專利名稱：熱泵式熱水供暖裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及熱泵式熱水供暖裝置。
背景技術：
將現有的熱泵式熱水供暖裝置用圖3表示。現有技術在歐洲等寒冷地區普及的熱泵式熱水供暖裝置是使熱水循環進行建筑物內的供暖的熱水供暖循環系統。熱泵式熱水供暖裝置具有熱泵16、貯存熱水的容器(tank) 18、控制單元17和供暖循環泵21。控制單元17內置三通閥23、24和熱水循環泵22。將由構成熱泵16的熱交換器19生成的熱水用熱水循環管26供給至容器18內。容器18內的熱水從三通閥23用供暖循環泵21通過供暖循環輸出管27a被送到建筑物用于供暖。作為供暖而散熱的熱水通過供暖循環返回管27b從三通閥24返回至容器18內。容器18內的熱水通過熱水循環泵22被送到熱泵16，由熱交換器19再加熱并送到容器18內。在供熱水運轉中，使來自供水管28的水通過容器18內的供熱水用熱交換器20，與容器18內的熱水進行熱交換生成供熱水，且通過供熱水管29進行供給。另外，在容器18內的熱水未能通過熱泵16進行充分加熱的情況下，用加熱器25進行加熱(例如，參照專利文獻I)。
另外，將以北歐為中心而普及的熱泵式熱水供暖裝置示于圖4中。圖4所示結構與圖3相比，容器規格不同。由熱泵16生成的熱水從控制單元17內的三通閥23，不通過容器30而利用供暖循環泵21通過供暖循環輸出管27a被送到建筑物。在供熱水運轉中，由熱泵16生成的熱水從三通閥23被送到容器30內的供熱水用熱交換器31，在容器30內進行散熱。另外，在容器30內的熱水未能通過熱泵16充分加熱的情況下，用加熱器25進行加熱。容器30由供水管28供水，由供熱水管29供熱水。而且，在熱泵式熱水供暖裝置的通常的供暖運轉中，用熱水循環泵22使熱水循環，并且當檢測到溫度傳感器32檢測的熱水的溫度比用遙控裝置等(未圖示)設定的設定溫度高出規定溫度時，停止熱泵16的運轉。在容器30內生成熱水的情況也同樣，當檢測到溫度傳感器32檢測的熱水的溫度比決定的設定溫度高出規定溫度時，停止熱泵16的運轉。該情況的設定溫度由遙控裝置等的設定溫度和以保護熱泵16內的壓縮機(未圖示)為目的的溫度而決定(例如，參照專利文獻2、專利文獻3)。先行技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2008-39305號公報專利文獻2:特開2011 — 47607號公報
專利文獻3:特開2004 - 156848號公報
發明內容
發明要解決的課題現有技術中，在歐洲等寒冷地區，在熱泵式熱水供暖裝置普及以前，以使用石油或天然氣的鍋爐等為熱源的熱水供暖裝置已普及。因此，在設置熱泵式熱水供暖裝置的情況下，有時使用原有的貯熱水用容器。原有的貯熱水用容器的供熱水用熱交換器，以使用石油或天然氣的鍋爐等為對象，從熱交換效率高的到熱交換效率低的有各種各樣。當在熱交換效率低的供熱水用熱交換器設置熱泵式熱水供暖裝置而運轉時，有時容器內的水的溫度未充分地上升。當供熱水用熱交換器的熱交換效率低時，循環的熱水的熱未傳到容器內的水中，循環的熱水的溫度上升。因此，檢測到溫度傳感器檢測的熱水的溫度比決定的設定溫度高出規定溫度，熱泵式熱源器的運轉停止。因此，加熱器的運轉變多，不能得到充分利用熱泵的特性的熱效率或省電效果。就不具有加熱器的容器而言，產生不能在容器內充分地生成熱水的現象。另外，即使不使用原有的貯熱水用容器，在使用提供熱泵式熱水供暖裝置的銷售公司不推薦的容器的情況下，有時產生與上述同樣的現象。本發明解 決所述現有的課題，目的在于提供一種熱泵式熱水供暖裝置，其在使用具有原有的供熱水用熱交換器的貯熱水用容器而運轉的情況下，也能使貯熱水用容器內的供熱水的溫度充分上升。用于解決課題的方法為了解決所述現有的課題，本發明的熱泵式熱水供暖裝置的特征在于，包括:熱泵式熱源器；以循環水和由上述熱泵式熱源器加熱后的制冷劑進行熱交換的水制冷劑熱交換器；使由上述水制冷劑熱交換器加熱后的上述循環水循環的循環泵；貯存供熱水的貯熱水用容器；對上述循環水和上述供熱水進行熱交換的供熱水用熱交換器；和控制單元，其中上述控制單元多次反復進行上述熱泵式熱源器的運轉停止和再次運轉，由此加熱上述供熱水。由此，多次反復進行熱泵式熱源器的運轉停止和再次運轉，直至使由水制冷劑熱交換器生成的循環水的熱充分地傳到貯熱水用容器內的水中，由此與供熱水用熱交換器的熱交換效率無關地使貯熱水用容器內的供熱水的溫度充分地上升。發明效果根據本發明，在使用具有原有的供熱水用熱交換器的貯熱水用容器而運轉的情況下，也能使貯熱水用容器內的供熱水的溫度充分地上升。
