特許 6537959 ヒートポンプ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6537959

(24)【登録日】2019年6月14日

(45)【発行日】2019年7月3日

(54)【発明の名称】ヒートポンプ装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 27/00 20060101AFI20190625BHJP

   F25B 30/06 20060101ALI20190625BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20190625BHJP

   F24F 3/00 20060101ALI20190625BHJP

   F24F 5/00 20060101ALI20190625BHJP

   F24F 1/36 20110101ALI20190625BHJP

   F24F 1/56 20110101ALI20190625BHJP

【ＦＩ】

   F25B27/00 P

   F25B30/06 T

   F25B1/00 399Y

   F24F3/00 A

   F24F5/00 101A

   F24F1/36

   F24F1/56

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-228079(P2015-228079)

(22)【出願日】2015年11月20日

(65)【公開番号】特開2017-96541(P2017-96541A)

(43)【公開日】2017年6月1日

【審査請求日】2018年4月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000538

【氏名又は名称】株式会社コロナ

(74)【代理人】

【識別番号】100067356

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 容一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100160004

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 憲雅

(74)【代理人】

【識別番号】100120558

【弁理士】

【氏名又は名称】住吉 勝彦

(74)【代理人】

【識別番号】100148909

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧澤 匡則

(74)【代理人】

【識別番号】100161355

【弁理士】

【氏名又は名称】野崎 俊剛

(72)【発明者】

【氏名】眞柄 隆志

(72)【発明者】

【氏名】上田 真典

(72)【発明者】

【氏名】川上 岳彦

【審査官】 伊藤 紀史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１４８３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５６９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７４９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２６９７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１４７６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２１７６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０１７７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０７４４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８１４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８２９７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ ２７／００

Ｆ２５Ｂ ３０／０６

Ｆ２４Ｈ ４／００

Ｆ２４Ｔ １０／００

Ｆ２４Ｆ １／３６

Ｆ２４Ｆ １／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヒートポンプ回路を内蔵する筐体に、熱源に向かう管路に接続される熱源往き接続口と、前記熱源から戻る管路に接続される熱源戻り接続口と、室内端末に向かう管路に接続される冷温水往き接続口と、前記室内端末から戻る管路に接続される冷温水戻り接続口とが備えられ、冷房運転時には、前記熱源へ熱を放出し、前記室内端末から室内へ冷気を放出するヒートポンプ装置において、
前記筐体は、底板と、この底板から上に延びる４つの側板と、上面を塞ぐ天板とからなり、
前記熱源往き接続口と、前記熱源戻り接続口と、前記冷温水往き接続口と、前記冷温水戻り接続口は、全てが前記側板のうち、いずれか１つの前記側板に設けられ、
前記冷温水往き接続口及び前記冷温水戻り接続口は、前記熱源往き接続口及び前記熱源戻り接続口よりも上に設けられており、
前記冷温水往き接続口は、左右方向にて前記熱源往き接続口の外側面に接する第１垂線と、前記熱源戻り接続口の外側面に接する第２垂線とで規定される左右幅内に配置されていることを特徴とするヒートポンプ装置。

【請求項2】

ヒートポンプ回路を内蔵する筐体に、熱源に向かう管路に接続される熱源往き接続口と、前記熱源から戻る管路に接続される熱源戻り接続口と、室内端末に向かう管路に接続される冷温水往き接続口と、前記室内端末から戻る管路に接続される冷温水戻り接続口とが備えられ、冷房運転時には、前記熱源へ熱を放出し、前記室内端末から室内へ冷気を放出するヒートポンプ装置において、
前記筐体は、底板と、この底板から上に延びる４つの側板と、上面を塞ぐ天板とからなり、
前記熱源往き接続口と、前記熱源戻り接続口と、前記冷温水往き接続口と、前記冷温水戻り接続口は、全てが前記側板のうち、いずれか１つの前記側板に設けられ、
前記冷温水往き接続口及び前記冷温水戻り接続口は、前記熱源往き接続口及び前記熱源戻り接続口よりも上に設けられており、
平面視で、前記冷温水往き接続口が、下位の前記熱源往き接続口と前記熱源戻り接続口の一方に少なくとも一部が重なるように、前記冷温水往き接続口は、前記熱源往き接続口又は前記熱源戻り接続口のほぼ真上に配置されていることを特徴とするヒートポンプ装置。

