JP2013217596A - 暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】様々な状況に応じて、熱交換器を通過する熱媒体の流量を適切に変更することが可能な暖房システムを提供する。
【解決手段】給湯暖房システム２は、ヒートポンプ５０と、タンク１０と、タンク水循環路２０と、三流体熱交換器５８と、暖房用水循環路７１と、バーナ加熱装置８２と、暖房機７６とを備える。暖房用水循環路７１は、暖房用バイパス路９４と、調整弁９０とを備える。暖房用バイパス路９４は、三流体熱交換器５８の上流側と下流側とを接続する。調整弁９０は、開度を変化させることによって、三流体熱交換器５８を通過する水の流量と暖房用バイパス路９４を通過する水の流量の割合を変化させる。
【選択図】 図１

Description

本明細書で開示する技術は、暖房システムに関する。

特許文献１には、第１熱媒体を循環させるヒートポンプと、第２熱媒体を循環させる第２熱媒体循環路と、第１熱媒体との熱交換によって第２熱媒体を加熱する熱交換器と、ヒートポンプより加熱能力が高く、第２熱媒体を加熱する加熱装置と、第２熱媒体の熱を利用して暖房する暖房機と、を備える温水供給システムが開示されている。特許文献１のシステムは、第２熱媒体循環路に、熱交換器をバイパスするバイパス路を設けるとともに、バイパス路を開閉する開閉弁を設けている。

特開２００９−２９９９４１号公報

特許文献１の技術では、開閉弁は、バイパス路を開く状態と、バイパス路を閉じる状態の２つの状態を切換えることしかできない。そのため、様々な状況に応じて、熱交換器を通過する熱媒体の流量を適切に変更することができる技術が求められている。本明細書は、様々な状況に応じて、熱交換器を通過する熱媒体の流量を適切に変更することが可能な暖房システムを提供する。

本明細書が開示する暖房システムは、ヒートポンプと、タンクと、タンク水循環路と、第１熱交換器と、第２熱媒体循環路と、第２熱交換器と、加熱装置と、暖房機と、第１バイパス路と、調整弁と、を備える。ヒートポンプは、第１熱媒体を循環させる第１熱媒体循環路を備える。タンクは、温水利用箇所に供給する水を貯留する。タンク水循環路は、タンク内の水を導入し、導入した水をタンクに戻す。第１熱交換器は、第１熱媒体との熱交換によって、タンク水循環路内の水を加熱する。第２熱媒体循環路は、第２熱媒体を循環させる。第２熱交換器は、第１熱媒体との熱交換によって、第２熱媒体を加熱する。加熱装置は、ヒートポンプに比べて加熱能力が高く、第２熱媒体を加熱する。暖房機は、第２熱媒体の熱を利用して暖房する。第１バイパス路は、第２熱媒体循環路に設けられ、第２熱交換器の上流側と下流側とを接続する。調整弁は、第１バイパス路に設けられ、開度を変化させることによって、第２熱交換器を通過する第２熱媒体の流量と第１バイパス路を通過する第２熱媒体の流量の割合を変化させる。

第１熱交換器と、第２熱交換器とは、それぞれ別個の熱交換器であってもよい。また、第１熱交換器と、第２熱交換器とが、第１熱媒体循環路とタンク水循環路の間、及び、第１熱媒体循環路と第２熱媒体循環路の間で熱交換可能な１個の三流体熱交換器として構成されていてもよい。

上記の暖房システムでは、調整弁の開度を変化させることによって、第２熱交換器を通過する第２熱媒体の流量と第１バイパス路を通過する第２熱媒体の流量の割合を変化させることができる。従って、この暖房システムでは、調整弁の開度を調整することにより、例えば、第２熱交換器で第２熱媒体を加熱すべき状況、第２熱交換器で第２熱媒体循環路を流れる第２熱媒体のうちの一部のみを加熱すべき状況、第２熱交換器で第２熱媒体を加熱すべきでない状況、等の様々な状況に応じて、第２熱交換器を通過する第２熱媒体の流量を適切に変更することが可能である。

蓄熱運転時及び給湯運転時の第１実施例の給湯暖房システムの動作を模式的に示す図。 給湯暖房システムが暖房運転時に実行する処理を示すフローチャート。 第１暖房運転時の給湯暖房システムの動作を模式的に示す図。 第２暖房運転時の給湯暖房システムの動作を模式的に示す図。 第３暖房運転時の給湯暖房システムの動作を模式的に示す図。 第４暖房運転時の給湯暖房システムの動作を模式的に示す図。 凍結防止運転時の給湯暖房システムの動作を模式的に示す図。 除霜運転時の給湯暖房システムの動作を模式的に示す図。 第２実施例の給湯暖房システムの構成を模式的に示す図。 第３実施例の給湯暖房システムの構成を模式的に示す図。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、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。

（特徴１）暖房システムは、第１暖房運転、第２暖房運転、第３暖房運転、第４暖房運転、を実行可能であることが好ましい。第１暖房運転では、調整弁の開度を、第２熱媒体循環路内を循環する第２熱媒体の全部が第２熱交換器を通過するように調整した状態で、ヒートポンプ及び加熱装置によって第２熱媒体を加熱して暖房機を作動させることが好ましい。第２暖房運転では、調整弁の開度を、第２熱媒体循環路内を循環する第２熱媒体の一部が第２熱交換器を通過し、他の一部が第１バイパス路を通過するように調整した状態で、ヒートポンプ及び加熱装置によって第２熱媒体を加熱して暖房機を作動させることが好ましい。第３暖房運転では、調整弁の開度を、第２熱媒体循環路内を循環する第２熱媒体の全部が第１バイパス路を通過するように調整した状態で、加熱装置によって第２熱媒体を加熱して暖房機を作動させることが好ましい。第４暖房運転では、調整弁の開度を、第２熱媒体循環路内を循環する第２熱媒体の少なくとも一部が第２熱交換器を通過するように調整した状態で、ヒートポンプによって第２熱媒体を加熱して暖房機を作動させることが好ましい。

この構成によると、暖房システムは、第１暖房運転、第２暖房運転、又は、第３暖房運転を実行する場合に、ヒートポンプに比べて加熱能力の高い加熱装置で第２熱媒体を加熱可能である。ここで、加熱装置の「加熱能力がヒートポンプに比べて高い」とは、ヒートポンプの単位時間当りの加熱量よりも、加熱装置の単位時間当りの加熱量の方が大きいことを含む。ヒートポンプは、水を高効率で加熱することができる一方で、加熱能力（単位時間当りの加熱量）はそれほど高くない。そのため、第１暖房運転、第２暖房運転、又は、第３暖房運転を実行する場合、第２熱媒体を急速に加熱したり、高温まで加熱したりすることができる。従って、暖房機を急速に立ち上げたり、高出力で運転させたりすることができる。また、第１暖房運転又は第２暖房運転を実行する場合には、ヒートポンプと加熱装置とを併用して第２熱媒体を加熱可能である。そのため、第１暖房運転又は第２暖房運転を実行する場合、第２熱媒体を急速に加熱したり、高温まで加熱したりするとともに、第２熱媒体を効率良く加熱することができる。また、第４暖房運転を実行する場合には、ヒートポンプのみを用いて第２熱媒体を加熱可能である。そのため、第４暖房運転を実行する場合には、第２熱媒体を効率良く加熱可能である。上記の通り、暖房システムは、状況に応じて、第１暖房運転から第４暖房運転までの各運転を切り換えて実行し得る。従って、暖房システムは、状況に応じた適切な運転を実行し得る。

（特徴２）暖房システムは、暖房機の作動開始直後は、第１暖房運転を実行し、その後、第２暖房運転を実行し、その後、第３暖房運転を実行し、その後、第４暖房運転を実行することが好ましい。

