(57)【要約】【課題】部品点数を低減して、製造及び施工作業を容易に行い、冷房効率及び暖房効率を向上できる冷暖房ヒートポンプシステムを提供する。【解決手段】地中に井戸ケース２１を設け、井戸ケース２１の上端開口部に蓋体２４を嵌合する。井戸ポンプ２６に排水管２７を接続する。熱媒ガス循環配管Ｐに圧縮機１２、室内熱交換器１５及び膨張弁１７を接続する。熱媒ガス循環配管Ｐの一部を構成するように直列に接続された熱交換パイプ２３を井戸ケース２１の貯水室２１ａに収容する。高負荷の暖房運転状態で、熱媒ガス循環配管Ｐに接続された第１温度センサ３３の検出値と予め記憶媒体に設定された設定値と比較して、検出値が設定値以下となった場合に、井戸ポンプ２６を駆動して、井戸ケース２１の貯水室２１ａ内の温度が低下した井戸水を汲み上げて、それより高い温度の地下水を貯水室２１ａに採り込む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒ガス循環配管に、圧縮機、放熱交換器、膨張弁及び負荷側熱交換器を接続し、前記圧縮機で圧縮された熱媒ガスを前記放熱交換器で冷却して液化した後、前記膨張弁で液熱媒を膨張・気化させて、前記負荷側熱交換器に供給し、冷熱を発生するようにした冷熱式ヒートポンプシステムにおいて、
地中に埋設された井戸ケースの井戸水を汲み上げて排水する井戸ポンプを設け、前記井戸ケースの貯水室に、前記熱媒ガス循環配管の一部を放熱交換パイプとして収容することにより前記放熱交換器を構成し、前記負荷側熱交換器の負荷を検出する負荷センサを設け、該負荷センサにより検出された負荷の検出値が設定値以上の場合に、前記井戸ポンプを運転し、前記検出値が設定値以下の場合に前記井戸ポンプを停止する制御信号を出力する制御装置を備えていることを特徴とする冷熱式ヒートポンプシステム。
【請求項２】
請求項１において、前記井戸ポンプの排水管と、前記圧縮機から熱交換パイプの入口に至る熱媒ガス循環配管との間に、井戸ポンプの運転中に井戸水と熱媒ガスとの熱交換を行うための熱交換器が設けられていることを特徴とする冷熱式ヒートポンプシステム。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記負荷センサは、前記井戸ケース内の井戸水の温度を直接的に又は間接的に検出する温度センサであって、前記制御装置は、冷熱運転中に前記温度センサにより検出された井戸水の温度の検出値が設定値以上の場合に、前記井戸ポンプを運転し、前記検出値が設定値以下の場合に前記井戸ポンプを停止する制御信号を出力するように構成されていることを特徴とする冷熱式ヒートポンプシステム。
【請求項４】
熱媒ガス循環配管に、圧縮機、負荷側熱交換器、膨張弁及び集熱交換器を接続し、前記圧縮機で圧縮された高温・高圧の熱媒ガスを負荷側熱交換器に供給し、該熱交換器で冷却された熱媒ガスを膨張弁で減圧・膨張して熱媒ガスとして集熱交換器に供給して、該熱交換器により熱媒ガスを加熱し、該熱媒ガスを圧縮機により圧縮して、前記負荷側熱交換器に供給し、温熱を発生するようにした温熱式ヒートポンプシステムにおいて、
地中に埋設された井戸ケースの井戸水を汲み上げて排水する井戸ポンプを設け、前記井戸ケースの貯水室に、前記熱媒ガス循環配管の一部を集熱交換パイプとして収容して、前記集熱交換器を構成し、前記負荷側熱交換器の負荷を検出する負荷センサを設け、該負荷センサにより検出された負荷の検出値が設定値以上の場合に、前記井戸ポンプを運転し、前記検出値が設定値以下の場合に前記井戸ポンプを停止する制御信号を出力する制御装置を備えていることを特徴とする温熱式ヒートポンプシステム。
【請求項５】
請求項４において、前記井戸ポンプの排水管と、前記熱交換パイプの出口から圧縮機に至る熱媒ガス循環配管との間に、井戸ポンプの運転中に井戸水と熱媒ガスとの間で熱交換を行うための熱交換器が設けられていることを特徴とする温熱式ヒートポンプシステム。
【請求項６】
請求項４又は５において、前記負荷センサは、井戸ケース内の井戸水の温度を直接的又は間接的に検出する温度センサであって、前記制御装置は、温熱運転中に前記温度センサにより検出された井戸水の温度の検出値が設定値以下の場合に、前記井戸ポンプを運転し、前記検出値が設定値以上の場合に前記井戸ポンプを停止する制御信号を出力するように構成されていることを特徴とする温熱式ヒートポンプシステム。
【請求項７】
請求項１に記載の冷熱式ヒートポンプシステムと、請求項４に記載の温熱式ヒートポンプとを組み合わせ、冷熱を発生させる運転状態又は温熱を発生させる運転状態に切り換え可能に構成したことを特徴とする冷・温熱式ヒートポンプシステム。
【請求項８】
請求項７において、前記井戸ポンプの排水管と、前記圧縮機から熱交換パイプに至る熱媒ガス循環配管との間には一台の熱交換器が設けられ、冷熱を発生させる運転状態又は温熱を発生させる運転状態において利用可能に構成されていることを特徴とする冷・温熱式ヒートポンプシステム。
【請求項９】
熱媒ガス循環配管に、圧縮機、放熱交換器、膨張弁及び負荷側熱交換器を接続し、前記圧縮機で圧縮された熱媒ガスを前記放熱交換器で冷却して液化した後、前記膨張弁で液熱媒を膨張・気化させて、前記負荷側熱交換器に供給し、冷熱を発生するようにした冷熱式ヒートポンプシステムにおいて、
地中に埋設された井戸ケースの貯液室の熱媒液を循環する循環手段を設け、前記貯液室に、前記熱媒ガス循環配管の一部を放熱交換パイプとして収容することにより前記放熱交換器を構成し、前記負荷側熱交換器の負荷を検出する負荷センサを設け、該負荷センサにより検出された負荷の検出値が設定値以上の場合に、前記循環手段を作動し、前記検出値が設定値以下の場合に前記循環手段を停止する制御信号を出力する制御装置を備えていることを特徴とする冷熱式ヒートポンプシステム。
【請求項１０】
請求項９において、前記井戸ケースは、鉛直方向に配設され、前記放熱交換器は、井戸ケースの上部貯留室又は下部貯留室に収容されていることを特徴とする冷熱式ヒートポンプシステム。
【請求項１１】
熱媒ガス循環配管に、圧縮機、負荷側熱交換器、膨張弁及び集熱交換器を接続し、前記圧縮機で圧縮された高温・高圧の熱媒ガスを負荷側熱交換器に供給し、該熱交換器で冷却された熱媒ガスを膨張弁で減圧・膨張して熱媒ガスとして集熱交換器に供給して、該熱交換器により熱媒ガスを加熱し、該熱媒ガスを圧縮機により圧縮して、前記負荷側熱交換器に供給し、温熱を発生するようにした温熱式ヒートポンプシステムにおいて、
