JP2017003144A - 暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギー効率の低下を可能な限り抑制しつつ、暖房対象の温度を急速に高めることができる技術を提供する。【解決手段】制御装置１００は、ホットダッシュ運転モードにおいて、ガス熱源機８２によって水を加熱する第１の運転態様で暖房を行い、その後にヒートポンプ５０によって水を加熱する第２の運転態様で暖房を行うように、ガス熱源機８２およびヒートポンプ５０を制御するように構成されている。また、制御装置１００は、ホットダッシュ運転モードにおいて、居室２０の暖房負荷の大きさに基づいて、第１の運転態様から第２の運転態様に切り換えるタイミングを決定するように構成されている。【選択図】図１

Description

本明細書に開示する技術は、暖房システムに関する。

特許文献１に開示されている暖房システムは、熱媒体を加熱するヒートポンプと、ヒートポンプによって加熱された熱媒体の熱によって暖房対象を暖房する暖房機を備えている。また、特許文献１の暖房システムは、通常運転モードと、通常運転モードよりも急速で暖房するホットダッシュ運転モードを備えている。

特開２００７−０８５６６２号公報

特許文献１の暖房システムでは、ヒートポンプによって熱媒体を加熱している。ヒートポンプによって熱媒体を加熱する場合、加熱の立ち上がりに時間がかかるので、暖房対象の温度が上昇するときの温度上昇率が低くなるという問題があった。さらに、ヒートポンプによって単位時間あたりに熱媒体に供給される熱量が小さい場合、暖房対象の温度が上昇するときの温度上昇率がさらに低くなるという問題があった。特にホットダッシュ運転モードでは暖房対象の温度を急速に高めることが要求されているので、暖房対象の温度上昇率が低くなることは問題であった。

暖房対象の温度を急速に高めるためには、ヒートポンプに代えてガス熱源機によって熱媒体を加熱する方法が考えられる。ガス熱源機によって熱媒体を加熱する場合、加熱の立ち上がりが早いため、暖房対象の温度を急速に高めることができる。さらに、単位時間あたりに熱媒体に供給される熱量がさらに大きいガス熱源機を用いると、暖房対象の温度をさらに急速に高めることができる。しかしながら、ガス熱源機ではヒートポンプよりもエネルギー効率が低いという問題があった。

そこで本明細書は、エネルギー効率の低下を可能な限り抑制しつつ、暖房対象の温度を急速に高めることができる技術を提供する。

本明細書に開示する暖房システムは、通常運転モードと、通常運転モードよりも急速に暖房するホットダッシュ運転モードとを備えている。この暖房システムは、熱媒体を加熱するガス熱源機と、熱媒体を加熱するヒートポンプと、ガス熱源機および／またはヒートポンプによって加熱された熱媒体の熱によって暖房対象を暖房する暖房機と、制御手段を備えている。制御手段は、ホットダッシュ運転モードにおいて、少なくともガス熱源機によって熱媒体を加熱する第１の運転態様で暖房を行い、その後にヒートポンプによって熱媒体を加熱する第２の運転態様で暖房を行うように、ガス熱源機およびヒートポンプを制御するように構成されている。また、制御手段は、ホットダッシュ運転モードにおいて、暖房対象の暖房負荷の大きさに基づいて、第１の運転態様から第２の運転態様に切り換えるタイミングを決定するように構成されている。

上記の暖房システムでは、ホットダッシュ運転モードにおいて、始めから終わりまでヒートポンプのみ（第２の運転態様）によって熱媒体を加熱するのではなく、最初にガス熱源機（第１の運転態様）によって熱媒体を加熱している。ガス熱源機によって熱媒体を加熱する場合、加熱の立ち上がりが早く、単位時間あたりに熱媒体に供給される熱量が大きい。そのため、暖房対象を暖房するときに最初にガス熱源機によって熱媒体を加熱することによって、最初の段階で暖房対象の温度を急速に高めることができる。また、ガス熱源機によって熱媒体を加熱し続けるのではなく、ガス熱源機の後にヒートポンプによって熱媒体を加熱している。ヒートポンプによって熱媒体を加熱する場合、ガス熱源機の場合よりもエネルギー効率が高くなる。始めから終わりまでガス熱源機によって熱媒体を加熱し続けるとエネルギー効率が低下するが、ガス熱源機の後にヒートポンプによって熱媒体を加熱することによって、エネルギー効率の低下を抑制できる。

