JP2012057836A - 地中熱交換器、及びそれを利用したヒートポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】土壌から採熱を行う地中熱交換器において、熱媒体を効率よく循環できるようにする。
【解決手段】管状に形成されて本体管（22）の内部に熱媒体が封入され、地中においてから採熱を行って熱媒体を相変化させる地中熱交換部（21）を設ける。内部に蓄熱用流体（L）（液状流体）を有した蓄熱槽（26）（熱交換槽）を設ける。また、蓄熱槽（26）内に設けられた第１熱交換部（27）を設ける。また、蓄熱槽（26）の設置状態において第１熱交換部（27）よりも下方となる蓄熱槽（26）内の位置に配置された第２熱交換部（28）を設ける。そして、地中熱交換部（21）を第１及び第２熱交換部（27,28）の何れかに接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、土壌から採熱を行う地中熱交換器、及びそれを利用したヒートポンプに関するものである。

冷凍サイクルによって暖房を行ういわゆるヒートポンプ式暖房システムには、熱源として地中熱を用いて冷媒を蒸発させるようにしたものがある。このような地中熱を利用したヒートポンプ式暖房システムには、地中から地中熱の回収を行う地中熱交換器が用いられる（例えば特許文献１を参照）。特許文献１の地中熱交換器では、熱媒体（２次媒体）を内部に有したパイプ（本明細書では埋設パイプと呼ぶ）を地中に埋設し、埋設パイプ内の熱媒体を地中熱によって蒸発させる。そして、その埋設パイプからパイプを分岐させてその分岐パイプに熱交換器（説明の便宜のため熱源側熱交換器とよぶ）を取り付け、その熱源側熱交換器で回収した熱をヒートポンプ式暖房システムの熱源として使用している。

国際公開第ＷＯ２００４／１１１５５９号パンフレット

しかしながら、特許文献１の例では、地中熱交換器自体の構造が複雑なうえ、２次媒体 を十分に循環させることが難しい。

本発明は前記の問題に着目してなされたものであり、土壌から採熱を行う地中熱交換器において、熱媒体を効率よく循環できるようにすることを目的としている。

前記の課題を解決するため、第１の発明は、
管状に形成されて本体管（22）の内部に熱媒体が封入され、地中においてから採熱を行って前記熱媒体を相変化させる地中熱交換部（21）と、
内部に液状流体（L）を有した熱交換槽（26）と、
前記熱交換槽（26）内に設けられた第１熱交換部（27）と、
前記熱交換槽（26）の設置状態において前記第１熱交換部（27）よりも下方となる前記熱交換槽（26）内の位置に配置された第２熱交換部（28）と、
を備え、
前記地中熱交換部（21）は、前記第１及び第２熱交換部（27,28）の何れかに接続され、前記熱媒体が相変化することを特徴とする。

この構成では、第２熱交換部（28）を凝縮器として使用すれば、熱交換槽（26）内では、液状流体（L）の温度が上昇し、液状流体（L）の自然対流が起こる。この液状流体（L）は、第１熱交換部（27）において熱交換を行う。ここで、例えば、第１熱交換部（27）に、液状流体（L）よりも温度が低い作動流体を流せば、この作動流体と液状流体（L）とが熱交換を行う。そして、地中熱交換部（21）は、前記第１及び第２熱交換部（27,28）の何れかに接続され、前記熱媒体が相変化するので、本体管（22）と第２熱交換部（28）との間では熱媒体が自然循環する。

また、熱媒体の自然循環や液状流体（L）の自然対流によって、この地中熱交換器（20）では、該地中熱交換器が接続されたシステムが運転中でなくても、地中熱を熱交換槽（26）に蓄熱させることができる。

また、第２の発明は、
第１の発明の地中熱交換器において、
前記地中熱交換部（21）は、
前記本体管（22）の上部に設けられ、液状の前記熱媒体を接続された前記熱交換部（27,28）から該本体管（22）内に導入する液配管（23）と、
前記本体管（22）内の気体状の熱媒体を、接続された前記熱交換部（27,28）内に導入するガス配管（24）と、
前記液配管（23）から導入された液状の前記熱媒体を受けて本体管（22）の内周面に拡散させる拡散板（504）と、
を備えていることを特徴とする。

また、第３の発明は、
第２の発明の地中熱交換器において、
前記本体管（22）は、内周面に、周方向の溝（507）が形成されていることを特徴とする。

また、第４の発明は、
第２の発明の地中熱交換器において、
前記拡散板（504）は、前記本体管（22）の長手方向に間隔をあけて複数設けられていることを特徴とする。

また、第５の発明は、
第１の発明の地中熱交換器において、
前記地中熱交換部（21）は、液状の前記熱媒体を、接続された前記熱交換部（27,28）から導入する螺旋状の液配管（23）が前記本体管（22）に設けられ、
前記液配管（23）には、液状の前記熱媒体を本体管（22）の内周面に導入する流出孔（502）が複数設けられていることを特徴とする。

また、第６の発明は、
第１の発明の地中熱交換器において、
前記地中熱交換部（21）は、前記本体管（22）の上部に、液状の前記熱媒体を、接続された前記熱交換部（27,28）から前記本体管（22）の内周面に導入する液配管（23）を備え、
前記液配管（23）は、前記本体管（22）内で複数の分岐管（501）に分岐していることを特徴とする。

また、第７の発明は、
第６の発明の地中熱交換器において、
前記分岐管（501）には、複数種類の長さのものがあり、
それぞれの分岐管（501）は、先端から液状の前記熱媒体を前記本体管（22）の内周面に導入することを特徴とする。

また、第８の発明は、
第６の発明の地中熱交換器において、
それぞれの分岐管（501）は、前記本体管（22）の内周面に沿って該本体管（22）の長手方向に延びる延在部（503）を有し、
それぞれの延在部（503）には、前記本体管（22）の内周面に液状の前記熱媒体を導入する流出孔（502）が複数設けられていることを特徴とする。

これらの構成では、本体管（22）の内周面を、液状の熱媒体で均一に濡らすことが可能になる。

また、第９の発明は、
第１から第８の発明のうちの何れかの地中熱交換器（20）と、
利用側熱交換器（60）を有して冷媒が循環する冷媒回路（10）と、
を備え、
前記地中熱交換部（21）は、前記第２熱交換部（28）に接続され、地中の熱で前記本体管（22）内の前記熱媒体を蒸発させ、
前記第２熱交換部（28）は、前記地中熱交換部（21）で蒸発した前記熱媒体の熱を前記液状流体（L）に放熱させて該熱媒体を凝縮させ、
前記第１熱交換部（27）は、前記冷媒回路（10）に接続されて、前記冷媒を蒸発させることを特徴とする。

