(57)【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、第１熱源側熱交換器、を第１冷媒配管で接続するとともに、前記第１熱源側熱交換器及び所定の熱源を熱媒配管で接続して、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、少なくとも１つの負荷端末を、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るようにしつつ循環液配管で接続して、負荷側回路を形成し、
運転時において前記第１圧縮機及び前記第２圧縮機のうちいずれを主動力源としいずれを補助動力源とするかを切り替える、制御手段と、
を有し、前記負荷端末による暖房運転を行う複合熱源ヒートポンプ装置において、
前記負荷側回路において、前記負荷側熱交換器へ流入する循環液温度を検出する循環液温度検出手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
を設け、
前記制御手段は、
前記運転時に、前記第２圧縮機を主動力源としかつ前記第１圧縮機を補助動力源とした状態で、前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が所定の基準温度よりも低くなったとき、前記第１圧縮機を主動力源としかつ前記第２圧縮機を補助動力源とした状態への切り替えを行い、かつ、
前記第１圧縮機を主動力源としかつ前記第２圧縮機を補助動力源とした状態へ切り替える直前でかつ前記循環液温度検出手段が検出した前記循環液温度が低下することによって前記循環液温度と目標循環液温度との偏差が所定のしきい値以上になった場合は、前記切り替えと同時に前記主動力源となった前記第１圧縮機の回転数を当該圧縮機の最大回転数に増大させる
ことを特徴とする複合熱源ヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記主動力源となる圧縮機と前記補助動力源となる圧縮機との切り替えが必要であると判定した状態が所定の期間継続した場合で、かつ、前記第１圧縮機を主動力源とし前記第２圧縮機を補助動力源とした状態へ切り替える直前で、前記循環液温度検出手段が検出した前記循環液温度が低下することによって前記偏差が前記しきい値以上になった場合に、前記切り替えと同時に前記主動力源となった前記第１圧縮機の回転数を当該圧縮機の最大回転数に増大させる
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】
前記負荷側回路は、
複数の前記負荷端末、前記第１負荷側熱交換器、前記第２負荷側熱交換器、を接続しており、
前記制御手段は、
前記主動力源となる圧縮機と前記補助動力源となる圧縮機との切り替えが必要であると判定した状態が所定の期間継続した場合で、かつ、前記第１圧縮機を主動力源とし前記第２圧縮機を補助動力源とした状態へ切り替える直前で、運転対象となる前記負荷端末の数の増大により前記循環液温度検出手段が検出した前記循環液温度が低下することによって前記偏差が前記しきい値以上となった場合には、前記切り替えと同時に前記主動力源となった前記第１圧縮機の回転数を当該圧縮機の最大回転数に増大させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の複合熱源ヒートポンプ装置。
【請求項４】
第１圧縮機、第１負荷側熱交換器、及び、第１熱源側熱交換器、を第１冷媒配管で接続するとともに、前記第１熱源側熱交換器及び所定の熱源を熱媒配管で接続して、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、少なくとも１つの負荷端末を、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るようにしつつ循環液配管で接続して、負荷側回路を形成し、
運転時において前記第１圧縮機及び前記第２圧縮機のうちいずれを主動力源としいずれを補助動力源とするかを切り替える、制御手段と、
を有し、前記負荷端末による冷房運転を行う複合熱源ヒートポンプ装置において、
前記負荷側回路において、前記負荷側熱交換器へ流入する循環液温度を検出する循環液温度検出手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
を設け、
前記制御手段は、
前記運転時に、前記第２圧縮機を主動力源としかつ前記第１圧縮機を補助動力源とした状態で、前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が所定の基準温度よりも高くなったとき、前記第１圧縮機を主動力源としかつ前記第２圧縮機を補助動力源とした状態への切り替えを行い、かつ、
前記第１圧縮機を主動力源としかつ前記第２圧縮機を補助動力源とした状態へ切り替える直前でかつ前記循環液温度検出手段が検出した前記循環液温度が上昇することによって前記循環液温度と目標循環液温度との偏差が所定のしきい値以上になった場合は、前記切り替えと同時に前記主動力源となった前記第１圧縮機の回転数を当該圧縮機の最大回転数に増大させる
ことを特徴とする複合熱源ヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記主動力源となる圧縮機と前記補助動力源となる圧縮機との切り替えが必要であると判定した状態が所定の期間継続した場合で、かつ、前記第１圧縮機を主動力源とし前記第２圧縮機を補助動力源とした状態へ切り替える直前で、前記循環液温度検出手段が検出した前記循環液温度が上昇することによって前記偏差が前記しきい値以上になった場合に、前記切り替えと同時に前記主動力源となった前記第１圧縮機の回転数を当該圧縮機の最大回転数に増大させる
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】
前記負荷側回路は、
複数の前記負荷端末、前記第１負荷側熱交換器、前記第２負荷側熱交換器、を接続しており、
前記制御手段は、
前記主動力源となる圧縮機と前記補助動力源となる圧縮機との切り替えが必要であると判定した状態が所定の期間継続した場合で、かつ、前記第１圧縮機を主動力源とし前記第２圧縮機を補助動力源とした状態へ切り替える直前で、運転対象となる前記負荷端末の数の増大により前記循環液温度検出手段が検出した前記循環液温度が上昇することによって前記偏差が前記しきい値以上となった場合には、前記切り替えと同時に前記主動力源となった前記第１圧縮機の回転数を当該圧縮機の最大回転数に増大させる
ことを特徴とする請求項４または請求項５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、熱媒と熱交換するヒートポンプ回路と、室外空気と熱交換するヒートポンプ回路を併用するにあたって、外気温度と基準温度の比較によりいずれか一方のヒートポンプ回路の圧縮機を主動力源とし、他方のヒートポンプ回路の圧縮機を補助動力源として切り替えて駆動制御するものがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１１７８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この従来のものでは、主動力源と補助動力源とが入れ替わった場合、それまで主動力源として駆動されていた圧縮機の駆動条件と、それまで補助動力源として駆動されていた圧縮機の駆動条件とを逆転させることが考えられるが、主動力源／補助動力源を切り替える直前で冷暖房負荷が増加した場合、負荷側回路における循環液の実際の温度と目標循環液温度との間には大きな温度偏差が発生してしまい、このとき前記ように単純に逆転させた場合、そこから圧縮機の回転数が調整され始め、負荷側回路における循環液の温度が目標循環液温度に到達するまでには長い時間を要し、快適性を損なうおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、第１熱源側熱交換器、を第１冷媒配管で接続するとともに、前記第１熱源側熱交換器及び所定の熱源を熱媒配管で接続して、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、少なくとも１つの負荷端末を、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るようにしつつ循環液配管で接続して、負荷側回路を形成し、運転時において前記第１圧縮機及び前記第２圧縮機のうちいずれを主動力源としいずれを補助動力源とするかを切り替える、制御手段と、を有し、前記負荷端末による暖房運転を行う複合熱源ヒートポンプ装置において、前記負荷側回路において、前記負荷側熱交換器へ流入する循環液温度を検出する循環液温度検出手段と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、を設け、前記制御手段は、前記運転時に、前記第２圧縮機を主動力源としかつ前記第１圧縮機を補助動力源とした状態で、前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が所定の基準温度よりも低くなったとき、前記第１圧縮機を主動力源としかつ前記第２圧縮機を補助動力源とした状態への切り替えを行い、かつ、前記第１圧縮機を主動力源としかつ前記第２圧縮機を補助動力源とした状態へ切り替える直前でかつ前記循環液温度検出手段が検出した前記循環液温度が低下することによって前記循環液温度と目標循環液温度との偏差が所定のしきい値以上になった場合は、前記切り替えと同時に前記主動力源となった前記第１圧縮機の回転数を当該圧縮機の最大回転数に増大させるものである。
