JP2014062697A - 暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】融雪電力を電源電力として用いるヒートポンプの正常な運転を行なうことができない状況で、暖房運転中における暖房用熱媒の熱損失を低減する。
【解決手段】融雪電力を電源電力とするヒートポンプ３１により加熱された熱媒を貯蔵する熱媒タンク１１と、熱媒をバーナ４４の燃焼運転により加熱される第１熱交換器４５，４６と暖房端末機５Ｈ，５Ｌとを経由して循環させる循環流路１３と、熱媒タンク１１をバイパスさせて熱媒を流すバイパス流路２４とを備えており、融雪電力の提供の中断等によりヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができないと判断される場合に、熱媒を熱媒タンク１１を経由させずに、バイパス流路２４を経由させるように、バイパス流路２４の流量調整弁２３を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、融雪電力を利用する暖房システムに関する。

特許文献１、２等に見られるように、熱源機により加熱される温水等の熱媒を、熱媒タンクと、暖房端末機を経由して循環させつつ、該熱媒の熱を暖房端末機で放熱させるようにした暖房システムが従来より一般に知られている。この種の暖房システムでは、熱源機として、ヒートポンプを備えるもの、あるいは、ヒートポンプと燃焼式の熱源機との両方を備えるものも知られている。

特開平５−６０３３３号公報 特開２００３−２１３４３号公報

ところで、寒冷地等では、融雪電力が提供されている。この融雪電力は、用途が暖房や、道路路面の加熱等の特定の用途に制限された電力であり、通常の家庭用電源電力もしくは商用電源電力よりも安価に提供されている。そこで、例えば、融雪電力を電源電力として使用するヒートポンプにより加熱した熱媒タンクの熱媒、あるいは、該熱媒タンクの熱媒との熱交換によって加熱した熱媒を暖房用熱媒として、暖房端末機を経由して循環させることで暖房運転を行う暖房システムを提供することが考えられる。

一方、融雪電力は、一般に、常時供給されているわけではなく、一日のうちの一定時間は、供給が停止される。その状態では、ヒートポンプを運転することはできないので、熱媒タンク内の熱媒を加熱することはできない。このことは、ヒートポンプの故障が発生した場合でも同様である。

また、外気温度が低すぎるような状況においては、ヒートポンプを運転しても、熱媒タンク内の熱媒を十分に加熱し得る熱を発生させることができないので、熱媒タンク内の熱媒を実質的に加熱することができない。

上記のようにヒートポンプの運転を行なうことができないか、又はヒートポンプの運転を行っても熱媒を加熱することができない状況、すなわち、ヒートポンプの正常な運転が不能となる状況が発生した場合には、熱媒タンク内の熱媒は、自然放熱等によって、その温度が低下していく。ひいては、該熱媒タンク内の熱媒の温度が、暖房運転を適切に行うために必要な温度よりも低い温度まで低下してしまう。

この場合、暖房用熱媒を循環させる流路の途中にバーナの燃焼運転により加熱される熱交換器を介装することで、暖房用端末機に暖房運転に必要な温度の暖房用熱媒を供給するようにすることは可能である。

しかるに、ヒートポンプの正常な運転を行なうことができない状況で、ヒートポンプの正常な運転を行うことができる場合と同様に、暖房用熱媒を熱媒タンク、又は、熱媒タンクの熱媒との熱交換を行なう熱交換器を経由させて循環させるようにすると、熱媒タンク又は該熱交換器で暖房用熱媒の無駄な放熱（熱損失）が発生し、ひいては、バーナの燃焼運転によって暖房用熱媒に与えられる熱が、無駄に消費されてしまうという不都合がある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、融雪電力を電源電力として用いるヒートポンプの正常な運転を行なうことができない状況で、暖房運転中における暖房用熱媒の熱損失を低減することができる暖房システムを提供することを目的とする。

本発明の暖房システムは、上記の目的を達成するために、融雪電力を電源電力として運転可能なヒートポンプと、
該ヒートポンプの運転によって加熱された熱媒を貯蔵する熱媒タンクと、
該熱媒タンク内に貯蔵された熱媒である暖房用熱媒、又は熱媒タンク内に貯蔵された熱媒との熱交換によって加熱された熱媒である暖房用熱媒を、バーナの燃焼によって発生する熱を該暖房用熱媒に伝熱するバーナ側熱交換器と、該暖房用熱媒の熱を放熱する暖房端末機と、前記熱媒タンク又は該熱媒タンク内の熱媒と暖房用熱媒との熱交換を行なうタンク側熱交換器とを経由して循環させる暖房用熱媒循環流路と、
前記暖房用熱媒循環流路における前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器の上流部と下流部とを連通させるように該熱媒タンク又はタンク側熱交換器と並列に該暖房用熱媒循環流路に接続されたバイパス流路と、
前記暖房用熱媒循環流路で前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器に流れる暖房用熱媒の流量と該暖房用熱媒循環流路から前記バイパス流路に流れる暖房用熱媒の流量との割合を調整可能に該暖房用熱媒循環流路及びバイパス流路に接続された流量調整弁と、
前記ヒートポンプの正常な運転を行い得るか否かを判断するヒートポンプ運転可否判断手段とを備えており、
前記ヒートポンプ運転可否判断手段により前記ヒートポンプの正常な運転を行うことができないと判断された場合に、暖房用熱媒循環流路で前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器に向って流れてくる暖房用熱媒を、前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器と前記バイパス流路とのうちのバイパス流路だけに流すように前記流量調整弁が制御されることを特徴とする（第１発明）。

なお、本発明において、ヒートポンプの正常な運転を行うことができないということは、電源電力の供給されない等の理由によってヒートポンプの運転自体を行なうことができないか、もしくは、ヒートポンプの運転自体は行なうことができても、暖房用熱媒を加熱することができないということを意味する。

上記第１発明によれば、前記熱媒タンクに貯蔵される熱媒は、前記融雪電力を電源電力として運転可能なヒートポンプによって加熱されるので、該熱媒タンク内の熱媒は、融雪電力をエネルギー源としてヒートポンプにより発生した熱を蓄熱する。

そして、熱媒タンク内に貯蔵された熱媒である暖房用熱媒、又は熱媒タンク内に貯蔵された熱媒との熱交換によって加熱された熱媒である暖房用熱媒を、前記暖房用熱媒循環流路にて、前記暖房端末機を経由させて循環させることで、該暖房端末機による暖房運転を行うことが可能である。

なお、前記暖房用熱媒循環流路で前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器に流れる暖房用熱媒の流量と該暖房用熱媒循環流路から前記バイパス流路に流れる暖房用熱媒の流量との割合を前記流量調整弁により調整することで、バイパス流路の下流側で暖房用熱媒循環流路に流す暖房用熱媒の温度を調整することも可能である。

また、暖房用熱媒循環流路は、バーナの燃焼によって発生する熱を該暖房用熱媒に伝熱するバーナ側熱交換器をも経由するので、熱媒タンク側から暖房端末機側に供給される暖房用熱媒の温度が、暖房端末機の運転のために要求される暖房用熱媒の温度よりも低い場合等にあっては、該暖房用熱媒循環流路を流れる暖房用熱媒をさらに加熱した上で、暖房端末機に供給することも可能である。

一方、前記融雪電力の提供が中断される等の理由によって、前記ヒートポンプの正常な運転を行うことができなくなる場合がある。この場合、前記熱媒タンク内の熱媒が加熱されなくなるので、該熱媒の温度が自然放熱等により低下する。

このため、暖房用熱媒循環流路で、熱媒タンク又はタンク側熱交換器を経由させて暖房用熱媒を流し続けると、前記バーナの燃焼運転を行っても、該熱媒タンク又はタンク側熱交換器での暖房用熱媒の放熱が生じやすくなる。

しかるに、第１発明では、前記ヒートポンプ運転可否判断手段により前記ヒートポンプの正常な運転を行うことができないと判断された場合に、暖房用熱媒循環流路で前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器に向って流れてくる暖房用熱媒を、前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器と前記バイパス流路とのうちのバイパス流路だけに流すように前記流量調整弁が制御される。

このため、暖房用熱媒は、熱媒タンク又はタンク側熱交換器を流通しなくなり、熱媒タンク内の熱媒の温度が暖房用熱媒の温度よりも低い温度に低下しても、該暖房用熱媒の放熱が低減されることとなる。

従って、第１発明の暖房システムによれば、融雪電力を電源電力として用いるヒートポンプの正常な運転を行なうことができない状況で、暖房運転中における暖房用熱媒の熱損失を低減することができる。