地中に埋設された井戸ケースの貯液室の熱媒液を循環する循環手段を設け、前記貯液室に、前記熱媒ガス循環配管の一部を集熱交換パイプとして収容して、前記集熱交換器を構成し、前記負荷側熱交換器の負荷を検出する負荷センサを設け、該負荷センサにより検出された負荷の検出値が設定値以上の場合に、前記循環手段を作動し、前記検出値が設定値以下の場合に前記循環手段を停止する制御信号を出力する制御装置を備えていることを特徴とする温熱式ヒートポンプシステム。
【請求項１２】
請求項１１において、前記井戸ケースは、鉛直方向に配設され、前記集熱交換器は、井戸ケースの上部貯留室又は下部貯留室に収容されていることを特徴とする温熱式ヒートポンプシステム。
【請求項１３】
請求項９に記載の冷熱式ヒートポンプシステムと、請求項１１に記載の温熱式ヒートポンプとを組み合わせ、冷熱を発生させる運転状態又は温熱を発生させる運転状態に切り換え可能に構成したことを特徴とする冷・温熱式ヒートポンプシステム。
【請求項１４】
請求項１３において、井戸ケースの上部貯留室には、前記集熱交換器が収容され、下部貯留室には、前記放熱交換器が収容され、冷熱運転時には、前記放熱交換器が選択作動され、温熱運転時には、前記集熱交換器が選択作動されるように構成されていることを特徴とする冷・温熱式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、地熱を利用した冷熱式、温熱式、冷・温熱式ヒートポンプシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、井戸水の熱を利用して、室内の冷房又は暖房を行うヒートポンプシステムが提案されている。井戸水は地中温度と同程度で年間変動が少なく、夏季は外気温より低く、冬季は外気温より高いという特徴がある。そのため、井戸水の熱を例えば冷房又は暖房に利用するヒートポンプシステムは、外気温を利用するヒートポンプシステムと比較して、高い効率で運転することが可能となる。この井戸水を利用する方式のヒートポンプシステムとして、従来、特許文献１に開示されたものが提案されている。このシステムを図９に基づいて説明する。
【０００３】
図９に示すヒートポンプシステムの熱媒ガス循環配管６１の途中には、圧縮機６２が接続され、この圧縮機６２の下流側の循環配管６１には、屋内に配設された暖房用の室内熱交換機６３、膨張弁６４、屋外に配設され、かつ大気と熱媒ガスとの間で熱交換を行う第１室外熱交換機６５及び地中熱媒体と熱媒ガスとの間で熱交換を行う第２室外熱交換器６６が順に接続されている。
【０００４】
上記第２室外熱交換器６６の一次側には、熱媒液としての不凍液を循環させるための熱媒液循環配管６７が接続されている。この循環配管６７の途中には循環ポンプ６８が接続されている。掘削井戸６９の内部には井戸ケース７０が収容されている。前記掘削井戸６９と井戸ケース７０との間に形成された地中熱の集熱領域には、前記熱媒液循環配管６７の途中にヘッダー７１，７２を介して該循環配管６７と直列に接続された集熱パイプ７３が収容されている。前記井戸ケース７０の内部には井戸ポンプ７４が収容され、該井戸ポンプ７４によって汲み上げられた井戸水は、揚水管７５によって外部に排出されるようになっている。前記揚水管７５と熱媒液循環配管６７との間には、熱交換器７６が設けられ、井戸水と熱媒液循環配管６７内の不凍液との間で熱交換が行われるようになっている。熱交換器７６に供された井戸水は排水溝７７に排水されるようになっている。
【０００５】
冬季において、ヒートポンプシステムの暖房運転が開始されると、前記圧縮機６２、循環ポンプ６８及び井戸ポンプ７４が起動される。すると、前記圧縮機６２によって圧縮されて高温・高圧となった熱媒ガスが室内熱交換機６３に供給され、ここで、高温の熱媒ガスと、室内の低温の空気との間で熱交換が行われ、室内が暖房される。前記室内熱交換機６３から流出した低温の熱媒液は、膨張弁６４によって蒸発されて熱媒ガスになる。この熱媒ガスは、第１室外熱交換機６５に供給されて、該第１室外熱交換機６５によって加熱され、圧縮機６２に供給される。
【０００６】
一方、前記循環ポンプ６８が起動されると、熱媒液循環配管６７及び集熱パイプ７３内の不凍液が循環される。このため、集熱パイプ７３内の不凍液が集熱領域の地熱によって温められ、この加熱された不凍液が前記第２室外熱交換器６６に供給され、循環配管６１内の熱媒ガスが加熱されて、圧縮機６２に供給される。従って、熱媒ガスを高温・高圧にすることができ、暖房効率が向上する。なお、前記第２室外熱交換器６６により冷却された不凍液は前記集熱パイプ７３に送られて、地中熱とほぼ同じ温度に加熱されて、再び第２室外熱交換器６６に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上記従来の暖房用のヒートポンプシステムにおいては、熱媒ガスを循環させるための循環配管６１と、地中熱を集熱するための熱媒液循環配管６７及び集熱パイプ７３とがそれぞれ別に設けられていたので、第２室外熱交換器６６が必要となる。このため、部品点数が増加し、製造及び施工作業が面倒で、それらのコストを低減することが難しいという問題があった。又、ヒートポンプの運転中は、前記循環ポンプ６８を常時運転する必要があるため、消費電力が増加して、暖房効率を向上することができないという問題があった。
【０００９】
さらに、地熱利用のヒートポンプシステムを、冷房用に用いたり、給湯用に用いたり、融雪用に用いたりする場合にも、上述した問題と同様の問題があった。