【０００７】
また、請求項２では、前記制御手段は、前記主動力源となる圧縮機と前記補助動力源となる圧縮機との切り替えが必要であると判定した状態が所定の期間継続した場合で、かつ、前記第１圧縮機を主動力源とし前記第２圧縮機を補助動力源とした状態へ切り替える直前で、前記循環液温度検出手段が検出した前記循環液温度が低下することによって前記偏差が前記しきい値以上になった場合に、前記切り替えと同時に前記主動力源となった前記第１圧縮機の回転数を当該圧縮機の最大回転数に増大させるものである。
【０００８】
また、請求項３では、前記負荷側回路は、複数の前記負荷端末、前記第１負荷側熱交換器、前記第２負荷側熱交換器、を接続しており、前記制御手段は、前記主動力源となる圧縮機と前記補助動力源となる圧縮機との切り替えが必要であると判定した状態が所定の期間継続した場合で、かつ、前記第１圧縮機を主動力源とし前記第２圧縮機を補助動力源とした状態へ切り替える直前で、運転対象となる前記負荷端末の数の増大により前記循環液温度検出手段が検出した前記循環液温度が低下することによって前記偏差が前記しきい値以上となった場合には、前記切り替えと同時に前記主動力源となった前記第１圧縮機の回転数を当該圧縮機の最大回転数に増大させるものである。
【０００９】
また、上記課題を解決するために、本発明の請求項４では、第１圧縮機、第１負荷側熱交換器、及び、第１熱源側熱交換器、を第１冷媒配管で接続するとともに、前記第１熱源側熱交換器及び所定の熱源を熱媒配管で接続して、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、少なくとも１つの負荷端末を、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るようにしつつ循環液配管で接続して、負荷側回路を形成し、運転時において前記第１圧縮機及び前記第２圧縮機のうちいずれを主動力源としいずれを補助動力源とするかを切り替える、制御手段と、を有し、前記負荷端末による冷房運転を行う複合熱源ヒートポンプ装置において、前記負荷側回路において、前記負荷側熱交換器へ流入する循環液温度を検出する循環液温度検出手段と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、を設け、前記制御手段は、前記運転時に、前記第２圧縮機を主動力源としかつ前記第１圧縮機を補助動力源とした状態で、前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度が所定の基準温度よりも高くなったとき、前記第１圧縮機を主動力源としかつ前記第２圧縮機を補助動力源とした状態への切り替えを行い、かつ、前記第１圧縮機を主動力源としかつ前記第２圧縮機を補助動力源とした状態へ切り替える直前でかつ前記循環液温度検出手段が検出した前記循環液温度が上昇することによって前記循環液温度と目標循環液温度との偏差が所定のしきい値以上になった場合は、前記切り替えと同時に前記主動力源となった前記第１圧縮機の回転数を当該圧縮機の最大回転数に増大させるものである。
【００１０】
また、請求項５では、前記制御手段は、前記主動力源となる圧縮機と前記補助動力源となる圧縮機との切り替えが必要であると判定した状態が所定の期間継続した場合で、かつ、前記第１圧縮機を主動力源とし前記第２圧縮機を補助動力源とした状態へ切り替える直前で、前記循環液温度検出手段が検出した前記循環液温度が上昇することによって前記偏差が前記しきい値以上になった場合に、前記切り替えと同時に前記主動力源となった前記第１圧縮機の回転数を当該圧縮機の最大回転数に増大させるものである。
また、請求項６では、前記負荷側回路は、複数の前記負荷端末、前記第１負荷側熱交換器、前記第２負荷側熱交換器、を接続しており、前記制御手段は、前記主動力源となる圧縮機と前記補助動力源となる圧縮機との切り替えが必要であると判定した状態が所定の期間継続した場合で、かつ、前記第１圧縮機を主動力源とし前記第２圧縮機を補助動力源とした状態へ切り替える直前で、運転対象となる前記負荷端末の数の増大により前記循環液温度検出手段が検出した前記循環液温度が上昇することによって前記偏差が前記しきい値以上となった場合には、前記切り替えと同時に前記主動力源となった前記第１圧縮機の回転数を当該圧縮機の最大回転数に増大させるものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の請求項１によれば、互いに異なる熱源に対し採熱または放熱可能な２つのヒートポンプ回路が備えられている。第１ヒートポンプ回路には、所定の熱源、第１熱源側熱交換器、第１圧縮機、第１負荷側熱交換器、が備えられており、第２ヒートポンプ回路には、熱源としての外気と熱交換可能な第２熱源側熱交換器、第２圧縮機、第２負荷側熱交換器、が備えられている。このとき、第１負荷側熱交換器と第２負荷側熱交換器は循環液配管が循環する負荷側回路に接続されており、上流側の第１負荷側熱交換器で第１ヒートポンプ回路側と熱交換した後に、下流側の第２負荷側熱交換器で第２ヒートポンプ回路側と熱交換した循環液が、負荷端末に供給される。
【００１２】
このように第１負荷側熱交換器での熱交換と第２負荷側熱交換器での熱交換との両方が実行可能な負荷側回路において、通常、外気温度に基づき、制御手段が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。例えば冷房運転時には、前記外気温度が低い場合には、外気への大きな放熱を期待できることから前記第２圧縮機が主動力源として駆動されて前記第１圧縮機は補助動力源として駆動される。逆に前記外気温度が高い場合には、外気への放熱をあまり期待できないことから前記第１圧縮機が主動力源として駆動されて前記第２圧縮機は補助動力源として駆動される。また例えば暖房運転時には、前記外気温度が高い場合には、外気からの大きな吸熱を期待できることから前記第２圧縮機が主動力源として駆動されて前記第１圧縮機は補助動力源として駆動される。逆に前記外気温度が低い場合には、外気からの吸熱をあまり期待できないことから前記第１圧縮機が主動力源として駆動されて前記第２圧縮機は補助動力源として駆動される。
【００１３】
そして、外気温度が変化し、それまでの前記の主動力源・補助動力源の割り当てを入れ替えたほうが効率がよいとみなされた場合には、制御手段によって第１圧縮機及び第２圧縮機に対する前記割り当てが入れ替えられ、それまで主動力源だった圧縮機が補助動力源として駆動され、補助動力源だった圧縮機が主動力源として駆動される。
【００１４】
しかしながら、前記のように主動力源と補助動力源とが入れ替わった場合、それまで主動力源として駆動されていた圧縮機の駆動条件と、それまで補助動力源として駆動されていた圧縮機の駆動条件とを逆転させることが考えられるが、主動力源／補助動力源を切り替える直前で冷暖房負荷が増加した場合、負荷側回路における循環液の実際の温度と目標循環液温度との間には大きな温度偏差が発生してしまい、このとき前記ように単純に逆転させた場合、そこから圧縮機の回転数が調整され始め、負荷側回路における循環液の温度が目標循環液温度に到達するまでには長い時間を要し、快適性を損なうおそれがある。
【００１５】
そこで請求項１または請求項４によれば、循環液温度検出手段を設けて、負荷側回路において前記負荷側熱交換器へ流入する循環液温度を検出する。そして、循環液温度が低下（又は上昇）することによって前記検出した循環液温度と目標循環液温度との偏差が所定のしきい値以上になった場合には、そのままでは負荷側回路の循環液の温度を目標循環液温度とするまでに長時間を要するとみなし、これを回避するために、切り替えと同時に前記主動力源となった第１圧縮機の回転数を最大回転数まで増大させる。
【００１６】
これにより、前記した主動力源と補助動力源との入れ替わり後、負荷側回路の循環液の温度を最も速く目標循環液温度とし、快適性が損なわれるのを確実に防止することができる。
【００１８】
また、請求項２または請求項５によれば、主動力源と補助動力源との切り替えが必要な外気温度の変化状態が、ある程度の時間継続するのを待つことで、本当に主動力源と補助動力源との切り替えが必要であることを制御手段が確実に見極めることができる。
【００１９】
また、請求項３または請求項６によれば、主動力源と補助動力源とが入れ替わったときに、たまたま操作者の操作等によって負荷端末の数が増大したことが原因で前記循環液温度と前記目標循環液温度との間に大きな偏差が生じた場合において、その状態を速やかに解消し、偏差を素早く小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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】冷房運転時において主動力源／補助動力源の切替を行う基準温度の設定態様を表す図
【図９】暖房運転時において主動力源／補助動力源の切替を行う基準温度の設定態様を表す図
【図１０】暖房運転時において主動力源／補助動力源の切り替え時に暖房負荷の変動が発生しない場合におけるヒートポンプ装置の挙動を表す図
【図１１】暖房運転時において主動力源／補助動力源の切り替え時に暖房負荷の変動が発生した場合におけるヒートポンプ装置の挙動の一例を表す図
【図１２】暖房運転時において主動力源／補助動力源の切り替え時に暖房負荷の変動が発生した場合におけるヒートポンプ装置の挙動の他の例を表す図