圖1是本發明的一個實施方式的熱泵式熱水供暖裝置的結構圖。圖2是表示該熱泵式熱水供暖裝置運轉時的循環水輸出溫度與容器內供熱水溫度的關系的圖。圖3是現有的熱泵式熱水供暖裝置的結構圖。
圖4是現有的其它的熱泵式熱水供暖裝置的結構圖。附圖符號說明I熱泵式熱源器3貯熱水用容器4水制冷劑熱交換器5供熱水用熱交換器6循環泵7三通閥13循環水用溫度傳感器14供熱水用溫度傳感器
具體實施例方式第一發明是一種熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于，包括:熱泵式熱源器；以循環水和由上述熱泵式熱源器加熱后的制冷劑進行熱交換的水制冷劑熱交換器；使由上述水制冷劑熱交換器加熱后的上述循環水循環的循環泵；貯存供熱水的貯熱水用容器；對上述循環水和上述供熱水進行熱交換的供熱 水用熱交換器；和控制單元，其中上述控制單元多次反復進行上述熱泵式熱源器的運轉停止和再次運轉，由此加熱上述供熱水。由此，能夠提供一種熱泵式熱水供暖裝置，其多次反復進行熱泵式熱源器的運轉停止和再次運轉，直至使由水制冷劑熱交換器生成的循環水的熱充分地傳到貯熱水用容器內的水中，與供熱水用熱交換器的熱交換效率無關地能夠使貯熱水用容器內的供熱水的溫度充分地上升。第二發明是一種熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于，具有檢測上述循環水的溫度的循環水用溫度傳感器，當上述循環水用溫度傳感器檢測到高溫側設定溫度時，上述控制單元進行上述熱泵式熱源器的運轉停止。在貯熱水用容器中除供熱水用熱交換器之外還具有加熱器。當加熱器和檢測供熱水的溫度的溫度傳感器配置于比供熱水用熱交換器更靠容器的上部時，有時通過加熱器的加熱，容器的上部的供熱水的溫度上升，但是供熱水用熱交換器周邊的容器下部的供熱水的溫度未充分地上升。于是，使熱泵式熱源器多次反復運轉，直至檢測循環水的溫度的溫度傳感器檢測到高溫側設定溫度，由此能夠使溫度充分地上升，直至貯熱水用容器的下部的供熱水。第三發明是一種熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于，具有檢測上述循環水的溫度的循環水用溫度傳感器，當上述循環水用溫度傳感器檢測到低溫側設定溫度時，上述控制單元進行上述熱泵式熱源器的再次運轉。通過反復進行該運轉，能夠保護熱泵式熱源器內的壓縮機地對貯熱水用容器內的供熱水進行加熱。第四發明是一種熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于，具有檢測上述供熱水的溫度的供熱水用溫度傳感器，當上述供熱水用溫度傳感器檢測到規定溫度時，上述控制單元進行上述熱泵式熱源器的運轉停止。反復多次運轉熱泵式熱源器，直至貯熱水用容器內的供熱水的溫度上升至用遙控器等設定的設定溫度，并且使循環水反復循環進行熱交換，所以能夠使貯熱水用容器的供熱水上升至設定溫度。
第五發明是一種熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于，當上述熱泵熱源器連續運轉預先設定的規定時間時，上述控制單元進行上述熱泵式熱源器的運轉停止，所以能夠防止熱泵式熱源器的保護和不必要的加熱。以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。但是，并不由本實施方式限定本發明。圖1是本實施方式的熱泵式熱水供暖裝置的結構圖。首先，用圖1對本實施方式的熱泵式熱水供暖裝置的結構進行說明。在熱泵式熱源器I中，對制冷劑進行加熱。加熱后的制冷劑通過制冷劑配管12被送到水制冷劑熱交換器4。制冷劑使用R410A，另外能夠使用氟碳化合物類的制冷劑。