CN102326035A - 热泵系统 - Google Patents

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Abstract

一种热泵系统(1),包括:热源侧制冷剂回路(20),该热源侧制冷剂回路具有热源侧压缩机(21)、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(41a)、作为热源侧制冷剂的散热器起作用的热源侧热交换器(24);以及利用侧制冷剂回路(40a),该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(62a)、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(65a)、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(41a),在该热泵系统中,被封入利用侧制冷剂回路(40a)中的利用侧制冷剂的重量是为润滑利用侧压缩机(62a)而被封入的制冷机油的重量的1~3倍。

Description

热泵系统
技术领域
[0001] 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
[0002] 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
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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°C的压力的计示压力在2. SMPa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
[0006] 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。
[0007] 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:¾!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。
[0008] 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°C的压力的计示压力在2. SMPa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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 因此,在该热泵系统中,考虑到获得高温水介质的目的(冷凝温度较高、气体状态的利用侧制冷剂在制冷机油中的溶解量增加、因利用侧制冷剂的冷凝使得制冷机油被稀释)及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小(即, 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:¾!以下,是较短的制冷剂管这一回路构成上的特征)的方面,与以往对制冷机油的量的考虑方法不同,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,并使其返回到利用侧压缩机吸入侧的油分离机构,而是将被封入利用侧制冷剂回路中的利用侧制冷剂的重量设为用于润滑利用侧压缩机而被封入的制冷机油的重量的1〜3倍。
[0013] 藉此,在该热泵系统中,允许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增多,并能抑制因此而引起的运转效率降低、利用侧压缩机内的润滑不足,能获得高温的水介质。
[0014] 第二方面的热泵系统是在第一方面的热泵系统的基础上,利用侧制冷剂的相当于饱和气体温度65°C的压力在2. OMPa(计示压力)以下。
[0015] 在该热泵系统中,由于使用相当于饱和气体温度65°C的压力的计示压力在 2. OMPa以下的制冷剂这样的还具有低压饱和特性的制冷剂作为利用侧制冷剂,因此,能获得更高温的水介质,使得第一方面的热泵系统的作用效果变得显著。
[0016] 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,利用侧制冷剂回路还具有:能使利用侧制冷剂暂时积存于利用侧压缩机吸入侧的储罐;以及能使在制冷剂-水热交换器中流动的利用侧制冷剂的流量变化的制冷剂-水热交换侧流量调节阀, 在判断为利用侧压缩机中的制冷机油不足的情况下,进行使制冷剂-水热交换器内的包含制冷机油的利用侧制冷剂经由制冷剂-水热交换侧流量调节阀及第一利用侧热交换器返回到储罐的回收油运转。
[0017] 在第一方面或第二方面的热泵系统中,由于没有设置油分离机构,因此,利用侧制冷剂与制冷机油容易被一起导入作为利用侧制冷剂的散热器起作用的制冷剂-水热交换器内,而且,在高温条件下,在制冷剂-水热交换器内,容易发生液态的利用侧制冷剂与制冷机油的两相分离,因此,制冷机油容易积存在作为利用侧制冷剂的散热器起作用的制冷剂-水热交换器内。
[0018] 因此,在该热泵系统中,利用侧制冷剂回路还具有:能使利用侧制冷剂暂时积存于利用侧压缩机吸入侧的利用侧储罐;以及能使在制冷剂-水热交换器中流动的利用侧制冷剂的流量变化的制冷剂-水热交换侧流量调节阀,在判断为利用侧压缩机中的制冷机油不足的情况下,进行使制冷剂-水热交换器内的包含制冷机油的利用侧制冷剂经由制冷剂-水热交换侧流量调节阀及第一利用侧热交换器返回到液态的利用侧制冷剂与制冷机油的两相分离不易发生、处于低温条件的利用侧储罐中的回收油运转,从而避免发生利用侧压缩机中的制冷机油不足。此外,在该回收油运转中,能继续进行使制冷剂-水热交换器作为利用侧制冷剂的散热器起作用来加热水介质的运转。
[0019] 第四方面的热泵系统是在第三方面的热泵系统的基础上,根据利用侧压缩机喷出侧的利用侧制冷剂的温度或制冷剂-水热交换器出口处的水介质的温度,来判断利用侧压缩机中的制冷机油是否不足。
[0020] 在该热泵系统中,根据利用侧压缩机喷出侧的利用侧制冷剂的温度或制冷剂-水热交换器出口处的水介质的温度,来判断利用侧压缩机中的制冷机油是否不足,因此,能考虑利用侧压缩机中利用侧制冷剂溶入制冷机油中的程度、制冷剂-水热交换器中的利用侧制冷剂与制冷机油的两相分离的程度,来适当地进行利用侧压缩机中制冷机油是否不足的判断。
附图说明
[0021] 图1是本发明第一实施方式及变形例1的热泵系统的示意结构图。
[0022] 图2是表示第一实施方式的变形例1、第二实施方式的变形例1及第三实施方式的变形例1中的利用侧制冷剂回路的回收油运转控制的流程图。
[0023] 图3是第一实施方式的变形例2的热泵系统的示意结构图。
[0024] 图4是表示第一实施方式的变形例2、第二实施方式的变形例2及第三实施方式的变形例2中的除霜运转的流程图。
[0025] 图5是第一实施方式的变形例3的热泵系统的示意结构图。
[0026] 图6是本发明第二实施方式及变形例1的热泵系统的示意结构图。
[0027] 图7是第二实施方式的变形例2的热泵系统的示意结构图。
[0028] 图8是第二实施方式的变形例3的热泵系统的示意结构图。
[0029] 图9是第二实施方式的变形例3的热泵系统的示意结构图。[0030] 图10是第二实施方式的变形例3的热泵系统的示意结构图。
[0031] 图11是第二实施方式的变形例4的热泵系统的示意结构图。
[0032] 图12是本发明第三实施方式及变形例1的热泵系统的示意结构图。
[0033] 图13是第三实施方式的变形例2的热泵系统的示意结构图。
[0034] 图14是第三实施方式的变形例3的热泵系统的示意结构图。
[0035] 图15是第二实施方式的变形例4的热泵系统的示意结构图。
[0036] 图16是第二实施方式的变形例4的热泵系统的示意结构图。
[0037] 图17是第二实施方式的变形例4的热泵系统的示意结构图。
[0038] 图18是第二实施方式的变形例5的热泵系统的示意结构图。
具体实施方式
[0039] 以下,根据附图对本发明的热泵系统的实施方式进行说明。
[0040](第一实施方式)
[0041]〈结构〉
[0042] -整体_
[0043] 图1是本发明第一实施方式的热泵系统1的示意结构图。热泵系统1是能进行利用蒸汽压缩式的热泵循环来加热水介质的运转等的装置。
[0044] 热泵系统1主要包括热源单元2、第一利用单元4a、液体制冷剂连通管13、气体制冷剂连通管14、储热水单元8a、温水制热单元9a、水介质连通管1¾及水介质连通管16a, 通过制冷剂连通管13、14将热源单元2、第一利用单元如连接在一起来构成热源侧制冷剂回路20,第一利用单元如构成利用侧制冷剂回路40a,通过水介质连通管15a、16a将第一利用单元4a、储热水单元8a及温水制热单元9a连接在一起来构成水介质回路80a。在热源侧制冷剂回路20中封入有HFC类制冷剂中的一种制冷剂即HFC-410A作为热源侧制冷剂,另外,还封入有对HFC类制冷剂具有相溶性的脂类或醚类制冷机油以对热源侧压缩机 21(后述)进行润滑。此外,在利用侧制冷剂回路40a中封入有HFC类制冷剂中的一种制冷剂即HFC-13^作为利用侧制冷剂,另外,还封入有对HFC类制冷剂具有相溶性的脂类或醚类制冷机油以对利用侧压缩机6¾进行润滑。作为利用侧制冷剂,从使用对高温的制冷循环有利的制冷剂这样的方面来看,较为理想的是,使用相当于饱和气体温度65°C的压力的计示压力最高在2. SMPa以下、优选在2. OMPa以下的制冷剂。此外,被封入利用侧制冷剂回路40a中的利用侧制冷剂的重量是为润滑利用侧压缩机6¾而被封入的制冷机油的重量的 1〜3倍。此外,HFC-134是具有这种饱和压力特性的制冷剂中的一种制冷剂。另外,作为水介质的水在水介质回路80a中循环。
[0045]-热源单元-
[0046] 热源单元2设置于室外,经由制冷剂连通管13、14而与利用单元如连接,从而构成热源侧制冷剂回路20的一部分。
[0047] 热源单元2主要具有热源侧压缩机21、油分离机构22、热源侧切换机构23、热源侧热交换器对、热源侧膨胀机构25、吸入返回管沈、过冷却器27、热源侧储罐观、液体侧截止阀四及气体侧截止阀30。
[0048] 热源侧压缩机21是对热源侧制冷剂进行压缩的机构,在此,采用收容于壳体(未图示)内的旋转式、涡旋式等容积式的压缩元件(未图示)被同样收容于壳体内的热源侧压缩机电动机21a驱动的密闭式压缩机。在该热源侧压缩机21的壳体内形成有充满经压缩元件压缩后的热源侧制冷剂的高压空间(未图示),在该高压空间中积存有制冷机油。热源侧压缩机电动机21a能利用逆变器装置(未图示)来改变其转速(即运转频率),藉此, 能进行热源侧压缩机21的容量控制。
[0049] 油分离机构22是用于将从热源侧压缩机21喷出的热源侧制冷剂中所包含的制冷机油分离并使其返回至热源侧压缩机吸入侧的机构,主要具有:设于热源侧压缩机21的热源侧喷出管21b的油分离器22a ;以及将油分离器2¾与热源侧压缩机21的热源侧吸入管 21c连接在一起的回油管22b。油分离器2¾是将从热源侧压缩机21喷出的热源侧制冷剂中所包含的制冷机油分离的设备。回油管22b具有毛细管,是使在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油返回至热源侧压缩机21的热源侧吸入管21c中的制冷剂管。
[0050] 热源侧切换机构23是能在使热源侧热交换器M作为热源侧制冷剂的散热器起作用的热源侧散热运转状态和使热源侧热交换器M作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用的热源侧蒸发运转状态之间进行切换的四通切换阀,其与热源侧喷出管21b、热源侧吸入管 21c、和热源侧热交换器M的气体侧连接的第一热源侧气体制冷剂管23a、和气体侧截止阀 30连接的第二热源侧气体制冷剂管2¾连接。此外,热源侧切换机构23能进行使热源侧喷出管21b与第一热源侧气体制冷剂管23a连通并使第二热源侧气体制冷剂管2¾与热源侧吸入管21c连通(对应于热源侧散热运转状态,参照图1的热源侧切换机构23的实线)、或者使热源侧喷出管21b与第二热源侧气体制冷剂管2¾连通并使第一热源侧气体制冷剂管 23a与热源侧吸入管21c连通(对应于热源侧蒸发运转状态,参照图1的热源侧切换机构 23的虚线)的切换。热源侧切换机构23并不限定于四通切换阀,例如,也可以是通过组合多个电磁阀等方式而构成为具有与上述相同的切换热源侧制冷剂流动方向的功能的构件。
[0051] 热源侧热交换器M是通过进行热源侧制冷剂与室外空气之间的热交换而作为热源侧制冷剂的散热器或蒸发器起作用的热交换器,在其液体侧连接有热源侧液体制冷剂管 Ma,在其气体侧连接有第一热源侧气体制冷剂管23a。在该热源侧热交换器M中与热源侧制冷剂进行热交换的室外空气是由被热源侧风扇电动机3¾驱动的热源侧风扇32供给的。
[0052] 热源侧膨胀阀25是进行在热源侧热交换器M中流动的热源侧制冷剂的减压等的电动膨胀阀,其设于热源侧液体制冷剂管Ma。
[0053] 吸入返回管沈是将在热源侧液体制冷剂管Ma中流动的热源侧制冷剂的一部分分支并使其返回至热源侧压缩机21吸入侧的制冷剂管,在此,其一端与热源侧液体制冷剂管2½连接,其另一端与热源侧吸入管21c连接。此外,在吸入返回管沈上设有能进行开度控制的吸入返回膨胀阀^a。该吸入返回膨胀阀由电动膨胀阀构成。
[0054] 过冷却器27是进行在热源侧液体制冷剂管2½中流动的热源侧制冷剂与在吸入返回管26中流动的热源侧制冷剂(更具体而言是被吸入返回膨胀阀^a减压后的制冷剂) 之间的热交换的热交换器。
[0055] 热源侧储罐观设于热源侧吸入管21c,是用于将在热源侧制冷剂回路20中循环的热源侧制冷剂在从热源侧吸入管21c被吸入热源侧压缩机21之前暂时积存的容器。
[0056] 液体侧截止阀四是设于热源侧液体制冷剂管2½与液体制冷剂连通管13的连接部的阀。气体侧截止阀30是设于第二热源侧气体制冷剂管2¾与气体制冷剂连通管14的连接部的阀。
[0057] 另外,在热源单元2中设有各种传感器。具体而言,在热源单元2中设有热源侧吸入压力传感器33、热源侧喷出压力传感器34、热源侧热交换温度传感器35及外部气体温度传感器36,其中,上述热源侧吸入压力传感器33对热源侧制冷剂在热源侧压缩机21吸入侧的压力即热源侧吸入压力I3Sl进行检测,上述热源侧喷出压力传感器34对热源侧制冷剂在热源侧压缩机21喷出侧的压力即热源侧喷出压力Pdl进行检测,上述热源侧热交换温度传感器35对热源侧热交换器M液体侧的热源侧制冷剂的温度即热源侧热交换器温度Thx进行检测,上述外部气体温度传感器36对外部气体温度To进行检测。
[0058]-液体制冷剂连通管-
[0059] 液体制冷剂连通管13经由液体侧截止阀四而与热源侧液体制冷剂管2½连接, 其是如下的制冷剂管:能在热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态时将热源侧制冷剂从作为热源侧制冷剂的散热器起作用的热源侧热交换器M的出口导出至热源单元2外, 且能在热源侧切换机构23处于热源侧蒸发运转状态时将热源侧制冷剂从热源单元2外导入作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用的热源侧热交换器M的入口。
[0060]-气体制冷剂连通管-
[0061] 气体制冷剂连通管14经由气体侧截止阀30而与第二热源侧气体制冷剂管23b连接,其是如下的制冷剂管:能在热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态时将热源侧制冷剂从热源单元2外导入热源侧压缩机21的吸入侧,且能在热源侧切换机构23处于热源侧蒸发运转状态时将热源侧制冷剂从热源侧压缩机21的喷出侧导出至热源单元2外。
[0062]-第一利用单元_
[0063] 第一利用单元如设置于室内,经由制冷剂连通管13、14而与热源单元2连接,从而构成热源侧制冷剂回路20的一部分。另外,第一利用单元如构成利用侧制冷剂回路40a。 此外,第一利用单元如经由水介质连通管15a、16a而与储热水单元8a及温水制热单元9a 连接,从而构成水介质回路80a的一部分。
[0064] 第一利用单元如主要具有第一利用侧热交换器41a、第一利用侧流量调节阀42a、 利用侧压缩机62a、制冷剂-水热交换器65a、制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a、利用侧储罐67a及循环泵43a。
[0065] 第一利用侧热交换器41a是通过进行热源侧制冷剂与利用侧制冷剂之间的热交换而作为热源侧制冷剂的散热器起作用的热交换器,在其供热源侧制冷剂流动的流路的液体侧连接有第一利用侧液体制冷剂管45a,在其供热源侧制冷剂流动的流路的气体侧连接有第一利用侧气体制冷剂管Ma,在其供利用侧制冷剂流动的流路的液体侧连接有级联侧液体制冷剂管68a,在其供利用侧制冷剂流动的流路的气体侧连接有第二级联侧气体制冷剂管69a。在第一利用侧液体制冷剂管4¾上连接有液体制冷剂连通管13,在第一利用侧气体制冷剂管5½上连接有气体制冷剂连通管14,在级联侧液体制冷剂管68a上连接有制冷剂-水热交换器65a,在第二级联侧气体制冷剂管69a上连接有利用侧压缩机62a。
[0066] 第一利用侧流量调节阀4¾是能通过进行开度控制来改变在第一利用侧热交换器41a中流动的热源侧制冷剂的流量的电动膨胀阀,其设于第一利用侧液体制冷剂管45a。
[0067] 利用侧压缩机6¾是对利用侧制冷剂进行压缩的机构,在此,采用收容于壳体(未图示)内的旋转式、涡旋式等容积式的压缩元件(未图示)被同样收容于壳体内的利用侧压缩机电动机63a驱动的密闭式压缩机。在该利用侧压缩机6¾的壳体内形成有充满经压缩元件压缩后的热源侧制冷剂的高压空间(未图示),在该高压空间中积存有制冷机油。利用侧压缩机电动机63a能利用逆变器装置(未图示)来改变其转速(即运转频率),藉此, 能进行利用侧压缩机62a的容量控制。另外,在利用侧压缩机62a的喷出侧连接有级联侧喷出管70a,在利用侧压缩机62a的吸入侧连接有级联侧吸入管71a。该级联侧吸入管71a 与第二级联侧气体制冷剂管69a连接。在此,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41a至利用侧压缩机6¾ (更具体而言,是利用侧压缩机62a的吸入侧)为止的制冷剂管的长度(即,第二级联侧气体制冷剂管69a及级联侧吸入管71a的总长)在 3m以下,非常短。
[0068] 制冷剂-水热交换器6¾是通过进行利用侧制冷剂与水介质之间的热交换而作为利用侧制冷剂的散热器起作用的热交换器,在其供利用侧制冷剂流动的流路的液体侧连接有级联侧液体制冷剂管68a,在其供利用侧制冷剂流动的流路的气体侧连接有第一级联侧气体制冷剂管72a,在其供水介质流动的流路的入口侧连接有第一利用侧水入口管47a,在其供水介质流动的流路的出口侧连接有第一利用侧水出口管48a。第一级联侧气体制冷剂管72a与级联侧喷出管70a连接,在第一利用侧水入口管47a上连接有水介质连通管15a, 在第一利用侧水出口管48a上连接有水介质连通管16a。
[0069] 制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a是能通过进行开度控制来改变在制冷剂_水热交换器65a中流动的利用侧制冷剂的流量的电动膨胀阀,其设于级联侧液体制冷剂管 68a0
[0070] 利用侧储罐67a设于级联侧吸入管71a,是用于将在利用侧制冷剂回路40a中循环的利用侧制冷剂在其从级联侧吸入管71a被吸入利用侧压缩机6¾之前暂时积存的容器。