また、暖房対象を暖房するとき、暖房対象の暖房負荷が大きい場合は暖房対象の温度が高くなり難く、一方、暖房対象の暖房負荷が小さい場合は暖房対象の温度が高くなり易い。そこで、上記の暖房システムでは、暖房対象の暖房負荷の大きさに基づいて第１の運転態様から第２の運転態様に切り換えるタイミングを決定している。このような構成によれば、暖房対象の暖房負荷が大きい場合は、第１の運転態様から第２の運転態様に切り換えるタイミングを遅くすることができる。これによって、暖房対象の温度が高くなり難くい場合は、熱量が大きいガス熱源機によって熱媒体を加熱する時間（第１の運転態様の時間）を長くすることができる。その結果、暖房対象の温度が高くなり難くい場合であっても、熱量が大きいガス熱源機によって熱媒体を加熱する割合を大きくできるので、暖房対象の温度を急速に高めることができる。また、その後は第１の運転態様から第２の運転態様に切り換えてヒートポンプによって熱媒体を加熱するので、エネルギー効率の低下を抑制できる。

一方、暖房対象の暖房負荷が小さい場合は、第１の運転態様から第２の運転態様に切り換えるタイミングを早くすることができる。これによって、暖房対象の温度が高くなり易い場合は、熱量が大きいガス熱源機によって熱媒体を加熱する時間（第１の運転態様の時間）を短くすることができる。暖房対象の温度が高くなり易い場合は、熱量が大きいガス熱源機によって熱媒体を加熱すると暖房対象の温度が急速に高まる。そこで、ガス熱源機によって熱媒体を加熱する割合を小さくして、ヒートポンプによって熱媒体を加熱する第２の運転態様の割合を大きくする。その結果、エネルギー効率の低下を可能な限り抑制しつつ、暖房対象の温度を急速に高めることができる。

上記の暖房システムは、暖房対象の温度を検知する温度検知手段を更に備えていてもよい。また、制御手段が、温度検知手段によって検知された温度に基づいて単位時間あたりの温度上昇量を演算し、演算した単位時間あたりの温度上昇量に基づいて暖房対象の暖房負荷の大きさを判断するように構成されていてもよい。

この構成によれば、暖房対象の暖房負荷の大きさを正確に判断することができ、それに基づいて第１の運転態様から第２の運転態様に切り換えることができる。

また、上記の暖房システムにおいて、制御手段は、第２の運転態様において、温度検知手段によって検知された温度に基づいてヒートポンプを制御してもよい。

この構成によれば、暖房対象の温度に基づいてヒートポンプを制御できるので、暖房運転におけるムダを少なくすることができる。

実施例に係る暖房システムを模式的に示す図である。 暖房運転時に制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 ホットダッシュ運転モードにおいて制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 暖房運転時における水と居室の温度を示すグラフである。

図１に示すように、本実施例に係る暖房システム２は、ヒートポンプ系統１０６と、暖房系統１０８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を備える。ヒートポンプ５０は、冷媒（例えば、フロンガスＲ４１０Ａ等）を循環させるための冷媒循環路５２と、熱交換器（蒸発器）５４と、ファン５６と、圧縮器６２と、流体熱交換器（凝縮器）５８と、膨張弁６０とを備えている。冷媒循環路５２は、流体熱交換器５８内を通過している。また、熱交換器５４と、圧縮器６２と、膨張弁６０とは、冷媒循環路５２内に組み込まれている。このような構成を備えるヒートポンプ５０を作動させることにより、流体熱交換器５８を通過する冷媒循環路５２内に高温高圧の冷媒を送り込むことができる。

