(57)【要約】【課題】冷媒としてブラインを循環させるヒートポンプシステムにおいて、集熱効率を向上させる。【解決手段】ヒートポンプ給湯器の本体に設けられる熱利用側熱交換器と、前記本体から分離して設けられる採熱側熱交換器と、前記熱利用側熱交換器と前記採熱側熱交換器とを接続する往路および還路によりブラインを循環させるブライン流路と、を有するヒートポンプシステムであって、前記ブライン流路は、当該ブライン流路において前記ブラインを循環させるブライン循環手段と、前記往路と前記還路とを途中で接続するバイパス流路と、を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプ給湯器の本体に設けられる熱利用側熱交換器と、
前記本体から分離して設けられる採熱側熱交換器と、
前記熱利用側熱交換器と前記採熱側熱交換器とを接続する往路および還路によりブラインを循環させるブライン流路と、を有するヒートポンプシステムであって、
前記ブライン流路は、
当該ブライン流路において前記ブラインを循環させるブライン循環手段と、
前記往路と前記還路とを途中で接続するバイパス流路と、を備えることを特徴とする、ヒートポンプシステム。
【請求項２】
前記バイパス流路を通流する前記ブラインの流量を調節する流量制御手段が更に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項３】
前記流量制御手段は、前記バイパス流路に設けられることを特徴とする、請求項２に記載のヒートポンプシステム。
【請求項４】
前記ブライン流路は、
前記熱利用側熱交換器と前記バイパス流路との間で形成される熱利用側流路と、
前記採熱側熱交換器と前記バイパス流路との間で形成される採熱側流路と、を含み、
当該ブライン流路における前記ブラインの循環は、
前記熱利用側流路を主とする循環と、前記採熱側流路を主とする循環と、を切り替え可能であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項５】
前記熱利用側流路を主とする循環においては、
前記熱利用側流路を通流する前記ブラインの流量と、前記採熱側流路を通流する前記ブラインの流量との流量比が、１：０．１〜１であることを特徴とする、請求項４に記載のヒートポンプシステム。
【請求項６】
前記採熱側流路を主とする循環においては、
前記熱利用側流路を通流する前記ブラインの流量と、前記採熱側流路を通流する前記ブラインの流量との流量比が、１：１〜２．４であることを特徴とする、請求項４に記載のヒートポンプシステム。
【請求項７】
前記ブライン流路には、
前記熱利用側流路に設けられる第１のブライン循環手段と、
前記採熱側流路に設けられる第２のブライン循環手段と、
前記第１のブライン循環手段を迂回して形成される第１の迂回流路と、
前記第２のブライン循環手段を迂回して形成される第２の迂回流路と、が設けられ、
前記ブライン流路における前記ブラインの循環においては、
前記第１のブライン循環手段または前記第１の迂回流路への前記ブラインの通流、
および、
前記第２のブライン循環手段または前記第２の迂回流路への前記ブラインの通流、を切り替え可能であることを特徴とする、請求項６に記載のヒートポンプシステム。
【請求項８】
前記採熱側熱交換器は集熱パネルであり、
当該集熱パネルにおける集熱温度、または、集熱量に応じて、前記熱利用側流路を主とする循環と、前記採熱側流路を主とする循環と、を切り替えることを特徴とする、請求項４〜７のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項９】
前記熱利用側熱交換器には複数の前記採熱側熱交換器が接続され、
前記ブライン流路における前記ブラインの循環においては、一の前記採熱側熱交換器への前記ブラインの通流と、他の前記採熱側熱交換器への前記ブラインの通流を切り替え可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１０】
ヒートポンプシステムの制御方法であって、
請求項１〜９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、
前記熱利用側熱交換器において製造される温水の温度が３８℃〜４２℃となるように動作が制御される、ヒートポンプシステムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプシステム及びヒートポンプシステムの制御方法に関するものであり、特に冷媒としてブラインを循環させるヒートポンプシステム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱源として自然熱源、特に太陽熱を利用した太陽熱利用ヒートポンプ給湯システムが提案されている。前記太陽熱利用ヒートポンプ給湯システムにおいては、ヒートポンプ給湯器の採熱側熱交換器を本体から分離して建物の屋根面に設置し、前記ヒートポンプ給湯器の圧縮機と前記採熱側熱交換器との間に、冷媒を循環させることにより、太陽熱からの集熱を行う。一方、前記ヒートポンプ給湯器の熱利用側においては、前記圧縮機と熱利用側熱交換器との間で前記冷媒を循環させることにより、熱利用対象としての貯湯器との間で循環する水に放熱を行う（特許文献１）。
【０００３】
また、特許文献１における太陽熱利用ヒートポンプ給湯システムは、例えば冬季の曇雨天時（例えば、外気温度５℃、風速１ｍの条件下）であっても、前記冷媒の蒸発温度を外気温よりも低くすることにより、太陽熱および自然風の熱から採熱し得るように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５３２９２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の太陽熱利用ヒートポンプ給湯システムは、冬季の曇雨天時における運転を想定して構成されているものの、寒冷地における冬季の運転は想定されていない。すなわち、外気温が氷点下、例えば−１０℃以下で太陽熱利用ヒートポンプ給湯システムを運転することについては考慮されていない。
【０００６】
