JP2014109411A - ヒートポンプ暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】暖房端末からの放熱量を安定して制御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。
【解決手段】暖房制御部１５１は、床暖房機２００ａ，２００ｂの暖房運転において、暖房循環ポンプ１１１及びヒートポンプ５１を作動状態に維持して、ヒートポンプ５１の加熱能力を第１加熱能力とするＯＮ−ｄｕｔｙ期間と、ヒートポンプ５１の加熱能力を第１加熱能力よりも低い第２加熱能力とするＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間からなる制御サイクルを繰り返し実行し、各制御サイクルにおけるＯＮ−ｄｕｔｙ期間とＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間の割合を変更することにより、床暖房機２００ａ，２００ｂからの放熱量を調節する。
【選択図】 図２

Description

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。

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（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された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。

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（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−２５０４８１号公報 特開平９−２８７７４９号公報

上記特許文献１に記載されたヒートポンプ暖房システムにおいて、上記特許文献２に記載された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。

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ＯＦＦ（停止状態）からＯＮ（作動状態）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を要する。そのため、ＯＮ／ＯＦＦ−ｄｕｔｙ制御により、ヒートポンプのＯＮ／ＯＦＦを切替えて暖房端末からの放熱量を制御した場合には、暖房端末からの放熱を安定して制御することが難しいという不都合があった。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、暖房端末からの放熱量を安定して制御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。

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、
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、
前記暖房循環路内を循環する暖房熱媒体を加熱するヒートポンプと、
前記暖房端末からの放熱量を調節して、前記暖房端末の暖房運転を実行する暖房制御部とを備えたヒートポンプ暖房システムに関する。

そして、前記暖房制御部は、前記暖房運転において、前記暖房循環ポンプ及び前記ヒートポンプを作動状態に維持して、前記ヒートポンプの加熱能力を第１加熱能力とする第１加熱期間と、前記ヒートポンプの加熱能力を該第１加熱能力よりも低い第２加熱能力とする第２加熱期間とを含む所定の制御サイクルを繰り返し実行し、該制御サイクルにおける前記第１加熱期間と前記第２加熱期間の割合を変更することにより、前記暖房端末からの放熱量を調節することを特徴とする（第１発明）。

第１発明によれば、前記暖房制御部は、前記暖房運転において、前記制御サイクルにおける前記第１加熱期間と前記２加熱期間の割合を変更することにより、前記ヒートポンプを作動状態に維持して、前記暖房端末からの放熱量を調節する。そのため、前記ヒートポンプの作動と停止を切替えて前記暖房端末からの放熱量を切替える場合のように、前記ヒートポンプを停止状態から作動状態に切替える際の所要時間により、前記暖房端末からの放熱量が不安定になることを防止して、前記暖房端末からの放熱量を安定して制御することができる。

また、第１発明において、
前記暖房制御部は、所定の暖房条件に応じて、前記第１加熱能力を変更することを特徴とする（第２発明）。

第２発明によれば、前記暖房条件（室温、暖房設定温度、暖房能力設定等）に応じて、前記第１加熱能力を変更することによって、前記暖房運転における前記暖房端末からの放熱量の調節範囲を拡大することができる。

ヒートポンプ暖房システムの構成図。 ＯＮ−ｄｕｔｙ期間及びＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間におけるヒートポンプの能力設定の説明図。 暖房運転のフローチャート。 システム全体のＯＮ／ＯＦＦｄｕｔｙ制御のフローチャート。 床暖房機におけるｄｕｔｙ速数の設定表。 暖房運転時のシステム全体の状態の説明図。

本発明の実施形態の一例について、図１〜図６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暖房システムは、接続ユニット１０、ヒートポンプユニット５０、ガス熱源ユニット８０、及び、ヒートポンプ暖房システムの全体的な作動を制御するコントローラ１５０を備えて構成されている。

ヒートポンプユニット５０とガス熱源ユニット８０は、接続ユニット１０を介して接続され、接続ユニット１０の暖房循環路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４３とヒートポンプユニット５０により加熱されて出湯される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、熱動弁１２０ａと床暖房機２００ａ及び熱動弁１２０ｂと床暖房機２００ｂをバイパスする熱動弁バイパス路２０３に設けられた熱動弁バイパス弁２０４とが設けられている。

