JP2017032148A - Heat pump system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable further diversification of an operation mode in a heat pump system that can use renewable energy.SOLUTION: A heat pump system includes a renewable energy heat source side first heat exchanger, an air heat exchanger and a central heat pump. The renewable energy heat source side first heat exchanger is interposed in a first heating medium circulation passage where a first heating medium circulates. The air heat exchanger is interposed in a second heating medium circulation passage where a second heating medium circulates. The central heat pump includes a heat pump side first heat exchanger, a heat pump side second heat exchanger and a third heating medium circulation passage. The heat pump side first heat exchanger is provided to exchange heat between the first heating medium and a third heating medium. The heat pump side second heat exchanger is provided to exchange heat between the second heating medium and the third heating medium. The third heating medium circulation passage where the third heating medium circulates is provided to connect the heat pump side first heat exchanger with the heat pump side second heat exchanger.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ヒートポンプシステムに関する。例えば、本発明は、地中熱等の再生可能エネルギーを空調・給湯設備等にて有効利用する技術に対して、好適に適用され得る。   The present invention relates to a heat pump system. For example, the present invention can be suitably applied to a technique for effectively using renewable energy such as underground heat in an air conditioning / hot water supply facility or the like.

ヒートポンプシステムとして、地中熱等の再生可能エネルギーを利用するものが知られている（例えば特許文献１参照）。   A heat pump system that uses renewable energy such as underground heat is known (see, for example, Patent Document 1).

特開２００９−１９８１０２号公報JP 2009-198102 A

地中熱等の再生可能エネルギーを利用する従来のヒートポンプシステムは、設備コスト及びランニングコストが高かった。これに対し、ボイラー及び冷却塔を用いた水熱源システムは、低コストである一方、化石燃料が用いられるため、環境負荷の点で問題がある。近年、この種のヒートポンプシステムにおいて、さらなる高機能化、すなわち、運転モードのさらなる多様化が望まれている。本発明は、上記に例示した課題に対処するためになされたものである。   Conventional heat pump systems that use renewable energy such as geothermal heat have high equipment costs and running costs. On the other hand, a water heat source system using a boiler and a cooling tower is low in cost, but has a problem in terms of environmental load because fossil fuel is used. In recent years, in this type of heat pump system, further enhancement of functionality, that is, further diversification of operation modes is desired. The present invention has been made to address the problems exemplified above.

本発明のヒートポンプシステムは、再生可能エネルギー熱源側第一熱交換器と、空気熱交換器と、中央ヒートポンプと、を備えている。前記再生可能エネルギー熱源側第一熱交換器は、第一熱媒体が循環する第一熱媒体循環路中に介装されている。前記再生可能エネルギー熱源側第一熱交換器は、再生可能エネルギーを熱源として当該熱源と前記第一熱媒体との熱交換を行うように構成されている。前記空気熱交換器は、外気と第二熱媒体との間の熱交換を行うように、前記第二熱媒体が循環する第二熱媒体循環路中に介装されている。前記中央ヒートポンプは、ヒートポンプ側第一熱交換器と、ヒートポンプ側第二熱交換器と、第三熱媒体循環路と、を備えている。前記ヒートポンプ側第一熱交換器は、前記第一熱媒体と第三熱媒体との熱交換を行うように設けられている。前記ヒートポンプ側第二熱交換器は、前記第二熱媒体と前記第三熱媒体との熱交換を行うように設けられている。前記第三熱媒体が循環する前記第三熱媒体循環路は、前記ヒートポンプ側第一熱交換器と前記ヒートポンプ側第二熱交換器とを接続するように設けられている。   The heat pump system of the present invention includes a renewable energy heat source side first heat exchanger, an air heat exchanger, and a central heat pump. The renewable energy heat source side first heat exchanger is interposed in a first heat medium circulation path through which the first heat medium circulates. The renewable energy heat source side first heat exchanger is configured to exchange heat between the heat source and the first heat medium using renewable energy as a heat source. The air heat exchanger is interposed in a second heat medium circulation path through which the second heat medium circulates so as to exchange heat between the outside air and the second heat medium. The central heat pump includes a heat pump side first heat exchanger, a heat pump side second heat exchanger, and a third heat medium circulation path. The heat pump side first heat exchanger is provided to perform heat exchange between the first heat medium and the third heat medium. The heat pump side second heat exchanger is provided to perform heat exchange between the second heat medium and the third heat medium. The third heat medium circulation path through which the third heat medium circulates is provided to connect the heat pump side first heat exchanger and the heat pump side second heat exchanger.

前記ヒートポンプシステムは、再生可能エネルギー熱源側第二熱交換器をさらに備えていてもよい。この再生可能エネルギー熱源側第二熱交換器は、再生可能エネルギーを熱源として当該熱源と前記第二熱媒体との熱交換を行うように、前記第二熱媒体循環路中に介装されている。例えば、前記再生可能エネルギー熱源側第二熱交換器は、前記再生可能エネルギー熱源側第一熱交換器とは異なる種類の熱源を用いるように構成されていてもよい。   The heat pump system may further include a renewable energy heat source side second heat exchanger. The second heat exchanger on the renewable energy heat source side is interposed in the second heat medium circulation path so as to perform heat exchange between the heat source and the second heat medium using the renewable energy as a heat source. . For example, the renewable energy heat source side second heat exchanger may be configured to use a different type of heat source from the renewable energy heat source side first heat exchanger.

前記ヒートポンプシステムは、負荷側ヒートポンプをさらに備えていてもよい。この負荷側ヒートポンプは、前記第一熱媒体循環路と負荷側ユニットとの間に介在するように、前記第一熱媒体循環路中に介装されている。   The heat pump system may further include a load side heat pump. The load side heat pump is interposed in the first heat medium circulation path so as to be interposed between the first heat medium circulation path and the load side unit.

前記ヒートポンプシステムは、前記負荷側ユニットとしての貯湯槽をさらに備えていてもよい。この貯湯槽は、給湯用の温水を貯留可能に設けられている。この温水は、前記負荷側ヒートポンプの動作に基づいて加温された上水である。なお、この場合、前記貯湯槽は、前記第二熱媒体循環路を通流する前記第二熱媒体と前記貯湯槽に貯留された前記温水との間の熱交換が可能となるように、前記第二熱媒体循環路中に介装されていてもよい。   The heat pump system may further include a hot water storage tank as the load side unit. This hot water storage tank is provided so that hot water for hot water supply can be stored. This hot water is clean water heated based on the operation of the load side heat pump. In this case, the hot water storage tank can exchange heat between the second heat medium flowing through the second heat medium circulation path and the hot water stored in the hot water storage tank. It may be interposed in the second heat medium circuit.

前記中央ヒートポンプは、バイパス通路とバイパス弁とを備えていてもよい。前記バイパス通路は、前記第一熱媒体循環路と前記第二熱媒体循環路とを接続するように設けられている。前記バイパス弁は、前記バイパス通路における熱媒体の通流と遮断とを切換可能に設けられている。   The central heat pump may include a bypass passage and a bypass valve. The bypass passage is provided to connect the first heat medium circuit and the second heat medium circuit. The bypass valve is provided so as to be able to switch between the flow and blocking of the heat medium in the bypass passage.

