ES2904478T3

ES2904478T3 - Refrigeration cycle device and liquid heating device including that device

Info

Publication number: ES2904478T3
Application number: ES19191742T
Authority: ES
Inventors: Tsuneko Imagawa; Yuki Yamaoka
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-08-14
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2039-08-14
Also published as: EP3683520B1; EP3683520A1; DK3683520T3; JP2020115068A; JP7012208B2

Abstract

Un dispositivo de ciclo de refrigeración que comprende: un circuito de refrigerante principal (10) formado por la conexión secuencial entre sí, por medio de un tubo (16), por un mecanismo de compresión (11) compuesto por un elemento rotativo de compresión, un intercambiador de calor (12) del lado de utilización para el calentamiento del medio de calentamiento del lado de utilización por el refrigerante descargado desde el elemento rotativo de compresión, un intercambiador de calor intermedio (13), un primer dispositivo de expansión (14) y por un intercambiador de calor (15) del lado de la fuente de calor; un circuito de refrigerante de derivación (20) en el que el refrigerante se ramifica a partir del tubo (16) entre el intercambiador de calor (12) del lado de utilización y el primer dispositivo de expansión (14), el refrigerante ramificado es descomprimido por un segundo dispositivo de expansión (21) y, a continuación, el refrigerante lleva a cabo un intercambio térmico, en el intercambiador de calor intermedio (13), con el primer refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal (10), y el refrigerante se une al refrigerante que está sobre una etapa intermedia de compresión del elemento rotativo de compresión; un termistor de entrada de refrigerante principal de intercambiador de calor intermedio (57) que detecta la temperatura del refrigerante que fluye hacia el exterior desde el intercambiador de calor (12) del lado de utilización, un termistor de salida de refrigerante principal de intercambiador de calor intermedio (58) dispuesto en el tubo (16) situado corriente abajo del intercambiador de calor intermedio (13) del circuito de refrigerante principal (10) y corriente arriba del primer dispositivo de expansión (14), un termistor de entrada de derivación de intercambiador de calor intermedio (56) corriente abajo del segundo dispositivo de expansión (21) y corriente arriba del intercambiador de calor intermedio (13) dispuesto en el circuito de refrigerante de derivación (20), un termistor de salida de derivación de intercambiador de calor intermedio (52) corriente abajo del intercambiador de calor intermedio (13) dispuesto en el circuito de refrigerante de derivación (20), un dispositivo de control (60), caracterizado porque el dispositivo de control (60) controla una apertura de válvula del segundo dispositivo de expansión (21) de manera que una diferencia de temperatura entre la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación (20) en el intercambiador de calor intermedio (13) y la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación (20) en el intercambiador de calor intermedio resulte mayor que una diferencia de temperatura cuando el refrigerante fluye a través del intercambiador de calor intermedio (13) en un estado bifásico de gas - líquido, y de manera que una diferencia de temperatura entre la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación (20) en el intercambiador de calor intermedio (13) y la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal (10) en el intercambiador de calor intermedio (13) resulte mayor que una diferencia de temperatura entre la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación (20) en el intercambiador de calor intermedio (13) y la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal (10) en el intercambiador de calor intermedio (13), y la presión del refrigerante después de que es descomprimido por el segundo dispositivo de expansión (21) se mantiene en un estado en el que la presión sobrepasa una presión crítica.A refrigeration cycle device comprising: a main refrigerant circuit (10) formed by the sequential connection to each other, by means of a tube (16), by a compression mechanism (11) composed of a rotary compression element, a use-side heat exchanger (12) for heating the use-side heating medium by the refrigerant discharged from the rotary compression element, an intermediate heat exchanger (13), a first expansion device (14) and by a heat exchanger (15) on the heat source side; a bypass refrigerant circuit (20) in which the refrigerant is branched from the tube (16) between the utilization side heat exchanger (12) and the first expansion device (14), the branched refrigerant is decompressed by a second expansion device (21), and then the refrigerant carries out heat exchange, in the intermediate heat exchanger (13), with the first refrigerant flowing through the main refrigerant circuit (10), and the refrigerant joins the refrigerant which is on an intermediate compression stage of the rotary compression element; an intermediate heat exchanger main refrigerant inlet thermistor (57) that detects the temperature of the refrigerant flowing out from the utilization side heat exchanger (12), a heat exchanger main refrigerant outlet thermistor (58) arranged in the tube (16) located downstream of the intermediate heat exchanger (13) of the main refrigerant circuit (10) and upstream of the first expansion device (14), an exchanger bypass inlet thermistor intermediate heat exchanger (56) downstream of the second expansion device (21) and upstream of the intermediate heat exchanger (13) arranged in the bypass refrigerant circuit (20), an intermediate heat exchanger bypass outlet thermistor (52) Downstream of the intermediate heat exchanger (13) arranged in the bypass refrigerant circuit (20), a cooling device control device (60), characterized in that the control device (60) controls a valve opening of the second expansion device (21) so that a temperature difference between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit of bypass (20) in the intermediate heat exchanger (13) and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger becomes greater than a temperature difference when the refrigerant flows through the intermediate heat exchanger (13) in a two-phase gas-liquid state, and such that a temperature difference between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the exchanger of intermediate heat (13) and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit (10) in the exchanger intermediate heat exchanger (13) becomes greater than a temperature difference between the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13) and the outlet temperature of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit (10) in the intermediate heat exchanger (13), and the pressure of the refrigerant after it is decompressed by the second expansion device (21) is maintained in a state that the pressure exceeds a critical pressure.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Dispositivo de ciclo de refrigeración y dispositivo de calentamiento de líquido que incluye aquél dispositivo Campo técnico Refrigeration cycle device and liquid heating device including that device Technical field

La presente invención se refiere a un dispositivo de ciclo de refrigeración y a un dispositivo de calentamiento de líquido que incluye aquél dispositivo.The present invention relates to a refrigeration cycle device and a liquid heating device including said device.

Técnica antecedenteAntecedent technique

Como dispositivo de ciclo de refrigeración convencional, se encuentra un ciclo de refrigeración de tipo de compresión de vapor supercrítico que incluye un compresor de dos etapas para comprimir refrigerante en dos etapas, y dos dispositivos de expansión para expandir refrigerante en dos etapas, y que utiliza dióxido de carbono como refrigerante (véase el documento de patente 1, por ejemplo).As a conventional refrigeration cycle device, there is a supercritical vapor compression type refrigeration cycle including a two-stage compressor for compressing refrigerant in two stages, and two expansion devices for expanding refrigerant in two stages, and using carbon dioxide as a refrigerant (see patent document 1, for example).

El ciclo de refrigeración de tipo de compresión de vapor supercrítico del documento de patente 1 incluye un separador de gas - líquido. El refrigerante compuesto por una fase gaseosa en el separador de gas - líquido como ingrediente principal, es inyectado de forma intermedia dentro de un mezclador de refrigerante situado entre un circuito de inyección y un circuito de conexión intermedio del compresor de dos etapas, el refrigerante es mezclado con el refrigerante descargado desde un elemento rotativo de compresión rotativa del lado de etapa en baja, y es succionado hasta el interior de un elemento rotativo de compresión rotativa del lado de etapa en alta.The supercritical vapor compression type refrigeration cycle of Patent Document 1 includes a gas-liquid separator. The refrigerant composed of a gaseous phase in the gas-liquid separator as the main ingredient, is intermediately injected into a refrigerant mixer located between an injection circuit and an intermediate connection circuit of the two-stage compressor, the refrigerant is mixed with refrigerant discharged from a low stage side rotary compression rotary element, and is sucked into a high stage side rotary compression rotary element.

En el documento de patente 1, mediante el reglaje de una relación (relación de volumen excluido) del volumen excluido del elemento rotativo de compresión rotativo del lado de etapa en alta con respecto al volumen excluido del elemento rotativo de compresión rotativo del lado de etapa en baja igual o superior a la raíz cuadrada exponencial isoentrópica del cociente obtenido dividiendo la presión de succión del compresor de dos etapas por la presión del líquido saturado del refrigerante en un primer dispositivo de expansión, la presión descargada del elemento rotativo de compresión rotativa del lado de etapa en baja se determina como igual o inferior a la presión crítica del refrigerante.In Patent Document 1, by setting a ratio (excluded volume ratio) of the excluded volume of the high stage side rotary compression rotary member to the excluded volume of the low stage side rotary compression rotary member equal to or greater than the isentropic exponential square root of the quotient obtained by dividing the suction pressure of the two-stage compressor by the pressure of the saturated liquid of the refrigerant in a first expansion device, the discharged pressure of the rotary compression element on the side of the low stage is determined as equal to or less than the critical pressure of the refrigerant.

Así mismo, existe otro dispositivo de ciclo de refrigeración convencional de este tipo que no utiliza dióxido de carbono como refrigerante y que incluye un compresor de dos etapas para comprimir el refrigerante en dos etapas y dos dispositivos de expansión para expandir el refrigerante en dos etapas (véase, por ejemplo, el documento de patente 2).Also, there is another such conventional refrigeration cycle device that does not use carbon dioxide as a refrigerant and includes a two-stage compressor to compress the refrigerant in two stages and two expansion devices to expand the refrigerant in two stages ( see, for example, patent document 2).

El dispositivo de refrigeración del documento de patente 2 incluye un intercambiador de calor de sobreenfriamiento y un circuito de inyección. En el circuito de inyección, es expandida una porción del refrigerante descargado desde el compresor de dos etapas, y el refrigerante es sometido a un intercambio de calor con el refrigerante descargado desde el intercambiador de calor de sobreenfriamiento y, a continuación, el refrigerante es inyectado dentro de un orificio intermedio. En el dispositivo de refrigeración, mediante la regulación de un grado diana de sobrecalentamiento de acuerdo con un grado de sobrecalentamiento de una salida del intercambiador de calor de sobreenfriamiento, es controlada una abertura de una válvula de expansión.The cooling device of patent document 2 includes a supercooling heat exchanger and an injection circuit. In the injection circuit, a portion of the refrigerant discharged from the two-stage compressor is expanded, and the refrigerant undergoes heat exchange with the refrigerant discharged from the supercooling heat exchanger, and then the refrigerant is injected into an intermediate hole. In the refrigeration device, by regulating a target degree of superheat in accordance with a degree of superheat of an outlet of the supercooling heat exchanger, an opening of an expansion valve is controlled.

El documento de patente 3 se considera como la técnica antecedente más próxima y divulga un dispositivo de ciclo de refrigeración de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, a saber un ciclo de refrigeración con un mecanismo de compresión, un radiador de calor, un primer reductor de presión, un evaporador, un segundo reductor de presión, un intercambiador de calor interno, una unidad de detección de temperatura y un dispositivo de control. El mecanismo de compresión descarga un refrigerante de alta presión en estado supercrítico, e introduce un refrigerante de presión intermedia con una presión intermedia entre una presión baja y una presión alta durante un proceso en el que un refrigerante es comprimido de la presión baja a la presión alta. La unidad de detección de temperatura detecta la temperatura de un medio de intercambio de calor que fluye hacia el interior del radiador de calor. Cuando la temperatura detectada por la unidad de detección de temperatura es superior a la temperatura crítica del refrigerante, el dispositivo de control ajusta la presión del refrigerante de alta presión de manera que cuanto más elevada sea la temperatura detectada, mayor resulte la presión del refrigerante de alta presión, y también ajusta el caudal del refrigerante de presión intermedia de manera que cuanto más alta sea la temperatura detectada, mayor resule el caudal del refrigerante de presión intermedia.Patent document 3 is considered as the closest prior art and discloses a refrigeration cycle device according to the preamble of claim 1, namely a refrigeration cycle with a compression mechanism, a heat radiator, a first pressure reducer, an evaporator, a second pressure reducer, an internal heat exchanger, a temperature detection unit and a control device. The compression mechanism discharges a high-pressure refrigerant in a supercritical state, and introduces an intermediate-pressure refrigerant with a pressure intermediate between a low pressure and a high pressure during a process in which a refrigerant is compressed from low pressure to high pressure. high. The temperature detection unit detects the temperature of a heat exchange medium flowing into the heat radiator. When the temperature detected by the temperature detection unit is higher than the critical temperature of the refrigerant, the control device adjusts the pressure of the high-pressure refrigerant so that the higher the temperature detected, the higher the pressure of the refrigerant becomes. high pressure, and also adjusts the flow rate of the intermediate pressure refrigerant so that the higher the detected temperature, the higher the flow rate of the intermediate pressure refrigerant.

[Documentos de la técnica anterior][Prior Art Documents]

[Documentos de patente][Patent documents]

[Documento de Patente 1] Solicitud de Patente japonesa Abierta a Inspección Pública No. 2010-071643 [Documento de Patente 2] Solicitud de Patente japonesa Abierta a Inspección Pública No. 2010-054194 [Documento de Patente 3] Solicitud de Patente alemana Abierta a Inspección Pública No. 112016004544 rSumario de la Invención! [Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-open No. 2010-071643 [Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-open No. 2010-054194 [Patent Document 3] German Patent Application Laid-open Public Inspection No. 112016004544 rSummary of the Invention!

[Problema a resolver por la invención][Problem to be solved by the invention]

De acuerdo con la configuración del documento de patente 1, sin embargo, en el ciclo de refrigeración de tipo de compresión de vapor supercrítico, cuando se incrementa en mayor medida la alta presión para obtener agua a alta temperatura, dado que la presión intermedia del refrigerante en el circuito de inyección es igual o inferior a la presión crítica, existe el problema de que aumenta la diferencia de presión entre la alta presión y la presión intermedia, y el COP del ciclo de refrigeración de tipo de compresión de vapor supercrítico se deteriora.According to the configuration of Patent Document 1, however, in the supercritical vapor compression type refrigeration cycle, when the high pressure is increased more to obtain high temperature water, since the intermediate pressure of the refrigerant in the injection circuit is equal to or less than the critical pressure, there is a problem that the pressure difference between the high pressure and the intermediate pressure increases, and the COP of the supercritical vapor compression type refrigeration cycle deteriorates.

De acuerdo con la configuración del documento de patente 2, dado que el control se lleva a cabo en base al grado de sobrecalentamiento de la salida del intercambiador de calor de sobreenfriamiento, el reglaje no puede llevarse a cabo cuando la presión del refrigerante descargado desde el compresor de dos etapas y expandido es igual o superior a la presión crítica.According to the configuration of Patent Document 2, since the control is carried out based on the superheat degree of the supercooling heat exchanger outlet, the adjustment cannot be carried out when the pressure of the refrigerant discharged from the two-stage and expanded compressor is equal to or greater than the critical pressure.

La presente invención se ha llevado a cabo para solventar los problemas, y constituye un objeto de la invención proporcionar un dispositivo de ciclo de refrigeración y un dispositivo de calentamiento de líquido que incluya aquél dispositivo, los cuales no deterioren el COP ejecutando adecuadamente el reglaje incluso cuando se incremente en mayor medida la alta presión.The present invention has been carried out to solve the problems, and it is an object of the invention to provide a refrigeration cycle device and a liquid heating device that includes that device, which do not deteriorate the COP by properly executing the adjustment even when the high pressure increases further.

[Medio para resolver el problema][Means to solve the problem]

Para resolver los problemas tradicionales, la presente invención proporciona un dispositivo de ciclo de refrigeración de acuerdo con lo definido en la reivindicación adjunta 1.To solve traditional problems, the present invention provides a refrigeration cycle device as defined in attached claim 1.