さらに、接続ユニット１０には、ヒートポンプバイパス路４３を開閉するための暖房バイパス弁４４が設けられている。

接続ユニット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、暖房バイパス弁４４、及び熱動弁バイパス弁２０４の作動が制御される。

次に、ヒートポンプユニット５０は、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（凝縮器）、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。

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）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。

ヒートポンプ循環路５２の膨張弁５６の上流側及び下流側、圧縮機５４の上流側及び下流側には、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、それぞれ設けられている。また、蒸発器５３には、蒸発器５３に吸入される空気の温度を検出する空気温度センサ６７が設けられている。また、ヒートポンプ熱交換器５５には、その内部の熱媒体温度を検出する熱媒体温度センサ５７が設けられている。

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。また、暖房循環路４０のヒートポンプ熱交換器５５の上流側及び下流側に、暖房循環路４０内を流通する温水の温度を検出する湯温度センサ５８，５９が設けられている。

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、ファン６０の作動が制御される。

次に、ガス熱源ユニット８０は、暖房循環路４０内を流通する温水を加熱するものであり、暖房バーナ７６及び暖房熱交換器７７を有する暖房熱源機７５等を備えている。暖房バーナ７６には、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、暖房バーナ７６に供給する燃料ガスと燃焼用空気の流量を調節して、暖房バーナ７６の燃焼量を制御する。

暖房熱交換器７７は、暖房循環路４０の途中に設けられており、暖房バーナ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、室内に配置された床暖房機２００ａ及び床暖房機２００ｂ（本発明の暖房端末に相当する）及び温風暖房機２１０に、温水による熱を供給する。

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と暖房熱交換器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。

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２００ａ及び床暖房機２００ｂとヒートポンプユニット５０とが接続されている。高温暖房路１３０と低温暖房路１１２は、ガス熱源ユニット８０の戻り側で合流している。高温暖房路１３０の温風暖房機２１０の接続部と暖房熱交換器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。

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の暖房熱交換器７７の出口付近には、暖房熱交換器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。

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

床暖房リモコン２０１ａ，２０１ｂ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２０１ａ，２０１ｂにより設定された目標暖房出力によるＯＮ−ｄｕｔｙ要求（本発明の所定の暖房条件に相当する）のデータと、室温センサ２０２ａ，２０２ｂ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。

なお、以下では床暖房機２００ａと床暖房機２００ｂに共通する事項をまとめて説明するときには、床暖房機２００、床暖房リモコン２０１、室温センサ２０２、熱動弁１２０と記して説明する。

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、暖房バーナ７６、暖房循環ポンプ１１１、暖房バイパス調節弁１１４、及び熱動弁１２０の作動が制御される。

次に、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る。コントローラ１５０は、メモリに保持されたヒートポンプ暖房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、ヒートポンプ暖房システムの全体的な作動を制御する機能を果し、温風暖房機２１０及び床暖房機２００による暖房運転を実行する暖房制御部１５１として機能する。

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、ヒートポンプ暖房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、ヒートポンプ暖房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。

ヒートポンプ暖房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、ヒートポンプ暖房システムの運転の開始及び停止等を指示することができる。

床暖房リモコン２０１ａは、床暖房機２００ａの暖房運転の実行中に、床暖房リモコン２０１ａにより設定された目標暖房出力（ｄｕｔｙ速数）に応じて、図５に示したＯＮ／ＯＦＦ−ｄｕｔｙ設定テーブルに従って、床暖房機２００ａについての１制御サイクル（本実施形態では２０分間、本発明の所定の制御サイクルに相当する）におけるＯＮ−ｄｕｔｙ期間とＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間の割合（１速〜９速）を設定する。