【請求項3】

前記熱源往き接続口及び前記熱源戻り接続口は、ほぼ同一高さに左右に配置されてい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装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地中熱などの熱源を利用するヒートポンプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

室内の熱を汲み上げて屋外へ放出することで室内を冷却するヒートポンプ装置が、広く普及している。
夏場のように外気温が高く、このような外気へ放熱する場合は、ヒートポンプ装置の運転費用が嵩む。

【0003】

外気温は季節や昼夜によって大きく変動するが、地中の温度は一年を通して殆ど変化がない。そこで、夏場に低温である地中へ熱を逃がすヒートポンプ装置が提案され、実用に供されるようになってきた（例えば、特許文献１（図１、図２）参照）。

【0004】

特許文献１の図１に示されるように、ヒートポンプ式冷暖房システム（１）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）は、ヒートポンプ熱源機（２）と、ファンコイルユニット（６）と、これらを結ぶ管路とを主たる構成要素とする設備である。

【0005】

特許文献１の図２に示されるように、ヒートポンプ熱源機（２）は、筐体にヒートポンプ部（３０）を収納してなる。ヒートポンプ部（３０）は採熱側部分（３１）と負荷側部分（３２）とを含む。

【0006】

採熱側部分（３１）は、戻り側接続口（３８）及び往き側接続口（３９）を介して地中に配置された地中熱交換器（２４）に接続される。すなわち、熱媒体としての水が往き側接続口（３９）から地中熱交換器（２４）へ送られ、地中熱交換器（２４）で地中に放熱して、低温になった循環液が戻り側接続口（３８）へ戻ってくる。

【0007】

負荷側部分（３２）から、往き管路（１５）と戻り管路（１６）が分岐しており、ファンコイルユニット（６）へ低温の熱媒体を送り、暖まった熱媒体を回収する。
特許文献１の図２によれば、戻り側接続口（３８）と往き側接続口（３９）は筐体の底に設けられ、往き管路（１５）と戻り管路（１６）も筐体の底から下方へ延びる。

【0008】

一般に、管路は、ねじ継手やフランジ継手などの接続部で分離可能に接続されるが、この接続部が筐体の底にあると、配管接続工事や、施工後の保守点検が難しくなる。
そこで、底ではなく、側壁に接続部を設ける構造が実用化されている（例えば、特許文献２（図１、図２）参照）。

【0009】

特許文献２の図１に示されるように、地中熱ヒートポンプユニット（４）（括弧付き数字は、特許文献２に記載された符号を示す。以下同様）の一方の壁から地中熱循環回路（２０）が地中へ延びており、他方の壁から加熱循環回路（３０）の往き管路が放熱端末（３６）へ延びており、放熱端末（３６）の底から加熱循環回路（３０）の戻り管路が地中熱ヒートポンプユニット（４）まで延びている。

【0010】

配管接続工事や施工後の保守点検を考えると、地中熱循環回路（２０）の往き管路及戻り管路、加熱循環回路（３０）の往き管路及び戻り管路からなる４つの管路の全てを、一つの側壁に集めることが望まれる。この要望に沿った構成を、次図で説明する。

【0011】

図６に示すように、改良が施された冷温水システム１００は、地中熱を利用する地中熱ヒートポンプユニット１０１と、大気熱を利用する空気熱ヒートポンプユニット１２０と、ファンコイル等の室内端末１３０と、これらを結ぶ管路群とからなる。

【0012】

地中熱ヒートポンプユニット１０１の一方の壁１０２に、地中往き接続口１０３と地中戻り接続口１０４と冷温水往き接続口１０５と冷温水戻り接続口１０６が、まとめて設けられている。
冷温水往き接続口１０５から筐体１０７内へ第１内部管路１１１が延びており、冷温水戻り接続口１０６から筐体１０７内へ第２内部管路１１２が延びており、地中戻り接続口１０４から筐体１０７内へ第３内部管路１１３が延びており、地中往き接続口１０３から筐体１０７内へ第４内部管路１１４が延びている。

【0013】

そして、地中往き接続口１０３と地中戻り接続口１０４とに、地中熱交換器１１５の一端及び他端が接続される。
冷温水往き接続口１０５と空気熱ヒートポンプユニット１２０とが第１管路１２１で結ばれ、空気熱ヒートポンプユニット１２０と室内端末１３０とが第２管路１２２で結ばれ、室内端末１３０と冷温水戻り接続口１０６とが第３管路１２３で結ばれている。

