JP6980104B2 - 地熱ヒートポンプシステム - Google Patents

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Description

本発明は、冷媒回路を備えた地熱ヒートポンプシステムに関し、特に防振構造に関する。
従来から、地熱ヒートポンプシステムは、地盤又は湖を熱源として、地中に埋設された地中熱交換器に一次側熱媒体を循環させてヒートポンプにより採熱し、その熱を負荷に循環する二次側熱媒体へ供給する。地中の温度は外気温に比べると年間を通して変化が小さいため、地中熱を利用した地熱ヒートポンプシステムは、エネルギー効率及びＣＯ２排出量削減の観点において近年注目されている。地熱ヒートポンプシステムは、冷媒を圧縮する圧縮機、液状の一次側熱媒体と冷媒とを熱交換させる一次側熱交換器、及び液状の二次側熱媒体と冷媒とを２次側熱交換器を有する冷媒回路を備える。
地熱ヒートポンプシステムは地中熱交換器から採放熱を行うため、負荷に接続される配管と地中熱交換器に接続される配管との間の回路部品は同一筐体に搭載されるのが一般的である。地熱ヒートポンプシステムにおいて、筐体は建物の屋内に設置されるため、外気と熱交換を行う室外設置型の空気調和機とは異なり、屋内に騒音源となる圧縮機が設置されることになる。このため、地熱ヒートポンプシステムでは騒音及び振動を低減する構造が必要とされる。
ところで、空気調和機において、圧縮機からの振動の伝達を抑制する技術を開示したものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の空気調和機において、防振材を備える圧縮機と、防振材を備える空気熱交換器と、水熱交換器とは、防振材で支持された同一の支持部材上に配置される。さらに、空気熱交換器への外気の供給を阻害せずに圧縮機からの騒音を低減するために、支持部材上にさらに、圧縮機を密閉するように防音箱が設けられる。
特開２００５−２４１１９７号公報
地熱ヒートポンプシステムは、筐体が屋内に設置されるため、振動及び騒音の低減とともに小型化が望まれる。しかしながら、特許文献１において、支持部材は、圧縮機、一次側熱交換器及び二次側熱交換器の設置面積に加え、圧縮機を囲む防音壁の設置面積を有している必要がある。このため、圧縮機を囲む防音箱を設ける場合には筐体の幅及び奥行きが大きくなる。一方、防音箱を設けない場合には、空気熱交換器を通って圧縮機からの騒音が漏洩する。また、圧縮機の振動の伝達を抑制するために、支持部材の厚みを増して質量を確保しようとすると筐体の高さが高くなる。このため、地熱ヒートポンプシステムにおいては、筐体を小型化しつつ騒音及び振動を低減することが困難であった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、筐体を小型化しつつ圧縮機からの騒音及び振動を低減することができる地熱ヒートポンプシステムを提供することを目的とする。
本発明に係る地熱ヒートポンプシステムは、防振材が設けられた圧縮機、地盤を熱源とする液状の一次側熱媒体と冷媒とを熱交換する一次側熱交換器、及び液状の二次側熱媒体と前記冷媒とを熱交換する二次側熱交換器を有する冷媒回路と、前記圧縮機の側面及び上面のうち一部を覆う防音壁と、防振部材を有し、前記圧縮機、前記一次側熱交換器、前記二次側熱交換器、及び前記防音壁を、前記防振部材を介して支持する防振支持台とを備え、前記圧縮機の側面の２面は、前記一次側熱交換器と前記二次側熱交換器とにより覆われ、前記防音壁は、前記圧縮機において前記一次側熱交換器及び前記二次側熱交換器から露出した部分の一方の側面を覆う第１の防音壁を有する。
本発明の地熱ヒートポンプシステムによれば、防振支持台には、防振材が設けられた圧縮機とともに、液状の熱媒体と冷媒とを熱交換させる２つの熱交換器が配置されるので、騒音を低減することができる。その結果、防振支持台において防音部材を設ける面積を一部削減して防振支持台の面積を小さくすることができる。さらに、冷媒回路の部品のうち比較的重量が大きい２つの熱交換器を防振支持台に配置することにより、２つの熱交換器が防振支持台の質量として振る舞い、防振支持台の厚みを増すことなく防振性能を確保することができる。したがって、筐体を小型化しつつ圧縮機からの騒音及び振動を低減することができる。
