JP2012087994A - 暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】電気ヒートポンプと他の加熱装置とを組み合わせた暖房システムにおいて、暖房能力が不足することなく、より高いエネルギー効率で暖房することが可能であり、且つ全体システムをより簡素化することができる暖房システムを提供する。
【解決手段】燃焼加熱手段２２と加熱源制御手段２１とを有する燃焼熱源機２０と、暖房放熱体３０と、熱交換器１３と、電気ヒートポンプ１２と、暖房放熱体３０の運転状態を設定可能な運転状態設定手段４０とを備え、第１の通信線Ｌ１にて運転状態設定手段４０と加熱源制御手段２１とが互いに通信可能に接続され、第２の通信線Ｌ２にて加熱源制御手段２１から電気ヒートポンプ１２が制御可能となるように接続され、加熱源制御手段２１は、燃焼加熱手段２２と電気ヒートポンプ１２とを制御し、電気ヒートポンプ１２による加熱の不足分を燃焼加熱手段２２にて補う。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば床暖房システムのように、暖房循環熱媒を用いて暖房する暖房システムに関する。

近年では種々の暖房システムが利用されており、例えば床暖房システムのように、温水等の暖房循環熱媒を用いた暖房システムが広く普及している。
また近年の暖房システムは環境性能が重視される傾向があり、エネルギー効率が高く、二酸化炭素排出量の低減に貢献できる暖房システムが望まれている。
これに対して従来の暖房システムは暖房に掛かるコストの低減が重視されており、例えば特許文献１に記載された従来技術では、燃焼加熱器（石油バーナ）と電気ヒートポンプとを備えた給湯暖房装置において、貯湯タンクの温水を電気ヒートポンプで加熱する温水循環路と、燃焼加熱器で加熱する温水循環路と、の並列に構成された２通りの循環路を有している。そして、電気料金が安い深夜時間帯では電気ヒートポンプで温水を加熱し、それ以外の時間帯では燃焼加熱器で温水を加熱し、能力不足時には電気ヒートポンプと燃焼加熱器の両者で温水を加熱する、給湯暖房装置が開示されている。

特開２００５−２７３９５８号公報

燃焼加熱器のエネルギー効率と電気ヒートポンプのエネルギー効率を比較した場合、一般的には電気ヒートポンプのエネルギー効率のほうが燃焼加熱器のエネルギー効率よりも高い。燃焼加熱器のエネルギー効率は１００％を超えられないが、大気の温度を利用する近年の電気ヒートポンプでは条件次第で４００〜５００％に達するものも存在し、駆動源である電気自体のエネルギー効率（３０〜４０％程度）を考慮しても１００％を超えるエネルギー効率を実現している。
しかし、エネルギー効率のみを重視して電気ヒートポンプのみで暖房システムを構成すると、暖房能力が不足する場合や（電気ヒートポンプは即効性がやや低い傾向がある）、条件によっては電気ヒートポンプのエネルギー効率が４００％よりも下回る場合もあるため、電気ヒートポンプと他の加熱装置とを組み合わせた暖房システムとすることが好ましい。

特許文献１に記載された従来技術では、燃焼加熱器と電気ヒートポンプとを並列に配置し、電気料金が安い深夜時間帯（例えば２３時〜７時）にて電気ヒートポンプを用いて温水を生成している。ところが、一般的により多くの温水を必要とする時間帯は、深夜時間帯よりも前の時間帯（夕食の１８時頃〜入浴が終わるまでの２３時頃）であることが多いと予想される。このため、特許文献１に記載された従来技術では、エネルギー効率が低い燃焼加熱器の稼働率が高く、エネルギー効率が高い電気ヒートポンプの稼働率が低くなる傾向がある。つまり、より高いエネルギー効率で暖房できるにもかかわらず、比較的低いエネルギー効率で暖房している可能性がある。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、電気ヒートポンプと他の加熱装置とを組み合わせた暖房システムにおいて、暖房能力が不足することなく、より高いエネルギー効率で暖房することが可能であり、且つ暖房システムの全体構成をより簡素化することができる暖房システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る暖房システムは次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、燃焼により暖房循環熱媒を加熱する燃焼加熱手段と当該燃焼加熱手段を制御する加熱源制御手段とを有する燃焼熱源機と、前記燃焼熱源機から出力された暖房循環熱媒が入力されて放熱するとともに放熱後の暖房循環熱媒を熱交換器に向けて出力する暖房放熱体と、前記暖房放熱体から入力された暖房循環熱媒をヒートポンプ循環熱媒を用いて加熱し、加熱した暖房循環熱媒を前記燃焼熱源機に向けて出力する前記熱交換器と、ヒートポンプ循環熱媒を加熱する電気ヒートポンプと、前記暖房放熱体の運転状態を利用者が設定可能な運転状態設定手段と、を備える。
また、第１の通信線にて、前記運転状態設定手段と前記加熱源制御手段とが互いに通信可能となるように接続されており、第２の通信線にて、前記加熱源制御手段から前記電気ヒートポンプが制御可能となるように接続されている。
そして前記運転状態設定手段は、利用者から運転状態が設定された場合、設定された運転状態を含む設定情報を前記加熱源制御手段に送信し、前記加熱源制御手段は、前記設定情報を受信すると、受信した設定情報に含まれている運転状態に基づいて前記燃焼加熱手段と前記電気ヒートポンプを制御して、前記電気ヒートポンプによる暖房循環熱媒の加熱の不足分を前記燃焼加熱手段にて補う。
また前記加熱源制御手段は、凍結防止運転を含む自動運転の条件が満足された場合、予め設定された運転状態を含む設定情報を前記運転状態設定手段に送信し、前記設定情報に含まれている運転状態に基づいて前記燃焼加熱手段と前記電気ヒートポンプを制御して、前記電気ヒートポンプによる暖房循環熱媒の加熱の不足分を前記燃焼加熱手段にて補う。

