JP6846770B2 - ヒートポンプシステム - Google Patents

Description

本発明は、液体又は気体を加熱又は冷却可能なヒートポンプシステムに関する。

従来、液体又は気体を加熱又は冷却可能なヒートポンプシステムが知られている。このようなヒートポンプシステムでは、地下水等の地中熱を利用するものが提案されている。例えば、特許文献１に記載のヒートポンプエアコンディショニングシステムにおいては、井戸と、熱交換媒体が循環する循環パイプとが設けられている。循環パイプは井戸内に向かい、循環パイプの先端には、坑井内熱交換器が配置されている。坑井内熱交換器の位置は地下水位より下側である。坑井内熱交換器は、井戸の熱対流層の位置に設けられており、熱対流層の熱対流を利用して、熱交換媒体と地層内流体との熱交換を行う。

特開平９−１３７９７２号公報

しかしながら、従来のヒートポンプシステムでは、ヒートポンプシステムの動作が継続されると、井戸に配置された流路を流れる液体又は空気と、地下水との熱交換が継続され、地下水の温度変化が大きくなる場合がある。この場合、熱交換の効率が低下する場合がある。このため、地下水の温度変化を抑制させる必要がある。地下水の温度変化を抑制させる方法として、井戸から地下水を汲み上げて排水する、又は、井戸に外部から水を注入することが考えられる。しかしながら、井戸から地下水を汲み上げて排水する場合、汲み上げるためのポンプが、井戸の数分必要となる。このため、ポンプ代、及び、ポンプを運転するための電気料金がかかり、ヒートポンプシステムのコストが高くなるという問題点があった。また、井戸に外部から水を注入する場合、水道水等の料金がかかり、コストが高くなるという問題点があった。

本発明の目的は、コストを低減するヒートポンプシステムを提供することである。

本発明に係るヒートポンプシステムは、液体が流れる流路であって、少なくとも１つの第一井戸の地下水と前記液体とを熱交換させ、少なくとも１つの第二井戸の前記地下水と前記液体とを熱交換させる液体流路と、前記液体流路が接続され、前記液体流路を流れる前記液体の温度を利用するヒートポンプ部と、前記第一井戸と前記第二井戸とを結び、前記地下水が送水される流路である地下水流路と、前記地下水流路に配置されたポンプ部と、前記ポンプ部を制御し、前記第一井戸と前記第二井戸とのうち、一方から他方に前記地下水を送水する送水制御手段と、前記第一井戸の前記地下水と前記第二井戸の前記地下水との温度差を取得する温度差取得手段と、前記温度差取得手段によって取得された前記温度差が、所定値以上であるか否かを判断する温度差判断手段とを備え、前記送水制御手段は、前記温度差判断手段によって前記温度差が所定値以上であると判断された場合に、前記地下水の送水を開始する。

この場合、第一井戸と第二井戸とのうち、一方から他方に地下水が送水される。このため、第一井戸と第二井戸とのうち、一方から地下水が揚水され、他方に地下水が注水される。これによって、第一井戸と第二井戸との地下水に強制対流等が発生し、第一井戸及び第二井戸の地下水の温度変化を抑制することができる。このため、ヒートポンプシステムの熱交換の効率が向上する。また、第一井戸と第二井戸との夫々にポンプ部を配置して、地下水の排水を行う場合に比べて、ポンプ部の数を少なくすることができる。このため、ポンプ部を購入するコストを低減することができる。また、ポンプ部を運転するための電気料金等のコストを低減することができる。また、第一井戸と第二井戸との夫々に、外部から水を注入する場合に比べて、水道水等の料金等のコストを低減することができる。このため、ヒートポンプシステムのコストを低減することができる。また、第一井戸の地下水と第二井戸の地下水との温度差が所定値以上となった場合に、地下水の送水を行うことができる。このため、第一井戸の地下水と第二井戸の地下水との温度変化を抑制できる。よって、ヒートポンプシステムの熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステムを運転するコストを低減することができる。

前記ヒートポンプシステムにおいて、前記送水制御手段は、前記地下水の送水を間欠的に実行してもよい。この場合、常時送水を行う場合に比べて、ヒートポンプシステム１の電力消費を低減することができる。このため、ヒートポンプシステムを運転するコストを低減することができる。

前記ヒートポンプシステムは、前記第一井戸から前記第二井戸に前記地下水を送水する場合と、前記第二井戸から前記第一井戸に前記地下水を送水する場合とを切り替える送水切替手段を備えてもよい。この場合、一方向のみに送水を行う場合に比べて、第一井戸の地下水と、第二井戸の地下水との温度変化を抑制することができる。よって、ヒートポンプシステムの熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステムを運転するコストを低減することができる。

前記ヒートポンプシステムは、前記地下水流路を流れる前記地下水の流量を取得する流量取得手段と、前記流量取得手段によって取得された前記流量が所定流量以下であるか否かを判断する流量判断手段と、前記流量判断手段によって前記流量が所定流量以下であると判断された場合に、前記地下水流路における送水を逆流させる、又は、前記地下水流路から前記地下水を排水する流路制御手段とを備えてもよい。

この場合、例えば、泥、異物等が地下水流路に流入し、地下水流路に地下水が流れにくくなった場合でも、地下水流路における送水が逆流され、又は、地下水流路から地下水が排水されることで、泥、異物等が地下水流路から排出される。これによって、地下水流路において地下水が流れやすくなり、第一井戸と第二井戸との温度変化が抑制される。よって、ヒートポンプシステムの熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステムを運転するコストを低減することができる。

前記ヒートポンプシステムは、前記液体流路を流れる前記液体の温度を取得する液体温度取得手段と、前記液体温度取得手段によって取得された前記液体の温度に応じて前記地下水流路を流れる前記地下水の流量を決定する流量決定手段とを備え、前記送水制御手段は、前記流量決定手段によって決定された流量で、前記地下水の送水を行ってもよい。

この場合、液体流路を流れる液体の温度に応じて、地下水流路を流れる地下水の流量が変更される。このため、例えば、液体流路を流れる液体を所望の温度に近づけるように、第一井戸の地下水と第二井戸の地下水の温度を調整することができる。よって、地下水の流量が変更されない場合に比べて、ヒートポンプシステムの熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステムを運転するコストを低減することができる。

前記ヒートポンプシステムは、前記地下水流路に設けられ、前記第一井戸内に配置され、前記地下水が流入又は流出する第一開口部を備え、前記第一開口部は、前記第一井戸に前記地下水が供給される第一地層と同じ位置又は前記第一地層よりも上側に配置されてもよい。

第一井戸に地下水が供給される第一地層と同じ位置又は第一地層よりも上側は、第一地層よりも下側に比べて、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第一開口部が第一地層よりも下側にある場合に比べて、第一開口部を介して地下水流路に泥及び異物等が流入し難い。よって、泥及び異物等の流入によって、地下水流路において地下水が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステムの熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステムを運転するコストを低減することができる。

前記ヒートポンプシステムは、前記地下水流路に設けられ、前記第二井戸内に配置され、前記地下水が流入又は流出する第二開口部を備え、前記第二開口部は、前記第二井戸に前記地下水が供給される第二地層と同じ位置又は前記第二地層よりも上側に配置されてもよい。

