專利名稱：熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱泵系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及能自將可變?nèi)萘渴降膲嚎s機(jī)、散熱器、可變式的主減壓機(jī)構(gòu)及蒸發(fā)器相連接而構(gòu)成的主制冷劑回路的從散熱器的出口到主減壓機(jī)構(gòu)為止之間的部分朝壓縮機(jī)的吸入側(cè)進(jìn)行液體注入的熱泵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，存在一種專利文獻(xiàn)I (日本專利特開2007 - 163099號(hào)公報(bào))中所示的空調(diào)裝置。該空調(diào)裝置(熱泵系統(tǒng))具有通過將可變?nèi)萘渴降膲嚎s機(jī)、在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為制冷劑的散熱器起作用的室內(nèi)熱交換器(散熱器)、可變式的室外膨脹閥(主 減壓機(jī)構(gòu))、在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為制冷劑的蒸發(fā)器起作用的室外熱交換器(蒸發(fā)器)相連接而構(gòu)成的制冷劑回路。

發(fā)明內(nèi)容
在上述現(xiàn)有熱泵系統(tǒng)中，從保護(hù)壓縮機(jī)和防止運(yùn)轉(zhuǎn)效率降低等觀點(diǎn)來看，需要抑制從壓縮機(jī)排出的制冷劑的溫度即排出溫度過度上升。為了實(shí)現(xiàn)該要求，可考慮控制主減壓機(jī)構(gòu)以使蒸發(fā)器的出口處的制冷劑達(dá)到飽和狀態(tài)。另外，還可考慮設(shè)置將制冷劑回路的從散熱器的出口到主減壓機(jī)構(gòu)為止之間的部分與壓縮機(jī)的吸入側(cè)相連接旁通管，并進(jìn)行將在旁通管中流動(dòng)的液體制冷劑導(dǎo)入壓縮機(jī)的吸入側(cè)的液體注入。在此，在旁通管上設(shè)有使在旁通管中流動(dòng)的制冷劑減壓的減壓機(jī)構(gòu)(旁通減壓機(jī)構(gòu))，旁通管及旁通減壓機(jī)構(gòu)構(gòu)成旁通回路。然而，前者的方法在原理上限定范圍狹小，在壓縮機(jī)的壓縮比大的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下難以應(yīng)對(duì)。與此相對(duì)，后者的方法與前者的方法相比限定范圍較大，即便在壓縮機(jī)的壓縮比大的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，也容易應(yīng)對(duì)。然而，當(dāng)經(jīng)由旁通管而導(dǎo)入壓縮機(jī)的吸入側(cè)的液體制冷劑的流量(液體注入流量)增加時(shí)，可能會(huì)因產(chǎn)生液體壓縮等而有損壓縮機(jī)的可靠性。特別地，在使用可變?nèi)萘渴降膲嚎s機(jī)的情況下，在壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量較小的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下、即在制冷劑回路內(nèi)循環(huán)的制冷劑的流量(制冷劑循環(huán)路)減小的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，容易產(chǎn)生液體壓縮等。因此，在由電磁開閉閥及毛細(xì)管構(gòu)成旁通減壓機(jī)構(gòu)的情況下，要選定電磁開閉閥及毛細(xì)管的流路阻力，以適合于壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量較小的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、即制冷劑循環(huán)量減小的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。這樣的話，在壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量較大的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，液體注入流量會(huì)不足。因此，在壓縮機(jī)的壓縮比大的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，為了確保壓縮機(jī)的可靠性，不能增大壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量，難以確保期望的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。本發(fā)明的技術(shù)問題在于，在自將可變?nèi)萘渴降膲嚎s機(jī)、散熱器、可變式的主減壓機(jī)構(gòu)及蒸發(fā)器相連接而構(gòu)成的主制冷劑回路的從散熱器的出口到主減壓機(jī)構(gòu)為止之間的部分朝壓縮機(jī)的吸入側(cè)進(jìn)行液體注入的熱泵系統(tǒng)中，即使在壓縮機(jī)的壓縮比大的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，也能確保壓縮機(jī)的可靠性，并能獲得期望的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。第一技術(shù)方案的熱泵系統(tǒng)具有主制冷劑回路、旁通回路及控制部。主制冷劑回路是通過將進(jìn)行制冷劑的壓縮的可變?nèi)萘渴降膲嚎s機(jī)、使在壓縮機(jī)中被壓縮后的制冷劑進(jìn)行散熱的散熱器、使在散熱器中散熱后的制冷劑進(jìn)行減壓的可變式的主減壓機(jī)構(gòu)以及使在主減壓機(jī)構(gòu)中被減壓后的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器相連接而構(gòu)成的。旁通回路具有旁通管和旁通減壓機(jī)構(gòu)，其中上述旁通管將主制冷劑回路的從散熱器的出口到主減壓機(jī)構(gòu)為止之間的部分與壓縮機(jī)的吸入側(cè)相連接，上述旁通減壓機(jī)構(gòu)使在旁通管中流動(dòng)的液體制冷劑進(jìn)行減壓?？刂撇繉?duì)壓縮機(jī)、主減壓機(jī)構(gòu)及旁通減壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。此外，旁通減壓機(jī)構(gòu)是可變式的?？刂撇窟M(jìn)行液體注入控制，通過控制旁通減壓機(jī)構(gòu)，使從壓縮機(jī)排出的制冷劑的溫度即排出溫度達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)排出溫度，在該液體注入控制中，旁通減壓機(jī)構(gòu)的上限開度根據(jù)與主減壓機(jī)構(gòu)的開度相關(guān)的相關(guān)值來確定。在該熱泵系統(tǒng)中，將旁通減壓機(jī)構(gòu)設(shè)為可變式，并進(jìn)行液體注入控制，在該液體注入控制中，控制旁通減壓機(jī)構(gòu)，以使排出溫度達(dá)到目標(biāo)排出溫度，因此，能根據(jù)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量改變旁通減壓機(jī)構(gòu)的開度，以增大或減小液體注入流量。因此，在該熱泵系統(tǒng)中，與由電磁開閉閥及毛細(xì)管構(gòu)成旁通減壓機(jī)構(gòu)的情況相比，不易產(chǎn)生液體注入流量不足這樣的問題。藉此，即便在壓縮機(jī)的壓縮比大的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，也能容易地獲得期望的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。 然而，液體注入流量主要是由旁通回路側(cè)的流路阻力與主制冷劑回路側(cè)的流路阻力之間的平衡確定的。在此，旁通回路側(cè)的流路阻力與主制冷劑回路側(cè)的流路阻力之間的平衡主要取決于旁通減壓機(jī)構(gòu)的流路阻力與主減壓機(jī)構(gòu)的流路阻力的差異。因此，應(yīng)考慮主減壓機(jī)構(gòu)的狀態(tài)來控制旁通減壓機(jī)構(gòu)。若假設(shè)對(duì)旁通減壓機(jī)構(gòu)的動(dòng)作未設(shè)置限制，則在排出溫度比目標(biāo)排出溫度高的情況下，無論主減壓機(jī)構(gòu)的開度的大小如何，都對(duì)旁通減壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制而單純地使開度變大。例如，在主減壓機(jī)構(gòu)的開度較小的情況下，與在主制冷劑回路側(cè)流動(dòng)而被吸入壓縮機(jī)的制冷劑的流量相比，液體注入流量大幅度增加，可能會(huì)產(chǎn)生液體壓縮等。這樣，若對(duì)旁通減壓機(jī)構(gòu)的動(dòng)作未設(shè)置限制而僅進(jìn)行液體注入控制，則未考慮到主減壓機(jī)構(gòu)的狀態(tài)，不易確保壓縮機(jī)的可靠性。因此，在該熱泵系統(tǒng)中，如上所述，通過根據(jù)與主減壓機(jī)構(gòu)的開度相關(guān)的相關(guān)值來確定液體注入控制中的旁通減壓機(jī)構(gòu)的上限開度，從而對(duì)旁通減壓機(jī)構(gòu)的動(dòng)作設(shè)置考慮了主減壓機(jī)構(gòu)的狀態(tài)的限制。藉此，在該熱泵系統(tǒng)中，在排出溫度比目標(biāo)排出溫度高的情況下，即便進(jìn)行控制以使旁通減壓機(jī)構(gòu)的開度變大，也只能打開至根據(jù)與主減壓機(jī)構(gòu)的開度相關(guān)的相關(guān)值確定出的上限開度為止。因此，不易產(chǎn)生液體壓縮等，容易確保壓縮機(jī)的可靠性。另外，由于根據(jù)主減壓機(jī)構(gòu)的開度來確定液體注入控制中的旁通減壓機(jī)構(gòu)的可動(dòng)開度范圍，因此也有助于提高液體注入控制的控制性。如上所述，在該熱泵系統(tǒng)中，即便在壓縮機(jī)的壓縮比大的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，也能確保壓縮機(jī)的可靠性，并能獲得期望的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。