JPWO2018207278A1 - Heat pump equipment - Google Patents

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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat

Abstract

採熱配管内を地中熱用冷媒が循環する採熱回路と、ヒートポンプ配管内をヒートポンプ用冷媒が循環するヒートポンプ回路と、地中熱用冷媒とヒートポンプ用冷媒との間で熱交換を行う熱交換器とを含んで構成されるヒートポンプ装置であって、採熱回路は、採熱配管の一部が地中に埋設されて構成された、地中熱を採熱する地中熱交換器を有し、ヒートポンプ回路は、ヒートポンプ配管に接続され、ヒートポンプ用冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機を制御するための電子部品を搭載し、背面に採熱配管が接合されたコントロールボックスと、コントロールボックスの背面に対して気流を吹き付けるファンとを有している。A heat collection circuit that circulates the ground heat refrigerant in the heat collection pipe, a heat pump circuit that circulates the heat pump refrigerant in the heat pump pipe, and heat that exchanges heat between the ground heat refrigerant and the heat pump refrigerant. A heat pump device configured to include an exchanger, wherein the heat collecting circuit is configured by burying a part of a heat collecting pipe in the ground, and a ground heat exchanger that collects ground heat. The heat pump circuit is connected to the heat pump piping and has a compressor that compresses the refrigerant for the heat pump, electronic components for controlling the compressor, and a control box with a heat sampling pipe joined to the back, and a control box. A fan that blows airflow against the back of the box.

Description

本発明は、地中熱を利用したヒートポンプ装置に関するものである。   The present invention relates to a heat pump device using underground heat.

従来、地中熱を利用したヒートポンプシステムにおける圧縮機の出力を制御するための制御用電子部品を冷却する方法として、地中熱を利用したものが知られている（例えば、特許文献１）。このヒートポンプシステムは、地中熱を回収する採熱回路と、採熱回路に並設されるヒートポンプ回路と、ヒートポンプ回路に並設され室内の空調を行う空調回路とで構成されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of cooling a control electronic component for controlling an output of a compressor in a heat pump system using underground heat, a method using underground heat is known (for example, Patent Document 1). This heat pump system includes a heat collecting circuit for recovering ground heat, a heat pump circuit arranged in parallel with the heat collecting circuit, and an air conditioning circuit arranged in parallel with the heat pump circuit for air-conditioning a room.

採熱回路は、ヒートポンプ用冷媒と熱交換を行う第１熱交換器を備えている。ヒートポンプ回路は、ヒートポンプ用冷媒を圧縮する圧縮機と、地中熱用冷媒と熱交換を行う第１熱交換器と、空調用冷媒と熱交換を行う第２熱交換器と、第２熱交換器と第１熱交換器との間に設けられた膨張弁と、圧縮機を制御する制御用電子部品とを備えている。   The heat collection circuit includes a first heat exchanger that exchanges heat with the heat pump refrigerant. The heat pump circuit includes a compressor for compressing the heat pump refrigerant, a first heat exchanger for performing heat exchange with the underground heat refrigerant, a second heat exchanger for performing heat exchange with the air conditioning refrigerant, and a second heat exchange. An expansion valve provided between the heat exchanger and the first heat exchanger; and control electronic components for controlling the compressor.

このようなヒートポンプシステムでは、運転時、圧縮機の出力がインバータ制御によって制御されており、その際の制御用電子部品が発熱を伴うため、制御用電子部品を冷却する必要がある。制御用電子部品は、第１熱交換器の上流側に位置する採熱回路にヒートシンクを介して接合され、ヒートシンクのフィンを貫通する採熱管を流れる地中熱用冷媒の熱によって冷却される。   In such a heat pump system, during operation, the output of the compressor is controlled by inverter control, and the electronic components for control at that time generate heat, so it is necessary to cool the electronic components for control. The control electronic component is joined via a heat sink to a heat collecting circuit located on the upstream side of the first heat exchanger, and is cooled by the heat of the underground heat refrigerant flowing through a heat collecting tube passing through the fins of the heat sink.

特開２００５−３０７０８号公報JP 2005-30708 A

しかしながら、特許文献１に記載のヒートポンプシステムにおける採熱管は、装置内の温度と比較して低い露点温度以下となる場合がある。このような場合には、結露水が発生し、さらに、発生した結露水は、運転中に常時発生する虞がある。そのため、発生した結露水が部品上に落下したり、装置外に流出したりすることにより、装置の故障およびクレームにつながる虞があるという課題があった。   However, the temperature of the heat collection tube in the heat pump system described in Patent Literature 1 may be lower than the dew point temperature, which is lower than the temperature inside the device. In such a case, dew water is generated, and the generated dew water may be constantly generated during operation. For this reason, there has been a problem that the generated dew condensation water may drop onto parts or flow out of the apparatus, leading to a failure of the apparatus and a complaint.

本発明は、上記従来の技術における課題に鑑みてなされたものであって、制御用電子部品を冷却しながら、結露水の発生を抑制することができるヒートポンプ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems in the related art, and has an object to provide a heat pump device capable of suppressing generation of dew condensation water while cooling control electronic components.

本発明のヒートポンプ装置は、採熱配管内を地中熱用冷媒が循環する採熱回路と、ヒートポンプ配管内をヒートポンプ用冷媒が循環するヒートポンプ回路と、前記地中熱用冷媒と前記ヒートポンプ用冷媒との間で熱交換を行う熱交換器とを含んで構成されるヒートポンプ装置であって、前記採熱回路は、前記採熱配管の一部が地中に埋設されて構成された、地中熱を採熱する地中熱交換器を有し、前記ヒートポンプ回路は、前記ヒートポンプ配管に接続され、前記ヒートポンプ用冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を制御するための電子部品を搭載し、背面に前記採熱配管が接合されたコントロールボックスと、前記コントロールボックスの背面に対して気流を吹き付けるファンとを有するものである。   The heat pump device of the present invention includes a heat collection circuit in which a ground heat refrigerant circulates in a heat collection pipe, a heat pump circuit in which a heat pump refrigerant circulates in a heat pump pipe, the ground heat refrigerant, and the heat pump refrigerant. And a heat exchanger that performs heat exchange between the heat extraction circuit and the heat extraction circuit, wherein the heat extraction circuit is configured such that a part of the heat extraction pipe is buried underground. It has an underground heat exchanger for collecting heat, the heat pump circuit is connected to the heat pump pipe, and includes a compressor for compressing the heat pump refrigerant, and an electronic component for controlling the compressor. , A control box having the back surface to which the heat collection pipe is joined, and a fan for blowing airflow to the back surface of the control box.

以上のように、本発明によれば、コントロールボックスの背面に採熱配管を接合するとともに、コントロールボックスの背面にファンの気流を吹き付けることにより、制御用電子部品を冷却しながら、結露水の発生を抑制することができる。   As described above, according to the present invention, the heat collection pipe is joined to the back of the control box, and the air flow of the fan is blown to the back of the control box, thereby cooling the control electronic components and generating dew water. Can be suppressed.

実施の形態１に係るヒートポンプ装置の構成の一例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of the heat pump device according to Embodiment 1. 図１の制御装置の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a control device in FIG. 1. 図１のコントロールボックスと配管との関係について説明するための概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a relationship between a control box and piping in FIG. 1. 図１のコントロールボックスに対するファンの設置位置について説明するための概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an installation position of a fan with respect to a control box of FIG. 1. 実施の形態１に係るヒートポンプ装置におけるファンの回転数制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an example of a flow of a fan rotation speed control process in the heat pump device according to Embodiment 1. 実施の形態２に係るヒートポンプ装置の構成の一例を示す概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a heat pump device according to Embodiment 2. 図６のコントロールボックスの背面の様子を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a state of a back surface of the control box in FIG. 6. 図６の制御装置の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the control device in FIG. 6. 実施の形態２に係るヒートポンプ装置におけるファンの回転数制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。15 is a flowchart illustrating an example of a flow of a fan rotation speed control process in the heat pump device according to Embodiment 2.

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係るヒートポンプ装置について説明する。本実施の形態１に係るヒートポンプ装置は、地中熱を採熱し、採熱した地中熱を利用して、空調および給湯を行うものである。Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, the heat pump device according to Embodiment 1 of the present invention will be described. The heat pump device according to the first embodiment collects underground heat, and performs air conditioning and hot water supply using the collected underground heat.

［ヒートポンプ装置の回路構成］
図１は、本実施の形態１に係るヒートポンプ装置１００の構成の一例を示す概略図である。図１に示すように、ヒートポンプ装置１００は、採熱回路１、ヒートポンプ回路２、空調回路３、給湯回路４、および制御装置７で構成されている。[Circuit configuration of heat pump device]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of the heat pump device 100 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the heat pump device 100 includes a heat collecting circuit 1, a heat pump circuit 2, an air conditioning circuit 3, a hot water supply circuit 4, and a control device 7.