この構成では、地中の温熱を利用した運転が行われる。また、熱交換槽（26）の温熱の蓄熱が可能になる。

また、第１０の発明は、
第１から第８の発明のうちの何れかの地中熱交換器（20）と、
利用側熱交換器（60）を有して冷媒が循環する冷媒回路（10）と、
気体状の前記熱媒体を搬送する搬送装置（201）と、
を備え、
前記地中熱交換部（21）は、前記第１熱交換部（27）に接続され、前記本体管（22）内の気体状の前記熱媒体を地中に放熱させて凝縮させ、
前記第１熱交換部（27）は、前記地中熱交換部（21）に接続され、前記地中熱交換部（21）で凝縮した前記熱媒体を蒸発させ、
前記搬送装置（201）は、前記第１熱交換部（27）で蒸発した前記熱媒体を前記本体管（22）に搬送し、
前記第２熱交換部（28）は、前記冷媒回路（10）に接続されて、前記冷媒の熱を前記液状流体（L）に放熱させて凝縮させることを特徴とする。

この構成では、地中の冷熱を利用した運転が行われる。また、熱交換槽（26）の冷熱の蓄熱が可能になる。

また、第１１の発明は、
第１から第８の発明のうちの何れか１つの地中熱交換器（20）と、
利用側熱交換器（60）を有して冷媒が循環する冷媒回路（10）と、
前記第１熱交換部（27）を前記地中熱交換部（21）に接続し、且つ第２熱交換部（28）を前記冷媒回路（10）に接続する第１状態と、前記第１熱交換部（27）を前記冷媒回路（10）に接続し、且つ前記第２熱交換部（28）を前記地中熱交換部（21）に接続する第２状態とに切り換える切換部（304）と
前記第１状態の場合に前記第１熱交換部（27）内の気体状の前記熱媒体を前記本体管（22）に搬送する搬送装置（201）と、
を備えたことを特徴とする。

この構成では、切換部（304）で第１状態と第２状態とを切り換えることで、地中の温熱を利用した運転と、地中の冷熱を利用した運転の両方が可能になる。また、温熱あるいは冷熱の蓄熱も可能になる。

また、第１２の発明は、
第９の発明のヒートポンプにおいて、
空気と熱交換を行う空気熱交換器（401）と、
前記空気熱交換器（401）を前記冷媒回路（10）に接続する第１状態と、前記第１熱交換部（27）を前記冷媒回路（10）に接続する第２状態と、前記第２状態において、前記空気熱交換器（401）が同時に蒸発器として機能し、且つ前記利用側熱交換器（60）が凝縮器として機能するように冷媒が循環する第３状態に切り換える切換部（304）を備えたことを特徴とする。

この構成では、地中の温熱を利用しつつ温熱の蓄熱を行う運転と、空気の冷熱を利用した運転が可能になる。

また、第１３の発明は、
第９から第１２の発明のうちの何れか１つのヒートポンプにおいて、
前記液状流体（L）に放熱する副熱源部（29）を備えたことを特徴とする。

この構成では、地中熱に加えて副熱源部（29）からも熱が供給される。

また、第１４の発明は、
第９から第１３の発明のうちの何れか１つのヒートポンプにおいて、
前記地中熱交換部（21）は、複数設けられ、
それぞれの地中熱交換部（21）は、１つの第１熱交換部（27）又は１つの第２熱交換部（28）に並列に配管接続されていることを特徴とする。

この構成では、複数の地中熱交換部（21）によって地中の温熱あるいは冷熱の採熱が行われる。

第１の発明によれば、本体管（22）と第２熱交換部（28）との間で熱媒体が自然循環する。すなわち、土壌から採熱を行う地中熱交換器において、熱媒体を効率よく循環できる。

また、地中熱を熱交換槽（26）に蓄熱させることができるので、この地中熱交換器を使用したシステムの効率が向上する。また、温熱の蓄熱時は、システムを運転していなくても熱媒体が自然循環するので、無駄なエネルギーの消費がない。

また、第２から第８の発明によれば、本体管（22）の内周面を、液状の熱媒体で均一に濡らすことが可能になるので、液状の熱媒体を効率よく蒸発させることが可能になる。

また、第９の発明によれば、地中の温熱を利用したヒートポンプ（例えば空調システムや給湯システム）において、前記発明の効果を得ることが可能になる。

また、第１０の発明によれば、地中の冷熱を利用したヒートポンプ（例えば空調システム）において、前記発明の効果を得ることが可能になる。

また、第１１の発明によれば、地中の温熱及び冷熱を利用したヒートポンプ（例えば空調システム）において、前記発明の効果を得ることが可能になる。

また、第１２の発明によれば、地中の温熱を利用した運転状態において、前記発明の効果を得ることが可能になる。また、地中よりも空気の温度が低い場合に、冷熱を利用した運転を効率的に行うことが可能になる。

また、第１３の発明によれば、副熱源部（29）からも熱が供給されるのでシステムの効率が向上する。特に、副熱源部（29）として排熱を利用した場合には、より大きな省エネルギー効果を期待できる。

また、第１４の発明によれば、地中熱交換部（21）が複数設けられたことによって、ヒートポンプの効率が向上する。

また、熱交換槽（26）を共用したことにより、地中熱交換部（21）の複数設置が容易になる。例えば、熱交換槽（26）を地中熱交換部（21）毎に設けることも考えられるが、その場合には冷媒回路（10）を分岐させる必要がある。この冷媒回路（10）には、気体状の冷媒と液体状の冷媒が混在しているので、冷媒回路（10）の分岐には困難がともなう場合がある。しかしながら、それぞれの地中熱交換部（21）を、１つの第１熱交換部（27）又は１つの第２熱交換部（28）に配管接続して熱交換槽（26）を共用すれば、このような冷媒回路（10）の分岐が不要になり、容易にシステムを構築できるのである。

図１は、本発明の実施形態１に係る空調システムのシステム図である。 図２は、地中熱交換部を地中に設置した状態を模式的に示す図である。 図３は、本発明の実施形態２に係る空調システムのシステム図である。 図４は、本発明の実施形態３に係る空調システムのシステム図である。 図５は、実施形態３に係る空調システムの暖房運転時の状態を示す図である。 図６は、本発明の実施形態４に係る空調システムのシステム図である。 図７は、本発明の実施形態４に係る空調システムの暖房運転状態を説明する図である。 図８は、地中熱交換器の変形例における断面図である。 図９は、拡散板の断面図である。 図１０は、拡散板の平面図である。 図１１は、溝の断面形状を示す図である。 図１２は、流出孔の開口方向を説明する図である。 図１３は、流出孔の周方向位置を示す図である。 図１４は、分岐管の周方向位置を示す図である。 図１５は、流出孔の開口方向を説明する図である。 図１６は、延在部の周方向位置を示す図である。 図１７は、副熱源部のは一例を説明する図である。 図１８は、複数の地中熱交換部を有した空調システムの概略構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《発明の実施形態１》
〈全体構成〉
実施形態１では、地中から採熱した熱によって暖房運転を行う空調システムについて説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る空調システム（1）のシステム図である。空調システム（1）は、図１に示すように、冷媒回路（10）を備えている。この冷媒回路（10）には、圧縮機（50）、室内熱交換器（60）（利用側熱交換器）、膨張弁（70）、及び地中熱交換器（20）が配管（11）で接続され、冷媒が充填されている。この地中熱交換器（20）が地中から採熱を行う熱交換器である。

