特許 5712196 ヒートポンプ暖房システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5712196

(24)【登録日】2015年3月13日

(45)【発行日】2015年5月7日

(54)【発明の名称】ヒートポンプ暖房システム

(51)【国際特許分類】

   F24D 3/00 20060101AFI20150416BHJP

【ＦＩ】

   F24D3/00 M

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-265831(P2012-265831)

(22)【出願日】2012年12月4日

(65)【公開番号】特開2014-109429(P2014-109429A)

(43)【公開日】2014年6月12日

【審査請求日】2014年2月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000115854

【氏名又は名称】リンナイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】特許業務法人創成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】太田 孝二

(72)【発明者】

【氏名】柿内 敦史

(72)【発明者】

【氏名】小川 純一

【審査官】 宮崎 賢司

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１７６８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−５００５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８７８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−７１５２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｄ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

暖房端末が接続された暖房循環路と、
前記暖房循環路内に暖房熱媒体を循環させる暖房循環ポンプと、
ヒートポンプ循環路を有し、該ヒートポンプ循環路内を循環するヒートポンプ熱媒体を加熱するヒートポンプと、
前記暖房端末の上流側と下流側との間でそれぞれ前記暖房循環路に接続された暖房バイパス路と、
前記暖房バイパス路に設けた暖房バイパス弁と、
前記ヒートポンプ循環路と前記暖房循環路の途中に設けられて、前記ヒートポンプ循環路内を循環する前記ヒートポンプ熱媒体と前記暖房循環路内を循環する暖房熱媒体との間で熱交換を行うヒートポンプ熱交換器と、
前記暖房バイパス路の下流側で、且つヒートポンプ熱交換器の上流側の前記暖房循環路に設けたバッファ部と、
所定の暖房実行条件が成立しているときに、前記暖房循環ポンプと前記ヒートポンプを作動させることにより、前記暖房循環路内を循環する暖房熱媒体を加熱して前記暖房端末による暖房を行う暖房運転を実行する制御部と、
所定の暖房実行条件が不成立となり、前記ヒートポンプの運転開始から所定時間が経過していない場合は、前記暖房バイパス弁を開弁させて、前記ヒートポンプの運転を続行させ、前記所定時間経過後に前記ヒートポンプの運転を停止させる制御補正部とを備えたことを特徴とするヒートポンプ熱源システム。

【請求項2】

請求項１に記載のヒートポンプ熱源システムにおいて、
前記暖房バイパス弁が流量調整弁であることを特徴とするヒートポンプ熱源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、暖房端末が接続された暖房循環路内を循環する熱媒体を、ヒートポンプにより加熱して暖房を行うヒートポンプ暖房システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、例えば熱媒体として温水を使用して、床暖房機等の暖房端末が途中に接続された暖房循環路内を循環する温水を、ヒートポンプにより加熱することによって、暖房を行うヒートポンプ暖房システムが知られている。

【0003】

ヒートポンプ暖房システムは、給湯に使用される貯湯タンク内の湯水を循環させるタンク循環路とヒートポンプユニットのヒートポンプ循環路と暖房循環路とに接続された熱交換器を備え、暖房循環ポンプにより暖房循環回路内に温水を循環させた状態で、ヒートポンプユニットを作動させることによって、暖房端末に温水を供給して暖房を行っている。

【0004】

また、暖房端末における放熱量の制御方法として、温水式の暖房端末が接続された暖房循環路内を循環する温水を、ガス熱源機により加熱する暖房システムにおいて、所定の制御サイクルにおける暖房端末に温水を供給する期間（ＯＮ−ｄｕｔｙ期間）と温水供給を停止する期間（ＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間）の割合を変更して、各制御サイクルにおける暖房端末からの放熱量を調節するＯＮ／ＯＦＦ−ｄｕｔｙ制御が用いられている。

【0005】

なお、特許文献１には、低温暖房水路にバイパス水路を設け、このバイパス回路に開閉弁を介装した温水供給システムが記載されている。この温水供給システムでは、追い焚き運転時に、バイパス回路の開放弁を開け、低温暖房水路の水が低温暖房機を通過しないようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−２９９９４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記ヒートポンプ暖房システムにおいて、上記ＯＮ／ＯＦＦ−ｄｕｔｙ制御を行って暖房端末からの放熱量（単位時間当たりの放熱量）を制御することが考えられる。

【0008】

しかし、ガス熱源機ではバーナの点火により直ちに温水の加熱を開始することができるのに対して、ヒートポンプをＯＮ（運転状態）からＯＦＦ（停止状態）に切替えるときには、ヒートポンプの特性によりある程度の時間が必要であり、その時間内はヒートポンプのＯＮ・ＯＦＦの切替えができないように設定されている。そのため、ヒートポンプの運転が一旦開始されると、少なくとも設定された所定時間が経過するまでは、ヒートポンプの運転が続行されてしまう。この場合、暖房端末からの放熱量を抑制するために、例えば、暖房端末入口の弁を閉弁させると、ヒートポンプが無負荷運転となり、各部分が高温となってヒートポンプが故障するなどの不具合が発生するおそれがある。

