專(zhuān)利名稱(chēng)：熱泵式熱水供給機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用了熱泵回路的熱水供給機(jī)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的熱水供給機(jī)中，有燃燒式熱水供給機(jī)和電熱水器等，該燃燒式熱水供給機(jī)不具有儲(chǔ)熱水桶，而是使燃?xì)獾热紵云鋸?qiáng)力的燃燒熱瞬間燒熱水而供給熱水；上述電熱水器具有大容量的儲(chǔ)熱水桶，它是把利用夜間打折的比較便宜的深夜電力在夜間由電加熱器加熱的大量的熱水儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱水桶中，在白天使用儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱水桶中的熱水。
但是，在最近，公認(rèn)為比電熱水器能量效率好300～500％的熱泵式熱水供給機(jī)開(kāi)始普及。熱泵式熱水供給機(jī)由于將制冷劑的狀態(tài)變化利用在熱源中，因此，其能量效率比電加熱器加熱好數(shù)倍，另外，由于不燃燒燃?xì)獾?，因此不排出CO2，對(duì)環(huán)境有利。但是，由于沒(méi)有像燃燒燃?xì)獾葧r(shí)那樣的強(qiáng)力的熱量，一般是與電熱水器同樣設(shè)有大容量的儲(chǔ)熱水桶，使用夜間的廉價(jià)電力在夜間由熱泵回路燒沸熱水并儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱水桶中，在白天使用儲(chǔ)藏的熱水的方法。因此，在現(xiàn)有的熱泵式熱水供給機(jī)中將熱泵回路和大量地儲(chǔ)藏著由熱泵回路燒沸的熱水的儲(chǔ)熱水桶作為分別的裝置設(shè)置，由配管等連接而發(fā)揮熱水供給機(jī)的功能。
作為該例子人們知道的有日本特開(kāi)平9-126547號(hào)公報(bào)記載的熱泵式熱水供給機(jī)。它設(shè)有熱泵回路和燒水回路，該熱泵回路由壓縮機(jī)、冷凝器、減壓裝置、蒸發(fā)器構(gòu)成，該燒水回路具有大容量的儲(chǔ)熱水桶，從儲(chǔ)熱水桶的下部通過(guò)循環(huán)泵將水配管連接到成為熱泵回路的冷凝器的水熱交換器，將熱水配管連接到水熱交換器的出口和儲(chǔ)熱水桶的上部。
而且，利用夜間的廉價(jià)電力使能量效率良好的熱泵回路運(yùn)轉(zhuǎn)，用循環(huán)泵一邊使儲(chǔ)熱水桶內(nèi)的水循環(huán)一邊在水熱交換器中漸漸地加熱到規(guī)定的水溫，用溫度檢測(cè)器檢測(cè)到達(dá)到了規(guī)定的溫度時(shí)，停止熱泵回路的運(yùn)轉(zhuǎn)。
在白天，在末端使用熱水時(shí)，由混合閥混合從儲(chǔ)熱槽上部取出的熱水和自來(lái)水，由此使其成為適當(dāng)?shù)臏囟榷┙o熱水。
儲(chǔ)熱水桶的熱水溫度降低了時(shí)，雖然對(duì)于出熱水路徑未作詳細(xì)記載，但是記載著用水熱交換器及加熱器再加熱儲(chǔ)熱水桶的熱水后供給到使用末端的情況。
但是，當(dāng)考慮到用儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱水桶中的熱水充滿(mǎn)浴缸時(shí)，儲(chǔ)熱水桶的容量接近與浴缸同樣的200L，而且，當(dāng)對(duì)應(yīng)于其它的熱水使用而具有某種程度的富余量時(shí)，也有需要500L容量的情況。在以?xún)?chǔ)熱水桶的容量滿(mǎn)滿(mǎn)地儲(chǔ)存了熱水時(shí)，其質(zhì)量超過(guò)200kg～500kg。因此，熱泵式熱水供給機(jī)由于需要堅(jiān)固的地基而要進(jìn)行基礎(chǔ)施工，而且若不是充分大的設(shè)置空間則不能設(shè)置熱泵式熱水供給機(jī)。
為燒沸大量的熱水，需要大量的能量，而且，作為高溫的熱水進(jìn)行儲(chǔ)存時(shí)，由于與外氣溫度的溫度差大，由于散熱產(chǎn)生的熱損失也變大，因此，使用了更多無(wú)謂的能量。
因此，在公寓和高級(jí)公寓的陽(yáng)臺(tái)那樣的狹窄的場(chǎng)所或強(qiáng)度不足夠的場(chǎng)所不能安裝。
而且，現(xiàn)有的熱泵式熱水供給機(jī)由于基本是進(jìn)行利用夜間的便宜的電在夜間運(yùn)轉(zhuǎn)熱泵回路來(lái)形成高溫的熱水后儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱水桶中，在白天不使熱泵回路運(yùn)轉(zhuǎn)，使用儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱水桶中的熱水的使用方法，因此有時(shí)會(huì)產(chǎn)生使用盡儲(chǔ)熱水桶的熱水而不能馬上進(jìn)行燒熱水的斷熱水的情況。即使在上述日本特開(kāi)平9-126547號(hào)公報(bào)記載的熱泵式熱水供給機(jī)中，也與電熱水器同樣利用夜間電力儲(chǔ)存熱水，在熱水不足了時(shí)進(jìn)行再燒水(追炊さ)運(yùn)轉(zhuǎn)，該再燒水運(yùn)轉(zhuǎn)是輔助性的措施。
