[发明专利]热泵热水供给机

说明书

技术领域

本发明涉及一种热泵热水供给机，通过与在设置有压缩机及膨胀器等 的冷却介质循环路径中循环的冷却介质的热交换而加热水而供给热水，特 别是涉及一种实现了该热泵热水供给机的能耗效率(COP)的提高的技术。

背景技术

一般而言，公知有一种热泵热水供给机，具备通过与在设置有压缩机 及膨胀器等的冷却介质循环路径中循环的冷却介质的热交换而加热水的 水加热用热交换器(相当于第一水热交换器)，在热水蓄存容器中蓄存被 该水加热用热交换器加热后的热水，根据需要而供给该热水蓄存容器内的 热水。另外，在上述热水蓄存容器内的上层层叠有上述水加热用热交换器 加热的高温的热水，在下层层叠有由自来水管供给的低温的水。在上述热 泵热水供给机中设置水的流通路径，以便蓄存在上述热水蓄存容器的下层 的低温的水在被上述水加热用热交换器加热之后层叠在上述热水蓄存容 器的上层。

此外，在上述热泵热水供给机上，有时连接有使用蓄存在上述热水蓄 存容器中的高温的热水作为热介质的地面采暖等的采暖回路或者浴室的 追加燃烧的回路(例如参照专利文献1)。

图8是示意地表示以往的热泵热水供给机的构成的图。

如图8所示，以往的热泵热水供给机具有：顺序连接压缩机81、水 加热用热交换器82、节流机构(膨胀器)83、室外空气热交换器84的冷 却介质回路85；和从热水蓄存容器86的下部通过循环泵87和水加热用热 交换器82而流入到热水蓄存容器86的上部的水回路88。在热泵热水供 给机的负荷侧上设置经由采暖用热交换器90的采暖机92和热水供给口 94。

说明这样地构成的以往的热泵热水供给机的动作。

在冷却回路85中，从压缩机81排出的高温高压的冷却介质按箭头所 示的方向流动，在借助水加热用热交换器82向水提供热量之后，借助节 流机构83被减压而变为低温，在室外空气热交换器84中从空气吸收热量， 再次返回到压缩机81。另一方面，在水回路88中，水借助循环泵87，按 箭头所示的方向从热水蓄存容器86的下部流到水加热用热交换器82，从 冷却介质回路85的冷却介质吸收热量而变为高温之后，流入到热水蓄存 容器86的上部，层叠在热水蓄存容器86的上部，由此，高温的水被贮藏 在热水蓄存容器86中。

在负荷侧，若打开热水供给口94，则贮藏在热水蓄存容器86的上部 的高温的水由于被在水压的作用下从供水口95流入到热水蓄存容器86的 下部的水推压，而按箭头所示的方向流动而被供给到外部。在采暖机92 侧的水回路中，借助采暖用一次侧循环泵91而从热水蓄存容器86的上部 流出的高温的水按箭头所示的方向流动，在采暖用热交换器90中向采暖 用载冷剂提供热量之后，流入到热水蓄存容器86内的下部。另一方面， 采暖用载冷剂借助采暖用二次侧循环泵93而按箭头所示的方向循环，借 助采暖机92将利用采暖用热交换器90提供的热量释放而进行采暖。

但是，在如上所述地构成的以往的热泵热水供给机中存在以下所示的 问题。

在进行采暖运转时，从热水蓄存容器86的上部流出的高温的水在采 暖用热交换器90中放热而温度降低10～20℃左右，温度相对高的水流入 到热水蓄存容器86的下部。另一方面，热泵循环的冷却介质回路85中， 加热热水蓄存容器86的下部的温度稍高的水，将会以低COP(效率系数) 运转。例如，将温度15℃的水加热到65℃时的COP是3～4左右，但是将 温度稍微高一些的45℃的水加热到65℃时的COP则变为1～2左右，所以 存在进行效率相当低的运转的问题。此外，还存在随着被加热的水的温度 的变高，热泵循环的冷却介质回路85中压缩机81的排出压力过度上升而 不能运转的问题。

另一方面，考虑设置水冷却用热交换器(相当于第二水热交换器)， 通过在冷却介质回路中与从水加热用热交换器经由膨胀器而流动的低温 的冷却介质的热交换而冷却中温水(例如参照专利文献1)。在这样的构 成中，在用上述水冷却用热交换器暂时冷却上述中温水后使其流入上述水 加热用热交换器，从而可改善在上述水加热用热交换器中的热交换效率。

专利文献1：特开2004-211986号公报