本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムの全体構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the heat pump system which concerns on one Embodiment of this invention. 図２に示された中央ヒートポンプの構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of the center heat pump shown by FIG. 図２に示された中央ヒートポンプの構成の他の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows another example of a structure of the center heat pump shown by FIG. 本発明の他の一実施形態に係るヒートポンプシステムの全体構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the heat pump system which concerns on other one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態に係るヒートポンプシステムの全体構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the heat pump system which concerns on other one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態に係るヒートポンプシステムの全体構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the heat pump system which concerns on other one Embodiment of this invention.

＜実施形態の全体構成＞
以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する（変形例は末尾にまとめて記載されている）。図１を参照すると、本実施形態においては、ヒートポンプシステム１は、複数階を有する建物であるビルＢに適用されている。このヒートポンプシステム１は、地中熱交換器２と、中央ヒートポンプ３と、空気熱交換器４と、太陽熱集熱器５と、負荷側ヒートポンプ６と、貯湯槽７と、室内機８と、制御部９と、熱媒体循環系統１０と、を備えている。 <Overall Configuration of Embodiment>
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment embodying the invention will be described with reference to the drawings (variants are collectively described at the end). Referring to FIG. 1, in the present embodiment, the heat pump system 1 is applied to a building B that is a building having a plurality of floors. The heat pump system 1 includes a ground heat exchanger 2, a central heat pump 3, an air heat exchanger 4, a solar heat collector 5, a load side heat pump 6, a hot water tank 7, an indoor unit 8, and a control. The unit 9 and the heat medium circulation system 10 are provided.

熱媒体循環系統１０は、ヒートポンプシステム１における熱媒体の循環を行うように設けられている。具体的には、熱媒体循環系統１０は、本発明の第一熱媒体に相当する水系の熱媒体（例えば不凍液）が循環する水ループである第一熱媒体循環路１１を有している。第一熱媒体循環路１１は、第一メインループ１１ａと地中熱側ループ１１ｂとを備えている。第一メインループ１１ａは、中央ヒートポンプ３と負荷側ヒートポンプ６とを接続するように設けられた熱媒体循環路である。地中熱側ループ１１ｂは、第一メインループ１１ａから分岐して地中熱交換器２に達するように設けられた熱媒体循環路である。   The heat medium circulation system 10 is provided so as to circulate the heat medium in the heat pump system 1. Specifically, the heat medium circulation system 10 includes a first heat medium circulation path 11 that is a water loop through which an aqueous heat medium (for example, antifreeze) corresponding to the first heat medium of the present invention circulates. The first heat medium circulation path 11 includes a first main loop 11a and a ground heat side loop 11b. The first main loop 11 a is a heat medium circulation path provided so as to connect the central heat pump 3 and the load side heat pump 6. The underground heat side loop 11 b is a heat medium circulation path provided so as to branch from the first main loop 11 a and reach the underground heat exchanger 2.

熱媒体循環系統１０は、また、第二熱媒体が循環する第二熱媒体循環路１２を有している。第二熱媒体循環路１２は、第二メインループ１２ａと、太陽熱側分岐流路１２ｂと、貯湯槽側分岐流路１２ｃと、を有している。第二メインループ１２ａは、中央ヒートポンプ３と空気熱交換器４とを接続するように設けられた熱媒体循環路である。太陽熱側分岐流路１２ｂは、第二メインループ１２ａから分岐して太陽熱集熱器５に達するように設けられた熱媒体循環路である。貯湯槽側分岐流路１２ｃは、第二メインループ１２ａから分岐して貯湯槽７に達するように設けられた熱媒体循環路である。なお、本実施形態においては、第二熱媒体循環路１２を循環する第二熱媒体は、第一熱媒体循環路１１側に流出可能なように、上述の第一熱媒体と同一の種類の熱媒体であるものとする。   The heat medium circulation system 10 also has a second heat medium circulation path 12 through which the second heat medium circulates. The second heat medium circulation path 12 has a second main loop 12a, a solar heat side branch flow path 12b, and a hot water tank side branch flow path 12c. The second main loop 12 a is a heat medium circulation path provided to connect the central heat pump 3 and the air heat exchanger 4. The solar heat side branch flow path 12 b is a heat medium circulation path provided so as to branch from the second main loop 12 a and reach the solar heat collector 5. The hot water tank side branch flow path 12 c is a heat medium circulation path provided so as to branch from the second main loop 12 a and reach the hot water tank 7. In the present embodiment, the second heat medium circulating in the second heat medium circulation path 12 is of the same type as the above-described first heat medium so that it can flow out to the first heat medium circulation path 11 side. It shall be a heat medium.

熱媒体循環系統１０は、また、第三熱媒体循環路１３と、貯湯槽側負荷流路１４と、室内機側負荷流路１５と、を有している。第三熱媒体循環路１３は、第三熱媒体が循環する熱媒体循環路であって、中央ヒートポンプ３の内部に設けられている。本実施形態においては、第三熱媒体は、水系の第一熱媒体とは異なり、冷媒（Ｒ４１０Ａ等）が用いられている。貯湯槽側負荷流路１４は、負荷側ヒートポンプ６と貯湯槽７とを接続するように設けられた熱媒体循環路である。室内機側負荷流路１５は、負荷側ヒートポンプ６と室内機８とを接続するように設けられた熱媒体循環路である。貯湯槽側負荷流路１４及び室内機側負荷流路１５は、冷媒（Ｒ４１０Ａ等）である第四熱媒体が循環する熱媒体循環路である。なお、第四熱媒体は、第三熱媒体と同一種類であってもよいし、異なっていてもよい。   The heat medium circulation system 10 also includes a third heat medium circulation path 13, a hot water tank side load flow path 14, and an indoor unit side load flow path 15. The third heat medium circulation path 13 is a heat medium circulation path through which the third heat medium circulates, and is provided inside the central heat pump 3. In the present embodiment, unlike the aqueous first heat medium, a refrigerant (R410A or the like) is used as the third heat medium. The hot water tank side load flow path 14 is a heat medium circulation path provided so as to connect the load side heat pump 6 and the hot water tank 7. The indoor unit side load flow path 15 is a heat medium circulation path provided so as to connect the load side heat pump 6 and the indoor unit 8. The hot water tank side load flow path 14 and the indoor unit side load flow path 15 are heat medium circulation paths through which a fourth heat medium that is a refrigerant (R410A or the like) circulates. The fourth heat medium may be the same type as or different from the third heat medium.

熱媒体循環系統１０には、ヒートポンプシステム１における様々な動作モードを実現するために、適宜、弁類やポンプ類が設けられている。その一例について言及すると、例えば、地中熱側ループ１１ｂには、地中熱側切換弁１６ａが介装されている。地中熱側切換弁１６ａは、地中熱交換器２と第一メインループ１１ａとの間の第一熱媒体の通流（循環）とその遮断とを切換可能に設けられている。また、第一メインループ１１ａにおける負荷側ヒートポンプ６側には、負荷側切換弁１６ｂが介装されている。負荷側切換弁１６ｂは、負荷側ヒートポンプ６と第一メインループ１１ａとの間の第一熱媒体の通流とその遮断とを切換可能に設けられている。   The heat medium circulation system 10 is appropriately provided with valves and pumps in order to realize various operation modes in the heat pump system 1. For example, the underground heat side switching valve 16a is interposed in the underground heat side loop 11b. The underground heat side switching valve 16a is provided so as to be able to switch between the flow (circulation) of the first heat medium between the underground heat exchanger 2 and the first main loop 11a and the interruption thereof. Moreover, the load side switching valve 16b is interposed in the load side heat pump 6 side in the 1st main loop 11a. The load side switching valve 16b is provided so as to be able to switch between the flow of the first heat medium between the load side heat pump 6 and the first main loop 11a and the blocking thereof.