上述のように、寒冷地においては外気温が氷点下を下回る場合があるため、前記冷媒としてブライン（例えばエチレングリコール系）を使用する必要があると共に、更に効率的な採熱が必要となる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の太陽熱利用ヒートポンプシステムよりも更に集熱効率を向上させ、前記課題の解決を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明は、ヒートポンプ給湯器の本体に設けられる熱利用側熱交換器と、前記本体から分離して設けられる採熱側熱交換器と、前記熱利用側熱交換器と前記採熱側熱交換器とを接続する往路および還路によりブラインを循環させるブライン流路と、を有するヒートポンプシステムであって、前記ブライン流路は、当該ブライン流路において前記ブラインを循環させるブライン循環手段と、前記往路と前記還路とを途中で接続するバイパス流路と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、ブラインを循環させるブライン流路においてバイパス流路が設けられているので、採熱側熱交換器とバイパス流路との間でブラインを循環させることができる。したがって、例えば外気温がヒートポンプ給湯器を正常に動作させることができる下限温度を下回る場合、例えば冬季に運転を行う場合においては、熱利用側熱交換器に通流するブラインの流量を制限することで、採熱側熱交換器に通流するブラインの流量、流速を増加させて、採熱側熱交換器内面の熱伝達率を増加させることで、採熱側熱交換器における集熱効率を向上させることができる。
【００１０】
また、ヒートポンプ給湯器の動作を停止する場合であっても、ブライン循環手段により採熱側熱交換器とバイパス流路との間でブラインを循環させることができる。これにより、外気温がブラインの凍結温度を下回る際にヒートポンプ給湯器の動作を停止する場合であっても、ブラインの凍結を防止することができる。
【００１１】
なお一方で、夏季に運転を行う場合においては、採熱側熱交換器に通流するブラインの流量、流速を減少させて、集熱を抑制することができる。
【００１２】
前記バイパス流路を通流する前記ブラインの流量を調節する流量制御手段が設けられていてもよい。
【００１３】
この構成によれば、前述した採熱側熱交換器とバイパス流路との間、および熱利用側熱交換器とバイパス流路との間において循環させるブラインの流量を調節することができる。すなわち、採熱側熱交換器または熱利用側熱交換器に通流するブラインの流量を調節することができるため、ヒートポンプシステムにおける集熱効率を適切に調節することができる。
【００１４】
前記流量制御手段は、前記バイパス流路に設けられていてもよい。
【００１５】
この構成によれば、バイパス流路を通流するブラインの流量を更に適切に調節することができる。
【００１６】
前記ブライン流路は、前記熱利用側熱交換器と前記バイパス流路との間で形成される熱利用側流路と、前記採熱側熱交換器と前記バイパス流路との間で形成される採熱側流路と、を含み、当該ブライン流路における前記ブラインの循環は、前記熱利用側流路を主とする循環と、前記採熱側流路を主とする循環と、を切り替え可能であることが好ましい。ここで「主とする循環」とは、一方の流路を循環するブラインの流量が他方の流路を循環するブラインの流量以上であることを言う。
【００１７】
この構成によれば、前述した採熱側熱交換器とバイパス流路との間、および熱利用側熱交換器とバイパス流路との間において循環させるブラインの流れの向きを適切に切り替えることができる。すなわち、外気温の変化に応じて適切にヒートポンプシステムにおける集熱効率を適切に調節することができる。
【００１８】
前記熱利用側流路を主とする循環においては、前記熱利用側流路を通流する前記ブラインの流量と、前記採熱側流路を通流する前記ブラインの流量との流量比が、１：０．１〜１であってもよい。
【００１９】
このように熱利用側流路を主としてブラインの循環を行うことにより、採熱側熱交換器における集熱効率を低下させ、外気温がヒートポンプ給湯器を正常に動作させることができる上限温度を上回る場合であっても適切にヒートポンプ給湯器の運転を行うことができる。
【００２０】
前記採熱側流路を主とする循環においては、前記熱利用側流路を通流する前記ブラインの流量と、前記採熱側流路を通流する前記ブラインの流量との流量比が、１：１〜２．４であってもよい。
【００２１】
このように採熱側流路を主としてブラインの循環を行うことにより、採熱側熱交換器における集熱効率を向上させ、外気温がヒートポンプ給湯器を正常に動作させることができる下限温度を下回る場合であっても適切にヒートポンプ給湯器の運転を行うことができる。また、外気温がブラインの凍結温度を下回る際にヒートポンプ給湯器の動作を停止する場合であっても、ブラインの凍結を防止することができる。
【００２２】
前記ブライン流路には、前記熱利用側流路に設けられる第１のブライン循環手段と、前記採熱側流路に設けられる第２のブライン循環手段と、前記第１のブライン循環手段を迂回して形成される第１の迂回流路と、前記第２のブライン循環手段を迂回して形成される第２の迂回流路と、が設けられ、前記ブライン流路における前記ブラインの循環においては、前記第１のブライン循環手段または前記第１の迂回流路への前記ブラインの通流、および、前記第２のブライン循環手段または前記第２の迂回流路への前記ブラインの通流、を切り替え可能に構成してもよい。
【００２３】
この構成によれば、熱利用側流路および採熱側流路のそれぞれにブライン循環手段が設けられるため、かかるブライン循環手段の作動を制御することにより、適切に前述の熱利用側流路を主とする循環および採熱側流路を主とする循環を行うことができる。また、当該ブライン循環手段にはそれぞれ迂回流路が設けられる。これにより、ブラインの循環時に作動させないブライン循環手段を迂回させることができ、当該ブライン循環手段が前記ブライン流路中における抵抗となることを防止することができる。
【００２４】
またこの構成によれば、ブライン循環手段（例えばポンプ）が故障したとしても、ブラインの循環を停止することなく、ブライン循環手段の交換が可能になる。
【００２５】
前記採熱側熱交換器は集熱パネルであってもよい。かかる場合、当該集熱パネルにおける集熱温度、または、集熱量に応じて、前記熱利用側流路を主とする循環と、前記採熱側流路を主とする循環と、を切り替えてもよい。
【００２６】
前記熱利用側熱交換器には複数の前記採熱側熱交換器が接続され、前記ブライン流路における前記ブラインの循環においては、一の前記採熱側熱交換器への前記ブラインの通流と、他の前記採熱側熱交換器への前記ブラインの通流を切り替え可能に構成してもよい。
【００２７】
この構成によれば、複数の採熱側熱交換器を熱利用側熱交換器に対して並行接続することにより、集熱効率をさらに適切に向上させることができる。
【００２８】
