JP5383602B2

JP5383602B2 - 温水暖房システム

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Publication number: JP5383602B2
Application number: JP2010151380A
Authority: JP
Inventors: 佳幹可児; 郁朗足立; 克也大島; 秀典永田
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2010-07-01
Filing date: 2010-07-01
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2030-07-01
Also published as: JP2012013336A

Description

本発明は、ヒートポンプにより加熱された温水を温水暖房端末に供給する温水暖房システムに関する。

従来より、ヒートポンプにより加熱した温水を温水暖房端末に供給する温水暖房システムにおいて、ヒートポンプによる加熱能力の一時的な不足を補うために、補助熱源機を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された温水暖房システムにおいては、ヒートポンプと補助熱源機の作動を一括して制御する制御手段が設けられており、この制御手段は、暖房運転の実行時に、温水暖房端末に供給する温水の検出温度が目標温度よりも所定温度以上低い状態が、所定時間以上継続したときに、補助熱源機を作動させ、検出温度が目標温度よりも所定温度以上高くなったときに、補助熱源機を停止させている。

そして、これにより、補助熱源機を作動させる期間を短くして暖房運転のランニングコストの低減を図っている。

特開２００４−１３２６１０号公報

ヒートポンプにより加熱した温水を出湯するユニットと補助熱源機を組合わせて温水暖房システムを構成する場合に、温水暖房機能を備えた市販の熱源機を補助熱源機として用いることにより、温水暖房システムの構成及び部品調達を容易にすることが考えられる。

しかし、市販の熱源機における暖房運転は、一般に、所定の温水設定温度（例えば６０℃）に基づいて加熱開始温度（例えば５５℃）及び加熱停止温度（例えば６５℃）が設定され、出湯温度が加熱開始温度以下になったときに加熱手段（バーナ等）を作動させると共に、出湯温度が加熱停止温度以上になったときに加熱手段の作動を停止して行われている。一方、ヒートポンプによる温水暖房端末への温水の加熱制御は、出湯される温水の温度が温水設定温度となるように、ヒートポンプにより加熱維持された貯湯タンクからの加熱量を調節して行われる。

そのため、温水暖房機能を備えた市販の熱源機とヒートポンプによる加熱ユニットを単純に組合わせて温水暖房システムを構成した場合には、以下の不都合がある。すなわち、暖房運転時に、温水暖房端末が接続された暖房温水循環路内の温水の温度が加熱開始温度以下であって熱源機が加熱を開始したときに、ヒートポンプにより加熱された温水の温度が温水設定温度以上になっても、加熱停止温度（温水設定温度＋α）以上になるまでは熱源機は加熱を継続する。

そのため、実際には、ランニングコストが熱源機よりも低いヒートポンプでの加熱のみによって、目標温度の温水を温水暖房端末に供給することが可能であるにも拘わらず、熱源機が加熱を継続して、暖房運転のランニングコストが高くなってしまうという不都合がある。

そこで、本発明は、温水暖房機能を有する熱源機を用いた簡易な構成により、該熱源機の作動による暖房運転のランニングコストの増加を抑制した温水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、温水暖房端末に接続された暖房温水循環路と、前記暖房温水循環路内の湯水を循環させる暖房循環ポンプと、貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を所定温度に加熱維持するヒートポンプと、前記貯湯タンクに接続された貯湯循環路と、前記貯湯タンク内の湯水を前記貯湯循環路を介して循環させるタンク循環ポンプと、前記暖房温水循環路及び前記貯湯循環路に接続され、前記貯湯循環路を循環する湯水との熱交換により前記暖房温水循環路を循環する湯水を加熱する第１熱交換器と、前記第１熱交換器から前記暖房温水循環路に供給される湯水の温度を検出する第１温度センサと、前記温水暖房端末の暖房運転の開始を指示する暖房開始指示手段と、前記暖房開始指示手段により、前記温水暖房端末の暖房運転の開始が指示されたときに、前記第１温度センサの検出温度が目標出湯温度となるように、前記タンク循環ポンプを作動させる貯湯加熱制御を実行する貯湯制御手段とを備えた温水暖房システムに関する。

そして、第１発明は、前記第１熱交換器の下流側で前記暖房温水循環路に接続された第２熱交換器と、該第２熱交換器を加熱するバーナと、該第２熱交換器から前記暖房温水循環路に供給される温水の温度を検出する第２温度センサと、前記暖房開始指示手段により前記温水暖房端末の暖房運転の開始が指示されたときに、前記第２温度センサの検出温度が所定の温水設定温度よりも低い燃焼開始温度以下となったときに前記バーナを燃焼させ、該第２温度センサの検出温度が前記温水設定温度よりも高い燃焼停止温度以上となったときに前記バーナの燃焼を停止する処理を繰り返す暖房燃焼制御を実行する燃焼制御手段とを有する補助熱源機を備え、前記貯湯制御手段は、前記暖房開始指示手段により前記温水暖房端末の暖房運転の開始が指示されたときに、前記第１温度センサの検出温度が、前記温水設定温度から前記燃焼開始温度までの範囲内の低温判定温度よりも低いか否かを判断し、前記第１温度センサの検出温度が前記低温判定温度以上であるときは、前記目標出湯温度を前記温水設定温度として前記貯湯加熱制御を開始し、前記第１温度センサの検出温度が前記低温判定温度よりも低いときには、前記目標出湯温度を前記燃焼停止温度よりも高い補助加熱停止温度として、前記貯湯加熱制御を開始し、その後、前記第１温度センサの検出温度が前記補助加熱停止温度以上となったときに、前記目標出湯温度を前記温水設定温度に変更することを特徴とする。

第１発明によれば、前記暖房開始指示手段により、前記温水暖房端末の暖房運転の開始指示がなされると、前記貯湯制御手段による前記貯湯加熱制御と、前記補助熱源機の前記燃焼制御手段による前記燃焼加熱制御とが実行される。

