JP6111156B2 - 暖房システム - Google Patents

Description

本発明は、暖房システムに関する。

熱媒からの放熱によって暖房する暖房端末との間で熱媒を循環させる暖房システムが、例えば特許文献１に開示されている。この種の暖房システムは、ユーザの操作に応じて暖房設定温度を設定する温度設定手段と、暖房端末への熱媒の往き温度を暖房設定温度に調整する温度調整手段を備えている。

特開２０１２−９２９９７号公報

外気温の変動などによって、暖房端末における熱媒の放熱量に変化が生じる場合、快適な暖房を提供するためには、それに応じて暖房端末への熱媒の往き温度を調整する事が望ましい。従来技術の暖房システムでは、暖房端末への熱媒の往き温度を調整するためには、暖房設定温度を変更する操作をユーザが自ら行う必要がある。しかしながら、暖房設定温度を小まめに変更することは、ユーザにとって面倒な作業であり、暖房システムの利便性を損なってしまう。ユーザの手を煩わせることなく、暖房端末への熱媒の往き温度を適切に調整することが可能な技術が期待されている。

本明細書は、上記の課題を解決する技術を提供する。本明細書では、熱媒からの放熱によって暖房する暖房端末との間で熱媒を循環させる暖房システムにおいて、ユーザの手を煩わせることなく、暖房端末への熱媒の往き温度を適切に調整することが可能な技術を提供する。

本明細書は暖房システムを開示する。その暖房システムは、熱媒からの放熱によって暖房する暖房端末との間で熱媒を循環させる。その暖房システムは、ユーザの操作に応じて暖房設定温度を設定する温度設定手段と、暖房設定温度と補正値に基づいて暖房制御温度を決定する温度決定手段と、暖房端末への熱媒の往き温度を暖房制御温度に調整する温度調整手段と、暖房端末での放熱量との間で相関関係を有する物理量を検出する物理量検出手段と、パラメータを有する関数と、温度決定手段で決定される暖房制御温度と、物理量検出手段で検出される物理量に基づいて、補正値を変更する補正値変更手段と、ユーザが暖房設定温度を変更したときの、変更後の暖房設定温度と、物理量検出手段で検出される物理量に基づいて、パラメータを更新するパラメータ更新手段を備えている。

上記の暖房システムでは、パラメータを有する関数と、温度決定手段で決定される暖房制御温度と、物理量検出手段で検出される物理量に基づいて、補正値を増減して暖房制御温度を調整する。従って、暖房端末での放熱量との間で相関関係を有する物理量（例えば、外気温度や、暖房端末からの熱媒の戻り温度）に変動が生じた場合に、その変動に追従して暖房制御温度を調整することができる。ユーザの手を煩わせることなく、暖房端末への熱媒の往き温度を適切に調整することができる。

また、上記の暖房システムでは、補正値変更手段が使用する関数のパラメータが、ユーザが暖房設定温度を変更したときの、変更後の暖房設定温度と、物理量検出手段で検出される物理量に基づいて更新される。このような構成とすることで、使用者や施行業者が手動で設定を行うことなく、実際の使用環境や使用者の嗜好に応じて、自動的に暖房制御温度Ｔ_tの調整を適切に行うことができる。

上記の暖房システムは、補正値変更手段が、暖房制御温度に基づいて関数を使用して物理量の基準値を算出し、その基準値から特定されるしきい値と物理量検出手段で検出される物理量の対比に応じて補正値を増減するように構成することができる。

上記の暖房システムによれば、演算負荷の小さい簡素な演算によって、補正値の増減の判断を適切に行うことができる。

上記の暖房システムは、物理量が外気温度を含むように構成することができる。

上記の暖房システムによれば、外気温度の変動に応じて、暖房制御温度を自動的に調整することができる。具体的には、外気温度が低く、従って暖房端末での放熱量が多くなる場合には、暖房制御温度を上昇させて、暖房端末へ供給する熱量を増加させることができる。これとは逆に、外気温度が高く、従って暖房端末での放熱量が少なくなる場合には、暖房制御温度を下降させて、暖房端末へ供給する熱量を低減させることができる。ユーザの手を煩わせることなく、快適な暖房を提供することができる。

