JP2014081094A

JP2014081094A - ヒートポンプシステム

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Publication number: JP2014081094A
Application number: JP2012227544A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Moroga; 勝巳諸我
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2012-10-13
Filing date: 2012-10-13
Publication date: 2014-05-08

Abstract

【課題】超臨界状態となる冷媒を用いても冷媒流路を逆サイクルとせず暖冷房運転を行えるヒートポンプシステムを提供する。
【解決手段】凝縮器２熱媒側出口と室内熱交換器９入口を接続する第１管路１２、室内熱交換器９出口と凝縮器２熱媒側入口を接続する第２管路１３、蒸発器５熱媒側出口と室外熱交換器１１入口を接続する第３管路１７、室外熱交換器１１出口と蒸発器５熱媒側入口を接続する第４管路１８、管路１２と管路１７を接続する第５管路２０、管路１３と管路１８を接続する第６管路２２、蒸発器５側の管路１７と室内熱交換器９側の管路１２を接続する第７管路２４、蒸発器５側の管路１８と室内熱交換器９側の管路１３を接続する第８管路２６、管路１２と管路２０の接続点に第１三方弁２１、管路１３と管路２２の接続点に第２三方弁２３、管路１７と管路２４の接続点に第３三方弁２５、管路１８と管路２６の接続点に第４三方弁２７を備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、室内の冷暖房を行うことができるヒートポンプシステムに関するものである。

従来この種のヒートポンプシステムにおいて、図１０に示すように、１０１は圧縮機、１０２は四方弁、１０３は凝縮器、１０４は減圧器、１０５は蒸発器、１０６は圧縮機１０１と四方弁１０２と凝縮器１０３と減圧器１０４と蒸発器１０５とを冷媒配管１０７で接続したヒートポンプサイクル、１０８は室内に設けられて空調を行う室内熱交換器、１０９は室内熱交換器１０８と凝縮器１０３とを空調配管１１０で接続した空調回路、１１１は空調回路１０９に空調用の熱媒を循環させる空調用循環ポンプ、１１２は地中に埋設された室外熱交換器としての地中熱交換器、１１３は地中熱交換器１１２と蒸発器１０４とを地中熱配管１１４で接続した地中熱循環回路、１１５は地中熱循環回路１１３に地中熱用の熱媒を循環させる地中熱循環ポンプであり、このヒートポンプシステムによって暖房運転を行う場合、凝縮器１０３において、圧縮機１０１から吐出された高温冷媒と空調回路１０９を循環する空調用の熱媒とで熱交換が行われて空調用の熱媒が加熱され、加熱された空調用の熱媒の熱を室内熱交換器１０８によって室内に供給することで室内の暖房が行われるものであり、また、このヒートポンプシステムによって冷房運転を行う場合、四方弁１０２の冷媒流路切り替えにより冷媒流路を逆サイクルとし、蒸発器として機能させた凝縮器１０３において、減圧器１０４によって減圧された低温冷媒と空調回路１０９を循環する空調用の熱媒とで熱交換が行われて空調用の熱媒が冷却され、冷却された空調用の熱媒の熱を室内熱交換器１０８によって室内に供給することで室内の冷房が行われるものであった。（例えば、特許文献１参照。）

特開２００５−３０７０８号公報

ところで、この従来のヒートポンプシステムにおいて、ヒートポンプサイクル１０６を循環させる冷媒として、例えば、二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を用いた場合、高圧側で冷媒は超臨界状態となるが、そのような高圧環境に耐え得る四方弁１０２は未だ存在せず、冷媒として二酸化炭素冷媒を使用し、ヒートポンプサイクル１０６に四方弁１０２を備え、四方弁１０２の冷媒流路切り替えにより暖房運転および冷房運転を行えるものは存在しなかった。

この発明は上記課題を解決するために、特に請求項１ではその構成を、高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用し、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクルと、室内に設けられ室内の空調を行う室内熱交換器と、室外に設けられ熱源との間で採放熱する室外熱交換器と、前記凝縮器の熱媒側の出口と前記室内熱交換器の入口とを接続する第１管路と、前記室内熱交換器の出口と前記凝縮器の熱媒側の入口とを接続する第２管路と、前記蒸発器の熱媒側の出口と前記室外熱交換器の入口とを接続する第３管路と、前記室外熱交換器の出口と前記蒸発器の熱媒側の入口とを接続する第４管路と、前記第１管路と前記第３管路とを接続する第５管路と、前記第２管路と前記第４管路とを接続する第６管路と、前記第３管路と前記第５管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第３管路と、前記第１管路と前記第５管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第１管路とを接続する第７管路と、前記第４管路と前記第６管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第４管路と、前記第２管路と前記第６管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第２管路とを接続する第８管路と、前記凝縮器へ熱媒を循環させる第１循環手段と、前記蒸発器へ熱媒を循環させる第２循環手段と、前記第１管路と前記第５管路の接続点に設けられた第１三方弁と、前記第２管路と前記第６管路の接続点に設けられた第２三方弁と、前記第３管路と前記第７管路の接続点に設けられた第３三方弁と、前記第４管路と前記第８管路の接続点に設けられた第４三方弁と、を備えたものとした。

また、請求項２では、前記第１三方弁は、前記第１管路の前記凝縮器側のポートを前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートか前記第５管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第２三方弁は、前記第２管路の前記凝縮器側のポートを前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートか前記第６管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第３三方弁は、前記第３管路の前記蒸発器側のポートを前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートか前記第７管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第４三方弁は、前記第４管路の前記蒸発器側のポートを前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートか前記第８管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、室内を暖房する暖房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記凝縮器側のポートと前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記凝縮器側のポートと前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記蒸発器側のポートと前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記蒸発器側のポートと前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて前記暖房運転を行うようにし、室内を冷房する冷房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記凝縮器側のポートと前記第５管路側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記凝縮器側のポートと前記第６管路側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記蒸発器側のポートと前記第７管路側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記蒸発器側のポートと前記第８管路側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて冷房運転を行うものとした。

また、請求項３では、高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用し、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクルと、室内に設けられ室内の空調を行う室内熱交換器と、室外に設けられ熱源との間で採放熱する室外熱交換器と、
前記凝縮器の熱媒側の出口と前記室内熱交換器の入口とを接続する第１管路と、前記室内熱交換器の出口と前記凝縮器の熱媒側の入口とを接続する第２管路と、前記蒸発器の熱媒側の出口と前記室外熱交換器の入口とを接続する第３管路と、前記室外熱交換器の出口と前記蒸発器の熱媒側の入口とを接続する第４管路と、前記第１管路と前記第３管路とを接続する第５管路と、前記第２管路と前記第４管路とを接続する第６管路と、前記第３管路と前記第５管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第３管路と、前記第１管路と前記第５管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第１管路とを接続する第７管路と、前記第４管路と前記第６管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第４管路と、前記第２管路と前記第６管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第２管路とを接続する第８管路と、前記凝縮器へ熱媒を循環させる第１循環手段と、前記蒸発器へ熱媒を循環させる第２循環手段と、前記第１管路と前記第７管路の接続点に設けられた第１三方弁と、前記第２管路と前記第８管路の接続点に設けられた第２三方弁と、前記第３管路と前記第５管路の接続点に設けられた第３三方弁と、前記第４管路と前記第６管路の接続点に設けられた第４三方弁と、を備えたものとした。

また、請求項４では、前記第１三方弁は、前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートを前記第１管路の前記凝縮器側のポートか前記第７管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第２三方弁は、前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートを前記第２管路の前記凝縮器側のポートか前記第８管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第３三方弁は、前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートを前記第３管路の前記蒸発器側のポートか前記第５管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第４三方弁は、前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートを前記第４管路の前記蒸発器側のポートか前記第６管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、室内を暖房する暖房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第１管路の前記凝縮器側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第２管路の前記凝縮器側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第３管路の前記蒸発器側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第４管路の前記蒸発器側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて前記暖房運転を行うようにし、室内を冷房する冷房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第７管路側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第８管路側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第５管路側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第６管路側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて前記冷房運転を行うものとした。

また、請求項５では、高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用し、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクルと、室内に設けられ室内の空調を行う室内熱交換器と、室外に設けられ熱源との間で採放熱する室外熱交換器と、前記凝縮器の熱媒側の出口と前記室内熱交換器の入口とを接続する第１管路と、前記室内熱交換器の出口と前記凝縮器の熱媒側の入口とを接続する第２管路と、前記蒸発器の熱媒側の出口と前記室外熱交換器の入口とを接続する第３管路と、前記室外熱交換器の出口と前記蒸発器の熱媒側の入口とを接続する第４管路と、前記第１管路と前記第３管路とを接続する第５管路と、前記第２管路と前記第４管路とを接続する第６管路と、前記第３管路と前記第５管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第３管路と、前記第１管路と前記第５管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第１管路とを接続する第７管路と、前記第４管路と前記第６管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第４管路と、前記第２管路と前記第６管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第２管路とを接続する第８管路と、前記凝縮器へ熱媒を循環させる第１循環手段と、前記蒸発器へ熱媒を循環させる第２循環手段と、前記第１管路と前記第５管路の接続点に設けられた第１三方弁と、前記第２管路と前記第８管路の接続点に設けられた第２三方弁と、前記第３管路と前記第７管路の接続点に設けられた第３三方弁と、前記第４管路と前記第６管路の接続点に設けられた第４三方弁と、を備えたものとした。

