JP6467276B2 - 複合熱源ヒートポンプ装置 - Google Patents

Description

この発明は、複合熱源ヒートポンプ装置に係り、特に、空気熱および地中熱を熱源とする複合熱源ヒートポンプ装置に関する。

近時、太陽の熱を受けて大地に蓄えられた「地中熱」は、年間を通して温度変化が少ないためこの地中熱エネルギーを有効活用できる地中熱ヒートポンプ装置が注目されている。特に、地中熱ヒートポンプ装置は、冬の寒さが厳しい寒冷地でも安定した暖房ができるという特質を有する。

従来、地中熱源と空気熱源を並列に連結したヒートポンプサイクル装置が知られている（例えば、特許文献１）。
特許文献１に記載されたヒートポンプサイクル装置は、例えば、暖房運転を行う場合には、外気温度に応じて、空気熱源か地中熱源のいずれか一方を選択して採熱効率の高い熱源を利用して放熱端末側の熱媒（循環液）を加熱する。

特開２００６−１２５７６９号公報（段落０００８、図１参照）

しかしながら、特許文献１に記載されたヒートポンプサイクル装置では、空気熱源か地中熱源のいずれか一方を熱源とするため、特に、冬季の寒冷地等において外気温が低く暖房負荷が過大になるような場合には暖房出力が不足しがちになることが想定される。

また、地中熱ヒートポンプ装置と空気熱ヒートポンプ装置を直列に連結したヒートポンプサイクル装置（例えば、未公開である特願２０１２−１７５６２０）において、暖房運転の立ち上げ時に地中熱ヒートポンプ装置および空気熱ヒートポンプ装置の２つの圧縮機を両方とも最大回転速度で駆動すれば、放熱端末側の熱媒（循環液）の温度を迅速に目標温度に到達させることができるが、外気温度や設定された目標温度等によって定まる被空調空間を暖房するための暖房負荷を考慮しなければ目標温度に到達した後にオーバーシュートしたり、いたずらに消費電力の増大を招いたりするという問題がある。
また、外気温度や目標温度に合わせて２つの圧縮機を両方とも制御するのは複雑な制御が必要になり煩雑であるという問題があり、更に空気熱ヒートポンプ装置では、施工状況で冷風がショートサーキットしたり、冷媒ガスの抜けや熱交換器にゴミが堆積して冷媒温度が上がらないことで、頻繁に除霜運転に入り暖房能力が低下し効率の良い良好な暖房が得られないと言う課題も有した。

この発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、立ち上げ時において、簡易な制御により設定された目標温度に迅速に到達でき、かつ効率よく消費電力を制御しながらオーバーシュートを効果的に抑制することが出来、しかも、万一除霜運転が頻繁に行われる場合は、主動力源となるヒートポンプを切り替えることで、良好な暖房を継続して行うようにした複合熱源ヒートポンプ装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、この発明は、放熱端末に循環液を循環させる加熱循環ポンプを有する加熱循環回路と、この加熱循環回路に配設された凝縮器としての第１加熱熱交換器と、前記加熱循環回路に配設された凝縮器としての第２加熱熱交換器と、地中熱を熱源として回路内を循環する冷媒を圧縮する第１圧縮機を備え前記第１加熱熱交換器を介して前記循環液を加熱する第１ヒートポンプ回路と、空気熱を熱源として回路内を循環する冷媒を圧縮する第２圧縮機を備え前記第２加熱熱交換器を介して前記循環液を加熱する第２ヒートポンプ回路と、前記循環液の温度を計測する端末温度センサと、外気温度を計測する外気温センサと、動作を制御する制御装置とを有し、前記第１加熱熱交換器は、前記加熱循環回路における第２加熱熱交換器の上流側に直列に配設され、前記制御装置は、暖房運転の立ち上げ時において、前記循環液の温度が設定された目標温度に到達するまでは前記第１ヒートポンプ回路及び前記第２ヒートポンプ回路の両方を駆動し、前記外気温センサが検出する外気温度が所定の基準温度よりも高い場合には、第２ヒートポンプ回路の前記第２圧縮機を主動力源とし前記第１ヒートポンプ回路の前記第１圧縮機を補助動力源として駆動させ、前記主動力源の圧縮機回転速度よりも前記補助動力源の圧縮機回転速度を低く設定して立ち上げ運転制御を実行するものであって、前記制御装置は、前記第２ヒートポンプ回路の除霜運転の頻度を検出し、所定頻度以上の場合には、外気温度に関係なく、前記第１ヒートポンプ回路の前記第１圧縮機を主動力源とし前記第２ヒートポンプ回路の前記第２圧縮機を補助動力源として切り替えて制御するようにしたものである。