【0014】

地中熱ヒートポンプユニット１０１で冷やされた循環液は、第１管路１２１を介して空気熱ヒートポンプユニット１２０で更に冷やされる。更に冷やされた循環液が、第２管路１２２を介して室内端末１３０に供給される。室内端末１３０で冷気を室内へ放出する。放出により暖まった循環液が第３管路１２３を介して地中熱ヒートポンプユニット１０１に戻される。
冷温水往き接続口１０５の近傍の温度をｔ１、冷温水戻り接続口１０６の近傍の温度をｔ２とすると、ｔ１＜ｔ２であり、あるときの測定値では、ｔ１は１７℃、ｔ２は１９℃であった。

【0015】

地中熱ヒートポンプユニット１０１は、温度ｔ２まで暖められた循環液を冷却する役割を果たし、そのために、地中熱交換器１１５を介して熱を地中に放出する。
地中往き接続口１０３の近傍の温度をｔ４、地中戻り接続口１０４の近傍の温度をｔ３とすると、ｔ３は当然ｔ４より低温になる。あるときの測定値では、ｔ３は２３℃、ｔ４は２５℃であった。

【0016】

図６の７−７線断面図を、図７に示す。
図７に示すように、筐体１０７は、底板１２５と、この底板１２５から上に延びる前板１２６及び背板１２７と、前板１２６と背板１２７の一端を塞ぐ一方の壁１０２とを備えている。底板１２５は、筐体１０７内で発生する結露を排出する排水口１２８を中央に有する。

【0017】

一方の壁１０２に、地中往き接続口１０３と地中戻り接続口１０４と冷温水往き接続口１０５と冷温水戻り接続口１０６が設けられているが、図６によれば、地中往き接続口１０３が下に配置され、地中戻り接続口１０４が上に配置され、冷温水往き接続口１０５が上に配置され、冷温水戻り接続口１０６が下に配置されている。
そのため、図７に示すように、前板１２６側にて、地中往き接続口１０３が下に配置され、地中戻り接続口１０４が上に配置され、背板１２７側にて、冷温水往き接続口１０５が上に配置され、冷温水戻り接続口１０６が下に配置される。

【0018】

冷房運転を実施したところ、底板１２５の下面（図８、符号１２５ａ）から水滴１２９が地面（又は床）に落ち、地面が濡れることが認められた。地面が濡れると見栄えの点で問題が起こる。そこで、本発明者らが要因を検証した。検証の内容を、図８で説明する。

【0019】

図８にて、冷温水往き接続口１０５近傍の温度はｔ１（１７℃）であり、冷温水戻り接続口１０６近傍の温度はｔ２（１９℃）である。夏場の外気温度は３０℃前後に達する。
温度差に起因してドラフトが発生することが知られている。すなわち、暖められた空気は軽くなって上昇し、冷やされた空気は重くなって下降する。ドラフトは温度差が大きいほど顕著になる。

【0020】

最も低温の冷温水往き接続口１０５で冷却された空気は、下降流となって底板１２５に向かい、底板１２５の上面を冷却する。反面、底板１２５で暖められた空気は上昇流となって冷温水往き接続口１０５に向かい、冷温水往き接続口１０５で冷やされる。このような循環流れによって、底板１２５が冷やされる。

【0021】

大気中には、水蒸気が含まれており、この水蒸気の含有率が湿度で示される。夏場は湿度が高くなる傾向にある。水蒸気が含まれた空気が、底板１２５の下面１２５ａに接すると、結露する。この結露が水滴１２９となる。なお、底板１２５の上面に発生する結露は、排水口（図７、符号１２８）から排出されるため、外観性に影響しない。

【0022】

対策の一つに、底板１２５の上に断熱材を敷いて、下降流を断熱材で遮断することが考えられる。しかし、断熱材の調達費用や取付け費用が嵩む。加えて、機種によって、断熱材を入れるものと、入れないものとが混在する場合、地中熱ヒートポンプユニット１０１の組立作業が煩雑になり、組立コストが嵩む。

【0023】

コストダウンが求められ中、断熱材を用いることなく、底板１２５の下面の結露を防止することができる地中熱ヒートポンプユニット１０１が求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0024】

【特許文献1】特開２０１５−１７７４８号公報

【特許文献2】特開２０１５−１４８３６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0025】

本発明は、左の側板に、地中往き接続口と地中戻り接続口と冷温水往き接続口と冷温水戻り接続口が設けられている地中熱ヒートポンプユニット（以下、ヒートポンプ装置と記す。）において、断熱材を用いることなく、底板の下面における結露の発生を防止することができる構造のヒートポンプ装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0026】