別な観点によれば、ヒートポンプシステムの制御方法であって、前記ヒートポンプシステムにおいて、前記熱利用側熱交換器において製造される温水の温度が３８℃〜４２℃となるように動作が制御されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、従来技術の太陽熱利用ヒートポンプシステムよりも更に集熱効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施の形態にかかるヒートポンプシステムの構成を示す側面図である。
【図２】実施の形態にかかるヒートポンプシステムの構成を示す系統図である。
【図３】冷水ブラインチラーの内部構造を模式的に示す説明図である。
【図４】ヒートポンプシステムの制御フロー図である。
【図５】実施の形態にかかるヒートポンプシステムにおける通常運転の系統を模式的に示す説明図である。
【図６】実施の形態にかかるヒートポンプシステムにおける集熱増強運転の系統を模式的に示す説明図である。
【図７】実施の形態にかかるヒートポンプシステムにおける集熱抑制運転の系統を模式的に示す説明図である。
【図８】他の実施の形態にかかるヒートポンプシステムにおける冷水製造運転の系統を模式的に示す説明図である。
【図９】図８のヒートポンプシステムにおける他の構成例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、実施の形態について説明する。図１、図２は、実施の形態にかかる太陽熱利用ヒートポンプシステム１（以下、単に「ヒートポンプシステム１」と言う。）の構成の概略を示す斜視図および系統図である。ヒートポンプシステム１は、ヒートポンプ給湯器としての水冷ブラインチラー１０と、採熱側熱交換器としての集熱パネル２０とを、往路としての第１流路３１および還路としての第２流路３２から成るブライン流路３０により接続した構造を有している。なお、本発明にかかるヒートポンプシステム１におけるブライン流路３０には例えばエチレングリコール系のブラインが通流される。
【００３２】
本発明の実施形態にかかる熱利用ヒートポンプシステム１においては、特に寒冷地における冬季の運転をおこなうため、外気温が非常に低くなる条件下においても熱を汲み上げられるように、凍結温度の低いブラインを利用した。すなわち、水冷ブラインチラーは、低温のブラインを冷やすためのものである。ここで、水冷ブラインチラーに通流させるブラインが当該水冷ブラインチラーを正常に動作させるための所定の温度以上まで昇温されてしまった場合、内部の冷凍サイクルの蒸発温度が上がり、凝縮側と蒸発側の高低圧差が不足して運転できなくなるおそれがある。そのため、本実施の形態にかかるヒートポンプシステム１においては、水冷ブラインチラー１０に対応できる適正なブライン温度で運転することが求められる。
【００３３】
水冷ブラインチラー１０は、図３に示すように、その本体の内部において、圧縮機１０ａ、熱利用側熱交換器としての第１の熱交換器１０ｂ、膨張弁１０ｃおよび第２の熱交換器１０ｄが、冷媒配管１０ｅにより接続された構造を有している。冷媒配管１０ｅを通流する冷媒は、この順で水冷ブラインチラー１０の内部を循環している。
【００３４】
第１の熱交換器１０ｂは、冷媒配管１０ｅを通流する冷媒と、ブライン流路３０を通流するブラインとの間で熱交換を行う。また第２の熱交換器１０ｄは、冷媒配管１０ｅを通流する冷媒と、後述の温水配管１５を通流する温水との間で熱交換を行う。
【００３５】
水冷ブラインチラー１０は、図１に示すように例えば建物の機械室Ｒの内部に設置され、貯湯槽や給湯設備等の熱需要部の温水配管１５ａ、１５ｂと第１の熱交換器１０ｂとの間で熱交換を行うことにより、後述の集熱パネル２０で集熱された熱を前記熱需要部へ供給可能に構成されている。
【００３６】
集熱パネル２０は、図１に示すように例えば建物の屋根面に対して設置され、太陽熱集熱器として作用する。すなわち集熱パネル２０は、水冷ブラインチラー１０からブライン流路３０の第１流路３１を介して通流してきたブラインを、集熱した太陽熱により昇温させ、ふたたびブライン流路３０の第２流路３２を介して水冷ブラインチラー１０へ循環させる。
【００３７】
なお、水冷ブラインチラー１０の第１の熱交換器１０ｂに接続される採熱側熱交換器は、本実施の形態のような太陽熱の集熱パネル２０には限られない。例えば、集熱パネル２０に代えて地中熱用の集熱パネルが接続されていてもよいし、更に別の集熱手段が接続されていてもよい。また、これらの熱源を任意に組み合わせて集熱を行うことができるように構成されていてもよい。また更に、熱源は太陽熱や地中熱のような自然熱源にも限られない。
【００３８】
ブライン流路３０は、前述のように第１流路３１および第２流路３２を有している。第１、第２流路３１、３２は、一端が水冷ブラインチラー１０、他端が集熱パネル２０にそれぞれ接続され、内部を通流するブラインを水冷ブラインチラー１０と集熱パネル２０との間で循環可能に構成されている。なお本実施の形態においては、図２に示すように、ブライン流路３０におけるブラインが水冷ブラインチラー１０から集熱パネル２０の方向へ流れる流路を第１流路３１、ブラインが集熱パネル２０から水冷ブラインチラー１０の方向へ流れる流路を第２流路３２とする。なお第１流路３１には、ヒートポンプシステム１の立ち上げ時、および、ブライン流路３０内を循環するブラインの量が減った際にブラインを補充するためのブライン供給部１６が、バルブ１６ａを介して接続されている。
【００３９】
なお、ヒートポンプシステム１の配管終了時、すなわち立ち上げ時にブラインを充填する場合、バルブ１６ａを閉鎖して、ブライン供給部１６にブラインの原液と規定量の上水を入れて撹拌し、その後、バルブ１６ａを開放して適正な濃度のブラインをブライン流路３０に供給する。かかる作業は、例えばブライン流路３０の容積が大きければ、複数回行うことがある。
【００４０】
第１流路３１と第２流路３２の間にはバイパス流路３３が設けられている。以下の説明においては、図２に示すように、第１流路３１および第２流路３２において、バイパス流路３３を境に水冷ブラインチラー１０側を第１流路３１ａおよび第２流路３２ａ、集熱パネル２０側を第１流路３１ｂおよび第２流路３２ｂという場合がある。
【００４１】
前述したように、第１流路３１と第２流路３２の途中にはバイパス流路３３が設けられている。これによりブライン流路３０においては、水冷ブラインチラー１０とバイパス流路３３との間、または集熱パネル２０とバイパス流路３３との間でそれぞれブラインが循環可能である。
【００４２】
なお図２に示すように、以下の説明において水冷ブラインチラー１０およびバイパス流路３３との間でブラインが循環する流路、すなわち、第１流路３１ａ、バイパス流路３３および第２流路３２ａにより構成される流路を熱利用側流路４０という。また、集熱パネル２０およびバイパス流路３３との間でブラインが循環する流路、すなわち、第２流路３２ｂ、バイパス流路３３および第１流路３１ａにより構成される流路を採熱側流路５０という。
