JP2014502716A - 暖房装置および暖房装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、作動流体を設定フロー温度（Ｔｓ）で熱放出部（３０）へと流す回路と、回路に接続され流体に熱を伝える第１の熱交換器（２２）、を有する電気駆動式のヒートポンプ（２０）と、回路に接続され第１の熱交換器（２２）の下流で流体に熱を伝える第２の熱交換器、を有する燃料燃焼式のボイラ（１０）と、Ｔｓに対するヒートポンプの成績係数（ＣＯＰ_Ｔｓ）、および、電気料金を燃料料金で除しボイラの熱効率を乗じたものである損益分岐成績係数（ＢＥＣＯＰ）を決定し、ＣＯＰ_ＴｓとＢＥＣＯＰとを比較するよう構成された制御部と、を備え、ＣＯＰ_ＴｓがＢＥＣＯＰより小さい場合に、制御部が、第１ハイブリッドモードで、ＣＯＰ_ＴｉがＢＥＣＯＰより大きくなる中間フロー温度（Ｔｉ）を決定し、ヒートポンプ（２０）が流体をＴｉまで加熱するよう運転し、ボイラ（１０）が流体をＴｉからＴｓまで加熱するよう運転するように構成された、暖房装置に関する。また、本発明は、対応する制御方法に関する。

Description

本発明は、空間加熱のための暖房装置と、当該暖房装置の制御方法と、に関する。特に、本発明は、作動流体の加熱のために、第１の熱源として電気駆動式のヒートポンプと、第２の熱源として燃料燃焼式のボイラとを有する、いわゆるハイブリッド暖房装置に関する。

そのようなハイブリッド暖房装置は、例えば、ＷＯ−Ａ−２０１０／０５８３９７Ａ１に開示されている。このシステムは、燃料燃焼式のボイラのような従来の加熱システムを運転するよりもヒートポンプを運転した方が安価な場合に、ヒートポンプを運転し、ヒートポンプを運転するよりも従来のシステムを運転した方が安価な場合に、従来の加熱システムを運転するよう構成されている。

このようなシステムの欠点は、ヒートポンプおよび従来の加熱システムが、二者択一的に運転されることである。けれども、環境保護の観点からは、ヒートポンプシステムが運転されることが好ましい。さらにまた、費用対効果が、さらに改善されるべきである。

また、ＵＳ−Ａ−２０１０/００９００１７Ａ１も、ハイブリッド加熱システムを開示している。ＵＳ−Ａ−２０１０/００９００１７Ａ１のハイブリッド加熱システムでは、熱負荷を満たすことができない低外気温下でさえヒートポンプが運転され、ガス炉のような他の熱源が、ヒートポンプが供給することのできない残りの熱負荷を処理するために用いられる。このようなシステムの欠点は、ヒートポンプが極めて低い成績係数（ＣＯＰ）下でも運転され、非効率ゆえ、運転費用に関する限り費用のかかるシステムになっている点である。

ＷＯ−Ａ−２０１０／０５８３９７Ａ１

ＵＳ−Ａ−２０１０／００９００１７Ａ１

上記を鑑みて、本発明の課題は、運転費用に関する限りにおいて費用対効果に優れ、同時にできるだけ環境にやさしい、ハイブリッド暖房装置、および、当該暖房装置の制御方法を提供することにある。

この課題は、請求項１の特徴を有する暖房装置、および、請求項１１に定義されるような、当該暖房装置の制御方法により解決される。

本発明の実施例は、従属項に挙げられている。

本発明の基礎をなす基本原理は、ヒートポンプを運転するよりも、燃料燃焼式のボイラを運転した方が費用対効果に優れている場合でさえ、加熱に必要な熱負荷の少なくとも一部分をヒートポンプにより提供し、好ましくは、できるだけ多くの部分をヒートポンプにより提供するというものである。そのようなモードでは、暖房装置は、ヒートポンプ及びボイラを同時に運転し、両方で一緒になって、作動流体を必要なフロー温度まで加熱する。

そこで、本発明では、暖房装置、特に空間加熱のための暖房装置を提供する。しかしながら、空間の加熱に加え、本発明の暖房装置は、冷却の用途、および／または、家庭に温水を供給する用途に用いられてもよい。

空間を加熱するために、暖房装置は、水などの作動流体を、設定フロー温度で空間加熱のための熱放出部へと流す流れ回路を備える。熱放出部は、ラジエータ、床暖房、および／または、対流ヒータを含んでもよく、住宅用の建物のような、加熱される空間に配置される。供給温度と規定することも可能な、フロー温度は、熱源により加熱された後の、かつ、熱放出部に供給される前の（直前の）、作動流体の温度と定義される。熱放出部を出て、かつ、熱源により加熱される前の作動流体の温度は、戻り温度と呼ばれる。フロー温度は、ユーザにより設定される値であってもよいが、好ましくは、気温(外気温度)に基づいて制御部により設定される値である。フロー温度を決定するための更なるパラメータとして、ユーザにより設定された要求室温が考慮されてもよい。すなわち、もし気温が上昇すれば、一方でフロー温度は低下する。もし気温が低下すれば、フロー温度は上昇し、設定空間温度（設定室温）を得ることができる。この目的のため、暖房装置は、気温（室外温度）を計測するための室外センサをさらに有することが好ましい。

本発明の暖房装置は、電気駆動式のヒートポンプを備える。ヒートポンプは、冷媒を内部に含むヒートポンプサイクルで接続された、電気駆動式のコンプレッサ（周波数可変の、特にインバータ制御式のコンプレッサ）、第４の熱交換器（加熱モードにおいて蒸発器として機能する）、膨張機構、および、第１の熱交換器（加熱モードにおいて、凝縮器として機能する）を有していてもよい。冷媒は、例えばＲ４１０Ａであってもよい。暖房装置が加熱モードにあり、空気ヒートポンプがヒートポンプとして使用される場合、室外空気から熱が取り出され、第４の熱交換器により冷媒へと伝わる。作動流体を加熱するため、引き続いて、第１の熱交換器により、冷媒から作動流体へと熱が伝わる。

さらに、発明によれば、燃料燃焼式のボイラ、好ましくは従来型のガスボイラ、さらにより好ましくはガス凝縮ボイラを備える。そのようなボイラは、作動流体を加熱するため、第２の熱交換器を介して、燃焼部および凝縮部（排気管からの凝縮燃焼排ガス）から作動流体へと熱を伝える。第２の熱交換器は、例えば、燃焼室を通る配管や、燃焼室の周りを通る配管や、燃焼室の一部としての配管により形成されてもよい。配管は、水を供給する供給ラインにより形成されてもよいし、供給ラインとは独立していてもよい。

本発明の一実施形態では、熱放出部の出口は第１の熱交換器の入口と流体的に接続され、第１の熱交換器の出口は第２の熱交換器の入口と流体的に接続され、一方で、第２の熱交換器の出口は熱放出部の入口と流体的に接続されていてもよい。

