冷热水空调系统的制作方法

文档序号:16771860发布日期:2019-01-29 18:23阅读:301来源:国知局
冷热水空调系统的制作方法

本实用新型涉及将由热泵热源机生成的热水或者冷水向冷热水空调设备输送从而对室内进行制热或者制冷的冷热水空调系统。



背景技术:

在进行利用了热泵循环的热水供应或制热的热泵热水制热系统中,具有如下的制热热水循环回路:将经由热交换器而被热泵循环的制冷剂加热后的热水向进行制热的室内散热器或热水贮存罐供给,然后,使利用后的热水返回热泵循环的热交换器。为了对所供给的热水进行控制,在制热热水循环回路设置有检测所供给的热水的供水温度的供水温度传感器。

在目前为止的热泵热水制热系统中,主要是针对热泵循环中的热泵容量(压缩机的运转频率)的变化,进行响应性快且容易控制的供水温度控制。在这样的供水温度控制中,在处于热水制热系统的负载侧的室内散热器的效率低的情况下或季节的过渡期等所需要的空调热水供应负载小的情况下,热泵循环热源侧实施压缩机的运转频率控制,使压缩机以最小供给能力运转。若通过该最小供给能力的运转而供给的热量比空调热水供应负载侧的散热量大,则制热热水循环回路的供水温度超过目标供水温度,因此,为了降低供给能力,有时压缩机的运转成为在短期间内断续地产生温控器开启/关闭的所谓开启/关闭循环运转的状态。

在专利文献1所记载的空调装置中,为了避免在热泵热源侧的供给能力超过空调热水供应负载的情况下成为开启/关闭循环运转,对温控器开启/关闭的动作点温度进行修正。即,若检测出规定时间内的压缩机的停止次数多,则执行对预先设定的制冷剂的蒸发温度或者冷凝温度的目标值进行变更,使其与实际的蒸发温度或者冷凝温度之间的偏差减小的控制。另外,在专利文献2所记载的空调装置中,根据温控器关闭的持续时间来对作为初始值而被设定的温控器关闭动作点温度以及温控器开启动作点温度进行修正,防止温控器关闭的时间变短。

专利文献1:日本特开2002-61925号公报

专利文献2:日本特开2008-209029号公报

在专利文献1以及专利文献2所记载的空调装置的控制中,通过对成为温控器开启/关闭的动作的开始的判定基准的目标值或者初始值等阈值进行变更,进行热泵热源机中的温控器开启/关闭的时间间隔的扩大。因而,存在如下问题:无法避免在热泵热源侧的供给能力超过空调热水供应负载的情况下有可能产生的液态制冷剂向压缩机的流入、以及伴随与此产生的冷冻机油的油浓度的降低的问题。



技术实现要素:

本实用新型是为了解决上述课题而完成的,其目的在于:即便在热泵热源侧的供给能力超过空调热水供应负载的情况下,也防止热泵热源机的温控器开启/关闭循环运转并且抑制压缩机中的油浓度的降低。

本实用新型所涉及的冷热水空调系统具备:热泵热源机,该热泵热源机具有压缩机;空调设备,该空调设备进行室内的空气调和;循环水路,该循环水路将热泵热源机与空调设备连接成环状;水循环泵,该水循环泵使循环水路内的水循环;水温传感器,该水温传感器检测借助水循环泵的运转而从热泵热源机流出的水的温度即供水水温;以及控制装置,该控制装置对热泵热源机的温控器开启/关闭进行控制,控制装置具有:温控器开启/关闭控制构件,该温控器开启/关闭控制构件执行温控器开启/关闭通常控制与温控器开启/关闭抑制控制,在温控器开启/关闭通常控制中,当所设定的目标水温与供水水温之差为第1温度差时进行温控器开启,当目标水温与供水水温之差为第2温度差时进行温控器关闭,在温控器开启/关闭抑制控制中,以比温控器开启/关闭通常控制的温控器开启/关闭的时间间隔长的时间间隔进行温控器开启/关闭;以及切换构件,该切换构件进行从温控器开启/关闭通常控制向温控器开启/关闭抑制控制的切换,在热泵热源机的最小供给能力比空调设备的所需热量大、并且对以比规定的时间间隔短的时间间隔反复执行温控器开启/关闭的次数进行计数而得的变量达到规定值的情况下,切换构件执行从温控器开启/关闭通常控制向温控器开启/关闭抑制控制的切换,温控器开启/关闭控制构件构成为:基于借助切换构件从温控器开启/关闭通常控制向温控器开启/关闭抑制控制切换时的压缩机中的制冷剂温度,设定使压缩机停止的强制停止时间,基于在强制停止时间中产生的供水温度的变化来设定第3温度差,在经过强制停止时间、并且目标水温与供水水温之差为第1温度差时进行温控器开启,在目标水温与供水水温之差为第3温度差时进行温控器关闭。

