(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中と一次熱媒体との間で熱交換を行わせる地中熱交換器と；
熱利用機器に供給される二次熱媒体の温度を調節する熱源機であって、機内熱媒体を相変化させて前記一次熱媒体と前記二次熱媒体との間で熱移動を行わせる熱源機と；
前記一次熱媒体を、前記地中熱交換器及び前記熱源機を通過するように循環させる一次熱媒体循環装置と；
前記地中熱交換器を出て前記熱源機に入る前記一次熱媒体の温度と相関を有する値である出口温度相関値を取得する出口温度相関値取得手段と；
前記出口温度相関値取得手段で取得される前記出口温度相関値から導かれる、前記一次熱媒体と地中との熱交換が行われる前の地中の温度に回復するまでに要する地中温度回復時間が記憶された記憶部と；
前記一次熱媒体と地中との熱交換である地中熱交換を行わせている際に、次に予定されている前記地中熱交換を開始させる時刻と現在の時刻との時間差である次回開始間隔を算出し、前記次回開始間隔が、前記出口温度相関値取得手段で取得された前記出口温度相関値に対応する前記地中温度回復時間となったときに、前記地中熱交換を停止させるように一次熱媒体循環装置を制御する制御部とを備える；
地中熱熱源機システム。
【請求項２】
前記熱源機のＣＯＰを取得する熱源機ＣＯＰ取得手段を備え；
前記制御部は、前記出口温度相関値取得手段で取得された前記出口温度相関値に対応する前記地中温度回復時間が前記次回開始間隔となる前に、前記熱源機ＣＯＰ取得手段が取得したＣＯＰがあらかじめ設定されたＣＯＰとなったときに、前記地中熱交換を停止させるように一次熱媒体循環装置を制御するように構成された；
請求項１に記載の地中熱熱源機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地中熱熱源機システムに関し、特に所望の時間に効率のよい運転を行うことができる地中熱熱源機システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自然エネルギーを有効利用するべく、地中熱を利用して熱源機の効率を改善させるシステムがある。地中熱を利用した熱源システムの一例として、地中熱交換器とヒートポンプ本体とを熱媒水を循環させる配管で接続し、地盤の熱的状況を測定する測定手段と、測定した地盤の熱的状況に基づいて採放熱の限界値を設定する限界値設定手段と、限界値を超えないように運転を制御する運転制御手段とを備えた地中熱利用ヒートポンプ装置がある。この装置は、設置位置近傍の地盤で負担可能な採放熱量のみならず、周辺地盤からの熱伝達や地下水の流動によって運ばれる熱を考慮した長期的視点から限界値が設定されて運転される（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９２３１０号公報（段落０００６−０００７等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
地中と熱媒体とで熱交換を行わせると、１日のうちでも時間経過と共に、地中熱交換器の周辺の地中の温度が、地中熱で熱媒体を冷却する場合は上昇し、地中熱で熱媒体を加熱する場合は下降して、地中熱利用ヒートポンプの効率が低下する。地中熱利用ヒートポンプの効率が低下した場合、地中と熱媒体との熱交換を停止すれば、時間経過と共に地中の温度が回復していき、再び元の効率で地中熱利用ヒートポンプを運転できるようになる。つまり、地中熱は、回復させる時間を確保することで、効果的な利用ができるようになる。しかしながら、特許文献１に記載された装置では、限界値を超えないように運転を制御するので、地中熱を利用したい場合であっても、限界値を超えた場合は運転することができなくなる。
【０００５】
