热泵装置制造方法及图纸

热泵装置具有第1制冷剂回路、第2制冷剂回路、蓄热回路和水回路，第1制冷剂回路具有连接着第1热交换器、第2热交换器、第3热交换器和第4热交换器的结构，第2制冷剂回路具有连接着第5热交换器和第2热交换器的结构，水回路具有第1水回路、第2水回路和第3水回路，在该第1水回路连接着泵、第1热交换器和第5热交换器，该第2水回路在泵与第1热交换器之间从第1水回路分支并在第1热交换器与第5热交换器之间连接于第1水回路，该第3水回路在第5热交换器的下游侧从第1水回路分支并经由第6热交换器而在泵的上游侧连接于第1水回路。

Heat pump device

The heat pump device has the first refrigerant loop, the second refrigerant loop, the regenerative loop and the water loop. The first refrigerant loop has the structure connecting the first heat exchanger, the second heat exchanger, the third heat exchanger and the fourth heat exchanger. The second refrigerant loop has the structure connecting the fifth heat exchanger and the second heat exchanger. The water loop has the first water loop, the second water loop and the third water loop. The first water loop is connected with the pump, the first heat exchanger and the fifth heat exchanger. The second water loop branches from the first water loop between the pump and the first heat exchanger and is connected to the first water loop between the first heat exchanger and the fifth heat exchanger. The third water loop branches from the first water loop on the downstream side of the fifth heat exchanger and is connected to the first water loop on the upstream side of the pump through the sixth heat exchanger. Loop.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热泵装置
本专利技术涉及具有复叠热泵回路的热泵装置。
技术介绍
专利文献1记载了供热水装置。该供热水装置具有依次连接压缩机、第1热交换器、膨胀机构和第2热交换器并填充了二氧化碳制冷剂的供热水用制冷剂回路。第1热交换器是热水生成用的热交换器，第2热交换器是空调装置等的低级侧制冷剂回路的制冷剂和二氧化碳制冷剂进行热交换的阶式(日文：カスケード)热交换器。由此，在供热水装置中，进行二元的热泵循环动作。在先技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3925383号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题图13和图14是表示以往的供热水装置中的CO2制冷剂的动作的p-h线图。如图13和图14所示，在超过临界压力地动作的CO2制冷剂的情况下，由于不存在冷凝温度，所以，散热行程的焓差与散热行程的温度差大致成正比地变化。因此，如图13所示，在进水温度低的情况(例如20℃)下，能够增加散热行程的焓差，所以，得到高COP。另一方面，如图14所示，在进水温度上升时(例如40℃)，散热行程的焓差变小，所以，COP降低。因此，在以往的供热水装置中，存在进水温度低的供热水运转和进水温度高的保温运转双方都提高运转效率很困难的课题。另外，在以往的供热水装置中，存在为了提高最大能力而需要使单元尺寸大型化的课题。本专利技术是为了解决上述那样的课题的至少1个而完成的，其目的在于提供一种在能够提高运转效率的同时既能抑制单元尺寸的大型化又能提高最大能力的热泵装置。