特許 6013738 暖房装置

(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】6013738

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】暖房装置

(51)【国際特許分類】

   F24D 7/00 20060101AFI20161011BHJP

   F24D 3/10 20060101ALI20161011BHJP

   F24H 4/02 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   F24D7/00 F

   F24D3/10 A

   F24H4/02 Q

【請求項の数】1

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-2283(P2012-2283)

(22)【出願日】2012年1月10日

(65)【公開番号】特開2013-142488(P2013-142488A)

(43)【公開日】2013年7月22日

【審査請求日】2013年11月18日

【審判番号】不服2014-17558(P2014-17558/J1)

【審判請求日】2014年9月3日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000115854

【氏名又は名称】リンナイ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】特許業務法人快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】祖父江 務

(72)【発明者】

【氏名】渡會 立樹

(72)【発明者】

【氏名】大島 克也

(72)【発明者】

【氏名】林 泰平

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 彰

【合議体】

【審判長】 千壽 哲郎

【審判官】 田村 嘉章

【審判官】 大山 広人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３４３０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８７８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−８２８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２０６８０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

F24D 7/00

F24D 3/10

F24H 4/02

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

大気から吸熱して熱媒を加熱するヒートポンプと、
熱媒を貯めるタンクと、
ヒートポンプとタンクの間で熱媒を循環させる蓄熱循環路と、
熱媒から放熱して暖房を行う暖房端末と、
暖房端末とタンクの間で熱媒を循環させる放熱循環路と、
タンクの上部に貯められた熱媒の温度を検出する上部タンクサーミスタと、
タンクの中間部に貯められた熱媒の温度を検出する中部タンクサーミスタと、
タンクの下部に貯められた熱媒の温度を検出する下部タンクサーミスタを備えており、
ヒートポンプの加熱能力が、少なくとも、第１段階と、第１段階よりも強い第２段階と、第２段階よりも強い第３段階のいずれかに段階的に切換可能であり、
ヒートポンプを停止させることなく駆動し続けながら暖房端末で暖房を行う際に、
ヒートポンプの加熱能力が第１段階または第２段階のときに、上部タンクサーミスタの検出温度が第１所定温度以下である場合、あるいは中部タンクサーミスタの検出温度が第２所定温度以下である場合に、ヒートポンプの加熱能力を第３段階に切り換え、
ヒートポンプの加熱能力が第３段階のときに、上部タンクサーミスタの検出温度が第３所定温度を超えて、かつ中部タンクサーミスタの検出温度が第４所定温度を超える場合に、ヒートポンプの加熱能力を第２段階に切り換え、
ヒートポンプの加熱能力が第２段階または第３段階のときに、中部タンクサーミスタの検出温度が第５所定温度を超えて、かつ下部タンクサーミスタの検出温度が第６所定温度を超える場合に、ヒートポンプの加熱能力を第１段階に切り換え、
ヒートポンプの加熱能力が第１段階のときに、中部タンクサーミスタの検出温度が第７所定温度以下である場合、あるいは下部タンクサーミスタの検出温度が第８所定温度以下である場合に、ヒートポンプの加熱能力を第２段階に切り換え、
第４所定温度および第６所定温度は第２所定温度および第８所定温度よりも高く、第１所定温度および第７所定温度は第４所定温度および第６所定温度よりも高く、第３所定温度および第５所定温度は第１所定温度および第７所定温度よりも高い、暖房装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、暖房装置に関する。特に、大気から吸熱するヒートポンプを熱源として利用する暖房装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、大気から吸熱するヒートポンプを熱源として利用する暖房装置が開示されている。この暖房装置は、熱媒を貯めるタンクと、熱媒を加熱するヒートポンプと、熱媒を放熱させて暖房を行う暖房端末を備えている。タンクとヒートポンプとの間は、熱媒を循環させる蓄熱用の循環経路によって接続されており、タンクと暖房端末の間は、熱媒を循環させる暖房用の循環経路によって接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−２４０３４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ヒートポンプを駆動しながら暖房端末における暖房を行う場合、タンクでの放熱ロスを防ぐ観点からは、暖房端末での放熱量とヒートポンプでの加熱量をバランスさせることが好ましい。冷媒として二酸化炭素を使用するヒートポンプでは、加熱能力を連続的に変化させることができず、加熱能力は段階的に切り換えられる。しかしながら、暖房端末における放熱量は、暖房の状況に応じて連続的に変動する。このため、暖房端末における放熱量に応じてヒートポンプを制御しようとすると、ヒートポンプの発停や加熱能力の切り換えを頻繁に行う必要が生じる。ヒートポンプの発停や加熱能力の切り換えを頻繁に行うと、ヒートポンプを構成する部品の劣化を早めてしまう。