【0009】

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、ヒートポンプが無負荷運転となり、ヒートポンプが故障するなどの不具合を防止することができるヒートポンプ暖房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】

【0010】

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、本発明のヒートポンプ熱源システムは、暖房端末が接続された暖房循環路と、前記暖房循環路内に暖房熱媒体を循環させる暖房循環ポンプと、ヒートポンプ循環路を有し、該ヒートポンプ循環路内を循環するヒートポンプ熱媒体を加熱するヒートポンプと、前記暖房端末の上流側と下流側との間でそれぞれ前記暖房循環路に接続された暖房バイパス路と、前記暖房バイパス路に設けた暖房バイパス弁と、前記ヒートポンプ循環路と前記暖房循環路の途中に設けられて、前記ヒートポンプ循環路内を循環するヒートポンプ熱媒体と前記暖房循環路内を循環する暖房熱媒体との間で熱交換を行うヒートポンプ熱交換器と、前記暖房バイパス路の下流側で、且つ前記ヒートポンプ熱交換器の上流側の暖房循環路に設けたバッファ部と、所定の暖房実行条件が成立しているときに、前記暖房循環ポンプと前記ヒートポンプを作動させることにより、前記暖房循環路内を循環する暖房熱媒体を加熱して前記暖房端末による暖房を行う暖房運転を実行する制御部と、所定の暖房実行条件が不成立となり、前記ヒートポンプの運転開始から所定時間が経過していない場合は、前記暖房バイパス弁を開弁させて、前記ヒートポンプの運転を続行させ、前記所定時間経過後に前記ヒートポンプの運転を停止させる制御補正部とを備えたことを特徴とする。

【0011】

所定の暖房実行条件が不成立になっても、ヒートポンプの特性により、ヒートポンプの運転開始から所定時間が経過するまでは、ヒートポンプの運転を続行させる必要がある。しかし、この場合、例えば、暖房端末入口の弁を閉弁させると、ヒートポンプが無負荷運転となり、ヒートポンプが故障するなどの不具合が発生するおそれがある。

【0012】

そこで、本発明においては、暖房バイパス路に暖房バイパス弁を設けた構成としたうえで、所定の暖房実行条件が不成立の場合であっても、ヒートポンプの運転開始から所定時間が経過するまでは、暖房バイパス弁を開弁させて、ヒートポンプの運転を続行させる。これにより、暖房循環路の暖房熱媒体は低温暖房バイパス路を介して流れ、ヒートポンプに流入するので、ヒートポンプが故障するなどの不具合が発生するおそれがない。

【0013】

さらに、本発明においては、暖房バイパスの下流側で、且つヒートポンプ熱交換器の上流側の暖房循環路にバッファ部を設けた構成としている。そのため、ヒートポンプが故障するなどの不具合が発生することを確実に防止することができる。

【0014】

また、本発明において、前記暖房バイパス弁は流量調整弁であることが好ましい。この場合、暖房バイパス弁で暖房バイパス路を流通する暖房熱媒体の流量を制御することによって、バッファ部の貯留容量を低減させ、バッファ部から無駄に放熱される熱量を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】ヒートポンプ熱源システムの構成図。

【図2】暖房運転のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１を参照して、本実施形態のヒートポンプ熱源システムは、貯湯ユニット１０、ヒートポンプユニット５０、ガス熱源ユニット８０、及び、ヒートポンプ熱源システムの全体的な作動を制御するコントローラ１５０を備えている。

【0017】

貯湯ユニット１０は、貯湯タンク１１、給水管１２、給湯管１３等を備えている。貯湯タンク１１は内部に湯水を保温して貯め、高さ方向に略等間隔でタンク温度センサ１４〜１７が設けられている。貯湯タンク１１の底部には、作業者の手動操作により開弁される排水弁１８が設けられている。

【0018】

給水管１２は、一端が給水口３０を介して図示しない水道に接続され、他端が貯湯タンク１１の下部に接続されて、貯湯タンク１１内の下部に水を供給する。給水管１２には、貯湯タンク１１の内圧が過大になることを防止するための減圧弁１９と、貯湯タンク１１から給水管１２への湯水の流出を阻止するための逆止弁２０が設けられている。

