JP6574393B2 - Combined heat source heat pump device - Google Patents
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Description
本発明は、熱源接続路の熱媒又は室外空気と熱交換した後のヒートポンプ回路の冷媒に対し熱交換を行わせた循環液を負荷端末へ供給し、冷暖房を実行可能な複合熱源ヒートポンプ装置に関する。 The present invention relates to a combined heat source heat pump apparatus that can supply a circulating fluid that has been subjected to heat exchange to a refrigerant in a heat pump circuit after heat exchange with a heat medium or outdoor air in a heat source connection path to a load terminal, and that can perform air conditioning. .
従来より、この種の複合熱源ヒートポンプ装置においては、特許文献1記載のように、熱媒と熱交換するヒートポンプ回路と、室外空気と熱交換するヒートポンプ回路を併用するにあたって、外気温度と基準温度の比較によりいずれか一方のヒートポンプ回路の圧縮機を主動力源とし、他方のヒートポンプ回路の圧縮機を補助動力源として切り替えて駆動制御するものがあった。
Conventionally, in this type of combined heat source heat pump apparatus, as described in
この従来のものでは、上記のような外気温度の高・低による主・補助の単純切替のみでは、外気温度や負荷条件によっては、熱媒と熱交換する方のヒートポンプ回路が想定動作量を超過し、熱源の温度回復が阻害されたり当該ヒートポンプ回路の効率低下を招くおそれがあった。 In this conventional system, the heat pump circuit that exchanges heat with the heat medium exceeds the assumed operation amount depending on the outside air temperature and the load condition only by the simple switching between the main and auxiliary due to the high / low outside air temperature as described above. However, the temperature recovery of the heat source may be hindered or the efficiency of the heat pump circuit may be reduced.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1では、第1圧縮機、第1負荷側熱交換器、及び、第1熱源側熱交換器、を第1冷媒配管で接続するとともに、前記第1熱源側熱交換器及び所定の熱源を熱媒配管で接続して、第1ヒートポンプ回路を形成し、第2圧縮機、第2負荷側熱交換器、及び、外気と熱交換可能な第2熱源側熱交換器、を第2冷媒配管で接続して、第2ヒートポンプ回路を形成し、前記第1負荷側熱交換器、前記第2負荷側熱交換器、負荷端末を、前記第1負荷側熱交換器が前記第2負荷側熱交換器の上流側に直列に配設されるようにしつつ循環液配管で接続して、負荷側回路を形成し、外気温度を検出する外気温度検出手段と、運転時において、前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が所定の基準温度よりも高いか低いかに応じて、前記第1圧縮機及び前記第2圧縮機のうちいずれを主動力源としいずれを補助動力源とするかを切り替える、制御手段と、を有する複合熱源ヒートポンプ装置において、前記第1ヒートポンプ回路において、前記第1熱源側熱交換器へ流入する、若しくは、前記第1熱源側熱交換器から流出する、冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段を設け、前記制御手段は、冷房運転時において、前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が第1基準温度よりも低い場合には、前記第2圧縮機を主動力源とし前記第1圧縮機を補助動力源として駆動し、前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が前記第1基準温度よりも高い場合には、前記第1圧縮機を主動力源とし前記第2圧縮機を補助動力源として駆動するとともに、前記冷媒温度検出手段により検出された前記冷媒温度が第1しきい値より高くなったら前記第1圧縮機の回転数を低減させるものである。
In order to solve the above problems, in
また、請求項2では、前記負荷側回路において、前記負荷側熱交換器へ流入する循環液温度を検出する循環液温度検出手段をさらに有し、前記制御手段は、前記冷媒温度検出手段により検出された前記冷媒温度が前記第1しきい値より高くなり前記第1圧縮機の回転数を低減させた状態において、前記循環液温度検出手段により検出された前記循環液温度が第1目標温度より高くなったら、前記第2圧縮機の回転数を増大させるものである。
According to a second aspect of the present invention, the load side circuit further includes a circulating fluid temperature detecting means for detecting a circulating fluid temperature flowing into the load side heat exchanger, and the control means is detected by the refrigerant temperature detecting means. The circulating fluid temperature detected by the circulating fluid temperature detecting means is lower than the first target temperature in a state where the refrigerant temperature is higher than the first threshold value and the rotational speed of the first compressor is reduced. When it becomes higher, the rotational speed of the second compressor is increased .
上記課題を解決するために、本発明の請求項3では、第1圧縮機、第1負荷側熱交換器、及び、第1熱源側熱交換器、を第1冷媒配管で接続するとともに、前記第1熱源側熱交換器及び所定の熱源を熱媒配管で接続して、第1ヒートポンプ回路を形成し、第2圧縮機、第2負荷側熱交換器、及び、外気と熱交換可能な第2熱源側熱交換器、を第2冷媒配管で接続して、第2ヒートポンプ回路を形成し、前記第1負荷側熱交換器、前記第2負荷側熱交換器、負荷端末を、前記第1負荷側熱交換器が前記第2負荷側熱交換器の上流側に直列に配設されるようにしつつ循環液配管で接続して、負荷側回路を形成し、外気温度を検出する外気温度検出手段と、運転時において、前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が所定の基準温度よりも高いか低いかに応じて、前記第1圧縮機及び前記第2圧縮機のうちいずれを主動力源としいずれを補助動力源とするかを切り替える、制御手段と、有する複合熱源ヒートポンプ装置において、前記第1ヒートポンプ回路において、前記第1熱源側熱交換器へ流入する、若しくは、前記第1熱源側熱交換器から流出する、冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段を設け、前記制御手段は、暖房運転時において、前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が第2基準温度よりも高い場合には、前記第2圧縮機を主動力源とし前記第1圧縮機を補助動力源として駆動し、前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が前記第2基準温度よりも低い場合には、前記第1圧縮機を主動力源とし前記第2圧縮機を補助動力源として駆動するとともに、前記冷媒温度検出手段により検出された前記冷媒温度が第2しきい値より低くなったら前記第1圧縮機の回転数を低減させるものである。
In order to solve the above problem, in claim 3 of the present invention , the first compressor, the first load side heat exchanger, and the first heat source side heat exchanger are connected by a first refrigerant pipe, and A first heat source side heat exchanger and a predetermined heat source are connected by a heat medium pipe to form a first heat pump circuit, and a second compressor, a second load side heat exchanger, and a second heat exchanger that can exchange heat with outside air. 2 heat source side heat exchangers are connected by a second refrigerant pipe to form a second heat pump circuit, and the first load side heat exchanger, the second load side heat exchanger, and the load terminal are connected to the first heat pump circuit. Outside air temperature detection that detects the outside air temperature by forming a load side circuit by connecting the load side heat exchanger with the circulating fluid piping while being arranged in series upstream of the second load side heat exchanger. And the outside temperature detected by the outside temperature detecting means during operation is equal to a predetermined reference temperature. In the composite heat source heat pump device having a control means for switching which one of the first compressor and the second compressor is used as a main power source and which is used as an auxiliary power source according to whether the power is higher or lower, In the first heat pump circuit, there is provided refrigerant temperature detection means for detecting a refrigerant temperature flowing into the first heat source side heat exchanger or flowing out of the first heat source side heat exchanger, and the control means includes heating During operation, when the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means is higher than a second reference temperature, the second compressor is driven as a main power source and the first compressor is driven as an auxiliary power source. When the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means is lower than the second reference temperature, the first compressor is used as a main power source and the second compressor is used as an auxiliary power source. As well as, the refrigerant temperature detected by the coolant temperature detecting means is intended to reduce the rotational speed of the first compressor When lower than the second threshold value.
また、請求項4では、前記負荷側回路において、前記負荷側熱交換器へ流入する循環液温度を検出する循環液温度検出手段をさらに有し、前記制御手段は、前記冷媒温度検出手段により検出された前記冷媒温度が前記第2しきい値より低くなり前記第1圧縮機の回転数を低減させた状態において、前記循環液温度検出手段により検出された前記循環液温度が第2目標温度より低くなったら、前記第2圧縮機の回転数を増大させるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the load side circuit further includes a circulating fluid temperature detecting means for detecting a circulating fluid temperature flowing into the load side heat exchanger, and the control means is detected by the refrigerant temperature detecting means. The circulating fluid temperature detected by the circulating fluid temperature detecting means is lower than the second target temperature in a state where the refrigerant temperature is lower than the second threshold value and the rotational speed of the first compressor is reduced. If it becomes low, the rotation speed of the second compressor is increased.
この発明の請求項1によれば、互いに異なる熱源に対し採熱又は放熱可能な2つのヒートポンプ回路が備えられている。第1ヒートポンプ回路には、所定の熱源、第1熱源側熱交換器、第1圧縮機、第1負荷側熱交換器、が備えられており、第2ヒートポンプ回路には、熱源としての外気と熱交換可能な第2熱源側熱交換器、第2圧縮機、第2負荷側熱交換器、が備えられている。このとき、第1負荷側熱交換器と第2負荷側熱交換器は循環液配管が循環する負荷側回路に接続されており、上流側の第1負荷側熱交換器で第1ヒートポンプ回路側と熱交換した後に、下流側の第2負荷側熱交換器で第2ヒートポンプ回路側と熱交換した循環液が、負荷端末に供給される。
According to
このように第1負荷側熱交換器での熱交換と第2負荷側熱交換器での熱交換との両方が実行可能な負荷側回路において、外気温度検出手段により検出される外気温度に基づき、制御手段がいずれの熱交換を主としいずれの熱交換を補助とするかを切り替える。例えば冷房運転時には、前記外気温度が低い場合には、外気への大きな放熱を期待できることから前記第2圧縮機が主動力源として駆動されて前記第1圧縮機は補助動力源として駆動される。逆に前記外気温度が高い場合には、外気への放熱をあまり期待できないことから前記第1圧縮機が主動力源として駆動されて前記第2圧縮機は補助動力源として駆動される。また例えば暖房運転時には、前記外気温度が高い場合には、外気から吸熱しても第2熱源側熱交換器が着霜しにくいことから前記第2圧縮機が主動力源として駆動されて前記第1圧縮機は補助動力源として駆動される。逆に前記外気温度が低い場合には、外気から吸熱することにより第2熱源側熱交換器が着霜する問題があることから前記第1圧縮機が主動力源として駆動されて前記第2圧縮機は補助動力源として駆動される。 Thus, in the load side circuit which can perform both the heat exchange in the first load side heat exchanger and the heat exchange in the second load side heat exchanger, based on the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means. The control means switches which heat exchange is the main and which heat exchange is the auxiliary. For example, at the time of cooling operation, when the outside air temperature is low, large heat radiation to the outside air can be expected. Therefore, the second compressor is driven as a main power source, and the first compressor is driven as an auxiliary power source. On the other hand, when the outside air temperature is high, the first compressor is driven as a main power source and the second compressor is driven as an auxiliary power source because heat radiation to the outside air cannot be expected so much. For example, when the outside air temperature is high during heating operation, the second compressor is driven as a main power source because the second heat source side heat exchanger hardly frosts even if heat is absorbed from the outside air. One compressor is driven as an auxiliary power source. On the other hand, when the outside air temperature is low, there is a problem that the second heat source side heat exchanger is frosted by absorbing heat from the outside air, so the first compressor is driven as a main power source and the second compression is performed. The machine is driven as an auxiliary power source.
しかしながら、前記のような外気温度の高・低による主・補助の単純切替のみでは、外気温度や負荷条件によっては前記第1ヒートポンプ回路が想定動作量を超過し、前記熱源の温度回復が阻害されたり第1ヒートポンプ回路の効率低下を招くおそれがある。 However, with only the simple switching between main and auxiliary due to the high and low outside air temperature as described above, the first heat pump circuit exceeds the assumed operation amount depending on the outside air temperature and load conditions, and the temperature recovery of the heat source is hindered. The first heat pump circuit may be reduced in efficiency.
そこで請求項1によれば、冷媒温度検出手段を設けて、第1ヒートポンプ回路において前記第1熱源側熱交換器から流出する冷媒温度(冷房時)、若しくは、前記第1熱源側熱交換器へ流入する冷媒温度(暖房時)、を検出する。そして、前記制御手段が、検出した前記冷媒温度と所定のしきい値との大小に応じて、前記第1圧縮機の回転数を低減させる。 Therefore, according to the first aspect, the refrigerant temperature detection means is provided, and the refrigerant temperature flowing out from the first heat source side heat exchanger (during cooling) in the first heat pump circuit or to the first heat source side heat exchanger is provided. The refrigerant temperature that flows in (during heating) is detected. And the said control means reduces the rotation speed of a said 1st compressor according to the magnitude of the detected said refrigerant | coolant temperature and a predetermined threshold value.