暖房系統１０８は、シスターン７０と、暖房用水循環路７１と、ガス熱源機８２と、６個の暖房機７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄ、７６ｅ、７６ｆと、を備えている。以下では、暖房機７６ａ〜７６ｆを単に暖房機７６と呼ぶ場合がある。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、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、ガス熱源機８２および／またはヒートポンプ５０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、内部に熱媒体である水を貯留している。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６本に分岐して各暖房機７６ａ〜７６ｆ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ポンプである。作動する暖房機７６の数に応じて、暖房用水循環路７１内を循環する水の流量が変化する。即ち、循環ポンプ７４の単位時間当たりの回転数が一定であっても、作動する暖房機７６の数が増加すると、暖房往路７２の抵抗が減少して、暖房用水循環路７１内を循環する水の流量が増加する。暖房機７６ａ〜７６ｆより上流側の暖房往路７２には、ガス熱源機８２が介装されている。ガス熱源機８２は、ガスを燃焼した熱によって暖房往路７２内の水を加熱する。ガス熱源機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、ガス熱源機８２は、ヒートポンプ５０よりも、単位時間当りに水に供給される熱量が大きい。ガス熱源機８２によって水を加熱する場合、ヒートポンプ５０によって水を加熱する場合よりも加熱の立ち上がりが早い。ガス熱源機８２で加熱された水は、各暖房機７６ａ〜７６ｆに供給される。また、暖房往路７２のガス熱源機８２の下流側には、サーミスタ７８が介装されている。サーミスタ７８は、ガス熱源機８２を通過した後の暖房往路７２内の水の温度を検知する。

各暖房機７６ａ〜７６ｆは、暖房往路７２から供給される水の熱を利用して、居室２０を暖房する端末である。各暖房機７６ａ〜７６ｆは、いずれも、互いに並列に配置されている。作動している各暖房機７６ａ〜７６ｆには、暖房往路７２から水が供給される。一方、停止している（作動していない）各暖房機７６ａ〜７６ｆには、暖房往路７２から水が供給されない。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。

暖房機７６は、居室２０に設置されている。例えば、暖房機７６は、居室２０の床の下に設置されている。暖房機７６が作動すると、居室２０が暖房される。居室２０には、サーミスタ２１が設置されている。サーミスタ２１は、居室２０内の温度を検知する。

暖房復路８４は、上流端が６本に分岐して各暖房機７６ａ〜７６ｆの戻り口に接続され、下流端が調整弁９０を介してバイパス路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（即ち、流体熱交換器５８に送り込まれる水の温度）を検知する。

熱回収路８８は、上流端が調整弁９０を介してバイパス路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、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内の水が流体熱交換器５８で加熱される。熱回収路８８の流体熱交換器５８の下流側には、サーミスタ９２が介装されている。サーミスタ９２は、流体熱交換器５８を通過した後の熱回収路８８内の水の温度を検知する。

バイパス路９４は、上流端が調整弁９０を介して暖房復路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、バイパス路９４は、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、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（流体熱交換器５８を通過する水の流量）と、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。調整弁９０は、作動する暖房機７６の数に応じて開度を変化させることができる。本実施例では、全ての暖房機７６を使用する場合について説明する。また、暖房用水循環路７１を循環する水の全量が熱回収路８８（流体熱交換器５８）を通過し、バイパス路９４を全く通過しない場合について説明する。

循環流路９６は、上流端が熱回収路８８の下流端及びバイパス路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。循環流路９６には、サーミスタ９８が介装されている。サーミスタ９８は、循環流路９６内の水の温度を検知する。

制御装置１００は、ヒートポンプ系統１０６、及び、暖房系統１０８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。