〈各部の構成〉
圧縮機（50）は、前記冷媒を吸入ポートから吸入して圧縮し、圧縮した冷媒を吐出ポートから吐出する。具体的には、この圧縮機（50）には、例えばスクロール圧縮機などの種々の圧縮機を採用できる。この冷媒回路（10）では、圧縮機（50）は、吐出ポートが室内熱交換器（60）に接続され、吸入ポートが地中熱交換器（20）（詳しくは後述の第１熱交換部（27））に接続されている。

室内熱交換器（60）は、冷媒を室内空気と熱交換させるための空気熱交換器である。この室内熱交換器（60）には、例えば、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器などを採用することができる。この空調システム（1）では、室内熱交換器（60）は、空気調和を行う室内に配置されたいわゆる室内機（40）に組み込まれている。また、冷媒回路（10）においては、室内熱交換器（60）の一端は、既述の通り圧縮機（50）の吐出ポートに接続され、他の一端は膨張弁（70）に接続されている。そして、暖房を行う際に、圧縮機（50）から室内熱交換器（60）へ流入した高圧冷媒の熱を室内空気に放熱させる。なお、この室内熱交換器（60）の近傍には、室内ファン（図示は省略）が設置されている。室内ファンは、調和空気を室内へ送風する。

膨張弁（70）は、流入孔が室内熱交換器（60）に接続され、該室内熱交換器（60）から流入した冷媒を膨張させて、所定の圧力まで減圧させてから、地中熱交換器（20）に流出させる。

地中熱交換器（20）は、土壌から熱を採熱し、冷媒回路（10）の冷媒を蒸発させるようになっている。地中熱交換器（20）の構成については後に詳述する。

上述の圧縮機（50）、及び膨張弁（70）、及び地中熱交換器（20）の一部分（後述）は、１つのケーシング内に配置されて、いわゆる室外機（30）として屋外に設置されている。

〈地中熱交換器（20）の構成〉
地中熱交換器（20）は、地中熱交換部（21）、及び蓄熱槽（26）を備えている。この地中熱交換部（21）と蓄熱槽（26）とは、後述するように、互いに配管接続されている。また、この地中熱交換器（20）内には、熱媒体として、所定の量の二酸化炭素が封入されている。この熱媒体は、後述するように、地中熱交換部（21）において地中熱によって蒸発し、蓄熱槽（26）内（より詳しくは後述の第２熱交換部（28））で凝縮する。

−地中熱交換部（21）−
地中熱交換部（21）は、地中に埋設されて土壌から採熱する。ここでの土壌とは、種々の地層を含む概念である。例えば、図２は、地中熱交換部（21）を地中に設置した状態を模式的に示す図である。図２に示すように、地層には、主に土砂のみで形成された層、土砂と水を含んだ層、主に水を含んだ層、さらには、岩石が連続して分布している岩盤等がある。この地中熱交換部（21）は何れの地層に設置してもよい。図２では、これらの各層に渡り地中熱交換部（21）が設置された状態を示しているが、例えば、何れか一つの地層のみにおいて地中熱交換部（21）が熱交換を行うように設置してもよい。なお、図２において、「ＨＰ」と記載されているのは、空調システム（1）の本体部分（地中熱交換部（21）以外の部分）を示している。

この地中熱交換部（21）は、具体的には、図１に示すように、本体管（22）、液配管（23）、及びガス配管（24）を備えている。

本体管（22）は、両端が閉じた管状に形成され、地中に縦向きに埋設される。この例では、本体管（22）は、５ｍ程度の長さを有した鋼管で構成している。本体管（22）を埋設する場合は、垂直に地中に埋設するのが理想であるが、ある程度の傾斜は許容される。なお、この例では、本体管（22）は、その下端が１０ｍ程度に達するように埋設してある。

液配管（23）は、後述するように、第２熱交換部（28）内に溜っている液状の熱媒体を本体管（22）内に戻すための配管である。この例では、液配管（23）は、本体管（22）の上方側（本体管（22）を埋設した状態で地表側となる側）から該本体管（22）内に挿入され、一端が第２熱交換部（28）に接続されている。また、液配管（23）の他の一端は、本体管（22）内の上方において、本体管（22）内に開口している。

また、ガス配管（24）は、本体管（22）内の気体状の熱媒体を第２熱交換部（28）内に送るための配管である。このガス配管（24）も、本体管（22）の上方側から、該本体管（22）内に挿入され、ガス配管（24）の一端が、第２熱交換部（28）に接続されている。ガス配管（24）の他の一端は、本体管（22）内の上方の空間において開口している。なお、液配管（23）及びガス配管（24）と、第２熱交換部（28）との接続については後に詳述する。

−蓄熱槽（26）−
蓄熱槽（26）は、密閉容器（26a）、第１及び第２熱交換部（27,28）を備え、室外機（30）内に設置されている。この蓄熱槽（26）は、本発明の熱交換槽の一例である。

この密閉容器（26a）内には、液状流体（例えば水）が封入されている（以下では、この液状流体を蓄熱用流体（L）とも呼ぶ）。また、第１及び第２熱交換部（27,28）は、密閉容器（26a）内に設けられている。この第１熱交換部（27）によって冷媒回路（10）の冷媒と蓄熱用流体（L）とが熱交換し、第２熱交換部（28）によって前記熱媒体と蓄熱用流体（L）とが熱交換を行う。

この空調システム（1）では、第１熱交換部（27）は、冷媒回路（10）に接続されている。詳しくは、第１熱交換部（27）の一端が圧縮機（50）の吸入ポートに接続され、他の一端が膨張弁（70）の流出孔に接続されている。そして、第１熱交換部（27）は、膨張弁（70）から流出した液状の冷媒を前記蓄熱用流体（L）の熱で蒸発させて圧縮機（50）に流出させる。つまり、第１熱交換部（27）は、蒸発器として機能する。

また、第２熱交換部（28）は、地中熱交換部（21）と接続され、地中熱交換部（21）内で蒸発した気体状の熱媒体が導入されている。そして、第２熱交換部（28）は、導入された気体状の熱媒体と蓄熱用流体（L）とを熱交換させるようになっている。この例では、第２熱交換部（28）は、密閉容器である。第２熱交換部（28）は、蓄熱槽（26）内に設置されて、蓄熱用流体（L）と接している。