（採熱回路）
採熱回路１は、第１熱交換器５、地中熱交換器１１、第１循環ポンプ１２、第１温度センサとしての第１温度サーミスタ１３、および第２温度センサとしての第２温度サーミスタ１４を備え、地中熱交換器１１を利用して地中熱を採熱する。採熱回路１において、第１熱交換器５、地中熱交換器１１、および第１循環ポンプ１２は、採熱配管１０により環状に接続され、採熱配管１０の内部を地中熱用冷媒が循環する。(Heat sampling circuit)
The heat collecting circuit 1 includes a first heat exchanger 5, an underground heat exchanger 11, a first circulation pump 12, a first temperature thermistor 13 as a first temperature sensor, and a second temperature thermistor 14 as a second temperature sensor. And the underground heat exchanger 11 is used to collect underground heat. In the heat collecting circuit 1, the first heat exchanger 5, the underground heat exchanger 11, and the first circulating pump 12 are connected in a ring shape by a heat collecting pipe 10, and the inside of the heat collecting pipe 10 is used as a ground heat refrigerant. Circulates.

地中熱交換器１１は、例えば、採熱配管１０の一部がＵ字状に形成され、地中に垂直または水平に埋設されることで構成されている。地中熱交換器１１は、内部を地中熱用冷媒が循環することにより、地中熱を採熱する。第１循環ポンプ１２は、図示しないモータによって駆動され、地中熱用冷媒を循環させる。   The underground heat exchanger 11 is configured, for example, by forming a part of the heat collection pipe 10 in a U-shape and burying it vertically or horizontally in the ground. The underground heat exchanger 11 collects underground heat by circulating a refrigerant for underground heat in the inside. The first circulation pump 12 is driven by a motor (not shown) and circulates the underground heat refrigerant.

第１熱交換器５は、採熱回路１を流れる地中熱用冷媒と、後述するヒートポンプ回路２を流れるヒートポンプ用冷媒との間で熱交換を行う。第１熱交換器５は、地中熱用冷媒の熱によってヒートポンプ用冷媒を加熱または冷却する。   The first heat exchanger 5 exchanges heat between the underground heat refrigerant flowing through the heat collection circuit 1 and the heat pump refrigerant flowing through the heat pump circuit 2 described below. The first heat exchanger 5 heats or cools the heat pump refrigerant by the heat of the underground heat refrigerant.

第１温度サーミスタ１３は、採熱配管１０の近傍に設置され、採熱配管１０を流れる地中熱用冷媒の温度を測定する。第２温度サーミスタ１４は、ヒートポンプ装置１００の内部に設置され、ヒートポンプ装置１００内の温度を測定する。なお、第２温度サーミスタ１４は、ヒートポンプ装置１００内の温度を測定できれば、どの位置に設置してもよいが、後述するヒートポンプ回路２のコントロールボックス２３の近傍に設置すると好ましい。   The first temperature thermistor 13 is installed near the heat collection pipe 10 and measures the temperature of the underground heat refrigerant flowing through the heat collection pipe 10. The second temperature thermistor 14 is installed inside the heat pump device 100, and measures the temperature inside the heat pump device 100. The second temperature thermistor 14 may be installed at any position as long as the temperature inside the heat pump device 100 can be measured, but is preferably installed near a control box 23 of the heat pump circuit 2 described later.

（ヒートポンプ回路）
ヒートポンプ回路２は、圧縮機２１、減圧装置２２、第１熱交換器５、第２熱交換器６、コントロールボックス２３、およびファン２４を備えている。ヒートポンプ回路２において、第１熱交換器５、圧縮機２１、第２熱交換器６、および減圧装置２２は、ヒートポンプ配管２０により環状に接続され、ヒートポンプ配管２０の内部をヒートポンプ用冷媒が循環する。(Heat pump circuit)
The heat pump circuit 2 includes a compressor 21, a pressure reducing device 22, a first heat exchanger 5, a second heat exchanger 6, a control box 23, and a fan 24. In the heat pump circuit 2, the first heat exchanger 5, the compressor 21, the second heat exchanger 6, and the pressure reducing device 22 are connected in a ring shape by the heat pump pipe 20, and the heat pump refrigerant circulates inside the heat pump pipe 20. .

圧縮機２１は、低温低圧の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出する。圧縮機２１は、例えば、駆動周波数を任意に変化させることにより、時間あたりの冷媒送出量である容量を制御するインバータ圧縮機等からなる。減圧装置２２は、冷媒を減圧して膨張させる。減圧装置２２は、例えば、電子式膨張弁などの開度の制御を行うことができる弁で構成されている。   The compressor 21 sucks low-temperature and low-pressure refrigerant, compresses the sucked refrigerant, and discharges the refrigerant to a high-temperature and high-pressure state. The compressor 21 includes, for example, an inverter compressor or the like that controls the capacity, which is the amount of refrigerant delivered per time, by arbitrarily changing the drive frequency. The pressure reducing device 22 decompresses and expands the refrigerant. The pressure reducing device 22 is configured by, for example, a valve that can control the opening degree such as an electronic expansion valve.

第２熱交換器６は、ヒートポンプ回路２を流れるヒートポンプ用冷媒と、後述する空調回路３を流れる熱媒体との間で熱交換を行う。第２熱交換器６は、ヒートポンプ用冷媒の熱によって熱媒体を加熱または冷却する。   The second heat exchanger 6 exchanges heat between the heat pump refrigerant flowing through the heat pump circuit 2 and a heat medium flowing through the air conditioning circuit 3 described below. The second heat exchanger 6 heats or cools the heat medium by the heat of the heat pump refrigerant.

コントロールボックス２３は、圧縮機２１の制御を行うための制御用電子部品が搭載されており、後述する制御装置７に接続されている。コントロールボックス２３は、採熱回路１の採熱配管１０における第１熱交換器５の上流側に、背面が接合されている。なお、コントロールボックス２３の構造の詳細については、後述する。ファン２４は、図示しないモータによって駆動され、コントロールボックス２３の背面に気流を吹き付けるように設置されている。   The control box 23 has electronic components for control for controlling the compressor 21 mounted thereon, and is connected to the control device 7 described later. The back surface of the control box 23 is joined to the upstream side of the first heat exchanger 5 in the heat collecting pipe 10 of the heat collecting circuit 1. The details of the structure of the control box 23 will be described later. The fan 24 is driven by a motor (not shown) and installed so as to blow airflow to the back of the control box 23.

（空調回路）
空調回路３は、第２熱交換器６、流路切替弁３１、放熱器３２、および第２循環ポンプ３３を備えている。空調回路３において、第２熱交換器６、流路切替弁３１、放熱器３２、および第２循環ポンプ３３は、空調配管３０により環状に接続され、空調配管３０の内部を水が循環する。(Air conditioning circuit)
The air conditioning circuit 3 includes a second heat exchanger 6, a flow path switching valve 31, a radiator 32, and a second circulation pump 33. In the air conditioning circuit 3, the second heat exchanger 6, the flow path switching valve 31, the radiator 32, and the second circulation pump 33 are connected in an annular manner by the air conditioning pipe 30, and water circulates inside the air conditioning pipe 30.

流路切替弁３１は、例えば電磁式の三方弁であり、１つの流入口と、２つの流出口とを有している。流路切替弁３１は、流入口に流入する熱媒体を、空調回路３の放熱器３２および給湯回路４のいずれか一方へ供給するために流出口が選択されることにより、流路を切り替える。   The flow path switching valve 31 is, for example, an electromagnetic three-way valve, and has one inlet and two outlets. The flow path switching valve 31 switches the flow path by selecting an outlet to supply the heat medium flowing into the inlet to one of the radiator 32 and the hot water supply circuit 4 of the air conditioning circuit 3.

放熱器３２は、主に空調対象空間に設置され、熱媒体の熱を放熱することにより、空調対象空間の空気調和を行う。第２循環ポンプ３３は、図示しないモータによって駆動され、熱媒体を循環させる。   The radiator 32 is mainly installed in the space to be air-conditioned, and radiates heat of the heat medium to perform air conditioning in the space to be air-conditioned. The second circulation pump 33 is driven by a motor (not shown) to circulate the heat medium.