次に、本実施例の暖房システム２の動作について説明する。

（暖房運転）
暖房運転は、暖房機７６を作動させて居室２０（暖房対象の一例）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。

ユーザによって暖房運転の実行が指示されると、図２のＳ１０では、制御装置１００は、まず、暖房設定温度を認識する。暖房設定温度は、ユーザが居室２０の温度として要求している温度である。暖房設定温度は、多段階のレベルに区分されている。多段階のレベルは、例えば制御装置１００に電気的に接続されているリモコン等の入力装置から入力される。

続くＳ１１では、制御装置１００は、調整弁９０の開度を調整する。本実施例では、制御装置１００は、暖房用水循環路７１を循環する水の全量が熱回収路８８（流体熱交換器５８）を通過し、バイパス路９４を水が通過しないように調整弁９０の開度を調整する。これにより、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。

続くＳ１２では、制御装置１００は、所定の回転数で循環ポンプ７４を作動させる。循環ポンプ７４を作動させることにより、上記の経路内を水が循環する。

続くＳ１３では、制御装置１００は、ヒートポンプ５０を作動させる。ヒートポンプ５０が作動することにより、流体熱交換器５８を通過する冷媒循環路５２内の冷媒が、高温高圧の気体状態になる。また、暖房用水循環路７１を循環する水が流体熱交換器５８を通過する際に、冷媒循環路５２内の冷媒の熱によって加熱される。ヒートポンプ５０によって加熱された水は、暖房機７６に供給される。暖房機７６は、供給された水の熱を利用して、居室２０を暖房する。ヒートポンプ５０のみによって水を加熱するだけでは、加熱の立ち上がりに時間がかかり、単位時間あたりに水に供給される熱量が小さいので、居室２０の温度が上昇するときの温度上昇率が低くなる。

そこで、続くＳ１４では、制御装置１００は、ホットダッシュ運転モードを開始する。ホットダッシュ運転モードは、後述の通常運転モードよりも居室２０を急速に暖房する運転である。図３は、ホットダッシュ運転モードにおいて制御装置１００が実行する処理を示すフローチャートである。

（ホットダッシュ運転モード）
ホットダッシュ運転モードにおいて、Ｓ２１では、まず、制御装置１００は、ガス熱源機８２を作動させる。これにより、暖房往路７２を通過する水が、ガス熱源機８２によって加熱される。ガス熱源機８２は、サーミスタ７８によって検知される水の温度が第１の温度（例えば７２℃）になるように水を加熱する（図４参照）。ガス熱源機８２によって加熱された水は、暖房機７６に供給される。暖房機７６は、供給された水の熱を利用して、居室２０を暖房する。Ｓ１３とＳ２１によって、暖房用水循環路７１を循環する水が、ガス熱源機８２およびヒートポンプ５０によって加熱される（第１の運転態様）。

続くＳ２２では、制御装置１００は、ガス熱源機８２を作動させてから第１の所定時間（例えば３分）が経過したか否かを判断する。第１の所定時間が経過している場合、制御装置１００はＳ２２でＹｅｓと判断して、Ｓ２３に進む。一方、第１の所定時間が経過していない場合、制御装置１００はＳ２２でＮｏと判断して、そのまま待機する。

Ｓ２３では、制御装置１００は、サーミスタ２１によって検知された温度に基づいて、単位時間あたりの温度上昇量を演算する。サーミスタ２１は、居室２０の温度を継続的に検知している。したがって、居室２０の温度の単位時間あたりの上昇量（すなわち、温度上昇率ΔＴ）が演算される。

制御装置１００は、居室２０の温度の単位時間あたりの上昇量（すなわち、温度上昇率ΔＴ）によって、居室２０の暖房負荷を判断する。温度上昇率ΔＴが大きい場合、居室２０は暖まり易いので、居室２０の暖房負荷が小さいと判断できる。一方、温度上昇率ΔＴが小さい場合、居室２０は暖まり難いので、居室２０の暖房負荷が大きいと判断できる。