この発明に係る複合熱源ヒートポンプ装置は、立ち上げ時において、簡易な制御により循環液の温度を設定された目標温度に迅速に到達でき、かつ効率よく消費電力を制御しながら目標温度に対する循環液の温度のオーバーシュートを効果的に抑制することが出来、更に除霜運転が頻繁に行われた場合には、除霜運転のいらない地中熱ヒートポンプ装置を主動力源に切り替えて制御するので、暖房能力の低下を抑えて良好な暖房を継続して得ることが出来るものである。

本発明の実施形態に係る複合熱源ヒートポンプ装置の主要なユニットを示す外観構成図である。 本発明の実施形態に係る複合熱源ヒートポンプ装置の全体構成を示す構成図である。 本発明の実施形態に係る立ち上げ運転制御における低負荷時の基本動作を示すグラフであり、（ａ）は２台の圧縮機の回転速度の推移を示し、（ｂ）は循環液の温度の推移を示す。 本発明の実施形態に係る立ち上げ運転制御における高負荷時の基本動作を示すグラフであり、（ａ）は２台の圧縮機の回転速度の推移を示し、（ｂ）は循環液の温度の推移を示す。 本発明の第１の実施例に係る立ち上げ運転制御における動作を示すフローチャート。 本発明の第２の実施例に係る立ち上げ運転制御における動作を示すフローチャート。 本発明の実施形態に係る通常運転制御における主、補助動力源の切り替え動作を示すフローチャート。 本発明の実施形態に係る通常運転制御における動作を説明するためのフローチャート。

この発明の実施形態に係る複合熱源ヒートポンプ装置１の構成について適宜図１と図２を参照しながら詳細に説明する。
複合熱源ヒートポンプ装置１は、図１に示すように、放熱端末２に熱媒としての循環液Ｌ（例えば、温水）を循環させる加熱熱交換部３と、地中熱を熱源とする地中熱ヒートポンプ装置４と、空気熱を熱源とする空気熱ヒートポンプ装置５と、動作を制御する制御装置６（６１，６２）と、制御装置６に信号を送るリモコン６０と、を備えている。

複合熱源ヒートポンプ装置１は、図２に示すように、第１ヒートポンプ回路である地中熱ヒートポンプ装置４と、第２ヒートポンプ回路である空気熱ヒートポンプ装置５とを直列に連結したハイブリッド型のヒートポンプ装置であり、暖房装置および冷房装置として機能させることができるが、以下の実施形態においては主として暖房装置として使用している場合の構成要素および動作について説明する。

放熱端末２（２１，２２）は、図２に示すように、被空調空間を加熱する床暖房パネルやパネルコンベクタであり、複数を配設することができるが、数量や仕様が特に限定されるものではないため、詳細な説明は省略する。

加熱熱交換部３は、放熱端末２に循環液Ｌを循環させる加熱循環回路３１と、加熱循環回路３１に配設され循環液Ｌを圧送する加熱循環ポンプ３２と、放熱端末２に供給する循環液Ｌの供給をそれぞれ制御する熱動弁３３（３３ａ，３３ｂ）と、放熱端末２から流出して戻ってくる循環液Ｌの温度を計測する端末温度センサ３４と、流路の圧力を調整するシスターン３５と、を備えている。

加熱循環回路３１は、地中熱ヒートポンプ装置４の凝縮器としての第１加熱熱交換器４１と、空気熱ヒートポンプ装置５の凝縮器としての第２加熱熱交換器５１と、を備えている。
第１加熱熱交換器４１は、加熱循環回路３１における第２加熱熱交換器５１の上流側に直列に配設されている。

