热泵系统技术方案

技术编号:7131432 阅读:280 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种热泵系统(1),包括:热源侧制冷剂回路(20),该热源侧制冷剂回路具有热源侧压缩机(21)、作为热源侧制冷剂的散热器起作用的第一利用侧热交换器(41a)、作为热源侧制冷剂的散热器起作用的热源侧热交换器(24);以及利用侧制冷剂回路(40a),该利用侧制冷剂回路具有利用侧压缩机(62a)、作为利用侧制冷剂的散热器起作用来加热水介质的制冷剂—水热交换器(65a)、通过热源侧制冷剂的散热而作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用的的第一利用侧热交换器(41a),在该热泵系统中,进行热源侧压缩机(21)的容量控制,以使相当于热源侧压缩机(21)喷出侧的热源侧制冷剂的压力的饱和温度达到目标温度,并进行利用侧压缩机(62a)的容量控制,以使相当于利用侧压缩机(62a)喷出侧的利用侧制冷剂的压力的饱和温度达到目标温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种热泵系统,尤其涉及能利用热泵循环来加热水介质的热泵系统。
技术介绍
目前,有一种如专利文献1(日本专利特开昭60-164157号公报)所示的能利用热泵循环来加热水的热泵供热水机。这种热泵供热水机主要具有压缩机、制冷剂一水热交换器及热源侧热交换器,通过制冷剂在制冷剂一水热交换器中的散热来加热水,并将由此获得的温水供给至储热水槽。
技术实现思路
在上述以往的热泵供热水机中,为了将高温的热水供给至储热水槽,不仅要利用制冷剂一水热交换器还要结合利用辅助加热器来加热水,或者,需要在压缩机的喷出压力较高等运转效率较差的条件下进行运转,因此,不能说是理想的。本专利技术的技术问题在于实现在能利用热泵循环来加热水介质的热泵系统中获得高温的水介质。第一方面的热泵系统包括热源侧制冷剂回路和利用侧制冷剂回路。热源侧制冷剂回路具有对热源侧制冷剂进行压缩的容量可变型热源侧压缩机;能作为热源侧制冷剂的散热器起作用的第一利用侧热交换器;以及能作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用的热源侧热交换器。利用侧制冷剂回路具有对利用侧制冷剂进行压缩的容量可变型利用侧压缩机; 能作为利用侧制冷剂的散热器起作用以加热水介质的制冷剂一水热交换器;以及能利用热源侧制冷剂的散热而作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用的第一利用侧热交换器。此外,该热泵系统进行热源侧压缩机的容量控制,以使相当于热源侧压缩机喷出侧的热源侧制冷剂的压力的饱和温度即热源侧喷出饱和温度达到规定的目标热源侧喷出饱和温度,并进行利用侧压缩机的容量控制,以使相当于利用侧压缩机喷出侧的利用侧制冷剂的压力的饱和温度即利用侧喷出饱和温度达到规定的目标利用侧喷出饱和温度。在该热泵系统中,在第一利用侧热交换器中,在利用侧制冷剂回路中循环的利用侧制冷剂因在热源侧制冷剂回路中循环的热源侧制冷剂的散热而被加热,利用侧制冷剂回路能利用该从热源侧制冷剂获得的热来形成温度比热源侧制冷剂回路的制冷循环的温度高的制冷循环,因此,能通过利用侧制冷剂在制冷剂一水热交换器中的散热来获得高温的水介质。此时,为了稳定地获得高温的水介质,较为理想的是进行控制,以使热源侧制冷剂回路中的制冷循环及利用侧制冷剂回路中的制冷循环均稳定,但在该热泵系统中,由于两制冷剂回路的压缩机均为容量可变型压缩机,使用与各压缩机喷出侧的制冷剂的压力相当的饱和温度(即,热源侧喷出饱和温度及利用侧喷出饱和温度)作为各制冷循环的制冷剂的压力的代表值,进行各压缩机的容量控制,以使各喷出饱和温度达到目标喷出饱和温度, 因此,能使两制冷剂回路中的制冷循环的状态稳定,藉此能稳定地获得高温的水介质。第二方面的热泵系统是在第一方面的热泵系统的基础上,目标利用侧喷出饱和温度能根据制冷剂一水热交换器出口处的水介质的温度的目标值即规定的目标水介质出口温度而变化。在该热泵系统中,由于能根据制冷剂一水热交换器出口处的目标水介质出口温度适当地设定目标利用侧喷出饱和温度,因此,能容易地获得所期望的目标水介质出口温度, 此外,即便在改变目标水介质出口温度的情况下,也能进行响应性良好的控制。第三方面的热泵系统是在第一方面或第二方面的热泵系统的基础上,目标热源侧喷出饱和温度能根据目标利用侧喷出饱和温度或目标水介质出口温度而变化。 在该热泵系统中,由于能根据目标利用侧喷出饱和温度或目标水介质出口温度来适当地设定目标热源侧喷出饱和温度,因此能将热源侧制冷剂回路中的制冷循环控制成与禾Ij用侧制冷剂回路中的制冷循环的状态相适应的合适状态。第四方面的热泵系统是在第一方面至第三方面中任一方面的热泵系统的基础上, 利用侧制冷剂回路还具有能使在第一利用侧热交换器中流动的热源侧制冷剂的流量变化的第一利用侧流量调节阀,在利用侧压缩机喷出侧的利用侧制冷剂的压力与利用侧压缩机吸入侧的利用侧制冷剂的压力之间的压力差即利用侧出入口压力差处于规定的利用侧低负载控制压力差以下的情况下,进行使第一利用侧流量调节阀的开度变小的控制。