請求項１に係る発明は、ヒートポンプ回路を内蔵する筐体に、熱源に向かう管路に接続される熱源往き接続口と、前記熱源から戻る管路に接続される熱源戻り接続口と、室内端末に向かう管路に接続される冷温水往き接続口と、前記室内端末から戻る管路に接続される冷温水戻り接続口とが備えられ、冷房運転時には、前記熱源へ熱を放出し、前記室内端末から室内へ冷気を放出するヒートポンプ装置において、
前記筐体は、底板と、この底板から上に延びる４つの側板と、上面を塞ぐ天板とからなり、
前記熱源往き接続口と、前記熱源戻り接続口と、前記冷温水往き接続口と、前記冷温水戻り接続口は、全てが前記側板のうち、いずれか１つの前記側板に設けられ、
前記冷温水往き接続口及び前記冷温水戻り接続口は、前記熱源往き接続口及び前記熱源戻り接続口よりも上に設けられており、
前記冷温水往き接続口は、左右方向にて前記熱源往き接続口の外側面に接する第１垂線と、前記熱源戻り接続口の外側面に接する第２垂線とで規定される左右幅内に配置されていることを特徴とする。

【0027】

請求項２に係る発明では、ヒートポンプ回路を内蔵する筐体に、熱源に向かう管路に接続される熱源往き接続口と、前記熱源から戻る管路に接続される熱源戻り接続口と、室内端末に向かう管路に接続される冷温水往き接続口と、前記室内端末から戻る管路に接続される冷温水戻り接続口とが備えられ、冷房運転時には、前記熱源へ熱を放出し、前記室内端末から室内へ冷気を放出するヒートポンプ装置において、
前記筐体は、底板と、この底板から上に延びる４つの側板と、上面を塞ぐ天板とからなり、
前記熱源往き接続口と、前記熱源戻り接続口と、前記冷温水往き接続口と、前記冷温水戻り接続口は、全てが前記側板のうち、いずれか１つの前記側板に設けられ、
前記冷温水往き接続口及び前記冷温水戻り接続口は、前記熱源往き接続口及び前記熱源戻り接続口よりも上に設けられており、
平面視で、前記冷温水往き接続口が、下位の前記熱源往き接続口と前記熱源戻り接続口の一方に少なくとも一部が重なるように、前記冷温水往き接続口は、前記熱源往き接続口又は前記熱源戻り接続口のほぼ真上に配置されていることを特徴とする。

【0028】

請求項３に係る発明では、熱源往き接続口及び熱源戻り接続口は、ほぼ同一高さに左右に配置されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0030】

請求項１に係る発明では、冷房運転時に温度が高い熱源往き接続口及び熱源戻り接続口を下位に配置し、温度が低い冷温水往き接続口及び冷温水戻り接続口を上位に配置した。
冷温水往き接続口により冷やされた冷気が下降流となって、底板に向かうが、この下降流は、熱源往き接続口及び熱源戻り接続口で形成される暖気帯で遮られ、底板に達しない。結果、底板の下面に結露が発生する心配が無くなった。
本発明により、断熱材を用いることなく、底板の下面における結露の発生を防止することができる構造のヒートポンプ装置が提供される。
加えて、請求項１に係る発明によれば、冷温水往き接続口が横長の暖気帯の真上にあるため、冷温水往き接続口で形成された冷たい下降流が、より確実に遮断される。

【0031】

請求項２に係る発明では、請求項１と同様に、冷房運転時に温度が高い熱源往き接続口及び熱源戻り接続口を下位に配置し、温度が低い冷温水往き接続口及び冷温水戻り接続口を上位に配置した。
冷温水往き接続口により冷やされた冷気が下降流となって、底板に向かうが、この下降流は、熱源往き接続口及び熱源戻り接続口で形成される暖気帯で遮られ、底板に達しない。結果、底板の下面に結露が発生する心配が無くなった。
本発明により、断熱材を用いることなく、底板の下面における結露の発生を防止することができる構造のヒートポンプ装置が提供される。
加えて、請求項２に係る発明では、冷温水往き接続口の真下に温度が高い熱源往き接続口又は熱源戻り接続口が配置されるため、冷温水往き接続口で形成された冷たい下降流が、熱源往き接続口又は熱源戻り接続口で直接的に遮断される。

