JP6543446B2 - 暖房システム - Google Patents

Description

本発明は、暖房システムに関する。

特許文献１には、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒の熱を放熱する室内端末と、冷媒を膨張させる膨張機構と、大気から熱を吸収する室外空気熱交換器と、圧縮機、室内端末、膨張機構、及び、室外空気熱交換器の順で冷媒を循環させる冷媒循環路と、を備える暖房システムが開示されている。

特開２０１０−１９６９５０号公報

特許文献１の暖房システムでは、圧縮機の能力に応じて暖房能力が決定される。しかしながら、特許文献１の暖房システムでは、例えば厳寒期に暖房能力が不足する事態が発生するおそれがある。

本明細書では、暖房能力が不足する事態が発生することを抑制することが可能な技術を提供する。

本明細書が開示する暖房システムは、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒の熱を放熱する室内端末と、冷媒を膨張させる膨張機構と、大気から熱を吸収する室外空気熱交換器と、圧縮機、室内端末、膨張機構、及び、室外空気熱交換器の順で冷媒を循環させる第１循環路と、熱媒を循環させる第２循環路と、室外空気熱交換器に直列に接続されて、第１循環路内の冷媒と、第２循環路内の熱媒とを熱交換する熱交換器と、燃料を燃焼させることによって発生する熱を利用して、第２循環路内の熱媒を加熱する熱源機と、一端が、第１循環路のうちの膨張機構と室外空気熱交換器との間に接続され、他端が、第１循環路のうちの室外空気熱交換器と熱交換器との間に接続されるバイパス路と、バイパス路に冷媒が流れず、第１循環路内の冷媒が熱交換器、圧縮機、室内端末、膨張機構、及び、室外空気熱交換器の順で循環する第１状態と、バイパス路に冷媒が流れ、第１循環路内の冷媒が熱交換器、圧縮機、室内端末、及び、膨張機構の順で循環し、室外空気熱交換器には流れない第２状態と、を切り替える切替手段と、第２循環路中に設けられ、開度を調整することによって、熱交換器を通過する熱媒の単位時間当たりの流量を調整可能な流量調整弁と、を備える。

上記の暖房システムは、熱源機と、第２循環路と、熱交換器とを備える。そのため、熱源機を駆動させることにより、熱源機で発生した熱を利用して熱媒を加熱し、熱交換器において熱媒と冷媒とを熱交換させて冷媒を加熱することができる。そのため、圧縮機の能力だけで暖房運転を行うと暖房能力が不足する場合に、熱源機を駆動させることにより、冷媒の加熱能力を補うことができる。この暖房システムによると、暖房能力が不足する事態の発生を抑制することができる。
また、流量調整弁の開度を調整することにより、熱交換器を通過する熱媒の単位時間当たりの流量を調整することができる。即ち、流量調整弁の開度を調整することによって、熱交換器における熱媒と冷媒との単位時間当たりの熱交換量を調整することができる。従って、この構成によると、熱源機を駆動させる場合に、流量調整弁の開度を調整することにより、熱源機で発生した熱を利用して冷媒を加熱する際の加熱量を調整することができる。

第１実施例の空調システム２の構成を模式的に示す図。 第１実施例の空調システム２における暖房運転処理を説明するフローチャート。 参考例の空調システム２の構成を模式的に示す図。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、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。

（特徴１） 圧縮機に流入する冷媒の温度と、圧縮機から流出する冷媒の温度と、のうちの少なくとも一方に応じて、熱交換器における熱媒と冷媒との熱交換量を変化させることが好ましい。

この構成によると、暖房システムは、冷媒の温度に応じて、適切に冷媒を加熱し得る。

（第１実施例）
図１に示すように、本実施例の空調システム２は、ヒートポンプ空調装置４と、加熱装置６と、制御装置８と、を備えている。

ヒートポンプ空調装置４は、冷媒を用いて、室外空気からの吸熱、室内空気からの吸熱、室外空気への放熱、及び、室内空気への放熱を行う。ヒートポンプ空調装置４で使用される冷媒は、例えば、Ｒ３２やＲ４１０といったＨＦＣ冷媒や、Ｒ７４４といったＣＯ_２冷媒等、通常の運転に伴って想定される温度域において液相状態と気相状態との間で相転移することの多い冷媒である。ヒートポンプ空調装置４は、圧縮機１２と、室内端末１４ａ、１４ｂと、第１ファン１６ａ、１６ｂと、膨張弁１８ａ、１８ｂと、室外空気熱交換器２０と、第２ファン２２と、熱交換器２４と、四方弁２６と、第１循環路２８（分流路２８ａ、２８ｂを含む）と、第１開閉弁３０ａ、３０ｂと、バイパス路３２と、バイパス路開閉弁３４と、第２開閉弁３６と、を備えている。