かかる構成により、冬季の寒冷地等において外気温が低く暖房負荷が過大になるような環境では、第１加熱熱交換器４１が加熱した循環液Ｌをさらに第２加熱熱交換器５１で加
熱することができるため、放熱端末２を加熱する循環液Ｌを迅速に目標温度まで到達させることができる。

端末温度センサ３４は、加熱循環回路３１における第１加熱熱交換器４１の上流側に配設され、放熱端末２から流出した循環液Ｌの温度を検出して快適な暖房が得られるように制御装置６で制御する。

地中熱ヒートポンプ装置４は、第１加熱熱交換器４１に高温の冷媒Ｃ１（例えば、Ｒ４１０ＡやＲ３２等のＨＦＣ冷媒や、二酸化炭素冷媒）を供給する冷媒循環路４２と、第１加熱熱交換器４１に冷媒Ｃ１を圧縮して送出する第１圧縮機４３と、第１圧縮機４３で圧縮された冷媒Ｃ１の温度を検出する温度センサ４２ａと、第１加熱熱交換器４１から流出された冷媒Ｃ１を減圧する第１膨張弁４４と、第１膨張弁４４によって減圧された低温の冷媒Ｃ１の温度を検出する温度センサ４２ｂと、第１膨張弁４４によって減圧された低温の冷媒Ｃ１を加熱する地中熱源熱交換器４５と、地中熱源熱交換器４５に熱媒Ｈ１（例えば、不凍液）を供給する熱媒循環路４６と、熱媒循環路４６の熱媒Ｈ１を圧送する地中熱循環ポンプ４７と、熱媒循環路４６に配設された地中熱交換器４８と、熱媒循環路４６の圧力を調整するシスターン４９と、を備えている。

かかる構成により、地中熱ヒートポンプ装置４は、地中熱源熱交換器４５では、熱媒循環路４６を循環する熱媒Ｈ１と冷媒循環路４２を循環する冷媒Ｃ１とが対向して流れて熱交換が行われるため、地中熱交換器４８が採熱した地中熱を冷媒Ｃ１に伝達する。そして、この冷媒Ｃ１を第１圧縮機４３により圧縮して第１加熱熱交換器４１に供給する。
第１加熱熱交換器４１では、第１圧縮機４３により圧縮された高温の冷媒Ｃ１と加熱循環回路３１を通って放熱端末２から戻ってきた低温の循環液Ｌとが対向して流れて熱交換が行われ、循環液Ｌを加熱するようになっている。

空気熱ヒートポンプ装置５は、第２加熱熱交換器５１に高温の冷媒Ｃ２（例えば、Ｒ４１０ＡやＲ３２等のＨＦＣ冷媒や、二酸化炭素冷媒）を供給する冷媒循環路５２と、第２加熱熱交換器５１に冷媒Ｃ２を圧縮して送出する第２圧縮機５３と、第２圧縮機５３で圧縮された冷媒Ｃ２の温度を検出する温度センサ５２ａと、第２加熱熱交換器５１から流出された冷媒Ｃ２を減圧する第２膨張弁５４と、第２膨張弁５４によって減圧された低温の冷媒Ｃ２の温度を検出する温度センサ５２ｂと、第２膨張弁５４によって減圧された低温の冷媒Ｃ２を加熱する空気熱源熱交換器５５と、外気温を検出する外気温センサ５７と、冷媒循環路５２における冷媒Ｃ２の流れ方向を変えて暖房と冷房を切り替える４方弁５８と、を備えている。
空気熱源熱交換器５５は、送風ファン５６から送風される空気と冷媒Ｃ２との熱交換を行って冷媒Ｃ２を加熱する。

かかる構成により、空気熱ヒートポンプ装置５は、第２加熱熱交換器５１では、第２圧縮機５３により圧縮された高温の冷媒Ｃ２と加熱循環回路３１の上流側に配設された第１加熱熱交換器４１から流出してくる循環液Ｌとが対向して流れて熱交換が行われ、第１加熱熱交換器４１で加熱された循環液Ｌをさらに加熱できるようになっている。