１の実施形態では、作動流体が循環する流れ回路は、ボイラとヒートポンプとの間で流体的に分離されている。このような分離は、第１の熱交換器の出口および第２の熱交換器の入口と、および、第２の熱交換器の出口および熱放出部の入口と、の間に設けられたバランシングベッセルにより達成されてもよい。代わりに、更なる（第５の）熱交換器、例えばプレート式熱交換器が、流体的な分離を実現するために用いられてもよい。この場合、ボイラを通過する作動流体には、ヒートポンプおよび熱放出部を通過する作動流体と異なるものが選択されてもよい。さらに、ボイラは、家庭用温水を加熱するための第３の熱交換器を有していてもよい。第３の熱交換器は、ボイラの燃焼室を通過する配管や、燃焼室の周辺を通過する配管や、または、燃焼室の一部としての配管と接続され、温水供給のために配管に熱を伝えるプレート式熱交換器であってもよい。代わりに、第３の熱交換器は、温水を供給する配管であって、ボイラの燃焼室を通過する、若しくは燃焼室の周辺を通過する、若しくは燃焼室の一部である配管により形成されてもよい。

本発明によれば、第２の熱交換器は、第１の熱交換器の下流側の、熱放出部の出口から熱放出部の入口の間に配置される。ここでは、“下流”の語は、流れ回路内の作動流体の流れ方向を意味する。

さらに、本発明の暖房装置は、ヒートポンプおよびボイラの運転を制御するための制御部を有する。運転費用の観点から、ヒートポンプまたはボイラのどちらの熱源が最も効率的かを決定するために、制御部は、設定フロー温度に対するヒートポンプの成績係数（ＣＯＰ_{設定フロー温度}）を決定するよう構成される。この成績係数（ＣＯＰ_{設定フロー温度}）は、気温と設定フロー温度とに依存するものであってもよい。現時点では、計算を単純化するために、ヒートポンプのＣＯＰ_{設定フロー温度}は、ヒートポンプの全負荷条件（すなわち、コンプレッサが全負荷、すなわち最高可能回転数で運転される）に基づいて計算されることが望ましい。しかしながら、ヒートポンプのＣＯＰ_{設定フロー温度}は、ヒートポンプの実際の状態に基づいて計算されてもかまわない。このＣＯＰ_{設定フロー温度}は、数式から算出されてもよいし、特定のフロー温度に関する、そして気温に応じたＣＯＰのグラフから算出されてもよい。もし設定フロー温度が、その設定温度よりも高いフロー温度のグラフと、その設定温度よりも低いフロー温度のグラフとの、２つのグラフの間にある場合には、測定された気温で、２つのグラフから２つのＣＯＰが計算される。設定フロー温度における実際のＣＯＰは、２つのＣＯＰの間で内挿される。

さらに、制御部は、損益分岐成績係数（ＢＥＣＯＰ）を算出するように構成される。損益分岐成績係数は、電気料金を、燃料料金、例えばガス料金、で除し、ボイラの熱効率Ｅｔａ_ｔｈを乗じることで算出される。ボイラの熱効率Ｅｔａ_ｔｈは、好ましくは固定値である。代わりに、フロー温度、および／または、戻り温度、および／または、気温に依存する値であってもよい。電気料金および燃料料金は、ユーザにより入力ユニットを介して入力されてもよいし、例えばインターネットを介してオンラインで、好ましくはＷｉＦｉ接続により、電力および燃料の供給者から連続的に提供されるデータから、電子的に処理されるものであってもよい。料金がユーザにより入力される場合、供給者が２４時間の中で異なる料金を採用し、日中と夜間とで、またはより多様に、料金が異なる可能性があるので、日中／夜間の対応する時間に関し、異なる料金が入力されていてもよい。スケジュールは、日毎に変わってもよい。例えば、週末と平日とで料金が異なってもよい。

ＣＯＰ_{設定フロー温度}およびＢＥＣＯＰが決定あるいは計算されると、これらの２つの値は制御部により比較される。先行技術では、ＣＯＰ_{設定フロー温度}がＢＥＣＯＰよりも小さく、運転費用の観点から燃料燃焼式のボイラがより効率的であることが示唆されると、燃料燃焼式のボイラだけが運転されていた。それに対し本発明では、制御部は、この場合に、第１ハイブリットモードにおいて、ヒートポンプのＣＯＰ_{中間フロー温度}が上記のようにして計算されたＢＥＣＯＰよりも大きくなるように、中間フロー温度を決定するよう構成される。この中間フロー温度は、第１の熱交換器と第２の熱交換器との間の温度、すなわち、第１の熱交換器の出口温度と定義される。第１ハイブリッドモードでは、ほとんどの場合、ヒートポンプは部分負荷で運転される。すなわち、圧縮機は、最大周波数より小さな周波数で運転される。しかし、ヒートポンプは全負荷で運転されてもよい。言い換えれば、第１ハイブリッドモードでは、全負荷でも、部分負荷でも、運転可能である。

さらに、制御部は、作動流体が第１の熱交換器により中間フロー温度まで加熱されるようにヒートポンプを運転し、作動流体が第２の熱交換器により中間フロー温度から設定フロー温度まで加熱されるようにボイラを運転するよう構成される。

本発明の構成によれば、熱負荷の一部分は、環境的な側面から有利な、ヒートポンプにより供給される。この割り当ては、ヒートポンプが燃料ボイラよりも運転費用の観点から効率的となるようなヒートポンプのＣＯＰに基づいて主に計算され、残りの部分だけが燃料燃焼式のボイラにより供給される。このため、本発明は、費用効果の高い暖房装置を、より費用効果の高いものとし、また、より環境にやさしいものとするようにする、という長所を兼ね備える。