【0005】

本明細書は、上記の課題を解決する技術を提供する。本明細書では、大気から吸熱するヒートポンプを熱源として利用する暖房装置において、ヒートポンプの発停や加熱能力の切り換えの回数を抑制することが可能な技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書が開示する暖房装置は、大気から吸熱して熱媒を加熱するヒートポンプと、熱媒を貯めるタンクと、ヒートポンプとタンクの間で熱媒を循環させる蓄熱循環路と、熱媒から放熱して暖房を行う暖房端末と、暖房端末とタンクの間で熱媒を循環させる放熱循環路と、タンクの上部に貯められた熱媒の温度を検出する上部タンクサーミスタと、タンクの中間部に貯められた熱媒の温度を検出する中部タンクサーミスタと、タンクの下部に貯められた熱媒の温度を検出する下部タンクサーミスタを備えている。その暖房装置では、ヒートポンプの加熱能力が、少なくとも、第１段階と、第１段階よりも強い第２段階と、第２段階よりも強い第３段階のいずれかに段階的に切換可能である。その暖房装置では、ヒートポンプを停止させることなく駆動し続けながら暖房端末で暖房を行う際に、ヒートポンプの加熱能力が第１段階または第２段階のときに、上部タンクサーミスタの検出温度が第１所定温度以下である場合、あるいは中部タンクサーミスタの検出温度が第１所定温度より低い第２所定温度以下である場合に、ヒートポンプの加熱能力を第３段階に切り換え、ヒートポンプの加熱能力が第３段階のときに、上部タンクサーミスタの検出温度が第１所定温度より高い第３所定温度を超えて、かつ中部タンクサーミスタの検出温度が第２所定温度より高い第４所定温度を超える場合に、ヒートポンプの加熱能力を第２段階に切り換え、ヒートポンプの加熱能力が第２段階または第３段階のときに、中部タンクサーミスタの検出温度が第５所定温度を超えて、かつ下部タンクサーミスタの検出温度が第５所定温度より低い第６所定温度を超える場合に、ヒートポンプの加熱能力を第１段階に切り換え、ヒートポンプの加熱能力が第１段階のときに、中部タンクサーミスタの検出温度が第５所定温度より低い第７所定温度以下である場合、あるいは下部タンクサーミスタの検出温度が第６所定温度より低い第８所定温度以下である場合に、ヒートポンプの加熱能力を第２段階に切り換える。ここで、第４所定温度および第６所定温度は第２所定温度および第８所定温度よりも高く、第１所定温度および第７所定温度は第４所定温度および第６所定温度よりも高く、第３所定温度および第５所定温度は第１所定温度および第７所定温度よりも高い。

【0007】

上記の暖房装置では、ヒートポンプを駆動しながら暖房端末で暖房を行う際に、上部タンクサーミスタの検出温度、中部タンクサーミスタの検出温度、下部タンクサーミスタの検出温度と現在のヒートポンプの加熱能力に基づいて、ヒートポンプの加熱能力を切り換える。上記のように、暖房端末とヒートポンプの間にタンクが介在する暖房装置では、タンクが暖房端末における放熱量の変動を緩衝する役割を果たすので、暖房端末における放熱量の変動に対してヒートポンプの加熱能力を即座に追従させて切り換える必要がない。このため、上部タンクサーミスタの検出温度、中部タンクサーミスタの検出温度および下部タンクサーミスタの検出温度と現在のヒートポンプの加熱能力に基づき、タンクの蓄熱状態に応じてヒートポンプの加熱能力を切り換える構成とすることで、ヒートポンプの発停や加熱能力の切り換えを頻繁に行うことなく、暖房端末における放熱量とヒートポンプにおける加熱量を長期的にバランスさせることができる。このような構成とすることで、ヒートポンプの発停や加熱能力の切り換えの回数を抑制することができる。

