热泵供应热水式地板加热系统技术方案

本发明专利技术要解决的问题是：在兼具有地板加热功能的热泵供应热水式地板加热系统中，为实现小型轻量化虽然开发出了直接供应热水方式，但由于在供应热水运转时和地板加热运转时所需要的加热能力的差很大，通过现有的压缩机转数控制不能满足要求，尤其是在地板加热运转时进行低速运转，产生压缩机构部的脱离、失调、噪音等问题。本发明专利技术提供的热泵供应热水式地板加热系统，通过在使用热水时进行热泵运转，在将加热了的水直接对使用终端供应热水的直接供应热水式热泵供应热水机上增加地板加热功能的同时，作为压缩机的控制方法，通过巧妙地分别使用转数控制和容量控制而解决了现有技术存在的问题。

【技术实现步骤摘要】
热泵供应热水式地板加热系统
本专利技术涉及热泵供应热水式地板加热系统，尤其是提供一种能扩大压缩机能力的变化范围，能以高的运转效率相应地实现从需要大容量的供应热水运转到以小容量完成的地板加热运转的热泵供应热水式地板加热系统。
技术介绍
近年来，伴随着热泵供应热水机的普及，提出了具有地板加热功能的技术方案。作为这样的热泵供应热水机，有例如在专利文献1-日本特开2003-247753号公报中所公开的机器。这种机器预先在电费便宜的夜间进行热泵运转，使热水沸腾而贮存在热水贮存罐中，根据需要使用热水贮存罐中贮存的热水，从龙头中放出热水使用，或者使热水循环对地板进行加热。通常，与热水贮存温度为60-90℃相反，从龙头放出热水使用的温度约为40℃，而对地板进行加热时的循环热水温度约为55-60℃，在从龙头放出热水或对地板加热的任何一种情况下，使用温度都比贮存热水温度低，在从龙头放出热水使用时需补充供水，在对地板加热时，需将贮存热水混入到对地板加热后返回的热水中进行温度调整。对于具有上述现有的地板加热功能的热泵供应热水机来说，需要400L-600L那样大容量的热水贮存罐，在热水贮存罐贮满热水的情况下，由于仅仅热水量就达到400kg-600kg，因而需分开单独设置热泵单元和热水贮存罐单元，设置面积及安装工作量大以及需要以现场作业方式在热泵单元和热水贮存罐单元之间进行水管的连接等，在设置施工方面存在种种问题。另外，由于气候及来客等原因，在一天中的热水使用量大的情况下，有可能出现热水贮存罐贮存的热水使用完了，而不能供给洗澡热水等尴尬情况。尤其是在冬季，由于从龙头供应的热水量，供洗澡热水补充加热的热水使用量以及地板加热用热水的使用量等各种热水使用量都增多，因而热水贮-->存罐中的热水量容易出现不足，需要加大热水贮存罐的容量，致使除冬季外其容量超过需要量。再有，由于具有地板加热功能，所需要的热水供应量因家庭构成等不同而有很大差异，作为使用热泵热水供应机的地板加热功能较多的家庭，贮存罐贮存的热水量呈现不足，而作为使用其它供暖设备而不怎么使用热泵热水供应机的地板加热功能的家庭来说，则热水贮存罐又大到超过需要。另外，在冬季进行热水贮存运转时，由于要将10℃左右的水加热到60℃-90℃，虽然需要有提高温度50℃-80℃的加热能力，但在地板加热运转时，由于只要使一旦加热了的水循环，则仅对循环中已冷却的部分进行加热即可，例如，在对地板加热的情况下，由于输送55℃-60℃的热水对地板加热，而返回热水的温度达到45℃-50℃左右，因而加热能力只要较小的10℃左右就足够了。因此，在冬季进行供应热水运转时，需要使压缩机以高转数(例如7000转/分)运转，而在地板加热运转时，需要使压缩机以低转数(例如1000转/分)运转。而且，虽然压缩机设计成以其最大能力可以满足供应热水时的要求，但由于在环境温度高时的地板加热运转时为低速运转，因而，成为涡轮压缩机构产生因脱离、失调等不正常情况引起的能力极度降低或噪音等不正常情况的主要原因，且有可能使可靠性降低。即，由于在供应热水运转时所需要的加热能力和对地板加热时所需要的加热能力之差很大，通过现有的压缩机转速控制不能满足其要求，在地板加热运转的低速运转时，有可能产生压缩机构部的脱离或失调、噪音等问题。另一方面，从节能的观点来看，热泵运转在供水温度一定时，由于加热放出热水温度越高其运转效率越低，因而，相对于使用温度在热水贮存温度高的条件下，从龙头供应热水、对地板加热都是在运转效率低的条件下进行热泵运转。再有，由于在热水贮存罐中贮存有大量的高温热水，因而，因散热造成的能量损失也是个大问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，对于兼有对地板加热功能的热泵热水供应机提高在对地板加热时的可靠性。-->本专利技术作为解决上述现有技术的具有地板加热功能的热水贮存式热泵供应热水机的问题的手段提供的热泵供应热水式地板加热系统，它不在夜间预先进行热泵运转，而是在使用热水时进行热泵运转，在将加热了的水直接对使用终端供应热水的直接供应热水式热泵供应热水机上增加地板加热功能的同时，作为压缩机的控制方法通过分别有效地使用转数控制和容量控制，从而解决了现有技术存在的问题。