JP6087211B2 - 暖房システム - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプユニットを暖房用熱媒の加熱源として備える暖房システムに関する。

この種の暖房システムとしては、従来、例えば特許文献１に見られる如きシステム（床暖房空調装置）が知られている。

この特許文献１に見られるシステムは、ヒートポンプユニットの冷媒の循環路中に床暖房用熱交換器と室内熱交換器とを介装し、ヒートポンプユニットの圧縮機で昇温・昇圧した冷媒を床暖房用熱交換器と室内熱交換器とに流通させて凝縮させることで、床暖房装置（暖房端末機）と、床暖房用熱交換器とを経由して循環する暖房用熱媒（ブライン）を該床暖房用熱交換器で加熱すると共に、室内熱交換器で室内空気を加熱する。

特開２００５−２７４１３４号公報

暖房用熱媒の加熱源としてヒートポンプユニットを用いる上記の如き暖房システムでは、外気温度が低い場合に、ヒートポンプユニットの室外機に備えられる熱交換器（室外の大気と冷媒との熱交換を行う熱交換器）等に着霜することが多々ある。

このような着霜が発生すると、室外機の熱交換器の熱交換効率が低下して、ヒートポンプユニットのエネルギー効率も低下する。

このため、上記着霜を解消するために、ヒートポンプユニットの除霜運転（デフロスト運転）を行う場合もある。この除霜運転では、暖房用熱媒と冷媒との熱交換を行わせる暖房用熱交換器で冷媒の蒸発を行わせつつ、室外機の熱交換器で冷媒の凝縮を行わせるように該冷媒をヒートポンプユニットの循環路で循環させる。これにより、室外機の熱交換器で冷媒の放熱を発生させ、ひいては、該熱交換器を加熱する。このように除霜運転を行う技術は、前記特許文献１にも記載されている。

ただし、かかるヒートポンプユニットの除霜運転中は、暖房用熱媒と冷媒との熱交換を行う暖房用熱交換器は、吸熱を行うこととなるので、暖房用熱媒を加熱することができない。

そこで、前記特許文献１には、ヒートポンプユニットの除霜運転時にも、床暖房装置のの暖房運転（床暖房装置の放熱）を行うことができるようするために、除霜運転を行っていない状態での床暖房装置の暖房運転中に、暖房用熱媒の循環路中に備えたバッファタンクに蓄熱しておき、除霜運転中には、該バッファタンクで暖房用熱媒に蓄熱された熱を利用して床暖房装置の暖房運転を行う技術が提案されている。

しかるに、特許文献１に見られる技術では、バッファタンクを必要とするために、暖房装置のシステム構成の小型化、あるいは低コスト化の妨げとなるという課題がある。

また、暖房用熱媒の循環路中に、ヒートポンプユニットにより加熱される熱交換器に加えて、ガスバーナ等の他の加熱源により加熱可能な熱交換器が介装されているような暖房システムでは、ヒートポンプユニットの除霜運転中に、当該他の加熱源により暖房用熱媒を加熱することは可能である。ただし、その場合には、ヒートポンプユニット以外の加熱源のエネルギー消費が必要となって、暖房システム全体のエネルギー効率が低下するという課題がある。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、ヒートポンプユニットの除霜運転を行いながら、放熱を行う暖房端末機による暖房運転を行うことを小型なシステム構成で安価に実現できる暖房システムを提供することを目的とする。

本発明の暖房システムは、かかる目的を達成するために、放熱を行う暖房端末機と暖房用熱交換器とを経由して暖房用熱媒を循環させる熱媒循環路と、前記暖房用熱交換器と室外機に備えられた熱交換器とを経由して冷媒を循環させる冷媒循環路を有するヒートポンプユニットとを備えており、該ヒートポンプユニットが、前記暖房用熱媒を加熱する熱媒加熱運転と、前記室外機での除霜を行う除霜運転とを選択的に実行可能に構成された暖房システムであって、
前記ヒートポンプユニットの熱媒加熱運転を行いながら前記暖房端末機での放熱を行う暖房運転中に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性が発生すると予測された場合に、該除霜運転の開始前に、前記熱媒循環路で暖房端末機に供給される暖房用熱媒を昇温させるように、前記ヒートポンプユニットによる前記暖房用熱媒の加熱量と、前記熱媒循環路で暖房端末機に供給される暖房用熱媒の流量とのうちの少なくともいずれかを制御する除霜運転前制御手段を備え、
該除霜運転前制御手段により前記暖房端末機に供給される暖房用熱媒の温度が、所定の温度以上の温度に昇温した後に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行うように構成されていることを基本構成とする。

かかる基本構成によれば、前記ヒートポンプユニットの熱媒加熱運転を行いながら前記暖房端末機での放熱を行う暖房運転中に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性が発生すると予測された場合に（換言すれば、まもなく除霜運転を行うことが必要となる場合に）、前記ヒートポンプユニットによる前記暖房用熱媒の加熱量（以降、ヒートポンプ出力ということがある）と、前記熱媒循環路で暖房端末機に供給される暖房用熱媒の流量（以降、熱媒供給流量ということがある）とのうちの少なくともいずれかを前記除霜運転前制御手段が制御することで、暖房端末機に供給される暖房用熱媒が昇温される。

これにより、熱媒循環路中の暖房用熱媒は、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前よりも多くの熱量を蓄熱することとなる。

そして、暖房用熱媒の温度が、所定の温度以上の温度に昇温して、該暖房用熱媒が十分な熱量を蓄熱した後に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転が行われる。

この除霜運転では、暖房用熱交換器で暖房用熱媒を加熱することはできないものの、該除霜運転の前に、熱媒循環路中の暖房用熱媒が昇温されて蓄熱しているため、除霜運転中に、暖房用熱媒が、暖房端末機等での放熱によって過剰に低い温度に低下するのが抑制される。そのため、暖房端末機による暖房運転を支障なく行うことができる。

従って、上記基本構成によれば、熱媒循環路中に蓄熱タンクを備えることなく、ヒートポンプユニットの除霜運転を行いながら、暖房端末機による暖房運転を行うことができることとなる。

よって上記基本構成によれば、ヒートポンプユニットの除霜運転を行いながら、放熱を行う暖房端末機による暖房運転を行うことを小型なシステム構成で安価に実現できる。

本発明（第１発明）では、前記基本構成に加えて、前記熱媒循環路は、前記暖房用熱交換器から前記暖房端末機に向かう暖房用熱媒を流す往路側熱媒流路と、前記暖房端末機から前記暖房用熱交換器に向かう暖房用熱媒を流す復路側熱媒流路とを有し、前記復路側熱媒流路を流れる暖房用熱媒の一部を、前記暖房用熱交換器を経由させずに前記往路側熱媒流路に還流させ得るように、該復路側熱媒流路の途中部と該往路側熱媒流路の途中部とを接続する第１バイパス路と、前記復路側熱媒流路の途中部に前記暖房端末機側から流入する暖房用熱媒のうち、前記第１バイパス路に分配する暖房用熱媒の流量の割合である分配割合を制御するための分配制御弁とをさらに備える。

そして、前記除霜運転前制御手段は、前記暖房運転中に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性が発生すると予測された場合に、前記ヒートポンプユニットによる前記暖房用熱媒の加熱量（ヒートポンプ出力）と、前記熱媒循環路で暖房端末機に供給される暖房用熱媒の流量（熱媒供給流量）とのうちの少なくともいずれかを制御することに加えて、前記第１バイパス路への暖房用熱媒の分配割合を減少させるように前記分配制御弁を制御するように構成されている。

この第１発明によれば、前記除霜運転前制御手段は、前記暖房運転中に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性が発生した場合に、前記ヒートポンプ出力及び熱媒供給流量のうちの少なくともいずれかの制御に加えて、前記第１バイパス路への暖房用熱媒の分配割合を減少させるように前記分配制御弁を制御するので、熱媒循環路で循環する暖房用熱媒のうち、暖房用熱交換器で加熱される量の割合を、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前よりも高めることができる。ひいては、該暖房用熱媒をより早期に昇温させるようにすることが可能となる。

上記基本構成又は第１発明では、前記除霜運転の前に、前記暖房端末機に供給される暖房用熱媒の温度を昇温させることは、前記ヒートポンプ出力の制御及び前記熱媒供給流量の制御のいずれの制御でも実現可能である。

ただし、前記除霜運転前制御手段は、前記暖房運転中に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性が発生すると予測された場合に、前記熱媒循環路で暖房端末機に供給される暖房用熱媒の流量を前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前の流量に維持したまま、前記ヒートポンプユニットによる前記暖房用熱媒の加熱量（ヒートポンプ出力）を制御するように構成されていることが好ましい（第２発明）。

これによれば、暖房端末機に供給される暖房用熱媒の流量が、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前の流量に維持されるので、暖房端末機における暖房能力を快適な状態に保ちつつ、暖房用熱媒の昇温を行うことができる。