另外，由于儲(chǔ)存了比外氣溫度高的大量的熱水，從儲(chǔ)熱水桶的表面放射熱量而浪費(fèi)能量，因此，需要以溫度下降的量在夜間具有富余地加熱。
本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)置所需要的空間及質(zhì)量小的能量效率良好的熱水供給機(jī)。
本發(fā)明的第二目的是提供一種在是設(shè)置所需要的空間和質(zhì)量小的熱水機(jī)時(shí)，在進(jìn)行供熱水時(shí)可以縮短到熱水溫度穩(wěn)定的時(shí)間的熱水供給機(jī)。
本發(fā)明的第三目的是提供一種設(shè)置所需要的空間及質(zhì)量小的供水機(jī)，該供水機(jī)可以輔助性地?zé)「椎臒崴?br>
發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的熱泵式熱水供給機(jī)，具有壓縮機(jī)、對(duì)從該壓縮機(jī)排出的制冷劑與水進(jìn)行熱交換的第一熱交換器、對(duì)來(lái)自該第一熱交換器的制冷劑進(jìn)行減壓的減壓裝置、設(shè)在該減壓裝置與上述壓縮機(jī)之間的第二熱交換器、儲(chǔ)存由上述第一熱交換器加熱了的水的供熱水箱、將該供熱水箱內(nèi)的水通過(guò)上述第一熱交換器返回到該供熱水箱的水循環(huán)路徑，其特征在于，具有將從供水管導(dǎo)入的水通過(guò)上述第一熱交換器供給到使用側(cè)末端的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
為了達(dá)到上述第二目的，本發(fā)明的熱泵式熱水供給裝置，具有壓縮機(jī)、對(duì)從該壓縮機(jī)排出的制冷劑與水進(jìn)行熱交換的第一熱交換器、對(duì)來(lái)自該第一熱交換器的制冷劑進(jìn)行減壓的減壓裝置、設(shè)在該減壓裝置與上述壓縮機(jī)之間的第二熱交換器、儲(chǔ)存由上述第一熱交換器加熱了的水的供熱水箱、將該供熱水箱內(nèi)的水通過(guò)上述第一熱交換器返回到該供熱水箱的水循環(huán)路徑，其特征在于，具有混合通過(guò)上述第一熱交換器從供水管導(dǎo)入的水與上述供熱水箱的水并供給到使用側(cè)末端的模式。
另外，為了達(dá)到上述目的本發(fā)明的熱泵式熱水供給裝置，具有壓縮機(jī)、對(duì)從該壓縮機(jī)排出的制冷劑與水進(jìn)行熱交換的第一熱交換器、對(duì)來(lái)自該第一熱交換器的制冷劑進(jìn)行減壓的減壓裝置、設(shè)在該減壓裝置與上述壓縮機(jī)之間的第二熱交換器、儲(chǔ)存由上述第一熱交換器加熱了的水的供熱水箱、將該供熱水箱內(nèi)的水通過(guò)上述第一熱交換器返回到該供熱水箱的水循環(huán)路徑，其特征在于，具有混合通過(guò)上述第一熱交換器從供水管導(dǎo)入的水和從上述供水管導(dǎo)入的水并供給到使用側(cè)末端的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
為了達(dá)到上述第二目的，本發(fā)明的熱泵式熱水供給裝置，具有壓縮機(jī)、對(duì)從該壓縮機(jī)排出的制冷劑與水進(jìn)行熱交換的第一熱交換器、對(duì)來(lái)自該第一熱交換器的制冷劑進(jìn)行減壓的減壓裝置、設(shè)在該減壓裝置與上述壓縮機(jī)之間的第二熱交換器、儲(chǔ)存由上述第一熱交換器加熱了的水的供熱水箱、將該供熱水箱內(nèi)的水通過(guò)上述第一熱交換器返回到該供熱水箱的水循環(huán)路徑，其特征在于，具有混合通過(guò)上述第一熱交換器從供水管導(dǎo)入的水與上述供熱水箱的水、再與從供水管導(dǎo)入的水混合并供給到使用側(cè)末端的模式。
為了達(dá)到上述第三目的，本發(fā)明的熱泵式熱水供給裝置，具有壓縮機(jī)、對(duì)從該壓縮機(jī)排出的制冷劑與水進(jìn)行熱交換的第一熱交換器、對(duì)來(lái)自該第一熱交換器的制冷劑進(jìn)行減壓的減壓裝置、設(shè)在該減壓裝置與上述壓縮機(jī)之間的第二熱交換器、儲(chǔ)存由上述第一熱交換器加熱了的水的供熱水箱、將該供熱水箱內(nèi)的水通過(guò)上述第一熱交換器返回到該供熱水箱的水循環(huán)路徑，其特征在于，具有將來(lái)自浴缸的水通過(guò)上述第一熱交換器返回到上述浴缸的再燒水模式。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的熱泵式熱水供給裝置，具有壓縮機(jī)、對(duì)從該壓縮機(jī)排出的制冷劑與水進(jìn)行熱交換的第一熱交換器、對(duì)來(lái)自該第一熱交換器的制冷劑進(jìn)行減壓的減壓裝置、設(shè)在該減壓裝置與上述壓縮機(jī)之間的第二熱交換器、儲(chǔ)存由上述第一熱交換器加熱了的水的供熱水箱、將該供熱水箱內(nèi)的水通過(guò)上述第一熱交換器返回到該供熱水箱的水循環(huán)路徑，其特征在于，將上述供熱水箱的容量做成為60升～100升。