上記の暖房システムは、物理量が暖房端末からの熱媒の戻り温度を含むように構成することができる。

上記の暖房システムによれば、暖房端末からの熱媒の戻り温度の変動に応じて、暖房制御温度を自動的に調整することができる。具体的には、暖房端末からの熱媒の戻り温度が低い、すなわち暖房端末での放熱量が多い場合には、暖房制御温度を上昇させて、暖房端末への供給熱量を増加させることができる。これとは逆に、暖房端末からの熱媒の戻り温度が高い、すなわち暖房端末での放熱量が少ない場合には、暖房制御温度を下降させて、暖房端末への供給熱量を低減させることができる。ユーザの手を煩わせることなく、快適な暖房を提供することができる。

実施例の給湯暖房システム１０の構成を模式的に示す図である。 実施例の給湯暖房システム１０において、ヒートポンプユニット２０を運転しながら暖房を行うときの熱媒の流れを説明する図である。 実施例の給湯暖房システム１０において、タンク３０の熱媒が十分に加熱されており、ヒートポンプユニット２０を運転しないで暖房を行うときの熱媒の流れを説明する図である。 実施例の給湯暖房システム１０において、タンク３０の熱媒の加熱が不足しており、バーナー８６を燃焼させながら暖房を行うときの熱媒の流れを説明する図である。 実施例の給湯暖房システム１０における、暖房制御温度Ｔ_tの決定処理を説明するフローチャートである。 実施例の給湯暖房システム１０における、外気温度Ｔ_oと暖房制御温度Ｔ_tの関係を示す図である。

本発明の一実施形態では、暖房用の熱媒に、水又は不凍液を用いることができる。

図１は、実施例の給湯暖房システム１０を示している。図１に示すように、給湯暖房システム１０は、ヒートポンプユニット２０と、タンクユニット２８と、給湯暖房ユニット８０と、暖房端末９０を備えている。

ヒートポンプユニット２０は、大気から吸熱して、タンクユニット２８から送られる熱媒を加熱するヒートポンプである。ヒートポンプユニット２０は、図示省略するが、圧縮機、放熱器、膨張弁、蒸発器と、それらを順に接続する冷媒循環経路を備えている。その他、蒸発器に送風するファンや、それを駆動するモータ等も設けられている。冷媒循環経路内には、冷媒である二酸化炭素が充填されている。ヒートポンプユニット２０の詳細については、公知のものと同じであるので、ここでは説明を省略する。また、ヒートポンプユニット２０には、ヒートポンプユニット２０とタンクユニット２８との間で熱媒を循環させる循環ポンプ２２が設けられている。循環ポンプ２２を含むヒートポンプユニット２０の構成機器の動作は、コントローラ２１によって制御される。また、ヒートポンプユニット２０には、外気温度を検出する外気温サーミスタ２６が設けられている。外気温サーミスタ２６は、コントローラ２１に接続されている。

タンクユニット２８は、熱媒を貯めるタンク３０を備えている。本実施例の熱媒は、不凍液である。本実施例のタンク３０は、一例であるが、３０リットルの容量を有している。タンク３０には、高さ方向に沿って複数のタンクサーミスタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃが設けられている。本実施例では、タンクサーミスタ４２ａはタンク３０の上部（例えばタンク３０の頂部から１０リットルの位置）に設けられており、タンクサーミスタ４２ｂはタンク３０の中間部（例えばタンク３０の頂部から１５リットルの位置）に設けられており、タンクサーミスタ４２ｃはタンク３０の下部（例えばタンク３０の頂部から２０リットルの位置）に設けられている。タンクサーミスタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、コントローラ５４に接続されている。コントローラ５４は、タンクサーミスタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃによって検出された温度から、タンク３０に貯められた熱量を把握することができる。なお、タンク３０内の熱媒の温度を検出するサーミスタは、上記の３つに限定されるものではなく、４つ以上設けられていても良いし、タンク３０の上部と下部に２つ設けられていても良い。

タンク３０は、蓄熱用往路３４と蓄熱用復路３２を介して、ヒートポンプユニット２０に接続されている。蓄熱用往路３４は、タンク３０からヒートポンプユニット２０へ熱媒を送る管路であり、タンク３０の底部に接続されている。蓄熱用復路３２は、ヒートポンプユニット２０からタンク３０へ熱媒を戻す管路であり、タンク３０の頂部に接続されている。蓄熱用往路３４と蓄熱用復路３２は、ヒートポンプユニット２０とタンク３０との間で熱媒を循環させる循環経路を構成している。当該循環経路には、前述した循環ポンプ２２が設けられている。本実施例の循環ポンプ２２は、ヒートポンプユニット２０に内蔵されているが、循環ポンプ２２の位置は特に限定されない。循環ポンプ２２は、タンクユニット２８内の蓄熱用往路３４に設けられていてもよいし、タンクユニット２８内の蓄熱用復路３２に設けられていてもよい。