【0019】

給水管１２は、タンク混合弁２１を介して給湯管１３に連通しており、タンク混合弁２１により、貯湯タンク１１から給湯管１３に供給される湯と給水管１２から給湯管１３に供給される水との混合比が変更される。給水管１２には、給水管１２内の水の温度を検出する水温度センサ２２と、給水管１２を流通する水の流量を検出する水流量センサ２３と、給湯管１３から給水管１２への湯水の流出を阻止するための逆止弁２４とが設けられている。

【0020】

給湯管１３は、一端が給湯口３１に接続され、他端が貯湯タンク１１の上部に接続されている。貯湯タンク１１の上部に貯められた湯水は、給湯口３１を介して図示しない給湯栓（台所、洗面所、浴室のカランやシャワー等）に供給される。給湯管１３には、給湯管１３から貯湯タンク１１への湯水の流入を阻止する逆止弁２５と、給湯管１３内の湯水の温度を検出する湯温度センサ２６と、給湯管１３を流通する湯水の流量を検出する湯流量センサ２７とが設けられている。

【0021】

さらに、給湯管１３には、給水管１２の分岐管との接続部よりも下流側で、ガス熱源ユニット８０に接続されたバイパス管３３（バイパス往管３３ａ、バイパス戻管３３ｂ）が介設されている。給湯管１３のバイパス往管３３ａとの接続部とタンク混合弁２１の間には、湯温度センサ２８が設けられ、給湯管１３のバイパス戻管３３ｂとの接続部と給湯口３１の間に、混合湯温度センサ３２が設けられている。また、ヒートポンプユニット５０と接続されたタンク循環路４１には、貯湯タンク１１からタンク循環路４１に供給される湯水の温度を検出するタンク下温度センサ３４が設けられている。

【0022】

また、給湯管１３のバイパス往管３３ａとの接続部とバイパス戻管３３ｂとの接続部の間に、バイパス往管３３ａに供給される湯水の流量を調整するためのバイパス制御弁２９が設けられている。

【0023】

ヒートポンプユニット５０及びガス熱源ユニット８０と接続された暖房循環路４０には、暖房循環路４０からヒートポンプユニット５０に戻る温水の温度を検出する暖房ヒートポンプ戻り温度センサ４５と、ヒートポンプユニット５０により加熱されて暖房循環路４０に出湯される温水の温度を検出する暖房ヒートポンプ往き温度センサ４６と、ヒートポンプユニット５０をバイパスするヒートポンプバイパス路４２と暖房循環路４０の下流側の接続箇所の直下流部に設けられて、暖房循環路４０からの温水とヒートポンプバイパス路４２からの温水とが混合された温水の温度を検出する暖房混合温度センサ４７とが設けられている。

【0024】

さらに、暖房循環路４０側に流通する温水とヒートポンプバイパス路４２側に流通する湯水の割合を調節するための暖房側混合弁４８が設けられている。また、暖房循環路４０の暖房側混合弁４８とヒートポンプ熱交換器５５との間にバッファタンク４９が設けられている。

【0025】

貯湯ユニット１０に備えられた各センサの検出信号は、コントローラ１５０に入力される。また、コントローラ１５０から出力される制御信号によって、タンク混合弁２１、バイパス制御弁２９、及び暖房側混合弁４８の作動が制御される。

【0026】

次に、ヒートポンプユニット５０は、貯湯タンク１１内の湯水をタンク循環路４１を介して循環させて加熱すると共に、暖房循環路４０内を流通する温水（本発明の暖房熱媒体に相当する）を加熱するものである。ヒートポンプユニット５０は、ヒートポンプ循環路５２により接続された蒸発器５３、圧縮機５４、ヒートポンプ熱交換器５５（凝縮機）、及び膨張弁５６により構成されたヒートポンプ５１を有している。

【0027】

蒸発器５３は、ファン６０の回転により供給される空気とヒートポンプ循環路５２内を流通する熱媒体（ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）等の代替フロン、二酸化炭素等、本発明のヒートポンプ熱媒体に相当する）との間で熱交換を行う。圧縮機５４は、蒸発器５３から吐出された熱媒体を圧縮して高圧・高温とし、ヒートポンプ熱交換器５５に送出する。膨張弁５６は、圧縮機５４で加圧された熱媒体の圧力を開放する。

【0028】

除霜弁６１は膨張弁５６をバイパスして設けられており、圧縮機５４から送出される熱媒体により蒸発器５３を除霜する。ヒートポンプ循環路５２には、ヒートポンプ循環路５２内を流通する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度センサ６２，６３，６４，６５が設けられている。

【0029】

また、ヒートポンプ熱交換器５５には、その内部の雰囲気温度を検出する雰囲気温度センサ５７が設けられている。そして、蒸発器５３には、蒸発器５３に吸入される空気の温度（外気温度）を検出する外気温度センサ６７が設けられている。

