热介质循环型热泵供暖机 |
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| 申请号 | CN201180004019.8 | 申请日 | 2011-09-09 | 公开(公告)号 | CN102575854B | 公开(公告)日 | 2015-11-25 |
| 申请人 | 松下电器产业株式会社; | 发明人 | 冈市敦雄; 小须田修; 奥村拓也; | ||||
| 摘要 | 热 泵 供暖机(100)具备热泵(101)、热传送回路(107)、热利用设备(109)、流量调节部(108)及控制部(110)。由热泵加热后的热介质在热传送回路中循环。通过变频泵(108)能够变更 水 的循环量。控制部(110)控制热泵(101)，以利用热利用设备(109)发挥必要的供暖输出，并且控制流量调节部(108)，以阻止返回 温度 随着供给温度的上升而上升。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种热介质循环型热泵供暖机，具备： |
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| 说明书全文 | 热介质循环型热泵供暖机技术领域[0001] 本发明涉及利用热泵作为热源的热介质循环型供暖机。 背景技术[0002] 作为热介质循环型供暖机，已知有利用热泵作为热源的热水供暖机。图12是专利文献1所记载的热水循环型热泵供暖机的结构图。热泵供暖机500具备室外机501、换热器(冷凝器)503、散热器505、泵504、热敏电阻507及热敏电阻508。散热器505通过热水配管506而与换热器503连接。在热水配管506上安装有泵504。热敏电阻507及508分别检测外部气体温度及热水的温度。 [0003] 在外部气体温度高时，散热器505的负载小，因此对室外机501的压缩机进行控制，以通过热水配管506将比较低温的热水向散热器505供给。如此，能够降低热泵循环的冷凝温度。当冷凝温度下降时，冷凝压力与蒸发压力的差缩小，压缩机的压缩功减少。其结果是，热泵供暖机500的输入(消耗电力)减少，设备效率(热泵循环的效率系数)提高。 [0004] 【在先技术文献】 [0005] 【专利文献】 [0006] 【专利文献1】日本特开2001-124349号公报 发明内容[0007] 【发明要解决的课题】 [0008] 另一方面，当散热器505的负载增加时，对室外机501的压缩机进行控制，以通过热水配管506将比较高温的热水向散热器505供给。如此，返回换热器503的热水的温度(返回温度)也上升。具体而言，如图13所示，伴随着向散热器505供给的热水的温度(供给温度)的上升，返回温度也上升。 [0009] 当返回温度上升时，换热器503的出口处的制冷剂的温度上升而制冷剂的焓h_out增加。因此，换热器503的入口处的制冷剂的焓h_in与换热器503的出口处的制冷剂的焓h_out之差Δh(＝h_in-h_out)减少。即，热泵循环的效率系数下降。如此，在以往的热水循环型热泵供暖机中，存在当提高供暖输出时效率下降的问题。尤其是在临界压力以上进行动作的热泵循环中，存在当返回温度超过临界温度时焓差Δh急剧减少的问题。 [0010] 本发明的目的在于改善热介质循环型热泵供暖机的效率。 [0011] 【用于解决课题的手段】 [0012] 即，本发明提供一种热介质循环型热泵供暖机，具备： [0014] 热传送回路，其使由所述热泵加热后的热介质循环； [0015] 热利用设备，其与所述热传送回路连接； [0016] 流量调节部，其设置于所述热传送回路，能够变更热介质的循环量； [0017] 控制部，其控制所述热泵，以利用所述热利用设备发挥必要的供暖输出，并且控制所述流量调节部，以阻止返回温度随着供给温度的上升而上升，该供给温度是由所述热泵加热而向所述热传送回路送出的热介质的温度，该返回温度是从所述热传送回路返回所述热泵的热介质的温度。 [0018] 【发明效果】 [0019] 根据本发明，控制流量调节部，以阻止返回温度随着供给温度的上升而上升。这样的话，即使供给温度上升也能够抑制散热器的出口处的制冷剂的温度的上升。因此，本发明的热泵供暖机即使在为了提高供暖输出而提高供给温度时，也能够发挥高效率系数(COP：coefficient of performance)。 附图说明 [0020] 图1是本发明的实施方式中的热水循环型热泵供暖机的结构图。 [0021] 图2是图1所示的热泵供暖机的通常运转的控制流程图。 [0022] 图3A是表示供给温度、返回温度及供暖输出的关系的图形。 [0023] 图3B是表示水的循环量与供暖输出的关系的图形。 [0024] 图4是变形例1的热水循环型热泵供暖机的结构图。 [0025] 图5是变形例2的热水循环型热泵供暖机的结构图。 [0026] 图6是变形例3的热水循环型热泵供暖机的结构图。 [0027] 图7是冷凝器的内部的制冷剂的温度与水的温度的相关图。 [0028] 图8是变形例4的热水循环型热泵供暖机的结构图。 [0029] 图9是变形例5的热水循环型热泵供暖机的结构图。 [0030] 图10是在使用R410A作为制冷剂的热泵供暖机中进行本发明的控制或进行以往的控制时得到的莫里尔图。 [0031] 图11是在使用CO2作为制冷剂的热泵供暖机中进行本发明的控制或进行以往的控制时得到的莫里尔图。 [0032] 图12是以往的热水循环型热泵供暖机的结构图。 [0033] 图13是表示以往的热泵供暖机的供暖输出与水的温度的关系的图形。 具体实施方式[0034] 以下，参照附图，说明本发明的实施方式。需要说明的是，并未通过以下的实施方式来限定本发明。 [0035] (热泵供暖机的结构) [0036] 如图1所示，本实施方式的热泵供暖机100具备热泵101、热传送回路107、变频泵108、散热器109、控制部110、第一温度传感器111及第二温度传感器112。热传送回路107中的热介质由热泵101加热，加热后的热介质向作为热利用设备的散热器109供给。由此，在散热器109的周围能够发挥供暖效果。热介质在由散热器109散热之后，再次由热泵101加热。即，热泵供暖机100构成为热介质循环型热泵供暖机。热介质典型的是水，也可以使用油等其他的流体。 [0037] 热泵101具有压缩机102、散热器103(冷凝器)、膨胀机构104及蒸发器105。这些要素使用制冷剂配管按照上述的顺序相互连接，从而形成制冷剂回路。压缩机102典型的是容积型压缩机。作为容积型压缩机，列举有回转压缩机、涡旋压缩机、螺旋压缩机等。散热器103典型的是由水-制冷剂换热器构成。在散热器103中，在制冷剂回路的制冷剂与热传送回路107的水之间进行换热，制冷剂的热量向水赋予。蒸发器105典型的是由空气-制冷剂换热器构成。在蒸发器105设有用于促进制冷剂与空气的换热的风扇106。膨胀机构104典型的是膨胀阀，也可以由能够从制冷剂回收动力的容积型膨胀机构成。 [0038] 在热泵101的制冷剂回路填充有氟制冷剂、超临界制冷剂等各种制冷剂。作为氟制冷剂，列举有R22、R32、R410A、R407C、R134a、R1234yf等。作为超临界制冷剂，列举有二氧化碳。在将比较低温(例如55℃以下)的热水向散热器109供给时，可以优选使用R410A及R22等氟制冷剂。在热水的温度低时，能够降低制冷剂的冷凝压力。这种情况对于压缩机102的压缩功的减少是有效的。 [0039] 在将比较高温(例如90℃以下或75℃以下)的热水向散热器109供给时，可以采用如下循环：使用了二氧化碳的循环、使用了R407C的循环、使用了R410A的低温循环与使用了R134a的高温循环的复叠循环、使用了R32的低温循环与使用了R1234yf的高温循环的复叠循环。