また、本発明（第３発明又は第４発明）では、前記基本構成に加えて、前記熱媒循環路は、前記暖房用熱交換器から前記暖房端末機に向かう暖房用熱媒を流す往路側熱媒流路と、前記暖房端末機から前記暖房用熱交換器に向かう暖房用熱媒を流す復路側熱媒流路とを有し、前記復路側熱媒流路を流れる暖房用熱媒の一部を、前記暖房用熱交換器を経由させずに前記往路側熱媒流路に還流させ得るように、該復路側熱媒流路の途中部と該往路側熱媒流路の途中部とを接続する第１バイパス路と、前記復路側熱媒流路における前記第１バイパス路の接続部に前記暖房端末機側から流入する暖房用熱媒のうち、前記第１バイパス路に分配する暖房用熱媒の流量の割合である分配割合を制御するための分配制御弁と、前記往路側熱媒流路における前記第１バイパス路の接続部の上流側の部分の途中部と前記復路側熱媒流路における前記第１バイパス路の接続部の下流側の部分の途中部とを連通させる第２バイパス路と、前記往路側熱媒流路及び復路側熱媒流路のそれぞれにおける前記第２バイパス路の接続部よりも前記暖房用熱交換器側の箇所で、該暖房用熱交換器に流れる暖房用熱媒の流量を制御可能に前記熱媒循環路に介装された第１ポンプと、前記往路側熱媒流路及び復路側熱媒流路のそれぞれにおける前記第１バイパス路の接続部よりも前記暖房端末機側の箇所で、該暖房端末機に流れる暖房用熱媒の流量を制御可能に前記熱媒循環路に介装された第２ポンプとをさらに備える。

そして、第３発明では、前記除霜運転前制御手段は、前記暖房運転中に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性が発生すると予測された場合に、前記暖房用熱交換器及び暖房端末機にそれぞれ流れる暖房用熱媒の流量を、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前の流量に維持するように前記第１ポンプ及び第２ポンプを制御し、且つ、前記第１バイパス路への暖房用熱媒の分配割合を、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前の分配割合以下の分配割合にするように前記分配制御弁を制御した状態で、前記ヒートポンプユニットによる前記暖房用熱媒の加熱量を制御するように構成されている。

また、第４発明では、前記除霜運転前制御手段は、前記暖房運転中に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性が発生すると予測された場合に、前記暖房用熱交換器に流れる暖房用熱媒の流量を増加させるように前記第１ポンプを制御し、且つ、前記暖房端末機に流れる暖房用熱媒の流量を、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前の流量に維持するように前記第２ポンプを制御し、且つ、前記第１バイパス路への暖房用熱媒の分配割合を、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前の分配割合以下の分配割合にするように前記分配制御弁を制御した状態で、前記ヒートポンプユニットによる前記暖房用熱媒の加熱量を制御するように構成されている。

上記第３発明によれば、前記除霜運転前制御手段が、前記第１ポンプ及び第２ポンプを上記の如く制御することで、前記暖房用熱交換器及び暖房端末機にそれぞれ流れる暖房用熱媒の流量が、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前の流量に維持される。さらに前記除霜運転前制御手段が、前記分配制御弁を上記の如く制御することで、前記第１バイパス路への暖房用熱媒の分配割合が、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前の分配割合以下の分配割合に制御される。

なお、この場合、分配制御弁の制御による分配割合は、除霜運転を行う必要性の発生の予測前の分配割合と同じでもよい。

そして、第３発明では、上記の如く第１ポンプ及び第２ポンプ、並びに分配制御弁を制御した状態で、前記ヒートポンプユニットによる前記暖房用熱媒の加熱量を制御することで、前記暖房端末機に供給される暖房用熱媒の温度を適切に昇温させることができる。

また、上記第４発明によれば、前記除霜運転前制御手段が、前記第１ポンプ及び第２ポンプを上記の如く制御することで、前記暖房用熱交換器に流れる暖房用熱媒の流量が増加される一方、暖房端末機に流れる暖房用熱媒の流量が、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前の流量に維持される。さらに前記除霜運転前制御手段が、前記分配制御弁を上記の如く制御することで、前記第１バイパス路への暖房用熱媒の分配割合が、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前の分配割合以下の分配割合に制御される。

なお、この場合、分配制御弁の制御による分配割合は、第３発明の場合と同様に、除霜運転を行う必要性の発生の予測前の分配割合と同じでもよい。

そして、第４発明では、上記の如く第１ポンプ及び第２ポンプ、並びに分配制御弁を制御した状態で、前記ヒートポンプユニットによる前記暖房用熱媒の加熱量を制御することで、前記暖房端末機に供給される暖房用熱媒の温度を適切に昇温させることができる。この場合、ヒートポンプ出力を増加させるように制御することと併せて、暖房端末機に流れる暖房用熱媒の流量を、除霜運転の必要性の発生の予測前よりも増加させることで、暖房端末機に供給される暖房用熱媒をより早期に昇温させることが可能となる。

なお、第３発明及び第４発明では、前記第２バイパス路と第１ポンプ及び第２ポンプを備えることで、暖房用熱交換器に流れる暖房用熱媒の流量と、暖房端末機に供給される暖房用熱媒の流量とをそれぞれ個別に制御できる。

また、上記第１〜第４発明では、前記所定の温度は、前記ヒートポンプユニットの除霜運転が完了するまでに、前記暖房端末機における暖房運転のために必要な所定の下限温度以上の温度に保たれるように設定されていることが好ましい（第５発明）。

これによれば、前記除霜運転が完了するまで、快適な暖房運転を持続することができる。

この第５発明は、前記暖房端末機に供給される暖房用熱媒の温度が前記下限温度よりも低い温度に低下した場合に、該暖房用熱媒を前記熱媒循環路で循環させつつ加熱する燃焼式加熱源がさらに備えられている場合に特に好適である（第６発明）。

これによれば、ヒートポンプユニットの除霜運転中に、燃焼式加熱源による暖房用熱媒の加熱が行われるのを極力防止して、暖房システムのエネルギー効率が低下するのを防止できる。また、外気温が低過ぎる場合での暖房運転中のように、ヒートポンプユニットが暖房用熱媒を十分に加熱できない状況で、燃焼式加熱源によって補助的に暖房用熱媒を加熱することもできる。

本発明の実施形態の暖房システムの全体構成を示す図。 図２（ａ），（ｂ）は、実施形態の暖房システムのヒートポンプユニットの動作状態を示す図。 第１実施形態における暖房システムの作動を説明するためのフローチャート。 暖房端末機に供給される暖房用熱媒の変化の形態を例示するグラフ。 第２実施形態における暖房システムの作動を説明するためのフローチャート。 第３実施形態における暖房システムの作動を説明するためのフローチャート。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１〜図４を参照して以下に説明する。

図１に示すように、本実施形態の暖房システムは、暖房用熱媒を暖房端末機１を経由させて循環させる熱媒循環路２と、暖房用熱媒を加熱する主たる加熱源としてのヒートポンプユニット３と、暖房用熱媒を加熱する補助的な加熱源としての燃焼式加熱源４と、暖房システムの運転制御を行うコントローラ５とを備えている。

本実施形態では、暖房用熱媒は、例えば温水である。ただし、暖房用熱媒は、不凍液等、温水以外の熱媒であってもよい。

また、暖房端末機１は、加熱された暖房用熱媒（以降、温水という）を放熱させることで室内等の暖房を行う放熱器であり、例えば床暖房装置、温水式の温風暖房装置等により構成される。

ヒートポンプユニット３は、ヒートポンプ用の冷媒を循環させる冷媒循環路１１と、暖房用熱媒と冷媒との熱交換を行う暖房用熱交換器１２と、冷媒と室外の大気との熱交換を行う熱交換器１３（以降、室外側熱交換器１３という）を有する室外機１５と、冷媒を加圧する圧縮機１６と、冷媒を減圧する膨張弁１７と、冷媒循環路１１での冷媒の流れの向きを切り替えるための四方弁１８とを備える。上記冷媒としては、例えばハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）等の代替フロン、あるいは、二酸化炭素等が使用される。

暖房用熱交換器１２には、冷媒との熱交換を行う温水を暖房用熱交換器１２に流入させる復路側温水流路３４と、該温水を暖房用熱交換器１２から流出させる往路側温水流路３３とが接続されている。詳細は後述するが、これらの温水流路３３，３４は、前記熱媒循環路２（以降、温水循環路２という）の一部を構成するものである。そして、温水流路３３，３４の一方、例えば復路側温水流路３４には、温水を復路側温水流路３４側から暖房用熱交換器１２を介して往路側温水流路３３側に向かって流すように作動する電動式の第１ポンプ１９が介装されている。