【００４３】
なお本実施の形態にかかるブライン流路３０においては、後述の通常運転において熱利用側流路４０と採熱側流路５０を流れるブラインの流量比が１：１となるように、ブライン流路３０が設計される。換言すれば、流れるブラインの流量比が１：１となるように、ブライン流路３０中における抵抗比率が設計される。具体的には、例えばブラインの通流経路としての水冷ブラインチラー１０、集熱パネル２０、ブライン流路３０における管内抵抗の比率が、それぞれ４０％：４０％：２０％となるように設計されている。
【００４４】
また、バイパス流路３３には流量制御手段としてのバルブＶ１が設けられている。例えばこのバルブＶ１の開閉によってバイパス流路３３へのブラインの通流を切り換え自在であり、またバルブＶ１の開度を調節することによってバイパス流路３３を通流するブラインの流量を調節可能に構成されている。
【００４５】
熱利用側流路４０を構成する第２流路３２ａには、図２に示すように、ブライン循環手段としてのポンプＰ１と、当該ポンプＰ１を迂回してブラインを通流可能な迂回流路３４が設けられている。ポンプＰ１または迂回流路３４へのブラインの通流は、それぞれバルブＶ２、Ｖ３により切り替え可能に構成されている。具体的には、バルブＶ３を閉鎖し、バルブＶ２の開度を調節することにより、迂回流路３４へのブラインの通流を制限し、ポンプＰ１へ通流するブラインの流量を調節することができる。また、バルブＶ２を閉鎖し、バルブＶ３の開度を調節することにより、ポンプＰ１へのブラインの通流を制限し、迂回流路３４へ通流するブラインの流量を調節することができる。
【００４６】
また、ポンプＰ１には図示しないインバーターが設けられ、熱利用側流路４０を通流するブラインの流量、流速を制御可能に構成されている。そして、かかるポンプＰ１の出力、および、バイパス流路３３に設けられたバルブＶ１の開度を調節することにより、熱利用側流路４０を通流するブラインの流量と集熱パネル２０に通流するブラインの流量との流量比は調節自在である。
【００４７】
採熱側流路５０を構成する第１流路３１ｂには、図２に示すようにブライン循環手段としてのポンプＰ２と、当該ポンプＰ２を迂回してブラインを通流可能な迂回流路３５が設けられている。ポンプＰ２または迂回流路３５へのブラインの通流は、それぞれバルブＶ４、Ｖ５により切り替え可能に構成されている。具体的には、バルブＶ５を閉鎖し、バルブＶ４の開度を調節することにより、迂回流路３５へのブラインの通流を制限し、ポンプＰ２へ通流するブラインの流量を調節することができる。また、バルブＶ４を閉鎖し、バルブＶ５の開度を調節することにより、ポンプＰ２へのブラインの通流を制限し、迂回流路３５へ通流するブラインの流量を調節することができる。
【００４８】
また、ポンプＰ２には図示しないインバーターが設けられ、採熱側流路５０を通流するブラインの流量、流速を制御可能に構成されている。そして、かかるポンプＰ２の出力、および、バイパス流路３３に設けられたバルブＶ１の開度を調節することにより、採熱側流路５０を通流するブラインの流量と水冷ブラインチラー１０に通流するブラインの流量との流量比は調節自在である。
【００４９】
またヒートポンプシステム１には、図２に示すように温度計測手段Ｍ１〜Ｍ６が設けられている。温度計測手段Ｍ１、Ｍ２はブライン流路３０における水冷ブラインチラー１０の入口側および出口側の温度を計測するため、それぞれ第２流路３２ａ、第１流路３１ａに設けられている。温度計測手段Ｍ３、Ｍ４は集熱パネル２０の入口側および出口側の温度を計測するため、それぞれ第１流路３１ｂ、第２流路３２ｂに設けられている。温度計測手段Ｍ５、Ｍ６は前記熱需要部の温水配管１５ａ、１５ｂにそれぞれ設けられている。なお、以下の説明においては、温度計測手段Ｍ１〜Ｍ６で測定された温度を、それぞれ「温度Ｔ１〜Ｔ６」という場合がある。
【００５０】
以上のヒートポンプシステム１には、制御装置６０が設けられている。制御装置６０は、温度計測手段Ｍ１〜Ｍ６により計測された温度Ｔ１〜Ｔ６に基づいて、ヒートポンプシステム１におけるバルブＶ１〜Ｖ５の開閉動作、及び開度の調節を個別、又は複数同時に行うことができる。またポンプＰ１、Ｐ２のオンオフ、及び出力調節を個別、又は同時に行うことができる。
【００５１】
例えばヒートポンプシステム１においては、温度計測手段Ｍ４により測定されたブラインの温度Ｔ４、すなわち、集熱パネル２０の出口側において測定されたブラインの温度Ｔ４に応じて後述のように運転が切り替えられる。また、温度計測手段Ｍ６により測定された温度Ｔ６、すなわち、前記熱需要部に通流される給湯温度が、例えば３８℃〜４２℃、好ましくは４０℃一定となるようにポンプＰ１、Ｐ２のオンオフおよび出力、バルブＶ１〜Ｖ５の開閉動作および開度調整が制御される。
【００５２】
またヒートポンプシステム１においては、水冷ブラインチラー１０における入口側と出口側においてブラインの温度差が、５℃程度となるように運転が制御される。すなわち、水冷ブラインチラー１０の入口側と出口側の温度差である「温度Ｔ１−温度Ｔ２」の値が、およそ５℃となるようにポンプＰ１、Ｐ２のオンオフおよび出力、バルブＶ１〜Ｖ５の開閉動作および開度調整が制御される。
【００５３】
実施の形態にかかるヒートポンプシステム１は以上の構成を有しており、次にその運転例について図面を参照して説明する。以下、図中に置いてブライン流路３０において太線で示す部分はブラインが通流している状態、細線で示す部分はブラインが通流していない状態を示している。また、バルブＶ１〜Ｖ５において、白抜き表示のバルブは開放状態、黒塗り表示のバルブは閉鎖状態をそれぞれ示している。また、以下の説明において水冷ブラインチラー１０は熱需要部に通流される温水の温度Ｔ６が４０℃一定となるように運転が制御される。なお以下の説明で用いられる図面においては、図示の煩雑さを回避するため、ブライン供給部１６、バルブ１６ａの図示を省略する。
【００５４】
図４は、ヒートポンプシステム１の運転制御方法を示すフロー図である。前述のように、ヒートポンプシステム１は温度計測手段Ｍ４により測定されたブラインの温度Ｔ４に応じて運転が切り替えられる。
【００５５】
