供水加溫系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】在使用有熱泵的供水加溫系統(tǒng)中，提高熱泵的COP。經(jīng)由供水路(8)的向供水槽(3)的供水依次通過(guò)廢熱回收換熱器(12)、過(guò)冷卻器(17)及冷凝器(14)。熱源水等熱源流體依次通過(guò)蒸發(fā)器(16)及廢熱回收換熱器(12)。廢熱回收換熱器(12)是經(jīng)由供水路(8)的向供水槽(3)的供水與通過(guò)蒸發(fā)器(16)后的熱源流體之間的間接換熱器。過(guò)冷卻器(17)是經(jīng)由供水路(8)的向供水槽(3)的供水與從冷凝器(14)向膨脹閥(15)的制冷劑之間的間接換熱器。優(yōu)選在經(jīng)由供水路(8)的向供水槽(3)的供水期間，使熱泵(4)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且以使熱泵(4)的冷凝器(14)的出口側(cè)水溫維持為設(shè)定溫度的方式調(diào)整向冷凝器(14)的通水量。
【專利說(shuō)明】供水加溫系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用有熱泵的供水加溫系統(tǒng)。本申請(qǐng)基于在2012年3月30日向日本提出申請(qǐng)的日本特愿2012-079191號(hào)而主張優(yōu)先權(quán)，并在此援引其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來(lái)，如下述專利文獻(xiàn)I所公開的那樣，已知有能夠使用熱泵(12)對(duì)向鍋爐
(24)的供水槽(23)的供水進(jìn)行加溫的系統(tǒng)。另外，如下述專利文獻(xiàn)2所公開的那樣，還已知有在使用熱泵(10)而產(chǎn)生蒸汽的系統(tǒng)(SI)中分為加溫直至水接近沸點(diǎn)的加溫部(21 (第一換熱器40))和使水蒸發(fā)的蒸發(fā)部(22 (第二換熱器41))的系統(tǒng)。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-25431號(hào)公報(bào)(圖2、圖3)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2007-120914號(hào)公報(bào)(圖1、段落編號(hào)0024_0027、0032)
發(fā)明概要
[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]上述專利文獻(xiàn)所記載的發(fā)明均在通過(guò)熱泵的蒸發(fā)器后的熱源流體中殘留尚可利用的熱量，而無(wú)法將其利用。并且，在由熱泵負(fù)擔(dān)所有供水的加溫的情況下，系統(tǒng)大型化，壓縮機(jī)的消耗電力也變多，熱泵的效率(性能系數(shù)C0P)差。
[0009]另外，上述專利文獻(xiàn)所記載的發(fā)明均是想要利用熱泵進(jìn)行加溫的水的流量為恒定，因此無(wú)法與供水源的水溫、通向熱泵的蒸發(fā)器的熱源流體的溫度變化相應(yīng)地將來(lái)自熱泵的熱水涌出溫度(在專利文獻(xiàn)2所記載的發(fā)明中，由于蒸發(fā)部22成為規(guī)定壓力下的飽和溫度，因此與由加溫部21加溫后的水溫相當(dāng))維持為所期望的溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]對(duì)此，本發(fā)明要解決的課題在于，在使用有熱泵的供水加溫系統(tǒng)中，提高熱泵的效率。另外，優(yōu)選地將熱水涌出溫度維持為所期望的溫度。
[0011]解決方案
[0012]本發(fā)明是為了解決所述課題而完成的，技術(shù)方案I所記載的發(fā)明是一種供水加溫系統(tǒng)，其特征在于，所述供水加溫系統(tǒng)具備:熱泵，其由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥及蒸發(fā)器依次呈環(huán)狀地連接而成，使制冷劑循環(huán)，從通向所述蒸發(fā)器的熱源流體中汲取熱量，并對(duì)通向所述冷凝器的水進(jìn)行加溫；供水槽，能夠利用供水路依次通過(guò)廢熱回收換熱器、過(guò)冷卻器及所述冷凝器而向該供水槽進(jìn)行供水，所述廢熱回收換熱器是經(jīng)由所述供水路的向所述供水槽的供水與通過(guò)所述蒸發(fā)器后的熱源流體之間的間接換熱器，所述過(guò)冷卻器是經(jīng)由所述供水路的向所述供水槽的供水與從所述冷凝器向所述膨脹閥的制冷劑之間的間接換熱器。
