatura de descarga 17, del refrigerante descargado a partir del compresor 11 y una presión de lado de alta presión detectada por el sensor de presión de lado de alta presión 18. Aunque la presión de lado de alta presión se obtiene usando el sensor de presión de lado de alta presión 18 en este ejemplo, la presión de lado de alta presión puede obtenerse de cualquier otra manera. La presión de lado de alta presión puede estimarse basándose en la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 y la eficiencia de compresor como en la realización 3.

La unidad de determinación de densidad de refrigerante 432 compara la densidad de refrigerante estimada por la unidad de estimación de densidad de refrigerante 431 con un umbral de densidad de refrigerante previamente almacenado en la unidad de almacenamiento 433. Si la densidad de refrigerante es menor que el umbral, la unidad de determinación de densidad de refrigerante 432 determina un aumento del sonido de paso de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13. Si la densidad de refrigerante es mayor que o igual al umbral, la unidad de determinación de densidad de refrigerante 432 determina una reducción del sonido de paso de refrigerante.

La unidad de control de dispositivo de reducción de presión 33 controla el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13 basándose en un resultado de determinación de la unidad de determinación de densidad de refrigerante 432. Específicamente, si la unidad de determinación de densidad de refrigerante 432 determina un aumento del sonido de paso de refrigerante, la unidad de control de dispositivo de reducción de presión 33 emite una señal de control para reducir el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13. Si se determina una reducción del sonido de paso de refrigerante, la unidad de control de dispositivo de reducción de presión 33 emite una señal de control para aumentar el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13.

La unidad de almacenamiento 433 almacena previamente diversos elementos de información que van a usarse en los componentes del controlador 430. En particular, en la realización 5, la unidad de almacenamiento 433 almacena previamente el umbral de densidad de refrigerante, que se usa en la unidad de determinación de densidad de refrigerante 432.

[Procedimiento de reducción del sonido de paso]

Ahora se describirá un procedimiento de reducción del sonido de paso en el aparato de suministro de agua caliente 400 según la realización 5. La figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo del procedimiento de reducción de sonido de paso en la realización 5.

En la etapa S11, la unidad de determinación de estado de operación 31 determina si el estado de operación de la unidad de bomba de agua 410 es la operación de descongelación. Si se determina que el estado de operación es la operación de descongelación (Sí en la etapa S11), la unidad de estimación de densidad de refrigerante 431 estima una densidad de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13 en la etapa S12. La densidad de refrigerante se estima basándose en una temperatura de descarga en el compresor 11 detectada por el sensor de temperatura de descarga 17 y una presión de lado de alta presión detectada por el sensor de presión de lado de alta presión 18.

En la etapa S13, la unidad de determinación de densidad de refrigerante 432 lee el umbral de densidad de refrigerante a partir de la unidad de almacenamiento 433 y compara la densidad de refrigerante estimada en la etapa S12 con el umbral leído a partir de la unidad de almacenamiento 433. Como resultado de la comparación, si la densidad de refrigerante es menor que el umbral (Sí en la etapa S13), la unidad de determinación de densidad de refrigerante 432 determina un aumento del sonido de paso de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13. En la etapa S14, la unidad de control de dispositivo de reducción de presión 33 emite una señal de control para reducir el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13. Por consiguiente, se reduce el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13.

Si la densidad de refrigerante es mayor que o igual al umbral (No en la etapa S13), la unidad de determinación de densidad de refrigerante 432 determina una reducción del sonido de paso de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13. En la etapa S15, la unidad de control de dispositivo de reducción de presión 33 emite una señal de control para aumentar el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13. Por consiguiente, se aumenta el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13.

Cuando se termina el procesamiento en la etapa S14 o la etapa S15, el procedimiento vuelve a la etapa S11. El procedimiento que incluye las etapas S11 a S15 se repite a intervalos establecidos. Si se determina, en la etapa S11, que el estado de operación de la unidad de bomba de agua 410 no es la operación de descongelación (No en la etapa S11), se termina el procedimiento que incluye tal serie de etapas.