第二技術(shù)方案的熱泵系統(tǒng)是在第一技術(shù)方案的熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，相關(guān)值包括由主減壓機(jī)構(gòu)的流路阻力的基準(zhǔn)值即主回路側(cè)基準(zhǔn)壓力損失系數(shù)和旁通減壓機(jī)構(gòu)的流路阻力的基準(zhǔn)值即旁通側(cè)基準(zhǔn)壓力損失系數(shù)確定出的系數(shù)即壓損系數(shù)。在該熱泵系統(tǒng)中，考慮了主制冷劑回路及旁通回路側(cè)的壓損特性，能將液體注入控制中的旁通減壓機(jī)構(gòu)的上限開度設(shè)為更恰當(dāng)?shù)闹?。第三技術(shù)方案的熱泵系統(tǒng)是在第二技術(shù)方案的熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，相關(guān)值包括由相當(dāng)于被吸入壓縮機(jī)的制冷劑的干燥度的允許限度的允許干燥度、旁通管的出口處的制冷劑的干燥度即旁通側(cè)干燥度及蒸發(fā)器的出口處的制冷劑的干燥度即主回路側(cè)干燥度確定出的系數(shù)即干燥度系數(shù)。在該熱泵系統(tǒng)中，考慮了因在旁通回路中流動(dòng)的制冷劑與在主制冷劑回路中流動(dòng)的制冷劑的合流而獲得的被吸入壓縮機(jī)的制冷劑的干燥度，能將液體注入控制中的旁通減壓機(jī)構(gòu)的上限開度設(shè)為更恰當(dāng)?shù)闹怠５谒募夹g(shù)方案的熱泵系統(tǒng)是在第一至第三技術(shù)方案中任一技術(shù)方案的熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在液體注入控制時(shí)使壓縮機(jī)的容量變化的情況下，控制部將旁通減壓機(jī)構(gòu)的開度改變?yōu)楦鶕?jù)壓縮機(jī)的容量變化的程度預(yù)測(cè)出的開度即預(yù)測(cè)開度。在液體注入控制時(shí)，若產(chǎn)生壓縮機(jī)的容量變化而使排出溫度偏離目標(biāo)排出溫度，則以使排出溫度達(dá)到目標(biāo)排出溫度的方式控制旁通減壓機(jī)構(gòu)。然而，當(dāng)壓縮機(jī)的容量變化的程度較大時(shí)，使排出溫度達(dá)到目標(biāo)排出溫度為止可 能很費(fèi)時(shí)間。因此，在該熱泵系統(tǒng)中，如上所述，在液體注入控制時(shí)使壓縮機(jī)的容量變化的情況下，將旁通減壓機(jī)構(gòu)的開度改變?yōu)楦鶕?jù)壓縮機(jī)的容量變化的程度預(yù)測(cè)出的開度即預(yù)測(cè)開度。藉此，在該熱泵系統(tǒng)中，在液體注入控制時(shí)，在控制旁通減壓機(jī)構(gòu)以使排出溫度達(dá)到目標(biāo)排出溫度的動(dòng)作之前，根據(jù)壓縮機(jī)的容量變化的程度將旁通減壓機(jī)構(gòu)的開度改變?yōu)轭A(yù)測(cè)開度。因此，能使排出溫度快速達(dá)到目標(biāo)排出溫度，并能提高液體注入控制的控制性。第五技術(shù)方案的熱泵系統(tǒng)是在第一至第四技術(shù)方案中任一技術(shù)方案的熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，散熱器是通過在壓縮機(jī)中被壓縮后的制冷劑的散熱來對(duì)水介質(zhì)進(jìn)行加熱的熱交換器，并與用于利用在加熱器中被加熱后的水介質(zhì)的熱量的水介質(zhì)回路相連接。在利用散熱器中加熱后的水介質(zhì)的熱量的熱泵系統(tǒng)中，可能需要高溫的水介質(zhì)，在該情況下，容易形成壓縮機(jī)的壓縮比大的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。因此，難以確保壓縮機(jī)的可靠性并獲得期望的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。然而，在該熱泵系統(tǒng)中，如上所述，將旁通減壓機(jī)構(gòu)設(shè)為可變式，并進(jìn)行液體注入控制，在該液體注入控制中，控制旁通減壓機(jī)構(gòu)，以使排出溫度達(dá)到目標(biāo)排出溫度，而且，通過根據(jù)與主減壓機(jī)構(gòu)的開度相關(guān)的相關(guān)值來確定液體注入控制中的旁通減壓機(jī)構(gòu)的上限開度。因此，在該熱泵系統(tǒng)中，即便是容易形成壓縮機(jī)的壓縮比大的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的結(jié)構(gòu)，也能確保壓縮機(jī)的可靠性，并獲得期望的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。


圖I是本發(fā)明一實(shí)施方式的熱泵系統(tǒng)的示意結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示朝液體注入控制轉(zhuǎn)移的流程圖。圖3是表示液體注入控制的流程圖。圖4是表示旁通膨脹閥的預(yù)測(cè)控制的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
< 結(jié)構(gòu) >—整體一圖I是本發(fā)明一實(shí)施方式的熱泵系統(tǒng)I的示意結(jié)構(gòu)圖。熱泵系統(tǒng)I是能進(jìn)行利用蒸汽壓縮式的熱泵循環(huán)來加熱水介質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)等的裝置。此處，熱泵系統(tǒng)I能通過加熱水介質(zhì)來進(jìn)行制熱運(yùn)轉(zhuǎn)和/或供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)。熱泵系統(tǒng)I主要具有熱源單元2、利用單元4、液體制冷劑連通管13、氣體制冷劑連通管14、水介質(zhì)制熱單元7、儲(chǔ)熱水單元9、水介質(zhì)連通管15、16。此外，熱源單元2和利用單元4通過經(jīng)由制冷劑連通管13、14相連接而構(gòu)成制冷劑回路10。通過將利用單元4、儲(chǔ)熱水單元9及水介質(zhì)制熱單元7經(jīng)由水介質(zhì)連通管15、16相連接來構(gòu)成水介質(zhì)回路70。在制冷劑回路10中封入有作為HFC類制冷劑中的一種的HFC - 410A以作為制冷劑。另外，作為水介質(zhì)的水在水介質(zhì)回路70中循環(huán)。 —熱源單元一熱源單元2設(shè)置于室外，其經(jīng)由制冷劑連通管13、14而與利用單元4連接，從而構(gòu)成制冷劑回路10的一部分。熱源單元2主要具有壓縮機(jī)21、油分離機(jī)構(gòu)22、切換機(jī)構(gòu)23、熱源側(cè)熱交換器26、作為主減壓機(jī)構(gòu)的熱源側(cè)膨脹閥28、旁通管31、儲(chǔ)罐35、液體側(cè)截止閥33及氣體側(cè)截止閥34。壓縮機(jī)21是對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮的機(jī)構(gòu)。此處，采用收容于殼體(未圖示)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)式、渦旋式等容積式的壓縮元件(未圖示)被同樣收容于殼體內(nèi)的壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)21a驅(qū)動(dòng)的密閉式壓縮機(jī)，以作為壓縮機(jī)21。壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)21a能利用逆變裝置(未圖示)來改變其轉(zhuǎn)速(即運(yùn)轉(zhuǎn)頻率)，藉此，能改變壓縮機(jī)21的容量。油分離機(jī)構(gòu)22是用于將從壓縮機(jī)21排出的制冷劑中所包含的制冷機(jī)油分離、并使其返回至壓縮機(jī)21的吸入側(cè)的機(jī)構(gòu)。油分離機(jī)構(gòu)22主要包括設(shè)于壓縮機(jī)21的排出管21b的油分離器22a ;以及將油分離器22a與壓縮機(jī)21的吸入管21c相連接的回油管22b。油分離器22a是將從壓縮機(jī)21排出的制冷劑中所包含的制冷機(jī)油分離的設(shè)備?；赜凸?2b具有毛細(xì)管，是使在油分離器22a中從制冷劑分離出的制冷機(jī)油返回至壓縮機(jī)21的吸入管21c中的制冷劑管。切換機(jī)構(gòu)23是能在熱源側(cè)散熱運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)與熱源側(cè)蒸發(fā)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)之間進(jìn)行切換的四通切換閥，其中，在上述熱源側(cè)散熱運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，使熱源側(cè)熱交換器26作為制冷劑的散熱器起作用，在上述熱源側(cè)蒸發(fā)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，使熱源側(cè)熱交換器26作為制冷劑的蒸發(fā)器起作用。切換機(jī)構(gòu)23與排出管21b、吸入管21c、第一熱源側(cè)氣體制冷劑管24及第二熱源側(cè)氣體制冷劑管25連接，其中，上述第一熱源側(cè)氣體制冷劑管24與熱源側(cè)熱交換器26的氣體側(cè)連接，上述第二熱源側(cè)氣體制冷劑管25與氣體側(cè)截止閥34連接。切換機(jī)構(gòu)23能進(jìn)行以下切換使排出管21b與第一熱源側(cè)氣體制冷劑管24連通，并使第二熱源側(cè)氣體制冷劑管25與吸入管21c連通(對(duì)應(yīng)于熱源側(cè)散熱運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，參照?qǐng)DI的切換機(jī)構(gòu)23的實(shí)線)。另外，切換機(jī)構(gòu)23還能進(jìn)行以下切換使排出管21b與第二熱源側(cè)氣體制冷劑管25連通，并使第一熱源側(cè)氣體制冷劑管24與吸入管21c連通(對(duì)應(yīng)于熱源側(cè)蒸發(fā)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，參照?qǐng)DI的切換機(jī)構(gòu)23的虛線)。切換機(jī)構(gòu)23并不限定于四通切換閥，例如也可以是通過組合多個(gè)電磁閥加以使用等方式而構(gòu)成為具有與上述相同的切換制冷劑流動(dòng)方向的功能的構(gòu)件。
