JP2014190557A

JP2014190557A - ヒートポンプ装置

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Publication number: JP2014190557A
Application number: JP2013063985A
Authority: JP
Inventors: Masanori Ueda; 真典上田; Takashi Sato; 剛史佐藤
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2014-10-06
Anticipated expiration: 2033-03-26
Also published as: JP6085207B2

Abstract

【課題】暖房運転中、蒸発器として機能する熱源側熱交換器の不凍液流路の不凍液中の水分の凍結を防止するヒートポンプ装置を提供する。
【解決手段】熱源側熱交換器７を蒸発器として機能させると共に負荷側熱交換器５を凝縮器として機能させて被空調空間を加熱する暖房運転中に、制御手段２２が、吸入温度検出手段１０で検出される冷媒の温度と蒸発温度検出手段１１で検出される熱源側熱交換器７の冷媒の温度との検出温度差を所定の目標値にするように膨張弁６の開度を制御するヒートポンプ装置において、制御手段２２は、蒸発温度検出手段１１で検出される冷媒の温度に応じて、所定の目標値と、圧縮機４の周波数または回転数の上限値とを設定するようにした。
【選択図】図２

Description

この発明は、蒸発器として機能する熱源側熱交換器の不凍液流路での不凍液の凍結を防止するヒートポンプ装置に関するものである。

従来この種のヒートポンプ装置においては、図７に示すように、室外機としてのヒートポンプユニット１０１と、圧縮機１０２、被空調空間に設置された室内機１０３に設けられた負荷側熱交換器１０４、膨張弁１０５、熱源側熱交換器１０６の冷媒流路１０６ａを冷媒配管１０７で環状に接続したヒートポンプ回路１０８と、熱源側熱交換器１０６の不凍液流路１０６ｂ、地中に設置された地中熱交換器１０９を不凍液配管１１０で環状に接続した地中熱循環回路１１１と、地中熱循環回路１１１に不凍液を循環させる地中熱循環ポンプ１１２と、制御手段１１３とを備え、制御手段１１３は、圧縮機１０２、地中熱循環ポンプ１１２を駆動させ、熱源側熱交換器１０６を蒸発器として機能させると共に、負荷側熱交換器１０４を凝縮器として機能させて、室内機１０３が設置された被空調空間を加熱する暖房運転を行うものがあった。（例えば、特許文献１参照。）

特開２００６−２９２３１３号公報

ところで、この従来のヒートポンプ装置では、図７に示すように、圧縮機１０２の吸入側に圧縮機１０２へ吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ１１４、熱源側熱交換器１０６の冷媒の温度を検出する蒸発温度センサ１１５が設けられ、前記暖房運転を行っているとき、吸入温度センサ１１４で検出される冷媒温度と、蒸発温度センサ１１５で検出される冷媒温度とを計測し、この検出温度差（スーパーヒート量）を目標値（一定値）にするように膨張弁１０５の開度を制御するスーパーヒート制御と呼ばれる制御方法が採用される場合がある。

前記暖房運転の際に上記のスーパーヒート制御を行うヒートポンプユニット１０１の熱源側熱交換器１０６を、図８に示すように地中熱交換器１０９に対して２台並列に接続し、図中上段のヒートポンプユニット１０１側で暖房運転を行い、且つ図中下段のヒートポンプユニット１０１（ここでは、説明を簡単にするために下段側のその他の構成部品の符号については省略する）側で暖房運転を行っていない場合、図中上段のヒートポンプユニット１０１では、制御手段１１３が、吸入温度センサ１１４で検出された温度と蒸発温度センサ１１５で検出された温度との検出温度差を一定値にするように膨張弁１０５の開度を制御するスーパーヒート制御が行われている。

ここで、図中上段のヒートポンプユニット１０１側で暖房運転を行っている最中に、図中下段のヒートポンプユニット１０１側で暖房運転が開始されると、図中上段のヒートポンプユニット１０１側の地中熱循環回路１１１の循環流量が、下段のヒートポンプユニット１０１側に奪われるため、図中上段のヒートポンプユニット１０１側の地中熱循環回路１１１の循環流量が不足する。そうすると、熱源側熱交換器１０６での熱交換量が減り、蒸発温度センサ１１５で検出される熱源側熱交換器１０６の冷媒の温度が急激に低下していく。

この時、制御手段１１３は、膨張弁１０５の開度を絞ることで、吸入温度センサ１１４で検出された温度と蒸発温度センサ１１５で検出された温度との検出温度差を一定値にしようとするが、膨張弁１０５の開度を絞ると、熱源側熱交換器１０６の冷媒の温度がさらに低下していく。そして、熱源側熱交換器１０６の冷媒の温度が、例えば−１５℃を下回ると、熱交換器の種類によっては、熱源側熱交換器１０６の不凍液流路１０６ｂ側で流通する不凍液中の水分が凍結し始め、不凍液流路１０６ｂ内壁に徐々に氷が張るにつれて、不凍液流路１０６ｂが閉塞されていき、地中熱循環回路１１１を循環する不凍液の循環流量が低下すると共に、熱源側熱交換器１０６での熱交換量が不足していくため、熱源側熱交換器１０６の冷媒の温度がさらに低下する。そうすると、また膨張弁１０５の開度を絞る制御が行われ、熱源側熱交換器１０６の冷媒の温度がよりいっそう低下するという悪循環となり、その結果、不凍液流路１０６ｂ内で氷が成長していき、熱源側熱交換器１０６が破損するおそれがあった。

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、圧縮機と、被空調空間に設置された室内機に設けられた負荷側熱交換器と、膨張弁と、熱源側熱交換器の冷媒流路とを冷媒配管で環状に接続したヒートポンプ回路と、前記圧縮機へ吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度検出手段と、前記膨張弁の出口から前記熱源側熱交換器の出口までの気液混合状態の冷媒の温度を検出する蒸発温度検出手段と、前記熱源側熱交換器の冷媒を加熱する熱媒循環式の熱源部と、該熱源部の熱源と前記熱源側熱交換器の不凍液流路との間を不凍液配管で環状に接続した熱源側循環回路と、該熱源側循環回路に不凍液を循環させる熱源側循環ポンプと、これらの作動を制御する制御手段とを備え、前記熱源側熱交換器を蒸発器として機能させると共に前記負荷側熱交換器を凝縮器として機能させて前記被空調空間を加熱する暖房運転中に、前記制御手段が、前記吸入温度検出手段で検出される冷媒の温度と前記蒸発温度検出手段で検出される前記熱源側熱交換器の冷媒の温度との検出温度差を所定の目標値にするように前記膨張弁の開度を制御するヒートポンプ装置において、前記制御手段は、前記蒸発温度検出手段で検出される冷媒の温度に応じて、前記所定の目標値と、前記圧縮機の周波数または回転数の上限値とを設定するものとした。