具体的には、図４に示すように、先ず温度計測手段Ｍ４によってブライン温度が計測され（図４のステップＰ１）、計測された温度に基づいて運転モードが選択される（図４のステップＰ２）。例えば温度Ｔ４がブラインの適正な使用温度域（例えば−１８℃≦Ｔ４≦０℃）である場合には、後述の通常運転（図４の運転Ｄ１）が行われる。そして、かかる通常運転の実施時に外気温が低下した場合、例えば温度Ｔ４がブラインの使用温度域の下限に近づいた場合（例えばＴ４＜−１８℃）には、水冷ブラインチラー１０の作動状況が確認される（図４のステップＰ３）。ここで、水冷ブラインチラー１０が作動している場合、後述の集熱増強運転（図４の運転Ｄ２）が行われる。また、水冷ブラインチラー１０が停止している場合、または動作を停止させる必要がある場合、後述の凍結防止運転（図４の運転Ｄ３）が行われる。一方、通常運転の実施時に外気温が上昇した場合、例えば温度Ｔ４がブラインの使用温度域の上限に近づいた場合（例えば０°＜Ｔ４）には、後述の集熱抑制運転（図４の運転Ｄ４）が行われる。以下、角運転モードについて説明する。
【００５６】
［通常運転］
図５は、ヒートポンプシステム１の通常運転（図４の運転Ｄ１）における系統図を示している。当該通常運転は、温度計測手段Ｍ４において計測された温度Ｔ４が、例えばブラインの適正使用温度域としての−１８℃≦Ｔ４≦０℃である場合に行われる運転である。温度Ｔ４は、上述のように外気の温度とみなすことができる。なお、集熱増強運転を行う前記温度Ｔ４の範囲は一例であり、温度計測手段Ｍ４により測定された任意の温度Ｔ４の範囲において通常運転を行うことができる。
【００５７】
ヒートポンプシステム１の通常運転においては、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ５は閉鎖、バルブＶ３、Ｖ４は開放されている。かかる状態でポンプＰ２を作動、ポンプＰ１を停止することで、第１流路３１および第２流路３２を介して水冷ブラインチラー１０と集熱パネル２０との間でブラインが循環される。この際、ブラインは第１流路３１においてはポンプＰ２側、第２流路３２においては迂回流路３４側を通流する。また、バイパス流路３３にはブラインは通流していない。
【００５８】
図５に示す通常運転においてブラインは、先ず、集熱パネル２０において外気温度（例えば−１８℃）となる。集熱パネル２０で外気温度となったブラインは、続いて、第２流路３２を介して水冷ブラインチラー１０に送られる。続いてブラインは、水冷ブラインチラー１０の圧縮機１０ａによる圧縮で昇圧昇温された後、熱需要部の温水配管１５を通流する温水と熱交換され、更に膨張弁１０ｃによって減圧降温され、第１流路３１に送られる。かかる水冷ブラインチラー１０においては、温度Ｔ６が４０℃となるように、かつ、温度Ｔ１と温度Ｔ２の差が５℃程度となるように、水冷ブラインチラー１０の運転、およびポンプＰ２の出力、すなわちブラインの流量、流速が制御される。ブラインは、水冷ブラインチラー１０において例えば−２５℃に冷却される。水冷ブラインチラー１０で冷却されたブラインは、続いて、第１流路３１を介して集熱パネル２０に送られる。そして、ブラインは集熱パネル２０において、再度−１８℃まで昇温される。
【００５９】
このような通常運転の場合、ブラインの温度を水冷ブラインチラー１０を正常に運転可能な温度域に維持することができる。したがって、安定して前記熱需要部に対して例えば４０℃の温水を供給することができる。また、ブラインをヒートポンプシステム１の全体に循環するため、適切にシステムにおいてブラインの凍結を防止することができる。
【００６０】
なお、以上の説明においては、ブラインはポンプＰ２の運転によりブライン流路３０内を循環させたが、かかるブラインの循環はポンプＰ１により行われてもよいし、またはポンプＰ１、Ｐ２の両方を用いて行われてもよい。かかる場合、バルブＶ２またはＶ３、および、バルブＶ４またはＶ５の開閉を制御装置６０により切り替え制御することにより、ポンプＰ１または迂回流路３４、および、ポンプＰ２または迂回流路３５の間におけるブラインの通流を切り替えることができる。また、これらポンプＰ１、Ｐ２の稼働台数および動作出力を適宜制御することにより、より適切にヒートポンプシステム１を動作させることができる。
【００６１】
［集熱増強運転］
図６は、ヒートポンプシステム１の集熱増強運転（図４の運転Ｄ２）における系統図を示している。当該集熱増強運転は、例えば外気条件が冬季や夜間となることでブラインの温度が使用温度域の下限に近づいた場合、すなわち、温度計測手段Ｍ４において計測された温度Ｔ４が、例えばＴ４＜−１８℃となった場合に、前記通常運転から切り替えられて行われる運転である。なお、集熱増強運転を行う前記温度Ｔ４の範囲は一例であり、温度計測手段Ｍ４により測定された任意の温度Ｔ４の範囲において集熱増強運転を行うことができる。
【００６２】
外気温度が低下した場合、集熱パネル２０において集熱される熱量が減少し、ブラインの温度をヒートポンプシステム１を正常に動作させるための所定の温度まで昇温させることが困難になる。そして、所定温度以下のブラインを水冷ブラインチラー１０に通流させた場合、当該水冷ブラインチラー１０は運転を停止し、温水を作ることができなくなるおそれがある。
【００６３】
そこで、ヒートポンプシステム１の集熱増強運転においては、制御装置６０の動作によりバルブＶ２、Ｖ５は閉鎖、バルブＶ１、Ｖ３、Ｖ４は開放する。かかる状態でポンプＰ２を作動させることで、前記通常運転において第２流路３２を通流していたブラインがバイパス流路３３を介して第１流路３１へと通流され、採熱側流路５０においてブラインが循環する。この際、ブラインは第１流路３１においてはポンプＰ２側、第２流路３２においては迂回流路３４側を通流する。
【００６４】
図６に示すように集熱増強運転においては、上述のように採熱側流路５０においてブラインが循環する。このように、ブラインが連続的に集熱パネル２０において熱交換されることにより、集熱パネル２０における集熱効率が向上する。そして、かかる採熱側流路５０におけるブラインの循環は、例えば温度Ｔ４が−１８℃となるようにポンプＰ２の出力およびバルブＶ１の開度、すなわちブラインの流量、流速が制御される。なお、かかる温度Ｔ４の−１８℃とは、ヒートポンプシステム１を正常に運転させることが可能な、換言すれば、前記通常運転を行うことができる温度である。
【００６５】
なお、このように温度計測手段Ｍ４で計測されたブラインの温度Ｔ４を−１８℃まで昇温させることができるため、採熱側流路５０を循環するブラインの一部を水冷ブラインチラー１０へと通流させることにより、前記温度Ｔ４＜−１８℃となる条件下においても水冷ブラインチラー１０の運転を行うことができる。すなわち、温度Ｔ６が４０℃となるように、前記熱需要部に給湯を行うことができる。
【００６６】
