JP7032993B2 - ヒートポンプ熱源機 - Google Patents

Description

この発明は、少なくとも２つのヒートポンプ回路を有する、ヒートポンプ熱源機に関するものである。

従来よりこの種のヒートポンプ熱源機においては、特許文献１記載のように、２つの圧縮機のうち主動力源と補助動力源の両方を駆動する際、循環液温度が目標温度を超えている場合には、補助動力源及び主動力源の回転数をそれぞれ予め定めた下限回転数まで下げるものがあった。

特開２０１６－２３８２８号公報

この従来のものにおいては、補助動力源及び主動力源がそれぞれ下限回転数で駆動しているときに、循環液温度が目標温度を超えた場合、補助動力源が停止される。すなわち、主動力源及び補助動力源の２台稼働から主動力源のみの１台稼働へと移行するとき、先に補助動力源の回転数を段階的に低下させてある程度低い回転数になってから主動力源の回転数を段階的に低下させた後、補助動力源の駆動を停止する。その際、補助動力源の回転数が無駄に低回転数で維持されることとなるため、装置全体の消費電力が増大して効率が低下するという問題があった。

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、所定の第１熱源と熱交換可能な第１熱源側熱交換器、を第１冷媒配管で接続して、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、所定の第２熱源と熱交換可能な第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、少なくとも１つの負荷端末を循環液配管で接続して、負荷側回路を形成し、運転時において前記第１圧縮機及び前記第２圧縮機のうちいずれか一方を主動力源とし他方を補助動力源とする、圧縮機制御手段と、前記循環液配管内の負荷側循環液の実温度を検出する実温度検出手段と、を有するヒートポンプ熱源機において、前記圧縮機制御手段は、前記実温度検出手段により検出された前記実温度と所定の目標温度との温度差により定まる、複数の温度ゾーンを決定する温度ゾーン決定手段と、前記主動力源及び前記補助動力源の両方の稼働状態において、前記主動力源の回転数の第１上限値及び前記補助動力源の回転数の第２上限値を、前記第２上限値が前記第１上限値以下となるようにしつつ、暖房時において前記実温度－前記目標温度で表される偏差が小さくなるほど前記第１上限値及び前記第２上限値が大きくなるような挙動で、又は、冷房時において前記実温度－前記目標温度で表される偏差が大きくなるほど前記第１上限値及び前記第２上限値が大きくなるような挙動で、前記温度ゾーンごとに決定する上限値決定手段と、を備え、前記上限値決定手段は、前記主動力源及び前記補助動力源の前記両方の稼働状態に対応した２台ゾーン、前記主動力源の稼働状態かつ前記補助動力源の非稼働状態に対応した１台ゾーン、前記主動力源及び前記補助動力源の両方の非稼働状態に対応すると共に、前記主動力源の起動時の稼働状態かつ前記補助動力源の非稼働状態に対応した停止・起動ゾーン、のいずれか１つの稼働状態ゾーンを決定すると共に、各稼働状態ゾーン別に、前記第１上限値及び前記第２上限値を前記温度ゾーンごとに決定するものである。

また、請求項２では、前記上限値決定手段は、前記複数の温度ゾーンのうち、前記偏差が最も少ない場合に対応する１つの温度ゾーンを含む少なくとも１つの温度ゾーンにおいては、前記第２上限値が前記第１上限値より小さくなるように前記決定を行うものである。

また、請求項３では、前記偏差と対応する温度ゾーンとの第１相関を記憶した第１記憶手段と、前記温度ゾーンと対応する前記第１上限値及び前記第２上限値との第２相関を記憶した第２記憶手段と、をさらに有し、前記温度ゾーン決定手段は、前記実温度検出手段により検出された前記実温度と前記目標温度との偏差に対し、前記第１相関を参照して、対応する前記温度ゾーンを決定し、前記上限値決定手段は、前記温度ゾーン決定手段により決定された前記温度ゾーンに対し、前記第２相関を参照して、対応する前記第１上限値及び前記第２上限値を決定するものである。

また、請求項４では、前記第２記憶手段は、前記温度ゾーンと、対応する前記第１上限値及び前記第２上限値と、対応する圧縮機の稼働要求台数と、を関連づける前記第２相関を記憶しており、前記上限値決定手段は、前記温度ゾーン決定手段により決定された前記温度ゾーンに対し、当該温度ゾーンと対応する前記第１上限値及び前記第２上限値と対応する圧縮機の稼働要求台数とを関連づける前記第２相関を参照して、対応する前記第１上限値及び前記第２上限値を決定し、かつ、前記第２相関に基づく新たな前記稼働要求台数が、前記主動力源及び前記補助動力源の稼働状態により実現されている前記圧縮機の稼働台数に対し異なる値となった場合には、その異なる値となった時点から所定期間が経過した後に、前記新たな稼働要求台数に対応する新たな前記第１上限値又は前記第２上限値を決定するものである。

この発明の請求項１によれば、熱源に対し採熱または放熱可能な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、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、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、例えば上流側の第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負荷側循環液が、負荷端末に供給される。

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、請求項１によれば、圧縮機制御手段の制御に基づき、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が切り替えられる。一例として第２ヒートポンプ回路の第２熱源として大気が使用される（第１ヒートポンプ回路の第１熱源には地中熱等のそれ以外の熱源が使用される）場合、外気温度が低い冷房運転時には、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、外気からの大きな吸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低い場合には、外気からの吸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。

前記のようにして２つの圧縮機が協働して稼働している場合で、冷房又は暖房負荷が小さくなった場合には、主動力源・補助動力源の回転数をいずれも低下させたり、さらには補助動力源の駆動を停止し主動力源のみの駆動としたりする必要がある。これに対応して、請求項１によれば、実温度検出手段と、温度ゾーン決定手段と、上限値決定手段と、が設けられる。実温度検出手段が、前記循環液配管内の負荷側循環液の実温度を検出する。また、温度ゾーン決定手段は、検出された前記実温度と所定の目標温度との偏差に基づき、対応する温度ゾーンを決定する。そして、前記主動力源及び前記補助動力源の両方が稼働している状態で、上限値決定手段により、前記温度ゾーンごとに、前記主動力源の回転数の上限値（第１上限値）、及び、前記補助動力源の回転数の上限値（第２上限値）、が決定される。このとき、前記偏差が大きくなるほど第１及び第２上限値が大きくなるように制御される（言い換えれば前記偏差が小さくなるほど第１及び第２上限値が小さいように制御される）と共に、常に、補助動力源の前記第２上限値が、主動力源の前記第１上限値以下となるように制御される。これにより、例えば主動力源及び補助動力源の２台稼働から主動力源のみの１台稼働へと移行する場合において、先に補助動力源の回転数を段階的に低下させてある程度低い回転数になってから主動力源の回転数を段階的に低下させた後、補助動力源の駆動を停止する従来手法のように、補助動力源の回転数を低回転数で維持する無駄を行わない。すなわち、補助動力源の運転介入率を低減することができるので、装置全体の消費電力を低下させて効率（例えばＣＯＰ）を向上することができる。特に、前記偏差が大きいほど主動力源及び補助動力源を最大限動作させるようにしつつ、前記偏差が小さいほど補助動力源の回転数をより小さくすれば、さらに効率向上効果を大きくすることができる。
また、請求項１によれば、上限値決定手段により、主動力源と補助動力源とが稼働する２台ゾーン、両動力源が稼働しないまたは主圧縮機が起動する停止・起動ゾーン、に加え、さらに主動力源のみが稼働する１台ゾーンが設けられる。そして、各稼働状態ゾーン別に、前記第１上限値及び第２上限値が決定される。これにより、例えばヒートポンプ初動時において、停止・起動ゾーンでの制御から１台ゾーンでの制御を経て２台ゾーンでの制御とすることで、負荷側循環液の実温度だけで圧縮機の稼働状態を決定する従来手法のような、両動力源の非稼働状態からいきなり両動力源の稼働状態となる無駄をなくすことができる。この結果、立ち上がり動作時の効率（例えばＣＯＰ）向上を図ることができる。

また、請求項２によれば、前記偏差が少ない（例えば冷房時・暖房時ともに実温度が目標温度に比較的近い）側の少なくとも１つの温度ゾーンにおいては、常に、補助動力源の前記第２上限値が、主動力源の前記第１上限値よりも小さくなるように制御される。これにより、補助動力源の運転介入率を確実に低減し、さらに効率向上を図ることができる。

また、請求項３によれば、予め用意され第１記憶手段に記憶されていた第１相関を利用して、温度ゾーン決定手段が前記偏差に対応した温度ゾーンを決定する。また、予め用意され第２記憶手段に記憶されていた第２相関を利用して、上限値決定手段が前記温度ゾーンに対応した圧縮機回転数の上限値（前記第１上限値及び前記第２上限値）を決定する。これにより、簡素な演算で確実かつ迅速な圧縮機回転数制御を実行することができる。

また、請求項４によれば、稼働台数要求と実際の稼働台数とが異なる値となったときに、直ちに実際の圧縮機の稼働台数を増減させ前記要求された稼働台数と合致させるのではなく、前記異なる値となった時点から前記所定期間待つことで、循環液配管を循環する循環液が一巡し液温が安定化した後に、前記要求された新たな稼働台数に対応した前記の温度ゾーン決定及びこれに対応する前記第１上限値及び前記第２上限値の決定を行うことができる。これにより、圧縮機回転数制御の精度向上及び安定化向上を図ることができる。

本発明の一実施形態のヒートポンプ熱源機の主要なユニットの外観構成図 ヒートポンプ熱源機全体の回路構成図 暖房運転時の作動を説明する図 冷房運転時の作動を説明する図 暖房運転時における地中熱制御装置と空気熱制御装置の機能的構成図 冷房運転時における地中熱制御装置と空気熱制御装置の機能的構成図 冷房運転時における主動力源と補助動力源との切り替え、及び、暖房運転時における主動力源と補助動力源との切り替え、を説明する図 冷房運転時において主動力源／補助動力源の切替を行う基準温度の設定態様を表す図 暖房運転時において主動力源／補助動力源の切替を行う基準温度の設定態様を表す図 目標戻り温度と実戻り温度との偏差に係わる複数の温度区分と、各温度区分にそれぞれ対応する圧縮機の回転数の変化量との相関を表す図 目標戻り温度と実戻り温度との偏差と、対応する温度ゾーンとの相関を表す図 停止・起動ゾーン、１台運転ゾーン、２台運転ゾーンごとの、温度ゾーンと対応する圧縮機の回転数の上限値との相関の一例を表す図 比較例の暖房運転挙動を、立ち上がり時高負荷の場合を例にとって表すシーケンス図 本実施形態の暖房運転挙動を、立ち上がり時高負荷の場合を例にとって表すシーケンス図 比較例の冷房運転挙動を、立ち上がり時高負荷の場合を例にとって表すシーケンス図 本実施形態の冷房運転挙動を、立ち上がり時高負荷の場合を例にとって表すシーケンス図 比較例の暖房運転挙動を、立ち上がり時低負荷の場合を例にとって表すシーケンス図 本実施形態の暖房運転挙動を、立ち上がり時低負荷の場合を例にとって表すシーケンス図 比較例の冷房運転挙動を、立ち上がり時低負荷の場合を例にとって表すシーケンス図 本実施形態の冷房運転挙動を、立ち上がり時低負荷の場合を例にとって表すシーケンス図 暖房時において圧縮機制御部が実行する制御手順の一例を表すフローチャート図 暖房時において圧縮機制御部が実行する制御手順の一例を表すフローチャート図 暖房時において圧縮機制御部が実行する制御手順の一例を表すフローチャート図

以下、本発明の一実施形態を図１～図２３に基づいて説明する。

＜外観構成＞
本発明を適用した、本実施形態のヒートポンプ熱源機として、複合熱源型のヒートポンプ熱源機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熱源機１は、外郭としての筐体４Ａを備えた地中熱ヒートポンプユニット４と、外郭としての筐体５Ａを備えた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。

＜回路構成＞
本実施形態のヒートポンプ熱源機１全体の回路構成を図２に示す。図２に示すように、上記ヒートポンプ熱源機１は、上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少なくとも１つの上記熱交換端末３６（この例では２つの熱交換端末３６，３６。以下適宜、単に「熱交換端末３６」と総称する）側の循環液Ｌを加熱または冷却可能な第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、上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上記熱交換端末３６側の循環液Ｌを加熱または冷却可能な第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、上記端末循環回路３０と、地中熱循環回路２０とを有している。

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、上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四方弁４６が設けられている。なお、第１圧縮機４３、第１熱交換器４１、及び地中熱源熱交換器４５は、上記筐体４Ａ内に内包されている。

上記第１熱交換器４１及び上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上記循環液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。

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４１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に設けられた第１冷媒温度センサ４２ｂによって、低圧側（暖房運転時）または高圧側（冷房運転時）の第１冷媒Ｃ１の温度が検出される。上記第１冷媒吐出温度センサ４２ａ及び上記第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。

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。空気熱源熱交換器５５には、当該空気熱源熱交換器５５に第２熱源としての空気（外気）を通風するための送風ファン５６が設けられている。また、前記第２冷媒配管５２には、上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四方弁５８が設けられている。なお、第２圧縮機５３、第２熱交換器５１、空気熱源熱交換器５５、及び送風ファン５６は、上記筐体５Ａ内に内包されており、筐体５Ａには、前記送風ファン５６による通風用の開口部５Ｂが備えられている（図１参照）。

上記第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、上記第２冷媒Ｃ２を流通させる冷媒流路と上記循環液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。

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。また、外気の温度が、外気温度検出手段としての外気温度センサ５７によって検出される。上記第２冷媒吐出温度センサ５２ａ及び上記外気温度センサ５７の検出結果は、空気熱制御装置６２へ入力される。また、上記外気温度センサ５７の検出結果は、上記地中熱制御装置６１にも入力される。

なお、上記地中熱ヒートポンプ回路４０の上記第１冷媒Ｃ１、および、上記空気熱ヒートポンプ回路５０の上記第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。

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、上記地中熱源熱交換器４５を流通する上記第１冷媒Ｃ１と熱交換する第１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、上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、上記熱媒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、河川、海、温泉、井戸等の、比較的大容量の水源中に設けられ、それらから採放熱するようにしてもよい。

端末循環回路３０は、上記第１熱交換器４１と、上記第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（この例では２台の）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。なお、この例では、２つ熱交換端末３６が、適宜のヘッダ（図示せず）を介して互いに並列に上記端末循環回路３０において接続されている。上記負荷配管３１には、端末循環回路３０に上記循環液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の圧力を調整する冷暖房用シスターン３５とが設けられている。上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、上記熱交換端末３６は、特に図示しない端末用リモコンによって運転と停止の切り替え操作が可能であり、運転中には当該熱交換端末３６の内部に循環液Ｌが流通する一方、運転停止中には当該熱交換端末３６の内部に循環液Ｌが流通しない。なお、熱交換端末３６は、図２では２つが並列に設けられているが、１つまたは３つ以上設けられてもよく、数量や仕様が特に限定されるものではない。