また、請求項６では、前記第１三方弁は、前記第１管路の前記凝縮器側のポートを前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートか前記第５管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第２三方弁は、前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートを前記第２管路の前記凝縮器側のポートか前記第８管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第３三方弁は、前記第３管路の前記蒸発器側のポートを前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートか前記第７管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第４三方弁は、前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートを前記第４管路の前記蒸発器側のポートか前記第６管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、室内を暖房する暖房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記凝縮器側のポートと前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第２管路の前記凝縮器側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記蒸発器側のポートと前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第４管路の前記蒸発器側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて前記暖房運転を行うようにし、室内を冷房する冷房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記凝縮器側のポートと前記第５管路側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第８管路側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記蒸発器側のポートと前記第７管路側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第６管路側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて前記冷房運転を行うものとした。

また、請求項７では、高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用し、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクルと、室内に設けられ室内の空調を行う室内熱交換器と、室外に設けられ熱源との間で採放熱する室外熱交換器と、前記凝縮器の熱媒側の出口と前記室内熱交換器の入口とを接続する第１管路と、前記室内熱交換器の出口と前記凝縮器の熱媒側の入口とを接続する第２管路と、前記蒸発器の熱媒側の出口と前記室外熱交換器の入口とを接続する第３管路と、前記室外熱交換器の出口と前記蒸発器の熱媒側の入口とを接続する第４管路と、前記第１管路と前記第３管路とを接続する第５管路と、前記第２管路と前記第４管路とを接続する第６管路と、前記第３管路と前記第５管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第３管路と、前記第１管路と前記第５管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第１管路とを接続する第７管路と、前記第４管路と前記第６管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第４管路と、前記第２管路と前記第６管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第２管路とを接続する第８管路と、前記凝縮器へ熱媒を循環させる第１循環手段と、前記蒸発器へ熱媒を循環させる第２循環手段と、前記第１管路と前記第７管路の接続点に設けられた第１三方弁と、前記第２管路と前記第６管路の接続点に設けられた第２三方弁と、前記第３管路と前記第５管路の接続点に設けられた第３三方弁と、前記第４管路と前記第８管路の接続点に設けられた第４三方弁と、を備えたものとした。

また、請求項８では、前記第１三方弁は、前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートを前記第１管路の前記凝縮器側のポートか前記第７管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第２三方弁は、前記第２管路の前記凝縮器側のポートを前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートか前記第６管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第３三方弁は、前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートを前記第３管路の前記蒸発器側のポートか前記第５管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第４三方弁は、前記第４管路の前記蒸発器側のポートを前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートか前記第８管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、室内を暖房する暖房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第１管路の前記凝縮器側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記凝縮器側のポートと前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第３管路の前記蒸発器側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記蒸発器側のポートと前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて前記暖房運転を行うようにし、室内を冷房する冷房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第７管路側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記凝縮器側のポートと前記第６管路側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第５管路側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記蒸発器側のポートと前記第８管路側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて冷房運転を行うものとした。

また、請求項９では、前記ヒートポンプサイクルに第２の凝縮器を設け、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下部と前記第２の凝縮器の入口とを接続する第９管路と、前記第２の凝縮器の出口と前記貯湯タンクの上部とを接続する第１０管路と、前記第２の凝縮器に前記貯湯タンク内の湯水を循環させる第３循環手段とを備えたものとした。

この発明の請求項１によれば、高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用するヒートポンプサイクルであっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクルに備えることなく、暖房運転および冷房運転を行うことができるものである。

また、請求項２によれば、暖房運転を行う場合は、第１三方弁を第１管路の凝縮器側のポートと第１管路の室内熱交換器側のポートが連通するようにし、第２三方弁を第２管路の凝縮器側のポートと第２管路の室内熱交換器側のポートが連通するようにし、第３三方弁を第３管路の蒸発器側のポートと第３管路の室外熱交換器側のポートが連通するようにし、第４三方弁を第４管路の蒸発器側のポートと第４管路の室外熱交換器側のポートが連通するようにし、ヒートポンプサイクルを作動させると共に第１循環手段および第２循環手段を駆動させて暖房運転を行わせ、冷房運転を行う場合は、第１三方弁を第１管路の凝縮器側のポートと第５管路側のポートが連通するようにし、第２三方弁を第２管路の凝縮器側のポートと第６管路側のポートが連通するようにし、第３三方弁を第３管路の蒸発器側のポートと第７管路側のポートが連通するようにし、第４三方弁を第４管路の蒸発器側のポートと第８管路側のポートが連通するようにし、ヒートポンプサイクルを作動させると共に第１循環手段および第２循環手段を駆動させて冷房運転を行わせるので、高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用するヒートポンプサイクルであっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクルに備えることなく、冷媒流路を逆サイクルに切り替えずに暖房運転および冷房運転を行うことができるものである。

また、請求項３によれば、高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用するヒートポンプサイクルであっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクルに備えることなく、暖房運転および冷房運転を行うことができるものである。

また、請求項４によれば、暖房運転を行う場合は、第１三方弁を第１管路の室内熱交換器側のポートと第１管路の凝縮器側のポートが連通するようにし、第２三方弁を第２管路の室内熱交換器側のポートと第２管路の凝縮器側のポートが連通するようにし、第３三方弁を第３管路の室外熱交換器側のポートと第３管路の蒸発器側のポートが連通するようにし、第４三方弁を第４管路の室外熱交換器側のポートと第４管路の蒸発器側のポートが連通するようにし、ヒートポンプサイクルを作動させると共に第１循環手段および第２循環手段を駆動させて暖房運転を行わせ、房運転を行う場合は、第１三方弁を第１管路の室内熱交換器側のポートと第７管路側のポートが連通するようにし、第２三方弁を第２管路の室内熱交換器側のポートと第８管路側のポートが連通するようにし、第３三方弁を第３管路の室外熱交換器側のポートと第５管路側のポートが連通するようにし、第４三方弁を第４管路の室外熱交換器側のポートと第６管路側のポートが連通するようにし、ヒートポンプサイクルを作動させると共に第１循環手段および第２循環手段を駆動させて冷房運転を行わせるので、高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用するヒートポンプサイクルであっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクルに備えることなく、冷媒流路を逆サイクルに切り替えずに暖房運転および冷房運転を行うことができるものである。

また、請求項５によれば、高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用するヒートポンプサイクルであっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクルに備えることなく、暖房運転および冷房運転を行うことができるものである。

また、請求項６によれば、暖房運転を行う場合は、第１三方弁を第１管路の凝縮器側のポートと第１管路の室内熱交換器側のポートが連通するようにし、第２三方弁を第２管路の室内熱交換器側のポートと第２管路の凝縮器側のポートが連通するようにし、第３三方弁を第３管路の蒸発器側のポートと第３管路の室外熱交換器側のポートが連通するようにし、第４三方弁を第４管路の室外熱交換器側のポートと第４管路の蒸発器側のポートが連通するようにし、ヒートポンプサイクルを作動させると共に第１循環手段および第２循環手段を駆動させて暖房運転を行わせ、冷房運転を行う場合は、第１三方弁を第１管路の凝縮器側のポートと第５管路側のポートが連通するようにし、第２三方弁を第２管路の室内熱交換器側のポートと第８管路側のポートが連通するようにし、第３三方弁を第３管路の蒸発器側のポートと第７管路側のポートが連通するようにし、第４三方弁を第４管路の室外熱交換器側のポートと第６管路側のポートが連通するようにし、ヒートポンプサイクルを作動させると共に第１循環手段および第２循環手段を駆動させて冷房運転を行わせるので、高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用するヒートポンプサイクルであっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクルに備えることなく、冷媒流路を逆サイクルに切り替えずに暖房運転および冷房運転を行うことができるものである。

また、請求項７によれば、高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用するヒートポンプサイクルであっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクルに備えることなく、暖房運転および冷房運転を行うことができるものである。

また、請求項８によれば、暖房運転を行う場合は、第１三方弁を第１管路の室内熱交換器側のポートと第１管路の凝縮器側のポートが連通するようにし、第２三方弁を第２管路の凝縮器側のポートと第２管路の室内熱交換器側のポートが連通するようにし、第３三方弁を第３管路の室外熱交換器側のポートと第３管路の蒸発器側のポートが連通するようにし、第４三方弁を第４管路の蒸発器側のポートと第４管路の室外熱交換器側のポートが連通するようにし、ヒートポンプサイクルを作動させると共に第１循環手段および第２循環手段を駆動させて暖房運転を行わせ、冷房運転を行う場合は、第１三方弁を第１管路の室内熱交換器側のポートと第７管路側のポートが連通するようにし、第２三方弁を第２管路の凝縮器側のポートと第６管路側のポートが連通するようにし、第３三方弁を第３管路の室外熱交換器側のポートと第５管路側のポートが連通するようにし、第４三方弁を第４管路の蒸発器側のポートと第８管路側のポートが連通するようにし、ヒートポンプサイクルを作動させると共に第１循環手段および第２循環手段を駆動させて冷房運転を行わせるので、高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用するヒートポンプサイクルであっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクルに備えることなく、冷媒流路を逆サイクルに切り替えずに暖房運転および冷房運転を行うことができるものである。

