JP2020134097A - 温水暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】暖房放熱器が配置された室内の温度が適切な温度になるように暖房運転を行うことを安定的に実現することができる温水暖房システムを提供する。【解決手段】温水暖房システム１の制御装置２０は、外気温度と室内の温度との温度差と外気への放熱量との関係を規定する第１放熱係数と、室内の温度と暖房放熱器５０での温水の温度との温度差と暖房放熱器５０での温水の放熱量との関係を規定する第２放熱係数を推定し、その後、外気温度が変化すると、第１及び第２放熱係数の推定値と、外気温度の検出値と、設定室温とを用いて熱源機２から暖房放熱器５０に供給する温水の目標温水温度を設定して、温水の温度を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、温水暖房システムに関する。

熱源機で加熱した温水を熱源機と暖房放熱器との間で循環させる温水暖房システムでは、従来、例えば特許文献１に見られる技術が知られている。この技術では、住宅放熱係数と必要暖房出力とから、目標温水往き温度（熱源機から暖房放熱器に供給する温水の温度の目標値）を求めるためのマップ（マトリクス図）をあらかじめ作成しておき、実際の暖房運転時に、温水の温度が安定した状態での該温水の温度や流量の検出値を用いて住宅放熱係数が推定される。さらに、設定室温と外気温度の検出値との差と住宅放熱係数の推定値とから必要暖房出力が求められる。そして、これらの住宅放熱係数及び必要暖房出力の値から上記マップに基づいて決定した目標温水往き温度が求められ、この目標温水往き温度を実現するように熱源機を作動（温水の加熱制御）が行われる。

特開２００９−２８１６６６号公報

前記特許文献１に見られる技術では、上記マップの作成に多大な工数がかかりやすく、個々の暖房放熱器毎の放熱特性のばらつき等の影響を反映させて上記マップを作成することは困難である。このため、該マップにより求められる目標温水往き温度を実現するように熱源機を作動させても、個々の暖房放熱器毎の放熱特性のばらつき等の影響で、暖房出力の過不足が生じやすく、ひいては、実際の室温が設定室温からずれた温度になることが生じやすい。

ここで、前記特許文献１に見られる技術では、上記の如くマップにより求めた目標温水往き温度を実現するように熱源機で温水を加熱した状態で、温水の温度や流量の検出値から実際の暖房出力を算出し、この暖房出力と、住宅放熱係数を用いて算出した必要暖房出力とが異なる場合に、その大小関係に応じて目標温水往き温度を増加補正又は減少補正するようにしている。

しかしながら、かかる技術では、実際の暖房出力が、実際の室温を設定室温にするために必要な暖房出力になるまでに時間がかかり、ひいては、室温の安定性が損なわれてしまう。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、暖房放熱器が配置された室内の温度が適切な温度になるように暖房運転を行うことを安定的に実現することができる温水暖房システムを提供することを目的とする。

本発明の温水暖房システムは、上記の目的を達成するために、熱源機と、暖房放熱器と、該熱源機と該暖房放熱器との間で温水を循環させる温水循環路とを備え、前記熱源機で目標温水温度になるように加熱された温水を、該熱源機から前記温水循環路を介して前記暖房放熱器に供給し、さらに、該暖房放熱器で放熱した該温水を該暖房放熱器から該温水循環路を介して該熱源機に還流させるように構成された温水暖房システムであって、
外気温度と前記暖房放熱器が配置された室内の温度との温度差である第１温度差と、該室内から外気への放熱量との関係を規定する第１放熱係数を推定する処理を実行可能であると共に、前記室内の温度と前記暖房放熱器での前記温水の温度との温度差である第２温度差と、該暖房放熱器での温水の放熱量との関係を規定する第２放熱係数を推定する処理を実行可能な放熱係数推定処理部と、
前記目標温水温度を可変的に設定可能な目標温水温度設定部と、
前記第１放熱係数及び前記第２放熱係数の推定処理の実行を前記放熱係数推定処理部に指令する指令信号を所定の操作に応じて前記放熱係数推定処理部に出力する推定指令出力部とを備えており、
前記放熱係数推定処理部は、前記推定指令出力部から前記指令信号が入力されたとき、前記第１放熱係数及び前記第２放熱係数にそれぞれ関連する複数のパラメータであって、前記外気温度を含む当該複数のパラメータの検出値又は推定値を取得し、当該複数のパラメータの検出値又は推定値と、前記推定指令出力部に対する前記所定の操作の実行時の前記室内の温度の値としてあらかじめ設定された温度である設定室温とを用いて前記第１放熱係数及び前記第２放熱係数を推定するように構成され、
前記目標温水温度設定部は、前記放熱係数推定処理部による前記第１放熱係数及び前記第２放熱係数の推定後、前記外気温度の検出値又は推定値が、前記放熱係数推定処理部への前記指令信号の入力時の値と異なる値に変化したとき、その後、前記第１放熱係数及び前記第２放熱係数のそれぞれの推定値と、前記外気温度の検出値又は推定値と、前記設定室温とを用いて、前記室内の温度を前記設定室温に保つために必要な前記目標温水温度を設定するように構成されていることを特徴とする（第１発明）。