このとき、端末循環回路３０においては、上記第１熱交換器４１と上記第２熱交換器５１とが直列に接続されており、かつ、上記したように、端末循環回路３０を循環する循環液Ｌの流れに対して、上記第１熱交換器４１が上記第２熱交換器５１よりも上流側に配設されている。すなわち、上記ヒートポンプ熱源機１は、地中熱源を利用して熱交換端末３６側の循環液Ｌを加熱また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を加熱また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熱源機となっているものである。

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、実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、上記地中熱制御装置６１及び上記空気熱制御装置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、上記地中熱制御装置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。

ここで、上記ヒートポンプ熱源機１は、上記の四方弁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を用いてこの暖房運転及び冷房運転について説明する。

＜暖房運転時＞
図３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３に示す暖房運転時においては、上記地中熱ヒートポンプ回路４０では、図示のように上記四方弁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が上記第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上記第１熱交換器４１において、上記端末循環回路３０を流れる循環液Ｌと熱交換を行って上記循環液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は上記第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上記地中熱源熱交換器４５において、上記地中熱循環回路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上記第１圧縮機４３へと戻る。

一方、上記空気熱ヒートポンプ回路５０では、図示のように上記四方弁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が上記第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上記第２熱交換器５１において、上記端末循環回路３０を流れる循環液Ｌとの熱交換を行って上記循環液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上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上記第２圧縮機５３へと戻る。

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、その熱を帯びた上記熱媒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上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上記第１冷媒Ｃ１と、地中熱源熱交換器４５の流体流路を流通する上記熱媒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側に汲み上げられ上記のように第１冷媒Ｃ１が加熱される。

また、端末循環回路３０では、循環液循環ポンプ３２により上記第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上記第１熱交換器４１において、地中熱循環回路２０の熱媒Ｈ１と熱交換し上記のように加熱された上記第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上記第２熱交換器５１において、上記空気熱源熱交換器５５で外気と熱交換し上記のように加熱された上記第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上記循環液Ｌは、その後、上記熱交換端末３６に供給されて被空調空間を加熱する。

なお、上記においては、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。

＜冷房運転時＞
図４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４に示す冷房運転時においては、上記地中熱ヒートポンプ回路４０では、図示のように上記四方弁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が上記第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上記地中熱源熱交換器４５において、上記地中熱循環回路２０を流れる熱媒Ｈ１と熱交換を行って上記熱媒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は上記第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上記第１熱交換器４１において、上記端末循環回路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上記循環液Ｌを冷却した後、低温・低圧のガスとして再び上記第１圧縮機４３へと戻る。

一方、上記空気熱ヒートポンプ回路５０では、図示のように上記四方弁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が上記第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上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は上記第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上記第２熱交換器５１において、上記端末循環回路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上記循環液Ｌを冷却した後、低温・低圧のガスとして再び上記第２圧縮機５３へと戻る。

また、地中熱循環回路２０では、上記熱媒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上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上記第１冷媒Ｃ１と、地中熱源熱交換器４５の流体流路を流通する上記熱媒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。

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上記第１熱交換器４１において、地中熱循環回路２０の熱媒Ｈ１と熱交換し上記のように冷却された上記第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上記第２熱交換器５１において、上記空気熱源熱交換器５５で外気と熱交換し上記のように冷却された上記第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、上記熱交換端末３６に供給されて被空調空間を冷却する。

なお、上記においては、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。

＜地中熱制御装置・空気熱制御装置＞
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。上記地中熱制御装置６１及び上記空気熱制御装置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、暖房運転時における、上記地中熱制御装置６１及び上記空気熱制御装置６２の機能的構成を図５により説明する。

＜地中熱制御装置＞
図５に示すように、上記地中熱制御装置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それぞれに備えられた端末制御装置３６ａ及びメインリモコン６０ａ（操作手段に相当）に対し、通信可能に接続されている（図２参照）。

圧縮機制御部６１Ａは、切替制御部６１ｐ、戻り温度制御部６１ａ、温度ゾーン決定部６１ｂ、上限値決定部６１ｃ（それぞれ詳細は後述する）を備えており、上記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌ（温水）の温度（以下適宜、「戻り温水温度」という。図３参照）に応じて、上記第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、前記戻り温度制御部６１ａにより、上記戻り液温度センサ３４により検出される循環液Ｌの上記戻り温水温度が、例えば上記メインリモコン６０ａの操作に対応した所望の目標戻り温水温度となるように、上記第１圧縮機４３の回転数を制御する。

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、上記第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、例えば上記メインリモコン６０ａの操作に対応した制御上の目標温度となるように、上記第１膨張弁４４の弁開度を制御する。

ポンプ制御部６１Ｃは、上記第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は蒸発器として機能することから、以下適宜、「蒸発器入口冷媒温度」という）に応じて、上記地中熱循環ポンプ２２の上記回転数を制御する（図２も参照）。特にこの例では、上記ポンプ制御部６１Ｃは、上記第１冷媒温度センサ４２ｂにより検出される上記第１冷媒Ｃ１の蒸発器入口冷媒温度が略一定値となるように、上記地中熱循環ポンプ２２の上記回転数を制御する。

＜空気熱制御装置＞
また、上記空気熱制御装置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、上記地中熱制御装置６１に対し、通信可能に接続されている（図２参照）。

圧縮機制御部６２Ａは、切替制御部６２ｐ、戻り温度制御部６２ａ、温度ゾーン決定部６２ｂ、上限値決定部６２ｃ（それぞれ詳細は後述する）を備えており、上記戻り液温度センサ３４により検出された上記戻り温水温度（図３参照）に応じて、上記第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、前記戻り温度制御部６２ａにより、上記戻り液温度センサ３４により検出される戻り温水温度が、例えば上記メインリモコン６０ａの操作に対応した所望の目標戻り温水温度となるように、上記第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と上記地中空気熱制御装置６１の上記圧縮機制御部６１Ａとは圧縮機制御手段に相当し、必要に応じて互いに連携しつつ、対象となる第２圧縮機５３または第１圧縮機４３の制御を行う。

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、上記第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、例えば上記メインリモコン６０ａの操作に対応した制御上の目標温度となるように、上記第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と上記地中空気熱制御装置６１の上記膨張弁制御部６１Ｂとは、必要に応じて互いに連携しつつ、対象となる第２膨張弁５４または第１膨張弁４４の制御を行う。

ファン制御部６２Ｃは、上記外気温度センサ５７により検出された外気の温度に応じて、上記送風ファン５６の回転数を制御する（図２も参照）。

なお、図５を参照した以上の説明においては、暖房運転時における情報の入出力に基づいて説明したが、冷房運転時には図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の温度はいわゆる冷水の温度（以下適宜、「戻り冷水温度」という。図４参照）であり、この戻り冷水温度が各圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａに入力される。また、圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、上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、例えば上記メインリモコン６０ａの操作に対応した所望の目標戻り冷水温度となるように、上記第１圧縮機４３及び上記第２圧縮機５３の回転数を制御する。さらに、第１冷媒温度センサ４２ｂが検出する冷媒Ｃ１の温度、すなわち凝縮器出口冷媒温度（このとき地中熱源熱交換器４５は凝縮器として機能している）が、ポンプ制御部６１Ｃに入力される。

＜圧縮機の主動力源・補助動力源の切替制御＞
以上において、本実施形態のヒートポンプ熱源機１においては、地中熱制御装置６１及び空気熱制御装置６２側それぞれの圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａに設けた切替制御部６１ｐ，６２ｐにより、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３への主動力源／補助動力源の切替制御が行われる。

すなわち、本実施形態のヒートポンプ熱源機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動力源割当ての切り替えや組み合わせをどのように決定するか）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。

以上のことから、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動力源割当ての切り替えや組み合わせを決定する。つまり、外気温度センサ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がそれぞれ備える前記切替制御部６１ｐ，６２ｐが連携して、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。

＜冷房運転時の切替＞
例えば冷房運転時には、図７（ａ）に示すように、春期や秋期などでなどで上記外気温度があまり高くない場合（この例では３０℃未満または３５℃未満の場合。後述）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上記第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上記第１圧縮機４３は補助動力源として駆動される。

逆に夏期などで上記外気温度が比較的高い場合（この例では３０℃以上または３５℃以上の場合。後述）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上記第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上記第２圧縮機５３は補助動力源として駆動される。

すなわち、本実施形態では、冷房運転を開始する際に、まず、外気温度が基準温度としての３０℃未満であれば、空気熱ヒートポンプ回路５０の第２圧縮機５３を主動力源とすると共に、地中熱ヒートポンプ回路４０の第１圧縮機４３を補助動力源として、冷房運転を開始させる。また、外気温度が基準温度としての３０℃以上であれば、地中熱ヒートポンプ回路４０の第１圧縮機４３を主動力源とすると共に、空気熱ヒートポンプ回路５０の第２圧縮機５３を補助動力源として、冷房運転を開始させる。

そして、本実施形態では、上記のようにして冷房運転を開始した後、外気温度が変化した場合には、その変化の度合いに応じて、適宜、上記主動力源と補助動力源とを入れ替える。すなわち、第１圧縮機４３と第２圧縮機５３の何れの動力源を主とするか、従（補助）とするかを入れ替える。

本実施形態では、上記切替制御部６１ｐ，６２ｐは、上記外気温度センサ５７により検出された外気温が所定のしきい値以上であるか否か、を切替条件とする。すなわち、外気温としきい値との大小に基づき上記動力源の割り当てを切り替えることで、上記第１熱交換器４１での熱交換と上記第２熱交換器５１での熱交換とのうち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。

すなわち、（冷房運転開始時の外気温度が３０℃未満で）上記第２圧縮機５３が主動力源、上記第１圧縮機４３が補助動力源として運転開始した後、図８に示すように、外気温度が上昇して基準温度である３５［℃］以上となるまで（３５［℃］未満の場合）はそのまま上記第２圧縮機５３を主動力源とし上記第１圧縮機４３を補助動力源とする。その後、外気温度が３５［℃］以上に上昇したら、地中熱源を利用する上記地中熱ヒートポンプ回路４０の上記第１圧縮機４３を主動力源とし、空気熱源を利用する上記空気熱ヒートポンプ回路５０の上記第２圧縮機５３を補助動力源とする。

逆に、（冷房運転開始時の外気温度が３０℃以上で）上記第１圧縮機４３が主動力源、上記第２圧縮機５３が補助動力源として運転開始した後、図８に示すように、外気温度が低下して３０［℃］未満とならないうち（３０［℃］以上の場合）はそのまま上記第１圧縮機４３を主動力源とし上記第２圧縮機５３を補助動力源とする。その後、外気温度が３０［℃］未満に低下したら、空気熱源を利用する上記空気熱ヒートポンプ回路５０の上記第２圧縮機５３を主動力源とし、地中熱源を利用する上記地中熱ヒートポンプ回路４０の上記第１圧縮機４３を補助動力源とする。

すなわち、図８に矢印で示すように、前述のような外気温度の上昇方向では、主動力源と補助動力源を切り替える区切りとなる上記基準温度を３５［℃］とする一方、外気温度の低下方向では、上記基準温度を変えて３０［℃］とする（＝主動力源／補助動力源の切り替え挙動にヒステリシスを持たせている）。

＜暖房運転時の切替＞
また例えば暖房運転時には、図７（ｂ）に示すように、冬期などで上記外気温度が比較的低い場合（この例では２℃未満または５℃未満の場合。後述）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上記第１圧縮機４３が主動力源として優先的に駆動され、上記第２圧縮機５３は補助動力源として駆動される。

逆に秋期や春期などで上記外気温度があまり低くない場合（この例では２℃以上または５℃以上の場合。後述）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上記第２圧縮機５３が主動力源として優先的に駆動され、上記第１圧縮機４３は補助動力源として駆動される。

すなわち、本実施形態では、暖房運転を開始する際に、まず、外気温度が基準温度としての５℃未満であれば、地中熱ヒートポンプ回路４０の第１圧縮機４３を主動力源とすると共に、空気熱ヒートポンプ回路５０の第２圧縮機５３を補助動力源として、暖房運転を開始させる。また、外気温度が基準温度としての５℃以上であれば、空気熱ヒートポンプ回路５０の第２圧縮機５３を主動力源とすると共に、地中熱ヒートポンプ回路４０の第１圧縮機４３を補助動力源として、暖房運転を開始させる。

そして、本実施形態では、上記のようにして暖房運転を開始した後、外気温度が変化した場合には、その変化の度合いに応じて、適宜、上記主動力源と補助動力源とを入れ替える。すなわち、第１圧縮機４３と第２圧縮機５３の何れの動力源を主とするか、従（補助）とするかを入れ替える。

すなわち、（暖房運転開始時の外気温度が５℃未満で）上記第１圧縮機４３が主動力源、上記第２圧縮機５３が補助動力源として運転開始した後、図９に示すように、外気温度が上昇して基準温度である５［℃］以上となるまで（５［℃］未満の場合）はそのまま上記第１圧縮機４３を主動力源とし上記第２圧縮機５３を補助動力源とする。その後、外気温度が５［℃］以上に上昇したら、空気熱源を利用する上記空気熱ヒートポンプ回路５０の上記第２圧縮機５３を主動力源とし、地中熱源を利用する上記地中熱ヒートポンプ回路４０の上記第１圧縮機４３を補助動力源とする。

逆に、（暖房運転開始時の外気温度が５℃以上で）上記第２圧縮機５３が主動力源、上記第１圧縮機４３が補助動力源として運転開始した後、図９に示すように、外気温度が低下して２［℃］未満とならないうち（２［℃］以上の場合）はそのまま上記第２圧縮機５３を主動力源とし上記第１圧縮機４３を補助動力源とする。その後、外気温度が２［℃］未満に低下したら、地中熱源を利用する上記地中熱ヒートポンプ回路４０の上記第１圧縮機４３を主動力源とし、空気熱源を利用する上記空気熱ヒートポンプ回路５０の上記第２圧縮機５３を補助動力源とする。

すなわち、図９に矢印で示すように、上記のような外気温度の上昇方向では、主動力源と補助動力源を切り替える区切りとなる上記基準温度を５［℃］とする一方、外気温度の低下方向では、上記基準温度を変えて２［℃］とする（＝主動力源／補助動力源の切り替え挙動にヒステリシスを持たせている）。

以上のように、外気温度が変化し、それまでの上記の主動力源・補助動力源の割り当てを入れ替えたほうが効率がよいとみなされた場合には、各切替制御部６１ｐ，６２ｐによって第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３に対する上記割り当てが入れ替えられ、それまで主動力源だった圧縮機が補助動力源として駆動され、補助動力源だった圧縮機が主動力源として駆動される。そして、上記戻り液温度センサ３４により検出される循環液Ｌの上記戻り温水温度または上記戻り冷水温度が、例えば上記メインリモコン６０ａの操作に対応した所望の目標温度となるように、各圧縮機４３，５３（主動力源として駆動される圧縮機のみであってもよい）の回転数が制御される。

＜実施形態の特徴＞
以上の基本構成及び作動であるヒートポンプ熱源機１において、本実施形態の特徴は、圧縮機の稼働状況（稼働台数が０台、１台、２台のいずれであるか）に応じた、各圧縮機の回転数の上限値の設定にある。以下、その詳細を順を追って説明する。

