(57)【要約】【課題】暖房運転において地中からの過度な吸熱を行うことによる熱枯れ状態の発生や、冷房運転において地中への過度な放熱を行うことによる熱飽和状態の発生を未然に防ぐことができる複合熱源ヒートポンプ装置を提供する。【解決手段】圧縮機制御部６１Ａを設け、地中熱ヒートポンプ回路４０における第１圧縮機４３の回転数を、所望の上限値を超えないように制御する。このときの上限値は、所定の気候因子、及び、前記第１冷媒温度センサ４２ｂが検出する第１冷媒Ｃ１の温度、に応じて、上限規制制御部６１Ｄによって決定される。これにより、例えば暖房運転では地中からの過度な吸熱を行わないようにし、熱枯れ状態の発生を未然に防ぐことができる。また例えば冷房運転では地中への過度な放熱を行わないようにし、熱飽和状態の発生を未然に防ぐことができる。以上の結果、地中熱を安定的に使用することができる。【選択図】図１７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１圧縮機、第１負荷側熱交換器、及び、地中熱交換器からの熱媒と熱交換可能な第１熱源側熱交換器、を第１冷媒配管で接続して、第１ヒートポンプ回路を形成し、
第２圧縮機、第２負荷側熱交換器、及び、外気と熱交換可能な第２熱源側熱交換器、を第２冷媒配管で接続して、第２ヒートポンプ回路を形成し、
前記第１負荷側熱交換器、前記第２負荷側熱交換器、及び、負荷端末を、循環液配管で接続して、負荷側回路を形成し、
前記第１圧縮機の回転数を制御する第１圧縮機制御手段を設けた、複合熱源ヒートポンプ装置において、
前記第１ヒートポンプ回路において、前記第１熱源側熱交換器へ流入する、若しくは、前記第１熱源側熱交換器から流出する、前記第１冷媒配管内の冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段と、
前記冷媒温度検出手段が検出した前記冷媒温度と、所定の気候因子とに応じて、前記第１圧縮機の回転数の第１上限値を決定する第１上限値決定手段と、
を有し、
前記第１圧縮機制御手段は、
前記第１上限値決定手段が決定した前記第１上限値を超えないように前記第１圧縮機の回転数を制御する
ことを特徴とする複合熱源ヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記気候因子は、
気温情報、前記第２熱源側熱交換器における冷媒温度情報、暦情報、及び、地理情報のうち少なくとも１つである
ことを特徴とする請求項１記載の複合熱源ヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記気候因子から、前記第１圧縮機の所定値以上の能力を必要とする所定時期に該当しないか否かを判定する時期判定手段をさらに有し、
前記第１上限値決定手段は、
前記時期判定手段により前記所定時期に該当しないと判定された場合には、前記所定時期に該当すると判定された場合よりも小さな値に、前記第１圧縮機の回転数の第１上限値を決定する
ことを特徴とする請求項１または２記載の複合熱源ヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記冷媒温度と、前記気候因子と、それら冷媒温度及び気候因子の組み合わせに対応する前記第１上限値と、の第１相関を記憶した第１記憶手段をさらに有し、
前記第１上限値決定手段は、
前記第１相関を参照して、前記冷媒温度検出手段が検出した前記冷媒温度と特定の前記気候因子とに対応する前記第１上限値を決定し、
前記第１圧縮機制御手段は、
前記第１上限値を超えないように前記第１圧縮機の回転数を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の複合熱源ヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記第１相関は、
前記冷媒温度に係わる複数の温度区分、及び、前記気候因子に係わる複数の段階区分を備えており、
前記第１上限値決定手段は、
前記冷媒温度が特定の１つの前記温度区分に属しかつ前記気候因子が特定の１つの段階区分に属した状態が第１所定期間継続したときに、当該１つの温度区分及び１つの段階区分に対応する値に、前記第１上限値を決定する
ことを特徴とする請求項４記載の複合熱源ヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記循環液配管内の負荷側循環液の実温度を検出する実温度検出手段と、
前記実温度検出手段により検出された前記実温度と目標温度との偏差に応じて、前記第１上限値決定手段により決定された前記第１圧縮機の回転数の前記第１上限値を補正する、補正手段と、
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の複合熱源ヒートポンプ装置。
【請求項７】
前記第１圧縮機が起動した後に前記第１圧縮機制御手段により回転数が前記第１上限値を超えないように制御されかつ前記第２圧縮機が起動していない状態において、前記第２圧縮機を起動して前記実温度と前記目標温度との前記偏差に応じて前記第２圧縮機の回転数を制御する、第２圧縮機制御手段と、
前記第２圧縮機制御手段の制御による前記第２圧縮機の回転数が、予め定められた第２上限値に達しているか否かを判定する第２上限値判定手段と、
をさらに有し、
前記補正手段は、
前記第２上限値判定手段により前記第２圧縮機の回転数が前記第２上限値に達していると判定された場合に、前記第１上限値を増大補正し、
前記第１圧縮機制御手段は、
前記増大補正後の前記第１上限値を超えないように、前記第１圧縮機の回転数を制御する
ことを特徴とする請求項６記載の複合熱源ヒートポンプ装置。
【請求項８】
前記冷媒温度と、前記偏差と、それら冷媒温度及び偏差の組み合わせに対応する補正値と、の第２相関を記憶した第２記憶手段をさらに有し、
前記補正手段は、
前記第２相関を参照して、前記第１上限値の増大補正における補正値を決定する
ことを特徴とする請求項６または請求項７記載の複合熱源ヒートポンプ装置。
【請求項９】
前記第２相関は、
前記冷媒温度に係わる複数の温度区分、及び、前記偏差に係わる複数の偏差区分を備えており、
前記補正手段は、
前記冷媒温度が特定の１つの前記温度区分に属しかつ前記偏差が特定の１つの偏差区分に属した状態が第２所定期間継続したときに、当該１つの温度区分及び１つの偏差区分に対応する値に、前記補正値を決定する
ことを特徴とする請求項８記載の複合熱源ヒートポンプ装置。
【請求項１０】
前記負荷側回路では、
前記第１負荷側熱交換器が前記第２負荷側熱交換器の上流側に直列に配設されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の複合熱源ヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源接続路の熱媒または室外空気と熱交換した後のヒートポンプ回路の冷媒に対し熱交換を行わせた循環液を負荷端末へ供給し、冷暖房を実行可能な複合熱源ヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の複合熱源ヒートポンプ装置においては、特許文献１記載のように、第１熱源側熱交換器へ流入する、若しくは、第１熱源側熱交換器から流出する、第１冷媒配管内の冷媒温度を検出し、検出した冷媒温度と所定のしきい値との大小に応じて、第１圧縮機の回転数を低減させるものがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５０７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、地中に固有の特性として、例えば、地中からの吸熱による負荷端末の暖房運転が行われる際、地中熱交換器による地中からの吸熱（採熱）が多くなり地中温度が過度に低下すると、時間がたってもなかなか温度回復ができない状態（いわゆる熱枯れ状態）となってしまう。上記従来のものでは、地中熱を利用する第１ヒートポンプ回路と空気熱を利用する第２ヒートポンプ回路とが併存するが、例えば１月や２月等の極寒の季節は空気熱利用の第２ヒートポンプ回路での吸熱があまり期待できないことから、それら１月２月には主に第１ヒートポンプ回路による地中からの吸熱を行うことが望ましい。すなわち、この時期は、第１圧縮機に対し、例えば最大能力に近いある程度以上（適宜の所定値以上）の能力が必要とされる時期（以下適宜、「要最大能力時期」と略称する）となる。したがって、その直前の時期（例えば前年の１２月）には、前記のような地中温度の過度の低下による熱枯れ状態が生じるのを極力回避する必要がある。
【０００５】
また、上記同様、地中への放熱による負荷端末の冷房運転が行われる際にも、地中熱交換器による地中への放熱が多くなり地中温度が過度に上昇すると、時間がたってもなかなか温度回復できない状態（いわゆる熱飽和状態）となってしまう。例えば７月や８月等の極暑の季節は空気熱利用の第２ヒートポンプ回路での放熱があまり期待できないことから、それら７月８月には主に第１ヒートポンプ回路による地中への放熱を行うことが望ましい。すなわち、この時期も、上記同様、第１圧縮機の要最大能力時期となる。したがって、その直前の時期（例えば６月）には、前記のような地中温度の過度の上昇による熱飽和状態が生じるのを極力回避する必要がある。
【０００６】
上記従来のものでは、検出した冷媒温度と所定のしきい値との大小に応じて第１圧縮機の回転数を低減させるので、前記要最大能力時期における熱枯れ状態又は熱飽和状態が発生するおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１では、第１圧縮機、第１負荷側熱交換器、及び、地中熱交換器からの熱媒と熱交換可能な第１熱源側熱交換器、を第１冷媒配管で接続して、第１ヒートポンプ回路を形成し、第２圧縮機、第２負荷側熱交換器、及び、外気と熱交換可能な第２熱源側熱交換器、を第２冷媒配管で接続して、第２ヒートポンプ回路を形成し、前記第１負荷側熱交換器、前記第２負荷側熱交換器、及び、負荷端末を、循環液配管で接続して、負荷側回路を形成し、前記第１圧縮機の回転数を制御する第１圧縮機制御手段を設けた、複合熱源ヒートポンプ装置において、前記第１ヒートポンプ回路において、前記第１熱源側熱交換器へ流入する、若しくは、前記第１熱源側熱交換器から流出する、前記第１冷媒配管内の冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段と、前記冷媒温度検出手段が検出した前記冷媒温度と、所定の気候因子とに応じて、前記第１圧縮機の回転数の第１上限値を決定する第１上限値決定手段と、を有し、前記第１圧縮機制御手段は、前記第１上限値決定手段が決定した前記第１上限値を超えないように前記第１圧縮機の回転数を制御するものである。
【０００８】
また、請求項２では、前記気候因子は、気温情報、前記第２熱源側熱交換器における冷媒温度情報、暦情報、及び、地理情報のうち少なくとも１つであるものである。
【０００９】
また、請求項３では、前記気候因子から、前記第１圧縮機の所定値以上の能力を必要とする所定時期に該当しないか否かを判定する時期判定手段をさらに有し、前記第１上限値決定手段は、前記時期判定手段により前記所定時期に該当しないと判定された場合には、前記所定時期に該当すると判定された場合よりも小さな値に、前記第１圧縮機の回転数の第１上限値を決定するものである。
【００１０】
また、請求項４では、前記冷媒温度と、前記気候因子と、それら冷媒温度及び気候因子の組み合わせに対応する前記第１上限値と、の第１相関を記憶した第１記憶手段をさらに有し、前記第１上限値決定手段は、前記第１相関を参照して、前記冷媒温度検出手段が検出した前記冷媒温度と特定の前記気候因子とに対応する前記第１上限値を決定し、前記第１圧縮機制御手段は、前記第１上限値を超えないように前記第１圧縮機の回転数を制御するものである。
【００１１】
また、請求項５では、前記第１相関は、前記冷媒温度に係わる複数の温度区分、及び、前記気候因子に係わる複数の段階区分を備えており、前記第１上限値決定手段は、前記冷媒温度が特定の１つの前記温度区分に属しかつ前記気候因子が特定の１つの段階区分に属した状態が第１所定期間継続したときに、当該１つの温度区分及び１つの段階区分に対応する値に、前記第１上限値を決定するものである。
【００１２】
また、請求項６では、前記循環液配管内の負荷側循環液の実温度を検出する実温度検出手段と、前記実温度検出手段により検出された前記実温度と目標温度との偏差に応じて、前記第１上限値決定手段により決定された前記第１圧縮機の回転数の前記第１上限値を補正する、補正手段と、を有するものである。
【００１３】
また、請求項７では、前記第１圧縮機が起動した後に前記第１圧縮機制御手段により回転数が前記第１上限値を超えないように制御されかつ前記第２圧縮機が起動していない状態において、前記第２圧縮機を起動して前記実温度と前記目標温度との前記偏差に応じて前記第２圧縮機の回転数を制御する、第２圧縮機制御手段と、前記第２圧縮機制御手段の制御による前記第２圧縮機の回転数が、予め定められた第２上限値に達しているか否かを判定する第２上限値判定手段と、をさらに有し、前記補正手段は、前記第２上限値判定手段により前記第２圧縮機の回転数が前記第２上限値に達していると判定された場合に、前記第１上限値を増大補正し、前記第１圧縮機制御手段は、前記増大補正後の前記第１上限値を超えないように、前記第１圧縮機の回転数を制御するものである。
【００１４】
また、請求項８では、前記冷媒温度と、前記偏差と、それら冷媒温度及び偏差の組み合わせに対応する補正値と、の第２相関を記憶した第２記憶手段をさらに有し、前記補正手段は、前記第２相関を参照して、前記第１上限値の増大補正における補正値を決定するものである。
【００１５】
また、請求項９では、前記第２相関は、前記冷媒温度に係わる複数の温度区分、及び、前記偏差に係わる複数の偏差区分を備えており、前記補正手段は、前記冷媒温度が特定の１つの前記温度区分に属しかつ前記偏差が特定の１つの偏差区分に属した状態が第２所定期間継続したときに、当該１つの温度区分及び１つの偏差区分に対応する値に、前記補正値を決定するものである。
【００１６】