[0013]根據(jù)技術(shù)方案I所記載的發(fā)明，向供水槽的供水依次通過(guò)廢熱回收換熱器、過(guò)冷卻器及冷凝器，另一方面，熱泵的熱源流體依次通過(guò)蒸發(fā)器及廢熱回收換熱器。使用通過(guò)蒸發(fā)器后的熱源流體的廢熱、通過(guò)冷凝器后的制冷劑的熱量，對(duì)向冷凝器的供水進(jìn)行預(yù)熱，由此能夠提高熱泵的效率。
[0014]技術(shù)方案2所記載的發(fā)明是技術(shù)方案I所記載的供水加溫系統(tǒng)，其特征在于，在經(jīng)由所述供水路的向所述供水槽的供水期間，使所述熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)，并且以將所述熱泵的冷凝器的出口側(cè)水溫維持為設(shè)定溫度的方式調(diào)整向所述冷凝器的通水量。
[0015]根據(jù)技術(shù)方案2所記載的發(fā)明，在經(jīng)由供水路的向供水槽的供水期間，以使冷凝器的出口側(cè)水溫維持為設(shè)定溫度的方式調(diào)整向冷凝器的通水量(經(jīng)由供水路的向供水槽的供水流量)，由此與供水源的水溫、熱源流體的溫度無(wú)關(guān)而能夠獲得所期望溫度的溫水。此外，為了將冷凝器的出口側(cè)水溫維持為設(shè)定溫度，不控制熱泵而控制向冷凝器的通水量，因此能夠使熱栗以聞效率的聞負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)、或與供水槽的水位等相應(yīng)而進(jìn)行負(fù)載調(diào)整。
[0016]技術(shù)方案3所記載的發(fā)明是技術(shù)方案I或技術(shù)方案2所記載的供水加溫系統(tǒng)，其特征在于，在所述冷凝器中，實(shí)現(xiàn)所述熱泵的制冷劑的冷凝，由此向所述供水槽的供水被所述熱泵的制冷劑的潛熱及顯熱加熱，在所述過(guò)冷卻器中，實(shí)現(xiàn)來(lái)自所述冷凝器的液態(tài)制冷劑的冷卻，由此向所述供水槽的供水被所述熱泵的制冷劑的顯熱加熱。
[0017]根據(jù)技術(shù)方案3所記載的發(fā)明，關(guān)于熱泵的制冷劑，由冷凝器來(lái)進(jìn)行從氣相向液相的冷凝，并由過(guò)冷卻器來(lái)進(jìn)行冷凝后的液態(tài)制冷劑的進(jìn)一步的冷卻。通過(guò)將換熱器分為制冷劑的冷凝用和過(guò)冷卻用，換熱器的設(shè)計(jì)變得容易，能夠以簡(jiǎn)易的構(gòu)造使換熱器小型化，能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低。另外，還能夠?qū)崿F(xiàn)通用的換熱器的利用。
[0018]技術(shù)方案4所記載的發(fā)明是技術(shù)方案I至3中任一項(xiàng)所記載的供水加溫系統(tǒng)，其特征在于，能夠?qū)κ欠袷雇ㄟ^(guò)所述蒸發(fā)器后的熱源流體通向所述廢熱回收換熱器進(jìn)行切換，當(dāng)所述廢熱回收換熱器的入口側(cè)處的所述供水的溫度比所述蒸發(fā)器的出口側(cè)處的所述熱源流體的溫度高時(shí)，不使通過(guò)所述蒸發(fā)器后的熱源流體通向所述廢熱回收換熱器。
[0019]根據(jù)技術(shù)方案4所記載的發(fā)明，萬(wàn)一廢熱回收換熱器的入口側(cè)處的供水的溫度比蒸發(fā)器的出口側(cè)處的熱源流體的溫度高，則不使通過(guò)蒸發(fā)器后的熱源流體通向廢熱回收換熱器，由此能夠防止溫度比較低的熱源流體所導(dǎo)致的供水的意外冷卻。
[0020]技術(shù)方案5所記載的發(fā)明是技術(shù)方案I至4中任一項(xiàng)所記載的供水加溫系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)通向所述熱泵的蒸發(fā)器的熱源流體的溫度來(lái)調(diào)整所述熱泵的輸出。