（給湯回路）
給湯回路４は、給湯タンク４１、第３循環ポンプ４２、および第３熱交換器４３を備えている。給湯回路４において、空調回路３における流路切替弁３１の一方の流出口と、放熱器３２から流出する熱媒体が流れる空調配管３０とが第３熱交換器４３を介して給湯配管４０ａで接続されている。また、給湯タンク４１、第３循環ポンプ４２および第３熱交換器４３が給湯配管４０ｂにより環状に接続されている。(Hot water supply circuit)
The hot water supply circuit 4 includes a hot water supply tank 41, a third circulation pump 42, and a third heat exchanger 43. In the hot water supply circuit 4, one outlet of the flow path switching valve 31 in the air conditioning circuit 3 is connected to the air conditioning pipe 30 through which the heat medium flowing out of the radiator 32 flows via the third heat exchanger 43 at the hot water supply pipe 40a. Have been. The hot water supply tank 41, the third circulation pump 42, and the third heat exchanger 43 are connected in a ring shape by a hot water supply pipe 40b.

給湯タンク４１は、後述する第３熱交換器４３で加熱された水が供給され、この水を蓄える。第３循環ポンプ４２は、図示しないモータによって駆動され、水を循環させる。   The hot water supply tank 41 is supplied with water heated by a third heat exchanger 43 described later, and stores the water. The third circulation pump 42 is driven by a motor (not shown) to circulate water.

また、給湯タンク４１は、図示しない給水配管を介して外部から水道水等が供給され、供給された水道水等を流出させて第３循環ポンプ４２に供給する。給湯タンク４１に蓄えられた、加熱された水は、図示しない温水配管を介して外部に放出され、シャワー等の温水として利用される。   Tap water or the like is supplied to the hot water supply tank 41 from outside via a water supply pipe (not shown), and the supplied tap water or the like flows out and is supplied to the third circulation pump 42. The heated water stored in the hot water supply tank 41 is discharged outside through a hot water pipe (not shown), and is used as hot water for a shower or the like.

第３熱交換器４３は、空調回路３を介して給湯回路４を流れる熱媒体と、給湯タンク４１から流出する水との間で熱交換を行う。第２熱交換器６は、熱媒体の熱によって水を加熱する。   The third heat exchanger 43 exchanges heat between the heat medium flowing through the hot water supply circuit 4 via the air conditioning circuit 3 and water flowing out of the hot water supply tank 41. The second heat exchanger 6 heats water by the heat of the heat medium.

（制御装置）
制御装置７は、例えば、ヒートポンプ装置１００の各部から受け取る各種情報に基づき、ヒートポンプ装置１００全体の動作を制御する。例えば、制御装置７は、ヒートポンプ装置１００に設けられた図示しない各種センサからの情報に基づき、圧縮機２１の圧縮機周波数、流路切替弁３１の流路の切替などを制御する。また、本実施の形態１において、制御装置７は、第１温度サーミスタ１３および第２温度サーミスタ１４で測定した温度に基づき、ファン２４の回転数を制御する。このようなファン２４の制御の詳細については、後述する。(Control device)
The control device 7 controls the operation of the entire heat pump device 100 based on, for example, various information received from each unit of the heat pump device 100. For example, the control device 7 controls the compressor frequency of the compressor 21, the switching of the flow path of the flow path switching valve 31, and the like based on information from various sensors (not shown) provided in the heat pump apparatus 100. In the first embodiment, the control device 7 controls the rotation speed of the fan 24 based on the temperatures measured by the first temperature thermistor 13 and the second temperature thermistor 14. Details of such control of the fan 24 will be described later.

このような制御装置７は、例えばマイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算装置上で実行されるソフトウェア、各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。   The control device 7 includes, for example, software executed on an arithmetic device such as a microcomputer and a CPU (Central Processing Unit), and hardware such as a circuit device for realizing various functions.

図２は、図１の制御装置７の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、制御装置７は、ポンプ状態判断部７１、温度差算出部７２、ファン回転数決定部７３、記憶部７４、およびファン制御部７５を備えている。なお、図２では、本発明の特徴に関連する部分についての機能ブロックのみを図示し、それ以外の部分については、図示および説明を省略する。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the control device 7 in FIG. As shown in FIG. 2, the control device 7 includes a pump state determination unit 71, a temperature difference calculation unit 72, a fan rotation speed determination unit 73, a storage unit 74, and a fan control unit 75. In FIG. 2, only functional blocks related to features related to the present invention are illustrated, and illustration and description of other portions are omitted.

ポンプ状態判断部７１は、第１循環ポンプ１２に関する駆動情報が入力される。駆動情報は、例えば、第１循環ポンプ１２を駆動する図示しないモータから得られる情報を用いることができる。ポンプ状態判断部７１は、入力された駆動情報に基づき、第１循環ポンプ１２が駆動しているか否かを判断し、得られた判断結果を示す情報を、ファン回転数決定部７３に供給する。   The pump state determination unit 71 receives driving information on the first circulation pump 12. As the drive information, for example, information obtained from a motor (not shown) that drives the first circulation pump 12 can be used. The pump state determination unit 71 determines whether or not the first circulation pump 12 is driven based on the input drive information, and supplies information indicating the obtained determination result to the fan rotation speed determination unit 73. .

温度差算出部７２は、第１温度サーミスタ１３による地中熱用冷媒の温度を示すデータと、第２温度サーミスタ１４によるヒートポンプ装置１００内の温度を示すデータとが入力される。温度差算出部７２は、入力された２つの測定データに基づき温度差を算出し、得られた温度差を示す情報を、ファン回転数決定部７３に供給する。   The temperature difference calculator 72 receives data indicating the temperature of the underground heat refrigerant by the first temperature thermistor 13 and data indicating the temperature inside the heat pump device 100 by the second temperature thermistor 14. The temperature difference calculation unit 72 calculates a temperature difference based on the two input measurement data, and supplies information indicating the obtained temperature difference to the fan rotation speed determination unit 73.

ファン回転数決定部７３は、ポンプ状態判断部７１で得られた判断結果を示す情報と、温度差算出部７２で算出された温度差を示す情報とが入力される。ファン回転数決定部７３は、入力された２つの情報に基づき、後述する記憶部７４に予め記憶された回転数テーブルを参照し、ファン２４の回転数を決定する。そして、ファン回転数決定部７３は、決定したファン２４の回転数を示す情報をファン制御部７５に供給する。   The information indicating the determination result obtained by the pump state determination unit 71 and the information indicating the temperature difference calculated by the temperature difference calculation unit 72 are input to the fan rotation speed determination unit 73. The fan rotation speed determination unit 73 determines the rotation speed of the fan 24 with reference to a rotation speed table stored in advance in a storage unit 74, which will be described later, based on the two pieces of input information. Then, the fan rotation speed determination unit 73 supplies information indicating the determined rotation speed of the fan 24 to the fan control unit 75.

記憶部７４は、制御装置７で行われる制御に必要なプログラムおよびデータ等が予め記憶されている。例えば、記憶部７４には、ファン回転数決定部７３で用いられる回転数テーブルが予め記憶されている。   The storage unit 74 stores in advance programs and data necessary for control performed by the control device 7. For example, the storage unit 74 stores a rotation speed table used by the fan rotation speed determination unit 73 in advance.

回転数テーブルは、温度差算出部７２で算出された温度差とファン２４の回転数とが対応付けられているものである。具体的には、算出された温度差を複数の段階に分割し、分割された段階毎にファン２４の回転数が対応付けられている。   The rotation speed table associates the temperature difference calculated by the temperature difference calculation unit 72 with the rotation speed of the fan 24. Specifically, the calculated temperature difference is divided into a plurality of stages, and the rotational speed of the fan 24 is associated with each of the divided stages.

このとき、温度差が大きいほどファン２４の回転数が大きくなるように、温度差と回転数とを対応付ける。これは、温度差が大きいほど、第１温度サーミスタ１３で測定される温度が露点温度以下であり、結露しやすい環境である可能性が高く、採熱配管１０に対する風量を多くする必要があるためである。   At this time, the temperature difference and the rotation speed are associated so that the rotation speed of the fan 24 increases as the temperature difference increases. This is because, as the temperature difference increases, the temperature measured by the first temperature thermistor 13 is lower than the dew point temperature, and it is highly likely that the environment is likely to cause dew condensation. It is.

ファン制御部７５は、ファン２４の回転数を示す情報が入力される。ファン制御部７５は、入力されたファン２４の回転数を示す情報に基づき、ファン２４の回転数を制御する制御信号を生成し、ファン２４に供給する。   Information indicating the number of rotations of the fan 24 is input to the fan control unit 75. The fan control unit 75 generates a control signal for controlling the rotation speed of the fan 24 based on the input information indicating the rotation speed of the fan 24 and supplies the control signal to the fan 24.