また、請求項２では、前記制御手段は、前記蒸発温度検出手段で検出される冷媒の温度が低下するにつれて、前記所定の目標値を下げると共に、前記圧縮機の周波数または回転数の上限値を下げるものとした。

この発明の請求項１によれば、暖房運転中に、制御手段が、吸入温度検出手段で検出される冷媒の温度と蒸発温度検出手段で検出される熱源側熱交換器の冷媒の温度との検出温度差を所定の目標値にするように膨張弁の開度を制御するヒートポンプ装置において、制御手段は、蒸発温度検出手段で検出される冷媒の温度に応じて、所定の目標値と、圧縮機の周波数または回転数の上限値とを設定するようにしたことで、暖房運転中、特に、蒸発温度検出手段で検出される冷媒温度が、熱源側熱交換器の不凍液流路を流通する不凍液中の水分を凍結させるおそれのある温度に低下した際に、前記所定の目標値を設定することにより、膨張弁の開度調整を適切に行わせ、熱源側熱交換器の冷媒温度の急激な低下を抑制し、さらに、圧縮機の周波数または回転数の上限値を設定することにより、ヒートポンプ回路を循環する冷媒の循環流量が調節され熱源側熱交換器における冷媒から不凍液への熱交換量を調節することができるので、熱源側熱交換器の不凍液流路を流通する不凍液中の水分の凍結を防ぎ、熱源側熱交換器の破損を未然に防止することができるものである。

また、請求項２によれば、制御手段は、蒸発温度検出手段で検出される冷媒の温度が低下するにつれて、所定の目標値を下げるようにしたことで、吸入温度検出手段で検出される冷媒の温度と蒸発温度検出手段で検出される熱源側熱交換器の冷媒の温度との検出温度差を小さくするので、膨張弁の開度の絞りすぎを抑えて、熱源側熱交換器の冷媒温度の急激な低下を抑制し、さらに、蒸発温度検出手段で検出される冷媒の温度が低下するにつれて、圧縮機の周波数または回転数の上限値を下げるようにしたことで、ヒートポンプ回路を循環する冷媒の循環流量の上限を抑えて冷媒循環流量を低下させ、熱源側熱交換器における冷媒から不凍液への熱交換量を抑制し、熱源側熱交換器の不凍液流路を流通する不凍液中の水分の凍結を防ぎ、熱源側熱交換器の破損を未然に防止することができるものである。

この発明の一実施形態のヒートポンプ装置の概略構成図。同一実施形態の暖房運転時の動作を示すフローチャート。同一実施形態の熱源側熱交換器側の気液混合状態の冷媒温度と目標スーパーヒート量との関係を示す図。同一実施形態の熱源側熱交換器側の気液混合状態の冷媒温度と圧縮機の周波数の上限値との関係を示す図。同一実施形態の暖房運転時の動作を示すタイムチャート。従来のヒートポンプ装置の暖房運転時の動作を示すタイムチャート。従来のヒートポンプ装置の概略構成図。従来のヒートポンプ装置の熱源側熱交換器を地中熱交換器に対して２台並列接続した場合の概略構成図。

次に、この発明の一実施形態のヒートポンプ装置を図１に基づき説明する。
図示のように、本実施形態のヒートポンプ装置は、大きく分けて室外機としてのヒートポンプユニット１Ａ・１Ｂと、熱源部としての熱媒循環式の熱源熱交換部２と、被空調空間に設置される負荷熱交換部としての室内機３Ａ・３Ｂとから構成されるものである。

４は冷媒を圧縮する作動周波数または作動回転数可変の第１圧縮機、５は室内機３Ａ内に設けられ第１圧縮機４から吐出された高温高圧冷媒を流通させ、この高温高圧冷媒と被空調空間の空気との熱交換を行う第１凝縮器としての第１負荷側熱交換器、６は第１負荷側熱交換器５から流出する冷媒を減圧する第１膨張弁、７は第１膨張弁６からの低温低圧冷媒と熱源熱交換部２の熱源側の流体との熱交換を行う第１蒸発器としての第１熱源側熱交換器であり、第１圧縮機４と第１負荷側熱交換器５と第１膨張弁６と第１熱源側熱交換器７の冷媒流路７ａとを第１冷媒配管８で環状に接続して第１ヒートポンプ回路９を形成しているものである。前記ヒートポンプユニット１Ａ内には、第１圧縮機４と第１膨張弁６と第１熱源側熱交換器７が備えられ、第１ヒートポンプ回路９を循環する冷媒としては、二酸化炭素冷媒やＨＦＣ冷媒等の任意の冷媒を用いることができるものである。また、１０は第１圧縮機４の吸入側に設けられ第１圧縮機４へ吸入される気相状態の冷媒の温度を検出する第１吸入温度検出手段としての第１吸入温度センサ、１１は第１熱源側熱交換器７の冷媒の温度、つまり第１膨張弁６の出口から第１熱源側熱交換器７の出口までの気液混合状態の冷媒の温度を検出する第１蒸発温度検出手段としての第１蒸発温度センサである。

前記第１熱源側熱交換器７はプレート式熱交換器で構成され、プレート式熱交換器は複数の伝熱プレートが積層され、冷媒を流通させる冷媒流路７ａと不凍液を流通させる不凍液流路７ｂとが各伝熱プレートを境にして交互に形成されているものである。

前記熱源熱交換部２は、第１熱源側熱交換器７のうち不凍液を流通させる不凍液流路７ｂと、第１熱源側熱交換器７の冷媒流路７ａを流通する冷媒を加熱する熱源としての地中に設置された地中熱交換器１２とを、第１不凍液配管としての第１熱交往き管１３、往きヘッダー１４、地中往き管１５、地中戻り管１６、戻りヘッダー１７、第１熱交戻り管１８で環状に接続する第１熱源側循環回路としての第１地中熱循環回路１９と、第１地中熱循環回路１９にエチレングリコールやプロピレングリコール等を添加した不凍液を循環させる回転数可変の第１熱源側循環ポンプとしての第１地中熱循環ポンプ２０とを備えているものである。

