(57)【要約】【課題】ヒートポンプシステムにおいて、負荷における制御温度範囲の拡大とヒートポンプの運転動力の節減とを図る。【解決手段】ヒートポンプシステム１は、ヒートポンプ２と、井戸水流路５と、井戸水流路５に配備された上流側熱交換器６及び下流側熱交換器７と、負荷側媒体循環通路４における負荷からヒートポンプ２への戻り部分に配備されて上流側熱交換器６における負荷側媒体と井戸水１４との熱交換の実施及び非実施を切替える三方弁４３と、井戸水流路５において上流側熱交換器６の上流側の部位における井戸水１４の温度を検出するサーミスタ４６と、負荷側媒体循環通路４において三方弁４３の負荷側における負荷側媒体の温度を検出するサーミスタ４８と、サーミスタ４６，４８の検出温度に基づいて三方弁４３の切替位置を切替える制御部５５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷側媒体が循環する負荷側媒体循環通路が負荷側に接続され熱源側媒体が循環する熱源側媒体循環通路が熱源側に接続されているヒートポンプと、
地下水を流す地下水流路と、
前記地下水流路の第１部位の地下水と前記負荷側媒体循環通路において負荷から前記ヒートポンプへ戻る負荷側媒体との熱交換を行う第１熱交換器と、
前記地下水流路において前記第１部位より下流側の第２部位の地下水と前記熱源側媒体循環通路の熱源側媒体との熱交換を行う第２熱交換器と、
前記地下水流路において前記第１部位より上流側の部位の地下水の温度を検出する上流側地下水温度センサと、
前記負荷側媒体循環通路において前記負荷から前記ヒートポンプへ戻る負荷側媒体の温度を検出する媒体温度センサと、
前記負荷側媒体循環通路において前記媒体温度センサより下流側に配設され負荷側媒体が前記第１熱交換器を経由して循環する第１切替位置と経由せずに循環する第２切替位置とに切替えられる切替弁と、
前記上流側地下水温度センサと前記媒体温度センサとによる各検出温度に基づいて前記切替弁の切替位置を制御する制御部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】
請求項１記載のヒートポンプシステムにおいて、
前記制御部は、負荷側媒体による前記負荷の加熱を行う加熱運転期間では、前記上流側地下水温度センサによる検出温度が前記媒体温度センサによる検出温度より第１所定値以上高いときに限定して、前記切替弁を第１切替位置に切替えることを特徴とするヒートポンプシステム。
【請求項３】
請求項２記載のヒートポンプシステムにおいて、
前記地下水流路において前記第２部位より下流側の部位の地下水の温度を検出する下流側地下水温度センサを備え、
前記制御部は、加熱運転期間では、前記下流側地下水温度センサによる検出温度が閾値未満であるときは、前記上流側地下水温度センサによる検出温度が前記媒体温度センサによる検出温度より第１所定値以上高くても、前記切替弁を第２切替位置に切替えることを特徴とするヒートポンプシステム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒートポンプシステムにおいて、
前記制御部は、負荷側媒体による前記負荷の冷却を行う冷却運転期間では、前記上流側地下水温度センサによる検出温度が前記媒体温度センサによる検出温度より第２所定値を越えて低くなっているときに限定して、前記切替弁を第１切替位置に切替えることを特徴とするヒートポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下水を熱源とするヒートポンプシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地下水は、年間を通じてほぼ一定の温度に維持されており、これに着目し、地下水を熱源に利用して、冬季は加熱運転、また、夏季は冷却運転するヒートポンプシステムが知られている（例：特許文献１）。