【0032】

請求項３に係る発明では、熱源往き接続口及び熱源戻り接続口が、ほぼ同一高さに左右に配置されるため、暖気帯が横長になる。横長の暖気帯で、冷温水往き接続口で形成された冷たい下降流を確実に遮断することができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明に係るヒートポンプ装置を含む冷温水システムの構成図である。

【図2】本発明に係るヒートポンプ装置の正面図である。

【図3】本発明に係るヒートポンプ装置の斜視図である。

【図4】図２の３−３線断面図である。

【図5】作用説明図である。

【図6】改良された従来の冷温水システムの構成図である。

【図7】図６の７−７線断面図である。

【図8】図７の８部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

【実施例】

【0036】

図１に示すように、冷温水システム１０は、第１ヒートポンプ回路３０を内蔵し地中熱などの熱源を利用するヒートポンプ装置１１と、第２ヒートポンプ回路５０を内蔵し大気熱を利用する空気熱ヒートポンプ装置４０と、ファンコイル等の室内端末７０と、これらを結ぶ管路群とからなる。

【0037】

熱源は、地熱の他、河川の水、海水、井戸水、貯水などが利用可能であり、種類は問わない。

【0038】

ヒートポンプ装置１１の例えば左の側板１２に、熱源往き接続口１３と熱源戻り接続口１４と冷温水往き接続口１５と冷温水戻り接続口１６が、まとめて設けられている。
冷温水往き接続口１５から筐体１７内へ第１内部管路２１が延びており、冷温水戻り接続口１６から筐体１７内へ第２内部管路２２が延びており、熱源戻り接続口１４から筐体１７内へ第３内部管路２３が延びており、熱源往き接続口１３から筐体１７内へ第４内部管路２４が延びている。第４内部管路２４が熱源へ向かう管路であり、第３内部管路２３が熱源から戻る管路となる。

【0039】

そして、熱源往き接続口１３と熱源戻り接続口１４とに、熱源中熱交換器２５の一端及び他端が接続される。なお、熱源としての河川の水、海水、井戸水、貯水を汲み上げて利用する場合は、熱源中熱交換器２５は省くことができる。また、一定温度の水を供給する冷水器を熱源として利用してもよい。この場合も熱源中熱交換器２５は不要となる。

【0040】

第１ヒートポンプ回路３０は、閉ループ状の第１冷媒配管３１と、この第１冷媒配管３１に介設される第１圧縮機３２と、第１四方弁３３、第１熱源側熱交換器３４、第１膨張弁３５及び第１負荷側熱交換器３６とからなる。

【0041】

第１熱源側熱交換器３４に第３内部管路２３と第４内部管路２４が接続され、第３内部管路２３には熱源側循環ポンプ３７と熱源側シスターン３８とが設けられている。熱源側シスターン３８は、循環液（不凍液、水など）を貯えるタンク又はリザーバーである。

【0042】

第１負荷側熱交換器３６に第１内部管路２１と第２内部管路２２が接続され、第２内部管路２２には負荷側循環ポンプ３９と冷暖房用シスターン４１とが設けられている。冷暖房用シスターン４１は、循環液（不凍液、水など）を貯えるタンク又はリザーバーである。

【0043】

空気熱ヒートポンプ装置４０は、第１接続口４２と第２接続口４３を備えている。内蔵する第２ヒートポンプ回路５０は、閉ループ状の第２冷媒配管５１と、この第２冷媒配管５１に介設される第２圧縮機５２、第２四方弁５３、第２熱源側熱交換器５４、第２膨張弁５５及び第２負荷側熱交換器５６とからなる。

【0044】

冷温水往き接続口１５から第１管路５７が延び、この第１管路５７が第１接続口４２に接続される。また、第２接続口４３から第２管路５８が延び、この第２管路５８が往きヘッダー５９に接続される。この往きヘッダー５９から複数本の第３管路６１が延びて室内端末７０に接続される。
室内端末７０から延びる第４管路６２は戻りヘッダー６３に接続される。戻りヘッダー６３から延びる第５管路６４は冷温水戻り接続口１６に接続される。