优选地,所述温控器开启/关闭控制构件构成为:在借助所述切换构件从所述温控器开启/关闭通常控制向所述温控器开启/关闭抑制控制切换时的、所述压缩机中的制冷剂温度相对高时,将所述强制停止时间设定得相对长。

优选地,所述切换构件构成为:若在确认从温控器开启到进行温控器关闭为止的时间比第1规定时间短之后,在经过第2规定时间之前,再次确认从温控器开启到进行温控器关闭为止的时间比所述第1规定时间短,则使所述变量自加1。

优选地,所述切换构件构成为在下述各情况下将所述变量重置:在通过温控器开启进行的运转中所述压缩机的运转频率不是最小频率时;通过温控器开启进行的运转经过所述第1规定时间连续执行时;以及自确认从温控器开启到进行温控器关闭为止的时间比所述第1规定时间短开始、到再次确认从温控器开启到进行温控器关闭为止的时间比所述第 1规定时间短为止而经过了所述第2规定时间时。

优选地,所述控制装置还具有恢复构件,该恢复构件进行从所述温控器开启/关闭抑制控制向所述温控器开启/关闭通常控制的恢复,

所述恢复构件构成为:在由所述温控器开启/关闭控制构件实现的所述温控器开启/关闭抑制控制的执行过程中,当所述压缩机以比最小运转频率大的运转频率在第3规定时间的期间连续运转时,进行从所述温控器开启/关闭抑制控制向所述温控器开启/关闭通常控制的恢复。

优选地,在所述循环水路中,在所述热泵热源机与所述水温传感器之间具备辅助热源。

优选地,在所述循环水路中具备:

热水贮存罐,该热水贮存罐具有热交换器,该热交换器以所述水温传感器与所述空调设备之间作为分支点、以所述空调设备与所述水循环泵之间作为汇合点,借助配管而相对于所述空调设备并列地连接;

罐内水温传感器,该罐内水温传感器检测所述热水贮存罐内的水温;以及

三通阀,该三通阀设置于所述分支点以及所述汇合点中的任一个,并进行切换,以使得借助所述循环泵进行循环的水向所述空调设备侧以及所述热水贮存罐侧中的任一侧流动。

根据本实用新型所涉及的冷热水空调系统,在确认到温控器开启/ 关闭循环运转的状态而执行的温控器开启/关闭抑制控制中,基于确认到正执行温控器开启/关闭循环运转这一情况的时刻的压缩机的制冷剂温度,设定使压缩机强制停止的强制停止时间,将经过强制停止时间这一情况加入到温控器开启的条件中,并基于在强制停止中产生的供水水温的温度变化,对温控器关闭的动作点温度进行变更。因而,能够在考虑了压缩机的运转状态的基础上抑制温控器开启/关闭循环运转。结果,即便在热泵热源机的最小供给能力超过空调设备的所需热量的情况下,也能够防止温控器开启/关闭循环运转,并且能够抑制压缩机中的油浓度的降低,能够提供一种高效且高寿命的冷热水空调系统。

附图说明

图1是示出本实用新型的实施方式1所涉及的冷热水空调系统的概略结构的框图。

图2是示出图1所示的热泵热源机的概略结构的制冷剂回路图。

图3是示出本实用新型的实施方式1所涉及的冷热水空调系统的控制装置以及与该控制装置之间进行输入输出的构成要素的框图。

图4是示出本实用新型的实施方式1所涉及的冷热水空调系统的热水制热运转时的压缩机的控制动作的流程图。

图5是示出在现有的冷热水空调系统中热水制热运转时的压缩机的运转状态的时序图。

图6是示出在本实用新型的实施方式1所涉及的冷热水空调系统中热水制热运转时的压缩机的运转状态的时序图。

图7是示出本实用新型的实施方式2所涉及的冷热水空调系统的概略结构的框图。

图8是示出本实用新型的实施方式3所涉及的冷热水空调系统的概略结构的框图。

具体实施方式

以下,基于附图对本实用新型中的冷热水空调系统的实施方式进行详细说明。此外,本实用新型并非由以下说明的实施方式限定。另外,在以下的附图中,各构成部件的大小有时与实际的装置不同。

实施方式1.