[0071] 这样,通过制冷剂管71a、70a、7^i、68a、69a将利用侧压缩机62a、制冷剂-水热交换器65a、制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a及第一利用侧热交换器41a连接在一起以构成利用侧制冷剂回路40a。与热源侧制冷剂回路20不同,在利用侧制冷剂回路40a中没有设置用于将从利用侧压缩机62a喷出的利用侧制冷剂中含有的制冷机油分离并使其返回到利用侧压缩机62a的吸入侧的油分离机构。
[0072] 循环泵43a是进行水介质的升压的机构,在此,采用离心式或容积式的泵元件(未图示)被循环泵电动机4½驱动的泵。循环泵43a设于第一利用侧水出口管48a。循环泵电动机4½能利用逆变器装置(未图示)来改变其转速(即运转频率),藉此,能进行循环泵43a的容量控制。
[0073] 藉此,第一利用单元如能进行以下供热水运转:通过使第一利用侧热交换器41a 作为从气体制冷剂连通管14被导入的热源侧制冷剂的散热器起作用来将在第一利用侧热交换器41a中散热后的热源侧制冷剂导出至液体制冷剂连通管13,并利用热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来对在利用侧制冷剂回路40a中循环的利用侧制冷剂进行加热,该加热后的利用侧制冷剂在利用侧压缩机6¾中被压缩后,通过在制冷剂-水热交换器65a中散热来加热水介质。
[0074] 另外,在第一利用单元如中设有各种传感器。具体而言,在第一利用单元如中设有第一利用侧热交换温度传感器50a、第一制冷剂-水热交换温度传感器73a、水介质出口温度传感器51a、水介质出口温度传感器52a、利用侧吸入压力传感器74a、利用侧喷出压力传感器7¾及利用侧喷出温度传感器76a,其中,上述第一利用侧热交换温度传感器50a对第一利用侧热交换器41a液体侧的热源侧制冷剂的温度即第一利用侧制冷剂温度Tscl进行检测,上述第一制冷剂-水热交换温度传感器73a对制冷剂-水热交换器6¾液体侧的利用侧制冷剂的温度即级联侧制冷剂温度Tsc2进行检测,上述水介质出口温度传感器51a 对制冷剂-水热交换器6¾入口处的水介质的温度即水介质入口温度Twr进行检测,上述水介质出口温度传感器5¾对制冷剂-水热交换器6¾出口处的水介质的温度即水介质出口温度Twl进行检测,上述利用侧吸入压力传感器7½对利用侧压缩机6¾吸入侧的利用侧制冷剂的压力即利用侧吸入压力Ps2进行检测,上述利用侧喷出压力传感器7¾对利用侧压缩机62a喷出侧的利用侧制冷剂的压力即利用侧喷出压力Pd2进行检测,上述利用侧喷出温度传感器76a对利用侧压缩机6¾喷出侧的利用侧制冷剂的温度即利用侧喷出温度 Td2进行检测。
[0075]-储热水单元-
[0076] 储热水单元8a设置于室内,经由水介质连通管15a、16a而与第一利用单元如连接,从而构成水介质回路80a的一部分。
[0077] 储热水单元8a主要具有储热水箱81a和热交换线圈82a。
[0078] 储热水箱81a是积存作为用于供应热水的水介质的水的容器,在其上部连接有用于朝水龙头、淋浴器等输送变为温水的水介质的供热水管83a,在其下部连接有用于补充被供热水管83a消耗的水介质的供水管84a。
[0079] 热交换线圈8¾设于储热水箱81a内,是通过进行在水介质回路80a中循环的水介质与储热水箱81a内的水介质之间的热交换而作为储热水箱81a内的水介质的加热器起作用的热交换器,在其入口连接有水介质连通管16a,在其出口连接有水介质连通管15a。
[0080] 藉此,储热水单元8a能利用在第一利用单元如中被加热后的在水介质回路80a 中循环的水介质来加热储热水箱81a内的水介质并将其作为温水加以积存。在此,作为储热水单元8a,采用将与在第一利用单元如中被加热后的水介质进行热交换而被加热的水介质积存于储热水箱的储热水单元,但也可采用将在第一利用单元如中被加热后的水介质积存于储热水箱的储热水单元。
[0081] 另外,在储热水单元8a中设有各种传感器。具体而言,在储热水单元8a中设有储热水温度传感器85a,该储热水温度传感器8¾用于对积存于储热水箱81a中的水介质的温度即储热水温度Twh进行检测。
[0082]-温水制热单元-
[0083] 温水制热单元9a设置于室内,经由水介质连通管15a、16a而与第一利用单元如连接,从而构成水介质回路80a的一部分。
[0084] 温水制热单元9a主要具有热交换面板91a,构成暖气片、地板制热面板等。
[0085] 在暖气片的情况下,热交换面板91a设于室内的墙壁附近等,在地板制热面板的情况下,热交换面板91a设于室内的地板下等,该热交换面板91a是作为在水介质回路80a 中循环的水介质的散热器起作用的热交换器,在其入口连接有水介质连通管16a,在其出口连接有水介质连通管15a。
[0086]-水介质连通管-
[0087] 水介质连通管1¾与储热水单元8a的热交换线圈82a的出口及温水制热单元9a的热交换面板91a的出口连接。水介质连通管16a与储热水单元8a的热交换线圈82a的入口及温水制热单元9a的热交换面板91a的入口连接。在水介质连通管16a上设有水介质侧切换机构161a,该水介质侧切换机构161a能进行将在水介质回路80a中循环的水介质供给至储热水单元8a和温水制热单元9a双方、或供给至储热水单元8a和温水制热单元 9a中的任一个单元的切换。该水介质侧切换机构161a由三通阀构成。
[0088] 另外,在热泵系统1中还设有进行以下运转和各种控制的控制部(未图示)。
[0089]〈动作〉
[0090] 接着,对热泵系统1的动作进行说明。
[0091] 作为热泵系统1的运转模式,有进行第一利用单元如的供热水运转(即,储热水单元8a和/或温水制热单元9a的运转)的供热水运转模式。
[0092] 以下,对热泵系统1在供热水运转模式下的动作进行说明。
[0093]-供热水运转模式_
[0094] 在进行第一利用单元如的供热水运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧蒸发运转状态(图1的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a被关闭。另外,在水介质回路80a中,水介质切换机构161a被切换至朝储热水单元8a和/或温水制热单元9a供给水介质的状态。
[0095] 在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被喷出至热源侧喷出管21b。被喷出至热源侧喷出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器22a 中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管22b 而返回至热源侧吸入管21c。分离出制冷机油后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23、第二热源侧气体制冷剂管2¾及气体侧截止阀30而从热源单元2被输送至气体制冷剂连通管14。
[0096] 被输送至气体制冷剂连通管14后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元 4a。被输送至第一利用单元如后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧气体制冷剂管Ma 而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀4¾及第一利用侧液体制冷剂管4¾而从第一利用单元如被输送至液体制冷剂连通管13。
[0097] 被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀四而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管沈中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管2½而被输送至热源侧热交换器对。被输送至热源侧热交换器M后的低压的制冷剂在热源侧热交换器 24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器M中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐28后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入热源侧压缩机21中。
[0098] 另一方面,在利用侧制冷剂回路40a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来加热在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂以使该利用侧制冷剂蒸发。在第一利用侧热交换器41a中蒸发后的低压的利用侧制冷剂经由第二级联侧气体制冷剂管69a而被输送至利用侧储罐67a。被输送至利用侧储罐67a后的低压的利用侧制冷剂经由级联侧吸入管71a而被吸入利用侧压缩机62a中,并在被压缩至制冷循环的高压后,被喷出至级联侧喷出管70a。被喷出至级联侧喷出管70a后的高压的利用侧制冷剂经由第一级联侧气体制冷剂管7¾而被输送至制冷剂-水热交换器65a。被输送至制冷剂-水热交换器6¾后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换器6¾中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在制冷剂_水热交换器6¾中散热后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由级联侧液体制冷剂管68a而被再次输送至第一利用侧热交换器41a。
[0099] 另外,在水介质回路80a中,通过利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换器6¾中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在制冷剂-水热交换器6¾中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元如被输送至水介质连通管16a。被输送至水介质连通管16a后的水介质经由水介质侧切换机构161a而被输送至储热水单元8a和/或温水制热单元9a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈8¾中与储热水箱8Ia内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。被输送至温水制热单元9a后的水介质在热交换面板91a中散热,藉此,来对室内的墙壁附近等进行加热或对室内的地板进行加热。
[0100] 就这样,来执行进行第一利用单元如的供热水运转的供热水运转模式下的动作。
[0101]-各制冷剂回路的喷出饱和温度控制及各热交换器出口的过冷度控制
[0102] 接着,对上述供热水运转中各制冷剂回路20、40的喷出饱和温度控制及各热交换器41a、65a出口的过冷度控制进行说明。
[0103] 在该热泵系统1中,如上所述,在第一利用侧热交换器41a内,在利用侧制冷剂回路40a中循环的利用侧制冷剂因在热源侧制冷剂回路20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40a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20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6¾中的散热来获得高温的水介质。此时,为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20中的制冷循环及利用侧制冷剂回路40a中的制冷循环均稳定。
[0104] 因此,在该热泵系统1中,两制冷剂回路20、40a的压缩机21、6加均为容量可变型压缩机,使用与各压缩机21、6加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Tcl及利用侧喷出饱和温度T^)作为各制冷循环的制冷剂的压力的代表值,进行各压缩机21、6加的容量控制,以使各喷出饱和温度Tcl、Tc2达到规定的目标喷出饱和温度 Tcls、Tc2s0
[0105] 在此,热源侧喷出饱和温度Tcl是将热源侧压缩机21喷出侧的热源侧制冷剂的压力即热源侧喷出压力Pdi换算成与该压力值相当的饱和温度而得到的值,利用侧喷出饱和温度Tc2是将利用侧压缩机6¾喷出侧的利用侧制冷剂的压力即利用侧喷出压力Pd2换算成与该压力值相当的饱和温度而得到的值。
[0106] 此外,在热源侧制冷剂回路20中,当热源侧喷出饱和温度Tcl比目标热源侧喷出饱和温度Tcls小时,进行控制,通过增加热源侧压缩机21的转速(即运转频率)来增大热源侧压缩机21的运转容量,当热源侧喷出饱和温度Tcl比目标热源侧喷出饱和温度Tcls 大时,进行控制,通过降低热源侧压缩机21的转速(即运转频率)来减小热源侧压缩机21 的运转容量。此外,在利用侧制冷剂回路40a中,当利用侧喷出饱和温度Tc2比目标利用侧喷出饱和温度Tck小时,进行控制,通过增加利用侧压缩机62a的转速(即运转频率)来增大利用侧压缩机62a的运转容量,当利用侧喷出饱和温度Tc2比目标利用侧喷出饱和温度Tck大时,进行控制,通过降低利用侧压缩机62a的转速(即运转频率)来减小利用侧压缩机62a的运转容量。
[0107] 藉此,在热源侧制冷剂回路20中,在第一利用侧制冷剂回路41a中流动的热源侧制冷剂的压力稳定,此外,在利用侧制冷剂回路40a中,在制冷剂-水热交换器65a中流动的利用侧制冷剂的压力稳定,因此,能使两制冷剂回路20、40a中的制冷循环的状态稳定, 从而能稳定地获得高温的水介质。
[0108] 此外,此时,为了获得所期望温度的水介质,较为理想的是适当地设定各目标喷出饱和温度!"cIs.TcZs。
[0109] 在此,在该热泵系统1中,首先,对于利用侧制冷剂回路41a,预先设定制冷剂-水热交换器65a出口处的水介质温度的目标值即规定的目标水介质出口温度Twls,并设定目标利用侧喷出饱和温度Tck,该目标利用侧喷出饱和温度Tck是可根据目标水介质出口温度Twls而变化的值。在此,设定随着目标水介质出口温度Twls被设定为较高的温度, 目标利用侧喷出饱和温度Tck也变为较高的温度,且目标利用侧喷出饱和温度Tck在 30°C〜85°C的范围内与目标水介质出口温度Twls存在函数关系地变为比目标水介质出口温度Twls稍高的温度,例如,在将目标水介质出口温度Twls设定为80°C的情况下,将目标利用侧喷出饱和温度Tck设定为85°C,在将目标水介质出口温度Twls设定为25°C的情况下,将目标利用侧喷出饱和温度Tck设定为30°C等。藉此,由于根据目标水介质出口温度 Twls适当地设定目标利用侧喷出饱和温度Tc2s,因此,能容易地获得所期望的目标水介质出口温度Tws,此外,即便在改变目标水介质出口温度Tws的情况下,也能进行响应性良好的控制。
[0110] 此外,对于热源侧制冷剂回路20,设定目标热源侧喷出饱和温度Tcls,该目标热源侧喷出饱和温度Tcls是可根据目标利用侧喷出饱和温度Tck或目标水介质出口温度 Tws而变化的值。在此,设定随着目标利用侧喷出饱和温度Tck或目标水介质出口温度Tws 被设定为较高的温度,目标热源侧喷出饱和温度Tcls也处于较高的温度范围,且目标热源侧喷出饱和温度Tcls在10°C〜40°C的范围内与目标利用侧喷出饱和温度Tck或目标水介质出口温度Tws存在函数关系地变为比目标利用侧喷出饱和温度Tck或目标水介质出口温度Tws低的温度,例如,在将目标利用侧喷出饱和温度Tck或目标水介质出口温度Tws 设定为75°C、80°C的情况下,将目标热源侧喷出饱和温度Tcls设定在35°C〜40°C的温度范围内,此外,在将目标利用侧喷出饱和温度Tck或目标水介质出口温度Tws设定为30°C、 25°C的情况下,将目标热源侧喷出饱和温度Tcls设定在10°C〜15°C的温度范围内等。另外,对于目标利用侧喷出饱和温度Tck,从能正确地获取目标水介质出口温度Tws的目的出发,如上所述,较为理想的是设定成一个温度,但对于目标热源侧喷出饱和温度Tcls,无需像目标利用侧喷出饱和温度Tck那样进行严格设定,相反地,允许有一定程度的上下浮动较好,因此,如上所述,较为理想的是设定成温度范围。藉此,由于能根据目标利用侧喷出饱和温度Tck或目标水介质出口温度Tws来适当地设定目标热源侧喷出饱和温度Tcls,因此能根据利用侧制冷剂回路40a中的制冷循环的状态来适当地控制热源侧制冷剂回路20 中的制冷循环。此外,在该热泵系统1中,设置第一利用侧流量调节阀4¾作为进行在热源侧制冷剂回路20中流动的热源侧制冷剂的主减压的机构,此外,设置制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a作为进行在利用侧制冷剂回路40a中流动的利用侧制冷剂的主减压的机构,对于热源侧制冷剂回路20,进行第一利用侧流量调节阀42a的开度控制,以使第一利用侧热交换器41a出口处的热源侧制冷剂的过冷度即热源侧制冷剂过冷度SCl达到目标热源侧制冷剂过冷度SCls,此外,对于利用侧制冷剂回路20,进行制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a的开度控制,以使制冷剂-水热交换器65a出口处的利用侧制冷剂的过冷度即利用侧制冷剂过冷度SC2达到目标利用侧制冷剂过冷度SCk。
[0111] 在此,热源侧制冷剂过冷度SCl是从热源侧喷出饱和温度Tcl中减去第一利用侧制冷剂温度Tscl而得到的值,利用侧制冷剂过冷度SC2是从利用侧喷出饱和温度Tc2中减去级联侧制冷剂温度Tsc2而得到的值。
[0112] 此外,在热源侧制冷剂回路20中,在热源侧制冷剂过冷度SCl比目标热源侧制冷剂过冷度SCls小的情况下,进行控制,通过减小第一利用侧流量调节阀42a的开度来降低在第一利用侧热交换器41a中流动的热源侧制冷剂的流量,在热源侧制冷剂过冷度SCl比目标热源侧制冷剂过冷度SCls大的情况下,进行控制,通过增大第一利用侧流量调节阀 42a的开度来增加在第一利用侧热交换器41a中流动的热源侧制冷剂的流量。此外,在利用侧制冷剂回路40a中,在利用侧制冷剂过冷度SC2比目标利用侧制冷剂过冷度SCk小的情况下,进行控制,通过减小制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a的开度来降低在制冷剂-水热交换器65a中流动的利用侧制冷剂的流量,在利用侧制冷剂过冷度SC2比目标利用侧制冷剂过冷度SCk大的情况下,进行控制,通过增大制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a的开度来增加在制冷剂-水热交换器65a中流动的利用侧制冷剂的流量。另外,目标制冷剂过冷度SC1、SC2是考虑第一利用侧热交换器41a及制冷剂-水热交换器6¾的热交换能力的设计条件等而设定的。
[0113] 藉此,在热源侧制冷剂回路20中,在第一利用侧制冷剂回路41a中流动的热源侧制冷剂的流量稳定,此外,在利用侧制冷剂回路40a中,在制冷剂-水热交换器65a中流动的利用侧制冷剂的流量稳定,因此,能在与第一利用侧热交换器41a及制冷剂-水热交换器 65a的热交换能力相适应的条件下进行运转,有助于使两制冷剂回路20、40a中的制冷循环的状态稳定。
[0114] 这样,在该热泵系统1中,通过控制各制冷剂回路20、40a的喷出饱和温度及各热交换器41a、65a出口处的过冷度,能使各制冷剂回路20、40a中的制冷剂的压力及流量稳定,藉此,能使两制冷剂回路20、40a中的制冷循环的状态稳定,从而能稳定地获得高温的水介质。
[0115]〈特征〉[0116] 该热泵系统1具有如下特征。