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、部品点数を低減して、製造及び施工作業を容易に行うことができるとともに、熱効率を向上することができる冷熱、温熱式、冷・温熱式ヒートポンプシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、熱媒ガス循環配管に、圧縮機、放熱交換器、膨張弁及び負荷側熱交換器を接続し、前記圧縮機で圧縮された熱媒ガスを前記放熱交換器で冷却して液化した後、前記膨張弁で液熱媒を膨張・気化させて、前記負荷側熱交換器に供給し、冷熱を発生するようにした冷熱式ヒートポンプシステムにおいて、地中に埋設された井戸ケースの井戸水を汲み上げて排水する井戸ポンプを設け、前記井戸ケースの貯水室に、前記熱媒ガス循環配管の一部を放熱交換パイプとして収容することにより前記放熱交換器を構成し、前記負荷側熱交換器の負荷を検出する負荷センサを設け、該負荷センサにより検出された負荷の検出値が設定値以上の場合に、前記井戸ポンプを運転し、前記検出値が設定値以下の場合に前記井戸ポンプを停止する制御信号を出力する制御装置を備えていることを要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記井戸ポンプの排水管と、前記圧縮機から熱交換パイプの入口に至る熱媒ガス循環配管との間に、井戸ポンプの運転中に井戸水と熱媒ガスとの熱交換を行うための熱交換器が設けられていることを要旨とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記負荷センサは、前記井戸ケース内の井戸水の温度を直接的に又は間接的に検出する温度センサであって、前記制御装置は、冷熱運転中に前記温度センサにより検出された井戸水の温度の検出値が設定値以上の場合に、前記井戸ポンプを運転し、前記検出値が設定値以下の場合に前記井戸ポンプを停止する制御信号を出力するように構成されていることを要旨とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、熱媒ガス循環配管に、圧縮機、負荷側熱交換器、膨張弁及び集熱交換器を接続し、前記圧縮機で圧縮された高温・高圧の熱媒ガスを負荷側熱交換器に供給し、該熱交換器で冷却された熱媒ガスを膨張弁で減圧・膨張して熱媒ガスとして集熱交換器に供給して、該熱交換器により熱媒ガスを加熱し、該熱媒ガスを圧縮機により圧縮して、前記負荷側熱交換器に供給し、温熱を発生するようにした温熱式ヒートポンプシステムにおいて、地中に埋設された井戸ケースの井戸水を汲み上げて排水する井戸ポンプを設け、前記井戸ケースの貯水室に、前記熱媒ガス循環配管の一部を集熱交換パイプとして収容して、前記集熱交換器を構成し、前記負荷側熱交換器の負荷を検出する負荷センサを設け、該負荷センサにより検出された負荷の検出値が設定値以上の場合に、前記井戸ポンプを運転し、前記検出値が設定値以下の場合に前記井戸ポンプを停止する制御信号を出力する制御装置を備えていることを要旨とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記井戸ポンプの排水管と、前記熱交換パイプの出口から圧縮機に至る熱媒ガス循環配管との間に、井戸ポンプの運転中に井戸水と熱媒ガスとの間で熱交換を行うための熱交換器が設けられていることを要旨とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５において、前記負荷センサは、井戸ケース内の井戸水の温度を直接的又は間接的に検出する温度センサであって、前記制御装置は、温熱運転中に前記温度センサにより検出された井戸水の温度の検出値が設定値以下の場合に、前記井戸ポンプを運転し、前記検出値が設定値以上の場合に前記井戸ポンプを停止する制御信号を出力するように構成されていることを要旨とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の冷熱式ヒートポンプシステムと、請求項４に記載の温熱式ヒートポンプとを組み合わせ、冷熱を発生させる運転状態又は温熱を発生させる運転状態に切り換え可能に構成したことを特徴とすることを要旨とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７において、前記井戸ポンプの排水管と、前記圧縮機から熱交換パイプに至る熱媒ガス循環配管との間には一台の熱交換器が設けられ、冷熱を発生させる運転状態又は温熱を発生させる運転状態において利用可能に構成されていることを要旨とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、熱媒ガス循環配管に、圧縮機、放熱交換器、膨張弁及び負荷側熱交換器を接続し、前記圧縮機で圧縮された熱媒ガスを前記放熱交換器で冷却して液化した後、前記膨張弁で液熱媒を膨張・気化させて、前記負荷側熱交換器に供給し、冷熱を発生するようにした冷熱式ヒートポンプシステムにおいて、地中に埋設された井戸ケースの貯液室の熱媒液を循環する循環手段を設け、前記貯液室に、前記熱媒ガス循環配管の一部を放熱交換パイプとして収容することにより前記放熱交換器を構成し、前記負荷側熱交換器の負荷を検出する負荷センサを設け、該負荷センサにより検出された負荷の検出値が設定値以上の場合に、前記循環手段を作動し、前記検出値が設定値以下の場合に前記循環手段を停止する制御信号を出力する制御装置を備えていることを要旨とする。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項９において、前記井戸ケースは、鉛直方向に配設され、前記放熱交換器は、井戸ケースの上部貯留室又は下部貯留室に収容されていることを要旨とする。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、熱媒ガス循環配管に、圧縮機、負荷側熱交換器、膨張弁及び集熱交換器を接続し、前記圧縮機で圧縮された高温・高圧の熱媒ガスを負荷側熱交換器に供給し、該熱交換器で冷却された熱媒ガスを膨張弁で減圧・膨張して熱媒ガスとして集熱交換器に供給して、該熱交換器により熱媒ガスを加熱し、該熱媒ガスを圧縮機により圧縮して、前記負荷側熱交換器に供給し、温熱を発生するようにした温熱式ヒートポンプシステムにおいて、地中に埋設された井戸ケースの貯液室の熱媒液を循環する循環手段を設け、前記貯液室に、前記熱媒ガス循環配管の一部を集熱交換パイプとして収容して、前記集熱交換器を構成し、前記負荷側熱交換器の負荷を検出する負荷センサを設け、該負荷センサにより検出された負荷の検出値が設定値以上の場合に、前記循環手段を作動し、前記検出値が設定値以下の場合に前記循環手段を停止する制御信号を出力する制御装置を備えていることを要旨とする。
【００２１】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１において、前記井戸ケースは、鉛直方向に配設され、前記集熱交換器は、井戸ケースの上部貯留室又は下部貯留室に収容されていることを要旨とする。
【００２２】