例えば、冷房運転時には前記検出された冷媒温度が所定のしきい値(第1しきい値)より高くなったら前記第1圧縮機の回転数を低減させる。これにより、前記外気温度が高く前記第1圧縮機が主動力源として駆動された状態において、前記第1ヒートポンプ回路が過剰に動作するのを抑制することができる。 For example, during the cooling operation, when the detected refrigerant temperature becomes higher than a predetermined threshold value (first threshold value), the rotational speed of the first compressor is reduced. Accordingly, it is possible to suppress the first heat pump circuit from operating excessively in a state where the outside air temperature is high and the first compressor is driven as a main power source.
また例えば、暖房運転時には前記検出された冷媒温度が所定のしきい値(第2しきい値)より低くなったら前記第1圧縮機の回転数を低減させる。これにより、前記外気温度が低く前記第1圧縮機が主動力源として駆動された状態において、前記第1ヒートポンプ回路が過剰に動作するのを抑制することができる。 Further, for example, during the heating operation, when the detected refrigerant temperature becomes lower than a predetermined threshold value (second threshold value), the rotational speed of the first compressor is reduced. Accordingly, it is possible to suppress the first heat pump circuit from operating excessively in a state where the outside air temperature is low and the first compressor is driven as a main power source.
以上のようにして、請求項1によれば、冷房運転時においても暖房運転時においても前記第1ヒートポンプ回路が過剰に動作するのを抑制できるので、第1ヒートポンプ回路の効率を常に高く保つことができる。また、第1ヒートポンプ回路が想定動作量を超過するのを防止できることで前記熱源の温度回復が阻害されることがなく、温度回復を早めることができる。
さらに、請求項1によれば、冷房運転時において、前記外気温度が高い場合に前記第1圧縮機を主動力源として駆動することで、前記第1ヒートポンプ回路による前記熱源への大きな放熱量を確保することができ、かつ、そのときに前記第1ヒートポンプ回路が過剰に動作するのを抑制することができる。この結果、冷房運転時において、第1ヒートポンプ回路の効率を確実に高く保つことができる。
As described above, according to the first aspect, since the first heat pump circuit can be prevented from operating excessively even during the cooling operation and the heating operation, the efficiency of the first heat pump circuit is always kept high. Can do. Further, since the first heat pump circuit can be prevented from exceeding the assumed operation amount, the temperature recovery of the heat source is not hindered, and the temperature recovery can be accelerated.
Further, according to the first aspect, during the cooling operation, when the outside air temperature is high, the first compressor is driven as a main power source, so that a large heat radiation amount to the heat source by the first heat pump circuit can be obtained. It can be ensured, and the first heat pump circuit can be prevented from operating excessively at that time. As a result, the efficiency of the first heat pump circuit can be reliably kept high during the cooling operation.
また、請求項2によれば、循環液温度検出手段が設けられ、検出された循環液温度の値に応じて前記第2ヒートポンプ回路側の前記第2圧縮機の回転数が増大制御される。これにより、前記制御手段が実行する前記第1圧縮機の回転数低減制御による前記第1ヒートポンプ回路側と負荷側回路との熱交換量の低下を、前記第2ヒートポンプ回路側で補い、装置全体の冷房出力(又は暖房出力)の低下を防止することができる。
さらに、請求項2によれば、前記第1ヒートポンプ回路側と負荷側回路との熱交換量の低下による前記循環液温度の上昇を、負荷側回路から前記第2ヒートポンプ回路への放熱で抑制し、装置全体の冷房出力の低下を防止することができる。
According to claim 2, the circulating fluid temperature detecting means is provided, and the rotational speed of the second compressor on the second heat pump circuit side is controlled to increase according to the detected circulating fluid temperature value. As a result, the second heat pump circuit side compensates for the decrease in the heat exchange amount between the first heat pump circuit side and the load side circuit due to the rotation speed reduction control of the first compressor executed by the control means, and the entire apparatus It is possible to prevent the cooling output (or heating output) from decreasing.
Furthermore, according to claim 2, an increase in the circulating fluid temperature due to a decrease in the amount of heat exchange between the first heat pump circuit side and the load side circuit is suppressed by heat radiation from the load side circuit to the second heat pump circuit. Thus, it is possible to prevent the cooling output of the entire apparatus from being lowered.
また、この発明の請求項3によれば、暖房運転時において、前記外気温度が低い場合に前記第1圧縮機を主動力源として駆動することで、前記第1ヒートポンプ回路による前記熱源からの大きな吸熱量を確保することができ、かつ、そのときに前記第1ヒートポンプ回路が過剰に動作するのを抑制することができる。この結果、暖房運転時において、第1ヒートポンプ回路の効率を確実に高く保つことができる。
According to claim 3 of the present invention, during the heating operation, when the outside air temperature is low, the first compressor is driven as a main power source so that the first heat pump circuit can The amount of heat absorption can be ensured, and at that time, the first heat pump circuit can be prevented from operating excessively. As a result, the efficiency of the first heat pump circuit can be reliably kept high during the heating operation.
また、請求項4によれば、前記第1ヒートポンプ回路側と負荷側回路との熱交換量の低下による前記循環液温度の低下を、前記第2ヒートポンプ回路から負荷側回路への放熱で抑制し、装置全体の暖房出力の低下を防止することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, a decrease in the circulating fluid temperature due to a decrease in heat exchange between the first heat pump circuit side and the load side circuit is suppressed by heat radiation from the second heat pump circuit to the load side circuit. Thus, it is possible to prevent the heating output of the entire apparatus from being lowered.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図13に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明の複合熱源型のヒートポンプ装置を適用した、本実施形態のヒートポンプ装置1の主要なユニットの外観構成を図1に示す。図1において、本実施形態のヒートポンプ装置1は、地中熱ヒートポンプユニット4と、空気熱ヒートポンプユニット5と、熱交換端末36に循環液L(例えば、水や不凍液)を循環させる、負荷側回路としての端末循環回路30と、地中熱循環回路20とを有している。
FIG. 1 shows an external configuration of a main unit of the
本実施形態のヒートポンプ装置1全体の回路構成を図2に示す。図2に示すように、前記ヒートポンプ装置1は、前記地中熱ヒートポンプユニット4に備えられ、地中熱源を利用して前記熱交換端末36側の循環液Lを加熱又は冷却可能な第1ヒートポンプ回路としての地中熱ヒートポンプ回路40と、前記空気熱ヒートポンプユニット5に備えられ、空気熱源を利用して前記熱交換端末36側の循環液Lを加熱又は冷却可能な第2ヒートポンプ回路としての空気熱ヒートポンプ回路50と、前記端末循環回路30と、第1ヒートポンプ回路としての前記地中熱循環回路20とを有している。
FIG. 2 shows a circuit configuration of the entire
図2において、地中熱ヒートポンプ回路40は、能力可変の第1圧縮機43と、第1負荷側熱交換器としての第1熱交換器41と、第1膨張弁44と、第1熱源側熱交換器としての地中熱源熱交換器45とが、第1冷媒配管42によって環状に接続されている。この第1冷媒配管42には、前記地中熱ヒートポンプ回路40における第1冷媒C1(後述の図3及び図4参照)の流れ方向を切り換える切換弁としての四方弁46が設けられている。
In FIG. 2, the underground
前記第1熱交換器41及び前記地中熱源熱交換器45は、例えばプレート式熱交換器で構成されている。このプレート式熱交換器は、複数の伝熱プレートが積層され、第1冷媒C1を流通させる冷媒流路と熱媒である前記循環液L(または熱媒H1。後述の図3等参照)を流通させる流体流路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。
The
また、第1圧縮機43から吐出された第1冷媒C1の温度は、第1冷媒吐出温度センサ42aによって検出される。同様に、第1熱交換器45から第1膨張弁44を介して地中熱源熱交換器45に至るまでの第1冷媒配管42に設けられた冷媒温度センサ42c,42bのうち、第1膨張弁44から地中熱源熱交換器45までの第1冷媒配管42に設けられた冷媒温度検出手段としての第1冷媒温度センサ42bによって、低圧側(暖房運転時)又は高圧側(冷房運転時)の第1冷媒C1の温度が検出される。前記第1冷媒吐出温度センサ42a及び前記第1冷媒温度センサ42bの検出結果は、地中熱制御装置61へ入力される。
The temperature of the first refrigerant C1 discharged from the
空気熱ヒートポンプ回路50は、能力可変の第2圧縮機53と、第2負荷側熱交換器としての第2熱交換器51と、第2膨張弁54と、第2熱源側熱交換器としての空気熱源熱交換器55とが、第2冷媒配管52によって環状に接続されている。この第2冷媒配管52には、前記空気熱ヒートポンプ回路50における第2冷媒C2(後述の図3及び図4参照)の流れ方向を切り換える切換弁としての四方弁58が設けられている。
The air heat
前記第2熱交換器51は、前述と同様、例えばプレート式熱交換器で構成されており、前記第2冷媒C2を流通させる冷媒流路と前記循環液Lを流通させる流体流路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。
As described above, the
また、第2圧縮機53から吐出された第2冷媒C2の温度は、第2冷媒吐出温度センサ52aによって検出される。同様に、第2膨張弁54から空気熱源熱交換器55までの第2冷媒配管52に設けられた第2冷媒温度センサ52bによって、低圧側(暖房時)又は高圧側(冷房時)の第2冷媒C2の温度が検出される。さらに、外気の温度が、外気温度検出手段としての外気温センサ57によって検出される。前記第2冷媒吐出温度センサ52a及び前記外気温度センサ57の検出結果は、空気熱制御装置62へ入力される。
The temperature of the second refrigerant C2 discharged from the
なお、前記地中熱ヒートポンプ回路40の前記第1冷媒C1、および、前記空気熱ヒートポンプ回路50の前記第2冷媒C2としては、例えばR410AやR32等のHFC冷媒や二酸化炭素冷媒等の任意の冷媒を用いることができる。
In addition, as said 1st refrigerant | coolant C1 of the said geothermal
地中熱循環回路20は、回転速度(単位時間当たりの回転数)可変の地中熱循環ポンプ22と、地中熱源熱交換器45と、前記地中熱源熱交換器45を流通する前記第1冷媒C1と熱交換する熱源として(この例では地中に)設置された地中熱交換器23とが、熱媒配管としての地中熱配管21によって環状に接続されている。この地中熱配管21には、前記地中熱循環ポンプ22によって、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が熱媒H1(後述の図3及び図4参照)として循環されるとともに、前記熱媒H1を貯留し地中熱循環回路20の圧力を調整する地中用シスターン24が設けられている。なお、地中熱交換器23は、地中に設けられるのには限られず、例えば湖沼、貯水池、井戸等の水源中に設けられ、それらから採熱するようにしてもよい。