【0045】

以上の構成からなる冷温水システム１０において、冷房設定での冷温水システム１０の作用を説明する。
冷房設定では、第１ヒートポンプ回路３０の冷媒は、第１四方弁３３の流路切り換え作用により、図面時計方向に第１冷媒配管３１内を回される。
冷媒の保有熱は、第１熱源側熱交換器３４で第３内部管路２３から流入する循環液に与えられ、暖まった循環液は第４内部管路２４を通って、熱源往き接続口１３に向かう。

【0046】

一方、第１熱源側熱交換器３４で冷やされた冷媒は、第１膨張弁３５で断熱膨張され、さらに温度が下がる。低温の冷媒が第２内部管路２２から流入する循環液を冷却する。冷やされた循環液は第１内部管路２１から第１管路５７を通って空気熱ヒートポンプ装置４０に向かう。冷温水往き接続口１５付近での温度ｔ１は例えば１７℃である。

【0047】

第２ヒートポンプ回路５０も同様であり、第２熱源側熱交換器５４で大気へ放熱しつつ、第２負荷側熱交換器５６で第１管路５７から流入する循環液を更に冷やす。冷やされた循環液は第２管路５８、往きヘッダー５９及び第３管路６１を通って室内端末７０に至り、室内端末７０で冷気を室内へ放出する。放出により暖まった循環液は第４管路６２、戻りヘッダー６３及び第５管路６４を通ってヒートポンプ装置１１に戻る。冷温水戻り接続口１６付近での温度ｔ２は温度ｔ１よりは高くなり、例えば１９℃である。

【0048】

第１熱源側熱交換器３４で暖められた循環液は、第４内部管路２４、熱源往き接続口１３を通って熱源中熱交換器２５に至り、この熱源中熱交換器２５を介して地中に熱を放出する。熱源往き接続口１３付近での温度ｔ４は、例えば２５℃である。
この放出により低温になった循環液は、熱源戻り接続口１４、第３内部管路２３を通って第１熱源側熱交換器３４に戻る。熱源戻り接続口１４付近での温度ｔ３は、温度ｔ４よりも低くなり、例えば２３℃である。

【0049】

暖房設定の場合は、第１・第２ヒートポンプ回路３０、５０において、冷媒を反時計方向に循環させる。よって、冷温水システム１０は、冷房設定と暖房設定の何れもが可能となる。

【0050】

以上に述べたヒートポンプ装置１１の具体的構成、特に、熱源往き接続口１３と熱源戻り接続口１４と冷温水往き接続口１５と冷温水戻り接続口１６の配置について詳しく説明する。
図２に示すように、ヒートポンプ装置１１は、筐体１７の左の側板１２に、熱源往き接続口１３と熱源戻り接続口１４と冷温水往き接続口１５と冷温水戻り接続口１６とをまとめて備えている。筐体１７は、底板６６と、この底板６６から上に延びる４つの側板（左の側板１２、右の側板６７、前面側板６８及びこの前面側板６８の後ろに配置される後面側板（図４、符号６９））と、天板７１とからなる六面体（ボックス）である。

【0051】

図３に示すように、左の側板１２に設けられる熱源往き接続口１３と熱源戻り接続口１４とは左右に並べられている。これらの熱源往き接続口１３と熱源戻り接続口１４の上方に冷温水戻り接続口１６が配置され、この冷温水戻り接続口１６の上方に冷温水往き接続口１５が配置されている。
４つの接続口１３〜１６が左の側板１２に集約されているため、接続配管工事が効率よく行える。４つの接続口１３〜１６が、上下左右に適度に離れているため、配管の接続が容易になる。よって、配管工事時間を短縮することができる。

【0052】

図４は、図２の３−３線断面図、すなわち、筐体１７の内部から見た図であり、底板６６と、前面側板６８と、後面側板６９と、左の側板１２などで囲われた略密閉空間に、熱源往き接続口１３と熱源戻り接続口１４と冷温水往き接続口１５と冷温水戻り接続口１６とが配置されている。図中に示すｔ１〜ｔ４は温度であって、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４の関係にあり、例えばｔ１は１７℃、ｔ２は１９℃、ｔ３は２３℃、ｔ４は２５℃である。

【0053】

下位の熱源往き接続口１３及び熱源戻り接続口１４は、同一高さ（ほぼ同じ高さを含む。）に左右に配置されている。
そして、熱源往き接続口１３の外側面に接する第１垂線７２と、熱源戻り接続口１４の外側面に接する第２垂線７３とで規定される範囲を、左右幅Ｗとした場合に、好ましくは冷温水往き接続口１５は、左右幅Ｗの範囲に配置する。その理由を図５で説明する。