图1是示出本实用新型的实施方式1所涉及的冷热水空调系统的概略结构的框图。图1所示的冷热水空调系统具备:热泵热源机1,能够进行热水制热或者冷水制冷中的任一种运转;冷热水空调设备2(空调设备),用于进行室内的空气调和;配管4,将热泵热源机1与冷热水空调设备2连接成环状,从而形成循环水路;水循环泵3,使上述循环水路内的水循环;供水水温传感器5,检测借助水循环泵3的运转而从热泵热源机1流出的热水或者冷水的温度(以下称为水温);以及控制装置6。

冷热水空调设备2与从热泵热源机1经由配管4流入的热水或者冷水对应而对室内的空间进行制热或者制冷。水循环泵3在通过控制装置 6的控制而被施加有交流电源时以一定的旋转速度旋转。通过使用该水循环泵3,无需控制水循环泵3的转速,因此能够使控制算法比较简单且成本低。

这里,使用图2对热泵热源机1的结构进行说明。图2是示出图1 所示的热泵热源机的概略结构的制冷剂回路图。热泵热源机1具备压缩机103、四通阀104、水热交换器102、第1膨胀阀106、中压储液器105、第2膨胀阀107以及空气热交换器101,利用配管将它们依次连接而构成制冷剂回路。该制冷剂回路的结构只是一个例子,并不限定于此。

压缩机103具备变频器装置等,并根据由控制装置6控制的运转频率而使将制冷剂吸入并进行压缩而后排出的容量细致地变化。在热水制热运转时,四通阀104进行切换以使得来自压缩机103的制冷剂向水热交换器102流动,并进行切换以使得来自空气热交换器101的制冷剂被吸入至压缩机103。另外,在冷水制冷运转时,四通阀104进行切换以使得来自压缩机103的制冷剂向空气热交换器101流动,并进行切换以使得来自水热交换器102的制冷剂被吸入至压缩机103。该四通阀104 的切换借助控制装置6进行。

水热交换器102进行在制冷剂回路中流动的制冷剂与在配管内流动的水之间的热交换。该水热交换器102在热水制热运转时作为散热器(冷凝器)发挥作用,对在配管内流动的水进行加热。另外,水热交换器102 在冷水制冷运转时作为吸热器(蒸发器)发挥作用,对在配管内流动的水进行冷却。此外,在本实施方式1中,将水热交换器102内置于热泵热源机1,但例如可以使水热交换器102从热泵热源机1分离而独立设置,也可以将水热交换器102设置在冷热水空调设备2内。

第1膨胀阀106调整制冷剂的流量,例如对在水热交换器102中流动的制冷剂的压力进行调整(减压)。中压储液器105设置在制冷剂回路的第1膨胀阀106与第2膨胀阀107之间,存积制冷剂回路的多余制冷剂。从四通阀104连接到压缩机103的吸入侧的吸入配管在中压储液器105通过。该中压储液器105能够进行在吸入配管中通过的制冷剂与多余制冷剂之间的热交换,具备作为内部热交换器的功能。

另外,第2膨胀阀107与第1膨胀阀106同样,调整制冷剂的流量,从而调整压力。对于第1膨胀阀106以及第2膨胀阀107,使用能够基于来自控制装置6的指示而使阀的开度变化的电子膨胀阀。空气热交换器101是进行制冷剂与由送风机输送的外部空气之间的热交换的例如翅片管型热交换器。该空气热交换器101在热水制热运转时作为吸热器(蒸发器)发挥作用,在冷水制冷运转时作为散热器(冷凝器)发挥作用。

作为在热泵热源机1的制冷剂回路中流动的制冷剂,例如可以使用如下制冷剂中的任一种:HFC系的混合制冷剂即R410A或者R407C,以及全球变暖潜能值低的HFC系的单一制冷剂即R32。另外,代替这些制冷剂,也可以使用氢氟烯烃系的制冷剂(HFO1234yf、HFO1234ze 等)、HC系的R290(丙烷)或者R1270(丙烯)的单一或者混合制冷剂中的任一种。

上述的控制装置6基于由供水水温传感器5检测出的水温,控制压缩机103的开启/关闭运转、压缩机103的运转频率。另外,控制装置6 基于通过使用者的遥控操作而被设定的室内设定温度、通过冷热水空调设备2的空气调和而得到的室内温度、由供水水温传感器5检测出的水温等,控制热泵热源机1的运转。

对在以上述方式构成的冷热水空调系统中、进行热水制热运转或者冷水制冷运转时的水循环进行说明。在热水制热运转中,借助以一定的旋转速度旋转的水循环泵3,水在热泵热源机1与冷热水空调设备2之间循环。从水循环泵3被排出的循环水流入热泵热源机1,并且边在热泵热源机1的水热交换器102中通过边被加热。加热后的循环水的热水被向冷热水空调设备2供给并与室内的空气进行热交换(散热),对室内进行制热。而且,通过该热交换而温度降低后的热水再次被水循环泵 3吸引,并被向热泵热源机1送入而进行循环。

在冷水制冷运转中,从水循环泵3被排出的循环水由热泵热源机1 的水热交换器102冷却。冷却后的循环水的冷水被向冷热水空调设备2 供给而与室内的空气进行热交换(吸热),对室内进行制冷。然后,通过该热交换而温度上升后的冷水再次被水循环泵3吸引,并被向热泵热源机1送入而进行循环。