本発明の実施の形態１、２に係る地熱ヒートポンプシステムの構成を模式的に示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る地熱ヒートポンプシステムの防振構造を示す側面図である。 本発明の実施の形態１に係る地熱ヒートポンプシステムの防振構造を示す平面図である。 本発明の実施の形態１に係る地熱ヒートポンプシステムの防振構造の別の一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態１に係る地熱ヒートポンプシステムの防振構造の別の一例を示す側面図である。 本発明の実施の形態２に係る地熱ヒートポンプシステムの防振構造を示す側面図である。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る地熱ヒートポンプシステムの構成を模式的に示す概略図である。地熱ヒートポンプシステム３０は、建物の屋内に設置されている。図１に示されるように、地熱ヒートポンプシステム３０は、地中に埋設された地中熱交換器１８と、屋内に設けられた負荷とに接続される。地熱ヒートポンプシステム３０は、ヒートポンプにより、地中熱交換器１８を有する一次側回路Ｃ１を介して地中の熱を採熱し、二次側回路Ｃ２に接続された負荷に供給する。
ここで負荷とは、例えば、風呂等に温水を供給する給湯負荷Ｂ１、及び放熱器等を備える空調負荷Ｂ２等である。また、一次側回路Ｃ１にはブラインが循環し、二次側回路Ｃ２には水が循環するものとする。一次側回路Ｃ１を流れる一次側熱媒体及び二次側回路Ｃ２を流れる二次側熱媒体は、それぞれ液状の流体であればよい。以下、一次側熱媒体がブラインであり、二次側熱媒体が水である場合を例に説明する。
地中熱交換器１８は、地中に設置され、ブラインと熱源である地盤Ｇとを熱交換させる。例えば、地中の温度が外気温度よりも高いときには、ブラインは地中の熱を吸収して加熱される。地中熱交換器１８は、ブラインが流通する採熱パイプ群１８ａを有し、採熱パイプ群１８ａは、例えば樹脂等によりＵ字状に形成されて地中に垂直に埋設されている。地中熱交換器１８の熱交換性能は、同じ大きさの採熱パイプ群１８ａを埋設する場合でも、埋設した地域及び深度によって異なったものとなる。
なお、敷地面積に余裕がある場合には、採熱パイプは水平に埋設されてもよい。この場合、地盤Ｇと採熱パイプとの接触面積を一定以上に確保するために採熱パイプは複数回曲げられ蛇行した形状となっている。また、気温、日射、降水及び降雪による地表面の温度変化の影響を最小限にするために採熱パイプは一定の深さ以上に埋設される。
地熱ヒートポンプシステム３０は、ヒートポンプサイクルの運転を行うヒートポンプ装置３１と、負荷へ温水を供給する温水暖房装置３２と、制御装置２０と、利用者が操作するリモートコントローラ２１とを備える。ヒートポンプ装置３１は、冷媒回路ＣＲの各種部品と、一次側回路Ｃ１の一部の部品とを搭載している。冷媒回路ＣＲは、一次側熱交換器４と、冷媒回路ＣＲに冷媒を循環させる圧縮機１と、二次側熱交換器２と、冷媒を減圧する減圧装置３とが順次冷媒配管により接続され形成されている。また一次側熱交換器４には、一次側回路Ｃ１のブラインが流入し、二次側熱交換器２には二次側回路Ｃ２の水が流入する。冷媒としては、例えば、ＨＦＣ系の混合冷媒であるＲ４１０Ａ又はＲ３２等が用いられる。
圧縮機１は、冷媒を圧縮するものであり、インバータにより回転数が制御される容量可変な圧縮機で構成される。一次側熱交換器４は、一次側回路Ｃ１のブラインと冷媒回路ＣＲの冷媒とを熱交換させる。暖房が行われるとき、一次側熱交換器４は蒸発器として機能し、ブラインに吸収された地熱により冷媒を加熱し蒸発させる。一次側熱交換器４は、例えば、複数のプレートを積層したプレート熱交換器から成る。なお、一次側熱交換器４は、冷媒が流れる伝熱管と水が流れる伝熱管とを有する二重管式の熱交換器で構成されてもよい。
減圧装置３は、例えば開度が可変に制御される電子膨張弁等から成る。二次側熱交換器２は、二次側回路Ｃ２の水と冷媒回路ＣＲの冷媒とを熱交換させる。暖房が行われるとき、二次側熱交換器２は凝縮器として機能し、地熱により加熱された冷媒により水を加熱して温水を生成する。二次側熱交換器２は例えばプレート熱交換器で構成される。なお、二次側熱交換器２は二重管式の熱交換器で構成されてもよい。
一次側回路Ｃ１は、一次側回路Ｃ１にブラインを循環させる一次側ポンプ５と、一次側熱交換器４と、地中熱交換器１８とが配管により接続され形成されている。一次側ポンプ５は、上述した一次側熱交換器４とともにヒートポンプ装置３１に搭載されている。