【0054】

図５に示すように、最も低温の冷温水往き接続口１５で冷却された空気は、重くなり下降流となって底板６６へ向かう。一方、最も高温である熱源往き接続口１３と次に高温である熱源戻り接続口１４の付近には、暖気帯７４ができる。
熱源往き接続口１３と熱源戻り接続口１４が左右に並んでいるため、暖気帯７４は横長になる。この横長の暖気帯７４で下降流が暖められ、軽くなる。結果、上昇流に変化する。

【0055】

冷温水戻り接続口１６も比較的低温であるが、冷温水往き接続口１５よりは温度が高いため、下降流は弱い。そのため、冷温水戻り接続口１６が左右幅Ｗから外れていても、暖気帯７４で暖められる。
このようにして、冷たい下降流が底板６６に到達しないため、底板６６が冷やされることはなく、底板６６の下面に結露が発生する心配もない。
よって、底板６６の上に断熱材を敷くことなく、結露対策を講じることができた。

【0056】

なお、ヒートポンプ装置１１の能力が小さくて、温度ｔ１が１７℃よりも十分に高い場合には、冷温水往き接続口１５も冷温水戻り接続口１６と同様に、左右幅Ｗの外に配置することができる。すなわち、下位に熱源往き接続口１３と熱源戻り接続口１４を配置し、上位に冷温水往き接続口１５や冷温水戻り接続口１６を配置することで、結露の発生を防止することができる。

【0057】

一方、ヒートポンプ装置１１の能力が大きくて、温度ｔ１が１７℃よりも遙かに低い場合には、強い下降流が暖気帯７４を貫通する心配があるため、冷温水往き接続口１５の真下（ほぼ真下を含む。）に、最も温度の高い熱源往き接続口１３を配置することが推奨される。

【0058】

すなわち、図５に示すように、平面視で（上から見て）、冷温水往き接続口１５と下位の熱源往き接続口１３が、全部又は少なくとも一部が重なるようにする。重なり代δは、大きいほどよく、冷温水往き接続口１５又は熱源往き接続口１３の外径の１／４以上、好ましくは１／２以上にする。
これにより、強い下降流が直接熱源往き接続口１３に当たって弱められ、その上で熱源往き接続口１３で暖められる。

【0059】

なお、冷温水往き接続口１５の真下に、熱源戻り接続口１４を配置することでも、作用効果は期待できる。すなわち、冷温水往き接続口１５の真下に、熱源往き接続口１３の代わりに熱源戻り接続口１４を配置してもよい。

【0060】

また、図１にて、熱源戻り接続口１４から筐体１７内へ延びる下位の第３内部管路２３や熱源往き接続口１３から筐体１７内へ延びる下位の第４内部管路２４は比較的高温であるため、これらも暖気帯を形成する。上位の第１内部管路２１や第２内部管路２２は低温であって、これらが発生する冷気は、下降流となって底板（図４、符号６６）に向かうが、暖気帯で阻止され、底板６６に到達することはない。よって、底板６６下面で結露が発生する心配はない。

【0061】

尚、熱源往き接続口１３と熱源戻り接続口１４と冷温水往き接続口１５と冷温水戻り接続口１６は、左の側板１２にまとめて設ける他、別の側板（右の側板６７、前面側板６８又は後面側板６９）の一つにまとめて設けてもよい。

【0062】

また、本発明のヒートポンプ装置１１は、空気熱ヒートポンプ装置４０と組み合わせて使用するほか、単独で使用することは差し支えない。この場合、冷温水システム１０は、ヒートポンプ装置１１と、熱源中熱交換器２５と、室内端末７０と、管路群とで構成される。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本発明は、地中熱などの熱源を利用するヒートポンプ装置に好適である。

【符号の説明】

【0064】

１１…ヒートポンプ装置、１２…側板（左の側板）、１３…熱源往き接続口、１４…熱源戻り接続口、１５…冷温水往き接続口、１６…冷温水戻り接続口、１７…筐体、２３…熱源から戻る管路（第３内部管路）、２４…熱源へ向かう管路（第４内部管路）、３０…ヒートポンプ回路（第１ヒートポンプ回路）、６６…底板、６７…側板（右の側板）、６８…側板（前面側板）、６９…側板（後面側板）、７０…室内端末、７１…天板、７２…第１垂線、７３…第２垂線、Ｗ…左右幅。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】