[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容量可变型热源侧压缩机；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：对利用侧制冷剂进行压缩的容量可变型利用侧压缩机；能作为利用侧制冷剂的散热器起作用以加热水介质的制冷剂—水热交换器；以及能利用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，该热泵系统进行热源侧压缩机的容量控制，以使相当于热源侧压缩机喷出侧的热源侧制冷剂的压力的饱和温度即热源侧喷出饱和温度达到规定的目标热源侧喷出饱和温度，并进行利用侧压缩机的容量控制，以使相当于利用侧压缩机喷出侧的利用侧制冷剂的压力的饱和温度即利用侧喷出饱和温度达到规定的目标利用侧喷出饱和温度。

在该热泵系统中，在第一利用侧热交换器中，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，为了稳定地获得高温的水介质，较为理想的是进行控制，以使热源侧制冷剂回路中的制冷循环及利用侧制冷剂回路中的制冷循环均稳定，但在该热泵系统中，由于两制冷剂回路的压缩机均为容量可变型压缩机，使用与各压缩机喷出侧的制冷剂的压力相当的饱和温度(即，热源侧喷出饱和温度及利用侧喷出饱和温度)作为各制冷循环的制冷剂的压力的代表值，进行各压缩机的容量控制，以使各喷出饱和温度达到目标喷出饱和温度，因此，能使两制冷剂回路中的制冷循环的状态稳定，藉此能稳定地获得高温的水介质。

第二方面的热泵系统是在第一方面的热泵系统的基础上，目标利用侧喷出饱和温度能根据制冷剂—水热交换器出口处的水介质的温度的目标值即规定的目标水介质出口温度而变化。

在该热泵系统中，由于能根据制冷剂—水热交换器出口处的目标水介质出口温度适当地设定目标利用侧喷出饱和温度，因此，能容易地获得所期望的目标水介质出口温度，此外，即便在改变目标水介质出口温度的情况下，也能进行响应性良好的控制。

第三方面的热泵系统是在第一方面或第二方面的热泵系统的基础上，目标热源侧喷出饱和温度能根据目标利用侧喷出饱和温度或目标水介质出口温度而变化。

在该热泵系统中，由于能根据目标利用侧喷出饱和温度或目标水介质出口温度来适当地设定目标热源侧喷出饱和温度，因此能将热源侧制冷剂回路中的制冷循环控制成与利用侧制冷剂回路中的制冷循环的状态相适应的合适状态。

第四方面的热泵系统是在第一方面至第三方面中任一方面的热泵系统的基础上，利用侧制冷剂回路还具有能使在第一利用侧热交换器中流动的热源侧制冷剂的流量变化的第一利用侧流量调节阀，在利用侧压缩机喷出侧的利用侧制冷剂的压力与利用侧压缩机吸入侧的利用侧制冷剂的压力之间的压力差即利用侧出入口压力差处于规定的利用侧低负载控制压力差以下的情况下，进行使第一利用侧流量调节阀的开度变小的控制。

在第一方面至第三方面中任一方面的热泵系统那样的、进行各压缩机的容量控制以使与两制冷剂回路的各压缩机喷出侧的制冷剂的压力相当的饱和温度(即，热源侧喷出饱和温度及利用侧喷出饱和温度)达到目标温度的结构中，在要求供给温度范围较大的水介质的情况下，利用侧压缩机喷出侧的利用侧制冷剂的压力与利用侧压缩机吸入侧的利用侧制冷剂的压力之间的压力差即利用侧出入口压力差变得非常小，可能无法仅通过利用侧压缩机的容量控制来完全控制利用侧制冷剂回路的制冷循环。