[0117] -A-
[0118] 在该热泵系统1中,在第一利用侧热交换器41a内,在利用侧制冷剂回路40a中循环的利用侧制冷剂因在热源侧制冷剂回路20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40a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 20中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 65a中的散热来获得高温的水介质。
[0119] 此时,如上述热泵系统1这样,利用侧制冷剂回路40a被包含在第一利用单元如中,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41a至利用侧压缩机 62a为止的制冷剂管的长度(即,第二级联侧气体制冷剂管69a及级联侧吸入管71a的总长)在:¾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40a中利用侧压缩机62a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40a中的制冷机油的量。
[0120] 另一方面,从获得高温水介质的目的这一方面来看,如上述热泵系统1这样,较为理想的是使用相当于饱和气体温度65°C的压力的计示压力在2. SMPa以下、优选在2. OMPa 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,在此为HFC-13^) 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6¾喷出的制冷机油的量增多, 可能发生利用侧压缩机62a内的润滑不足,因此,需要增加与利用侧制冷剂一起被封入利用侧制冷剂回路40a中的制冷机油的量。
[0121] 此外,在利用侧压缩机62a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62a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,在上述热泵系统1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,使得制冷机油极为容易被稀释,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62a喷出的制冷机油的量增多,可能发生利用侧压缩机62a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利用侧制冷剂回路40a中的制冷机油的量。特别地,在像该热泵系统1的利用侧压缩机6¾这样的、在利用侧压缩机6¾的壳体内形成有充满经压缩元件压缩后的热源侧制冷剂的高压空间(未图示)且在该高压空间内积存有制冷机油的结构中,利用侧制冷剂容易冷凝,制冷机油容易发生稀释。
[0122] 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62a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62a的吸入侧。
[0123] 然而,在上述热泵系统1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6¾ 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62a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。
[0124] 因此,在该热泵系统1中,考虑到获得高温水介质的目的(冷凝温度较高、气体状态的利用侧制冷剂在制冷机油中的溶解量增加、因利用侧制冷剂的冷凝使得制冷机油被稀释)及制冷机油积存在利用侧制冷剂回路40a中利用侧压缩机62a以外的部分的可能性较小(即,利用侧制冷剂回路40a被包含在第一利用单元如中,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41a至利用侧压缩机6¾为止的制冷剂管的长度在:¾ 以下,是较短的制冷剂管这一回路构成上的特征)的方面,与以往对制冷机油的量的考虑方法不同,在利用侧制冷剂回路40a中不设置用于将从利用侧压缩机6¾喷出的利用侧制冷剂中含有的制冷机油分离,并使其返回到利用侧压缩机6¾吸入侧的油分离机构,而是将被封入利用侧制冷剂回路40a中的利用侧制冷剂的重量设为用于润滑利用侧压缩机而被封入的制冷机油的重量的1〜3倍。
[0125] 藉此,在该热泵系统1中,允许与制冷机油一起返回到利用侧压缩机6¾吸入侧的利用侧制冷剂的量增多,并能抑制因此而引起的运转效率降低、利用侧压缩机62a内的润滑不足,能获得高温的水介质。
[0126] 特别地,在该热泵系统1中,由于使用HFC_13^作为利用侧制冷剂,因此,能获得更高温的水介质,上述作用效果变得显著。
[0127] -B-
[0128] 在该热泵系统1中,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20中的制冷循环及利用侧制冷剂回路40a中的制冷循环均稳定,但在该热泵系统1中,由于两制冷剂回路20、40a的压缩机21、6加均为容量可变型压缩机,使用与各压缩机21、6加喷出侧的制冷剂压力相当的饱和温度(即,热源侧喷出饱和温度Tcl及利用侧喷出饱和温度T^)作为各制冷循环的制冷剂的压力的代表值,进行各压缩机21、6加的容量控制,以使各喷出饱和温度iTcl、Tc2达到目标喷出饱和温度Tcls、Tc2s,因此,能使两制冷剂回路20、40a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。而且, 在该热泵系统1中,第一利用侧热交换器41a成为通过热源侧制冷剂与利用侧制冷剂之间的热交换直接进行热的传递的热交换器,从热源侧制冷剂回路20被传递至利用侧制冷剂回路40a时的热损失较少,从而有助于获得高温的水介质。
[0129] (1)变形例 1
[0130] 在上述热泵系统1中,由于在利用侧压缩机62a的喷出侧没有设置油分离机构, 因此,利用侧制冷剂与制冷机油容易被一起导入作为利用侧制冷剂的散热器起作用的制冷剂-水热交换器65a内,而且,在高温条件下,在制冷剂-水热交换器65a内,容易发生液态的利用侧制冷剂与制冷机油的两相分离,因此,制冷机油容易积存在作为利用侧制冷剂的散热器起作用的制冷剂-水热交换器65a内。此外,在如上所述进行制冷剂-水热交换器 65a出口的过冷度控制时,会有对应于利用侧制冷剂过冷度SC2的量的液态的利用侧制冷剂积存在制冷剂-水热交换器6¾内,因此,处于液态的利用侧制冷剂与制冷机油的两相分离更容易发生的状态。
[0131] 在此,在该热泵系统1中,如图2所示,当判定为利用侧压缩机62a中制冷机油不足时(步骤Si),进行回收油运转,使制冷剂-水热交换器65a内的含有制冷机油的利用侧制冷剂经由制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a及第一利用侧热交换器41a返回到液态的利用侧制冷剂与制冷机油的两相分离不易发生、处于低温条件的利用侧储罐67a(步骤 S2)。[0132] 在此,利用侧压缩机62a中制冷机油是否不足的判定是根据利用侧压缩机6¾喷出侧的利用侧制冷剂的温度即利用侧喷出温度Td2或制冷剂-水热交换器6¾出口处的水介质的温度即水介质出口温度Twl而进行的。更具体而言,在利用侧喷出温度Td2比规定的油不足喷出温度Tocl高且利用侧压缩机62a的运转频率f2比规定的油不足频率foci 大的状态下的运转持续进行规定的油不足运转时间tol以上的情况下,或者在水介质出口温度Twl比规定的油不足出口温度Toc2高且利用侧压缩机6¾的运转频率f2比规定的油不足频率foc2大的状态下的运转持续进行规定的油不足运转时间to2以上的情况下,判定为利用侧压缩机62a中制冷机油不足。藉此,能考虑利用侧压缩机62a中利用侧制冷剂溶入制冷机油中的程度、制冷剂-水热交换器65a中利用侧制冷剂与制冷机油的两相分离的程度,适当地进行利用侧压缩机62a中制冷机油是否不足的判定。
[0133] 此外,在回收油运转(步骤幻)中,使制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a处于全开状态,并使利用侧压缩机62a的运转频率f2达到比油不足频率foci、foc2小的频率即回收油运转频率foe。藉此,能减少与利用侧制冷剂一起从利用侧压缩机6¾喷出的制冷机油的量,并能将积存在制冷剂-水热交换器6¾中的制冷机油迅速排出。而且,在该热泵系统 1中,由于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41a至利用侧压缩机6¾为止的制冷剂管的长度在:¾以下,是较短的制冷剂管,因此,从制冷剂-水热交换器 6¾排出的制冷机油不会积存在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41a至利用侧压缩机62a的制冷剂管中,能迅速地返回到利用侧储罐67a中。
[0134] 此外,在经过规定的回收油运转时间toe后(步骤S;?),使第一利用单元如恢复到回收油运转前的运转状态(步骤S4)。
[0135] 藉此,在该热泵系统1中,能避免利用侧压缩机62a的制冷机油不足。此外,在该回收油运转中,能继续进行使制冷剂-水热交换器6¾作为利用侧制冷剂的散热器起作用来加热水制冷剂的运转,藉此,能极力减少因进行回收油运转而对供热水运转造成的不良影响。
[0136] (2)变形例 2
[0137] 在上述热泵系统1(参照图1)中,如图3所示,还可在利用侧制冷剂回路40a中设置第一利用侧切换机构64a,该第一利用侧切换机构6½能切换成使制冷剂-水热交换6¾ 作为利用侧制冷剂的散热器起作用并使第一利用侧热交换器41a作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用的利用侧散热运转状态、使制冷剂-水热交换6¾作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用并使第一利用侧热交换器41a作为利用侧制冷剂的散热器起作用的利用侧蒸发运转状态。
[0138] 在此,第一利用侧切换机构6½是四通切换阀,与级联侧喷出管70a、级联侧吸入管71a、第一级联侧气体制冷剂管72a、第二级联侧气体制冷剂管69a连接。此外,第一利用侧切换机构6½能进行以下切换:使级联侧喷出管70a与第一级联侧气体制冷剂管7¾连通并使第二级联侧气体制冷剂管69a与级联侧吸入管71a连通(对应于利用侧散热运转状态,参照图17的第一利用侧切换机构6½的实线),或使级联侧喷出管70a与第二级联侧气体制冷剂管69a连通并使第一级联侧气体制冷剂管7¾与级联侧吸入管71a连通(对应于利用侧蒸发运转状态,参照图4的第一利用侧切换机构6½的虚线)。第一利用侧切换机构 6½并不限定于四通切换阀,例如,也可以是通过组合多个电磁阀等方式而构成为具有与上述相同的切换利用侧制冷剂流动方向的功能的构件。
[0139] 在具有这种结构的热泵系统1中,在因供热水运转模式下的动作而判定为需进行热源侧热交换器M的除霜的情况下,能进行以下除霜运转:通过使热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态来使热源侧热交换器M作为热源侧制冷剂的散热器起作用,且通过使第一利用侧切换机构6½处于利用侧蒸发运转状态来使制冷剂-水热交换器6¾作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用,且使第一利用侧热交换器41a作为利用侧制冷剂的散热器起作用。
[0140] 以下,使用图4对该除霜运转中的动作进行说明。
[0141] 首先,进行是否满足规定的除霜运转开始条件(即,热源侧热交换器M的除霜是否是必要的)的判定(步骤S11)。在此,根据除霜时间间隔Atdf (S卩,从上次的除霜运转结束起经过的累计运转时间)是否达到规定的除霜时间间隔设定值Atdfs来判定是否满足除霜运转开始条件。
[0142] 此外,在判定为满足了除霜运转开始条件的情况下,开始以下的除霜运转(步骤 S12)。
[0143] 在开始除霜运转时,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图3的热源侧切换机构23的实线所示的状态),在利用侧制冷剂回路40a 中,第一利用侧切换机构6½被切换至利用侧蒸发运转状态(图3的第一利用侧切换机构 64a的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a被关闭。
[0144] 在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入到热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被喷出至热源侧喷出管21b。被喷出至热源侧喷出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器 22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管 22b而返回至热源侧吸入管21c。分离出制冷机油后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23及第一热源侧气体制冷剂管23a而被输送至热源侧热交换器M。被输送至热源侧热交换器M后的高压的热源侧制冷剂在热源侧热交换器M中与附着于热源侧热交换器 M的冰进行热交换而散热。在热源侧热交换器中散热后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧膨胀阀25而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管沈中未流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换,就可经由热源侧液体制冷剂管2½及液体侧截止阀四而从热源单元2被输送至液体制冷剂连通管13。
[0145] 被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元如。
[0146] 被输送至第一利用单元如后的热源侧制冷剂被输送至第一利用侧流量调节阀 42a。被输送至第一利用侧流量调节阀4¾后的热源侧制冷剂在第一利用侧流量调节阀4¾ 中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由第一利用侧液体制冷剂管4¾而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的低压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的高压的利用侧制冷剂进行热交换而蒸发。在第一利用侧热交换器41a中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一利用侧气体制冷剂管5½而从第一利用单元如被输送至气体制冷剂连通管14。
[0147] 从第一利用单元如输送至气体制冷剂连通管14的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的低压的热源侧制冷剂经由气体侧截止阀30、第二热源侧气体制冷剂管2¾及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐观。被输送至热源侧储罐观后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入到热源侧压缩机21中。
[0148] 另一方面,在利用侧制冷剂回路40a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的蒸发来使在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的高压的利用侧制冷剂散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的利用侧制冷剂被输送至制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a。被输送至制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由级联侧液体制冷剂管68a而被输送至制冷剂-水热交换器65a。被输送至制冷剂-水热交换器6¾后的低压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换器6¾中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而蒸发。在制冷剂-水热交换器6¾中蒸发后的低压的利用侧制冷剂经由第一级联侧气体制冷剂管7¾及第一利用侧切换机构6½而被输送至利用侧储罐67a。被输送至利用侧储罐67a后的低压的利用侧制冷剂经由级联侧吸入管 71a而被吸入到利用侧压缩机62a中,并在被压缩至制冷循环的高压后,被喷出至级联侧喷出管70a。被喷出至级联侧喷出管70a后的高压的利用侧制冷剂经由第一利用侧切换机构 64a及第二级联侧气体制冷剂管69a而被再次输送至第一利用侧热交换器41a。
[0149] 就这样,开始以下除霜运转:通过使热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态来使热源侧热交换器M作为热源侧制冷剂的散热器起作用,且通过使第一利用侧切换机构6½处于利用侧蒸发运转状态来使制冷剂-水热交换器6¾作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用,且使第一利用侧热交换器41a作为利用侧制冷剂的散热器(即,作为热源侧制冷剂的蒸发器)起作用。
[0150] 接着,进行是否满足规定的除霜运转结束条件(即,热源侧热交换器M的除霜是否结束了)的判定(步骤S13)。在此,根据热源侧热交换器温度Thx是否达到了规定的除霜完成温度Thxs、或从除霜运转开始起经过的时间即除霜运转时间tdf是否达到了规定的除霜运转设定时间tdfs,来判定是否满足除霜运转结束条件。
[0151] 此外,在判定为满足了除霜运转结束条件的情况下,结束除霜运转,并进行返回至供热水运转模式的处理(步骤S14)。
[0152] 藉此,在该热泵系统1中,当对热源侧热交换器M进行除霜时,不仅通过使热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态来使热源侧热交换器M作为热源侧制冷剂的散热器起作用,还通过使第一利用侧切换机构6½处于利用侧蒸发运转状态来使制冷剂-水热交换器6¾作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用,且使第一利用侧热交换器41a作为利用侧制冷剂的散热器起作用,因此,能利用在第一利用侧热交换器41a中利用侧制冷剂的散热来对在热源侧热交换器M中散热而被冷却后的热源侧制冷剂进行加热,并能通过在制冷剂-水热交换器6¾中使利用侧制冷剂蒸发来对在第一利用侧热交换器41a中散热而被冷却后的利用侧制冷剂进行加热,藉此,能可靠地进行热源侧热交换器M的除霜。
[0153] 此外,在采用上述结构的热泵系统1中,当需要在供热水运转模式下进行回收油运转时,能在使第一利用侧切换机构6½维持利用侧散热运转状态的状态下(即,不进行切换),进行第一实施方式的变形例1的回收油运转。
[0154] (3)变形例 3