蓄熱用往路３４には、手動弁２４と、蓄熱往路サーミスタ４４が設けられている。同様に、蓄熱用復路３２には、手動弁２４と、蓄熱復路サーミスタ４６が設けられている。蓄熱往路サーミスタ４４と蓄熱復路サーミスタ４６は、コントローラ５４に接続されている。コントローラ５４は、蓄熱往路サーミスタ４４による検出温度から、ヒートポンプユニット２０による加熱前の熱媒の温度を把握し、蓄熱復路サーミスタ４６による検出温度から、ヒートポンプユニット２０による加熱後の熱媒の温度を把握することができる。

暖房端末９０は、熱媒を放熱させて暖房を行う。暖房端末９０は、例えば、パネルヒータ、パネルラジエータ、床暖房、ファンコンベクタ、温水式ルームエアコンである。暖房端末９０は、暖房用往路５６と暖房用復路６０を介して、タンク３０に接続されている。暖房用往路５６は、タンク３０から暖房端末９０へ熱媒を送る管路であり、タンク３０の頂部に接続されている。暖房用復路６０は、暖房端末９０からタンク３０へ熱媒を戻す管路であり、タンク３０の底部に接続されている。暖房用往路５６と暖房用復路６０は、タンク３０と暖房端末９０との間で熱媒を循環させる循環経路を構成している。

暖房用往路５６には、膨張タンク７０が設けられている。本実施例では、熱媒の循環する回路が密閉回路とされているので、熱媒の熱膨張を吸収するために、膨張タンク７０が用意されている。なお、膨張タンク７０を接続する位置は、暖房用往路５６に限定されず、例えば暖房用復路６０などに接続してもよい。

暖房用往路５６は、給湯暖房ユニット８０を経由して、暖房端末９０に接続されている。給湯暖房ユニット８０は、燃焼式の熱源機であり、可燃性ガスを燃焼させる二つのバーナー８４、８６を有する。一方のバーナー８４は、給湯用のものであり、給湯管路８２を流れる上水を加熱する。他方のバーナー８６は、暖房用のものであり、必要に応じて、暖房用往路５６を流れる熱媒を加熱する。また、給湯暖房ユニット８０は、コントローラ８８を有している。給湯暖房ユニット８０には、暖房端末９０とタンクユニット２８との間で熱媒を循環させる循環ポンプ８７が設けられている。なお、循環ポンプ８７を設ける位置は、給湯暖房ユニット８０に限られず、特に限定されない。例えば、循環ポンプ８７は、タンクユニット２８内の暖房用往路５６に設けてもよいし、タンクユニット２８内の暖房用復路６０に設けてもよい。また、暖房用往路５６のバーナー８６より下流には、バーナー出口サーミスタ８９が設けられている。バーナー出口サーミスタ８９は、コントローラ８８に接続されている。この構成によると、暖房用往路５６を通って暖房端末９０に送られる熱媒の温度が低すぎるときは、バーナー８６で暖房用往路５６を流れる熱媒を加熱することにより、暖房端末９０に送られる熱媒の温度を上昇させることができる。

暖房用往路５６と暖房用復路６０の間は、バイパス経路６４を介して接続されている。それにより、暖房用復路６０を流れる熱媒の一部又は全部を、タンク３０を経由することなく、暖房用往路５６へ送ることができるように構成されている。また、暖房用復路６０とバイパス経路６４との分岐位置には混合弁６６が設けられており、暖房用復路６０からバイパス経路６４を介して暖房用往路５６へ送られる熱媒の流量と、暖房用復路６０からタンク３０を介して暖房用往路５６へ送られる熱媒の流量の比率を調整できるようになっている。混合弁６６は、コントローラ５４に接続されており、その動作はコントローラ５４によって制御される。この構成によると、暖房用往路５６を通って暖房端末９０に送られる熱媒の温度が高すぎるときは、暖房用復路６０を流れる放熱後の熱媒を、暖房用往路５６を流れる熱媒に合流させることによって、暖房端末９０に送られる熱媒の温度を低下させることができる。なお、混合弁６６を設ける位置は、暖房用復路６０とバイパス経路６４の分岐部に限られず、例えば暖房用往路５６とバイパス経路６４の合流部に設けてもよい。