De acuerdo con ello, incluso si la presión del refrigerante, después de que es descomprimido por el segundo dispositivo de expansión, sobrepasa la presión crítica, puede hacerse mayor una diferencia de entalpía entre el refrigerante de una salida y el refrigerante de una entrada del intercambiador de calor intermedio que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación, y es posible incrementar un caudal del refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor intermedio del circuito de refrigerante de derivación. Por tanto, es posible proporcionar un dispositivo de ciclo de refrigeración que consiga un elevado COP.Accordingly, even if the pressure of the refrigerant, after it is decompressed by the second expansion device, exceeds the critical pressure, an enthalpy difference between the refrigerant at an outlet and the refrigerant at an inlet of the exchanger can be made larger. of intermediate heat exchanger flowing through the bypass refrigerant circuit, and it is possible to increase a flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate heat exchanger of the bypass refrigerant circuit. Therefore, it is possible to provide a refrigeration cycle device that achieves a high COP.

[Efecto de la invención][Effect of invention]

De acuerdo con la presente invención, es posible proporcionar un dispositivo de ciclo de refrigeración y un dispositivo de calentamiento de líquido que incluya aquél dispositivo, los cuales no deterioren el COP mediante la realización apropiada del reglaje incluso cuando se produzca un incremento de la presión.According to the present invention, it is possible to provide a refrigeration cycle device and a liquid heating device including that device, which do not deteriorate the COP by properly performing the adjustment even when a pressure increase occurs.

rBreve descripción de los dibujos!rBrief description of the drawings!

La Fig. 1 es un diagrama de bloques de un dispositivo de calentamiento de líquido de una primera forma de realización de la presente invención;Fig. 1 is a block diagram of a liquid heating device in a first embodiment of the present invention;

la Fig. 2(a) es un diagrama de presión - entalpía (diagrama P - h) cuando la presión intermedia de un dispositivo de ciclo de refrigeración de la primera forma de realización de la invención es inferior a la presión crítica, y la Fig. 2(b) es un diagrama de presión - entalpía (diagrama P - h) cuando la presión intermedia del dispositivo de ciclo de refrigeración es superior a la presión crítica;Fig. 2(a) is a pressure-enthalpy diagram (P-h diagram) when the intermediate pressure of a refrigeration cycle device of the first embodiment of the invention is lower than the critical pressure, and Fig. 2(b) is a pressure-enthalpy diagram (P-h diagram) when the intermediate pressure of the refrigeration cycle device is higher than the critical pressure;

la Fig. 3 es un diagrama que muestra una relación de temperaturas entre el refrigerante de un circuito de refrigerante principal y el refrigerante de un circuito de refrigerante de derivación que fluye a través de un intercambiador de calor intermedio del dispositivo de ciclo de refrigeración de la primera forma de realización de la invención;Fig. 3 is a diagram showing a temperature relationship between refrigerant in a main refrigerant circuit and refrigerant in a bypass refrigerant circuit flowing through an intermediate heat exchanger of the refrigeration cycle device of the first embodiment of the invention;

la Fig. 4(a) es un diagrama que muestra una relación entre la ATM y una cantidad de circulación de refrigerante del circuito de refrigerante de derivación que fluye a través de un intercambiador de calor intermedio de la primera forma de realización de la invención, la Fig. 4(b) es un diagrama que muestra una relación entre un intercambiador de calor del intercambiador de calor intermedio y una cantidad de circulación de refrigerante del circuito de refrigerante del intercambiador de calor intermedio, y la Fig. 4(c) es un diagrama que muestra una relación entre la AT que es una diferencia de temperatura entre la ATH y ATL, y una cantidad de circulación de refrigerante del circuito de refrigerante de derivación que fluye a través del intercambiador de calor intermedio; yFig. 4(a) is a diagram showing a relationship between ATM and a refrigerant circulation amount of the bypass refrigerant circuit flowing through an intermediate heat exchanger of the first embodiment of the invention, Fig. 4(b) is a diagram showing a relationship between a heat exchanger of the intermediate heat exchanger and a refrigerant circulation amount of the refrigerant circuit of the intermediate heat exchanger, and Fig. 4(c) is a diagram showing a relationship between the AT which is a temperature difference between the ATH and ATL, and a refrigerant circulation amount of the bypass refrigerant circuit flowing through the intermediate heat exchanger; Y

la Fig. 5 es un diagrama de presión - entalpía (diagrama P - h) del dispositivo de ciclo de refrigeración cuando la temperatura de entrada del medio del lado de utilización de un intercambiador de calor del lado de utilización es modificado en el dispositivo de calentamiento de líquido de la primera forma de realización de la invención. Fig. 5 is a pressure-enthalpy diagram (P-h diagram) of the refrigeration cycle device when the inlet temperature of the use-side medium of a use-side heat exchanger is changed in the heating device of liquid of the first embodiment of the invention.

rModo de llevar a cabo la invención!How to carry out the invention!

Un primer aspecto de la presente invención proporciona un dispositivo de ciclo de refrigeración según se define en la reivindicación adjunta 1.A first aspect of the present invention provides a refrigeration cycle device as defined in appended claim 1.

De acuerdo con ello, incluso cuando la presión del refrigerante, después de que es descomprimido por el segundo dispositivo de expansión, sobrepasa la presión crítica, puede incrementarse una diferencia de entalpía entre el refrigerante de la salida y el refrigerante de la entrada del intercambiador de calor intermedio que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación, y es posible incrementar el caudal del refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor intermedio del circuito de refrigerante de derivación. Por tanto, es posible proporcionar un dispositivo de ciclo de refrigeración que lleve a cabo un elevado COP.Accordingly, even when the pressure of the refrigerant, after it is decompressed by the second expansion device, exceeds the critical pressure, an enthalpy difference between the refrigerant at the outlet and the refrigerant at the inlet of the heat exchanger can be increased. intermediate heat flowing through the bypass refrigerant circuit, and it is possible to increase the flow rate of the refrigerant flowing through the intermediate heat exchanger of the bypass refrigerant circuit. Therefore, it is possible to provide a refrigeration cycle device that performs a high COP.

De acuerdo con una primera forma de realización de la invención, el dispositivo de control controla la apertura de válvula del segundo dispositivo de expansión, de manera que aumente la diferencia de temperatura entre la temperatura externa del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación en el intercambiador de calor intermedio y la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación en el intercambiador de calor intermedio, cuando la presión del refrigerante, después de que es comprimido por el segundo dispositivo de expansión aumenta.According to a first embodiment of the invention, the control device controls the valve opening of the second expansion device, so as to increase the temperature difference between the external temperature of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit of bypass in the intermediate heat exchanger and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit in the intermediate heat exchanger, when the pressure of the refrigerant, after it is compressed by the second expansion device, increases.

Con esta configuración, la temperatura de entrada del medio de calentamiento del lado de utilización hacia el intercambiador de calor del lado de utilización, la temperatura de salida del medio de calentamiento del lado de utilización a partir del intercambiador de calor del lado de utilización, y el medio (aire) de calentamiento del lado de la fuente de calor hacia el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor, aumentan. De acuerdo con ello, la presión del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación en el intercambiador de calor intermedio también aumenta. Sin embargo, para fijar la diferencia de entalpía requerida en este momento, el dispositivo de control controla la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión, de manera que cuanto más alta sea la presión del refrigerante, después de que es descomprimido por el segundo dispositivo de expansión, mayor sea la diferencia de temperatura entre la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación en el intercambiador de calor intermedio y la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante en el intercambiador de calor intermedio. Por tanto, dado que puede fijarse la diferencia de entalpía entre el refrigerante de la salida y el refrigerante de entrada en el intercambiador de calor intermedio que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación, incluso si se eleva la presión intermedia, es posible proporcionar un dispositivo de ciclo de refrigeración que consiga un elevado COP.With this configuration, the inlet temperature of the user-side heating medium to the user-side heat exchanger, the outlet temperature of the user-side heating medium from the user-side heat exchanger, and heating medium (air) from the heat source side to the heat exchanger on the heat source side, increase. Accordingly, the pressure of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit in the intermediate heat exchanger also increases. However, in order to set the required enthalpy difference at this time, the control device controls the opening of the valve of the second expansion device, so that the higher the pressure of the refrigerant, after it is decompressed by the second expansion device, the higher the temperature difference between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit in the intermediate heat exchanger and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit in the intermediate heat exchanger. Therefore, since the enthalpy difference between the outlet refrigerant and the inlet refrigerant in the intermediate heat exchanger flowing through the bypass refrigerant circuit can be fixed, even if the intermediate pressure is raised, it is possible to provide a refrigeration cycle device that achieves a high COP.

De acuerdo con una segunda forma de realización de la invención, el dispositivo de control determina si la presión del refrigerante, después de que es descomprimido por el dispositivo de expansión, es igual o superior a la presión crítica procedente de un valor de presión del refrigerante descargado desde el mecanismo de compresión, a partir de la temperatura de salida del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de utilización, y a partir de la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación en el intercambiador de calor intermedio.According to a second embodiment of the invention, the control device determines whether the pressure of the refrigerant, after it is decompressed by the expansion device, is equal to or greater than the critical pressure from a refrigerant pressure value discharged from the compression mechanism, from the outlet temperature of the refrigerant in the utilization side heat exchanger, and from the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit in the heat exchanger intermediate.

De acuerdo con ello, incluso si no se dispone de un dispositivo de detección de presión es posible determinar si la presión del refrigerante, después de que es descomprimido por el segundo dispositivo de expansión, es igual o superior a la presión crítica. Por tanto, es posible proporcionar un dispositivo de ciclo de refrigeración susceptible de reducir los costes.Accordingly, even if no pressure detection device is provided, it is possible to determine whether the pressure of the refrigerant, after it is decompressed by the second expansion device, is equal to or greater than the critical pressure. Therefore, it is possible to provide a refrigeration cycle device capable of reducing costs.

De acuerdo con una tercera forma de realización de la invención, el refrigerante es dióxido de carbono.According to a third embodiment of the invention, the refrigerant is carbon dioxide.

De acuerdo con ello, en el intercambiador de calor del lado de utilización, cuando el medio de calentamiento del lado de utilización es calentado por el refrigerante, es posible elevar la temperatura del medio de calentamiento del lado de utilización.Accordingly, in the use-side heat exchanger, when the use-side heating medium is heated by the refrigerant, it is possible to raise the temperature of the use-side heating medium.

En un segundo aspecto, la invención proporciona además un dispositivo de calentamiento de líquido según se define en la reivindicación adjunta 5.In a second aspect, the invention further provides a liquid heating device as defined in appended claim 5.

De acuerdo con ello, es posible proporcionar un dispositivo de calentamiento de líquido capaz de utilizar el medio de calentamiento del lado de utilización de alta temperatura sin deteriorar el COP del dispositivo de ciclo de refrigeración.Accordingly, it is possible to provide a liquid heating device capable of utilizing the high-temperature utilization-side heating medium without deteriorating the COP of the refrigeration cycle device.

De acuerdo con una forma de realización de la invención, especialmente en el segundo aspecto, el dispositivo de calentamiento de líquido incluye además: un termistor de temperatura de salida de medio de calentamiento para detectar la temperatura del medio de calentamiento del lado de utilización que fluye hacia fuera desde el intercambiador de calor del lado de utilización; y un termistor de temperatura de entrada de medio de calentamiento para detectar la temperatura del medio de calentamiento del lado de utilización que fluye hacia el interior del intercambiador de calor intermedio del lado de utilización, en el que el dispositivo de control acciona el dispositivo de transferencia, de manera que la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida de medio de calentamiento resulte igual a la temperatura diana, y el dispositivo de control controla la apertura de válvula del segundo dispositivo de expansión, de manera que, cuando la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada de medio de calentamiento sobrepase la primera temperatura predeterminada, resulte mayor la diferencia de temperatura entre la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación en el intercambiador de calor intermedio y la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación en el intercambiador de calor intermedio que la diferencia de temperatura cuando el refrigerante fluye a través del intercambiador de calor intermedio en el estado bifásico de gas -.líquido, y de manera que resulte mayor la diferencia de temperatura entre la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación en el intercambiador de calor intermedio y la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal en el intercambiador de calor intermedio que la diferencia de temperatura entre la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación en el intercambiador de calor intermedio y la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal en el intercambiador de calor intermedio.According to an embodiment of the invention, especially in the second aspect, the liquid heating device further includes: a heating medium outlet temperature thermistor for detecting the temperature of the flowing utilization side heating medium out from the utilization side heat exchanger; and a heating medium inlet temperature thermistor for detecting the temperature of the utilization side heating medium flowing into the utilization side intermediate heat exchanger, wherein the control device drives the transfer device , so that the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor becomes equal to the target temperature, and the control device controls the valve opening of the second expansion device, so that, when the detected temperature of the thermistor of temperature of heating medium inlet exceeds the first predetermined temperature, the temperature difference between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit in the intermediate heat exchanger and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit becomes larger. through the bypass refrigerant circuit in the intermediate heat exchanger than the temperature difference when the refrigerant flows through the intermediate heat exchanger in the gas-.liquid two-phase state, and so that the temperature difference between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit in the intermediate heat exchanger and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit in the intermediate heat exchanger than the temperature difference between the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit in the intermediate heat exchanger and the outlet temperature of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit in the intermediate heat exchanger.

De acuerdo con ello, es posible proporcionar un dispositivo de calentamiento de líquido capaz de almacenar agua a alta temperatura en un tanque de almacenaje de agua caliente, por ejemplo, sin deteriorar el COP también cuando se iproduzca un incremento adicional de la alta presión del dispositivo del ciclo de refrigeración.Accordingly, it is possible to provide a liquid heating device capable of storing high-temperature water in a hot water storage tank, for example, without deteriorating the COP also when a further increase in high pressure of the device occurs. of the refrigeration cycle.

De acuerdo con una forma de realización de la invención, especialmente en el segundo aspecto, el dispositivo de calentamiento de líquido incluye además: un termistor de temperatura de salida de medio de calentamiento para detectar la temperatura del medio de calentamiento del lado de utilización que fluye hacia fuera del intercambiador de calor del lado de utilización; y un termistor de temperatura de entrada de medio de calentamiento para detectar la temperatura del medio de calentamiento del lado de utilización que fluye por el interior del intercambiador de calor del lado de utilización, en el que el dispositivo de control acciona el dispositivo de transferencia, de manera que resulte igual una diferencia de temperatura entre la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida del medio de calentamiento y la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada del medio de calentamiento a una diferencia de temperatura diana, y el dispositivo de control controla la apertura de válvula del segundo dispositivo de expansión, de manera que, cuando la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida del medio de calentamiento sobrepase la segunda temperatura predeterminada, resulte mayor la diferencia de temperatura entre la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación en el intercambiador de calor intermedio y la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación en el intercambiador de calor intermedio que la diferencia de temperatura cuando el refrigerante fluye a través del intercambiador de calor intermedio en el estado bifásico de gas - líquido, y de manera que resulte mayor la diferencia de temperatura entre la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación en el intercambiador de calor intermedio y la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal en el intercambiador de calor intermedio que la diferencia de temperatura entre la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal en el intercambiador de calor intermedio y la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal en el intercambiador de calor intermedio.According to an embodiment of the invention, especially in the second aspect, the liquid heating device further includes: a heating medium outlet temperature thermistor for detecting the temperature of the flowing utilization side heating medium out of the utilization side heat exchanger; and a heating medium inlet temperature thermistor for detecting the temperature of the utilization side heating medium flowing inside the utilization side heat exchanger, wherein the control device drives the transfer device, so that a temperature difference between the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor and the detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor becomes equal to a target temperature difference, and the control device controls valve opening of the second expansion device, so that when the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor exceeds the second predetermined temperature, the temperature difference between the outlet temperature of the refrigerant flowing to through the bypass refrigerant circuit ion in the intermediate heat exchanger and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit in the intermediate heat exchanger than the temperature difference when the refrigerant flows through the intermediate heat exchanger in the two-phase state of gas - liquid, and in such a way that the temperature difference between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit in the intermediate heat exchanger and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the intermediate heat exchanger becomes greater. main refrigerant circuit in the intermediate heat exchanger than the temperature difference between the inlet temperature of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit in the intermediate heat exchanger and the outlet temperature of the refrigerant flowing through the circuit of main refrigerant in the exchanger intermediate heat.