太陽熱側分岐流路１２ｂには、太陽熱側切換弁１６ｃが介装されている。太陽熱側切換弁１６ｃは、太陽熱集熱器５と第二メインループ１２ａとの間の第二熱媒体の通流とその遮断とを切換可能に設けられている。貯湯槽側分岐流路１２ｃには、貯湯槽側切換弁１６ｄが介装されている。貯湯槽側切換弁１６ｄは、貯湯槽７と第二メインループ１２ａとの間の第二熱媒体の通流とその遮断とを切換可能に設けられている。   A solar heat side switching valve 16c is interposed in the solar heat side branch flow path 12b. The solar heat side switching valve 16c is provided so as to be able to switch between the flow of the second heat medium between the solar heat collector 5 and the second main loop 12a and the blocking thereof. A hot water tank side switching valve 16d is interposed in the hot water tank side branch flow path 12c. The hot water tank side switching valve 16d is provided so as to be able to switch between the flow of the second heat medium between the hot water tank 7 and the second main loop 12a and the blocking thereof.

本発明の再生可能エネルギー熱源側熱交換器としての地中熱交換器２は、地面Ｇの中に埋設された複数のＵ字管２１を備えている。すなわち、地中熱交換器２は、第一熱媒体循環路１１に介装されていて、Ｕ字管２１内を通流する第一熱媒体と地中熱源（地熱源）との間の熱交換を行うように設けられている。   The underground heat exchanger 2 as a renewable energy heat source side heat exchanger according to the present invention includes a plurality of U-shaped tubes 21 embedded in the ground G. That is, the underground heat exchanger 2 is interposed in the first heating medium circulation path 11 and heat between the first heating medium flowing through the U-shaped tube 21 and the underground heat source (geothermal source). It is provided to exchange.

中央ヒートポンプ３は、その内部の第三熱媒体循環路１３を通流する第三熱媒体と、第一メインループ１１ａを通流する第一熱媒体と、の間で熱交換可能に構成されている。また、中央ヒートポンプ３は、その内部の第三熱媒体循環路１３を通流する第三熱媒体と、第二メインループ１２ａを通流する第二熱媒体と、の間で熱交換可能に構成されている。また、本実施形態においては、中央ヒートポンプ３は、第一メインループ１１ａと第二メインループ１２ａとの間での熱媒体の授受が可能に構成されている。中央ヒートポンプ３の内部構成の詳細については後述する。   The central heat pump 3 is configured to be capable of exchanging heat between the third heat medium flowing through the third heat medium circulation path 13 and the first heat medium flowing through the first main loop 11a. Yes. In addition, the central heat pump 3 is configured to be able to exchange heat between the third heat medium flowing through the third heat medium circulation path 13 and the second heat medium flowing through the second main loop 12a. Has been. Moreover, in this embodiment, the center heat pump 3 is comprised so that transfer of the thermal medium between the 1st main loop 11a and the 2nd main loop 12a is possible. Details of the internal configuration of the central heat pump 3 will be described later.

空気熱交換器４は、第二熱媒体が循環する第二熱媒体循環路１２における第二メインループ１２ａ中に介装されている。本実施形態においては、空気熱交換器４は、いわゆる空気−水熱交換器あるいはヒーティングタワーとも称されるものであって、外気と第二熱媒体との間での熱の授受（熱交換）を行うように設けられている。太陽熱集熱器５は、太陽熱を利用して第二熱媒体を加熱するように、第二熱媒体循環路１２における太陽熱側分岐流路１２ｂ中に介装されている。   The air heat exchanger 4 is interposed in the second main loop 12a in the second heat medium circulation path 12 through which the second heat medium circulates. In the present embodiment, the air heat exchanger 4 is also called a so-called air-water heat exchanger or a heating tower, and transfers heat between the outside air and the second heat medium (heat exchange). ). The solar heat collector 5 is interposed in the solar heat side branch flow path 12b in the second heat medium circulation path 12 so as to heat the second heat medium using solar heat.

負荷側ヒートポンプ６は、第一熱媒体循環路１１と負荷側ユニットである貯湯槽７及び室内機８との間に介在するように、第一熱媒体循環路１１における第一メインループ１１ａ中に介装されている。貯湯槽７は、負荷側ヒートポンプ６の動作に基づいて加温された上水を、給湯用の温水として貯留可能に設けられている。また、本実施形態においては、貯湯槽７は、貯留している温水と第二熱媒体循環路１２を通流する第二熱媒体との間の熱交換が可能となるように、第二熱媒体循環路１２における貯湯槽側分岐流路１２ｃ中に介装されている。   The load-side heat pump 6 is placed in the first main loop 11a in the first heat medium circulation path 11 so as to be interposed between the first heat medium circulation path 11 and the hot water storage tank 7 and the indoor unit 8 that are load-side units. It is intervened. The hot water storage tank 7 is provided so that hot water heated based on the operation of the load-side heat pump 6 can be stored as hot water for hot water supply. Further, in the present embodiment, the hot water tank 7 has the second heat so that heat exchange between the stored hot water and the second heat medium flowing through the second heat medium circulation path 12 is possible. It is interposed in the hot water storage tank side branch flow path 12 c in the medium circulation path 12.

空調用の室内機８は、ビルＢにおける各階（一階部分Ｆ１、二階部分Ｆ２、三階部分Ｆ３・・・）のそれぞれに設けられている。制御部９は、ヒートポンプシステム１の全体を制御する制御盤であって、マイクロコンピュータ等を備えている。すなわち、制御部９は、熱媒体循環系統１０に設けられた弁類及びポンプ類、並びに、中央ヒートポンプ３及び負荷側ヒートポンプ６の動作を制御するように設けられている。なお、本実施形態においては、制御部９は、一階部分Ｆ１に配置されている。   The indoor unit 8 for air conditioning is provided on each floor in the building B (first floor part F1, second floor part F2, third floor part F3...). The control unit 9 is a control panel that controls the entire heat pump system 1 and includes a microcomputer and the like. That is, the control unit 9 is provided so as to control the valves and pumps provided in the heat medium circulation system 10 and the operations of the central heat pump 3 and the load side heat pump 6. In the present embodiment, the control unit 9 is disposed in the first floor portion F1.

＜中央ヒートポンプの構成＞
図２を参照すると、本実施形態においては、中央ヒートポンプ３は、その内部に第三熱媒体循環路１３を有する他に、ヒートポンプ側第一熱交換器３１と、ヒートポンプ側第二熱交換器３２と、第一バイパス通路３３と、第二バイパス通路３４と、を備えている。 <Configuration of central heat pump>
Referring to FIG. 2, in the present embodiment, the central heat pump 3 has a third heat medium circulation path 13 therein, a heat pump side first heat exchanger 31, and a heat pump side second heat exchanger 32. And a first bypass passage 33 and a second bypass passage 34.