The underground
端末循環回路30は、前記第1熱交換器41と、前記第2熱交換器51と、ファンコイルや床暖房パネルやパネルコンベクタ等の負荷端末としての熱交換端末36とが、循環液配管としての負荷配管31によって上流側から順に環状に接続されている。この負荷配管31には、端末循環回路30に前記循環液Lを循環させる循環液循環ポンプ32と、循環液Lを貯留し端末循環回路30の圧力を調整する暖房用シスターン35とが設けられている。前記循環液循環ポンプ32は、この例では、定速(一定回転数)にて回転するように構成されている。また、前記熱交換端末36は、端末用リモコン60bによって操作可能である。なお、熱交換端末36は、図2では1つ設けられているが、2つ以上並列に設けてもよく、数量や仕様が特に限定されるものではない。
In the
このとき、端末循環回路30においては、前記第1熱交換器41と前記第2熱交換器51とが直列に接続されており、かつ、前記したように、端末循環回路30を循環する循環液Lの流れに対して、前記第1熱交換器41が前記第2熱交換器51よりも上流側に配設されている。すなわち、前記ヒートポンプ装置1は、地中熱源を利用して熱交換端末36側の循環液Lを加熱又は冷却する地中熱ヒートポンプ回路40の第1熱交換器41と、空気熱源を利用して熱交換端末36側の循環液Lを加熱又は冷却する空気熱ヒートポンプ回路50の第2熱交換器51とが、端末循環回路30に対して直列に接続された、複合熱源ヒートポンプ装置となっているものである。
At this time, in the
なお、負荷配管31には、熱交換端末36から第1熱交換器41に流入する循環液Lの温度を検出する、循環液温度検出手段としての戻り液温度センサ34が設けられており、その検出結果は、前記地中熱制御装置61及び前記空気熱制御装置62へ入力される。なお、空気熱制御装置62は、戻り液温度センサ34に直接接続されず、前記地中熱制御装置61を介して戻り液温度センサ34の検出結果を取得する構成でもよい。
The
ここで、前記ヒートポンプ装置1は、前記の四方弁46,58の切替によって暖房運転を行う暖房装置、若しくは、冷房運転を行う冷房装置、として選択的に機能させることができる。次に、図3及び図4を用いてこの冷房運転及び暖房運転について説明する。
Here, the
図3に、冷房運転時の状態を示す。なお、図示の煩雑を防止するために、図2に示していた各種の信号線は省略している。この図3に示す冷房運転時においては、前記地中熱ヒートポンプ回路40では、図示のように前記四方弁46が切り替えられることで、第1圧縮機43から吐出された第1冷媒C1を、地中熱源熱交換器45、第1膨張弁44、第1熱交換器41の順に流通させた後、第1圧縮機43に戻す流路を形成する。これにより、低温・低圧で吸入されたガス状態の第1冷媒C1が前記第1圧縮機43で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、凝縮器として機能する前記地中熱源交換機45において、前記地中熱循環回路20を流れる熱媒H1と熱交換を行って前記熱媒H1に熱を放出しながら高圧の液体に変化する。こうして液体となった第1冷媒C1は前記第1膨張弁44において減圧されて低圧の液体となって蒸発しやすい状態となり、蒸発器として機能する前記第1熱交換器41において、前記端末循環回路30を流れる循環液Lと熱交換を行って蒸発してガスに変化することで吸熱し前記循環液Lを冷却した後、低温・低圧のガスとして再び前記第1圧縮機43へと戻る。
FIG. 3 shows a state during the cooling operation. Note that various signal lines shown in FIG. 2 are omitted in order to prevent the illustration from being complicated. In the cooling operation shown in FIG. 3, the geothermal
一方、前記空気熱ヒートポンプ回路50では、図示のように前記四方弁58が切り替えられることで、第2圧縮機53から吐出された第2冷媒C2を、空気熱源熱交換器55、第2膨張弁54、第2熱交換器51の順に流通させた後、第2圧縮機53に戻す流路を形成する。これにより、低温・低圧で吸入されたガス状態の第2冷媒C2が前記第2圧縮機53で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、凝縮器として機能する前記空気熱源熱交換器55において、送風ファン56の作動により送られる空気との熱交換を行って外気へ熱を放出しながら高圧の液体に変化する。こうして液体となった第2冷媒C2は前記第2膨張弁54において減圧されて低圧の液体となって蒸発しやすい状態となり、蒸発器として機能する前記第2熱交換器51において、前記端末循環回路30を流れる循環液Lと熱交換を行って蒸発してガスに変化することで吸熱し前記循環液Lを冷却した後、低温・低圧のガスとして再び前記第2圧縮機53へと戻る。
On the other hand, in the air heat
また、地中熱循環回路20では、前記熱媒H1が地中熱循環ポンプ22により地中熱源熱交換器45に供給される。そして、凝縮器として機能する前記地中熱源熱交換器45において、地中熱源熱交換器45の冷媒流路を流通する前記第1冷媒C1と、地中熱源熱交換器45の流体流路を流通する前記熱媒H1とが対向して流れて熱交換が行われ、高温となっている第1冷媒C1の熱が熱媒H1側に放熱されて第1冷媒C1が冷却された後、熱媒H1の熱は地中熱交換器23によって地中へと放熱される。
In the underground
また、端末循環回路30では、循環液循環ポンプ32により第1熱交換器41に流入した循環液Lは、蒸発器として機能する前記第1熱交換器41において、地中熱循環回路20の熱媒H1と熱交換し前記のように冷却された前記第1冷媒C1との熱交換を行って冷却された後、蒸発器として機能する前記第2熱交換器51において、前記空気熱源熱交換器55で外気と熱交換し前記のように冷却された前記第2冷媒C2との熱交換を行ってさらに冷却される。こうして冷却された循環液Lは、その後、前記熱交換端末36に供給されて被空調空間を冷却する。
In the
なお、前記においては、地中熱ヒートポンプユニット4および空気熱ヒートポンプユニット5の両方を動作させた冷房運転時の状態を図3に示して説明したが、これに限られない。すなわち、地中熱ヒートポンプユニット4単体のみを動作させての冷房運転や、空気熱ヒートポンプユニット5単体のみを動作させての冷房運転も可能なものである。
In addition, in the above, although the state at the time of the air_conditionaing | cooling operation which operated both the underground heat pump unit 4 and the air
図4に、暖房運転時の状態を示す。なお、図示の煩雑を防止するために、図2に示していた各種の信号線は省略している。この図4に示す暖房運転時においては、前記地中熱ヒートポンプ回路40では、図示のように前記四方弁46が切り替えられることで、第1圧縮機43から吐出された第1冷媒C1を、第1熱交換器41、第1膨張弁44、地中熱源熱交換器45の順に流通させた後、第1圧縮機43に戻す流路を形成する。これにより、低温・低圧で吸入されたガス状態の第1冷媒C1が前記第1圧縮機43で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、凝縮器として機能する前記第1熱交換器41において、前記端末循環回路30を流れる循環液Lと熱交換を行って前記循環液Lに熱を放出し加熱しながら高圧の液体に変化する。こうして液体となった第1冷媒C1は前記第1膨張弁44において減圧されて低圧の液体となって蒸発しやすい状態となり、蒸発器として機能する前記地中熱源熱交換器45において、前記地中熱循環回路20を流れる熱媒H1と熱交換を行って蒸発してガスに変化することで吸熱し、低温・低圧のガスとして再び前記第1圧縮機43へと戻る。
FIG. 4 shows a state during heating operation. Note that various signal lines shown in FIG. 2 are omitted in order to prevent the illustration from being complicated. In the heating operation shown in FIG. 4, in the geothermal
一方、前記空気熱ヒートポンプ回路50では、図示のように前記四方弁58が切り替えられることで、第2圧縮機53から吐出された第2冷媒C2を、第2熱交換器51、第2膨張弁54、空気熱源熱交換器55の順に流通させた後、第2圧縮機53に戻す流路を形成する。これにより、低温・低圧で吸入されたガス状態の第2冷媒C2が前記第2圧縮機53で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、凝縮器として機能する前記第2熱交換器51において、前記端末循環回路30を流れる循環液Lとの熱交換を行って前記循環液Lに熱を放出し加熱しながら高圧の液体に変化する。こうして液体となった第2冷媒C2は第2膨張弁54において減圧されて低圧の液体となって蒸発しやすい状態となり、蒸発器として機能する前記空気熱源熱交換器55において、送風ファン56の作動により送られる空気と熱交換を行って蒸発してガスに変化することで吸熱し、低温・低圧のガスとして再び前記第2圧縮機53へと戻る。
On the other hand, in the air heat
また、地中熱循環回路20では、地中熱交換器23によって地中から地中熱が採熱され、その熱を帯びた前記熱媒H1が地中熱循環ポンプ22により地中熱源熱交換器45に供給される。そして、蒸発器として機能する前記地中熱源熱交換器45において、地中熱源熱交換器45の冷媒流路を流通する前記第1冷媒C1と、地中熱源熱交換器45の流体流路を流通する前記熱媒H1とで熱交換が行われ、地中熱交換器23にて採熱された地中熱が第1冷媒C1側に汲み上げられ前記のように第1冷媒C1が加熱される。
Further, in the underground
また、端末循環回路30では、循環液循環ポンプ32により前記第1熱交換器41に流入した循環液Lは、凝縮器として機能する前記第1熱交換器41において、地中熱循環回路20の熱媒H1と熱交換し前記のように加熱された前記第1冷媒C1との熱交換を行って加熱された後、凝縮器として機能する前記第2熱交換器51において、前記空気熱源熱交換器55で外気と熱交換し前記のように加熱された前記第2冷媒C2との熱交換を行ってさらに加熱される。こうして加熱された前記循環液Lは、その後、前記熱交換端末36に供給されて被空調空間を加熱する。
Further, in the
なお、前記においては、地中熱ヒートポンプユニット4および空気熱ヒートポンプユニット5の両方を動作させた暖房運転時の状態を図4に示して説明したが、これに限られない。すなわち、地中熱ヒートポンプユニット4単体のみを動作させての暖房運転や、空気熱ヒートポンプユニット5単体のみを動作させての暖房運転も可能なものである。
In addition, in the above, although the state at the time of the heating operation which operated both the underground heat pump unit 4 and the air heat
次に、地中熱制御装置61及び空気熱制御装置62について説明する。前記地中熱制御装置61及び前記空気熱制御装置62は、詳細な図示を省略するが、各種のデータやプログラムを記憶する記憶部と、演算・制御処理を行う制御部とを備えている。まず、前記冷房運転時における、前記地中熱制御装置61及び前記空気熱制御装置62の機能的構成を図5により説明する。
Next, the underground
図5に示すように、前記地中熱制御装置61は、圧縮機制御部61Aと、膨張弁制御部61Bと、ポンプ制御部61Cとを機能的に備えている。また、地中熱制御装置61は、熱交換端末36に備えられた端末制御装置36a及びメインリモコン60aに対し、通信可能に接続されている(図2参照)。
As shown in FIG. 5, the underground
圧縮機制御部61Aは、前記戻り液温度センサ34により検出された循環液L(冷水)の温度(以下適宜、「戻り冷水温度」という。図3参照)に応じて、前記第1圧縮機43の回転数を制御する。特にこの例では、圧縮機制御部61Aは、前記戻り液温度センサ34により検出される循環液Lの前記戻り冷水温度が、例えば前記メインリモコン60aの操作に対応した所望の目標戻り温度となるように、前記第1圧縮機43の回転数を制御する。
The
膨張弁制御部61Bは、第1冷媒吐出温度センサ42aにより検出される第1冷媒C1の冷媒吐出温度に応じて、前記第1膨張弁44の弁開度を制御する。特にこの例では、膨張弁制御部61Bは、第1冷媒吐出温度センサ42aにより検出される第1冷媒C1の冷媒吐出温度が、例えば前記メインリモコン60aの操作に対応した制御上の目標温度となるように、前記第1膨張弁44の弁開度を制御する。
The expansion
ポンプ制御部61Cは、前記第1冷媒温度センサ42bにより検出された第1冷媒C1の温度(このとき地中熱源熱交換器45は凝縮器として機能することから、以下適宜、「凝縮器出口冷媒温度」という)に応じて、前記地中熱循環ポンプ22の前記回転数を制御する(図2も参照)。特にこの例では、前記ポンプ制御部61Cは、前記第1冷媒温度センサ42bにより検出される前記第1冷媒C1の凝縮器出口冷媒温度が略一定値となるように、前記地中熱循環ポンプ22の前記回転数を制御する。
The
また、前記空気熱制御装置62は、圧縮機制御部62Aと、膨張弁制御部62Bと、ファン制御部62Cとを機能的に備えている。また空気熱制御装置62は、前記地中熱制御装置61に対し、通信可能に接続されている(図2参照)。
The
圧縮機制御部62Aは、前記戻り液温度センサ34により検出された前記戻り冷水温度(図3参照)に応じて、前記第2圧縮機53の回転数を制御する。特にこの例では、圧縮機制御部62Aは、前記戻り液温度センサ34により検出される戻り冷水温度が、例えば前記メインリモコン60aの操作に対応した所望の目標温度(目標戻り温度)となるように、前記第2圧縮機53の回転数を制御する。なお、この空気熱制御装置62の圧縮機制御部62Aと前記地中空気熱制御装置61の前記圧縮機制御部61Aとは、必要に応じて互いに連携しつつ、対象となる第1圧縮機43又は第2圧縮機53の制御を行う。
The
膨張弁制御部62Bは、第2冷媒吐出温度センサ52aにより検出される第2冷媒C2の冷媒吐出温度に応じて、前記第2膨張弁54の弁開度を制御する。特にこの例では、膨張弁制御部62Bは、第2冷媒吐出温度センサ52aにより検出される第2冷媒C2の冷媒吐出温度が、例えば前記メインリモコン60aの操作に対応した制御上の目標温度となるように、前記第2膨張弁54の弁開度を制御する。なお、この空気熱制御装置62の膨張弁制御部62Bと前記地中空気熱制御装置61の前記膨張弁制御部61Bとは、必要に応じて互いに連携しつつ、対象となる第1膨張弁44又は第2膨張弁54の制御を行う。
The expansion
ファン制御部62Cは、前記外気温センサ57により検出された外気の温度に応じて、前記送風ファン56の回転数を制御する(図2も参照)。
The fan control unit 62C controls the rotational speed of the
なお、図5を参照した以上の説明においては、冷房運転時における情報の入出力に基づいて説明したが、暖房運転時には図6に示すように地中熱制御装置61及び空気熱制御装置62の構成はそのままで入出力する情報の内容が異なる。すなわち、戻り液温度センサ34が検出する循環液Lの温度はいわゆる温水の温度(以下適宜、「戻り温水温度」という。図4参照)であり、この戻り温水温度が各圧縮機制御部61A,62Aに入力される。また、第1冷媒温度センサ42bが検出する冷媒C1の温度、すなわち蒸発器入口冷媒温度(このとき地中熱源熱交換器45は蒸発器として機能している)が、ポンプ制御部61Cに入力される。