この構成によると、暖房システムは、暖房機の作動開始直後は、第１暖房運転を実行する。暖房機の開始直後は、第２熱媒体の温度が比較的低いため、ヒートポンプによって第２熱媒体を効率良く加熱することができる。一方で、ヒートポンプの加熱能力は、加熱装置の加熱能力に比べて低いため、ヒートポンプによって第２熱媒体を急速に加熱することはできない。しかし、第１暖房運転では、ヒートポンプと加熱装置とを併用して第２熱媒体を加熱可能である。そのため、第１暖房運転では、第２熱媒体を急速に加熱することができるとともに、第２熱媒体を効率良く加熱することができる。そのため、暖房機を急速に立ち上げたり、高出力で運転させたりすることができる。

第１暖房運転を継続して実行すると、第２熱媒体循環路を循環する第２熱媒体の温度が上昇していく。第２熱媒体の温度が上昇すると、ヒートポンプによる第２熱媒体の加熱効率が低くなる。上記の構成によると、暖房システムは、第１暖房運転を実行した後、第２暖房運転を実行する。第２暖房運転では、第２熱媒体循環路内を循環する第２熱媒体の一部が第２熱交換器を通過し、他の一部が第１バイパス路を通過する。そのため、第２暖房運転を開始すると、ヒートポンプによる加熱量が減るため、第２熱媒体循環路を循環する第２熱媒体の温度の上昇が抑えられる。この場合、再び、ヒートポンプによって、第２熱媒体を効率良く加熱することができる。また、併用する加熱装置により、引き続き第２熱媒体を加熱することができる。そのため、引き続き、暖房機を高出力で運転させることができる。

第２暖房運転を継続して実行すると、第２熱媒体循環路を循環する第２熱媒体の温度が再び上昇していく。上記の通り、第２熱媒体の温度が上昇すると、ヒートポンプによる第２熱媒体の加熱効率が低くなる。上記の構成によると、暖房システムは、第２暖房運転を実行した後、第３暖房運転を実行する。第３暖房運転では、第２熱媒体循環路内を循環する第２熱媒体の全部を第１バイパス路に供給するとともに、第２熱媒体を加熱装置によって加熱する。第３暖房運転では、第２熱媒体をヒートポンプによって加熱しない。第３暖房運転を実行することにより、第２熱媒体をさらに急速に高温まで加熱することができる。そのため、引き続き、暖房機を高出力で運転させることができる。

第３暖房運転を継続して実行することにより、暖房機を高出力で安定して運転させることができる。この状態を「暖房機が立ち上がった状態」とも呼ぶ。上記の構成によると、暖房システムは、第３暖房運転を実行した後、第４暖房運転を実行する。即ち、暖房機が立ち上がった後に、第４暖房運転を実行することができる。第４暖房運転では、第２熱媒体をヒートポンプのみによって加熱することができる。この場合、高効率の暖房運転を実現することができる。

（特徴３）暖房システムは、外気温を計測する外気温センサをさらに備えることが好ましい。暖房システムは、外気温センサが計測する外気温が第１の所定温度より低い場合に、第２熱媒体を循環させるとともに、タンク水循環路内の水を循環させる、凍結防止運転を実行することが好ましい。この構成によると、暖房システムは、外気温が第１の所定温度より低い場合に、凍結防止運転を実行し、第２熱媒体循環路内の第２熱媒体、及び、タンク水循環路内の水を循環させる。その結果、第２熱媒体及び水が凍結し、第２熱媒体循環路及びタンク水循環路が破損することを抑制することができる。

（特徴４）暖房システムは、第１熱媒体循環路に設けられる第１熱交換器の上流側と下流側とを接続する第２バイパス路と、第２バイパス路を開閉する開閉弁と、外気温を計測する外気温センサと、をさらに備えることが好ましい。暖房システムは、外気温センサが計測する外気温が第２の所定温度より低い場合に、開閉弁を開いた状態で、第１熱媒体を循環させる除霜運転を実行することが好ましい。この構成によると、暖房システムは、外気温が第２の所定温度より低い場合に、除霜運転を実行し、第１熱媒体を、第１熱交換器を通過させずに循環させる。その結果、効率良く第１熱媒体循環路内の第１熱媒体の温度を上昇させることができる。そのため、第１熱媒体循環路に霜が付着することを抑制することができる。

（特徴５）暖房システムは、ヒートポンプと、第１熱交換器と、第２熱交換器と、を収容するケースを備えるヒートポンプユニットと、加熱装置を収容するケースを備える加熱装置ユニットと、タンクを収容するケースを備えるタンクユニットと、を有していることが好ましい。タンク水循環路は、タンクユニットとヒートポンプユニットとに亘って形成されていることが好ましい。第２熱媒体循環路は、第２熱媒体を、加熱装置ユニット、タンクユニット、ヒートポンプユニット、タンクユニット、加熱装置ユニット、の順に循環させるように形成されていることが好ましい。第１バイパス路及び調整弁は、第２熱媒体循環路のうち、タンクユニットのケース内に配置された部分に設けられていることが好ましい。この構成によると、ヒートポンプユニットと加熱装置ユニットとの間に、第２熱媒体の循環のための経路を設けずに済むため、各ユニットの設置の自由度が向上する。施工性に優れる暖房システムを実現することができる。

（特徴６）暖房システムは、上記のヒートポンプユニットと、加熱装置ユニットと、タンクユニットと、を有しており、タンク水循環路は、タンクユニットとヒートポンプユニットとに亘って形成されており、第２熱媒体循環路は、第２熱媒体を、加熱装置ユニット、ヒートポンプユニット、加熱装置ユニット、の順に循環させるように形成されており、第１バイパス路及び調整弁は、第２熱媒体循環路のうち、ヒートポンプユニットのケース内に配置された部分に設けられていることが好ましい。この構成による場合、加熱装置ユニットとタンクユニットとの間に、第２熱媒体の循環のための経路を設けずに済むため、各ユニットの設置の自由度が向上する。施工性に優れる暖房システムを実現することができる。

（特徴７）上記のヒートポンプユニットと、加熱装置ユニットと、タンクユニットと、を有しており、タンク水循環路は、タンクユニットとヒートポンプユニットとに亘って形成されており、第２熱媒体循環路は、第２熱媒体を、加熱装置ユニット、ヒートポンプユニット、加熱装置ユニット、の順に循環させるように形成されており、第１バイパス路及び調整弁は、第２熱媒体循環路のうち、加熱装置ユニットのケース内に配置された部分に設けられていることが好ましい。この構成による場合も、加熱装置ユニットとタンクユニットとの間に、第２熱媒体の循環のための経路を設けずに済むため、各ユニットの設置の自由度が向上する。施工性に優れる暖房システムを実現することができる。

（第１実施例）
図１に示すように、本実施例に係る給湯暖房システム２は、給湯系統１０４と、ヒートポンプ系統１０６と、暖房系統１０８と、外気温センサ４０と、制御装置１００とを備えている。

ヒートポンプ系統１０６は、ヒートポンプ５０と、三流体熱交換器５８とを備える。ヒートポンプ５０は、熱媒体（例えばＣＯ_２等）を循環させるための熱媒体循環路５２と、熱交換器（蒸発器）５４と、ファン５６と、圧縮器６２と、膨張弁６０と、熱媒体バイパス路６４と、開閉弁６６とを備えている。熱媒体循環路５２は、三流体熱交換器５８内を通過している。また、熱交換器５４と、ファン５６と、圧縮器６２と、膨張弁６０とは、熱媒体循環路５２内に設置されている。

