(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１又は複数の第一分岐流路、１又は複数の第二分岐流路、及び、１又は複数の水分岐流路が、前記第一分岐流路の長手方向に延びるとともに前記長手方向に交差する第一の方向に並べて配置された水熱交換器と、
第一圧縮機と、第一四方弁と、第一熱源熱交換器と、第一膨張部と、前記第一圧縮機、前記第一四方弁、前記第一熱源熱交換器、前記第一膨張部、及び並列に配置された１又は複数の前記第一分岐流路を順次接続する第一主配管と、を有し、内部に第一冷媒が充填された第一冷凍サイクルと、
第二圧縮機と、第二四方弁と、第二熱源熱交換器と、第二膨張部と、前記第二圧縮機、前記第二四方弁、前記第二熱源熱交換器、前記第二膨張部、及び並列に配置された１又は複数の前記第二分岐流路を順次接続する第二主配管と、を有し、内部に第二冷媒が充填された第二冷凍サイクルと、
１又は複数の前記水分岐流路に水が流入する供給状態と、この流入を停止した停止状態とに切替え可能な水供給部と、
前記第一圧縮機、前記第一四方弁、前記第二圧縮機、前記第二四方弁、及び前記水供給部を制御する制御部と、
を備え、
１又は複数の前記第一分岐流路、１又は複数の前記第二分岐流路、及び、１又は複数の前記水分岐流路のうち、前記第一の方向の両端には、前記第一分岐流路及び前記第二分岐流路のいずれかがそれぞれ配置され、
１又は複数の前記第一分岐流路及び１又は複数の前記第二分岐流路は、前記第一の方向に交互に配置され、
１又は複数の前記第一分岐流路及び１又は複数の前記第二分岐流路のうち、前記第一の方向に隣り合うものの間には、前記水分岐流路がそれぞれ配置され、
前記制御部は、前記第一圧縮機を駆動させるとともに前記第一四方弁を切替えて１又は複数の前記第一分岐流路で前記第一冷媒を凝縮させ、前記第二圧縮機を駆動させるとともに前記第二四方弁を切替えて１又は複数の前記第二分岐流路で前記第二冷媒を蒸発させ、前記水供給部を停止状態にすることで除霜運転を行い、
前記第一圧縮機及び前記第二圧縮機は、運転周波数を変更可能であり、
前記第一冷凍サイクルは、
前記第一圧縮機に吸込まれる前記第一冷媒の圧力を検出する第一吸込み圧力センサと、
前記第一圧縮機から吐出される前記第一冷媒の圧力を検出する第一吐出圧力センサと、
を備え、
前記第二冷凍サイクルは、
前記第二圧縮機に吸込まれる前記第二冷媒の圧力を検出する第二吸込み圧力センサと、
前記第二圧縮機から吐出される前記第二冷媒の圧力を検出する第二吐出圧力センサと、
を備え、
前記制御部は、前記除霜運転を行うときには、前記第一吸込み圧力センサ、前記第一吐出圧力センサ、前記第二吸込み圧力センサ、及び前記第二吐出圧力センサの少なくとも一つの検出結果に基づいて、前記第一圧縮機の前記運転周波数及び前記第二圧縮機の前記運転周波数を調節し、
前記制御部は、前記除霜運転を行うときには、
前記第一吐出圧力センサの検出結果が、予め定められた第一目標吐出圧力となるとともに、前記第一吸込み圧力センサの検出結果が、予め定められた第一目標吸込み圧力以上となるように前記第一圧縮機の前記運転周波数を調節し、
前記第二吸込み圧力センサの検出結果が、予め定められた第二目標吸込み圧力以上となるように前記第二圧縮機の前記運転周波数を調節するヒートポンプ装置。
【請求項２】
１又は複数の第一分岐流路、１又は複数の第二分岐流路、及び、１又は複数の水分岐流路が、前記第一分岐流路の長手方向に延びるとともに前記長手方向に交差する第一の方向に並べて配置された水熱交換器と、
第一圧縮機と、第一四方弁と、第一熱源熱交換器と、第一膨張部と、前記第一圧縮機、前記第一四方弁、前記第一熱源熱交換器、前記第一膨張部、及び並列に配置された１又は複数の前記第一分岐流路を順次接続する第一主配管と、を有し、内部に第一冷媒が充填された第一冷凍サイクルと、
第二圧縮機と、第二四方弁と、第二熱源熱交換器と、第二膨張部と、前記第二圧縮機、前記第二四方弁、前記第二熱源熱交換器、前記第二膨張部、及び並列に配置された１又は複数の前記第二分岐流路を順次接続する第二主配管と、を有し、内部に第二冷媒が充填された第二冷凍サイクルと、
１又は複数の前記水分岐流路に水が流入する供給状態と、この流入を停止した停止状態とに切替え可能な水供給部と、
前記第一圧縮機、前記第一四方弁、前記第二圧縮機、前記第二四方弁、及び前記水供給部を制御する制御部と、
を備え、
１又は複数の前記第一分岐流路、１又は複数の前記第二分岐流路、及び、１又は複数の前記水分岐流路のうち、前記第一の方向の両端には、前記第一分岐流路及び前記第二分岐流路のいずれかがそれぞれ配置され、
１又は複数の前記第一分岐流路及び１又は複数の前記第二分岐流路は、前記第一の方向に交互に配置され、
１又は複数の前記第一分岐流路及び１又は複数の前記第二分岐流路のうち、前記第一の方向に隣り合うものの間には、前記水分岐流路がそれぞれ配置され、
前記制御部は、前記第一圧縮機を駆動させるとともに前記第一四方弁を切替えて１又は複数の前記第一分岐流路で前記第一冷媒を凝縮させ、前記第二圧縮機を駆動させるとともに前記第二四方弁を切替えて１又は複数の前記第二分岐流路で前記第二冷媒を蒸発させ、前記水供給部を停止状態にすることで除霜運転を行い、
前記第一圧縮機及び前記第二圧縮機は、運転周波数を変更可能であり、
前記第一冷凍サイクルは、
前記第一圧縮機に吸込まれる前記第一冷媒の圧力を検出する第一吸込み圧力センサと、
前記第一圧縮機から吐出される前記第一冷媒の圧力を検出する第一吐出圧力センサと、
を備え、
前記第二冷凍サイクルは、
前記第二圧縮機に吸込まれる前記第二冷媒の圧力を検出する第二吸込み圧力センサと、
前記第二圧縮機から吐出される前記第二冷媒の圧力を検出する第二吐出圧力センサと、
を備え、
前記制御部は、前記除霜運転を行うときには、前記第一吸込み圧力センサ、前記第一吐出圧力センサ、前記第二吸込み圧力センサ、及び前記第二吐出圧力センサの少なくとも一つの検出結果に基づいて、前記第一圧縮機の前記運転周波数及び前記第二圧縮機の前記運転周波数を調節し、
前記制御部は、前記除霜運転を行うときには、
前記第二吐出圧力センサの検出結果が、予め定められた第二目標吐出圧力になったときに、前記第一圧縮機の前記運転周波数を減らすヒートポンプ装置。
【請求項３】
ヒートポンプ装置複数と、