ヒートポンプ側第一熱交換器３１は、第一メインループ１１ａを通流する第一熱媒体と第三熱媒体循環路１３を通流する第三熱媒体との熱交換を行うように、第一メインループ１１ａ及び第三熱媒体循環路１３に接続されている。ヒートポンプ側第二熱交換器３２は、第二メインループ１２ａを通流する第二熱媒体と第三熱媒体循環路１３を通流する第三熱媒体との熱交換を行うように、第二メインループ１２ａ及び第三熱媒体循環路１３に接続されている。すなわち、第三熱媒体が循環する第三熱媒体循環路１３は、ヒートポンプ側第一熱交換器３１とヒートポンプ側第二熱交換器３２とを接続するように設けられている。   The heat pump side first heat exchanger 31 performs the heat exchange between the first heat medium flowing through the first main loop 11 a and the third heat medium flowing through the third heat medium circulation path 13. The main loop 11a and the third heat medium circuit 13 are connected. The heat pump side second heat exchanger 32 is configured to perform heat exchange between the second heat medium flowing through the second main loop 12 a and the third heat medium flowing through the third heat medium circulation path 13. The main loop 12a and the third heat medium circuit 13 are connected. That is, the third heat medium circulation path 13 through which the third heat medium circulates is provided so as to connect the heat pump side first heat exchanger 31 and the heat pump side second heat exchanger 32.

第一バイパス通路３３は、第一メインループ１１ａにおけるヒートポンプ側第一熱交換器３１よりも上流側の位置と、第二メインループ１２ａにおけるヒートポンプ側第二熱交換器３２よりも下流側の位置と、を接続するように、中央ヒートポンプ３の内部に設けられている。すなわち、第一バイパス通路３３は、中央ヒートポンプ３に向かって通流してきた第一熱媒体を、ヒートポンプ側第一熱交換器３１をバイパスして第二メインループ１２ａ側に通流させることができるように形成されている。第二バイパス通路３４は、第一メインループ１１ａにおけるヒートポンプ側第一熱交換器３１よりも下流側の位置と、第二メインループ１２ａにおけるヒートポンプ側第二熱交換器３２よりも上流側の位置と、を接続するように、中央ヒートポンプ３の内部に設けられている。すなわち、第二バイパス通路３４は、中央ヒートポンプ３に向かって通流してきた第二熱媒体を、ヒートポンプ側第二熱交換器３２をバイパスして第一メインループ１１ａ側に通流させることができるように形成されている。   The first bypass passage 33 has a position upstream of the heat pump side first heat exchanger 31 in the first main loop 11a and a position downstream of the heat pump side second heat exchanger 32 in the second main loop 12a. , Are provided inside the central heat pump 3. That is, the first bypass passage 33 can flow the first heat medium flowing toward the central heat pump 3 to the second main loop 12 a side, bypassing the heat pump side first heat exchanger 31. It is formed as follows. The second bypass passage 34 has a position downstream of the heat pump side first heat exchanger 31 in the first main loop 11a and a position upstream of the heat pump side second heat exchanger 32 in the second main loop 12a. , Are provided inside the central heat pump 3. That is, the second bypass passage 34 can flow the second heat medium that has flowed toward the central heat pump 3 to the first main loop 11a side, bypassing the heat pump side second heat exchanger 32. It is formed as follows.

第一メインループ１１ａと第一バイパス通路３３との接続箇所には、第一流入側三方弁３５ａが介装されている。第一流入側三方弁３５ａは、ヒートポンプ側第一熱交換器３１と第一メインループ１１ａにおける中央ヒートポンプ３の外部であってヒートポンプ側第一熱交換器３１よりも上流側とを連通させる状態と、第一バイパス通路３３と第一メインループ１１ａにおける中央ヒートポンプ３の外部であってヒートポンプ側第一熱交換器３１よりも上流側とを連通させる状態と、を切換可能に設けられている。第一メインループ１１ａと第二バイパス通路３４との接続箇所には、第一流出側三方弁３５ｂが介装されている。第一流出側三方弁３５ｂは、ヒートポンプ側第一熱交換器３１と第一メインループ１１ａにおける中央ヒートポンプ３の外部であってヒートポンプ側第一熱交換器３１よりも下流側とを連通させる状態と、第二バイパス通路３４と第一メインループ１１ａにおける中央ヒートポンプ３の外部であってヒートポンプ側第一熱交換器３１よりも下流側とを連通させる状態と、を切換可能に設けられている。   A first inflow side three-way valve 35 a is interposed at a connection point between the first main loop 11 a and the first bypass passage 33. The first inflow side three-way valve 35a communicates with the heat pump side first heat exchanger 31 and the outside of the central heat pump 3 in the first main loop 11a and upstream of the heat pump side first heat exchanger 31. The first bypass passage 33 and the state where the first main loop 11a is connected to the outside of the central heat pump 3 and the upstream side of the heat pump side first heat exchanger 31 are switchable. A first outflow side three-way valve 35b is interposed at a connection point between the first main loop 11a and the second bypass passage 34. The first outflow side three-way valve 35b communicates with the heat pump side first heat exchanger 31 and the outside of the central heat pump 3 in the first main loop 11a and downstream of the heat pump side first heat exchanger 31. The second bypass passage 34 and the state where the first main loop 11a is connected to the outside of the central heat pump 3 and the downstream side of the heat pump side first heat exchanger 31 are switchable.

第二メインループ１２ａと第二バイパス通路３４との接続箇所には、第二流入側三方弁３６ａが介装されている。第二流入側三方弁３６ａは、ヒートポンプ側第二熱交換器３２と第二メインループ１２ａにおける中央ヒートポンプ３の外部であってヒートポンプ側第二熱交換器３２よりも上流側とを連通させる状態と、第二バイパス通路３４と第二メインループ１２ａにおける中央ヒートポンプ３の外部であってヒートポンプ側第二熱交換器３２よりも上流側とを連通させる状態と、を切換可能に設けられている。第二メインループ１２ａと第一バイパス通路３３との接続箇所には、第二流出側三方弁３６ｂが介装されている。第二流出側三方弁３６ｂは、ヒートポンプ側第二熱交換器３２と第二メインループ１２ａにおける中央ヒートポンプ３の外部であってヒートポンプ側第二熱交換器３２よりも下流側とを連通させる状態と、第一バイパス通路３３と第二メインループ１２ａにおける中央ヒートポンプ３の外部であってヒートポンプ側第二熱交換器３２よりも下流側とを連通させる状態と、を切換可能に設けられている。   A second inflow side three-way valve 36 a is interposed at a connection point between the second main loop 12 a and the second bypass passage 34. The second inflow side three-way valve 36a communicates between the heat pump side second heat exchanger 32 and the outside of the central heat pump 3 in the second main loop 12a and upstream of the heat pump side second heat exchanger 32. The second bypass passage 34 and the state where the second main passage 12a is connected to the outside of the central heat pump 3 and the upstream side of the heat pump side second heat exchanger 32 are switchable. A second outflow side three-way valve 36 b is interposed at a connection point between the second main loop 12 a and the first bypass passage 33. The second outflow side three-way valve 36b communicates with the heat pump side second heat exchanger 32 and the outside of the central heat pump 3 in the second main loop 12a and downstream of the heat pump side second heat exchanger 32. The first bypass passage 33 and the second main loop 12a are provided so as to be switchable between the outside of the central heat pump 3 and the downstream side of the heat pump side second heat exchanger 32.

上述のように、第一流入側三方弁３５ａ及び第二流出側三方弁３６ｂは、第一バイパス通路３３における熱媒体の通流と遮断とを切換可能に設けられている。同様に、第一流出側三方弁３５ｂ及び第二流入側三方弁３６ａは、第二バイパス通路３４における熱媒体の通流と遮断とを切換可能に設けられている。   As described above, the first inflow side three-way valve 35a and the second outflow side three-way valve 36b are provided so as to be able to switch between the flow and blocking of the heat medium in the first bypass passage 33. Similarly, the first outflow side three-way valve 35b and the second inflow side threeway valve 36a are provided so as to be able to switch between the flow and blocking of the heat medium in the second bypass passage 34.