そして、前記貯湯制御手段は、前記暖房開始指示手段による暖房運転の開始指示がなされたときに、前記第１温度センサの検出温度が、前記温水設定温度から前記燃焼開始温度までの範囲内の前記低温判定温度よりも低いときには、前記目標出湯温度を前記燃焼停止温度よりも高い前記補助加熱停止温度として、前記貯湯加熱制御を開始する。このように、前記目標出湯温度を前記燃焼停止温度よりも高い前記補助加熱停止温度として、前記貯湯加熱制御を開始することにより、前記貯湯加熱制御による前記第１熱交換器での加熱量を増加させて、前記第１熱交換器からの出湯温度を前記温水設定温度まで速やかに上昇させることができる。

また、前記燃焼加熱制御は、温水暖房機能を有する熱源機における一般的な温水の加熱制御方式であり、前記第２熱交換器を流通して前記温水暖房端末に供給される温水の温度が、前記温水設定温度よりも低い前記燃焼開始温度以下になったときに前記バーナを燃焼させて、前記第２熱交換器から出湯される温水の温度が前記温水設定温度よりも高い前記燃焼停止温度以上となったときに前記バーナの燃焼を停止する処理を繰り返すことによって、前記温水端末装置に供給される温水の温度を前記温水設定温度付近に維持している。

そして、前記貯湯制御手段は、前記暖房開始指示手段による暖房運転の開始指示がなされたときに、前記第１温度センサの検出温度が、前記温水設定温度から前記燃焼開始温度までの範囲内の前記低温判定温度よりも低いときには、前記目標出湯温度を前記燃焼停止温度よりも高い前記補助加熱停止温度として、前記貯湯加熱制御を開始する。これにより、前記第２温度センサの検出温度が前記燃焼開始温度以下であって、前記補助熱源機のバーナの燃焼が開始されたときに、前記第１熱交換器から前記第２熱交換器に供給される温水の温度を、前記燃焼停止温度よりも高くして、前記補助熱源機のバーナの燃焼を停止させることができる。

そのため、前記補助熱源機のバーナが燃焼した状態で、前記第１熱交換器から前記第２熱交換器に供給される温水が前記燃焼停止温度よりも低い温度に維持されて、前記バーナが燃焼を継続し、暖房運転におけるランニングコストが増大することを抑制することができる。そして、前記補助熱源機については、前記燃焼加熱制御を実行する機能を有する一般的な熱源機を仕様変更等を行うことなく用いた簡易な構成による温水暖房システムを構成することができる。

また、第１発明において、前記貯湯制御手段は、前記温水設定温度を前記目標出湯温度として前記貯湯加熱制御を実行しているときに、前記第１温度センサの検出温度が前記燃焼開始温度以下になったときには、前記目標出湯温度を前記補助加熱停止温度に変更し、その後、前記第１温度センサの検出温度が前記補助加熱停止温度以上になったときに、前記目標出湯温度を前記温水設定温度に戻すことを特徴とする（第２発明）。

第２発明によれば、前記温水暖房端末の能力変更等により、前記第１熱交換器から前記第２熱交換器に供給される温水の温度が前記燃焼開始温度以下になって、前記補助熱源機のバーナの燃焼が開始されたときに、前記補助加熱停止温度を前記目標出湯温度とした前記貯湯加熱制御により、前記第１熱交換器から前記暖房温水循環路に供給される温水の温度が前記補助加熱停止温度以上となる。そして、これにより、前記バーナの燃焼を停止させて、暖房運転のランニングコストの増大を抑制することができる。

次に、第３発明は、前記第１熱交換器の下流側で前記暖房温水循環路に接続された第２熱交換器と、該第２熱交換器を加熱するバーナと、該第２熱交換器から前記暖房温水循環路に供給される温水の温度を検出する第２温度センサと、前記暖房開始指示手段により前記温水暖房端末の暖房運転の開始が指示されたときに、前記第２温度センサの検出温度が所定の温水設定温度よりも低い燃焼開始温度以下となったときに前記バーナを燃焼させ、該第２温度センサの検出温度が前記温水設定温度よりも高い燃焼停止温度以上となったときに前記バーナの燃焼を停止する処理を繰り返す暖房燃焼制御を実行する燃焼制御手段とを有する補助熱源機を備え、前記貯湯制御手段は、前記暖房開始指示手段により前記温水暖房端末の暖房運転の開始が指示されたときに、前記貯湯加熱制御を開始し、前記温水設定温度を前記目標出湯温度として前記貯湯加熱制御を実行しているときに、前記第１温度センサの検出温度が前記燃焼開始温度以下となったときには、前記目標出湯温度を前記温水設定温度から前記燃焼停止温度よりも高い補助加熱停止温度に変更し、その後、前記第１温度センサの検出温度が前記補助加熱停止温度以上になった時に、前記目標出湯温度を前記温水設定温度に戻すことを特徴とする。

第３発明によれば、前記温水設定温度を前記目標出湯温度として前記貯湯加熱制御が実行されているときに、前記温水暖房端末の能力変更等により、前記第１熱交換器から前記第２熱交換器に供給される温水の温度が前記低温判定温度よりも低くなって、前記補助熱源機のバーナが燃焼を開始したときには、前記貯湯制御手段は、前記目標出湯温度を前記補助加熱停止温度に変更する。この目標出湯温度の変更により、前記第１熱交換器から前記暖房温水循環路に供給される温水の温度が前記補助加熱停止温度以上まで上昇するため、前記バーナの燃焼を停止させて、暖房運転のランニングコストの増大を抑制することができる。

次に、第４発明は、前記第１熱交換器の下流側で前記暖房温水循環路に接続された第２熱交換器と、該第２熱交換器を加熱するバーナと、該第２熱交換器から前記暖房温水循環路に供給される温水の温度を検出する第２温度センサと、前記暖房開始指示手段により前記温水暖房端末の暖房運転の開始が指示されたときに、前記第２温度センサの検出温度が前記温水設定温度よりも低い燃焼開始温度以下となったときに前記バーナを燃焼させ、該第２温度センサの検出温度が前記温水設定温度よりも高い燃焼停止温度以上となったときに前記バーナの燃焼を停止する処理を繰り返す暖房燃焼制御を実行する燃焼制御手段とを有する補助熱源機を備え、前記貯湯制御手段は、前記貯湯加熱制御の実行中に、前記第１温度センサの検出温度が、前記燃焼開始温度よりも低い温度から前記温水設定温度以上に移行したときに、前記補助熱源機に対して前記バーナの燃焼停止を指示し、前記補助熱源機の前記燃焼制御手段は、前記貯湯制御手段からの前記バーナの燃焼停止の指示に応じて、前記バーナの燃焼を停止することを特徴とする。