Tal como se describió anteriormente, en la realización 5, en el caso en el que se determina un aumento del sonido de paso de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13 basándose en una reducción de la densidad de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13, se reduce el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13. Esto da como resultado un aumento de la densidad de refrigerante, que provoca una reducción de la velocidad de flujo de refrigerante. Por tanto, puede reducirse el sonido de paso de refrigerante tras el inicio de la operación de descongelación. En el caso en el que se determina una reducción del sonido de paso de refrigerante basándose en un aumento de la densidad de refrigerante, se aumenta el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13. Esto da como resultado un aumento de la velocidad de flujo del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13. Esto permite enviar mucho calor al intercambiador de calor de aire 14, reduciendo de ese modo el tiempo de descongelación.

Tal como se describió anteriormente, en el aparato de suministro de agua caliente 400 según la realización 5, se estima una densidad de refrigerante en la entrada del dispositivo de reducción de presión 13 basándose en una temperatura de descarga de refrigerante y una presión de lado de alta presión, y se compara la densidad de refrigerante estimada con el umbral establecido. En el caso en el que la densidad de refrigerante es menor que el umbral establecido, el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13 se regula hasta un valor más pequeño. Esto da como resultado una reducción de la velocidad de flujo del refrigerante que fluye al interior del dispositivo de reducción de presión 13, suprimiendo de ese modo un aumento del sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13.

Realización 6.

A continuación, se describirá la realización 6 de la presente invención. En las realizaciones 1 a 5 descritas anteriormente, el suministro de agua no calentada al intercambiador de calor de agua 12 se detiene al inicio de la operación de descongelación para reducir la cantidad de calor intercambiado en el intercambiador de calor de agua 12, de modo que refrigerante a alta temperatura fluye al interior del intercambiador de calor de aire 14. En este caso, puede reducirse significativamente la cantidad de calor transferido en el intercambiador de calor de agua 12 en comparación con aquella en una operación normal, tal como una operación de calentamiento. Sin embargo, esta transferencia de calor provoca una ligera reducción de la temperatura del refrigerante.

En la realización 6, para suprimir una reducción de la temperatura provocada por transferencia de calor en el intercambiador de calor de agua 12 tras el inicio de la operación de descongelación, se hace que fluya agua a temperatura media en la unidad de depósito al interior del intercambiador de calor de agua 12.

[Configuración del aparato de suministro de agua caliente 500]

La figura 14 es un diagrama esquemático de una configuración a modo de ejemplo del aparato de suministro de agua caliente 500 según la realización 6. Tal como se ilustra en la figura 14, el aparato de suministro de agua caliente 500 incluye una unidad de bomba de agua 10 y una unidad de depósito 520. En la siguiente descripción, componentes comunes a las realizaciones 1 a 5 se designan mediante los mismos números de referencia y se omite una descripción detallada de estos componentes.

(Unidad de depósito 520)

La unidad de depósito 520 incluye un depósito de almacenamiento de agua caliente 521, la bomba de agua 22 y una válvula de conmutación de flujo 23.

El depósito de almacenamiento de agua caliente 521 almacena agua suministrada desde el exterior y agua calentada. El depósito de almacenamiento de agua caliente 521 tiene una toma de agua y una salida de agua no calentada 521a en su parte inferior. El depósito de almacenamiento de agua caliente 521 recibe agua municipal suministrada desde el exterior a través de la toma de agua y almacena el agua municipal suministrada como agua que no está calentada, o agua no calentada. El agua no calentada almacenada en la parte inferior del depósito de almacenamiento de agua caliente 521 fluye hacia fuera del depósito a través de la salida de agua no calentada 521a y se suministra al intercambiador de calor de agua 12.