【0030】

ヒートポンプ熱交換器５５はタンク循環路４１と接続され、圧縮機５４により高圧・高温とされた熱媒体と、タンク循環路４１内を流通する湯水との熱交換により、タンク循環路４１内を流通する湯水を加熱する。タンク循環路４１には、貯湯タンク１１内の湯水をタンク循環路４１を介して循環させるためのタンク循環ポンプ６６が設けられている。

【0031】

貯湯タンク１１内の下部に貯まった湯水は、タンク循環ポンプ６６によりタンク循環路４１に導かれ、ヒートポンプ熱交換器５５で加熱されて貯湯タンク１１の上部に戻される。なお、タンク循環路４１のヒートポンプ熱交換器５５の上流側及び下流側には、タンク循環路４１内を流通する湯水の温度を検出する湯温度センサ６８，６９が設けられている。

【0032】

また、ヒートポンプ熱交換器５５は暖房循環路４０と接続され、圧縮機５４により高圧・高温とされた熱媒体と、暖房循環路４０内を流通する温水との熱交換により、暖房循環路４０内を流通する温水を加熱する。

【0033】

ヒートポンプユニット５０に備えられた各センサの検出信号は、コントローラ１５０に入力される。また、コントローラ１５０から出力される制御信号によって、圧縮機５４、タンク循環ポンプ６６、ファン６０の作動が制御される。

【0034】

次に、ガス熱源ユニット８０は、バイパス管３３から供給される湯水と、暖房循環路４０内を流通する温水を加熱するものであり、給湯用の第１バーナ７１と第１バーナ７１により加熱される第１熱交換器７２を有する給湯補助熱源機７０、暖房・追焚き用の第２バーナ７６と第２バーナ７６により加熱される第２熱交換器７７を有する暖房補助熱源機７５、給水管８５、給湯管８６、及び追焚き熱交換器８７等を備えている。

【0035】

第１バーナ７１及び第２バーナ７６は、図示しないガス供給管から燃料ガスが供給されると共に、図示しない燃焼ファンにより燃焼用空気が供給される。コントローラ１５０は、第１バーナ７１及び第２バーナ７６に供給する燃料ガスと燃焼用空気の流量を調節して、第１バーナ７１及び第２バーナ７６の燃焼量を制御する。

【0036】

第１熱交換器７２は、給水管８５及び給湯管８６に連通しており、第１バーナ７１の燃焼熱によって、給水管８５から供給される水を加熱して給湯管８６に出湯する。給水管８５は、一端が貯湯ユニット１０のバイパス往管３３ａに接続され、バイパス往管３３ａを介して水が供給される。給湯管８６は、一端が貯湯ユニット１０のバイパス戻管３３ｂに接続されており、バイパス戻管３３ｂを介して給湯口３１から湯が供給される。

【0037】

給水管８５には、上流側から順に、止水弁９３と水量センサ８８が設けられている。給水管８５と給湯管８６は、バイパス管８９により連通しており、バイパス管８９にはバイパス管８９の開度を調節するための水量調節弁９０が設けられている。給湯管８６の第１熱交換器７２の下流側、及びバイパス管８９との接続部分の下流側には、給湯管８６内を流通する湯の温度を検出する給湯温度センサ９１，９２が、それぞれ設けられている。

【0038】

この構成により、貯湯タンク１１から給湯管１３に供給される湯の温度が設定給湯温度よりも低いとき（湯切れ状態）に、バイパス往管３３ａを介して給水管８５に供給される水が第１熱交換器７２により加熱されて湯となり、バイパス管８９からの水と混合されて、給湯管８６及びバイパス戻管３３ｂを介して給湯口３１から供給されるようになっている。

【0039】

また、給湯管８６は、湯張り管１００により、浴槽１０１に接続された風呂循環路１０２に連通している。湯張り管１００には、湯張り管１００を開閉する湯張り弁１０３と、風呂循環路１０２から給湯管８６への湯の流入を阻止する逆止弁１０４が設けられている。湯張り弁１０３を開弁することにより、給湯管８６から湯張り管１００及び風呂循環路１０２を介して浴槽１０１に湯を供給することができる。

【0040】

風呂循環路１０２には、浴槽１０１内の湯水を風呂循環路１０２を介して循環させる風呂循環ポンプ１０５と、追焚き熱交換器８７とが設けられている。追焚き熱交換器８７は、追焚き往管１０７及び追焚き戻管１０８を介して暖房循環路４０に接続されている。追焚き往管１０７には、追焚き往管１０７を開閉する追焚き弁１０９が設けられている。

【0041】

コントローラ１５０は、風呂循環ポンプ１０５を作動させて、浴槽１０１内の湯水を風呂循環路１０２を介して循環させた状態で、追焚き弁１０９を開弁し、後述する暖房循環ポンプ１１１を作動させて暖房循環路４０から追焚き往管１０７及び追焚き戻管１０８を介して追焚き熱交換器８７に温水を循環供給することによって、浴槽１０１内の湯水を追焚きする。