図５の設定テーブルでは、９速（ＯＮ−ｄｕｔｙ期間：２０分，ＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間：０分）で床暖房機２００からの放熱量が最大となり、８速（ＯＮ−ｄｕｔｙ期間：１６分，ＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間：４分）、７速（ＯＮ−ｄｕｔｙ期間：１４分，ＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間：６分）、…と床暖房機２００からの放熱量が減少する。そして、１速（ＯＮ−ｄｕｔｙ期間：３分，ＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間：１７分）で床暖房機２００からの放熱量が最小となる。床暖房リモコン２０１ａは、室温センサ２０２ａの検出温度が許容室温を超えた場合は、室温過昇防止の為に、ｄｕｔｙ速数をＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間：２０分に設定する。

同様に、床暖房リモコン２０１ｂは、床暖房機２００ｂの暖房運転の実行中に、床暖房リモコン２０１ｂにより設定された目標暖房出力（ｄｕｔｙ速数）に応じて、図５に示したＯＮ／ＯＦＦ−ｄｕｔｙ設定テーブルに従って、床暖房機２００ｂについての１制御サイクルにおけるＯＮ−ｄｕｔｙ期間とＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間の割合（１速〜９速）を設定する。

暖房制御部１５１は、床暖房機２００ａと床暖房機２００ｂのいずれか一方のみが暖房運転を実行しているときは、運転中の床暖房機２００の床暖房リモコン２０１により設定されたＯＮ−ｄｕｔｙ期間及びＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間を、そのままシステム全体の床暖房運転のＯＮ−ｄｕｔｙ期間及びＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間とする。なお、システム全体の床暖房運転のＯＮ−ｄｕｔｙ期間は本発明の第１加熱期間に相当し、システム全体の床暖房運転のＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間は本発明の第２加熱期間に相当する。

一方、床暖房機２００ａと床暖房機２００ｂが共に暖房運転を実行しているときには、暖房制御部１５１は、図６に示したように、床暖房機２００ａと床暖房機２００ｂの少なくともいずれか一方がＯＮ−ｄｕｔｙ期間であるときは、システム全体をＯＮ−ｄｕｔｙ期間とする。また、床暖房機２００ａと床暖房機２００ｂがいずれもＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間であるときには、暖房制御部１５１は、システム全体をＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間とする。

ここで、図２（ａ），図２（ｂ）は、システム全体のＯＮ−ｄｕｔｙ期間及びＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間におけるヒートポンプユニット５０の作動状態と床暖房機２００ａ，２００ｂに供給される温水の温度を示したものである。

図２（ａ）はＯＮ−ｄｕｔｙ期間を示しており、暖房制御部１５１は、暖房バイパス弁４４を開弁（図２（ａ）では、暖房バイパス弁４４を白抜きにして開弁状態を示している）し、熱動弁バイパス弁２０４を閉弁（図２（ａ）では、熱動弁バイパス弁２０４を黒の塗りつぶしにして閉弁状態を示している）する。また、暖房制御部１５１は、床暖房運転中の床暖房機２００の熱動弁１２０を、後述するように室温が許容室温以上となっている場合を除いて、開弁状態とする（図２（ａ）では、熱動弁１２０を上半分を黒の塗りつぶしにして、このように開弁状態と閉弁状態が切り替わる状態を示している）。

そして、暖房制御部１５１は、ヒートポンプユニット５０に流入する流量を「中流量」設定で作動させると共に、ヒートポンプユニット５０のヒートポンプ５１の加熱能力を、ヒートポンプユニット５０から暖房循環路４０に供給される温水の温度が暖房制御温度（例えば４５℃）となるように制御する。このときのヒートポンプ５１の加熱能力は、本発明の「第１加熱能力」に相当する。なお、ヒートポンプ５１の加熱能力は、圧縮機５４（図１参照）の回転速度により決定される。

また、図２（ｂ）はＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間を示しており、暖房制御部１５１は、暖房バイパス弁４４を閉弁（図２（ｂ）では、暖房バイパス弁４４を黒の塗りつぶしにして閉弁状態を示している）し、熱動弁バイパス弁２０４を開弁（図２（ｂ）では、熱動弁バイパス弁２０４を白抜きにして開弁状態を示している。また、暖房制御部１５１は、床暖房運転中の床暖房機２００の熱動弁１２０を、後述するように、室温が許容室温以上となっている場合を除いて開弁状態とする（図２（ｂ）では、熱動弁１２０を上半分を黒の塗りつぶしにして、このように開弁状態と閉弁状態が切り替わる状態を示している）。