ここで、前記熱源熱交換部２では、後述する暖房運転をヒートポンプユニット１Ａ側で行う際に、地中熱交換器１２によって地中から地中熱を採熱し、その熱を帯びた不凍液が第１地中熱循環ポンプ２０により第１熱源側熱交換器７の不凍液流路７ｂに供給される。そして、第１熱源側熱交換器７にて、冷媒流路７ａを流通する冷媒と不凍液流路７ｂを流通する不凍液とが対向して流れて熱交換が行われ、地中熱交換器１２にて採熱された地中熱がヒートポンプユニット１Ａの冷媒側に汲み上げられて冷媒が加熱され、第１熱源側熱交換器７は蒸発器として機能するものとなる。

前記室内機３Ａには、被空調空間である室内の空調を行う第１負荷側熱交換器５と、第１負荷側熱交換器５に送風し第１負荷側熱交換器５の放熱を行って室内に供給する第１送風ファン２１とが備えられ、室内機３Ａが設けられた被空調空間には、第１リモコン（図示せず）が設置されており、この第１リモコンにより室内機３Ａが設けられた被空調空間の暖房の指示がなされると、第１負荷側熱交換器５を凝縮器として機能させて室内を加熱する負荷運転としての暖房運転が行われるものである。暖房運転の際、第１負荷側熱交換器５では、第１圧縮機４から吐出された高温高圧冷媒と第１送風ファン２１の駆動により送風される被空調空間の空気とで熱交換が行われ、第１負荷側熱交換器５にて加熱された空気は被空調空間に送られ、第１リモコンにより指示を受けた被空調空間を暖房するものである。

２２は第１吸入温度センサ１０、第１蒸発温度センサ１１の入力や前記第１リモコンからの信号を受けて、第１圧縮機４、第１膨張弁６、第１地中熱循環ポンプ２０の各アクチュエータの作動を制御するマイコンを有する第１制御手段であり、第１制御手段２２は、前記暖房運転を行っているとき、第１吸入温度センサ１０で検出される第１圧縮機４に吸入される冷媒の温度と、第１蒸発温度センサ１１で検出される第１膨張弁６の出口から第１熱源側熱交換器７の出口までの気液混合状態の冷媒の温度とを計測し、この検出温度差（スーパーヒート量）を所定の目標値（目標スーパーヒート量）にするように第１膨張弁６の開度を制御するスーパーヒート制御を行っているものであり、また、第１蒸発温度センサ１１の検出する温度が所定の目標温度になるように第１地中熱循環ポンプ２０の回転数を制御して第１地中熱循環回路１９を循環する不凍液の流量を調整するものである。

また、２３は冷媒を圧縮する作動周波数または作動回転数可変の第２圧縮機、２４は室内機３Ｂ内に設けられ第２圧縮機２３から吐出された高温高圧冷媒を流通させ、この高温高圧冷媒と被空調空間の空気との熱交換を行う第２凝縮器としての第２負荷側熱交換器、２５は第２負荷側熱交換器２４から流出する冷媒を減圧する第２膨張弁、２６は第２膨張弁２５からの低温低圧冷媒と熱源熱交換部２の熱源側の流体との熱交換を行う第２蒸発器としての第２熱源側熱交換器であり、第２圧縮機２３と第２負荷側熱交換器２４と第２膨張弁２５と第２熱源側熱交換器２６の冷媒流路２６ａとを第２冷媒配管２７で環状に接続して第２ヒートポンプ回路２８を形成しているものである。前記ヒートポンプユニット１Ｂ内には、第２圧縮機２３と第２膨張弁２５と第２熱源側熱交換器２６が備えられ、第２ヒートポンプ回路２８を循環する冷媒としては、二酸化炭素冷媒やＨＦＣ冷媒等の任意の冷媒を用いることができるものである。また、２９は第２圧縮機２３の吸入側に設けられ第２圧縮機２３へ吸入される気相状態の冷媒の温度を検出する第２吸入温度検出手段としての第２吸入温度センサ、３０は第２熱源側熱交換器２６の冷媒の温度、つまり第２膨張弁２５の出口から第２熱源側熱交換器２６の出口までの気液混合状態の冷媒の温度を検出する第２蒸発温度検出手段としての第２蒸発温度センサである。

前記第２熱源側熱交換器２６はプレート式熱交換器で構成され、プレート式熱交換器は複数の伝熱プレートが積層され、冷媒を流通させる冷媒流路２６ａと不凍液を流通させる不凍液流路２６ｂとが各伝熱プレートを境にして交互に形成されているものである。

また、前記熱源熱交換部２は、第２熱源側熱交換器２６のうち不凍液を流通させる不凍液流路２６ｂと、第２熱源側熱交換器２６の冷媒流路２６ａを流通する冷媒を加熱する熱源として地中に設置された地中熱交換器１２とを、第２不凍液配管としての第２熱交往き管３１、往きヘッダー１４、地中往き管１５、地中戻り管１６、戻りヘッダー１７、第２熱交戻り管３２で環状に接続する第２熱源側循環回路としての第２地中熱循環回路３３と、第２地中熱循環回路３３にエチレングリコールやプロピレングリコール等を添加した不凍液を循環させる回転数可変の第２熱源側循環ポンプとしての第２地中熱循環ポンプ３４とを備えているものであり、熱源熱交換部２では、ヒートポンプユニット１Ａの第１熱源側熱交換器７とヒートポンプユニット１Ｂの第２熱源側熱交換器２６とが地中熱交換器１２に対して並列に接続されているものである。

ここで、前記熱源熱交換部２では、後述する暖房運転をヒートポンプユニット１Ｂ側で行う際に、地中熱交換器１２によって地中から地中熱を採熱し、その熱を帯びた不凍液が第２地中熱循環ポンプ３４により第２熱源側熱交換器２６の不凍液流路２６ｂに供給される。そして、第２熱源側熱交換器２６にて、冷媒流路２６ａを流通する冷媒と不凍液流路２６ｂを流通する不凍液とが対向して流れて熱交換が行われ、地中熱交換器１２にて採熱された地中熱がヒートポンプユニット１Ｂの冷媒側に汲み上げられて冷媒が加熱され、第２熱源側熱交換器２６は蒸発器として機能するものとなる。

前記室内機３Ｂには、被空調空間である室内の空調を行う第２負荷側熱交換器２４と、第２負荷側熱交換器２４に送風し第２負荷側熱交換器２４の放熱を行って室内に供給する第２送風ファン３５とが備えられ、室内機３Ｂが設けられた被空調空間には、第２リモコン（図示せず）が設置されており、この第２リモコンにより室内機３Ｂが設けられた被空調空間の暖房の指示がなされると、第２負荷側熱交換器２４を凝縮器として機能させて室内を加熱する負荷運転としての暖房運転が行われるものである。暖房運転の際、第２負荷側熱交換器２４では、第２圧縮機２３から吐出された高温高圧冷媒と第２送風ファン３５の駆動により送風される被空調空間の空気とで熱交換が行われ、第２負荷側熱交換器２４にて加熱された空気は被空調空間に送られ、第２リモコンにより指示を受けた被空調空間を暖房するものである。