暖房用往路５６には、第１暖房往路サーミスタ４８、第２暖房往路サーミスタ５８が設けられている。第１暖房往路サーミスタ４８は、バイパス経路６４が暖房用往路５６に合流する合流点よりも上流側に設けられており、タンク３０から暖房用往路５６に送られる熱媒の温度を検出する。第２暖房往路サーミスタ５８は、バイパス経路６４が暖房用往路５６に合流する合流点よりも下流側に設けられており、タンク３０から暖房用往路５６に送られる熱媒とバイパス経路６４から暖房用往路５６に送られる熱媒が混合した後の温度を検出する。暖房用復路６０には、暖房復路サーミスタ６２が設けられている。暖房復路サーミスタ６２は、暖房用復路６０を流れる熱媒の温度を検出する。第１暖房往路サーミスタ４８、第２暖房往路サーミスタ５８および暖房復路サーミスタ６２は、コントローラ５４に接続されている。コントローラ５４は、第１暖房往路サーミスタ４８、第２暖房往路サーミスタ５８および暖房復路サーミスタ６２の検出温度に基づいて、混合弁６６の動作を制御することで、暖房端末９０に送られる熱媒の温度を所望の温度に調整することができる。

コントローラ８８には、リモコン９２が接続されている。リモコン９２を操作することで、ユーザは給湯設定温度および暖房設定温度の設定を行ったり、暖房運転の開始を指示したりすることができる。

図２は、ヒートポンプユニット２０を運転しながら暖房を行うときの熱媒の流れを示している。図２に示すように、暖房端末９０には、タンク３０の上部から暖房用往路５６に流れる高温の熱媒が送られる。暖房用往路５６を流れる高温の熱媒は、混合弁６６の制御によりバイパス経路６４から送られる熱媒と混合されて、所望の温度に調整される。暖房端末９０に送られた熱媒は、暖房端末９０において放熱した後に、暖房用復路６０を通じてタンク３０の下部へ戻される。一方、ヒートポンプユニット２０には、タンク３０の下部から蓄熱用往路３４を通じて低温の熱媒が送られる。ヒートポンプユニット２０に送られた低温の熱媒は、ヒートポンプユニット２０において加熱された後に、蓄熱用復路３２を通じてタンク３０の上部へ戻される。

図３は、暖房端末９０へ供給する熱媒の暖房制御温度に対して、タンク３０の熱媒がヒートポンプユニット２０により十分に加熱されており、ヒートポンプユニット２０を運転しないで暖房を行うときの熱媒の流れを示している。この場合には、混合弁６６を制御して、暖房用復路６０からバイパス経路６４を介して暖房用往路５６へ送られる熱媒の流量を増加させ、暖房用復路６０からタンク３０を介して暖房用往路５６へ送られる熱媒の流量を減少させる。これにより、暖房用往路５６から暖房端末９０へ送られる熱媒の温度を、所望の温度に調整することができる。

図４は、暖房端末９０へ供給する熱媒の暖房制御温度に対して、タンク３０の熱媒のヒートポンプユニット２０による加熱が不足しており、タンク３０から暖房用往路５６に送られる熱媒の温度が低い場合の熱媒の流れを示している。この場合には、バーナー８６で暖房用往路５６を流れる熱媒を加熱する。バーナー８６における加熱量を調整することで、暖房用往路５６から暖房端末９０へ送られる熱媒の温度を、所望の温度に速やかに調整することができる。

本実施例の給湯暖房システム１０では、リモコン９２を介して暖房端末９０による暖房運転の開始が指示されると、コントローラ８８は図５に示す処理を行う。

ステップＳ５００では、リモコン９２から暖房設定温度Ｔ_sを取得する。

ステップＳ５０２では、補正値δを０℃に設定する。

ステップＳ５０４では、暖房制御温度Ｔ_tを決定する。暖房制御温度Ｔ_tは、暖房設定温度Ｔ_sに、補正値δを加算した値として算出される。これ以降、暖房端末９０には、暖房制御温度Ｔ_tに温度調整された熱媒が供給され、暖房端末９０による暖房が行われる。

ステップＳ５０６では、外気温度Ｔ_oを検出する。本実施例の給湯暖房システム１０では、外気温サーミスタ２６の検出値の所定時間幅（例えば１分）での移動平均値を、外気温度Ｔ_oとして算出する。