圧縮機１２は、気相状態の冷媒を圧縮して送り出す。室内端末１４ａ、１４ｂは、それぞれ、第１ファン１６ａ、１６ｂによって送風される室内空気と、冷媒との間で熱交換をする。膨張弁１８ａ、１８ｂは、それぞれ、液相状態の冷媒を断熱膨張させて減圧する。室外空気熱交換器２０は、第２ファン２２によって送風される室外空気と、冷媒との間で熱交換をする。室外空気熱交換器２０には、外気温を検出する外気温サーミスタ２１が備えられている。熱交換器２４は、後述の第２循環路５０内を通過する熱媒と、第１循環路２８内を通過する冷媒との間で熱交換する。四方弁２６は、４つのポートａ、ｂ、ｃ及びｄを備えており、ポートａとポートｂとが連通し、かつ、ポートｃとポートｄとが連通した暖房状態（図中の実線部参照）と、ポートａとポートｄとが連通し、かつ、ポートｂとポートｃとが連通した冷房状態（図中の破線部参照）との間で切り換わる。

第１循環路２８は、冷媒を、圧縮機１２と、室内端末１４ａ、１４ｂと、膨張弁１８ａ、１８ｂと、室外空気熱交換器２０と、熱交換器２４と、四方弁２６と、の間で循環させる。上記の通り、第１循環路２８は、分流路２８ａ、２８ｂを含む。分流路２８ａには、室内端末１４ａ、膨張弁１８ａ、及び、第１開閉弁３０ａが介装されている。分流路２８ｂには、室内端末１４ｂ、膨張弁１８ｂ、及び、第１開閉弁３０ｂが介装されている。第１開閉弁３０ａを開閉することにより、分流路２８ａを冷媒が通過可能な状態と、分流路２８ａを冷媒が通過不可能な状態とが切り換えられる。同様に、第１開閉弁３０ｂを開閉することにより、分流路２８ｂを冷媒が通過可能な状態と、分流路２８ｂを冷媒が通過不可能な状態とが切り換えられる。バイパス路３２は、室外空気熱交換器２０をバイパスする経路である。バイパス路３２の一端は、第１循環路２８のうちの膨張弁１８ａ、１８ｂと室外空気熱交換器２０との間の部分に接続されている。バイパス路３２の他端は、第１循環路２８のうちの室外空気熱交換器２０と熱交換器２４との間の部分に接続されている。バイパス路開閉弁３４は、バイパス路３２に介装されている。バイパス路開閉弁３４を開閉することにより、バイパス路３２を冷媒が通過可能な状態と、バイパス路３２を冷媒が通過不可能な状態とが切り換えられる。第２開閉弁３６は、第１循環路２８のうち、バイパス路３２によってバイパスされている室外空気熱交換器２０を通る経路に介装されている。第２開閉弁３６を開閉することにより、室外空気熱交換器２０に冷媒が供給される状態と、供給されない状態とが切り換えられる。

第１循環路２８の各部には、第１循環路２８内の各部の冷媒の温度を検出可能なサーミスタ４０、４２、４４が備えられている。サーミスタ４０、４２は、それぞれ、圧縮機１２への流入側と、圧縮機１２からの流出側と、に備えられている。サーミスタ４４は、熱交換器２４と室外空気熱交換器２０との間に備えられている。

加熱装置６は、熱媒を用いて、第１循環路２８内の冷媒を加熱する。加熱装置６で使用される熱媒は、例えば、不凍液（プロビレングリコール等）のように、通常の運転に伴って想定される温度域において液相状態から他の状態に相転移しない熱媒である。加熱装置６は、熱交換器２４と、第２循環路５０と、バーナ５２と、循環ポンプ５４と、流量調整弁５６と、を備えている。