複数の前記ヒートポンプ装置に接続された集合配管と、
複数の前記ヒートポンプ装置の制御部に接続された主制御部と、
を有し、
前記ヒートポンプ装置は、
１又は複数の第一分岐流路、１又は複数の第二分岐流路、及び、１又は複数の水分岐流路が、前記第一分岐流路の長手方向に延びるとともに前記長手方向に交差する第一の方向に並べて配置された水熱交換器と、
第一圧縮機と、第一四方弁と、第一熱源熱交換器と、第一膨張部と、前記第一圧縮機、前記第一四方弁、前記第一熱源熱交換器、前記第一膨張部、及び並列に配置された１又は複数の前記第一分岐流路を順次接続する第一主配管と、を有し、内部に第一冷媒が充填された第一冷凍サイクルと、
第二圧縮機と、第二四方弁と、第二熱源熱交換器と、第二膨張部と、前記第二圧縮機、前記第二四方弁、前記第二熱源熱交換器、前記第二膨張部、及び並列に配置された１又は複数の前記第二分岐流路を順次接続する第二主配管と、を有し、内部に第二冷媒が充填された第二冷凍サイクルと、
１又は複数の前記水分岐流路に水が流入する供給状態と、この流入を停止した停止状態とに切替え可能な水供給部と、
前記第一圧縮機、前記第一四方弁、前記第二圧縮機、前記第二四方弁、及び前記水供給部を制御する前記制御部と、
を備え、
１又は複数の前記第一分岐流路、１又は複数の前記第二分岐流路、及び、１又は複数の前記水分岐流路のうち、前記第一の方向の両端には、前記第一分岐流路及び前記第二分岐流路のいずれかがそれぞれ配置され、
１又は複数の前記第一分岐流路及び１又は複数の前記第二分岐流路は、前記第一の方向に交互に配置され、
１又は複数の前記第一分岐流路及び１又は複数の前記第二分岐流路のうち、前記第一の方向に隣り合うものの間には、前記水分岐流路がそれぞれ配置され、
前記制御部は、前記第一圧縮機を駆動させるとともに前記第一四方弁を切替えて１又は複数の前記第一分岐流路で前記第一冷媒を凝縮させ、前記第二圧縮機を駆動させるとともに前記第二四方弁を切替えて１又は複数の前記第二分岐流路で前記第二冷媒を蒸発させ、前記水供給部を停止状態にすることで除霜運転を行い、
それぞれの前記ヒートポンプ装置は、
１又は複数の前記水分岐流路に水を流入させるための水供給管と、
１又は複数の前記水分岐流路から前記水を流出させるための水排出管と、
を備え、
前記第一圧縮機及び前記第二圧縮機は、運転周波数を変更可能であり、
複数の前記ヒートポンプ装置の前記水供給管は、前記集合配管の環水集合配管に並列に接続され、
複数の前記ヒートポンプ装置の前記水排出管は、前記集合配管の往水集合配管に並列に接続され、
前記主制御部は、
複数の前記ヒートポンプ装置が、前記第一圧縮機を駆動させるとともに前記第一四方弁を切替えて１又は複数の前記第一分岐流路で前記第一冷媒を凝縮させ、前記第二圧縮機を駆動させるとともに前記第二四方弁を切替えて１又は複数の前記第二分岐流路で前記第二冷媒を凝縮させ、前記水供給部を供給状態にすることで加熱運転を行っていて、複数の前記ヒートポンプ装置のうちの一を前記加熱運転から前記除霜運転に切替えるときに、
前記第一圧縮機及び前記第二圧縮機が停止している他の一の前記ヒートポンプ装置がある場合には、このヒートポンプ装置の前記制御部に前記加熱運転をさせ、
前記第一圧縮機及び前記第二圧縮機が停止している他の一の前記ヒートポンプ装置がない場合には、他の前記ヒートポンプ装置において、前記制御部により、前記第一圧縮機の前記運転周波数及び前記第二圧縮機の前記運転周波数の少なくとも一方を増やすヒートポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ヒートポンプ装置及びヒートポンプシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の冷凍サイクルで構成されるヒートポンプ装置（チラー）が製品化されている。このヒートポンプ装置では、プレート式の熱交換器（水熱交換器）が用いられることがある。この熱交換器は、波形に加工した複数の金属板を重ねてロウ付けすることで、金属板の間に流路（分岐流路）を形成している。金属板で仕切られた流路内には、各冷凍サイクルに充填された冷媒及び水が流れる。
各冷凍サイクルの冷媒及び水が流れる流路は、金属板の厚さ方向（第一の方向）に交互に配置されている。この種の熱交換器では、冷凍サイクルで加熱又は冷却された冷媒の熱を外部に漏らさないように、厚さ方向の両端には、水が流れる流路が配置される。
【０００３】
ヒートポンプ装置の各冷凍サイクルを加熱運転すると、各冷凍サイクルの空気熱交換器（熱源熱交換器）が０℃以下の温度になり、この空気熱交換器に霜が付着する。このため、一定時間おきに各冷凍サイクルを除霜運転する必要がある。冷凍サイクルを除霜運転すると、空気熱交換器は冷媒により加熱されて霜が融ける。一方で、熱交換器におけるこの冷媒が流れる流路が冷却される。
熱交換器における厚さ方向の端に配置された流路であって、冷却された冷媒が流れる流路のみに隣り合う流路の水は、冷媒により冷却される。冷却された水が凍結して氷になると、流路が押し広げられて熱交換器が損傷する恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８７３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、冷凍サイクルが除霜運転しても水分岐管の水が凍結するのを抑制したヒートポンプ装置及び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】
【０００６】