ステップＳ５０８では、暖房戻り温度Ｔ_rを検出する。本実施例の給湯暖房システム１０では、暖房復路サーミスタ６２の検出値の所定時間幅（例えば１分）での移動平均値を、暖房戻り温度Ｔ_rとして算出する。

ステップＳ５１０では、暖房設定温度Ｔ_sがユーザによって変更されたか否かを判断する。暖房設定温度Ｔ_sが変更されていない場合（ステップＳ５１０でＮＯの場合）、処理はステップＳ５１６へ進む。

ステップＳ５１６では、暖房制御温度Ｔ_tが下限温度（例えば４０℃）に達しているか否かを判断する。暖房制御温度Ｔ_tが下限温度に達している場合（ステップＳ５１６でＹＥＳの場合）には、これ以上補正値δを減少させることはないため、処理はステップＳ５３０へ進む。暖房制御温度Ｔ_tが下限温度に達していない場合（ステップＳ５１６でＮＯの場合）には、処理はステップＳ５１８へ進む。

ステップＳ５１８では、補正値δが下限補正値（例えば−１０℃）に達しているか否かを判断する。補正値δが下限補正値に達している場合（ステップＳ５１８でＹＥＳの場合）には、これ以上補正値δを減少させることはないため、処理はステップＳ５３０へ進む。補正値δが下限補正値に達していない場合（ステップＳ５１８でＮＯの場合）には、処理はステップＳ５２０へ進む。

ステップＳ５２０では、上側切換外気温度Ｔ_ohを取得する。上側切換外気温度Ｔ_ohは、暖房制御温度Ｔ_tに対応して決定される基準外気温度Ｔ_orに対して、所定の温度幅（例えば＋５℃）を加算した値である。基準外気温度Ｔ_orは、暖房制御温度Ｔ_tの関数として、例えばＴ_or＝α_oＴ_t＋β_oで与えられる。ここで、α_o、β_oは、暖房制御温度Ｔ_tから基準外気温度Ｔ_orを求める関数のパラメータである。暖房制御温度Ｔ_tから基準外気温度Ｔ_orを求めるための関数と、その関数のパラメータα_o、β_oは、予めコントローラ８８に記憶されている。

ステップＳ５２２では、外気温度Ｔ_oが上側切換外気温度Ｔ_oh以上であるか否かを判断する。外気温度Ｔ_oが上側切換外気温度Ｔ_oh以上である場合（ステップＳ５２２でＹＥＳの場合）には、処理はステップＳ５２８へ進む。外気温度Ｔ_oが上側切換外気温度Ｔ_ohに満たない場合（ステップＳ５２２でＮＯの場合）には、処理はステップＳ５２４へ進む。

ステップＳ５２４では、上側切換戻り温度Ｔ_rhを取得する。上側切換戻り温度Ｔ_rhは、暖房制御温度Ｔ_tに対応して決定される基準戻り温度Ｔ_rrに対して、所定の温度幅（例えば＋５℃）を加算した値である。基準戻り温度Ｔ_rrは、暖房制御温度Ｔ_tの関数として、例えばＴ_rr＝α_rＴ_t＋β_rで与えられる。ここで、α_r、β_rは、暖房制御温度Ｔ_tから基準戻り温度Ｔ_rrを求める関数のパラメータである。暖房制御温度Ｔ_tから基準戻り温度Ｔ_rrを求めるための関数と、その関数のパラメータα_r、β_rは、予めコントローラ８８に記憶されている。

ステップＳ５２６では、暖房戻り温度Ｔ_rが上側切換戻り温度Ｔ_rh以上であるか否かを判断する。暖房戻り温度Ｔ_rが上側切換戻り温度Ｔ_rh以上である場合（ステップＳ５２６でＹＥＳの場合）には、処理はステップＳ５２８へ進む。暖房戻り温度Ｔ_rが上側切換戻り温度Ｔ_rhに満たない場合（ステップＳ５２６でＮＯの場合）には、処理はステップＳ５３０へ進む。

ステップＳ５２８では、補正値δを所定温度幅（例えば−５℃）だけ減少させる。ステップＳ５２８の後、処理はステップＳ５０４へ戻る。

ステップＳ５２０からステップＳ５２８までの処理によって、外気温度Ｔ_oが上側切換外気温度Ｔ_oh以上であるか、あるいは暖房戻り温度Ｔ_rが上側切換戻り温度Ｔ_rh以上である場合に、補正値δを所定温度幅だけ減少させて、処理はステップＳ５０４へ戻る。外気温度Ｔ_oが上側切換外気温度Ｔ_ohを下回り、かつ暖房戻り温度Ｔ_rが上側切換戻り温度Ｔ_rhを下回る場合には、補正値δを減少させることなく、処理はステップＳ５３０へ進む。