３６は第２吸入温度センサ２９、第２蒸発温度センサ３０の入力や前記第２リモコンからの信号を受けて、第２圧縮機２３、第２膨張弁２５、第２地中熱循環ポンプ３４の各アクチュエータの作動を制御するマイコンを有する第２制御手段であり、第２制御手段３６は、前記暖房運転を行っているとき、第２吸入温度センサ２９で検出される第２圧縮機２３に吸入される冷媒の温度と、第２蒸発温度センサ３０で検出される第２膨張弁２５の出口から第２熱源側熱交換器２６の出口までの気液混合状態の冷媒の温度とを計測し、この検出温度差（スーパーヒート量）を所定の目標値（目標スーパーヒート量）にするように第２膨張弁２５の開度を制御するスーパーヒート制御を行っているものであり、また、第２蒸発温度センサ３０の検出する温度が所定の目標温度になるように第２地中熱循環ポンプ３４の回転数を制御して第２地中熱循環回路３３を循環する不凍液の流量を調整するものである。

次に、図１に示す一実施形態のヒートポンプ装置の暖房運転時の特徴的な動作について図２に示すフローチャートに基づき説明するが、ここでは、ヒートポンプユニット１Ａが暖房運転を行っている場合を例に挙げて説明を行う。

前記第１リモコン（図示せず）により、室内機３Ａによる被空調空間の暖房の指示がなされると、室内機３Ａ内で第１送風ファン２１が駆動し、前記第１制御手段２２は、第１圧縮機４、第１地中熱循環ポンプ２０を駆動させて暖房運転を開始させ、第１負荷側熱交換器５では、第１圧縮機４から吐出された高温高圧冷媒と第１送風ファン２１の駆動により送風される被空調空間の空気とが熱交換され、第１負荷側熱交換器５にて加熱された空気が被空調空間に送風され、第１負荷側熱交換器５を凝縮器として機能させて第１リモコンにより指示を受けた被空調空間を加熱すると共に、第１熱源側熱交換器７では、第１地中熱循環ポンプ２０により循環され地中熱交換器１２を介して地中熱を採熱した不凍液と第１膨張弁６から吐出された低温低圧の冷媒とが熱交換され、第１熱源側熱交換器７を蒸発器として機能させて地中熱により冷媒を加熱し蒸発させるものである。

前記暖房運転中、第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１の検出する冷媒温度を監視し（ステップＳ１）、その温度に応じて、後述する設定方法に基づき、第１吸入温度センサ１０で検出される第１圧縮機４に吸入される冷媒の温度と第１蒸発温度センサ１１で検出される第１膨張弁６の出口から第１熱源側熱交換器７の出口までの気液混合状態の冷媒の温度との検出温度差の目標値（目標スーパーヒート量）と、第１圧縮機４の周波数の上限値とを設定するものであり（ステップＳ２）、その設定に基づいて、第１制御手段２２は、第１吸入温度センサ１０で検出される冷媒の温度と第１蒸発温度センサ１１で検出される第１熱源側熱交換器７の冷媒の温度との検出温度差が、設定された目標値となるように第１膨張弁６の開度を制御すると共に、第１圧縮機４を制御するものである。

ここで、まず、前記ステップＳ２における第１圧縮機４に吸入される冷媒温度と第１膨張弁６の出口から第１熱源側熱交換器７の出口までの気液混合状態の冷媒温度との温度差の目標値（目標スーパーヒート量）を設定する設定方法について説明すると、図３に示すように、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒の温度に応じた複数のゾーンｚ１〜ｚ３を設け、各々のゾーンｚ１〜ｚ３に第１圧縮機４に吸入される冷媒温度と第１膨張弁６の出口から第１熱源側熱交換器７の出口までの気液混合状態の冷媒温度との温度差の目標値（目標スーパーヒート量）が設定されており、例えば、太線αより上の領域であるゾーンｚ１では目標値を１０℃、太線αと太線βとで挟まれた領域であるゾーンｚ２では目標値を５℃、太線βより下の領域であるゾーンｚ３では目標値を０℃とした場合、前記暖房運転中に、第１蒸発温度センサ１１で検出される温度が２℃のときは、目標値を１０℃に設定し、第１蒸発温度センサ１１で検出される温度が−８℃のときは、目標値を５℃に設定し、第１蒸発温度センサ１１で検出される温度が−１６℃のときは、目標値を０℃に設定するものである。

また、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が、図３に示した下向き矢印ｄ１のように、ゾーンｚ１に含まれる冷媒温度からゾーンｚ１とゾーンｚ２の境界線である太線αを越えてゾーンｚ２に含まれる冷媒温度へと下がる場合、すなわち、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が２℃からゾーンｚ１とゾーンｚ２の境界である−５℃を越えて−８℃に下がった場合、目標値は、１０℃から５℃に設定変更されるものであり、さらに、図３に示した下向き矢印ｄ２のように、ゾーンｚ２に含まれる冷媒温度からゾーンｚ２とゾーンｚ３の境界線である太線βを越えてゾーンｚ３に含まれる冷媒温度へと下がる場合、すなわち、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が−８℃からゾーンｚ２とゾーンｚ３の境界である−１５℃を越えて−１６℃に下がった場合、目標値は、５℃から０℃に設定変更されるものである。

逆に、図３に示した上向き矢印ｕ１のように、ゾーンｚ３に含まれる冷媒温度からゾーンｚ３とゾーンｚ２の境界線である太線βを越えてゾーンｚ２に含まれる冷媒温度へと上がる場合、すなわち、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が−１６℃からゾーンｚ３とゾーンｚ２の境界である−１０℃を越えて−８℃に上がった場合、目標値は、０℃から５℃に設定変更されるものであり、さらに、図３に示した上向き矢印ｕ２のように、ゾーンｚ２に含まれる冷媒温度からゾーンｚ２とゾーンｚ１の境界線である太線αを越えてゾーンｚ１に含まれる冷媒温度へと上がる場合、すなわち、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が−８℃からゾーンｚ２とゾーンｚ１の境界である０℃を越えて２℃に上がった場合、目標値は、５℃から１０℃に設定変更されるものである。