この第２熱交換部（28）には、ガス配管（24）が接続され、ガス配管（24）は、第２熱交換部（28）内の、該第２熱交換部（28）の設置状態で上方となる側（以下、説明の便宜のため上面側と呼ぶ）で開口している。これにより、後述するように、本体管（22）内で蒸発してガス状になった熱媒体が、第２熱交換部（28）内に導入される。導入されたガス状の熱媒体は、第２熱交換部（28）の内面壁を介して蓄熱用流体（L）と熱交換して凝縮する。すなわち、第２熱交換部（28）は、凝縮器として機能するのである。

また、第２熱交換部（28）には、該第２熱交換部（28）の設置状態で下方となる側（以下、説明の便宜のため底面側と呼ぶ）から液配管（23）が挿入され、該液配管（23）は、第２熱交換部（28）内の底面で開口している。これにより、液配管（23）は、第２熱交換部（28）内に溜った液状の前記熱媒体を本体管（22）内に流出させることができる。

〈運転動作〉
本実施形態では、空調システム（1）の運転開始前（停止状態）は、蓄熱槽（26）に地中熱が蓄熱される。空調システム（1）が停止している状態では、地中熱交換器（20）の本体管（22）内では、本体管（22）の内周面と、液状の熱媒体と熱交換を行うことで、熱媒体が蒸発して気体状になる。すなわち、本体管（22）は、地中において土壌から採熱を行って熱媒体を相変化させるのである。このように熱を熱媒体に奪われた本体管（22）は土壌から採熱し、これにより、本体管（22）の熱が補われる。

一方、気体状になった熱媒体は、ガス配管（24）を介して、第２熱交換部（28）に流入する。既述の通り、第２熱交換部（28）は、密閉容器（26a）内にあって蓄熱用流体（L）と接しているので、第２熱交換部（28）内の熱媒体は、該第２熱交換部（28）の内面壁を介して蓄熱用流体（L）と熱交換し、凝縮する。凝縮した熱媒体は第２熱交換部（28）の底面側に溜ってゆく。すなわち、熱媒体は第２熱交換部（28）において相変化するのである。そして、溜った熱媒体は、液配管（23）を通って本体管（22）に戻される。

蓄熱用流体（L）は、第２熱交換部（28）から熱を得たことによって、蓄熱槽（26）の上方と下方とで温度差を生じる。これにより、蓄熱槽（26）内では、蓄熱用流体（L）の対流（自然対流）が起こり前記温度差が減少し、蓄熱用流体（L）の温度は地中の温度に近づく。

ここで、圧縮機（50）が運転状態にされると、圧縮された冷媒（ガス冷媒）が圧縮機（50）の吐出ポートから吐出される。圧縮機（50）から吐出された冷媒は、室内熱交換器（60）へ送られる。そして、室内熱交換器（60）に流入した冷媒は、室内熱交換器（60）で室内空気へ放熱する。この室内熱交換器（60）では室内空気が加熱され、加熱された室内空気が前記室内ファンによって室内へ送り返される。室内熱交換器（60）で放熱した冷媒は、膨張弁（70）へ送られる。膨張弁（70）に流入した冷媒は、膨張弁（70）を通過する際に減圧されて液状となって、蓄熱槽（26）の第１熱交換部（27）に流入する。

第１熱交換部（27）に流入した冷媒は、第１熱交換部（27）において蓄熱用流体（L）と熱交換して蒸発する。蒸発した冷媒は圧縮機（50）で再び圧縮されて吐出ポートから吐出される。

一方、蓄熱用流体（L）は、第１熱交換部（27）に熱を奪われたことで温度が低下し、蓄熱槽（26）の上方と下方とで温度差を生じる。これにより、蓄熱槽（26）内では、蓄熱用流体（L）の対流（自然対流）が起こる。すなわち、温度が低下した蓄熱用流体（L）は、下方に向かって移動し、第２熱交換部（28）に到達する。すると、第２熱交換部（28）では、内部の気体状の熱媒体が凝縮させられ、第２熱交換部（28）の底面側に溜ることになる。第２熱交換部（28）と本体管（22）にはヘッド差があるので、第２熱交換部（28）の底面側に溜った冷媒は、液配管（23）を介して本体管（22）に導入される。

本体管（22）に導入された熱媒体は、本体管（22）の内周面を伝って、本体管（22）の下方へと向かって流れて行く。このように、液状の熱媒体が本体管（22）の内周面を伝って流れることで、該内周面と熱交換し、熱媒体は再び蒸発する。蒸発した熱媒体は、ガス配管（24）を通って第２熱交換部（28）内に流入する。すなわち、地中熱交換器（20）では、本体管（22）と第２熱交換部（28）との間で熱媒体が自然循環するのである。

一般的にガス配管（24）等では圧力損失が起こるので、本体管（22）内の圧力によっては、十分に熱媒体を循環させることができないとも考えられる。しかしながら、地中熱交換部（21）と第２熱交換部（28）との間には十分なヘッド差があるので、熱媒体を容易に循環させることができる。

以上の動作が繰り返され、冷媒回路（10）では、第１熱交換部（27）が蒸発器として機能し、且つ利用側熱交換器（60）が凝縮器として機能する。すなわち、暖房運転が行われる。

〈本実施形態における効果〉
以上のように、本実施形態によれば、本体管（22）と第２熱交換部（28）との間で熱媒体が自然循環する。すなわち、土壌から採熱を行う地中熱交換器（20）において、熱媒体を効率よく循環できる。

また、蓄熱槽（26）を設けてあるので、空調システム（1）を運転していないときに、地中熱を蓄熱槽（26）に蓄熱させることができる。この場合も、熱媒体が自然循環するので、無駄なエネルギーの消費がない。

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２では、冷房運転が可能な空調システムについて説明する。図３は、本発明の実施形態２に係る空調システム（2）のシステム図である。この空調システム（2）は、実施形態１の空調システム（1）に対してガスポンプ（201）を追加するとともに、地中熱交換部（21）の構成に変更を加えたものである。ガスポンプ（201）は、本発明の搬送装置の一例である。

また、地中熱交換器（20）は、実施形態１とは異なり、第１熱交換部（27）に接続されている。この第１熱交換部（27）は、実施形態１の第２熱交換部（28）と同様の構造を有し、導入された熱媒体を蓄熱用流体（L）と熱交換させて蒸発させるようになっている。そして、ガスポンプ（201）は、ガス配管（24）の途中に設けられ、第１熱交換部（27）内の気体状の熱媒体を地中熱交換部（21）内に搬送するようになっている。このガスポンプ（201）には流量調整弁（203）が並列接続され、気体状の熱媒体の流量を調整するようになっている。なお、図３において、Ｐｅは本体管（22）内の熱媒体の圧力（蒸発圧力）、Ｐｃは、第１熱交換部（27）内の熱媒体の圧力（凝縮圧力）、Ｈｐｕｍｐはガスポンプ（201）による圧力上昇分である。