[0155] 在上述热泵系统1(参照图1及图3)中,一个第一利用单元如经由制冷剂连通管13、14与热源单元2连接,但也可如图5所示(在此省略了温水制热单元、储热水单元及水介质回路80a、80b等的图示),将多个(此处为两个)第一利用单元^、4b通过制冷剂连通管13、14彼此并列连接。由于第一利用单元4b的结构与第一利用单元如的结构相同,因此对第一利用单元4b的结构分别标注下标“b”以代替表示第一利用单元如各部分的符号的下标“a”,并省略各部分的说明。
[0156] 藉此,在该热泵系统1中,能应对需进行水介质的加热的多个场所、用途。
[0157](第二实施方式)
[0158] 在上述第一实施方式及其变形例的热泵系统1 (参照图1、图3及图5)中,较为理想的是不仅能进行供热水运转,还能进行室内的制热。
[0159] 因此,在该热泵系统200中,在上述第一实施方式的热泵系统1 (参照图1)的结构中,如图6所示,还在热源侧制冷剂回路20中设置第二利用侧热交换器101a,该第二利用侧热交换器IOla通过作为热源侧制冷剂的散热器起作用,能对空气介质进行加热。以下,对该热泵系统200的结构进行说明。
[0160]〈结构〉
[0161]-整体-
[0162] 图6是本发明第二实施方式的热泵系统200的示意结构图。热泵系统200是能进行利用蒸汽压缩式的热泵循环来加热水介质的运转等的装置。
[0163] 热泵系统200主要包括热源单元2、第一利用单元如、第二利用单元10a、液体制冷剂连通管13、气体制冷剂连通管14、储热水单元8a、温水制热单元9a、水介质连通管1¾及水介质连通管16a,通过制冷剂连通管13、14将热源单元2、第一利用单元如、第二利用单元 IOa连接在一起来构成热源侧制冷剂回路20,第一利用单元如构成利用侧制冷剂回路40a, 通过水介质连通管15a、16a将第一利用单元如、储热水单元8a及温水制热单元9a连接在一起来构成水介质回路80a。在热源侧制冷剂回路20中封入有HFC类制冷剂中的一种制冷剂即HFC-410A作为热源侧制冷剂,另外,还封入有对HFC类制冷剂具有相溶性的脂类或醚类制冷机油以对热源侧压缩机21进行润滑。此外,在利用侧制冷剂回路40a中封入有HFC 类制冷剂中的一种制冷剂即HFC-13^作为利用侧制冷剂,另外,还封入有对HFC类制冷剂具有相溶性的脂类或醚类制冷机油以对利用侧压缩机6¾进行润滑。作为利用侧制冷剂, 从使用对高温的制冷循环有利的制冷剂这样的方面来看,较为理想的是使用相当于饱和气体温度65°C的压力的计示压力最高在2. SMPa以下、优选在2. OMPa以下的制冷剂。此外,被封入利用侧制冷剂回路40a中的利用侧制冷剂的重量是为润滑利用侧压缩机6¾而被封入的制冷机油的重量的1〜3倍。此外,HFC-13^是具有这种饱和压力特性的制冷剂中的一种制冷剂。另外,作为水介质的水在水介质回路80a中循环。
[0164] 在以下涉及结构的说明中,对具有与第一实施方式的热泵系统1(参照图1)相同结构的热源单元2、第一利用单元如、储热水单元8a、温水制热单元9a、液体制冷剂连通管 13、气体制冷剂连通管14及水介质连通管15a、16a的结构标注相同的符号并省略其说明, 仅对第二利用单元IOa的结构进行说明。
[0165]-第二利用单元_
[0166] 第二利用单元IOa设置于室内,经由制冷剂连通管13、14而与热源单元2连接,从而构成热源侧制冷剂回路20的一部分。[0167] 第二利用单元IOa主要具有第二利用侧热交换器IOla和第二利用侧流量调节阀 102a。
[0168] 第二利用侧热交换器IOla是通过进行热源侧制冷剂与作为空气介质的室内空气之间的热交换而作为热源侧制冷剂的散热器或蒸发器起作用的热交换器,在其液体侧连接有第二利用侧液体制冷剂管103a,在其气体侧连接有第二利用侧气体制冷剂管l(Ma。在第二利用侧液体制冷剂管103a上连接有液体制冷剂连通管13,在第二利用侧气体制冷剂管 104上连接有气体制冷剂连通管14。在该第二利用侧热交换器IOla中与热源侧制冷剂进行热交换的空气介质是由被利用侧风扇电动机106a驱动的利用侧风扇10¾供给的。
[0169] 第二利用侧流量调节阀10¾是能通过进行开度控制来改变在第二利用侧热交换器IOla中流动的热源侧制冷剂的流量的电动膨胀阀,其设于第二利用侧液体制冷剂管 103a。
[0170] 藉此,第二利用单元IOa能进行以下制冷运转:在热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态时,通过使第二利用侧热交换器IOla作为从液体制冷剂连通管13被导入的热源侧制冷剂的蒸发器起作用,将在第二利用侧热交换器IOla中蒸发后的热源侧制冷剂导出至气体制冷剂连通管14,并通过热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器IOla中的蒸发来冷却空气介质,此外,第二利用单元IOa能进行以下制热运转:在热源侧切换机构23处于热源侧蒸发运转状态时,通过使第二利用侧热交换器IOla作为从气体制冷剂连通管14被导入的热源侧制冷剂的散热器起作用,将在第二利用侧热交换器IOla中散热后的热源侧制冷剂导出至液体制冷剂连通管13,并通过热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器IOla中的散热来加热空气介质。
[0171] 另外,在第二利用单元IOa中设有各种传感器。具体而言,在第二利用单元IOa中设有对室内温度Tr进行检测的室内温度传感器107a。
[0172] 另外,在热泵系统200中还设有进行以下运转和各种控制的控制部(未图示)。
[0173]〈动作〉
[0174] 接着,对热泵系统200的动作进行说明。
[0175] 作为热泵系统200的运转模式,有仅进行第一利用单元如的供热水运转(即,储热水单元8a和/或温水制热单元9a的运转)的供热水运转模式、仅进行第二利用单元IOa 的制冷运转的制冷运转模式、仅进行第二利用单元IOa的制热运转的制热运转模式、进行第一利用单元如的供热水运转并进行第二利用单元IOa的制热运转的供热水制热运转模式。
[0176] 以下,对热泵装置200在四个运转模式下的动作进行说明。
[0177]-供热水运转模式_
[0178] 在仅进行第一利用单元如的供热水运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧蒸发运转状态(图7的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a及第二利用侧流量调节阀10¾被关闭。另外,在水介质回路 80a中,水介质切换机构161a被切换至朝储热水单元8a和/或温水制热单元9a供给水介质的状态。
[0179] 在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入到热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被喷出至热源侧喷出管21b。被喷出至热源侧喷出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器 22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管 22b而返回至热源侧吸入管21c。分离出制冷机油后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23、第二热源侧气体制冷剂管2¾及气体侧截止阀30而从热源单元2被输送至气体制冷剂连通管14。
[0180] 被输送至气体制冷剂连通管14后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元 4a。被输送至第一利用单元如后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧气体制冷剂管Ma 而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀4¾及第一利用侧液体制冷剂管4¾而从第一利用单元如被输送至液体制冷剂连通管13。
[0181] 被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀四而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管沈中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管2½而被输送至热源侧热交换器对。被输送至热源侧热交换器M后的低压的制冷剂在热源侧热交换器 24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器M中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐观。被输送至热源侧储罐观后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入到热源侧压缩机21中。
[0182] 另一方面,在利用侧制冷剂回路40a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来加热在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂以使该利用侧制冷剂蒸发。在第一利用侧热交换器41a中蒸发后的低压的利用侧制冷剂经由第二级联侧气体制冷剂管69a而被输送至利用侧储罐67a。被输送至利用侧储罐67a后的低压的利用侧制冷剂经由级联侧吸入管71a而被吸入到利用侧压缩机62a中,并在被压缩至制冷循环的高压后,被喷出至级联侧喷出管70a。被喷出至级联侧喷出管70a后的高压的利用侧制冷剂经由第一级联侧气体制冷剂管72a而被输送至制冷剂-水热交换器65a。 被输送至制冷剂-水热交换器6¾后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换器6¾中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在制冷剂_水热交换器6¾中散热后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由级联侧液体制冷剂管68a而被再次输送至第一利用侧热交换器41a。
[0183] 另外,在水介质回路80a中,通过利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换器6¾中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在制冷剂-水热交换器6¾中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入到循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元如被输送至水介质连通管16a。被输送至水介质连通管16a后的水介质经由水介质侧切换机构161a而被输送至储热水单元8a和/或温水制热单元9a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈8¾中与储热水箱8Ia内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。被输送至温水制热单元9a后的水介质在热交换面板91a中散热,藉此,来对室内的墙壁附近等进行加热或对室内的地板进行加热。
[0184] 就这样,来执行仅进行第一利用单元如的供热水运转的供热水运转模式下的动作。
[0185]-制冷运转模式_
[0186] 在仅进行第二利用单元IOa的制冷运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图7的热源侧切换机构23的实线所示的状态),第一利用侧流量调节阀4¾被关闭。
[0187] 在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入到热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被喷出至热源侧喷出管21b。被喷出至热源侧喷出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器 22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管 22b而返回至热源侧吸入管21c。分离出制冷机油后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23及第一热源侧气体制冷剂管23a而被输送至热源侧热交换器M。被输送至热源侧热交换器M后的高压的热源侧制冷剂在热源侧热交换器M中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而散热。在热源侧热交换器中散热后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧膨胀阀25而被输送至过冷却器27。被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂与从热源侧液体制冷剂管2½被分支到吸入返回管沈的热源侧制冷剂进行热交换而被冷却成过冷却状态。在吸入返回管沈中流动的热源侧制冷剂返回至热源侧吸入管21c。在过冷却器 27中被冷却后的热源侧制冷剂经由热源侧液体制冷剂管2½及液体侧截止阀四而从热源单元2被输送至液体制冷剂连通管13。
[0188] 被输送至液体制冷剂连通管13后的高压的热源侧制冷剂被输送至第二利用单元 IOa0被输送至第二利用单元IOa后的高压的热源侧制冷剂被输送至第二利用侧流量调节阀10加。被输送至第二利用侧流量调节阀10¾后的高压的热源侧制冷剂在第二利用侧流量调节阀10¾中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由第二利用侧液体制冷剂管 103a而被输送至第二利用侧热交换器101a。被输送至第二利用侧热交换器IOla后的低压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器IOla中与由利用侧风扇10¾供给来的空气介质进行热交换而蒸发,藉此,来进行室内的制冷。在第二利用侧热交换器IOla中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管10½而从第二利用单元IOa被输送至气体制冷剂连通管14。
[0189] 被输送至气体制冷剂连通管14后的低压的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的低压的热源侧制冷剂经由气体侧截止阀30、第二热源侧气体制冷剂管2¾及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐观。被输送至热源侧储罐观后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入到热源侧压缩机21中。
[0190] 就这样,来执行仅进行第二利用单元IOa的制冷运转的制冷运转模式下的动作。
[0191]-制热运转模式_
[0192] 在仅进行第二利用单元IOa的制热运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图7的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a及第一利用侧流量调节阀4¾被关闭。
[0193] 在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被喷出至热源侧喷出管21b。被喷出至热源侧喷出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器22a 中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管22b 而返回至热源侧吸入管21c。分离出制冷机油后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23、第二热源侧气体制冷剂管2¾及气体侧截止阀30而从热源单元2被输送至气体制冷剂连通管14。
[0194] 被输送至气体制冷剂连通管14后的高压的热源侧制冷剂被输送至第二利用单元 IOa0被输送至第二利用单元IOa后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管 10½而被输送至第二利用侧热交换器101a。被输送至第二利用侧热交换器IOla后的高压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器IOla中与由利用侧风扇10¾供给来的空气介质进行热交换而散热,藉此,来进行室内的制热。在第二利用侧热交换器IOla中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧流量调节阀10¾及第二利用侧液体制冷剂管103a而从第二利用单元IOa被输送至液体制冷剂连通管13。
[0195] 被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀四而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管沈中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管2½而被输送至热源侧热交换器对。被输送至热源侧热交换器M后的低压的制冷剂在热源侧热交换器 24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器M中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐观。被输送至热源侧储罐观后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入到热源侧压缩机21中。
[0196] 就这样,来执行仅进行第二利用单元IOa的制热运转的制热运转模式下的动作。
[0197]-供热水制热运转模式_
[0198] 在进行第一利用单元如的供热水运转并进行第二利用单元IOa的制热运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧蒸发运转状态(图7 的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀^a被关闭。另外,在水介质回路80a中,水介质切换机构161a被切换至朝储热水单元8a和/或温水制热单元9a供给水介质的状态。
[0199] 在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入到热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被喷出至热源侧喷出管21b。被喷出至热源侧喷出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器 22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管 22b而返回至热源侧吸入管21c。分离出制冷机油后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23、第二热源侧气体制冷剂管2¾及气体侧截止阀30而从热源单元2被输送至气体制冷剂连通管14。[0200] 被输送至气体制冷剂连通管14后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元 4a及第二利用单元10a。