なお、前記第１制御手段２２には、この図３に示した第１膨張弁６の出口から第１熱源側熱交換器７の出口までの気液混合状態の冷媒の温度と所定の目標値（目標スーパーヒート量）との関係が予め記憶されており、暖房運転中はその情報を基に、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度に応じて所定の目標値を設定するものであり、暖房運転中、第１制御手段２２は、第１吸入温度センサ１０で検出される冷媒温度と第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度との検出温度差が目標値になるように第１膨張弁６の開度を制御するものであるが、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が、ゾーンｚ３に含まれる冷媒温度の場合は、第１熱源側熱交換器７の不凍液流路７ｂを流通する不凍液中の水分が凍結するおそれがあるため、前記所定の目標値を０℃として、第１制御手段２２は第１膨張弁６の開度を全開にして、第１膨張弁６に流入する冷媒を減圧させることなく通過させ第１熱源側熱交換器７の冷媒流路７ａに流し、冷媒と不凍液との熱交換によって、第１熱源側熱交換器７の不凍液流路７ｂを流通する不凍液中の水分の凍結を防止する、または第１熱源側熱交換器７の不凍液流路７ｂを流通する不凍液中の水分が凍結したものを解かすものである。

次に、前記ステップＳ２における第１圧縮機４の周波数の上限値を設定する設定方法について説明すると、図４に示すように、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒の温度に応じた複数のゾーンｚ４〜ｚ６を設け、各々のゾーンｚ４〜ｚ６に第１圧縮機４の周波数の上限値が設定されており、例えば、太線γより上の領域であるゾーンｚ４では第１圧縮機４の周波数の上限値を９０Ｈｚ、太線γと太線δとで挟まれた領域であるゾーンｚ５では第１圧縮機４の周波数の上限値を６０Ｈｚ、太線δより下の領域であるゾーンｚ６では第１圧縮機４の周波数の上限値を３５Ｈｚとした場合、前記暖房運転中に、第１蒸発温度センサ１１で検出される温度が−５℃のときは、第１圧縮機４の周波数の上限値を９０Ｈｚに設定し、第１蒸発温度センサ１１で検出される温度が−１０．５℃のときは、第１圧縮機４の周波数の上限値を６０Ｈｚに設定し、第１蒸発温度センサ１１で検出される温度が−１４℃のときは、第１圧縮機４の周波数の上限値を３５Ｈｚに設定するものである。

また、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が、図４に示した下向き矢印ｄ３のように、ゾーンｚ４に含まれる冷媒温度からゾーンｚ４とゾーンｚ５の境界線である太線γを越えてゾーンｚ５に含まれる冷媒温度へと下がる場合、すなわち、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が−５℃からゾーンｚ４とゾーンｚ５の境界である−１０℃を越えて−１０．５℃に下がった場合、第１圧縮機４の周波数の上限値は、９０Ｈｚから６０Ｈｚに設定変更されるものであり、さらに、図３に示した下向き矢印ｄ４のように、ゾーンｚ５に含まれる冷媒温度からゾーンｚ５とゾーンｚ６の境界線である太線δを越えてゾーンｚ６に含まれる冷媒温度へと下がる場合、すなわち、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が−１０．５℃からゾーンｚ２とゾーンｚ３の境界である−１３℃を越えて−１４℃に下がった場合、第１圧縮機４の周波数の上限値は、６０Ｈｚから３５Ｈｚに設定変更されるものである。

逆に、図４に示した上向き矢印ｕ３のように、ゾーンｚ６に含まれる冷媒温度からゾーンｚ６とゾーンｚ５の境界線である太線δを越えてゾーンｚ５に含まれる冷媒温度へと上がる場合、すなわち、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が−１４℃からゾーンｚ６とゾーンｚ５の境界である−１１℃を越えて−１０．５℃に上がった場合、第１圧縮機４の周波数の上限値は、３５Ｈｚから６０Ｈｚに設定変更されるものであり、さらに、図４に示した上向き矢印ｕ４のように、ゾーンｚ５に含まれる冷媒温度からゾーンｚ５とゾーンｚ４の境界線である太線γを越えてゾーンｚ４に含まれる冷媒温度へと上がる場合、すなわち、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が−１０．５℃からゾーンｚ５とゾーンｚ４の境界である−８℃を越えて−５℃に上がった場合、第１圧縮機４の周波数の上限値は、６０Ｈｚから９０Ｈｚに設定変更されるものである。なお、前記第１制御手段２２には、この図４に示した第１膨張弁６の出口から第１熱源側熱交換器７の出口までの気液混合状態の冷媒温度と第１圧縮機４の周波数の上限値との関係が予め記憶されており、暖房運転中はその情報を基に、第１蒸発温度センサ１１で検出される第１熱源側熱交換器７の冷媒の温度に応じて第１圧縮機４の周波数の上限値を設定しているものである。

次に、本実施形態における暖房運転の動作を、先に説明した図２の制御を交えて図５のタイムチャートを用いて説明するが、ここでは、ヒートポンプユニット１Ａが暖房運転を行っている最中に、ヒートポンプユニット１Ｂにて暖房運転が開始される場合について説明を行うものであり、図５のタイムチャートにおける暖房出力や検出冷媒温度等の各種パラメータは、ヒートポンプユニット１Ａ側のパラメータである。また、図６は、図８に示した従来のヒートポンプ装置で、図５と同様に、従来のヒートポンプ装置における図中上段のヒートポンプユニット１０１が暖房運転を行っている最中に、従来のヒートポンプ装置における図中下段のヒートポンプユニット１０１にて暖房運転が開始される場合のタイムチャートで、図５のタイムチャートとの比較に用いるものである、なお、図５のタイムチャートにおいて、時間ｔ０は暖房運転を開始した時間ではなく、暖房運転がある程度行われ安定した後の任意の時間とし、時間ｔ０〜時間ｔ８は図６のタイムチャートの時間ｔ０〜ｔ８と同タイミングを表しているものである。さらに、図６のタイムチャート中において、圧縮機の周波数の上限値は固定の上限値（９０Ｈｚ）、吸入温度センサで検出される圧縮機に吸入される冷媒の温度と蒸発温度センサで検出される熱源側熱交換器の冷媒の温度との温度差の目標値は固定の目標値（１０℃）に設定してあるものとする。