実施形態のヒートポンプ装置は、水熱交換器と、第一冷凍サイクルと、第二冷凍サイクルと、水供給部と、制御部と、を持つ。前記水熱交換器は、１又は複数の第一分岐流路、１又は複数の第二分岐流路、及び、１又は複数の水分岐流路が、前記第一分岐流路の長手方向に延びるとともに前記長手方向に交差する第一の方向に並べて配置されている。前記第一冷凍サイクルは、第一圧縮機と、第一四方弁と、第一熱源熱交換器と、第一膨張部と、前記第一圧縮機、前記第一四方弁、前記第一熱源熱交換器、前記第一膨張部、及び並列に配置された１又は複数の前記第一分岐流路を順次接続する第一主配管と、を持つ。前記第一冷凍サイクルの内部に第一冷媒が充填されている。前記第二冷凍サイクルは、第二圧縮機と、第二四方弁と、第二熱源熱交換器と、第二膨張部と、前記第二圧縮機、前記第二四方弁、前記第二熱源熱交換器、前記第二膨張部、及び並列に配置された１又は複数の前記第二分岐流路を順次接続する第二主配管と、を持つ。前記第二冷凍サイクルは、内部に第二冷媒が充填されている。前記水供給部は、１又は複数の前記水分岐流路に水が流入する供給状態と、この流入を停止した停止状態とに切替え可能である。前記制御部は、前記第一圧縮機、前記第一四方弁、前記第二圧縮機、前記第二四方弁、及び前記水供給部を制御する。１又は複数の前記第一分岐流路、１又は複数の前記第二分岐流路、及び、１又は複数の前記水分岐流路のうち、前記第一の方向の両端には、前記第一分岐流路及び前記第二分岐流路のいずれかがそれぞれ配置されている。１又は複数の前記第一分岐流路及び１又は複数の前記第二分岐流路は、前記第一の方向に交互に配置されている。１又は複数の前記第一分岐流路及び１又は複数の前記第二分岐流路のうち、前記第一の方向に隣り合うものの間には、前記水分岐流路がそれぞれ配置されている。前記制御部は、前記第一圧縮機を駆動させるとともに前記第一四方弁を切替えて１又は複数の前記第一分岐流路で前記第一冷媒を凝縮させ、前記第二圧縮機を駆動させるとともに前記第二四方弁を切替えて１又は複数の前記第二分岐流路で前記第二冷媒を蒸発させ、前記水供給部を停止状態にすることで除霜運転を行う。前記第一圧縮機及び前記第二圧縮機は、運転周波数を変更可能である。前記第一冷凍サイクルは、第一吸込み圧力センサと、第一吐出圧力センサと、を持つ。第一吸込み圧力センサは、前記第一圧縮機に吸込まれる前記第一冷媒の圧力を検出する。第一吐出圧力センサは、前記第一圧縮機から吐出される前記第一冷媒の圧力を検出する。前記第二冷凍サイクルは、第二吸込み圧力センサと、第二吐出圧力センサと、を持つ。第二吸込み圧力センサは、前記第二圧縮機に吸込まれる前記第二冷媒の圧力を検出する。第二吐出圧力センサは、前記第二圧縮機から吐出される前記第二冷媒の圧力を検出する。前記制御部は、前記除霜運転を行うときには、前記第一吸込み圧力センサ、前記第一吐出圧力センサ、前記第二吸込み圧力センサ、及び前記第二吐出圧力センサの少なくとも一つの検出結果に基づいて、前記第一圧縮機の前記運転周波数及び前記第二圧縮機の前記運転周波数を調節する。前記制御部は、前記除霜運転を行うときには、前記第一吐出圧力センサの検出結果が、予め定められた第一目標吐出圧力となるとともに、前記第一吸込み圧力センサの検出結果が、予め定められた第一目標吸込み圧力以上となるように前記第一圧縮機の前記運転周波数を調節する。前記制御部は、前記除霜運転を行うときには、前記第二吸込み圧力センサの検出結果が、予め定められた第二目標吸込み圧力以上となるように前記第二圧縮機の前記運転周波数を調節する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態のヒートポンプ装置を示す概略構成図。
【図２】第１の実施形態のヒートポンプ装置の水熱交換器の断面図。
【図３】第１の実施形態のヒートポンプ装置の製品の例を示す概略構成図。
【図４】経過時間に対する冷凍サイクルの温度の変化の一例を示す図。
【図５】第５の実施形態のヒートポンプシステムを示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態のヒートポンプ装置及びヒートポンプシステムを、図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１に示すように、本実施形態のヒートポンプ装置１は、水熱交換器１０と、第一冷凍サイクル２０Ａと、第二冷凍サイクル２０Ｂと、ポンプ（水供給部）３５と、制御部４５と、を備える。
図１及び図２に示すように、水熱交換器１０は公知のプレート式の熱交換器である。水熱交換器１０は、例えば波形に加工した複数の金属板１１を、金属板１１の厚さ方向である第一の方向Ｘに沿って配置したものである。第一の方向Ｘに隣り合う金属板１１は、ロウ付けすることで形成されたロウ付け部１２により互いに固定されている。
第一の方向Ｘに隣り合う金属板１１により、水熱交換器１０には、例えば２本の第一分岐流路１３、２本の第二分岐流路１４、及び、３本の水分岐流路１５が第一の方向Ｘに並べて形成されている。
【００１０】
第一分岐流路１３（内）には、後述する第一冷媒Ｒ１が充填されている。第二分岐流路１４には、後述する第二冷媒Ｒ２が充填されている。水分岐流路１５には、後述する水Ｒ３が充填されている。
なお、図１及び図３においては、後述する第一冷媒Ｒ１が充填された第一分岐流路１３及び第一主配管２７Ａを実線で示している。同様に、第二冷媒Ｒ２が充填された第二分岐流路１４及び第二主配管２７Ｂを点線で示し、水Ｒ３が充填された水分岐流路１５、入口水配管３６、及び出口水配管３９を一点鎖線で示している。
図１及び図２に示すように、２本の第一分岐流路１３、２本の第二分岐流路１４、及び、３本の水分岐流路１５のそれぞれは、第一の方向Ｘに交差する第一分岐流路１３の長手方向Ｙに延びる。
【００１１】
２本の第一分岐流路１３、２本の第二分岐流路１４、及び３本の水分岐流路１５のうち、第一の方向Ｘの両端には、第一分岐流路１３及び第二分岐流路１４のいずれかがそれぞれ配置されている。具体的には、第一の方向Ｘの一方の端には、第一分岐流路１３が配置されている。第一の方向Ｘの他方の端には、第二分岐流路１４が配置されている。
２本の第一分岐流路１３及び２本の第二分岐流路１４は、第一の方向Ｘに交互に配置されている。２本の第一分岐流路１３及び２本の第二分岐流路１４のうち第一の方向Ｘに隣り合うものの間には、水分岐流路１５がそれぞれ配置されている。言い換えれば、各水分岐流路１５は第一分岐流路１３及び第二分岐流路１４に第一の方向Ｘに挟まれている。
なお、水熱交換器１０が有する第一分岐流路１３、第二分岐流路１４、及び水分岐流路１５の数は特に限定されず、１本でもよいし複数本でもよい。
【００１２】
図１に示すように、第一冷凍サイクル２０Ａは、第一圧縮機２１Ａと、第一四方弁２２Ａと、第一空気熱交換器（第一熱源熱交換器）２３Ａと、第一膨張部２４Ａと、受液器２５Ａと、気液分離器２６Ａと、第一圧縮機２１Ａ、第一四方弁２２Ａ、第一空気熱交換器２３Ａ、第一膨張部２４Ａ、受液器２５Ａ、並列に配置された２本の第一分岐流路１３、及び、気液分離器２６Ａを順次接続する第一主配管２７Ａと、を有している。２本の第一分岐流路１３は、第一主配管２７Ａに並列に接続されている。
