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热 泵系统

阅读：767发布：2021-07-17

专利汇可以提供热泵系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种能在通过二次制冷剂进行的热负载处理中使循环效率提高的热泵系统。供二氧化碳制冷剂循环的热泵回路(10)具有低级侧压缩机 (21)、高级侧压缩机(25)、膨胀阀 (5)以及蒸发器 (4)。供作为二次制冷剂的水循环的制热回路(60)具有暖气片(61)。供作为制热用热介质的水循环的制热回路具有彼此并联的中压侧分岔流路(67)和高压侧分岔流路(68)。控制部(11)操作制热混合阀(64)，以使中压侧分岔流路(67)中在中压水热交换器 (40)中被加热的二次制冷剂的温度与高压侧分岔流路(68)中在第二高压水热交换器(52)中被加热的二次制冷剂的温度相同。，下面是热泵系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种热泵系统(1)，其特征在于，包括：
热泵回路(10)，该热泵回路(10)供一次制冷剂循环，其至少具有低级侧压缩机构(21)、高级侧压缩机构(25)、膨胀机构(5a、5b)及蒸发器(4)；
第一热负载回路(60)，该第一热负载回路(60)供第一流体循环，其具有第一分岔部分(X)、第二分岔部分(Y)、连接所述第一分岔部分(X)与所述第二分岔部分(Y)的第一分岔流路(67)、不与所述第一分岔流路(67)合流而连接所述第一分岔部分(X)与所述第二分岔部分(Y)的第二分岔流路(68)、第一热负载处理部(61)；
第一热交换器(40)，该第一热交换器(40)使从所述低级侧压缩机构(21)的排出侧朝向所述高级侧压缩机构(25)的吸入侧流动的所述一次制冷剂与在所述第一分岔流路(67)中流动的所述第一流体彼此进行热交换；
第二热交换器(52)，该第二热交换器(52)使从所述高级侧压缩机构(25)朝向所述膨胀机构(5)流动的所述一次制冷剂与在所述第二分岔流路(68)中流动的所述第一流体彼此进行热交换；
第一流量调节机构(62)，该第一流量调节机构(62)能调节所述第一分岔流路(67)中的所述第一流体的流量和所述第二分岔流路(68)中的所述第一流体的流量中的至少任意一方的流量；以及
控制部(11)，该控制部(11)进行操作所述第一流量调节机构(62)的流量调节控制，从而能；
维持满足规定温度条件的状态，其中，所述规定温度条件包括所述第一分岔流路(67)中在经过所述第一热交换器(40)的部分中流动的所述第一流体的温度与所述第二分岔流路(68)中在经过所述第二热交换器(52)的部分中流动的所述第一流体的温度之比为1的情况；或是
使所述第一分岔流路(67)中在经过所述第一热交换器(40)的部分中流动的所述第一流体的温度与所述第二分岔流路(68)中在经过所述第二热交换器(52)的部分中流动的所述第一流体的温度之差变小。
2.如权利要求1所述的热泵系统(1)，其特征在于，
所述控制部(11)对所述低级侧压缩机构(21)及所述高级侧压缩机构(25)的输出进行控制，从而能：
使流入所述第一热交换器(40)的所述一次制冷剂的温度为流入所述第一热交换器(40)的所述第一流体的温度以上的温度；并且，
使流入所述第二热交换器(52)的所述一次制冷剂的温度为流入所述第二热交换器(52)的所述第一流体的温度以上的温度；并且，
流入所述第一热交换器(40)的所述一次制冷剂的温度及流入所述第二热交换器(52)的所述一次制冷剂的温度两者均为在所述第一热负载处理部(61)中所要求的第一热负载对应温度以上的温度。
3.如权利要求2所述的热泵系统(3x)，其特征在于，
所述第一热负载回路(60)还具有：第一热负载旁通回路(69)，该第一热负载旁通回路(69)将所述第一热负载处理部(61)和所述第一分岔部分(X)之间的部分与所述第一热负载处理部(61)和所述第二分岔部分(Y)之间的部分连接；以及第一热负载旁通流量调节机构(164)，该第一热负载旁通流量调节机构(164)能对经过所述第一热负载旁通回路(69)的所述第一流体的流量进行调节，
在所述流量调节控制中，所述控制部(11)进行控制，以使所述第一分岔流路(67)中在经过所述第一热交换器(40)的部分中流动的所述第一流体的温度的目标值及所述第二分岔流路(68)中在经过所述第二热交换器(52)的部分中流动的所述第一流体的温度的目标值为超过所述第一热负载对应温度的温度，
所述控制部(11)操作所述第一热负载旁通流量调节机构(164)来调节经过所述第一热负载旁通回路(69)的所述第一流体的流量，以使供给至所述第一热负载处理部(61)的所述第一流体的温度为所述第一热负载对应温度。
4.如权利要求2所述的热泵系统(1)，其特征在于，
在所述流量调节控制中，所述控制部(11)进行控制，以使所述第一分岔流路(67)中在经过所述第一热交换器(40)的部分中流动的所述第一流体的温度的目标值及所述第二分岔流路(68)中在经过所述第二热交换器(52)的部分中流动的所述第一流体的温度的目标值为所述第一热负载对应温度。
5.如权利要求2至4中任一项所述的热泵系统(1)，其特征在于，
在所述流量调节控制中，所述控制部(11)对所述低级侧压缩机构(21)、所述高级侧压缩机构(25)及所述膨胀机构(5)中的至少任意一个进行控制，从而能：
维持满足规定压缩比条件的状态，其中，所述规定压缩比条件包括所述低级侧压缩机构(21)中的压缩比与所述高级侧压缩机构(25)中的压缩比之比为1的情况；或是使所述低级侧压缩机构(21)中的压缩比与所述高级侧压缩机构(25)中的压缩比之差变小。
6.如权利要求5所述的热泵系统(1)，其特征在于，
在进行所述流量调节控制的情况下，在所述低级侧压缩机构(21)的所述一次制冷剂的排出温度升高时，所述控制部(11)进行使所述低级侧压缩机构(21)吸入的所述一次制冷剂的过热度增大的低级吸入过热度控制。
7.如权利要求6所述的热泵系统(1)，其特征在于，
所述热泵回路(10)还具有一次制冷剂间热交换器(8)，该一次制冷剂间热交换器(8)使所述低级侧压缩机构(21)吸入的所述一次制冷剂与在经过所述第二热交换器(52)之后朝向所述膨胀机构(5)流动的所述一次制冷剂彼此进行热交换，
所述控制部(11)使用所述一次制冷剂间热交换器(8)进行所述低级吸入过热度控制。
8.如权利要求5至7中任一项所述的热泵系统(1)，其特征在于，
在进行所述流量调节控制的情况下，在从所述第一热负载处理部(61)朝向所述第一热交换器(40)及所述第二热交换器(52)流动的所述第一流体的温度上升时，所述控制部(11)进行负载降低时控制，在该负载降低时控制中，使所述低级侧压缩机构(21)的所述一次制冷剂的排出温度的目标值降低，并减小所述低级侧压缩机构(21)吸入的所述一次制冷剂的过热度。
9.如权利要求8所述的热泵系统(1)，其特征在于，还包括：
第二热负载回路(90)，该第二热负载回路(90)供第二流体循环，其具有所述第二热负载部(91)；以及
第三热交换器(51)，该第三热交换器(51)使在所述第二热负载回路(90)中循环的所述第二流体与从所述高级侧压缩机构(25)朝向所述第二热交换器(52)流动途中的所述一次制冷剂彼此进行热交换。
10.如权利要求9所述的热泵系统(1)，其特征在于，还包括：
第四热交换器(53)，该第四热交换器(53)使经过所述第二热负载回路(90)的所述第二流体中的从所述第二热负载处理部(91)朝向所述第三热交换器(51)流动的所述第二流体与经过所述第二热交换器(52)之后朝向所述膨胀机构(5)流动途中的所述一次制冷剂彼此进行热交换。
11.如权利要求9或10所述的热泵系统(1)，其特征在于，
在所述低级侧压缩机构(21)排出的所述一次制冷剂的温度的目标值比所述高级侧压缩机构(25)排出的所述一次制冷剂的温度的目标值低的情况下，所述控制部(11)对在所述第二热负载回路(90)中循环的所述第二流体的循环量进行调节，以使经过所述第三热交换器(51)的所述一次制冷剂的温度接近于所述低级侧压缩机构(21)排出的所述一次制冷剂的温度的目标值。
12.如权利要求9至11中任一项所述的热泵系统(1)，其特征在于，
所述第二热负载处理部(91)是供热水用的箱(91)，
所述第二流体是供热水用的水。
13.如权利要求2至12中任一项所述的热泵系统(1)，其特征在于，
在所述流量调节控制中，所述控制部(11)通过操作所述第一流量调节机构(62)，来使所述第一分岔流路(67)中在经过所述第一热交换器(40)的部分中流动的所述第一流体的温度和所述第二分岔流路(68)中在经过所述第二热交换器(52)的部分中流动的所述第一流体的温度之中温度较低的那一方的流量下降。
14.如权利要求13所述的热泵系统(1)，其特征在于，
所述第一流量调节机构(62)能调节在所述第一分岔流路(67)中流动的所述第一流体的流量与在所述第二分岔流路(68)中流动的所述第一流体的流量的比率，在所述流量调节控制中，所述控制部(11)通过操作所述第一流量调节机构(62)，来使供给至所述第一热负载处理部的所述第一流体的流量保持固定，并使所述第一分岔流路(67)中在经过所述第一热交换器(40)的部分中流动的所述第一流体的温度和所述第二分岔流路(68)中在经过所述第二热交换器(52)的部分中流动的所述第一流体的温度之中温度较低的那一方的流量比率下降。
15.如权利要求13所述的热泵系统(1)，其特征在于，
所述第一流量调节(62)能调节供给至所述第一热负载处理部(61)的所述第一流体的流量，
在所述流量调节控制中，当所述第一分岔流路(67)中在经过所述第一热交换器(40)的部分中流动的所述第一流体的温度和所述第二分岔流路(68)中在经过所述第二热交换器(52)的部分中流动的所述第一流体的温度之中温度较低的那一方的流量比率较小时，所述控制部(11)通过操作所述第一流量调节机构(62)使供给至所述第一热负载处理部(61)的所述第一流体的流量下降。
16.如权利要求13所述的热泵系统(1)，其特征在于，
所述第一流量调节机构(62)包括：比率调节部(64)，该比率调节部(64)调节在所述第一分岔流路(67)中流动的所述第一流体的流量与在所述第二分岔流路(68)中流动的所述第一流体的流量的比率；以及流量调节部(63)，该流量调节部(63)调节供给至所述第一热负载处理部(61)的所述第一流体的流量，
在所述流量调节控制中，所述控制部(11)通过操作所述第一流量调节机构(62)，来使所述第一分岔流路(67)中在经过所述第一热交换器(40)的部分中流动的所述第一流体的温度和所述第二分岔流路(68)中在经过所述第二热交换器(52)的部分中流动的所述第一流体的温度之中超过所述第一热负载对应温度的那一方的流量增大，和/或使不足所述第一热负载对应温度的那一方的流量降低，并且，
在供给至所述第一热负载处理部(61)的所述第一流体的温度超过所述第一热负载对应温度的情况下，所述控制部(11)随着供给至所述第一热负载处理部(61)的所述第一流体的温度的上升而使供给至所述第一热负载处理部(61)的所述第一流体的流量下降。
17.如权利要求1至16中任一项所述的热泵系统(1)，其特征在于，还包括：
第一分岔流路温度检测元件(67T)，该第一分岔流路温度检测元件(67T)把握所述第一分岔流路(67)中在经过所述第一热交换器(40)的部分中流动的所述第一流体的温度；
以及
第二分岔流路温度检测元件(68T)，该第二分岔流路温度检测元件(68T)把握所述第二分岔流路(68)中在经过所述第二热交换器(52)的部分中流动的所述第一流体的温度。
18.如权利要求1至16中任一项所述的热泵系统(1)，其特征在于，还包括：
分岔部分温度检测元件(67T)，该分岔部分温度检测元件(67T)把握所述第一分岔流路(67)中在经过所述第一热交换器(40)的部分中流动的所述第一流体的温度和所述第二分岔流路(68)中在经过所述第二热交换器(52)的部分中流动的所述第一流体的温度中的至少任意一方；以及
合流部分温度检测元件(65T)，该合流部分温度检测元件(65T)把握在经过所述第一分岔流路(67)的所述第一流体与经过所述第二分岔流路(68)的所述第一流体合流之后朝向所述第一热负载处理部(61)流动的所述第一流体的温度。
19.如权利要求1至16中任一项所述的热泵系统(1x)，其特征在于，还包括：
第一分岔流路流量检测元件(67Q)，该第一分岔流路流量检测元件(67Q)把握在所述第一分岔流路(67)中流动的所述第一流体的流量；以及
第二分岔流路流量检测元件(68Q)，该第二分岔流路流量检测元件(68Q)把握在所述第二分岔流路(68)中流动的所述第一流体的流量。
20.如权利要求1至16中任一项所述的热泵系统(2x)，其特征在于，还包括：
分岔部分流量检测元件(67Q)，该分岔部分流量检测元件(67Q)把握在所述第一分岔流路(67)中流动的所述第一流体的流量和在所述第二分岔流路(68)中流动的所述第一流体的流量中的至少任意一方；以及
合流部分流量检测元件(65Q)，该合流部分流量检测元件(65Q)把握在所述第一分岔流路(67)中流动的所述第一流体与在所述第二分岔流路(68)中流动的所述第一流体合流之后朝向所述第一热负载处理部(61)流动的所述第一流体的流量。
21.如权利要求1至20中任一项所述的热泵系统(1)，其特征在于，
在所述第一热交换器(40)中，从所述低级侧压缩机构(21)的排出侧朝向所述高级侧压缩机构(25)的吸入侧流动的所述一次制冷剂与在所述第一分岔流路(67)中流动的所述第一流体处于对流关系，
在所述第二热交换器(52)中，从所述高级侧压缩机构(25)朝向所述膨胀机构(5)流动的所述一次制冷剂与在所述第二分岔流路(68)中流动的所述第一流体处于对流关系。
22.如权利要求1至21中任一项所述的热泵系统(1)，其特征在于，
所述第一热负载处理部(61)是对配置有该第一热负载处理部(61)的对象空间的空气进行加热的制热用热交换器(61)，
所述第一流体是二次制冷剂。
23.如权利要求1至22中任一项所述的热泵系统(1)，其特征在于，
所述低级侧压缩机构(21)及所述高级侧压缩机构(25)具有用于通过驱动所述低级侧压缩机构(21)及所述高级侧压缩机构(25)各自旋转来产生压缩功的共用的转轴。
24.如权利要求1至23中任一项所述的热泵系统(1)，其特征在于，
在所述流量调节控制中，所述控制部(11)将所述高级侧压缩机构(25)的排出压力维持为所述一次制冷剂的临界压力以上的压力，
所述热泵系统(1)在所述第一热负载处理部(61)的周围温度为所述一次制冷剂的临界温度以下的温度的环境下使用。
25.如权利要求1至24中任一项所述的热泵系统(1)，其特征在于，
所述一次制冷剂为二氧化碳。

说明书全文

热 泵系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种热泵系统。

背景技术

[0002] 过去，已知有一种利用供一次制冷剂循环的热泵循环和供二次制冷剂循环的二次侧循环来进行制热运转的系统。

[0003] 例如，在专利文献1(日本专利特开2004-177067号公报)所记载的热泵式空调机中，通过使高压侧的一次制冷剂与低压侧的一次制冷剂进行热交换，并利用被加热后的低压侧的一次制冷剂的热来辅助加热制热用的二次制冷剂，从而实现效率的提高。

发明内容

[0004] 发明所要解决的技术问题

[0005] 在上述专利文献1(日本专利特开2004-177067号公报)所记载的热泵式空调机中，由于设想只有一个压缩机构的单级压缩形式，因此使得压缩机构中所需要的驱动力增多。

[0006] 本发明的技术问题在于提供一种能在通过二次制冷剂进行的热负载处理中使循环效率提高的热泵系统。

[0007] 解决技术问题所采用的技术方案

[0008] 第一发明的热泵系统包括热泵回路、第一热负载回路、第一热交换器、第二热交换器、第一流量调节机构以及控制部。热泵回路至少具有低级侧压缩机构、高级侧压缩机构、膨胀机构以及蒸发器。上述热泵回路供一次制冷剂循环。第一热负载回路具有第一分岔部分、第二分岔部分、第一分岔流路、第二分岔流路以及第一热负载处理部。第一分岔流路将第一分岔部分与第二分岔部分连接。第二分岔流路不与第一分岔流路合流，其将第一分岔部分与第二分岔部分连接。上述第一热负载回路供第一流体循环。第一热交换器使从低级侧压缩机构的排出侧朝向高级侧压缩机构的吸入侧流动的一次制冷剂与在第一分岔流路中流动的第一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向膨胀机构流动的一次制冷剂与在第二分岔流路中流动的第一流体彼此进行热交换。第一流量调节机构能调节第一分岔流路中的第一流体的流量和第二分岔流路中的第一流体的流量中的至少任意一方的流量。控制部进行操作第一流量调节机构的流量调节控制。在上述流量调节控制中，操作第一流量调节机构，从而能：维持满足规定温度条件的状态，其中，上述规定温度条件包括第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度与第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度之比为1的情况；或是使第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度与第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度之差变小。另外，除了高级侧压缩机构和低级侧压缩机构之外，还可以包括压缩机构，多级式压缩系统的情况当然包含在本发明的范围内。