まず、図５中のヒートポンプユニット１Ａにて前記暖房運転がある程度行われ安定した後の時間ｔ０において、第１蒸発温度センサ１１で第１膨張弁６の出口から第１熱源側熱交換器７の出口までの気液混合状態の冷媒の温度を検出し（ステップＳ１）、第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１で検出された冷媒温度が２℃であるので、図３に示した第１熱源側熱交換器７の冷媒の温度と所定の目標値（目標スーパーヒート量）との関係から、所定の目標値を１０℃に設定すると共に、図４に示した第１膨張弁６の出口から第１熱源側熱交換器７の出口までの気液混合状態の冷媒の温度と第１圧縮機４の周波数の上限値との関係から、第１圧縮機４の周波数の上限値を９０Ｈｚに設定するものである（ステップＳ２）。時間ｔ０から時間ｔ１までは、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度は２℃なので、この期間は、所定の目標値を１０℃、第１圧縮機４の周波数の上限値を９０Ｈｚに設定しているものである。

ここで、時間ｔ１において、ヒートポンプユニット１Ｂにて暖房運転が開始されると、第２地中熱循環ポンプ３４が駆動し、第２地中熱循環回路３３にも不凍液が循環されることになり、時間ｔ１から第１地中熱循環回路１９を循環している不凍液の循環流量が減少していき、それに伴い、第１熱源側熱交換器７での熱交換量が減少するため、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度も低下していく。時間ｔ１から時間ｔ２の期間、第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１の検出する温度が所定の目標温度、ここでは２℃になるように第１地中熱循環ポンプ２０の回転数を増加させる制御を行うものである。次に、時間ｔ２において、第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が図３に示すゾーンｚ１とゾーンｚ２の境界である−５℃を越えて下がったことを検知すると、所定の目標値である目標スーパーヒート量を１０℃から５℃に設定変更するものである。

そして、時間ｔ２から時間ｔ３の間、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度は低下していくが、この期間の検出冷媒温度は、図３に示すゾーンｚ２に含まれる冷媒温度なので、目標スーパーヒート量の設定は５℃のままであると共に、この期間の検出冷媒温度は、図４に示すゾーンｚ４に含まれる冷媒温度なので、第１圧縮機４の周波数の上限値の設定は９０Ｈｚのままである。なお、この期間、第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１の検出する温度が所定の目標温度になるように第１地中熱循環ポンプ２０の回転数を増加させる制御を行うものである。次に、時間ｔ３において、第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が図４に示すゾーンｚ４とゾーンｚ５の境界である−１０℃を越えて下がったことを検知すると、第１圧縮機４の周波数の上限値を９０Ｈｚから６０Ｈｚに設定変更するものである。

続いて、時間ｔ３から時間ｔ４の間、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度は低下していくが、この期間の検出冷媒温度は、図３に示すゾーンｚ２に含まれる冷媒温度なので、目標スーパーヒート量の設定は５℃のままであると共に、この期間の検出冷媒温度は、図４に示すゾーンｚ５に含まれる冷媒温度なので、第１圧縮機４の周波数の上限値の設定は６０Ｈｚのままである。なお、この期間、第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１の検出する温度が所定の目標温度になるように第１地中熱循環ポンプ２０の回転数を増加させる制御を行うものである。次に、時間ｔ４において、第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が図４に示すゾーンｚ５とゾーンｚ６の境界である−１３℃を越えて下がったことを検知すると、第１圧縮機４の周波数の上限値を６０Ｈｚから３５Ｈｚに設定変更するものである。

そして、時間ｔ４から時間ｔ５の間、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度は−１４℃まで低下するが、この期間の検出冷媒温度は、図３に示すゾーンｚ２に含まれる冷媒温度なので、目標スーパーヒート量の設定は５℃のままであると共に、この期間の検出冷媒温度は、図４に示すゾーンｚ６に含まれる冷媒温度なので、第１圧縮機４の周波数の上限値の設定は３５Ｈｚのままである。なお、この期間も第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１の検出する温度が所定の目標温度になるように第１地中熱循環ポンプ２０の回転数を増加させる制御を行うものであるが、第１地中熱循環ポンプ２０の回転数増加に伴い、第１地中熱循環回路１９を循環する不凍液の循環流量が減少から増加へと反転し、第１熱源側熱交換器７での熱交換量が増加するため第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が上昇し始める。次に、時間ｔ５において、第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が図４に示すゾーンｚ６とゾーンｚ５の境界である−１１℃を越えて上がったことを検知すると、第１圧縮機４の周波数の上限値を３５Ｈｚから６０Ｈｚに設定変更するものである。

続いて、時間ｔ５から時間ｔ６の間、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度は上昇していくが、この期間の検出冷媒温度は、図３に示すゾーンｚ２に含まれる冷媒温度なので、目標スーパーヒート量の設定は５℃のままであると共に、この期間の検出冷媒温度は、図４に示すゾーンｚ５に含まれる冷媒温度なので、第１圧縮機４の周波数の上限値の設定は６０Ｈｚのままである。なお、この期間、第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１の検出する温度が所定の目標温度になるように第１地中熱循環ポンプ２０の回転数を増加させる制御を行い、第１地中熱循環回路１９を循環する不凍液の循環流量も増加するものである。次に、時間ｔ６において、第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が図４に示すゾーンｚ５とゾーンｚ４の境界である−８℃を越えて上がったことを検知すると、第１圧縮機４の周波数の上限値を６０Ｈｚから９０Ｈｚに設定変更するものである。

そして、時間ｔ６から時間ｔ７の間、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度は上昇していくが、この期間の検出冷媒温度は、図３に示すゾーンｚ２に含まれる冷媒温度なので、目標スーパーヒート量の設定は５℃のままであると共に、この期間の検出冷媒温度は、図４に示すゾーンｚ４に含まれる冷媒温度なので、第１圧縮機４の周波数の上限値の設定は９０Ｈｚのままである。なお、この期間、第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１の検出する温度が所定の目標温度になるように第１地中熱循環ポンプ２０の回転数を増加させる制御を行うものである。次に、時間ｔ７において、第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が図３に示すゾーンｚ２とゾーンｚ１の境界である０℃を越えて上がったことを検知すると、所定の目標値である目標スーパーヒート量を５℃から１０℃に設定変更するものである。

続いて、時間ｔ７から時間ｔ８の間、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が上昇するが、この期間の検出冷媒温度は、図３に示すゾーンｚ１に含まれる冷媒温度なので、目標スーパーヒート量の設定は１０℃のままであると共に、この期間の検出冷媒温度は、図４に示すゾーンｚ４に含まれる冷媒温度なので、第１圧縮機４の周波数の上限値の設定は９０Ｈｚのままである。なお、この期間、第１蒸発温度センサ１１の検出する温度が所定の目標温度である２℃に到達するので、第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１の検出する温度が所定の目標温度（２℃）を維持するように、所定の目標温度に到達したときの第１地中熱循環ポンプ２０の回転数（４５００ｒｐｍ）を維持するものであり、前記第１リモコンから暖房運転の停止指示がなされるまで暖房運転を行うものである。