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的熱泵式熱水供給裝置，具有壓縮機(jī)、對(duì)從該壓縮機(jī)排出的制冷劑與水進(jìn)行熱交換的第一熱交換器、對(duì)來(lái)自該第一熱交換器的制冷劑進(jìn)行減壓的減壓裝置、設(shè)在該減壓裝置與上述壓縮機(jī)之間的第二熱交換器、儲(chǔ)存由上述第一熱交換器加熱了的水的供熱水箱、將該供熱水箱內(nèi)的水通過(guò)上述第一熱交換器返回到該供熱水箱的水循環(huán)路徑，其特征在于，上述供熱水箱的容量為60升～100升，上述壓縮機(jī)、上述第一熱交換器、上述第二熱交換器、上述減壓裝置及上述供熱水箱收納在相同的箱體內(nèi)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的熱泵式熱水供給裝置，具有壓縮機(jī)、對(duì)從該壓縮機(jī)排出的制冷劑與水進(jìn)行熱交換的第一熱交換器、對(duì)來(lái)自該第一熱交換器的制冷劑進(jìn)行減壓的減壓裝置、設(shè)在該減壓裝置與上述壓縮機(jī)之間的第二熱交換器、儲(chǔ)存由上述第一熱交換器加熱了的水的供熱水箱、將該供熱水箱內(nèi)的水通過(guò)上述第一熱交換器返回到該供熱水箱的水循環(huán)路徑，其特征在于，上述供熱水箱的容量為60升～100升，上述壓縮機(jī)、上述第一熱交換器、上述第二熱交換器、上述減壓裝置及上述供熱水箱收納在相同的箱體內(nèi)，將上述供熱水箱設(shè)置在箱體的上部。


圖1是表示本發(fā)明的熱泵式熱水供給機(jī)的熱泵回路及水回路的一圖2是熱泵回路運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始后的水的溫度與時(shí)間的特性曲線。
圖3是將供熱水箱組裝入熱泵回路的下部的構(gòu)成圖。
圖4是將供熱水箱組裝入熱泵回路的上部的構(gòu)成圖。
圖5是將供熱水箱組裝入熱泵回路的側(cè)部的構(gòu)成圖。
圖6是將供熱水箱設(shè)置到熱泵回路本體之外的構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是本發(fā)明的熱泵式熱水供給機(jī)的一實(shí)施例。
首先從冷凍循環(huán)起進(jìn)行說(shuō)明。各自的機(jī)器由制冷劑配管連接著，在其中封入制冷劑并對(duì)其密封，構(gòu)成熱泵回路10，為了實(shí)現(xiàn)供給熱水所需要的大能力，由增加了另一個(gè)熱泵回路10a的兩個(gè)回路構(gòu)成。另外，在本實(shí)施例中，雖然由兩個(gè)熱泵回路構(gòu)成熱水供給器，但是根據(jù)壓縮機(jī)或熱交換器的性能、供熱水能力既可以是一個(gè)回路也可以是使用三個(gè)以上回路。
由壓縮機(jī)1及壓縮機(jī)1a壓縮的制冷劑(二氧化碳)流入熱交換器2。熱交換器2中一體地組裝入了使制冷劑冷凝的冷凝器3、3a和燒熱熱水的水熱交換器11、浴缸水熱交換器44。從熱交換器2流出的制冷劑在減壓裝置5、減壓裝置5a的作用下被減壓而成為低溫低壓的制冷劑。然后在蒸發(fā)器6、蒸發(fā)器6a中從由送風(fēng)機(jī)9及送風(fēng)機(jī)9a送來(lái)的外氣吸收熱量，然后通過(guò)散熱器7、散熱器7a再次被吸入到壓縮機(jī)1及壓縮機(jī)1a中。
8及8a是旁通閥，通過(guò)打開(kāi)該旁通閥使從壓縮機(jī)1及壓縮機(jī)1a排出的高溫高壓的制冷劑流過(guò)蒸發(fā)器6及6a，使附著在蒸發(fā)器6及6a上的霜熔解(除霜控制)。該除霜控制的時(shí)刻既可以是兩個(gè)制冷劑回路同時(shí)進(jìn)行，也可以是相互錯(cuò)開(kāi)地進(jìn)行。在錯(cuò)開(kāi)的情況下，雖然能力多少降低些，但是具有可無(wú)間斷地供給熱水的效果。
接著，對(duì)從自來(lái)水管16取入水、通過(guò)熱交換器2直接將熱水供給到使用側(cè)、或如后所述地通過(guò)在內(nèi)部使水循環(huán)使其加熱到規(guī)定的溫度的水循環(huán)回路22的供熱水回路進(jìn)行說(shuō)明。
在該水循環(huán)回路22中，通過(guò)由水配管連接熱交換器2、減壓?jiǎn)蜗蜷y17、流量傳感器21、單向閥48、49、供熱水箱13、循環(huán)泵15、混合來(lái)自供熱水箱13的熱水和來(lái)自水熱交換器11的熱水混合閥61、混合來(lái)自混合閥61的熱水與水的混合閥62、調(diào)整熱水的流量的熱水調(diào)整閥63而構(gòu)成。
另外，浴缸水回路由熱交換器2、注熱水電磁閥51、單向閥50、水位傳感器60、浴缸用的循環(huán)泵46構(gòu)成。