[0009] 在上述热泵系统中，在供给至第一热负载处理部的二次制冷剂的热量相同的情况下，能使在第一热交换器中被加热的第一流体的温度与周围温度之差和在第二热交换器中被加热的第一流体的温度与周围温度之差中的任意一个都不会变大。因此，能将在第一热交换器中被加热的第一流体到达第一热负载处理部之前放出的放热损耗和在第二热交换器中被加热的第一流体到达第一热负载处理部之前放出的放热损耗的合计抑制得较小。藉此，能使热泵系统对第一负载热交换器中的热负载的处理效率提高。

[0010] 第二发明的热泵系统是在第一发明的热泵系统的基础上，控制部对低级侧压缩机构及高级侧压缩机构的输出进行控制，从而能使流入第一热交换器的一次制冷剂的温度为流入第一热交换器的第一流体的温度以上的温度，使流入第二热交换器的一次制冷剂的温度为流入第二热交换器的第一流体的温度以上的温度，并使流入第一热交换器的一次制冷剂的温度及流入第二热交换器的一次制冷剂的温度两者均为在第一热负载处理部中所要求的第一热负载对应温度以上的温度。

[0011] 在上述热泵系统中，能在不降低流入第一热交换器的第一流体的温度的情况下，利用流入第一热交换器的一次制冷剂可靠地提高第一流体的温度。此外，能防止高级侧压缩机构的排出制冷剂温度异常上升。同样地，能在不降低流入第二热交换器的第一流体的温度的情况下，利用流入第二热交换器的一次制冷剂可靠地提高第一流体的温度。此外，只利用第一流体在第一热交换器及第二热交换器中获得的热量，就能与第一负载热交换器中的热负载对应。

[0012] 第三发明的热泵系统是在第二发明的热泵系统的基础上，第一热负载回路还具有：第一热负载旁通回路，该第一热负载旁通回路将第一热负载处理部和第一分岔部分之间的部分与第一热负载处理部和第二分岔部分之间的部分连接；以及第一热负载旁通流量调节机构，该第一热负载旁通流量调节机构能对经过第一热负载旁通回路的第一流体的流量进行调节。在流量调节控制中，控制部进行控制，以使第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度的目标值及第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度的目标值为超过第一热负载对应温度的温度。控制部操作第一热负载旁通流量调节机构来调节经过第一热负载旁通回路的第一流体的流量，以使供给至第一热负载处理部的第一流体的温度为第一热负载对应温度。

[0013] 在上述热泵系统中，即使是第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度和第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度均为超过在第一热负载处理部中需要的第一热负载对应温度的温度的运转状况，也能通过利用第一热负载旁通流量调节机构调节经过第一热负载旁通回路的第一流体的流量，来调节供给至第一热负载处理部的第一流体的温度。藉此，即使为了提高热泵回路的效率而导致第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度及第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度超过第一热负载对应温度，也能使供给至第一热负载处理部的第一流体的温度接近于第一负载对应温度。

[0014] 第四发明的热泵系统是在第二发明的热泵系统的基础上，在流量调节控制中，控制部进行控制，以使第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度的目标值及第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度的目标值为第一热负载对应温度。

[0015] 在上述热泵系统中，控制成第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度和第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度均接近于在第一热负载处理部中需要的第一热负载对应温度。藉此，能避免在第一热负载回路中流动的第一流体的温度超过第一热负载对应温度较多的状态，从而能有效地减少放热损耗。

[0016] 另外，在以第一热负载对应温度为目标来控制第一流量调节机构的情况下，第一热负载回路可以不需要具有对朝向第一热负载处理部流动的第一流体的温度进行调节的功能。

[0017] 第五发明的热泵系统是在第二发明至第四发明中任一发明的热泵系统的基础上，在流量调节控制中，控制部对低级侧压缩机构、高级侧压缩机构及膨胀机构中的至少任意一个进行控制，从而能：维持满足规定压缩比条件的状态，其中，规定压缩比条件包括低级侧压缩机构中的压缩比与高级侧压缩机构中的压缩比之比为1的情况；或是使低级侧压缩机构中的压缩比与高级侧压缩机构中的压缩比之差变小。

[0018] 在上述热泵系统中，当进行流量调节控制，以使流入第一热交换器的一次制冷剂的温度为流入第一热交换器的第一流体的温度以上的温度、流入第二热交换器的一次制冷剂的温度为流入第二热交换器的第一流体的温度以上的温度、并使流入第一热交换器的一次制冷剂的温度及流入第二热交换器的一次制冷剂的温度两者均为第一热负载对应温度以上的温度时，能将高级侧压缩机构及低级侧压缩机构中所需的压缩机驱动力抑制得较小。藉此，不仅使第一流体的放热损耗降低，还能同时实现利用较少的驱动力来与第一热负载处理部中的热负载对应，从而能更进一步地提高效率。

[0019] 第六发明的热泵系统是在第五发明的热泵系统的基础上，在进行流量调节控制的情况下，在低级侧压缩机构的一次制冷剂的排出温度升高时，控制部进行使低级侧压缩机构吸入的一次制冷剂的过热度增大的低级吸入过热度控制。

[0020] 一般来说，在低级侧压缩机构的一次制冷剂的排出温度的目标值较高的情况下，有低级侧压缩机构的压缩比也会变大的倾向。此外，藉此，高级侧压缩机构的压缩比也会变大。因此，会使压缩机构的所需驱动力增大，从而使得消耗能量增大。

[0021] 对此，在上述热泵系统中，在低级侧压缩机构的一次制冷剂的排出温度的目标值上升的情况下，进行使低级侧压缩机构吸入的一次制冷剂的过热度的目标值增大的低级吸入过热度控制。因此，能将为使低级侧压缩机构的一次制冷剂的排出温度达到目标值而需要的低级侧压缩机构的压缩比抑制得较小。随之，也能将高级侧压缩机的压缩比抑制得较小。从而，能将压缩机构的所需驱动力抑制得更小。另一方面，在低级侧压缩机构的一次制冷剂的排出温度的目标值较低的情况下，通过减小低级侧压缩机构吸入的一次制冷剂的过热度，不仅能通过抑制低级侧压缩机构的压缩比的增大来抑制高级侧压缩机构的压缩比的增大，还能降低低级侧压缩机构吸入的一次制冷剂的比体积。藉此，在抑制压缩比增大的同时，还能确保循环量，从而能使能力增大。

[0022] 第七发明的热泵系统是在第六发明的热泵系统的基础上，热泵回路还具有一次制冷剂间热交换器，该一次制冷剂间热交换器使低级侧压缩机构吸入的一次制冷剂与在经过第二热交换器之后朝向膨胀机构流动的一次制冷剂彼此进行热交换。控制部使用一次制冷剂间热交换器进行低级吸入过热度控制。

[0023] 在上述热泵系统中，能将用于对流入膨胀机构前的一次制冷剂进行冷却的热作为用于使低级侧压缩机构吸入的一次制冷剂的过热度增大的热予以回收。藉此，不仅能增大低级侧压缩机构吸入的一次制冷剂的过热度，还能抑制膨胀机构中的一次制冷剂的经过量的降低，从而能使能力提高。

[0024] 第八发明的热泵系统是在第五发明至第七发明中任一发明的热泵系统的基础上，在进行流量调节控制的情况下，在从第一热负载处理部朝向第一热交换器及第二热交换器流动的第一流体的温度上升时，控制部进行负载降低时控制，在该负载降低时控制中，使低级侧压缩机构的一次制冷剂的排出温度的目标值降低，并减小低级侧压缩机构吸入的一次制冷剂的过热度。

[0025] 在上述热泵系统中，当从第一热负载回路朝向第一热交换器及第二热交换器流动的第一流体的温度上升时，由于是第一热负载处理部中的热负载变小的状况，因此，即使变化成上述高效的运转状态，也能与负载对应。而且，能增加低级侧压缩机构吸入的一次制冷剂的密度，并使一次制冷剂的循环量增大。藉此，能在与负载变动对应的同时，使热泵回路的能力增大。

[0026] 第九发明的热泵系统是在第八发明的热泵系统的基础上，还包括：第二热负载回路，该第二热负载回路供第二流体循环，其具有第二热负载部；以及第三热交换器，该第三热交换器使在第二热负载回路中循环的第二流体与从高级侧压缩机构朝向第二热交换器流动途中的一次制冷剂彼此进行热交换。

[0027] 在上述热泵系统中，不仅能将高级侧压缩机构排出的一次制冷剂的热用于第一热负载回路中的热负载处理和第二热负载回路中的热负载处理这两者中，还可以将第一热负载回路中所需的温度范围之外的热利用到第二热负载回路中。

[0028] 第十发明的热泵系统是在第九发明的热泵系统的基础上，还包括第四热交换器，该第四热交换器使经过第二热负载回路的第二流体中的从第二热负载处理部朝向第三热交换器流动的第二流体与经过第二热交换器之后朝向膨胀机构流动途中的一次制冷剂彼此进行热交换。

[0029] 在上述热泵系统中，当第一热负载处理部中的第一流体的温度变化范围包含在第二热负载处理部中的第二流体的温度变化范围内时，在高级侧压缩机构排出的一次制冷剂中，能将处于高温状态的一次制冷剂及处于低温状态的一次制冷剂分配成与第二流体进行热交换，并将处于中温状态的一次制冷剂用于与第一流体的热交换。藉此，能在将第一流体及第二流体与一次制冷剂的温度差抑制得较小的情况下进行第二热交换器、第三热交换器及第四热交换器中的热交换，因此，能提高热交换效率。

[0030] 第十一发明的热泵系统是在第九发明或第十发明的热泵系统的基础上，在低级侧压缩机构排出的一次制冷剂的温度的目标值比高级侧压缩机构排出的一次制冷剂的温度的目标值低的情况下，控制部对在第二热负载回路中循环的第二流体的循环量进行调节，以使经过第三热交换器的一次制冷剂的温度接近于低级侧压缩机构排出的一次制冷剂的温度的目标值。

[0031] 在上述热泵系统中，通过使在第一热交换器中流动的一次制冷剂的最高温度与在第二热交换器中流动的一次制冷剂的最高温度接近，从而使第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度与第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度接近。

[0032] 另外，例如，在将向第一热负载处理部供给的第一流体的流量抑制得较小的情况下，即使第一流体经过第一热交换器的时间或经过第二热交换器的时间变长，也能使在第一热交换器中流动的一次制冷剂的温度与在第二热交换器中流动的一次制冷剂的温度接近。因此，对于第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度及第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度中的任意一个温度，均能收敛为在上述第一热交换器中流动的一次制冷剂的温度(在第二热交换器中流动的一次制冷剂的温度)附近的值。

[0033] 第十二发明的热泵是在第九发明至第十一发明中任一发明的热泵系统的基础上，第二热负载处理部是供热水用的箱。第二流体是供热水用的水。

[0034] 在上述热泵系统中，能利用从高级侧压缩机构排出的一次制冷剂的温度来烧热水。

[0035] 第十三发明的热泵系统是在第二发明至第十二发明中任一发明的热泵系统的基础上，在流量调节控制中，控制部通过操作第一流量调节机构，来使第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度和第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度之中温度较低的那一方的流量下降。

[0036] 在上述热泵系统中，通过降低第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度和第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度之中温度较低的那一方的流量，能使温度较低的那一方的流速降低来使被加热的时间增长。藉此，能使从第一热交换器及第二热交换器中降低流量一侧的一次制冷剂回收的热回收量增大。

[0037] 另外，例如，在没有加热至一次制冷剂的入口温度，而是以较快的流速经过第一热交换器或第二热交换器的情况下，通过降低经过速度来使能进行热交换的时间增长，能使热回收量增大。

[0038] 第十四发明的热泵系统是在第十三发明的热泵系统的基础上，第一流量调节机构能调节在第一分岔流路中流动的第一流体的流量与在第二分岔流路中流动的第一流体的流量的比率。在流量调节控制中，控制部通过操作第一流量调节机构，来使供给至第一热负载处理部的第一流体的流量保持固定，并使第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度和第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度之中温度较低的那一方的流量比率下降。

[0039] 在上述热泵系统中，通过调节流量比率，能使第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度和第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度中温度较高的那一方的流速增大而使加热时间变短，并使温度较低的那一方的流速降低而使加热时间增长。藉此，能使第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度与第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度两者以使温度差变小的方式变化。此外，当第一热负载处理部的热负载没有改变时，不仅能使温度差变小，还能通过维持供给至第一热负载处理部的第一流体的流量来与第一热负载处理部中的热负载对应。

[0040] 第十五发明的热泵系统是在第十三发明的热泵系统的基础上，第一流量调节机构能调节供给至第一热负载处理部的上述第一流体的流量。在流量调节控制中，当第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度和第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度之中温度较低的那一方的流量比率较小时，控制部通过操作第一流量调节机构来降低供给至第一热负载处理部的第一流体的流量。

[0041] 在上述热泵系统中，若是在第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度和第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度之中温度较低的那一方的流量比率较小的情况下，降低供给至第一热负载处理部的第一流体的流量，则与温度较高的那一方的温度上升量相比，温度较低的那一方的温度上升量更大。藉此，能以使温度差变小的方式变化。此外，在第一热负载处理部中的热负载降低的情况下，不仅能减小温度差，还能使其与第一热负载处理部中的热负载对应。

[0042] 第十六发明的热泵是在第十三发明的热泵系统的基础上，第一流量调节机构包括：比率调节部，该比率调节部调节在第一分岔流路中流动的第一流体的流量与在第二分岔流路中流动的第一流体的流量的比率；以及流量调节部，该流量调节部调节供给至第一热负载处理部的第一流体的流量。在流量调节控制中，控制部通过操作第一流量调节机构，来使第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度和第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度之中超过第一热负载对应温度的那一方的流量增大，和/或使不足第一热负载对应温度的那一方的流量降低，并且，在供给至第一热负载处理部的第一流体的温度超过第一热负载对应温度的情况下，控制部随着供给至第一热负载处理部的第一流体的温度的上升而使供给至第一热负载处理部的第一流体的流量下降。

[0043] 在上述热泵系统中，不仅能使第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度与第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度之差变小，还能使在第一热负载回路中流动的第一流体的流量成为与第一热负载处理部中的热负载对应的量。

[0044] 第十七发明的热泵系统是在第一发明至第十六发明中任一发明的热泵系统的基础上，还包括：第一分岔流路温度检测元件，该第一分岔流路温度检测元件把握第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度；以及第二分岔流路温度检测元件，该第二分岔流路温度检测元件把握第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度。

[0045] 在上述热泵系统中，由于能直接把握第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度及第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度，因此能使流量调节控制的精度提高。

[0046] 第十八发明的热泵系统是在第一发明至第十六发明中任一发明的热泵系统的基础上，包括分岔部分温度检测元件以及合流部温度检测元件。分岔部分温度检测元件把握第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度和第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度中的至少任意一方。合流部分温度检测元件把握在经过第一分岔流路的第一流体与经过第二分岔流路的第一流体合流之后朝向第一热负载处理部流动的第一流体的温度。

[0047] 在上述热泵系统中，能利用分岔部分温度检测元件直接把握第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度和第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度中的任意一方，并能利用合流部分温度检测元件直接把握合流后的第一流体的温度。藉此，通过控制成使分岔部分温度检测元件所把握的温度与合流部分温度检测元件所把握的温度之差变小，能使流量调节控制的精度提高。

[0048] 第十九发明的热泵系统是在第一发明至第十六发明中任一发明的热泵系统的基础上，还包括：第一分岔流路流量检测元件，该第一分岔流路流量检测元件把握在第一分岔流路中流动的第一流体的流量；以及第二分岔流路流量检测元件，该第二分岔流路流量检测元件把握在第二分岔流路中流动的第一流体的流量。

[0049] 在上述热泵系统中，由于能直接把握在第一分岔流路中流动的第一流体的流量及在第二分岔流路中流动的第一流体的流量，因此能使流量调节控制的精度提高。

[0050] 第二十发明的热泵系统是在第一发明至第十六发明中任一发明的热泵系统的基础上，还包括：分岔部分流量检测元件，该分岔部分流量检测元件把握在第一分岔流路中流动的第一流体的流量和在第二分岔流路中流动的第一流体的流量中的至少任意一方；以及合流部分流量检测元件，该合流部分流量检测元件把握在第一分岔流路中流动的第一流体与在第二分岔流路中流动的第一流体合流之后朝向第一热负载处理部流动的第一流体的流量。

[0051] 在上述热泵系统中，能利用分岔部分流量检测元件直接把握在第一分岔流路中流动的第一流体的流量及在第二分岔流路中流动的第一流体的流量中的任意一方，并能利用合流部分流量检测元件直接把握合流后的第一流体的流量。藉此，能用分岔部分流量检测元件所把握的流量与合流部分流量检测元件所把握的流量之差来把握将第一分岔流路和第二分岔流路中没有设置分岔部分流量检测元件一侧的流量。藉此，能使流量调节控制的精度提高。

[0052] 第二十一发明的热泵系统是在第一发明至第二十发明中任一发明的热泵系统的基础上，在第一热交换器中，从低级侧压缩机构的排出侧朝向高级侧压缩机构的吸入侧流动的一次制冷剂与在第一分岔流路中流动的第一流体处于对流关系。在第二热交换器中，从高级侧压缩机构朝向膨胀机构流动的一次制冷剂与在第二分岔流路中流动的第一流体处于对流关系。

[0053] 在上述热泵系统中，能将作为从低级侧压缩机构排出的一次制冷剂的温度及从高级侧压缩机构排出的一次制冷剂的温度所需要的温度抑制得较低。藉此，能将压缩机构的驱动力抑制得较小。

[0054] 第二十二发明的热泵系统是在第一发明至第二十一发明中任一发明的热泵系统的基础上，第一热负载处理部是对配置有该第一热负载处理部的对象空间的空气进行加热的制热用热交换器。第一流体是二次制冷剂。

