熱泵系統(tǒng)技術(shù)方案

提供一種即便在使用容積比被固定的多級(jí)壓縮式制冷循環(huán)的情況下也能使能量消耗效率變得良好的熱泵系統(tǒng)。壓縮機(jī)構(gòu)(20)包括容積比處于一定關(guān)系的低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)(22)和高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)(26)?；旌祥y(91)對(duì)流動(dòng)至中間冷卻器側(cè)供熱水流路(90A)的水的流量與流動(dòng)至氣體冷卻器側(cè)供熱水流路(90B)的水的流量的比率進(jìn)行調(diào)節(jié)?？刂撇?2)操作混合閥(91)以減小中間冷卻器(5)的出口制冷劑溫度與高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)(26)的出口制冷劑溫度之間的差。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及熱泵系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前，例如專利文獻(xiàn)I(日本專利特開(kāi)2002 - 106988號(hào)公報(bào))記載的熱泵供熱水器那樣，提出了一種在多級(jí)壓縮式制冷循環(huán)中將從低級(jí)側(cè)的壓縮機(jī)排出的制冷劑和從高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)排出的制冷劑用于加熱水的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，不僅通過(guò)在熱泵回路中采用多級(jí)壓縮方式來(lái)使壓縮效率變得良好，還欲通過(guò)將從高級(jí)側(cè)的壓縮機(jī)排出的制冷劑和從低級(jí)側(cè)的壓縮機(jī)排出的制冷劑用于供熱水用的熱水加熱來(lái)使能量效率變得良好。具體而言，該系統(tǒng)采用了以下結(jié)構(gòu)設(shè)置閥以使供熱水用的水的流動(dòng)分支，利用從高級(jí)側(cè)的壓縮機(jī)排出的制冷劑對(duì)一個(gè)供熱水的流動(dòng)進(jìn)行加熱，并利用從低級(jí)側(cè)的壓縮機(jī)排出的制冷劑對(duì)另一個(gè)供熱水用的水的流動(dòng)進(jìn)行加熱。此外，從使循環(huán)效率變得良好的角度出發(fā)，還就供熱水用的水的分流比提出了以下內(nèi)容將利用從低級(jí)側(cè)的壓縮機(jī)排出的制冷劑進(jìn)行加熱的另一個(gè)流動(dòng)設(shè)定為全部水量的一半以下是較為理想的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題此處，作為多級(jí)壓縮式制冷循環(huán)，例如像使各級(jí)的壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸共用的制冷循環(huán)那樣，存在各級(jí)的壓縮機(jī)的容積比被固定的形式。這種容積比被固定的形式例如使低級(jí)側(cè)的壓縮機(jī)中的動(dòng)作和高級(jí)側(cè)的壓縮機(jī)中的動(dòng)作聯(lián)動(dòng)，因此，無(wú)法個(gè)別地對(duì)各級(jí)壓縮機(jī)進(jìn)行容量控制。然而，在上述專利文獻(xiàn)I (日本專利特開(kāi)2002 - 106988號(hào)公報(bào))記載的多級(jí)壓縮式制冷循環(huán)中，未進(jìn)行任何低級(jí)側(cè)和高級(jí)側(cè)的壓縮機(jī)的容積比被固定的基于容積比的限制的考察。例如，在采用了容積比被固定的形式的壓縮機(jī)的制冷循環(huán)中，當(dāng)高級(jí)側(cè)的排出制冷劑的目標(biāo)溫度確定時(shí)，低級(jí)側(cè)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)有時(shí)唯一確定，從低級(jí)側(cè)朝高級(jí)側(cè)流動(dòng)的制冷劑的溫度有時(shí)也會(huì)確定。在這種情況下，如上述專利文獻(xiàn)I (日本專利特開(kāi)2002 - 106988號(hào)公報(bào))中記載的系統(tǒng)那樣僅進(jìn)行將用于利用從低級(jí)側(cè)的壓縮機(jī)排出的制冷劑進(jìn)行加熱的供熱水用的水的流量比率簡(jiǎn)單地設(shè)為全流量的一半以下這樣的設(shè)定的話，有時(shí)無(wú)法充分地使能量消耗效率變得良好。本專利技術(shù)的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種即便在使用容積比被固定的多級(jí)壓縮式制冷循環(huán)的情況下也能使能量消耗效率變得良好的熱泵系統(tǒng)。