【0008】

本明細書が開示する別の暖房装置は、大気から吸熱して熱媒を加熱するヒートポンプと、熱媒を貯めるタンクと、ヒートポンプとタンクの間で熱媒を循環させる蓄熱循環路と、熱媒から放熱して暖房を行う暖房端末と、暖房端末とタンクの間で熱媒を循環させる放熱循環路と、タンクの上部に貯められた熱媒の温度を検出する上部タンクサーミスタと、タンクの中間部に貯められた熱媒の温度を検出する中部タンクサーミスタと、タンクの下部に貯められた熱媒の温度を検出する下部タンクサーミスタと、蓄熱循環路においてタンクからヒートポンプへ流れる熱媒の温度を検出する蓄熱往路サーミスタと、蓄熱循環路においてヒートポンプからタンクへ流れる熱媒の温度を検出する蓄熱復路サーミスタを備えている。その暖房装置では、ヒートポンプの加熱能力が、少なくとも、第１段階と、第１段階よりも強い第２段階と、第２段階よりも強い第３段階のいずれかに段階的に切換可能である。その暖房装置では、ヒートポンプを停止させることなく駆動し続けながら暖房端末で暖房を行う際に、ヒートポンプの加熱能力が第１段階または第２段階のときに、タンクの蓄熱量が第１所定値以下である場合に、ヒートポンプの加熱能力を第３段階に切り換え、ヒートポンプの加熱能力が第３段階のときに、タンクの蓄熱量が第１所定値よりも高い第２所定値を超える場合に、ヒートポンプの加熱能力を第２段階に切り換え、ヒートポンプの加熱能力が第２段階または第３段階のときに、タンクの蓄熱量が第２所定値よりも高い第３所定値を超える場合に、ヒートポンプの加熱能力を第１段階に切り換え、ヒートポンプの加熱能力が第１段階のときに、タンクの蓄熱量が第３所定値よりも低く第２所定値よりも高い第４所定値以下である場合に、ヒートポンプの加熱能力を第２段階に切り換える。その暖房装置では、タンクの蓄熱量が、上部タンクサーミスタ、中部タンクサーミスタ、下部タンクサーミスタおよび蓄熱復路サーミスタの平均検出温度と、蓄熱往路サーミスタの検出温度の差に、タンクの容量を乗算することによって、あるいは、上部タンクサーミスタ、中部タンクサーミスタおよび下部タンクサーミスタの平均検出温度と、蓄熱往路サーミスタの検出温度の差に、タンクの容量を乗算することによって、算出される。

【0009】

上記の暖房装置によれば、タンクの蓄熱量が減少して湯切れ状態になりそうな場合にはヒートポンプの加熱能力を増強させ、タンクの蓄熱量が増加して満蓄状態になりそうな場合にはヒートポンプの加熱能力を低減させることで、タンクが湯切れ状態や満蓄状態になることを抑制することができる。暖房端末における放熱量の変動を緩衝する役割を、常にタンクに担わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】参考例の給湯暖房システム１０（実施例の給湯暖房システム１００）の構成を模式的に示す図である。

【図2】ヒートポンプユニット２０を運転しながら暖房を行うときの熱媒の流れを示す図である。

【図3】暖房端末９０の要求する熱媒の温度に対して、タンク３０から暖房用往路５６に送られる熱媒の温度が高い場合の熱媒の流れを示す図である。

【図4】暖房端末９０の要求する熱媒の温度に対して、タンク３０から暖房用往路５６に送られる熱媒の温度が低い場合の熱媒の流れを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の一実施形態では、暖房用の熱媒に、水又は不凍液を用いることが好ましい。

【0012】

本発明の一実施形態では、ヒートポンプで使用する冷媒に、二酸化炭素を用いることが好ましい。

【実施例】

【0013】

（参考例）
本発明の参考例について、図面を参照しながら説明する。図１は、参考例の給湯暖房システム１０を示している。図１に示すように、給湯暖房システム１０は、ヒートポンプユニット２０と、タンクユニット２８と、給湯暖房ユニット８０と、暖房端末９０を備えている。