第二井戸に地下水が供給される第二地層と同じ位置又は第二地層よりも上側は、第二地層よりも下側に比べて、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第二開口部が第二地層よりも下側にある場合に比べて、第二開口部を介して地下水流路に泥及び異物等が流入し難い。よって、例えば、泥及び異物等の流入によって、地下水流路において地下水が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステムの熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステムを運転するコストを低減することができる。

前記ヒートポンプシステムにおいて、前記ポンプ部は、陸上に配置されてもよい。陸上に配置されるポンプ部は、水中ポンプと比べて、安価である。このため、ヒートポンプシステムのコストを低減することができる。

ヒートポンプシステム１の構成を示す図である。 ヒートポンプ部２の構成、及びヒートポンプシステム１の電気的構成を示す図である。 データテーブル９５のデータ構成図である。 地下水送水処理のフローチャートである。 図４の続きのフローチャートである。 変形例に係るヒートポンプシステム２０の構成を示す図である。 変形例に係るヒートポンプシステム２０１の構成を示す図である。

以下、本発明を具現化したヒートポンプシステム１について説明する。まず、図１を参照し、ヒートポンプシステム１の概要について説明する。図１に示すヒートポンプシステム１は、室内の空調を行うシステムである。以下の説明において、図１の紙面上側及び下側を、ヒートポンプシステム１の上側及び下側という。また、ヒートポンプシステム１の下側は重力方向であり、上側は反重力方向である。

まず、ヒートポンプシステム１が配置される環境について説明する。ヒートポンプシステム１が配置される環境には、第一井戸８１、第二井戸８２、及び建物７８が存在する。建物７８は、地表１０５の上側に建っている。第一井戸８１及び第二井戸８２は、夫々、地表１０５から下側に向けて設けられている。第一井戸８１の深さは、例えば、地表１０５から６０ｍである。また、第二井戸８２の深さは、例えば、地表１０５から７５ｍである。第一井戸８１及び第二井戸８２には、地下水８９が溜まっている。本実施形態では、一例として、第一井戸８１の地下水８９の水面８１１と、第二井戸８２の地下水８９の水面８２１とが、上下方向において同じ位置であるとする。

第一井戸８１内の地下水８９は、第一透水性地層８５１から供給されている（矢印１５１参照）。第一透水性地層８５１の上下方向の位置は、地表１０５から５０ｍ〜６０ｍの間である。第二井戸８２内の地下水８９は、第二透水性地層８５２から供給されている（矢印１５２参照）。第二透水性地層８５２の上下方向の位置は、地表１０５から６５ｍ〜７５ｍの間である。

ヒートポンプシステム１の構成について説明する。ヒートポンプシステム１は、ファンコイルユニット（Ｆａｎ Ｃｏｉｌ Ｕｎｉｔ）１０、ヒートポンプ部２、流路１１、流路１２、流路１３、及び地下水流通部６を備えている。また、ヒートポンプシステム１は、温度センサ９０１，９０２，９０３，９０４，９１１，９１２，９１３，９１４、及び流量計９５１，９５２，９５３を備えている。

ファンコイルユニット１０は、建物７８の室内７８１から空気を取り込み、液体１６との熱交換を行って、空気の温度を調整し、送風機で室内７８１に送風する。これによって、室内７８１の冷房又は暖房が行われる。なお、液体１６は、流路１２からファンコイルユニット１０に供給され、ファンコイルユニット１０内を流れ、流路１１から流出する。

ヒートポンプ部２は、屋外（建物７８の外側）に配置されている。流路１１及び流路１２は、夫々、ヒートポンプ部２とファンコイルユニット１０とに接続されている。流路１３は、ヒートポンプ部２に接続されている。流路１１及び流路１２は、液体１６が流れる流路である。流路１３は、ヒートポンプ部２から延び、第一井戸８１及び第二井戸８２を介して、ヒートポンプ部２に戻る。流路１３は液体１７が流れる流路である。流路１３は、第一井戸８１の地下水８９と液体１７とを熱交換させ、第二井戸８２の地下水８９と液体１７とを熱交換させる。液体１６及び液体１７は、例えば、水である。なお、流路１１、１２には、液体１６が流れるのではなく、例えば、空気等の気体が流れてもよい。

流路１３についてより詳細に説明する。流路１３は、流路１３１、流路１３２、流路１３３、及び流路１３４を備えている。流路１３１と流路１３２は、夫々、ヒートポンプ部２から延びる。流路１３１は、分岐点１４１において、流路１３３及び流路１３４に分岐する。流路１３２は、分岐点１４２において、流路１３３及び流路１３４に分岐する。流路１３３は、分岐点１４１から第一井戸８１に向かい、第一井戸８１内で折り返して、分岐点１４２に至る。流路１３３において、第一井戸８１内に配置される部位は、Ｕ字管式熱交換器１３７である。流路１３３を流れる液体１７と、第一井戸８１の地下水８９とは、Ｕ字管式熱交換器１３７を介して熱交換を行う。

流路１３４は、分岐点１４１から第二井戸８２に向かい、第二井戸８２内で折り返して、分岐点１４２に至る。流路１３４において、第二井戸８２内に配置される部位は、Ｕ字管式熱交換器１３８である。流路１３４を流れる液体１７と、第二井戸８２の地下水８９とは、Ｕ字管式熱交換器１３８を介して熱交換を行う。

第一井戸８１内における流路１３３の下端１３５の位置は、例えば、地表１０５から６０ｍの位置である。第二井戸８２内における流路１３４の下端１３６の位置は、例えば、地表１０５から６０ｍの位置である。

温度センサ９０１は、流路１１に配置されている。温度センサ９０２は、流路１２に配置されている。温度センサ９０３は、流路１３１に配置されている。温度センサ９０４は、流路１３２に配置されている。温度センサ９０５は、流路１３３において、第一井戸８１に配置された部位から分岐点１４２に至る経路に設けられている。温度センサ９０６は、流路１３４において、第二井戸８２に配置された部位から分岐点１４２に至る経路に配置されている。

流量計９５１は、流路１２において、温度センサ９０２とファンコイルユニット１０との間に配置されている。流量計９５２は、流路１３３において、温度センサ９０５と分岐点１４２との間に配置されている。流量計９５３は、流路１３４において、温度センサ９０６と分岐点１４２との間に配置されている。

温度センサ９１１及び温度センサ９１２は、夫々、第一井戸８１の地下水８９の中に配置されている。温度センサ９１１の位置は、例えば、地表１０５から３０ｍの位置である。温度センサ９１２の位置は、例えば、地表１０５から６０ｍの位置である。

温度センサ９１３及び温度センサ９１４は、夫々、第二井戸８２の地下水８９の中に配置されている。温度センサ９１３の位置は、例えば、地表１０５から３０ｍの位置である。温度センサ９１４の位置は、例えば、地表１０５から６０ｍの位置である。

地下水流通部６は、地下水流路６１、ポンプ部６２、温度センサ９２１，９２２、及び流量計９５４を備えている。地下水流路６１は、第一井戸８１と第二井戸８２とを結び、地下水８９が送水される流路である。地下水流路６１は、第一井戸８１から、地表１０５を介して、第二井戸８２に至る。地下水流路６１は、大気に開放された部分のない閉鎖式配管である。