本专利技术第一方案的热泵供应热水式地板加热系统，具有：由压缩机、制冷剂开关阀、供应热水用换热器、地板加热用换热器、减压装置、蒸发器构成的热泵制冷剂回路构成的热源回路，加热所供应的水并供应热水的供应热水回路，加热循环的载热体并供热的地板加热回路；其特征在于：具有在对上述供应热水回路供热时，对上述压缩机进行转数控制；在对上述地板加热回路供热时，对上述压缩机进行容量控制的运转控制装置，由于不需要大容量的热水贮存罐，故在可以实现产品的小型轻量化，可以大幅度地改善设置施工条件的同时，可以消除热水中断并减小从热水贮存罐散发的热。另外，由于可以使热泵运转时经加热后放出的热水温度分别与各种使用的热水温度一致，因而，可以相应提高使用热水温度低于现有技术的热水贮存温度部分的运转效率。进而，由于压缩机的控制分别采用高负荷时的转数控制和低负荷时的容量控制，因而，可以扩大压缩机的加热能力的可变化范围，并消除因低负荷运转时的压缩机构部的脱离、失调导致的性能降低及噪声等现有技术的问题，且可以有效地满足从需要大容量的冬季的供应热水运转到小容量即可的地板加热运转的要求。另外，采用本专利技术，可提高直接供应热水式的热泵供应热水式地板加热系统的可靠性，并且可实现小型轻量化。本专利技术第二方案的热泵供应热水式地板加热系统，在第一方案的基础上，上述热泵制冷剂回路在上述压缩机的制冷剂压缩中间部分和上述蒸发器与上述压缩机之间具有容量控制阀，上述容量控制阀在上述压缩机进行转数控制时预先关闭，且在进行容量控制时打开，所以，在现有的压缩机结构中，利用在制冷剂压缩的中间部分设置中间排出口，并连接具有开关功能的容量控制阀的简单的机构，就可以实现压缩机的容量控制，从而实现以小容量就可-->提高地板加热运转时的运转效率。另外，由于通过容量控制便减轻了压缩机的制冷剂压缩负荷，因而可以消除低速运转导致的涡轮机构的脱离、失调、噪声等问题。另外，采用这种结构，无需开发内置有新的容量控制机构的新型压缩机，从而可以实现压缩机开发费用的节约和可靠性的提高。本专利技术第三方案的热泵供应热水式地板加热系统，在第一方案的基础上，上述热源回路由多个热泵制冷剂回路构成，在供应热水运转时，多个热泵制冷剂回路运转，在地板加热运转时，单独的热泵制冷剂回路运转。因此，供应热水能力的范围进一步扩大，且从需要大容量的冬季供应热水运转到以小容量就能满足的地板加热运转都能进行最佳运转。另外，通过在需要大容量的供应热水时使用多个热泵制冷剂回路，并在以小容量即可的地板加热时使用单独的热泵制冷剂回路，可以进行与用途一致的最佳运转，从而可以获得顺利地控制、节能等效果。本专利技术第四方案的热泵供应热水式地板加热系统，在第三方案的基础上，上述热源回路由具有容量控制功能的热泵制冷剂回路和没有容量控制功能的热泵制冷剂回路两个热泵制冷剂回路构成；在供应热水运转时，两个热泵制冷剂回路都运转；在地板加热运转时，只有具有容量控制的热泵制冷剂回路运转；在洗澡水补充加热时，只有没有容量控制的热泵制冷剂回路运转。由于进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵供应热水式地板加热系统，具有：由压缩机、制冷剂开关阀、供应热水用换热器、地板加热用换热器、减压装置、蒸发器构成的热泵制冷剂回路构成的热源回路，加热所供应的水并供应热水的供应热水回路，加热循环的载热体并供热的地板加热回路；其特征在于：　　　　具有在对上述供应热水回路供热时，对上述压缩机进行转数控制；在对上述地板加热回路供热时，对上述压缩机进行容量控制的运转控制装置。

【技术特征摘要】
JP 2005-8-11 2005-2330151.一种热泵供应热水式地板加热系统，具有：由压缩机、制冷剂开关阀、供应热水用换热器、地板加热用换热器、减压装置、蒸发器构成的热泵制冷剂回路构成的热源回路，加热所供应的水并供应热水的供应热水回路，加热循环的载热体并供热的地板加热回路；其特征在于：具有在对上述供应热水回路供热时，对上述压缩机进行转数控制；在对上述地板加热回路供热时，对上述压缩机进行容量控制的运转控制装置。2.根据权利要求1所述的热泵供应热水式地板加热系统，其特征在于：上述热泵制冷剂回路在上述压缩机的制冷剂压缩中间部分和上述蒸发器与上述压缩机之间具有容量控制阀，上述容量控制阀在上述压缩机进行转数控制时预先关闭，在进行容量控制时打开。3.根据权利要求1所述的热泵供应热水式地板加热系统，其特征在于：上述热源回路由多个热泵制冷剂回路...

【专利技术属性】
技术研发人员：店纲太一，权守仁彦，向井有吾，幸野雄，小山昌喜，增田正，水谷圭一，
申请(专利权)人：日立家用电器公司，关西电力株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]