［コントロールボックスに対する配管の接合構造およびファンの設置位置］
次に、コントロールボックス２３に対する採熱回路１の採熱配管１０の接合構造、およびファン２４の設置位置について説明する。図３は、図１のコントロールボックス２３と採熱配管１０との関係について説明するための概略図である。[Joint structure of piping to control box and installation position of fan]
Next, the joining structure of the heat collecting pipe 10 of the heat collecting circuit 1 to the control box 23 and the installation position of the fan 24 will be described. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a relationship between the control box 23 and the heat collection pipe 10 in FIG.

上述したように、コントロールボックス２３の背面は、採熱回路１における第１熱交換器５の上流側の採熱配管１０に接合されている。図３に示すように、採熱回路１における採熱配管１０のうち、コントロールボックス２３に接合される採熱配管１０は、平行に設けられた一対のヘッダ管１０ａと、ヘッダ管１０ａ同士を連通する複数の枝管１０ｂとで形成されている。   As described above, the back surface of the control box 23 is joined to the heat collecting pipe 10 on the upstream side of the first heat exchanger 5 in the heat collecting circuit 1. As shown in FIG. 3, among the heat collecting pipes 10 in the heat collecting circuit 1, the heat collecting pipe 10 joined to the control box 23 communicates a pair of header pipes 10a provided in parallel with each other. And a plurality of branch pipes 10b.

このように、コントロールボックス２３の背面に接合される部分の採熱配管１０を、一対のヘッダ管１０ａおよび複数の枝管１０ｂで形成することにより、採熱配管１０をそのまま接合する場合と比較して、コントロールボックス２３の背面と採熱配管１０との接触面積を大きくすることができる。そのため、採熱配管１０を流れる地中熱用冷媒によるコントロールボックス２３に対する冷却効果を大きくすることができる。   As described above, by forming the heat collecting pipe 10 at the part to be joined to the back surface of the control box 23 with the pair of header pipes 10a and the plurality of branch pipes 10b, compared with the case where the heat collecting pipe 10 is joined as it is. Thus, the contact area between the back surface of the control box 23 and the heat collection pipe 10 can be increased. Therefore, the cooling effect on the control box 23 by the underground heat refrigerant flowing through the heat collection pipe 10 can be increased.

また、このように採熱配管１０を形成することにより、例えば、接触面積を大きくするために１本の採熱配管１０を蛇行させるように形成し、コントロールボックス２３の背面に接合した場合と比較して、流路を短くすることができる。そのため、採熱配管１０による圧力損失を低減することができる。   Further, by forming the heat collecting pipe 10 in this way, for example, one heat collecting pipe 10 is formed so as to meander in order to increase the contact area, and compared with a case where the heat collecting pipe 10 is joined to the back surface of the control box 23. Thus, the flow path can be shortened. Therefore, the pressure loss due to the heat collection pipe 10 can be reduced.

このように、ヒートポンプ装置１００の運転時には、採熱配管１０を地中熱用冷媒が循環することにより、コントロールボックス２３を冷却することができる。また、これに加えて、コントロールボックス２３を冷却した際に、地中熱用冷媒が吸熱することで、地中熱用冷媒を加熱できる。そのため、コントロールボックス２３が設置された位置よりも下流側に位置する第１熱交換器５による効率を向上させることができる。   As described above, when the heat pump device 100 is operated, the control box 23 can be cooled by the circulation of the underground heat refrigerant through the heat collection pipe 10. In addition, when the control box 23 is cooled, the underground heat refrigerant absorbs heat, so that the underground heat refrigerant can be heated. Therefore, the efficiency of the first heat exchanger 5 located downstream of the position where the control box 23 is installed can be improved.

図４は、図１のコントロールボックス２３に対するファン２４の設置位置について説明するための概略図である。図４に示すように、ファン２４は、コントロールボックス２３の背面に気流を吹き付けることができるように設置されている。   FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an installation position of the fan 24 with respect to the control box 23 of FIG. As shown in FIG. 4, the fan 24 is installed so that airflow can be blown to the back of the control box 23.

ファン２４は、さらに、一対のヘッダ管１０ａおよび複数の枝管１０ｂに近接して設けられている。これにより、ヘッダ管１０ａおよび枝管１０ｂに対して気流を吹き付けることができ、ヘッダ管１０ａおよび枝管１０ｂから発生する結露水を抑制することができる。   The fan 24 is further provided near the pair of header tubes 10a and the plurality of branch tubes 10b. Thereby, an air current can be blown to the header pipe 10a and the branch pipe 10b, and the dew condensation water generated from the header pipe 10a and the branch pipe 10b can be suppressed.

結露水は、露点温度以下まで冷却された大気中の水分である。そのため、気流を吹き付けることで、大気中の水分が析出する前に大気を入れ替えることができ、その結果、結露水の発生を抑制することができる。   Condensed water is moisture in the air that has been cooled to below the dew point temperature. Therefore, by blowing the airflow, the atmosphere can be replaced before the moisture in the atmosphere is precipitated, and as a result, the generation of dew condensation water can be suppressed.

また、コントロールボックス２３の背面、一対のヘッダ管１０ａ、および複数の枝管１０ｂに気流を同時に吹き付けることで、採熱配管１０の結露を低減するとともに、強制対流によるコントロールボックス２３の背面、すなわち内部に搭載された制御用電子部品に対する冷却効果も期待できる。   In addition, by simultaneously blowing airflow to the back of the control box 23, the pair of header pipes 10a, and the plurality of branch pipes 10b, the dew condensation on the heat collection pipe 10 is reduced, and the back of the control box 23 by forced convection, that is, the inside A cooling effect on the control electronic components mounted on the vehicle can also be expected.

なお、ファン２４は、コントロールボックス２３の背面全体に気流を吹き付けることができれば、どのような位置に設置されてもよい。また、ファン２４は、消費電力の観点から、結露を抑制できる能力を有していれば、小型である方が好ましい。さらに、コントロールボックス２３の背面に接合される採熱配管１０の形状は、この例に限られず、冷却が可能である形状であれば、どのような形状でもよい。   The fan 24 may be installed at any position as long as it can blow airflow over the entire back surface of the control box 23. In addition, from the viewpoint of power consumption, it is preferable that the fan 24 be small in size as long as it has a capability of suppressing dew condensation. Furthermore, the shape of the heat collection pipe 10 joined to the back surface of the control box 23 is not limited to this example, and may be any shape as long as cooling is possible.

［ヒートポンプ装置の動作］
次に、上記構成を有するヒートポンプ装置１００の動作について、図１を参照しながら説明する。まず、採熱回路１において、第１循環ポンプ１２が運転すると、採熱配管１０内の地中熱用冷媒が循環する。そして、地中熱用冷媒は、地中熱交換器１１において地中熱を採熱する。[Operation of heat pump device]
Next, the operation of the heat pump device 100 having the above configuration will be described with reference to FIG. First, in the heat collecting circuit 1, when the first circulation pump 12 is operated, the underground heat refrigerant in the heat collecting pipe 10 circulates. Then, the underground heat refrigerant takes the underground heat in the underground heat exchanger 11.

地中熱を採熱した地中熱用冷媒は、第１熱交換器５において、ヒートポンプ用冷媒と熱交換を行い、ヒートポンプ用冷媒を加熱して蒸発させる。地中熱用冷媒は、採熱配管１０内を再度循環し、地中熱交換器１１において地中熱を採熱する。   In the first heat exchanger 5, the underground heat refrigerant that has taken the underground heat exchanges heat with the heat pump refrigerant, and heats and evaporates the heat pump refrigerant. The underground heat refrigerant circulates again in the heat collection pipe 10 and collects the underground heat in the underground heat exchanger 11.

次に、ヒートポンプ回路２において、ヒートポンプ用冷媒は、圧縮機２１によって圧縮されて吐出される。圧縮機２１から吐出されたヒートポンプ用冷媒は、第２熱交換器６に流入する。第２熱交換器６に流入したヒートポンプ用冷媒は、空調回路３の熱媒体と熱交換して放熱しながら凝縮することにより熱媒体を加熱し、第２熱交換器６から流出する。   Next, in the heat pump circuit 2, the heat pump refrigerant is compressed and discharged by the compressor 21. The heat pump refrigerant discharged from the compressor 21 flows into the second heat exchanger 6. The heat pump refrigerant that has flowed into the second heat exchanger 6 exchanges heat with the heat medium of the air conditioning circuit 3 to condense while radiating heat, thereby heating the heat medium and flowing out of the second heat exchanger 6.