ポンプ部６２は、地下水流路６１に配置されている。ポンプ部６２は陸上（本実施形態では地表１０５の上側）に配置されている。ＣＰＵ２４１（図２参照、後述）は、ポンプ部６２を制御し、第一井戸８１と第二井戸８２とのうち、一方から他方に地下水８９を送水する。なお、本実施形態では、ＣＰＵ２４１は、ポンプ部６２を制御し、第一井戸８１から第二井戸８２に地下水８９を送水する場合（矢印１８１参照）と、第二井戸８２から第一井戸８１に送水する場合（矢印１８２参照）とを切り替える（図４のＳ８参照）。また、ポンプ部６２が送水の方向を切り替える場合の構成は限定されない。例えば、ポンプ部６２が、送水の方向を切り替え可能に構成されてもよい。また、ポンプ部６２が一方向のみに送水可能であり、地下水流路６１に送水方向を切り替えるための流路及び電磁弁を設けてもよい。

地下水流路６１の一端部には、第一開口部６１３が設けられている。第一開口部６１３は、第一井戸８１内に配置されている。地下水８９は、第一開口部６１３を介して、地下水流路６１に流入、又は地下水流路６１から流出する。第一開口部６１３は、第一井戸８１に地下水８９が供給される第一透水性地層８５１よりも、上側に配置されている。

地下水流路６１の他端部には、第二開口部６１４が設けられている。第二開口部６１４は、第二井戸８２内に配置されている。地下水８９は、第二開口部６１４を介して、地下水流路６１に流入、又は地下水流路６１から流出する。第二開口部６１４は、第二井戸８２に地下水８９が供給される第二透水性地層８５２よりも、上側に配置されている。

以下の説明においては、地下水流路６１のうち、ポンプ部６２より第一井戸８１側の部位を、地下水流路６１１という場合がある。また、地下水流路６１のうち、ポンプ部６２より第二井戸８２側の部位を、地下水流路６１２という場合がある。

温度センサ９２１は、地下水流路６１１における陸上に配置された部位に設けられている。温度センサ９２２は、地下水流路６１２における陸上に配置された部位に設けられている。流量計９５４は、地下水流路６１２において、ポンプ部６２と温度センサ９２２との間に設けられている。

図２を参照して、ヒートポンプ部２について説明する。ヒートポンプ部２は、熱交換部２１、及び制御部２４を備えている。制御部２４は、ＣＰＵ２４１、ＲＯＭ２４２、ＲＡＭ２４３を備えている。ＣＰＵ２４１は、ヒートポンプシステム１の制御を行う。ＲＯＭ２４２には、後述する熱交換制御プログラム及び地下水送水処理のプログラム等、種々のプログラムデータが記憶されている。また、ＲＯＭ２４２には、後述するデータテーブル９５（図３参照）等、種々のデータが記憶されている。ＲＡＭ２４３には、種々の一時データが記憶される。

ＣＰＵ２４１には、熱交換部２１、ＲＯＭ２４２、及びＲＡＭ２４３が電気的に接続されている。ＣＰＵ２４１は、熱交換部２１の制御を行う。また、ＣＰＵ２４１には、ファンコイルユニット１０が電気的に接続されている。ＣＰＵ２４１は、ファンコイルユニット１０を制御し、室内７８１の冷暖房を実行する。ファンコイルユニット１０は操作部１０１を備えている。ＣＰＵ２４１は、操作部１０１を介して入力される使用者からの指示を取得する。ＣＰＵ２４１には、ポンプ部６２が電気的に接続されている。ＣＰＵ２４１は、ポンプ部６２の制御を行う。

ＣＰＵ２４１には、温度センサ９０１〜９０６，９１１〜９１４，９２１，９２２が電気的に接続されている。ＣＰＵ２４１は、温度センサ９０１，９０２の出力に基づいて、流路１１，１２を流れる液体１６の温度を検出する。ＣＰＵ２４１は、温度センサ９０３〜９０６の出力に基づいて、流路１３１，１３２，１３３，１３４を流れる液体１７の温度を検出する。

ＣＰＵ２４１は、温度センサ９１１，９１２の出力に基づいて、第一井戸８１の地下水８９の温度を検出する。ＣＰＵ２４１は、温度センサ９１３，９１４の出力に基づいて、第二井戸８２の地下水８９の温度を検出する。ＣＰＵ２４１は、温度センサ９２１，９２２の出力に基づいて、地下水流路６１を流れる地下水８９の温度を検出する。

ＣＰＵ２４１には、流量計９５１〜９５４が電気的に接続されている。ＣＰＵ２４１は、流量計９５１の出力に基づいて、流路１２を流れる液体１６の流量を検出する。ＣＰＵ２４１は、流量計９５２の出力に基づいて、流路１３３を流れる液体１７の流量を検出する。ＣＰＵ２４１は、流量計９５３の出力に基づいて、流路１３４を流れる液体１７の流量を検出する。ＣＰＵ２４１は、流量計９５４の出力に基づいて、地下水流路６１を流れる地下水８９の流量を検出する。また、ＣＰＵ２４１は、時間を計測することができる。

図３を参照して、データテーブル９５について説明する。図３に示すように、データテーブル９５においては、温度Ｔと流量とが対応付けられている。温度Ｔは、温度センサ９０３及び温度センサ９０４の出力に基づいて取得される液体１７の温度である。なお、本実施形態では、一例として、温度Ｔは、温度センサ９０３の出力に基づく温度と、温度センサ９０４の出力に基づく温度との平均値であるとする。また、流量は、地下水流路６１を流れる地下水８９の流量である。

データテーブル９５においては、温度Ｔ「Ａ１≦Ｔ＜Ａ２」と流量「Ｆ１」が対応付けられ、温度Ｔ「Ａ２≦Ｔ＜Ａ３」と流量「Ｆ２」が対応付けられている。また、温度Ｔ「Ａ３≦Ｔ＜Ａ４」と流量「Ｆ３」が対応付けられている。Ａ１〜Ａ４は、予め設定された温度である。例えば、Ａ１は５度であり、Ａ２は１０度であり、Ａ３は１５度であり、Ａ４は２０度である。また、Ｆ１は、１５Ｌ／ｍｉｎであり、Ｆ２は、１０Ｌ／ｍｉｎであり、Ｆ３は、５Ｌ／ｍｉｎである。なお、データテーブル９５における温度Ｔと流量は、例えば、流路１３を流れる液体１７を所望の温度に近づけるように、第一井戸８１の地下水８９と第二井戸８２の地下水８９との温度を調整することができる関係に予め設定されている。

図１及び図２を参照して、熱交換部２１の詳細、及び、本実施形態の熱交換の態様について説明する。熱交換部２１は、流路１３２から流入する液体１７の温度を利用して、流路１１から流入する液体１６を冷却又は加熱するように構成されている。なお、熱交換部２１に流入した液体１７は、流路１３１から流出し、第一井戸８１及び第二井戸８２に向かう。熱交換部２１に流入した液体１６は、流路１２から流出し、ファンコイルユニット１０に向かう。