またヒートポンプ装置３１には、第１流量センサ６、入口温度センサ７及び出口温度センサ８等の一次側回路Ｃ１の動作状態を検出する複数のセンサが搭載されている。第１流量センサ６は、一次側回路Ｃ１を循環しているブラインの流量を計測する。入口温度センサ７は、一次側熱交換器４のブラインの入口に設けられ、一次側熱交換器４に流入するブラインの温度（入口温度）を計測する。すなわち、入口温度センサ７は、地中熱交換器１８において地中との間で熱交換して一次側ポンプ５によって汲み上げられたブラインの温度を計測する。出口温度センサ８は、一次側熱交換器４のブラインの出口に設けられ、一次側熱交換器４から流出するブラインの温度（出口温度）を計測する。入口温度センサ７及び出口温度センサ８はそれぞれサーミスタ等で構成される。
温水暖房装置３２は、二次側回路Ｃ２の各種機器を搭載している。二次側回路Ｃ２は、二次側ポンプ９と、二次側熱交換器２と、電気ヒータ１０と、流路切替装置１１と、貯湯タンク１２とが配管により接続されて形成されている。二次側ポンプ９は、二次側回路Ｃ２に水を循環させる。電気ヒータ１０は、暖房時に二次側熱交換器２において加熱され生成された温水をさらに加熱するものである。流路切替装置１１は、例えば三方弁等から成り、温水の循環先を給湯負荷Ｂ１と空調負荷Ｂ２とで切り替える。
貯湯タンク１２は、二次側回路Ｃ２において流路切替装置１１と給湯負荷Ｂ１との間に設けられる。貯湯タンク１２は、略円筒形状を有し、少なくとも外郭は例えばステンレス鋼等の金属材料で構成されている。また貯湯タンク１２は、貯留した貯留水の放熱を抑制するため、断熱材により覆われている。
貯湯タンク１２の下部には、外部の水道等につながる給水配管１２ａが接続されており、給水配管１２ａを介して外部の水源から貯湯タンク１２内に水が供給され貯留される。加熱運転が行われると、貯湯タンク１２内の貯留水が、二次側回路Ｃ２を循環する温水により加熱される。貯湯タンク１２内では、上側が高温で下側が低温となるように貯留水の温度成層が形成される。貯湯タンク１２の上部には、給湯負荷Ｂ１につながる出湯配管１２ｂが接続されており、出湯配管１２ｂを介して貯湯タンク１２内の貯留水が給湯負荷Ｂ１へ送出される。
また温水暖房装置３２には、第２流量センサ１３、行き温度センサ１４、戻り温度センサ１５及びタンク温度センサ１６等の二次側回路Ｃ２の動作状態を検出する複数のセンサが搭載されている。第２流量センサ１３は、二次側回路Ｃ２を循環している水の流量を計測する。行き温度センサ１４は、二次側熱交換器２に流入する水の温度（行き温度）を計測する。戻り温度センサ１５は、生成された温水の温度（戻り温度）を計測する。タンク温度センサ１６は、貯湯タンク１２内の貯留水の温度を検出する。入口温度センサ７、出口温度センサ８及びタンク温度センサ１６はそれぞれ、例えばサーミスタ等で構成される。
また温水暖房装置３２には、上述した制御装置２０が搭載される。制御装置２０は、例えばマイコン等から成り、地熱ヒートポンプシステム３０全体の運転を制御する。制御装置２０は、リモートコントローラ２１と有線又は無線で接続されており、リモートコントローラ２１を介して利用者の運転指令が制御装置２０に入力される。また制御装置２０には、一次側回路Ｃ１の動作状態を検出する複数のセンサ及び二次側回路Ｃ２の動作状態を検出する複数のセンサにより計測された計測情報が入力される。制御装置２０は、入力された運転指令及び計測情報等に基づいて、冷媒回路ＣＲ、一次側回路Ｃ１及び二次側回路Ｃ２を制御する。
具体的には、制御装置２０は、負荷において要求される温水が供給されるように、計測情報等に基づいて圧縮機１の運転周波数と、減圧装置３の開度と、一次側ポンプ５の回転数と、二次側ポンプ９の回転数と、電気ヒータ１０への通電とを制御する。また制御装置２０は、運転指令に基づき流路切替装置１１の切り替えを制御する。
次に、図１に基づき、地熱ヒートポンプシステム３０の動作について説明する。図１において、矢印Ｆ１の向きはブラインが流れる方向を表し、矢印ＦＲの向きは冷媒が流れる方向を表し、矢印Ｆ２の向きは水が流れる方向を表している。貯湯タンク１２内の貯留水を加熱する加熱運転時、あるいは空調負荷Ｂ２により暖房が要求されている時、地熱ヒートポンプシステム３０では暖房運転が行われる。
