热泵式热水供给器的制造方法_2

文档序号:8593858阅读:来源:国知局
r>[0038]以下,利用附图对本实用新型所涉及的热泵式热水供给器进行说明。
[0039]此外,以下说明的结构等为一个例子,本实用新型所涉及的热泵式热水供给器不限定于这种结构等。
[0040]另外,将重复或者类似的说明适当地简化或者省略。
[0041]实施方式1.
[0042]图1是实施方式I所涉及的热泵式热水供给器的制冷剂回路图。
[0043]图2是示出实施方式I所涉及的空气热交换器5进行升温运转时的制冷剂的流动的图。
[0044]图3是示出实施方式I所涉及的空气热交换器5进行除霜运转时的制冷剂的流动的图。
[0045]如图1所示,实施方式I的热泵式热水供给器主要构成为包括:压缩机1,其对制冷剂进行压缩;四通阀2 (相当于本实用新型的流路切换阀),其在除霜运转时与水的升温运转时对制冷循环的制冷剂的流向进行切换;水热交换器3,其使水与制冷剂进行热交换;第一电子膨胀阀4(相当于本实用新型的第一流量调整阀),其通过调整制冷剂的流量而进行减压;空气热交换器5,其使外部空气与制冷剂进行热交换;以及旁通回路6,借助该旁通回路6而在空气热交换器5的除霜运转时将处于第一电子膨胀阀4的上游侧的制冷剂配管与压缩机I的吸入侧连结,由此使制冷剂分流。另外,在旁通回路6设置有第二电子膨胀阀
7(相当于本实用新型的第二流量调整阀),该第二电子膨胀阀7用于对流动的制冷剂的流量进行调整。
[0046]在图1中用实线记载了升温运转时制冷循环中的制冷剂的流动。
[0047]将在压缩机I内成为高压高温的气体的制冷剂从压缩机I的排出口排出并输送至四通阀2。四通阀2是对制冷剂的回路进行切换的阀,并以下述方式被固定:在热泵式热水供给器作为热水供给器进行动作(水的升温运转)的情况下,将从压缩机I排出的制冷剂输送至使水与制冷剂进行热交换的水热交换器3。
[0048]被送入到水热交换器3的制冷剂在水热交换器3内与水进行热交换。高压高温的气态制冷剂对水赋热,从而冷凝并成为高压中温的液态制冷剂。同时,向水热交换器3流入的水从制冷剂接受热量,使得水温上升。水热交换器3作为制冷循环的冷凝器发挥作用。
[0049]第一电子膨胀阀4进行控制,以使在作为冷凝器发挥作用的水热交换器3冷凝的出口处的制冷剂的过冷却度恒定。
[0050]在过冷却度较小的情况下,通过减小第一电子膨胀阀4的开度而使制冷剂的流量减少,从而使过冷却度增大。在过冷却度较大的情况下,通过增大第一电子膨胀阀4的开度而使制冷剂的流量增加,从而使过冷却度减小。
[0051]利用对制冷剂的流量进行调整而使其减压的第一电子膨胀阀4,对从水热交换器3排出的制冷剂进行减压,从而使该制冷剂成为低压低温的液态制冷剂。制冷剂从第一电子膨胀阀4流入到空气热交换器5,外部空气与制冷剂在该空气热交换器5进行热交换。虽在第一电子膨胀阀4与空气热交换器5之间连接有旁通回路6,但在进行升温运转的情况下,由于第二电子膨胀阀7处于闭合的状态,因此,制冷剂不会流至旁通回路6。
[0052]流入到空气热交换器5的制冷剂的温度为低温,因此,从外部空气接受热量,从而蒸发并成为低压低温的气态制冷剂。同时,外部空气被冷却而使形成为较低的温度,且该空气从空气热交换器5通过。空气热交换器5作为制冷循环的蒸发器发挥作用。
[0053]从空气热交换器5排出的低压低温的气态制冷剂再次流入到对制冷剂回路进行切换的四通阀2,并借助四通阀2而被送入到压缩机I的吸入口。送入到压缩机I的吸入口的低压低温的气态制冷剂在压缩机I内被压缩,从而成为高压高温的气态制冷剂,并被从排出口排出。
[0054]在使制冷循环进行升温运转的情况下,重复以上循环,从而成为利用将从外部空气获得的热量传递至水的热泵作用而生成热水的热水供给器。