請求項１３に記載の発明は、請求項９に記載の冷熱式ヒートポンプシステムと、請求項１１に記載の温熱式ヒートポンプとを組み合わせ、冷熱を発生させる運転状態又は温熱を発生させる運転状態に切り換え可能に構成したことを特徴とすることを要旨とする。
【００２３】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３において、井戸ケースの上部貯留室には、前記集熱交換器が収容され、下部貯留室には、前記放熱交換器が収容され、冷熱運転時には、前記放熱交換器が選択作動され、温熱運転時には、前記集熱交換器が選択作動されるように構成されていることを要旨とする。
【００２４】
（作用）
請求項１に記載の発明は、ヒートポンプの運転状態において、負荷側熱交換器の負荷が高くて、前記負荷センサにより検出された検出値が設定値よりも高い場合に、前記井戸ポンプが運転され、負荷側熱交換器の負荷が低くて、負荷センサの検出値が設定値よりも低い場合に、井戸ポンプの運転が停止される。このため、ヒートポンプの運転状態において、井戸ポンプの運転時間を短くすることができ、例えば冷房効率又は冷水供給効率を向上することができる。
【００２５】
又、請求項１記載の発明は、熱媒ガス循環配管内の熱媒ガスを井戸水と直接熱交換するようにしたので、圧縮機により圧縮された熱媒ガスが井戸水によって冷却されて気体から液熱媒に変化する際に井戸水の熱が液熱媒に潜熱として蓄熱される。このため、熱媒ガスの蓄熱効率を向上して、例えば冷房効率又は冷水供給効率を向上することができる。
【００２６】
さらに、請求項１に記載の発明は、熱媒ガス循環配管の一部を放熱交換パイプとし、このパイプを井戸ケースの貯水室に収容して放熱交換器とした。このため、熱媒ガス循環配管とは別に液熱媒を循環させる液熱媒循環配管を掘削井戸に埋設して、液熱媒循環配管と熱媒ガス循環配管との間に放熱交換器を設ける必要が無くなる。このため、部品点数を低減し、製造及び施工作業を容易に行い、それらのコストを低減することができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、ヒートポンプの温熱運転状態において、負荷側熱交換器の負荷が高くて、前記負荷センサにより検出された検出値が設定値よりも高い場合に、前記井戸ポンプが運転され、負荷側熱交換器の負荷が低くて、負荷センサの検出値が設定値よりも低い場合に、井戸ポンプの運転が停止される。このため、ヒートポンプの温熱運転状態において、井戸ポンプの運転時間を短くすることができ、例えば暖房効率又は温水供給効率を向上することができる。
【００２８】
又、請求項４記載の発明は、熱媒ガス循環配管内の熱媒ガスを井戸水と直接熱交換するようにしたので、膨張弁により減圧・膨張された熱媒ガスが井戸水によって加熱されて液熱媒から熱媒ガスに変化する際に熱媒ガスに潜熱として蓄熱される。このため、熱媒ガスの蓄熱効率を向上して、例えば暖房効率又は温水供給効率を向上することができる。
【００２９】
さらに、請求項４に記載の発明は、熱媒ガス循環配管の一部を集熱交換パイプとし、このパイプを井戸ケースの貯水室に収容して集熱交換器とした。このため、熱媒ガス循環配管とは別に液熱媒を循環させる液熱媒循環配管を掘削井戸に埋設して、液熱媒循環配管と熱媒ガス循環配管との間に集熱交換器を設ける必要が無くなる。このため、部品点数を低減し、製造及び施工作業を容易に行い、それらのコストを低減することができる。
【００３０】
請求項９又は１０に記載の発明は、ヒートポンプの運転状態において、負荷側熱交換器の負荷が高くて、前記負荷センサにより検出された検出値が設定値よりも高い場合に、前記循環手段が作動され、負荷側熱交換器の負荷が低くて、負荷センサの検出値が設定値よりも低い場合に、循環手段が停止される。このため、ヒートポンプの運転状態において、循環手段の運転時間を短くすることができ、例えば冷房効率又は冷水供給効率を向上することができる。
【００３１】
請求項１１又は１２に記載の発明は、ヒートポンプの温熱運転状態において、負荷側熱交換器の負荷が高くて、前記負荷センサにより検出された検出値が設定値よりも高い場合に、前記循環手段が作動され、負荷側熱交換器の負荷が低くて、負荷センサの検出値が設定値よりも低い場合に、循環手段が停止される。このため、ヒートポンプの温熱運転状態において、循環手段の運転時間を短くすることができ、例えば暖房効率又は温水供給効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１〜３、９，１０のいずれか１項に記載の冷熱式ヒートポンプシステムの発明によれば、部品点数を低減して、製造及び施工作業を容易に行うことができるとともに、冷熱効率を向上することができる。
【００３３】
請求項４〜６、１１又は１２のいずれか１項に記載の温熱式ヒートポンプシステムの発明によれば、部品点数を低減して、製造及び施工作業を容易に行うことができるとともに、温熱効率を向上することができる。
【００３４】
請求項７、８、１３、１４のいずれか１項に記載の冷・温熱式ヒートポンプシステムの発明によれば、部品点数を低減して、製造及び施工作業を容易に行うことができるとともに、冷熱効率及び温熱効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の冷・温熱式のヒートポンプシステムを具体化した第１実施形態を示す略体回路図。
【図２】ヒートポンプシステムの制御装置を示すブロック回路図。
【図３】この発明の第２実施形態を示す略体回路図。
【図４】この発明の第３実施形態を示す略体回路図。
【図５】この発明の第４実施形態を示す略体回路図。
【図６】この発明の第５実施形態を示す略体回路図。
【図７】この発明の別の実施形態を示す部分断面図。
【図８】この発明の別の実施形態を示す部分断面図。
【図９】従来のヒートポンプシステムの略体回路図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明を井戸水の熱を利用した冷暖房ヒートポンプシステムに具体化した第１実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