第２循環路５０は、熱媒を、熱交換器２４とバーナ５２との間で循環させる。バーナ５２は、ガス等の燃料を燃焼させることによって発生する燃焼熱を利用して、第２循環路５０を通過する熱媒を加熱する。循環ポンプ５４は、第２循環路５０内の熱媒を循環させる。熱交換器２４は、第２循環路５０のうちバーナ５２よりも下流側の部分に備えられている。そのため、熱交換器２４には、バーナ５２で加熱された後の熱媒が供給される。流量調整弁５６は、第２循環路５０のうち熱交換器２４よりも下流側であって、バーナ５２の上流側の部分に介装されている。本実施例では、流量調整弁５６は、ステッピングモータを内蔵しており、開度を調整することができる。流量調整弁５６の開度を調整することにより、第２循環路５０内を流れる熱媒の単位時間当たりの流量を調整して、熱交換器２４における熱媒と冷媒の間の熱交換量（即ち、熱媒による冷媒の加熱量）を調整することができる。

制御装置８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えている。ＲＯＭには各種の運転プログラムが格納されている。ＲＡＭには、制御装置８に入力される各種信号や、ＣＰＵが処理を実行する過程で生成される種々のデータが一時的に記憶される。制御装置８では、ＣＰＵがＲＯＭやＲＡＭに記憶された情報に基づいて、ヒートポンプ空調装置４及び加熱装置６の各構成要素の動作を制御する。また、制御装置８には、図示しないリモコンが接続されている。リモコンには、ユーザが空調システム２を操作するためのスイッチ、ユーザに空調システム２の動作状態を表示する液晶表示器等が設けられている。ユーザは、リモコンを介して、暖房又は冷房の開始及び終了等を指示することができる。また、ユーザは、リモコンを介して、暖房設定温度及び冷房設定温度を設定することもできる。

次いで、空調システム２の動作について説明する。空調システム２は、暖房運転、及び、冷房運転を実行可能である。

（暖房運転）
ユーザから暖房が指示されると、空調システム２は、ヒートポンプ空調装置４によって室内を暖房する暖房運転を行う。なお、以下では、図１の室内端末１４ａが備えられている室内の暖房が指示され、室内端末１４ｂが備えられている室内の暖房が指示されていない場合を例として暖房運転の内容を説明する。ユーザから暖房が指示されると、まず、制御装置８は、四方弁２６を、ポートａとポートｂとが連通し、かつ、ポートｃとポートｄとが連通した状態に切り替え（図１の四方弁２６における実線部参照）、第１開閉弁３０ａを開く。この際、第１開閉弁３０ｂは閉じておく。続いて、制御装置８は、図２の暖房運転処理を開始する。

（暖房運転処理：図２）
図２を参照して、暖房運転処理について説明する。暖房運転処理が開始されると、Ｓ１０では、制御装置８は、所定タイミングが到来することを監視する。暖房運転処理開始直後のＳ１０では、制御装置８は、所定タイミングが到来したと判断し（即ち、Ｓ１０でＹＥＳと判断し）、Ｓ１２に進む。以後、２度目以降のＳ１０においては、制御装置８は、１２０秒毎に所定タイミングが到来したと判断し（即ち、Ｓ１０でＹＥＳと判断し）、Ｓ１２に進む。

Ｓ１２では、制御装置８は、外気温が第１の閾値Ｔｈ１（例えば-５℃）以下であるか否かを判断する。第１の閾値Ｔｈ１は、外気温がその温度以下である場合に圧縮機１２単独で暖房運転を行うと、暖房能力が不足する可能性の高い温度である。外気温サーミスタ２１の検出温度が第１の閾値Ｔｈ１より高い場合、制御装置８は、Ｓ１２でＮＯと判断してＳ１４に進む。一方、外気温サーミスタ２１の検出温度が第１の閾値Ｔｈ１以下である場合、制御装置８は、Ｓ１２でＹＥＳと判断してＳ１６に進む。

Ｓ１４では、制御装置８は、バイパス路開閉弁３４を閉じ、第２開閉弁３６を開く。これにより、バイパス路３２を冷媒が通過不可能であり、かつ、室外空気熱交換器２０に冷媒が供給される状態に切り替えられる。また、制御装置８は、第１ファン１６ａ及び第２ファン２２を駆動するとともに、圧縮機１２を駆動する。制御装置８は、循環ポンプ５４とバーナ５２を停止状態にする。なお、Ｓ１４の時点で既にバイパス路開閉弁３４が閉じられ、第２開閉弁３６が開かれ、第１ファン１６ａ、第２ファン２２、及び、圧縮機１２が駆動し、循環ポンプ５４及びバーナ５２が停止している場合には、制御装置８はその状態を維持する。Ｓ１４を終えると、制御装置８は、Ｓ１０に戻り、所定タイミングが再度到来することを監視する。