[0201] 被输送至第二利用单元IOa后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管10½而被输送至第二利用侧热交换器101a。被输送至第二利用侧热交换器IOla后的高压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器IOla中与由利用侧风扇10¾供给来的空气介质进行热交换而散热,藉此,来进行室内的制热。在第二利用侧热交换器IOla中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧流量调节阀10¾及第二利用侧液体制冷剂管103a而从第二利用单元IOa被输送至液体制冷剂连通管13。
[0202] 被输送至第一利用单元如后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧气体制冷剂管5½而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀4¾及第一利用侧液体制冷剂管4¾而从第一利用单元如被输送至液体制冷剂连通管13。
[0203] 从第二利用单元IOa及第一利用单元如被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂在液体制冷剂连通管13中合流并被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀四而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管26中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管2½而被输送至热源侧热交换器24。被输送至热源侧热交换器M后的低压的制冷剂在热源侧热交换器M中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器M中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐观。被输送至热源侧储罐观后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入到热源侧压缩机21中。
[0204] 另一方面,在利用侧制冷剂回路40a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来加热在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂以使该利用侧制冷剂蒸发。在第一利用侧热交换器41a中蒸发后的低压的利用侧制冷剂经由第二级联侧气体制冷剂管69a而被输送至利用侧储罐67a。被输送至利用侧储罐67a后的低压的利用侧制冷剂经由级联侧吸入管71a而被吸入到利用侧压缩机62a中,并在被压缩至制冷循环的高压后,被喷出至级联侧喷出管70a。被喷出至级联侧喷出管70a后的高压的利用侧制冷剂经由第一级联侧气体制冷剂管72a而被输送至制冷剂-水热交换器65a。 被输送至制冷剂-水热交换器6¾后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换器6¾中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在制冷剂_水热交换器6¾中散热后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a被减压而变为低压的气液两相状态,并经由级联侧液体制冷剂管68a而被再次输送至第一利用侧热交换器41a。
[0205] 另外,在水介质回路80a中,通过利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换器6¾中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在制冷剂-水热交换器6¾中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入到循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元如被输送至水介质连通管16a。被输送至水介质连通管16a后的水介质经由水介质侧切换机构161a而被输送至储热水单元8a和/或温水制热单元9a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈8¾中与储热水箱8Ia内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。被输送至温水制热单元9a后的水介质在热交换面板91a中散热,藉此,来对室内的墙壁附近等进行加热或对室内的地板进行加热。
[0206] 就这样,来执行进行第一利用单元如的供热水运转并进行第二利用单元IOa的制热运转的供热水制热运转模式下的动作。
[0207] 另外,在供热水运转用的第一利用单元如及制冷制热运转用的第二利用单元IOa 与热源单元2连接的热泵系统200的结构中,与第一实施方式的热泵系统1(参照图1)相同,能进行各制冷剂回路20、40a的喷出饱和温度控制及各热交换器41a、6fe出口的过冷度控制。
[0208] 藉此,在该热泵系统200中,能获得与第一实施方式的热泵系统1同样的作用效果,此外,由于设有具有第二利用侧热交换器IOla的第二利用单元10a,能进行利用热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器IOla中的散热来加热空气介质的运转(在此为制热运转)、 利用热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器IOla中的蒸发来冷却空气介质的运转(在此为制冷运转),因此,不仅能将在第一利用侧热交换器41a及利用侧制冷剂回路40a中被加热后的水介质用于供应热水,还能将在第二利用侧热交换器IOla中被加热后的空气介质用于室内的制热。
[0209] (1)变形例 1
[0210] 在上述热泵系统200 (参照图6)那样的、供热水运转用的第一利用单元如及制冷制热运转用的第二利用单元IOa与热源单元2连接的结构中,与第一实施方式的变形例1的热泵系统1(参照图1)相同,在利用侧压缩机62a的喷出侧没有设置油分离机构, 因此,利用侧制冷剂和制冷机油容易被一起导入作为利用侧制冷剂的散热器起作用的制冷剂-水热交换器65a内,而且,在高温条件下,在制冷剂-水热交换器65a内,容易发生液态的利用侧制冷剂与制冷机油的两相分离,因此,制冷机油容易积存在作为利用侧制冷剂的散热器起作用的制冷剂-水热交换器65a内。此外,在进行制冷剂-水热交换器65a出口的过冷度控制时,会有对应于利用侧制冷剂过冷度SC2的量的液态的利用侧制冷剂积存在制冷剂-水热交换器6¾内,因此,处于液态的利用侧制冷剂与制冷机油的两相分离更容易发生的状态。
[0211] 因此,在该热泵系统200中,也进行与第一实施方式的热泵系统1 (参照图1)同样的回收油运转控制(参照图2)。
[0212] 藉此,能避免利用侧压缩机62a的制冷机油不足。此外,在该回收油运转中,能继续进行使制冷剂-水热交换器6¾作为利用侧制冷剂的散热器起作用来加热水制冷剂的运转,藉此,能极力减少因进行回收油运转而对供热水运转、供热水制热运转造成的不良影响。
[0213] (2)变形例 2
[0214] 在上述热泵系统200 (参照图6)那样的、供热水运转用的第一利用单元如及制冷制热运转用的第二利用单元IOa与热源单元2连接的结构中,与第一实施方式的变形例2的热泵系统1 (参照图3)相同,如图7所示,还可在利用侧制冷剂回路40a中设置第一利用侧切换机构64a,该第一利用侧切换机构6½能切换成使制冷剂-水热交换6¾作为利用侧制冷剂的散热器起作用并使第一利用侧热交换器41a作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用的利用侧散热运转状态、使制冷剂-水热交换6¾作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用并使第一利用侧热交换器41a作为利用侧制冷剂的散热器起作用的利用侧蒸发运转状态。
[0215] 在具有这种结构的热泵系统200中,在因供热水运转模式、制热运转模式、供热水制热运转模式下的动作而判定为需进行热源侧热交换器M的除霜的情况下,能进行以下除霜运转:通过使热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态来使热源侧热交换器M 作为热源侧制冷剂的散热器起作用,且使第二利用侧热交换器IOla作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用,并且,通过使第一利用侧切换机构6½处于利用侧蒸发运转状态来使制冷剂-水热交换器6¾作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用,且使第一利用侧热交换器41a作为利用侧制冷剂的散热器起作用。
[0216] 以下,使用图4对该除霜运转中的动作进行说明。
[0217] 首先,进行是否满足规定的除霜运转开始条件(即,热源侧热交换器M的除霜是否是必要的)的判定(步骤S11)。在此,根据除霜时间间隔Atdf (S卩,从上次的除霜运转结束起经过的累计运转时间)是否达到规定的除霜时间间隔设定值Atdfs来判定是否满足除霜运转开始条件。
[0218] 此外,在判定为满足了除霜运转开始条件的情况下,开始以下的除霜运转(步骤 S12)。
[0219] 在开始除霜运转时,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图7的热源侧切换机构23的实线所示的状态),在利用侧制冷剂回路40a 中,第一利用侧切换机构6½被切换至利用侧蒸发运转状态(图7的第一利用侧切换机构 64a的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a被关闭。
[0220] 在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入到热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被喷出至热源侧喷出管21b。被喷出至热源侧喷出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器 22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管 22b而返回至热源侧吸入管21c。分离出制冷机油后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23及第一热源侧气体制冷剂管23a而被输送至热源侧热交换器M。被输送至热源侧热交换器M后的高压的热源侧制冷剂在热源侧热交换器M中与附着于热源侧热交换器 M的冰进行热交换而散热。在热源侧热交换器中散热后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧膨胀阀25而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管沈中未流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换,就可经由热源侧液体制冷剂管2½及液体侧截止阀四而从热源单元2被输送至液体制冷剂连通管13。
[0221] 被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂在液体制冷剂连通管13中分支并被输送至第一利用单元如及第二利用单元10a。
[0222] 被输送至第二利用单元IOa后的热源侧制冷剂被输送至第二利用侧流量调节阀 10加。被输送至第二利用侧流量调节阀10¾后的热源侧制冷剂在第二利用侧流量调节阀 102a中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由第二利用侧液体制冷剂管103a而被输送至第二利用侧热交换器101a。被输送至第二利用侧热交换器IOla后的低压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器IOla中与由利用侧风扇10¾供给来的空气介质进行热交换而蒸发。在第二利用侧热交换器IOla中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管10½而从第二利用单元IOa被输送至气体制冷剂连通管14。
[0223] 被输送至第一利用单元如后的热源侧制冷剂被输送至第一利用侧流量调节阀 42a。被输送至第一利用侧流量调节阀4¾后的热源侧制冷剂在第一利用侧流量调节阀4¾ 中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由第一利用侧液体制冷剂管4¾而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的低压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的高压的利用侧制冷剂进行热交换而蒸发。在第一利用侧热交换器41a中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一利用侧气体制冷剂管5½而从第一利用单元如被输送至气体制冷剂连通管14。
[0224] 从第二利用单元IOa及第一利用单元如被输送至气体制冷剂连通管14后的热源侧制冷剂在气体制冷剂连通管14中合流并被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的低压的热源侧制冷剂经由气体侧截止阀30、第二热源侧气体制冷剂管2¾及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐观后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入到热源侧压缩机21中。
[0225] 另一方面,在利用侧制冷剂回路40a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的蒸发来使在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的高压的利用侧制冷剂散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的利用侧制冷剂被输送至制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a。被输送至制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由级联侧液体制冷剂管68a而被输送至制冷剂-水热交换器65a。被输送至制冷剂-水热交换器6¾后的低压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换器6¾中利用循环泵43a与在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而蒸发。在制冷剂-水热交换器6¾中蒸发后的低压的利用侧制冷剂经由第一级联侧气体制冷剂管7¾及第一利用侧切换机构6½而被输送至利用侧储罐67a。被输送至利用侧储罐67a后的低压的利用侧制冷剂经由级联侧吸入管 71a而被吸入到利用侧压缩机62a中,并在被压缩至制冷循环的高压后,被喷出至级联侧喷出管70a。被喷出至级联侧喷出管70a后的高压的利用侧制冷剂经由第一利用侧切换机构 64a及第二级联侧气体制冷剂管69a而被再次输送至第一利用侧热交换器41a。
[0226] 就这样,开始以下除霜运转:通过使热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态来使热源侧热交换器M作为热源侧制冷剂的散热器起作用,且使第二利用侧热交换器 IOla作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用,并且,通过使第一利用侧切换机构6½处于利用侧蒸发运转状态来使制冷剂-水热交换器6¾作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用,且使第一利用侧热交换器41a作为利用侧制冷剂的散热器(即,作为热源侧制冷剂的蒸发器)起作用。
[0227] 接着,进行是否满足规定的除霜运转结束条件(即,热源侧热交换器M的除霜是否结束了)的判定(步骤S13)。在此,根据热源侧热交换器温度Thx是否达到了规定的除霜完成温度Thxs、或从除霜运转开始起经过的时间即除霜运转时间tdf是否达到了规定的除霜运转设定时间tdfs,来判定是否满足除霜运转结束条件。[0228] 此外,在判定为满足了除霜运转结束条件的情况下,结束除霜运转,并进行返回至供热水运转模式的处理(步骤S14)。
[0229] 藉此,在该热泵系统200中,当对热源侧热交换器M进行除霜时,不仅通过使热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态来使热源侧热交换器M作为热源侧制冷剂的散热器起作用,还通过使第一利用侧切换机构6½处于利用侧蒸发运转状态来使制冷剂-水热交换器6¾作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用,且使第一利用侧热交换器41a作为利用侧制冷剂的散热器起作用,因此,能利用第一利用侧热交换器41a中利用侧制冷剂的散热来对在热源侧热交换器M中散热而被冷却的热源侧制冷剂进行加热,并能通过在制冷剂-水热交换器6¾中使利用侧制冷剂蒸发来对在第一利用侧热交换器41a中散热而被冷却的利用侧制冷剂进行加热,藉此,能可靠地进行热源侧热交换器M的除霜。而且,由于第二利用侧热交换器IOla也作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用,因此,能缩短除霜运转时间tdf,另外,还能抑制在第二利用单元IOa中被冷却的空气介质的温度变低。
[0230] 此外,在采用上述结构的热泵系统200中,当需要在供热水运转模式、供热水制热运转模式下进行回收油运转时,能在使第一利用侧切换机构6½维持利用侧散热运转状态的状态下(即,不进行切换),进行第一实施方式的变形例1的回收油运转。
[0231] (3)变形例 3
[0232] 在上述热泵系统200 (参照图6及图7)中,一个第一利用单元如和一个第二利用单元IOa通过制冷剂连通管13、14而与热源单元2连接,但如图8〜图10所示(此处省略了温水制热单元、储热水单元及水介质回路80a、80b等的图示),也可将多个(此处是两个)第一利用单元^、4b通过制冷剂连通管13、14而彼此并列地连接在一起、和/或将多个(此处是两个)第二利用单元10a、IOb通过制冷剂连通管13、14而彼此并列地连接在一起。由于第一利用单元4b的结构与第一利用单元如的结构相同,因此对第一利用单元4b 的结构分别标注下标“b”以代替表示第一利用单元如各部分的符号的下标“a”并省略各部分的说明。另外,由于第二利用单元IOb的结构与第二利用单元IOa的结构相同,因此对第二利用单元IOb的结构分别标注下标“b”以代替表示第二利用单元IOa各部分的符号的下标“a”并省略各部分的说明。