制御装置６は、加熱熱交換部３および地中熱ヒートポンプ装置４の動作を制御する地中熱ヒートポンプ制御装置６１と、空気熱ヒートポンプ装置５の動作を制御する空気熱ヒートポンプ制御装置６２と、を備えている。制御装置６は、外気温センサ５７や温度センサ４２ａ，４２ｂ等の各温度センサ、およびリモコン６０からの信号を受けて、複合熱源ヒートポンプ装置１の動作を制御できるようになっている。

制御装置６は、暖房運転の立ち上げ時には循環液Ｌの温度がリモコン６０等により設定
された目標温度に到達するまでは、立ち上げ運転制御（図３と図４参照）を実行し、目標温度に到達した後に通常運転制御（図７参照）に移行する。

＜立ち上げ運転制御＞
立ち上げ運転制御は、立ち上げ時から通常運転制御（図７参照）に移行するまでの制御動作を広く含み、循環液Ｌの温度が設定された目標温度に到達するまでは地中熱ヒートポンプ装置４および空気熱ヒートポンプ装置５の両方を駆動して迅速に目標温度に到達できるように制御する。

この時、地中熱ヒートポンプ装置４の第１圧縮機４３および空気熱ヒートポンプ装置５の第２圧縮機５３の両方を最大回転速度で駆動するのではなく、外気温度に応じて２台の圧縮機（４３，５３）のうち一方を回転速度を高く設定した主動力源とし、他方を回転速度を低く設定した補助動力源として駆動する。

具体的には、外気温センサ５７で検出した外気温度が所定の基準温度（例えば、５度）よりも高い場合には、空気熱ヒートポンプ装置５の方が採熱効率が高いため、第２圧縮機５３を主動力源とし第１圧縮機４３を補助動力源として駆動する。
一方、外気温度が所定の基準温度（例えば、５度）よりも低い場合には、地中熱ヒートポンプ装置４の方が採熱効率が高いため、第１圧縮機４３を主動力源とし第２圧縮機５３を補助動力源として駆動する。

この時、主動力源の圧縮機ＨＰ１は、例えば最大回転速度（例えば、９０ｒｐｓ）で駆動し、補助動力源の圧縮機ＨＰ２は、主動力源に対して例えば半分程度の回転速度（例えば、５０ｒｐｓ）に低く設定して駆動する。なお、最大回転速度は、ヒートポンプ装置の仕様や圧縮機の性能を考慮して適宜設定し、圧縮機の最大回転速度でもよいし最大回転速度から低く設定してもよい。

続いて、立ち上げ運転制御における基本動作について、図３と図４を参照しながら説明する。図３は、放熱端末２における暖房負荷が低い場合の基本動作を説明するためのグラフであり、（ａ）は２台の圧縮機ＨＰ１、ＨＰ２の回転速度の推移を示し、（ｂ）は循環液の温度の推移を示す。図４は、放熱端末２における暖房負荷が高い場合の基本動作を説明するためのグラフであり、（ａ）は２台の圧縮機ＨＰ１、ＨＰ２の回転速度の推移を示し、（ｂ）は循環液の温度の推移を示す。

なお、暖房負荷は、暖房する対象である被空調空間（不図示）を暖房するために必要な負荷（熱量）であり、放熱端末２の仕様、圧縮機の回転速度、外気温、設定された目標温度等によって定まる。

［主として低負荷時の基本動作Ａ］
図３に示すように、複合熱源ヒートポンプ装置１は、放熱端末２（図２参照）における暖房負荷が低い場合には、主動力源の圧縮機ＨＰ１よりも補助動力源の圧縮機ＨＰ２の回転速度を低く設定して立ち上げ運転制御を実行し、目標温度（図３（ｂ）参照）に到達したときに補助動力源の圧縮機ＨＰ２を停止して、立ち上げ運転制御から通常運転制御（図７参照）に移行する。