第２熱交換器６から流出したヒートポンプ用冷媒は、減圧装置２２によって減圧および膨張され、減圧装置２２から流出する。減圧装置２２から流出したヒートポンプ用冷媒は、第１熱交換器５に流入する。   The heat pump refrigerant flowing out of the second heat exchanger 6 is decompressed and expanded by the pressure reducing device 22 and flows out of the pressure reducing device 22. The heat pump refrigerant flowing out of the pressure reducing device 22 flows into the first heat exchanger 5.

第１熱交換器５に流入したヒートポンプ用冷媒は、地中熱用冷媒と熱交換して吸熱および蒸発し、第１熱交換器５から流出する。第１熱交換器５から流出したヒートポンプ用冷媒は、圧縮機２１へ吸入される。そして、以下、ヒートポンプ用冷媒は、上述した循環を繰り返す。   The heat pump refrigerant flowing into the first heat exchanger 5 exchanges heat with the underground heat refrigerant, absorbs heat and evaporates, and flows out of the first heat exchanger 5. The heat pump refrigerant flowing out of the first heat exchanger 5 is drawn into the compressor 21. Then, hereinafter, the heat pump refrigerant repeats the above-described circulation.

次に、空調回路３において、空調配管３０を流れ、第２熱交換器６によって加熱された熱媒体は、流路切替弁３１を介して放熱器３２に流入する。放熱器３２に流入した熱媒体は、空調対象空間内の空気に放熱し、放熱器３２から流出する。これにより、空調対象空間の空気調和が行われる。放熱器３２から流出した熱媒体は、第２循環ポンプ３３を介して第２熱交換器６に流入する。以下、空調配管３０を流れる熱媒体は、上述した循環を繰り返す。   Next, in the air conditioning circuit 3, the heat medium flowing through the air conditioning pipe 30 and heated by the second heat exchanger 6 flows into the radiator 32 via the flow path switching valve 31. The heat medium flowing into the radiator 32 radiates heat to the air in the space to be air-conditioned and flows out of the radiator 32. Thereby, air conditioning of the space to be air-conditioned is performed. The heat medium flowing out of the radiator 32 flows into the second heat exchanger 6 via the second circulation pump 33. Hereinafter, the heat medium flowing through the air conditioning pipe 30 repeats the above-described circulation.

また、空調回路３において、第２熱交換器６によって加熱された熱媒体は、流路切替弁３１を介して給湯回路４に流入する。給湯回路４に流入した熱媒体は、給湯配管４０ａを流れ、第３熱交換器４３に流入する。第３熱交換器４３に流入した熱媒体は、給湯配管４０ｂを循環する水と熱交換して放熱し、第３熱交換器４３から流出する。第３熱交換器４３から流出した熱媒体は、給湯回路４から流出して空調回路３に流入し、空調回路３の空調配管３０を流れる熱媒体と合流する。   In the air conditioning circuit 3, the heat medium heated by the second heat exchanger 6 flows into the hot water supply circuit 4 via the flow path switching valve 31. The heat medium flowing into the hot water supply circuit 4 flows through the hot water supply pipe 40 a and flows into the third heat exchanger 43. The heat medium that has flowed into the third heat exchanger 43 exchanges heat with water circulating in the hot water supply pipe 40b to radiate heat, and flows out of the third heat exchanger 43. The heat medium flowing out of the third heat exchanger 43 flows out of the hot water supply circuit 4, flows into the air conditioning circuit 3, and joins with the heat medium flowing through the air conditioning pipe 30 of the air conditioning circuit 3.

一方、給湯タンク４１内の水は、給湯タンク４１から流出し、第３循環ポンプ４２を介して第３熱交換器４３に流入する。第３熱交換器４３に流入した水は、給湯配管４０ａを流れる熱媒体と熱交換して吸熱し、第３熱交換器４３から流出する。第３熱交換器４３から流出した水は、給湯タンク４１に流入し、以下、上述した循環を繰り返す。   On the other hand, the water in the hot water supply tank 41 flows out of the hot water supply tank 41 and flows into the third heat exchanger 43 via the third circulation pump 42. The water that has flowed into the third heat exchanger 43 exchanges heat with the heat medium flowing through the hot water supply pipe 40a, absorbs heat, and flows out of the third heat exchanger 43. The water flowing out of the third heat exchanger 43 flows into the hot water supply tank 41 and repeats the above-described circulation.

［ファンの制御］
次に、本実施の形態１に係るヒートポンプ装置１００におけるファン２４の回転数を制御する処理について説明する。本実施の形態１では、ヒートポンプ装置１００が動作することによって装置内の温度が上昇した場合に、採熱回路１の採熱配管１０が結露しないように、ファン２４の回転数を制御する。[Fan control]
Next, a process of controlling the rotation speed of the fan 24 in the heat pump device 100 according to the first embodiment will be described. In the first embodiment, when the temperature inside the device increases due to the operation of the heat pump device 100, the rotation speed of the fan 24 is controlled so that the heat collecting pipe 10 of the heat collecting circuit 1 does not dew.

図５は、本実施の形態１に係るヒートポンプ装置１００におけるファン２４の回転数制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図５に示す処理は、予め設定された時間毎に巡回的に繰り返されるものとする。   FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the flow of the rotation speed control process of the fan 24 in the heat pump device 100 according to the first embodiment. Note that the processing shown in FIG. 5 is cyclically repeated at preset time intervals.

まず、ステップＳ１において、制御装置７のポンプ状態判断部７１は、第１循環ポンプ１２を駆動するモータから入力される駆動情報に基づき、第１循環ポンプ１２が運転中であるか否かを判断する。   First, in step S1, the pump state determination unit 71 of the control device 7 determines whether the first circulation pump 12 is operating based on drive information input from a motor that drives the first circulation pump 12. I do.

第１循環ポンプ１２が運転中でない、すなわち停止中であると判断した場合（ステップＳ１；ＮＯ）、ファン回転数決定部７３は、ファン２４を停止するためにファン２４の回転数を「０」に決定する。そして、ステップＳ６において、ファン制御部７５は、決定された回転数「０」でファン２４を駆動、すなわち停止させる。   When it is determined that the first circulation pump 12 is not operating, that is, is stopped (step S1; NO), the fan rotation speed determination unit 73 sets the rotation speed of the fan 24 to “0” to stop the fan 24. To decide. Then, in step S6, the fan control unit 75 drives, that is, stops the fan 24 at the determined rotation speed “0”.

一方、第１循環ポンプ１２が運転中であると判断した場合（ステップＳ１；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ２に移行する。ステップＳ２において、第２温度サーミスタ１４は、ヒートポンプ装置１００内の温度を測定する。また、ステップＳ３において、第１温度サーミスタ１３は、採熱回路１の採熱配管１０内を流れる地中熱用冷媒の温度を測定する。   On the other hand, when it is determined that the first circulation pump 12 is operating (step S1; YES), the processing shifts to step S2. In step S2, the second temperature thermistor 14 measures the temperature inside the heat pump device 100. Further, in step S3, the first temperature thermistor 13 measures the temperature of the geothermal refrigerant flowing in the heat collection pipe 10 of the heat collection circuit 1.

なお、ステップＳ２およびステップＳ３の処理は、必ずしも説明した順序で行われる必要はない。例えば、ステップＳ２およびステップＳ３の処理の順序を入れ替えてもよいし、ステップＳ２およびステップＳ３の処理が並列的に行われてもよい。   Note that the processes of step S2 and step S3 do not necessarily need to be performed in the order described. For example, the order of the processes in steps S2 and S3 may be changed, or the processes in steps S2 and S3 may be performed in parallel.

次に、ステップＳ４において、温度差算出部７２は、ステップＳ２で測定された装置内温度と、ステップＳ３で測定された地中熱用冷媒温度との温度差を算出する。ファン回転数決定部７３は、算出された温度差に基づき、記憶部７４に記憶された回転数テーブルを参照し、ファン２４の回転数を決定する。そして、ステップＳ５において、ファン制御部７５は、決定された回転数でファン２４を駆動する。   Next, in step S4, the temperature difference calculation unit 72 calculates a temperature difference between the in-apparatus temperature measured in step S2 and the underground heat refrigerant temperature measured in step S3. The fan rotation speed determining unit 73 determines the rotation speed of the fan 24 with reference to the rotation speed table stored in the storage unit 74 based on the calculated temperature difference. Then, in step S5, the fan control unit 75 drives the fan 24 at the determined rotation speed.