解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案第一技術(shù)方案的熱泵系統(tǒng)包括熱泵回路、負(fù)載分配元件及控制部。熱泵回路至少具有壓縮機(jī)構(gòu)、膨脹機(jī)構(gòu)及蒸發(fā)器，并供制冷劑循環(huán)。壓縮機(jī)構(gòu)包括容積比處于一定關(guān)系的低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)和高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)。負(fù)載分配元件確定第一熱負(fù)載與第二熱負(fù)載之間的負(fù)載分配。第一熱負(fù)載是通過(guò)與從低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)排出的制冷劑進(jìn)行熱交換而被加熱處理的熱負(fù)載。第二熱負(fù)載是通過(guò)與從高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)排出的制冷劑進(jìn)行熱交換而被加熱處理的熱負(fù)載?？刂撇窟M(jìn)行以下的一個(gè)控制或另一個(gè)控制，以進(jìn)行對(duì)負(fù)載分配元件進(jìn)行操作的分配控制。在進(jìn)行一個(gè)控制的情況下，控制部操作負(fù)載分配元件以維持滿足規(guī)定溫度條件的狀態(tài)，規(guī)定溫度條件包括在從低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)排出后結(jié)束了與第一熱負(fù)載之間的熱交換的制冷劑的溫度與在從高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)排出后結(jié)束了與第二熱負(fù)載之間的熱交換的制冷劑的溫度之比為I的情況。在進(jìn)行另一個(gè)控制的情況下，控制部操作負(fù)載分配元件，以減小在從低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)排出后結(jié)束了與第一熱負(fù)載之間的熱交換的制冷劑的溫度與在從高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)排出后結(jié)束了與第二熱負(fù)載之間的熱交換的制冷劑的溫度之差。此處，制冷劑例如可以是包含烴的制冷劑、二氧化碳制冷劑等。另外，在供熱水用的水的加熱、暖氣片或地板制熱中利用的水的加熱等的負(fù)載種類中，第一熱負(fù)載與第二熱負(fù)載既可以是相同種類的負(fù)載，也可以是不同種類的負(fù)載。例如，因第一熱負(fù)載的加熱處理及第二熱負(fù)載的加熱處理而獲得的熱量可以最終被供給至同一供給目的地，第一熱負(fù)載和第二熱負(fù)載可以是彼此在熱能量上獨(dú)立的負(fù)載。另外，壓縮機(jī)構(gòu)可以還具有與高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)和低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)不同的壓縮機(jī)構(gòu)，該不同的壓縮機(jī)構(gòu)既可以串聯(lián)連接，也可以并聯(lián)連接。另外，作為此處的高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)和低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)，例如，可以是具有共用的驅(qū)動(dòng)軸的所謂一軸多級(jí)型，也可以被控制成容積比一定。作為所述分配控制，既可以是同時(shí)滿足所述一個(gè)控制和另一個(gè)控制這兩個(gè)控制的條件的控制，也可以是僅滿足任意一個(gè)控制而不進(jìn)行另一個(gè)處理的控制。在該熱泵系統(tǒng)中，高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)和低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)的容積比處于一定的關(guān)系，因此，無(wú)法自由地驅(qū)動(dòng)高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)和低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)。因此，不能自由地調(diào)節(jié)高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)的排出制冷劑的溫度或低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)的排出制冷劑的溫度，當(dāng)調(diào)節(jié)一個(gè)溫度時(shí)，另一個(gè)溫度也會(huì)追隨著被調(diào)節(jié)。