前記融雪電力は、一般に、一日のうちのどの時間帯で提供が中断されるかを示すスケジュールがあらかじめ定められている。そして、該融雪電力の提供が中断される時間帯では、ヒートポンプの運転を行うことができなくなる。

そこで、第１発明では、前記ヒートポンプ運転可否判断手段は、例えば、前記融雪電力のあらかじめ定められた提供スケジュールに基づいて、少なくとも、該融雪電力の提供が中断される時間帯である融雪電力中断時間帯、又は該融雪電力中断時間帯のうちの該融雪電力中断時間帯の開始直後の所定期間を除く時間帯にて、前記ヒートポンプの正常な運転を行うことができないと判断する（第２発明）。

この第２発明によれば、融雪電力の提供の中断によって、前記ヒートポンプの正常な運転を行うことができなくなる状況で、熱媒タンク又はタンク側熱交換器で暖房用熱媒の熱損失が生じるのを適切に防止できる。

なお、融雪電力中断時間帯の開始直後は、ヒートポンプの運転が行なわれなくとも、熱媒タンク内の熱媒の温度は、該融雪電力中断時間帯の開始前の期間でのヒートポンプの運転によって、通常、十分に高い温度に保たれている。従って、前記ヒートポンプ運転可否判断手段は、融雪電力中断時間帯のうちの該融雪電力中断時間帯の開始直後の所定期間を除く時間帯にて、前記ヒートポンプの正常な運転を行うことができないと判断するようにしてもよい。

このようにすることで、融雪電力中断時間帯の開始直後の所定期間では、暖房用熱媒を、前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器を経由させて循環させることができる。このため、融雪電力中断時間帯の開始前に熱媒タンク内の熱媒に蓄えられていた熱を暖房運転に有効活用することができる。

かかる第２発明では、前記所定期間は、一例として、融雪電力中断時間帯の開始時から既定の時間が経過するまでの期間（当該時間内の期間では、熱媒タンク内の熱媒の温度が、暖房運転に必要な暖房用熱媒の温度よりも高い温度に保たれると予測される期間）であってもよい。

あるいは、前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器から暖房用熱媒循環流路に供給される暖房用熱媒の温度を検出する温度検出手段をさらに備えた場合には、次のようにしてもよい。すなわち、前記ヒートポンプ運転可否判断手段は、前記融雪電力中断時間帯の開始後、前記温度検出手段により検出された温度があらかじめ定められた所定温度に低下するまでの期間を前記所定期間として、前記融雪電力中断時間帯のうちの該所定期間を除く時間帯にて、前記ヒートポンプの正常な運転を行うことができないと判断するようにしてもよい（第３発明）。

この第３発明によれば、融雪電力の提供の中断によって、ヒートポンプの正常な運転を行なうことができない状況で、前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器での暖房用熱媒の熱損失の発生を防止しつつ、融雪電力中断時間帯の開始前に熱媒タンク内の熱媒に蓄えられている熱を極力有効に活用するようにすることができる。

なお、第３発明における上記所定温度は、暖房端末機の暖房運転に必要な暖房用熱媒の温度以上の温度に設定しておくことが効果的である。

また、前記第２発明において、前記流量調整弁は、前記融雪電力を電源電力として動作可能な弁であってもよい。この場合、融雪電力の提供が中断されると、前記流量調整弁を作動させることができなくなる。

そこで、この場合には、前記ヒートポンプ運転可否判断手段は、前記融雪電力中断時間帯と、該融雪電力中断時間帯の開始直前の期間とにおいて、前記ヒートポンプの正常な運転を行うことができないと判断することが好ましい（第４発明）。

この第４発明によれば、融雪電力中断時間帯が実際に開始する前に、ヒートポンプ運転可否判断手段により判断されるので、融雪電力が提供されている状態で、暖房用熱媒循環流路で前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器に向って流れてくる暖房用熱媒を、前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器と前記バイパス流路とのうちのバイパス流路だけに流すように前記流量調整弁を制御することができる。

このため、融雪電力中断時間帯が実際に開始して、流量調整弁を融雪電力により作動させることができなくなっても、該流量調整弁を作動させるための補助電源等を必要とすることなく、該融雪電力中断時間帯において、前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器と前記バイパス流路とのうちのバイパス流路だけに暖房用熱媒に流すようにすることができる。

従って、融雪電力中断時間帯において、熱媒タンク又はタンク側熱交換器で暖房用熱媒の熱損失が発生することを、融雪電力を電源電力として利用する流量調整弁を備える暖房システムでも防止するようにすることができる。

また、前記第１〜第４発明において、融雪電力が提供されていても、ヒートポンプの故障が発生した場合には、ヒートポンプの正常な運転を行うことはできない。また、ヒートポンプに供給される外気の温度が低過ぎる場合には、ヒートポンプの運転を行っても熱媒タンク内の熱媒を実質的に加熱することができないので、該ヒートポンプの正常な運転を行うことができない。

そこで、前記第１〜第４発明では、前記ヒートポンプ運転可否判断手段は、さらに、前記ヒートポンプの故障が発生した場合、又は前記ヒートポンプに供給される外気の温度があらかじめ定めた所定温度よりも低い場合にも、前記ヒートポンプの正常な運転を行うことができないと判断するようにしてもよい（第５発明）。

この第５発明によれば、ヒートポンプの故障によって、該ヒートポンプの正常な運転を行うことができない場合、あるいは、外気の温度が低過ぎて、ヒートポンプの正常な運転を行うことができない場合にも、融雪電力の提供が中断された場合と同様に、において、前記ヒートポンプの故障が発生した場合は、融雪電力の提供が中断された場合と同様に、前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器と前記バイパス流路とのうちのバイパス流路だけに暖房用熱媒に流すようにすることができる。

従って、ヒートポンプの故障によって、該ヒートポンプの正常な運転を行うことができない場合、あるいは、外気の温度が低過ぎて、ヒートポンプの正常な運転を行うことができない場合にも、熱媒タンク又はタンク側熱交換器で暖房用熱媒の熱損失が発生するのを防止できる。

本発明の実施形態の暖房システムの全体構成を示す図。 図１の暖房システムの制御に関する構成を示すブロック図。 第１実施形態における暖房システムの作動を説明するためのフローチャート。 第２実施形態における暖房システムの作動を説明するためのフローチャート。 各実施形態における暖房システムの貯湯タンクユニットの他の構成例を示す図。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１〜図３を参照して説明する。図１を参照して、本実施形態の暖房システム１は、暖房用熱媒としての温水を貯蔵する貯湯タンク１１が搭載された貯湯タンクユニット２と、温水加熱用の第１の熱源機としてのヒートポンプ３１が搭載されたヒートポンプユニット３と、温水加熱用の第２の熱源機としての燃焼式熱源機４１が搭載された燃焼式熱源機ユニット４と、１つ以上の暖房端末機を含む暖房端末ユニット５と、風呂場に設置される浴槽６とを備える。

貯湯タンクユニット２に搭載された貯湯タンク１１は、本発明における熱媒タンクに相当する。この貯湯タンク１１には、該貯湯タンク１１内の温水（暖房用熱媒）を外部のヒートポンプ３１の凝縮機３５（詳細は後述する）を経由して循環させるための蓄熱用温水循環流路１２と、貯湯タンク１１内の温水を燃焼式熱源機ユニット４及び暖房端末ユニット５を経由して循環させるための暖房用温水循環流路１３とが接続されている。

また、貯湯タンク１１には、その高さ方向（上下方向）に間隔を存する複数（図示例では３つ）の高さ位置に、各高さ位置での貯湯タンク１１内の温水の温度を検出する温度センサ１４ａ，１４ｂ，１４ｃが装着されている。

蓄熱用温水循環流路１２は、貯湯タンク１１からヒートポンプ３１の凝縮機３５に温水を供給するための流路である蓄熱用温水往路１２ａと、該凝縮機３５から貯湯タンク１１に温水を環流させる蓄熱用温水復路１２ｂとを備える。

蓄熱用温水往路１２ａは、その上流端が貯湯タンク１１の下部に接続され、下流端が凝縮機３５に接続されている。そして、蓄熱用温水往路１２ａには、逆止弁１５と、貯湯タンク１１から流出する温水の温度を蓄熱用温水往路１２ａの上流部で検出する温度センサ１６と、手動式の開閉弁１７と、蓄熱用温水往路１２ａの上流側から下流側に向う温水の流れを発生させる蓄熱用循環ポンプ１８と、ヒートポンプ３１の凝縮機３５に流入する温水の温度を蓄熱用温水往路１２ａの下流部で検出する温度センサ１９とが装着されている。