以上のように、本実施の形態１に係るヒートポンプ装置１００は、採熱配管１０内を地中熱用冷媒が循環する採熱回路１と、ヒートポンプ配管２０内をヒートポンプ用冷媒が循環するヒートポンプ回路２と、地中熱用冷媒とヒートポンプ用冷媒との間で熱交換を行う第１熱交換器５とを含んで構成されている。このようなヒートポンプ装置１００において、採熱回路１は、採熱配管１０の一部が地中に埋設されて構成された、地中熱を採熱する地中熱交換器１１を有している。また、ヒートポンプ回路２は、ヒートポンプ配管２０に接続され、ヒートポンプ用冷媒を圧縮する圧縮機２１と、圧縮機２１を制御するための電子部品を搭載し、背面に採熱配管１０が接合されたコントロールボックス２３と、コントロールボックス２３の背面に対して気流を吹き付けるファン２４とを有している。   As described above, the heat pump device 100 according to the first embodiment includes the heat collection circuit 1 in which the ground heat refrigerant circulates in the heat collection pipe 10 and the heat pump circuit in which the heat pump refrigerant circulates in the heat pump pipe 20. 2 and a first heat exchanger 5 that performs heat exchange between the underground heat refrigerant and the heat pump refrigerant. In such a heat pump device 100, the heat sampling circuit 1 includes an underground heat exchanger 11 configured to embed a part of the heat sampling pipe 10 buried in the ground to sample ground heat. . Further, the heat pump circuit 2 is connected to a heat pump pipe 20 and includes a compressor 21 for compressing a heat pump refrigerant, and an electronic component for controlling the compressor 21. It has a box 23 and a fan 24 that blows airflow against the back of the control box 23.

このように、採熱配管１０が接合されたコントロールボックス２３の背面に対して、ファン２４によって気流を吹き付けることにより、コントロールボックス２３の制御用電子部品を冷却しながら、採熱配管１０における結露水の発生を抑制することができる。   In this manner, the air flow is blown by the fan 24 onto the back surface of the control box 23 to which the heat collection pipe 10 is joined, so that the control electronic components of the control box 23 are cooled and the dew condensation water in the heat collection pipe 10 is cooled. Can be suppressed.

また、本実施の形態１では、第１温度サーミスタ１３によって測定された地中熱用冷媒の温度と、第２温度サーミスタ１４によって測定されたヒートポンプ装置１００内の温度との温度差に基づき、ファン２４の回転数を制御する。これにより、ヒートポンプ装置１００の温度状態に応じて、より適切に結露水の発生を抑制することができる。   Further, in the first embodiment, the fan based on the temperature difference between the temperature of the underground heat refrigerant measured by the first temperature thermistor 13 and the temperature inside the heat pump device 100 measured by the second temperature thermistor 14. 24 is controlled. Thereby, generation of dew water can be more appropriately suppressed according to the temperature state of the heat pump device 100.

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係るヒートポンプ装置について説明する。本実施の形態２に係るヒートポンプ装置は、ヒートポンプ装置１００内に設置された湿度センサと、コントロールボックス２３の背面近傍に設置された第３温度サーミスタを備える点で、上述した実施の形態１と相違する。Embodiment 2 FIG.
Next, a heat pump device according to Embodiment 2 of the present invention will be described. The heat pump device according to the second embodiment is different from the above-described first embodiment in including a humidity sensor installed in the heat pump device 100 and a third temperature thermistor installed near the back of the control box 23. I do.

［ヒートポンプ装置の回路構成］
図６は、本実施の形態２に係るヒートポンプ装置１００の構成の一例を示す概略図である。図７は、図６のコントロールボックス２３の背面の様子を示す概略図である。図６に示すように、本実施の形態２に係るヒートポンプ装置１００は、実施の形態１に係るヒートポンプ装置１００の構成に加えて、湿度センサ１５が設けられている。また、図７に示すように、コントロールボックス２３の背面近傍には、第３温度センサとしての第３温度サーミスタ１６が設けられている。なお、以下の説明において、実施の形態１と共通する部分には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。[Circuit configuration of heat pump device]
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of the heat pump device 100 according to the second embodiment. FIG. 7 is a schematic diagram showing a state of the back of the control box 23 of FIG. As shown in FIG. 6, the heat pump device 100 according to the second embodiment includes a humidity sensor 15 in addition to the configuration of the heat pump device 100 according to the first embodiment. Further, as shown in FIG. 7, a third temperature thermistor 16 as a third temperature sensor is provided near the back surface of the control box 23. In the following description, portions common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

湿度センサ１５は、ヒートポンプ装置１００の内部に設置され、ヒートポンプ装置１００内の相対湿度を測定する。なお、湿度センサ１５は、ヒートポンプ装置１００内の相対湿度を測定できれば、どの位置に設置してもよいが、コントロールボックス２３の近傍に設置すると好ましい。   The humidity sensor 15 is installed inside the heat pump device 100 and measures the relative humidity inside the heat pump device 100. The humidity sensor 15 may be installed at any position as long as the relative humidity in the heat pump device 100 can be measured, but is preferably installed near the control box 23.

第３温度サーミスタ１６は、コントロールボックス２３の背面近傍に設置され、大気温度を測定する。なお、第３温度サーミスタ１６は、コントロールボックス２３の背面近傍に設置されるものの、コントロールボックス２３に搭載された基板等による発熱の影響を受けないように設置することが好ましい。   The third temperature thermistor 16 is installed near the back of the control box 23 and measures the atmospheric temperature. Although the third temperature thermistor 16 is installed near the back surface of the control box 23, it is preferable to install the third temperature thermistor 16 so as not to be affected by heat generated by a board or the like mounted on the control box 23.

（制御装置）
図８は、図６の制御装置７の構成の一例を示すブロック図である。図８に示すように、制御装置７は、ポンプ状態判断部７１、露点温度算出部７６、ファン回転数決定部７３、およびファン制御部７５を備えている。なお、図８では、本発明の特徴に関連する部分についての機能ブロックのみを図示し、それ以外の部分については、図示および説明を省略する。(Control device)
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the control device 7 in FIG. As shown in FIG. 8, the control device 7 includes a pump state determination unit 71, a dew point temperature calculation unit 76, a fan rotation speed determination unit 73, and a fan control unit 75. In FIG. 8, only functional blocks related to the features of the present invention are shown, and illustration and description of other portions are omitted.

露点温度算出部７６は、第１温度サーミスタ１３による地中熱用冷媒の温度を示すデータと、第２温度サーミスタ１４によるヒートポンプ装置１００内の温度を示すデータと、湿度センサ１５によるヒートポンプ装置１００内の相対湿度を示すデータとが入力される。露点温度算出部７６は、入力された３つの測定データに基づき露点温度を算出し、得られた露点温度を示す情報を、ファン回転数決定部７３に供給する。   The dew point temperature calculation unit 76 calculates the temperature of the underground heat refrigerant by the first temperature thermistor 13, the data indicating the temperature in the heat pump device 100 by the second temperature thermistor 14, and the data of the heat pump device 100 by the humidity sensor 15. And the data indicating the relative humidity of. The dew point temperature calculation unit 76 calculates the dew point temperature based on the three input measurement data, and supplies information indicating the obtained dew point temperature to the fan rotation speed determination unit 73.

ファン回転数決定部７３は、ポンプ状態判断部７１で得られた判断結果を示す情報と、露点温度算出部７６で算出された露点温度を示す情報と、第３温度サーミスタ１６で測定された大気温度を示すデータとが入力される。
ファン回転数決定部７３は、入力されたこれらの情報に基づき、ファン２４の回転数の変化量を決定する。そして、ファン回転数決定部７３は、決定したファン２４の回転数の変化量を示す情報を、ファン制御部７５に供給する。The fan rotation number determining unit 73 determines the information indicating the determination result obtained by the pump state determining unit 71, the information indicating the dew point temperature calculated by the dew point temperature calculating unit 76, and the air measured by the third temperature thermistor 16. Data indicating the temperature is input.
The fan rotation speed determination unit 73 determines the amount of change in the rotation speed of the fan 24 based on the input information. Then, the fan rotation speed determination unit 73 supplies information indicating the determined amount of change in the rotation speed of the fan 24 to the fan control unit 75.

［ファンの制御］
次に、本実施の形態２に係るヒートポンプ装置１００におけるファン２４の回転数を制御する処理について説明する。
図９は、本実施の形態２に係るヒートポンプ装置１００におけるファン２４の回転数制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図９に示す処理は、予め設定された時間毎に巡回的に繰り返されるものとする。[Fan control]
Next, a process of controlling the rotation speed of the fan 24 in the heat pump device 100 according to the second embodiment will be described.
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of the flow of the rotation speed control process of the fan 24 in the heat pump device 100 according to the second embodiment. Note that the process shown in FIG. 9 is cyclically repeated at preset time intervals.