【0014】

ヒートポンプユニット２０は、大気から吸熱して、タンクユニット２８から送られる熱媒を加熱するヒートポンプである。ヒートポンプユニット２０は、図示省略するが、圧縮機、放熱器、膨張弁、蒸発器と、それらを順に接続する冷媒循環経路を備えている。その他、蒸発器に送風するファンや、それを駆動するモータ等も設けられている。冷媒循環経路内には、冷媒である二酸化炭素が充填されている。ヒートポンプユニット２０の詳細については、公知のものと同じであるので、ここでは説明を省略する。ヒートポンプユニット２０は、加熱能力を段階的に切換可能である。本参考例では、ヒートポンプユニット２０は、加熱能力を弱い順に「小」、「中」および「大」の３段階で切換可能である。また、ヒートポンプユニット２０には、ヒートポンプユニット２０とタンクユニット２８との間で熱媒を循環させる循環ポンプ２２が設けられている。

【0015】

タンクユニット２８は、熱媒を貯めるタンク３０を備えている。本参考例の熱媒は、不凍液である。本参考例のタンク３０は、一例であるが、３０リットルの容量を有している。タンク３０には、上部タンクサーミスタ４２ａ，中部タンクサーミスタ４２ｂ，下部タンクサーミスタ４２ｃが設けられている。上部タンクサーミスタ４２ａはタンク３０の上部（例えばタンク３０の頂部から１０リットルの位置）に設けられており、中部タンクサーミスタ４２ｂはタンク３０の中間部（例えばタンク３０の頂部から１５リットルの位置）に設けられており、下部タンクサーミスタ４２ｃはタンク３０の下部（例えばタンク３０の頂部から２０リットルの位置）に設けられている。上部タンクサーミスタ４２ａ，中部タンクサーミスタ４２ｂ，下部タンクサーミスタ４２ｃは、タンクユニット２８のコントローラ５４に接続されている。なお、タンク３０内の熱媒の温度を検出するサーミスタは、上記の３つに限定されるものではなく、２つ設けられていてもよいし、４つ以上設けられていても良い。

【0016】

タンク３０は、蓄熱用往路３４と蓄熱用復路３２を介して、ヒートポンプユニット２０に接続されている。蓄熱用往路３４は、タンク３０からヒートポンプユニット２０へ熱媒を送る管路であり、タンク３０の底部に接続されている。蓄熱用復路３２は、ヒートポンプユニット２０からタンク３０へ熱媒を戻す管路であり、タンク３０の頂部に接続されている。蓄熱用往路３４と蓄熱用復路３２は、ヒートポンプユニット２０とタンク３０との間で熱媒を循環させる循環経路を構成している。当該循環経路には、前述した循環ポンプ２２が設けられている。本参考例の循環ポンプ２２は、ヒートポンプユニット２０に内蔵されているが、循環ポンプ２２の位置は特に限定されない。

【0017】

蓄熱用往路３４には、手動弁２４と、蓄熱往路サーミスタ４４が設けられている。同様に、蓄熱用復路３２にも、手動弁２４と、蓄熱復路サーミスタ４６が設けられている。蓄熱往路サーミスタ４４と蓄熱復路サーミスタ４６は、タンクユニット２８のコントローラ５４に接続されている。コントローラ５４は、蓄熱往路サーミスタ４４による検出温度から、ヒートポンプユニット２０による加熱前の熱媒の温度を把握し、蓄熱復路サーミスタ４６による検出温度から、ヒートポンプユニット２０による加熱後の熱媒の温度を把握することができる。

【0018】

暖房端末９０は、タンク３０からの熱媒を放熱させて暖房を行う。暖房端末９０は、例えば、パネルヒータ、パネルラジエータ、床暖房、ファンコンベクタ、温水式ルームエアコンである。暖房端末９０は、暖房用往路５６と暖房用復路６０を介して、タンク３０に接続されている。暖房用往路５６は、タンク３０から暖房端末９０へ熱媒を送る管路であり、タンク３０の頂部に接続されている。暖房用復路６０は、暖房端末９０からタンク３０へ熱媒を戻す管路であり、タンク３０の底部に接続されている。暖房用往路５６と暖房用復路６０は、タンク３０と暖房端末９０との間で熱媒を循環させる循環経路を構成している。