[0233] 藉此,在这些热泵系统200中,能应对需进行水介质的加热的多个场所、用途,另外,还能应对需进行空气介质的冷却的多个场所、用途。
[0234] (4)变形例 4
[0235] 在上述热泵系统200(参照图6〜图10)中,在第二利用单元10a、IOb内设有第二利用侧流量调节阀10h、102b,但如图11所示(此处省略了温水制热单元、储热水单元及水介质回路80a等的图示),也可从第二利用单元10a、10b中省略第二利用侧流量调节阀 102、102b,并设置具有第二利用侧流量调节阀l(^a、102b的膨胀阀单元17。
[0236](第三实施方式)
[0237] 由于在上述第二实施方式及其变形例的热泵系统200(参照图6〜图11)中,不能在进行第一利用单元如的供热水运转的同时进行第二利用单元IOa的制冷运转,因此,若能进行这种供热水制冷运转,则能在夏季等进行制冷运转的运转状态下进行供热水运转, 是较为理想的。
[0238] 因此,在该热泵系统300中,在上述第二实施方式的热泵系统200 (参照图6)的结构中,如图12所示,能进行供热水制冷运转,该供热水制冷运转是通过使第二利用侧热交换器IOla作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用来冷却空气介质并通过使第一利用侧热交换器41a作为热源侧制冷剂的散热器起作用来加热水介质的运转。以下,对该热泵系统300 的结构进行说明。
[0239] < 结构 >
[0240] -整体-
[0241] 图12是本发明第三实施方式的热泵系统300的示意结构图。热泵系统300是能进行利用蒸汽压缩式的热泵循环来加热水介质的运转等的装置。
[0242] 热泵系统300主要包括热源单元2、第一利用单元4a、第二利用单元10a、喷出制冷剂连通管12、液体制冷剂连通管13、气体制冷剂连通管14、储热水单元8a、温水制热单元 9a、水介质连通管1¾及水介质连通管16a,通过制冷剂连通管12、13、14将热源单元2、第一利用单元4a、第二利用单元IOa连接在一起来构成热源侧制冷剂回路20,第一利用单元如构成利用侧制冷剂回路40a,通过水介质连通管15a、16a将第一利用单元如、储热水单元 8a及温水制热单元9a连接在一起来构成水介质回路80a。在热源侧制冷剂回路20中封入有HFC类制冷剂中的一种制冷剂即HFC-410A作为热源侧制冷剂,另外,还封入有对HFC类制冷剂具有相溶性的脂类或醚类制冷机油以对热源侧压缩机21进行润滑。此外,在利用侧制冷剂回路40a中封入有HFC类制冷剂中的一种制冷剂即HFC-13^作为利用侧制冷剂,另外,还封入有对HFC类制冷剂具有相溶性的脂类或醚类制冷机油以对利用侧压缩机6¾进行润滑。作为利用侧制冷剂,从使用对高温的制冷循环有利的制冷剂这样的方面来看,较为理想的是使用相当于饱和气体温度65°C的压力的计示压力最高在2. SMPa以下、优选在 2. OMPa以下的制冷剂。此外,被封入利用侧制冷剂回路40a中的利用侧制冷剂的重量是为润滑利用侧压缩机6¾而被封入的制冷机油的重量的1〜3倍。此外,HFC-134是具有这种饱和压力特性的制冷剂中的一种制冷剂。另外,作为水介质的水在水介质回路80a中循环。
[0243] 在以下涉及结构的说明中,对具有与第二实施方式的热泵系统200(参照图6)相同的结构的第二利用单元10a、储热水单元8a、温水制热单元9a、液体制冷剂连通管13、气体制冷剂连通管14及水介质连通管15a、16a的结构标注相同的符号并省略其说明,仅对热源单元2、喷出制冷剂连通管12及第一利用单元如的结构进行说明。
[0244]-热源单元-
[0245] 热源单元2设置于室外,经由制冷剂连通管12、13、14而与利用单元4a、IOa连接, 从而构成热源侧制冷剂回路20的一部分。
[0246] 热源单元2主要具有热源侧压缩机21、油分离机构22、热源侧切换机构23、热源侧热交换器对、热源侧膨胀机构25、吸入返回管沈、过冷却器27、热源侧储罐观、液体侧截止阀四、气体侧截止阀30及喷出侧截止阀31。
[0247] 在此,喷出侧截止阀31是设于热源侧喷出分支管21d与气体制冷剂连通管14之间的连接部的阀,上述热源侧喷出分支管21d从将热源侧压缩机21的喷出侧与热源侧切换机构23连接在一起的热源侧喷出管21b分支出。
[0248] 热源单元2除了具有喷出侧截止阀31及热源侧喷出分支管21d这点之外,其他结构与第二实施方式的热泵系统200(参照图6)的结构相同,因此,在此标注相同的符号并省略其说明。
[0249]-喷出制冷剂连通管_
[0250] 喷出制冷剂连通管12经由喷出侧截止阀31而与热源侧喷出分支管21d连接,其是如下制冷剂管:无论热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态和热源侧蒸发运转状态中的哪一个状态,都能将热源侧制冷剂从热源侧压缩机21的喷出侧导出至热源单元2 外。
[0251]-第一利用单元_
[0252] 第一利用单元如设置于室内,经由制冷剂连通管12、13而与热源单元2及第二利用单元IOa连接,从而构成热源侧制冷剂回路20的一部分。另外,第一利用单元如构成利用侧制冷剂回路40a。此外,第一利用单元如经由水介质连通管15a、16a而与储热水单元 8a及温水制热单元9a连接,从而构成水介质回路80a的一部分。
[0253] 第一利用单元如主要具有第一利用侧热交换器41a、第一利用侧流量调节阀42a、 利用侧压缩机62a、制冷剂-水热交换器65a、制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a、利用侧储罐67a及循环泵43a。
[0254] 在此,在第一利用侧热交换器41a的供热源侧制冷剂流动的流路的气体侧连接有与喷出制冷剂连通管12连接的第一利用侧喷出制冷剂管46a,以代替第二实施方式的热泵系统200(参照图6)那样的与气体制冷剂连通管14连接的第一利用侧气体连通管Ma。在第一利用侧喷出制冷剂管46上设有第一利用侧喷出单向阀49a,该第一利用侧喷出单向阀 49a允许热源侧制冷剂从喷出制冷剂连通管12流向第一利用侧热交换器41a,并禁止热源侧制冷剂从第一利用侧热交换器41a流向喷出制冷剂连通管12。
[0255] 利用单元如除了连接有第一利用侧喷出制冷剂管46a以代替第一利用侧气体制冷剂管5½这点之外,其他结构与第二实施方式的热泵系统200(参照图6)的结构相同,因此,在此标注相同的符号并省略其说明。
[0256] 另外,在热泵系统300中还设有进行以下运转和各种控制的控制部(未图示)。
[0257]〈动作〉
[0258] 接着,对热泵系统300的动作进行说明。
[0259] 作为热泵系统300的运转模式,有仅进行第一利用单元如的供热水运转(即,储热水单元8a和/或温水制热单元9a的运转)的供热水运转模式、仅进行第二利用单元IOa 的制冷运转的制冷运转模式、仅进行第二利用单元IOa的制热运转的制热运转模式、进行第一利用单元如的供热水运转并进行第二利用单元IOa的制热运转的供热水制热运转模式、进行第一利用单元如的供热水运转并进行第二利用单元IOa的制冷运转的供热水制冷运转模式。
[0260] 以下,对热泵装置300在五个运转模式下的动作进行说明。
[0261]-供热水运转模式_
[0262] 在仅进行第一利用单元如的供热水运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧蒸发运转状态(图12的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a及第二利用侧流量调节阀10¾被关闭。另外,在水介质回路 80a中,水介质切换机构161a被切换至朝储热水单元8a和/或温水制热单元9a供给水介质的状态。[0263] 在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入到热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被喷出至热源侧喷出管21b。被喷出至热源侧喷出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器 22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管 22b而返回至热源侧吸入管21c。分离出制冷机油后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧喷出分支管21d及喷出侧截止阀31而从热源单元2被输送至喷出制冷剂连通管12。
[0264] 被输送至喷出制冷剂连通管12后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元 4a。被输送至第一利用单元如后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧喷出制冷剂管46a 及第一利用侧喷出单向阀49a而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀4¾及第一利用侧液体制冷剂管4¾而从第一利用单元如被输送至液体制冷剂连通管13。
[0265] 被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀四而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管沈中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管2½而被输送至热源侧热交换器对。被输送至热源侧热交换器M后的低压的制冷剂在热源侧热交换器 24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器M中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐观。被输送至热源侧储罐观后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入到热源侧压缩机21中。
[0266] 另一方面,在利用侧制冷剂回路40a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来加热在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂以使该利用侧制冷剂蒸发。在第一利用侧热交换器41a中蒸发后的低压的利用侧制冷剂经由第二级联侧气体制冷剂管69a而被输送至利用侧储罐67a。被输送至利用侧储罐67a后的低压的利用侧制冷剂经由级联侧吸入管71a而被吸入到利用侧压缩机62a中,并在被压缩至制冷循环的高压后,被喷出至级联侧喷出管70a。被喷出至级联侧喷出管70a后的高压的利用侧制冷剂经由第一级联侧气体制冷剂管72a而被输送至制冷剂-水热交换器65a。 被输送至制冷剂-水热交换器6¾后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换器6¾中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在制冷剂_水热交换器6¾中散热后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a被减压而变为低压的气液两相状态,并经由级联侧液体制冷剂管68a而被再次输送至第一利用侧热交换器41a。
[0267] 另外,在水介质回路80a中,通过利用侧制冷剂在制冷剂_水热交换器6¾中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在制冷剂-水热交换器6¾中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元如被输送至水介质连通管16a。被输送至水介质连通管16a后的水介质经由水介质侧切换机构161a而被输送至储热水单元8a和/或温水制热单元9a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈8¾中与储热水箱8Ia内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。被输送至温水制热单元9a后的水介质在热交换面板91a中散热,藉此,来对室内的墙壁附近等进行加热或对室内的地板进行加热。
[0268] 就这样,来执行仅进行第一利用单元如的供热水运转的供热水运转模式下的动作。
[0269]-制冷运转模式-
[0270] 在仅进行第二利用单元IOa的制冷运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图12的热源侧切换机构23的实线所示的状态),第一利用侧流量调节阀4¾被关闭。
[0271] 在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入到热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被喷出至热源侧喷出管21b。被喷出至热源侧喷出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器 22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管 22b而返回至热源侧吸入管21c。分离出制冷机油后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23及第一热源侧气体制冷剂管23a而被输送至热源侧热交换器M。被输送至热源侧热交换器M后的高压的热源侧制冷剂在热源侧热交换器M中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而散热。在热源侧热交换器中散热后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧膨胀阀25而被输送至过冷却器27。被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂与从热源侧液体制冷剂管2½被分支到吸入返回管沈的热源侧制冷剂进行热交换而被冷却成过冷却状态。在吸入返回管26中流动的热源侧制冷剂返回至热源侧吸入管21c。在过冷却器 27中被冷却后的热源侧制冷剂经由热源侧液体制冷剂管2½及液体侧截止阀四而从热源单元2被输送至液体制冷剂连通管13。
[0272] 被输送至液体制冷剂连通管13后的高压的热源侧制冷剂被输送至第二利用单元 IOa0被输送至第二利用单元IOa后的高压的热源侧制冷剂被输送至第二利用侧流量调节阀10加。被输送至第二利用侧流量调节阀10¾后的高压的热源侧制冷剂在第二利用侧流量调节阀10¾中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由第二利用侧液体制冷剂管 103a而被输送至第二利用侧热交换器101a。被输送至第二利用侧热交换器IOla后的低压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器IOla中与由利用侧风扇10¾供给来的空气介质进行热交换而蒸发,藉此,来进行室内的制冷。在第二利用侧热交换器IOla中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管10½而从第二利用单元IOa被输送至气体制冷剂连通管14。
[0273] 被输送至气体制冷剂连通管14后的低压的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的低压的热源侧制冷剂经由气体侧截止阀30、第二热源侧气体制冷剂管2¾及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐观。被输送至热源侧储罐观后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入到热源侧压缩机21中。
[0274] 就这样,来执行仅进行第二利用单元IOa的制冷运转的制冷运转模式下的动作。
[0275]-制热运转模式-
[0276] 在仅进行第二利用单元IOa的制热运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图12的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀26a及第一利用侧流量调节阀4¾被关闭。
[0277] 在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入到热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被喷出至热源侧喷出管21b。被喷出至热源侧喷出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器 22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管 22b而返回至热源侧吸入管21c。分离出制冷机油后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23、第二热源侧气体制冷剂管2¾及气体侧截止阀30而从热源单元2被输送至气体制冷剂连通管14。
[0278] 被输送至气体制冷剂连通管14后的高压的热源侧制冷剂被输送至第二利用单元 IOa0被输送至第二利用单元IOa后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管 10½而被输送至第二利用侧热交换器101a。被输送至第二利用侧热交换器IOla后的高压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器IOla中与由利用侧风扇10¾供给来的空气介质进行热交换而散热,藉此,来进行室内的制热。在第二利用侧热交换器IOla中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧流量调节阀10¾及第二利用侧液体制冷剂管103a而从第二利用单元IOa被输送至液体制冷剂连通管13。
[0279] 被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀四而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管沈中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管2½而被输送至热源侧热交换器对。被输送至热源侧热交换器M后的低压的制冷剂在热源侧热交换器 24中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器M中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐观。被输送至热源侧储罐观后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入到热源侧压缩机21中。
[0280] 就这样,来执行仅进行第二利用单元IOa的制热运转的制热运转模式下的动作。
[0281]-供热水制热运转模式_
[0282] 在进行第一利用单元如的供热水运转并进行第二利用单元IOa的制热运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧蒸发运转状态(图12 的热源侧切换机构23的虚线所示的状态),吸入返回膨胀阀^a被关闭。另外,在水介质回路80a中,水介质切换机构161a被切换至朝储热水单元8a和/或温水制热单元9a供给水介质的状态。