[0021]根據(jù)技術(shù)方案5所記載的發(fā)明，考慮熱源流體的溫度而調(diào)整熱泵的輸出，由此與熱源流體的溫度變化無(wú)關(guān)地，能夠使經(jīng)由供水路的向供水槽的供水流量穩(wěn)定。
[0022]此外，技術(shù)方案6所記載的發(fā)明是技術(shù)方案I至5中任一項(xiàng)所記載的供水加溫系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)通向所述熱泵的蒸發(fā)器的熱源流體的量低于設(shè)定、或通過(guò)所述供水路的供水的量低于設(shè)定時(shí)，停止所述熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且停止熱源流體向所述蒸發(fā)器的供給。
[0023]根據(jù)技術(shù)方案6所記載的發(fā)明，當(dāng)熱泵的熱源流體比假定量少、或通過(guò)供水路的供水比假定量少時(shí)，能夠停止熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0024]發(fā)明效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明，在使用有熱泵的供水加溫系統(tǒng)中，能夠提高熱泵的效率。另外，能夠基于實(shí)施方式而將熱水涌出溫度維持為所期望的溫度。【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是表示本發(fā)明的供水加溫系統(tǒng)的一實(shí)施例的簡(jiǎn)要圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]圖1是表示本發(fā)明的供水加溫系統(tǒng)I的一實(shí)施例的簡(jiǎn)要圖。
[0029]本實(shí)施例的供水加溫系統(tǒng)I是能夠利用熱泵4對(duì)向鍋爐2的供水槽3的供水進(jìn)行加溫的系統(tǒng)，其具備:存積向鍋爐2的供水的供水槽3 ;存積向該供水槽3的供水的補(bǔ)給水槽5 ;對(duì)從該補(bǔ)給水槽5向供水槽3的供水進(jìn)行加溫的熱泵4 ;存積作為該熱泵4的熱源的熱源水(例如廢溫水)的熱源水槽6。
[0030]鍋爐2是蒸汽鍋爐，對(duì)來(lái)自供水槽3的供水進(jìn)行加熱而使其成為蒸汽。鍋爐2典型而言，是以使蒸汽的壓力維持為所期望的壓力的方式來(lái)調(diào)整燃燒量的鍋爐。另外，鍋爐2以使鍋爐筒內(nèi)的水位維持為所期望的水位的方式控制在從供水槽3向鍋爐2的供水路或鍋爐2的內(nèi)部設(shè)置的泵7。來(lái)自鍋爐2的蒸汽向各種蒸汽使用設(shè)備(省略圖示)輸送，也可以使來(lái)自蒸汽使用設(shè)備的排水(蒸汽的冷凝水)向供水槽3返回。
[0031]供水槽3能夠從補(bǔ)給水槽5經(jīng)由熱泵4而利用供水路8被進(jìn)行供水，并且能夠不經(jīng)由熱泵4而利用補(bǔ)給水路9被進(jìn)行供水。通過(guò)控制設(shè)于供水路8的供水泵10和設(shè)于補(bǔ)給水路9的補(bǔ)給水泵11的動(dòng)作，能夠經(jīng)由供水路8與補(bǔ)給水路9中的任一方或雙方而從補(bǔ)給水槽5向供水槽3供水。在供水路8的比供水泵10靠下游的位置依次設(shè)有廢熱回收換熱器12和熱泵4。
[0032]供水泵10在本實(shí)施例中能夠利用變頻器來(lái)控制轉(zhuǎn)速。通過(guò)變更供水泵10的轉(zhuǎn)速，能夠調(diào)整經(jīng)由供水路8的向供水槽3的供水流量。另一方面，補(bǔ)給水泵11在本實(shí)施例中為開閉控制。
[0033]補(bǔ)給水槽5存積向供水槽3的供水。作為向補(bǔ)給水槽5的供水，在本實(shí)施例中使用軟水。即，利用軟水器(省略圖示)除去水中的硬度成分后的軟水向補(bǔ)給水槽5供給并被存積。基于補(bǔ)給水槽5的水位而控制來(lái)自軟水器的供水，由此補(bǔ)給水槽5的水位被維持為所期望的水位。