また、請求項１０では、前記負荷側回路では、前記第１負荷側熱交換器が前記第２負荷側熱交換器の上流側に直列に配設されているものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の請求項１によれば、第１負荷側熱交換器における、第１ヒートポンプ回路側と負荷側回路との熱交換、及び、第２負荷側熱交換器における、第２ヒートポンプ回路側と負荷側回路との熱交換、により、負荷端末における暖房運転又は冷房運転が行われる。
【００１８】
すなわち、例えば暖房運転時には、前記第１ヒートポンプ回路では、低温・低圧で吸入されたガス状態の冷媒が第１圧縮機で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、凝縮器として機能する前記第１負荷側熱交換器において前記負荷側回路を流れる循環液に放熱して高圧の液体となり、蒸発器として機能する第１熱源側熱交換器において熱媒配管を流れる熱媒から吸熱し、低温・低圧のガスとして再び前記第１圧縮機へと戻る。このとき、地中熱交換器によって地中から地中熱が吸熱（採熱）され、その熱を帯びた熱媒が熱媒配管を介し前記第１熱源側熱交換器に導かれて当該第１熱源側熱交換器において前記地中熱が前記冷媒側に汲み上げられる。また、上記同様、第２ヒートポンプ回路でも、第２圧縮機で圧縮された冷媒が凝縮器として機能する前記第２負荷側熱交換器において前記負荷側回路を流れる循環液に放熱し、蒸発器として機能する第２熱源側熱交換器において外気から吸熱し、前記第２圧縮機へと戻る。
【００１９】
一方、例えば冷房運転時には、前記第１ヒートポンプ回路では、低温・低圧で吸入されたガス状態の冷媒が第１圧縮機で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、凝縮器として機能する前記第１熱源側熱交換器において前記熱媒配管を流れる熱媒に放熱して高圧の液体となり、蒸発器として機能する第１負荷側熱交換器において前記負荷側回路を流れる循環液から吸熱し、低温・低圧のガスとして再び前記第１圧縮機へと戻る。このとき、熱媒配管を流れる熱媒は、前記第１熱源側熱交換器において高温となっている前記冷媒から吸熱し、その熱を帯びた熱媒が熱媒配管を介し前記地中熱交換器に導かれ当該地中熱交換器において熱を地中へと放熱する。また、上記同様、第２ヒートポンプ回路でも、第２圧縮機で圧縮された冷媒が凝縮器として機能する前記第２熱源側熱交換器において外気に放熱し、蒸発器として機能する第２負荷側熱交換器において前記負荷側回路を流れる循環液から吸熱し、前記第２圧縮機へと戻る。
【００２０】
ここで、地中に固有の特性として、例えば、前記のようにして地中からの吸熱による負荷端末の暖房運転が行われる際、地中熱交換器による地中からの吸熱（採熱）が多くなり地中温度が過度に低下すると、時間がたってもなかなか温度回復ができない状態（いわゆる熱枯れ状態）となってしまう。前記のように、請求項１によれば、地中熱を利用する第１ヒートポンプ回路と空気熱を利用する第２ヒートポンプ回路とが併存するが、例えば１月や２月等の極寒の季節は空気熱利用の第２ヒートポンプ回路での吸熱があまり期待できないことから、それら１月２月には主に第１ヒートポンプ回路による地中からの吸熱を行うことが望ましい。すなわち、この時期は、第１圧縮機に対し、例えば最大能力に近いある程度以上（適宜の所定値以上）の能力が必要とされる時期（以下適宜、「要最大能力時期」と略称する）となる。したがって、その直前の時期（例えば前年の１２月）には、前記のような地中温度の過度の低下による熱枯れ状態が生じるのを極力回避する必要がある。
【００２１】
また、上記同様、前記のようにして地中への放熱による負荷端末の冷房運転が行われる際にも、地中熱交換器による地中への放熱が多くなり地中温度が過度に上昇すると、時間がたってもなかなか温度回復できない状態（いわゆる熱飽和状態）となってしまう。例えば７月や８月等の極暑の季節は空気熱利用の第２ヒートポンプ回路での放熱があまり期待できないことから、それら７月８月には主に第１ヒートポンプ回路による地中への放熱を行うことが望ましい。すなわち、この時期も、上記同様、第１圧縮機の要最大能力時期となる。したがって、その直前の時期（例えば６月）には、前記のような地中温度の過度の上昇による熱飽和状態が生じるのを極力回避する必要がある。
【００２２】
そこで、請求項１によれば、圧縮機制御手段が設けられ、第１ヒートポンプ回路における第１圧縮機の回転数を、所望の上限値（第１上限値）を超えないように制御する。このときの第１上限値は、所定の気候因子、及び、冷媒温度検出手段が検出する第１冷媒配管内の冷媒温度、に応じて、第１上限値決定手段によって決定される。これにより、例えば暖房運転では、前記要最大能力時期の直前時期（１２月）において第１上限値を適宜に設定することで地中からの過度な吸熱を行わないようにし、前記要最大能力時期における熱枯れ状態の発生を未然に防ぐことができる。また例えば冷房運転では、前記要最大能力時期の直前時期（６月）において第１上限値を適宜に設定することで地中への過度な放熱を行わないようにし、前記要最大能力時期における熱飽和状態の発生を未然に防ぐことができる。以上の結果、地中熱を安定的に使用することができる。
【００２３】
また、請求項２によれば、気候因子として、気温情報（外気温等）や、第２熱源側熱交換器における冷媒温度情報や、暦情報（年月日等）や、地理情報（寒冷地であるか等）、を用い、前記熱枯れ状態や前記熱飽和状態の発生予測を精度よく行うことができる。この結果、地中熱を確実に安定的に使用することができる。
【００２４】
また、請求項３によれば、前記要最大能力時期における前記熱枯れ状態や前記熱飽和状態の発生防止を図りつつ、当該要最大能力時期が到来したら、第１圧縮機の能力を最大限発揮させるように制御することができる。
【００２５】
また、請求項４によれば、予め用意され第１記憶手段に記憶されていた第１相関を利用して、第１上限値決定手段が前記冷媒温度及び特定の前記気候因子に対応した第１上限値を決定し、第１圧縮機制御手段がその決定された第１上限値以下となるように、第１圧縮機の回転数を制御する。これにより、簡素な演算で確実かつ迅速な圧縮機回転数制御を実行することができる。
【００２６】
また、請求項５によれば、検出された冷媒温度が特定の１つの温度区分に属しかつ気候因子が特定の１つ段階区分に属する状態が所定期間（第１所定期間）継続するのを待ってから、前記の第１上限値の決定及びこれに対応する前記第１圧縮機の制御を行うことができる。これにより、圧縮機回転数制御の精度向上及び安定化向上を図ることができる。
【００２７】
また、請求項６によれば、第１圧縮機の起動直後や暖房運転時における除霜処理の直後等、前記目標温度と前記実温度との偏差が大きくなった場合であっても、暖房・冷房不足が生じないようにすることができる。
【００２８】
また、請求項７によれば、第１圧縮機の運転のみで前記偏差が大きくなった場合にこれを解消するために第２圧縮機を起動した後、その第２圧縮機の回転数が予め定められた上限（第２上限値）に達してしまった場合には、さらに、第１圧縮機の上限値を増大補正することで確実に前記偏差の低減を図り、暖房・冷房不足が生じないようにすることができる。
【００２９】
また、請求項８によれば、予め用意され第２記憶手段に記憶されていた第２相関を利用して、補正手段が前記第１上限値の増大補正における補正値を決定する。これにより、簡素な演算で確実かつ迅速な回転数補正を実行することができる。
【００３０】
また、請求項９によれば、検出された冷媒温度が特定の１つの温度区分に属しかつ前記偏差が特定の１つ偏差区分に属する状態が所定期間（第２所定期間）継続するのを待ってから、前記第１上限値の増大補正における補正値の決定及びこれに対応する前記第１圧縮機の制御を行うことができる。これにより、圧縮機回転数を補正する際の、精度向上及び安定化向上を図ることができる。
【００３１】
また、請求項１０によれば、次のような効果を得ることができる。すなわち、前記第１圧縮機の第１上限値を変更するということは、前記第１負荷側熱交換器から流出する水温が変動しやすくなるということであり、仮に前記第１負荷側熱交換器が前記第２負荷側熱交換器よりも下流側に位置すると、前記負荷端末に向かう水温がなかなか安定しないことが考えられる。そこで、前記第１負荷側熱交換器を前記第２負荷側熱交換器よりも上流側に位置させることで、前記第１負荷側熱交換器から流出する不安定な水温を、圧縮機上限制御のない前記第２ヒートポンプ回路側の制御で安定させることができる。これにより、前記第２負荷側熱交換器から安定した温度の循環液を前記負荷端末に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態のヒートポンプ装置の主要なユニットの外観構成図
【図２】ヒートポンプ装置全体の回路構成図
【図３】暖房運転時の作動を説明する図
【図４】冷房運転時の作動を説明する図
【図５】暖房運転時における地中熱制御装置と空気熱制御装置の機能的構成図
【図６】冷房運転時における地中熱制御装置と空気熱制御装置の機能的構成図
【図７】冷房運転時における主動力源と補助動力源との切り替え、及び、暖房運転時における主動力源と補助動力源との切り替え、を説明する図
【図８】暖房運転時における冷媒温度と気候因子と地中熱圧縮機の上限値との相関を表す第１データテーブルの内容を表す図
【図９】冷房運転時における冷媒温度と気候因子と地中熱圧縮機の上限値との相関を表す第１データテーブルの内容を表す図
【図１０】暖房運転時における冷媒温度と目標温度と実温度との偏差と地中熱圧縮機の上限値の補正値との相関を表す第２データテーブルの内容を表す図
【図１１】冷房運転時における冷媒温度と目標温度と実温度との偏差と地中熱圧縮機の上限値の補正値との相関を表す第２データテーブルの内容を表す図
【図１２】暖房運転時に実行される空気熱優先動作の制御手順を表すフローチャート図
【図１３】暖房運転時に実行される地中熱優先動作の制御手順を表すフローチャート図
【図１４】地中熱圧縮機の上限規制制御の制御手順を表すフローチャート図
【図１５】冷房運転時に実行される空気熱優先動作の制御手順を表すフローチャート図
【図１６】冷房運転時に実行される地中熱優先動作の制御手順を表すフローチャート図
【図１７】暖房運転時におけるヒートポンプ装置の挙動を表す図
【図１８】冷房運転時におけるヒートポンプ装置の挙動を表す図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１８に基づいて説明する。
【００３４】
本発明の複合熱源型のヒートポンプ装置を適用した、本実施形態のヒートポンプ装置１の主要なユニットの外観構成を図１に示す。図１において、本実施形態のヒートポンプ装置１は、地中熱ヒートポンプユニット４と、空気熱ヒートポンプユニット５と、熱交換端末３６に循環液Ｌ（例えば、水や不凍液）を循環させる、負荷側回路としての端末循環回路３０と、地中熱循環回路２０とを有している。
【００３５】
本実施形態のヒートポンプ装置１全体の回路構成を図２に示す。図２に示すように、前記ヒートポンプ装置１は、前記地中熱ヒートポンプユニット４に備えられ、地中熱源を利用して前記熱交換端末３６側の循環液Ｌを加熱または冷却可能な第１ヒートポンプ回路としての地中熱ヒートポンプ回路４０と、前記空気熱ヒートポンプユニット５に備えられ、空気熱源を利用して前記熱交換端末３６側の循環液Ｌを加熱または冷却可能な第２ヒートポンプ回路としての空気熱ヒートポンプ回路５０と、前記端末循環回路３０と、前記地中熱循環回路２０とを有している。
【００３６】
図２において、地中熱ヒートポンプ回路４０は、能力可変の第１圧縮機４３と、第１負荷側熱交換器としての第１熱交換器４１と、第１膨張弁４４と、第１熱源側熱交換器としての地中熱源熱交換器４５とが、第１冷媒配管４２によって環状に接続されている。この第１冷媒配管４２には、前記地中熱ヒートポンプ回路４０における第１冷媒Ｃ１（後述の図３及び図４参照）の流れ方向を切り換える四方弁４６が設けられている。
【００３７】
前記第１熱交換器４１及び前記地中熱源熱交換器４５は、例えばプレート式熱交換器で構成されている。このプレート式熱交換器は、複数の伝熱プレートが積層され、第１冷媒Ｃ１を流通させる冷媒流路と熱媒である前記循環液Ｌ（または熱媒Ｈ１。後述の図３等参照）を流通させる流体流路とが各伝熱プレートを境にして交互に形成されているものである。
【００３８】
また、第１圧縮機４３から吐出された第１冷媒Ｃ１の温度は、第１冷媒吐出温度センサ４２ａによって検出される。同様に、第１熱交換器４１から第１膨張弁４４を介して地中熱源熱交換器４５に至るまでの第１冷媒配管４２に設けられた冷媒温度センサ４２ｃ，４２ｂのうち、第１膨張弁４４から地中熱源熱交換器４５までの第１冷媒配管４２に設けられた冷媒温度検出手段としての第１冷媒温度センサ４２ｂによって、低圧側（暖房運転時）または高圧側（冷房運転時）の第１冷媒Ｃ１の温度が検出される。前記第１冷媒吐出温度センサ４２ａ及び前記第１冷媒温度センサ４２ｂの検出結果は、地中熱制御装置６１へ入力される。
【００３９】
空気熱ヒートポンプ回路５０は、能力可変の第２圧縮機５３と、第２負荷側熱交換器としての第２熱交換器５１と、第２膨張弁５４と、第２熱源側熱交換器としての空気熱源熱交換器５５とが、第２冷媒配管５２によって環状に接続されている。この第２冷媒配管５２には、前記空気熱ヒートポンプ回路５０における第２冷媒Ｃ２（後述の図３及び図４参照）の流れ方向を切り換える四方弁５８が設けられている。
【００４０】
前記第２熱交換器５１は、前述と同様、例えばプレート式熱交換器で構成されており、前記第２冷媒Ｃ２を流通させる冷媒流路と前記循環液Ｌを流通させる流体流路とが各伝熱プレートを境にして交互に形成されているものである。
【００４１】
また、第２圧縮機５３から吐出された第２冷媒Ｃ２の温度は、第２冷媒吐出温度センサ５２ａによって検出される。同様に、第２膨張弁５４から空気熱源熱交換器５５までの第２冷媒配管５２に設けられた第２冷媒温度センサ５２ｂによって、低圧側（暖房運転時）または高圧側（冷房運転時）の第２冷媒Ｃ２の温度が検出される。さらに、外気の温度が、外気温度センサ５７によって検出される。前記第２冷媒吐出温度センサ５２ａ及び前記外気温度センサ５７の検出結果は、空気熱制御装置６２へ入力される。また、前記外気温度センサ５７の検出結果は、前記地中熱制御装置６１にも入力される。また、前記第２冷媒温度センサ５２ｂの検出結果は、前記地中熱制御装置６１に入力される。なお、地中熱制御装置６１は、前記第２冷媒温度センサ５２ｂに直接接続されず、前記空気熱制御装置６２を介して第２冷媒温度センサ５２ｂの検出結果を取得する構成でもよい。