また、請求項９によれば、ヒートポンプサイクルに第２の凝縮器を設け、湯水を貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクの下部と第２の凝縮器の入口とを接続する第９管路と、第２の凝縮器の出口と貯湯タンクの上部とを接続する第１０管路と、第２の凝縮器に貯湯タンク内の湯水を循環させる第３循環手段とを備えたことで、暖房運転および冷房運転だけでなく、貯湯タンク内の湯水を沸き上げる沸き上げ運転も行うことができるものである。

この発明のヒートポンプシステムの第１実施形態の概略構成図。同第１実施形態の暖房運転の動作を示す説明図。同第１実施形態の冷房運転の動作を示す説明図。同第１実施形態の沸き上げ運転の動作を示す説明図。同第１実施形態の暖房運転＋沸き上げ運転の動作を示す説明図。同第１実施形態の冷房運転＋沸き上げ運転の動作を示す説明図。この発明のヒートポンプシステムの第２実施形態の概略構成図この発明のヒートポンプシステムの第３実施形態の概略構成図この発明のヒートポンプシステムの第４実施形態の概略構成図従来のヒートポンプシステムの概略構成図。

次に、この発明のヒートポンプシステムの第１実施形態について図１に基づき説明する。
１は冷媒を圧縮する能力可変の圧縮機、２は圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒を流通させこの冷媒を用いて２次側の熱媒を加熱する凝縮器としての第１熱交換器、３は第１熱交換器２と直列に設けられ圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒を流通させこの冷媒を用いて第１熱交換器２を流通する２次側の熱媒とは別の２次側の熱媒を加熱する第２の凝縮器としての第２熱交換器、４は凝縮器から流出する冷媒を減圧する減圧器としての膨張弁、５は膨張弁４によって減圧された低温低圧の冷媒と２次側の熱媒との熱交換を行う蒸発器としての第３熱交換器であり、圧縮機１、第１熱交換器２、第２熱交換器３、膨張弁４、第３熱交換器５を冷媒配管６で環状に接続してヒートポンプサイクル７を形成するものである。なお、このヒートポンプサイクル７は冷媒循環を逆サイクルとする冷媒流路切替手段、例えば四方弁を備えていないものである。また、ヒートポンプサイクル７を循環する冷媒としては、高圧側で超臨界状態となる冷媒、例えば二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を用いるものである。

８は室内に設けられたファンコイルユニット等の室内機で、室内機８には室内の空調を行う室内熱交換器９と、室内熱交換器９に送風し室内熱交換器９の放熱を行って室内に供給する送風ファン１０とが備えられているものである。１１は室外に設けられ熱源との間で採放熱を行う室外熱交換器で、ここでは室外熱交換器１１を地中に埋設した地中熱交換器とし、熱源としての地中の熱を地中熱交換器から採熱または地中熱交換器から地中へ放熱するものである。

１２は第１熱交換器２の熱媒側の出口と室内熱交換器９の入口とを接続する第１管路、１３は室内熱交換器９の出口と第１熱交換器２の熱媒側の入口とを接続する第２管路、１４は第１管路１２に設けられ、第１熱交換器２へ熱媒を循環させる第１循環手段としての第１循環ポンプである。

１５は第１管路１２の下流側に設けられ熱媒を複数の室内機８に分岐させる往きヘッダー、１６は第２管路１３の上流側に設けられた戻りヘッダーである。なお、往きヘッダー１５および戻りヘッダー１６は３系統の室内機８を接続できるものであるが、ここでは１系統の室内機８のみを図示し残りの２系統の室内機８を省略することとする。

１７は第３熱交換器５の熱媒側の出口と室外熱交換器１１の入口とを接続する第３管路、１８は室外熱交換器１１の出口と第３熱交換器５の熱媒側の入口とを接続する第４管路、１９は第４管路１８に設けられ、第３熱交換器５へ熱媒を循環させる第２循環手段としての第２循環ポンプである。

２０は第１管路１２の途中と第３管路１７の途中とを接続する第５管路、２１は第１管路１２と第５管路２０との接続点に設けられた第１三方弁で、この第１三方弁２１は、第１管路１２の第１熱交換器２側のｂポートを第１管路１２の室内熱交換器９側のａポートか第５管路２０側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。

２２は第２管路１３の途中と第４管路１８の途中とを接続する第６管路、２３は第２管路１３と第６管路２２との接続点に設けられた第２三方弁で、この第２三方弁２３は、第２管路１３の第１熱交換器２側のｂポートを第２管路１３の室内熱交換器９側のａポートか第６管路２２側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。

２４は第３管路１７と第５管路２０との接続点よりも第３熱交換器５側の第３管路１７と、第１管路１２と第５管路２０の接続点に設けられた第１三方弁２１よりも室内熱交換器９側の第１管路１２とを接続する第７管路、２５は第３管路１７と第７管路２４の接続点に設けられた第３三方弁で、この第３三方弁２５は、第３管路１７の第３熱交換器５側のａポートを第３管路１７の室外熱交換器１１側のｂポートか第７管路２４側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。

２６は第４管路１８と第６管路２２の接続点よりも第３熱交換器５側の第４管路１８と、第２管路１３と第６管路２２の接続点に設けられた第２三方弁２３よりも室内熱交換器９側の第２管路１３とを接続する第８管路、２７は第４管路１８と第８管路２６の接続点に設けられた第４三方弁で、この第４三方弁２７は、第４管路１８の第３熱交換器５側のａポートを第４管路１８の室外熱交換器１１側のｂポートか第８管路２６側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。なお、第１管路１２〜第８管路２６の全ての管路には二次側の熱媒として同じ熱媒（例えば、不凍液）が流通するものである。

２８は湯水を貯湯する貯湯タンク、２９は貯湯タンク２８の下部に接続され貯湯タンク２８に給水する給水管、３０は貯湯タンク２８の上部に接続され貯湯タンク２８の上部から高温の湯を取り出す出湯管、３１は貯湯タンク２８の下部と第２熱交換器３の入口とを接続する第９管路、３２は第２熱交換器３の出口と貯湯タンク２８の上部とを接続する第１０管路、３３は第９管路３１に設けられ、第２熱交換器３に貯湯タンク２８内の湯水を循環させる第３循環手段としての第３循環ポンプである。

次に、この第１実施形態の動作について説明する。
図２は室内を暖房する暖房運転の動作を説明する図であり、第１三方弁２１をｂポートとａポートが連通するようにし、第２三方弁２３をｂポートとａポートが連通するようにし、第３三方弁２５をａポートとｂポートが連通するようにし、第４三方弁２７をａポートとｂポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて暖房運転を行うものである。

前記暖房運転が行われると、第１熱交換器２では、圧縮機１から吐出された高温の冷媒と第１循環ポンプ１４により循環される２次側の熱媒とが熱交換され、第１熱交換器２で加熱された熱媒は第１管路１２を流通して室内熱交換器９に流入する。ここで、室内に設けられた室内機８において、送風ファン１０の送風により室内熱交換器９の放熱を行って室内に供給することで室内の暖房が行われる。そして、室内熱交換器９を流通する過程で温度低下した熱媒は、室内熱交換器９から流出して第２管路１３を介して第１熱交換器２に循環され再び加熱されるものである。

また、第３熱交換器５では、膨張弁４から吐出された低温低圧の冷媒と第２循環ポンプ１９により循環される２次側の熱媒とが熱交換され、第３熱交換器５で冷却された熱媒は第３管路１７を流通して室外熱交換器１１に流入する。この時、地中に埋設された室外熱交換器１１において、地中熱が採熱され熱媒が加熱されるものである。そして、室外熱交換器１１を流通する過程で温度上昇した熱媒は、室外熱交換器１１から流出して第４管路１８を介して第３熱交換器５に循環され再び冷却されるものである。

なお、前記暖房運転時に、第１三方弁２１のｂポートとａポートを連通させｃポートを閉塞、第２三方弁２３のｂポートとａポートを連通させｃポートを閉塞、第３三方弁２５のａポートとｂポートを連通させｃポートを閉塞、第４三方弁２７のａポートとｂポートを連通させｃポートを閉塞させるようにしたことで、第１熱交換器２で加熱される熱媒と第３熱交換器５で冷却される熱媒とが混合することがないものである。

次に、室内を冷房する冷房運転の動作について説明する。
図３は冷房運転の動作を説明する図であり、第１三方弁２１をｂポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁２３をｂポートとｃポートが連通するようにし、第３三方弁２５をａポートとｃポートが連通するようにし、第４三方弁２７をａポートとｃポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて冷房運転を行うものである。

前記冷房運転が行われると、第３熱交換器５では、膨張弁４から吐出された低温低圧の冷媒と第２循環ポンプ１９により循環される２次側の熱媒とが熱交換され、第３熱交換器５で冷却された熱媒は第３管路１７から第３三方弁２５を介して第７管路２４を流通し、第７管路２４を流通した熱媒は、第７管路２４と第１管路１２の接続点から室内熱交換器９側の第１管路１２を流通して室内熱交換器９に流入する。ここで、室内に設けられた室内機８において、送風ファン１０の送風により室内熱交換器９の放熱を行って室内に供給することで室内の冷房が行われる。そして、室内熱交換器９を流通する過程で温度上昇した熱媒は、室内熱交換器９から流出して第２管路１３を流通し、第２管路１３と第８管路２６の接続点から第８管路２６を流通し、第８管路２６を流通した熱媒は、第４三方弁２７を介して第３熱交換器５側の第４管路１８を流通し、第３熱交換器５に循環され再び冷却されるものである。