Ｓ２４では、制御装置１００は、演算された温度上昇率ΔＴ（単位時間あたりの温度上昇量）が、第１の温度上昇率Ｔ１（例えば０．５℃／ｍｉｎ）以上であるか否かを判断する。演算された温度上昇率ΔＴが第１の温度上昇率Ｔ１以上である場合、制御装置１００はＳ２４でＹｅｓと判断して、Ｓ２５に進む。この場合、温度上昇率ΔＴが比較的大きいので、制御装置１００は、居室２０の暖房負荷が比較的小さいと判断できる。一方、演算された温度上昇率ΔＴが第１の温度上昇率Ｔ１以上でない（第１の温度上昇率Ｔ１未満である）場合、制御装置１００はＳ２４でＮｏと判断して、Ｓ４１に進む。この場合、温度上昇率ΔＴが比較的小さいので、制御装置１００は、居室２０の暖房負荷が比較的大きいと判断できる。

Ｓ２５では、制御装置１００は、ガス熱源機８２を作動させてから第２の所定時間（例えば５分）が経過したか否かを判断する。第２の所定時間が経過している場合、制御装置１００はＳ２５でＹｅｓと判断して、Ｓ２６に進む。一方、第２の所定時間が経過していない場合、制御装置１００はＳ２５でＮｏと判断して、そのまま待機する。

Ｓ４１では、制御装置１００は、演算された温度上昇率ΔＴ（単位時間あたりの温度上昇量）が、第２の温度上昇率Ｔ２（例えば０．２℃／ｍｉｎ）以上であるか否かを判断する。第２の温度上昇率Ｔ２は、第１の温度上昇率Ｔ１より小さい値である。演算された温度上昇率ΔＴが第２の温度上昇率Ｔ２以上である場合、制御装置１００はＳ４１でＹｅｓと判断して、Ｓ４２に進む。一方、演算された温度上昇率ΔＴが第２の温度上昇率Ｔ２以上でない（第２の温度上昇率Ｔ２未満である）場合、制御装置１００はＳ４１でＮｏと判断して、Ｓ５１に進む。Ｓ４１では、制御装置１００は、Ｓ２５と同様に、温度上昇率ΔＴに基づいて居室２０の暖房負荷の大きさを判断できる。

Ｓ４２では、制御装置１００は、ガス熱源機８２を作動させてから第３の所定時間（例えば１０分）が経過したか否かを判断する。第３の所定時間（１０分）は、第２の所定時間（５分）より長い時間である。第３の所定時間が経過している場合、制御装置１００はＳ４２でＹｅｓと判断して、Ｓ２６に進む。一方、第３の所定時間が経過していない場合、制御装置１００はＳ４２でＮｏと判断して、そのまま待機する。

Ｓ５１では、制御装置１００は、ガス熱源機８２を作動させてから第４の所定時間（例えば１５分）が経過したか否かを判断する。第４の所定時間（１５分）は、第３の所定時間（１０分）より長い時間である。第４の所定時間が経過している場合、制御装置１００はＳ５１でＹｅｓと判断して、Ｓ２６に進む。一方、第４の所定時間が経過していない場合、制御装置１００はＳ５１でＮｏと判断して、そのまま待機する。

Ｓ２６では、制御装置１００は、ガス熱源機８２を停止させる。これにより、暖房往路７２を通過する水が、ガス熱源機８２によって加熱されなくなる。よって、暖房用水循環路７１を循環する水は、ヒートポンプ５０のみによって加熱される（第２の運転態様）。

上記のＳ２４、Ｓ２５、Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ５１、Ｓ２６では、制御装置１００は、温度上昇率ΔＴ（居室２０の温度の単位時間あたりの上昇量）に基づいて居室２０の暖房負荷の大きさを判断し、居室２０の暖房負荷の大きさに基づいて第１の運転態様から第２の運転態様に切り換えるタイミングを決定している。

