热泵式热水供给器的制造方法_3

文档序号:8593858阅读:来源:国知局
气态制冷剂向低温的空气热交换器5流入,由此使得空气热交换器5的温度骤然上升。例如在外部空气温度为2°C时进行除霜运转的情况下,产生40°C以上的温差。由于该温差而在构成空气热交换器5的部件产生较大的热应力。
[0071]空气热交换器5例如为翅片管式热交换器并具有多个路径。对于水平设置的多根管,路径形成为将恒定根数的管连结,各路径的一端侧经由枝管5b与集管(header) 5a连接而汇合,进而与制冷剂回路连接。即,各枝管5b通过钎焊等方式而大致成直角地安装于集管5a并与各路径连接。另外,各路径的另一端侧借助分流器5c而汇合,且同样与制冷剂回路连接。
[0072]在图2所示的升温运转中,空气热交换器5的温度为低温,因此,集管5a在长度方向上收缩。而且,若温度因图3所示的除霜运转而变为高温,则集管5a在长度方向上伸长。若由于该升温运转与除霜运转的温差而反复产生集管5a的收缩、伸长,则例如在各枝管5b与集管5a的连接部分产生应力而导致疲劳破坏。另外,在其他通过钎焊等方式连接的部分即各路径的导热管、各枝管5b、翅片、分流器5c等部件的接合部分,也有可能产生同样的疲劳破坏。
[0073]图5是在实施方式I所涉及的除霜运转时将第二电子膨胀阀打开的情况下的莫里尔线图。
[0074]图6是在实施方式I所涉及的除霜运转时,将第二电子膨胀阀打开的情况下与将第二电子膨胀阀关闭的情况下的空气热交换器(集管部)的温度变化的比较图。
[0075]在实施方式I所涉及的热泵式热水供给器中,进行如下控制,即:通过在除霜运转时将第二电子膨胀阀7打开,使制冷剂流入到旁通回路6,使流至水热交换器3的制冷剂的量相对减少。由此,在旁通回路6流动的制冷剂与在水热交换器3流动的制冷剂在被向压缩机I吸入之前汇合,如图5所示的莫里尔线图那样,能够对吸入到压缩机I的制冷剂的过热度进行抑制。因此,从压缩机I排出的制冷剂的排出温度降低,如图6所示,通过对空气热交换器5的温度变化进行抑制,能够使热应力降低。
[0076]吸入到压缩机I的制冷剂的过热度根据第二电子膨胀阀7的开度而变化。若将第二电子膨胀阀7大幅度地打开,则分流的制冷剂的流量增加,因而,被向压缩机I吸入的过热度降低,但是,此时若与在水热交换器3流动的制冷剂的流量之间的平衡被破坏,则过热度变为(TC,液态制冷剂被向压缩机I吸入,这成为压缩机I产生不良情况的原因。因此,压缩机I的吸入过热度优选设定为几度左右(例如1°C )。
[0077]这里,对实施方式I所涉及的第一电子膨胀阀4与第二电子膨胀阀7的控制方法进行说明。
[0078]图7是实施方式I所涉及的除霜运转时的第一电子膨胀阀与第二电子膨胀阀的控制流程图。
[0079]图8是示出实施方式I所涉及的除霜运转时的第二电子膨胀阀的开度修正的图。
[0080]首先,在步骤I中,判断在升温运转中是否需要进行除霜运转。该判断如下:例如利用温度检测器5d对蒸发温度进行测定,当低于规定温度的情况持续规定时间以上时,判断为在空气热交换器5附着有霜。
[0081]若判断为需要进行除霜运转,则在步骤2中,将第一电子膨胀阀4与第二电子膨胀阀7这两个电子膨胀阀中的第一电子膨胀阀4完全打开。
[0082]这是为了防止由于在除霜运转中对两个电子膨胀阀进行控制而使得控制的响应性减慢。另外,其目的还在于,防止由于对第一电子膨胀阀4实施节流而使得制冷剂的压力损失增加、进而产生制冷剂不足的运转。
[0083]接下来,对步骤3?5的第二电子膨胀阀7的控制进行说明。