そして、暖房制御部１５１は、ヒートポンプユニット５０に流入する流量を「大流量」設定で作動させると共に、ヒートポンプユニット５０のヒートポンプ５１を「第１加熱能力」よりも低い「第２加熱能力」で作動させる。「第２加熱能力」は、基本的にはヒートポンプ５１の最小能力に設定されるが、床暖房機２００からの放熱が抑制されるレベルに設定すればよい。

このように、ＯＮ−ｄｕｔｙ期間では、ヒートポンプ５１の加熱能力が高く設定されて、床暖房機２００ａ，２００ｂからの放熱量が多くなる。一方、ＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間では、ヒートポンプ５１の加熱能力が低く設定されて、床暖房機２００ａ，２００ｂからの放熱が抑制される。そのため、１制御サイクルにおける（１制御サイクルに含まれる）ＯＮ−ｄｕｔｙ期間とＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間の割合を変更することによって、１制御サイクルにおける床暖房機２００ａ，２００ｂからの放熱量を調節することができる。

また、ＯＮ−ｄｕｔｙ期間及びＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間において、ヒートポンプ５１が作動状態に維持される。そのため、ヒートポンプ５１の作動と停止を切替えて暖房運転を実行する場合のように、ヒートポンプ５１の作動開始時の所要時間により、床暖房機２００ａ，２００ｂに供給される温水の温度の上昇が遅くなって、床暖房機２００ａ，２００ｂの放熱量の制御が不安定になることを防止することができる。

図５の設定テーブルでは、９速（ＯＮ−ｄｕｔｙ期間：２０分、ＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間：０分）で床暖房機２００からの放熱量が最大となり、８速（ＯＮ−ｄｕｔｙ期間：１６分、ＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間：４分）、７速（ＯＮ−ｄｕｔｙ期間：１４分、ＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間：６分）、…と床暖房機２００ａ，２００ｂからの放熱量が減少する。そして、１速（ＯＮ−ｄｕｔｙ期間：３分、ＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間：１７分）で床暖房機２００ａ，２００ｂからの放熱量が最小となる。図６には、以上説明した暖房運転時における各部の状態が示されている。

次に、図３〜図４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２００ａ，２００ｂの暖房運転（床暖房運転）の実行処理について説明する。

ＳＴＥＰ１で、暖房制御部１５１は、床暖房の開始条件が成立したか否かを判断する。ここで、床暖房の開始条件としては、床暖房リモコン２０１ａ又は床暖房リモコン２０１ｂにより床暖房運転の開始指示操作がなされたこと、床暖房リモコン２０１ａ又は床暖房リモコン２０１ｂにより設定されたタイマ運転の開始時刻になったこと等が設定される。

ＳＴＥＰ１で暖房実行条件が成立したときにＳＴＥＰ２に進み、暖房制御部１５１は、床暖房運転を開始する床暖房機２００の熱動弁１２０と、暖房バイパス弁４４を“開”に設定する。続くＳＴＥＰ３で、暖房制御部１５１は、暖房循環ポンプ１１１を作動させる。そして、暖房制御部１５１は、次のＳＴＥＰ４でヒートポンプ５１のＯＮ−ｄｕｔｙ期間での能力を初期値に設定して、ＳＴＥＰ５でヒートポンプ５１を作動させる。

暖房制御部１５１は、続くＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ９のループを、ＳＴＥＰ９で床暖房終了条件が成立するまで繰り返し実行する。ここで、床暖房の終了条件としては、床暖房リモコン２０１ａ，２０１ｂにより、床暖房機２００ａ，２００ｂの暖房運転の停止がなされたこと、床暖房リモコン２０１ａ，２０１ｂにより設定された床暖房機２００ａ，２００ｂのタイマ運転の終了時刻になったこと等が設定される。