この場合、本実施形態の例では、逆止弁１５及び温度センサ１６は貯湯タンクユニット２内に配置され、蓄熱用循環ポンプ１８及び温度センサ１９はヒートポンプユニット３内に配置され、開閉弁１７は貯湯タンクユニット２とヒートポンプユニット３との間に配置されている。

蓄熱用温水復路１２ｂは、その上流端がヒートポンプ３１の凝縮機３５に接続され、下流端が貯湯タンク１１の上部に接続されている。そして、蓄熱用温水復路１２ｂには、凝縮機３５から流出する温水の温度を蓄熱用温水復路１２ｂの上流部で検出する温度センサ２０と、手動式の開閉弁２１と、貯湯タンク１１に流入する温水の温度を蓄熱用温水復路１２ｂの下流部で検出する温度センサ２２とが装着されている。

この場合、本実施形態の例では、温度センサ２０はヒートポンプユニット３内に配置され、温度センサ２２は貯湯タンクユニット２内に配置され、開閉弁２１は貯湯タンクユニット２とヒートポンプユニット３との間に配置されている。

暖房用温水循環流路１３は、貯湯タンク１１から暖房端末ユニット５に温水を供給するための流路である暖房用温水往路１３ａと、暖房端末ユニット５から貯湯タンク１１に温水を環流させるための流路である暖房用温水復路１３ｂとを備える。

暖房用温水往路１３ａは、その上流端が前記蓄熱用温水復路１２ｂの下流端部（温度センサ２２よりも下流側の部分）に合流されている。従って、暖房用温水往路１３ａの上流端は、蓄熱用温水復路１２ｂの下流端部を介して貯湯タンク１１の上部に接続されている。

暖房用温水復路１３ｂは、その下流端が貯湯タンク１１の下部に接続されている。また、暖房用温水復路１３ｂの下流部には、貯湯タンクユニット２内に設置された混合弁２３が装着されている。

さらに、暖房用温水復路１３ｂの下流部と、暖房用温水往路１３ａの上流部とを、貯湯タンク１１内を経由させずに、混合弁２３を介して連通させるバイパス流路２４が、貯湯タンク１１と並列に暖房用温水循環流路１３に接続されている。

上記混合弁２３は、本発明における流量調整弁に相当するものである。この混合弁２３は、本実施形態では、２つの出口ポートを有しており、入口ポートから流入した温水のうち、２つの出口ポートの一方の出口ポートから流出させる温水の流量と、他方の出口ポートから流出させる温水の流量との割合を可変的に制御可能な弁である。

そして、混合弁２３は、その入口ポートが暖房用温水復路１３ｂの上流側に連通し、一方の出口ポートが暖房用温水復路１３ｂの下流側に連通するように、該暖房用温水復路１３ｂに介装されると共に、他方の出口ポートが、バイパス流路２４を介して暖房用温水往路１３ａの上流部に連通するように該バイパス流路２４に接続されている。

従って、混合弁２３の制御によって、暖房用温水復路１３ｂで貯湯タンクユニット２に戻ってきた温水の一部又は全部を、混合弁２３から貯湯タンク１１を経由させずに（バイパス流路２４を経由させて）、暖房用温水往路１３ａに環流させることが可能となっている。

なお、混合弁２３は、バイパス流路２４と暖房用温水往路１３ａとの接続箇所に介装されていてもよい。

以降の説明では、混合弁２３の入口ポートに流入する温水の全部が、下流側の暖房用温水復路１３ｂに連通する一方の出口ポートから流出する動作状態（バイパス流路２４側の出口ポートが全閉、貯湯タンク１１側の出口ポートが全開になる動作状態）を、混合弁２３のバイパスＯＦＦ状態、混合弁２３の入口ポートに流入する温水の全部が、バイパス流路２４に連通する他方の出口ポートから流出する動作状態（バイパス流路２４側の出口ポートが全開、貯湯タンク１１側の出口ポートが全閉になる動作状態）を混合弁２３のバイパスＯＮ状態、混合弁２３の入口ポートに流入する温水の一部が両方の出口ポートのそれぞれから流出する状態を混合弁２３のバイパス中間状態という。

また、暖房用温水往路１３ａには、貯湯タンクユニット２内で２つの温度センサ２５，２６が装着され、暖房用温水復路１３ｂには、貯湯タンクユニット２内で１つの温度センサ２７が装着されている。

温度センサ２５は、貯湯タンク１１（又は蓄熱用温水復路１２ｂ）から暖房用温水往路１３ａに流入する温水の温度を検出するセンサであり、暖房用温水往路１３ａのうち、バイパス流路２４の合流箇所よりも上流側の部分に装着されている。

温度センサ２６は、貯湯タンクユニット２から暖房端末ユニット５側に送出される温水の温度を検出するセンサであり、暖房用温水往路１３ａのうち、バイパス流路２４の合流箇所よりも下流側の部分に装着されている。この温度センサ２６の検出温度は、混合弁２３のバイパスＯＦＦ状態では、温度センサ２５の検出温度に一致もしくはほぼ一致する。

一方、混合弁２３のバイパスＯＮ状態又はバイパス中間状態では、温度センサ２６の検出温度は、貯湯タンク１１（又は蓄熱用温水復路１２ｂ）から暖房用温水往路１３ａに流入する温水に、貯湯タンクユニット２に暖房端末ユニット５側から戻ってきた温水の全部又は一部を混合させた後の温水の温度（温度センサ２５の検出温度よりも低い温度）となる。

暖房用温水復路１３ｂに装着された温度センサ２７は、貯湯タンクユニット２に暖房端末ユニット５側から戻ってきた温水の温度を検出するセンサであり、暖房用温水復路１３ｂのうち、混合弁２３の上流側の部分に装着されている。

ヒートポンプユニット３は、屋外に設置されるユニットである。このヒートポンプユニット３に搭載されたヒートポンプ３１は、貯湯タンクユニット２の貯湯タンク１１内の温水を加熱するための熱源機である。

ヒートポンプ３１は、公知の構造のものであり、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）等の代替フロン、あるいは、二酸化炭素等の冷媒を循環させる冷媒循環流路３２と、この冷媒循環流路３２に装着された蒸発器３３、圧縮機３４、凝縮機３５、及び膨張機構３６と、蒸発器３３に外気（空気）を供給する回転ファン３７とを有する。

蒸発器３３は、冷媒循環流路３２を流れる冷媒と、回転ファン３７の回転により供給される外気（空気）との熱交換を行なう。

圧縮機３４は、蒸発器３３から供給される冷媒を圧縮することで、高温・高圧の冷媒を生成する。

凝縮機３５は、前記したように蓄熱用温水往路１２ａの下流端と蓄熱用温水復路１２ｂの上流端とが接続されており、蓄熱用温水循環流路１２に介装されている。

そして、凝縮機３５は、圧縮機３４から供給される高温・高圧の冷媒と、蓄熱用循環ポンプ１８の作動によって蓄熱用温水往路１２ａを介して貯湯タンク１１から供給される温水との熱交換を行なうことで、該温水を加熱し、加熱した温水を蓄熱用温水復路１２ｂを介して貯湯タンク１１に環流させる。

膨張機構３６は、膨張弁等により構成され、凝縮機３５から供給される放熱後の冷媒を断熱膨張させることでさらに冷却し、その冷却後の冷媒を蒸発器３３に送出する。

以上の蒸発器３３、圧縮機３４、凝縮機３５、及び膨張機構３６の作動により、凝縮機３５に貯湯タンク１１から供給される温水が加熱され、その加熱後の温水が貯湯タンク１１に戻される。これにより、貯湯タンク１１内の温水が加熱されて、該温水の蓄熱がなされる。

暖房端末ユニット５は、本実施形態では、運転に必要な温水温度が比較的高い高温側暖房端末機５Ｈと、運転に必要な温水温度が高温側暖房端末機５Ｈよりも低い低温側暖房端末機５Ｌとを備える。

高温側暖房端末機５Ｈは、例えば浴室暖房装置等であり、該高温側暖房端末機５Ｈで要求される温水温度は、例えば８０°Ｃ程度である。また、低温側暖房端末機５Ｌは、例えば床暖房装置等であり、該低温側暖房端末機５Ｌで要求される温水温度は、例えば６０°Ｃ程度である。