【００４２】
なお、前記地中熱ヒートポンプ回路４０の前記第１冷媒Ｃ１、および、前記空気熱ヒートポンプ回路５０の前記第２冷媒Ｃ２としては、例えばＲ４１０ＡやＲ３２等のＨＦＣ冷媒や二酸化炭素冷媒等の任意の冷媒を用いることができる。
【００４３】
地中熱循環回路２０は、回転速度（単位時間当たりの回転数）可変の地中熱循環ポンプ２２と、地中熱源熱交換器４５と、前記地中熱源熱交換器４５を流通する前記第１冷媒Ｃ１と熱交換する熱源として（この例では地中に）設置された地中熱交換器２３とが、熱媒配管としての地中熱配管２１によって環状に接続されている。この地中熱配管２１には、前記地中熱循環ポンプ２２によって、エチレングリコールやプロピレングリコール等を添加した不凍液が熱媒Ｈ１（後述の図３及び図４参照）として循環されるとともに、前記熱媒Ｈ１を貯留し地中熱循環回路２０の圧力を調整する地中用シスターン２４が設けられている。なお、地中熱交換器２３は、地中に設けられるのには限られず、例えば湖沼、貯水池、井戸等の、比較的大容量で熱移動の少ない水源中に設けられ、それらから採放熱するようにしてもよい。
【００４４】
端末循環回路３０は、前記第１熱交換器４１と、前記第２熱交換器５１と、ファンコイルや床暖房パネルやパネルコンベクタ等の負荷端末としての熱交換端末３６とが、循環液配管としての負荷配管３１によって上流側から順に環状に接続されている。前記負荷配管３１には、端末循環回路３０に前記循環液Ｌを循環させる循環液循環ポンプ３２と、循環液Ｌを貯留し端末循環回路３０の圧力を調整する冷暖房用シスターン３５とが設けられている。前記循環液循環ポンプ３２は、この例では、定速（一定回転数）にて回転するように構成されている。また、前記熱交換端末３６は、特に図示しない端末用リモコンによって運転と停止の切り替え操作が可能であり、運転中には当該熱交換端末３６の内部に循環液Ｌが流通する一方、運転停止中には当該熱交換端末３６の内部に循環液Ｌが流通しない。なお、熱交換端末３６は、図２では１台のみ設けられているが、複数設けられてもよく、数量や仕様が特に限定されるものではない。
【００４５】
このとき、端末循環回路３０においては、前記第１熱交換器４１と前記第２熱交換器５１とが直列に接続されており、かつ、前記したように、端末循環回路３０を循環する循環液Ｌの流れに対して、前記第１熱交換器４１が前記第２熱交換器５１よりも上流側に配設されている。すなわち、前記ヒートポンプ装置１は、地中熱源を利用して熱交換端末３６側の循環液Ｌを加熱または冷却する地中熱ヒートポンプ回路４０の第１熱交換器４１と、空気熱源を利用して熱交換端末３６側の循環液Ｌを加熱または冷却する空気熱ヒートポンプ回路５０の第２熱交換器５１とが、端末循環回路３０に対して直列に接続された、複合熱源ヒートポンプ装置となっているものである。
【００４６】
なお、負荷配管３１には、熱交換端末３６から第１熱交換器４１に流入する循環液Ｌの温度を検出する、実温度検出手段としての戻り液温度センサ３４が設けられており、その検出結果は、前記地中熱制御装置６１及び前記空気熱制御装置６２へ入力される。なお、空気熱制御装置６２は、戻り液温度センサ３４に直接接続されず、前記地中熱制御装置６１を介して戻り液温度センサ３４の検出結果を取得する構成でもよい。
【００４７】
ここで、前記ヒートポンプ装置１は、前記の四方弁４６，５８の切替によって暖房運転を行う暖房装置、若しくは、冷房運転を行う冷房装置、として選択的に機能させることができる。次に、図３及び図４を用いてこの暖房運転及び冷房運転について説明する。
【００４８】
図３に、暖房運転時の状態を示す。なお、図示の煩雑を防止するために、図２に示していた各種の信号線は省略している。この図３に示す暖房運転時においては、前記地中熱ヒートポンプ回路４０では、図示のように前記四方弁４６が切り替えられることで、第１圧縮機４３から吐出された第１冷媒Ｃ１を、第１熱交換器４１、第１膨張弁４４、地中熱源熱交換器４５の順に流通させた後、第１圧縮機４３に戻す流路を形成する。これにより、低温・低圧で吸入されたガス状態の第１冷媒Ｃ１が前記第１圧縮機４３で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、凝縮器として機能する前記第１熱交換器４１において、前記端末循環回路３０を流れる循環液Ｌと熱交換を行って前記循環液Ｌに熱を放出し加熱しながら高圧の液体に変化する。こうして液体となった第１冷媒Ｃ１は前記第１膨張弁４４において減圧されて低圧の液体となって蒸発しやすい状態となり、蒸発器として機能する前記地中熱源熱交換器４５において、前記地中熱循環回路２０を流れる熱媒Ｈ１と熱交換を行って蒸発してガスに変化することで吸熱し、低温・低圧のガスとして再び前記第１圧縮機４３へと戻る。
【００４９】
一方、前記空気熱ヒートポンプ回路５０では、図示のように前記四方弁５８が切り替えられることで、第２圧縮機５３から吐出された第２冷媒Ｃ２を、第２熱交換器５１、第２膨張弁５４、空気熱源熱交換器５５の順に流通させた後、第２圧縮機５３に戻す流路を形成する。これにより、低温・低圧で吸入されたガス状態の第２冷媒Ｃ２が前記第２圧縮機５３で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、凝縮器として機能する前記第２熱交換器５１において、前記端末循環回路３０を流れる循環液Ｌとの熱交換を行って前記循環液Ｌに熱を放出し加熱しながら高圧の液体に変化する。こうして液体となった第２冷媒Ｃ２は第２膨張弁５４において減圧されて低圧の液体となって蒸発しやすい状態となり、蒸発器として機能する前記空気熱源熱交換器５５において、送風ファン５６の作動により送られる空気と熱交換を行って蒸発してガスに変化することで吸熱し、低温・低圧のガスとして再び前記第２圧縮機５３へと戻る。
【００５０】
また、地中熱循環回路２０では、地中熱交換器２３によって地中から地中熱が採熱され、その熱を帯びた前記熱媒Ｈ１が地中熱循環ポンプ２２により地中熱源熱交換器４５に供給される。そして、蒸発器として機能する前記地中熱源熱交換器４５において、地中熱源熱交換器４５の冷媒流路を流通する前記第１冷媒Ｃ１と、地中熱源熱交換器４５の流体流路を流通する前記熱媒Ｈ１とで熱交換が行われ、地中熱交換器２３にて採熱された地中熱が第１冷媒Ｃ１側に汲み上げられ前記のように第１冷媒Ｃ１が加熱される。
【００５１】
また、端末循環回路３０では、循環液循環ポンプ３２により前記第１熱交換器４１に流入した循環液Ｌは、凝縮器として機能する前記第１熱交換器４１において、地中熱循環回路２０の熱媒Ｈ１と熱交換し前記のように加熱された前記第１冷媒Ｃ１との熱交換を行って加熱された後、凝縮器として機能する前記第２熱交換器５１において、前記空気熱源熱交換器５５で外気と熱交換し前記のように加熱された前記第２冷媒Ｃ２との熱交換を行ってさらに加熱される。こうして加熱された前記循環液Ｌは、その後、前記熱交換端末３６に供給されて被空調空間を加熱する。
【００５２】
なお、前記においては、地中熱ヒートポンプユニット４および空気熱ヒートポンプユニット５の両方を動作させた暖房運転時の状態を図３に示して説明したが、これに限られない。すなわち、地中熱ヒートポンプユニット４単体のみを動作させての暖房運転や、空気熱ヒートポンプユニット５単体のみを動作させての暖房運転も可能なものである。
【００５３】
図４に、冷房運転時の状態を示す。なお、図示の煩雑を防止するために、図２に示していた各種の信号線は省略している。この図４に示す冷房運転時においては、前記地中熱ヒートポンプ回路４０では、図示のように前記四方弁４６が切り替えられることで、第１圧縮機４３から吐出された第１冷媒Ｃ１を、地中熱源熱交換器４５、第１膨張弁４４、第１熱交換器４１の順に流通させた後、第１圧縮機４３に戻す流路を形成する。これにより、低温・低圧で吸入されたガス状態の第１冷媒Ｃ１が前記第１圧縮機４３で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、凝縮器として機能する前記地中熱源熱交換器４５において、前記地中熱循環回路２０を流れる熱媒Ｈ１と熱交換を行って前記熱媒Ｈ１に熱を放出しながら高圧の液体に変化する。こうして液体となった第１冷媒Ｃ１は前記第１膨張弁４４において減圧されて低圧の液体となって蒸発しやすい状態となり、蒸発器として機能する前記第１熱交換器４１において、前記端末循環回路３０を流れる循環液Ｌと熱交換を行って蒸発してガスに変化することで吸熱し前記循環液Ｌを冷却した後、低温・低圧のガスとして再び前記第１圧縮機４３へと戻る。
【００５４】
一方、前記空気熱ヒートポンプ回路５０では、図示のように前記四方弁５８が切り替えられることで、第２圧縮機５３から吐出された第２冷媒Ｃ２を、空気熱源熱交換器５５、第２膨張弁５４、第２熱交換器５１の順に流通させた後、第２圧縮機５３に戻す流路を形成する。これにより、低温・低圧で吸入されたガス状態の第２冷媒Ｃ２が前記第２圧縮機５３で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、凝縮器として機能する前記空気熱源熱交換器５５において、送風ファン５６の作動により送られる空気との熱交換を行って外気へ熱を放出しながら高圧の液体に変化する。こうして液体となった第２冷媒Ｃ２は前記第２膨張弁５４において減圧されて低圧の液体となって蒸発しやすい状態となり、蒸発器として機能する前記第２熱交換器５１において、前記端末循環回路３０を流れる循環液Ｌと熱交換を行って蒸発してガスに変化することで吸熱し前記循環液Ｌを冷却した後、低温・低圧のガスとして再び前記第２圧縮機５３へと戻る。
【００５５】
また、地中熱循環回路２０では、前記熱媒Ｈ１が地中熱循環ポンプ２２により地中熱源熱交換器４５に供給される。そして、凝縮器として機能する前記地中熱源熱交換器４５において、地中熱源熱交換器４５の冷媒流路を流通する前記第１冷媒Ｃ１と、地中熱源熱交換器４５の流体流路を流通する前記熱媒Ｈ１とが対向して流れて熱交換が行われ、高温となっている第１冷媒Ｃ１の熱が熱媒Ｈ１側に放熱されて第１冷媒Ｃ１が冷却された後、熱媒Ｈ１の熱は地中熱交換器２３によって地中へと放熱される。
【００５６】
また、端末循環回路３０では、循環液循環ポンプ３２により第１熱交換器４１に流入した循環液Ｌは、蒸発器として機能する前記第１熱交換器４１において、地中熱循環回路２０の熱媒Ｈ１と熱交換し前記のように冷却された前記第１冷媒Ｃ１との熱交換を行って冷却された後、蒸発器として機能する前記第２熱交換器５１において、前記空気熱源熱交換器５５で外気と熱交換し前記のように冷却された前記第２冷媒Ｃ２との熱交換を行ってさらに冷却される。こうして冷却された循環液Ｌは、その後、前記熱交換端末３６に供給されて被空調空間を冷却する。
【００５７】
なお、前記においては、地中熱ヒートポンプユニット４および空気熱ヒートポンプユニット５の両方を動作させた冷房運転時の状態を図４に示して説明したが、これに限られない。すなわち、地中熱ヒートポンプユニット４単体のみを動作させての冷房運転や、空気熱ヒートポンプユニット５単体のみを動作させての冷房運転も可能なものである。
【００５８】
次に、地中熱制御装置６１及び空気熱制御装置６２について説明する。前記地中熱制御装置６１及び前記空気熱制御装置６２は、詳細な図示を省略するが、各種のデータやプログラムを記憶する記憶部（図５及び図６では地中熱制御装置６１の記憶部６１Ｅのみ図示）と、演算・制御処理を行う制御部とを備えている。まず、暖房運転時における、前記地中熱制御装置６１及び前記空気熱制御装置６２の機能的構成を図５により説明する。
【００５９】
図５に示すように、前記地中熱制御装置６１は、第１圧縮機制御手段としての圧縮機制御部６１Ａと、膨張弁制御部６１Ｂと、ポンプ制御部６１Ｃと、上限規制制御部６１Ｄとを機能的に備えている。また、地中熱制御装置６１は、後述するデータテーブルを記憶する第１記憶手段又は第２記憶手段としての前記記憶部６１Ｅ（例えばメモリやハードディスク等）を備えている。また、地中熱制御装置６１は、熱交換端末３６に備えられた端末制御装置３６ａ及び熱交換端末３６を操作可能な操作手段としてのメインリモコン６０ａに対し、通信可能に接続されている（図２参照）。
【００６０】
圧縮機制御部６１Ａは、切替制御部６１ｐ（詳細は後述）を備えており、前記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌ（温水）の温度（以下適宜、「戻り温水温度」又は「実温度」という。図３参照）に応じて、前記第１圧縮機４３の回転数を制御する。特にこの例では、圧縮機制御部６１Ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出される循環液Ｌの前記戻り温水温度が、例えば前記メインリモコン６０ａの操作に対応した所望の目標戻り温水温度（以下適宜、「目標温度」という）となるように、前記第１圧縮機４３の回転数を制御する。
【００６１】
膨張弁制御部６１Ｂは、第１冷媒吐出温度センサ４２ａにより検出される第１冷媒Ｃ１の冷媒吐出温度に応じて、前記第１膨張弁４４の弁開度を制御する。特にこの例では、膨張弁制御部６１Ｂは、第１冷媒吐出温度センサ４２ａにより検出される第１冷媒Ｃ１の冷媒吐出温度が、例えば前記メインリモコン６０ａの操作に対応した制御上の目標温度となるように、前記第１膨張弁４４の弁開度を制御する。
【００６２】
ポンプ制御部６１Ｃは、前記第１冷媒温度センサ４２ｂにより検出された第１冷媒Ｃ１の温度（このとき地中熱源熱交換器４５は蒸発器として機能することから、以下適宜、「蒸発器入口冷媒温度」という）に応じて、前記地中熱循環ポンプ２２の前記回転数を制御する（図２も参照）。特にこの例では、前記ポンプ制御部６１Ｃは、前記第１冷媒温度センサ４２ｂにより検出される前記第１冷媒Ｃ１の蒸発器入口冷媒温度が略一定値となるように、前記地中熱循環ポンプ２２の前記回転数を制御する。
【００６３】