De acuerdo con ello, es posible proporcionar un dispositivo de calentamiento de líquido que caliente una habitación utilizando agua a alta temperatura, sin deteriorar el COP, también cuando se produzca un incremento adicional de la alta presión del dispositivo del ciclo de refrigeración.Accordingly, it is possible to provide a liquid heating device that heats a room using high-temperature water, without deteriorating the COP, also when a further increase of the high pressure of the refrigeration cycle device occurs.

De acuerdo con una forma de realización de la invención, especialmente en el segundo aspecto o en cualquiera de sus formas de realización, el dispositivo de control determina si la presión del refrigerante, después de que es descomprimido por el segundo dispositivo de expansión, es igual o superior a la presión crítica procedente de un valor de presión del refrigerante descargado desde el mecanismo de compresión, a partir de la temperatura del medio de calentamiento del lado de utilización que fluye hacia el interior del intercambiador de calor del lado de utilización, y a partir de la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación por el interior del intercambiador de calor intermedio.According to an embodiment of the invention, especially in the second aspect or in any of its embodiments, the control device determines whether the pressure of the refrigerant, after it is decompressed by the second expansion device, is equal or greater than the critical pressure from a pressure value of the refrigerant discharged from the compression mechanism, from the temperature of the utilization-side heating medium flowing into the utilization-side heat exchanger, and from of the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit inside the intermediate heat exchanger.

De acuerdo con ello, incluso si no se dispone de un dispositivo de detección de presión, dado que es posible determinar si la presión del refrigerante, después de que es descomprimido por el segundo dispositivo de expansión es igual o superior a la presión crítica, es posible proporcionar un dispositivo de ciclo de refrigeración que reduzca los costes.Accordingly, even if no pressure detection device is provided, since it is possible to determine whether the pressure of the refrigerant after it is decompressed by the second expansion device is equal to or greater than the critical pressure, it is It is possible to provide a refrigeration cycle device that reduces costs.

De acuerdo con una forma de realización de la invención, especialmente en el segundo aspecto de cualquiera de sus formas de realización, el medio de calentamiento del lado de utilización es agua o un líquido anticongelante. De acuerdo con ello, el agua a alta temperatura puede ser almacenada en un tanque de almacenaje de agua caliente, por ejemplo, sin deteriorar el c Op , y es posible proporcionar un dispositivo de calentamiento de líquido para calentar una habitación utilizando agua a alta temperatura.According to an embodiment of the invention, especially in the second aspect of any of its embodiments, the heating medium on the use side is water or an antifreeze liquid. Accordingly, high temperature water can be stored in a hot water storage tank, for example, without deteriorating the c Op , and it is possible to provide a liquid heating device for heating a room using high temperature water. .

A continuación se describirá, con referencia a los dibujos, una forma de realización de la presente invención. La invención no está limitada a la forma de realización. An embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings. The invention is not limited to the embodiment.

(Primera forma de realización)(First embodiment)

La Fig. 1 es un diagrama de bloques de un dispositivo de calentamiento de líquido de una primera forma de realización de la presente invención. El dispositivo de calentamiento de líquido está compuesto por un dispositivo de ciclo de refrigeración que es un ciclo de refrigeración de tipo de compresión de presión supercrítico y por un circuito de medio de calentamiento 30 del lado de utilización. El dispositivo de ciclo de refrigeración está compuesto por un circuito de refrigerante principal 10 y un circuito de refrigerante de derivación 20.Fig. 1 is a block diagram of a liquid heating device in a first embodiment of the present invention. The liquid heating device is composed of a refrigeration cycle device which is a supercritical pressure compression type refrigeration cycle and a heating medium circuit 30 on the use side. The refrigeration cycle device is composed of a main refrigerant circuit 10 and a bypass refrigerant circuit 20.

El circuito de refrigerante principal 10 está constituido por la conexión secuencial mutua, por medio de un tubo 16, por un mecanismo de compresión 11 para comprimir refrigerante, un intercambiador de calor 12 del lado de utilización que es un radiador, por un intercambiador de calor intermedio 13, por un primer dispositivo de expansión 14 y por un intercambiador de calor 15 del lado de la fuente de calor que es un evaporador. Como refrigerante se utiliza dióxido de carbono (CO2).The main refrigerant circuit 10 is constituted by the mutual sequential connection, by means of a tube 16, by a compression mechanism 11 for compressing refrigerant, a utilization side heat exchanger 12 which is a radiator, by a heat exchanger intermediate 13, by a first expansion device 14 and by a heat exchanger 15 on the side of the heat source which is an evaporator. Carbon dioxide (CO2) is used as a refrigerant.

Como refrigerante, es óptima la utilización de dióxido de carbono, pero también es posible utilizar un refrigerante de mezcla no azeotrópica, por ejemplo el R407C, un refrigerante de mezcla pseudoazeotropica, por ejemplo el R410A y un solo refrigerante como el R32.As a refrigerant, the use of carbon dioxide is optimal, but it is also possible to use a non-azeotropic mixture refrigerant, for example R407C, a pseudoazeotropic mixture refrigerant, for example R410A, and a single refrigerant such as R32.

El mecanismo de compresión 11 está compuesto por un elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y por un elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta. El intercambiador de calor 12 del lado de utilización calienta el medio de calentamiento del lado de utilización mediante el refrigerante descargado desde el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta.The compression mechanism 11 is composed of a low stage side compression rotary element 11a and a high stage side compression rotary element 11b. The utilization side heat exchanger 12 heats the utilization side heating medium by the refrigerant discharged from the high stage side compression rotary element 11b.

Una relación de volúmenes del elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta que constituyen el mecanismo de compresión 11, es constante, los elementos rotativos 11a, 11b utilizan un eje de accionamiento común (no mostrado), y están compuestos por un compresor situado dentro de un recipiente.A volume ratio of the low stage side compression rotary element 11a and the high stage side compression rotary element 11b constituting the compression mechanism 11 is constant, the rotary elements 11a, 11b use a shaft of common drive (not shown), and consist of a compressor located inside a container.

Se describirá la forma de realización utilizando el mecanismo de compresión de dos etapas 11, en el que el elemento rotativo de compresión está compuesto por el elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta, pero el elemento rotativo de compresión puede no estar dividido en el elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y por el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta, y la invención puede aplicarse también en un único elemento rotativo de compresión.The embodiment using the two-stage compression mechanism 11 will be described, in which the compression rotary member is composed of the low-stage-side compression rotary member 11a and the low-stage-side compression rotary member 11b. but the compression rotary member may not be divided into the low stage side compression rotary member 11a and the high stage side compression rotary member 11b, and the invention can also be applied in a single rotating compression element.

En esta forma de realización, cuando el mecanismo de compresión 11 es el único elemento rotativo de compresión, la invención se puede aplicar en base a dicha configuración en la que el refrigerante procedente del circuito de refrigerante de derivación 20 se une con el refrigerante en una posición en la que el elemento rotativo de compresión está sobre una etapa intermedia de compresión, un elemento rotativo de compresión en una posición en la que el refrigerante procedente del circuito de refrigerante de derivación 20 se une con el elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja, y un elemento rotativo de compresión después de la posición en la que el refrigerante procedente del circuito de refrigerante de derivación 20 se une con el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta.In this embodiment, when the compression mechanism 11 is the only rotary compression element, the invention can be applied based on such a configuration in which the refrigerant from the bypass refrigerant circuit 20 joins with the refrigerant in a position in which the compression rotary element is over an intermediate stage of compression, a compression rotary element in a position in which the refrigerant from the bypass refrigerant circuit 20 joins with the compression rotary element 11a on the discharge side low stage, and a compression rotary element after the position where the refrigerant from the bypass refrigerant circuit 20 joins with the high stage side compression rotary element 11b.

El mecanismo de compresión de dos etapas 11 puede estar compuesto por dos compresores en los que el elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta sean independientes entre sí.The two-stage compression mechanism 11 may be composed of two compressors in which the low-stage-side compression rotary element 11a and the high-stage-side compression rotary element 11b are independent of each other.

El circuito de refrigerante de derivación 20 se ramifica a partir de un tubo 16 que se extiende a partir del intercambiador de calor 12 del lado de utilización hasta el primer dispositivo de expansión 14, y el circuito de refrigerante de derivación 20 está conectado al tubo 16 entre el elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y el elemento rotativo de compresión 11b del lado de tapa en alta.The bypass refrigerant circuit 20 branches from a pipe 16 extending from the utilization side heat exchanger 12 to the first expansion device 14, and the bypass refrigerant circuit 20 is connected to the pipe 16 between the low stage side compression rotary element 11a and the high end cap side compression rotary element 11b.

El circuito de refrigerante de derivación 20 está provisto de un segundo dispositivo de expansión 21. Una porción del refrigerante de alta presión, después de que pasa a través del intercambiador de calor 12 del lado de utilización, o de una porción del refrigerante de alta presión, después de que pasa a través del intercambiador de calor intermedio 13 es descomprimida por el segundo dispositivo de expansión 21, y se convierte en el refrigerante de presión intermedia. A continuación, el refrigerante de presión intermedia efectúa un intercambio de calor con el refrigerante de alta presión que fluye a través del circuito de refrigerante principal 10 dentro del intercambiador de calor intermedio 13, y se une con el refrigerante entre el elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta.The bypass refrigerant circuit 20 is provided with a second expansion device 21. A portion of the high-pressure refrigerant, after it passes through the utilization-side heat exchanger 12, or a portion of the high-pressure refrigerant , after it passes through the intermediate heat exchanger 13, it is decompressed by the second expansion device 21, and becomes the intermediate pressure refrigerant. Then, the intermediate pressure refrigerant performs heat exchange with the high pressure refrigerant flowing through the main refrigerant circuit 10 inside the intermediate heat exchanger 13, and unites with the refrigerant between the rotary compression element 11a on the low-stage side and the rotary compression element 11b on the high-stage side.

El circuito de medio de calentamiento 30 del lado de utilización está constituido por la conexión secuencial entre sí, por medio de un tubo de medio de calentamiento 33, por el intercambiador de calor 12 del lado de utilización, por el dispositivo de transferencia 31 que es una bomba de transferencia y por un terminal de calentamiento 32a. Como medio de calentamiento del lado de utilización, se utiliza agua o líquido anticongelante.The heating medium circuit 30 on the user side is constituted by the sequential connection to each other, by means of a heating medium tube 33, by the heat exchanger 12 on the user side, by the transfer device 31 which is a transfer pump and by a heating terminal 32a. As heating medium on the user side, water or antifreeze liquid is used.

El circuito de medio de calentamiento 30 del lado de utilización de esta forma de realización incluye el terminal de calentamiento 32a y un tanque de almacenaje de agua caliente 32b en paralelo. Mediante la conmutación entre una primera válvula de conmutación 34 y una segunda válvula de conmutación 35, se hace circular el medio de calentamiento del lado de utilización a través del terminal de calentamiento 32a o del tanque de almacenaje de agua caliente 32b. Solo es necesario que el circuito de medio de calentamiento 30 del lado de utilización incluya o bien el terminal de calentamiento 32a o bien el tanque de almacenaje de agua caliente 32b.The utilization-side heating medium circuit 30 of this embodiment includes the heating terminal 32a and a hot water storage tank 32b in parallel. By switching between a first switching valve 34 and a second switching valve 35, the transfer medium is circulated. utilization side heating via heating terminal 32a or hot water storage tank 32b. It is only necessary that the utilization side heating medium circuit 30 includes either the heating terminal 32a or the hot water storage tank 32b.

El agua a alta temperatura obtenida mediante el intercambiador de calor 12 del lado de utilización irradia calor por el terminal de calentamiento 32a y es utilizada para calentar una habitación, y el agua a baja temperatura que irradia calor mediante el terminal de calentamiento 32a, es así mismo calentada por el intercambiador de calor 12 del lado de utilización.The high-temperature water obtained by the utilization-side heat exchanger 12 radiates heat through the heating terminal 32a and is used to heat a room, and the low-temperature water that radiates heat through the heating terminal 32a is thus itself heated by the heat exchanger 12 on the use side.

El agua a alta temperatura obtenida por el intercambiador de calor 12 del lado de utilización es introducida en el tanque de almacenaje de agua caliente 32b desde una porción superior del tanque de almacenaje de agua caliente 32b, y el agua a baja temperatura es extraída de la porción inferior del tanque de almacenaje de agua caliente 32b y calentada por el intercambiador de calor 12 del lado de utilización.The high temperature water obtained by the utilization side heat exchanger 12 is introduced into the hot water storage tank 32b from an upper portion of the hot water storage tank 32b, and the low temperature water is withdrawn from the lower portion of the hot water storage tank 32b and heated by the utilization side heat exchanger 12.

Un intercambiador de calor de suministro de agua caliente 42 está situado en el tanque de almacenaje de agua caliente 32b, y determina el intercambio térmico mutuo entre el agua suministrada desde un suministro de agua 43 y el agua a alta temperatura del tanque de almacenaje de agua caliente 32b. Esto es, cuando se abre el obturador de suministro de agua caliente 41, el agua es suministrada desde el tubo de suministro de agua 43 hasta el intercambiador de calor de suministro de agua caliente 42, el agua es calentada por el intercambiador de calor de suministro de agua caliente 42 y regulada a una temperatura predeterminada por el obturador de suministro de agua caliente del obturador de suministro de agua caliente 41, y el agua caliente es suministrada desde el obturador de suministro de agua caliente de obturador de suministro de agua caliente 41.A hot water supply heat exchanger 42 is located in the hot water storage tank 32b, and determines mutual heat exchange between water supplied from a water supply 43 and high-temperature water in the hot water storage tank. hot 32b. That is, when the hot water supply shutter 41 is opened, the water is supplied from the water supply pipe 43 to the hot water supply heat exchanger 42, the water is heated by the supply heat exchanger 42 and regulated to a predetermined temperature by the hot water supply shutter of the hot water supply shutter 41, and hot water is supplied from the hot water supply shutter of the hot water supply shutter 41.

El agua es suministrada desde el tubo de suministro de agua 43, y calentada por el intercambiador de calor de suministro de agua caliente 42. El agua suministrada desde el obturador de suministro de agua caliente de obturador de suministro de agua caliente 41 y el agua a alta temperatura del tanque de almacenaje de agua caliente 32 son indirectamente calentadas para que no se mezclen entre sí.The water is supplied from the water supply pipe 43, and heated by the hot water supply heat exchanger 42. The water supplied from the hot water supply shutter 41 and the water to high temperature of the hot water storage tank 32 are indirectly heated so that they do not mix with each other.

El intercambiador de calor de suministro de agua caliente 42 es un intercambiador de calor de agua que utiliza un tubo de cobre o un tubo de acero inoxidable como tubo de transferencia de calor. Como se muestra en la Fig. 1, el obturador de suministro de agua caliente 41 y el tubo de suministro de agua 43 que se extienden desde la fuente de suministro de agua (conducción de agua) están conectados al intercambiador de calor de suministro de agua caliente 42. El tubo de suministro de agua 43 introduce agua a temperatura normal en un extremo inferior del intercambiador de calor de suministro de agua caliente 42, esto es, en un emplazamiento inferior del tanque de almacenaje de agua caliente 32b.The hot water supply heat exchanger 42 is a water heat exchanger that uses a copper tube or a stainless steel tube as a heat transfer tube. As shown in Fig. 1, the hot water supply shutter 41 and the water supply pipe 43 extending from the water supply source (water line) are connected to the water supply heat exchanger. 42. The water supply pipe 43 introduces normal temperature water to a lower end of the hot water supply heat exchanger 42, that is, to a lower location of the hot water storage tank 32b.