ヒートポンプにより供給される熱負荷の割合を増加させるためには、本発明の一実施形態によれば、第１ハイブリッドモードにおいて、流れ回路内で作動流体を循環させるポンプ（流量可変ポンプ）を制御し、作動流体の流速を減速することが推奨される。もし、作動流体の流速が減速されれば、第１の熱交換器に戻る作動流体の戻り温度が低下する。戻り温度が低下すると、様々な利点がある。第一に、戻り温度により、ＣＯＰ_{中間フロー温度}がＢＥＣＯＰよりも大きくなるような中間温度を設定することが可能になる。すなわち、もし、そもそもＣＯＰ_{中間フロー温度}がＢＥＣＯＰよりも大きくなる中間温度Ｔ_中間流れが、戻り温度Ｔ_戻りより低いとすると、中間温度を設定することができない。しかしながら、戻り温度を低下させると、Ｔ_中間流れ＞Ｔ_戻りとすることができる。第２に、戻り温度を低くするほど、ヒートポンプにより供給される熱の割合がより大きくなる。すなわち、もし戻り温度Ｔ_戻りが例えば３０℃で、中間フロー温度Ｔ_中間流れが例えば３５℃とすると、ヒートポンプにより供給される熱は５℃である。もし戻り温度Ｔ_戻りが例えば２５℃に下げられると、ヒートポンプにより供給される熱は１０℃となる。第３に、戻り温度を低下させると、中間フロー温度をより柔軟に選択できる。もし例えば、戻り温度Ｔ_戻りが３０℃であり、第１のＣＯＰ_{中間フロー温度３５℃}はそもそもＢＥＣＯＰよりも大きいとする。けれども、第２のＣＯＰ_{中間フロー温度３０℃}が第１のＣＯＰ_{中間フロー温度３５℃}より大きいとしても、戻り温度が３０℃であれば実現できない。なぜなら、Ｔ_中間流れは、Ｔ_戻りよりも大きい必要があるからである。もし、戻り温度が例えば２５℃まで下げられれば、中間温度は３０℃でも３５℃でも両方可能である。そのため、制御部では、費用を最大限抑制する運転、または、最も環境にやさしい運転を実現するための中間温度の選択の自由度が高い。流れ温度が低いので、ＣＯＰ_{中間フロー温度３０℃}はＣＯＰ_{中間フロー温度３５℃}よりも大きくなり、上記の例では、より効率的な運転が３０℃でなされる。しかしながら、作動流体は５℃だけしか加熱されないので、３０℃では、ヒートポンプの割合は小さくなる。流れ温度が低いので、ＣＯＰ_{中間フロー温度３０℃}はＣＯＰ_{中間フロー温度３５℃}よりも大きくなり、３５℃では運転の効率は下がる、しかしながら、作動流体は１０℃加熱されるので、３５℃では、ヒートポンプの割合は大きくなる。効率（ＣＯＰ）およびヒートポンプの割合の両方が費用抑制に影響を与える。上記の観点から、制御部は、システムができるだけ費用効率よく動作するように、または、できる限り環境にやさしくなるよう動作するように、中間温度を選択するよう構成される。さらに、より高いフロー温度におけるＣＯＰでもＢＥＣＯＰを超えるので、中間フロー温度をより大きく（より早く）設定することでできる。このため、この実施形態では、ヒートポンプにより供給される熱負荷の割合を、ヒートポンプが燃料燃焼式のボイラよりもより費用対効果が高くなるあるレベルまで増加させ、暖房装置を上記よりもより費用効率よく、より環境にやさしいものとすることができる。

けれども、もし戻り温度が低下すれば、放出部の温度、すなわち熱放出部の熱放出器に流入する作動流体の温度と流出する作動流体の温度との平均温度は低下し、熱放出能力を低下させる。そのような熱放出能力の損失を補うために、本発明にかかる制御部は、作動流体の流速を低下させた後に、段階的に（少なくとも二段階で）、２つの連続する段階間である時間間隔をあけて、設定フロー温度を上昇させるよう構成される。フロー温度は、現在のフロー温度から、熱放出部の熱放出器が必要平均温度に到達するために必要なフロー温度へと、一段階で増加させられるのではなく、段階的に増加させられるので、必要放出負荷を得るため、必要設定フロー温度が達成されるまでの時間間隔が延長される。この期間の間のヒートポンプにより供給される熱負荷の比率は、設定フロー温度が一段階だけで上昇されたとした場合よりも大きくなる。なぜなら、低い戻り温度を、より長い期間、維持可能だからである（戻り温度は、フロー温度が上昇するにつれて上昇する）。

加えて、暖房装置は、加熱される空間の空間温度（室温）を計測する室内センサを備えることが好ましい。好ましくは、そのような室内センサが、例えば加熱される空間としてのリビングルームに１つだけ設けられる。複数の部屋に室内センサが設けられた場合には、それぞれの室温が計算されてもよい。さらに、加熱される空間の使用者、または、加熱される空間とは別の部屋にいる使用者は、加熱される空間の、あるいは、加熱される空間それぞれの、要求室温としての温度を設定する。これは、集中的に、例えばリビングルームの要求室温を設定することで、および／または、各部屋の要求室温を個別に設定することで、達成されてもよい。この好ましい実施形態では、各ステップの値、すなわちフロー温度を増加または低下させる際の温度の差、および／または、連続する２つの段階間のそれぞれの時間間隔の長さは、要求室温と計測室温との温度差に依存する。各部屋で差がある場合、最も大きな差が選択されてもよい。これに代えて、平均の差が算出されてもよい。差が小さければ、段階の値は小さくてもよく、および／または、時間間隔の長さは長くてもよい。一方、差が大きければ、段階の値は大きくてもよく、および／または、時間間隔の長さは短くてもよい。すなわち、大きな加熱需要量があり空間の快適性が損なわれるのを妨げるためには、必要フロー温度の適用が早められ、加熱需要量が低い場合には、適用はゆっくりとなり、ヒートポンプにより供給される熱負荷の割合ができるだけ長い間維持される。

しかしながら、もし、最大許容フロー温度、すなわち例えばボイラの最大フロー温度もしくは熱放出部のある熱放出器に供給される最大フロー温度、に到達し、計測室温が未だに要求室温よりも低ければ、加熱需要量を満たすために、流速が段階的に（少なくとも二段階で）増速されることが好ましい。この段階は、好ましくは固定された段階であるが、上記と同様に可変であってもよい。さらに、しかしながら、一旦計測室温が要求室温以上になれば、好ましくは一段階で、流速が再び減速されることが望ましい。加えて、フロー温度は、上記のように再び段階的に低下されてもよい。

さらに、一般的に、暖房装置は、加熱される空間を、要求室温を、ある値だけ、例えば１または２℃だけ、超えるように加熱することが知られている。それゆえ、もし要求室温をある値だけ超過した場合、設定フロー温度は、ヒートポンプにより供給される熱負荷の割合が再び増加するように、再び段階的に低下されることが望ましい。また、この段階および時間間隔も、要求室温と加熱される空間の計測室温との差に依存することが好ましい。すなわち、もし要求室温が、計測室温よりもかなり低い場合は、段階は大きく、および／または、時間間隔の長さは短くてもよい。もし、差がごく小さければ、すなわち現在の室温が要求室温をわずかに上回る場合には、値は小さくてもよく、および／または、時間間隔の長さは長くてもよい。

フロー温度を上昇／低下させることにより、さらに、運転をより安定させ、部屋または加熱される空間に設けられたサーモスタットの切り替えが高サイクルとなることを避けることができる。

本発明の更なる実施形態によれば、制御部は、さらに、ヒートポンプが、作動流体を設定フロー温度または中間フロー温度まで加熱するための必要加熱需要量を満たすことができるかを決定し、その決定に基づいて運転を決定するように構成される。すなわち、制御部は、好ましくは、室外センサにより計測された室外温度と、設定フロー温度と、に基づいて、（全負荷の）ヒートポンプが、作動流体を、ボイラを用いることなく、設定フロー温度、または、中間フロー温度まで加熱することができるかを決定する。