【０００３】
特許文献１のヒートポンプシステムは、汲み上げた地下水を熱交換器及びヒートポンプの両方へ供給するかヒートポンプのみへ供給するかを切替える複数の弁を備える（特許文献１／図１の“ＶＡ１”，“ＶＡ２”）。該ヒートポンプシステムは、冬季では、汲み上げた地下水を、消雪用熱交換器における熱交換に使用し、次に、ヒートポンプの蒸発器における熱交換に使用している（特許文献１／段落００１５）。また、夏季には、汲み上げた地下水をヒートポンプの凝縮器のみに供給している（特許文献１／段落００１９）。
【０００４】
なお、特許文献１のヒートポンプシステムでは、ヒートポンプの負荷側に接続される消雪用熱交換器は、地下水が第１段階として熱交換を行う消雪用熱交換器とは別のものとなっており（特許文献１／図１“１２”と“１４”）、負荷側媒体が熱交換器とヒートポンプとの２箇所で加熱されることはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２４７４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
地下水を利用するヒートポンプシステムに対しては、負荷における制御温度範囲の拡大と、運転時の消費エネルギーの節減が求められている。
【０００７】
本発明の目的は、負荷における制御温度範囲の拡大とヒートポンプの運転動力の節減とを図ることができるヒートポンプシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明のヒートポンプシステムは、負荷側媒体が循環する負荷側媒体循環通路が負荷側に接続され熱源側媒体が循環する熱源側媒体循環通路が熱源側に接続されているヒートポンプと、地下水を流す地下水流路と、前記地下水流路の第１部位の地下水と前記負荷側媒体循環通路において負荷から前記ヒートポンプへ戻る負荷側媒体との熱交換を行う第１熱交換器と、前記地下水流路において前記第１部位より下流側の第２部位の地下水と前記熱源側媒体循環通路の熱源側媒体との熱交換を行う第２熱交換器と、前記地下水流路において前記第１部位より上流側の部位の地下水の温度を検出する上流側地下水温度センサと、前記負荷側媒体循環通路において前記負荷から前記ヒートポンプへ戻る負荷側媒体の温度を検出する媒体温度センサと、前記負荷側媒体循環通路において前記媒体温度センサより下流側に配設され負荷側媒体が前記第１熱交換器を経由して循環する第１切替位置と経由せずに循環する第２切替位置とに切替えられる切替弁と、前記上流側地下水温度センサと前記媒体温度センサとによる各検出温度に基づいて前記切替弁の切替位置を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第１発明によれば、地下水は、ヒートポンプの負荷側及び熱源側の両方において負荷側媒体及び熱源側媒体とそれぞれ熱交換されるとともに、負荷側媒体は、ヒートポンプと第１熱交換器との２箇所で、加熱運転時は加熱され、又は冷却運転時は冷却される。これにより、ヒートポンプシステム全体としての地下水との熱交換量を増大させて、加熱運転時の負荷側媒体の実現可能最高温度を高く、また、冷却運転時の負荷側媒体の実現可能最低温度を低くして、負荷における制御温度範囲を拡大することができる。また、上流側地下水温度センサと媒体温度センサとによる各検出温度に基づいて切替弁の切替位置を制御することにより、温度状況に応じて第１熱交換器を適切に作動させ、ヒートポンプの負荷を低減して、ヒートポンプの運転動力を節減することができる。
【００１０】
第２発明のヒートポンプシステムは、第１発明において、前記制御部は、負荷側媒体による前記負荷の加熱を行う加熱運転期間では、前記上流側地下水温度センサによる検出温度が前記媒体温度センサによる検出温度より第１所定値以上高いときに限定して、前記切替弁を第１切替位置に切替えることを特徴とする。
【００１１】