【0042】

第２熱交換器７７は、暖房循環路４０の途中に設けられており、第２バーナ７６の燃焼熱によって、暖房循環路４０内を流通する温水を加熱する。暖房循環路４０は、床暖房機２００（本発明の暖房端末に相当する）及び温風暖房機２１０と接続されて温水による熱を供給する。

【0043】

暖房循環路４０には、上述したヒートポンプ熱交換器５５及び暖房補助熱源機７５の第２熱交換器７７と、シスターン１１０と、暖房循環ポンプ１１１とが設けられている。また、暖房循環路４０は、暖房循環ポンプ１１１と第２熱交換器７７の間の箇所で低温暖房路１１２と高温暖房路１３０とに分岐している。

【0044】

高温暖房路１３０には温風暖房機２１０が接続され、低温暖房路１１２には床暖房機２００が接続されている。高温暖房路１３０と低温暖房路１１２は、温風暖房機２１０及び床暖房機２００の下流側で合流している。高温暖房路１３０の温風暖房機２１０の接続部と第２熱交換器７７の間の箇所で高温暖房路１３０から分岐してシスターン１１０に連通する暖房バイパス路１１３が設けられ、暖房バイパス路１１３には、暖房バイパス路１１３の開度を調節する暖房バイパス調節弁１１４が設けられている。

【0045】

暖房循環路４０の暖房循環ポンプ１１１の出口付近には、暖房循環ポンプ１１１から送出される温水の温度を検出する戻り温水温度センサ１１５が設けられている。また、暖房循環路４０の第２熱交換器７７の出口付近には、第２熱交換器７７から送出される温水の温度を検出する往き温水温度センサ１１６が設けられている。

【0046】

低温暖房路１１２は、熱動弁１２０を介して床暖房機２００に接続されており、熱動弁１２０の開閉によって、低温暖房路１１２から床暖房機２００への温水の供給と停止が切替えられる。また、高温暖房路１３０から温風暖房機２１０への温水の供給と停止は、温風暖房機２１０に備えられた熱動弁２１１の開閉により行われる。床暖房機２００を操作するための床暖房リモコン２０１には、床暖房機２００が設置された室内の温度を検出する室温センサ２０２が接続されている。

【0047】

床暖房機２００及び温風暖房機２１０の戻り口には暖房戻り路１１７が接続されており、暖房戻り路１１７の下流端は暖房側混合弁４８に接続されている。また、低温暖房路１１２には熱動弁１２０の上流側と床暖房機２００の下流側との間の箇所を接続する低温暖房バイパス路１１８（本発明の暖房バイパス路に相当する）が設けられ、低温暖房バイパス路１１８には、低温暖房バイパス路１１８の開度を調節する低温暖房バイパス弁１１９（本発明の暖房バイパス弁に相当する）が設けられている。

【0048】

床暖房リモコン２０１とコントローラ１５０は、通信可能に接続され、床暖房リモコン２０１により設定された目標暖房温度のデータと、室温センサ２０２による検出温度のデータが、コントローラ１５０に送信される。

【0049】

熱源リモコン１６０は、コントローラ１５０と通信可能に接続されている。熱源リモコン１６０には、ヒートポンプ熱源システムの運転状態や運転条件の設定状態等を表示する表示器１６１と、ヒートポンプ熱源システムの運転条件等を設定する操作部１６２とが備えられている。

【0050】

ヒートポンプ熱源システムの使用者は、熱源リモコン１６０の操作部１６２を操作することによって、貯湯タンク１１内の湯水の沸き上げ指示、給湯口３１からの給湯温度（設定給湯温度）、浴槽１０１への給湯温度（設定湯張り温度）等を設定することができる。

【0051】

ガス熱源ユニット８０に備えられた各センサの検出信号はコントローラ１５０に入力される。また、コントローラ１５０から出力される制御信号によって、第１バーナ７１、第２バーナ７６、水量調節弁９０、止水弁９３、湯張り弁１０３、風呂循環ポンプ１０５、追焚き弁１０９、暖房循環ポンプ１１１、暖房バイパス調節弁１１４、低温暖房バイパス弁１１９、及び熱動弁１２０の作動が制御される。

【0052】

コントローラ１５０は、図示しないＣＰＵ，メモリ等により構成された電子回路ユニットであり、メモリに保持されたヒートポンプ熱源システムの制御用プログラムを、ＣＰＵで実行することによって、ヒートポンプ熱源システムの全体的な作動を制御する機能を果し、暖房制御部１５１及びタンク制御部１５２として機能する。このように暖房制御部１５１及びタンク制御部１５２として機能するコントローラ１５０は、本発明の制御部、及び制御部の制御結果を補正する制御補正部の構成を含んでいる。