In the above description with reference to FIG. 5, the description is based on input / output of information during the cooling operation. However, during the heating operation, as shown in FIG. 6, the
以上の基本構成及び作動であるヒートポンプ装置1において、本実施形態の要部は、地中熱制御装置61側の圧縮機制御部61Aに新たに設けた切替制御部61p(詳細は後述)による、前記第1圧縮機43に対する制御内容(第1圧縮機43の回転数の低減制御。詳細は後述)にある。以下、その詳細を順を追って説明する。
In the
まず、本実施形態のヒートポンプ装置1は、上述したように地中熱源と空気熱源の2つの熱源を複合的に利用しているが、これら異なる熱源をいかに効率的に組み合わせて利用するか(言い替えれば、地中熱源と空気熱源との切り替えや組み合わせをどのように決定する)が重要である。しかし、流体(気相)である室外空気と、固体(固相)である地中の土とでは、それらの間で熱源としての特性や取り扱い方が大きく相違する。例えば、室外空気は夏期と冬期の温度変化が大きい一方、地中では通年を通して温度の変化が小さい。また、いずれの熱源も全体の熱容量は大きいものの、室外空気の場合は熱伝達速度が高くまたファンで送風することにより循環可能である一方、地中の土の場合は熱伝達速度が低くまた固定化されて循環できない。このため、室外空気は外気全体での温度検出が容易であるが、地中の土は局部的に温度分布が偏りやすいため地中全体での温度検出が困難である。
First, as described above, the
以上のことから、まず本実施形態では、外気温度を基準として空気熱源と地中熱源の切り替えや組み合わせを決定する。つまり、外気温センサ57により検出される外気温度に基づき(図5及び図6参照)、各圧縮機制御部61,62がそれぞれ備える制御手段としての切替制御部61p,62pが互いに連携して、第1熱交換器41での熱交換と第2熱交換器51での熱交換との両方が実行可能な端末循環回路30において、いずれの熱交換を主としいずれの熱交換を補助とするかを切り替える。
From the above, first, in the present embodiment, the switching and combination of the air heat source and the underground heat source are determined based on the outside air temperature. That is, based on the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 57 (see FIGS. 5 and 6), the switching
例えば冷房運転時には、図7(a)に示すように、春期や秋期などで前記外気温度があまり高くない場合(この例では30℃未満の場合)には、外気への大きな放熱を期待できることから空気熱源を利用する前記第2圧縮機53が主動力源として優先的に駆動され、地中熱源を利用する前記第1圧縮機43は補助動力源として駆動される。
For example, at the time of cooling operation, as shown in FIG. 7A, if the outside air temperature is not so high (in this example, less than 30 ° C.) in spring or autumn, a large heat release to the outside air can be expected. The
逆に夏期などで前記外気温度が比較的高い場合(この例では30℃以上の場合)には、外気への放熱をあまり期待できないことから地中熱源を利用する前記第1圧縮機43が主動力源として優先的に駆動され、空気熱源を利用する前記第2圧縮機53は補助動力源として駆動される。
On the other hand, when the outside air temperature is relatively high in the summer season or the like (in this example, 30 ° C. or higher), the
すなわち、本実施形態では、冷房運転の際に、主動力源・補助動力源を切り替える基準温度(第1基準温度)が、30℃となっている(図示参照)。 That is, in this embodiment, the reference temperature (first reference temperature) for switching between the main power source and the auxiliary power source during the cooling operation is 30 ° C. (see illustration).
また例えば暖房運転時には、図7(b)に示すように、冬期などで前記外気温度が比較的低い場合(この例では5℃未満の場合)には、外気から吸熱することにより空気熱源熱交換器55が着霜する問題があることから前記第1圧縮機43が主動力源として優先的に駆動され、前記第2圧縮機53は補助動力源として駆動される。
Further, for example, during heating operation, as shown in FIG. 7B, when the outside air temperature is relatively low (in this example, less than 5 ° C.) in the winter season, heat exchange from the outside air is performed by absorbing heat from the outside air. The
逆に秋期や春期などで前記外気温度があまり低くない場合(この例では5℃以上の場合)には、外気から吸熱しても空気熱源熱交換器55が着霜しにくいことから前記第2圧縮機53が主動力源として優先的に駆動され、前記第1圧縮機43は補助動力源として駆動される。
Conversely, when the outside air temperature is not so low (in this example, 5 ° C. or higher) in autumn or spring, the air heat
すなわち、本実施形態では、暖房運転の際に、主動力源・補助動力源を切り替える基準温度(第2基準温度)が、5℃となっている(図示参照)。 That is, in the present embodiment, the reference temperature (second reference temperature) for switching between the main power source and the auxiliary power source during the heating operation is 5 ° C. (see illustration).
ここで、このような主動力源と補助動力源の併用運転による効果の一例を、冷房運転の場合を例にとって図8により説明する。例えば比較的外気温度が高い場合(この例では30℃)の冷房運転において、前記空気熱ヒートポンプユニット5の前記空気熱ヒートポンプ回路50のみだけで単独運転した場合の挙動を図8(a)に示す。
Here, an example of the effect of the combined operation of the main power source and the auxiliary power source will be described with reference to FIG. 8 taking the case of the cooling operation as an example. For example, in a cooling operation when the outside air temperature is relatively high (30 ° C. in this example), a behavior when the air heat
図8(a)に示すように、この場合、所定の運転条件(循環液Lの流量10[L/min])で、前記第2熱交換器51に流入する循環液Lの温度(前記戻り冷水温度)が17℃であり、前記空気熱ヒートポンプユニット5の前記空気熱ヒートポンプ回路50のみが出力7[kW]で運転されることにより、前記第2熱交換器51から流出する循環液Lの温度が7℃となっている。このときの、空気熱ヒートポンプユニット5のCOP(成績係数)は3.0となる。
As shown in FIG. 8A, in this case, the temperature of the circulating fluid L flowing into the second heat exchanger 51 (the return value) under a predetermined operating condition (the flow rate of the circulating fluid L 10 [L / min]). The cold water temperature) is 17 ° C., and only the air heat
なお、前記COPは、
COP=ヒートポンプユニット4(または5)の冷房能力[kW]/(圧縮機43(または53)の消費電力[kW]+制御装置61(または62)の消費電力[kW]
で算出されるものである。
The COP is
COP = cooling capacity [kW] of the heat pump unit 4 (or 5) / (power consumption [kW] of the compressor 43 (or 53) + power consumption [kW] of the controller 61 (or 62))
It is calculated by.
そして、このときの全体のシステムCOPは、(前記のように空気熱ヒートポンプユニット5の単独運転であることから)前記COPと同一の3.0となる。このときのシステムCOP(SCOP)は、前記COPをさらにユニット全体に拡張したものであり、
SCOP=ヒートポンプユニット4及び5の冷房能力[kW]/ヒートポンプユニット4及び5の合計消費電力[kW]
で表される。具体的には、
SCOP≒ヒートポンプユニット4及び5の冷房能力[kW]/(圧縮機43及び53の消費電力[kW]+制御装置61及び62の消費電力[kW]+循環液循環ポンプ32の消費電力[kW]+地中熱循環ポンプ22の消費電力[kW])
で表されるものである。
The overall system COP at this time is 3.0, which is the same as the COP (since it is an independent operation of the air heat
SCOP = cooling capacity [kW] of
It is represented by In particular,
SCOP≈cooling capacity of the heat pump units 4 and 5 [kW] / (power consumption of the
It is represented by
一方、図8(a)の前記挙動に対応し、前記地中熱ヒートポンプユニット4の前記地中熱ヒートポンプ回路40と前記空気熱ヒートポンプユニット5の前記空気熱ヒートポンプ回路50とを併用運転した場合の挙動を図8(b)に示す。
On the other hand, in response to the behavior of FIG. 8A, when the geothermal
図8(b)に示すように、この場合、上記とほぼ同等の運転条件(循環液Lの流量10[L/min]、地中側戻り冷水温度:25℃)で、前記地中熱ヒートポンプユニット4の前記第1熱交換器41に流入する循環液Lの温度(前記戻り冷水温度)が17℃であり、前記地中熱ヒートポンプ回路40が出力3[kW]で運転されることにより、前記第1熱交換器41から流出する循環液Lの温度が13℃となる。そして、この13℃の循環液Lが、前記空気熱ヒートポンプユニット5の前記第2熱交換器51に流入し、その際に前記空気熱ヒートポンプ回路50が出力4[kW]で運転されることにより、前記第2熱交換器51から流出する循環液Lの温度が7℃となっている。
As shown in FIG. 8 (b), in this case, the geothermal heat pump is operated under substantially the same operating conditions as above (flow rate of circulating fluid L 10 [L / min], underground return chilled water temperature: 25 ° C.). When the temperature of the circulating fluid L flowing into the
すなわち、図8(a)に示す挙動と、図8(b)に示す挙動とは、入口側の冷水温度(17℃)と出口側の冷水温度(7℃)が同一であり、また冷却を行うヒートポンプ回路全体の出力も7[kW]で同一となる。そして、前記図8(b)に示す併用運転の場合、空気熱ヒートポンプユニット5の前記COPは前記と同様の3.0である一方、地中熱ヒートポンプユニット4の前記COPが5.2となり、結果として、全体の前記システムCOPを3.66に向上することができる。
That is, the behavior shown in FIG. 8A and the behavior shown in FIG. 8B are the same in the cold water temperature (17 ° C.) on the inlet side and the cold water temperature (7 ° C.) on the outlet side. The output of the entire heat pump circuit to be performed is the same at 7 [kW]. In the combined operation shown in FIG. 8 (b), the COP of the air heat
しかしながら、図8(b)に示すような前記併用運転において、前記のような外気温度の高・低による主・補助の単純切替のみでは、外気温度や負荷条件によっては、地中熱源を利用する前記地中熱ヒートポンプ回路40が想定動作量を超過し、地中の温度回復が阻害されたり地中熱ヒートポンプ回路40の効率低下を招くおそれがある。
However, in the combined operation as shown in FIG. 8B, the ground heat source is used depending on the outside air temperature and the load condition only by the simple switching between the main and the auxiliary due to the high and low outside air temperature as described above. The geothermal
具体的には、前記地中熱ヒートポンプ回路40においては、地中熱交換器23の近傍周囲だけ局所的に温度の増減が進んで固定化しやすいことから、地中熱交換器23における吸熱性能・放熱性能が低下して地中熱源全体の大きな熱容量を有効に使い切れずに効率が低下しやすい。また地中熱源では温度回復が遅いため、再起動時にも効率が低下しやすい。特に、本実施形態のように空気熱源と地中熱源とを複合的に利用する(いわゆるハイブリッド型の)ヒートポンプ装置1では、空気熱源の併用を見込んで、地中熱源単独使用の場合(すなわち地中熱ヒートポンプ回路40のみで構成する場合)の例えば半分の長さで地中熱交換器23を埋設することがあり、上述したような過剰な吸放熱による効率低下が生じやすい。このことを、図9を用いて説明する。
Specifically, in the geothermal