なお、第一冷凍サイクル２０Ａの内部には、第一冷媒Ｒ１が充填されている。第一冷媒Ｒ１としては、Ｒ１３４ａやＲ４１０Ａ等を用いることができる。
第一圧縮機２１Ａは、公知のインバータ制御により、運転周波数を変更することができる。第一四方弁２２Ａを切替えることで、第一主配管２７Ａを流れる第一冷媒Ｒ１の向きを切替えることができる。
【００１３】
第一空気熱交換器２３Ａは、例えばフィンチューブ式の熱交換器である。第一空気熱交換器２３Ａに対向するように、送風機２９Ａが配置されている。第一膨張部２４Ａとして、電子膨張弁が用いられている。なお、第一膨張部２４Ａとしてキャピラリーチューブを用いてもよい。受液器２５Ａは、後述する第一冷凍サイクル２０Ａの加熱運転及び除霜運転に応じて第一冷媒Ｒ１の流量を調節する。第一分岐流路１３及び第一主配管２７Ａは、銅管等で形成されている。気液分離器２６Ａは、気相と液相との２相で流れている第一冷媒Ｒ１から気相の第一冷媒Ｒ１を分離する。
第一圧縮機２１Ａ、第一四方弁２２Ａ、第一膨張部２４Ａ、及び、送風機２９Ａは制御部４５に接続され、制御部４５に制御される。
【００１４】
第一圧縮機２１Ａの吸込み口近くの第一主配管２７Ａには、第一吸込み圧力センサ３０Ａが取付けられている。第一吸込み圧力センサ３０Ａは、第一圧縮機２１Ａに吸込まれる第一冷媒Ｒ１の圧力を検出する。第一圧縮機２１Ａの吐出口近くの第一主配管２７Ａには、第一吐出圧力センサ３１Ａが取付けられている。第一吐出圧力センサ３１Ａは、第一圧縮機２１Ａから吐出される第一冷媒Ｒ１の圧力を検出する。
第一吸込み圧力センサ３０Ａ及び第一吐出圧力センサ３１Ａは制御部４５に接続され、制御部４５に検出結果を送信する。
【００１５】
このように構成された第一冷凍サイクル２０Ａでは、制御部４５は第一圧縮機２１Ａを駆動させるとともに第一四方弁２２Ａを切替えて、第一圧縮機２１Ａ、第一空気熱交換器２３Ａ、第一膨張部２４Ａ、受液器２５Ａ、第一分岐流路１３、及び、気液分離器２６Ａの順で第一冷媒Ｒ１を流す。これにより、２本の第一分岐流路１３で第一冷媒Ｒ１を蒸発させ、第一空気熱交換器２３Ａで第一冷媒Ｒ１を凝縮させ、第一冷凍サイクル２０Ａを除霜運転及び冷却運転にする。なお、第一冷凍サイクル２０Ａを除霜運転させたときには送風機２９Ａを停止させ、第一冷凍サイクル２０Ａを冷却運転させたときには送風機２９Ａを運転させる。
一方で、制御部４５が第一圧縮機２１Ａを駆動させるとともに第一四方弁２２Ａを切替えて、第一圧縮機２１Ａ、第一分岐流路１３、受液器２５Ａ、第一膨張部２４Ａ、第一空気熱交換器２３Ａ、及び、気液分離器２６Ａの順で第一冷媒Ｒ１を流す。これにより、２本の第一分岐流路１３で第一冷媒Ｒ１を凝縮させ、第一空気熱交換器２３Ａで第一冷媒Ｒ１を蒸発させ、第一冷凍サイクル２０Ａを加熱運転にする。なお、第一冷凍サイクル２０Ａを加熱運転させたときには送風機２９Ａを運転させる。
【００１６】
第二冷凍サイクル２０Ｂは、第一冷凍サイクル２０Ａと同一の構成である。第二冷凍サイクル２０Ｂは、第二圧縮機２１Ｂと、第二四方弁２２Ｂと、第二空気熱交換器（第二熱源熱交換器）２３Ｂと、第二膨張部２４Ｂと、受液器２５Ｂと、気液分離器２６Ｂと、第二圧縮機２１Ｂ、第二四方弁２２Ｂ、第二空気熱交換器２３Ｂ、第二膨張部２４Ｂ、受液器２５Ｂ、並列に配置された２本の第二分岐流路１４、及び、気液分離器２６Ｂを順次接続する第二主配管２７Ｂと、を有している。２本の第二分岐流路１４は、第二主配管２７Ｂに並列に接続されている。
なお、第二冷凍サイクル２０Ｂの内部には、第二冷媒Ｒ２が充填されている。第二冷媒Ｒ２としては、Ｒ１３４ａやＲ４１０Ａ等を用いることができる。
第二圧縮機２１Ｂは、公知のインバータ制御により、運転周波数を変更することができる。第二空気熱交換器２３Ｂに対向するように、送風機２９Ｂが配置されている。
第二圧縮機２１Ｂ、第二四方弁２２Ｂ、第二膨張部２４Ｂ、及び、送風機２９Ｂは制御部４５に接続され、制御部４５に制御される。
【００１７】
第二圧縮機２１Ｂの吸込み口近くの第二主配管２７Ｂには、第二吸込み圧力センサ３０Ｂが取付けられている。第二吸込み圧力センサ３０Ｂは、第二圧縮機２１Ｂに吸込まれる第二冷媒Ｒ２の圧力を検出する。第二圧縮機２１Ｂの吐出口近くの第二主配管２７Ｂには、第二吐出圧力センサ３１Ｂが取付けられている。第二吐出圧力センサ３１Ｂは、第二圧縮機２１Ｂから吐出される第二冷媒Ｒ２の圧力を検出する。
第二吸込み圧力センサ３０Ｂ及び第二吐出圧力センサ３１Ｂは制御部４５に接続され、制御部４５に検出結果を送信する。
【００１８】
このように構成された第二冷凍サイクル２０Ｂでは、制御部４５は第二圧縮機２１Ｂを駆動させるとともに第二四方弁２２Ｂを切替えて、２本の第二分岐流路１４で第二冷媒Ｒ２を蒸発させ、第一空気熱交換器２３Ａで第一冷媒Ｒ１を凝縮させることで、第一冷凍サイクル２０Ａを除霜運転及び冷却運転にする。
一方で、制御部４５が第二圧縮機２１Ｂを駆動させるとともに第二四方弁２２Ｂを切替えて、２本の第二分岐流路１４で第二冷媒Ｒ２を凝縮させ、第一空気熱交換器２３Ａで第二冷媒Ｒ２を蒸発させることで、第一冷凍サイクル２０Ａを加熱運転にする。
【００１９】
３本の水分岐流路１５の上流側には、各水分岐管１５に水Ｒ３を流入させるための入口水配管（水供給管）３６が接続されている。３本の水分岐流路１５は、入口水配管３６に並列に接続されている。入口水配管３６には、前述のポンプ３５が設けられている。ポンプ３５は制御部４５に接続され、制御部４５に制御される。ポンプ３５は、３本の水分岐流路１５に水Ｒ３が流入する供給状態と、この流入を停止した停止状態とに切替え可能である。ポンプ３５は、供給状態において単位時間あたりに水Ｒ３を流入させる量を変えられる、いわゆる可変流量ポンプである。入口水配管３６におけるポンプ３５よりも下流側には、入口水温センサ３７が取付けられている。
３本の水分岐流路１５の下流側には、各複数の水分岐管１５から水Ｒ３を流出させるための出口水配管（水排出管）３９が接続されている。３本の水分岐流路１５は、出口水配管３９に並列に接続されている。出口水配管３９には、逆止弁４０が設けられている。逆止弁４０は、出口水配管３９において下流側に向かって水Ｒ３が流れるのを許容し、上流側に向かって水Ｒ３が流れるのを規制する。出口水配管３９における逆止弁４０よりも上流側には、出口水温センサ４１が取付けられている。