なお、図５のタイムチャート中には表れていないが、前記暖房運転中に第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が、図３に示すゾーンｚ２とゾーンｚ３の境界としてマイナス域の所定温度である−１５℃を越えて下がったことを検知したとき、または、−１５℃を越えて下がったことを検知して予め設定された所定時間を経過したときは、第１制御手段２２は、目標スーパーヒート量の設定を０℃とし、第１膨張弁６の開度を全開にして、第１負荷側熱交換器５を流出した冷媒が第１膨張弁６で減圧されることなく通過させてそのまま第１熱源側熱交換器７の冷媒流路７ａに流し、暖かい冷媒と不凍液との熱交換によって、第１熱源側熱交換器７の不凍液流路７ｂを流通する不凍液中の水分の凍結を防止する、または第１熱源側熱交換器７の不凍液流路７ｂを流通する不凍液中の水分が凍結したものを解かすことができるものである。

また、図６のタイムチャートの時間ｔ１〜時間ｔ８にかけて、第１地中熱循環ポンプ２０の回転数が増加していくのに対して、第１地中熱循環回路１９を循環する不凍液の循環流量が減少していくが、この第１地中熱循環回路１９を循環する不凍液の循環流量の減少の要因は、時間ｔ１〜時間ｔ８の期間の前半では、ヒートポンプユニット１Ｂの第２地中熱循環ポンプ３４の駆動により第２地中熱循環回路３３にも不凍液が循環されることによるもの、後半では、第１熱源側熱交換器７の不凍液流路７ｂ内の凍結により不凍液が循環できない状態になることによるものである。そして、第１地中熱循環ポンプ２０の回転数の増加については、第１地中熱循環ポンプ２０付近の不凍液は凍結しておらず回転することはできるため、第１地中熱循環ポンプ２０の回転数を増加させて、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度を目標温度にしようと制御するが、目標温度に達しないので回転数だけがどんどん増加していき、図６のタイムチャートでこのようなグラフとなるものである。

以上説明した暖房運転において、暖房運転中、第１吸入温度センサ１０で検出される第１圧縮機４に吸入される冷媒の温度と第１蒸発温度センサ１１で検出される第１膨張弁６の出口から第１熱源側熱交換器７の出口までの気液混合状態の冷媒の温度との検出温度差を所定の目標値（目標スーパーヒート量）になるように第１膨張弁６の開度を制御するものにおいて、第１制御手段２２は、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒の温度に応じて、第１吸入温度センサ１０で検出される第１圧縮機４に吸入される冷媒の温度と第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒の温度との検出温度差の目標値と、第１圧縮機４の周波数の上限値とを設定するようにしたことで、暖房運転中、特に、第１地中熱循環回路１９の不凍液の循環流量不足により、第１蒸発温度センサ１１で検出される第１膨張弁６の出口から第１熱源側熱交換器７の出口までの気液混合状態の冷媒温度が、第１熱源側熱交換器７の不凍液流路７ｂを流通する不凍液中の水分を凍結させるおそれのあるマイナス域の温度に低下した際に、前記目標値（目標スーパーヒート量）を設定することにより、第１膨張弁６の開度調整を適切に行わせ、第１膨張弁６の出口から第１熱源側熱交換器７の出口までの気液混合状態の冷媒の温度の急激な低下、すなわち第１熱源側熱交換器７の冷媒流路７ａを流通する冷媒温度の急激な低下を抑制し、第１圧縮機４の周波数の上限値を設定することにより、第１ヒートポンプ回路９を循環する冷媒の循環流量が調節され第１熱源側熱交換器７における冷媒から不凍液への熱交換量を抑制する方向に調節することができるので、第１熱源側熱交換器７の不凍液流路７ｂを流通する不凍液中の水分の凍結を防ぎ、第１熱源側熱交換器７の破損を未然に防止することができ、第１熱源側熱交換器７の不凍液流路７ｂを流通する不凍液中の水分の凍結を防ぐことで、暖房運転が継続されるため無暖房状態となることがないものである。

また、図５のタイムチャートと図６のタイムチャートとの比較から分かるように、図５のタイムチャートの時間ｔ１〜時間ｔ５のように、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度がマイナス域に達し低下するにつれて、前記目標スーパーヒート量の設定を下げるようにしたことで、第１吸入温度センサ１０で検出される第１圧縮機４に吸入される冷媒の温度と第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒の温度との温度差を小さくするので、第１膨張弁６の開度の絞りすぎを抑えて、第１膨張弁６の出口から第１熱源側熱交換器７の出口までの気液混合状態の冷媒の温度の急激な低下を抑制し、さらに、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が低下するにつれて、第１圧縮機４の周波数の上限値を下げるようにしたことで、第１ヒートポンプ回路９を循環する冷媒の循環流量の上限を抑えて冷媒循環流量を低下させ、第１熱源側熱交換器７における冷媒から不凍液への熱交換量を抑制し、結果として、第１熱源側熱交換器７の不凍液流路７ｂを流通する不凍液中の水分の凍結を防ぎ、第１熱源側熱交換器７の破損を未然に防止することができるものである。

なお、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、本実施形態では、第１蒸発温度センサ１１の検出する冷媒温度に応じて、第１圧縮機４の周波数の上限値を設定するようにしたが、第１圧縮機４の周波数の代わりに第１圧縮機４の回転数を用いて、第１蒸発温度センサ１１の検出する冷媒温度に応じて、第１圧縮機４の回転数の上限値を設定するようにしてもよいものである。

また、本実施形態では、第１蒸発温度センサ１１の検出する冷媒温度に応じて、３つの前記目標スーパーヒート量を設定できるようにしたが、３つに限定する必要はなく、第１蒸発温度センサ１１の検出する冷媒温度に応じて、目標スーパーヒート量を必要分用意すればよいものである。

また、本実施形態では、第１蒸発温度センサ１１の検出する冷媒温度に応じて、３つの第１圧縮機４の周波数の上限値を設定できるようにしたが、３つに限定する必要はなく、第１蒸発温度センサ１１の検出する冷媒温度に応じて、第１圧縮機４の周波数の上限値を必要分用意すればよいものである。