これらの高温側暖房端末機５Ｈ及び低温側暖房端末機５Ｌは、燃焼式熱源機ユニット４から温水が供給されるように、それぞれ、後述の温水流路４２Ｈ，４２Ｌに接続されている。さらに、高温側暖房端末機５Ｈ及び低温側暖房端末機５Ｌは、それぞれで放熱した温水を、貯湯タンクユニット２に環流させるように、前記暖房用温水復路１３ｂの上流端に並列に接続されている。

なお、高温側暖房端末機５Ｈ及び低温側暖房端末機５Ｌのそれぞれの運転停止状態では、燃焼式熱源機ユニット４からの温水の流入が図示しない弁により遮断されるようになっている。

補足すると、図１では、高温側暖房端末機５Ｈと低温側暖房端末機５Ｌとを、それぞれ１つずつ代表的に記載したが、高温側暖房端末機５Ｈと低温側暖房端末機５Ｌとのうちの一方だけが、暖房システム１に備えられていてもよい。

また、高温側暖房端末機５Ｈ又は低温側暖房端末機５Ｌが、暖房システム１に複数台備えられていてもよい。複数台の高温側暖房端末機５Ｈは、上流側の後述の温水流路４２Ｈに並列に接続される。同様に、複数台の低温側暖房端末機５Ｌは、上流側の後述の温水流路４２Ｌに並列に接続される。

燃焼式熱源機ユニット４は、燃焼式熱源機４１と、暖房用温水往路１３ａで送られてきた温水を必要に応じて加熱して、暖房端末ユニット５に供給するための流路であり、暖房用温水往路１３ａの下流側に連続する暖房用温水流路４２と、該暖房用温水流路４２で加熱された温水の一部の熱量を利用して、浴槽６内の湯の追い焚きを行なうための流路である追い焚き用温水流路４３とを備える。以降の説明では、前記暖房用温水往路１３ａを暖房用温水上流往路１３ａ、前記暖房用温水流路４２を暖房用温水下流往路４２という。

燃焼式熱源機４１は、燃料を燃焼させるバーナ４４と、バーナ４４の燃焼運転によって発生する熱により温水を加熱する熱交換器４５，４６とを備える。

バーナ４４で燃焼させる燃料は、例えば都市ガス、ＬＰガス等の燃料ガスである。バーナ４４の燃焼運転時には、図示を省略する電磁開閉弁や比例弁等を備える燃料供給機構を介して燃料ガスがバーナ４４に供給される。また、燃焼用空気が図示しないファンによりバーナ４４に供給される。そして、バーナ４４に供給された燃料ガスに、図示しないイグナイタ等の点火器により点火することで、バーナ４４の燃焼運転が行われる。

なお、バーナ４４の燃焼運転に係わる燃料供給機構等の構成は、公知のものでよい。また、バーナ４４は、燃料ガスに限らず、灯油等の液体燃料を燃焼させるものであってもよい。

熱交換器４５，４６は、本発明におけるバーナ側熱交換器に相当するものであり、本実施形態では、主熱交換器４５及び補助熱交換器４６の２つの熱交換器により構成される。主熱交換器４５は、バーナ４４の燃焼排気から顕熱を吸熱し、その顕熱により温水を加熱する顕熱吸熱型の熱交換器である。また、補助熱交換器４６は、主熱交換器４５を通過した燃焼排気中の水蒸気が凝縮する際の潜熱を吸熱し、その潜熱により温水を加熱する潜熱吸熱型の補助的な熱交換器である。

なお、燃焼式熱源機４１は、本発明におけるバーナ側熱交換器に相当するものとして、主熱交換器４５及び補助熱交換器４６のうちの主熱交換器４５だけを備えるものであってもよい。

暖房用温水下流往路４２は、その上流端が暖房用温水上流往路１３ａの下流端に連通され、該暖房用温水上流往路１３ａを流れてきた温水が流入するようになっている。

なお、暖房用温水下流往路４２の上流端は、高温の温水の体積増加分を吸収する膨張タンク４７にも接続されている。

暖房用温水下流往路４２は、燃焼式熱源機ユニット４内で、燃焼式熱源機４１の補助熱交換器４６を経由するように配管され、さらに、該補助熱交換器４６の下流側で、高温側暖房用温水下流往路４２Ｈと、低温側暖房用温水下流往路４２Ｌとに分流されている。

高温側暖房用温水下流往路４２Ｈは、暖房端末ユニット５の高温側暖房端末機５Ｈに温水を供給するための温水流路である。この高温側暖房用温水下流往路４２Ｈは、燃焼式熱源機４１の主熱交換器４５を経由するように配管され、その下流端に高温側暖房端末機５Ｈが接続される。

低温側暖房用温水下流往路４２Ｌは、暖房端末ユニット５の低温側暖房端末機５Ｌに温水を供給するための温水流路である。この低温側暖房用温水下流往路４２Ｌは、主熱交換器４５を経由することなく配管され、その下流端に低温側暖房端末機５Ｌが接続される。

暖房用温水下流往路４２には、該暖房用温水下流往路４２を流れる温水の圧力を検出する圧力計５１と、該温水中の空気溜りを検出する空気溜り検出部５２と、暖房用温水下流往路４２の上流側から下流側に向う温水の流れを発生させる暖房用循環ポンプ５３とが、暖房用温水下流往路４２の上流端から高温側暖房用温水下流往路４２Ｈ及び低温側暖房用温水下流往路４２Ｌへの分流箇所までの区間内で装着されている。

本実施形態の例では、圧力計５１は、補助熱交換器４６の上流側に配置され、空気溜り検出部５２は、補助熱交換器４６の下流側に配置され、暖房用循環ポンプ５３は、高温側暖房用温水下流往路４２Ｈ及び低温側暖房用温水下流往路４２Ｌへの分流箇所寄りの位置に配置されている。

また、高温側暖房用温水下流往路４２Ｈには、その上流側の基幹の暖房用温水下流往路４２から該高温側暖房用温水下流往路４２Ｈに流入する温水の温度を検出する温度センサ５４と、主熱交換器４５から流出する温水の温度を検出する温度センサ５５とが装着されている。

本実施形態の例では、温度センサ５４は、高温側暖房用温水下流往路４２Ｈの上流端近傍の位置に配置され、温度センサ５５は、主熱交換器４５の近くで該主熱交換器４５の下流側に配置されている。

なお、温度センサ５４が検出する温度は、換言すれば、高温側暖房端末機５Ｈに供給される温水の温度であり、温度センサ５５が検出する温度は、換言すれば、低温側暖房端末機５Ｌに供給される温水の温度である。

補足すると、前記暖房用温水循環流路１３（暖房用温水上流往路１３ａ及び暖房用温水復路１３ｂ）、暖房用温水下流往路４２、高温側暖房用温水下流往路４２Ｈ及び低温側暖房用温水下流往路４２Ｌは、本発明における暖房用熱媒循環流路を構成するものである。

追い焚き用温水流路４３は、主熱交換器４５の下流側で高温側暖房用温水下流往路４２Ｈから分岐されて、基幹の暖房用温水下流往路４２Ｈの上流部（補助熱交換器４６よりも上流側の部分）に下流端が合流された温水流路である。この追い焚き用温水流路４３は、そこを流れる温水と浴槽６内の湯との間の熱交換を行なう液−液式の熱交換器５６を経由して配管され、熱交換器５６の上流側には、追い焚き用温水流路４３を流れる温水の流量を制御するための流量制御弁５７が装着されている。該流量制御弁５７は、浴槽６内の湯の追い焚き運転時に開弁され、追い焚き運転を行わない状態では、閉弁される制御弁である。

一方、浴槽６には、浴槽６内の湯を熱交換器５６を経由させて循環させるように配管された浴槽側循環流路５８が接続されている。浴槽側循環流路５８のうち、浴槽６から熱交換器５６に向う流路部分には、浴槽６側から熱交換器５６に向う湯の流れを発生させる風呂用循環ポンプ５９と、浴槽６内の湯の水位を水圧により検出する水位センサ６０と、浴槽側循環流路５８での湯の流れの有無を検知する水流スイッチ６１とが装着されている。

また、浴槽側循環流路５８のうち、熱交換器５６から浴槽６に向う流路部分には、浴槽６に熱交換器５６から供給される湯の温度を検出する温度センサ６２が装着されている。

なお、本実施形態の暖房システム１における燃焼式熱源機ユニット４には、図示しない燃焼式の給湯装置（バーナの燃焼により発生する熱によって熱交換器を介して水道水等の水を加熱して、出湯する装置）も備えられている。そして、風呂用循環ポンプ５９には、該給湯装置から供給される湯が湯はり用給湯路６３を介して供給され、さらに該風呂用循環ポンプ５９から浴槽側循環流路５８を介して浴槽６に供給されるようになっている。これにより、浴槽６の湯はりがなされるようになっている。