また、第１熱交換器２では、圧縮機１から吐出された高温の冷媒と第１循環ポンプ１４により循環される２次側の熱媒とが熱交換され、第１熱交換器２で加熱された熱媒は第１管路１２から第１三方弁２１を介して第５管路２０を流通し、第５管路２０と第３管路１７の接続点から室外熱交換器１１側の第３管路１７を流通して室外熱交換器１１に流入する。この時、地中に埋設された室外熱交換器１１において、熱媒の熱を地中に排出し熱媒が冷却されるものである。そして、室外熱交換器１１を流通する過程で温度低下した熱媒は、室外熱交換器１１から流出して第４管路１８を流通し、第４管路１８と第６管路２２の接続点から第６管路２２を流通し、第２三方弁２３を介して第１熱交換器２側の第２管路１３を流通し、第１熱交換器２に循環され再び加熱されるものである。

なお、前記冷房運転時に、第１三方弁２１のｂポートとｃポートを連通させａポートを閉塞、第２三方弁２３のｂポートとｃポートを連通させａポートを閉塞、第３三方弁２５のａポートとｃポートを連通させｂポートを閉塞、第４三方弁２７のａポートとｃポートを連通させｂポートを閉塞させるようにしたことで、第１熱交換器２で加熱される熱媒と第３熱交換器５で冷却される熱媒とが混合することがないものである。

次に、貯湯タンク２８内の湯水を沸き上げる沸き上げ運転の動作について説明する。
図４は沸き上げ運転の動作を説明する図であり、第１三方弁２１をｂポートとａポートが連通するようにし、第２三方弁２３をｂポートとａポートが連通するようにし、第３三方弁２５をａポートとｂポートが連通するようにし、第４三方弁２７をａポートとｂポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第２循環ポンプ１９および第３循環ポンプ３３を駆動させて沸き上げ運転を行うものである。

前記沸き上げ運転が行われると、第２熱交換器３では、圧縮機１から吐出された高温の冷媒と貯湯タンク２８下部から取り出され第３循環ポンプ３３によって循環された湯水とが熱交換され、第２熱交換器３で加熱された湯水は貯湯タンク２８の上部に戻され積層状態に貯湯されていくものである。

次に、室内を暖房する暖房運転と貯湯タンク２８内の湯水を沸き上げる沸き上げ運転を同時に行う場合の動作について説明する。
図５は暖房運転＋沸き上げ運転の動作を説明する図であり、第１三方弁２１をｂポートとａポートが連通するようにし、第２三方弁２３をｂポートとａポートが連通するようにし、第３三方弁２５をａポートとｂポートが連通するようにし、第４三方弁２７をａポートとｂポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９および第３循環ポンプ３３を駆動させて暖房運転と沸き上げ運転とを同時に行うものである。

前記暖房運転と沸き上げ運転とが同時に行われると、第１熱交換器２では、圧縮機１から吐出され第２熱交換器３を通過した高温の冷媒と第１循環ポンプ１４により循環される２次側の熱媒とが熱交換され、第１熱交換器２で加熱された熱媒は第１管路１２を流通して室内熱交換器９に流入する。ここで、室内に設けられた室内機８において、送風ファン１０の送風により室内熱交換器９の放熱を行って室内に供給することで室内の暖房が行われる。そして、室内熱交換器９を流通する過程で温度低下した熱媒は、室内熱交換器９から流出して第２管路１３を介して第１熱交換器２に循環され再び加熱されるものである。また、第２熱交換器３では、圧縮機１から吐出された高温の冷媒と貯湯タンク２８下部から取り出され第３循環ポンプ３３によって循環された湯水とが熱交換され、第２熱交換器３で加熱された湯水は貯湯タンク２８の上部に戻されるものである。

次に、室内を冷房する冷房運転と貯湯タンク２８内の湯水を沸き上げる沸き上げ運転を同時に行う場合の動作について説明する。
図６は冷房運転＋沸き上げ運転の動作を説明する図であり、第１三方弁２１をｂポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁２３をｂポートとｃポートが連通するようにし、第３三方弁２５をａポートとｃポートが連通するようにし、第４三方弁２７をａポートとｃポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第２循環ポンプ１９および第３循環ポンプ３３を駆動させて冷房運転と沸き上げ運転とを同時に行うものである。

前記冷房運転と沸き上げ運転とが同時に行われると、第２熱交換器３では、圧縮機１から吐出された高温の冷媒と貯湯タンク２８下部から取り出され第３循環ポンプ３３によって循環された湯水とが熱交換され、第２熱交換器３で加熱された湯水は貯湯タンク２８の上部に戻されるものである。

また、第３熱交換器５では、膨張弁４から吐出された低温低圧の冷媒と第２循環ポンプ１９により循環される２次側の熱媒とが熱交換され、第３熱交換器５で冷却された熱媒は第３管路１７から第３三方弁２５を介して第７管路２４を流通し、第７管路２４と第１管路１２の接続点から室内熱交換器９側の第１管路１２を流通して室内熱交換器９に流入する。ここで、室内に設けられた室内機８において、送風ファン１０の送風により室内熱交換器９の放熱を行って室内に供給することで室内の冷房が行われる。そして、室内熱交換器９を流通する過程で温度上昇した熱媒は、室内熱交換器９から流出して第２管路１３を流通し、第２管路１３と第８管路２６の接続点から第８管路２６を流通し、第４三方弁２７を介して第３熱交換器５側の第４管路１８を流通し、第３熱交換器５に循環され再び冷却されるものである。

以上のように、本実施形態では、高圧側で超臨界状態となる二酸化炭素冷媒を使用するヒートポンプサイクル７であっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクル７に備えることなく、暖房運転および冷房運転を行うことができるものであり、特に、暖房運転を行う場合は、第１三方弁２１をｂポートとａポートが連通するようにし、第２三方弁２３をｂポートとａポートが連通するようにし、第３三方弁２５をａポートとｂポートが連通するようにし、第４三方弁２７をａポートとｂポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて暖房運転を行わせ、冷房運転を行う場合は、第１三方弁２１をｂポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁２３をｂポートとｃポートが連通するようにし、第３三方弁２５をａポートとｃポートが連通するようにし、第４三方弁２７をａポートとｃポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて冷房運転を行わせるので、高圧側で超臨界状態となる二酸化炭素冷媒を使用するヒートポンプサイクル７であっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクル７に備えることなく、冷媒流路を逆サイクルに切り替えずに暖房運転および冷房運転を行うことができるものである。

また、ヒートポンプサイクル７に第２の凝縮器として第２熱交換器３を設け、貯湯タンク２８と、第９管路３１と、第１０管路３２と、第３循環ポンプ３３とを備えたことで、暖房運転および冷房運転だけでなく、沸き上げ運転、暖房運転と沸き上げ運転の同時運転、冷房運転と沸き上げ運転の同時運転も行うことができるものである。

次に、本発明の第２実施形態について、図７に基づき説明する。なお、先の第１実施形態と構成および動作が同一のものについては一部説明を省略する。
３４は第１管路１２と第７管路２４の接続点に設けられた第１三方弁で、この第１三方弁３４は、第１管路１２の室内熱交換器９側のａポートを第１管路１２の第１熱交換器２側のｂポートか第７管路２４側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。３５は第２管路１３と第８管路２６の接続点に設けられた第２三方弁で、この第２三方弁３５は、第２管路１３の室内熱交換器９側のａポートを第２管路１３の第１熱交換器２側のｂポートか第８管路２６側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。

３６は第３管路１７と第５管路２０の接続点に設けられた第３三方弁で、この第３三方弁３６は、第３管路１７の室外熱交換器１１側のｂポートを第３管路１７の第３熱交換器５側のａポートか第５管路２０側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。３７は第４管路１８と第６管路２２の接続点に設けられた第４三方弁で、この第４三方弁３７は、第４管路１８の室外熱交換器１１側のｂポートを第４管路１８の第３熱交換器５側のａポートか第６管路２２側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。なお、第１管路１２〜第８管路２６の全ての管路には二次側の熱媒として同じ熱媒（例えば、不凍液）が流通するものである。

次に、この第２実施形態における暖房運転、冷房運転、沸き上げ運転、暖房運転＋沸き上げ運転、冷房運転＋沸き上げ運転の動作について説明するが、この第２実施形態での暖房運転、冷房運転、沸き上げ運転、暖房運転＋沸き上げ運転、冷房運転＋沸き上げ運転時における冷媒の流れ、凝縮器（第１熱交換器２、第２熱交換器３）で加熱される熱媒の流れ、蒸発器（第３熱交換器５）で冷却される熱媒の流れは、先に説明した第１実施形態の図２〜図６に示した冷媒の流れ、凝縮器（第１熱交換器２、第２熱交換器３）で加熱される熱媒の流れ、蒸発器（第３熱交換器５）で冷却される熱媒の流れと同一なので、図面は省略する。