図9は、一例として、前記外気温度が30℃より高く、地中熱源を利用する前記第1圧縮機43が主動力源として駆動されるとともに空気熱源を利用する前記第2圧縮機53が補助動力源として駆動されている場合の、冷房運転例を示す。まず、前記のような外気温度の高・低による主・補助の単純切替のみを行う場合を、比較例として破線で示す。
FIG. 9 shows an example in which the outside air temperature is higher than 30 ° C., the
図示破線のように、前記地中熱ヒートポンプユニット4による出力(図中「地中熱出力」と表記)と前記空気熱ヒートポンプユニット5による出力(図中「空気熱出力」と表記)とがそれぞれ一定で運転され、前記SCOPが一定に維持されていたとしても、前記したように地中熱交換器23の近傍周囲が局所的に加熱されることで放熱効率が次第に低下する結果、前記凝縮器出口冷媒温度が次第に上昇する。そして凝縮器出口冷媒温度が30℃に達すると(時間to参照)、それ以降は、前記地中熱ヒートポンプユニット4による出力と前記空気熱ヒートポンプユニット5による出力をそれぞれ一定に維持して運転しても、前記第1冷媒C1全体の温度が上昇していき、地中熱ヒートポンプユニット4側の効率が低下し、結果的に前記SCOPが低下してしまう。
As indicated by the broken line in the figure, the output from the geothermal heat pump unit 4 (indicated as “geothermal output” in the figure) and the output from the air heat heat pump unit 5 (indicated as “air heat output” in the figure) are respectively shown. Even if the SCOP is maintained at a constant level, the heat dissipation efficiency gradually decreases as the vicinity of the underground heat exchanger 23 is locally heated as described above. The outlet refrigerant temperature gradually increases. When the condenser outlet refrigerant temperature reaches 30 ° C. (see time to), after that, the output from the geothermal heat pump unit 4 and the output from the air heat
上記同様の問題は暖房運転時にも生じる。その一例として、前記外気温度が5℃より低く、地中熱源を利用する前記第1圧縮機43が主動力源として駆動されるとともに空気熱源を利用する前記第2圧縮機53が補助動力源として駆動されている場合の暖房運転例を図10に示す。前記同様、まず、外気温度の高・低による主・補助の単純切替のみを行う場合を、比較例として破線で示す。
The same problem as described above also occurs during heating operation. As an example, the outside air temperature is lower than 5 ° C., the
図示破線のように、前記地中熱ヒートポンプユニット4による出力(図中「地中熱出力」と表記)と前記空気熱ヒートポンプユニット5による出力(図中「空気熱出力」と表記)とがそれぞれ一定で運転され、前記SCOPが一定に維持されていたとしても、前記したように地中熱交換器23の近傍周囲が局所的に冷却されることで吸熱効率が次第に低下する結果、前記蒸発器入口冷媒温度が次第に低下する。そして蒸発器入口冷媒温度が−10℃まで低下すると(時間to参照)、それ以降は、前記地中熱ヒートポンプユニット4による出力と前記空気熱ヒートポンプユニット5による出力をそれぞれ一定に維持して運転しても、前記第1冷媒C1全体の温度が低下していき、地中熱ヒートポンプユニット4側の効率が低下し、結果的に前記SCOPが低下してしまう。
As indicated by the broken line in the figure, the output from the geothermal heat pump unit 4 (indicated as “geothermal output” in the figure) and the output from the air heat heat pump unit 5 (indicated as “air heat output” in the figure) are respectively shown. Even if the SCOP is maintained at a constant level, the endothermic efficiency gradually decreases as the vicinity of the underground heat exchanger 23 is locally cooled as described above. The inlet refrigerant temperature gradually decreases. When the evaporator inlet refrigerant temperature decreases to −10 ° C. (see time to), thereafter, the output from the geothermal heat pump unit 4 and the output from the air heat
そこで、本実施形態においては、前記第1冷媒温度センサ42bにより、地中熱ヒートポンプ回路40において前記地中熱源熱交換器45から流出する凝縮器出口冷媒温度(冷房運転時)、若しくは、前記地中熱源熱交換器へ流入する蒸発器入口冷媒温度(暖房運転時)、を検出する。そして、前記地中熱制御装置61に備えられた前記切替制御部61pが、検出した前記凝縮器出口冷媒温度又は前記蒸発器入口冷媒温度と所定のしきい値との大小に応じて、前記第1圧縮機43の回転数を低減させる。
Therefore, in the present embodiment, the first
すなわち、例えば冷房運転時には、図9中に実線で示すように、前記検出された凝縮器出口冷媒温度が所定のしきい値(以下適宜、「第1しきい値」という。この例では30℃)より高くなったら(時間to参照)、前記切替制御部61pが前記第1圧縮機43の回転数を低減し、前記地中熱ヒートポンプユニット4の出力を低下させる。そして、これに対応して、本実施形態では、冷房負荷に対する前記地中熱ヒートポンプユニット4の出力低減分を補足させるよう前記空気熱ヒートポンプユニット5の出力を増加する。これらの結果、前記のように地中熱ヒートポンプユニット4が過剰に動作して地中熱交換器23の近傍周囲が局所的に加熱し過ぎることによる、放熱効率の低下を抑制することができる(この結果、前記比較例とは異なり前記凝縮器出口冷媒温度は30℃から次第に低下している)とともに、システム全体の前記SCOPの低下を防止し、一定に維持することができる。また、図示のようにヒートポンプ装置1全体の運転を停止した後には、比較例よりも地中温度を早く低温に回復できることから、次の運転開始時におけるSCOPを向上できる効果もある。
That is, for example, during cooling operation, as indicated by a solid line in FIG. 9, the detected condenser outlet refrigerant temperature is referred to as a predetermined threshold value (hereinafter referred to as “first threshold value” as appropriate. In this example, 30 ° C.). ) (See time to), the switching
同様に、暖房運転時には、図10中に実線で示すように、前記検出された蒸発器入口冷媒温度が所定のしきい値(以下適宜、「第2しきい値」という。この例では−10℃)より低くなったら(時間to参照)、前記切替制御部61pが前記第1圧縮機43の回転数を低減し、前記地中熱ヒートポンプユニット4の出力を低下させる。そして、これに対応して、本実施形態では、暖房負荷に対する前記地中熱ヒートポンプユニット4の出力低減分を補足させるよう前記空気熱ヒートポンプユニット5の出力を増加する。これらの結果、前記のように地中熱ヒートポンプユニット4が過剰に動作して地中熱交換器23の近傍周囲が局所的に冷却され過ぎることによる、吸熱効率の低下を抑制することができる(この結果、前記比較例とは異なり前記蒸発器入口冷媒温度は−10℃から次第に上昇している)とともに、システム全体の前記SCOPの低下を防止し、一定に維持することができる。また、図示のようにヒートポンプ装置1全体の運転を停止した後には、比較例よりも地中温度を早く高温に回復できることから、次の運転開始時におけるSCOPを向上できる効果もある。
Similarly, during the heating operation, as shown by a solid line in FIG. 10, the detected evaporator inlet refrigerant temperature is referred to as a predetermined threshold (hereinafter referred to as “second threshold” as appropriate. In this example, −10) When the temperature is lower than (° C.) (see time to), the switching
なお、この暖房運転時の前記COPは、
COP=ヒートポンプユニット4(または5)の暖房能力[kW]/(圧縮機43(または53)の消費電力[kW]+制御装置61(または62)の消費電力[kW]
で算出され、全体の前記システムCOPは、
SCOP=ヒートポンプユニット4及び5の暖房能力[kW]/ヒートポンプユニット4及び5の合計消費電力[kW]
具体的には、
SCOP≒ヒートポンプユニット4及び5の暖房能力[kW]/(圧縮機43及び53の消費電力[kW]+制御装置61及び62の消費電力[kW]+循環液循環ポンプ32の消費電力[kW]+地中熱循環ポンプ22の消費電力[kW])
で表されるものである。
The COP during the heating operation is
COP = heating capacity [kW] of the heat pump unit 4 (or 5) / (power consumption [kW] of the compressor 43 (or 53) + power consumption [kW] of the control device 61 (or 62))
And the overall system COP is
SCOP = heating capacity of heat pump units 4 and 5 [kW] / total power consumption of heat pump units 4 and 5 [kW]
In particular,
SCOP≈heating capacity of heat pump units 4 and 5 [kW] / (power consumption of
It is represented by
以上のような、前記比較例と対比したときの本実施形態の効果について、まず、冷房運転時を例にとって図11を参照しつつさらに詳細に説明する。図示において、図11(a)は、空気熱源を利用した空気熱ヒートポンプユニット5におけるCOP(図中では「空気COP」と表記、以下同様)の経時推移を示しており、図11(b)は、地中熱源を利用した地中熱ヒートポンプユニット4におけるCOP(図中では「地中COP」と表記、以下同様)の経時推移を示している。また、図11(c)は、前記空気熱ヒートポンプユニット5の冷房出力値[kw](図中では「空気熱出力」と表記。以下同様)の経時推移を示しており、図11(d)は、前記地中熱ヒートポンプユニット4の冷房出力値[kw](図中では「地中熱出力」と表記。以下同様)の経時推移を示している。また、図11(e)は、地中熱交換器23の近傍周囲における地中温度[℃]の経時推移を示しており、図11(f)は、地中熱ヒートポンプ回路40における前記凝縮器出口冷媒温度[℃](本実施形態では第1冷媒温度センサ42bにより検出。以下同様)の経時推移を示している。
The effects of the present embodiment when compared with the comparative example as described above will be described in more detail with reference to FIG. 11 taking the cooling operation as an example. In FIG. 11A, FIG. 11A shows a time course of COP (denoted as “air COP” in the figure, the same applies hereinafter) in the air heat
まず、破線で示す比較例において、例えばヒートポンプ装置1の冷房運転開始時においては、空気熱ヒートポンプユニット5の出力と地中熱ヒートポンプユニット4の出力とがほぼ同時に増加し、それぞれの目標出力で一定に維持される(図11(c)(d)の時間t1〜t6等参照)。なおこのとき、主である地中熱ヒートポンプユニット4の出力が、補助である空気熱ヒートポンプユニット5より高くなる。またこれに伴い、空気熱ヒートポンプユニット5のCOPと地中熱ヒートポンプユニット4のCOPも増加し、それぞれの目標出力に対応して一定に維持される(図11(a)(b)の時間t1〜t6等参照)。この起動時及び定常運転時の間は、前記地中熱交換器23の近傍周囲の加熱が進むことから地中温度が継続的に上昇し(図11(e)の時間t1〜t6等参照)、それにより地中熱交換器23における放熱効果も次第に低下することから前記凝縮器出口冷媒温度もまた継続的に上昇する(図11(f)の時間t1〜t6等参照)。
First, in the comparative example indicated by the broken line, for example, when the cooling operation of the
そして、比較例では、前記したように前記凝縮器出口冷媒温度が30℃を超えてもなお空気熱ヒートポンプユニット5の出力と地中熱ヒートポンプユニット4の出力とが一定に維持されることから(図11(c)(d)の時間t6〜t11参照)、前記地中温度及び前記凝縮器出口冷媒温度がさらに継続して上昇する(図11(e)(f)の時間t6〜t11参照)。このとき、前記したように地中熱交換器23の近傍周囲における放熱効果が低下するため、地中熱ヒートポンプユニット4のCOPは次第に減少する(図11(b)の時間t6〜t11参照)。この結果、前記したように、前記凝縮器出口冷媒温度が30℃を超えた後は、ヒートポンプ装置1全体の前記成績係数SCOPが低下してしまう(前記図9の時間to参照)。
In the comparative example, as described above, the output of the air heat
そして、その後、ヒートポンプ装置1の冷房運転を停止したとき(時間t11参照)、その後は地中温度は次第に低下するものの(図11(e)の時間t11〜t15参照)、元の温度まで回復するにはかなりの時間がかかる。このため、比較的短期間のうちに地中温度がまだ下がりきらないうちにヒートポンプ装置1を再起動した場合(時間t15参照)には、一度元の温度に下がった前記凝縮器出口冷媒温度が前回の運転開始時より早く上昇することになり(図11(f)の時間t15〜t20参照)、地中熱ヒートポンプユニット4の出力を前回と同じとした場合であっても、COPがさらに低下してしまう(図11(b)の時間t16〜t20参照)。
After that, when the cooling operation of the