本實(shí)施例的熱泵式熱水供給機(jī)不像原來(lái)的那樣使用大型的儲(chǔ)熱水桶，它是小型輕量的熱供給機(jī)。即在通過(guò)用水熱交換器11對(duì)熱泵回路10的高溫冷制劑與水循環(huán)回路22的水進(jìn)行熱交換而燒熱熱水的熱水供給機(jī)中，通過(guò)做成為由水熱交換器11使從供水管16導(dǎo)入的水升溫，原樣地供給到使用末端27的瞬間式，可以不需要現(xiàn)有技術(shù)那樣的大型的儲(chǔ)熱水箱。另外，由于直到熱泵回路10的運(yùn)轉(zhuǎn)剛剛開(kāi)始后的壓力條件穩(wěn)定的期間不能產(chǎn)生用于加熱水的充分的冷凝熱，因此，其上升的短時(shí)間通過(guò)混合儲(chǔ)存在供熱水箱13中的熱水和來(lái)自水熱交換器11的水來(lái)供給熱水，可以實(shí)現(xiàn)一邊保持設(shè)定溫度一邊實(shí)現(xiàn)供熱水箱13的小型化。而且，在熱泵回路10的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、成為了燒好了設(shè)定溫度的熱水的狀態(tài)時(shí)，停止儲(chǔ)存在供熱箱13中的熱水的使用而直接供給熱水。以下進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
說(shuō)明向熱泵式熱水供給機(jī)供給水。從供水管16供給的水流入減壓?jiǎn)蜗蜷y17，此后，一方通過(guò)供水管19分流到供熱水箱13，另一方通過(guò)連接在與熱交換器11之間的水配管分流到熱交換器2，另外，向使用末端27的供熱水通過(guò)混合閥61、62、流量調(diào)整閥63被變成為設(shè)定溫度后進(jìn)行供給。
本實(shí)施例所示的熱泵式熱水供給機(jī)設(shè)想為基本上是由熱交換器2將從供水管16供給的水上升到使用者設(shè)定的溫度，向使用末端27供給熱水的瞬間熱水器。因此，在冷凍循環(huán)的能力高時(shí)或如果水交換器11的性能高，則不需要設(shè)置供熱水箱13。因此有可能成為比重量及設(shè)置空間大的現(xiàn)有的電熱熱水器緊湊得多的熱水供給機(jī)。
但是，由于被供給的水的溫度低、冷凍循環(huán)不穩(wěn)定、熱交換器2不充分熱的理由，也有供熱水溫度達(dá)不到設(shè)定溫度情況。
因此，在本實(shí)施例中設(shè)置了必要最小限的供熱水箱13，輔助性地使用存儲(chǔ)在供熱箱13中的熱水來(lái)確保使用末端27處的熱水供給溫度，直到在從熱交換器2輸出的水的溫度到達(dá)設(shè)定溫度。
根據(jù)情況不同，也考慮到了從熱交換器2輸出的熱水的溫度永遠(yuǎn)不上升的情況。在這種情況下，在使用末端27處的熱水的使用中斷了時(shí)，通過(guò)在供熱水箱13內(nèi)儲(chǔ)存規(guī)定高的溫度的熱水，在下次使用熱水時(shí)可以確保供給設(shè)定溫度的熱水。對(duì)于各部的動(dòng)作由以下的說(shuō)明就可明白。
混合閥61是如下這樣的閥，該閥在如上述那樣地在熱泵回路剛剛運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始后，從熱交換器2(水熱交換器11)出來(lái)的熱水的溫度未充分地上升到頭時(shí)，輔助性地混合供熱水箱13的熱水而將成為設(shè)定溫度的熱水供給到使用末端27。混合閥61和供熱水箱13由供熱水管20連接。
混合閥62具有在從混合閥61供給的熱水的溫度比設(shè)定溫度高時(shí)通過(guò)與從供水管16供給的水混合使熱水溫度降低而使其成為設(shè)定溫度的功能。
另外，流量調(diào)整閥63是具有為了使供熱水量不超過(guò)預(yù)定總量而控制流量的功能的閥。
另外，在各部上配置供水溫度傳感器52、水熱交換器出口水溫傳感器53、測(cè)量被混合的供水箱的熱水和水熱交換器出口的水的溫度的水溫傳感器54、測(cè)量最終供出熱水水溫的供出熱水溫度傳感器55、用于測(cè)量供熱水箱13的剩余熱水量的箱溫度傳感器56(a、b、c)，在冷凍循環(huán)側(cè)配置測(cè)量蒸發(fā)器6、6a的中間溫度的蒸發(fā)器溫度傳感器58、58a、感知壓縮機(jī)的吸入溫度的吸入溫度傳感器59、59a。
而且，在后述的箱體23中收容著熱泵回路10、10a、含有供熱水箱13的水循環(huán)回路22及其它的機(jī)器。
使用末端27設(shè)置有廚房等的水龍頭24、浴室的淋浴器25、由注熱水電磁閥51和單向閥50劃分的浴缸26等。該單向閥50是從衛(wèi)生上考慮用于使浴缸26的熱水不混入到從供水管16供給的熱水中的閥。在本實(shí)施例中雖未特別說(shuō)明，但是也可以根據(jù)需要在各自的末端上附設(shè)水用末端。
本實(shí)施例的熱泵式熱水供給機(jī)具有這樣的構(gòu)成，進(jìn)行以下說(shuō)明那樣的動(dòng)作。熱泵式熱水供給機(jī)與電熱水器相比其能量效率好300～500％。利用該熱泵式回路10向瞬間熱水器那樣地直接向使用末端供給熱水。但是，如在前也說(shuō)明過(guò)的那樣，熱泵回路10在從運(yùn)轉(zhuǎn)剛剛開(kāi)始后到熱泵回路穩(wěn)定的期間不能充分地供給由水熱交換器加熱水所需要的冷凝熱，不能直接向使用末端27供給熱水。在本實(shí)施例的熱泵式熱水供給機(jī)中，在其上升的數(shù)分鐘期間，輔助性地供給儲(chǔ)存在小容量的供熱水箱13內(nèi)的高溫的熱水進(jìn)行使用。