本実施形態の暖房システム１では、貯湯タンクユニット２、ヒートポンプユニット３及び燃焼式熱源機ユニット４には、それぞれ電子回路ユニット７２，７３，７４が搭載されている。

各電子回路ユニット７２，７３，７４は、詳細な図示は省略するが、制御回路部と、電源回路部とを含んでいる。それぞれの制御回路部は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等により構成される回路部であり、相互に通信可能とされている。

そして、貯湯タンクユニット２の電子回路ユニット７２の制御回路部は、貯湯タンクユニット２に備えられた温度センサ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，２２，２５，２６，２７の検出データ、あるいは、ヒートポンプユニット３もしくは燃焼式熱源機ユニット４の制御回路部から与えられた通信データ等に基づいて、プログラム処理を実行することで、混合弁２３の作動を制御する。

この場合、本実施形態では、図２に示すように、電子回路ユニット７２の制御回路部８２は、ソフトウェア又はハードウェアにより実現される機能として、本発明におけるヒートポンプ運転可否判断手段として機能するヒートポンプ運転可否判断部８２ａを備えている。

また、ヒートポンプユニット３の電子回路ユニット７３の制御回路部は、ヒートポンプユニット３に備えられた温度センサ１９，２０の検出データ、あるいは、貯湯タンクユニット２もしくは燃焼式熱源機ユニット４の制御回路部から与えられた通信データ等に基づいて、プログラム処理を実行することで、蓄熱用循環ポンプ１８、回転ファン３７、圧縮機３４等の作動を制御する。

また、燃焼式熱源機ユニット４の電子回路ユニット７４の制御回路部は、燃焼式熱源機ユニット４に備えられた圧力計５１、空気溜り検出部５２、温度センサ５４，５５，６２、水位センサ６０、及び水流スイッチ６１の検出データ、あるいは、図示しないリモコンから与えられる指示データ（暖房運転や、浴槽６の湯はり運転、浴槽６の追い焚き運転等を行うための指示データ）、あるいは、貯湯タンクユニット２もしくはヒートポンプユニット３の制御回路部から与えられた通信データ等に基づいて、プログラム処理を実行することで、暖房用循環ポンプ５３、風呂用循環ポンプ５９、流量制御弁５７等の作動を制御する。

なお、電子回路ユニット７２，７３，７４の制御回路部は、ひとまとめに構成されていてもよい。

各電子回路ユニット７２，７３，７４の電源回路部は、それぞれ、貯湯タンクユニット２の各電子機器（混合弁２３等）、ヒートポンプユニット３の各電子機器（蓄熱用循環ポンプ１８、圧縮機３４、回転ファン３７等）、燃焼式熱源機ユニット４の各電子機器（暖房用循環ポンプ５３、流量制御弁５７、風呂用循環ポンプ５９等）に電力を供給する回路部である。

この場合、本実施形態の暖房システム１では、貯湯タンクユニット２の電子回路ユニット７２の電源回路部に融雪電力が供給され、さらに、該電子回路ユニット７２を介してヒートポンプユニット３の電子回路ユニット７３の電源回路部に、ヒートポンプ３１の運転用の電源電力として、融雪電力が供給されるようになっている。なお、ヒートポンプ３１の運転を行うための融雪電力をヒートポンプユニット３の電子回路ユニット７３に直接的に供給するようにしてもよい。

また、本実施形態では、貯湯タンクユニット２の電子回路ユニット７２の電源回路部に供給される融雪電力の一部は、貯湯タンクユニット２の混合弁２３等の電装品の動作用の電源電力として利用される。

また、燃焼式熱源機ユニット４の電子回路ユニット７４の電源回路部には、通常の家庭用電力又は商用電力が供給される。

次に、本実施形態の暖房システム１の作動を説明する。

貯湯タンクユニット２の電子回路ユニット７２及びヒートポンプユニット３の電子回路ユニット７３に融雪電力が供給されている状態で、電子回路ユニット７３の制御回路部の制御処理によって、蓄熱用循環ポンプ１８及びヒートポンプ３１の運転が行われる。

これにより、貯湯タンク１１内の温水が蓄熱用温水循環流路１２で凝縮機３５を経由して循環しつつ所定の温度（例えば８０°Ｃ程度）に加熱され、貯湯タンク１１内の温水の蓄熱が行なわれる。

なお、融雪電力は、一般に、一日のうちの一定時間は、供給が停止される。その状態では、ヒートポンプ３１の運転による温水の加熱は行なわれない。

また、本実施形態では、電子回路ユニット７３の制御回路部には、図示しない温度センサから外気温の検出データが与えられるようになっている。そして、電子回路ユニット７３の制御回路部は、検出された外気温が、低過ぎる場合（既定の所定値よりも低い場合）には、貯湯タンク１１内の温水を十分に加熱し得る熱をヒートポンプ３１により発生させることが困難であることから、ヒートポンプ３１の運転を停止する。

さらに、電子回路ユニット７３の制御回路部は、ヒートポンプ３１の故障の有無を検知するようにしている。そして、ヒートポンプ３１の故障が発生した場合には、該ヒートポンプ３１の運転を停止するようにしている。

そして、電子回路ユニット７３の制御回路部は、上記のようにヒートポンプ３１の運転を停止した場合には、その旨を示す通信データを、運転停止の理由を示すデータと共に、貯湯タンクユニット２の電子回路ユニット７２に送信する。

一方、リモコンによって高温側暖房端末機５Ｈ又は低温側暖房端末機５Ｌの暖房運転を行なうことが指示された場合には、貯湯タンクユニット２及び燃焼式熱源機ユニット４の電子回路ユニット７２，７４の一方の制御回路部の制御処理又は両方の制御回路部の協働の制御処理によって、図３のフローチャートで示す如く、暖房運転が行われる。

ＳＴＥＰ１において、高温側暖房端末機５Ｈ又は低温側暖房端末機５Ｌの暖房運転を行なうことが指示された場合（暖房運転がＯＮの場合）には、ＳＴＥＰ２において、ヒートポンプ３１の正常な運転が可能であるか否かが判断される。この判断処理は、図２に示した電子回路ユニット７２の制御回路部８２のヒートポンプ運転可否判断部８２ａで行なわれる処理である。

ここで、本実施形態では、制御回路部８２は、融雪電力が一日のうちのどの時間帯で提供され、どの時間帯で提供が中断されるかを示す提供スケジュールを示すデータを図示しないメモリにあらかじめ保持している。

また、制御回路部８２は、外気温が低過ぎてヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができない場合、あるいは、ヒートポンプ３１の故障により該ヒートポンプ３１の正常な運転を行なうことができない場合には、その旨を示す通信データをヒートポンプユニット３の電子回路ユニット７３から受信する。

そして、ヒートポンプ運転可否判断部８２ａは、現在時刻が、融雪電力の提供スケジュールにおいて、融雪電力の提供が中断される時間帯である融雪電力中断時間帯の開始時刻よりも既定の所定時間（例えば５分）だけ前の時刻（融雪電力中断時間帯の開始直前の時刻）から、該融雪電力中断時間帯の終了時刻までの時間帯の時刻である場合、あるいは、ヒートポンプユニット３の電子回路ユニット７３から受信した通信データによって、外気温が低過ぎることを認識した場合、あるいは、該通信データによって、ヒートポンプ３１の故障が生じたことを認識した場合には、ヒートポンプ３１の正常な運転を行なうことができないと判断する。

また、ヒートポンプ運転可否判断部８２ａは、上記以外の場合は、ヒートポンプ３１の正常な運転が可能であると判断する。

ＳＴＥＰ２でヒートポンプ３１の正常な運転が可能であると判断された場合には、ＳＴＥＰ３において、暖房運転を行うことが指示されている暖房端末機５Ｈ，５Ｌによる暖房運転が行われる。そして、暖房運転を行なうことの指示が解除される（ＳＴＥＰ５で暖房運転がＯＦＦになる）まで、ＳＴＥＰ２からの処理が継続される。

上記ＳＴＥＰ３の暖房運転（ヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができる状態での暖房運転）は、具体的には、次のように行なわれる。