图3是示出实施方式1所涉及的冷热水空调系统的控制装置以及与该控制装置之间进行输入输出的构成要素的框图。控制装置6具备温控器开启/关闭控制构件61、切换构件62以及恢复构件63。温控器开启/ 关闭控制构件61基于从供水水温传感器5输入的供水温度而执行温控器开启/关闭通常控制和温控器开启/关闭抑制控制,在温控器开启/关闭通常控制中,以规定的时间间隔反复进行温控器开启/关闭,在温控器开启/关闭抑制控制中,以比规定的时间间隔长的时间间隔执行温控器开启/关闭。切换构件62基于从供水水温传感器5输入的供水温度与压缩机103的运转频率,执行从温控器开启/关闭通常控制向温控器开启/ 关闭抑制控制的切换。恢复构件63基于供水温度与压缩机103的运转频率,执行从温控器开启/关闭抑制控制向温控器开启/关闭通常控制的恢复。

接下来,基于图4对在该冷热水空调系统中热水制热运转时的压缩机103的控制进行说明。图4是示出实施方式1所涉及的冷热水空调系统的热水制热运转时的压缩机的控制动作的流程图。控制装置6执行图 4的流程图所示的控制。

首先,控制装置6对四通阀104进行驱动,将压缩机103的排出侧与水热交换器102连接,并将空气热交换器101与压缩机103的吸入侧连接。接着,控制装置6对压缩机103进行驱动而使其排出制冷剂,并使该制冷剂在制冷剂回路内循环。然后,控制装置6使水循环泵3以一定的旋转速度旋转而使配管4内的水循环,开始热水制热的运转。

之后,控制装置6的温控器开启/关闭控制构件61在步骤S1中开始压缩机103的温控器开启/关闭通常控制。首先,温控器开启/关闭控制构件61读取由供水水温传感器5检测出的水温,接着,将所读取到的水温与目标水温进行比较,对压缩机103的温控器开启/关闭以及运转频率进行控制。该目标水温例如是通过用户的遥控操作而被设定的值。若由供水水温传感器5检测出的供水水温检测温度Tm为目标供水水温 Tt-T1(第1温度差,例如0.5deg)以下,则进行温控器开启。另一方面,若由供水水温传感器5检测出的供水水温检测温度Tm为目标供水水温Tt+T2(第2温度差,例如2deg)以上,则进行温控器关闭。

在本实施方式1中,在通过步骤S1的温控器开启/关闭通常控制进行的运转中,实施朝温控器开启/关闭抑制控制的切换判定。以下对其内容进行说明。在步骤S2中,切换构件62检查热泵热源机1的压缩机 103的运转频率是否为最小频率(例如25Hz)。若确认压缩机103的运转频率并非最小频率,则进入步骤S3。在压缩机103正以比最小频率大的频率运转的情况下,能够判定为热泵热源机1的最小供给能力并未超过冷热水空调设备2的所需热量。因此,在步骤S3中,将在从温控器开启/关闭通常控制向温控器开启/关闭抑制控制的切换判定中使用的变量即判定计数值Ncount重置为零。判定计数值Ncount是当检测出短时间内的温控器开启/关闭的切换时自加(increment)1的变量。切换构件62将判定计数值Ncount重置为零。之后,控制返回至步骤S1,继续进行由温控器开启/关闭控制构件61执行的温控器开启/关闭通常控制。

在步骤S2中,若确认压缩机103的运转频率是最小频率,则进入步骤S4。在步骤S4中,切换构件62检查在温控器开启之后在规定时间TA(第1规定时间,例如10分钟)以内是否进行了温控器关闭。在从温控器开启到温控器关闭为止的时间间隔比规定时间TA长、即通过温控器开启而进行的运转经过了规定时间TA以上的情况下,能够判定为并不处于温控器开启/关闭循环运转的状态。因而,若确认到在温控器开启之后在规定时间TA以内未进行温控器关闭,则进入步骤S3,将判定计数值Ncount重置为零。之后,控制返回至步骤S1,继续进行由温控器开启/关闭控制构件61执行的温控器开启/关闭通常控制。

在步骤S4中,若确认到在温控器开启之后在规定时间TA以内进行了温控器关闭,则进入步骤S5。进入步骤S5的情况是指如下情况:在冷热水空调设备2的所需热量比压缩机103的最小频率下的运转能力小的状态下,在从温控器开启起经过规定时间TA前进行了温控器关闭。在步骤S5中,检查判定计数值Ncount是否为零。在判定计数值Ncount 不是零的情况下,进入步骤S6。

在步骤S6中,切换构件62检查从上一次对判定计数值Ncount加1 起是否经过了规定时间TB(第2规定时间,例如10分钟)。在步骤S6 中确认未经过规定时间TB的情况是指如下情况:在确认从温控器开启到进行温控器关闭为止的时间比规定时间TA短之后,在经过规定时间 TB之前,再次确认从温控器开启到进行温控器关闭为止的时间比规定时间TA短。即,存在正开始进行温控器开启/关闭循环运转的可能性。因此,在该情况下进入步骤S7,并对判定计数值Ncount加1。