第一メインループ１１ａにおける第一流入側三方弁３５ａよりも上流側には、第一インバータポンプ３７が介装されている。第二メインループ１２ａにおける第二流入側三方弁３６ａよりも上流側には、第二インバータポンプ３８が介装されている。第一インバータポンプ３７及び第二インバータポンプ３８は、精密な流量コントロールが可能な構成を有していて、ヒートポンプ側第一熱交換器３１及びヒートポンプ側第二熱交換器３２における蒸発温度や凝縮温度を調整可能に設けられている。   A first inverter pump 37 is interposed upstream of the first inflow side three-way valve 35a in the first main loop 11a. A second inverter pump 38 is interposed on the upstream side of the second inflow side three-way valve 36a in the second main loop 12a. The first inverter pump 37 and the second inverter pump 38 have a configuration capable of precise flow rate control, and the evaporation temperature and condensation temperature in the heat pump side first heat exchanger 31 and the heat pump side second heat exchanger 32. Is provided to be adjustable.

本実施形態においては、第三熱媒体循環路１３は、単純なループ状の構成を有している。第三熱媒体循環路１３には、圧縮機１３１と膨張弁１３２とが介装されている。   In the present embodiment, the third heat medium circuit 13 has a simple loop configuration. A compressor 131 and an expansion valve 132 are interposed in the third heat medium circulation path 13.

＜実施形態の作用・効果＞
次に、上述のような構成を有する本実施形態のヒートポンプシステム１における、動作の概要及び作用・効果について説明する。 <Operation / Effect of Embodiment>
Next, the outline | summary of operation | movement and the effect | action and effect in the heat pump system 1 of this embodiment which has the above structures are demonstrated.

第一熱媒体循環路１１における地中熱側ループ１１ｂを第一熱媒体が通流することで、地中熱交換器２にて、地中熱源と第一熱媒体との間の熱交換が行われる。地中熱源との熱交換を経た第一熱媒体は、第一熱媒体循環路１１における第一メインループ１１ａに流入して第一メインループ１１ａを通流することで、中央ヒートポンプ３及び／又は負荷側ヒートポンプ６に供給される。地中熱源との熱交換を経た第一熱媒体が負荷側ヒートポンプ６に供給された場合、地中熱源から吸収された熱が、負荷側ヒートポンプ６を介して、負荷側ユニットである貯湯槽７及び／又は室内機８に供給される。これにより、上水の加温動作や空調動作が行われる。   By the first heat medium flowing through the underground heat side loop 11b in the first heat medium circulation path 11, the heat exchange between the underground heat source and the first heat medium is performed in the underground heat exchanger 2. Done. The first heat medium having undergone heat exchange with the underground heat source flows into the first main loop 11a in the first heat medium circulation path 11 and flows through the first main loop 11a, so that the central heat pump 3 and / or It is supplied to the load side heat pump 6. When the first heat medium having undergone heat exchange with the underground heat source is supplied to the load-side heat pump 6, the heat absorbed from the underground heat source via the load-side heat pump 6 is a hot water storage tank 7 that is a load-side unit. And / or supplied to the indoor unit 8. Thereby, heating operation and air conditioning operation of clean water are performed.

地中熱源との熱交換を経た第一熱媒体が中央ヒートポンプ３に供給された場合の動作は、第一流入側三方弁３５ａ、第一流出側三方弁３５ｂ、第二流入側三方弁３６ａ、及び第二流出側三方弁３６ｂの状態、すなわち、第一バイパス通路３３及び第二バイパス通路３４における熱媒体通流状態に応じて異なる。具体的には、第一バイパス通路３３及び第二バイパス通路３４における熱媒体の通流が遮断されている場合、中央ヒートポンプ３は、第一熱媒体と第三熱媒体との間の熱交換をヒートポンプ側第一熱交換器３１にて行うとともに、第三熱媒体と第二熱媒体との間の熱交換をヒートポンプ側第二熱交換器３２にて行う。これにより、例えば、空気熱交換器４により空気熱源から吸収された熱（温熱又は冷熱）、及び／又は太陽熱集熱器５によって吸収された熱（温熱）が、中央ヒートポンプ３（第三熱媒体）を介して、第一メインループ１１ａを通流する第一熱媒体に供給される。あるいは、例えば、地中熱源から吸収された熱が、中央ヒートポンプ３（第三熱媒体）を介して、空気熱交換器４に供給される（特に低気温時の空気熱交換器４のデフロストの場合）。   The operation when the first heat medium having undergone heat exchange with the underground heat source is supplied to the central heat pump 3 includes the first inflow side three-way valve 35a, the first outflow side three-way valve 35b, the second inflow side three-way valve 36a, And the state of the second outflow side three-way valve 36 b, that is, the heat medium flow state in the first bypass passage 33 and the second bypass passage 34. Specifically, when the flow of the heat medium in the first bypass passage 33 and the second bypass passage 34 is blocked, the central heat pump 3 performs heat exchange between the first heat medium and the third heat medium. The heat pump side first heat exchanger 31 performs heat exchange between the third heat medium and the second heat medium in the heat pump side second heat exchanger 32. Thereby, for example, the heat (hot or cold) absorbed from the air heat source by the air heat exchanger 4 and / or the heat (hot) absorbed by the solar heat collector 5 is converted into the central heat pump 3 (third heat medium). ) Through the first main loop 11a. Alternatively, for example, the heat absorbed from the underground heat source is supplied to the air heat exchanger 4 via the central heat pump 3 (third heat medium) (especially the defrost of the air heat exchanger 4 at low temperatures). If).

第一バイパス通路３３及び第二バイパス通路３４における熱媒体の通流が可能である場合、地中熱源との熱交換を経た第一熱媒体は、第一バイパス通路３３を介して第二メインループ１２ａに供給されることで、第二熱媒体として第二熱媒体循環路１２内を通流することができる。これにより、例えば、地中熱源から吸収された熱が、空気熱交換器４に供給される（特に低気温時の空気熱交換器４のデフロストの場合）。   When the heat medium can flow through the first bypass passage 33 and the second bypass passage 34, the first heat medium that has undergone heat exchange with the underground heat source passes through the first bypass passage 33 to the second main loop. By being supplied to 12a, it can flow through the inside of the second heat medium circuit 12 as the second heat medium. Thereby, for example, the heat absorbed from the underground heat source is supplied to the air heat exchanger 4 (particularly in the case of defrosting of the air heat exchanger 4 at a low temperature).

空気熱交換器４により空気熱源から吸収された熱（温熱又は冷熱）、及び／又は太陽熱集熱器５によって吸収された熱（温熱）の利用態様についても、第一バイパス通路３３及び第二バイパス通路３４における熱媒体通流状態に応じて異なる。具体的には、第一バイパス通路３３及び第二バイパス通路３４における熱媒体の通流が遮断されている場合、空気熱交換器４及び／又は太陽熱集熱器５によって第二熱媒体に吸収された熱は、中央ヒートポンプ３（第三熱媒体）を介して、第一熱媒体に供給される。空気熱交換器４及び／又は太陽熱集熱器５によって吸収された熱を中央ヒートポンプ３にて受け取った第一熱媒体は、地中熱交換器２及び／又は負荷側ヒートポンプ６に供給される。   The first bypass passage 33 and the second bypass are also used for the utilization mode of the heat (hot or cold) absorbed from the air heat source by the air heat exchanger 4 and / or the heat (hot) absorbed by the solar heat collector 5. It differs according to the heat medium flow state in the passage 34. Specifically, when the flow of the heat medium in the first bypass passage 33 and the second bypass passage 34 is interrupted, it is absorbed by the second heat medium by the air heat exchanger 4 and / or the solar heat collector 5. The heat is supplied to the first heat medium via the central heat pump 3 (third heat medium). The first heat medium that has received the heat absorbed by the air heat exchanger 4 and / or the solar heat collector 5 by the central heat pump 3 is supplied to the underground heat exchanger 2 and / or the load side heat pump 6.