まず、暖房運転の動作について説明すると、第１三方弁３４をａポートとｂポートが連通するようにし、第２三方弁３５をａポートとｂポートが連通するようにし、第３三方弁３６をｂポートとａポートが連通するようにし、第４三方弁３７をｂポートとａポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて暖房運転を行うものである。

なお、前記暖房運転時に、第１三方弁３４のａポートとｂポートを連通させｃポートを閉塞、第２三方弁３５のａポートとｂポートを連通させｃポートを閉塞、第３三方弁３６のｂポートとａポートを連通させｃポートを閉塞、第４三方弁３７のｂポートとａポートを連通させｃポートを閉塞させるようにしたことで、第１熱交換器２で加熱される熱媒と第３熱交換器５で冷却される熱媒とが混合することがないものである。

次に、冷房運転の動作について説明すると、第１三方弁３４をａポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁３５をａポートとｃポートが連通するようにし、第３三方弁３６をｂポートとｃポートが連通するようにし、第４三方弁３７をｂポートとｃポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて冷房運転を行うものである。

前記冷房運転が行われると、第３熱交換器５では、膨張弁４から吐出された低温低圧の冷媒と第２循環ポンプ１９により循環される２次側の熱媒とが熱交換され、第３熱交換器５で冷却された熱媒は、第３管路１７から第３管路１７と第７管路２４の接続点を介して第７管路２４を流通し、第７管路２４を流通した熱媒は、第１三方弁３４を介して室内熱交換器９側の第１管路１２を流通して室内熱交換器９に流入する。ここで、室内に設けられた室内機８において、送風ファン１０の送風により室内熱交換器９の放熱を行って室内に供給することで室内の冷房が行われる。そして、室内熱交換器９を流通する過程で温度上昇した熱媒は、室内熱交換器９から流出して第２管路１３を流通し、第２管路１３から第２三方弁３５を介して第８管路２６を流通し、第８管路２６を流通した熱媒は、第８管路２６と第４管路１８の接続点を介して第３熱交換器５側の第４管路１８を流通し、第３熱交換器５に循環され再び冷却されるものである。

また、第１熱交換器２では、圧縮機１から吐出された高温の冷媒と第１循環ポンプ１４により循環される２次側の熱媒とが熱交換され、第１熱交換器２で加熱された熱媒は、第１管路１２から第１管路１２と第５管路２０の接続点を介して第５管路２０を流通し、第５管路２０を流通した熱媒は、第３三方弁３６を介して室外熱交換器１１側の第３管路１７を流通して室外熱交換器１１に流入する。この時、地中に埋設された室外熱交換器１１において、熱媒の熱を地中に排出し熱媒が冷却されるものである。そして、室外熱交換器１１を流通する過程で温度低下した熱媒は、室外熱交換器１１から流出して第４管路１８を流通し、第４管路１８から第４三方弁３７を介して第６管路２２を流通し、第６管路２２を流通した熱媒は、第６管路２２と第２管路１３の接続点を介して第１熱交換器２側の第２管路１３を流通し、第１熱交換器２に循環され再び加熱されるものである。

なお、前記冷房運転時に、第１三方弁３４のａポートとｃポートを連通させｂポートを閉塞、第２三方弁３５のａポートとｃポートを連通させｂポートを閉塞、第３三方弁３６のｂポートとｃポートを連通させａポートを閉塞、第４三方弁３７のｂポートとｃポートを連通させａポートを閉塞させるようにしたことで、第１熱交換器２で加熱される熱媒と第３熱交換器５で冷却される熱媒とが混合することがないものである。

次に、沸き上げ運転の動作について説明すると、第１三方弁３４をａポートとｂポートが連通するようにし、第２三方弁３５をａポートとｂポートが連通するようにし、第３三方弁３６をｂポートとａポートが連通するようにし、第４三方弁３７をｂポートとａポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第２循環ポンプ１９および第３循環ポンプ３３を駆動させて沸き上げ運転を行うものである。

次に、暖房運転と沸き上げ運転を同時に行う場合の動作について説明すると、第１三方弁３４をａポートとｂポートが連通するようにし、第２三方弁３５をａポートとｂポートが連通するようにし、第３三方弁３６をｂポートとａポートが連通するようにし、第４三方弁３７をｂポートとａポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に、第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９および第３循環ポンプ３３を駆動させて暖房運転と沸き上げ運転とを同時に行うものである。

次に、冷房運転と沸き上げ運転を同時に行う場合の動作について説明すると、第１三方弁３４をａポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁３５をａポートとｃポートが連通するようにし、第３三方弁３６をｂポートとｃポートが連通するようにし、第４三方弁３７をｂポートとｃポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第２循環ポンプ１９および第３循環ポンプ３３を駆動させて冷房運転と沸き上げ運転とを同時に行うものである。

また、第３熱交換器５では、膨張弁４から吐出された低温低圧の冷媒と第２循環ポンプ１９により循環される２次側の熱媒とが熱交換され、第３熱交換器５で冷却された熱媒は、第３管路１７から第３管路１７と第７管路２４の接続点を介して第７管路２４を流通し、第７管路２４を流通した熱媒は、第１三方弁３４を介して室内熱交換器９側の第１管路１２を流通して室内熱交換器９に流入する。ここで、室内に設けられた室内機８において、送風ファン１０の送風により室内熱交換器９の放熱を行って室内に供給することで室内の冷房が行われる。そして、室内熱交換器９を流通する過程で温度上昇した熱媒は、室内熱交換器９から流出して第２管路１３を流通し、第２管路１３から第２三方弁３５を介して第８管路２６を流通し、第８管路２６を流通した熱媒は、第８管路２６と第４管路１８の接続点を介して第３熱交換器５側の第４管路１８を流通し、第３熱交換器５に循環され再び冷却されるものである。

以上のように、本実施形態では、高圧側で超臨界状態となる二酸化炭素冷媒を使用するヒートポンプサイクル７であっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクル７に備えることなく、暖房運転および冷房運転を行うことができるものであり、特に、暖房運転を行う場合は、第１三方弁３４をａポートとｂポートが連通するようにし、第２三方弁３５をａポートとｂポートが連通するようにし、第３三方弁３６をｂポートとａポートが連通するようにし、第４三方弁３７をｂポートとａポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて暖房運転を行わせ、冷房運転を行う場合は、第１三方弁３４をａポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁３５をａポートとｃポートが連通するようにし、第３三方弁３６をｂポートとｃポートが連通するようにし、第４三方弁３７をｂポートとｃポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて冷房運転を行わせるので、高圧側で超臨界状態となる二酸化炭素冷媒を使用するヒートポンプサイクル７であっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクル７に備えることなく、冷媒流路を逆サイクルに切り替えずに暖房運転および冷房運転を行うことができるものである。

次に、本発明の第３実施形態について、図８に基づき説明する。なお、先の第１実施形態と構成および動作が同一のものについては一部説明を省略する。
３８は第１管路１２と第５管路２０の接続点に設けられた第１三方弁で、この第１三方弁３８は、第１管路１２の第１熱交換器２側のｂポートを第１管路１２の室内熱交換器９側のａポートか第５管路２０側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。３９は第２管路１３と第８管路２６の接続点に設けられた第２三方弁で、この第２三方弁３９は、第２管路１３の室内熱交換器９側のａポートを第２管路１３の第１熱交換器２側のｂポートか第８管路２６側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。

４０は第３管路１７と第７管路２４の接続点に設けられた第３三方弁で、この第３三方弁４０は、第３管路１７の第３熱交換器５側のａポートを第３管路１７の室外熱交換器１１側のｂポートか第７管路２４側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。４１は第４管路１８と第６管路２２の接続点に設けられた第４三方弁で、この第４三方弁４１は、第４管路１８の室外熱交換器１１側のｂポートを第４管路１８の第３熱交換器５側のａポートか第６管路２２側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。なお、第１管路１２〜第８管路２６の全ての管路には二次側の熱媒として同じ熱媒（例えば、不凍液）が流通するものである。

次に、この第３実施形態における暖房運転、冷房運転、沸き上げ運転、暖房運転＋沸き上げ運転、冷房運転＋沸き上げ運転の動作について説明するが、この第３実施形態での暖房運転、冷房運転、沸き上げ運転、暖房運転＋沸き上げ運転、冷房運転＋沸き上げ運転時における冷媒の流れ、凝縮器（第１熱交換器２、第２熱交換器３）で加熱される熱媒の流れ、蒸発器（第３熱交換器５）で冷却される熱媒の流れは、先に説明した第１実施形態の図２〜図６に示した冷媒の流れ、凝縮器（第１熱交換器２、第２熱交換器３）で加熱される熱媒の流れ、蒸発器（第３熱交換器５）で冷却される熱媒の流れと同一なので、図面は省略する。

まず、暖房運転の動作について説明すると、第１三方弁３８をｂポートとａポートが連通するようにし、第２三方弁３９をａポートとｂポートが連通するようにし、第３三方弁４０をａポートとｂポートが連通するようにし、第４三方弁４１をｂポートとａポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて暖房運転を行うものである。

なお、前記暖房運転時に、第１三方弁３８のｂポートとａポートを連通させｃポートを閉塞、第２三方弁３９のａポートとｂポートを連通させｃポートを閉塞、第３三方弁４０のａポートとｂポートを連通させｃポートを閉塞、第４三方弁４１のｂポートとａポートを連通させｃポートを閉塞させるようにしたことで、第１熱交換器２で加熱される熱媒と第３熱交換器５で冷却される熱媒とが混合することがないものである。