在使用了二氧化碳的循环中，GWP(Global Warming Potential)小，容易生成高温的热水，具有在系统的废弃时不需要回收制冷剂这样的各种优点。 [0040] 热传送回路107典型的是由配管构成。由热泵101的散热器103加热后的水(热水)在热传送回路107中进行循环。变频泵108设置于热传送回路107，担负着变更水的循环量的作为流量调节部的作用。“循环量”表示每单位时间通过散热器109的水的流量。散热器109为了能进行室内的供暖而与热传送回路107连接。作为散热器109，列举有室内安置型的换热器、内置有散热管的地板等。 [0041] 控制部110对变频泵108的转速进行控制来变更水的循环量。控制部110还控制热泵101(压缩机102、膨胀机构104及风扇106)，以利用散热器109发挥必要的供暖输出。作为控制部110，可以使用包括A/D转换回路、输入输出回路、运算回路、存储装置等的DSP(Digital Signal Processor)。在控制部110中存储有用于控制变频泵108及热泵101的程序。而且，在控制部110连接有接受来自使用者的输入的操作部118。操作部118包括运转开始开关、运转模式选择器、室温选择器等。由操作部118的室温选择器输入的设定温度(目标室温)存储在控制部110中。可以基于当前的室温与设定温度之差来决定必要的供暖输出。在决定必要的供暖输出时，还可以考虑外部气体温度。需要说明的是，“供暖输出”是指散热器109的供暖能力。 [0042] 第一温度传感器111(供给温度传感器)检测由热泵101加热而向热传送回路107送出的水的温度即供给温度，并输出与检测到的供给温度对应的信号。供给温度是由散热器109散热之前的水的温度。第二温度传感器112(返回温度传感器)检测从热传送回路107向热泵101返回的水的温度即返回温度，并输出与检测到的返回温度对应的信号。返回温度是由散热器109散热之后的水的温度。而且，设有用于检测散热器109的周围的温度的第三温度传感器113(周围温度传感器)。“周围的温度”详细来说是室内的温度。温度传感器111、112及113通常由热敏电阻、热电偶等元件构成。温度传感器111、112及113为了将输出信号向控制部110传送而与控制部110连接。这种情况在后述的几个变形例中也同样。 [0043] (热泵供暖机的动作) [0044] 图2是图1所示的热泵供暖机的通常运转的控制流程图。图2所示的各处理由控制部110定期地执行。 [0045] 此外，若通过操作部118将运转开始开关接通，则可以在图2所示的通常运转之前进行如下的初期运转。首先，根据将运转开始开关接通的时刻的室温、外部气体温度及设定温度来决定适当的初期供暖输出。然后，以利用散热器109发挥所决定的初期供暖输出的方式决定压缩机102的转速、换言之决定热泵101的热供给能力。在从运转开始时刻经过了一定时间的时刻或室温达到了设定温度的时刻向通常运转移动。 [0046] 如图2所示，在步骤S11中，取得第三温度传感器113的输出信号，根据第三温度传感器113的输出信号来确定室温。接下来，对热泵101进行控制，以利用散热器109发挥必要的供暖输出。具体而言，在步骤S12中，判断室温是否低于设定温度。在室温低于设定温度时，提高压缩机102的转速以使供暖输出增加(步骤S13)。在室温为设定温度以上时，降低压缩机102的转速以使供暖输出减少(步骤S14)。 [0047] 当提高压缩机102的转速时，热泵101的制冷剂循环量增加。由此，蒸发器105的吸热能力及散热器103的加热能力分别增加。当散热器103的加热能力增加时，在热传送回路107中，供给温度及返回温度上升。当降低压缩机102的转速时，热泵101的制冷剂循环量减少。