これに対し、実線で示される本実施形態においては、前記のような地中温度の過熱による地中熱ヒートポンプユニット4のCOPの低下を防止するために、前記凝縮器出口冷媒温度が前記第1しきい値の30℃より高くなった際に、地中熱制御装置61の切替制御部61pが前記第1圧縮機43の回転数を低減させる。この結果、前記凝縮器出口冷媒温度が前記第1しきい値の30℃を維持するよう、地中熱ヒートポンプユニット4の出力が一定にセーブされる(図11(d)の時間t7〜t11参照)。これにより、地中熱循環回路20における熱媒H1の温度が30℃未満まで低下し(図11(e)の時間t7〜t9参照)、30℃より少し低い温度まで低下して維持される(図11(e)の時間t9〜t11参照)。このように地中熱ヒートポンプユニット4の出力がセーブされることで、地中熱交換器23の近傍周囲における放熱効果が良好に維持される結果、地中熱ヒートポンプユニット4のCOPが向上し、高い値で維持される(図11(b)の時間t6〜t11参照)。
On the other hand, in the present embodiment indicated by the solid line, in order to prevent the COP of the geothermal heat pump unit 4 from being lowered due to the overheating of the underground temperature as described above, the condenser outlet refrigerant temperature is the first temperature. When the threshold value is higher than 30 ° C., the switching
またこのとき、本実施形態では、前記した地中熱ヒートポンプユニット4の出力の低減分を補足させるよう、空気熱制御装置62の切替制御部62pが前記第2圧縮機53の回転数を増加させ、空気熱ヒートポンプユニット5の出力を増大させる(図11(c)の時間t6〜t11参照)。この結果、空気熱ヒートポンプユニット5のCOPは低下するものの(図11(a)の時間t6〜t11参照)、その低下分を地中熱ヒートポンプユニット4のCOPの増加分が相殺する。したがって、結果的に、前記図9に示したように、凝縮器出口冷媒温度が30℃を超えた後でも、ヒートポンプ装置1全体の前記成績係数SCOPを低下させることなく高いまま維持できる。
At this time, in this embodiment, the switching
そして、前記のようにヒートポンプ装置1の冷房運転を停止したとき(時間t11参照)、前記比較例と異なり、その時点で地中温度が十分に低くなっている(図11(e)の時間t11参照)。したがって、比較的短期間にヒートポンプ装置1を再起動時した場合でも、一度元の温度に下がった前記凝縮器出口冷媒温度は前回の運転開始時と同等に上昇することになり(図11(f)の時間t15〜t20参照)、前回と同じ地中熱ヒートポンプユニット4のCOPを維持できる(図11(b)の時間t16〜t20参照)。
When the cooling operation of the
なお、以上は冷房運転時を例にとって説明したが、前述したように、暖房運転時においても同様の課題が生じる。このことを、図11(a)〜(f)にそれぞれ対応した、図12(a)〜(f)により説明する。図示において、図12(a)は、前記図11(a)同様の空気熱源を利用した空気熱ヒートポンプ回路50におけるCOPの経時推移を示しており、図12(b)は、前記図11(b)同様の地中熱源を利用した地中熱ヒートポンプ回路40におけるCOPの経時推移を示している。また、図12(c)は、前記図11(c)同様の前記空気熱ヒートポンプ回路50の暖房出力値[kw](図中では「空気熱出力」と表記。以下同様)の経時推移を示しており、図12(d)は、前記図11(d)同様の前記地中熱ヒートポンプユニット450の暖房出力値[kw](図中では「地中熱出力」と表記。以下同様)の経時推移を示している。また、図12(e)は、前記図11(e)同様の地中熱交換器23の近傍周囲における地中温度[℃]の経時推移を示しており、図12(f)は、前記図11(f)同様の地中熱ヒートポンプ回路40の前記蒸発器入口冷媒温度[℃](本実施形態では第1冷媒温度センサ42bにより検出。以下同様)の経時推移を示している。
In addition, although the above demonstrated the case at the time of air_conditionaing | cooling operation as an example, the same subject arises also at the time of heating operation as mentioned above. This will be described with reference to FIGS. 12A to 12F corresponding to FIGS. 11A to 11F, respectively. In FIG. 12, FIG. 12 (a) shows the time course of COP in the air heat
まず、破線で示す比較例において、例えばヒートポンプ装置1の暖房運転開始時においては、前記冷房時と同様、空気熱ヒートポンプユニット5の出力と地中熱ヒートポンプユニット4の出力とがほぼ同時に増加してそれぞれの目標出力で一定に維持される(図12(c)(d)の時間t1〜t6等参照)、主である地中出力が補助である空気熱出力より高くなる。またこれに伴い、空気熱ヒートポンプユニット5のCOPと地中熱ヒートポンプユニット4のCOPも増加し、それぞれの目標出力に対応して一定に維持される(図12(a)(b)の時間t1〜t6等参照)。この起動時と定常運転時の間は、前記地中熱交換器23の近傍周囲の冷却が進むことから地中温度が継続的に低下し(図12(e)の時間t1〜t6等参照)、それにより地中熱交換器23における吸熱効果も次第に低下することから前記蒸発器入口冷媒温度もまた継続的に低下する(図12(f)の時間t1〜t6等参照)。
First, in the comparative example indicated by a broken line, for example, when the heating operation of the
そして、比較例では、前記したように前記蒸発器入口冷媒温度が−10℃を下回ってもなお空気熱ヒートポンプユニット5の出力と地中熱ヒートポンプユニット4の出力とが一定に維持されることから(図12(c)(d)の時間t6〜t11参照)、前記地中温度及び前記蒸発器入口冷媒温度がさらに継続して低下する(図12(e)(f)の時間t6〜t11参照)。このとき、前記したように地中熱交換器23の近傍周囲における吸熱効果が低下するため、地中熱ヒートポンプユニット4のCOPが次第に減少する(図12(b)の時間t6〜t11参照)。この結果、前記したように、前記蒸発器入口冷媒温度が−10℃を下回った後にはヒートポンプ装置1全体の前記成績係数SCOPが低下してしまう(前記図10の時間to参照)。
In the comparative example, as described above, the output of the air heat
そして、その後、ヒートポンプ装置1の暖房運転を停止したとき(時間t11参照)、その後は地中温度は次第に上昇するものの(図12(e)の時間t11〜t15参照)、元の温度への回復にはかなりの時間がかかる。このため、比較的短期間のうちに地中温度がまだ上がりきらないうちにヒートポンプ装置1を再起動した場合(時間t15参照)には、一度元の温度に上がった前記蒸発器入口冷媒温度が前回の運転開始時より早く低下することになり(図12(f)の時間t15〜t20参照)、地中熱ヒートポンプユニット4の出力を前回と同じとした場合であっても、COPがさらに低下してしまう(図12(b)の時間t16〜t20参照)。
After that, when the heating operation of the
これに対し、実線で示される本実施形態においては、前記のような地中温度の過冷による地中熱ヒートポンプユニット4のCOPの低下を防止するために、前記蒸発器入口冷媒温度が所定のしきい値(以下適宜、「第2しきい値」という。この例では−10℃)より低くなった際に、地中熱制御装置61の切替制御部61pが前記第1圧縮機43の回転数を低減させる。この結果、前記蒸発器入口冷媒温度が前記第2しきい値の−10℃を維持するよう、地中熱ヒートポンプユニット4の出力が一定にセーブされる(図12(d)の時間t7〜t11参照)。これにより、地中熱循環回路20における熱媒H1が0℃より高くなり(図12(e)の時間t7〜t9参照)、0℃より少し高い温度まで上昇して維持される(図12(e)の時間t9〜t11参照)。このように地中熱ヒートポンプユニット4の出力がセーブされることで、地中熱交換器23の近傍周囲における吸熱効果が良好に維持される結果、地中熱ヒートポンプユニット4のCOPが向上し、高い値で維持される(図12(b)の時間t6〜t11参照)。
On the other hand, in the present embodiment indicated by the solid line, in order to prevent the COP of the geothermal heat pump unit 4 from being lowered due to the above-described subcooling of the underground temperature, the evaporator inlet refrigerant temperature is set to a predetermined value. When the temperature becomes lower than a threshold value (hereinafter referred to as “second threshold value”, in this example, −10 ° C.), the switching
またこのとき、本実施形態では、前記した地中熱ヒートポンプユニット4の出力の低減分を補足させるよう、前記冷房運転時と同様、空気熱制御装置62の切替制御部62pが前記第2圧縮機53の回転数を増加させ、空気熱ヒートポンプユニット5の出力を増大させる(図12(c)の時間t6〜t11参照)。このため、空気熱ヒートポンプユニット5のCOPは低下するものの(図12(a)の時間t6〜t11参照)、その低下分を地中熱ヒートポンプユニット4のCOPの増加分が相殺する。したがって、結果的に、前記図10に示したように、蒸発器入口冷媒温度が−10℃を下回った後でもヒートポンプ装置1全体の前記成績係数SCOPを低下させることなく高いまま維持できる。
At this time, in the present embodiment, the switching
そして、前記のようにヒートポンプ装置1の暖房運転を停止したとき(時間t11参照)、前記比較例と異なり、その時点で地中温度が十分に高くなっている(図12(e)の時間t11参照)。したがって、比較的短期間にヒートポンプ装置1を再起動時した場合でも、一度元の温度に上がった前記蒸発器入口冷媒温度は前回の運転開始時と同等に低下することになり(図12(f)の時間t15〜t20参照)、前回と同じ地中熱ヒートポンプユニット4のCOPを維持できる(図12(b)の時間t16〜t20参照)。
And when the heating operation of the
次に、以上説明した手法を実現するために、2つの切替制御部61p,62pが協働して実行する制御手順を図13及び図14のフローチャートにより説明する。
Next, in order to realize the method described above, a control procedure executed in cooperation by the two switching
まず、図13を用いて冷房運転時における制御手順を説明する。なおこの図13では、前記外気温度が30℃より高く、前記地中熱源を利用する前記第1圧縮機43が既に主動力源として駆動され、前記空気熱源を利用する前記第2圧縮機53が補助動力源として駆動されている場合を例にとって説明する。
First, the control procedure during the cooling operation will be described with reference to FIG. In FIG. 13, the outside air temperature is higher than 30 ° C., the
図13において、まずステップS10で、切替制御部61p,62pは、ヒートポンプ装置1が運転開始状態となったか否かを判定する。具体的には、運転開始状態とは、例えば、操作者による適宜のヒートポンプ装置1の運転開始操作がなされることで停止状態から起動される場合、若しくは、上述した運転停止後から再起動してヒートポンプ装置1の運転が再び開始される場合(詳細は後述)、である。運転開始状態となるまではステップS10の判定が満たされず(S10:No)ループ待機し、運転開始状態となるとステップS10の判定が満たされ(S10:Yes)、ステップS15に移る。
In FIG. 13, first, in step S10, the switching
ステップS15では、切替制御部61p,62pは、ヒートポンプ装置1が運転終了状態となったか否かを判定する。すなわち、後述のような圧縮機回転数の制御の下で冷房運転を行って冷房負荷が小さくなると、ヒートポンプ装置1を動作させずとも、前記端末循環回路30の前記戻り液温度センサ34で検出される循環液Lの前記戻り冷水温度が前記目標戻り温度以下に達する場合がある。この場合は、前記地中熱制御装置61及び空気熱制御装置62による公知の制御によりヒートポンプ装置1が停止され、待機状態となる(すなわち、いったんヒートポンプ装置1の運転が終了される)。ステップS15では、切替制御部61p,62pは、ヒートポンプ装置1がこの待機状態となったか否かを判定するものである。運転終了状態(すなわち待機状態)となっていた場合はステップS15の判定が満たされ(S15:YES)、このフローを終了する。一方、運転終了状態(すなわち待機状態)となっていない間はステップS15の判定は満たされず(S15:NO)、ステップS20に移る。
In step S15, the switching
ステップS20では、切替制御部61p,62pは、この時点で前記第1冷媒温度センサ42bから検出された前記凝縮器出口冷媒温度が第1しきい値(この例では30℃)を超えているか否かを判定する。凝縮器出口冷媒温度が30℃以下である場合、判定は満たされず(S20:NO)、ステップS15に戻り同様の手順を繰り返す。一方、凝縮器出口冷媒温度が30℃を超えていた場合、判定が満たされ(S20:YES)、ステップS25に移る。
In step S20, the switching
ステップS25では、切替制御部61p,62pは、前記地中熱ヒートポンプ回路40の前記第1圧縮機43の回転数を低減し、地中熱ヒートポンプユニット4の出力を低減する。その後、ステップS30に移る。
In step S25, the switching
ステップS30では、切替制御部61p,62pは、この時点で前記戻り液温度センサ34から検出された戻り冷水温度が制御上の目標設定温度(第1目標温度に相当。既に前記した目標温度と同じでも良いし別の温度でもよい。例えば冷房負荷に応じて適宜設定される)を超えているか否かを判定する。戻り冷水温度が前記目標設定温度を超えている場合、判定が満たされ(S30:YES)、ステップS35に移る。
In step S30, the switching
ステップS35では、切替制御部61p,62pは、前記空気熱ヒートポンプ回路50の前記第2圧縮機53の回転数を増大し、空気熱ヒートポンプユニット5の出力を増大する。その後、ステップS15に戻り、同様の手順を繰り返す。
In step S35, the switching
一方、前記ステップS30の判定において、戻り冷水温度が前記目標設定温度以下である場合、判定は満たされず(S30:NO)、ステップS40に移る。 On the other hand, in the determination of step S30, when the return chilled water temperature is equal to or lower than the target set temperature, the determination is not satisfied (S30: NO), and the process proceeds to step S40.