第４発明によれば、上述した第１発明及び第３発明と同様に、前記暖房開始指示手段により前記温水暖房端末の暖房運転の開始指示がなされると、前記貯湯制御手段による前記貯湯加熱制御と、前記補助熱源機の前記燃焼制御手段による前記燃焼加熱制御とが実行される。また、前記補助熱源機は、温水暖房機能を有する熱源機における一般的な温水の加熱制御方式である前記燃焼加熱制御を実行するものである。

そして、前記第１温度センサの検出温度が、前記燃焼開始温度よりも低い温度から前記温水設定温度以上に移行したときに、前記貯湯制御手段は、前記補助熱源機に対してバーナの燃焼停止を指示して前記バーナの燃焼を停止させる。

そのため、前記補助熱源機のバーナが燃焼した状態で、前記第１熱交換器から前記第２熱交換器に供給される温水が前記燃焼停止温度よりも低い温度に維持されて、前記バーナが燃焼を継続し、暖房運転におけるランニングコストが増大することを抑制することができる。そして、前記補助熱源機については、前記燃焼加熱制御を実行する一般的な温水暖房用の熱源機を、前記貯湯制御手段からの前記バーナの燃焼停止の指示に応じて前記バーナの燃焼を停止するという構成を追加するだけで流用することができるため、簡易な構成による温水暖房システムを構成することができる。

本発明の温水暖房システムの構成図。第１実施形態及び第２実施形態の熱源機の作動フローチャート。第１実施形態のタンクユニットの作動フローチャート。第２実施形態のタンクユニットの作動フローチャート。第３実施形態の熱源機の作動フローチャート。第３実施形態のタンクユニットの作動フローチャート。

本発明の実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。図１を参照して、本実施形態の温水暖房システムは、瞬間加熱式の熱源機１０（本発明の補助熱源機に相当する）と、タンクユニット３０と、ヒートポンプユニット６０とにより構成されている。

ヒートポンプユニット６０は、圧縮機７１、凝縮器７２、減圧器７３、及び蒸発器７４を、冷媒循環路７５で接続して構成されたヒートポンプ７０を備えている。凝縮器７２は、貯湯タンク３１の上部及び下部に接続されたタンク循環路６４と接続され、冷媒循環路７５内の冷媒とタンク循環路６４内の湯水とを熱交換させることによって、タンク循環路６４内の湯水を加熱する。

タンク循環路６４には、貯湯タンク３１に貯められた湯水をタンク循環路６４内に循環させるための加熱循環ポンプ６５が設けられている。そして、マイクロコンピュータ等により構成された電子ユニットであるヒートポンプコントローラ８０から出力される制御信号によって、ヒートポンプ７０と加熱循環ポンプ６５の作動が制御される。

ヒートポンプコントローラ８０は、タンクコントローラ５０と通信可能に接続されている。そして、ヒートポンプコントローラ８０は、タンクコントローラ５０から、貯湯タンク３１内の湯水を所定温度に維持するための貯湯加熱指示信号を受信したときに、加熱循環ポンプ６５とヒートポンプ７０を作動させて貯湯タンク３１内の湯水を加熱することにより、貯湯タンク３１内の湯水を所定温度に維持する処理を開始する。また、ヒートポンプコントローラ８０は、貯湯加熱指示信号により指示される回転速度で圧縮機７１を作動させることにより、凝縮機７２での温水の加熱量を調節する。

次に、タンクユニット３０は、貯湯タンク３１と、貯湯タンク３１の上部及び下部に接続された貯湯循環路３２と、貯湯タンク３１に貯められた湯水を貯湯循環路３２内に循環させるためのタンク循環ポンプ３３と、貯湯循環路３２に設けられた第１熱交換器３４とを備えている。

第１熱交換器３４は、熱源機１０及び温水暖房端末９０が接続された暖房温水循環路１に連通し、貯湯循環路３２内の湯水と暖房温水循環路１内の湯水とを熱交換させることによって、暖房温水循環路１内の湯水を加熱する。

暖房温水循環路１には、第１熱交換器３４から暖房温水循環路１への出湯温度を検出する第１温度センサ３５が設けられている。そして、第１温度センサ３５の温度検出信号が、マイクロコンピュータ等により構成された電子ユニットであるタンクコントローラ５０に入力され、タンクコントローラ５０から出力される制御信号によって、タンク循環ポンプ３３の作動が制御される。

タンクコントローラ５０に備えられたマイクロコンピュータ（図示しない）に、タンクユニット３０の制御用プログラムを実行させることによって、このマイクロコンピュータが、貯湯制御手段５１として機能する。貯湯制御手段５１は、温水暖房端末９０（温風暖房機、床暖房機等）に暖房温水循環路１を介して温水を供給することにより、温水暖房端末９０から放熱させる暖房運転を実行しているときに、第１温度センサ３５の検出温度Ｔh1（第１熱交換器３４から暖房温水循環路１への出湯温度）が、目標出湯温度となるように、ヒートポンプユニット６０を作動させて、貯湯タンク３１内の湯水を加熱する。

次に、熱源機１０は、温水暖房機能を有する熱源機として単独で市販されている汎用品である。熱源機１０は、第１熱交換器３４の下流側で暖房温水循環路１に接続された第２熱交換器１１と、熱交換器１１を加熱するバーナ１２と、第２熱交換器１１から暖房温水循環路１への出湯温度を検出する第２温度センサ１３と、暖房温水循環路１内の湯水を循環させる暖房循環ポンプ１４とを備えている。