ＳＴＥＰ６で、暖房制御部１５１は、床暖房運転中の床暖房機２００の床暖房リモコン２０１から、ｄｕｔｙ速数（図５に示した１速〜９速）を取得する。そして、続くＳＴＥＰ７で、暖房制御部１５１は、図６を参照して上述したように、暖房運転中の床暖房機２００のＯＮ−ｄｕｔｙ期間とＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間のタイミングに応じて、システム全体のＯＮ−ｄｕｔｙ期間とＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間を設定する。

次にＳＴＥＰ８で、暖房制御部１５１は、システム全体のＯＮ／ＯＦＦ−ｄｕｔｙ制御を実行する。そして、続くＳＴＥＰ９で床暖房終了条件が成立したときにＳＴＥＰ１０に進み、暖房制御部１５１は、全ての床暖房機２００の熱動弁１２０（１２０ａ，１２０ｂ）と、暖房バイパス弁４４を“閉”に設定する。また、暖房制御部１５１は、ＳＴＥＰ１１で暖房循環ポンプ１１１を停止し、ＳＴＥＰ１２でヒートポンプ５１を停止してＳＴＥＰ１３に進み、床暖房運転の制御を終了する。

次に、ＳＴＥＰ８のシステム全体のＯＮ／ＯＦＦ−ｄｕｔｙ制御について、図４に示したフローチャートに従って説明する。

図４のＳＴＥＰ２０で、暖房制御部１５１は、床暖房運転を行なっている床暖房機２００の床暖房リモコン２０１毎に、室温センサ２０２の検出温度が許容室温を超えているか否かを判断する。そして、室温センサ２０２の検出温度が許容室温を超えているときはＳＴＥＰ２１に進み、室温センサ２０２の検出温度が許容室温以下であるときにはＳＴＥＰ５０に分岐する。

ＳＴＥＰ２１で、暖房制御部１５１は、室温センサ２０２の検出温度が許容室温を超えている床暖房機２００の熱動弁１２０を“閉”に設定する。

ＳＴＥＰ５０で、暖房制御部１５１は、床暖房運転を行なっている床暖房機２００の暖房リモコン毎に、床暖房運転のＯＮ−ｄｕｔｙ期間中であるか否かを判断する。そして、ＯＮ−ｄｕｔｙ期間中であるときはＳＴＥＰ５１に進み、暖房制御部１５１は、ＯＮ−ｄｕｔｙ期間中の床暖房機２００の熱動弁１２０を“開”に設定してＳＴＥＰ２２に進む。

一方、ＯＮ−ｄｕｔｙ期間中でないとき（ＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間であるとき）にはＳＴＥＰ２２に分岐する。この場合、暖房制御部１５１は、熱動弁１２０の制御操作を行わず、熱動弁１２０の状態（開弁状態／閉弁状態）は、前回の制御サイクルでの状態が維持される。

ＳＴＥＰ２２で、暖房制御部１５１は、システム全体がＯＮ−ｄｕｔｙ期間であるか否かを判断し、ＯＮ−ｄｕｔｙ期間であるときはＳＴＥＰ２３に進み、ＯＮ−ｄｕｔｙ期間でないとき（ＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間であるとき）はＳＴＥＰ３０に分岐する。

ＳＴＥＰ２３〜ＳＴＥＰ２７は、ＯＮ−ｄｕｔｙ期間における処理であり、暖房制御部１５１は、ＳＴＥＰ２３で熱動弁バイパス路２０３を閉じる（熱動弁バイパス弁２０４を閉弁）。これにより、暖房循環路４０から床暖房機２００側に温水が流入する状態となる。

続くＳＴＥＰ２４で、暖房制御部１５１は、暖房熱源機７５が作動中（燃焼中）であるか否かを判断する。そして、暖房熱源機７５が作動中でないときはＳＴＥＰ２５に進み、暖房制御部１５１は、暖房温水設定温度（例えば４５℃）を暖房温水制御温度とする。一方、暖房熱源機７５が作動中であるときにはＳＴＥＰ４０に分岐し、暖房制御部１５１は、暖房温水設定温度＋５℃（例えば５０℃）を暖房温水制御温度として、ＳＴＥＰ２４に進む。ＳＴＥＰ４０の処理は、暖房温水制御温度を高くして暖房熱源機７５を停止させるためのものである。