【0019】

暖房用復路６０には、手動弁５２を有する排水管５０が接続されている。また、暖房用復路６０には、膨張タンク７０が設けられている。本参考例では、熱媒の循環する回路が密閉回路とされているので、熱媒の熱膨張を吸収するために、膨張タンク７０が用意されている。なお、膨張タンク７０を接続する位置は、暖房用復路６０に限定されず、例えば暖房用往路５６や他の経路に接続してもよい。

【0020】

暖房用往路５６は、給湯暖房ユニット８０を経由して、暖房端末９０に接続されている。給湯暖房ユニット８０は、燃焼式の熱源機であり、可燃性ガスを燃焼させる二つのバーナー８４、８６を有する。一方のバーナー８４は、給湯用のものであり、給湯管路８２を流れる上水を加熱する。他方のバーナー８６は、暖房用のものであり、必要に応じて、暖房用往路５６を流れる熱媒を加熱する。また、給湯暖房ユニット８０は、コントローラ８８を有している。また、給湯暖房ユニット８０には、暖房端末９０とタンクユニット２８との間で熱媒を循環させる循環ポンプ８７が設けられている。なお、循環ポンプ８７を設ける位置は、給湯暖房ユニット８０に限られず、特に限定されない。この構成によると、暖房用往路５６を通って暖房端末９０に送られる熱媒の温度が低すぎるときは、バーナー８６で暖房用往路５６を流れる熱媒を加熱することにより、暖房端末９０に送られる熱媒の温度を上昇させることができる。

【0021】

暖房用往路５６と暖房用復路６０の間は、バイパス経路６４を介して接続されている。それにより、暖房用復路６０を流れる熱媒の一部又は全部を、タンク３０を経由することなく、暖房用往路５６へ送ることができるように構成されている。また、暖房用復路６０とバイパス経路６４との分岐位置には混合弁６６が設けられており、暖房用復路６０からバイパス経路６４を介して暖房用往路５６へ送られる熱媒の流量と、暖房用復路６０からタンク３０を介して暖房用往路５６へ送られる熱媒の流量の比率を調整できるようになっている。混合弁６６は、コントローラ５４に接続されており、その動作はコントローラ５４によって制御される。この構成によると、暖房用往路５６を通って暖房端末９０に送られる熱媒の温度が高すぎるときは、暖房用復路６０を流れる放熱後の熱媒を、暖房用往路５６を流れる熱媒に合流させることによって、暖房端末９０に送られる熱媒の温度を低下させることができる。

【0022】

暖房用往路５６には、第１暖房往路サーミスタ４８、第２暖房往路サーミスタ５８が設けられている。第１暖房往路サーミスタ４８は、バイパス経路６４が暖房用往路５６に合流する合流点よりも上流側に設けられており、タンク３０から暖房用往路５６に送られる熱媒の温度を検出する。第２暖房往路サーミスタ５８は、バイパス経路６４が暖房用往路５６に合流する合流点よりも下流側に設けられており、タンク３０から暖房用往路５６に送られる熱媒とバイパス経路６４から暖房用往路５６に送られる熱媒が混合した後の温度を検出する。暖房用復路６０には、暖房復路サーミスタ６２が設けられている。暖房復路サーミスタ６２は、暖房用復路を流れる熱媒の温度を検出する。第１暖房往路サーミスタ４８、第２暖房往路サーミスタ５８および暖房復路サーミスタ６２は、タンクユニット２８のコントローラ５４に接続されている。コントローラ５４は、第１暖房往路サーミスタ４８、第２暖房往路サーミスタ５８および暖房復路サーミスタ６２の検出温度に基づいて、混合弁６６の動作を制御することで、暖房端末９０に送られる熱媒の温度を所望の温度に調整することができる。