ステップS40では、切替制御部61p,62pは、前記空気熱ヒートポンプ回路50の前記第2圧縮機53の回転数を減少させ、空気熱ヒートポンプユニット5の出力を低減する。その後、ステップS15に戻り、同様の手順を繰り返す。但し、前記ステップS30の判定において戻り冷水温度が前記目標設定温度に等しかった場合については、ステップS30の判定は満たされないものの、必ずしも前記のように第2圧縮機53の回転数を減少させる必要はなく、回転数をそのまま維持するようにしても良い。
In step S40, the switching
以上のようにして、本実施形態では、冷房運転時において、ステップS20,S25での処理により、前記凝縮器出口冷媒温度がおよそ30℃を維持するよう第1圧縮機43の回転数(言い換えれば地中熱ヒートポンプユニット4の出力)が制御され、ステップS30,S35,S40での処理により、地中熱ヒートポンプユニット4の出力の不足分を補足するよう第2圧縮機53の回転数(言い換えれば空気熱ヒートポンプユニット5の出力)が制御される。
As described above, in the present embodiment, during the cooling operation, the rotation speed of the first compressor 43 (in other words, in order to maintain the condenser outlet refrigerant temperature at about 30 ° C. by the processing in steps S20 and S25). The output of the geothermal heat pump unit 4 is controlled, and the rotation speed of the second compressor 53 (in other words, the output of the geothermal heat pump unit 4 is supplemented by the processes in steps S30, S35, and S40). The output of the air heat
次に、図14を用いて暖房運転時における制御手順を説明する。なおこの図14では、前記外気温度が5℃より低く、前記地中熱源を利用する前記第1圧縮機43が既に主動力源として駆動され、前記空気熱源を利用する前記第2圧縮機53が補助動力源として駆動されている場合を例にとって説明する。
Next, the control procedure at the time of heating operation is demonstrated using FIG. In FIG. 14, the outside air temperature is lower than 5 ° C., the
図14において、まずステップS110で、切替制御部61p,62pは、ヒートポンプ装置1が前記同様の運転開始状態となったか否かを判定する。運転開始状態となるまではステップS110の判定が満たされず(S110:No)ループ待機し、運転開始状態となるとステップS110の判定が満たされ(S110:Yes)、ステップS115に移る。
In FIG. 14, first, in step S110, the switching
ステップS115では、切替制御部61p,62pは、ヒートポンプ装置1が運転終了状態となったか否かを判定する。この場合、後述のような圧縮機回転数の制御の下で暖房運転を行って暖房負荷が小さくなったときに、ヒートポンプ装置1を動作させずとも、前記端末循環回路30の前記戻り液温度センサ34で検出される循環液Lの前記戻り温水温度が前記目標戻り温度以上に達する場合がある。この場合は、前記地中熱制御装置61及び空気熱制御装置62による公知の制御によりヒートポンプ装置1が停止され、前記冷房運転時と同様の待機状態となる(すなわち、いったんヒートポンプ装置1の運転が終了される)。ステップS115では、切替制御部61p,62pは、ヒートポンプ装置1がこの待機状態となったか否かを判定するものである。運転終了状態(すなわち待機状態)となっていた場合はステップS115の判定が満たされ(S115:YES)、このフローを終了する。一方、運転終了状態(すなわち待機状態)となっていない間はステップS115の判定は満たされず(S115:NO)、ステップS120に移る。
In step S115, the switching
ステップS120では、切替制御部61p,62pは、この時点で前記第1冷媒温度センサ42bから検出された前記蒸発器入口冷媒温度が前記第2しきい値(この例では−10℃)を下回っているか否かを判定する。蒸発器入口冷媒温度が−10℃以上である場合、判定は満たされず(S120:NO)、ステップS115に戻り同様の手順を繰り返す。一方、蒸発器入口冷媒温度が−10℃を下回っていた場合、判定が満たされ(S120:YES)、ステップS125に移る。
In step S120, the switching
ステップS125では、前記ステップS25と同様、切替制御部61p,62pは、前記地中熱ヒートポンプ回路40の前記第1圧縮機43の回転数を低減し、地中熱ヒートポンプユニット4の出力を低減する。その後、ステップS130に移る。
In step S125, as in step S25, the switching
ステップS130では、前記ステップS30と同様、切替制御部61p,62pは、この時点で前記戻り液温度センサ34から検出された戻り温水温度が制御上の目標設定温度(第2目標温度に相当。既に前記した目標温度と同じでも良いし別の温度でも良い、例えば暖房負荷に応じて設定される)を下回っているか否かを判定する。戻り温水温度が前記目標設定温度を下回っている場合、判定が満たされ(S130:YES)、ステップS135に移る。
In step S130, as in step S30, the switching
ステップS135では、切替制御部61p,62pは、前記ステップS35と同様、前記空気熱ヒートポンプ回路50の前記第2圧縮機53の回転数を増大し、空気熱ヒートポンプユニット5の出力を増大する。その後、ステップS115に戻り、同様の手順を繰り返す。
In step S135, the switching
一方、前記ステップS130の判定において、戻り温水温度が前記目標設定温度以上である場合、判定は満たされず(S130:NO)、ステップS140に移る。 On the other hand, if the return hot water temperature is equal to or higher than the target set temperature in the determination in step S130, the determination is not satisfied (S130: NO), and the process proceeds to step S140.
ステップS140では、切替制御部61p,62pは、前記ステップS40と同様、前記空気熱ヒートポンプ回路50の前記第2圧縮機53の回転数を減少させ、空気熱ヒートポンプユニット5の出力を低減する。その後、ステップS115に戻り、同様の手順を繰り返す。但し、前記ステップS130の判定において戻り温水温度が前記目標設定温度に等しかった場合については、ステップS130の判定は満たされないものの、必ずしも前記のように第2圧縮機53の回転数を減少させる必要はなく、回転数をそのまま維持するようにしても良い。
In step S140, the switching
以上のようにして、本実施形態では、暖房運転時において、ステップS120,S125での処理により、前記蒸発器入口冷媒温度がおよそ−10℃を維持するよう第1圧縮機43の回転数(言い替えれば地中熱ヒートポンプユニット4の出力)が制御され、ステップS130,S135,S140での処理により、地中熱ヒートポンプユニット4の出力の不足分を補足するよう第2圧縮機53の回転数(言い替えれば空気熱ヒートポンプユニット5の出力)が制御される。
As described above, in the present embodiment, during the heating operation, the rotation speed of the first compressor 43 (in other words, in order to maintain the evaporator inlet refrigerant temperature at approximately −10 ° C. by the processing in steps S120 and S125). The output of the geothermal heat pump unit 4 is controlled), and the rotation speed (in other words, the second compressor 53) is supplemented by the processing in steps S130, S135, and S140 so as to supplement the shortage of the output of the geothermal heat pump unit 4. The output of the air heat
以上説明したように、本実施形態のヒートポンプ装置1によれば、第1冷媒温度センサ42bを設けて、地中熱ヒートポンプ回路40において前記凝縮器出口冷媒温度(冷房運転時)若しくは前記蒸発器入口冷媒温度(暖房運転時)を検出し、前記切替制御部61p,62pがその検出された冷媒温度と前記第1しきい値若しくは前記第2しきい値との大小に応じて、前記第1圧縮機43の回転数を低減させる。
As described above, according to the
例えば、冷房運転時には前記凝縮器出口冷媒温度が30℃より高くなったら前記第1圧縮機43の回転数を低減させる。これにより、前記外気温度が高く前記第1圧縮機43が主動力源として駆動された状態において、前記地中熱ヒートポンプ回路40が過剰に動作して地中温度が過剰に高くなるのを抑制することができる。また例えば、暖房運転時には前記蒸発器入口冷媒温度が−10℃より低くなったら前記第1圧縮機43の回転数を低減させる。これにより、前記外気温度が低く前記第1圧縮機43が主動力源として駆動された状態において、前記地中熱ヒートポンプ回路40が過剰に動作して地中温度が過剰に低くなるのを抑制することができる。
For example, when the condenser outlet refrigerant temperature becomes higher than 30 ° C. during the cooling operation, the rotational speed of the
以上のようにして、冷房運転時においても暖房運転時においても前記地中熱ヒートポンプ回路40が過剰に動作するのを抑制できるので、地中熱ヒートポンプ回路40の効率(言い替えれば地中熱ヒートポンプユニット4の前記COP)を高く保つことができる(図11(b)、図12(b)参照)。
As described above, since it is possible to suppress the geothermal
また、本実施形態では特に、戻り液温度センサ34が設けられ、検出された前記戻り冷水温度(又は前記戻り温水温度)の値に応じて前記空気熱ヒートポンプ回路50側の前記第2圧縮機53の回転数が増大制御される。これにより、前記第1圧縮機43の回転数低減制御による前記地中熱ヒートポンプ回路40と端末循環回路30との熱交換量の低下を、前記空気熱ヒートポンプ回路側50で補い、装置全体の冷房出力(又は暖房出力)の低下を防止することができる。
In the present embodiment, in particular, a return
また、本実施形態では特に、各切替制御部61p,62pは、冷房運転時において、前記外気温センサ57により検出された前記外気温度が30℃よりも低い場合には、前記第2圧縮機53を主動力源とし前記第1圧縮機43を補助動力源として駆動する。また各切替制御部61p,62pは、前記外気温センサ57により検出された前記外気温度が30℃よりも高い場合には、前記第1圧縮機43を主動力源とし前記第2圧縮機53を補助動力源として駆動するとともに、その後前記凝縮器出口冷媒温度が30℃より高くなったら前記第1圧縮機43の回転数を低減させる。
In the present embodiment, in particular, each switching
これにより、冷房運転時において、前記外気温度が高い場合に前記第1圧縮機43を主動力源として駆動することで、前記地中熱ヒートポンプ回路40による前記地中熱交換器23への大きな放熱量を確保することができ、かつ、そのときに前記地中熱ヒートポンプ回路40が過剰に動作するのを抑制することができる。この結果、冷房運転時において、地中熱ヒートポンプ回路40の効率を確実に高く保つことができる。
Thus, during the cooling operation, when the outside air temperature is high, the
また、本実施形態では特に、各切替制御部61p,62pは、冷房運転時において、前記凝縮器出口冷媒温度が30℃より高くなり前記第1圧縮機43の回転数を低減させた状態において、前記戻り冷水温度が前記目標設定温度より高くなったら、前記第2圧縮機53の回転数を増大させる。これにより、前記地中熱ヒートポンプ回路40と前記端末循環回路30との熱交換量の低下による前記戻り冷水温度の上昇を、前記端末循環回路30から前記空気熱ヒートポンプ回路50への放熱で抑制し、装置全体の冷房出力の低下を防止することができる。
Further, in the present embodiment, in particular, each switching
また、本実施形態では特に、各切替制御部61p,62pは、暖房運転時において、前記外気温センサ57により検出された前記外気温度が5℃よりも高い場合には、前記第2圧縮機53を主動力源とし前記第1圧縮機43を補助動力源として駆動する。また各切替制御部61p,62pは、前記外気温センサ57により検出された前記外気温度が5℃よりも低い場合には、前記第1圧縮機43を主動力源とし前記第2圧縮機53を補助動力源として駆動するとともに、その後前記蒸発器入口冷媒温度が−10℃より低くなったら前記第1圧縮機43の回転数を低減させる。
Further, in the present embodiment, in particular, each switching
これにより、暖房運転時において、前記外気温度が低い場合に前記第1圧縮機43を主動力源として駆動することで、前記地中熱ヒートポンプ回路40による前記地中熱交換器23からの大きな吸熱量を確保することができ、かつ、そのときに前記地中熱ヒートポンプ回路40が過剰に動作するのを抑制することができる。この結果、暖房運転時において、地中熱ヒートポンプ回路40の効率を確実に高く保つことができる。
Thus, during the heating operation, when the outside air temperature is low, the
また、本実施形態では特に、各切替制御部61p,62pは、暖房運転時において、前記蒸発器入口冷媒温度が−10℃より低くなり前記第1圧縮機43の回転数を低減させた状態において、前記戻り温水温度が前記目標設定温度より低くなったら、前記第2圧縮機53の回転数を増大させる。これにより、前記地中熱ヒートポンプ回路40と前記端末循環回路30との熱交換量の低下による前記戻り温水温度の低下を、前記空気熱ヒートポンプ回路50から前記端末循環回路30への放熱で抑制し、装置全体の暖房出力の低下を防止することができる
In the present embodiment, in particular, each switching
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、前記地中又は前記比較的大容量の水源中に地中熱交換器23を設け、この地中熱熱交換器23で前記地中又は前記水源と熱交換した熱媒H1を、地中熱循環回路20において循環させたが、これに限られない。すなわち、このような循環回路を構成するのではなく、開放型の管路を地中熱循環ポンプ22に接続するようにしても良い。この場合、地中熱循環ポンプ22の上流側(ポンプ流入側)及び下流側(ポンプ流出側)がそれぞれ前述の湖沼、貯水池、井戸等の水源に接続され、その水源等の水を前記地中熱循環ポンプ22で直接汲み上げて使用する。すなわち、前記水源等の水は、ポンプ上流側に接続された管路(上流側管路)を通じて前記地中熱循環ポンプ22に供給され、ポンプ下流側に接続された管路(下流側管路)へ吐出された後、その下流側管路に設けられた前記地中熱源熱交換器45に導かれて前記第1冷媒C1と熱交換を行った後、さらに前記下流側管路を通じて前記水源等に戻される。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not change the summary of invention. For example, in the above-described embodiment, a ground heat exchanger 23 is provided in the ground or the relatively large capacity water source, and the heat medium that exchanges heat with the ground or the water source by the ground heat exchanger 23. Although H1 was circulated in the underground
また例えば、上記実施形態では、地中熱交換器23を1本だけ地中に設けた場合を例にとって説明しているが、これに限られず、地中熱交換器23は地中に複数設けられていてもよい。その場合、それら複数の地中熱交換器23は互いに並列に接続されていてもよいし、直列に接続されていてもよい。 Further, for example, in the above-described embodiment, the case where only one underground heat exchanger 23 is provided in the ground is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of underground heat exchangers 23 are provided in the underground. It may be done. In that case, the plurality of underground heat exchangers 23 may be connected in parallel to each other or may be connected in series.