ＳＴＥＰ２６で、暖房制御部１５１は、ヒートポンプユニット５０から供給される温水の温度が暖房温水制御温度となるように、ヒートポンプ５１の圧縮機５４の回転速度を制御する。また、続くＳＴＥＰ２７で、暖房制御部１５１は、暖房バイパス弁４４を“開”に設定してＳＴＥＰ２８に進み、処理を終了する。

また、ＳＴＥＰ３０〜ＳＴＥＰ３３は、ＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間における処理である。暖房制御部１５１は、ＳＴＥＰ３０で、熱動弁バイパス路２０３を開ける（熱動弁バイパス弁２０４を開弁）。これにより、暖房循環路４０から熱動弁バイパス路２０３側に温水が流通して床暖房機２００側に流れる温水の流量が減少し、床暖房機２００からの放熱量が減少する。

続くＳＴＥＰ３１で、暖房制御部１５１は、暖房温水設定温度（例えば４５℃）を暖房温水制御温度とする。なお、このＳＴＥＰ３１の処理は、上述したＳＴＥＰ４０で暖房温水制御温度が暖房設定温度＋５℃とされたときに、その後、ＯＮ−ｄｕｔｙ期間からＯＦＦ−ｄｕｔｙ期間に切り替わったタイミングで、暖房温水制御温度を暖房温水設定温度に戻すためのものである。

次のＳＴＥＰ３２で、暖房制御部１５１は、ヒートポンプ５１を最小能力で作動させる。また、ＳＴＥＰ３３で、暖房制御部１５１は、暖房バイパス弁４４を“閉”に設定してＳＴＥＰ２８に進み、処理を終了する。

なお、本実施形態では、図１に示したように、１台のコントローラ１５０によりヒートポンプ暖房システムの全体的な作動を制御する構成を示したが、接続ユニット１０の作動を制御するコントローラと、ヒートポンプユニット５０の作動を制御するコントローラと、ガス熱源ユニット８０の作動を制御するコントローラとを備えて、各コントローラ間で通信を行うことにより、ヒートポンプ暖房システムの全体的な作動を制御する構成としてもよい。

また、本実施形態では、ヒートポンプ暖房システムとして、床暖房機２００ａ，２００ｂと温風暖房機２１０による暖房を行なう暖房専用システムを示したが、貯湯タンクを備えてヒートポンプにより貯湯タンク内の水を加熱する構成や、給湯用のガス熱源機等を備えた熱源システムの一部として構成されるヒートポンプ暖房システムについても、本発明の適用が可能である。

１０…接続ユニット、４０…暖房循環路、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、８０…ガス熱源ユニット、１５０…コントローラ、１５１…暖房制御部、２００…床暖房機、２０２ａ，２０２ｂ…室温センサ。

Claims (2)

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、
   前記暖房循環路内を循環する暖房熱媒体を加熱するヒートポンプと、
   前記暖房端末からの放熱量を調節して、前記暖房端末の暖房運転を実行する暖房制御部と
   を備えたヒートポンプ暖房システムにおいて、
   前記暖房制御部は、
   前記暖房運転において、前記暖房循環ポンプ及び前記ヒートポンプを作動状態に維持して、前記ヒートポンプの加熱能力を第１加熱能力とする第１加熱期間と、前記ヒートポンプの加熱能力を該第１加熱能力よりも低い第２加熱能力とする第２加熱期間とを含む所定の制御サイクルを繰り返し実行し、該制御サイクルにおける前記第１加熱期間と前記第２加熱期間の割合を変更することにより、前記暖房端末からの放熱量を調節することを特徴とするヒートポンプ暖房システム。
2. 請求項１に記載のヒートポンプ暖房システムにおいて、
   前記暖房制御部は、所定の暖房条件に応じて、前記第１加熱能力を変更することを特徴とするヒートポンプ暖房システム。