上限規制制御部６１Ｄは、記憶部６１Ｅに記憶された第１データテーブル（詳細は後述）を参照して、前記第１冷媒温度センサ４２ｂにより検出される前記第１冷媒Ｃ１の蒸発器入口冷媒温度と、所定の気候因子とに応じて前記第１圧縮機４３の回転数の上限値を決定する（詳細は後述）。前記気候因子は、前記外気温度センサ５７により検出される外気の温度、前記第２冷媒温度センサ５２ｂによって検出される第２冷媒Ｃ２の温度、暦情報（年月日）、及び、地理情報（例えば北国か否か）のうち少なくとも１つである。前記圧縮機制御部６１Ａは、前記上限規制制御部６１Ｄが決定した前記上限値を超えないように前記第１圧縮機４３の回転数を制御する。
【００６４】
また、上限規制制御部６１Ｄは、記憶部６１Ｅに記憶された第２データテーブル（詳細は後述）を参照して、前記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌの実温度と、前記メインリモコン６０ａの操作に対応した目標温度との偏差に応じて、前記決定した前記第１圧縮機４３の回転数の上限値を補正する（詳細は後述）。
【００６５】
また、前記空気熱制御装置６２は、圧縮機制御部６２Ａと、膨張弁制御部６２Ｂと、ファン制御部６２Ｃとを機能的に備えている。また空気熱制御装置６２は、前記地中熱制御装置６１に対し、通信可能に接続されている（図２参照）。
【００６６】
圧縮機制御部６２Ａは、切替制御部６２ｐ（詳細は後述）を備えており、前記戻り液温度センサ３４により検出された前記戻り温水温度（図３参照）に応じて、前記第２圧縮機５３の回転数を制御する。特にこの例では、圧縮機制御部６２Ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出される戻り温水温度が、例えば前記メインリモコン６０ａの操作に対応した所望の目標戻り温水温度となるように、前記第２圧縮機５３の回転数を制御する。なお、この空気熱制御装置６２の圧縮機制御部６２Ａと前記地中熱制御装置６１の前記圧縮機制御部６１Ａとは、必要に応じて互いに連携しつつ、対象となる第１圧縮機４３または第２圧縮機５３の制御を行う。
【００６７】
膨張弁制御部６２Ｂは、第２冷媒吐出温度センサ５２ａにより検出される第２冷媒Ｃ２の冷媒吐出温度に応じて、前記第２膨張弁５４の弁開度を制御する。特にこの例では、膨張弁制御部６２Ｂは、第２冷媒吐出温度センサ５２ａにより検出される第２冷媒Ｃ２の冷媒吐出温度が、例えば前記メインリモコン６０ａの操作に対応した制御上の目標温度となるように、前記第２膨張弁５４の弁開度を制御する。なお、この空気熱制御装置６２の膨張弁制御部６２Ｂと前記地中熱制御装置６１の前記膨張弁制御部６１Ｂとは、必要に応じて互いに連携しつつ、対象となる第１膨張弁４４または第２膨張弁５４の制御を行う。
【００６８】
ファン制御部６２Ｃは、前記外気温度センサ５７により検出された外気の温度に応じて、前記送風ファン５６の回転数を制御する（図２も参照）。
【００６９】
なお、図５を参照した以上の説明においては、暖房運転時における情報の入出力に基づいて説明したが、冷房運転時には図６に示すように地中熱制御装置６１及び空気熱制御装置６２の構成はそのままで入出力する情報の内容が異なる。すなわち、戻り液温度センサ３４が検出する循環液Ｌの温度はいわゆる冷水の温度（以下適宜、「戻り冷水温度」という。図４参照）であり、この戻り冷水温度が各圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａに入力される。また、圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出される戻り冷水温度が、例えば前記メインリモコン６０ａの操作に対応した所望の目標戻り冷水温度となるように、前記第１圧縮機４３及び前記第２圧縮機５３の回転数を制御する。さらに、第１冷媒温度センサ４２ｂが検出する冷媒Ｃ１の温度、すなわち凝縮器出口冷媒温度（このとき地中熱源熱交換器４５は凝縮器として機能している）が、ポンプ制御部６１Ｃ及び上限規制制御部６１Ｄに入力される。
【００７０】
ここで、本実施形態のヒートポンプ装置１は、上述したように地中熱源と空気熱源の２つの熱源を複合的に利用しているが、これら異なる熱源をいかに効率的に組み合わせて利用するか（言い替えれば、地中熱源と空気熱源との切り替えや組み合わせをどのように決定するか）が重要である。しかし、流体（気相）である室外空気と、固体（固相）である地中の土とでは、それらの間で熱源としての特性や取り扱い方が大きく相違する。例えば、室外空気は夏期と冬期の温度変化が大きい一方、地中では通年を通して温度の変化が小さい。また、いずれの熱源も全体の熱容量は大きいものの、室外空気の場合は熱伝達速度が高くまたファンで送風することにより循環可能である一方、地中の土の場合は熱伝達速度が低くまた固定化されて循環できない。このため、室外空気は外気全体での温度検出が容易であるが、地中の土は局部的に温度分布が偏りやすいため地中全体での温度検出が困難である。
【００７１】
以上のことから、本実施形態では、外気温度を基準として空気熱源と地中熱源の切り替えや組み合わせを決定する。つまり、外気温度センサ５７により検出される外気温度に基づき（図５及び図６参照）、各圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａがそれぞれ備える切替制御部６１ｐ，６２ｐが連携して、第１熱交換器４１での熱交換と第２熱交換器５１での熱交換との両方が実行可能な端末循環回路３０において、いずれの熱交換を主としいずれの熱交換を補助とするかを切り替える。
【００７２】
例えば冷房運転時には、図７（ａ）に示すように、春期や秋期などで前記外気温度があまり高くない場合（この例では３０［℃］以下の場合）には、外気への大きな放熱を期待できることから空気熱源を利用する前記第２圧縮機５３が主動力源として優先的に駆動され、地中熱源を利用する前記第１圧縮機４３は補助動力源として駆動される。
【００７３】
逆に夏期などで前記外気温度が比較的高い場合（この例では３０［℃］より高い場合）には、外気への放熱をあまり期待できないことから地中熱源を利用する前記第１圧縮機４３が主動力源として優先的に駆動され、空気熱源を利用する前記第２圧縮機５３は補助動力源として駆動される。
【００７４】
すなわち、本実施形態では、冷房運転を開始する際に、まず、外気温度が基準温度としての３０［℃］以下であれば、空気熱ヒートポンプ回路５０の第２圧縮機５３を主動力源とすると共に、地中熱ヒートポンプ回路４０の第１圧縮機４３を補助動力源として、冷房運転を開始させる。また、外気温度が基準温度としての３０［℃］より高ければ、地中熱ヒートポンプ回路４０の第１圧縮機４３を主動力源とすると共に、空気熱ヒートポンプ回路５０の第２圧縮機５３を補助動力源として、冷房運転を開始させる。
【００７５】
また例えば暖房運転時には、図７（ｂ）に示すように、冬期などで前記外気温度が比較的低い場合（この例では２［℃］未満の場合）には、外気から吸熱することにより空気熱源熱交換器５５が着霜する問題があることから前記第１圧縮機４３が主動力源として優先的に駆動され、前記第２圧縮機５３は補助動力源として駆動される。
【００７６】
逆に秋期や春期などで前記外気温度があまり低くない場合（この例では２［℃］以上の場合）には、外気から吸熱しても空気熱源熱交換器５５が着霜しにくいことから前記第２圧縮機５３が主動力源として優先的に駆動され、前記第１圧縮機４３は補助動力源として駆動される。
【００７７】
すなわち、本実施形態では、暖房運転を開始する際に、まず、外気温度が基準温度としての２［℃］未満であれば、地中熱ヒートポンプ回路４０の第１圧縮機４３を主動力源とすると共に、空気熱ヒートポンプ回路５０の第２圧縮機５３を補助動力源として、暖房運転を開始させる。また、外気温度が基準温度としての２［℃］以上であれば、空気熱ヒートポンプ回路５０の第２圧縮機５３を主動力源とすると共に、地中熱ヒートポンプ回路４０の第１圧縮機４３を補助動力源として、暖房運転を開始させる。
【００７８】
以上の基本構成及び作動であるヒートポンプ装置１において、本実施形態の要部は、地中熱制御装置６１に新たに設けた前記上限規制制御部６１Ｄによる第１圧縮機４３の回転数の上限を規制する制御内容にある。以下、その詳細を順を追って説明する。
【００７９】
一般に、地中に固有の特性として、例えば、前記のようにして地中からの吸熱による前記熱交換端末３６の暖房運転が行われる際、地中熱交換器２３による地中からの吸熱（採熱）が多くなり地中温度が過度に低下すると、時間がたってもなかなか温度回復ができない状態（いわゆる熱枯れ状態）となってしまう。前記のように、本実施形態のヒートポンプ装置１によれば、地中熱を利用する地中熱ヒートポンプ回路４０と空気熱を利用する空気熱ヒートポンプ回路５０とが併存するが、例えば１月や２月等の極寒の季節は空気熱利用の空気熱ヒートポンプ回路５０での吸熱があまり期待できないことから、それら１月２月には主に地中熱ヒートポンプ回路４０による地中からの吸熱を行うことが望ましい。すなわち、この時期は、第１圧縮機４３に対し、例えば最大能力に近いある程度以上（適宜の所定値以上）の能力が必要とされる時期（以下適宜、「要最大能力時期」と略称する）となる。したがって、その直前の時期（例えば前年の１２月）には、前記のような地中温度の過度の低下による熱枯れ状態が生じるのを極力回避する必要がある。
【００８０】
また、上記同様、前記のようにして地中への放熱による前記熱交換端末３６の冷房運転が行われる際にも、地中熱交換器２３による地中への放熱が多くなり地中温度が過度に上昇すると、時間がたってもなかなか温度回復できない状態（いわゆる熱飽和状態）となってしまう。例えば７月や８月等の極暑の季節は空気熱利用の空気熱ヒートポンプ回路５０での放熱があまり期待できないことから、それら７月８月には主に地中熱ヒートポンプ回路４０による地中への放熱を行うことが望ましい。すなわち、この時期も、上記同様、第１圧縮機４３の要最大能力時期となる。したがって、その直前の時期（例えば６月）には、前記のような地中温度の過度の上昇による熱飽和状態が生じるのを極力回避する必要がある。
【００８１】
そこで、本実施形態のヒートポンプ装置１によれば、前記圧縮機制御部６１Ａにより、前記第１圧縮機４３の回転数を所望の上限値を超えないように制御する。このときの上限値は、前記上限規制制御部６１Ｄにより、記憶部６１Ｅに記憶された第１データテーブルに基づいて、所定の気候因子、及び、前記第１冷媒温度センサ４２ｂにより検出される蒸発器入口冷媒温度（凝縮器出口冷媒温度）に応じて決定される。
【００８２】
図８及び図９に、前記第１データテーブルの具体例を示す。図８は暖房運転用の第１データテーブル、図９は冷房運転用の第１データテーブルである。なお、図８及び図９では、前記第１冷媒温度センサ４２ｂにより検出される蒸発器入口冷媒温度（凝縮器出口冷媒温度）を「地中熱交ＴＨ１」、前記外気温度センサ５７により検出される外気の温度を「気温Ｔ」、前記第２冷媒温度センサ５２ｂにより検出される第２冷媒Ｃ２の温度を「空気熱交ＴＨ２」、第１圧縮機４３を「地中熱圧縮機」と表記する。
【００８３】
図８（ａ）は、前記地中熱交ＴＨ１と、前記気候因子の一例である気温Ｔと、それら地中熱交ＴＨ１及び気温Ｔの組み合わせに対応する前記第１圧縮機４３の回転数の上限値との相関を表す第１相関としての第１データテーブルである。当該第１データテーブルは、前記地中熱交ＴＨ１に係わる複数（この例では４つ）の温度区分、及び、前記気温Ｔに係わる複数（この例では３つ）の段階区分を備えている。前記第１データテーブルでは、前記地中熱交ＴＨ１の温度区分が低くなるほど上限値が小さくなり、且つ、前記気温Ｔの段階区分が高くなるほど上限値が小さくなるように設定されている。なお、上限値が３０［ｒｐｓ］まで低下した場合には同じ値に維持されるように設定されている。
【００８４】
前記上限規制制御部６１Ｄは、前記地中熱交ＴＨ１が特定の１つの前記温度区分に属しかつ前記気温Ｔが特定の１つの段階区分に属した状態が第１所定期間（例えば１０分）継続したときに、当該１つの温度区分及び１つの段階区分に対応する値に上限値を決定する。例えば図８（ａ）に示す例では、前記地中熱交ＴＨ１が−３［℃］、気温Ｔが−６［℃］の状態が１０分継続した場合、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値が６０［ｒｐｓ］に決定される。なお、前記地中熱交ＴＨ１が第１データテーブルの温度区分に属しない場合、すなわち前記地中熱交ＴＨ１が−２［℃］以上である場合には、上限値の規制は行われない。
【００８５】
図８（ｂ）は、前記地中熱交ＴＨ１と、前記気候因子の一例である空気熱交ＴＨ２と、それら地中熱交ＴＨ１及び空気熱交ＴＨ２の組み合わせに対応する前記第１圧縮機４３の回転数の上限値との相関を表す第１相関としての第１データテーブルである。当該第１データテーブルは、前記地中熱交ＴＨ１に係わる複数（この例では４つ）の温度区分、及び、前記空気熱交ＴＨ２に係わる複数（この例では３つ）の段階区分を備えている。前記第１データテーブルでは、前記地中熱交ＴＨ１の温度区分が低くなるほど上限値が小さくなり、且つ、前記空気熱交ＴＨ２の段階区分が高くなるほど上限値が小さくなるように設定されている。なお、上限値が３０［ｒｐｓ］まで低下した場合には同じ値に維持されるように設定されている。
【００８６】
前記上限規制制御部６１Ｄは、前記地中熱交ＴＨ１が特定の１つの前記温度区分に属しかつ前記空気熱交ＴＨ２が特定の１つの段階区分に属した状態が第１所定期間（例えば１０分）継続したときに、当該１つの温度区分及び１つの段階区分に対応する値に上限値を決定する。例えば図８（ｂ）に示す例では、前記地中熱交ＴＨ１が−５［℃］、前記空気熱交ＴＨ２が０［℃］の状態が１０分継続した場合、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値が４０［ｒｐｓ］に決定される。
【００８７】
図８（ｃ）は、前記地中熱交ＴＨ１と、前記気候因子の一例であるカレンダー（年月日等の暦）と、それら地中熱交ＴＨ１及びカレンダーの組み合わせに対応する前記第１圧縮機４３の回転数の上限値との相関を表す第１相関としての第１データテーブルである。当該第１データテーブルは、前記地中熱交ＴＨ１に係わる複数（この例では４つ）の温度区分、及び、前記カレンダーに係わる複数（この例では３つ）の段階区分を備えている。前記第１データテーブルでは、前記地中熱交ＴＨ１の温度区分が低くなるほど上限値が小さくなり、且つ、前記カレンダーの段階区分が暖かい時期となるほど上限値が小さくなるように設定されている。なお、上限値が３０［ｒｐｓ］まで低下した場合には同じ値に維持されるように設定されている。