在第一方面至第三方面中任一方面的热泵系统那样的、进行各压缩机的容量控制以使与两制冷剂回路的各压缩机喷出侧的制冷剂的压力相当的饱和温度(即,热源侧喷出饱和温度及利用侧喷出饱和温度)达到目标温度的结构中,在要求供给温度范围较大的水介质的情况下,利用侧压缩机喷出侧的利用侧制冷剂的压力与利用侧压缩机吸入侧的利用侧制冷剂的压力之间的压力差即利用侧出入口压力差变得非常小,可能无法仅通过利用侧压缩机的容量控制来完全控制利用侧制冷剂回路的制冷循环。因此,在该热泵系统中,在利用侧压缩机喷出侧的利用侧制冷剂的压力与利用侧压缩机吸入侧的利用侧制冷剂的压力之间的压力差即利用侧出入口压力差处于利用侧低差压保护压力差以下的情况下,进行使能改变在第一利用侧热交换器中流动的热源侧制冷剂的流量的第一利用侧流量调节阀的开度变小的控制,藉此,即便在利用侧出入口压力差变得非常小的情况下,也能抑制第一利用侧热交换器的热交换能力,增加利用侧出入口压力差,从而能应对供给温度范围较大的水介质的要求。第五方面的热泵系统是在第四方面的热泵系统的基础上,在利用侧出入口压力差比利用侧低负载控制压力差大的情况下,进行第一利用侧流量调节阀的开度控制,以使第一利用侧热交换器出口处的热源侧制冷剂的过冷度即热源侧制冷剂过冷度达到规定的目标热源侧制冷剂过冷度。在该热泵系统中,在利用侧出入口压力差比利用侧低负载控制压力差大而不要求抑制第一利用侧热交换器的热交换能力的情况下,进行第一利用侧流量调节阀的开度控制,以使热源侧制冷剂过冷度达到目标热源侧制冷剂过冷度,因此,能在与第一利用侧热交换器的热交换能力相适应的条件下进行运转。第六方面的热泵系统是在第五方面的热泵系统的基础上,在利用侧出入口压力差处于利用侧低负载控制压力差以下的情况下,使目标热源侧制冷剂过冷度变大。在该热泵系统中,在使热源侧制冷剂过冷度达到目标热源侧制冷剂过冷度的第一禾U用侧流量调节阀的开度控制中,通过增大目标热源侧制冷剂过冷度来抑制第一利用侧热交换器的热交换能力,因此,与利用侧出入口压力差是否处于利用侧低负载控制压力差以下无关,能采用使热源侧制冷剂过冷度达到目标热源侧制冷剂过冷度的第一利用侧流量调节阀的开度控制。第七方面的热泵系统是在第一方面至第六方面中任一方面的热泵系统的基础上, 热源侧制冷剂回路还具有热源侧切换机构,该热源侧切换机构能切换成使热源侧热交换器作为热源侧制冷剂的散热器起作用的热源侧散热运转状态、使热源侧热交换器作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用的热源侧蒸发运转状态,利用侧制冷剂回路还具有利用侧切换机构,该利用侧切换机构能切换成使制冷剂一水热交换作为利用侧制冷剂的散热器起作用并使第一利用侧热交换器作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用的利用侧散热运转状态、使制冷剂一水热交换作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用并使第一利用侧热交换器作为利用侧制冷剂的散热器起作用的利用侧蒸发运转状态。 第八方面的热泵系统是在第七方面的热泵系统的基础上,当判定为需要对热源侧热交换器除霜时,进行以下除霜运转通过使热源侧切换机构处于热源侧散热运转状态来使热源侧热交换器作为热源侧制冷剂的散热器起作用,并且,通过使第一利用侧切换机构处于利用侧蒸发运转状态来使制冷剂一水热交换器作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用,且使第一利用侧热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热泵系统(1、200、300),其特征在于,包括:热源侧制冷剂回路(20),该热源侧制冷剂回路(20)具有对热源侧制冷剂进行压缩的容量可变型热源侧压缩机(21)、能作为热源侧制冷剂的散热器起作用的第一利用侧热交换器(41a、41b)、能作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用的热源侧热交换器(24);以及利用侧制冷剂回路(40a、40b),该利用侧制冷剂回路(40a、40b)具有对利用侧制冷剂进行压缩的容量可变型利用侧压缩机(62a、62b)、能作为利用侧制冷剂的散热器起作用以加热水介质的制冷剂—水热交换器(65a、65b)、能通过热源侧制冷剂的散热而作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用的所述第一利用侧热交换器(41a、41b),进行所述热源侧压缩机的容量控制,以使相当于所述热源侧压缩机喷出侧的热源侧制冷剂的压力的饱和温度即热源侧喷出饱和温度达到规定的目标热源侧喷出饱和温度,并进行所述利用侧压缩机的容量控制,以使相当于所述利用侧压缩机喷出侧的利用侧制冷剂的压力的饱和温度即利用侧喷出饱和温度达到规定的目标利用侧喷出饱和温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:本田雅裕
申请(专利权)人:大金工业株式会社
类型:发明
国别省市:JP

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