なお、本発明において、外気温度等の前記パラメータの検出値は、適宜のセンサもしくは検出器により検出された該パラメータの値を意味し、前記パラメータの推定値は、該パラメータと一定の相関関係を有する他の１つ以上のパラメータの検出値から、該相関関係に基づいて推定してなる値、あるいは、該パラメータの実際の値に一致もしくはほぼ一致するとみなし得る疑似的な推定値を意味する。疑似的な推定値としては、目標値又は指令値を使用することもできる。

上記第１発明によれば、外気温度と暖房放熱器が配置された室内の温度との温度差である第１温度差と該室内から外気への放熱量との関係を規定する第１放熱係数と、室内の温度と暖房放熱器での温水の温度との温度差である第２温度差と該暖房放熱器での温水の放熱量との関係を規定する第２放熱係数とが、前記複数のパラメータの検出値又は推定値と、前記推定指令出力部に対する所定の操作の実行時の室内の温度の値としてあらかじめ設定された温度である設定室温とを用いて推定される。

そして、第１放熱係数及び前記第２放熱係数の推定後に、外気温度の検出値又は推定値が、放熱係数推定処理部への前記指令信号の入力時の値と異なる値に変化したときには、その後、前記第１放熱係数及び前記第２放熱係数のそれぞれの推定値と、前記外気温度の検出値又は推定値と、前記設定室温とを用いて、前記室内の温度を前記設定室温に保つために必要な前記目標温水温度を設定する。

この場合、放熱係数推定処理部で推定した第１放熱係数及び第２放熱係数を用いて目標温水温度を設定することで、室内の温度を設定室温に保つために必要な目標温水温度を、温水暖房システムが設置された住戸の放熱特性や、暖房放熱器の放熱特性等を反映させて適切に設定することができる。このため、該目標温水温度を実現するように熱源機から暖房放熱器に供給する温水の温度を制御することで、室内の温度を設定室温に保つ上で過不足の少ない熱エネルギーを暖房放熱器に安定的に供給することが可能となる。

よって、第１発明によれば、暖房放熱器が配置された室内の温度が適切な温度になるように暖房運転を行うことを安定的に実現することが可能となる。

上記第１発明では、前記複数のパラメータは、前記外気温度の他、前記熱源機から前記暖房放熱器に供給される温水の温度と、前記暖房放熱器から前記熱源機に還流する温水の温度と、前記温水循環路での温水の流量とを含むことが好ましい（第２発明）。

これによれば、前記第１放熱係数及び第２放熱係数を、前記複数のパラメータを用いて適切に推定することができる。

上記第１発明又は第２発明では、前記設定室温を所定の操作に応じて前記放熱係数推定処理部に対して可変的に設定する設定室温変更操作部をさらに備えることが好ましい（第３発明）。

これによれば、温水暖房システムのユーザにとって好適な室温を設定室温として設定することが可能となる。

本発明の実施形態の温水暖房システムの全体構成を示す図。 図１に示す制御装置の処理を示すフローチャート。 図２のＳＴＥＰ２の処理を示すフローチャート。 図２のＳＴＥＰ５の処理を示すフローチャート。

本発明の一実施形態を図１〜図４を参照して以下に説明する。図１を参照して、本実施形態の温水暖房システム１は、屋外に設置される熱源機２と、室内に設置される暖房放熱器５０と、これらの熱源機２及び暖房放熱器５０の間で温水を循環させる温水循環路１１とを備える。

熱源機２は、本実施形態では、その筐体２ａ内に、燃焼式の加熱装置３を備える。該加熱装置３は、加熱部としてのバーナ４と、該バーナ４の燃焼熱により加熱される熱交換器５とが内部（燃焼室）に収容された燃焼筐６と、バーナ４に燃料ガスを供給する燃料供給路７と、バーナ４に燃焼用空気を供給する電動式の燃焼ファン８とを備える。

燃焼筐６には、バーナ４の燃焼運転により生成される燃焼排ガスを、内部から熱源機２の筐体２ａの外部に導出する排気通路６ａが接続されている。燃焼ファン８は、その回転作動により、筐体２ａの外部から燃焼用空気（大気）を吸引し、その吸引した燃焼用空気をバーナ４に供給し得るように燃焼筐６に取付けられている。

燃料供給路７には、図示しない燃料供給源の配管から、燃料ガスが供給される。そして、燃料供給路７には、これを開閉する電磁弁７ａと、バーナ４への燃料ガスの供給量を調整する燃料調整弁７ｂとが介装されている。燃料調整弁７ｂは例えば比例弁、あるいは、電動式の流量制御弁等により構成され得る。