熱交換器５４は、ファン５６によって送風された外気と熱媒体循環路５２内の熱媒体との間で熱交換させる。後で説明するように、熱交換器５４には、膨張弁６０を通過後の低圧低温の液体状態にある熱媒体が供給される。熱交換器５４は、熱媒体と外気とを熱交換させることによって、熱媒体を加熱する。熱媒体は、加熱されることにより気化し、比較的高温で低圧の気体状態となる。

圧縮器６２は、熱媒体循環路５２内の熱媒体を圧縮して三流体熱交換器５８側に送り出す。圧縮器６２には、熱交換器５４を通過後の熱媒体が供給される。即ち、圧縮器６２には、比較的高温で低圧の気体状態の熱媒体が供給される。圧縮器６２によって熱媒体が圧縮されることにより、熱媒体は高温高圧の気体状態となる。圧縮器６２は、圧縮後の高温高圧の気体状態の熱媒体を、三流体熱交換器５８側に送り出す。これによって、熱媒体循環路５２内の熱媒体は、熱交換器５４、圧縮器６２、三流体熱交換器５８、膨張弁６０の順に循環する。

三流体熱交換器５８の熱媒体循環路５２には、圧縮器６２から送り出された高温高圧の気体状態の熱媒体が供給される。三流体熱交換器５８は、熱媒体循環路５２内の熱媒体と、後述のタンク水循環路２０内の水との間で熱交換を行うことができる。さらに、三流体熱交換器５８は、熱媒体循環路５２内の熱媒体と、後述の熱回収路８８内の水との間で熱交換を行うことができる。即ち、三流体熱交換器５８は、タンク水循環路２０内の水を加熱する第１熱交換器、及び、熱回収路８８内の水を加熱する第２熱交換器として機能する。熱媒体は、熱交換の結果、熱を奪われて凝縮する。これにより、熱媒体は、比較的低温で高圧の液体状態となる。

膨張弁６０には、三流体熱交換器５８を通過後の比較的低温で高圧の液体状態の熱媒体が供給される。熱媒体は、膨張弁６０を通過することによって減圧され、低温低圧の液体状態となる。膨張弁６０を通過した熱媒体は、上記の通り、熱交換器５４に供給される。

熱媒体バイパス路６４は、一端が、熱媒体循環路５２のうち、三流体熱交換器５８の上流側に接続され、他端が、熱媒体循環路５２のうち、膨張弁６０の下流側に接続されている。即ち、熱媒体バイパス路６４は、三流体熱交換器５８及び膨張弁６０の上流側と下流側とを接続する。熱媒体バイパス路６４内には、熱媒体バイパス路６４を開閉する開閉弁６６が備えられている。

従って、開閉弁６６を閉じた状態で、圧縮器６２を作動させると、熱媒体循環路５２内の熱媒体は、熱媒体バイパス路６４内を流れず、熱交換器５４、圧縮器６２、三流体熱交換器５８、膨張弁６０の順に循環する。この場合、三流体熱交換器５８において、タンク水循環路２０内の水、又は、熱回収路８８内の水が加熱される。一方、開閉弁６６を開いた状態で、圧縮器６２を作動させると、熱媒体循環路５２内の熱媒体は、熱交換器５４、圧縮器６２、熱媒体バイパス路６４の順に循環し、三流体熱交換器５８、膨張弁６０に流れない。この場合、三流体熱交換器５８において、タンク水循環路２０内の水、又は、熱回収路８８内の水が加熱されない。

給湯系統１０４は、タンク１０と、タンク水循環路２０と、水道水導入路２４と、供給路３６と、バーナ加熱装置８１を備える。

タンク１０は、ヒートポンプ５０によって加熱された温水を貯える。タンク１０は、密閉型であり、断熱材によって外側が覆われている。タンク１０内には満水まで水が貯留されている。タンク１０には、サーミスタ１２、１４、１６、１８がタンク１０の高さ方向に略均等間隔で取り付けられている。各サーミスタ１２、１４、１６、１８は、その取付位置の水の温度を測定する。

タンク水循環路２０は、上流端がタンク１０の下部に接続されており、下流端がタンク１０の上部に接続されている。タンク水循環路２０には、循環ポンプ２２が介装されている。循環ポンプ２２は、タンク水循環路２０内の水を上流側から下流側へ送り出す。また、上述したように、タンク水循環路２０は、三流体熱交換器５８を通過している。そのため、ヒートポンプ５０を作動させると、タンク水循環路２０内の水が三流体熱交換器５８で加熱される。従って、循環ポンプ２２とヒートポンプ５０を作動させると、タンク１０の下部の水が三流体熱交換器５８に送られて加熱され、加熱された水がタンク１０の上部に戻される。タンク水循環路２０は、タンク１０に蓄熱するための水路である。

水道水導入路２４は、上流端が水道水供給源３２に接続されている。水道水導入路２４の下流側は、第１導入路２４ａと第２導入路２４ｂに分岐している。第１導入路２４ａの下流端は、タンク１０の下部に接続されている。第２導入路２４ｂの下流端は、供給路３６の途中に接続されている。第１導入路２４ａには、逆止弁２６が介装されている。第２導入路２４ｂには、逆止弁２８と流量調整弁３０が介装されている。流量調整弁３０は、第２導入路２４ｂ内を流れる水道水の流量を調整する。

供給路３６は、上流端がタンク１０の上部に接続されている。上述したように、供給路３６の途中には、水道水導入路２４の第２導入路２４ｂが接続されている。第２導入路２４ｂとの接続部より上流側の供給路３６には、流量調整弁３４が介装されている。流量調整弁３４は、供給路３６内を流れる水の流量を調整する。第２導入路２４ｂとの接続部より下流側の供給路３６には、バーナ加熱装置８１が介装されている。バーナ加熱装置８１は、供給路３６内の水を加熱する。供給路３６の下流端は給湯栓３８に接続されている。

暖房系統１０８は、シスターン７０と、暖房用水循環路７１と、バーナ加熱装置８２と、暖房機７６と、を備えている。暖房用水循環路７１は、暖房往路７２と、暖房復路８４と、調整弁９０と、熱回収路８８と、暖房用バイパス路９４と、循環流路９６と、を備えている。暖房用水循環路７１は、シスターン７０内の水を循環させるための水路である。暖房用水循環路７１内の水は、バーナ加熱装置８２、三流体熱交換器５８によって加熱される。

シスターン７０は、上部が開放されている容器であり、内部に水を貯留している。シスターン７０には、循環流路９６の下流端と、暖房往路７２の上流端とが接続されている。シスターン７０内には、循環流路９６から水が流入する。シスターン７０内の水は、暖房往路７２に導入される。

暖房往路７２は、上流端がシスターン７０に接続され、下流端が暖房機７６の往き口に接続されている。暖房往路７２には、循環ポンプ７４が介装されている。循環ポンプ７４は、暖房往路７２内の水を下流側に送り出す。暖房機７６より上流側の暖房往路７２には、バーナ加熱装置８２が介装されている。バーナ加熱装置８２は、暖房往路７２内の水を加熱する。バーナ加熱装置８２が作動する様子は、図３〜図５に図示している。バーナ加熱装置８２は、ヒートポンプ５０よりも、暖房用水循環路７１内を循環する水を加熱する能力が高い。言い換えると、バーナ加熱装置８２は、ヒートポンプ５０よりも、単位時間当りの加熱量が高い。バーナ加熱装置８２で加熱された水は、暖房機７６に供給される。

暖房機７６は、暖房往路７２から供給される水の熱を利用して、居室を暖房する。暖房往路７２から供給される水は、暖房に利用されると、熱を奪われ、比較的低温の水となる。暖房に利用された後の比較的低温の水は、暖房復路８４に導入される。

暖房復路８４は、上流端が暖房機７６の戻り口に接続され、下流端が、暖房用バイパス路９４の上流端及び熱回収路８８の上流端に接続されている。暖房復路８４には、サーミスタ８６が介装されている。サーミスタ８６は、暖房復路８４内の水の温度を測定する。