【0053】

暖房制御部１５１は、温風暖房機２１０及び床暖房機２００の暖房運転を実行する。タンク制御部１５２は、貯湯タンク１１内の湯水を、熱源リモコン１６０により設定されている給湯温度（設定給湯温度又は設定湯張り温度）に応じた沸かし上げ温度まで加熱する沸かし上げ運転を実行する。そして、コントローラ１５０には、タイマ１５３が接続されている。

【0054】

次に、図２に示したフローチャートに従って、暖房制御部１５１による床暖房機２００の暖房運転（床暖房運転）の実行処理について説明する。

【0055】

ＳＴＥＰ１で、タンク制御部１５２は、室温センサ２０２が検出した室内温度から床暖房リモコン２０１で設定された目標暖房温度を減じて得た温度差ΔＴから熱動弁１２０のＯＮ／ＯＦＦのｄｕｔｙ比を求める。このＯＮ／ＯＦＦ−ｄｕｔｙは、コントローラ１５０のメモリに格納された、温度差ΔＴと暖房循環路４０への温水供量とに対応したｄｕｔｙ比を示すマップから求める。さらに、タンク制御部１５２は、暖房ヒートポンプ戻り温度センサ４５の検出温度（戻り温水温度）Ｔrの設定値（戻り温水設定温度）Ｔrsを、コントローラ１５０のメモリに格納された所定の温度、例えば６０℃に設定する。

【0056】

そして、ＳＴＥＰ２で、暖房制御部１５１及びタンク制御部１５２は、ＳＴＥＰ１で求めたｄｕｔｙ比に基き、貯湯ユニット１０、ヒートポンプユニット５０及びガス熱源ユニット８０の運転を開始する。

【0057】

そして、ＳＴＥＰ３で、タンク制御部１５２は、ＯＮ期間であるか否かを判断する。

【0058】

ＯＮ期間である場合（ＳＴＥＰ３：ＹＥＳ）には、ＳＴＥＰ４に進み、タンク制御部１５２は、熱動弁１２０をＯＮ（開弁）すると共に、暖房循環ポンプ１１１を動作させる。

【0059】

次に、ＳＴＥＰ５で、タンク制御部１５２は、湯温度センサ６８が検出した湯水の温度（ヒートポンプ入口温度）Ｔiが、ヒートポンプ作動設定温度Ｔsより高いか否かを判断する。ヒートポンプ作動設定温度Ｔsは、コントローラ１５０のメモリに格納された所定の温度、例えば３５℃である。

【0060】

ヒートポンプ入口温度Ｔiがヒートポンプ作動設定温度Ｔsより高い場合（ＳＴＥＰ５：ＹＥＳ）には、ＳＴＥＰ６に進み、暖房制御部１５１は暖房補助熱源機７５を運転させる。

【0061】

一方、ヒートポンプ入口温度Ｔiがヒートポンプ作動温度Ｔs以下である場合（ＳＴＥＰ５：ＮＯ）には、ＳＴＥＰ７に進み、タンク制御部１５２はヒートポンプ５１を運転させる。なお、戻り温水温度Ｔrが戻り温水温度閾値Ｔrsと比較して非常に低い場合には、ＳＴＥＰ７で、暖房制御部１５１は給湯補助熱源機７０を運転させてもよい。また、後述するＳＴＥＰ１１又はＳＴＥＰ１４でヒートポンプ５１の運転を停止させたときにスタートさせたタイマ１５３がタイムアップをしていない場合、タイマ１５３がタイムアップした後に、ヒートポンプ５１の運転を開始させる。

【0062】

そして、ヒートポンプ５１を運転させたとき、タイマ１５３をスタートさせる。なお、ＳＴＥＰ３に戻ってＳＴＥＰ４，５を介してＳＴＥＰ７に達したとき、タイマ１５３はそのまま続行させる。

【0063】

次に、ＳＴＥＰ８で、タンク制御部１５２は、戻り温水温度Ｔrが戻り温水設定温度Ｔrsより低いか否かを判断する。

【0064】

戻り温水温度Ｔrが戻り温水設定温度Ｔrsより低い場合（ＳＴＥＰ８：ＹＥＳ）には、ＳＴＥＰ３に戻る。

【0065】

一方、戻り温水温度Ｔrが戻り温水設定温度Ｔrs以上である場合（ＳＴＥＰ８：ＮＯ）には、ＳＴＥＰ９に進み、暖房補助熱源機７５又は給湯補助熱源機７０が運転中である場合には、暖房制御部１５１はこれらの運転を停止させる。