最初に、図１に基づいて冷暖房ヒートポンプシステムの全体構成について説明する。家屋の室外に設けられた室外機ケース１１内には、低温・低圧の熱媒ガスを吸入して圧縮し、高温・高圧の熱媒ガスを吐出するようにした圧縮機１２が収容されている。この圧縮機１２の吐出口には吐出配管１３及び四方弁１４を介して室内側に配設された負荷側熱交換器としての室内熱交換器１５が接続されている。該室内熱交換器１５には熱媒配管１６を介して室外機ケース１１内に配設された膨張弁１７が接続されている。該膨張弁１７は、熱媒配管１８ａ及び継手１９ａを介して地中内に施工された集熱交換器又は放熱交換器として機能する地中熱交換器２０に接続されている。該地中熱交換器２０は、地中に埋設された井戸ケース２１と、該井戸ケース２１の下端開口部に収容されたフィルタ２２と、該フィルタ２２の上方に形成された井戸ケース２１内の貯水室２１ａ内に収容された放熱交換パイプ又は集熱交換パイプとして機能する熱交換パイプ２３とにより構成されている。前記井戸ケース２１の上端開口部には密閉蓋２４が接合されている。前記貯水室２１ａ内に収容された前記熱交換パイプ２３の一端部は、前記密閉蓋２４を貫通して外部に導出され、前記継手１９ａによって前記熱媒配管１８ａに接続されている。熱交換パイプ２３の他端部は、前記密閉蓋２４を貫通して外部に導出され、前記室外機ケース１１に設けた継手１９ｂに接続されている。該継手１９ｂには、熱媒配管１８ｂ、前記四方弁１４及び吸入配管２５を介して前記圧縮機１２が接続されている。
【００３７】
この第１実施形態においては、前記吐出配管１３、熱媒配管１６、熱媒配管１８ａ、熱交換パイプ２３、熱媒配管１８ｂ及び吸入配管２５等によって、ヒートポンプシステムの閉ループ状の熱媒ガス循環配管Ｐが構成されている。そして、前記熱交換パイプ２３が前記熱媒ガス循環配管Ｐの一部となっている。又、この第１実施形態では、熱媒ガスとしてＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５からなる２成分系疑似共沸混合物（ＨＦＣＲ−４１０Ａ）を用いている。このＨＦＣ・Ｒ−４１０Ａに、該Ｒ−４１０Ａとの相溶性が高いＰＯＥ（ポリオールエステル）冷凍機油が混合（ＰＯＥの重量比率１８％）されている。この熱媒体を用いることによって、オイルトラップを用いなくても冷凍機油が大深度（５０〜１００ｍ）の井戸ケース２１の底から熱交換パイプ２３内を上昇して圧縮機１２に戻るので、圧縮機１２の潤滑が適正に行われる。熱媒として、Ｒ−４０７Ｃ（ＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１３４ａからなる３成分系非共沸混合物）を用いてもよい。
【００３８】
前記密閉蓋２４には井戸ポンプ２６の吸入フランジが接続され、該井戸ポンプ２６の吐出フランジには、排水管２７が接続され、その先端部は地面に設けた排水溝２８に挿入されている。前記排水管２７には電磁切換弁２９を介して分岐排水管３０が接続されている。前記排水管２７と前記熱媒配管１８ｂとの間には、暖房運転時に必要に応じて作動される熱交換器３１が設けられ、排水管２７内の井戸水の熱によって、熱媒配管１８ｂ内の熱媒ガスを熱交換により加熱することができるようになっている。前記分岐排水管３０と前記熱媒配管１８ａとの間には、冷房運転時に必要に応じて作動される熱交換器３２が設けられ、分岐排水管３０内の井戸水の熱によって、熱媒配管１８ａ内の熱媒ガスを熱交換により冷却することができるようになっている。
【００３９】
前記熱交換器３１と四方弁１４との間の熱媒配管１８ｂには、負荷センサとしての第１温度センサ３３が設けられている。この第１温度センサ３３によって、ヒートポンプシステムが暖房運転状態において、熱媒ガスの温度を検出して、井戸ケース２１の貯水室２１ａ内の井戸水の温度を間接的に検出するようになっている。前記熱交換器３２と前記膨張弁１７との間の熱媒配管１８ａには、負荷センサとしての第２温度センサ３４が設けられている。この第２温度センサ３４によって、ヒートポンプシステムが冷房運転状態において、熱媒配管１８ａ内の熱媒ガスの温度を検出して、井戸ケース２１の貯水室２１ａ内の井戸水を間接的に検出するようになっている。
【００４０】
次に、ヒートポンプシステムの運転を制御する制御システムについて説明する。
図２に示すように、制御装置３５には各種のデータに基づいて各種の演算処理を行うための中央演算処理装置（ＣＰＵ）３６が設けられるとともに、制御動作プログラム等を記録するためのリード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）３７が設けられている。又、前記制御装置３５には、各種のデータを記憶するための読み出し書き込み可能なランダム・アクセス・メモリ３８（ＲＡＭ）が設けられている。
【００４１】
前記制御装置３５には前記第１及び第２温度センサ３３，３４が接続されるとともに、前記圧縮機１２を駆動する可変速モータＭ１及び井戸ポンプ２６を駆動するモータＭ２が接続されている。又、前記制御装置３５には前記四方弁１４を切り換え動作する電磁ソレノイドＳ１、前記切換弁２９を切り換え動作する電磁ソレノイドＳ２が接続されている。
【００４２】
前記ＣＰＵ３６には、前記モータＭ１の回転数を制御するための回転速度制御部３９が設けられている。前記回転速度制御部３９によって、前記モータＭ１の回転速度が制御されて、前記圧縮機１２の駆動量がインバーター（周波数）制御され、ヒートポンプシステムの室内熱交換器１５の負荷状態に応じて、圧縮機１２の駆動量が適正に制御されるようになっている。
【００４３】
前記ＣＰＵ３６には、暖房運転中において、前記第１温度センサ３３によって検出された温度の検出値と、予め記憶媒体（例えば前記ＲＡＭ３８等）に記憶された設定値とを比較することによって、前記井戸ポンプ２６の運転を後述するようにオン・オフ制御するための第１井戸ポンプ制御部４０が設けられている。
【００４４】
前記ＣＰＵ３６には、冷房運転中において、前記第２温度センサ３４によって検出された温度の検出値と、予め記憶媒体（例えば前記ＲＡＭ３８等）に記憶された設定値とを比較することによって、前記井戸ポンプ２６の運転を後述するようにオン・オフ制御するための第２井戸ポンプ制御部４１が設けられている。
【００４５】
前記制御装置３５にはヒートポンプシステムの暖房運転又は冷房運転を、遠隔操作するためのリモコンスイッチ４２が備えられている。このリモコンスイッチ４２には、冷房運転又は暖房運転を選択するスイッチ、室内の温度を設定するための設定ボタン等が設けられている。
【００４６】
次に、前記のように構成された冷暖房ヒートポンプシステムの暖房運転及び冷房運転の各動作について説明する。
（暖房運転）