【図１３】冷房運転時において主動力源／補助動力源の切り替え時に冷房負荷の変動が発生しない場合におけるヒートポンプ装置の挙動を表す図
【図１４】冷房運転時において主動力源／補助動力源の切り替え時に冷房負荷の変動が発生した場合におけるヒートポンプ装置の挙動の一例を表す図
【図１５】冷房運転時において主動力源／補助動力源の切り替え時に冷房負荷の変動が発生した場合におけるヒートポンプ装置の挙動の他の例を表す図
【図１６】暖房運転時に実行される制御手順を表すフローチャート図
【図１７】冷房運転時に実行される制御手順を表すフローチャート図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１７に基づいて説明する。
【００２４】
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。
【００２５】
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、第１ヒートポンプ回路としての前記地中熱循環回路２０とを有している。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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４５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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。また、外気の温度が、外気温度検出手段としての外気温度センサ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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、河川、海、温泉、井戸等の、比較的大容量の水源中に設けられ、それらから採放熱するようにしてもよい。
【００３４】
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（この例では２台の）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。なお、この例では、２つ熱交換端末３６が、適宜のヘッダ（図示せず）を介して互いに並列に前記端末循環回路３０において接続されている。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２つが並列に設けられているが、１つまたは３つ以上設けられてもよく、数量や仕様が特に限定されるものではない。
【００３５】
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。
【００３６】
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、循環液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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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交換機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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
図５に示すように、前記地中熱制御装置６１は、圧縮機制御部６１Ａと、膨張弁制御部６１Ｂと、ポンプ制御部６１Ｃとを機能的に備えている。また、地中熱制御装置６１は、熱交換端末３６それぞれに備えられた端末制御装置３６ａ及びメインリモコン６０ａに対し、通信可能に接続されている（図２参照）。
【００５０】
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」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となるように、前記第１圧縮機４３の回転数を制御する。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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）。
【００５４】
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と前記地中空気熱制御装置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。
【００５５】
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と前記地中空気熱制御装置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。
【００５６】
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）。
【００５７】
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に入力される。
【００５８】
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及び空気熱制御装置６２側それぞれの圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａに新たに設けた切替制御部６１ｐ，６２ｐ（詳細は後述）による第１、第２圧縮機４３，５３に対する制御内容（第１及び第２圧縮機４３，５３への主動力源／補助動力源の切替制御及び回転数増加制御。詳細は後述）にある。以下、その詳細を順を追って説明する。
【００５９】
まず、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。
【００６０】
以上のことから、まず本実施形態では、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６１，６２がそれぞれ備える制御手段としての切替制御部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。
【００６１】
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℃未満または３５℃未満の場合。後述）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。
【００６２】
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℃以上または３５℃以上の場合。後述）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。
【００６３】
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℃未満であれば、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℃以上であれば、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、冷房運転を開始させる。
【００６４】
そして、本実施形態では、上記のようにして冷房運転を開始した後、外気温度が変化した場合には、その変化の度合いに応じて、適宜、上記主動力源と補助動力源とを入れ替える。
【００６５】
すなわち、（冷房運転開始時の外気温度が３０℃未満で）前記第２圧縮機５３が主動力源、前記第１圧縮機４３が補助動力源として運転開始した後、図８に示すように、外気温度が上昇して基準温度である３５［℃］以上となるまで（３５［℃］未満の場合）はそのまま前記第２圧縮機５３を主動力源とし前記第１圧縮機４３を補助動力源とする。その後、外気温度が３５［℃］以上に上昇したら、地中熱源を利用する前記地中熱ヒートポンプ回路４０の前記第１圧縮機４３を主動力源とし、空気熱源を利用する前記空気熱ヒートポンプ回路５０の前記第２圧縮機５３を補助動力源とする。
【００６６】
逆に、（冷房運転開始時の外気温度が３０℃以上で）前記第１圧縮機４３が主動力源、前記第２圧縮機５３が補助動力源として運転開始した後、図８に示すように、外気温度が低下して３０［℃］未満とならないうち（３０［℃］以上の場合）はそのまま前記第１圧縮機４３を主動力源とし前記第２圧縮機５３を補助動力源とする。その後、外気温度が３０［℃］未満に低下したら、空気熱源を利用する前記空気熱ヒートポンプ回路５０の前記第２圧縮機５３を主動力源とし、地中熱源を利用する前記地中熱ヒートポンプ回路４０の前記第１圧縮機４３を補助動力源とする。
【００６７】
すなわち、図８に矢印で示すように、前記のような外気温度の上昇方向では、主動力源と補助動力源を切り替える区切りとなる前記基準温度を３５［℃］とする一方、外気温度の低下方向では、前記基準温度を変えて３０［℃］とする（＝主動力源／補助動力源の切り替え挙動にヒステリシスを持たせている）。
【００６８】
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℃未満または５℃未満の場合。後述）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。