Ｓ１４で圧縮機１２が駆動することによって、圧縮機１２で加圧されて高温高圧となった気相状態の冷媒は、四方弁２６を介して、分流路２８ａを通って、室内端末１４ａへ送られる。高温高圧の気相状態の冷媒は、室内端末１４ａでの室内空気との熱交換によって冷却されて凝縮し、液相状態となる。室内端末１４ａで液相状態となった冷媒は膨張弁１８ａへ送られる。膨張弁１８ａで減圧されて低温低圧となった液相状態の冷媒は、室外空気熱交換器２０へ送られる。低温低圧の液相状態の冷媒は、室外空気熱交換器２０での室外空気との熱交換によって加熱されて蒸発し、気相状態となる。気相状態となった冷媒は、熱交換器２４を通過し、四方弁２６を介して圧縮機１２に戻される。この際、Ｓ１４では加熱装置６が駆動しないため、熱交換器２４を通過する際に冷媒が加熱されることはない。Ｓ１４の処理の結果、第１循環路２８内を上記のサイクルで冷媒が循環する（図１の矢印７２を含む実線矢印参照）。この結果、室内端末１４ａにおいて室内空気に放熱され、室内が暖房される。

一方、Ｓ１６では、制御装置８は、バイパス路開閉弁３４を開き、第２開閉弁３６を閉じる。これにより、バイパス路３２を冷媒が通過可能であり、かつ、室外空気熱交換器２０に冷媒が供給されない状態に切り替えられる。また、制御装置８は、第１ファン１６ａを駆動するとともに、圧縮機１２を駆動する。さらに、制御装置８は、流量調整弁５６の開度を所定の初期値に調整するとともに、循環ポンプ５４とバーナ５２とを駆動する。なお、Ｓ１６の時点で既にバイパス路開閉弁３４が開かれ、第２開閉弁３６が閉じられ、第１ファン１６ａ、圧縮機１２、循環ポンプ５４、及び、バーナ５２が駆動している場合には、制御装置８はその状態を維持する。Ｓ１６を終えると、Ｓ１８に進む。

Ｓ１６で循環ポンプ５４が駆動することによって、第２循環路５０内で熱媒が循環する。熱媒は、バーナ５２、熱交換器２４、流量調整弁５６、の順に通過する（図１中の実線矢印参照）。また、バーナ５２は、燃料の燃焼熱を利用して、第２循環路５０内の熱媒を加熱する。バーナ５２で加熱された高温の熱媒は、熱交換器２４に供給され、第１循環路２８を流れる冷媒と熱交換を行う（即ち、熱媒の熱を利用して冷媒を加熱する）。熱交換器２４を通過した後の熱媒は、流量調整弁５６を介してバーナ５２に戻され、バーナ５２によって再度加熱される。第２循環路５０内を流れる熱媒の単位時間当たりの流量は、流量調整弁５６の開度によって調整される。なお、本実施例の加熱装置６において、流量調整弁５６を通過する熱媒は、熱交換器２４を通過した後の比較的低温の熱媒である。そのため、流量調整弁５６をバーナ５２と熱交換器２４の間の部分に設ける場合と比較して、流量調整弁５６に加わる熱負荷が比較的少なく済むため、流量調整弁５６の耐久性が向上する。

また、Ｓ１６で圧縮機１２が駆動することによって、圧縮機１２で加圧されて高温高圧となった気相状態の冷媒は、四方弁２６を介して、分流路２８ａを通って、室内端末１４ａへ送られる。高温高圧の気相状態の冷媒は、室内端末１４ａでの室内空気との熱交換によって冷却されて凝縮し、液相状態となる。室内端末１４ａで液相状態となった冷媒は膨張弁１８ａへ送られる。膨張弁１８ａで減圧されて低温低圧となった液相状態の冷媒は、バイパス路３２を通過して熱交換器２４に供給される。低温低圧の液相状態の冷媒は、熱交換器２４での第２循環路５０内の熱媒との熱交換によって加熱されて蒸発し、気相状態となる。気相状態となった冷媒は、四方弁２６を介して圧縮機１２に戻される。Ｓ１６の処理の結果、第１循環路２８内を上記のサイクルで冷媒が循環する（図１の矢印７０を含む実線矢印参照）。この結果、室内端末１４ａにおいて室内空気に放熱され、室内が暖房される。