El depósito de almacenamiento de agua caliente 521 tiene una entrada de agua calentada 521b en su parte superior. El depósito de almacenamiento de agua caliente 521 recibe agua calentada, calentada por el intercambiador de calor de agua 12, a través de la entrada de agua calentada 521b y almacena el agua calentada suministrada. El agua calentada almacenada en la parte superior del depósito de almacenamiento de agua caliente 521 se descarga al exterior y se usa como agua caliente para una ducha, por ejemplo.

El depósito de almacenamiento de agua caliente 521 tiene además una salida de agua a temperatura media 521c en su parte central. El depósito de almacenamiento de agua caliente 521 almacena, en su región central, agua que tiene una temperatura media entre la temperatura del agua no calentada y la del agua calentada. El agua a temperatura media almacenada en la región central del depósito de almacenamiento de agua caliente 521 fluye hacia fuera del depósito a través de la salida de agua a temperatura media 521c y se suministra al intercambiador de calor de agua 12 mediante la válvula de conmutación de flujo 23.

Tal como se describió anteriormente, el depósito de almacenamiento de agua caliente 521 almacena agua a alta temperatura, que es el agua calentada, el agua a temperatura media y agua a baja temperatura, que es el agua no calentada, de tal manera que el agua a alta temperatura, el agua a temperatura media y el agua a baja temperatura se almacenan en la parte superior, la parte central y la parte inferior, respectivamente. El agua a temperatura media se produce mezclando el agua no calentada con el agua calentada de tal manera que el agua a alta temperatura se suministra a través de la entrada de agua calentada 521b al interior de la parte superior del depósito que almacena el agua no calentada en la parte inferior.

La válvula de conmutación de flujo 23 es, por ejemplo, una válvula de tres vías, y tiene un primer orificio de entrada 23a, un segundo orificio de entrada 23b y un orificio de salida 23c. En la válvula de conmutación de flujo 23, el primer orificio de entrada 23a está conectado a la salida de agua no calentada 521a del depósito de almacenamiento de agua caliente 521, el segundo orificio de entrada 23b está conectado a la salida de agua a temperatura media 521c y el orificio de salida 23c está conectado a un lado de entrada del intercambiador de calor de agua 12.

La válvula de conmutación de flujo 23 conmuta entre conductos de tal manera que uno cualquiera del primer orificio de entrada 23a y el segundo orificio de entrada 23b está en comunicación con el orificio de salida 23c. La conmutación entre los conductos de la válvula de conmutación de flujo 23 se controla mediante un controlador 530.

(Controlador 530)

El aparato de suministro de agua caliente 500 incluye además el controlador 530. El controlador 530 controla, basándose en diversos elementos de información procedentes de componentes del aparato de suministro de agua caliente 500, un funcionamiento global de la unidad de bomba de agua 10 y el de la unidad de depósito 520. En particular, en la realización 6, el controlador 530 controla, por ejemplo, la conmutación entre los conductos de la válvula de conmutación de flujo 23.

El controlador 530 está configurado de tal manera que diversas funciones se implementan mediante software que se ejecuta en un dispositivo aritmético, tal como un microordenador. Alternativamente, el controlador 530 está configurado mediante hardware, tal como dispositivos de circuitos que implementan diversas funciones. En esta configuración a modo de ejemplo, el controlador 530 está dispuesto en la unidad de bomba de agua 10. La configuración no se limita a este ejemplo. El controlador 530 puede estar dispuesto en la unidad de depósito 520 o puede estar dispuesto por separado.

La figura 15 es un diagrama de bloques de una configuración a modo de ejemplo del controlador 530 en la figura 14. Tal como se ilustra en la figura 15, el controlador 530 incluye la unidad de determinación de estado de operación 31 y una unidad de control de válvula de conmutación 531.