すなわち、本発明では、制御部は、ヒートポンプが作動流体を少なくとも中間フロー温度まで加熱するための必要加熱需要量を満たすことができる場合（かつ、ＣＯＰ_{設定フロー温度}がＢＥＣＯＰより小さい場合）には、第１ハイブリッドモードで、ヒートポンプおよびボイラを運転するよう構成されることが望ましい。ヒートポンプが、必要需要量を満たすことができない、または、作動流体をＣＯＰ_{中間フロー温度}がＢＥＣＯＰよりも大きくなるような中間フロー温度まで加熱することができない場合には、制御部は、ボイラ単独モードでボイラだけを運転するか、ＣＯＰ_{中間フロー温度}がＢＥＣＯＰよりも大きくなるような中間フロー温度までヒートポンプが作動流体を加熱することができるように、戻り温度を低下させるように構成される。

一方で、１の好ましい実施形態では、ＣＯＰ_{設定フロー温度}がＢＥＣＯＰよりも大きい場合には、すなわち、ヒートポンプの方がより費用対効果が高く、かつ、ヒートポンプだけで作動流体を設定フロー温度まで加熱するための必要加熱需要量を満たすことができる場合には、制御部は、ヒートポンプ単独モードでヒートポンプだけを運転するよう構成される。もし、同じような場合であって、作動流体を設定フロー温度まで加熱するための必要加熱需要量をヒートポンプで満たすことができない場合には、制御部は、全負荷のヒートポンプが作動流体をできる限り加熱し、費用対効果の低いボイラが残りの熱負荷を供給するよう、第２ハイブリッドモードでボイラおよびヒートポンプを運転するよう構成される。

冷却モードでは、制御部は、ヒートポンプだけを運転するよう構成される。しかしながら、この場合には、ヒートポンプは、逆サイクルで運転される。つまり、作動流体から熱が取り出されて作動流体が冷却され、外気に熱が移動するように、冷媒が逆方向に流れる。この逆サイクルでは、第１の熱交換器は蒸発器として機能し、一方で、室外に配置された他の熱交換器は凝縮器の機能を有する。

上記の暖房装置のほかに、本発明では、当該暖房装置の制御方法も示される。しかしながら、反復を避けるために、上記の説明が参照され、暖房装置の制御を構成するステップは、本発明の方法、または、ある実施形態に関する方法として実行される。

さらに、本発明を実行するためのある実施形態に関する以下の記載を考慮する際に、本発明の特徴および効果を、上記の１または複数の特徴と組み合わせて実行してもよいことは、当業者にとって明らかである。

図１は、本発明の第１実施形態に係る暖房装置の概略図である。 図２は、本発明の第２実施形態に係る暖房装置の概略図である。 図３は、本発明に係る図１または図２の暖房装置の制御方法のフローチャートの概略である。 図４は、Ｔ_気温に基づくＴ_{フロー温度}の計算について説明するための曲線を示している。

複数の図で使用されている参照符号は、常に、暖房装置の同一または同様の部分を表すために使用されている。ある１の実施形態に関して１の要素が記載された場合には、他の実施形態中の同一の要素に関する記載は省略され、実施形態に関する前述の記載が引用される。

図１は、本発明の一実施形態にかかる暖房装置の概略図を示している。暖房装置は、ボイラユニット１０、ヒートポンプユニット２０、放出部３０を備える。

放出部３０は、ほとんどの場合、暖房装置が住宅の加熱に使用されるのであれば、加熱される空間としての複数の部屋に配置された、ラジエータ、床暖房、および／または、対流ヒータのような、複数の熱放出器を含む。図１では、熱放出器は、参照符号３１により概略的に示されている。さらに、加熱される空間内には、温度センサ３３を有するサーモスタット３２が１つ以上設けられ、温度センサ３３は、温度センサ３３が配置される部屋の温度を計測する。放出部が、加熱される空間を構成する複数の部屋を加熱する場合には、各部屋もしくはほとんどの部屋にサーモスタットが配置され、各サーモスタット３２は室内センサ３３を有する。使用者は、サーモスタット３２を介して要求室温を設定してもよく、要求室温は各部屋で異なっていてもよい。加えて、加熱される空間の要求室温は、集中的に設定されてもよい。室温センサ３３は、対応する部屋の現在の室温を測定する。

ヒートポンプユニット２０は、従来のヒートポンプ回路２１を有する。ヒートポンプ回路２１は、圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器と、を流れ回路で接続する。加熱モードでは、凝縮器は、第１の熱交換器２２により形成される。蒸発器は図示されていないが、室外ユニット２３内に配置される。圧縮機と膨張手段は、図１には示されていない。本発明では、ヒートポンプとして、好ましくは空気ヒートポンプが使用され、室外ユニット２３内に配置された蒸発器が室外空気／外気から熱を取り出し、それにより回路２１内を流れる冷媒が蒸発し、凝縮のため熱交換器２２へと流れる。凝縮プロセスでは、冷媒の熱は、作動流体（後述）へと伝わる。ヒートポンプの圧縮機は、好ましくは、ヒートポンプが全負荷だけではなく、部分負荷で運転できるように、周波数可変で運転可能であることが望ましい。室外温度センサ２４は、室外ユニット２３に設けられていてもよい。けれども、室外センサ２４は、室外温度を信頼して計測できるような異なる場所に配置されてもよい。
本実施形態のボイラユニット１０は、好ましくは、従来のガス燃焼式凝縮ボイラであり、バーナ（１１）と、燃焼部または凝縮部から作動流体（後述）に熱を伝えるための第２の熱交換器（図示せず）と、を有する。さらに、ボイラユニットは、家庭用温水４０を生産するために働く、第３の熱交換器１２を有する。家庭用の温水は、使用時に、第３の熱交換器により直接加熱される。これに代えて、作動流体は、ボイラ（バーナ）により加熱された後の第２の熱交換器の下流部で、例えば三方弁により分岐させられ、その後、温水容器（貯留タンク）内のコイルを通過することで、貯留タンク内の水を加熱してもよい。

さらに、ボイラユニット１０には、ポンプ１３が含まれる。ポンプ１３は、作動流体を、家庭用温水の生産のために、第３の熱交換器１２に、またはバランシングベッセル（３７）に流すよう機能する。ボイラユニット１０は、さらに、第３の熱交換器１２の出口と、バーナ１１が有する第２の熱交換器の入口と、に接続される流入配管１４を有する。さらに、バーナ１１の第２の熱交換器の出口と、三方弁１６を介して第３の熱交換器１２の入口と、に接続される流出配管１５を有する。