[0084]升温运转时流入到水热交换器3的热水的水温,成为为了抑制压缩机I的吸入过热度而控制第二电子膨胀阀7的开度时的重要参数。若流入到水热交换器3的水温度较高,则与制冷剂之间的热交换量增大,因此,过热度增大。因此,需要增大第二电子膨胀阀7的开度,使液态或者干燥度较低的二相制冷剂向压缩机I的吸入侧分流。反之,若流入到水热交换器3的水温度较低,则与制冷剂之间的热交换量减小,因此制冷剂的过热度减小。因此,需要减小第二电子膨胀阀7的开度,使干燥度较低的制冷剂向压缩机I的吸入侧分流的流量减小。
[0085]因此,在决定向除霜运转过渡的时刻,利用温度检测器3a对升温运转时流入到水热交换器3的热水的水温Tw进行测定,并将其预先存储于存储器。
[0086]在步骤3中读取该水温Tw。
[0087]然后,在步骤4中判断水温Tw是否为基准水温Twstd以上。若水温Tw为基准水温Twstd以上,则进入步骤5,按照从除霜运转时的基准开度增加的方向对除霜运转时的第二电子膨胀阀7的开度进行修正。
[0088]若水温Tw不足基准水温Twstd,则进入步骤6,将除霜运转时的第二电子膨胀阀7的开度维持为除霜运转时的基准开度。
[0089]S卩,如图8所示,若水温Tw为基准水温Twstd以上,则根据水温Tw与基准水温Twstd的偏差并按照从除霜运转时的基准开度例如成比例地增加的方向,对除霜运转时的第二电子膨胀阀7的开度进行修正。
[0090]以该方式预先存储进行升温运转时的水温Tw,在向除霜运转过渡时读取水温Tw并对第二电子膨胀阀7的开度进行运算,因此,能够在除霜运转开始时设定第二电子膨胀阀7的开度,在从升温运转切换为除霜运转时,能够迅速地进行第二电子膨胀阀7的开度控制。
[0091]由于流入到水热交换器3的水温度为热泵式热水供给器的热水贮存槽的热水的水温,且在升温运转时与除霜运转时不发生变化,因此,能够在除霜运转开始时确定第二电子膨胀阀7的开度,从而能够将第二电子膨胀阀7控制为最佳的开度。因此,无需在除霜运转时一边测定制冷剂的过热度一边进行第二电子膨胀阀7的开度调整,能够应对短时间内的除霜运转。
[0092]利用以下的算式I来计算第二电子膨胀阀7的开度。
[0093]Cv2 = Cvl X α + β X (Tw — Twstd)(式 I)
[0094]这里,各变量如下。
[0095]Cvl:第一电子膨胀阀4完全打开时的Cv值
[0096]Cv2:成为第二电子膨胀阀7的相当开度的Cv值
[0097]Tw:在除霜开始前向水热交换器3流入的热水的水温
[0098]Twstd:基准水温
[0099]α:系数
[0100]β:针对水温(Tw)与基准水温(Twstd)的偏差的修正值
[0101]第二电子膨胀阀7的开度为根据由式I算出的Cv2而求出的电子膨胀阀的相当开度。
[0102]将通常在热泵式热水供给器中使用的水温设为基准水温Twstd,将系数α确定为,使得压缩机I的吸入过热度在以该基准水温Twstd进行除霜运转时为1°C。此时的第二电子膨胀阀7的开度为除霜运转时的基准开度。
[0103]另外,对流入到水热交换器3的水的水温Tw相对于基准水温Twstd发生变化时的修正值β进行确定。预先通过试验确定上述3个参数(Tw、α、β)之间的关系。
[0104]实施方式2.
[0105]在实施方式2所涉及的除霜运转中,除了基于实施方式I所涉及的升温运转时向水热交换器3流入的水的水温对第二电子膨胀阀7的开度的控制之外,还采用基于升温运转时的空气热交换器5的蒸发温度对第二电子膨胀阀7的开度的控制。
[0106]图9是基于实施方式2所涉及的升温运转时的空气热交换器5的蒸发温度对第二电子膨胀阀7的控制的流程图。
[0107]图10是示出实
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