本発明は上述の課題に鑑み、所望の時間に効率のよい運転を行うことができる地中熱熱源機システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る地中熱熱源機システムは、例えば図１及び図２に示すように、地中Ｇと一次熱媒体ＳＷとの間で熱交換を行わせる地中熱交換器１０と；熱利用機器８０に供給される二次熱媒体ＣＨの温度を調節する熱源機２０であって、機内熱媒体を相変化させて一次熱媒体ＳＷと二次熱媒体ＣＨとの間で熱移動を行わせる熱源機２０と；一次熱媒体ＳＷを、地中熱交換器１０及び熱源機２０を通過するように循環させる一次熱媒体循環装置３０と；地中熱交換器１０を出て熱源機２０に入る一次熱媒体ＳＷの温度と相関を有する値である出口温度相関値Ｔを取得する出口温度相関値取得手段３５と；出口温度相関値取得手段３５で取得される出口温度相関値Ｔから導かれる、一次熱媒体ＳＷと地中Ｇとの熱交換が行われる前の地中Ｇの温度に回復するまでに要する地中温度回復時間ｔｎが記憶された記憶部５１と；一次熱媒体ＳＷと地中Ｇとの熱交換である地中熱交換を行わせている際に、次に予定されている地中熱交換を開始させる時刻ｔｓと現在の時刻ｔｐとの時間差である次回開始間隔Δｔを算出し、次回開始間隔Δｔが、出口温度相関値取得手段３５で取得された出口温度相関値Ｔに対応する地中温度回復時間ｔｎとなったときに、地中熱交換を停止させるように一次熱媒体循環装置３０を制御する制御部５９とを備える。
【０００７】
このように構成すると、次回の地中熱交換の開始までに地中温度を回復させることができ、所望の時間に効率のよい地中熱交換を行わせることができる。また、熱利用機器の負荷に応じて運転時間を最大限延ばすことにより地中に対する放熱量又は採熱量を最大化することができる。
【０００８】
また、本発明の第２の態様に係る地中熱熱源機システムは、例えば図１及び図２を参照して示すと、上記本発明の第１の態様に係る地中熱熱源機システム１において、熱源機２０のＣＯＰを取得する熱源機ＣＯＰ取得手段５１、５９を備え；制御部５９は、出口温度相関値取得手段３５で取得された出口温度相関値Ｔに対応する地中温度回復時間ｔｎが次回開始間隔Δｔとなる前に、熱源機ＣＯＰ取得手段５１、５９が取得したＣＯＰがあらかじめ設定されたＣＯＰとなったときに、地中熱交換を停止させるように一次熱媒体循環装置３０を制御するように構成されている。
【０００９】
このように構成すると、効率と、地中に対する放熱量又は採熱量とを重視した運転を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、次回の地中熱交換の開始までに地中温度を回復させることができ、所望の時間に効率のよい地中熱交換を行わせることができる。また、熱利用機器の負荷に応じて運転時間を最大限延ばすことにより地中に対する放熱量又は採熱量を最大化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る地中熱熱源機システムの模式的系統図である。
【図２】（Ａ）は熱源水から地中に放熱される場合の熱源水出口温度と地中温度回復時間との関係の一例を示すグラフ、（Ｂ）は熱源水が地中から採熱する場合の熱源水出口温度と地中温度回復時間との関係の一例を示すグラフ、（Ｃ）は次回開始間隔の概念を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る地中熱熱源機システムの運転時間の制御を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る地中熱熱源機システムの運転時間と熱源機のＣＯＰとの関係の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１３】
まず図１を参照して、本発明の実施の形態に係る地中熱熱源機システム１を説明する。図１は、地中熱熱源機システム１の模式的系統図である。地中熱熱源機システム１は、地中Ｇに設置された地中熱交換器１０と、地中Ｇの熱を熱源として空調設備８０に供給する冷温水ＣＨの温度を調節する熱源機２０と、地中熱交換器１０と熱源機２０との間で熱源水ＳＷを循環させる熱源水循環部３０と、制御装置５０とを備えている。制御装置５０は、記憶部５１と、受信部５３と、制御部５９とを有している。