El agua a temperatura normal que entra en el intercambiador de calor de suministro de agua caliente 42 desde el tubo de suministro de agua 43 se desplaza de abajo arriba por dentro del tanque de almacenaje de agua caliente 32b, aspira el calor procedente del agua a alta temperatura del tanque de almacenaje de agua caliente 32b, y se convierte en agua a alta temperatura, y es suministrada a partir obturador de suministro de agua caliente 41.The normal temperature water entering the hot water supply heat exchanger 42 from the water supply pipe 43 moves from bottom to top inside the hot water storage tank 32b, sucks in the heat from the high temperature water. temperature of hot water storage tank 32b, and it becomes high temperature water, and is supplied from hot water supply shutter 41.

Para medir la temperatura del agua caliente en una pluralidad de emplazamientos en alturas diferentes, el tanque de almacenaje de agua caliente 32b está provisto de un primer termistor de temperatura de tanque de almacenaje de agua caliente 55a, de un segundo termistor de temperatura de tanque de almacenaje de agua caliente 55b y de un tercer termistor de temperatura de almacenaje de agua caliente 55c.To measure the hot water temperature at a plurality of locations at different heights, the hot water storage tank 32b is provided with a first hot water storage tank temperature thermistor 55a, a second hot water storage tank temperature thermistor hot water storage 55b and a third hot water storage temperature thermistor 55c.

El agua a temperatura normal que fluye hacia el interior del intercambiador de calor de suministro de agua caliente 42 desde el tubo de suministro de agua 43 aspira el calor del agua a alta temperatura del tanque de almacenaje de agua caliente 32b al tiempo que se desplaza de abajo arriba por dentro del tanque de almacenaje de agua caliente 32b. Por tanto, la temperatura de una porción superior de agua caliente del tanque de almacenaje de agua caliente 32b resulta naturalmente elevada y resulta naturalmente baja la temperatura de una porción inferior de dicho tanque. Un tubo 16 del lado de descarga del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta del circuito de refrigerante principal 10 está provisto de un dispositivo de detección de alta presión 51. El dispositivo de detección de alta presión 51 está dispuesto en el circuito de refrigerante principal 10 entre un lado de descarga del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta y un lado corriente abajo del primer dispositivo de expansión 14. Solo es necesario que el dispositivo de detección de alta presión 51 pueda detectar la presión del refrigerante de alta presión del circuito de refrigerante principal 10.The normal temperature water flowing into the hot water supply heat exchanger 42 from the water supply pipe 43 draws heat from the high temperature water in the hot water storage tank 32b while moving from bottom up inside the hot water storage tank 32b. Therefore, the temperature of a hot water upper portion of the hot water storage tank 32b naturally becomes high and the temperature of a lower portion of the hot water storage tank naturally becomes low. A discharge side pipe 16 of the high stage side compression rotary element 11b of the main refrigerant circuit 10 is provided with a high pressure detecting device 51. The high pressure detecting device 51 is arranged in the circuit of main refrigerant 10 between a discharge side of the high-stage-side compression rotary element 11b and a downstream side of the first expansion device 14. It is only necessary that the high-pressure detection device 51 can detect the pressure of the high pressure refrigerant from the main refrigerant circuit 10.

El tubo 16 del lado de descarga situado corriente abajo del intercambiador de calor 12 del lado de utilización del circuito de refrigerante principal 10 y corriente arriba del intercambiador de calor intermedio 13 está provisto de un termistor de entrada de refrigerante principal de intercambiador de calor intermedio 57. El termistor de entrada de refrigerante principal de intercambiador de calor intermedio 57 detecta la temperatura del refrigerante que fluye hacia el interior del intercambiador de calor 52 del lado de utilización. El tubo 16 situado corriente abajo del intercambiador de calor intermedio 13 del circuito de refrigerante principal 10 y corriente arriba del primer dispositivo de expansión 14 está provisto de un termistor de salida de refrigerante principal de intercambiador de calor intermedio 58. The discharge side pipe 16 located downstream of the utilization side heat exchanger 12 of the main refrigerant circuit 10 and upstream of the intermediate heat exchanger 13 is provided with an intermediate heat exchanger main refrigerant inlet thermistor 57 The intermediate heat exchanger main refrigerant inlet thermistor 57 detects the temperature of the refrigerant flowing into the utilization side heat exchanger 52. The pipe 16 located downstream of the intermediate heat exchanger 13 of the main refrigerant circuit 10 and upstream of the first expansion device 14 is provided with an intermediate heat exchanger main refrigerant outlet thermistor 58.

El circuito de refrigerante de derivación 20 está provisto de un termistor de entrada de derivación de intercambiador de calor intermedio 56 corriente abajo del segundo dispositivo de expansión 21 y corriente arriba del intercambiador de calor intermedio 13. Así mismo, el circuito de refrigerante de derivación 20 está provisto de un termistor de salida de derivación de intercambiador de calor intermedio 52 corriente abajo del intercambiador de calor intermedio 31. El circuito de medio de calentamiento 30 del lado de utilización está provisto de un termistor de temperatura de salida 53 del medio de calentamiento para detectar la temperatura del medio de calentamiento del lado de utilización que fluye hacia el exterior desde el intercambiador de calor 12 del lado de utilización y un termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento para detectar la temperatura del medio de calentamiento del lado de utilización que fluye hacia el interior del intercambiador de calor 12 del lado de utilización.The bypass refrigerant circuit 20 is provided with an intermediate heat exchanger bypass inlet thermistor 56 downstream of the second expansion device 21 and upstream of the intermediate heat exchanger 13. Also, the bypass refrigerant circuit 20 is provided with an intermediate heat exchanger bypass outlet thermistor 52 downstream of the intermediate heat exchanger 31. The utilization side heating medium circuit 30 is provided with a heating medium outlet temperature thermistor 53 for detecting the temperature of the utilization side heating medium flowing out from the utilization side heat exchanger 12 and a heating medium inlet temperature thermistor 54 for detecting the temperature of the utilization side heating medium flowing into the heat exchanger 12 of the utilization side.

Un dispositivo de control 60 controla las frecuencias de funcionamiento del elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta , de las aberturas de válvula del primer dispositivo de expansión 14 y del segundo dispositivo de expansión 21, y una cantidad de transferencia del medio de calentamiento del lado de utilización por parte del dispositivo de transferencia 31. El dispositivo de control 60 controla estos elementos mediante la presión detectada por el dispositivo de detección de presión - alta presión 51, de la presión intermedia calculada, la diferencia de temperatura (ATM) entre la temperatura detectada del termistor de salida de derivación de intercambiador de calor intermedio 52 y la temperatura detectada del termistor de entrada de derivación de intercambiador de calor intermedio 56, una diferencia de temperatura (ATH) entre la temperatura detectada del termistor de salida de derivación de intercambiador de calor intermedio 52 y la temperatura detectada del termistor de entrada de refrigerante principal de intercambiador de calor intermedio 57, una diferencia de temperatura (ATL) entre la temperatura detectada del termistor de entrada de derivación de intercambiador de calor intermedio 56 y la temperatura detectada del termistor de salida de refrigerante principal del intercambiador de calor intermedio 58, la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida 53 del medio de calentamiento y la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento. A continuación se describirá un procedimiento, por parte del dispositivo de control 60, para calcular la presión (presión intermedia) del refrigerante después de ser comprimido por el segundo dispositivo de expansión 21 dentro del circuito de refrigerante de derivación 20.A control device 60 controls the operating frequencies of the low stage side compression rotary element 11a and the high stage side compression rotary element 11b, of the valve openings of the first expansion device 14 and of the second expansion device 21, and a transfer amount of the utilization-side heating medium by the transfer device 31. The control device 60 controls these items by the pressure detected by the pressure-high pressure detection device 51, of the calculated intermediate pressure, the temperature difference (ATM) between the detected temperature of the intermediate heat exchanger bypass outlet thermistor 52 and the detected temperature of the intermediate heat exchanger bypass inlet thermistor 56, a temperature difference (ATH) between the detected temperature of the exchange bypass output thermistor intermediate heat exchanger 52 and the detected temperature of the intermediate heat exchanger main refrigerant inlet thermistor 57, a temperature difference (ATL) between the detected temperature of the intermediate heat exchanger bypass inlet thermistor 56 and the detected temperature of the intermediate heat exchanger main refrigerant outlet thermistor 58, the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor 53 and the detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor 54. Next, a procedure by the control device 60 for calculating the pressure (intermediate pressure) of the refrigerant after being compressed by the second expansion device 21 within the bypass refrigerant circuit 20 will be described.

Las Figs. 2 son diagramas de presión - entalpia (diagrama P - h) bajo condiciones ideales relativas al dispositivo de ciclo de refrigeración de este tipo de realización, en los que la Fig. 2(a) muestra un supuesto en el que la presión alta es inferior a una presión predeterminada y la Fig. 2(b) muestra un supuesto en el que la presión alta es igual o superior a la presión predeterminada.Figs. 2 are pressure-enthalpy diagrams (P-h diagram) under ideal conditions relating to the refrigeration cycle device of this type of embodiment, in which Fig. 2(a) shows a case where the high pressure is lower at a predetermined pressure, and Fig. 2(b) shows a case where the high pressure is equal to or greater than the predetermined pressure.

Los puntos a a e y los puntos A y B de las Figs. 2 se corresponden con los puntos del dispositivo del ciclo de refrigeración mostrado en la Fig. 1.Points a to e and points A and B in Figs. 2 correspond to the points of the refrigeration cycle device shown in Fig. 1.

En primer lugar, el refrigerante de alta presión (punto a) descargado desde el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta irradia calor dentro del intercambiador de calor 12 del lado de utilización y, a continuación, el refrigerante se ramifica desde el circuito de refrigerante principal 10 en una rama de refrigerante A, el refrigerante es descomprimido hasta la presión intermedia por el segundo dispositivo de expansión 21 y se convierte en el refrigerante de presión intermedia (punto e), e intercambia calor mediante el intercambiador de calor intermedio 13. El refrigerante de alta presión que fluye a través del circuito de refrigerante principal 10, después de que irradia calor en el intercambiador de calor 12 del lado de utilización, es enfriado por el refrigerante de presión intermedia (punto e) que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 y el refrigerante de alta presión es descomprimido por el primer dispositivo de expansión 14 en un estado en el que se reduce la entalpia (punto b).First, the high-pressure refrigerant (point a) discharged from the high-stage-side compression rotary element 11b radiates heat into the utilization-side heat exchanger 12, and then the refrigerant branches from the high-stage side. main refrigerant circuit 10 into a refrigerant branch A, the refrigerant is decompressed to the intermediate pressure by the second expansion device 21 and becomes the intermediate pressure refrigerant (point e), and exchanges heat by the intermediate heat exchanger 13. The high pressure refrigerant flowing through the main refrigerant circuit 10, after it radiates heat in the utilization side heat exchanger 12, is cooled by the intermediate pressure refrigerant (point e) flowing through of the bypass refrigerant circuit 20 and the high pressure refrigerant is decompressed by the first expansion device 14 in a state in which the enthalpy is reduced (point b).

De acuerdo con ello, después de que el refrigerante es descomprimido en el primer dispositivo de expansión 14, la entalpia de refrigerante del refrigerante (punto c) que fluye hacia el interior del intercambiador de calor 15 del lado de la fuente de calor también se reduce. Una fracción de sequedad de refrigerante (la relación en peso ocupada por el componente en fase gaseosa con respecto al entero refrigerante) cuando el refrigerante fluye hacia el interior del intercambiador de calor 15 del lado de la fuente de calor, se reduce, y el componente líquido del refrigerante se incrementa. Por tanto, esto contribuye a la evaporación del intercambiador de calor 15 del lado de la fuente de calor, a que se incremente una relación del refrigerante, se incremente una cantidad de absorción de calor procedente del aire exterior, y a que el refrigerante retorne a un lado de succión (punto d) del elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja .Accordingly, after the refrigerant is decompressed in the first expansion device 14, the refrigerant enthalpy of the refrigerant (point c) flowing into the heat source side heat exchanger 15 is also reduced. . A refrigerant dryness fraction (the weight ratio occupied by the gas phase component to the entire refrigerant) when the refrigerant flows into the heat source side heat exchanger 15 is reduced, and the component coolant liquid increases. Therefore, this contributes to evaporation from the heat source side heat exchanger 15, a ratio of the refrigerant to increase, an amount of heat absorption from the outside air to increase, and the refrigerant to return to a suction side (point d) of the "low stage" side compression rotating element 11a.

Por otro lado, el refrigerante de una cantidad correspondiente al componente en fase gaseosa que no contribuye a la evaporación en el intercambiador de calor 15 del lado de la fuente de calor se deriva hacia el circuito de refrigerante de derivación 20 y se convierte en refrigerante de presión intermedia (punto e), el refrigerante es calentado por el refrigerante de alta presión que fluye a través del circuito de refrigerante principal 10 en el intercambiador de calor intermedio 13, y el refrigerante alcanza una interconexión de refrigerante B situada entre el elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta en un estado en el que se incrementa la entalpia del refrigerante. On the other hand, the refrigerant of an amount corresponding to the gas-phase component that does not contribute to evaporation in the heat source-side heat exchanger 15 is bypassed to the bypass refrigerant circuit 20 and converted into a refrigerant of intermediate pressure (point e), the refrigerant is heated by the high-pressure refrigerant flowing through the main refrigerant circuit 10 in the intermediate heat exchanger 13, and the refrigerant reaches a refrigerant interconnection B located between the rotating element of low-stage-side compression element 11a and the high-stage-side compression rotary element 11b in a state that the enthalpy of the refrigerant is increased.

Por tanto, sobre el lado de succión (punto B) del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta , dado que la presión del refrigerante es superior al lado de succión (punto d) del elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja , la densidad del refrigerante también es mayor, y es succionado el refrigerante que se une con el refrigerante descargado desde el elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja, el refrigerante resulta comprimido aún más por el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta y es descargado. Así, se incrementa en gran medida un caudal del refrigerante que fluye hasta el interior del intercambiador de calor 12 del lado de utilización, y se potencia en gran medida la capacidad de calentar el agua que es el medio de calentamiento del lado de utilización.Therefore, on the suction side (point B) of the high-stage-side compression rotary element 11b, since the refrigerant pressure is higher than the suction side (point d) of the high-stage-side compression rotary element 11a, low stage, the density of the refrigerant is also higher, and the refrigerant which joins with the refrigerant discharged from the low stage side compression rotary element 11a is sucked in, the refrigerant is further compressed by the compression rotary element 11b from the high stage side and is discharged. Thus, a flow rate of the refrigerant flowing into the utilization-side heat exchanger 12 is greatly increased, and the ability to heat water which is the utilization-side heating medium is greatly enhanced.

Si la presión descargada del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta se eleva y sobrepasa un valor predeterminado, el dispositivo de control 60 comienza a controlar la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21, de manera que la presión del refrigerante después de que sea descomprimido por el segundo dispositivo de expansión 21 sobrepase la presión crítica.If the pressure discharged from the high stage side compression rotary element 11b rises above a predetermined value, the control device 60 starts to control the opening of the valve of the second expansion device 21, so that the pressure of the refrigerant after it is decompressed by the second expansion device 21 exceeds the critical pressure.