入口水温センサ３７及び出口水温センサ４１は制御部４５に接続され、制御部４５に検出結果を送信する。
【００２０】
制御部４５は、図示はしないが演算素子、メモリ、及び制御プログラムを有している。
制御部４５の演算素子は、制御プログラム、及び圧力センサ３０Ａ、３１Ａ、３０Ｂ、３１Ｂ等の少なくとも一つの検出結果に基づいて、圧縮機２１Ａ、２１Ｂ、第一四方弁２２Ａ、２２Ｂ等を制御する。
メモリには、ヒートポンプ装置１に供給される水を加熱した後の目標温度である例えば４５℃という値が記憶されている。
【００２１】
このように構成されたヒートポンプ装置１の製品の例を、図３に示す。２つの冷凍サイクル２０Ａ、２０Ｂは、送風機２９Ａ、２９Ｂと空気熱交換器２３Ａ、２３Ｂとから構成される独立したファンセクションを有している。この実施例では、空気熱交換器２３Ａ、２３Ｂは、送風機２９Ａ、２９Ｂを挟んで２つに分割されている。
【００２２】
次に、以上のように構成されたヒートポンプ装置１の作用について説明する。
ヒートポンプ装置１を起動すると、制御部４５の演算素子は、メモリに記憶されている目標温度の４５℃を読み込む。２つの冷凍サイクル２０Ａ、２０Ｂを加熱運転させ、ポンプ３５を供給状態にすることで、ヒートポンプ装置１を加熱運転させる。ポンプ３５により、例えば水分岐流路１５に４０℃の水Ｒ３が供給される。
このとき、分岐流路１３、１４で冷媒Ｒ１、Ｒ２が凝縮することで、分岐流路１３、１４に挟まれた水分岐流路１５の水Ｒ３が加熱される。加熱された水Ｒ３は、例えば５℃昇温して４５℃に加熱されて出口水配管３９から外部に供給される。
なお、出口水温センサ４１が水Ｒ３の温度を検出した検出結果が４５℃未満の場合には、制御部４５は、圧縮機２１Ａ、２１Ｂの運転周波数を増やして（増加させて）、出口水温センサ４１で検出される水Ｒ３の温度が４５℃になるように制御してもよい。この場合、ヒートポンプ装置１は出口水温制御している。
空気熱交換器２３Ａ、２３Ｂで冷媒Ｒ１、Ｒ２が蒸発することで、空気熱交換器２３Ａ、２３Ｂの温度が０℃以下の場合には、空気熱交換器２３Ａ、２３Ｂに霜が付着する（霜に代えて氷が付着する場合がある）。
【００２３】
ヒートポンプ装置１を一定時間加熱運転させた後で、例えば、それまでほぼ一定の圧力を示していた第二冷凍サイクル２０Ｂの第二吸込み圧力センサ３０Ｂの圧力が低下していったとする。この場合、第二空気熱交換器２３Ｂに霜が多量に付着して第二空気熱交換器２３Ｂが霜で閉塞したと考えられる。
この場合、制御部４５は、第一冷凍サイクル２０Ａを加熱運転させたままで、第二冷凍サイクル２０Ｂを除霜運転させ、ポンプ３５を停止状態にする。これにより、ヒートポンプ装置１に、第二空気熱交換器２３Ｂを除霜する除霜運転をさせる。このとき、第一分岐流路１３で第一冷媒Ｒ１が凝縮し、第二分岐流路１４で第二冷媒Ｒ２が蒸発する。
【００２４】
ヒートポンプ装置１を加熱運転から除霜運転に切替える手順は、特に限定されない。例えば、ともに加熱運転である冷凍サイクル２０Ａ、２０Ｂの圧縮機２１Ａ、２１Ｂを停止させてから、ポンプ３５を停止状態にし、改めて第一冷凍サイクル２０Ａを加熱運転、第二冷凍サイクル２０Ｂを除霜運転にしてもよい。
また、以下に説明する手順を採用してもよい。第一冷凍サイクル２０Ａを加熱運転させたままで、第二圧縮機２１Ｂを停止させること等により第二冷凍サイクル２０Ｂの加熱運転を停止させる。第二冷凍サイクル２０Ｂの停止に併せて、ポンプ３５における水Ｒ３の流量を減少させる。第二冷凍サイクル２０Ｂを除霜運転させるために第二圧縮機２１Ｂを駆動させるのに併せて、ポンプ３５における水Ｒ３の流量をさらに減少させ、最終的にポンプ３５を停止状態にする。
【００２５】
ポンプ３５を停止状態にしたことで、水分岐流路１５の水Ｒ３は流れない。第一分岐流路１３及び第二分岐流路１４に挟まれることで、例えば４０℃の水Ｒ３は全体として加熱も冷却もされず、ほぼ同じ温度に保持される。水分岐流路１５の水Ｒ３は、凍結しにくい。
一方で、第一空気熱交換器２３Ａで第一冷媒Ｒ１が蒸発し、第二空気熱交換器２３Ｂで第二冷媒Ｒ２が凝縮する。第二冷媒Ｒ２が凝縮する熱が第二空気熱交換器２３Ｂを加熱することで、第二空気熱交換器２３Ｂに付着した霜が融ける。
このように、第二空気熱交換器２３Ｂの除霜に必要な熱量は、水分岐流路１５の水Ｒ３、及び水熱交換器１０のロウ付け部１２を介して第一冷凍サイクル２０Ａから第二冷凍サイクル２０Ｂに供給し続けられる。
【００２６】
加熱運転をしている第一冷凍サイクル２０Ａの圧縮機２１Ａの運転周波数を増やして第一冷凍サイクル２０Ａから第二冷凍サイクル２０Ｂにより多くの熱量を供給しようとする。この場合、第一冷凍サイクル２０Ａの低圧側の圧力が低下するで、ある閾値よりも低圧側の圧力が下がったら、圧縮機２１Ａの運転周波数を減らす（減少させる）。
【００２７】
第二空気熱交換器２３Ｂの除霜が終了したら、第二冷凍サイクル２０Ｂの除霜運転を停止させるが、停止させる手順は特に限定されない。例えば、第二冷凍サイクル２０Ｂの除霜運転を停止させるとともに、第一冷凍サイクル２０Ａの加熱運転を停止させてもよい。その後で、改めて冷凍サイクル２０Ａ、２０Ｂを加熱運転させてもよい。
また、以下に説明する手順を採用してもよい。第二冷凍サイクル２０Ｂの除霜運転を停止させる間際（第二圧縮機２１Ｂを停止させる間際）に、ポンプ３５を停止状態から供給状態にするとともにポンプ３５における水Ｒ３の流量を徐々に増加させる。第二冷凍サイクル２０Ｂが除霜運転を停止しても、第一冷凍サイクル２０Ａを加熱運転させ続ける。その後で、第二冷凍サイクル２０Ｂが加熱運転する際に、ポンプ３５における水Ｒ３の流量をさらに増加させる。
【００２８】
必要に応じて第二冷凍サイクル２０Ｂを加熱運転にし、第一冷凍サイクル２０Ａを除霜運転にし、ポンプ３５を停止状態にして、ヒートポンプ装置１に第一空気熱交換器２３Ａを除霜する除霜運転をさせる。
なお、ヒートポンプ装置１が停止しているとは、ヒートポンプ装置１の圧縮機２１Ａ、２１Ｂが停止し、ポンプ３５が停止状態にあることを意味する。
【００２９】
