熱泵裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及使用多個(gè)熱源的熱泵裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常，制冷制熱裝置以及供熱水機(jī)所使用的熱泵裝置以空氣為熱源。
[0003] 另外，在室外氣溫低的地域，也開始利用在制熱時(shí)利用地下熱的熱泵裝置。
[0004] 在將空氣的熱用作熱源的空氣熱源熱泵裝置中，當(dāng)在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)室外氣溫低的情 況下，有時(shí)會(huì)因吸入壓力的降低或結(jié)霜等而導(dǎo)致制熱功率的降低。這樣，熱泵裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)效 率取決于室外氣溫。
[0005] 在利用地下熱的地下熱熱栗裝置中，在地下溫度比室外氣溫高的情況下，由于能 夠使采熱量增多，因此運(yùn)轉(zhuǎn)效率相比空氣熱源熱泵裝置增高。但是，在地下溫度比室外氣溫 低的情況下，地下熱熱泵裝置相比空氣熱源熱栗裝置，運(yùn)轉(zhuǎn)效率反而惡化。
[0006] 另外，雖然地下溫度與室外氣溫相比全年的溫度變化小，但是溫度變化幅度因地 域以及深度、季節(jié)而不同，相比空氣熱源熱泵裝置，運(yùn)轉(zhuǎn)效率有時(shí)仍然會(huì)惡化。
[0007] 作為解決這些問題的手段，在專利文獻(xiàn)1中公開有如下技術(shù)：對(duì)設(shè)置于地上并以 室外空氣為熱源的空氣熱源熱交換器、以及將由埋設(shè)于地下的地下熱交換器采集的地下熱 作為熱源的地下熱源熱交換器進(jìn)行切換。在專利文獻(xiàn)1中，對(duì)流路進(jìn)行切換，以便在室外氣 溫為規(guī)定值以上或制冷劑溫度為規(guī)定值以上（例如空氣熱源交換器結(jié)霜的溫度以上）的 情況下，利用空氣熱源交換器，在制冷劑溫度為規(guī)定值以下的情況下，利用地下熱源熱交換 器。
[0008] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2010-216783號(hào)公報(bào)（圖1、圖4)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的課題
[0012] 在專利文獻(xiàn)1中，采用分開使用地下熱交換器和空氣熱交換器而從任一方采熱的 結(jié)構(gòu)。但是，若進(jìn)而也能夠從室外空氣和地下同時(shí)采熱并能夠?qū)Ψ珠_使用地下熱交換器和 空氣熱交換器而從任一方采熱的運(yùn)轉(zhuǎn)（以下稱為單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)）以及從室外空氣和地下同時(shí)采 熱的運(yùn)轉(zhuǎn)（以下稱為同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)）進(jìn)行切換，則例如當(dāng)在單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)中能力不夠時(shí)，可以切換到 同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)來補(bǔ)償能力不足。
[0013] 但是，并不一定是只要切換到同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)即可增強(qiáng)能力。根據(jù)室外氣溫以及熱源溫 度，也有時(shí)會(huì)導(dǎo)致切換到同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)反而使得作為熱栗整體的采熱量減少、依然不能得到所 需能力。
[0014] 因此，對(duì)從單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)向同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的切換可靠地進(jìn)行判斷是很重要的。但是，在專利 文獻(xiàn)1中，原本就不進(jìn)行同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，針對(duì)單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)和同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的切換判斷未進(jìn)行任何研究。 CN 104704302 A 說明書 2/15 頁
[0015] 但是，近年來，作為熱泵裝置中的熱源，除室外空氣之外，如上所述開始利用地下 熱，但也希望利用地下熱之外的其他熱源。
[0016] 本發(fā)明鑒于上述點(diǎn)而作出，其目的在于提供一種熱泵裝置，在從室外空氣和其他 熱源雙方采熱的熱泵裝置中，能夠可靠地判斷從單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)向同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的切換來有效利用熱 源。
[0017] 用于解決課題的方案
[0018] 本發(fā)明的熱泵裝置的特征在于，具有：制冷劑回路，所述制冷劑回路具有第一回路 和第二回路，所述第一回路具有壓縮機(jī)、利用側(cè)熱交換器的制冷劑流路、第一減壓裝置、以 及將作為第一熱源的室外空氣用作熱源的第一熱源熱交換器，將第二減壓裝置以及第二熱 源熱交換器的制冷劑流路串聯(lián)連接而構(gòu)成所述第二回路，所述第二回路與第一回路的第一 減壓裝置以及第一熱源熱交換器并列連接，壓縮機(jī)的排出側(cè)與第一、第二熱源熱交換器和 利用側(cè)熱交換器中的用作冷凝器的一方連接；熱交換介質(zhì)回路，所述熱交換介質(zhì)回路具有 第二熱源熱交換器的熱交換介質(zhì)流路，與不同于室外空氣的別的熱源進(jìn)行熱交換而吸收別 的熱源的熱的第二熱源即熱交換介質(zhì)在所述熱交換介質(zhì)回路中循環(huán)；利用側(cè)熱交換器出口 溫度檢測(cè)器，所述利用側(cè)熱交換器出口溫度檢測(cè)器對(duì)從利用側(cè)熱交換器的利用側(cè)介質(zhì)流路 流出的利用側(cè)介質(zhì)的出口溫度進(jìn)行檢測(cè)；以及控制裝置，所述控制裝置具有單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)和同 時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，所述單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)是選擇第一熱源熱交換器或第二熱源熱交換器而使制冷劑流動(dòng)的運(yùn) 轉(zhuǎn)，所述同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)是使制冷劑在第一熱源熱交換器和第二熱源熱交換器雙方流動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)， 