ヒートポンプシステムの加熱運転期間では、上流側地下水温度センサによる検出温度が媒体温度センサによる検出温度より第１所定値以上高いときは、第１熱交換器における地下水による負荷側媒体の加熱効果が高まる。第２発明によれば、加熱運転期間は、このようなときに限定して、第１熱交換器を作動させることにより、負荷における制御温度を保証しつつ、ヒートポンプの運転動力を節減することができる。
【００１２】
第３発明のヒートポンプシステムは、第２発明において、前記地下水流路において前記第２部位より下流側の部位の地下水の温度を検出する下流側地下水温度センサを備え、前記制御部は、加熱運転期間では、前記下流側地下水温度センサによる検出温度が閾値未満であるときは、前記上流側地下水温度センサによる検出温度が前記媒体温度センサによる検出温度より第１所定値以上高くても、前記切替弁を第２切替位置に切替えることを特徴とする。
【００１３】
ヒートポンプシステムの加熱運転期間は、下流側地下水温度センサによる検出温度が閾値未満であるときは、地下水流路の凍結が生じ易い。第３発明によれば、このようなときに切替弁を第２切替位置に切替えて、熱交換器における地下水の熱交換が中止される結果、地下水流路の温度低下を抑制して、凍結等、地下水流路の過低温時の不具合を防止することができる。
【００１４】
第４発明のヒートポンプシステムは、第１〜第３発明のいずれか１つの発明において、前記制御部は、負荷側媒体による前記負荷の冷却を行う冷却運転期間では、前記上流側地下水温度センサによる検出温度が前記媒体温度センサによる検出温度より第２所定値を越えて低くなっているときに限定して、前記切替弁を第１切替位置に切替えることを特徴とする。
【００１５】
ヒートポンプシステムの冷却運転期間は、上流側地下水温度センサによる検出温度が媒体温度センサによる検出温度より第２所定値以上低いときは、第１熱交換器における地下水による負荷側媒体の冷却効果が高まる。第４発明によれば、冷却運転期間は、このようなときに限定して、第１熱交換器を作動させることにより、負荷における制御温度を保証しつつ、ヒートポンプの運転動力を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ヒートポンプシステムの構成を加熱運転期間の各媒体の流れと共に示す図。
【図２】ヒートポンプシステムの構成を冷却運転期間の各媒体の流れと共に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２のヒートポンプシステム１の構成図において、ヒートポンプシステム１は、主要な構成要素としてヒートポンプ２、熱源側媒体循環通路３、負荷側媒体循環通路４、井戸水流路５、上流側熱交換器６及び下流側熱交換器７を備えている。
【００１８】
井戸水流路５は、取水用井戸１１と還元用井戸１２との間を接続し、地下水としての井戸水１４を取水用井戸１１から還元用井戸１２へ導く。井戸水流路５には、上流側から下流側へ、すなわち取水用井戸１１側から還元用井戸１２側へ順番に井戸水ポンプ１３、上流側熱交換器６及び下流側熱交換器７が配備されている。
【００１９】
井戸水ポンプ１３は、井戸水１４を取水用井戸１１から汲み上げるとともに、汲み上げた井戸水１４を井戸水流路５において下流側に向かって吐出する。井戸水１４は、井戸水ポンプ１３から吐出された後、上流側熱交換器６及び下流側熱交換器７を順番に通ってから、還元用井戸１２へ還元される。上流側熱交換器６及び下流側熱交換器７が配備されている井戸水流路５の部位は、本発明の第１部位及び第２部位に相当する。
【００２０】
ヒートポンプ２は、熱源側及び負荷側において熱源側媒体循環通路３及び負荷側媒体循環通路４と接続されている。ヒートポンプ２は、主要要素として熱源側熱交換部２１、負荷側熱交換部２２、四方弁２５、圧縮機２６及び膨張弁３１を有している。
【００２１】