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、第二空気熱交換器２３Ｂを除霜する除霜運転において、各水分岐流路１５の水Ｒ３は、第一分岐流路１３により加熱されるとともに第二分岐流路１４により冷却される。このため、各水分岐流路１５の水Ｒ３は、全体として加熱も冷却もされず、ほぼ同じ温度に保持される。したがって、第二冷凍サイクル２０Ｂが除霜運転しても水分岐流路１５の水Ｒ３が凍結するのを抑制することができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、冷凍サイクル２０Ａ、２０Ｂが備える送風機２９Ａ、２９Ｂの数、及び膨張部２４Ａ、２４Ｂの数は１つとした。しかしこれらの数は複数でもよく、特に限定されない。
ヒートポンプ装置１では、受液器２５Ａ、気液分離器２６Ａ、送風機２９Ａ、受液器２５Ｂ、気液分離器２６Ｂ、送風機２９Ｂは必須の構成ではない。
圧縮機２１Ａ、２１Ｂは、運転周波数を変更できないものであってもよい。
【００３１】
（第２の実施形態）
次に、第２実施形態について図４を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
ヒートポンプ装置１では、各水分岐流路１５を水Ｒ３が流れない状態で除霜運転を行うため、各水分岐流路１５の水Ｒ３が凍結するのを抑制することが重要である。
【００３２】
図４に、経過時間に対する冷凍サイクルの温度の変化の一例を示す。図４の横軸は経過時間を示し、縦軸は温度を示す。細い実線で示された線Ｌ１は、加熱運転中の冷凍サイクルの飽和凝縮温度（以下、ＳＤＴ（Saturated Discharge Temperature）と称する）を表す。細い点線で示された線Ｌ２は、加熱運転中の冷凍サイクルの飽和蒸発温度（以下、ＳＳＴ（Saturated Suction Temperature）と称する）を表す。太い実線で示された線Ｌ３は、除霜運転中の冷凍サイクルのＳＤＴを表す。太い点線で示された線Ｌ４は、除霜運転中の冷凍サイクルのＳＳＴを表す。
【００３３】
一般的に、除霜運転の開始直後における霜を融かし始める際の冷凍サイクルのＳＤＴ（線Ｌ３参照）は、０℃前後となっていることが多い。その後、霜が融けるにしたがって、ＳＤＴは上昇し始める。空気熱交換器のフィン表面に残った水分が乾燥し終える頃には、ＳＤＴは４０℃程度まで上昇していく。
【００３４】
これに対して、冷凍サイクルのＳＳＴは当然、ＳＤＴよりも低くなるため、除霜運転中のＳＳＴ（線Ｌ４参照）は範囲Ａ１において一時的には０℃以下となり、その後、ＳＤＴの上昇にともなってＳＳＴも正の値を示すようになる。そのため、除霜運転中の冷凍サイクルのＳＳＴを０℃以上に維持することによって、水熱交換器の内部の水の凍結防止を行うことは困難である。
また、除霜運転の開始時には、冷凍サイクルは水熱交換器を介して大量の熱量を必要とするが、除霜運転の終了間際にはそれほど多くの熱量を必要としなくなる。よって、除霜運転中の冷凍サイクルと加熱運転中の冷凍サイクルの圧縮機の運転周波数は、これらを適切に判断しながら調節しないと、水熱交換器の水分岐流路の水の凍結により水熱交換器がパンクする等して損傷したり、加熱運転中の冷凍サイクルの高圧カットや低圧の異常低下を招いたりすることとなる。ここで言う低圧の異常低下とは、加熱運転中の冷凍サイクルの空気熱交換器に霜が付着している場合でも、この冷凍サイクルで加熱運転を続けることで冷凍サイクルの低圧の圧力が低下することを意味する。
【００３５】
そこで、本実施形態では、制御部４５は、除霜運転を行うときには、除霜運転中の冷凍サイクルである第二冷凍サイクル２０Ｂの第二圧縮機２１Ｂの運転周波数の調節は、第二冷凍サイクル２０Ｂの第二吸込み圧力センサ３０Ｂの検出結果、及び第二吐出圧力センサ３１Ｂの検出結果に基づいて行う（検出結果を指標とする）。より具体的には、圧力センサ３０Ｂ、３１Ｂの検出結果を飽和温度に換算したＳＳＴ及びＳＤＴに基づいて行う。
除霜に要する熱量の供給を行っている加熱運転中の冷凍サイクルである第一冷凍サイクル２０Ａの第一圧縮機２１Ａの運転周波数の調節は、第一冷凍サイクル２０Ａの第一吸込み圧力センサ３０Ａの検出結果、及び第一吐出圧力センサ３１Ａの検出結果に基づいて行う。より具体的には、圧力センサ３０Ａ、３１Ａの検出結果を飽和温度に換算したＳＳＴ及びＳＤＴに基づいて行う。
圧縮機２１Ａ、２１Ｂの運転周波数を調節することで、ヒートポンプ装置１の水熱交換器１０が損傷する等の問題が生じるのを抑制することができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
次に、第３実施形態について図４を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態では、図４に示す除霜運転の期間の前半における、除霜運転中と加熱運転中の各冷凍サイクルの圧縮機の運転周波数の調節方法をより具体的に示した。
除霜運転中は、除霜に要する熱量の供給を行っている加熱運転中の冷凍サイクルである第一冷凍サイクル２０Ａの吐出圧力（高圧側の圧力）、言い換えるとＳＤＴに対して、目標値である第一目標吐出圧力を予め定める。第一冷凍サイクル２０Ａの吐出圧力は、第一吐出圧力センサ３１Ａの検出結果として得られる。この第一目標吐出圧力が高いほど加熱能力、つまりは除霜に必要な供給能力が大きくなるメリットを得られる。
【００３７】
しかし、除霜運転中の第二冷凍サイクル２０Ｂの水熱交換器１０における吸熱量は、霜の減少に対応して急激に減少していく。すなわち、第二空気熱交換器２３Ｂに多量の霜が付着している場合には除霜に要する熱量は多いが、第二空気熱交換器２３Ｂに付着した霜が融けきる頃には除霜に要する熱量は少なくなる。
このため、対応する余裕度を考慮して、第一目標吐出圧力を設計圧力よりも１ＭＰａ程度は低く設定するのが理想である。そして、除霜に要する熱量の減少にともない、第一冷凍サイクル２０Ａの吐出圧力は、この第一目標吐出圧力を超えることになる。したがって、制御部４５は、除霜運転を行うときには、第一冷凍サイクル２０Ａの吐出圧力が第一目標吐出圧力を超えるたびごとに、第一圧縮機２１Ａの運転周波数を減らし（減段し、調節し）て、第一吐出圧力センサ３１Ａの検出結果が第一目標吐出圧力とほぼ等しく（等しくも含む）なるように制御する。
【００３８】