La unidad de control de válvula de conmutación 531 emite una señal de control para conmutar entre los conductos de la válvula de conmutación de flujo 23 basándose en un resultado de determinación de la unidad de determinación de estado de operación 31. Específicamente, en el caso en el que el estado de operación de la unidad de bomba de agua 10 es la operación de descongelación, la unidad de control de válvula de conmutación 531 emite una señal de control para conmutar entre los conductos a la válvula de conmutación de flujo 23 de modo que el agua a temperatura media que fluye al interior de la válvula a través del segundo orificio de entrada 23b fluye hacia fuera de la válvula a través del orificio de salida 23c.

[Procedimiento de reducción del sonido de paso]

Ahora se describirá un procedimiento de reducción del sonido de paso en el aparato de suministro de agua caliente 500 según la realización 6. Cuando la unidad de determinación de estado de operación 31 determina que se ha iniciado la operación de descongelación, la unidad de control de válvula de conmutación 531 emite una señal de control a la válvula de conmutación de flujo 23 de modo que el segundo orificio de entrada 23b está en comunicación con el orificio de salida 23c en la válvula de conmutación de flujo 23.

Por consiguiente, el agua a temperatura media en la región central del depósito de almacenamiento de agua caliente 521 fluye hacia fuera del depósito a través de la salida de agua a temperatura media 521c y fluye al interior del intercambiador de calor de agua 12 mediante la válvula de conmutación de flujo 23. En el intercambiador de calor de agua 12, el agua a temperatura media que fluye a través del circuito de agua intercambia calor con refrigerante a alta temperatura que fluye a través del circuito de refrigerante. Por tanto, el refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor de agua 12 transfiere menos calor que en la operación de descongelación en la que no fluye agua a través del circuito de agua.

La figura 16 es un gráfico que muestra un ejemplo de un ciclo de refrigeración tras el inicio de la operación de descongelación. En la figura 16, las líneas discontinuas son isotermas y las líneas continuas son líneas isopícnicas. En la figura 16, una línea continua gruesa representa un estado de refrigerante en la realización 6, y una línea de rayas largas y cortas alternantes gruesas representa el estado de refrigerante en la realización 1.

Tal como se ilustra en la figura 16, dado que se hace que el agua a temperatura media fluya al interior del intercambiador de calor de agua 12 tras el inicio de la operación de descongelación en la realización 6, el refrigerante en el intercambiador de calor de agua 12 transfiere menos calor que en la realización 1. Por consiguiente, la calidad del refrigerante que va a aspirarse al interior del compresor 11 es superior a la de la realización 1, conduciendo a una reducción de la tasa de circulación de refrigerante. Esto da como resultado una reducción del sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13.

Tal como se describió anteriormente, en el aparato de suministro de agua caliente 500 según la realización 6, se hace que el agua a temperatura media almacenada en el depósito de almacenamiento de agua caliente 521 fluya al interior del intercambiador de calor de agua 12 tras el inicio de la operación de descongelación. Esto reduce la transferencia de calor a partir del refrigerante en el intercambiador de calor de agua 12, conduciendo a una reducción de la tasa de circulación de refrigerante. Esto da como resultado una reducción del sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13. Además, una reducción de la transferencia de calor en el intercambiador de calor de agua 12 da como resultado una reducción de la potencia de entrada del compresor 11 en la operación de descongelación, reduciendo de ese modo el consumo de potencia de todo el aparato de suministro de agua caliente 500.

Aunque anteriormente se han descrito las realizaciones 1 a 6 de la presente invención, la presente invención está definida y limitada por las reivindicaciones. Se apreciará que son posibles diversas modificaciones y aplicaciones sin alejarse del espíritu y alcance de la presente invención siempre que estén cubiertas por las reivindicaciones.

Por ejemplo, en las realizaciones 1 a 6, se ha descrito controlar uno cualquiera de la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 y el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13 como ejemplo de control. El control no se limita a este ejemplo. Por ejemplo, pueden controlarse tanto la frecuencia de funcionamiento del compresor 11 como el grado de apertura del dispositivo de reducción de presión 13. Por consiguiente, puede reducirse de manera más fina el sonido del refrigerante que pasa a través del dispositivo de reducción de presión 13.