この場合、第１ポンプ１９は、復路側温水流路３４への後述の第２バイパス路３２の接続部３４ｂよりも暖房用熱交換器１２側（接続部３４ｂの下流側）で復路側温水流路３４に介装されている。なお、第１ポンプ１９は、往路側温水流路３３への後述の第２バイパス路３２の接続部３３ｂよりも暖房用熱交換器１２側（接続部３３ｂの上流側）で往路側温水流路３３に介装されていてもよい。

また、室外機１５には、冷媒との熱交換を行わせる室外の大気（空気）を室外側熱交換器１３に送風する電動式の回転ファン１４が搭載されている。該回転ファン１４の回転数（回転速度）を制御することで、室外側熱交換器１３に供給される空気の量（ひいては、冷媒との熱交換を行わせる空気の量）を調整することが可能となっている。

冷媒循環路１１は、圧縮機１６及び膨張弁１７の作動時に、冷媒を暖房用熱交換器１２、室外側熱交換器１３、圧縮機１６及び膨張弁１７を経由させて循環させることで、冷媒の蒸発、加圧、凝縮、減圧を順次繰り返すように構成されている。そして、この場合、冷媒の蒸発及び凝縮を、それぞれ室外側熱交換器１３、暖房用熱交換器１２で行わせる形態と、冷媒の蒸発及び凝縮を、それぞれ上記と逆に暖房用熱交換器１２、室外側熱交換器１３で行わせる形態とを切り替えることができるようになっている。

さらに詳細には、冷媒循環路１１は、その構成要素として、暖房用熱交換器１２の一端側の冷媒入出口と四方弁１８の４つのポートのうちの第１ポート１８ａとを接続する第１冷媒流路１１ａと、四方弁１８の第２ポート１８ｂと第３ポート１８ｃとを接続する第２冷媒流路１１ｂと、四方弁１８の第４ポート１８ｄと室外側熱交換器１３の一端側の冷媒入出口とを接続する第３冷媒流路１１ｃと、室外側熱交換器１３の他端側の冷媒入出口と暖房用熱交換器１２の他端側の冷媒入出口とを接続する第４冷媒流路１１ｄとを有する。

そして、第２冷媒流路１１ｂの途中部に圧縮機１６が介装され、第４冷媒流路１１ｄの途中部に膨張弁１７が介装されている。

ここで、四方弁１８は、図２（ａ）に示すように、第１ポート１８ａと第２ポート１８ｂとが連通すると共に第３ポート１８ｃと第４ポート１８ｄとが連通する動作状態（以降、第１動作状態という）と、図２（ｂ）に示すように、第１ポート１８ａと第３ポート１８ｃとが連通すると共に第２ポート１８ｂと第４ポート１８ｄとが連通する動作状態（以降、第２動作状態という）とのうちのいずれか一方の動作状態に選択的に切替制御可能な弁である。

そして、四方弁１８を第１動作状態に制御した状態で、圧縮機１６及び膨張弁１７を作動させた場合には、冷媒循環路１１の冷媒は、図２（ａ）に斜線付きの矢印で示す如く、暖房用熱交換器１２から、膨張弁１７を有する第４冷媒流路１１ｄ、室外側熱交換器１３、第３冷媒流路１１ｃ、四方弁１８の第４ポート１８ｄ及び第３ポート１８ｃ、圧縮機１６を有する第２冷媒流路１１ｂ、四方弁１８の第２ポート１８ｂ及び第１ポート１８ａ、第１冷媒流路１１ａを順に流れた後に暖房用熱交換器１２に還流する。

従って、冷媒循環路１１の冷媒は、暖房用熱交換器１２、膨張弁１７、室外側熱交換器１３、圧縮機１６を順に経由して流れるように循環する。

このとき、冷媒は、室外側熱交換器１３で回転ファン１４により供給される大気中の熱を吸熱して蒸発し、続いて、圧縮機１６により加圧されて昇温した状態で暖房用熱交換器１２に流入する。そして、該冷媒は、暖房用熱交換器１２での温水との熱交換によって放熱しつつ凝縮し、続いて、膨張弁１７により減圧されて低温になった状態で室外側熱交換器１３に還流することとなる。かかる熱サイクルの過程において、暖房用熱交換器１２に流入する温水が、該暖房用熱交換器１２での冷媒との熱交換によって加熱されることとなる。

上記の如く四方弁１８を第１動作状態に制御した状態でのヒートポンプユニット３の運転が、温水循環路２の温水を加熱する熱媒加熱運転である。

また、四方弁１８を第２動作状態に制御した状態で、圧縮機１６及び膨張弁１７を作動させた場合には、冷媒循環路１１の冷媒は、図２（ｂ）に示す如く、暖房用熱交換器１２から、第１冷媒流路１１ａ、四方弁１８の第１ポート１８ａ及び第３ポート１８ｃ、圧縮機１６を有する第２冷媒流路１１ｂ、四方弁１８の第２ポート１８ｂ及び第４ポート１８ｄ、第３冷媒流路１１ｃ、室外側熱交換器１３、膨張弁１７を有する第４冷媒流路１１ｄを順に流れた後に暖房用熱交換器１２に還流する。

従って、冷媒循環路１１の冷媒は、暖房用熱交換器１２、圧縮機１６、室外側熱交換器１３、膨張弁１７を順に経由して流れるように循環する。

このとき、冷媒は、暖房用熱交換器１２で吸熱して蒸発し、続いて、圧縮機１６により加圧されて昇温した状態で室外側熱交換器１３に流入する。そして、該冷媒は、室外側熱交換器１３で回転ファン１４により供給される大気との熱交換によって放熱しつつ凝縮し、続いて、膨張弁１７で減圧されて低温になった状態で暖房用熱交換器１２に還流することとなる。かかる熱サイクルの過程において、室外側熱交換器１３が、流入する加圧・昇温された冷媒により加熱されることとなる。このため、室外側熱交換器１３等に着霜した場合に、除霜を行うことが可能となる。

上記の如く四方弁１８を第２動作状態に制御した状態でのヒートポンプユニット３の運転が、室外側熱交換器１３等の除霜を行う除霜運転である。

また、本実施形態のヒートポンプユニット３では、第３冷媒流路１１ｃの室外側熱交換器１３寄りの箇所と、第４冷媒流路１１ｄの室外側熱交換器１３寄りの箇所とには、それぞれの箇所での冷媒の温度を検出する温度センサ２０，２１がそれぞれ装着されている。これらの温度センサ２０，２１の検出信号は、コントローラ５に入力される。

図１の説明に戻って、前記温水循環路２は、暖房用熱媒としての温水を、暖房端末機１と暖房用熱交換器１２とを経由させて循環させることができるように構成されている。

さらに、本実施形態では、暖房端末機１から暖房用熱交換器１２側に戻る温水の一部を、暖房用熱交換器１２を経由させずに暖房端末機１に還流させることを可能とする第１バイパス路３１と、暖房用熱交換器１２から流出する温水の一部を、暖房端末機１を経由させずに暖房用熱交換器１２に還流させ、もしくは、暖房端末機１から暖房用熱交換器１２側に戻る温水の一部を、暖房用熱交換器１２を経由させずに暖房端末機１に還流させることを可能とする第２バイパス路３２とが温水循環路２に接続されている。

さらに詳細には、温水循環路２は、前記暖房用熱交換器１２から暖房端末機１に向かう温水を流す往路側温水流路３３と、暖房端末機１から暖房用熱交換器１２側に戻る温水を流す復路側温水流路３４とにより構成される。これらの往路側温水流路３３、復路側温水流路３４は、それぞれ、本発明における往路側熱媒流路、復路側熱媒流路に相当するものである。

往路側温水流路３３は、その上流端が暖房用熱交換器１２の温水流出口に接続され、下流端が暖房端末機１の温水流入口に接続されている。そして、往路側温水流路３３の暖房用熱交換器１２寄りの上流部には、第１バイパス路３１の一端が接続・連通された接続部３３ａと、第２バイパス路３２の一端が接続・連通された接続部３３ｂとが設けられている。なお、第１バイパス路３１用の接続部３３ａは、第２バイパス路３２用の接続部３３ｂよりも下流側に配置されている。

また、往路側温水流路３３の接続部３３ａから暖房端末機１に至る部分は、燃焼式加熱源４の内部を通って配管されている。この場合、燃焼式加熱源４は、燃料ガス等の燃料を燃焼させるバーナ５１の燃焼熱により加熱される熱交換器５２を備えている。そして、往路側温水流路３３の接続部３３ａから暖房端末機１に至る部分は、燃焼式加熱源４の内部で熱交換器５２を経由して配管されている。

さらに、往路側温水流路３３の接続部３３ａから暖房端末機１に至る部分（接続部３３ａよりも暖房端末機１側の部分）の途中箇所、例えば、熱交換器５２の下流側の箇所には、温水を上流側から吸引して暖房端末機１に供給するように作動する電動式の第２ポンプ５３が介装されている。