暖房運転時には、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は矢印ＦＲ方向に流れ、二次側熱交換器２に流入する。二次側熱交換器２に流入した冷媒は、二次側熱交換器２において放熱しながら凝縮液化し高圧低温の液冷媒となる。このとき、冷媒から放熱された熱により二次側回路Ｃ２を流れる水が加熱され温水となる。二次側熱交換器２から流出した高圧低温の冷媒は、減圧装置３で減圧されて一次側熱交換器４に流入する。一次側熱交換器４に流入した冷媒は、一次側熱交換器４において一次側回路Ｃ１の熱媒体から吸熱し蒸発ガス化となり、一次側熱交換器４から流出して圧縮機１に吸入される。地熱ヒートポンプシステム３０が暖房運転を行う間、冷媒回路ＣＲの上記サイクルが継続される。
二次側熱交換器２にて加熱され生成された温水は、電気ヒータ１０を経由して、流路切替装置１１に至る。空調負荷Ｂ２で暖房が要求されているときには、流路切替装置１１は、温水の循環先を空調負荷Ｂ２とするよう切り替えられる。これにより、室内に設置された放熱器に温水が循環し、室内の暖房が行われる。一方、貯湯タンク１２内の貯留水の加熱運転が要求されているときには、流路切替装置１１は、温水の循環先を貯湯タンク１２とするように切り替えられる。これにより、貯湯タンク１２に温水が循環し、貯湯タンク１２内の貯湯水が加熱される。室内の放熱器又は貯湯タンク１２を通過して温度が低下した水は、二次側ポンプ９により二次側熱交換器２に流入し、二次側熱交換器２において再び加熱され温水となる。地熱ヒートポンプシステム３０が暖房運転を行う間、二次側回路Ｃ２の上記サイクルが継続される。
このように、地熱ヒートポンプシステム３０は、冷媒回路ＣＲ内の冷媒と一次側回路Ｃ１内のブラインとを熱交換させ、冷媒回路ＣＲ内の冷媒と二次側回路Ｃ２内の水とを熱交換させることにより、地中の熱を採熱して負荷に供給している。
図２は、本発明の実施の形態１に係る地熱ヒートポンプシステムの防振構造を示す側面図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る地熱ヒートポンプシステムの防振構造を示す平面図である。矢印Ｘ方向は地熱ヒートポンプシステム３０の幅方向を表し、矢印Ｙ方向は地熱ヒートポンプシステム３０の奥行き方向を表し、矢印Ｚ方向は地熱ヒートポンプシステム３０の高さ方向を表している。図２及び図３に基づき、地熱ヒートポンプシステム３０における圧縮機１周辺の構造について説明する。
地熱ヒートポンプシステム３０は、筐体３３と、筐体３３の底面３３ａに設けられ、圧縮機１等を支持する防振支持台３４とを備えている。また、圧縮機１には防振材３７が設けられており、防振材３７を介して圧縮機１が防振支持台３４に設置されている。
防振支持台３４は、防振部材３５と、圧縮機１等が載置されたベース部材３６とを有しており、ベース部材３６に載置された複数の部品を支持する。ベース部材３６は、例えば板金等の板状の部材から成る。ベース部材３６には、少なくとも圧縮機１、一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２が載置されている。防振部材３５は、例えば複数の弾性体３５ａから成り、ベース部材３６を支持する。
圧縮機１に設けられた防振材３７は、例えば複数の弾性材３７ａにより構成され、圧縮機１の底面の下方に配置されている。防振部材３５の各弾性体３５ａ及び防振材３７の各弾性材３７ａは、例えば防振ゴム等で形成される。
このように、防振部材３５を有する防振支持台３４によって、圧縮機１、一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２が防振支持されることにより、圧縮機１の振動が防振支持台３４を介して筐体３３へ伝わることを抑制している。また、圧縮機１が防振材３７を介して防振支持台３４に設置されることにより、圧縮機１の振動がベース部材３６へ伝わることを抑制している。このように、圧縮機１から筐体３３への振動伝達経路が二重に分断されているので、振動及び振動による騒音が低減される。また、地熱ヒートポンプシステム３０の各種回路を構成する複数の部品のうち比較的質量が大きい一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２が防振支持台３４に載置されていることにより、防振支持台３４の振動を抑制している。