具体的には、制御装置６は、起動後（ｔ０）、主動力源の圧縮機ＨＰ１は９０ｒｐｓで駆動し（ｔ２〜）、補助動力源の圧縮機ＨＰ２は５０ｒｐｓで駆動する（ｔ１〜）。制御装置６は、時刻ｔ３において、端末温度センサ３４（図２参照）により循環液Ｌの温度が目標温度に到達したことを判定すると、補助動力源の圧縮機ＨＰ２を停止し、主動力源の圧縮機ＨＰ１は通常運転制御（図７参照）に移行して管理する。

［主として高負荷時の基本動作Ｂ，Ｃ］
暖房負荷が高い場合には、制御装置６は、以下の基本動作Ｂ，Ｃを選択または組み合わせて実行する。
基本動作Ｂは、図４に示すように、所定の立ち上げ時間経過後（ｔ０〜ｔ３、例えば３分経過後）において、所定の経過時間ごと（ｔ３〜ｔ４，ｔ４〜ｔ５、例えば１分間ごと）に、端末温度センサ３４（図２参照）によりそれぞれ当該経過時間内における循環液Ｌの温度の温度上昇率を求め、温度上昇率が所定の閾値（例えば１分間に３度上昇）に満たない場合には、立ち上げ時において低く設定した補助動力源の圧縮機ＨＰ２を予め設定した最大回転速度（例えば、９０ｒｐｓ）まで増大して駆動する制御動作である。

基本動作Ｃは、所定の目標時間経過後（ｔ０〜ｔ５、例えば１０分経過後）に、端末温度センサ３４により循環液Ｌの温度が目標温度（図４（ｂ）参照）に到達したかどうかを判定し、循環液Ｌの温度が目標温度に到達してない場合には、立ち上げ時において低く設定した補助動力源の圧縮機ＨＰ２を予め設定した最大回転速度（例えば、９０ｒｐｓ）まで増大して駆動する制御動作である。

具体的には、制御装置６は、起動後（ｔ０）、主動力源の圧縮機ＨＰ１は９０ｒｐｓで駆動し（ｔ２〜）、補助動力源の圧縮機ＨＰ２は５０ｒｐｓで駆動する（ｔ１〜）。そして、制御装置６は、所定の目標時間経過後（ｔ０〜ｔ５、例えば１０分経過後）に、端末温度センサ３４（図２参照）により循環液Ｌの温度が目標温度（図４（ｂ）参照）に到達したかどうかを判定する。
時刻ｔ５において、循環液Ｌの温度は目標温度に到達してないが、立ち上げ時に低く設定した補助動力源の圧縮機ＨＰ２をすでに時刻ｔ４において最大回転速度（例えば、９０ｒｐｓ）まで増大して駆動しているため、時刻ｔ５ではそのまま回転速度を９０ｒｐｓで維持する。

なお、本実施形態においては、補助動力源の圧縮機ＨＰ２を最大回転速度（主動力源の圧縮機ＨＰ１と同じ９０ｒｐｓ）まで増大したが、これに限定されるものではなく、主動力源の圧縮機ＨＰ１よりも低い回転速度としてもよい。

続いて、本発明の実施形態に係る複合熱源ヒートポンプ装置１の第１の実施例と第２の実施例について図５から図７を参照しながら説明する。
［第１の実施例］
第１の実施例は、立ち上げ運転制御において、基本動作Ａ，Ｂ，Ｃを実行する制御動作である。
第１の実施例に係る制御装置６Ａは、図５に示すように、運転開始後（Ｓ１）、外気温センサ５７が検出した外気温度と予め設定した所定の基準温度（例えば、５度）とを対比して、主動力源の圧縮機ＨＰ１と補助動力源の圧縮機ＨＰ２を決定する（Ｓ２）。その後、基本動作Ａを実行して、主動力源の圧縮機ＨＰ１は９０ｒｐｓで駆動し、補助動力源の圧縮機ＨＰ２は５０ｒｐｓで駆動する（Ｓ３）。

制御装置６Ａは、端末温度センサ３４が検出した放熱端末２から戻ってくる循環液Ｌの温度と設定された目標温度とを対比して、循環液Ｌの温度が目標温度に到達したかどうかを判定する（Ｓ４）。このステップＳ４において、循環液Ｌの温度が目標温度に到達した場合には（Ｓ４のＹｅｓ）、補助動力源の圧縮機ＨＰ２を停止して（Ｓ５）、通常運転制御（図７参照）に移行し、通常運転制御のステップＳ１０６（図７の７Ａ参照）に飛ぶ。

