JP4923812B2 - ブライン放熱式暖房装置 - Google Patents

Description

本発明は、放熱パネルに加熱したブライン（熱運搬用流体：例えば不凍液）を流して暖房を行うブライン放熱式暖房装置に関する。

（従来技術）
従来より、床に設置した床暖房パネル（放熱パネルの一例）に加熱したブラインを流して床暖房を行ういわゆる温水式床暖房装置（ブライン放熱式暖房装置の一例）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この温水式床暖房装置は、ブラインを加熱するブライン加熱手段、加熱されたブラインの熱を放熱させる放熱パネル、ブライン加熱手段→放熱パネル→再びブライン加熱手段の閉ループを成すブライン循環回路、このブライン循環回路においてブラインを循環駆動するブライン循環ポンプから構成される。

ここで、温水式床暖房装置の暖房の熱源の一例を説明する。
温水式床暖房装置の暖房の熱源として、ヒートポンプサイクルおよび貯湯タンクを用いたものが提案されている。これは、ヒートポンプサイクルにより、貯湯タンク内の水を加熱するものであり、温水式床暖房装置は、貯湯タンクに蓄えられた給湯水の熱、あるいはヒートポンプサイクルにより加熱された給湯水の熱により、ブラインを加熱するものであり、ブライン加熱手段として給湯水とブラインとの熱交換を行う水／ブライン熱交換器を用いたものである。そして、ブラインを加熱して温度が低下した給湯水は貯湯タンクへ戻される。

従来、床暖房パネルの温度制御は、ブライン循環回路に設けた電動開閉弁（熱動弁）を開閉することで行っていた。
即ち、床暖房パネルを通過して水／ブライン熱交換器へ戻されるブラインの温度（以下、実戻り温度Ｔ２’と称す）が、床暖房パネルの設定温度Ｔ２（リモコン等で設定される暖房温度）より上昇したら電動開閉弁を閉じて床暖房パネルの放熱量を減らし、逆に実戻り温度Ｔ２’が設定温度Ｔ２より下降したら電動開閉弁を開いて床暖房パネルの放熱量を上げる動作を繰り返して床暖房パネルの温度を設定温度Ｔ２に制御していた。

（問題点１）
水／ブライン熱交換器で加熱されて床暖房パネルに向かうブラインの温度（以下、実往き温度Ｔ１’と称す）は、電動開閉弁を開閉制御して床暖房の温度制御を行うため、高目に制御される。
このように、実往き温度Ｔ１’を高目にするには、水／ブライン熱交換器に供給される給湯水の熱量を大きくする必要がある。そのため、給湯水を水／ブライン熱交換器を介して貯湯タンクに戻すブライン加熱回路の放熱量が大きくなる。即ち、熱ロスが大きくなる。
また、実往き温度Ｔ１’が高目に制御されると、床暖房パネル以外のブライン循環回路におけるブラインの放熱量も大きくなり、これによっても熱ロスが大きくなる。

（問題点２）
床暖房パネルの温度制御は、上述したように、電動開閉弁の開閉によりなされる。このため、床暖房パネルは、加熱されたブラインが供給される温度上昇と、ブラインの供給が停止される温度降下とを繰り返す。このため、床温度の変動が大きく、暖房の快適性が損なわれる。

（問題点３）
上述したように、実往き温度Ｔ１’は、電動開閉弁を開閉制御して床暖房の温度制御を行うため、高目に制御される。
このように、実往き温度Ｔ１’を高目にするには、給湯水によるブラインの加熱量を多くする必要がある。その結果、水／ブライン熱交換器を介して貯湯タンクに戻される給湯水の熱量が多くなる。
すると、貯湯タンク内における中温の給湯水（中温水）の割合が高まり、ヒートポンプサイクルによって貯湯タンク内の水を沸き上げる際のＣＯＰ（成績係数）が低下する不具合が発生する。
特開２００４−２０５２００号公報

本発明の第１の目的は、上記問題点１、２の事情に鑑みてなされたものであり、熱ロスが小さく、且つ放熱パネルの温度変化を抑えて暖房の快適性を向上することができるブライン放熱式暖房装置の提供にある。
本発明の第２の目的は、上記問題点１〜３の事情に鑑みてなされたものであり、熱ロスが小さく、放熱パネルの温度変化を抑えて暖房の快適性を向上することができ、さらにヒートポンプサイクルによって貯湯タンク内の水を沸き上げる際のＣＯＰを高めることのできるブライン放熱式暖房装置の提供にある。

［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用するブライン放熱式暖房装置の制御装置（４）は、ブライン加熱手段（３１）で加熱されたブラインの実往き温度（Ｔ１’）が、目標往き温度（Ｔ１）となるように、ブライン加熱手段（３１）によるブライン加熱量をフィードバック制御する加熱量フィードバック手段と、放熱パネル（３２）で放熱したブラインの実戻り温度（Ｔ２’）が、放熱パネル（３２）の設定温度（Ｔ２）となるように、目標往き温度（Ｔ１）を可変制御する目標往き温度制御手段とを備える。
このように、ブラインの実戻り温度（Ｔ２’）が設定温度（Ｔ２）となるようにブラインの実往き温度（Ｔ１’）が制御されて、放熱パネル（３２）の暖房温度が制御されるため、ブラインの実往き温度（Ｔ１’）を従来より下げることができ、放熱ロスを減らすことができる。即ち、放熱ロスを減らすことができるため、ブライン放熱式暖房装置の消費エネルギーを抑えることができる。
また、ブラインの実往き温度（Ｔ１’）により放熱パネル（３２）の温度が制御されるため、放熱パネル（３２）の温度変化を抑えることができ、放熱パネル（３２）を用いた暖房の快適性を向上させることができる。