由此，蒸发器105的吸热能力及散热器103的加热能力分别减少。当散热器103的加热能力减少时，在热传送回路107中，供给温度及返回温度下降。 [0048] 需要说明的是，也可以在操作部118设置供暖输出选择器，以便于使用者能够自由设定供暖输出。这种情况下，也对热泵101进行控制，以能发挥由使用者设定的供暖输出。 [0049] 接下来，在步骤S15中，取得第一温度传感器111及第二温度传感器112的输出信号。根据第一温度传感器111的输出信号来确定供给温度。在步骤S16中，判断供给温度是否小于规定的最高供给温度。 [0050] 在此，“最高供给温度”是指根据热泵101所使用的制冷剂的种类、热传送回路107所使用的热介质的种类、热泵供暖机100的规格等决定的温度。例如在制冷剂为二氧化碳且热介质为水时，可以将最高供给温度设定为90℃。无论要求何种供暖输出，都对变频泵108进行控制以将供给温度保持成90℃以下。 [0051] 在供给温度低于最高供给温度时，根据先取得的第二温度传感器112的输出信号来确定返回温度。并且，对变频泵108进行控制，以使返回温度接近以第三温度传感器113的检测结果为基准所决定的确定温度(优选一致)。 [0052] 从热泵101的效率的观点出发，优选低的返回温度。然而，无论进行何种控制，都无法使返回温度下降至室温。因此，可以将通过变频泵108的控制而比较容易实现的范围内的理想的返回温度定为“确定温度”。在本实施方式中，将室温加上规定的温度差ΔT所得到的温度作为“确定温度”而进行处理。规定的温度差ΔT既可以是例如1～5℃的范围的一定值，也可以是与室温一一对应地决定的值。 [0053] 在步骤S17中，判断返回温度是否高于确定温度(＝室温+ΔT)。在返回温度高于确定温度时，降低变频泵108的转速而减少水的循环量(步骤S18)。当减少水的循环量时，单位体积的水在散热器109中失去的热量增加，因此返回温度下降。当水的循环量减少且返回温度下降时，在热泵101的散热器103中，单位体积的水从制冷剂接受到的热量增加。其结果是，供给温度上升。 [0054] 另一方面，在返回温度为确定温度以下时，提高变频泵108的转速而增加水的循环量(步骤S19)。当增加水的循环量时，单位体积的水在散热器109中失去的热量减少，因此返回温度上升。当水的循环量增加且返回温度上升时，在热泵101的散热器103中，单位体积的水从制冷剂接受的热量减少。其结果是，供给温度下降。 [0055] 如步骤S16～S19所示，在供给温度小于最高供给温度时，以减少水的循环量的方式控制变频泵108，由此来阻止返回温度的上升。而且，以增加水的循环量的方式控制变频泵108，由此来阻止返回温度的下降。其结果是，返回温度大致保持为确定温度(＝室温+ΔT)。通过将返回温度保持为确定温度，而能够实现高COP。而且，水的循环量的变动也比较小。 [0056] 返回温度低的情况对于热泵101的效率而言是优选的情况，因此乍一看的话，会认为步骤S19是多余的处理。可是，在为了降低返回温度而仅进行步骤S17及S18的处理时，水的循环量可能不足。当水的循环量不足时，为了得到必要的供暖输出而需要大幅提高压缩机102的转速使供给温度过度上升，或者可能无法得到必要的供暖输出。相对于此，通过设置步骤S19的处理，能够将供给温度小于最高供给温度时的水的循环量保持为大致恒定。即，能够取得热泵101的压缩机102的转速与变频泵108的转速的平衡，从而能够使热泵101高效地运转且得到必要的供暖输出。 [0057] 另一方面，作为增加了供暖输出的结果，在供给温度达到了最高供给温度后，进行以下的控制。即，在供给温度为最高供给温度以上时，以将供给温度保持为最高供给温度的方式控制变频泵108。根据热泵101的规格、热介质的种类等的制约等，来决定供给温度的上限值。