熱源側熱交換部２１は、蒸発器２１ａ及び凝縮器２１ｂを有する。負荷側熱交換部２２も、蒸発器２２ａ及び凝縮器２２ｂを有する。圧縮側接続通路２３及び膨張側接続通路２４は、熱源側熱交換部２１及び負荷側熱交換部２２を相互に接続して、ヒートポンプ２内の媒体循環通路を形成する。四方弁２５は、圧縮側接続通路２３に配備され、圧縮側接続通路２３への分岐路２７の両端の接続を切替える。圧縮機２６は、分岐路２７に配備され、図示していない電動機により駆動される。膨張弁３１は、膨張側接続通路２４に配備され、流入して来る媒体を膨張させて、熱源側熱交換部２１の蒸発器２１ａ又は負荷側熱交換部２２の蒸発器２２ａへ吐出する。
【００２２】
四方弁２５は、２つの切替位置を有し、加熱運転用切替位置では圧縮機２６の吸入側及び吐出側をそれぞれ熱源側熱交換部２１側及び負荷側熱交換部２２側とする。この場合は、媒体が、熱源側熱交換部２１の蒸発器２１ａ、圧縮側接続通路２３、負荷側熱交換部２２の凝縮器２２ｂ及び膨張側接続通路２４の順番に循環する。四方弁２５は、また、冷却運転用切替位置では圧縮機２６の吸入側及び吐出側をそれぞれ負荷側熱交換部２２側及び熱源側熱交換部２１側とする。この場合は、媒体が熱源側熱交換部２１の凝縮器２１ｂ、膨張側接続通路２４、負荷側熱交換部２２の蒸発器２２ａ及び圧縮側接続通路２３の順番に循環する。
【００２３】
熱源側媒体循環通路３には、熱源側媒体循環通路３内の媒体の循環方向に沿って順番に熱源側熱交換部２１、下流側熱交換器７、熱源側バッファタンク３４及び熱源側循環ポンプ３５が配備されている。下流側熱交換器７は、井戸水流路５の第２部位の井戸水１４と熱源側媒体循環通路３内の熱源側媒体との熱交換を行う。
【００２４】
細管４１は、ヒートポンプ２内に配備され、一端側において下流側熱交換器７と熱源側熱交換部２１との間へ接続され、他端において下流側熱交換器７と熱源側バッファタンク３４との間へ接続される。細管４１には、熱源側循環ポンプ３５の運転中に熱源側媒体循環通路３が閉塞した場合に、熱源側媒体をバイパスさせることにより熱源側循環ポンプ３５を保護する役割がある。
【００２５】
熱源側バッファタンク３４は、上部から熱源側媒体循環通路３の熱源側媒体を投入され、これを貯留する。熱源側循環ポンプ３５は、熱源側バッファタンク３４から熱源側媒体を吸入して、熱源側媒体循環通路３内を循環させる。
【００２６】
負荷側媒体循環通路４には、負荷側媒体循環通路４内の媒体の循環方向に沿って順番に負荷側熱交換部２２、負荷側バッファタンク３７、負荷側循環ポンプ３９、融雪路盤６０（図１）又は吸熱器６１（図２）、及び三方弁４３が配備される。図示しない切替装置は、ヒートポンプシステム１の負荷として融雪路盤６０及び吸熱器６１のどちらかを選択する。
【００２７】
細管４２は、ヒートポンプ２内に配備され、一端側において負荷側循環ポンプ３９と融雪路盤６０又は吸熱器６１との間へ接続され、他端において負荷側熱交換部２２と三方弁４３との間へ接続される。細管４２には、負荷側循環ポンプ３９の運転中に負荷側媒体循環通路４が閉塞した場合に、負荷側媒体をバイパスさせることより負荷側循環ポンプ３９を保護する役割がある。
【００２８】
負荷側バッファタンク３７は、上部から負荷側媒体循環通路４の負荷側媒体を投入され、これを貯留する。負荷側循環ポンプ３９は、負荷側バッファタンク３７から負荷側媒体を吸入して、負荷側媒体循環通路４内を循環させる。
【００２９】
融雪路盤６０（図１）は、道路下に埋設されており、ヒートポンプシステム１の加熱運転時における負荷となる。吸熱器６１（図２）は、冷房に利用され、ヒートポンプシステム１の冷却運転時における負荷となる。
【００３０】
三方弁４３は、融雪路盤６０又は吸熱器６１における媒体出口側と負荷側熱交換部２２の媒体入口側との間の負荷側媒体循環通路４の部位に配備され、第１切替位置では融雪路盤６０又は吸熱器６１からの負荷側媒体を熱交換流路４４へ流し、第２切替位置では融雪路盤６０又は吸熱器６１からの負荷側媒体を、熱交換流路４４へ流すことなく、ヒートポンプ２の方へ向かわせる。