熱源側(cè)熱交換器26是通過進(jìn)行制冷劑與室外空氣之間的熱交換而作為制冷劑的散熱器或蒸發(fā)器起作用的熱交換器，在其液體側(cè)連接有熱源側(cè)液體制冷劑管27，在其氣體側(cè)連接有第一熱源側(cè)氣體制冷劑管24。在熱源側(cè)熱交換器26中與制冷劑進(jìn)行熱交換的室外空氣是由被熱源側(cè)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)37驅(qū)動(dòng)的熱源側(cè)風(fēng)扇36供給的。熱源側(cè)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)37能利用逆變裝置(未圖示)來改變其轉(zhuǎn)速(即運(yùn)轉(zhuǎn)頻率)，藉此，能改變熱源側(cè)風(fēng)扇36的風(fēng)量。熱源側(cè)膨脹閥28是使在熱源側(cè)液體制冷劑管27中流動(dòng)的制冷劑進(jìn)行減壓等的電動(dòng)膨脹閥，其設(shè)于熱源側(cè)液體制冷劑管27。儲(chǔ)罐35設(shè)于吸入管21c，是用于將在制冷劑回路10中循環(huán)的制冷劑在從吸入管21c被吸入壓縮機(jī)21之前暫時(shí)積存的容器。液體側(cè)截止閥33是設(shè)于熱源側(cè)液體制冷劑管27與液體制冷劑連通管13的連接部的閥。氣體側(cè)截止閥34是設(shè)于第二熱源側(cè)氣體制冷劑管25與氣體制冷劑連通管14的連接部的閥。 旁通管31是將熱源側(cè)液體制冷劑管27的從液體側(cè)截止閥33到熱源側(cè)膨脹閥28為止之間的部分與壓縮機(jī)21的吸入側(cè)(此處為吸入管21c的從儲(chǔ)罐35的出口到壓縮機(jī)21的吸入側(cè)為止之間的部分)相連接的制冷劑管。此外，在旁通管31上設(shè)有作為旁通減壓機(jī)構(gòu)的旁通膨脹閥32。該旁通膨脹閥32由電動(dòng)膨脹閥構(gòu)成，其使在旁通管31中流動(dòng)的液體制冷劑進(jìn)行減壓。另外，在熱源單元2中設(shè)有各種傳感器。具體而言，在熱源單元2中設(shè)有吸入壓力傳感器41、排出壓力傳感器42、吸入溫度傳感器43、排出溫度傳感器44、熱源側(cè)熱交換氣體側(cè)溫度傳感器45、熱源側(cè)熱交換液體側(cè)溫度傳感器46。吸入壓力傳感器41是對(duì)制冷劑在壓縮機(jī)21的吸入側(cè)的壓力即吸入壓力Ps進(jìn)行檢測(cè)的壓力傳感器。排出壓力傳感器42是對(duì)制冷劑在壓縮機(jī)21的排出側(cè)的壓力即排出壓力Pd進(jìn)行檢測(cè)的壓力傳感器。吸入溫度傳感器43是對(duì)制冷劑在壓縮機(jī)21的吸入側(cè)的溫度即吸入溫度Ts進(jìn)行檢測(cè)的溫度傳感器。排出溫度傳感器44是對(duì)制冷劑在壓縮機(jī)21的排出側(cè)的溫度即排出溫度Td進(jìn)行檢測(cè)的溫度傳感器。熱源側(cè)熱交換氣體側(cè)溫度傳感器45是對(duì)制冷劑在熱源側(cè)熱交換器26的氣體側(cè)的溫度即熱源側(cè)熱交換氣體側(cè)溫度Thg進(jìn)行檢測(cè)的溫度傳感器。熱源側(cè)熱交換液體側(cè)溫度傳感器46是對(duì)制冷劑在熱源側(cè)熱交換器26的液體側(cè)的溫度即熱源側(cè)熱交換液體側(cè)溫度Thl進(jìn)行檢測(cè)的溫度傳感器。此外，熱源單元2具有熱源側(cè)控制部39，該熱源側(cè)控制部39對(duì)構(gòu)成熱源單元2的各部分的動(dòng)作進(jìn)行控制。此外，熱源側(cè)控制部39具有用于對(duì)熱源單元2進(jìn)行控制的微型計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器等，從而能與后述利用單元4的利用側(cè)控制部69之間進(jìn)行控制信號(hào)等的交換。一液體制冷劑連通管一液體制冷劑連通管13經(jīng)由液體側(cè)截止閥33而與熱源側(cè)液體制冷劑管27連接，液體制冷劑連通管13是這樣的制冷劑管在切換機(jī)構(gòu)23處于熱源側(cè)散熱運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，能將制冷劑從作為制冷劑的散熱器起作用的熱源側(cè)熱交換器26的出口導(dǎo)出至熱源單元2夕卜。另外，液體制冷劑連通管13也是這樣的制冷劑管在切換機(jī)構(gòu)23處于熱源側(cè)蒸發(fā)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，能將制冷劑從熱源單元2外導(dǎo)入作為制冷劑的蒸發(fā)器起作用的熱源側(cè)熱交換器26的入口。一氣體制冷劑連通管一
氣體制冷劑連通管14經(jīng)由氣體側(cè)截止閥34而與第二熱源側(cè)氣體制冷劑管25連接。氣體制冷劑連通管14是這樣的制冷劑管在切換機(jī)構(gòu)23處于熱源側(cè)散熱運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，能將制冷劑從熱源單元2外導(dǎo)入壓縮機(jī)21的吸入側(cè)。另外，氣體制冷劑連通管14也是這樣的制冷劑管在切換機(jī)構(gòu)23處于熱源側(cè)蒸發(fā)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，能將制冷劑從壓縮機(jī)21的排出側(cè)導(dǎo)出至熱源單元2外。一利用單兀一利用單元4設(shè)置于室內(nèi)，其通過制冷劑連通管13、14而與熱源單元2連接，從而構(gòu)成制冷劑回路10的一部分。此外，利用單元4經(jīng)由水介質(zhì)連通管15、16而與儲(chǔ)熱水單元9及水介質(zhì)制熱單元7相連接，從而構(gòu)成水介質(zhì)回路70的一部分。利用單元4主要具有利用側(cè)熱交換器41和循環(huán)泵43。利用側(cè)熱交換器41是通過進(jìn)行制冷劑與水介質(zhì)的熱交換而作為制冷劑的散熱器 起作用的熱交換器。在利用側(cè)熱交換器41的供制冷劑流動(dòng)的流路的液體側(cè)連接有利用側(cè) 液體制冷劑管45，在利用側(cè)熱交換器41的供制冷劑流動(dòng)的流路的氣體側(cè)連接有利用側(cè)氣體制冷劑管54。另外，在利用側(cè)熱交換器41的供水介質(zhì)流動(dòng)的流路的入口側(cè)連接有利用側(cè)水入口管47，在利用側(cè)熱交換器41的供水介質(zhì)流動(dòng)的流路的出口側(cè)連接有利用側(cè)水出口管48。液體制冷劑連通管13與利用側(cè)液體制冷劑管45連接，氣體制冷劑連通管14與利用側(cè)氣體制冷劑管54連接。另外，水介質(zhì)連通管15與利用側(cè)水入口管47連接，水介質(zhì)連通管16與利用側(cè)水出口管48連接。循環(huán)泵43是進(jìn)行水介質(zhì)的升壓的機(jī)構(gòu)，在此，采用離心式或容積式的泵元件(未圖示)被循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)44驅(qū)動(dòng)的泵。循環(huán)泵43設(shè)于利用側(cè)水出口管48。循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)44能利用逆變裝置(未圖示)來改變其轉(zhuǎn)速(即運(yùn)轉(zhuǎn)頻率)，藉此，能改變循環(huán)泵43的容量。另外，在利用單元4中設(shè)有各種傳感器。具體而言，在利用單元4中設(shè)有利用側(cè)熱交換溫度傳感器50、水介質(zhì)出口溫度傳感器51及水介質(zhì)出口溫度傳感器52，其中，上述利用側(cè)熱交換溫度傳感器50對(duì)利用側(cè)熱交換器41液體側(cè)的制冷劑的溫度即利用側(cè)熱交換液體側(cè)溫度Tul進(jìn)行檢測(cè)，上述水介質(zhì)出口溫度傳感器51對(duì)利用側(cè)熱交換器41入口處的水介質(zhì)的溫度即水介質(zhì)入口溫度Twr進(jìn)行檢測(cè)，上述水介質(zhì)出口溫度傳感器52對(duì)利用側(cè)熱交換器41出口處的水介質(zhì)的溫度即水介質(zhì)出口溫度Twl進(jìn)行檢測(cè)。另外，利用單元4具有利用側(cè)控制部69，該利用側(cè)控制部69對(duì)構(gòu)成利用單元4的各部分的動(dòng)作進(jìn)行控制。此外，利用側(cè)控制部69具有用于對(duì)利用單元4進(jìn)行控制的微型計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器等。利用側(cè)控制部69能與遙控器(未圖示)進(jìn)行控制信號(hào)等的交換或與熱源單元2的熱源側(cè)控制部39進(jìn)行控制信號(hào)等的交換。如上所述，熱源單元2和利用單元4通過經(jīng)由制冷劑連通管13、14相連接而構(gòu)成制冷劑回路10。制冷劑回路10由旁通回路30和主制冷劑回路20構(gòu)成，其中，上述旁通回路30由旁通管31及旁通膨脹閥32構(gòu)成，上述主制冷劑回路20由除了旁通回路30之外的部分構(gòu)成。一儲(chǔ)熱水單元一儲(chǔ)熱水單元9設(shè)置于室內(nèi)，其經(jīng)由水介質(zhì)連通管15、16而與利用單元4相連接，從而構(gòu)成水介質(zhì)回路70的一部分。儲(chǔ)熱水單元9主要具有儲(chǔ)熱水箱91和熱交換線圈92。
儲(chǔ)熱水箱91是積存作為用于供應(yīng)熱水的水介質(zhì)的水的容器，在其上部連接有用于朝水龍頭、淋浴器等輸送變?yōu)闇厮乃橘|(zhì)的供熱水管93，在其下部連接有用于進(jìn)行被供熱水管93消耗的水介質(zhì)的補(bǔ)充的供水管94。熱交換線圈92設(shè)于儲(chǔ)熱水箱91內(nèi)，是通過進(jìn)行在水介質(zhì)回路70中循環(huán)的水介質(zhì)與儲(chǔ)熱水箱91內(nèi)的水介質(zhì)之間的熱交換而作為儲(chǔ)熱水箱91內(nèi)的水介質(zhì)的加熱器起作用的熱交換器，在其入口連接有水介質(zhì)連通管16，在其出口連接有水介質(zhì)連通管15。藉此，儲(chǔ)熱水單元9能利用在利用單元4中被加熱后的在水介質(zhì)回路70中循環(huán)的水介質(zhì)來加熱儲(chǔ)熱水箱91內(nèi)的水介質(zhì)，并將其作為溫水加以積存。在此，作為儲(chǔ)熱水單元9，采用將與在利用單元4中被加熱后的水介質(zhì)進(jìn)行熱交換而被加熱的水介質(zhì)積存于儲(chǔ)熱水箱的型式的儲(chǔ)熱水單元，但也可采用將在利用單元4中被加熱后的水介質(zhì)積存于儲(chǔ)熱水箱的型式的儲(chǔ)熱水單元。另外，此處，儲(chǔ)熱水單元9構(gòu)成為與利用單元4a不同的單元，但儲(chǔ)熱水單元9也可內(nèi)置于利用單元4。 另外，在儲(chǔ)熱水單元9中設(shè)有各種傳感器。具體而言，在儲(chǔ)熱水單元9中設(shè)有儲(chǔ)熱水溫度傳感器95，該儲(chǔ)熱水溫度傳感器95用于對(duì)積存于儲(chǔ)熱水箱91中的水介質(zhì)的溫度即儲(chǔ)熱水溫度Twh進(jìn)行檢測(cè)。