すなわち、まず、暖房端末ユニット５に供給すべき温水（暖房用媒体）の目標温度である暖房設定温度が設定される。本実施形態では、暖房運転を行うことが指示されている暖房端末機５Ｈ，５Ｌの中で暖房要求温度（暖房運転のために必要な温水の温度）が最も高い暖房端末機の暖房要求温度が暖房設定温度として設定される。

従って、例えば暖房要求温度が８０℃である浴室暖房装置等の高温側暖房端末機５Ｈと、暖房要求温度が６０°Ｃである床暖房装置等の低温側暖房端末機５Ｌとの両方の暖房運転を行なうことが指示されている場合、あるいは、高温側暖房端末機５Ｈだけの暖房運転を行うことが指示されている場合には、暖房設定温度は、８０℃に設定される。

また、例えば、低温側暖房端末機５Ｌだけの暖房運転を行うことが指示されている場合には、暖房設定温度は、６０℃に設定される。

なお、暖房端末機５Ｈ，５Ｌの運転の優先順位が、別途、ユーザ等により指定されているような場合には、最優先の暖房端末機の暖房要求温度を、暖房設定温度として設定するようにしてもよい。その場合、高温側暖房端末機５Ｈと低温側暖房端末機５Ｌとの両方の暖房運転を行なうことが指示されている場合であっても、低温側暖房端末機５Ｌ用の暖房要求温度（６０°Ｃ）を暖房設定温度として設定するようにしてもよい。

このように暖房設定温度を設定した状態で、燃焼式熱源機ユニット４の暖房用循環ポンプ５３が作動され、暖房用温水循環流路１３での温水の流通が行なわれる。

また、貯湯タンクユニット２では、暖房用温水上流往路１３ａで貯湯タンクユニット２から燃焼式熱源機ユニット４側に供給される温水の温度（温度センサ２６の検出温度）が、できるだけ暖房設定温度に一致もしくは近い温度になるように混合弁２３の作動が制御される。すなわち、混合弁２３の作動制御によって、貯湯タンクユニット２から燃焼式熱源機ユニット４側に供給される温水の温調制御が行われる。

具体的には、貯湯タンク１１から暖房用温水上流往路１３ａに流出する温水の温度（温度センサ２５の検出温度）が暖房設定温度以下の温度である場合、もしくは、既定の許容範囲内で暖房設定温度にほぼ一致する温度である場合には、混合弁２３は前記バイパスＯＦＦ状態に制御される。これにより、貯湯タンク１１の温水がそのまま暖房用温水上流往路１３ａを介して燃焼式熱源機ユニット４側に供給される。

また、貯湯タンク１１から暖房用温水上流往路１３ａに流出する温水の温度が、既定の許容範囲を超えて、暖房設定温度よりも高い場合には、貯湯タンクユニット２から燃焼式熱源機ユニット４側に供給される温水の温度（温度センサ２６の検出温度）が、既定の許容範囲内で暖房設定温度にほぼ一致するように、混合弁２３の動作状態が前記バイパス中間状態に制御される。

このとき、暖房用温水復路１３ｂで暖房端末ユニット５から貯湯タンクユニット２に戻ってきた温水を貯湯タンク１１からの温水に混合した温水（当該混合により暖房設定温度にほぼ一致する温度に調整された温水）が、貯湯タンクユニット２から暖房用温水上流往路１３ａを介して燃焼式熱源機ユニット４側に供給される。

貯湯タンクユニット２から燃焼式熱源機ユニット４に供給される温水は、暖房用温水上流往路１３ａから燃焼式熱源機ユニット４の基幹の暖房用温水下流往路４２に流入する。そして、高温側暖房端末機５Ｈの運転時には、基幹の暖房用温水下流往路４２から高温側暖房用温水下流往路４２Ｈを経由して、高温側暖房端末機５Ｈに温水が供給される。また、低温側暖房端末機５Ｌの運転時には、基幹の暖房用温水下流往路４２から低温側暖房用温水下流往路４２Ｌを経由して、低温側暖房端末機５Ｌに温水が供給される。

なお、高温側暖房端末機５Ｈ及び低温側暖房端末機５Ｌの両方の運転時には、基幹の暖房用温水下流往路４２から高温側暖房用温水下流往路４２Ｈ及び低温側暖房用温水下流往路４２Ｌをそれぞれ経由して、高温側暖房端末機５Ｈ及び低温側暖房端末機５Ｌの両方に温水が供給される。

このとき、燃焼式熱源機ユニット４においては、暖房用温水下流往路４２から暖房端末ユニット５側に供給される温水の温度（温度センサ５４，５５の検出温度）が、暖房設定温度に既定の許容範囲内でほぼ一致する場合には、燃焼式熱源機４１は、運転停止状態（バーナ４４の燃焼運転を行なわない状態）に維持される。

一方、暖房用温水下流往路４２から暖房端末ユニット５側に供給される温水の温度（温度センサ５４，５５の検出温度）が、既定の許容範囲を逸脱して暖房設定温度よりも低い場合には、高温側暖房用温水下流往路４２Ｈで高温側暖房端末機５Ｈに供給される温水の温度（温度センサ５５の検出温度）又は低温側暖房用温水下流往路４２Ｌで低温側暖房端末機５Ｌに供給される温水の温度（温度センサ５４の検出温度）が、既定の許容範囲内で暖房設定温度にほぼ一致するように、燃焼式熱源機４１のバーナ４４の燃焼運転が行われる。

この場合、高温側暖房端末機５Ｈだけの暖房運転時、又は高温側暖房端末機５Ｈと低温側暖房端末機５Ｌとの両方の運転時には、温度センサ５５の検出温度が、既定の許容範囲内で暖房設定温度にほぼ一致するようにバーナ４４の燃焼量が制御される。また、低温側暖房端末機５Ｌだけの暖房運転時には、温度センサ５４の検出温度が、既定の許容範囲内で暖房設定温度にほぼ一致するようにバーナ４４の燃焼量が制御される。

以上のようにして、貯湯タンクユニット２側から供給される温水をバーナ４４の燃焼運転によって加熱せずとも、暖房設定温度に一致もしくはほぼ一致する温水を暖房運転を行なう暖房端末機５Ｈ，５Ｌに供給できる状況では、貯湯タンクユニット２側から供給される温水がそのまま、暖房端末機５Ｈ，５Ｌのうちの暖房運転を行う暖房端末機に供給される。

また、貯湯タンクユニット２側から供給される温水の温度が、暖房設定温度に対して既定の許容範囲よりも低い場合には、燃焼式熱源機４１のバーナ４４の燃焼運転によって、不足分の熱量が当該温水に付加される。そして、このように不足分の熱量が付加されて暖房設定温度に一致もしくはほぼ一致する温度に昇温された温水が、暖房端末機５Ｈ，５Ｌのうちの暖房運転を行う暖房端末機に供給される。

そして、このように暖房端末機５Ｈ，５Ｌの一方又は両方に供給された温水は、該暖房端末機５Ｈ，５Ｌから、暖房用温水復路１３ｂを介して貯湯タンクユニット２に戻る。

以上が、ＳＴＥＰ３の暖房運転の作動である。

一方、前記ＳＴＥＰ２において、ヒートポンプ３１の正常な運転を行なうことができないと判断された場合には、ＳＴＥＰ４において、暖房運転を行うことが指示されている暖房端末機５Ｈ，５Ｌによる暖房運転が行われる。そして、暖房運転を行なうことの指示が解除される（ＳＴＥＰ５で暖房運転がＯＦＦになる）まで、ＳＴＥＰ２からの処理が継続される。

上記ＳＴＥＰ４の暖房運転（ヒートポンプユニット３１の正常な運転を行うことができない状態での暖房運転）は、具体的には、次のように行なわれる。

すなわち、まず、暖房設定温度が、ＳＴＥＰ３の暖房運転の場合と同様に設定される。

また、混合弁２３が前記バイパスＯＮ状態（混合弁２３のバイパス流路２４側の出口ポートを全開、貯湯タンク１１側の出口ポートを全閉にした状態）に維持される。すなわち、暖房用温水復路１３ｂで貯湯タンクユニット２の戻ってくる温水の全量が、貯湯タンク１１を経由することなく、混合弁２３からバイパス流路２４を通って暖房用温水上流往路１３ａに環流するように混合弁２３が制御される。