在步骤S6中,确认经过了规定时间TB的情况是指如下情况:从上一次确认从温控器开启到进行温控器关闭为止的时间比规定时间TA短开始、到再次确认从温控器开启到进行温控器关闭为止的时间比规定时间TA短为止,经过了规定时间TB。因而,判定为并不处于温控器开启/关闭循环运转的状态。因此,在该情况下进入步骤S3,切换构件62 将判定计数值Ncount重置为零。之后,控制返回至步骤S1,继续进行由温控器开启/关闭控制构件61执行的温控器开启/关闭通常控制。

另一方面,在步骤S5中,若确认判定计数值Ncount为零,则跳过步骤S6的处理,执行步骤S7的处理。在步骤S5中,存在如下的可能性:虽然并非正反复进行短时间内的温控器开启/关闭,但确认到从温控器开启起在规定时间TA以内温控器关闭,正开始温控器开启/关闭循环运转。因此,在该情况下,不进行步骤S6的处理,在步骤S7中对判定计数值Ncount加1。

在步骤S7的处理之后,进入步骤S8,切换构件62检查判定计数值 Ncount是否为一定次数以上。判定计数值Ncount不足一定次数的情况是在压缩机103正以最低频率运转的状态下,未频繁产生短时间内的温控器开启/关闭的情况,是并不处于温控器开启/关闭循环运转的状态的情况。在该情况下,能够判断为即便继续进行温控器开启/关闭通常控制,也不会对构成制冷剂回路的各部件的寿命产生影响,另外也不会产生液态制冷剂向压缩机103内的吸入的问题。因而,在判定计数值 Ncount不足一定次数的情况下,控制返回至步骤S1,继续进行由温控器开启/关闭控制构件61执行的温控器开启/关闭通常控制。

另一方面,判定计数值Ncount达到一定次数的情况是指如下情况:在压缩机103正以最低频率运转的状态下,分别以规定时间TA、TB以下的时间间隔反复执行从温控器开启向温控器关闭的切换以及从温控器关闭向温控器开启的切换。即,判断为正执行温控器开启/关闭循环运转。在该情况下,若继续进行温控器开启/关闭通常控制,则存在对构成制冷剂回路的各部件的寿命产生影响的可能性,另外也存在向压缩机103内吸入液态制冷剂的可能性。因而,切换构件62执行从温控器开启/关闭通常控制向温控器开启/关闭抑制控制的切换。若确认到判定计数值Ncount达到了一定次数,则进入步骤S9,开始进行由温控器开启/关闭控制构件61执行的温控器开启/关闭抑制控制。

上述的步骤S2~步骤S8是由切换构件62执行的处理步骤,并且是在正实施温控器开启/关闭通常控制的过程中判定朝温控器开启/关闭抑制控制的切换的处理步骤。温控器开启/关闭控制构件61实施以下的控制。在进行温控器开启后,当由供水水温传感器5检测出的供水水温检测温度Tm未达到目标供水水温Tt+T2且其差较大时,温控器开启/关闭控制构件61使压缩机103的运转频率上升从而提高供给热量。若通过该控制而使得热泵热源机1的加热能力变得比冷热水空调设备2的散热量大,则由供水水温传感器5检测出的供水水温检测温度Tm上升。然后,若供水水温检测温度Tm达到目标供水水温Tt,则温控器开启/ 关闭控制构件61使压缩机103的运转频率缓缓下降,并维持供水水温的温度,以使得热泵热源机1的供给能力与冷热水空调设备2的散热量相互平衡。

此时,若即便压缩机103的运转频率成为最小频率(例如25Hz),由供水水温传感器5检测出的供水水温检测温度Tm仍持续上升而温控器关闭,则可以认为热泵热源机1的最小频率运转时的最小供给能力也比冷热水空调设备2的散热量大。

若进行温控器关闭而压缩机103停止,则热泵热源机1的供给能力为零。结果,若由供水水温传感器5检测出的供水水温检测温度Tm下降而再次变为目标供水水温Tt-T1以下,则进行温控器开启。但是,即便进行温控器开启,热泵热源机1的最小频率运转时的最小供给能力也比冷热水空调设备2的散热量大,因此再次进行温控器关闭。即,在热泵热源机1的最小频率运转时的最小供给能力比冷热水空调设备2的散热量大的情况下,执行以较短的循环周期断续地反复进行温控器开启 (使压缩机103以最小频率运转)与温控器关闭(使压缩机103停止) 的温控器开启/关闭循环运转。

