[发明专利]热泵系统

说明书

技术领域

本发明涉及热泵系统。

背景技术

目前，例如专利文献1(日本专利特开2002－106988号公报)记载的热泵供热水器那样，提出了一种在多级压缩式制冷循环中将从低级侧的压缩机排出的制冷剂和从高级侧压缩机排出的制冷剂用于加热水的系统。

在该系统中，不仅通过在热泵回路中采用多级压缩方式来使压缩效率变得良好，还欲通过将从高级侧的压缩机排出的制冷剂和从低级侧的压缩机排出的制冷剂用于供热水用的热水加热来使能量效率变得良好。

具体而言，该系统采用了以下结构：设置阀以使供热水用的水的流动分支，利用从高级侧的压缩机排出的制冷剂对一个供热水的流动进行加热，并利用从低级侧的压缩机排出的制冷剂对另一个供热水用的水的流动进行加热。此外，从使循环效率变得良好的角度出发，还就供热水用的水的分流比提出了以下内容：将利用从低级侧的压缩机排出的制冷剂进行加热的另一个流动设定为全部水量的一半以下是较为理想的。

发明内容

发明所要解决的技术问题

此处，作为多级压缩式制冷循环，例如像使各级的压缩机的驱动轴共用的制冷循环那样，存在各级的压缩机的容积比被固定的形式。这种容积比被固定的形式例如使低级侧的压缩机中的动作和高级侧的压缩机中的动作联动，因此，无法个别地对各级压缩机进行容量控制。

然而，在上述专利文献1(日本专利特开2002－106988号公报)记载的多级压缩式制冷循环中，未进行任何低级侧和高级侧的压缩机的容积比被固定的基于容积比的限制的考察。另外，也未进行任何基于加热合流后的供热水用的水的目标温度的考察

例如，在采用了容积比被固定的形式的压缩机的制冷循环中，当高级侧的排出制冷剂的目标温度确定时，低级侧的驱动状态有时唯一确定，从低级侧朝高级侧流动的制冷剂的温度有时也会确定。在这种情况下，如上述专利文献1(日本专利特开2002－106988号公报)中记载的系统那样仅进行将用于利用从低级侧的压缩机排出的制冷剂进行加热的供热水用的水的流量比率简单地设为全流量的一半以下这样的设定的话，有时无法充分地使能量消耗效率变得良好。特别地，目前完全未研究过将供热水用的水等加热对象加热至加热目标温度并使制冷循环的能量消耗效率变得良好。

本发明的技术问题在于提供一种即便在使用容积比被固定的多级压缩式制冷循环的情况下也能使将加热对象的流体加热至目标温度的情况下的能量消耗效率变得良好的热泵系统。

解决技术问题所采用的技术方案

第一发明的热泵系统包括热泵回路、热负载回路、第一热交换器、第二热交换器、流量调节机构以及控制部。热泵回路至少具有压缩机构、膨胀机构及蒸发器并供制冷剂循环。压缩机构包括容积比处于一定关系的低级侧压缩机构和高级侧压缩机构。热负载回路具有分支部分、合流部分、第一流路及第二流路，并供流体流动。第一流路将分支部分与合流部分连接。第二流路不与第一流路合流，将分支部分与合流部分连接。第一热交换器使从低级侧压缩机构的排出侧朝高级侧压缩机构的吸入侧流动的制冷剂与在第一流路中流动的流体彼此进行热交换。第二热交换器使从高级侧压缩机构朝膨胀机构流动的制冷剂与在第二流路中流动的流体彼此进行热交换。流量调节机构能对在第一流路中流动的流体的流量与在第二流路中流动的流体的流量之间的比率进行调节。当流入第一热交换器的制冷剂的温度比在热负载回路中流动的合流后的流体的加热目标温度低时，在流入第一热交换器的制冷剂的温度、流入第二热交换器的制冷剂的温度及加热目标温度之间的关系满足规定条件的情况下，控制部控制流量调节机构，以允许使流体流动至第一热交换器。此处，制冷剂例如可以是包含烃的制冷剂、二氧化碳制冷剂等。另外，作为流体，包含供热水用途的水、作为用于在暖气片或地板制热中利用的热介质的水等二次制冷剂。另外，压缩机构可以还具有与高级侧压缩机构和低级侧压缩机构不同的压缩机构，该不同的压缩机构既可以串联连接，也可以并联连接。另外，作为此处的高级侧压缩机构和低级侧压缩机构，例如，可以是具有共用的驱动轴的所谓一轴多级型，也可以被控制成容积比一定。