一方、第２熱交換部（28）は、冷媒回路（10）に接続されている。具体的には、第２熱交換部（28）の一端が圧縮機（50）の吐出ポートに接続され、他の一端が膨張弁（70）の流入孔に接続されている。

また、地中熱交換器（20）では、実施形態１とは異なり、液配管（23）に代えて、冷房用液配管（202）が設けられている。冷房用液配管（202）は、本体管（22）の上方側から該本体管（22）内に挿入され、一端が第１熱交換部（27）に接続されている。また、冷房用液配管（202）の他の一端は、本体管（22）の低面付近まで延びている。このように冷房用液配管（202）を配置したのは、該冷房用液配管（202）によって、本体管（22）の底の溜った液状の熱媒体を第１熱交換部（27）に搬送するためである。

〈運転動作〉
この空調システム（2）では、運転開始前は、地中熱交換部（21）では、本体管（22）の内周面で熱媒体が冷却されて液体となって本体管（22）の底に溜っている。また、第１熱交換部（27）内には気体状の熱媒体も存在している。ここで、空調システム（2）において冷房運転を行うには、圧縮機（50）とガスポンプ（201）を運転状態にする。

ガスポンプ（201）が運転状態となると、第１熱交換部（27）内の気体状の熱媒体が地中熱交換部（21）内に搬送される。すると、本体管（22）内の圧力が上昇し、本体管（22）内に溜っている液状の熱媒体が、冷房用液配管（202）を通って第１熱交換部（27）内に搬送され、第１熱交換部（27）の底に溜ることになる。すなわち、第１熱交換部（27）は、熱媒体の相変化を利用して該熱媒体と熱交換を行うのである。

ここで、圧縮機（50）が運転状態にされると、圧縮された冷媒（ガス冷媒）が圧縮機（50）の吐出ポートから吐出される。圧縮機（50）から吐出された冷媒は、第２熱交換部（28）へ送られる。第２熱交換部（28）は、蓄熱用流体（L）と熱交換を行う。これにより、第２熱交換部（28）内のガス冷媒が凝縮する。

第２熱交換部（28）において凝縮した冷媒は、膨張弁（70）に導入され、膨張弁（70）で減圧されてから室内熱交換器（60）に導入される。室内熱交換器（60）に流入した冷媒は、室内空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内熱交換器（60）では室内空気が冷却され、冷却された室内空気が前記室内ファンによって室内へ送り返される。室内熱交換器（60）で蒸発した冷媒は、圧縮機（50）の吸入ポートに導入される。圧縮機（50）は、この冷媒を吸入して圧縮し、再び第２熱交換部（28）へ吐出する。

一方、第１熱交換部（27）で蓄熱用流体（L）と熱交換を行った熱媒体は蒸発することになる。蒸発した熱媒体は、第１熱交換部（27）内の空間に溜る。そして、空間に溜った気体状の熱媒体は、ガスポンプ（201）によって、地中熱交換部（21）に搬送される。地中熱交換部（21）に搬送された熱媒体は、本体管（22）の内周面に放熱して凝縮する。すなわち、この例でも地中熱交換部（21）は、地中において土壌から採熱を行って熱媒体を相変化させるのである。

〈本実施形態における効果〉
以上のように、冷房を行うように空調システムを構成した場合にも、実施形態１と同様に、地中熱交換器（20）において、熱媒体を効率よく循環できる。

また、ガスポンプ（201）を運転させれば、圧縮機（50）を動かさなくても蓄熱槽（26）に蓄熱させることもできる。

《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３では、暖房運転と冷房運転の両方が可能な空調システムについて説明する。図４は、本発明の実施形態３に係る空調システム（3）のシステム図である。また、図５は、空調システム（3）の暖房運転時の状態を示す図である。

この空調システム（3）は、図４等に示すように、実施形態１の空調システム（1）に、四路切換弁（303）、冷媒切換部（304）、及びガスポンプ（201）（搬送装置）を追加している。また、地中熱交換器（20）は、暖房運転と冷房運転の両方に使用できるように、実施形態１の地中熱交換器（20）に変更を加えている。具体的には、暖房時に使用していた液配管（23）（以下では暖房用液配管とも呼ぶ）に加えて、冷房用液配管（202）（実施形態２を参照）を追加している。

〈四路切換弁（303）〉
四路切換弁（303）は、第１から第４ポート（P1,…,P4）を備えている。この四路切換弁（303）は、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）とが互いに連通し且つ第２ポート（P2）と第３ポート（P3）とが互いに連通する第１状態（図４に示す状態）と、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）とが互いに連通し且つ第３ポート（P3）と第４ポート（P4）とが互いに連通する第２状態（図５に示す状態）とを切り換えできるようになっている。この例では、四路切換弁（303）は、第１ポート（P1）が室内熱交換器（60）に接続され、第２ポート（P2）が圧縮機（50）の吐出ポートに接続されている。

〈冷媒切換部（304）〉
冷媒切換部（304）は、第１〜第８開閉バルブ（311,…,318）、第１、第２流量調整弁（321,322）を備えている。

第１、第２開閉バルブ（311,312）は、冷房運転時と暖房運転時とで、冷媒回路（10）に接続する熱交換部（第１及び第２熱交換部（27,28））を切替えるためのバルブである。この空調システム（3）では、冷房運転時には第２熱交換部（28）を冷媒回路（10）に接続し、暖房運転時には第１熱交換部（27）を接続する。

具体的には、冷媒回路（10）では、第１熱交換部（27）は第１開閉バルブ（311）を介して、四路切換弁（303）の第３ポート（P3）と膨張弁（70）とに接続されている。また、第２熱交換部（28）は、第２開閉バルブ（312）を介して、四路切換弁（303）の第３ポート（P3）と膨張弁（70）とに接続されている。このように接続することで、第１開閉バルブ（311）を閉状態、且つ第２開閉バルブ（312）を開状態とすれば第２熱交換部（28）が冷媒回路（10）に接続される（図４を参照）。また、第１開閉バルブ（311）を開状態、且つ第２開閉バルブ（312）を閉状態とすれば、第１熱交換部（27）が冷媒回路（10）に接続される（図５を参照）。

第３、第４開閉バルブ（313,314）は、冷房運転時と暖房運転時とで、使用する液配管を切替えるためのバルブである。具体的には、この空調システム（3）では、冷房運転時には冷房用液配管（202）を使用し、暖房運転時には暖房用液配管（23）を使用する。この例では、図４に示すように、暖房用液配管（23）は、第３開閉バルブ（313）を介して第２熱交換部（28）に接続され、冷房用液配管（202）は、第４開閉バルブ（314）を介して第１熱交換部（27）に接続されている。このように配管することで、第３開閉バルブ（313）を閉状態、且つ第４開閉バルブ（314）を開状態とすることで、冷房用液配管（202）に熱媒体が流通する（図４を参照）。また、第３開閉バルブ（313）を開状態、且つ第４開閉バルブ（314）を閉状態とすることで、暖房用液配管（23）に熱媒体が流通する（図５を参照）。