図２に示すように、熱交換部２１には、冷媒配管２１１、圧縮機２１２、冷媒−水熱交換器２１５、膨張弁２１４、冷媒−水熱交換器２１３が設けられている。冷媒配管２１１は、「圧縮機２１２→冷媒−水熱交換器２１５→膨張弁２１４→冷媒−水熱交換器２１３→圧縮機２１２」の順に並ぶ冷媒回路における冷媒の通路を構成するように、圧縮機２１２、冷媒−水熱交換器２１５、膨張弁２１４、及び冷媒−水熱交換器２１３と接続されている。

膨張弁２１４は、冷媒を膨張させるように構成されている。冷媒が膨張することによって、冷媒の温度が低下する。圧縮機２１２は、冷媒を圧縮させるように構成されている。冷媒が圧縮されることによって、冷媒の温度が上昇する。

熱交換部２１及びファンコイルユニット１０は、ＣＰＵ２４１の熱交換制御によって、室内７８１の冷房又は暖房を実行するように動作する。暖房が行われる場合、液体１６が冷媒−水熱交換器２１３によって加熱される。より詳細には、膨張弁２１４によって冷媒が膨張する。これによって、冷媒の温度が低下する。次いで、冷媒−水熱交換器２１５によって、液体１７から熱が汲み上げられる。このとき、液体１７の温度は低下し、冷媒の温度は上昇する。次いで、圧縮機２１２によって冷媒が圧縮される。これによって、冷媒の温度が上昇する。次いで、冷媒−水熱交換器２１３において、液体１６と冷媒との熱交換によって、液体１６が加熱される。ファンコイルユニット１０では、加熱された液体１６との熱交換によって、空気を加熱して、室内７８１の暖房を行う。冷媒−水熱交換器２１３を通過した冷媒は、膨張弁２１４に供給される。

冷房が行われる場合、液体１６が冷媒−水熱交換器２１３によって冷却される。より詳細には、圧縮機２１２によって冷媒が圧縮される。これによって、冷媒の温度が上昇する。次いで、冷媒−水熱交換器２１５によって、液体１７と冷媒との熱交換が行われる。このとき、液体１７の温度は上昇し、冷媒の温度は低下する。次いで、膨張弁２１４によって冷媒が膨張する。これによって、冷媒の温度は低下する。次いで、冷媒−水熱交換器２１３において、液体１６と冷媒との熱交換によって、液体１６が冷却される。ファンコイルユニット１０では、冷却された液体１６との熱交換によって、空気を冷却して、室内７８１の冷房を行う。冷媒−水熱交換器２１３を通過した冷媒は、圧縮機２１２に供給される。

このように、室内７８１の暖房又は冷房が行われる。熱交換部２１から流出した液体１７は、流路１３を通って、第一井戸８１及び第二井戸８２に向かう。流路１３を流れる液体１７は、第一井戸８１と第二井戸８２との夫々の地下水８９との熱交換によって、冷却又は加熱され、流路１３２を介して熱交換部２１に供給される。地下水８９の温度は外気の温度に比べて安定している。このため、地下水８９と液体１７との熱交換を行えば、外気と液体１７との熱交換を行う場合に比べて、液体１７の温度を安定させることができ、ひいては、熱交換部２１における熱交換の効率が向上する。

ＣＰＵ２４１によって実行される処理について説明する。ファンコイルユニット１０の使用者によって、ファンコイルユニット１０の操作部１０１が操作され、室内７８１の冷房又は暖房を開始する指示が入力されると、ＣＰＵ２４１は、ＲＯＭ２４２から熱交換器制御プログラム、及び、地下水送水処理（図４及び図５参照）のプログラム等を読み出す。ＣＰＵ２４１は、読み出したプログラムをＲＡＭ２４３に展開し、各種処理を実行する。

ＣＰＵ２４１は、熱交換部制御プログラムに従って前述の熱交換制御を行い、熱交換部２１及びファンコイルユニット１０を制御し、室内７８１の冷房又は暖房を行う。このとき、液体１６は、ヒートポンプ部２の冷媒−水熱交換器２１３、流路１２、ファンコイルユニット１０、及び流路１１を循環する。液体１７は、ヒートポンプ部２の冷媒−水熱交換器２１５、及び流路１３を循環する。

また、ＣＰＵ２４１は、熱交換部制御プログラムとともに、地下水送水処理（図４及び図５参照）を実行する。前述したように、流路１３を流れる液体１７は、第一井戸８１と第二井戸８２との夫々の地下水８９との熱交換によって、冷却又は加熱され、流路１３２を介して熱交換部２１に供給される。第一井戸８１と第二井戸８２において熱交換が行われるので、第一井戸８１の地下水８９の温度と、第二井戸８２の地下水８９の温度との変動が大きくなる場合がある。この場合、熱交換の効率が低下し、ヒートポンプシステム１を運転するコストが上昇する可能性がある。そこで、本実施形態では、地下水送水処理を行って、第一井戸８１の地下水８９と、第二井戸８２の地下水８９との、揚水及び注水を行う。これによって、第一井戸８１の地下水８９の温度と、第二井戸８２の地下水８９の温度との変化を抑制する。

図４及び図５を参照して、ＣＰＵ２４１において実行される地下水送水処理について説明する。図４に示すように、地下水送水処理では、まず、変数Ｎが０に設定される（Ｓ１）。変数ＮはＲＡＭ２４３に記憶される。変数Ｎは、後述するＳ１３（図５参照）において、地下水８９が送水される場合に、同じ方向に送水された回数をカウントするための変数である。

次いで、時間の計測が開始される（Ｓ２）。次いで、Ｓ２において計測が開始された時間が、第一所定時間経過したか否かが判断される（Ｓ３）。第一所定時間は、地下水８９の送水を停止している間隔の時間である。第一所定時間は、例えば、６０分である。第一所定時間が経過していない場合（Ｓ３：ＮＯ）、第一井戸８１の地下水８９と第二井戸８２の地下水８９との温度差が取得される（Ｓ４）。

一例として、以下のように温度差が取得される。ＣＰＵ２４１は、温度センサ９１１，９１２（図１参照）の出力に基づいて、第一井戸８１の地下水８９の温度を取得する。これによって、第一井戸８１において、地表１０５から６０ｍの深さの地下水８９の温度と、６０ｍの深さの地下水８９の温度とが取得される。また、ＣＰＵ２４１は、温度センサ９１３，９１４（図１参照）の出力に基づいて、第二井戸８２の地下水８９の温度を取得する。これによって、第一井戸８１において、地表１０５から６０ｍの深さの地下水８９の温度と、６０ｍの深さの地下水８９の温度とが取得される。

ＣＰＵ２４１は、第一井戸８１における、地表１０５から３０ｍの深さの地下水８９の温度と、６０ｍの深さの地下水８９の温度との平均値を計算し、第一井戸８１の地下水８９の温度の平均値を取得する。ＣＰＵ２４１は、第二井戸８２における、地表１０５から３０ｍの深さの地下水８９の温度と、６０ｍの深さの地下水８９の温度との平均値を計算し、第二井戸８２の地下水８９の温度の平均値を取得する。ＣＰＵ２４１は、第一井戸８１の地下水８９の温度の平均値と、第二井戸８２の地下水８９の温度の平均値との差を計算することによって、第一井戸８１と第二井戸８２との地下水８９の温度差を取得する。