[0055] 在上述热泵系统中，能对配置有第一热负载处理部的空间进行加热。

[0056] 第二十三发明的热泵系统是在第一发明至第二十二发明中任一发明的热泵系统的基础上，低级侧压缩机构及高级侧压缩机构具有用于通过驱动低级侧压缩机构及高级侧压缩机构各自旋转来产生压缩功的共用的转轴。

[0057] 在上述热泵系统中，通过使转轴共用并设置180度的相位差，能提高驱动效率。

[0058] 第二十四发明的热泵系统是在第一发明至第二十三发明中任一发明的热泵系统的基础上，在流量调节控制中，控制部将高级侧压缩机构的排出压力维持为一次制冷剂的临界压力以上的压力。热泵系统在第一热负载处理部的周围温度为一次制冷剂的临界温度以下的温度的环境下使用。

[0059] 在上述热泵系统中，通过对低于一次制冷剂的临界温度的热负载供给处于超过临界压力的状态的一次制冷剂，能在莫里尔图上的一次制冷剂的等温线的倾斜趋缓的区域内进行放热处理。因此，能进行使一次制冷剂的放热过程开始与结束之间的焓差增大的运转。

[0060] 第二十五发明的热泵系统在第一发明至第二十四发明中任一发明的热泵系统的基础上，一次制冷剂是二氧化碳。

[0061] 在上述热泵系统中，能使用自然制冷剂来实现热泵回路的制冷循环。

[0062] 发明效果

[0063] 如上所述，根据本发明，能获得以下效果。

[0064] 在第一发明中，能使热泵系统对第一负载热交换器中的热负载的处理效率提高。

[0065] 在第二发明中，只利用第一流体在第一热交换器及第二热交换器中获得的热量，就能与第一负载热交换器中的热负载对应。

[0066] 在第三发明中，即使为了提高热泵回路的效率而导致第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度及第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度超过第一热负载对应温度，也能使供给至第一热负载处理部的第一流体的温度接近于第一负载对应温度。

[0067] 在第四发明中，能避免在第一热负载回路中流动的第一流体的温度超过第一热负载对应温度较多的状态，从而能有效地减少放热损耗。

[0068] 在第五发明中，不仅使第一流体的放热损耗降低，还能同时实现利用较少的驱动力来与第一热负载处理部中的热负载对应，从而能更进一步地提高效率。

[0069] 在第六发明中，在抑制压缩比增大的同时，还能确保循环量，从而能使能力增大。

[0070] 在第七发明中，不仅能增大低级侧压缩机构吸入的一次制冷剂的过热度，还能抑制膨胀机构中的一次制冷剂的经过量的降低，从而能使能力提高。

[0071] 在第八发明中，能在与负载变动对应的同时，使热泵回路的能力增大。

[0072] 在第九发明中，不仅能将高级侧压缩机构排出的一次制冷剂的热用于第一热负载回路中的热负载处理和第二热负载回路中的热负载处理这两者中，还可以将第一热负载回路中所需的温度范围之外的热利用到第二热负载回路中。

[0073] 在第十发明中，能在将第一流体及第二流体与一次制冷剂的温度差抑制得较小的情况下进行第二热交换器、第三热交换器及第四热交换器中的热交换，因此，能提高热交换效率。

[0074] 在第十一发明中，容易使第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度与第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度接近。

[0075] 在第十二发明中，能利用从高级侧压缩机构排出的一次制冷剂的温度来烧热水。

[0076] 在第十三发明中，能使从第一热交换器及第二热交换器中降低流量一侧的一次制冷剂回收的热回收量增大。

[0077] 在第十四发明中，能使第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度与第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度两者以使温度差变小的方式变化，在第一热负载处理部中的热负载没有改变时，不仅能减小温度差，还能通过维持供给至第一热负载处理部的第一流体的流量来使其与第一热负载处理部中的热负载对应。

[0078] 在第十五发明中，能以使温度差变小的方式变化。此外，在第一热负载处理部中热负载降低的情况下，不仅能减小温度差，还能使其与第一热负载处理部中的热负载对应。

[0079] 在第十六发明中，不仅能使第一分岔流路中在经过第一热交换器的部分中流动的第一流体的温度与第二分岔流路中在经过第二热交换器的部分中流动的第一流体的温度之差变小，还能使在第一热负载回路中流动的第一流体的流量成为与第一热负载处理部中的热负载对应的量。

[0080] 在第十七发明中，能使流量调节控制的精度提高。

[0081] 在第十八发明中，通过控制成使分岔部分温度检测元件所把握的温度与合流部分温度检测元件所把握的温度之差变小，能使流量调节控制的精度提高。

[0082] 在第十九发明中，能使流量调节控制的精度提高。

[0083] 在第二十发明中，能使流量调节控制的精度提高。

[0084] 在第二十一发明中，能将压缩机构的驱动力抑制得较小。

[0085] 在第二十二发明中，能对配置有第一热负载处理部的空间进行加热。

[0086] 在第二十三发明中，通过使转轴共用并设置180度的相位差，能提高驱动效率。

[0087] 在第二十四发明中，能进行使一次制冷剂的放热过程开始与结束之间的焓差增大的运转。

[0088] 在第二十五发明中，能使用自然制冷剂来实现热泵回路的制冷循环。附图说明

[0089] 图1是本发明第一实施方式的热泵系统的示意结构图。

[0090] 图2是第一实施方式的热泵回路的压力—焓线图。

[0091] 图3是第一实施方式的热泵回路的温度—熵线图。

[0092] 图4是第二实施方式的热泵系统的示意结构图。

[0093] 图5是第三实施方式的热泵系统的示意结构图。

[0094] 图6是第四实施方式的热泵系统的示意结构图。

[0095] 图7是第五实施方式的热泵系统的示意结构图。

[0096] 图8是第五实施方式的变形例A的热泵系统的示意结构图。

[0097] 图9是第五实施方式的变形例B的热泵系统的示意结构图。

[0098] 图10是第五实施方式的变形例C的热泵系统的示意结构图。

[0099] 图11是第六实施方式的热泵系统的示意结构图。

[0100] 图12是第六实施方式的变形例A的热泵系统的示意结构图。

[0101] 图13是第七实施方式的热泵系统的示意结构图。

[0102] 图14是第八实施方式的热泵系统的示意结构图。

[0103] 图15是第九实施方式的热泵系统的示意结构图。

[0104] 图16是第十实施方式的热泵系统的示意结构图。

[0105] 图17是第十一实施方式的热泵系统的示意结构图。

[0106] 图18是第十二实施方式的热泵系统的示意结构图。

[0107] 图19是第十三实施方式的热泵系统的示意结构图。

[0108] 图20是各实施方式的变形例<14-5>的热泵系统的示意结构图。

[0109] 图21是各实施方式的变形例<14-5>的热泵系统的示意结构图。

[0110] 图22是表示各实施方式的变形例<14-8>的莫里尔图的图。

[0111] 图23是表示各实施方式的变形例<14-9>的莫里尔图的图。

[0112] 图24是各实施方式的变形例<14-11>的热泵系统的示意结构图。

[0113] 图25是各实施方式的变形例<14-12>的热泵系统的示意结构图。

[0114] 图26是各实施方式的变形例<14-13>的热泵系统的示意结构图。

[0115] 图27是表示有关各实施方式的变形例<14-17>的莫里尔图的比较例的图。

[0116] 图28是表示各实施方式的变形例<14-17>的莫里尔图的图。

[0117] 图29是表示各实施方式的变形例<14-18>的莫里尔图的图。

具体实施方式

[0118] <1>第一实施方式

[0119] <1-1>热泵系统1的结构

[0120] 图1是作为本发明一实施方式的第一实施方式的热泵系统1的示意结构图。

[0121] 热泵系统1包括热泵回路10、制热回路60、供热水回路90、中压水热交换器40以及高压水热交换器50。热泵系统1是不仅将由热泵回路10获得的热经由制热回路60用作制热用的热，还将由热泵回路10获得的热经由供热水回路90用作供热水用的热的系统。

[0122] (中压水热交换器40)

[0123] 在中压水热交换器40中，在热泵回路10中循环的作为一次制冷剂的二氧化碳与在制热回路60中循环的作为二次制冷剂的水彼此进行热交换。

[0124] (高压水热交换器50)

[0125] 高压水热交换器50具有第一高压水热交换器51、第二高压水热交换器52以及第三高压水热交换器53。在第一高压水热交换器51中，在热泵回路10中循环的作为一次制冷剂的二氧化碳与在供热水回路90中循环的供热水用的水彼此进行热交换。在第二高压水热交换器52中，在热泵回路10中循环的作为一次制冷剂的二氧化碳与在制热回路60中循环的作为二次制冷剂的水彼此进行热交换。在第三高压水热交换器53中，在热泵回路10中循环的作为一次制冷剂的二氧化碳与在供热水回路90中循环的供热水用的水彼此进行热交换。

[0126] (热泵回路10)

[0127] 热泵回路10是使作为一次制冷剂的二氧化碳循环的使用自然制冷剂的回路。热泵回路10包括低级侧压缩机21、高级侧压缩机25、节能热交换器7、注入流路70、一次制冷剂间热交换器8、一次旁通管80、膨胀阀5a、蒸发器4、中压管23、高压管27、低压管20、风扇4f以及控制部11。蒸发器4例如设置在室外。

[0128] 中压管23将低级侧压缩机21的排出侧与高级侧压缩机25的吸入侧连接。中压管23包括第一中压管23a、第二中压管23b、第三中压管23c以及第四中压管23d。

[0129] 第一中压管23a通过低级排出点B将低级侧压缩机21的排出侧与中压水热交换器40的上游侧端部连接。在该第一中压管23a上安装有对经过的一次制冷剂的温度进行检测的中压温度传感器23T。第二中压管23b使作为一次制冷剂的二氧化碳在其内部流动以使作为一次制冷剂的二氧化碳与作为二次制冷剂的制热用的水不发生混合，并经过中压水热交换器40内。第三中压管23c通过中压水热交换器经过点C将中压水热交换器40的下游侧端部与注入合流点D连接。第四中压管23d将注入合流点D与高级侧压缩机25的吸入侧连接。在该第四中压管23d上安装有对经过的一次制冷剂的压力进行检测的高级吸入压力传感器24P及对经过的一次制冷剂的温度进行检测的高级吸入温度传感器24T。

[0130] 高压管27将高级侧压缩机25的排出侧与膨胀阀5或一次旁通膨胀阀5b连接。高压管27具有第一高压管27a、第二高压管27b、第三高压管27c、第四高压管27d、第五高压管27e、第六高压管27f、第七高压管27g、第八高压管27h、第九高压管27i、第十高压管
27j、第十一高压管27k、第十二高压管27l以及第十三高压管27m。

[0131] 第一高压管27a通过高级排出点E将高级侧压缩机25的排出侧与第一高压水热交换器51连接。在该第一高压管27a上安装有对经过的一次制冷剂的压力进行检测的高压压力传感器27P及对经过的一次制冷剂的温度进行检测的高压温度传感器27T。第二高压管27b使作为一次制冷剂的二氧化碳在其内部流动以使作为一次制冷剂的二氧化碳与供热水用的水不发生混合，并经过第一高压水热交换器51内。第三高压管27c通过第一高压点F将第一高压水热交换器51的下游侧端部与第二高压水热交换器52的上游侧端部连接。第四高压管27d使作为一次制冷剂的二氧化碳在其内部流动以使作为一次制冷剂的二氧化碳与作为制热用二次制冷剂的水不发生混合，并经过第二高压水热交换器52内。第五高压管27e通过第二高压点G将第二高压水热交换器52的下游侧端部与第三高压水热交换器53的上游侧端部连接。第六高压管27f使作为一次制冷剂的二氧化碳在其内部流动以使作为一次制冷剂的二氧化碳与作为制热用二次制冷剂的水不发生混合，并经过第三高压水热交换器53内。第七高压管27g将第三高压水热交换器53的下游侧端部与第三高压点H连接。第八高压管27h将第三高压点H与节能热交换器7中的向膨胀阀5a侧的一次制冷剂的流动方向上的上游侧端部连接。第九高压管27i使一次制冷剂在其内部流动以使该一次制冷剂与在注入流路70中流动的一次制冷剂彼此不发生混合，并经过节能热交换器7。第十高压管27j将节能热交换器7中的向膨胀阀5a侧的一次制冷剂的流动方向上的下游侧端部与第四高压点I连接。第十一高压管27k将第四高压点I与一次制冷剂间热交换器8中的向膨胀阀5a侧的一次制冷剂的流动方向上的上游侧端部连接。第十二高压管27l使一次制冷剂在其内部流动以使该一次制冷剂与在低压管20中流动的一次制冷剂彼此不发生混合，并经过一次制冷剂间热交换器8。第十三高压管27m通过第五高压点J将一次制冷剂间热交换器8中的向膨胀阀5a侧的一次制冷剂的流动方向上的下游侧端部与膨胀阀5a连接。

[0132] 低压管20具有第一低压管20a、第二低压管20b、第三低压管20c、第四低压管20d以及第五低压管20e。第一低压管20a通过第一低压点K将膨胀阀5a与第三低压点M连接。第二低压管20b将第三低压点M与蒸发器4的上游侧端部连接。第三低压管20c通过第四低压点N将蒸发器4的下游侧端部与一次制冷剂间热交换器8的低压管20中的一次制冷剂的流动方向上的上游侧端部连接。第四低压管20d使一次制冷剂在其内部流动以使该一次制冷剂与在第十二高压管27l中流动的一次制冷剂彼此不发生混合，并经过一次制冷剂间热交换器8。第五低压管20e将一次制冷剂间热交换器8的低压管20中的一次制冷剂的流动方向上的下游侧端部与作为低级侧压缩机21的吸入侧的吸入点A连接。在该第五低压管20e上安装有对经过的一次制冷剂的压力进行检测的低压压力传感器20P及对经过的一次制冷剂的温度进行检测的低压温度传感器20T。

[0133] 注入流路70具有注入膨胀阀73、第一注入管72、第二注入管74、第三注入管75以及第四注入管76。

[0134] 第一注入管72将第三高压点H与注入膨胀阀73连接。第二注入管74通过注入中压点Q将注入膨胀阀73与节能热交换器7中的在注入流路70中流动的一次制冷剂的流动方向上的上游侧端部连接。第三注入管75使一次制冷剂在其内部流动以使该一次制冷剂与在第九高压管27i中流动的一次制冷剂彼此不发生混合，并经过节能热交换器7。第四注入管76通过节能热交换后的点R将节能热交换器7中的在注入流路70中流动的一次制冷剂的流动方向上的下游侧端部与注入合流点D连接。

[0135] 如上所述，在热泵回路10中，采用了注入流路70，因此，能使热泵回路的性能系数提高。此外，即使是例如制热负载较小的情况等无法充分得到在用于提高热泵回路10的效率的中压水热交换器40处的一次制冷剂的冷却效果的情况下，通过增大经过上述注入流路70的注入量，也能使运转效率提高。另外，在热泵回路10中，注入合流点D设置在中压水热交换器40与高级侧压缩机25之间。因此，从低级侧压缩机21排出的高温的一次制冷剂不会在到达中压水热交换器40之前被冷却，从而能在维持高温状态的情况下供给至中压水热交换器40。因此，能使经过中压水热交换器40的制热用的水保持成足够高的温度。而且，第三高压点H设置在节能热交换器7上游侧的能使一次制冷剂的一部分向注入流路
70分岔的位置上。因此，能避免因过度冷却从低级侧压缩机21朝向高级侧压缩机25流动的一次制冷剂而引起的能力降低。

[0136] 一次旁通管80具有第十四高压管27n、第六低压管20f以及一次旁通膨胀阀5b。第十四高压管27n将第四高压点I与一次旁通膨胀阀5b连接。第六低压管20f通过第二低压点L将一次旁通膨胀阀5b与第三低压点M连接。另外，由于在一次旁通管80上设有一次旁通膨胀阀5b，因此，控制部11能对经过一次制冷剂间热交换器8侧的一次制冷剂的量进行调节。因此，能调节成使低级侧压缩机21吸入的一次制冷剂具有适当的过热度。具体来说，在减小一次旁通膨胀阀5b的阀开度的情况下，控制部11能使经过一次制冷剂间热交换器8的一次制冷剂的流量增大，并能使低级侧压缩机21吸入的一次制冷剂的过热度升高，藉此，能将使低级侧压缩机21的排出制冷剂温度成为目标温度所需的压缩比抑制得较小。此外，在增大一次旁通膨胀阀5b的阀开度的情况下，控制部11能使经过一次制冷剂间热交换器8的一次制冷剂的流量减少，并能使低级侧压缩机21吸入的一次制冷剂的过热度降低，藉此，能避免因低级侧压缩机21的吸入制冷剂密度显著减小而无法确保循环量的情况。

[0137] 控制部11基于上述中压温度传感器23T、高级吸入压力传感器24P、高级吸入温度传感器24T、高压压力传感器27P、高压温度传感器27T、低压压力传感器20P以及低压温度传感器20T等检测到的值，对低级侧压缩机21、高级侧压缩机25、注入膨胀阀73、膨胀阀5a、一次旁通膨胀阀5b、风扇4f等进行控制。

[0138] (制热回路60)

[0139] 制热回路60使作为二次制冷剂的水循环。制热回路60具有暖气片(radiator)61、分流机构62、制热往路管65、制热返路管66、中压侧分岔流路67以及高压侧分岔流路68。分流机构62包括制热混合阀64及制热泵63。暖气片61设置在作为进行制热的对象的空间中，通过使作为二次制冷剂的温水在其内部流动，从而使对象空间的空气升温来进行制热。暖气片61设有用于对在其内部流动的制热用的水的温度进行检测的暖气片温度传感器61T。虽未图示，但暖气片61具有：往路口，该往路口用于接收从制热泵63送来的温水；
以及返路口，该返路口用于将在暖气片61中放热后的水送出至中压水热交换器40及第二高压水热交换器52。制热返路管66将暖气片61的返路口与制热分岔点X连接。在制热分岔点X上，使完成在暖气片61中的放热的水分流到送至中压水热交换器40侧的中压侧分岔流路67和送至第二高压水热交换器52侧的高压侧分岔流路68。在制热返路管66上设有对经过的制热用的二次制冷剂的温度进行检测的制热返路温度传感器66T。