第５〜第８開閉バルブ（315,…,318）は、冷房運転時と暖房運転時とで、気体状の熱媒体の流路を切り替えるようになっている。具体的には、図４に示すように、第５、６開閉バルブ（315,316）を閉状態、第７、８開閉バルブ（317,318）を開状態とすると、ガスポンプ（201）の吸入ポートが第２熱交換部（28）に繋がり、吐出ポートが第１流量調整弁（321）を介してガス配管（24）に繋がる。これにより、第１熱交換部（27）内の気体状の熱媒体は、ガスポンプ（201）によって、本体管（22）に搬送される。このとき、第１、第２流量調整弁（321,322）の開度を調整することで、熱媒体の流量を調整することができる。

また第５、６開閉バルブ（315,316）を開状態、第７、８開閉バルブ（317,318）を閉状態とすると、本体管（22）と第２熱交換部（28）とは、第１流量調整弁（321）を介して互いにつながることになる。これにより、本体管（22）内の気体状の熱媒体が、第２熱交換部（28）に流入する。このときも、第１流量調整弁（321）の開度を調整することで、熱媒体の流量を調整することができる。

この構成により、地中熱交換器（20）が凝縮器として機能し、且つ室内熱交換器（60）（利用側熱交換器）が蒸発器として機能するように冷媒が循環する第１運転モード（冷房運転）と、冷媒切換部（304）は、地中熱交換器（20）が蒸発器として機能し、且つ室内熱交換器（60）（利用側熱交換器）が凝縮器として機能するように冷媒が循環する第２運転モード（暖房運転）とを切替えるのである。すなわち、本実施形態の冷媒切換部（304）は、本発明の切換部の一例である。

〈運転動作〉
空調システム（3）において冷房運転を行うには、四路切換弁（303）を第１状態に切替える。また、冷媒切換部（304）を第１運転モードに切り換える。この状態で、圧縮機（50）及びガスポンプ（201）を運転して冷媒回路（10）内で冷媒を循環させれば、実施形態２の例と同様にして、室内熱交換器（60）が蒸発器として機能し、地中熱交換器（20）が凝縮器して機能する。これにより、室内の空気が冷却される。

また、空調システム（3）において暖房運転を行うには、四路切換弁（303）を第２状態に切替える。また、冷媒切換部（304）を第２運転モードに切り換える（図５を参照）。この状態で、圧縮機（50）を運転状態にする。すると、実施形態１の空調システム（1）と同様にして暖房運転が行われる。

〈本実施形態における効果〉
以上のように、暖房運転と冷房運転の両方を行うように空調システムを構成した場合にも、地中熱交換器（20）において、熱媒体を効率よく循環できる。また、蓄熱槽（26）に地中熱を蓄熱すればより効率のよい、冷房あるいは暖房運転が可能になる。

《発明の実施形態４》
本発明の実施形態４でも、暖房運転と冷房運転の両方が可能な空調システムについて説明する。図６は、本発明の実施形態４に係る空調システム（4）のシステム図である。また、図７は、空調システム（4）の暖房運転状態を説明する図である。この空調システム（4）は、図６や図７に示すように、実施形態１の空調システム（1）に空気熱交換器（401）、四路切換弁（303）、及び冷媒切換部（304）を追加したものである。

空気熱交換器（401）は、冷媒回路（10）内の冷媒を室外の空気と熱交換させるための空気熱交換器である。この例では、空気熱交換器（401）は、室外機（30）に設けられている。この空気熱交換器（401）には、例えば、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器などを採用することができる。

本実施形態の冷媒切換部（304）は、第１、第２開閉バルブ（402,403）を備えている。第１、第２開閉バルブ（402,403）は、冷房運転時と暖房運転時とで、使用する熱交換器を切替えるためのバルブである。この空調システム（4）では、冷房運転時には空気熱交換器（401）を使用し、暖房運転時には地中熱交換器（20）を使用する。より詳しくは、冷媒切換部（304）は、空気熱交換器（401）が凝縮器として機能し、且つ利用側熱交換器（60）が蒸発器として機能するように冷媒が循環する第１運転モード（冷房運転）と、地中熱交換器（20）が蒸発器として機能し、且つ利用側熱交換器（60）が凝縮器として機能するように冷媒が循環する第２運転モード（暖房運転）とを切替えるようになっている。すなわち、本実施形態の冷媒切換部（304）は、本発明の切換部の一例である。

この空調システム（4）では、具体的には、空気熱交換器（401）が、図６等に示すように、一端が第１開閉バルブ（402）を介して四路切換弁（303）の第３ポート（P3）に接続され、空気熱交換器（401）の他の一端が膨張弁（70）にそれぞれ接続されている。また、本実施形態の地中熱交換器（20）は、一端が第２開閉バルブ（403）を介して、四路切換弁（303）の第３ポート（P3）に接続され、他端が膨張弁（70）に接続されている。地中熱交換器（20）、空気熱交換器（401）、及び開閉バルブ（402,403）が、図６等に示すように接続されることで、第１開閉バルブ（402）を開状態、且つ第２開閉バルブ（403）を閉状態とすれば、空気熱交換器（401）が冷媒回路（10）に接続される（図６を参照）。また、第１開閉バルブ（402）を閉状態、且つ第２開閉バルブ（403）を開状態とすれば、地中熱交換器（20）が冷媒回路（10）に接続される。

〈運転動作〉
空調システム（4）において冷房運転を行うには、四路切換弁（303）を第１状態に切替える。また、冷媒切換部（304）を第１運転モードに切り換える。この状態で、圧縮機（50）を運転して冷媒回路（10）内で冷媒を循環させれば、室内熱交換器（60）が蒸発器として機能し、空気熱交換器（401）が凝縮器して機能する。これにより、室内熱交換器（60）によって、室内の空気が冷却される。

また、空調システム（4）において暖房運転を行うには、四路切換弁（303）を第２状態に切替える（図７参照）。また、冷媒切換部（304）を第２運転モードに切り換える。この状態で圧縮機（50）を運転して冷媒回路（10）内で冷媒を循環させれば、室内熱交換器（60）が凝縮器として機能し、第１熱交換部（27）が蒸発器として機能する。これにより、実施形態１と同様に暖房運転が行われる。

〈本実施形態における効果〉
以上のように、本実施形態によれば、暖房運転と冷房運転の両方が可能になる。そして、暖房運転時には地中熱交換器（20）が使用され、前記実施形態と同様に、地中熱交換器（20）において、熱媒体を効率よく循環できる。