用于解决课题的手段本专利技术的热泵装置具有：使第1制冷剂循环的第1制冷剂回路、使第2制冷剂循环的第2制冷剂回路、使第1流体循环的蓄热回路、以及使水流通的水回路；所述第1制冷剂回路具有经由配管按照第1压缩机、进行所述第1制冷剂与水的热交换的第1热交换器、进行所述第1制冷剂与所述第2制冷剂的热交换的第2热交换器、第1膨胀阀、进行所述第1制冷剂与第2流体的热交换的第3热交换器、以及进行所述第1制冷剂与所述第1流体的热交换的第4热交换器的顺序将它们加以连接的结构；所述第2制冷剂回路具有经由配管按照第2压缩机、进行所述第2制冷剂与水的热交换的第5热交换器、第2膨胀阀、以及所述第2热交换器的顺序将它们加以连接的结构；所述蓄热回路具有：蓄热箱、使所述第1流体在所述蓄热箱与所述第4热交换器之间循环的第1循环回路、以及使所述第1流体在所述蓄热箱与第6热交换器之间循环的第2循环回路，该第6热交换器进行所述第1流体与水的热交换；所述水回路具有：第1回路，在该第1回路连接着加压输送水的泵、所述第1热交换器和所述第5热交换器；第2回路，该第2回路在所述泵与所述第1热交换器之间从所述第1回路分支，在所述第1热交换器与所述第5热交换器之间连接于所述第1回路；以及第3回路，该第3回路在所述第5热交换器的下游侧从所述第1回路分支，经由所述第6热交换器而在所述泵的上游侧连接于所述第1回路。专利技术效果根据本专利技术，在能够提高运转效率的同时，既能抑制单元尺寸的大型化又能提高最大能力。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1的热泵装置的概略回路结构的回路图。图2是表示本专利技术的实施方式1的热泵装置在供热水模式下的状态的图。图3是表示本专利技术的实施方式1的热泵装置在保温模式下的状态的图。图4是表示本专利技术的实施方式1的热泵装置在蓄热模式下的状态的图。图5是表示本专利技术的实施方式1的热泵装置在能力增强模式下的状态的图。图6是表示本专利技术的实施方式1的热泵装置在供热水和蓄热模式下的状态的图。图7是表示本专利技术的实施方式1的热泵装置在保温和蓄热模式下的状态的图。图8是表示本专利技术的实施方式1的热泵装置在快速起动模式下的状态的图。图9是表示本专利技术的实施方式4的热泵装置所采用的胶囊型的蓄热材料的概略结构的图。图10是表示本专利技术的实施方式6的热泵装置的概略回路结构的回路图。图11是表示本专利技术的实施方式7的热泵装置的概略回路结构的回路图。图12是表示本专利技术的实施方式10的热泵装置的物理结构的示意图。图13是表示以往的供热水装置中的CO2制冷剂的动作的p-h线图。图14是表示以往的供热水装置中的CO2制冷剂的动作的p-h线图。具体实施方式实施方式1.对本专利技术的实施方式1的热泵装置进行说明。图1是表示本实施方式的热泵装置的概略回路结构的回路图。如图1所示，热泵装置具有复叠热泵回路103，该复叠热泵回路103具有使第1制冷剂循环的低级侧的第1制冷剂回路101和使第2制冷剂循环的高级侧的第2制冷剂回路102。另外，热泵装置具有使第1流体循环的蓄热回路110和使水流通的水回路120。(第1制冷剂回路101)第1制冷剂回路101具有经由制冷剂配管按照第1压缩机1、第1热交换器2、第2热交换器3、第1膨胀阀4、第3热交换器5和第4热交换器6的顺序将它们连接成环状的结构。作为在第1制冷剂回路101内循环的第1制冷剂，采用例如在至少第1制冷剂回路101单独运转时在超临界区域动作的制冷剂(例如包含CO2为至少一种成分的制冷剂)。也就是说，在至少第1制冷剂回路101单独运转时的第1制冷剂回路101的高压侧压力为第1制冷剂的临界压力以上。第1压缩机1是吸入并压缩低压的第1制冷剂、然后将其作为高压制冷剂而排出的流体机械。第1热交换器2和第2热交换器3分别是第1制冷剂回路101中的高压侧的热交换器，作为使热从第1制冷剂散发的散热器而发挥作用。第1热交换器2是进行水与第1制冷剂的热交换的水-制冷剂热交换器。在第1热交换器2中，从第1制冷剂向水散热，从而水被加热且第1制冷剂被冷却。第2热交换器3是进行低级侧的第1制冷剂与高级侧的第2制冷剂的热交换的阶式热交换器。在第2热交换器3中，从第1制冷剂向第2制冷剂散热，从而第2制冷剂被加热且第1制冷剂被进一步冷却。第1膨胀阀4对高压的第1制冷剂进行等焓减压并使之作为低压制冷剂而流出。作为第1膨胀阀4，采用能通过控制装置的控制来调节开度的电子式膨胀阀等。第3热交换器5和第4热交换器6分别是第1制冷剂回路101中的低压侧的热交换器，作为使第1制冷剂吸收热而使第1制冷剂蒸发的蒸发器而发挥作用。第3热交换器5是进行第1制冷剂与第2流体的热交换的热交换器。在本例中，作为第2流体，采用由未图示的送风风扇供给的室外空气。因此，第3热交换器5成为进行室外空气与第1制冷剂的热交换的空气-制冷剂热交换器。在第3热交换器5中，从第2流体向第1制冷剂散热，从而第1制冷剂被加热。第4热交换器6是进行第1制冷剂与第1流体的热交换的热交换器。在第4热交换器6中，从第1流体向第1制冷剂散热，从而第1制冷剂被加热且第1流体被冷却。(第2制冷剂回路102)第2制冷剂回路102具有经由制冷剂配管按照第2压缩机7、第5热交换器8、第2膨胀阀9和上述第2热交换器3的顺序将它们连接成环状的结构。作为在第2制冷剂回路102内循环的第2制冷剂，采用例如在超临界区域以下动作的制冷剂。也就是说，第2制冷剂回路102的高压侧压力为第2制冷剂的临界压力以下。第2压缩机7是吸入并压缩低压的第2制冷剂、然后将其作为高压制冷剂而排出的流体机械。第5热交换器8是第2制冷剂回路102中的高压侧的热交换器，作为使热从第2制冷剂散发而使第2制冷剂冷凝的散热器(冷凝器)而发挥作用。