[0283] 在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入到热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被喷出至热源侧喷出管21b。被喷出至热源侧喷出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器 22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管 22b而返回至热源侧吸入管21c。分离出制冷机油后的高压的热源侧制冷剂的一部分经由热源侧喷出分支管21d及喷出侧截止阀31而从热源单元2被输送至喷出制冷剂连通管12,其余部分经由热源侧切换机构23、第二热源侧气体制冷剂管2¾及气体侧截止阀30而从热源单元2被输送至气体制冷剂连通管14。
[0284] 被输送至气体制冷剂连通管14后的高压的热源侧制冷剂被输送至第二利用单元 IOa0被输送至第二利用单元IOa后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管 10½而被输送至第二利用侧热交换器101a。被输送至第二利用侧热交换器IOla后的高压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器IOla中与由利用侧风扇10¾供给来的空气介质进行热交换而散热,藉此,来进行室内的制热。在第二利用侧热交换器IOla中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第二利用侧流量调节阀10¾及第二利用侧液体制冷剂管103a而从第二利用单元IOa被输送至液体制冷剂连通管13。
[0285] 被输送至喷出制冷剂连通管12后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元 4a。被输送至第一利用单元如后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧喷出制冷剂管46a 及第一利用侧喷出单向阀49a而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀4¾及第一利用侧液体制冷剂管4¾而从第一利用单元如被输送至液体制冷剂连通管13。
[0286] 从第二利用单元IOa及第一利用单元如被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂在液体制冷剂连通管13中合流并被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的热源侧制冷剂经由液体侧截止阀四而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管26中不流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换就被输送至热源侧膨胀阀25。被输送至热源侧膨胀阀25后的热源侧制冷剂在热源侧膨胀阀25中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由热源侧液体制冷剂管2½而被输送至热源侧热交换器24。被输送至热源侧热交换器M后的低压的制冷剂在热源侧热交换器M中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而蒸发。在热源侧热交换器M中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第一热源侧气体制冷剂管23a及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐观。被输送至热源侧储罐观后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入到热源侧压缩机21中。
[0287] 另一方面,在利用侧制冷剂回路40a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来加热在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂以使该利用侧制冷剂蒸发。在第一利用侧热交换器41a中蒸发后的低压的利用侧制冷剂经由第二级联侧气体制冷剂管69a而被输送至利用侧储罐67a。被输送至利用侧储罐67a后的低压的利用侧制冷剂经由级联侧吸入管71a而被吸入到利用侧压缩机62a中,并在被压缩至制冷循环的高压后,被喷出至级联侧喷出管70a。被喷出至级联侧喷出管70a后的高压的利用侧制冷剂经由第一级联侧气体制冷剂管72a而被输送至制冷剂-水热交换器65a。 被输送至制冷剂-水热交换器6¾后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换器6¾中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在制冷剂_水热交换器6¾中散热后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由级联侧液体制冷剂管68a而被再次输送至第一利用侧热交换器41a。[0288] 另外,在水介质回路80a中,通过利用侧制冷剂在制冷剂_水热交换器6¾中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在制冷剂-水热交换器6¾中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入到循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元如被输送至水介质连通管16a。被输送至水介质连通管16a后的水介质经由水介质侧切换机构161a而被输送至储热水单元8a和/或温水制热单元9a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈8¾中与储热水箱8Ia内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。被输送至温水制热单元9a后的水介质在热交换面板91a中散热,藉此,来对室内的墙壁附近等进行加热或对室内的地板进行加热。
[0289] 就这样,来执行进行第一利用单元如的供热水运转并进行第二利用单元IOa的制热运转的供热水制热运转模式下的动作。
[0290]-供热水制冷运转模式-
[0291] 在进行第一利用单元如的供热水运转并进行第二利用单元IOa的制冷运转的情况下,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图12 的热源侧切换机构23的实线所示的状态)。另外,在水介质回路80a中,水介质切换机构 161a被切换至朝储热水单元8a供给水介质的状态。
[0292] 在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入到热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被喷出至热源侧喷出管21b。被喷出至热源侧喷出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器 22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管 22b而返回至热源侧吸入管21c。分离出制冷机油后的高压的热源侧制冷剂的一部分经由热源侧喷出分支管21d及喷出侧截止阀31而从热源单元2被输送至喷出制冷剂连通管12, 其余部分经由热源侧切换机构23及第一热源侧气体制冷剂管23a而被输送至热源侧热交换器对。被输送至热源侧热交换器24后的高压的热源侧制冷剂在热源侧热交换器M中与由热源侧风扇32供给来的室外空气进行热交换而散热。在热源侧热交换器中散热后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧膨胀阀25而被输送至过冷却器27。被输送至过冷却器27 后的热源侧制冷剂与从热源侧液体制冷剂管Ma被分支到吸入返回管沈的热源侧制冷剂进行热交换而被冷却成过冷却状态。在吸入返回管沈中流动的热源侧制冷剂返回至热源侧吸入管21c。在过冷却器27中被冷却后的热源侧制冷剂经由热源侧液体制冷剂管Ma及液体侧截止阀四而从热源单元2被输送至液体制冷剂连通管13。
[0293] 被输送至喷出制冷剂连通管12后的高压的热源侧制冷剂被输送至第一利用单元 4a。被输送至第一利用单元如后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧喷出制冷剂管46a 及第一利用侧喷出单向阀49a而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的高压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂进行热交换而散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的热源侧制冷剂经由第一利用侧流量调节阀4¾及第一利用侧液体制冷剂管4¾而从第一利用单元如被输送至液体制冷剂连通管13。
[0294] 从热源单元2及第一利用单元如被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂在液体制冷剂连通管13中合流并被输送至第二利用单元10a。被输送至第二利用单元 IOa后的热源侧制冷剂被输送至第二利用侧流量调节阀102a。被输送至第二利用侧流量调节阀10¾后的热源侧制冷剂在第二利用侧流量调节阀10¾中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由第二利用侧液体制冷剂管103a而被输送至第二利用侧热交换器101a。被输送至第二利用侧热交换器IOla后的低压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器IOla中与由利用侧风扇10¾供给来的空气介质进行热交换而蒸发,藉此,来进行室内的制冷。在第二利用侧热交换器IOla中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管 104a而从第二利用单元IOa被输送至气体制冷剂连通管14。
[0295] 被输送至气体制冷剂连通管14后的低压的热源侧制冷剂被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的低压的热源侧制冷剂经由气体侧截止阀30、第二热源侧气体制冷剂管2¾及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐观。被输送至热源侧储罐观后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入到热源侧压缩机21中。
[0296] 另一方面,在利用侧制冷剂回路40a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的散热来加热在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的低压的利用侧制冷剂以使该利用侧制冷剂蒸发。在第一利用侧热交换器41a中蒸发后的低压的利用侧制冷剂经由第二级联侧气体制冷剂管69a而被输送至利用侧储罐67a。被输送至利用侧储罐67a后的低压的利用侧制冷剂经由级联侧吸入管71a而被吸入到利用侧压缩机62a中,并在被压缩至制冷循环的高压后,被喷出至级联侧喷出管70a。被喷出至级联侧喷出管70a后的高压的利用侧制冷剂经由第一级联侧气体制冷剂管72a而被输送至制冷剂-水热交换器65a。 被输送至制冷剂-水热交换器6¾后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换器6¾中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而散热。在制冷剂_水热交换器6¾中散热后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由级联侧液体制冷剂管68a而被再次输送至第一利用侧热交换器41a。
[0297] 另外,在水介质回路80a中,通过利用侧制冷剂在制冷剂_水热交换器6¾中的散热来对在水介质回路80a中循环的水介质进行加热。在制冷剂-水热交换器6¾中被加热后的水介质经由第一利用侧水出口管48a而被吸入到循环泵43a中,并在压力上升后,从第一利用单元如被输送至水介质连通管16a。被输送至水介质连通管16a后的水介质经由水介质侧切换机构161a而被输送至储热水单元8a。被输送至储热水单元8a后的水介质在热交换线圈8¾中与储热水箱81a内的水介质进行热交换而散热,藉此,来对储热水箱81a内的水介质进行加热。
[0298] 就这样,来执行进行第一利用单元如的供热水运转并进行第二利用单元IOa的制冷运转的供热水制冷运转模式下的动作。
[0299] 在此,在供热水运转用的第一利用单元如及制冷制热运转用的第二利用单元IOa 以能进行供热水制冷运转的方式与热源单元2连接的热泵系统300的结构中,与第二实施方式的热泵系统200 (参照图6)相同,能进行各制冷剂回路20、40a的喷出饱和温度控制及各热交换器41a、65a出口的过冷度控制。
[0300] 藉此,在该热泵系统300中,不仅能获得与第二实施方式的热泵系统300同样的作用效果,还能进行利用第一利用侧热交换器41a及利用侧制冷剂回路40a加热水介质的运转,并能将热源侧制冷剂通过加热水介质所获得的冷却热用于通过热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器IOla中的蒸发来冷却空气介质的运转中,因此,例如能将在第一利用侧热交换器41a及利用侧制冷剂回路40a中被加热后的水介质用于供应热水,并将在第二利用侧热交换器IOla中被冷却后的空气介质用于室内的制冷等,从而能有效地利用热源侧制冷剂通过加热水介质所获得的冷却热,藉此,能实现节能化。
[0301] (1)变形例 1
[0302] 在上述热泵系统300(参照图1¾那样的、供热水运转用的第一利用单元如及制冷制热运转用的第二利用单元IOa以能进行供热水制冷运转的方式与热源单元2连接的结构中,与第二实施方式的变形例1的热泵系统200(参照图6)相同,在利用侧压缩机62a的喷出侧没有设置油分离机构,因此,利用侧制冷剂与制冷机油容易被一起导入作为利用侧制冷剂的散热器起作用的制冷剂-水热交换器65a内,而且,在高温条件下,在制冷剂-水热交换器65a内,容易发生液态的利用侧制冷剂与制冷机油的两相分离,因此,制冷机油容易积存在作为利用侧制冷剂的散热器起作用的制冷剂-水热交换器65a内。此外,在进行制冷剂-水热交换器65a出口的过冷度控制时,会有对应于利用侧制冷剂过冷度SC2的量的液态的利用侧制冷剂积存在制冷剂-水热交换器6¾内,因此,处于液态的利用侧制冷剂与制冷机油的两相分离更容易发生的状态。
[0303] 在此,在该热泵系统300中,也进行与第二实施方式的热泵系统200(参照图6)同样的回收油运转控制(参照图2)。
[0304] 藉此,能避免利用侧压缩机62a的制冷机油不足。此外,在该回收油运转中,能继续进行使制冷剂-水热交换器6¾作为利用侧制冷剂的散热器起作用来加热水制冷剂的运转,藉此,能极力减少因进行回收油运转而对供热水运转、供热水制热运转、供热水制冷造成的不良影响。
[0305] (2)变形例 2
[0306] 在上述热泵系统300(参照图12)中,如图13所示,也可采用以下结构:在利用侧制冷剂回路40a中设置第一利用侧切换机构64a (与设于第二实施方式的热泵系统200的第一利用侧切换机构6½相同),该第一利用侧切换机构6½能切换成使制冷剂-水热交换器6¾作为利用侧制冷剂的散热器起作用并使第一利用侧热交换器41a作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用的利用侧散热运转状态、使制冷剂-水热交换器6¾作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用并使第一利用侧热交换器41a作为利用侧制冷剂的散热器起作用的利用侧蒸发运转状态,并且,将第一利用单元如与气体制冷剂连通管14连接在一起,此外,设置第二利用侧切换机构53a,该第二利用侧切换机构53a能切换成使第一利用侧热交换器41a 作为从喷出制冷剂连通管12被导入的热源侧制冷剂的散热器起作用的水介质加热运转状态、使第一利用侧热交换器41a作为从液体制冷剂连通管13被导入的热源侧制冷剂的蒸发器起作用的水介质冷却运转状态。
[0307] 在此,在第一利用侧热交换器41a的供热源侧制冷剂流动的流路的气体侧连接有第一利用侧喷出制冷剂管46a和第一利用侧气体制冷剂管Ma。在第一利用侧气体制冷剂管5½上连接有气体制冷剂连通管14。第二利用侧切换机构53a具有设于第一利用侧喷出制冷剂管46a的第一利用侧喷出开闭阀55a(此处省略了第一利用侧喷出单向阀49a)和设于第一利用侧气体制冷剂管Ma的第一利用侧气体开闭阀56a,通过打开第一利用侧喷出开闭阀5¾且关闭第一利用侧气体开闭阀56a而处于水介质加热运转状态,通过关闭第一利用侧喷出开闭阀5¾且打开第一利用侧气体开闭阀56a而处于水介质冷却运转状态。第一利用侧喷出开闭阀^a及第一利用侧气体开闭阀56a均由能进行开闭控制的电磁阀构成。第二利用侧切换机构53a也可由三通阀等构成。
[0308] 在具有这种结构的热泵系统300中,在因供热水运转模式、制热运转模式及供热水制热运转模式下的动作而判定为需进行热源侧热交换器M的除霜的情况下,能进行以下除霜运转:通过使热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态来使热源侧热交换器M 作为热源侧制冷剂的散热器起作用,且使第二利用侧热交换器IOla作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用,并且,通过使第一利用侧切换机构6½处于利用侧蒸发运转状态来使制冷剂-水热交换器6¾作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用,且使第一利用侧热交换器41a作为利用侧制冷剂的散热器起作用。
[0309] 以下,使用图4对该除霜运转中的动作进行说明。
[0310] 首先,进行是否满足规定的除霜运转开始条件(即,热源侧热交换器M的除霜是否是必要的)的判定(步骤S11)。在此,根据除霜时间间隔Atdf (S卩,从上次的除霜运转结束起经过的累计运转时间)是否达到规定的除霜时间间隔设定值Atdfs来判定是否满足除霜运转开始条件。
[0311] 此外,在判定为满足了除霜运转开始条件的情况下,开始以下的除霜运转(步骤 S12)。
[0312] 当开始除霜运转时,在热源侧制冷剂回路20中,热源侧切换机构23被切换至热源侧散热运转状态(图13的热源侧切换机构23的实线所示的状态),在利用侧制冷剂回路40a中,第一利用侧切换机构6½被切换至利用侧蒸发运转状态(图13的第一利用侧切换机构64a的虚线所示的状态),第二利用侧切换机构53a被切换至水介质冷却运转状态 (即,关闭第一利用侧喷出开闭阀5¾且打开第一利用侧气体开闭阀56a的状态),吸入返回膨胀阀26a被关闭。