上記構成の加熱装置３では、燃焼ファン８を作動させつつ、図示しない点火装置を作動させると共に、電磁弁７ａを開弁制御することで、バーナ４が点火され、該バーナ４の燃焼運転が開始する。そして、バーナ４の燃焼運転時には、燃料調整弁７ｂを制御することで、バーナ４への燃料供給量が調整され、ひいては、バーナ４の火力が調整される。また、電磁弁７ａを閉弁制御することで、バーナ４への燃料供給が遮断され、該バーナ４が消火される。

熱交換器５は、バーナ４の燃焼運転により加熱される温水を暖房放熱器５０との間で循環させ得るように、温水循環路１１を介して暖房放熱器５０に接続されている。より詳しくは、温水循環路１１は、熱交換器５から暖房放熱器５０に温水を供給する往路側温水路１１ａと、該暖房放熱器５０から熱交換器５に温水を戻す復路側温水路１１ｂとから構成される。

そして、往路側温水路１１ａの上流端と復路側温水路１１ｂの下流端とが、熱交換器５の内部の通水路５ａの出口と入口とに各々接続され、熱源機２の筐体２ａ内から外部に延設された往路側温水路１１ａの下流端と復路側温水路１１ｂの上流端とが、暖房放熱器５０の温水の流入口と流出口とに各々接続されている。暖房放熱器４０としては、例えば床暖房装置、ファンコンベクタ等が挙げられる。なお、暖房放熱器５０の流入口側又は流出口側には、サーモバルブが備えられていてもよい。

温水循環路１１の往路側温水路１１ａ及び復路側温水路１１ｂの一方、例えば熱源機２の筐体２ａ内の復路側温水路１１ｂには、循環ポンプ１２が介装されており、この循環ポンプ１２の作動により温水循環路１１での温水の循環が行われる。

熱源機２には、種々のセンサが搭載されている。具体的には、熱源機２の筐体２ａ内の往路側温水路１１ａには、熱源機２から暖房放熱器５０側に供給される温水の温度（以降、往路側温水温度という）を検出する往路側温度センサ１３ａが取り付けられ、熱源機２の筐体２ａ内の復路側温水路１１ｂには、暖房放熱器５０側から熱源機２に還流する温水の温度（以降、復路側温水温度という）を検出する復路側温度センサ１３ｂが取り付けられている。

また、往路側温水路１１ａ及び復路側温水路１１ｂの一方、例えば熱源機２の筐体２ａ内の復路側温水路１１ｂには、温水循環路１１を循環する温水の流量（以降、温水流量という）を検出する流量センサ１４が取り付けられている。また、熱源機２の筐体２ａ内には、外気温度を検出する温度センサ１５が取り付けられている。なお、該温度センサ１５は、筐体２ａの外部に配置されていてもよい。

熱源機２の筐体２ａ内には、さらに、熱源機２の作動制御を行う機能を有する制御装置２０が搭載されている。該制御装置２０は、例えばマイクロコンピュータ、メモリ、インターフェース回路等を含む電子回路ユニットにより構成され、熱源機２に備えられた各センサ（上記の各センサ１３ａ，１３ｂ，１４，１５を含む）の検出信号が入力される。また、制御装置２０は、温水暖房システム１の運転操作用のリモコン３０と有線又は無線による通信を行うことが可能である。

そして、制御装置２０は、実装されたハードウェア構成及びプログラム（ソフトウェア構成）の一方又は両方により実現される機能として、加熱装置３及び循環ポンプ１２の作動制御を行う機能を有する他、後述する第１放熱係数Ｒ及び第２放熱係数Ｐを推定する処理を実行する放熱係数推定処理部２１としての機能と、熱源機２から暖房放熱器５０に供給する温水の温度（往路側温水温度）の目標値である目標温水温度を設定する目標温水温度設定部２２としての機能とを含む。なお、加熱装置３の作動制御（バーナ４の燃焼運転の制御）は、前記電磁弁７ａ、燃料調整弁７ｂ、燃焼ファン８、及び図示しない点火装置の作動制御を通じて行われる。

リモコン３０は、温水暖房システム１のユーザが屋内で操作可能な端末機であり、種々の情報を表示する表示器３１と、操作部３２とを備える。この場合、操作部３２には、温水暖房システム１の運転開始操作又は運転停止操作を行うための操作スイッチ３２ａ、前記放熱係数推定処理部２１による処理の実行を制御装置２０に指令するための操作スイッチ３２ｂ、目標温水温度の増減を制御装置２０に指令するための操作スイッチ３２ｃ、ユーザが希望する室温の設定値の増減を制御装置２０に指令するための操作スイッチ３２ｄ等の複数の操作スイッチが含まれる。そして、リモコン３０は、それぞれの操作スイッチ３２ａ〜３２ｄの操作に応じて、それぞれに対応する指令の内容を示す指令信号を制御装置２０に出力する。