在該熱泵系統(tǒng)中，以上述結(jié)構(gòu)為前提，不是通過(guò)控制高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)和低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)流入第一熱交換器的制冷劑的溫度及流入第二熱交換器的制冷劑的溫度，而是通過(guò)進(jìn)行操作負(fù)載分配元件的分配控制，以維持結(jié)束了與第一熱負(fù)載的熱交換的制冷劑的溫度和結(jié)束了與第二熱負(fù)載的熱交換的制冷劑的溫度滿足規(guī)定溫度條件的狀態(tài)或者減小結(jié)束了與第一熱負(fù)載的熱交換的制冷劑的溫度和結(jié)束了與第二熱負(fù)載的熱交換的制冷劑的溫度之差，來(lái)調(diào)節(jié)流入第一熱交換器的制冷劑的溫度及流入第二熱交換器的制冷劑的溫度。這樣，在高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)與低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)的容積比處于一定關(guān)系的熱泵系統(tǒng)中，不是通過(guò)壓縮機(jī)構(gòu)的控制，而是通過(guò)使用負(fù)載分配元件的分配控制，來(lái)維持結(jié)束了與第一熱負(fù)載的熱交換的制冷劑的溫度和結(jié)束了與第二熱負(fù)載的熱交換的制冷劑的溫度滿足規(guī)定溫度條件的狀態(tài)，或者減小結(jié)束了與第一熱負(fù)載的熱交換的制冷劑的溫度和結(jié)束了與第二熱負(fù)載的熱交換的制冷劑的溫度之差，其結(jié)果是，能提高熱泵回路中的能量消耗效率。另外，此處的能量消耗效率的提高可以是例如提高熱泵回路中的假定在負(fù)載最大、夕卜部氣體溫度最高的條件下壓縮機(jī)構(gòu)輸出額定能力時(shí)的性能系數(shù)COP (CoefficientPerformance)、或進(jìn)一步考慮了時(shí)間性能后的指標(biāo)即年度性能系數(shù)AFP (AnnualPerformance Factor)等。第二技術(shù)方案的熱泵系統(tǒng)是在第一技術(shù)方案的熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還包括第一熱交換器及第二熱交換器。負(fù)載分配元件具有熱負(fù)載回路和流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。熱負(fù)載回路具有分支部分、合流部分、第一流路及第二流路，并供流體流動(dòng)。第一流路將分支部分與合流部分連接。第二流路不與第一流路合流，將分支部分與合流部分連接。流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能對(duì)在第一流路中流動(dòng)的流體的流量與在第二流路中流動(dòng)的流體的流量之間的比率進(jìn)行調(diào)節(jié)。第一熱交換器使從低級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)的排出側(cè)朝高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)的吸入側(cè)流動(dòng)的制冷劑與在第一流路中流動(dòng)的流體彼此進(jìn)行熱交換。第二熱交換器使從高級(jí)側(cè)壓縮機(jī)構(gòu)朝膨脹機(jī)構(gòu)流動(dòng)的制冷劑與在第二流路中流動(dòng)的流體彼此進(jìn)行熱交換。在控制部所進(jìn)行的分配控制中，通過(guò)操作流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行以下的一個(gè)控制或另一個(gè)控制。在一個(gè)控制中，控制部操作流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以維持滿足規(guī)定溫度條件的狀態(tài)，規(guī)定溫度條件包括在熱泵回路中的第一熱交換器的出口處流動(dòng)的制冷劑的溫度與在熱泵回路中的第二熱交換器的出口處流動(dòng)的制冷劑的溫度之比為I的情況。在另一個(gè)控制中，控制部操作流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以減小在熱泵回路中的第一熱交換器的出口處流動(dòng)的制冷劑的溫度與在熱泵回路中的第二熱交換器的出口處流動(dòng)的制冷劑的溫度之差。作為所述流體，包含供熱水用途的水、作為用于在暖氣片或地板制熱中利用的熱介質(zhì)的水等二次制冷劑。作為所述分配控制，既可以是同時(shí)滿足所述一個(gè)控制和另本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：中山浩，藤本修二，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：大金工業(yè)株式會(huì)社，
類型：
國(guó)別省市：