さらに、請求項１の手段を採用するブライン放熱式暖房装置の制御装置（４）は、複数の暖房系の暖房運転中に、暖房運転中の各暖房系の実戻り温度（Ｔ２’）から設定温度（Ｔ２）を差し引いた温度差（ｔ）を求める。
そして、最も温度差（ｔ）が小さい暖房系では、その暖房系における電動開閉弁（５１）を開いたまま、実戻り温度（Ｔ２’）が、放熱パネル（３２）の設定温度（Ｔ２）となるように、目標往き温度（Ｔ１）を可変制御することで放熱パネル（３２）の放熱量をコントロールする。同時に、他の暖房系では、各電動開閉弁（５１）を開閉して他の暖房系における放熱パネル（３２）の放熱量をコントロールする。
即ち、設定温度（Ｔ２）の最も高い暖房系においては、電動開閉弁（５１）を開いたままの状態でブラインの実往き温度（Ｔ１’）を制御して暖房温度を制御し、他の暖房系｛設定温度（Ｔ２）の低い暖房系｝では電動開閉弁（５１）を開閉して暖房温度を制御する。
このように設けることにより、複数の暖房系の暖房運転中であっても、設定温度（Ｔ２）の最も高い暖房系｛最も温度差（ｔ）が小さい暖房系｝を基準としてブラインの実往き温度（Ｔ１’）がコントロールされるため、ブライン加熱手段においてブラインの余分な加熱量が不要となり、熱ロスを抑えることができる。
また、設定温度（Ｔ２）の最も高い暖房系｛最も温度差（ｔ）が小さい暖房系｝は、ブラインの実往き温度（Ｔ１’）の制御により放熱パネル（３２）の温度が制御されるため、放熱パネル（３２）の温度変化が抑えられ、暖房の快適性が向上する。

［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用するブライン放熱式暖房装置のブライン加熱手段（３１）は、貯湯タンク（５）に蓄えられた給湯水、あるいはヒートポンプサイクル（Ｒ）により加熱された給湯水を用いて暖房用のブラインを加熱する水／ブライン熱交換器（３１）であり、この水／ブライン熱交換器（３１）でブラインと熱交換した給湯水は、貯湯タンク（５）に戻される。
上述したように、ブラインの実往き温度（Ｔ１’）を従来より下げることができるため、給湯水によるブラインの加熱量を少なくできる。その結果、水／ブライン熱交換器（３１）を介して貯湯タンク（５）に戻される給湯水の熱量が少なくなる。
すると、貯湯タンク（５）内における中温水の割合が減ることになり、ヒートポンプサイクル（Ｒ）によって貯湯タンク（５）内の水を沸き上げる際のＣＯＰを従来より高めることができる。

［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用するブライン放熱式暖房装置は、ブライン加熱手段（３１）におけるブライン加熱量が、水／ブライン熱交換器（３１）を通過して貯湯タンク（５）に戻される給湯水の流量を可変するブライン加熱用ポンプ（Ｐ１）の回転数により制御されるものである。

［請求項４の手段］
請求項４の手段を採用するブライン放熱式暖房装置の放熱パネル（３２）は、床面に設置される床暖房パネル（３２）である。
このように、放熱パネル（３２）として床暖房パネル（３２）を用いても、上記請求項１〜３のいずれかの効果を得ることができる。

最良の形態１は、貯湯式給湯暖房装置であり、加熱された給湯水を蓄える貯湯タンク（５）と、この貯湯タンク（５）内の水を加熱するヒートポンプサイクル（Ｒ）と、貯湯タンク（５）内の給湯水を熱源とした温水式暖房装置（３：ブライン放熱式暖房装置の一例）とを備える。
温水式暖房装置（３）は、貯湯タンク（５）内の給湯水、あるいはヒートポンプサイクル（Ｒ）で加熱された給湯水を利用して、暖房用のブラインを加熱する水／ブライン熱交換器（３１：ブライン加熱手段の一例）と、水／ブライン熱交換器（３１）で加熱されたブラインの熱を放熱させる床暖房パネル（３２：放熱パネルの一例）と、水／ブライン熱交換器（３１）で加熱されたブラインを床暖房パネル（３２）を通して再び水／ブライン熱交換器（３１）に戻すブライン循環回路（Ｋ２）と、このブライン循環回路（Ｋ２）においてブラインを循環駆動するブライン循環ポンプ（Ｐ２）とを備える。

貯湯式給湯暖房装置の制御装置（４）は、水／ブライン熱交換器（３１）で加熱されたブラインの実往き温度（Ｔ１’）が、目標往き温度（Ｔ１）となるように、水／ブライン熱交換器（３１）によるブライン加熱量｛例えば、ブライン加熱用ポンプ（Ｐ１）の回転数｝をフィードバック制御する加熱量フィードバック手段と、床暖房パネル（３２）で放熱したブラインの実戻り温度（Ｔ２’）が、床暖房パネル（３２）の設定温度（Ｔ２）となるように、目標往き温度（Ｔ１）を可変制御する目標往き温度制御手段とを備える。
このように、ブラインの実往き温度（Ｔ１’）により床暖房パネル（３２）の温度が制御されるため、ブラインの実往き温度（Ｔ１’）を従来より下げることができ、放熱ロスを減らすことができる。また、電動開閉弁（５１：熱動弁）を開閉制御するのではなく、ブラインの実往き温度（Ｔ１’）により床暖房パネル（３２）の温度が制御されるため、床暖房パネル（３２）の温度変化を抑えることができ、暖房の快適性を向上させることができる。
さらに、制御装置（４）は、複数の暖房系の暖房運転中に、暖房運転中の各暖房系の実戻り温度（Ｔ２’）から設定温度（Ｔ２）を差し引いた温度差（ｔ）を求める。
そして、最も温度差（ｔ）が小さい暖房系では、その暖房系における電動開閉弁（５１）を開いたまま、実戻り温度（Ｔ２’）が、床暖房パネル（３２）の設定温度（Ｔ２）となるように、目標往き温度（Ｔ１）を可変制御することで床暖房パネル（３２）の放熱量をコントロールする。同時に、他の暖房系では、各電動開閉弁（５１）を開閉して他の暖房系における床暖房パネル（３２）の放熱量をコントロールする。
即ち、設定温度（Ｔ２）の最も高い暖房系においては、電動開閉弁（５１）を開いたままの状態でブラインの実往き温度（Ｔ１’）を制御して暖房温度を制御し、他の暖房系｛設定温度（Ｔ２）の低い暖房系｝では電動開閉弁（５１）を開閉して暖房温度を制御する。
このように、複数の暖房系の暖房運転中であっても、設定温度（Ｔ２）の最も高い暖房系｛最も温度差（ｔ）が小さい暖房系｝を基準としてブラインの実往き温度（Ｔ１’）がコントロールされるため、ブライン加熱手段においてブラインの余分な加熱量が不要となり、熱ロスを抑えることができる。
また、設定温度（Ｔ２）の最も高い暖房系｛最も温度差（ｔ）が小さい暖房系｝は、ブラインの実往き温度（Ｔ１’）の制御により放熱パネル（３２）の温度が制御されるため、放熱パネル（３２）の温度変化が抑えられ、暖房の快適性が向上する。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施例の具体的な手段との対応関係を示すものである。
以下、具体的な実施の形態を、４つの実施例について図を参照しながら説明する。ただし、実施例１、２は、本発明が適用されていない例を示す参考例であり、実施例３、４は、本発明が適用された例を示す。