首先，對(duì)于供水箱13的容量進(jìn)行說(shuō)明。除了極端的情況外，一般家庭中的淋浴的水箱是11.8升/分，廚房是8.5升/分，洗漱間是7.5升/分，連續(xù)使用時(shí)間是，淋浴9.7分鐘，廚房是13.4分鐘。若不考慮同時(shí)使用的情況，必要的連續(xù)的熱水供給量是114升。將供熱水溫度設(shè)定為40℃、將儲(chǔ)存在供熱水箱13中的熱水溫度設(shè)定為可以殺滅沙門(mén)氏菌等的60℃，考慮到最差狀態(tài)而將從熱交換器2供給的水的溫度假定為8℃。在該條件下，當(dāng)計(jì)算必須儲(chǔ)存在供熱水箱13中的熱水量時(shí)，是約70升。但是，由于不能認(rèn)為從熱交換器2供給的水的溫度經(jīng)常是8℃，因此若比其高10℃而為約18℃，則供熱水箱13的溫度可以是60升。
另外，當(dāng)將現(xiàn)在市場(chǎng)上銷(xiāo)售的組裝式空調(diào)(バツケ-ジエアコン)的室外機(jī)的大小作為家庭用供熱水機(jī)的允許的大小時(shí)，是高度為1.4m、寬度為0.9m、厚度為0.3m左右，將供熱水箱13的形狀形成為圓筒形狀，將供熱水箱13收納在室外機(jī)的箱體內(nèi)時(shí)，供熱水箱13的可以允許的最大的大小是，直徑為0.3m、高度為1.4m。該容量是0.1立方米(100升)。
綜上所述，供熱水箱13的儲(chǔ)熱水量最好是60升～100升的范圍。當(dāng)將供熱水箱13的儲(chǔ)熱水容量收在該范圍中時(shí)，如上所述在不給熱水使用帶來(lái)障礙的范圍內(nèi)，可以向組裝式空調(diào)機(jī)和室內(nèi)空調(diào)機(jī)那樣地將室外機(jī)收納在一個(gè)箱子中。即，可以將供熱水箱13與作為主要構(gòu)成要素的壓縮機(jī)1、室外熱交換器6、水熱交換器11及減壓裝置5一起收容在一個(gè)框體內(nèi)。
在使用CFC類(lèi)氟制冷劑的冷凍循環(huán)中，60℃是最高的燒熱溫度，但是在制冷劑使用二氧化碳時(shí)，可以使熱水溫度進(jìn)一步上升，與進(jìn)一步使其上升的部分對(duì)應(yīng)地可以減少供熱水箱13的儲(chǔ)熱水能量。
在使用浴缸26以外的使用末端時(shí)，流量傳感器21感知末端的使用，起動(dòng)壓縮機(jī)1而開(kāi)始熱泵回路10的運(yùn)轉(zhuǎn)。在運(yùn)轉(zhuǎn)初始階段，熱泵回路10還是上升狀態(tài)，因此，成為利用供熱水箱10的供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)。從供水管16導(dǎo)入的水通過(guò)減壓閥17、供水管19到達(dá)供熱水箱13的下部。在供熱水箱13中從其下部供給水，由其水壓將儲(chǔ)存在供熱水箱13的上部的高溫的熱水壓出到供熱水管20中。
另外，來(lái)自供水管16的水為了由冷凍循環(huán)10加熱水，被分到流入水熱交換器10的水回路。為了在混合來(lái)自供熱水箱13的熱水和來(lái)自水熱交換器11的熱水的混合閥61中成為設(shè)定的溫度而由溫度傳感器54感知溫度，由來(lái)自?xún)?chǔ)熱水箱13的熱水和來(lái)自由冷凍循環(huán)10加熱的水熱交換器11的水的量進(jìn)行調(diào)整。在該運(yùn)轉(zhuǎn)初期的情況下，通過(guò)水熱交換器11來(lái)的水由于不充分的熱，因此來(lái)自供熱水箱13的熱水的量多，流過(guò)水熱交換器11的水的量變少(混合運(yùn)轉(zhuǎn)模式)。在此，在運(yùn)轉(zhuǎn)初始階段中，在減少了流過(guò)水熱交換器11的水的量時(shí)，可以急劇地使少量的水的溫度上升。
在該混合運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，當(dāng)使用末端27的熱水溫度過(guò)高(成為設(shè)定值以上)時(shí)，混合閥62被打開(kāi)，混合來(lái)自供水管16的水來(lái)調(diào)節(jié)熱水溫度。
當(dāng)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，熱泵回路10漸漸地開(kāi)始穩(wěn)定，從水熱交換器11出來(lái)的熱水的溫度也成為高溫，混合來(lái)自供熱水箱13的熱水和來(lái)自水熱交換器11的熱水的混合閥61漸漸地減少來(lái)自供熱水箱13的熱水供出，在來(lái)自水熱交換器11的熱水溫度成為設(shè)定溫度時(shí)，將從供熱水箱13的熱水供給完全關(guān)閉，只由通過(guò)由熱泵回路10加熱的水熱交換器11的熱水向末端供給熱水(瞬間熱水模式)。