次に、冷房運転の動作について説明すると、第１三方弁３８をｂポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁３９をａポートとｃポートが連通するようにし、第３三方弁４０をａポートとｃポートが連通するようにし、第４三方弁４１をｂポートとｃポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて冷房運転を行うものである。

前記冷房運転が行われると、第３熱交換器５では、膨張弁４から吐出された低温低圧の冷媒と第２循環ポンプ１９により循環される２次側の熱媒とが熱交換され、第３熱交換器５で冷却された熱媒は、第３管路１７から第３三方弁４０を介して第７管路２４を流通し、第７管路２４と第１管路１２の接続点から室内熱交換器９側の第１管路１２を流通して室内熱交換器９に流入する。ここで、室内に設けられた室内機８において、送風ファン１０の送風により室内熱交換器９の放熱を行って室内に供給することで室内の冷房が行われる。そして、室内熱交換器９を流通する過程で温度上昇した熱媒は、室内熱交換器９から流出して第２管路１３から第２三方弁３９を介して第８管路２６を流通し、第８管路２６を流通した熱媒は、第８管路２６と第４管路１８の接続点から第３熱交換器５側の第４管路１８を流通し、第３熱交換器５に循環され再び冷却されるものである。

また、第１熱交換器２では、圧縮機１から吐出された高温の冷媒と第１循環ポンプ１４により循環される２次側の熱媒とが熱交換され、第１熱交換器２で加熱された熱媒は、第１管路１２から第１三方弁３８を介して第５管路２０を流通し、第５管路２０を流通した熱媒は、第５管路２０と第３管路１７の接続点から室外熱交換器１１側の第３管路１７を流通して室外熱交換器１１に流入する。この時、地中に埋設された室外熱交換器１１において、熱媒の熱を地中に排出し熱媒が冷却されるものである。そして、室外熱交換器１１を流通する過程で温度低下した熱媒は、室外熱交換器１１から流出して第４管路１８を流通し、第４管路１８から第４三方弁４１を介して第６管路２２を流通し、第６管路２２を流通した熱媒は、第６管路２２と第２管路１３の接続点を介して第１熱交換器２側の第２管路１３を流通し、第１熱交換器２に循環され再び加熱されるものである。

なお、前記冷房運転時に、第１三方弁３８のｂポートとｃポートを連通させａポートを閉塞、第２三方弁３９のａポートとｃポートを連通させｂポートを閉塞、第３三方弁４０のａポートとｃポートを連通させｂポートを閉塞、第４三方弁４１のｂポートとｃポートを連通させａポートを閉塞させるようにしたことで、第１熱交換器２で加熱される熱媒と第３熱交換器５で冷却される熱媒とが混合することがないものである。

次に、沸き上げ運転の動作について説明すると、第１三方弁３８をｂポートとａポートが連通するようにし、第２三方弁３９をａポートとｂポートが連通するようにし、第３三方弁４０をａポートとｂポートが連通するようにし、第４三方弁４１をｂポートとａポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第２循環ポンプ１９および第３循環ポンプ３３を駆動させて沸き上げ運転を行うものである。

次に、暖房運転と沸き上げ運転を同時に行う場合の動作について説明すると、第１三方弁３８をｂポートとａポートが連通するようにし、第２三方弁３９をａポートとｂポートが連通するようにし、第３三方弁４０をａポートとｂポートが連通するようにし、第４三方弁４１をｂポートとａポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に、第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９および第３循環ポンプ３３を駆動させて暖房運転と沸き上げ運転とを同時に行うものである。

次に、冷房運転と沸き上げ運転を同時に行う場合の動作について説明すると、第１三方弁３８をｂポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁３９をａポートとｃポートが連通するようにし、第３三方弁４０をａポートとｃポートが連通するようにし、第４三方弁４１をｂポートとｃポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第２循環ポンプ１９および第３循環ポンプ３３を駆動させて冷房運転と沸き上げ運転とを同時に行うものである。

また、第３熱交換器５では、膨張弁４から吐出された低温低圧の冷媒と第２循環ポンプ１９により循環される２次側の熱媒とが熱交換され、第３熱交換器５で冷却された熱媒は、第３管路１７から第３三方弁４０を介して第７管路２４を流通し、第７管路２４と第１管路１２の接続点から室内熱交換器９側の第１管路１２を流通して室内熱交換器９に流入する。ここで、室内に設けられた室内機８において、送風ファン１０の送風により室内熱交換器９の放熱を行って室内に供給することで室内の冷房が行われる。そして、室内熱交換器９を流通する過程で温度上昇した熱媒は、室内熱交換器９から流出して第２管路１３から第２三方弁３９を介して第８管路２６を流通し、第８管路２６を流通した熱媒は、第８管路２６と第４管路１８の接続点から第３熱交換器５側の第４管路１８を流通し、第３熱交換器５に循環され再び冷却されるものである。

以上のように、本実施形態では、高圧側で超臨界状態となる二酸化炭素冷媒を使用するヒートポンプサイクル７であっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクル７に備えることなく、暖房運転および冷房運転を行うことができるものであり、特に、暖房運転を行う場合は、第１三方弁３８をｂポートとａポートが連通するようにし、第２三方弁３９をａポートとｂポートが連通するようにし、第３三方弁４０をａポートとｂポートが連通するようにし、第４三方弁４１をｂポートとａポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて暖房運転を行わせ、冷房運転を行う場合は、第１三方弁３８をｂポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁３９をａポートとｃポートが連通するようにし、第３三方弁４０をａポートとｃポートが連通するようにし、第４三方弁４１をｂポートとｃポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて冷房運転を行わせるので、高圧側で超臨界状態となる二酸化炭素冷媒を使用するヒートポンプサイクル７であっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクル７に備えることなく、冷媒流路を逆サイクルに切り替えずに暖房運転および冷房運転を行うことができるものである。

次に、本発明の第４実施形態について、図９に基づき説明する。なお、先の第１実施形態と構成および動作が同一のものについては一部説明を省略する。
４２は第１管路１２と第７管路２４の接続点に設けられた第１三方弁で、この第１三方弁４２は、第１管路１２の室内熱交換器９側のａポートを第１管路１２の第１熱交換器２側のｂポートか第７管路２４側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。４３は第２管路１３と第６管路２２の接続点に設けられた第２三方弁で、この第２三方弁４３は、第２管路１３の第１熱交換器２側のｂポートを第２管路１３の室内熱交換器９側のａポートか第６管路２２側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。

４４は第３管路１７と第５管路２０の接続点に設けられた第３三方弁で、この第３三方弁４４は、第３管路１７の室外熱交換器１１側のｂポートを第３管路１７の第３熱交換器５側のａポートか第５管路２０側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。４５は第４管路１８と第８管路２６の接続点に設けられた第４三方弁で、この第４三方弁４５は、第４管路１８の第３熱交換器５側のａポートを第４管路１８の室外熱交換器１１側のｂポートか第８管路２６側のｃポートの何れか一方に選択的に接続する構成としている。なお、第１管路１２〜第８管路２６の全ての管路には二次側の熱媒として同じ熱媒（例えば、不凍液）が流通するものである。

次に、この第４実施形態における暖房運転、冷房運転、沸き上げ運転、暖房運転＋沸き上げ運転、冷房運転＋沸き上げ運転の動作について説明するが、この第４実施形態での暖房運転、冷房運転、沸き上げ運転、暖房運転＋沸き上げ運転、冷房運転＋沸き上げ運転時における冷媒の流れ、凝縮器（第１熱交換器２、第２熱交換器３）で加熱される熱媒の流れ、蒸発器（第３熱交換器５）で冷却される熱媒の流れは、先に説明した第１実施形態の図２〜図５に示した冷媒の流れ、凝縮器（第１熱交換器２、第２熱交換器３）で加熱される熱媒の流れ、蒸発器（第３熱交換器５）で冷却される熱媒の流れと同一なので、図面は省略する。

まず、暖房運転の動作について説明すると、第１三方弁４２をａポートとｂポートが連通するようにし、第２三方弁４３をｂポートとａポートが連通するようにし、第３三方弁４４をｂポートとａポートが連通するようにし、第４三方弁４５をａポートとｂポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて暖房運転を行うものである。

なお、前記暖房運転時に、第１三方弁４２のａポートとｂポートを連通させｃポートを閉塞、第２三方弁４３のｂポートとａポートを連通させｃポートを閉塞、第３三方弁４４のｂポートとａポートを連通させｃポートを閉塞、第４三方弁４５のａポートとｂポートを連通させｃポートを閉塞させるようにしたことで、第１熱交換器２で加熱される熱媒と第３熱交換器５で冷却される熱媒とが混合することがないものである。

次に、冷房運転の動作について説明すると、第１三方弁４２をａポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁４３をｂポートとｃポートが連通するようにし、第３三方弁４４をｂポートとｃポートが連通するようにし、第４三方弁４５をａポートとｃポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて冷房運転を行うものである。