図１〜図３を参照して実施例１を説明する。
貯湯式給湯暖房装置は、タンク装置１、ヒートポンプ熱源装置２および温水式暖房装置３（ブライン放熱式暖房装置の一例）を備え、制御装置４によって運転が制御される。
なお、以下では、貯湯タンク５内に蓄えられる水を「給湯水」と称し、給湯水のうち貯湯タンク５の上部に蓄えられる高温の水（例えば、７５〜９０℃の水）を「熱水」と称し、給湯水のうち貯湯タンク５の上下方向の中間部に蓄えられ、熱水より温度の低い水（例えば、４０〜７５℃の水）を「中温水」と称し、給湯水のうち貯湯タンク５の下部に蓄えられ、中温水より温度の低い水（例えば、４０℃未満の水）、あるいは上水道から直接供給される水を「冷水」と称して説明する。

（タンク装置１の説明）
タンク装置１は、給湯水を蓄える貯湯タンク５を搭載する。この貯湯タンク５は、熱水を長時間保温した状態で蓄えることのできる所定容量の断熱容器であり、耐腐食性に優れた材料（例えば、ステンレス等）よりなる。
貯湯タンク５の下部には、上水道に接続される給水配管６が接続されている。この給水配管６には、図示しない逆止弁および電動開閉弁（例えば、常開弁）が設けられており、上水道に接続された状態で、且つ電動開閉弁が開かれた状態において、上水道から供給される水道水が水道圧によって貯湯タンク５の下部に供給される。

貯湯タンク５の上部には、貯湯タンク５の上部に蓄えられている熱水を外部に給湯するための給湯配管７が接続されている。
貯湯タンク５の中間部には、貯湯タンク５の中間部に蓄えられている中温水を外部に給湯するための中温水配管８が接続されている。この中温水配管８の下流端は、給湯配管７の途中に設けられた第１電動三方弁１１（熱水／中温水切替三方弁）に接続されており、第１電動三方弁１１を切り替えることにより、熱水または中温水が出水可能に設けられている。

第１電動三方弁１１の下流側の給湯配管７には、第２電動三方弁１２（給湯／冷水切替三方弁）が設けられている。この第２電動三方弁１２の一方には、給水配管６から分岐したバイパス給水配管１３が接続されており、第２電動三方弁１２を切り替えることにより、貯湯タンク５内の給湯水（熱水または中温水）あるいは冷水（水道水）が出水可能になっている。

（給湯水加熱回路Ｋ０および暖房用１次回路Ｋ１の説明）
貯湯タンク５は、上記配管類とは別に、内部に貯溜する給湯水を加熱するための給湯水加熱回路Ｋ０と、内部に貯溜する給湯水によって暖房用のブラインを加熱するための暖房用１次回路Ｋ１とが接続される。先ず、給湯水加熱回路Ｋ０および暖房用１次回路Ｋ１の基本構成を説明する。

給湯水加熱回路Ｋ０は、貯湯タンク５の下部の給湯水を、ヒートポンプ熱源装置２により加熱し、貯湯タンク５の上部に戻す還流回路である。この給湯水加熱回路Ｋ０には、水側熱交換器１４が設けられており、後述するヒートポンプサイクルＲの放熱器２２を通過する冷媒と熱交換することによって、水側熱交換器１４を通過する給湯水が加熱される。水側熱交換器１４の上流側には、貯湯用ポンプＰ０が設けられており、制御装置４から運転指示が与えられると、貯湯タンク５の下部→水側熱交換器１４→貯湯タンク５の上部に至る水流を発生させる。

暖房用１次回路Ｋ１は、貯湯タンク５の上部の熱水を、暖房用水側熱交換器１６を介して貯湯タンク５の下部に戻す還流回路である。この暖房用１次回路Ｋ１の途中には、暖房用１次ポンプＰ１（ブライン加熱用ポンプに相当する）が設けられている。この暖房用１次ポンプＰ１は電動ポンプであり、制御装置４から運転指示が与えられると、貯湯タンク５の上部→暖房用水側熱交換器１６→貯湯タンク５の下部に至る水流を発生させる。

ここで、この実施例の給湯水加熱回路Ｋ０および暖房用１次回路Ｋ１は、上記基本構成に加え、（１）ヒートポンプ熱源装置２の作動時に水側熱交換器１４で加熱された給湯水を、貯湯タンク５の上部の他に、貯湯タンク５の中間部に戻すことが可能に設けられるとともに、（２）温水式暖房装置３の作動時に水側熱交換器１４で加熱された給湯水を直接的に暖房用水側熱交換器１６に供給可能に設けられ、（３）さらに貯湯タンク５の中間部に蓄えられた中温水を暖房用水側熱交換器１６に供給可能に設けられる。