そして、マイクロコンピュータ等により構成された電子ユニットである熱源機コントローラ２０に、第２温度センサ１３の温度検出信号が入力され、熱源機コントローラ２０から出力される制御信号によって、バーナ１２と暖房循環ポンプ１４の作動が制御される。

また、熱源機コントローラ２０には、リモコンケーブル２６を介して、熱源機１０を遠隔操作するためのリモコン２５が接続されている。リモコン２５には、温水暖房端末９０の暖房運転の開始と停止を指示する暖房スイッチ２５ａ（本発明の暖房開始指示手段の機能を含む）が備えられている。リモコン２５は、使用者による暖房スイッチ２５ａの操作に応じて、暖房運転の開始を指示する信号（温水暖房端末９０が暖房運転を停止しているとき）、又は暖房運転の停止を指示する信号（温水暖房端末９０が暖房運転中であるとき）を、リモコンケーブル２６を介して熱源機１０に送信する。

熱源機コントローラ２０に備えられたマイクロコンピュータに、熱源機１０の制御用プログラムを実行させることによって、このマイクロコンピュータが、温水暖房端末９０の暖房運転を実行するために、バーナ１２及び暖房循環ポンプ１４の作動を制御する燃焼制御手段２１として機能する。

リモコン２５は、リモコンケーブル２７を介してタンクコントローラ５０とも接続されている。そして、貯湯制御手段５１は、リモコン２５と熱源機コントローラ２０間で送受信される信号を傍受することにより、リモコン２５から熱源機コントローラ２０に対して、暖房運転の開始を指示する信号（暖房開始信号）及び暖房運転の停止を指示する信号（暖房停止信号）が送信されたことを認識する。

次に、リモコン２５の暖房スイッチ２５ａが操作されたときの、熱源機コントローラ２０の燃焼制御手段２１、及びタンクコントローラ５０の貯湯制御手段５１による処理について、図２及び図３を参照して第１実施形態について説明し、図２及び図４を参照して第２実施形態について説明し、図５及び図６を参照して第３実施形態について説明する。

［第１実施形態］
図２は熱源機コントローラ２０の燃焼制御手段２１による処理のフローチャートである。燃焼制御手段２１は、熱源機１０への電源供給が開始されて熱源機コントローラ２０が起動すると、図２のフローチャートによる処理を実行する。

燃焼制御手段２１は、ＳＴＥＰ１でリモコンケーブル２７を介して暖房開始信号を受信したときにＳＴＥＰ２に進み、第２熱交換器１１の出湯温度Ｔh2（第２温度センサ１３の検出温度）が、温水設定温度Ｔs（例えば、６０℃）よりも低いか否かを判断する。

そして、第２熱交換器１１からの出湯温度Ｔh2が温水設定温度Ｔsよりも低いときはＳＴＥＰ３に進み、第２熱交換器１１からの出湯温度Ｔh2が温水設定温度Ｔs以上であるときにはＳＴＥＰ６に分岐する。

ＳＴＥＰ３〜ＳＴＥＰ６，ＳＴＥＰ１０〜ＳＴＥＰ１１，ＳＴＥＰ２０は、「燃焼加熱制御」の処理であり、燃焼制御手段２１は、ＳＴＥＰ３でバーナ１２に点火してバーナ１２の燃焼を開始する。なお、初期段階であるＳＴＥＰ２において、第２熱交換器１１からの出湯温度Ｔh2が温水設定温度Ｔs−５℃よりも低いときに、ＳＴＥＰ３に進んでバーナ１２の燃焼を開始するようにしてもよい。

続くＳＴＥＰ４とＳＴＥＰ１０からなるループで、燃焼制御部２１は、ＳＴＥＰ４で第２熱交換器１１からの出湯温度Ｔh2が温水設定温度Ｔs＋５℃（本発明の燃焼停止温度に相当する）よりも高いか否かを判断し、また、ＳＴＥＰ１０でリモコン２５から暖房停止信号を受信したか否かを判断する。

そして、ＳＴＥＰ４で、第２熱交換器１１からの出湯温度Ｔh2が温水設定温度＋５℃よりも高くなったときは、ＳＴＥＰ５に進み、燃焼制御部２１は、バーナ１２を消火してＳＴＥＰ６に進む。また、ＳＴＥＰ１０で、リモコン２５から暖房停止信号を受信したときには、ＳＴＥＰ１１に進み、燃焼制御部２１は、バーナ１２を消火してＳＴＥＰ７に進み、処理を終了する。

ＳＴＥＰ６とＳＴＥＰ２０からなるループでは、燃焼制御手段２１は、ＳＴＥＰ６で、リモコン２５から暖房停止信号を受信したか否かを判断し、また、ＳＴＥＰ２０で、第２熱交換器１１からの出湯温度Ｔh2が温水設定温度Ｔs−５℃（本発明の燃焼開始温度に相当する）以下であるか否かを判断する。

そして、ＳＴＥＰ６で、リモコン２５から暖房停止信号を受信したときはＳＴＥＰ７に進み、燃焼制御手段２１は処理を終了する。また、ＳＴＥＰ２０で、第２熱交換器１１の出湯温度Ｔh2が温水設定温度Ｔs−５℃以下になったときに、ＳＴＥＰ３に分岐して、バーナ１２の燃焼を開始する。

以上説明した「燃焼加熱制御」により、第２熱交換器１１の出湯温度Ｔh2が温水設定温度Ｔs−５℃以下になったときに、バーナ１２に点火されてバーナ１２による第２熱交換器１１の加熱が開始され、第２熱交換器１１の出湯温度Ｔh2が温水設定温度Ｔs＋５℃以上となったときに、バーナ１２が消火されてバーナ１２による第２熱交換器１１の加熱が停止する処理が実行される。そして、温水暖房端末９０に供給される温水の温度が、温水設定温度Ｔs−５℃から温水設定温度Ｔs＋５℃までの範囲内に維持される。