第一バイパス通路３３及び第二バイパス通路３４における熱媒体の通流が可能である場合、空気熱交換器４及び／又は太陽熱集熱器５にて熱を吸収した第二熱媒体は、第二バイパス通路３４を介して第一メインループ１１ａに供給されることで、第一熱媒体として第一熱媒体循環路１１内を通流し、地中熱交換器２及び／又は負荷側ヒートポンプ６に供給される。   When the heat medium can flow in the first bypass passage 33 and the second bypass passage 34, the second heat medium that has absorbed heat in the air heat exchanger 4 and / or the solar heat collector 5 is the second heat medium. By being supplied to the first main loop 11 a via the bypass passage 34, the first heat medium flows through the first heat medium circulation path 11 and is supplied to the underground heat exchanger 2 and / or the load-side heat pump 6. Is done.

また、空気熱交換器４及び／又は太陽熱集熱器５によって吸収された熱は、貯湯槽側分岐流路１２ｃを介して貯湯槽７に供給され得る。これにより、空気熱交換器４及び／又は太陽熱集熱器５によって吸収された熱は、上水の加温や、貯湯槽７内に貯留されている温水の加温に利用され得る。   Further, the heat absorbed by the air heat exchanger 4 and / or the solar heat collector 5 can be supplied to the hot water tank 7 through the hot water tank side branch flow path 12c. Thereby, the heat absorbed by the air heat exchanger 4 and / or the solar heat collector 5 can be used for warming of clean water and warm water stored in the hot water tank 7.

以上の通り、本実施形態の構成においては、空気熱交換器４により空気熱源から吸収された熱、及び／又は太陽熱集熱器５によって吸収された熱を用いて、第一熱媒体循環路１１内を通流する第一熱媒体を加熱することができる。特に、第一バイパス通路３３及び第二バイパス通路３４における熱媒体の通流を可能とした場合、空気熱及び／又は太陽熱による、水ループのいわゆるフリーヒーティングが可能となる。なお、ここにいう「フリーヒーティング」とは、中央ヒートポンプ３の運転（圧縮機１３１及び膨張弁１３２の動作によるヒートポンプ側第一熱交換器３１及びヒートポンプ側第二熱交換器３２における冷媒の蒸発・凝縮作用）を伴わない加熱をいうものとする。また、第一バイパス通路３３及び第二バイパス通路３４における熱媒体の通流を可能とした場合、空気熱源から吸収した冷熱による、水ループのいわゆるフリークーリングが可能となる。なお、ここにいう「フリークーリング」とは、中央ヒートポンプ３の運転を伴わない冷却をいうものとする。また、太陽熱及び／又は地中熱を利用した、空気熱交換器４のデフロストが可能となる。さらに、太陽熱を給湯に利用することも可能である。   As described above, in the configuration of the present embodiment, using the heat absorbed from the air heat source by the air heat exchanger 4 and / or the heat absorbed by the solar heat collector 5, the first heat medium circulation path 11 is used. The first heat medium flowing through the inside can be heated. In particular, when the heat medium can flow through the first bypass passage 33 and the second bypass passage 34, so-called free heating of the water loop by air heat and / or solar heat is possible. Here, “free heating” means operation of the central heat pump 3 (evaporation of refrigerant in the heat pump side first heat exchanger 31 and the heat pump side second heat exchanger 32 by the operation of the compressor 131 and the expansion valve 132). -Heating without condensing action). Further, when the heat medium can flow in the first bypass passage 33 and the second bypass passage 34, so-called free cooling of the water loop by the cold heat absorbed from the air heat source is possible. Here, “free cooling” refers to cooling that does not involve the operation of the central heat pump 3. Moreover, the defrost of the air heat exchanger 4 using solar heat and / or underground heat becomes possible. Furthermore, solar heat can be used for hot water supply.

このように、本実施形態によれば、外気温、地中温度、負荷側における必要負荷、等の運転条件に応じた多様な運転モードが、ボイラーによる水ループ加熱を用いない簡略で省エネ性に優れた装置構成で、且つ地中熱交換器２におけるＵ字管２１の本数を可及的に増加させることなく実現可能となる。特に、中央ヒートポンプ３において高圧ガス保安法の適用を受けない低圧冷媒（低ＧＷＰ冷媒等）や、かかる冷媒に対応したいわゆるターボ式圧縮機を圧縮機１３１として用いることで、環境負荷を可及的に抑制したり、将来の環境規制に良好に対応したりすることが可能となる。また、圧縮機１３１として、スクロール式等の安価な汎用圧縮機を用いることも可能である。   As described above, according to the present embodiment, various operation modes corresponding to the operation conditions such as the outside air temperature, the underground temperature, and the required load on the load side are simplified and energy saving without using the water loop heating by the boiler. This can be realized with an excellent apparatus configuration and without increasing the number of U-shaped tubes 21 in the underground heat exchanger 2 as much as possible. In particular, the use of a low-pressure refrigerant (such as a low GWP refrigerant) that is not subject to the application of the high-pressure gas safety method in the central heat pump 3 or a so-called turbo compressor corresponding to the refrigerant as the compressor 131 can minimize the environmental burden. It is possible to suppress the problem and to cope with future environmental regulations. Further, as the compressor 131, an inexpensive general-purpose compressor such as a scroll type can be used.

また、本実施形態においては、第一熱媒体循環路１１に介装される再生可能エネルギー熱源側第一熱交換器である地中熱交換器２と、第二熱媒体循環路１２に介装される再生可能エネルギー熱源側第二熱交換器である太陽熱集熱器５とは、それぞれ異なる種類の熱源（且つ空気熱交換器４とも異なる熱源）を用いている。これにより、天候や気温が変動しても安定的なシステム稼働が実現され得る。   Further, in the present embodiment, the underground heat exchanger 2 that is the first heat exchanger on the renewable energy heat source side interposed in the first heat medium circulation path 11 and the second heat medium circulation path 12 are interposed. Different types of heat sources (and different heat sources from the air heat exchanger 4) are used for the solar heat collector 5 which is the second heat exchanger on the renewable energy heat source side. As a result, stable system operation can be realized even when the weather and temperature vary.

＜変形例の例示＞
以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施形態にて説明されているものと同様の構成及び機能を有する部分に対しては、上述の実施形態と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施形態における説明が適宜援用され得るものとする。もっとも、言うまでもなく、変形例とて、以下に列挙されたものに限定されるものではない。また、上述の実施形態の全部又は一部、及び、複数の変形例の全部又は一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。 <Example of modification>
Hereinafter, some typical modifications will be exemplified. In the following description of the modified examples, the same reference numerals as those in the above embodiment can be used for portions having the same configurations and functions as those described in the above embodiment. And about description of this part, the description in the above-mentioned embodiment shall be used suitably in the range which is not technically consistent. Needless to say, the modifications are not limited to those listed below. In addition, all or a part of the above-described embodiment and all or a part of the plurality of modified examples can be combined in an appropriate manner within a technically consistent range.