在热介质例如为水时，从安全性的观点出发，不应该将水加热成高于90℃的温度。在制冷剂例如为R410A时，从循环的效率及R410A的物性的观点出发，应该将热介质的温度抑制成最高约55℃。通过将供给温度保持为最高供给温度，能够确保热泵供暖机100的可靠性，且能够使热泵供暖机100以高效率运转。 [0058] 具体而言，在步骤S16中，判断供给温度是否小于规定的最高供给温度。当供给温度为最高供给温度以上时，在步骤S19中，提高变频泵108的转速来增加水的循环量。当增加水的循环量时，单位体积的水在散热器109中失去的热量减少，因此返回温度上升。当水的循环量增加且返回温度上升时，在热泵101的散热器103中，单位体积的水从制冷剂接受的热量减少。其结果是，供给温度下降。 [0059] 此外，步骤S12中的“设定温度”也可以是具有一定幅度的温度范围(例如设定温度±0.5℃)。在室温收敛在设定的温度范围内时，可以保持压缩机102的转速，以保持该时刻的供暖输出。这样的话，可以不用频繁地调节变频泵108的转速。同样地，步骤S16中的“最高供给温度”及步骤S18中的“确定温度”也可以分别是具有一定幅度的温度范围。 [0060] 即，也可以是控制部110以使确定温度与返回温度之差收敛在规定的温度差的范围内的方式控制变频泵108(流量调节部)，其中该确定温度以散热器109的周围的温度为基准而决定。这样的结构实质上可以认为等价于将返回温度控制成接近确定温度。“规定的温度差”可以设定成足以防止波动的值，例如±2℃。 [0061] 图3A是表示进行本实施方式的控制时的供给温度、返回温度及供暖输出的关系的图形。图3B是表示进行同样的本实施方式的控制时的水的循环量与供暖输出的关系的图形。这些图形基于市售的散热器的散热特性来导出。 [0062] 在图3A及图3B所示的例子中，最高供给温度为90℃，确定温度(＝室温+ΔT)为20℃。在供给温度小于最高供给温度时，即，在供暖输出小于规定值(在图3A及图3B所示的例子中小于6kW)的区域中，热泵供暖机100进行如下的动作。即，在需要增加供暖输出时，提高供给温度而增加向散热器109的供给热量，并利用变频泵108将水的循环量保持为大致恒定，以将返回温度保持成确定温度(不超过)。准确来说，伴随着供暖输出的增加而水的循环量缓慢增加。在需要减少供暖输出时，降低供给温度而减少向散热器109的供给热量，并利用变频泵108将水的循环量保持为大致恒定，以将返回温度保持成确定温度。准确来说，伴随着供暖输出的减少而水的循环量缓慢减少。通过将返回温度保持成确定温度，能够实现高COP。而且，水的循环量的变动也比较小。 [0063] 如图13所示，根据以往的控制，相对于供暖输出的增加，而供给温度与返回温度之差单调增加。相对于此，如图3A所示，根据本实施方式的控制，供给温度与返回温度之差在某供暖输出(图3A中为6kW)下保持峰值。以使供给温度及返回温度具有图3A所示的曲线的方式控制热泵101及变频泵108。 [0064] 此外，在最高供给温度低时例如55℃时，最高供给温度下降成55℃。在最高供给温度为55℃时，供给温度、返回温度及供暖输出也表现出与图3A及图3B所示的曲线类似的曲线。 [0065] 如以上那样，在供给温度小于最高供给温度时，基于第一温度传感器111及第二温度传感器112的检测结果来控制变频泵108，以阻止返回温度随着供给温度的上升而上升。由此，能够抑制热泵101的散热器103的出口处的制冷剂的温度的上升。因此，热泵供暖机100即使在为了提高供暖输出而提高供给温度时，也能发挥高COP。 [0066] 同样地，基于第一温度传感器111及第二温度传感器112的检测结果来控制变频泵108，以阻止返回温度下降，详细而言，以阻止返回温度随着供给温度的下降而下降。这样的话，即使供给温度下降，也能够将返回温度保持为确定温度。而且，能够将供给温度小于最高供给温度时的水的循环量保持为大致恒定。