JP7465226B2 - 温水暖房システム - Google Patents

Description

この発明は、室内空気と循環液との熱交換により空調対象空間を暖房する温水暖房システムに関するものである。

従来よりこの種の温水暖房システムにおいては、特許文献１記載のように、室外熱交換器で外気と熱交換した冷媒を液冷媒熱交換器に導き、液冷媒熱交換器にて冷媒から受熱した循環液を、循環液配管を介して室内機（室内空調機）の室内熱交換器に供給し、室内空気を加温するものがあった。

特開２０２０－１５９６６３号公報

上記従来のもののように液冷媒熱交換器で受熱した循環液を循環液配管を介して室内熱交換器へ供給する構成において、特定の種別の室内機においては循環液配管のうち一部が屋外に配置される場合があり、その場合は冬季における循環液の凍結防止を図る必要がある。凍結防止策としては、通常、循環液が凍結温度以下となる前に循環ポンプを起動して循環液を循環させ、必要に応じて圧縮機を起動し、外気と熱交換した冷媒から循環液に放熱することが行われる。この場合、室内空気と熱交換する室内熱交換器に低温の循環液が供給されるため、その循環開始時の室内温度環境によっては前記特定種別の室内機において結露が生じるという問題があった。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１では、空調対象空間の室内空気と循環液との熱交換を行う室内熱交換器を備えた室内機と、冷媒通路と循環液通路とを備え、前記冷媒通路内の前記冷媒と前記循環液通路内の前記循環液との熱交換を行う液冷媒熱交換器、前記冷媒と外気との熱交換を行う室外熱交換器、圧縮機及び、前記循環液を流通させる循環ポンプ、を備えた室外機と、を有し、前記液冷媒熱交換器の前記循環液通路と前記室内熱交換器とを循環液配管によって環状に接続して液循環回路を形成し、前記液冷媒熱交換器の前記冷媒通路、前記室外熱交換器、及び、前記圧縮機を冷媒配管で接続して冷媒循環回路を形成して、前記室内機により室内空気を加熱する暖房運転を実行可能な温水暖房システムにおいて、外気温を検出する外気温検出手段と、前記循環液の温度を検出する循環液温度検出手段と、前記室内機の種別を識別可能な識別手段と、前記暖房運転の非実行時において、前記外気温検出手段により検出された前記外気温が所定の第１しきい値未満になった場合に、前記循環ポンプを起動して前記循環液配管内に前記循環液を流通させる第１凍結防止制御手段と、前記識別手段により特定種別の室内機が識別されなかった場合には、前記第１凍結防止制御手段により前記循環液の流通が開始された後に前記循環液温度検出手段により検出された前記循環液の温度が所定の第２しきい値未満となった場合に、前記圧縮機を起動して前記液冷媒熱交換器において前記冷媒から前記循環液へ放熱させる第２凍結防止制御手段と、前記識別手段により特定種別の室内機が識別された場合には、前記第１凍結防止制御手段により前記循環液の流通が開始された後に前記循環液温度検出手段により検出された前記循環液の温度が前記第２しきい値よりも高い所定の第３しきい値未満となった場合に、前記圧縮機を起動して前記液冷媒熱交換器において前記冷媒から前記循環液へ放熱させる第３凍結防止制御手段と、を有するものである。

また、請求項２では、前記第１凍結防止制御手段は、前記識別手段により前記特定種別の室内機が識別された場合には、前記循環ポンプを起動するとともに、前記特定種別の室内機に設けられ前記循環液配管を開閉する開閉弁を閉じ状態から開き状態とするものである。

また、請求項３では、前記識別手段は、前記室内機が前記循環液配管に接続されていることを表す接続情報の取得を図る接続情報取得手段と、前記接続情報取得手段により前記接続情報が取得できたか否かを判定する取得判定手段と、を含むものである。