【００８８】
前記上限規制制御部６１Ｄは、前記カレンダーが特定の１つの段階区分に属した状態において前記地中熱交ＴＨ１が特定の１つの前記温度区分に属した状態が第１所定期間（例えば１０分）継続したときに、当該１つの温度区分及び１つの段階区分に対応する値に上限値を決定する。例えば図８（ｃ）に示す例では、暦が４月であり、且つ、前記地中熱交ＴＨ１が−１０［℃］の状態が１０分継続した場合、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値が３０［ｒｐｓ］に決定される。
【００８９】
なお、図８（ｃ）に示す例では、カレンダーの段階区分に、前記第１圧縮機４３の最大能力又はその近傍の能力を必要とする所定時期として１月と２月が設定されており、前記上限規制制御部６１Ｄは、前記所定時期に該当しないと判定された場合（１月と２月以外の月）には、前記所定時期に該当すると判定された場合（１月と２月）よりも小さな値に、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値を決定する。なお、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す例においても同様に、気温Ｔや空気熱交ＴＨ２に基づいて前記所定時期に該当しないと判定された場合には、前記所定時期に該当すると判定された場合よりも小さな値に、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値が決定される。
【００９０】
図９（ａ）は、前記の図８（ａ）に対応する冷房運転用の第１データテーブルである。当該第１データテーブルでは、前記地中熱交ＴＨ１の温度区分が高くなるほど上限値が小さくなり、且つ、前記気温Ｔの段階区分が低くなるほど上限値が小さくなるように設定されている。なお、上限値が３０［ｒｐｓ］まで低下した場合には同じ値に維持されるように設定されている。
【００９１】
前記上限規制制御部６１Ｄは、前記の図８（ａ）に示す第１データテーブルと同様に、前記地中熱交ＴＨ１が特定の１つの前記温度区分に属しかつ前記気温Ｔが特定の１つの段階区分に属した状態が第１所定期間（例えば１０分）継続したときに、当該１つの温度区分及び１つの段階区分に対応する値に上限値を決定する。例えば図９（ａ）に示す例では、前記地中熱交ＴＨ１が３４［℃］、気温Ｔが３６［℃］の状態が１０分継続した場合、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値が６０［ｒｐｓ］に決定される。なお、前記地中熱交ＴＨ１が第１データテーブルの温度区分に属しない場合、すなわち前記地中熱交ＴＨ１が３３［℃］以下である場合には、上限値の規制は行われない。
【００９２】
図９（ｂ）は、前記の図８（ｂ）に対応する冷房運転用の第１データテーブルである。当該第１データテーブルでは、前記地中熱交ＴＨ１の温度区分が高くなるほど上限値が小さくなり、且つ、前記空気熱交ＴＨ２の段階区分が低くなるほど上限値が小さくなるように設定されている。なお、上限値が３０［ｒｐｓ］まで低下した場合には同じ値に維持されるように設定されている。
【００９３】
前記上限規制制御部６１Ｄは、前記の図８（ｂ）に示す第１データテーブルと同様に、前記地中熱交ＴＨ１が特定の１つの前記温度区分に属しかつ前記空気熱交ＴＨ２が特定の１つの段階区分に属した状態が第１所定期間（例えば１０分）継続したときに、当該１つの温度区分及び１つの段階区分に対応する値に上限値を決定する。例えば図９（ｂ）に示す例では、前記地中熱交ＴＨ１が３５［℃］、前記空気熱交ＴＨ２が３７［℃］の状態が１０分継続した場合、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値が４０［ｒｐｓ］に決定される。
【００９４】
図９（ｃ）は、前記の図８（ｃ）に対応する冷房運転用の第１データテーブルである。当該第１データテーブルでは、前記地中熱交ＴＨ１の温度区分が高くなるほど上限値が小さくなり、且つ、前記カレンダーの段階区分が寒い時期となるほど上限値が小さくなるように設定されている。なお、上限値が３０［ｒｐｓ］まで低下した場合には同じ値に維持されるように設定されている。
【００９５】
前記上限規制制御部６１Ｄは、前記の図８（ｃ）に示す第１データテーブルと同様に、前記カレンダーが特定の１つの段階区分に属した状態において前記地中熱交ＴＨ１が特定の１つの前記温度区分に属した状態が第１所定期間（例えば１０分）継続したときに、当該１つの温度区分及び１つの段階区分に対応する値に上限値を決定する。例えば図９（ｃ）に示す例では、暦が１０月であり、且つ、前記地中熱交ＴＨ１が３８［℃］の状態が１０分継続した場合、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値が３０［ｒｐｓ］に決定される。
【００９６】
なお、図９（ｃ）に示す例では、カレンダーの段階区分に、前記第１圧縮機４３の最大能力又はその近傍の能力を必要とする所定時期として７月と８月が設定されており、前記上限規制制御部６１Ｄは、前記所定時期に該当しないと判定された場合（７月と８月以外の月）には、前記所定時期に該当すると判定された場合（７月と８月）よりも小さな値に、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値を決定する。なお、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す例においても同様に、気温Ｔや空気熱交ＴＨ２に基づいて前記所定時期に該当しないと判定された場合には、前記所定時期に該当すると判定された場合よりも小さな値に、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値が決定される。
【００９７】
なお、図８及び図９には示さなかったが、前記地中熱交ＴＨ１と、前記気候因子の一例である地理情報と、それら地中熱交ＴＨ１及び地理情報の組み合わせに対応する前記第１圧縮機４３の回転数の上限値との相関を表す第１データテーブルを用意してもよい。この場合の地理情報の段階区分は、例えば２区分（東日本、西日本）、４区分（北日本、東日本、西日本、沖縄・奄美）、８区分（北海道、東北、関東、中部、近畿、中国、四国、九州等）、都道府県や市町村による区分等としてもよい。
【００９８】
なお、以上説明した第１データテーブルに基づいて前記第１圧縮機４３の回転数の上限値を規制すると、例えば、暖房運転時の温水設定温度の上昇や、冷房運転時の冷水設定温度の減少や、熱交換端末３６の運転台数の増加など、暖房負荷または冷房負荷が増加したときにおいては、前記メインリモコン６０ａの操作に対応した目標温度と前記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌの実温度との偏差が大きくなり、暖房・冷房不足が生じる可能性がある。そこで、本実施形態のヒートポンプ装置１では、上限規制制御部６１Ｄが、記憶部６１Ｅに記憶された第２データテーブルを参照して、前記偏差に応じて、前記第１データテーブルに基づいて決定した前記第１圧縮機４３の回転数の上限値を補正する。
【００９９】
図１０及び図１１に、前記第２データテーブルの具体例を示す。図１０は暖房運転用の第２データテーブル、図１１は冷房運転用の第２データテーブルである。なお、図１０及び図１１では、前記第１冷媒温度センサ４２ｂにより検出される蒸発器入口冷媒温度（凝縮器出口冷媒温度）を「地中熱交ＴＨ１」、前記目標温度と実温度との偏差を「ΔＴ」、第１圧縮機４３を「地中熱圧縮機」と表記する。
【０１００】
図１０は、前記地中熱交ＴＨ１と、前記偏差ΔＴと、それら地中熱交ＴＨ１及び偏差ΔＴの組み合わせに対応する前記第１圧縮機４３の回転数の上限値の補正値との相関を表す第２相関としての第２データテーブルである。当該第２データテーブルは、前記地中熱交ＴＨ１に係わる複数（この例では４つ）の温度区分、及び、前記偏差ΔＴに係わる複数（この例では３つ）の偏差区分を備えている。前記第２データテーブルでは、前記地中熱交ＴＨ１の温度区分が高くなるほど補正値が大きくなり、且つ、前記偏差ΔＴの偏差区分が大きくなるほど補正値が大きくなるように設定されている。なお、前記地中熱交ＴＨ１が−１５［℃］以下の場合には補正を行わないように設定されている。
【０１０１】
前記上限規制制御部６１Ｄは、前記地中熱交ＴＨ１が特定の１つの前記温度区分に属しかつ前記偏差ΔＴが特定の１つの偏差区分に属した状態が第２所定期間（例えば２０分）継続したときに、当該１つの温度区分及び１つの偏差区分に対応する値に補正値を決定する。例えば図１０に示す例では、前記地中熱交ＴＨ１が−３［℃］、偏差ΔＴが１０［℃］の状態が２０分継続した場合、前記補正値が＋２０［ｒｐｓ］に決定される。したがって、このときの気温Ｔが例えば−６［℃］である場合には、前記の図８（ａ）に示す第１データテーブルにより前記上限値は６０［ｒｐｓ］に決定されるので、当該上限値は６０［ｒｐｓ］＋２０［ｒｐｓ］＝８０［ｒｐｓ］に増大補正される。なお、前記偏差ΔＴが第２データテーブルの偏差区分に属しない場合、すなわち前記偏差ΔＴが１［℃］未満である場合には、上限値の補正は行われない。
【０１０２】
図１１は、前記の図１０に対応する冷房運転用の第２データテーブルである。当該第２データテーブルでは、前記地中熱交ＴＨ１の温度区分が低くなるほど補正値が大きくなり、且つ、前記偏差ΔＴの偏差区分が大きくなるほど補正値が大きくなるように設定されている。なお、前記地中熱交ＴＨ１が４０［℃］以上の場合には補正を行わないように設定されている。
【０１０３】
前記上限規制制御部６１Ｄは、前記の図１０に示す第２データテーブルと同様に、前記地中熱交ＴＨ１が特定の１つの前記温度区分に属しかつ前記偏差ΔＴが特定の１つの偏差区分に属した状態が第２所定期間（例えば２０分）継続したときに、当該１つの温度区分及び１つの偏差区分に対応する値に補正値を決定する。例えば図１１に示す例では、前記地中熱交ＴＨ１が３６［℃］、偏差ΔＴが１５［℃］の状態が２０分継続した場合、前記補正値が＋２０［ｒｐｓ］に決定される。したがって、このときの気温Ｔが例えば３０［℃］である場合には、前記の図９（ａ）に示す第１データテーブルにより前記上限値は４０［ｒｐｓ］に決定されるので、当該上限値は４０［ｒｐｓ］＋２０［ｒｐｓ］＝６０［ｒｐｓ］に増大補正される。なお、前記偏差ΔＴが第２データテーブルの偏差区分に属しない場合、すなわち前記偏差ΔＴが１［℃］未満である場合には、上限値の補正は行われない。
【０１０４】
次に、以上の手法を実現するために、地中熱制御装置６１と空気熱制御装置６２が協働して実行する制御手順を図１２〜図１６のフローチャートにより説明する。なお、図１２〜図１６では、前記第１冷媒温度センサ４２ｂにより検出される蒸発器入口冷媒温度（凝縮器出口冷媒温度）を「地中熱交ＴＨ１」、第１圧縮機４３を「地中熱圧縮機」、第２圧縮機５３を「空気熱圧縮機」と表記する。
【０１０５】
まず、暖房運転時の制御手順を図１２〜図１４に示す。図１２において、まずステップＳ１では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、前記外気温度センサ５７により検出される気温Ｔが２［℃］以上であるか否かを判定する。前記気温Ｔが２［℃］以上である場合はステップＳ１の判定が満たされ（Ｓ１：ＹＥＳ）、ステップＳ３に移る。
【０１０６】
ステップＳ３では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、前記第２圧縮機５３を主動力源として優先的に駆動する。なお、この時点では補助動力源である前記第１圧縮機４３は駆動されない。その後、ステップＳ５に移る。
【０１０７】
ステップＳ５では、圧縮機制御部６２Ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌの実温度が前記メインリモコン６０ａの操作に対応した目標温度に到達したか否かを判定する。前記実温度が前記目標温度に到達していない場合はステップＳ５の判定は満たされず（Ｓ５：ＮＯ）、ステップＳ７に移る。
【０１０８】
ステップＳ７では、圧縮機制御部６２Ａは、前記第２圧縮機５３の回転数が予め定められた上限値に到達したか否かを判定する。なお、前記予め定められた上限値は、例えば前記第２圧縮機５３の性能・仕様上あるいは運用上予め定められた最大回転数である。前記第２圧縮機５３の回転数が前記上限値に到達していない場合はステップＳ７の判定は満たされず（Ｓ７：ＮＯ）、ステップＳ９に移る。
【０１０９】
ステップＳ９では、圧縮機制御部６２Ａは、前記第２圧縮機５３の回転数を増加させる。このとき、例えば予め定められた量を段階的に増加させてもよいし、予め定められた速度で連続的に増加させてもよい。その後、前記ステップＳ５に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１１０】
一方、前記ステップＳ５の判定において、前記実温度が前記目標温度に到達した場合はステップＳ５の判定が満たされ（Ｓ５：ＹＥＳ）、ステップＳ１１に移る。
【０１１１】
ステップＳ１１では、圧縮機制御部６２Ａは、前記第２圧縮機５３の回転数が予め定められた下限値に到達したか否かを判定する。なお、前記予め定められた下限値は、例えば前記第２圧縮機５３の性能・仕様上あるいは運用上予め定められた最小回転数である。前記第２圧縮機５３の回転数が前記下限値に到達していない場合はステップＳ１１の判定は満たされず（Ｓ１１：ＮＯ）、ステップＳ１３に移る。
【０１１２】
ステップＳ１３では、圧縮機制御部６２Ａは、前記第２圧縮機５３の回転数を低下させる。このとき、例えば予め定められた量を段階的に減少させてもよいし、予め定められた速度で連続的に減少させてもよい。その後、前記ステップＳ５に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１１３】