次いで、Ｓ４によって取得された温度差が、所定値以上であるか否かが判断される（Ｓ５）。所定値は、例えば、３度である。

例えば、熱交換部２１による熱交換が開始されたときには、第一井戸８１の地下水８９の温度と、第二井戸８２の地下水８９の温度とが同じであるとする。熱交換部２１による熱交換が行われると、液体１７は、流路１３内を流れる。このとき、第一井戸８１の地下水８９と、流路１３３内を流れる液体１７との熱交換が行われる。また、第二井戸８２の地下水８９と、流路１３４を流れる液体１７との熱交換が行われる。熱交換が継続されると、第一井戸８１の地下水８９の温度が、流路１３３内を流れる液体１７の温度に近づく。また、第二井戸８２の地下水８９の温度が、流路１３４内を流れる液体１７の温度に近づく。これによって、第一井戸８１の地下水８９の温度と、第二井戸８２の地下水８９の温度との間に、温度差が生じる。この温度差が大きくなると、第一井戸８１の地下水８９と、第二井戸８２の地下水８９との温度差が所定値以上となる。

温度差が所定値以上である場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、後述するＳ７の処理が実行される。温度差が所定値以上ではない場合（Ｓ５：ＮＯ）、処理はＳ２に戻る。

Ｓ３において、第一所定時間が経過した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、時間の計測が停止される（Ｓ６）。次いで、送水方向の切り替えを実行するか否かが判断される（Ｓ７）。送水方向の切り替えとは、第一井戸８１から第二井戸８２に地下水８９に送水する場合（図１の矢印１８１参照）と、第二井戸８２から第一井戸８１に地下水８９を送水する場合（図１の矢印１８２参照）とを切り替えることである。本実施形態では、一例として、Ｓ１３（図５参照）で開始される送水が、同じ方向で２回実行された後に、送水方向を切り替える。このため、地下水８９が送水される場合に、同じ方向で送水された回数をカウントするための変数Ｎが、２以上の場合に、送水方向の切り替えを実行すると判断される（Ｓ７：ＹＥＳ）。

例えば、変数Ｎ＝０の場合、ＣＰＵ２４１は、送水方向の切り替えを実行しないと判断し（Ｓ７：ＮＯ）、温度センサ９０３，９０４の出力に基づいて、流路１３内を流れる液体１７の温度が取得される（Ｓ１０）。本実施形態では、一例として、温度センサ９０３の出力に基づく液体１７の温度と、温度センサ９０４の出力に基づく液体１７の温度の平均値が取得される。

次いで、Ｓ１０において取得された液体１７の温度に応じて地下水流路６１を流れる地下水８９の流量が決定される（Ｓ１１）。後述するが、ＣＰＵ２４１は、Ｓ１１において決定された流量で、地下水８９の送水を行う（図５のＳ１３参照）。Ｓ１１において、ＣＰＵ２４１は、データテーブル９５（図３参照）を参照し、Ｓ１０において取得された温度に応じた、流量を決定する。例えば、Ｓ１０において取得された温度Ｔが、Ａ１≦Ｔ＜Ａ２の場合、ＣＰＵ２４１は、流量を「Ｆ１」に決定する。温度Ｔが、Ａ２≦Ｔ＜Ａ３の場合、ＣＰＵ２４１は、流量を「Ｆ２」に決定する。温度Ｔが、Ａ３≦Ｔ＜Ａ４の場合、ＣＰＵ２４１は、流量を「Ｆ３」に決定する。

次いで、図５に示すように、変数Ｎがインクリメントされる（Ｓ１２）。次いで、地下水８９の送水が開始される（Ｓ１３）。ＣＰＵ２４１は、ポンプ部６２を制御し、第一井戸８１と第二井戸８２とのうち、一方から他方に地下水８９を送水する（Ｓ１３）。このとき、ＣＰＵ２４１は、Ｓ１１において決定された流量で送水を開始する。なお、ＣＰＵ２４１は、流量計９５４（図１参照）の出力に基づいて取得した地下水８９の流量が、Ｓ１１において決定された流量と同じ値にあるように、ポンプ部６２を制御する。

また、ＣＰＵ２４１は、後述するＳ８において設定された方向（図１の矢印１８１又は矢印１８２参照）に、送水を開始する。なお、地下水送水処理が開始されてから最初にＳ１３が実行される場合、第一井戸８１から第二井戸８２に地下水８９が送水されるとする（図１の矢印１８１）。

次いで、時間の計測が開始される（Ｓ１４）。次いで、流量計９５４の出力に基づいて、地下水流路６１の流量が取得される（Ｓ１５）。次いで、Ｓ１５において取得された流量が、所定流量以下であるか否かが判断される（Ｓ１６）。ＣＰＵ２４１は、Ｓ１６を実行することで、地下水流路６１において泥及び異物等が詰まり、地下水８９が流れ難くなったこと、又は、目詰まりしたことを検出している。所定流量は、地下水８９が泥及び異物等によって流れ難くなること、又は、地下水流路６１が目詰まりしたことを検出できる流量に設定されている。所定流量は、例えば、５Ｌ／ｍｉｎ等である。本実施形態では、一例として、Ｓ１１において決定され得る流量より小さい値に設定されているとする。

Ｓ１５において取得された流量が、所定流量以下でないと判断された場合（Ｓ１６：ＮＯ）、Ｓ１４において計測が開始された時間が、第二所定時間経過したか否かが判断される（Ｓ１８）。第二所定時間は、Ｓ１３において開始された地下水８９の送水を継続する時間である。第二所定時間は、例えば、６０分である。第二所定時間が経過していない場合（Ｓ１８：ＮＯ）、処理はＳ１６に戻る。

第二所定時間が経過した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、ポンプ部６２が制御され、地下水８９の送水が停止される（Ｓ１９）。次いで、Ｓ１４において開始された時間の計測が停止される（Ｓ２０）。次いで、処理はＳ２（図４参照）に戻る。

変数Ｎ＝１の場合、Ｎ＝０の場合と同じ方向で、地下水８９の送水が行われる（Ｓ７：ＮＯ、及びＳ１３）。変数Ｎ＝２以上になると、送水方向の切り替えを実行すると判断され（Ｓ７：ＹＥＳ）、ポンプ部６２が制御され、送水方向の切り替える設定が行われる。これによって、例えば、送水方向が矢印１８１（図１参照）から矢印１８２（図２参照）に切り替えるように設定される。これによって、Ｓ１３において送水が実行される場合に、第二井戸８２から第一井戸８１に向けて地下水８９が送水される。次いで、変数Ｎが０に設定され（Ｓ９）、Ｓ１０の処理が実行される。なお、次回に、Ｓ８が実行される場合には、送水方向が、矢印１８１から矢印１８２に示す方向に切り替えられる。

図５に示すように、Ｓ１５において取得された流量が、所定流量以下であると判断された場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２４１は、地下水流路６１において地下水８９が流れ難い状態を解消するための動作を実行する（Ｓ１７）。本実施形態では、ＣＰＵ２４１は、地下水流路６１における地下水８９の送水を逆流させる。すなわち、例えば、矢印１８２の方向に地下水８９が送水されていた場合、矢印１８１の方向に地下水８９を送水するように、切り替えられる。また、矢印１８１の方向に地下水８９が送水されていた場合、矢印１８２の方向に地下水８９を送水するように、切り替えられる。なお、地下水流路６１から地下水８９を外部に排水する流路を設け、Ｓ１７において、該流路から、地下水８９を外部に排水してもよい。Ｓ１７が実行されることによって、地下水流路６１に流入した泥及び異物等が、地下水流路６１から取り除かれる。