なお、第２ポンプ５３は、復路側温水流路３４の接続部３４ａから暖房端末機１に至る部分（接続部３４ａよりも暖房端末機１側の部分）に介装されていてもよい。

復路側温水流路３４は、その上流端が暖房端末機１の温水流出口に接続され、下流端が前記第１ポンプ１９を介して暖房用熱交換器１２の温水流入口に接続されている。そして、復路側温水流路３４の暖房用熱交換器１２寄りの下流部には、第１ポンプ１９の上流側で、第１バイパス路３１の他端が接続された接続部３４ａと、第２バイパス路３２の他端が接続・連通された接続部３４ｂとが設けられている。なお、第１バイパス路３１用の接続部３４ａは、第２バイパス路３２用の接続部３４ｂよりも上流側に配置されている。

この場合、第１バイパス路３１用の接続部３４ａには、三方弁３５が介装されており、この三方弁３５を介して第１バイパス路３１の他端が復路側温水流路３４に接続されている。上記三方弁３５は、２つの流出ポートを有しており、暖房端末機１側から流入する温水を、２つの流出ポートに分配可能であり、且つ、その分配割合を可変的に制御可能な弁である。なお、該三方弁３５は、本発明における分配制御弁に相当する。

この三方弁３５の一方の流出ポートに、復路側温水流路３４の下流側の部分（接続部３４ａから暖房用熱交換器１２に至る部分）が接続され、他方の流出ポートに第１バイパス路３１の他端が接続されている。

従って、復路側温水流路３４から三方弁３５に流入する温水の一部を、第１バイパス路３１に流すように該三方弁３５を制御した場合、その一部の温水は、暖房用熱交換器１２を経由せずに、第１バイパス路３１から往路側温水流路３３の温水に合流することとなる。

さらに、本実施形態では、上記の如く第２バイパス路３２と第１ポンプ１９及び第２ポンプ５３とを備えることによって、暖房用熱交換器１２に流す温水の流量と、暖房端末機１に供給する温水の流量とをそれぞれ、第１ポンプ１９、第２ポンプ５３により個別に制御することが可能となっている。

なお、復路側温水流路３４の接続部３４ａに前記三方弁３５を介装する代わりに、往路側温水流路３３の接続部３３ａに２つの流入ポートを有する三方弁を介装するようにしてもよい。この場合は、該三方弁の一方の流入ポートに、往路側温水流路３３の上流側の部分（暖房用熱交換器１２から接続部３３ａに至る部分）を接続し、他方の流入ポートに第１バイパス路３１を接続するようにすればよい。

また、本実施形態の暖房システムでは、復路側温水流路３４の暖房端末機１から接続部３４ａに至る部分には、加熱によって膨張した温水の一部を貯留させる膨張タンク３６が接続されている。さらに、復路側温水流路３４の接続部３４ａから第１ポンプ１９に至る部分から、手動式の開閉弁３７が介装された排水路３８が導出されている。

また、往路側温水流路３３の暖房用熱交換器１２から接続部３３ｂに至る部分の途中箇所と、接続部３３ｂから接続部３３ａに至る部分の途中箇所と、接続部３３ａから燃焼式加熱源４の熱交換器５２に至る部分の途中箇所とに、それぞれの箇所での温水の温度を検出する温度センサ４１，４２，４３がそれぞれ装着され、復路側温水流路３４の暖房端末機１から接続部３４ａに至る部分の途中箇所にその箇所での温水の温度を検出する温度センサ４４が装着されている。これらの温度センサ４１〜４４の検出信号は、コントローラ５に入力される。

補足すると、温水を供給する暖房端末機１は、複数台であってもよい。例えば、往路側温水流路３３の下流端と復路側温水流路３４の上流端との間に複数台の暖房端末機１が並列に接続されていてもよい。

コントローラ５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路等を含む電子回路ユニットである。このコントローラ５には、前記した温度センサ２０，２１及び４１〜４４の検出信号が入力される他、図示しないリモコンユニット等の操作器によるユーザの操作信号（暖房運転の開始指令、停止指令、暖房目標温度等）が入力される。

そして、コントローラ５は、実装されるプログラムを実行することで実現される機能（ソフトウェア構成により実現される機能）、あるいは、ハードウェア構成により実現される機能によって、ヒートポンプユニット３の圧縮機１６、膨張弁１７、四方弁１８、回転ファン１４、及び第１ポンプ１９、並びに、温水循環路２の三方弁３５、第２循環ポンプ５３、及び燃焼式加熱源４のバーナ５１の動作を制御することで、暖房システムの運転制御を行う。この場合、コントローラ５は、暖房システムの運転制御の一部の機能として、本発明における除霜運転前制御手段に相当する除霜運転前制御部５ａを備えている。

なお、コントローラ５は、相互に通信可能な複数の電子回路ユニットにより構成されていてもよい。

次に、本実施形態の暖房システムの作動を説明する。コントローラ５は、図示しないリモコンユニットの操作等によって、暖房運転（暖房端末機１の放熱による暖房運転）を行うことが指示されると、図３のフローチャートに示す如く、暖房システムの運転を制御する。

すなわち、コントローラ５は、まず、ＳＴＥＰ１において、ヒートポンプユニット３の除霜運転を行う前の事前準備運転を行うことの要求（必要性）が有るか否かを判断する。

ここで、本実施形態では、コントローラ５は、ヒートポンプユニット３に備えられた前記温度センサ２０，２１により検出される冷媒の温度に基づいて、ヒートポンプユニット３の室外機１５における室外側熱交換器１３等の着霜を解消するための除霜運転を行うことの要求（必要性）の有無（除霜運転を開始するか否か）を後述するＳＴＥＰ５で判断する。

この場合、コントローラ５は、例えば、温度センサ２０，２１により検出される冷媒の温度差（室外側熱交換器１３の上流側及び下流側の冷媒の温度差）が所定値以下になる等の所定の除霜必要条件（室外側熱交換器１３の着霜がある程度進行していると推定し得る条件）が満たされた場合に、除霜運転を行うことの要求が有ると判断する。

そして、ＳＴＥＰ１では、コントローラ５は、近い将来に、上記所定の除霜必要条件が成立することになると予測される場合（例えば、温度センサ２０，２１により検出される冷媒の温度差が上記所定値よりも若干大きい値まで低下した場合等）に、除霜運転を行う前の事前準備運転を行うことの要求（必要性）が有ると判断する。

ＳＴＥＰ１で、除霜運転を行う前の事前準備運転を行うことの要求（必要性）が無いと判断した場合（ＳＴＥＰ１の判断結果が否定的となる場合）には、コントローラ５は、ＳＴＥＰ１０において、リモコンユニットの操作等による暖房運転の停止の要求が有るか否かを判断する。この判断結果が肯定的である場合には、コントローラ５は、ヒートポンプユニット３の運転等、暖房システムの運転を停止する。

また、ＳＴＥＰ１０の判断結果が否定的である場合には、コントローラ５は、ＳＴＥＰ１１で通常の暖房運転（以降、単に通常暖房運転という）の制御を行う。そして、コントローラ５は、通常暖房運転の制御を行いつつ、ＳＴＥＰ１からの処理を継続する。なお、通常暖房運転は、ヒートポンプユニット３の除霜運転とその前の事前準備運転とを行わなわずに、暖房端末機１による暖房を行う運転を意味する。

上記通常暖房運転では、コントローラ５は、前記第１ポンプ１９及び第２ポンプ５３を作動させると共に、ヒートポンプユニット３の四方弁１８を前記第１動作状態に動作させた状態で、室外機１５の回転ファン１４、圧縮機１６及び膨張弁１７を作動させる。

これにより、温水循環路２で温水が暖房端末機１と暖房用熱交換器１２とを経由して循環しつつ、該温水が暖房用熱交換器１２で加熱される。そして、加熱された温水が暖房端末機１に供給されて、該暖房端末機１の放熱による暖房運転が行われる。

また、通常暖房運転では、コントローラ５は、暖房用熱交換器１２から流出する温水の温度、すなわち、温度センサ４１に検出される温度（以降、温水沸き上げ温度という）が、暖房端末機１に供給する温水の所定の要求温度（例えば４０°Ｃ。以降、通常時端末供給要求温度Ｔ１という）以上の所定の一定温度（例えば６０°Ｃ）に保たれるように、ヒートポンプユニット３の出力（暖房用熱交換器１２で単位時間当たりに温水に供給可能な熱量）と、第１ポンプ１９の回転数（暖房用熱交換器１２から往路側温水流路３３に流出する温水の流量）とを制御する。該ヒートポンプユニット３の出力は、本発明におけるヒートポンプユニットによる暖房用熱媒の加熱量に相当するものである。

このヒートポンプユニット３の出力の制御は、例えば、温度センサ４１による温水沸き上げ温度の検出値に応じてヒートポンプユニット３の圧縮機１６の回転数（暖房用熱交換器１２への冷媒供給量）等を制御することで行われる。