這時(shí)，為了以設(shè)定的溫度向末端供給熱水，由溫度傳感器55測(cè)量溫度，用混合從水熱水交換器出來(lái)并通過(guò)了混合閥61的熱水和被分支的水的混合閥62向末端供給被設(shè)定的熱水。特別是在夏季等的從供水管16供給的水的溫度高時(shí)，從水熱交換器11輸出的熱水的溫度比設(shè)定溫度高。這時(shí)，為了使之成為設(shè)定溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)混合閥61來(lái)混合適當(dāng)?shù)乃蚰┒斯┙o熱水(水混合模式)。
另外，若將冷凍循環(huán)10做成為可以控制壓縮機(jī)1的轉(zhuǎn)速的變換器控制(インバ-タ制御)，用溫度傳感器53感知水熱交換器11的出水溫度，控制壓縮機(jī)1的轉(zhuǎn)速可以使其成為被設(shè)定的水溫。
而且，冷凍循環(huán)10本身調(diào)整膨脹閥5而使配置在蒸發(fā)器6的中間的溫度傳感器58與壓縮機(jī)吸入溫度傳感器的差成為一定。
而且在關(guān)閉了使用末端時(shí)，流量傳感器21感知其狀態(tài)，在供熱水箱13的熱水溫度是設(shè)定定值以下時(shí)，轉(zhuǎn)移到供熱水箱13的再燒水運(yùn)轉(zhuǎn)。
供熱水箱的再燒水運(yùn)轉(zhuǎn)在使冷凍循環(huán)10在運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下等待水熱交換器出口溫度成為高溫(儲(chǔ)熱水溫度)，使泵15運(yùn)轉(zhuǎn)。由此，儲(chǔ)存在供熱水箱13的下部的水到達(dá)水熱交換器11成為高溫的熱水，通過(guò)單向閥49返回到供熱水箱13的上部。該單向閥49起到防止在上述通常供熱水時(shí)從箱的熱水供出由混合閥61成為全閉時(shí)的從供熱水箱13供出熱水的作用。
這時(shí)的水熱交換器出口溫度通過(guò)使壓縮機(jī)1的轉(zhuǎn)速、循環(huán)泵15的流量變化進(jìn)行，由箱溫度傳感53感知供熱水箱燒水完畢，結(jié)束供熱水箱13的再燒水，成為待機(jī)狀態(tài)。
從供熱水箱13向末端的供熱水由于由來(lái)自供管16的水的供給進(jìn)行，保持滿(mǎn)箱的狀態(tài)，原則上沒(méi)有供熱水箱13內(nèi)的熱水量減少的情況。在安裝完畢時(shí)或長(zhǎng)期間不使用時(shí)，由于將供熱水箱13內(nèi)的熱水放出后的使用開(kāi)始時(shí)在供熱水箱13內(nèi)沒(méi)有熱水，需要供水(供熱水)。這時(shí)，當(dāng)打開(kāi)使用末端27的浴淋器25或水龍頭24時(shí)，來(lái)自供水管16的水通過(guò)水熱交換器11流到使用末端11。這時(shí)，由于供出熱水溫度傳感器55的檢測(cè)值為低溫，混合閥62只成為熱水側(cè)(來(lái)自供水管16的水不被混合)。另外，由于供出熱水溫度傳感器54的檢測(cè)值也為低溫，混合閥61打開(kāi)，使來(lái)自水熱交換器11的熱水和來(lái)自供熱水箱20的熱水混合。但是，由于在供熱水箱13內(nèi)水還未裝滿(mǎn)，因此不通過(guò)混合閥61從供熱水箱13輸出水。而且，由于混合閥61也打開(kāi)了供熱水箱13側(cè)而排出的空氣，因此，來(lái)自供水管16的水流入水熱交換器11的同時(shí)也流入供熱水箱13中。而且，在成為滿(mǎn)箱時(shí)，當(dāng)關(guān)閉使用側(cè)末端21的栓時(shí)，開(kāi)始在先說(shuō)明了的供熱箱13的再燒水。
可是，即使使冷凍循環(huán)10的壓縮機(jī)1變換器化(インバ-タ化)，在冷凍循環(huán)中也存在著最低能力和最高能力，供熱水所需要的能力可以由供水溫度傳感器52、流量傳感器21、設(shè)定出熱水溫度推測(cè)。
在必要供熱水能力為冷凍循環(huán)的最低能力以下時(shí)，冷凍循環(huán)10不運(yùn)轉(zhuǎn)，使用與通常供熱水時(shí)同樣的回路(混合來(lái)自水熱交換器11的熱水(水)和來(lái)自供熱水箱13的熱水的運(yùn)轉(zhuǎn)回路)只由供熱水箱13以設(shè)定溫度供出熱水。在箱內(nèi)的剩余熱水量(熱水溫度變低)變少時(shí)，進(jìn)行箱再燒水運(yùn)轉(zhuǎn)，成為向箱內(nèi)補(bǔ)給熱水的運(yùn)轉(zhuǎn)。
在燃?xì)鉄崴┙o機(jī)那樣的瞬間熱水機(jī)由于不具有輔助箱，在最低能力以下不能供給熱水(由使用側(cè)末端的混合栓調(diào)整溫度)，但是，在本實(shí)施例中，由于具有供熱水箱13，即使在這樣的情況下也可以以設(shè)定溫度向末端供給熱水。
另外，在供給熱水能力超過(guò)了冷凍循環(huán)10的最大能力時(shí)，將流量調(diào)整閥63做成為通過(guò)調(diào)整節(jié)流流量使其成為設(shè)定供出熱水溫度來(lái)供熱水的構(gòu)造。
通常的熱泵式熱水供給機(jī)是利用深夜電力將水燒熱為70℃～90℃并儲(chǔ)存在300升以上的大型箱內(nèi)，由于必須以高溫進(jìn)行燒水，因此熱效率低，但是若采用本發(fā)明，由于以末端所需要的熱水的溫度(例如一般所使用的42℃)燒熱水，因此與其它的熱泵式熱水供給機(jī)相比，其熱效率非常好。