切换构件62通过上述的步骤S2~S8的处理来判定是否在一定的时间内进行了该开启/关闭循环运转。

对在步骤S9中执行的温控器开启/关闭抑制控制进行说明。在温控器开启/关闭抑制控制中,温控器开启/关闭控制构件61设定不将由供水水温传感器5检测出的供水水温检测温度Tm与目标供水水温Tt进行比较而强制性地使压缩机103停止的强制停止时间α。强制停止时间α例如为10分钟。而且,在经过强制停止时间α后,将供水水温检测温度Tm与目标供水水温Tt进行比较。若供水水温检测温度Tm为目标供水水温Tt-T1以下,则温控器开启/关闭控制构件61实施温控器开启。另一方面,若供水水温检测温度Tm为目标供水水温Tt+规定的阈值T3(第3温度差,例如5deg)以上,则实施温控器关闭。

在温控器开启/关闭抑制控制中设定的压缩机103的强制停止时间α由在温控器开启动作中判定计数值Ncount达到一定次数时的、压缩机 103中的制冷剂温度(例如压缩机103的吸入过热度)决定。换言之,由借助切换构件62从温控器开启/关闭通常控制切换至温控器开启/关闭抑制控制时的、压缩机103中的制冷剂温度决定。在该制冷剂温度相对高时,强制停止时间α被设定得相对长。另外,在温控器开启/关闭抑制控制中对温控器关闭的实施进行判断时,对于在供水水温检测温度 Tm与目标供水水温Tt的比较中使用的阈值T3,在开始进行温控器开启/关闭抑制控制后的初次确认到温控器关闭时,根据强制停止时间α内的供水水温的降低程度来设定。换言之,在温控器开启/关闭抑制控制中,温控器关闭的动作点温度基于强制停止时间α内的供水水温的降低程度而被修正。因而,若制冷剂温度相对高,且强制停止时间α被设定得长,则供水水温的降低程度大,因此阈值T3被设定得高。对于强制停止时间α以及阈值T3,根据热泵热源机1的性能而适当的值也不同,因此,强制停止时间α以及阈值T3基于进行实际产生温控器开启/ 关闭循环运转的试验的结果来设定。

并且,在温控器开启/关闭抑制控制中,对由供水水温传感器5检测出的供水水温检测温度Tm与供水水温上限值Tx进行比较,在供水水温检测温度Tm超过供水水温上限值Tx的情况下,温控器开启/关闭控制构件61执行使压缩机103停止的处理。供水水温上限值Tx由用户利用遥控器等设定。通过该处理,能够防止如下情况:因供水水温变为高温而导致允许上限温度以上的高温水流入冷热水空调设备2,冷热水空调设备2的动作产生不良状况。

在本实施方式1中,在通过步骤S9的温控器开启/关闭抑制控制进行的运转中,恢复构件63实施朝温控器开启/关闭通常控制的恢复判定。以下对该内容进行说明。在步骤S10中,恢复构件63检查压缩机103 是否以比最小运转频率高的频率连续运转规定时间(第3规定时间)(例如,若将最小运转频率设为25Hz,将规定时间设为60分钟,则检查是否以26Hz连续运转60分钟)。若恢复构件63确认压缩机103的运转频率为最低频率,则使控制再次返回至步骤S9,继续进行由温控器开启/ 关闭控制构件61执行的温控器开启/关闭抑制控制。

在压缩机103以比最小运转频率高的频率连续运转规定时间的情况下,能够判断为热泵热源机1的最小供给能力为冷热水空调设备2的散热量以下,即便实施温控器开启/关闭通常控制,成为温控器开启/关闭循环运转的可能性也低。因而,在该情况下进入步骤S3,恢复构件63 将判定计数值Ncount重置为零,返回步骤S1,使由温控器开启/关闭控制构件61进行的控制从温控器开启/关闭抑制控制向温控器开启/关闭通常控制恢复。

这里,使用图5以及图6对现有的压缩机的运转状态与本实施方式 1中的压缩机的运转状态的差异进行说明。图5是示出在现有的冷热水空调系统中热水制热运转时的压缩机的运转状态的时序图,图6是示出在实施方式1所涉及的冷热水空调系统中热水制热运转时的压缩机的运转状态的时序图。图5以及图6的时序图示出热泵热源机的最小供给能力比冷热水空调设备的散热量大的情况下的运转状态。即,图5示出不进行本实施方式1所涉及的温控器开启/关闭抑制控制(上述的步骤S9 的处理)时的水温的变化与压缩机103的运转状态。

在现有的压缩机103的运转中,如图5所示,仅执行温控器开启/ 关闭通常控制。由供水水温传感器5检测出的水温的响应性快,因此,在温控器开启后不久,水温就变为目标水温以上,进行温控器关闭(使热泵热源机1的压缩机103的运转停止)。即便压缩机103停止,水循环泵3也仍进行驱动而使循环水流动。因而,在进行温控器关闭后,水温不久就变得比目标水温低,进行温控器开启。即,压缩机103进行温控器开启/关闭循环运转,热泵热源机1进行开启/关闭运转。