本発明は、上述の実施形態にて示された具体的な装置構成に限定されない。例えば、ヒートポンプシステム１の適用対象は、複数階を有する建物に限定されない。熱媒体循環系統１０における弁類の配置も、上記の具体例に限定されない。ポンプ類は、熱媒体循環系統１０にて特に明示されてはいないが、システム仕様に応じて適宜の箇所に適宜設けられ得る。   The present invention is not limited to the specific apparatus configuration shown in the above embodiment. For example, the application target of the heat pump system 1 is not limited to a building having a plurality of floors. The arrangement of valves in the heat medium circulation system 10 is not limited to the above specific example. The pumps are not particularly specified in the heat medium circulation system 10, but can be appropriately provided at appropriate locations according to the system specifications.

地中熱交換器２に代えて、あるいは地中熱交換器２とともに、他の再生可能エネルギー（河川水、海水、温泉水、排水、太陽熱、排熱、等）を熱源とした熱交換器（この段落において以下これを「他の再生可能エネルギー熱源側熱交換器」と称する）が、第一熱媒体循環路１１に介装され得る。具体的には、例えば、地中熱交換器２に代えて、他の再生可能エネルギー熱源側熱交換器が設けられ得る。あるいは、例えば、地中熱交換器２と他の再生可能エネルギー熱源側熱交換器とが並列に設けられ得る。   A heat exchanger that uses other renewable energy (river water, seawater, hot spring water, drainage, solar heat, exhaust heat, etc.) as a heat source instead of or together with the underground heat exchanger 2 ( In this paragraph, this is hereinafter referred to as “another renewable energy heat source side heat exchanger”) and can be interposed in the first heat medium circulation path 11. Specifically, for example, instead of the underground heat exchanger 2, another renewable energy heat source side heat exchanger can be provided. Alternatively, for example, the underground heat exchanger 2 and another renewable energy heat source side heat exchanger can be provided in parallel.

第一熱媒体循環路１１は、分岐を有さない単純なループ形状であってもよい。すなわち、地中熱交換器２と、中央ヒートポンプ３と、負荷側ヒートポンプ６とが、直列的に接続されていてもよい。   The first heat medium circulation path 11 may have a simple loop shape having no branch. That is, the underground heat exchanger 2, the central heat pump 3, and the load side heat pump 6 may be connected in series.

図３に示されているように、中央ヒートポンプ３は、さらに四方弁１３３を備えていてもよい。四方弁１３３は、第三熱媒体循環路１３を構成する、ヒートポンプ側第一熱交換器３１とヒートポンプ側第二熱交換器３２とを接続する一対の流路における、圧縮機１３１が設けられている側（すなわち膨張弁１３２が設けられていない側）に介装されている。   As shown in FIG. 3, the central heat pump 3 may further include a four-way valve 133. The four-way valve 133 is provided with a compressor 131 in a pair of flow paths connecting the heat pump side first heat exchanger 31 and the heat pump side second heat exchanger 32 that constitute the third heat medium circulation path 13. On the other side (that is, the side where the expansion valve 132 is not provided).

かかる変形例の構成においては、空気熱源から吸収した冷熱を利用した中央ヒートポンプ３の運転により、空気熱交換器４から中央ヒートポンプ３を介しての第一熱媒体循環路１１（水ループ）側への大きな冷熱の移動、換言すれば、第一熱媒体循環路１１（水ループ）側から中央ヒートポンプ３を介しての空気熱交換器４への大きな温熱の移動が可能となる。したがって、かかる構成によれば、水ループ側が高温になった場合の急速冷却が可能となる。あるいは、空気熱交換器４における高速デフロストが可能となる。   In the configuration of such a modification, the operation of the central heat pump 3 using the cold heat absorbed from the air heat source causes the air heat exchanger 4 to the first heat medium circulation path 11 (water loop) side through the central heat pump 3. In other words, large heat transfer from the first heat medium circulation path 11 (water loop) side to the air heat exchanger 4 via the central heat pump 3 becomes possible. Therefore, according to this configuration, rapid cooling is possible when the water loop side becomes hot. Or the high-speed defrost in the air heat exchanger 4 is attained.

図４に示されているように、第一熱媒体を貯留する第一蓄熱槽１９１が設けられていてもよい。この場合、第一蓄熱槽１９１は、第一熱媒体循環路１１における、中央ヒートポンプ３と、地中熱交換器２及び負荷側ヒートポンプ６と、の間に設けられ得る。かかる構成によれば、第一熱媒体に吸収された温熱又は冷熱の蓄熱が良好に行われる。   As shown in FIG. 4, a first heat storage tank 191 that stores the first heat medium may be provided. In this case, the first heat storage tank 191 can be provided between the central heat pump 3, the underground heat exchanger 2, and the load side heat pump 6 in the first heat medium circulation path 11. According to such a configuration, heat stored in the warm heat or cold absorbed by the first heat medium is favorably performed.

図５に示されているように、第二熱媒体を貯留する第二蓄熱槽１９２が設けられていてもよい。この場合、第二蓄熱槽１９２は、第二熱媒体循環路１２における、中央ヒートポンプ３と空気熱交換器４との間に設けられ得る。かかる構成によれば、第二熱媒体に吸収された温熱又は冷熱の蓄熱が良好に行われる。   As shown in FIG. 5, a second heat storage tank 192 that stores the second heat medium may be provided. In this case, the second heat storage tank 192 may be provided between the central heat pump 3 and the air heat exchanger 4 in the second heat medium circulation path 12. According to such a configuration, heat stored in the warm or cold absorbed by the second heat medium is favorably performed.

図６に示されているように、負荷側ヒートポンプ６は、各階毎に設けられていてもよい。   As shown in FIG. 6, the load side heat pump 6 may be provided for each floor.

図６に示されているように、貯湯槽側分岐流路１２ｃは、省略され得る。   As shown in FIG. 6, the hot water tank side branch flow path 12c may be omitted.

太陽熱集熱器５は、省略され得る。すなわち、太陽熱集熱器５に代えて、あるいは太陽熱集熱器５とともに、他の再生可能エネルギー（河川水、海水、温泉水、排水、地中熱、排熱、等）を熱源とした熱交換器（この段落において以下これを「他の再生可能エネルギー熱源側熱交換器」と称する）が、第二熱媒体循環路１２に介装され得る。具体的には、例えば、太陽熱集熱器５に代えて、他の再生可能エネルギー熱源側熱交換器が設けられ得る。あるいは、例えば、太陽熱集熱器５と他の再生可能エネルギー熱源側熱交換器とが並列に設けられ得る。   The solar heat collector 5 can be omitted. In other words, heat exchange using other renewable energy (river water, seawater, hot spring water, drainage, underground heat, exhaust heat, etc.) as a heat source instead of or together with the solar heat collector 5 A heater (hereinafter referred to as “other renewable energy heat source side heat exchanger” in this paragraph) may be interposed in the second heat medium circuit 12. Specifically, for example, instead of the solar heat collector 5, another renewable energy heat source side heat exchanger may be provided. Alternatively, for example, the solar heat collector 5 and another renewable energy heat source side heat exchanger can be provided in parallel.