また、上記実施形態では、地中熱を用いた地中熱ヒートポンプ回路40と空気熱を用いた空気熱ヒートポンプ回路50とを1つずつ備えた複合熱源型のヒートポンプ装置に本発明を適用した場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、地中熱ヒートポンプ回路40と空気熱ヒートポンプ回路50を含み3つ以上のヒートポンプ回路を備えた複合熱源型のヒートポンプ装置に適用してもよい。
Moreover, in the said embodiment, the case where this invention is applied to the composite heat source type heat pump apparatus provided with the geothermal
1 ヒートポンプ装置
20 地中熱循環回路(第1ヒートポンプ回路)
21 地中熱配管
22 地中熱循環ポンプ
23 地中熱交換器(熱源)
30 端末循環回路(負荷側回路)
31 負荷配管(循環液配管)
32 循環液循環ポンプ(負荷側循環ポンプ)
34 戻り液温度センサ(循環液温度検出手段)
36 熱交換端末(負荷端末)
40 地中熱ヒートポンプ回路(第1ヒートポンプ回路)
41 第1熱交換器(第1負荷側熱交換器)
42 第1冷媒配管
42a 第1冷媒吐出温度センサ
42b 第1冷媒温度センサ(冷媒温度検出手段)
43 第1圧縮機
44 第1膨張弁
45 地中熱源熱交換器(第1熱源側熱交換器)
50 空気熱ヒートポンプ回路(第2ヒートポンプ回路)
51 第2熱交換器(第2負荷側熱交換器)
52 第2冷媒配管
52a 第2冷媒吐出温度センサ
53 第2圧縮機
54 第2膨張弁
55 空気熱源熱交換器(第2熱源側熱交換器)
57 外気温センサ(外気温度検出手段)
61 地中熱制御装置
61A 圧縮機制御部
61B 膨張弁制御部
61C ポンプ制御部
61p 切替制御部(制御手段)
62 空気熱制御装置
62A 圧縮機制御部
62B 膨張弁制御部
62C ファン制御部
62p 切替制御部(制御手段)
C1 第1冷媒
C2 第2冷媒
H1 熱媒
L 循環液
1
21
30 Terminal circulation circuit (load side circuit)
31 Load piping (circulating fluid piping)
32 Circulating fluid circulation pump (load-side circulation pump)
34 Return fluid temperature sensor (circulating fluid temperature detection means)
36 Heat exchange terminal (load terminal)
40 Geothermal heat pump circuit (first heat pump circuit)
41 1st heat exchanger (1st load side heat exchanger)
42 1st refrigerant |
43
50 Air-heat heat pump circuit (second heat pump circuit)
51 2nd heat exchanger (2nd load side heat exchanger)
52 2nd refrigerant |
57 Outside air temperature sensor (outside air temperature detection means)
61
62 air
C1 First refrigerant C2 Second refrigerant H1 Heat medium L Circulating fluid
Claims (4)
第2圧縮機、第2負荷側熱交換器、及び、外気と熱交換可能な第2熱源側熱交換器、を第2冷媒配管で接続して、第2ヒートポンプ回路を形成し、
前記第1負荷側熱交換器、前記第2負荷側熱交換器、負荷端末を、前記第1負荷側熱交換器が前記第2負荷側熱交換器の上流側に直列に配設されるようにしつつ循環液配管で接続して、負荷側回路を形成し、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
運転時において、前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が所定の基準温度よりも高いか低いかに応じて、前記第1圧縮機及び前記第2圧縮機のうちいずれを主動力源としいずれを補助動力源とするかを切り替える、制御手段と、
を有する複合熱源ヒートポンプ装置において、
前記第1ヒートポンプ回路において、前記第1熱源側熱交換器へ流入する、若しくは、前記第1熱源側熱交換器から流出する、冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段を設け、
前記制御手段は、冷房運転時において、
前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が第1基準温度よりも低い場合には、前記第2圧縮機を主動力源とし前記第1圧縮機を補助動力源として駆動し、
前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が前記第1基準温度よりも高い場合には、前記第1圧縮機を主動力源とし前記第2圧縮機を補助動力源として駆動するとともに、前記冷媒温度検出手段により検出された前記冷媒温度が第1しきい値より高くなったら前記第1圧縮機の回転数を低減させる
ことを特徴とする複合熱源ヒートポンプ装置。 The first compressor, the first load side heat exchanger, and the first heat source side heat exchanger are connected by a first refrigerant pipe, and the first heat source side heat exchanger and the predetermined heat source are connected by a heat medium pipe. Connect to form a first heat pump circuit;
A second compressor, a second load side heat exchanger, and a second heat source side heat exchanger capable of exchanging heat with the outside air are connected by a second refrigerant pipe to form a second heat pump circuit;
The first load-side heat exchanger, the second load-side heat exchanger, and the load terminal are arranged in series with the first load-side heat exchanger upstream of the second load-side heat exchanger. Connected with circulating fluid piping to form a load side circuit,
Outside temperature detecting means for detecting outside temperature;
During operation, either the first compressor or the second compressor is used as a main power source depending on whether the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means is higher or lower than a predetermined reference temperature. Control means for switching whether to use the auxiliary power source,
In a composite heat source heat pump device having
In the first heat pump circuit, provided is a refrigerant temperature detecting means for detecting a refrigerant temperature flowing into the first heat source side heat exchanger or flowing out of the first heat source side heat exchanger,
The control means, during cooling operation,
When the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means is lower than the first reference temperature, the second compressor is driven as a main power source and the first compressor is driven as an auxiliary power source,
When the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means is higher than the first reference temperature, the first compressor is driven as a main power source and the second compressor is driven as an auxiliary power source, and The composite heat source heat pump apparatus, wherein the rotational speed of the first compressor is reduced when the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detection means becomes higher than a first threshold value .
前記制御手段は、
前記冷媒温度検出手段により検出された前記冷媒温度が前記第1しきい値より高くなり前記第1圧縮機の回転数を低減させた状態において、前記循環液温度検出手段により検出された前記循環液温度が第1目標温度より高くなったら、前記第2圧縮機の回転数を増大させる
ことを特徴とする請求項1記載の複合熱源ヒートポンプ装置。 The load side circuit further includes a circulating fluid temperature detecting means for detecting a circulating fluid temperature flowing into the load side heat exchanger,
The control means includes
The circulating fluid detected by the circulating fluid temperature detecting means in a state where the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detecting means is higher than the first threshold value and the rotational speed of the first compressor is reduced. The combined heat source heat pump device according to claim 1 , wherein when the temperature becomes higher than the first target temperature, the rotational speed of the second compressor is increased .
第2圧縮機、第2負荷側熱交換器、及び、外気と熱交換可能な第2熱源側熱交換器、を第2冷媒配管で接続して、第2ヒートポンプ回路を形成し、
前記第1負荷側熱交換器、前記第2負荷側熱交換器、負荷端末を、前記第1負荷側熱交換器が前記第2負荷側熱交換器の上流側に直列に配設されるようにしつつ循環液配管で接続して、負荷側回路を形成し、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
運転時において、前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が所定の基準温度よりも高いか低いかに応じて、前記第1圧縮機及び前記第2圧縮機のうちいずれを主動力源としいずれを補助動力源とするかを切り替える、制御手段と、
を有する複合熱源ヒートポンプ装置において、
前記第1ヒートポンプ回路において、前記第1熱源側熱交換器へ流入する、若しくは、前記第1熱源側熱交換器から流出する、冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段を設け、
前記制御手段は、暖房運転時において、
前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が第2基準温度よりも高い場合には、前記第2圧縮機を主動力源とし前記第1圧縮機を補助動力源として駆動し、
前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が前記第2基準温度よりも低い場合には、前記第1圧縮機を主動力源とし前記第2圧縮機を補助動力源として駆動するとともに、前記冷媒温度検出手段により検出された前記冷媒温度が第2しきい値より低くなったら前記第1圧縮機の回転数を低減させる
ことを特徴とする複合熱源ヒートポンプ装置。 The first compressor, the first load side heat exchanger, and the first heat source side heat exchanger are connected by a first refrigerant pipe, and the first heat source side heat exchanger and the predetermined heat source are connected by a heat medium pipe. Connect to form a first heat pump circuit;
A second compressor, a second load side heat exchanger, and a second heat source side heat exchanger capable of exchanging heat with the outside air are connected by a second refrigerant pipe to form a second heat pump circuit;
The first load-side heat exchanger, the second load-side heat exchanger, and the load terminal are arranged in series with the first load-side heat exchanger upstream of the second load-side heat exchanger. Connected with circulating fluid piping to form a load side circuit,
Outside temperature detecting means for detecting outside temperature;
During operation, either the first compressor or the second compressor is used as a main power source depending on whether the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means is higher or lower than a predetermined reference temperature. Control means for switching whether to use the auxiliary power source,
In a composite heat source heat pump device having
In the first heat pump circuit, provided is a refrigerant temperature detecting means for detecting a refrigerant temperature flowing into the first heat source side heat exchanger or flowing out of the first heat source side heat exchanger,
The control means, during heating operation,
When the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means is higher than a second reference temperature, the second compressor is driven as a main power source and the first compressor is driven as an auxiliary power source,
When the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means is lower than the second reference temperature, the first compressor is driven as a main power source and the second compressor is driven as an auxiliary power source, and A combined heat source heat pump device, wherein the number of revolutions of the first compressor is reduced when the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detecting means becomes lower than a second threshold value.
前記制御手段は、
前記冷媒温度検出手段により検出された前記冷媒温度が前記第2しきい値より低くなり前記第1圧縮機の回転数を低減させた状態において、前記循環液温度検出手段により検出された前記循環液温度が第2目標温度より低くなったら、前記第2圧縮機の回転数を増大させる
ことを特徴とする請求項3記載の複合熱源ヒートポンプ装置。
The load side circuit further includes a circulating fluid temperature detecting means for detecting a circulating fluid temperature flowing into the load side heat exchanger,
The control means includes
The circulating fluid detected by the circulating fluid temperature detecting means in a state where the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detecting means is lower than the second threshold value and the rotational speed of the first compressor is reduced. 4. The combined heat source heat pump device according to claim 3 , wherein when the temperature becomes lower than the second target temperature, the rotational speed of the second compressor is increased.
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