与此相对,在本实施方式1中,若短时间间隔的温控器开启/关闭达到规定次数,检测出温控器开启/关闭循环运转,则从温控器开启/关闭通常控制向温控器开启/关闭抑制控制切换。在温控器开启/关闭抑制控制中,基于切换至温控器开启/关闭抑制控制时、即温控器开启/关闭达到规定次数时的压缩机103的例如吸入过热度等制冷剂温度,设定强制停止时间。而且,对进行温控器开启的条件增加经过强制停止时间这一条件。并且,基于在强制停止时间中产生的供水水温的温度降低,修正下次以后的温控器关闭的动作点温度。结果,不会损害空气调和的舒适性,能够扩大温控器开启/关闭的时间间隔,抑制温控器开启/关闭次数。

对在本实施方式1中进行热水制热运转的情况进行了说明,但即便在冷水制冷运转中,也以与图4所示的流程图相同的处理步骤执行温控器开启/关闭通常控制与温控器开启/关闭抑制控制的切换。在冷水制冷运转的情况下,通过四通阀104的切换,制冷剂的流动与热水制热运转时相反。即,空气热交换器101作为散热器(冷凝器)发挥作用,水热交换器102作为吸热器(蒸发器)发挥作用,对在水热交换器102中流动的水进行冷却。

在冷水制冷运转时的温控器开启/关闭通常控制中,在由供水水温传感器5检测出的供水水温检测温度Tm为目标供水水温Tt+T4(第1 温度差,例如T4=0.5deg)以上时,控制装置6进行温控器开启,在由供水水温传感器5检测出的供水水温检测温度Tm为目标供水水温Tt -T5(第2温度差,例如T5=2deg)以下时,控制装置6进行温控器关闭。以与上述的步骤S2~S8同样的方式执行冷水制冷运转时的从温控器开启/关闭通常控制向温控器开启/关闭抑制控制的切换。以与上述的步骤S9同样的方式执行冷水制冷运转时的温控器开启/关闭抑制控制。基于温控器开启/关闭达到规定次数时的压缩机103的制冷剂温度来设定强制停止时间。对温控器开启的条件增加经过了使压缩机103强制停止的强制停止时间这一条件,并基于在强制停止时间中产生的供水水温的温度上升,修正下次以后的温控器关闭的动作点温度。

如上,在本实施方式1所涉及的冷热水空调系统中,如果在热泵热源机1的最小供给能力超过冷热水空调设备2所需的散热量或者吸热量的状态下,检测出短时间内的温控器开启/关闭的断续切换,则控制装置6从温控器开启/关闭通常控制切换至温控器开启/关闭抑制控制,另一方面,如果检测出热泵热源机1的最小供给能力低于冷热水空调设备 2所需的散热量或者吸热量,则控制装置6从温控器开启/关闭抑制控制切换至温控器开启/关闭通常控制而进行运转。而且,在温控器开启/关闭抑制控制中,基于判定为处于温控器开启/关闭循环运转的状态的时刻的压缩机103的制冷剂温度,设定温控器开启以及温控器关闭的条件。因而,即便在热泵热源机1的最小供给能力比冷热水空调设备2的热水制热的情况下的散热量或者冷水制冷的情况下的吸热量大的情况下,也能够在考虑压缩机103的运转状态的基础上抑制温控器开启/关闭循环运转。结果,能够防止温控器开启/关闭循环运转,并能够抑制压缩机103中的油浓度的降低,能够提供高效且高寿命的冷热水空调系统。

实施方式2.

图7是示出本实用新型的实施方式2所涉及的冷热水空调系统的概略结构的框图。对于本实施方式2,在实施方式1的冷热水空调系统中,在热泵热源机1与供水水温传感器5之间具备对循环水进行加热的辅助加热器7。在热水制热运转中,当热泵热源机1的供给能力不足时,将辅助加热器7作为辅助热源而对循环水进行加热。由控制装置6进行朝辅助加热器7的电力供给。

在本实施方式2中,热水制热运转或者冷水制冷运转时的压缩机103 的控制动作与图4所示的流程图相同。即,如果在热泵热源机1的最小供给能力超过冷热水空调设备2所需的散热量或者吸热量的状态下,检测出短时间内的温控器开启/关闭的断续切换,则控制装置6从温控器开启/关闭通常控制切换为温控器开启/关闭抑制控制。另外,如果检测出热泵热源机1的最小供给能力低于冷热水空调设备2所需的散热量或者吸热量这一情况,则从温控器开启/关闭抑制控制切换为温控器开启/ 关闭通常控制。而且,在温控器开启/关闭抑制控制中,控制装置6基于判断为处于温控器开启/关闭循环运转的状态的时刻的压缩机103的制冷剂温度,设定温控器开启以及温控器关闭的条件。

因而,即便在因压缩机103的运转频率的控制而导致热泵热源机1 的最小供给能力比冷热水空调设备2的热水制热的情况下的散热量或者冷水制冷的情况下的吸热量大的情况下,也能够在考虑了压缩机103的运转状态的状态下抑制温控器开启/关闭循环运转,能够得到与实施方式1相同的效果。

实施方式3.