ステップＳ４において、制御装置６Ａは、循環液Ｌの温度が目標温度に到達していない場合には（Ｓ４のＮｏ）、基本動作Ｂを実行し、所定の立ち上げ時間経過後（３分経過後
）において、所定の経過時間ごと（１分間ごと）に、１分間ごとの循環液Ｌの温度の温度上昇率を求め（Ｓ６）、温度上昇率が１分間に３度に満たない場合には（Ｓ６のＹｅｓ）、補助動力源の圧縮機ＨＰ２を最大回転速度（例えば、９０ｒｐｓ）まで増大して駆動し（Ｓ７）、通常運転制御（図７参照）に移行する（Ｓ８）。

一方、Ｓ６において、温度上昇率が１分間に３度以上である場合には（Ｓ６のＮｏ）、基本動作Ｃを実行し、主動力源の圧縮機ＨＰ１および補助動力源の圧縮機ＨＰ２を駆動してから所定の目標時間（１０分）を経過したかどうかを判定し（Ｓ９）、所定の目標時間（１０分）を経過している場合には（Ｓ９のＹｅｓ）、補助動力源の圧縮機ＨＰ２を最大回転速度（例えば、９０ｒｐｓ）まで増大して駆動し（Ｓ１０）、通常運転制御（図７参照）に移行する（Ｓ１１）。

ステップＳ９において、所定の目標時間（１０分）を経過していない場合には（Ｓ９のＮｏ）、ステップＳ４に戻って循環液Ｌの温度が目標温度に到達したかどうかを判定する。

［第２の実施例］
第２の実施例は、立ち上げ運転制御において、基本動作Ａ，Ｃを実行する制御動作である。第２の実施例において、基本動作Ａ（Ｓ１〜Ｓ５）は同様であるので、重複する説明は省略する。
第２の実施例に係る制御装置６Ｂは、図５に示すように、ステップＳ４において、循環液Ｌの温度が目標温度に到達していない場合には（Ｓ４のＮｏ）、基本動作Ｃを実行し、主動力源の圧縮機ＨＰ１および補助動力源の圧縮機ＨＰ２を駆動してから所定の目標時間（１０分）を経過したかどうかを判定し（Ｓ９）、所定の目標時間（１０分）を経過している場合には（Ｓ９のＹｅｓ）、補助動力源の圧縮機ＨＰ２を最大回転速度（例えば、９０ｒｐｓ）まで増大して駆動し（Ｓ１０）、通常運転制御（図７参照）に移行する（Ｓ１１）。

ステップＳ９において、所定の目標時間（１０分）を経過していない場合には（Ｓ９のＮｏ）、ステップＳ４に戻って循環液Ｌの温度が目標温度に到達したかどうかを判定する。

［除霜制御］
除霜制御動作は、第２膨張弁５４を除霜動作前の暖房運転時よりも所定の開度まで拡大、ここでは全開まで拡大すると共に、四方弁５８を除霜動作時の状態に切り換えて第２冷媒Ｃ２の流れ方向が暖房運転時の第２冷媒Ｃ２の流れ方向と逆になるようにし、第２圧縮機５３から吐出された高温の第２冷媒Ｃ２を、空気熱源熱交換器５５に供給して空気熱源熱交換器５５に発生した霜を溶かす。空気熱源熱交換器５５にて霜との熱交換で温度低下し、空気熱源熱交換器５５から流出した第２冷媒Ｃ２は、第２膨張弁５４で減圧されることなく第２膨張弁５４を通過し、第２加熱熱交換器５１を流通して、再び第２圧縮機５３に戻るものである。この除霜動作時、第２加熱熱交換器５１では、第２冷媒Ｃ２と循環液Ｌとの間で熱交換が行われ、循環液Ｌの熱が第２冷媒Ｃ２側に吸熱されて空気熱源熱交換器５５の除霜用の熱として利用される。