前記冷房運転が行われると、第３熱交換器５では、膨張弁４から吐出された低温低圧の冷媒と第２循環ポンプ１９により循環される２次側の熱媒とが熱交換され、第３熱交換器５で冷却された熱媒は、第３管路１７から第３管路１７と第７管路２４の接続点を介して第７管路２４を流通し、第７管路２４を流通した熱媒は、第１三方弁４２を介して室内熱交換器９側の第１管路１２を流通して室内熱交換器９に流入する。ここで、室内に設けられた室内機８において、送風ファン１０の送風により室内熱交換器９の放熱を行って室内に供給することで室内の冷房が行われる。そして、室内熱交換器９を流通する過程で温度上昇した熱媒は、室内熱交換器９から流出して第２管路１３を流通し、第２管路１３と第８管路２６の接続点から第８管路２６を流通し、第８管路２６を流通した熱媒は、第４三方弁４５を介して第３熱交換器５側の第４管路１８を流通し、第３熱交換器５に循環され再び冷却されるものである。

また、第１熱交換器２では、圧縮機１から吐出された高温の冷媒と第１循環ポンプ１４により循環される２次側の熱媒とが熱交換され、第１熱交換器２で加熱された熱媒は、第１管路１２から第１管路１２と第５管路２０の接続点を介して第５管路２０を流通し、第５管路２０を流通した熱媒は、第３三方弁４４を介して室外熱交換器１１側の第３管路１７を流通して室外熱交換器１１に流入する。この時、地中に埋設された室外熱交換器１１において、熱媒の熱を地中に排出し熱媒が冷却されるものである。そして、室外熱交換器１１を流通する過程で温度低下した熱媒は、室外熱交換器１１から流出して第４管路１８を流通し、第４管路１８と第６管路２２の接続点から第６管路２２を流通し、第２三方弁４３を介して第１熱交換器２側の第２管路１３を流通し、第１熱交換器２に循環され再び加熱されるものである。

なお、前記冷房運転時に、第１三方弁４２のａポートとｃポートを連通させｂポートを閉塞、第２三方弁４３のｂポートとｃポートを連通させａポートを閉塞、第３三方弁４４のｂポートとｃポートを連通させａポートを閉塞、第４三方弁４５のａポートとｃポートを連通させｂポートを閉塞させるようにしたことで、第１熱交換器２で加熱される熱媒と第３熱交換器５で冷却される熱媒とが混合することがないものである。

次に、沸き上げ運転の動作について説明すると、第１三方弁４２をａポートとｂポートが連通するようにし、第２三方弁４３をｂポートとａポートが連通するようにし、第３三方弁４４をｂポートとａポートが連通するようにし、第４三方弁４５をａポートとｂポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第２循環ポンプ１９および第３循環ポンプ３３を駆動させて沸き上げ運転を行うものである。

次に、暖房運転と沸き上げ運転を同時に行う場合の動作について説明すると、第１三方弁４２をａポートとｂポートが連通するようにし、第２三方弁４３をｂポートとａポートが連通するようにし、第３三方弁４４をｂポートとａポートが連通するようにし、第４三方弁４５をａポートとｂポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に、第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９および第３循環ポンプ３３を駆動させて暖房運転と沸き上げ運転とを同時に行うものである。

次に、冷房運転と沸き上げ運転を同時に行う場合の動作について説明すると、第１三方弁４２をａポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁４３をｂポートとｃポートが連通するようにし、第３三方弁４４をｂポートとｃポートが連通するようにし、第４三方弁４５をａポートとｃポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第２循環ポンプ１９および第３循環ポンプ３３を駆動させて冷房運転と沸き上げ運転とを同時に行うものである。

また、第３熱交換器５では、膨張弁４から吐出された低温低圧の冷媒と第２循環ポンプ１９により循環される２次側の熱媒とが熱交換され、第３熱交換器５で冷却された熱媒は、第３管路１７から第３管路１７と第７管路２４の接続点を介して第７管路２４を流通し、第７管路２４を流通した熱媒は、第１三方弁４２を介して室内熱交換器９側の第１管路１２を流通して室内熱交換器９に流入する。ここで、室内に設けられた室内機８において、送風ファン１０の送風により室内熱交換器９の放熱を行って室内に供給することで室内の冷房が行われる。そして、室内熱交換器９を流通する過程で温度上昇した熱媒は、室内熱交換器９から流出して第２管路１３を流通し、第２管路１３と第８管路２６の接続点から第８管路２６を流通し、第８管路２６を流通した熱媒は、第４三方弁４５を介して第３熱交換器５側の第４管路１８を流通し、第３熱交換器５に循環され再び冷却されるものである。

以上のように、本実施形態では、高圧側で超臨界状態となる二酸化炭素冷媒を使用するヒートポンプサイクル７であっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクル７に備えることなく、暖房運転および冷房運転を行うことができるものであり、特に、暖房運転を行う場合は、第１三方弁４２をａポートとｂポートが連通するようにし、第２三方弁４３をｂポートとａポートが連通するようにし、第３三方弁４４をｂポートとａポートが連通するようにし、第４三方弁４５をａポートとｂポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて暖房運転を行わせ、冷房運転を行う場合は、第１三方弁４２をａポートとｃポートが連通するようにし、第２三方弁４３をｂポートとｃポートが連通するようにし、第３三方弁４４をｂポートとｃポートが連通するようにし、第４三方弁４５をａポートとｃポートが連通するようにし、圧縮機１を駆動させてヒートポンプサイクル７を作動させると共に第１循環ポンプ１４および第２循環ポンプ１９を駆動させて冷房運転を行わせるので、高圧側で超臨界状態となる二酸化炭素冷媒を使用するヒートポンプサイクル７であっても、冷媒流路を逆サイクルとする四方弁のような冷媒流路切替手段をヒートポンプサイクル７に備えることなく、冷媒流路を逆サイクルに切り替えずに暖房運転および冷房運転を行うことができるものである。

なお、本発明は先に説明した第１〜第４実施形態に限定されるものではなく、第１〜第４実施形態では、室内機８としてファンコイルユニットを用いたが、室内熱交換器９を備え室内の空調を行うことができるものであれば、ファンコンベクターやパネルコンベクター等であってもよく、室内機８はファンコイルユニットに限定されるものではない。

また、先に説明した第１〜第４実施形態では、地中に埋設した地中熱交換器を室外熱交換器１１としたが、室外に設けられ熱源との間で採放熱を行うものであれば、室外熱交換器１１は地中熱交換器に限定されるものではない。

また、先に説明した第１〜第４実施形態では、第１循環ポンプ１４は、第１管路１２と第５管路２０との接続点よりも第１熱交換器２側の第１管路１２に設けられ、第１熱交換器２に対して熱媒を循環させるものとしたが、第１循環ポンプ１４は、第２管路１３と第６管路２２との接続点よりも第１熱交換器２側に設けられ、第１熱交換器２に対して熱媒を循環させるものであってもよいものである。

また、先に説明した第１〜第４実施形態では、第２循環ポンプ１９は、第４管路１８と第８管路２６との接続点よりも第３熱交換器５側の第４管路１８に設けられ、第３熱交換器５に対して熱媒を循環させるものとしたが、第２循環ポンプ１９は、第３管路１７と第７管路２４との接続点よりも第３熱交換器５側に設けられ、第３熱交換器５に対して熱媒を循環させるものであってもよいものである。

また、先に説明した第１〜第４実施形態では、第３循環ポンプ３３は、第９管路３１に設けられ、第２熱交換器３に対して貯湯タンク２８内の湯水を循環させるものであるが、第３循環ポンプ３３は、第１０管路３２に設けられ、第２熱交換器３に対して貯湯タンク２８内の湯水を循環させるものであってもよいものである。

第１実施形態
１圧縮機
２第１熱交換器
３第２熱交換器
４膨張弁
５第３熱交換器
６冷媒配管
７ヒートポンプサイクル
９室内熱交換器
１１室外熱交換器
１２第１管路
１３第２管路
１４第１循環ポンプ
１７第３管路
１８第４管路
１９第２循環手段
２０第５管路
２１第１三方弁
２２第６管路
２３第２三方弁
２４第７管路
２５第３三方弁
２６第８管路
２７第４三方弁
２８貯湯タンク
３１第９管路
３２第１０管路
３３第３循環ポンプ
第２実施形態
３４第１三方弁
３５第２三方弁
３６第３三方弁
３７第４三方弁
第３実施形態
３８第１三方弁
３９第２三方弁
４０第３三方弁
４１第４三方弁
第４実施形態
４２第１三方弁
４３第２三方弁
４４第３三方弁
４５第４三方弁