かかるリモコン３０は、本発明における推定指令出力部としての機能と、設定室温変更操作部としての機能とを併せ持つ。この場合、操作スイッチ３２ｂの操作が、推定指令出力部に係る所定の操作に相当し、操作スイッチ３２ｄの操作が設定室温変更操作部に係る所定の操作に相当する。

なお、操作部３２の各操作スイッチは、複数の機能を併せもっていてもよい。また、例えば上記操作スイッチ３２ｃ，３２ｄは、共用の操作スイッチにより構成されていてもよい。また、操作部３２は、例えばタッチパネル形式の操作部であってもよい。さらに、操作部３２は、音声入力部を含み得る。

次に、本実施形態の温水暖房システム１の作動について説明する。温水暖房システム１の設置後の初回の暖房運転時（もしくは試運転時）、あるいは、リモコン３０の操作部３２の操作により所定の運転モードが設定された状態での暖房運転時に、制御装置２０は、熱源機２の運転制御を行いつつ、図２のフローチャートのＳＴＥＰ１、２の処理を実行する。

この場合の熱源機２の運転制御においては、制御装置２０は、循環ポンプ１２を所定の回転数で作動させつつ、加熱装置３のバーナ４の燃焼運転を開始させる。そして、制御装置２０は、リモコン３０の操作スイッチ３２ｃの操作に応じて目標温水温度を設定し、往路側温度センサ１３ａにより検出される温水の温度が、設定した目標温水温度に一致もしくはほぼ一致するように、バーナ４の燃焼量を制御する。該バーナ４の燃焼量の制御は、燃料調整弁７ｂ及び燃焼ファン８の作動制御を通じて行われる。

このように熱源機２の運転制御を行っている状態で、制御装置２０は、放熱係数推定処理部２１の処理（以降、放熱係数推定処理ということがある）の実行指令操作である前記操作スイッチ３２ｂの操作（又は該操作に対応する音声入力）がリモコン３０でなされたか否かを判断し、この判断結果が肯定的になるまで、熱源機２の上記の運転制御を継続しつつ、待機する（ＳＴＥＰ１の判断処理を継続する）。

ここで、温水暖房システム１のユーザあるいは施工業者（以下、ユーザ等という）は、熱源機２の運転（暖房運転）が上記の如く行われている状態で、暖房放熱器５０が配置された室内の温度（室温）が定常的に、ユーザが適正な温度と体感し得る温度になるように、リモコン３０の操作スイッチ３２ｃにより目標温水温度を調整操作する。具体的には、ユーザ等は、室温が適正温度よりも低いと判断される状況では、目標温水温度を増加させるように操作スイッチ３２ｃを操作し、室温が適正温度よりも高いと判断される状況では、目標温水温度を減少させるように操作スイッチ３２ｃを操作する。

そして、ユーザ等は、室温が定常的に適正温度になったと判断すると、リモコン３０の操作スイッチ３２ｂを操作する（又は該操作に対応する音声入力を行う）。これにより、放熱係数推定処理を実行すべき旨の指令信号が、リモコン３０から制御装置２０に入力され、ひいては、ＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的になる。

なお、どのようなタイミングで、操作スイッチ３２ｂを操作すべきかの報知情報（視覚的または聴覚的な報知情報）を、リモコン３０から出力するようにしてもよい。また、ユーザ等は、室温が定常的に適正な温度になったと判断したときに、例えば室内のユーザ等の周囲温度を適宜の温度計により計測し、その計測値に一致もしくはほぼ一致する温度をユーザが希望する適正温度として制御装置２０に記憶保持させるように前記操作スイッチ３２ｄを操作し、その上で、操作スイッチ３２ｂを操作するようにしてもよい。

ＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的になると、制御装置２０は、次にＳＴＥＰ２において、放熱係数推定処理（放熱係数推定処理部２１の処理）を実行する。該放熱係数推定処理は、図３のフローチャートに示す如く実行される。

具体的には、制御装置２０の放熱係数推定処理部２１は、ＳＴＥＰ２１において、現在の外気温度Ｔｇ、往路側温水温度Ｔ１、復路側温水温度Ｔ２、及び温水流量Ｍのそれぞれの検出値を、前記温度センサ１５，１３ａ，１３ｂ及び流量センサ１４のそれぞれを介して取得する。なお、外気温度Ｔｇ、往路側温水温度Ｔ１、復路側温水温度Ｔ２、及び温水流量Ｍのそれぞれの検出値の代わりに、それぞれに関連する他のパラメータの検出値から推定した値をＳＴＥＰ２１で取得してもよい。

また、ＳＴＥＰ２１では、放熱係数推定処理部２１は、図示しないメモリから設定室温Ｔｓを読み込む。該設定室温Ｔｓは、ユーザにとって適正な室温として、制御装置２０のメモリにあらかじめ記憶保持された温度値であり、デフォルト値（標準値）は例えば２０℃に設定されている。ただし、該設定室温Ｔｓは、ユーザ等がリモコン３０の操作スイッチ３２ｄを操作することで、デフォルト値から所定の範囲内で所望の温度（例えば、２２℃、２４℃、１８℃等）に変更することも可能である。なお、設定室温Ｔｓを変更するための操作スイッチ３２ｄは、リモコン３０の代わりに、例えば、制御装置２０に付設されたディップスイッチ等により構成されていてもよい。