なお、上記通常時端末供給要求温度Ｔ１は、温水を供給する暖房端末機１の種別等に応じて決定される。

また、通常暖房運転では、コントローラ５は、前記温度センサ４３により検出される温水の温度が、前記端末供給要求温度に既定の範囲内で一致もしくはほぼ一致するように三方弁３５を制御する。

すなわち、コントローラ５は、暖房端末機１から暖房用熱交換器１２側に戻って来る温水のうちの第１バイパス路３１への温水の分配割合、すなわち、暖房用熱交換器１２を経由させずに、第１バイパス路３１と接続部３３ａの下流側の往路側温水流路３３とを介して暖房端末機１に還流させる温水の流量の割合（三方弁３５に流入する温水の流量に対する割合）を三方弁３５により調整することで、前記温度センサ４３により検出される温水の温度（以降、端末供給温水温度という）を、前記端末供給要求温度に既定の範囲内で一致もしくはほぼ一致させるようにする。

なお、通常暖房運転では、第２ポンプ５３の回転数は、暖房端末機１に供給される温水の流量が所定の一定流量に保たれるように、一定の回転数に制御される。

補足すると、外気温が低過ぎる場合等、ヒートポンプユニット３が十分な出力を発生できない場合（ひいては、温水沸き上げ温度を十分に昇温できない場合）に、端末供給温水温度を端末供給要求温度付近の温度まで上昇させることができない場合もある。そのような場合（例えば端末供給温水温度の検出値が端末供給要求温度よりも所定値以上低い温度に保たれる場合）には、コントローラ５はバーナ５１の燃焼運転によって温水を加熱させるように燃焼式加熱源４を作動させる。

前記ＳＴＥＰ１で、除霜運転を行う前の事前準備運転を行うことの要求（必要性）が有ると判断した場合（ＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的となった場合）には、コントローラ５は、ＳＴＥＰ２〜９の処理を実行する。このＳＴＥＰ２〜９の処理のうち、ＳＴＥＰ２〜５の処理が除霜運転前制御部５ａにより実行される制御処理である。

ＳＴＥＰ２では、除霜運転前制御部５ａは、暖房端末機１から暖房用熱交換器１２側に戻って来る温水のうちの、暖房用熱交換器１２で加熱させる温水の流量を増やすために、第１バイパス路３１への温水の分配割合を所定量だけ減少させる（換言すれば、接続部３４ａの下流側の復路側温水流路３４への温水の分配割合を所定量だけ増加させる）ように三方弁３５を制御する。

この場合、復路側温水流路３４の接続部３４ａよりも下流側に流れる温水の流量が増えることとなるため、ヒートポンプユニット３の出力を、ＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的になる直前の出力に維持したままだと、往路側温水流路３３の接続部３３ａに流入する温水の温度（前記温度センサ４２に検出される温水の温度）が低下し、ひいては、暖房端末機１に供給される温水の温度が低下してしまう。

そこで、除霜運転前制御部５ａは、さらにＳＴＥＰ３において、ヒートポンプユニット３の出力を所定量だけ増加させるように制御する。例えば、圧縮機１６の回転数を増加させて、暖房用熱交換器１２に供給される冷媒量を増加させることで、ヒートポンプユニット３の出力を所定量だけ増加させる。

なお、本実施形態では、ＳＴＥＰ２，３の制御処理の実行中に、第１ポンプ１９の回転数及び第２ポンプ５３の回転数は、それぞれ、ＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的になる前の回転数に維持される。すなわち、暖房端末機１に供給される温水の流量と、暖房用熱交換器１２を流れる温水の流量とは、それぞれ、ＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的になる前の流量に維持される。

上記のようにＳＴＥＰ２，３の制御処理を実行することで、端末供給温水温度が、上昇する。

次いで、除霜運転前制御部５ａは、ＳＴＥＰ４において、前記温度センサ４３による端末供給温水温度の検出値が、前記通常時端末供給温度Ｔ１に所定値αだけ増加させた温度（＝Ｔ１＋α。以降、除霜運転前目標端末供給温度ということがある）以上の温度に昇温したか否かを判断する。なお、この除霜運転前目標端末供給温度は、本発明における所定の温度に相当するものである。

ＳＴＥＰ４の判断結果が否定的である場合には、除霜運転前制御部５ａは、上記ＳＴＥＰ２，３の制御処理を実行する。これにより、端末供給温水温度の検出値が、Ｔ１＋α以上の温度に昇温するまで、ＳＴＥＰ２，３の制御処理が繰り返される。なお、第１バイパス路３１への温水の分配割合が最小値（ゼロ）まで減少した後は、該分配割合は最小値に維持される。また、ヒートポンプユニット３の出力を最大限の出力まで増加させた後は、該ヒートポンプユニット３の出力は、最大限の出力に維持される。

ここで、通常時端末供給温度Ｔ１から除霜運転前目標端末供給温度への上昇温度である上記所定値α（ひいては、除霜運転前目標端末供給温度）は、ヒートポンプユニット３の除霜運転時に、端末供給温水温度が、所定の下限温度Ｔlim以上に保たれるように決定された値である。

例えば、除霜運転前目標端末供給温度と上記下限温度Ｔlimとの温度差をβ[°Ｃ]（＝Ｔ１＋α−Ｔlim）が、温水循環路２の保有水量をＶ[リットル]、暖房負荷（暖房端末機１の単位時間当たりの放熱量）をＱ[kcal／h]、除霜運転を行う時間をｔdef [h]とおくと、次式（１）の関係を満たすように、温度差β、ひいては、所定値αが決定されている。

β×Ｖ＝Ｑ×ｔdef ……（１）
ただし、β＝Ｔ１＋α−Ｔlim

この式（１）の右辺は、除霜運転中の期間における温水循環路２での温水のトータルの放熱量を意味し、左辺は、温水循環路２内の温水の温度がβだけ低下するときの該温水全体の熱量変化量を意味する。

この場合、端末供給温水温度の上記下限温度Ｔlimは、暖房端末機１による適正な暖房運転に必要な温度であり、本実施形態では、例えば、端末供給要求温度に比較的近い温度で、燃焼式加熱源４のバーナ５１の燃焼運転を開始する温度（端末供給要求温度より所定値だけ低い温度）よりも若干高い温度に設定されている。ただし、該下限温度Ｔlimは、端末供給要求温度に比較的近い温度で、燃焼式加熱源４のバーナ５１の燃焼運転を開始する温度よりも高い温度（例えば端末供給要求温度）に設定してもよい。

また、式（１）におけるの保有水量の値としては、暖房システムの設置時に業者等により設定される固定値、除霜運転時間ｔdefの値としては、例えばあらかじめ定められた固定値、暖房負荷の値としては、例えば、暖房端末機１のあらかじめ定められた定格の放熱量が用いられる。

ただし、除霜運転時間ｔdefは、外気温度等に応じて可変的に決定してもよい。また、暖房負荷は、例えば前記温度センサ４３により検出される端末供給温水温度と、前記温度センサ４４に検出される復路側温水流路３４の温水の温度（三方弁３５に流入する温水の温度）と、暖房端末機１に供給される温水の流量とに応じて決定するようにしてもよい。

なお、上記所定値αは、上記以外の手法によって決定するようにしてもよい。

端末供給温水温度の検出値が、除霜運転前目標端末供給温度以上の温度に上昇して、ＳＴＥＰ４の判断結果が肯定的になると、コントローラ５の除霜運転前制御部５ａは、次に、ＳＴＥＰ５において、ヒートポンプユニット３の除霜運転を行うことの要求（必要性）があるか否かを判断する。この判断は、前記したように、ヒートポンプユニット３に備えられた前記温度センサ２０，２１により検出される冷媒の温度に基づいて行われる。

そして、ＳＴＥＰ５の判断結果が否定的である場合には、除霜運転前制御部５ａは、ＳＴＥＰ４からの制御処理を前記した如く実行することで、事前準備運転を継続する。これにより、端末供給温水温度が、除霜運転前目標端末供給温度（＝Ｔ１＋α）以上の温度で、該除霜運転前目標端末供給温度に近い温度に維持される。

以上のＳＴＥＰ２〜５の処理によって、除霜運転前制御部５ａは、ヒートポンプユニット３の除霜運転を行う前の段階で、端末供給温水温度を通常暖房運転時の目標温度である通常時端末供給要求温度Ｔ１よりも高い除霜運転前目標端末供給温度（＝Ｔ１＋α）以上の温度に昇温させるように、第１バイパス路３１への温水の分配割合とヒートポンプユニット３の出力とを制御する。これにより除霜運転前の事前準備運転が行われる。

次に、ＳＴＥＰ５の判断結果が肯定的となって、ヒートポンプユニット３の除霜運転を開始すべきタイミングとなると、コントローラ５は、除霜運転前制御部５ａの制御処理を終了して、ＳＴＥＰ６からの処理を実行する。