Ｓ２６でガス熱源機８２が停止した後、続くＳ２７では、制御装置１００は、ヒートポンプ５０を制御する。制御装置１００の制御によって、ヒートポンプ５０は、サーミスタ９２によって検知される水の温度が第２の温度（例えば６０℃）となるように水を加熱する（図４参照）。第２の温度（６０℃）は、第１の温度（７２℃）より低い温度である。ヒートポンプ５０によって加熱された水は、暖房機７６に供給される。暖房機７６は、供給された水の熱を利用して、居室２０を暖房する。

続くＳ２８では、制御装置１００は、サーミスタ２１の検知温度が暖房設定温度−α（例えば−２℃）以上であるか否かを判断する。サーミスタ２１の検知温度が暖房設定温度−α以上である場合、制御装置１００はＳ２８でＹｅｓと判断して、Ｓ２９に進む。一方、サーミスタ２１の検知温度が暖房設定温度−α以上でない（暖房設定温度−α未満である）場合、制御装置１００はＳ２８でＮｏと判断して、そのまま待機する。

Ｓ２９では、制御装置１００は、ヒートポンプ５０を制御する。制御装置１００の制御によって、ヒートポンプ５０は、サーミスタ９２によって検知される水の温度が第３の温度（例えば５０℃）となるように水を加熱する（図４参照）。第３の温度（５０℃）は、第２の温度（６０℃）より低い温度である。ヒートポンプ５０によって加熱された水は、暖房機７６に供給される。暖房機７６は、供給された水の熱を利用して、居室２０を暖房する。

続くＳ３０では、制御装置１００は、サーミスタ２１の検知温度が暖房設定温度−β（例えば−１℃）以上であるか否かを判断する。β（１℃）は、α（２℃）より小さい値である。サーミスタ２１の検知温度が暖房設定温度−β以上である場合、制御装置１００はＳ３０でＹｅｓと判断して、Ｓ３１に進む。一方、サーミスタ２１の検知温度が暖房設定温度−β以上でない（暖房設定温度−β未満である）場合、制御装置１００はＳ３０でＮｏと判断して、そのまま待機する。

Ｓ３１では、制御装置１００は、ヒートポンプ５０を制御する。制御装置１００の制御によって、ヒートポンプ５０は、サーミスタ９２によって検知される水の温度が第４の温度（例えば４０℃）となるように水を加熱する（図４参照）。第４の温度（４０℃）は、第３の温度（５０℃）より低い温度である。ヒートポンプ５０によって加熱された水は、暖房機７６に供給される。暖房機７６は、供給された水の熱を利用して、居室２０を暖房する。

続くＳ３２では、制御装置１００は、ガス熱源機８２を作動させてから第５の所定時間（例えば３０分）が経過したか否かを判断する。第５の所定時間が経過している場合、制御装置１００はＳ３２でＹｅｓと判断して、ホットダッシュ運転モードを終了する。一方、第５の所定時間が経過していない場合、制御装置１００はＳ３２でＮｏと判断して、そのまま待機する。

ホットダッシュ運転モードが終了すると、図２のＳ１５に示すように、制御装置１００は、通常運転モードを開始する。通常運転モードは、ホットダッシュ運転モードよりも緩慢に居室２０を暖房する運転である。通常運転モードでは、制御装置１００は、ヒートポンプ５０で水を加熱しながら、予め設定されているデューティ比に基づいて暖房機７６への水の供給を制御する。通常運転モードでは、暖房負荷に対してヒートポンプ５０の熱量が不足する場合は、その不足分をガス熱源機８２によって加熱してもよい。その後、暖房運転の終了が指示されると、通常運転モードが終了する。