當(dāng)在當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)中的單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)中能力不夠而不能使由利用側(cè)熱交換器出口溫度檢測(cè)器檢測(cè) 到的利用側(cè)$質(zhì)出口溫度成為目標(biāo)溫度的情況下，所述控制裝置判斷是否通過追加熱源而 使得能力提高，在判斷為能力提高時(shí)，從單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)切換到同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0019] 發(fā)明的效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明，可以得到能夠可靠地判斷從單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)向同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的切換來有效利用 熱源的熱泵裝置。
【附圖說明】
[0021]圖1是表^應(yīng)用本發(fā)明一實(shí)施方式的熱栗裝置的空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑回路的圖。 [0022]圖2是表示S 1的空調(diào)系統(tǒng)中的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)與熱源溫度即室外氣溫和 地下溫度之間的關(guān)系的圖。
[0023]圖3是表示511的空調(diào)系統(tǒng)中的制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)與熱源溫度即室外氣溫和 地下溫度之間的關(guān)系的圖。
[0024]圖4是表^圖1的空調(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與風(fēng)量之間的關(guān)系的圖。
[0025]圖5是表^圖1的空調(diào)系統(tǒng)中的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速與制冷劑流速之間的關(guān)系的圖。
[0026]圖6是表^圖1的空調(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)量與熱交換器性能之間的關(guān)系的圖。
[0027]目7是表不圖1的空調(diào)系統(tǒng)中的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化酬。
[。_圖8^圖丄的空調(diào)系統(tǒng)中的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)切換控制的流程圖。
[0029] ?9是0表示圖1的空調(diào)系統(tǒng)中追加了熱源時(shí)的制冷劑溫度的推定方法的流程圖。
[0030]圖IG是表娜1的空調(diào)系統(tǒng)中的制冷劑回路的變形例酬。 5 CN 104704302 A 說明書 3/15 頁
【具體實(shí)施方式】
[0031] 在以下說明的實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)用熱泵裝置的系統(tǒng)是進(jìn)行制熱或制冷的空調(diào)系統(tǒng) 這種情形進(jìn)行說明。
[0032] 圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明一實(shí)施方式的熱泵裝置的空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑回路的圖。圖 1的箭頭表示制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑的流動(dòng)。
[0033] 空調(diào)系統(tǒng)100具有熱泵裝置40和利用側(cè)裝置5〇,該利用側(cè)裝置50具有供利用側(cè) 介質(zhì)循環(huán)的利用側(cè)回路51并將熱泵裝置40作為熱源進(jìn)行制熱或制冷。
[0034] 〈〈熱泵裝置》
[0035] 熱泵裝置40具有制冷劑循環(huán)的制冷劑回路1〇、地下熱源側(cè)回路20、控制裝置3〇、 以及存儲(chǔ)裝置31，被設(shè)置于屋外。
[0036] 〈制冷劑回路〉
[0037] 制冷劑回路10具有第一回路IOa以及與第一回路IOa的一部分并列連接的第二 回路10b，在該第一回路IOa中，用制冷劑配管依次連接壓縮機(jī)1、切換制冷劑的流路的主制 冷劑流路切換閥即四通閥2、利用側(cè)熱交換器即水熱交換器3、第一減壓裝置即膨脹閥4a、 以及第一熱源熱交換器即空氣熱源熱交換器5a。第二回路IOb將第二減壓裝置即膨脹閥 4b與第二熱源熱交換器即地下熱源熱交換器5b的制冷劑流路41串聯(lián)連接而構(gòu)成，并與第 一回路IOa的膨脹閥4a以及空氣熱源熱交換器5a并列連接。
[0038] (壓縮機(jī)）
[0039] 壓縮機(jī)1是例如全密閉式壓縮機(jī)，具有電動(dòng)機(jī)部（未圖示）以及壓縮部（未圖示） 被收納于壓縮機(jī)殼體（未圖示）的結(jié)構(gòu)。向壓縮機(jī)1吸入的低壓制冷劑被壓縮成高溫高壓 制冷劑后從壓縮機(jī)1排出。壓縮機(jī)1由控制裝置30經(jīng)由變頻器（未圖示）進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制， 從而控制熱栗裝置40的能力。在此，關(guān)于壓力的高低，并非由與作為基準(zhǔn)的壓力（數(shù)值） 之間的關(guān)系來確定，而是通過壓縮機(jī)1的加壓、各膨脹閥4a、4b的開閉狀態(tài)（開度）的控制 等，在制冷劑回路10內(nèi)，基于相對(duì)的高低（包括中間）來表示。關(guān)于溫度的高低也相同。
[0040] (水熱交換器）
[0041] 水熱交換器3使利用側(cè)裝置50的利用側(cè)回路51內(nèi)的利用側(cè)介質(zhì)（在此為水）與 制冷劑回路10內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱交換。在利用側(cè)回路51中，利用泵52使水循環(huán)，在進(jìn)行 制熱的情況下，水熱交換器3作為冷凝器發(fā)揮作用，利用制冷劑回路10的制冷劑的熱加熱 水而生成熱水。在進(jìn)行制冷的情況下，水熱交換器3作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用，利用制冷劑回路 10的制冷劑的冷能來冷卻水而生成冷水。利用該熱水或冷水對(duì)室內(nèi)進(jìn)行制熱或制冷。該熱 交換器的形態(tài)包括將板層疊的板式、或由制冷劑流動(dòng)的傳