具体的に、この実施例の給湯水加熱回路Ｋ０および暖房用１次回路Ｋ１は、図１に示すように、第３、第４電動三方弁１８、１９を用いた水回路を採用し、
（１）水側熱交換器１４で加熱された『熱水』を貯湯タンク５の上部に供給する「高温貯湯運転」、
（２）水側熱交換器１４で加熱された『中温水』を貯湯タンク５の中間部に供給する「中温貯湯運転」、
（３）貯湯タンク５の上部の『熱水』を暖房用水側熱交換器１６に導く「高温蓄熱利用の床暖房運転」、
（４）貯湯タンク５の中間部の『中温水』を暖房用水側熱交換器１６に導く「中温蓄熱利用の床暖房運転」、
（５）水側熱交換器１４で加熱された『熱水』を直接的に暖房用水側熱交換器１６に導く「高温直接暖房運転（高温直暖：この時、水側熱交換器１４で加熱された熱水の約半分は貯湯タンク５の上部へ戻される）」、
（６）水側熱交換器１４で加熱された『中温水』を直接的に暖房用水側熱交換器１６に導く「中温直接暖房運転（中温直暖：この時、水側熱交換器１４で加熱された中温水の約半分は貯湯タンク５の中間部へ戻される）」、
（７）貯湯タンク５の中間部の『中温水』を暖房用水側熱交換器１６に導く「中温蓄熱利用の床暖房運転」を行いつつ、水側熱交換器１４で加熱された『熱水』を貯湯タンク５の上部に供給する「高温貯湯運転」を行う「高温貯湯運転＆中温蓄熱利用の床暖房運転」など、運転状況に応じて種々の運転が可能となっている。
なお、給湯水加熱回路Ｋ０および暖房用１次回路Ｋ１の水回路構成は、機能等に応じて種々変更可能なものである。

（ヒートポンプ熱源装置２の説明）
ヒートポンプ熱源装置２は、上述した給湯水加熱回路Ｋ０を用いて貯湯タンク５内の給湯水を加熱する熱源ユニットであり、給湯水加熱回路Ｋ０によって水側熱交換器１４に導かれた給湯水を加熱するためのヒートポンプサイクルＲを搭載する。
ヒートポンプサイクルＲは、貯湯タンク５内の給湯水を高温（例えば、９０℃）の熱水に加熱する超臨界ヒートポンプサイクルを採用している。ここで、超臨界ヒートポンプサイクルとは、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となるヒートポンプサイクルを言い、例えば、二酸化炭素、エチレン、エタン、酸化窒素などを冷媒とするヒートポンプサイクルである。

この実施例のヒートポンプサイクルＲは、冷媒圧縮機２１→放熱器２２→膨張装置２３→冷媒蒸発器２４→アキュムレータ２５→再び冷媒圧縮機２１の順で冷媒を循環させる閉回路を成す。
冷媒圧縮機２１は、冷媒（この実施例では二酸化炭素）の吸入、圧縮、吐出を行うものであり、この冷媒圧縮機２１は、図示しない電動モータによって駆動される。なお、冷媒圧縮機２１は、電動モータと一体型のものであっても良いし、電動モータと別体のものであっても良い。

放熱器２２は、水側熱交換器１４と組み合わされて冷媒／水熱交換器２６を構成するものであり、放熱器２２に供給された高温高圧の冷媒によって、水側熱交換器１４内を通過する給湯水を加熱する。具体的に、冷媒／水熱交換器２６では、放熱器２２を流れる冷媒の流れ方向と、水側熱交換器１４内を流れる給湯水の流れ方向とが対向するように設けられている。

膨張装置２３は、放熱器２２を通過した冷媒を断熱膨張させる減圧器であり、電動アクチュエータによって減圧量を可変できる電気式膨張弁を採用している。
冷媒蒸発器２４は、膨張装置２３を通過して減圧された冷媒と大気とを熱交換させて、冷媒の熱エネルギーを上昇させる。冷媒蒸発器２４には、冷媒と大気との熱交換を促進させる電動ファン２７が設けられている。
アキュムレータ２５は、ヒートポンプサイクルＲの余剰冷媒を蓄えるとともに、ガス冷媒のみを冷媒圧縮機２１に導く容器である。

（温水式暖房装置３の説明）
温水式暖房装置３は、上述した暖房用１次回路Ｋ１を用いて暖房用のブラインを加熱し、加熱されたブラインを用いて床暖房を行うものであり、暖房用のブラインを加熱する水／ブライン熱交換器３１（ブライン加熱手段の一例）と、水／ブライン熱交換器３１で加熱されたブラインの熱を放熱させる床暖房パネル３２（放熱パネルの一例）と、水／ブライン熱交換器３１で加熱されたブラインを床暖房パネル３２を通して再び水／ブライン熱交換器３１に戻す暖房用２次回路Ｋ２（ブライン循環回路に相当する）と、この暖房用２次回路Ｋ２においてブラインを循環駆動する暖房用２次ポンプＰ２（ブライン循環ポンプに相当する）とを備える。

水／ブライン熱交換器３１は、ブラインが通過する暖房用ブライン側熱交換器３４と、上述した暖房用水側熱交換器１６とを組み合わせたものであり、暖房用水側熱交換器１６に供給された給湯水によって、暖房用ブライン側熱交換器３４を通過するブラインを加熱する。具体的に水／ブライン熱交換器３１では、暖房用水側熱交換器１６内を流れる給湯水の流れ方向と、暖房用ブライン側熱交換器３４内を流れるブラインの流れ方向とが対向するように設けられている。

床暖房パネル３２は、床面に設置されるものであり、加熱されたブラインを流すことで床面を加熱して床暖房を行う。
暖房用２次回路Ｋ２は、水／ブライン熱交換器３１で加熱されたブラインを床暖房パネル３２に導くとともに、床暖房パネル３２を通過した放熱後のブラインを再び水／ブライン熱交換器３１に戻す循環回路である。
暖房用２次ポンプＰ２は電動ポンプであり、制御装置４から運転指示が与えられると、水／ブライン熱交換器３１→床暖房パネル３２→再び水／ブライン熱交換器３１の順でブラインを循環させる。