根据图3B所示的例子，在供给温度小于最高供给温度时，水的循环量为0～1.2升/分钟。 [0067] 如图3A及图3B所示，在供给温度为最高供给温度以上时，即，在供暖输出为6kW以上的区域中，热泵供暖机100进行如下的动作。即，在需要增加供暖输出时，增加循环量。由此，能够防止供给温度的上升并增加向散热器109的供给热量。在需要减少供暖输出时，减少循环量。由此，能够防止供给温度的下降并减少向散热器109的供给热量。详细而言，对变频泵108进行控制，以将供给温度保持成最高供给温度且伴随着供暖输出的增加或减少而使水的循环量增加或减少。 [0068] 如以上所述，根据本实施方式，在增加供暖输出时，也利用控制部110对变频泵108进行控制，以将供给温度保持为最高供给温度以下并抑制返回温度的上升。由此，能够抑制散热器103的出口处的制冷剂的温度的上升，因此热泵循环的COP提高。 [0069] 另外，本实施方式的热泵供暖机100具备变频泵108作为用于变更水的循环量的流量调节部。控制部110通过调节变频泵108的转速来使水的循环量增加或减少，从而增加或减少向散热器109的供给热量。通过控制向变频泵108供给的电源的频率的简便的结构就能够容易地变更水的循环量。而且，在水的循环量少量就足够的情况下，能够充分地减少变频泵108的消耗电力。 [0070] (变形例1) [0071] 图4是变形例1的热泵供暖机的结构图。热泵供暖机200具备等速泵117及流量控制阀114来作为用于变更水的循环量的流量调节部。其他点与参照图1～图3B说明的实施方式相同。 [0072] 控制部110通过调节流量控制阀114的开度来使热传送回路107的水的循环量增加或减少，从而增加或减少向散热器109的供给热量。具体而言，在需要增加水的循环量时，扩大流量控制阀114的开度。如此，在泵108的出口侧，水压下降，泵108的升压量也减少。其结果是，泵108的体积效率升高，喷出量增加。另一方面，在需要减少水的循环量时，缩小流量控制阀114的开度。如此，在泵108的出口侧，水压上升，泵108的升压量也增加。其结果是，泵108的体积效率下降，喷出量减少。泵108始终以恒定的转速(与电源频率大致相同的转速)进行动作。根据变形例1，能够通过简便的结构及控制来调节水的循环量。 而且，由于使用廉价的等速泵117，从而能够期待成本的减少。 [0073] (变形例2) [0075] 旁通回路115以绕过等速泵117的方式与热传送回路107连接。旁通阀116设置在旁通回路115上，能够调节旁通回路115中的水的流量。控制部110通过调节旁通阀116的开度来使热传送回路107的水的循环量增加或减少，从而增加或减少向散热器109的供给热量。根据变形例2，能够通过简便的结构及控制来调节水的循环量。而且，由于使用廉价的等速泵117，从而能够期待成本的减少。 [0076] (变形例3) [0077] 图1所示的热泵供暖机100具备检测供给温度的第一温度传感器111。可是，也可以利用使用第一温度传感器111的方法以外的方法来检测(详细而言是推定)供给温度。检测(或推定)供给温度的方法并未特别限定。 [0078] 图6是变形例3的热泵供暖机的结构图。热泵供暖机401具备吸入温度传感器119、喷出温度传感器120及蒸发温度传感器121。吸入温度传感器119检测压缩机102的吸入制冷剂的温度(吸入温度)。喷出温度传感器120检测压缩机102的喷出制冷剂的温度(喷出温度)。蒸发温度传感器121检测蒸发器105中的制冷剂的温度(蒸发温度)。其他点与参照图1～图3B说明的实施方式相同。 [0079] 如图7所示，当热泵101在临界压力以下进行动作时，在散热器103(冷凝器)中，制冷剂的温度大致保持为冷凝温度Te。水的温度在散热器103的入口处最低，在散热器103的出口处最高。