次いで、ＳＴＥＰ２２において、放熱係数推定処理部２１は、ＳＴＥＰ２１で取得した往路側温水温度Ｔ１、復路側温水温度Ｔ２、及び温水流量Ｍのそれぞれの検出値から、暖房出力Ｑ１を算出する。該暖房出力Ｑ１は、単位時間当たりに、熱源機２から温水を介して暖房放熱器５０側に供給された熱量（熱エネルギー）に相当するものであり、Ｔ１、Ｔ２、Ｍの値から例えば次式（１）により算出される。

Ｑ１[Ｗ]＝((Ｔ１[℃]−Ｔ２[℃])×Ｍ[リットル／min]×60)÷0.86 ……（１）

なお、式（１）の右辺の０．８６は、暖房出力Ｑ１の単位を[kcal／h]から、[W]に変換するための定数である。

補足すると、加熱装置３の作動制御において、バーナ４の目標熱量を逐次設定し、この目標熱量を実現するようにバーナ４の燃焼量（単位時間当たりの発熱量）を制御する場合には、例えば、該目標熱量をバーナ４の発熱量の推定値とみなし、該目標熱量に、バーナ４から温水への熱伝達効率の設定値を乗じてなる熱量を、暖房出力Ｑ１として算出してもよい。この場合には、Ｔ１、Ｔ２、Ｍの値を必要とせずに、暖房出力Ｑ１を算出することができる。

次いで、ＳＴＥＰ２３において、放熱係数推定処理部２１は、ＳＴＥＰ２２で求めた暖房出力Ｑ１の値と、ＳＴＥＰ２１で取得した外気温度Ｔｇの検出値及び設定室温Ｔｓの値とから、第１放熱係数Ｒの推定値を算出する。

該第１放熱係数Ｒは、暖房放熱器５０が配置された室内の温度（室温）がほぼ一定に保たれた定常状態において、室温と外気温度との温度差である第１温度差と、該室内から外気への放熱量（単位時間当たりの放熱量）との関係を近似的に規定する比例係数（該放熱量が第１温度差に近似的に比例するとみなした場合の比例係数）である。この第１放熱係数Ｒは、温水暖房システム１が設置された住戸の構造等に依存するものであり、該住戸に固有のパラメータとみなすことができる。

ここで、暖房放熱器５０が配置された室内の温度（室温）がほぼ一定に保たれた定常状態では、室内から外気への放熱量は、暖房出力Ｑ１に一致もしくはほぼ一致するとみなすことができる。そこで、ＳＴＥＰ２３では、放熱係数推定処理部２１は、Ｑ１，Ｔｇ、Ｔｓの値から、例えば次式（２）により第１放熱係数Ｒの推定値を算出する。

Ｒ[Ｗ／℃]＝Ｑ１[Ｗ]÷(Ｔｓ[℃]−Ｔｇ[℃]) ……（２）

なお、例えば、式（２）の右辺の演算により求められる値の逆数値（＝１／Ｒ）を第１放熱係数として算出してもよい。また、式（１）、（２）を統合した演算式によりに第１放熱係数Ｒを算出してもよい。

さらに、ＳＴＥＰ２４において、放熱係数推定処理部２１は、ＳＴＥＰ２２で求めた暖房出力Ｑ１の値と、ＳＴＥＰ２１で取得した往路側温水温度Ｔ１及び復路側温水温度Ｔ２のそれぞれの検出値と、設定室温Ｔｓの値とから、第２放熱係数Ｐを算出（推定）する。

該第２放熱係数Ｐは、暖房放熱器５０が配置された室内の温度（室温）がほぼ一定に保たれた定常状態において、暖房放熱器５０が配置された室内の温度（室温）と該暖房放熱器５０を流通する温水の温度（該温水の平均温度）との温度差である第２温度差と、該暖房放熱器５０での温水の放熱量（暖房放熱器５０から室内への単位時間当たりの放熱量）との関係を近似的に規定する比例係数（該放熱量が第２温度差に近似的に比例するとみなした場合の比例係数）である。この第２放熱係数Ｐは、暖房放熱器５０の放熱特性等に依存するものであり、該暖房放熱器５０に固有のパラメータとみなすことができる。

ここで、暖房放熱器５０が配置された室内の温度（室温）がほぼ一定に保たれた定常状態では、暖房放熱器５０を流通する温水の平均温度ＴHaveは、往路側温水温度Ｔ１と復路側温水温度Ｔ２との平均値に一致もしくはほぼ一致するとみなすことができる。また、暖房放熱器５０から室内への放熱量（単位時間当たりの放熱量）は、暖房出力Ｑ１に一致もしくはほぼ一致するとみなすことができる。