在向浴缸26供給熱水進(jìn)行充滿(mǎn)熱水時(shí)，進(jìn)行上述同樣的供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)打開(kāi)注熱水電磁閥51，將熱水裝滿(mǎn)浴缸26。另外，由于考慮到在向浴缸26的注熱水中斷了時(shí)，浴缸26的熱水會(huì)逆流，因此，從衛(wèi)生方面考慮，由單向閥50防止該逆流。
另外，向浴缸27注熱水、注滿(mǎn)由于是充滿(mǎn)容量為180升以上的熱水，也可以改變上述的供給熱水運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，在運(yùn)轉(zhuǎn)初期，不使用供熱水箱13的熱水，運(yùn)轉(zhuǎn)熱泵回路10直接注入水熱交換器11的運(yùn)轉(zhuǎn)。這是因?yàn)?，為了向浴?6內(nèi)充滿(mǎn)熱水，需要180升以上的熱水，冷凍循環(huán)10的上升時(shí)間相對(duì)于全體來(lái)說(shuō)只是微小的時(shí)間。浴缸26的水位由于由水位傳感器60監(jiān)視著，在成為設(shè)定水位時(shí)，中止向浴缸的注入熱水、充滿(mǎn)熱水運(yùn)轉(zhuǎn)。
以下對(duì)洗澡水的再燒水進(jìn)行說(shuō)明。與現(xiàn)有的浴鍋同樣地已經(jīng)在浴缸26中充滿(mǎn)水，在想要燒熱它時(shí)，在大型的水箱內(nèi)儲(chǔ)存著熱水的電熱水器等中不能燒熱裝滿(mǎn)在浴缸中的水。
但是，在本實(shí)施例中，由于做成為一體地組裝入了使制冷劑冷凝的冷凝器3、將水燒熱的水熱交換器11、浴缸水熱交換器44的熱交換器2，因此，通過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)熱泵回路10、使循環(huán)泵16運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)使充滿(mǎn)浴缸26的水循環(huán)，可以燒熱浴缸內(nèi)的水。即、充滿(mǎn)浴缸26的水由循環(huán)泵46送到浴缸水熱交換器被升溫，再返回到浴缸26，而且，具有在設(shè)在浴缸水熱交換器44上游側(cè)的、用于檢測(cè)浴缸內(nèi)的水溫的洗澡水溫度傳感器57的檢測(cè)值為設(shè)定溫度時(shí)，停止熱泵回路(主要是壓縮機(jī)1)及循環(huán)泵46的運(yùn)轉(zhuǎn)的功能。即、帶有自動(dòng)地將浴缸內(nèi)的熱水溫度保持為設(shè)定值的自動(dòng)功能。
如上所述，由于可以完成對(duì)于浴缸26的注熱水、充滿(mǎn)熱水、燒熱水，因此具有浴缸26的熱水變少時(shí)的補(bǔ)足熱水，熱水變涼時(shí)的再燒水等的多彩的洗澡水自動(dòng)功能。
將運(yùn)轉(zhuǎn)初期的過(guò)渡時(shí)期的時(shí)間與水溫度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)特性曲線表示在圖2中。
在一般家庭中的使用末端27使用的熱水的溫度和熱水的量公認(rèn)為是約40～42℃、6～8升/分。以此為基礎(chǔ)、加上冬季的外氣條件，在實(shí)驗(yàn)中將供給的水溫設(shè)定為8℃。
曲線圖表示與運(yùn)轉(zhuǎn)熱泵回路10同時(shí)向水熱水交換器11供給水時(shí)的、水熱交換器11出口的水溫的變化。向水熱交換器11的入口供給8℃的水，到水熱交換器11出口的熱水溫度成為42℃需要約7分鐘。
在廚房的水龍頭24或淋浴器25處持續(xù)等待到水溫上升了的7分鐘是不能忍耐的。
在本實(shí)施例中，以該實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，設(shè)置了約30升的小容量的供熱水箱13(在現(xiàn)實(shí)中具有富余的是90升)，儲(chǔ)存著約60℃的熱水。
在使用末端處，由于在60℃的熱水中加入初始值為8℃的來(lái)自水熱交換器11的自來(lái)水而被降溫為42℃進(jìn)行使用，因此，例如來(lái)自水熱交換器11的水溫即使保持8℃的狀態(tài)不變，如果有30升的60℃的熱水，則可以補(bǔ)償5分鐘。另外，如果是該程度大小的供熱水箱則可以一體地收納在熱泵回路箱中，因此，也不會(huì)像現(xiàn)有技術(shù)的熱泵式熱水供給機(jī)那樣需要大的設(shè)置空間，另外，由于其質(zhì)量也小，也不需要牢固的地基，因此，可以設(shè)置在公寓或高級(jí)公寓的陽(yáng)臺(tái)等上。
以下對(duì)供熱水箱11的組裝位置進(jìn)行說(shuō)明。供熱水箱13的安裝位置如圖3所示考慮了設(shè)在熱泵回路10的下部的構(gòu)造、如圖4所示設(shè)在熱泵回路10的上部的構(gòu)造、或如圖5所示設(shè)在熱泵回路10的側(cè)部的構(gòu)造。