＜圧縮機制御部の機能詳細＞
地中熱制御装置６１の圧縮機制御部６１Ａは、前記したように、戻り温度制御部６１ａを備えている。同様に、空気熱制御装置６２の圧縮機制御部６２Ａは、前記したように、戻り温度制御部６２ａを備えている。

＜戻り温度制御部による戻り温度制御＞
前記戻り温度制御部６１ａ及び戻り温度制御部６２ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出された前記温水戻り温度又は前記冷水戻り温度（以下適宜、「実戻り温度」と総称する）に応じて前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数をそれぞれ制御する、いわゆる戻り温度制御を行う。詳細には、前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出される前記実戻り温度が、例えば前記メインリモコン６０ａにおける操作に対応して設定される前記目標戻り温水温度又は前記目標戻り冷水温度（以下適宜、「目標戻り温度」と総称する。所定の目標温度に相当）となるように、前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数を制御する。

＜温調制御用の相関＞
本実施形態では特に、戻り温度制御部６１ａ，６２ａは、前記実戻り温度と前記目標戻り温度との偏差（後述）に係わる温度区分に応じて、前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数の変化量を増減する。その際、複数の前記温度区分と、各温度区分にそれぞれ対応する前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の前記回転数の前記変化量との相関を参照して、前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数の変化量を増減する。

＜暖房運転時の相関＞
図１０（ａ）に、暖房運転時の前記相関の一例を示す。図１０（ａ）に示すように、暖房時における、前記目標戻り温度（図中「目標水温」と表記。以下同様）と前記実戻り温度（図中「実水温」と表記。以下同様）との偏差△Ｔ１（＝目標戻り温度－実戻り温度）に係わる温度区分として、＋５℃≦△Ｔ１、＋３℃≦△Ｔ１＜＋５℃、＋１℃≦△Ｔ１＜＋３℃、－１℃≦△Ｔ１＜＋１℃、－３℃≦△Ｔ１＜－１℃、－５℃≦△Ｔ１＜－３℃、－７℃≦△Ｔ１＜－５℃、△Ｔ１＜－７℃の８つの区分が設けられている。そして、これら８つの温度区分それぞれに対し、対応する第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数変化量が規定されている。但し、この例では、前記回転数変化量を、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数を段階的に切り替える制御時における、段階区分（言い替えれば回転数のランク）を変化させる数で表現している（後述の図１０（ｂ）も同様）。すなわち、例えば「３段上げる」とは、前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数の段階区分を、３段階だけ高回転数側に切り替えることであり、例えば「２段下げる」とは、前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数の段階区分を、２段階だけ低回転数側に切り替えることである。

この例では、図１０（ａ）に示すように、＋５℃≦△Ｔ１では、戻り温度制御部６１ａ，６２ａにより、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数の段階区分が３段階だけ高回転数側に切り替えて制御される（以下適宜、単に「３段上げる」等と称する。図示も同様）。同様に、＋３℃≦△Ｔ１＜＋５℃では、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は２段上げるように制御され、＋１℃≦△Ｔ１＜＋３℃では、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は１段上げるように制御される。また、－１℃≦△Ｔ１＜＋１℃では、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は増減なしで維持する（変更無し）ように制御される。

さらに、－３℃≦△Ｔ１＜－１℃では、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は２段下げるように制御され、－５℃≦△Ｔ１＜－３℃では、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は５段下げるように制御され、－７℃≦△Ｔ１＜－５℃では、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は７段下げるように制御され、△Ｔ１＜－７℃では、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は９段下げるように制御される。

＜冷房運転時の相関＞
一方、図１０（ｂ）に、冷房運転時の前記第３相関の一例を示す。図１０（ｂ）に示すように、冷房時における、目標戻り温度（目標水温）と実戻り温度（実水温）との偏差△Ｔ１（＝目標戻り温度－実戻り温度）に係わる温度区分として、△Ｔ１＜－５℃、－５℃≦△Ｔ１＜－３℃、－３℃≦△Ｔ１＜－１℃、－１℃≦△Ｔ１＜＋１℃、＋１℃≦△Ｔ１＜＋３℃、＋３℃≦△Ｔ１＜＋５℃、＋５℃≦△Ｔ１＜＋７℃、＋７℃≦△Ｔ１の８つの区分が設けられている。そして、これら８つの温度区分それぞれに対し、対応する第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数変化量が規定されている。

この例では、図１０（ｂ）に示すように、△Ｔ１＜－５℃では、戻り温度制御部６１ａ，６２ａにより、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は３段上げるように制御され、－５℃≦△Ｔ１＜－３℃では、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は２段上げるように制御され、－３℃≦△Ｔ１＜－１℃では、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は１段上げるように制御される。また、－１℃≦△Ｔ１＜＋１℃では、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は増減なしで維持する（変更無し）ように制御される。

さらに、＋１℃≦△Ｔ１＜＋３℃では、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は２段下げるように制御され、＋３℃≦△Ｔ１＜＋５℃では、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は５段下げるように制御され、＋５℃≦△Ｔ１＜＋７℃では、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は７段下げるように制御され、＋７℃≦△Ｔ１では、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は９段下げるように制御される。

＜相関を用いた温調制御＞
前記の図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すそれぞれの相関は、例えば前記地中熱制御装置６１又は空気熱制御装置６２内の図示しない適宜のメモリに記憶されている。前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａは、前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数を前記温調制御する際、前記メモリに記憶された前記相関を参照して、前記温度区分に応じて前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数の変化量を増減する。これにより、暖房運転時において前記実戻り温度が前記目標戻り温度よりも低い場合や冷房運転時において前記実戻り温度が前記目標戻り温度よりも高い場合には、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数が増大するように制御される。逆に、暖房運転時において前記実戻り温度が前記目標戻り温度よりも高い場合や冷房運転時において前記実戻り温度が前記目標戻り温度よりも低い場合には、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数が減少するように制御される。

＜温度ゾーン決定部及び上限値決定部＞
さらに本実施形態においては、圧縮機制御部６１に前記温度ゾーン決定部６１ｂ及び前記上限値決定部６１ｃが設けられ、圧縮機制御部６２に温度ゾーン決定部６２ｂ及び上限値決定部６２ｃが設けられる。

＜温度ゾーン決定部による温度ゾーンの決定＞
地中熱制御装置６１及び空気熱制御装置６２の温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂは、前記戻り液温度センサ３４により検出された温水又は冷水の前記実戻り温度とメインリモコンＲＭの操作に対応した前記目標戻り温度との偏差に応じて、対応する温度ゾーン（後述の図１１参照）を決定する。そして、前記上限値決定部６１ｃは、前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３が停止・起動状態であるか１台運転状態であるか２台運転状態であるか（詳細は後述）に応じ、前記温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂが決定した前記温度ゾーンに対応する前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数の上限値（後述の図１２参照）を決定する。第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数は、この決定された上限値を超えないように、制御される。以下、その手法の詳細を、図１１～図２０を用いて順を追って説明する。

＜第１相関を用いた温度ゾーンの決定＞
温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂ（温度ゾーン決定手段に相当）は、戻り液温度センサ３４により検出された前記実戻り温度と前記目標戻り温度との偏差に基づき、対応する温度ゾーンを決定する。その温度ゾーンの決定の際には、前記偏差と、対応する温度ゾーンとの相関（第１相関に相当）が用いられ、温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂは、この相関を参照して決定する。

＜暖房運転時の第１相関＞
図１１（ａ）に、暖房運転時の前記第１相関の一例を示す。図１１（ａ）のテーブルに示すように、暖房時における、前記実戻り温度（実水温）と前記目標戻り温度（目標水温）の偏差△Ｔ２（＝実戻り温度－目標戻り温度）にそれぞれ対応づける温度ゾーンとして、偏差△Ｔ２が大きいほうから小さいほうへと向かう順に、７つの温度ゾーン、すなわち、温度ゾーンａ、温度ゾーンｂ、温度ゾーンｃ、温度ゾーンｄ、温度ゾーンｅ、温度ゾーンｆ、温度ゾーンｇが規定されている。

その際、各温度ゾーンａ～ｇどうしの境界にはヒステリシスが設けられており、偏差△Ｔ２が大きくなる方向に温度ゾーンが切り替わる場合の各ゾーンどうしの境界と、偏差△Ｔ２が小さくなる方向に温度ゾーンが切り替わる場合の各ゾーンどうしの境界とが異なる。すなわち、偏差△Ｔ２の値が最小となる温度ゾーンｇから偏差△Ｔ２の値が大きくなる側に隣接する温度ゾーンｆへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝－７［℃］である（言い替えれば、偏差△Ｔ２が小さい状態から徐々に上昇してきて－７［℃］となると、温度ゾーンｇから温度ゾーンｆに切り替わる）。同様に、温度ゾーンｆから温度ゾーンｅへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝－５［℃］であり、温度ゾーンｅから温度ゾーンｄへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝－３［℃］であり、温度ゾーンｄから温度ゾーンｃへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝－１［℃］であり、温度ゾーンｃから温度ゾーンｂへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝＋１［℃］であり、温度ゾーンｂから温度ゾーンａへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝＋３［℃］となっている。

逆に、偏差△Ｔ２の値が最大となる温度ゾーンａから偏差△Ｔ２の値が小さくなる側に隣接する温度ゾーンｂへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝＋２［℃］である（言い替えれば、偏差△Ｔ２が大きい状態から徐々に低下してきて＋２［℃］となると、温度ゾーンａから温度ゾーンｂに切り替わる）。同様に、温度ゾーンｂから温度ゾーンｃへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝０［℃］であり、温度ゾーンｃから温度ゾーンｄへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝－２［℃］であり、温度ゾーンｄから温度ゾーンｅへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝－４［℃］であり、温度ゾーンｅから温度ゾーンｆへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝－６［℃］であり、温度ゾーンｆから温度ゾーンｇへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝－８［℃］となっている。

＜冷房運転時の第１相関＞
図１１（ｂ）に、冷房運転時の前記第１相関の一例を示す。図１１（ｂ）のテーブルに示すように、冷房時における、前記実戻り温度（実水温）と前記目標戻り温度（目標水温）の偏差△Ｔ２（＝実戻り温度－目標戻り温度）にそれぞれ対応づける温度ゾーンとして、前記同様、偏差△Ｔ２が小さいほうから大きいほうへと向かう順に、７つの温度ゾーン、すなわち、温度ゾーンａ、温度ゾーンｂ、温度ゾーンｃ、温度ゾーンｄ、温度ゾーンｅ、温度ゾーンｆ、温度ゾーンｇが規定され、各温度ゾーンａ～ｇどうしの境界にはヒステリシスが設けられている。

すなわち、偏差△Ｔ２の値が最大となる温度ゾーンｇから偏差△Ｔ２の値が小さくなる側に隣接する温度ゾーンｆへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝＋７［℃］である（言い替えれば、偏差△Ｔ２が大きい状態から徐々に低下してきて＋７［℃］となると、温度ゾーンｇから温度ゾーンｆに切り替わる）。同様に、温度ゾーンｆから温度ゾーンｅへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝＋５［℃］であり、温度ゾーンｅから温度ゾーンｄへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝＋３［℃］であり、温度ゾーンｄから温度ゾーンｃへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝＋１［℃］であり、温度ゾーンｃから温度ゾーンｂへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝－１［℃］であり、温度ゾーンｂから温度ゾーンａへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝－３［℃］となっている。

逆に、偏差△Ｔ２の値が最小となる温度ゾーンａから偏差△Ｔ２の値が大きくなる側に隣接する温度ゾーンｂへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝－２［℃］である（言い替えれば、偏差△Ｔ２が小さい状態から徐々に上昇してきて－２［℃］となると、温度ゾーンａから温度ゾーンｂに切り替わる）。同様に、温度ゾーンｂから温度ゾーンｃへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝０［℃］であり、温度ゾーンｃから温度ゾーンｄへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝＋２［℃］であり、温度ゾーンｄから温度ゾーンｅへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝＋４［℃］であり、温度ゾーンｅから温度ゾーンｆへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝＋６［℃］であり、温度ゾーンｆから温度ゾーンｇへ切り替わるときの境界は偏差△Ｔ２＝＋８［℃］となっている。

なお、前記の図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すそれぞれの相関は、例えば前記地中熱制御装置６１又は空気熱制御装置６２内の図示しない適宜のメモリ（第１記憶手段に相当）に記憶されている。前記温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂは、上記メモリに記憶されていた第１相関を参照して、前記偏差△Ｔ２に対応した温度ゾーンを決定する。

＜上限値決定部による圧縮機回転数上限値の決定＞
地中熱制御装置６１及び空気熱制御装置６２の上限値決定部６１ｃ，６２ｃ（上限値決定手段に相当）は、前記温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂが決定した前記温度ゾーンに対応する前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数の上限値をそれぞれ決定する。その上限値の決定の際には、前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の運転状態（この例では、停止・起動状態、主動力源のみが運転される１台運転状態、及び、主動力源と補助動力源との両方が運転される２台運転状態）と、前記温度ゾーンと、対応する前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数上限値の相関（第２相関に相当）が用いられ、上限値決定部６１ｃ，６２ｃは、この相関を参照して前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数上限値（詳細には主動力源及び補助動力源の回転数の上限値。後述）を決定する。

＜第２相関＞
図１２に、前記第２相関の一例を示す。図１２のテーブルに示すように、前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の運転状態に対応した稼働状態ゾーン毎に、前記７つの温度ゾーンａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇのいずれか１つに対して、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３のうち前記主動力源の回転数上限値（第１上限値に相当。以下適宜、単に「第１上限値」と称する）及び前記補助動力源の回転数上限値（第２上限値に相当。以下適宜、単に「第２上限値」と称する）がそれぞれ対応づけられている。

すなわち、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の停止状態又はその停止状態からいずれかが起動される状態に対応する停止・起動ゾーン（以下適宜、便宜的に０台ゾーンと呼ぶ）においては、前記温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂにより前記温度ゾーンａと決定された場合には前記第１上限値及び前記第２上限値ともに０［ｒｐｓ］となる。同様に、前記温度ゾーンｂと決定された場合にも前記第１上限値及び前記第２上限値ともに０［ｒｐｓ］となり、前記温度ゾーンｃと決定された場合にも前記第１上限値及び前記第２上限値ともに０［ｒｐｓ］となる。また、前記温度ゾーンｄと決定された場合には前記第１上限値は３５［ｒｐｓ］で前記第２上限値は０［ｒｐｓ］となり、前記温度ゾーンｅと決定された場合には前記第１上限値は４０［ｒｐｓ］で前記第２上限値は０［ｒｐｓ］となり、前記温度ゾーンｆと決定された場合には前記第１上限値は４５［ｒｐｓ］で前記第２上限値は０［ｒｐｓ］なり、前記温度ゾーンｇと決定された場合には前記第１上限値は５０［ｒｐｓ］で前記第２上限値は０［ｒｐｓ］となる。