次に、防振支持台３４における各部品の配置について説明する。筐体３３の奥行き方向（矢印Ｙ方向）において、中央には圧縮機１が設置され、圧縮機１の前方には一次側熱交換器４が配置され、圧縮機１の後方には二次側熱交換器２が配置されている。一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２はそれぞれ略直方体形状を有しており、最も面積が大きい面が圧縮機１と対向するように配置される。このように圧縮機１と一次側熱交換器４と二次側熱交換器２とを配置することにより、一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２が圧縮機１の防音材としても機能する。
上述したように一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２はそれぞれ、液状の熱媒体と冷媒とを熱交換させる例えばプレート熱交換器で構成されるため、空気と冷媒とを熱交換させる空気熱交換器に比べて隙間が少なく、良好な防音性能を有している。
また地熱ヒートポンプシステム３０は、圧縮機１で生じる騒音を防止する防音壁３８を備える。防音壁３８は、例えば３つの板状の部材から成り、圧縮機１の側面及び上面のうち一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２から露出した部分を覆うように配置される。これにより、防振支持台３４に設置された圧縮機１は、一次側熱交換器４と二次側熱交換器２と防音壁３８とにより覆われ、圧縮機１で発生した音が空気を介して筐体３３外へ漏洩すること抑制できる。
なお、一次側熱交換器４と二次側熱交換器２の高さ方向（矢印Ｚ方向）及び幅方向（矢印Ｘ方向）の寸法が圧縮機１に比べて十分大きく、一次側熱交換器４と二次側熱交換器２と筐体３３等とにより防音可能な場合には、防音壁３８を省略してもよい。
次に、防振部材３５を構成する複数の弾性体３５ａの配置及び構成について説明する。一般に、防振部材に不均一な荷重がかかる場合に防振効果が低下する。そのため、複数の弾性体３５ａは、ベース部材３６上の部品の配置に応じて、防振部材３５への荷重が均一となるように配置される。図３に示すように、圧縮機１の下方に４つの弾性体３５ａが配置され、一次側熱交換器４の下方と二次側熱交換器２の下方とにそれぞれ、同距離間隔で３つの弾性体３５ａが配置されている。一次側熱交換器４の重量と二次側熱交換器２の重量とが同程度の場合、このように同数の弾性体３５ａで支持することにより、一次側熱交換器４が載置される位置と二次側熱交換器２が載置される位置とにおいて防振部材３５への荷重を均一にすることができる。ここで、荷重が均一であるとは、防振部材３５の全領域で厳密に同一の荷重となる必要はなく、荷重がほぼ同程度となる場合を含んで、上記説明と同様の防振効果が得られる。
図４は、本発明の実施の形態１に係る地熱ヒートポンプシステムの防振構造の別の一例を示す平面図である。図４は、一次側熱交換器４の重量が二次側熱交換器２の重量よりも大きい場合であり、一次側熱交換器４の下方には６つの弾性体３５ａが配置され、二次側熱交換器２の下方には３つの弾性体３５ａが配置される配置例を示す。一次側熱交換器４の重量と二次側熱交換器２の重量とに差がある場合には、このように各熱交換器の重量に応じた数の弾性体３５ａを配置することにより、一次側熱交換器４側と二次側熱交換器２とにおいて防振部材３５にかかる荷重をほぼ均一にすることができる。
また一次側熱交換器４の重量と二次側熱交換器２の重量とに差がある場合には、防振部材３５は、スプリング及びゴム等の複数種類の弾性体３５ａが組み合わされて形成されてもよい。あるいは、同種類であっても、支持する部品の重量に応じた弾性率を有する弾性体３５ａが複数組み合わされて防振部材３５が形成されてもよい。例えば、一次側熱交換器４の下方には第１の弾性率Ｅ１を有する弾性体３５ａが配置され、二次側熱交換器２の下方には第１の弾性率Ｅ１とは異なる第２の弾性率Ｅ２を有する弾性体３５ａが配置される。具体的には、一次側熱交換器４の重量が二次側熱交換器２の重量よりも大きい場合、第１の弾性率Ｅ１が第２の弾性率Ｅ２よりも大きくなるように設定される。このような構成によれば、重量に偏りがある場合であっても、一次側熱交換器４側と二次側熱交換器２側とに異なる弾性率の弾性体３５ａを同数配置し、防振部材３５にかかる荷重をほぼ均一にすることができる。
上記のように圧縮機１の振動及び騒音を抑制するためには、防振支持台３４のベース部材３６は、少なくとも圧縮機１、一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２を設置可能な面積を有していればよい。一方、ベース部材３６を拡張し、圧縮機１、一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２に加えて各種回路の部品の一部をベース部材３６に設置することにより、ベース部材３６自体の質量を低減することができる。