Ｓ１７において実行される地下水８９の送水方向の切り替え、又は、地下水８９の排水は、Ｓ１８において、第二所定時間が経過したと判断されるまで、継続されてもよい。また、例えば、２０秒など、予め設定された時間が経過したときに、送水方向が元に戻されたり、排水が停止されたりしてもよい。

以上のように、本実施形態における処理が実行される。本実施形態のヒートポンプシステム１では、地下水流路６１と、ポンプ部６２とが設けられている。地下水流路６１は、第一井戸８１と第二井戸８２とを結び、地下水８９が送水される流路である。ポンプ部６２は、地下水流路６１に配置されている。ＣＰＵ２４１は、ポンプ部６２を制御し、第一井戸８１と第二井戸８２とのうち、一方から他方に地下水８９を送水する。このため、第一井戸８１と第二井戸８２とのうち、一方から地下水８９が揚水され、他方に地下水８９が注水される。これによって、第一井戸８１と第二井戸８２との地下水８９に強制対流等が発生する。このため、ポンプ部６２によって地下水８９が送水されない場合に比べて、第一井戸８１と第二井戸８２との地下水８９の温度変化を抑制することができる。よって、温度変化が抑制されない場合に比べて、流路１３を流れる液体１７と、第一井戸８１及び第二井戸８２の地下水８９との熱交換が効率的になる。このため、ヒートポンプ部２における熱交換の効率も向上する。よって、ヒートポンプシステム１全体の熱交換の効率が向上する。

また、第一井戸８１と第二井戸８２との夫々にポンプ部６２を配置して、地下水８９の排水を行う場合に比べて、ポンプ部６２の数を少なくすることができる。このため、ポンプ部６２を購入するコストを低減することができる。また、ポンプ部６２を運転するための電気料金等のコストを低減することができる。また、第一井戸８１と第二井戸８２との夫々に、外部から水を注入する場合に比べて、水道水等の料金等のコストを低減することができる。このため、ヒートポンプシステム１のコストを低減することができる。また、第一井戸８１と第二井戸８２との夫々に、外部から水を注入するための水源を確保する必要がない。

また、本実施形態の地下水流路６１は、大気に開放された部分のない閉鎖式配管である。この場合、第一井戸８１の地下水８９の水面８１１（図１参照）と、第二井戸８２の地下水８９の水面８２１（図１参照）との上下方向の位置の差分だけ、一方の井戸から地下水８９を吸い上げるポンプ部６２の動力で、他方に地下水８９を移動させることができる。よって、地下水流路６１が閉鎖式配管でない場合に比べて、ポンプ部６２の消費電力を低減することができる。よって、ヒートポンプシステム１を運転するコストを低減することができる。

また、ポンプ部６２が制御され、地下水８９の送水が間欠的に実行される（Ｓ１３）。なお、本実施形態では、第一所定時間分の間隔で、送水が実行される（Ｓ３：ＹＥＳ、Ｓ１３）。また、第一井戸８１の地下水８９と、第二井戸８２の地下水８９との温度差が、所定値以上となった場合に（Ｓ５：ＹＥＳ）、送水が行われる（Ｓ１３）。地下水８９の送水が間欠的に行われるので、常時送水が行われる場合に比べて、ヒートポンプシステム１の消費電力を低減することができる。このため、ヒートポンプシステム１を運転するコストを低減することができる。

また、第一井戸８１から第二井戸８２に地下水８９を送水する場合（矢印１８１参照）と、第二井戸８２から第一井戸８１に地下水８９を送水する場合（矢印１８２参照）とを切り替えることができる（Ｓ８参照）。この場合、一方向のみに地下水８９の送水を行う場合に比べて、第一井戸８１の地下水８９と第二井戸８２の地下水８９との温度の変化を抑制することができる。よって、ヒートポンプシステム１の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム１を運転するコストを低減することができる。

また、例えば、地下水流路６１に泥、異物等が混入した場合、地下水流路６１において地下水８９が流れ難くなったり、地下水流路６１が目詰まりしたりして、地下水流路６１を流れる地下水８９の流量が少なくなる。これによって、ヒートポンプシステム１の熱交換の効率が低下する可能性がある。本実施形態では、第一井戸８１から第二井戸８２に地下水８９を送水する場合（矢印１８１参照）と、第二井戸８２から第一井戸８１に地下水８９を送水する場合（矢印１８２参照）とが切り替えられるので、一方向のみに地下水８９の送水を行う場合に比べて、地下水流路６１に流入した泥及び異物等を排出できる可能性が高くなる。このため、泥及び異物等によって、地下水流路６１において地下水８９が流れ難くなったり、地下水流路６１に目詰まりが発生したりする可能性を低減できる。このため、地下水流路６１において地下水８９が流れ易くなり、第一井戸８１と第二井戸８２との温度変化が抑制される。このため、ヒートポンプシステム１の熱交換の効率が向上する。

また、地下水流路６１を流れる地下水８９の流量が取得される（Ｓ１５）。そして、ＣＰＵ２４１は、Ｓ１５で取得された流量が所定流量以下である場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、地下水流路６１における送水を逆流させる、又は、地下水流路６１から地下水８９を排水する（Ｓ１７）。これによって、第一井戸８１又は第二井戸８２から地下水流路６１に流入した泥、異物等が、地下水流路６１から排出される。このため、地下水流路６１を地下水８９が流れ易くなる。例えば、地下水流路６１が目詰まりしていた場合には、逆流によって目詰まりが解消される。地下水流路６１において地下水８９が流れ易くなるので、第一井戸８１と第二井戸８２との温度変化が抑制される。このため、ヒートポンプシステム１の熱交換の効率が向上する。

また、第一井戸８１の地下水８９と第二井戸８２の地下水８９との温度差が取得される（Ｓ４）。そして、Ｓ４において取得された温度差が所定値以上である場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、地下水８９の送水が開始される（Ｓ１３）。第一井戸８１の地下水８９と第二井戸８２の地下水８９との温度差が所定値以上となった場合に、地下水８９の送水を行うことができるので、第一井戸８１の地下水８９と第二井戸８２の地下水８９との温度変化を抑制できる。よって、ヒートポンプシステム１の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム１を運転するコストを低減することができる。

また、流路１３を流れる液体１７の温度が取得され（Ｓ１０）、取得された温度に応じて地下水流路６１を流れる地下水８９の流量が決定される（Ｓ１１）。そして、Ｓ１１で決定された流量で、地下水８９の送水が行われる（Ｓ１３）。この場合、流路１３を流れる液体１７の温度に応じて、地下水流路６１を流れる地下水８９の流量が変更される。このため、例えば、流路１３を流れる液体１７を所望の温度に近づけるように、第一井戸８１の地下水８９と第二井戸８２の地下水８９との温度を調整することができる。よって、地下水８９の流量が変更されない場合に比べて、ヒートポンプシステム１の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム１を運転するコストを低減することができる。

