(57)【要約】      （修正有）【課題】地中の熱や水中の熱を簡単な構成で有効に利用して運転効率と性能の改善を図ることができるヒートポンプ装置を提供する。【解決手段】ヒートポンプ装置は、圧縮機６と、熱源側熱交換器８、第２の熱源側熱交換器９と、膨張機構１１と、利用側熱交換器１２とを含む冷媒回路２と、地中に設けられる採熱用熱交換器１６とを備え、この採熱用熱交換器１６に空気を流通させて地中で冷却、若しくは、加熱すると共に、この採熱用熱交換器１６を経た空気と第２の熱源側熱交換器９を流れる冷媒とを熱交換させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、熱源側熱交換器と、膨張機構と、利用側熱交換器とを含む冷媒回路と、
地中、又は、水中に設けられる採熱用熱交換器とを備え、
該採熱用熱交換器に空気を流通させて前記地中、又は、前記水中で冷却、若しくは、加熱すると共に、
該採熱用熱交換器を経た空気と前記冷媒回路中を循環する冷媒とを熱交換させることを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記利用側熱交換器により被温調対象を冷却する際、前記採熱用熱交換器を経た空気と前記冷媒回路の高圧側の冷媒とを熱交換させることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記利用側熱交換器により被温調対象を加熱する際、前記採熱用熱交換器を経た空気と前記冷媒回路の低圧側の冷媒とを熱交換させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記冷媒回路は可逆サイクルとされており、前記採熱用熱交換器を経た空気を前記熱源側熱交換器に通風することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記冷媒回路は可逆サイクルとされており、前記採熱用熱交換器を経た空気を、前記熱源側熱交換器と共に前記圧縮機と前記膨張機構との間に設けられた第２の熱源側熱交換器に通風することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項６】
空気が流通される前記採熱用熱交換器の数、若しくは、前記熱源側熱交換器又は前記第２の熱源側熱交換器に通風される空気量を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項７】
前記利用側熱交換器により冷却及び／又は加熱される被温調対象が、建物の室内、若しくは、農業用ビニールハウス内、或いは、船舶の船室内の空間であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項８】
前記圧縮機は前記膨張機構を一体に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちの何れかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項９】
前記冷媒回路中に冷媒として二酸化炭素を封入したことを特徴とする請求項１乃至請求項８のうちの何れかに記載のヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建物の室内、農業用ビニールハウス内、又は、船舶の船室内の空調等を行うためのヒートポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では地球温暖化防止のために、圧縮機により冷媒を循環させる冷媒回路に地中熱を利用した地中熱採熱装置を組み合わせた装置が開発されてきている。この装置は、地中に埋設された地中熱採熱管と室内等に設けられた利用側熱交換器との間で水やブライン等の熱媒体を循環させることにより構成され、冷房時には地中熱採熱管にて地中に放熱することで冷却された熱媒体が、利用側熱交換器に通風される空気から吸熱することにより、冷却作用（冷房）を発揮する。
【０００３】