一方、前記ステップＳ１１の判定において、前記第２圧縮機５３の回転数が前記下限値に到達した場合はステップＳ１１の判定が満たされ（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１５に移る。
【０１１４】
ステップＳ１５では、圧縮機制御部６２Ａは、前記第２圧縮機５３を停止させる。その後、ステップＳ１７に移る。
【０１１５】
ステップＳ１７では、圧縮機制御部６２Ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌの実温度が前記メインリモコン６０ａの操作に対応した目標温度より５［℃］以下の温度に低下したか否かを判定する。前記実温度が前記目標温度の５［℃］以下の温度に低下するまではステップＳ１７の判定が満たされず（Ｓ１７：ＮＯ）ループ待機し、前記実温度が前記目標温度の５［℃］以下の温度に低下するとステップＳ１７の判定が満たされ（Ｓ１７：ＹＥＳ）、前記ステップＳ１に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１１６】
一方、前記ステップＳ７の判定において、前記第２圧縮機５３の回転数が前記上限値に到達した場合はステップＳ７の判定が満たされ（Ｓ７：ＹＥＳ）、ステップＳ１９に移る。
【０１１７】
ステップＳ１９では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、補助動力源として前記第１圧縮機４３の駆動を開始する。その後、ステップＳ２１に移る。
【０１１８】
ステップＳ２１では、上限規制制御部６１Ｄは、前記第１冷媒温度センサ４２ｂにより検出される前記地中熱交ＴＨ１が−２［℃］以上であるか否かを判定する。前記地中熱交ＴＨ１が−２［℃］未満である場合はステップＳ２１の判定が満たされず（Ｓ２１：ＮＯ）、ステップＳ１００に移る。
【０１１９】
ステップＳ１００では、上限規制制御部６１Ｄは、前記第１圧縮機４３の回転数の上限を規制する上限規制制御を実行する。この上限規制制御の詳細内容については後述する（後述の図１４参照）。その後、後述のステップＳ２５に移る。
【０１２０】
一方、前記ステップＳ２１の判定において、前記地中熱交ＴＨ１が−２［℃］以上である場合はステップＳ２１の判定が満たされ（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２３に移る。
【０１２１】
ステップＳ２３では、上限規制制御部６１Ｄによる前記上限規制制御が実行されずに、前記第１圧縮機４３の運転が継続される。なお、前記ステップＳ１００で上限規制制御が実行されている状態で前記地中熱交ＴＨ１が−２［℃］以上となりステップＳ２１の判定が満たされた場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、このステップＳ２３ではその状態が所定期間（例えば１０分）継続された場合に上限規制制御が解除される。その後、ステップＳ２５に移る。
【０１２２】
ステップＳ２５では、圧縮機制御部６１Ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌの実温度が前記メインリモコン６０ａの操作に対応した目標温度に到達したか否かを判定する。前記実温度が前記目標温度に到達していない場合はステップＳ２５の判定は満たされず（Ｓ２５：ＮＯ）、ステップＳ２７に移る。
【０１２３】
ステップＳ２７では、圧縮機制御部６１Ａは、前記第１圧縮機４３の回転数が予め定められた上限値に到達したか否かを判定する。なお、前記予め定められた上限値は、前記上限規制制御が実行されていない場合は、例えば前記第１圧縮機４３の性能・仕様上あるいは運用上予め定められた最大回転数であり、前記上限規制制御が実行されている場合は、当該決定された上限値である。前記第１圧縮機４３の回転数が前記上限値に到達していない場合はステップＳ２７の判定は満たされず（Ｓ２７：ＮＯ）、ステップＳ２９に移る。
【０１２４】
ステップＳ２９では、圧縮機制御部６１Ａは、前記第１圧縮機４３の回転数を増加させる。このとき、例えば予め定められた量を段階的に増加させてもよいし、予め定められた速度で連続的に増加させてもよい。その後、前記ステップＳ２１に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１２５】
一方、前記ステップＳ２７の判定において、前記第１圧縮機４３の回転数が前記上限値に到達した場合はステップＳ２７の判定が満たされ（Ｓ２７：ＹＥＳ）、ステップＳ３１に移る。
【０１２６】
ステップＳ３１では、圧縮機制御部６１Ａは、前記第１圧縮機４３の回転数を上限値に維持する。その後、前記ステップＳ２１に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１２７】
一方、前記ステップＳ２５の判定において、前記実温度が前記目標温度に到達した場合はステップＳ２５の判定が満たされ（Ｓ２５：ＹＥＳ）、ステップＳ３３に移る。
【０１２８】
ステップＳ３３では、圧縮機制御部６１Ａは、前記第１圧縮機４３の回転数が予め定められた下限値に到達したか否かを判定する。なお、前記予め定められた下限値は、例えば前記第１圧縮機４３の性能・仕様上あるいは運用上予め定められた最小回転数である。前記第１圧縮機４３の回転数が前記下限値に到達していない場合はステップＳ３３の判定は満たされず（Ｓ３３：ＮＯ）、ステップＳ３５に移る。
【０１２９】
ステップＳ３５では、圧縮機制御部６１Ａは、前記第１圧縮機４３の回転数を低下させる。このとき、例えば予め定められた量を段階的に減少させてもよいし、予め定められた速度で連続的に減少させてもよい。その後、前記ステップＳ２１に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１３０】
一方、前記ステップＳ３３の判定において、前記第１圧縮機４３の回転数が前記下限値に到達した場合はステップＳ３３の判定が満たされ（Ｓ３３：ＹＥＳ）、ステップＳ３７に移る。
【０１３１】
ステップＳ３７では、圧縮機制御部６１Ａは、前記第１圧縮機４３を停止させる。その後、前記ステップＳ５に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１３２】
一方、前記ステップＳ１の判定において、前記気温Ｔが２［℃］未満である場合はステップＳ１の判定が満たされず（Ｓ１：ＮＯ）、図１３に示すステップＳ３９に移る。
【０１３３】
ステップＳ３９では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、前記第１圧縮機４３を主動力源として優先的に駆動する。なお、この時点では補助動力源である前記第２圧縮機５３は駆動されない。その後、ステップＳ４１に移る。
【０１３４】
ステップＳ４１では、上限規制制御部６１Ｄは、前記第１冷媒温度センサ４２ｂにより検出される前記地中熱交ＴＨ１が−２［℃］以上であるか否かを判定する。前記地中熱交ＴＨ１が−２［℃］未満である場合はステップＳ４１の判定が満たされず（Ｓ４１：ＮＯ）、ステップＳ１００に移る。
【０１３５】
ステップＳ１００は、前記ステップＳ１００と同じであり、上限規制制御部６１Ｄは、前記第１圧縮機４３の回転数の上限を規制する上限規制制御を実行する。その後、後述のステップＳ４５に移る。
【０１３６】
一方、前記ステップＳ４１の判定において、前記地中熱交ＴＨ１が−２［℃］以上である場合はステップＳ４１の判定が満たされ（Ｓ４１：ＹＥＳ）、ステップＳ４３に移る。
【０１３７】
ステップＳ４３では、上限規制制御部６１Ｄによる前記上限規制制御が実行されずに、前記第１圧縮機４３の運転が継続される。なお、前記ステップＳ１００で上限規制制御が実行されている状態で前記地中熱交ＴＨ１が−２［℃］以上となりステップＳ４１の判定が満たされた場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、このステップＳ４３ではその状態が所定期間（例えば１０分）継続された場合に上限規制制御が解除される。その後、ステップＳ４５に移る。
【０１３８】
ステップＳ４５では、圧縮機制御部６１Ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌの実温度が前記メインリモコン６０ａの操作に対応した目標温度に到達したか否かを判定する。前記実温度が前記目標温度に到達していない場合はステップＳ４５の判定は満たされず（Ｓ４５：ＮＯ）、ステップＳ４７に移る。
【０１３９】
ステップＳ４７では、圧縮機制御部６１Ａは、前記第１圧縮機４３の回転数が予め定められた上限値に到達したか否かを判定する。前記第１圧縮機４３の回転数が前記上限値に到達していない場合はステップＳ４７の判定は満たされず（Ｓ４７：ＮＯ）、ステップＳ４９に移る。
【０１４０】
ステップＳ４９では、圧縮機制御部６１Ａは、前記第１圧縮機４３の回転数を増加させる。その後、前記ステップＳ４１に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１４１】
一方、前記ステップＳ４５の判定において、前記実温度が前記目標温度に到達した場合はステップＳ４５の判定が満たされ（Ｓ４５：ＹＥＳ）、ステップＳ５１に移る。
【０１４２】
ステップＳ５１では、圧縮機制御部６１Ａは、前記第１圧縮機４３の回転数が予め定められた下限値に到達したか否かを判定する。前記第１圧縮機４３の回転数が前記下限値に到達していない場合はステップＳ５１の判定は満たされず（Ｓ５１：ＮＯ）、ステップＳ５３に移る。
【０１４３】
ステップＳ５３では、圧縮機制御部６１Ａは、前記第１圧縮機４３の回転数を低下させる。その後、前記ステップＳ４１に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１４４】
一方、前記ステップＳ５１の判定において、前記第１圧縮機４３の回転数が前記下限値に到達した場合はステップＳ５１の判定が満たされ（Ｓ５１：ＹＥＳ）、ステップＳ５５に移る。
【０１４５】
ステップＳ５５では、圧縮機制御部６１Ａは、前記第１圧縮機４３を停止させる。その後、ステップＳ５７に移る。
【０１４６】
ステップＳ５７では、圧縮機制御部６１Ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌの実温度が前記メインリモコン６０ａの操作に対応した目標温度より５［℃］以下の温度に低下したか否かを判定する。前記実温度が前記目標温度の５［℃］以下の温度に低下するまではステップＳ５７の判定が満たされず（Ｓ５７：ＮＯ）ループ待機し、前記実温度が前記目標温度の５［℃］以下の温度に低下するとステップＳ５７の判定が満たされ（Ｓ５７：ＹＥＳ）、前記ステップＳ１に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１４７】
一方、前記ステップＳ４７の判定において、前記第１圧縮機４３の回転数が前記上限値に到達した場合はステップＳ４７の判定が満たされ（Ｓ４７：ＹＥＳ）、ステップＳ５９に移る。
【０１４８】
ステップＳ５９では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、補助動力源として前記第２圧縮機５３の駆動を開始する。その後、ステップＳ６１に移る。
【０１４９】
ステップＳ６１では、圧縮機制御部６２Ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌの実温度が前記メインリモコン６０ａの操作に対応した目標温度に到達したか否かを判定する。前記実温度が前記目標温度に到達していない場合はステップＳ６１の判定は満たされず（Ｓ６１：ＮＯ）、ステップＳ６３に移る。
【０１５０】
ステップＳ６３では、圧縮機制御部６２Ａは、前記第２圧縮機５３の回転数が予め定められた上限値に到達したか否かを判定する。前記第２圧縮機５３の回転数が前記上限値に到達していない場合はステップＳ６３の判定は満たされず（Ｓ６３：ＮＯ）、ステップＳ６５に移る。
【０１５１】
ステップＳ６５では、圧縮機制御部６２Ａは、前記第２圧縮機５３の回転数を増加させる。その後、前記ステップＳ４１に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１５２】
一方、前記ステップＳ６３の判定において、前記第２圧縮機５３の回転数が前記上限値に到達した場合はステップＳ６３の判定が満たされ（Ｓ６３：ＹＥＳ）、ステップＳ６７に移る。
【０１５３】
ステップＳ６７では、圧縮機制御部６２Ａは、前記第２圧縮機５３の回転数を上限値に維持する。その後、前記ステップＳ４１に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１５４】
一方、前記ステップＳ６１の判定において、前記実温度が前記目標温度に到達した場合はステップＳ６１の判定が満たされ（Ｓ６１：ＹＥＳ）、ステップＳ６９に移る。
【０１５５】
ステップＳ６９では、圧縮機制御部６２Ａは、前記第２圧縮機５３の回転数が予め定められた下限値に到達したか否かを判定する。前記第２圧縮機５３の回転数が前記下限値に到達していない場合はステップＳ６９の判定は満たされず（Ｓ６９：ＮＯ）、ステップＳ７１に移る。
【０１５６】
ステップＳ７１では、圧縮機制御部６２Ａは、前記第２圧縮機５３の回転数を低下させる。その後、前記ステップＳ４１に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１５７】
一方、前記ステップＳ６９の判定において、前記第２圧縮機５３の回転数が前記下限値に到達した場合はステップＳ６９の判定が満たされ（Ｓ６９：ＹＥＳ）、ステップＳ７３に移る。
【０１５８】
ステップＳ７３では、圧縮機制御部６２Ａは、前記第２圧縮機５３を停止させる。その後、前記ステップＳ４１に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１５９】
次に、前記ステップＳ１００の上限規制制御の制御手順を図１４に示す。図１４において、まずステップＳ１１０では、上限規制制御部６１Ｄは、前記記憶部６１Ｅから暖房運転用の第１データテーブルを読み出す。その後、ステップＳ１２０に移る。
【０１６０】