また、本実施形態では、ヒートポンプユニット１Ａの第１制御手段２２において本発明の制御を適用したが、ヒートポンプユニット１Ｂの第２制御手段３６において本発明の制御を適用してもよいものであり、ヒートポンプユニット１Ａの第１制御手段２２とヒートポンプユニット１Ｂの第２制御手段３６の両方において本発明の制御を適用してもよいものである。

また、本実施形態では、ヒートポンプユニット１Ａの第１熱源側熱交換器７とヒートポンプユニット１Ｂの第２熱源側熱交換器２６とが地中熱交換器１２に対して並列に接続されているものにおいて、ヒートポンプユニット１Ａが暖房運転を行っている最中に、ヒートポンプユニット１Ｂにて暖房運転が開始されるものを例に挙げ、第１地中熱循環回路１９の循環流量が低下したことで、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が低下する場合について本発明の制御を適用したが、それに限定されず、ヒートポンプユニット１Ｂ側が無く、１台のヒートポンプユニット１Ａの第１熱源側熱交換器７に対して１つの地中熱交換器１２が対応しているものにおいても、第１地中熱循環回路１９の循環流量が低下する場合があり、例えば、ヒートポンプ装置を施工したときの第１地中熱循環回路１９のエア抜きが完全でなく、前記暖房運転時にそのエアが移動して第１地中熱循環ポンプ２０でエア噛みが発生し、それにより第１地中熱循環回路１９の循環流量が低下してしまう場合や、ヒートポンプ装置を施工したときに不凍液配管内に混入した石、砂利、不凍液配管の接続部に使用されたシール材等が、前記暖房運転中に第１地中熱循環ポンプ２０の駆動により第１地中熱循環回路１９内を移動し、第１地中熱循環回路１９の適所に設けられたストレーナ（図示せず）を閉塞し、それにより第１地中熱循環回路１９の循環流量が低下してしまう場合があり、その場合は、第１蒸発温度センサ１１で検出される冷媒温度が低下するものであり、その時に、本発明の制御を適用しても、ヒートポンプユニット１Ａの第１熱源側熱交換器７とヒートポンプユニット１Ｂの第２熱源側熱交換器２６とが地中熱交換器１２に対して並列に接続されたものと同様、第１熱源側熱交換器７の不凍液流路７ｂを流通する不凍液中の水分の凍結を防ぎ、第１熱源側熱交換器７の破損を未然に防止することができるという効果を発揮するものである。

また、本実施形態では、熱媒循環式の熱源部として、地中熱交換器１２を介して地中から熱を採熱する熱源熱交換部２を採用したが、熱源部としては、川・湖・海の水を循環させて熱源側熱交換器７の冷媒を加熱するような熱媒循環式のものでもよく、さらに、貯湯タンクに貯湯された湯水を直接的または間接的に利用、または井戸水を直接的または間接的に利用して熱源側熱交換器７の冷媒を加熱するような熱媒循環式のものでもよいものである。

また、先に説明した本発明の一実施形態では、被空調空間としての室内を加熱する前記暖房運転のみが行えるヒートポンプ装置を示したが、ヒートポンプユニット１Ａにおける第１ヒートポンプ回路９、またはヒートポンプユニット１Ｂにおける第２ヒートポンプ回路２８に四方弁を備え、四方弁の切り換えにより、室内を加熱する暖房運転と室内を冷却する冷房運転の両方を行えるようなヒートポンプ装置において、暖房運転時に第１制御手段２２または第２制御手段３６が本発明の制御を適用してもよいものである。

また、本実施形態では、第１蒸発温度センサ１１は、第１膨張弁６の出口から第１熱源側熱交換器７の出口までの気液混合状態の冷媒の温度を検出するものであるが、第１熱源側熱交換器７がプレート式や二重管式等の水冷媒熱交換器であると、第１熱源側熱交換器７の冷媒流路７ａにおける気液混合状態の冷媒の温度を検出するのは難しいので、図１に示したように、第１蒸発温度センサ１１は、第１膨張弁６の出口から第１熱源側熱交換器７の入口までの第１冷媒配管８に設けるのが取り付けも容易で好ましい。同様に、第２蒸発温度センサ３０についても、第２膨張弁２５の出口から第２熱源側熱交換器２６の入口までの第２冷媒配管２７に設けるのが取り付けも容易で好ましい。

２熱源熱交換部
３室内機
４第１圧縮機
５第１負荷側熱交換器
６第１膨張弁
７第１熱源側熱交換器
７ａ第１熱源側熱交換器の冷媒流路
７ｂ第１熱源側熱交換器の不凍液流路
８第１冷媒配管
９第１ヒートポンプ回路
１０第１吸入温度センサ
１１第１蒸発温度センサ
１２地中熱交換器
１３第１熱交往き管
１５地中往き管
１６地中戻り管
１８第１熱交戻り管
１９第１地中熱循環回路
２０第１地中熱循環ポンプ
２２第１制御手段

Claims

圧縮機と、被空調空間に設置された室内機に設けられた負荷側熱交換器と、膨張弁と、熱源側熱交換器の冷媒流路とを冷媒配管で環状に接続したヒートポンプ回路と、前記圧縮機へ吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度検出手段と、前記膨張弁の出口から前記熱源側熱交換器の出口までの気液混合状態の冷媒の温度を検出する蒸発温度検出手段と、前記熱源側熱交換器の冷媒を加熱する熱媒循環式の熱源部と、該熱源部の熱源と前記熱源側熱交換器の不凍液流路との間を不凍液配管で環状に接続した熱源側循環回路と、該熱源側循環回路に不凍液を循環させる熱源側循環ポンプと、これらの作動を制御する制御手段とを備え、前記熱源側熱交換器を蒸発器として機能させると共に前記負荷側熱交換器を凝縮器として機能させて前記被空調空間を加熱する暖房運転中に、前記制御手段が、前記吸入温度検出手段で検出される冷媒の温度と前記蒸発温度検出手段で検出される前記熱源側熱交換器の冷媒の温度との検出温度差を所定の目標値にするように前記膨張弁の開度を制御するヒートポンプ装置において、前記制御手段は、前記蒸発温度検出手段で検出される冷媒の温度に応じて、前記所定の目標値と、前記圧縮機の周波数または回転数の上限値とを設定するようにしたことを特徴とするヒートポンプ装置。
前記制御手段は、前記蒸発温度検出手段で検出される冷媒の温度が低下するにつれて、前記所定の目標値を下げると共に、前記圧縮機の周波数または回転数の上限値を下げる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装置。