ヒートポンプユニット２０は、同様に、第１の熱交換器２２の入口と、三方弁２７を介して第１の熱交換器２２をバイパスするバイパス２６とに接続される第１流入配管２５を有する。さらに、第１の熱交換器２２の出口と、バイパス２６とに接続される第１流出配管２８を有する。ヒートポンプユニット２０は、さらに、ポンプ３５および流量センサ３６を介して第２出口配管３４と接続される第２流入配管２９を有する。ヒートポンプユニット２０の第１流出配管２８およびボイラユニット１０の流入配管１４と、ボイラユニット１０の流出配管１５およびヒートポンプユニット２０の第２流入配管２９とは、それぞれ、バランシングベッセル３７を介して接続される。バランシングベッセルは、ヒートポンプユニットからボイラユニットを流体的に切り離すために用いられる。バランシングベッセルがなければ、ポンプ１３およびポンプ３５は直列に接続され、稼動しないシステムになる。バランシングベッセルに代えて、プレート式熱交換器の様な熱交換器を用いられてもよい。この場合には、ボイラの配管１４，１５は、配管２５，２８，２９，３４，３８，３９と、流体的な接続という観点においては、完全に分離される。

さらに、ヒートポンプユニット２０の第２流出配管３４は、熱放出部３０の流入配管３８と接続され、熱放出部３０の流出配管３９は、ヒートポンプユニット２０の第１流入配管２５と接続される。

第１温度センサ４１は、熱放出部の流入配管３８に、もしくは、その上流のヒートポンプユニット２０の第２流出配管３４に配置される。第２温度センサ４２は、熱放出部３０の流出配管３９に、もしくは、その下流のヒートポンプユニット２０の第１流入配管２５に配置される。第３温度センサ４３は、ヒートポンプユニット２０の第１流出配管２８の、第１の熱交換器２２の下流側に、好ましくは第１流出配管２８とバイパス２６との接続部より下流側に、配置される。

配管３９，２５，２８，１４，１５，２９，３４および３８は、流れ回路を形成し、水の様な作動流体を熱放出部へと流す。温度センサ４１は、配管３８を介して熱放出部に流入する作動流体の実際のフロー温度を計測する。温度センサ４２は、熱放出部３０から流出する作動流体の実際の戻り温度を計測する。温度センサ４３は、ヒートポンプユニット２０の第１の熱交換器２２の下流で温度を計測する。ポンプ３５は、流れ回路内で作動流体を循環させる。流量センサ３６は、作動流体の流量を計測する。

暖房装置の第２実施形態を図２に示す。図２では、図１と同一の参照符号が使用され、第２実施形態の第１実施形態に対する違いだけが説明される。残りの部分については、上記の説明が参照される。

主な違いとして、ヒートポンプユニット２０とボイラユニット１０とは、バランシングベッセルを省いて直接接続されている。その代わり、後述するヒートポンプ（単独）モードにおいて、ボイラユニットをバイパスするためのバイパス配管５６が設けられている。配管の切り替えのため、三方弁１６が設けられている。また、明らかなように、配管１４および１５は接続され、バーナ１１の燃焼室内または燃焼室周辺を通過し、第２の熱交換器を形成する。

加えて、ポンプ１３が省略され、家庭用温水供給のための配管５１は、バーナ１１の燃焼室内をまたは燃焼室周辺を通過し、第３の熱交換器を形成する。

第２実施形態の残りの部分は、第１実施形態と同じである。

図１〜３を参照し、以下で、図１の暖房装置の機能と、制御方法についてより詳細に説明する。

初めに、使用者はサーモスタット３３を介して要求室温を設定する。加えてまたは代わりに、集中制御部から、全ての部屋に共通の要求室温が設定されてもよい。さらに、本実施形態では、使用者は、図示しない入力機器を介して、制御部にガス料金と電気料金とを入力する。本実施形態では、電気料金は日中と夜間とで異なり、例えば、午前７時から午後８時までエネルギー料金は同一で、午後８時から午前７時までは料金が安い。ただし、日毎／時間毎に異なっていてもよい。そのため、使用者は電気料金だけではなく、この料金が有効な時間を入力する。これに代えて、制御部は、使用者が料金や料金が有効な時間を入力する必要がないように、供給者から料金を得てもよい。

制御部は、計測された気温（センサ２４）に基づいて、快適な室温（要求室温）を得るために必要なフロー温度を決定する。すなわち、加熱される空間の加熱曲線が制御部に含まれる。計測された外気温度、図４の例では２℃に基づいて、制御部は、加熱される空間の熱負荷を供給するために必要なフロー温度、すなわち空間を要求空間温度まで空間を加熱するためのフロー温度、例えば４３℃、を算出する。

ヒートポンプの成績係数（ＣＯＰ）は、気温と、設定フロー温度に依存し、温度センサ４２により計測される、作動流体の戻り温度（第１の熱交換器の入口温度）と、の温度差に依存する。１の実施形態のステップ１０１では、設定フロー温度におけるヒートポンプの成績係数（ＣＯＰ_{設定フロー温度}）を導くために、制御部が、異なるフロー温度においてヒートポンプが全負荷で運転される場合のＣＯＰに関し、複数の、例えば５つの、曲線を備える。本実施例では、そのような曲線が、フロー温度が３０℃、３５℃、４０℃、４５℃および５０℃に関して設けられる。

上述および図３のように、設定フロー温度は４３℃であり、４０℃の曲線と、４５℃の曲線との間である。

フロー温度が４０℃の曲線の関数は、例えば、以下の式である。Ｔ_気温は、センサ２４により計測された温度である。

ＣＯＰ_{フロー温度４０℃}＝０．００１２×Ｔ_気温 ^２＋０．０６６４×Ｔ_気温＋２．６９１８

フロー温度が４５℃の曲線の関数は、以下の式である。Ｔ_気温は、センサ２４により計測された温度である。

ＣＯＰ_{フロー温度４５℃}＝０．００１１×Ｔ_気温 ^２＋０．０５５４×Ｔ_気温＋２．３８３８

ＣＯＰ_{フロー温度４３℃}を計算するために、以下の式に従って、ＣＯＰ_{フロー温度４０℃}とＣＯＰ_{フロー温度４５℃}との間で、ＣＯＰが内挿される。

ＣＯＰ_{フロー温度４３℃}＝ＣＯＰ_{フロー温度４０℃}＋（ＣＯＰ_{フロー温度４５℃}−ＣＯＰ_{フロー温度4０℃}）／（４５℃―４０℃）×（４３℃―４０℃）

ＣＯＰ_{フロー温度４３℃}は、そのため、設定フロー温度におけるＣＯＰ_{設定フロー温度}である。

さらに、制御部は、ステップ１０２で、次式に従って、損益分岐成績係数（ＢＥＣＯＰ）)を計算する。

ＢＥＣＯＰ_昼間＝(電気料金_昼間/ガス料金)×Ｅｔａ_ｔｈ

ＢＥＣＯＰ_夜間＝(電気料金_夜間/ガス料金)×Ｅｔａ_ｔｈ

Ｅｔａ_ｔｈ＝ボイラユニット１０の熱効率

実際の時刻に応じて、制御部は、対応するＢＥＣＯＰ_昼間、または、ＢＥＣＯＰ_夜間を選択する。あるいは、１日を通して変化する場合には、その時点で有効なエネルギー料金を用いる。