图8是示出实施方式3所涉及的冷热水空调系统的概略结构的框图。对于本实施方式3,在实施方式2的冷热水空调系统中,具备内置有热交换器8的热水贮存罐9。热交换器8的一端经由配管12连接于插入在辅助加热器7和冷热水空调设备2之间的配管4的支管12a(分支点),热交换器8的另一端经由配管12连接于插入在水循环泵3和冷热水空调设备2之间的配管4的电动三通阀11(汇合点)。即,热水贮存罐9经由配管12而相对于冷热水空调设备2并列地连接。另外,在热水贮存罐9安装有罐内水温传感器10,该罐内水温传感器10检测由热交换器8加热的热水贮存罐9内的水温。

本实施方式3中的控制装置6例如根据用户的遥控操作,选择热水制热运转或者冷水制冷运转、热水供应运转中的任一种。控制装置6在热水制热运转或者冷水制冷运转时,如上述那样对电动三通阀11进行驱动,以使得水(热水或者冷水)在热泵热源机1与冷热水空调设备2 之间循环。另外,控制装置6在热水供应运转时对电动三通阀11进行驱动,以使得热水在热泵热源机1与热交换器8之间循环。

在本实施方式3中,热水制热运转或者冷水制冷运转的动作以及热水供应运转的动作中的压缩机103的控制动作与图4所示的流程图相同,且如针对实施方式2说明过的那样。因而,即便在因压缩机103的运转频率的控制而导致的热泵热源机1的最小供给能力比冷热水空调设备2的热水制热的情况下的散热量或者冷水制冷的情况下的吸热量大的情况下,也能够在考虑了压缩机103的运转状态的状态下抑制温控器开启/关闭循环运转,能够得到与实施方式1以及实施方式2相同的效果。

在本实施方式3中,并不限于在热泵热源机1与冷热水空调设备2 之间设置有辅助加热器7。也可以形成为不经由辅助加热器7而将热泵热源机1与冷热水空调设备2连接的结构。

在实施方式1~3中,在热泵热源机1的最小供给能力比冷热水空调设备2的所需热量大、温控器开启/关闭比规定的时间间隔短的状态反复出现的次数达到规定次数的情况下,控制装置6从温控器开启/关闭通常控制切换为上述温控器开启/关闭抑制控制。因而,即便在热泵热源机1的最小供给能力比冷热水空调设备2的所需热量大的情况下,也能够防止温控器开启/关闭循环运转。

在实施方式1~3中,在判断为正执行温控器开启/关闭循环运转时的、压缩机103中的制冷剂温度相对高时,控制装置6的温控器开启/ 关闭控制构件61将强制停止时间设定得相对长。结果,基于在强制停止时间的期间变化了的供水水温而被修正的阈值也相对大。即,考虑压缩机103的动作状态来设定温控器开启的条件、温控器关闭的动作点。因而,在温控器开启/关闭抑制控制中,能够扩大温控器开启/关闭的时间间隔,并能够防止液态制冷剂向压缩机103内的流入以及伴随与此产生的冷冻机油的油浓度的降低。

当在通过温控器开启进行的运转中压缩机103的运转频率不是最小频率时、通过温控器开启进行的运转经过规定时间TA而连续执行时、以及自确认从温控器开启到进行温控器关闭为止的时间比规定时间TA 短开始、到再次确认从温控器开启到进行温控器关闭为止的时间比规定时间TA短为止而经过了规定时间TB时的各个情况下,切换构件62将判定计数值Ncount重置,继续进行温控器开启/关闭通常控制。因而,能够准确地执行从温控器开启/关闭通常控制向温控器开启/关闭抑制控制的切换。

在实施方式1~3中,在温控器开启/关闭抑制控制的执行过程中,当热泵热源机1的压缩机103以比最小运转频率大的运转频率连续运转了例如60分钟时,恢复构件63从温控器开启/关闭抑制控制向温控器开启/关闭通常控制切换。因而,能够准确地执行温控器开启/关闭抑制控制的结束。

附图标记说明

1:热泵热源机;2:冷热水空调设备;3:水循环泵;4:配管;5:供水水温传感器;6:控制装置;7:辅助加热器;8:热交换器;9:热水贮存罐;10:罐内水温传感器;11:电动三通阀;12:配管;12a:支管;61:温控器开启/关闭控制构件;62:切换构件;63:恢复构件; 101:空气热交换器;102:水热交换器;103:压缩机;104:四通阀; 105:中压储液器;106:第1膨胀阀;107:第2膨胀阀。

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