水制冷劑熱交換器4使用重疊不銹鋼板而成的熱交換器，但是也可以使用由雙層的銅管構成的熱交換器。循環泵6將循環水通過循環水返回管Ilb送到水制冷劑熱交換器4。在水制冷劑熱交換器4中，由循環水和加熱后的制冷劑進行熱交換。制冷劑給循環水帶來熱。升溫后的循環水通過循環水輸出管11a，在供暖運轉中，從三通閥7通過供暖循環輸出管15a被送到建筑物內。在建筑物內散熱的循環水，通過供暖循環返回管15b由循環泵6被送到水制冷劑熱交換器4進行再加熱。水制冷劑熱交換器4、循環泵6、三通閥7和遙控器等控制單元(未圖示)組裝到外殼2內，主要設置在室內。在供暖運轉中，循環水的溫度能夠用遙控器設定，主要在35°C至55°C的范圍內進行調整。在供熱水運轉中，由水制冷劑熱交換器4升溫后的循環水，從三通閥7被送到貯熱水用容器3內的供熱水用熱交換器5。在供熱水用熱交換器5中，循環水對貯熱水用容器3內的供熱水進行散熱。三通閥7通過切換，在供暖運轉中，將水輸出管Ila和供暖循環輸出管15a連通，在供熱水運轉中，將水輸出管11 a和供熱水用熱交換器5連通。供熱水用熱交換器5由卷繞成螺旋狀的不銹鋼管構成，被焊接固定于貯熱水用容器3的內部。貯熱水用容器3由供水管9進行供水，由供熱水管10對供給供熱水。貯熱水用容器3中積存的供熱水的溫度也可以由遙控器設定，主要在35°C至75°C進行調整。在從常溫狀態對全部的貯熱水用容器3內的供熱水進行加熱的情況下，循環水被送到供熱水用熱交換器5，對貯熱水用容器3內的水進行加熱。由遙控器設定的一定時間之后，加熱器8工作，開始加熱。即，控制單元在由遙控器設定的一定時間內，不使加熱器8通電地使熱泵式熱源器I和循環泵6運轉。由遙控器設定的貯熱水用容器3內的供熱水的設定溫度(例如50°C)為基準設定溫度(例如55°C)以下的情況下，供熱水用溫度傳感器14檢測到設定溫度(例如50°C)時，控制單元停止熱泵式熱源器I和循環泵6的運轉，停止加熱器8的通電。由遙控器設定的供熱水的設定溫度(例如75°C )為基準設定溫度(例如55°C )以上的情況下，供熱水用溫度傳感器14檢測到基準設定溫度(例如55°C)時，控制單元停止熱泵式熱源器I和循環泵6的運轉，而加熱器8持續通電直至檢測設定溫度，進行加熱。在本實施方式的 熱泵式熱水供暖裝置中，熱泵式熱源器I的輸出為16kW，推薦的貯熱水容器的供熱水用熱交換器的表面積約1.4m2，能夠生成55°C的供熱水。此時，由在制冷劑水熱交換的循環水輸出管Ila上安裝的循環水用溫度傳感器13檢測到的循環水的溫度約為60°C。在使循環水的溫度上升的情況下，制冷劑溫度也上升，熱泵式熱源器I內的壓縮機(未圖示)的壓力升高。在控制單元中，預先設定用于保護壓縮機的循環水的高溫側設定溫度，循環水用溫度傳感器13檢測到高溫側設定溫度時，控制單元停止熱泵式熱源器I的運轉。高溫側設定溫度例如設定為60°C。在使用供熱水用熱交換器5的熱交換效率小的貯熱水用容器3的情況下，例如，供熱水用熱交換器5的表面積為0.8m2的情況下，傳至貯熱水用容器3內的供熱水的熱量減少，所以在貯熱水用容器3內的供熱水的溫度未充分地上升時循環水的溫度到達高溫側設
定溫度。循環水的溫度即使達到60°C，貯熱水用容器3內的供熱水的溫度也約為40°C左右。為了使供熱水的溫度進一步上升，對加熱器8通電。然后通過加熱器8的加熱，使貯熱水用容器3內的供熱水的溫度為設定溫度。加熱器8使用護套式加熱器(sheathed heater)，與熱泵相比熱效率較差，所以盡可能通過熱泵生成供熱水的方式變得更為省電。因此，如圖2的圖表所示，控制單元多次反復進行熱泵式熱源器I的運轉停止和再次運轉，由此對貯熱水用容器3內的供熱水進行加熱。在對貯熱水用容器3內的供熱水進行加熱時，循環水的溫度和供熱水的溫度上升，循環水用溫度傳感器13檢測高溫側設定溫度，控制單元停止熱泵式熱源器I的運轉。供熱水溫度在由遙控器設定的設定溫度以下以及55°C以下時，控制單元持續循環泵6的運轉。當停止熱泵式熱源 器I的運轉且持續循環泵6的運轉時，循環水的溫度下降。因此，在循環水用溫度傳感器13檢測到預先設定的低溫側設定溫度時，控制單元使熱泵式熱源器I再次運轉，以使熱泵式熱源器I再次運轉，對容器3內的供熱水進行加熱。