[0140] 中压侧分岔流路67具有第一中压侧分岔流路67a、第二中压侧分岔流路67b以及第三中压侧分岔流路67c。第一中压侧分岔流路67a将分岔点X与中压水热交换器40的中压侧分岔流路67中的水的流动方向上的上游侧端部连接。第二中压侧分岔流路67b使作为二次制冷剂的制热用的水在其内部流动以使作为二次制冷剂的制热用的水与在第二中压管23b内流动的作为一次制冷剂的二氧化碳不发生混合，并经过中压水热交换器40内。在此，在中压水热交换器40中，在第二中压管23b内流动的作为一次制冷剂的二氧化碳与在第二中压侧分岔流路67b内流动的作为二次制冷剂的制热用的水采用朝彼此相对的方向流动的对流形式。第三中压侧分岔流路67c将中压水热交换器40的中压侧分岔流路67中的水的流动方向上的下游侧端部与制热合流点Y连接。在第三中压侧分岔流路67c上设有对经过的制热用的水的温度进行检测的中压侧分岔流路温度传感器67T。

[0141] 高压侧分岔流路68具有第一高压侧分岔流路68a、第二高压侧分岔流路68b以及第三高压侧分岔流路68c。第一高压侧分岔流路68a将分岔点X与第二高压水热交换器52的高压侧分岔流路68中的水的流动方向上的上游侧端部连接。第二高压侧分岔流路68b使作为二次制冷剂的制热用的水在其内部流动以使作为二次制冷剂的制热用的水与在第四高压管27d内流动的作为一次制冷剂的二氧化碳不发生混合，并经过第二高压水热交换器52内。在此，在第二高压水热交换器52中，在第四高压管27d内流动的作为一次制冷剂的二氧化碳与在第二高压侧分岔流路68b内流动的作为二次制冷剂的制热用的水采用朝彼此相对的方向流动的对流形式。第三高压侧分岔流路68c将第二高压水热交换器52的高压侧分岔流路68中的水的流动方向上的下游侧端部与制热合流点Y连接。在第三高压侧分岔流路68c上设有对经过的制热用的水的温度进行检测的高压侧分岔流路温度传感器68T。

[0142] 另外，由于在第一中压侧分岔流路67a中流动的制热用的水及在第一高压侧分岔流路68中流动的制热用的水均在制热分岔点X上分岔且没有与外部的热交换，因此在第一中压侧分岔流路67a中流动的制热用的水的温度及在第一高压侧分岔流路68中流动的制热用的水的温度为相同的温度分布。与此相对，在第三中压侧分岔流路67c中流动的制热用的水的温度是与中压水热交换器40中通过和在第二中压管23b中流动的一次制冷剂进行热交换后获得的热量相对应的温度。此外，在第三高压侧分岔流路68c中流动的制热用的水的温度是与第二高压水热交换器52中通过和在第四高压管27d中流动的一次制冷剂进行热交换后获得的热量相对应的温度。因此，有时在第三中压侧分岔流路67c中流动的制热用的水的温度与在第三高压侧分岔流路68c中流动的制热用的水的温度为不同的温度。

[0143] 制热往路管65将制热合流点Y与暖气片61的往路口连接。在该制热往路管65的中途设有对经过制热往路管65的制热用的水的流量进行调节的制热泵63。制热混合阀64设置在经过第三中压侧分岔流路67c的制热用的水与经过第三高压侧分岔流路68c的制热用的水合流的制热支流点Y。制热混合阀64通过分别对与第三中压侧分岔流路67c侧连接的部分的开度及与第三高压侧分岔流路68c侧连接的部分的开度，来对在中压侧分岔流路67中流动的制热用的水的流量与在第三高压侧分岔流路68c中流动的制热用的水的流量的比率进行调节。

[0144] 另外，控制部11基于上述暖气片温度传感器61T、中压侧分岔流路温度传感器67T、高压侧分岔流路温度传感器68T等检测到的温度等，对制热混合阀64中的分流比率及制热泵63的流量进行控制，从而能供应在暖气片61中所要求的温度的二次制冷剂。

[0145] (供热水回路90)

[0146] 供热水回路90使作为供热水用的水循环。供热水回路90具有储热水箱91、供水管94、供热水管98、供热水旁通管99、供热水混合阀93、供热水热泵管95以及供热水泵92。

[0147] 虽未图示，但在储热水箱91上设有循环往路口及循环返路口。在通了未图示的外部的自来水之后，常温的水经由供水管94从储热水箱91的下端部附近向储热水箱91内供给。供热水热泵管95具有第一供热水热泵管95a、第二供热水热泵管95b、第三供热水热泵管95c、第四供热水热泵管95d、第五供热水热泵管95e以及第六供热水热泵管95f。

[0148] 第一供热水热泵管95a将储热水箱91的循环往路口与供热水泵92连接。在第一供热水热泵管95a上设有对经过的供热水用的水的温度进行检测的供热水进水温度传感器94T。第二供热水热泵管95b将供热水泵92与第三高压水热交换器53的供热水热泵管95中的水的流动方向上的上游侧端部连接。第三供热水热泵管95c使供热水用的水在其内部流动以使供热水用的水与在第六高压管27f内流动的作为一次制冷剂的二氧化碳不发生混合，并经过第三高压水热交换器53内。在此，在第三高压水热交换器53中，在第六高压管27f内流动的作为一次制冷剂的二氧化碳与在第三供热水热泵管95c内流动的供热水用的水采用朝彼此相对的方向流动的对流形式。第四供热水热泵管95d将第三高压水热交换器53的供热水热泵管95中的水的流动方向上的下游侧端部与第一高压水热交换器51的供热水热泵管95中的水的流动方向上的上游侧端部连接。在第四供热水热泵管95d上，设有对经过的供热水用的水的温度进行检测的供热水中间温度传感器95T。在第二高压水热交换器52中，没有进行供热水用的水与作为一次制冷剂的二氧化碳之间的热交换。第五供热水热泵管95e使供热水用的水在其内部流动以使供热水用的水与在第二高压管27b内流动的作为一次制冷剂的二氧化碳不发生混合，并经过第一高压水热交换器51内。在此，在第一高压水热交换器51中，在第二高压管27b内流动的作为一次制冷剂的二氧化碳与在第五供热水热泵管95e内流动的供热水用的水采用朝彼此相对的方向流动的对流形式。第六供热水热泵管95f将第一高压水热交换器51的供热水热泵管95中的水的流动方向上的下游侧端部与储热水箱91的循环返路口连接。在第六供热水热泵管95f上设有对经过的供热水用的水的温度进行检测的供热水出水温度传感器98T。

[0149] 供热水管98将积存在储热水箱91内的热水从储热水箱91的上端部附近引导至未图示的要利用的地方。供热水管94设有从向储热水箱91侧的水流开始分岔的分岔部分、即供水分岔点W。供热水管98设有与从储热水箱91向要利用的地方的水流合流的供热水合流点Z。供热水旁通管99将上述供水分岔点W与上述供热水合流点Z连接。在供热水合流点Z上设有供热水混合阀93，该供热水混合阀93能对从储热水箱91经由供热水管98送来的热水与从自来水经由供热水旁通管99供给而来的常温的水的混合比率进行调节。通过调节上述供热水混合阀93的混合比率，能调节送至要利用的地方的水的温度。

[0150] 另外，控制部11基于上述供热水进水温度传感器94T、供热水中间温度传感器95T、供热水出水温度传感器98T等检测到的温度等，对供热水泵92的流量进行控制。

[0151] <1-2>热泵回路10的运转

[0152] 图2是热泵系统1运转后的压力—焓线图。图3是热泵系统1运转后的温度—熵线图。

[0153] 以下，举一个具体例子对一次制冷剂的温度分布状态进行说明。

[0154] 低级侧压缩机21对在低压管20中流动而来的22℃左右的一次制冷剂(点A)进行压缩，以使目标排出温度达到90℃左右(点B)。另外，利用控制部11进行调节，以使此处在低压管20中流动的一次制冷剂的压力成为下降至能基于设置蒸发器4的周围温度使作为一次制冷剂的二氧化碳蒸发的压力(蒸发压力)。

[0155] 从低级侧压缩机21排出的一次制冷剂经由第一中压管23a流入中压水热交换器40内的第二中压管23b。流入中压水热交换器40的一次制冷剂通过与经过第二中压侧分岔流路67b的作为制热用二次制冷剂的水彼此进行热交换，而被冷却至35℃左右(点℃)。
在此，由于中压水热交换器40中的一次制冷剂与二次制冷剂以对流形式流动，因此，在中压水热交换器40内的第二中压管23b的出口附近，一次制冷剂被在暖气片61中放热而处于冷却状态的30℃左右的二次制冷剂有效地冷却。

[0156] 经过中压热交换器40的一次制冷剂通过在第三中压管23c的注入合流点D上与经由注入流路70流入的27℃左右的一次制冷剂合流而被进一步冷却，达到30℃左右(点D)。在此，控制部11进行控制，以使在注入合流点D上合流后的一次制冷剂具有过热度或处于超临界状态。此外，在此，控制部11进行控制，以使在注入合流点D上合流后的一次制冷剂能在使高级侧压缩机25以与低级侧压缩机21中的压缩比相同的压缩比驱动的同时，使从高级侧压缩机25排出的一次制冷剂的目标温度为与从低级侧压缩机21排出的一次制冷剂的目标温度相同的90℃。此外，控制部11对吸入高级侧压缩机25吸入的一次制冷剂进行控制，以调节在中压水热交换器40及注入流路70处的热平衡。

[0157] 在注入合流点D上合流的一次制冷剂被吸入高级侧压缩机25，使一次制冷剂进一步压缩，以使目标排出温度达到与低级侧压缩机21的排出制冷剂的目标温度相同的温度、即90℃左右。在此，利用控制部11控制高级侧压缩机25进行压缩，以使一次制冷剂的排出制冷剂压力达到超过一次制冷剂的临界压力的压力(点E)。

[0158] 被高级侧压缩机25排出的一次制冷剂经由第一高压管27a流入第一高压水热交换器51内的第二高压管27b。流入第一高压水热交换器51的一次制冷剂通过与经过第五供热水热泵管95e的供热水用的水彼此进行热交换而被冷却至85℃左右(点F)。由于一边维持超过临界压力的状态一边放热，因此一次制冷剂连续地产生温度变化。在此，由于第一高压水热交换器51中的一次制冷剂与二次制冷剂以对流形式流动，因此，在第一高压水热交换器51内的第二高压管27b的出口附近，一次制冷剂被还没有得到充分加热的30℃左右的供热水用的水有效地冷却。

[0159] 经过第一高压水热交换器51的一次制冷剂经由第三高压管27c流入第二高压水热交换器52内的第四高压管27d。流入第二高压水热交换器52的一次制冷剂通过与经过第二高压侧分岔流路68b的作为制热用二次制冷剂的水彼此进行热交换而被冷却至35℃左右(点G)。在此，由于第二高压水热交换器52中的一次制冷剂与二次制冷剂以对流形式流动，因此，在第二高压水热交换器52内的第四高压管27d的出口附近，一次制冷剂被在暖气片61中放热而处于冷却状态的30℃左右的二次制冷剂有效地冷却。

[0160] 经过第二高压水热交换器52的一次制冷剂经由第五高压管27e流入第三高压水热交换器53内的第六高压管27f。流入第三高压水热交换器53的一次制冷剂通过与经过第三供热水热泵管95c的供热水用的水彼此进行热交换而被进一步冷却，成为30℃左右(点H)。在此，由于第三高压水热交换器53中的一次制冷剂与二次制冷剂以对流形式流动，因此，在第三高压水热交换器53内的第六高压管27f的出口附近，一次制冷剂被在储热水箱91中通过混合而比自来水的温度略微上升的、即20℃左右的供热水用的水有效地冷却。接着，经过第三高压水热交换器53的一次制冷剂经由第七高压管27g到达第三高压点H。

[0161] 在此，高压水热交换器50分成三个热交换器，因在高压水热交换器50中流动的一次制冷剂处于两个临界状态而在放热过程中出现温度变化，并且在制热回路60中循环的作为二次制冷剂的水的温度变化范围(30℃～65℃)包含在供热水回路90中的供热水用的水的温度变化范围(20℃～90℃)内。接着，与上述温度分布对应地，将高级侧压缩机25排出的一次制冷剂中处于温度较高状态的一次制冷剂及处于温度较低状态的一次制冷剂分配成与供热水用的水进行热交换，将处于中间温度状态的一次制冷剂分配成与制热用的二次制冷剂进行热交换。藉此，无论是一次制冷剂与供热水的水的热交换，还是一次制冷剂与制热用的水的热交换，均能将进行热交换的流体之间的温度差抑制得较小，从而能使热交换效率提高。

[0162] 到达第三高压点H的一次制冷剂分流成经由第八高压管27h向膨胀阀5a侧的制冷剂流和向注入流路70侧的制冷剂流。控制部11可通过调节注入膨胀阀73的阀开度来控制此处的分流程度。分流至注入流路70侧的一次制冷剂在流过第一注入管72之后，在注入膨胀阀73中被减压，使得一次制冷剂的温度下降至23℃左右(点Q)。

[0163] 在注入膨胀阀73中被减压的一次制冷剂经由第二注入管74流入节能热交换器7内的第三注入管75。流入节能热交换器7的一次制冷剂与在第九高压管27i中流动的30℃左右的一次制冷剂彼此进行热交换，而被加热至27℃左右(点R)。

[0164] 经过节能热交换器7内的第三注入管75的27℃左右的一次制冷剂经由第四注入管76而在上述注入合流点D上与在中压管23中流动的一次制冷剂合流。

[0165] 到达第三高压点H的一次制冷剂中的没有流入注入流路70侧的30℃左右的一次制冷剂经由第八高压管27h流入节能热交换器7内的第九高压管27i。流入节能热交换器7内的第九高压管27i的30℃左右的一次制冷剂通过如上所述地与在第三注入管75中流动的27℃左右的一次制冷剂彼此进行热交换，而被进一步冷却至25℃左右(点I)。流过节能热交换器7内的第九高压管27i的一次制冷剂经由第十高压管27j到达第四高压点I。

[0166] 到达第四高压点I的一次制冷剂分流成向一次旁通管80侧的制冷剂流和向第十一高压管27k侧的制冷剂流。控制部11可通过调节一次旁通膨胀阀5b的阀开度来调节此处的分流程度。在第十一高压管27k中流动的一次制冷剂流入一次制冷剂间热交换器8内的第十二高压管27l。流入一次制冷剂间热交换器8内的第十二高压管27l的25℃左右的一次制冷剂与在第四低压管20d中流动的-3℃左右的一次制冷剂彼此进行热交换，而被冷却至20℃左右(点J)。

[0167] 经过一次制冷剂间热交换器8内的第十二高压管12的一次制冷剂经由第十三高压管27m流入至膨胀阀5a。在膨胀阀5a中，通过由控制部11调节阀开度，来调节经过的一次制冷剂的减压程度，从而使经过的一次制冷剂的制冷剂压力降低，也使制冷剂温度降低至-3℃左右(点K)。在此，一次制冷剂通过由控制部11进行的减压程度的调节而减压至临界压力以下的压力，成为气液两相状态。

[0168] 另外，在热泵回路10中，不仅能通过节能热交换器7使一次制冷剂冷却，还能通过一次制冷剂间热交换器8使一次制冷剂冷却。此外，在对一次制冷剂间热交换器8中流动的一次制冷剂的冷却中，能使用在热泵回路10中温度最低的一次制冷剂流过的低级侧压缩机21的吸入侧的一次制冷剂。藉此，能提高经过膨胀阀5a的一次制冷剂的密度，并能增大热泵回路10中的一次制冷剂的循环量。

[0169] 流过膨胀阀5a的一次制冷剂经由第一低压管20a流至第三低压点M，并与在第六低压管20f中流动而来的一次制冷剂合流(点M)。

[0170] 到达第四高压点I的一次制冷剂中没有流至第十一高压管27k侧的25℃左右的一次制冷剂流至一次旁通管80侧，并经由第十四高压管27n流至一次旁通膨胀阀5b。在一次旁通膨胀阀5b中，通过由控制部11调节阀开度，来调节经过的一次制冷剂的减压程度，从而使经过的一次制冷剂的制冷剂压力降低，也使制冷剂温度降低至-3℃左右(点L)。在此，与点K一样，一次制冷剂通过由控制部11进行的减压程度的调节而减压至临界压力以下的压力，成为气液两相状态。

[0171] 经过一次旁通膨胀阀5b的一次制冷剂经由第六低压管20f流至第三低压点M，并与上述经由第一低压管20a流动而来的一次制冷剂合流(点M)。

[0172] 在第三低压点M处合流的-3℃左右的一次制冷剂经由第二低压管20b流入蒸发器4。流入蒸发器4的一次制冷剂与通过风扇4f对蒸发器4主动供应的空气彼此进行热交换。
通过在蒸发器4处的热交换，处于气液两相状态的-3℃左右的一次制冷剂在温度维持一定的状态下蒸发(进行潜热变化)而使干燥度增大，成为接近于饱和状态的状态(点N)。