一般に、振動を防止するためにはベース部材３６の質量を増加させる必要があるが、単にベース部材３６を厚くした場合には筐体３３の重量又はサイズが大きくなる。一方、防振支持台３４において、ベース部材３６に載置される部品を増やすことにより、ベース部材３６に伝達される振動の振幅を小さくでき、ベース部材３６の質量を増加させずに振動を抑制でき、高い防振効果を得ることができる。
この場合、防振支持台３４に、圧縮機１、一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２に加え、例えば減圧装置３、二次側ポンプ９及び一次側ポンプ５等といった振動源となる部品が設置されてもよい。このような構成により、部品自体の質量により防振部材３５の防振効果を高め、部品の振動の伝達を抑制することができ、防振構造を簡素化できる。
なお、上述した防振支持台３４の防振部材３５及び圧縮機１に設けられる防振材３７は、例えば、それぞれが１枚の防振ゴム等で形成されていてもよい。図５は、本発明の実施の形態１に係る地熱ヒートポンプシステムの防振構造の別の一例を示す側面図である。防振支持台１３４が、例えばゴムシートのような板状の弾性体により構成される場合、防振支持台１３４は、上記の防振部材３５及び上記のベース部材３６として機能する。すなわち、板状の弾性体により、圧縮機１、一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２等の部品を防振支持することができる。
以上のように、実施の形態１の地熱ヒートポンプシステム３０は、防振部材３５を有する防振支持台３４を備え、防振支持台３４には、防振材３７が設けられた圧縮機１とともに、液状の熱媒体と冷媒とを熱交換させる２つの熱交換器が配置される。これにより、圧縮機１で発生する音の一部を２つの熱交換器により遮蔽することができるので、防音部材を設ける面積を一部削減して防振支持台３４を小さくすることができる。さらに、防振支持台３４に２つの熱交換器が設置されることにより、２つの熱交換器を防振支持台３４の質量として振舞わせ、防振支持台３４の厚みを増すことなく防振性能を確保することができる。したがって、筐体３３を小型化しつつ圧縮機１からの騒音及び振動を低減することができる。
また、圧縮機１は、一次側熱交換器４と二次側熱交換器２との間に配置される。これにより、圧縮機１の両側に配置された一次側熱交換器４と二次側熱交換器２とにより圧縮機１の直接音による騒音が低減される。その結果、防音部材が削減されるのでベース部材３６の面積を小さくでき、地熱ヒートポンプシステム３０を小型化することができる。
また、防振支持台３４は、板状の弾性体で構成される。これにより、防振と部品の支持とを１枚の弾性体で構成できる。したがって、防振支持台３４を複数の部材により形成する必要がなく、防振支持台３４の製作が容易となる。
また、防振支持台３４は、圧縮機１、一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２が載置されたベース部材３６を有し、ベース部材３６は、複数の弾性体３５ａで構成された防振部材３５により支持されている。これにより、部品の配置及び重量等に応じて複数の弾性体３５ａの配置及び数を自由に設定し、防振効果を高めることができる。
また複数の弾性体３５ａは、防振部材３５にかかる荷重が均一となるように配置される。これにより、防振部材３５への荷重が不均一であることによる防振性能の低下を、複数の弾性体３５ａの配置及び数を調整して防止でき、部品の配置の変更にともなう防振構造の変更が容易にできる。
また、一次側熱交換器４の下方に配置される弾性体３５ａの第１の弾性率Ｅ１と二次側熱交換器２の下方に配置される弾性体３５ａの第２の弾性率Ｅ２とは、一次側熱交換器４の重量と二次側熱交換器２の重量とに基づき設定される。これにより、各熱交換器に重量に偏りがある場合であっても、一次側熱交換器４側と二次側熱交換器２側とに異なる弾性率の弾性体３５ａを同数配置し、防振部材３５にかかる荷重を均一にすることができる。したがって、弾性体３５ａの数を増やすことなく防振効果の低下を抑制でき、弾性体３５ａの部品数が増えることによるコストの増加を抑制できる。