まず、ステップＳ１１において、制御装置７のポンプ状態判断部７１は、第１循環ポンプ１２を駆動するモータから入力される駆動情報に基づき、第１循環ポンプ１２が運転中であるか否かを判断する。   First, in step S11, the pump state determination unit 71 of the control device 7 determines whether or not the first circulation pump 12 is operating based on drive information input from a motor that drives the first circulation pump 12. I do.

第１循環ポンプ１２が停止中であると判断した場合（ステップＳ１１；ＮＯ）、ファン回転数決定部７３は、ファン２４を停止するためにファン２４の回転数を「０」に決定する。そして、ステップＳ２２において、ファン制御部７５は、ファン２４を停止させる。   When it is determined that the first circulation pump 12 is stopped (step S11; NO), the fan rotation speed determination unit 73 determines the rotation speed of the fan 24 to be “0” in order to stop the fan 24. Then, in step S22, the fan control unit 75 stops the fan 24.

一方、第１循環ポンプ１２が運転中であると判断した場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２において、第２温度サーミスタ１４は、ヒートポンプ装置１００内の温度を測定する。また、ステップＳ１３において、第１温度サーミスタ１３は、採熱回路１の採熱配管１０内を流れる地中熱用冷媒の温度を測定する。さらに、ステップＳ１４において、湿度センサ１５は、ヒートポンプ装置１００内の相対湿度を測定する。   On the other hand, when it is determined that the first circulation pump 12 is operating (step S11; YES), the process proceeds to step S12. In step S12, the second temperature thermistor 14 measures the temperature inside the heat pump device 100. Also, in step S13, the first temperature thermistor 13 measures the temperature of the underground heat refrigerant flowing in the heat collection pipe 10 of the heat collection circuit 1. Further, in step S14, the humidity sensor 15 measures the relative humidity in the heat pump device 100.

なお、ステップＳ１２〜ステップＳ１４の処理は、必ずしも説明した順序で行われる必要はない。例えば、ステップＳ２およびステップＳ３の処理の順序を入れ替えてもよいし、ステップＳ２およびステップＳ３の処理が並列的に行われてもよい。   Note that the processes of steps S12 to S14 do not necessarily need to be performed in the order described. For example, the order of the processes in steps S2 and S3 may be changed, or the processes in steps S2 and S3 may be performed in parallel.

次に、ステップＳ１５において、露点温度算出部７６は、ステップＳ１２〜ステップＳ１４で測定された温度および湿度のデータに基づき、露点温度Ｔｂを算出する。露点温度Ｔｂは、式（１）〜式（３）に基づき算出することができる。式（１）における値「Ｘ」は、湿度センサ１５によって測定されたヒートポンプ装置１００内の相対湿度［％］である。また、値「Ｔ１」は、第２温度サーミスタ１４によって測定されたヒートポンプ装置１００内の温度［℃］である。
Ｔｂ＝Ａ×ｌｎ（Ｘ／１０）＋Ｂ ・・・（１）
Ａ＝０．１３×Ｔ１＋１１．１ ・・・（２）
Ｂ＝０．７×Ｔ１−２５ ・・・（３）Next, in step S15, the dew point temperature calculation unit 76 calculates the dew point temperature Tb based on the temperature and humidity data measured in steps S12 to S14. The dew point temperature Tb can be calculated based on equations (1) to (3). The value “X” in Expression (1) is a relative humidity [%] in the heat pump device 100 measured by the humidity sensor 15. The value “T 1 ” is the temperature [° C.] in the heat pump device 100 measured by the second temperature thermistor 14.
Tb = A × ln (X / 10) + B (1)
A = 0.13 × T 1 +11.1 (2)
B = 0.7 × T 1 −25 (3)

なお、上述した式（１）〜式（３）を用いた露点温度Ｔｂの算出は、相対湿度Ｘ［％］が「１０≦Ｘ≦９０」である場合に適用される。相対湿度Ｘ［％］が「Ｘ＜１０」である場合、露点温度Ｔｂは、相対湿度Ｘが値「１０」であるものとして、式（１）〜式（３）に基づき算出される。また、相対湿度Ｘ［％］が「９０＜Ｘ」である場合、露点温度Ｔｂは、ヒートポンプ装置１００内の温度Ｔ１とする。The calculation of the dew point temperature Tb using the above-described equations (1) to (3) is applied when the relative humidity X [%] is “10 ≦ X ≦ 90”. When the relative humidity X [%] is “X <10”, the dew point temperature Tb is calculated based on the equations (1) to (3), assuming that the relative humidity X is the value “10”. Further, if the relative humidity X [%] is "90 <X", the dew point temperature Tb is a temperature T 1 of in the heat pump apparatus 100.

ステップＳ１６において、第３温度サーミスタ１６は、大気温度Ｔａを測定する。ステップＳ１７において、ファン回転数決定部７３は、ステップＳ１５で算出された露点温度Ｔｂと、ステップＳ１６で測定された大気温度Ｔａとに基づき、ファン２４の回転数の変化量を決定する。   In step S16, the third temperature thermistor 16 measures the atmospheric temperature Ta. In step S17, the fan rotation speed determining unit 73 determines the amount of change in the rotation speed of the fan 24 based on the dew point temperature Tb calculated in step S15 and the atmospheric temperature Ta measured in step S16.

大気温度Ｔａと露点温度Ｔｂとの関係が「大気温度Ｔａ＝露点温度Ｔｂ」である場合、ファン回転数決定部７３は、ステップＳ１８において、ファン２４の回転数を現在の回転数で維持することを決定する。また、大気温度Ｔａと露点温度Ｔｂとの関係が「大気温度Ｔａ＞露点温度Ｔｂ」である場合、ファン回転数決定部７３は、ステップＳ１９において、ファン２４の回転数を上昇させることを決定する。さらに、大気温度Ｔａと露点温度Ｔｂとの関係が「大気温度Ｔａ＜露点温度Ｔｂ」である場合、ファン回転数決定部７３は、ステップＳ２０において、ファン２４の回転数を低下させることを決定する。そして、ステップＳ２１において、ファン制御部７５は、決定された回転数の変化量を示す制御信号をファン２４に供給し、ファン２４を駆動する。   When the relationship between the atmospheric temperature Ta and the dew point temperature Tb is “atmospheric temperature Ta = dew point temperature Tb”, the fan rotation speed determining unit 73 maintains the rotation speed of the fan 24 at the current rotation speed in step S18. To determine. If the relationship between the atmospheric temperature Ta and the dew point temperature Tb is “atmospheric temperature Ta> dew point temperature Tb”, the fan rotation speed determination unit 73 determines to increase the rotation speed of the fan 24 in step S19. . Furthermore, when the relationship between the atmospheric temperature Ta and the dew point temperature Tb is “atmospheric temperature Ta <dew point temperature Tb”, the fan rotation speed determination unit 73 determines in step S20 to reduce the rotation speed of the fan 24. . Then, in step S21, the fan control unit 75 supplies a control signal indicating the determined change amount of the rotation speed to the fan 24, and drives the fan 24.

なお、ファン２４の回転数は、例えば、段階的に変化させてもよいし、周囲の環境および算出した露点温度に基づいて目標回転数を決定し、即座に決定した回転数となるようにしてもよい。   The rotation speed of the fan 24 may be changed stepwise, for example, or the target rotation speed is determined based on the surrounding environment and the calculated dew point temperature, so that the rotation speed is immediately determined. Is also good.

以上のように、本実施の形態２に係るヒートポンプ装置１００は、上述した実施の形態１に係るヒートポンプ装置１００の構成に加えて、湿度センサ１５および第３温度サーミスタ１６を設けている。これにより、大気温度と結露温度との関係に基づいてファン２４の回転数を制御するため、より適切に結露水の発生を抑制することができる。   As described above, the heat pump device 100 according to Embodiment 2 includes the humidity sensor 15 and the third temperature thermistor 16 in addition to the configuration of the heat pump device 100 according to Embodiment 1 described above. Thus, the rotation speed of the fan 24 is controlled based on the relationship between the atmospheric temperature and the dew temperature, so that the generation of dew water can be more appropriately suppressed.