上記の各構成によれば、ヒートポンプシステム１の適用対象である空調・給湯設備等において、消費電力がすべて再生可能エネルギーによって賄われるため、省エネルギー性及び安全性が高く、環境負荷の観点からも好適である。しかしながら、本発明はかかる態様に限定されない。すなわち、例えば、上記の各構成やこれらと均等と評価され得る構成に対してバックアップ用のボイラー等を付加することは、本発明の技術的範囲を回避することにはならない。   According to each of the above configurations, in the air conditioning / hot water supply equipment, etc., to which the heat pump system 1 is applied, all power consumption is covered by renewable energy. It is. However, the present invention is not limited to such an embodiment. That is, for example, adding a backup boiler or the like to each of the above-described configurations or a configuration that can be evaluated as equivalent to these does not avoid the technical scope of the present invention.

貯湯槽７又は室内機８は、省略され得る。   The hot water tank 7 or the indoor unit 8 may be omitted.

第一バイパス通路３３及び第二バイパス通路３４は、省略され得る。この場合、第一熱媒体として、不凍液成分を含まない水が利用可能となり、第一熱媒体と第二熱媒体とは異なる種類の熱媒体となる。   The first bypass passage 33 and the second bypass passage 34 may be omitted. In this case, water containing no antifreeze component can be used as the first heat medium, and the first heat medium and the second heat medium are different types of heat medium.

その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の範囲内に含まれることは当然である。また、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。すなわち、本発明（特に、本発明の課題を解決するための手段を構成する各構成要素における、作用的・機能的に表現されているもの）は、上述の実施形態や変形例の記載に基づいて限定的に解釈されてはならない。   Other modifications not specifically mentioned are naturally included in the scope of the present invention as long as they do not change the essential part of the present invention. In addition, in each element constituting the means for solving the problems of the present invention, elements expressed functionally and functionally include the specific structures disclosed in the above-described embodiments and modifications, It includes any structure that can realize this action / function. That is, the present invention (especially those expressed in terms of function and function in each component constituting the means for solving the problems of the present invention) is based on the description of the above-described embodiments and modifications. Should not be interpreted in a limited way.

１ ヒートポンプシステム
２ 地中熱交換器
３ 中央ヒートポンプ
３１ 第一熱交換器
３２ 第二熱交換器
４ 空気熱交換器
５ 太陽熱集熱器
６ 負荷側ヒートポンプ
１１ 第一熱媒体循環路
１２ 第二熱媒体循環路
１３ 第三熱媒体循環路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat pump system 2 Ground heat exchanger 3 Central heat pump 31 1st heat exchanger 32 2nd heat exchanger 4 Air heat exchanger 5 Solar heat collector 6 Load side heat pump 11 1st heat medium circulation path 12 2nd heat medium Circuit 13 Third heat medium circuit

Claims (7)

第一熱媒体が循環する第一熱媒体循環路中に介装されていて、再生可能エネルギーを熱源として当該熱源と前記第一熱媒体との熱交換を行うように構成された、再生可能エネルギー熱源側第一熱交換器と、
外気と第二熱媒体との熱交換を行うように、前記第二熱媒体が循環する第二熱媒体循環路中に介装された、空気熱交換器と、
前記第一熱媒体と第三熱媒体との熱交換を行うヒートポンプ側第一熱交換器と、前記第二熱媒体と前記第三熱媒体との熱交換を行うヒートポンプ側第二熱交換器と、前記第三熱媒体が循環する第三熱媒体循環路であって前記ヒートポンプ側第一熱交換器と前記ヒートポンプ側第二熱交換器とを接続するように設けられた第三熱媒体循環路と、を備えた、中央ヒートポンプと、
前記第一熱媒体循環路と負荷側ユニットとの間に介在するように、前記第一熱媒体循環路中に介装された、負荷側ヒートポンプと、
を備えたことを特徴とする、ヒートポンプシステム。 Renewable energy interposed in a first heat medium circulation path through which the first heat medium circulates and configured to exchange heat between the heat source and the first heat medium using the renewable energy as a heat source. A heat source side first heat exchanger;
An air heat exchanger interposed in a second heat medium circulation path through which the second heat medium circulates so as to exchange heat between the outside air and the second heat medium;
A heat pump side first heat exchanger that performs heat exchange between the first heat medium and the third heat medium; and a heat pump side second heat exchanger that performs heat exchange between the second heat medium and the third heat medium. A third heat medium circulation path through which the third heat medium circulates, the third heat medium circulation path provided to connect the heat pump side first heat exchanger and the heat pump side second heat exchanger. A central heat pump comprising:
A load-side heat pump interposed in the first heat medium circulation path so as to be interposed between the first heat medium circulation path and the load-side unit;
A heat pump system comprising: 請求項１に記載のヒートポンプシステムにおいて、
再生可能エネルギーを熱源として当該熱源と前記第二熱媒体との熱交換を行うように、前記第二熱媒体循環路中に介装された、再生可能エネルギー熱源側第二熱交換器をさらに備えたことを特徴とする、ヒートポンプシステム。 The heat pump system according to claim 1,
A renewable energy heat source side second heat exchanger is further provided so as to exchange heat between the heat source and the second heat medium using the renewable energy as a heat source. A heat pump system characterized by that. 請求項２に記載のヒートポンプシステムであって、
前記再生可能エネルギー熱源側第二熱交換器は、前記再生可能エネルギー熱源側第一熱交換器とは異なる種類の熱源を用いるように構成されたことを特徴とする、ヒートポンプシステム。 The heat pump system according to claim 2,
The heat pump system, wherein the renewable energy heat source side second heat exchanger is configured to use a different type of heat source from the renewable energy heat source side first heat exchanger. 請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のヒートポンプシステムにおいて、
前記負荷側ヒートポンプの動作に基づいて加温された上水である給湯用の温水を貯留可能に設けられた、前記負荷側ユニットとしての貯湯槽をさらに備えたことを特徴とする、ヒートポンプシステム。 In the heat pump system according to any one of claims 1 to 3,
A heat pump system further comprising a hot water storage tank as the load side unit provided so as to be able to store hot water for hot water supply, which is hot water heated based on the operation of the load side heat pump. 請求項４に記載のヒートポンプシステムであって、
前記貯湯槽は、前記第二熱媒体循環路を通流する前記第二熱媒体と前記貯湯槽に貯留された前記温水との間の熱交換が可能となるように、前記第二熱媒体循環路中に介装されたことを特徴とする、ヒートポンプシステム。 The heat pump system according to claim 4,
In the hot water storage tank, the second heat medium circulation is performed so that heat exchange between the second heat medium flowing through the second heat medium circulation path and the hot water stored in the hot water storage tank is possible. A heat pump system characterized by being interposed in the road. 請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載のヒートポンプシステムであって、
前記中央ヒートポンプは、
前記第一熱媒体循環路と前記第二熱媒体循環路とを接続するように設けられた、バイパス通路と、
前記バイパス通路における熱媒体の通流と遮断とを切換可能に設けられた、バイパス弁と、
を備えたことを特徴とする、ヒートポンプシステム。 It is a heat pump system as described in any one of Claims 1-5,
The central heat pump
A bypass passage provided to connect the first heat medium circuit and the second heat medium circuit;
A bypass valve provided so as to be able to switch between flow and blocking of the heat medium in the bypass passage;
A heat pump system comprising: 請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載のヒートポンプシステムであって、
前記再生可能エネルギー熱源側第一熱交換器は、地中熱交換器であることを特徴とする、ヒートポンプシステム。 It is a heat pump system as described in any one of Claims 1-6,
The heat pump system according to claim 1, wherein the renewable energy heat source side first heat exchanger is a ground heat exchanger.
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