ここで、本実施形態では、混合弁２３の動作用の電源電力として融雪電力を使用するので、融雪電力の提供が中断した状態では、混合弁２３を作動させることができなくなる。しかるに、本実施形態では、融雪電力の提供の中断によってヒートポンプ３１の運転を行なうことができなくなる場合にあっては、その中断が実際に開始する時刻の前に、ＳＴＥＰ２においてヒートポンプ３１の正常な運転を行なうことができなくなると判断される。このため、融雪電力の提供が行なわれている状態で、混合弁２３をバイパスＯＮ状態に制御することができる。

なお、混合弁２３がバイパスＯＮ状態に制御された後は、融雪電力の提供が中断しても、混合弁２３は、バイパスＯＮ状態に維持される。

上記のように混合弁２３をバイパスＯＮ状態に制御した状態で、暖房用循環ポンプ５３が作動され、暖房用温水循環流路１３（バイパス流路２４よりも貯湯タンク１１側の流路を除く）とバイパス流路２４での温水の流通が行なわれる。

そして、暖房用温水上流往路１３ａで燃焼式熱源機ユニット４に供給される温水は、ＳＴＥＰ３の暖房運転の場合と同様に、暖房用温水上流往路１３ａから燃焼式熱源機ユニット４の基幹の暖房用温水下流往路４２に流入し、さらに、高温側暖房用温水下流往路４２Ｈ及び低温側暖房用温水下流往路４２Ｌの一方又は両方を経由して、暖房端末機５Ｈ，５Ｌの一方又は両方に供給される。

このとき、燃焼式熱源機ユニット４においては、高温側暖房用温水下流往路４２Ｈで高温側暖房端末機５Ｈに供給される温水の温度（温度センサ５５の検出温度）又は低温側暖房用温水下流往路４２Ｌで低温側暖房端末機５Ｌに供給される温水の温度（温度センサ５４の検出温度）が、既定の許容範囲内で暖房設定温度にほぼ一致するように、燃焼式熱源機４１のバーナ４４の燃焼運転が行われる。

この場合、高温側暖房端末機５Ｈだけの暖房運転時、又は高温側暖房端末機５Ｈと低温側暖房端末機５Ｌとの両方の運転時には、温度センサ５５の検出温度が、既定の許容範囲内で暖房設定温度にほぼ一致するようにバーナ４４の燃焼量が制御される。また、低温側暖房端末機５Ｌだけの暖房運転時には、温度センサ５４の検出温度が、既定の許容範囲内で暖房設定温度にほぼ一致するようにバーナ４４の燃焼量が制御される。

このように、ＳＴＥＰ４の暖房運転では、混合弁２３をバイパスＯＮ状態に制御した状態で、暖房端末ユニット５に供給される温水の温調制御が燃焼式熱源機４１のバーナ４４の燃焼運転の制御により行われる。

以上が、ＳＴＥＰ４の暖房運転の作動である。

以上のようにして本実施形態では、ＳＴＥＰ２でヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができると判断された場合には、暖房端末ユニット５から貯湯タンクユニット２側に戻ってくる温水の全体もしくは一部が貯湯タンク１１を経由して循環するように混合弁２３が制御される。

これにより、安価な融雪電力を利用してヒートポンプ３１により加熱・蓄熱した温水を暖房端末ユニット５に供給して、暖房運転を行うことができる。このため、暖房システム１の暖房運転時のエネルギーコストを効果的に低減できる。

また、融雪電力の提供の中断、あるいは、外気温が低過ぎること、あるいはヒートポンプ３１の故障の発生に起因して、ヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができないとＳＴＥＰ２で判断された場合には、暖房端末ユニット５から貯湯タンクユニット２側に戻ってくる温水の全体が、貯湯タンク１１を経由せずに、バイパス流路２４を経由して循環するように混合弁２３が制御される。

ここで、ヒートポンプ３１の運転を正常に行なうことができない状況では、貯湯タンク１１内の温水をヒートポンプ３１により適切に加熱することができないので、該貯湯タンク１１内の温水が、自然放熱等によって、やがて暖房設定温度よりも低い温度に低下してしまう。

このような状況で、仮に、暖房運転のための温水を貯湯タンク１１を経由させて循環させると、暖房端末ユニット５から貯湯タンクユニット２に戻って来る温水が、貯湯タンク１１での冷えた温水との熱交換によって無駄に放熱することとなって、該温水の熱損失が増加してしまう。

しかるに、本実施形態では、貯湯タンク１１内の温水が冷えた状況では、暖房端末ユニット５から貯湯タンクユニット２に戻って来る温水が、貯湯タンク１１を経由することなく、バイパス流路２４を経由して流れた後、燃焼式熱源機ユニット４側に供給される。

このため、燃焼式熱源機ユニット４及び暖房端末ユニット５を経由して循環する温水が貯湯タンクユニット２で放熱することを最小限に留めて、該貯湯タンクユニット２での温水の熱損失を低減できる。ひいては、燃焼式熱源機ユニット４のバーナ４４の燃焼量を抑制することができる。

また、本実施形態では、混合弁２３は、融雪電力を電源電力として使用するものの、融雪電力中断時間帯の開始前に、混合弁２３がバイパスＯＮ状態に制御される。このため、融雪電力中断時間帯で、混合弁２３をバイパスＯＮ状態に維持することを支障なく行なうことができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を、図１、図２及び図４を参照して説明する。なお、本実施形態は、暖房運転時の一部の処理だけが、前記第１実施形態と相違するものであるので、第１実施形態と同一の事項については、第１実施形態と同じ参照符号を用いて説明を省略する。

本実施形態の暖房システム１のシステム構成は、図１に示した第１実施形態と同じである。ただし、本実施形態では、混合弁２３は、融雪電力の提供が中断された状態であっても、貯湯タンクユニット２に搭載される図示しない蓄電器の電力、あるいは、外部から供給される電力によって動作することが可能となっている。

そして、本実施形態の暖房システム１の暖房運転時の作動は、ヒートポンプ運転可否判断部８２ａの処理（図３のＳＴＥＰ２の処理）を除いて、第１実施形態と同じである。

以降、第１実施形態と相違する点を中心に、本実施形態におけるヒートポンプ運転可否判断部８２ａの処理を説明する。

本実施形態では、ヒートポンプ運転可否判断部８２ａは、図４のフローチャートの処理を実行することで、ヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができないと判断する。

具体的には、ヒートポンプ運転可否判断部８２ａは、ＳＴＥＰ１１で現在時刻が融雪電力中断時間帯の時刻であるか否かを判断する。

そして、ＳＴＥＰ１１の判断結果が否定的である場合（現在時刻が融雪電力中断時間帯の時刻でない場合）には、ヒートポンプ運転可否判断部８２ａは、さらに、ヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができないとする他の要因（外気温が低過ぎるか、又はヒートポンプ３１の故障の発生）が有るか否かをＳＴＥＰ１２で判断する。

このＳＴＥＰ１２の判断結果が否定的である場合には、ヒートポンプ運転可否判断部８２ａは、ＳＴＥＰ１４において、ヒートポンプの正常な運転を行うことができると判断する。

一方、ＳＴＥＰ１１の判断結果が肯定的である場合、又はＳＴＥＰ１２の判断結果が肯定的である場合には、ヒートポンプ運転可否判断部８２ａは、貯湯タンク１１から暖房用温水上流往路１３ａで燃焼式熱源機ユニット４側に供給される温水の温度（本実施形態では、図１に示す前記温度センサ２５又は温度センサ１４ａの検出温度）が、所定温度以上の温度であるか否かをＳＴＥＰ１２で判断する。

上記所定温度は、例えば、前記第１実施形態と同様に設定される暖房設定温度（あるいは、それよりも若干低い温度）である。なお、本実施形態では、温度センサ２５又は温度センサ１４ａが本発明における温度検出手段に相当する。

そして、ヒートポンプ運転可否判断部８２ａは、ＳＴＥＰ１３の判断結果が肯定的である場合には、ＳＴＥＰ１４において、ヒートポンプの正常な運転を行うことができると判断する。

一方、ＳＴＥＰ１３の判断結果が否定的である場合には、ヒートポンプ運転可否判断部８２ａは、ヒートポンプ３１の正常な運転を行なうことできないと判断する。

本実施形態の暖房システム１の構成及び作動は、以上説明した事項以外は第１実施形態と同じである。従って、ヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができるか否かの判断結果に応じて混合弁２３の作動が第１実施形態と同様に制御されると共に、暖房端末機５Ｈ，５Ｌの一方又は両方の暖房運転が第１実施形態と同様に行なわれる。