そこで、ＳＴＥＰ２４では、放熱係数推定処理部２１は、Ｑ１，Ｔ１，Ｔ２，Ｔｓの値から、例えば次式（３）により第２放熱係数Ｐの推定値を算出する。

Ｐ[Ｗ／℃]＝Ｑ１[Ｗ]÷(ＴHave[℃]−Ｔｓ[℃])
＝Ｑ１[Ｗ]÷(((Ｔ１[℃]＋Ｔ２[℃]）／２)−Ｔｓ[℃]) ……（３）

なお、例えば、式（３）の右辺の演算により求められる値の逆数値（＝１／Ｐ）を第２放熱係数として算出してもよい。また、式（１）、（３）を統合した演算式によりに第２放熱係数Ｐの推定値を算出してもよい。また、ＳＴＥＰ２４は、ＳＴＥＰ２３よりも前に実行してもよい。

次いで、ＳＴＥＰ２５において、放熱係数推定処理部２１は、ＳＴＥＰ２１で取得した外気温度Ｔｇの検出値と、ＳＴＥＰ２３、２４でそれぞれ求めた第１放熱係数Ｒ及び第２放熱係数Ｐのそれぞれの推定値とを図示しないメモリに記憶保持する。図２のＳＴＥＰ２での放熱係数推定処理は、以上の如く実行される。

次に、以上の如く放熱係数推定処理が実行された後の温水暖房システム１の暖房運転時には、制御装置２０は、ＳＴＥＰ３からの処理を実行する。なお、この場合の暖房運転は、放熱係数推定処理の実行後、継続している暖房運転、あるいは、一旦、停止された後の暖房運転のいずれでもよい。

ＳＴＥＰ３では、制御装置２０は、温度センサ１５を介して検出される現在の外気温度Ｔｇが、前記ＳＴＥＰ２５で記憶保持した外気温度Ｔｇ（放熱係数推定処理の実行時に取得した検出値。以降、基準外気温度Ｔg0という）と異なる温度に変化したか否かを判断する。この場合、本実施形態では、制御装置２０は、例えば、外気温度Ｔｇの検出値が、基準外気温度Ｔg0と所定値以上（例えば１℃以上）異なる温度に変化した場合、あるいは、外気温度Ｔｇの検出値が基準外気温度Ｔg0と所定値以上異なる状態が所定時間以上継続した場合に、ＳＴＥＰ３の判断結果が肯定的であると判断する。

そして、ＳＴＥＰ３の判断結果が否定的である場合には、制御装置２０は、ＳＴＥＰ４において、目標温水温度を放熱係数推定処理の実行時における目標温水温度に維持しつつ、温水の温調制御を行う。すなわち、制御装置２０は、温度センサ１３ａにより検出される往路側温水温度Ｔ１の検出値が、放熱係数推定処理の実行時における目標温水温度に一致もしくはほぼ一致するように加熱装置３の作動制御を行う。そして、制御装置２０はＳＴＥＰ３からの処理を継続する。

この場合、外気温度Ｔｇが基準外気温度Ｔg0に一致もしくはほぼ一致するので、暖房放熱器５０が配置された室内の温度は、放熱係数推定処理の実行時における適正温度（≒設定室温Ｔｓ）とほぼ同じに保たれる。

一方、ＳＴＥＰ３の判断結果が肯定的になった場合には、外気温度Ｔｇの検出値が、基準外気温度Ｔg0よりも所定値以上高いか、もしくは所定値以上低いので、目標温水温度を現状の温度（放熱係数推定処理の実行時の温度）に維持したままでは、室温が適正温度（≒設定室温Ｔｓ）よりも低い温度に低下し、もしくは高い温度に上昇する。

そこで、この場合には、制御装置２０は、ＳＴＥＰ５において、目標温水温度設定部２２により、目標温水温度Ｔ1cmdを、前記ＳＴＥＰ２５で記憶保持した第１放熱係数Ｒ及び第２放熱係数Ｐを用いて算出する。このＳＴＥＰ５の処理は、図４のフローチャートに示す如く行われる。

具体的には、制御装置２０の目標温水温度設定部２２は、ＳＴＥＰ５１において、現在の外気温度Ｔｇ、及び温水流量Ｍのそれぞれの検出値を、前記温度センサ１５及び流量センサ１４のそれぞれを介して取得する。また、目標温水温度設定部２２は、図示しないメモリから設定室温Ｔｓ、第１放熱係数Ｒ、及び第２放熱係数Ｐを読み込む。

次いで、ＳＴＥＰ５２において、目標温水温度設定部２２は、ＳＴＥＰ５１で取得した外気温度Ｔｇの検出値、設定室温Ｔｓの値、及び第１放熱係数Ｒの値から、室温を設定室温Ｔｓ（適正温度）に維持するための暖房出力である必要暖房出力Ｑ1dmdを算出する。