【００６９】
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℃以上または５℃以上の場合。後述）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。
【００７０】
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５℃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５℃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。
【００７１】
そして、本実施形態では、上記のようにして暖房運転を開始した後、外気温度が変化した場合には、その変化の度合いに応じて、適宜、上記主動力源と補助動力源とを入れ替える。
【００７２】
すなわち、（暖房運転開始時の外気温度が５℃未満で）前記第１圧縮機４３が主動力源、前記第２圧縮機５３が補助動力源として運転開始した後、図９に示すように、外気温度が上昇して基準温度である５［℃］以上となるまで（５［℃］未満の場合）はそのまま前記第１圧縮機４３を主動力源とし前記第２圧縮機５３を補助動力源とする。その後、外気温度が５［℃］以上に上昇したら、空気熱源を利用する前記空気熱ヒートポンプ回路５０の前記第２圧縮機５３を主動力源とし、地中熱源を利用する前記地中熱ヒートポンプ回路４０の前記第１圧縮機４３を補助動力源とする。
【００７３】
逆に、（暖房運転開始時の外気温度が５℃以上で）前記第２圧縮機５３が主動力源、前記第１圧縮機４３が補助動力源として運転開始した後、図９に示すように、外気温度が低下して２［℃］未満とならないうち（２［℃］以上の場合）はそのまま前記第２圧縮機５３を主動力源とし前記第１圧縮機４３を補助動力源とする。その後、外気温度が２［℃］未満に低下したら、地中熱源を利用する前記地中熱ヒートポンプ回路４０の前記第１圧縮機４３を主動力源とし、空気熱源を利用する前記空気熱ヒートポンプ回路５０の前記第２圧縮機５３を補助動力源とする。
【００７４】
すなわち、図９に矢印で示すように、前記のような外気温度の上昇方向では、主動力源と補助動力源を切り替える区切りとなる前記基準温度を５［℃］とする一方、外気温度の低下方向では、前記基準温度を変えて２［℃］とする（＝主動力源／補助動力源の切り替え挙動にヒステリシスを持たせている）。
【００７５】
以上のように、外気温度が変化し、それまでの前記の主動力源・補助動力源の割り当てを入れ替えたほうが効率がよいとみなされた場合には、各切替制御部６１ｐ，６２ｐによって第１圧縮機４３及び第２圧縮機５３に対する前記割り当てが入れ替えられ、それまで主動力源だった圧縮機が補助動力源として駆動され、補助動力源だった圧縮機が主動力源として駆動される。そして、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または前記戻り冷水温度が、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温度となるように、各圧縮機４３，５３の回転数（この例では、主動力源として駆動される圧縮機のみ。後述の図１６及び図１７参照）が制御される。
【００７６】
しかしながら、前記のように主動力源と補助動力源とが入れ替わった場合、それまで主動力源として駆動されていた圧縮機の駆動条件と、それまで補助動力源として駆動されていた圧縮機の駆動条件とを逆転させることが考えられる。しかしながら、このようにして主動力源／補助動力源を切り替える直前で冷暖房負荷がたまたま増加した場合、端末循環回路３０における循環液Ｌの実際の温度（例えば前記戻り温水温度や前記戻り冷水温度）と目標温度（前記の例では目標戻り温水温度や目標戻り冷水温度）との間には大きな温度偏差が発生してしまい、このとき前記ように単純に逆転させた場合、そこから圧縮機の回転数が調整され始めることから、端末循環回路３０における循環液Ｌの温度が前記目標温度に到達するまでには長い時間を要し、快適性を損なうおそれがある。
【００７７】
例えば、実際に主動力源／補助動力源を切り替える直前で前記熱交換端末３６の実運転台数が増加したために戻り温水温度（または戻り冷水温度）が急激に変動した場合（後述の図１１、図１４参照）や、実際に主動力源／補助動力源を切り替える直前でメインリモコン６０ａでの設定温度変更操作により冷暖房負荷が増加して目標戻り温水温度（または目標戻り冷水温度）が急激に変動した場合（後述の図１２、図１５参照）、等においては、目標戻り温水温度（または目標戻り冷水温度）と実際の戻り温水温度（または戻り冷水温度）の間に大きな温度偏差が発生してしまう。
【００７８】
このような場合、この大きな温度偏差を小さくするように各ヒートポンプユニット４，５の出力（言い替えれば各圧縮機４３，５３の回転数）が調整される。しかしながら、上述したように主動力源／補助動力源の切り替え直後においては、実際の戻り温水温度（または戻り冷水温度）を目標戻り温水温度（または目標戻り冷水温度）に近づけて温度偏差を小さくし、被空調空間を本来の温度にて空調できるまでには、通常よりも長い時間を要することになる。
【００７９】
そこで本実施形態では、戻り液温度センサ３４が検出する前記戻り温水温度（または前記戻り冷水温度）と前記目標戻り温水温度（または前記目標戻り冷水温度）との間の偏差（温度偏差）が所定のしきい値以上になった場合、各圧縮機制御部６１Ａ，６２Ａに設けた各切替制御部６１ｐ，６２ｐが、切り替え後に前記主動力源となった圧縮機の回転数を増大させる。特に本実施形態では、主動力源となった圧縮機の回転数を最大回転数まで増大させることで、素早く温度偏差を小さくする。
【００８０】
以上の制御による各ヒートポンプユニットの挙動の詳細を、図１０〜図１５を用いてさらに具体的に説明する。なお、以下では、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とがほぼ同等の性能・仕様であり、圧縮機４３，５３の回転数が同等であれば互いに同じ出力となる場合を例にとって説明する。
【００８１】
まず、本実施形態のヒートポンプ装置１において暖房運転の際に行われる制御の一例として、前記熱交換端末３６の実運転台数の増減やメインリモコン６０ａでの設定温度変更操作等がなく、目標戻り温水温度と実際の戻り温水温度との間に大きな偏差が生じない場合を図１０に示すグラフにより説明する。なお、後述の図１１〜図１５との対比のために、この制御が実行される状態（場面）を、図１０において「場面１」と表記している。
【００８２】
図示において、図１０（ａ）は、外気温度［℃］（前記の例では外気温度センサ５７により検出）の経時推移を示している。図１０（ｂ）は、前記戻り温水温度［℃］の経時推移を示しており、実線が実際に検出された戻り温水温度［℃］（前記の例では戻り液温度センサ３４により検出）を示し、破線が目標戻り温水温度［℃］（この例では４０［℃］）を示している。また、図１０（ｃ）は、前記地中熱ヒートポンプ回路４０の前記第１圧縮機４３の回転数［ｒｐｓ］の経時推移を示している。また、図１０（ｄ）は、前記空気熱ヒートポンプ回路５０の前記第２圧縮機５３の回転数［ｒｐｓ］の経時推移を示している。
【００８３】
この例では、最初に外気温度が５［℃］以上ある状態で、空気熱ヒートポンプ回路５０の第２圧縮機５３を主動力源とし、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、運転が行われている（図１０（ａ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）。このとき、主動力源である前記第２圧縮機５３の回転数は６０［ｒｐｓ］（図１０（ｄ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）で、補助動力源である前記第１圧縮機４３の回転数は４５［ｒｐｓ］（図１０（ｃ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）となっており、前記戻り温水温度は、前記目標戻り温水温度にほぼ等しい、約４０［℃」で略一定となっている（図１０（ｂ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）。
【００８４】
前記の状態の後、外気温度が低下して２［℃］を割ると（図１０（ａ）の時間ｔ２参照）、これを契機として、前記切替制御部６１ｐ，６２ｐによって、第１及び第２圧縮機４３，５３における主動力源／補助動力源の切り替えが行われる。但しこのとき、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、外気温度の変化により前記主動力源／補助動力源の切り替えが必要であると判定しても、直ちに実際の切り替え動作を行うのではなく、その必要であるという判定となっている状態が所定の期間（この例では３０分）継続した場合に（後述の図１６のステップＳ４０参照）前記切り替えを行う。これは、突風により外気温度が短時間だけ上昇しすぐ低下する場合等、偶発的要因による瞬時的な外気温度の変動を除外し、傾向的な外気温度の変化だけに対応して前記切り替えを行うようにすることで、各圧縮機４３，５３の作動安定性を確保するためである。
【００８５】