（制御装置４の説明）
制御装置４は、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存するメモリ（ＲＯＭ、スタンバイＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等）、入力回路、出力回路、電源回路などを含んで構成される周知のコンピュータである。
制御装置４は、読み込まれたセンサ類の信号（運転指示信号、温度設定信号、ブライン放熱式暖房装置の運転状態など）に基づいて各種の演算処理を行い、ブライン放熱式暖房装置に搭載された各種電気機能部品（各ポンプ類、各電動バルブ類、冷媒圧縮機２１の電動モータ、電動ファン２７など）の通電制御を実施する。

制御装置４に接続されるセンサ類は、ブライン放熱式暖房装置の操作盤（メインスイッチ、床暖房の運転指示スイッチ、床暖房の温度設定器等を備える：図示しない）の他に、貯湯タンク５内の上下方向の温度分布を検出する複数の貯湯サーミスタ４１〜４６、水側熱交換器１４を通過した給湯水の温度を検出する加熱温度センサ４７、暖房用ブライン側熱交換器３４を通過したブラインの温度（実往き温度Ｔ１’）を検出する往き温度センサ４８、床暖房パネル３２を通過したブラインの温度（実戻り温度Ｔ２’）を検出する戻り温度センサ４９、外気温度センサ（図示しない）などがある。

制御装置４には、（１）暖房用１次回路Ｋ１と暖房用２次回路Ｋ２を作動させて床暖房を実行する「暖房運転制御機能（制御プログラム）」と、（２）給湯水加熱回路Ｋ０とヒートポンプ熱源装置２を作動させて貯湯タンク５内に高温の熱水を貯湯する「貯湯運転制御機能（制御プログラム）」と、（３）外気温度が低い時に、給湯水が停滞する給湯水加熱回路Ｋ０および暖房用１次回路Ｋ１の凍結を防止する「凍結防止制御機能（制御プログラム）」とが搭載されている。

（暖房運転制御機能の説明）
次に、暖房運転制御機能の制御例を、図２のフローチャートを参照して説明する。
この制御ルーチンに侵入すると（スタート）、先ず図示しない暖房運転スイッチがＯＮされたか否かの判断を行う（ステップＳ１）。この判断結果がＮＯの場合（ＯＦＦ）は、ステップＳ１へ戻り待機する。
ステップＳ１の判断結果がＹＥＳの場合（ＯＮ）は、貯湯サーミスタ４１〜４６で検出した貯湯タンク５の中間部近傍の給湯水の温度が、所定温度（例えば、４０℃）より低いか否かの判断を行う（ステップＳ２）。

ステップＳ２の判断結果がＮＯの場合（中間部近傍の温度が４０℃以上）は、暖房運転の運転開始初期（暖房立ち上げ）であるか否かの判断を行う（ステップＳ３）。具体的にステップＳ３では、往き温度センサ４８で検出されたブラインの温度が所定温度（例えば、３５℃）未満の場合、あるいは往き温度センサ４８で検出されたブラインの温度変化が過渡状態であれば、暖房運転の運転開始初期状態であると判断し、往き温度センサ４８で検出されたブラインの温度が所定温度以上の場合、あるいは温度変化が安定状態であれば、暖房運転の運転開始初期でないと判断する。

ステップＳ３の判断結果がＹＥＳ（運転開始初期）の場合は、貯湯タンク５の上部の熱水を暖房用水側熱交換器１６に導く「高温蓄熱利用の床暖房運転」を実施し（ステップＳ４）、その後ステップＳ２へ戻る。
一方、ステップＳ３の判断結果がＮＯ（運転開始初期でない）の場合は、貯湯タンク５の中間部の中温水を暖房用水側熱交換器１６に導く「中温蓄熱利用の床暖房運転」を実施し（ステップＳ５）、その後ステップＳ２へ戻る。

上記ステップＳ２の判断結果がＹＥＳの場合（中間部近傍の温度が４０℃未満）は、上記ステップＳ３と同様の手段によって、暖房運転の運転開始初期（暖房立ち上げ）であるか否かの判断を行う（ステップＳ６）。
ステップＳ６の判断結果がＹＥＳ（運転開始初期）の場合は、ヒートポンプ熱源装置２を作動させて水側熱交換器１４で加熱された熱水を直接的に暖房用水側熱交換器１６に導く「高温直接暖房運転（高温直暖）」を実施し（ステップＳ７）、その後ステップＳ２へ戻る。
ステップＳ６の判断結果がＮＯ（運転開始初期でない）の場合は、ヒートポンプ熱源装置２を作動させて水側熱交換器１４で加熱された中温水を直接的に暖房用水側熱交換器１６に導く「中温直接暖房運転（中温直暖）」を実施し（ステップＳ８）、その後ステップＳ２へ戻る。

（暖房用２次ポンプＰ２の回転数制御の説明）
暖房用２次ポンプＰ２の回転数は、内蔵する電動モータの通電量に応じて可変制御可能に設けられている。
上述した「高温蓄熱利用の床暖房運転」が行われている際、貯湯タンク５の上部から暖房用水側熱交換器１６に導かれた熱水は、ブラインと熱交換した後、再び貯湯タンク５に戻される。このため、暖房用２次ポンプＰ２の回転数を高く設定すると、床暖房パネル３２で放熱しきれず、ブライン加熱手段（水／ブライン熱交換器３１）で給湯水と熱交換されるブラインの温度が高まり、結果的にブラインと熱交換して貯湯タンク５に戻される給湯水の戻り温度が高くなり、貯湯タンク５内の中温水割合が高まり、結果的に貯湯タンク５内の水を沸き上げる際のＣＯＰが低下してしまう。このため、暖房用２次ポンプＰ２の回転数を下げる必要がある。
逆に、暖房用２次ポンプＰ２の回転数が低すぎると、床暖房パネル３２の温度ムラが大きくなり、快適性が損なわれてしまう。

そこで、暖房用２次ポンプＰ２の「初期回転数（定常運転回転数）」は、施工時に上記等の事情に鑑みて設定されるものであり、貯湯タンク５内の水を沸き上げる際のＣＯＰの低下を極力抑え、且つ床暖房パネル３２の温度ムラを抑える値に設定される。また、初期回転数は、独立した床暖房パネル３２が複数設置される場合、全部の床暖房パネル３２にブラインを流した状態（全稼働状態）において設定される。
なお、この実施例では、暖房用２次ポンプＰ２の回転数を一定で運転させる例を示すが、運転状況に応じて暖房用２次ポンプＰ２の回転数を段階的（２段を含む）あるいは連続的に可変しても良い。