また、請求項４では、前記室外機に設けられ当該室外機の動作を制御する熱源制御部と、前記室内機に設けられ当該室内機の動作を制御する端末制御部と、前記端末制御部と前記熱源制御部とを有線にて接続するとともに、信号を前記端末制御部から前記熱源制御部へ一方向にのみ伝える第１端末制御線と、前記端末制御部と前記熱源制御部とを有線にて接続するとともに、信号を前記熱源制御部から前記端末制御部へ一方向にのみ伝える第２端末制御線と、をさらに有し、前記接続情報取得手段は、前記第１端末制御線を介し前記端末制御部から前記接続情報の取得を図り、前記第１凍結防止制御手段は、前記第２端末制御線を介し前記端末制御部へ前記開閉弁の開閉信号を送信するものである。

また、請求項５では、前記第２凍結防止制御手段により前記圧縮機が起動された後、前記循環液温度検出手段により検出された前記循環液の温度が所定の第４しきい値を超えた場合に、前記圧縮機を停止するか、若しくは、前記第３凍結防止制御手段により前記圧縮機が起動された後、前記循環液温度検出手段により検出された前記循環液の温度が所定の第５しきい値を超えた場合に、前記圧縮機を停止する運転停止制御手段をさらに有するものである。

また、請求項６では、ガス加熱器、前記ガス加熱器から受熱するガス熱源側熱交換器、及び、前記液循環回路に設けた液温水熱交換器、を温水配管で接続して、温水循環回路を形成し、前記液循環回路では、前記液冷媒熱交換器、前記液温水熱交換器、前記室内熱交換器が直列に配設されるようにしつつ前記循環液配管で接続されているものである。

また、請求項７では、前記第２凍結防止制御手段は、前記循環液が前記第２しきい値未満となった場合でかつ所定の起動条件が満たされた場合には、前記温水配管内の温水の加熱を開始するように前記ガス加熱器を制御し、前記第３凍結防止制御手段は、前記循環液が前記第３しきい値未満となった場合でかつ前記起動条件が満たされた場合には、前記温水配管内の温水の加熱を開始するように前記ガス加熱器を制御するものである。

また、請求項８では、前記室内機は屋内に設けられており、前記室外機は屋外に設けられており、前記循環液配管のうち、前記液温水熱交換器と前記室内熱交換器との間の少なくとも一部が、屋外に設けられているものである。

この発明の請求項１によれば、室外機が室外熱交換器と圧縮機と液冷媒熱交換器とを備え、これらが冷媒配管で接続されている。また液冷媒熱交換器には循環液配管が接続され、この循環液配管には循環ポンプと室内熱交換器とが接続されている。暖房運転時には、圧縮機の駆動により室外熱交換器で外気と熱交換した冷媒が液冷媒熱交換器に導かれ、液冷媒熱交換器にて冷媒から受熱した循環液が循環液配管を介して室内機の室内熱交換器に供給される。これにより、加熱された循環液と室内空気との熱交換が室内熱交換器において行われ、室内空気が加温される。

本願発明においては、冬季の非運転時における循環液の凍結防止のために、所定の凍結防止制御が行われる。そのために、外気温検出手段、循環液温度検出手段、識別手段、第１凍結防止制御手段、第２凍結防止制御手段、第３凍結防止制御手段、が設けられている。

まず第１凍結防止制御手段により、外気温検出手段が検出した外気温が所定の第１しきい値未満になった場合に、循環ポンプが起動されて循環液配管内に循環液を流通させる。その後は、識別手段によって特定種別の室内機を識別できたか否かによって処理が分かれる。

識別手段により特定種別の室内機が識別されなかった場合には、第２凍結防止制御手段により制御が行われる。すなわち、前記のようにして循環液の流通が開始された後、循環液温度検出手段が検出した循環液温度が所定の第２しきい値未満となった場合に、第２凍結防止制御手段によって圧縮機が起動され、液冷媒熱交換器において冷媒から循環液への放熱が行われる。

そして、識別手段により特定種別の室内機が識別された場合には、第３凍結防止制御手段により制御が行われる。前記のようにして循環液の流通が開始された後、循環液温度検出手段が検出した循環液温度が、前記第２しきい値よりも高い第３しきい値未満となった場合に、第３凍結防止制御手段によって圧縮機が起動され、液冷媒熱交換器において冷媒から循環液への放熱が行われる。