[0034]熱泵4是蒸汽壓縮式的熱泵，通過(guò)壓縮機(jī)13、冷凝器14、膨脹閥15及蒸發(fā)器16依次呈環(huán)狀地連接而構(gòu)成。而且，壓縮機(jī)13壓縮氣態(tài)制冷劑而使其成為高溫高壓的狀態(tài)。另夕卜，冷凝器14使來(lái)自壓縮機(jī)13的氣態(tài)制冷劑冷凝液化。此外，膨脹閥15使來(lái)自冷凝器14的液態(tài)制冷劑通過(guò)，由此降低制冷劑的壓力和溫度。而且，蒸發(fā)器16實(shí)現(xiàn)來(lái)自膨脹閥15的制冷劑的蒸發(fā)。
[0035]因此，熱泵4在蒸發(fā)器16處使制冷劑從外部奪取熱量而氣化，另一方面，在冷凝器14處使制冷劑向外部散熱而冷凝。利用熱泵4，在本實(shí)施例中，熱泵4在蒸發(fā)器16處從作為熱源的熱源水汲取熱量，在冷凝器14處對(duì)供水路8的水進(jìn)行加溫。
[0036]需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，熱泵4的制冷劑與熱源水之間的換熱由構(gòu)成蒸發(fā)器16的一個(gè)換熱器來(lái)進(jìn)行，由于熱泵4的制冷劑與熱源水之間的換熱不夾有第三流體，因此能夠縮小通過(guò)熱泵4的蒸發(fā)器16的制冷劑與熱源水之間的溫度差，能夠?qū)崿F(xiàn)熱泵4的性能系數(shù)(COP)的提高。并且，能夠成為簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)成本降低。[0037]熱泵4還在冷凝器14與膨脹閥15之間具備過(guò)冷卻器17。過(guò)冷卻器17是從冷凝器14向膨脹閥15的制冷劑與向冷凝器14的供水之間的間接換熱器。根據(jù)過(guò)冷卻器17，能夠利用向冷凝器14的供水來(lái)對(duì)從冷凝器14向膨脹閥15的制冷劑進(jìn)行過(guò)冷卻，并且能夠利用從冷凝器14向膨脹閥15的制冷劑對(duì)向冷凝器14的供水進(jìn)行加溫。熱泵4的制冷劑在冷凝器14處釋放出潛熱，并在過(guò)冷卻器17處釋放出顯熱。
[0038]換句話說(shuō)，在冷凝器14中，氣態(tài)制冷劑冷凝而成為液態(tài)制冷劑，該液態(tài)制冷劑向過(guò)冷卻器17供給，在過(guò)冷卻器17中，液態(tài)制冷劑被進(jìn)一步冷卻(過(guò)冷卻)。通過(guò)將換熱器分為制冷劑的冷凝用和過(guò)冷卻用，換熱器的設(shè)計(jì)變得容易，能夠以簡(jiǎn)易的構(gòu)造使換熱器小型化，能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低。另外，還能夠?qū)崿F(xiàn)通用的換熱器的利用。
[0039]此外，熱泵4在壓縮機(jī)13的入口側(cè)設(shè)置儲(chǔ)壓器、或在壓縮機(jī)13的出口側(cè)設(shè)置油分離器、或在冷凝器14的出口側(cè)(冷凝器14與過(guò)冷卻器17之間)設(shè)置貯液器。
[0040]然而，熱泵4也可以設(shè)為能夠變更其輸出(壓縮機(jī)的容量)。例如，利用變頻器來(lái)變更壓縮機(jī)13的馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，由此能夠變更熱泵4的輸出。
[0041]熱源水槽6存積作為熱泵4的熱源的熱源水。熱源水是例如廢溫水(從工廠等排出的溫水)。需要說(shuō)明的是，在熱源水槽6設(shè)有熱源水的供給路18，并且設(shè)有使規(guī)定以上的水溢出的溢出路19。
[0042]熱源水槽6的水經(jīng)由熱源供給路20而通過(guò)熱泵4的蒸發(fā)器16后，通過(guò)廢熱回收換熱器12。在熱源供給路20的比蒸發(fā)器16靠上游側(cè)的位置設(shè)有熱源供給泵21，通過(guò)使該熱源供給泵21動(dòng)作，能夠使來(lái)自熱源水槽6的熱源水依次通向蒸發(fā)器16和廢熱回收換熱器12。
[0043]在使熱源水先通過(guò)蒸發(fā)器16之后通向廢熱回收換熱器12，由此與在使熱源水先通過(guò)廢熱回收換熱器12之后通向蒸發(fā)器16的情況相比，能夠提高蒸發(fā)器16中的制冷劑的蒸發(fā)溫度(換句話說(shuō)蒸發(fā)壓力)，能夠減小壓縮機(jī)13的壓力比，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能。