Más concretamente, cuando el dispositivo de control 60 determina que la presión detectada del dispositivo de detección de presión - alta presión 51 se eleva y sobrepasa un primer valor de presión alta predeterminado, si la presión intermedia es igual o inferior a la presión crítica, el dispositivo de control 60 comienza la operación de incremento de la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21 para que la presión intermedia sobrepase la presión crítica.More specifically, when the control device 60 determines that the detected pressure of the pressure-high pressure detection device 51 rises above a first predetermined high pressure value, if the intermediate pressure is equal to or less than the critical pressure, the control device 60 starts the operation of increasing the opening of the valve of the second expansion device 21 so that the intermediate pressure exceeds the critical pressure.

Como se muestra en la Fig. 2(b), el dispositivo de control 60 acciona el segundo dispositivo de expansión 21 para incrementar la apertura de su válvula, eleva las frecuencias operativas del elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta , incrementa una cantidad de circulación del refrigerante que fluye entre el intercambiador de calor 12 del lado de utilización y del circuito de refrigerante de derivación 20, y sitúa la presión detectada procedente del dispositivo de detección de presión - alta presión 51 hasta un segundo valor de alta presión predeterminado que es un valor diana de alta presión. El segundo valor de alta presión predeterminado es superior al primer valor de alta presión predeterminado. Esto es, incrementado la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21, puede incrementarse un caudal de refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20. Por tanto, la presión de succión del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta se puede mantener en un estado en el que la presión de succión sobrepase la presión crítica que es un valor de presión intermedio predeterminado. De acuerdo con ello, la presión de succión del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta , esto es, la presión (presión intermedia) del refrigerante después de que es descomprimido por el segundo dispositivo de expansión 21, se puede mantener en un estado en el que la presión sobrepase la presión crítica que es el valor de presión intermedio predeterminado, pudiendo también potenciarse la capacidad de calentamiento del refrigerante en el intercambiador de calor 12 del lado de utilización.As shown in Fig. 2(b), the control device 60 drives the second expansion device 21 to increase its valve opening, raises the operating frequencies of the compression rotary element 11a on the low-stage side and on the high stage side compression rotary element 11b, increases a circulation amount of the refrigerant flowing between the utilization side heat exchanger 12 and the bypass refrigerant circuit 20, and sets the detected pressure from the detection device pressure-high pressure 51 to a second predetermined high pressure value which is a target high pressure value. The second predetermined high pressure value is greater than the first predetermined high pressure value. That is, by increasing the valve opening of the second expansion device 21, a flow rate of refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 can be increased. high stage can be held in a state where the suction pressure exceeds the critical pressure which is a predetermined intermediate pressure value. Accordingly, the suction pressure of the "high stage" side compression rotary element 11b, that is, the pressure (intermediate pressure) of the refrigerant after it is decompressed by the second expansion device 21, can be kept at a state in which the pressure exceeds the critical pressure which is the predetermined intermediate pressure value, the heating capacity of the refrigerant in the utilization side heat exchanger 12 can also be enhanced.

El mecanismo de compresión 11 puede estar compuesto por dos compresores, en el que el elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta son independientes entre sí, y solo es necesario elevar la frecuencia operativa de al menos el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta .The compression mechanism 11 may be composed of two compressors, in which the low-stage-side compression rotary element 11a and the high-stage-side compression rotary element 11b are independent of each other, and it is only necessary to raise the operating frequency of at least the "high stage" side rotary compression element 11b.

A continuación, se describirá un procedimiento, mediante el dispositivo de control 60, para calcular la presión (presión intermedia) del refrigerante después de que es descomprimido por el segundo dispositivo de expansión 21 dentro del circuito de refrigerante de derivación 20.Next, a procedure will be described, by the control device 60, for calculating the pressure (intermediate pressure) of the refrigerant after it is decompressed by the second expansion device 21 within the bypass refrigerant circuit 20.

El diagrama de presión - entalpía (diagrama P - h), según se muestra en las Figs. 2, se almacena en el dispositivo de control 60.The pressure-enthalpy diagram (P-h diagram), as shown in Figs. 2, is stored in the control device 60.

Durante un tiempo predeterminado, la presión del lado de la presión en alta (presión descargada del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta ) es detectada por el dispositivo de detección de presión - alta presión 51, la temperatura de salida (punto A) del refrigerante del intercambiador de calor 12 del lado de utilización, es detectada por el termistor de entrada de refrigerante principal de intercambiador de calor intermedio 57 y la temperatura de entrada (punto e) del refrigerante del circuito de refrigerante de derivación 20 del intercambiador de calor intermedio 13 es detectada por el termistor de entrada de derivación de intercambiador de calor intermedio 56. Con arreglo a una situación ideal en la que las entalpías en los puntos A y e son sustancialmente los mismos valores, el dispositivo de control 60 calcula la presión y la entalpía en el punto e calculando de esta manera un valor de presión (presión intermedia) del refrigerante después de que es descomprimido por el segundo dispositivo de expansión 21 y es posible determinar si la presión es igual o superior a la presión crítica en base al valor calculado. También es posible utilizar la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada de medio de calentamiento 54 en lugar de la temperatura detectada del termistor de entrada de refrigerante principal de intercambiador de calor intermedio 57, porque estos valores son sustancialmente iguales entre sí.During a predetermined time, the pressure of the high pressure side (discharged pressure from the rotary compression element 11b of the high stage side) is detected by the pressure-high pressure detecting device 51, the outlet temperature (point A) of the refrigerant of the utilization side heat exchanger 12, is detected by the intermediate heat exchanger main refrigerant inlet thermistor 57 and the inlet temperature (point e) of the refrigerant of the exchanger bypass refrigerant circuit 20 intermediate heat exchanger 13 is detected by intermediate heat exchanger bypass input thermistor 56. Under an ideal situation where the enthalpies at points A and e are substantially the same, control device 60 calculates the pressure and the enthalpy at point e thus calculating a pressure value (intermediate pressure) of the refrigerant after it is decompressed. measured by the second expansion device 21 and it is possible to determine whether the pressure is equal to or greater than the critical pressure based on the calculated value. It is also possible to use the detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor 54 instead of the detected temperature of the intermediate heat exchanger main coolant inlet thermistor 57, because these values are substantially equal to each other.

Esto es, es posible determinar que la presión (presión intermedia) del refrigerante después de que es descomprimido por el segundo dispositivo de expansión 21 es igual o superior a la presión crítica procedente de la presión descargada del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta , la temperatura de entrada (punto e) del refrigerante del circuito de refrigerante de derivación 20 del intercambiador de calor intermedio 13, y la temperatura del medio de calentamiento del lado de utilización que fluye hacia el interior del intercambiador de calor 12 del lado de utilización.That is, it is possible to determine that the pressure (intermediate pressure) of the refrigerant after it is decompressed by the second expansion device 21 is equal to or greater than the critical pressure coming from the discharged pressure of the rotary compression element 11b of the high stage side, the inlet temperature (point e) of the refrigerant of the bypass refrigerant circuit 20 of the intermediate heat exchanger 13, and the temperature of the heating medium of the utilization side which flows into the heat exchanger 12 on the use side.

De acuerdo con ello, es posible determinar si se mantiene un estado en el que la presión (presión intermedia) del refrigerante, después de que es descomprimido por el segundo dispositivo de expansión 21, sobrepasa la presión crítica.Accordingly, it is possible to determine whether a state is maintained in which the pressure (intermediate pressure) of the refrigerant, after it is decompressed by the second expansion device 21, exceeds the critical pressure.

En esta forma de realización, el dispositivo de control 60 controla la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21 de manera que se mantenga un estado en el que la presión de succión pf del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta , esto es, la presión (presión intermedia) del refrigerante después de que es descomprimido por el segundo dispositivo de expansión 21 sobrepasa la presión crítica, y de manera que se eleve al máximo una cantidad de intercambio de calor entre el refrigerante del circuito de refrigerante de derivación 20 y el refrigerante del circuito de refrigerante principal 10 en el intercambiador de calor intermedio 13.In this embodiment, the control device 60 controls the opening of the valve of the second expansion device 21 so as to maintain a state in which the suction pressure pf of the high-stage-side rotary compression element 11b , that is, the pressure (intermediate pressure) of the refrigerant after it is decompressed by the second expansion device 21 exceeds the critical pressure, and so as to maximize a heat exchange amount between the refrigerant in the refrigerant circuit bypass 20 and the refrigerant from the main refrigerant circuit 10 in the intermediate heat exchanger 13.

La razón es que, cuando se eleva al valor máximo la cantidad de intercambio de calor en el intercambiador de calor intermedio 13, dado que se reduce la entalpía en el punto b en la Fig. 2(b), la entalpía en el punto c también se reduce y, por tanto, se reduce la fracción de sequedad de refrigerante en el intercambiador de calor 15 del lado de la fuente de calor, se incrementa una cantidad de absorción de calor y, de esta manera, se puede potenciar al máximo el COP.The reason is that, when the heat exchange amount in the intermediate heat exchanger 13 is raised to the maximum value, since the enthalpy at the point b in Fig. 2(b) is lowered, the enthalpy at the point c is also reduced and thus the dry fraction of refrigerant in the heat source side heat exchanger 15 is reduced, an amount of heat absorption is increased, and in this way, the performance can be maximized. COP.

A continuación se describe un procedimiento de control específico de la apertura de la válvula. La Fig. 3 muestra una relación entre el refrigerante del circuito de refrigerante principal 10 y la temperatura del refrigerante del circuito de refrigerante de derivación 20 los cuales fluyen a través del intercambiador de calor intermedio 13.A specific valve opening control procedure is described below. Fig. 3 shows a relationship between the refrigerant of the main refrigerant circuit 10 and the temperature of the refrigerant of the bypass refrigerant circuit 20 which flow through the intermediate heat exchanger 13.

En la Fig. 3, el dispositivo de control 60 controla la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21 en base a la diferencia de temperatura (ATM) entre la temperatura detectada (punto B) del termistor de salida de derivación de intercambiador de calor intermedio 52 y la temperatura detectada (e) del termistor de entrada de derivación de intercambiador de calor intermedio 56, una diferencia de temperatura ( ATH) entre la temperatura detectada (punto B) del termistor de salida de derivación de intercambiador de calor intermedio 52 y la temperatura detectada (punto A) del termistor de entrada de refrigerante principal de intercambiador de calor intermedio, y una diferencia de temperatura (ATL) entre la temperatura detectada (e) del termistor de entrada de derivación de intercambiador de calor intermedio 56 y la temperatura detectada (b) del termistor de salida de refrigerante principal de intercambiador de calor intermedio 58.In Fig. 3, the control device 60 controls the opening of the valve of the second expansion device 21 based on the temperature difference (ATM) between the detected temperature (point B) of the heat exchanger bypass outlet thermistor intermediate heat 52 and the detected temperature (e) of the intermediate heat exchanger bypass inlet thermistor 56, a temperature difference (ATH) between the detected temperature (point B) of the intermediate heat exchanger bypass outlet thermistor 52 and the detected temperature (point A) of the intermediate heat exchanger main refrigerant inlet thermistor, and a temperature difference (ATL) between the detected temperature (e) of the intermediate heat exchanger bypass inlet thermistor 56 and the Detected temperature (b) of intermediate heat exchanger main refrigerant outlet thermistor 58.

La Fig. 4(a) es un diagrama que muestra una relación entre ATM y una cantidad de circulación de refrigerante del circuito de refrigerante de derivación 20 que fluye a través del intercambiador de calor intermedio 13. La Fig. 4(b) es un diagrama que muestra una relación entre una cantidad de intercambio de calor del intercambiador de calor intermedio 13 y una cantidad de circulación de refrigerante del circuito de refrigerante de derivación 20 que fluye a través del intercambiador de calor intermedio 13. La Fig. 4(c) es un diagrama que muestra una relación entre ATH, ATL y una cantidad de circulación de refrigerante del circuito de refrigerante de derivación 20 que fluye a través del intercambiador de calor intermedio 13.Fig. 4(a) is a diagram showing a relationship between ATM and a refrigerant circulation amount of the bypass refrigerant circuit 20 flowing through the intermediate heat exchanger 13. Fig. 4(b) is a diagram showing a relationship between a heat exchange amount of the intermediate heat exchanger 13 and a refrigerant circulation amount of the bypass refrigerant circuit 20 flowing through the intermediate heat exchanger 13. Fig. 4(c) is a diagram showing a relationship between ATH, ATL and a refrigerant circulation amount of the bypass refrigerant circuit 20 flowing through the intermediate heat exchanger 13.

En primer lugar, en la Fig. 4(a) una línea continua muestra una variación cuando la presión intermedia es supercrítica, y una línea de puntos muestra una variación cuando la presión intermedia es un área bifásica de gas -líquido.First, in Fig. 4(a) a solid line shows a variation when the intermediate pressure is supercritical, and a dotted line shows a variation when the intermediate pressure is a two-phase gas-liquid area.

Cuando una cantidad de circulación del refrigerante de derivación que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 es pequeña, dado que una cantidad de circulación de refrigerante del circuito de refrigerante principal 10 es mayor que una cantidad de circulación del refrigerante de derivación que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20, el refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 es suficientemente calentado, se eleva fácilmente la temperatura de salida (punto b) del refrigerante del circuito de refrigerante de derivación 20 del intercambiador de calor intermedio 13, y la ATM aumenta.When a circulation amount of the bypass refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 is small, since a circulation amount of refrigerant of the main refrigerant circuit 10 is larger than a circulation amount of the bypass refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20, the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 is sufficiently heated, the outlet temperature (point b) of the refrigerant from the bypass refrigerant circuit 20 of the heat exchanger is easily raised. intermediate heat 13, and ATM increases.

Por otro lado, cuando la cantidad de circulación del refrigerante de derivación se incrementa, se reduce una diferencia de caudal entre una cantidad de circulación del refrigerante de derivación que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 y disminuye una cantidad de circulación del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal 10. Por tanto, la elevación de temperatura de la temperatura de salida (punto B) del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13, queda suprimida, y se reduce la ATM.On the other hand, when the bypass refrigerant circulation amount is increased, a flow rate difference between a bypass refrigerant circulation amount flowing through the bypass refrigerant circuit 20 and a refrigerant circulation amount decreases. flowing through the main refrigerant circuit 10. Therefore, the temperature rise of the outlet temperature (point B) of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13 is suppressed. , and the ATM is reduced.

Esto es, cuando la presión intermedia está en el área bifásica de gas - líquido, si una cantidad de circulación del refrigerante de derivación sobrepasa una cantidad determinada, el componente líquido que ocupa el refrigerante se incrementa, el calor obtenido por el intercambio térmico con respecto al refrigerante que circula a través del circuito de refrigerante principal 10 se convierte en calor latente, y la temperatura del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 no se eleva. Por tanto, la ^aT^mse reduce sustancialmente a cero. Cuando la presión intermedia sobrepasa la presión crítica, por otro lado, dado que no hay ningún componente líquido, la temperatura del refrigerante se eleva y la ATM no se reduce sustancialmente a cero.That is, when the intermediate pressure is in the gas-liquid two-phase area, if a circulating amount of the bypass refrigerant exceeds a certain amount, the liquid component occupied by the refrigerant is increased, the heat obtained by heat exchange with respect to the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit 10 is converted into latent heat, and the temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 does not rise. Therefore, the ^a T ^m is substantially reduced to zero. When the intermediate pressure exceeds the critical pressure, on the other hand, since there is no liquid component, the coolant temperature rises and the ATM does not drop substantially to zero.