熱回収路８８は、上流端が暖房用バイパス路９４の上流端及び暖房復路８４の下流端に接続され、下流端が暖房用バイパス路９４の下流端及び循環流路９６の上流端に接続されている。熱回収路８８は、三流体熱交換器５８を通過している。そのため、ヒートポンプ５０を作動させると、熱回収路８８内の水が三流体熱交換器５８で加熱される。熱回収路８８の三流体熱交換器５８の上流側には、サーミスタ９２が介装されている。サーミスタ９２は、三流体熱交換器５８を通過する前の熱回収路８８内の水の温度を測定する。

暖房用バイパス路９４は、上流端が暖房復路８４の下流端及び熱回収路８８の上流端に接続され、下流端が熱回収路８８の下流端及び循環流路９６の上流端に接続されている。即ち、暖房用バイパス路９４は、三流体熱交換器５８の上流側と下流側とをバイパスする。

調整弁９０は、暖房復路８４の下流端と、熱回収路８８の上流端と、暖房用バイパス路９４の上流端との接続部分に取り付けられている。調整弁９０は、その開度を変化させることによって、熱回収路８８を通過する水の流量（三流体熱交換器５８を通過する水の流量）と、暖房用バイパス路９４を通過する水の流量との割合を変化させることができる。本実施例の調整弁９０には、例えば三方弁が用いられる。

循環流路９６は、上流端が熱回収路８８の下流端及び暖房用バイパス路９４の下流端に接続され、下流端がシスターン７０に接続されている。

外気温センサ４０は、給湯系統１０４のタンク１０付近に備えられており、外気温を測定可能である。

制御装置１００は、給湯系統１０４、ヒートポンプ系統１０６、暖房系統１０８、及び、外気温センサ４０と電気的に接続されており、各構成要素の動作を制御する。

以上、給湯系統１０４、ヒートポンプ系統１０６、暖房系統１０８、外気温センサ４０、及び、制御装置１００について説明した。ただし、本実施例では、上記の各系統１０４、１０６、１０８を備える給湯暖房システム２は、ケース４ａ、６ａ、８ａによって、それぞれ、タンクユニット４と、ヒートポンプユニット６と、バーナユニット８とに区画されている。即ち、本実施例の給湯暖房システム２は、タンクユニット４と、ヒートポンプユニット６とバーナユニット８とを組み合わせて形成されている。本実施例では、各ユニット４、６、８は、いずれも屋外に設置されている。

タンクユニット４は、給湯系統１０４のうち、タンク１０と、タンク水循環路２０の一部（循環ポンプ２２を含む）と、水道水導入路２４と、供給路３６の一部と、を含む。また、タンクユニット４は、暖房系統１０８のうち、暖房復路８４の一部と、暖房用バイパス路９４と、熱回収路８８の一部と、循環流路９６の一部と、調整弁９０と、を含む。また、タンクユニット４は、外気温センサ４０を含む。タンクユニット４は、上記の各構成要素をケース４ａ内に収容している。

ヒートポンプユニット６は、ヒートポンプ系統１０６全体（即ち、ヒートポンプ５０及び三流体熱交換器５８）を含む。ヒートポンプユニット６は、さらに、三流体熱交換器５８を通過するタンク水循環路２０の一部と、熱回収路８８の一部とを含む。ヒートポンプユニット６は、上記の各構成要素をケース６ａ内に収容している。

バーナユニット８は、暖房系統１０８のうち、シスターン７０と、暖房往路７２（循環ポンプ７４を含む）と、バーナ加熱装置８２と、暖房復路８４の一部と、循環流路９６の一部と、を含む。さらに、バーナユニット８は、給湯系統１０４のうち、供給路３６の一部と、バーナ加熱装置８１と、を含む。バーナユニット８は、上記の各構成要素をケース８ａ内に収容している。なお、暖房機７６の本体部分は、ケース８ａ外（居室内）に配置されている。ケース８ａ内には、暖房機７６のうち、水の往き口と戻り口のみが収容されている。

従って、上記の通り、本実施例では、タンク水循環路２０は、タンクユニット４とヒートポンプユニット６とに亘って形成されている。また、暖房用水循環路７１は、タンクユニット４とヒートポンプユニット６とバーナユニット８とに亘って形成されている。即ち、暖房用水循環路７１は、シスターン７０内の水を、バーナユニット８、タンクユニット４、ヒートポンプユニット６、タンクユニット４、バーナユニット８、の順に循環させるように形成されている。従って、本実施例では、ヒートポンプユニット６とバーナユニット８との間に、シスターン７０内の水の循環のための経路を設けずに済む。そのため、各ユニット４、６、８の設置の自由度が向上する。従って、施工性に優れる給湯暖房システムを実現することができる。なお、本実施例では、制御装置１００は、いずれのユニット内にも含まれていないが、変形例では、制御装置１００は、いずれかのユニットに含まれていてもよい。

（給湯暖房システムの動作）
次いで、本実施例の給湯暖房システム２の動作について説明する。給湯暖房システム２は、蓄熱運転、給湯運転、暖房運転、凍結防止運転、及び、除霜運転を実行することができる。以下、各運転について説明する。

（蓄熱運転）
蓄熱運転は、ヒートポンプ５０で生成した熱により、タンク１０内の水を加熱する運転である。図１中の実線矢印は、蓄熱運転中におけるヒートポンプ５０の熱媒体の流れ、及び、タンク１０の水の流れを示している。制御装置１００によって蓄熱運転の実行が指示されると、ヒートポンプ５０が作動するとともに、循環ポンプ２２が回転する。この際、ヒートポンプ５０では、開閉弁６６を閉じた状態で圧縮器６２が作動する。

開閉弁６６を閉じた状態で、ヒートポンプ５０が作動することにより、熱媒体循環路５２内の熱媒体は、熱交換器５４、圧縮器６２、三流体熱交換器５８、膨張弁６０の順に循環する。この場合、三流体熱交換器５８を通過する熱媒体循環路５２内の熱媒体は、高温高圧の気体状態である。また、循環ポンプ２２が回転すると、タンク水循環路２０内をタンク１０内の水が循環する。即ち、タンク１０の下部に存在する水がタンク水循環路２０内に導入され、導入された水が三流体熱交換器５８を通過する際に、熱媒体循環路５２内の熱媒体の熱によって加熱され、加熱された水がタンク１０の上部に戻される。これにより、タンク１０に高温の水が貯められる。タンク１０の上部には、高温の水の層が形成され、下部には、低温の水の層が形成される。

なお、制御装置１００は、蓄熱運転を開始する際における、外気温センサ４０の検出温度（即ち外気温）が、所定の閾値Ｔ０より低い場合には、ヒートポンプ５０を作動させず、蓄熱運転を実行しない。閾値Ｔ０は、予め決められている。本実施例では、閾値Ｔ０は、ヒートポンプ５０を作動させたとしても、ヒートポンプ５０が外気から効果的に吸熱できない程度の温度に設定されている。閾値Ｔ０は、例えば５℃程度である。従って、外気温センサ４０の検出温度が、所定の閾値Ｔ０より低い場合、ヒートポンプ５０によって効率的に水を加熱することができない。この場合、制御装置１００は、ヒートポンプ５０を作動させずに、蓄熱運転を終了する。

（給湯運転）
給湯運転は、タンク１０内の水を給湯栓３８に供給する運転である。図１中の破線矢印は、給湯運転中におけるタンク１０の水の流れを示している。給湯運転は、上記の蓄熱運転中にも実行することができる。給湯栓３８が開かれると、制御装置１００は、流量調整弁３４を開く。すると、水道水供給源３２からの水圧によって、水道水導入路２４（第１導入路２４ａ）からタンク１０の下部に水道水が流入する。同時に、タンク１０上部の温水が、供給路３６を介して給湯栓３８に供給される。