【００１４】
地中熱交換器１０は、地中Ｇと熱源水ＳＷとの間で熱交換を行わせる機器である。以下、地中Ｇと熱源水ＳＷとの熱交換を「地中熱交換」という場合もある。地中熱交換器１０は、本実施の形態では、地中Ｇを鉛直方向に掘削し、掘削した孔にＵチューブ１２を挿入し、Ｕチューブ１２が挿入された掘削孔を埋め戻して構成される、いわゆるボアホール方式となっている。地中Ｇは、地表から概ね１０ｍよりも深い部分の温度が１年を通じて安定している。したがって、掘削孔は、Ｕチューブ１２が１０ｍよりも深い部分まで達するように、１０ｍよりも深くなっており、２０ｍ、３０ｍの深さとしてもよく、５０ｍ〜１００ｍ程度の深さとしてもよい。Ｕチューブ１２には、熱源水ＳＷが流れるようになっている。熱源水ＳＷは、一次熱媒体に相当する。１つの掘削孔には、典型的には１対又は２対のＵチューブ１２が挿入される。地中熱交換器１０は、地中Ｇと熱源水ＳＷとの交換熱量に応じて、Ｕチューブ１２が挿入された掘削孔を複数設け、各掘削孔に挿入されたＵチューブ１２を並列に接続した構成にしてもよい。
【００１５】
熱源機２０は、熱源水ＳＷが地中Ｇから伝達された熱（冷熱又は温熱）を熱源として、熱利用機器としての空調設備８０に供給する冷温水ＣＨの温度を調節する機器である。熱源機２０には、典型的には、水熱源ヒートポンプチラーが用いられる。熱源機２０は、内部において、冷媒及び熱媒となる機内熱媒体が相変化を伴う冷凍サイクル又はヒートポンプサイクルを行う。熱源機２０は、典型的には、夏季に、液体の機内熱媒体が蒸発する際に費やされる潜熱を冷温水ＣＨから奪うことで冷温水ＣＨを冷却し、蒸発した機内熱媒体を熱源水ＳＷで冷却する冷凍サイクルを行う。また、熱源機２０は、典型的には、冬季に、熱源水ＳＷで機内熱媒体を蒸発させ、気体の機内熱媒体が凝縮する際の凝縮熱を冷温水ＣＨに与えることで冷温水ＣＨを加熱するヒートポンプサイクルを行う。冷温水ＣＨは、典型的には、夏季は冷水として機能し、冬季は温水として機能する。冷温水ＣＨは、二次熱媒体に相当する。熱源機２０は、機内熱媒体のサイクルの原理が、圧縮式及び吸収式のいずれであってもよい。
【００１６】
熱源水循環部３０は、熱源水往管３１と、熱源水ポンプ３２と、熱源水還管３３とを有している。熱源水往管３１は、一方が地中熱交換器１０のＵチューブ１２の一端と接続され、他方が熱源機２０と接続されている。熱源水往管３１は、地中熱交換器１０で地中Ｇと熱交換した熱源水ＳＷを、熱源機２０に導く配管である。熱源水還管３３は、一方が熱源機２０に接続され、他方がＵチューブ１２の他端と接続されている。熱源水還管３３は、熱源水ＳＷを、熱源機２０から地中熱交換器１０に導く配管である。地中熱交換器１０のＵチューブ１２、熱源水往管３１、熱源機２０、熱源水還管３３がこの順で接続されて形成される熱源水ＳＷの流路は、密閉流路となっている。密閉流路内の熱源水ＳＷを流動させる熱源水ポンプ３２は、熱源水往管３１に配設されている。熱源水循環部３０を構成する熱源水往管３１、熱源水ポンプ３２、熱源水還管３３が介在することによって、熱源水ＳＷを、地中熱交換器１０と熱源機２０との間で循環させることができる。熱源水循環部３０は、一次熱媒体循環装置に相当する。熱源水往管３１には、地中熱交換器１０を出て熱源機２０に入る熱源水ＳＷの温度を検知する熱源水出口温度計３５が設けられている。熱源水出口温度計３５は、出口温度相関値取得手段に相当する。また、熱源水ポンプ３２より上流側の熱源水往管３１には、密閉式の膨張タンク３８が接続されている。
【００１７】
熱源機２０から冷温水ＣＨが供給される空調設備８０には、例えば、輻射パネルや、ファンコイルユニット等の、設置される環境の熱負荷の処理に適した機器が用いられる。熱源機２０と空調設備８０とは、冷温水往管８１及び冷温水還管８３で接続されており、これによって、熱源機２０と空調設備８０との間を冷温水ＣＨが循環することができる密閉流路が構成されている。冷温水還管８３には、密閉流路内の冷温水ＣＨを循環させる冷温水ポンプ８２が配設されている。また、冷温水ポンプ８２より上流側の冷温水還管８３には、密閉式の膨張タンク８８が接続されている。