したがって、初めに外気温度が２［℃］を下回ったと判定した時点から前記の状態で所定時間である３０分が経過したとき、主動力源／補助動力源の切り替えが行われる。すなわち、前記第２圧縮機５３は主動力源から補助動力源に切り替えられてその回転数は（それまでの第１圧縮機４３の回転数と同じである）４５［ｒｐｓ］に低減され（図１０（ｄ）の時間ｔ３参照）、前記第１圧縮機４３は補助動力源から主動力源に切り替えられてその回転数は（それまでの第２圧縮機５３の回転数と同じである）６０［ｒｐｓ］に増大する（図１０（ｃ）の時間ｔ３参照）。
【００８６】
そして、前記のように、この場合、前記熱交換端末３６の実運転台数の増減による暖房負荷の変動や、メインリモコン６０ａでの設定温度変更操作等がないことから、前記戻り温水温度及び前記目標戻り温水温度も（前記切替前後で特に変動することなく）そのまま略一定に維持される（図１０（ｂ）の時間ｔ３〜ｔ４参照）。
【００８７】
次に、暖房運転中に、前記熱交換端末３６の運転台数が変わり暖房負荷が変動した場合の制御の例を「場面２」として、前記図１０に対応する図１１により説明する。
【００８８】
例えば、図１１に示すように、前記図１０と同様に前記第２圧縮機５３の回転数が６０［ｒｐｓ］（図１１（ｄ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）、前記第１圧縮機４３の回転数が４５［ｒｐｓ］（図１１（ｃ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）、前記戻り温水温度及び前記目標戻り温水温度が約４０［℃」の状態の後に外気温度が２［℃］に下がり、切替制御部６１ｐ，６２ｐにより前記主動力源／補助動力源の切り替えが必要であると判定された状態が継続して前記所定の期間（前記の例では３０分）経過する前に、それまで停止していた熱交換端末３６の運転が開始される場合がある。この場合、この熱交換端末３６の台数の増大により暖房負荷が増加することから、前記戻り温水温度が急激に低下し、目標戻り温水温度との間に大きな偏差が発生する（図１１（ｂ）の時間ｔ３参照）。
【００８９】
本実施形態では、上記に対応し、前記目標戻り温水温度と前記戻り温水温度との間の前記偏差が所定のしきい値（この例では４［℃］）以上になったら、切替制御部６１ｐ，６２ｐの制御により、前記切り替えによって主動力源となっている前記第１圧縮機４３の回転数を、最大回転数（この例では９０［ｒｐｓ］）まで増大させる（図１１（ｃ）の時間ｔ３参照）。この結果、主動力源側の地中熱ヒートポンプユニット４の最大能力を引き出し、迅速に前記偏差を小さくして前記戻り温水温度を前記目標戻り温水温度に近づけて復帰させ（図１１（ｂ）の時間ｔ３〜ｔ４参照）、被空調空間の温度をより早く所望の温度とすることができる。なお、その際、前記戻り温水温度が前記目標戻り温水温度まで回復した後には、前記図１０を用いて説明した通常の制御（いわゆる戻り温度制御）により前記偏差が小さく維持される。その際は、各圧縮機４３，５３の作動安定性を考慮し、所定時間間隔で圧縮機の回転数は段階的に増減される。この場合は、前述のように最大回転数となった第１圧縮機４３の回転数が、段階的に低減制御されて、回転数６０［ｒｐｓ］に移行している（図１１（ｃ）の時間ｔ３〜ｔ４参照）。
【００９０】
次に、暖房運転中に、前記メインリモコン６０ａでの設定温度変更操作があり、これによって暖房負荷が変動した場合の制御の例を「場面３」として、前記図１０及び図１１に対応する図１２により説明する。
【００９１】
前記同様、例えば、図１２に示すように、前記第２圧縮機５３の回転数が６０［ｒｐｓ］（図１２（ｄ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）、前記第１圧縮機４３の回転数が４５［ｒｐｓ］（図１２（ｃ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）、前記戻り温水温度及び前記目標戻り温水温度が約４０［℃」の状態の後に外気温度が２［℃］に下がり、切替制御部６１ｐ，６２ｐにより前記主動力源／補助動力源の切り替えが必要であると判定された状態が継続して前記所定の期間（前記の例では３０分）経過する前に、前記メインリモコン６０ａの設定温度の変更（上昇）操作により、前記目標戻り温水温度が上昇する場合がある。この場合も、図１１と同様、この目標戻り温水温度の上昇により暖房負荷が増加することから、実際の目標戻り温水温度との間に大きな偏差が発生することとなる（図１２（ｂ）の時間ｔ３参照）。
【００９２】
本実施形態はこの場合にも対応可能であり、前記と同様、前記目標戻り温水温度と前記戻り温水温度との前記偏差が前記しきい値（４［℃］）以上になったら、切替制御部６１ｐ，６２ｐの制御により、前記切り替えによって主動力源となっている前記第１圧縮機４３の回転数が、最大回転数（この例では９０［ｒｐｓ］）まで増大する（図１２（ｃ）の時間ｔ３の直後を参照）。この結果、前記と同様、地中熱ヒートポンプユニット４の最大能力を引き出して迅速に前記戻り温水温度を急上昇させて前記目標戻り温水温度に近づけて前記偏差を小さくし（図１２（ｂ）の時間ｔ３〜ｔ４参照）、被空調空間の温度をより早く所望の温度とすることができる。なお、前記と同様、前記戻り温水温度が前記目標戻り温水温度に到達した後は通常の戻り温度制御により前記偏差が小さく維持される。前述のように最大回転数となった第１圧縮機４３の回転数は、段階的に低減制御されて、回転数６０［ｒｐｓ］に移行する（図１２（ｃ）の時間ｔ３〜ｔ４参照）。
【００９３】
なお、以上では暖房運転時を例にとって説明したが、本実施形態においては、冷房運転時でも同様の制御が実行される。まず、本実施形態のヒートポンプ装置１において冷房運転の際に行われる制御の一例として、前記図１０と同様、前記熱交換端末３６の実運転台数の増減やメインリモコン６０ａでの設定温度変更操作等がなく、目標戻り温水温度と実際の戻り温水温度との間に大きな偏差が生じない場合を、「場面４」として図１３に示すグラフにより説明する。
【００９４】
図示において、図１３（ａ）は、前記図１０（ａ）と同様、外気温度［℃］（前記の例では外気温度センサ５７により検出）の経時推移を示している。図１３（ｂ）は、前記戻り冷水温度［℃］の経時推移を示しており、実線が実際に検出された戻り冷水温度［℃］（前記の例では戻り液温度センサ３４により検出）を示し、破線が目標戻り冷水温度［℃］（この例では１５［℃］）を示している。また、図１３（ｃ）は、前記図１０（ｃ）と同様、前記地中熱ヒートポンプ回路４０の前記第１圧縮機４３の回転数［ｒｐｓ］の経時推移を示している。また、図１３（ｄ）は、前記図１０（ｄ）と同様、前記空気熱ヒートポンプ回路５０の前記第２圧縮機５３の回転数［ｒｐｓ］の経時推移を示している。
【００９５】
この例では、最初に外気温度が３０［℃］未満である状態で、空気熱ヒートポンプ回路５０の第２圧縮機５３を主動力源とし、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、運転が行われている（図１３（ａ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）。このとき、主動力源である前記第２圧縮機５３の回転数は６０［ｒｐｓ］（図１３（ｄ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）で、補助動力源である前記第１圧縮機４３の回転数は４５［ｒｐｓ］（図１３（ｃ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）となっており、前記戻り冷水温度は、前記目標戻り冷水温度にほぼ等しい、約１５［℃」で略一定となっている（図１３（ｂ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）。
【００９６】
前記の状態の後、外気温度が上昇して３５［℃］を超えると（図１３（ａ）の時間ｔ２参照）、これを契機として、前記切替制御部６１ｐ，６２ｐによって、第１及び第２圧縮機４３，５３における主動力源／補助動力源の切り替えが行われる。但しこのとき、前記と同様、瞬時的な外気温度の変動を除外し各圧縮機４３，５３の作動安定性を確保するために、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、外気温度の変化により前記主動力源／補助動力源の切り替えが必要であるという判定となっている状態が所定の期間（この例では３０分）継続した場合に（後述の図１７のステップＳ１４０参照）前記切り替えを行う。
【００９７】
すなわち、初めに外気温度が３５［℃］を上回ったと判定した時点から前記の状態で所定時間である３０分が経過したとき、前記第２圧縮機５３は主動力源から補助動力源に切り替えられてその回転数は（それまでの第１圧縮機４３の回転数と同じである）４５［ｒｐｓ］に低減され（図１３（ｄ）の時間ｔ３参照）、前記第１圧縮機４３は補助動力源から主動力源に切り替えられてその回転数は（それまでの第２圧縮機５３の回転数と同じである）６０［ｒｐｓ］に増大する（図１３（ｃ）の時間ｔ３参照）。
【００９８】
そして、前記と同様、この場合、前記熱交換端末３６の実運転台数の増減による冷房負荷の変動や、メインリモコン６０ａでの設定温度変更操作等がないことから、前記戻り冷水温度及び前記目標戻り冷水温度も（前記切替前後で特に変動することなく）そのまま略一定に維持される（図１３（ｂ）の時間ｔ３〜ｔ４参照）。
【００９９】
次に、冷房運転中に、前記熱交換端末３６の運転台数が変わり冷房負荷が変動した場合の制御の例を「場面５」として、前記図１３に対応する図１４により説明する。
【０１００】