ステップＳ１２０では、上限規制制御部６１Ｄは、前記第１データテーブルにおいて、前記地中熱交ＴＨ１がどの前記温度区分に属し、前記所定の気候因子（気温Ｔ、空気熱交ＴＨ２、カレンダー等）がどの段階区分に属すかを判定する。なお、このステップＳ１２０が、前記気候因子から前記第１圧縮機４３の所定値以上の能力を必要とする所定時期（暖房では例えば１月、２月。図８（ｃ）参照。冷房では例えば７月、８月。図９（ｃ）参照）に該当しないか否かを判定する時期判定手段に相当する。その後、ステップＳ１３０に移る。
【０１６１】
ステップＳ１３０では、上限規制制御部６１Ｄは、前記地中熱交ＴＨ１が特定の１つの前記温度区分に属しかつ前記所定の気候因子が特定の１つの段階区分に属した状態が第１所定期間（例えば１０分）継続したか否かを判定する。前記状態が前記第１所定期間継続しない場合はステップＳ１３０の判定は満たされず（Ｓ１３０：ＮＯ）、本ルーチンを終了する。一方、前記状態が前記第１所定期間継続した場合はステップＳ１３０の判定が満たされ（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、ステップＳ１４０に移る。
【０１６２】
ステップＳ１４０では、上限規制制御部６１Ｄは、前記第１データテーブルを参照して、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値を、前記ステップＳ１２０で判定した前記地中熱交ＴＨ１が属する特定の温度区分及び前記所定の気候因子が属する特定の段階区分に対応する値に決定する。また、前記圧縮機制御部６１Ａは、前記第１圧縮機４３の回転数を前記決定された上限値を超えないように制御する。なお、このステップＳ１４０において決定される前記第１圧縮機４３の回転数の上限値が第１上限値に相当し、当該ステップＳ１４０が第１上限値決定手段に相当する。その後、ステップＳ１５０に移る。
【０１６３】
ステップＳ１５０では、上限規制制御部６１Ｄは、前記第２圧縮機５３の回転数が予め定められた上限値に到達したか否かを判定する。なお、前記予め定められた上限値は、例えば前記第２圧縮機５３の性能・仕様上あるいは運用上予め定められた最大回転数である。前記第２圧縮機５３の回転数が前記上限値に到達していない場合はステップＳ１５０の判定は満たされず（Ｓ１５０：ＮＯ）、本ルーチンを終了する。一方、前記第２圧縮機５３の回転数が前記上限値に到達した場合はステップＳ１５０の判定が満たされ（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、ステップＳ１６０に移る。なお、前記予め定められた上限値が第２上限値に相当し、このステップＳ１５０が第２上限値判定手段に相当する。
【０１６４】
ステップＳ１６０では、上限規制制御部６１Ｄは、前記記憶部６１Ｅから暖房運転用の第２データテーブルを読み出す。その後、ステップＳ１７０に移る。
【０１６５】
ステップＳ１７０では、上限規制制御部６１Ｄは、前記第２データテーブルにおいて、前記地中熱交ＴＨ１がどの前記温度区分に属し、前記メインリモコン６０ａの操作に対応した目標温度と前記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌの実温度との偏差ΔＴがどの偏差区分に属すかを判定する。その後、ステップＳ１８０に移る。
【０１６６】
ステップＳ１８０では、上限規制制御部６１Ｄは、前記地中熱交ＴＨ１が特定の１つの前記温度区分に属しかつ前記偏差ΔＴが特定の１つの偏差区分に属した状態が第２所定期間（例えば２０分）継続したか否かを判定する。前記状態が前記第２所定期間継続しない場合はステップＳ１８０の判定は満たされず（Ｓ１８０：ＮＯ）、本ルーチンを終了する。一方、前記状態が前記第２所定期間継続した場合はステップＳ１８０の判定が満たされ（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、ステップＳ１９０に移る。
【０１６７】
ステップＳ１９０では、上限規制制御部６１Ｄは、前記第２データテーブルを参照して、前記ステップＳ１７０で判定した前記地中熱交ＴＨ１が属する特定の温度区分及び前記偏差ΔＴが属する特定の偏差区分に対応する値に補正値を決定し、前記ステップＳ１４０において決定した前記第１圧縮機４３の回転数の上限値を増大補正する。また、前記圧縮機制御部６１Ａは、前記第１圧縮機４３の回転数を前記増大補正後の上限値を超えないように制御する。なお、このステップＳ１９０が補正手段に相当する。
【０１６８】
次に、冷房運転時の制御手順を図１５及び図１６に示す。なお、図１５及び図１６において前記図１２及び図１３と同様の部分は適宜説明を省略する。
【０１６９】
図１５において、まずステップＳ２０１では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、前記外気温度センサ５７により検出される気温Ｔが３０［℃］以下であるか否かを判定する。前記気温Ｔが３０［℃］以下である場合はステップＳ２０１の判定が満たされ（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、ステップＳ２０３に移る。
【０１７０】
ステップＳ２０３〜ステップＳ２１５は、前記図１２のステップＳ３〜ステップＳ１５と同様であるので説明を省略する。
【０１７１】
ステップＳ２１７では、圧縮機制御部６２Ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌの実温度が前記メインリモコン６０ａの操作に対応した目標温度より５［℃］以上の温度に上昇したか否かを判定する。前記実温度が前記目標温度の５［℃］以上の温度に上昇するまではステップＳ２１７の判定が満たされず（Ｓ２１７：ＮＯ）ループ待機し、前記実温度が前記目標温度の５［℃］以上の温度に上昇するとステップＳ２１７の判定が満たされ（Ｓ２１７：ＹＥＳ）、前記ステップＳ２０１に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１７２】
一方、ステップＳ２０７の判定において、前記第２圧縮機５３の回転数が前記上限値に到達した場合はステップＳ２０７の判定が満たされ（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、ステップＳ２１９に移る。
【０１７３】
ステップＳ２１９では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、補助動力源として前記第１圧縮機４３の駆動を開始する。その後、ステップＳ２２１に移る。
【０１７４】
ステップＳ２２１では、上限規制制御部６１Ｄは、前記第１冷媒温度センサ４２ｂにより検出される前記地中熱交ＴＨ１が３３［℃］以下であるか否かを判定する。前記地中熱交ＴＨ１が３３［℃］より高い場合はステップＳ２２１の判定が満たされず（Ｓ２２１：ＮＯ）、ステップＳ１００に移る。
【０１７５】
ステップＳ１００では、上限規制制御部６１Ｄは、前記第１圧縮機４３の回転数の上限を規制する上限規制制御を実行する。この上限規制制御の内容は前記図１４で説明した内容と同様であるので説明を省略する。なお、ここでは前記ステップＳ１１０及び前記ステップＳ１６０において冷房運転用のデータテーブルが読み出される。
【０１７６】
一方、前記ステップＳ２２１の判定において、前記地中熱交ＴＨ１が３３［℃］以下である場合はステップＳ２２１の判定が満たされ（Ｓ２２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２３に移る。
【０１７７】
ステップＳ２２３〜ステップＳ２３７は、前記図１２のステップＳ２３〜ステップＳ３７と同様であるので説明を省略する。
【０１７８】
一方、前記ステップＳ２０１の判定において、前記気温Ｔが３０［℃］より高い場合はステップＳ２０１の判定が満たされず（Ｓ２０１：ＮＯ）、図１６に示すステップＳ２３９に移る。
【０１７９】
ステップＳ２３９では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、前記第１圧縮機４３を主動力源として優先的に駆動する。なお、この時点では補助動力源である前記第２圧縮機５３は駆動されない。その後、ステップＳ２４１に移る。
【０１８０】
ステップＳ２４１では、上限規制制御部６１Ｄは、前記第１冷媒温度センサ４２ｂにより検出される前記地中熱交ＴＨ１が３３［℃］以下であるか否かを判定する。前記地中熱交ＴＨ１が３３［℃］より高い場合はステップＳ２４１の判定が満たされず（Ｓ２４１：ＮＯ）、ステップＳ１００に移る。
【０１８１】
ステップＳ１００は、前記ステップＳ１００と同じであり、上限規制制御部６１Ｄは、前記第１圧縮機４３の回転数の上限を規制する上限規制制御を実行する。
【０１８２】
一方、前記ステップＳ２４１の判定において、前記地中熱交ＴＨ１が３３［℃］以下である場合はステップＳ２４１の判定が満たされ（Ｓ２４１：ＹＥＳ）、ステップＳ２４３に移る。
【０１８３】
ステップＳ２４３〜ステップＳ２５５は、前記図１３のステップＳ４３〜ステップＳ５５と同様であるので説明を省略する。
【０１８４】
ステップＳ２５７では、圧縮機制御部６１Ａは、前記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌの実温度が前記メインリモコン６０ａの操作に対応した目標温度より５［℃］以上の温度に上昇したか否かを判定する。前記実温度が前記目標温度の５［℃］以上の温度に上昇するまではステップＳ２５７の判定が満たされず（Ｓ２５７：ＮＯ）ループ待機し、前記実温度が前記目標温度の５［℃］以上の温度に上昇するとステップＳ２５７の判定が満たされ（Ｓ２５７：ＹＥＳ）、前記ステップＳ２０１に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１８５】
一方、ステップＳ２４７の判定において、前記第１圧縮機４３の回転数が前記上限値に到達した場合はステップＳ２４７の判定が満たされ（Ｓ２４７：ＹＥＳ）、ステップＳ２５９に移る。
【０１８６】
ステップＳ２５９〜ステップＳ２７３は、前記図１３のステップＳ５９〜ステップＳ７３と同様であるので説明を省略する。
【０１８７】
以上の制御によるヒートポンプ装置１の挙動の一例を、図１７及び図１８に示す。なお、図１７及び図１８では、前記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌの実温度を「温水温度」、前記第１冷媒温度センサ４２ｂにより検出される蒸発器入口冷媒温度（凝縮器出口冷媒温度）を「地中熱交ＴＨ１」、第１圧縮機４３を「地中熱圧縮機」、第２圧縮機５３を「空気熱圧縮機」と表記する。
【０１８８】
まず、図１７を用いて暖房運転時の挙動を説明する。ここでは、例えば気温が０［℃］で地中熱優先動作が実行されている場合を一例として説明する。時間ｔ１より前では、前記地中熱交ＴＨ１が−２［℃］以上であるため（前記ステップＳ４１：ＹＥＳ）、前記第１圧縮機４３の上限規制制御は実行されない（前記ステップＳ４３）。また、前記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌの実温度が前記メインリモコン６０ａの操作に対応した目標温度（この例では４０［℃］）に到達しておらず（前記ステップＳ４５：ＮＯ）、且つ、前記第１圧縮機４３の回転数は上限値（この例では９０［ｒｐｓ］）に到達していないため（前記ステップＳ４７：ＮＯ）、前記第１圧縮機４３の回転数が増加される（前記ステップＳ４９）。
【０１８９】
その後、時間ｔ１において前記地中熱交ＴＨ１が−２［℃］未満となるが（前記ステップＳ４１：ＮＯ）、当該地中熱交ＴＨ１が−２［℃］未満の期間（時間ｔ１と時間ｔ２の間の期間）が１０分未満であるため（前記ステップＳ１３０：ＮＯ）、前記第１圧縮機４３の上限規制制御は実行されず、引き続き回転数が増加される（前記ステップＳ４９）。
【０１９０】
その後、時間ｔ３において前記地中熱交ＴＨ１が−２［℃］未満となり（前記ステップＳ４１：ＮＯ）、時間ｔ４において−５［℃］＜地中熱交ＴＨ１＜−２［℃］の期間が１０分以上となるため（前記ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、前記第１圧縮機４３の上限規制制御が実行される（前記ステップＳ１４０）。この例では、−５［℃］＜地中熱交ＴＨ１＜−２［℃］、気温Ｔが０［℃］であるため、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値は４５［ｒｐｓ］に決定され（図８（ａ）参照）、前記第１圧縮機４３の回転数は９０［ｒｐｓ］から４５［ｒｐｓ］に変更される。またこれにより、前記ステップＳ４７の判定が満たされるため（前記ステップＳ４７：ＹＥＳ）、前記第２圧縮機５３の駆動が開始される（前記ステップＳ５９）。
【０１９１】
その後、時間ｔ５において前記地中熱交ＴＨ１が−２［℃］以上となり（前記ステップＳ４１：ＹＥＳ）、時間ｔ６において−２［℃］≦地中熱交ＴＨ１の期間が１０分以上となるため、前記第１圧縮機４３の上限規制制御が解除される（前記ステップＳ４３）。これにより、前記第１圧縮機４３の回転数は増加される（前記ステップＳ４５：ＮＯ、前記ステップＳ４７：ＮＯ、前記ステップＳ４９）。
【０１９２】
その後、時間ｔ７において前記地中熱交ＴＨ１が−２［℃］未満となり（前記ステップＳ４１：ＮＯ）、時間ｔ８において−５［℃］＜地中熱交ＴＨ１＜−２［℃］の期間が１０分以上となるため（前記ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、前記第１圧縮機４３の上限規制制御が再度実行される（前記ステップＳ１４０）。ここでは上記と同様に、前記第１圧縮機４３の回転数は９０［ｒｐｓ］から４５［ｒｐｓ］に変更される。
【０１９３】
その後、時間ｔ９において前記地中熱交ＴＨ１が−５［℃］以下となり（前記ステップＳ４１：ＮＯ）、時間ｔ１０において−７［℃］＜地中熱交ＴＨ１≦−５［℃］の期間が１０分以上となるため（前記ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、前記第１圧縮機４３の上限規制制御が実行されて回転数の上限値が変更される（前記ステップＳ１４０）。この例では、−７［℃］＜地中熱交ＴＨ１≦−５［℃］、気温Ｔが０［℃］であるため、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値は４０［ｒｐｓ］に決定され（図８（ａ）参照）、前記第１圧縮機４３の回転数は４５［ｒｐｓ］から４０［ｒｐｓ］に変更される。