また、暖房時には冷媒回路の蒸発器で熱媒体が吸熱することで、地中熱を暖房に利用するものである（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。これは特に外気温度よりも地中の温度の方が高い寒冷地の冬季に有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１０６３８４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１６７８３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、従来の装置は、水やブライン等の熱媒体を用いて地中熱を採取していたため、構造が複雑且つ大型化する問題があった。
【０００６】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、地中の熱や水中の熱を簡単な構成で有効に利用し、運転効率と性能の改善を図ることができるヒートポンプ装置を提供するものである。
【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、本発明のヒートポンプ装置は、圧縮機と、熱源側熱交換器と、膨張機構と、利用側熱交換器とを含む冷媒回路と、地中、又は、水中に設けられる採熱用熱交換器とを備え、この採熱用熱交換器に空気を流通させて地中、又は、水中で冷却、若しくは、加熱すると共に、この採熱用熱交換器を経た空気と冷媒回路中を循環する冷媒とを熱交換させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明のヒートポンプ装置は、上記発明において利用側熱交換器により被温調対象を冷却する際、採熱用熱交換器を経た空気と冷媒回路の高圧側の冷媒とを熱交換させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明のヒートポンプ装置は、上記各発明において利用側熱交換器により被温調対象を加熱する際、採熱用熱交換器を経た空気と冷媒回路の低圧側の冷媒とを熱交換させることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明のヒートポンプ装置は、上記各発明において冷媒回路は可逆サイクルとされており、採熱用熱交換器を経た空気を熱源側熱交換器に通風することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明のヒートポンプ装置は、請求項１乃至請求項３の発明において冷媒回路は可逆サイクルとされており、採熱用熱交換器を経た空気を、熱源側熱交換器と共に圧縮機と膨張機構との間に設けられた第２の熱源側熱交換器に通風することを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明のヒートポンプ装置は、上記各発明において空気が流通される採熱用熱交換器の数、若しくは、熱源側熱交換器又は第２の熱源側熱交換器に通風される空気量を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明のヒートポンプ装置は、上記各発明において利用側熱交換器により冷却及び／又は加熱される被温調対象が、建物の室内、若しくは、農業用ビニールハウス内、或いは、船舶の船室内の空間であることを特徴とする。
【００１４】
請求項８の発明のヒートポンプ装置は、上記各発明において圧縮機は膨張機構を一体に備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項９の発明のヒートポンプ装置は、上記各発明において冷媒回路中に冷媒として二酸化炭素を封入したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
地中の温度は四季を通じて略一定であり、夏季等には地上の大気温度より低く、冬季等には逆に高くなることが知られている。また、海や湖、川等の水温（水中の温度）も夏季等には地上の大気温度に比較して低く、冬季等は高くなる。