【００１８】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すような、地中熱交換器１０を出た熱源水ＳＷの温度である出口温度相関値としての熱源水出口温度Ｔと、地中温度回復時間ｔｎとの関係が、記憶部５１に記憶されている。熱源水出口温度Ｔは、熱源水出口温度計３５で検知することができる。地中温度回復時間ｔｎは、地中熱交換によって、上昇又は下降した地中Ｇの温度が、地中熱交換の停止後に、地中熱交換前の温度に回復するまでに要する時間である。図２（Ａ）は、専ら夏季に、地中熱交換器１０に入る熱源水ＳＷの温度が地中Ｇの温度よりも高い場合のものであり、この場合は、地中熱交換器１０において熱源水ＳＷから地中Ｇに放熱されることとなる。この場合の熱源水出口温度Ｔを、放熱時熱源水出口温度Ｔｃということとする。他方、図２（Ｂ）は、専ら冬季に、地中熱交換器１０に入る熱源水ＳＷの温度が地中Ｇの温度よりも低い場合のものであり、この場合は、地中熱交換器１０において熱源水ＳＷは地中Ｇから採熱することとなる。この場合の熱源水出口温度Ｔを、採熱時熱源水出口温度Ｔｈということとする。熱源水出口温度Ｔという呼称は、放熱時熱源水出口温度Ｔｃ及び採熱時熱源水出口温度Ｔｈの総称である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す熱源水出口温度Ｔと地中温度回復時間ｔｎとの関係は、地中熱交換器１０の設置後に行われる熱応答試験に基づいて規定されて、記憶部５１に記憶されている。なお、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では、熱源水出口温度Ｔと地中温度回復時間ｔｎとの関係がグラフで示されているが、熱源水出口温度Ｔから地中温度回復時間ｔｎを導き出すことができればよく、数式で記憶されていてもよい。
【００１９】
また、記憶部５１には、地中熱熱源機システム１の運転を開始する時刻である次回開始時刻ｔｓ（図２（Ｃ）参照）が記憶されている。次回開始時刻ｔｓは、例えば、空調設備８０が設置された空間における在室予測に基づいて設定することができ、あるいは、地中熱熱源機システム１全体のＣＯＰ（成績係数）が上昇する時間帯に設定することができる。記憶部５１には、設定された次回開始時刻ｔｓが記憶されている。記憶部５１に記憶される次回開始時刻ｔｓは、毎日同じ時刻として設定されてもよく、曜日毎に個別に設定されてもよく、季節毎に設定されてもよい。記憶部５１は、カレンダー機能を有している。受信部５３は、熱源水出口温度計３５と信号ケーブルで接続されており、熱源水出口温度計３５で検知された値を信号として受信することができるように構成されている。
【００２０】
制御部５９は、地中熱熱源機システム１の動作を司る部位である。制御部５９は、熱源機２０の発停及び運転容量を制御することができるように構成されている。また、制御部５９は、熱源水ポンプ３２と電気的に接続されており、熱源水ポンプ３２の発停及び回転速度を制御することができるように構成されている。また、制御部５９は、直接又は間接的に冷温水ポンプ８２の発停を制御することができるように構成されている。また、制御部５９は、受信部５３が受信した熱源水出口温度Ｔを、記憶部５１に記憶されている熱源水出口温度Ｔと地中温度回復時間ｔｎとの関係に照合して、地中温度回復時間ｔｎを算出することができるように構成されている。また、制御部５９は、タイマーを有しており、記憶部５１に記憶されている次回開始時刻ｔｓと、現在の時刻（以下、「現在時刻ｔｐ」という。）との時間差である次回開始間隔Δｔを算出することができるように構成されている（図２（Ｃ）参照）。
【００２１】
なお、図１では、記憶部５１、受信部５３、制御部５９が別々に構成されているように示しているが、これは機能の観点から概念的に別々に表現したものであり、物理的には渾然一体に構成されていてもよい。また、図１では、記憶部５１、受信部５３、制御部５９が１つの筐体に収容されて制御装置５０を構成しているように示されているが、これは概念を示しているものであって、物理的にはこれらが分離して配設されていてもよい。