【００３１】
熱交換流路４４は、両端において三方弁４３と三方弁４３よりヒートポンプ２寄りの負荷側媒体循環通路４の部位とに接続され、上流側熱交換器６が熱交換流路４４に配備されている。上流側熱交換器６は、井戸水流路５の第１部位の井戸水１４と熱交換流路４４の負荷側媒体との間で熱交換を実施する。
【００３２】
サーミスタ４６は、井戸水流路５において井戸水ポンプ１３と上流側熱交換器６との間の部位の井戸水１４の温度を検出する。サーミスタ４７は、下流側熱交換器７より下流側の井戸水流路５の部位に配備され、該部位における井戸水１４の温度を検出する。サーミスタ４８は、負荷側媒体循環通路４において三方弁４３の媒体入口側ポートの付近に配備され、負荷としての融雪路盤６０又は吸熱器６１から出て来る負荷側媒体の温度を検出する。
【００３３】
サーミスタ４９，５０は共にヒートポンプ２内に装備される。サーミスタ４９は、熱源側媒体循環通路３における熱源側媒体のヒートポンプ２への流入直後の温度を検出する。サーミスタ５０は、負荷側媒体循環通路４における負荷側媒体のヒートポンプ２からの流出直前の温度を検出する。
【００３４】
制御部５５は、各種制御に対応するプログラムの実行を含む演算を実行するＣＰＵ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、及びプログラム等を記憶するＲＯＭを装備する。制御部５５は、サーミスタ４６〜５０からの検出温度及び操作者による加熱運転か冷却運転かの指示等を入力される。制御部５５は、入力に基づいて四方弁２５及び三方弁４３を制御するとともに、井戸水ポンプ１３、圧縮機２６、熱源側循環ポンプ３５及び負荷側循環ポンプ３９のオン、オフや回転速度を制御する。井戸水ポンプ１３、圧縮機２６、熱源側循環ポンプ３５及び負荷側循環ポンプ３９の回転速度が増大するほど、各媒体の流量は増大し、加熱性能及び冷却性能が高まる。
【００３５】
ヒートポンプシステム１の作用について説明する。図１及び図２において矢印は各媒体の流れ方向を示している。また、各部における媒体温度の一例を参考のために、示している。
【００３６】
なお、井戸水流路５は本発明の地下水流路に相当し、上流側熱交換器６は本発明の第１熱交換器に相当し、下流側熱交換器７は本発明の第２熱交換器に相当し、三方弁４３は本発明の切替弁に相当し、サーミスタ４６は本発明の上流側地下水温度センサに相当し、サーミスタ４７は本発明の下流側地下水温度センサに相当し、サーミスタ４８は本発明の媒体温度センサに相当する。また、井戸水１４は本発明の地下水に相当する。
【００３７】
加熱運転時及び冷却運転時共に、井戸水流路５には、井戸水ポンプ１３により取水用井戸１１から汲み出された井戸水１４が流れる。この井戸水１４は、第１段階の熱交換として上流側熱交換器６において負荷側媒体循環通路４の負荷側媒体と熱交換を行い、第２段階の熱交換として下流側熱交換器７において熱源側媒体循環通路３の熱源側媒体と熱交換を行う。上流側熱交換器６及び下流側熱交換器７における熱交換は、加熱運転時では、井戸水１４による負荷側媒体の加熱となり、冷却運転時では、井戸水１４による負荷側媒体の冷却となる。
【００３８】
最初に、図１を参照して、ヒートポンプシステム１の加熱運転について説明する。加熱運転は、冬季に実施される。融雪路盤６０上の雪は、加熱運転時の融雪路盤６０からの放熱により融かされて、除去される。
【００３９】
加熱運転時では、ヒートポンプ２において、四方弁２５は加熱運転用切替位置に切替えられ、ヒートポンプ２内の媒体は、圧縮機２６の作動により負荷側熱交換部２２の凝縮器２２ｂ、膨張弁３１及び熱源側熱交換部２１の蒸発器２１ａの順番に循環する。これにより、熱源側媒体から負荷側媒体へ熱が伝達され、負荷側媒体が加熱される。
【００４０】