なお、暖房運転時に、外気温の方が地中の温度よりも高い場合には、空気熱交換器（401）を利用して暖房運転を行ってもよい。

また、前記第２状態において、空気熱交換器（401）が同時に蒸発器として機能し、且つ室内熱交換器（60）(利用側熱交換器）が凝縮器として機能するように冷媒が循環する第３状態に切り換えできるように、冷媒切換部（304）を構成してもよい。

《発明の実施形態５》
実施形態５では、地中熱交換器（20）の変形例を説明する。図８は、地中熱交換器（20）の変形例における断面図である。

〈１〉図８（Ａ）の例は、本体管（22）内部に拡散板（504）を備えている。

拡散板（504）は、液配管（23）から本体管（22）内に戻された液状の熱媒体で、本体管（22）の内周面を、周方向に均一に濡らすように、液状の該熱媒体を本体管（22）の内周面に案内するようになっている。図９は、拡散板（504）の断面図である。また、図１０は、拡散板（504）の平面図である。拡散板（504）は、外周の数箇所に設けたスペーサ（図示は省略）を介して本体管（22）内に固定（例えば溶接）されている。

図９や図１０からわかるように、からわかるように、液配管（23）から落ちてきた、液状の熱媒体は、拡散板（504）の受け皿部（505）に溜る。溜った熱媒体は、受け皿部（505）の外周側の縁に設けられている切り欠き部（506）からオーバーフローして、本体管（22）の内周面を濡らす。既述の通り、切り欠き部（506）は複数箇所に設けられているので、本体管（22）の内周面は、液状の熱媒体で均一に濡れることになる。すなわち、液状の熱媒体を効率よく蒸発させることが可能になる。

〈２〉図８（Ｂ）の例でも、本体管（22）は内部に拡散板（504）を備えている。また、本体管（22）の内周面には、周方向の溝（507）が複数形成されている。この例では、これらの溝（507）は、拡散板（504）よりも、液状熱媒体の下流側（本体管（22）の設置状態で拡散板（504）より下方）に設けられている。

図１１は、溝（507）の断面形状を示す図である。それぞれの溝（507）によって、拡散板（504）から案内された液状の熱媒体が周方向に広がり、より均一に本体管（22）の内周面が液状の熱媒体で濡れることになる。これにより、液状の熱媒体を、より効率よく蒸発させることが可能になるのである。しかも、溝（507）が複数設けられているので、本体管（22）の全長にわたり、均一な濡れを確保することが可能になる。なお、溝（507）は、螺旋状に形成してもよい。

〈３〉図８（Ｃ）の例は、本体管（22）内部に複数の拡散板（504）を備えている。こうすることで、本体管（22）の全長にわたり、均一な濡れを確保することが可能になる。

〈４〉図８（Ｄ）の例は、液配管（23）が螺旋状に形成され、液配管（23）には、液状の熱媒体を流出させる、複数の流出孔（502）が設けられている（図８（Ｄ）に黒丸で表示した箇所）。それぞれの流出孔（502）は、図１２に示すように、流出孔（502）は、本体管（22）の内周面側を向いて開口している。また、これらの流出孔（502）は、図８（Ｄ）に示すように、本体管（22）の全長に渡って液状の熱媒体で濡れるように、長手方向になるべく均等に並ぶように配置してある。また、図１３は、流出孔（502）の周方向位置を示す図である。同図に示すように、流出孔（502）の周方向位置は、一方向に偏らないようにしてあり、この例では等ピッチになっている。こうすることで、本体管（22）の全長及び全周にわたり、均一な濡れを確保することが可能になる。

〈５〉図８（Ｅ）の例は、液配管（23）を複数の分岐管（501）に分岐させている。それぞれの分岐管（501）の先端は、本体管（22）の内周面に接している。また、図１４は、分岐管（501）の周方向位置を示す図である。同図に示すように、分岐管（501）の周方向位置は、一方向に偏らないようにしてあり、この例では等ピッチ（９０°間隔）になっている。こうすることで、本体管（22）の全周にわたり、均一な濡れを確保することが可能になる。

〈６〉図８（Ｆ）の例は、前記分岐管（501）の長さを複数種類にしたものである。これらの分岐管（501）は、同図に示すように、本体管（22）の全長に渡って液状の熱媒体で濡れるように、先端が長手方向になるべく均等に並ぶように配置してある。こうすることで、本体管（22）の全長及び全周にわたり、均一な濡れを確保することが可能になる。

〈７〉図８（Ｇ）の例も、液配管（23）を複数の分岐管（501）に分岐させている。

それぞれの分岐管（501）は、本体管（22）の内周面に沿って該本体管（22）の長手方向に延びる延在部（503）を有している。また、それぞれの延在部（503）には、液状の熱媒体を本体管（22）の内周面に流出させる、複数の流出孔（502）が複数設けられている（図８（Ｇ）に黒丸で表示した箇所）。それぞれの流出孔（502）は、図１５に示すように、本体管（22）の内周面側を向いて開口している。

また、これらの流出孔（502）は、図８（Ｇ）に示すように、本体管（22）の全長に渡って液状の熱媒体で濡れるように、長手方向になるべく均等に並ぶように配置してある。また、図１６は、延在部（503）の周方向位置を示す図である。同図に示すように、延在部（503）の周方向位置は、一方向に偏らないようにしてあり、この例では等ピッチ（９０°）になっている。こうすることで、本体管（22）の全長及び全周にわたり、均一な濡れを確保することが可能になる。

《その他の実施形態》
なお、本発明のヒートポンプは、空調システムには限定されない。例えば利用側熱交換器（60）で水を加熱する給湯システムにも適用できる。

また、蓄熱槽（26）には、他の熱源（副熱源部（29））を設けてもよい（図１７参照）。副熱源部（29）としては、例えば太陽熱を利用した熱源や、他のシステム（例えば燃料電池）の排熱を利用した熱源などが考えられる。

また、図１８に示すように、地中熱交換部（21）を複数設け、それらの地中熱交換部（21）を１つの第１熱交換部（27）又は１つの第２熱交換部（28）に並列に配管接続し、１つの蓄熱槽（26）を共用するようにしてもよい。

また、本体管（22）の長さは例示である。前記の例よりもさらに長く（例えば１０ｍ）するなど、設置場所や利用側熱交換器（60）に必要とされる能力等の諸条件に応じて設定すればよい。

