JP2010216685A - Heat pump system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat pump system capable of improving cycle efficiency in the processing of a heat load by a secondary refrigerant. <P>SOLUTION: A heat pump circuit 10 in which a carbon dioxide refrigerant is made to circulate includes a low-stage side compressor 21, a high-stage side compressor 25, an expansion valve 5 and an evaporator 4. A heating circuit 60 in which water as the secondary refrigerant is made to circulate includes a radiator 61. The heating circuit in which water as a heat medium for heating is made to circulate includes an intermediate-pressure side branch path 67 and a high-pressure side branch path 68 which are arranged in parallel with each other. A control section 11 operates a heating mixing valve 64 so that the temperature of the secondary refrigerant in a portion of the intermediate-pressure side branch path 67 heated by an intermediate-pressure water heat exchanger 40 becomes equal to the temperature of the secondary refrigerant in a portion of the high-pressure side branch path 68 heated by a second high-pressure water heat exchanger 52. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒートポンプシステムに関する。   The present invention relates to a heat pump system.

従来より、一次冷媒が循環するヒートポンプサイクルと、二次冷媒が循環する二次側サイクルと、を用いて暖房運転を行うシステムが知られている。   Conventionally, a system that performs a heating operation using a heat pump cycle in which a primary refrigerant circulates and a secondary side cycle in which a secondary refrigerant circulates is known.

例えば、特許文献1(特開2004―177067号公報)に記載されているヒートポンプ式空気調和器では、高圧側の一次冷媒と低圧側の一次冷媒とを熱交換させ、暖められた低圧側の一次冷媒の熱を用いて暖房用の二次冷媒の加熱を補助することにより、効率の向上を図っている。   For example, in a heat pump type air conditioner described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-177067), a high-pressure side primary refrigerant and a low-pressure side primary refrigerant are heat-exchanged to warm the low-pressure side primary. Efficiency is improved by assisting heating of the secondary refrigerant for heating using the heat of the refrigerant.

上述の特許文献1(特開2004―177067号公報)に記載のヒートポンプ式空気調和器は、圧縮機構が1つだけの単段圧縮形式を想定しているため、圧縮機構において必要となる駆動力が多くなってしまっている。   Since the heat pump type air conditioner described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-177067) assumes a single-stage compression type with only one compression mechanism, the driving force required in the compression mechanism Has increased.

本発明の課題は、二次冷媒による熱負荷の処理においてサイクル効率を向上させることが可能なヒートポンプシステムを提供することにある。   The subject of this invention is providing the heat pump system which can improve cycle efficiency in the process of the heat load by a secondary refrigerant.

第1発明のヒートポンプシステムは、ヒートポンプ回路、第1熱負荷回路、第1熱交換器、第2熱交換器、第1流量調節機構、および、制御部を備えている。ヒートポンプ回路は、少なくとも低段側圧縮機構、高段側圧縮機構、膨張機構、および、蒸発器を有している。このヒートポンプ回路は、一次冷媒が循環している。第1熱負荷回路は、第1分岐部分、第2分岐部分、第1分岐路、第2分岐路、および、第1熱負荷処理部を有している。第1分岐路は、第1分岐部分と第2分岐部分とを接続している。第2分岐路は、第1分岐路と合流することなく第1分岐部分と第2分岐部分とを接続している。この第1熱負荷回路は、第1流体が循環している。第1熱交換器は、低段側圧縮機構の吐出側から高段側圧縮機構の吸入側に向けて流れる一次冷媒と、第1分岐路を流れる第1流体と、の間で熱交換を行わせる。第2熱交換器は、高段側圧縮機構から膨張機構に向けて流れる一次冷媒と、第2分岐路を流れる第1流体と、の間で熱交換を行わせる。第1流量調節機構は、第1分岐路における第1流体の流量と、第2分岐路における第1流体の流量と、の少なくともいずれか一方の流量を調節可能である。制御部は、第1流量調節機構を操作する流量調節制御を行う。この流量調節制御では、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と、第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と、の比が1となる場合を含む所定温度条件を満たす状態を維持させるように、若しくは、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と、第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と、の差を小さくさせるように、第1流量調節機構が操作される。なお、高段側圧縮機構と低段側圧縮機構以外にさらに圧縮機構を備えていてもよく、多段式圧縮システムとする場合についても当然本発明の範囲内に含まれる。   The heat pump system of the first invention includes a heat pump circuit, a first heat load circuit, a first heat exchanger, a second heat exchanger, a first flow rate adjusting mechanism, and a control unit. The heat pump circuit has at least a low-stage compression mechanism, a high-stage compression mechanism, an expansion mechanism, and an evaporator. In this heat pump circuit, the primary refrigerant circulates. The first heat load circuit includes a first branch portion, a second branch portion, a first branch path, a second branch path, and a first heat load processing section. The first branch path connects the first branch portion and the second branch portion. The second branch path connects the first branch portion and the second branch portion without joining the first branch path. In the first heat load circuit, the first fluid circulates. The first heat exchanger performs heat exchange between the primary refrigerant that flows from the discharge side of the low-stage compression mechanism toward the suction side of the high-stage compression mechanism and the first fluid that flows through the first branch path. Make it. The second heat exchanger exchanges heat between the primary refrigerant that flows from the high-stage compression mechanism toward the expansion mechanism and the first fluid that flows through the second branch path. The first flow rate adjusting mechanism is capable of adjusting at least one of the flow rate of the first fluid in the first branch path and the flow rate of the first fluid in the second branch path. The control unit performs flow rate adjustment control for operating the first flow rate adjustment mechanism. In this flow rate adjustment control, the temperature of the first fluid that flows through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger, and the first fluid that flows through the portion of the second branch passage that has passed through the second heat exchanger. And the temperature of the first fluid flowing through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger so as to maintain a state satisfying a predetermined temperature condition including a case where the ratio is 1 The first flow rate adjusting mechanism is operated so as to reduce the difference between the temperature of the first fluid flowing through the portion of the second branch passage that has passed through the second heat exchanger. Note that a compression mechanism may be further provided in addition to the high-stage compression mechanism and the low-stage compression mechanism, and the case where a multistage compression system is used is naturally included in the scope of the present invention.

このヒートポンプシステムでは、第1熱負荷処理部に供給される二次冷媒の熱量が同じ場合において、第1熱交換器で加熱された第1流体の温度と周囲温度との差および第2熱交換器で加熱された第1流体の温度と周囲温度との差のいずれの差についても、大きくならないようにすることができる。このため、第1熱交換器で加熱された第1流体の第1熱負荷処理部に到達するまでの間に放出する放熱ロスと、第2熱交換器で加熱された第1流体の第1熱負荷処理部に到達するまでの間に放出する放熱ロスと、の合計を小さく抑えることが可能になる。これにより、第1負荷熱交換器における熱負荷のヒートポンプシステムによる処理効率を向上させることが可能になる。   In this heat pump system, when the amount of heat of the secondary refrigerant supplied to the first heat load processing unit is the same, the difference between the temperature of the first fluid heated by the first heat exchanger and the ambient temperature, and the second heat exchange Any difference between the temperature of the first fluid heated by the vessel and the ambient temperature can be prevented from becoming large. For this reason, the loss of heat released before reaching the first heat load treatment unit of the first fluid heated by the first heat exchanger and the first of the first fluid heated by the second heat exchanger It becomes possible to keep the total of the heat dissipation loss released before reaching the heat load processing unit small. Thereby, it becomes possible to improve the processing efficiency by the heat pump system of the heat load in the first load heat exchanger.

第2発明のヒートポンプシステムは、第1発明のヒートポンプシステムにおいて、制御部は、第1熱交換器に流れ込む一次冷媒の温度が、第1熱交換器に流れ込む第1流体の温度以上の温度になるようにしつつ、第2熱交換器に流れ込む一次冷媒の温度が、第2熱交換器に流れ込む第1流体の温度以上の温度になるようにしつつ、第1熱交換器に流れ込む一次冷媒の温度および第2熱交換器に流れ込む一次冷媒の温度の両方が、第1熱負荷処理部において要求される第1熱負荷対応温度以上の温度となるように、低段側圧縮機構および高段側圧縮機構の出力を制御する。   The heat pump system according to a second aspect is the heat pump system according to the first aspect, wherein the temperature of the primary refrigerant flowing into the first heat exchanger is equal to or higher than the temperature of the first fluid flowing into the first heat exchanger. The temperature of the primary refrigerant flowing into the first heat exchanger while the temperature of the primary refrigerant flowing into the second heat exchanger is equal to or higher than the temperature of the first fluid flowing into the second heat exchanger. The low-stage compression mechanism and the high-stage compression mechanism are such that both the temperatures of the primary refrigerant flowing into the second heat exchanger are equal to or higher than the temperature corresponding to the first heat load required in the first heat load processing unit. Control the output of.

このヒートポンプシステムでは、第1熱交換器に流れ込む第1流体の温度を下げることなく、第1熱交換器に流れ込む一次冷媒によって第1流体の温度を確実に上げることができる。そして、高段側圧縮機構の吐出冷媒温度が異常に上昇することを防ぐことができる。同様に、第2熱交換器に流れ込む第1流体の温度を下げることなく、第2熱交換器に流れ込む一次冷媒によって第1流体の温度を確実に上げることができる。そして、第1流体が第1熱交換器および第2熱交換器において得る熱量のみによって、第1負荷熱交換器における熱負荷に対応することが可能になる。   In this heat pump system, the temperature of the first fluid can be reliably increased by the primary refrigerant flowing into the first heat exchanger without lowering the temperature of the first fluid flowing into the first heat exchanger. And it can prevent that the discharge refrigerant | coolant temperature of a high stage side compression mechanism raises abnormally. Similarly, the temperature of the first fluid can be reliably increased by the primary refrigerant flowing into the second heat exchanger without lowering the temperature of the first fluid flowing into the second heat exchanger. And it becomes possible to respond | correspond to the heat load in a 1st load heat exchanger only by the calorie | heat amount which a 1st fluid acquires in a 1st heat exchanger and a 2nd heat exchanger.

第3発明のヒートポンプシステムは、第2発明のヒートポンプシステムにおいて、第1熱負荷回路は、第1熱負荷処理部と第1分岐部分の間の部分と第1熱負荷処理部と第2分岐部分の間の部分とを接続する第1熱負荷バイパス回路、および、第1熱負荷バイパス回路を通過する第1流体の流量を調節可能な第1熱負荷バイパス流量調節機構をさらに有している。制御部は、流量調節制御において、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度の目標値および第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度の目標値が、第1熱負荷対応温度を超える温度になるように制御を行う。制御部は、第1熱負荷処理部に供給される第1流体の温度が第1熱負荷対応温度となるように、第1熱負荷バイパス流量調節機構を操作して第1熱負荷バイパス回路を通過する第1流体の流量を調節する。   A heat pump system according to a third aspect is the heat pump system according to the second aspect, wherein the first thermal load circuit includes a portion between the first thermal load processing unit and the first branch portion, a first thermal load processing unit, and a second branch portion. And a first thermal load bypass flow rate adjustment mechanism capable of adjusting the flow rate of the first fluid passing through the first thermal load bypass circuit. In the flow rate adjustment control, the control unit is a target value of the temperature of the first fluid flowing through a portion of the first branch path that has passed through the first heat exchanger and a portion of the second branch path that has passed through the second heat exchanger. Control is performed so that the target value of the temperature of the first fluid flowing through the temperature exceeds the temperature corresponding to the first heat load. The control unit operates the first thermal load bypass flow rate adjustment mechanism to operate the first thermal load bypass circuit so that the temperature of the first fluid supplied to the first thermal load processing unit becomes a temperature corresponding to the first thermal load. The flow rate of the first fluid passing through is adjusted.

このヒートポンプシステムでは、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度だけでなく第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度のいずれもが、第1熱負荷処理部において必要とされる第1熱負荷対応温度を超える温度となってしまう運転状況であっても、第1熱負荷バイパス流量調節機構によって第1熱負荷バイパス回路を通過する第1流体の流量を調節することにより、第1熱負荷処理部に供給される第1流体の温度を調節することが可能になる。これにより、ヒートポンプ回路の効率を上げるために、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度および第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度が第1熱負荷対応温度を超えてしまうことがあっても、第1熱負荷処理部に供給される第1流体の温度を第1負荷対応温度に近づけることが可能になる。   In this heat pump system, not only the temperature of the first fluid flowing through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger but also the first fluid that flows through the portion of the second branch passage that has passed through the second heat exchanger. Even in an operating situation where any of the temperatures exceeds the temperature corresponding to the first heat load required in the first heat load processing unit, the first heat load bypass flow rate adjusting mechanism causes the first heat to flow. By adjusting the flow rate of the first fluid passing through the load bypass circuit, it is possible to adjust the temperature of the first fluid supplied to the first thermal load processing unit. Thereby, in order to raise the efficiency of a heat pump circuit, the part which passed the 2nd heat exchanger among the temperature of the 1st fluid which flows through the part which passed the 1st heat exchanger among the 1st branch, and the 2nd branch Even if the temperature of the first fluid flowing through the first temperature may exceed the temperature corresponding to the first heat load, the temperature of the first fluid supplied to the first heat load processing unit can be brought close to the temperature corresponding to the first load. become.

第4発明のヒートポンプシステムは、第2発明のヒートポンプシステムにおいて、制御部は、流量調節制御において、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度の目標値、および、第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度の目標値が、第1熱負荷対応温度となるように制御する。   A heat pump system according to a fourth aspect is the heat pump system according to the second aspect, wherein the control unit is a target value of the temperature of the first fluid flowing through a portion of the first branch path that has passed through the first heat exchanger in the flow rate adjustment control. And the target value of the temperature of the 1st fluid which flows through the part which passed the 2nd heat exchanger among the 2nd branch paths is controlled so that it may become temperature corresponding to the 1st heat load.

このヒートポンプシステムでは、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度だけでなく第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度のいずれもが、第1熱負荷処理部において必要とされる第1熱負荷対応温度に近づくように制御される。これにより、第1熱負荷回路を流れている第1流体の温度が第1熱負荷対応温度を大きく超える状態を回避することができ、放熱ロスを効果的に低減させることが可能となる。   In this heat pump system, not only the temperature of the first fluid flowing through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger but also the first fluid that flows through the portion of the second branch passage that has passed through the second heat exchanger. Are controlled so as to approach the temperature corresponding to the first heat load required in the first heat load processing unit. As a result, it is possible to avoid a state where the temperature of the first fluid flowing through the first heat load circuit greatly exceeds the temperature corresponding to the first heat load, and heat dissipation loss can be effectively reduced.

なお、第1熱負荷対応温度を目指して第1流量調節機構が制御される場合には、第1熱負荷処理部に向かう第1流体の温度を調節する機能を第1熱負荷回路に備えさせる必要を無くすることが可能になる。   In addition, when the first flow rate adjustment mechanism is controlled aiming at the temperature corresponding to the first heat load, the first heat load circuit is provided with a function of adjusting the temperature of the first fluid heading to the first heat load processing unit. It becomes possible to eliminate the necessity.

第5発明のヒートポンプシステムは、第2発明から第4発明のいずれかのヒートポンプシステムにおいて、制御部は、流量調節制御において、低段側圧縮機構における圧縮比と、高段側圧縮機構における圧縮比と、の比が1となる場合を含む所定圧縮比条件を満たした状態を維持させるように、若しくは、低段側圧縮機構における圧縮比と、高段側圧縮機構における圧縮比と、の差を小さくさせるように、低段側圧縮機構、高段側圧縮機構および膨張機構の少なくともいずれか1つを制御する。   The heat pump system according to a fifth aspect of the present invention is the heat pump system according to any one of the second to fourth aspects of the present invention, wherein the control unit controls the compression ratio in the low-stage compression mechanism and the compression ratio in the high-stage compression mechanism in the flow rate adjustment control. In order to maintain a state that satisfies a predetermined compression ratio condition including the case where the ratio of 1 is 1, or the difference between the compression ratio in the low-stage side compression mechanism and the compression ratio in the high-stage side compression mechanism At least one of the low-stage compression mechanism, the high-stage compression mechanism, and the expansion mechanism is controlled so as to reduce the size.

このヒートポンプシステムでは、第1熱交換器に流れ込む一次冷媒の温度が第1熱交換器に流れ込む第1流体の温度以上の温度になるようにしつつ第2熱交換器に流れ込む一次冷媒の温度が第2熱交換器に流れ込む第1流体の温度以上の温度になるようにしつつ第1熱交換器に流れ込む一次冷媒の温度および第2熱交換器に流れ込む一次冷媒の温度の両方が第1熱負荷対応温度以上の温度となるように流量調節制御を行う場合において、高段側圧縮機構および低段側圧縮機構において必要となる圧縮機駆動力を小さく抑えることが可能になる。これにより、第1流体による放熱ロスを低減させるだけでなく、少ない駆動力によって第1熱負荷処理部における熱負荷に対応することが同時に実現でき、効率をよりいっそう向上させることが可能になる。   In this heat pump system, the temperature of the primary refrigerant flowing into the second heat exchanger is adjusted so that the temperature of the primary refrigerant flowing into the first heat exchanger is equal to or higher than the temperature of the first fluid flowing into the first heat exchanger. Both the temperature of the primary refrigerant flowing into the first heat exchanger and the temperature of the primary refrigerant flowing into the second heat exchanger while corresponding to the temperature of the first fluid flowing into the second heat exchanger correspond to the first heat load. When the flow rate adjustment control is performed so that the temperature is equal to or higher than the temperature, the compressor driving force required in the high-stage compression mechanism and the low-stage compression mechanism can be reduced. As a result, not only the heat dissipation loss due to the first fluid can be reduced, but also the heat load in the first heat load processing section can be realized simultaneously with a small driving force, and the efficiency can be further improved.

第6発明のヒートポンプシステムは、第5発明のヒートポンプシステムにおいて、制御部は、流量調節制御を行う場合に、低段側圧縮機構の一次冷媒の吐出温度が上がる場合に、低段側圧縮機構が吸入する一次冷媒の過熱度を上げる低段吸入過熱度制御を行う。   The heat pump system according to a sixth aspect of the present invention is the heat pump system according to the fifth aspect of the present invention, wherein when the flow rate adjustment control is performed, the control unit causes the low-stage compression mechanism to operate when the discharge temperature of the primary refrigerant of the low-stage compression mechanism increases. Low-stage suction superheat control is performed to increase the superheat of the primary refrigerant to be sucked.

一般に、低段側圧縮機構の一次冷媒の吐出温度の目標値が高い場合には、低段側圧縮機構の圧縮比も大きくなる傾向がある。また、これによって、高段側圧縮機構の圧縮比も大きくなってしまう。このため、圧縮機構の必要駆動力が増大してしまい、消費エネルギが増大してしまう。   Generally, when the target value of the primary refrigerant discharge temperature of the low-stage compression mechanism is high, the compression ratio of the low-stage compression mechanism tends to increase. This also increases the compression ratio of the high-stage compression mechanism. For this reason, the required driving force of the compression mechanism increases and the energy consumption increases.

これに対して、このヒートポンプシステムでは、低段側圧縮機構の一次冷媒の吐出温度の目標値が上げられる場合には、低段側圧縮機構が吸入する一次冷媒の過熱度の目標値を上げる低段吸入過熱度制御を行う。このため、低段側圧縮機構の一次冷媒の吐出温度が目標値に達するために必要となる低段側圧縮機構の圧縮比を小さく抑えることができる。これに付随して、高段側圧縮機構の圧縮比も小さく抑えることができる。これにより、圧縮機構の必要駆動力をより小さく抑えることが可能になる。他方、低段側圧縮機構の一次冷媒の吐出温度の目標値が低くなる場合には、低段側圧縮機構が吸入する一次冷媒の過熱度を小さくすることで、低段側圧縮機構の圧縮比の増大を抑えることにより高段側圧縮機構の圧縮比の増大も抑えつつ、低段側圧縮機構が吸入する一次冷媒の比体積を下げることができる。これにより、圧縮比の増大を抑えつつ、循環量を確保して、能力を増大させることが可能になる。   In contrast, in this heat pump system, when the target value of the primary refrigerant discharge temperature of the low-stage compression mechanism is increased, the target value of the superheat degree of the primary refrigerant sucked by the low-stage compression mechanism is increased. Perform stage suction superheat control. For this reason, the compression ratio of the low-stage compression mechanism that is necessary for the discharge temperature of the primary refrigerant of the low-stage compression mechanism to reach the target value can be kept small. Accompanying this, the compression ratio of the high-stage compression mechanism can also be kept small. As a result, the required driving force of the compression mechanism can be further reduced. On the other hand, when the target value of the primary refrigerant discharge temperature of the low-stage compression mechanism becomes low, the compression ratio of the low-stage compression mechanism is reduced by reducing the degree of superheat of the primary refrigerant sucked by the low-stage compression mechanism. By suppressing this increase, it is possible to reduce the specific volume of the primary refrigerant sucked by the low-stage compression mechanism while suppressing an increase in the compression ratio of the high-stage compression mechanism. Thereby, it is possible to increase the capacity by securing the circulation amount while suppressing the increase in the compression ratio.

第7発明のヒートポンプシステムは、第6発明のヒートポンプシステムにおいて、ヒートポンプ回路は、低段側圧縮機構が吸入する一次冷媒と、第2熱交換器を通過した後であって膨張機構に向かって流れる一次冷媒と、の間で熱交換を行わせる一次冷媒間熱交換器をさらに有している。制御部は、一次冷媒間熱交換器を用いて低段吸入過熱度制御を行う。   A heat pump system according to a seventh aspect is the heat pump system according to the sixth aspect, wherein the heat pump circuit flows toward the expansion mechanism after passing through the primary refrigerant sucked by the low-stage compression mechanism and the second heat exchanger. It further has a primary inter-refrigerant heat exchanger that exchanges heat with the primary refrigerant. The control unit performs low-stage suction superheat degree control using the primary refrigerant heat exchanger.

このヒートポンプシステムでは、膨張機構に流入する前の一次冷媒を冷やすための熱を、低段側圧縮機構が吸入する一次冷媒の過熱度を上げるための熱として回収することができる。これにより、低段側圧縮機構が吸入する一次冷媒の過熱度を上げることができるだけでなく、膨張機構における一次冷媒の通過量の低減を抑制することができ、能力を向上させることが可能になる。   In this heat pump system, heat for cooling the primary refrigerant before flowing into the expansion mechanism can be recovered as heat for increasing the degree of superheat of the primary refrigerant sucked by the low-stage compression mechanism. As a result, not only can the degree of superheat of the primary refrigerant sucked by the low-stage compression mechanism be increased, but also a reduction in the amount of primary refrigerant passing through the expansion mechanism can be suppressed, and the capability can be improved. .

第8発明のヒートポンプシステムは、第5発明から第7発明のいずれかのヒートポンプシステムにおいて、制御部は、流量調節制御を行う場合に、第1熱負荷処理部から第1熱交換器および第2熱交換器に向けて流れる第1流体の温度が上昇した場合には、低段側圧縮機構の一次冷媒の吐出温度の目標値を低下させつつ、低段側圧縮機構が吸入する一次冷媒の過熱度を小さくする負荷低減時制御を行う。   A heat pump system according to an eighth aspect of the present invention is the heat pump system according to any one of the fifth to seventh aspects of the present invention, wherein the control unit performs the flow rate adjustment control from the first heat load processing unit to the first heat exchanger and the second heat exchange system. When the temperature of the first fluid flowing toward the heat exchanger rises, overheating of the primary refrigerant sucked by the low-stage compression mechanism while lowering the target value of the primary refrigerant discharge temperature of the low-stage compression mechanism Control when reducing the load to reduce the degree.

このヒートポンプシステムでは、第1熱負荷回路から第1熱交換器および第2熱交換器に向けて流れる第1流体の温度が上昇した場合には、第1熱負荷処理部における熱負荷が小さくなった状況であるため、上記効率的な運転状態に変化させた場合であっても負荷に対応することができる。しかも、低段側圧縮機構が吸入する一次冷媒の密度を上げることができ、一次冷媒の循環量を増大させることができる。これにより、負荷変動に対応しつつヒートポンプ回路の能力を増大させることが可能になる。   In this heat pump system, when the temperature of the first fluid flowing from the first heat load circuit toward the first heat exchanger and the second heat exchanger rises, the heat load in the first heat load processing unit is reduced. Therefore, even when the operation state is changed to the above-described efficient operation state, the load can be handled. In addition, the density of the primary refrigerant sucked by the low-stage compression mechanism can be increased, and the circulation amount of the primary refrigerant can be increased. This makes it possible to increase the capacity of the heat pump circuit while accommodating load fluctuations.

第9発明のヒートポンプシステムは、第8発明のヒートポンプシステムにおいて、第2熱負荷部を有しており、第2流体が循環する第2熱負荷回路と、第2熱負荷回路を循環する第2流体と、高段側圧縮機構から第2熱交換器に向かう途中の一次冷媒と、の間で熱交換を行わせる第3熱交換器と、をさらに備えている。   A heat pump system according to a ninth aspect of the present invention is the heat pump system according to the eighth aspect of the present invention, which has a second heat load portion, a second heat load circuit through which the second fluid circulates, and a second heat circuit through which the second heat load circuit circulates. And a third heat exchanger that exchanges heat between the fluid and the primary refrigerant that is on the way from the high-stage compression mechanism toward the second heat exchanger.

このヒートポンプシステムでは、高段側圧縮機構が吐出する一次冷媒の熱を、第1熱負荷回路おける熱負荷処理と第2熱負荷回路における熱負荷処理との両方に用いることができるようになるだけでなく、第1熱負荷回路において必要となる温度範囲以外を第2熱負荷回路において利用することが可能になる。   In this heat pump system, the heat of the primary refrigerant discharged from the high-stage compression mechanism can only be used for both the heat load process in the first heat load circuit and the heat load process in the second heat load circuit. Instead, it is possible to use the second heat load circuit outside the temperature range required for the first heat load circuit.

第10発明のヒートポンプシステムは、第9発明のヒートポンプシステムにおいて、第2熱負荷回路を通過する第2流体のうち第2熱負荷処理部から第3熱交換器に向かう第2流体と、第2熱交換器を通過した後であって膨張機構に向かう途中の一次冷媒と、の間で熱交換を行わせる第4熱交換器をさらに備えている。   A heat pump system according to a tenth aspect of the invention is the heat pump system according to the ninth aspect of the invention, wherein the second fluid passing from the second heat load processing section to the third heat exchanger out of the second fluid passing through the second heat load circuit, It further includes a fourth heat exchanger that exchanges heat with the primary refrigerant that has passed through the heat exchanger and is still on its way to the expansion mechanism.

このヒートポンプシステムでは、第1熱負荷処理部における第1流体の温度変化範囲が、第2熱負荷処理部における第2流体の温度変化範囲に含まれている場合には、高段側圧縮機構が吐出する一次冷媒のうち高温状態の一次冷媒との熱交換と低温状態の一次冷媒との熱交換とを第2流体との熱交換に割り当てて、中温状態の一次冷媒を第1流体との熱交換に利用することができる。これにより、第1流体および第2流体と、一次冷媒と、の温度差を小さく抑えたままで、第2熱交換器、第3熱交換器および第4熱交換器における熱交換を行わせることができるため、熱交換効率を向上させることが可能になる。   In this heat pump system, when the temperature change range of the first fluid in the first heat load processing unit is included in the temperature change range of the second fluid in the second heat load processing unit, the high-stage compression mechanism is Of the primary refrigerant to be discharged, heat exchange with the primary refrigerant at a high temperature and heat exchange with the primary refrigerant at a low temperature are assigned to heat exchange with the second fluid, and the primary refrigerant at the intermediate temperature is heat with the first fluid. Can be used for exchange. Thereby, heat exchange in the second heat exchanger, the third heat exchanger, and the fourth heat exchanger can be performed while the temperature difference between the first fluid and the second fluid and the primary refrigerant is kept small. Therefore, the heat exchange efficiency can be improved.

第11発明のヒートポンプシステムは、第9発明または第10発明のヒートポンプシステムにおいて、制御部は、低段側圧縮機構が吐出する一次冷媒の温度の目標値が高段側圧縮機構が吐出する一次冷媒の温度の目標値よりも低い場合に、第3熱交換器を通過する一次冷媒の温度が低段側圧縮機構が吐出する一次冷媒の温度の目標値に近づくように、第2熱負荷回路を循環する第2流体の循環量を調節する。   A heat pump system according to an eleventh aspect of the invention is the heat pump system according to the ninth or tenth aspect of the invention, wherein the control unit is configured such that the target value of the temperature of the primary refrigerant discharged from the low-stage compression mechanism is the primary refrigerant discharged from the high-stage compression mechanism. The second heat load circuit is set so that the temperature of the primary refrigerant passing through the third heat exchanger approaches the target value of the temperature of the primary refrigerant discharged by the low-stage compression mechanism when the temperature is lower than the target value of the temperature. The circulation amount of the circulating second fluid is adjusted.

このヒートポンプシステムでは、第1熱交換器を流れる一次冷媒の最高温度と第2熱交換器を流れる一次冷媒の最高温度とを近づけることで、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度とを近づけやすくなる。   In this heat pump system, the maximum temperature of the primary refrigerant flowing through the first heat exchanger and the maximum temperature of the primary refrigerant flowing through the second heat exchanger are brought close to each other, so that the first heat exchanger in the first branch passage is passed. It becomes easy to make the temperature of the 1st fluid which flows through the part and the temperature of the 1st fluid which flows through the part which passed the 2nd heat exchanger out of the 2nd branch way close.

なお、例えば、第1熱負荷処理部へ供給される第1流体の流量を低く抑えたい場合において、第1流体が第1熱交換器を通過する時間や第2熱交換器を通過する時間が長くなったとしても、第1熱交換器を流れる一次冷媒の温度と第2熱交換器を流れる一次冷媒の温度が近づいている。このため、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度および第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度のいずれについても、上記第1熱交換器を流れる一次冷媒の温度(第2熱交換器を流れる一次冷媒の温度)近傍の値に収束させることが可能になる。   For example, when it is desired to keep the flow rate of the first fluid supplied to the first heat load processing unit low, the time for the first fluid to pass through the first heat exchanger or the time for the second fluid to pass through the second heat exchanger. Even if it becomes longer, the temperature of the primary refrigerant flowing through the first heat exchanger approaches the temperature of the primary refrigerant flowing through the second heat exchanger. Therefore, either the temperature of the first fluid that flows through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger or the temperature of the first fluid that flows through the portion of the second branch passage that has passed through the second heat exchanger. With respect to the above, it becomes possible to converge to a value in the vicinity of the temperature of the primary refrigerant flowing through the first heat exchanger (the temperature of the primary refrigerant flowing through the second heat exchanger).

第12発明のヒートポンプシステムは、第9発明から第11発明のいずれかのヒートポンプシステムにおいて、第2熱負荷処理部は、給湯用のタンクである。第2流体は、給湯用の水である。   A heat pump system according to a twelfth aspect of the present invention is the heat pump system according to any one of the ninth to eleventh aspects of the present invention, wherein the second heat load processing unit is a hot water supply tank. The second fluid is water for hot water supply.

このヒートポンプシステムでは、高段側圧縮機構から吐出される一次冷媒の温度を利用してお湯をつくることができるようになる。   In this heat pump system, hot water can be produced using the temperature of the primary refrigerant discharged from the high-stage compression mechanism.

第13発明のヒートポンプシステムは、第2発明から第12発明のいずれかのヒートポンプシステムにおいて、制御部は、流量調節制御では、第1流量調節機構を操作することにより、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度とのうち、温度が低い方の流量を下げる。   The heat pump system according to a thirteenth aspect of the present invention is the heat pump system according to any one of the second to twelfth aspects of the present invention, wherein the control unit operates the first flow rate adjustment mechanism in the flow rate adjustment control, thereby operating the first of the first branch paths. Of the temperature of the first fluid flowing through the portion that has passed through the first heat exchanger and the temperature of the first fluid flowing through the portion of the second branch passage that has passed through the second heat exchanger, the flow rate of the lower temperature is decreased. .

このヒートポンプシステムでは、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と、第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と、のうち温度が低い方の流量を下げることにより、温度が低い方の流速が低下して加熱される時間を長くすることができる。これにより、第1熱交換器および第2熱交換器のうち流量を下げた側における一次冷媒からの熱回収量を増大させることが可能になる。   In this heat pump system, the temperature of the first fluid flowing through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger, and the first fluid flowing through the portion of the second branch passage that has passed through the second heat exchanger. By lowering the flow rate of the lower one of the temperatures, the flow rate of the lower temperature is lowered and the heating time can be lengthened. This makes it possible to increase the amount of heat recovered from the primary refrigerant on the side of the first heat exchanger and the second heat exchanger where the flow rate has been reduced.

なお、例えば、一次冷媒の入口温度まで加熱されることなく、早い流速で第1熱交換器もしくは第2熱交換器を通過していた場合には、通過速度を落として熱交換可能時間を長くすることで、熱回収量を増大させることができる。   For example, when the first heat exchanger or the second heat exchanger is passed at a high flow rate without being heated to the inlet temperature of the primary refrigerant, the passage speed is decreased and the heat exchange time is increased. By doing so, the amount of heat recovery can be increased.

第14発明のヒートポンプシステムは、第13発明のヒートポンプシステムにおいて、第1流量調節機構は、第1分岐路を流れる第1流体の流量と第2分岐路を流れる第1流体の流量との比率を調節可能である。制御部は、流量調節制御では、第1流量調節機構を操作することにより、第1熱負荷処理部に供給する第1流体の流量を一定に保ちつつ、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度とのうち、温度が低い方の流量比率を下げる。   A heat pump system according to a fourteenth aspect is the heat pump system according to the thirteenth aspect, wherein the first flow rate adjusting mechanism is configured to obtain a ratio between a flow rate of the first fluid flowing through the first branch path and a flow rate of the first fluid flowing through the second branch path. It is adjustable. In the flow rate adjustment control, the control unit operates the first flow rate adjustment mechanism to keep the flow rate of the first fluid supplied to the first thermal load processing unit constant, and the first heat exchange in the first branch path. Of the temperature of the first fluid flowing through the portion that has passed through the vessel and the temperature of the first fluid flowing through the portion of the second branch passage that has passed through the second heat exchanger, the flow rate ratio of the lower temperature is lowered.

このヒートポンプシステムでは、流量比率を調節することにより、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度とのうち、温度が高い方の流速が増大して加熱時間が短くなり、温度が低い方の流速が低下して加熱時間が長くなる。これにより、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度との両方を、温度差を少なくするように変化させることが可能になる。また、第1熱負荷処理部における熱負荷に変更が無い場合には、温度差を小さくできるだけでなく第1熱負荷処理部に供給される第1流体の流量を維持することで第1熱負荷処理部における熱負荷に対応させることが可能になる。   In this heat pump system, by adjusting the flow rate ratio, the temperature of the first fluid flowing through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger and the second branch passage of the second branch passage are passed. Of the temperature of the first fluid flowing through the part, the higher flow rate increases and the heating time becomes shorter, and the lower flow rate decreases and the heating time becomes longer. Thereby, the temperature of the 1st fluid which flows through the part which passed the 1st heat exchanger among the 1st branch paths, and the temperature of the 1st fluid which flows through the part which passed the 2nd heat exchanger among the 2nd branch paths Both can be changed to reduce the temperature difference. Further, when there is no change in the heat load in the first heat load processing unit, not only can the temperature difference be reduced, but also the first heat load can be maintained by maintaining the flow rate of the first fluid supplied to the first heat load processing unit. It becomes possible to cope with the heat load in the processing section.

第15発明のヒートポンプシステムは、第13発明のヒートポンプシステムにおいて、第1流量調節機構は、第1熱負荷処理部に供給する前記第1流体の流量を調節可能である。制御部は、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度とのうち温度が低い方の流量比率が小さい場合において、流量調節制御では、第1流量調節機構を操作することにより第1熱負荷処理部に供給する第1流体の流量を下げる。   A heat pump system according to a fifteenth aspect is the heat pump system according to the thirteenth aspect, wherein the first flow rate adjustment mechanism is capable of adjusting the flow rate of the first fluid supplied to the first thermal load processing unit. The control unit includes a temperature of the first fluid flowing through a portion of the first branch passage that has passed the first heat exchanger, and a temperature of the first fluid flowing through a portion of the second branch passage that has passed the second heat exchanger. When the flow rate ratio of the lower temperature is small, in the flow rate adjustment control, the flow rate of the first fluid supplied to the first thermal load processing unit is lowered by operating the first flow rate adjustment mechanism.

このヒートポンプシステムでは、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度とのうち温度が低い方の流量比率が小さい場合に、第1熱負荷処理部に供給する第1流体の流量を下げると、温度の高い方の温度上昇分よりも、温度の低い方の温度上昇分の方が大きくなる。これにより、温度差を少なくするように変化させることが可能になる。また、第1熱負荷処理部における熱負荷が低下した場合には、温度差を小さくできるだけでなく第1熱負荷処理部における熱負荷に対応させることが可能になる。   In this heat pump system, the temperature of the first fluid that flows through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger and the temperature of the first fluid that flows through the portion of the second branch passage that has passed through the second heat exchanger. If the flow rate of the first fluid supplied to the first thermal load processing unit is lowered when the flow rate ratio of the lower temperature is smaller, the temperature of the lower temperature is higher than the temperature increase of the higher temperature. The rise will be larger. Thereby, it becomes possible to change so as to reduce the temperature difference. Moreover, when the heat load in the first heat load processing unit is reduced, not only can the temperature difference be reduced, but also the heat load in the first heat load processing unit can be handled.

第16発明のヒートポンプシステムは、第13発明のヒートポンプシステムにおいて、第1流量調節機構は、第1分岐路を流れる第1流体の流量と第2分岐路を流れる第1流体の流量との比率を調節する比率調節部と、第1熱負荷処理部に供給する第1流体の流量を調節する流量調節部とを含んでいる。制御部は、流量調節制御では、第1流量調節機構を操作することにより、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度とのうち、第1熱負荷対応温度を超えている方の流量を増大させ、および/または、第1熱負荷対応温度に満たない方の流量を低下させるとともに、制御部は、第1熱負荷処理部に供給する第1流体の温度が第1熱負荷対応温度を超えている場合において、第1熱負荷処理部に供給する第1流体の温度が上がれば上がるほど第1熱負荷処理部に供給する第1流体の流量を下げる。   A heat pump system according to a sixteenth aspect of the present invention is the heat pump system according to the thirteenth aspect, wherein the first flow rate adjusting mechanism calculates a ratio between a flow rate of the first fluid flowing through the first branch path and a flow rate of the first fluid flowing through the second branch path. A ratio adjusting unit for adjusting and a flow rate adjusting unit for adjusting the flow rate of the first fluid supplied to the first thermal load processing unit are included. In the flow rate adjustment control, the control unit operates the first flow rate adjustment mechanism to change the temperature of the first fluid flowing through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger and the second branch passage of the second branch passage. One of the temperature of the first fluid flowing through the portion that has passed through the two heat exchangers and the flow rate that exceeds the temperature corresponding to the first heat load is increased and / or the temperature that does not satisfy the temperature corresponding to the first heat load And the controller supplies the first heat load to the first heat load processor when the temperature of the first fluid supplied to the first heat load processor exceeds the temperature corresponding to the first heat load. As the temperature of the fluid rises, the flow rate of the first fluid supplied to the first thermal load processing unit is lowered.

このヒートポンプシステムでは、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度との差を小さくしつつ、第1熱負荷回路を流れる第1流体の流量を第1熱負荷処理部における熱負荷に対応させた量にすることが可能になる。   In this heat pump system, the temperature of the first fluid that flows through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger and the temperature of the first fluid that flows through the portion of the second branch passage that has passed through the second heat exchanger. The flow rate of the first fluid flowing through the first thermal load circuit can be made to be an amount corresponding to the thermal load in the first thermal load processing unit.

第17発明のヒートポンプシステムは、第1発明から第16発明のいずれかのヒートポンプシステムにおいて、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度を把握する第1分岐路温度検知手段と、第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度を把握する第2分岐路温度検知手段と、をさらに備えている。   A heat pump system according to a seventeenth aspect of the present invention is the heat pump system according to any one of the first to sixteenth aspects of the present invention, wherein the first fluid grasps the temperature of the first fluid flowing through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger. It further comprises a branch temperature detecting means and a second branch temperature detecting means for grasping the temperature of the first fluid flowing through the portion of the second branch that has passed through the second heat exchanger.

このヒートポンプシステムでは、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度および第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度を直接把握することができるため、流量調節制御の精度を向上させることが可能になる。   In this heat pump system, the temperature of the first fluid that flows through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger and the temperature of the first fluid that flows through the portion of the second branch passage that has passed through the second heat exchanger. Therefore, it is possible to improve the accuracy of the flow rate adjustment control.

第18発明のヒートポンプシステムは、第1発明から第16発明のいずれかのヒートポンプシステムにおいて、分岐部分温度検知手段、および、合流部温度検知手段を備えている。分岐部分温度検知手段は、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度および第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度の少なくともいずれか一方を把握する。合流部分温度検知手段は、第1分岐路を通過した第1流体と第2分岐路を通過した第1流体とが合流した後に第1熱負荷処理部に向けて流れる第1流体の温度を把握する。   A heat pump system according to an eighteenth aspect of the present invention is the heat pump system according to any one of the first to sixteenth aspects, further comprising a branching portion temperature detecting means and a merging portion temperature detecting means. The branching portion temperature detecting means includes the temperature of the first fluid flowing through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger and the first fluid flowing through the portion of the second branch passage that has passed through the second heat exchanger. Know at least one of the temperatures. The merged part temperature detecting means grasps the temperature of the first fluid that flows toward the first thermal load processing unit after the first fluid that has passed through the first branch path and the first fluid that has passed through the second branch path have merged. To do.

このヒートポンプシステムでは、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度および第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度のいずれかを分岐部分温度検知手段によって、合流後の第1流体の温度を合流部分温度検知手段によって、を直接把握することができる。これにより、分岐部分温度検知手段が把握する温度と合流部分温度検知手段が把握する温度との差が小さくなるように制御することで、流量調節制御の精度を向上させることが可能になる。   In this heat pump system, the temperature of the first fluid that flows through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger and the temperature of the first fluid that flows through the portion of the second branch passage that has passed through the second heat exchanger. Any of the above can be directly grasped by the branching part temperature detecting means, and the temperature of the first fluid after joining can be directly grasped by the joining part temperature detecting means. Thereby, it is possible to improve the accuracy of the flow rate adjustment control by controlling so that the difference between the temperature grasped by the branching portion temperature detecting means and the temperature grasped by the joining portion temperature detecting means becomes small.

第19発明のヒートポンプシステムは、第1発明から第16発明のいずれかのヒートポンプシステムにおいて、第1分岐路を流れる第1流体の流量を把握する第1分岐路流量検知手段と、第2分岐路を流れる第1流体の流量を把握する第2分岐路流量検知手段と、をさらに備えている。   The heat pump system according to a nineteenth aspect of the present invention is the heat pump system according to any one of the first to sixteenth aspects of the present invention, a first branch flow rate detecting means for grasping a flow rate of the first fluid flowing through the first branch, and a second branch And a second branch flow rate detecting means for grasping the flow rate of the first fluid flowing through the first fluid.

このヒートポンプシステムでは、第1分岐路を流れる第1流体の流量および第2分岐路を流れる第1流体の流量を直接把握することができるため、流量調節制御の精度を向上させることが可能になる。   In this heat pump system, it is possible to directly grasp the flow rate of the first fluid flowing through the first branch path and the flow rate of the first fluid flowing through the second branch path, so that it is possible to improve the accuracy of the flow rate control. .

第20発明のヒートポンプシステムは、第1発明から第16発明のいずれかのヒートポンプシステムにおいて、第1分岐路を流れる第1流体の流量および第2分岐路を流れる第1流体の流量の少なくともいずれか一方を把握する分岐部分流量検知手段と、第1分岐路を流れる第1流体と第2分岐路を流れる第1流体とが合流した後に第1熱負荷処理部に向けて流れる第1流体の流量を把握する合流部分流量検知手段と、をさらに備えている。   A heat pump system according to a twentieth aspect of the present invention is the heat pump system according to any one of the first to sixteenth aspects of the invention, wherein at least one of a flow rate of the first fluid flowing through the first branch path and a flow rate of the first fluid flowing through the second branch path. The flow rate of the first fluid that flows toward the first thermal load processing unit after the branching part flow rate detecting means for grasping one of the first fluid flowing through the first branching channel and the first fluid flowing through the second branching channel join together. And a merging partial flow rate detecting means for grasping.

このヒートポンプシステムでは、第1分岐路を流れる第1流体の流量および第2分岐路を流れる第1流体の流量のいずれかを分岐部分流量検知手段によって、合流後の第1流体の流量を合流部分流量検知手段によって、を直接把握することができる。これにより、第1分岐路と第2分岐路のうち分岐部分流量検知手段が設けられていない側の流量を、分岐部分流量検知手段が把握する流量と合流部分流量検知手段が把握する流量との差として把握することができる。これにより、流量調節制御の精度を向上させることが可能になる。   In this heat pump system, either the flow rate of the first fluid flowing through the first branch passage or the flow rate of the first fluid flowing through the second branch passage is determined by the branching portion flow rate detecting means, and the flow rate of the first fluid after joining is joined. It is possible to directly grasp the flow rate detection means. As a result, the flow rate on the side of the first branch path and the second branch path on which the branch partial flow rate detection unit is not provided is determined by the flow rate determined by the branch partial flow rate detection unit and the flow rate determined by the merged partial flow rate detection unit. It can be grasped as a difference. Thereby, it is possible to improve the accuracy of the flow rate adjustment control.

第21発明のヒートポンプシステムは、第1発明から第20発明のいずれかのヒートポンプシステムにおいて、第1熱交換器では、低段側圧縮機構の吐出側から高段側圧縮機構の吸入側に向けて流れる一次冷媒と、第1分岐路を流れる第1流体とは、対向流の関係にある。第2熱交換器では、高段側圧縮機構から膨張機構に向けて流れる一次冷媒と、第2分岐路を流れる第1流体とは、対向流の関係にある。   The heat pump system according to a twenty-first aspect of the present invention is the heat pump system according to any one of the first to twentieth aspects of the invention, wherein, in the first heat exchanger, the discharge side of the low-stage compression mechanism is directed toward the suction side of the high-stage compression mechanism. The flowing primary refrigerant and the first fluid flowing through the first branch path are in a counterflow relationship. In the second heat exchanger, the primary refrigerant that flows from the high-stage compression mechanism toward the expansion mechanism and the first fluid that flows through the second branch passage are in a counterflow relationship.

このヒートポンプシステムでは、低段側圧縮機構から吐出される一次冷媒の温度および高段側圧縮機構から吐出される一次冷媒の温度として必要な温度を低く抑えることが可能になる。これにより、圧縮機構の駆動力を小さく抑えることが可能になる。   In this heat pump system, the temperature required for the temperature of the primary refrigerant discharged from the low-stage compression mechanism and the temperature of the primary refrigerant discharged from the high-stage compression mechanism can be kept low. As a result, the driving force of the compression mechanism can be kept small.

第22発明のヒートポンプシステムは、第1発明から第21発明のいずれかのヒートポンプシステムにおいて、第1熱負荷処理部は、配置されている対象空間の空気を暖める暖房用熱交換器である。第1流体は、二次冷媒である。   A heat pump system according to a 22nd aspect of the present invention is the heat pump system according to any one of the first to 21st aspects of the present invention, wherein the first heat load processing unit is a heating heat exchanger that heats the air in the target space. The first fluid is a secondary refrigerant.

このヒートポンプシステムでは、第1熱負荷処理部が配置されている空間を暖めることが可能になる。   In this heat pump system, it is possible to warm the space in which the first thermal load processing unit is arranged.

第23発明のヒートポンプシステムは、第1発明から第22発明のいずれかのヒートポンプシステムにおいて、低段側圧縮機構および高段側圧縮機構は、それぞれ回転駆動することで圧縮仕事を行うための共通の回転軸を有している。   A heat pump system according to a twenty-third aspect of the present invention is the heat pump system according to any one of the first to twenty-second aspects, wherein the low-stage compression mechanism and the high-stage compression mechanism are respectively common for performing compression work by being rotationally driven. It has a rotation axis.

このヒートポンプシステムでは、回転軸を共通化させつつ180度の位相差を設けることで、駆動効率を上げることが可能になる。   In this heat pump system, it is possible to increase the driving efficiency by providing a phase difference of 180 degrees while sharing the rotating shaft.

第24発明のヒートポンプシステムは、第1発明から第23発明のいずれかのヒートポンプシステムにおいて、制御部は、流量調節制御において、高段側圧縮機構の吐出圧力を一次冷媒の臨界圧力以上の圧力に維持している。第1熱負荷処理部の周囲温度が一次冷媒の臨界温度以下の温度である環境下で用いられる。   A heat pump system according to a twenty-fourth aspect is the heat pump system according to any one of the first to twenty-third aspects, wherein the control unit sets the discharge pressure of the high-stage compression mechanism to a pressure equal to or higher than the critical pressure of the primary refrigerant in the flow rate adjustment control. Is maintained. It is used in an environment where the ambient temperature of the first heat load processing unit is a temperature lower than the critical temperature of the primary refrigerant.

このヒートポンプシステムでは、一次冷媒の臨界温度を下回る温度の熱負荷に対して臨界圧力を超えた状態の一次冷媒が供給されることで、モリエル線図上において一次冷媒の等温線の傾斜がなだらかになっているエリアで放熱処理を行うことができる。このため、一次冷媒の放熱工程の開始と終了との間におけるエンタルピ差を増大させた運転を行うことが可能になる。   In this heat pump system, the primary refrigerant in a state exceeding the critical pressure is supplied to the heat load at a temperature lower than the critical temperature of the primary refrigerant, so that the gradient of the primary refrigerant isotherm on the Mollier diagram is gentle. Heat dissipation treatment can be performed in the area. For this reason, it becomes possible to perform an operation in which the difference in enthalpy between the start and end of the heat release process of the primary refrigerant is increased.

第25発明のヒートポンプシステムは、第1発明から第24発明のいずれかのヒートポンプシステムにおいて、一次冷媒は、二酸化炭素である。   A heat pump system according to a twenty-fifth aspect of the present invention is the heat pump system according to any one of the first to twenty-fourth aspects, wherein the primary refrigerant is carbon dioxide.

このヒートポンプシステムでは、自然冷媒を用いてヒートポンプ回路の冷凍サイクルを実現できる。   In this heat pump system, a refrigeration cycle of a heat pump circuit can be realized using natural refrigerant.

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。   As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

第1発明では、第1負荷熱交換器における熱負荷のヒートポンプシステムによる処理効率を向上させることが可能になる。   In the first invention, it is possible to improve the processing efficiency of the heat load in the first load heat exchanger by the heat pump system.

第2発明では、第1流体が第1熱交換器および第2熱交換器において得る熱量のみによって、第1負荷熱交換器における熱負荷に対応することが可能になる。   In the second invention, it becomes possible to cope with the heat load in the first load heat exchanger only by the amount of heat obtained by the first fluid in the first heat exchanger and the second heat exchanger.

第3発明では、ヒートポンプ回路の効率を上げるために、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度および第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度が第1熱負荷対応温度を超えてしまうことがあっても、第1熱負荷処理部に供給される第1流体の温度を第1負荷対応温度に近づけることが可能になる。   In 3rd invention, in order to raise the efficiency of a heat pump circuit, it passes through the 2nd heat exchanger among the temperature of the 1st fluid which flows through the part which passed the 1st heat exchanger among the 1st branch, and the 2nd branch. Even if the temperature of the first fluid flowing through the part exceeds the temperature corresponding to the first heat load, the temperature of the first fluid supplied to the first heat load processing unit is brought close to the temperature corresponding to the first load. Is possible.

第4発明では、第1熱負荷回路を流れている第1流体の温度が第1熱負荷対応温度を大きく超える状態を回避することができ、放熱ロスを効果的に低減させることが可能となる。   In the fourth aspect of the invention, it is possible to avoid a state in which the temperature of the first fluid flowing through the first heat load circuit greatly exceeds the temperature corresponding to the first heat load, and it is possible to effectively reduce heat dissipation loss. .

第5発明では、第1流体による放熱ロスを低減させるだけでなく、少ない駆動力によって第1熱負荷処理部における熱負荷に対応することが同時に実現でき、効率をよりいっそう向上させることが可能になる。   In the fifth aspect of the invention, not only the heat dissipation loss due to the first fluid can be reduced, but also the heat load in the first heat load processing section can be simultaneously realized with a small driving force, and the efficiency can be further improved. Become.

第6発明では、圧縮比の増大を抑えつつ、循環量を確保して、能力を増大させることが可能になる。   In the sixth aspect of the invention, it is possible to increase the capacity by securing the circulation amount while suppressing the increase in the compression ratio.

第7発明では、低段側圧縮機構が吸入する一次冷媒の過熱度を上げることができるだけでなく、膨張機構における一次冷媒の通過量の低減を抑制することができ、能力を向上させることが可能になる。   In the seventh aspect of the invention, not only can the degree of superheat of the primary refrigerant sucked by the low-stage compression mechanism be increased, but also a reduction in the amount of passage of the primary refrigerant in the expansion mechanism can be suppressed, and the ability can be improved. become.

第8発明では、負荷変動に対応しつつヒートポンプ回路の能力を増大させることが可能になる。   In the eighth invention, it is possible to increase the capacity of the heat pump circuit while dealing with load fluctuations.

第9発明では、高段側圧縮機構が吐出する一次冷媒の熱を、第1熱負荷回路おける熱負荷処理と第2熱負荷回路における熱負荷処理との両方に用いることができるようになるだけでなく、第1熱負荷回路において必要となる温度範囲以外を第2熱負荷回路において利用することが可能になる。   In the ninth invention, the heat of the primary refrigerant discharged from the high-stage compression mechanism can only be used for both the heat load process in the first heat load circuit and the heat load process in the second heat load circuit. Instead, it is possible to use the second heat load circuit outside the temperature range required for the first heat load circuit.

第10発明では、第1流体および第2流体と、一次冷媒と、の温度差を小さく抑えたままで、第2熱交換器、第3熱交換器および第4熱交換器における熱交換を行わせることができるため、熱交換効率を向上させることが可能になる。   In the tenth invention, heat exchange is performed in the second heat exchanger, the third heat exchanger, and the fourth heat exchanger while the temperature difference between the first fluid and the second fluid and the primary refrigerant is kept small. Therefore, the heat exchange efficiency can be improved.

第11発明では、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度とを近づけやすくなる。   In the eleventh aspect of the invention, the temperature of the first fluid that flows through the portion of the first branch path that has passed through the first heat exchanger and the temperature of the first fluid that flows through the portion of the second branch path that has passed through the second heat exchanger. It becomes easy to approach.

第12発明では、高段側圧縮機構から吐出される一次冷媒の温度を利用してお湯をつくることができるようになる。   In the twelfth aspect, hot water can be produced using the temperature of the primary refrigerant discharged from the high-stage compression mechanism.

第13発明では、第1熱交換器および第2熱交換器のうち流量を下げた側における一次冷媒からの熱回収量を増大させることが可能になる。   In the thirteenth aspect, it is possible to increase the amount of heat recovered from the primary refrigerant on the side of the first heat exchanger and the second heat exchanger where the flow rate is reduced.

第14発明では、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度との両方を、温度差を少なくするように変化させることが可能になり、第1熱負荷処理部における熱負荷に変更が無い場合には、温度差を小さくできるだけでなく第1熱負荷処理部に供給される第1流体の流量を維持することで第1熱負荷処理部における熱負荷に対応させることが可能になる。   In the fourteenth invention, the temperature of the first fluid flowing through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger and the temperature of the first fluid flowing through the portion of the second branch passage that has passed through the second heat exchanger. Both can be changed so as to reduce the temperature difference, and if there is no change in the thermal load in the first thermal load processing unit, not only the temperature difference can be reduced but also the first thermal load processing unit. By maintaining the flow rate of the first fluid supplied to, it becomes possible to cope with the thermal load in the first thermal load processing section.

第15発明では、温度差を少なくするように変化させることが可能になる。また、第1熱負荷処理部における熱負荷が低下した場合には、温度差を小さくできるだけでなく第1熱負荷処理部における熱負荷に対応させることが可能になる。   In the fifteenth aspect, it is possible to change so as to reduce the temperature difference. Moreover, when the heat load in the first heat load processing unit is reduced, not only can the temperature difference be reduced, but also the heat load in the first heat load processing unit can be handled.

第16発明では、第1分岐路のうち第1熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度と第2分岐路のうち第2熱交換器を通過した部分を流れる第1流体の温度との差を小さくしつつ、第1熱負荷回路を流れる第1流体の流量を第1熱負荷処理部における熱負荷に対応させた量にすることが可能になる。   In the sixteenth aspect of the invention, the temperature of the first fluid that flows through the portion of the first branch passage that has passed through the first heat exchanger and the temperature of the first fluid that flows through the portion of the second branch passage that has passed through the second heat exchanger. The flow rate of the first fluid flowing through the first thermal load circuit can be made to be an amount corresponding to the thermal load in the first thermal load processing unit.

第17発明では、流量調節制御の精度を向上させることが可能になる。   In the seventeenth aspect, it is possible to improve the accuracy of the flow rate adjustment control.

第18発明では、分岐部分温度検知手段が把握する温度と合流部分温度検知手段が把握する温度との差が小さくなるように制御することで、流量調節制御の精度を向上させることが可能になる。   In the eighteenth aspect of the invention, it is possible to improve the accuracy of the flow rate adjustment control by controlling the difference between the temperature grasped by the branching portion temperature detecting means and the temperature grasped by the joining portion temperature detecting means. .

第19発明では、流量調節制御の精度を向上させることが可能になる。   In the nineteenth aspect, it is possible to improve the accuracy of the flow rate adjustment control.

第20発明では、流量調節制御の精度を向上させることが可能になる。   In the twentieth invention, it is possible to improve the accuracy of the flow rate adjustment control.

第21発明では、圧縮機構の駆動力を小さく抑えることが可能になる。   In the twenty-first aspect, the driving force of the compression mechanism can be kept small.

第22発明では、第1熱負荷処理部が配置されている空間を暖めることが可能になる。   In the twenty-second aspect, it is possible to warm the space in which the first thermal load processing unit is arranged.

第23発明では、回転軸を共通化させつつ180度の位相差を設けることで、駆動効率を上げることが可能になる。   In the twenty-third aspect, it is possible to increase the driving efficiency by providing a phase difference of 180 degrees while sharing the rotation axis.

第24発明では、一次冷媒の放熱工程の開始と終了との間におけるエンタルピ差を増大させた運転を行うことが可能になる。   In the twenty-fourth aspect of the invention, it is possible to perform an operation with an increased enthalpy difference between the start and end of the primary refrigerant heat release process.

第25発明では、自然冷媒を用いてヒートポンプ回路の冷凍サイクルを実現できる。   In the twenty-fifth aspect, a refrigeration cycle of a heat pump circuit can be realized using a natural refrigerant.

本発明の第1実施形態にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a heat pump system according to a first embodiment of the present invention. 第1実施形態にかかるヒートポンプ回路の圧力−エンタルピ線図である。It is a pressure-enthalpy diagram of the heat pump circuit concerning a 1st embodiment. 第1実施形態にかかるヒートポンプ回路の温度−エントロピ線図である。It is a temperature-entropy diagram of the heat pump circuit concerning 1st Embodiment. 第2実施形態にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning 2nd Embodiment. 第3実施形態にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning 3rd Embodiment. 第4実施形態にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning 4th Embodiment. 第5実施形態にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning 5th Embodiment. 第5実施形態の変形例Aにかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning the modification A of 5th Embodiment. 第5実施形態の変形例Bにかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning the modification B of 5th Embodiment. 第5実施形態の変形例Cにかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning the modification C of 5th Embodiment. 第6実施形態にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning 6th Embodiment. 第6実施形態の変形例Aにかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning the modification A of 6th Embodiment. 第7実施形態にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning 7th Embodiment. 第8実施形態にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning 8th Embodiment. 第9実施形態にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning 9th Embodiment. 第10実施形態にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning 10th Embodiment. 第11実施形態にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning 11th Embodiment. 第12実施形態にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning 12th Embodiment. 第13実施形態にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning 13th Embodiment. 各実施形態の変形例<14−5>にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning the modification <14-5> of each embodiment. 各実施形態の変形例<14−5>にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning the modification <14-5> of each embodiment. 各実施形態の変形例<14−8>のモリエル線図を示す図である。It is a figure which shows the Mollier diagram of the modification <14-8> of each embodiment. 各実施形態の変形例<14−9>のモリエル線図を示す図である。It is a figure which shows the Mollier diagram of the modification <14-9> of each embodiment. 各実施形態の変形例<14−11>にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning the modification <14-11> of each embodiment. 各実施形態の変形例<14−12>にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning the modification <14-12> of each embodiment. 各実施形態の変形例<14−13>にかかるヒートポンプシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat pump system concerning the modification <14-13> of each embodiment. 各実施形態の変形例<14−17>のモリエル線図についての比較例を示す図である。It is a figure which shows the comparative example about the Mollier diagram of the modification <14-17> of each embodiment. 各実施形態の変形例<14−17>のモリエル線図を示す図である。It is a figure which shows the Mollier diagram of the modification <14-17> of each embodiment. 各実施形態の変形例<14−18>のモリエル線図を示す図である。It is a figure which shows the Mollier diagram of the modification <14-18> of each embodiment.

<1>第1実施形態
<1−1>ヒートポンプシステム1の構成
図1は、本発明の一実施形態である第1実施形態にかかるヒートポンプシステム1の概略構成図である。
<1> First Embodiment <1-1> Configuration of Heat Pump System 1 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heat pump system 1 according to a first embodiment which is an embodiment of the present invention.

ヒートポンプシステム1は、ヒートポンプ回路10、暖房回路60、給湯回路90、中間圧水熱交換器40、および、高圧水熱交換器50を備えている。ヒートポンプシステム1は、ヒートポンプ回路10によって得られる熱を、暖房回路60を介して暖房用の熱として利用するだけでなく、給湯回路90を介して給湯用の熱として利用するシステムである。   The heat pump system 1 includes a heat pump circuit 10, a heating circuit 60, a hot water supply circuit 90, an intermediate pressure water heat exchanger 40, and a high pressure water heat exchanger 50. The heat pump system 1 is a system that not only uses the heat obtained by the heat pump circuit 10 as heating heat via the heating circuit 60 but also uses it as hot water supply heat via the hot water supply circuit 90.

(中間圧水熱交換器40)
中間圧水熱交換器40では、ヒートポンプ回路10を循環する一次冷媒としての二酸化炭素と、暖房回路60を循環する二次冷媒としての水と、の間で熱交換を行わせる。
(Intermediate pressure water heat exchanger 40)
In the intermediate pressure water heat exchanger 40, heat exchange is performed between carbon dioxide as a primary refrigerant circulating in the heat pump circuit 10 and water as a secondary refrigerant circulating in the heating circuit 60.

(高圧水熱交換器50)
高圧水熱交換器50は、第1高圧水熱交換器51、第2高圧水熱交換器52、および、第3高圧水熱交換器53を有している。第1高圧水熱交換器51では、ヒートポンプ回路10を循環する一次冷媒としての二酸化炭素と、給湯回路90を循環する給湯用の水と、の間で熱交換を行わせる。第2高圧水熱交換器52では、ヒートポンプ回路10を循環する一次冷媒としての二酸化炭素と、暖房回路60を循環する二次冷媒としての水と、の間で熱交換を行わせる。第3高圧水熱交換器53では、ヒートポンプ回路10を循環する一次冷媒としての二酸化炭素と、給湯回路90を循環する給湯用の水と、の間で熱交換を行わせる。
(High pressure water heat exchanger 50)
The high-pressure water heat exchanger 50 includes a first high-pressure water heat exchanger 51, a second high-pressure water heat exchanger 52, and a third high-pressure water heat exchanger 53. In the first high-pressure water heat exchanger 51, heat exchange is performed between carbon dioxide as a primary refrigerant circulating in the heat pump circuit 10 and hot water supply water circulating in the hot water supply circuit 90. In the second high-pressure water heat exchanger 52, heat exchange is performed between carbon dioxide as a primary refrigerant circulating in the heat pump circuit 10 and water as a secondary refrigerant circulating in the heating circuit 60. In the third high-pressure water heat exchanger 53, heat exchange is performed between carbon dioxide as a primary refrigerant circulating in the heat pump circuit 10 and hot water supply water circulating in the hot water supply circuit 90.

(ヒートポンプ回路10)
ヒートポンプ回路10は、一次冷媒としての二酸化炭素が循環している自然冷媒を用いた回路である。ヒートポンプ回路10は、低段側圧縮機21、高段側圧縮機25、エコノマイザ熱交換器7、インジェクション路70、一次冷媒間熱交換器8、一次バイパス80、膨張弁5a、蒸発器4、中間圧管23、高圧管27、低圧管20、ファン4f、および、制御部11を備えている。蒸発器4は、例えば、屋外に設置されている。
(Heat pump circuit 10)
The heat pump circuit 10 is a circuit using a natural refrigerant in which carbon dioxide as a primary refrigerant is circulated. The heat pump circuit 10 includes a low-stage compressor 21, a high-stage compressor 25, an economizer heat exchanger 7, an injection path 70, a primary inter-refrigerant heat exchanger 8, a primary bypass 80, an expansion valve 5a, an evaporator 4, an intermediate The pressure tube 23, the high pressure tube 27, the low pressure tube 20, the fan 4 f, and the control unit 11 are provided. The evaporator 4 is installed outdoors, for example.

中間圧管23は、低段側圧縮機21の吐出側と高段側圧縮機25の吸入側とを接続している。中間圧管23は、第1中間圧管23a、第2中間圧管23b、第3中間圧管23c、および、第4中間圧管23dを有している。   The intermediate pressure pipe 23 connects the discharge side of the low-stage compressor 21 and the suction side of the high-stage compressor 25. The intermediate pressure tube 23 includes a first intermediate pressure tube 23a, a second intermediate pressure tube 23b, a third intermediate pressure tube 23c, and a fourth intermediate pressure tube 23d.

第1中間圧管23aは、低段側圧縮機21の吐出側と、中間圧水熱交換器40の上流側端部と、を低段吐出ポイントBを介しつつ、接続している。この第1中間圧管23aには、通過する一次冷媒の温度を検知する中間圧温度センサ23Tが取り付けられている。第2中間圧管23bは、二次冷媒としての暖房用の水と混ざり合うことがないように、内部に一次冷媒としての二酸化炭素を流しつつ、中間圧水熱交換器40内を通過している。第3中間圧管23cは、中間圧水熱交換器40の下流側端部とインジェクション合流ポイントDとを、中間圧水熱交換器通過ポイントCを介して接続している。第4中間圧管23dは、インジェクション合流ポイントDと、高段側圧縮機25の吸入側と、を接続している。この第4中間圧管23dには、通過する一次冷媒の圧力を検知する高段吸入圧力センサ24P、および、通過する一次冷媒の温度を検知する高段吸入温度センサ24Tが取り付けられている。   The first intermediate pressure pipe 23 a connects the discharge side of the low-stage compressor 21 and the upstream end of the intermediate-pressure water heat exchanger 40 through the low-stage discharge point B. An intermediate pressure temperature sensor 23T that detects the temperature of the passing primary refrigerant is attached to the first intermediate pressure pipe 23a. The second intermediate pressure pipe 23b passes through the intermediate pressure water heat exchanger 40 while flowing carbon dioxide as the primary refrigerant therein so as not to mix with the heating water as the secondary refrigerant. . The third intermediate pressure pipe 23c connects the downstream side end portion of the intermediate pressure water heat exchanger 40 and the injection confluence point D via the intermediate pressure water heat exchanger passage point C. The fourth intermediate pressure pipe 23d connects the injection merging point D and the suction side of the high-stage compressor 25. A high stage suction pressure sensor 24P for detecting the pressure of the passing primary refrigerant and a high stage suction temperature sensor 24T for detecting the temperature of the passing primary refrigerant are attached to the fourth intermediate pressure pipe 23d.

高圧管27は、高段側圧縮機25の吐出側と、膨張弁5もしくは一次バイパス膨張弁5bと、を接続している。高圧管27は、第1高圧管27a、第2高圧管27b、第3高圧管27c、第4高圧管27d、第5高圧管27e、第6高圧管27f、第7高圧管27g、第8高圧管27h、第9高圧管27i、第10高圧管27j、第11高圧管27k、第12高圧管27l、および、第13高圧管27mを有している。   The high-pressure pipe 27 connects the discharge side of the high-stage compressor 25 and the expansion valve 5 or the primary bypass expansion valve 5b. The high pressure pipe 27 includes a first high pressure pipe 27a, a second high pressure pipe 27b, a third high pressure pipe 27c, a fourth high pressure pipe 27d, a fifth high pressure pipe 27e, a sixth high pressure pipe 27f, a seventh high pressure pipe 27g, and an eighth high pressure pipe. A tube 27h, a ninth high-pressure tube 27i, a tenth high-pressure tube 27j, an eleventh high-pressure tube 27k, a twelfth high-pressure tube 271 and a thirteenth high-pressure tube 27m are provided.

第1高圧管27aは、高段側圧縮機25の吐出側と、第1高圧水熱交換器51と、を高段吐出ポイントEを介しつつ、接続している。この第1高圧管27aには、通過する一次冷媒の圧力を検知する高圧圧力センサ27P、および、通過する一次冷媒の温度を検知する高圧温度センサ27Tが取り付けられている。第2高圧管27bは、給湯用の水と混ざり合うことがないように、内部に一次冷媒としての二酸化炭素を流しつつ、第1高圧水熱交換器51内を通過している。第3高圧管27cは、第1高圧水熱交換器51の下流側端部と、第2高圧水熱交換器52の上流側端部と、を第1高圧ポイントFを介しつつ、接続している。第4高圧管27dは、暖房用二次冷媒としての水と混ざり合うことがないように、内部に一次冷媒としての二酸化炭素を流しつつ、第2高圧水熱交換器52内を通過している。第5高圧管27eは、第2高圧水熱交換器52の下流側端部と、第3高圧水熱交換器53の上流側端部と、を第2高圧ポイントGを介しつつ、接続している。第6高圧管27fは、暖房用二次冷媒としての水と混ざり合うことがないように、内部に一次冷媒としての二酸化炭素を流しつつ、第3高圧水熱交換器53内を通過している。第7高圧管27gは、第3高圧水熱交換器53の下流側端部と、第3高圧ポイントHと、を接続している。第8高圧管27hは、第3高圧ポイントHと、エコノマイザ熱交換器7中の膨張弁5a側に向かう一次冷媒の流れ方向における上流側端部と、を接続している。第9高圧管27iは、インジェクション路70を流れる一次冷媒との間で混ざり合うことがないように、内部に一次冷媒を流しつつ、エコノマイザ熱交換器7を通過している。第10高圧管27jは、エコノマイザ熱交換器7中の膨張弁5a側に向かう一次冷媒の流れ方向における下流側端部と、第4高圧ポイントIと、を接続している。第11高圧管27kは、第4高圧ポイントIと、一次冷媒間熱交換器8中の膨張弁5a側に向かう一次冷媒の流れ方向における上流側端部と、を接続している。第12高圧管27lは、低圧管20を流れる一次冷媒との間で混ざり合うことがないように、内部に一次冷媒を流しつつ、一次冷媒間熱交換器8を通過している。第13高圧管27mは、一次冷媒間熱交換器8中の膨張弁5a側に向かう一次冷媒の流れ方向における下流側端部と、膨張弁5aと、を第5高圧ポイントJを介しつつ、接続している。   The first high-pressure pipe 27a connects the discharge side of the high-stage compressor 25 and the first high-pressure water heat exchanger 51 via the high-stage discharge point E. A high pressure sensor 27P for detecting the pressure of the passing primary refrigerant and a high pressure temperature sensor 27T for detecting the temperature of the passing primary refrigerant are attached to the first high pressure pipe 27a. The second high-pressure pipe 27 b passes through the first high-pressure water heat exchanger 51 while flowing carbon dioxide as a primary refrigerant therein so as not to mix with hot water. The third high-pressure pipe 27c connects the downstream end of the first high-pressure water heat exchanger 51 and the upstream end of the second high-pressure water heat exchanger 52 via the first high-pressure point F. Yes. The fourth high-pressure pipe 27d passes through the second high-pressure water heat exchanger 52 while flowing carbon dioxide as the primary refrigerant therein so that it does not mix with water as the secondary refrigerant for heating. . The fifth high-pressure pipe 27e connects the downstream end of the second high-pressure water heat exchanger 52 and the upstream end of the third high-pressure water heat exchanger 53 via the second high-pressure point G. Yes. The sixth high-pressure pipe 27f passes through the third high-pressure water heat exchanger 53 while flowing carbon dioxide as the primary refrigerant therein so as not to mix with water as the secondary refrigerant for heating. . The seventh high-pressure pipe 27g connects the downstream end of the third high-pressure water heat exchanger 53 and the third high-pressure point H. The eighth high-pressure pipe 27h connects the third high-pressure point H and the upstream end in the flow direction of the primary refrigerant toward the expansion valve 5a side in the economizer heat exchanger 7. The ninth high-pressure pipe 27i passes through the economizer heat exchanger 7 while flowing the primary refrigerant therein so as not to mix with the primary refrigerant flowing through the injection passage 70. The tenth high pressure pipe 27j connects the downstream side end portion in the flow direction of the primary refrigerant toward the expansion valve 5a side in the economizer heat exchanger 7 and the fourth high pressure point I. The eleventh high-pressure pipe 27k connects the fourth high-pressure point I and the upstream end in the flow direction of the primary refrigerant toward the expansion valve 5a in the primary refrigerant heat exchanger 8. The twelfth high-pressure pipe 27l passes through the primary inter-refrigerant heat exchanger 8 while flowing the primary refrigerant therein so as not to mix with the primary refrigerant flowing through the low-pressure pipe 20. The thirteenth high pressure pipe 27m connects the downstream end in the flow direction of the primary refrigerant toward the expansion valve 5a side in the heat exchanger 8 between the primary refrigerants and the expansion valve 5a via the fifth high pressure point J. is doing.

低圧管20は、第1低圧管20a、第2低圧管20b、第3低圧管20c、第4低圧管20d、および、第5低圧管20eを有している。第1低圧管20aは、膨張弁5aと、第3低圧ポイントMと、を第1低圧ポイントKを介して接続している。第2低圧管20bは、第3低圧ポイントMと、蒸発器4の上流側端部と、を接続している。第3低圧管20cは、蒸発器4の下流側端部と、一次冷媒間熱交換器8の低圧管20中の一次冷媒の流れ方向における上流側端部と、を第4低圧ポイントNを介しつつ、を接続している。第4低圧管20dは、第12高圧管27lを流れる一次冷媒との間で混ざり合うことがないように、内部に一次冷媒を流しつつ、一次冷媒間熱交換器8を通過している。第5低圧管20eは、一次冷媒間熱交換器8の低圧管20中の一次冷媒の流れ方向における下流側端部と、低段側圧縮機21の吸入側である吸入ポイントAと、を接続している。この第5低圧管20eには、通過する一次冷媒の圧力を検知する低圧圧力センサ20P、および、通過する一次冷媒の温度を検知する低圧温度センサ20Tが取り付けられている。   The low pressure pipe 20 includes a first low pressure pipe 20a, a second low pressure pipe 20b, a third low pressure pipe 20c, a fourth low pressure pipe 20d, and a fifth low pressure pipe 20e. The first low-pressure pipe 20a connects the expansion valve 5a and the third low-pressure point M via the first low-pressure point K. The second low-pressure pipe 20 b connects the third low-pressure point M and the upstream end of the evaporator 4. The third low-pressure pipe 20c is connected to the downstream end of the evaporator 4 and the upstream end in the flow direction of the primary refrigerant in the low-pressure pipe 20 of the primary refrigerant heat exchanger 8 via the fourth low-pressure point N. While connecting. The fourth low-pressure pipe 20d passes through the primary inter-refrigerant heat exchanger 8 while flowing the primary refrigerant therein so as not to mix with the primary refrigerant flowing through the twelfth high-pressure pipe 271l. The fifth low-pressure pipe 20 e connects the downstream end in the flow direction of the primary refrigerant in the low-pressure pipe 20 of the primary refrigerant heat exchanger 8 and the suction point A that is the suction side of the low-stage compressor 21. is doing. The fifth low-pressure pipe 20e is provided with a low-pressure sensor 20P that detects the pressure of the passing primary refrigerant and a low-pressure temperature sensor 20T that detects the temperature of the passing primary refrigerant.

インジェクション路70は、インジェクション膨張弁73、第1インジェクション管72、第2インジェクション管74、第3インジェクション管75、および、第4インジェクション管76を有している。   The injection path 70 includes an injection expansion valve 73, a first injection pipe 72, a second injection pipe 74, a third injection pipe 75, and a fourth injection pipe 76.

第1インジェクション管72は、第3高圧ポイントHと、インジェクション膨張弁73と、を接続している。第2インジェクション管74は、インジェクション膨張弁73と、エコノマイザ熱交換器7中のインジェクション路70を流れる一次冷媒の流れ方向における上流側端部と、をインジェクション中間圧ポイントQを介しつつ、接続している。第3インジェクション管75は、第9高圧管27iを流れる一次冷媒との間で混ざり合うことがないように、内部に一次冷媒を流しつつ、エコノマイザ熱交換器7を通過している。第4インジェクション管76は、エコノマイザ熱交換器7中のインジェクション路70を流れる一次冷媒の流れ方向における下流側端部と、インジェクション合流ポイントDと、をエコノマイザ熱交後ポイントRを介しつつ、接続している。   The first injection pipe 72 connects the third high pressure point H and the injection expansion valve 73. The second injection pipe 74 connects the injection expansion valve 73 and the upstream end in the flow direction of the primary refrigerant flowing through the injection path 70 in the economizer heat exchanger 7 via the injection intermediate pressure point Q. Yes. The third injection pipe 75 passes through the economizer heat exchanger 7 while flowing the primary refrigerant therein so as not to mix with the primary refrigerant flowing through the ninth high-pressure pipe 27i. The fourth injection pipe 76 connects the downstream end in the flow direction of the primary refrigerant flowing through the injection path 70 in the economizer heat exchanger 7 and the injection confluence point D via the post-economizer heat exchange point R. ing.

このように、ヒートポンプ回路10では、インジェクション路70が採用されているため、ヒートポンプ回路の成績係数を向上させることができている。そして、例えば、暖房負荷が小さい場合等、ヒートポンプ回路10の効率向上のための中間圧水熱交換器40での一次冷媒の冷却効果を十分に得られない場合であっても、このインジェクション路70を通過するインジェクション量を増大させることで、運転効率を向上させることができる。なお、ヒートポンプ回路10では、インジェクション合流ポイントDは、中間圧水熱交換器40と高段側圧縮機25との間に設けられている。このため、低段側圧縮機21から吐出された高温の一次冷媒は、中間圧水熱交換器40に到達する前に冷やされることがなく、高温状態を維持したままで中間圧水熱交換器40に供給することができる。このため、中間圧水熱交換器40を通過する暖房用の水を十分高温にすることができている。さらに、第3高圧ポイントHは、エコノマイザ熱交換器7の上流側において一次冷媒の一部をインジェクション路70へ分岐させることができる位置に設けられている。このため、低段側圧縮機21から高段側圧縮機25に向かう一次冷媒を冷却し過ぎてしまうことによる能力低下を回避することがきている。   Thus, in the heat pump circuit 10, since the injection path 70 is adopted, the coefficient of performance of the heat pump circuit can be improved. And even when the cooling effect of the primary refrigerant in the intermediate pressure water heat exchanger 40 for improving the efficiency of the heat pump circuit 10 cannot be sufficiently obtained, for example, when the heating load is small, the injection path 70 Driving efficiency can be improved by increasing the amount of injection that passes through. In the heat pump circuit 10, the injection confluence point D is provided between the intermediate pressure water heat exchanger 40 and the high stage compressor 25. Therefore, the high-temperature primary refrigerant discharged from the low-stage compressor 21 is not cooled before reaching the intermediate-pressure water heat exchanger 40, and the intermediate-pressure water heat exchanger is maintained while maintaining the high-temperature state. 40. For this reason, the water for heating which passes the intermediate pressure water heat exchanger 40 can be made high temperature enough. Further, the third high pressure point H is provided at a position where a part of the primary refrigerant can be branched to the injection path 70 on the upstream side of the economizer heat exchanger 7. For this reason, it is possible to avoid a decrease in capacity due to overcooling of the primary refrigerant from the low-stage compressor 21 toward the high-stage compressor 25.

一次バイパス80は、第14高圧管27n、第6低圧管20f、および、一次バイパス膨張弁5bを有している。第14高圧管27nは、第4高圧ポイントIと、一次バイパス膨張弁5bと、を接続している。第6低圧管20fは、一次バイパス膨張弁5bと、第3低圧ポイントMと、第2低圧ポイントLを介して接続している。なお、一次バイパス80に一次バイパス膨張弁5bが設けられているため、制御部11は、一次冷媒間熱交換器8側を通過する一次冷媒の量を調節することができる。このため、低段側圧縮機21が吸入する一次冷媒が適当な過熱度を有するように調節することが可能になっている。具体的には、制御部11は、一次バイパス膨張弁5bの弁開度を下げた場合には、一次冷媒間熱交換器8を通過する一次冷媒の流量が増大し、低段側圧縮機21が吸入する一次冷媒の過熱度を上げることができ、これにより、低段側圧縮機21の吐出冷媒温度が目標温度となるために必要となる圧縮比を小さく抑えることができる。また、制御部11は、一次バイパス膨張弁5bの弁開度を上げた場合には、一次冷媒間熱交換器8を通過する一次冷媒の流量が減少し、低段側圧縮機21が吸入する一次冷媒の過熱度を下げることができ、これにより、低段側圧縮機21の吸入冷媒密度が著しく減少して循環量を確保できなくなってしまう事態を回避することができる。   The primary bypass 80 includes a fourteenth high pressure pipe 27n, a sixth low pressure pipe 20f, and a primary bypass expansion valve 5b. The fourteenth high-pressure pipe 27n connects the fourth high-pressure point I and the primary bypass expansion valve 5b. The sixth low-pressure pipe 20f is connected via the primary bypass expansion valve 5b, the third low-pressure point M, and the second low-pressure point L. In addition, since the primary bypass expansion valve 5b is provided in the primary bypass 80, the control part 11 can adjust the quantity of the primary refrigerant | coolant which passes the heat exchanger 8 side between primary refrigerant | coolants. For this reason, it is possible to adjust the primary refrigerant sucked by the low-stage compressor 21 to have an appropriate degree of superheat. Specifically, when the valve opening degree of the primary bypass expansion valve 5b is lowered, the control unit 11 increases the flow rate of the primary refrigerant passing through the primary inter-refrigerant heat exchanger 8, and the low-stage compressor 21. Therefore, the degree of superheat of the primary refrigerant sucked in can be increased, and thereby the compression ratio required for the discharge refrigerant temperature of the low-stage compressor 21 to be the target temperature can be kept small. In addition, when the opening degree of the primary bypass expansion valve 5b is increased, the control unit 11 reduces the flow rate of the primary refrigerant passing through the primary inter-refrigerant heat exchanger 8, and the low-stage compressor 21 sucks it. The degree of superheat of the primary refrigerant can be reduced, and this can prevent a situation in which the suction refrigerant density of the low-stage compressor 21 is significantly reduced and the circulation amount cannot be secured.

制御部11は、上述した中間圧温度センサ23T、高段吸入圧力センサ24P、高段吸入温度センサ24T、高圧圧力センサ27P、高圧温度センサ27T、低圧圧力センサ20P、および、低圧温度センサ20T等が検知する値に基づいて、低段側圧縮機21、高段側圧縮機25、インジェクション膨張弁73、膨張弁5a、一次バイパス膨張弁5b、ファン4f等を制御する。   The control unit 11 includes the above-described intermediate pressure temperature sensor 23T, high stage suction pressure sensor 24P, high stage suction temperature sensor 24T, high pressure sensor 27P, high pressure sensor 27T, low pressure sensor 20P, and low pressure sensor 20T. Based on the detected value, the low-stage compressor 21, the high-stage compressor 25, the injection expansion valve 73, the expansion valve 5a, the primary bypass expansion valve 5b, the fan 4f, and the like are controlled.

(暖房回路60)
暖房回路60は、二次冷媒としての水が循環している。暖房回路60は、ラジエータ61、分流機構62、暖房往き管65、暖房戻り管66、中間圧側分岐路67、および、高圧側分岐路68を有している。分流機構62は、暖房混合弁64、および、暖房ポンプ63を含んでいる。ラジエータ61は、暖房を行う対象となる空間に設置されており、内部を二次冷媒としての暖かい水が流れることにより、対象空間の空気を暖めて暖房を行う。ラジエータ61には、内部を流れる暖房用の水の温度を検知するためのラジエータ温度センサ61Tが設けられている。ラジエータ61は、図示しないが、暖房ポンプ63から送られてくる暖かい水を受け入れるための往き口と、ラジエータ61において放熱した後の水を中間圧水熱交換器40および第2高圧水熱交換器52に送り出すための戻り口と、を有している。暖房戻り管66は、ラジエータ61の戻り口と、暖房分岐ポイントXとを接続している。暖房分岐ポイントXでは、ラジエータ61における放熱を終えた水を、中間圧水熱交換器40側に送る中間圧側分岐路67と、第2高圧水熱交換器52側に送る高圧側分岐路68と、に分流させる。暖房戻り管66には、通過する暖房用の二次冷媒の温度を検知する暖房戻り温度センサ66Tが設けられている。
(Heating circuit 60)
In the heating circuit 60, water as a secondary refrigerant circulates. The heating circuit 60 includes a radiator 61, a diversion mechanism 62, a heating forward pipe 65, a heating return pipe 66, an intermediate pressure side branch path 67, and a high pressure side branch path 68. The diversion mechanism 62 includes a heating mixing valve 64 and a heating pump 63. The radiator 61 is installed in a space to be heated, and warm water as a secondary refrigerant flows inside to heat the air in the target space. The radiator 61 is provided with a radiator temperature sensor 61T for detecting the temperature of the water for heating flowing inside. Although not shown, the radiator 61 has an outlet for receiving warm water sent from the heating pump 63, and the intermediate-pressure water heat exchanger 40 and the second high-pressure water heat exchanger 40 that radiate heat after being radiated by the radiator 61. And a return port for sending out to 52. The heating return pipe 66 connects the return port of the radiator 61 and the heating branch point X. At the heating branch point X, the intermediate pressure side branch path 67 that sends the water that has radiated heat from the radiator 61 to the intermediate pressure water heat exchanger 40 side, and the high pressure side branch path 68 that sends the water to the second high pressure water heat exchanger 52 side , Shunt. The heating return pipe 66 is provided with a heating return temperature sensor 66T that detects the temperature of the passing secondary refrigerant for heating.

中間圧側分岐路67は、第1中間圧側分岐路67a、第2中間圧側分岐路67b、および、第3中間圧側分岐路67cを有している。第1中間圧側分岐路67aは、分岐ポイントXと、中間圧水熱交換器40の中間圧側分岐路67中の水の流れ方向における上流側端部と、を接続している。第2中間圧側分岐路67bは、第2中間圧管23b内を流れている一次冷媒としての二酸化炭素と混ざり合うことがないように、内部に二次冷媒としての暖房用の水を流しつつ、中間圧水熱交換器40内を通過している。ここで、中間圧水熱交換器40では、第2中間圧管23b内を流れている一次冷媒としての二酸化炭素と、第2中間圧側分岐路67b内を流れている二次冷媒としての暖房用の水とは、互いに対向する方向に流れている対向流形式が採用されている。第3中間圧側分岐路67cは、中間圧水熱交換器40の中間圧側分岐路67中の水の流れ方向における下流側端部と、暖房合流ポイントYと、を接続している。第3中間圧側分岐路67cには、通過する暖房用の水の温度を検知するための中間圧側分岐路温度センサ67Tが設けられている。   The intermediate pressure side branch path 67 includes a first intermediate pressure side branch path 67a, a second intermediate pressure side branch path 67b, and a third intermediate pressure side branch path 67c. The first intermediate pressure side branch path 67 a connects the branch point X and the upstream end portion in the water flow direction in the intermediate pressure side branch path 67 of the intermediate pressure water heat exchanger 40. The second intermediate pressure side branching passage 67b flows while heating water as a secondary refrigerant flows inside so as not to mix with carbon dioxide as a primary refrigerant flowing in the second intermediate pressure pipe 23b. It passes through the pressure water heat exchanger 40. Here, in the intermediate pressure water heat exchanger 40, carbon dioxide as the primary refrigerant flowing in the second intermediate pressure pipe 23b and heating for the secondary refrigerant flowing in the second intermediate pressure side branch passage 67b. As the water, a counter flow type that flows in directions opposite to each other is adopted. The third intermediate pressure side branch passage 67c connects the downstream end of the intermediate pressure side branch passage 67 of the intermediate pressure water heat exchanger 40 in the water flow direction and the heating junction point Y. The third intermediate pressure side branch path 67c is provided with an intermediate pressure side branch path temperature sensor 67T for detecting the temperature of the heating water passing therethrough.

高圧側分岐路68は、第1高圧側分岐路68a、第2高圧側分岐路68b、および、第3高圧側分岐路68cを有している。第1高圧側分岐路68aは、分岐ポイントXと、第2高圧水熱交換器52の高圧側分岐路68中の水の流れ方向における上流側端部と、を接続している。第2高圧側分岐路68bは、第4高圧管27d内を流れている一次冷媒としての二酸化炭素と混ざり合うことがないように、内部に二次冷媒としての暖房用の水を流しつつ、第2高圧水熱交換器52内を通過している。ここで、第2高圧水熱交換器52では、第4高圧管27d内を流れている一次冷媒としての二酸化炭素と、第2高圧側分岐路68b内を流れている二次冷媒としての暖房用の水とは、互いに対向する方向に流れている対向流形式が採用されている。第3高圧側分岐路68cは、第2高圧水熱交換器52の高圧側分岐路68中の水の流れ方向における下流側端部と、暖房合流ポイントYと、を接続している。第3高圧側分岐路68cには、通過する暖房用の水の温度を検知するための高圧側分岐路温度センサ68Tが設けられている。   The high-pressure side branch path 68 includes a first high-pressure side branch path 68a, a second high-pressure side branch path 68b, and a third high-pressure side branch path 68c. The first high-pressure side branch 68a connects the branch point X and the upstream end in the water flow direction in the high-pressure side branch 68 of the second high-pressure water heat exchanger 52. The second high-pressure side branch 68b allows the heating water as the secondary refrigerant to flow in the inside so as not to mix with carbon dioxide as the primary refrigerant flowing in the fourth high-pressure pipe 27d. 2 It passes through the high-pressure water heat exchanger 52. Here, in the second high-pressure water heat exchanger 52, for heating as carbon dioxide as the primary refrigerant flowing in the fourth high-pressure pipe 27d and secondary refrigerant flowing in the second high-pressure side branch 68b. The counter flow type which is flowing in the direction opposite to each other is adopted. The third high-pressure side branch 68 c connects the downstream end of the second high-pressure water heat exchanger 52 in the high-pressure side branch 68 in the flow direction of water and the heating junction point Y. The third high pressure side branch 68c is provided with a high pressure side branch temperature sensor 68T for detecting the temperature of the heating water passing therethrough.

なお、第1中間圧側分岐路67aを流れている暖房用の水の温度、および、第1高圧側分岐路68aを流れている暖房用の水の温度は、いずれも暖房分岐ポイントXで分岐されたまま、外部との熱のやりとりが無いため、同一の温度分布となっている。これに対して、第3中間圧側分岐路67cを流れている暖房用の水の温度は、中間圧水熱交換器40において第2中間圧管23bを流れる一次冷媒との熱交換によって得られる熱量に応じた温度となる。また、第3高圧側分岐路68cを流れている暖房用の水の温度は、第2高圧水熱交換器52において第4高圧管27dを流れている一次冷媒との熱交換によって得られる熱量に応じた温度となる。このため、第3中間圧側分岐路67cを流れている暖房用の水の温度と、第3高圧側分岐路68cを流れている暖房用の水の温度とは、異なる温度になる場合がある。   The temperature of the water for heating flowing through the first intermediate pressure side branch passage 67a and the temperature of the water for heating flowing through the first high pressure side branch passage 68a are both branched at the heating branch point X. Since there is no heat exchange with the outside, the temperature distribution is the same. On the other hand, the temperature of the heating water flowing through the third intermediate pressure side branch passage 67c is equal to the amount of heat obtained by heat exchange with the primary refrigerant flowing through the second intermediate pressure pipe 23b in the intermediate pressure water heat exchanger 40. It becomes the corresponding temperature. Further, the temperature of the heating water flowing through the third high-pressure side branch 68 c is equal to the amount of heat obtained by heat exchange with the primary refrigerant flowing through the fourth high-pressure pipe 27 d in the second high-pressure water heat exchanger 52. It becomes the corresponding temperature. For this reason, the temperature of the water for heating which is flowing through the third intermediate pressure side branch passage 67c may be different from the temperature of the water for heating which is flowing through the third high pressure side branch passage 68c.

暖房往き管65は、暖房合流ポイントYと、ラジエータ61の往き口と、を接続している。この暖房往き管65の途中には、暖房往き管65を通過する暖房用の水の流量を調節する暖房ポンプ63が設けられている。暖房混合弁64は、第3中間圧側分岐路67cを通過した暖房用の水と、第3高圧側分岐路68cを通過した暖房用の水と、が合流する暖房傍流ポイントYに設けられている。暖房混合弁64は、第3中間圧側分岐路67c側に接続されている部分の開度および第3高圧側分岐路68c側に接続されている部分の開度をそれぞれ調節することにより、中間圧側分岐路67に流す暖房用の水の流量と、第3高圧側分岐路68cに流す暖房用の水の流量と、の比率を調節する。   The heating outlet pipe 65 connects the heating junction point Y and the outlet of the radiator 61. A heating pump 63 that adjusts the flow rate of heating water passing through the heating forward pipe 65 is provided in the middle of the heating forward pipe 65. The heating mixing valve 64 is provided at the heating sidestream point Y where the water for heating that has passed through the third intermediate pressure side branch 67c and the water for heating that has passed through the third high pressure side branch 68c merge. . The heating mixing valve 64 adjusts the opening degree of the part connected to the third intermediate pressure side branching path 67c side and the opening degree of the part connected to the third high pressure side branching path 68c side, respectively. The ratio of the flow rate of the heating water flowing through the branching passage 67 and the flow rate of the heating water flowing through the third high-pressure side branching passage 68c is adjusted.

なお、制御部11は、上述したラジエータ温度センサ61T、中間圧側分岐路温度センサ67T、高圧側分岐路温度センサ68T等が検知する温度等に基づいて、ラジエータ61において要求される温度の二次冷媒を供給することができるように、暖房混合弁64における分流比率および暖房ポンプ63の流量を制御する。   In addition, the control part 11 is the secondary refrigerant | coolant of the temperature requested | required in the radiator 61 based on the temperature etc. which the radiator temperature sensor 61T mentioned above, the intermediate pressure side branch path temperature sensor 67T, the high pressure side branch path temperature sensor 68T, etc. detect. The flow rate of the heating pump 63 and the diversion ratio in the heating mixing valve 64 are controlled.

(給湯回路90)
給湯回路90は、給湯用の水が循環している。給湯回路90は、貯湯タンク91、給水管94、給湯管98、給湯バイパス管99、給湯混合弁93、給湯ヒートポンプ管95、および、給湯ポンプ92を有している。
(Hot water supply circuit 90)
The hot water supply circuit 90 circulates water for hot water supply. The hot water supply circuit 90 includes a hot water storage tank 91, a water supply pipe 94, a hot water supply pipe 98, a hot water supply bypass pipe 99, a hot water supply mixing valve 93, a hot water supply heat pump pipe 95, and a hot water supply pump 92.

貯湯タンク91には、図示しないが、循環往き口、および、循環戻り口が設けられている。図示しない外部の市水を通じた後、給水管94を介して、常温の水が、貯湯タンク91の下端部近傍から貯湯タンク91内へと供給される。給湯ヒートポンプ管95は、第1給湯ヒートポンプ管95a、第2給湯ヒートポンプ管95b、第3給湯ヒートポンプ管95c、第4給湯ヒートポンプ管95d、第5給湯ヒートポンプ管95e、および、第6給湯ヒートポンプ管95fを有している。   Although not shown, the hot water storage tank 91 is provided with a circulation outlet and a circulation return port. After passing outside city water (not shown), normal temperature water is supplied from the vicinity of the lower end of the hot water storage tank 91 into the hot water storage tank 91 via the water supply pipe 94. The hot water supply heat pump pipe 95 includes a first hot water supply heat pump pipe 95a, a second hot water supply heat pump pipe 95b, a third hot water supply heat pump pipe 95c, a fourth hot water supply heat pump pipe 95d, a fifth hot water supply heat pump pipe 95e, and a sixth hot water supply heat pump pipe 95f. Have.

第1給湯ヒートポンプ管95aは、貯湯タンク91の循環往き口と、給湯ポンプ92と、を接続している。第1給湯ヒートポンプ管95aには、通過する給湯用の水の温度を検知する給湯入水温度センサ94Tが設けられている。第2給湯ヒートポンプ管95bは、給湯ポンプ92と、第3高圧水熱交換器53の給湯ヒートポンプ管95中の水の流れ方向における上流側端部と、を接続している。第3給湯ヒートポンプ管95cは、第6高圧管27f内を流れている一次冷媒としての二酸化炭素と混ざり合うことがないように、内部に給湯用の水を流しつつ、第3高圧水熱交換器53内を通過している。ここで、第3高圧水熱交換器53では、第6高圧管27f内を流れている一次冷媒としての二酸化炭素と、第3給湯ヒートポンプ管95c内を流れている給湯用の水とは、互いに対向する方向に流れている対向流形式が採用されている。第4給湯ヒートポンプ管95dは、第3高圧水熱交換器53の給湯ヒートポンプ管95中の水の流れ方向における下流側端部と、第1高圧水熱交換器51の給湯ヒートポンプ管95中の水の流れ方向における上流側端部と、を接続している。第4給湯ヒートポンプ管95dでは、通過する給湯用の水の温度を検知する給湯中間温度センサ95Tが設けられている。第2高圧水熱交換器52では、給湯用の水と、一次冷媒としての二酸化炭素と、の間での熱交換は行われていない。第5給湯ヒートポンプ管95eは、第2高圧管27b内を流れている一次冷媒としての二酸化炭素と混ざり合うことがないように、内部に給湯用の水を流しつつ、第1高圧水熱交換器51内を通過している。ここで、第1高圧水熱交換器51では、第2高圧管27b内を流れている一次冷媒としての二酸化炭素と、第5給湯ヒートポンプ管95e内を流れている給湯用の水とは、互いに対向する方向に流れている対向流形式が採用されている。第6給湯ヒートポンプ管95fは、第1高圧水熱交換器51の給湯ヒートポンプ管95中の水の流れ方向における下流側端部と、貯湯タンク91の循環戻り口とを接続している。第6給湯ヒートポンプ管95fには、通過する給湯用の水の温度を検知する給湯出湯温度センサ98Tが設けられている。   The first hot water supply heat pump pipe 95 a connects the circulation outlet of the hot water storage tank 91 and the hot water supply pump 92. The first hot water supply heat pump pipe 95a is provided with a hot water supply water temperature sensor 94T that detects the temperature of the hot water passing therethrough. The second hot water supply heat pump pipe 95b connects the hot water supply pump 92 and the upstream end in the direction of water flow in the hot water supply heat pump pipe 95 of the third high-pressure water heat exchanger 53. The third hot water supply heat pump pipe 95c allows the hot water supply water to flow through the third high pressure water heat exchanger so that it does not mix with carbon dioxide as the primary refrigerant flowing in the sixth high pressure pipe 27f. 53. Here, in the third high-pressure water heat exchanger 53, carbon dioxide as a primary refrigerant flowing in the sixth high-pressure pipe 27f and hot-water supply water flowing in the third hot-water supply heat pump pipe 95c are mutually connected. The counterflow type which is flowing in the opposite direction is adopted. The fourth hot water supply heat pump pipe 95d includes the downstream end in the flow direction of the water in the hot water supply heat pump pipe 95 of the third high pressure water heat exchanger 53 and the water in the hot water supply heat pump pipe 95 of the first high pressure water heat exchanger 51. To the upstream end in the flow direction. The fourth hot water supply heat pump pipe 95d is provided with a hot water supply intermediate temperature sensor 95T that detects the temperature of the hot water passing therethrough. In the second high-pressure water heat exchanger 52, heat exchange is not performed between water for hot water supply and carbon dioxide as a primary refrigerant. The fifth hot water supply heat pump pipe 95e flows the first hot water supply heat exchanger while flowing hot water therein so as not to be mixed with carbon dioxide as the primary refrigerant flowing in the second high pressure pipe 27b. Passing through 51. Here, in the first high-pressure water heat exchanger 51, carbon dioxide as the primary refrigerant flowing in the second high-pressure pipe 27b and hot-water supply water flowing in the fifth hot-water supply heat pump pipe 95e are mutually connected. The counterflow type which is flowing in the opposite direction is adopted. The sixth hot water supply heat pump pipe 95f connects the downstream end of the hot water supply heat pump pipe 95 of the first high-pressure water heat exchanger 51 in the flow direction of water with the circulation return port of the hot water storage tank 91. The sixth hot water supply heat pump pipe 95f is provided with a hot water supply hot water temperature sensor 98T that detects the temperature of the hot water passing therethrough.

給湯管98は、貯湯タンク91の上端部近傍から貯湯タンク91内に溜められているお湯を、図示しない利用される場所まで導く。給水管94は、貯湯タンク91側に向かう流れから分岐させる分岐部分である給水分岐ポイントWが設けられている。給湯管98は、貯湯タンク91から利用される場所に向かう流れに合流させる給湯合流ポイントZが設けられている。給湯バイパス管99は、この給水分岐ポイントWと、この給湯合流ポイントZと、を接続している。給湯合流ポイントZには、給湯管98を通じて貯湯タンク91から送られてくるお湯と、給湯バイパス管99を通じて市水から供給される常温の水と、の混合比率を調節できる給湯混合弁93が設けられている。この給湯混合弁93における混合比率が調節されることにより、利用される場所に送られる水の温度が調節される。   The hot water supply pipe 98 guides hot water stored in the hot water storage tank 91 from the vicinity of the upper end of the hot water storage tank 91 to a place where it is not shown. The water supply pipe 94 is provided with a water supply branch point W, which is a branch portion that branches off from the flow toward the hot water storage tank 91. The hot water supply pipe 98 is provided with a hot water supply junction point Z for joining the flow toward the place used from the hot water storage tank 91. The hot water supply bypass pipe 99 connects the water supply branch point W and the hot water supply junction point Z. The hot water supply junction point Z is provided with a hot water mixing valve 93 that can adjust the mixing ratio of hot water sent from the hot water storage tank 91 through the hot water supply pipe 98 and normal temperature water supplied from city water through the hot water supply bypass pipe 99. It has been. By adjusting the mixing ratio in the hot water supply mixing valve 93, the temperature of the water sent to the place where it is used is adjusted.

なお、制御部11は、上述した給湯入水温度センサ94T、給湯中間温度センサ95T、給湯出湯温度センサ98T等が検知する温度等に基づいて、給湯ポンプ92の流量を制御する。   The control unit 11 controls the flow rate of the hot water supply pump 92 based on the temperature detected by the hot water supply / water temperature sensor 94T, the hot water intermediate temperature sensor 95T, the hot water supply / hot water temperature sensor 98T, and the like.

<1−2>ヒートポンプ回路10の運転
図2は、ヒートポンプシステム1が運転された場合の圧力−エンタルピ線図である。図3は、ヒートポンプシステム1が運転された場合の温度−エントロピ線図である。
<1-2> Operation of Heat Pump Circuit 10 FIG. 2 is a pressure-enthalpy diagram when the heat pump system 1 is operated. FIG. 3 is a temperature-entropy diagram when the heat pump system 1 is operated.

以下、一次冷媒の温度分布状態について、1つの具体例を挙げつつ説明する。   Hereinafter, the temperature distribution state of the primary refrigerant will be described with one specific example.

低段側圧縮機21は、低圧管20を流れてきた22℃程度の一次冷媒(点A)を、目標吐出温度が90℃程度に到達するように圧縮を行う(点B)。なお、ここで低圧管20を流れる一次冷媒の圧力は、蒸発器4を設置している周囲温度によって、一次冷媒としての二酸化炭素を蒸発させることが可能な圧力となるまで下げられた圧力(蒸発圧力)となるように制御部11によって調節されている。   The low-stage compressor 21 compresses the primary refrigerant (point A) of about 22 ° C. flowing through the low-pressure pipe 20 so that the target discharge temperature reaches about 90 ° C. (point B). Here, the pressure of the primary refrigerant flowing through the low-pressure pipe 20 is reduced to the pressure (evaporation) until the pressure at which the carbon dioxide as the primary refrigerant can be evaporated by the ambient temperature where the evaporator 4 is installed. The pressure is adjusted by the control unit 11.

低段側圧縮機21から吐出された一次冷媒は、第1中間圧管23aを通じて、中間圧水熱交換器40内の第2中間圧管23bに流入する。中間圧水熱交換器40に流入した一次冷媒は、第2中間圧側分岐路67bを通過している暖房用二次冷媒としての水との間で熱交換を行うことで、35℃程度まで冷却される(点C)。ここで、中間圧水熱交換器40における一次冷媒と二次冷媒とは対向流形式で流れているため、中間圧水熱交換器40内の第2中間圧管23bの出口近傍では、ラジエータ61で放熱して冷えた状態の30℃程度の二次冷媒によって効果的に冷却される。   The primary refrigerant discharged from the low-stage compressor 21 flows into the second intermediate pressure pipe 23b in the intermediate pressure water heat exchanger 40 through the first intermediate pressure pipe 23a. The primary refrigerant flowing into the intermediate pressure water heat exchanger 40 is cooled to about 35 ° C. by exchanging heat with water as the secondary refrigerant for heating passing through the second intermediate pressure side branch passage 67b. (Point C). Here, since the primary refrigerant and the secondary refrigerant in the intermediate-pressure water heat exchanger 40 flow in a counterflow manner, in the vicinity of the outlet of the second intermediate-pressure pipe 23b in the intermediate-pressure water heat exchanger 40, the radiator 61 It is cooled effectively by a secondary refrigerant of about 30 ° C. in a state of being cooled by releasing heat.

中間圧水熱交換器40を通過した一次冷媒は、第3中間圧管23cのインジェクション合流点Dにおいて、インジェクション路70を通じて流入してくる27℃程度の一次冷媒と合流することで、さらに冷却され、30℃程度となる(点D)。ここで、インジェクション合流点Dにおいて合流した後の一次冷媒は、過熱度を有するか、もしくは、超臨界状態となるように、制御部11が制御を行う。さらに、ここで、制御部11は、インジェクション合流点Dにおいて合流した後の一次冷媒が、低段側圧縮機21における圧縮比と同一の圧縮比で高段側圧縮機25を駆動させつつ高段側圧縮機25から吐出される一次冷媒の目標温度が低段側圧縮機21から吐出される一次冷媒の目標温度と同じ90℃とすることができるように、制御を行う。また、制御部11は、高段側圧縮機25に吸入される一次冷媒について、中間圧水熱交換器40およびインジェクション路70での熱収支を調節するように制御を行う。   The primary refrigerant that has passed through the intermediate pressure water heat exchanger 40 is further cooled by joining with the primary refrigerant of about 27 ° C. that flows in through the injection passage 70 at the injection junction D of the third intermediate pressure pipe 23c, It becomes about 30 ° C. (point D). Here, the control unit 11 performs control so that the primary refrigerant after joining at the injection joining point D has a superheat degree or is in a supercritical state. Further, the control unit 11 drives the high-stage compressor 25 while driving the high-stage compressor 25 at the same compression ratio as that of the low-stage compressor 21 after the primary refrigerant merged at the injection junction D. Control is performed so that the target temperature of the primary refrigerant discharged from the side compressor 25 can be 90 ° C., which is the same as the target temperature of the primary refrigerant discharged from the low-stage compressor 21. Further, the control unit 11 controls the primary refrigerant sucked into the high-stage compressor 25 so as to adjust the heat balance in the intermediate pressure water heat exchanger 40 and the injection path 70.

インジェクション合流点Dで合流した一次冷媒は、高段側圧縮機25に吸入され、目標吐出温度が低段側圧縮機21の吐出冷媒の目標温度と同じ温度である90℃程度に到達するように、さらに一次冷媒を圧縮させる。ここでは、高段側圧縮機25は、一次冷媒の吐出冷媒圧力が一次冷媒の超臨圧力を超える圧力になるまで圧縮するように、制御部11によって制御されている(点E)。   The primary refrigerant joined at the injection junction D is sucked into the high-stage compressor 25 so that the target discharge temperature reaches about 90 ° C., which is the same temperature as the target temperature of the discharge refrigerant of the low-stage compressor 21. Further, the primary refrigerant is compressed. Here, the high-stage compressor 25 is controlled by the control unit 11 so as to compress until the discharge refrigerant pressure of the primary refrigerant reaches a pressure exceeding the supercritical pressure of the primary refrigerant (point E).

高段側圧縮機25によって吐出された一次冷媒は、第1高圧管27aを通じて、第1高圧水熱交換器51内の第2高圧管27bに流入する。第1高圧水熱交換器51に流入した一次冷媒は、第5給湯ヒートポンプ管95eを通過している給湯用の水との間で熱交換を行うことで、85℃程度まで冷却される(点F)。一次冷媒は、臨界圧力を超えた状態を維持しながら放熱を行うため、連続的に温度変化が生じる。ここで、第1高圧水熱交換器51における一次冷媒と二次冷媒とは対向流形式で流れているため、第1高圧水熱交換器51内の第2高圧管27bの出口近傍では、未だ十分に加熱されていない30℃程度の給湯用の水によって効果的に冷却される。   The primary refrigerant discharged by the high-stage compressor 25 flows into the second high-pressure pipe 27b in the first high-pressure water heat exchanger 51 through the first high-pressure pipe 27a. The primary refrigerant that has flowed into the first high-pressure water heat exchanger 51 is cooled to about 85 ° C. by exchanging heat with the hot-water supply water passing through the fifth hot-water supply heat pump pipe 95e. F). Since the primary refrigerant radiates heat while maintaining a state where the critical pressure is exceeded, the temperature continuously changes. Here, since the primary refrigerant and the secondary refrigerant in the first high-pressure water heat exchanger 51 are flowing in a counterflow manner, they are still near the outlet of the second high-pressure pipe 27b in the first high-pressure water heat exchanger 51. It is cooled effectively by water for hot water supply of about 30 ° C. that is not sufficiently heated.

第1高圧水熱交換器51を通過した一次冷媒は、第3高圧管27cを通じて、第2高圧水熱交換器52内の第4高圧管27dに流入する。第2高圧水熱交換器52に流入した一次冷媒は、第2高圧側分岐路68bを通過している暖房用二次冷媒としての水との間で熱交換を行うことで、35℃程度まで冷却される(点G)。ここで、第2高圧水熱交換器52における一次冷媒と二次冷媒とは対向流形式で流れているため、第2高圧水熱交換器52内の第4高圧管27dの出口近傍では、ラジエータ61で放熱して冷えた状態の30℃程度の二次冷媒によって効果的に冷却される。   The primary refrigerant that has passed through the first high-pressure water heat exchanger 51 flows into the fourth high-pressure pipe 27d in the second high-pressure water heat exchanger 52 through the third high-pressure pipe 27c. The primary refrigerant that has flowed into the second high-pressure water heat exchanger 52 exchanges heat with water as a secondary refrigerant for heating that passes through the second high-pressure side branch 68b, so that the temperature becomes approximately 35 ° C. It is cooled (point G). Here, since the primary refrigerant and the secondary refrigerant in the second high-pressure water heat exchanger 52 are flowing in a counterflow manner, in the vicinity of the outlet of the fourth high-pressure pipe 27d in the second high-pressure water heat exchanger 52, the radiator 61 is effectively cooled by the secondary refrigerant of about 30 ° C. in a state of being cooled by releasing heat.

第2高圧水熱交換器52を通過した一次冷媒は、第5高圧管27eを通じて、第3高圧水熱交換器53内の第6高圧管27fに流入する。第3高圧水熱交換器53に流入した一次冷媒は、第3給湯ヒートポンプ管95cを通過している給湯用の水との間で熱交換を行うことで、さらに冷却され、30℃程度となる(点H)。ここで、第3高圧水熱交換器53における一次冷媒と二次冷媒とは対向流形式で流れているため、第3高圧水熱交換器53内の第6高圧管27fの出口近傍では、貯湯タンク91において混ざり合うことで市水の温度からわずかに上昇した程度である20℃程度の給湯用の水によって効果的に冷却される。そして、第3高圧水熱交換器53を通過した一次冷媒は、第7高圧管27gを通じて第3高圧ポイントHに到達する。   The primary refrigerant that has passed through the second high-pressure water heat exchanger 52 flows into the sixth high-pressure pipe 27f in the third high-pressure water heat exchanger 53 through the fifth high-pressure pipe 27e. The primary refrigerant that has flowed into the third high-pressure water heat exchanger 53 is further cooled to about 30 ° C. by exchanging heat with water for hot water passing through the third hot water supply heat pump pipe 95c. (Point H). Here, since the primary refrigerant and the secondary refrigerant in the third high-pressure water heat exchanger 53 flow in a counterflow manner, hot water storage is performed in the vicinity of the outlet of the sixth high-pressure pipe 27 f in the third high-pressure water heat exchanger 53. By mixing in the tank 91, it is effectively cooled by hot water supply water of about 20 ° C., which is a level slightly raised from the temperature of city water. The primary refrigerant that has passed through the third high-pressure water heat exchanger 53 reaches the third high-pressure point H through the seventh high-pressure pipe 27g.

ここでは、高圧水熱交換器50が3つの熱交換器に別れており、高圧水熱交換器50を流れる一次冷媒が両臨界状態であるために放熱過程において温度変化が生じており、かつ、暖房回路60を循環する二次冷媒としての水の温度変化範囲(30℃〜65℃)が給湯回路90における給湯用の水の温度変化範囲(20℃〜90℃)に含まれている。そして、この温度分布に対応させるように、高段側圧縮機25が吐出する一次冷媒のうち比較的高温状態である一次冷媒との熱交換および比較的低温状態である一次冷媒との熱交換、を給湯用の熱交換に割り当てて、中間温度状態である一次冷媒との熱交換を、暖房用の二次冷媒との熱交換に割り当てている。これにより、一次冷媒と給湯用の水との熱交換だけでなく一次冷媒と暖房用の水との熱交換のいずれにおいても、熱交換を行う流体同士の温度差を小さく抑えることができ、熱交換効率を向上させることができている。   Here, the high-pressure water heat exchanger 50 is divided into three heat exchangers, and since the primary refrigerant flowing through the high-pressure water heat exchanger 50 is in a bicritical state, a temperature change occurs in the heat dissipation process, and The temperature change range (30 ° C. to 65 ° C.) of water as a secondary refrigerant circulating in the heating circuit 60 is included in the temperature change range (20 ° C. to 90 ° C.) of hot water for the hot water supply circuit 90. And, in order to correspond to this temperature distribution, heat exchange with the primary refrigerant in a relatively high temperature state and heat exchange with the primary refrigerant in a relatively low temperature state among the primary refrigerants discharged from the high-stage compressor 25, Is assigned to heat exchange for hot water supply, and heat exchange with the primary refrigerant in the intermediate temperature state is assigned to heat exchange with the secondary refrigerant for heating. As a result, not only in heat exchange between the primary refrigerant and water for hot water supply but also in heat exchange between the primary refrigerant and water for heating, the temperature difference between the fluids that perform heat exchange can be kept small, The exchange efficiency can be improved.

第3高圧ポイントHに到達した一次冷媒は、第8高圧管27hを通じて膨張弁5a側に向かう流れと、インジェクション路70側に向かう流れと、に分流される。ここでの分流程度は、制御部11が、インジェクション膨張弁73の弁開度を調節することにより制御される。インジェクション路70側に分流された一次冷媒は、第1インジェクション管72を通じた後、インジェクション膨張弁73において減圧され、23℃程度まで一次冷媒の温度が下がる(点Q)。   The primary refrigerant that has reached the third high pressure point H is divided into a flow toward the expansion valve 5a and a flow toward the injection path 70 through the eighth high pressure pipe 27h. The degree of the diversion here is controlled by the control unit 11 adjusting the valve opening degree of the injection expansion valve 73. The primary refrigerant that is diverted to the injection passage 70 side is reduced in pressure at the injection expansion valve 73 after passing through the first injection pipe 72, and the temperature of the primary refrigerant is lowered to about 23 ° C. (point Q).

インジェクション膨張弁73において減圧された一次冷媒は、第2インジェクション管74を通じて、エコノマイザ熱交換器7内の第3インジェクション管75に流入する。エコノマイザ熱交換器7に流入した一次冷媒は、第9高圧管27iを流れる30℃程度の一次冷媒との間で熱交換を行い、27℃程度まで加熱される(点R)。   The primary refrigerant decompressed in the injection expansion valve 73 flows into the third injection pipe 75 in the economizer heat exchanger 7 through the second injection pipe 74. The primary refrigerant that has flowed into the economizer heat exchanger 7 exchanges heat with the primary refrigerant of about 30 ° C. flowing through the ninth high-pressure pipe 27i, and is heated to about 27 ° C. (point R).

エコノマイザ熱交換器7内の第3インジェクション管75を通過した27℃程度の一次冷媒は、第4インジェクション管76を通じて、上述したインジェクション合流点Dにおいて、中間圧管23を流れている一次冷媒と合流する。   The primary refrigerant of about 27 ° C. that has passed through the third injection pipe 75 in the economizer heat exchanger 7 joins with the primary refrigerant flowing through the intermediate pressure pipe 23 at the injection junction D described above through the fourth injection pipe 76. .

第3高圧ポイントHに到達した一次冷媒のうち、インジェクション路70側に流れていかない30℃程度の一次冷媒は、第8高圧管27hを通じて、エコノマイザ熱交換器7内の第9高圧管27iに流入する。エコノマイザ熱交換器7内の第9高圧管27iに流入した30℃程度の一次冷媒は、上述したように、第3インジェクション管75を流れる27℃程度の一次冷媒との間で熱交換を行うことで、25℃程度までさらに冷却される(点I)。エコノマイザ熱交換器7内の第9高圧管27iを通過した一次冷媒は、第10高圧管27jを通じて第4高圧ポイントIに到達する。   Of the primary refrigerant that has reached the third high pressure point H, the primary refrigerant of about 30 ° C. that does not flow to the injection passage 70 side flows into the ninth high pressure pipe 27i in the economizer heat exchanger 7 through the eighth high pressure pipe 27h. To do. As described above, the primary refrigerant that has flowed into the ninth high-pressure pipe 27i in the economizer heat exchanger 7 exchanges heat with the primary refrigerant that flows through the third injection pipe 75 at about 27 ° C. Then, it is further cooled to about 25 ° C. (point I). The primary refrigerant that has passed through the ninth high-pressure pipe 27i in the economizer heat exchanger 7 reaches the fourth high-pressure point I through the tenth high-pressure pipe 27j.

第4高圧ポイントIに到達した一次冷媒は、一次バイパス80側に向かう流れと、第11高圧管27k側に向かう流れと、に分流される。ここでの分流程度は、制御部11が、一次バイパス膨張弁5bの弁開度を制御することにより調節される。第11高圧管27kを流れた一次冷媒は、一次冷媒間熱交換器8内の第12高圧管27lに流入する。一次冷媒間熱交換器8内の第12高圧管27lに流入した25℃程度の一次冷媒は、第4低圧管20dを流れる−3℃程度の一次冷媒との間で熱交換を行い、20℃程度まで冷却される(点J)。   The primary refrigerant that has reached the fourth high-pressure point I is divided into a flow toward the primary bypass 80 and a flow toward the eleventh high-pressure tube 27k. The degree of diversion here is adjusted by the control unit 11 controlling the valve opening degree of the primary bypass expansion valve 5b. The primary refrigerant that has flowed through the eleventh high-pressure pipe 27k flows into the twelfth high-pressure pipe 27l in the primary refrigerant heat exchanger 8. The primary refrigerant that has flowed into the twelfth high-pressure pipe 271 in the primary inter-refrigerant heat exchanger 8 exchanges heat with the primary refrigerant that flows through the fourth low-pressure pipe 20d to about -3 ° C. Cool to the extent (point J).

一次冷媒間熱交換器8内の第12高圧管12を通過した一次冷媒は、第13高圧管27mを通じて、膨張弁5aまで流れる。膨張弁5aでは、制御部11によって弁開度が調節されることで、通過する一次冷媒の減圧程度が調節され、通過した一次冷媒の冷媒圧力が下がり、冷媒温度も−3℃程度まで下がる(点K)。ここでは、一次冷媒は、制御部11による減圧程度の調節によって、臨界圧力以下の圧力となるまで減圧され、気液二相状態となる。   The primary refrigerant that has passed through the twelfth high-pressure pipe 12 in the primary inter-refrigerant heat exchanger 8 flows to the expansion valve 5a through the thirteenth high-pressure pipe 27m. In the expansion valve 5a, the degree of decompression of the primary refrigerant that passes through is adjusted by adjusting the valve opening degree by the control unit 11, the refrigerant pressure of the primary refrigerant that passes through decreases, and the refrigerant temperature also decreases to about -3 ° C ( Point K). Here, the primary refrigerant is depressurized to a pressure equal to or lower than the critical pressure by adjusting the degree of depressurization by the control unit 11, and enters a gas-liquid two-phase state.

なお、ヒートポンプ回路10では、一次冷媒をエコノマイザ熱交換器7によって冷却させるだけでなく、さらに一次冷媒間熱交換器8によって冷却させることができる。そして、一次冷媒間熱交換器8を流れる一次冷媒の冷却において、ヒートポンプ回路10において最も低い温度の一次冷媒が流れている低段側圧縮機21の吸入側の一次冷媒を用いることができる。これにより、膨張弁5aを通過する一次冷媒の密度を上げることができ、ヒートポンプ回路10における一次冷媒の循環量を増大させることができている。   In the heat pump circuit 10, the primary refrigerant can be cooled not only by the economizer heat exchanger 7 but also by the primary refrigerant heat exchanger 8. In the cooling of the primary refrigerant flowing through the primary inter-refrigerant heat exchanger 8, the primary refrigerant on the suction side of the low-stage compressor 21 in which the primary refrigerant having the lowest temperature flows in the heat pump circuit 10 can be used. Thereby, the density of the primary refrigerant passing through the expansion valve 5a can be increased, and the circulation amount of the primary refrigerant in the heat pump circuit 10 can be increased.

膨張弁5aを通過した一次冷媒は、第1低圧管20aを通じて、第3低圧ポイントMまで流れていき、第6低圧管20fを流れてくる一次冷媒と合流する(点M)。   The primary refrigerant that has passed through the expansion valve 5a flows to the third low-pressure point M through the first low-pressure pipe 20a, and joins the primary refrigerant that flows through the sixth low-pressure pipe 20f (point M).

第4高圧ポイントIに到達した一次冷媒のうち、第11高圧管27k側に流れていかない25℃程度の一次冷媒は、一次バイパス80側に流れていき、第14高圧管27nを通じて、一次バイパス膨張弁5bまで流れていく。一次バイパス膨張弁5bは、制御部11によって弁開度が調節されることで、通過する一次冷媒の減圧程度が調節され、通過した一次冷媒の冷媒圧力が下がり、冷媒温度も−3℃程度まで下がる(点L)。ここでも、点Kと同様に、一次冷媒は、制御部11による減圧程度の調節によって、臨界圧力以下の圧力となるまで減圧され、気液二相状態となる。   Of the primary refrigerant that has reached the fourth high-pressure point I, the primary refrigerant of about 25 ° C. that does not flow to the eleventh high-pressure pipe 27k side flows to the primary bypass 80 side, and the primary bypass expansion through the fourteenth high-pressure pipe 27n. It flows to the valve 5b. The primary bypass expansion valve 5b is adjusted by the control unit 11 so that the degree of pressure reduction of the primary refrigerant passing through is adjusted, the refrigerant pressure of the primary refrigerant passing through is lowered, and the refrigerant temperature is also about -3 ° C. Lower (point L). Here, similarly to the point K, the primary refrigerant is depressurized to a pressure equal to or lower than the critical pressure by adjusting the depressurization degree by the control unit 11, and becomes a gas-liquid two-phase state.

一次バイパス膨張弁5bを通過した一次冷媒は、第6低圧管20fを通じて、第3低圧ポイントMまで流れていき、上述した第1低圧管20aを通じて流れてきた一次冷媒と合流する(点M)。   The primary refrigerant that has passed through the primary bypass expansion valve 5b flows through the sixth low-pressure pipe 20f to the third low-pressure point M, and merges with the primary refrigerant that has flowed through the first low-pressure pipe 20a described above (point M).

第3低圧ポイントMで合流した−3℃程度の一次冷媒は、第2低圧管20bを通じて、蒸発器4に流入する。蒸発器4に流入した一次冷媒は、蒸発器4に対してファン4fによって積極的に供給される空気との間で熱交換を行う。蒸発器4での熱交換によって、気液二相状態の−3℃程度の一次冷媒は、温度を一定に維持したままで蒸発して(潜熱変化を行って)乾き度が増大していき、飽和状態に近い状態となる(点N)。   The primary refrigerant of about −3 ° C. joined at the third low pressure point M flows into the evaporator 4 through the second low pressure pipe 20b. The primary refrigerant that has flowed into the evaporator 4 exchanges heat with the air that is actively supplied to the evaporator 4 by the fan 4f. By the heat exchange in the evaporator 4, the primary refrigerant in a gas-liquid two-phase state of about −3 ° C. evaporates while maintaining the temperature constant (by changing the latent heat), and the dryness increases. A state close to saturation is reached (point N).

蒸発器4を通過した一次冷媒は、第3低圧管20cを通じて、一次冷媒間熱交換器8内の第4低圧管20dに流入する。一次冷媒間熱交換器8内の第4低圧管20dを流れる−3℃程度の一次冷媒は、上述したように、第12高圧管27lを流れる25℃程度の一次冷媒との間で熱交換を行うことで、22℃程度まで加熱され、過熱度がついた状態となる(点A)。   The primary refrigerant that has passed through the evaporator 4 flows into the fourth low-pressure pipe 20d in the primary inter-refrigerant heat exchanger 8 through the third low-pressure pipe 20c. As described above, the primary refrigerant flowing through the fourth low-pressure pipe 20d in the inter-primary refrigerant heat exchanger 8 exchanges heat with the primary refrigerant of about 25 ° C. flowing through the twelfth high-pressure pipe 27l. By carrying out, it will be heated to about 22 degreeC and will be in the state with the degree of superheat (point A).

一次冷媒間熱交換器8内の第4低圧管20dを通過した一次冷媒は、過熱状態となって、低段側圧縮機21に吸入される。   The primary refrigerant that has passed through the fourth low-pressure pipe 20d in the primary refrigerant heat exchanger 8 becomes overheated and is sucked into the low-stage compressor 21.

ヒートポンプ回路10では、以上のようにして、一次冷媒が循環している。   In the heat pump circuit 10, the primary refrigerant circulates as described above.

<1−3>暖房回路60の運転
ラジエータ61が設置された空間を暖めるために、ラジエータ61には、65℃程度の二次冷媒としての水が供給されるように、制御部11が制御を行っている。
<1-3> Operation of heating circuit 60 In order to warm the space in which the radiator 61 is installed, the control unit 11 performs control so that water as a secondary refrigerant at about 65 ° C. is supplied to the radiator 61. Is going.

以下、暖房用の二次冷媒の温度分布状態について、1つの具体例を挙げつつ説明する。   Hereinafter, the temperature distribution state of the secondary refrigerant for heating will be described with one specific example.

ラジエータ61内を通過しながら放熱をした暖房用の二次冷媒としての水は、ラジエータ61の性能および暖房負荷の程度にもよるが、35℃程度の温度に下がって、暖房戻り管66を通じて、暖房分岐ポイントXまで流れていく。   The water as the secondary refrigerant for heating that has dissipated heat while passing through the radiator 61 drops to a temperature of about 35 ° C., depending on the performance of the radiator 61 and the degree of the heating load, and passes through the heating return pipe 66. It flows to the heating branch point X.

暖房分岐ポイントXでは、中間圧側分岐路67に向かう流れと、高圧側分岐路68側に向かう流れとに分けられる。   The heating branch point X is divided into a flow toward the intermediate pressure side branch 67 and a flow toward the high pressure side branch 68.

暖房分岐ポイントXから中間圧側分岐路67側に向けて流れた二次冷媒は、第1中間圧側分岐路67aを通じて、中間圧水熱交換器40内の第2中間圧側分岐路67bに流入していく。中間圧水熱交換器40内の第2中間圧側分岐路67bを流れる二次冷媒は、上述したように、第2中間圧管23bを通過する一次冷媒によって加熱されることで、30℃程度の二次冷媒の温度が65℃程度まで上げられる。なお、上述したように、中間圧水熱交換器40内での一次冷媒と二次冷媒とは対向流形式で流れているため、中間圧水熱交換器40内の第2中間圧側分岐路67bの出口近傍は、比較的高温である90℃程度の一次冷媒によって効率的に加熱される。そして、中間圧水熱交換器40内の第2中間圧側分岐路67bを通過して65℃程度まで暖められた二次冷媒は、第3中間圧側分岐路67cを通過して、暖房合流ポイントYまで流れていく。   The secondary refrigerant that flows from the heating branch point X toward the intermediate pressure side branch path 67 side flows into the second intermediate pressure side branch path 67b in the intermediate pressure water heat exchanger 40 through the first intermediate pressure side branch path 67a. Go. As described above, the secondary refrigerant flowing through the second intermediate pressure side branch passage 67b in the intermediate pressure water heat exchanger 40 is heated by the primary refrigerant passing through the second intermediate pressure pipe 23b, so The temperature of the secondary refrigerant is raised to about 65 ° C. Note that, as described above, the primary refrigerant and the secondary refrigerant in the intermediate pressure water heat exchanger 40 flow in a counterflow manner, and thus the second intermediate pressure side branch path 67b in the intermediate pressure water heat exchanger 40. The vicinity of the outlet is efficiently heated by a primary refrigerant of about 90 ° C., which is a relatively high temperature. Then, the secondary refrigerant that has passed through the second intermediate pressure side branch passage 67b in the intermediate pressure water heat exchanger 40 and has been warmed to about 65 ° C. passes through the third intermediate pressure side branch passage 67c and passes through the heating junction point Y. It will flow to.

暖房分岐ポイントXから高圧側分岐路68側に向けて流れた二次冷媒は、第1高圧側分岐路68aを通じて、第2高圧水熱交換器52内の第2高圧側分岐路68bに流入していく。第2高圧水熱交換器52内の第2高圧側分岐路68bを流れる二次冷媒は、上述したように、第4高圧管27dを通過する一次冷媒によって加熱されることで、30℃程度の二次冷媒の温度が65℃程度まで上げられる。なお、上述したように、第2高圧水熱交換器52内での一次冷媒と二次冷媒とは対向流形式で流れているため、第2高圧水熱交換器52内の第2高圧側分岐路68bの出口近傍は、比較的高温である85℃程度の一次冷媒によって効率的に加熱される。そして、第2高圧水熱交換器52内の第2高圧側分岐路68bを通過して65℃程度まで暖められた二次冷媒は、第3高圧側分岐路68cを通過して、暖房合流ポイントYまで流れていく。   The secondary refrigerant that has flowed from the heating branch point X toward the high pressure side branch path 68 side flows into the second high pressure side branch path 68b in the second high pressure water heat exchanger 52 through the first high pressure side branch path 68a. To go. As described above, the secondary refrigerant flowing through the second high-pressure side branch 68b in the second high-pressure water heat exchanger 52 is heated by the primary refrigerant passing through the fourth high-pressure pipe 27d, so that the temperature of about 30 ° C. The temperature of the secondary refrigerant is raised to about 65 ° C. Note that, as described above, the primary refrigerant and the secondary refrigerant in the second high-pressure water heat exchanger 52 flow in a counterflow manner, and therefore the second high-pressure side branch in the second high-pressure water heat exchanger 52. The vicinity of the outlet of the path 68b is efficiently heated by a primary refrigerant of about 85 ° C., which is a relatively high temperature. Then, the secondary refrigerant that has passed through the second high-pressure side branch path 68b in the second high-pressure water heat exchanger 52 and has been warmed to about 65 ° C. passes through the third high-pressure side branch path 68c and passes through the heating junction point. It flows to Y.

暖房合流ポイントYでは、第3中間圧側分岐路67cを通過してきた二次冷媒と、第3高圧側分岐路68cを通過してきた二次冷媒と、が合流する。なお、制御部11が、暖房混合弁64における、中間圧側分岐路67側の弁開度と高圧側分岐路68側の弁開度とを調節することにより、中間圧側分岐路67側を流れる二次冷媒の流量と高圧側分岐路68側を流れる二次冷媒の流量とを調節することができる。これにより、制御部11は、暖房回路60を循環している二次冷媒が中間圧水熱交換器40側で加熱される程度と第2高圧水熱交換器52側で加熱される程度との比率を調節しつつ、暖房ポンプ63を通過する二次冷媒の流量を調節することで、暖房合流ポイントYにおいて合流した二次冷媒の温度がラジエータ61において要求される温度となるように制御することができる。   At the heating junction Y, the secondary refrigerant that has passed through the third intermediate pressure side branch 67c and the secondary refrigerant that has passed through the third high pressure side branch 68c merge. The control unit 11 adjusts the valve opening degree on the intermediate pressure side branch path 67 side and the valve opening degree on the high pressure side branch path 68 side in the heating mixing valve 64 so that the two flowing through the intermediate pressure side branch path 67 side. The flow rate of the secondary refrigerant and the flow rate of the secondary refrigerant flowing through the high-pressure side branch path 68 can be adjusted. As a result, the control unit 11 determines that the secondary refrigerant circulating in the heating circuit 60 is heated on the intermediate pressure water heat exchanger 40 side and heated on the second high pressure water heat exchanger 52 side. By controlling the flow rate of the secondary refrigerant passing through the heating pump 63 while adjusting the ratio, the temperature of the secondary refrigerant joined at the heating junction Y is controlled to be the temperature required by the radiator 61. Can do.

このようにして、暖房合流ポイントYにおいて合流した65℃程度まで加熱された二次冷媒は、暖房往き管65を通じてラジエータ61まで供給される。暖房回路60では、以上のようにして二次冷媒が循環している。   In this way, the secondary refrigerant heated to about 65 ° C. joined at the heating junction Y is supplied to the radiator 61 through the heating forward pipe 65. In the heating circuit 60, the secondary refrigerant circulates as described above.

<1−4>給湯回路90の運転
貯湯タンク91内に90℃程度のお湯を溜められるように、制御部11は、給湯ポンプ92の流量制御を行っている。
<1-4> Operation of Hot Water Supply Circuit 90 The control unit 11 controls the flow rate of the hot water supply pump 92 so that hot water of about 90 ° C. can be stored in the hot water storage tank 91.

以下、給湯用の水の温度分布状態について、1つの具体例を挙げつつ説明する。   Hereinafter, the temperature distribution state of hot water supply water will be described with one specific example.

市水が流入した貯湯タンク91の下方の比較的低温の水は、20℃程度の温度で給湯ヒートポンプ管95に向けて流れていく。   The relatively low temperature water below the hot water storage tank 91 into which the city water has flowed flows toward the hot water supply heat pump pipe 95 at a temperature of about 20 ° C.

第1給湯ヒートポンプ管95aおよび第2給湯ヒートポンプ管95bを通過した20℃程度の給湯用の水は、第3高圧水熱交換器53内の第3給湯ヒートポンプ管95cに流入していく。第3高圧水熱交換器53内の第3給湯ヒートポンプ管95cを流れる給湯用の水は、上述したように、第3高圧水熱交換器53内の第6高圧管27fを通過する35℃程度の一次冷媒によって加熱されることで、20℃程度の給湯用の水の温度が30℃程度まで上げられる。なお、上述したように、第3高圧水熱交換器53内での一次冷媒と二次冷媒とは対向流形式で流れているため、第3高圧水熱交換器53内の第3給湯ヒートポンプ管95cの出口近傍は、比較的高温である35℃程度の一次冷媒によって効率的に加熱される。   The hot water supply water at about 20 ° C. that has passed through the first hot water supply heat pump pipe 95 a and the second hot water supply heat pump pipe 95 b flows into the third hot water supply heat pump pipe 95 c in the third high-pressure water heat exchanger 53. As described above, the water for hot water flowing through the third hot water supply heat pump pipe 95c in the third high pressure water heat exchanger 53 passes through the sixth high pressure pipe 27f in the third high pressure water heat exchanger 53 at about 35 ° C. When heated by the primary refrigerant, the temperature of water for hot water supply at about 20 ° C. is raised to about 30 ° C. Note that, as described above, the primary refrigerant and the secondary refrigerant in the third high-pressure water heat exchanger 53 flow in a counterflow manner, and thus the third hot water supply heat pump pipe in the third high-pressure water heat exchanger 53. The vicinity of the outlet of 95c is efficiently heated by the primary refrigerant at a relatively high temperature of about 35 ° C.

第3高圧水熱交換器53において30℃程度に暖められた給湯用の水は、第4給湯ヒートポンプ管95dを通過して、第1高圧水熱交換器51内の第5給湯ヒートポンプ管95eに流入する。第1高圧水熱交換器51内の第5給湯ヒートポンプ管95eを流れる給湯用の水は、上述したように、第1高圧水熱交換器51内の第2高圧管27bを通過する90℃程度の一次冷媒によって加熱されることで、30℃程度の給湯用の水の温度が90℃程度まで上げられる。なお、上述したように、第1高圧水熱交換器51内での一次冷媒と二次冷媒とは対向流形式で流れているため、第1高圧水熱交換器51内の第5給湯ヒートポンプ管95eの出口近傍は、比較的高温である90℃程度の一次冷媒によって効率的に加熱される。   The hot-water supply water heated to about 30 ° C. in the third high-pressure water heat exchanger 53 passes through the fourth hot-water supply heat pump pipe 95d and enters the fifth hot-water supply heat pump pipe 95e in the first high-pressure water heat exchanger 51. Inflow. As described above, the hot-water supply water flowing through the fifth hot-water supply heat pump pipe 95e in the first high-pressure water heat exchanger 51 passes through the second high-pressure pipe 27b in the first high-pressure water heat exchanger 51 at about 90 ° C. When heated by the primary refrigerant, the temperature of the hot water supply at about 30 ° C. is raised to about 90 ° C. Note that, as described above, the primary refrigerant and the secondary refrigerant in the first high-pressure water heat exchanger 51 flow in a counterflow manner, and thus the fifth hot water supply heat pump pipe in the first high-pressure water heat exchanger 51. The vicinity of the outlet of 95e is efficiently heated by a primary refrigerant of about 90 ° C., which is a relatively high temperature.

第1高圧水熱交換器51において90℃程度まで加熱された給湯用の水は、第6給湯ヒートポンプ管95fを通過して、貯湯タンク91の上方に流入する。   The hot water supply water heated to about 90 ° C. in the first high-pressure water heat exchanger 51 passes through the sixth hot water supply heat pump pipe 95 f and flows into the hot water storage tank 91.

このようにして、給湯回路90を給湯用の水が循環することで、貯湯タンク91内に溜められている給湯用の水の温度を上げていくことができる。   Thus, the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank 91 can be raised by circulating the hot water in the hot water supply circuit 90.

<1−5>二次冷媒温度統一制御
上述のように、ヒートポンプ回路10については、制御部11は、暖房回路60の暖房負荷だけでなく給湯回路90の給湯負荷にも対応することができるような熱量を各回路に供給できるようにしつつ、サイクル効率をできるだけ良好に保つことができるように運転している。なお、暖房回路60については、具体的には、制御部11は、中間圧水熱交換器40に流れ込む一次冷媒の温度が、中間圧水熱交換器40に流れ込む暖房用の二次冷媒の温度よりも高温となるようにしつつ、第2高圧水熱交換器52に流れ込む一次冷媒の温度が、第2高圧水熱交換器52に流れ込む暖房用の二次冷媒の温度よりも高温となるようにしつつ、中間圧水熱交換器40に流れ込む一次冷媒の温度および第2高圧水熱交換器52に流れ込む一次冷媒の温度のいずれもが、ラジエータ61において要求される温度より高い温度となるように、低段側圧縮機21、高段側圧縮機25および膨張弁5a等の制御を行っている。
<1-5> Secondary Refrigerant Temperature Unified Control As described above, with respect to the heat pump circuit 10, the control unit 11 can cope with not only the heating load of the heating circuit 60 but also the hot water supply load of the hot water supply circuit 90. The operation is carried out so that the cycle efficiency can be kept as good as possible while supplying a sufficient amount of heat to each circuit. In addition, about the heating circuit 60, specifically, the control part 11 is the temperature of the secondary refrigerant | coolant for heating which the temperature of the primary refrigerant | coolant which flows in into the intermediate pressure water heat exchanger 40 flows into the intermediate pressure water heat exchanger 40. The temperature of the primary refrigerant flowing into the second high-pressure water heat exchanger 52 is set to be higher than the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing into the second high-pressure water heat exchanger 52. However, the temperature of the primary refrigerant flowing into the intermediate-pressure water heat exchanger 40 and the temperature of the primary refrigerant flowing into the second high-pressure water heat exchanger 52 are both higher than the temperature required by the radiator 61. Control of the low stage side compressor 21, the high stage side compressor 25, the expansion valve 5a, etc. is performed.

そして、制御部11は、低段側圧縮機21の目標吐出温度がラジエータ61において要求される温度よりも高温となるようにしつつ、高段側圧縮機25の目標吐出温度から第1高圧水熱交換器51通過時に放出する熱を差し引いた後の温度がラジエータ61において要求される温度よりも高温となるように、制御を行っている。また、制御部11は、蒸発器4の設置環境に基づいて蒸発温度を定めた上で低段側圧縮機21の圧縮比と高段側圧縮機25の圧縮比ができるだけ小さな圧縮比で同等となるように、制御を行っている。そして、これらの目的に沿うように、制御部11は、具体的には、ヒートポンプ回路10の低段側圧縮機21、高段側圧縮機25、膨張弁5a、インジェクション膨張弁73、一次バイパス膨張弁5b、および、ファン4fの制御を行っている。なお、制御部11は、一次冷媒の温度が高温になりすぎると、熱交換を行っている暖房用の二次冷媒が流れる管内壁面や、熱交換を行っている給湯用の水の管内壁面に、スケール(湯垢等)が生じてしまうおそれがあるため、一次冷媒の温度が所定の高温制限値以下となるように制御される。   Then, the control unit 11 makes the first high-pressure water heat from the target discharge temperature of the high-stage compressor 25 while making the target discharge temperature of the low-stage compressor 21 higher than the temperature required in the radiator 61. Control is performed so that the temperature after subtracting the heat released when passing through the exchanger 51 is higher than the temperature required in the radiator 61. In addition, the control unit 11 determines the evaporation temperature based on the installation environment of the evaporator 4 and equalizes the compression ratio of the low-stage compressor 21 and the compression ratio of the high-stage compressor 25 with the smallest possible compression ratio. Control is performed so as to be. In order to meet these purposes, the control unit 11 specifically includes the low-stage compressor 21, the high-stage compressor 25, the expansion valve 5a, the injection expansion valve 73, and the primary bypass expansion of the heat pump circuit 10. Control of the valve 5b and the fan 4f is performed. In addition, when the temperature of the primary refrigerant becomes too high, the control unit 11 applies to the inner wall surface of the pipe through which the secondary refrigerant for heating that performs heat exchange flows or the inner wall surface of the water for hot water supply that performs heat exchange. Since scales (scales, etc.) may occur, the temperature of the primary refrigerant is controlled to be equal to or lower than a predetermined high temperature limit value.

以上のヒートポンプ回路10側のサイクル効率の良好な運転状態をできるだけ維持することができるようにしつつ、制御部11は、暖房回路60の第3中間圧側分岐路67cを流れる二次冷媒の温度および第3高圧側分岐路68cを流れる二次冷媒の温度が同じ温度となるように、二次冷媒温度統一制御を行っている。そして、制御部11は、単に第3中間圧側分岐路67cを流れる二次冷媒の温度と第3高圧側分岐路68cを流れる二次冷媒の温度とが統一されるように制御を行うだけでなく、その統一される温度がラジエータ61において要求されている温度と一致するように制御を行う。具体的には、制御部11は、暖房混合弁64の混合比率を制御することで中間圧側分岐路67を流れる暖房用の二次冷媒の流量と高圧側分岐路68を流れる暖房用の二次冷媒の流量との比率を調節する混合比率制御と、暖房ポンプ63の流量を制御することでラジエータ61に供給する暖房用の二次冷媒の流量を調節する流量制御と、によって、ラジエータ61において要求されている温度において統一させる。   While making it possible to maintain the above-described operation state with good cycle efficiency on the heat pump circuit 10 side as much as possible, the control unit 11 controls the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third intermediate pressure side branch path 67c of the heating circuit 60 and the first temperature. The secondary refrigerant temperature unified control is performed so that the temperature of the secondary refrigerant flowing through the three high-pressure side branch paths 68c becomes the same temperature. The control unit 11 not only performs control so that the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third intermediate pressure side branch 67c and the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third high pressure side branch 68c are unified. The control is performed so that the unified temperature coincides with the temperature required in the radiator 61. Specifically, the control unit 11 controls the mixing ratio of the heating mixing valve 64 to control the flow rate of the secondary refrigerant for heating that flows through the intermediate pressure side branch passage 67 and the secondary for heating that flows through the high pressure side branch passage 68. Requested in the radiator 61 by mixing ratio control for adjusting the ratio with the flow rate of the refrigerant, and flow rate control for adjusting the flow rate of the secondary refrigerant for heating supplied to the radiator 61 by controlling the flow rate of the heating pump 63. Unify at the specified temperature.

第3中間圧側分岐路67cを流れる暖房用の二次冷媒の温度と、第3高圧側分岐路68cを流れる暖房用の二次冷媒の温度と、を同じ温度とするために、制御部11は、中間圧側分岐路温度センサ67Tが検知する温度と、高圧側分岐路温度センサ68Tが検知する温度と、のうち低温側の二次冷媒の流量が下がって高温側の二次冷媒の流量が上がるように、暖房混合弁64の制御を行う。これにより、低温側の二次冷媒については、流量が下げられることで流速が遅くなり、二次冷媒が一次冷媒との熱交換において一次冷媒からの熱を受ける時間を長くすることができ、温度が上がることになる。他方、高温側の二次冷媒については、流量が上げられることで流速が早くなり、二次冷媒が一次冷媒との熱交換において一次冷媒からの熱を受ける時間を短くすることができ、温度が下がることになる。このようにして、第3中間圧側分岐路67cを流れる暖房用の二次冷媒の温度と、第3高圧側分岐路68cを流れる暖房用の二次冷媒の温度と、は、その差が小さくなっていくことになる。   In order to make the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing through the third intermediate pressure side branch passage 67c the same as the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing through the third high pressure side branch passage 68c, the control unit 11 Of the temperature detected by the intermediate pressure side branch temperature sensor 67T and the temperature detected by the high pressure side branch temperature sensor 68T, the flow rate of the secondary refrigerant on the low temperature side decreases and the flow rate of the secondary refrigerant on the high temperature side increases. Thus, the heating mixing valve 64 is controlled. As a result, for the secondary refrigerant on the low temperature side, the flow rate is lowered by reducing the flow rate, and the time during which the secondary refrigerant receives heat from the primary refrigerant in the heat exchange with the primary refrigerant can be lengthened. Will go up. On the other hand, for the secondary refrigerant on the high temperature side, the flow rate is increased by increasing the flow rate, and the time during which the secondary refrigerant receives heat from the primary refrigerant in the heat exchange with the primary refrigerant can be shortened, and the temperature is increased. Will go down. Thus, the difference between the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing through the third intermediate pressure side branch passage 67c and the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing through the third high pressure side branch passage 68c becomes small. It will follow.

なお、ここで、ラジエータ61において要求される温度とは、以下に述べるように、ある一定の幅を持った温度の値をいう。   Here, the temperature required in the radiator 61 refers to a temperature value having a certain range as described below.

暖房回路60では、ユーザが必要とする暖房用の二次冷媒のラジエータ61での放熱量を設定入力することができる。そして、制御部11は、ユーザが要求するラジエータ61での放熱量を確保することができるように、暖房混合弁64と暖房ポンプ63とを制御する。具体的には、ラジエータ61において要求される放熱量を確保する制御として、暖房ポンプ63を通過する暖房用の二次冷媒の流量を増大させつつ暖房用の二次冷媒の温度を低めに抑える場合や、暖房ポンプ63を通過する暖房用の二次冷媒の流量を減少させつつ暖房用の二次冷媒の温度を高めにする場合等がある。すなわち、同一の熱量を確保する場合において、暖房ポンプ63の流量をある値まで増大させた場合に暖房用の二次冷媒の温度として必要となる温度は、暖房ポンプ63の流量をこのある値より少なくした場合に暖房用の二次冷媒の温度として必要となる温度よりも、低い温度となる。反対に、同一の熱量を確保する場合において、暖房ポンプ63の流量を他の値まで減少させた場合に暖房用の二次冷媒の温度として必要となる温度は、暖房ポンプ63の流量をこの他の値より多くした場合に暖房用の二次冷媒の温度として必要となる温度よりも、高い温度となる。さらに、ラジエータ61に供給される二次冷媒の温度は、ラジエータ61が設置されている周囲の空間の空気を暖めることを目的としているために、ラジエータ61の周囲温度(ラジエータ温度センサ61Tで検知される温度)よりも高温である必要がある。ラジエータ61において要求される温度とは、このようにラジエータ温度センサ61Tで検知される温度より高温であって、ラジエータ61において要求される放熱量を確保できる流量の範囲に対応する温度幅を持っている。なお、さらにラジエータ61自体の放熱性能を反映させて温度幅を限定してもよい。   In the heating circuit 60, the amount of heat released by the radiator 61 for the secondary refrigerant for heating required by the user can be set and input. And the control part 11 controls the heating mixing valve 64 and the heating pump 63 so that the thermal radiation amount with the radiator 61 which a user requests | requires can be ensured. Specifically, as control for securing the amount of heat radiation required in the radiator 61, when the flow rate of the secondary refrigerant for heating passing through the heating pump 63 is increased and the temperature of the secondary refrigerant for heating is kept low. In some cases, the temperature of the secondary refrigerant for heating is increased while the flow rate of the secondary refrigerant for heating passing through the heating pump 63 is decreased. That is, in the case where the same amount of heat is ensured, the temperature required as the temperature of the secondary refrigerant for heating when the flow rate of the heating pump 63 is increased to a certain value, the flow rate of the heating pump 63 is less than this certain value. When the temperature is decreased, the temperature becomes lower than the temperature required as the temperature of the secondary refrigerant for heating. On the contrary, when the same amount of heat is ensured, the temperature required as the temperature of the secondary refrigerant for heating when the flow rate of the heating pump 63 is reduced to another value is the same as the flow rate of the heating pump 63. When the value is larger than the above value, the temperature becomes higher than the temperature required as the temperature of the secondary refrigerant for heating. Further, the temperature of the secondary refrigerant supplied to the radiator 61 is detected by the ambient temperature of the radiator 61 (the radiator temperature sensor 61T) because the purpose is to warm the air in the surrounding space where the radiator 61 is installed. Temperature). The temperature required in the radiator 61 is higher than the temperature detected by the radiator temperature sensor 61T in this way, and has a temperature range corresponding to the flow rate range in which the amount of heat radiation required in the radiator 61 can be secured. Yes. Further, the temperature range may be limited by reflecting the heat radiation performance of the radiator 61 itself.

暖房往き管65をラジエータ61に向けて流れる暖房用の二次冷媒の温度は、中間圧側分岐路67を流れてきた暖房用の二次冷媒と、高圧側分岐路68を流れてきた暖房用の二次冷媒と、が暖房合流ポイントYにおいて合流した後の温度である。   The temperature of the secondary refrigerant for heating that flows toward the radiator 61 through the heating forward pipe 65 is equal to the secondary refrigerant for heating that has flowed through the intermediate pressure side branch path 67 and the heating secondary refrigerant that has flowed through the high pressure side branch path 68. The temperature after the secondary refrigerant merges at the heating merge point Y.

このため、第3中間圧側分岐路67cを流れる二次冷媒の温度と、第3高圧側分岐路68cを流れる二次冷媒の温度と、が同じ温度となっている場合には、暖房合流ポイントYにおいて合流した後の二次冷媒の温度も合流前の温度と同じ温度となり、ラジエータ61に向けて供給される暖房用の二次冷媒の温度となる。   For this reason, when the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third intermediate pressure side branch path 67c and the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third high pressure side branch path 68c are the same temperature, the heating confluence point Y The temperature of the secondary refrigerant after merging is also the same as the temperature before merging, and is the temperature of the secondary refrigerant for heating supplied toward the radiator 61.

(熱量増大処理)
上記二次冷媒温度統一制御を行いつつ、二次冷媒温度統一制御によって統一された温度が、ラジエータ61において要求される温度に満たない場合には、制御部11は、暖房ポンプ63の流量を下げる熱量増大制御を行う。
(Energy increase processing)
When the temperature unified by the secondary refrigerant temperature unified control is less than the temperature required in the radiator 61 while performing the secondary refrigerant temperature unified control, the control unit 11 reduces the flow rate of the heating pump 63. Perform heat increase control.

これにより、中間圧側分岐路67を流れている二次冷媒の流速と、高圧側分岐路68を流れている二次冷媒の流速と、のいずれの流速についても下げることができる。これにより、中間圧側分岐路67を流れている二次冷媒が一次冷媒から熱を受ける時間も、高圧側分岐路68を流れている二次冷媒が一次冷媒から熱を受ける時間も、いずれの時間も長くすることができる。これにより、第3中間圧側分岐路67cを流れる暖房用の二次冷媒の温度と、第3高圧側分岐路68cを流れる暖房用の二次冷媒の温度と、をラジエータ61において要求される温度において統一させることができ、ラジエータ61における熱負荷に対応することができるようになる。   Thereby, it is possible to decrease both the flow rate of the secondary refrigerant flowing through the intermediate pressure side branch passage 67 and the flow rate of the secondary refrigerant flowing through the high pressure side branch passage 68. As a result, both the time for which the secondary refrigerant flowing through the intermediate pressure side branch passage 67 receives heat from the primary refrigerant and the time for the secondary refrigerant flowing through the high pressure side branch passage 68 to receive heat from the primary refrigerant are selected. Can also be long. As a result, the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing through the third intermediate pressure side branch passage 67c and the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing through the third high pressure side branch passage 68c are set at the temperatures required by the radiator 61. Therefore, the heat load on the radiator 61 can be dealt with.

(熱量低減処理)
上記二次冷媒温度統一制御を行いつつ、二次冷媒温度統一制御によって統一された温度が、ラジエータ61において要求される温度を超えてしまう場合には、制御部11は、暖房ポンプ63の流量を上げる熱量減少制御を行う。
(Heat reduction processing)
When the temperature unified by the secondary refrigerant temperature unified control exceeds the temperature required in the radiator 61 while performing the secondary refrigerant temperature unified control, the controller 11 controls the flow rate of the heating pump 63. Control to reduce the amount of heat.

これにより、中間圧側分岐路67を流れている二次冷媒の流速と、高圧側分岐路68を流れている二次冷媒の流速と、のいずれの流速についても上げることができる。これにより、中間圧側分岐路67を流れている二次冷媒が一次冷媒から熱を受ける時間も、高圧側分岐路68を流れている二次冷媒が一次冷媒から熱を受ける時間も、いずれの時間も短く抑えることができる。これにより、第3中間圧側分岐路67cを流れる暖房用の二次冷媒の温度と、第3高圧側分岐路68cを流れる暖房用の二次冷媒の温度と、をラジエータ61において要求される温度において統一させることができ、ラジエータ61における熱負荷に対応することができるようになる。   Thereby, it is possible to increase both the flow velocity of the secondary refrigerant flowing through the intermediate pressure side branch passage 67 and the flow velocity of the secondary refrigerant flowing through the high pressure side branch passage 68. As a result, both the time for which the secondary refrigerant flowing through the intermediate pressure side branch passage 67 receives heat from the primary refrigerant and the time for the secondary refrigerant flowing through the high pressure side branch passage 68 to receive heat from the primary refrigerant are selected. Can also be kept short. As a result, the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing through the third intermediate pressure side branch passage 67c and the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing through the third high pressure side branch passage 68c are set at the temperatures required by the radiator 61. Therefore, the heat load on the radiator 61 can be dealt with.

<1−6>第1実施形態の特徴
第1実施形態のヒートポンプシステム1では、制御部11は、第3中間圧側分岐路67cを流れる二次冷媒の温度と第3高圧側分岐路68cを流れる二次冷媒の温度とが統一されるように制御を行っている。ここで、第3中間圧側分岐路67cを流れる二次冷媒および第3高圧側分岐路68cを流れる二次冷媒は、いずれもラジエータ61まで到達するまでの間、より低い温度である周囲に対して放熱をしてしまい、放熱ロスが生じる。しかし、第1実施形態のヒートポンプシステム1では、第3中間圧側分岐路67cを流れる二次冷媒の温度だけでなく、第3高圧側分岐路68cを流れる二次冷媒の温度についても、高くなりすぎない温度とすることができ、周囲温度との差異を小さく抑えることができる。このため、第3中間圧側分岐路67cを流れる二次冷媒の温度だけでなく、第3高圧側分岐路68cを流れる二次冷媒の温度についても、周囲への放熱ロスを小さく抑えることができている。
<1-6> Features of First Embodiment In the heat pump system 1 of the first embodiment, the control unit 11 flows through the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third intermediate pressure side branch passage 67c and the third high pressure side branch passage 68c. Control is performed so that the temperature of the secondary refrigerant is unified. Here, the secondary refrigerant flowing through the third intermediate pressure side branch passage 67c and the secondary refrigerant flowing through the third high pressure side branch passage 68c both have a lower temperature until they reach the radiator 61. Heat is dissipated, resulting in heat dissipation loss. However, in the heat pump system 1 of the first embodiment, not only the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third intermediate pressure side branch 67c but also the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third high pressure side branch 68c becomes too high. The difference from the ambient temperature can be kept small. For this reason, not only the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third intermediate pressure side branch passage 67c but also the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third high pressure side branch passage 68c can suppress the heat dissipation loss to the surroundings. Yes.

さらに、制御部11は、第3中間圧側分岐路67cを流れる二次冷媒の温度と第3高圧側分岐路68cを流れる二次冷媒の温度とが、ラジエータ61において要求されている温度において統一されるように制御を行っている。このため、暖房合流ポイントYにおいて合流した後の暖房用の二次冷媒の温度がラジエータ61において要求される温度になるように加熱もしくは冷却することによる温度調節を行う必要が無い。これにより、このような温度調節ヒータもしくはクーラを不要にすることができている。   Further, the control unit 11 unifies the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third intermediate pressure side branch passage 67c and the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third high pressure side branch passage 68c at the temperature required in the radiator 61. Control is performed so that For this reason, it is not necessary to perform temperature adjustment by heating or cooling so that the temperature of the secondary refrigerant for heating after merging at the heating merging point Y becomes the temperature required by the radiator 61. Thereby, such a temperature control heater or a cooler can be made unnecessary.

なお、第1実施形態のヒートポンプシステム1におけるヒートポンプ回路10では、高段側圧縮機25が吸入する一次冷媒は、中間圧水熱交換器40を通過する際に暖房用の二次冷媒によって冷却され、インジェクション路70を流れてくる一次冷媒によってもさらに冷却されている。このため、高段側圧縮機25が吸入する一次冷媒の密度を上げることができ、ヒートポンプ回路10の効率を向上させることができる。   In the heat pump circuit 10 in the heat pump system 1 of the first embodiment, the primary refrigerant sucked by the high stage compressor 25 is cooled by the secondary refrigerant for heating when passing through the intermediate pressure water heat exchanger 40. The primary refrigerant flowing through the injection passage 70 is further cooled. For this reason, the density of the primary refrigerant sucked by the high-stage compressor 25 can be increased, and the efficiency of the heat pump circuit 10 can be improved.

さらに、高段側圧縮機25に吸入される一次冷媒を冷やすことで暖房用の二次冷媒が得る熱は、ラジエータ61における暖房負荷に利用することができる。   Furthermore, the heat obtained by the secondary refrigerant for heating by cooling the primary refrigerant sucked into the high-stage compressor 25 can be used for the heating load in the radiator 61.

また、給湯用の水を要求される水温に上げるために必要な熱を高圧水熱交換器50を流れる一次冷媒から得た場合であっても、なお高圧水熱交換器50を流れる一次冷媒の温度が暖房用の二次冷媒を加熱できる温度範囲となっている。このため、ヒートポンプ回路10の運転効率を良好にすることができる範囲内において、高圧水熱交換器50の一部である第2高圧水熱交換器52を流れる一次冷媒の熱を暖房用の二次冷媒を加熱するために有効利用することができている。これにより、ヒートポンプ回路10の運転効率を良好にしつつ、高圧水熱交換器50を流れる一次冷媒の熱を有効利用することができている。   Further, even when the heat necessary for raising the hot water supply water to the required water temperature is obtained from the primary refrigerant flowing through the high-pressure water heat exchanger 50, the primary refrigerant flowing through the high-pressure water heat exchanger 50 still remains. The temperature is in a temperature range in which the secondary refrigerant for heating can be heated. For this reason, within the range in which the operation efficiency of the heat pump circuit 10 can be improved, the heat of the primary refrigerant flowing through the second high-pressure water heat exchanger 52 that is a part of the high-pressure water heat exchanger 50 is heated. It can be effectively used to heat the secondary refrigerant. As a result, the heat of the primary refrigerant flowing through the high-pressure water heat exchanger 50 can be effectively utilized while improving the operation efficiency of the heat pump circuit 10.

また、例えば、暖房用の二次冷媒もしくは給湯用の水を、中間圧水熱交換器40で暖めた後に高圧水熱交換器50でさらに暖めようとする場合には、高圧水熱交換器50に流入しようとする暖房用の二次冷媒もしくは給湯用の水はすでに暖められているため、高圧水熱交換器50を流れる一次冷媒の有する熱を十分に有効利用することができない。すなわち、モリエル線図上で一次冷媒の放熱工程におけるエンタルピ変化を十分にとることができない。同様に、暖房用の二次冷媒もしくは給湯用の水を、高圧水熱交換器50で暖めた後に中間圧水熱交換器40で暖めようとする場合には、中間圧水熱交換器40に流入しようとする暖房用の二次冷媒もしくは給湯用の水はすでに暖められているため、中間圧水熱交換器40を流れる一次冷媒の有する熱を十分に利用することができず、多段圧縮形式のヒートポンプ回路10の運転効率を向上させることが困難になる場合がある。これに対して、第1実施形態のヒートポンプシステム1では、ヒートポンプ回路10において、ラジエータ61において冷やされた二次冷媒を分割して、中間圧側分岐路67を通過させつつ中間圧水熱交換器40で行う加熱と、高圧側分岐路68を通過させつつ第2高圧水熱交換器52で行う加熱と、に分けられている。これにより、ラジエータ61で冷やされた後であって未だ暖められていない状態の二次冷媒を中間圧水熱交換器40および第2高圧水熱交換器52に供給することができる。これにより、高段側圧縮機25が吸入する一次冷媒の冷却効果を向上させつつ、中間圧管23を流れる一次冷媒の熱を十分に有効利用することができている。   For example, when the secondary refrigerant for heating or the water for hot water supply is heated by the intermediate pressure water heat exchanger 40 and then further heated by the high pressure water heat exchanger 50, the high pressure water heat exchanger 50 is used. Since the secondary refrigerant for heating or the water for hot water supply that is about to flow into the water has already been warmed, the heat of the primary refrigerant flowing through the high-pressure water heat exchanger 50 cannot be used effectively. That is, the enthalpy change in the heat release process of the primary refrigerant cannot be sufficiently taken on the Mollier diagram. Similarly, when the secondary refrigerant for heating or the water for hot water supply is heated by the intermediate pressure water heat exchanger 40 after being heated by the high pressure water heat exchanger 50, the intermediate pressure water heat exchanger 40 is used. Since the secondary refrigerant for heating or the water for hot water supply to be inflowed is already warmed, the heat of the primary refrigerant flowing through the intermediate pressure water heat exchanger 40 cannot be fully utilized, and the multistage compression type It may be difficult to improve the operation efficiency of the heat pump circuit 10. On the other hand, in the heat pump system 1 of the first embodiment, in the heat pump circuit 10, the secondary refrigerant cooled in the radiator 61 is divided, and the intermediate pressure water heat exchanger 40 is passed through the intermediate pressure side branch passage 67. And heating performed by the second high-pressure water heat exchanger 52 while passing through the high-pressure side branch 68. As a result, the secondary refrigerant that has been cooled by the radiator 61 and has not yet been heated can be supplied to the intermediate-pressure water heat exchanger 40 and the second high-pressure water heat exchanger 52. As a result, the heat of the primary refrigerant flowing through the intermediate pressure pipe 23 can be sufficiently effectively utilized while improving the cooling effect of the primary refrigerant sucked by the high-stage compressor 25.

<2>第2実施形態
第2実施形態のヒートポンプシステム201は、図4に示すように、第1実施形態のヒートポンプシステム1において一次バイパス80(第14高圧管27n、一次バイパス膨張弁5b、第6低圧管20f)が設けられることなく、循環する一次冷媒の全てが一次冷媒間熱交換器8を通過するシステムである。他の構成は上記第1実施形態における構成と同様であるため説明を省略する。
<2> Second Embodiment As shown in FIG. 4, the heat pump system 201 of the second embodiment includes a primary bypass 80 (fourteenth high-pressure pipe 27 n, primary bypass expansion valve 5 b, first bypass) in the heat pump system 1 of the first embodiment. 6 is a system in which all of the circulating primary refrigerant passes through the primary inter-refrigerant heat exchanger 8 without providing the low pressure pipe 20f). Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

ヒートポンプ回路10を循環する一次冷媒の全てを一次冷媒間熱交換器8において熱交換させても能力および効率に問題が生じにくい使用環境の場合には、部品点数を削減ができるだけでなく、一次バイパス膨張弁5bの制御が不要になる。   In the use environment where it is difficult to cause problems in capacity and efficiency even if all of the primary refrigerant circulating in the heat pump circuit 10 is subjected to heat exchange in the primary refrigerant heat exchanger 8, not only the number of parts can be reduced, but also the primary bypass. Control of the expansion valve 5b becomes unnecessary.

<3>第3実施形態
第3実施形態のヒートポンプシステム301は、図5に示すように、中間圧管23に対する一次冷媒のインジェクションが行われず、中間圧管23を流れる一次冷媒の冷却は中間圧水熱交換器40において全て行われるシステムである。すなわち、第3実施形態のヒートポンプシステム301は、第1実施形態のヒートポンプシステム1において、エコノマイザ熱交換器7、インジェクション路70(インジェクション膨張弁73、第1インジェクション管72、第2インジェクション管74、第3インジェクション管75、第4インジェクション管76)、第8高圧管27h、第9高圧管27i、第10高圧管27j、第3中間圧管23c、および、第4中間圧管23dが設けられることなく、代わりに第33中間圧管323cおよび第38高圧管327hが設けられたシステムである。第33中間圧管323cは、中間圧水熱交換器40内の第2中間圧管23bと、高段側圧縮機25の吸入側とを接続している。第38高圧管327hは、第3高圧水熱交換器53内の第6高圧管27fと、第4高圧ポイントIとを接続している。他の構成は上記第1実施形態における構成と同様であるため説明を省略する。
<3> Third Embodiment As shown in FIG. 5, in the heat pump system 301 of the third embodiment, the primary refrigerant is not injected into the intermediate pressure pipe 23, and the cooling of the primary refrigerant flowing through the intermediate pressure pipe 23 is performed by intermediate pressure water heat. This is a system that is performed entirely in the exchanger 40. That is, the heat pump system 301 of the third embodiment is similar to the heat pump system 1 of the first embodiment in that the economizer heat exchanger 7 and the injection path 70 (the injection expansion valve 73, the first injection pipe 72, the second injection pipe 74, the first 3 injection pipe 75, fourth injection pipe 76), eighth high pressure pipe 27h, ninth high pressure pipe 27i, tenth high pressure pipe 27j, third intermediate pressure pipe 23c, and fourth intermediate pressure pipe 23d are provided instead. And a 33rd intermediate pressure pipe 323c and a 38th high pressure pipe 327h. The 33rd intermediate pressure pipe 323c connects the second intermediate pressure pipe 23b in the intermediate pressure water heat exchanger 40 and the suction side of the high-stage compressor 25. The thirty-eighth high pressure pipe 327h connects the sixth high pressure pipe 27f in the third high pressure hydrothermal exchanger 53 and the fourth high pressure point I. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

このヒートポンプシステム301では、高段側圧縮機25が吸入する冷媒が湿り状態となってしまうほど冷却される状態を回避することができ、部品点数を少なく抑えて回路構成を単純化させることができる。   In this heat pump system 301, it is possible to avoid a state where the refrigerant sucked by the high-stage compressor 25 is so cooled that the refrigerant becomes wet, and the circuit configuration can be simplified by reducing the number of components. .

また、このヒートポンプシステム301では、インジェクション路70が設けられていないため、中間圧水熱交換器40を通過する一次冷媒の温度が二次冷媒温度統一制御によって低下し過ぎたとしても、高段側圧縮機25が吸入する一次冷媒が湿り状態とならない範囲で高圧水熱交換器50に向かう一次冷媒の量を増大させることができるようになる。   Moreover, in this heat pump system 301, since the injection path 70 is not provided, even if the temperature of the primary refrigerant passing through the intermediate pressure water heat exchanger 40 is excessively lowered by the secondary refrigerant temperature unified control, the higher stage side It becomes possible to increase the amount of the primary refrigerant toward the high-pressure water heat exchanger 50 within a range in which the primary refrigerant sucked by the compressor 25 does not become wet.

<4>第4実施形態
第4実施形態のヒートポンプシステム401は、図6に示すように、インジェクション路70側への分岐がエコノマイザ熱交換器7の下流側に配置されたシステムである。すなわち、第4実施形態のヒートポンプシステム401は、第1実施形態のヒートポンプシステム1において、第3高圧ポイントHの代わりに第43高圧ポイント4Hを、第7高圧管27gの代わりに第47高圧管427gを、第8高圧管27hの代わりに第48高圧管427hを、第9高圧管27iの代わりに第49高圧管427iを、第10高圧管27jの代わりに第410高圧管427jを、それぞれ設けたシステムである。第43高圧ポイント4Hは、ヒートポンプ回路10における一次冷媒の流れ方向において、エコノマイザ熱交換器7の下流側であって第4高圧ポイントIの上流側に設けられており、インジェクション路70が分岐している。第47高圧管427gは、第3高圧水熱交換器53内の第6高圧管27fと、エコノマイザ熱交換器7内の第48高圧管427hと、を接続している。第49高圧管427iは、エコノマイザ熱交換器7内の第48高圧管427hと、第43高圧ポイント4Hと、を接続している。第410高圧管427jは、第43高圧ポイント4Hと、第4高圧ポイントIと、を接続している。他の構成は上記第1実施形態における構成と同様であるため説明を省略する。
<4> Fourth Embodiment A heat pump system 401 according to a fourth embodiment is a system in which a branch to the injection path 70 side is arranged on the downstream side of the economizer heat exchanger 7 as shown in FIG. That is, in the heat pump system 401 of the fourth embodiment, in the heat pump system 1 of the first embodiment, the 43rd high pressure point 4H is replaced with the third high pressure point H, and the 47th high pressure tube 427g is replaced with the seventh high pressure pipe 27g. 48th high-pressure pipe 427h instead of the eighth high-pressure pipe 27h, 49th high-pressure pipe 427i instead of the ninth high-pressure pipe 27i, and 410th high-pressure pipe 427j instead of the tenth high-pressure pipe 27j, respectively. System. The 43rd high pressure point 4H is provided downstream of the economizer heat exchanger 7 and upstream of the fourth high pressure point I in the flow direction of the primary refrigerant in the heat pump circuit 10, and the injection path 70 branches off. Yes. The 47th high pressure pipe 427g connects the sixth high pressure pipe 27f in the third high pressure water heat exchanger 53 and the 48th high pressure pipe 427h in the economizer heat exchanger 7. The 49th high pressure pipe 427i connects the 48th high pressure pipe 427h in the economizer heat exchanger 7 and the 43rd high pressure point 4H. The 410th high pressure pipe 427j connects the 43rd high pressure point 4H and the fourth high pressure point I. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

このヒートポンプシステム401では、第1実施形態のヒートポンプシステム1のインジェクション路70を流れる一次冷媒と比較して、インジェクション路70を流れる一次冷媒の温度をより低温にすることができるため、インジェクション合流ポイントDでの冷却効果を向上させることができる。   In this heat pump system 401, the temperature of the primary refrigerant flowing through the injection path 70 can be made lower than that of the primary refrigerant flowing through the injection path 70 of the heat pump system 1 of the first embodiment. The cooling effect can be improved.

<5−1>第5実施形態
第5実施形態のヒートポンプシステム501は、図7に示すように、第1実施形態のヒートポンプシステム1において第3高圧水熱交換器53を取り除いたシステムである。すなわち、第5実施形態のヒートポンプシステム501は、第1実施形態のヒートポンプシステム1において、第2給湯ヒートポンプ管95b、第3給湯ヒートポンプ管95c、第4給湯ヒートポンプ管95dの代わりに第52給湯ヒートポンプ管595bを、第5高圧管27e、第6高圧管27f、第7高圧管27gの代わりに第55高圧管527eを、それぞれ設けたシステムである。ここでは、第1実施形態のヒートポンプシステム1において用いられている給湯中間温度センサ95Tが不要になっている。なお、第52給湯ヒートポンプ管595bは、給湯ポンプ92と、第1高圧水熱交換器51内の第5給湯ヒートポンプ管95eの給湯用の水の流れにおける上流側端部と、を接続している。第55高圧管527eは、第2高圧水熱交換器52内の第4高圧管27dの一次冷媒の流れ方向における下流側端部と、第3高圧ポイントHと、を接続している。他の構成は上記第1実施形態における構成と同様であるため説明を省略する。
<5-1> Fifth Embodiment A heat pump system 501 of the fifth embodiment is a system in which the third high-pressure water heat exchanger 53 is removed from the heat pump system 1 of the first embodiment, as shown in FIG. That is, the heat pump system 501 of the fifth embodiment is the same as the heat pump system 1 of the first embodiment, except that the second hot water supply heat pump pipe 95b, the third hot water supply heat pump pipe 95c, and the fourth hot water supply heat pump pipe 95d are replaced with the 52nd hot water supply heat pump pipe. 595b is a system in which a 55th high-pressure pipe 527e is provided instead of the fifth high-pressure pipe 27e, the sixth high-pressure pipe 27f, and the seventh high-pressure pipe 27g. Here, the hot water supply intermediate temperature sensor 95T used in the heat pump system 1 of the first embodiment is not necessary. The 52nd hot water supply heat pump pipe 595b connects the hot water supply pump 92 and the upstream end of the fifth hot water supply heat pump pipe 95e in the first high pressure water heat exchanger 51 in the flow of hot water. . The 55th high-pressure pipe 527e connects the downstream side end in the flow direction of the primary refrigerant in the fourth high-pressure pipe 27d in the second high-pressure water heat exchanger 52 and the third high-pressure point H. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

このヒートポンプシステム501では、例えば、貯湯タンク91内に蓄えられている給湯用の水の温度が上昇しており、給湯入水温度センサ94Tが検知する給湯用の水の温度が、第2高圧水熱交換器52内の第4高圧管27dの出口を通過する一次冷媒の温度よりも高い場合であっても、第3高圧ポイントHに向かう一次冷媒を暖めてしまうことがなく、給湯用の水を冷やしてしまうことがない。このため、給湯負荷が小さい状況においても、効率の良い運転が可能となっている。   In the heat pump system 501, for example, the temperature of hot water stored in the hot water storage tank 91 is rising, and the temperature of the hot water detected by the hot water incoming temperature sensor 94T is the second high-pressure water heat. Even when the temperature of the primary refrigerant passing through the outlet of the fourth high-pressure pipe 27d in the exchanger 52 is higher than that of the primary refrigerant toward the third high-pressure point H, the water for hot water supply is not heated. There is no cooling. For this reason, efficient operation is possible even in a situation where the hot water supply load is small.

<5―2>第5実施形態の変形例
(A)
図8に示すように、上記第5実施形態のヒートポンプシステム501において、第4実施形態で説明したインジェクション路470を適用しつつ、第47高圧管427gの代わりに上述の第55高圧管527eを用いたヒートポンプシステム501Aとしてもよい。
<5-2> Modified example (A) of the fifth embodiment
As shown in FIG. 8, in the heat pump system 501 of the fifth embodiment, the 55th high-pressure pipe 527e is used instead of the 47th high-pressure pipe 427g while applying the injection path 470 described in the fourth embodiment. The heat pump system 501A may be used.

この場合には、さらに第4実施形態のヒートポンプシステム401に類似した効果を得ることができる。   In this case, an effect similar to that of the heat pump system 401 of the fourth embodiment can be obtained.

(B)
図9に示すように、上記第5実施形態のヒートポンプシステム501において、第3実施形態で説明したようにインジェクション路70を削除しつつ、上述の第55高圧管527eの接続先を第4高圧ポイントIとしたヒートポンプシステム501Bとしてもよい。
(B)
As shown in FIG. 9, in the heat pump system 501 of the fifth embodiment, the connection destination of the 55th high pressure pipe 527e is changed to the fourth high pressure point while the injection path 70 is deleted as described in the third embodiment. It is good also as the heat pump system 501B made into I.

この場合には、さらに第3実施形態のヒートポンプシステム301に類似した効果を得ることができる。   In this case, an effect similar to that of the heat pump system 301 of the third embodiment can be obtained.

(C)
図10に示すように、上記第5実施形態の変形例(B)のヒートポンプシステム501Bにおいて、第2実施形態で説明したように一次バイパス80を削除したヒートポンプシステム501Cとしてもよい。
(C)
As shown in FIG. 10, in the heat pump system 501B of the modification (B) of the fifth embodiment, a heat pump system 501C may be used in which the primary bypass 80 is deleted as described in the second embodiment.

この場合には、さらに第2実施形態のヒートポンプシステム201に類似した効果を得ることができる。   In this case, an effect similar to that of the heat pump system 201 of the second embodiment can be obtained.

<6−1>第6実施形態
第6実施形態のヒートポンプシステム601は、図11に示すように、インジェクション路70を有していない第3実施形態のヒートポンプシステム301において、気液分離インジェクション路630を設けたシステムである。気液分離インジェクション路630は、分離前気液管631、気液分離器632、分離後液管633、分離後気管634、分離後気管開閉弁635、および、気液分離膨張弁605を有している。分離前気液管631は、第3低圧ポイントMから気液分離器632の上方の気相空間まで伸びている。気液分離器632は、分離前気液管631から流れ込んでくる一次冷媒を上方空間における気相領域と、下方空間における液相領域と、に分離する。分離後液管633は、気液分離器632の液相領域に存在している一次冷媒を気液分離膨張弁605まで導く。気液分離膨張弁605では、通過する一次冷媒の圧力をさらに下げる。分離後気管634は、気液分離器632の気相領域に存在している一次冷媒をインジェクション合流ポイントDまで導く。分離後気管開閉弁635は、分離後気管634における一次冷媒の通過を許可する状態もしくは許可しない状態とを切り換えることができる。他の構成は上記第1実施形態における構成と同様であるため説明を省略する。
<6-1> Sixth Embodiment As shown in FIG. 11, the heat pump system 601 of the sixth embodiment is a gas-liquid separation injection path 630 in the heat pump system 301 of the third embodiment that does not have the injection path 70. This is a system with The gas-liquid separation injection path 630 includes a pre-separation gas-liquid pipe 631, a gas-liquid separator 632, a post-separation liquid pipe 633, a post-separation air pipe 634, a post-separation tracheal opening / closing valve 635, and a gas-liquid separation expansion valve 605. ing. The pre-separation gas-liquid pipe 631 extends from the third low pressure point M to the gas phase space above the gas-liquid separator 632. The gas-liquid separator 632 separates the primary refrigerant flowing from the pre-separation gas-liquid pipe 631 into a gas phase region in the upper space and a liquid phase region in the lower space. The post-separation liquid pipe 633 guides the primary refrigerant existing in the liquid phase region of the gas-liquid separator 632 to the gas-liquid separation expansion valve 605. In the gas-liquid separation expansion valve 605, the pressure of the passing primary refrigerant is further lowered. The post-separation trachea 634 guides the primary refrigerant existing in the gas phase region of the gas-liquid separator 632 to the injection confluence point D. The post-separation tracheal opening / closing valve 635 can switch between a state where the passage of the primary refrigerant in the post-separation trachea 634 is permitted or a state where it is not permitted. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

このヒートポンプシステム601では、膨張弁5aおよび/または一次バイパス膨張弁5bにおける一次冷媒の減圧は、中間圧管23を流れる一次冷媒と同等の臨界圧力より低い圧力まで下げられることで、気液二相状態となる。このうち液状態の一次冷媒は、気液分離膨張弁605において低圧管20を流れる一次冷媒の圧力まで下げられる。そして、分離後気管634は気液分離器632の気相領域から伸びているため、分離後気管634には、液状態の一次冷媒が混ざり込みにくく、気体状態の一次冷媒が流れることになる。これにより、インジェクション合流ポイントDで中間圧管23を流れる一次冷媒と合流した後において、高段側圧縮機25が吸入する一次冷媒が湿り状態になりにくい。これにより、高段側圧縮機25が吸入する冷媒密度を高めて効率を上げつつ、高段側圧縮機25での液圧縮を防止することが可能になっている。なお、膨張弁5aにおける一次冷媒の減圧では、低圧管20を流れている一次冷媒の圧力まで下げられることなく、中間圧管23を流れている一次冷媒の圧力の程度までしか下げられない。このため、分離後気管634を流れる一次冷媒の温度が下がり過ぎることによって生じうる高段側圧縮機25の液圧縮の発生を抑制することができる。また、中間圧水熱交換器40を通過する一次冷媒の温度が二次冷媒温度統一制御によって低下し過ぎたとしても、高段側圧縮機25が吸入する一次冷媒が湿り状態とならない範囲で高圧水熱交換器50に向かう一次冷媒の量を増大させることができるようになる。   In this heat pump system 601, the decompression of the primary refrigerant in the expansion valve 5a and / or the primary bypass expansion valve 5b is reduced to a pressure lower than the critical pressure equivalent to the primary refrigerant flowing through the intermediate pressure pipe 23, thereby causing a gas-liquid two-phase state. It becomes. Of these, the primary refrigerant in the liquid state is lowered to the pressure of the primary refrigerant flowing through the low pressure pipe 20 in the gas-liquid separation expansion valve 605. Since the post-separation trachea 634 extends from the gas phase region of the gas-liquid separator 632, the liquid primary refrigerant hardly mixes into the post-separation trachea 634, and the gaseous primary refrigerant flows. Thereby, after joining with the primary refrigerant flowing through the intermediate pressure pipe 23 at the injection joining point D, the primary refrigerant sucked by the high-stage compressor 25 is unlikely to become wet. Accordingly, it is possible to prevent liquid compression in the high-stage compressor 25 while increasing efficiency by increasing the density of refrigerant sucked by the high-stage compressor 25. Note that when the primary refrigerant in the expansion valve 5a is depressurized, the pressure is reduced only to the level of the primary refrigerant flowing through the intermediate pressure pipe 23 without being lowered to the pressure of the primary refrigerant flowing through the low pressure pipe 20. For this reason, generation | occurrence | production of the liquid compression of the high stage side compressor 25 which may arise when the temperature of the primary refrigerant | coolant which flows through the after-separation trachea 634 falls too much can be suppressed. Further, even if the temperature of the primary refrigerant passing through the intermediate pressure water heat exchanger 40 is excessively lowered by the secondary refrigerant temperature unified control, the primary refrigerant sucked by the high-stage compressor 25 has a high pressure within a range that does not become wet. The amount of the primary refrigerant going to the water heat exchanger 50 can be increased.

<6―2>第6実施形態の変形例
(A)
図12に示すように、上記第6実施形態のヒートポンプシステム601において、第5実施形態で説明したように第3高圧水熱交換器53を有していないヒートポンプシステム601Aとしてもよい。他の構成は上記第1実施形態における構成と同様であるため説明を省略する。
<6-2> Modified example (A) of the sixth embodiment
As shown in FIG. 12, the heat pump system 601 of the sixth embodiment may be a heat pump system 601A that does not have the third high-pressure water heat exchanger 53 as described in the fifth embodiment. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

<7>第7実施形態
第7実施形態のヒートポンプシステム701は、図13に示すように、第1実施形態のヒートポンプシステム1においてインジェクション合流ポイントDの位置を、低段側圧縮機21の吐出側と中間圧水熱交換器40内の第2中間圧管23bの下流側端部とを接続する第1中間圧管23aの途中であるインジェクション合流ポイント7Dとしたシステムである。他の構成は上記第1実施形態における構成と同様であるため説明を省略する。
<7> Seventh Embodiment As shown in FIG. 13, the heat pump system 701 of the seventh embodiment is configured so that the position of the injection confluence point D in the heat pump system 1 of the first embodiment is the discharge side of the low-stage compressor 21. And an injection merging point 7D in the middle of the first intermediate pressure pipe 23a connecting the downstream end of the second intermediate pressure pipe 23b in the intermediate pressure water heat exchanger 40. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

このヒートポンプシステム701では、例えば、高段側圧縮機25の吐出冷媒温度として目標温度が得られるように高段側圧縮機25の圧縮比が上げられつつこの高段側圧縮機25の圧縮比と同等の圧縮比で低段側圧縮機21を運転させて駆動効率を上げようとする場合に、低段側圧縮機21の吐出冷媒温度が、中間圧水熱交換器40において加熱される暖房用の二次冷媒にとって高すぎるようになる場合がある。このような場合であっても、インジェクション合流ポイント7Dを第1中間圧管23aの途中に設けることで、暖房用二次冷媒の温度の上がり過ぎを抑制することが可能になる。   In this heat pump system 701, for example, the compression ratio of the high stage compressor 25 is increased while the compression ratio of the high stage compressor 25 is increased so that the target temperature is obtained as the discharge refrigerant temperature of the high stage compressor 25. When heating the low-stage compressor 21 at the same compression ratio to increase the driving efficiency, the refrigerant discharged from the low-stage compressor 21 is heated in the intermediate pressure water heat exchanger 40. May become too high for the secondary refrigerant. Even in such a case, it is possible to suppress an excessive increase in the temperature of the secondary refrigerant for heating by providing the injection junction point 7D in the middle of the first intermediate pressure pipe 23a.

また、このヒートポンプシステム701においても、インジェクション路70を通過してくる一次冷媒がインジェクション合流ポイントDで合流した後であって、中間圧水熱交換器40を通過した後の、高段側圧縮機25が吸入しようとする一次冷媒の温度および圧力を、高段吸入圧力センサ24Pおよび高段吸入温度センサ24Tが検知する値といて、制御部11が把握して、高段側圧縮機25が吸入する一次冷媒が湿り状態になることを抑制する制御を行うことができる。   Also in this heat pump system 701, the high-stage compressor after the primary refrigerant passing through the injection path 70 joins at the injection joining point D and after passing through the intermediate pressure water heat exchanger 40 is also shown. The temperature and pressure of the primary refrigerant to be sucked by 25 are values detected by the high-stage suction pressure sensor 24P and the high-stage suction temperature sensor 24T, and the control unit 11 grasps the temperature and pressure of the primary refrigerant. Control which suppresses that the primary refrigerant | coolant to perform will be in a moist state can be performed.

<8>第8実施形態
第8実施形態のヒートポンプシステム801は、図14に示すように、第1実施形態のヒートポンプシステム1におけるエコノマイザ熱交換器7と一次冷媒間熱交換器8との順序を逆にしたシステムである。すなわち、第8実施形態のヒートポンプシステム801は、第1実施形態のヒートポンプシステム1における第3高圧ポイントHの代わりに第3低圧ポイントMの下流側における第83中間圧ポイント8Hを設け、この第83中間圧ポイント8Hからインジェクション路870を分岐させたシステムである。第810高圧管827jは、第3高圧水熱交換器53内の第6高圧管27fの下流側端部と、第4高圧ポイントIと、を接続している。第87高圧管827gは、第3低圧ポイントMと、第83中間圧ポイント8Hと、を接続している。第88高圧管827hは、第83中間圧ポイント8Hと、エコノマイザ熱交換器7内の第89高圧管827iの上流側端部と、を接続している。他の構成は上記第1実施形態における構成と同様であるため説明を省略する。
<8> Eighth Embodiment As shown in FIG. 14, the heat pump system 801 of the eighth embodiment changes the order of the economizer heat exchanger 7 and the primary inter-refrigerant heat exchanger 8 in the heat pump system 1 of the first embodiment. It is a reversed system. That is, in the heat pump system 801 of the eighth embodiment, an 83rd intermediate pressure point 8H on the downstream side of the third low pressure point M is provided instead of the third high pressure point H in the heat pump system 1 of the first embodiment. In this system, an injection path 870 is branched from the intermediate pressure point 8H. The 810 high-pressure pipe 827j connects the downstream end of the sixth high-pressure pipe 27f in the third high-pressure water heat exchanger 53 and the fourth high-pressure point I. The 87th high pressure pipe 827g connects the third low pressure point M and the 83rd intermediate pressure point 8H. The 88th high pressure pipe 827h connects the 83rd intermediate pressure point 8H and the upstream end of the 89th high pressure pipe 827i in the economizer heat exchanger 7. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

このヒートポンプシステム801では、一次冷媒間熱交換器8では、エコノマイザ熱交換器7で冷やされる前の比較的暖かい一次冷媒によって、低段側圧縮機21が吸入する一次冷媒を暖めることができる。これにより、中間圧水熱交換器40を通過する一次冷媒の温度が二次冷媒温度統一制御によって低下し過ぎたとしても、高段側圧縮機25が吸入する一次冷媒が湿り状態とならない範囲で高圧水熱交換器50に向かう一次冷媒の量を増大させることができるようになる。   In the heat pump system 801, the primary refrigerant heat exchanger 8 can warm the primary refrigerant sucked by the low-stage compressor 21 by the relatively warm primary refrigerant before being cooled by the economizer heat exchanger 7. As a result, even if the temperature of the primary refrigerant passing through the intermediate pressure water heat exchanger 40 is excessively lowered by the secondary refrigerant temperature unified control, the primary refrigerant sucked by the high-stage compressor 25 does not become wet. It becomes possible to increase the amount of the primary refrigerant toward the high-pressure water heat exchanger 50.

<9>第9実施形態
第9実施形態のヒートポンプシステム901は、図15に示すように、第1実施形態のヒートポンプシステム1における第2高圧水熱交換器52においても、給湯用の水を温めるようにしたシステムである。すなわち、第9実施形態のヒートポンプシステム901は、第1実施形態のヒートポンプシステム1における第4給湯ヒートポンプ管95dの代わりに、第95上流接続管995x、第95給湯ヒートポンプ管995d、および、第95下流接続管995yを、それぞれ設け、第95上流接続管995xを通過する給湯用の水の温度を検知する上流接続温度センサ95Txおよび第95下流接続管995yを通過する給湯用の水の温度を検知する下流接続温度センサ95Tyを設けたシステムである。他の構成は上記第1実施形態における構成と同様であるため説明を省略する。
<9> Ninth Embodiment As shown in FIG. 15, the heat pump system 901 of the ninth embodiment warms water for hot water supply also in the second high-pressure water heat exchanger 52 in the heat pump system 1 of the first embodiment. This is the system. That is, in the heat pump system 901 of the ninth embodiment, instead of the fourth hot water supply heat pump pipe 95d in the heat pump system 1 of the first embodiment, the 95th upstream connection pipe 995x, the 95th hot water supply heat pump pipe 995d, and the 95th downstream. A connecting pipe 995y is provided, and an upstream connection temperature sensor 95Tx that detects the temperature of hot water passing through the 95th upstream connecting pipe 995x and a temperature of hot water passing through the 95th downstream connecting pipe 995y are detected. This is a system provided with a downstream connection temperature sensor 95Ty. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

このヒートポンプシステム901では、例えば、第2高圧水熱交換器52において、第4高圧管27dから放出される熱のうち第2高圧側分岐路68bを流れる暖房用の二次冷媒が吸収しきれない熱を、第95給湯ヒートポンプ管995dを流れる給湯用の水が吸収することができるため、第4高圧管27dから放出される熱のロスを小さく抑えて有効利用することができる。また、一次冷媒の有する熱を暖房用の二次冷媒と給湯用の水との両方が同時に受け取る部分が設けられることになるため、給湯用の水を要求される水温まで加熱するのに必要な熱交換器の大きさをコンパクトにすることができる。   In the heat pump system 901, for example, in the second high-pressure water heat exchanger 52, the secondary refrigerant for heating flowing through the second high-pressure side branch 68b out of the heat released from the fourth high-pressure pipe 27d cannot be absorbed. Since water for hot water flowing through the 95th hot water supply heat pump pipe 995d can be absorbed, heat loss released from the fourth high pressure pipe 27d can be suppressed and used effectively. In addition, since a portion where both the secondary refrigerant for heating and the water for hot water supply receive the heat of the primary refrigerant at the same time is provided, it is necessary to heat the water for hot water supply to the required water temperature. The size of the heat exchanger can be made compact.

<10>第10実施形態
第10実施形態のヒートポンプシステム1xは、図16に示すように、第1実施形態のヒートポンプシステム1において、給湯回路90を取り除くようにして構成されたシステムである。すなわち、第14実施形態のヒートポンプシステム5xは、第1実施形態のヒートポンプシステム1における第1高圧水熱交換器51と第3高圧水熱交換器53と給湯回路90とを取り除き、第1高圧管27aと第2高圧管27bと第3高圧管27cの代わりに第14上流高圧管127aを設け、第5高圧管27eと第6高圧管27fと第7高圧管27gの代わりに第14下流高圧管127eを設けシステムである。第14上流高圧管127aは、高段側圧縮機25の吐出側と、第2高圧水熱交換器52内の第4高圧管27dの上流側端部と、を接続している。第14下流高圧管127eは、第2高圧水熱交換器52内の第4高圧管27dの下流側端部と、第3高圧ポイントHと、を接続している。他の構成は上記第1実施形態における構成と同様であるため説明を省略する。
<10> Tenth Embodiment A heat pump system 1x according to a tenth embodiment is a system configured to remove the hot water supply circuit 90 in the heat pump system 1 according to the first embodiment, as shown in FIG. That is, the heat pump system 5x of the fourteenth embodiment removes the first high-pressure water heat exchanger 51, the third high-pressure water heat exchanger 53, and the hot water supply circuit 90 in the heat pump system 1 of the first embodiment, and the first high-pressure pipe The 14th upstream high pressure pipe 127a is provided instead of the 27a, the second high pressure pipe 27b, and the third high pressure pipe 27c, and the 14th downstream high pressure pipe is replaced with the fifth high pressure pipe 27e, the sixth high pressure pipe 27f, and the seventh high pressure pipe 27g. 127e is a system provided. The fourteenth upstream high-pressure pipe 127a connects the discharge side of the high-stage compressor 25 and the upstream end of the fourth high-pressure pipe 27d in the second high-pressure water heat exchanger 52. The fourteenth downstream high-pressure pipe 127e connects the downstream end of the fourth high-pressure pipe 27d in the second high-pressure water heat exchanger 52 and the third high-pressure point H. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

このヒートポンプシステム5xでは、給湯回路90が設けられていない場合であっても、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the heat pump system 5x, even if the hot water supply circuit 90 is not provided, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

<11−1>第11実施形態
第11実施形態のヒートポンプシステム2xは、図17に示すように、第1実施形態のヒートポンプシステム1において給湯回路90を流れる給湯用の水についても、暖房用の二次冷媒と同様に、高圧水熱交換器50側だけでなく中間圧水熱交換器40においても一次冷媒との間で熱交換を行うようにしたシステムである。すなわち、第11実施形態のヒートポンプシステム2xは、中間圧水熱交換器40を通過した一次冷媒と給湯用の水との間で熱交換を行わせる第2中間圧水熱交換器153を備えている。第2分岐給湯ヒートポンプ管195bは、第2給湯ヒートポンプ管95bの途中で分岐した後に、第2中間圧水熱交換器153の下流側端部まで伸びている。第2中間圧水熱交換器153では、第2分岐給湯ヒートポンプ管195bを介して第3分岐給湯ヒートポンプ管195cに流入する給湯用の水と、中間圧水熱交換器40を通過した後に第3中間圧管23cの一部である第11中間圧管123cに流入する一次冷媒と、の間で熱交換を行わせる。第2中間圧水熱交換器153内の第3分岐給湯ヒートポンプ管195cを通過した給湯用の水は、第4分岐給湯ヒートポンプ管195dを通じて、分岐給湯混合弁193まで流れ、第4給湯ヒートポンプ管95dを通過してきた給湯用の水と合流する。分岐給湯混合弁193において合流した給湯用の水は、合流給湯連絡管196を通じて、第1高圧水熱交換器51内の第5給湯ヒートポンプ管95eに流入する。他の構成は上記第1実施形態における構成と同様であるため説明を省略する。
<11-1> Eleventh Embodiment As shown in FIG. 17, in the heat pump system 2x of the eleventh embodiment, the water for hot water flowing through the hot water supply circuit 90 in the heat pump system 1 of the first embodiment is also used for heating. In the same manner as the secondary refrigerant, heat is exchanged with the primary refrigerant not only on the high-pressure water heat exchanger 50 side but also on the intermediate-pressure water heat exchanger 40. That is, the heat pump system 2x of the eleventh embodiment includes the second intermediate pressure water heat exchanger 153 that exchanges heat between the primary refrigerant that has passed through the intermediate pressure water heat exchanger 40 and the water for hot water supply. Yes. The second branch hot water supply heat pump pipe 195b extends to the downstream end of the second intermediate pressure water heat exchanger 153 after branching in the middle of the second hot water supply heat pump pipe 95b. In the second intermediate pressure water heat exchanger 153, the hot water supplying water flowing into the third branch hot water supply heat pump pipe 195 c through the second branch hot water supply heat pump pipe 195 b and the third intermediate pressure water heat exchanger 40 after passing through the intermediate pressure water heat exchanger 40 are used. Heat exchange is performed with the primary refrigerant flowing into the eleventh intermediate pressure pipe 123c, which is a part of the intermediate pressure pipe 23c. Water for hot water passing through the third branch hot water supply heat pump pipe 195c in the second intermediate pressure water heat exchanger 153 flows to the branch hot water mixing valve 193 through the fourth branch hot water supply heat pump pipe 195d, and the fourth hot water supply heat pump pipe 95d. It joins with water for hot water that has passed through. The hot-water supply water that has joined at the branch hot-water supply mixing valve 193 flows into the fifth hot-water supply heat pump pipe 95e in the first high-pressure water heat exchanger 51 through the hot-water supply connection pipe 196. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

このヒートポンプシステム2xでは、例えば、貯湯タンク91からヒートポンプ回路10側に流れ出る給湯用の水の温度が、市水の温度である常温に近い状態である場合には、中間圧水熱交換器40内の第2中間圧管23bを通過しながら冷却された後の一次冷媒であっても、高段側圧縮機25で液圧縮が生じない範囲で、さらに冷却したほうが効率が上がる場合がある。このような場合には、第11実施形態のヒートポンプシステム2xでは、給湯用の冷たい水を、高圧水熱交換器50側だけでなく、中間圧水熱交換器40の下流側と高段側圧縮機25の吸入側との間を流れる一次冷媒の熱を利用して加熱することができる。   In this heat pump system 2x, for example, when the temperature of hot water flowing out from the hot water storage tank 91 toward the heat pump circuit 10 is close to room temperature, which is the temperature of city water, the inside of the intermediate pressure water heat exchanger 40 Even if the primary refrigerant is cooled while passing through the second intermediate pressure pipe 23b, the efficiency may be improved by further cooling in the range where liquid compression does not occur in the high stage compressor 25. In such a case, in the heat pump system 2x of the eleventh embodiment, cold water for hot water supply is compressed not only on the high-pressure water heat exchanger 50 side but also on the downstream side and the high stage side of the intermediate-pressure water heat exchanger 40. The heat of the primary refrigerant flowing between the suction side of the machine 25 can be used for heating.

このようにすることで、上述した二次冷媒温度統一制御によって、ヒートポンプ回路10のサイクル効率を多少悪化させてしまうことがあるような場合であっても、制御部11は、さらに、分岐給湯混合弁193を制御することで第4分岐給湯ヒートポンプ管195dの流量と第4給湯ヒートポンプ管95dの流量とを調節することで、ヒートポンプ回路10のサイクル効率の悪化を小さく抑えることができる。   By doing in this way, even if it may be a case where the cycle efficiency of the heat pump circuit 10 may be somewhat deteriorated by the above-mentioned secondary refrigerant temperature unified control, the control unit 11 further performs branch hot water mixing. By controlling the valve 193, the flow rate of the fourth branch hot water supply heat pump pipe 195d and the flow rate of the fourth hot water supply heat pump pipe 95d can be adjusted, so that the deterioration of the cycle efficiency of the heat pump circuit 10 can be kept small.

例えば、上述した二次冷媒温度統一制御によって暖房回路60の中間圧側分岐路67の流量が減少することによりヒートポンプ回路10のサイクル効率が多少悪化する場合には、制御部11は、分岐給湯混合弁193を制御することで第4分岐給湯ヒートポンプ管195dの流量を増大させて、ヒートポンプ回路10のサイクル効率の悪化を小さく抑えることができる。   For example, when the flow efficiency of the intermediate pressure side branch passage 67 of the heating circuit 60 decreases due to the above-described secondary refrigerant temperature unified control, the control unit 11 may use the branch hot water mixing valve when the cycle efficiency of the heat pump circuit 10 is somewhat deteriorated. By controlling 193, the flow rate of the fourth branch hot water supply heat pump pipe 195d can be increased, and the deterioration of the cycle efficiency of the heat pump circuit 10 can be kept small.

<11―2>第11実施形態の変形例
(A)
上記第11実施形態のヒートポンプシステム2xでは、低段側圧縮機21から高段側圧縮機25に向けて一次冷媒が流れている中間圧管23において、暖房用の二次冷媒との間での熱交換(中間圧水熱交換器40)だけでなく、給湯用の水との間での熱交換(第2中間圧水熱交換器153)を行う場合について、例に挙げて説明した。
<11-2> Modification (A) of the eleventh embodiment
In the heat pump system 2x of the eleventh embodiment, in the intermediate pressure pipe 23 in which the primary refrigerant flows from the low-stage compressor 21 toward the high-stage compressor 25, the heat between the secondary refrigerant for heating. The case where not only the exchange (intermediate pressure water heat exchanger 40) but also the heat exchange (second intermediate pressure water heat exchanger 153) with hot water supply water has been described as an example.

しかし、本発明はこれに限られるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で、以下のような熱交換が可能なヒートポンプシステムであってもよい。   However, the present invention is not limited to this, and may be a heat pump system capable of heat exchange as described below without departing from the gist of the present invention.

例えば、低段側圧縮機21から高段側圧縮機25に向けて一次冷媒が流れている中間圧管23において、第1実施形態の高圧水熱交換器50における一次冷媒と暖房用の二次冷媒と給湯用の水との間での熱交換のように、3カ所で熱交換を行うことができるようにしてもよい。この場合においても、高圧水熱交換器50と同様に、給湯用の水と中間圧管23を流れる一次冷媒との熱交換は、暖房用の二次冷媒と一次冷媒との熱交換が行われている上流側と下流側との2カ所に別れて行われるようにすることが好ましい。   For example, in the intermediate pressure pipe 23 in which the primary refrigerant flows from the low-stage compressor 21 toward the high-stage compressor 25, the primary refrigerant and the secondary refrigerant for heating in the high-pressure water heat exchanger 50 of the first embodiment. Heat exchange may be performed at three locations, such as heat exchange between water and hot water. Also in this case, similarly to the high-pressure water heat exchanger 50, heat exchange between the hot water supply water and the primary refrigerant flowing through the intermediate pressure pipe 23 is performed by heat exchange between the heating secondary refrigerant and the primary refrigerant. It is preferable that the process is performed separately at two locations of the upstream side and the downstream side.

(B)
また、給湯用の水については、高圧水熱交換器50における一次冷媒との熱交換を行わせることなく、低段側圧縮機21から高段側圧縮機25に向けて一次冷媒が流れている中間圧管23において熱交換を行うようにしてもよい。
(B)
In addition, for the hot water supply water, the primary refrigerant flows from the low-stage compressor 21 toward the high-stage compressor 25 without causing heat exchange with the primary refrigerant in the high-pressure water heat exchanger 50. Heat exchange may be performed in the intermediate pressure tube 23.

<12>第12実施形態
第12実施形態のヒートポンプシステム3xは、図18に示すように、第1実施形態のヒートポンプシステム1において、暖房回路60においてバイパス路が設けられたシステムである。すなわち、第12実施形態のヒートポンプシステム3xは、第1実施形態のヒートポンプシステム1における暖房回路60において、暖房戻り管66の途中の暖房バイパス分岐ポイントZと、暖房合流ポイントYと、を接続する暖房バイパス路69をさらに設け、第1実施形態における暖房混合弁64の代わりに第12暖房混合弁164を設けたシステムである。第12暖房混合弁164では、暖房バイパス路69から流れてくるラジエータ61で放熱を終えたばかりの冷たい暖房用の二次冷媒と、中間圧側分岐路67を介して流れてくる暖められた暖房用の二次冷媒と、高圧側分岐路68を介して流れてくる暖められた暖房用の二次冷媒と、の混合比率が、制御部11の指示により調節される。他の構成は上記第1実施形態における構成と同様であるため説明を省略する。
<12> Twelfth Embodiment A heat pump system 3x according to a twelfth embodiment is a system in which a bypass path is provided in the heating circuit 60 in the heat pump system 1 according to the first embodiment, as shown in FIG. That is, the heat pump system 3x of the twelfth embodiment is a heating circuit 60 in the heat pump system 1 of the first embodiment, in which the heating bypass branch point Z in the middle of the heating return pipe 66 and the heating junction point Y are connected. This is a system in which a bypass passage 69 is further provided and a twelfth heating mixing valve 164 is provided instead of the heating mixing valve 64 in the first embodiment. In the twelfth heating mixing valve 164, the cold heating secondary refrigerant just radiated by the radiator 61 flowing from the heating bypass passage 69 and the heated heating flow flowing through the intermediate pressure side branch passage 67. The mixing ratio of the secondary refrigerant and the warmed secondary refrigerant for heating flowing through the high-pressure side branch 68 is adjusted by an instruction from the control unit 11. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

上記第1実施形態のヒートポンプシステム1では、上述した二次冷媒温度統一制御を行いつつ、さらに熱量減少処理を行ったとしても、ラジエータ61において要求される熱量を超える熱量をラジエータ61に対して流してしまうことになる場合がある。このようにラジエータ61に対する熱量が過剰になりそうな状況となっても、第12実施形態のヒートポンプシステム3xでは、制御部11は、第12暖房混合弁164を操作して、暖房バイパス路69を暖房合流ポイントYに向けて流れてくる暖房用の二次冷媒の流量を調節することができる。これにより、ラジエータ61において要求されている温度を超えている温度の二次冷媒と、ラジエータ61において放熱を終えた後のラジエータ61において要求されている温度未満の温度の二次冷媒と、が混合される。制御部11は、第12暖房混合弁164において、これらの混合比率を調節することで、混合後の二次冷媒の温度がラジエータ61において要求されている温度となるように調節する。   In the heat pump system 1 of the first embodiment, even if the heat quantity reduction process is further performed while performing the above-described secondary refrigerant temperature unified control, the heat quantity exceeding the heat quantity required by the radiator 61 is allowed to flow to the radiator 61. May end up. In this way, in the heat pump system 3x of the twelfth embodiment, the control unit 11 operates the twelfth heating mixing valve 164 to open the heating bypass passage 69 even if the amount of heat to the radiator 61 is likely to be excessive. The flow rate of the secondary refrigerant for heating flowing toward the heating junction point Y can be adjusted. Thereby, the secondary refrigerant having a temperature exceeding the temperature required in the radiator 61 and the secondary refrigerant having a temperature lower than the temperature required in the radiator 61 after the heat radiation in the radiator 61 is mixed. Is done. The controller 11 adjusts the mixing ratio in the twelfth heating mixing valve 164 so that the temperature of the secondary refrigerant after mixing becomes the temperature required in the radiator 61.

これにより、高段側圧縮機25における液圧縮の発生を抑制しつつ、ラジエータ61において要求されている温度の二次冷媒をラジエータ61に対して供給することができるようになる。   Accordingly, the secondary refrigerant having the temperature required in the radiator 61 can be supplied to the radiator 61 while suppressing the occurrence of liquid compression in the high-stage compressor 25.

<13>第13実施形態
第13実施形態のヒートポンプシステム4xは、図19に示すように、第1実施形態のヒートポンプシステム1において、エコノマイザ熱交換器7および第3高圧ポイントHが、第3低圧ポイントと、一次冷媒間熱交換器8に向かう流れと一次バイパス80に向かう流れとで分岐する部分と、によって挟まれるように構成されたシステムである。すなわち、第13実施形態のヒートポンプシステム4xは、第1実施形態のヒートポンプシステム1における第4高圧ポイントIが変更され、第3高圧ポイントHの上流側であって第3高圧水熱交換器53よりも下流側の第13高圧ポイント13Iとなっている、第13一次バイパス80xおよび第13インジェクション路70xを備えたシステムである。第7高圧管127gは、第3高圧水熱交換器53内の第6高圧管27fの下流側端部と、第13高圧ポイント13Iと、を接続している。バイパス上流エコノマイザ高圧管127nは、第13高圧ポイント13Iと、第3高圧ポイントHと、を接続している。バイパス下流エコノマイザ高圧管127jは、エコノマイザ熱交換器7内の第9高圧管27iの下流側端部と、一次バイパス膨張弁5bと、の間を接続している。他の構成は上記第1実施形態における構成と同様であるため説明を省略する。
<13> Thirteenth Embodiment As shown in FIG. 19, the heat pump system 4x of the thirteenth embodiment is the same as the heat pump system 1 of the first embodiment except that the economizer heat exchanger 7 and the third high pressure point H are the third low pressure. This is a system configured to be sandwiched between a point and a portion branched by a flow toward the primary inter-refrigerant heat exchanger 8 and a flow toward the primary bypass 80. That is, in the heat pump system 4x of the thirteenth embodiment, the fourth high pressure point I in the heat pump system 1 of the first embodiment is changed, and is upstream of the third high pressure point H and from the third high pressure water heat exchanger 53. Is a system including the thirteenth primary bypass 80x and the thirteenth injection path 70x, which is the thirteenth high pressure point 13I on the downstream side. The seventh high pressure pipe 127g connects the downstream end of the sixth high pressure pipe 27f in the third high pressure water heat exchanger 53 and the thirteenth high pressure point 13I. The bypass upstream economizer high pressure pipe 127n connects the thirteenth high pressure point 13I and the third high pressure point H. The bypass downstream economizer high-pressure pipe 127j connects between the downstream end of the ninth high-pressure pipe 27i in the economizer heat exchanger 7 and the primary bypass expansion valve 5b. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

このヒートポンプシステム3xでは、例えば、膨張弁5aに向かう一次冷媒を、エコノマイザ熱交換器7によって冷却させる流路と、一次冷媒間熱交換器8によって冷却させる流路と、に別れているため、どちらでどれだけ一次冷媒を冷却させるかを調節することができるようになる。   In this heat pump system 3x, for example, the primary refrigerant that is directed to the expansion valve 5a is divided into a flow path that is cooled by the economizer heat exchanger 7 and a flow path that is cooled by the heat exchanger 8 between the primary refrigerants. It becomes possible to adjust how much the primary refrigerant is cooled.

<14>上記各実施形態について適用可能な変形例
上記第1実施形態から第13実施形態において各ヒートポンプシステムを具体的に説明した。しかし、本発明は、これに限られるものではく、発明の要旨を変更しない範囲で、各実施形態のヒートポンプシステムを以下に述べるような形態としたものも、本発明に含まれる。
<14> Modifications applicable to each of the above embodiments In the first to thirteenth embodiments, each heat pump system has been specifically described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention includes those in which the heat pump system of each embodiment is configured as described below without departing from the scope of the invention.

<14−1>
上記各実施形態では、一次冷媒として二酸化炭素を用いた場合について例に挙げて説明した。
<14-1>
In each of the above embodiments, the case where carbon dioxide is used as the primary refrigerant has been described as an example.

しかし、上記いずれの実施形態においても、一次冷媒として、二酸化炭素以外の冷媒であるエチレン、エタンや酸化窒素等を採用してもよい。この場合、採用された冷媒としては、高段側圧縮機25の吐出冷媒圧力が超臨圧力を超えて用いられ、かつ、各圧縮機の駆動力を小さく抑えることができる冷媒が好ましい。   However, in any of the above embodiments, ethylene, ethane, nitrogen oxide, or the like, which is a refrigerant other than carbon dioxide, may be employed as the primary refrigerant. In this case, it is preferable that the refrigerant employed is a refrigerant in which the discharge refrigerant pressure of the high-stage compressor 25 is used exceeding the extreme pressure and the driving force of each compressor can be kept small.

<14−2>
上記各実施形態では、暖房回路60においては、二次冷媒としての水が循環する場合について例に挙げて説明した。
<14-2>
In each said embodiment, in the heating circuit 60, the case where the water as a secondary refrigerant circulates was mentioned as an example, and was demonstrated.

しかし、上記いずれの実施形態においても、二次冷媒としては、水に限られず、他の熱媒体としてブライン等を用いてもよい。   However, in any of the above embodiments, the secondary refrigerant is not limited to water, and brine or the like may be used as another heat medium.

<14−3>
上記各実施形態では、低段側圧縮機21と高段側圧縮機25とがそれぞれ設けられている場合について例に挙げて説明した。
<14-3>
In each of the above embodiments, the case where the low-stage compressor 21 and the high-stage compressor 25 are provided is described as an example.

しかし、上記いずれの実施形態においても、低段側圧縮機21と高段側圧縮機25とにおいて共通の駆動軸が採用されている、いわゆる一軸二段、もしくは、一軸多段タイプの圧縮機構が設けられていてもよい。この場合には、各圧縮機構において180度の位相差を設けることで、駆動効率を上げることが可能になる。   However, in any of the above-described embodiments, a so-called single-shaft double-stage or single-shaft multi-stage type compression mechanism in which a common drive shaft is employed in the low-stage compressor 21 and the high-stage compressor 25 is provided. It may be done. In this case, it is possible to increase driving efficiency by providing a phase difference of 180 degrees in each compression mechanism.

<14−4>
上記各実施形態では、低段側圧縮機21と高段側圧縮機25とが直列に接続された場合について例に挙げて説明した。
<14-4>
In each of the above embodiments, the case where the low-stage compressor 21 and the high-stage compressor 25 are connected in series has been described as an example.

しかし、上記いずれの実施形態においても、3つ以上の圧縮機構が直列に接続された形態を用いてもよい。その場合には、各圧縮機構の間を流れる一次冷媒の熱を用いて熱負荷処理を行うようにしてもよい。また、圧縮機構は、2つ以上の直列接続回路が設けられていれば、さらに他の圧縮機構を並列もしくは直列に設けてもよい。   However, in any of the above embodiments, a form in which three or more compression mechanisms are connected in series may be used. In that case, heat load processing may be performed using the heat of the primary refrigerant flowing between the compression mechanisms. In addition, as long as two or more series connection circuits are provided in the compression mechanism, another compression mechanism may be provided in parallel or in series.

<14−5>
上記各実施形態では、暖房回路60の中間圧側分岐路67および高圧側分岐路68を流れる二次冷媒の温度を、ラジエータ61において要求される温度において一致させるように制御する場合について例に挙げて説明した。
<14-5>
In each of the above embodiments, an example is given of a case where the temperature of the secondary refrigerant flowing through the intermediate pressure side branch 67 and the high pressure side branch 68 of the heating circuit 60 is controlled to coincide with the temperature required in the radiator 61. explained.

しかし、上記いずれの実施形態においても、ヒートポンプ回路10におけるサイクル効率の好適化を、ラジエータ61において要求される熱量の供給よりも、絶対的に優先するようにしてもよい。この場合において、ヒートポンプ回路10のサイクル効率を良好に維持するためにラジエータ61への熱量の供給が不足する場合が生じうる。この場合には、図20に示すように、暖房回路60の第3高圧側分岐路68cを含む下流側もしくは第3中間圧側分岐路67cを含む下流側からラジエータ61までの間において、通過する暖房用の二次冷媒を加熱するための外部熱源部60Aを備えたヒートポンプシステム5xとしてもよい。この場合には、蒸発器4の設置されている環境の変化や暖房負荷の変化もしくは給湯負荷の変化が生じることでヒートポンプ回路10のサイクル効率を良好に維持するために暖房負荷に対応できなくなる状況が生じた場合であっても、ヒートポンプ回路10のサイクル効率を良好に維持したままで、暖房負荷に対応することができるようになる。この外部熱源部60Aと同様の熱供給部を、給湯回路90にのみ設けてもよいし、暖房回路60および給湯回路90の両方に設けてもよい。   However, in any of the above embodiments, the optimization of the cycle efficiency in the heat pump circuit 10 may be absolutely prioritized over the supply of the heat amount required in the radiator 61. In this case, in order to maintain the cycle efficiency of the heat pump circuit 10 satisfactorily, the supply of heat to the radiator 61 may be insufficient. In this case, as shown in FIG. 20, the heating that passes between the downstream side including the third high-pressure side branch path 68 c of the heating circuit 60 or the downstream side including the third intermediate-pressure side branch path 67 c to the radiator 61. It is good also as the heat pump system 5x provided with 60 A of external heat-source parts for heating the secondary refrigerant | coolant for use. In this case, a change in the environment in which the evaporator 4 is installed, a change in the heating load, or a change in the hot water supply load occurs, so that the cycle efficiency of the heat pump circuit 10 can be maintained satisfactorily so that the heating load cannot be handled. Even when this occurs, it becomes possible to cope with the heating load while maintaining the cycle efficiency of the heat pump circuit 10 well. A heat supply unit similar to the external heat source unit 60 </ b> A may be provided only in the hot water supply circuit 90, or may be provided in both the heating circuit 60 and the hot water supply circuit 90.

また、ヒートポンプ回路10のサイクル効率を良好に維持するためにラジエータ61への熱量の供給が過剰となる場合が生じうる。この場合には、図21に示すように、暖房回路60の第3高圧側分岐路68cを含む下流側もしくは第3中間圧側分岐路67cを含む下流側からラジエータ61までの間において、通過する暖房用の二次冷媒を冷却するための外部冷却源部60Bを備えたヒートポンプシステム6xとしてもよい。この外部冷却源部60Bとしては、例えば、外部の常温の市水が流れている給水管94の一部を給水分岐弁94Bおよび給水分岐路194によってバイパスさせて、常温の市水と、暖房往き管65を流れる暖房用の二次冷媒と、の間で熱交換を行わせることによって暖房往き管65を流れる二次冷媒の冷却を行うようにしてもよい。この場合には、蒸発器4の設置されている環境の変化や暖房負荷の変化もしくは給湯負荷の変化が生じることでヒートポンプ回路10のサイクル効率を良好に維持するために暖房負荷に対応できなくなる状況が生じた場合であっても、ヒートポンプ回路10のサイクル効率を良好に維持したままで、暖房負荷に対応することができるようになる。なお、給水分岐弁94Bを用いた場合には、暖房回路60の二次冷媒に対してヒートポンプ回路10が与えすぎた熱を、給水用の熱として回収することで、ヒートポンプシステムとしての効率を上げることもできる。この外部冷却源部60Bと同様の熱供給部を、給湯回路90にのみ設けてもよいし、暖房回路60および給湯回路90の両方に設けてもよい。   Moreover, in order to maintain the cycle efficiency of the heat pump circuit 10 satisfactorily, there may be a case where the amount of heat supplied to the radiator 61 becomes excessive. In this case, as shown in FIG. 21, the heating that passes between the downstream side including the third high-pressure side branch path 68 c of the heating circuit 60 or the downstream side including the third intermediate-pressure side branch path 67 c to the radiator 61. It is good also as the heat pump system 6x provided with the external cooling source part 60B for cooling the secondary refrigerant | coolant for this. As this external cooling source part 60B, for example, a part of the water supply pipe 94 through which the external room temperature city water flows is bypassed by the water supply branch valve 94B and the water supply branch 194, so The secondary refrigerant flowing in the heating forward pipe 65 may be cooled by exchanging heat with the heating secondary refrigerant flowing in the pipe 65. In this case, a change in the environment in which the evaporator 4 is installed, a change in the heating load, or a change in the hot water supply load occurs, so that the cycle efficiency of the heat pump circuit 10 can be maintained satisfactorily so that the heating load cannot be handled. Even when this occurs, it becomes possible to cope with the heating load while maintaining the cycle efficiency of the heat pump circuit 10 well. In addition, when the feed water branch valve 94B is used, the heat pump system 10 increases the efficiency of the heat pump system by recovering the heat supplied by the heat pump circuit 10 to the secondary refrigerant of the heating circuit 60 as heat for water supply. You can also. The heat supply unit similar to the external cooling source unit 60B may be provided only in the hot water supply circuit 90, or may be provided in both the heating circuit 60 and the hot water supply circuit 90.

<14−6>
上記各実施形態では、暖房回路60のラジエータ61において要求される温度や、給湯回路90において貯湯タンク91に流入する第6給湯ヒートポンプ管95fを流れる給湯用の水について要求される温度と、ヒートポンプ回路10の中間圧水熱交換器40や高圧水熱交換器50を流れる一次冷媒の温度と、の関係については特に限定しない場合について例に挙げて説明した。
<14-6>
In each of the above embodiments, the temperature required for the radiator 61 of the heating circuit 60, the temperature required for hot water flowing through the sixth hot water supply heat pump pipe 95f flowing into the hot water storage tank 91 in the hot water supply circuit 90, and the heat pump circuit The case where the relationship with the temperature of the primary refrigerant flowing through the 10 intermediate-pressure water heat exchangers 40 and the high-pressure water heat exchanger 50 is not particularly limited has been described as an example.

しかし、上記いずれの実施形態においても、中間圧水熱交換器40を流れる一次冷媒の温度が、暖房回路60のラジエータ61において要求される温度を超えるように、制御部11が、膨張弁5aの弁開度や、低段側圧縮機21の駆動周波数や、高段側圧縮機25の駆動周波数等を制御することを前提とした条件下で、ヒートポンプ回路10のサイクル効率の向上を図るようにしてもよい。この場合には、暖房回路60は、中間圧水熱交換器40側である中間圧側分岐路67側を流れる二次冷媒が得る熱のみによって、ラジエータ61において要求される温度の二次冷媒を作りだすことも可能になる。   However, in any of the above-described embodiments, the control unit 11 controls the expansion valve 5a so that the temperature of the primary refrigerant flowing through the intermediate pressure water heat exchanger 40 exceeds the temperature required by the radiator 61 of the heating circuit 60. The cycle efficiency of the heat pump circuit 10 is improved under the condition that the valve opening, the drive frequency of the low-stage compressor 21, the drive frequency of the high-stage compressor 25, etc. are controlled. May be. In this case, the heating circuit 60 produces a secondary refrigerant having a temperature required in the radiator 61 only by the heat obtained by the secondary refrigerant flowing on the intermediate pressure side branch passage 67 side which is the intermediate pressure water heat exchanger 40 side. It becomes possible.

<14−7>
上記各実施形態では、ヒートポンプ回路10のサイクル効率を上げるために低段側圧縮機21の圧縮比と高段側圧縮機25の圧縮比とを同等にする場合について例に挙げて説明した。
<14-7>
In each of the above embodiments, the case where the compression ratio of the low-stage compressor 21 and the compression ratio of the high-stage compressor 25 are made equal in order to increase the cycle efficiency of the heat pump circuit 10 has been described as an example.

しかし、上記いずれの実施形態においても、必ずしも低段側圧縮機21の圧縮比と高段側圧縮機25の圧縮比とが同じになる場合に限られず、例えば、両圧縮比の差が少なくなるように制御することも含まれる。   However, in any of the above embodiments, the compression ratio of the low-stage compressor 21 and the compression ratio of the high-stage compressor 25 are not necessarily the same. For example, the difference between the two compression ratios is reduced. Such control is also included.

<14−8>
例えば、上記実施形態で説明した二次冷媒温度統一制御を行う場合において、統一される温度がラジエータ61において要求される温度を超えている場合に、制御部11が、暖房ポンプ63の流量を上げて熱交換可能な時間を短くするように制御することがある。しかし、このように暖房ポンプ63の流量を上げるように制御してしまうと、中間圧水熱交換器40における一次冷媒がより冷却されるようになるため、高段側圧縮機25が吸入する一次冷媒の過熱度が小さくなったり、湿り状態になったりするおそれがある。
<14-8>
For example, in performing the secondary refrigerant temperature unified control described in the above embodiment, the control unit 11 increases the flow rate of the heating pump 63 when the unified temperature exceeds the temperature required by the radiator 61. The heat exchange time may be shortened. However, if control is performed to increase the flow rate of the heating pump 63 in this way, the primary refrigerant in the intermediate-pressure water heat exchanger 40 is further cooled, and thus the primary suctioned by the high-stage compressor 25. There is a possibility that the degree of superheat of the refrigerant may be reduced or become damp.

このような場合には、制御部11は、例えば、低段側圧縮機21の目標吐出温度を変更することなく、高段側圧縮機25の目標吐出温度を変更することなく、低段側圧縮機21が吸入する一次冷媒の過熱度を上げる低段吸入過熱度制御を行うようにしてもよい。   In such a case, for example, the control unit 11 does not change the target discharge temperature of the low-stage compressor 21 and does not change the target discharge temperature of the high-stage compressor 25. The low-stage suction superheat degree control for increasing the superheat degree of the primary refrigerant sucked by the machine 21 may be performed.

例えば、図22のモリエル線図において点線で示すように、ヒートポンプ回路10のサイクルが実行されるようになり、暖房ポンプ63の流量を上げたとする。ここで、制御部11は、低段吸入過熱度制御を行うことで、低段側圧縮機21の目標吐出温度を変更することなく、高段側圧縮機25の目標吐出温度を変更することなく、低段側圧縮機21が吸入する一次冷媒の過熱度を上げる。これにより、図22のモリエル線図において実線で示すようにヒートポンプ回路10のサイクルが実行されるようになる。ここで、図22のモリエル線図において、高段側圧縮機25が一次冷媒を吸入するポイントについて、点線のサイクルと実線のサイクルとを比較すると、実線のサイクルの方が、飽和蒸気線から離れる方向に移動しており、過熱度が増している。これにより、低段側圧縮機21の吸入冷媒密度が多少減少するものの、暖房負荷の増大等の周囲条件の変化によって高段側圧縮機25が吸入する一次冷媒の過熱度が小さくなっていったとしても、高段側圧縮機25が吸入する一次冷媒の状態は、飽和蒸気線から離れる方向に移動することで過熱度が増している状態にある。このため、高段側圧縮機25において液圧縮が生じにくくなっている。また、このように図22のモリエル線図において実線で示すサイクルが行われたとしても、低段側圧縮機21の目標吐出温度および高段側圧縮機25の目標吐出温度については変更されていない。このため、中間圧水熱交換器40における熱交換による暖房用の二次冷媒の加熱、および、高圧水熱交換器50における熱交換による暖房用の二次冷媒の加熱についても、十分に行うことができている。また、低段側圧縮機21の圧縮比および高段側圧縮機25の圧縮比を共に小さくすることができているため、ヒートポンプ回路10の効率を向上させることもできている。   For example, assume that the cycle of the heat pump circuit 10 is executed and the flow rate of the heating pump 63 is increased, as indicated by the dotted line in the Mollier diagram of FIG. Here, the control unit 11 performs low-stage suction superheat degree control, so that the target discharge temperature of the high-stage compressor 25 is not changed without changing the target discharge temperature of the low-stage compressor 21. The degree of superheat of the primary refrigerant sucked by the low stage compressor 21 is increased. As a result, the cycle of the heat pump circuit 10 is executed as indicated by the solid line in the Mollier diagram of FIG. Here, in the Mollier diagram of FIG. 22, when the high-stage compressor 25 sucks the primary refrigerant, when comparing the dotted line cycle and the solid line cycle, the solid line cycle is farther from the saturated vapor line. It is moving in the direction and the degree of superheat is increasing. As a result, although the suction refrigerant density of the low-stage compressor 21 is somewhat reduced, the degree of superheat of the primary refrigerant sucked by the high-stage compressor 25 is reduced due to changes in ambient conditions such as an increase in heating load. Even so, the state of the primary refrigerant sucked by the high-stage compressor 25 is in a state where the degree of superheat is increased by moving in a direction away from the saturated vapor line. For this reason, liquid compression is unlikely to occur in the high-stage compressor 25. Further, even when the cycle indicated by the solid line in the Mollier diagram of FIG. 22 is performed as described above, the target discharge temperature of the low-stage compressor 21 and the target discharge temperature of the high-stage compressor 25 are not changed. . For this reason, heating of the secondary refrigerant for heating by heat exchange in the intermediate-pressure water heat exchanger 40 and heating of the secondary refrigerant for heating by heat exchange in the high-pressure water heat exchanger 50 are sufficiently performed. Is done. Moreover, since both the compression ratio of the low stage side compressor 21 and the compression ratio of the high stage side compressor 25 can be made small, the efficiency of the heat pump circuit 10 can also be improved.

なお、上述した低段吸入過熱度制御は、例えば、上記実施形態および変形例で示したヒートポンプシステムのうち、一次バイパス80および一次バイパス膨張弁5bを有しているヒートポンプ回路10においては、この一次バイパス膨張弁5bの弁開度を制御部11が制御することにより一次冷媒間熱交換器8における熱交換の程度を調節できる。このようにして、低段側圧縮機21が吸入する一次冷媒の過熱度を調節することができる。   The above-described low-stage suction superheat degree control is performed, for example, in the heat pump circuit 10 having the primary bypass 80 and the primary bypass expansion valve 5b in the heat pump system shown in the embodiment and the modified example. The degree of heat exchange in the primary refrigerant heat exchanger 8 can be adjusted by the control unit 11 controlling the valve opening degree of the bypass expansion valve 5b. In this way, the degree of superheat of the primary refrigerant sucked by the low-stage compressor 21 can be adjusted.

<14−9>
上記各実施形態では、低段側圧縮機21の目標吐出温度と高段側圧縮機25の目標吐出温度とが同じである場合等を例に挙げて説明した。
<14-9>
In the above embodiments, the case where the target discharge temperature of the low stage compressor 21 and the target discharge temperature of the high stage compressor 25 are the same has been described as an example.

しかし、上記いずれの実施形態においても、低段側圧縮機21の目標吐出温度と高段側圧縮機25の目標吐出温度とが異なるように、制御部11が、低段側圧縮機21の駆動周波数、高段側圧縮機25の駆動周波数、および、膨張弁5aの弁開度等を制御するようにしてもよい。この場合に、低段側圧縮機21の目標吐出温度を下げる、低段吐出温度低下制御を行ってもよい。   However, in any of the above embodiments, the control unit 11 drives the low-stage compressor 21 so that the target discharge temperature of the low-stage compressor 21 and the target discharge temperature of the high-stage compressor 25 are different. You may make it control a frequency, the drive frequency of the high stage side compressor 25, the valve opening degree of the expansion valve 5a, etc. FIG. In this case, low-stage discharge temperature lowering control may be performed to lower the target discharge temperature of the low-stage compressor 21.

例えば、図23のモリエル線図において点線で示すように、ヒートポンプ回路10のサイクルが実行され、暖房ポンプ63の流量が上げられたとする。ここで、制御部11は、低段吐出温度低下制御を行うことで、低段側圧縮機21の目標吐出温度を下げて、高段側圧縮機25の目標吐出温度を変更することなく、中間圧水熱交換器40内を流れる暖房用の二次冷媒の流量を下げつつ第2高圧水熱交換器52を流れる暖房用の二次冷媒の流量を上げる。ここで、低段側圧縮機21の目標吐出温度は、暖房回路60のラジエータ61において要求されている温度以下とならないように、例えば、65℃とする。これにより、図23のモリエル線図において実線で示すようにヒートポンプ回路10のサイクルが実行されるようになる。ここで、図23のモリエル線図において、高段側圧縮機25が一次冷媒を吸入するポイントについて、点線のサイクルと実線のサイクルとを比較すると、実線のサイクルの方が、飽和蒸気線から離れる方向に移動しており、過熱度が増している。これにより、暖房ポンプ63の流量が増大されて高段側圧縮機25が吸入する一次冷媒の過熱度が小さくなっていくことがあったとしても、高段側圧縮機25が吸入する一次冷媒の状態は、飽和蒸気線から離れる方向に移動することで過熱度が増している状態にあるため、高段側圧縮機25において液圧縮が生じにくくなっている。また、このように図23のモリエル線図において実線で示すサイクルが行われたとしても、高段側圧縮機25の目標吐出温度については変更されていない。また、低段側圧縮機21の目標吐出温度は下げられてはいるが、中間圧水熱交換器40を通過する暖房用の二次冷媒の流量も同様に下げられているため、負荷に対応することが可能な状況を維持することができる。また、低段側圧縮機21の圧縮比および高段側圧縮機25の圧縮比を共に小さくすることができているため、ヒートポンプ回路10の効率を向上させることもできている。   For example, assume that the cycle of the heat pump circuit 10 is executed and the flow rate of the heating pump 63 is increased, as indicated by the dotted line in the Mollier diagram of FIG. Here, the control unit 11 performs the low stage discharge temperature lowering control, thereby lowering the target discharge temperature of the low stage side compressor 21 and changing the target discharge temperature of the high stage side compressor 25 without changing the target discharge temperature. The flow rate of the secondary refrigerant for heating flowing in the second high-pressure water heat exchanger 52 is increased while the flow rate of the secondary refrigerant for heating flowing in the pressure water heat exchanger 40 is lowered. Here, the target discharge temperature of the low-stage compressor 21 is set to, for example, 65 ° C. so as not to be lower than the temperature required in the radiator 61 of the heating circuit 60. As a result, the cycle of the heat pump circuit 10 is executed as indicated by the solid line in the Mollier diagram of FIG. Here, in the Mollier diagram of FIG. 23, when the high-stage compressor 25 sucks the primary refrigerant, the dotted cycle and the solid cycle are compared, and the solid cycle is farther from the saturated vapor line. It is moving in the direction and the degree of superheat is increasing. Thereby, even if the flow rate of the heating pump 63 is increased and the degree of superheat of the primary refrigerant sucked by the high-stage compressor 25 may be reduced, the primary refrigerant sucked by the high-stage compressor 25 is reduced. Since the state is that the degree of superheat is increased by moving in a direction away from the saturated vapor line, liquid compression is unlikely to occur in the high-stage compressor 25. Further, even when the cycle indicated by the solid line in the Mollier diagram of FIG. 23 is performed as described above, the target discharge temperature of the high stage compressor 25 is not changed. Moreover, although the target discharge temperature of the low stage side compressor 21 is lowered, the flow rate of the secondary refrigerant for heating passing through the intermediate pressure water heat exchanger 40 is also lowered, so that it corresponds to the load. You can maintain a situation that you can do. Moreover, since both the compression ratio of the low stage side compressor 21 and the compression ratio of the high stage side compressor 25 can be made small, the efficiency of the heat pump circuit 10 can also be improved.

なお、上述した低段吐出温度低下制御は、例えば、膨張弁5aの弁開度、低段側圧縮機21の駆動周波数、および、高段側圧縮機25の駆動周波数等を制御部11が制御することで実現できる。   In the above-described low-stage discharge temperature decrease control, for example, the control unit 11 controls the valve opening degree of the expansion valve 5a, the drive frequency of the low-stage compressor 21, the drive frequency of the high-stage compressor 25, and the like. This can be achieved.

<14−10>
上記各実施形態では、ヒートポンプシステムが使用されるラジエータ61の周囲温度環境の条件については、特に限定しない場合について例に挙げて説明した。
<14-10>
In each of the above embodiments, the case where the ambient temperature environment condition of the radiator 61 in which the heat pump system is used is not particularly limited has been described as an example.

しかし、上記いずれの実施形態においても、ラジエータ61で放熱した二次冷媒の温度が、一次冷媒としての二酸化炭素の臨界温度と臨界温度より5度程度低い温度との間の温度範囲条件であることという条件を、ヒートポンプシステムの使用環境条件として限定してもよい。   However, in any of the above embodiments, the temperature of the secondary refrigerant radiated by the radiator 61 is a temperature range condition between the critical temperature of carbon dioxide as the primary refrigerant and a temperature about 5 degrees lower than the critical temperature. This condition may be limited as a use environment condition of the heat pump system.

このような使用環境下でヒートポンプシステムが用いられる場合には、一次冷媒としての二酸化炭素の臨界温度を下回る温度の熱負荷に対して使用されることになる。このため、臨界圧力を超えた状態の一次冷媒が臨界温度よりも低い温度の二次冷媒との間で高圧水熱交換器50において熱交換を行うことができ、モリエル線図上において一次冷媒の等温線の傾斜がなだらかになっているエリアで放熱処理を行うことができる。このため、一次冷媒の放熱工程の開始と放熱工程の終了との間におけるエンタルピ差を増大させた運転を行うことができる。   When the heat pump system is used in such a use environment, the heat pump system is used for a heat load having a temperature lower than the critical temperature of carbon dioxide as a primary refrigerant. For this reason, heat exchange can be performed in the high-pressure water heat exchanger 50 between the primary refrigerant in a state exceeding the critical pressure and the secondary refrigerant having a temperature lower than the critical temperature. Heat dissipation treatment can be performed in an area where the slope of the isotherm is gentle. For this reason, the driving | operation which increased the enthalpy difference between the start of the thermal radiation process of a primary refrigerant | coolant and the completion | finish of a thermal radiation process can be performed.

<14−11>
上記各実施形態では、中間圧側分岐路温度センサ67Tおよび高圧側分岐路温度センサ68Tが検知する温度に基づいて、制御部11が暖房混合弁64や暖房ポンプ63の流量制御を行い、暖房回路60の第3中間圧側分岐路67cおよび第3高圧側分岐路68cにおける二次冷媒の流量については把握できなくてもかまわないシステムを例に挙げて説明した。
<14-11>
In each of the above embodiments, the control unit 11 controls the flow rate of the heating mixing valve 64 and the heating pump 63 based on the temperatures detected by the intermediate pressure side branch temperature sensor 67T and the high pressure side branch temperature sensor 68T, and the heating circuit 60 The system in which the flow rate of the secondary refrigerant in the third intermediate pressure side branch path 67c and the third high pressure side branch path 68c may not be grasped has been described as an example.

しかし、上記いずれの実施形態においても、図24に示すように、中間圧側分岐路温度センサ67Tおよび高圧側分岐路温度センサ68Tの代わりに、中間圧側分岐路67を流れる暖房用の二次冷媒の流量を把握する中間圧側分岐路流量計67Qと、高圧側分岐路68を流れる暖房用の二次冷媒の流量を把握する高圧側分岐路流量計68Qと、をそれぞれ設けたヒートポンプシステム7xとしてもよい。   However, in any of the above embodiments, as shown in FIG. 24, instead of the intermediate pressure side branch temperature sensor 67T and the high pressure side branch temperature sensor 68T, the secondary refrigerant for heating flowing through the intermediate pressure side branch 67 The heat pump system 7x may include an intermediate pressure side branch flow meter 67Q that grasps the flow rate and a high pressure side branch flow meter 68Q that grasps the flow rate of the secondary refrigerant for heating that flows through the high pressure side branch 68. .

このヒートポンプシステム7xでは、制御部11は、中間圧側分岐路流量計67Qが把握する流量および高圧側分岐路流量計68Qが把握する流量に基づいて、第3中間圧側分岐路67cを流れる暖房用の二次冷媒の温度と第3高圧側分岐路68cを流れる暖房用の二次冷媒の温度との差が少なくなるように、暖房混合弁64および/または暖房ポンプ63の流量の制御を行う。なお、第3中間圧側分岐路67cを流れる暖房用の二次冷媒の温度と、第3高圧側分岐路68cを流れる暖房用の二次冷媒の温度と、が同一温度となるように制御部11が制御してもよい。   In the heat pump system 7x, the control unit 11 uses the flow rate grasped by the intermediate pressure side branch flow meter 67Q and the flow rate grasped by the high pressure side branch flow meter 68Q for heating through the third intermediate pressure side branch flow channel 67c. The flow rate of the heating mixing valve 64 and / or the heating pump 63 is controlled so that the difference between the temperature of the secondary refrigerant and the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing through the third high-pressure side branch 68c is reduced. In addition, the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing through the third intermediate pressure side branch path 67c and the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing through the third high pressure side branch path 68c are the same temperature. May be controlled.

制御部11は、中間圧水熱交換器40を流れる一次冷媒の温度を中間圧温度センサ23Tによって把握し、中間圧水熱交換器40を流れる一次冷媒の流量を低段側圧縮機21の駆動周波数、中間圧温度センサ23Tの検知温度および高段吸入圧力センサ24Pの検知圧力によって把握する。また、制御部11は、第1中間圧側分岐路67aを通過する暖房用の二次冷媒の温度を暖房戻り温度センサ66Tが検知する温度によって把握する。制御部11は、さらに、中間圧側分岐路流量計67Qによって中間圧側分岐路67を流れている二次冷媒の流量を把握する。これにより、制御部11は、中間圧水熱交換器40における一次冷媒と暖房用の二次冷媒との温度差および各流量に基づいて、暖房用の二次冷媒が得る熱量を算出し、第3中間圧側分岐路67cを通過する暖房用の二次冷媒の温度として予想される値を算出する。   The control unit 11 grasps the temperature of the primary refrigerant flowing through the intermediate pressure water heat exchanger 40 with the intermediate pressure temperature sensor 23T, and drives the flow rate of the primary refrigerant flowing through the intermediate pressure water heat exchanger 40 to the low-stage compressor 21. The frequency, the detected temperature of the intermediate pressure temperature sensor 23T, and the detected pressure of the high stage suction pressure sensor 24P are grasped. Moreover, the control part 11 grasps | ascertains the temperature of the secondary refrigerant | coolant for heating which passes the 1st intermediate pressure side branch path 67a with the temperature which the heating return temperature sensor 66T detects. The control unit 11 further grasps the flow rate of the secondary refrigerant flowing through the intermediate pressure side branch passage 67 by the intermediate pressure side branch passage flow meter 67Q. Thus, the control unit 11 calculates the amount of heat obtained by the heating secondary refrigerant based on the temperature difference between the primary refrigerant and the heating secondary refrigerant in the intermediate-pressure water heat exchanger 40 and each flow rate, and The expected value is calculated as the temperature of the secondary refrigerant for heating that passes through the third intermediate pressure side branch passage 67c.

制御部11は、高圧温度センサ27T、高圧圧力センサ27Pおよび高段側圧縮機25の駆動周波数等と、給湯中間温度センサ95Tおよび給湯ポンプ92の流量等から、第2高圧水熱交換器52を流れる一次冷媒の温度および流量を把握する。また、制御部11は、第1高圧側分岐路68aを通過する暖房用の二次冷媒の温度を暖房戻り温度センサ66Tが検知する温度によって把握する。制御部11は、さらに、高圧側分岐路流量計68Qによって高圧側分岐路68を流れている二次冷媒の流量を把握する。これにより、制御部11は、第2高圧水熱交換器52における一次冷媒と暖房用の二次冷媒との温度差および各流量に基づいて、暖房用の二次冷媒が得る熱量を算出し、第3高圧側分岐路68cを通過する暖房用の二次冷媒の温度として予想される値を算出する。   The control unit 11 controls the second high pressure water heat exchanger 52 based on the driving frequency of the high pressure sensor 27T, the high pressure sensor 27P and the high stage compressor 25, the flow rate of the hot water supply intermediate temperature sensor 95T and the hot water supply pump 92, and the like. Know the temperature and flow rate of the flowing primary refrigerant. Moreover, the control part 11 grasps | ascertains the temperature of the secondary refrigerant | coolant for heating which passes the 1st high voltage | pressure side branch 68a by the temperature which the heating return temperature sensor 66T detects. Further, the control unit 11 grasps the flow rate of the secondary refrigerant flowing through the high-pressure side branch 68 using the high-pressure side branch flow meter 68Q. Thereby, the control part 11 calculates the calorie | heat amount which the secondary refrigerant | coolant for heating obtains based on the temperature difference and each flow volume of the primary refrigerant | coolant in the 2nd high pressure water heat exchanger 52, and the secondary refrigerant | coolant for heating, An expected value is calculated as the temperature of the secondary refrigerant for heating passing through the third high-pressure side branch path 68c.

制御部11は、以上のようにして算出された第3中間圧側分岐路67cを通過する暖房用の二次冷媒の温度と、第3高圧側分岐路68cを通過する暖房用の二次冷媒の温度との差が小さくなるように、暖房混合弁64および/または暖房ポンプ63を制御する。ここでの算出された第3中間圧側分岐路67cを通過する暖房用の二次冷媒の温度と、第3高圧側分岐路68cを通過する暖房用の二次冷媒の温度とを用いた、具体的な制御の内容については、上記実施形態において説明した内容と同様である。   The controller 11 calculates the temperature of the secondary refrigerant for heating that passes through the third intermediate pressure side branch 67c calculated as described above and the secondary refrigerant for heating that passes through the third high pressure side branch 68c. The heating mixing valve 64 and / or the heating pump 63 is controlled so that the difference from the temperature becomes small. The temperature of the secondary refrigerant for heating that passes through the third intermediate pressure side branch passage 67c calculated here and the temperature of the secondary refrigerant for heating that passes through the third high pressure side branch passage 68c are used. The content of the general control is the same as the content described in the above embodiment.

このようにして、中間圧側分岐路温度センサ67Tおよび高圧側分岐路温度センサ68Tが設けられていないヒートポンプシステム7xであっても、第3中間圧側分岐路67cを通過する暖房用の二次冷媒の温度と、第3高圧側分岐路68cを通過する暖房用の二次冷媒の温度と、の差を小さくすることができる。   In this way, even in the heat pump system 7x in which the intermediate pressure side branch path temperature sensor 67T and the high pressure side branch path temperature sensor 68T are not provided, the secondary refrigerant for heating that passes through the third intermediate pressure side branch path 67c. The difference between the temperature and the temperature of the secondary refrigerant for heating that passes through the third high-pressure side branch 68c can be reduced.

<14−12>
なお、図25に示すように、上記変形例<14−11>において説明したように高圧側分岐路流量計68Qを設ける代わりに、往き管流量計65Qを設けたヒートポンプシステム8xとしてもよい。
<14-12>
As shown in FIG. 25, instead of providing the high-pressure side branch flow meter 68Q as described in the modification <14-11>, a heat pump system 8x provided with the forward pipe flow meter 65Q may be used.

往き管流量計65Qは、暖房往き管65を通過する暖房用の二次冷媒の流量を把握することができる。この中間圧側分岐路流量計67Qおよび往き管流量計65Qによっても、往き管流量計65Qから把握できる暖房往き管65の流量から、中間圧側分岐路流量計67Qが把握する流量を差し引くことで、高圧側分岐路68を流れる暖房用の二次冷媒の流量を把握することができる。他の制御方法および算出方法は、上記変形例<14−11>と同様にすることができる。   The forward pipe flow meter 65Q can grasp the flow rate of the secondary refrigerant for heating that passes through the heating forward pipe 65. Also by the intermediate pressure side branch flow meter 67Q and the forward pipe flow meter 65Q, the flow rate of the intermediate pressure side branch flow meter 67Q is subtracted from the flow rate of the heating forward pipe 65 that can be grasped from the forward flow meter 65Q. The flow rate of the secondary refrigerant for heating flowing through the side branch 68 can be grasped. Other control methods and calculation methods can be the same as those of the modified example <14-11>.

また、往き管流量計65Qは、高圧側分岐路流量計68Qの代わりとしてではなく、低圧側分岐路流量計67Qを設ける代わりとして設けるようにしてもよい。   Further, the forward pipe flow meter 65Q may be provided instead of providing the low pressure side branch flow meter 67Q instead of replacing the high pressure side branch flow meter 68Q.

<14−13>
なお、図26に示すように、上記各実施形態において説明した高圧側分岐路温度センサ68Tの代わりに、往き管温度センサ65Tを設けたヒートポンプシステム9xとしてもよい。
<14-13>
In addition, as shown in FIG. 26, it is good also as the heat pump system 9x which provided the outgoing pipe temperature sensor 65T instead of the high voltage | pressure side branch path temperature sensor 68T demonstrated in said each embodiment.

往き管温度センサ65Tは、暖房往き管65を通過する暖房用の二次冷媒の温度を把握することができる。この中間圧側分岐路温度センサ67Tおよび往き管温度センサ65Tによっても、往き管温度センサ65Tから把握できる暖房往き管65の温度から、暖房往き管65を流れる暖房用の二次冷媒の有する熱量を算出し、中間圧側分岐路温度センサ67Tが把握する温度から得られる中間圧側分岐路67を流れる暖房用の二次冷媒が有する熱量を差し引くことで、高圧側分岐路68を流れる暖房用の二次冷媒の熱量を把握することができる。そして、高圧側分岐路68を流れる暖房用の二次冷媒の流量が把握できる場合には、このようにして把握される高圧側分岐路68を流れる暖房用の二次冷媒の熱量から、高圧側分岐路68を流れる二次冷媒の温度を把握することができる。このようにして、中間圧側分岐路67を流れる暖房用の二次冷媒の温度と、高圧側分岐路68を流れる暖房用の二次冷媒の温度を把握した後の制御については、上記各実施形態において説明した内容と同様とすることができる。   The forward pipe temperature sensor 65T can grasp the temperature of the secondary refrigerant for heating that passes through the heating forward pipe 65. The intermediate pressure side branch path temperature sensor 67T and the forward pipe temperature sensor 65T also calculate the amount of heat of the secondary refrigerant for heating flowing through the heating forward pipe 65 from the temperature of the heating forward pipe 65 that can be grasped from the forward pipe temperature sensor 65T. Then, by subtracting the amount of heat of the secondary refrigerant for heating flowing through the intermediate pressure side branch path 67 obtained from the temperature grasped by the intermediate pressure side branch path temperature sensor 67T, the secondary refrigerant for heating flowing through the high pressure side branch path 68 The amount of heat can be grasped. When the flow rate of the secondary refrigerant for heating that flows through the high-pressure side branch 68 can be grasped, the amount of heat of the secondary refrigerant for heating that flows through the high-pressure side branch 68 that is grasped in this manner is used. The temperature of the secondary refrigerant flowing through the branch path 68 can be grasped. As described above, the control after the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing through the intermediate pressure side branch path 67 and the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing through the high pressure side branch path 68 are as described above. It can be made to be the same as that explained in.

また、往き管温度センサ65Tは、高圧側分岐路温度センサ68Tの代わりとしてではなく、低圧側分岐路温度センサ67Tを設ける代わりとして設けるようにしてもよい。   Further, the forward pipe temperature sensor 65T may be provided instead of providing the low pressure side branch temperature sensor 67T instead of replacing the high pressure side branch temperature sensor 68T.

なお、上述のように、往き管温度センサ65Tが設けられている場合には、制御部11は、往き管温度センサ65Tが検知する暖房用の二次冷媒の温度と、他の温度センサ(例えば、中間圧側分岐路温度センサ67T)が把握する暖房用の二次冷媒の温度と、の差が少なくなるように、暖房混合弁64と暖房ポンプ63を制御するようにしてもよい。この場合であっても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。   As described above, when the forward pipe temperature sensor 65T is provided, the control unit 11 detects the temperature of the secondary refrigerant for heating detected by the forward pipe temperature sensor 65T and other temperature sensors (for example, The heating mixing valve 64 and the heating pump 63 may be controlled so that the difference between the temperature of the secondary refrigerant for heating grasped by the intermediate pressure side branch path temperature sensor 67T) is reduced. Even in this case, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.

<14−14>
上記各実施形態では、二次冷媒温度統一制御において、第3中間圧側分岐路67cおよび第3高圧側分岐路68cを流れる二次冷媒の温度を統一させる場合について例に挙げて説明した。
<14-14>
In each of the above embodiments, the case where the temperatures of the secondary refrigerants flowing through the third intermediate pressure side branch path 67c and the third high pressure side branch path 68c are unified in the secondary refrigerant temperature unified control has been described as an example.

しかし、本発明は、上記いずれの実施形態においても、完全に同一の温度に統一させる場合に限られず、単に、第3中間圧側分岐路67cを流れる二次冷媒の温度と、第3高圧側分岐路68cを流れる二次冷媒の温度と、の差を小さくするような制御であってもよい。   However, in any of the above embodiments, the present invention is not limited to the case where the temperature is completely the same, but simply the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third intermediate pressure side branch path 67c and the third high pressure side branch. The control may be such that the difference between the temperature of the secondary refrigerant flowing in the path 68c and the temperature of the secondary refrigerant is reduced.

さらに、第3中間圧側分岐路67cを流れる二次冷媒の温度と第3高圧側分岐路68cを流れる二次冷媒の温度との差を小さくするのではなく、この差が所定値以下であるという条件を満たすように、制御を行うようにしてもよい。   Furthermore, the difference between the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third intermediate pressure side branch path 67c and the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third high pressure side branch path 68c is not reduced, but the difference is less than a predetermined value. Control may be performed so as to satisfy the condition.

<14−15>
上記各実施形態では、二次冷媒温度統一制御を行う場合において暖房混合弁64における流量比率を制御する場合について例に挙げて説明した。
<14-15>
In each of the above embodiments, the case where the flow rate ratio in the heating and mixing valve 64 is controlled when performing the secondary refrigerant temperature unified control has been described as an example.

しかし、上記いずれの実施形態においても、暖房混合弁64における流量比率の制御によって第3中間圧側分岐路67cを流れる暖房用の二次冷媒の温度と第3高圧側分岐路68cを流れる暖房用の二次冷媒の温度との差を小さくするという制御に限られず、例えば、制御部11が、暖房ポンプ63の流量を上げるもしくは暖房ポンプ63の流量を下げる制御によって、第3中間圧側分岐路67cを流れる暖房用の二次冷媒の温度と第3高圧側分岐路68cを流れる暖房用の二次冷媒の温度との差を小さくするようにする場合も本発明に含まれる。   However, in any of the above embodiments, the temperature of the secondary refrigerant for heating that flows through the third intermediate pressure side branch 67c and the temperature for heating that flows through the third high pressure side branch 68c by controlling the flow rate ratio in the heating mixing valve 64. The control is not limited to reducing the difference from the temperature of the secondary refrigerant. For example, the control unit 11 controls the third intermediate pressure side branch passage 67c by increasing the flow rate of the heating pump 63 or decreasing the flow rate of the heating pump 63. The present invention also includes a case where the difference between the temperature of the flowing secondary refrigerant for heating and the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing in the third high-pressure side branch 68c is reduced.

例えば、第3高圧側分岐路68cを流れる二次冷媒の温度の方が第3中間圧側分岐路67cを流れる二次冷媒の温度よりも低い場合において、第2高圧水熱交換器52において熱交換を行う一次冷媒と暖房用の二次冷媒との温度差のほうが、中間圧水熱交換器40において熱交換を行う一次冷媒と暖房用の二次冷媒との温度差よりも大きい状況では、制御部11が暖房ポンプ63の流量を下げる制御を行うことで、温度差を小さくすることも可能になる。この場合には、暖房ポンプ63の流量を下げることによっていずれの熱交換器においても一次冷媒から熱を受ける時間が長くなるが、この長時間化による温度上昇効果が大きいのは、一次冷媒と二次冷媒との温度差が大きい第2高圧水熱交換器52側を通過する暖房用の二次冷媒ということになるためである。   For example, in the case where the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third high pressure side branch 68c is lower than the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third intermediate pressure side branch 67c, heat exchange is performed in the second high pressure water heat exchanger 52. In a situation where the temperature difference between the primary refrigerant that performs heating and the secondary refrigerant for heating is greater than the temperature difference between the primary refrigerant that performs heat exchange in the intermediate pressure water heat exchanger 40 and the secondary refrigerant for heating, It is also possible to reduce the temperature difference by controlling the flow rate of the heating pump 63 by the unit 11. In this case, reducing the flow rate of the heating pump 63 increases the time for receiving heat from the primary refrigerant in any of the heat exchangers. This is because the secondary refrigerant for heating passes through the second high-pressure water heat exchanger 52 side having a large temperature difference from the secondary refrigerant.

また、第3高圧側分岐路68cを流れる二次冷媒の温度の方が第3中間圧側分岐路67cを流れる二次冷媒の温度よりも高い場合において、第2高圧水熱交換器52において熱交換を行う一次冷媒と暖房用の二次冷媒との温度差のほうが、中間圧水熱交換器40において熱交換を行う一次冷媒と暖房用の二次冷媒との温度差よりも大きい状況では、制御部11が暖房ポンプ63の流量を上げる制御を行うことで、温度差を小さくすることも可能になる。この場合には、暖房ポンプ63の流量を上げることによっていずれの熱交換器においても一次冷媒から熱を受ける時間が短くなるが、この短時間化による温度下降効果が大きいのは、一次冷媒と二次冷媒との温度差が大きい第2高圧水熱交換器52側を通過する暖房用の二次冷媒ということになるためである。   Further, when the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third high-pressure side branch 68c is higher than the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third intermediate-pressure side branch 67c, heat exchange is performed in the second high-pressure water heat exchanger 52. In a situation where the temperature difference between the primary refrigerant that performs heating and the secondary refrigerant for heating is larger than the temperature difference between the primary refrigerant that performs heat exchange in the intermediate pressure water heat exchanger 40 and the secondary refrigerant for heating, It is also possible to reduce the temperature difference by performing the control in which the unit 11 increases the flow rate of the heating pump 63. In this case, by increasing the flow rate of the heating pump 63, the time for receiving heat from the primary refrigerant in any heat exchanger is shortened. This is because the secondary refrigerant for heating passes through the second high-pressure water heat exchanger 52 side having a large temperature difference from the secondary refrigerant.

また、第3高圧側分岐路68cを流れる二次冷媒の温度の方が第3中間圧側分岐路67cを流れる二次冷媒の温度よりも低い場合において、第2高圧水熱交換器52において熱交換を行う一次冷媒と暖房用の二次冷媒との温度差のほうが、中間圧水熱交換器40において熱交換を行う一次冷媒と暖房用の二次冷媒との温度差よりも小さい状況では、制御部11が暖房ポンプ63の流量を上げる制御を行うことで、温度差を小さくすることも可能になる。この場合には、暖房ポンプ63の流量を上げることによっていずれの熱交換器においても一次冷媒から熱を受ける時間が短くなるが、この短時間化による温度下降効果が大きいのは、一次冷媒と二次冷媒との温度差が大きい中間圧水熱交換器40側を通過する暖房用の二次冷媒ということになるためである。   Further, when the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third high-pressure side branch 68c is lower than the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third intermediate-pressure side branch 67c, heat exchange is performed in the second high-pressure water heat exchanger 52. In a situation where the temperature difference between the primary refrigerant that performs heating and the secondary refrigerant for heating is smaller than the temperature difference between the primary refrigerant that performs heat exchange in the intermediate pressure water heat exchanger 40 and the secondary refrigerant for heating, It is also possible to reduce the temperature difference by the control that the unit 11 increases the flow rate of the heating pump 63. In this case, by increasing the flow rate of the heating pump 63, the time for receiving heat from the primary refrigerant in any heat exchanger is shortened. This is because the secondary refrigerant for heating passes through the intermediate pressure water heat exchanger 40 side having a large temperature difference from the secondary refrigerant.

また、第3高圧側分岐路68cを流れる二次冷媒の温度の方が第3中間圧側分岐路67cを流れる二次冷媒の温度よりも高い場合において、第2高圧水熱交換器52において熱交換を行う一次冷媒と暖房用の二次冷媒との温度差のほうが、中間圧水熱交換器40において熱交換を行う一次冷媒と暖房用の二次冷媒との温度差よりも小さい状況では、制御部11が暖房ポンプ63の流量を下げる制御を行うことで、温度差を小さくすることも可能になる。この場合には、暖房ポンプ63の流量を下げることによっていずれの熱交換器においても一次冷媒から熱を受ける時間が長くなるが、この長時間化による温度上昇効果が大きいのは、一次冷媒と二次冷媒との温度差が大きい中間圧水熱交換器40側を通過する暖房用の二次冷媒ということになるためである。   Further, when the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third high-pressure side branch 68c is higher than the temperature of the secondary refrigerant flowing through the third intermediate-pressure side branch 67c, heat exchange is performed in the second high-pressure water heat exchanger 52. In a situation where the temperature difference between the primary refrigerant that performs heating and the secondary refrigerant for heating is smaller than the temperature difference between the primary refrigerant that performs heat exchange in the intermediate pressure water heat exchanger 40 and the secondary refrigerant for heating, It is also possible to reduce the temperature difference by controlling the flow rate of the heating pump 63 by the unit 11. In this case, reducing the flow rate of the heating pump 63 increases the time for receiving heat from the primary refrigerant in any of the heat exchangers. This is because the secondary refrigerant for heating passes through the intermediate pressure water heat exchanger 40 side having a large temperature difference from the secondary refrigerant.

<14−16>
上記各実施形態では、中間圧水熱交換器40を流れる一次冷媒の温度と、第2高圧水熱交換器52を流れる一次冷媒の温度と、の関係については特に制御を行わない場合について例に挙げて説明した。
<14-16>
In each of the above embodiments, the relationship between the temperature of the primary refrigerant flowing through the intermediate-pressure water heat exchanger 40 and the temperature of the primary refrigerant flowing through the second high-pressure water heat exchanger 52 is taken as an example when no control is performed. I gave it as an explanation.

しかし、上記いずれの実施形態においても、例えば、第1高圧水熱交換器51を通過する給湯用の水の流量を調節することにより、第2高圧水熱交換器52に流入する一次冷媒の温度を調節して、中間圧水熱交換器40に流入する一次冷媒の温度に近づくように、制御部11が給湯ポンプ92を制御するようにしてもよい。   However, in any of the above embodiments, for example, the temperature of the primary refrigerant flowing into the second high-pressure water heat exchanger 52 is adjusted by adjusting the flow rate of hot water passing through the first high-pressure water heat exchanger 51. And the controller 11 may control the hot water supply pump 92 so as to approach the temperature of the primary refrigerant flowing into the intermediate pressure water heat exchanger 40.

例えば、低段側圧縮機21の目標吐出温度よりも高段側圧縮機25の目標吐出温度の方が高く設定されている場合に、高段側圧縮機25から吐出される一次冷媒の温度を下げなければ、中間圧水熱交換器40の一次冷媒の入口温度と第2高圧水熱交換器52の一次冷媒の入口温度とを近づけることができない。このような場合に、制御部11が、給湯中間温度センサ95Tが検知する温度に基づいて、第1高圧水熱交換器51において一次冷媒を冷却させるために必要となる給湯用の水が供給されるように給湯ポンプ92を制御してもよい。   For example, when the target discharge temperature of the high stage side compressor 25 is set higher than the target discharge temperature of the low stage side compressor 21, the temperature of the primary refrigerant discharged from the high stage side compressor 25 is set. If not lowered, the inlet temperature of the primary refrigerant of the intermediate-pressure water heat exchanger 40 and the inlet temperature of the primary refrigerant of the second high-pressure water heat exchanger 52 cannot be brought close to each other. In such a case, the hot water supply water necessary for the control unit 11 to cool the primary refrigerant in the first high pressure water heat exchanger 51 is supplied based on the temperature detected by the hot water supply intermediate temperature sensor 95T. Alternatively, the hot water supply pump 92 may be controlled.

この場合には、暖房用の二次冷媒の出口側に相当する中間圧水熱交換器40の一次冷媒の入口近傍の温度と、暖房用の二次冷媒の出口に相当する第2高圧水熱交換器52の一次冷媒の入口近傍の温度とが近い値になっているため、第3中間圧側分岐路67cを流れる暖房用の二次冷媒の温度と第3高圧側分岐路68cを流れる暖房用の二次冷媒の温度とを、近づけることが容易になる。例えば、暖房ポンプ63の流量を下げるような場合には、温度の統一がより容易になる。また、第3中間圧側分岐路67cを流れる暖房用の二次冷媒の温度と第3高圧側分岐路68cを流れる暖房用の二次冷媒の温度とを、近づけることが容易になるため、二次冷媒温度統一制御によって生じるヒートポンプ回路10におけるサイクル効率の悪化の程度を小さく抑えることができる。   In this case, the temperature in the vicinity of the inlet of the primary refrigerant of the intermediate pressure water heat exchanger 40 corresponding to the outlet side of the secondary refrigerant for heating and the second high-pressure water heat corresponding to the outlet of the secondary refrigerant for heating. Since the temperature in the vicinity of the inlet of the primary refrigerant in the exchanger 52 is a close value, the temperature of the secondary refrigerant for heating that flows through the third intermediate pressure side branch 67c and the temperature for heating that flows through the third high pressure side branch 68c. It becomes easy to make the temperature of the secondary refrigerant close. For example, when the flow rate of the heating pump 63 is lowered, it is easier to unify the temperatures. Further, it becomes easy to bring the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing through the third intermediate pressure side branch passage 67c close to the temperature of the secondary refrigerant for heating flowing through the third high pressure side branch passage 68c. The degree of deterioration of the cycle efficiency in the heat pump circuit 10 caused by the unified refrigerant temperature control can be kept small.

<14−17>
上記各実施形態では、ヒートポンプ回路10側の制御については特段明示していない場合について例に挙げて説明した。
<14-17>
In each of the above-described embodiments, the case where the control on the heat pump circuit 10 side is not clearly described has been described as an example.

しかし、暖房回路60における二次冷媒温度統一制御が行われることにより、運転状況が変化するが、ヒートポンプ回路10のサイクル効率の悪化を抑制できたり、改善できたりする場合がある。   However, although the operation state changes by performing the secondary refrigerant temperature unified control in the heating circuit 60, the deterioration of the cycle efficiency of the heat pump circuit 10 may be suppressed or may be improved.

ここで、例えば、図27のモリエル線図に示すように、暖房負荷に対応させるために低段側圧縮機21の目標吐出温度を上げることになった場合には、低段側圧縮機21における圧縮比が大きくなる傾向がある(点線から一点鎖線への変化参照)。また、これに伴って圧縮比を揃えようとしている高段側圧縮機25の圧縮比も大きくなってしまう。このため、必要駆動力が増大してしまい、消費エネルギが増大してしまうことになる。   Here, for example, as shown in the Mollier diagram of FIG. 27, when the target discharge temperature of the low-stage compressor 21 is increased in order to cope with the heating load, in the low-stage compressor 21 The compression ratio tends to increase (see change from dotted line to dashed line). Along with this, the compression ratio of the high-stage compressor 25 that attempts to make the compression ratio uniform also increases. For this reason, the required driving force increases and the energy consumption increases.

これに対して、例えば、図28のモリエル線図に示すように、制御部11が、点線のサイクルから実線のサイクルに運転状況を変更させるようにしてもよい(点線から実線への変化参照)。すなわち、低段側圧縮機21の目標吐出温度が上げられる場合に、低段側圧縮機21が吸入する一次冷媒の過熱度が大きくなるようにする低段吸入過熱度制御を行うようにしてもよい。これにより、低段側圧縮機21の目標吐出温度を達成するために必要となる低段側圧縮機21の圧縮比を小さく抑えることができる。これに付随して、高段側圧縮機25の圧縮比も小さく抑えることができる。これにより、必要駆動力をより小さく抑えることが可能になる。   On the other hand, for example, as shown in the Mollier diagram of FIG. 28, the control unit 11 may change the operation state from a dotted line cycle to a solid line cycle (see change from a dotted line to a solid line). . That is, when the target discharge temperature of the low-stage compressor 21 is increased, the low-stage intake superheat control is performed so that the superheat degree of the primary refrigerant sucked by the low-stage compressor 21 is increased. Good. Thereby, the compression ratio of the low stage side compressor 21 required in order to achieve the target discharge temperature of the low stage side compressor 21 can be suppressed small. Accompanying this, the compression ratio of the high-stage compressor 25 can also be kept small. As a result, the required driving force can be further reduced.

他方、低段側圧縮機21の目標吐出温度が下げられるようにサイクル状態を変更する場合には、低段側圧縮機21が吸入する一次冷媒の過熱度が小さくなるようにする低段吸入過熱度制御を行うようにしてもよい。これにより、低段側圧縮機21の圧縮比の増大を抑えることにより高段側圧縮機25の圧縮比の増大も抑えつつ、低段側圧縮機21が吸入する一次冷媒の比体積を下げることができる。このため、圧縮比の増大を抑えつつ、循環量を確保して、能力を増大させることが可能になる。   On the other hand, when the cycle state is changed so that the target discharge temperature of the low-stage compressor 21 can be lowered, the low-stage intake superheat that reduces the superheat degree of the primary refrigerant sucked by the low-stage compressor 21 is reduced. You may make it perform degree control. Thereby, by suppressing the increase in the compression ratio of the low-stage compressor 21, the increase in the compression ratio of the high-stage compressor 25 is also suppressed, and the specific volume of the primary refrigerant sucked by the low-stage compressor 21 is reduced. Can do. For this reason, it is possible to increase the capacity by securing the circulation amount while suppressing the increase in the compression ratio.

なお、上述した制御は、例えば、上記実施形態および変形例で示したヒートポンプシステムのうち、一次バイパス80および一次バイパス膨張弁5bを有しているヒートポンプ回路10においては、この一次バイパス膨張弁5bの弁開度を制御部11が制御することにより一次冷媒間熱交換器8における熱交換の程度を調節できる。このようにして、低段側圧縮機21が吸入する一次冷媒の過熱度を調節することができる。   In the heat pump circuit 10 having the primary bypass 80 and the primary bypass expansion valve 5b in the heat pump system shown in the embodiment and the modified example, for example, the above-described control is performed by the primary bypass expansion valve 5b. The degree of heat exchange in the primary refrigerant heat exchanger 8 can be adjusted by the control unit 11 controlling the valve opening. In this way, the degree of superheat of the primary refrigerant sucked by the low-stage compressor 21 can be adjusted.

<14−18>
上記各実施形態では、ヒートポンプ回路10側の制御については特段明示していない場合について例に挙げて説明した。
<14-18>
In each of the above-described embodiments, the case where the control on the heat pump circuit 10 side is not clearly described has been described as an example.

しかし、暖房回路60における二次冷媒温度統一制御が行われることにより、運転状況が変化するが、ヒートポンプ回路10のサイクル効率の悪化を抑制できたり、改善できたりする場合がある。   However, although the operation state changes by performing the secondary refrigerant temperature unified control in the heating circuit 60, the deterioration of the cycle efficiency of the heat pump circuit 10 may be suppressed or may be improved.

ここで、例えば、暖房負荷が小さくなること等でラジエータ61において暖房用の二次冷媒の温度があまり低下しない場合には、中間圧水熱交換器40を流れる一次冷媒の温度として、高温が必要とされなくなる場合がある。   Here, for example, when the temperature of the secondary refrigerant for heating does not decrease so much in the radiator 61 due to a reduction in heating load or the like, a high temperature is required as the temperature of the primary refrigerant flowing through the intermediate pressure water heat exchanger 40. It may not be.

これに対して、例えば、図29のモリエル線図に示すように、制御部11が、点線のサイクルから実線のサイクルに運転状況を変更させるようにしてもよい(点線から実線への変化参照)。すなわち、低段側圧縮機21の目標吐出温度を下げつつ、低段側圧縮機21が吸入する一次冷媒の過熱度も下げるように制御を行うようにしてもよい。これにより、高段側圧縮機25の圧縮比と低段側圧縮機21の圧縮比が同程度になり、低圧側圧縮機21および高段側圧縮機25の駆動力を小さく抑えた効率的な運転が可能になる。そして、このように低段側圧縮機21の目標吐出温度を下げたとしても、ラジエータ61において要求されている熱負荷が小さくなっている状況なので、負荷に対応することもできている。これにより、負荷変動に対応しつつ圧縮駆動力をより低減させることができる。   On the other hand, for example, as shown in the Mollier diagram of FIG. 29, the control unit 11 may change the operation state from a dotted line cycle to a solid line cycle (see change from a dotted line to a solid line). . That is, the control may be performed so that the degree of superheat of the primary refrigerant sucked by the low-stage compressor 21 is also lowered while the target discharge temperature of the low-stage compressor 21 is lowered. As a result, the compression ratio of the high-stage compressor 25 and the compression ratio of the low-stage compressor 21 are approximately the same, and the driving force of the low-pressure compressor 21 and the high-stage compressor 25 is suppressed to be small. Driving becomes possible. And even if the target discharge temperature of the low stage side compressor 21 is lowered in this way, since the thermal load required in the radiator 61 is small, it is possible to cope with the load. As a result, the compression driving force can be further reduced while accommodating load fluctuations.

なお、上述した制御は、例えば、上記実施形態および変形例で示したヒートポンプシステムのうち、一次バイパス80および一次バイパス膨張弁5bを有しているヒートポンプ回路10においては、この一次バイパス膨張弁5bの弁開度を制御部11が制御することにより一次冷媒間熱交換器8における熱交換の程度を調節できる。このようにして、低段側圧縮機21が吸入する一次冷媒の過熱度を調節することができる。   In the heat pump circuit 10 having the primary bypass 80 and the primary bypass expansion valve 5b in the heat pump system shown in the embodiment and the modified example, for example, the above-described control is performed by the primary bypass expansion valve 5b. The degree of heat exchange in the primary refrigerant heat exchanger 8 can be adjusted by the control unit 11 controlling the valve opening. In this way, the degree of superheat of the primary refrigerant sucked by the low-stage compressor 21 can be adjusted.

本発明の冷凍装置は、二次冷媒による熱負荷の処理においてサイクル効率を向上させることが可能になるため、多段圧縮式の圧縮要素を備えたヒートポンプ回路を用いて熱負荷を処理するにヒートポンプシステムに適用した場合に特に有用である。   Since the refrigeration apparatus of the present invention can improve cycle efficiency in the processing of heat load by the secondary refrigerant, the heat pump system is used to process the heat load using a heat pump circuit including a multistage compression type compression element. It is particularly useful when applied to.

1 ヒートポンプシステム
4 蒸発器
4f ファン
5a 膨張弁
5b 一次バイパス膨張弁
7 エコノマイザ熱交換器
8 一次冷媒間熱交換器
10 ヒートポンプ回路
20 低圧管
20a〜f 第1〜6低圧管
20P 低圧圧力センサ
20T 低圧温度センサ
21 低段側圧縮機
23 中間圧管
23a〜d 第1〜4中間圧管
23T 中間圧温度センサ
24P 高段吸入圧力センサ
24T 高段吸入温度センサ
25 高段側圧縮機
27 高圧管
27a〜n 第1〜14高圧管
27P 高圧圧力センサ
27T 高圧温度センサ
40 中間圧水熱交換器
50 高圧水熱交換器
51〜53 第1〜3高圧水熱交換器
60 暖房回路
61 ラジエータ
61T ラジエータ温度センサ
62 分流機構(第1流量調節機構)
63 暖房ポンプ(流量調節部)
64 暖房混合弁
65 暖房往き管
65T 往き管温度センサ
65Q 往き管流量計
66 暖房戻り管
66T 暖房戻り温度センサ
67 中間圧側分岐路
67T 中間圧側分岐路温度センサ
67Q 中間圧側分岐路流量計
67a〜c 第1〜3中間圧側分岐路
68 高圧側分岐路
68T 高圧側分岐路温度センサ
68Q 高圧側分岐路流量計
69 暖房バイパス路(第1熱負荷バイパス路)
70 インジェクション路
72 第1インジェクション管
74 第2インジェクション管
75 第3インジェクション管
76 第4インジェクション管
73 インジェクション膨張弁
80 一次バイパス
90 給湯回路
91 貯湯タンク
92 給湯ポンプ
93 給湯混合弁
94 給水管
94T 給湯入水温度センサ
95 給湯ヒートポンプ管
95a〜f 第1〜6給湯ヒートポンプ管
95T 給湯中間温度センサ
98 給湯管
98T 給湯出湯温度センサ
99 給湯バイパス管
164 第12暖房混合弁(第1熱負荷バイパス流量調節機構)
A 吸入ポイント
B 低段吐出ポイント
C 中間圧水熱交換器通過ポイント
D インジェクション合流ポイント
E 高段吐出ポイント
F 第1高圧ポイント
G 第2高圧ポイント
H 第3高圧ポイント
I 第4高圧ポイント
J 第5高圧ポイント
K 第1低圧ポイント
L 第2低圧ポイント
M 第3低圧ポイント
N 第4低圧ポイント
Q インジェクション中間圧ポイント
R エコノマイザ熱交後ポイント
X 暖房分岐ポイント
Y 暖房合流ポイント
W 給水分岐ポイント
Z 給湯合流ポイント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat pump system 4 Evaporator 4f Fan 5a Expansion valve 5b Primary bypass expansion valve 7 Economizer heat exchanger 8 Heat exchanger between primary refrigerants 10 Heat pump circuit 20 Low pressure pipe 20a-f First to sixth low pressure pipes 20P Low pressure sensor 20T Low pressure temperature Sensor 21 Low stage compressor 23 Intermediate pressure pipes 23a to d First to fourth intermediate pressure pipes 23T Intermediate pressure temperature sensor 24P High stage suction pressure sensor 24T High stage suction temperature sensor 25 High stage compressor 27 High pressure pipes 27a to n First -14 high pressure pipe 27P high pressure sensor 27T high pressure temperature sensor 40 intermediate pressure water heat exchanger 50 high pressure water heat exchanger 51-53 first to third high pressure water heat exchanger 60 heating circuit 61 radiator 61T radiator temperature sensor 62 shunt mechanism ( First flow rate adjustment mechanism)
63 Heating pump (flow control part)
64 Heating mixing valve 65 Heating forward pipe 65T Outward pipe temperature sensor 65Q Outward pipe flow meter 66 Heating return pipe 66T Heating return temperature sensor 67 Intermediate pressure side branch path 67T Intermediate pressure side branch path temperature sensor 67Q Intermediate pressure side branch path flow meter 67a-c 1-3 intermediate pressure side branch 68 high pressure side branch 68T high pressure side branch temperature sensor 68Q high pressure side branch flow meter 69 heating bypass (first thermal load bypass)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 70 Injection path 72 1st injection pipe 74 2nd injection pipe 75 3rd injection pipe 76 4th injection pipe 73 Injection expansion valve 80 Primary bypass 90 Hot water supply circuit 91 Hot water storage tank 92 Hot water pump 93 Hot water mixing valve 94 Water supply pipe 94T Hot water supply water temperature Sensor 95 Hot water supply heat pump pipe 95a-f First to sixth hot water supply heat pump pipes 95T Hot water supply intermediate temperature sensor 98 Hot water supply pipe 98T Hot water supply hot water temperature sensor 99 Hot water supply bypass pipe 164 12th heating mixing valve (first heat load bypass flow rate adjustment mechanism)
A Intake point B Low stage discharge point C Intermediate pressure water heat exchanger passage point D Injection junction point E High stage discharge point F First high pressure point G Second high pressure point H Third high pressure point I Fourth high pressure point J Fifth high pressure Point K First low pressure point L Second low pressure point M Third low pressure point N Fourth low pressure point Q Injection intermediate pressure point R Economizer post heat exchange point X Heating branch point Y Heating junction point W Water supply branch point Z Hot water junction point

特開2004−177067号公報JP 2004-177067 A

Claims (25)

少なくとも低段側圧縮機構(21)、高段側圧縮機構(25)、膨張機構(5a、5b)、および、蒸発器(4)を有しており、一次冷媒が循環するヒートポンプ回路(10)と、
第1分岐部分(X)、第2分岐部分(Y)、前記第1分岐部分(X)と前記第2分岐部分(Y)とを接続する第1分岐路(67)、前記第1分岐路(67)と合流することなく前記第1分岐部分(X)と前記第2分岐部分(Y)とを接続する第2分岐路(68)、および、第1熱負荷処理部(61)を有しており、第1流体が循環する第1熱負荷回路(60)と、
前記低段側圧縮機構(21)の吐出側から前記高段側圧縮機構(25)の吸入側に向けて流れる前記一次冷媒と、前記第1分岐路(67)を流れる前記第1流体と、の間で熱交換を行わせる第1熱交換器(40)と、
前記高段側圧縮機構(25)から前記膨張機構(5)に向けて流れる前記一次冷媒と、前記第2分岐路(68)を流れる前記第1流体と、の間で熱交換を行わせる第2熱交換器(52)と、
前記第1分岐路(67)における前記第1流体の流量と、前記第2分岐路(68)における前記第1流体の流量と、の少なくともいずれか一方の流量を調節可能な第1流量調節機構(62)と、
前記第1分岐路(67)のうち前記第1熱交換器(40)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度と、前記第2分岐路(68)のうち前記第2熱交換器(52)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度と、の比が1となる場合を含む所定温度条件を満たす状態を維持させるように、若しくは、
前記第1分岐路(67)のうち前記第1熱交換器(40)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度と、前記第2分岐路(68)のうち前記第2熱交換器(52)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度と、の差を小さくさせるように、
前記第1流量調節機構(62)を操作する流量調節制御を行う制御部(11)と、
を備えたヒートポンプシステム(1)。
A heat pump circuit (10) which has at least a low-stage compression mechanism (21), a high-stage compression mechanism (25), an expansion mechanism (5a, 5b), and an evaporator (4), and circulates the primary refrigerant. When,
First branch part (X), second branch part (Y), first branch path (67) connecting the first branch part (X) and the second branch part (Y), the first branch path A second branch path (68) for connecting the first branch portion (X) and the second branch portion (Y) without merging with (67), and a first thermal load processing section (61). A first thermal load circuit (60) through which the first fluid circulates;
The primary refrigerant flowing from the discharge side of the low-stage compression mechanism (21) toward the suction side of the high-stage compression mechanism (25), the first fluid flowing through the first branch passage (67), and A first heat exchanger (40) for exchanging heat between,
A heat exchange is performed between the primary refrigerant flowing from the high-stage compression mechanism (25) toward the expansion mechanism (5) and the first fluid flowing through the second branch path (68). Two heat exchangers (52);
A first flow rate adjusting mechanism capable of adjusting at least one of the flow rate of the first fluid in the first branch path (67) and the flow rate of the first fluid in the second branch path (68). (62)
The temperature of the first fluid flowing through the portion of the first branch (67) that has passed through the first heat exchanger (40), and the second heat exchanger (of the second branch (68)) 52) so as to maintain a condition that satisfies a predetermined temperature condition including a case where the ratio of the temperature of the first fluid flowing through the portion that has passed through 52) is 1, or
The temperature of the first fluid flowing through the portion of the first branch (67) that has passed through the first heat exchanger (40), and the second heat exchanger (of the second branch (68)) 52) so as to reduce the difference between the temperature of the first fluid flowing through the portion that has passed through
A controller (11) for performing flow rate adjustment control for operating the first flow rate adjustment mechanism (62);
A heat pump system (1) comprising:
前記制御部(11)は、
前記第1熱交換器(40)に流れ込む前記一次冷媒の温度が、前記第1熱交換器(40)に流れ込む前記第1流体の温度以上の温度になるようにしつつ、
前記第2熱交換器(52)に流れ込む前記一次冷媒の温度が、前記第2熱交換器(52)に流れ込む前記第1流体の温度以上の温度になるようにしつつ、
前記第1熱交換器(40)に流れ込む前記一次冷媒の温度および前記第2熱交換器(52)に流れ込む前記一次冷媒の温度の両方が、前記第1熱負荷処理部(61)において要求される第1熱負荷対応温度以上の温度となるように、
前記低段側圧縮機構(21)および前記高段側圧縮機構(25)の出力を制御する、
請求項1に記載のヒートポンプシステム(1)。
The control unit (11)
While the temperature of the primary refrigerant flowing into the first heat exchanger (40) is equal to or higher than the temperature of the first fluid flowing into the first heat exchanger (40),
While the temperature of the primary refrigerant flowing into the second heat exchanger (52) is equal to or higher than the temperature of the first fluid flowing into the second heat exchanger (52),
Both the temperature of the primary refrigerant flowing into the first heat exchanger (40) and the temperature of the primary refrigerant flowing into the second heat exchanger (52) are required in the first heat load processing unit (61). So that the temperature is equal to or higher than the temperature corresponding to the first heat load.
Controlling the outputs of the low-stage compression mechanism (21) and the high-stage compression mechanism (25);
The heat pump system (1) according to claim 1.
前記第1熱負荷回路(60)は、前記第1熱負荷処理部(61)と前記第1分岐部分(X)の間の部分と前記第1熱負荷処理部(61)と前記第2分岐部分(Y)の間の部分とを接続する第1熱負荷バイパス回路(69)、および、前記第1熱負荷バイパス回路(69)を通過する前記第1流体の流量を調節可能な第1熱負荷バイパス流量調節機構(164)をさらに有しており、
前記制御部(11)は、前記流量調節制御において、前記第1分岐路(67)のうち前記第1熱交換器(40)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度の目標値および前記第2分岐路(68)のうち前記第2熱交換器(52)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度の目標値が、前記第1熱負荷対応温度を超える温度になるように制御を行い、
前記制御部(11)は、前記第1熱負荷処理部(61)に供給される前記第1流体の温度が前記第1熱負荷対応温度となるように、前記第1熱負荷バイパス流量調節機構(164)を操作して前記第1熱負荷バイパス回路(69)を通過する前記第1流体の流量を調節する、
請求項2に記載のヒートポンプシステム(3x)。
The first thermal load circuit (60) includes a portion between the first thermal load processing unit (61) and the first branch portion (X), the first thermal load processing unit (61), and the second branch. A first heat load bypass circuit (69) connecting the portions between the portions (Y), and a first heat capable of adjusting a flow rate of the first fluid passing through the first heat load bypass circuit (69). A load bypass flow rate adjustment mechanism (164);
In the flow rate adjustment control, the control unit (11) includes a target value of the temperature of the first fluid flowing through a portion of the first branch (67) that has passed through the first heat exchanger (40), and the control unit (11). Control is performed so that the target value of the temperature of the first fluid flowing through the portion of the second branch path (68) that has passed through the second heat exchanger (52) exceeds the temperature corresponding to the first heat load. And
The control unit (11) is configured to adjust the first thermal load bypass flow rate adjustment mechanism so that the temperature of the first fluid supplied to the first thermal load processing unit (61) becomes the temperature corresponding to the first thermal load. (164) is operated to adjust the flow rate of the first fluid passing through the first thermal load bypass circuit (69).
The heat pump system (3x) according to claim 2.
前記制御部(11)は、前記流量調節制御において、前記第1分岐路(67)のうち前記第1熱交換器(40)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度の目標値および前記第2分岐路(68)のうち前記第2熱交換器(52)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度の目標値が、前記第1熱負荷対応温度となるように制御する、
請求項2に記載のヒートポンプシステム(1)。
In the flow rate adjustment control, the control unit (11) includes a target value of the temperature of the first fluid flowing through a portion of the first branch (67) that has passed through the first heat exchanger (40), and the control unit (11). A target value of the temperature of the first fluid flowing through a portion of the second branch path (68) that has passed through the second heat exchanger (52) is controlled to be the temperature corresponding to the first heat load;
The heat pump system (1) according to claim 2.
前記制御部(11)は、前記流量調節制御において、
前記低段側圧縮機構(21)における圧縮比と、前記高段側圧縮機構(25)における圧縮比と、の比が1となる場合を含む所定圧縮比条件を満たした状態を維持させるように、若しくは、
前記低段側圧縮機構(21)における圧縮比と、前記高段側圧縮機構(25)における圧縮比と、の差を小さくさせるように、
前記低段側圧縮機構(21)、前記高段側圧縮機構(25)および前記膨張機構(5)の少なくともいずれか1つを制御する、
請求項2から4のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1)。
In the flow rate adjustment control, the control unit (11)
To maintain a state where a predetermined compression ratio condition is satisfied, including a case where the ratio of the compression ratio in the low-stage compression mechanism (21) and the compression ratio in the high-stage compression mechanism (25) is 1. Or
In order to reduce the difference between the compression ratio in the low-stage compression mechanism (21) and the compression ratio in the high-stage compression mechanism (25),
Controlling at least one of the low-stage compression mechanism (21), the high-stage compression mechanism (25), and the expansion mechanism (5);
The heat pump system (1) according to any one of claims 2 to 4.
前記制御部(11)は、前記流量調節制御を行う場合に、前記低段側圧縮機構(21)の前記一次冷媒の吐出温度が上がる場合に、前記低段側圧縮機構(21)が吸入する前記一次冷媒の過熱度を上げる低段吸入過熱度制御を行う、
請求項5に記載のヒートポンプシステム(1)。
When the flow rate adjustment control is performed, the control unit (11) sucks the low-stage compression mechanism (21) when the discharge temperature of the primary refrigerant of the low-stage compression mechanism (21) increases. Performing low-stage suction superheat control to increase the superheat of the primary refrigerant,
The heat pump system (1) according to claim 5.
前記ヒートポンプ回路(10)は、前記低段側圧縮機構(21)が吸入する前記一次冷媒と、前記第2熱交換器(52)を通過した後であって前記膨張機構(5)に向かって流れる前記一次冷媒と、の間で熱交換を行わせる一次冷媒間熱交換器(8)をさらに有しており、
前記制御部(11)は、前記一次冷媒間熱交換器(8)を用いて前記低段吸入過熱度制御を行う、
請求項6に記載のヒートポンプシステム(1)。
The heat pump circuit (10) passes through the primary refrigerant sucked by the low-stage compression mechanism (21) and the second heat exchanger (52) toward the expansion mechanism (5). A primary inter-refrigerant heat exchanger (8) for exchanging heat with the flowing primary refrigerant;
The controller (11) performs the low-stage suction superheat control using the primary inter-refrigerant heat exchanger (8).
The heat pump system (1) according to claim 6.
前記制御部(11)は、前記流量調節制御を行う場合に、前記第1熱負荷処理部(61)から前記第1熱交換器(40)および前記第2熱交換器(52)に向けて流れる前記第1流体の温度が上昇した場合には、前記低段側圧縮機構(21)の前記一次冷媒の吐出温度の目標値を低下させつつ、前記低段側圧縮機構(21)が吸入する前記一次冷媒の過熱度を小さくする負荷低減時制御を行う、
請求項5から7のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1)。
When the flow rate adjustment control is performed, the control unit (11) is directed from the first heat load processing unit (61) to the first heat exchanger (40) and the second heat exchanger (52). When the temperature of the flowing first fluid rises, the low-stage compression mechanism (21) sucks while lowering the target value of the primary refrigerant discharge temperature of the low-stage compression mechanism (21). Performing a load reduction control to reduce the degree of superheat of the primary refrigerant,
The heat pump system (1) according to any one of claims 5 to 7.
前記第2熱負荷部(91)を有しており、第2流体が循環する第2熱負荷回路(90)と、
前記第2熱負荷回路(90)を循環する前記第2流体と、前記高段側圧縮機構(25)から前記第2熱交換器(52)に向かう途中の前記一次冷媒と、の間で熱交換を行わせる第3熱交換器(51)と、
をさらに備えた、
請求項8に記載のヒートポンプシステム(1)。
A second heat load circuit (90) having the second heat load section (91) and circulating a second fluid;
Heat is generated between the second fluid circulating in the second heat load circuit (90) and the primary refrigerant on the way from the high-stage compression mechanism (25) to the second heat exchanger (52). A third heat exchanger (51) for exchange,
Further equipped with,
The heat pump system (1) according to claim 8.
前記第2熱負荷回路(90)を通過する前記第2流体のうち前記第2熱負荷処理部(91)から前記第3熱交換器(51)に向かう前記第2流体と、前記第2熱交換器(52)を通過した後であって前記膨張機構(5)に向かう途中の前記一次冷媒と、の間で熱交換を行わせる第4熱交換器(53)をさらに備えた、
請求項9に記載のヒートポンプシステム(1)。
Of the second fluid passing through the second heat load circuit (90), the second fluid heading from the second heat load processing section (91) toward the third heat exchanger (51), and the second heat A fourth heat exchanger (53) that allows heat exchange with the primary refrigerant on the way to the expansion mechanism (5) after passing through the exchanger (52);
The heat pump system (1) according to claim 9.
前記制御部(11)は、前記低段側圧縮機構(21)が吐出する前記一次冷媒の温度の目標値が前記高段側圧縮機構(25)が吐出する前記一次冷媒の温度の目標値よりも低い場合に、前記第3熱交換器(51)を通過する前記一次冷媒の温度が前記低段側圧縮機構(21)が吐出する前記一次冷媒の温度の目標値に近づくように、前記第2熱負荷回路(90)を循環する前記第2流体の循環量を調節する、
請求項9または10に記載のヒートポンプシステム(1)。
The controller (11) is configured such that a target value of the temperature of the primary refrigerant discharged from the low-stage compression mechanism (21) is greater than a target value of the temperature of the primary refrigerant discharged from the high-stage compression mechanism (25). The temperature of the primary refrigerant passing through the third heat exchanger (51) is close to a target value of the temperature of the primary refrigerant discharged from the low-stage compression mechanism (21). 2 adjusting the circulation amount of the second fluid circulating through the heat load circuit (90);
The heat pump system (1) according to claim 9 or 10.
前記第2熱負荷処理部(91)は、給湯用のタンク(91)であり、
前記第2流体は、給湯用の水である、
請求項9から11のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1)。
The second heat load processing section (91) is a hot water supply tank (91),
The second fluid is water for hot water supply.
The heat pump system (1) according to any one of claims 9 to 11.
前記制御部(11)は、前記流量調節制御では、前記第1流量調節機構(62)を操作することにより、前記第1分岐路(67)のうち前記第1熱交換器(40)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度と前記第2分岐路(68)のうち前記第2熱交換器(52)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度とのうち、温度が低い方の流量を下げる、
請求項2から12のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1)。
In the flow rate adjustment control, the control unit (11) operates the first flow rate adjustment mechanism (62) to pass through the first heat exchanger (40) in the first branch path (67). The lower one of the temperature of the first fluid flowing through the part and the temperature of the first fluid flowing through the part of the second branch (68) that has passed through the second heat exchanger (52) Reduce the flow rate of
The heat pump system (1) according to any one of claims 2 to 12.
前記第1流量調節機構(62)は、前記第1分岐路(67)を流れる前記第1流体の流量と前記第2分岐路(68)を流れる前記第1流体の流量との比率を調節可能であり、
前記制御部(11)は、前記流量調節制御では、前記第1流量調節機構(62)を操作することにより、前記第1熱負荷処理部に供給する前記第1流体の流量を一定に保ちつつ、前記第1分岐路(67)のうち前記第1熱交換器(40)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度と前記第2分岐路(68)のうち前記第2熱交換器(52)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度とのうち、温度が低い方の流量比率を下げる、
請求項13に記載のヒートポンプシステム(1)。
The first flow rate adjusting mechanism (62) can adjust a ratio between the flow rate of the first fluid flowing through the first branch passage (67) and the flow rate of the first fluid flowing through the second branch passage (68). And
In the flow rate adjustment control, the control unit (11) operates the first flow rate adjustment mechanism (62) to keep the flow rate of the first fluid supplied to the first thermal load processing unit constant. The temperature of the first fluid flowing through the portion of the first branch (67) that has passed through the first heat exchanger (40) and the second heat exchanger (of the second branch (68)) 52) lowering the flow rate ratio of the lower one of the temperatures of the first fluid flowing through the portion that has passed through,
The heat pump system (1) according to claim 13.
前記第1流量調節機構(62)は、前記第1熱負荷処理部(61)に供給する前記第1流体の流量を調節可能であり、
前記制御部(11)は、前記第1分岐路(67)のうち前記第1熱交換器(40)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度と前記第2分岐路(68)のうち前記第2熱交換器(52)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度とのうち温度が低い方の流量比率が小さい場合において、前記流量調節制御では、前記第1流量調節機構(62)を操作することにより前記第1熱負荷処理部(61)に供給する前記第1流体の流量を下げる、
請求項13に記載のヒートポンプシステム(1)。
The first flow rate adjusting mechanism (62) is capable of adjusting the flow rate of the first fluid supplied to the first thermal load processing unit (61),
The controller (11) includes the temperature of the first fluid flowing through a portion of the first branch (67) that has passed through the first heat exchanger (40) and the second branch (68). In the case where the flow rate ratio of the lower temperature out of the temperature of the first fluid flowing through the portion that has passed through the second heat exchanger (52) is small, in the flow rate control, the first flow rate control mechanism (62 ) To lower the flow rate of the first fluid supplied to the first thermal load processing section (61),
The heat pump system (1) according to claim 13.
前記第1流量調節機構(62)は、前記第1分岐路(67)を流れる前記第1流体の流量と前記第2分岐路(68)を流れる前記第1流体の流量との比率を調節する比率調節部(64)と、前記第1熱負荷処理部(61)に供給する前記第1流体の流量を調節する流量調節部(63)とを含んでおり、
前記制御部(11)は、前記流量調節制御では、前記第1流量調節機構(62)を操作することにより、前記第1分岐路(67)のうち前記第1熱交換器(40)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度と前記第2分岐路(68)のうち前記第2熱交換器(52)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度とのうち、前記第1熱負荷対応温度を超えている方の流量を増大させ、および/または、前記第1熱負荷対応温度に満たない方の流量を低下させるとともに、
前記制御部(11)は、前記第1熱負荷処理部(61)に供給する前記第1流体の温度が前記第1熱負荷対応温度を超えている場合において、前記第1熱負荷処理部(61)に供給する前記第1流体の温度が上がれば上がるほど前記第1熱負荷処理部(61)に供給する前記第1流体の流量を下げる、
請求項13に記載のヒートポンプシステム(1)。
The first flow rate adjusting mechanism (62) adjusts a ratio between the flow rate of the first fluid flowing through the first branch passage (67) and the flow rate of the first fluid flowing through the second branch passage (68). A ratio adjusting unit (64) and a flow rate adjusting unit (63) for adjusting the flow rate of the first fluid supplied to the first thermal load processing unit (61);
In the flow rate adjustment control, the control unit (11) operates the first flow rate adjustment mechanism (62) to pass through the first heat exchanger (40) in the first branch path (67). Of the temperature of the first fluid flowing through the part and the temperature of the first fluid flowing through the part of the second branch (68) passing through the second heat exchanger (52), the first heat Increasing the flow rate that exceeds the temperature corresponding to the load and / or decreasing the flow rate not satisfying the temperature corresponding to the first thermal load,
In the case where the temperature of the first fluid supplied to the first heat load processing unit (61) exceeds the temperature corresponding to the first heat load, the control unit (11) 61) The flow rate of the first fluid supplied to the first thermal load processing section (61) decreases as the temperature of the first fluid supplied to 61) increases.
The heat pump system (1) according to claim 13.
前記第1分岐路(67)のうち前記第1熱交換器(40)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度を把握する第1分岐路温度検知手段(67T)と
前記第2分岐路(68)のうち前記第2熱交換器(52)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度を把握する第2分岐路温度検知手段(68T)と、
をさらに備えた、
請求項1から16のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1)。
First branch path temperature detecting means (67T) for grasping the temperature of the first fluid flowing through a portion of the first branch path (67) that has passed through the first heat exchanger (40), and the second branch path (68) second branch path temperature detecting means (68T) for grasping the temperature of the first fluid flowing through the portion that has passed through the second heat exchanger (52);
Further equipped with,
The heat pump system (1) according to any one of claims 1 to 16.
前記第1分岐路(67)のうち前記第1熱交換器(40)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度および前記第2分岐路(68)のうち前記第2熱交換器(52)を通過した部分を流れる前記第1流体の温度の少なくともいずれか一方を把握する分岐部分温度検知手段(67T)と、
前記第1分岐路(67)を通過した前記第1流体と前記第2分岐路(68)を通過した前記第1流体とが合流した後に前記第1熱負荷処理部(61)に向けて流れる前記第1流体の温度を把握する合流部分温度検知手段(65T)と、
をさらに備えた、
請求項1から16のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1)。
The temperature of the first fluid flowing through the portion of the first branch (67) that has passed through the first heat exchanger (40) and the second heat exchanger (52 of the second branch (68). ) Branching part temperature detecting means (67T) for grasping at least one of the temperatures of the first fluid flowing through the part that has passed
After the first fluid that has passed through the first branch passage (67) and the first fluid that has passed through the second branch passage (68) have joined together, the fluid flows toward the first thermal load processing section (61). A merged part temperature detecting means (65T) for grasping the temperature of the first fluid;
Further equipped with,
The heat pump system (1) according to any one of claims 1 to 16.
前記第1分岐路(67)を流れる前記第1流体の流量を把握する第1分岐路流量検知手段(67Q)と、
前記第2分岐路(68)を流れる前記第1流体の流量を把握する第2分岐路流量検知手段(68Q)と、
をさらに備えた、
請求項1から16のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1x)。
First branch flow rate detection means (67Q) for grasping the flow rate of the first fluid flowing through the first branch (67);
Second branch flow rate detecting means (68Q) for grasping the flow rate of the first fluid flowing through the second branch (68);
Further equipped with,
The heat pump system (1x) according to any one of claims 1 to 16.
前記第1分岐路(67)を流れる前記第1流体の流量および前記第2分岐路(68)を流れる前記第1流体の流量の少なくともいずれか一方を把握する分岐部分流量検知手段(67Q)と、
前記第1分岐路(67)を流れる前記第1流体と前記第2分岐路(68)を流れる前記第1流体とが合流した後に前記第1熱負荷処理部(61)に向けて流れる前記第1流体の流量を把握する合流部分流量検知手段(65Q)と、
をさらに備えた、
請求項1から16のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(2x)。
Branch partial flow rate detection means (67Q) for grasping at least one of the flow rate of the first fluid flowing through the first branch passage (67) and the flow rate of the first fluid flowing through the second branch passage (68); ,
The first fluid flowing toward the first thermal load processing section (61) after the first fluid flowing through the first branch passage (67) and the first fluid flowing through the second branch passage (68) merge. A combined partial flow rate detection means (65Q) for grasping the flow rate of one fluid;
Further equipped with,
A heat pump system (2x) according to any one of the preceding claims.
前記第1熱交換器(40)では、前記低段側圧縮機構(21)の吐出側から前記高段側圧縮機構(25)の吸入側に向けて流れる前記一次冷媒と、前記第1分岐路(67)を流れる前記第1流体とは、対向流の関係にあり、
前記第2熱交換器(52)では、前記高段側圧縮機構(25)から前記膨張機構(5)に向けて流れる前記一次冷媒と、前記第2分岐路(68)を流れる前記第1流体とは、対向流の関係にある、
請求項1から20のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1)。
In the first heat exchanger (40), the primary refrigerant that flows from the discharge side of the low-stage compression mechanism (21) toward the suction side of the high-stage compression mechanism (25), and the first branch path The first fluid flowing through (67) is in a counterflow relationship;
In the second heat exchanger (52), the primary refrigerant that flows from the high-stage compression mechanism (25) toward the expansion mechanism (5) and the first fluid that flows through the second branch path (68). Is in a countercurrent relationship,
A heat pump system (1) according to any one of the preceding claims.
前記第1熱負荷処理部(61)は、配置されている対象空間の空気を暖める暖房用熱交換器(61)であり、
前記第1流体は、二次冷媒である、
請求項1から21のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1)。
The first heat load processing unit (61) is a heating heat exchanger (61) for heating the air in the target space in which it is arranged,
The first fluid is a secondary refrigerant.
The heat pump system (1) according to any one of claims 1 to 21.
前記低段側圧縮機構(21)および前記高段側圧縮機構(25)は、それぞれ回転駆動することで圧縮仕事を行うための共通の回転軸を有している、
請求項1から22のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1)。
The low-stage compression mechanism (21) and the high-stage compression mechanism (25) each have a common rotation shaft for performing compression work by being driven to rotate.
The heat pump system (1) according to any one of claims 1 to 22.
前記制御部(11)は、前記流量調節制御において、前記高段側圧縮機構(25)の吐出圧力を前記一次冷媒の臨界圧力以上の圧力に維持しており、
前記第1熱負荷処理部(61)の周囲温度が前記一次冷媒の臨界温度以下の温度である環境下で用いられる、
請求項1から23のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1)。
The controller (11) maintains a discharge pressure of the high-stage compression mechanism (25) at a pressure equal to or higher than a critical pressure of the primary refrigerant in the flow rate control.
Used in an environment where the ambient temperature of the first heat load treatment section (61) is a temperature lower than the critical temperature of the primary refrigerant;
24. A heat pump system (1) according to any one of the preceding claims.
前記一次冷媒は、二酸化炭素である、
請求項1から24のいずれか1項に記載のヒートポンプシステム(1)。
The primary refrigerant is carbon dioxide.
A heat pump system (1) according to any one of the preceding claims.
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