この第１の発明では、電気ヒートポンプと燃焼熱源機とを直列に配置し、暖房放熱体にて放熱後の暖房循環熱媒を、熱交換器を介して電気ヒートポンプにて加熱した後、燃焼熱源機にて更に加熱可能な構成（直列構成）とし、更に電気ヒートポンプの稼働率を上げることで、より高いエネルギー効率で暖房することが可能となる。
また、運転状態設定手段と加熱源制御手段との間の通信を第１の通信線を介して行い、第２の通信線を介して加熱源制御手段から電気ヒートポンプを制御する。加熱源制御手段にて、燃焼加熱手段と電気ヒートポンプとの双方を制御することで、より高いエネルギー効率で暖房するための加熱の分担等、適切な制御を行うことが可能であり、更に、電気ヒートポンプを制御する専用のコントローラを省略できるので、システムをより簡素化することができる。

次に、本発明の第２の発明は、燃焼により暖房循環熱媒を加熱する燃焼加熱手段と当該燃焼加熱手段を制御する加熱源制御手段とを有する燃焼熱源機と、前記燃焼熱源機から出力された暖房循環熱媒が入力されて放熱するとともに放熱後の暖房循環熱媒を前記燃焼熱源機に向けて出力する暖房放熱体と、前記暖房放熱体の運転状態を利用者が設定可能な運転状態設定手段と、前記加熱源制御手段と前記運転状態設定手段とを互いに通信可能となるように接続する第１の通信線と、を備えるとともに、前記運転状態設定手段は、利用者から運転状態が設定された場合、設定された運転状態を含む設定情報を、前記加熱源制御手段に向けて送信し、前記加熱源制御手段は、凍結防止運転を含む自動運転の条件が満足された場合、予め設定された運転状態を含む設定情報を、前記運転状態設定手段に送信する、暖房装置に追加可能な暖房システムである。
そして暖房システムは、前記暖房放熱体から前記燃焼熱源機に暖房循環熱媒を戻す暖房循環熱媒戻配管の途中に設けられる熱交換器であるとともに前記暖房放熱体から入力された暖房循環熱媒をヒートポンプ循環熱媒を用いて加熱し、加熱した暖房循環熱媒を前記燃焼熱源機に向けて出力する前記熱交換器と、ヒートポンプ循環熱媒を加熱する電気ヒートポンプと、で構成されており、第２の通信線にて、前記加熱源制御手段から前記電気ヒートポンプが制御可能となるように接続されている。

この第２の発明によれば、燃焼熱源機と暖房放熱体と運転状態設定手段と第１の通信線とを備えた既存の暖房装置に、熱交換器と電気ヒートポンプとで構成された暖房システムを追加することで、より高いエネルギー効率で暖房する暖房システムへと容易に変更することができる。また加熱源制御手段から電気ヒートポンプを制御し、電気ヒートポンプを制御する専用のコントローラを省略できるので、システムをより簡素化することができる。

本発明の暖房システム１の一実施の形態を説明する図である。 運転状態設定手段４０の処理手順の例を説明するフローチャートである。 加熱源制御手段２１の処理手順の例を説明するフローチャートである。 暖房運転モードと運転停止モードの処理手順の例を説明するフローチャートである。 試運転モードと凍結防止運転モードの処理手順の例を説明するフローチャートである。

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の暖房システム１の一実施の形態を示している。
●［暖房システム１の全体構成（図１）］
図１に示すように、暖房システム１は、暖房放熱体３０、運転状態設定手段４０、電気ヒートポンプシステム１０、燃焼熱源機２０にて構成されている。
燃焼熱源機２０と暖房放熱体３０は、暖房循環熱媒往配管Ｈａにて接続されており、暖房循環熱媒（例えば温水）は、燃焼熱源機２０から暖房放熱体３０（図１中の一点鎖線矢印の方向）に供給される。
暖房放熱体３０と電気ヒートポンプシステム１０の熱交換器１３は、暖房循環熱媒戻配管Ｈｂにて接続されており、暖房循環熱媒は暖房放熱体３０から熱交換器１３（図１中の一点鎖線矢印の方向）に供給される。
熱交換器１３と燃焼熱源機２０は、暖房循環熱媒戻配管Ｈｃにて接続されており、暖房循環熱媒は、熱交換器１３から燃焼熱源機２０（図１中の一点鎖線矢印の方向）に供給される。