また、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３のうち前記主動力源の圧縮機が定常的に稼働している１台運転ゾーン（１台ゾーンに相当）においては、前記温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂにより前記温度ゾーンａと決定された場合には前記第１上限値は２４［ｒｐｓ］で前記第２上限値は０［ｒｐｓ］となり、前記温度ゾーンｂと決定された場合には前記第１上限値は５１［ｒｐｓ］で前記第２上限値は０［ｒｐｓ］となり、前記温度ゾーンｃと決定された場合には前記第１上限値は６６［ｒｐｓ］で前記第２上限値は０［ｒｐｓ］なり、前記温度ゾーンｄと決定された場合には前記第１上限値は７９［ｒｐｓ］で前記第２上限値は０［ｒｐｓ］となり、前記温度ゾーンｅと決定された場合には前記第１上限値は９０［ｒｐｓ］で前記第２上限値は０［ｒｐｓ］となり、前記温度ゾーンｆと決定された場合には前記第１上限値は９６［ｒｐｓ］で前記第２上限値は０［ｒｐｓ］なり、前記温度ゾーンｇと決定された場合には前記第１上限値は１０５［ｒｐｓ］で前記第２上限値は０［ｒｐｓ］となる。

また、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３のうち前記主動力源及び前記補助動力源の両圧縮機が定常的に稼働している２台運転ゾーン（２台ゾーンに相当）においては、前記温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂにより前記温度ゾーンａと決定された場合には前記第１上限値は６６［ｒｐｓ］で前記第２上限値は２４［ｒｐｓ］となり、前記温度ゾーンｂと決定された場合には前記第１上限値は７９［ｒｐｓ］で前記第２上限値は５１［ｒｐｓ］となり、前記温度ゾーンｃと決定された場合には前記第１上限値は９０［ｒｐｓ］で前記第２上限値は６６［ｒｐｓ］なり、前記温度ゾーンｄと決定された場合には前記第１上限値は９６［ｒｐｓ］で前記第２上限値は９６［ｒｐｓ］となり、前記温度ゾーンｅと決定された場合には前記第１上限値は９６［ｒｐｓ］で前記第２上限値は９６［ｒｐｓ］となり、前記温度ゾーンｆと決定された場合には前記第１上限値は１０５［ｒｐｓ］で前記第２上限値は１０５［ｒｐｓ］なり、前記温度ゾーンｇと決定された場合には前記第１上限値は１０５［ｒｐｓ］で前記第２上限値は１０５［ｒｐｓ］となる。

このような第１及び第２上限値の設定の結果、図１１及び図１２を組み合わせて見ると明らかなように、前記２台運転ゾーンにおいて、前記主動力源の圧縮機の前記第１上限値及び前記補助動力源の圧縮機の前記第２上限値は、（前記第２上限値が前記第１上限値以下となるようにしつつ）前記実戻り温度と前記目標戻り温度との偏差△Ｔ２が大きくなるほど前記第１上限値及び前記第２上限値が大きくなるように、各温度ゾーンａ～ｇごとに決定されている。特に、温度ゾーンａ～ｆのうち、前記偏差△Ｔ２が最も少ない場合に対応する１つの温度ゾーンａを含む少なくとも１つの温度ゾーン（この例では３つの温度ゾーンａ，ｂ，ｃ）においては、前記第２上限値が前記第１上限値より小さくなるように決定される。

一方、この図１２に示すテーブルにおいては、各温度ゾーン及びこれに対応する前記回転数上限値に対し、稼働する第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の稼働要求台数（詳細は後述）も対応づけられている。前記停止・起動ゾーンでは、前記温度ゾーンａ，ｂ，ｃの場合には稼働要求台数は０［台］となり、前記温度ゾーンｄ，ｅ，ｆ，ｇの場合には稼働要求台数は１［台］となる。また前記１台運転ゾーンでは、前記温度ゾーンａ，ｂの場合には稼働要求台数は０［台］となり、前記温度ゾーンｃ，ｄの場合には稼働要求台数は１［台］となり、前記温度ゾーンｅ，ｆ，ｇの場合には稼働要求台数は２［台］となる。また前記２台運転ゾーンでは、前記温度ゾーンａ，ｂの場合には稼働要求台数は１［台］となり、前記温度ゾーンｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇの場合には稼働要求台数は２［台］となる。

なお、図１２のテーブルにおける、前記稼働状態ゾーンの移行に係わる移行時間［ｓｅｃ］については、後述する。

＜暖房運転挙動の例＞
次に、前記のような前記温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂによる温度ゾーンの決定、及び、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃによる第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数上限値の決定、により実現される、本実施形態の前記ヒートポンプ熱源機１における暖房運転挙動の一例を、従来手法による（＝先に補助動力源の回転数を段階的に低下させた後に主動力源の回転数を段階的に低下させる）比較例と対比しつつ説明する。

＜比較例～暖房負荷が高い場合＞
まず図１３により、前記比較例の場合の暖房運転挙動を説明する。なお、この例では、運転開始時に比較的暖房負荷が高い場合を例にとって示している。図示において、図１３（ａ）は、ヒートポンプ熱源機１の温水出力の経時推移を示し、図１３（ｂ）は、ヒートポンプ熱源機１のＣＯＰ（エネルギー効率）の経時推移を示している。図１３（ｃ）は、前記実戻り温度（図中では「温水温度」と表記。前記戻り液温度センサ３４が検出）の経時推移を示し、図１３（ｄ）は、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３のうち前記主動力源となる圧縮機（以下適宜、「主圧縮機」と称する）及び前記補助動力源となる圧縮機（以下適宜、「補助圧縮機」と称する）の回転数の経時推移を示している。

図１３において、前記の戻り温度制御が行われ、前記実戻り温度が目標戻り温度（この例では４０［℃］）となるように主・補助圧縮機の回転数が制御される。この例では、運転開始当初において前記実戻り温度が約３４℃で前記目標戻り温度より約６℃低い（図１３（ｃ）の時間ｔａ１参照）ことから、主・補助圧縮機がともに起動された後に、前記戻り温度制御により当該主・補助圧縮機の回転数は急激に上昇する。そして、当該主・補助圧縮機の回転数は、（後述する実施形態と異なり回転数上限値による規制がないことから）第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３における最高回転数（この例では１００［ｒｐｓ］）にまで達する（図１３（ｄ）の時間ｔａ２参照）。

この結果、前記実戻り温度は、目標戻り温度である約４０℃に達し（図１３（ｃ）の時間ｔａ２参照）、その後実戻り温度が前記目標戻り温度を超えて上昇する（＝オーバーシュート）と、前述の手法によって、まず補助圧縮機の回転数が主圧縮機よりも先に低下する（図１３（ｄ）の時間ｔａ３参照）。これにより前記実戻り温度は低下に転じ、補助圧縮機の回転数がある程度の低回転数となった段階で、主圧縮機の回転数低下が開始される（図１３（ｄ）の時間ｔａ４参照）。補助圧縮機が予め定められた回転数（この例では約６０［ｒｐｓ］）まで到達した後はいったんその値で維持され、その状態で主圧縮機の回転数のみが段階的に低下する（図１３（ｄ）の時間ｔａ５～ｔａ６参照）。その主圧縮機の回転数が予め定められた回転数（この例では上述と同じ約６０［ｒｐｓ］）となったらその状態で維持されるとともに、補助圧縮機の回転数が再び低下を開始し（図１３（ｄ）の時間ｔａ６参照）、予め定められた低回転数（この例では約２０［ｒｐｓ］）まで低下し、前記実戻り温度が前記目標戻り温度である約４０℃まで下がった（図１３（ｃ）の時間ｔａ７参照）後は、その状態で維持される（図１３（ｄ）の時間ｔａ７参照）。

このような手法の場合、主圧縮機の回転数は起動直後の１００［ｒｐｓ］から約６０［ｒｐｓ］まで低下して維持されるのに加え、補助圧縮機の回転数も起動直後の１００［ｒｐｓ］から低回転数である約２０［ｒｐｓ］に低下した状態で無駄に維持されることとなる。この結果、装置全体の消費電力が増大するため、図１３（ｂ）に示す前記ＣＯＰが約２．５という低い値で安定し、非効率となっている。

＜実施形態～暖房負荷が高い場合＞
次に、図１４により、本実施形態の場合の暖房運転挙動を説明する。前記同様、運転開始時に比較的暖房負荷が高い場合を例にとって示している。図示において、前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａにより前記同様の戻り温度制御が行われ、前記実戻り温度が目標戻り温度（この例では４０［℃］）となるように主・補助圧縮機の回転数が上昇を開始するが、このとき併せて前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃが決定した回転数上限値による制限制御が実行される。すなわち、前記同様、運転開始当初において前記実戻り温度が約３２℃で前記目標戻り温度より約８℃低い（図１４（ｃ）の時間ｔｂ１参照）結果、図１１の前記相関により温度ゾーンｇとなる。そして、主・補助圧縮機いずれも起動前の非稼働状態であり、停止・起動ゾーンに該当する。これらの結果、図１２の「停止・起動ゾーンかつ温度ゾーンｇ」における設定により、主圧縮機が起動されるとともに、その第１上限値が５０［ｒｐｓ］に制限され（図１４（ｄ）の時間ｔｂ１～ｔｂ２参照）、稼働状態ゾーンの切替に必要な移行時間のカウントがスタートする。

その後、前記実戻り温度が上昇して約３３．５［℃］となると（前記目標戻り温度との偏差が－６．５［℃］に縮まることで）、図１１の前記相関により温度ゾーンｆとなる。なお、この段階では、前記稼働状態ゾーンの切替に必要な移行時間（この例では停止・起動ゾーン、ｇゾーンに対応した６００［ｓｅｃ］）に達していないことから、（図１２に示すように圧縮機の稼働要求台数は１台となるものの）図１２の前記稼働状態ゾーンは切り替わらず前記停止・起動ゾーンのままとなり、図１２の「停止・起動ゾーンかつ温度ゾーンｆ」に対応して主圧縮機の第１上限値はさらに小さい４５［ｒｐｓ］に制限される（図１４（ｄ）の時間ｔｂ２～ｔｂ３参照）。これにより、前記実戻り温度の上昇はそれまでよりも緩やかになる（図１４（ｃ）の時間ｔｂ２～ｔｂ３参照）。

そして、前記移行時間である運転開始後から６００［ｓｅｃ］が経過すると、図１２の稼働状態ゾーンが前記停止・起動ゾーンから、主圧縮機１台の運転に対応した１台運転ゾーンへと切り替わり、図１２の「１台運転ゾーンかつ温度ゾーンｆ」に対応して、図１２により主圧縮機の第１上限値はより大きい９６［ｒｐｓ］まで緩和され（図１４（ｄ）の時間ｔｂ３～ｔｂ４参照）、主圧縮機の回転数は前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａの前記戻り温度制御により当該９６［ｒｐｓ］まで上昇する。これにより、前記実戻り温度の上昇割合がそれまでよりもやや急になる（図１４（ｃ）の時間ｔｂ３～ｔｂ４参照）。なお、移行時間のカウントは、図１４の時間ｔｂ２のように、停止・起動ゾーンの温度ゾーンｇから停止・起動ゾーンの温度ゾーンｆに変化しても、中断されることなく継続される。詳細には、図１２に示した停止・起動ゾーンの温度ゾーンｄ～ｇの何れかの温度ゾーンで移行時間のカウントが開始された後は、図１２に示した停止・起動ゾーンの温度ゾーンｄ～ｇの温度ゾーン間で移動があったとしても、そのカウントは継続される。１台運転ゾーンの温度ゾーンａ、ｂ間、１台運転ゾーンの温度ゾーンｅ～ｇ間、並びに、後述の２台運転ゾーンの温度ゾーンａ，ｂ間についても上記と同様の手法となる。

その後、さらに前記実戻り温度が上昇して約３５．５［℃］となると（図１４（ｃ）の時間ｔｂ４参照）、（目標戻り温度との偏差が約－４．５［℃］となることから）図１１の前記相関により温度ゾーンｅとなる。この結果、図１２の「１台運転ゾーンかつ温度ゾーンｅ」により主圧縮機の第１上限値はやや小さい９０［ｒｐｓ］に制限され、主圧縮機の回転数が９６［ｒｐｓ］から９０［ｒｐｓ］に一気に低下する（図１４（ｄ）の時間ｔｂ４～ｔｂ５参照）。

そして、前記移行時間である、前記時間ｔｂ３から６００［ｓｅｃ］が経過すると、図１２の「１台運転ゾーンかつ温度ゾーンｅ」における稼働要求台数２台の設定により、さらに補助圧縮機が起動されるとともに、稼働状態ゾーンが前記１台運転ゾーンから、主・補助圧縮機２台の運転に対応した２台運転ゾーンへと切り替わる。この結果、図１２の「２台運転ゾーンかつ温度ゾーンｅ」に対応して、主圧縮機の前記第１上限値はそれまでより大きい９６［ｒｐｓ］まで緩和され（図１４（ｄ）の時間ｔｂ５～ｔｂ６参照）、主圧縮機の回転数は前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａの前記戻り温度制御により当該９６［ｒｐｓ］まで上昇する。また補助圧縮機の前記第２上限値は９６［ｒｐｓ］とされ、補助圧縮機の回転数は前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａの前記戻り温度制御により当該９６［ｒｐｓ］まで上昇する（図１４（ｄ）の時間ｔｂ５～ｔｂ６参照）。これにより、前記実戻り温度の上昇割合がそれまでよりもやや急になる（図１４（ｃ）の時間ｔｂ５～ｔｂ６参照）。

その後、さらに前記実戻り温度が上昇して約３８．５［℃］となると（図１４（ｃ）の時間ｔｂ６参照）、（目標戻り温度との偏差が約－１．５［℃］となることから）図１１の前記相関により温度ゾーンｃとなる。この結果、図１２の「２台運転ゾーンかつ温度ゾーンｃ」により主圧縮機の第１上限値はやや小さい９０［ｒｐｓ］に制限されて主圧縮機の回転数が９６［ｒｐｓ］から９０［ｒｐｓ］に一気に低下するとともに、補助圧縮機の第２上限値はさらに小さい６６［ｒｐｓ］に制限されて補助圧縮機の回転数が９６［ｒｐｓ］から６６［ｒｐｓ］に一気に低下する（図１４（ｄ）の時間ｔｂ６～ｔｂ７参照）。これにより、前記実戻り温度の上昇は再び緩やかになる（図１４（ｃ）の時間ｔｂ６～ｔｂ７参照）。

前記緩やかな上昇により、その後前記実戻り温度が前記目標戻り温度に達すると、図１１の前記相関により温度ゾーンｂとなり図１２の「２台運転ゾーンかつ温度ゾーンｂ」により前記第１上限値は７９［ｒｐｓ］、前記第２上限値は５１［ｒｐｓ］に制限されるが、主・補助圧縮機の回転数は、あるタイミングからは前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａの前記戻り温度制御により所定の割合で低下する（図１４（ｄ）の時間ｔｂ７～ｔｂ８参照）。これにより、前記実戻り温度は上げ止まり、その後はゆっくりと低下に転じる（図１４（ｃ）の時間ｔｂ８～ｔｂ９参照）。