前記リモコンスイッチ４２の暖房の選択スイッチが操作されるとともに、室内の温度の設定スイッチが操作されて、暖房温度が設定され、起動スイッチがオンされると、ヒートポンプの暖房運転が開始される。暖房運転状態においては、四方弁１４が図１のように切り換えられているので、熱媒ガス循環配管Ｐの熱媒ガスは、図１の実線の矢印で示すように流れる。そして、前記圧縮機１２によって加圧された高温、高圧の熱媒ガスは室内熱交換器１５によって冷却され、室内の空気が暖められて暖房に用いられる。その後、室内熱交換器１５内の熱媒ガスは冷却されて熱媒液となる。この熱媒液は、膨張弁１７により減圧・膨張されて気液二相の熱媒となり、熱媒配管１８ａ及び継手１９ａを通して地中熱交換器２０の熱交換パイプ２３に供給される。この熱交換パイプ２３に流入した温度の低い気液二相の熱媒は、温度の高い井戸水の熱と熱交換されて加熱される。この過程で熱媒がさらにガス化されて熱媒ガスとなり、この熱媒ガスに井戸水の熱が潜熱として蓄熱され、その後、継手１９ｂ、熱媒配管１８ｂ、四方弁１４及び吸入配管２５を通して圧縮機１２に戻る。
【００４７】
例えば、ヒートポンプの暖房運転初期のように、前記室内熱交換器１５の暖房負荷が大きい状態で、ヒートポンプが所定時間継続して運転されると、井戸ケース２１の貯水室２１ａ内の井戸水の温度（例えば１５℃）が前記地中熱交換器２０の熱交換動作によって低下（例えば５℃）する。このため、前記第１井戸ポンプ制御部４０によって、前記第１温度センサ３３の温度の検出値が設定値（例えば１０℃）よりも低いと判断され、制御装置３５から前記井戸ポンプ２６のモータＭ２に駆動信号が出力されて井戸ポンプ２６が運転される。この動作によって、井戸ケース２１の貯水室２１ａ内の温度が低くなった井戸水が汲み上げられて、それよりも高い温度（１５℃）の地下水が前記フィルタ２２を介して貯水室２１ａ内に吸い込まれ、井戸水の温度が次第に上昇（１５℃）され、高負荷暖房運転において地中熱交換器２０による井戸水と熱媒ガスとの熱交換が適正に行われる。
【００４８】
この暖房運転状態においては、前記電磁切換弁２９が排水管２７側に切り換えられているので、汲み上げられた井戸水が排水管２７によって熱交換器３１に供給される。このため、熱媒配管１８ｂ内の冷媒ガスが加熱されて、圧縮機１２に供給されるので、暖房効率が向上する。
【００４９】
前記第１温度センサ３３の温度の検出値が設定値（例えば１０℃）よりも高いと判断されると、制御装置３５から前記井戸ポンプ２６のモータＭ２に停止信号が出力されて井戸ポンプ２６が停止される。
【００５０】
高負荷の暖房運転が継続されて、室内の温度が上昇し、室内熱交換器１５の負荷が低下すると、それに応じて、制御装置３５の回転速度制御部３９からの制御信号により圧縮機１２の可変速モータＭ１の回転速度が低下され、熱媒ガス循環配管Ｐを循環する熱媒ガスの流量が低減されて、地中熱交換器２０の熱交換量が低減され、井戸水の温度低下が抑制される。このため、室内熱交換器１５の暖房負荷が低下した通常の暖房運転状態においては、井戸ポンプ２６を運転して地下水を貯水室２１ａに採り込まなくても地中熱交換器２０によって必要な熱交換が行われる。従って、井戸ポンプ２６は暖房運転中において、必要なときのみ運転されることになる。
（冷房運転）
一方、ヒートポンプの停止状態において、前記リモコンスイッチ４２の冷房の選択スイッチが操作されるとともに、室内の温度の設定スイッチが操作されて、冷房温度が設定され、図１に示す四方弁１４が暖房ポートから冷房ポートに切り換えられ、起動スイッチがオンされると、冷房運転が開始される。この冷房運転状態においては、熱媒ガス循環配管Ｐ内の熱媒ガスは、図１の破線の矢印で示すように流れる。そして、圧縮機１２によって吐出された高温・高圧の熱媒ガスは、吐出配管１３、四方弁１４、熱媒配管１８ｂ及び継手１９ｂを通って、前記地中熱交換器２０の熱交換パイプ２３に供給される。この熱交換パイプ２３を流れる高温の熱媒ガスは、井戸水と熱交換されて、低温・低圧に凝縮されて、液熱媒となる。そして、この凝縮された液熱媒は、熱交換パイプ２３を上昇し、継手１９ａ及び熱媒配管１８ａを通して膨張弁１７に導かれる。この膨張弁１７によって、熱媒液が減圧・膨張されてガス化され、低温となる。この低温となった熱媒ガスは前記室内熱交換器１５に流入して外部から熱を吸収し、室内の冷房に供される。その後、吐出配管１３、四方弁１４及び吸入配管２５を介して圧縮機１２に戻る。
【００５１】
例えば、ヒートポンプの冷房運転初期のように、前記室内熱交換器１５の冷房負荷が大きい状態で、ヒートポンプが所定時間継続して運転されると、井戸ケース２１の貯水室２１ａ内の井戸水の温度（例えば１５℃）が前記地中熱交換器２０の熱交換動作によって上昇（例えば２０℃）する。このため、前記第２井戸ポンプ制御部４１によって、前記第２温度センサ３４の温度の検出値が設定値（例えば１８℃）よりも高いと判断され、制御装置３５から前記井戸ポンプ２６のモータＭ２に駆動信号が出力されて井戸ポンプ２６が運転される。この動作によって、井戸ケース２１の貯水室２１ａ内の温度（２０℃）が高くなった井戸水が汲み上げられて、それよりも低い温度（１５℃）の地下水が前記フィルタ２２を介して貯水室２１ａ内に吸い込まれ、井戸水の温度が低下され、高負荷冷房運転において地中熱交換器２０による井戸水と熱媒ガスとの熱交換が適正に行われる。
【００５２】
この冷房運転状態においては、前記電磁切換弁２９が分岐排水管３０側に切り換えられているので、汲み上げられた井戸水が排水管３０によって熱交換器３２に供給される。このため、熱媒配管１８ａ内の冷媒ガスが冷却されて、膨張弁１７に供給されるので、冷房効率が向上する。
【００５３】
前記第２温度センサ３４の温度の検出値が設定値（例えば１８℃）よりも低いと判断されると、制御装置３５から前記井戸ポンプ２６のモータＭ２に停止信号が出力されて井戸ポンプ２６が停止される。
【００５４】
高負荷の冷房運転が継続されて、室内の温度が低下し、室内熱交換器１５の負荷が低下すると、それに応じて、制御装置３５の回転速度制御部３９からの制御信号により圧縮機１２のモータＭ１の回転速度が低下され、熱媒ガス循環配管Ｐを循環する熱媒ガスの流量が低減されて、地中熱交換器２０の熱交換量が低減され、井戸水の温度上昇が抑制される。このため、室内熱交換器１５の冷房負荷が低下した通常の冷房運転状態においては、井戸ポンプ２６を運転して地下水を貯水室２１ａに採り込まなくても地中熱交換器２０によって必要な熱交換が行われる。従って、井戸ポンプ２６は冷房運転中において、必要なときのみ運転されることになる。