Ｓ１６の後のＳ１８では、制御装置８は、サーミスタ４０の検出温度（即ち、熱交換器２４の通過後、圧縮機１２に供給される前の冷媒の温度）が、第２の閾値Ｔｈ２（例えば１０℃）以下であるか否かを判断する。サーミスタ４０の検出温度が第２の閾値Ｔｈ２以下である場合、制御装置８は、Ｓ１８でＹＥＳと判断し、Ｓ２０に進む。一方、サーミスタ４０の検出温度が第２の閾値Ｔｈ２より高い場合、制御装置８は、Ｓ１８でＮＯと判断し、Ｓ２２に進む。

Ｓ２０では、制御装置８は、流量調整弁５６の開度を所定量（例えば１０ステップ分）大きくする。流量調整弁５６の開度を大きくすることにより、第２循環路５０内を流れる熱媒の単位時間当たりの流量を多くすることができる。その結果、熱交換器２４における熱媒と冷媒の間の熱交換量（即ち、熱媒による冷媒の加熱量）を多くすることができる。Ｓ２０を終えると、制御装置８は、Ｓ１０に戻り、所定タイミングが再度到来することを監視する。

Ｓ２２では、制御装置８は、サーミスタ４０の検出温度が、第２の閾値Ｔｈ２より高温である第３の閾値Ｔｈ３（例えば４０℃）以上であるか否かを判断する。サーミスタ４０の検出温度が第３の閾値Ｔｈ３以上である場合、制御装置８は、Ｓ２２でＹＥＳと判断し、Ｓ２４に進む。一方、サーミスタ４０の検出温度が第３の閾値Ｔｈ３より低い場合、制御装置８は、Ｓ２２でＮＯと判断し、Ｓ１０に戻って所定タイミングが再度到来することを監視する。

Ｓ２４では、制御装置８は、流量調整弁５６の開度を所定量（例えば１０ステップ分）小さくする。流量調整弁５６の開度を小さくすることにより、第２循環路５０内を流れる熱媒の単位時間当たりの流量を少なくすることができる。その結果、熱交換器２４における熱媒と冷媒の間の熱交換量（即ち、熱媒による冷媒の加熱量）を少なくすることができる。Ｓ２４を終えると、制御装置８は、Ｓ１０に戻り、所定タイミングが再度到来することを監視する。

制御装置８は、ユーザから暖房の停止が指示されるまで、上記の暖房運転処理（Ｓ１０〜Ｓ２４の各処理）を繰り返し実行する。ユーザから暖房の停止が指示されると、制御装置８は、暖房運転処理を終了する。即ち、制御装置８は、駆動中の各要素（圧縮機１２、第１ファン１６、第２ファン２２、循環ポンプ５４、バーナ５２等）を停止させる。この結果、空調システム２は、暖房運転を終了する。

（冷房運転）
ユーザから冷房が指示されると、空調システム２は、ヒートポンプ空調装置４によって室内を冷房する冷房運転を行う。なお、以下では、図１の室内端末１４ａが備えられている室内の冷房が指示され、室内端末１４ｂが備えられている室内の冷房が指示されていない場合を例として冷房運転の内容を説明する。ユーザから冷房が指示されると、まず、制御装置８は、四方弁２６を、ポートａとポートｄとが連通し、かつ、ポートｃとポートｂとが連通した状態に切り替え（図１の四方弁２６における破線部参照）、第１開閉弁３０ａを開く。この際、第１開閉弁３０ｂは閉じておく。また、制御装置８は、バイパス路開閉弁３４を閉じ、第２開閉弁３６を開く。これにより、バイパス路３２を冷媒が通過不可能であり、かつ、室外空気熱交換器２０に冷媒が供給される状態に切り替えられる。また、制御装置８は、第１ファン１６ａ及び第２ファン２２を駆動するとともに、圧縮機１２を駆動する。