【0066】

そして、ＳＴＥＰ１０に進み、ヒートポンプ５１の運転開始時にスタートさせたタイマ１５３が所定時間Ｍ（例えば３分）をタイムアップしている否かを判断する。

【0067】

タイマ１５３がタイムアップしている場合（ＳＴＥＰ１０：ＹＥＳ）には、ＳＴＥＰ１１に進み、ヒートポンプ５１が運転中である場合、タンク制御部１５２はヒートポンプ５１の運転を停止させる。そして、ヒートポンプ５１の運転を停止させたとき、タイマ１５３をリセットした後、再スタートさせる。

【0068】

一方、ヒートポンプ５１の運転開始時にスタートしたタイマ１５３がタイムアップしていない場合（ＳＴＥＰ１０：ＮＯ）には、タイムアップした後にヒートポンプ５１の運転を停止させる必要があるので、ヒートポンプ５１の運転を継続させる。これは、ヒートポンプ５１の特性によって、運転開始後運転を停止する場合、及び運転停止後運転を再開する場合に、所定時間Ｍを要するためである。

【0069】

他方、ＯＦＦ期間である場合（ＳＴＥＰ３：ＮＯ）には、ＳＴＥＰ１２に進み、暖房補助熱源機７５又は給湯補助熱源機７０が運転中である場合には、暖房制御部１５１はこれらの運転を停止させる。さらに、タンク制御部１５２は、熱動弁１２０をＯＦＦ（閉弁）させる。

【0070】

次に、ＳＴＥＰ１３で、タンク制御部１５２は、ヒートポンプ５１の運転開始時にスタートさせたタイマ１５３がタイムアップしている否かを判断する。

【0071】

タイマ１５３がタイムアップしている場合（ＳＴＥＰ１３：ＹＥＳ）には、ＳＴＥＰ１４に進み、タンク制御部１５２はヒートポンプ５１の運転を停止させ、タイマ１５３をリセットした後、再スタートさせる。

【0072】

一方、タイマ１５３がタイムアップしていない場合（ＳＴＥＰ１３：ＮＯ）には、ヒートポンプ５１の運転を停止させることができない。このような場合は、床暖房機２００の暖房負荷が低いときに発生することがある。

【0073】

この場合、ＳＴＥＰ１５に進み、タンク制御部１５２は低温暖房バイパス弁１１９を開弁させる。これにより、低温暖房路１１２の温水は床暖房機２００を流通せず、床暖房機２００の温度が必要以上に上昇することを防止することができる。

【0074】

その後、ＳＴＥＰ１６に進み、タイマ１５３がタイムアップした場合（ＳＴＥＰ１６：ＹＥＳ）には、ＳＴＥＰ１７に進み、タンク制御部１５２は低温暖房バイパス弁１１９を閉弁させる。その後、さらにＳＴＥＰ１４に進み、タンク制御部１５２はヒートポンプ５１の運転を停止させ、タイマ１５３をリセットした後、スタートさせる。

【0075】

一方、ヒートポンプ５１の運転開始時にスタートさせたタイマ１５３がまだタイムアップしていない場合（ＳＴＥＰ１６：ＮＯ）には、ＳＴＥＰ１８に進み、タンク制御部１５２は、ＯＦＦ期間であるか否かを判断する。

【0076】

ＯＦＦ期間である場合（ＳＴＥＰ１８：ＹＥＳ）には、タイマ１５３がタイムアップする（ＳＴＥＰ１６：ＹＥＳ）まで待機して、ＳＴＥＰ１７に進む。

【0077】

一方、ＯＦＦ期間でなくＯＮ期間となっていた場合（ＳＴＥＰ１８：ＮＯ）には、ヒートポンプ５１の運転を継続したまま、ＳＴＥＰ４に進む。

【0078】

なお、図２のフローチャートには示してしないが、床暖房リモコン２０１から床暖房を停止させる旨の指示が入力された場合、又は、熱源リモコン１６０からヒートポンプ熱源システムの運転を停止させる旨の指示が入力された場合なども、ヒートポンプ５１の運転を停止させる。この場合も、ヒートポンプ５１の運転開始時にスタートしたタイマ１５３がタイムアップした後に、ヒートポンプ５１の運転を停止させる必要がある。

【0079】

そこで、タイマ１５３がタイムアップしていない場合、ヒートポンプ５１の運転を継続させ、ＳＴＥＰ１２と同様に熱動弁１２０を閉弁させると共に、ＳＴＥＰ１５と同様に低温暖房バイパス弁１１９を開弁させる。そして、タイマ１５３がタイムアップしてからＳＴＥＰ１７と同様に低温暖房バイパス弁１１９を閉弁させ、その後、ヒートポンプ５１の運転を停止させる。