[0044]需要說(shuō)明的是，廢熱回收換熱器12是從補(bǔ)給水槽5向過(guò)冷卻器17的供水與來(lái)自蒸發(fā)器16的熱源水之間的間接換熱器。在本實(shí)施例的情況下，從補(bǔ)給水槽5經(jīng)由供水路8的向供水槽3的供水在從補(bǔ)給水槽5依次通過(guò)廢熱回收換熱器12、過(guò)冷卻器17及冷凝器14之后向供水槽3供給。
[0045]在供水路8的、冷凝器14的出口側(cè)設(shè)有水溫傳感器22。該水溫傳感器22對(duì)通過(guò)冷凝器14后的水溫進(jìn)行檢測(cè)?；谒疁貍鞲衅?2的檢測(cè)溫度而控制供水泵10。在此，供水泵10以將水溫傳感器22的檢測(cè)溫度維持為設(shè)定溫度T (例如75°C )的方式被變頻控制。換句話說(shuō)，經(jīng)由供水路8的向供水槽3的供水以將水溫傳感器22的檢測(cè)溫度維持為設(shè)定溫度T的方式調(diào)整流量。其中，也可以根據(jù)情況而省略基于上述的水溫傳感器22的流量調(diào)整控制。
[0046]為了確認(rèn)作為熱泵4的熱源的熱源水的有無(wú)，在熱源水槽6設(shè)有水位檢測(cè)器23。水位檢測(cè)器23的結(jié)構(gòu)并沒(méi)有特別地限制，在本實(shí)施例中為電極式水位檢測(cè)器。換句話說(shuō)，向熱源水槽6插入有低水位檢測(cè)電極棒24，以監(jiān)視熱源水的水位是否低于設(shè)定。另外，也可以在熱源水槽6設(shè)有用于檢測(cè)熱源水的溫度的熱源溫度傳感器25。
[0047]接下來(lái)，對(duì)本實(shí)施例的供水加溫系統(tǒng)I的控制(運(yùn)轉(zhuǎn)方法)進(jìn)行說(shuō)明。以下說(shuō)明的一系列的控制使用未圖示的控制器而自動(dòng)完成。[0048]供水槽3能夠經(jīng)由供水路8被進(jìn)行供水，并且還能夠經(jīng)由補(bǔ)給水路9被進(jìn)行供水，但優(yōu)選以經(jīng)由供水路8的供水優(yōu)先的方式進(jìn)行控制。例如，雖然以將供水槽3內(nèi)的水位維持在設(shè)定范圍內(nèi)的方式控制經(jīng)由供水路8的供水，但如果是那樣的話，在供水槽3內(nèi)的水位低于設(shè)定范圍的情況下，優(yōu)選也經(jīng)由補(bǔ)給水路9向供水槽3供水。
[0049]在經(jīng)由供水路8的向供水槽3的供水期間，使熱泵4運(yùn)轉(zhuǎn)。換言之，供水泵10與熱泵4聯(lián)動(dòng)，在供水泵10的動(dòng)作期間，熱泵4也運(yùn)轉(zhuǎn)，在供水泵10的停止期間，熱泵4也停止。其中，如上所述，供水泵10在動(dòng)作期間以將水溫傳感器22的檢測(cè)溫度維持為所期望的溫度的方式對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行變頻控制。需要說(shuō)明的是，也可以在熱源水槽6內(nèi)的水溫高的情況下，在停止了熱泵4的狀態(tài)下使供水泵10運(yùn)轉(zhuǎn)并回收廢熱。另外，熱泵4根據(jù)其壓縮機(jī)13的動(dòng)作的有無(wú)而在運(yùn)轉(zhuǎn)與停止之間切換。
[0050]當(dāng)使熱泵4運(yùn)轉(zhuǎn)而從補(bǔ)給水槽5經(jīng)由供水路8向供水槽3供水時(shí)，來(lái)自補(bǔ)給水槽5的供水被廢熱回收換熱器12、過(guò)冷卻器17及冷凝器14逐漸加溫，以規(guī)定溫度向供水槽3供給。與在供水槽3和熱泵4(冷凝器14)之間使水循環(huán)的情況相比，由于利用從補(bǔ)給水槽5向供水槽3的一次通過(guò)(單次通過(guò))來(lái)對(duì)供水進(jìn)行加溫，因此能夠確保通過(guò)熱泵4的前后的供水的溫度差，從而實(shí)現(xiàn)熱泵4的性能系數(shù)(COP)的提高。另外，還能夠緊湊地構(gòu)成各換熱器。