また、図３は、タンクコントローラ５０の貯湯制御手段５１による処理のフローチャートである。貯湯制御手段５１は、タンクユニット３０への電源供給が開始されてタンクコントローラ５０が起動すると、図３のフローチャートによる処理を実行する。

貯湯制御手段５１は、ＳＴＥＰ３０で、リモコンケーブル２７を介してリモコン２５から暖房開始信号を受信したときにＳＴＥＰ３１に進み、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1（第１温度センサ３５の検出温度）が、低温判定温度Ｔj1よりも低いか否かを判断する。

ここで、低温判定温度Ｔj1は、燃焼開始温度（温水設定温度Ｔs−５℃）から温水設定温度Ｔsまでの範囲内で設定すればよい（燃焼開始温度Ｔs−５℃≦低温判定温度Ｔj≦温水設定温度Ｔs）。第１実施形態では、低温判定温度Ｔj1が温水設定温度Ｔsに設定されているが、例えば、燃焼開始温度Ｔs−５℃を低温判定温度Ｔj1に設定してもよい。

そして、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が低温判定温度Ｔj1よりも低いときはＳＴＥＰ３２に進み、貯湯制御手段５１は、温水設定温度Ｔs＋６℃（本発明の補助加熱停止温度に相当する）を目標出湯温度とする。続くＳＴＥＰ３３で、貯湯制御手段３４は、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が目標出湯温度となるように、必要に応じてヒートポンプユニット６０を作動させると共に、タンク循環ポンプ３３を作動させて、暖房温水循環回路１内の湯水を加熱する「貯湯加熱制御」を開始する。

一方、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が低温判定温度Ｔj1以上であるときにはＳＴＥＰ４０に分岐し、貯湯制御手段５１は、温水設定温度Ｔsを目標出湯温度とし、続くＳＴＥＰ４１で「貯湯加熱制御」を開始して、ＳＴＥＰ３６に進む。

ＳＴＥＰ３４とＳＴＥＰ５０からなるループで、貯湯制御手段５１は、ＳＴＥＰ３４で第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs＋６℃以上であるか否かを判断し、また、ＳＴＥＰ５０でリモコン２５から暖房停止信号を受信したか否かを判断する。

そして、ＳＴＥＰ３４で第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs＋６℃以上になったときはＳＴＥＰ３５に進み、貯湯制御手段５１は、目標出湯温度を温水設定温度Ｔsに変更してＳＴＥＰ３６に進む。また、ＳＴＥＰ５０でリモコン２５から暖房停止信号を受信したときには、ＳＴＥＰ３７に進み、貯湯制御手段５１は、「貯湯加熱制御」を終了し、ＳＴＥＰ３８に進んで処理を終了する。

ＳＴＥＰ３６とＳＴＥＰ６０からなるループでは、貯湯制御手段５１は、ＳＴＥＰ３６でリモコン２５から暖房停止信号を受信したか否かを判断し、また、ＳＴＥＰ６０で第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs−５℃よりも低いか否かを判断する。

そして、ＳＴＥＰ３６でリモコン２５から暖房停止信号を受信したときにＳＴＥＰ３７に進む。また、ＳＴＥＰ６０で第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs−５℃よりも低いときには、ＳＴＥＰ６１に進み、貯湯制御手段５１は、温水設定温度Ｔs＋６℃を目標出湯温度ＴsにしてＳＴＥＰ３４に戻る。

以上説明した図３のフローチャートによる処理によって、貯湯制御手段５１は、基本的には温水設定温度Ｔsを目標出湯温度として「貯湯加熱制御」を実行することにより、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1を温水設定温度Ｔs付近に維持する。

そして、暖房開始信号を受信したときに、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が低温判定温度Ｔjよりも低いときには、ＳＴＥＰ３２で、貯湯制御手段５１は、温水設定温度Ｔs＋６℃に設定して「貯湯加熱制御」を開始する。このように、目標出湯温度を温水設定温度よりも高くして「貯湯加熱制御」を開始することにより、第１熱交換器３４での加熱量を増大させて、温水暖房端末９０に温水設定温度Ｔsの温水が供給されるまでの時間を短縮することができる。

また、温水暖房端末９０の暖房能力設定の変更等により、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs−５℃よりも低くなって、熱源機１０のバーナ１２が燃焼を開始したときには、ＳＴＥＰ６０，６１により、貯湯制御手段５１は、目標出湯温度を温水設定温度Ｔs＋６℃に変更して「貯湯加熱制御」を実行する。

ここで、ＳＴＥＰ６０，６１による目標出湯温度の変更を行わずに、目標出湯温度を温水設定温度Ｔsのままにすると、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔsに達した後は、ヒートポンプユニット６０は第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1をさらに上昇させるための加熱は行わない。

そのため、上述した図２のフローチャートのＳＴＥＰ４の条件（温水設定温度Ｔs＋５℃≦第２熱交換器１１の出湯温度Ｔh2）が満たされるまで、バーナ１２のみによって、第２熱交換器１１からの出湯温度Ｔh2を上昇させるための加熱が行なわれる。そのため、第２熱交換器１１の出湯温度Ｔh2が温水設定温度Ｔs＋５℃まで上昇せず、あるいは上昇するまでの時間が長くなって、バーナ１２の燃焼時間が長くなり、暖房運転のランニングコストが増大する。

これは、暖房開始信号を受信したときに、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs−５℃よりも低いときには、ＳＴＥＰ３１，３２により、目標出湯温度を温水設定温度Ｔs＋６℃とする処理を行わなかったときにも、同様である。

そこで、図３のＳＴＥＰ３１，３２、及びＳＴＥＰ６０，６１により、目標出湯温度を温水設定温度Ｔs＋６℃として「貯湯加熱制御」を実行することによって、第１熱交換器３４における湯水の加熱量を増大させ、これにより、第２熱交換器１１の出湯温度Ｔh2を速やかに温水設定温度Ｔs＋５℃まで上昇させて、バーナ１２を消火させることができる。

そのため、バーナ１２の燃焼時間を短縮させて、暖房運転のランニングコストの増大を抑制することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態のハード構成は、第１実施形態と同様であり、熱源機コントローラ２０による処理も図２に示したフローチャートによる。