制御部５５は、サーミスタ４６の検出温度Ｔａとサーミスタ４８の検出温度Ｔｃとを対比し、Ｔａ≧Ｔｃ＋２℃であれば、三方弁４３を第１切替位置に切替え、また、Ｔａ＜Ｔｃ＋２℃であれば、三方弁４３を第２切替位置に切替える。なお、この２℃は本発明の第１所定値に相当する。
【００４１】
Ｔａ≧Ｔｃ＋２℃とは、井戸水１４が負荷側媒体に対して十分の高温となっているので、上流側熱交換器６における井戸水１４による負荷側媒体の加熱効率が高いことを意味する。これに対し、Ｔａ＜Ｔｃ＋２℃は、井戸水１４が負荷側媒体に対してあまり高温ではないか、あるいは逆に低温となっていることを意味し、上流側熱交換器６において熱交換を実施しても、負荷側媒体を加熱できないか、又は加熱効率が低い。
【００４２】
三方弁４３における第１切替位置への切替により、融雪路盤６０からの負荷側媒体は熱交換流路４４の方へ流される。負荷側媒体は、上流側熱交換器６において井戸水１４と熱交換し、加熱される。図１の例では、負荷側媒体は５℃から１０℃へ温度が上昇する。一方、井戸水１４は、上流側熱交換器６における熱交換に伴い、温度が１５℃から１０℃へ下降する。
【００４３】
上流側熱交換器６を通過した井戸水１４は、次に、下流側熱交換器７に供給され、下流側熱交換器７において熱源側媒体と熱交換する。これに伴い、熱源側媒体は、温度が４℃から８℃へ上昇する。これに対し、井戸水１４は、温度が１０℃から５℃へ下降する。井戸水１４は、下流側熱交換器７を通過後、還元用井戸１２を介して地下へ戻される。
【００４４】
負荷側媒体は、上流側熱交換器６を通過した後、負荷側熱交換部２２において加熱される。これにより、負荷側媒体は、温度が１０℃から１５℃へ上昇する。
【００４５】
このように、上流側熱交換器６及びヒートポンプ２における負荷側媒体の２段階の加熱により、上流側熱交換器６だけによる負荷側媒体の加熱時よりも、負荷側媒体に対して実現可能な最高温度を高めることができるとともに、ヒートポンプ２が受け持つ負荷分の減少により、ヒートポンプ２の運転動力（主に圧縮機２６の電力消費量）を節減することができる。
【００４６】
加熱運転期間において、サーミスタ４７の検出温度Ｔｂ＜２℃であるときは、Ｔａ≧Ｔｃ＋２℃であるか否かに関係なく、三方弁４３は第２切替位置に切替えられる。Ｔｃ＜２℃とは、井戸水流路５が下流側熱交換器７より下流側の範囲において凍結する恐れがあることを意味する。なお、この２℃は本発明の閾値に相当する。
【００４７】
Ｔｂ＜２℃時の三方弁４３における第２切替位置への切替により、上流側熱交換器６における負荷側媒体と井戸水１４との間の熱交換が中止され、負荷側媒体は、ヒートポンプ２だけにより加熱される。一方、上流側熱交換器６における井戸水１４による負荷側媒体の加熱中止により、井戸水１４は、高温を保持しつつ、上流側熱交換器６から流出する。これにより、下流側熱交換器７より下流側の井戸水流路５の部分としての下流端部分における井戸水１４の温度も２℃以上を保持することとなり、該下流端部分における凍結が防止される。
【００４８】
次に、図２を参照して、ヒートポンプシステム１の冷却運転について説明する。冷却運転時では、ヒートポンプ２において、四方弁２５は冷却運転用切替位置に切替えられ、ヒートポンプ２内の媒体は、圧縮機２６から熱源側熱交換部２１の凝縮器２１ｂ、膨張弁３１及び負荷側熱交換部２２の蒸発器２２ａ順番に循環する。これにより、負荷側媒体から熱源側媒体へ熱が伝達され、負荷側媒体が冷却される。
【００４９】
制御部５５は、冷却運転期間において、サーミスタ４６の検出温度Ｔａとサーミスタ４８の検出温度Ｔｃとを対比し、Ｔａ＜Ｔｃ−２℃であれば、三方弁４３を第１切替位置に切替え、Ｔａ≧Ｔｃ−２℃であれば、三方弁４３を第２切替位置に切替える。なお、この２℃は本発明の第２の所定値に相当する。
【００５０】