以上のように、本実施形態では、融雪電力の提供が中断されるか、又は外気温が低過ぎるか、又はヒートポンプ３１の故障の発生によって、ヒートポンプの実際の正常な運転を行うことができない場合であっても、貯湯タンク１１から燃焼式熱源機ユニット４側に供給できる温水の温度が所定温度以上である場合、すなわち、貯湯タンク１１内の温水に、暖房運転に利用できる熱が未だ蓄えられている場合、あるいは、温水を貯湯タンク１１を経由させて循環させても、貯湯タンク１１内での温水の放熱が十分に小さいもので済む場合には、擬制的に、ヒートポンプ３１の正常な運転を行なうことができると判断される。

また、ヒートポンプ３１の正常な運転を実際に行うことができなくなった後、貯湯タンク１１から燃焼式熱源機ユニット４側に供給できる温水の温度が所定温度よりも低下して、温水を貯湯タンク１１を経由させて循環させた場合に、貯湯タンク１１内での温水の放熱が多くなる状況で、ヒートポンプ３１の正常な運転を行なうことができないと判断される。

そして、ヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができるか否かの判断結果に応じて前記第１実施形態と同様に混合弁２３の作動が制御されつつ、暖房運転が行なわれる。

これにより、本実施形態では、融雪電力の提供の中断等により、ヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができなくなっても、貯湯タンク１１の温水に蓄えられた熱を極力有効に活用して、暖房運転を行うことができる。

また、貯湯タンク１１の温水が冷えた状態では、該貯湯タンク１１を経由させずに、バイパス流路２４に温水を流すので、貯湯タンクユニット２での熱損失を低減できる。

ひいては、ヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができない状況での暖房運転時に、燃焼式熱源機ユニット４のバーナ４４の燃焼量をより一層、抑制することができる。

次に、以上説明した実施形態の変形態様をいくつか説明する。

前記各実施形態では、暖房用熱媒として温水を使用したが、不凍液等の熱媒を用いてもよい。

また、前記各実施形態では、融雪電力を、ヒートポンプ３１に加えて、貯湯タンクユニット２の混合弁２３の電源電力として利用するようにしたが、該混合弁２３の電源電力として、通常の家庭用電力又は商用電力を用いるようにしてもよい。そして、この場合、融雪電力中断時間帯の開始時から、ヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができないと判断するようにしてもよい。

また、前記第２実施形態では、融雪電力の提供の中断等によりヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができなくなった場合（図４のＳＴＥＰ１１又はＳＴＥＰ１２の判断結果が肯定的になった場合）に、貯湯タンク１１から燃焼式熱源機ユニット４側に供給できる温水の温度に応じて、ヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができるか否かを最終的に判断するようにした。

ただし、融雪電力の提供の中断等によりヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができなくなった場合に、貯湯タンク１１内の温水に暖房運転のために十分な熱が残っていると予測される所定時間が経過するまでは、ヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができると判断し、該所定時間が経過した時からヒートポンプ３１の正常な運転を行うことができないと判断するようにしてもよい。

また、前記各実施形態では、貯湯タンク１１内に貯蔵した温水（熱媒）を暖房用熱媒として用いて、暖房端末ユニット５に供給するようにした。ただし、例えば、図５に示す如く、暖房用温水循環流路１３で暖房端末ユニット５を経由して循環させる温水（暖房用熱媒）と、貯湯タンク１１に貯蔵する温水（熱媒）とを分離し、暖房端末ユニット５から貯湯タンクユニット２側に戻ってくる温水（暖房用熱媒）と、貯湯タンク１１内の温水（熱媒）とを、貯湯タンクユニット２にて液−液式の熱交換器（タンク側熱交換器）９１により熱交換させることで、貯湯タンク１１の温水の熱によって、暖房用温水循環流路１３を流れる温水（暖房用熱媒）を加熱し、その加熱した温水（暖房用熱媒）を熱交換器９１から暖房用温水循環流路１３で、燃焼式熱源機ユニット４及び暖房端末ユニット５を経由して循環させるようにしてもよい。

この場合、図５に示す例では、暖房用温水循環流路１３における熱交換器９１の上流部と下流部とを熱交換器９１を経由させずに混合弁２３を介して連通させるようにして、バイパス流路２４が熱交換器９１と並列に混合弁２３を介して暖房用温水循環流路１３に接続される。

そして、前記各実施形態と同様に、ヒートポンプ３１の正常な運転を行なうことができるか否かの判断に応じて、混合弁２３の作動を制御して、暖房運転を行うようにすればよい。

１…暖房システム、５Ｈ，５Ｌ…暖房端末機、１１…貯湯タンク（熱媒タンク）、１３…暖房用温水循環流路（暖房用熱媒循環流路）、２４…バイパス流路、２３…混合弁（流量調整弁）、２５，１４ａ…温度検出手段、３１…ヒートポンプ、４２，４２Ｈ，４２Ｌ…暖房用温水下流往路（暖房用熱媒循環流路）、４５，４６…熱交換器（バーナ側熱交換器）、８２ａ…ヒートポンプ運転可否判断部（ヒートポンプ運転可否判断手段）、９１…熱交換器（タンク側熱交換器）。

Claims (5)

1. 融雪電力を電源電力として運転可能なヒートポンプと、
   該ヒートポンプの運転によって加熱された熱媒を貯蔵する熱媒タンクと、
   該熱媒タンク内に貯蔵された熱媒である暖房用熱媒、又は熱媒タンク内に貯蔵された熱媒との熱交換によって加熱された熱媒である暖房用熱媒を、バーナの燃焼によって発生する熱を該暖房用熱媒に伝熱するバーナ側熱交換器と、該暖房用熱媒の熱を放熱する暖房端末機と、前記熱媒タンク又は該熱媒タンク内の熱媒と暖房用熱媒との熱交換を行なうタンク側熱交換器とを経由して循環させる暖房用熱媒循環流路と、
   前記暖房用熱媒循環流路における前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器の上流部と下流部とを連通させるように該熱媒タンク又はタンク側熱交換器と並列に該暖房用熱媒循環流路に接続されたバイパス流路と、
   前記暖房用熱媒循環流路で前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器に流れる暖房用熱媒の流量と該暖房用熱媒循環流路から前記バイパス流路に流れる暖房用熱媒の流量との割合を調整可能に該暖房用熱媒循環流路及びバイパス流路に接続された流量調整弁と、
   前記ヒートポンプの正常な運転を行い得るか否かを判断するヒートポンプ運転可否判断手段とを備えており、
   前記ヒートポンプ運転可否判断手段により前記ヒートポンプの正常な運転を行うことができないと判断された場合に、暖房用熱媒循環流路で前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器に向って流れてくる暖房用熱媒を、前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器と前記バイパス流路とのうちのバイパス流路だけに流すように前記流量調整弁が制御されることを特徴とする暖房システム。
2. 請求項１記載の暖房システムにおいて、
   前記ヒートポンプ運転可否判断手段は、前記融雪電力のあらかじめ定められた提供スケジュールに基づいて、少なくとも、該融雪電力の提供が中断される時間帯である融雪電力中断時間帯、又は該融雪電力中断時間帯のうちの該融雪電力中断時間帯の開始直後の所定期間を除く時間帯にて、前記ヒートポンプの正常な運転を行うことができないと判断することを特徴とする暖房システム。
3. 請求項２記載の暖房システムにおいて、
   前記熱媒タンク又はタンク側熱交換器から暖房用熱媒循環流路に供給される暖房用熱媒の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
   前記ヒートポンプ運転可否判断手段は、前記融雪電力中断時間帯の開始後、前記温度検出手段により検出された温度があらかじめ定められた所定温度に低下するまでの期間を前記所定期間として、前記融雪電力中断時間帯のうちの該所定期間を除く時間帯にて、前記ヒートポンプの正常な運転を行うことができないと判断することを特徴とする暖房システム。
4. 請求項２記載の暖房システムにおいて、
   前記流量調整弁は、前記融雪電力を電源電力として動作可能な弁であり、前記ヒートポンプ運転可否判断手段は、前記融雪電力中断時間帯と、該融雪電力中断時間帯の開始直前の期間とにおいて、前記ヒートポンプの正常な運転を行うことができないと判断することを特徴とする暖房システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の暖房システムにおいて、
   前記ヒートポンプ運転可否判断手段は、さらに、前記ヒートポンプの故障が発生した場合、又は前記ヒートポンプに供給される外気の温度があらかじめ定めた所定温度よりも低い場合にも、前記ヒートポンプの正常な運転を行うことができないと判断することを特徴とする暖房システム。

Images