但是，水的温度不会超过制冷剂的温度。由于过热状态的制冷剂的热量比较小，因此散热器103的出口处的水的温度即供给温度表现出接近冷凝温度Te的值。因此，能够根据冷凝温度Te来推定供给温度。 [0080] 供给温度与冷凝温度Te的温度差依赖于散热器103的规格、制冷剂的种类、水的循环量等。典型的是供给温度比冷凝温度Te高几℃。控制部110可以使用记述了冷凝温度Te与供给温度的对应关系的参照表或运算式，根据冷凝温度Te来确定供给温度。 [0081] 根据热泵供暖机401，可以根据吸入温度、喷出温度及蒸发温度来推定冷凝温度Te，根据冷凝温度Te来推定供给温度。具体而言，根据蒸发温度来推定压缩机102的吸入制冷剂的压力(吸入压力)。根据吸入温度来求出压缩机102的吸入制冷剂的过热度。如此，确定压缩机102的吸入制冷剂的状态(压力及过热度)。根据吸入制冷剂的状态、喷出温度及压缩机102的已知的隔热效率，来推定压缩机102的喷出制冷剂的压力(喷出压力)。根据喷出压力来推定冷凝温度Te，并推定供给温度。需要说明的是，若使用对压缩机102的喷出压力进行检测的喷出压力传感器122，则能够不使用喷出温度及蒸发温度而推定冷凝温度Te。 [0082] 推定供给温度的方法应该根据热泵101的运转方法而适当选择。在以使压缩机102的吸入制冷剂始终成为过热状态的方式控制膨胀机构104(膨胀阀)时，可以采用上述的推定方法。另一方面，为了抑制压缩机102的喷出温度，而以使压缩机102的吸入制冷剂成为气液2相状态的方式控制膨胀机构104时，由于制冷剂的干度不明，因此无法推定冷凝温度Te。向压缩机102的工作室注射液态制冷剂的情况也同样。这种情况下，如后述那样，通过设置检测冷凝温度Te的温度传感器，而能够推定供给温度。 [0083] 另外，控制部110也可以在压缩机102的喷出制冷剂的温度超过了上限温度时，以将喷出制冷剂的温度保持成上限温度的方式控制变频泵108。“上限温度”通常依赖于压缩机所使用的电动机的绕组的覆膜的耐热性。当喷出制冷剂的温度超过上限温度时，绕组的绝缘被破坏而电动机可能会短路。而且，当喷出制冷剂的温度过分上升时，制冷机油可能发生劣化。 [0084] 在本变形例中，当喷出制冷剂的温度超过了上限温度时，控制部110对变频泵108进行控制，以使水的循环量增加。由此，能够对散热器103的内部的高压蒸气的状态的制冷剂进行充分冷却。在热泵循环的高压为临界压力以下时，若增加水的循环量，则在散热器103中能促进制冷剂的液化。在热泵循环的高压为临界压力以上时，若增加水的循环量，则制冷剂的密度增加，制冷剂成为接近液相的状态。如此，散热器103中的制冷剂的压力(＝压缩机102的喷出制冷剂的压力)下降。当压缩机102的喷出制冷剂的压力下降时，喷出制冷剂的温度也下降。其结果是，喷出制冷剂的温度被保持为上限温度或低于上限温度。如此，热泵供暖机401的可靠性升高。 [0085] 根据本变形例，在增加供暖输出时，也能够将供给温度保持为最高供给温度以下且抑制返回温度的上升。由此，能够抑制散热器103的出口处的制冷剂的温度的上升，因此热泵循环的COP提高。 [0086] 此外，如图6所示，也可以取代喷出温度传感器120而使用喷出压力传感器122。如前面说明那样，可以根据喷出压力来推定冷凝温度Te。可以根据冷凝温度Te来推定供给温度。而且，控制部110也可以在压缩机102的喷出制冷剂的压力超过了上限压力时，以将喷出制冷剂的压力保持为上限压力的方式控制变频泵108。具体而言，在压缩机102的喷出制冷剂的压力超过了上限压力时，控制部110控制变频泵108，以使水的循环量增加。由此，喷出制冷剂的压力被保持成上限压力或小于上限压力，因此喷出制冷剂的温度也被保持成上限温度或小于上限温度。其结果是，热泵供暖机401的可靠性升高。