[0055]作为制冷剂,只要使用例如R410A之类的用于空调机的制冷剂,便能够以低廉的成本构成制冷循环系统,并且运转时的效率也较好。另外,在例如使用了 CO2之类的制冷剂的情况下,成为能够供给更高温的热水的热水供给器。
[0056]在这种热泵式热水供给器中,为了从外部空气采热而进行热交换,使得制冷剂的饱和温度低于外部空气温度。因此,在外部空气温度较低的情况下,制冷剂的饱和温度达到露点温度以下,外部空气中的水分在空气热交换器5的表面凝固而结霜。
[0057]若空气热交换器5的通风性能因霜而降低,则无法从外部空气获得充足的蒸发热,因此,制冷剂的蒸发压力降低,向压缩机I吸入的制冷剂的密度降低,制冷剂的循环量降低。伴随着该循环量的降低,作为热水供给器的性能也降低。
[0058]因此,为了确保外部空气温度较低的情况下的热水供给器的性能,需要进行将在空气热交换器5的表面附着的霜除去的除霜运转。
[0059]在采用反向式除霜方式的本实用新型的实施方式I所涉及的热水供给器中,利用四通阀2对制冷循环进行切换,由此实施除霜运转。
[0060]在图1中用虚线记载了除霜运转时制冷循环中的制冷剂的流动。
[0061]在除霜运转时,切换为利用四通阀2将由压缩机I排出的高压高温的气态制冷剂供给至空气热交换器5。
[0062]送入到空气热交换器5的高压高温的气态制冷剂对附着于空气热交换器5的霜赋热而冷凝。附着于空气热交换器5的霜因热而融解,从而成为液体并从空气热交换器5流下。这样,空气热交换器5作为冷凝器发挥作用。
[0063]利用第一电子膨胀阀4对冷凝后的高压中温的液态制冷剂进行减压,该液态制冷剂成为低压低温的液态制冷剂并向水热交换器3流入。在水热交换器3内,水与制冷剂进行热交换,水被冷却,并且,制冷剂获得热量而蒸发,成为低压低温的气态制冷剂。即,水热交换器3作为蒸发器发挥作用。
[0064]将从水热交换器3排出的低压低温的气态制冷剂再次借助四通阀2而送入到压缩机I的吸入口。送入到压缩机I的吸入口的低压低温的气态制冷剂在压缩机I内被压缩,成为高压高温的气态制冷剂并被从排出口排出。在除霜运转时,重复以上循环,借助热量使附着于空气热交换器5的霜融解液化,由此将该霜从空气热交换器5除去。
[0065]这里,当从升温运转向除霜运转切换时,短时间内在空气热交换器5产生较大的温差。即,产生如下现象:短时间内从作为升温运转时的蒸发器发挥功能的低温状态切换为作为除霜运转时的冷凝器发挥功能的高温状态。
[0066]产生上述现象的主要原因在于,在热泵式热水供给器的情况下,将热水贮存槽内的热水的热量用作除霜运转时的蒸发器的热源。
[0067]图4是在实施方式I所涉及的除霜运转时将第二电子膨胀阀7闭合的情况下的莫里尔线图。
[0068]该热水以10°C?60°C的范围内的温度被供给至水热交换器3,与此相对,除霜运转中供给至水热交换器3的制冷剂的温度比外部空气的温度低,因此,该制冷剂的温度通常为0°C以下,伴随着外部空气温度的降低,有时会低于一 20°C。因此,水与制冷剂的温差增大,如图4所示的莫里尔线图那样,制冷剂有时还会成为具有20°C以上的过热度的气态制冷剂并从水热交换器3通过。
[0069]以热水为热源而从水热交换器3排出之后的高过热度气态制冷剂,被向压缩机I吸入并被压缩,从而成为高压高温的气态制冷剂,但是,由于在被向压缩机I吸入时具有较大的过热度,因此,从压缩机I排出的气态制冷剂的温度变得较高,并被向空气热交换器5供给。
[0070]若从升温运转切换为除霜运转,则该高过热度的高温
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