圧縮機１２が駆動することによって、圧縮機１２で加圧されて高温高圧となった気相状態の冷媒は、四方弁２６及び熱交換器２４を介して、室外空気熱交換器２０へ送られる。冷房運転中は、加熱装置６が駆動しないため、熱交換器２４を通過する際に、冷媒が加熱されることはない。高温高圧の気相状態の冷媒は、室外空気熱交換器２０での室外空気との熱交換によって冷却されて凝縮し、液相状態となる。室外空気熱交換器２０で液相状態となった冷媒は、膨張弁１８ａへ送られる。膨張弁１８ａで減圧されて低温低圧となった液相状態の冷媒は、室内端末１４ａへ送られる。低温低圧の液相状態の冷媒は、室内端末１４ａでの室内空気との熱交換によって加熱されて蒸発し、気相状態となる。気相状態となった冷媒は、四方弁２６を介して圧縮機１２に戻される。これにより、第１循環路２８内を上記のサイクルで冷媒が循環する（図１の破線矢印参照）。この結果、室内端末１４ａにおいて室内空気の熱が吸熱されることに伴い、室内が冷房される。

ユーザから冷房の停止が指示されると、制御装置８は、駆動中の各要素（圧縮機１２、第１ファン１６ａ、第２ファン２２）を停止させる。これにより、空調システム２は、冷房運転を終了する。

以上、本実施例の空調システム２の構成及び運転内容について説明した。本実施例では、空調システム２は、バーナ５２と、第２循環路５０と、循環ポンプ５４と、熱交換器２４を備える。上記の通り、本実施例の空調システム２は、暖房運転時に、外気温が第１の閾値Ｔｈ１以下の場合（図２のＳ１２でＹＥＳ）に、熱交換器２４において、バーナ５２で加熱された熱媒の熱を利用して冷媒を加熱することができる。通常、バーナ５２で加熱された熱媒の熱を利用して冷媒を加熱する場合の単位時間当たりの加熱量は、室外空気熱交換器２０で室外空気と熱交換することで冷媒を加熱する場合の単位時間当たりの加熱量と比べて大きい。そのため、外気温が第１の閾値Ｔｈ１以下である場合のように、圧縮機１２で暖房運転を行うと暖房能力が不足する可能性が高い場合に、バーナ５２を駆動させることにより、加熱能力を増加することができる。従って、本実施例の空調システム２によると、暖房能力が不足する事態の発生を抑制することができる。

また、本実施例では、第２循環路５０には、開度を調整することによって、第２循環路５０内を循環する熱媒（即ち、熱交換器２４を通過する熱媒）の単位時間当たりの流量を調整可能な流量調整弁５６を備える。そのため、本実施例の空調システム２では、流量調整弁５６の開度を調整することにより、熱交換器２４における熱媒と冷媒との単位時間当たりの熱交換量を調整することができる。従って、この構成によると、バーナ５２を駆動させる場合に、流量調整弁５６の開度を調整することにより、バーナ５２で発生した熱を利用して冷媒を加熱する際の加熱量を調整することができる。

また、本実施例では、空調システム２は、図２のＳ１８〜Ｓ２４に示すように、サーミスタ４０の検出温度に応じて、流量調整弁５６の開度を調整して、熱交換器２４における熱媒と冷媒との単位時間当たりの熱交換量を調整する。そのため、本実施例の空調システム２は、冷媒の温度に応じて、適切に冷媒を加熱し得る。

また、本実施例では、第１循環路２８内を循環する冷媒は、通常の運転に伴って想定される温度域において液相状態と気相状態との間で相転移する冷媒である。このような性質を有する冷媒をバーナの燃焼熱で直接加熱する構成（以下では、「比較例の構成」と呼ぶ）を採用することも考えられる。しかしながら、比較例の構成を採用する場合、冷媒が気相状態と液相状態とが混合した状態である気液二相状態である間は、バーナの燃焼熱によって冷媒を加熱しても、冷媒は温度上昇しない（即ち、冷媒に加わる熱は冷媒の蒸発潜熱となる）が、冷媒が気相状態に移行した後は、冷媒がバーナの燃焼熱によって加熱されると、冷媒が急激に温度上昇する可能性がある（即ち、冷媒に加わる熱は顕熱となる）。そのため、比較例の構成を採用すると、冷媒の細かい温度調整が困難となる場合がある。この点、本実施例では、バーナ５２の燃焼熱で冷媒を直接加熱する比較例の構成を採用せず、バーナ５２の燃焼熱で第２循環路５０内の熱媒を加熱し、熱交換器２４において、熱媒と冷媒を熱交換することにより、冷媒を加熱している。即ち、バーナ５２を用いて冷媒を加熱する際に、熱媒を介して間接的に冷媒を加熱する構成を採用している。本実施例では、熱媒は、通常の運転に伴って想定される温度域において液相状態から他の状態に相転移しない熱媒（例えば、不凍液等）である。熱媒は、バーナ５２の燃焼熱で加熱されると、加熱された分だけ温度上昇する（即ち、熱媒に加わる熱は顕熱となる）。即ち、本実施例では、冷媒を直接バーナで加熱する比較例の構成を採用する場合に比べて、冷媒を加熱する際の細かい温度調整を容易に行い得る。従って、本実施例の空調システム２によると、比較例の構成を採用する場合に比べて、バーナ５２の燃焼熱を利用して暖房運転を実行する場合に、冷媒を適切な温度に調整しやすくなる。