［通常運転制御］
通常運転制御（Ｓ１０１）では、制御装置６は、図７に示すように、第２ヒートポンプ回路である空気熱ヒートポンプ装置５が主動力源で、第１ヒートポンプ回路である地中熱ヒートポンプ装置４が補助動力源として駆動しているか判定する（Ｓ１０２）。そしてＹｅｓでは、空気熱ヒートポンプ装置５の除霜運転の頻度が所定頻度以上（例えば、３時間で５回以上）かを判定し（Ｓ１０３）、Ｙｅｓの場合は、第１ヒートポンプ回路である地中熱ヒートポンプ装置４を主動力源とし、第２ヒートポンプ回路である空気熱ヒートポンプ装置５を補助動力源とするように切り替える（Ｓ１０４）ものである。

これによって、空気熱ヒートポンプ装置５の除霜運転が頻繁に行われた場合でも、除霜運転のいらない地中熱ヒートポンプ装置４を主動力源に切り替えて制御するので、暖房能力の低下を抑えて良好な暖房を継続して得ることが出来るものである。

次に主動力源と補助動力源とが切り替えられた後、および前記のＳ１０２、Ｓ１０３でＮｏの場合は、図８の７Ｂに飛び、端末温度センサ３４が検出した放熱端末２から戻ってくる循環液Ｌの温度と設定された目標温度とを対比して、循環液Ｌの温度が目標温度に到達したかどうかを判定する（Ｓ１０５）。このステップＳ１０５において、循環液Ｌの温度が目標温度に到達した場合には（Ｓ１０５のＹｅｓ）、補助動力源の圧縮機ＨＰ２の回転速度を一段階下げて（Ｓ１０６）、下限の回転速度Ｎｒｐｓ以下になったかどうかを判定する（Ｓ１０７）。

一方、ステップＳ１０５において、循環液Ｌの温度が目標温度に到達していない場合には（Ｓ１０５のＮｏ）、補助動力源の圧縮機ＨＰ２が９０ｒｐｓで駆動しているかどうかを判定して（Ｓ１１５）、補助動力源の圧縮機ＨＰ２が９０ｒｐｓで駆動していないときは（Ｓ１１５のＮｏ）、補助動力源の圧縮機ＨＰ２の回転速度を一段階上げて（ステップＳ１１６）、ステップＳ１０５に戻る。
ステップＳ１１５において、補助動力源の圧縮機ＨＰ２が９０ｒｐｓで駆動しているときは（Ｓ１１５のＹｅｓ）、そのままステップＳ１０５に戻る。

ステップＳ１０７において、補助動力源の圧縮機ＨＰ２の回転速度が下限の回転速度Ｎ以下になった場合には（Ｓ１０７のＹｅｓ）、補助動力源の圧縮機ＨＰ２を停止して（Ｓ１０８）、循環液Ｌの温度が目標温度に到達したかどうかを判定する（Ｓ１０９）。
一方、ステップＳ１０７において、補助動力源の圧縮機ＨＰ２の回転速度が下限の回転速度Ｎｒｐｓ以下になっていない場合には（Ｓ１０７のＮｏ）、ステップＳ１０５に戻る。

ステップＳ１０９において、循環液Ｌの温度が目標温度に到達した場合には（Ｓ１０９のＹｅｓ）、主動力源の圧縮機ＨＰ１の回転速度を一段階下げて（Ｓ１１０）、下限の回転速度Ｎｒｐｓ以下になったかどうかを判定し（Ｓ１１１）、下限の回転速度Ｎ以下になったときに主動力源の圧縮機ＨＰ１を停止する（Ｓ１１２）。
一方、ステップＳ１０９において、循環液Ｌの温度が目標温度に到達していない場合には（Ｓ１０９のＮｏ）、主動力源の圧縮機ＨＰ１が９０ｒｐｓで駆動しているかどうかを判定して（Ｓ１１７）、主動力源の圧縮機ＨＰ１が９０ｒｐｓで駆動しているときは（Ｓ１１７のＹｅｓ）、補助動力源の圧縮機ＨＰ２を起動して（Ｓ１１８）、ステップＳ１０５に戻る。
ステップＳ１１７において、主動力源の圧縮機ＨＰ１が９０ｒｐｓで駆動していないときは（Ｓ１１７のＮｏ）、主動力源の圧縮機ＨＰ１の回転速度を一段階上げて（Ｓ１１９）、ステップＳ１０９に戻る。