暖房放熱体３０は例えば部屋Ｒの床に設けられた床暖房装置であり、燃焼熱源機２０から出力された暖房循環熱媒（例えば温水）が暖房循環熱媒往配管Ｈａを介して入力されて部屋Ｒ内に放熱し、暖房循環熱媒戻配管Ｈｂを介して放熱後の暖房循環熱媒を熱交換器１３に向けて出力する。
運転状態設定手段４０は、部屋Ｒの壁等に設けられており、利用者が暖房放熱体３０の運転のＯＮとＯＦＦを設定する運転起動手段、設定温度を数値で設定する温度設定手段（または設定温度を能力段階（強・中・弱や１・２・３・４・５等）で選択する暖房能力設定手段）の少なくとも一方、及び設定状態や運転状態等を表示する表示手段、ＣＰＵ等の制御手段を備えている。

電気ヒートポンプシステム１０は、熱交換器１３、電気ヒートポンプ１２等で構成され、電気ヒートポンプ１２は第２の通信線Ｌ２を介して加熱源制御手段２１から制御される。
熱交換器１３は、暖房循環熱媒戻配管Ｈｂから入力された暖房循環熱媒を、ヒートポンプ循環熱媒配管Ｈｈ内を循環するヒートポンプ循環熱媒（例えばＣＯ_２やＲ４１０Ａ（代替フロン冷媒））を用いて加熱し、加熱した暖房循環熱媒を、燃焼熱源機２０に向けて暖房循環熱媒戻配管Ｈｃに出力する。
また電気ヒートポンプ１２は、ヒートポンプ循環熱媒を加熱することとヒートポンプ循環熱媒の流量を調節することが可能である。
また、熱交換器１３への暖房循環熱媒の入口に相当する暖房循環熱媒戻配管Ｈｂの位置には暖房循環熱媒温度検出手段１４が設けられている。

燃焼熱源機２０は例えばガスや石油等の化石燃料を燃焼させて暖房循環熱媒を加熱する装置であり、暖房熱動弁２９、入力温度検出手段２７、熱交換器２３、熱交換器２３を介して暖房循環熱媒を加熱する燃焼加熱手段２２（燃焼バーナ等）、燃焼加熱手段２２を制御する加熱源制御手段２１、燃料供給配管２２Ｈ、循環ポンプ２４、出力温度検出手段２８、吸気手段２５、外気温度検出手段２６等、を備えている。そして加熱源制御手段２１はＣＰＵ等の制御手段を備えている。なお加熱源制御手段２１は、燃焼加熱手段２２を制御するとともに、第２の通信線Ｌ２を介して電気ヒートポンプ１２を制御することで、より効率よく加熱を行うことが可能であるとともに、電気ヒートポンプを制御する専用のコントローラを省略し、システムをより簡素化している。

第１の通信線Ｌ１は運転状態設定手段４０と加熱源制御手段２１とが互いに通信可能となるように接続しており、第２の通信線Ｌ２は加熱源制御手段２１から電気ヒートポンプ１２が制御可能となるように接続している。
そして、運転状態設定手段４０と加熱源制御手段２１は、第１の通信線Ｌ１を介して、以下に説明するように設定情報の送受信を行う。
なお、暖房システム１の運転モードの種類（設定情報に含まれている運転モード情報）には、例えば暖房システム１を住宅に据え付けた際に各機器の動作をチェックする試運転モードや、外気温度が氷点下になって暖房循環熱媒の氷結による不具合を回避するための凍結防止運転モードや、利用者による通常の暖房運転である暖房運転モード等がある。例えば暖房運転モードは、利用者が運転状態設定手段４０を操作することで動作させることができる運転モードであり、試運転モードと凍結防止運転モードは、所定の条件が満足された場合に自動的に実行される運転モードである。

まず、暖房運転モードについて説明する。暖房運転モードでは、設定情報は、運転状態設定手段４０から発信され、第１の通信線Ｌ１を介して加熱源制御手段２１に届けられる。
運転状態設定手段４０は、利用者から運転状態（ＯＮ／ＯＦＦや設定温度等）を含む設定情報が設定（入力）された場合、設定された運転状態を含む設定情報を、第１の通信線Ｌ１を介して加熱源制御手段２１に送信する。