【００１７】
そこで、本発明のヒートポンプ装置は、圧縮機と、熱源側熱交換器と、膨張機構と、利用側熱交換器とを含む冷媒回路と、地中、又は、水中に設けられる採熱用熱交換器とを備え、この採熱用熱交換器に空気を流通させて地中、又は、水中で冷却、若しくは、加熱すると共に、この採熱用熱交換器を経た空気と冷媒回路中を循環する冷媒とを熱交換させるようにしたので、例えば夏季に請求項２の発明の如く利用側熱交換器により請求項７の建物の室内や農業用ビニールハウス内、船舶の船室内等の被温調対象を冷却する際、採熱用熱交換器を経て地中、又は、水中で温度が低下した空気と冷媒回路の高圧側の冷媒とを熱交換させることにより、膨張機構前の冷媒を更に冷却してその温度を低下させ、エンタルピ差を拡大させることが可能となる。
【００１８】
一方、例えば冬季に請求項３の発明の如く利用側熱交換器により被温調対象を加熱する際には、採熱用熱交換器を経て地中、又は、水中で温度が上昇した空気と冷媒回路の低圧側の冷媒とを熱交換させることにより、熱源側熱交換器で更に冷媒を過熱して、冷媒の蒸発温度を上昇させ、圧縮機の負荷を低減することが可能となる。
【００１９】
これらにより、本発明のヒートポンプ装置によれば、極めて性能のよい冷却、又は、加熱運転を高効率で実現することが可能となる。これは請求項９の発明の如く冷媒回路中の冷媒として自然冷媒である二酸化炭素を用い、冷媒回路の高圧側を超臨界圧力以上で使う場合に、極めて有効なものとなる。
【００２０】
特に、従来の如く水やブライン等を地中の採熱用熱交換器に循環させるものでは無く、空気を流通させて冷却、又は、加熱し、この冷却された、或いは、加熱された空気と冷媒回路の冷媒とを熱交換させるものであるので、構成の著しい簡素化を図ることができるようになる。
【００２１】
この場合、請求項４の発明の如く冷媒回路を可逆サイクルとし、採熱用熱交換器を経た空気を熱源側熱交換器に通風するようにし、若しくは、請求項５の発明の如く熱源側熱交換器と共に圧縮機と膨張機構との間に設けられた第２の熱源側熱交換器に通風するようにすることにより、被温調対象の冷却と加熱の双方を円滑に実現し、採熱用熱交換器を経た空気と冷媒との熱交換も効率良く実現することが可能となる。
【００２２】
また、請求項６の発明の如く空気が流通される採熱用熱交換器の数、若しくは、熱源側熱交換器又は第２の熱源側熱交換器に通風される空気量を制御する制御手段を設けることにより、冷媒回路の運転状態に応じて採熱用熱交換器を経た空気による冷媒の冷却、又は、過熱の度合いを調整して、より効率的な運転を実現することが可能となる。
【００２３】
また、請求項８の発明の如く圧縮機と膨張機構を一体化することにより、更なる運転効率の改善を図ることが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を適用したヒートポンプ装置の一実施例の構成図である（実施例１）。
【図２】図１のヒートポンプ装置の冷房時におけるｐ−ｈ線図である。
【図３】図１のヒートポンプ装置の暖房時におけるｐ−ｈ線図である。
【図４】本発明を適用したヒートポンプ装置の他の実施例の構成図である（実施例２）。
【図５】通常冷媒の場合の図１のヒートポンプ装置の冷房時におけるｐ−ｈ線図である（実施例３）。
【図６】通常冷媒の場合の図１のヒートポンプ装置の暖房時におけるｐ−ｈ線図である（実施例３）。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は本発明の一実施例のヒートポンプ装置１の構成図を示している。この実施例のヒートポンプ装置１は、建物の一例としての一般家屋Ｈの室内Ｒ（被温調対象）を空調するものであり、冷媒回路２と、採熱装置３と、これらを制御する制御手段としてのコントローラ４とから構成されている。
【００２７】