ステップＳ１１２において、主動力源の圧縮機ＨＰ１を停止した後、循環液Ｌの温度を監視して、循環液Ｌの温度が目標温度よりも低下したかどうかを判定し（Ｓ１１３）、循環液Ｌの温度が目標温度よりも低下した場合には（Ｓ１１３のＹｅｓ）、主動力源の圧縮機ＨＰ１を起動して（Ｓ１１４）、ステップＳ１０９に戻る。
循環液Ｌの温度が目標温度よりも低下していない場合には（Ｓ１１３のＮｏ）、循環液Ｌの温度を監視してステップＳ１１３を繰り返す。

１ 複合熱源ヒートポンプ装置
２ 放熱端末
３ 加熱熱交換部
４ 地中熱ヒートポンプ装置
５ 空気熱ヒートポンプ装置
６，６Ａ，６Ｂ 制御装置
３１ 加熱循環回路
３２ 加熱循環ポンプ
３４ 端末温度センサ
４１ 第１加熱熱交換器
４２ａ，４２ｂ 温度センサ
４３ 第１圧縮機
４４ 第１膨張弁
４５ 地中熱源熱交換器
４６ 熱媒循環路
４７ 地中熱循環ポンプ
４８ 地中熱交換器
５１ 第２加熱熱交換器
５２ａ，５２ｂ 温度センサ
５３ 第２圧縮機
５４ 第２膨張弁
５５ 空気熱源熱交換器
５７ 外気温センサ
６１ 地中熱ヒートポンプ制御装置
６２ 空気熱ヒ−トポンプ制御装置
Ｃ１，Ｃ２ 冷媒
Ｈ１ 熱媒
ＨＰ１ 主動力源の圧縮機
ＨＰ２ 補助動力源の圧縮機
Ｌ 循環液

Claims (1)

1. 放熱端末に循環液を循環させる加熱循環ポンプを有する加熱循環回路と、
   この加熱循環回路に配設された凝縮器としての第１加熱熱交換器と、
   前記加熱循環回路に配設された凝縮器としての第２加熱熱交換器と、
   地中熱を熱源として回路内を循環する冷媒を圧縮する第１圧縮機を備え前記第１加熱熱交換器を介して前記循環液を加熱する第１ヒートポンプ回路と、
   空気熱を熱源として回路内を循環する冷媒を圧縮する第２圧縮機を備え前記第２加熱熱交換器を介して前記循環液を加熱する第２ヒートポンプ回路と、
   前記循環液の温度を計測する端末温度センサと、
   外気温度を計測する外気温センサと、動作を制御する制御装置とを有し、
   前記第１加熱熱交換器は、前記加熱循環回路における第２加熱熱交換器の上流側に直列に配設され、
   前記制御装置は、暖房運転の立ち上げ時において、前記循環液の温度が設定された目標温度に到達するまでは前記第１ヒートポンプ回路及び前記第２ヒートポンプ回路の両方を駆動し、前記外気温センサが検出する外気温度が所定の基準温度よりも高い場合には、第２ヒートポンプ回路の前記第２圧縮機を主動力源とし前記第１ヒートポンプ回路の前記第１圧縮機を補助動力源として駆動させ、前記主動力源の圧縮機回転速度よりも前記補助動力源の圧縮機回転速度を低く設定して立ち上げ運転制御を実行するものであって、
   前記制御装置は、前記第２ヒートポンプ回路の除霜運転の頻度を検出し、所定頻度以上の場合には、外気温度に関係なく、前記第１ヒートポンプ回路の前記第１圧縮機を主動力源とし前記第２ヒートポンプ回路の前記第２圧縮機を補助動力源として切り替えて制御するようにした事を特徴とする複合熱源ヒートポンプ装置。

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