[发明专利]热泵系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种热泵系统，尤其涉及能利用热泵循环来加热水介质的热泵系统。

背景技术

目前，有一种如专利文献1(日本专利特开昭60-164157号公报)所示的能利用热泵循环来加热水的热泵供热水机。这种热泵供热水机主要具有压缩机、制冷剂-水热交换器及热源侧热交换器，通过制冷剂在制冷剂-水热交换器中的散热来加热水，并将由此获得的温水供给至储热水槽。

发明内容

在上述以往的热泵供热水机中，为了将高温的热水供给至储热水槽，不仅要利用制冷剂-水热交换器还要结合利用辅助加热器来加热水，或者，需要在压缩机的喷出压力较高等运转效率较差的条件下进行运转，因此，不能说是理想的。

本发明的技术问题在于实现在能利用热泵循环来加热水介质的热泵系统中获得高温的水介质。

第一方面的热泵系统包括热源侧制冷剂回路和利用侧制冷剂回路。热源侧制冷剂回路具有：对热源侧制冷剂进行压缩的热源侧压缩机；能作为热源侧制冷剂的散热器起作用的第一利用侧热交换器；以及能作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用的热源侧热交换器。利用侧制冷剂回路具有：对相当于饱和气体温度65℃的压力的计示压力在2.8MPa以下的利用侧制冷剂进行压缩的利用侧压缩机；能作为利用侧制冷剂的散热器起作用来加热水介质的制冷剂-水热交换器；以及能通过热源侧制冷剂的散热而作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用的第一利用侧热交换器。此外，利用侧压缩机、第一利用侧热交换器和制冷剂-水热交换器构成第一利用单元，从作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用的第一利用侧热交换器到利用侧压缩机为止的制冷剂管的长度在3m以下，在利用侧制冷剂回路中不设置用于将从利用侧压缩机喷出的利用侧制冷剂中含有的制冷机油分离并使其返回至利用侧压缩机吸入侧的油分离机构，被封入利用侧制冷剂回路中的利用侧制冷剂的重量是为润滑利用侧压缩机而被封入的制冷机油的重量的1～3倍

在该热泵系统中，在第一利用侧热交换器内，在利用侧制冷剂回路中循环的利用侧制冷剂因在热源侧制冷剂回路中循环的热源侧制冷剂的散热而被加热，利用侧制冷剂回路能利用该从热源侧制冷剂获得的热来形成温度比热源侧制冷剂回路的制冷循环的温度高的制冷循环，因此，能通过利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换器中的散热来获得高温的水介质。

此时，如该热泵系统这样，利用侧制冷剂回路被包含在第一利用单元中，而且从作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用的第一利用侧热交换器至利用侧压缩机为止的制冷剂管的长度在3m以下，是较短的制冷剂管，从上述回路构成的方面来看，制冷机油积存在利用侧制冷剂回路中利用侧压缩机以外的部分的可能性较低，因此，本应能减少与利用侧制冷剂一起被封入利用侧制冷剂回路中的制冷机油的量。

另一方面，从获得高温的水介质的目的这一方面来看，如该热泵系统这样，较为理想的是使用相当于饱和气体温度65℃的压力的计示压力在2.8MPa以下的制冷剂这样的高沸点的制冷剂(即，具有低压饱和特性的制冷剂)作为利用侧制冷剂，但若为获得高温水介质而使用这种具有低压饱和特性的制冷剂，则会因为在高温条件下使用而使溶入制冷机油中的气体状态的利用侧制冷剂增加，其结果是，制冷机油的粘性系数降低，与制冷剂一起从利用侧压缩机喷出的制冷机油的量增多，有可能发生利用侧压缩机的润滑不足，因此，需要增加与利用侧制冷剂一起被封入到利用侧制冷剂回路中的制冷机油的量。

此外，在利用侧压缩机内的制冷机油的温度比利用侧制冷剂的冷凝温度低的情况下，在利用侧压缩机内，存在利用侧制冷剂冷凝而稀释制冷机油的可能性，特别地，在该热泵系统这种获得高温水介质的系统中，利用侧制冷剂的冷凝温度较高，使得制冷机油很容易被稀释，其结果是，制冷机油的粘性系数降低，与制冷剂一起从利用侧压缩机喷出的制冷机油的量增多，可能发生利用侧压缩机内的润滑不足，因此，从这点出发，也需要增加与利用侧制冷剂一起被封入到利用侧制冷剂回路中的制冷机油的量。

这样，在增加制冷机油的量的情况下，较为理想的是设置油分离机构，该油分离机构将与从利用侧压缩机喷出的利用侧制冷剂一起喷出的制冷机油分离，并使其返回到利用侧压缩机的吸入侧。

然而，在该热泵系统这样的高温条件下使用时，如上所述，溶入制冷机油中的气体状态的利用侧制冷剂增加，制冷机油的稀释也变得容易，因此，与从利用侧压缩机喷出的利用侧制冷剂一起喷出的制冷机油的量也增多，若设置油分离机构，则与制冷机油一起返回到利用侧压缩机吸入侧的利用侧制冷剂的量也增多，可能会使运转效率降低。