（暖房用１次ポンプＰ１の回転数制御の説明）
次に、暖房用１次ポンプＰ１の回転数制御について説明する。
暖房用１次ポンプＰ１の回転数は、内蔵する電動モータの通電量に応じて可変制御される。制御装置４は、暖房運転中に暖房用１次ポンプＰ１の回転数を可変制御する。
制御装置４は、暖房運転中、往き温度センサ４８で検出された実往き温度Ｔ１’が、目標往き温度Ｔ１となるように、暖房用１次ポンプＰ１の回転数（水／ブライン熱交換器３１においてブライン加熱量を制御するもの）を、ＰＩ制御あるいはＰＩＤ制御など周知のフィードバック技術により制御する「加熱量フィードバック手段（制御プログラム）」を備える。
さらに、制御装置４は、戻り温度センサ４９で検出されたブラインの実戻り温度Ｔ２’が、床暖房パネル３２の設定温度Ｔ２（リモコン等の操作盤で設定された暖房温度）となるように、目標往き温度Ｔ１を可変制御する「目標往き温度制御手段（制御プログラム）」を備える。

即ち、この実施例では、（１）目標往き温度制御手段によってブラインの実戻り温度Ｔ２’が設定温度Ｔ２となる目標往き温度Ｔ１を算出し、（２）加熱量フィードバック手段によってブラインの実往き温度Ｔ１’が目標往き温度Ｔ１にフィードバック制御されるものである。この結果、ブラインの実往き温度Ｔ１’が制御されて床暖房パネル３２の温度が設定温度Ｔ２に制御される。

目標往き温度制御手段の具体例を説明する。
制御装置４は、戻り温度センサ４９で検出されたブラインの実戻り温度Ｔ２’から床暖房パネル３２の設定温度Ｔ２を差し引いて温度差ｔを求め（Ｔ２’−Ｔ２＝ｔ）、次の（ａ）〜（ｄ）の制御を行う。
（ａ）求めた温度差ｔが＋２℃より大きい場合（＋２℃＜ｔ）、目標往き温度Ｔ１を２℃下げる（Ｔ１−２℃→新Ｔ１）。
（ｂ）求めた温度差ｔが−２℃より大きく、且つ＋２℃以下の場合（−２℃＜ｔ≦＋２℃）、目標往き温度Ｔ１を変化させない（Ｔ１変化なし）。
（ｃ）求めた温度差ｔが−４℃より大きく、且つ−２℃以下の場合（−４℃＜ｔ≦−２℃）、目標往き温度Ｔ１を２℃上げる（Ｔ１＋２℃→新Ｔ１）。
（ｄ）求めた温度差ｔが−４℃以下の場合（ｔ≦−４℃）、目標往き温度Ｔ１を４℃上げる（Ｔ１＋４℃→新Ｔ１）。

（床暖房パネル３２の温度制御の説明）
暖房運転中における具体的な作動例を図３を参照して説明する。
（ａ）戻り温度センサ４９で検出されたブラインの実戻り温度Ｔ２’が、床暖房パネル３２の設定温度Ｔ２より高い場合（図中、Ａ参照）、目標往き温度制御手段が作動して、目標往き温度Ｔ１を所定温度（例えば、２℃）下げる（図中、Ａ’参照）。
すると、加熱量フィードバック手段が作動して、往き温度センサ４８で検出された実往き温度Ｔ１’が、目標往き温度Ｔ１となるように、暖房用１次ポンプＰ１の回転数をフィードバック制御するため、結果的に暖房用１次ポンプＰ１の回転数が下がる（図中、Ａ”参照）。
これにより、水／ブライン熱交換器３１で熱交換される給湯水の供給量が少なくなり、結果的に水／ブライン熱交換器３１で熱交換されるブラインの上昇温度が抑えられ、実往き温度Ｔ１’が下がり、実戻り温度Ｔ２’も下がる。

（ｂ）上記（ａ）により目標往き温度Ｔ１を下げても、まだ戻り温度センサ４９で検出されたブラインの実戻り温度Ｔ２’が、床暖房パネル３２の設定温度Ｔ２より高い場合（図中、Ｂ参照）、目標往き温度制御手段が作動して、目標往き温度Ｔ１を所定温度（例えば、２℃）下げる（図中、Ｂ’参照）。
すると、加熱量フィードバック手段が作動して、往き温度センサ４８で検出された実往き温度Ｔ１’が、目標往き温度Ｔ１となるように、暖房用１次ポンプＰ１の回転数をフィードバック制御するため、結果的に暖房用１次ポンプＰ１の回転数が下がる（図中、Ｂ”参照）。
これにより、水／ブライン熱交換器３１で熱交換される給湯水の供給量が少なくなり、結果的に水／ブライン熱交換器３１で熱交換されるブラインの上昇温度が抑えられ、実往き温度Ｔ１’が下がり、実戻り温度Ｔ２’も下がる。

（ｃ）上記（ａ）、（ｂ）とは逆に、戻り温度センサ４９で検出されたブラインの実戻り温度Ｔ２’が、床暖房パネル３２の設定温度Ｔ２より低い場合（図中、Ｃ参照）、目標往き温度制御手段が作動して、目標往き温度Ｔ１を所定温度（例えば、２℃）上げる（図中、Ｃ’参照）。
すると、加熱量フィードバック手段が作動して、往き温度センサ４８で検出された実往き温度Ｔ１’が、目標往き温度Ｔ１となるように、暖房用１次ポンプＰ１の回転数をフィードバック制御するため、結果的に暖房用１次ポンプＰ１の回転数が上がる（図中、Ｃ”参照）。
これにより、水／ブライン熱交換器３１で熱交換される給湯水の供給量が増えることになり、結果的に水／ブライン熱交換器３１で熱交換されるブラインの温度が上昇し、実往き温度Ｔ１’が上がり、実戻り温度Ｔ２’も上がる。