ここで、本実施例の記載と請求項の記載との対応関係を説明しておく。空調システム２が「暖房システム」の一例である。バーナ５２が「熱源機」の一例である。

（参考例）
図３に示すように、本参考例の空調システム１０２は、第１実施例の空調システム２と、その基本的構成は共通する。図３では、第１実施例の空調システム２と共通する要素を、図１と同じ符号を用いて表し、詳しい説明を省略している。図３に示す本参考例の空調システム１０２では、ヒートポンプ空調装置１０４の構成の一部が、第１実施例の空調システム２とは異なっている。

具体的には、本参考例では、室外空気熱交換器２０と熱交換器２４が、並列に接続される。第１循環路１２８は、第１実施例と同様に分流路１２８ａ、１２８ｂを有している。ただし、本参考例では、バイパス路１３２は、室外空気熱交換器２０をバイパスするとともに、熱交換器２４を通過する経路である。バイパス路１３２が熱交換器２４を通過させる。バイパス路開閉弁３４は、バイパス路１３２に介装されている。バイパス路開閉弁３４を開閉することにより、バイパス路１３２を冷媒が通過可能な状態（即ち、熱交換器２４に冷媒が供給される状態）と、バイパス路１３２を冷媒が通過不可能な状態（即ち、熱交換器２４に冷媒が供給されない状態）とが切り換えられる。第２開閉弁３６は、バイパス路１３２によってバイパスされている室外空気熱交換器２０を通る経路に介装されている。第２開閉弁３６を開閉することにより、室外空気熱交換器２０に冷媒が供給される状態と室外空気熱交換器２０に冷媒が供給されない状態と、が切り換えられる。

（暖房運転）
本参考例の空調システム１０２が実行する暖房運転の内容も、基本的には第１実施例と共通する。本参考例でも、ユーザから暖房が指示されると、制御装置８は、四方弁２６を、ポートａとポートｂとが連通し、かつ、ポートｃとポートｄとが連通した状態に切り替え（図１の四方弁２６における実線部参照）、第１開閉弁３０を開く。続いて、制御装置８は、図２の暖房運転処理を開始する。本参考例でも、制御装置８は、図２の暖房運転処理と同様の処理を実行する。

（冷房運転）
本参考例の空調システム１０２が実行する冷房運転の内容も、基本的には第１実施例と共通するが、冷媒が流れる経路が、一部、第１実施例とは異なる。即ち、第１実施例では、バイパス路開閉弁３４を閉じても、冷媒は熱交換器２４を通るが、本参考例ではバイパス路開閉弁３４を閉じた状態では、冷媒は熱交換器２４を通らない。

以上、本参考例の空調システム１０２の構成及び運転内容について説明した。本参考例の空調システム１０２も、第１実施例の空調システム２と同様の作用効果を発揮することができる。

以上、実施例及び参考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。

（変形例１）上記の実施例では、図２のＳ１８〜Ｓ２４に示すように、制御装置８は、サーミスタ４０の検出温度（即ち、熱交換器２４で加熱された後の冷媒の温度）に基づいて、流量調整弁５６の開度を調整している。これに限られず、制御装置８は、サーミスタ４２の検出温度（即ち、圧縮機１２で圧縮された後の冷媒の温度）に基づいて、流量調整弁５６の開度を調整してもよい。また、制御装置８は、サーミスタ４０の検出温度と、サーミスタ４２の検出温度と、の双方に基づいて、流量調整弁５６の開度を調整してもよい。この変形例においては、圧縮機１２に供給される冷媒が気相状態である場合に限られず、圧縮機１２に供給される冷媒が気液二相状態である場合が含まれてもよい。