Lista de signos de referencia

1, 100, 200, 300, 400, 500 aparato de suministro de agua caliente; 10, 110, 210, 310, 410 unidad de bomba de agua; 11 compresor; 12 intercambiador de calor de agua; 13 dispositivo de reducción de presión; 14 intercambiador de calor de aire; 15 ventilador; 16 sensor de corriente; 17 sensor de temperatura de descarga; 18 sensor de presión de lado de alta presión; 20, 520 unidad de depósito; 21, 521 depósito de almacenamiento de agua caliente; 22 bomba de agua; 23 válvula de conmutación de flujo; 23a primer orificio de entrada; 23b segundo orificio de entrada; 23c orificio de salida; 30, 130, 230, 330, 430, 530 controlador; 31 unidad de determinación de estado de operación; 32 unidad de control de compresor; 33 unidad de control de dispositivo de reducción de presión; 131 unidad de cálculo de potencia de entrada de compresor; 132 unidad de determinación de potencia de entrada de compresor; 133, 236, 433 unidad de almacenamiento; 231 unidad de estimación de estado de refrigerante; 232 unidad de estimación de estado de succión; 233 unidad de cálculo de tasa de circulación; 234 unidad de cálculo de velocidad de flujo de refrigerante; 235 unidad de determinación de frecuencia de funcionamiento; 331 unidad de determinación de estado de refrigerante; 431 unidad de estimación de densidad de refrigerante; 432 unidad de determinación de densidad de refrigerante; 521a salida de agua no calentada; 521b entrada de agua calentada; 521c salida de agua a temperatura media; 531 unidad de control de válvula de conmutación.

Claims

REIVINDICACIONES

Aparato de suministro de agua caliente (1, 100, 200, 300, 400, 500) que comprende:

una unidad de bomba de agua (10, 110, 210, 310, 410) que incluye un compresor (11), un intercambiador de calor de agua (12), un dispositivo de reducción de presión (13) y un intercambiador de calor de aire (14), estando la unidad de bomba de agua (10, 110, 210, 310, 410) configurada para calentar agua que fluye a través del intercambiador de calor de agua (12);

una unidad de depósito (20, 520) que incluye un depósito de almacenamiento de agua caliente (21, 521) y una bomba de agua (22) que suministra agua que sale del depósito de almacenamiento de agua caliente (21, 521) al intercambiador de calor de agua (12);

una unidad de determinación de potencia de entrada de compresor (132) configurada para comparar una potencia de entrada de compresor del compresor (11) con un umbral establecido;

una unidad de control de compresor (32) configurada para controlar una frecuencia de funcionamiento del compresor (11);

y que comprende:

una unidad de control de dispositivo de reducción de presión (33) configurada para controlar un grado de apertura del dispositivo de reducción de presión (13);

un sensor de temperatura de descarga (17) configurado para detectar una temperatura de descarga del refrigerante descargado a partir del compresor (11);

caracterizado por comprender además:

una unidad de estimación de estado de succión (232) configurada para estimar, basándose en la temperatura de descarga detectada por el sensor de temperatura de descarga (17), un estado de succión del refrigerante que va a aspirarse al interior del compresor (11);

una unidad de cálculo de tasa de circulación (233) configurada para calcular una tasa de circulación de refrigerante del refrigerante a partir del estado de succión estimado; y una unidad de determinación de frecuencia de funcionamiento (235) configurada para determinar, basándose en la tasa de circulación de refrigerante calculada, la frecuencia de funcionamiento del compresor (11),