A continuación, en la Fig. 4(b), un trazo continuo muestra una variante cuando la presión intermedia es supercrítica, y una línea de puntos muestra una variante cuando la presión intermedia está en el área bifásica de gas - líquido. Cuando la presión intermedia está en el área bifásica de gas - líquido y cuando la presión intermedia sobrepasa la presión crítica, es diferente un tamaño de la ATM cuando una cantidad de intercambio de calor cdel intercambiador de calor intermedio 13 se ajusta al máximo, y cuando la presión intermedia sobrepasa la presión crítica, puede encontrarse que la ATM sea mayor que la que se alcanza cuando la presión intermedia está en el área bifásica de gas - líquido.Next, in Fig. 4(b), a solid line shows a variant when the intermediate pressure is supercritical, and a dotted line shows a variant when the intermediate pressure is in the gas-liquid two-phase area. When the intermediate pressure is in the gas-liquid two-phase area and when the intermediate pressure exceeds the critical pressure, an ATM size is different when a heat exchange amount c of the intermediate heat exchanger 13 is set to the maximum, and when intermediate pressure exceeds the critical pressure, the ATM may be found to be greater than that achieved when the intermediate pressure is in the biphasic gas-liquid area.

A continuación, en la Fig. 4(c), dado que la temperatura de entrada (punto A) del refrigerante en el intercambiador de calor intermedio 13 que fluye a través del circuito de refrigerante principal 10 no se modifica porque la temperatura de entrada del medio de calentamiento del lado de utilización hacia el intercambiador de calor 12 del lado de utilización es constante.Next, in Fig. 4(c), since the inlet temperature (point A) of the refrigerant in the intermediate heat exchanger 13 flowing through the main refrigerant circuit 10 is not changed because the inlet temperature of the heating medium from the utilization side to the utilization side heat exchanger 12 is constant.

En este momento, si la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión es pequeña, cuando una cantidad de circulación del refrigerante de derivación que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 es pequeña, una cantidad de circulación del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal 10 es mayor que la del refrigerante de derivación que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20. Por tanto, el refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 es suficientemente calentado, la temperatura de salida (punto B) del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13 resulta próxima a la temperatura de entrada (punto A) del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal 10 en el intercambiador de calor intermedio 13. Por tanto, la a Th , que es una diferencia de temperatura, es pequeña.At this time, if the valve opening of the second expansion device is small, when a circulation amount of the bypass refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 is small, a circulation amount of the refrigerant flowing through through the main refrigerant circuit 10 is larger than that of the bypass refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20. Therefore, the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 is sufficiently heated, the temperature of outlet (point B) of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13 becomes close to the inlet temperature (point A) of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit 10 in the intermediate heat exchanger 13. Therefore, the a Th , which is a temperature difference, is small.

Por otro lado, la temperatura de salida (punto e) del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13, es la temperatura del refrigerante después de que es descomprimido por el segundo dispositivo de expansión 21, pero si la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21 es pequeña, y si una cantidad del refrigerante de derivación que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 es pequeña, la presión intermedia también resulta baja y, por tanto, la temperatura del refrigerante también es baja. Por tanto, la ATL que es una diferencia de temperatura con respecto a la temperatura de salida (punto b) del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal 10 en el intercambiador de calor intermedio 13, resulta considerable.On the other hand, the outlet temperature (point e) of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13, is the temperature of the refrigerant after it is decompressed by the second expansion device 21 , but if the valve opening of the second expansion device 21 is small, and if an amount of the bypass refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 is small, the intermediate pressure also becomes low, and thus, the coolant temperature is also low. Therefore, the ATL which is a temperature difference from the outlet temperature (point b) of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit 10 in the intermediate heat exchanger 13, becomes considerable.

Sin embargo, si el dispositivo de control 60 opera para incrementar la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21 y para incrementar la cantidad de circulación del refrigerante de derivación, dado que se incrementa una cantidad de intercambiado de calor en el intercambiador de calor intermedio 13, se suprime la elevación de la temperatura de salida (punto B) del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13 y la ATH se incrementa.However, if the control device 60 operates to increase the opening of the valve of the second expansion device 21 and to increase the circulation amount of the bypass refrigerant, since a heat exchange amount in the heat exchanger is increased intermediate 13, the outlet temperature rise (point B) of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13 is suppressed and the ATH is increased.

Cuando el dispositivo de control 60 opera para incrementar la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21 y se incrementa una cantidad de circulación del refrigerante de derivación, se incrementa la presión intermedia, por tanto, la temperatura de salida (punto e) del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13, se eleva, y la ATL, que es una diferencia de temperatura con respecto a la temperatura de salida (punto b) del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal 10 en el intercambiador de calor intermedio 13, se reduce.When the control device 60 operates to increase the opening of the valve of the second expansion device 21 and a circulating amount of the bypass refrigerant is increased, the intermediate pressure is increased, thus the outlet temperature (point e) of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13 rises, and the ATL, which is a temperature difference from the outlet temperature (point b) of the refrigerant flowing through of the main refrigerant circuit 10 in the intermediate heat exchanger 13, is reduced.

En esta forma de realización, el dispositivo de control 60 ejecuta el siguiente modo operativo supercrítico de presión intermedia.In this embodiment, the control device 60 executes the following intermediate pressure supercritical mode of operation.

(Modo operativo supercrítico de presión intermedia)(Intermediate Pressure Supercritical Operating Mode)

Cuando el dispositivo de control 60 determina que la presión detectada del dispositivo de detección de presión -presión alta 51 se eleva y sobrepasa el primer valor de alta presión predeterminado, si la presión intermedia es igual o inferior a la presión crítica, el dispositivo de control 60 da comienzo a la operación de incrementar la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21 de manera que la presión intermedia sobrepase la presión crítica. Entonces el dispositivo de control 60 controla la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21, de manera que resulte mayor una diferencia de temperatura (ATM) entre la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13 y la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13 que una diferencia de temperatura (ATM) cuando el refrigerante fluye a través del intercambiador de calor intermedio 13 en el estado bifásico de gas - líquido de manera que se mantenga un estado en el que la presión (presión intermedia) del refrigerante después de que es descomprimido por el segundo dispositivo de expansión 21 sobrepase la presión crítica. When the control device 60 determines that the detected pressure of the pressure detection device - high pressure 51 rises above and exceeds the first predetermined high pressure value, if the intermediate pressure is equal to or less than the critical pressure, the control device 60 starts the operation of increasing the opening of the valve of the second expansion device 21 so that the intermediate pressure exceeds the critical pressure. Then the control device 60 controls the opening of the valve of the second expansion device 21, so that a temperature difference (ATM) between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13 and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13 than a temperature difference (ATM) when the refrigerant flows through the intermediate heat exchanger 13 in the gas-liquid two-phase state so as to maintain a state in which the pressure (intermediate pressure) of the refrigerant after it is decompressed by the second expansion device 21 exceeds the critical pressure.

Esto es, el dispositivo de control 60 controla la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21 de manera que una diferencia de temperatura (ATM) entre la temperatura detectada (punto B) del termistor de salida de derivación de intercambiador de calor intermedio 52 y la temperatu5ra detectada (e) del termistor de entrada de derivación de intercambiador de calor intermedio 56 resulte mayor que una diferencia de temperatura (ATM) cuando el refrigerante fluye a través del intercambiador de calor intermedio 13 en el estado bifásico de gas - líquido, de manera que se mantenga un estado en el que la presión (presión intermedia) del refrigerante después de que sea descomprimido por el segundo dispositivo de expansión 21 sobrepase la presión crítica.That is, the control device 60 controls the opening of the valve of the second expansion device 21 so that a temperature difference (ATM) between the detected temperature (point B) of the intermediate heat exchanger bypass outlet thermistor 52 and the detected temperature (e) of the intermediate heat exchanger bypass inlet thermistor 56 becomes larger than a temperature difference (ATM) when the refrigerant flows through the intermediate heat exchanger 13 in the two-phase gas-liquid state, so as to maintain a state in which the pressure (intermediate pressure) of the refrigerant after it is decompressed by the second expansion device 21 exceeds the critical pressure.

Así mismo, en esta forma de realización, el dispositivo de control 60 controla la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21 de manera, cuando se determina que la presión detectada del dispositivo de detección de presión - alta presión 51 se eleva y sobrepasa el primer valor de alta presión predeterminado, si la presión intermedia es igual o inferior a la presión crítica, el dispositivo de control 60 pone en marcha la operación de incremento de la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21, de manera que la presión intermedia sobrepase la presión crítica y, de manera que se mantenga un estado en el que la presión (presión intermedia) del refrigerante, después de que sea descomprimido por el segundo dispositivo de expansión 21 sobrepase la presión crítica, resulte mayor una diferencia de temperatura (ATH) entre la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor 13 y la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal 10 en el intercambiador de calor intermedio 13 que una diferencia de temperatura (ATH) cuando el refrigerante fluye a través del intercambiador de calor intermedio 13 en el estado bifásico de gas - líquido que una diferencia de temperatura (ATL) entre la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación en el intercambiador de calor intermedio 13 y la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal 10 en el intercambiador de calor intermedio 13.Also, in this embodiment, the control device 60 controls the opening of the valve of the second expansion device 21 so, when it is determined that the detected pressure of the pressure-high pressure detection device 51 rises and exceeds the first predetermined high pressure value, if the intermediate pressure is equal to or less than the critical pressure, the control device 60 starts the operation of increasing the opening of the valve of the second expansion device 21, so that the intermediate pressure exceeds the critical pressure and, so as to maintain a state in which the pressure (intermediate pressure) of the refrigerant, after it is decompressed by the second expansion device 21 exceeds the critical pressure, a temperature difference becomes greater (ATH) between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 in heat exchanger 1 3 and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit 10 in the intermediate heat exchanger 13 than a temperature difference (ATH) when the refrigerant flows through the intermediate heat exchanger 13 in the two-phase state of gas - liquid that a temperature difference (ATL) between the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit in the intermediate heat exchanger 13 and the outlet temperature of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit main 10 in the intermediate heat exchanger 13.

Esto es, el dispositivo de control 60 controla la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21, de manera que una diferencia de temperatura (ATH) entre la temperatura detectada (punto B) del termistor de salida de derivación de intercambiador de calor intermedio 52 y la temperatura detectada (punto A) del termistor de entrada de refrigerante principal de intercambiador de calor intermedio 57 resulte mayor que una diferencia de temperatura (ATH) cuando el refrigerante fluye a través del intercambiador de calor intermedio 13 en el estado bifásico de gas -líquido y mayor que una diferencia de temperatura (ATL) entre la temperatura detectada (e) del termistor de entrada de derivación de intercambiador de calor intermedio 56 y la temperatura detectada (b) del termistor de salida de refrigerante principal de intercambiador de calor intermedio 58 de manera que se mantenga un estado en el que la presión (presión intermedia) del refrigerante después de que sea descomprimido por el segundo dispositivo de expansión 21 sobrepase la presión crítica.That is, the control device 60 controls the opening of the valve of the second expansion device 21, so that a temperature difference (ATH) between the detected temperature (point B) of the intermediate heat exchanger bypass outlet thermistor 52 and the detected temperature (point A) of the intermediate heat exchanger main refrigerant inlet thermistor 57 is greater than a temperature difference (ATH) when the refrigerant flows through the intermediate heat exchanger 13 in the gas two-phase state -liquid and greater than a temperature difference (ATL) between the detected temperature (e) of the intermediate heat exchanger bypass inlet thermistor 56 and the detected temperature (b) of the intermediate heat exchanger main refrigerant outlet thermistor 58 so as to maintain a state in which the pressure (intermediate pressure) of the refrigerant after it is decompressed by r the second expansion device 21 exceeds the critical pressure.

Mientras se ejecuta el control descrito anteriormente, el dispositivo de control 60 controla que una diferencia de temperatura (ATM) entre la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13 y la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13 resulte mayor que una diferencia de temperatura cuando el refrigerante fluye a través del intercambiador de calor intermedio 13 en el estado bifásico de gas - líquido, como se muestra en las Figs. 4.While executing the control described above, the control device 60 controls that a temperature difference (ATM) between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13 and the temperature inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13 becomes larger than a temperature difference when the refrigerant flows through the intermediate heat exchanger 13 in the two-phase gas-liquid state, as shown in Figs. Four.

Así mismo, el dispositivo de control 60 controla que una diferencia de temperatura (ATH) entre la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigeración de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13 y la temperatura de entrada que fluye a través del circuito de refrigeración principal 10 en el intercambiador de calor intermedio 13 resulte mayor que una diferencia de temperatura (ATL) entre la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigeración de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13 y la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal 10 en el intercambiador de calor intermedio 13.Also, the control device 60 controls that a temperature difference (ATH) between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigeration circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13 and the inlet temperature flowing to through the main cooling circuit 10 in the intermediate heat exchanger 13 becomes greater than a temperature difference (ATL) between the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass cooling circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13 and the outlet temperature of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit 10 in the intermediate heat exchanger 13.

Así mismo, el dispositivo de control 60 ajusta la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21 de manera que la cantidad de intercambio de calor en el intercambiador de calor intermedio 13 se convierta en el valor máximo, y regule una cantidad de circulación del refrigerante de derivación que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20.Also, the control device 60 adjusts the opening of the valve of the second expansion device 21 so that the heat exchange amount in the intermediate heat exchanger 13 becomes the maximum value, and regulates a circulation amount of the bypass refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20.

Las relaciones entre la ATM, la AT y una cantidad de intercambio de calor del intercambiador de calor intermedio 13 se regulan con anterioridad en el dispositivo de control 60. El dispositivo de control 60 ajusta la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21 de manera que la ATM, la AT y la cantidad de intercambio de calor del intercambiador de calor intermedio 13 se conviertan en los valores máximos, y regule una cantidad de circulación del refrigerante de derivación que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20.Relations between ATM, AT and a heat exchange amount of the intermediate heat exchanger 13 are regulated in advance in the control device 60. The control device 60 adjusts the opening of the valve of the second expansion device 21 from so that the ATM, AT and heat exchange amount of the intermediate heat exchanger 13 become the maximum values, and regulate a circulation amount of the bypass refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20.

Las materias anteriormente descritas atañen al reglajel del modo operativo supercrítico de presión intermedia.The matters described above pertain to the setting of the intermediate pressure supercritical operating mode.

De acuerdo con ello, es posible proporcionar un dispositivo de ciclo de refrigeración que consiga un elevado COP. A continuación se describirá un supuesto en el que el tanque de almacenaje de agua caliente 32b se utiliza en el circuito de medio de calentamiento 30 del lado de utilización. Accordingly, it is possible to provide a refrigeration cycle device that achieves a high COP. Next, a case in which the hot water storage tank 32b is used in the heating medium circuit 30 on the utilization side will be described.

Entre la pluralidad de termistores de temperatura del tanque de almacenaje de agua caliente, cuando la temperatura detectada del primer termistor de temperatura 55a del tanque de almacenaje de agua caliente situado en la posición más elevada del tanque de almacenaje de agua caliente 32b es inferior, por ejemplo, a un valor predeterminado, el dispositivo de control 60 determina que el agua de temperatura elevada es insuficiente en el tanque de almacenaje de agua caliente 32b.Among the plurality of hot water storage tank temperature thermistors, when the detected temperature of the first hot water storage tank temperature thermistor 55a located at the highest position of the hot water storage tank 32b is lower, for For example, at a predetermined value, the control device 60 determines that there is insufficient high temperature water in the hot water storage tank 32b.

El dispositivo de control 60 acciona el elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta , calienta el agua de temperatura baja mediante la utilización del intercambiador de calor 12 del lado de utilización, y acciona el dispositivo de transferencia 31, de manera que la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida 53 del medio de calentamiento, que es la temperatura de calentamiento, se convierta en la temperatura diana.The control device 60 drives the low stage side compression rotary element 11a and the high stage side compression rotary element 11b, heats the low temperature water by utilizing the utilization side heat exchanger 12. , and drives the transfer device 31, so that the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor 53, which is the heating temperature, becomes the target temperature.