さらに、制御部は、ＣＯＰ_{設定フロー温度}を、ＢＥＣＯＰ_{昼間／夜間}と比較する（ステップ１０３）。

図２のように、もしＣＯＰ_{設定フロー温度}＞ＢＥＣＯＰであれば、制御部は、ヒートポンプが、作動流体を設定フロー温度まで加熱できるか否かを更に導き出す（ステップ１０４）。すなわち、ヒートポンプ等が加熱される空間の熱負荷を満たすことができるか、言い換えれば、全負荷のヒートポンプが設定フロー温度まで作動流体を加熱することができるかが決定される。もし、Ｙｅｓであれば、制御部はヒートポンプだけを運転し、家庭用温水が必要でない限り、ボイラは運転されない。このヒートポンプ単独モードでは、作動流体は戻り配管３９を通って熱放出器３１および熱放出部３０を出て、第１の熱交換器２２を通過する配管２５を介してヒートポンプユニット２０に入り（弁２７によりバイパス配管２６は閉じられる）、設定フロー温度まで加熱され、配管２８を介してバランシングベッセル３７に入る。第１実施形態では、加熱された温水は、配管２９を介してバランシングベッセル３７を出て、上記の例で延べたように、例えば４３℃の設定フロー温度で、配管３８を介して、熱放出部３０の熱放出器３１に入る。この例では、作動流体はボイラユニット１０を通過しない。この例において、温水の生産が必要となった場合には、制御部は、バーナ１１も運転し、作動流体をポンプ１３によりボイラ１１および第３の熱交換器１２に移送し再びボイラに移送させ、その間に上記のように貯留容器４０の中の水と熱交換が行われる。この場合、作動流体は、ボイラユニット１０の配管１５は通過しない。第２実施形態では、加熱された水は、バイパス５６に沿って流れ、ボイラユニット１０をバイパスし、配管２９に入り、上記の例で延べたように、例えば４３℃の設定フロー温度で、配管３８を介して、熱放出器３１および熱放出部３０に入る。この例では、作動流体はボイラユニット１０を通過しない。もしこの場合に、温水の生産が必要となれば、制御部は、さらにバーナ１１を運転し、その間に、加熱される水は、循環され、熱交換のためバーナ１１を通過する。

もし、その一方で、ヒートポンプが熱負荷を満たすことができない場合、すなわち、ヒートポンプが作動流体を設定フロー温度に加熱することができない場合には、制御部は、第２ハイブリッドモードに切り替える。第２ハイブリッドモードでは、ヒートポンプは、全負荷で稼動する。しかしながら、温度センサ４３の作動流体の温度は、設定フロー温度よりも低い。それゆえ、第２ハイブリッドモードにおいて、第１実施形態では、作動流体は配管１４を介してバランシングベッセル３７から出ていき、第２実施形態では、作動流体は配管１４に直接入る。作動流体は、バーナ１１の第２の熱交換器を通過し、作動流体は設定フロー温度まで加熱される。次に、作動流体は配管１５を介してバランシングベッセル３７に入り（第１実施形態）、または、配管１５に直接入る（第２実施形態）。その後、作動流体は、設定フロー温度で、再び配管２９，３４を通って、配管３８を介して熱放出部３０に入る。

ＣＯＰ_{設定フロー温度}がＢＥＣＯＰより小さい場合には、図３のように、制御部はヒートポンプにより予備加熱することが可能かどうかを導き出す（ステップ１０５）。特に、ＣＯＰ_{中間フロー温度}が先に計算したＢＥＣＯＰよりも大きくなる中間フロー温度を設定可能かどうかが導き出される。もし、Ｙｅｓであれば、制御部は第１ハイブリッドモードに切り替える。好ましい実施形態では、制御部は、第１ハイブリッドモードにおいて、下記のように戻り温度を低下させることが望ましい。ＣＯＰ_{中間フロー温度}が先に計算したＢＥＣＯＰよりも大きくなる中間フロー温度を設定できない場合には、制御部は、ボイラ単独モードに切り替える。ボイラ単独モードでは、作動流体は弁２７および配管２６により第１の熱交換器２２をバイパスし、配管２８、（第１実施形態ではバランシングベッセル３７）、および流入配管１４を通ってボイラユニット１０に入る。この場合、作動流体は、バーナ１１、および、その第２の熱交換器により設定フロー温度まで加熱され、その後、配管１５、（第１実施形態ではバランシングベッセル３７）、および配管２９，３４，３８を経て、設定フロー温度で放出部３０に入る。

一方で、第１ハイブリッドモードでは、制御部は、上記で定義されたようにして計算されたＣＯＰ_{中間設定点}が先に計算したＢＥＣＯＰより大きくなるような中間設定点を設定する。このモードでは、配管３９を経て熱放出部３０から出た作動流体は、第１の熱交換器２２に入り、ヒートポンプにより中間フロー温度まで加熱され、温度センサ４３により計測される。第１ハイブリッドモードでは、ほとんどの場合、ヒートポンプは部分負荷で運転される。つまり、圧縮機は、最大周波数より小さな周波数で運転される。しかし、ヒートポンプは全負荷で運転されてもよい。言い換えれば、第１ハイブリッドモードでは、全負荷および部分負荷の両方で運転可能である。ヒートポンプ（第１の熱交換器）で加熱された後、作動流体は配管２８を通ってヒートポンプユニット２０を出て、（第１実施形態では、バランシングベッセル３７を介して）ボイラユニット１０へ入り、ボイラユニット１０は、既に加熱された作動流体を設定フロー温度まで加熱する。作動流体は、その後、配管５６、（第１実施形態ではバランシングベッセル３７）、および、配管２９，３４，３８を通って、設定フロー温度で熱放出部３０に入る。

先に示したように、ＣＯＰと、ヒートポンプの比率とは、温度センサ４２における作動流体の戻り温度に依存する。戻り温度が低下するほど、ヒートポンプのＣＯＰをより大きくすることができる（上記参照）。そのため、第１ハイブリッドモードにおいて、高いＣＯＰで、ヒートポンプにより供給される熱負荷の割合を増加させるために、本発明の好ましい形態では、第１ハイブリッドモードにおいて、流れ回路を流れる作動流体の流速が減速されるように、ポンプ３５が制御される。流速を減速することで、第１の熱交換器の入口における水の戻り温度が低下する。そのため、中間フロー温度は戻り温度より高い必要があるが、中間フロー温度を低下させることができる。そして、中間フロー温度が低下すると、中間フロー温度が低いので、低い中間フロー温度におけるＣＯＰ_{中間フロー温度}は、高い中間フロー温度におけるＣＯＰ_{中間フロー温度}よりも大きくなるため、より効率的な運転ができる。しかしながら、ヒートポンプの割合は、中間フロー温度が高い場合よりも、中間フロー温度が低い場合に小さくなる。効率（ＣＯＰ）と、ヒートポンプの割合との両方が、経費削減に影響を与える。制御部は、上記の観点から、システムが、できるだけ経費効率よく運転されるように、または、できるだけ環境にやさしく運転されるように、中間温度を選択するよう構成される。