このとき、図１２に示すように、前記の２台運転ゾーンかつ温度ゾーンｂでの圧縮機稼働要求台数は１台であり、前述の時間ｔｂ７から６００［ｓｅｃ］が経過した段階で（前記時間ｔｂ８参照）、補助圧縮機の回転が停止されるとともに図１２の稼働状態ゾーンは再び２台運転ゾーン→１台運転ゾーンへと切り替わる。そして、図１２の「１台運転ゾーンかつ温度ゾーンｂ」に対応して主圧縮機の第１上限値は５１［ｒｐｓ］に制限される（図１４（ｄ）の時間ｔｂ８～ｔｂ９参照）。

その後、さらに前記実戻り温度が低下して前記４０［℃］を下回ると（図１４（ｃ）の時間ｔｂ９参照）、（目標戻り温度との偏差が約０．５［℃］となることから）図１１の前記相関により温度ゾーンｃとなる。この結果、図１２の「１台運転ゾーンかつ温度ゾーンｃ」により主圧縮機の第１上限値は６６［ｒｐｓ］まで緩和され、主圧縮機の回転数は前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａの前記戻り温度制御により当該６６［ｒｐｓ］まで上昇する（図１４（ｄ）の時間ｔｂ９以降参照）。

そして、前記のような経時推移に対応し、図１４（ａ）に示す温水出力は図１３（ａ）の比較例に比べれば比較的緩やかに推移し、図１４（ｂ）に示すＣＯＰは比較的３を上回る期間が長く高効率化を実現しており、また図１４（ｃ）に示す実戻り温度は、目標戻り温度に対するオーバーシュートが抑制されている。

＜冷房運転挙動の例＞
次に、本実施形態の前記ヒートポンプ熱源機１における冷房運転挙動の一例を、前記同様、そのような制御を行わない比較例と対比しつつ説明する。

＜比較例～冷房負荷が高い場合＞
まず、図１５により、前記比較例の場合の冷房運転挙動を説明する。なお、この例では、運転開始時に比較的冷房負荷が高い場合を例にとって示している。図示において、前記図１３と同様、図１５（ａ）は、ヒートポンプ熱源機１の冷水出力の経時推移を示し、図１５（ｂ）は、ヒートポンプ熱源機１のＣＯＰ（エネルギー効率）の経時推移を示しており、図１５（ｃ）は、前記実戻り温度（「冷水温度」と表記。前記戻り液温度センサ３４が検出）の経時推移を示し、図１５（ｄ）は、第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３のうち前記主圧縮機及び前記補助圧縮機の回転数の経時推移を示している。

図１５において、前記の戻り温度制御が行われ、前記実戻り温度が目標戻り温度（この例では１０［℃］）となるように主・補助圧縮機の回転数が制御される。この例では、運転開始当初において前記実戻り温度が約１７℃で前記目標戻り温度より約７℃高い（図１５（ｃ）の時間ｔｃ１参照）ことから、主・補助圧縮機がともに起動された後に、前記戻り温度制御により当該主・補助圧縮機の回転数は急激に上昇する。そして、当該主・補助圧縮機の回転数は、（後述する実施形態と異なり回転数上限値による規制がないことから）第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３における最高回転数（この例では１００［ｒｐｓ］）にまで達する（図１５（ｄ）の時間ｔｃ２参照）。

この結果、前記実戻り温度は、目標戻り温度である約１０℃に達し、その後実戻り温度が前記目標戻り温度を超えて低下する（＝アンダーシュート）と（図１５（ｃ）の時間ｔｃ３参照）、前述の手法によって、まず補助圧縮機の回転数が主圧縮機よりも先に低下する（図１５（ｄ）の時間ｔｃ３参照）。これにより前記実戻り温度は上昇に転じ、補助圧縮機の回転数がある程度の低回転数となった段階で、主圧縮機の回転数低下が開始される（図１５（ｄ）の時間ｔｃ４参照）。補助圧縮機が予め定められた回転数（この例では約６０［ｒｐｓ］）まで到達した後はいったんその値で維持され、その状態で主圧縮機の回転数のみが段階的に低下する（図１５（ｄ）の時間ｔｃ５～ｔｃ６参照）。その主圧縮機の回転数が予め定められた回転数（この例では上述と同じ約６０［ｒｐｓ］）となったらその状態で維持されるとともに、補助圧縮機の回転数が再び低下を開始し（図１５（ｄ）の時間ｔｃ６参照）、予め定められた低回転数（この例では約２０［ｒｐｓ］）まで低下し、前記実戻り温度が前記目標戻り温度である約１０℃まで戻った（図１５（ｃ）の時間ｔｃ７参照）後は、その状態で維持される（図１５（ｄ）の時間ｔｃ７参照）。

このような手法の場合、前記暖房運転時と同様、主圧縮機の回転数は起動直後の１００［ｒｐｓ］から約６０［ｒｐｓ］まで低下して維持されるのに加え、補助圧縮機の回転数も起動直後の１００［ｒｐｓ］から低回転数である約２０［ｒｐｓ］に低下した状態で無駄に維持されることとなる。この結果、装置全体の消費電力が増大するため、図１５（ｂ）に示す前記ＣＯＰが約２．５という低い値で安定し、非効率となっている。

＜実施形態～冷房負荷が高い場合＞
次に、図１６により、本実施形態の場合の冷房運転挙動を説明する。前記同様、運転開始時に比較的冷房負荷が高い場合を例にとって示している。図示において、前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａにより前記同様の戻り温度制御が行われ、前記実戻り温度が目標戻り温度（この例では１０［℃］）となるように主・補助圧縮機の回転数が上昇を開始するが、このとき併せて前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃが決定した回転数上限値による制限制御が実行される。すなわち、前記同様、運転開始当初において前記実戻り温度が約１７℃で前記目標戻り温度より約７℃高い（図１６（ｃ）の時間ｔｄ１参照）結果、図１１の前記相関により温度ゾーンｇとなる。そして、主・補助圧縮機いずれも起動前の非稼働状態である停止・起動ゾーンに該当する。これらの結果、図１２の「停止・起動ゾーンかつ温度ゾーンｇ」における稼働要求台数１台の設定により、主圧縮機が起動されるとともに、その第１上限値が５０［ｒｐｓ］に制限され（図１６（ｄ）の時間ｔｄ１～ｔｄ２参照）、稼働状態ゾーンの切替に必要な移行時間のカウントがスタートする。

その後、前記実戻り温度が低下して約１６［℃］となると（前記目標戻り温度との偏差が＋６［℃］に縮まることで）、図１１の前記相関により温度ゾーンｆとなる。なお、この段階では、前記稼働状態ゾーンの切替に必要な移行時間（この例では停止・起動ゾーン、ｆゾーンに対応した６００［ｓｅｃ］）に達していないことから、（図１２に示すように圧縮機の稼働要求台数は１台となるものの）図１２の前記稼働状態ゾーンは切り替わらず前記停止・起動ゾーンのままとなり、図１２の「停止・起動ゾーンかつ温度ゾーンｆ」に対応して主圧縮機の第１上限値はさらに小さい４５［ｒｐｓ］に制限される（図１６（ｄ）の時間ｔｄ２～ｔｄ３参照）。これにより、前記実戻り温度の低下はそれまでよりも緩やかになる（図１６（ｃ）の時間ｔｄ２～ｔｄ３参照）。

そして、前記移行時間である運転開始後から６００［ｓｅｃ］が経過すると、図１２の稼働状態ゾーンが前記停止・起動ゾーンから、主圧縮機１台の運転に対応した１台運転ゾーンへと切り替わり、図１２の「１台運転ゾーンかつ温度ゾーンｆ」に対応して、図１２により主圧縮機の第１上限値はより大きい９６［ｒｐｓ］まで緩和され（図１６（ｄ）の時間ｔｄ３～ｔｄ４参照）、主圧縮機の回転数は前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａの前記戻り温度制御により当該９６［ｒｐｓ］まで上昇する。これにより、前記実戻り温度の低下割合がそれまでよりもやや急になる（図１６（ｃ）の時間ｔｄ３～ｔｄ４参照）。なお、前記同様、移行時間のカウントは、図１６の時間ｔｄ２のように、停止・起動ゾーンの温度ゾーンｇから停止・起動ゾーンの温度ゾーンｆに変化しても中断されることなく継続される。すなわち、停止・起動ゾーンの温度ゾーンｄ～ｇ間、１台運転ゾーンの温度ゾーンａ，ｂ間，１台運転ゾーンの温度ゾーンｅ～ｇ間、後述の２台運転ゾーンの温度ゾーンａ，ｂ間で移動があったとしても、そのカウントは継続される。

その後、さらに前記実戻り温度が低下して約１４．５［℃］となると（図１６（ｃ）の時間ｔｄ４参照）、（目標戻り温度との偏差が約＋４．５［℃］となることから）図１１の前記相関により温度ゾーンｅとなる。この結果、図１２の「１台運転ゾーンかつ温度ゾーンｅ」により主圧縮機の第１上限値はやや小さい９０［ｒｐｓ］に制限され、主圧縮機の回転数が９６［ｒｐｓ］から９０［ｒｐｓ］に一気に低下する（図１６（ｄ）の時間ｔｄ４～ｔｄ５参照）。

そして、前記移行時間である、前記時間ｔｄ３から６００［ｓｅｃ］が経過すると、図１２の「１台運転ゾーンかつ温度ゾーンｅ」における稼働要求台数２台の設定により、さらに補助圧縮機が起動されるとともに、稼働状態ゾーンが前記１台運転ゾーンから、主・補助圧縮機２台の運転に対応した２台運転ゾーンへと切り替わる。この結果、前記同様、図１２の「２台運転ゾーンかつ温度ゾーンｅ」に対応して、主圧縮機の前記第１上限値はそれまでより大きい９６［ｒｐｓ］まで緩和され（図１６（ｄ）の時間ｔｄ５～ｔｄ６参照）、主圧縮機の回転数は前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａの前記戻り温度制御により当該９６［ｒｐｓ］まで上昇する。また補助圧縮機の前記第２上限値は９６［ｒｐｓ］とされ、補助圧縮機の回転数は前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａの前記戻り温度制御により当該９６［ｒｐｓ］まで上昇する（図１６（ｄ）の時間ｔｄ５～ｔｄ６参照）。これにより、前記実戻り温度の低下割合がそれまでよりもやや急になる（図１６（ｃ）の時間ｔｄ５～ｔｄ６参照）。

その後、さらに前記実戻り温度が低下して約１１［℃］となると（図１６（ｃ）の時間ｔｄ６参照）、（目標戻り温度との偏差が約＋１［℃］となることから）図１１の前記相関により温度ゾーンｃとなる。この結果、図１２の「２台運転ゾーンかつ温度ゾーンｃ」により主圧縮機の第１上限値はやや小さい９０［ｒｐｓ］に制限されて主圧縮機の回転数が９６［ｒｐｓ］から９０［ｒｐｓ］に一気に低下するとともに、補助圧縮機の第２上限値はさらに小さい６６［ｒｐｓ］に制限されて補助圧縮機の回転数が９６［ｒｐｓ］から６６［ｒｐｓ］に一気に低下する（図１６（ｄ）の時間ｔｄ６～ｔｄ７参照）。これにより、前記実戻り温度の低下は再び緩やかになる（図１６（ｃ）の時間ｔｄ６～ｔｄ７参照）。

前記緩やかな低下により、その後前記実戻り温度が前記目標戻り温度に達すると、図１１の前記相関により温度ゾーンｂとなり図１２の「２台運転ゾーンかつ温度ゾーンｂ」により前記第１上限値は７９［ｒｐｓ］、前記第２上限値は５１［ｒｐｓ］に制限されるが、主・補助圧縮機の回転数は、あるタイミングからは前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａの前記戻り温度制御により所定の割合で低下する（図１６（ｄ）の時間ｔｄ７～ｔｄ８参照）。これにより、前記実戻り温度は下げ止まり、その後はゆっくりと上昇に転じる（図１６（ｃ）の時間ｔｄ８～ｔｄ９参照）。

このとき、図１２に示すように、前記の２台運転ゾーンかつ温度ゾーンｂでの圧縮機稼働要求台数は１台であり、前述の時間ｔｄ７から６００［ｓｅｃ］が経過した段階で（前記時間ｔｄ８参照）、補助圧縮機の回転が停止されるとともに図１２の稼働状態ゾーンは再び２台運転ゾーン→１台運転ゾーンへと切り替わる。そして、図１２の「１台運転ゾーンかつ温度ゾーンｂ」に対応して主圧縮機の第１上限値は５１［ｒｐｓ］に制限される（図１６（ｄ）の時間ｔｄ８～ｔｄ９参照）。

その後、さらに前記実戻り温度が上昇して前記１０［℃］を上回ると（図１６（ｃ）の時間ｔｄ９参照）、図１１の前記相関により温度ゾーンｃとなる。この結果、図１２の「１台運転ゾーンかつ温度ゾーンｃ」により主圧縮機の第１上限値は６６［ｒｐｓ］まで緩和され、主圧縮機の回転数は前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａの前記戻り温度制御により当該６６［ｒｐｓ］まで上昇する（図１６（ｄ）の時間ｔｄ９以降参照）。

そして、前記のような経時推移に対応し、図１６（ａ）に示す冷水出力は図１５（ａ）の比較例に比べれば比較的緩やかに推移し、図１６（ｂ）に示すＣＯＰは比較的３を上回る期間が長く高効率化を実現しており、また図１６（ｃ）に示す実戻り温度は、目標戻り温度に対するアンダーシュートが抑制されている。

なお、以上は、前記したように、運転開始時において比較的暖房・冷房負荷が高い場合を例にとって説明したが、運転開始時において比較的暖房・冷房負荷が低い場合においても適用可能である。そのような例を、図１７～図２０により説明する。

＜比較例～暖房負荷が低い場合＞
まず図１７により、前記従来手法による比較例において、運転開始時に比較的暖房負荷が低い場合の暖房運転挙動を説明する。前記図１３と同様、図示において、図１７（ａ）は、ヒートポンプ熱源機１の温水出力の経時推移を示し、図１７（ｂ）は、ヒートポンプ熱源機１のＣＯＰ（エネルギー効率）の経時推移を示し、図１７（ｃ）は、前記実戻り温度（図中では「温水温度」と表記。前記戻り液温度センサ３４が検出）の経時推移を示し、図１７（ｄ）は、前記主圧縮機及び前記補助圧縮機の回転数の経時推移を示している。

図１７において、前記同様、前記実戻り温度が目標戻り温度（この例では４０［℃］）となるように主・補助圧縮機の回転数が制御され、この例では、運転開始当初において前記実戻り温度が約３３℃で前記目標戻り温度より約７℃低い（図１７（ｃ）の時間ｔｅ１参照）ことから、主・補助圧縮機がともに起動された後に、前記戻り温度制御により当該主・補助圧縮機の回転数は急激に上昇する。そして、当該主・補助圧縮機の回転数は、（後述する実施形態と異なり回転数上限値による規制がないことから）第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３における最高回転数（前記の１００［ｒｐｓ］）にまで達する（図１７（ｄ）の時間ｔｅ２参照）。