制御装置１００は、タンク１０から供給路３６に供給される水の温度（即ち、サーミスタ１２の検出温度）が、給湯設定温度より高い場合には、流量調整弁３０を開いて第２導入路２４ｂから供給路３６に水道水を導入する。従って、タンク１０から供給された水と第２導入路２４ｂから供給された水道水とが、供給路３６内で混合される。制御装置１００は、給湯栓３８に供給される水の温度が、給湯設定温度と一致するように、流量調整弁３０の開度を調整する。一方、制御装置１００は、タンク１０から供給路３６に供給される水の温度が、給湯設定温度より低い場合には、バーナ加熱装置８１を作動させる。従って、供給路３６を通過する水がバーナ加熱装置８１によって加熱される。制御装置１００は、給湯栓３８に供給される水の温度が、給湯設定温度と一致するように、バーナ加熱装置８１の出力を制御する。

（暖房運転）
暖房運転は、暖房機７６を作動させて居室を暖房する運転である。図２は、暖房運転時に制御装置１００が実行する処理を示すフローチャートである。図３〜図６は、図２の暖房運転中の各状況に応じて制御装置１００が実行する第１〜第４暖房運転時の各構成要素の動作を示す。図３〜図６中の実線矢印は、ヒートポンプ５０の熱媒体の流れ、及び、暖房用水循環路７１内の水の流れを示している。

ユーザによって暖房運転の実行が指示されると、Ｓ１０では、制御装置１００は、まず、外気温センサ４０の検出温度（即ち外気温）が、所定の閾値Ｔ１以上であるか否か判断する。閾値Ｔ１は、予め決められている。本実施例では、閾値Ｔ１は、ヒートポンプ５０を作動させたとしても、ヒートポンプ５０が外気から効果的に吸熱できない程度の温度に設定されている。閾値Ｔ１は、例えば、５℃程度である。外気温センサ４０の検出温度が、所定の閾値Ｔ１以上である場合、制御装置１００は、Ｓ１０でＹＥＳと判断し、Ｓ１２に進む。一方、外気温センサ４０の検出温度が、所定の閾値Ｔ１より低い場合、制御装置１００は、Ｓ１０でＮＯと判断し、Ｓ３０に進む。

Ｓ１２では、制御装置１００は、第１暖房運転を実行する。図３は、第１暖房運転時の各構成要素の動作を示す。即ち、Ｓ１２では、制御装置１００は、調整弁９０の開度を、暖房用水循環路７１内の水の全部が三流体熱交換器５８を通過するように調整し（熱回収路８８側に全開）、循環ポンプ７４を回転させる。これにより、暖房復路８４から導入される水の全部が三流体熱交換器５８を通過する。同時に、制御装置１００は、バーナ加熱装置８２を作動させる。これにより、図３に示すように、シスターン７０内の水が、シスターン７０から、暖房往路７２、暖房機７６、暖房復路８４、熱回収路８８、及び、循環流路９６をこの順で通過してシスターン７０に戻る経路が形成される。さらに同時に、制御装置１００は、開閉弁６６を閉じた状態でヒートポンプ５０を作動させる。これにより、三流体熱交換器５８を通過する熱媒体循環路５２内の熱媒体の温度が高温になる（図３参照）。そのため、上記経路を循環する水は、暖房往路７２を通過する際にバーナ加熱装置８２によって加熱されるとともに、熱回収路８８を通過する際に、三流体熱交換器５８内で、熱媒体循環路５２内の熱媒体の熱によって加熱される。この結果、暖房機７６には、バーナ加熱装置８２とヒートポンプ５０の両方を用いて加熱された水が供給される。さらに、Ｓ１２では、制御装置１００は、暖房機７６を作動させる。暖房機７６は、供給された水の熱を利用して、居室を暖房する。

Ｓ１２で第１暖房運転が実行されるタイミングは、暖房運転が開始された直後であるため、暖房用水循環路７１内の各部の水の温度が比較的低い。そのため、三流体熱交換器５８を通過する熱媒体循環路５２内の熱媒体の温度と、三流体熱交換器５８を通過する熱回収路８８内の水の温度の差が比較的大きい。上記の通り、第１暖房運転では、ヒートポンプ５０を作動させるとともに、調整弁９０の開度を、暖房復路８４から導入される水の全部が熱回収路８８を通過するように調整する。そのため、ヒートポンプ５０によって熱回収路８８内の水を効率良く加熱することができる。

一方で、ヒートポンプ５０の加熱能力は、バーナ加熱装置８２に比べて低いため、暖房用水循環路７１内の水を急速に加熱することはできない。しかし、上記の通り、第１暖房運転では、ヒートポンプ５０より加熱能力が高いバーナ加熱装置８２によって、暖房往路７２を通過する水を加熱する。そのため、暖房用水循環路７１内の水を急速に加熱することができる。従って、第１暖房運転を実行することにより、暖房用水循環路７１内の水を急速に加熱することができるとともに、効率良く加熱することができる。そのため、暖房機７６を急速に立ち上げたり、高出力で運転させたりすることができる。

Ｓ１２を終えると、Ｓ１４では、制御装置１００は、サーミスタ９２の検出温度が所定の閾値Ｔ２以上になることを監視する。即ち、Ｓ１４では、制御装置１００は、暖房機７６を通過した後の水であって、三流体熱交換器５８を通過する前の水の温度が、所定の閾値Ｔ２以上になることを監視する。閾値Ｔ２は、予め決められている。

Ｓ１２の第１暖房運転を継続して実行すると、三流体熱交換器５８を通過する熱回収路８８内の水の温度が上昇していく。熱回収路８８内の水の温度が上昇すると、三流体熱交換器５８を通過する熱媒体循環路５２内の熱媒体の温度と、三流体熱交換器５８を通過する熱回収路８８内の水の温度の差が小さくなり、ヒートポンプ５０による加熱効率が低下する。

従って、本実施例では、閾値Ｔ２は、ヒートポンプ５０によって水を効率的に加熱できなくなる程度の温度に設定されている。閾値Ｔ２は、例えば、５０℃程度である。サーミスタ９２の検出温度が、所定の閾値Ｔ２以上である場合、制御装置１００は、Ｓ１４でＹＥＳと判断し、Ｓ１６に進む。

Ｓ１６では、制御装置１００は、第２暖房運転を実行する。図４は、第２暖房運転時の各構成要素の動作を示す。Ｓ１６では、制御装置１００は、第１暖房運転時と同様に、ヒートポンプ５０、バーナ加熱装置８２、及び、循環ポンプ７４の動作を継続するとともに、調整弁９０を、暖房用バイパス路９４側に所定量だけ開く。即ち、制御装置１００は、調整弁９０の開度を、暖房復路８４から導入される水の一部が三流体熱交換器５８を通過し、他の一部が暖房用バイパス路９４を通過するように調整する。Ｓ１６の処理で調整弁９０を一度に開く量は、予め決められている。これにより、暖房復路８４から導入される水が、熱回収路８８と暖房用バイパス路９４とに分かれて流れる。これにより、ヒートポンプ５０で加熱される水の量が減少するため、ヒートポンプ５０からの加熱量が減少する。そのため、暖房用水循環路７１内の水の温度上昇が抑えられる。この場合、再び、ヒートポンプ５０によって、三流体熱交換器５８を通過する水を効率良く加熱することができるようになる。また、併せてバーナ加熱装置８２を引き続き作動させることにより、暖房往路７２を通過する水を加熱することもできる。そのため、引き続き、暖房機７６を高出力で運転させることができる。