【0023】

図２は、ヒートポンプユニット２０を運転しながら暖房を行うときの熱媒の流れを示している。図２に示すように、暖房端末９０には、タンク３０の上部から暖房用往路５６を通じて高温の熱媒が送られる。暖房端末９０に送られた高温の熱媒は、暖房端末９０において放熱した後に、暖房用復路６０を通じてタンク３０の下部へ戻される。一方、ヒートポンプユニット２０には、タンク３０の下部から蓄熱用往路３４を通じて低温の熱媒が送られる。ヒートポンプユニット２０に送られた低温の熱媒は、ヒートポンプユニット２０において加熱された後に、蓄熱用復路３２を通じてタンク３０の上部へ戻される。

【0024】

図３は、暖房端末９０の要求する熱媒の温度に対して、タンク３０から暖房用往路５６に送られる熱媒の温度が高い場合の熱媒の流れを示している。この場合には、混合弁６６を制御して、暖房用復路６０からバイパス経路６４を介して暖房用往路５６へ送られる熱媒の流量を増加させ、暖房用復路６０からタンク３０を介して暖房用往路５６へ送られる熱媒の流量を減少させる。これにより、暖房用往路５６から暖房端末９０へ送られる熱媒の温度を、暖房端末９０の要求する熱媒の温度に調整することができる。暖房端末９０の要求する熱媒の温度が低下した場合でも、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を変化させることなく、暖房端末９０における要求の変化に速やかに対応することができる。

【0025】

図４は、暖房端末９０の要求する熱媒の温度に対して、タンク３０から暖房用往路５６に送られる熱媒の温度が低い場合の熱媒の流れを示している。この場合には、バーナー８６で暖房用往路５６を流れる熱媒を加熱する。バーナー８６における加熱量を調整することで、暖房用往路５６から暖房端末９０へ送られる熱媒の温度を、暖房端末９０の要求する熱媒の温度に速やかに調整することができる。暖房端末９０の要求する熱媒の温度が上昇した場合でも、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を変化させることなく、暖房端末９０における要求の変化に速やかに対応することができる。

【0026】

本参考例の給湯暖房システム１０では、ヒートポンプユニット２０を運転しながら暖房を行っている間、タンク３０の蓄熱量に基づいて、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を切り換える。本参考例では、タンク３０の蓄熱量を、以下によって算出する。

【0027】

タンク３０の蓄熱量＝（（上部タンクサーミスタ４２ａ、中部タンクサーミスタ４２ｂ、下部タンクサーミスタ４２ｃおよび蓄熱復路サーミスタ４６の平均検出温度）−蓄熱往路サーミスタ４４の検出温度）×タンク３０の容量

【0028】

なお、タンク３０の蓄熱量は、蓄熱復路サーミスタ４６の検出温度を用いることなく、以下によって算出してもよい。

【0029】

タンク３０の蓄熱量＝（（上部タンクサーミスタ４２ａ、中部タンクサーミスタ４２ｂおよび下部タンクサーミスタ４２ｃの平均検出温度）−蓄熱往路サーミスタ４４の検出温度）×タンク３０の容量

【0030】

本参考例の給湯暖房システム１０では、タンク３０の蓄熱量に基づいて、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を以下のように切り換える。

【0031】

ヒートポンプユニット２０の加熱能力が「小」または「中」のときに、タンク３０の蓄熱量が第１所定値（例えば１５０ｋｃａｌ）以下となると、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を「大」に切り換える。その後、ヒートポンプユニット２０の加熱能力が「大」のときに、タンク３０の蓄熱量が第２所定値（例えば２２５ｋｃａｌ）を超えると、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を「中」に切り換える。

【0032】

また、ヒートポンプユニット２０の加熱能力が「中」または「大」のときに、タンク３０の蓄熱量が第３所定値（例えば４５０ｋｃａｌ）を超えると、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を「小」に切り換える。その後、ヒートポンプユニット２０の加熱能力が「小」のときに、タンク３０の蓄熱量が第４所定値（例えば３００ｋｃａｌ）以下となると、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を「中」に切り換える。

【0033】

以上のようにヒートポンプユニット２０の加熱能力を切り換えることで、本参考例の給湯暖房システム１０は、以下のように動作する。ヒートポンプユニット２０を運転しながら暖房端末９０での暖房を行う場合、通常はヒートポンプユニット２０の加熱能力は「中」に設定されている。暖房端末９０における放熱量に比べて、ヒートポンプユニット２０における加熱量が小さい場合には、時間の経過とともにタンク３０の蓄熱量が減少していく。そこで、タンク３０の蓄熱量が第１所定値以下となったときにヒートポンプユニット２０の加熱能力を「大」に切り換えることで、タンク３０に供給される熱量を増大させて、タンク３０が湯切れ状態となることが抑制されている。ヒートポンプユニット２０の加熱能力を「大」に切り換えることで、暖房端末９０における放熱量に比べてヒートポンプユニット２０における加熱量が大きくなると、時間の経過とともにタンク３０の蓄熱量が増加していく。そして、タンク３０の蓄熱量が第２所定値を超えると、ヒートポンプユニット２０の加熱能力は「中」に戻される。

【0034】

上記とは異なり、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を「中」として暖房端末９０での暖房を行っている際に、暖房端末９０における放熱量に比べて、ヒートポンプユニット２０における加熱量が大きい場合には、時間の経過とともにタンク３０の蓄熱量が増大していく。そこで、タンク３０の蓄熱量が第３所定値を超えたときにヒートポンプユニット２０の加熱能力を「小」に切り換えることで、タンク３０に供給される熱量を減少させて、タンク３０が満蓄状態となることが抑制されている。ヒートポンプユニット２０の加熱能力を「小」に切り換えることで、暖房端末９０における放熱量に比べてヒートポンプユニット２０における加熱量が小さくなると、時間の経過とともにタンク３０の蓄熱量が減少していく。そして、タンク３０の蓄熱量が第４所定値以下となると、ヒートポンプユニット２０の加熱能力は「中」に戻される。

【0035】

以上のように、本参考例では、暖房端末９０とヒートポンプユニット２０の間にタンク３０を介在させ、タンク３０の蓄熱量に応じてヒートポンプユニット２０の加熱能力を切り換えている。タンク３０が暖房端末９０における放熱量の変動を緩衝する役割を果たすので、暖房端末９０における放熱量の変動に対してヒートポンプユニット２０の加熱能力を即座に追従させて切り換える必要がない。ヒートポンプユニット２０の加熱能力を段階的にしか切り換えできない場合であっても、暖房端末９０における放熱量とヒートポンプユニット２０における加熱量を長期的にバランスさせることができる。このような構成とすることで、ヒートポンプユニット２０が不必要に発停や加熱能力の切り換えを繰り返す事態を防ぐことができる。

【0036】

（実施例）
本実施例の給湯暖房システム１００は、図１に示す参考例の給湯暖房システム１０と同様の構成を備えているが、ヒートポンプユニット２０の加熱能力の切り換え方法が参考例の給湯暖房システム１０とは異なる。本実施例の給湯暖房システム１００では、上部タンクサーミスタ４２ａ、中部タンクサーミスタ４２ｂおよび下部タンクサーミスタ４２ｃの検出温度に応じて、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を以下のように切り換える。

【0037】

ヒートポンプユニット２０の加熱能力が「小」または「中」のときに、上部タンクサーミスタ４２ａの検出温度が第１所定値（例えば７０℃）以下となった場合、あるいは中部タンクサーミスタ４２ｂの検出温度が第２所定値（例えば３０℃）以下となった場合、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を「大」に切り換える。その後、ヒートポンプユニット２０の加熱能力が「大」のときに、上部タンクサーミスタ４２ａの検出温度が第３所定値（例えば７５℃）を超えて、かつ中部タンクサーミスタ４２ｂの検出温度が第４所定値（例えば４０℃）を超えると、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を「中」に切り換える。

【0038】

また、ヒートポンプユニット２０の加熱能力が「中」または「大」のときに、中部タンクサーミスタ４２ｂの検出温度が第５所定値（例えば７５℃）を超えて、かつ下部タンクサーミスタ４２ｃの検出温度が第６所定値（例えば４０℃）を超えた場合、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を「小」に切り換える。その後、ヒートポンプユニット２０の加熱能力が「小」のときに、中部タンクサーミスタ４２ｂの検出温度が第７所定値（例えば７０℃）以下となった場合、あるいは下部タンクサーミスタ４２ｃの検出温度が第８所定値（例えば３０℃）以下となった場合に、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を「中」に切り換える。

【0039】

以上のようにヒートポンプユニット２０の加熱能力を切り換えることで、給湯暖房システム１０は以下のように動作する。暖房端末９０における放熱量に比べて、ヒートポンプユニット２０における加熱量が小さい場合には、時間の経過とともにタンク３０の蓄熱量が減少していく。そこで、上部タンクサーミスタ４２ａの検出温度が第１所定値以下となった場合、あるいは中部タンクサーミスタ４２ｂの検出温度が第２所定値以下となった場合に、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を「大」に切り換えることで、タンク３０が湯切れ状態となることが抑制されている。ヒートポンプユニット２０の加熱能力を「大」に切り換えることで、暖房端末９０における放熱量に比べてヒートポンプユニット２０における加熱量が大きくなると、時間の経過とともにタンク３０の蓄熱量が増加していく。そして、上部タンクサーミスタ４２ａの検出温度が第３所定値を超えて、かつ中部タンクサーミスタ４２ｂの検出温度が第４所定値を超えると、ヒートポンプユニット２０の加熱能力は「中」に弱められる。

【0040】

上記とは異なり、暖房端末９０における放熱量に比べて、ヒートポンプユニット２０における加熱量が大きい場合には、時間の経過とともにタンク３０の蓄熱量が増大していく。そこで、中部タンクサーミスタ４２ｂの検出温度が第５所定値を超えて、かつ下部タンクサーミスタ４２ｃの検出温度が第６所定値を超えた場合に、ヒートポンプユニット２０の加熱能力を「小」に切り換えることで、タンク３０が満蓄状態となることが抑制されている。ヒートポンプユニット２０の加熱能力を「小」に切り換えることで、暖房端末９０における放熱量に比べてヒートポンプユニット２０における加熱量が小さくなると、時間の経過とともにタンク３０の蓄熱量が減少していく。そして、中部タンクサーミスタ４２ｂの検出温度が第７所定値以下となるか、あるいは下部タンクサーミスタ４２ｃの検出温度が第８所定値以下となると、ヒートポンプユニット２０の加熱能力は「中」に強められる。

【0041】

以上のように、本実施例では、暖房端末９０とヒートポンプユニット２０の間にタンク３０を介在させ、タンク３０に設けられた上部タンクサーミスタ４２ａ、中部タンクサーミスタ４２ｂ、下部タンクサーミスタ４２ｃの検出温度に応じてヒートポンプユニット２０の加熱能力を切り換えている。タンク３０が暖房端末９０における放熱量の変動を緩衝する役割を果たすので、暖房端末９０における放熱量の変動に対してヒートポンプユニット２０の加熱能力を即座に追従させて切り換える必要がない。ヒートポンプユニット２０の加熱能力を段階的にしか切り換えできない場合であっても、暖房端末９０における放熱量とヒートポンプユニット２０における加熱量を長期的にバランスさせることができる。このような構成とすることで、ヒートポンプユニット２０が不必要に発停や加熱能力の切り換えを繰り返す事態を防ぐことができる。

【0042】

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

【0043】

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0044】

１０ 給湯暖房システム
２０ ヒートポンプユニット
２２ 循環ポンプ
２４ 手動弁
２８ タンクユニット
３０ タンク
３２ 蓄熱用復路
３４ 蓄熱用往路
４２ａ 上部タンクサーミスタ
４２ｂ 中部タンクサーミスタ
４２ｃ 下部タンクサーミスタ
４４ 蓄熱往路サーミスタ
４６ 蓄熱復路サーミスタ
４８ 第１暖房往路サーミスタ
５０ 排水管
５２ 手動弁
５４ コントローラ
５６ 暖房用往路
５８ 第２暖房往路サーミスタ
６０ 暖房用復路
６２ 暖房復路サーミスタ
６４ バイパス経路
６６ 混合弁
７０ 膨張タンク
８０ 給湯暖房ユニット
８２ 給湯管路
８４ バーナー
８６ バーナー
８７ 循環ポンプ
８８ コントローラ
９０ 暖房端末
１００ 給湯暖房システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】