けれども、戻り温度を低下させると、熱放出器３１の放出能力も減少する。すなわち、もし戻り温度が低下すれば、熱放出器３１の平均温度も低下する。これにより、室温が低下する可能性がある。この放出能力の損失を補うために、制御部は、好ましくは、設定フロー温度を上昇させるように構成される。しかしながら、もしフロー温度が上昇させられれば、戻り温度も上昇し、熱負荷に対するヒートポンプの割合は低下する。上記のように戻り温度を低下させることでの効果が、ここで直ちに失われることを避けるため、本発明のある実施形態では、設定フロー温度を段階的に、２つの連続する段階の間である時間間隔を空けて上昇させることが推奨される。戻り温度を低下させる時と、熱放出器３１の必要熱負荷になるようにフロー温度をある値に上昇させる時との間の期間には、ヒートポンプにより供給される熱負荷の割合が、上昇が一段階で行われる場合よりも大きくなる。そのため、より改善された、かつ、より環境にやさしいシステムが提供される。

加えて、各ステップの値、および／または、２つの段階の間の時間間隔は、センサ３３により計測された加熱される空間の現在の室温に依存することが好ましい。特に、現在の室温は温度センサ３３の計測により決定され、要求室温はサーモスタット３２で設定された温度に基づいて計算される。そして、温度差が、現在の計測室温および現在の要求室温の間で計算される。温度差の大きさに応じて、各ステップの値が大きくまたは小さくなる。特に、要求室温が現在の計測室温よりもずっと高く、差が大きい場合には、加熱される空間の快適性が損なわれるのを避けるため、段階はより大きくなる。それに代えて、または、加えて、２つの段階の時間間隔は、フロー温度の上昇がより迅速に行われるように、短い時間が選択されてもよい。一方で、もし差がごく小さければ、小さな温度差が使用者に不快と受け取られることは無いので、ステップの値を小さく、および／または、２つの段階の間の時間を長く、してもよい。それゆえ、この場合には、ヒートポンプによる熱負荷の割合が、より長い間、より大きな値となる。

加えて、ほとんどの加熱システムは、空間を要求室温よりある値だけ高い温度に加熱するように構成されている。そのため、本発明の一実施形態では、現在の計測室温が要求室温より大きくなる場合に、フロー温度を再び段階的に低下させて、戻り温度を再び低下させ、ヒートポンプにより供給される熱負荷の割合を増加させることが推奨される。この場合にも、要求室温と現在の計測室温との温度差が、ステップの値、および／または、２つの段階の間の時間を決定するために使用されてもよい。この場合、もし、現在の計測温度が要求室温よりもずっと高ければ、値は大きく、つまり、フロー温度が大きく低下させられてもよい。加えて、または、それに代えて、時間間隔が短くてもよい。これに対し、もし、差がごく小さい場合、すなわち現在の室温が要求室温より僅かに高いだけである場合には、室温が急激に低下することを避けるため、ステップの値は小さくてもよく、および／または、時間間隔は長くてもよい。

さらに、要求室温が計測室温より低く、設定フロー温度が最大許容フロー温度に到達するレベルまで上昇している場合、制御部は、流速を増速させ、それにより、加熱需要量は満足しつつ、戻り温度を上昇させるよう構成されてもよい。これは、好ましくは、同様に段階的に行われる。ここでは、固定段階（値）が好ましいが、フロー温度と時間間隔に関して説明したのと同様に、可変に適応するものであってもよい。しかしながら、もし要求室温に到達すれば、好ましくは段階的にではなく、ヒートポンプにより供給される熱の割合を直ちに増加させるように一段階で、流速は再び減速される。その後、フロー温度は、上記と同様に段階的に低下されてもよい。

上記のモードの他、暖房装置は、空間の冷却に使用されてもよい。この冷却モードでは、ヒートポンプだけが、回路２１において、逆サイクルで運転される。すなわち、図１に示された流れ回路２１における流れ方向が逆転される。この場合、第１の熱交換器２２は、作動流体から熱を取り出す、ヒートポンプの蒸発器として機能する。そのため、作動流体は熱放出器３１に入る前に冷却され、冷却にも利用可能である。

ある特定の、本発明の好ましい実施形態に基づいて、本発明が記述されたのは明らかである。しかしながら、本発明は、別の形態で実施されてもよい。例えば、ボイラには、ガス以外の燃料が用いられてもよい。加えて、凝縮ガスボイラに変えて、従来のガスボイラが利用されてもよい。加えて、空気ヒートポンプが好ましいが、他の形式のヒートポンプ、例えば、地熱ヒートポンプ等が利用されてもよい。加えて、前述のように、対応する燃料および電気の料金を入力する代わりに、料金が例えば供給者からインターネットを介してオンラインで入手可能となるよう、オンライン接続が提供されてもよい。

１０ ボイラユニット(燃料燃焼式のボイラ)
２０ ヒートポンプユニット(ヒートポンプ)
２２ 第１の熱交換器
３０ 放出部(熱放出部)
３３ 温度センサ(室内センサ)
３５ ポンプ

Claims (17)