[0051]根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有的系統(tǒng)1(沒(méi)有廢熱回收換熱器12、過(guò)冷卻器17，在供水槽3與熱泵4之間使水循環(huán)的系統(tǒng))相比，能夠使系統(tǒng)效率為8~9以上，從而能夠?qū)?jié)能及二氧化碳排出量減少做出較大貢獻(xiàn)。
[0052]然而，由于來(lái)自補(bǔ)給水槽5的水溫、來(lái)自蒸發(fā)器16的熱源水的溫度的不同，在廢熱回收換熱器12中，可能無(wú)法對(duì)供水進(jìn)行加溫，反而對(duì)其進(jìn)行冷卻。對(duì)此，在上述情況下，如在圖1中由雙點(diǎn)劃線示出那樣，通過(guò)在熱源供給路20中由旁通路26來(lái)連接廢熱回收換熱器12的前后，在熱源供給路20與旁通路26的向廢熱回收換熱器12的分支部設(shè)置三通閥27等，能夠在使來(lái)自蒸發(fā)器16的熱源水通向廢熱回收換熱器12、與不通向廢熱回收換熱器12而經(jīng)由旁通路26排出之間切換。而且，還能夠監(jiān)視廢熱回收換熱器12的入口側(cè)處的供水的溫度Tl和蒸發(fā)器16的出口側(cè)處的熱源水的溫度T2，若供水的溫度Tl比熱源水的溫度T2低(Tl <T2)，則使通過(guò)蒸發(fā)器16后的熱源水通向廢熱回收換熱器12，若供水的溫度Tl比熱源水的溫度Τ2高(Tl ^ Τ2)，則使通過(guò)蒸發(fā)器16后的熱源水不通向廢熱回收換熱器12而通過(guò)旁通路26。
[0053]另外，也可以在熱泵4的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，換句話說(shuō)在經(jīng)由供水路8的向供水槽3的供水期間，利用熱源溫度傳感器25來(lái)監(jiān)視熱源水槽6內(nèi)的水溫，基于其溫度而調(diào)整熱泵4的輸出。作為熱泵4的熱源的熱源水的溫度越高、越能夠降低熱泵4的輸出。考慮熱源水的溫度而調(diào)整熱泵4的輸出，由此與熱源水的溫度變化無(wú)關(guān)地，能夠使經(jīng)由供水路8的向供水槽3的供水流量穩(wěn)定。
[0054]此外，在熱泵4的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，當(dāng)熱源水槽6內(nèi)的水位下降、低水位檢測(cè)電極棒24無(wú)法檢測(cè)水位時(shí)，也可以停止熱泵4的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且停止熱源供給泵21以停止熱源水向蒸發(fā)器16的供給。由此，防止熱泵4不必要地運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，同樣地，在熱泵4的運(yùn)轉(zhuǎn)期間(換句話說(shuō)，在經(jīng)由供水路8的向供水槽3的供水控制期間)，萬(wàn)一當(dāng)通過(guò)供水路8的供水的量低于設(shè)定時(shí)，也可以停止熱泵4的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且停止熱源供給泵21以停止熱源水向蒸發(fā)器16的供ΛΑ5口 O
[0055]本發(fā)明的供水加溫系統(tǒng)I并不局限于所述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，能夠適當(dāng)?shù)丶右宰兏?。尤其是只要?jīng)由供水路8的向供水槽3的供水依次通過(guò)廢熱回收換熱器12、過(guò)冷卻器17及冷凝器14，另一方面，熱泵4的熱源流體依次通過(guò)蒸發(fā)器16及廢熱回收換熱器12，并且優(yōu)選地，在經(jīng)由供水路8的向供水槽3的供水期間，使熱泵4運(yùn)轉(zhuǎn)，并且以將冷凝器14的出口側(cè)水溫維持為設(shè)定溫度的方式調(diào)整向冷凝器14的通水量(經(jīng)由供水路8的向供水槽3的供水量)即可，其他結(jié)構(gòu)及控制能夠適當(dāng)?shù)刈兏?br> [0056]另外，在所述實(shí)施例中，為了調(diào)整經(jīng)由供水路8的向供水槽3的供水流量，對(duì)供水泵10進(jìn)行了變頻控制，但也可以對(duì)供水泵10進(jìn)行開閉控制且調(diào)整設(shè)于供水路8的閥門的開度。