例えば、図１４に示すように、前記図１３と同様に前記第２圧縮機５３の回転数が６０［ｒｐｓ］（図１４（ｄ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）、前記第１圧縮機４３の回転数が４５［ｒｐｓ］（図１４（ｃ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）、前記戻り温水温度及び前記目標戻り冷水温度が約１５［℃」の状態の後に外気温度が３５［℃］に上がり、切替制御部６１ｐ，６２ｐにより前記主動力源／補助動力源の切り替えが必要であると判定された状態が継続して前記所定の期間（前記の例では３０分）経過する前に、前記図１１と同様、それまで停止していた熱交換端末３６の運転が開始される場合がある。この場合、この熱交換端末３６の台数の増大により冷房負荷が増加することから、前記戻り冷水温度が急激に上昇し、目標戻り冷水温度との間に大きな偏差が発生する（図１４（ｂ）の時間ｔ３参照）。
【０１０１】
本実施形態では、上記にも対応し、前記目標戻り冷水温度と前記戻り冷水温度との間の前記偏差が所定のしきい値（この例では４［℃］）以上になったら、切替制御部６１ｐ，６２ｐの制御により、前記切り替えによって主動力源となっている前記第１圧縮機４３の回転数を、最大回転数（この例では９０［ｒｐｓ］）まで増大させる（図１４（ｃ）の時間ｔ３参照）。この結果、前記と同様、主動力源側の地中熱ヒートポンプユニット４の最大能力を引き出し、迅速に前記偏差を小さくして前記戻り冷水温度を前記目標戻り冷水温度に近づけて復帰させ（図１４（ｂ）の時間ｔ３〜ｔ４参照）、被空調空間の温度をより早く所望の温度とすることができる。なお、その際、前記戻り冷水温度が前記目標戻り冷水温度まで低下した後には、前記図１０を用いて説明した通常の制御（いわゆる戻り温度制御）により前記偏差が小さく維持される。その際は、各圧縮機４３，５３の作動安定性を考慮し、所定時間間隔で圧縮機の回転数は段階的に増減される。この場合は、前述のように最大回転数となった第１圧縮機４３の回転数が、段階的に低減制御されて、回転数６０［ｒｐｓ］に移行している（図１４（ｃ）の時間ｔ３〜ｔ４参照）。
【０１０２】
次に、冷房運転中に、前記メインリモコン６０ａでの設定温度変更操作があり、これによって冷房負荷が変動した場合の制御の例を「場面６」として、前記図１３及び図１４に対応する図１５により説明する。
【０１０３】
前記同様、例えば、図１５に示すように、前記第２圧縮機５３の回転数が６０［ｒｐｓ］（図１５（ｄ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）、前記第１圧縮機４３の回転数が４５［ｒｐｓ］（図１５（ｃ）の時間ｔ１〜ｔ２参照）、前記戻り冷水温度及び前記目標戻り冷水温度が約１５［℃」の状態の後に外気温度が３５［℃］に上がり、切替制御部６１ｐ，６２ｐにより前記主動力源／補助動力源の切り替えが必要であると判定された状態が継続して前記所定の期間（前記の例では３０分）経過する前に、前記メインリモコン６０ａの設定温度の変更（下降）操作により、前記目標戻り冷水温度が低下する場合がある。この場合も、図１４と同様、この目標戻り冷水温度の低下により冷房負荷が増加することから、実際の目標戻り冷水温度との間に大きな偏差が発生することとなる（図１５（ｂ）の時間ｔ３参照）。
【０１０４】
本実施形態はこの場合にも対応可能であり、前記と同様、前記目標戻り冷水温度と前記戻り冷水温度との前記偏差が前記しきい値（４［℃］）以上になったら、切替制御部６１ｐ，６２ｐの制御により、前記切り替えによって主動力源となっている前記第１圧縮機４３の回転数が、最大回転数（この例では９０［ｒｐｓ］）まで増大する（図１５（ｃ）の時間ｔ３の直後を参照）。この結果、前記と同様、地中熱ヒートポンプユニット４の最大能力を引き出して迅速に前記戻り温水温度を急降下させて前記目標戻り冷水温度に近づけて前記偏差を小さくし（図１５（ｂ）の時間ｔ３〜ｔ４参照）、被空調空間の温度をより早く所望の温度とすることができる。なお、前記と同様、前記戻り冷水温度が前記目標戻り冷水温度に到達した後は通常の戻り温度制御により前記偏差が小さく維持される。前述のように最大回転数となった第１圧縮機４３の回転数は、段階的に低減制御されて、回転数６０［ｒｐｓ］に移行する（図１５（ｃ）の時間ｔ３〜ｔ４参照）。
【０１０５】
次に、以上の手法を実現するために、切替制御部６１ｐ，６２ｐが協働して実行する制御手順を図１６及び図１７のフローチャートにより説明する。
【０１０６】
まず、暖房運転時の制御手順を図１６に示す。図１６において、まずステップＳ１０で、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、ヒートポンプ装置１が運転開始状態となったか否かを判定する。具体的には、運転開始状態とは、例えば、操作者による適宜のヒートポンプ装置１の運転開始操作がなされることで停止状態から起動される場合、若しくは、運転停止後から再起動してヒートポンプ装置１の運転が再び開始される場合（詳細は後述）、である。運転開始状態となるまではステップＳ１０の判定が満たされず（Ｓ１０：Ｎｏ）ループ待機し、運転開始状態となるとステップＳ１０の判定が満たされ（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２に移る。
【０１０７】
ステップＳ１２では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、暖房運転を開始する際の、第１地中熱ヒートポンプ回路４０の圧縮機４３、及び、空気熱ヒートポンプ回路５０の第２圧縮機５３のいずれを主動力源とし、いずれを補助動力源とするかの設定を行う。すなわち、前記外気温度センサ５７によって検出された外気温度が前記基準温度（前述の例では５℃）未満であれば、前記第１圧縮機４３を主動力源とすると共に前記第２圧縮機５３を補助動力源として、暖房運転を開始する。外気温度が前記基準温度（５℃）以上であれば、前記第２圧縮機５３を主動力源とすると共に前記第１圧縮機４３を補助動力源として、暖房運転を開始する。その後、ステップＳ１５に移る。
【０１０８】
ステップＳ１５では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、ヒートポンプ装置１が運転終了状態となったか否かを判定する。すなわち、後述のような回転数の制御の下で暖房運転を行って暖房負荷が小さくなると、ヒートポンプ装置１を動作させずとも、前記端末循環回路３０の前記戻り液温度センサ３４で検出される循環液Ｌの前記戻り温水温度が前記目標戻り温水温度以上に達する場合がある。この場合は、前記地中熱制御装置６１及び前記空気熱制御装置６２による公知の制御によりヒートポンプ装置１が停止され、待機状態となる（すなわち、いったんヒートポンプ装置１の運転が終了される）。ステップＳ１５では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、ヒートポンプ装置１がこの待機状態となったか否かを判定するものである。運転終了状態（すなわち待機状態）となっていた場合はステップＳ１５の判定が満たされ（Ｓ１５：ＹＥＳ）、このフローを終了する。一方、運転終了状態（すなわち待機状態）となっていない間はステップＳ１５の判定は満たされず（Ｓ１５：ＮＯ）、ステップＳ２０に移る。
【０１０９】
ステップＳ２０では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、この時点で戻り液温度センサ３４から検出された前記戻り温水温度が前記目標戻り温水温度（前記の例では４０［℃］）を下回っているか否かを判定する。戻り温水温度が目標戻り温水温度を下回っている場合、判定が満たされ（Ｓ２０：ＹＥＳ）、ステップＳ２５に移る。
【０１１０】
ステップＳ２５では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、この時点の主動力源となっている圧縮機の回転数を増大する。なお、主動力源の圧縮機の回転数の増大だけに限らず、適宜、補助動力源の圧縮機の回転数も増大させてもよい。その後、後述のステップＳ３５に移る。
【０１１１】
一方、前記ステップＳ２０の判定において、前記戻り温水温度が前記目標戻り温水温度以上である場合、判定は満たされず（Ｓ２０：ＮＯ）、ステップＳ３０に移る。
【０１１２】
ステップＳ３０では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、この時点の主動力源となっている圧縮機の回転数を低減する。なお、主動力源の圧縮機の回転数の低減だけに限らず、適宜、補助動力源の圧縮機の回転数も低減させてもよい。その後、ステップＳ３５に移る。
【０１１３】
ステップＳ３５では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、外気温度センサ５７が検出した外気温度に対し、前記図９に示した前記基準温度（外気温度の上昇方向では５［℃］、低下方向では２［℃］）を参照して、主動力源／補助動力源の切り替えが必要か否かを判定する。主動力源／補助動力源の切り替えが不要である場合、判定は満たされず（Ｓ３５：ＮＯ）、前記ステップＳ１５に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１１４】
一方、主動力源／補助動力源の切り替えが必要である場合、判定が満たされ（Ｓ３５：ＹＥＳ）、ステップＳ４０に移る。
【０１１５】