この結果、前記実戻り温度は、目標戻り温度である約４０℃に達し（図１７（ｃ）の時間ｔｅ１～ｔｅ２参照）、その後実戻り温度が前記目標戻り温度を超えて上昇する（＝オーバーシュート）と、前記同様、まず補助圧縮機の回転数が主圧縮機よりも先に低下する（図１７（ｄ）の時間ｔｅ３参照）。これにより前記実戻り温度は低下に転じ、補助圧縮機の回転数がある程度の低回転数（この例では約６０［ｒｐｓ］）となった段階で、主圧縮機の回転数低下が開始される（図１７（ｄ）の時間ｔｅ４参照）。補助圧縮機が予め定められた回転数（前記約６０［ｒｐｓ］）まで到達した後はいったんその値で維持され、その状態で主圧縮機の回転数のみが段階的に低下する（図１７（ｄ）の時間ｔｅ４～ｔｅ５参照）。その主圧縮機の回転数が予め定められた回転数（この例では上述と同じ約６０［ｒｐｓ］）となったらその状態で維持されるとともに、補助圧縮機の回転数が再び低下を開始する（図１７（ｄ）の時間ｔｅ５参照）。その後、段階的に予め定められた回転数（この例では約４０［ｒｐｓ］）まで低下した後、補助圧縮機は駆動停止され（図１７（ｄ）の時間ｔｅ６参照）、そのタイミングで主圧縮機の回転数もさらに所定回転数（この例では約５０［ｒｐｓ］）まで低下した後、その状態で維持される（図１７（ｄ）の時間ｔｅ６以降参照）。

この手法の場合、主圧縮機及び補助圧縮機の両方が起動されてそれぞれ回転数１００［ｒｐｓ］まで急上昇した後、それぞれ段階的に低下し、その後、補助圧縮機は、時間ｔｅ６まで比較的低回転数（約６０［ｒｐｓ］～４０［ｒｐｓ］）となった状態で無駄に維持される。この結果、装置全体の消費電力が増大するため、図１７（ｂ）に示す前記ＣＯＰが時間ｔｅ６より前は３．５未満という低い値で推移し、非効率となっている。

＜実施形態～暖房負荷が低い場合＞
次に、図１８により、本実施形態の場合の暖房運転挙動を説明する。前記同様、運転開始時に比較的暖房負荷が低い場合を例にとって示している。図示において、前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａにより前記同様の戻り温度制御が行われ、前記実戻り温度が目標戻り温度（この例では４０［℃］）となるように主・補助圧縮機の回転数が上昇を開始するが、このとき併せて前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃが決定した回転数上限値による制限制御が実行される。すなわち、前記同様、運転開始当初において前記実戻り温度が約３２℃で前記目標戻り温度より約８℃低い（図１８（ｃ）の時間ｔｆ１参照）結果、図１１に基づき、前記「停止・起動ゾーン」かつ「温度ゾーンｇ」となる。そして、図１２の「停止・起動ゾーンかつ温度ゾーンｇ」における稼働要求台数１台の設定により、主圧縮機が起動されるとともに、その第１上限値が５０［ｒｐｓ］に制限され（図１８（ｄ）の時間ｔｆ１～ｔｆ２参照）、稼働状態ゾーンの切替に必要な移行時間のカウントがスタートする。

その後、前記低負荷により前記実戻り温度が比較的早く上昇し約３７．５［℃］となると（前記目標戻り温度との偏差が－２．５［℃］に縮まることで）、図１１の前記相関により温度ゾーンｄとなる。なお、この段階では、前記稼働状態ゾーンの切替に必要な移行時間（この例では停止・起動ゾーン、ｇゾーンに対応した６００［ｓｅｃ］）に達していないことから、（図１２に示すように圧縮機の稼働要求台数は１台となるものの）図１２の前記稼働状態ゾーンは切り替わらず前記停止・起動ゾーンのままとなり、図１２の「停止・起動ゾーンかつ温度ゾーンｄ」に対応して主圧縮機の第１上限値はさらに小さい３５［ｒｐｓ］に制限される（図１８（ｄ）の時間ｔｆ２～ｔｆ３参照）。これにより、前記実戻り温度の上昇はそれまでよりも緩やかになる（図１８（ｃ）の時間ｔｆ２～ｔｆ３参照）。

そして、前記移行時間である運転開始後から６００［ｓｅｃ］が経過すると、図１２の稼働状態ゾーンが前記停止・起動ゾーンから、主圧縮機１台の運転に対応した１台運転ゾーンへと切り替わり、図１２の「１台運転ゾーンかつ温度ゾーンｄ」に対応して、図１２により主圧縮機の第１上限値はより大きい７９［ｒｐｓ］まで緩和され（図１８（ｄ）の時間ｔｆ３～ｔｆ４参照）、主圧縮機の回転数は前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａの前記戻り温度制御により当該７９［ｒｐｓ］まで上昇する。これにより、前記実戻り温度の上昇割合がそれまでよりもやや急になる（図１８（ｃ）の時間ｔｆ３～ｔｆ４参照）。

その後、さらに前記実戻り温度が上昇して約３９［℃］となると（図１８（ｃ）の時間ｔｆ４参照）、（目標戻り温度との偏差が約－１［℃］となることから）図１１の前記相関により温度ゾーンｃとなる。この結果、図１２の「１台運転ゾーンかつ温度ゾーンｃ」により主圧縮機の第１上限値はやや小さい６６［ｒｐｓ］に制限され、主圧縮機の回転数が７９［ｒｐｓ］から６６［ｒｐｓ］に一気に低下する（図１８（ｄ）の時間ｔｆ４～ｔｆ５参照）。

その後、前記実戻り温度が上昇して前記目標温度に達したことで、主圧縮機の回転数は前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａの前記戻り温度制御により前記６６［ｒｐｓ］から所定の割合で低下し、ある程度低下した状態で（この例では約５５［ｒｐｓ］）で維持される（図１８（ｄ）の時間ｔｆ５以降参照）。これにより、前記実戻り温度は上げ止まり、その後は前記目標温度（前記４０℃）近傍において安定化する（図１８（ｃ）の時間ｔｆ５以降参照）。

そして、前記のような経時推移に対応し、図１８（ａ）に示す温水出力は図１７（ａ）の比較例に比べれば比較的緩やかに推移し、図１８（ｂ）に示すＣＯＰは早期に３を上回るとともに前記安定化後は約３．５となって高効率化を実現しており、また図１８（ｃ）に示す実戻り温度は、目標戻り温度に対するオーバーシュートが抑制されている。

＜冷房運転挙動の例＞
次に、運転開始時に比較的冷房負荷が低い場合における、本実施形態の前記ヒートポンプ式温調システム１００での冷房運転挙動の一例を、前記同様、そのような制御を行わない比較例と対比しつつ説明する。

＜比較例～冷房負荷が低い場合＞
次に、図１９により、前記従来手法による比較例において、運転開始時に比較的冷房負荷が低い場合の冷房運転挙動を説明する。前記図１７と同様、図示において、図１９（ａ）は、ヒートポンプ熱源機１の冷水出力の経時推移を示し、図１９（ｂ）は、ヒートポンプ熱源機１のＣＯＰ（エネルギー効率）の経時推移を示し、図１９（ｃ）は、前記実戻り温度（図中では「冷水温度」と表記。前記戻り液温度センサ３４が検出）の経時推移を示し、図１９（ｄ）は、前記主圧縮機及び前記補助圧縮機の回転数の経時推移を示している。

図１９において、前記同様、前記実戻り温度が目標戻り温度（この例では１０［℃］）となるように主・補助圧縮機の回転数が制御され、この例では、運転開始当初において前記実戻り温度が約１７℃で前記目標戻り温度より約７℃高い（図１９（ｃ）の時間ｔｇ１参照）ことから、主・補助圧縮機がともに起動された後に、前記戻り温度制御により当該主・補助圧縮機の回転数は急激に上昇する。そして、当該主・補助圧縮機の回転数は、（後述する実施形態と異なり回転数上限値による規制がないことから）第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３における最高回転数（前記の１００［ｒｐｓ］）にまで達する（図１９（ｄ）の時間ｔｇ２参照）。

この際、冷房負荷が小さいことによる前記実戻り温度の急激な低下に対応し、前記同様、まず補助圧縮機の回転数が主圧縮機よりも先に低下する（図１９（ｄ）の時間ｔｇ３参照）。これにより、低下する前記実戻り温度が目標戻り温度である約１０℃に達し（図１９（ｃ）の時間ｔｇ３～ｔｇ４参照）、さらに実戻り温度は前記目標戻り温度を超えて低下（＝アンダーシュート）した後は、前記実戻り温度は上昇に転じる。その後、補助圧縮機の回転数がある程度の低回転数（この例では約６０［ｒｐｓ］）となった段階で、主圧縮機の回転数低下が開始される（図１９（ｄ）の時間ｔｇ４参照）。補助圧縮機が予め定められた回転数（前記約６０［ｒｐｓ］）まで到達した後はいったんその値で維持され、その状態で主圧縮機の回転数のみが段階的に低下する（図１９（ｄ）の時間ｔｇ４～ｔｇ５参照）。その主圧縮機の回転数が予め定められた回転数（この例では上述と同じ約６０［ｒｐｓ］）となったらその状態で維持されるとともに、補助圧縮機の回転数が再び低下を開始する（図１９（ｄ）の時間ｔｇ５参照）。その後、段階的に予め定められた回転数（この例では約４０［ｒｐｓ］）まで低下した後、補助圧縮機は駆動停止され（図１９（ｄ）の時間ｔｇ６参照）、そのタイミングで主圧縮機の回転数もさらに所定回転数（この例では約５０［ｒｐｓ］）まで低下した後、その状態で維持される（図１９（ｄ）の時間ｔｇ６以降参照）。

この手法の場合、主圧縮機及び補助圧縮機の両方が起動されてそれぞれ回転数１００［ｒｐｓ］まで急上昇した後、それぞれ段階的に低下し、その後、補助圧縮機は、時間ｔｇ６まで比較的低回転数（約６０［ｒｐｓ］～４０［ｒｐｓ］）となった状態で無駄に維持される。この結果、装置全体の消費電力が増大するため、図１９（ｂ）に示す前記ＣＯＰが時間ｔｇ６より前は３．５未満という低い値で推移し、非効率となっている。

＜実施形態～冷房負荷が低い場合＞
次に、図２０により、本実施形態の場合の冷房運転挙動を説明する。前記同様、運転開始時に比較的冷房負荷が低い場合を例にとって示している。図示において、前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａにより前記同様の戻り温度制御が行われ、前記実戻り温度が目標戻り温度（この例では１０［℃］）となるように主・補助圧縮機の回転数が上昇を開始するが、このとき併せて前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃが決定した回転数上限値による制限制御が実行される。すなわち、前記同様、運転開始当初において前記実戻り温度が約１７℃で前記目標戻り温度より約７℃高い（図２０（ｃ）の時間ｔｈ１参照）結果、図１１に基づき、前記「停止・起動ゾーン」かつ「温度ゾーンｇ」となる。そして、図１２の「停止・起動ゾーンかつ温度ゾーンｇ」における稼働要求台数１台の設定により、主圧縮機が起動されるとともに、その第１上限値が５０［ｒｐｓ］に制限され（図２０（ｄ）の時間ｔｈ１～ｔｈ２参照）、稼働状態ゾーンの切替に必要な移行時間のカウントがスタートする。

その後、前記低負荷により前記実戻り温度が比較的早く低下し約１３［℃］となると（前記目標戻り温度との偏差が＋３［℃］に縮まることで）、図１１の前記相関により温度ゾーンｄとなる。なお、この段階では、前記稼働状態ゾーンの切替に必要な移行時間（この例では停止・起動ゾーン、ｇゾーンに対応した６００［ｓｅｃ］）に達していないことから、（図１２に示すように圧縮機の稼働要求台数は１台となるものの）図１２の前記稼働状態ゾーンは切り替わらず前記停止・起動ゾーンのままとなり、図１２の「停止・起動ゾーンかつ温度ゾーンｄ」に対応して主圧縮機の第１上限値はさらに小さい３５［ｒｐｓ］に制限される（図２０（ｄ）の時間ｔｈ２～ｔｈ３参照）。これにより、前記実戻り温度の低下はそれまでよりも緩やかになる（図２０（ｃ）の時間ｔｈ２～ｔｈ３参照）。

そして、前記移行時間である運転開始後から６００［ｓｅｃ］が経過すると、図１２の稼働状態ゾーンが前記停止・起動ゾーンから、主圧縮機１台の運転に対応した１台運転ゾーンへと切り替わり、図１２の「１台運転ゾーンかつ温度ゾーンｄ」に対応して、図１２により主圧縮機の第１上限値はより大きい７９［ｒｐｓ］まで緩和され（図２０（ｄ）の時間ｔｈ３～ｔｈ４参照）、主圧縮機の回転数は前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａの前記戻り温度制御により当該７９［ｒｐｓ］まで上昇する。これにより、前記実戻り温度の低下割合がそれまでよりもやや急になる（図２０（ｃ）の時間ｔｈ３～ｔｈ４参照）。

その後、さらに前記実戻り温度が低下して約１１［℃］となると（図２０（ｃ）の時間ｔｈ４参照）、（目標戻り温度との偏差が約＋１［℃］となることから）図１１の前記相関により温度ゾーンｃとなる。この結果、図１２の「１台運転ゾーンかつ温度ゾーンｃ」により主圧縮機の第１上限値はやや小さい６６［ｒｐｓ］に制限され、主圧縮機の回転数が７９［ｒｐｓ］から６６［ｒｐｓ］に一気に低下する（図２０（ｄ）の時間ｔｈ４～ｔｈ５参照）。

その後、前記実戻り温度が低下して前記目標温度に達したことで、主圧縮機の回転数は前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａの前記戻り温度制御により前記６６［ｒｐｓ］から所定の割合で低下し、ある程度低下した状態で（この例では約５５［ｒｐｓ］）で維持される（図２０（ｄ）の時間ｔｈ５以降参照）。これにより、前記実戻り温度は下げ止まり、その後は前記目標温度（前記１０℃）近傍において安定化する（図２０（ｃ）の時間ｔｈ５以降参照）。

そして、前記のような経時推移に対応し、図２０（ａ）に示す冷水出力は図１９（ａ）の比較例に比べれば比較的緩やかに推移し、図２０（ｂ）に示すＣＯＰは早期に３を上回るとともに前記安定化後は約３．５となって高効率化を実現しており、また図２０（ｃ）に示す実戻り温度は、目標戻り温度に対するアンダーシュートが抑制されている。

＜制御手順＞
以上のような挙動を実現する、本実施形態の地中熱制御装置６１及び空気熱制御装置６２に備えられた前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａ（詳細には前記の戻り温度制御部６１ａ，６２ａ、温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂ、上限値決定部６１ｃ，６２ｃ）により実行される制御内容を、前記暖房運転時を例にとって図２１、図２２、及び図２３により説明する。