Claims

高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用し、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクルと、
室内に設けられ室内の空調を行う室内熱交換器と、
室外に設けられ熱源との間で採放熱する室外熱交換器と、
前記凝縮器の熱媒側の出口と前記室内熱交換器の入口とを接続する第１管路と、
前記室内熱交換器の出口と前記凝縮器の熱媒側の入口とを接続する第２管路と、
前記蒸発器の熱媒側の出口と前記室外熱交換器の入口とを接続する第３管路と、
前記室外熱交換器の出口と前記蒸発器の熱媒側の入口とを接続する第４管路と、
前記第１管路と前記第３管路とを接続する第５管路と、
前記第２管路と前記第４管路とを接続する第６管路と、
前記第３管路と前記第５管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第３管路と、前記第１管路と前記第５管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第１管路とを接続する第７管路と、
前記第４管路と前記第６管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第４管路と、前記第２管路と前記第６管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第２管路とを接続する第８管路と、
前記凝縮器へ熱媒を循環させる第１循環手段と、
前記蒸発器へ熱媒を循環させる第２循環手段と、
前記第１管路と前記第５管路の接続点に設けられた第１三方弁と、
前記第２管路と前記第６管路の接続点に設けられた第２三方弁と、
前記第３管路と前記第７管路の接続点に設けられた第３三方弁と、
前記第４管路と前記第８管路の接続点に設けられた第４三方弁と、
を備えたヒートポンプシステム。
前記第１三方弁は、前記第１管路の前記凝縮器側のポートを前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートか前記第５管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第２三方弁は、前記第２管路の前記凝縮器側のポートを前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートか前記第６管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第３三方弁は、前記第３管路の前記蒸発器側のポートを前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートか前記第７管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第４三方弁は、前記第４管路の前記蒸発器側のポートを前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートか前記第８管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、室内を暖房する暖房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記凝縮器側のポートと前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記凝縮器側のポートと前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記蒸発器側のポートと前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記蒸発器側のポートと前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて前記暖房運転を行うようにし、室内を冷房する冷房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記凝縮器側のポートと前記第５管路側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記凝縮器側のポートと前記第６管路側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記蒸発器側のポートと前記第７管路側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記蒸発器側のポートと前記第８管路側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて冷房運転を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプシステム。
高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用し、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクルと、
室内に設けられ室内の空調を行う室内熱交換器と、
室外に設けられ熱源との間で採放熱する室外熱交換器と、
前記凝縮器の熱媒側の出口と前記室内熱交換器の入口とを接続する第１管路と、
前記室内熱交換器の出口と前記凝縮器の熱媒側の入口とを接続する第２管路と、
前記蒸発器の熱媒側の出口と前記室外熱交換器の入口とを接続する第３管路と、
前記室外熱交換器の出口と前記蒸発器の熱媒側の入口とを接続する第４管路と、
前記第１管路と前記第３管路とを接続する第５管路と、
前記第２管路と前記第４管路とを接続する第６管路と、
前記第３管路と前記第５管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第３管路と、前記第１管路と前記第５管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第１管路とを接続する第７管路と、
前記第４管路と前記第６管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第４管路と、前記第２管路と前記第６管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第２管路とを接続する第８管路と、
前記凝縮器へ熱媒を循環させる第１循環手段と、
前記蒸発器へ熱媒を循環させる第２循環手段と、
前記第１管路と前記第７管路の接続点に設けられた第１三方弁と、
前記第２管路と前記第８管路の接続点に設けられた第２三方弁と、
前記第３管路と前記第５管路の接続点に設けられた第３三方弁と、
前記第４管路と前記第６管路の接続点に設けられた第４三方弁と、
を備えたヒートポンプシステム。
前記第１三方弁は、前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートを前記第１管路の前記凝縮器側のポートか前記第７管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第２三方弁は、前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートを前記第２管路の前記凝縮器側のポートか前記第８管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第３三方弁は、前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートを前記第３管路の前記蒸発器側のポートか前記第５管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第４三方弁は、前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートを前記第４管路の前記蒸発器側のポートか前記第６管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、室内を暖房する暖房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第１管路の前記凝縮器側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第２管路の前記凝縮器側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第３管路の前記蒸発器側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第４管路の前記蒸発器側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて前記暖房運転を行うようにし、室内を冷房する冷房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第７管路側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第８管路側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第５管路側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第６管路側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて前記冷房運転を行うようにしたことを特徴とする請求項３記載のヒートポンプシステム。
高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用し、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクルと、
室内に設けられ室内の空調を行う室内熱交換器と、
室外に設けられ熱源との間で採放熱する室外熱交換器と、
前記凝縮器の熱媒側の出口と前記室内熱交換器の入口とを接続する第１管路と、
前記室内熱交換器の出口と前記凝縮器の熱媒側の入口とを接続する第２管路と、
前記蒸発器の熱媒側の出口と前記室外熱交換器の入口とを接続する第３管路と、
前記室外熱交換器の出口と前記蒸発器の熱媒側の入口とを接続する第４管路と、
前記第１管路と前記第３管路とを接続する第５管路と、
前記第２管路と前記第４管路とを接続する第６管路と、
前記第３管路と前記第５管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第３管路と、前記第１管路と前記第５管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第１管路とを接続する第７管路と、
前記第４管路と前記第６管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第４管路と、前記第２管路と前記第６管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第２管路とを接続する第８管路と、
前記凝縮器へ熱媒を循環させる第１循環手段と、
前記蒸発器へ熱媒を循環させる第２循環手段と、
前記第１管路と前記第５管路の接続点に設けられた第１三方弁と、
前記第２管路と前記第８管路の接続点に設けられた第２三方弁と、
前記第３管路と前記第７管路の接続点に設けられた第３三方弁と、
前記第４管路と前記第６管路の接続点に設けられた第４三方弁と、
を備えたヒートポンプシステム。
前記第１三方弁は、前記第１管路の前記凝縮器側のポートを前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートか前記第５管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第２三方弁は、前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートを前記第２管路の前記凝縮器側のポートか前記第８管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第３三方弁は、前記第３管路の前記蒸発器側のポートを前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートか前記第７管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第４三方弁は、前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートを前記第４管路の前記蒸発器側のポートか前記第６管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、室内を暖房する暖房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記凝縮器側のポートと前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第２管路の前記凝縮器側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記蒸発器側のポートと前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第４管路の前記蒸発器側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて前記暖房運転を行うようにし、室内を冷房する冷房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記凝縮器側のポートと前記第５管路側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第８管路側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記蒸発器側のポートと前記第７管路側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第６管路側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて前記冷房運転を行うようにしたことを特徴とする請求項５記載のヒートポンプシステム。
高圧側で超臨界状態となる冷媒を使用し、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を冷媒配管で環状に接続したヒートポンプサイクルと、
室内に設けられ室内の空調を行う室内熱交換器と、
室外に設けられ熱源との間で採放熱する室外熱交換器と、
前記凝縮器の熱媒側の出口と前記室内熱交換器の入口とを接続する第１管路と、
前記室内熱交換器の出口と前記凝縮器の熱媒側の入口とを接続する第２管路と、
前記蒸発器の熱媒側の出口と前記室外熱交換器の入口とを接続する第３管路と、
前記室外熱交換器の出口と前記蒸発器の熱媒側の入口とを接続する第４管路と、
前記第１管路と前記第３管路とを接続する第５管路と、
前記第２管路と前記第４管路とを接続する第６管路と、
前記第３管路と前記第５管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第３管路と、前記第１管路と前記第５管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第１管路とを接続する第７管路と、
前記第４管路と前記第６管路との接続点よりも前記蒸発器側の前記第４管路と、前記第２管路と前記第６管路との接続点よりも前記室内熱交換器側の前記第２管路とを接続する第８管路と、
前記凝縮器へ熱媒を循環させる第１循環手段と、
前記蒸発器へ熱媒を循環させる第２循環手段と、
前記第１管路と前記第７管路の接続点に設けられた第１三方弁と、
前記第２管路と前記第６管路の接続点に設けられた第２三方弁と、
前記第３管路と前記第５管路の接続点に設けられた第３三方弁と、
前記第４管路と前記第８管路の接続点に設けられた第４三方弁と、
を備えたヒートポンプシステム。
前記第１三方弁は、前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートを前記第１管路の前記凝縮器側のポートか前記第７管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第２三方弁は、前記第２管路の前記凝縮器側のポートを前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートか前記第６管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第３三方弁は、前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートを前記第３管路の前記蒸発器側のポートか前記第５管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、前記第４三方弁は、前記第４管路の前記蒸発器側のポートを前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートか前記第８管路側のポートの何れか一方に選択的に接続する構成とし、室内を暖房する暖房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第１管路の前記凝縮器側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記凝縮器側のポートと前記第２管路の前記室内熱交換器側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第３管路の前記蒸発器側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記蒸発器側のポートと前記第４管路の前記室外熱交換器側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて前記暖房運転を行うようにし、室内を冷房する冷房運転を行う場合は、前記第１三方弁を前記第１管路の前記室内熱交換器側のポートと前記第７管路側のポートが連通するようにし、前記第２三方弁を前記第２管路の前記凝縮器側のポートと前記第６管路側のポートが連通するようにし、前記第３三方弁を前記第３管路の前記室外熱交換器側のポートと前記第５管路側のポートが連通するようにし、前記第４三方弁を前記第４管路の前記蒸発器側のポートと前記第８管路側のポートが連通するようにし、前記ヒートポンプサイクルを作動させると共に前記第１循環手段および前記第２循環手段を駆動させて冷房運転を行うようにしたことを特徴とする請求項７記載のヒートポンプシステム。
前記ヒートポンプサイクルに第２の凝縮器を設け、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下部と前記第２の凝縮器の入口とを接続する第９管路と、前記第２の凝縮器の出口と前記貯湯タンクの上部とを接続する第１０管路と、前記第２の凝縮器に前記貯湯タンク内の湯水を循環させる第３循環手段とを備えたことを特徴とする請求項２、４、６、８の何れか一項に記載のヒートポンプシステム。