需要说明的是，“上限压力”以热泵101的结构要素中的耐压最低的要素(例如，压缩机102、膨胀阀104)的耐压为基准来决定。 [0087] (变形例4) [0088] 如图8所示，变形例4的热泵供暖机402具备检测压缩机102的密闭容器的温度的容器温度传感器123。控制部110也可以在压缩机102的密闭容器的温度超过了上限温度时，以将密闭容器的温度保持为上限温度的方式控制变频泵108。具体而言，在压缩机102的密闭容器的温度超过了上限温度时，控制部110控制变频泵108，以使水的循环量增加。由此，基于在变形例3中说明的理论，喷出制冷剂的温度被保持成上限温度或小于上限温度，密闭容器的温度也被保持成上限温度或小于上限温度。其结果是，热泵供暖机402的可靠性提高。 [0089] 在本说明书中，可以将容器温度传感器123以外的温度传感器设置在制冷剂管的外周面或配管的外周面。相对于此，容器温度传感器123可以设置在压缩机102的密闭容器的外周面。具体而言，容器温度传感器123可以设置在密闭容器的上部。密闭容器的热容量大于压缩机102的喷出配管的热容量。若不考虑响应性，则密闭容器的温度与压缩机102的喷出制冷剂的温度大致相等。 [0090] (变形例5) [0091] 如图9所示，变形例5的热泵供暖机403具备检测散热器103(冷凝器)中的制冷剂的冷凝温度Te的冷凝温度传感器125。如变形例3中说明那样，可以根据冷凝温度Te来推定供给温度。 [0092] 【实施例】 [0093] 利用计算机模拟来求出在进行了本发明的控制时得到的循环。作为比较例，求出在进行了日本特开2001-124349号公报所记载的控制时得到的循环。计算所使用的条件如下所述。 [0094] (实施例1及比较例1的共通的条件) [0095] 制冷剂：R410A [0096] 最低外部气体温度：-12℃ [0097] 供暖开始温度：18℃ [0098] 最大供暖输出：12kW [0099] 最大供暖输出时的供给温度：55℃ [0100] 最大供暖输出时的返回温度：45℃ [0101] 计算时的外部气体温度：-5℃ [0102] 计算时的供暖输出：9.2kW [0103] (实施例1的固有的条件) [0104] 供给温度：55.0℃ [0105] 返回温度：34.0℃ [0106] (比较例1的固有的条件) [0107] 供给温度：48.3℃ [0108] 返回温度：40.7℃ [0109] (实施例2及比较例2的共通的条件) [0110] 制冷剂：CO2 [0111] 最低外部气体温度：-12℃ [0112] 供暖开始温度：18℃ [0113] 最大供暖输出：12kW [0114] 最大供暖输出时的供给温度：90℃ [0115] 最大供暖输出时的返回温度：70℃ [0116] 计算时的外部气体温度：-5℃ [0117] 计算时的供暖输出：9.2kW [0118] (实施例2的固有的条件) [0119] 供给温度：90.0℃ [0120] 返回温度：48.0℃ [0121] (比较例2的固有的条件) [0122] 供给温度：76.7℃ [0123] 返回温度：61.3℃ [0124] 使用R410A时的计算结果由图10表示，使用CO2时的计算结果由图11表示。如图10及图11所示，进行本发明的控制时，即进行阻止返回温度随着供给温度的上升而上升的控制时，散热器的入口处的焓与散热器的出口处的焓的差扩大。具体而言，实施例1所示的循环的COP为3.45。实施例2所示的循环的COP为1.89。相对于此，比较例1所示的循环的COP为3.19。比较例2所示的循环的COP为1.37。 [0125] 【产业上的可利用性】 [0126] 本发明的热泵供暖机在热水循环式的散热器式供暖机、热水循环式的风扇盘管式供暖机等中是有用的。 |
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