換句話說(shuō)，只要基于水溫傳感器22的檢測(cè)溫度而能夠調(diào)整經(jīng)由供水路8的供水的流量即可，該流量調(diào)整方法能夠適當(dāng)?shù)丶右宰兏?br> [0057]另外，熱泵4并不局限于單段，也可以設(shè)為多段。在熱泵4為多段的情況下，鄰接的段的熱泵彼此可以使用間接換熱器而被連接，也可以使用直接換熱器(中間冷卻器)而被連接。在后者的情況下，具備接受來(lái)自下段熱泵的壓縮機(jī)的制冷劑和來(lái)自上段熱泵的膨脹閥的制冷劑而使兩制冷劑直接接觸以進(jìn)行換熱的中間冷卻器，該中間冷卻器為下段熱泵的冷凝器且為上段熱泵的蒸發(fā)器。如此，多段(多段)的熱泵4除了包括一元多段的熱泵以外，還包括多元(多個(gè)元)的熱泵或它們的組合的熱泵。
[0058]另外，只要能夠經(jīng)由冷凝器14而借助供水路8向供水槽3供水，并且不經(jīng)由冷凝器14而借助補(bǔ)給水路9供水即可，供水路8、補(bǔ)給水路9的具體結(jié)構(gòu)并不局限于所述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，能夠適當(dāng)?shù)丶右宰兏?。例如，在所述?shí)施例中，供水路8與補(bǔ)給水路9分別以將補(bǔ)給水槽5與供水槽3連接的方式并列設(shè)置，但也可以是供水路8和補(bǔ)給水路9的一端部(補(bǔ)給水槽5側(cè)的端部)與另一端部(供水槽3側(cè)的端部)的一方或雙方作為共用的管路。換言之，補(bǔ)給水路9的一端部也可以不與補(bǔ)給水槽5連接而以從供水路8分支的方式設(shè)置，補(bǔ)給水路9的另一端部也可以不與供水槽3連接而以在供水槽3的跟前處與供水路8合流的方式設(shè)置。在將補(bǔ)給水路9的一端部不與補(bǔ)給水槽5連接而以從供水路8分支的方式設(shè)置的情況下，在比該分支部靠下游的位置處，在供水路8上設(shè)置供水泵10，另一方面，在補(bǔ)給水路9上設(shè)置補(bǔ)給水泵11即可，但也可以僅在比分支部靠上游側(cè)的共用管路上設(shè)置泵，通過(guò)調(diào)整在比分支部靠下游的供水路8及/或補(bǔ)給水路9設(shè)置的閥門的開度來(lái)調(diào)整通過(guò)供水路8、補(bǔ)給水路9的流量。
[0059]另外，在所述實(shí)施例中，雖然為了存積向供水槽3的供水而設(shè)置了補(bǔ)給水槽5，但也可以根據(jù)情況而省略補(bǔ)給水槽5的設(shè)置，也可以使水從供水源直接通向供水路8及補(bǔ)給水路9。
[0060]另外，在所述實(shí)施例中，雖然能夠經(jīng)由供水路8及/或補(bǔ)給水路9而從補(bǔ)給水槽5向供水槽3供水，但這些供水也可以從軟水器直接進(jìn)行。例如，在圖1中，將供水路8及補(bǔ)給水路9的基端部匯集而與軟水器連接，代替省略供水泵10的設(shè)置而調(diào)整設(shè)于供水路8的電動(dòng)閥(馬動(dòng)閥門)的開度，代替省略補(bǔ)給水泵11的設(shè)置而控制設(shè)于補(bǔ)給水路9的電磁閥的開閉即可。
[0061]另外，在所述實(shí)施例中，雖然對(duì)能夠用熱泵4對(duì)向鍋爐2的供水槽3的供水進(jìn)行加溫的系統(tǒng)進(jìn)行了說(shuō)明，但供水槽3的存積水的利用目的并不局限于鍋爐2而能夠適當(dāng)?shù)刈兏?。而且，也能夠根?jù)情況而省略補(bǔ)給水槽5、補(bǔ)給水路9。
[0062]此外，在所述實(shí)施例中，雖然對(duì)使用熱源水作為熱泵4的熱源的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但作為熱泵4的熱源流體并不局限于熱源水，也可以使用空氣、廢氣等各種流體。其中，熱源流體優(yōu)選為在蒸發(fā)器16處向熱泵4的制冷劑賦予熱量(顯熱)且自身伴有溫度降低、之后在廢熱回收換熱器12處向供水賦予熱量(顯熱)且自身伴有溫度降低的流體。
[0063]附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0064]I供水加溫系統(tǒng)