一水介質(zhì)制熱單元一水介質(zhì)制熱單元7設(shè)置于室內(nèi)。水介質(zhì)制熱單元7經(jīng)由水介質(zhì)連通管15、16而與利用單元4相連接,從而構(gòu)成水介質(zhì)回路70的一部分。水介質(zhì)制熱單元7主要具有熱交換面板71，構(gòu)成暖氣片、地板制冷制熱面板等。在暖氣片的情況下，熱交換面板71設(shè)于室內(nèi)的墻壁附近等，在地板制熱面板的情況下，熱交換面板71設(shè)于室內(nèi)的地板下等。熱交換面板71是作為在水介質(zhì)回路70中循環(huán)的水介質(zhì)的散熱器起作用的熱交換器，在其入口連接有水介質(zhì)連通管16，在其出口連接有水介質(zhì)連通管15。—水介質(zhì)連通管一水介質(zhì)連通管15與儲(chǔ)熱水單元9的熱交換線圈92的出口及水介質(zhì)制冷制熱單元7的熱交換面板71的出口連接。水介質(zhì)連通管16與儲(chǔ)熱水單元9的熱交換線圈92的入口及水介質(zhì)制冷制熱單元7的熱交換面板71的入口連接。在水介質(zhì)連通管16上設(shè)有水介質(zhì)切換機(jī)構(gòu)161，該水介質(zhì)切換機(jī)構(gòu)161能進(jìn)行將在水介質(zhì)回路70中循環(huán)的水介質(zhì)供給至儲(chǔ)熱水單元9和水介質(zhì)制熱單元7兩者、或供給至儲(chǔ)熱水單元9和水介質(zhì)制熱單元7中的任一者的切換。該水介質(zhì)切換機(jī)構(gòu)161由三通閥構(gòu)成。如上所述，通過將利用單元4、儲(chǔ)熱水單元9及水介質(zhì)制熱單元7經(jīng)由水介質(zhì)連通管15、16相連接來構(gòu)成水介質(zhì)回路70。水介質(zhì)回路70利用在利用側(cè)熱交換器41中被加熱后的水介質(zhì)的熱量，該利用側(cè)熱交換器41作為在壓縮機(jī)21中被壓縮后的制冷劑的散熱器起作用。一控制部一通過將利用側(cè)控制部69和熱源側(cè)控制部39經(jīng)由傳送線等相連接來構(gòu)成進(jìn)行熱泵系統(tǒng)I的運(yùn)轉(zhuǎn)控制的控制部la，從而進(jìn)行以下運(yùn)轉(zhuǎn)和各種控制。< 動(dòng)作 >接著，對(duì)熱泵系統(tǒng)I的動(dòng)作進(jìn)行說明。
作為熱泵系統(tǒng)I的運(yùn)轉(zhuǎn)，存在僅進(jìn)行使用水介質(zhì)制熱單元7的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式、僅進(jìn)行使用儲(chǔ)熱水單元9的供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)的供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式、同時(shí)進(jìn)行使用水介質(zhì)制熱單元7及儲(chǔ)熱水單元9的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)及供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)的供熱水制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式。—制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式一在僅進(jìn)行使用水介質(zhì)制熱單元7的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，在制冷劑回路10中，切換機(jī)構(gòu)23被切換至熱源側(cè)散熱運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(圖I的切換機(jī)構(gòu)23的虛線所示的狀態(tài))。另外，在水介質(zhì)回路70中，水介質(zhì)切換機(jī)構(gòu)161被切換至朝水介質(zhì)制熱單元7供給水介質(zhì)的狀態(tài)。在這種狀態(tài)的制冷劑回路10中，制冷循環(huán)中的低壓的制冷劑經(jīng)由吸入管21c而被吸入壓縮機(jī)21中，并在被壓縮至制冷循環(huán)中的高壓后，被排出至排出管21b。被排出至排出管21b后的高壓的制冷劑在油分離器22a中使制冷機(jī)油分離。在油分離器22a中從制冷劑分離出的制冷機(jī)油經(jīng)由回油管22b而返回至吸入管21c。制冷機(jī)油被分離后的高壓的制冷 劑經(jīng)由切換機(jī)構(gòu)23、第二熱源側(cè)氣體制冷劑管25及氣體側(cè)截止閥34而從熱源單元2被輸送至氣體制冷劑連通管14。被輸送至氣體制冷劑連通管14后的高壓的制冷劑被輸送至利用單元4。被輸送至利用單元4后的高壓的制冷劑經(jīng)由利用側(cè)氣體制冷劑管54而被輸送至利用側(cè)熱交換器41。被輸送至利用側(cè)熱交換器41后的高壓的制冷劑在利用側(cè)熱交換器41中與利用循環(huán)泵43在水介質(zhì)回路70中循環(huán)的水介質(zhì)進(jìn)行熱交換而散熱。在利用側(cè)熱交換器41中散熱后的高壓的制冷劑經(jīng)由利用側(cè)液體制冷劑管45而從利用單元4被輸送至液體制冷劑連通管13。被輸送至液體制冷劑連通管13后的制冷劑被輸送至熱源單元2。被輸送至熱源單元2后的制冷劑經(jīng)由液體側(cè)截止閥33而被輸送至熱源側(cè)液體制冷劑管27。被輸送至熱源側(cè)液體制冷劑管27的制冷劑在熱源側(cè)液體制冷劑管27的液體側(cè)截止閥33與熱源側(cè)膨脹閥28之間的部分處被一分為二，一部分制冷劑被輸送至熱源側(cè)膨脹閥28，另一部分制冷劑被輸送至旁通管31。被輸送至熱源側(cè)膨脹閥28后的制冷劑在熱源側(cè)膨脹閥28中被減壓而變?yōu)榈蛪旱臍庖簝上酄顟B(tài)，并被輸送至熱源側(cè)熱交換器26。被輸送至熱源側(cè)熱交換器26后的低壓的制冷劑在熱源側(cè)熱交換器26中與由熱源側(cè)風(fēng)扇36供給來的室外空氣進(jìn)行熱交換而蒸發(fā)。在熱源側(cè)熱交換器26中蒸發(fā)后的低壓的制冷劑經(jīng)由第一熱源側(cè)氣體制冷劑管24及切換機(jī)構(gòu)23而被輸送至熱源側(cè)儲(chǔ)罐35。此外，被輸送至熱源側(cè)儲(chǔ)罐35后的低壓的制冷劑經(jīng)由吸入管21c而被再次吸入壓縮機(jī)21中。另外，被輸送至旁通管31后的制冷劑被旁通膨脹閥32減壓而變?yōu)榈蛪旱臍庖簝上酄顟B(tài)。然后，旁通膨脹閥32中減壓后的低壓的制冷劑在吸入管21c中與經(jīng)由熱源側(cè)膨脹閥28及熱源側(cè)熱交換器26而輸送至熱源側(cè)儲(chǔ)罐35的低壓的制冷劑合流，并被吸入壓縮機(jī)21中。這樣，此處，進(jìn)行以下動(dòng)作(液體注入):將主制冷劑回路20中流動(dòng)的制冷劑的一部分在液體側(cè)截止閥33與熱源側(cè)膨脹閥28之間的部分處分支到旁通回路30，并與經(jīng)由熱源側(cè)膨脹閥28及熱源側(cè)熱交換器26而返回至壓縮機(jī)21的吸入側(cè)的制冷劑一起返回到壓縮機(jī)21。另一方面，在水介質(zhì)回路70中，通過制冷劑在利用側(cè)熱交換器41中的散熱來對(duì)在水介質(zhì)回路70中循環(huán)的水介質(zhì)進(jìn)行加熱。在利用側(cè)熱交換器41中被加熱后的水介質(zhì)經(jīng)由利用側(cè)水出口管48而被吸入循環(huán)泵43中，并在壓力上升后，從利用單元4被輸送至水介質(zhì)連通管16。被輸送至水介質(zhì)連通管16后的水介質(zhì)經(jīng)由水介質(zhì)切換機(jī)構(gòu)161而被輸送至水介質(zhì)制熱單元7。被輸送至水介質(zhì)制熱單元7后的水介質(zhì)在熱交換面板71中散熱，藉此，來對(duì)室內(nèi)的墻壁附近等進(jìn)行加熱或?qū)κ覂?nèi)的地板進(jìn)行加熱。就這樣，來執(zhí)行僅進(jìn)行使用水介質(zhì)制熱單元7的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的動(dòng)作。一供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式一在僅進(jìn)行使用儲(chǔ)熱水單元9的供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，在制冷劑回路10中，切換機(jī)構(gòu)23被切換至熱源側(cè)散熱運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(圖I的切換機(jī)構(gòu)23的虛線所示的狀態(tài))。另外，在水介質(zhì)回路70中，水介質(zhì)切換機(jī)構(gòu)161被切換至朝儲(chǔ)熱水單元9供給水介質(zhì)的狀態(tài)。 此外，在上述狀態(tài)的制冷劑回路10中，進(jìn)行與上述制熱運(yùn)轉(zhuǎn)相同的動(dòng)作。另一方面，在水介質(zhì)回路70中，從利用單元4輸送至水介質(zhì)連通管16的水介質(zhì)經(jīng)由水介質(zhì)切換機(jī)構(gòu)161而被輸送至儲(chǔ)熱水單元9。被輸送至儲(chǔ)熱水單元9后的水介質(zhì)在熱交換線圈92中與儲(chǔ)熱水箱91內(nèi)的水介質(zhì)進(jìn)行熱交換而散熱，藉此，來對(duì)儲(chǔ)熱水箱91內(nèi)的水介質(zhì)進(jìn)行加熱。就這樣，來執(zhí)行僅進(jìn)行使用儲(chǔ)熱水單元9的供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)的供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的動(dòng)作。一供熱水制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式一在同時(shí)進(jìn)行使用水介質(zhì)制熱單元7及儲(chǔ)熱水單元9的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)及供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，在制冷劑回路10中，切換機(jī)構(gòu)23被切換至熱源側(cè)散熱運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(圖I的切換機(jī)構(gòu)23的虛線所示的狀態(tài))。另外，在水介質(zhì)回路70中，水介質(zhì)切換機(jī)構(gòu)161被切換至朝水介質(zhì)制熱單元7及儲(chǔ)熱水單元9供給水介質(zhì)的狀態(tài)。