De acuerdo con ello, el agua de baja temperatura es extraída de una porción inferior del tanque de almacenaje de agua caliente 32b y calentada por el intercambiador de calor 12 del lado de utilización, y entonces se obtiene agua a alta temperatura. El agua a alta temperatura es introducida en el tanque de almacenaje de agua caliente 32b desde una porción superior del tanque de almacenaje de agua caliente 32b. En este momento, dado que la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento es igual o inferior a la primera temperatura predeterminada, el dispositivo de ciclo de refrigeración funciona en la situación descrita en la Fig. 2(a). Dado que el agua a alta temperatura es gradualmente almacenada en el tanque de almacenaje de agua caliente 32b desde la porción superior, la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento gradualmente se eleva, pero si la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento sobrepasa la primera temperatura predeterminada, el dispositivo de ciclo de refrigeración actúa en la situación descrita en la Fig. 2(b).Accordingly, low-temperature water is drawn from a lower portion of the hot water storage tank 32b and heated by the utilization-side heat exchanger 12, and then high-temperature water is obtained. High temperature water is introduced into the hot water storage tank 32b from an upper portion of the hot water storage tank 32b. At this time, since the detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor 54 is equal to or lower than the first predetermined temperature, the refrigeration cycle device operates in the situation described in Fig. 2(a). Since high-temperature water is gradually stored in the hot water storage tank 32b from the upper portion, the detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor 54 gradually rises, but if the detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor 54 heating medium inlet temperature 54 exceeds the first predetermined temperature, the refrigeration cycle device acts in the situation described in Fig. 2(b).

Esto es, el funcionamiento se desarrolla para incrementar la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21, se provoca la elevación de las frecuencias operativas del elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja, y del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta , se incrementa una cantidad de circulación del refrigerante que fluye entre el intercambiador de calor 12 del lado de utilización y el circuito de refrigerante de derivación 20, y se iguala la presión detectada a partir del dispositivo de detección de presión - presión alta 51 hasta un segundo valor de alta presión predeterminado que es un valor diana de alta presión. Al mismo tiempo, se ejecuta el modo operativo supercrítico de presión intermedia.That is, the operation is performed to increase the opening of the valve of the second expansion device 21, the operating frequencies of the low stage side compression rotary element 11a and the low stage side compression rotary element 11b are raised. "high stage" side, a circulation amount of the refrigerant flowing between the utilization side heat exchanger 12 and the bypass refrigerant circuit 20 is increased, and the pressure detected from the pressure detecting device is equalized - high pressure 51 to a second predetermined high pressure value which is a target high pressure value. At the same time, the intermediate pressure supercritical operating mode is executed.

De acuerdo con ello, la temperatura de entrada en el intercambiador de calor 12 del lado de utilización del medio de calentamiento se eleva, y se reduce una diferencia de entalpía (a - A) del refrigerante en el intercambiador de calor 12 del lado de utilización. Incrementando la capacidad de calentamiento del refrigerante en el intercambiador de calor 12 del lado de utilización, se puede mantener el suministro de agua a alta temperatura en el tanque de almacenaje de agua caliente 32b.Accordingly, the inlet temperature in the utilization side heat exchanger 12 of the heating medium is raised, and an enthalpy difference (a - A) of the refrigerant in the utilization side heat exchanger 12 is reduced. . By increasing the heating capacity of the refrigerant in the utilization side heat exchanger 12, the supply of high-temperature water in the hot water storage tank 32b can be maintained.

Si la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento sobrepasa la tercera temperatura predeterminada que es mayor que la primera temperatura predeterminada, se reducen las frecuencias operativas del elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta . De acuerdo con ello, el agua de alta temperatura puede ser almacenada en el tanque de almacenaje de agua caliente 32b al tiempo que se suprime la elevación de la presión del refrigerante de alta presión en el intercambiador de calor 12 del lado de utilización, de manera que la presión del refrigerante de alta presión en el intercambiador de calor 12 del lado de utilización no sobrepase un segundo valor de alta presión predeterminado que sea un valor diana de alta presión.If the detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor 54 exceeds the third predetermined temperature which is higher than the first predetermined temperature, the operating frequencies of the low stage side compression rotating element 11a and the rotating element compression valve 11b on the high stage side. Accordingly, the high-temperature water can be stored in the hot water storage tank 32b while the pressure rise of the high-pressure refrigerant in the utilization-side heat exchanger 12 is suppressed, so that the pressure of the high pressure refrigerant in the utilization side heat exchanger 12 does not exceed a second predetermined high pressure value which is a target high pressure value.

La misma acción operativa puede ejecutarse utilizando, como valor de umbral, el primer valor de alta presión predeterminado y el segundo valor de alta presión predeterminado que son la presión detectada del dispositivo de detección de presión - alta presión 51 en lugar de la primera temperatura predeterminada y de la tercera temperatura predeterminada que son la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento.The same operation action can be executed by using, as the threshold value, the first predetermined high-pressure value and the second predetermined high-pressure value which are the detected pressure of the pressure-high-pressure detecting device 51 instead of the first predetermined temperature. and the third predetermined temperature which are the detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor 54.

El mecanismo de compresión 11 puede estar compuesto por dos compresores, en los que el elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta son independientes entre sí, y únicamente es necesario reducir la frecuencia operativa de al menos el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta .The compression mechanism 11 may be composed of two compressors, in which the low stage side compression rotary element 11a and the high stage side compression rotary element 11b are independent of each other, and it is only necessary to reduce the operating frequency of at least the "high stage" side rotary compression element 11b.

A continuación se describirá un supuesto en el que el terminal de calentamiento 32a es utilizado en el circuito 30 del medio de calentamiento del lado de utilización.Next, a case in which the heating terminal 32a is used in the utilization-side heating medium circuit 30 will be described.

El dispositivo de control 60 acciona el elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta , y calienta el agua de circulación mediante el intercambiador de calor 12 del lado de utilización, pero el dispositivo de control 60 acciona el dispositivo de transferencia 31 de manera que una diferencia de temperatura entre la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida 53 del medio de calentamiento, que es una diferencia de temperatura del agua de circulación y la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento resulte igual a una diferencia diana de temperatura.The control device 60 drives the low-stage-side compression rotary element 11a and the high-stage-side compression rotary element 11b, and heats the circulating water by the utilization-side heat exchanger 12, but the control device 60 drives the transfer device 31 so that a temperature difference between the detected temperature of the outlet temperature thermistor 53 of the heating medium, which is a temperature difference of the circulating water and the temperature detected from the heating medium inlet temperature thermistor 54 is equal to a target temperature difference.

De acuerdo con ello, el agua a alta temperatura producida por el intercambiador de calor 12 del lado de utilización irradia calor en el terminal de calentamiento 32a y es utilizada para calentar una habitación, y el agua a baja temperatura que irradia calor en el terminal de calentamiento 32a es a su vez calentada por el intercambiador de calor 12 del lado de utilización. En este momento, se ejecuta un reglaje de forma que una diferencia de temperatura entre la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida 53 del medio de calentamiento y la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento resulte igual a la diferencia diana de temperatura. Dado que la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida 53 del medio de calentamiento es igual o inferior a la segunda temperatura predeterminada, el dispositivo de ciclo de refrigeración es accionado en el estado descrito en la Fig. 2(a).Accordingly, the high-temperature water produced by the utilization-side heat exchanger 12 radiates heat at the heating terminal 32a and is used to heat a room, and the low-temperature water radiates heat at the heating terminal 32a. heating 32a is in turn heated by the heat exchanger 12 on the use side. At this time, a setting is executed so that a temperature difference between the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor 53 and the detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor 54 becomes equal to the difference temperature target. Since the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor 53 is equal to or lower than the second predetermined temperature, the refrigeration cycle device is driven in the state described in Fig. 2(a).

Dado que una carga de calentamiento resulta cada vez más pequeña, el reglaje se ejecuta de manera que una diferencia de temperatura entre la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida 53 del medio de calentamiento y la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento resulte igual a la diferencia diana de temperatura. Por tanto, aunque la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida 53 del medio de calentamiento y la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento se eleven gradualmente, si la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida 53 del medio de calentamiento sobrepasa la segunda temperatura predeterminada, el dispositivo de ciclo de refrigeración es accionado en el estado descrito en la Fig. 2(b).Since a heating load becomes smaller and smaller, the setting is executed so that a temperature difference between the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor 53 and the detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor 54 heating medium equals the target temperature difference. Therefore, even if the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor 53 and the detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor 54 rise gradually, if the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor 53 temperature exceeds the second predetermined temperature, the refrigeration cycle device is operated in the state described in Fig. 2(b).

Esto es, se ejecuta la operación para incrementar la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21, determinando que se eleven las frecuencias operativas del elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta , que se incremente una cantidad de circulación del refrigerante que fluye entre el intercambiador de calor 12 del lado de utilización y el circuito de refrigerante de derivación 20, y que la presión detectada procedente del dispositivo de detección de presión - alta presión 51 sea igual a un segundo valor de alta presión predeterminado que sea un valor diana de alta presión. Al mismo tiempo, se ejecuta el modo operativo supercrítico de presión intermedia.That is, the operation to increase the opening of the valve of the second expansion device 21 is executed, determining to raise the operating frequencies of the low stage side compression rotary element 11a and the high stage side compression rotary element 11b. "high" stage, that a circulation amount of the refrigerant flowing between the utilization-side heat exchanger 12 and the bypass refrigerant circuit 20 is increased, and that the detected pressure from the pressure-high-pressure detecting device 51 is equal to a second predetermined high pressure value that is a target high pressure value. At the same time, the intermediate pressure supercritical operating mode is executed.

De acuerdo con ello, se hace pequeña la carga de calentamiento, y se hace pequeña una diferencia de entalpía (a -A) del refrigerante en el intercambiador de calor 12 del lado de utilización. Incrementando la capacidad de calentamiento del refrigerante en el intercambiador de calor 12 del lado de utilización, se puede mantener el suministro de agua a alta temperatura hacia el terminal de calentamiento 32a.Accordingly, the heating load is made small, and an enthalpy difference (a -A) of the refrigerant in the utilization-side heat exchanger 12 is made small. By increasing the heating capacity of the refrigerant in the utilization side heat exchanger 12, the supply of high-temperature water to the heating terminal 32a can be maintained.

Si la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida 53 del medio de calentamiento sobrepasa una cuarta temperatura predeterminada, superior a la segunda temperatura predeterminada, se reducen las frecuencias operativas del elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta . De acuerdo con ello, la presente invención puede ser utilizada como dispositivo de calentamiento que utilice agua a alta temperatura al tiempo que suprima la elevación de presión del refrigerante de alta presión en el intercambiador de calor 12 del lado de utilización, de manera que la presión del refrigerante de alta presión en el intercambiador de calor 12 del lado de utilización no sobrepase un segundo valor de alta presión predeterminado que sea un valor diana de alta presión.If the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor 53 exceeds a fourth predetermined temperature higher than the second predetermined temperature, the operating frequencies of the low stage side compression rotary element 11a and the low stage side rotary element 11a are reduced. high stage side compression 11b . Accordingly, the present invention can be used as a heating device using high-temperature water while suppressing the pressure rise of the high-pressure refrigerant in the utilization-side heat exchanger 12, so that the pressure of the high pressure refrigerant in the utilization side heat exchanger 12 does not exceed a predetermined second high pressure value which is a high pressure target value.

La misma acción operativa se puede ejecutar utilizando, como valor de umbral, el primer valor de alta presión predeterminado y el segundo valor de alta presión predeterminado que sean la presión detectada del dispositivo de detección de presión - alta presión 51 en lugar de la segunda temperatura predeterminada y de la cuarta temperatura predeterminada.The same operation action can be executed by using, as the threshold value, the first predetermined high-pressure value and the second predetermined high-pressure value that are the detected pressure of the pressure-high-pressure detection device 51 instead of the second temperature. predetermined temperature and fourth predetermined temperature.

A continuación, utilizando la Fig. 5, se describirá el modo operativo supercrítico de presión intermedia. Este modo es ejecutado por el dispositivo de control 60 en un supuesto en el que la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento sobrepasa la primera temperatura predeterminada cuando el tanque de almacenaje de agua caliente 32b es utilizado en el circuito 30 del medio de calentamiento del lado de utilización, o en un supuesto en el que la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida 53 del medio de calentamiento sobrepasa la segunda temperatura predeterminada cuando el terminal de calentamiento 32a es utilizado en el circuito 30 del medio de calentamiento del lado de utilización.Next, using Fig. 5, the intermediate pressure supercritical operating mode will be described. This mode is executed by the control device 60 in a case where the detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor 54 exceeds the first predetermined temperature when the hot water storage tank 32b is used in the circuit 30 heating medium on the utilization side, or in a case where the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor 53 exceeds the second predetermined temperature when the heating terminal 32a is used in the heating medium circuit 30 heating on the user side.

En la Fig. 5, una línea continua muestra el caso en el que la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento sobrepasa la primera temperatura predeterminada cuando el tanque de almacenaje de agua caliente 32b es utilizado en el circuito 30 del medio de calentamiento del lado de utilización, o en el caso en el que la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida 53 del medio de calentamiento sobrepasa la segunda temperatura predeterminada cuando el terminal de calentamiento 32a es utilizado en el circuito 30 del medio de calentamiento del lado de utilización.In Fig. 5, a solid line shows the case where the detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor 54 exceeds the first predetermined temperature when the hot water storage tank 32b is used in the circuit 30 of the heating medium. heating medium on the utilization side, or in the case where the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor 53 exceeds the second predetermined temperature when the heating terminal 32a is used in the heating medium circuit 30 on the use side.

Una línea discontinua muestra el caso en el que la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento es igual o inferior a la primera temperatura predeterminada cuando el tanque de almacenaje de agua caliente 32b es utilizado en el circuito del medio de calentamiento 30 del lado de utilización., o el caso en el que la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida 53 del medio de calentamiento es igual o inferior a la segunda temperatura predeterminada cuando el terminal de calentamiento 32a es utilizado en el circuito 30 del medio de calentamiento del lado de utilización.A broken line shows the case where the detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor 54 is equal to or lower than the first predetermined temperature when the hot water storage tank 32b is used in the heating medium circuit. 30 on the user side, or the case where the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor 53 is equal to or less than the second predetermined temperature when the heating terminal 32a is used in the use-side heating medium circuit 30.

Esto es, en la Fig. 5, en un estado en el que la presión (presión intermedia) del refrigerante, después de que sea descomprimido por el segundo dispositivo de expansión 21, sobrepase la presión crítica, si la presión intermedia se eleva, la temperatura de entrada (punto A) del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante principal 10 en el intercambiador de calor intermedio 13 se desplaza incrementando la entalpía y, de modo similar, la temperatura de salida (punto e) del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13 y la temperatura de salida (punto B) del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13 también se desplazan para incrementar la entalpía.That is, in Fig. 5, in a state that the pressure (intermediate pressure) of the refrigerant, after it is decompressed by the second expansion device 21, exceeds the critical pressure, if the intermediate pressure rises, the inlet temperature (point A) of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit 10 in the intermediate heat exchanger 13 shifts increasing the enthalpy and similarly the outlet temperature (point e) of the refrigerant flowing through through the bypass refrigerant circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13 and the outlet temperature (point B) of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13 are also shifted to increase the temperature. enthalpy

En el estado en el que la presión sobrepasa la presión térmica a medida que aumenta la entalpía, se hace pronunciada la inclinación de una línea isotérmica con respecto a la presión.In the state where pressure exceeds thermal pressure as enthalpy increases, the slope of an isothermal line with respect to pressure becomes steep.

Por tanto, en el intercambiador de calor intermedio 13, para obtener la misma cantidad de intercambio de calor incluso si la presión intermedia se eleva, el dispositivo de control 60 debe controlar la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21, de manera que aumente una diferencia de temperatura (ATM) entre la temperatura de salida del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13 y la temperatura de entrada que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13.Therefore, in the intermediate heat exchanger 13, in order to obtain the same amount of heat exchange even if the intermediate pressure rises, the control device 60 must control the opening of the valve of the second expansion device 21, so that increase a temperature difference (ATM) between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13 and the inlet temperature flowing through the bypass refrigerant circuit 20 in intermediate heat exchanger 13.

Esto es, el dispositivo de control 60 debe controlar la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21, de manera cuando aumente la presión intermedia, resulte mayor una diferencia de temperatura (ATM) entre la temperatura detecta (punto B) del termistor de salida de derivación de intercambiador de calor intermedio 52 y la temperatura detectada (e) del termistor de entrada de derivación de intercambiador de calor intermedio 56.That is, the control device 60 must control the opening of the valve of the second expansion device 21, so that when the intermediate pressure increases, a temperature difference (ATM) between the detected temperature (point B) of the thermistor of intermediate heat exchanger bypass output 52 and the detected temperature (e) of the intermediate heat exchanger bypass input thermistor 56.

Se calcula un valor de presión (presión intermedia) del refrigerante después de que sea descomprimido por el segundo dispositivo de expansión 21 a partir de la presión descargada del elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta, de la temperatura de salida (punto A) del refrigerante del intercambiador de calor 12 del lado de utilización o de la temperatura del medio de calentamiento del lado de utilización que fluye hacia el interior del intercambiador de calor 12 del lado de utilización, de la temperatura de entrada (punto e) del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13.A pressure value (intermediate pressure) of the refrigerant after it is decompressed by the second expansion device 21 is calculated from the pressure discharged from the high-stage-side rotary compression element 11b, from the outlet temperature (point A) of the refrigerant of the utilization side heat exchanger 12 or of the temperature of the heating medium of the utilization side that flows into the interior of the utilization side heat exchanger 12, of the inlet temperature (point e) of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13.

Cuando este valor es igual o superior a la presión crítica, el dispositivo de control 60 puede controlar la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21 de manera que resulte mayor la diferencia de temperatura entre la temperatura de salida y la temperatura de entrada del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación 20 en el intercambiador de calor intermedio 13 cuando la presión del refrigerante, después de que sea descomprimido por el segundo dispositivo de expansión 21, se eleve sobre la base de la presión intermedia calculada.When this value is equal to or greater than the critical pressure, the control device 60 can control the opening of the valve of the second expansion device 21 so that the temperature difference between the outlet temperature and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit 20 in the intermediate heat exchanger 13 when the pressure of the refrigerant, after it is decompressed by the second expansion device 21, rises based on the calculated intermediate pressure.

Aquí, la ATM se regula previamente en el dispositivo de control 60 de manera que la presión intermedia resulte elevada, y el valor de la ATM también resulte considerable.Here, the ATM is pre-regulated in the control device 60 so that the intermediate pressure becomes high, and the value of the ATM also becomes large.

Cuando el termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento sobrepasa la primera temperatura predeterminada, o cuando el termistor de temperatura de salida 53 del medio de calentamiento sobrepasa la segunda temperatura predeterminada, el dispositivo de control 60 puede controlar la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21de manera que la presión intermedia se eleve y el valor de la ATM también resulte considerable reduciendo la apertura de la válvula del primer dispositivo de expansión 14 e incrementando la apertura de la válvula del segundo dispositivo de expansión 21 cuando se eleve la temperatura detectada del termistor de temperatura de entrada 54 del medio de calentamiento o la temperatura detectada del termistor de temperatura de salida 53 del medio de calentamiento.When the heating medium inlet temperature thermistor 54 exceeds the first predetermined temperature, or when the heating medium outlet temperature thermistor 53 exceeds the second predetermined temperature, the control device 60 can control the opening of the valve of the heating medium. second expansion device 21 so that the intermediate pressure rises and the ATM value also becomes considerable by reducing the opening of the valve of the first expansion device 14 and increasing the opening of the valve of the second expansion device 21 when the pressure rises. detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor 54 or the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor 53.

Aquí, la ATM se regula previamente en el dispositivo de control 60, de manera que el valor de la ATM también resulte considerable cuando la temperatura de entrada del medio de calentamiento del lado de utilización en el intercambiador de calor 12 del lado de utilización o resulte considerable la temperatura de salida del medio de calentamiento del lado de utilización desde el intercambiador de calor 12 del lado de utilización.Here, the ATM is preset in the control device 60, so that the ATM value also becomes considerable when the inlet temperature of the user-side heating medium in the user-side heat exchanger 12 or becomes The outlet temperature of the utilization side heating medium from the utilization side heat exchanger 12 is considerable.

El mecanismo de compresión 11 puede ser configurado de manera que el elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y de manera que el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta estén compuestos por dos compresores independientes, y únicamente sea necesario que se reduzca la frecuencia operativa de al menos el elemento rotativo de compresión 11b del lado de compresión de etapa en alta.The compression mechanism 11 can be configured such that the low-stage-side rotary compression element 11a and such that the high-stage-side rotary compression element 11b are composed of two independent compressors, and it is only necessary that the operating frequency of at least the rotary compression element 11b of the high-stage compression side be reduced.

El mecanismo de compresión 11 puede no estar dividido en el elemento rotativo de compresión 11a del lado de etapa en baja y en el elemento rotativo de compresión 11b del lado de etapa en alta , y puede ser un único elemento rotativo de compresión. Cuando el mecanismo de compresión 11 es un elemento rotativo de compresión único, el refrigerante procedente del circuito de refrigerante de derivación 20 se une por arriba con el refrigerante en una posición en la que el elemento rotativo de compresión está en una etapa intermedia de compresión.The compression mechanism 11 may not be divided into the "low stage side compression rotary element 11a" and the "high stage side compression rotary element 11b", and may be a single compression rotary element. When the compression mechanism 11 is a single rotary compression element, the refrigerant from the bypass refrigerant circuit 20 joins with the refrigerant from above at a position where the rotary compression element is in an intermediate stage of compression.

En el dispositivo de ciclo de refrigeración de la forma de realización es preferente que el refrigerante sea dióxido de carbono. Esto se debe a que la temperatura de medio de calentamiento del lado de utilización cuando es calentado por dióxido de carbono como refrigerante, puede conseguirse que resulte elevado en el intercambiador de calor 12 del lado de utilización.In the refrigeration cycle device of the embodiment, it is preferable that the refrigerant is carbon dioxide. This is because the temperature of the utilization side heating medium when heated by carbon dioxide as a refrigerant can be made to become high in the utilization side heat exchanger 12.

Si el medio de calentamiento del lado de utilización es agua o un líquido anticongelante, el medio de calentamiento del lado de utilización puede ser utilizado en el terminal de calentamiento 32a o agua a alta temperatura puede ser almacenada en el tanque de almacenaje de agua caliente 32b.If the utilization side heating medium is water or an antifreeze liquid, the utilization side heating medium can be used in the heating terminal 32a or high temperature water can be stored in the hot water storage tank 32b. .

[Aplicabilidad industrial][Industry Applicability]

Según lo antes descrito, el dispositivo de ciclo de refrigeración de la presente invención está compuesto por un circuito de refrigerante principal que presenta un intercambiador de calor intermedio y el circuito de refrigerante de derivación, y no resulta elevada una diferencia de presión entre la alta presión y la presión intermedia. De acuerdo con ello, dado que no se deteriora el COP, el dispositivo de ciclo de refrigeración de la presente invención resulta de utilidad en dispositivos de calentamiento de líquido de refrigerante, aire acondicionado, suministro de agua caliente y dispositivo de calentamiento.As described above, the refrigeration cycle device of the present invention is composed of a main refrigerant circuit having an intermediate heat exchanger and the bypass refrigerant circuit, and a pressure difference between the high pressure and intermediate pressure. Accordingly, since the COP does not deteriorate, the refrigeration cycle device of the present invention is useful in refrigerant liquid heating devices, air conditioning, hot water supply and heating device.

[Relación de símbolos][List of symbols]

10 circuito de refrigerante principal10 main coolant circuit

11 mecanismo de compresión11 compression mechanism

11a elemento rotativo de compresión del lado de etapa en baja11th Low Stage Side Compression Rotating Element

11b elemento rotativo de compresión del lado de etapa en alta11b high stage side compression rotating element

12 intercambiador de calor del lado de utilización12 user side heat exchanger

13 intercambiador de calor intermedio13 intermediate heat exchanger

14 primer dispositivo de expansión14 first expansion device

15 intercambiador de calor del lado de la fuente de calor15 heat source side heat exchanger

16 tubo16 tube

20 circuito de refrigerante de derivación20 bypass refrigerant circuit

21 segundo dispositivo de expansión21 second expansion device

30 circuito del medio de calentamiento del lado de utilización30 user side heating medium circuit

31 dispositivo de transferencia31 transfer device

32a terminal de calentamiento32nd heating terminal

32b tanque de almacenaje de agua caliente32b hot water storage tank

33 tubo del medio de calentamiento33 heating medium tube

34 primera válvula de conmutación34 first switching valve

35 segunda válvula de conmutación35 second switching valve

41 obturador de suministro de agua caliente41 hot water supply shutter

42 intercambiador de calor de suministro de agua caliente42 hot water supply heat exchanger

43 tubo de suministro de agua43 water supply tube

51 dispositivo de detección de presión del lado de alta presión51 high pressure side pressure detection device

52 termistor de salida de derivación del intercambiador de calor intermedio 52 intermediate heat exchanger bypass outlet thermistor

termistor de temperatura de salida del medio de calentamiento termistor de temperatura de entrada del medio de calentamientoheating medium outlet temperature thermistor heating medium inlet temperature thermistor

a primer termistor de temperatura del tanque de almacenaje de agua caliente b segundo termistor de temperatura del tanque de almacenaje de agua caliente c tercer termistor de temperatura del tanque de almacenaje de agua caliente termistor de entrada de derivación de intercambiador de calor intermedio termistor de entrada de refrigerante principal de intercambiador de calor intermedio termistor de salida de refrigerante principal de intercambiador de calor intermedio dispositivo de control a first hot water storage tank temperature thermistor b second hot water storage tank temperature thermistor c third hot water storage tank temperature thermistor intermediate heat exchanger bypass inlet thermistor main coolant of intermediate heat exchanger main coolant outlet thermistor of intermediate heat exchanger control device

Claims

1. - A refrigeration cycle device comprising: a main refrigerant circuit (10) formed by the sequential connection to each other, by means of a tube (16), by a compression mechanism (11) composed of a rotating element compression, a user side heat exchanger (12) for heating the heating medium on the user side by the refrigerant discharged from the rotary compression element, an intermediate heat exchanger (13), a first expansion device (14) and by a heat exchanger (15) on the heat source side;

a bypass refrigerant circuit (20) in which the refrigerant is branched from the pipe (16) between the utilization side heat exchanger (12) and the first expansion device (14), the branched refrigerant is decompressed by a second expansion device (21), and then the refrigerant carries out heat exchange, in the intermediate heat exchanger (13), with the first refrigerant flowing through the main refrigerant circuit (10), and the refrigerant joins the refrigerant that is on an intermediate compression stage of the rotary compression element; an intermediate heat exchanger main refrigerant inlet thermistor (57) that detects the temperature of the refrigerant flowing out from the utilization side heat exchanger (12),

an intermediate heat exchanger main refrigerant outlet thermistor (58) disposed in the pipe (16) located downstream of the intermediate heat exchanger (13) of the main refrigerant circuit (10) and upstream of the first expansion device ( 14), an intermediate heat exchanger bypass inlet thermistor (56) downstream of the second expansion device (21) and upstream of the intermediate heat exchanger (13) arranged in the bypass refrigerant circuit (20),

an intermediate heat exchanger bypass outlet thermistor (52) downstream of the intermediate heat exchanger (13) arranged in the bypass refrigerant circuit (20), a control device (60),

characterized in that the control device (60) controls a valve opening of the second expansion device (21)

such that a temperature difference between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13) and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass circuit bypass refrigerant (20) in the intermediate heat exchanger becomes greater than a temperature difference when the refrigerant flows through the intermediate heat exchanger (13) in a two-phase gas-liquid state, and

such that a temperature difference between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13) and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass circuit main refrigerant (10) in the intermediate heat exchanger (13) becomes greater than a temperature difference between the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13) and the outlet temperature of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit (10) in the intermediate heat exchanger (13), and

the pressure of the refrigerant after it is decompressed by the second expansion device (21) is maintained in a state where the pressure exceeds a critical pressure.

2. - The refrigeration cycle device according to claim 1, wherein

the control device (60) controls the valve opening of the second expansion device (21), so that the temperature difference between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13) and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13) rises when the pressure of the refrigerant, after it is decompressed by the second expansion device (21), is increased.

3. - The refrigeration cycle device according to claim 1 or 2, wherein

the control device (60) determines whether the pressure of the refrigerant, after it is decompressed by the second expansion device (21), is equal to or greater than the critical pressure from a pressure value of the refrigerant discharged from the mechanism (11), from the outlet temperature of the refrigerant in the heat exchanger (12) on the user side, and from the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13).

4. - The refrigeration cycle device according to any one of claims 1 to 3, wherein the refrigerant is carbon dioxide.

5. - The liquid heating device comprising a heating medium circuit (30) on the use side that circulates the heating medium on the use side by means of a transfer device (31), comprising

The refrigeration cycle device according to any one of claims 1 to 4.

6. - The liquid heating device according to claim 5, further comprising:

a heating medium outlet temperature thermistor (53) for detecting the temperature of the utilization side heating medium flowing out of the utilization side heat exchanger (12); Y

a heating medium inlet temperature thermistor (54) for detecting the temperature of the utilization side heating medium flowing into the utilization side heat exchanger (12), wherein

the control device (60) drives the transfer device (31), so that the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor (53) becomes equal to a target temperature, and the control device (60) controls the valve opening of the second expansion device (21)

such that when the detected temperature of the heating medium inlet temperature thermistor (54) exceeds the first predetermined temperature, the temperature difference between the outlet temperature flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13) and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13) becomes larger than the temperature difference when the refrigerant flows through the intermediate heat exchanger (13) in the two-phase gas-liquid state, and

such that the temperature difference between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13) and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass circuit main refrigerant (10) in the intermediate heat exchanger becomes greater than the temperature difference between the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13) and the temperature outlet of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit (10) in the intermediate heat exchanger (13).

7. - The liquid heating device according to claim 5, further comprising:

the control device (60) drives the transfer device (31), so that a temperature difference between the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor (53) and the detected temperature of the inlet temperature thermistor of the heating medium (54) is equal to a target temperature difference, and

the control device (60) controls the valve opening of the second expansion device (21) so that, when the detected temperature of the heating medium outlet temperature thermistor (53) exceeds the second predetermined temperature, the difference of temperature between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13) and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigeration circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13) becomes greater than the temperature difference when the refrigerant flows through the intermediate heat exchanger (13) in the two-phase gas-liquid state, and

such that the temperature difference between the outlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13) and the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass circuit main refrigerant (10) in the intermediate heat exchanger (13) becomes greater than the temperature difference between the inlet temperature of the refrigerant flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13) and the outlet temperature of the refrigerant flowing through the main refrigerant circuit (10) in the intermediate heat exchanger (13).

8. - The liquid heating device according to any of claims 5 to 7, wherein the control device (60) determines whether the pressure of the refrigerant, after it is decompressed by the second expansion device (21 ), is equal to or greater than the critical pressure based on the pressure value of the refrigerant discharged from the compression mechanism (11), based on the temperature of the heating medium on the user side that flows into the heat exchanger (12) on the utilization side and from the temperature flowing through the bypass refrigerant circuit (20) in the intermediate heat exchanger (13).

9. - The liquid heating device according to any one of claims 5 to 8, wherein the heating medium on the use side is water or an antifreeze liquid.