冷媒回路２は、圧縮機６と、四方弁７と、熱源側熱交換器８と、第２の熱源側熱交換器９と、膨張機構（実施例では電子膨張弁）１１と、利用側熱交換器１２とから構成された可逆サイクルであり、実施例では自然冷媒である二酸化炭素（ＣＯ2）が封入されている。実施例の第２の熱源側熱交換器９は、冷媒を更に冷却、又は、更に過熱するために用いられる熱交換器であり、冷媒の流れに対して熱源側熱交換器８と共に圧縮機６と膨張機構１１との間で、且つ、熱源側熱交換器８と膨張機構１１の間に設けられている。
【００２８】
このうち利用側熱交換器１２は室内Ｒに配設されており、この利用側熱交換器１２と熱交換した空気を室内Ｒに循環する室内送風機１３が設けられている。
【００２９】
また、圧縮機６、四方弁７、熱源側熱交換器８及び第２の熱源側熱交換器９は家屋Ｈの外部に設置されており、熱源側熱交換器８及び第２の熱源側熱交換器９には、それらにそれぞれ通風するための室外送風機１４及び第２の室外送風機１５が設けられている。
【００３０】
前記採熱装置３は、実施例では地中（図１にＸ１で示す）に５ｍ〜１０ｍの範囲で複数本埋設された採熱用熱交換器１６から構成されている。実施例の採熱用熱交換器１６は、例えばステンレス等の高熱伝導率の耐腐食性金属により構成された内部中空の管体であり、内部に空気が流通される。各採熱用熱交換器１６の空気入口１６Ａは外気中（家屋Ｈの外部）に開口しており、実施例ではこの空気入口１６Ａに各採熱用熱交換器１６への空気の流入を制御するための入口ダンパ１７が設けられている。入口ダンパ１７はコントローラ４により制御されて空気（外気）が流通される採熱用熱交換器１６の数を変更する。
【００３１】
また、各採熱用熱交換器１６の空気出口１６Ｂから出た空気は、空気通路Ｄを介して実施例では第２の熱源側熱交換器９に通風されるように構成されている。
【００３２】
尚、これらの採熱用熱交換器１６への空気の流入から第２の熱源側熱交換器９への空気の通風は、前述した第２の室外送風機１５による吸引力で実現される。また、熱源側熱交換器８には室外送風機１４により外気が通風される構成とされている。
【００３３】
また、四方弁７と熱源側熱交換器８の間には電磁弁２１が接続され、第２の熱源側熱交換器９と膨張機構１１の間にも電磁弁２２が接続されている。更に、電磁弁２１と熱源側熱交換器８の間から電磁弁２２と膨張機構１１の間に渡ってバイパス管２６が接続され、四方弁７と電磁弁２１の間から第２の熱源側熱交換器９と電磁弁２２の間に渡ってバイパス管２７が接続されており、各バイパス管２６、２７にはそれぞれ電磁弁２３、２４が接続されている。
【００３４】
これら電磁弁２１〜２４、バイパス管２６、２７は流路切換手段を構成しており、四方弁７が図１中実線の状態において（冷房運転時）、電磁弁２１、２２が開放され、電磁弁２３、２４が閉じられたときは、四方弁７からの冷媒が熱源側熱交換器８−第２の熱源側熱交換器９の順で流れ、四方弁７が図１中破線の状態において（暖房運転時）、電磁弁２１、２２が閉じられ、電磁弁２３、２４が開放されたときには、膨張機構１１からの冷媒はバイパス管２６−熱源側熱交換器８−第２の熱源側熱交換器９−バイパス管２７の順で流れることになる。即ち、何れの場合にも冷媒は熱源側熱交換器８から第２の熱源側熱交換器９に流れることになる。
【００３５】
以上の圧縮機６、四方弁７、室内送風機１３、室外送風機１４、第２の室外送風機１５、及び、各ダンパ１７、各電磁弁２１〜２４は、室内Ｒの温度や冷媒回路２の各部の温度及び圧力に基づいてコントローラ４により制御されるものである。
【００３６】
以上の構成で、次に図２及び図３を参照しながら実施例のヒートポンプ装置１の動作を説明する。
（１）室内Ｒの冷房運転（被温調対象の冷却）
例えば、外気温度が＋３０℃等の高温に上昇する夏季に室内Ｒ（被温調対象）を冷房（冷却）する際には、コントローラ４は四方弁７を図１中実線の状態とし、圧縮機６の吐出側を熱源側熱交換器８に、圧縮機６の吸込側を利用側熱交換器１２に連通させる。これにより、各熱源側熱交換器８、９が冷媒回路２の高圧側となり、利用側熱交換器１２が低圧側となる。また、コントローラ４は電磁弁２１、２２を開放し、電磁弁２３、２４を閉じる。
【００３７】