Ｔａ＜Ｔｃ−２℃とは、井戸水１４が負荷側媒体に対して十分の低温となっているので、上流側熱交換器６における井戸水１４による負荷側媒体の冷却効率が高いことを意味する。これに対し、Ｔａ≧Ｔｃ−２℃は、井戸水１４が負荷側媒体に対してあまり低温ではないか、あるいは逆に高温となっており、上流側熱交換器６において熱交換を実施しても、負荷側媒体を冷却できないか、又は冷却効率が低いことを意味する。
【００５１】
三方弁４３における第１切替位置への切替により、吸熱器６１からの負荷側媒体は熱交換流路４４の方へ流される。負荷側媒体は、上流側熱交換器６において井戸水１４と熱交換し、冷却される。図２の例では、負荷側媒体は２０℃から１７℃へ温度が下降する。一方、井戸水１４は、上流側熱交換器６における熱交換に伴い、温度が１５℃から１８℃へ上昇する。
【００５２】
上流側熱交換器６を通過した井戸水１４は、次に、下流側熱交換器７に供給され、下流側熱交換器７において熱源側媒体と熱交換する。これに伴い、熱源側媒体は、温度が２５℃から２０℃へ下降する。これに対し、井戸水１４は、温度が１８℃から２３℃へ上昇する。井戸水１４は、下流側熱交換器７を通過後、還元用井戸１２を介して地下へ還元される。
【００５３】
このように、上流側熱交換器６及びヒートポンプ２における負荷側媒体の２段階の冷却により、上流側熱交換器６だけによる負荷側媒体の冷却時よりも、負荷側媒体に対して実現可能な最低温度を低下させることができるとともに、ヒートポンプ２だけによる負荷側媒体の冷却時よりも、ヒートポンプ２が受け持つ負荷分が減少し、ヒートポンプ２の運転動力（主に圧縮機２６の電力消費量）を節減することができる。
【００５４】
本発明を実施形態について説明したが、本発明は、当該実施形態に限定されることなく、要旨の範囲内で種々に変形して実施することができる。
【００５５】
例えば、実施形態のヒートポンプシステム１は、加熱運転及び冷却運転の両方に使用するものとなっているが、本発明のヒートポンプシステムは、加熱運転専用又は冷却運転専用であってもよいとする。
【００５６】
実施形態のヒートポンプシステム１では、加熱運転は融雪に利用しているが、暖房等、融雪以外の加熱用途に利用することもできる。
【００５７】
実施形態のヒートポンプシステム１における井戸水ポンプ１３、圧縮機２６及び循環ポンプ３５，３９を駆動する駆動機（例：モータ）の電源はすべて商用電源にすることはない。一部又は全部を自家発電装置（ソーラーパネル式発電装置も含む。）の電源やポータブル発電機の電源に置き換えてもよい。
【００５８】
実施形態では、井戸水１４は、熱交換後、還元用井戸１２へ還元されているが、還元用井戸１２ではなく、河川等のその他の場所へ排出したり、用水等として利用したりすることもできる。
【００５９】
実施形態では、加熱運転時に三方弁４３を第１切替位置にする条件としてのＴａ≧Ｔｃ＋２℃と、冷却運転時に三方弁４３を第１切替位置（上流側熱交換器６側）にする条件としてのＴａ≧Ｔｃ＋２℃（該２℃は本発明の第１所定値に相当）と、冷却運転時に三方弁４３を第１切替位置（上流側熱交換器６側）にする条件としてのＴａ＜Ｔｃ−２℃（該２℃は本発明の第２所定値に相当）とを共に２℃に設定しているが、相違させてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１・・・ヒートポンプシステム、２・・・ヒートポンプ、３・・・熱源側媒体循環通路、４・・・負荷側媒体循環通路、５・・・井戸水流路（地下水流路）、６・・・上流側熱交換器（第１熱交換器）、７・・・下流側熱交換器（第２熱交換器）、４３・・・三方弁（切替弁）、４６・・・サーミスタ（上流側地下水温度センサ）、４７・・・サーミスタ（下流側地下水温度センサ）、４８・・・サーミスタ（媒体温度センサ）、５５・・・制御部。
【図１】
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【図２】
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