また、第一開口部６１３は、第一透水性地層８５１よりも上側に配置されている。第一井戸８１に地下水８９が供給される第一透水性地層８５１よりも上側は、第一透水性地層８５１よりも下側に比べて、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第一開口部６１３が第一透水性地層８５１よりも下側にある場合に比べて、第一開口部６１３を介して地下水流路６１に泥及び異物等が流入し難い。よって、例えば、泥及び異物等の流入によって、地下水流路６１において地下水８９が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステム１の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム１を運転するコストを低減することができる。

また、第二開口部６１４は、第二透水性地層８５２よりも上側に配置されている。第二井戸８２に地下水８９が供給される第二透水性地層８５２よりも上側は、第二透水性地層８５２よりも下側に比べて、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第二開口部６１４が第二透水性地層８５２よりも下側にある場合に比べて、第二開口部６１４を介して地下水流路６１に泥及び異物等が流入し難い。よって、例えば、泥及び異物等の流入によって、地下水流路６１において地下水８９が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステム１の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム１を運転するコストを低減することができる。

ポンプ部６２は、陸上に配置されている。陸上に配置されるポンプ部６２は、水中ポンプと比べて安価である。このため、水中ポンプが使用される場合に比べて、ヒートポンプシステム１のコストを低減することができる。

また、ポンプ部６２が陸上にあるので、地下水８９内に配置される場合に比べて、ポンプ部６２のメンテナンスを行い易くなる。

上記実施形態において、流路１３は本発明の「液体流路」の一例である。Ｓ１３の処理を行うＣＰＵ２４１は、本発明の「送水制御手段」の一例である。Ｓ８の処理を行うＣＰＵ２４１は、本発明の「送水切替手段」の一例である。Ｓ４の処理を行うＣＰＵ２４１は、本発明の「温度差取得手段」の一例である。Ｓ５の処理を行うＣＰＵ２４１は、本発明の「温度差判断手段」の一例である。Ｓ１５の処理を行うＣＰＵ２４１は、本発明の「流量取得手段」の一例である。Ｓ１６の処理を行うＣＰＵ２４１は、本発明の「流量判断手段」の一例である。Ｓ１７の処理を行うＣＰＵ２４１は本発明の「流路制御手段」の一例である。Ｓ１０の処理を行うＣＰＵ２４１は、本発明の「液体温度取得手段」の一例である。Ｓ１１の処理を行うＣＰＵ２４１は、本発明の「流量決定手段」の一例である。第一透水性地層８５１は、本発明の「第一地層」の一例である。第二透水性地層８５２は、本発明の「第二地層」の一例である。

なお、本実施形態は上記実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、第一所定時間経過した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、又は、第一井戸８１の地下水８９と第二井戸８２の地下水８９との温度差が、所定値以上となった場合に（Ｓ５：ＹＥＳ）、送水が行われることで（Ｓ１３）、地下水８９の送水が間欠的に行われていた。しかし、地下水８９の送水は間欠的に行われればよく、その方法は限定されない。例えば、時間にかかわらず、地下水８９の送水が行われた後に停止され、再度地下水８９の送水が行われるようにして、間欠的に地下水８９の送水が行われてもよい。

また、第一井戸８１から第二井戸８２に地下水８９を送水される場合と、第二井戸８２から第一井戸８１に地下水８９が送水される場合とが切り替えられていたが（Ｓ８及びＳ１３）、これに限定されない。例えば、ＣＰＵ２４１は、地下水８９を一方向のみに送水してもよい。

また、Ｓ１３で開始される送水が、同じ方向で２回実行された後に、地下水８９の送水方向が切り替えられていたが（Ｓ７：ＹＥＳ、及びＳ８）、これに限定されない。例えば、Ｓ１３で送水が開始される場合には、必ず、地下水８９の送水方向が切り替えられてもよい。

第一井戸８１の地下水８９と第二井戸８２の地下水８９との温度差が、所定値以上となった場合に（Ｓ５：ＹＥＳ）、地下水８９の送水が行われなくてもよい。この場合、Ｓ４、及びＳ５の処理が実行されなくてもよい。この場合、第一所定時間が経過した場合（Ｓ３：ＮＯ）、処理がＳ３に戻され、Ｓ３の処理が継続されてもよい。また、第一所定時間が経過した場合に（Ｓ３：ＮＯ）、地下水８９の送水が行われなくてもよい。また、間欠的に地下水８９の送水が行われるのではなく、常時、地下水８９の送水が行われてもよい。

また、第一開口部６１３は、第一透水性地層８５１よりも上側に配置されていたが、これに限定されない。例えば、第一開口部６１３は第一透水性地層８５１と同じ位置にあってもよい。第一井戸８１に地下水８９が供給される第一透水性地層８５１と同じ位置は、第一透水性地層８５１よりも下側に比べて、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第一開口部６１３が第一透水性地層８５１よりも下側にある場合に比べて、第一開口部６１３を介して地下水流路６１に泥及び異物等が流入し難い。よって、例えば、泥及び異物等の流入によって、地下水流路６１において地下水８９が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステム１の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム１を運転するコストを低減することができる。

なお、第一開口部６１３の位置は、第一透水性地層８５１よりも上側であると望ましい。第一透水性地層８５１よりも上側は、第一透水性地層８５１と同じ位置よりも、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第一開口部６１３が第一透水性地層８５１と同じ位置にある場合に比べて、第一開口部６１３を介して地下水流路６１に泥及び異物等が流入し難い。よって、例えば、泥及び異物等の流入によって、地下水流路６１において地下水８９が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステム１の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム１を運転するコストを低減することができる。

また、第二開口部６１４は、第二透水性地層８５２よりも上側に配置されていたが、これに限定されない。例えば、第二開口部６１４は第二透水性地層８５２と同じ位置にあってもよい。第二井戸８２に地下水８９が供給される第二透水性地層８５２と同じ位置は、第二透水性地層８５２よりも下側に比べて、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第二開口部６１４が第二透水性地層８５２よりも下側にある場合に比べて、第二開口部６１４を介して地下水流路６１に泥及び異物等が流入し難い。よって、例えば、泥及び異物等の流入によって、地下水流路６１において地下水８９が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステム１の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム１を運転するコストを低減することができる。

なお、第二開口部６１４の位置は、第二透水性地層８５２よりも上側であると望ましい。第二透水性地層８５２よりも上側は、第二透水性地層８５２と同じ位置よりも、泥及び異物等が溜まり難い。このため、第二開口部６１４が第二透水性地層８５２と同じ位置にある場合に比べて、第二開口部６１４を介して地下水流路６１に泥及び異物等が流入し難い。よって、例えば、泥及び異物等の流入によって、地下水流路６１において地下水８９が流れに難くなる可能性を低減できる。よって、ヒートポンプシステム１の熱交換の効率が向上する。また、熱交換の効率が向上するので、ヒートポンプシステム１を運転するコストを低減することができる。

なお、第一開口部６１３は、第一透水性地層８５１よりも下側に配置されてもよい。また、第二開口部６１４は、第二透水性地層８５２よりも下側に配置されてもよい。また、第一透水性地層８５１と第二透水性地層８５２は、異なる地層であったが、同じ地層であってもよい。