【００５５】
上記第１実施形態の冷暖房ヒートポンプシステムによれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記第１実施形態では、ヒートポンプシステムの熱媒ガス循環配管Ｐの一部を構成するように前記継手１９ａ，１９ｂに地中熱交換器２０を構成する熱交換パイプ２３を接続した。このため、井戸ケース２１の貯水室２１ａ内の井戸水と熱交換パイプ２３内を流れる熱媒ガスとの間で熱交換を直接行うことができ、部品点数を低減して、製造及び施工作業を容易に行い、それらのコストを低減することができる。
【００５６】
（２）上記第１実施形態では、前記室内熱交換器１５の暖房負荷が大きく、前述したように前記地中熱交換器２０の井戸ケース２１の貯水室２１ａ内の井戸水と、熱交換パイプ２３を流れる熱媒ガスとの熱交換が高速で行われて、井戸水の温度が低下した場合に、その温度を前記第１温度センサ３３によって間接的に検出して、前記井戸ポンプ２６を駆動し、貯水室２１ａ内の温度が低下した井戸水を汲み上げて外部に排出し、それより高い所定温度に保たれた地下水をフィルタ２２を通して貯水室２１ａ内に採り込むようにした。一方、室内熱交換器１５の暖房負荷が低下して、井戸ケース２１の貯水室２１ａ内の井戸水の温度が熱交換パイプ２３を流れる熱媒ガスとの熱交換によってもそれほど低下しない通常の暖房運転状態の場合には、前記井戸ポンプ２６の運転が停止されるようにした。このため、井戸ポンプ２６の運転に要する消費電力を低減して、ヒートポンプの暖房効率を向上することができる。
【００５７】
なお、ヒートポンプの冷房運転においても、暖房運転と同様の理由により、冷房効率を向上することができる。
（３）上記第１実施形態では、熱交換パイプ２３内の熱媒ガスと井戸水との熱交換を行うようにしたので、熱媒ガスが潜熱によって暖房時又は冷房時に効率よく蓄熱され、この点からも暖房効率又は冷房効率を向上することができる。これに対し、背景の技術で述べた循環ポンプにより不凍液を循環させて、熱媒ガス循環配管内の熱媒ガスを熱交換器により熱交換する方式では、不凍液の顕熱を利用することになるので、蓄熱量が少なく、適正な熱交換を行うためには、不凍液の使用量を増やさなければならない。
【００５８】
（４）上記第１実施形態では、背景の技術で述べた不凍液の循環ポンプが不要となるので、その分、消費電力が少なくなって、冷房効率又は暖房効率を向上することができる。
（第２実施形態）
次に、図３に基づいて、この発明の第２実施形態について説明する。
【００５９】
この第２実施形態では、前述した第１実施形態における熱交換器３１と熱交換器３２を一つに合体したものである。このため、図３に示すように、排水管２７に設けられた前記電磁切換弁２９及び分岐排水管３０が省略されている。又、前記熱媒配管１８ａと熱媒配管１８ｂとの間に第１連通配管４３と第２連通配管４４とが並列に接続されている。第１及び第２連通配管４３，４４には、第３連通配管４５が接続され、該第３連通配管４５と前記排水管２７に熱交換器４８が接続されている。前記第１連通配管４３には、第１電磁弁４６と第２電磁弁４７が接続されている。前記熱媒配管１８ａ，１８ｂには、第１逆止弁４９Ａ、第２逆止弁４９Ｂが接続され、前記第２連通配管４４には、第３逆止弁４９Ｃ及び第４逆止弁４９Ｄが接続されている。
【００６０】
上記の第２実施形態においては、暖房運転状態で前記第１電磁弁４６が閉鎖され、かつ第２電磁弁４７が開放されて、両配管１８ａ，１８ｂ及び第１〜第３連通配管４３〜４５を熱媒が実線で示す方向に流れ、室内熱交換器１５により室内の暖房が行われる。
【００６１】
反対に、冷房運転状態においては、前記第１電磁弁４６が開放され、かつ第２電磁弁４７が閉鎖されて、両配管１８ａ，１８ｂ及び第１〜第３連通配管４３〜４５を熱媒が破線で示す方向に流れ、室内熱交換器１５により室内の冷房が行われる。
【００６２】
この第２実施形態では、熱交換器４８が一台となっているので、熱交換器４８の設置スペースを低減することができる。
（第３実施形態）
この第３実施形態は、図４に示すように、前記四方弁１４、冷房用の熱交換器３２及び第２温度センサ３４を省略して、暖房専用（温熱式）のヒートポンプシステムとして具体化したものである。この第３実施形態においては、前記地中熱交換器２０が集熱交換器として機能する。この第３実施形態において、前記熱交換器３１を省略してもよい。又、吐出配管１３及び熱媒配管１６に接続された室内熱交換器１５に代えて、例えば給湯装置の給湯配管を接続したり、床暖房配管を接続したり、融雪装置の融雪用配管を接続したりしてもよい。
（第４実施形態）
この第４実施形態は、図５に示すように、前記四方弁１４、暖房用の熱交換器３１及び第１温度センサ３３を省略して、冷房専用（冷熱式）のヒートポンプシステムとして具体化したものである。この第４実施形態においては、前記地中熱交換器２０が放熱交換器として機能する。この第４実施形態において、前記熱交換器３２を省略してもよい。又、吐出配管１３及び井戸ポンプ２６に接続された室内熱交換器１５に代えて、例えば冷水供給装置の冷水配管を接続してもよい。
（第５実施形態）
この第５実施形態においては、図６に示すように、前記熱交換パイプ２３が熱媒配管１８ａの下端に接続された第１分岐器５１と、該分岐器５１に接続された複数本の分岐パイプ５２と、各パイプ５２の上端部に接続され、かつ１本の熱媒配管１８ｂに接続された第２分岐器５３とより構成されている。又、前記井戸ケース２１の下端部の前記フィルタ２２は省略され、地下水が貯水室２１ａ内に浸入しないようにしている。井戸ケース２１の全体の深さＨは、例えば５０ｍ〜１００ｍに設定され、その内径は１０ｃｍ〜２５ｃｍに設定されている。さらに、前記地中熱交換器２０（熱交換パイプ２３）は井戸ケース２１の上部貯留室Ｒ１に収容され、地中熱交換器２０の下端から井戸ケース２１の底面までの間に、熱媒体としての水のみが貯留された下部貯留室Ｒ２が設けられている。前記熱交換パイプ２３の上下方向の配設長さＬ１は、例えば１０ｍ〜２０ｍに設定されている。前記下部貯留室Ｒ２を含めた熱交換パイプ２３が配設されていない貯水室２１ａの上下方向の長さＬ２は、例えば８０ｍ〜９０ｍに設定されている。
【００６３】