ステップＳ４０では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、前記所定の期間としての３０分間が経過したか否かを判定する。３０分が経過しないうちは判定が満たされず（Ｓ４０：ＮＯ）、前記ステップＳ３５に戻って同様の手順を繰り返す。３０分が経過したら判定が満たされ（Ｓ４０：ＹＥＳ）、ステップＳ５０に移る。
【０１１６】
ステップＳ５０では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、この時点で主動力源であった圧縮機を補助動力源としての回転数に切り替えると共に、この時点で補助動力源であった圧縮機を主動力源としての回転数に切り替える。なお、前記図１０〜図１２では、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とがほぼ同等の性能・仕様である場合（圧縮機４３，５３の回転数が同等であれば互いに同じ出力となる場合）を例にとり、互いの回転数を単純に交換する場合を説明したが、前記ヒートポンプユニット４，５の性能・仕様が異なる場合（各圧縮機４３，５３の回転数に対する暖房出力が互いに異なる場合）には、暖房出力を互いに交換するような、対応する回転数にそれぞれ切り替える。その後、ステップＳ５５に移る。
【０１１７】
ステップＳ５５では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、この時点に設定されている前記目標戻り温水温度の値と、この時点で戻り液温度センサ３４が検出した前記戻り温水温度との偏差を算出し、この偏差の大きさ（絶対値）が４［℃］以上であるか否かを判定する。４［℃］より小さい場合、判定は満たされず（Ｓ５５：ＮＯ）、前記ステップＳ１５に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１１８】
一方、前記偏差の大きさが４［℃］以上あった場合、判定が満たされ（Ｓ５５：ＹＥＳ）、ステップＳ６０に移る。
【０１１９】
ステップＳ６０では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、この時点で主動力源となっている圧縮機の回転数を増加させる（この例では最大回転数まで増加させる）。その後、前記ステップＳ１５に戻って、同様の手順を繰り返す。
【０１２０】
以上のようにして、ステップＳ２０、ステップＳ２５、及びステップＳ３０の処理により、前記戻り温水温度が前記目標戻り温水温度に一致するよう主動力源の圧縮機（及び、必要に応じて補助動力源の圧縮機）の回転数を制御する通常の前記戻り温水温度制御が行われ、ステップＳ３５〜ステップＳ５０の処理により主動力源／補助動力源の切り替え制御が行われ、ステップＳ５５及びステップＳ６０の処理により前記戻り温水温度と前記目標戻り温水温度との偏差に基づいた主動力源側の最大出力制御が行われる。
【０１２１】
次に、冷房運転時の制御手順を図１７に示す。図１７において、まずステップＳ１１０で、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、前記図１６の前記ステップＳ１０と同様、ヒートポンプ装置１が前記運転開始状態となったか否かを判定する。運転開始状態となるまではステップＳ１１０の判定が満たされず（Ｓ１１０：Ｎｏ）ループ待機し、運転開始状態となるとステップＳ１１０の判定が満たされ（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１２に移る。
【０１２２】
ステップＳ１１２では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、冷房運転を開始する際の、第１地中熱ヒートポンプ回路４０の圧縮機４３、及び、空気熱ヒートポンプ回路５０の第２圧縮機５３のいずれを主動力源とし、いずれを補助動力源とするかの設定を行う。すなわち、前記外気温度センサ５７によって検出された外気温度が前記基準温度（前述の例では３０℃）以上であれば、前記第１圧縮機４３を主動力源とすると共に前記第２圧縮機５３を補助動力源として、冷房運転を開始する。外気温度が前記基準温度（３０℃）未満であれば、前記第２圧縮機５３を主動力源とすると共に前記第１圧縮機４３を補助動力源として、冷房運転を開始する。その後、ステップＳ１１５に移る。
【０１２３】
ステップＳ１１５では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、前記図１６の前記ステップＳ１５と同様、ヒートポンプ装置１が運転終了状態となったか否かを判定する。すなわち、後述のような回転数の制御の下で冷房運転を行って冷房負荷が小さくなると、ヒートポンプ装置１を動作させずとも、前記端末循環回路３０の前記戻り液温度センサ３４で検出される循環液Ｌの前記戻り冷水温度が前記目標戻り冷水温度以下となる場合がある。この場合は、前記地中熱制御装置６１及び前記空気熱制御装置６２による公知の制御によりヒートポンプ装置１が停止され、待機状態となる（すなわち、いったんヒートポンプ装置１の運転が終了される）。ステップＳ１１５では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、ヒートポンプ装置１がこの待機状態となったか否かを判定するものである。運転終了状態となっていた場合はステップＳ１１５の判定が満たされ（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、このフローを終了する。一方、運転終了状態となっていない間はステップＳ１１５の判定は満たされず（Ｓ１１５：ＮＯ）、ステップＳ１２０に移る。
【０１２４】
ステップＳ１２０では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、この時点で戻り液温度センサ３４から検出された前記戻り冷水温度が前記目標戻り冷水温度（前記の例では１５［℃］）を超えているか否かを判定する。戻り冷水温度が目標戻り冷水温度を超えている場合、判定が満たされ（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、ステップＳ１２５に移る。
【０１２５】
ステップＳ１２５では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、前記図１６の前記ステップＳ２５と同様、この時点の主動力源となっている圧縮機の回転数を増大する。なお、前記と同様、主動力源の圧縮機の回転数の増大だけに限らず、適宜、補助動力源の圧縮機の回転数も増大させてもよい。その後、後述のステップＳ１３５に移る。
【０１２６】
一方、前記ステップＳ１２０の判定において、前記戻り冷水温度が前記目標戻り冷水温度以下である場合、判定は満たされず（Ｓ１２０：ＮＯ）、ステップＳ１３０に移る。
【０１２７】
ステップＳ１３０では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、前記図１６の前記ステップＳ３０と同様、この時点の主動力源となっている圧縮機の回転数を低減する。なお、主動力源の圧縮機の回転数の低減だけに限らず、適宜、補助動力源の圧縮機の回転数も低減させてもよい。その後、ステップＳ１３５に移る。
【０１２８】
ステップＳ１３５では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、外気温度センサ５７が検出した外気温度に対し、前記図１０に示した前記基準温度（外気温度の上昇方向では３５［℃］、低下方向では３０［℃］）を参照して、主動力源／補助動力源の切り替えが必要か否かを判定する。主動力源／補助動力源の切り替えが不要である場合、判定は満たされず（Ｓ１３５：ＮＯ）、前記ステップＳ１１５に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１２９】
一方、主動力源／補助動力源の切り替えが必要である場合、判定が満たされ（Ｓ１３５：ＹＥＳ）、ステップＳ１４０に移る。
【０１３０】
ステップＳ１４０では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、前記所定の期間としての３０分間が経過したか否かを判定する。３０分が経過しないうちは判定が満たされず（Ｓ１４０：ＮＯ）、前記ステップＳ１３５に戻って同様の手順を繰り返す。３０分が経過したら判定が満たされ（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、ステップＳ１５０に移る。
【０１３１】
ステップＳ１５０では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、前記図１６の前記ステップＳ５０と同様、この時点で主動力源であった圧縮機を補助動力源としての回転数に切り替えると共に、この時点で補助動力源であった圧縮機を主動力源としての回転数に切り替える。なお、前記図１３〜図１５では、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とがほぼ同等の性能・仕様である場合（圧縮機４３，５３の回転数が同等であれば互いに同じ出力となる場合）を例にとり、互いの回転数を単純に交換する場合を説明したが、前記ヒートポンプユニット４，５の性能・仕様が異なる場合（各圧縮機４３，５３の回転数に対する冷房出力が互いに異なる場合）には、冷房出力を互いに交換するような、対応する回転数にそれぞれ切り替える。その後、ステップＳ１５５に移る。