Ｓ１６を終えると、Ｓ１８では、制御装置１００は、調整弁９０の開度が、暖房用水循環路７１内の水の全部が暖房用バイパス路９４を通過する状態（暖房用バイパス路９４側に全開）であるか否かを判断する。調整弁９０の開度が、暖房用水循環路７１内の水の全部が暖房用バイパス路９４を通過する状態でない場合、制御装置１００は、Ｓ１８でＮＯと判断し、Ｓ１４に戻る。

Ｓ１８でＮＯと判断される場合、Ｓ１４では、制御装置１００は、サーミスタ９２の検出温度が再び閾値Ｔ２以上になることを監視する。第２暖房運転を継続して実行する場合も、三流体熱交換器５８を通過する熱回収路８８内の水の温度が再び上昇していく。Ｓ１４で再びＹＥＳと判断されると、制御装置１００は、調整弁９０を、暖房用バイパス路９４側にさらに所定量だけ開く。制御装置１００は、Ｓ１８でＹＥＳと判断されるまで、Ｓ１４〜Ｓ１８の処理を所定回数繰り返し実行する。

一方、調整弁９０の開度が、暖房用水循環路７１内の水の全部が暖房用バイパス路９４を通過する状態（暖房用バイパス路９４側に全開）である場合、制御装置１００は、Ｓ１８でＹＥＳと判断し、Ｓ２０に進む。

Ｓ２０では、制御装置１００は、第３暖房運転を実行する。図５は、第３暖房運転時の各構成要素の動作を示す。Ｓ２０の時点では、調整弁９０の開度が、暖房用水循環路７１内の水の全部が暖房用バイパス路９４を通過する状態（暖房用バイパス路９４側に全開）である。Ｓ２０では、制御装置１００は、ヒートポンプ５０を停止させる。制御装置１００は、バーナ加熱装置８２、及び、循環ポンプ７４の動作を継続する。従って、暖房用水循環路７１内の水の全部が、バーナ加熱装置８２によって加熱され、ヒートポンプ５０によって加熱されない。暖房用水循環路７１内の水をさらに急速に高温まで加熱することができる。そのため、引き続き、暖房機７６を高出力で運転させることができる。

Ｓ２０を終えると、Ｓ２２では、制御装置１００は、サーミスタ８６の検出温度が所定の閾値Ｔ３以上になることを監視する。即ち、Ｓ２２では、制御装置１００は、暖房機７６を通過した後の水の温度が、所定の閾値Ｔ３以上になることを監視する。閾値Ｔ３は、予め決められている。

Ｓ２０の第３暖房運転を継続して実行すると、暖房用水循環路７１内の水の温度が上昇していく。暖房用水循環路７１内の水の温度が十分に上昇すると、暖房機７６を高出力で安定して運転させることができる。この状態を「暖房機７６が立ち上がった状態」とも呼ぶ。暖房機７６が十分に立ち上がった状態になると、暖房用水循環路７１内の水を、バーナ加熱装置８２によって急速に加熱する必要がなくなる。

従って、本実施例では、閾値Ｔ３は、暖房用水循環路７１内の水の温度が十分に高いと判断できる程度の温度に設定されている。閾値Ｔ３は、例えば、６５℃程度である。サーミスタ８６の検出温度が、所定の閾値Ｔ３以上である場合、制御装置１００は、Ｓ２２でＹＥＳと判断し、Ｓ２４に進む。

Ｓ２４では、制御装置１００は、バーナ加熱装置８２を停止する。制御装置１００は、循環ポンプ７４を引き続き回転させる。これにより、暖房用水循環路７１内の水がそれ以上加熱されなくなる。暖房機７６は、既に閾値Ｔ３以上の温度まで加熱された暖房用水循環路７１内の水の熱が供給される。

Ｓ２４を終えると、Ｓ２６では、制御装置１００は、サーミスタ８６の検出温度が所定の閾値Ｔ４以下になることを監視する。即ち、Ｓ２６では、制御装置１００は、暖房機７６を通過した後の水の温度が、所定の閾値Ｔ４以下になることを監視する。閾値Ｔ４は、予め決められている。

Ｓ２４でバーナ加熱装置８２を停止させた状態で循環ポンプ７４を引き続き回転させると、暖房用水循環路７１内の水の温度は下がっていく。本実施例では、閾値Ｔ４は、再びヒートポンプ５０によって暖房用水循環路７１内の水を効率良く加熱できる程度の温度に設定されている。閾値Ｔ４の一例としては、４５℃程度が挙げられる。サーミスタ８６の検出温度が、所定の閾値Ｔ４以下である場合、制御装置１００は、Ｓ２６でＹＥＳと判断し、Ｓ２８に進む。

Ｓ２８では、制御装置１００は、第４暖房運転を実行する。図６は、第４暖房運転時の各構成要素の動作を示す。Ｓ２８では、制御装置１００は、ヒートポンプ５０を再度作動させるとともに、調整弁９０を、三流体熱交換器５８側に所定量だけ開く。即ち、制御装置１００は、調整弁９０の開度を、暖房用水循環路７１内の水の一部が三流体熱交換器５８を通過し、他の一部が暖房用バイパス路９４を通過するように調整する。調整弁９０を開く量は、予め決められている。これにより、暖房復路８４から導入される水が、熱回収路８８と暖房用バイパス路９４とを分かれて通過する。これにより、一部の水が、ヒートポンプ５０で加熱されるため、暖房用水循環路７１内の水が上昇する。第４暖房運転では、暖房用水循環路７１内の水をヒートポンプ５０のみによって加熱することができる。この場合、高効率の暖房運転を実現することができる。

Ｓ２８で第４暖房運転を開始すると、ユーザが暖房運転の終了を指示するまで、制御装置１００は、第４暖房運転を継続する。なお、制御装置１００は、サーミスタ９２の検出温度に応じて、調整弁９０の開度を調整しながら、第４暖房運転を継続する。

一方、ユーザによって暖房運転の実行が指示された際に、外気温センサ４０の検出温度が、所定の閾値Ｔ１より低い場合（Ｓ１０でＮＯ）、Ｓ３０では、制御装置１００は、図５の第３暖房運転と同様の運転を行う。即ち、制御装置１００は、調整弁９０の開度を、暖房用水循環路７１内の水の全部が暖房用バイパス路９４を通過するように調整し（暖房用バイパス路９４側に全開）、循環ポンプ７４を回転させる。また、制御装置１００は、ヒートポンプ５０を作動させず、バーナ加熱装置８２のみを作動させる。これにより、暖房用水循環路７１内の水は、バーナ加熱装置８２のみによって加熱される。この結果、暖房機７６には、バーナ加熱装置８２を用いて加熱された水が供給される。制御装置１００は、暖房機７６を作動させる。暖房機７６は、供給された水の熱を利用して、居室を暖房する。

上記の通り、外気温センサ４０の検出温度が、所定の閾値Ｔ１より低い場合（Ｓ１０でＮＯ）、ヒートポンプ５０によって効率的に水を加熱することができない。このような場合、Ｓ３０の運転を実行することにより、外気温が低い状況においても、暖房機７６を急速に立ち上げるとともに、暖房機７６を高出力で運転させることができる。Ｓ３０の運転を開始すると、ユーザが暖房運転の終了を指示するまで、制御装置１００は、Ｓ３０の運転を継続する。

（凍結防止運転）
凍結防止運転は、外気温が低い状況において、タンク水循環路２０内の水、及び、暖房用水循環路７１内の水が凍結し、配管が凍結破損することを防ぐための運転である。図７は、凍結防止運転時の各構成要素の動作を示す。