ステップＳ５３０では、暖房制御温度Ｔ_tが上限温度（例えば７０℃）に達しているか否かを判断する。暖房制御温度Ｔ_tが上限温度に達している場合（ステップＳ５３０でＹＥＳの場合）には、これ以上補正値δを増加させることはないため、処理はステップＳ５０４へ戻る。暖房制御温度Ｔ_tが上限温度に達していない場合（ステップＳ５３０でＮＯの場合）には、処理はステップＳ５３２へ進む。

ステップＳ５３２では、補正値δが上限補正値（例えば＋１０℃）に達しているか否かを判断する。補正値δが上限補正値に達している場合（ステップＳ５３２でＹＥＳの場合）には、これ以上補正値δを増加させることはないため、処理はステップＳ５０４へ戻る。補正値δが上限補正値に達していない場合（ステップＳ５３２でＮＯの場合）には、処理はステップＳ５３４へ進む。

ステップＳ５３４では、下側切換外気温度Ｔ_olを取得する。下側切換外気温度Ｔ_olは、暖房制御温度Ｔ_tに対応して決定される基準外気温度Ｔ_orに対して、所定の温度幅（例えば−５℃）を減算した値である。基準外気温度Ｔ_orは、ステップＳ５２０と同様に、暖房制御温度Ｔ_tから基準外気温度Ｔ_orを求める関数、例えばＴ_or＝α_oＴ_t＋β_oを用いて算出される。

ステップＳ５３６では、外気温度Ｔ_oが下側切換外気温度Ｔ_olを下回るか否かを判断する。外気温度Ｔ_oが下側切換外気温度Ｔ_olを下回る場合（ステップＳ５３６でＹＥＳの場合）には、処理はステップＳ５４２へ進む。外気温度Ｔ_oが下側切換外気温度Ｔ_ol以上の場合（ステップＳ５３６でＮＯの場合）には、処理はステップＳ５３８へ進む。

ステップＳ５３８では、下側切換戻り温度Ｔ_rlを取得する。下側切換戻り温度Ｔ_rlは、暖房制御温度Ｔ_tに対応して決定される基準戻り温度Ｔ_rrに対して、所定の温度幅（例えば−５℃）を減算した値である。基準戻り温度Ｔ_rrは、ステップＳ５２４と同様に、暖房制御温度Ｔ_tから基準戻り温度Ｔ_rrを求める関数、例えばＴ_rr＝α_rＴ_t＋β_rを用いて算出される。

ステップＳ５４０では、暖房戻り温度Ｔ_rが下側切換戻り温度Ｔ_rlを下回るか否かを判断する。暖房戻り温度Ｔ_rが下側切換戻り温度Ｔ_rlを下回る場合（ステップＳ５４０でＹＥＳの場合）には、処理はステップＳ５４２へ進む。暖房戻り温度Ｔ_rが下側切換戻り温度Ｔ_rl以上の場合（ステップＳ５４０でＮＯの場合）には、処理はステップＳ５０４へ戻る。

ステップＳ５４２では、補正値δを所定温度幅（例えば＋５℃）だけ増加させる。ステップＳ５４２の後、処理はステップＳ５０４へ戻る。

ステップＳ５３４からステップＳ５４２までの処理によって、外気温度Ｔ_oが下側切換外気温度Ｔ_olを下回るか、あるいは暖房戻り温度Ｔ_rが下側切換戻り温度Ｔ_rlを下回る場合に、補正値δを所定温度幅だけ増加させて、処理はステップＳ５０４へ戻る。外気温度Ｔ_oが下側切換外気温度Ｔ_ol以上であり、かつ暖房戻り温度Ｔ_rが下側切換戻り温度Ｔ_rl以上である場合には、補正値δを増加することなく、処理はステップＳ５０４へ戻る。