図４は、第２実施形態におけるタンクコントローラ５０の貯湯制御手段５１による処理のフローチャートである。貯湯制御手段５１は、タンクユニット３０への電源供給が開始されてタンクコントローラ５０が起動すると、図４のフローチャートによる処理を実行する。

貯湯制御手段５１は、ＳＴＥＰ７０で、リモコンケーブル２７を介してリモコン２５から暖房開始信号を受信したときにＳＴＥＰ７１に進み、温水設定温度Ｔsを目標出湯温度として、ＳＴＥＰ７２で「貯湯加熱制御」を開始する。なお、ＳＴＥＰ７１において、目標出湯温度を温水設定温度Ｔsよりも高い温度に設定してもよい。

続くＳＴＥＰ７３とＳＴＥＰ８０からなるループで、貯湯制御手段５１は、ＳＴＥＰ７３で第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs−５℃以下であるか否かを判断し、また、ＳＴＥＰ８０でリモコン２５から暖房停止信号を受信したか否かを判断する。

そして、ＳＴＥＰ７３で第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs−５℃以下であるときはＳＴＥＰ７３に進み、貯湯制御手段５１は、目標出湯温度を温水設定温度Ｔs＋６℃に変更してＳＴＥＰ７５に進む。また、ＳＴＥＰ８０でリモコン２５から暖房停止信号を受信したときには、ＳＴＥＰ７６に進み、貯湯制御手段５１は、「貯湯加熱制御」を終了し、ＳＴＥＰ７７に進んで処理を終了する。

ＳＴＥＰ７５とＳＴＥＰ９０からなるループでは、ＳＴＥＰ７５でリモコン２５から暖房停止信号を受信したときにＳＴＥＰ７６に進む。また、ＳＴＥＰ９０で第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs＋６℃以上であるときにＳＴＥＰ９１に進み、貯湯制御手段５１は、目標出湯温度を温水設定温度Ｔsに戻してＳＴＥＰ７３に進む。

以上説明した図４のフローチャートによる処理によって、貯湯制御手段５１は、基本的には温水設定温度Ｔsを目標出湯温度として「貯湯加熱制御」を実行することにより、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1を温水設定温度Ｔs付近に維持する。

そして、温水暖房端末９０の暖房能力設定の変更等により、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs−５℃よりも低くなって、熱源機１０のバーナ１２が燃焼を開始したときには、ＳＴＥＰ７３，７４により、貯湯制御手段５１は、目標出湯温度を温水設定温度Ｔs＋６℃に変更して「貯湯加熱制御」を実行する。

このように、目標出湯温度を温水設定温度Ｔs＋６℃に変更することによって、第１熱交換器３４における湯水の加熱量を増大させ、これにより、第２熱交換器１１の出湯温度Ｔh2を速やかに温水設定温度Ｔs＋５℃まで上昇させて、バーナ１２を消火させることができる。

［第３実施形態］
図１を参照して、第３実施形態では、熱源機１０の熱源機コントローラ２０と、タンクユニット３０のタンクコントローラ５０は、通信ケーブル５３を介して通信する機能を備えている。その他のハード構成は、第１実施形態と同様である。

図５は、熱源機コントローラ２０の燃焼制御手段２１による処理のフローチャートである。図５のフローチャートは、上述した図２のフローチャートのＳＴＥＰ１０〜ＳＴＥＰ１１を、ＳＴＥＰ１００〜ＳＴＥＰ１０２に置き換えたものである。ＳＴＥＰ１００〜ＳＴＥＰ１０２以外の処理は、図２と同一であるので説明を省略する。

燃焼制御手段２１は、ＳＴＥＰ１００で、リモコン２５から暖房停止信号を受信したとき、又はタンクコントローラ５０から、バーナ１２の燃焼停止を指示する補助加熱停止信号を受信したときに、ＳＴＥＰ１０１に進んでバーナ１２を消火する。

次のＳＴＥＰ１０２で、燃焼制御手段２１は、暖房停止信号の受信によりバーナ１２を消火したときはＳＴＥＰ７に進んで処理を終了し、補助加熱停止信号の受信によりバーナ１２を消火したときにはＳＴＥＰ６に分岐する。

第３実施形態においても、上述した第１，第２実施形態と同様に、「燃焼加熱制御」により、第２熱交換器１１の出湯温度Ｔh2が温水設定温度Ｔs−５℃以下になったときに、バーナ１２に点火されてバーナ１２による第２熱交換器１１の加熱が開始され、第２熱交換器１１の出湯温度Ｔh2が温水設定温度Ｔs＋５℃以上となったときに、バーナ１２が消火されてバーナ１２による第２熱交換器１１の加熱を停止する処理が実行される。そして、温水暖房端末９０に供給される温水の温度が、温水設定温度Ｔs−５℃から温水設定温度Ｔs＋５℃の範囲内に維持される。

また、図６は、タンクコントローラ５０の貯湯制御手段５１による処理のフローチャートである。貯湯制御手段５１は、タンクユニット３０への電源供給が開始されてタンクコントローラ５０が起動すると、図６のフローチャートによる処理を実行する。

貯湯制御手段５１は、ＳＴＥＰ１１０で、リモコンケーブル２７を介してリモコン２５から暖房開始信号を受信したときにＳＴＥＰ１１１に進み、目標出湯温度を温水設定温度Ｔs（固定温度）とした「貯湯加熱制御」を開始する。

ＳＴＥＰ１１２とＳＴＥＰ１２０からなるループで、貯湯制御手段５１は、ＳＴＥＰ１１２で第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs−５℃以下であるか否かを判断し、また、ＳＴＥＰ１２０でリモコン２５から暖房停止信号を受信したか否かを判断する。

そして、ＳＴＥＰ１１２で第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs−５℃以下になったときはＳＴＥＰ１１３に進む。また、ＳＴＥＰ１２０でリモコン２５から暖房停止信号を受信したときにはＳＴＥＰ１１４に進み、貯湯制御手段５１は、ヒートポンプユニット６０の作動を停止して「貯湯加熱制御」を終了し、ＳＴＥＰ１１５に進んで処理を終了する。