ＳＴＥＰ６では、コントローラ５は、ヒートポンプユニット３の四方弁１８の動作状態を前記第１動作状態から第２動作状態に切替える。さらに、コントローラ５は、ＳＴＥＰ７において、ヒートポンプユニット３の除霜運転を行わせる。この場合、コントローラ５は、四方弁１８を第２動作状態に維持したまま、室外機１５の回転ファン１４、圧縮機１６及び膨張弁１７を作動させることで、ヒートポンプユニット３の除霜運転を行う。

なお、この除霜運転では、第２ポンプ５３の作動は継続するが、第１ポンプ１９の作動が停止されるか、あるいは、暖房端末機１から戻ってきた温水が全て第１バイパス路３１に流れるように三方弁３５が制御される。

これにより、冷媒循環路１１で冷媒が循環しつつ、室外側熱交換器１３で該冷媒が凝縮することで、該室外側熱交換器１３が加熱される。その結果、室外機１５における室外側熱交換器１３等の除霜がなされる。なお、この場合、第１ポンプ１９の作動が停止している場合は、暖房端末機１から戻ってきた温水のうち、三方弁３５を通って復路側温水流路３４の下流側に流れる温水は、基本的には、暖房用熱交換器１２を経由せずに第２バイパス路３２を経由して、往路側温水流路３３に還流することとなる。

また、暖房端末機１から戻ってきた温水が全て第１バイパス路３１に流れるように三方弁３５が制御されている場合には、該温水は第１バイパス路３１を経由して、往路側温水流路３３に還流することとなる。

コントローラ５は、ＳＴＥＰ８で除霜が完了したか否かを判断し、該判断結果が肯定的になるまでヒートポンプユニット３の除霜運転を継続する。

本実施形態では、除霜運転は、所定の除霜運転時間だけ行われる。このため、ＳＴＥＰ８の判断結果は、除霜運転の開始時からの経過時間が所定の除霜運転時間に達するまでは、否定的となり、該経過時間が所定の除霜運転時間に達すると、肯定的となる。

そして、ＳＴＥＰ８の判断結果が肯定的になると、コントローラ５は、ＳＴＥＰ９において、四方弁１８の動作状態を第２動作状態から第１動作状態に戻した後、前記したＳＴＥＰ１０からの処理を実行する。この場合、暖房運転の停止の要求が無く、ＳＴＥＰ１０の判断結果が否定的である場合には、前記した通常暖房運転が再開される。

以上説明した実施形態によれば、ヒートポンプユニット３の除霜運転前の事前準備運転を行うことの要求（必要性）が発生すると、端末供給温水温度を通常時端末供給要求温度Ｔ１よりも所定値αだけ高い除霜運転前目標端末供給温度（＝Ｔ１＋α）以上の温度に昇温させるように、第１バイパス路３１への温水の分配割合が減少されると共に、ヒートポンプユニット３の出力が増加される。

このため、温度センサ４３による端末供給温水温度の検出値は、図４の実線のグラフで例示する如く、事前準備運転の期間（時刻ｔ1からｔ2の期間）において、該期間の開始直前の温度（≒Ｔ１）から除霜運転前目標端末供給温度（Ｔ１＋α）に一致もしくはほぼ一致する温度まで昇温する。

従って、上記事前準備運転によって、温水循環路２の温水には、概ね所定値αの温度上昇分の熱量が付加的に蓄えられることとなる。

そして、このように事前準備運転によって、端末供給温水温度を上昇させた後に、ヒートポンプユニット３の除霜運転が開始される（図４の時刻ｔ2）。

この場合、上記除霜運転では、温水循環路２の温水が暖房用熱交換器１２で加熱されないこととなるので、暖房端末機１等での放熱によって、温水の温度が図４の実線のグラフで示す如く低下していく。

ただし、除霜運転の開始前の端末供給温水温度の、温度上昇分としての前記所定値αが、前記した如く設定されているので、図４の実線のグラフで示す如く、端末供給温水温度は、除霜運転が完了するまで、下限温度Ｔlim以上で通常時端末供給要求温度Ｔ１に近い温度に保たれる。従って、暖房端末機１による快適な暖房運転を支障なく行うことができる。

また、この場合、本実施形態では、下限温度Ｔlim以上の端末供給温水温度では、燃焼式加熱源４のバーナ５１の燃焼運転が行われないので、暖房システムのエネルギー効率の低下を防止できる。

なお、仮に除霜運転前の事前準備運転を行わずに、除霜運転を開始した場合には、端末供給温水温度は、例えば図４の二点鎖線で示す如く、除霜運転中に下限温度Ｔlimよりも低い温度まで低下していく場合がある。

以上の如く、本実施形態の暖房システムによれば、ヒートポンプユニット３の除霜運転を行いながら、暖房運転を支障なく継続することを、蓄熱タンクを必要としない小型且つ安価なシステム構成で実現できる。

なお、本実施形態では、除霜運転前の事前準備運転時に、第１バイパス路３１への温水の分配割合を減少させるようにしたが、これを省略する（すなわち、図３のＳＴＥＰ２の処理を省略する）ようにしてもよい。ただし、本実施形態の如く、第１バイパス路３１への温水の分配割合を減少させることで、端末供給温水温度を、より早期に除霜運転前目標端末供給温度以上の温度に昇温させることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図５を参照して説明する。なお、本実施形態は、コントローラ５の除霜運転前制御部５ａの制御処理だけが第１実施形態と相違するものである。従って、本実施形態の説明は、第１実施形態との相違点を中心に行い、第１実施形態と同一の事項については説明を省略する。

本実施形態では、図３に示したＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的になると、図５のフローチャートに示す如くコントローラ５の除霜運転前制御部５ａの制御処理が実行される。

すなわち、除霜運転前制御部５ａは、ＳＴＥＰ２において、第１バイパス路３１への温水の分配割合を所定量だけ減少させるように三方弁３５を制御する。この制御処理は、第１実施形態における図３のＳＴＥＰ２の処理と同じである。

さらに、除霜運転前制御部５ａは、ＳＴＥＰ３ａにおいて、第１ポンプ１９の回転数を増加させるように第１ポンプ１９を制御すると共に、ＳＴＥＰ３ｂにおいて、ヒートポンプユニット３の出力を増加させる。

この場合、ＳＴＥＰ３ａ，３ｂでは、往路側温水流路３３の温度センサ４１により検出される温水沸き上げ温度と、温度センサ４２により検出される温水の温度（第１バイパス路３１用の接続部３３ａに流入する温水の温度）とが、通常暖房運転時の温度（事前準備運転の開始直前の温度）と一致もしくはほぼ一致する温度で一定に保たれるように、第１ポンプ１９の回転数とヒートポンプユニット３の出力とが制御される。

ここで、ＳＴＥＰ２の制御処理によって、三方弁３５が介装された接続部３４ａの下流側の復路側温水流路３４への温水の分配割合は増加し、ひいては、三方弁３５から下流側の復路側温水流路３４に流れる温水の流量が増加することとなるものの、ＳＴＥＰ３ａ，３ｂの制御処理によって、暖房用熱交換器１２を通る温水の流量と、ヒートポンプユニット３の出力とを増加させることで、温水沸き上げ温度と、第１バイパス路３１用の接続部３３ａに流入する温水の温度とを、事前準備運転の開始前の温度に保つようにすることができる。

なお、ＳＴＥＰ３ｂにおけるヒートポンプユニット３の出力の制御は、第１実施形態における図３のＳＴＥＰ３の制御処理と同様に、圧縮機１６の回転数を増加させることで行われる。

また、本実施形態における事前準備運転中は、第２ポンプ５３の回転数は、ＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的になる前の回転数に維持される。

上記の如く、ＳＴＥＰ２、３ａ，３ｂの御処理を実行することで、端末供給温水温度が上昇する。

次いで、除霜運転前制御部５ａは、ＳＴＥＰ４において、第１実施形態と同じ判断処理を実行する。すなわち、除霜運転前制御部５ａは、温度センサ４３による端末供給温水温度の検出値が、前記除霜運転前目標端末供給温度（＝Ｔ１＋α）以上の温度に昇温したか否かを判断する。

この判断結果が否定的である場合には、除霜運転前制御部５ａは、上記ＳＴＥＰ２、３ａ，３ｂの制御処理を実行する。これにより、端末供給温水温度の検出値が、Ｔ１＋α以上の温度に昇温するまで、ＳＴＥＰ２，３ａ，３ｂの制御処理が繰り返される。

なお、除霜運転前目標端末供給温度（＝Ｔ１＋α）の決定の仕方は、第１実施形態と同じである。

端末供給温水温度の検出値が、除霜運転前目標端末供給温度以上の温度に上昇して、ＳＴＥＰ４の判断結果が肯定的になると、除霜運転前制御部５ａは、次に、ＳＴＥＰ５において、第１実施形態と同じ判断処理を実行する。すなわち、除霜運転前制御部５ａは、ヒートポンプユニット３の除霜運転を行うことの要求（必要性）があるか否かを判断する。