（実施例１の効果）
実施例１の温水式暖房装置３は、上述したように、ブラインの実戻り温度Ｔ２’が設定温度Ｔ２となるようにブラインの実往き温度Ｔ１’が制御されて、床暖房パネル３２の暖房温度が制御される。このため、ブラインの実往き温度Ｔ１’を従来より下げることができ、暖房用１次回路Ｋ１および暖房用２次回路Ｋ２の循環熱量を下げることができ、暖房用１次回路Ｋ１および暖房用２次回路Ｋ２における放熱ロスを減らすことができる。
このように、放熱ロスを減らすことができるため、温水式暖房装置３における消費エネルギーを抑えることができる。

また、ブラインの実往き温度Ｔ１’を制御することによって床暖房パネル３２の温度が制御されるため、床暖房パネル３２の温度変化を抑えることができ、床暖房パネル３２を用いた暖房の快適性を向上させることができる。

さらに、この実施例１では、水／ブライン熱交換器３１でブラインと熱交換した給湯水は、貯湯タンク５に戻される。
上述したように、ブラインの実往き温度Ｔ１’を従来より下げることができるため、給湯水によるブラインの加熱量、即ち暖房用１次ポンプＰ１の回転数を従来より抑えることができる。このため、水／ブライン熱交換器３１を介して貯湯タンク５に戻される給湯水が少なくなる。
これにより、貯湯タンク５内における中温水の割合が減ることになり、ヒートポンプサイクルＲによって貯湯タンク５内の水を沸き上げる際のＣＯＰを従来より高めることができる。

実施例２を説明する（実施例２専用の図面はなし）。なお、以下の実施例において、実施例１と同一符号は同一機能物を示すものである。
上記実施例１では、戻り温度センサ４９で検出されたブラインの実戻り温度Ｔ２’から床暖房パネル３２の設定温度Ｔ２を差し引いて温度差ｔを求め（Ｔ２’−Ｔ２＝ｔ）、求めた温度差ｔが＋２℃より大きい場合（＋２℃＜ｔ）、目標往き温度Ｔ１を２℃下げるように暖房用１次ポンプＰ１の回転数を下げる制御を実施する例を示した。
即ち、上記の実施例１では、温度差ｔが第１所定温度（例えば、２℃）より高い場合に、暖房用１次ポンプＰ１の回転数を下げる例を示した。

これに対し、この実施例２では、温度差ｔが第２所定温度（例えば、４℃：第１所定温度より高く設定された温度）より高い場合に、暖房用１次ポンプＰ１を所定時間停止させるものである。
なお、暖房用１次ポンプＰ１の停止時間は予め設定した一定時間でも良いし、温度差ｔが大きくなるほど停止時間が長くなるように可変するものであっても良い。

（実施例２の効果）
この実施例２のように、温度差ｔが大きい場合に、一時的に暖房用１次ポンプＰ１の運転を停止させることで、ブラインの実戻り温度Ｔ２’を床暖房パネル３２の設定温度Ｔ２に素早く下げることができる。
また、暖房用１次ポンプＰ１を一時停止させることで、貯湯タンク５内における中温の給湯水（中温水）の割合がさらに減ることになり、ヒートポンプサイクルＲによって貯湯タンク５内の水を沸き上げる際のＣＯＰをさらに高めることができる。

図４、図５を参照して実施例３を説明する。
この実施例３の温水式暖房装置３は、図４に示すように、独立した床暖房パネル３２が複数（図４中、３台）用いられる。なお、図４では暖房用２次ポンプＰ２の設置位置が実施例１とは異なるが、実施例１と同じ位置に設置して良いことは言うまでもない。
また、暖房用２次回路Ｋ２は、複数の床暖房パネル３２毎にブラインを並列供給するように、複数の床暖房パネル３２毎の並列回路として設けられている。即ち、暖房用２次回路Ｋ２は、複数の床暖房パネル３２に対応した複数の暖房系を備えている。
各床暖房パネル３２のブラインの上流には、複数の暖房系を独立して運転あるいは停止させる電動開閉弁５１（熱動弁）が設けられている。

制御装置４は、複数の暖房系の暖房運転中に、暖房運転中の各暖房系の実戻り温度Ｔ２’から設定温度Ｔ２を差し引いた温度差ｔを求める。
そして、最も温度差ｔが小さい暖房系（図５、上段参照）では、電動開閉弁（５１）を開いたままの状態で、その暖房系のブラインの実戻り温度Ｔ２’が設定温度Ｔ２となるようにブラインの実往き温度Ｔ１’を制御して、その暖房系の床暖房パネル３２の暖房温度を制御する。
また、他の暖房系（図５、下段参照）では、ブラインの実戻り温度Ｔ２’が設定温度Ｔ２となるように各電動開閉弁５１を開閉制御して、他の暖房系における床暖房パネル３２の暖房温度を制御する。

（実施例３の効果）
この実施例３の温水式暖房装置３では、設定温度Ｔ２の最も高い暖房系（最も温度差ｔが小さい暖房系）においては、電動開閉弁５１を開いたままの状態でブラインの実往き温度Ｔ１’を制御して暖房温度を制御し、他の暖房系（設定温度Ｔ２の低い暖房系：温度差ｔの大きい暖房系）では電動開閉弁５１を開閉して暖房温度を制御する。
このように設けることにより、複数の暖房系の暖房運転中であっても、設定温度Ｔ２の最も高い暖房系（最も温度差ｔが小さい暖房系）を基準としてブラインの実往き温度Ｔ１’がコントロールされるため、ブライン加熱手段においてブラインの余分な加熱量が不要となり、熱ロスを抑えることができる。
また、設定温度Ｔ２の最も高い暖房系（最も温度差ｔが小さい暖房系）は、ブラインの実往き温度Ｔ１’の制御により床暖房パネル３２の温度が制御されるため、床暖房パネル３２の温度変化が抑えられ、暖房の快適性が向上する。