【0080】

ただ単に、熱動弁１２０を閉弁させるだけでは、ヒートポンプ５１が無負荷運転となり、ヒートポンプ５１が故障するなどの不具合が発生するおそれがある。そこで、本実施形態では、ＳＴＥＰ１２で熱動弁１２０を閉弁させると共に、ＳＴＥＰ１５で低温暖房バイパス弁１１９を開弁させている。そのため、低温暖房路１１２の温水は低温暖房バイパス路１１８を介して流れるので、ヒートポンプ５１が故障するなどの不具合が発生するおそれがない。

【0081】

さらに、低温暖房バイパス路１１８の下流側で、且つヒートポンプ熱交換器５５の上流側の暖房循環路４０にバッファタンク４９が設けられている。そのため、ヒートポンプ５１が故障するなどの不具合が発生することを確実に防止することができる。

【0082】

ここで、ヒートポンプ５１が無負荷運転を確実に回避するように、バッファタンク４９の貯留容量を設定することが好ましい。

【0083】

具体的には、例えば、ヒートポンプ５１の最小出力が１６．７ｋｃａｌ／分であり、ヒートポンプ５１の最小運転時間、すなわち前記所定時間Ｍが３分であるとすると、ＳＴＥＰ１８に達するまでのヒートポンプ５１の最小運転時間内に発生する出力の最大値は、１６．７×３＝５０．１ｋｃａｌである。

【0084】

そして、戻り温水設定温度Ｔrsが３５℃以下の温度で設定されており、床暖房リモコン２０１での設定温度は一般的に４０℃が下限値であって、許容範囲が±５℃であるため、４５℃（＝４０℃＋５℃）まで加熱可能であり、最低１０℃の温度上昇を吸収できる。よって、バッファタンク４９の貯留容量は、５０．１／１０＝約５．０Ｌ以上に設定すればよい。なお、この容量は、バッファタンク４９単独の貯留容量でもよく、低温暖房バイパス路１１８の下流端からヒートポンプ熱交換器５５入口までの、低温暖房路１１２を含む暖房循環路４０の管路容積を含むものでもよい。本実施形態では、バッファタンク４９、及び低温暖房バイパス路１１８の下流端からヒートポンプ熱交換器５５入口までの暖房循環路４０が、本発明のバッファ部に相当する。ただし、管路が長くなるほど放熱が増加するので、バッファタンク４９の貯留容量を大きくして暖房循環路４０の管路を短くするほうが省エネルギーの点で優れている。

【0085】

なお、低温暖房バイパス弁１１９は開弁状態と閉弁状態との切替えが可能なものであればよく、開閉弁に限定されない。例えば、低温暖房バイパス弁１１９は流量制御弁であってもよく、この場合、低温暖房バイパス弁１１９で低温暖房バイパス路１１８を流通する流量を制御することによって、バッファタンク４９の貯留容量を低減させ、バッファタンク４９から無駄に放熱される熱量を少なくすることができる。

【0086】

また、本実施形態では、バッファタンク４９を暖房側混合弁４８とヒートポンプ熱交換器５５入口との間の暖房循環路４０に設けているが、これに限定されない。バッファタンク４９を、例えば、低温暖房バイパス路１１８の下流端と暖房側混合弁４８との間の暖房循環路４０に設けてもよい。

【0087】

また、本実施形態では、貯湯タンク１１内の湯水をヒートポンプ５１により加熱する構成と、貯湯タンク１１の湯切れが生じたときに給湯補助熱源機７０により加熱する構成とを備えたヒートポンプ熱源システムを示したが、これらの給湯用の構成を備えていない場合であっても、暖房端末に供給される温水をヒートポンプにより加熱するヒートポンプ暖房システムであれば、本発明の適用が可能である。

【0088】

なお、本実施形態では、本発明の暖房端末として床暖房機２００を例に説明したが、温風暖房機２１０を本発明の暖房端末として、本発明を適用してもよい。

【符号の説明】

【0089】

１０…貯湯ユニット、１１…貯湯タンク、４０…暖房循環路（バッファ部）、４１…タンク循環路、４２…ヒートポンプバイパス路、４８…暖房側混合弁、４９…バッファタンク（バッファ部）、５０…ヒートポンプユニット、５１…ヒートポンプ、５２…ヒートポンプ循環路、５５…ヒートポンプ熱交換器、７０…給湯補助熱源機、７５…暖房補助熱源機、８０…ガス熱源ユニット、１１１…暖房循環ポンプ、１１２…低温暖房路（バッファ部）、１１８…低温暖房バイパス路（暖房バイパス路）、１１９…低温暖房バイパス弁（暖房バイパス弁）、１５０…コントローラ（制御部、制御補正部）、１５１…暖房制御部、１５２…タンク制御部、１５３…タイマ、２００…床暖房機。

【図1】

【図2】