[0173] 经过蒸发器4的一次制冷剂经由第三低压管20c流入一次制冷剂间热交换器8内的第四低压管20d。在一次制冷剂间热交换器8内的第四低压管20d中流动的-3℃左右的一次制冷剂通过如上所述地与在第十二高压管27l中流动的25℃左右的一次制冷剂彼此进行热交换而被加热至22℃左右，成为带有过热度的状态(点A)。

[0174] 经过一次制冷剂间热交换器8内的第四低压管20d的一次制冷剂在成为过热状态后被吸入低级侧压缩机21。

[0175] 在热泵回路10中，如上所述地使一次制冷剂循环。

[0176] <1-3>制热回路60的运转

[0177] 为了使设置有暖气片61的空间升温，控制部11进行控制，以将65℃左右的作为二次制冷剂的水供给至暖气片61。

[0178] 以下，举一个具体例子对制热用的二次制冷剂的温度分布状态进行说明。

[0179] 虽然也与暖气片61的性能及制热负载的程度相关，但一边经过暖气片61内一边放热的作为制热用的二次制冷剂的水会降低至35℃左右的温度，并经由制热返路管66流至制热分岔点X。

[0180] 在制热分岔点X上，分成向中压侧分岔流路67的制冷剂流和向高压侧分岔流路68侧的制冷剂流。

[0181] 从制热分岔点X朝向中压侧分岔流路67侧流动的二次制冷剂经由第一中压侧分岔流路67a流入中压水热交换器40内的第二中压侧分岔流路67b。在中压水热交换器40内的第二中压侧分岔流路67b中流动的二次制冷剂通过如上所述地被经过第二中压管23b的一次制冷剂加热，而使30℃左右的二次制冷剂的温度上升至65℃左右。另外，如上所述，由于中压水热交换器40内的一次制冷剂与二次制冷剂以对流形式流动，因此，在中压水热交换器40内的第二中压侧分岔流路67b的出口附近，二次制冷剂被高温较高的90℃左右的一次制冷剂有效地加热。接着，经过中压水热交换器40内的第二中压侧分岔流路67b而被升温至65℃左右的二次制冷剂经过第三中压侧分岔流路67c流至制热合流点Y。

[0182] 从制热分岔点X朝向高压侧分岔流路68侧流动的二次制冷剂经由第一高压侧分岔流路68a流入第二高压水热交换器52内的第二高压侧分岔流路68b。在第二高压水热交换器52内的第二高压侧分岔流路68b中流动的二次制冷剂通过如上所述地被经过第四高压管27d的一次制冷剂加热，而使30℃左右的二次制冷剂的温度上升至65℃左右。另外，如上所述，由于第二高压水热交换器52内的一次制冷剂与二次制冷剂以对流形式流动，因此，在第二高压水热交换器52内的第二高压侧分岔流路68b的出口附近，二次制冷剂被温度较高的85℃左右的一次制冷剂有效地加热。接着，经过第二高压水热交换器52内的第二高压侧分岔流路68b而被升温至65℃左右的二次制冷剂经过第三高压侧分岔流路68c流至制热合流点Y。

[0183] 在制热合流点Y上，经过第三中压分岔流路67c而来的二次制冷剂与经过第三高压侧分岔流路68c而来的二次制冷剂合流。另外，控制部11通过调节制热混合阀64的中压侧分岔流路67侧的阀开度和高压侧分岔流路68侧的阀开度，能调节在中压侧分岔流路67侧流动的二次制冷剂的流量和在高压侧分岔流路68侧流动的二次制冷剂的流量。藉此，控制部11通过一边调节在制热回路60中循环的二次制冷剂在中压水热交换器40侧被加热的程度与在第二高压水热交换器52侧被加热的程度的比率，一边调节经过制热泵63的二次制冷剂的流量，来控制成在制热合流点Y上合流的二次制冷剂的温度为暖气片61中所要求的温度。

[0184] 这样，在制热合流点Y上合流的被加热至65℃左右的二次制冷剂经由制热往路管65供给至暖气片61。在制热回路60中，如上所述地使二次制冷剂循环。

[0185] <1-4>供热水回路90的运转

[0186] 控制部11进行供热水泵92的流量控制，以能使90℃左右的热水积存在储热水箱91内。

[0187] 以下，举一个具体例子对供热水用的水的温度分布状态进行说明。

[0188] 自来水流入的储热水箱91的下方的温度较低的水以20℃左右的温度朝向供热水热泵管95流动。

[0189] 经过第一供热水热泵管95a及第二供热水热泵管95b的20℃左右的供热水用的水流入第三高压水热交换器53内的第三供热水热泵管95c。在第三高压水热交换器53内的第三供热水热泵管95c中流动的供热水用的水通过如上所述地被经过第三高压水热交换器53内的第六高压管27f的35℃左右的一次制冷剂加热，而使20℃左右的供热水用的水的温度上升至30℃左右。另外，如上所述，由于第三高压水热交换器53内的一次制冷剂与二次制冷剂以对流形式流动，因此，在第三高压水热交换器53内的第三供热水热泵管95c的出口附近，二次制冷剂被温度较高的35℃左右的一次制冷剂有效地加热。

[0190] 在第三高压水热交换器53中被升温至30℃左右的供热水用的水经过第四供热水热泵管95d流入第一高压水热交换器51内的第五供热水热泵管95e。在第一高压水热交换器51内的第五供热水热泵管95e中流动的供热水用的水通过如上所述地被经过第一高压水热交换器51内的第二高压管27b的90℃左右的一次制冷剂加热，而使30℃左右的供热水用的水的温度上升至90℃左右。另外，如上所述，由于第一高压水热交换器51内的一次制冷剂与二次制冷剂以对流形式流动，因此，在第一高压水热交换器51内的第五供热水热泵管95e的出口附近，二次制冷剂被温度较高的90℃左右的一次制冷剂有效地加热。

[0191] 在第一高压水热交换器51中被加热至90℃左右的供热水用的水经过第六供热水热泵管95f流入储热水箱91的上方。

[0192] 这样，通过使供热水用的水在供热水回路90中循环，就能提高积存在储热水箱91内的供热水用的水的温度。

[0193] <1-5>二次制冷剂温度统一控制

[0194] 如上所述，对于热泵回路10，控制部11控制成能将可对应于制热回路60的制热负载和供热水回路90的供热水负载的热量供给至各回路，并以能将循环效率保持为尽可能良好的方式进行运转。另外，对于制热回路60，具体来说，控制部11进行低级侧压缩机21、高级侧压缩机25及膨胀阀5a等的控制，以使流入中压水热交换器40的一次制冷剂的温度比流入中压水热交换器40的制热用的二次制冷剂的温度高、使流入第二高压水热交换器52的一次制冷剂的温度比流入第二高压水热交换器52的制热用的二次制冷剂的温度高、流入中压水热交换器40的一次制冷剂的温度及流入第二高压水热交换器52的一次制冷剂的温度均比暖气片61中所要求的温度高。

[0195] 接着，控制部11进行控制，以使低级侧压缩机21的目标排出温度比暖气片61中所要求的温度高、从高级侧压缩机25的目标排出温度减去经过第一高压水热交换器51时放出的热之后的温度比暖气片61中所要求的温度高。此外，控制部11进行控制，以在根据蒸发器4的设置环境确定蒸发温度之后使低级侧压缩机21的压缩比和高级侧压缩机25的压缩比为尽可能小的压缩比且相等。为了遵循这些目的，具体来说，控制部11进行热泵回路10的低级侧压缩机21、高级侧压缩机25、膨胀阀5a、注入膨胀阀73、一次旁通膨胀阀5b以及风扇4f的控制。另外，当一次制冷剂的温度过高时，在供进行热交换的制热用的二次制冷剂流动的管内壁面和供进行热交换的供热水用的水流动的管内壁面上可能会出现水锈(热水垢)，因此，控制部11进行控制，以使一次制冷剂的温度为规定的高温限制值以下。

[0196] 在实现尽可能维持上述热泵回路10侧的循环效率良好的运转状态的同时，控制部11还进行二次制冷剂温度统一控制，以使在制热回路60的第三中压侧分岔流路67c中流动的二次制冷剂的温度和在第三高压侧分岔流路68c中流动的二次制冷剂的温度为相同的温度。此外，控制部11不仅进行控制以使在第三中压侧分岔流路67c中流动的二次制冷剂的温度与在第三高压侧分岔流路68c中流动的二次制冷剂的温度统一，还进行控制以使该统一的温度与暖气片61中所要求的温度一致。具体来说，控制部11利用混合比率控制和流量控制来使温度统一成暖气片61中所要求的温度，在上述混合比率控制中，通过控制制热混合阀64的混合比率来调节在中压侧分岔流路67中流动的制热用的二次制冷剂的流量与在高压侧分岔流路68中流动的制热用的二次制冷剂的流量的比率，在上述流量控制中，通过控制制热泵63的流量来调节供给至暖气片61的制热用的二次制冷剂的流量。

[0197] 为了使在第三中压侧分岔流路67c中流动的制热用的二次制冷剂的温度与在第三高压侧分岔流路68c中流动的制热用的二次制冷剂的温度为相同的温度，控制部11进行制热混合阀64的控制，以使中压侧分岔流路温度传感器67T检测到的温度和高压侧分岔流路温度传感器68T检测到的温度中的低温侧的二次制冷剂的流量降低而使高温侧的二次制冷剂的流量增加。藉此，对于低温侧的二次制冷剂，通过降低流量使流速变慢，能增长二次制冷剂在与一次制冷剂进行热交换时从一次制冷剂获得热量的时间，从而使温度上升。相反，对于高温侧的二次制冷剂，通过增加流量使流速变快，能缩短二次制冷剂在与一次制冷剂进行热交换时从一次制冷剂获得热量的时间，从而使温度降低。这样，能使在第三中压侧分岔流路67c中流动的制热用的二次制冷剂的温度与在第三高压侧分岔流路68c中流动的制热用的二次制冷剂的温度之差变小。

[0198] 另外，在此，暖气片61中所要求的温度是指如下所述的具有一定幅度的温度值。

[0199] 在制热回路60中，能通过输入来设定使用者需要的制热用二次制冷剂在暖气片61中的放热量。另外，控制部11对制热混合阀64和制热泵63进行控制，以能确保使用者要求的在暖气片61中的放热量。具体来说，作为确保暖气片61中所要求的放热量的控制，有在使经过制热泵63的制热用的二次制冷剂的流量增大的同时将制热用的二次制冷剂的温度抑制得较低的情况，和在使经过制热泵63的制热用的二次制冷剂的流量减少的同时升高制热用的二次制冷剂的温度的情况等。即，在确保相同的热量的情况下，在使制热泵
63的流量增大到某个值时制热用的二次制冷剂所需达到的温度比在使制热泵63的流量减少到比上述某个值小时制热用的二次制冷剂所需达到的温度低。相反，在确保相同的热量的情况下，在使制热泵63的流量减少到另一个值时制热用的二次制冷剂所需达到的温度比在使制热泵63的流量增加到比上述另一个值大时制热用的二次制冷剂所需达到的温度高。而且，为了使设置有暖气片61的周围空间的空气升温，需要使供给至暖气片61的二次制冷剂的温度比暖气片61的周围温度(由暖气片温度传感器61T检测到的温度)高。暖气片61中所要求的温度是如上所述比由暖气片温度传感器61T检测到的温度高的温度，且具有与能确保暖气片61中所要求的放热量的流量范围相对应的温度幅度。另外，还可以通过反映暖气片61自身的放热性能来限定温度幅度。

[0200] 在制热往路管65中朝向暖气片61流动的制热用的二次制冷剂的温度是在中压侧分岔流路67中流动而来的制热用的二次制冷剂与在高压侧分岔流路68中流动而来的制热用的二次制冷剂在制热合流点Y上合流后的温度。

[0201] 因此，当在第三中压侧分岔流路67c中流动的二次制冷剂的温度与在第三高压侧分岔流路68c中流动的二次制冷剂的温度为相同的温度时，在制热合流点Y上合流后的二次制冷剂的温度也与合流前的温度为相同的温度，其成为向暖气片61供给的制热用的二次制冷剂的温度。

[0202] (热量增大处理)

[0203] 在进行上述二次制冷剂温度统一控制的同时，由二次制冷剂温度统一控制统一后的温度不足暖气片61中所要求的温度时，控制部11进行使制热泵63的流量降低的热量增大控制。

[0204] 藉此，能使在中压侧分岔流路67中流动的二次制冷剂的流速和在高压侧分岔流路68中流动的二次制冷剂的流速均降低。从而，能使在中压侧分岔流路67中流动的二次制冷剂从一次制冷剂获得热量的时间和在高压侧分岔流路68中流动的二次制冷剂从一次制冷剂获得热量的时间均增长。藉此，能使在第三中压侧分岔流路67c中流动的制热用的二次制冷剂的温度和在第三高压侧分岔流路68c中流动的制热用的二次制冷剂的温度统一成暖气片61中所要求的温度，由此能与暖气片61中的热负载对应。

[0205] (热量降低处理)

[0206] 在进行上述二次制冷剂温度统一控制的同时，由二次制冷剂温度统一控制统一后的温度超过暖气片61中所要求的温度时，控制部11进行使制热泵63的流量增加的热量减少控制。

[0207] 藉此，能使在中压侧分岔流路67中流动的二次制冷剂的流速和在高压侧分岔流路68中流动的二次制冷剂的流速均升高。从而，能使在中压侧分岔流路67中流动的二次制冷剂从一次制冷剂获得热量的时间和在高压侧分岔流路68中流动的二次制冷剂从一次制冷剂获得热量的时间均抑制成较短。藉此，能使在第三中压侧分岔流路67c中流动的制热用的二次制冷剂的温度和在第三高压侧分岔流路68c中流动的制热用的二次制冷剂的温度统一成暖气片61中所要求的温度，由此能与暖气片61中的热负载对应。

[0208] <1-6>第一实施方式的特征

[0209] 在第一实施方式的热泵系统1中，控制部11进行控制，以使在第三中压侧分岔流路67c中流动的二次制冷剂的温度与在第三高压侧分岔流路68c中流动的二次制冷剂的温度统一。在此，在第三中压侧分岔流路67c中流动的二次制冷剂及在第三高压侧分岔流路68c中流动的二次制冷剂均在到达暖气片61之前对温度较低的周围放热，并产生放热损耗。然而，在第一实施方式的热泵系统1中，不仅能避免在第三中压侧分岔流路67c中流动的二次制冷剂的温度成为过高的温度，也能避免在第三高压侧分岔流路68c中流动的二次制冷剂的温度成为过高的温度，并将其与周围温度的差异限制得较小。因此，不只是在第三中压侧分岔流路67c中流动的二次制冷剂的温度，在第三高压侧分岔流路68c中流动的二次制冷剂的温度上，也能将向周围的放热损耗限制得较小。

[0210] 而且，控制部11进行控制，以使在第三中压侧分岔流路67c中流动的二次制冷剂的温度和在第三高压侧分岔流路68c中流动的二次制冷剂的温度统一成暖气片61中所要求的温度。因此，不需要通过加热或冷却来进行温度调节，以使在制热合流点Y上合流后的制热用的二次制冷剂的温度成为暖气片61中所要求的温度。藉此，能不需要这种温度调节加热器或冷却器。

[0211] 另外，在第一实施方式的热泵系统1的热泵回路10中，供高级侧压缩机25吸入的一次制冷剂在经过中压水热交换器40时被制热用的二次制冷剂冷却，并被在注入流路70中流动而来的一次制冷剂进一步冷却。因此，能提高高级侧压缩机25吸入的一次制冷剂的密度，并能使热泵回路10的效率提高。

[0212] 而且，制热用的二次制冷剂对被吸入高级侧压缩机25的一次制冷剂进行冷却而得到的热能利用于暖气片61中的制热负载。

[0213] 此外，即使从在高压水热交换器50中流动的一次制冷剂获取了为将供热水用的水升温至所要求的水温而需要的热的情况下，在高压水热交换器50中流动的一次制冷剂的温度仍处于能加热制热用的二次制冷剂的温度范围内。因此，在能使热泵回路10的运转效率良好的范围内，能将在作为高压水热交换器50的一部分的第二高压水热交换器52中流动的一次制冷剂的热有效地利用，以对制热用的二次制冷剂进行加热。藉此，在使热泵回路10的运转效率良好的同时，能有效利用在高压水热交换器50中流动的一次制冷剂的热。

[0214] 此外，例如，若想要在中压水热交换器40中加热后在高压水热交换器50中进一步加热制热用的二次制冷剂或供热水用的水，则由于要流入高压水热交换器50的制热用的二次制冷剂或供热水用的水已经被加热，因此无法充分有效地利用在高压水热交换器50中流动的一次制冷剂所具有的热。即，无法在莫里尔图上充分得到一次制冷剂的放热过程中的焓变。同样地，当想要在高压水热交换器50中加热后在中压水热交换器40中加热制热用的二次制冷剂或供热水用的水时，要流入中压水热交换器40的制热用的二次制冷剂或供热水用的水已经被加热。因此，有时无法充分地利用在中压水热交换器40中流动的一次制冷剂所具有的热，而使得提高多级压缩形式的热泵回路10的运转效率变得困难。

[0215] 与此相对，在第一实施方式的热泵系统1中，在热泵回路10中，对在暖气片61中被冷却的二次制冷剂进行分割，以分成在经过中压侧分岔流路67的同时在中压水热交换器40中进行的加热和在经过高压侧分岔流路68的同时在第二高压水热交换器52中进行的加热。藉此，能将在暖气片61中被冷却后尚未被加热的二次制冷剂供给至中压水热交换器40及第二高压水热交换器52。藉此，在使高级侧压缩机25吸入的一次制冷剂的冷却效果提高的同时，能充分有效地利用在中压管23中流动的一次制冷剂的热。