此外，在上述狀態(tài)的制冷劑回路10中，進(jìn)行與上述制熱運(yùn)轉(zhuǎn)相同的動(dòng)作。另一方面，在水介質(zhì)回路70中，從利用單元4輸送至水介質(zhì)連通管16的水介質(zhì)經(jīng)由水介質(zhì)切換機(jī)構(gòu)161而被輸送至水介質(zhì)制熱單元7及儲(chǔ)熱水單元9。被輸送至水介質(zhì)制熱單元7后的水介質(zhì)在熱交換面板71中散熱，藉此，來對(duì)室內(nèi)的墻壁附近等進(jìn)行加熱或?qū)κ覂?nèi)的地板進(jìn)行加熱。另外，被輸送至儲(chǔ)熱水單元9后的水介質(zhì)在熱交換線圈92中與儲(chǔ)熱水箱91內(nèi)的水介質(zhì)進(jìn)行熱交換而散熱，藉此，來對(duì)儲(chǔ)熱水箱91內(nèi)的水介質(zhì)進(jìn)行加熱。就這樣，來執(zhí)行同時(shí)進(jìn)行使用水介質(zhì)制熱單元7及儲(chǔ)熱水單元9的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)及供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)的供熱水制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的動(dòng)作。一壓縮機(jī)的控制一在熱泵系統(tǒng)I中，如上所述，通過使制冷劑回路10中循環(huán)的制冷劑在利用側(cè)熱交換器41中散熱來對(duì)在水介質(zhì)回路70中循環(huán)的水介質(zhì)進(jìn)行加熱。此時(shí)，在利用側(cè)熱交換器41中，為了穩(wěn)定地獲得高溫的水介質(zhì)，以制冷循環(huán)中的高壓穩(wěn)定的方式進(jìn)行控制是較為理
相的
心、U J ο因此，在熱泵系統(tǒng)I中，將壓縮機(jī)21設(shè)為容量可變式，控制部Ia使用相當(dāng)于制冷劑在壓縮機(jī)21的排出側(cè)的壓力的飽和溫度(即排出飽和溫度Tc)作為制冷循環(huán)的制冷劑的壓力的代表值來進(jìn)行壓縮機(jī)21的容量控制，以使排出飽和溫度Tc達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)排出飽和溫度Tcs。在此，排出飽和溫度Tc是將排出壓力Pd換算成飽和溫度后獲得的值。更具體而言，在排出飽和溫度Tc比目標(biāo)排出飽和溫度Tcs小的情況下，控制部Ia通過增大壓縮機(jī)21的轉(zhuǎn)速(即運(yùn)轉(zhuǎn)頻率)以使壓縮機(jī)21的運(yùn)轉(zhuǎn)容量變大的方式進(jìn)行控制，在排出飽和溫度Tc比目標(biāo)排出飽和溫度Tcs大的情況下，控制部Ia通過減小壓縮機(jī)21的轉(zhuǎn)速(即運(yùn)轉(zhuǎn)頻率)以使壓縮機(jī)21的運(yùn)轉(zhuǎn)容量變小的方式來進(jìn)行控制。藉此，在熱泵系統(tǒng)I中，由于制冷循環(huán)中的高壓穩(wěn)定，因此能穩(wěn)定地獲得高溫的水介質(zhì)。另外，此時(shí)，為了獲得期望溫度的水介質(zhì)，恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定目標(biāo)排出飽和溫度Tcs是較為理想的。因此，控制部Ia預(yù)先設(shè)定水介質(zhì)在利用側(cè)熱交換器41的出口處的溫度的目標(biāo)值即規(guī)定的目標(biāo)水介質(zhì)出口溫度TwlS，并將目標(biāo)排出飽和溫度Tcs設(shè)定為隨目標(biāo)水介質(zhì)出口溫度Twls而變化的值。更具體而言，例如在目標(biāo)水介質(zhì)出口溫度Twls被設(shè)定為60°C的情況下，控制部Ia將目標(biāo)排出飽和溫度Tcs設(shè)定為65°C，另外，在目標(biāo)水介質(zhì)出口溫度Twls被設(shè)定為25°C的情況下，控制部Ia將目標(biāo)排出飽和溫度Tcs設(shè)定為30°C，就像這樣，在目標(biāo)水介質(zhì)出口溫度Twls的設(shè)定范圍內(nèi)以函數(shù)化的方式進(jìn)行設(shè)定，以隨著目標(biāo)水介質(zhì)出口溫度Twls被設(shè)定為較高的溫度，也使目標(biāo)排出飽和溫度Tcs達(dá)到較高的溫度、且達(dá)到比目標(biāo)水介質(zhì)出口溫度Twl s稍聞的溫度。藉此，在熱泵系統(tǒng)I中，根據(jù)目標(biāo)水介質(zhì)出口溫度Twls恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定目標(biāo)排出飽和溫度Tcs，因此，能容易地獲得期望的目標(biāo)水介質(zhì)出口溫度Tws，另外，即便在改變了目標(biāo)水介質(zhì)出口溫度Tws的情況下,也能進(jìn)行響應(yīng)性較佳的控制。-熱源側(cè)膨脹閥的控制一在熱泵系統(tǒng)I中，如上所述，在制冷劑回路10中循環(huán)的制冷劑在熱源側(cè)膨脹閥28中被減壓而變?yōu)榈蛪旱臍庖簝上酄顟B(tài)，然后，在熱源側(cè)熱交換器26中蒸發(fā)。此時(shí)，為了使被吸入壓縮機(jī)21的制冷劑的狀態(tài)穩(wěn)定，以使作為制冷劑的蒸發(fā)器起作用的熱源側(cè)熱交換器26的出口處的制冷劑的狀態(tài)穩(wěn)定的方式進(jìn)行控制是較為理想的。因此，在熱泵系統(tǒng)I中，將作為主減壓機(jī)構(gòu)的熱源側(cè)膨脹閥28設(shè)為可變式，控制部Ia控制熱源側(cè)膨脹閥28，以使熱源側(cè)熱交換器26的出口處的制冷劑的過熱度即出口過熱度SHh達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)出口過熱度SHhs。在此，出口制冷劑過熱度SHh是通過將吸入壓力Ps換算為相當(dāng)于制冷劑在壓縮機(jī)21的吸入側(cè)的壓力的飽和溫度(即吸入飽和溫度Te)、并從利用側(cè)熱交換液體側(cè)溫度Tul中減去吸入飽和溫度Te而獲得的。雖然此處未采用,但也可通過在利用側(cè)熱交換器41上設(shè)置對(duì)相當(dāng)于吸入飽和溫度Te的制冷劑溫度進(jìn)行檢測(cè)的溫度傳感器、并從利用側(cè)熱交換液體側(cè)溫度Tul中減去該制冷劑溫度來獲得出口制冷劑過熱度SHh。更具體而言，在出口過熱度SHh比目標(biāo)出口過熱度SHhs小的情況下，控制部Ia以使熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe變小的方式進(jìn)行控制，在出口過熱度SHh比目標(biāo)出口過熱度SHhs大的情況下，控制部Ia以使熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe變大的方式進(jìn)行控制。藉此，在熱泵系統(tǒng)I中，由于熱源側(cè)熱交換器26的出口處的制冷劑的狀態(tài)穩(wěn)定，因此能使被吸入壓縮機(jī)21的制冷劑的狀態(tài)穩(wěn)定。一液體注入控制一在熱泵系統(tǒng)I中，從保護(hù)壓縮機(jī)21和防止運(yùn)轉(zhuǎn)效率降低等觀點(diǎn)來看，需要抑制排出溫度Td過度上升，因此，如上所述，設(shè)置旁通回路30，并進(jìn)行將在構(gòu)成旁通回路30的旁通管31中流動(dòng)的液體制冷劑導(dǎo)入壓縮機(jī)21的吸入側(cè)的液體注入。S卩，在熱泵系統(tǒng)I中，將作為旁通減壓機(jī)構(gòu)的旁通膨脹閥32設(shè)為可變式，控制部Ia進(jìn)行以下液體注入控制對(duì)旁通膨脹閥32進(jìn)行控制以使排出溫度Td達(dá)到目標(biāo)排出溫度Tds。更具體而言，在排出溫度Td比目標(biāo)排出溫度Tds小的情況下，控制部Ia通過減小旁通膨脹閥32的開度OPi來進(jìn)行控制，以使旁通回路30側(cè)(即經(jīng)由旁通管31及旁通膨脹閥32而導(dǎo)入壓縮機(jī)21的吸入側(cè)的一側(cè))的液體制冷劑的流量(液體注入流量Gi)變小(參照?qǐng)D3的步驟S15、S17)，在排出溫度Td比目標(biāo)排出溫度Tds大的情況下，控制部Ia通過增大旁通膨脹閥32的開度OPi來進(jìn)行控制，以使液體注入流量Gi變大(參照?qǐng)D3的步驟S14、S16)。藉此，在熱泵系統(tǒng)I中，根據(jù)壓縮機(jī)21的運(yùn)轉(zhuǎn)容量來改變旁通膨脹閥32的開度OPi，從而能增大或減小液體注入流量Gi。因此，在熱泵系統(tǒng)I中，與由電磁開閉閥及毛細(xì)管構(gòu)成旁通膨脹機(jī)構(gòu)的情況相比，不易產(chǎn)生液體注入流量Gi不足這樣的問題。藉此，在目標(biāo)水介質(zhì)出口溫度Twls被設(shè)定為高溫(例如60°C)的情況下，目標(biāo)排出飽和溫度Tcs也被設(shè)定為高溫(例如65°C)，因此，形成壓縮機(jī)21的壓縮比大的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，但即便在這種運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，也能獲得期望的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。然而，液體注入流量Gi主要是由旁通回路30側(cè)的流路阻力與主制冷劑回路20側(cè)的流路阻力之間的平衡確定的。在此，旁通回路30側(cè)的流路阻力與主制冷劑回路20側(cè)的流路阻力之間的平衡主要取決于旁通減壓機(jī)構(gòu)的流路阻力與主減壓機(jī)構(gòu)的流路阻力的差異。因此，應(yīng)考慮熱源側(cè)膨脹閥28的狀態(tài)來控制旁通膨脹閥32。若假設(shè)對(duì)旁通膨脹閥32的動(dòng)作未設(shè)置限制，則在排出溫度Td比目標(biāo)排出溫度Tds高的情況下，無論熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe的大小如何，都對(duì)旁通膨脹閥32進(jìn)行控制而單純地使開度OPi變大。例如，在熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe較小的情況下，與在主制冷劑回路20側(cè)流動(dòng)而被吸入壓縮機(jī)21 的制冷劑的流量(主回路側(cè)流量Ge)相比，液體注入流量Gi大幅度增加，可能會(huì)產(chǎn)生液體壓縮等。這樣，若對(duì)旁通膨脹閥32的動(dòng)作未設(shè)置限制而僅進(jìn)行液體注入控制，則未考慮到旁通膨脹閥32的狀態(tài)，不易確保壓縮機(jī)21的可靠性。