這樣，多次反復進行熱泵熱源器I的再次運轉和停止之后，供熱水用溫度傳感器14檢測到設定溫度時，控制單元停止熱泵式熱源器I和循環泵6的運轉。在本實施方式中，即使供熱水用熱交換器5的表面積為0.8m2時熱交換效率小，也能夠使供熱水的溫度上升至 55。。。另外，在對貯熱水用容器3內的供熱水進行加熱時，在對熱泵式熱源器I和加熱器8同時通電時，貯熱水用容器3的上部的供熱水在較快的時間內達到設定溫度，但是有時比加熱器8更下部的供熱水未達到設定溫度。于是，就熱泵式熱源器I而言，使熱泵式熱源器I運轉使供熱水的溫度充分地上升，直至循環水用溫度傳感器13檢測到高溫側設定溫度，由此能夠在較短的時間內使用少量的供熱水，并且在整個貯熱水用容器3中生成升溫至設定溫度的供熱水。另外，在貯熱水用容器3的供熱水用熱交換器5的熱交換效率小，且為不具有加熱器8的容器或者取下加熱器8的配線的容器的情況下，即使反復使熱泵式熱源器I運轉對貯熱水用容器3內的供熱水進行加熱，也有時不能達到設定溫度。于是，熱泵式熱源器I持續運轉預先設定的規定時間之后，停止運轉，防止熱泵式熱源器I的保護和不必要的加熱。產業上的利用可能性
如上所述，本發明的熱泵式熱水供暖裝置，即使在使用具有原有的供熱水用熱交換器的貯熱水用容器而運轉的情況下，也能夠使貯熱水用容器內的供熱水的溫度充分地上升，所以對以使用現有的石油或天然氣使用的鍋爐等為熱源的熱水供暖裝置或以電加熱器為熱源的熱水供暖裝置也有用。 ·
權利要求
1.一種熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于，包括: 熱泵式熱源器； 以循環水和由所述熱泵式熱源器加熱后的制冷劑進行熱交換的水制冷劑熱交換器； 使由所述水制冷劑熱交換器加熱后的所述循環水循環的循環泵； 貯存供熱水的貯熱水用容器； 對所述循環水和所述供熱水進行熱交換的供熱水用熱交換器；和 控制單元，其中 所述控制單元多次反復進行所述熱泵式熱源器的運轉停止和再次運轉，由此加熱所述供熱水。
2.如權利要求1所述的熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于， 具有檢測所述循環水的溫度的循環水用溫度傳感器，當所述循環水用溫度傳感器檢測到高溫側設定溫度時，所述控制單元進行所述熱泵式熱源器的運轉停止。
3.如權利要求1所述的熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于: 具有檢測所述循環水的溫度的循環水用溫度傳感器，當所述循環水用溫度傳感器檢測到低溫側設定溫度時，所述控制單元進行所述熱泵式熱源器的再次運轉。
4.如權利要求1 3中任一項所述的熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于: 具有檢測所述供熱水的溫度的供熱水用溫度傳感器，當所述供熱水用溫度傳感器檢測到規定溫度時，所述控制單元進行所述熱泵式熱源器的運轉停止。
5.如權利要求1 4中任一項所述的熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于: 當所述熱 泵熱源器連續運轉預先設定的規定時間時，所述控制單元進行所述熱泵式熱源器的運轉停止。
全文摘要
本發明的熱泵式熱水供暖裝置，其特征在于，包括熱泵式熱源器(1)；由循環水和用所述熱泵式熱源器(1)加熱后的制冷劑進行熱交換的水制冷劑熱交換器(4)；使由所述水制冷劑熱交換器(4)加熱后的所述循環水循環的循環泵(6)；貯存供熱水的貯熱水用容器(3)；對所述循環水和所述供熱水進行熱交換的供熱水用熱交換器(5)；和控制單元，所述控制單元多次反復進行所述熱泵式熱源器(1)的運轉停止和再次運轉，由此加熱所述供熱水。因此，即使在使用具有原有的供熱水用熱交換器的貯熱水用容器的情況下，也能夠使貯熱水用容器內的供熱水的溫度充分地上升。
文檔編號F24D19/10GK103244985SQ20131004758
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月6日 優先權日2012年2月7日
發明者苅田督郎, 堀內敏弘 申請人:松下電器產業株式會社