【００２２】
引き続き図１及び図２を参照して、地中熱熱源機システム１の作用を説明する。制御部５９は、現在時刻ｔｐが次回開始時刻ｔｓになったことを検知すると、熱源水ポンプ３２及び冷温水ポンプ８２を起動する。また、制御部５９は、熱源機２０を起動する。熱源水ポンプ３２の起動により、熱源水ＳＷは、熱源水往管３１及び熱源水還管３３を介して、地中熱交換器１０と熱源機２０との間を循環する。このとき、空調設備８０で冷房が行われるとき（以下「冷房時」という。）は地中Ｇで冷やされた熱源水ＳＷが熱源水往管３１を流れ、空調設備８０で暖房が行われるときは（以下「暖房時」という。）地中Ｇで温められた熱源水ＳＷが熱源水往管３１を流れる。熱源水往管３１を流れる熱源水ＳＷは、熱源機２０に流入する。
【００２３】
熱源機２０に流入した熱源水ＳＷは、機内熱媒体を介して冷温水ＣＨと熱交換し、冷房時は温度が上昇し、暖房時は温度が低下する。このときの熱源水ＳＷの温度は、冷房時は地中Ｇの温度よりも高く、暖房時は地中Ｇの温度よりも低くなっている。熱源機２０で機内熱媒体を介して冷温水ＣＨと熱交換した熱源水ＳＷは、熱源機２０を出て、熱源水還管３３を流れ、地中熱交換器１０に流入する。地中熱交換器１０に流入した熱源水ＳＷは、Ｕチューブ１２を流れる過程で地中Ｇと熱交換し、冷房時は温度が低下し、暖房時は温度が上昇する。地中Ｇと熱交換した熱源水ＳＷは、熱源水往管３１を流れ、上述した作用を繰り返す。
【００２４】
他方、冷温水ポンプ８２の起動により、冷温水ＣＨは、冷温水往管８１及び冷温水還管８３を介して、熱源機２０と空調設備８０との間を循環する。このとき、冷房時は熱源機２０で冷やされ、暖房時は温められた冷温水ＣＨが、冷温水往管８１を流れて空調設備８０に流入する。空調設備８０に流入した冷温水ＣＨは、熱負荷を処理する過程で、冷房時は温度が上昇し、暖房時は温度が低下する。熱負荷を処理して温度が変化した冷温水ＣＨは、空調設備８０を出て冷温水還管８３を流れ、熱源機２０に流入する。熱源機２０に流入した冷温水ＣＨは、機内熱媒体を介して熱源水ＳＷと熱交換し、冷房時は温度が低下し、暖房時は温度が上昇する。熱源機２０で機内熱媒体を介して熱源水ＳＷと熱交換した冷温水ＣＨは、冷温水往管８１を流れ、上述した作用を繰り返す。
【００２５】
上述のような地中熱熱源機システム１の運転を続けていくと、冷房時は地中Ｇの温度が徐々に上昇し、暖房時は地中Ｇの温度が徐々に低下する。この地中Ｇの温度の変化に伴い、熱源機２０の効率が低下する。それでも地中熱熱源機システム１の運転を継続すると、地中Ｇの温度が、冷房時はさらに上昇し、暖房時はさらに低下して、ついには、熱飽和した状態になる。この地中Ｇの温度の変化に伴い、熱源機２０の効率はさらに低下する。地中Ｇの温度が上昇又は低下して、熱源機２０の効率が低下した場合、地中熱熱源機システム１の運転を停止して、地中熱交換を停止させれば、地中Ｇの温度は徐々に地中熱交換開始前の元の地中Ｇの温度に近づく。そして、停止時の熱源水出口温度Ｔに対応する地中温度回復時間ｔｎが経過すると、地中Ｇの温度は、地中熱交換開始前の元の地中Ｇの温度に戻る。地中Ｇの温度が地中熱交換開始前の温度に戻れば、再び所望の地中熱交換を行うことができる。しかし、地中熱熱源機システム１の運転・停止を、地中Ｇの熱飽和の発生に委ねると、所望の時間帯に地中熱熱源機システム１の運転ができなくなる事態が生じ得る。そこで、地中熱熱源機システム１では、運転中、以下の制御を行うこととしている。
【００２６】
図３は、地中熱熱源機システム１の運転時間の制御を説明するフローチャートである。以下の説明において、地中熱熱源機システム１の構成に言及しているとき、あるいは記憶部５１に記憶されている情報に言及しているときは、適宜図１又は図２を参照することとする。まず、制御部５９は、現在時刻ｔｐが次回開始時刻ｔｓになったか否かを判断する（Ｓ１）。現在時刻ｔｐが次回開始時刻ｔｓになっていない場合は、再び工程（Ｓ１）へ戻る。他方、現在時刻ｔｐが次回開始時刻ｔｓになった場合は、前述した地中熱熱源機システム１の運転を開始する（Ｓ２）。地中熱熱源機システム１の運転を開始したら、制御部５９は、記憶部５１に記憶されている次回開始時刻ｔｓと、制御部５９のタイマーで把握される現在時刻ｔｐとから、両者の時間差である次回開始間隔Δｔを算出する（Ｓ３）。