【０１３２】
ステップＳ１５５では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、この時点に設定されている前記目標戻り冷水温度の値と、この時点で戻り液温度センサ３４が検出した前記戻り冷水温度との偏差を算出し、この偏差の大きさ（絶対値）が４［℃］以上であるか否かを判定する。４［℃］より小さい場合、判定は満たされず（Ｓ１５５：ＮＯ）、前記ステップＳ１１５に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１３３】
一方、前記偏差の大きさが４［℃］以上あった場合、判定が満たされ（Ｓ１５５：ＹＥＳ）、ステップＳ１６０に移る。
【０１３４】
ステップＳ１６０では、切替制御部６１ｐ，６２ｐは、前記図１６の前記ステップＳ６０と同様、この時点で主動力源となっている圧縮機の回転数を増加させる（この例では最大回転数まで増加させる）。その後、前記ステップＳ１１５に戻って、同様の手順を繰り返す。
【０１３５】
以上のようにして、ステップＳ１２０、ステップＳ１２５、及びステップＳ１３０の処理により、前記戻り冷水温度が前記目標戻り冷水温度に一致するよう主動力源の圧縮機（及び、必要に応じて補助動力源の圧縮機）の回転数を制御する通常の前記戻り冷水温度制御が行われ、ステップＳ１３５〜ステップＳ１５０の処理により主動力源／補助動力源の切り替え制御が行われ、ステップＳ１５５及びステップＳ１６０の処理により前記戻り冷水温度と前記目標戻り冷水温度との偏差に基づいた主動力源側の最大出力制御が行われる。
【０１３６】
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、戻り液温度センサ３４を設けて、端末循環回路３０において前記第１熱交換器４１へ流入する戻り温水温度（暖房運転時）または戻り冷水温度（冷房運転時）を検出する。そして、検出した前記戻り温水温度（または前記戻り冷水温度）と前記目標戻り温水温度（または前記目標戻り冷水温度）との偏差（詳細にはその絶対値）が所定のしきい値（前記の例では４［℃］）以上になっている場合には、各切替制御部６１ｐ，６２ｐの制御によって、主動力源／補助動力源の切り替え後に前記主動力源となっている圧縮機の回転数を増大させる。これにより、前記戻り温水温度（または前記戻り冷水温度）と前記目標戻り温水温度（または前記目標戻り冷水温度）との温度偏差を素早く小さくすることができ、快適性を損なうことがない。
【０１３７】
また、本実施形態では特に、外気温度センサ５７により検出される外気温度に基づき、各切替制御部６１ｐ，６２ｐが主動力源と補助動力源とを切り替える。これにより、確実に効率のよい熱交換を図ることができる。
【０１３８】
また、本実施形態では特に、主動力源／補助動力源の切り替えが必要な外気温度の変化状態が、ある程度の時間（前記所定時間としての３０分間）継続するのを待つ。これにより、本当に主動力源／補助動力源の切り替えが必要であることを確実に見極めることができる。
【０１３９】
また、本実施形態では特に、前記のようにして主動力源の圧縮機と補助動力源の圧縮機とが入れ替わったときに、たまたま操作者の操作等によって熱交換端末３６の数が増大したことが原因で、前記戻り温水温度（または前記戻り冷水温度）と前記目標戻り温水温度（または前記目標戻り冷水温度）との間に大きな温度偏差が生じた場合（前記図１１及び前記図１４参照）においても、その状態を速やかに解消し、温度偏差を素早く小さくすることができる。
【０１４０】
また、本実施形態では特に、前記のようにして主動力源の圧縮機と補助動力源の圧縮機とが入れ替わったときに、たまたま操作者の指示によって前記目標戻り温水温度または前記目標戻り冷水温度が変更されたことが原因で前記戻り温水温度（または前記戻り冷水温度）と前記目標戻り温水温度（または前記目標戻り冷水温度）との間に大きな温度偏差が生じた場合（前記図１２及び前記図１５参照）においても、その状態を速やかに解消し、温度偏差を素早く小さくすることができる。
【０１４１】
また、本実施形態では特に、各切替制御部６１ｐ，６２ｐの制御によって、主動力源／補助動力源の切り替え後に前記主動力源となっている圧縮機の回転数を、最大回転数まで増大させる。これにより、前記戻り温水温度（または前記戻り冷水温度）と前記目標戻り温水温度（または前記目標戻り冷水温度）との温度偏差を、最も早く小さくすることができ、快適性が損なわれるのを確実に防止することができる。
【０１４２】
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、前記地中または前記比較的大容量の水源中に地中熱交換器２３を設け、この地中熱熱交換器２３で前記地中または前記水源と熱交換した熱媒Ｈ１を、地中熱循環回路２０において循環させたが、これに限られない。すなわち、このような循環回路を構成するのではなく、開放型の管路を地中熱循環ポンプ２２に接続するようにしても良い。この場合、地中熱循環ポンプ２２の上流側（ポンプ流入側）及び下流側（ポンプ流出側）がそれぞれ前述の湖沼、貯水池、河川、海、温泉、井戸等の水源（あるいは一定温度の水を供給する冷水器でもよい）に接続され、その水源等の水を前記地中熱循環ポンプ２２で直接汲み上げて使用する。すなわち、前記水源等の水は、ポンプ上流側に接続された管路（上流側管路）を通じて前記地中熱循環ポンプ２２に供給され、ポンプ下流側に接続された管路（下流側管路）へ吐出された後、その下流側管路に設けられた前記地中熱源熱交換器４５に導かれて前記第１冷媒Ｃ１と熱交換を行った後、さらに前記下流側管路を通じて前記水源等に戻される。この場合、前記上流側管路に接続される水源等と前記下流側管路に接続される水源等は同一のものでもよいし、別々のものでもよい。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
さらに、上記実施形態では、室内端末機として、１台または２台の熱交換端末３６が接続される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３台以上の室内端末機が接続される構成でも良い。
【符号の説明】
【０１４６】
１                ヒートポンプ装置
２０              地中熱循環回路（第１ヒートポンプ回路）
２１              地中熱配管（熱媒配管）
２２              地中熱循環ポンプ
２３              地中熱交換器（熱源）
３０              端末循環回路（負荷側回路）
３１              負荷配管（循環液配管）
３２              循環液循環ポンプ（負荷側循環ポンプ）
３４              戻り冷水温度センサ（循環液温度検出手段）
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
４２ａ            第１冷媒吐出温度センサ
４２ｂ            第１冷媒温度センサ（冷媒温度検出手段）
４３              第１圧縮機
４４              第１膨張弁
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
５２ａ            第２冷媒吐出温度センサ
５３              第２圧縮機
５４              第２膨張弁
５５              空気熱源熱交換器（第２熱源側熱交換器）
５７              外気温度センサ（外気温度検出手段）
６１              地中熱制御装置
６１Ａ            圧縮機制御部
６１Ｂ            膨張弁制御部
６１Ｃ            ポンプ制御部
６１ｐ            切替制御部（制御手段）
６２              空気熱制御装置
６２Ａ            圧縮機制御部
６２Ｂ            膨張弁制御部
６２Ｃ            ファン制御部
６２ｐ            切替制御部（制御手段）
Ｃ１              第１冷媒
Ｃ２              第２冷媒
Ｈ１              熱媒
Ｌ                循環液
【図１】
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【図２】
0006609198.tif 000003
【図３】
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【図４】
0006609198.tif 000005
【図５】
0006609198.tif 000006
【図６】
0006609198.tif 000007
【図７】
0006609198.tif 000008
【図８】
0006609198.tif 000009
【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】
0006609198.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0006609198.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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