この場合、目標温水温度設定部２２は、ＳＴＥＰ５１で取得したＲ、Ｔｓ、Ｔｇのそれぞれの値から、前記式（２）を変形して得られる次式（４）により、必要暖房出力Ｑ1dmdを算出する。

Ｑ1dmd[Ｗ]＝Ｒ×(Ｔｓ[℃]−Ｔｇ[℃]) ……（４）

次いで、ＳＴＥＰ５３において、目標温水温度設定部２２は、ＳＴＥＰ５２で求めたＱ1dmdの値と、ＳＴＥＰ５１で取得した第２放熱係数Ｐ、設定室温Ｔｓ及び温水流量Ｍのそれぞれの値とから、目標温水温度Ｔ1cmdを算出する。

この場合、目標温水温度設定部２２は、まず、Ｑ1dmd、Ｔｓ、Ｐのそれぞれの値から、例えば前記式（３）を変形して得られる次式（５）により、暖房放熱器５０での温水の平均温度ＴHaveを算出する。

ＴHave[℃]＝(Ｑ1dmd[Ｗ]÷Ｐ{Ｗ／℃})＋Ｔｓ[℃] ……（５）

さらに、目標温水温度設定部２２は、上記の如く算出したＴHaveの値と、ＳＴＥＰ５２で算出したＱ1dmdの値と、ＳＴＥＰ５１で取得したＭの値とを用いて、前記式（１）とＴHave＝(Ｔ１＋Ｔ２)／２という関係式とから得られる次式（６）により、目標温水温度Ｔ1cmdを算出する。

Ｔ1cmd[℃]＝ＴHave[℃]＋(Q1dmd[Ｗ]÷Ｍ[リットル／min]÷60÷２×0.86)
……（６）

図２のＳＴＥＰ５で目標温水温度Ｔ1cmdを算出する処理は、以上の如く実行される。なお、前記式（４）〜（６）を統合した演算式により、目標温水温度Ｔ1cmdを算出してもよい。

図２に戻って、制御装置２０は、上記の如く、ＳＴＥＰ５で目標温水温度Ｔ1cmdを算出した後、次に、ＳＴＥＰ６において、該目標温水温度Ｔ1cmdに応じて温水の温調制御を行う。すなわち、制御装置２０は、温度センサ１３ａにより検出される往路側温水温度Ｔ１の検出値が目標温水温度Ｔ1cmdに一致もしくはほぼ一致するように加熱装置３の作動制御を行う。そして、制御装置２０はＳＴＥＰ３からの処理を継続する。

この場合、外気温度Ｔｇが基準外気温度Ｔg0から変化した場合に、目標温水温度Ｔ1cmdが上記の如く第１放熱係数Ｒ及び第２放熱係数Ｐの値を用いて算出されるので、室温が適正温度（≒設定室温Ｔｓ）に維持されるように、熱源機２から暖房放熱器５０に供給される温水の温度（往路側温水温度Ｔ１）が調整されることとなる。なお、ＳＴＥＰ３の判断結果が肯定的になった後、外気温度Ｔｇの検出値がほぼ一定に維持されている状態では、目標温水温度Ｔ1cmdを、ＳＴＥＰ３の判断結果が肯定的になった直後に算出した目標温水温度Ｔ1cmdと同じ値に維持するようにしてもよい。

また、暖房運転中に、リモコン３０の操作スイッチ３２ｃにより目標温水温度を増加又は減少させる操作が行われた場合には、制御装置２０は、ＳＴＥＰ１からの処理を改めて実行する。

本実施形態では、以上説明した如く、温水暖房システム１の暖房運転時に、温水の温調制御が行われる、この場合、温水暖房システム１の実際の運転時に、所用のパラメータ（Ｔ１、Ｔ２、Ｍ等）の検出値を用いて、第１放熱係数Ｒ及び第２放熱係数Ｐが特定（推定）される。このため、第１放熱係数Ｒ及び第２放熱係数Ｐを、温水暖房システム１が設置された住戸の外気への実際の放熱特性や、暖房放熱器５０から室内への実際の放熱特性を反映させた形態で適切に推定することができる。

そして、この放熱係数推定処理の実行後には、外気温度Ｔｇが、放熱係数推定処理の実行時の温度（基準外気温度Ｔg0）と異なる温度に変化すると、推定した第１放熱係数Ｒと第２放熱係数Ｐとを用いて目標温水温度Ｔ1cmdが算出され、該目標温水温度Ｔ1cmdに応じて温水の温調制御が行われる。このため、暖房放熱器５０が配置された室内の温度を、放熱係数推定処理の実行時にユーザが適正な温度と認識した設定室温Ｔｓに保つ上で、過不足の少ない熱エネルギーを熱源機２から暖房放熱器５０の温水を介して供給することができる。ひいては、暖房放熱器５０が配置された室内の温度を、ユーザにとって適正な温度としての設定室温Ｔｓの近辺の温度に安定に保つことがことができる。