更に、コントローラ４は入口ダンパ１７を、全ての採熱用熱交換器１６に空気が流入するように制御すると共に、室外送風機１４を運転して外気を熱源側熱交換器８に通風し、第２の室外送風機１５を運転して採熱用熱交換器１６から出た空気を第２の熱源側熱交換器９に通風する。
【００３８】
そして、圧縮機６が運転されると、圧縮機６にて圧縮されて超臨界状態となった高温高圧のガス冷媒（二酸化炭素）は、四方弁７、電磁弁２１を経て熱源側熱交換器８に流入し、そこで室外送風機１４により通風される外気によって冷却される。熱源側熱交換器８を出た冷媒は、次に第２の熱源側熱交換器９に流入し、第２の室外送風機１５によりそこに通風される採熱装置３の採熱用熱交換器１６を経た空気と熱交換する。
【００３９】
ここで、地中Ｘ１の温度は一年を通じて＋１５℃等の略一定の値となる。そのため、入口ダンパ１７を経て空気入口１６Ａから各採熱用熱交換器１６内に流入した＋３０℃程の温度の空気（外気）は、採熱用熱交換器１６の壁面を介して地中Ｘ１の土（＋１５℃）と熱交換し、冷却される。この冷却された空気が空気出口１６Ｂから出て第２の熱源側熱交換器９に通風されるので、この第２の熱源側熱交換器９において熱源側熱交換器８を出た冷媒は更に冷却されることになる。
【００４０】
この様子が図２に示されている。図中矢印で示す部分が第２の熱源側熱交換器９において冷媒が更に冷却される部分であり、エンタルピ差が拡大されることが分かる。これにより、室内Ｒの冷房能力と運転効率が著しく向上する（省エネ化）。そして、これら熱源側熱交換器８、９で冷却された超臨界状態の冷媒は、電磁弁２２を経て膨張機構１１に至り、そこで膨張（減圧）される過程で液化し（飽和域に入る）、利用側熱交換器１２に流入して蒸発する。このときの吸熱作用でそこに通風される室内Ｒの空気が冷却されるので、室内Ｒは冷房されることになる。そして、利用側熱交換器１２で蒸発した冷媒は四方弁７を経て圧縮機６に吸い込まれ、再び圧縮されて吐出される循環を繰り返す。
【００４１】
コントローラ４は、前述した如く室内Ｒの温度や冷媒回路２の温度／圧力に基づいて圧縮機６、膨張機構１１、及び  各送風機１３、１４、１５を制御する。また、コントローラ４は圧縮機６が過負荷状態であるときは入口ダンパ１７を制御して、全ての採熱用熱交換器１６に空気を流入させ、全ての採熱用熱交換器１６を経た空気が第２の熱源側熱交換器９に通風されるように制御する。これにより、第２の熱源側熱交換器９における更なる冷却の度合いを最大限に増やす。
【００４２】
一方、圧縮機６が軽負荷状態である場合は、例えば、入口ダンパ１７により空気が流入する採熱用熱交換器１６の数を減らし、及び／又は、第２の室外送風機１５の風量（回転数）を減少させることにより、第２の熱源側熱交換器９における更なる冷却の度合いを低下させるものである。
【００４３】
（２）室内Ｒの暖房運転（被温調対象の加熱）
次に、外気温度が＋５℃等の低温に低下する冬季に室内Ｒ（被温調対象）を暖房（加熱）する際には、コントローラ４は四方弁７を図１中破線の状態とし、圧縮機６の吐出側を利用側熱交換器１２に、圧縮機６の吸込側を熱源側熱交換器８に連通させる。これにより、各熱源側熱交換器８、９が冷媒回路２の低圧側となり、利用側熱交換器１２が高圧側となる。また、電磁弁２１、２２を閉じ、電磁弁２３、２４を開放する。更に、この場合もコントローラ４は入口ダンパ１７を、全ての採熱用熱交換器１６に空気が流入するように制御し、全ての採熱用熱交換器１６から出た空気が第２の熱源側熱交換器９に通風されるように制御する。
【００４４】
そして、圧縮機６が運転されると、圧縮機６にて圧縮されて超臨界状態となった高温高圧のガス冷媒（二酸化炭素）は、四方弁７を経て利用側熱交換器１２に流入し、そこで室内送風機１３により通風される室内Ｒの空気を加熱する。室内Ｒの空気を加熱することで冷媒は冷却される。利用側熱交換器１２で冷却された超臨界状態の冷媒は、次に膨張機構１１で膨張（減圧）され、その過程で液化し（飽和領域に入り）、バイパス管２６、電磁弁２３を経て熱源側熱交換器８に流入して蒸発し、室外送風機１４によりそこに通風される外気から吸熱する。