一方で、除霜に要する熱量の供給を行っている加熱運転中の冷凍サイクルである第一冷凍サイクル２０Ａの吸入圧力、言い換えるとＳＳＴに対して、閾値である第一目標吸込み圧力を予め定める。第一冷凍サイクル２０Ａの吸入圧力は、第一吸込み圧力センサ３０Ａの検出結果として得られる。
これは、圧縮機の運転周波数の増段（運転周波数を増やすこと）による、吸入圧力、言い換えるとＳＳＴの異常低下を防止するためである。
ＳＳＴが異常低下すると、低圧カットや吐出温度の過上昇、あるいは、空気熱交換器での着霜の進行助長を招くリスクが高まる。このため、第一吸込み圧力センサ３０Ａの検出結果が第一目標吸込み圧力以上となるように第一圧縮機２１Ａの運転周波数を早めに減らす。
【００３９】
除霜運転中は水熱交換器１０の水分岐流路１５の水Ｒ３の温度が検出できないため、水Ｒ３が凍結するリスクがある。しかし、水Ｒ３の温度を検出する代わりに、除霜運転中の冷凍サイクルである第二冷凍サイクル２０Ｂの吸入圧力を指標とする。第二冷凍サイクル２０Ｂの吸入圧力は、第二吸込み圧力センサ３０Ｂの検出結果として得られる。第二吸込み圧力センサ３０Ｂの検出結果が、予め試験等で定められた閾値（下限値）である第二目標吸込み圧力以上となるように第二圧縮機２１Ｂの運転周波数を調節することで、水Ｒ３が凍結するリスクを回避できる。
また、除霜の供給を行っている加熱運転中の冷凍サイクルである第一冷凍サイクル２０Ａは、高圧カットと空気熱交換器の蒸発温度の異常低下を回避しつつ、できるだけ第一圧縮機２１Ａの運転周波数を増やすように制御できるため、除霜時間の短縮化を図れる。
【００４０】
（第４の実施形態）
次に、第４実施形態について図４を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態では、図４に示す除霜運転の期間の後半における、除霜運転中と加熱運転中の各冷凍サイクルの圧縮機の運転周波数の調節方法をより具体的に示した。
除霜運転の期間の後半は、図４に示すように、除霜運転中の冷凍サイクルである第二冷凍サイクル２０Ｂの吐出圧力（線Ｌ３参照）、言い換えるとＳＤＴが、時刻ｔ１以降に急激に上昇していく。これは、第二空気熱交換器２３Ｂに付着した霜が融けきった以降には、第二空気熱交換器２３Ｂで必要とされる熱量が急速に低下するためである。
【００４１】
同時に、第二冷凍サイクル２０Ｂが水熱交換器１０を介して加熱運転中の冷凍サイクルである第一冷凍サイクル２０Ａから吸熱する熱量も急激に低下していく。第３の実施形態のように、第一冷凍サイクル２０Ａ自身の第一吐出圧力センサ３１Ａの検出結果のみを指標として第一圧縮機２１Ａの運転周波数を調節していては、除霜の低下の検出が遅れることとなり、急激な高圧圧力の上昇に追従していけずに高圧カットしてしまうリスクを生じる。
そこで、本実施形態では、除霜運転中の冷凍サイクルである第二冷凍サイクル２０Ｂの第二吐出圧力センサ３１Ｂの検出結果を指標に追加する。すなわち、制御部４５は、除霜運転を行うときには、第一吐出圧力センサ３１Ａの検出結果が第一目標吐出圧力とほぼ等しくなるように第一圧縮機２１Ａの運転周波数を減らすとともに、第二吐出圧力センサ３１Ｂの検出結果が予め定められた第二目標吐出圧力になったときに、第一圧縮機２１Ａの運転周波数を減らす。
具体的には図４のように、除霜運転中の冷凍サイクルのＳＤＴ（線Ｌ３参照）は、霜が融けきった時刻ｔ１以降に急上昇し始める。この上昇傾向の変化を検出して、予め、加熱運転中の第一冷凍サイクル２０Ａの第一圧縮機２１Ａの運転周波数を減らすように制御を行うことにより、加熱運転中の第一冷凍サイクル２０Ａの高圧カットを回避させる。
【００４２】
あるいは、除霜運転中の第二冷凍サイクル２０Ｂで霜が融けきった時点のＳＤＴや、第二空気熱交換器２３Ｂの乾燥が終わって除霜完了とさせる時点のＳＤＴはおおよそ同等の値であるため、これらの間の値を閾値として設定し、ＳＤＴが同閾値以上となった時点で加熱運転中の第一冷凍サイクル２０Ａの第一圧縮機２１Ａの運転周波数を減らすように制御を行うことにより、加熱運転中の第一冷凍サイクル２０Ａの高圧カットを回避させることも可能である。
【００４３】
（第５の実施形態）
次に、第５実施形態について図５を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図５に示すように、本実施形態のヒートポンプシステム３は、５台のヒートポンプ装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ（以下、ヒートポンプ装置１Ａ〜１Ｅと略記する）と、ヒートポンプ装置１Ａ〜１Ｅに接続された集合配管５０と、ヒートポンプ装置１Ａ〜１Ｅの制御部４５に接続されたグループコントローラ（主制御部）５１と、を有している。
ヒートポンプ装置１Ａ〜１Ｅのそれぞれは、ヒートポンプ装置１と同一の構成である。
【００４４】
ヒートポンプ装置１Ａ〜１Ｅの入口水配管３６は、集合配管５０の環水集合配管５０ａに並列に接続されている。ヒートポンプ装置１Ａ〜１Ｅの出口水配管３９は、集合配管５０の往水集合配管５０ｂに並列に接続されている。
環水集合配管５０ａには、環水ヘッダ５４が取付けられている。往水集合配管５０ｂには、往水ヘッダ５５が取付けられている。環水ヘッダ５４と往水ヘッダ５５とは、フリーバイパス管５６で接続されている。
環水集合配管５０ａにおける環水ヘッダ５４よりも上流側の部分と、往水集合配管５０ｂにおける往水ヘッダ５５よりも下流側の部分との間には、３本の接続管５９が並列に接続されている。各接続管５９には、空気調和機であるエアハンドリングユニット６０及び流量調節弁６１が取付けられている。往水集合配管５０ｂにおける往水ヘッダ５５と３本の接続管５９に接続された部分との間には、設備側のポンプ６２が設けられている。
【００４５】
除霜運転中のヒートポンプ装置１Ａ〜１Ｅではポンプ３５は停止状態になるため、本実施形態のヒートポンプシステム３では、加熱されない水Ｒ３は外部に供給されない。本ヒートポンプシステム３では、例えばシステム全体で５℃の昇温を確保するために、ヒートポンプ装置１Ａの昇温幅が３℃だった場合にヒートポンプ装置１Ｂの昇温幅を７℃以上にする等する必要が無くなる。これにより、ヒートポンプシステム３全体のＣＯＰ（Coefficient Of Performance：成績係数）の低下を招くことを無くすことが可能となるはずである。