ステップＳ５１０で、ユーザによって暖房設定温度Ｔ_sが変更された場合（ＹＥＳの場合）、処理はステップＳ５１２へ進む。ステップＳ５１２では、変更後の暖房設定温度Ｔ_sと、ステップＳ５０８で検出された外気温度Ｔ_oと、ステップＳ５１０で検出された暖房戻り温度Ｔ_rを関連付けて、コントローラ８８に記憶する。これによって、暖房設定温度Ｔ_sが変更される度に、変更後の暖房設定温度Ｔ_sと、その時点での外気温度Ｔ_oおよび暖房戻り温度Ｔ_rを関連付けたプロットが蓄積されていく。

ステップＳ５１４では、ステップＳ５２０、Ｓ５３４で用いる、基準外気温度Ｔ_orを求めるための関数のパラメータα_o、β_oと、ステップＳ５２４、Ｓ５３８で用いる、基準戻り温度Ｔ_rrを求めるための関数のパラメータα_r、β_rを更新する。パラメータα_o、β_oの更新は、ステップＳ５１２で蓄積される暖房設定温度Ｔ_sと外気温度Ｔ_oの対応関係のプロットを用いて、例えば最小二乗法によって行われる。パラメータα_r、β_rの更新は、ステップＳ５１２で蓄積される暖房設定温度Ｔ_sと暖房戻り温度Ｔ_rの対応関係のプロットを用いて、例えば最小二乗法によって行われる。ステップＳ５１４の後、処理はステップＳ５１６へ進む。

図６に、本実施例の給湯暖房システム１０における、外気温度Ｔ_oの変動に対応した暖房制御温度Ｔ_tの調整の様子を示している。図６には、暖房制御温度Ｔ_tに応じて決定される基準外気温度Ｔ_orと、基準外気温度Ｔ_orに所定の温度幅を加算した上側切換外気温度Ｔ_ohと、基準外気温度Ｔ_orから所定の温度幅を減算した下側切換外気温度Ｔ_olが示されている。現在の暖房制御温度がＴ_t1である場合、検出される外気温度Ｔ_oが、点Ｐ１，Ｐ２で示すように、下側切換外気温度Ｔ_olと上側切換外気温度Ｔ_ohの間に位置する場合には、補正値δを増減することはなく、暖房制御温度Ｔ_t1はそのまま維持される。検出される外気温度Ｔ_oが、点Ｐ３で示すように、下側切換外気温度Ｔ_olを下回る場合には、補正値δが所定値だけ増加して、暖房制御温度はＴ_t1からＴ_t1’へと上昇する。検出される外気温度Ｔ_oが、点Ｐ４で示すように、上側切換外気温度Ｔ_oh以上となる場合には、補正値δが所定値だけ減少して、暖房制御温度はＴ_t1からＴ_t1’’へと下降する。

以上のように、本実施例の給湯暖房システム１０によれば、外気温度Ｔ_oの変動に応じて、暖房制御温度Ｔ_tを自動的に調整することができる。具体的には、本実施例の給湯暖房システム１０では、外気温度Ｔ_oが低くなると、暖房制御温度Ｔ_tを上昇させて、暖房端末９０への供給熱量を増加させることができる。これとは逆に、外気温度Ｔ_oが高くなると、暖房制御温度Ｔ_tを下降させて、暖房端末９０への供給熱量を低減させることができる。ユーザの手を煩わせることなく、快適な暖房を提供することができる。

図６では、外気温度Ｔ_oの変動に対応した暖房制御温度Ｔ_tの調整の様子を説明したが、本実施例の給湯暖房システム１０では、暖房戻り温度Ｔ_rの変動に対応した暖房制御温度Ｔ_tの調整も、同様にして行われる。具体的には、本実施例の給湯暖房システム１０では、暖房戻り温度Ｔ_rが低くなると、暖房制御温度Ｔ_tを上昇させて、暖房端末９０への供給熱量を増加させることができる。これとは逆に、暖房戻り温度Ｔ_rが高くなると、暖房制御温度Ｔ_tを下降させて、暖房端末９０への供給熱量を低減させることができる。ユーザの手を煩わせることなく、快適な暖房を提供することができる。

本実施例の給湯暖房システム１０では、暖房制御温度Ｔ_tに基づいて、関数を使用して基準外気温度Ｔ_orや基準戻り温度Ｔ_rrを算出し、そこから各種の切換温度を算出する構成としている。このような構成とすることで、暖房制御温度Ｔ_tと各種の切換温度との対応関係をテーブル等で予め記憶しておく必要がなくなる。