[0216] <2>第二实施方式

[0217] 如图4所示，第二实施方式的热泵系统201是在第一实施方式的热泵系统1中没有设置一次旁通管80(第十四高压管27n、一次旁通膨胀阀5b、第六低压管20f)，而是使循环的一次制冷剂全部经过一次制冷剂间热交换器8的系统。由于其它结构与上述第一实施方式的结构相同，因此省略其说明。

[0218] 当处于使在热泵回路10中循环的一次制冷剂全部在一次制冷剂间热交换器8中进行热交换也不容易产生能力及效率上的问题的使用环境时，不仅能减少部件数，还不需要控制一次旁通膨胀阀5b。

[0219] <3>第三实施方式

[0220] 如图5所示，第三实施方式的热泵系统301是不进行一次制冷剂向中压管23的注入、而是使在中压管23中流动的一次制冷剂的冷却全部在中压水热交换器40中进行的系统。即，第三实施方式的热泵系统301是在第一实施方式的热泵系统1中没有设置节能热交换器7、注入流路70(注入膨胀阀73、第一注入管72、第二注入管74、第三注入管75、第四注入管76)、第八高压管27h、第九高压管27i、第十高压管27j、第三中压管23e及第四中压管23d，而是设置第三十三中压管323c及第三十八高压管327h的系统。第三十三中压管323c将中压水热交换器40内的第二中压管23b与高级侧压缩机25的吸入侧连接。第三十八高压管327h将第三高压水热交换器53内的第六高压管27f与第四高压点I连接。由于其它结构与上述第一实施方式的结构相同，因此省略其说明。

[0221] 在上述热泵系统301中，能避免高级侧压缩机25吸入的制冷剂被冷却成潮湿状态这样的状态，并能将部件数控制得减少而使回路结构简单化。

[0222] 此外，在上述热泵系统301中，由于没有设置注入流路70，因此，即使经过中压水热交换器40的一次制冷剂的温度因二次制冷剂温度统一控制而过度降低，也能在高级压缩机25吸入的一次制冷剂不会成为潮湿状态的范围内使朝向高压水热交换器50流动的一次制冷剂的量增大。

[0223] <4>第四实施方式

[0224] 如图6所示，第四实施方式的热泵系统401是将向注入流路70侧的分岔配置在节能热交换器7下游侧的系统。即，第四实施方式的热泵系统401是在第一实施方式的热泵系统1中分别设置第四十三高压点4H、第四十七高压管427g、第四十八高压管427h、第四十九高压管427i、第四百十高压管427j，以代替第三高压点H、第七高压管27g、第八高压管27h、第九高压管27i、第十高压管27j的系统。第四十三高压点4H在热泵回路10的一次制冷剂的流动方向上设置在位于节能热交换器7下游侧且位于第四高压点I上游侧的位置，在第四十三高压点4H上分岔出注入流路70。第四十七高压管427g将第三高压水热交换器53内的第六高压管27f与节能热交换器7内的第四十八高压管427h连接。第四十九高压管427i将节能热交换器7内的第四十八高压管427h与第四十三高压点4H连接。第四百十高压管427j将第四十三高压点4H与第四高压点I连接。由于其它结构与上述第一实施方式的结构相同，因此省略其说明。

[0225] 在上述热泵系统401中，与在第一实施方式的热泵系统1的注入流路70中流动的一次制冷剂相比，能使在注入流路70中流动的一次制冷剂的温度处于更低的温度，因此，能使在注入合流点D上的冷却效果提高。

[0226] <5-1>第五实施方式

[0227] 如图7所示，第五实施方式的热泵系统501是从第一实施方式的热泵系统1中去除第三高压水热交换器53的系统。即，第五实施方式的热泵系统501是在第一实施方式的热泵系统1中设置第五十二供热水热泵管595b代替第二供热水热泵管95b、第三供热水热泵管95c、第四供热水热泵管95d，并设置第五十五高压管527e代替第五高压管27e、第六高压管27f、第七高压管27g的系统。在此，不需要在第一实施方式的热泵系统1中所使用的供热水中间温度传感器95T。另外，第五十二供热水热泵管595b将供热水泵92与第一高压水热交换器51内的第五供热水热泵管95e的在供热水用的水的流动上的上游侧端部连接。第五十五高压管527e将第二高压水热交换器52内的第四高压管27d的在一次制冷剂的流动方向上的下游侧端部与第三高压点H连接。由于其它结构与上述第一实施方式的结构相同，因此省略其说明。

[0228] 在上述热泵系统501中，例如，即便是蓄积在储热水箱91内的供热水用的水的温度上升，供热水进水温度传感器94T检测到的供热水用的水的温度比经过第二高压水热交换器52内的第四高压管27d的出口的一次制冷剂的温度高的情况，也不会将朝向第三高压点H流动的一次制冷剂加热，不会将供热水用的水冷却。因此，在供热水负载较小的情况下，也能进行效率较好的运转。

[0229] <5-2>第五实施方式的变形例

[0230] (A)

[0231] 如图8所示，可以在上述第五实施方式的热泵系统501的基础上，在应用第四实施方式中说明的注入流路470的同时，使用上述第五十五高压管527e代替第四十七高压管427g，以形成热泵系统501A。

[0232] 在上述情况下，还能得到与第四实施方式的热泵系统401类似的效果。

[0233] (B)

[0234] 如图9所示，也可以在上述第五实施方式的热泵系统501的基础上，如第三实施方式中所说明的那样去除注入流路70，并将第四高压点I作为上述第五十五高压管527e的连接点，以形成热泵系统501B。

[0235] 在上述情况下，还能得到与第三实施方式的热泵系统301类似的效果。

[0236] (C)

[0237] 如图10所示，也可以从上述第五实施方式的变形例(B)的热泵系统501B中，如第二实施方式所说明的那样去除一次旁通管80，以形成热泵系统501C。

[0238] 在上述情况下，还能得到与第二实施方式的热泵系统201类似的效果。

[0239] <6-1>第六实施方式

[0240] 如图11所示，第六实施方式的热泵系统601是在不具有注入流路70的第三实施方式的热泵系统301的基础上设置气液分离注入流路630的系统。气液分离注入流路630具有分离前气液管631、气液分离器632、分离后液体管633、分离后气体管634、分离后气体管开闭阀635以及气液分离膨胀阀605。分离前气液管631从第三低压点M延伸至气液分离器632上方的气相空间。气液分离器632将从分离前气液管631流入的一次制冷剂分离成处于上方空间的气相区域和处于下方空间的液相区域。分离后液体管633将存在于气液分离器632的液相区域的一次制冷剂引导至气液分离膨胀阀605。在气液分离膨胀阀605中，使经过的一次制冷剂的压力进一步下降。分离后气体管634将存在于气液分离器632的气相区域的一次制冷剂引导至注入合流点D。分离后气体管开闭阀635能在允许分离后气体管634中的一次制冷剂经过的状态与不允许分离后气体管634中的一次制冷剂经过的状态之间切换。由于其它结构与上述第一实施方式的结构相同，因此省略其说明。

[0241] 在上述热泵系统601中，膨胀阀5a和/或一次旁通膨胀阀5b中的一次制冷剂的减压降低至与流过中压管23的一次制冷剂相等的比临界压力低的压力，从而成为气液两相状态。其中，液状的一次制冷剂在气液分离膨胀阀605中降低至在低压管20中流动的一次制冷剂的压力。此外，由于分离后气体管634从气液分离器632的气相区域延伸，因此液态的一次制冷剂不易混入分离后气体管634，在其中流动的是气态的一次制冷剂。藉此，在注入合流点D上与在中压管23中流动的一次制冷剂合流之后，供高级侧压缩机25吸入的一次制冷剂不易成为湿润状态。藉此，不仅能增加高级侧压缩机25吸入的制冷剂密度来提高效率，还能防止在高级侧压缩机25中对液体进行压缩。另外，在膨胀阀5a中的一次制冷剂的减压中，不会下降至在低压管20中流动的一次制冷剂的压力，而只会下降至在中压管23中流动的一次制冷剂的压力的程度。因此，能抑制因在分离后气体管634中流动的一次制冷剂的温度过度降低而可能在高级侧压缩机25中对液体进行压缩的情况。此外，即使经过中压水热交换器40的一次制冷剂的温度因二次制冷剂温度统一控制而过度降低，也能在供高级侧压缩机25吸入的一次制冷剂不会成为湿润状态的范围内使朝向高压水热交换器50流动的一次制冷剂的量增大。

[0242] <6-2>第六实施方式的变形例

[0243] (A)

[0244] 如图12所示，也可以是在上述第六实施方式的热泵系统601中如在第五实施方式中所说明的那样去除第三高压水热交换器53而形成的热泵系统601A。由于其它结构与上述第一实施方式的结构相同，因此省略其说明。

[0245] <7>第七实施方式

[0246] 如图13所示，第七实施方式的热泵系统701是在第一实施方式1的热泵系统1中将注入合流点D的位置改为连接低级侧压缩机21的排出侧与中压水热交换器40内的第二中压管23b的下游侧端部的第一中压管23a的中途即注入合流点7D的系统。由于其它结构与上述第一实施方式的结构相同，因此省略其说明。

[0247] 在上述热泵系统701中，例如，当要在提高高级侧压缩机25的压缩比以使高级侧压缩机25的排出制冷剂温度成为目标温度的同时，以与该高级侧压缩机25的压缩比相等的压缩比使低级侧压缩机25运转来提高驱动效率时，会有低级侧压缩机21的排出制冷剂温度对于在中压水热交换器40中被加热的制热用的二次制冷剂而言过高的情况。即便是这种情况，通过将注入合流点7D设置在第一中压管23a的中途，就能抑制制热用二次制冷剂的温度的过度上升。

[0248] 此外，在上述热泵系统701中，在经过注入流路70而来的一次制冷剂在注入合流点D上合流之后，经过中压水热交换器40后的高级侧压缩机25要吸入的一次制冷剂的温度及压力作为高级吸入压力传感器24P及高级吸入温度传感器24T检测到的值而由控制部11进行把握，从而能进行控制，以抑制高级侧压缩机25吸入的一次制冷剂处于湿润状态。

[0249] <8>第八实施方式

[0250] 如图14所示，第八实施方式的热泵系统801是将第一实施方式的热泵系统1中的节能热交换器7与一次制冷剂间热交换器8的顺序颠倒的系统。即，第八实施方式的热泵系统801是设置位于第三低压点M下游侧的第八十三中压点8H代替第一实施方式的热泵系统1中的第三高压点H，并使注入流路870从该第八十三中压点8H分岔的系统。第八百十高压管827j将第三高压水热交换器53内的第六高压管27f的下游侧端部与第四高压点I连接。第八十七高压管827g将第三低压点M与第八十三中压点8H连接。第八十八高压管827h将第八十三中压点8H与节能热交换器7内的第八十九高压管827i的上游侧端部连接。由于其它结构与上述第一实施方式的结构相同，因此省略其说明。

[0251] 在上述热泵系统801中，在一次制冷剂间热交换器8中，能利用被节能热交换器7冷却前的比较热的一次制冷剂对供低级侧压缩机21吸入的一次制冷剂进行加热。藉此，即使经过中压水热交换器40的一次制冷剂的温度因二次制冷剂温度统一控制而过度降低，也能在高级侧压缩机25吸入的一次制冷剂不会成为湿润状态的范围内使朝向高压水热交换器50流动的一次制冷剂的量增大。

[0252] <9>第九实施方式

[0253] 如图15所示，第九实施方式的热泵系统901是在第一实施方式的热泵系统1的第二高压水热交换器52中也对供热水用的水进行加热的系统。即，第九实施方式的热泵系统901是分别设置第九十五上游连接管995x、第九十五供热水热泵管995d及第九十五下游连接管995y代替第一实施方式的热泵系统1中的第四供热水热泵管95d，并设置对经过第九十五上游连接管995x的供热水用的水的温度进行检测的上游连接温度传感器95Tx及对经过第九十五下游连接管995y的供热水用的水的温度进行检测的下游连接温度传感器95Ty的系统。由于其它结构与上述第一实施方式的结构相同，因此省略其说明。

[0254] 在上述热泵系统901中，例如，在第二高压水热交换器52中，由于在第九十五供热水热泵管995d中流动的供热水用的水能吸收从第四高压管27d放出的热中的在第二高压侧分岔流路68b中流动的制热用的二次制冷剂无法完全吸收的热，因此能将从第四高压管27d放出的热的损耗抑制得较小来进行有效利用。此外，由于设有制热用的二次制冷剂和供热水用的水两者同时获取一次制冷剂所拥有的热的部分，因此能使将供热水用的水加热到所要求的水温所需的热交换器的大小紧凑。

[0255] <10>第十实施方式

[0256] 如图16所示，第十实施方式的热泵系统1x是从第一实施方式的热泵系统1中去除供热水回路90而构成的系统。即，第十四实施方式的热泵系统5x是去除第一实施方式的热泵系统1中的第一高压水热交换器51、第三高压水热交换器53和供热水回路90，设置第十四上游高压管127a代替第一高压管27a、第二高压管27b和第三高压管27c，并设置第十四下游高压管127e代替第五高压管27e、第六高压管27f和第七高压管27g的系统。第十四上游高压管127a将高级侧压缩机25的排出侧与第二高压水热交换器52内的第四高压管27d的上游侧端部连接。第十四下游高压管127e将第二高压水热交换器52内的第四高压管27d的下游侧端部与第三高压点H连接。由于其它结构与上述第一实施方式的结构相同，因此省略其说明。

[0257] 在上述热泵系统5x中，即使没有设置供热水回路90，也能获得与上述第一实施方式相同的效果。

[0258] <11-1>第十一实施方式

[0259] 如图17所示，第十一实施方式的热泵系统2x是使第一实施方式的热泵系统1中在供热水回路90中流动的供热水用的水与制热用的二次制冷剂一样，不仅在高压水热交换器50侧与一次制冷剂进行热交换，在中压水热交换器40中也与一次制冷剂进行热交换的系统。即，第十一实施方式的热泵系统2x包括使经过中压水热交换器40的一次制冷剂与供热水用的水彼此进行热交换的第二中压水热交换器153。第二分岔供热水热泵管195b在第二供热水热泵管95b的中途分岔之后，延伸至第二中压水热交换器153的下游侧端部。在第二中压水热交换器153中，使经由第二分岔供热水热泵管195b流入第三分岔供热水热泵管195c的供热水用的水与经过中压水热交换器40后流入作为第三中压管23c的一部分的第十一中压管123c的一次制冷剂彼此进行热交换。经过第二中压水热交换器153内的第三分岔供热水热泵管195c的供热水用的水通过第四分岔供热水热泵管195d流至分岔供热水混合阀193，并与经过第四供热水热泵管95d而来的供热水用的水合流。在分岔供热水混合阀193中合流的供热水用的水通过合流供热水连通管196流入第一高压水热交换器
51内的第五供热水热泵管95e。由于其它结构与上述第一实施方式的结构相同，因此省略其说明。

[0260] 在上述热泵系统2x中，例如，当从储热水箱91朝热泵回路10侧流出的供热水用的水的温度处于与自来水的温度即常温接近的状态时，会有以下情况：即使是在经过中压水热交换器40内的第二中压管23b的同时被冷却之后的一次制冷剂，只要是在高级侧压缩机25不会对液态进行压缩的范围内，则其进一步冷却就能使效率提高。在这种情况下，在第十一实施方式的热泵系统2x中，不仅能在高压水热交换器50侧对供热水用的冷水进行加热，还能利用在中压水热交换器40的下游侧与高级侧压缩机25的吸入侧之间流动的一次制冷剂的热来对供热水用的冷水进行加热。

[0261] 通过这样，即使存在因上述二次制冷剂温度统一控制而使热泵回路10的循环效率稍微变差这样的情况，控制部11也能通过进一步控制分岔供热水混合阀193来调节第四分岔供热水热泵管195d的流量和第四供热水热泵管95d的流量，而将热泵回路10的循环效率的变差抑制得较小。

[0262] 例如，在制热回路60的中压侧分岔流路67的流量因上述二次制冷剂温度统一控制而减少、从而使热泵回路10的循环效率稍微变差的情况下，控制部11通过控制分岔供热水混合阀193来使第四分岔供热水热泵管195d的流量增大，能将热泵回路10的循环效率的变差抑制得较小。

[0263] <11-2>第十一实施方式的变形例

[0264] (A)

[0265] 在上述第十一实施方式的热泵系统2x中，举例说明了以下情况：在一次制冷剂从低级侧压缩机21朝向高级侧压缩机25流动的中压管23中，不仅进行一次制冷剂与制热用的二次制冷剂之间的热交换(中压水热交换器40)，还进行一次制冷剂与供热水用的水之间的热交换(第二中压水热交换器153)。

[0266] 但是，本发明不局限于此，也可以是能在不改变本发明的思想的范围内进行以下热交换的热泵系统。

[0267] 例如，也可以采用以下方式：在一次制冷剂从低级侧压缩机21朝向高级侧压缩机25流动的中压管23中，像第一实施方式的高压水热交换器50中的一次制冷剂与制热用的二次制冷剂及供热水用的水之间的热交换那样，在三处地方进行热交换。在这种情况下，较为理想的是，与高压水热交换器50一样，使供热水用的水与在中压管23中流动的一次制冷剂的热交换在制热用的二次制冷剂与一次制冷剂进行热交换的上游侧和下游侧这两个地方分开进行。

[0268] (B)

[0269] 此外，对于供热水用的水，也可以不进行高压水热交换器50中的与一次制冷剂的热交换，而是在一次制冷剂从低级侧压缩机21朝向高级侧压缩机25流动的中压管23中进行热交换。