【００４６】
しかし、図５の例で本来、利用側で必要としていた熱量が加熱運転中のヒートポンプ装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの４台分の熱量に相当していたと仮定する。この場合、例えば１台のヒートポンプ装置１Ｄが除霜運転をすると、ヒートポンプシステム３からの供給はヒートポンプ装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃの３台分、すなわち３／４に低下してしまう。この場合、環水集合配管５０ａの水Ｒ３の温度が徐々に低下していく。
【００４７】
それによって、３台のヒートポンプ装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃが備える圧縮機２１Ａ、２１Ｂの運転周波数を増やして、各々の出口水配管３９に取付けられた出口水温センサ４１での検出温度を目標温度にして水Ｒ３の温度を維持しようとする。このため、結局のところ、昇温幅は拡大することになり、ヒートポンプシステム３全体のＣＯＰの低下を招いてしまう。
また、圧縮機２１Ａ、２１Ｂの運転周波数を増やすのではなく、停止しているヒートポンプ装置１Ｅに加熱運転をさせることを選択した場合では、冷凍サイクルの特性上、冷凍サイクルが所定の能力を確保できるまでにある程度の時間を必要とする。
このため、ヒートポンプシステム３の全体からの出口水温、つまり、ヒートポンプ装置１Ａ〜１Ｅから供給されてから往水集合配管５０ｂまでの水温は、水Ｒ３の目標温度より一時的には低下を余儀なくされ、水温安定性に欠くこととなってしまう。
【００４８】
この問題を回避するため、本実施形態では、ヒートポンプシステム３がヒートポンプ装置１Ａ〜１Ｅ等を制御するグループコントローラ５１を備える。
例えば、ヒートポンプ装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの４台が加熱運転を行っていて、グループコントローラ５１がヒートポンプ装置１Ｄを加熱運転から除霜運転に切替えるときに、停止しているヒートポンプ装置１Ｅがある場合には、ヒートポンプ装置１Ｄを除霜運転に切替える前に、予めヒートポンプ装置１Ｅを起動しておく（ヒートポンプ装置１Ｅの制御部４５に加熱運転をさせておく）。
停止しているヒートポンプ装置がない場合には、ヒートポンプ装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおいて、制御部４５により、第一圧縮機２１Ａの運転周波数及び第二圧縮機２１Ｂの運転周波数の少なくとも一方を増やす。
【００４９】
これにより、往水集合配管５０ｂでの水Ｒ３の温度の安定性を高めることができる。さらに、停止しているヒートポンプ装置がある場合では、ヒートポンプシステム３全体のＣＯＰ低下を防止することができる。
停止しているヒートポンプ装置１Ｅを加熱運転に切替えるタイミングとしては、ヒートポンプ装置１Ｄが除霜運転を開始したタイミングでもよい。往水集合配管５０ｂでの水Ｒ３の温度の安定性を優先するのであれば、ヒートポンプ装置１Ｄが除霜運転を開始する少し前のほうがよい。一例としては、少し前とは、３０秒から１５０秒程度前にしておくとよい。
【００５０】
停止しているヒートポンプ装置がない場合には、ヒートポンプ装置１Ｄが除霜運転を開始したタイミングで、ヒートポンプ装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃの圧縮機２１Ａ、２１Ｂの運転周波数を可能な範囲で増やすとよい。運転周波数の増加分を何Ｈｚにするかは、その時点での各圧縮機２１Ａ、２１Ｂの許容最大運転周波数に対する余裕分、各冷凍サイクルのＳＳＴ低下具合、システム３の全ヒートポンプ装置の中で除霜運転を行っているヒートポンプ装置の割合等を考慮して、グループコントローラ５１が適切に決定すればよい。
ただし、この時で指定する運転周波数の増加分は、あくまでも往水集合配管５０ｂでの水Ｒ３の温度の安定性の確保が目的である。したがって、必要な熱量に対してある程度不足する程度に圧縮機２１Ａ、２１Ｂの運転周波数を増やしておき、その後は、環水集合配管５０ａの温度変化に追従する形で、加熱運転中の各ヒートポンプ装置の出口水温制御に任せることも可能である。
【００５１】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、１又は複数の第一分岐流路、１又は複数の第二分岐流路、及び、１又は複数の水分岐流路のうち、第一の方向の両端には、第一分岐流路及び第二分岐流路のいずれかがそれぞれ配置されること、１又は複数の第一分岐流路及び１又は複数の第二分岐流路は、第一の方向に交互に配置されること、１又は複数の第一分岐流路及び１又は複数の第二分岐流路のうち、第一の方向に隣り合うものの間には、水分岐流路がそれぞれ配置されていることにより、冷凍サイクルが除霜運転しても水分岐管の水が凍結するのを抑制することができる。
【００５２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ…ヒートポンプ装置、３…ヒートポンプシステム、１０…水熱交換器、１３…第一分岐流路、１４…第二分岐流路、１５…水分岐流路、２０Ａ…第一冷凍サイクル、２０Ｂ…第二冷凍サイクル、２１Ａ…第一圧縮機、２１Ｂ…第二圧縮機、２２Ａ…第一四方弁、２２Ｂ…第二四方弁、２３Ａ…第一空気熱交換器（第一熱源熱交換器）、２３Ｂ…第二空気熱交換器（第二熱源熱交換器）、２４Ａ…第一膨張部、２４Ｂ…第二膨張部、２７Ａ…第一主配管、２７Ｂ…第二主配管、３０Ａ…第一吸込み圧力センサ、３０Ｂ…第二吸込み圧力センサ、３１Ａ…第一吐出圧力センサ、３１Ｂ…第二吐出圧力センサ、３５…ポンプ（水供給部）、３６…入口水配管（水供給管）、３９…出口水配管（水排出管）、４５…制御部、５０…集合配管、５０ａ…環水集合配管、５０ｂ…往水集合配管、５１…グループコントローラ（主制御部）、Ｒ１…第一冷媒、Ｒ２…第二冷媒、Ｒ３…水、Ｘ…第一の方向、Ｙ…長手方向
【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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