図２１において、まず、ステップＳ１０５で、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記主圧縮機が非稼働状態（すなわち前記図１２の「停止・起動ゾーン」に該当する状態）でかつ前記温度ゾーンｄ，ｅ，ｆ，ｇのいずれかに該当する状態であるか否か、を判定する。前記主圧縮機が停止・起動ゾーンでかつ温度ゾーンｄ～ｇのいずれかに該当する場合は判定が満たされ（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、後述のステップＳ１１５に移る。それ以外の場合は、判定は満たされず（Ｓ１０５：ＮＯ）、ステップＳ１１０に移る。

ステップＳ１１０では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記主圧縮機が停止していればその停止状態を維持し、前記主圧縮機が起動していれば、公知の制御により前記主圧縮機を停止する。その後、前記ステップＳ１０５に戻って同様の手順を繰り返す。

一方、ステップＳ１０５から移行したステップＳ１１５では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、公知の制御により前記主圧縮機を起動する（既に起動した状態であれば、その起動状態を維持する）とともに、前記温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂにより、前記主圧縮機の回転数の上限値を決定する。すなわち、温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂが、前記実戻り温度と前記目標戻り温度との前記偏差△Ｔ２に従い、前記図１１（ａ）に示した相関（第１相関）を参照して対応する温度ゾーンａ～ｇを決定するとともに、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、その決定された温度ゾーンａ～ｇとその時点での前記主圧縮機の運転状態に対応した前記稼働状態ゾーンとに従い、前記図１２に示した相関（第２相関）を参照して、前記主圧縮機の回転数の上限値を決定する。その後、ステップＳ１２０に移る。

ステップＳ１２０では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出された前記実戻り温度（実水温）が、前記目標戻り温度（目標水温）未満であるか否かを判定する。前記実戻り温度が前記目標戻り温度以上である場合は、判定が満たされず（Ｓ１２０：ＮＯ）、前記ステップＳ１０５に戻って同様の手順を繰り返す。前記実戻り温度が前記目標戻り温度未満である場合は、判定が満たされ（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、ステップＳ１２５に移る。

ステップＳ１２５では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、この時点での前記主圧縮機の回転数が前記ステップＳ１１５で決定した前記上限値未満であるか否かを判定する。前記上限値以上である場合は、判定が満たされず（Ｓ１２５：ＮＯ）、ステップＳ１３０に移る。

ステップＳ１３０では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、前記主圧縮機の回転数を、前記ステップＳ１１５で決定された前記上限値に制御する。その後、後述するステップＳ１４０に移る。

一方、ステップＳ１２５において、前記主圧縮機の回転数が前記ステップＳ１１５で決定した前記上限値未満であった場合は、判定が満たされ（Ｓ１２５：ＹＥＳ）、ステップＳ１３５に移る。

ステップＳ１３５では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａにより、前記目標戻り温度と前記実戻り温度との前記偏差△Ｔ１に従い、前記図１０（ａ）に示した相関（第３相関）を参照して、対応する回転数となるように、前記主圧縮機の回転数を増加させる。その後、ステップＳ１４０に移る。

ステップＳ１４０では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記した図１２における稼働状態ゾーン切り替えための移行時間（前記の例では６００秒）が経過したか否かを判定する。６００秒が経過していない場合は判定が満たされず（Ｓ１４０：ＮＯ）、前記ステップＳ１０５へ戻って同様の手順を繰り返す。６００秒が経過していた場合は判定が満たされ（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、後述の図２２に示すステップＳ１５５に移る。

図２２において、前記ステップＳ１４０から移行したステップＳ１５５では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、前記図１２に示した相関（第２相関）を参照して、前記主圧縮機の回転数の上限値を、前記１台運転ゾーン、かつ、前記温度ゾーンａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇのいずれかのゾーン、に対応して決定する。その後、後述のステップＳ１６０に移る。

ステップＳ１６０では、前記ステップＳ１２０と同様、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出された前記実戻り温度（実水温）が、前記目標戻り温度（目標水温）未満であるか否かを判定する。例えば前記温度ゾーンｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇのいずれかであり前記実戻り温度が前記目標戻り温度未満であった場合は判定が満たされ（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、後述のステップＳ１９０に移る。例えば前記温度ゾーンａ，ｂのいずれかであり前記実戻り温度が前記目標戻り温度以上であった場合は判定が満たされず（Ｓ１６０：ＮＯ）、ステップＳ１６５に移る。

ステップＳ１６５では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、この時点での前記主圧縮機の回転数が、予め機構的に定まる所定の下限値（前述の下限回転数）以下であるか否かを判定する。下限値より大きい場合は、判定が満たされず（Ｓ１６５：ＮＯ）、ステップＳ１７０に移る。

ステップＳ１７０では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａにより、前記目標戻り温度と前記実戻り温度との前記偏差△Ｔ１に従い、前記図１０（ａ）に示した相関（第３相関）を参照して、対応する回転数となるように、前記主圧縮機の回転数を減少させる。その後、後述のステップＳ１８０に移る。

一方、前記ステップＳ１６５において、前記主圧縮機の回転数が前記下限値以下であった場合は、判定が満たされ（Ｓ１６５：ＹＥＳ）、ステップＳ１７５に移る。

ステップＳ１７５では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、前記主圧縮機の回転数を前記下限値に制御する。その後、ステップＳ１８０に移る。

ステップＳ１８０では、前記ステップＳ１４０と同様、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記した図１２における稼働状態ゾーン切り替えための移行時間（前記の例では６００秒）が経過したか否かを判定する。６００秒が経過していない場合は判定が満たされず（Ｓ１８０：ＮＯ）、前記ステップＳ１５５へ戻って同様の手順を繰り返す。６００秒が経過していた場合は判定が満たされ（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、ステップＳ１８５に移る。

ステップＳ１８５では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、公知の制御により前記主圧縮機を停止する。その後、前記図２１のステップＳ１０５に戻って同様の手順を繰り返す。

一方、前記ステップＳ１６０において、前記実戻り温度が前記目標戻り温度未満であった場合は判定が満たされ（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、ステップＳ１９０に移る。

ステップＳ１９０では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、この時点での前記主圧縮機の回転数が、前記ステップＳ１５５で決定された上限値未満であるか否かを判定する。上限値以上であった場合は、判定が満たされず（Ｓ１９０：ＮＯ）、ステップＳ１９５に移る。

ステップＳ１９５では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、前記主圧縮機の回転数を、前記ステップＳ１５５で決定された前記上限値に制御する。その後、後述のステップＳ２０２に移る。

一方、前記ステップＳ１９０において、前記主圧縮機の回転数が前記上限値未満であった場合は、判定が満たされ（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、ステップＳ２００に移る。

ステップＳ２００では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａにより、前記目標戻り温度と前記実戻り温度との前記偏差△Ｔ１に従い、前記図１０（ａ）に示した相関（第３相関）を参照して、対応する回転数となるように、前記主圧縮機の回転数を増加させる。その後、ステップＳ２０２に移る。

ステップＳ２０２では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記主圧縮機が前記温度ゾーンｅ，ｆ，ｇのいずれかに該当する状態であるか否か、を判定する。温度ゾーンｃ，ｄの場合は判定が満たされず（Ｓ２０２：ＮＯ）、前記ステップＳ１５５に戻り、同様の手順を繰り返す。温度ゾーンｅ，ｆ，ｇのいずれかに該当する場合は判定が満たされ（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、ステップＳ２０５に移る。

ステップＳ２０５では、前記ステップＳ１４０及びステップＳ１８０と同様、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記した図１２における稼働状態ゾーン切り替えための移行時間（前記の例では６００秒）が経過したか否かを判定する。６００秒が経過していない場合は判定が満たされず（Ｓ２０５：ＮＯ）、前記ステップＳ１５５へ戻って同様の手順を繰り返す。６００秒が経過していた場合は判定が満たされ（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、後述の図２３に示すステップＳ３１５に移る。

図２３において、前記ステップＳ２０５の判定が満たされて移行したステップＳ３１５では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、公知の制御により前記補助圧縮機を起動する（既に起動した状態であれば、その起動状態を維持する）とともに、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、前記圧縮機の回転数の上限値と前記補助圧縮機の回転数の上限値とを決定する。すなわち、温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂが、前記実戻り温度と前記目標戻り温度との前記偏差△Ｔ２に従い、前記図１１（ａ）に示した相関（第１相関）を参照して対応する温度ゾーンａ～ｇを決定するとともに、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、前記図１２に示した相関（第２相関）を参照して、前記主圧縮機及び前記補助圧縮機の回転数の上限値を、前記２台運転ゾーン、かつ、前記決定された温度ゾーンａ～ｇ、に対応して、決定する。その後、ステップＳ３６０に移る。

ステップＳ３６０では、前記ステップＳ１２０及び前記ステップＳ１６０と同様、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出された前記実戻り温度（実水温）が、前記目標戻り温度（目標水温）未満であるか否かを判定する。例えば前記温度ゾーンｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇのいずれかであり前記実戻り温度が前記目標戻り温度未満であった場合は判定が満たされ（Ｓ３６０：ＹＥＳ）、後述のステップＳ３９０に移る。例えば前記温度ゾーンａ，ｂのいずれかであり前記実戻り温度が前記目標戻り温度以上であった場合は判定が満たされず（Ｓ３６０：ＮＯ）、ステップＳ３６５に移る。

ステップＳ３６５では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、この時点での前記主・補助圧縮機の回転数が、予め機構的に定まる所定の下限値（前述の下限回転数）以下であるか否かを判定する。下限値より大きい場合は、判定が満たされず（Ｓ３６５：ＮＯ）、ステップＳ３７０に移る。

ステップＳ３７０では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａにより、前記目標戻り温度と前記実戻り温度との前記偏差△Ｔ１に従い、前記図１０（ａ）に示した相関（第３相関）を参照して、対応する回転数となるように、前記主・補助圧縮機の回転数を減少させる。その後、後述のステップＳ３８０に移る。

一方、前記ステップＳ３６５において、前記主・補助圧縮機の回転数が前記下限値以下であった場合は、判定が満たされ（Ｓ３６５：ＹＥＳ）、ステップＳ３７５に移る。

ステップＳ３７５では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、前記主・補助圧縮機の回転数を前記下限値に制御する。その後、ステップＳ３８０に移る。

なお、前記ステップＳ３６５、ステップＳ３７０、ステップＳ３７５における各処理は、実際には、前記主圧縮機及び前記補助圧縮機のそれぞれに対し、個別に処理が行われる。すなわち、ステップＳ３６５において主圧縮機の回転数が前記下限値以下で判定が満たされる一方、補助圧縮機の回転数は前記下限値未満で判定が満たされない場合には、主圧縮機についてはステップＳ３７５にて回転数が下限値とされる一方、補助圧縮機についてはステップＳ３７０にて温調制御により回転数が減少される。逆に、ステップＳ３６５において補助圧縮機の回転数が前記下限値以下で判定が満たされる一方、主圧縮機の回転数は前記下限値未満で判定が満たされない場合には、補助圧縮機についてはステップＳ３７５にて回転数が下限値とされる一方、主圧縮機についてはステップＳ３７０にて温調制御により回転数が減少される。

ステップＳ３８０では、前記ステップＳ１４０と同様、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記した図１２における稼働状態ゾーン切り替えための移行時間（前記の例では６００秒）が経過したか否かを判定する。６００秒が経過していない場合は判定が満たされず（Ｓ３８０：ＮＯ）、前記ステップＳ３１５へ戻って同様の手順を繰り返す。６００秒が経過していた場合は判定が満たされ（Ｓ３８０：ＹＥＳ）、ステップＳ３８５に移る。

ステップＳ３８５では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、公知の制御により前記補助圧縮機を停止する。その後、前記図２２のステップＳ１５５に戻って同様の手順を繰り返す。

一方、前記ステップＳ３６０において、前記実戻り温度が前記目標戻り温度未満であった場合は判定が満たされ（Ｓ３６０：ＹＥＳ）、ステップＳ３９０に移る。

ステップＳ３９０では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、この時点での前記主・補助圧縮機の回転数が、前記ステップＳ３１５で決定された上限値未満であるか否かを判定する。上限値以上であった場合は、判定が満たされず（Ｓ３９０：ＮＯ）、ステップＳ３９５に移る。

ステップＳ３９５では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、前記主・補助圧縮機の回転数を、前記ステップＳ３１５で決定された前記上限値に制御する。

一方、前記ステップＳ３９０において、前記主・補助圧縮機の回転数が前記上限値未満であった場合は、判定が満たされ（Ｓ３９０：ＹＥＳ）、ステップＳ４００に移る。

ステップＳ４００では、前記圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記戻り温度制御部６１ａ，６２ａにより、前記目標戻り温度と前記実戻り温度との前記偏差△Ｔ１に従い、前記図１０（ａ）に示した相関（第３相関）を参照して、対応する回転数となるように、前記主・補助圧縮機の回転数を増加させる。

なお、前述と同様、前記ステップＳ３９０、ステップＳ３９５、ステップＳ４００における各処理は、実際には、前記主圧縮機及び前記補助圧縮機のそれぞれに対し、個別に処理が行われる。すなわち、ステップＳ３９０において主圧縮機の回転数が前記上限値以上で判定が満たされない一方、補助圧縮機の回転数は前記上限値未満で判定が満たされる場合には、主圧縮機についてはステップＳ３９５にて回転数が下限値とされる一方、補助圧縮機についてはステップＳ４００にて温調制御により回転数が増加される。逆に、ステップＳ３９０において補助圧縮機の回転数が前記上限値以上で判定が満たされない一方、主圧縮機の回転数は前記上限値未満で判定が満たされる場合には、補助圧縮機についてはステップＳ３９５にて回転数が下限値とされる一方、主圧縮機についてはステップＳ４００にて温調制御により回転数が増加される。

そして、前記ステップＳ３９５が終了した後、及び、前記ステップ４００が終了した後は、前記ステップＳ３１５に戻り、同様の手順を繰り返す。

なお、圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、冷房運転時においても上記に準じた制御手順を実行する（詳細な説明は省略）。

＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態のヒートポンプ熱源機１においては、地中を熱源とする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とが備えられている。地中熱ヒートポンプ回路４０には、地中熱源熱交換器４５、第１圧縮機４３、第１熱交換器４１、が備えられており、第２ヒートポンプ回路５０には、空気熱源熱交換器５５、第２圧縮機５３、第２熱交換器５１、が備えられている。そして、前記のようにして２つの圧縮機４３，５３が協働して稼働している場合で、冷房又は暖房負荷が小さくなった場合には、主圧縮機・補助圧縮機の回転数をいずれも低下させたり、さらには補助圧縮機の駆動を停止し主圧縮機のみの駆動としたりする必要がある。