水冷ブラインチラー１０へと通流するブラインの流量、流速は、前述したようにポンプＰ２の出力およびバルブＶ１の開度によって任意に調節可能である。そして、集熱パネル２０において−１８℃に昇温されたブラインの一部は、第２流路３２を介して水冷ブラインチラー１０へ通流される。そして、当該水冷ブラインチラー１０において例えば−２５℃まで冷却され、第１流路３１へ通流される。そして、当該第１流路３１においてバイパス流路３３を通流してきたブラインと合流し、ポンプＰ２を介して集熱パネル２０に送られ、再度例えば−１８℃まで昇温される。
【００６７】
なお、集熱増強運転における水冷ブラインチラー１０へと通流するブラインの流量と、採熱側流路５０を循環するブラインの流量との比は、前記温度Ｔ４を例えば−１８℃で一定に制御することができる流量であることが好ましい。かかる場合、前記流量比は、例えば１：１〜２．４の間で任意に設定される。換言すれば、ヒートポンプシステム１の集熱増強運転とは、採熱側流路５０を主とする運転、すなわち、集熱パネル２０へ通流するブラインの流量が水冷ブラインチラー１０へ通流するブラインの流量以上となるように、ブライン流路３０をブラインが循環している運転状態である。
【００６８】
集熱増強運転によれば、水冷ブラインチラー１０に流入するブラインの温度が所定温度以下まで降温されることを適切に防止することができるため、水冷ブラインチラー１０に不具合が発生することを防止することができる。また、これによりブラインの凍結を適切に抑制することができる。
【００６９】
また集熱増強運転によれば、ブラインを採熱側流路５０を主として循環させることができるため、水冷ブラインチラー１０を通流するブラインの流量を少なくすることができる。前述したように、本実施の形態にかかるブライン流路３０は、例えば水冷ブラインチラー１０、集熱パネル２０、ブライン流路３０の管内抵抗の比率が、それぞれ４０％：４０％：２０％となるように設計されている。すなわち、４０％の抵抗比率を有する水冷ブラインチラー１０へのブラインの通流を制限することで、ブラインが主として通流する流路中（採熱側流路５０）の抵抗が約６０％となる。そして、このように流路中の抵抗を小さくすることにより、本実施の形態にかかるヒートポンプシステム１においては、設計流量以上の流量、例えば設計流量に対して１２０％のブラインを集熱パネル２０に通流させることができ、回収熱量を増加させることができる。
【００７０】
なお、集熱増強運転においては採熱側流路５０を主としてブラインの循環を行うため、ポンプＰ１の運転は停止している。また、バルブＶ２、Ｖ３の制御により、停止したポンプＰ１の内部にはブラインが通流しないように制御される。このように、停止中のポンプＰ１の内部にブラインが通流しないため、ブライン流路３０においてポンプＰ１が抵抗として作用せず、適切にブラインを循環させることができる。
【００７１】
ヒートポンプシステム１においては迂回流路３４を設けなくとも集熱増強運転を行うことができる。しかしながら本実施の形態によれば、迂回流路３４及びバルブＶ２、Ｖ３が設けられ、バルブＶ２を閉鎖、バルブＶ３を開放することによりブライン流路３０の抵抗となるポンプＰ１を迂回して、迂回流路３４にブラインが通流する。またかかる際、採熱側流路５０にはさらにポンプＰ２が設けられているため、かかるポンプＰ２により適切にブラインを循環させることができる。
【００７２】
また、このように迂回流路３４が設けられることにより、例えばポンプＰ２が故障して交換が必要となる場合であっても、バルブＶ２を閉鎖、バルブＶ３を開放して迂回流路３４にブラインを通流させることができる。これにより、ブラインの循環を停止させることなくポンプＰ２の交換を行うことができる。
【００７３】
ここで、ヒートポンプシステム１において、集熱パネル２０における集熱効率は、集熱パネル２０を通流するブラインの流速に大きく影響する。すなわち、集熱パネル２０の内部を通流するブラインの流速が大きくなることにより集熱パネル２０における総括伝熱係数が増加し、集熱効率が向上する。
【００７４】
そこで本発明者らは、外気条件（外気温度、風速）を一定としてブラインの流速を上げた場合における集熱増強運転の集熱効率についてシミュレーションを行った。そして、当該シミュレーション結果によれば、集熱パネル２０を通流するブラインの流速を上げることによりブラインと外気との温度差が大きくすることができ、ＣＯＰが２％程度向上することが知見された。
【００７５】
具体的には、集熱パネル２０を通流するブラインの流速を上げることにより単位時間当たりに集熱パネル２０を通流するブラインの流量が増加するため、集熱パネル２０における回収熱量を増加させることができる。また、このようにブラインの流速が上がることにより採熱側熱交換器内面の熱伝達率を増加させることで、伝達熱量を大きくすることができる。
【００７６】
集熱増強運転によれば、採熱側流路５０を主としてブラインの循環を行うことにより、すなわち、水冷ブラインチラー１０に通流されるブラインの流量を少なくすることにより、集熱パネル２０を通流するブラインの流速を上げることができる。すなわち、これによりヒートポンプシステム１における集熱効率が向上し、ヒートポンプシステム１におけるＣＯＰを上げることができる。
【００７７】
なお、前記集熱パネル２０における総括伝熱係数は、外気流速（風速）によっても大きく増加する。すなわち、本発明にかかる集熱パネル２０は、図１に示したように例えば建物の屋根面等の屋外に設けられることによって、集熱効率を向上させることができる。
【００７８】
なお、以上の説明において集熱増強運転は水冷ブラインチラー１０の運転時において行ったが、水冷ブラインチラー１０の運転を停止させる際にも行うことができる。すなわち、水冷ブラインチラー１０の運転を停止させた際であっても、例えばポンプＰ２によってブライン流路３０内におけるブラインの循環を継続することにより、ブラインの凍結を防止することができる。例えば外気温がブラインの凍結温度を下回る場合であっても、ブラインの凍結防止運転として作用させることができる（図４の運転Ｄ３）。なお、かかる凍結防止運転において作動させるポンプはＰ２に限られず、ポンプＰ１によってブラインを循環させてもよいし、ポンプＰ１及びポンプＰ２の両方を作動させてブラインを循環させてもよい。
【００７９】
［集熱抑制運転］
図７は、ヒートポンプシステム１の集熱抑制運転（図４の運転Ｄ４）における系統図を示している。当該集熱抑制運転は、例えば外気条件が夏季や日中となることでブラインの温度が使用温度域の上限に近づいた場合、すなわち、温度計測手段Ｍ４において計測された温度Ｔ４が、例えば温度Ｔ４＞０℃となった場合に、前記通常運転から切り替えられて行われる運転である。なお、集熱増強運転を行う前記温度Ｔ４の範囲は一例であり、温度計測手段Ｍ４により測定された任意の温度Ｔ４の範囲において集熱抑制運転を行うことができる。
【００８０】