本実施例の給湯暖房システム１０では、暖房設定温度Ｔ_sが変更されるごとに、暖房設定温度Ｔ_sと外気温度Ｔ_oと暖房戻り温度Ｔ_rの対応関係をプロットしていき、これらのプロットに基づいて、基準外気温度Ｔ_orおよび基準戻り温度Ｔ_rrの算出に用いる関数のパラメータα_o、β_o、α_r、β_rを更新する。このような構成とすることによって、使用者や施行業者が手動で設定を行うことなく、実際の使用環境や使用者の嗜好に応じて、自動的に暖房制御温度Ｔ_tの調整を適切に行うことができる。

本実施例の給湯暖房システム１０では、補正値δの範囲を上限補正値と下限補正値の間に制限している。これによって、暖房制御温度Ｔ_tが暖房設定温度Ｔ_sから大きく外れてしまうことを防いでいる。仮に、補正値δの範囲に制限を設けない場合、ユーザが暑いと感じて暖房設定温度Ｔ_sを下げたにも関わらず、暖房制御温度Ｔ_tが下がらなかったり、ユーザが寒いと感じて暖房設定温度Ｔ_sを上げたにも関わらず、暖房制御温度Ｔ_tが上がらなかったりする事態が生じ得る。これに対して、本実施例の給湯暖房システム１０では、補正値δの範囲に制限を設けることで、ユーザが暖房設定温度Ｔ_sを手動で変更した場合に、暖房制御温度Ｔ_tを追随して変化させることができる。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、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。

例えば、上記の実施例では、外気温度Ｔ_oの検出値と暖房戻り温度Ｔ_rの検出値の両方に基づいて、暖房制御温度Ｔ_tを調整する構成について説明したが、外気温度Ｔ_oの検出値および暖房戻り温度Ｔ_rの検出値のどちらか一方のみに基づいて、暖房制御温度Ｔ_tを調整する構成としてもよい。

上記の実施例では、基準外気温度Ｔ_orや基準戻り温度Ｔ_rrを、暖房制御温度Ｔ_tの一次関数を用いて算出する構成について説明したが、適用可能な関数は一次関数に限られるものではなく、他の関数を用いて基準外気温度Ｔ_orや基準戻り温度Ｔ_rrを算出する構成としてもよい。

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。

１０ 給湯暖房システム
２０ ヒートポンプユニット
２１ コントローラ
２２ 循環ポンプ
２４ 手動弁
２６ 外気温サーミスタ
２８ タンクユニット
３０ タンク
３２ 蓄熱用復路
３４ 蓄熱用往路
４２ａ タンクサーミスタ
４２ｂ タンクサーミスタ
４２ｃ タンクサーミスタ
４４ 蓄熱往路サーミスタ
４６ 蓄熱復路サーミスタ
４８ 第１暖房往路サーミスタ
５４ コントローラ
５６ 暖房用往路
５８ 第２暖房往路サーミスタ
６０ 暖房用復路
６２ 暖房復路サーミスタ
６４ バイパス経路
６６ 混合弁
７０ 膨張タンク
８０ 給湯暖房ユニット
８２ 給湯管路
８４ バーナー
８６ バーナー
８７ 循環ポンプ
８８ コントローラ
８９ バーナー出口サーミスタ
９０ 暖房端末
９２ リモコン

Claims (4)

1. 熱媒からの放熱によって暖房する暖房端末との間で熱媒を循環させる暖房システムであって、
   ユーザの操作に応じて暖房設定温度を設定する温度設定手段と、
   暖房設定温度と補正値に基づいて暖房制御温度を決定する温度決定手段と、
   暖房端末への熱媒の往き温度を暖房制御温度に調整する温度調整手段と、
   暖房端末での放熱量との間で相関関係を有する物理量を検出する物理量検出手段と、
   パラメータを有する関数と、温度決定手段で決定される暖房制御温度と、物理量検出手段で検出される物理量に基づいて、補正値を変更する補正値変更手段と、
   ユーザが暖房設定温度を変更したときの、変更後の暖房設定温度と、物理量検出手段で検出される物理量に基づいて、パラメータを更新するパラメータ更新手段を備える暖房システム。
2. 補正値変更手段が、暖房制御温度に基づいて関数を使用して物理量の基準値を算出し、その基準値から特定されるしきい値と物理量検出手段で検出される物理量の対比に応じて補正値を増減する、請求項１の暖房システム。
3. 物理量が外気温度を含む、請求項１または２の暖房システム。
4. 物理量が暖房端末からの熱媒の戻り温度を含む、請求項１から３の何れか一項の暖房システム。

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