また、ポンプ部６２の種類は限定されない。例えば、ポンプ部６２は、水中ポンプであってもよい。該水中ポンプは、第一井戸８１の地下水８９と第二井戸８２の地下水８９との少なくとも一方に配置されればよい。

また、制御部２４は、ヒートポンプ部２に設けられていたが、これに限定されない。制御部２４は、ヒートポンプ部２とは別体で設けられてもよい。第一井戸８１の地下水８９の水面８１１と、第二井戸８２の地下水８９の水面８２１とが、上下方向において同じ位置であったが、異なる位置でもよい。

流路１３を流れる液体１７の温度が取得され（Ｓ１０）、地下水流路６１内を流れる地下水８９の流量が決定されていたが（Ｓ１１）、これに限定されない。例えば、流路１３を流れる液体１７の温度が取得されなくてもよく、また、地下水流路６１内を流れる地下水８９の流量が決定及び変更されなくてもよい。この場合、例えば、地下水流路６１を流れる地下水８９の流量は、固定されていてもよい。

また、Ｓ１５で取得された地下水流路６１を流れる地下水８９の流量が所定流量以下である場合に（Ｓ１６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２４１は、地下水流路６１における送水を逆流させ、又は、地下水流路６１から排水していたが、これに限定されない。例えば、所定流量以下であっても、地下水流路６１における送水が逆流されなくてもよいし、排水されなくてもよい。この場合、地下水流路６１を流れる地下水８９の流量が取得されなくてもよい。

また、第一井戸８１と第二井戸８２とは夫々１つ設けられていたが、これに限定されない。第一井戸８１は少なくとも１つ設けられていればよい。また、第二井戸８２は少なくとも１つ設けられていればよい。例えば、図６に示す変形例に係るヒートポンプシステム２０では、第一井戸８１と第二井戸８２とが夫々２つ設けられている。なお、図６に示す例において、ヒートポンプ部２より建物７８（図１参照）側は、同じ構成であるので、図示を省略している（図７も同様）。また、図６においては、図１のヒートポンプシステム１と同様の構成は、同じ符号で表し、詳細の説明は省略する（図７も同様）。

図６に示す例では、流路１３３は、分岐点１４１から、２つの第一井戸８１を介して、分岐点１４２に至る。流路１３４は、分岐点１４１から、２つの第二井戸８２を介して、分岐点１４２に至る。

また、地下水流路６１は、２つの第一井戸８１と、２つの第二井戸８２とを結んでいる。地下水流路６１１は、分岐点８０１において分岐して、２つの第一井戸８１に至る。地下水流路６１２は、分岐点８０２において分岐して、２つの第二井戸８２に至る。ＣＰＵ２４１は、ポンプ部６２を制御して、２つの第一井戸８１と２つの第二井戸８２との一方から他方に地下水８９を送水する（図６の矢印１８１及び矢印１８２参照）。

なお、図６に示す例では、流路１３において、複数（本実施形態では２つ）の第一井戸８１に配置された複数（本実施形態では２つ）のＵ字管式熱交換器１３７が直列に接続されていた。また、流路１３において、複数（本実施形態では２つ）の第二井戸８２に配置された（本実施形態では２つ）のＵ字管式熱交換器１３８が直列に接続されていた。しかし、これに限定されない。例えば、流路１３において、複数のＵ字管式熱交換器１３７が並列に配置されてもよい。また、例えば、流路１３において、複数のＵ字管式熱交換器１３８が並列に配置されてもよい。

例えば、図７に示す変形例に係るヒートポンプシステム２０１においては、流路１３が、分岐点１４３，１４４，１４５，１４６，１４７において分岐又は合流し、２つのＵ字管式熱交換器１３７と、２つのＵ字管式熱交換器１３８とに接続されている。２つのＵ字管式熱交換器１３７は、並列に配置され、２つのＵ字管式熱交換器１３８は、並列に配置されている。なお、流量計９５２，９５３、及び温度センサ９０５，９０６の位置及び数は限定されない。

１，２０，２０１ ヒートポンプシステム
２ ヒートポンプ部
１１，１２，１３，１３１，１３２，１３３，１３４ 流路
１６，１７ 液体
２１ 熱交換部
６１，６１１，６１２ 地下水流路
６２ ポンプ部
８１ 第一井戸
８２ 第二井戸
８９ 地下水
１３７，１２８ Ｕ字管式熱交換器
２４１ ＣＰＵ
６１３ 第一開口部
６１４ 第二開口部
８５１ 第一透水性地層
８５２ 第二透水性地層

Claims (8)

1. 液体が流れる流路であって、少なくとも１つの第一井戸の地下水と前記液体とを熱交換させ、少なくとも１つの第二井戸の前記地下水と前記液体とを熱交換させる液体流路と、
   前記液体流路が接続され、前記液体流路を流れる前記液体の温度を利用するヒートポンプ部と、
   前記第一井戸と前記第二井戸とを結び、前記地下水が送水される流路である地下水流路と、
   前記地下水流路に配置されたポンプ部と、
   前記ポンプ部を制御し、前記第一井戸と前記第二井戸とのうち、一方から他方に前記地下水を送水する送水制御手段と、
   前記第一井戸の前記地下水と前記第二井戸の前記地下水との温度差を取得する温度差取得手段と、
   前記温度差取得手段によって取得された前記温度差が、所定値以上であるか否かを判断する温度差判断手段と
   を備え、
   前記送水制御手段は、前記温度差判断手段によって前記温度差が所定値以上であると判断された場合に、前記地下水の送水を開始することを特徴とするヒートポンプシステム。
2. 前記送水制御手段は、前記地下水の送水を間欠的に実行することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプシステム。
3. 前記第一井戸から前記第二井戸に前記地下水を送水する場合と、前記第二井戸から前記第一井戸に前記地下水を送水する場合とを切り替える送水切替手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のヒートポンプシステム。
4. 前記地下水流路を流れる前記地下水の流量を取得する流量取得手段と、
   前記流量取得手段によって取得された前記流量が所定流量以下であるか否かを判断する流量判断手段と、
   前記流量判断手段によって前記流量が所定流量以下であると判断された場合に、前記地下水流路における送水を逆流させる、又は、前記地下水流路から前記地下水を排水する流路制御手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のヒートポンプシステム。
5. 前記液体流路を流れる前記液体の温度を取得する液体温度取得手段と、
   前記液体温度取得手段によって取得された前記液体の温度に応じて前記地下水流路を流れる前記地下水の流量を決定する流量決定手段と
   を備え、
   前記送水制御手段は、前記流量決定手段によって決定された流量で、前記地下水の送水を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のヒートポンプシステム。
6. 前記地下水流路に設けられ、前記第一井戸内に配置され、前記地下水が流入又は流出する第一開口部を備え、
   前記第一開口部は、前記第一井戸に前記地下水が供給される第一地層と同じ位置又は前記第一地層よりも上側に配置されたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のヒートポンプシステム。
7. 前記地下水流路に設けられ、前記第二井戸内に配置され、前記地下水が流入又は流出する第二開口部を備え、
   前記第二開口部は、前記第二井戸に前記地下水が供給される第二地層と同じ位置又は前記第二地層よりも上側に配置されたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のヒートポンプシステム。
8. 前記ポンプ部は、陸上に配置されたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のヒートポンプシステム。

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