【０１９４】
その後、時間ｔ１１において前記目標温度と前記実温度との偏差ΔＴが５［℃］以上となり（前記ステップＳ１７０）、時間ｔ１２において５［℃］≦偏差ΔＴ＜１５［℃］の期間が２０分以上となるため（前記ステップＳ１８０：ＹＥＳ）、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値が増大補正される（前記ステップＳ１９０）。この例では、−７［℃］＜地中熱交ＴＨ１≦−５［℃］、５［℃］≦偏差ΔＴ＜１５［℃］であるため、前記第１圧縮機４３の回転数の補正値は＋１５［ｒｐｓ］に決定され（図１０参照）、前記第１圧縮機４３の回転数は４０［ｒｐｓ］から５５［ｒｐｓ］に変更される。
【０１９５】
以上説明したヒートポンプ装置１の挙動により、図１７（ｄ）に示すように前記地中熱交換器２３の近傍周囲における地中温度の低下を５［℃］近傍にて留まらせることができる。このようにして地中からの過度な吸熱を行わないようにし、熱枯れ状態の発生を未然に防ぐことができる。
【０１９６】
次に、図１８を用いて冷房運転時の挙動を説明する。ここでは、例えば気温が３１［℃］で地中熱優先動作が実行されている場合を一例として説明する。
【０１９７】
時間ｔ１において前記地中熱交ＴＨ１が３３［℃］より高くなり（前記ステップＳ２４１：ＮＯ）、時間ｔ２において３３［℃］＜地中熱交ＴＨ１＜３５［℃］の期間が１０分以上となるため（前記ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、前記第１圧縮機４３の上限規制制御が実行される（前記ステップＳ１４０）。この例では、３３［℃］＜地中熱交ＴＨ１＜３５［℃］、気温Ｔが３１［℃］であるため、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値は４５［ｒｐｓ］に決定され（図９（ａ）参照）、前記第１圧縮機４３の回転数は９０［ｒｐｓ］から４５［ｒｐｓ］に変更される。またこれにより、前記ステップＳ２４７の判定が満たされるため（前記ステップＳ２４７：ＹＥＳ）、前記第２圧縮機５３の駆動が開始される（前記ステップＳ２５９）。
【０１９８】
その後、時間ｔ３において前記地中熱交ＴＨ１が３３［℃］以下となり（前記ステップＳ２４１：ＹＥＳ）、時間ｔ４において地中熱交ＴＨ１≦３３［℃］の期間が１０分以上となるため、前記第１圧縮機４３の上限規制制御が解除される（前記ステップＳ２４３）。これにより、前記第１圧縮機４３の回転数は増加される（前記ステップＳ２４５：ＮＯ、前記ステップＳ２４７：ＮＯ、前記ステップＳ２４９）。
【０１９９】
その後、時間ｔ５において前記地中熱交ＴＨ１が３３［℃］より高くなり（前記ステップＳ２４１：ＮＯ）、時間ｔ６において３３［℃］＜地中熱交ＴＨ１＜３５［℃］の期間が１０分以上となるため（前記ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、前記第１圧縮機４３の上限規制制御が再度実行される（前記ステップＳ１４０）。ここでは上記と同様に、前記第１圧縮機４３の回転数は９０［ｒｐｓ］から４５［ｒｐｓ］に変更される。
【０２００】
その後、時間ｔ７において前記地中熱交ＴＨ１が３５［℃］以上となり（前記ステップＳ２４１：ＮＯ）、時間ｔ８において３５［℃］≦地中熱交ＴＨ１＜３７［℃］の期間が１０分以上となるため（前記ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、前記第１圧縮機４３の上限規制制御が実行されて回転数の上限値が変更される（前記ステップＳ１４０）。この例では、３５［℃］≦地中熱交ＴＨ１＜３７［℃］、気温Ｔが３１［℃］であるため、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値は４０［ｒｐｓ］に決定され（図９（ａ）参照）、前記第１圧縮機４３の回転数は４５［ｒｐｓ］から４０［ｒｐｓ］に変更される。
【０２０１】
その後、時間ｔ９において前記目標温度と前記実温度との偏差ΔＴが５［℃］以上となり（前記ステップＳ１７０）、時間ｔ１０において５［℃］≦偏差ΔＴ＜１５［℃］の期間が２０分以上となるため（前記ステップＳ１８０：ＹＥＳ）、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値が増大補正される（前記ステップＳ１９０）。この例では、３５［℃］≦地中熱交ＴＨ１＜３７［℃］、５［℃］≦偏差ΔＴ＜１５［℃］であるため、前記第１圧縮機４３の回転数の補正値は＋１５［ｒｐｓ］に決定され（図１１参照）、前記第１圧縮機４３の回転数は４０［ｒｐｓ］から５５［ｒｐｓ］に変更される。
【０２０２】
以上説明したヒートポンプ装置１の挙動により、図１８（ｄ）に示すように前記地中熱交換器２３の近傍周囲における地中温度の上昇を２５［℃］近傍にて留まらせることができる。このようにして地中への過度な放熱を行わないようにし、熱飽和状態の発生を未然に防ぐことができる。
【０２０３】
以上説明したように、本実施形態のヒートポンプ装置１によれば、圧縮機制御部６１Ａが設けられ、地中熱ヒートポンプ回路４０における第１圧縮機４３の回転数を、所望の上限値を超えないように制御する。このときの上限値は、所定の気候因子、及び、前記第１冷媒温度センサ４２ｂが検出する第１冷媒Ｃ１の温度、に応じて、上限規制制御部６１Ｄによって決定される。これにより、例えば暖房運転では、前記要最大能力時期（例えば１月、２月）の直前時期（例えば１２月）において前記上限値を適宜に設定することで地中からの過度な吸熱を行わないようにし、前記要最大能力時期における熱枯れ状態の発生を未然に防ぐことができる。また例えば冷房運転では、前記要最大能力時期（例えば７月、８月）の直前時期（例えば６月）において前記上限値を適宜に設定することで地中への過度な放熱を行わないようにし、前記要最大能力時期における熱飽和状態の発生を未然に防ぐことができる。以上の結果、地中熱を安定的に使用することができる。
【０２０４】
また、本実施形態では特に、前記気候因子として、気温情報（外気温等）や、空気熱源熱交換器５５における第２冷媒Ｃ２の温度や、暦情報（年月日等）や、地理情報（寒冷地であるか等）、を用い、前記熱枯れ状態や前記熱飽和状態の発生予測を精度よく行うことができる。この結果、地中熱を確実に安定的に使用することができる。
【０２０５】
また、本実施形態では特に、前記上限規制制御部６１Ｄにより、前記所定時期に該当しない場合（暖房であれば１月と２月以外の月、冷房であれば７月と８月以外の月）には、前記所定時期に該当する場合（暖房であれば１月、２月、冷房であれば７月、８月）よりも小さな値に、前記第１圧縮機４３の回転数の上限値を決定する。これにより、前記要最大能力時期における前記熱枯れ状態や前記熱飽和状態の発生の未然防止を図り、地中の温度状態を良い状態に温存しつつ、当該要最大能力時期が到来したら、第１圧縮機４３の能力を最大限発揮させるように制御することができる。
【０２０６】
また、本実施形態では特に、予め用意され記憶部６１Ｅに記憶されていた第１データテーブルを利用して、前記上限規制制御部６１Ｄが前記地中熱交ＴＨ１及び特定の前記気候因子に対応した上限値を決定し、圧縮機制御部６１Ａがその決定された上限値以下となるように、第１圧縮機４３の回転数を制御する。これにより、簡素な演算で確実かつ迅速な圧縮機回転数制御を実行することができる。
【０２０７】
また、本実施形態では特に、検出された前記地中熱交ＴＨ１が特定の１つの温度区分に属しかつ気候因子が特定の１つ段階区分に属する状態が所定期間継続するのを待ってから、前記の上限値の決定及びこれに対応する前記第１圧縮機４３の制御を行うことができる。これにより、圧縮機回転数制御の精度向上及び安定化向上を図ることができる。
【０２０８】
また、本実施形態では特に、前記上限規制制御部６１Ｄが、前記戻り液温度センサ３４により検出された循環液Ｌの実温度と、前記メインリモコン６０ａの操作に対応した目標温度との偏差に応じて、前記決定した前記第１圧縮機４３の回転数の上限値を補正する。これにより、例えば、暖房運転時の温水設定温度の上昇や、冷房運転時の冷水設定温度の減少や、熱交換端末３６の運転台数の増加など、暖房負荷または冷房負荷が増加したときに、前記目標温度と前記実温度との偏差が大きくなった場合であっても、暖房・冷房不足が生じないようにすることができる。
【０２０９】
また、本実施形態では特に、第１圧縮機４３の運転のみで前記偏差が大きくなった場合にこれを解消するために第２圧縮機５３を起動した後、その第２圧縮機５３の回転数が予め定められた上限値に達してしまった場合には、さらに、第１圧縮機４３の上限値を増大補正することで確実に前記偏差の低減を図り、暖房・冷房不足が生じないようにすることができる。
【０２１０】
また、本実施形態では特に、予め用意され記憶部６１Ｅに記憶されていた第２データテーブルを利用して、上限規制制御部６１Ｄが前記上限値の増大補正における補正値を決定する。これにより、簡素な演算で確実かつ迅速な回転数補正を実行することができる。
【０２１１】
また、本実施形態では特に、検出された前記地中熱交ＴＨ１が特定の１つの温度区分に属しかつ前記偏差が特定の１つ偏差区分に属する状態が所定期間継続するのを待ってから、前記上限値の増大補正における補正値の決定及びこれに対応する前記第１圧縮機４３の制御を行うことができる。これにより、圧縮機回転数を補正する際の、精度向上及び安定化向上を図ることができる。
【０２１２】
また、本実施形態では特に、前記端末循環回路３０において、前記第１熱交換器４１を前記第２熱交換器５１よりも上流側に位置させる。これにより、次のような効果を得ることができる。すなわち、本実施形態のように前記第１圧縮機４３の回転数の上限値を変更するということは、前記第１熱交換器４１から流出する循環液Ｌの水温が変動しやすくなるということであり、仮に前記第１熱交換器４１が前記第２熱交換器５１よりも下流側に位置すると、前記熱交換端末３６に向かう水温がなかなか安定しないことが考えられる。そこで本実施形態によれば、前記第１熱交換器４１を前記第２熱交換器５１よりも上流側に位置させることで、第１熱交換器４１から流出する循環液Ｌの不安定な水温を、圧縮機上限制御のない空気熱ヒートポンプ回路５０側の制御で安定させることができる。これにより、第２熱交換器５１から安定した温度の循環液Ｌを熱交換端末３６に供給することができる。
【０２１３】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、端末循環回路３０において、循環する循環液Ｌの流れに対して前記第１熱交換器４１が前記第２熱交換器５１よりも上流側に配設されている場合を例にとって説明したが、これに限られず、反対に前記第２熱交換器５１が前記第１熱交換器４１よりも上流側に配設されてもよい。さらには、端末循環回路３０において前記第１熱交換器４１と前記第２熱交換器５１とが並列に接続されてもよい。
【０２１４】
また例えば、上記実施形態では、地中熱交換器２３を１本だけ地中に設けた場合を例にとって説明しているが、これに限られず、地中熱交換器２３は地中に複数設けられていてもよい。その場合、それら複数の地中熱交換器２３は互いに並列に接続されていてもよいし、直列に接続されていてもよい。
【０２１５】
また、上記実施形態では、地中熱を用いた地中熱ヒートポンプ回路４０と空気熱を用いた空気熱ヒートポンプ回路５０とを１つずつ備えた複合熱源型のヒートポンプ装置に本発明を適用した場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、地中熱ヒートポンプ回路４０と空気熱ヒートポンプ回路５０を含み３つ以上のヒートポンプ回路を備えた複合熱源型のヒートポンプ装置に適用してもよい。この場合には、１つのヒートポンプ回路の圧縮機だけを主動力源とし、それ以外の他のヒートポンプ回路の圧縮機を補助動力源としてもよい。
【符号の説明】
【０２１６】
１                ヒートポンプ装置
２０              地中熱循環回路
２１              地中熱配管（熱媒配管）
２３              地中熱交換器
３０              端末循環回路（負荷側回路）
３１              負荷配管（循環液配管）
３４              戻り冷水温度センサ（実温度検出手段）
３６              熱交換端末（負荷端末）
４０              地中熱ヒートポンプ回路（第１ヒートポンプ回路）
４１              第１熱交換器（第１負荷側熱交換器）
４２              第１冷媒配管
４２ｂ            第１冷媒温度センサ（冷媒温度検出手段）
４３              第１圧縮機
４５              地中熱源熱交換器（第１熱源側熱交換器）
５０              空気熱ヒートポンプ回路（第２ヒートポンプ回路）
５１              第２熱交換器（第２負荷側熱交換器）
５２              第２冷媒配管
５３              第２圧縮機
５５              空気熱源熱交換器（第２熱源側熱交換器）
６０ａ            メインリモコン（操作手段）
６１              地中熱制御装置
６１Ａ            圧縮機制御部（第１圧縮機制御手段）
６１Ｄ            上限規制制御部
６１Ｅ            記憶部（第１記憶手段、第２記憶手段）
６２              空気熱制御装置
６２Ａ            圧縮機制御部（第２圧縮機制御手段）
Ｃ１              第１冷媒
Ｃ２              第２冷媒
Ｈ１              熱媒
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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