これに対応して、本実施形態では、戻り液温度センサ３４と、温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂと、上限値決定部６１ｃ，６２ｃと、が設けられる。戻り液温度センサ３４が、前記負荷配管３１内の循環液Ｌの実温度を検出する。また、温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂは、検出された前記実温度とメインリモコン６０ａの操作に対応した目標温度との偏差△Ｔ２に基づき、対応する温度ゾーンを決定する。そして、前記主圧縮機及び前記補助圧縮機の両方が稼働している状態で、上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、前記温度ゾーンごとに、前記主圧縮機の回転数の第１上限値、及び、前記補助圧縮機の回転数の第２上限値、が決定される。このとき、前記偏差△Ｔ２が大きくなるほど（すなわち、暖房運転時では目標温度に対して実水温が低くなるほど、冷房運転時では目標温度に対して実水温が高くなるほど）、第１及び第２上限値が大きくなるように制御される（言い換えれば前記偏差が小さくなるほど第１及び第２上限値が小さいように制御される）と共に、常に、補助圧縮機の前記第２上限値が、主圧縮機の前記第１上限値以下となるように制御される（図１１及び図１２の２台運転ゾーン参照）。これにより、例えば主圧縮機及び補助圧縮機の２台稼働から主圧縮機のみの１台稼働へと移行する場合において、先に補助圧縮機の回転数を段階的に低下させて特定回転数に到達した後に主圧縮機の回転数を段階的に低下させて補助圧縮機の駆動を停止する手法（図１３、図１５参照）のように、補助圧縮機の回転数を低回転数で維持する無駄を行わない（図１４、図１６参照）。
また、冷房負荷又は暖房負荷が小さい場合には、主圧縮機及び補助圧縮機の２台稼働から主圧縮機のみの１台稼働へと移行する無駄（図１７、図１９参照）を行わず、最初から補助圧縮機を起動することなく主圧縮機のみ起動し、その回転数を徐々に低くすることもできる（図１８、図２０参照）。

すなわち、本実施形態においては、補助圧縮機の運転介入率を低減することができるので、ヒートポンプ熱源機１全体の消費電力を低下させて効率（例えばＣＯＰ）を向上することができる（図１４（ｂ）、図１６（ｂ）、図１８（ｂ
）、図２０（ｂ）参照）。特に、前記偏差△Ｔ２が大きいほど主圧縮機及び補助圧縮機を最大限動作させるようにしつつ（図１２の２台運転ゾーンの温度ゾーンｆ，ｇ参照）、前記偏差△Ｔ２が小さいほど補助圧縮機の回転数をより小さくする（図１２の２台運転ゾーンの温度ゾーンａ～ｄ参照）ことで、さらに効率向上効果を大きくすることができる。

また、本実施形態では特に、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃは、前記２台運転ゾーンにおける前記複数の温度ゾーンａ～ｇのうち、前記偏差△Ｔ２が最も少ない場合に対応する１つの温度ゾーン（この例では、前記偏差△Ｔ２が最も少なくなるのは偏差△Ｔ２が０を含む温度ゾーンｂまたはｃ）を含む少なくとも１つ以上の温度ゾーン（この例では温度ゾーンａ，ｂ，ｃ）においては、前記第２上限値が前記第１上限値より小さくなるように前記決定を行う（図１２の２台運転ゾーン参照）。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、前記偏差が少ない（例えば冷房時・暖房時ともに実温度が目標温度に比較的近い）側の少なくとも１つの温度ゾーンにおいては、常に、補助圧縮機の前記第２上限値が、主圧縮機の前記第１上限値よりも小さくなるように制御される。これにより、補助圧縮機の運転介入率を確実に低減し、さらに効率向上を図ることができる。

また、本実施形態では特に、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃは、図１２を用いて前述したように、前記主圧縮機及び前記補助圧縮機の前記両方の定常時の稼働状態に対応した２台運転ゾーン、前記主圧縮機の定常時の稼働状態かつ前記補助圧縮機の非稼働状態に対応した１台運転ゾーン、前記主圧縮機及び前記補助圧縮機の両方の非稼働状態に対応すると共に、主圧縮機の起動時の稼働状態かつ前記補助圧縮機の非稼働状態に対応した停止・起動ゾーン（０台運転ゾーン）、のいずれか１つの稼働状態ゾーンを決定すると共に、各ゾーン別に、前記第１上限値及び前記第２上限値を前記温度ゾーンａ～ｇごとに決定する。これにより、次の効果を奏する。

すなわち、上限値決定部６１ｃ，６２ｃにより、主圧縮機と補助圧縮機とが稼働する２台運転ゾーン、両動力源が稼働しないまたは主圧縮機が起動する停止・起動ゾーン、に加え、さらに主圧縮機のみが稼働する１台運転ゾーンが設けられる。そして、各稼働状態ゾーン別に、前記第１上限値及び第２上限値が決定される。これにより、例えば初動時において、停止・起動ゾーンでの制御から１台ゾーンでの制御を経て２台ゾーンでの制御とする（図１４、図１６参照）ことで、循環液Ｌの実温度だけで圧縮機の稼働状態を決定する手法（図１３、図１５参照）のような、両動力源の非稼働状態からいきなり両動力源の稼働状態となる無駄をなくすことができる。この結果、立ち上がり動作時の効率（例えばＣＯＰ）向上を図ることができる。

また、本実施形態では特に、前記偏差△Ｔ２と対応する温度ゾーンａ～ｇとの第１相関（図１１参照）を記憶した前記メモリと、前記温度ゾーンａ～ｇと対応する前記第１上限値及び前記第２上限値との第２相関（図１２参照）を記憶した前記メモリと、有し、前記温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂは、前記戻り液温度センサ３４により検出された前記実温度と前記メインリモコン６０ａの操作に対応した前記目標温度との偏差に対し、前記第１相関を参照して、対応する前記温度ゾーンａ～ｇを決定し、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃは、前記温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂにより決定された前記温度ゾーンａ～ｇに対し、前記第２相関を参照して、対応する前記第１上限値及び前記第２上限値を決定する。これにより、次の効果を奏する。

すなわち、予め用意されメモリに記憶されていた前記第１相関を利用して、温度ゾーン決定部６１ｂ，６２ｂが前記偏差△Ｔ２に対応した温度ゾーンａ～ｇを決定する。また、予め用意されメモリに記憶されていた前記第２相関を利用して、上限値決定部６１ｃ，６２ｃが前記温度ゾーンａ～ｇに対応した主・補助圧縮機の前記第１上限値及び前記第２上限値を決定する。これにより、簡素な演算で確実かつ迅速な圧縮機回転数制御を実行することができる。

また、本実施形態では特に、前記メモリに記憶されている前記第２相関（図１２参照）では、前記温度ゾーンａ～ｇと、対応する前記第１上限値及び前記第２上限値と、対応する圧縮機４３，５３の稼働要求台数と、が関連づけられている。そして、前記上限値決定部６１ｃ，６２ｃは、図１２を参照して決定される稼働要求台数が、その時点で実現されている圧縮機４３，５３の稼働台数と異なる値となった場合（例えば、１台運転ゾーンの温度ゾーンｅ，ｆのように実稼働台数は主圧縮機１台だが稼働要求台数が２台である場合や、２台運転ゾーンの温度ゾーンａ，ｂのように稼働台数は主・補助圧縮機の２台だが稼働要求台数が１台である場合）には、その異なる値となった時点から所定期間（前述の例では６００ｓｅｃ）が経過した後に、対応する新たな前記第１上限値又は前記第２上限値を決定する（図１２、図１４、図１６等参照）。これにより、次の効果を奏する。

すなわち、圧縮機４３，５３の稼働台数要求と実際の稼働台数とが異なる値となったときに、直ちに実際の圧縮機４３，５３の稼働台数を増減させ前記要求された稼働台数と合致させるのではなく、前記異なる値となった時点から前記所定期間待つことで、負荷配管３１を循環する循環液Ｌが一巡し液温が安定化した後に、前記要求された新たな稼働台数に対応した温度ゾーン決定及びこれに対応する前記第１上限値及び前記第２上限値の決定を行うことができる。これにより、圧縮機回転数制御の精度向上及び安定化向上を図ることができる。

なお、本発明は前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、以上においては、前記第１熱交換器４１の入口側（流入側）の前記端末循環回路３０に前記戻り液温度センサ３４を設けて、前記戻り液温度センサ３４により検出された温水又は冷水の前記実戻り温度に応じて、前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数を制御する、いわゆる戻り温度制御を行った。これに代えて、前記第１熱交換器４１の出口側（流出側）に往き温度センサ（図示省略）を設けて、前記往き温度センサより検出された温水又は冷水の実往き温度に応じて、前記第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３の回転数を制御する、いわゆる往き温度制御を行ってもよい。

また、上記においては、端末循環回路３０において、循環する循環液Ｌの流れに対して、地中熱ヒートポンプ回路４０の前記第１熱交換器４１が空気熱ヒートポンプ回路５０の前記第２熱交換器５１よりも上流側に配設されている場合を例にとって説明したが、これに限られず、反対に前記第２熱交換器５１が前記第１熱交換器４１よりも上流側に配設されてもよい。さらには、端末循環回路３０において前記第１熱交換器４１と前記第２熱交換器５１とが並列に接続されてもよい。

また例えば、上記実施形態では、上記地中または上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で上記地中または上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、河川、海、温泉、井戸等の水源（あるいは一定温度の水を供給する冷水器でもよい）に接続され、その水源等の水を上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、上記水源等の水は、ポンプ上流側に接続された管路（上流側管路）を通じて上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上記地中熱源熱交換器４５に導かれて上記第１冷媒Ｃ１と熱交換を行った後、さらに上記下流側管路を通じて上記水源等に戻される。この場合、上記上流側管路に接続される水源等と上記下流側管路に接続される水源等は同一のものでもよいし、別々のものでもよい。

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。

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熱源機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熱源機に適用してもよい。この場合には、１つのヒートポンプ回路の圧縮機だけを主動力源とし、それ以外の他のヒートポンプ回路の圧縮機を補助動力源としてもよい。
さらに、上記実施形態では、互いに熱源が異なる２つのヒートポンプ回路（地中熱を用いる地中熱ヒートポンプ回路４０と空気熱を用いる空気熱ヒートポンプ回路５０）を備えた複合熱源型のヒートポンプ熱源機１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、互いに熱源が同じ２つのヒートポンプ回路（地中熱を用いる地中熱ヒートポンプ回路４０を２つ使用、あるいは、空気熱を用いる空気熱ヒートポンプ回路５０を２つ使用）を備えたヒートポンプ熱源機に対しても適用可能であり、その場合も上記同様の効果を得る。なお、この場合、前記主圧縮機・前記補助圧縮機を決定する方法として、例えば、運転を開始する際に各々の圧縮機の累積稼働時間を比較し、稼働時間の短い方を主圧縮機とし稼働時間の長い方を補助圧縮機とすれば足りる。

さらに、上記実施形態では、負荷端末として、２台の熱交換端末３６、３６が接続される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１台のみ、または３台以上の負荷端末が接続される構成でも良い。

１ ヒートポンプ熱源機
３０ 端末循環回路（負荷側回路）
３１ 負荷配管（循環液配管）
３４ 戻り液温度センサ（実温度検出手段）
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
４３ 第１圧縮機
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
５３ 第２圧縮機
５５ 空気熱源熱交換器（第２熱源側熱交換器）
６１Ａ 圧縮機制御部（圧縮機制御手段）
６１ｂ 温度ゾーン決定部（温度ゾーン決定手段）
６１ｃ 上限値決定部（上限値決定手段）
６２Ａ 圧縮機制御部（圧縮機制御手段）
６２ｂ 温度ゾーン決定部（温度ゾーン決定手段）
６２ｃ 上限値決定部（上限値決定手段）

Claims (4)

1. 第１圧縮機、第１負荷側熱交換器、及び、所定の第１熱源と熱交換可能な第１熱源側熱交換器、を第１冷媒配管で接続して、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、所定の第２熱源と熱交換可能な第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、少なくとも１つの負荷端末を循環液配管で接続して、負荷側回路を形成し、
   運転時において前記第１圧縮機及び前記第２圧縮機のうちいずれか一方を主動力源とし他方を補助動力源とする、圧縮機制御手段と、
   前記循環液配管内の負荷側循環液の実温度を検出する実温度検出手段と、
   を有するヒートポンプ熱源機において、
   前記圧縮機制御手段は、
   前記実温度検出手段により検出された前記実温度と所定の目標温度との温度差により定まる、複数の温度ゾーンを決定する温度ゾーン決定手段と、
   前記主動力源及び前記補助動力源の両方の稼働状態において、前記主動力源の回転数の第１上限値及び前記補助動力源の回転数の第２上限値を、前記第２上限値が前記第１上限値以下となるようにしつつ、暖房時において前記実温度－前記目標温度で表される偏差が小さくなるほど前記第１上限値及び前記第２上限値が大きくなるような挙動で、又は、冷房時において前記実温度－前記目標温度で表される偏差が大きくなるほど前記第１上限値及び前記第２上限値が大きくなるような挙動で、前記温度ゾーンごとに決定する上限値決定手段と、
   を備え、
   前記上限値決定手段は、
   前記主動力源及び前記補助動力源の前記両方の稼働状態に対応した２台ゾーン、前記主動力源の稼働状態かつ前記補助動力源の非稼働状態に対応した１台ゾーン、前記主動力源及び前記補助動力源の両方の非稼働状態に対応すると共に、前記主動力源の起動時の稼働状態かつ前記補助動力源の非稼働状態に対応した停止・起動ゾーン、のいずれか１つの稼働状態ゾーンを決定すると共に、各稼働状態ゾーン別に、前記第１上限値及び前記第２上限値を前記温度ゾーンごとに決定する
   ことを特徴とするヒートポンプ熱源機。
2. 前記上限値決定手段は、
   前記複数の温度ゾーンのうち、前記偏差が最も少ない場合に対応する１つの温度ゾーンを含む少なくとも１つの温度ゾーンにおいては、前記第２上限値が前記第１上限値より小さくなるように前記決定を行う
   ことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ熱源機。
3. 前記偏差と対応する温度ゾーンとの第１相関を記憶した第１記憶手段と、
   前記温度ゾーンと対応する前記第１上限値及び前記第２上限値との第２相関を記憶した第２記憶手段と、
   をさらに有し、
   前記温度ゾーン決定手段は、
   前記実温度検出手段により検出された前記実温度と前記目標温度との偏差に対し、前記第１相関を参照して、対応する前記温度ゾーンを決定し、
   前記上限値決定手段は、
   前記温度ゾーン決定手段により決定された前記温度ゾーンに対し、前記第２相関を参照して、対応する前記第１上限値及び前記第２上限値を決定する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のヒートポンプ熱源機。
4. 前記第２記憶手段は、
   前記温度ゾーンと、対応する前記第１上限値及び前記第２上限値と、対応する圧縮機の稼働要求台数と、を関連づける前記第２相関を記憶しており、
   前記上限値決定手段は、
   前記温度ゾーン決定手段により決定された前記温度ゾーンに対し、当該温度ゾーンと対応する前記第１上限値及び前記第２上限値と対応する圧縮機の稼働要求台数とを関連づける前記第２相関を参照して、対応する前記第１上限値及び前記第２上限値を決定し、かつ、
   前記第２相関に基づく新たな前記稼働要求台数が、前記主動力源及び前記補助動力源の稼働状態により実現されている前記圧縮機の稼働台数に対し異なる値となった場合には、その異なる値となった時点から所定期間が経過した後に、前記新たな稼働要求台数に対応する新たな前記第１上限値又は前記第２上限値を決定する
   ことを特徴とする請求項３記載のヒートポンプ熱源機。
   

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