如圖3所示，在設(shè)在熱泵回路10的下部時(shí)，加入了熱水的供熱水箱13由于處于在箱體的下部，熱泵式熱水供給機(jī)的穩(wěn)定性好，而且，由于在制造工程中也可以順序地組裝在供熱水箱13之上，因此，其作業(yè)性良好，由于在維修中只要將箱體23卸下就可以檢修內(nèi)部的機(jī)器，因此提高了維修性。另外，30是控制電路，是根據(jù)各種傳感器等的輸出控制壓縮機(jī)1、減壓裝置5、各種混合閥、風(fēng)扇9等的控制電路。對(duì)于以下的圖也是相同的。
但是，在設(shè)在箱體的下部時(shí)，由于儲(chǔ)存著高溫的熱水的供熱水箱13接近地面，因此從供熱水箱13的表面散出的熱量多，浪費(fèi)能量。為了避免這種現(xiàn)象，通過(guò)若干犧牲組裝性、維修性而將供熱水箱13如圖4所示地設(shè)置在熱泵回路10的上部。在這時(shí)，由于由熱泵回路10產(chǎn)生的熱量包裹著供熱水箱13，因此，可以減少來(lái)自供給熱水箱13的無(wú)謂的散熱。
另外，如圖5所示，通過(guò)設(shè)置在熱泵回路10的側(cè)部，可以在確保了組裝性、維修性不變的狀態(tài)下，可以減少來(lái)自供熱水箱13的無(wú)謂的散熱量。
或者如圖6所示，不一體地收納在箱體之中，將供熱水箱13設(shè)置在收納了熱泵回路10的箱體的旁邊。這時(shí)，分別地構(gòu)成與制冷劑有關(guān)的熱泵回路10和與供熱水有關(guān)的水回路部分，可以分別平行地生產(chǎn)產(chǎn)品，因此產(chǎn)品的生產(chǎn)性變好，即使在安裝中，由于可以分別個(gè)別地進(jìn)行作業(yè)，因此安裝工程容易，在維修中可以進(jìn)一步改善維修的作業(yè)性。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種設(shè)置所需的空間小、質(zhì)量小的能量效率好的熱水供給機(jī)。
另外，根據(jù)本發(fā)明可以提供一種設(shè)置所需的空間小、質(zhì)量小的熱水供給機(jī)，并且該熱水供給機(jī)在供給熱水時(shí)可以縮短到熱水溫度穩(wěn)定的時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種設(shè)置所需的空間小、質(zhì)量小的熱水供給機(jī)，而且該熱水供給機(jī)可以輔助燒浴缸的熱水。
權(quán)利要求
1.熱泵式熱水供給機(jī)，其特征在于，具有壓縮機(jī)；對(duì)從該壓縮機(jī)排出的制冷劑和從供水管導(dǎo)入的水進(jìn)行熱交換的第一熱交換器；儲(chǔ)存由上述第一熱交換器加熱的熱水的供熱水箱；設(shè)置在該供熱水箱和上述第一熱交換器之間使該供熱水箱內(nèi)的熱水循環(huán)的循環(huán)泵；對(duì)從上述供水管導(dǎo)入并通過(guò)上述第一熱交換器加熱的水和儲(chǔ)存在上述供熱水箱的熱水進(jìn)行混合的混合機(jī)構(gòu)；在上述第一熱交換器的水出口溫度達(dá)到規(guī)定溫度時(shí)使上述循環(huán)泵起動(dòng)的功能。
2.如權(quán)利要求1所述的熱泵式熱水供給機(jī)，其特征在于，上述混合機(jī)構(gòu)設(shè)置在上述第一熱交換器和使用末端之間的配管上。
3.如權(quán)利要求1所述的熱泵式熱水供給機(jī)，其特征在于，通過(guò)使上述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)以及上述循環(huán)泵的流量變化，使上述第一熱交換器的水出口溫度達(dá)到所需的溫度。
全文摘要
本發(fā)明的熱泵式熱水供給機(jī)提供一種小型輕量的熱水供給機(jī)。在由水熱交換器(11)使熱泵回路(10)的高溫制冷劑和水循環(huán)回路(22)的水熱交換而燒熱水的熱水供給機(jī)中，通過(guò)做成由水熱水交換器(11)使從供水管(16)導(dǎo)入的水升溫并直接供給到使用末端(27)的瞬間式，可以不需要現(xiàn)有技術(shù)那樣的大型的儲(chǔ)熱水箱。另外，由于到熱泵回路(10)的剛剛運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始后的壓力條件穩(wěn)定不能使其產(chǎn)生用于燒水的充分的冷凝熱，因此其上升的短時(shí)間通過(guò)混合儲(chǔ)存在供熱水箱(13)中的熱水與來(lái)自水熱交換器(11)的水進(jìn)行供給熱水，可以在保持設(shè)定溫度同時(shí)實(shí)現(xiàn)供熱水箱(13)的小型化。
文檔編號(hào)F24H4/04GK1740651SQ20051010758
公開(kāi)日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2003年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月20日
發(fā)明者齊藤健一, 権守仁彥, 小暮博志, 蘆田春子, 小澤武夫, 岡村哲信 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所