外気温度が上昇した場合、集熱パネル２０において集熱される熱量が増加し、ブラインの温度がヒートポンプシステム１を正常に動作させるための所定の温度以上まで昇温されてしまう場合がある。そして、所定温度以上のブラインを水冷ブラインチラー１０に通流させた場合、前述したように当該水冷ブラインチラー１０において故障が発生したり、運転が停止するおそれがある。
【００８１】
そこで、ヒートポンプシステム１の集熱抑制運転においては、制御装置６０の動作によりバルブＶ３、Ｖ４は閉鎖、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ５は開放する。かかる状態でポンプＰ１を作動、ポンプＰ２を停止させることで、前記通常運転において第１流路３１を通流していたブラインがバイパス流路３３を介して第２流路３２へと通流され、熱利用側流路４０においてブラインが循環する。そして、かかる状態でポンプＰ１の出力およびバルブＶ１の開度を制御することにより、集熱パネル２０へ通流するブラインの流量を調節する。この際、ブラインは第１流路３１においては迂回流路３５側、第２流路３２においてはポンプＰ１側を通流する。
【００８２】
集熱抑制運転においては、上述のように熱利用側流路４０においてブラインを循環させ、その一部を集熱パネル２０へと通流させる。そして、集熱パネル２０へ通流するブラインの流量は、温度Ｔ１、すなわち水冷ブラインチラー１０に通流されるブラインの温度Ｔ１が、例えば０℃となるように、流量、流速が制御される。なお、かかる温度Ｔ１の０℃とは、ヒートポンプシステム１を正常に運転させることが可能な、換言すれば、前記通常運転を行うことができる温度である。
【００８３】
図７に示す集熱抑制運転においては先ず、水冷ブラインチラー１０にブラインが０℃で通流される。そして、水冷ブラインチラー１０においては温度Ｔ６が４０℃、温度Ｔ１と温度Ｔ２の差が５℃程度となるように、水冷ブラインチラー１０の運転、およびポンプＰ１の出力とバルブＶ１の開度、すなわちブラインの流量、流速が制御される。ブラインは、水冷ブラインチラー１０において例えば−５℃に冷却される。そして、水冷ブラインチラー１０で冷却されたブラインは、第１流路３１、バイパス流路３３を介して第２流路３２へと戻される。
【００８４】
ここで、水冷ブラインチラー１０から第１流路３１に通流された−５℃のブラインの一部は、迂回流路３５を介して集熱パネル２０へと通流され、例えば５℃まで昇温される。そして、集熱パネル２０において昇温されたブラインは、第２流路３２においてバイパス流路３３を通流してきたブラインと合流して例えば０℃まで降温され、再度、水冷ブラインチラー１０へと通流される。
【００８５】
なお、集熱抑制運転における集熱パネル２０へと通流するブラインの流量と、熱利用側流路４０を循環するブラインの流量との比は、前記温度Ｔ１を例えば０℃で一定に制御することができる流量であることが好ましい。かかる場合、前記流量比は、例えば１：０．１〜１の間で任意に設定される。換言すれば、ヒートポンプシステム１の集熱抑制運転とは、熱利用側流路４０を主とする運転、すなわち、水冷ブラインチラー１０へ通流するブラインの流量が集熱パネル２０へ通流するブラインの流量以上となるように、ブライン流路３０をブラインが循環している運転状態である。
【００８６】
集熱抑制運転によれば、水冷ブラインチラー１０に流入するブラインの温度が所定温度以上まで昇温されることを適切に防止することができるため、水冷ブラインチラー１０に不具合が発生することを防止することができる。
【００８７】
なお、集熱抑制運転においては熱利用側流路４０を主としてブラインを循環させるため、ポンプＰ２の運転は停止している。また、バルブＶ４、Ｖ５の制御により、停止したポンプＰ２の内部にはブラインが通流しないため、ブライン流路３０においてポンプＰ２が抵抗として作用せず、適切にブラインを循環させることができる。
【００８８】
ヒートポンプシステム１においては迂回流路３５を設けなくとも集熱抑制運転を行うことができる。しかしながら本実施の形態によれば、迂回流路３５及びバルブＶ４、Ｖ５が設けられ、バルブＶ４を閉鎖、バルブＶ５を開放することによりブライン流路３０の抵抗となるポンプＰ２を迂回して、迂回流路３５にブラインが通流する。またかかる際、熱利用側流路４０にはさらにポンプＰ１が設けられているため、かかるポンプＰ１により適切にブラインを循環させることができる。
【００８９】
また、このように迂回流路３５が設けられることにより、例えばポンプＰ１が故障して交換が必要となる場合であっても、バルブＶ４を閉鎖、バルブＶ５を開放して迂回流路３５にブラインを通流させることができる。これにより、ブラインの循環を停止させることなくポンプＰ１の交換を行うことができる。
【００９０】
以上のように、実施の形態にかかるヒートポンプシステム１によれば、ブライン流路３０にバイパス管としてのバイパス流路３３が設けられることにより、ブライン流路３０において熱利用側流路４０または採熱側流路５０へのブラインの循環を、外気条件に応じて容易に切り替えることができる。すなわち、前記集熱増強運転、前記通常運転、前記集熱抑制運転を容易に切り替えることができる。そしてこれにより、例えば寒冷地における冬季であっても集熱効率を向上させることができるとともに、夏季においては集熱を抑制することができる。また、このように集熱効率の制御を行うことができるため、安定したヒートポンプシステム１の操業を行うことができる。
【００９１】
また換言すれば、外気条件に追従して適切な運転条件を選択して、ヒートポンプシステム１の安定した操業を行うことができる。すなわち、本実施の形態にかかるヒートポンプシステム１は、外気条件の変動予測が困難である場合であっても、当該外気条件の変動に追従して運転を制御することが可能である。したがって、実施の形態にかかるヒートポンプシステム１は、例えば外気条件の予測が困難である自然環境、すなわち屋外に集熱パネル２０が設置されることにより、特に有用な効果を奏することができる。
【００９２】
なお、以上の運転例においては、集熱パネル２０において集熱された太陽熱と熱交換された後のブラインの温度Ｔ４に応じてヒートポンプシステム１の運転の切り替えを行ったが、運転の切り替え条件はこれに限られず、例えば集熱パネル２０における集熱量に応じて切り替えを行うようにしてもよい。
【００９３】
なお、以上の運転例においては第１の熱交換器１０ｂに対して一の採熱側熱交換器としての集熱パネル２０を接続したが、例えば熱の需要側において冷水負荷がある場合等においては、他の採熱側熱交換器としての熱交換器が接続されていてもよい。
【００９４】
［冷水製造運転］