また地熱ヒートポンプシステム３０は、圧縮機１において防振支持台３４、一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２から露出した部分を覆うように配置された防音壁３８をさらに備える。これにより、一次側熱交換器４と二次側熱交換器２と防音壁３８とにより圧縮機１を覆うことができ、屋内に設置される地熱ヒートポンプシステム３０において、圧縮機１の直接音を遮蔽して騒音をさらに低減することができる。
従来は、圧縮機１を密閉するように防音壁等を設けて圧縮機１の騒音を低減していたので、圧縮機１の４方向の側面及び上面には防音壁が配置される構成となっていた。一方、上述した地熱ヒートポンプシステム３０では、防音壁の一部を一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２で代用できるため、圧縮機１の前方及び後方の２面には防音壁３８を設ける必要がない。したがって、地熱ヒートポンプシステム３０の筐体３３奥行き方向（矢印Ｙ方向）のサイズを小さくできる。
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係る地熱ヒートポンプシステムの防振構造を示す側面図である。実施の形態２において、地熱ヒートポンプシステム３０がさらに吸音材３９を備える点で、実施の形態１の場合と異なる。なお、実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。
図６に示されるように、吸音材３９は、一次側熱交換器４の圧縮機１側の面と、二次側熱交換器２の圧縮機１側の面と、防音壁３８の圧縮機１側の面に設置される。吸音材３９の設置面積は、圧縮機１からの音の放射特性により適宜設定される。なお、吸音材３９は、フェルト及びスポンジ等の連続気泡体単体で構成されてもよいし、あるいは、板金及びゴム等のように連続気泡体よりも質量の高いものと、連続気泡体とを積層させて吸音性能を調節したもので構成されてもよい。吸音材３９の素材のうちフェルトは、形状の自由度が高く、且つ高い吸音性能を有しているため、設置スペースに制約がある場合でも吸音材３９として適している。
上述したように、一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２は、例えばプレート熱交換器等によりそれぞれ構成されている。このような構成により、一次側熱交換器４と二次側熱交換器２とに、吸音材３９を配置することができる。仮に、一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２のうち一方あるいは双方が空気熱交換器である場合には、空気熱交換器に外気を通過させる必要があるため、吸音材３９を設けることができない。
特にプレート熱交換器では、空気熱交換器に比べて、断熱がしっかりと行われるため表面に結露が付きにくく、吸音材３９が設けられる場合に、結露水による吸音材３９の劣化を抑えることができる。またプレート熱交換器は、筐体３３内において、厚さと強度を備える剛壁として振る舞い、遮音を行うので、プレート熱交換器とともに吸音材３９が用いられることにより、防音効果がさらに高まる。
なお、本発明の実施の形態は上記実施の形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。例えば、実施の形態２では、一次側熱交換器４、二次側熱交換器２及び防音壁３８に吸音材３９を設ける場合について説明したが、防音壁３８を設けない構成では、吸音材３９は一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２に配置されてもよい。あるいは、一次側熱交換器４と二次側熱交換器２とに加え、筐体３３の内面において圧縮機１に面する領域に吸音材３９が設けられても良い。
また、圧縮機１を挟むように一次側熱交換器４と二次側熱交換器２とが対向して配置される場合について例示したが、圧縮機１に対する一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２の配置は、筐体３３内における各部品の設置位置に応じて適宜設定するとよい。例えば、圧縮機１の右側に一次側熱交換器４が配置され、圧縮機１の後方に二次側熱交換器２が配置され、一次側熱交換器４と二次側熱交換器２とが略Ｌ字状を形成するように配置されてもよい。この場合においても、一次側熱交換器４と二次側熱交換器２とにより圧縮機１の２面を覆うことにより、防音部材を削減しつつ冷媒回路ＣＲの部品により圧縮機１の騒音が低減できる。