[0270] <12>第十二实施方式

[0271] 如图18所示，第十二实施方式的热泵系统3x是在第一实施方式的热泵系统1的基础上，在制热回路60中设置了旁通流路的系统。即，第十二实施方式的热泵系统3x是在第一实施方式的热泵系统1的制热回路60中进一步设置连接制热返路管66的中途的制热旁通分岔点Z与制热合流点Y的制热旁通流路69，并设置第十二制热混合阀164代替第一实施方式中的制热混合阀64的系统。在第十二制热混合阀164中，根据控制部11的指示来调节从制热旁通流路69流动而来的在暖气片61中刚结束放热的冷的制热用的二次制冷剂、经由中压侧分岔流路67流动而来的被加热后的制热用的二次制冷剂、经由高压侧分岔流路68流动而来的被加热后的制热用的二次制冷剂的混合比率。由于其它结构与上述第一实施方式的结构相同，因此省略其说明。

[0272] 在上述第一实施方式的热泵系统1中，会有以下情况：即使进行了上述二次制冷剂温度统一控制，并进行了热量减少处理后，仍有超过暖气片61中所要求的热量的热量流向暖气片61。在第十二实施方式的热泵系统3x中，即使在如上所述的对暖气片61施加的热量将要变得过剩的状况下，控制部11也能通过操作第十二制热混合阀164来对制热旁通流路69中朝向制热合流点Y流动而来的制热用二次制冷剂的流量进行调节。藉此，能使温度超过暖气片61中所要求的温度的二次制冷剂与在暖气片61中结束放热之后温度不足暖气片61中所要求的温度的二次制冷剂混合。在第十二制热混合阀164中，控制部11通过调节它们的混合比率来进行调节，以使混合后的二次制冷剂的温度成为暖气片61中所要求的温度。

[0273] 藉此，不仅能抑制高级侧压缩机25对液体进行压缩，还能对暖气片61供给暖气片61中所要求的温度的二次制冷剂。

[0274] <13>第十三实施方式

[0275] 如图19所示，第十三实施方式的热泵系统4x是在第一实施方式的热泵系统1中，构成为使节能热交换器7及第三高压点H处于第三低压点与分岔成向一次制冷剂间热交换器8的流动和向一次旁通管80的流动的部分之间的系统。即，第十三实施方式的热泵系统4x是将第一实施方式的热泵系统1中的第四高压点I改为位于第三高压点H的上游侧且比第三高压水热交换器53更靠下游侧的第十三高压点13I的、包括第十三一次旁通管80x及第十三注入流路70x的系统。第七高压管127g将第三高压水热交换器53内的第六高压管27f的下游侧端部与第十三高压点13I连接。旁通上游节能高压管127n将第十三高压点13I与第三高压点H连接。旁通下游节能高压管127j将节能热交换器7内的第九高压管27i的下游侧端部与一次旁通膨胀阀5b彼此连接。由于其它结构与上述第一实施方式的结构相同，因此省略其说明。

[0276] 在上述热泵系统3x中，例如，由于将朝向膨胀阀5a流动的一次制冷剂分成通过节能热交换器7进行冷却的流路和通过一次制冷剂间热交换器8进行冷却的流路，因此能对用哪个流路使一次制冷剂冷却到何种程度进行调节。

[0277] <14>能适用于上述各实施方式的变形例

[0278] 在上述第一实施方式至第十三实施方式中，对各热泵系统进行了具体说明。但是，本发明不局限于此，在不改变发明的思想的范围内使各实施方式的热泵系统成为如下所述形态的热泵系统也包括在本发明中。

[0279] <14-1>

[0280] 在上述各实施方式中，举例说明了使用二氧化碳作为一次制冷剂的情况。

[0281] 但是，在上述任一实施方式中，均可以采用二氧化碳之外的制冷剂即乙烯、乙烷或氮氧化物等作为一次制冷剂。此时，作为所采用的制冷剂，较为理想的是，使用高级侧压缩机25的排出制冷剂压力超过临界压力且能将各压缩机的驱动力抑制得较小的制冷剂。

[0282] <14-2>

[0283] 在上述各实施方式中，举例说明了在制热回路60中使作为二次制冷剂的水循环的情况。

[0284] 但是，在上述任一实施方式中，二次制冷剂不局限于水，也可以使用作为其它热介质的盐水等。

[0285] <14-3>

[0286] 在上述各实施方式中，举例说明了分别设有低级侧压缩机21和高级侧压缩机25的情况。

[0287] 但是，在上述任一实施方式中，也可以设置在低级侧压缩机21和高级侧压缩机25中采用共用的驱动轴、即所谓的一轴两级或一轴多级型的压缩机构。此时，通过在各压缩机构中设置180度的相位差，能提高驱动效率。

[0288] <14-4>

[0289] 在上述各实施方式中，举例说明了将低级侧压缩机21与高级侧压缩机25串联连接的情况。

[0290] 但是，也可以在上述任一实施方式中，采用将三个以上的压缩机构串联连接的形态。此时，也可以使用在各压缩机构之间流动的一次制冷剂的热来进行热负载处理。此外，压缩机构只要设置两个以上的串联连接回路即可，可以进一步并联或是串联设置其它的压缩机构。

[0291] <14-5>

[0292] 在上述各实施方式中，举例说明了以使在制热回路60的中压侧分岔流路67及高压侧分岔流路68中流动的二次制冷剂的温度与暖气片61中所要求的温度一致的方式进行控制的情况。

[0293] 但是，也可以在上述任一实施方式中，使热泵回路10中的循环效率的最优化绝对优先于暖气片61中所要求的热量供给。在这种情况下，会产生为了良好地维持热泵回路10的循环效率而使得热量向暖气片61的供给不足的情况。此时，也可以如图20所示，采用在从制热回路60的包括第三高压侧分岔流路68c的下游侧或包括第三中压侧分岔流路67c的下游侧至暖气片61之间具有用于对经过的制热用的二次制冷剂进行加热的外部热源部60A的热泵系统5x。此时，即使出现蒸发器4的设置环境的变化、制热负载的变化或供热水负载的变化，为了良好地维持热泵回路10的循环效率而无法与制热负载相对应，也能在良好地维持热泵回路10的循环效率的同时，与制热负载相对应。既可以将与上述外部热源部
60A相同的热供给部只设置在供热水回路90中，也可以将其设置在制热回路60及供热水回路90两者中。

[0294] 此外，可能会产生为了良好地维持热泵回路10的循环效率而使得热量向暖气片61的供给过剩的情况。此时，也可以如图21所示，采用在从制热回路60的包括第三高压侧分岔流路68c的下游侧或包括第三中压侧分岔流路67c的下游侧至暖气片61之间具有用于对经过的制热用的二次制冷剂进行冷却的外部冷却源部60B的热泵系统6x。作为上述外部冷却源部60B，例如也可以利用供水分岔阀94B及供水分岔流路194对供外部的常温的自来水流动的供水管94的一部分设旁路，并通过使常温的自来水与在制热往路管65中流动的制热用的二次制冷剂彼此进行热交换，来进行在制热往路管65中流动的二次制冷剂的冷却。此时，即使出现蒸发器4的设置环境的变化、制热负载的变化或供热水负载的变化，为了良好地维持热泵回路10的循环效率而无法与制热负载相对应，也能在良好地维持热泵回路10的循环效率的同时，与制热负载相对应。另外，在使用供水分岔阀94B的情况下，通过将热泵回路10对制热回路60的二次制冷剂过度施加的热作为供热水用的热予以回收，还能提高作为热泵系统的效率。既可以将与上述外部冷却源部60B相同的热供给部只设置在供热水回路90中，也可以将其设置在制热回路60及供热水回路90两者中。

[0295] <14-6>

[0296] 在上述各实施方式中，举例说明了制热回路60的暖气片61中所要求的温度、供热水回路90中流入储热水容器91的在第六供热水热泵管95f中流动的供热水用的水所要求的温度与在热泵回路10的中压水热交换器40或高压水热交换器50中流动的一次制冷剂的温度之间的关系没有特别限定的情况。

[0297] 但是，也可以在上述任一实施方式中，使控制部11对膨胀阀5a的阀开度、低级侧压缩机21的驱动频率或高级侧压缩机25的驱动频率等进行控制以使在中压水热交换器40中流动的一次制冷剂的温度超过制热回路60的暖气片61中所要求的温度，并在以此为前提的条件下，实现热泵回路10的循环效率的提高。在这种情况下，制热回路60能只利用在中压水热交换器40侧即中压侧分岔流路67一侧流动的二次制冷剂获得的热来产生暖气片61中所要求的温度的二次制冷剂。

[0298] <14-7>

[0299] 在上述各实施方式中，举例说明了为提高热泵回路10的循环效率而使低级侧压缩机21的压缩比与高级侧压缩机25的压缩比相等的情况。

[0300] 但是，在上述任一实施方式中，未必要局限于低级侧压缩机21的压缩比与高级侧压缩机25的压缩比相同的情况，例如，也包括控制成使两者的压缩比之差变小的情况。

[0301] <14-8>

[0302] 例如，在进行上述实施方式中说明的二次制冷剂温度统一控制的情况下，当被统一的温度超过暖气片61中所要求的温度时，控制部11有时会控制成增加制热泵63的流量来缩短能进行热交换的时间。但是，一旦如上所述控制成增加制热泵63的流量，则中压水热交换器40中的一次制冷剂会被进一步冷却，因此，可能会使高级侧压缩机25吸入的一次制冷剂的过热度减小或处于潮湿状态。

[0303] 在这种情况下，控制部11例如可以不改变低级侧压缩机21的目标排出温度，也不改变高级侧压缩机25的目标排出温度，而是进行使低级侧压缩机21吸入的一次制冷剂的过热度增大的低级吸入过热度控制。

[0304] 例如，如图22的莫里尔图中的虚线所示，进行热泵回路10的循环，而使制热泵63的流量增加。在此，控制部11通过进行低级吸入过热度控制，在不改变低级侧压缩机21的目标排出温度、也不改变高级侧压缩机25的目标排出温度的情况下，使低级侧压缩机21吸入的一次制冷剂的过热度增大。藉此，可如图22的莫里尔图中的实线所示进行热泵回路10的循环。在此，在图22的莫里尔图中，在高级侧压缩机25吸入一次制冷剂的点上，虚线的循环与实线的循环相比较，实线的循环朝远离饱和蒸汽线的方向移动，过热度增大。藉此，虽然低级侧压缩机21的吸入制冷剂密度略微减小，但是，即使因制热负载的增大等周围条件的变化而使高级侧压缩机25吸入的一次制冷剂的过热度变小，高级侧压缩机25吸入的一次制冷剂的状态也会因朝远离饱和蒸汽线的方向移动而处于过热度增大的状态。因此，在高级侧压缩机25中不易产生对液体进行压缩的情况。此外，即使如上所述进行图22的莫里尔线中实线表示的循环，低级侧压缩机21的目标排出温度及高级侧压缩机25的目标排出温度也不发生改变。因此，还能充分进行利用中压水热交换器40中的热交换进行的制热用二次制冷剂的加热及利用高压水热交换器50中的热交换进行的制热用二次制冷剂的加热。此外，由于能同时减小低级侧压缩机21的压缩比及高级侧压缩机25的压缩比，因此还能使热泵回路10的效率提高。

[0305] 另外，例如，在上述实施方式及变形例所示的热泵系统中的具有一次旁通管80及一次旁通膨胀阀5b的热泵回路10中，上述低级吸入过热度控制通过控制部11对该一次旁通膨胀阀5b的阀开度进行控制而能调节一次制冷剂间热交换器8中的热交换的程度。这样，就能调节低级侧压缩机21吸入的一次制冷剂的过热度。

[0306] <14-9>

[0307] 在上述各实施方式中，举例说明了低级侧压缩机21的目标排出温度与高级侧压缩机25的目标排出温度相同的情况等。

[0308] 但是，也可以在上述任一实施方式中，使控制部11对低级侧压缩机21的驱动频率、高级侧压缩机25的驱动频率及膨胀阀5a的阀开度等进行控制，以使低级侧压缩机21的目标排出温度与高级侧压缩机25的目标排出温度不同。此时，也可以进行使低级侧压缩机21的目标排出温度降低的低级排出温度降低控制。

[0309] 例如，如图23的莫里尔图中的虚线所示，进行热泵回路10的循环，而使制热泵63的流量增加。在此，控制部11通过进行低级排出温度降低控制，来使低级侧压缩机21的目标排出温度下降，从而在不改变高级侧压缩机25的目标排出温度的情况下，使在中压水热交换器40内流动的制热用的二次制冷剂的流量下降，与此同时，使在第二高压水热交换器52中流动的制热用的二次制冷剂的流量增加。在此，将低级侧压缩机21的目标排出温度设置成不在制热回路60的暖气片61中所要求的温度以下，例如，设置为65℃。藉此，可如图
23的莫里尔图中的实线所示进行热泵回路10的循环。在此，在图23的莫里尔图中，在高级侧压缩机25吸入一次制冷剂的点上，虚线的循环与实线的循环相比较，实线的循环更朝远离饱和蒸汽线的方向移动，过热度增大。藉此，即使因制热泵63的流量增大而使高级侧压缩机25吸入的一次制冷剂的过热度变小，由于高级侧压缩机25吸入的一次制冷剂的状态因朝远离饱和蒸汽线的方向移动而处于过热度增大的状态，因此在高级侧压缩机25中也不易产生对液体进行压缩的情况。此外，即使如上所述进行图23的莫里尔线中实线表示的循环，高级侧压缩机25的目标排出温度也不发生改变。此外，虽然低级侧压缩机21的目标排出温度下降，但由于经过中压水热交换器40的制热用的二次制冷剂的流量也同样下降，因此能维持可与负载对应的状况。此外，由于能同时减小低级侧压缩机21的压缩比及高级侧压缩机25的压缩比，因此能使热泵回路10的效率提高。

[0310] 另外，能通过控制部11对例如膨胀阀5a的阀开度、低级侧压缩机21的驱动频率及高级侧压缩机25的驱动频率等进行控制来实现上述低级排出温度降低控制。

[0311] <14-10>

[0312] 在上述各实施方式中，举例说明了热泵系统所使用的暖气片61的周围温度环境的条件没有特别限定的情况。

[0313] 但是，也可以在上述任一实施方式中，将在暖气片61中放热后的二次制冷剂的温度处于作为一次制冷剂的二氧化碳的临界温度与比临界温度低5度左右的较低温度之间的温度范围条件这样的条件限定为热泵系统的使用环境条件。

[0314] 当在这种使用环境下使用热泵系统时，能与温度低于作为一次制冷剂的二氧化碳的临界温度的热负载对应地使用。因此，能在高压水热交换器50中进行处于超过临界压力状态的一次制冷剂与温度比临界温度低的二次制冷剂之间的热交换，能在莫里尔图上的一次制冷剂的等温线的倾斜趋缓的区域内进行放热处理。因此，能进行使一次制冷剂的放热过程开始与放热过程结束之间的焓差增大的运转。

[0315] <14-11>

[0316] 在上述各实施方式中，以控制部11基于中压侧分岔流路温度传感器67T及高压侧分岔流路温度传感器68T检测到的温度来进行制热混合阀64或制热泵63的流量控制、即使无法把握制热回路60的第三中压侧分岔流路67c及第三高压侧分岔流路68c中的二次制冷剂的流量也没有关系的系统为例进行了说明。

[0317] 但是，也可以在上述任一实施方式中，如图24所示，采用分别设置对在中压侧分岔流路67中流动的制热用的二次制冷剂的流量进行把握的中压侧分岔流路流量计67Q和对在高压侧分岔流路68中流动的制热用的二次制冷剂的流量进行把握的高压侧分岔流路流量计68Q来代替中压侧分岔流路温度传感器67T及高压侧分岔流路温度传感器68T的热泵系统7x。

[0318] 在上述热泵系统7x中，控制部11基于中压侧分岔流路流量计67Q所把握的流量及高压侧分岔流路流量计68Q所把握的流量，来对制热混合阀64和/或制热泵63的流量进行控制，以使在第三中压侧分岔流路67c中流动的制热用的二次制冷剂的温度与在第三高压侧分岔流路68c中流动的制热用的二次制冷剂的温度之差变小。另外，也可以使控制部11进行控制，以使在第三中压侧分岔流路67c中流动的制热用的二次制冷剂的温度与在第三高压侧分岔流路68c中流动的制热用的二次制冷剂的温度成为相同温度。

[0319] 控制部11通过中压温度传感器23T来把握在中压水热交换器40中流动的一次制冷剂的温度，并通过低级侧压缩机21的驱动频率、中压温度传感器23T的检测温度及高级吸入压力传感器24P的检测压力来把握在中压水热交换器40中流动的一次制冷剂的流量。此外，控制部11通过制热返路温度传感器66T检测到的温度来把握经过第一中压侧分岔流路67a的制热用的二次制冷剂的温度。控制部11还通过中压侧分岔流路流量计67Q来把握在中压侧分岔流路67中流动的二次制冷剂的流量。藉此，控制部11基于中压水热交换器
40中的一次制冷剂与制热用的二次制冷剂之间的温度差及各流量，来计算出制热用的二次制冷剂所获得的热量，从而计算出预想作为经过第三中压侧分岔流路67c的制热用的二次制冷剂的温度的值。

[0320] 控制部11根据高压温度传感器27T、高压压力传感器27P及高级侧压缩机25的驱动频率等和供热水中间温度传感器95T及供热水泵92的流量等，来把握在第二高压水热交换器52中流动的一次制冷剂的温度及流量。此外，控制部11通过制热返路温度传感器66T检测到的温度来把握经过第一高压侧分岔流路68a的制热用的二次制冷剂的温度。控制部11还通过高压侧分岔流路流量计68Q来把握在高压侧分岔流路68中流动的二次制冷剂的流量。藉此，控制部11基于第二高压水热交换器52中的一次制冷剂与制热用的二次制冷剂之间的温度差及各流量，来计算出制热用的二次制冷剂所获得的热量，从而计算出预想作为经过第三高压侧分岔流路68c的制热用的二次制冷剂的温度的值。