実施例４を説明する（実施例４専用の図面はなし）。
上記実施例２では、ブラインの実戻り温度Ｔ２’を急速に低下させる目的で、暖房用１次ポンプＰ１を一時停止させる例を示した。
これに対し、実施例３に示すように、複数の暖房系を備える場合、最も温度差ｔの小さい暖房系において、温度差ｔが大きい時（例えば、４℃以上）、最も温度差ｔの小さい暖房系の電動開閉弁５１を一時閉弁させるものである。なお、最も温度差ｔの小さい暖房系の電動開閉弁５１の閉弁時間は予め設定した一定時間でも良いし、温度差ｔが大きくなるほど閉弁時間が長くなるように可変するものであっても良い。

〔変形例〕
上記の実施例では、超臨界ヒートポンプサイクルを用いる例を示したが、フロン冷媒（代替フロンを含む）を用いた一般的なヒートポンプサイクルを用いても良い。
上記の実施例では、貯湯タンク５の給湯水をヒートポンプ熱源装置２で加熱する例を示したが、貯湯タンク５の給湯水を深夜に電気ヒータで加熱するタイプであっても良い。
上記の実施例では、給湯水によりブラインを加熱する例を示したが、電気ヒータ、燃料燃焼装置など、他の加熱手段でブラインを加熱するように設けても良い。即ち、ブライン加熱手段として、他の加熱手段を用いても良い。

上記の実施例では、ブライン放熱式暖房装置の制御を１つの制御装置４で制御する例を示したが、温水式暖房装置３の制御装置を独立して用いても良い。
上記の実施例では、放熱パネルの一例として床暖房パネル３２を用いる例を示したが、床以外の他の部位に配置される放熱器（放熱パネル）を用いても良い。もちろん、床暖房パネル３２と、床以外の他の部位に配置される放熱器（放熱パネル）とを、組み合わせて用いても良い。

ブライン放熱式暖房装置の概略構成図である（実施例１）。 暖房運転制御の一例を示すフローチャートである（実施例１）。 作動説明のためのタイムチャートである（実施例１）。 温水式暖房装置の概略構成図である（実施例３）。 作動説明のためのタイムチャートである（実施例３）。

符号の説明

１ タンク装置
２ ヒートポンプ熱源装置
３ 温水式暖房装置（ブライン放熱式暖房装置）
４ 制御装置
５ 貯湯タンク
３１ 水／ブライン熱交換器（ブライン加熱手段）
３２ 床暖房パネル（放熱パネル）
５１ 電動開閉弁
Ｋ１ 暖房用１次回路
Ｋ２ 暖房用２次回路（ブライン循環回路）
Ｐ１ 暖房用１次ポンプ（ブライン加熱用ポンプ）
Ｐ２ 暖房用２次ポンプ（ブライン循環ポンプ）
Ｒ ヒートポンプサイクル

Claims (4)

1. （ａ）暖房用のブラインを加熱するブライン加熱手段（３１）と、
   （ｂ）このブライン加熱手段（３１）で加熱されたブラインの熱を放熱させる放熱パネル（３２）と、
   （ｃ）前記ブライン加熱手段（３１）で加熱されたブラインを前記放熱パネル（３２）を通して再び前記ブライン加熱手段（３１）に戻すブライン循環回路（Ｋ２）と、
   （ｄ）このブライン循環回路（Ｋ２）においてブラインを循環駆動するブライン循環ポンプ（Ｐ２）と、
   （ｅ）前記ブライン加熱手段（３１）で加熱されたブラインの実往き温度（Ｔ１’）が、目標往き温度（Ｔ１）となるように、前記ブライン加熱手段（３１）によるブライン加熱量をフィードバック制御する加熱量フィードバック手段を備えるとともに、
   前記放熱パネル（３２）で放熱したブラインの実戻り温度（Ｔ２’）が、前記放熱パネル（３２）の設定温度（Ｔ２）となるように、目標往き温度（Ｔ１）を可変制御する目標往き温度制御手段を備える制御装置（４）と、
   を具備しており、
   前記放熱パネル（３２）は、複数用いられて、前記ブライン循環回路（Ｋ２）において並列接続されることで複数の暖房系を構成し、
   各暖房系は、それぞれの放熱パネル（３２）へブラインの供給あるいは停止を行う電動開閉弁（５１）を備え、
   前記制御装置（４）は、複数の暖房系の暖房運転中に、暖房運転中の各暖房系の実戻り温度（Ｔ２’）から設定温度（Ｔ２）を差し引いた温度差（ｔ）を求め、
   最も温度差（ｔ）が小さい暖房系では、その暖房系における電動開閉弁（５１）を開いたまま、実戻り温度（Ｔ２’）が、前記放熱パネル（３２）の設定温度（Ｔ２）となるように、目標往き温度（Ｔ１）を可変制御することで前記放熱パネル（３２）の放熱量をコントロールし、
   他の暖房系では、各電動開閉弁（５１）を開閉して他の暖房系における前記放熱パネル（３２）の放熱量をコントロールすることを特徴とするブライン放熱式暖房装置。
2. 請求項１に記載のブライン放熱式暖房装置において、
   前記ブライン加熱手段（３１）は、貯湯タンク（５）に蓄えられた給湯水、あるいはヒートポンプサイクル（Ｒ）により加熱された給湯水を用いて暖房用のブラインを加熱する水／ブライン熱交換器（３１）であり、
   この水／ブライン熱交換器（３１）でブラインと熱交換した給湯水は、前記貯湯タンク（５）に戻されるものであり、
   前記貯湯タンク（５）の給湯水は、前記ヒートポンプサイクル（Ｒ）によって加熱されることを特徴とするブライン放熱式暖房装置。
3. 請求項２に記載のブライン放熱式暖房装置において、
   前記ブライン加熱手段（３１）におけるブライン加熱量は、前記水／ブライン熱交換器（３１）を通過して前記貯湯タンク（５）に戻される給湯水の流量を可変するブライン加熱用ポンプ（Ｐ１）の回転数により制御されることを特徴とするブライン放熱式暖房装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のブライン放熱式暖房装置において、
   前記放熱パネル（３２）は、床面に設置される床暖房パネル（３２）であることを特徴とするブライン放熱式暖房装置。

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