そして、ＳＴＥＰ５の判断結果が否定的である場合には、除霜運転前制御部５ａは、ＳＴＥＰ４からの制御処理を前記した如く実行することで、事前準備運転を継続する。

なお、ＳＴＥＰ５の判断結果が肯定的になった後の制御処理は、第１実施形態と同じである。

本実施形態では、除霜運転前制御部５ａは、以上のＳＴＥＰ２〜５の処理によって、ヒートポンプユニット３の除霜運転を行う前の段階で、端末供給温水温度を通常暖房運転時の目標温度である通常時端末供給要求温度Ｔ１よりも高い除霜運転前目標端末供給温度（＝Ｔ１＋α）以上の温度に昇温させるように、第１バイパス路３１への温水の分配割合とヒートポンプユニット３の出力とを制御する。これにより除霜運転前の事前準備運転が行われる。

本実施形態は、以上説明した事項以外は第１実施形態と同じである。

かかる本実施形態によれば、ヒートポンプユニット３の除霜運転の開始前に、上記した事前準備運転によって、温水循環路２における端末供給温水温度が除霜運転前目標端末供給温度（＝Ｔ１＋α）以上の温度に昇温されるので、第１実施形態と同様に、除霜運転の開始後、該除霜運転が完了するまで、端末供給温水温度が下限温度Ｔlim以上で通常時端末供給要求温度Ｔ１に近い温度に保たれる。従って、暖房端末機１による快適な暖房運転を支障なく行うことができる。

従って、ヒートポンプユニット３の除霜運転を行いながら、暖房運転を支障なく継続することを、蓄熱タンクを必要としない小型且つ安価なシステム構成で実現できる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図６を参照して説明する。なお、本実施形態は、コントローラ５の除霜運転前制御部５ａの制御処理だけが第１実施形態と相違するものである。従って、本実施形態の説明は、第１実施形態との相違点を中心に行い、第１実施形態と同一の事項については説明を省略する。

本実施形態では、図３に示したＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的になると、図６のフローチャートに示す如くコントローラ５の除霜運転前制御部５ａの制御処理が実行される。

すなわち、除霜運転前制御部５ａは、ＳＴＥＰ２において、第１バイパス路３１への温水の分配割合を所定量だけ減少させるように三方弁３５を制御する。この制御処理は、第１実施形態における図３のＳＴＥＰ２の処理と同じである。

さらに、除霜運転前制御部５ａは、ＳＴＥＰ３ｃにおいて、第２ポンプ５３の回転数を減少させるように第２ポンプ５３を制御する。これにより、暖房端末機１に供給される温水の流量、ひいては、暖房端末機１から暖房用熱交換器１２側に戻ってくる温水の流量が減少される。

この場合、ＳＴＥＰ３ｃでは、往路側温水流路３３の温度センサ４２により検出される温水の温度（第１バイパス路３１用の接続部３３ａに流入する温水の温度）とが、通常暖房運転時の温度（事前準備運転の開始直前の温度）と一致もしくはほぼ一致する温度で一定に保たれるように、第２ポンプ５３の回転数（ひいては、暖房端末機１に供給される温水の流量）が制御される。

ここで、ＳＴＥＰ２の制御処理によって、三方弁３５が介装された接続部３４ａの下流側の復路側温水流路３４への温水の分配割合は増加することとなるものの、ＳＴＥＰ３ｃの制御処理によって、三方弁３５から下流側の復路側温水流路３４に流れる温水の流量の増加は抑制されることとなる。このため、ヒートポンプユニット３の出力を増加させなくとも（事前準備運転の開始前の出力に維持しても）、ＳＴＥＰ３ｃの制御処理によって、第１バイパス路３１用の接続部３３ａに流入する温水の温度を、事前準備運転の開始前の温度に保つようにすることができる。

なお、本実施形態における事前準備運転中は、第１ポンプ１９の回転数は、ＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的になる前の回転数に維持される。

上記の如く、ＳＴＥＰ２、３ｃの御処理を実行することで、端末供給温水温度が上昇する。

次いで、除霜運転前制御部５ａは、ＳＴＥＰ４において、第１実施形態と同じ判断処理を実行する。すなわち、除霜運転前制御部５ａは、温度センサ４３による端末供給温水温度の検出値が、前記除霜運転前目標端末供給温度（＝Ｔ１＋α）以上の温度に昇温したか否かを判断する。

この判断結果が否定的である場合には、除霜運転前制御部５ａは、上記ＳＴＥＰ２、３ｃの制御処理を実行する。これにより、端末供給温水温度の検出値が、Ｔ１＋α以上の温度に昇温するまで、ＳＴＥＰ２，３ｃの制御処理が繰り返される。

なお、除霜運転前目標端末供給温度（＝Ｔ１＋α）の決定の仕方は、第１実施形態と同じである。

端末供給温水温度の検出値が、除霜運転前目標端末供給温度以上の温度に上昇して、ＳＴＥＰ４の判断結果が肯定的になると、除霜運転前制御部５ａは、次に、ＳＴＥＰ５において、第１実施形態と同じ判断処理を実行する。すなわち、除霜運転前制御部５ａは、ヒートポンプユニット３の除霜運転を行うことの要求（必要性）があるか否かを判断する。

そして、ＳＴＥＰ５の判断結果が否定的である場合には、除霜運転前制御部５ａは、ＳＴＥＰ４からの制御処理を前記した如く実行することで、事前準備運転を継続する。

なお、ＳＴＥＰ５の判断結果が肯定的になった後の制御処理は、第１実施形態と同じである。

本実施形態では、除霜運転前制御部５ａは、以上のＳＴＥＰ２〜５の処理によって、ヒートポンプユニット３の除霜運転を行う前の段階で、端末供給温水温度を通常暖房運転時の目標温度である通常時端末供給要求温度Ｔ１よりも高い除霜運転前目標端末供給温度（＝Ｔ１＋α）以上の温度に昇温させるように、第１バイパス路３１への温水の分配割合と第２ポンプ５３の回転数（暖房端末機１に供給する温水の流量）とを制御する。これにより除霜運転前の事前準備運転が行われる。

本実施形態は、以上説明した事項以外は第１実施形態と同じである。

かかる本実施形態によれば、ヒートポンプユニット３の除霜運転の開始前に、上記した事前準備運転によって、温水循環路２における端末供給温水温度が除霜運転前目標端末供給温度（＝Ｔ１＋α）以上の温度に昇温されるので、第１実施形態と同様に、除霜運転の開始後、該除霜運転が完了するまで、端末供給温水温度が下限温度Ｔlim以上で通常時端末供給要求温度Ｔ１に近い温度に保たれる。従って、暖房端末機１による快適な暖房運転を支障なく行うことができる。

従って、ヒートポンプユニット３の除霜運転を行いながら、暖房運転を支障なく継続することを、蓄熱タンクを必要としない小型且つ安価なシステム構成で実現できる。

なお、以上説明した各実施形態では、第２バイパス路３２を備える暖房システムを示したが、該第２バイパス路３２と第１ポンプ１９及び第２ポンプ５３のいずれかを一方とを省略してもよい。

１…暖房端末機、２…温水循環路（熱媒循環路）、３…ヒートポンプユニット、４…燃焼式加熱源、５ａ…除霜運転前制御部（除霜運転前制御手段）、１１…冷媒循環路、１２…暖房用熱交換器、１３…室外側熱交換器（室外機の熱交換器）、１５…室外機、３３…往路側温水流路（往路側熱媒流路）、３４…復路側温水流路（復路側熱媒流路）、３１…第１バイパス路（バイパス路）、３５…三方弁（分配制御弁）。

Claims (6)