また、防振部材３５の各弾性体３５ａ及び防振材３７の各弾性材３７ａは、どのような形状でもよく、例えば上方に配置される部品に沿うように、幅方向（矢印Ｘ方向）に柱状に延びる形状であってもよい。
また、一次側熱交換器４及び二次側熱交換器２が直方体形状である場合について説明したが、一次側熱交換器４と二次側熱交換器２とはそれぞれどのような形状を有していてもよい。
１ 圧縮機、２ 二次側熱交換器、３ 減圧装置、４ 一次側熱交換器、５ 一次側ポンプ、６ 第１流量センサ、７ 入口温度センサ、８ 出口温度センサ、９ 二次側ポンプ、１０ 電気ヒータ、１１ 流路切替装置、１２ 貯湯タンク、１２ａ 給水配管、１２ｂ 出湯配管、１３ 第２流量センサ、１４ 温度センサ、１５ 戻り温度センサ、１６ タンク温度センサ、１８ 地中熱交換器、１８ａ 採熱パイプ群、２０ 制御装置、２１ リモートコントローラ、３０ 地熱ヒートポンプシステム、３１ ヒートポンプ装置、３２ 温水暖房装置、３３ 筐体、３３ａ 底面、３４ 防振支持台、３５ 防振部材、３５ａ 弾性体、３６ ベース部材、３７ 防振材、３７ａ 弾性材、３８ 防音壁、３９ 吸音材、１３４ 防振支持台、Ｂ１ 給湯負荷、Ｂ２ 空調負荷、Ｃ１ 一次側回路、Ｃ２ 二次側回路、ＣＲ 冷媒回路、Ｅ１ 第１の弾性率、Ｅ２ 第２の弾性率、Ｇ 地盤。

Claims (9)

  1. 防振材が設けられた圧縮機、地盤を熱源とする液状の一次側熱媒体と冷媒とを熱交換する一次側熱交換器、及び液状の二次側熱媒体と前記冷媒とを熱交換する二次側熱交換器を有する冷媒回路と、
    前記圧縮機の側面及び上面のうち一部を覆う防音壁と、
    防振部材を有し、前記圧縮機、前記一次側熱交換器、前記二次側熱交換器、及び前記防音壁を、前記防振部材を介して支持する防振支持台と
    を備え、
    前記圧縮機の側面の２面は、前記一次側熱交換器と前記二次側熱交換器とにより覆われ、
    前記防音壁は、前記圧縮機において前記一次側熱交換器及び前記二次側熱交換器から露出した部分の一方の側面を覆う第１の防音壁を有する
    地熱ヒートポンプシステム。
  2. 前記防音壁は、前記圧縮機において前記一次側熱交換器及び前記二次側熱交換器から露出した部分の他方の側面を覆う第２の防音壁をさらに有し、
    前記圧縮機の周囲は、前記圧縮機を挟んで幅方向に並んで設けられた前記第１の防音壁及び前記第２の防音壁と、前記圧縮機を挟んで奥行き方向に並んで設けられた前記一次側熱交換器の側面及び前記二次側熱交換器の側面と、により覆われている
    請求項１記載の地熱ヒートポンプシステム。
  3. 前記防振支持台は、板状の弾性体で構成される
    請求項１又は２に記載の地熱ヒートポンプシステム。
  4. 前記防振支持台は、
    前記圧縮機、前記一次側熱交換器及び前記二次側熱交換器が載置されたベース部材を有し、
    前記防振部材は、複数の弾性体で構成され、前記ベース部材を支持する
    請求項１又は２に記載の地熱ヒートポンプシステム。
  5. 前記複数の弾性体は、前記防振部材にかかる荷重が均一となるように配置される
    請求項４に記載の地熱ヒートポンプシステム。
  6. 前記防振部材は、
    前記一次側熱交換器の下方に配置され、第１の弾性率を有する弾性体と、
    前記二次側熱交換器の下方に配置され、前記第１の弾性率とは異なる第２の弾性率を有する弾性体と
    を有し、
    前記第１の弾性率と前記第２の弾性率とは、前記一次側熱交換器の重量と前記二次側熱交換器の重量とに基づき設定される
    請求項４又は５に記載の地熱ヒートポンプシステム。
  7. 前記防音壁は、前記圧縮機の上面を覆うように配置された第３の防音壁をさらに備える
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の地熱ヒートポンプシステム。
  8. 前記防音壁の前記圧縮機側の面には、音を吸収する吸音材が設けられる
    請求項７に記載の地熱ヒートポンプシステム。
  9. 前記一次側熱交換器の前記圧縮機側の面及び前記二次側熱交換器の前記圧縮機側の面には、音を吸収する吸音材がそれぞれ設けられる
    請求項１〜８のいずれか１項に記載の地熱ヒートポンプシステム。
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