[0065]2 鍋爐
[0066]3供水槽
[0067]4 熱泵
[0068]5補(bǔ)給水槽
[0069]6熱源水槽
[0070]7 泵
[0071]8供水路
[0072]9補(bǔ)給水路
[0073]10供水泵
[0074]11補(bǔ)給水泵
[0075]12廢熱回收換熱器
[0076]13壓縮機(jī)
[0077]14冷凝器
[0078]15膨脹閥
[0079]16蒸發(fā)器
[0080]17過(guò)冷卻器
[0081]18供給路
[0082]19溢出路
[0083]20熱源供給路
[0084]21熱源供給泵
[0085]22水溫傳感器
[0086]23水位檢測(cè)器
[0087]24低水位檢測(cè)電極棒
[0088]25熱源溫度傳感器
[0089]26旁通路
[0090]27三通閥
【權(quán)利要求】
1.一種供水加溫系統(tǒng)，其特征在于， 所述供水加溫系統(tǒng)具備: 熱泵，其由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥及蒸發(fā)器依次呈環(huán)狀連接而成，使制冷劑循環(huán)，從通向所述蒸發(fā)器的熱源流體中汲取熱量，并對(duì)通向所述冷凝器的水進(jìn)行加溫； 供水槽，其能夠利用供水路依次通過(guò)廢熱回收換熱器、過(guò)冷卻器及所述冷凝器而被供水， 所述廢熱回收換熱器是經(jīng)由所述供水路的向所述供水槽的供水與通過(guò)所述蒸發(fā)器后的熱源流體之間的間接換熱器， 所述過(guò)冷卻器是經(jīng)由所述供水路的向所述供水槽的供水與從所述冷凝器向所述膨脹閥的制冷劑之間的間接換熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供水加溫系統(tǒng)，其特征在于， 在經(jīng)由所述供水路的向所述供水槽的供水期間，使所述熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)，并且以使所述熱泵的冷凝器的出口側(cè)水溫維持為設(shè)定溫度的方式調(diào)整向所述冷凝器的通水量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的供水加溫系統(tǒng)，其特征在于， 在所述冷凝器中，實(shí)現(xiàn)所述熱泵的制冷劑的冷凝，由此向所述供水槽的供水被所述熱泵的制冷劑的潛熱及顯熱加熱， 在所述過(guò)冷卻器中，實(shí)現(xiàn)來(lái)自所述冷凝器的液態(tài)制冷劑的冷卻，由此向所述供水槽的供水被所述熱泵的制冷劑的顯熱加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的供水加溫系統(tǒng)，其特征在于， 能夠?qū)κ欠袷雇ㄟ^(guò)所述蒸發(fā)器后的熱源流體通向所述廢熱回收換熱器進(jìn)行切換，當(dāng)所述廢熱回收換熱器的入口側(cè)處的所述供水的溫度比所述蒸發(fā)器的出口側(cè)處的所述熱源流體的溫度高時(shí)，不使通過(guò)所述蒸發(fā)器后的熱源流體通向所述廢熱回收換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的供水加溫系統(tǒng)，其特征在于， 根據(jù)通向所述熱泵的蒸發(fā)器的熱源流體的溫度來(lái)調(diào)整所述熱泵的輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的供水加溫系統(tǒng)，其特征在于， 當(dāng)通向所述熱泵的蒸發(fā)器的熱源流體的量低于設(shè)定、或通過(guò)所述供水路的供水的量低于設(shè)定時(shí)，停止所述熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且停止熱源流體向所述蒸發(fā)器的供給。
【文檔編號(hào)】F25B30/02GK103827602SQ201280047706
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】大谷和之, 田中靖國(guó), 竹本真典, 杉浦立樹, 大澤智也 申請(qǐng)人:三浦工業(yè)株式會(huì)社