【００４５】
この熱源側熱交換器８から出た冷媒は、次に第２の熱源側熱交換器９に流入し、第２の室外送風機１５によりそこに通風される採熱装置３の採熱用熱交換器１６を経た空気と熱交換する。
【００４６】
ここで、前述した如く地中Ｘ１の温度は一年を通じて＋１５℃等の略一定の値となるため、入口ダンパ１７を経て空気入口１６Ａから各採熱用熱交換器１６内に流入した＋５℃程の温度の空気（外気）は、採熱用熱交換器１６の壁面を介して地中Ｘ１の土（＋１５℃）と熱交換し、加熱される。この加熱されて温度が上昇した空気が空気出口１６Ｂから出て第２の熱源側熱交換器９に通風されるので、この第２の熱源側熱交換器９において熱源側熱交換器８を出た冷媒は過熱されることになる。
【００４７】
この様子が図３に示されている。図中矢印で示す部分が第２の熱源側熱交換器９において更に過熱される部分であり、蒸発温度が上昇することが分かる。即ち、第２の熱源側熱交換器９により冷媒に地中の熱を汲み上げることになるので、室内Ｒの暖房能力と運転効率が著しく向上する（省エネ化）。そして、この過熱された冷媒は四方弁７を経て圧縮機６に吸い込まれ、再び吐出されて利用側熱交換器１２に供給される循環を繰り返すことになる。
【００４８】
コントローラ４は、前述した如く室内Ｒの温度や冷媒回路２の温度／圧力に基づいて圧縮機６、膨張機構１１、及び  各送風機１３、１４、１５を制御する。但し、圧縮機６の吸入比容積が低下することから、コントローラ４は圧縮機２の特性を考慮して入口ダンパ１７、及び／又は、第２の室外送風機１５の運転を制御し、第２の熱源側熱交換器９における冷媒の更なる過熱の度合いを制御する。
【００４９】
以上のようにヒートポンプ装置１は、圧縮機２と、熱源側熱交換器８と、第２の熱源側熱交換器９と、膨張機構１１と、利用側熱交換器１２を含む冷媒回路２と、地中に設けられた採熱用熱交換器１６を備えており、この採熱用熱交換器１６に空気を流通させて地中で冷却、若しくは、加熱すると共に、この採熱用熱交換器１６を経た空気と冷媒回路２中を循環する冷媒とを熱交換させるようにした。そして、夏季に利用側熱交換器１２により家屋Ｈの室内Ｒを冷房する際、採熱用熱交換器１６を経て地中で温度が低下した空気と冷媒回路２の高圧側となる第２の熱源側熱交換器９を流れる冷媒とを熱交換させるようにしたので、膨張機構１１の前の冷媒を更に冷却してその温度を低下させてエンタルピ差を拡大させることが可能となる。
【００５０】
一方、例えば冬季に利用側熱交換器１２により室内Ｒを暖房する際には、採熱用熱交換器１６を経て地中で温度が上昇した空気と冷媒回路２の低圧側となる第２の熱源側熱交換器９を流れる冷媒とを熱交換させるようにしたので、第２の熱源側熱交換器９で冷媒を更に過熱して冷媒の蒸発温度を上昇させ、圧縮機２の負荷を低減することが可能となる。
【００５１】
これらにより、実施例のヒートポンプ装置１によれば、極めて性能のよい冷房、暖房運転を高効率で実現することが可能となる。これは実施例の如く冷媒回路２中の冷媒として自然冷媒である二酸化炭素を用い、冷媒回路２の高圧側を超臨界圧力以上で使う場合に、極めて有効なものとなる。
【００５２】
特に、従来の如く水やブライン等を地中や水中の採熱用熱交換器に循環させるものでは無く、空気を流通させて冷却、又は、加熱し、この冷却された、或いは、加熱された空気と冷媒回路２の冷媒とを熱交換させるものであるので、構成の著しい簡素化を図ることができるようになる。
【００５３】
また、冷媒回路２を四方弁７や各電磁弁２１〜２４を用いた可逆サイクルであり、採熱用熱交換器１６を経た空気を第２の熱源側熱交換器９に通風するので、室内Ｒの冷房と暖房の双方を円滑に実現し、採熱用熱交換器１６を経た空気と冷媒との熱交換も効率良く実現することが可能となる。
【００５４】
また、コントローラ４は空気が流通される採熱用熱交換器１６の数や、第２の熱源側熱交換器に通風される空気量を制御するので、冷媒回路２の運転状態に応じて採熱用熱交換器１６を経た空気による冷媒の更なる冷却、又は、更なる過熱の度合いを調整して、より効率的な運転を実現することが可能となる。