そして加熱源制御手段２１は、設定情報を受信すると、受信した設定情報に含まれている運転状態に基づいて電気ヒートポンプ１２を制御する。そして電気ヒートポンプ１２により加熱されたヒートポンプ循環熱媒が熱交換器１３を介して暖房循環熱媒を加熱し、熱交換器１３は、加熱された暖房循環熱媒を燃焼熱源機２０に向けて出力する。
例えば受信した設定情報の運転状態に「暖房システムＯＦＦ→ＯＮと設定温度＝２５℃」が設定されていた場合、加熱源制御手段２１は電気ヒートポンプ１２を駆動し、加熱を開始する。

また加熱源制御手段２１は、設定情報を受信すると、受信した設定情報に含まれている運転状態に基づいて燃焼加熱手段２２を制御し、電気ヒートポンプ１２による暖房循環熱媒の加熱の不足分を補う。電気ヒートポンプ１２の加熱能力は、燃焼加熱手段２２の加熱能力と比較すると即効性がやや低く、特に暖房システムの起動時では、早く目標温度となるように電気ヒートポンプ１２の不足分を燃焼加熱手段２２で補うことが有効である。
例えば受信した設定情報の運転状態に「暖房システムＯＦＦ→ＯＮと設定温度＝２５℃」が設定されていた場合、加熱源制御手段２１は、暖房熱動弁２９を開いて循環ポンプ２４を駆動して暖房循環熱媒の循環を開始し、出力温度検出手段２８にて検出した温度が目標温度となるように燃焼加熱手段２２や吸気手段２５（吸気ファン等）を制御する。

なお、運転状態設定手段４０から送信される設定情報には、運転モードの種類を示す運転モード情報（この場合、暖房運転モード等）と、利用者が設定した設定温度（××℃等）あるいは能力段階（強・中・弱や１・２・３・４・５等）の少なくとも一方を示す調整情報が、運転状態として含まれている。

次に、試運転モードと凍結防止運転モードについて説明する。試運転モード及び凍結防止運転モードでは、設定情報は、加熱源制御手段２１から発信され、第１の通信線Ｌ１を介して運転状態設定手段４０に届けられる。
加熱源制御手段２１は、自動運転（この場合、試運転と凍結防止運転）の条件が満足された場合、予め設定された運転状態を含む設定情報を、第１の通信線Ｌ１を介して運転状態設定手段４０に送信する。

そして運転状態設定手段４０は、設定情報を受信すると、受信した設定情報に含まれている運転状態に基づいて利用者への表示等を行う。そして電気ヒートポンプ１２は熱交換器１３を介して暖房循環熱媒を加熱し、熱交換器１３は、加熱された暖房循環熱媒を燃焼熱源機２０に向けて出力する。
例えば受信した設定情報の運転状態に「凍結防止運転モード（または試運転モード）」が設定されていた場合、運転状態設定手段４０は「凍結防止運転モード」であることを表示する。また加熱源制御手段２１は、電気ヒートポンプ１２を駆動し、加熱を開始する。
そして加熱源制御手段２１は、設定情報に含まれている運転状態に基づいて燃焼加熱手段２２を制御し、電気ヒートポンプ１２による暖房循環熱媒の加熱の不足分を補う。

●［運転状態設定手段４０の処理手順（図２）］
次に図２に示すフローチャートを用いて、運転状態設定手段４０の処理手順の例を説明する。なお、この処理は例えば一定時間毎やメッセージを受信する毎に実行される。
運転状態設定手段４０は、ステップＳ１Ａにて、加熱源制御手段２１から設定情報等のメッセージを受信したか否かを判定する。メッセージを受信した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１Ｂに進み、メッセージを受信していない場合（Ｎｏ）はステップＳ２に進む。
ステップＳ１Ｂに進んだ場合、運転状態設定手段４０は、受信したメッセージを自身に取り込み、メッセージが設定情報である場合は自身で記憶している設定情報を更新し、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、運転状態設定手段４０は、受信した設定情報に基づいて、加熱源制御手段２１によって試運転モードと判定されているか否かを判定する。
加熱源制御手段２１によって試運転モードと判定されている場合（Ｙｅｓ）は処理を終了し、試運転モードと判定されていない場合（Ｎｏ）はステップＳ４に進む。
ステップＳ４に進んだ場合、運転状態設定手段４０は、受信した設定情報に基づいて、加熱源制御手段２１によって凍結防止運転モードと判定されているか否かを判定する。
加熱源制御手段２１によって凍結防止運転モードと判定されている場合（Ｙｅｓ）は処理を終了し、凍結防止運転モードと判定されていない場合（Ｎｏ）はステップＳ６に進む。
ステップＳ６に進んだ場合、運転状態設定手段４０は、利用者からの暖房運転の設定（起動ボタンの操作や、温度設定手段または暖房能力設定手段からの設定）の有無を判定する。利用者からの暖房運転の設定（入力）が有る場合（Ｙｅｓ）はステップＳ８Ａに進み、暖房運転の設定が無い場合（Ｎｏ）はステップＳ８に進む。
ステップＳ８に進んだ場合、運転状態設定手段４０は、利用者からの運転停止の設定の有無を判定する。利用者からの運転停止の設定が有る場合（Ｙｅｓ）はステップＳ８Ｂに進み、運転停止の設定が無い場合（Ｎｏ）は処理を終了する。