[0313] 在这种状态的热源侧制冷剂回路20中,制冷循环中的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被吸入到热源侧压缩机21中,并在被压缩至制冷循环中的高压后,被喷出至热源侧喷出管21b。被喷出至热源侧喷出管21b的高压的热源侧制冷剂在油分离器 22a中使制冷机油分离。在油分离器22a中从热源侧制冷剂分离出的制冷机油经由回油管 22b而返回至热源侧吸入管21c。分离出制冷机油后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧切换机构23及第一热源侧气体制冷剂管23a而被输送至热源侧热交换器M。被输送至热源侧热交换器M后的高压的热源侧制冷剂在热源侧热交换器M中与附着于热源侧热交换器 M的冰进行热交换而散热。在热源侧热交换器中散热后的高压的热源侧制冷剂经由热源侧膨胀阀25而被输送至过冷却器27。由于热源侧制冷剂在吸入返回管沈中未流动,因此被输送至过冷却器27后的热源侧制冷剂不进行热交换,就可经由热源侧液体制冷剂管2½及液体侧截止阀四而从热源单元2被输送至液体制冷剂连通管13。
[0314] 被输送至液体制冷剂连通管13后的热源侧制冷剂在液体制冷剂连通管13中分支并被输送至第一利用单元如及第二利用单元10a。
[0315] 被输送至第二利用单元IOa后的热源侧制冷剂被输送至第二利用侧流量调节阀 10加。被输送至第二利用侧流量调节阀10¾后的热源侧制冷剂在第二利用侧流量调节阀 102a中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由第二利用侧液体制冷剂管103a而被输送至第二利用侧热交换器101a。被输送至第二利用侧热交换器IOla后的低压的热源侧制冷剂在第二利用侧热交换器IOla中与由利用侧风扇10¾供给来的空气介质进行热交换而蒸发。在第二利用侧热交换器IOla中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由第二利用侧气体制冷剂管10½而从第二利用单元IOa被输送至气体制冷剂连通管14。
[0316] 被输送至第一利用单元如后的热源侧制冷剂被输送至第一利用侧流量调节阀 42a。被输送至第一利用侧流量调节阀4¾后的热源侧制冷剂在第一利用侧流量调节阀4¾ 中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由第一利用侧液体制冷剂管4¾而被输送至第一利用侧热交换器41a。被输送至第一利用侧热交换器41a后的低压的热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中与在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的高压的利用侧制冷剂进行热交换而蒸发。在第一利用侧热交换器41a中蒸发后的低压的热源侧制冷剂经由构成第二利用侧切换机构53a的第一利用侧气体开闭阀56a及第一利用侧气体制冷剂管 54a而从第一利用单元如被输送至气体制冷剂连通管14。
[0317] 从第二利用单元IOa及第一利用单元如被输送至气体制冷剂连通管14后的热源侧制冷剂在气体制冷剂连通管14中合流并被输送至热源单元2。被输送至热源单元2后的低压的热源侧制冷剂经由气体侧截止阀30、第二热源侧气体制冷剂管2¾及热源侧切换机构23而被输送至热源侧储罐28。被输送至热源侧储罐观后的低压的热源侧制冷剂经由热源侧吸入管21c而被再次吸入到热源侧压缩机21中。
[0318] 另一方面,在利用侧制冷剂回路40a中,通过热源侧制冷剂在第一利用侧热交换器41a中的蒸发来使在利用侧制冷剂回路40a中循环的制冷循环的高压的利用侧制冷剂散热。在第一利用侧热交换器41a中散热后的高压的利用侧制冷剂被输送至制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a。被输送至制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a后的高压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换侧流量调节阀66a中被减压而变为低压的气液两相状态,并经由级联侧液体制冷剂管68a而被输送至制冷剂-水热交换器65a。被输送至制冷剂-水热交换器6¾后的低压的利用侧制冷剂在制冷剂-水热交换器6¾中与利用循环泵43a在水介质回路80a中循环的水介质进行热交换而蒸发。在制冷剂-水热交换器6¾中蒸发后的低压的利用侧制冷剂经由第一级联侧气体制冷剂管7¾及第二利用侧切换机构6½而被输送至利用侧储罐67a。被输送至利用侧储罐67a后的低压的利用侧制冷剂经由级联侧吸入管 71a而被吸入到利用侧压缩机62a中,并在被压缩至制冷循环的高压后,被喷出至级联侧喷出管70a。被喷出至级联侧喷出管70a后的高压的利用侧制冷剂经由第一利用侧切换机构 64a及第二级联侧气体制冷剂管69a而被再次输送至第一利用侧热交换器41a。
[0319] 就这样,开始以下除霜运转:通过使热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态来使热源侧热交换器M作为热源侧制冷剂的散热器起作用,且使第二利用侧热交换器 IOla作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用,并且,通过使第一利用侧切换机构6½处于利用侧蒸发运转状态来使制冷剂-水热交换器6¾作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用,且使第一利用侧热交换器41a作为利用侧制冷剂的散热器(即,作为热源侧制冷剂的蒸发器)起作用。
[0320] 接着,进行是否满足规定的除霜运转结束条件(即,热源侧热交换器M的除霜是否结束了)的判定(步骤S13)。在此,根据热源侧热交换器温度Thx是否达到了规定的除霜完成温度Thxs、或从除霜运转开始起经过的时间即除霜运转时间tdf是否达到了规定的除霜运转设定时间tdfs,来判定是否满足除霜运转结束条件。[0321] 此外,在判定为满足了除霜运转结束条件的情况下,结束除霜运转,并进行返回至供热水运转模式的处理(步骤S14)。
[0322] 藉此,在该热泵系统300中,当对热源侧热交换器M进行除霜时,不仅通过使热源侧切换机构23处于热源侧散热运转状态来使热源侧热交换器M作为热源侧制冷剂的散热器起作用,还通过使第一利用侧切换机构6½处于利用侧蒸发运转状态来使制冷剂-水热交换器6¾作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用,且使第一利用侧热交换器41a作为利用侧制冷剂的散热器起作用,因此,能利用第一利用侧热交换器41a中利用侧制冷剂的散热来对在热源侧热交换器M中散热而被冷却的热源侧制冷剂进行加热,并能通过在制冷剂-水热交换器6¾中使利用侧制冷剂蒸发来对在第一利用侧热交换器41a中散热而被冷却的利用侧制冷剂进行加热,藉此,能可靠地进行热源侧热交换器M的除霜。而且,由于第二利用侧热交换器IOla也作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用,因此,能缩短除霜运转时间tdf,另外,还能抑制在第二利用单元IOa中被冷却的空气介质的温度变低。
[0323] 此外,在具有上述结构的热泵系统300中,当需要在供热水运转模式、供热水制热运转模式、供热水制冷运转模式下进行回收油运转时,能在使第一利用侧切换机构6½维持利用侧散热运转状态的状态下(即,不进行切换),进行第二实施方式的变形例2的回收油运转。
[0324] (3)变形例 3
[0325] 在变形例2的热泵系统300 (参照图13)这样的、包括能切换成使第一利用侧热交换器41a作为从喷出制冷剂连通管12被导入的热源侧制冷剂的散热器起作用的水介质加热运转状态和使第一利用侧热交换器41a作为从液体制冷剂连通管13被导入的热源侧制冷剂的蒸发器起作用的水介质冷却运转状态的第二利用侧切换机构53a的结构中,在停止第一利用单元如的运转而进行第二利用单元IOa的运转(制冷运转、制热运转)的情况下 (即,在不使用喷出制冷剂连通管12的运转的情况下),从热源侧压缩机21喷出的热源侧制冷剂会积存于喷出制冷剂连通管12,从而可能使被吸入到热源侧压缩机21中的热源侧制冷剂的流量不足(即,制冷剂循环量不足)。
[0326] 因此,如图14所示,在该热泵系统300中设置第一制冷剂回收机构57a,该第一制冷剂回收机构57a无论第二利用侧切换机构53a处于水介质加热运转状态和水介质冷却运转状态中的哪一个状态都可使喷出制冷剂连通管12与气体制冷剂连通管14连通。在此,第一制冷剂回收机构57a是具有毛细管的制冷剂管,其一端与第一利用侧喷出制冷剂管46a 中将第一利用侧喷出开闭阀5¾和喷出制冷剂连通管12连接在一起的部分连接,其另一端与第一利用侧气体制冷剂管Ma中将第一利用侧气体开闭阀56a和气体制冷剂连通管14 连接在一起的部分连接,能与第一利用侧喷出开闭阀^a、第一利用侧气体开闭阀56a的打开关闭状态无关地使喷出制冷剂连通管12与气体制冷剂连通管14连通。
[0327] 藉此,在该热泵系统300中,由于热源侧制冷剂不易积存于喷出制冷剂连通管12, 因此能抑制热源侧制冷剂回路20中的制冷剂循环量不足的发生。
[0328] 在变形例2的热泵系统300 (参照图13)这样的、包括能切换成使第一利用侧热交换器41a作为从喷出制冷剂连通管12被导入的热源侧制冷剂的散热器起作用的水介质加热运转状态和使第一利用侧热交换器41a作为从液体制冷剂连通管13被导入的热源侧制冷剂的蒸发器起作用的水介质冷却运转状态的第二利用侧切换机构53a的结构中,在停止第一利用单元如的运转而进行第二利用单元IOa的运转(制冷运转、制热运转)的情况下, 热源侧制冷剂会积存于第一利用侧热交换器41a,从而可能使被吸入到热源侧压缩机21中的热源侧制冷剂的流量不足(即,制冷剂循环量不足)。
[0329] 因此,如图14所示,在该热泵系统300中设置第二制冷剂回收机构58a,该第二制冷剂回收机构58a无论第二利用侧切换机构53a处于水介质加热运转状态和水介质冷却运转状态中的哪一个状态都可使第一利用侧热交换器41a与气体制冷剂连通管14连通。在此,第二制冷剂回收机构58a是具有毛细管的制冷剂管,其一端与第一利用侧气体制冷剂管5½中将第一利用侧热交换器41a的气体侧和第一利用侧气体开闭阀56a连接在一起的部分连接,其另一端与第一利用侧气体制冷剂管Ma中将第一利用侧气体开闭阀56a和气体制冷剂连通管14连接在一起的部分连接,即便在停止了第一利用单元如的运转的情况下,也可绕过第一利用侧气体开闭阀56a而使第一利用侧热交换器41a的气体侧与气体制冷剂连通管14连通。
[0330] 藉此,在该热泵系统300中,由于热源侧制冷剂不易积存于第一利用侧热交换器 41a,因此能抑制热源侧制冷剂回路20中的制冷剂循环量不足的发生。
[0331] 在变形例的热泵系统300(参照图13)中,由于利用第一利用侧喷出开闭阀5¾及第一利用侧气体开闭阀56a构成第二利用侧切换机构53a,因此,无论在伴随着供热水运转的运转模式中的哪一模式下,都仅从喷出制冷剂连通管12朝第一利用单元如供给热源侧制冷剂。
[0332] 然而,在伴随供热水运转的运转模式中的供热水运转模式、供热水制热运转模式下,热源侧制冷剂不仅在喷出制冷剂连通管12中达到制冷剂循环的高压,在气体制冷剂连通管14中也达到制冷剂循环的高压。因此,在供热水运转模式、供热水制热运转模式下,也可以是不仅从喷出制冷剂连通管12朝第一利用单元如输送高压的热源侧制冷剂,也从气体制冷剂连通管14朝第一利用单元如输送高压的热源侧制冷剂。
[0333] 因此,在该热泵系统300中,如图14所示,还将第一利用侧气体单向阀59a及第一利用侧旁通制冷剂管60a设于第一利用侧气体制冷剂管Ma,从而与第一利用侧喷出开闭阀5¾及第一利用侧气体开闭阀56a —起构成第二利用侧切换机构53a。在此,第一利用侧气体单向阀59a设于第一利用侧气体制冷剂管5½中将第一利用侧气体开闭阀56a与气体制冷剂连通管14连接在一起的部分。第一利用侧气体单向阀59a是允许热源侧制冷剂从第一利用侧热交换器41a流向气体制冷剂连通管14并禁止热源侧制冷剂从气体制冷剂连通管14流向第一利用侧热交换器41a的单向阀,藉此,禁止了热源侧制冷剂经由第一利用侧气体开闭阀56a而从气体制冷剂连通管14流向第一利用侧热交换器41a。第一利用侧旁通制冷剂管60a以绕过第一利用侧气体开闭阀56a及第一利用侧气体单向阀59a的方式与第一利用侧气体制冷剂管5½连接,从而构成第一利用侧气体制冷剂管Ma的一部分。在第一利用侧旁通制冷剂管60a上设有第一利用侧旁通单向阀59a,该第一利用侧旁通单向阀59a允许热源侧制冷剂从气体制冷剂连通管14流向第一利用侧热交换器41a并禁止热源侧制冷剂从第一利用侧热交换器41a流向气体制冷剂连通管14,藉此,允许热源侧制冷剂经由第一利用侧旁通制冷剂管60a而从气体制冷剂连通管14流向第一利用侧热交换器 41a。
[0334] 藉此,在该热泵系统300中,由于能在供热水运转模式及供热水制热运转模式下不仅从喷出制冷剂连通管12朝第一利用单元如输送高压的热源侧制冷剂,也从气体制冷剂连通管14朝第一利用单元如输送高压的热源侧制冷剂,因此,能减少从热源单元2朝第一利用单元如供给的热源侧制冷剂的压力损失,从而有助于供热水能力、运转效率的提
尚ο
[0335] (4)变形例 4
[0336] 在上述热泵系统300(参照图12〜图14)中,一个第一利用单元如和一个第二利用单元IOa通过制冷剂连通管12、13、14而与热源单元2连接,但也可如图15〜图17所示 (此处省略了温水制热单元、储热水单元及水介质回路80a、80b等的图示),将多个(此处是两个)第一利用单元4a、4b通过制冷剂连通管13、14而彼此并列地连接在一起、和/或将多个(此处是两个)第二利用单元10a、IOb通过制冷剂连通管12、13、14而彼此并列地连接在一起。由于第一利用单元4b的结构与第一利用单元如的结构相同,因此对第一利用单元4b的结构分别标注下标“b”以代替表示第一利用单元如各部分的符号的下标“a” 并省略各部分的说明。另外,由于第二利用单元IOb的结构与第二利用单元IOa的结构相同,因此对第二利用单元IOb的结构分别标注下标“b”以代替表示第二利用单元IOa的各部分的符号的下标“a”并省略各部分的说明。
[0337] 藉此,在这些热泵系统300中,能应对需进行水介质的加热的多个场所、用途,另外,还能应对需进行空气介质的冷却的多个场所、用途。
[0338] (5)变形例 5
[0339] 在上述热泵系统300(参照图12〜图17)中,在第二利用单元10a、10b内设有第二利用侧流量调节阀10h、102b,但如图18所示(此处省略了温水制热单元、储热水单元及水介质回路80a等的图示),也可从第二利用单元10a、10b中省略第二利用侧流量调节阀 102、102b,并设置具有第二利用侧流量调节阀l(^a、102b的膨胀阀单元17。
[0340](其它实施方式)
[0341] 以上,根据附图对本发明的实施方式及其变形例进行了说明,但具体结构并不限定于这些实施方式及其变形例,可在不脱离发明的要点的范围内进行改变。
[0342] <A>
[0343] 在第二实施方式、第三实施方式及它们的变形例的热泵系统200、300中,第二利用单元10a、10b也可以不是使用于室内的制冷制热的利用单元,而是使用于冷藏、冷冻等与制冷制热不同的用途的利用单元。
[0344] <B>
[0345] 在第三实施方式及其变形例的热泵系统300中,例如,也可通过使第二热源侧气体制冷剂管2¾与热源侧吸入管21c连通来将气体制冷剂连通管14用作供制冷循环中的低压的热源侧制冷剂流动的制冷剂管,藉此,使第二利用侧热交换器IOlaUOlb仅作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用,并将第二利用单元10a、10b作为制冷专用的利用单元。即便在该情况下,也能进行供热水制冷运转模式下的运转,从而能实现节能化。
[0346] <C>
[0347] 在第一实施方式〜第三实施方式及它们的变形例的热泵系统1、200、300中,使用HFC-13½作为利用侧制冷剂,但并不限定于此,例如,只要是HFO-1234yf (2,3,3,3-四氟-1-丙烯)等相当于饱和气体温度65°C的压力的计示压力最高在2. SMPa以下、优选在2. OMPa以下的制冷剂即可。
[0348] 工业上的可利用性
[0349] 若利用本发明,则可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。
[0350](符号说明)
[0351] 1、200、300 热泵系统
[0352] 2热源单元
[0353] 4a、4b第一利用单元
[0354] 20热源侧制冷剂回路
[0355] 21热源侧压缩机
[0356] 24热源侧热交换器
[0357] 40a、40b利用侧制冷剂回路
[0358] 41a、41b第一利用侧热交换器
[0359] 6加、6沘利用侧压缩机
[0360] 65a,65b制冷剂-水热交换器
[0361] 66a、66b制冷剂-水热交换侧流量调节阀
[0362] 67a、67b利用侧储罐
[0363] 现有技术文献
[0364] 专利文献1 :日本专利特开昭60-164157号公报

Claims (4)

1. 一种热泵系统(1、200、300),其特征在于,包括:热源侧制冷剂回路(20),该热源侧制冷剂回路00)具有对热源侧制冷剂进行压缩的热源侧压缩机(21)、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(41a、 41b)、能作为热源侧制冷剂的蒸发器起作用的热源侧热交换器04);以及利用侧制冷剂回路G0a、40b),该利用侧制冷剂回路(40a、40b)具有对相当于饱和气体温度65°C的压力的计示压力为2. SMPa以下的利用侧制冷剂进行压缩的利用侧压缩机(6h、62b)、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 (6如、6恥)、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所述第一利用侧热交换器Gla、41b),所述利用侧压缩机、所述第一利用侧热交换器和所述制冷剂-水热交换器构成第一利用单元(4a,4b),从作为利用侧制冷剂的蒸发器起作用的所述第一利用侧热交换器到所述利用侧压缩机为止的制冷剂管的长度在:3m以下,在所述利用侧制冷剂回路中不设置用于将从所述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所述利用侧压缩机的吸入侧的油分离机构,被封入所述利用侧制冷剂回路中的利用侧制冷剂的重量是为润滑所述利用侧压缩机而被封入的制冷机油的重量的1〜3倍。
2.如权利要求1所述的热泵系统(1、200、300),其特征在于,利用侧制冷剂的相当于饱和气体温度65°C的压力的计示压力为2. OMPa以下。
3.如权利要求1或2所述的热泵系统(1、200、300),其特征在于,所述利用侧制冷剂回路(40a、40b)还具有:能使利用侧制冷剂暂时积存于所述利用侧压缩机(62a、62b)吸入侧的利用侧储罐(67a、67b);以及能使在所述制冷剂-水热交换器(6如、6恥)中流动的利用侧制冷剂的流量变化的制冷剂-水热交换侧流量调节阀(66a、 66b),在判断为所述利用侧压缩机中的制冷机油不足的情况下,进行使所述制冷剂-水热交换器内的包含制冷机油的利用侧制冷剂通过所述制冷剂-水热交换侧流量调节阀及所述第一利用侧热交换器返回到所述利用侧储罐的回收油运转。
4.如权利要求3所述的热泵系统(1、200、300),其特征在于,根据所述利用侧压缩机喷出侧的利用侧制冷剂的温度或所述制冷剂-水热交换器 (65a,65b)出口处的水介质的温度,来判断所述利用侧压缩机(6h、62b)中的制冷机油是否不足。
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