（変形例２）上記の実施例では、制御装置８は、流量調整弁５６の開度を調整することによって、第２循環路５０内を循環する熱媒（即ち、熱交換器２４を通過する熱媒）の単位時間当たりの流量を調整し、熱交換器２４における熱媒と冷媒との単位時間当たりの熱交換量を調整している。これに加えて、制御装置８は、バーナ５２の熱媒出口温度を調整することによって、バーナ５２から熱媒に加えられる熱量を調整し、熱交換器２４における熱媒と冷媒の単位時間当たりの熱交換量を調整してもよい。また、他の例では、制御装置８は、循環ポンプ５４の回転数を調整することで、第２循環路５０内を循環する熱媒（即ち、熱交換器２４を通過する熱媒）の単位時間当たりの流量を調整し、熱交換器２４における熱媒と冷媒との単位時間当たりの熱交換量を調整してもよい。

（変形例３）上記の実施例では、流量調整弁５６は、第２循環路５０のうち熱交換器２４よりも下流側であって、バーナ５２の上流側の部分に介装されている。これに限られず、流量調整弁５６は、第２循環路５０の任意の部分に介装されていてもよい。

（変形例４）上記の実施例では、外気温が第１の閾値Ｔｈ１以下である場合（図２のＳ１２でＹＥＳ）、制御装置８は、バイパス路開閉弁３４を開き、第２開閉弁３６を閉じて、バイパス路３２（１３２）を冷媒が通過可能であり、かつ、室外空気熱交換器２０に冷媒が供給されない状態に切り替えている。これによって、熱交換器２４において熱媒から加えられる熱のみを熱源として暖房運転を行っている。これに限られず、外気温が第１の閾値Ｔｈ１以下である場合に、制御装置８は、バイパス路開閉弁３４と第２開閉弁３６とを両方開き、室外空気熱交換器２０と熱交換器２４の双方に冷媒が供給されるようにしてもよい。その場合、空調システム２（１０２）は、外気温が第１の閾値Ｔｈ１以下である場合に、熱交換器２４において熱媒から加えられる熱と、室外空気熱交換器２０において室外空気から吸熱した熱と、を熱源として暖房運転を行うことができる。

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。

２：空調システム
４：ヒートポンプ空調装置
６：加熱装置
８：制御装置
１２：圧縮機
１４ａ、１４ｂ：室内端末
１６ａ、１６ｂ：第１ファン
１８ａ、１８ｂ：膨張弁
２０：室外空気熱交換器
２１：外気温サーミスタ
２２：第２ファン
２４：熱交換器
２６：四方弁
２８：第１循環路
３０ａ、３０ｂ：第１開閉弁
３２：バイパス路
３４：バイパス路開閉弁
３６：第２開閉弁
４０：サーミスタ
４２：サーミスタ
４４：サーミスタ
５０：第２循環路
５２：バーナ
５４：循環ポンプ
５６：流量調整弁
１０２：空調システム
１２８：第１循環路
１３２：バイパス路

Claims (2)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   圧縮された冷媒の熱を放熱する室内端末と、
   冷媒を膨張させる膨張機構と、
   大気から熱を吸収する室外空気熱交換器と、
   圧縮機、室内端末、膨張機構、及び、室外空気熱交換器の順で冷媒を循環させる第１循環路と、
   熱媒を循環させる第２循環路と、
   室外空気熱交換器に直列に接続されて、第１循環路内の冷媒と、第２循環路内の熱媒とを熱交換する熱交換器と、
   燃料を燃焼させることによって発生する熱を利用して、第２循環路内の熱媒を加熱する熱源機と、
   一端が、第１循環路のうちの膨張機構と室外空気熱交換器との間に接続され、他端が、第１循環路のうちの室外空気熱交換器と熱交換器との間に接続されるバイパス路と、
   バイパス路に冷媒が流れず、第１循環路内の冷媒が熱交換器、圧縮機、室内端末、膨張機構、及び、室外空気熱交換器の順で循環する第１状態と、バイパス路に冷媒が流れ、第１循環路内の冷媒が熱交換器、圧縮機、室内端末、及び、膨張機構の順で循環し、室外空気熱交換器には流れない第２状態と、を切り替える切替手段と、
   第２循環路中に設けられ、開度を調整することによって、熱交換器を通過する熱媒の単位時間当たりの流量を調整可能な流量調整弁と、
   を備える、暖房システム。
2. 圧縮機に流入する冷媒の温度と、圧縮機から流出する冷媒の温度と、のうちの少なくとも一方に応じて、
   熱交換器における熱媒と冷媒との熱交換量を変化させる、
   請求項１の暖房システム。

Images