因此，在熱泵系統(tǒng)I中，通過根據(jù)與作為主減壓機(jī)構(gòu)的熱源側(cè)膨脹閥28的開度Ope相關(guān)的相關(guān)值來確定液體注入控制中的作為旁通減壓機(jī)構(gòu)的旁通膨脹閥32的上限開度OPix，控制部Ia對(duì)旁通膨脹閥32的動(dòng)作設(shè)置考慮了熱源側(cè)膨脹閥28的狀態(tài)后的限制。以下，使用圖2及圖3，對(duì)將旁通膨脹閥32的上限開度Opix的確定也包括在內(nèi)的液體注入控制進(jìn)行說明。另外，在此，如上所述，進(jìn)行壓縮機(jī)21的容量控制，以使排出飽和溫度Tc達(dá)到目標(biāo)排出飽和溫度Tcs，另外，還進(jìn)行熱源側(cè)膨脹閥28的開度控制，以使出口過熱度SHh達(dá)到目標(biāo)出口過熱度SHhs。首先，控制部Ia在不進(jìn)行液體注入控制的情況下使旁通膨脹閥32處于例如開度OPi為0%的全閉狀態(tài)的初始狀態(tài)(步驟SI)。在此，旁通膨脹閥32的開度OPi將全閉狀態(tài)設(shè)為0%，并將全開狀態(tài)設(shè)為100%。另外，熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe也與旁通膨脹閥32相同地將全閉狀態(tài)設(shè)為O %，并將全開狀態(tài)設(shè)為100%。接著，控制部Ia在步驟S2、S3、S4、S5中判定熱泵系統(tǒng)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否滿足進(jìn)行液體注入控制的條件。具體而言，控制部Ia在步驟S2中判定壓縮機(jī)21是否處于運(yùn)轉(zhuǎn)中。另外，控制部Ia在步驟S3中判定是否是制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式、供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式或供熱水制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式。通過這些步驟S2、S3判定是否進(jìn)行熱泵系統(tǒng)I的運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，控制部Ia在步驟S4中判定熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe是否比最小開度OPem大。此外，控制部Ia在步驟S5中判定壓縮機(jī)21的排出過熱度SHC是否比最小排出過熱度SHCm大。在此，最小開度OPem是指在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式、供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式或供熱水制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式這樣的通常的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能想象出的熱源側(cè)膨脹閥28的最小開度的意思。另外，排出過熱度SHC是通過從排出溫度Td中減去排出飽和溫度Tc而獲得的。此外，最小排出過熱度SHCm是指在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式、供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式或供熱水制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式這樣的通常的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能想象出的最小排出過熱度的意思。通過上述步驟S4、S5判定熱泵系統(tǒng)I的運(yùn)轉(zhuǎn)是否不是運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)、運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí)等過渡性或不規(guī)則的運(yùn)轉(zhuǎn)。然后，在判定為滿足步驟S2 S5的情況下，進(jìn)行熱泵系統(tǒng)I的運(yùn)轉(zhuǎn)，且作為不是在運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)、運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí)等的過渡性的運(yùn)轉(zhuǎn)和不規(guī)則的運(yùn)轉(zhuǎn)，將處理轉(zhuǎn)移至步驟S6的液體注入控制。藉此，在除去運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)、運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí)的過渡性的運(yùn)轉(zhuǎn)和不規(guī)則的運(yùn)轉(zhuǎn)之外的制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式、供熱水運(yùn)轉(zhuǎn)模式或供熱水制熱運(yùn)轉(zhuǎn)模式的運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行液體注入控制。在液體注入控制中，控制部Ia首先對(duì)旁通膨脹閥32是否處于初始狀態(tài)(此處開度OPi為0%)進(jìn)行判定(步驟S11)。在此，若是在運(yùn)轉(zhuǎn)剛開始之后，則旁通膨脹閥32處于初始狀態(tài)，因此，轉(zhuǎn)移至步驟S 12的處理。通過在步驟S12中將旁通膨脹閥32的開度OPi設(shè)為液體注入開始開度OPii，控制部Ia開始將在旁通管31中流動(dòng)的液體制冷劑導(dǎo)入壓縮機(jī)21的吸入側(cè)的液體注入。在此，液體注入開始開度OPii是幾％至10%左右的開度，藉此，進(jìn)行即將朝步驟S13 S18的液體注入控制的處理轉(zhuǎn)移之前的準(zhǔn)備。另外，將旁通膨脹閥 32的開度OPi設(shè)為液體注入開始開度OPii的時(shí)間例如是數(shù)十秒至數(shù)分鐘左右。因此，在并非是在運(yùn)轉(zhuǎn)剛開始之后，而是已經(jīng)進(jìn)行了步驟S13 S18的液體注入控制的處理的情況下，不進(jìn)行步驟S12的處理，就轉(zhuǎn)移至步驟S13的處理。接著，控制部Ia確定液體注入控制中的旁通膨脹閥32的上限開度OPix (步驟S13)。在此，旁通膨脹閥32的上限開度OPix是根據(jù)與熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe相關(guān)的相關(guān)值確定的，下面對(duì)這點(diǎn)詳細(xì)地進(jìn)行說明。首先，當(dāng)將熱源側(cè)熱交換器26的出口處的制冷劑的干燥度即主回路側(cè)干燥度設(shè)為Xe，并將旁通管32的出口處的制冷劑的干燥度即旁通側(cè)干燥度設(shè)為Xi時(shí)，將在主制冷劑回路20側(cè)流動(dòng)而被吸入壓縮機(jī)21的制冷劑與在旁通回路30側(cè)流動(dòng)而被吸入壓縮機(jī)21的制冷劑合流之后獲得的制冷劑(即進(jìn)行液體注入時(shí)被吸入壓縮機(jī)21的制冷劑)的干燥度設(shè)為Xs。這樣地話，干燥度Xs由下式表示。Xs = (XeXGe + XiXGi) / (Ge + Gi)…式 A另一方面，當(dāng)將旁通回路30側(cè)的流路阻力設(shè)為CVi，并將主制冷劑回路20側(cè)的流路阻力設(shè)為CVe時(shí)，液體注入流量Gi及主回路側(cè)流量Ge分別與CVi及CVe成比例，壓力損失和液體制冷劑的密度在旁通回路30側(cè)及主制冷劑回路20側(cè)相同，因此，式A由下式表
/Jn οXs = (XeXCVe + XiXCVi) / (CVe + CVi)…式 B然后，當(dāng)將由保護(hù)壓縮機(jī)21以防產(chǎn)生液體壓縮等這樣的觀點(diǎn)確定出的相當(dāng)于干燥度Xs的允許限度的允許干燥度設(shè)為Xsa時(shí)，式B由下式表示。Xsa ^ (XeXCVe + XiXCVi) / (CVe + CVi)…式 C然后，當(dāng)使式C變形時(shí)，如下所示。CVi ( (Xe — Xsa) / (Xsa — Xi) XCVe...式 D另一方面，若假定熱源側(cè)膨脹閥28及旁通膨脹閥32的閥特性是線性的，則熱源側(cè)膨脹閥28的流路阻力及旁通膨脹閥32的流路阻力分別占據(jù)主制冷劑回路20側(cè)的流路阻力CVe及旁通回路30側(cè)的流路阻力CVi的大半部分，因此，式D由下式表示。(KiXOPi/OPis)彡(Xe — Xsa) / (Xsa —Xi) X (KeXOPe/OPes)…式 E在此，符號(hào)Ke及Ki分別是熱源側(cè)膨脹閥28的流路阻力的基準(zhǔn)值即主回路側(cè)基準(zhǔn)壓力損失系數(shù)及旁通膨脹閥32的流路阻力的基準(zhǔn)值即旁通側(cè)基準(zhǔn)壓力損失系數(shù)。符號(hào)OPes及OPis分別是在主回路側(cè)基準(zhǔn)壓力損失系數(shù)Ke下的熱源側(cè)膨脹閥28的開度及在旁通側(cè)基準(zhǔn)壓力損失系數(shù)Ki下的旁通膨脹閥32的開度。然后，當(dāng)使式E變形時(shí)，如下所示。OPi 彡(Xe — Xsa) / (Xsa — Xi) X (Ke X OPis) / (Ki X OPes) X OPe…式 FS卩，進(jìn)行液體注入控制以使旁通膨脹閥32的開度OPi落入滿足其與熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe的相關(guān)式即式F的開度范圍內(nèi)是較為理想的。若這樣，則當(dāng)將式F中的旁通膨脹閥32的開度OPi設(shè)為上限開度OPix時(shí)，式F由下式表示。OPix = β X Y XOPe…式 G在此，符號(hào)β如式F所示是由允許干燥度Xsa、旁通側(cè)干燥度Xi及主回路側(cè)干燥度Xe確定的干燥度系數(shù)。符號(hào)Y如式F所示是由主回路側(cè)基準(zhǔn)壓力損失系數(shù)Ke及旁通側(cè)基準(zhǔn)壓力損失系數(shù)Ki確定的壓損系數(shù)。另外，在熱源側(cè)膨脹閥28及旁通膨脹閥32的閥特性不是線性的情況下，式E中的(KiXOPi/OPis)及(KeXOPe/OPes)不同(與此對(duì)應(yīng)，式F、G也不同)，但上限開度OPix的考慮方法與上述相同。