１ 採熱回路、２ ヒートポンプ回路、３ 空調回路、４ 給湯回路、５ 第１熱交換器、６ 第２熱交換器、７ 制御装置、１０ 採熱配管、１０ａ ヘッダ管、１０ｂ 枝管、１１ 地中熱交換器、１２ 第１循環ポンプ、１３ 第１温度サーミスタ、１４ 第２温度サーミスタ、１５ 湿度センサ、１６ 第３温度サーミスタ、２０ ヒートポンプ配管、２１ 圧縮機、２２ 減圧装置、２３ コントロールボックス、２４ ファン、３０ 空調配管、３１ 流路切替弁、３２ 放熱器、３３ 第２循環ポンプ、４０ａ、４０ｂ 給湯配管、４１ 給湯タンク、４２ 第３循環ポンプ、４３ 第３熱交換器、７１ ポンプ状態判断部、７２ 温度差算出部、７３ ファン回転数決定部、７４ 記憶部、７５ ファン制御部、７６ 露点温度算出部、１００ ヒートポンプ装置。   Reference Signs List 1 heat collecting circuit, 2 heat pump circuit, 3 air conditioning circuit, 4 hot water supply circuit, 5 first heat exchanger, 6 second heat exchanger, 7 control device, 10 heat collecting pipe, 10a header pipe, 10b branch pipe, 11 ground Medium heat exchanger, 12 1st circulation pump, 13 1st temperature thermistor, 14 2nd temperature thermistor, 15 humidity sensor, 16 3rd temperature thermistor, 20 heat pump piping, 21 compressor, 22 decompression device, 23 control box, 24 Fan, 30 air conditioning pipe, 31 flow path switching valve, 32 radiator, 33 second circulation pump, 40a, 40b hot water supply pipe, 41 hot water supply tank, 42 third circulation pump, 43 third heat exchanger, 71 pump state determination unit , 72 temperature difference calculation unit, 73 fan rotation speed determination unit, 74 storage unit, 75 fan control unit, 76 dew point temperature calculation unit, 100 heat Pump device.

本発明のヒートポンプ装置は、採熱配管内を地中熱用冷媒が循環する採熱回路と、ヒートポンプ配管内をヒートポンプ用冷媒が循環するヒートポンプ回路と、前記地中熱用冷媒と前記ヒートポンプ用冷媒との間で熱交換を行う熱交換器とを含んで構成されるヒートポンプ装置であって、前記採熱回路は、前記採熱配管の一部が地中に埋設されて構成された、地中熱を採熱する地中熱交換器と、前記採熱配管の近傍に設けられ、前記採熱配管内を流れる前記地中熱用冷媒の温度を測定する第１温度センサと、前記ヒートポンプ装置内の温度を測定する第２温度センサとを有し、前記ヒートポンプ回路は、前記ヒートポンプ配管に接続され、前記ヒートポンプ用冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を制御するための電子部品を搭載し、背面に前記採熱配管が接合されたコントロールボックスと、前記コントロールボックスの背面に対して気流を吹き付けるファンとを有し、前記地中熱用冷媒の温度と、前記ヒートポンプ装置内の温度とに基づき、前記ファンの回転数を制御する制御装置を備えるものである。 The heat pump device according to the present invention includes a heat collection circuit that circulates a ground heat refrigerant in a heat collection pipe, a heat pump circuit that circulates a heat pump refrigerant in a heat pump pipe, the ground heat refrigerant, and the heat pump refrigerant. And a heat exchanger that performs heat exchange between the heat extraction circuit and the heat extraction circuit, wherein the heat extraction circuit is configured such that a part of the heat extraction pipe is buried underground. An underground heat exchanger that collects heat, a first temperature sensor that is provided near the heat collection pipe, and measures a temperature of the geothermal refrigerant flowing through the heat collection pipe; A second temperature sensor for measuring the temperature of the heat pump circuit, wherein the heat pump circuit is connected to the heat pump pipe, and includes a compressor for compressing the heat pump refrigerant, and an electronic component for controlling the compressor. Front to back A control box Tonetsu pipe is joined, possess a fan to blow the air flow to the back of the control box, and the temperature of the underground heat refrigerant, based on the temperature in the heat pump apparatus, the fan And a control device for controlling the number of rotations .

Claims (7)

採熱配管内を地中熱用冷媒が循環する採熱回路と、ヒートポンプ配管内をヒートポンプ用冷媒が循環するヒートポンプ回路と、前記地中熱用冷媒と前記ヒートポンプ用冷媒との間で熱交換を行う熱交換器とを含んで構成されるヒートポンプ装置であって、
前記採熱回路は、前記採熱配管の一部が地中に埋設されて構成された、地中熱を採熱する地中熱交換器を有し、
前記ヒートポンプ回路は、
前記ヒートポンプ配管に接続され、前記ヒートポンプ用冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機を制御するための電子部品を搭載し、背面に前記採熱配管が接合されたコントロールボックスと、
前記コントロールボックスの背面に対して気流を吹き付けるファンと
を有する
ヒートポンプ装置。A heat collection circuit in which the underground heat refrigerant circulates through the heat collection pipe, a heat pump circuit in which the heat pump refrigerant circulates through the heat pump pipe, and heat exchange between the underground heat refrigerant and the heat pump refrigerant. A heat pump device comprising:
The heat collecting circuit is configured by burying a part of the heat collecting pipe in the ground, and has an underground heat exchanger for collecting ground heat,
The heat pump circuit,
A compressor connected to the heat pump pipe and compressing the heat pump refrigerant,
A control box mounted with electronic components for controlling the compressor, and the heat collection pipe is joined to a back surface,
A heat pump device comprising: a fan that blows airflow against a back surface of the control box. 前記ファンの回転数を制御する制御装置をさらに備え、
前記採熱回路は、
前記採熱配管の近傍に設けられ、前記採熱配管内を流れる前記地中熱用冷媒の温度を測定する第１温度センサと、
前記ヒートポンプ装置内の温度を測定する第２温度センサと
をさらに有し、
前記制御装置は、前記地中熱用冷媒の温度と、前記ヒートポンプ装置内の温度とに基づき、前記ファンの回転数を制御する
請求項１に記載のヒートポンプ装置。Further comprising a control device for controlling the rotation speed of the fan,
The heat collecting circuit,
A first temperature sensor that is provided near the heat collecting pipe and measures the temperature of the underground heat refrigerant flowing in the heat collecting pipe;
A second temperature sensor for measuring a temperature inside the heat pump device,
The heat pump device according to claim 1, wherein the control device controls the number of revolutions of the fan based on a temperature of the underground heat refrigerant and a temperature in the heat pump device. 前記制御装置は、前記地中熱用冷媒の温度と、前記ヒートポンプ装置内の温度との温度差に基づき、温度差が大きいほど前記回転数を大きくするように、前記ファンの回転数を制御する
請求項２に記載のヒートポンプ装置。The control device controls the rotation speed of the fan such that the rotation speed increases as the temperature difference increases, based on a temperature difference between the temperature of the underground heat refrigerant and a temperature in the heat pump device. The heat pump device according to claim 2. 前記採熱回路は、前記ヒートポンプ装置内の相対湿度を測定する湿度センサをさらに有し、
前記ヒートポンプ回路は、大気温度を測定する第３温度センサをさらに有し、
前記制御装置は、
前記地中熱用冷媒の温度、前記ヒートポンプ装置内の温度、および前記相対湿度から得られる露点温度と、前記大気温度との関係に基づき、前記ファンの回転数を制御する
請求項２に記載のヒートポンプ装置。The heat collecting circuit further includes a humidity sensor for measuring a relative humidity in the heat pump device,
The heat pump circuit further includes a third temperature sensor that measures an atmospheric temperature,
The control device includes:
The rotation speed of the fan according to claim 2, wherein the rotation speed of the fan is controlled based on a relationship between the temperature of the underground heat refrigerant, a temperature in the heat pump device, and a dew point temperature obtained from the relative humidity, and the atmospheric temperature. Heat pump device. 前記制御装置は、
前記大気温度と前記露点温度とが等しい場合に、前記ファンの回転数を維持し、
前記大気温度が前記露点温度よりも大きい場合に、前記ファンの回転数を上昇させ、
前記大気温度が前記露点温度よりも小さい場合に、前記ファンの回転数を低下させる
請求項４に記載のヒートポンプ装置。The control device includes:
When the atmospheric temperature and the dew point temperature are equal, maintain the rotation speed of the fan,
When the atmospheric temperature is higher than the dew point temperature, increase the rotation speed of the fan,
The heat pump device according to claim 4, wherein when the atmospheric temperature is lower than the dew point temperature, the rotation speed of the fan is reduced. 前記コントロールボックスは、前記熱交換器の上流側の前記採熱配管が背面に接合されている
請求項１〜５のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。The heat pump device according to any one of claims 1 to 5, wherein the control box has the heat collection pipe upstream of the heat exchanger joined to a back surface. 前記コントロールボックスに接合される前記採熱配管は、一対の平行なヘッダ管と、一対の前記ヘッダ管を連通する複数の枝管とで形成されている
請求項１〜６のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。The heat collection pipe joined to the control box is formed of a pair of parallel header pipes and a plurality of branch pipes communicating the pair of header pipes, according to any one of claims 1 to 6. The heat pump device as described in the above.
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