y porque, la unidad de control de compresor (32) está configurada para, tras el inicio de una operación de descongelación en la que se abre el dispositivo de reducción de presión (13), se detiene el suministro del agua al intercambiador de calor de agua (12) y se hace que refrigerante descargado a partir del compresor (11) fluya al interior del intercambiador de calor de aire (14), el refrigerante se mantiene por consiguiente a una alta temperatura, en un caso en el que la potencia de entrada de compresor supera el umbral establecido, establecer una frecuencia de funcionamiento del compresor (11) a la frecuencia de funcionamiento determinada por la unidad de determinación de frecuencia de funcionamiento (235), y para reducir la frecuencia de funcionamiento del compresor (11) reduciendo de ese modo la velocidad de flujo del refrigerante que fluye al interior del dispositivo de reducción de presión (13).

Aparato de suministro de agua caliente (1, 100, 200, 300, 400, 500) según la reivindicación 1, que comprende además:

un sensor de corriente (16) configurado para detectar un valor de una corriente a través del compresor (11); y

una unidad de cálculo de potencia de entrada de compresor (131) configurada para calcular la potencia de entrada de compresor a partir del valor de la corriente a través del compresor (11) detectada por el sensor de corriente (16) y una tensión aplicada al compresor (11).

Aparato de suministro de agua caliente (1, 100, 200, 300, 400, 500) según la reivindicación 1 o 2, que comprende además:

un sensor de presión de lado de alta presión (18) configurado para detectar una presión de lado de alta presión,

en el que la unidad de estimación de estado de succión (232) estima el estado de succión basándose en la presión de lado de alta presión detectada por el sensor de presión de lado de alta presión (18) y la temperatura de descarga detectada por el sensor de temperatura de descarga (17).

Aparato de suministro de agua caliente (1, 100, 200, 300, 400, 500) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que

el depósito de almacenamiento de agua caliente (521) tiene una entrada de agua calentada (521b) a través de la cual agua calentada, calentada por el intercambiador de calor de agua (12), fluye al interior del depósito, una salida de agua no calentada (521a) a través de la cual agua no calentada fluye hacia fuera del depósito, y una salida de agua a temperatura media (521c) a través de la cual agua a temperatura media que tiene una temperatura media entre una temperatura del agua calentada y la del agua no calentada fluye hacia fuera del depósito, y

la unidad de depósito (520) incluye además

una válvula de conmutación de flujo (23) que tiene un primer orificio de entrada (23a) conectado a la salida de agua no calentada (521a), un segundo orificio de entrada (23b) conectado a la salida de agua a temperatura media (521c), y un orificio de salida (23c) conectado a un lado de entrada del intercambiador de calor de agua (12), estando la válvula de conmutación de flujo (23) configurada para conmutar entre conductos de tal manera que uno cualquiera del primer orificio de entrada (23a) y el segundo orificio de entrada (23b) está en comunicación con el orificio de salida (23c); y

el aparato de suministro de agua caliente (1, 100, 200, 300, 400, 500) comprende además

una unidad de control de válvula de conmutación (531) configurada para hacer, tras el inicio de la operación de descongelación, que la válvula de conmutación de flujo (23) conmute entre los conductos de tal manera que el segundo orificio de entrada (23b) está en comunicación con el orificio de salida (23c).

Aparato de suministro de agua caliente (1, 100, 200, 300, 400, 500) según la reivindicación 4, en el que la entrada de agua calentada (521b) está ubicada en la parte superior del depósito de almacenamiento de agua caliente (521),

la salida de agua no calentada (521a) está ubicada en la parte inferior del depósito de almacenamiento de agua caliente (521), y

la salida de agua a temperatura media (521c) está ubicada en la parte central del depósito de almacenamiento de agua caliente (521).

Aparato de suministro de agua caliente (1, 100, 200, 300, 400, 500) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el compresor (11), el intercambiador de calor de agua (12), el dispositivo de reducción de presión (13), el intercambiador de calor de aire (14) y el compresor (11) están conectados en circuito mediante tuberías de refrigerante para formar un circuito de refrigerante.