這樣，旁通膨脹閥32的上限開度Opix是根據(jù)與熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe相關(guān)的相關(guān)值來確定的。此外，在該相關(guān)值中包含有干燥度系數(shù)β和壓損系數(shù)Y。在此，干燥度系數(shù)β根據(jù)由壓縮機(jī)21的運(yùn)轉(zhuǎn)特性等確定出的允許干燥度Xsa、在制冷劑回路10的標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下想象出的主回路側(cè)干燥度Xe及旁通側(cè)干燥度Xi來算出。然而，主回路側(cè)干燥度Xe及旁通側(cè)干燥度Xi也可由排出壓力Pd、吸入壓力Ps、利用側(cè)熱交換液體側(cè)溫度Tul、吸入溫度Ts、熱源側(cè)熱交換液體側(cè)溫度Thl的測(cè)定值來獲得。另外，壓損系數(shù)Y是通過將全開狀態(tài)(即OPe = 100%及OPi = 100%)下的熱源側(cè)膨脹閥28及旁通膨脹閥32的壓力損失系數(shù)分別作為主回路側(cè)基準(zhǔn)壓力損失系數(shù)Ke及旁通側(cè)基準(zhǔn)壓力損失系數(shù)Ki而算出的。然而，基準(zhǔn)值并不限于全開狀態(tài)，也可以是在其它開度狀態(tài)下的值。此外，在步驟S13中，控制部Ia使用上述式G，由熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe確定旁通膨脹閥32的最大開度OPix。藉此，液體注入控制中的旁通膨脹閥32的可動(dòng)開度范圍被限制在最大開度OPix以下。接著，在步驟S14、S15中，控制部I a判定排出溫度Td是否比目標(biāo)排出溫度Tds小，另外，還判定排出溫度Td是否比目標(biāo)排出溫度Tds大。然后，在排出溫度Td比目標(biāo)排出溫度Tds小的情況下，控制部Ia通過減小旁通膨脹閥32的開度OPi(即OPi = OPi 一Λ OPi) 來進(jìn)行控制，以使液體注入流量Gi變小(步驟S16)。另外，在排出溫度Td比目標(biāo)排出溫度Tds大的情況下，控制部Ia通過增大旁通膨脹閥32的開度OPi (即OPi = OPi +Δ OPi)來進(jìn)行控制，以使液體注入流量Gi變大(步驟S17)。此外，在排出溫度Td是目標(biāo)排出溫度Tds的情況下，控制部Ia通過維持旁通膨脹閥32的開度OPi (即OPi = OPi)來進(jìn)行控制，以維持液體注入流量Gi (步驟S18)。然后，在進(jìn)行完步驟S16、S17、S18的處理之后，返回至步驟S2的處理，只要滿足步驟S2 S5的進(jìn)行液體注入控制的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，就反復(fù)進(jìn)行步驟S6(即步驟Sll S18)的處理。在此，關(guān)于旁通膨脹閥32的開度OPi，如上所述，根據(jù)與熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe相關(guān)的相關(guān)值確定出的上限開度OPix成為可動(dòng)開度范圍的上限。另外，旁通膨脹閥32的開度改變幅度Λ OPi是由排出溫度Td和目標(biāo)排出溫度Tds的偏差來獲得的。此外，在排出溫度Td比目標(biāo)排出溫度Tds小的情況下，考慮液體壓縮等的可能性，將開度改變幅度Λ OPi設(shè)定為比在排出溫度Td比目標(biāo)排出溫度Tds大的情況下的開度改變幅度Λ OPi更大的值，以盡可能快地使液體注入流量Gi變小。藉此，在熱泵系統(tǒng)I中，在排出溫度Td比目標(biāo)排出溫度Tds高的情況下，即使進(jìn)行控制以使旁通膨脹閥32的開度OPi變大，也只能打開至根據(jù)與熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe相關(guān)的相關(guān)值確定出的上限開度OPix為止。因此，不易產(chǎn)生液體壓縮等，容易確保壓縮機(jī)21的可靠性。另外，由于根據(jù)熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe來確定液體注入控制中的旁通膨脹閥32的可動(dòng)開度范圍，因此也有助于提高液體注入控制的控制性。特別地，在熱泵系統(tǒng)I中，如上所述，控制壓縮機(jī)21的運(yùn)轉(zhuǎn)容量，另外，還控制熱源側(cè)膨脹閥28，因此，熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe的變化較大，但盡管是這樣的結(jié)構(gòu)，也可以恰當(dāng)?shù)叵拗婆酝ㄅ蛎涢y32的動(dòng)作，從而有助于確保壓縮機(jī)21的可靠性和提高液體注入控制的控制性。
如上所述，在熱泵系統(tǒng)I中，即便在壓縮機(jī)21的壓縮比大的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，也能確保壓縮機(jī)21的可靠性，并能獲得期望的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。特別地，由于熱泵系統(tǒng)I是利用在作為散熱器的利用側(cè)熱交換器41中被加熱后的水介質(zhì)熱量的結(jié)構(gòu)，因此，如上所述，可能需要高溫(例如60°C)的水介質(zhì)，容易形成壓縮機(jī)21的壓縮比大的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，但盡管是這樣的結(jié)構(gòu)，也能確保壓縮機(jī)的可靠性，并能獲得期望的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。另外，在熱泵系統(tǒng)I中，如上所述，在液體注入控制中的旁通膨脹閥32的上限開度OPix與熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe的相關(guān)值中包含有壓損系數(shù)Y。因此，在熱泵系統(tǒng)I中，考慮了主制冷劑回路20及旁通回路30側(cè)的壓損特性，能將液體注入控制中的旁通膨脹閥32的上限開度OPix設(shè)為更恰當(dāng)?shù)闹?。此外，在熱泵系統(tǒng)I中，如上所述，在液體注入控制中的旁通膨脹閥32的上限開度OPix與熱源側(cè)膨脹閥28的開度OPe的相關(guān)值中包含有干燥度系數(shù)β。因此，在熱泵系統(tǒng)I中，考慮了因在旁通回路30中流動(dòng)的制冷劑與在主制冷劑回路20中流動(dòng)的制冷劑的合流而獲得的被吸入壓縮機(jī)21的制冷劑的干燥度，能將液體注入控制中的旁通膨脹閥32的上限開度OPix設(shè)為更恰當(dāng)?shù)闹怠?旁通膨脹閥的預(yù)測(cè)控制一在上述液體注入控制時(shí)，若產(chǎn)生壓縮機(jī)21的容量變化而使排出溫度Td偏離目標(biāo)排出溫度Tds，則以使排出溫度Td達(dá)到目標(biāo)排出溫度Tds的方式控制作為旁通減壓機(jī)構(gòu)的旁通膨脹閥32 (圖3的步驟Sll S18)。然而，當(dāng)壓縮機(jī)21的容量變化的程度較大時(shí)，使排出溫度Td達(dá)到目標(biāo)排出溫度Td為止可能很費(fèi)時(shí)間。因此，如圖4所示，在液體注入控制時(shí)使壓縮機(jī)21的容量變化的情況下，也可將旁通膨脹閥32的開度OPi改變?yōu)楦鶕?jù)壓縮機(jī)21的容量變化的程度預(yù)測(cè)出的開度即預(yù)測(cè)開度OPif0更具體而言，在步驟S21中，控制部Ia判定是否產(chǎn)生了壓縮機(jī)21的容量改變。接著，在步驟S21中判定為產(chǎn)生壓縮機(jī)21的容量改變的情況下，控制部Ia在步驟S22中判定是否滿足預(yù)測(cè)控制允許條件。在此，預(yù)測(cè)控制允許條件是根據(jù)壓縮機(jī)21的容量改變來對(duì)增大液體注入流量Gi或減小液體注入流量Gi這點(diǎn)是否明確進(jìn)行判定的條件。即，在壓縮機(jī)21的容量改變的方向是增大運(yùn)轉(zhuǎn)容量的方向(例如增大壓縮機(jī)21的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的方向)，且排出溫度Td并非比目標(biāo)排出溫度Tds低很多的情況下(例如排出溫度Td比稍低于目標(biāo)排出溫度Tds的溫度即Tdsm高的情況下)，即使快速增大液體注入流量Gi，液體壓縮等的可能性也是較小的，因此，在該情況下，能允許旁通膨脹閥32的預(yù)測(cè)控制。另外，在壓縮機(jī)21的容量改變的方向是減小運(yùn)轉(zhuǎn)容量的方向(例如減小壓縮機(jī)21的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的方向)，且排出溫度Td并非比目標(biāo)排出溫度Tds高很多的情況下(例如排出溫度Td比稍高于目標(biāo)排出溫度Tds的溫度即Tdsx高的情況下)，即使快速減小液體注入流量Gi，過熱壓縮等的可能性也是較小的，因此，在該情況下，能允許旁通膨脹閥32的預(yù)測(cè)控制。接著，在步驟S22中判定為滿足預(yù)測(cè)控制允許條件的情況下，控制部Ia在步驟S23中將旁通膨脹閥32的開度OPi改變?yōu)轭A(yù)測(cè)開度OPif，以持續(xù)進(jìn)行液體注入控制。在此，預(yù)測(cè)開度OPif是根據(jù)壓縮機(jī)21的容量變化前的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率Ftb及容量變化后的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率Ftb獲得的值，由下式表示。
OPif = (Fta/Ftb) 'n在此，η是乘數(shù)。另外，預(yù)測(cè)開度OPif并不限于使用上式來獲得，只要根據(jù)壓縮機(jī)21的容量變化的程度來獲得即可。藉此，在熱泵系統(tǒng)I中，在液體注入控制時(shí)，在控制旁通膨脹閥32以使排出溫度Td達(dá)到目標(biāo)排出溫度Tds的動(dòng)作之前，根據(jù)壓縮機(jī)21的容量變化的程度將旁通膨脹閥32的開度OPi改變?yōu)轭A(yù)測(cè)開度OPif。因此，能使排出溫度Td快速達(dá)到目標(biāo)排出溫度Tds，并能提高液體注入控制的控制性。<其它實(shí)施方式>以上，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但具體的結(jié)構(gòu)并不局限于上述實(shí)施方式，能在不脫離本發(fā)明的思想的范圍內(nèi)加以改變。-A-在上述熱泵系統(tǒng)中，使用了 HFC - 410A來作為制冷劑，但并不限定于此，也可使用其它制冷劑?！?