【００２７】
地中熱熱源機システム１の運転中、受信部５３は、熱源水出口温度計３５で検知された熱源水出口温度Ｔを受信している（Ｓ４）。制御部５９は、記憶部５１に記憶されている熱源水出口温度Ｔと地中温度回復時間ｔｎとの関係に照らして、受信部５３が受信した熱源水出口温度Ｔにおける、地中温度回復時間ｔｎを算出する（Ｓ５）。なお、図３では工程（Ｓ３）、工程（Ｓ４）、工程（Ｓ５）の順に行われるように示しているが、典型的には、工程（Ｓ３）、工程（Ｓ４）、工程（Ｓ５）は同時に行われる。制御部５９は、次回開始間隔Δｔ及び地中温度回復時間ｔｎを算出したら、次回開始間隔Δｔが地中温度回復時間ｔｎになったか否かを判断する（Ｓ６）。次回開始間隔Δｔが地中温度回復時間ｔｎになっていない場合、すなわち、次回開始間隔Δｔが地中温度回復時間ｔｎよりも長い場合、次回開始間隔Δｔを算出する工程（Ｓ３）に戻る。工程（Ｓ３）以降は、図３に示すフローに沿った上述の工程を実行する。
【００２８】
他方、工程（Ｓ６）において、次回開始間隔Δｔが地中温度回復時間ｔｎになった場合、地中熱熱源機システム１を停止する（Ｓ７）。このように、地中熱熱源機システム１が運転している状態において、次回開始時刻ｔｓまでの間に、地中熱熱源機システム１は一旦停止することとなる。工程（Ｓ７）を行ったら、現在時刻ｔｐが次回開始時刻ｔｓになったか否かを判断する工程（Ｓ１）に戻る。工程（Ｓ１）以降は、図３に示すフローに沿った上述の工程を実行する。これまで説明したような制御により、地中熱熱源機システム１を停止してから（Ｓ７）、次回開始時刻ｔｓになるまでに（Ｓ２）、地中Ｇの温度が地中熱交換開始前の温度に戻ることとなる。換言すれば、地中熱熱源機システム１は、熱源水出口温度Ｔから地中温度回復時間ｔｎを算出し、次回開始時刻ｔｓから地中Ｇの温度が回復する時間を逆算して地中熱熱源機システム１を停止することで、所望の時間帯に地中熱熱源機システム１を運転することを可能にしている。また、地中熱熱源機システム１を停止するタイミングを、次回開始間隔Δｔが地中温度回復時間ｔｎになったときとすることで、所望の時間帯に地中熱熱源機システム１を効率よく運転することを確保しつつ、地中熱熱源機システム１の運転時間を最大化、つまり地中Ｇに対する放熱量又は採熱量を最大化することとしている。なお、工程（Ｓ６）は、典型的には次回開始間隔Δｔと地中温度回復時間ｔｎとが一致した場合に工程（Ｓ７）に進むが、何らかの事情で次回開始間隔Δｔが地中温度回復時間ｔｎよりも短くなった場合も、工程（Ｓ６）の条件を満たしたことに含め、直ちに工程（Ｓ７）に進むことにしている。
【００２９】
これまでに説明した地中熱熱源機システム１の運転時間の制御を行う際に用いられる、記憶部５１に記憶されている熱源水出口温度Ｔと地中温度回復時間ｔｎとの関係は、実測値に照らして適宜更新されることとしてもよい。例えば、地中熱熱源機システム１を起動する度に熱源水出口温度Ｔと地中温度回復時間ｔｎとの関係を更新していき、地中熱交換器１０を設置する場所（地中Ｇと熱源水ＳＷとの交換熱量や熱源水ＳＷの温度変化あるいは地中Ｇの特性に影響する）を加味した関係に変えていくこととしてもよい。熱源水出口温度Ｔと地中温度回復時間ｔｎとの関係の修正は、記憶部５１に記憶されている関係に基づく予測値と、地中熱熱源機システム１の発停による実測値とを比較して行うことができる。この修正を繰り返すことで、地中熱交換器１０の設置場所に適した関係を構築することができ、制御の精度を向上させることができる。
【００３０】