制御装置１００は、外気温センサ４０が検出する温度（外気温）が、所定の閾値Ｔ５より低くなる場合に、定期的に凍結防止運転を実行する。所定の閾値Ｔ５は、例えば０℃である。制御装置１００は、凍結防止運転を開始すると、図７に示すように、循環ポンプ２２を回転させて、タンク水循環路２０内の水を循環させる。同時に、制御装置１００は、循環ポンプ７４を回転させて、暖房用水循環路７１内の水を循環させる。この際の調整弁９０の開度は、図７の例では、暖房用水循環路７１内の水の全部が三流体熱交換器５８を通過するように調整している（熱回収路８８側に全開）。ただし、他の例では、調整弁９０の開度は、暖房用水循環路７１内の水の一部が三流体熱交換器５８を通過し、他の一部が暖房用バイパス路９４を通過するように調整してもよい。また、凍結防止運転では、制御装置１００は、外気温に応じて、バーナ加熱装置８２を作動させることもできる。本実施例では、定期的に凍結防止運転を行うことにより、タンク水循環路２０内の水、及び、暖房用水循環路７１内の水が凍結し、配管が凍結破損することを防ぐことができる。

（除霜運転）
除霜運転は、外気温が低い状況において、ヒートポンプ５０の熱交換器５４に付着する霜を除去するための運転である。ヒートポンプ５０の熱交換器５４は、外気と熱媒体との間で熱交換を行って、熱媒体を加熱する。従って、外気温が低い状況では、熱交換器５４の温度が低くなり易いため、熱交換器５４の表面に霜が付着し易くなる。

制御装置１００は、外気温センサ４０が検出する温度（外気温）が、所定の閾値Ｔ６より低くなる場合に、定期的に除霜運転を実行する。所定の閾値Ｔ６は、例えば０℃である。制御装置１００は、除霜運転を開始すると、図８に示すように、開閉弁６６を開いて、圧縮器６２を作動させる。即ち、開閉弁６６を開いた状態で、圧縮器６２を作動させると、熱媒体循環路５２内の熱媒体は、熱交換器５４、圧縮器６２、熱媒体バイパス路６４の順に循環し、三流体熱交換器５８、膨張弁６０に流れない。この場合、熱媒体循環路５２内の熱媒体は、三流体熱交換器５８や膨張弁６０を通過することによって温度が低下しないため、高温高圧の状態で循環する。その結果、熱交換器５４を通過する熱媒体の温度も高くなり、熱交換器５４の表面に付着する霜を除去することができる。

以上、本実施例の給湯暖房システム２の構成及び動作について説明した。上記の通り、本実施例の給湯暖房システム２では、調整弁９０の開度を変化させることによって、三流体熱交換器５８を通過する水の流量と、暖房用バイパス路９４を通過する水の流量の割合を変化させることができる。従って、この給湯暖房システム２では、調整弁９０の開度を調整することにより、例えば、三流体熱交換器５８で暖房用水循環路７１内の水を加熱すべき状況、三流体熱交換器５８で暖房用水循環路７１内の水のうちの一部のみを加熱すべき状況、三流体熱交換器５８で暖房用水循環路７１内の水を加熱すべきでない状況、等の様々な状況に応じて、三流体熱交換器５８を通過する暖房用水循環路７１内の水の流量を適切に変更することが可能である。

本実施例の給湯暖房システム２が「暖房システム」の一例である。熱媒体循環路５２、暖房用水循環路７１が、それぞれ、「第１熱媒体循環路」、「第２熱媒体循環路」の一例である。三流体熱交換器５８が「第１熱交換器」及び「第２熱交換器」の一例である。暖房用バイパス路９４、熱媒体バイパス路６４が、それぞれ、「第１バイパス路」、「第２バイパス路」の一例である。閾値Ｔ５の温度、閾値Ｔ６の温度が、それぞれ、「第１の所定温度」、「第２の所定温度」の一例である。

（第２実施例）
第２実施例について、第１実施例と異なる点を説明する。図９に示すように、本実施例では、タンクユニット４は、給湯系統１０４のうち、タンク１０と、タンク水循環路２０の一部（循環ポンプ２２を含む）と、水道水導入路２４の一部と、供給路３６の一部と、を含む。また、タンクユニット４は、外気温センサ４０を含む。タンクユニット４は、上記の各構成要素をケース４ａ内に収容している。

ヒートポンプユニット６は、ヒートポンプ系統１０６全体（即ち、ヒートポンプ５０及び三流体熱交換器５８）を含む。ヒートポンプユニット６は、さらに、三流体熱交換器５８を通過するタンク水循環路２０の一部と、暖房復路８４の一部と、暖房用バイパス路９４と、熱回収路８８と、循環流路９６の一部と、調整弁９０と、を含む。ヒートポンプユニット６は、上記の各構成要素をケース６ａ内に収容している。

バーナユニット８は、暖房系統１０８のうち、シスターン７０と、暖房往路７２（循環ポンプ７４を含む）と、バーナ加熱装置８２と、暖房復路８４の一部と、循環流路９６の一部と、を含む。さらに、バーナユニット８は、給湯系統１０４のうち、供給路３６の一部と、バーナ加熱装置８１と、を含む。バーナユニット８は、上記の各構成要素をケース８ａ内に収容している。

上記の通り、本実施例では、タンク水循環路２０は、タンクユニット４とヒートポンプユニット６とに亘って形成されている。また、暖房用水循環路７１は、ヒートポンプユニット６とバーナユニット８とに亘って形成されている。即ち、暖房用水循環路７１は、シスターン７０内の水を、バーナユニット８、ヒートポンプユニット６、バーナユニット８、の順に循環させるように形成されている。従って、本実施例では、タンクユニット４とバーナユニット８との間に、シスターン７０内の水の循環のための経路を設けずに済む。そのため、各ユニット４、６、８の設置の自由度が向上する。従って、施工性に優れる給湯暖房システムを実現することができる。

（第３実施例）
第３実施例について、第１実施例と異なる点を説明する。図１０に示すように、本実施例では、タンクユニット４は、給湯系統１０４のうち、タンク１０と、タンク水循環路２０の一部（循環ポンプ２２を含む）と、水道水導入路２４の一部と、供給路３６の一部と、を含む。また、タンクユニット４は、外気温センサ４０を含む。タンクユニット４は、上記の各構成要素をケース４ａ内に収容している。

ヒートポンプユニット６は、ヒートポンプ系統１０６全体（即ち、ヒートポンプ５０及び三流体熱交換器５８）を含む。ヒートポンプユニット６は、さらに、三流体熱交換器５８を通過するタンク水循環路２０の一部と、暖房復路８４の一部と、熱回収路８８の一部とを含む。ヒートポンプユニット６は、上記の各構成要素をケース６ａ内に収容している。

バーナユニット８は、暖房系統１０８のうち、シスターン７０と、暖房往路７２（循環ポンプ７４を含む）と、バーナ加熱装置８２と、暖房復路８４と、暖房用バイパス路９４と、熱回収路８８の一部と、循環流路９６と、調整弁９０と、を含む。さらに、バーナユニット８は、給湯系統１０４のうち、供給路３６の一部と、バーナ加熱装置８１と、を含む。

上記の通り、本実施例では、タンク水循環路２０は、タンクユニット４とヒートポンプユニット６とに亘って形成されている。また、暖房用水循環路７１は、ヒートポンプユニット６とバーナユニット８とに亘って形成されている。即ち、本実施例でも、暖房用水循環路７１は、シスターン７０内の水を、バーナユニット８、ヒートポンプユニット６、バーナユニット８、の順に循環させるように形成されている。従って、本実施例では、タンクユニット４とバーナユニット８との間に、シスターン７０内の水の循環のための経路を設けずに済む。そのため、各ユニット４、６、８の設置の自由度が向上する。従って、施工性に優れる給湯暖房システムを実現することができる。