【実施例２】
【００５５】
次に、図４は本発明のヒートポンプ装置１を適用した他の実施例の構成を示している。この例の場合、ヒートポンプ装置１は船舶Ｓに設けられており、その利用側熱交換器１２により船室内Ｃ（被温調対象）を冷房／暖房するものである。また、この場合採熱装置３の採熱用熱交換器１６は地中Ｘ１に埋設されるのでは無く、船舶Ｓが航行する海や湖、池や川の水中Ｘ２に浸漬される。浸漬する構造は、図４の如く船底から突出させる等、少なくとも水に浸かる位置に設ければよい。
【００５６】
ヒートポンプ装置１の他の構成は図１の場合と同様である。この場合の水中Ｘ２における水の温度も、前述した地中Ｘ１の土の温度程一定ではないものの、夏季等には地上の大気温度に比較して低く、冬季等には逆に高くなるので、水中で冷却、又は、加熱された空気を用いて冷媒回路２の冷媒を更に冷却、又は、更に過熱することで、前述同様の効果を奏することができる。
【実施例３】
【００５７】
また、前記実施例では冷媒回路２の冷媒として二酸化炭素を使用したが、それに限らず、例えばＲ−１３４ａ等の通常冷媒を使用してもよい。その場合の冷房運転におけるｐ−ｈ線図を図５に示し、暖房時におけるｐ−ｈ線図を図６に示す。
【００５８】
周知のように冷房運転時には、通常冷媒は熱源側熱交換器８で凝縮するため、第２の熱源側熱交換器９では採熱用熱交換器１６からの空気（地中等で冷却された空気）によって更に冷却され、過冷却されることになる。図５中矢印で示す部分がその過冷却分である。
【００５９】
一方、暖房運転時には、利用側熱交換器１２において冷媒は凝縮する。そして、熱源側熱交換器８で蒸発し、第２の熱源側熱交換器９で採熱用熱交換器１６からの空気（地中等で加熱された空気）によって更に過熱されることになる。図６中矢印で示す部分がその過熱分である。
【００６０】
尚、上記各実施例では圧縮機２と膨張機構１１とが別体の場合について説明したが、それに限らず、圧縮機と膨張機構を一体化した所謂膨張機一体型圧縮機としても良く、その場合には更なる運転効率の改善を図ることが可能となる。
【００６１】
また、実施例では熱源側熱交換器８の他に第２の熱源側熱交換器９を設けて採熱装置３の採熱用熱交換器１６からの空気を通風するようにしたが、それに限らず、第２の熱源側熱交換器９を設けずに、熱源側熱交換器８の冷媒出口側の部分に採熱用熱交換器１６からの空気を通風するようにしてもよい。
【００６２】
更に、実施例では室内を冷暖房可能なヒートポンプ装置１を例にとりあげて説明したが、それに限らず、請求項１の発明では冷房のみ、或いは、暖房のみを実現するものであってもよい。冷媒回路２の具体的な構成や使用する冷媒も実施例に限定されず、本出願の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００６３】
更にまた、実施例では家屋Ｈや船舶Ｓの室内Ｒ、Ｃの空調に本発明を適用したが、それに限らず、例えば、工場やビルの屋内一般空調や、農業用ビニールハウス内部の暖房に適用しても良く、或いは、利用側熱交換器１２を給湯器（被温調対象）における湯の炊きあげに用いるヒートポンプ装置にも本発明は有効である。
【符号の説明】
【００６４】
１  ヒートポンプ装置
２  冷媒回路
３  採熱装置
４  コントローラ（制御手段）
６  圧縮機
７  四方弁
８  熱源側熱交換器
９  第２の熱源側熱交換器
１１  膨張機構
１２  利用側熱交換器
１３  室内送風機
１４  室外送風機
１５  第２の室外送風機
１６  採熱用熱交換器
１７  入口ダンパ
２１〜２４  電磁弁
２６、２７  バイパス管
Ｃ  船室内
Ｈ  家屋
Ｒ  室内
Ｓ  船舶
【図１】
2015068540.tif 000003
【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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