ステップＳ８Ａに進んだ場合、暖房運転モード情報と、当該暖房運転モードにて設定された設定温度（または能力段階）とを含む設定情報を加熱源制御手段２１に送信し、処理を終了する。
ステップＳ８Ｂに進んだ場合、運転停止モード情報を含む設定情報を加熱源制御手段２１に送信し、処理を終了する。
以上に説明したように、設定情報に含まれている運転状態には、運転モード情報と、設定温度（または能力段階の少なくとも一方）と、が含まれている。

●［加熱源制御手段２１の処理手順（図３）］
次に図３に示すフローチャートを用いて、加熱源制御手段２１の処理手順の例を説明する。なお、この処理は例えば一定時間毎やメッセージを受信する毎に実行される。
加熱源制御手段２１は、ステップＳＴ１Ａにて、運転状態設定手段４０から設定情報等のメッセージを受信したか否かを判定する。メッセージを受信した場合（Ｙｅｓ）はステップＳＴ１Ｂに進み、メッセージを受信していない場合（Ｎｏ）はステップＳＴ２に進む。
ステップＳＴ１Ｂに進んだ場合、加熱源制御手段２１は、受信したメッセージを自身に取り込み、メッセージが設定情報である場合は自身で記憶している設定情報を更新し、ステップＳＴ２に進む。

ステップＳＴ２では、加熱源制御手段２１は、自動運転の１つである試運転モードの条件が成立しているか否かを判定する。加熱源制御手段２１は、例えば通常の利用者が操作しないような特殊なボタン操作や、特殊な機器を接続した場合に試運転モードの条件を満足したと判定する。
試運転モードの条件を満足したと判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳＴ４Ａに進み、試運転モードの条件を満足していないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳＴ３に進む。
ステップＳＴ３に進んだ場合、加熱源制御手段２１は、自動運転の１つである凍結防止運転の条件が成立しているか否かを判定する。例えば加熱源制御手段２１は、外気温度検出手段２６を用いて外気温度を取り込み、取り込んだ外気温度が所定温度以下、且つ暖房システム１が所定時間以上停止状態である場合に凍結防止運転モードの条件を満足したと判定する。
凍結防止運転モードの条件を満足したと判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳＴ４Ｂに進み、凍結防止運転モードの条件を満足していないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳＴ５に進む。

ステップＳＴ４Ａに進んだ場合、加熱源制御手段２１は、試運転モード（運転モード情報）と、当該試運転モードに対して予め設定された設定温度（または能力段階）とを含む設定情報を、第１の通信線Ｌ１を介して運転状態設定手段４０に送信し、ステップＳＴ５に進む。
ステップＳＴ４Ｂに進んだ場合、加熱源制御手段２１は、凍結防止運転モード（運転モード情報）と、当該凍結防止運転モードに対して予め設定された設定温度または能力段階（暖房循環熱媒の凍結を防止するために設定する温度や段階）を含む設定情報を、第１の通信線Ｌ１を介して運転状態設定手段４０に送信し、ステップＳＴ５に進む。

ステップＳＴ５では、加熱源制御手段２１は、自身が記憶している設定情報に含まれている運転状態に基づいて、運転モード情報が試運転モードであるか否かを判定する。試運転モードであると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳＴ７Ａに進み、試運転モードでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳＴ６に進む。
ステップＳＴ６に進んだ場合、加熱源制御手段２１は、自身が記憶している設定情報に含まれている運転状態に基づいて、運転モード情報が凍結防止運転モードであるか否かを判定する。凍結防止運転モードであると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳＴ７Ｂに進み、凍結防止運転モードでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳＴ７に進む。
ステップＳＴ７に進んだ場合、加熱源制御手段２１は、自身が記憶している設定情報に含まれている運転状態に基づいて、運転モード情報が暖房運転モードであるか否かを判定する。暖房運転モードであると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳＴ７Ｃに進み、暖房運転モードでないと判定した場合（Ｎｏ）（この場合、運転停止モードと判定した場合）はステップＳＴ７Ｄに進む。

ステップＳＴ７Ａに進んだ場合、加熱源制御手段２１は、試運転モードに応じて電気ヒートポンプ１２、燃焼加熱手段２２等を動作させて、処理を終了する。
ステップＳＴ７Ｂに進んだ場合、加熱源制御手段２１は、凍結防止運転モードに応じて電気ヒートポンプ１２、燃焼加熱手段２２等を動作させて、処理を終了する。
ステップＳＴ７Ｃに進んだ場合、加熱源制御手段２１は、暖房運転モードに応じて電気ヒートポンプ１２、燃焼加熱手段２２等を動作させて、処理を終了する。
ステップＳＴ７Ｄに進んだ場合、加熱源制御手段２１は、運転停止モードに応じて電気ヒートポンプ１２、燃焼加熱手段２２等の動作を停止させて、処理を終了する。
なお、暖房運転モード時の処理、運転停止モード時の処理、試運転モード時の処理、凍結防止運転モード時の処理の各々の詳細については以下に説明する。