この第５実施形態においては、前述した排水タイプの井戸ポンプ２６に代えて、循環ポンプ５４が配設されている。この循環ポンプ５４の吸入口に接続された吸入パイプ５５の吸入口５５ａは、井戸ケース２１の底部において、水を汲み上げようになっている。循環ポンプ５４の吐出口に接続された吐出パイプ５６の出口５６ａは、前記上部貯留室Ｒ１の上部に配設されている。そして、前記循環ポンプ５４が作動されると、井戸ケース２１の下部貯留室Ｒ２の最下部の水が汲み上げられて、上部貯留室Ｒ１に供給され、水が貯水室２１ａ内で循環されるようになっている。
【００６４】
第５実施形態においては、第１実施形態で用いた熱交換器３１，３２が省略されている。
次に、前記ように構成された冷暖房ヒートポンプシステムの動作について説明する。
【００６５】
この第５実施形態においては、ヒートポンプシステムの暖房負荷が大きいときには、前記循環ポンプ５４が作動されて、貯水室２１ａ内で水が循環され、地中熱交換器２０による熱交換が適正に行われる。暖房負荷が低下して通常の運転状態になると、前記循環ポンプ５４が停止される。この状態においては、地中熱交換器２０の熱交換動作によって、熱交換パイプ２３内の冷媒液が上部貯留室Ｒ１内の水によって加熱される。このため、上部貯留室Ｒ１内の水が冷却されて下方に流動され、かつ下部貯留室Ｒ２の温度の高い水が上方に流動され、貯水室２１ａ内で水の自然対流が生じる。この結果、循環ポンプ５４を作動しなくても、通常の暖房運転状態において、地中熱交換器２０による熱交換が適正に行われる。
【００６６】
一方、ヒートポンプシステムの冷房負荷が大きいときには、前記循環ポンプ５４が作動されて、貯水室２１ａ内で水が循環され、地中熱交換器２０による熱交換が適正に行われる。冷房負荷が低下して通常の運転状態になると、循環ポンプ５４が停止される。この状態においては、地中熱交換器２０の熱交換動作によって、熱交換パイプ２３内の冷媒液が上部貯留室Ｒ１内の水によって冷却される。このため、上部貯留室Ｒ１内の水が加熱される。加熱された水の熱は、井戸ケース２１を通して地中に伝達される。この結果、循環ポンプ５４を作動しなくても、通常の冷房運転状態において、地中熱交換器２０による熱交換が適正に行われる。
【００６７】
第５実施形態においては、前記地中熱交換器２０を第１分岐器５１、パイプ５２及び第２分岐器５３によって構成したので、直列のパイプを使用した場合と比較して、地中熱交換器２０の流路の長さＬ１を低減することができ、施工を容易に行うことができる。
（変更例）
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
【００６８】
・第５実施形態において、図７に示すように、前記井戸ケース２１を例えば二箇所に設けてもよい。この場合には、それぞれの井戸ケース２１の深さ寸法を、１本の井戸ケース２１を使用した場合と比較して短くすることができ、井戸の掘削作業を容易に行うことができる。
【００６９】
・図８に示すように、下部貯留室Ｒ２にも地中熱交換器２０Ａを配設し、熱媒配管１８ａに切換弁５８を介して地中熱交換器２０及び地中熱交換器２０Ａを接続し、熱媒配管１８ｂに切換弁５９を介して前記地中熱交換器２０及び地中熱交換器２０Ａの第２分岐器５３に接続してもよい。
【００７０】
この実施形態では、暖房運転では、前記切換弁５８，５９を切り換え動作して、上部貯留室Ｒ１内の地中熱交換器２０のみを使用し、冷房運転では、下部貯留室Ｒ２内の地中熱交換器２０Ａのみを使用する。この低負荷の冷房運転時に、下部貯留室Ｒ２内の地中熱交換器２０Ａによって、下部貯留室Ｒ２内の水が加熱されるので、貯水室２１ａ内で水の対流が生じて熱交換がより適正に行われる。
【００７１】
・図１に示す実施形態において、熱交換器３１を省略したり、熱交換器３２を省略したり、熱交換器３１及び熱交換器３２を省略したりしてもよい。これらの場合には、冷房負荷又は暖房負荷が大きい状態において、井戸ポンプ２６を駆動することにより、井戸ケース２１の貯水室２１ａ内の井戸水が外部に排出されるので、フィルタ２２を介して所定温度の地下水が貯水室２１ａ内に吸い上げられ、井戸水の温度が所定の温度に保たれ、ヒートポンプシステムの高負荷の運転に対処することができる。
【００７２】
・前記井戸ケース２１の貯水室２１ａ内に第１及び第２温度センサ３３，３４を収容して、井戸水の温度を直接検出するようにしてもよい。
・前記第１温度センサ３３に代えて、第１圧力センサを用いてもよい。この場合には、例えば熱媒ガス循環配管Ｐの熱媒ガスの圧力の検出値が設定値以上の場合に、井戸ポンプ２６が運転され、設定値以下の場合に井戸ポンプ２６の運転が停止される。
【００７３】
・前記第２温度センサ３４に代えて、第２圧力センサを用いてもよい。この場合には、例えば熱媒ガス循環配管Ｐの熱媒ガスの圧力の検出値が設定値以下の場合に、井戸ポンプ２６が運転され、設定値以上の場合に井戸ポンプ２６の運転が停止される。
【００７４】
・負荷センサとして、室内の温度を測定する温度センサを設け、この温度センサの検出値と設定値とにより暖房又は冷房運転時の負荷の大小を判定するようにしてもよい。
・図６に示す第５実施形態において、前記四方弁１４を省略し、冷熱式ヒートポンプシステムとして具体化したり、温熱式ヒートポンプシステムとして具体化したりしてもよい。
【００７５】
・第５実施形態の循環手段として、図示しないが、前記井戸ケース２１の貯水室２１ａ内にモータによって回転される攪拌羽根を収容してもよい。
・第５実施形態において、前記井戸ケース２１の貯水室２１ａ内に収容する熱媒液として、水以外に、例えばロングライフクーラント等の不凍液を貯留するようにしてもよい。
【００７６】
・第５実施形態において、井戸ケース２１の下部貯留室Ｒ２に前記地中熱交換器２０を収容してもよい。
・第５実施形態において、前記熱交換パイプ２３をコイル状に構成してもよい。
【００７７】
・前記井戸ケース２１を鉛直方向ではなく、水平方向又は傾斜するように配設してもよい。
【符号の説明】
【００７８】
Ｐ…熱媒ガス循環配管、Ｒ１…上部貯留室、１２…圧縮機、１７…膨張弁、２１…井戸ケース、２１ａ…貯水室、２３…熱交換パイプ、２６…井戸ポンプ、２７，３０…排水管、３１，３２，４８…熱交換器、３５…制御装置、５６ａ…出口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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