以上、本実施例の暖房システム２の構成及び運転内容について説明した。以上の説明から明らかなように、本実施例の暖房システム２は、図１に示すように、水（熱媒体の一例）を加熱するガス熱源機８２と、水を加熱するヒートポンプ５０と、ガス熱源機８２および／またはヒートポンプ５０によって加熱された水の熱によって居室２０（暖房対象の一例）を暖房する暖房機７６と、制御装置１００を備えている。また、暖房システム２は、図２示すように、通常運転モードと、通常運転モードよりも急速に暖房するホットダッシュ運転モードとを備えている。制御装置１００は、ホットダッシュ運転モードにおいて、最初にガス熱源機８２によって水を加熱する第１の運転態様で暖房を行い、その後にヒートポンプ５０のみによって水を加熱する第２の運転態様で暖房を行うように、ガス熱源機８２およびヒートポンプ５０を制御するように構成されている。また、制御装置１００は、ホットダッシュ運転モードにおいて、居室２０の暖房負荷の大きさに基づいて、第１の運転態様から第２の運転態様に切り換えるタイミングを決定するように構成されている。

このような構成によれば、ホットダッシュ運転モードにおいて、ヒートポンプ５０のみによって水を加熱するのではなく、最初にガス熱源機８２によって水を加熱している。ガス熱源機８２によって水を加熱すると、加熱の立ち上がりが速く、単位時間あたりに水に供給される熱量が大きくなるので、水の温度を急速に高めることができ、その熱によって居室２０を急速に暖房することができる。また、上記の構成によれば、ガス熱源機８２によって水を加熱し続けることなく、暖房負荷の大きさに基づいて、ガス熱源機８２の後にヒートポンプ５０のみによって水を加熱している。ヒートポンプ５０によって水を加熱すると、ガス熱源機８２によって水を加熱するよりもエネルギー効率が高くなる。よって、ガス熱源機８２によって水を加熱する第１の運転態様を続けるとエネルギー効率が低下するが、途中でヒートポンプ５０のみによって水を加熱する第２の運転態様に切り換えるので、エネルギー効率の低下を抑制できる。

また、上記の構成では、居室２０の暖房負荷の大きさに基づいて第１の運転態様から第２の運転態様に切り換えるタイミングを決定している。したがって、例えば居室２０の暖房負荷が大きい場合は、ガス熱源機８２からヒートポンプ５０に切り換えるタイミングを遅くすることができる。これによって、居室２０の温度が高くなり難い場合は、熱量が大きいガス熱源機８２によって水を加熱する割合を大きくすることができ、居室２０の温度を急速に高めることができる。また、ガス熱源機８２からヒートポンプ５０に切り換えることによって、エネルギー効率の低下を抑制できる。一方、居室２０の暖房負荷が小さい場合は、ガス熱源機８２からヒートポンプ５０に切り換えるタイミングを早くすることができる。この場合は、居室２０の温度が高くなり易いので、熱量が大きいガス熱源機８２によって水を加熱すると居室２０の温度を急速に高まる。そこで、ガス熱源機８２によって水を加熱する割合を小さくすることによって、エネルギー効率の低下を可能な限り抑制しつつ、暖房対象の温度を急速に高めることができる。
このように、上記の構成によれば、ホットダッシュ運転モードにおいて、ガス熱源機８２によって水を加熱する第１の運転態様で暖房を行い、その後にヒートポンプ５０によって水を加熱する第２の運転態様で暖房を行う。また、ホットダッシュ運転モードにおいて、居室２０の暖房負荷の大きさに基づいて、第１の運転態様から第２の運転態様に切り換えるタイミングを決定している。このように、第１の運転態様と第２の運転態様を使い分けることによって、エネルギー効率の低下を可能な限り抑制しつつ、暖房対象の温度を急速に高めることができる。