以上で説明したように、本実施の形態に係る地中熱熱源機システム１によれば、次回開始時刻ｔｓになるまでに、地中Ｇの温度を地中熱交換開始前の温度に戻すことができ、所望の時間帯に、地中Ｇとの熱交換を最大化できる状態で地中熱熱源機システム１を運転することができる。
【００３１】
以上の説明では、記憶部５１に、熱源水出口温度Ｔと地中温度回復時間ｔｎとの関係が記憶されていることとしたが、熱源水出口温度Ｔに代えて、熱源機２０のＣＯＰ（成績係数）と地中温度回復時間ｔｎとの関係が記憶されていてもよい。この場合、熱源機２０のＣＯＰを取得する熱源機ＣＯＰ取得手段を設け、熱源機２０のＣＯＰから地中温度回復時間ｔｎを求めることとなる。熱源機２０単体のＣＯＰは、熱源水出口温度Ｔの状況により変化する。つまり、熱源機２０のＣＯＰは、熱源水出口温度Ｔに依存しているため、熱源水出口温度Ｔの関数として考えることができる。例えば、冷房時は、熱源水出口温度Ｔが上昇すると、熱源機２０のＣＯＰは低下することとなる。このように、熱源機２０のＣＯＰは、熱源水出口温度Ｔと相関を有するものであり、出口温度相関値に相当する。なお、熱源水出口温度Ｔ自体も出口温度相関値に含まれる。これら以外の出口温度相関値の例として、熱源水ＳＷから地中Ｇへの放熱量（冷房時）、あるいは熱源水ＳＷの地中Ｇからの採熱量（暖房時）が挙げられる。また、地中Ｇの温度そのものも、出口温度相関値の一つである。つまり、上述の熱源水出口温度Ｔに代えて、地中Ｇの温度そのものを採用することとしてもよい。この場合、地中Ｇの温度を検知する地中温度検知器（不図示）を地中Ｇに埋設し、地中温度検知器で検知された温度を受信部５３が受信する構成となる。
【００３２】
以上の説明では、次回開始間隔Δｔが地中温度回復時間ｔｎになったときに地中熱熱源機システム１を停止することで、地中熱熱源機システム１の運転時間を最大化することとしたが、熱源機２０のＣＯＰが高いところで運転することを重視して、次回開始間隔Δｔが地中温度回復時間ｔｎになる前に熱源機２０のＣＯＰがあらかじめ設定されたＣＯＰとなったときに、地中熱熱源機システム１を停止することとしてもよい。熱源機２０のＣＯＰは、地中熱熱源機システム１の運転開始からの時間が経過するに連れて低下していく特性がある。これは、地中熱熱源機システム１の運転開始からの時間が経過するに連れて、地中Ｇの温度が、上昇又は低下していくことに起因している。
【００３３】
図４に、地中熱熱源機システム１の運転時間と熱源機２０のＣＯＰとの関係の一例を示す。図４に示す例では、運転時間が長くなるほど、熱源機２０のＣＯＰの低下率が大きくなっている。図４に示す関係から、熱源機２０の運転を許容するＣＯＰ（設定値）に対応する運転時間を算出し、制御部５９が有するタイマーで計測した時間が、当該算出した時間になったときに地中熱熱源機システム１を停止することで、熱源機２０の効率を重視した運転が可能になる。本実施の形態では、図４に例示する地中熱熱源機システム１の運転時間と熱源機２０のＣＯＰとの関係が、記憶部５１に記憶されている。したがって、制御部５９のタイマー及び記憶部５１に記憶された関係から熱源機２０のＣＯＰを取得することができる。このため、本実施の形態では、記憶部５１及び制御部５９で、熱源機ＣＯＰ取得手段を構成している。
【００３４】
以上の説明では、地中熱交換器１０が、鉛直に延びる掘削孔にＵチューブ１２を配設して構成されることとしたが、地中Ｇの温度が安定する深さで水平方向の掘削孔を形成し、Ｕチューブ１２を水平に配設することとしてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１    地中熱熱源機システム
１０  地中熱交換器
２０  熱源機
３０  熱源水循環部
３５  熱源水出口温度計
５１  記憶部
５９  制御部
８０  空調設備
ＣＨ  冷温水
Ｇ    地中
ＳＷ  熱源水
ｔｓ  次回開始時刻
ｔｐ  現在時刻
Δｔ  次回開始間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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