ＳＴＥＰ１１３とＳＴＥＰ１３０からなるループでは、貯湯制御手段５１は、ＳＴＥＰ１１３でリモコン２５から暖房停止信号を受信したか否かを判断し、また、ＳＴＥＰ１３０で第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔsよりも高くなっているか否かを判断する。

そして、ＳＴＥＰ１１３でリモコン２５から暖房停止信号を受信したときはＳＴＥＰ１１４に進む。また、ＳＴＥＰ１３０で第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔsよりも高くなっているときにはＳＴＥＰ１３１に進み、貯湯制御手段５１は、通信ケーブル５３を介して熱源機コントローラ２０に補助加熱停止信号を送信し、ＳＴＥＰ１１２に戻る。

以上説明した図６のフローチャートによる処理によって、貯湯制御手段５１は、目標出湯温度を温水設定温度Ｔsとして「貯湯加熱制御」を実行することにより、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1を温水設定温度Ｔs付近に維持する。

そして、温水暖房端末９０の暖房能力設定の変更等により、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs−５℃よりも低くなり、熱源機１０のバーナ１２に点火されて「燃焼加熱制御」が開始されたときに、貯湯制御手段５１は、ＳＴＥＰ１３０，ＳＴＥＰ１３１により、熱源機コントローラ２０に補助加熱停止信号を送信する。この補助加熱停止信号を受信した熱源機コントローラ２０は、図５のＳＴＥＰ１０１でバーナ１２を消火する。

ここで、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs−５℃よりも低くなって「燃焼加熱制御」が開始されたときに、図６のＳＴＥＰ１３０，ＳＴＥＰ１３１により、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs以上となったときに補助加熱停止信号を送信する処理を行わないと、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔsに達してから、図５のＳＴＥＰ４の条件（温水設定温度Ｔs＋５℃≦第２熱交換器１１の出湯温度Ｔh2）が満たされるまで、バーナ１２は燃焼を継続する。

また、貯湯制御手段５１は、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔsとなるように「貯湯加熱制御」を行うため、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔsに達した後は、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1をさらに上昇させるための加熱は行わない。

そのため、上述した図５のＳＴＥＰ４の条件（温水設定温度＋５℃≦第２熱交換器１１の出湯温度Ｔh2）が満たされるまで、バーナ１２のみによって、第２熱交換器１１からの出湯温度Ｔh2を上昇させるための加熱が行われる。そのため、第２熱交換器１１の出湯温度Ｔh2が温水設定温度Ｔs＋５℃まで上昇せず、あるいは上昇するまでの時間が長くなって、バーナ１２の燃焼時間が長くなり、暖房運転のランニングコストが増大する。

そこで、図６のＳＴＥＰ１３０で、第１熱交換器３４の出湯温度Ｔh1が温水設定温度Ｔs以上となったときに、ＳＴＥＰ１３１で熱源機コントローラ２０に補助加熱停止信号を送信し、これにより、図５のＳＴＥＰ１０１でバーナ１２の燃焼を停止させることによって、バーナ１２の燃焼時間を短縮させて、暖房運転のランニングコストの増大を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、本発明の補助熱源機として、温水暖房用の第２熱交換器１１及びバーナ１２を備えた熱源機１０を示したが、給湯用の熱交換器及びバーナと、温水暖房用の熱交換器及びバーナとを備えた複合型の熱源機を用いてもよい。

１…暖房温水循環路、１０…補助熱源機、１１…第２熱交換器、１２…バーナ、１３…第２温度センサ、１４…暖房循環ポンプ、２０…熱源機コントローラ、２１…燃焼制御手段、２５…リモコン、３０…タンクユニット、３１…貯湯タンク、３２…貯湯循環路、３４…第１熱交換器、３５…第１温度センサ、５０…タンクコントローラ、５１…貯湯制御手段、６０…ヒートポンプユニット、６４…タンク循環路、７０…ヒートポンプ、８０…ヒートポンプコントローラ。