図８は、冷水製造運転を実施するための他の実施形態にかかるヒートポンプシステム１００の系統図を示している。なお、ヒートポンプシステム１００において、ヒートポンプシステム１と実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。ヒートポンプシステム１００における冷水製造運転は、前記熱需要部に加え更に冷水需要部がある場合に行われる運転である。すなわち、冷温水同時供給を行うものである。
【００９５】
ヒートポンプシステム１００は、前述したヒートポンプシステム１の構成に加え、採熱側熱交換器としての冷水製造用熱交換器１１０が冷水製造用流路１３０を介して水冷ブラインチラー１０に接続された構造を有している。
【００９６】
冷水製造用熱交換器１１０は、冷水需要部の冷水配管１５０ａ、１５０ｂとの間で熱交換を行うことにより冷水を製造することができる。なお、製造された冷水の温度Ｔ７は、冷水製造用熱交換器１１０の出口側における冷水配管１５０ｂに設けられた温度計測手段Ｍ７により計測される。
【００９７】
また、冷水製造用熱交換器１１０の出口側における冷水配管１５０ｂには、開度が調節可能なバルブＶ７が設けられている。冷水製造運転においては、かかるバルブＶ７の開度を調節することにより冷水配管１５０を流れる冷水の流量を調節し、冷水の温度Ｔ７が例えば７℃で一定となるように運転が制御される。
【００９８】
冷水製造用流路１３０は、往路としての第３流路１３１および還路としての第４流路１３２を有しており、ブライン流路３０に対して水冷ブラインチラー１０と並列に接続される。すなわち、第１流路３１ａから分岐して第４流路１３２が冷水製造用熱交換器１１０に接続され、第２流路３２ａから分岐して第３流路１３１が冷水製造用熱交換器１１０に接続されている。なお、第４流路１３２へのブラインの通流は、当該第４流路１３２に設けられたバルブＶ６により制御される。そして、かかる冷水製造運転におけるブライン循環手段としてはポンプＰ１、ブラインの温度計測手段としては温度計測手段Ｍ１、Ｍ２が使用される。
【００９９】
なお、冷水製造運転におけるヒートポンプシステム１００の動作は、制御装置１６０により制御される。制御装置１６０は、温度計測手段Ｍ１〜Ｍ７により計測された温度Ｔ１〜Ｔ７に基づいて、ヒートポンプシステム１００におけるバルブＶ１〜Ｖ７の開閉動作、及び開度の調節を個別、又は複数同時に行うことができる。またポンプＰ１〜Ｐ３のオンオフ、及び出力調節を個別、又は同時に行うことができる。
【０１００】
図８に示す冷水製造運転においては、ポンプＰ１により、ブラインを冷水製造用熱交換器１１０と水冷ブラインチラー１０との間で循環させる。そして、かかる冷水製造運転においては、先ず、給湯温度としての温度Ｔ６が例えば４０℃、冷水製造用熱交換器１１０に通流されるブラインの温度Ｔ２が例えば−５℃となるように、ブラインの流量、流速が制御される。そして、かかるブラインの循環条件下において、前述したように、例えば１４℃で冷水製造用熱交換器１１０に通流する冷水の温度Ｔ７が、例えば７℃となるように、冷水配管１５０を通流する冷水の流量、流速が制御される。冷水と熱交換されたブラインは、例えば０℃に昇温した後、第３流路１３１を介して水冷ブラインチラー１０に再度通流される。なお、以上のブライン、冷水の温度は一例であり、任意に設定することができる。
【０１０１】
図８に示した冷水製造運転によれば、ヒートポンプシステム１の構成に加えて冷水製造用熱交換器１１０をさらに設けているので、冷温水同時供給を行うことができる。
【０１０２】
なお、ヒートポンプシステム１００において冷水需要のない場合においては、冷水製造用熱交換器１１０の運転を停止すると共にバルブＶ６、Ｖ７を閉鎖する。これにより、ヒートポンプシステム１００から冷水製造用熱交換器１１０が分離され、ヒートポンプシステム１と同等の運転を行うことが可能になる。
【０１０３】
なお、水冷ブラインチラー１０の第１の熱交換器１０ｂに接続される他の採熱側熱交換器は、本実施の形態のような冷水製造用熱交換器１１０には限られない。例えば、冷水製造用熱交換器１１０に代えて集熱パネル２０が更に設けられていてもよいし、更に別の集熱手段が接続されていてもよい。
【０１０４】
このように、水冷ブラインチラー１０の第１の熱交換器１０ｂには、複数の採熱側熱交換器が接続されていてもよい。かかる場合、各採熱側熱交換器に対するブラインの通流は、任意に切り替え可能に構成されることが好ましい。また、例えば複数の採熱側熱交換器に対して任意の流量で同時にブラインを通流させることができるように構成し、更に集熱効率を向上させることができるようにしてもよい。
【０１０５】
なお冷水製造用流路１３０には、図９に示すように、第３流路１３１と第４流路１３２とを途中で接続する、他のバイパス流路１３３を設け、当該他のバイパス流路１３３にバルブＶ８がさらに設けられていてもよい。かかる場合、ブライン循環手段としてのポンプＰ３、迂回流路１３４および、流路を切り替え可能なバルブ（図示せず）が更に設けられることが好ましい。これにより、他のバイパス流路１３３を介して水冷ブラインチラー１０側、又は別の採熱側熱交換器側でブラインを循環させることができるため、前述したような集熱増強運転、集熱抑制運転を行うことができる。
【０１０６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１０７】
１      ヒートポンプシステム
１０    水冷ブラインチラー
２０    集熱パネル
３０    ブライン流路
３１    第１流路
３２    第２流路
３３    バイパス流路
３４    迂回流路
３５    迂回流路
４０    熱利用側流路
５０    採熱側流路
６０    制御装置
１００  ヒートポンプシステム
１１０  冷水製造用熱交換器
１３０  冷水製造用流路
１３１  第３流路
１３２  第４流路
１３３  他のバイパス流路
１３４  迂回流路
１６０  制御装置
Ｍ      温度計測手段
Ｐ      ポンプ
Ｔ      温度
Ｖ      バルブ
【図１】
2020153637.tif 000003
【図２】
2020153637.tif 000004
【図３】
2020153637.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020153637.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020153637.tif 000009
【図８】
2020153637.tif 000010
【図９】
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