補足すると、本実施形態において、放熱係数推定処理の実行時に、ユーザが適正と認識した室温が、事前に設定された設定室温Ｔｓと異なる場合には、外気温度Ｔｇの検出値が基準外気温度Ｔg0と異なる温度に変化した場合に実現される実際の室温と適正温度とのずれが生じ得る。ただし、本願発明者の検討によれば、例えば、設定室温Ｔｓが２０℃に設定されている状態で、放熱係数推定処理の実行時の実際の室温（適正温度）が設定室温Ｔｓ（２０℃）と±４℃の範囲内で異なっていても、外気温度Ｔｇが、放熱係数推定処理の実行時の温度（基準外気温度Ｔg0）から±１０℃の範囲内で異なった温度に変化した場合に実現される室温と適正温度との差は、±２℃程度の範囲内に留まることが確認された。

なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく他の実施形態を採用することもできる。前記実施形態では、温水循環路１１に１つの暖房放熱器５０だけが接続されている場合を例示したが、温水循環路１１の往路側温水路１１ａと復路側温水路１１ｂとの間に複数の暖房放熱器が接続されていてもよい。この場合、設定室温Ｔｓは、各暖房放熱器が配置された全ての室内について共通の温度として設定される。また、放熱係数推定処理により算出される第１放熱係数Ｒ及び第２放熱係数Ｐは、暖房放熱器の全体に係る放熱係数としての意味を持つ。

また、前記実施形態では、熱源機２は、燃焼式の加熱装置３を有するものであるが、熱源機２は、例えばヒートポンプ装置を加熱装置として有するもの、あるいは、燃焼式の加熱装置とヒートピンプ装置との両方を加熱装置として有するものであってもよい。また、燃焼式の加熱装置の燃料は、燃料ガスに限らず、液体燃料であってもよい。

１…温水暖房システム、２…熱源機、１１…温水循環路、５０…暖房放熱器、２１…放熱係数推定処理部、２２…目標温水温度設定部、３０…リモコン（推定指令出力部、設定室温変更操作部）。

Claims (3)

1. 熱源機と、暖房放熱器と、該熱源機と該暖房放熱器との間で温水を循環させる温水循環路とを備え、前記熱源機で目標温水温度になるように加熱された温水を、該熱源機から前記温水循環路を介して前記暖房放熱器に供給し、さらに、該暖房放熱器で放熱した該温水を該暖房放熱器から該温水循環路を介して該熱源機に還流させるように構成された温水暖房システムであって、
   外気温度と前記暖房放熱器が配置された室内の温度との温度差である第１温度差と、該室内から外気への放熱量との関係を規定する第１放熱係数を推定する処理を実行可能であると共に、前記室内の温度と前記暖房放熱器での前記温水の温度との温度差である第２温度差と、該暖房放熱器での温水の放熱量との関係を規定する第２放熱係数を推定する処理を実行可能な放熱係数推定処理部と、
   前記目標温水温度を可変的に設定可能な目標温水温度設定部と、
   前記第１放熱係数及び前記第２放熱係数の推定処理の実行を前記放熱係数推定処理部に指令する指令信号を所定の操作に応じて前記放熱係数推定処理部に出力する推定指令出力部とを備えており、
   前記放熱係数推定処理部は、前記推定指令出力部から前記指令信号が入力されたとき、前記第１放熱係数及び前記第２放熱係数にそれぞれ関連する複数のパラメータであって、前記外気温度を含む当該複数のパラメータの検出値又は推定値を取得し、当該複数のパラメータの検出値又は推定値と、前記推定指令出力部に対する前記所定の操作の実行時の前記室内の温度の値としてあらかじめ設定された温度である設定室温とを用いて前記第１放熱係数及び前記第２放熱係数を推定するように構成され、
   前記目標温水温度設定部は、前記放熱係数推定処理部による前記第１放熱係数及び前記第２放熱係数の推定後、前記外気温度の検出値又は推定値が、前記放熱係数推定処理部への前記指令信号の入力時の値と異なる値に変化したとき、その後、前記第１放熱係数及び前記第２放熱係数のそれぞれの推定値と、前記外気温度の検出値又は推定値と、前記設定室温とを用いて、前記室内の温度を前記設定室温に保つために必要な前記目標温水温度を設定するように構成されていることを特徴とする温水暖房システム。
2. 請求項１記載の温水暖房システムにおいて、
   前記複数のパラメータは、前記外気温度の他、前記熱源機から前記暖房放熱器に供給される温水の温度と、前記暖房放熱器から前記熱源機に還流する温水の温度と、前記温水循環路での温水の流量とを含むことを特徴とする温水暖房システム。
3. 請求項１又は２記載の温水暖房システムにおいて、
   前記設定室温を所定の操作に応じて前記放熱係数推定処理部に対して可変的に設定する設定室温変更操作部をさらに備えることを特徴とする温水暖房システム。

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