ΟΙ 54] 在上述熱泵系統(tǒng)中，設(shè)有水介質(zhì)制熱單元和儲(chǔ)熱水單元以作為水介質(zhì)的利用目的地，但既可以僅設(shè)置其中任一個(gè)，也可以設(shè)置其它利用目的地。-C-在上述熱泵系統(tǒng)中，利用單元和儲(chǔ)熱水單元是分體單元，但利用單元和儲(chǔ)熱水單元也可以是一體單元。-D-在上述熱泵系統(tǒng)中，熱源單元和利用單元是分體單元，但熱源單元和利用單元也可以是一體單元。-E-在上述熱泵系統(tǒng)中，一個(gè)利用單元與一個(gè)熱源單元連接，但一個(gè)熱源單元也可以與多個(gè)利用單元連接。-F-
在上述熱泵系統(tǒng)中，采用了利用在作為制冷劑的散熱器的利用側(cè)熱交換器中被加熱后的水介質(zhì)的熱量的結(jié)構(gòu)，但并不限定于此，例如若需要高溫的空氣，則也可以使用利用在作為制冷劑的散熱器的利用側(cè)熱交換器中被加熱后的空氣的熱量的結(jié)構(gòu)。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明能在自將可變?nèi)萘渴降膲嚎s機(jī)、散熱器、可變式的主減壓機(jī)構(gòu)及蒸發(fā)器相連接而構(gòu)成的主制冷劑回路的從散熱器的出口到主減壓機(jī)構(gòu)為止之間的部分朝壓縮機(jī)的吸入側(cè)進(jìn)行液體注入的熱泵系統(tǒng)中廣泛使用。(符號(hào)說明)I 熱泵系統(tǒng)Ia控制部 2 熱源單元20主制冷劑回路21壓縮機(jī)26熱源側(cè)熱交換器(蒸發(fā)器)28熱源側(cè)膨脹閥(主減壓機(jī)構(gòu))30旁通回路31旁通管32旁通膨脹閥41 利用側(cè)熱交換器(散熱器)70 水介質(zhì)回路Ke 主回路側(cè)基準(zhǔn)壓力損失系數(shù)Ki 旁通側(cè)基準(zhǔn)壓力損失系數(shù)OPe 熱源側(cè)膨脹閥的開度(主減壓機(jī)構(gòu)的開度)OPif預(yù)測(cè)開度OPix上限開度Td 排出溫度Tds 目標(biāo)排出溫度Xe 主回路側(cè)干燥度Xi 旁通側(cè)干燥度Xsa 允許干燥度β 干燥度系數(shù)Y 壓損系數(shù)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利特開2007 - 163099號(hào)公報(bào)
權(quán)利要求
1.一種熱泵系統(tǒng)(1)，其特征在于，包括 主制冷劑回路(20)，該主制冷劑回路(20)是通過將進(jìn)行制冷劑的壓縮的可變?nèi)萘渴降膲嚎s機(jī)(21)、使在所述壓縮機(jī)中被壓縮后的制冷劑進(jìn)行散熱的散熱器(41)、使在所述散熱器中散熱后的制冷劑進(jìn)行減壓的可變式的主減壓機(jī)構(gòu)(28)以及使在所述主減壓機(jī)構(gòu)中被減壓后的制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器(26)相連接而構(gòu)成的； 旁通回路(30)，該旁通回路(30)具有旁通管(31)和旁通減壓機(jī)構(gòu)(32)，其中所述旁通管(31)將所述主制冷劑回路的從所述散熱器的出口到所述主減壓機(jī)構(gòu)為止之間的部分與所述壓縮機(jī)的吸入側(cè)相連接，所述旁通減壓機(jī)構(gòu)(32)使在所述旁通管中流動(dòng)的液體制冷劑進(jìn)行減壓；以及 控制部(Ia),該控制部(Ia)對(duì)所述壓縮機(jī)、所述主減壓機(jī)構(gòu)及所述旁通減壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制， 所述旁通減壓機(jī)構(gòu)是可變式的， 所述控制部進(jìn)行液體注入控制，通過控制所述旁通減壓機(jī)構(gòu)，使從所述壓縮機(jī)排出的制冷劑的溫度即排出溫度(Td)達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)排出溫度(Tds)，在該液體注入控制中，所述旁通減壓機(jī)構(gòu)的上限開度(OPix)根據(jù)與所述主減壓機(jī)構(gòu)的開度(OPe)相關(guān)的相關(guān)值來確定。
2.如權(quán)利要求I所述的熱泵系統(tǒng)(1)，其特征在于， 所述相關(guān)值包括由所述主減壓機(jī)構(gòu)(28)的流路阻力的基準(zhǔn)值即主回路側(cè)基準(zhǔn)壓力損失系數(shù)(Ke)和所述旁通減壓機(jī)構(gòu)(32)的流路阻力的基準(zhǔn)值即旁通側(cè)基準(zhǔn)壓力損失系數(shù)(Ki)確定出的系數(shù)即壓損系數(shù)(Y )。
3.如權(quán)利要求2所述的熱泵系統(tǒng)(I)，其特征在于， 所述相關(guān)值包括由相當(dāng)于被吸入所述壓縮機(jī)(21)的制冷劑的干燥度的允許限度的允許干燥度(Xsa)、所述旁通管(31)的出口處的制冷劑的干燥度即旁通側(cè)干燥度(Xi)及所述蒸發(fā)器(26)的出口處的制冷劑的干燥度即主回路側(cè)干燥度(Xe)確定出的系數(shù)即干燥度系數(shù)(β )。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的熱泵系統(tǒng)(I)，其特征在于， 在所述液體注入控制時(shí)使所述壓縮機(jī)(21)的容量變化的情況下，所述控制部(Ia)將所述旁通減壓機(jī)構(gòu)(32)的開度改變?yōu)楦鶕?jù)所述壓縮機(jī)的容量變化的程度預(yù)測(cè)出的開度即預(yù)測(cè)開度(OPif)。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的熱泵系統(tǒng)(I)，其特征在于， 所述散熱器(41)是通過在所述壓縮機(jī)(21)中被壓縮后的制冷劑的散熱來對(duì)水介質(zhì)進(jìn)行加熱的熱交換器，并與用于利用在所述加熱器中被加熱后的水介質(zhì)的熱量的水介質(zhì)回路(70)相連接。
全文摘要
一種熱泵系統(tǒng)(1)，具有將主制冷劑回路(20)的從利用側(cè)熱交換器(41)的出口到熱源側(cè)膨脹閥(28)為止之間的部分與壓縮機(jī)(21)的吸入側(cè)連接的旁通回路(30)，主制冷劑回路由變?nèi)萘渴降膲嚎s機(jī)(21)、利用側(cè)熱交換器(41)、可變式的熱源側(cè)膨脹閥(28)及熱源側(cè)熱交換器(26)連接而成。旁通回路(30)具有旁通管(31)和使在旁通管(31)中流動(dòng)的液體制冷劑減壓的旁通膨脹閥(32)。旁通膨脹閥(32)是可變式的?？刂撇?1a)進(jìn)行液體注入控制，通過控制旁通膨脹閥(32)，使壓縮機(jī)(21)的排出溫度(Td)達(dá)到目標(biāo)排出溫度(Tds)，在液體注入控制中，旁通膨脹閥(32)的上限開度(OPix)根據(jù)與熱源側(cè)膨脹閥(28)的開度(OPe)的相關(guān)值來確定。
文檔編號(hào)F25B1/00GK102869929SQ20108006642
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者本田雅裕, 小田吉成 申請(qǐng)人:大金工業(yè)株式會(huì)社, 大金歐洲公司