また、上記の実施例では、居室２０の温度を検知するサーミスタ２１を更に備えており、制御装置１００が、サーミスタ２１によって検知された温度に基づいて単位時間あたりの温度上昇量を演算し、それに基づいて居室２０の暖房負荷の大きさを判断している。この構成によれば、居室２０の暖房負荷の大きさを正確に判断することができ、それに基づいてガス熱源機８２からヒートポンプ５０に切り換えることができる。

また、上記の実施例では、制御装置１００が、第２の運転態様において、サーミスタ２１によって検知された温度に基づいてヒートポンプ５０を制御している。この構成によれば、居室２０の温度に基づいてヒートポンプ５０を制御できるので、居室２０を暖房するときに適切な温度で暖房することができ、暖房運転におけるムダを少なくすることができる。

以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。上記の実施例では、暖房対象の暖房負荷の大きさを判断する構成の一例として居室２０の温度を検知する構成について説明したが、暖房対象の暖房負荷の大きさを判断する構成はこれに限定されるものではない。例えば、暖房対象の暖房負荷の大きさを判断する構成の他の一例としては床の温度を検知する構成が挙げられる。床を暖房することによって、その床が設置されている居室を暖房する。この構成では、制御装置１００は、検知された床の温度に基づいて床の温度上昇率を演算し、床の温度上昇率に基づいて暖房対象の暖房負荷の大きさを判断する。床の温度を検知するときは、床の複数の箇所にサーミスタを配置し、所定時間毎に床の温度を検知して、複数のサーミスタによって床全体の平均温度を検知する。床の温度と居室の温度は相関している。

また、上記の実施例では、第１の運転態様において、ガス熱源機８２とヒートポンプ５０によって水を加熱していたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、第１の運転態様において、ガス熱源機８２のみによって水を加熱してもよい。そして、第２の運転態様において、１段階でヒートポンプ５０のみによって水を加熱してもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、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。本明細書または図面に説明した技術要素は、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。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２ ：暖房システム
２０ ：居室
２１ ：サーミスタ
５０ ：ヒートポンプ
５２ ：冷媒循環路
５４ ：熱交換器
５６ ：ファン
５８ ：流体熱交換器
６０ ：膨張弁
６２ ：圧縮器
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
７８ ：サーミスタ
８２ ：ガス熱源機
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 ：バイパス路
９６ ：循環流路
９８ ：サーミスタ
１００ ：制御装置
１０６ ：ヒートポンプ系統
１０８ ：暖房系統

Claims (3)

1. 通常運転モードと、前記通常運転モードよりも急速に暖房するホットダッシュ運転モードとを備えている暖房システムであって、
   熱媒体を加熱するガス熱源機と、
   熱媒体を加熱するヒートポンプと、
   前記ガス熱源機および／または前記ヒートポンプによって加熱された熱媒体の熱によって暖房対象を暖房する暖房機と、
   制御手段を備えており、
   前記制御手段は、前記ホットダッシュ運転モードにおいて、少なくとも前記ガス熱源機によって熱媒体を加熱する第１の運転態様で暖房を行い、その後に前記ヒートポンプによって熱媒体を加熱する第２の運転態様で暖房を行うように、前記ガス熱源機および前記ヒートポンプを制御するように構成されており、
   前記制御手段は、前記ホットダッシュ運転モードにおいて、暖房対象の暖房負荷の大きさに基づいて、前記第１の運転態様から前記第２の運転態様に切り換えるタイミングを決定するように構成されている、暖房システム。
2. 暖房対象の温度を検知する温度検知手段を更に備えており、
   前記制御手段が、前記温度検知手段によって検知された温度に基づいて単位時間あたりの温度上昇量を演算し、演算した単位時間あたりの前記温度上昇量に基づいて暖房対象の暖房負荷の大きさを判断するように構成されている、請求項１に記載の暖房システム。
3. 前記制御手段が、前記第２の運転態様において、前記温度検知手段によって検知された温度に基づいて前記ヒートポンプを制御する、請求項２に記載の暖房システム。

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