Claims

温水暖房端末に接続された暖房温水循環路と、
前記暖房温水循環路内の湯水を循環させる暖房循環ポンプと、
貯湯タンクと、
前記貯湯タンク内の湯水を所定温度に加熱維持するヒートポンプと、
前記貯湯タンクに接続された貯湯循環路と、
前記貯湯タンク内の湯水を前記貯湯循環路を介して循環させるタンク循環ポンプと、
前記暖房温水循環路及び前記貯湯循環路に接続され、前記貯湯循環路を循環する湯水との熱交換により前記暖房温水循環路を循環する湯水を加熱する第１熱交換器と、
前記第１熱交換器から前記暖房温水循環路に供給される湯水の温度を検出する第１温度センサと、
前記温水暖房端末の暖房運転の開始を指示する暖房開始指示手段と、
前記暖房開始指示手段により、前記温水暖房端末の暖房運転の開始が指示されたときに、前記第１温度センサの検出温度が目標出湯温度となるように、前記タンク循環ポンプを作動させる貯湯加熱制御を実行する貯湯制御手段と
を備えた温水暖房システムにおいて、
前記第１熱交換器の下流側で前記暖房温水循環路に接続された第２熱交換器と、該第２熱交換器を加熱するバーナと、該第２熱交換器から前記暖房温水循環路に供給される温水の温度を検出する第２温度センサと、前記暖房開始指示手段により前記温水暖房端末の暖房運転の開始が指示されたときに、前記第２温度センサの検出温度が所定の温水設定温度よりも低い燃焼開始温度以下となったときに前記バーナを燃焼させ、該第２温度センサの検出温度が前記温水設定温度よりも高い燃焼停止温度以上となったときに前記バーナの燃焼を停止する処理を繰り返す暖房燃焼制御を実行する燃焼制御手段とを有する補助熱源機を備え、
前記貯湯制御手段は、
前記暖房開始指示手段により前記温水暖房端末の暖房運転の開始が指示されたときに、前記第１温度センサの検出温度が、前記温水設定温度から前記燃焼開始温度までの範囲内の低温判定温度よりも低いか否かを判断し、
前記第１温度センサの検出温度が前記低温判定温度以上であるときは、前記目標出湯温度を前記温水設定温度として前記貯湯加熱制御を開始し、
前記第１温度センサの検出温度が前記低温判定温度よりも低いときには、前記目標出湯温度を前記燃焼停止温度よりも高い補助加熱停止温度として、前記貯湯加熱制御を開始し、その後、前記第１温度センサの検出温度が前記補助加熱停止温度以上となったときに、前記目標出湯温度を前記温水設定温度に変更する
ことを特徴とする温水暖房システム。
請求項１記載の温水暖房システムにおいて、
前記貯湯制御手段は、前記温水設定温度を前記目標出湯温度として前記貯湯加熱制御を実行しているときに、前記第１温度センサの検出温度が前記燃焼開始温度以下になったときには、前記目標出湯温度を前記補助加熱停止温度に変更し、その後、前記第１温度センサの検出温度が前記補助加熱停止温度以上になったときに、前記目標出湯温度を前記温水設定温度に戻すことを特徴とする温水暖房システム。
温水暖房端末に接続された暖房温水循環路と、
前記暖房温水循環路内の湯水を循環させる暖房循環ポンプと、
貯湯タンクと、
前記貯湯タンク内の湯水を所定温度に加熱維持するヒートポンプと、
前記貯湯タンクに接続された貯湯循環路と、
前記貯湯タンク内の湯水を前記貯湯循環路を介して循環させるタンク循環ポンプと、
前記暖房温水循環路及び前記貯湯循環路に接続され、前記貯湯循環路を循環する湯水との熱交換により前記暖房温水循環路を循環する湯水を加熱する第１熱交換器と、
前記第１熱交換器から前記暖房温水循環路に供給される湯水の温度を検出する第１温度センサと、
前記温水暖房端末の暖房運転の開始を指示する暖房開始指示手段と、
前記暖房開始指示手段により、前記温水暖房端末の暖房運転の開始が指示されたときに、前記第１温度センサの検出温度が目標出湯温度となるように、前記タンク循環ポンプを作動させる貯湯加熱制御を実行する貯湯制御手段と
を備えた温水暖房システムにおいて、
前記第１熱交換器の下流側で前記暖房温水循環路に接続された第２熱交換器と、該第２熱交換器を加熱するバーナと、該第２熱交換器から前記暖房温水循環路に供給される温水の温度を検出する第２温度センサと、前記暖房開始指示手段により前記温水暖房端末の暖房運転の開始が指示されたときに、前記第２温度センサの検出温度が所定の温水設定温度よりも低い燃焼開始温度以下となったときに前記バーナを燃焼させ、該第２温度センサの検出温度が前記温水設定温度よりも高い燃焼停止温度以上となったときに前記バーナの燃焼を停止する処理を繰り返す暖房燃焼制御を実行する燃焼制御手段とを有する補助熱源機を備え、
前記貯湯制御手段は、
前記暖房開始指示手段により前記温水暖房端末の暖房運転の開始が指示されたときに、前記貯湯加熱制御を開始し、
前記温水設定温度を前記目標出湯温度として前記貯湯加熱制御を実行しているときに、前記第１温度センサの検出温度が前記燃焼開始温度以下となったときには、前記目標出湯温度を前記温水設定温度から前記燃焼停止温度よりも高い補助加熱停止温度に変更し、その後、前記第１温度センサの検出温度が前記補助加熱停止温度以上になった時に、前記目標出湯温度を前記温水設定温度に戻す
ことを特徴とする温水暖房システム。
温水暖房端末に接続された暖房温水循環路と、
前記暖房温水循環路内の湯水を循環させる暖房循環ポンプと、
貯湯タンクと、
前記貯湯タンク内の湯水を所定温度に加熱維持するヒートポンプと、
前記貯湯タンクに接続された貯湯循環路と、
前記貯湯タンク内の湯水を前記貯湯循環路を介して循環させるタンク循環ポンプと、
前記暖房温水循環路及び前記貯湯循環路に接続され、前記貯湯循環路を循環する湯水との熱交換により前記暖房温水循環路を循環する湯水を加熱する第１熱交換器と、
前記第１熱交換器から前記暖房温水循環路に供給される湯水の温度を検出する第１温度センサと、
前記温水暖房端末の暖房運転の開始を指示する暖房開始指示手段と、
前記暖房開始指示手段により、前記温水暖房端末の暖房運転の開始が指示されたときに、前記第１温度センサの検出温度が所定の温水設定温度となるように、前記タンク循環ポンプを作動させる貯湯加熱制御を実行する貯湯制御手段と
を備えた温水暖房システムにおいて、
前記第１熱交換器の下流側で前記暖房温水循環路に接続された第２熱交換器と、該第２熱交換器を加熱するバーナと、該第２熱交換器から前記暖房温水循環路に供給される温水の温度を検出する第２温度センサと、前記暖房開始指示手段により前記温水暖房端末の暖房運転の開始が指示されたときに、前記第２温度センサの検出温度が前記温水設定温度よりも低い燃焼開始温度以下となったときに前記バーナを燃焼させ、該第２温度センサの検出温度が前記温水設定温度よりも高い燃焼停止温度以上となったときに前記バーナの燃焼を停止する処理を繰り返す暖房燃焼制御を実行する燃焼制御手段とを有する補助熱源機を備え、
前記貯湯制御手段は、前記貯湯加熱制御の実行中に、前記第１温度センサの検出温度が、前記燃焼開始温度よりも低い温度から前記温水設定温度以上に移行したときに、前記補助熱源機に対して前記バーナの燃焼停止を指示し、
前記補助熱源機の前記燃焼制御手段は、前記貯湯制御手段からの前記バーナの燃焼停止の指示に応じて、前記バーナの燃焼を停止する
ことを特徴とする温水暖房システム。