1. 放熱を行う暖房端末機と暖房用熱交換器とを経由して暖房用熱媒を循環させる熱媒循環路と、前記暖房用熱交換器と室外機に備えられた熱交換器とを経由して冷媒を循環させる冷媒循環路を有するヒートポンプユニットとを備えており、該ヒートポンプユニットが、前記暖房用熱媒を加熱する熱媒加熱運転と、前記室外機での除霜を行う除霜運転とを選択的に実行可能に構成された暖房システムであって、
   前記熱媒循環路は、前記暖房用熱交換器から前記暖房端末機に向かう暖房用熱媒を流す往路側熱媒流路と、前記暖房端末機から前記暖房用熱交換器に向かう暖房用熱媒を流す復路側熱媒流路とを有し、
   前記復路側熱媒流路を流れる暖房用熱媒の一部を、前記暖房用熱交換器を経由させずに前記往路側熱媒流路に還流させ得るように、該復路側熱媒流路の途中部と該往路側熱媒流路の途中部とを接続する第１バイパス路と、
   前記復路側熱媒流路の途中部に前記暖房端末機側から流入する暖房用熱媒のうち、前記第１バイパス路に分配する暖房用熱媒の流量の割合である分配割合を制御するための分配制御弁と、
   前記ヒートポンプユニットの熱媒加熱運転を行いながら前記暖房端末機での放熱を行う暖房運転中に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性が発生すると予測された場合に、該除霜運転の開始前に、前記熱媒循環路で暖房端末機に供給される暖房用熱媒を昇温させるように、前記ヒートポンプユニットによる前記暖房用熱媒の加熱量と、前記熱媒循環路で暖房端末機に供給される暖房用熱媒の流量とのうちの少なくともいずれかを制御する除霜運転前制御手段とを備えており、
   前記除霜運転前制御手段は、前記暖房運転中に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性が発生すると予測された場合に、前記ヒートポンプユニットによる前記暖房用熱媒の加熱量と、前記熱媒循環路で暖房端末機に供給される暖房用熱媒の流量とのうちの少なくともいずれかを制御することに加えて、前記第１バイパス路への暖房用熱媒の分配割合を減少させるように前記分配制御弁を制御するように構成されており、
   該除霜運転前制御手段により前記暖房端末機に供給される暖房用熱媒の温度が、所定の温度以上の温度に昇温した後に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行うように構成されていることを特徴とする暖房システム。
2. 請求項１記載の暖房システムにおいて、
   前記除霜運転前制御手段は、前記暖房運転中に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性が発生すると予測された場合に、前記熱媒循環路で暖房端末機に供給される暖房用熱媒の流量を前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前の流量に維持したまま、前記ヒートポンプユニットによる前記暖房用熱媒の加熱量を制御するように構成されていることを特徴とする暖房システム。
3. 放熱を行う暖房端末機と暖房用熱交換器とを経由して暖房用熱媒を循環させる熱媒循環路と、前記暖房用熱交換器と室外機に備えられた熱交換器とを経由して冷媒を循環させる冷媒循環路を有するヒートポンプユニットとを備えており、該ヒートポンプユニットが、前記暖房用熱媒を加熱する熱媒加熱運転と、前記室外機での除霜を行う除霜運転とを選択的に実行可能に構成された暖房システムであって、
   前記熱媒循環路は、前記暖房用熱交換器から前記暖房端末機に向かう暖房用熱媒を流す往路側熱媒流路と、前記暖房端末機から前記暖房用熱交換器に向かう暖房用熱媒を流す復路側熱媒流路とを有し、
   前記復路側熱媒流路を流れる暖房用熱媒の一部を、前記暖房用熱交換器を経由させずに前記往路側熱媒流路に還流させ得るように、該復路側熱媒流路の途中部と該往路側熱媒流路の途中部とを接続する第１バイパス路と、
   前記復路側熱媒流路における前記第１バイパス路の接続部に前記暖房端末機側から流入する暖房用熱媒のうち、前記第１バイパス路に分配する暖房用熱媒の流量の割合である分配割合を制御するための分配制御弁と、
   前記往路側熱媒流路における前記第１バイパス路の接続部の上流側の部分の途中部と前記復路側熱媒流路における前記第１バイパス路の接続部の下流側の部分の途中部とを連通させる第２バイパス路と、
   前記往路側熱媒流路及び復路側熱媒流路のそれぞれにおける前記第２バイパス路の接続部よりも前記暖房用熱交換器側の箇所で、該暖房用熱交換器に流れる暖房用熱媒の流量を制御可能に前記熱媒循環路に介装された第１ポンプと、
   前記往路側熱媒流路及び復路側熱媒流路のそれぞれにおける前記第１バイパス路の接続部よりも前記暖房端末機側の箇所で、該暖房端末機に流れる暖房用熱媒の流量を制御可能に前記熱媒循環路に介装された第２ポンプと、
   前記ヒートポンプユニットの熱媒加熱運転を行いながら前記暖房端末機での放熱を行う暖房運転中に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性が発生すると予測された場合に、該除霜運転の開始前に、前記熱媒循環路で暖房端末機に供給される暖房用熱媒を昇温させるように、前記ヒートポンプユニットによる前記暖房用熱媒の加熱量と、前記熱媒循環路で暖房端末機に供給される暖房用熱媒の流量とのうちの少なくともいずれかを制御する除霜運転前制御手段とを備えており、
   前記除霜運転前制御手段は、前記暖房運転中に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性が発生すると予測された場合に、前記暖房用熱交換器及び暖房端末機にそれぞれ流れる暖房用熱媒の流量を、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前の流量に維持するように前記第１ポンプ及び第２ポンプを制御し、且つ、前記第１バイパス路への暖房用熱媒の分配割合を、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前の分配割合以下の分配割合にするように前記分配制御弁を制御した状態で、前記ヒートポンプユニットによる前記暖房用熱媒の加熱量を制御するように構成されており、
   該除霜運転前制御手段により前記暖房端末機に供給される暖房用熱媒の温度が、所定の温度以上の温度に昇温した後に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行うように構成されていることを特徴とする暖房システム。
4. 放熱を行う暖房端末機と暖房用熱交換器とを経由して暖房用熱媒を循環させる熱媒循環路と、前記暖房用熱交換器と室外機に備えられた熱交換器とを経由して冷媒を循環させる冷媒循環路を有するヒートポンプユニットとを備えており、該ヒートポンプユニットが、前記暖房用熱媒を加熱する熱媒加熱運転と、前記室外機での除霜を行う除霜運転とを選択的に実行可能に構成された暖房システムであって、
   前記熱媒循環路は、前記暖房用熱交換器から前記暖房端末機に向かう暖房用熱媒を流す往路側熱媒流路と、前記暖房端末機から前記暖房用熱交換器に向かう暖房用熱媒を流す復路側熱媒流路とを有し、
   前記復路側熱媒流路を流れる暖房用熱媒の一部を、前記暖房用熱交換器を経由させずに前記往路側熱媒流路に還流させ得るように、該復路側熱媒流路の途中部と該往路側熱媒流路の途中部とを接続する第１バイパス路と、
   前記復路側熱媒流路における前記第１バイパス路の接続部に前記暖房端末機側から流入する暖房用熱媒のうち、前記第１バイパス路に分配する暖房用熱媒の流量の割合である分配割合を制御するための分配制御弁と、
   前記往路側熱媒流路における前記第１バイパス路の接続部の上流側の部分の途中部と前記復路側熱媒流路における前記第１バイパス路の接続部の下流側の部分の途中部とを連通させる第２バイパス路と、
   前記往路側熱媒流路及び復路側熱媒流路のそれぞれにおける前記第２バイパス路の接続部よりも前記暖房用熱交換器側の箇所で、該暖房用熱交換器に流れる暖房用熱媒の流量を制御可能に前記熱媒循環路に介装された第１ポンプと、
   前記往路側熱媒流路及び復路側熱媒流路のそれぞれにおける前記第１バイパス路の接続部よりも前記暖房端末機側の箇所で、該暖房端末機に流れる暖房用熱媒の流量を制御可能に前記熱媒循環路に介装された第２ポンプと、
   前記ヒートポンプユニットの熱媒加熱運転を行いながら前記暖房端末機での放熱を行う暖房運転中に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性が発生すると予測された場合に、該除霜運転の開始前に、前記熱媒循環路で暖房端末機に供給される暖房用熱媒を昇温させるように、前記ヒートポンプユニットによる前記暖房用熱媒の加熱量と、前記熱媒循環路で暖房端末機に供給される暖房用熱媒の流量とのうちの少なくともいずれかを制御する除霜運転前制御手段とを備えており、
   前記除霜運転前制御手段は、前記暖房運転中に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性が発生すると予測された場合に、前記暖房用熱交換器に流れる暖房用熱媒の流量を増加させるように前記第１ポンプを制御し、且つ、前記暖房端末機に流れる暖房用熱媒の流量を、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前の流量に維持するように前記第２ポンプを制御し、且つ、前記第１バイパス路への暖房用熱媒の分配割合を、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行う必要性の発生の予測前の分配割合以下の分配割合にするように前記分配制御弁を制御した状態で、前記ヒートポンプユニットによる前記暖房用熱媒の加熱量を制御するように構成されており、
   該除霜運転前制御手段により前記暖房端末機に供給される暖房用熱媒の温度が、所定の温度以上の温度に昇温した後に、前記ヒートポンプユニットの除霜運転を行うように構成されていることを特徴とする暖房システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の暖房システムにおいて、
   前記所定の温度は、前記ヒートポンプユニットの除霜運転が完了するまでに、前記暖房端末機における暖房運転のために必要な所定の下限温度以上の温度に保たれるように設定されていることを特徴とする暖房システム。
6. 請求項５記載の暖房システムにおいて、
   前記暖房端末機に供給される暖房用熱媒の温度が前記下限温度よりも低い温度に低下した場合に、該暖房用熱媒を前記熱媒循環路で循環させつつ加熱する燃焼式加熱源がさらに備えられていることを特徴とする暖房システム。

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