1. 空間の加熱のために、設定フロー温度で熱放出部（３０）へと作動流体を流す流れ回路と、
   前記流れ回路に接続され、前記作動流体に熱を伝える第１の熱交換器（２２）、を有する電気駆動式のヒートポンプ（２０）と、
   前記流れ回路に接続され、前記第１の熱交換器（２２）の下流で前記作動流体に熱を伝える第２の熱交換器、を有する燃料燃焼式のボイラ（１０）と、
   前記設定フロー温度に対する前記ヒートポンプの成績係数（ＣＯＰ_{設定フロー温度}）と、電気料金を燃料料金で除し、前記ボイラの熱効率を乗じたものである損益分岐成績係数（ＢＥＣＯＰ）と、を決定し、前記ＣＯＰ_{設定フロー温度}と前記ＢＥＣＯＰとを比較するよう構成された制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記ＣＯＰ_{設定フロー温度}が前記ＢＥＣＯＰより小さい場合に、
   第１ハイブリッドモードにおいて、中間フロー温度を、ＣＯＰ_{中間フロー温度}が前記ＢＥＣＯＰより大きくなるように決定し、
   前記ヒートポンプ（２０）を、前記作動流体が前記第１の熱交換器（２２）によって前記中間フロー温度まで加熱されるように運転し、
   前記ボイラ（１０）を、前記作動流体が前記第２の熱交換器によって前記中間フロー温度から前記設定フロー温度まで加熱されるように運転するよう構成される、
   暖房装置。
2. ポンプ（３５）を更に備え、
   前記制御部は、前記第１ハイブリッドモードにおいて、前記作動流体の流速が減速するように前記ポンプ（３５）を制御し、それにより前記第１の熱交換器（２２）に戻る前記作動流体の戻り温度を低下させるよう構成される、
   請求項１に記載の暖房装置。
3. 前記制御部は、前記第１ハイブリッドモードにおいて、前記作動流体の流速が減速された後に、２つの連続する段階の間で時間間隔を空けて、前記設定フロー温度を段階的に上昇または低下させるよう構成される、
   請求項２に記載の暖房装置。
4. 加熱される空間の室温を計測する室内センサ（３３）を更に備え、
   各段階の値、および／または、各時間間隔の長さが、加熱される空間の要求室温と計測室温との差に依存する、
   請求項３に記載の暖房装置。
5. 前記制御部は、最大許容フロー温度に到達し、かつ、加熱される空間の前記計測室温が前記要求室温よりも低い場合に、前記作動流体の流速を段階的に増速させるように前記ポンプ（３５）を制御するよう構成される、
   請求項４に記載の暖房装置。
6. 前記制御部は、前記ヒートポンプ（２０）が、前記作動流体を前記設定フロー温度または前記中間フロー温度まで加熱するための必要加熱需要量を満たすことができるかを決定し、その決定に基づいて運転モードを決定するよう構成される、
   前記いずれかの請求項に記載の暖房装置。
7. 前記制御部は、前記ヒートポンプ（２０）が、前記作動流体を前記中間フロー温度まで加熱するための前記必要加熱需要量を満たすことができる場合に、前記第１ハイブリッドモードで、前記ヒートポンプ（２０）および前記ボイラ（１０）を運転するよう構成される、
   請求項６に記載の暖房装置。
8. 前記制御部は、前記ＣＯＰ_{設定フロー温度}が前記ＢＥＣＯＰより大きく、前記ヒートポンプが、前記作動流体を前記設定フロー温度まで加熱するための前記必要加熱需要量を満たすことができる場合に、ヒートポンプモードで、前記ヒートポンプ（２０）だけを運転するよう構成される、
   請求項６または７に記載の暖房装置。
9. 前記制御部は、前記ＣＯＰ_{設定フロー温度}が前記ＢＥＣＯＰより大きく、前記ヒートポンプが、前記作動流体を前記設定フロー温度まで加熱するための前記必要加熱需要量を満たすことができない場合に、第２ハイブリッドモードで、前記ボイラ（１０）および前記ヒートポンプ（２０）を運転するよう構成される、
   請求項６から８のいずれかに記載の暖房装置。
10. 前記制御部は、前記ＣＯＰ_{設定フロー温度}が前記ＢＥＣＯＰより小さく、前記ヒートポンプが、前記作動流体を中間フロー温度まで加熱するための前記必要加熱需要量を満たすことができない場合に、ボイラ単独モードで、前記ボイラだけを運転するよう構成される、
    請求項６から９のいずれかに記載の暖房装置。
11. 前記流れ回路は、前記ヒートポンプ（２０）と前記ボイラ（１０）との間で流体的に分離された、
    前記いずれかの請求項に記載の暖房装置。
12. 空間の加熱のために、設定フロー温度で熱放出部へと作動流体を流す流れ回路と、
    前記流れ回路に接続され、前記作動流体に熱を伝える第１の熱交換器（２２）、を有する電気駆動式のヒートポンプ（２０）と、
    前記流れ回路に接続され、前記第１の熱交換器の下流で前記作動流体に熱を伝える第２の熱交換器、を有する燃料燃焼式のボイラ（１０）と、
    を備えた暖房装置の制御方法であって、
    前記設定フロー温度に対する前記ヒートポンプの成績係数（ＣＯＰ_{設定フロー温度}）を決定するステップと、
    電気料金を燃料料金で除し、前記ボイラの熱効率を乗じたものである損益分岐成績係数（ＢＥＣＯＰ）を決定し、前記ＣＯＰ_{設定フロー温度}と前記ＢＥＣＯＰとを比較するステップと、
    前記ＣＯＰ_{設定フロー温度}が前記ＢＥＣＯＰより小さい場合に、第１ハイブリッドモードにおいて、中間フロー温度をＣＯＰ_{中間フロー温度}が前記ＢＥＣＯＰより大きくなるように決定し、前記ヒートポンプを前記作動流体が前記第１の熱交換器によって前記中間フロー温度まで加熱されるよう運転し、前記ボイラを前記作動流体が前記第２の熱交換器によって前記中間フロー温度から前記設定フロー温度まで加熱されるよう運転するステップと、
    を有する制御方法。
13. 前記第１ハイブリッドモードにおいて、前記作動流体の流速を減速し、それにより前記第１の熱交換器に戻る前記作動流体の戻り温度を低下させるステップを更に備える、
    請求項１２に記載の制御方法。
14. 前記第１ハイブリッドモードにおいて、前記作動流体の流速が減速された後に、２つの連続する段階の間で時間間隔を空けて、前記設定フロー温度を段階的に上昇または低下させるステップを更に備える、
    請求項１３に記載の制御方法。
15. 加熱される空間の室温を計測するステップを更に備え、
    各段階の値、および／または、各時間間隔の長さが、加熱される空間の要求室温と計測室温との差に依存して決定される、
    請求項１４に記載の制御方法。
16. 最大許容フロー温度に到達し、かつ、加熱される空間の前記計測室温が前記要求室温よりも低い場合に、前記第１ハイブリッドモードにおいて、前記作動流体の流速を段階的に増速させるステップを更に備える、
    請求項１５に記載の制御方法。
17. 前記ヒートポンプが、前記作動流体を前記設定フロー温度または前記中間フロー温度まで加熱するための必要加熱需要量を満たすことができるかを決定するステップと、
    前記ヒートポンプが前記作動流体を前記中間フロー温度まで加熱するための前記必要加熱需要量を満たすことができる場合に、前記第１ハイブリッドで、前記ヒートポンプおよび前記ボイラを運転するステップ、および／または、前記ＣＯＰ_{設定フロー温度}が前記ＢＥＣＯＰより大きく、かつ、前記ヒートポンプが前記作動流体を前記設定フロー温度まで加熱するための前記必要加熱需要量を満たすことができる場合に、ヒートポンプモードで前記ヒートポンプだけを運転するステップ、および／または、前記ＣＯＰ_{設定フロー温度}が前記ＢＥＣＯＰより大きく、かつ、前記ヒートポンプが前記作動流体を前記設定フロー温度まで加熱するための前記必要加熱需要量を満たすことができない場合に、第２ハイブリッドモードで前記ボイラおよび前記ヒートポンプを運転するステップ、および／または、前記ＣＯＰ_{設定フロー温度}が前記ＢＥＣＯＰより小さく、かつ、前記ヒートポンプが前記作動流体を前記中間フロー温度まで加熱するための前記必要加熱需要量を満たすことができない場合に、ボイラ単独モードで前記ボイラだけを運転するステップ、を更に備えた、
    請求項１２から１６のいずれかに記載の制御方法。

Images