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。

（変形例１） 上記の実施例では、暖房復路８４の下流端と、熱回収路８８の上流端と、暖房用バイパス路９４の上流端との接続部分に調整弁９０を備えている。また、調整弁９０には三方弁が用いられている。この調整弁９０に代えて、暖房用バイパス路９４内に流量調整弁を備えてもよい。

（変形例２） 上記の実施例では、三流体熱交換器５８は、タンク水循環路２０内の水を加熱する第１熱交換器と、熱回収路８８内の水を加熱する第２熱交換器として機能する。これに代えて、タンク水循環路２０内の水を加熱する第１熱交換器と、熱回収路８８内の水を加熱する第２熱交換器とがそれぞれ別個の熱交換器として構成されていてもよい。

（変形例３） 上記の実施例では、閾値Ｔ０、Ｔ１は、ヒートポンプ５０を作動させたとしても、ヒートポンプ５０が外気から効果的に吸熱できない程度の温度に設定されている。これに代えて、閾値Ｔ０、Ｔ１は、ヒートポンプ５０を作動させると、ヒートポンプ５０の構成要素（圧縮器６２等）が故障する程度の温度（例えば−１０℃程度）に設定してもよい。

２ 給湯暖房システム
４ タンクユニット
４ａ ケース
６ ヒートポンプユニット
６ａ ケース
８ バーナユニット
８ａ ケース
１０ タンク
１２、１４、１６、１８ サーミスタ
２０ タンク水循環路
２２ 循環ポンプ
２４ 水道水導入路
２４ａ 第１導入路
２４ｂ 第２導入路
２６ 逆止弁
２８ 逆止弁
３０ 流量調整弁
３２ 水道水供給源
３４ 流量調整弁
３６ 供給路
３８ 給湯栓
４０ 外気温センサ
５０ ヒートポンプ
５２ 熱媒体循環路
５４ 熱交換器
５６ ファン
５８ 三流体熱交換器
６０ 膨張弁
６２ 圧縮器
６４ 熱媒体バイパス路
６６ 開閉弁
７０ シスターン
７１ 暖房用水循環路
７２ 暖房往路
７４ 循環ポンプ
７６ 暖房機
８１ バーナ加熱装置
８２ バーナ加熱装置
８４ 暖房復路
８６ サーミスタ
８８ 熱回収路
９０ 調整弁
９２ サーミスタ
９４ 暖房用バイパス路
９６ 循環流路
１００ 制御装置
１０４ 給湯系統
１０６ ヒートポンプ系統
１０８ 暖房系統

Claims (8)

1. 暖房システムであり、
   第１熱媒体を循環させる第１熱媒体循環路を備えたヒートポンプと、
   温水利用箇所に供給する水を貯留するタンクと、
   タンク内の水を導入し、導入した水をタンクに戻すタンク水循環路と、
   第１熱媒体との熱交換によって、タンク水循環路内の水を加熱する第１熱交換器と、
   第２熱媒体を循環させる第２熱媒体循環路と、
   第１熱媒体との熱交換によって、第２熱媒体を加熱する第２熱交換器と、
   ヒートポンプに比べて加熱能力が高く、第２熱媒体を加熱する加熱装置と、
   第２熱媒体の熱を利用して暖房する暖房機と、
   第２熱媒体循環路に設けられて、第２熱交換器の上流側と下流側とを接続する第１バイパス路と、
   第１バイパス路に設けられて、開度を変化させることによって、第２熱交換器を通過する第２熱媒体の流量と第１バイパス路を通過する第２熱媒体の流量の割合を変化させる調整弁と、
   を備えることを特徴とする暖房システム。
2. 調整弁の開度を、第２熱媒体循環路内を循環する第２熱媒体の全部が第２熱交換器を通過するように調整した状態で、ヒートポンプ及び加熱装置によって第２熱媒体を加熱して暖房機を作動させる第１暖房運転と、
   調整弁の開度を、第２熱媒体循環路内を循環する第２熱媒体の一部が第２熱交換器を通過し、他の一部が第１バイパス路を通過するように調整した状態で、ヒートポンプ及び加熱装置によって第２熱媒体を加熱して暖房機を作動させる第２暖房運転と、
   調整弁の開度を、第２熱媒体循環路内を循環する第２熱媒体の全部が第１バイパス路を通過するように調整した状態で、加熱装置によって第２熱媒体を加熱して暖房機を作動させる第３暖房運転と、
   調整弁の開度を、第２熱媒体循環路内を循環する第２熱媒体の少なくとも一部が第２熱交換器を通過するように調整した状態で、ヒートポンプによって第２熱媒体を加熱して暖房機を作動させる第４暖房運転と、を実行可能であることを特徴とする請求項１に記載の暖房システム。
3. 暖房機の作動開始直後は、第１暖房運転を実行し、
   その後、第２暖房運転を実行し、
   その後、第３暖房運転を実行し、
   その後、第４暖房運転を実行することを特徴とする請求項２に記載の暖房システム。
4. 外気温を計測する外気温センサをさらに備え、
   外気温センサが計測する外気温が第１の所定温度より低い場合に、第２熱媒体を循環させるとともに、タンク水循環路内の水を循環させる、凍結防止運転を実行することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の暖房システム。
5. 第１熱媒体循環路に設けられる第１熱交換器の上流側と下流側とを接続する第２バイパス路と、
   第２バイパス路を開閉する開閉弁と、
   外気温を計測する外気温センサと、をさらに備え、
   外気温センサが計測する外気温が第２の所定温度より低い場合に、開閉弁を開いた状態で、第１熱媒体を循環させる除霜運転を実行することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の暖房システム。
6. 前記暖房システムは、
   ヒートポンプと、第１熱交換器と、第２熱交換器と、を収容するケースを備えるヒートポンプユニットと、
   加熱装置を収容するケースを備える加熱装置ユニットと、
   タンクを収容するケースを備えるタンクユニットと、を有しており、
   タンク水循環路は、タンクユニットとヒートポンプユニットとに亘って形成されており、
   第２熱媒体循環路は、第２熱媒体を、加熱装置ユニット、タンクユニット、ヒートポンプユニット、タンクユニット、加熱装置ユニット、の順に循環させるように形成されており、
   第１バイパス路及び調整弁は、第２熱媒体循環路のうち、タンクユニットのケース内に配置された部分に設けられている、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の暖房システム。
7. 前記暖房システムは、
   ヒートポンプと、第１熱交換器と、第２熱交換器と、を収容するケースを備えるヒートポンプユニットと、
   加熱装置を収容するケースを備える加熱装置ユニットと、
   タンクを収容するケースを備えるタンクユニットと、を有しており、
   タンク水循環路は、タンクユニットとヒートポンプユニットとに亘って形成されており、
   第２熱媒体循環路は、第２熱媒体を、加熱装置ユニット、ヒートポンプユニット、加熱装置ユニット、の順に循環させるように形成されており、
   第１バイパス路及び調整弁は、第２熱媒体循環路のうち、ヒートポンプユニットのケース内に配置された部分に設けられている、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の暖房システム。
8. 前記暖房システムは、
   ヒートポンプと、第１熱交換器と、第２熱交換器と、を収容するケースを備えるヒートポンプユニットと、
   加熱装置を収容するケースを備える加熱装置ユニットと、
   タンクを収容するケースを備えるタンクユニットと、を有しており、
   タンク水循環路は、タンクユニットとヒートポンプユニットとに亘って形成されており、
   第２熱媒体循環路は、第２熱媒体を、加熱装置ユニット、ヒートポンプユニット、加熱装置ユニット、の順に循環させるように形成されており、
   第１バイパス路及び調整弁は、第２熱媒体循環路のうち、加熱装置ユニットのケース内に配置された部分に設けられている、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の暖房システム。

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