●［暖房運転モードと運転停止モードの処理手順（図４）］
次に図４に示すフローチャートを用いて、暖房運転モードと運転停止モードの処理手順の例を説明する。なお、この処理は図３に示すステップＳＴ７Ｃ（暖房運転モード）、ステップＳＴ７Ｄ（運転停止モード）の処理である。

［暖房運転モードの処理］
加熱源制御手段２１は、暖房運転モードの処理を開始すると、ステップＳ１０にて、燃焼熱源機２０が運転中であるか否かを判定する。運転中であると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２０に進み、運転中でないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ１５に進む。
ステップＳ１５に進んだ場合、加熱源制御手段２１は、燃焼熱源機２０の運転を開始（燃焼加熱手段２２による加熱を開始）し、ステップＳ２０に進む。
ステップＳ２０では、加熱源制御手段２１は、暖房循環熱媒温度を取り込み（暖房循環熱媒温度検出手段１４からの検出信号に基づいて熱交換器１３に入力される暖房循環熱媒の温度を検出し）、ステップＳ２５に進む。
ステップＳ２５では、加熱源制御手段２１は、検出した暖房循環熱媒温度が、所定熱媒温度（Ｔ１）以下であるか否かを判定する。所定熱媒温度（Ｔ１）以下である判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３０に進み、所定熱媒温度（Ｔ１）より高いと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ４５に進む。

例えば一般的な電気ヒートポンプを用いて暖房循環熱媒を加熱する場合、加熱後の暖房循環熱媒の温度が６０℃前後となる状態が、最も効率が良い。しかし、電気ヒートポンプ１２を用いて暖房循環熱媒を６０℃まで加熱しようとした際、入力される暖房循環熱媒の温度が５５℃以上の場合、加熱による温度上昇分が＋５℃以下であり、電気ヒートポンプ１２のエネルギー効率が低くなる。従って、加熱の前後の暖房循環熱媒の温度差が所定温度差以上でない場合は電気ヒートポンプ１２の駆動を停止することが、エネルギー効率の観点から好ましい。
なお、実施の形態の説明では暖房循環熱媒温度が所定熱媒温度（Ｔ１）より高いか否かを判定したが、加熱後の目標温度と、検出した（加熱前の）暖房循環熱媒温度との温度差が所定温度差以上であるか否かを判定するようにしてもよい。

ステップＳ３０に進んだ場合、加熱源制御手段２１は、外気温度を取り込み（外気温度検出手段２６からの検出信号に基づいて外気温度を検出し）、ステップＳ３５に進む。
加熱源制御手段２１は、図１に示すように、外気温度検出手段２６を備えており、検出信号に基づいて外気温度を検出することができる。なお燃焼熱源機２０は、燃焼加熱手段２２による完全燃焼を促進するための吸気手段２５（吸気ファン等）を備えている。この吸気手段２５の近傍に外気温度検出手段２６を配置しておき、加熱源制御手段２１にて外気温度を検出する場合、検出前に吸気手段２５を駆動すると、より適切に外気温度を検出することが期待できる。
ステップＳ３５にて、加熱源制御手段２１は、検出した外気温度が、所定外気温度（Ｔ２）以上であるか否かを判定する。所定外気温度（Ｔ２）以上であると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ４０に進み、所定外気温度（Ｔ２）より低いと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ４５に進む。例えば電気ヒートポンプ１２は、大気中の熱を利用して高いエネルギー効率を実現しているが、大気中の熱が低い（外気温度が低い、例えば外気温が０℃以下）場合、電気ヒートポンプ１２のエネルギー効率が低くなる。従って、外気温度が所定外気温度（Ｔ２）以上でない場合は電気ヒートポンプ１２の駆動を停止することが、エネルギー効率の観点から好ましい。

ステップＳ４０に進んだ場合、加熱源制御手段２１は、目標温度（設定温度や能力段階から目標温度を求める）と検出した暖房循環熱媒温度に応じて電気ヒートポンプ１２を駆動（制御）し、ステップＳ５０に進む。なお、加熱源制御手段２１は、設定情報に含まれている設定温度（または能力段階の少なくとも一方）に基づいて、ヒートポンプ循環熱媒配管Ｈｈ内を流れるヒートポンプ循環熱媒の循環流量を調節する循環ポンプ（図示省略）の制御を行うこともできる。
ステップＳ４５に進んだ場合、加熱源制御手段２１は、電気ヒートポンプ１２を停止し、ステップＳ５０に進む。
ステップＳ５０では、加熱源制御手段２１は燃焼加熱手段２２を制御（目標温度（設定温度）と、入力温度検出手段２７や出力温度検出手段２８にて検出した実際の暖房循環熱媒の温度との偏差が小さくなるように燃焼加熱手段２２の加熱量を制御）して、電気ヒートポンプ１２による暖房循環熱媒の加熱の不足分を補い、処理を終了する。

［運転停止モードの処理］
また、加熱源制御手段２１は、運転停止モードの処理を開始すると、ステップＳ８０にて電気ヒートポンプ１２を停止させ、ステップＳ９０にて燃焼熱源機２０の運転を停止させ、処理を終了する。

●［試運転モードと凍結防止運転モードの修理手順（図５）］
次に図５に示すフローチャートを用いて、試運転モードと凍結防止運転モードの処理手順の例を説明する。なお、この処理は図３に示すステップＳＴ７Ａ（試運転モード）、ステップＳＴ７Ｂ（凍結防止運転モード）の処理である。
また「試運転モードの処理」と「凍結防止運転モードの処理」は、上述した「暖房運転モードの処理」との共通部が多く、本実施の形態では主に相違点について説明する。

［試運転モードの処理］
図５の左図に示す「試運転モード」の処理は、図４の左図に示す「暖房運転モード」の処理に対して、太枠で示すステップＳ０５Ａ、Ｓ７０、Ｓ７５が追加され、点線枠で示すステップＳ２０、Ｓ２５、Ｓ３０、Ｓ３５、Ｓ４５が省略されており、他のステップは同じである。
加熱源制御手段２１は、試運転モードの処理を開始すると、ステップＳ０５Ａにて、試運転モードの終了条件が成立しているか否かを判定する。終了条件が成立していると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ７０に進み、終了条件が成立していない判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ１０に進む。
ステップＳ７０に進んだ場合、加熱源制御手段２１は、電気ヒートポンプ１２を停止して続くステップＳ７５にて燃焼熱源機２０の運転を停止し、処理を終了する。
ステップＳ１０に進んだ場合、上述した「暖房運転モード」に対して、ステップＳ２０、Ｓ２５、Ｓ３０、Ｓ３５、Ｓ４５の処理が省略されるが、他は同じであるので、説明を省略する。

［凍結防止運転モードの処理］
図５の右図に示す「凍結防止運転モード」の処理は、図４の左図に示す「暖房運転モード」の処理に対して、太枠で示すステップＳ０５Ｂ、Ｓ７０、Ｓ７５が追加されており、他のステップは同じである。
加熱源制御手段２１は、凍結防止運転モードの処理を開始すると、ステップＳ０５Ｂにて、凍結防止運転モードの終了条件が成立しているか否かを判定する。終了条件が成立していると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ７０に進み、終了条件が成立していない判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ１０に進む。
ステップＳ７０に進んだ場合、加熱源制御手段２１は、電気ヒートポンプ１２を停止して続くステップＳ７５にて燃焼熱源機２０の運転を停止し、処理を終了する。
ステップＳ１０に進んだ場合、上述した「暖房運転モード」と同じであるので、説明を省略する。

●［その他の暖房システム］
以上の説明では、暖房放熱体３０、運転状態設定手段４０、電気ヒートポンプシステム１０、燃焼熱源機２０にて構成された暖房システム１の例を説明した。
従来は、上記の暖房システム１に対して、電気ヒートポンプシステム１０が省略された構成の暖房システム（以下、これを従来暖房装置と記載する）が普及していた。そして従来暖房装置では、運転状態設定手段４０と加熱源制御手段２１とが通信線にて接続され、相互にメッセージを送受信している。
そこで、従来暖房装置に電気ヒートポンプシステム１０を追加する（後付けする）だけで、従来の暖房装置を無駄にすることなく本実施の形態にて説明した暖房システム１が実現できるように、以下のように電気ヒートポンプシステム１０を追加することができる。また、以下のように電気ヒートポンプシステム１０が構成されている。

暖房放熱体３０から燃焼熱源機２０までの暖房循環熱媒戻配管に熱交換器１３を取り付ける。そして、運転状態設定手段４０と加熱源制御手段２１との間の通信線（第１の通信線Ｌ１）は、そのまま残し、加熱源制御手段２１と電気ヒートポンプ１２とを第２の通信線Ｌ２にて接続する。
この場合、加熱源制御手段２１に予め電気ヒートポンプ１２を制御する制御プラグラムを組み込んでおき、第２の通信線を接続、あるいは切替スイッチ等を切り替えることで、電気ヒートポンプ１２を制御する制御プログラムを起動させるように構成されている。
あるいは、加熱源制御手段２１の制御プログラムを、燃焼加熱手段２２を制御するプログラムから、燃焼加熱手段２２と電気ヒートポンプ１２とを制御するプログラムに、書き換える、または交換する。
そして加熱源制御手段２１は、図４、図５の例に示すフローチャートに基づいた処理を行い、電気ヒートポンプ１２と燃焼加熱手段２２を制御する。
以上に説明したように、電気ヒートポンプシステム１０を構成している、熱交換器１３、電気ヒートポンプ１２、が（後付け用の）暖房システムとなる。

本発明の暖房システムは、本実施の形態で説明した外観、構成、処理等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば燃焼熱源機２０の構成は、本実施の形態にて説明した燃焼熱源機２０に限定されるものではない。
また本実施の形態の説明では、暖房放熱体３０が床暖房の例を説明したが、暖房放熱体３０は床暖房に限定されるものではない。
また本実施の形態の説明では、暖房循環熱媒が温水の例を説明したが、暖房循環熱媒は温水に限定されるものではない。
また、運転状態設定手段４０の処理、加熱源制御手段２１の処理は、本実施の形態にて説明した処理に限定されるものではなく、種々の変更、追加、削除が可能である。
また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。

１ 暖房システム
１０ 電気ヒートポンプシステム
１２ 電気ヒートポンプ
１３ 熱交換器
１４ 暖房循環熱媒温度検出手段
２０ 燃焼熱源機
２１ 加熱源制御手段
２２ 燃焼加熱手段
２３ 熱交換器
２４ 循環ポンプ
２５ 吸気手段
２６ 外気温度検出手段
３０ 暖房放熱体
４０ 運転状態設定手段
Ｈａ 暖房循環熱媒往配管
Ｈｂ、Ｈｃ 暖房循環熱媒戻配管
Ｈｈ ヒートポンプ循環熱媒配管
Ｌ１ 第１の通信線
Ｌ２ 第２の通信線

Claims (2)

1. 燃焼により暖房循環熱媒を加熱する燃焼加熱手段と当該燃焼加熱手段を制御する加熱源制御手段とを有する燃焼熱源機と、
   前記燃焼熱源機から出力された暖房循環熱媒が入力されて放熱するとともに放熱後の暖房循環熱媒を熱交換器に向けて出力する暖房放熱体と、
   前記暖房放熱体から入力された暖房循環熱媒をヒートポンプ循環熱媒を用いて加熱し、加熱した暖房循環熱媒を前記燃焼熱源機に向けて出力する前記熱交換器と、
   ヒートポンプ循環熱媒を加熱する電気ヒートポンプと、
   前記暖房放熱体の運転状態を利用者が設定可能な運転状態設定手段と、を備え、
   第１の通信線にて、前記運転状態設定手段と前記加熱源制御手段とが互いに通信可能となるように接続されており、
   第２の通信線にて、前記加熱源制御手段から前記電気ヒートポンプが制御可能となるように接続されており、
   前記運転状態設定手段は、利用者から運転状態が設定された場合、設定された運転状態を含む設定情報を前記加熱源制御手段に送信し、前記加熱源制御手段は、前記設定情報を受信すると、受信した設定情報に含まれている運転状態に基づいて前記燃焼加熱手段と前記電気ヒートポンプを制御して、前記電気ヒートポンプによる暖房循環熱媒の加熱の不足分を前記燃焼加熱手段にて補い、
   前記加熱源制御手段は、凍結防止運転を含む自動運転の条件が満足された場合、予め設定された運転状態を含む設定情報を前記運転状態設定手段に送信し、前記設定情報に含まれている運転状態に基づいて前記燃焼加熱手段と前記電気ヒートポンプを制御して、前記電気ヒートポンプによる暖房循環熱媒の加熱の不足分を前記燃焼加熱手段にて補う、
   暖房システム。
2. 燃焼により暖房循環熱媒を加熱する燃焼加熱手段と当該燃焼加熱手段を制御する加熱源制御手段とを有する燃焼熱源機と、
   前記燃焼熱源機から出力された暖房循環熱媒が入力されて放熱するとともに放熱後の暖房循環熱媒を前記燃焼熱源機に向けて出力する暖房放熱体と、
   前記暖房放熱体の運転状態を利用者が設定可能な運転状態設定手段と、
   前記加熱源制御手段と前記運転状態設定手段とを互いに通信可能となるように接続する第１の通信線と、を備えるとともに、
   前記運転状態設定手段は、利用者から運転状態が設定された場合、設定された運転状態を含む設定情報を、前記加熱源制御手段に向けて送信し、
   前記加熱源制御手段は、凍結防止運転を含む自動運転の条件が満足された場合、予め設定された運転状態を含む設定情報を、前記運転状態設定手段に送信する、暖房装置に追加可能な暖房システムであって、
   前記暖房放熱体から前記燃焼熱源機に暖房循環熱媒を戻す暖房循環熱媒戻配管の途中に設けられる熱交換器であるとともに前記暖房放熱体から入力された暖房循環熱媒をヒートポンプ循環熱媒を用いて加熱し、加熱した暖房循環熱媒を前記燃焼熱源機に向けて出力する前記熱交換器と、
   ヒートポンプ循環熱媒を加熱する電気ヒートポンプと、で構成されており、
   第２の通信線にて、前記加熱源制御手段から前記電気ヒートポンプが制御可能となるように接続されている、
   暖房システム。

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