第5热交换器8是进行水与第2制冷剂的热交换的水-制冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热泵装置，具有：使第1制冷剂循环的第1制冷剂回路、使第2制冷剂循环的第2制冷剂回路、使第1流体循环的蓄热回路、以及使水流通的水回路；所述第1制冷剂回路具有经由配管按照第1压缩机、进行所述第1制冷剂与水的热交换的第1热交换器、进行所述第1制冷剂与所述第2制冷剂的热交换的第2热交换器、第1膨胀阀、进行所述第1制冷剂与第2流体的热交换的第3热交换器、以及进行所述第1制冷剂与所述第1流体的热交换的第4热交换器的顺序将它们加以连接的结构；所述第2制冷剂回路具有经由配管按照第2压缩机、进行所述第2制冷剂与水的热交换的第5热交换器、第2膨胀阀、以及所述第2热交换器的顺序将它们加以连接的结构；所述蓄热回路具有：蓄热箱、使所述第1流体在所述蓄热箱与所述第4热交换器之间循环的第1循环回路、以及使所述第1流体在所述蓄热箱与第6热交换器之间循环的第2循环回路，该第6热交换器进行所述第1流体与水的热交换；所述水回路具有：第1回路，在该第1回路连接着加压输送水的泵、所述第1热交换器和所述第5热交换器；第2回路，该第2回路在所述泵与所述第1热交换器之间从所述第1回路分支，在所述第1热交换器与所述第5热交换器之间连接于所述第1回路；以及第3回路，该第3回路在所述第5热交换器的下游侧从所述第1回路分支，经由所述第6热交换器而在所述泵的上游侧连接于所述第1回路。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热泵装置，具有：使第1制冷剂循环的第1制冷剂回路、使第2制冷剂循环的第2制冷剂回路、使第1流体循环的蓄热回路、以及使水流通的水回路；所述第1制冷剂回路具有经由配管按照第1压缩机、进行所述第1制冷剂与水的热交换的第1热交换器、进行所述第1制冷剂与所述第2制冷剂的热交换的第2热交换器、第1膨胀阀、进行所述第1制冷剂与第2流体的热交换的第3热交换器、以及进行所述第1制冷剂与所述第1流体的热交换的第4热交换器的顺序将它们加以连接的结构；所述第2制冷剂回路具有经由配管按照第2压缩机、进行所述第2制冷剂与水的热交换的第5热交换器、第2膨胀阀、以及所述第2热交换器的顺序将它们加以连接的结构；所述蓄热回路具有：蓄热箱、使所述第1流体在所述蓄热箱与所述第4热交换器之间循环的第1循环回路、以及使所述第1流体在所述蓄热箱与第6热交换器之间循环的第2循环回路，该第6热交换器进行所述第1流体与水的热交换；所述水回路具有：第1回路，在该第1回路连接着加压输送水的泵、所述第1热交换器和所述第5热交换器；第2回路，该第2回路在所述泵与所述第1热交换器之间从所述第1回路分支，在所述第1热交换器与所述第5热交换器之间连接于所述第1回路；以及第3回路，该第3回路在所述第5热交换器的下游侧从所述第1回路分支，经由所述第6热交换器而在所述泵的上游侧连接于所述第1回路。2.根据权利要求1所述的热泵装置，其中，还具有控制所述第1制冷剂回路、所述第2制冷剂回路、所述蓄热回路和所述水回路的控制装置。3.根据权利要求2所述的热泵装置，其中，所述控制装置能执行第1运转模式；在所述第1运转模式下，所述第1压缩机运转而所述第2压缩机停止，所述水回路被控制成，使得由所述泵加压输送的水通过所述第1热交换器和所述第5热交换器而流出。4.根据权利要求2或3所述的热泵装置，其中，所述控制装置能执行第2运转模式；在所述第2运转模式下，所述第1压缩机和所述第2压缩机运转，所述水回路被控制成，使得由所述泵加压输送的水通过所述第2回路和所述第5热交换器而流出。5.根据权利要求4所述的热泵装置，其中，所述控制装置在流入的水的水温为预定温度以上、或流入的水的水温与目标出热水温度之差为预定值以下的情况下执行所述第2运转模式。6.根据权利要求2～5中任一项所述的热泵装置，其中，所述控制装置能执行第3运转模式；在所述第3运转模式下，所述第1压缩机和所述第2压缩机运转，所述蓄热回路被控制成，使得所述第1流体在所述第2循环回路循环，所述水回路被控制成，使得由所述泵加压输送的水在所述第2回路、所述第5热交换器和所述第3回路循环。7.根据权利要求6所述的热泵装置，其中，所述控制装置在所述蓄热箱的残余蓄热量不足、或预测到所述蓄热箱的残余蓄热量的不足的情况下执行所述第3运转模式。8.根据权利要求2～7中任一项所述的热泵装置，其中，所述控制装置能执行第4运转模式；在所述第4运转模式下，所述第1压缩机和所述第2压缩机运转，所述蓄热回路被控制成，使得所述第1流体在所述第1循环回路循环，所述水回路被控制成，使得由所述泵加压输送的水通过所述第1热交换器和所述第5热交换器而流出。9.根据权利要求8所述的热泵装置，其中，所述控制装置在所述第1压缩机的频率达到上限、即使所述第1制冷剂回路的高压侧压力达到预定值而出热水温度也未达到目标出热水温度、或出热水量未达到目标出热水量的情况下，执行所述第4运转模式。10.根据权利要求2～9中任一项所述的热泵装置，其中，所述控制装置能执行第5运转模式；在所述第5运转模式下，所述第1压缩机运转而所述第2压缩机停止，所述蓄热回路被控制成，使得所述第1流体在所述第2...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁池悟，大林诚善，门胁仁隆，七种哲二，大坪祐介，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP