JP2012132573A - Heat pump system - Google Patents

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Atsushi Sugishige
篤 杉茂
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent frost formation of an evaporator in a refrigeration circuit 2 at a low temperature side, or to defrost thereof while preventing degradation in operation capacity for heating/hot water supply in a cascade-type heat pump system.SOLUTION: The cascade-type heat pump system includes a low temperature side refrigeration circuit 2, a high temperature side refrigeration circuit 3, and a cascade heat exchanger 4 for exchanging heat at a high temperature side of the low temperature side refrigeration circuit 2 and at low temperature side of the high temperature side refrigeration circuit 3. The cascade-type heat pump system includes: a circulation circuit 6 which returns again a circulation liquid from the high temperature side of the high temperature side refrigeration circuit 3 to the high temperature side of the high temperature side refrigeration circuit 3 through an evaporator 24 of the low temperature side refrigeration circuit 2; and a circulating liquid-refrigerant heat exchanger 7 for heat exchanging between the circulating liquid flowing through the circulation circuit 6 and a high temperature side refrigerant of the high temperature side refrigeration circuit 3.

Description

本発明は、カスケード形ヒートポンプに関するものである。   The present invention relates to a cascade heat pump.

従来のヒートポンプシステムにおける除霜技術の1つにホットガスデフロスト方式がある。この方式は、暖房運転から冷房運転に切換えて今まで蒸発器として作用していた空気−冷媒熱交換器を凝縮器として作用させ、ガス冷媒を熱源として除霜が行われるものである。そしてこの方式は、低温側冷凍回路(熱源側サイクル)と、高温側冷凍回路(利用側サイクル)と、低温側冷凍回路の高温側及び高温側冷凍回路の低温側を熱交換するカスケード熱交換器とを有するカスケード形ヒートポンプシステムにおいても主流となっている。   One of the defrosting techniques in the conventional heat pump system is a hot gas defrost system. In this method, switching from heating operation to cooling operation is performed, and the air-refrigerant heat exchanger that has been functioning as an evaporator until now is operated as a condenser, and defrosting is performed using a gas refrigerant as a heat source. And this system is a cascade heat exchanger for exchanging heat between the low temperature side refrigeration circuit (heat source side cycle), the high temperature side refrigeration circuit (use side cycle), the high temperature side of the low temperature side refrigeration circuit and the low temperature side of the high temperature side refrigeration circuit. Also in a cascade heat pump system having

ところが、上記方式では、除霜運転中に暖房・給湯運転を中断しなくてはならないことから、以下の対策が取られている。   However, in the above method, since the heating / hot water supply operation must be interrupted during the defrosting operation, the following measures are taken.

まず、除霜時間の短縮を図るべく、制御ロジックや霜の促進状態の検出の改善及び高温側サイクルのホットガスの利用等である。   First, in order to shorten the defrosting time, the control logic, the improvement of detection of the frost acceleration state, the use of hot gas in the high temperature side cycle, and the like are included.

しかしながら、この対策によって除霜運転が短くなったとしても除霜運転中には暖房・給湯運転を停止しなければならないという問題がある。   However, even if the defrosting operation is shortened by this measure, there is a problem that the heating / hot water supply operation must be stopped during the defrosting operation.

次に、低温側冷凍回路のみを除霜運転させて、高温側冷凍回路を暖房・給湯運転可能にすることも考えられる(特許文献1参照)。   Next, it is also conceivable that only the low temperature side refrigeration circuit is defrosted so that the high temperature side refrigeration circuit can be operated for heating and hot water supply (see Patent Document 1).

しかしながら、除霜運転中における暖房・給湯運転の停止という問題点は解決するものの、暖房・給湯能力が低下してしまうという問題がある。また、カスケード熱交換器を空気−冷媒熱交換器に代用可能なシステム、もしくは蒸発器の追加が必要となってしまう。   However, although the problem of stopping the heating / hot water supply operation during the defrosting operation is solved, there is a problem that the heating / hot water supply capacity is reduced. In addition, a system that can replace the cascade heat exchanger with an air-refrigerant heat exchanger or an additional evaporator is required.

特開2000−320914号公報JP 2000-320914 A

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであり、カスケード形ヒートポンプシステムにおいて、暖房・給湯能力の低下を防止しながらも、低温側冷凍回路の蒸発器の着霜の防止または除霜をすることを主たる所期課題とするものである。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems all at once, and in a cascade heat pump system, while preventing a decrease in heating and hot water supply capacity, it prevents frosting of the evaporator of the low temperature side refrigeration circuit. Or defrosting is the main desired task.

すなわち本発明に係るヒートポンプシステムは、低温側冷凍回路と、高温側冷凍回路と、前記低温側冷凍回路の高温側及び前記高温側冷凍回路の低温側を熱交換するカスケード熱交換器とを有するカスケード形ヒートポンプシステムであって、循環液を前記高温側冷凍回路の高温側から前記低温側冷凍回路の蒸発器を経由して再び前記高温側冷凍回路の高温側に戻す循環回路と、前記循環回路を流れる循環液と前記高温側冷凍回路の高温側冷媒とを熱交換する循環液−冷媒熱交換器とを有することを特徴とする。   That is, the heat pump system according to the present invention includes a cascade having a low temperature side refrigeration circuit, a high temperature side refrigeration circuit, and a cascade heat exchanger for exchanging heat between the high temperature side of the low temperature side refrigeration circuit and the low temperature side of the high temperature side refrigeration circuit. A circulation circuit for returning the circulating fluid from the high temperature side of the high temperature side refrigeration circuit to the high temperature side of the high temperature side refrigeration circuit via the evaporator of the low temperature side refrigeration circuit, and the circulation circuit It has a circulating fluid-refrigerant heat exchanger for exchanging heat between the flowing circulating fluid and the high temperature side refrigerant of the high temperature side refrigeration circuit.

このようなものであれば、循環液−冷媒熱交換器により循環回路を流れる循環液と高温側冷凍回路の高温側冷媒とを熱交換して、高温となった循環液を低温側冷凍回路の蒸発器に流すことによって、当該蒸発器の着霜の防止及び除霜を行うことができる。このように本発明は、高温側冷凍回路の凝縮熱を利用することによって暖房・給湯運転を停止することなく、また暖房・給湯能力の低下を防止しながら低温側冷凍回路の蒸発器の着霜の防止及び除霜を行うことができる。   In such a case, the circulating fluid flowing through the circulating circuit and the high-temperature side refrigerant of the high-temperature side refrigeration circuit are heat-exchanged by the circulating fluid-refrigerant heat exchanger, By flowing through the evaporator, frost formation and defrosting of the evaporator can be performed. Thus, the present invention uses the heat of condensation of the high temperature side refrigeration circuit to stop the heating / hot water supply operation and prevent frosting of the evaporator of the low temperature side refrigeration circuit while preventing a decrease in the heating / hot water supply capacity. Prevention and defrosting can be performed.

特にヒートポンプシステムを寒冷地で使用した場合には、循環回路を流れる循環液が凍結してしまう恐れがある。このため、前記循環液が不凍液であることが望ましい。   In particular, when the heat pump system is used in a cold region, the circulating fluid flowing in the circulation circuit may be frozen. For this reason, it is desirable that the circulating liquid is an antifreeze liquid.

前記低温側冷凍回路の一部、前記高温側冷凍回路及びカスケード熱交換器が配置される利用側ユニットと、前記低温側冷凍回路の圧縮機及び蒸発器が配置される熱源側ユニットと、前記利用側ユニット及び前記熱源側ユニットを接続するとともに、前記低温側冷凍回路の流路を形成する接続配管とを有するものにおいては、以下が望ましい。つまり、この構成では、冷凍側冷凍回路を流れる冷媒が接続配管を介して外部に放熱し、性能低下を招くという問題がある。そこで、前記接続配管が、内管及び外管からなる二重管であり、内管内に前記低温側冷凍回路の冷媒が流れるとともに、前記内管及び前記外管の間に前記循環回路の循環液が流れるように構成することによって、断熱材を使用することなく、冷媒の外部への放熱を防止することができる。   A part of the low temperature side refrigeration circuit, a use side unit in which the high temperature side refrigeration circuit and a cascade heat exchanger are arranged, a heat source side unit in which a compressor and an evaporator of the low temperature side refrigeration circuit are arranged, and the use In the case of connecting the side unit and the heat source side unit and having the connecting pipe forming the flow path of the low temperature side refrigeration circuit, the following is desirable. That is, in this configuration, there is a problem that the refrigerant flowing through the refrigeration-side refrigeration circuit radiates heat to the outside through the connection pipe, resulting in performance degradation. Therefore, the connection pipe is a double pipe composed of an inner pipe and an outer pipe, the refrigerant of the low temperature side refrigeration circuit flows in the inner pipe, and the circulating fluid of the circulation circuit is interposed between the inner pipe and the outer pipe. By flowing the refrigerant, it is possible to prevent the heat radiation to the outside of the refrigerant without using a heat insulating material.

同様にして、前記接続配管が、内管、中間管及び外管からなる三重管であり、内管内に前記低温側冷凍回路の冷媒が流れるとともに、前記内管及び前記中間管の間を空気層として、前記中間管及び前記外管の間に前記循環回路の循環液が流れるように構成されていることが望ましい。これならばより一層外部への放熱を防止することができる。   Similarly, the connection pipe is a triple pipe including an inner pipe, an intermediate pipe, and an outer pipe. The refrigerant of the low-temperature side refrigeration circuit flows in the inner pipe, and an air layer is formed between the inner pipe and the intermediate pipe. It is desirable that the circulating fluid in the circulation circuit flows between the intermediate pipe and the outer pipe. If this is the case, heat radiation to the outside can be further prevented.

このとき前記外管が樹脂製管であることが望ましい。これにより、熱伝導性の小さい樹脂製管を用いることで外部への放熱をより一層防止することができる。   At this time, the outer tube is preferably a resin tube. Thereby, heat radiation to the outside can be further prevented by using a resin pipe having low thermal conductivity.

ヒートポンプシステムの具体的な実施の態様としては、前記高温側冷凍回路が、圧縮機、水−冷媒熱交換器、前記循環液−冷媒熱交換器、減圧装置及びカスケード熱交換器を接続して構成されており、暖房機器が接続された暖房用回路や貯湯タンクを流れる水が前記水−冷媒熱交換器によって加熱されるように構成されていることが望ましい。   As a specific embodiment of the heat pump system, the high temperature side refrigeration circuit is configured by connecting a compressor, a water-refrigerant heat exchanger, the circulating liquid-refrigerant heat exchanger, a decompression device, and a cascade heat exchanger. It is desirable that the water flowing in the heating circuit or hot water storage tank to which the heating device is connected is heated by the water-refrigerant heat exchanger.

ヒートポンプシステムの構成を簡単化するためには、前記水−冷媒熱交換器及び前記液−冷媒熱交換器が一体に構成された水−循環液−冷媒3流体熱交換器であることが望ましい。   In order to simplify the configuration of the heat pump system, it is desirable that the water-refrigerant heat exchanger and the liquid-refrigerant heat exchanger be a water-circulating liquid-refrigerant three-fluid heat exchanger configured integrally.

蒸発器を加熱するための具体的な実施の多様としては、前記循環回路が、前記低温側冷凍回路の蒸発器の内部を経由するものであることが望ましい。   As a variety of specific implementations for heating the evaporator, it is desirable that the circulation circuit passes through the inside of the evaporator of the low temperature side refrigeration circuit.

また、前記循環回路が、前記低温側冷凍回路の蒸発器の周囲を経由するものであり、当該蒸発器の風上に設けられた放熱器(ラジエータ)を有することが望ましい。   Moreover, it is desirable that the circulation circuit has a radiator (radiator) provided on the windward side of the evaporator, which passes through the periphery of the evaporator of the low-temperature side refrigeration circuit.

家庭排水(下水)を有効活用して省エネルギで低温側冷凍回路の蒸発器を加熱するためには、前記循環回路が下水タンクを経由する第2循環回路を有することが望ましい。下水熱は家庭排水を利用していることから、夏は温度が低く、冬は温度が高いという温度特性を有する。特に冬は外気温5℃を下回る場合でも下水熱は10℃を保っていることもあり、霜が多くなる外気温0度程度の環境においては、第2循環回路による省エネ性が高くなる。   In order to effectively utilize household wastewater (sewage) and heat the evaporator of the low temperature side refrigeration circuit with energy saving, it is desirable that the circulation circuit has a second circulation circuit via a sewage tank. Since sewage heat uses domestic wastewater, it has a temperature characteristic that the temperature is low in summer and high in winter. Particularly in winter, even when the outside air temperature is lower than 5 ° C., the sewage heat may be kept at 10 ° C., and in an environment where the outside air temperature is about 0 ° C. where frost increases, the energy saving performance by the second circulation circuit is increased.

前記循環液が循環する回路を前記循環回路と前記第2循環回路との間で切り換える回路切替機構を有することが望ましい。   It is desirable to have a circuit switching mechanism that switches a circuit through which the circulating fluid circulates between the circulation circuit and the second circulation circuit.

前記低温側冷凍回路の蒸発器の冷媒出口温度によって、前記回路切替機構を制御して、前記循環液が循環する回路を前記循環回路と前記第2循環回路とで切り替える制御装置を有することが望ましい。   It is desirable to have a control device that controls the circuit switching mechanism according to the refrigerant outlet temperature of the evaporator of the low temperature side refrigeration circuit and switches the circuit through which the circulating fluid circulates between the circulation circuit and the second circulation circuit. .

また本発明に係るヒートポンプシステムは、低温側冷凍回路と、高温側冷凍回路と、前記低温側冷凍回路の高温側及び前記高温側冷凍回路の低温側を熱交換するカスケード熱交換器とを有するカスケード形ヒートポンプシステムであって、循環液を前記高温側冷凍回路の高温側から前記低温側冷凍回路の蒸発器を経由して再び前記高温側冷凍回路の高温側に戻す循環回路と、前記循環回路を流れる循環液と前記高温側冷凍回路の高温側冷媒とを熱交換する循環液−冷媒熱交換器とを有し、前記低温側冷凍回路の一部、前記高温側冷凍回路及びカスケード熱交換器が配置される利用側ユニットと、前記低温側冷凍回路の圧縮機及び蒸発器が配置される熱源側ユニットとからなることを特徴とする。   The heat pump system according to the present invention includes a cascade having a low temperature side refrigeration circuit, a high temperature side refrigeration circuit, and a cascade heat exchanger for exchanging heat between the high temperature side of the low temperature side refrigeration circuit and the low temperature side of the high temperature side refrigeration circuit. A circulation circuit for returning the circulating fluid from the high temperature side of the high temperature side refrigeration circuit to the high temperature side of the high temperature side refrigeration circuit via the evaporator of the low temperature side refrigeration circuit, and the circulation circuit A circulating fluid-refrigerant heat exchanger that exchanges heat between the circulating fluid flowing and the high-temperature side refrigerant of the high-temperature side refrigeration circuit, and a part of the low-temperature side refrigeration circuit, the high-temperature side refrigeration circuit, and the cascade heat exchanger It is characterized by comprising a use side unit arranged and a heat source side unit arranged with a compressor and an evaporator of the low temperature side refrigeration circuit.

集合住宅等において持ちるためには、前記1つの熱源側ユニットに対して複数の利用側ユニットが接続されており、前記循環回路が各利用側ユニット毎に分岐して設けられるとともに、各分岐回路を切り換えるユニット切替機構を備えており、使用されている利用側ユニットに対応して、当該利用側ユニットに配置された循環回路を循環液が循環するように切り替わるものであることが望ましい。   In order to have it in an apartment house, etc., a plurality of usage-side units are connected to the one heat source side unit, and the circulation circuit is provided to be branched for each usage-side unit. It is desirable that a unit switching mechanism for switching between the two is used, and the circuit is switched so that the circulating fluid circulates in the circulation circuit arranged in the user side unit corresponding to the user side unit being used.

前記循環回路上に循環液を循環させる循環ポンプが設けられており、当該循環ポンプが容量可変型で流量調整可能であることが望ましい。このとき、前記流量を、前記低温側冷凍回路の蒸発器の冷媒出口温度又は前記低温側冷凍回路の流路を形成する接続配管の流入温度と外気温との温度差によって可変としていることが望ましい。   It is desirable that a circulation pump for circulating the circulating fluid is provided on the circulation circuit, and the circulation pump is a variable capacity type and can adjust the flow rate. At this time, it is desirable that the flow rate be variable depending on a refrigerant outlet temperature of the evaporator of the low-temperature side refrigeration circuit or a temperature difference between the inflow temperature of the connection pipe forming the flow path of the low-temperature side refrigeration circuit and the outside air temperature. .

このように構成した本発明によれば、カスケード形ヒートポンプシステムにおいて、暖房・給湯能力の低下を防止しながらも、低温側冷凍回路の蒸発器の着霜の防止または除霜をすることができる。   According to the present invention configured as described above, in the cascade heat pump system, it is possible to prevent frost formation or defrost of the evaporator of the low temperature side refrigeration circuit while preventing a decrease in heating / hot water supply capacity.

本実施形態のヒートポンプシステムの低温側冷凍回路を主として示す模式図。The schematic diagram which mainly shows the low temperature side freezing circuit of the heat pump system of this embodiment. 同実施形態のヒートポンプシステムの高温側冷凍回路を主として示す模式図。The schematic diagram which mainly shows the high temperature side freezing circuit of the heat pump system of the embodiment. 同実施形態のヒートポンプシステムの循環回路を主として示す模式図。The schematic diagram which mainly shows the circulation circuit of the heat pump system of the embodiment. 同実施形態の接続配管の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the connection piping of the embodiment. 変形実施形態のヒートポンプシステムの循環回路を主として示す模式図。The schematic diagram which mainly shows the circulation circuit of the heat pump system of deformation | transformation embodiment. 変形実施形態のヒートポンプシステムの循環回路を主として示す模式図。The schematic diagram which mainly shows the circulation circuit of the heat pump system of deformation | transformation embodiment. 変形実施形態のヒートポンプシステムの構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the heat pump system of deformation | transformation embodiment. 変形実施形態の循環液の流れる経路を示す図。The figure which shows the path | route through which the circulating fluid of deformation | transformation embodiment flows. 変形実施形態の循環液の流れる経路を示す図。The figure which shows the path | route through which the circulating fluid of deformation | transformation embodiment flows. 変形実施形態の循環液の流れる経路を示す図。The figure which shows the path | route through which the circulating fluid of deformation | transformation embodiment flows. 集合住宅に適用した場合のヒートポンプシステムの構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the heat pump system at the time of applying to an apartment house. 変形実施形態の接続配管の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the connection piping of deformation | transformation embodiment.

以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施形態に係るヒートポンプシステム100は、図1〜図3に示すように、低温側冷凍回路2と、高温側冷凍回路3と、低温側冷凍回路2の高温側及び高温側冷凍回路3の低温側を熱交換するカスケード熱交換器4とを有するカスケード形ヒートポンプシステムである。   As shown in FIGS. 1 to 3, the heat pump system 100 according to the present embodiment includes a low temperature side refrigeration circuit 2, a high temperature side refrigeration circuit 3, a high temperature side of the low temperature side refrigeration circuit 2, and a low temperature of the high temperature side refrigeration circuit 3. It is a cascade heat pump system having a cascade heat exchanger 4 that exchanges heat on the side.

低温側冷凍回路2は、図1に示すように、圧縮機21、四方弁22、カスケード熱交換器4の低温側伝熱部、減圧装置(流量調整弁)23および蒸発器24をこの順に環状接続してなる冷凍サイクルを構成するものである。なお、蒸発器24及び圧縮機21の間には四方弁22を介して気液分離器(アキュムレータ)25が設けられている。また、四方弁22及びカスケード熱交換器4の間には、開閉弁26が設けられている。さらにカスケード熱交換器4及び減圧装置23の間には、減圧装置(流量制御弁)27が設けられている。   As shown in FIG. 1, the low temperature side refrigeration circuit 2 includes a compressor 21, a four-way valve 22, a low temperature side heat transfer section of the cascade heat exchanger 4, a pressure reducing device (flow rate adjusting valve) 23, and an evaporator 24 in this order. A refrigeration cycle is formed by connecting. A gas-liquid separator (accumulator) 25 is provided between the evaporator 24 and the compressor 21 via a four-way valve 22. An on-off valve 26 is provided between the four-way valve 22 and the cascade heat exchanger 4. Further, a decompression device (flow control valve) 27 is provided between the cascade heat exchanger 4 and the decompression device 23.

高温側冷凍回路3は、図2に示すように、圧縮機31、四方弁32、水−冷媒熱交換器33、減圧装置34及びカスケード熱交換器4の高温側伝熱部がこの順に環状接続してなる冷凍サイクルを構成するものである。なお、カスケード熱交換器4及び圧縮機31の間には四方弁21を介して気液分離器(アキュムレータ)35が設けられている。また、水−冷媒熱交換器33により、暖房機器である暖房温水ユニット51が接続された暖房用回路5を流れる水が加熱される。   As shown in FIG. 2, the high temperature side refrigeration circuit 3 includes a compressor 31, a four-way valve 32, a water-refrigerant heat exchanger 33, a decompression device 34, and a high temperature side heat transfer section of the cascade heat exchanger 4 that are annularly connected in this order. This constitutes a refrigeration cycle. A gas-liquid separator (accumulator) 35 is provided between the cascade heat exchanger 4 and the compressor 31 via the four-way valve 21. Further, the water-refrigerant heat exchanger 33 heats the water flowing through the heating circuit 5 to which the heating / warming water unit 51 that is a heating device is connected.

暖房用回路5は、図2に示すように、暖房温水ユニット51、送水ポンプ52、水−冷媒熱交換器33及び三方弁53がこの順に環状接続して構成されており、三方弁53には、前記暖房温水ユニット51と並列に貯湯タンク54が接続されている。   As shown in FIG. 2, the heating circuit 5 includes a heating hot water unit 51, a water pump 52, a water-refrigerant heat exchanger 33, and a three-way valve 53 that are annularly connected in this order. A hot water storage tank 54 is connected in parallel with the heating / hot water unit 51.

しかし本実施形態のヒートポンプシステム100は、図3に示すように、不凍液である循環液を高温側冷凍回路3の高温側から低温側冷凍回路2の蒸発器24を経由して再び高温側冷凍回路3の高温側に戻す循環回路6と、循環回路6を流れる循環液と高温側冷凍回路3の高温側冷媒とを熱交換する循環液−冷媒熱交換器7とを有する。   However, in the heat pump system 100 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the circulating fluid that is the antifreeze liquid is again supplied from the high temperature side of the high temperature side refrigeration circuit 3 via the evaporator 24 of the low temperature side refrigeration circuit 2. 3 and a circulating circuit-refrigerant heat exchanger 7 for exchanging heat between the circulating fluid flowing through the circulating circuit 6 and the high-temperature side refrigerant of the high-temperature side refrigeration circuit 3.

この循環回路6は、低温側冷凍回路2の蒸発器24の内部を経由するものであり、具体的には、循環回路6を形成する配管が蒸発器24のフィンと一体となるように構成されている。また、循環回路6上には、循環液を循環させるための液循環ポンプ61が設けられている。また本実施形態の循環液−冷媒熱交換器7は、システム構成を簡単化するために、前記高温側冷凍回路3の水−冷媒熱交換器33と一体をなす水−循環液−冷媒3流体熱交換器8により構成されている。   The circulation circuit 6 passes through the inside of the evaporator 24 of the low-temperature side refrigeration circuit 2, and specifically, the piping forming the circulation circuit 6 is configured to be integrated with the fins of the evaporator 24. ing. In addition, a liquid circulation pump 61 for circulating the circulating liquid is provided on the circulation circuit 6. In addition, the circulating liquid-refrigerant heat exchanger 7 of the present embodiment has a water-circulating liquid-refrigerant 3 fluid integrated with the water-refrigerant heat exchanger 33 of the high-temperature side refrigeration circuit 3 in order to simplify the system configuration. The heat exchanger 8 is used.

そして本実施形態では、低温側冷凍回路2の一部、高温側冷凍回路3、カスケード熱交換器4及び暖房用回路5が配置される利用側ユニット101と、低温側冷凍回路2の圧縮機21及び蒸発器24が配置される熱源側ユニット102と、利用側ユニット101及び熱源側ユニット102を接続するとともに、低温側冷凍回路2の流路を形成する第1、第2接続配管91、92とを有する。なお利用側ユニット101は屋内に設置され、熱源側ユニット102は屋外に設置される。   In this embodiment, a part of the low temperature side refrigeration circuit 2, the high temperature side refrigeration circuit 3, the cascade heat exchanger 4 and the heating circuit 5 are arranged, and the compressor 21 of the low temperature side refrigeration circuit 2 is disposed. And the heat source side unit 102 in which the evaporator 24 is disposed, the first and second connection pipes 91 and 92 that connect the use side unit 101 and the heat source side unit 102 and form the flow path of the low temperature side refrigeration circuit 2. Have The use side unit 101 is installed indoors, and the heat source unit 102 is installed outdoors.

第1、第2接続配管91、92は、図4に示すように、内管9a及び外管9bからなる二重管であり、内管9a内に低温側冷凍回路2の冷媒が流れるとともに、内管9a及び外管9bの間に循環回路6の循環液が流れるように構成されている。これにより、断熱材を使用することなく、低温側冷凍回路2の冷媒が第1、第2接続配管91、92において外部に放熱することを防止している。また、外管9bは熱伝導率の小さい樹脂製管により構成しており、放熱をより一層防止している。   As shown in FIG. 4, the first and second connection pipes 91 and 92 are double pipes composed of an inner pipe 9a and an outer pipe 9b, and the refrigerant of the low temperature side refrigeration circuit 2 flows into the inner pipe 9a. The circulating fluid of the circulation circuit 6 flows between the inner tube 9a and the outer tube 9b. This prevents the refrigerant in the low temperature side refrigeration circuit 2 from radiating heat to the outside in the first and second connection pipes 91 and 92 without using a heat insulating material. The outer tube 9b is made of a resin tube having a low thermal conductivity, and further prevents heat dissipation.

次にこのように構成したヒートポンプシステム100の循環回路6の動作について簡単に説明する。まずヒートポンプシステム100の起動(熱源側ユニット102及び利用側ユニット101の起動)後、水−循環液−冷媒3流体熱交換器8を経た不凍液である循環液は、液循環ポンプ61により循環回路6を循環している。この循環液は、屋外に引き回されている第1接続配管91の外側を通り、この第1接続配管91における冷媒の放熱を防ぐ。同時に循環液の熱が低温側冷凍回路2の冷媒に移動する(循環液温度>冷媒温度時)。第1接続配管91を通過後、熱源側ユニット102内の配管を通り蒸発器24に到達して、蒸発器24の着霜を防止する。蒸発器24を通過後、第2接続配管92の外側を通り、この第2接続配管92における冷媒の放熱を防ぐ。この第2接続配管92を通過後、利用側ユニット101内の配管を通り、再び水−循環液−冷媒3流体熱交換器8に流入して循環する。   Next, the operation of the circulation circuit 6 of the heat pump system 100 configured as described above will be briefly described. First, after the heat pump system 100 is activated (the heat source side unit 102 and the utilization side unit 101 are activated), the circulating fluid that is the antifreeze liquid that has passed through the water-circulating liquid-refrigerant 3 fluid heat exchanger 8 is supplied to the circulation circuit 6 by the liquid circulating pump 61. Is circulating. The circulating fluid passes outside the first connection pipe 91 that is routed outdoors, and prevents heat dissipation of the refrigerant in the first connection pipe 91. At the same time, the heat of the circulating fluid moves to the refrigerant in the low temperature side refrigeration circuit 2 (when the circulating fluid temperature> the refrigerant temperature). After passing through the first connection pipe 91, it passes through the pipe in the heat source side unit 102 and reaches the evaporator 24 to prevent frosting of the evaporator 24. After passing through the evaporator 24, the refrigerant passes through the outside of the second connection pipe 92, and heat dissipation of the refrigerant in the second connection pipe 92 is prevented. After passing through the second connection pipe 92, it passes through the pipe in the use side unit 101, and again flows into the water-circulating liquid-refrigerant 3 fluid heat exchanger 8 and circulates.

<本実施形態の効果>
このように構成した本実施形態に係るヒートポンプシステム100によれば、水−循環液−冷媒3流体熱交換器8により循環回路6を流れる循環液と高温側冷凍回路3の高温側冷媒とを熱交換して、高温となった循環液を低温側冷凍回路2の蒸発器24に流すことによって、当該蒸発器24の着霜の防止及び除霜を行うことができる。
<Effect of this embodiment>
According to the heat pump system 100 according to the present embodiment configured as described above, the water-circulating liquid-refrigerant 3 fluid heat exchanger 8 heats the circulating liquid flowing through the circulation circuit 6 and the high-temperature side refrigerant of the high-temperature side refrigeration circuit 3. By exchanging and flowing the circulating fluid having a high temperature to the evaporator 24 of the low temperature side refrigeration circuit 2, frosting of the evaporator 24 can be prevented and defrosting can be performed.

<その他の変形実施形態>
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
<Other modified embodiments>
The present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、前記実施形態では、循環液−冷媒熱交換器7及び水−冷媒熱交換器33を一体として構成しているが、図5に示すように、別体としても良い。このとき循環液−冷媒熱交換器7は、水−冷媒熱交換器33と減圧装置(流量調整弁)34との間に設けている。   For example, in the above-described embodiment, the circulating liquid-refrigerant heat exchanger 7 and the water-refrigerant heat exchanger 33 are integrally configured, but may be separated as shown in FIG. At this time, the circulating liquid-refrigerant heat exchanger 7 is provided between the water-refrigerant heat exchanger 33 and the pressure reducing device (flow rate adjusting valve) 34.

また、図6に示すように、循環回路6が、低温側冷凍回路2の蒸発器24の周囲を経由するものであり、当該蒸発器24の風上に設けられた放熱器(ラジエータ)62を有するものであっても良い。これにより、放熱器62からの熱を蒸発器24に当てることができるので、蒸発器24の着霜の防止及び除霜を行うことができる。   In addition, as shown in FIG. 6, the circulation circuit 6 passes through the periphery of the evaporator 24 of the low temperature side refrigeration circuit 2, and a radiator (radiator) 62 provided on the windward side of the evaporator 24 is provided. You may have. Thereby, since the heat from the radiator 62 can be applied to the evaporator 24, frost formation of the evaporator 24 and defrosting can be performed.

さらに、図7に示すように、循環回路6が家庭排水(下水)を有効活用したものであっても良い。この場合、循環回路6は、下水が貯留された下水タンク200を経由する第2循環回路63を有する。第2循環回路63は、循環回路6において蒸発器24の上流側及び下流側において分岐して形成されており、液循環ポンプ64と、蒸発器24の上流側及び下流側にそれぞれ設けられた開閉弁65、66とを有する。この2つの開閉弁65、66は、循環液が循環する回路を循環回路6と第2循環回路63との間で切り換える回路切替機構を構成するものである。   Furthermore, as shown in FIG. 7, the circulation circuit 6 may be one that effectively utilizes household wastewater (sewage). In this case, the circulation circuit 6 includes a second circulation circuit 63 that passes through a sewage tank 200 in which sewage is stored. The second circulation circuit 63 is formed by branching on the upstream side and the downstream side of the evaporator 24 in the circulation circuit 6. The second circulation circuit 63 is provided on the upstream and downstream sides of the liquid circulation pump 64 and the evaporator 24, respectively. And valves 65 and 66. The two on-off valves 65 and 66 constitute a circuit switching mechanism that switches a circuit through which the circulating fluid circulates between the circulation circuit 6 and the second circulation circuit 63.

また循環回路6は、第1、第2接続配管91、92に対して利用側ユニット101側の流路をバイパスする第1折り返し配管10と、第1、第2接続配管91、92に対して熱源側ユニット102側の流路をバイパスする第2折り返し配管11とを有する。第1折り返し配管11は循環回路6に対して第1、第2三方弁12、13を介して接続されており、第2折り返し配管12は循環回路6に対して第3、第4三方弁14、15を介して接続されている。前記2つの開閉弁65、66及び前記三方弁12〜15は、制御装置(不図示)によって制御される。   The circulation circuit 6 is connected to the first folded pipe 10 that bypasses the flow path on the use side unit 101 side with respect to the first and second connection pipes 91 and 92, and to the first and second connection pipes 91 and 92. And a second folded pipe 11 that bypasses the flow path on the heat source side unit 102 side. The first return pipe 11 is connected to the circulation circuit 6 via the first and second three-way valves 12 and 13, and the second return pipe 12 is connected to the circulation circuit 6 with the third and fourth three-way valves 14. , 15 are connected. The two on-off valves 65 and 66 and the three-way valves 12 to 15 are controlled by a control device (not shown).

具体的に制御装置は、低温側冷凍回路2の蒸発器24の冷媒出口温度を図示しない温度センサにより取得し、その温度によって、前記回路切替機構を制御することによって、循環液を第2循環回路63に循環させる下水熱利用運転か、循環液を循環回路6に循環させるヒートポンプ熱利用運転かに切り替える。   Specifically, the control device acquires the refrigerant outlet temperature of the evaporator 24 of the low-temperature side refrigeration circuit 2 by a temperature sensor (not shown), and controls the circuit switching mechanism according to the temperature, thereby supplying the circulating fluid to the second circulation circuit. The operation is switched to the operation using sewage heat to be circulated to 63 or the operation using heat pump heat to circulate the circulating fluid to the circulation circuit 6.

簡単に動作について説明すると、制御装置は熱源側ユニット102起動に際して、まず、第2循環回路63の液循環ポンプ64を起動させる。このとき制御装置は、2つの開閉弁65、66を開放させるとともに、循環液が第1折り返し配管10を流通すると共に、第2折り返し配管11には流通しないように三方弁12〜15を制御する。これにより、循環液は第2循環回路63を循環して、図8に示すように、蒸発器24、第1接続配管91、第1折り返し配管10、第2接続配管92及び下水タンク200を流れ、下水熱を利用して循環液の温度が上昇する。   The operation will be briefly described. When the heat source side unit 102 is activated, the control device first activates the liquid circulation pump 64 of the second circulation circuit 63. At this time, the control device opens the two on-off valves 65 and 66 and controls the three-way valves 12 to 15 so that the circulating fluid flows through the first return pipe 10 and does not pass through the second return pipe 11. . Accordingly, the circulating fluid circulates through the second circulation circuit 63 and flows through the evaporator 24, the first connection pipe 91, the first folded pipe 10, the second connection pipe 92, and the sewage tank 200 as shown in FIG. The temperature of the circulating fluid rises using sewage heat.

この循環後において制御装置は、熱源側ユニット102を起動する。熱源側ユニット102の圧縮機21が動き出すと、冷媒が利用側ユニット101へ流れる。このとき循環液の流れは変わらない。また、熱源側ユニット102の起動後、制御装置は、利用側ユニット101の圧縮機31を起動する。このとき循環液の流れは変わらないが、流量は可変している。そして、利用側ユニット101の出湯温度が設定温度になった後に、制御装置は、循環回路6を下水熱利用運転か、ヒートポンプ熱利用運転かを決定する。   After this circulation, the control device activates the heat source side unit 102. When the compressor 21 of the heat source side unit 102 starts to move, the refrigerant flows to the use side unit 101. At this time, the flow of the circulating fluid does not change. Further, after the heat source side unit 102 is activated, the control device activates the compressor 31 of the usage side unit 101. At this time, the flow of the circulating fluid does not change, but the flow rate is variable. Then, after the hot water temperature of the use side unit 101 reaches the set temperature, the control device determines whether the circulation circuit 6 is a sewage heat utilization operation or a heat pump heat utilization operation.

具体的に制御装置は、低温側冷凍回路2の蒸発器24の冷媒出口温度が所定温度以上のとき下水熱利用運転、所定温度未満のときヒートポンプ熱利用運転とする。所定温度は外気温によって異なる。   Specifically, the control device performs a sewage heat utilization operation when the refrigerant outlet temperature of the evaporator 24 of the low temperature side refrigeration circuit 2 is equal to or higher than a predetermined temperature, and a heat pump heat utilization operation when the temperature is lower than the predetermined temperature. The predetermined temperature varies depending on the outside air temperature.

より詳細に制御装置は、冷媒出口温度が所定温度以上であって、外気温度と熱源側ユニット102から利用側ユニット101に流れる循環液の第1接続配管91の入口温度の温度差が所定温度未満の場合、図8に示すように、不凍液の流れを変えない。ここで冷媒出口温度が所定温度になるように循環液の流量は可変している。つまり、冷媒の放熱防止は下水熱利用とする。   More specifically, in the control device, the refrigerant outlet temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, and the temperature difference between the outside air temperature and the inlet temperature of the first connection pipe 91 of the circulating fluid flowing from the heat source side unit 102 to the usage side unit 101 is less than the predetermined temperature. In this case, the flow of the antifreeze liquid is not changed as shown in FIG. Here, the flow rate of the circulating fluid is varied so that the refrigerant outlet temperature becomes a predetermined temperature. In other words, prevention of heat dissipation of the refrigerant is sewage heat utilization.

一方、冷媒出口温度が所定温度以上であって、外気温度と熱源側ユニット102から利用側ユニット101に流れる循環液の第1接続配管91の入口温度の温度差が所定温度以上の場合、図9に示すように、下水熱を利用すべく第2循環回路63に循環液を循環させるとともに、ヒートポンプ熱を利用すべく循環回路6に循環液を循環させる。ここで外気温度と熱源側ユニット102から利用側ユニット101に流れる循環液の第1接続配管91の入口温度の温度差が所定温度になるように、循環液の流量は可変させている。つまり、制御装置は、第2循環回路63を流れる循環液が、第1、第2折り返し配管10、11を流通しないようにするとともに、循環回路6を流れる循環液が、第1折り返し配管10を流れずに第2折り返し配管11を流れるように第1〜第4三方弁12〜15を切り換える。これにより、循環回路6が冷媒放熱を防止する回路としての機能を発揮し、第2循環回路63が蒸発器24の着霜の防止及び除霜を行う回路として機能する。   On the other hand, when the refrigerant outlet temperature is equal to or higher than the predetermined temperature and the temperature difference between the outside air temperature and the inlet temperature of the first connection pipe 91 of the circulating fluid flowing from the heat source side unit 102 to the usage side unit 101 is equal to or higher than the predetermined temperature, FIG. As shown, the circulating fluid is circulated through the second circulation circuit 63 to use the sewage heat, and the circulating fluid is circulated through the circulation circuit 6 to use the heat pump heat. Here, the flow rate of the circulating fluid is varied so that the temperature difference between the outside air temperature and the inlet temperature of the first connection pipe 91 of the circulating fluid flowing from the heat source side unit 102 to the utilization side unit 101 becomes a predetermined temperature. That is, the control device prevents the circulating fluid flowing through the second circulation circuit 63 from flowing through the first and second folded pipes 10 and 11, and the circulating fluid flowing through the circulating circuit 6 passes through the first folded pipe 10. The first to fourth three-way valves 12 to 15 are switched so as to flow through the second folded pipe 11 without flowing. Thereby, the circulation circuit 6 exhibits the function as a circuit which prevents refrigerant | coolant heat dissipation, and the 2nd circulation circuit 63 functions as a circuit which prevents the frost formation of the evaporator 24, and defrosts.

そして、制御装置は、冷媒出口温度が所定温度未満の場合には、第2循環回路63上の2つの開閉弁65、66を閉じるとともに、循環回路6を流れる循環液が第1、第2折り返し配管10、11を流通しないようにする。これにより、循環回路6が冷媒放熱を防止する回路及び蒸発器24の着霜の防止及び除霜を行う回路として機能する。ただし冷媒出口温度が所定温度になるように循環液の流量は可変している。   When the refrigerant outlet temperature is lower than the predetermined temperature, the control device closes the two on-off valves 65 and 66 on the second circulation circuit 63 and the circulating fluid flowing through the circulation circuit 6 is turned back to the first and second turns. Do not circulate the pipes 10 and 11. Thereby, the circulation circuit 6 functions as a circuit for preventing the refrigerant from radiating heat and a circuit for preventing and defrosting the evaporator 24. However, the flow rate of the circulating fluid is variable so that the refrigerant outlet temperature becomes a predetermined temperature.

次に本発明のヒートポンプシステムを集合住宅に適用した場合、つまり、1つの熱源側ユニット102に対して複数の利用側ユニット101が接続されている場合について説明する。この場合、図11に示すように、循環回路6が各利用側ユニット101毎に対応して分岐するとともに、その各分岐回路を切り換えるユニット切替機構300を備えている。そして、使用されている利用側ユニット101に対応して、当該利用側ユニット101に配置された循環回路6を循環液が循環するように切り替わる。各分岐回路には、図8を参照して説明した第1〜第4三方弁12〜15が設けられており、各分岐回路の第3及び第4三方弁14、15によりユニット切替機構300が構成される。図11においては、A宅の利用側ユニット及びC宅の利用側ユニットが起動している場合を示している。なお、この場合、低温側冷凍回路2も各利用側ユニット101毎に対応して分岐している。この場合、複数の利用側ユニット101を起動する場合の動作は、上述した1つの利用側ユニット101の場合と同様である。   Next, a case where the heat pump system of the present invention is applied to an apartment house, that is, a case where a plurality of use side units 101 are connected to one heat source side unit 102 will be described. In this case, as shown in FIG. 11, the circulation circuit 6 is provided with a unit switching mechanism 300 for branching corresponding to each usage-side unit 101 and switching the branch circuits. Then, corresponding to the used side unit 101 being used, the circulating fluid is switched so as to circulate through the circulation circuit 6 arranged in the used side unit 101. Each branch circuit is provided with the first to fourth three-way valves 12 to 15 described with reference to FIG. 8, and the unit switching mechanism 300 is operated by the third and fourth three-way valves 14 and 15 of each branch circuit. Composed. FIG. 11 shows a case where the use side unit at home A and the use side unit at home C are activated. In this case, the low temperature side refrigeration circuit 2 is also branched corresponding to each use side unit 101. In this case, the operation when activating a plurality of usage-side units 101 is the same as in the case of the one usage-side unit 101 described above.

また、前記実施形態では、第1、第2接続配管は二重管であったが、図12に示すように、内管9a、中間管9c及び外管9bからなる三重管であり、内管9a内に低温側冷凍回路2の冷媒が流れるとともに、内管9a及び中間管9cの間を空気層として、中間管9c及び外管9bの間に前記循環回路6の循環液が流れるように構成しても良い。   Moreover, in the said embodiment, although 1st, 2nd connection piping was a double tube, as shown in FIG. 12, it is a triple tube which consists of the inner tube 9a, the intermediate tube 9c, and the outer tube 9b, The refrigerant of the low temperature side refrigeration circuit 2 flows in 9a, and the circulating fluid of the circulation circuit 6 flows between the intermediate pipe 9c and the outer pipe 9b with the space between the inner pipe 9a and the intermediate pipe 9c as an air layer. You may do it.

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。   In addition, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

100・・・ヒートポンプシステム
101・・・利用側ユニット
102・・・熱源側ユニット
2 ・・・低温側冷凍回路
21 ・・・圧縮機
24 ・・・蒸発器
3 ・・・高温側冷凍回路
31 ・・・圧縮機
33 ・・・水−冷媒熱交換器
34 ・・・減圧装置(流量調整弁)
4 ・・・カスケード熱交換器
5 ・・・暖房用回路
51 ・・・暖房機器
6 ・・・循環回路
62 ・・・放熱器
63 ・・・第2循環回路
7 ・・・循環液−冷媒熱交換器
8 ・・・水−循環液−冷媒3流体熱交換器
91 ・・・第1接続配管
92 ・・・第2接続配管
9a ・・・内管
9b ・・・外管
200・・・下水タンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Heat pump system 101 ... Usage side unit 102 ... Heat source side unit 2 ... Low temperature side refrigeration circuit 21 ... Compressor 24 ... Evaporator 3 ... High temperature side refrigeration circuit 31 .... Compressor 33 ... Water-refrigerant heat exchanger 34 ... Pressure reducing device (flow rate adjusting valve)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Cascade heat exchanger 5 ... Heating circuit 51 ... Heating equipment 6 ... Circulation circuit 62 ... Radiator 63 ... Second circulation circuit 7 ... Circulating liquid-refrigerant heat Exchanger 8 ... water-circulating fluid-refrigerant 3 fluid heat exchanger 91 ... first connection pipe 92 ... second connection pipe 9a ... inner pipe 9b ... outer pipe 200 ... sewage tank

Claims (22)

低温側冷凍回路と、高温側冷凍回路と、前記低温側冷凍回路の高温側及び前記高温側冷凍回路の低温側を熱交換するカスケード熱交換器とを有するカスケード形ヒートポンプシステムであって、
循環液を前記高温側冷凍回路の高温側から前記低温側冷凍回路の蒸発器を経由して再び前記高温側冷凍回路の高温側に戻す循環回路と、
前記循環回路を流れる循環液と前記高温側冷凍回路の高温側冷媒とを熱交換する循環液−冷媒熱交換器とを有することを特徴とするヒートポンプシステム。
A cascade heat pump system comprising a low temperature side refrigeration circuit, a high temperature side refrigeration circuit, and a cascade heat exchanger for exchanging heat between the high temperature side of the low temperature side refrigeration circuit and the low temperature side of the high temperature side refrigeration circuit,
A circulating circuit for returning the circulating fluid from the high temperature side of the high temperature side refrigeration circuit to the high temperature side of the high temperature side refrigeration circuit again via the evaporator of the low temperature side refrigeration circuit;
A heat pump system comprising: a circulating liquid-refrigerant heat exchanger for exchanging heat between the circulating liquid flowing in the circulation circuit and the high-temperature side refrigerant of the high-temperature side refrigeration circuit.
前記循環液が不凍液である請求項1記載のヒートポンプシステム。   The heat pump system according to claim 1, wherein the circulating liquid is an antifreeze liquid. 前記高温側冷凍回路が、圧縮機、水−冷媒熱交換器、前記循環液−冷媒熱交換器、減圧装置及びカスケード熱交換器を接続して構成されており、
暖房機器が接続された暖房用回路を流れる水が前記水−冷媒熱交換器によって加熱されるように構成されている請求項1又は2記載のヒートポンプシステム。
The high temperature side refrigeration circuit is configured by connecting a compressor, a water-refrigerant heat exchanger, the circulating liquid-refrigerant heat exchanger, a decompression device, and a cascade heat exchanger,
The heat pump system according to claim 1 or 2, wherein water flowing through a heating circuit to which a heating device is connected is heated by the water-refrigerant heat exchanger.
前記水−冷媒熱交換器及び前記液−冷媒熱交換器が一体に構成された水−循環液−冷媒3流体熱交換器である請求項3記載のヒートポンプシステム。   The heat pump system according to claim 3, wherein the water-refrigerant heat exchanger and the liquid-refrigerant heat exchanger are a water-circulating liquid-refrigerant three-fluid heat exchanger configured integrally. 前記循環回路が、前記低温側冷凍回路の蒸発器の内部を経由するものである請求項1乃至4のいずれかに記載のヒートポンプシステム。   The heat pump system according to any one of claims 1 to 4, wherein the circulation circuit passes through an inside of an evaporator of the low temperature side refrigeration circuit. 前記循環回路が、前記低温側冷凍回路の蒸発器の周囲を経由するものであり、当該蒸発器の風上に設けられた放熱器を有する請求項1乃至4のいずれかに記載のヒートポンプシステム。   The heat pump system according to any one of claims 1 to 4, wherein the circulation circuit passes through the periphery of the evaporator of the low-temperature side refrigeration circuit and includes a radiator provided on the wind of the evaporator. 前記循環回路が下水タンクを経由する第2循環回路を有する請求項1乃至6のいずれかに記載のヒートポンプシステム。   The heat pump system according to any one of claims 1 to 6, wherein the circulation circuit includes a second circulation circuit that passes through a sewage tank. 前記循環液が循環する回路を前記循環回路と前記第2循環回路との間で切り換える回路切替機構を有する請求項7記載のヒートポンプシステム。   The heat pump system according to claim 7, further comprising a circuit switching mechanism that switches a circuit through which the circulating fluid circulates between the circulation circuit and the second circulation circuit. 前記低温側冷凍回路の蒸発器の冷媒出口温度によって、前記回路切替機構を制御して、前記循環液が循環する回路を前記循環回路と前記第2循環回路とで切り替える制御装置を有する請求項8記載のヒートポンプシステム。   The control apparatus which controls the said circuit switching mechanism according to the refrigerant | coolant exit temperature of the evaporator of the said low temperature side freezing circuit, and switches the circuit through which the said circulating fluid circulates between the said circulation circuit and the said 2nd circulation circuit. The described heat pump system. 前記制御装置が、前記冷媒出口温度が所定温度以上の場合には、前記第2循環回路の循環液を循環させるものであり、前記冷媒出口温度が所定温度未満の場合には、前記循環回路に循環液を循環させるものである請求項9記載のヒートポンプシステム。   The control device circulates the circulating fluid in the second circulation circuit when the refrigerant outlet temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, and when the refrigerant outlet temperature is lower than the predetermined temperature, The heat pump system according to claim 9, wherein the circulating fluid is circulated. 前記低温側冷凍回路の一部、前記高温側冷凍回路及びカスケード熱交換器が配置される利用側ユニットと、前記低温側冷凍回路の圧縮機及び蒸発器が配置される熱源側ユニットと、前記利用側ユニット及び前記熱源側ユニットを接続するとともに、前記低温側冷凍回路の流路を形成する接続配管とを有し、
前記接続配管が、内管及び外管からなる二重管であり、内管内に前記低温側冷凍回路の冷媒が流れるとともに、前記内管及び前記外管の間に前記循環回路の循環液が流れるように構成されている請求項1乃至10のいずれかに記載のヒートポンプシステム。
A part of the low temperature side refrigeration circuit, a use side unit in which the high temperature side refrigeration circuit and a cascade heat exchanger are arranged, a heat source side unit in which a compressor and an evaporator of the low temperature side refrigeration circuit are arranged, and the use Connecting the side unit and the heat source side unit, and having a connection pipe forming a flow path of the low temperature side refrigeration circuit,
The connection pipe is a double pipe composed of an inner pipe and an outer pipe. The refrigerant of the low temperature side refrigeration circuit flows in the inner pipe, and the circulating fluid of the circulation circuit flows between the inner pipe and the outer pipe. The heat pump system according to any one of claims 1 to 10, which is configured as described above.
前記低温側冷凍回路の一部、前記高温側冷凍回路及びカスケード熱交換器が配置される利用側ユニットと、前記低温側冷凍回路の圧縮機及び蒸発器が配置される熱源側ユニットと、前記利用側ユニット及び前記熱源側ユニットを接続するとともに、前記低温側冷凍回路の流路を形成する接続配管とを有し、
前記接続配管が、内管、中間管及び外管からなる三重管であり、内管内に前記低温側冷凍回路の冷媒が流れるとともに、前記内管及び前記中間管の間を空気層として、前記中間管及び前記外管の間に前記循環回路の循環液が流れるように構成されている請求項1乃至10のいずれかに記載のヒートポンプシステム。
A part of the low temperature side refrigeration circuit, a use side unit in which the high temperature side refrigeration circuit and a cascade heat exchanger are arranged, a heat source side unit in which a compressor and an evaporator of the low temperature side refrigeration circuit are arranged, and the use Connecting the side unit and the heat source side unit, and having a connection pipe forming a flow path of the low temperature side refrigeration circuit,
The connecting pipe is a triple pipe including an inner pipe, an intermediate pipe, and an outer pipe, and the refrigerant of the low-temperature side refrigeration circuit flows in the inner pipe, and an air layer is formed between the inner pipe and the intermediate pipe. The heat pump system according to any one of claims 1 to 10, wherein the circulating fluid of the circulation circuit flows between a pipe and the outer pipe.
前記外管が樹脂製管である請求項11又は12記載のヒートポンプシステム。   The heat pump system according to claim 11 or 12, wherein the outer pipe is a resin pipe. 前記循環回路が、接続配管に対して利用側ユニット側の流路をバイパスする第1折り返し配管と、前記接続配管に対して熱源側ユニット側の流路をバイパスする第2折り返し配管とを備え、前記第1折り返し配管が前記循環回路に対して三方弁を介して接続されており、前記第2折り返し配管が前記循環回路に対して三方弁を介して接続されている請求項11乃至13のいずれかに記載のヒートポンプシステム。   The circulation circuit includes a first folded pipe that bypasses the flow path on the use side unit side with respect to the connection pipe, and a second folded pipe that bypasses the flow path on the heat source side unit side with respect to the connection pipe, 14. The device according to claim 11, wherein the first return pipe is connected to the circulation circuit via a three-way valve, and the second return pipe is connected to the circulation circuit via a three-way valve. The heat pump system according to crab. 低温側冷凍回路と、高温側冷凍回路と、前記低温側冷凍回路の高温側及び前記高温側冷凍回路の低温側を熱交換するカスケード熱交換器とを有するカスケード形ヒートポンプシステムであって、
循環液を前記高温側冷凍回路の高温側から前記低温側冷凍回路の蒸発器を経由して再び前記高温側冷凍回路の高温側に戻す循環回路と、前記循環回路を流れる循環液と前記高温側冷凍回路の高温側冷媒とを熱交換する循環液−冷媒熱交換器とを有し、
前記低温側冷凍回路の一部、前記高温側冷凍回路及びカスケード熱交換器が配置される利用側ユニットと、前記低温側冷凍回路の圧縮機及び蒸発器が配置される熱源側ユニットとからなるヒートポンプユニット。
A cascade heat pump system comprising a low temperature side refrigeration circuit, a high temperature side refrigeration circuit, and a cascade heat exchanger for exchanging heat between the high temperature side of the low temperature side refrigeration circuit and the low temperature side of the high temperature side refrigeration circuit,
A circulating circuit for returning the circulating fluid from the high temperature side of the high temperature side refrigeration circuit to the high temperature side of the high temperature side refrigeration circuit via the evaporator of the low temperature side refrigeration circuit; the circulating fluid flowing through the circulation circuit and the high temperature side A circulating fluid-refrigerant heat exchanger that exchanges heat with the high-temperature side refrigerant of the refrigeration circuit
A heat pump comprising a part of the low temperature side refrigeration circuit, a use side unit in which the high temperature side refrigeration circuit and a cascade heat exchanger are arranged, and a heat source side unit in which a compressor and an evaporator of the low temperature side refrigeration circuit are arranged. unit.
前記1つの熱源側ユニットに対して複数の利用側ユニットが接続されている請求項15記載のヒートポンプユニット。   The heat pump unit according to claim 15, wherein a plurality of use side units are connected to the one heat source side unit. 前記循環回路が各利用側ユニット毎に分岐して設けられるとともに、各分岐回路を切り換えるユニット切替機構を備えており、
使用されている利用側ユニットに対応して、当該利用側ユニットに配置された循環回路を循環液が循環するように切り替わるものである請求項16記載のヒートポンプユニット。
The circulation circuit is provided for each use side unit and is provided with a unit switching mechanism for switching each branch circuit,
The heat pump unit according to claim 16, wherein the heat pump unit is switched so that the circulating fluid circulates in a circulation circuit arranged in the utilization side unit corresponding to the utilization side unit being used.
前記循環回路が下水タンクを経由する第2循環回路を有する請求項15乃至17のいずれかに記載のヒートポンプシステム。   The heat pump system according to any one of claims 15 to 17, wherein the circulation circuit has a second circulation circuit passing through a sewage tank. 前記循環液が循環する回路を前記循環回路と前記第2循環回路との間で切り換える回路切替機構を有する請求項18記載のヒートポンプシステム。   The heat pump system according to claim 18, further comprising a circuit switching mechanism that switches a circuit through which the circulating fluid circulates between the circulation circuit and the second circulation circuit. 前記低温側冷凍回路の蒸発器の冷媒出口温度によって、前記回路切替機構を制御して、前記循環液が循環する回路を前記循環回路と前記第2循環回路とで切り替える制御装置を有する請求項19記載のヒートポンプシステム。   The control apparatus which controls the said circuit switching mechanism with the refrigerant | coolant exit | outlet temperature of the evaporator of the said low temperature side freezing circuit, and switches the circuit through which the said circulating fluid circulates between the said circulation circuit and the said 2nd circulation circuit. The described heat pump system. 前記循環回路上に循環液を循環させる循環ポンプが設けられており、当該循環ポンプが容量可変型で流量調整可能である請求項1乃至20のいずれかに記載のヒートポンプシステム。   The heat pump system according to any one of claims 1 to 20, wherein a circulation pump that circulates a circulating fluid is provided on the circulation circuit, and the circulation pump is a variable capacity type and the flow rate can be adjusted. 前記流量を、前記低温側冷凍回路の蒸発器の冷媒出口温度又は前記低温側冷凍回路の流路を形成する接続配管の流入温度と外気温との温度差によって可変としている請求項21記載のヒートポンプシステム。   The heat pump according to claim 21, wherein the flow rate is variable depending on a refrigerant outlet temperature of an evaporator of the low temperature side refrigeration circuit or a temperature difference between an inflow temperature of a connection pipe forming a flow path of the low temperature side refrigeration circuit and an outside air temperature. system.
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