本発明は、土壌から採熱を行う地中熱交換器、及びそれを利用したヒートポンプとして有用である。

１ 空調システム（ヒートポンプ）
１０ 冷媒回路
２０ 地中熱交換器
２１ 地中熱交換部
２２ 本体管
２３ 液配管
２６ 蓄熱槽（熱交換槽）
２７ 第１熱交換部
２８ 第２熱交換部
２９ 副熱源部
６０ 室内熱交換器（利用側熱交換器）
２０１ ガスポンプ（搬送装置）
３０４ 冷媒切換部切換部（切換部）
４０１ 空気熱交換器
５０１ 分岐管
５０２ 流出孔
５０３ 延在部
５０４ 拡散板
５０７ 溝

Claims (14)

1. 管状に形成されて本体管（22）の内部に熱媒体が封入され、地中においてから採熱を行って前記熱媒体を相変化させる地中熱交換部（21）と、
   内部に液状流体（L）を有した熱交換槽（26）と、
   前記熱交換槽（26）内に設けられた第１熱交換部（27）と、
   前記熱交換槽（26）の設置状態において前記第１熱交換部（27）よりも下方となる前記熱交換槽（26）内の位置に配置された第２熱交換部（28）と、
   を備え、
   前記地中熱交換部（21）は、前記第１及び第２熱交換部（27,28）の何れかに接続され、前記熱媒体が相変化することを特徴とする地中熱交換器。
2. 請求項１の地中熱交換器において、
   前記地中熱交換部（21）は、
   前記本体管（22）の上部に設けられ、液状の前記熱媒体を接続された前記熱交換部（27,28）から該本体管（22）内に導入する液配管（23）と、
   前記本体管（22）内の気体状の熱媒体を、接続された前記熱交換部（27,28）内に導入するガス配管（24）と、
   前記液配管（23）から導入された液状の前記熱媒体を受けて本体管（22）の内周面に拡散させる拡散板（504）と、
   を備えていることを特徴とする地中熱交換器。
3. 請求項２の地中熱交換器において、
   前記本体管（22）は、内周面に、周方向の溝（507）が形成されていることを特徴とする地中熱交換器。
4. 請求項２の地中熱交換器において、
   前記拡散板（504）は、前記本体管（22）の長手方向に間隔をあけて複数設けられていることを特徴とする地中熱交換器。
5. 請求項１の地中熱交換器において、
   前記地中熱交換部（21）は、液状の前記熱媒体を、接続された前記熱交換部（27,28）から導入する螺旋状の液配管（23）が前記本体管（22）に設けられ、
   前記液配管（23）には、液状の前記熱媒体を本体管（22）の内周面に導入する流出孔（502）が複数設けられていることを特徴とする地中熱交換器。
6. 請求項１の地中熱交換器において、
   前記地中熱交換部（21）は、前記本体管（22）の上部に、液状の前記熱媒体を、接続された前記熱交換部（27,28）から前記本体管（22）の内周面に導入する液配管（23）を備え、
   前記液配管（23）は、前記本体管（22）内で複数の分岐管（501）に分岐していることを特徴とする地中熱交換器。
7. 請求項６の地中熱交換器において、
   前記分岐管（501）には、複数種類の長さのものがあり、
   それぞれの分岐管（501）は、先端から液状の前記熱媒体を前記本体管（22）の内周面に導入することを特徴とする地中熱交換器。
8. 請求項６の地中熱交換器において、
   それぞれの分岐管（501）は、前記本体管（22）の内周面に沿って該本体管（22）の長手方向に延びる延在部（503）を有し、
   それぞれの延在部（503）には、前記本体管（22）の内周面に液状の前記熱媒体を導入する流出孔（502）が複数設けられていることを特徴とする地中熱交換器。
9. 請求項１から請求項８のうちの何れかの地中熱交換器（20）と、
   利用側熱交換器（60）を有して冷媒が循環する冷媒回路（10）と、
   を備え、
   前記地中熱交換部（21）は、前記第２熱交換部（28）に接続され、地中の熱で前記本体管（22）内の前記熱媒体を蒸発させ、
   前記第２熱交換部（28）は、前記地中熱交換部（21）で蒸発した前記熱媒体の熱を前記液状流体（L）に放熱させて該熱媒体を凝縮させ、
   前記第１熱交換部（27）は、前記冷媒回路（10）に接続されて、前記冷媒を蒸発させることを特徴とするヒートポンプ。
10. 請求項１から請求項８のうちの何れかの地中熱交換器（20）と、
    利用側熱交換器（60）を有して冷媒が循環する冷媒回路（10）と、
    気体状の前記熱媒体を搬送する搬送装置（201）と、
    を備え、
    前記地中熱交換部（21）は、前記第１熱交換部（27）に接続され、前記本体管（22）内の気体状の前記熱媒体を地中に放熱させて凝縮させ、
    前記第１熱交換部（27）は、前記地中熱交換部（21）に接続され、前記地中熱交換部（21）で凝縮した前記熱媒体を蒸発させ、
    前記搬送装置（201）は、前記第１熱交換部（27）で蒸発した前記熱媒体を前記本体管（22）に搬送し、
    前記第２熱交換部（28）は、前記冷媒回路（10）に接続されて、前記冷媒の熱を前記液状流体（L）に放熱させて凝縮させることを特徴とするヒートポンプ。
11. 請求項１から請求項８のうちの何れか１つの地中熱交換器（20）と、
    利用側熱交換器（60）を有して冷媒が循環する冷媒回路（10）と、
    前記第１熱交換部（27）を前記地中熱交換部（21）に接続し、且つ第２熱交換部（28）を前記冷媒回路（10）に接続する第１状態と、前記第１熱交換部（27）を前記冷媒回路（10）に接続し、且つ前記第２熱交換部（28）を前記地中熱交換部（21）に接続する第２状態とに切り換える切換部（304）と
    前記第１状態の場合に前記第１熱交換部（27）内の気体状の前記熱媒体を前記本体管（22）に搬送する搬送装置（201）と、
    を備えたことを特徴とするヒートポンプ。
12. 請求項９のヒートポンプにおいて、
    空気と熱交換を行う空気熱交換器（401）と、
    前記空気熱交換器（401）を前記冷媒回路（10）に接続する第１状態と、前記第１熱交換部（27）を前記冷媒回路（10）に接続する第２状態と、前記第２状態において、前記空気熱交換器（401）が同時に蒸発器として機能し、且つ前記利用側熱交換器（60）が凝縮器として機能するように冷媒が循環する第３状態に切り換える切換部（304）を備えたことを特徴とするヒートポンプ。
13. 請求項９から請求項１２のうちの何れか１つのヒートポンプにおいて、
    前記液状流体（L）に放熱する副熱源部（29）を備えたことを特徴とするヒートポンプ。
14. 請求項９から請求項１３のうちの何れか１つのヒートポンプにおいて、
    前記地中熱交換部（21）は、複数設けられ、
    それぞれの地中熱交換部（21）は、１つの第１熱交換部（27）又は１つの第２熱交換部（28）に並列に配管接続されていることを特徴とするヒートポンプ。

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