[0321] 控制部11对制热混合阀64和/或制热泵63进行控制，以使如上所述计算出的经过第三中压侧分岔流路67c的制热用的二次制冷剂的温度与经过第三高压侧分岔流路68c的制热用的二次制冷剂的温度之差变小。至于此处的使用所计算出的经过第三中压侧分岔流路67c的制热用的二次制冷剂的温度和经过第三高压侧分岔流路68c的制热用的二次制冷剂的温度的具体控制内容，则与在上述实施方式中说明的内容相同。

[0322] 这样，即便是没有设置中压侧分岔流路温度传感器67T及高压侧分岔流路温度传感器68T的热泵系统7x，也能使经过第三中压侧分岔流路67c的制热用的二次制冷剂的温度与经过第三高压侧分岔流路68c的制热用的二次制冷剂的温度之差变小。

[0323] <14-12>

[0324] 另外，如图25所示，也可以是设置往路管流量计65Q而不是如上述变形例<14-11>中说明的那样设置高压侧分岔流路流量计68Q的热泵系统8x。

[0325] 往路管流量计65Q能把握经过制热往路管65的制热用的二次制冷剂的流量。即使利用上述中压侧分岔流路流量计67Q及往路管流量计65Q，通过从往路管流量计65Q所能把握的制热往路管65的流量减去中压侧分岔流路流量计67Q所把握的流量，就能把握在高压侧分岔流路68中流动的制热用的二次制冷剂的流量。其它的控制方法及计算方法可与上述变形例<14-11>相同。

[0326] 此外，往路管流量计65Q也可以不用来代替高压侧分岔流路流量计68Q，而是为代替设置低压侧分岔流路流量计67Q而设。

[0327] <14-13>

[0328] 另外，如图26所示，也可以是设置往路管温度传感器65T来代替在上述各实施方式中说明的高压侧分岔流路温度传感器68T的热泵系统9x。

[0329] 往路管温度传感器65T能把握经过制热往路管65的制热用的二次制冷剂的温度。即便利用上述中压侧分岔流路温度传感器67T及往路管温度传感器65T，通过根据往路管温度传感器65T所能把握的制热往路管65的温度来计算出在制热往路管65中流动的制热用的二次制冷剂所拥有的热量，并减去根据中压侧分岔流路温度传感器67T把握的温度而获得的在中压侧分岔流路67中流动的制热用的二次制冷剂所拥有的热量，就能把握在高压侧分岔流路68中流动的制热用的二次制冷剂的热量。此外，当能把握在高压侧分岔流路
68中流动的制热用的二次制冷剂的流量时，能根据如上所述把握的在高压侧分岔流路68中流动的制热用的二次制冷剂的热量来把握在高压侧分岔流路68中流动的二次制冷剂的温度。至于像这样把握了在中压侧分岔流路67中流动的制热用的二次制冷剂的温度和在高压侧分岔流路68中流动的制热用的二次制冷剂的温度之后的控制，则可与在上述各实施方式中说明的内容相同。

[0330] 此外，往路管温度传感器65T也可以不用来代替高压侧分岔流路温度传感器68T，而是为代替设置低压侧分岔流路温度传感器67T而设。

[0331] 另外，在如上所述那样设有往路管温度传感器65T的情况下，控制部11可以对制热混合阀64和制热泵63进行控制，以使往路管温度传感器65T检测到的制热用的二次制冷剂的温度与其它的温度传感器(例如中压侧分岔流路温度传感器67T)所把握的制热用的二次制冷剂的温度之差变小。即便是这种情况，也能得到与上述各实施方式相同的效果。

[0332] <14-14>

[0333] 在上述各实施方式中，举例说明了在二次制冷剂温度统一控制中使在第三中压侧分岔流路67c及第三高压侧分岔流路68c中流动的二次制冷剂的温度统一的情况。

[0334] 但是，本发明在上述任一实施方式中均不局限于完全统一成相同的温度的情况，也可以是只使在第三中压侧分岔流路67c中流动的二次制冷剂的温度与在第三高压侧分岔流路68c中流动的二次制冷剂的温度之差变小的控制。

[0335] 此外，也可以不使在第三中压侧分岔流路67c中流动的二次制冷剂的温度与在第三高压侧分岔流路68c中流动的二次制冷剂的温度之差变小，而是进行控制，以满足该温度差为规定值以下的条件。

[0336] <14-15>

[0337] 在上述各实施方式中，举例说明了在进行二次制冷剂温度统一控制时对制热混合阀64中的流量比率进行控制的情况。

[0338] 但是，在上述任一实施方式中，均不局限于利用制热混合阀64中的流量比率的控制来使在第三中压侧分岔流路67c中流动的制热用的二次制冷剂的温度与在第三高压侧分岔流路68c中流动的制热用的二次制冷剂的温度之差变小这样的控制，例如，本发明也包括控制部11通过使制热泵63的流量增加或是使制热泵63的流量降低来使在第三中压侧分岔流路67c中流动的制热用的二次制冷剂的温度与在第三高压侧分岔流路68c中流动的制热用的二次制冷剂的温度之差变小的情况。

[0339] 例如，若在第三高压侧分岔流路68c中流动的二次制冷剂的温度比在第三中压侧分岔流路67c中流动的二次制冷剂的温度低，且在第二高压水热交换器52中进行热交换的一次制冷剂与制热用的二次制冷剂的温度差比在中压水热交换器40中进行热交换的一次制冷剂与制热用的二次制冷剂的温度差大，则控制部11通过进行降低制热泵63的流量的控制，还能减小温度差。这是因为以下缘故：此时，虽然因降低制热泵63的流量而使在任意一个热交换器中从一次制冷剂获得热量的时间均变长，但在该时间变长引起的温度上升方面，效果较大的是经过一次制冷剂与二次制冷剂的温度差较大的第二高压水热交换器52一侧的制热用的二次制冷剂。

[0340] 此外，若在第三高压侧分岔流路68c中流动的二次制冷剂的温度比在第三中压侧分岔流路67c中流动的二次制冷剂的温度高，且在第二高压水热交换器52中进行热交换的一次制冷剂与制热用的二次制冷剂的温度差比在中压水热交换器40中进行热交换的一次制冷剂与制热用的二次制冷剂的温度差大，则控制部11通过进行增加制热泵63的流量的控制，还能减小温度差。这是因为以下缘故：此时，虽然因增加制热泵63的流量而使在任意一个热交换器中从一次制冷剂获得热量的时间均变短，但在该时间变短引起的温度下降方面，效果较大的是经过一次制冷剂与二次制冷剂的温度差较大的第二高压水热交换器52一侧的制热用的二次制冷剂。

[0341] 此外，若在第三高压侧分岔流路68c中流动的二次制冷剂的温度比在第三中压侧分岔流路67c中流动的二次制冷剂的温度低，且在第二高压水热交换器52中进行热交换的一次制冷剂与制热用的二次制冷剂的温度差比在中压水热交换器40中进行热交换的一次制冷剂与制热用的二次制冷剂的温度差小，则控制部11通过进行增加制热泵63的流量的控制，还能减小温度差。这是因为以下缘故：此时，虽然因增加制热泵63的流量而使在任意一个热交换器中从一次制冷剂获得热量的时间均变短，但在该时间变短引起的温度下降方面，效果较大的是经过一次制冷剂与二次制冷剂的温度差较大的中压水热交换器40一侧的制热用的二次制冷剂。

[0342] 此外，若在第三高压侧分岔流路68c中流动的二次制冷剂的温度比在第三中压侧分岔流路67c中流动的二次制冷剂的温度高，且在第二高压水热交换器52中进行热交换的一次制冷剂与制热用的二次制冷剂的温度差比在中压水热交换器40中进行热交换的一次制冷剂与制热用的二次制冷剂的温度差小，则控制部11通过进行降低制热泵63的流量的控制，还能减小温度差。这是因为以下缘故：此时，虽然因降低制热泵63的流量而使在任意一个热交换器中从一次制冷剂获得热量的时间均变长，但在该时间变长引起的温度上升方面，效果较大的是经过一次制冷剂与二次制冷剂的温度差较大的中压水热交换器40一侧的制热用的二次制冷剂。

[0343] <14-16>

[0344] 在上述各实施方式中，举例说明了没有特别地针对在中压水热交换器40中流动的一次制冷剂的温度与在第二高压水热交换器52中流动的一次制冷剂的温度之间的关系进行控制的情况。

[0345] 但是，在上述任一实施方式中，例如，也可以使控制部11对供热水泵92进行控制，从而通过调节经过第一高压水热交换器51的供热水用的水的流量来调节流入第二高压水热交换器52的一次制冷剂的温度，以使其与流入中压水热交换器40的一次制冷剂的温度接近。

[0346] 例如，在将高级侧压缩机25的目标排出温度设定得比低级侧压缩机21的目标排出温度高的情况下，若不降低从高级侧压缩机25排出的一次制冷剂的温度，就无法使中压水热交换器40的一次制冷剂的入口温度与第二高压水热交换器52的一次制冷剂的入口温度接近。在这种情况下，控制部11可以基于供热水中间温度传感器95T检测到的温度对供热水泵92进行控制，以供给在第一高压水热交换器51中使一次制冷剂冷却所需的供热水用的水。

[0347] 在这种情况下，相当于制热用的二次制冷剂的出口侧的中压水热交换器40的一次制冷剂的入口附近的温度和相当于制热用的二次制冷剂的出口的第二高压水热交换器52的一次制冷剂的入口附近的温度为相近的值，因此，容易使在第三中压侧分岔流路67c中流动的制热用的二次制冷剂的温度与在第三高压侧分岔流路68c中流动的制热用的二次制冷剂的温度接近。例如，在使制热泵63的流量降低这样的情况下，温度的统一变得更为容易。此外，由于容易使在第三中压侧分岔流路67c中流动的制热用的二次制冷剂的温度与在第三高压侧分岔流路68c中流动的制热用的二次制冷剂的温度接近，因此能将因二次制冷剂温度统一控制而引起的热泵回路10中的循环效率的变差程度抑制得较低。

[0348] <14-17>

[0349] 在上述各实施方式中，举例说明了没有特别明示热泵回路10侧的控制的情况。

[0350] 然而，虽然进行制热回路60中的二次制冷剂温度统一控制会使运转状况改变，但有时也能抑制热泵回路10循环效率的变差或改善热泵回路10的循环效率。

[0351] 在此，例如，如图27的莫里尔图所示，在为与制热负载对应而升高低级侧压缩机21的目标排出温度的情况下，低级侧压缩机21中的压缩比有变大的倾向(参照从虚线向点划线的变化)。此外，随之，想使压缩比一致的高级侧压缩机25的压缩比也会变大。因此，会使所需驱动力增大，从而使得消耗能量增大。

[0352] 对此，例如，如图28的莫里尔图所示，控制部11也可以使运转状况从虚线的循环改变为实线的循环(参照从虚线向实线的变化)。即，当低级侧压缩机21的目标排出温度上升时，也可以进行使低级侧压缩机21吸入的一次制冷剂的过热度变大的低级吸入过热度控制。藉此，能将为实现低级侧压缩机21的目标排出温度所需要的低级侧压缩机21的压缩比抑制得较小。随之，也能将高级侧压缩机25的压缩比抑制得较小。从而，能将所需驱动力抑制得更小。

[0353] 另外，在以使低级侧压缩机21的目标排出温度下降的方式改变循环状态的情况下，也可以进行使低级侧压缩机21吸入的一次制冷剂的过热度变小的低级吸入过热度控制。藉此，不仅能通过抑制低级侧压缩机21的压缩比增大来抑制高级侧压缩机25的压缩比增大，还能降低低级侧压缩机21吸入的一次制冷剂的比体积。因此，在抑制压缩比增大的同时，还能确保循环量，从而能使能力增大。

[0354] 另外，例如，在上述实施方式及变形例所示的热泵系统中的具有一次旁通管80及一次旁通膨胀阀5b的热泵回路10中，上述控制通过控制部11对该一次旁通膨胀阀5b的阀开度进行控制而能调节一次制冷剂间热交换器8中的热交换的程度。这样，就能调节低级侧压缩机21吸入的一次制冷剂的过热度。

[0355] <14-18>

[0356] 在上述各实施方式中，举例说明了没有特别明示热泵回路10侧的控制的情况。

[0357] 然而，虽然进行制热回路60中的二次制冷剂温度统一控制会使运转状况改变，但有时也能抑制热泵回路10循环效率的变差或改善热泵回路10的循环效率。

[0358] 在此，例如，在因制热负载变小等而使在暖气片61中制热用的二次制冷剂的温度下降但没下降那么多的情况下，会有在中压水热交换器40中流动的一次制冷剂的温度不需要成为高温的情况。

[0359] 对此，例如，如图29的莫里尔图所示，控制部11也可以使运转状况从虚线的循环改变为实线的循环(参照从虚线向实线的变化)。即，也可以进行控制，以使低级侧压缩机21的目标排出温度降低，并使低级侧压缩机21吸入的一次制冷剂的过热度也降低。藉此，能使高级侧压缩机25的压缩比与低级侧压缩机21的压缩比为相同程度，从而能进行将低压侧压缩机21及高级侧压缩机25的驱动力抑制得较小这样的有效运转。此外，即使如上所述使低级侧压缩机21的目标排出温度下降，由于在暖气片61中所要求的热负载较小，因此也能与负载对应。藉此，不仅能与负载变动对应，也能使压缩驱动力进一步降低。

[0360] 另外，例如，在上述实施方式及变形例所示的热泵系统中的具有一次旁通管80及一次旁通膨胀阀5b的热泵回路10中，上述控制通过控制部11对该一次旁通膨胀阀5b的阀开度进行控制而能调节一次制冷剂间热交换器8中的热交换的程度。这样，就能调节低级侧压缩机21吸入的一次制冷剂的过热度。

[0361] 工业上的可利用性

[0362] 本发明的制热装置由于能在由二次制冷剂进行的热负载的处理中使循环效率提高，因此对于采用具有多级压缩式压缩元件的热泵回路来处理热负载的热泵系统特别有用。

[0363] (符号说明)

[0364] 1 热泵系统

[0365] 4 蒸发器

[0366] 4f 风扇

[0367] 5a 膨胀阀

[0368] 5b 一次旁通膨胀阀

[0369] 7 节能热交换器(日文：エコノマイザ熱交換器)

[0370] 8 一次制冷剂间热交换器

[0371] 10 热泵回路

[0372] 20 低压管

[0373] 20a～20f 第一低压管～第六低压管

[0374] 20P 低压压力传感器

[0375] 20T 低压温度传感器

[0376] 21 低级侧压缩机

[0377] 23 中压管

[0378] 23a～23d 第一中压管～第四中压管

[0379] 23T 中压温度传感器

[0380] 24P 高级吸入压力传感器

[0381] 24T 高级吸入温度传感器

[0382] 25 高级侧压缩机

[0383] 27 高压管

[0384] 27a～27n 第一高压管～第十四高压管

[0385] 27P 高压压力传感器

[0386] 27T 高压温度传感器

[0387] 40 中压水热交换器

[0388] 50 高压水热交换器

[0389] 51～53 第一高压水热交换器～第三高压水热交换器

[0390] 60 制热回路

[0391] 61 暖气片

[0392] 61T 暖气片温度传感器

[0393] 62 分流机构(第一流量调节机构)

[0394] 63 制热泵(流量调节部)

[0395] 64 制热混合阀

[0396] 65 制热往路管

[0397] 65T 往路管温度传感器

[0398] 65Q 往路管流量计

[0399] 66 制热返路管

[0400] 66T 制热返路温度传感器

[0401] 67 中压侧分岔流路

[0402] 67T 中压侧分岔流路温度传感器

[0403] 67Q 中压侧分岔流路流量计

[0404] 67a～67c 第一中压侧分岔流路～第四中压侧分岔流路

[0405] 68 高压侧分岔流路

[0406] 68T 高压侧分岔流路温度传感器

[0407] 68Q 高压侧分岔流路流量计

[0408] 69 制热旁通流路(第一热负载旁通流路)

[0409] 70 注入流路

[0410] 72 第一注入管

[0411] 74 第二注入管

[0412] 75 第三注入管

[0413] 76 第四注入管

[0414] 73 注入膨胀阀

[0415] 80 一次旁通管

[0416] 90 供热水回路

[0417] 91 储热水箱

[0418] 92 供热水泵

[0419] 93 供热水混合阀

[0420] 94 供水管

[0421] 94T 供热水进水温度传感器

[0422] 95 供热水热泵管

[0423] 95a～95f 第一供热水热泵管～第六供热水热泵管

[0424] 95T 供热水中间温度传感器

[0425] 98 供热水管

[0426] 98T 供热水出水温度传感器

[0427] 99 供热水旁通管

[0428] 164 第十二制热混合阀(第一热负载旁通流量调节机构)

[0429] A 吸入点

[0430] B 低级排出点

[0431] C 中压水热交换器经过点

[0432] D 注入合流点

[0433] E 高级排出点

[0434] F 第一高压点

[0435] G 第二高压点

[0436] H 第三高压点

[0437] I 第四高压点

[0438] J 第五高压点

[0439] K 第一低压点

[0440] L 第二低压点

[0441] M 第三低压点

[0442] N 第四低压点

[0443] Q 注入中压点

[0444] R 节能热交换后点

[0445] X 制热分岔点

[0446] Y 制热合流点

[0447] W 供水分岔点

[0448] Z 供热水合流点

[0449] 现有技术文献

[0450] 专利文献

[0451] 专利文献1：日本专利特开2004-177067号公报

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热泵系统

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