このように、本願発明によれば、室内空気と熱交換を行う室内熱交換器を備えた室内機が設けられている場合で、その室内機が特定の種別であることが識別されたことを前提に、循環液温度が通常の第２しきい値よりも高い第３しきい値に達した段階で圧縮機が起動されて冷媒から循環液への放熱が開始される。これにより、室内熱交換器に供給されて室内空気と熱交換を行う循環液の温度を通常よりも高めとすることができるので、その特定種別の室内機において結露が生じるのを防止することができる。

また、請求項２によれば、循環液配管を開閉する開閉弁が特定種別の室内機に設けられている。この場合、前記の第１凍結防止制御手段は、識別手段によって特定種別の室内機の室内熱交換器であることが識別された場合に、前記開閉弁を閉じ状態から開き状態とする。これにより、循環ポンプの起動によって循環液を確実に室内熱交換器へと流通させ、凍結防止を図ることができる。

また、請求項３によれば、識別手段が接続情報取得手段と取得判定手段とを備えている。本願発明においては、室内機が循環液配管に接続されている場合には、その旨を表す接続情報が生成されている。前記接続情報取得手段はその生成済の接続情報の取得を図り、取得判定手段は接続情報が取得できたか否かを判定する。これにより、特定種別の室内機を識別する識別手段としての機能を確実に果たすことができる。

また、請求項４によれば、室内機の端末制御部と室外機の熱源制御部とを有線にて接続する第１端末制御線と第２端末接続線とが設けられている。第１端末制御線は、信号を端末制御部から熱源制御部へと伝える機能を備える。これにより、前記接続情報取得手段は、第１端末制御線を介し前記端末制御部から前記接続情報の取得を図ることができる。第２端末制御線は、信号を熱源制御部から端末制御部へと伝える機能を備える。これにより、前記のように特定種別の室内機の室内熱交換器であることが識別されて第１凍結防止制御手段が前記開閉弁を開き状態とする際に、第２端末制御線を介し端末制御部へと開閉弁の開閉信号を送信することができる。

また、請求項５によれば、前記のように圧縮機が起動されて液冷媒熱交換器において冷媒から循環液への放熱が開始された後、循環液が所定温度に達した場合に、運転停止制御手段によって凍結防止のための前記放熱が停止される。

すなわち、循環液温度が第２しきい値未満となり第２凍結防止制御手段により圧縮機の駆動が開始されていた場合には、循環液温度が第４しきい値となったら圧縮機による冷媒の圧縮が停止される。循環液温度が第３しきい値未満となり第３凍結防止制御手段により圧縮機の駆動が開始されていた場合には、循環液温度が第５しきい値となったら圧縮機による冷媒の圧縮が停止される。以上のようにして、第２凍結防止制御手段により凍結防止が図られる場合も第３凍結防止制御手段により凍結防止が図られる場合も、円滑に冷媒循環回路における圧縮機等の運転を終了することができる。

また、請求項６によれば、室外機における前述の空気熱源に加え、別の熱源となるガス加熱器を備えた温水循環回路が設けられる。温水循環回路の温水配管は、ガス加熱器から受熱するガス熱源側熱交換器と液温水熱交換器とを接続し、液温水熱交換器は前記液循環回路に設けられて温水と循環液との熱交換を行う。液循環回路では、前記液冷媒熱交換器、前記液温水熱交換器、前記室内熱交換器が直列に接続される。これにより、前記のように第２凍結防止制御手段又は第３凍結防止制御手段の制御により液冷媒熱交換器において冷媒から受熱する循環液が、さらに液温水熱交換器において、ガス加熱器により加熱された温水から受熱することが可能となる。

また、請求項７によれば、第２凍結防止制御手段は、前記のように循環液が第２しきい値未満となった場合に冷媒から循環液への放熱を行わせる際、所定の起動条件が満たされたことを前提にガス加熱器を制御して温水配管内の温水の加熱を開始させる。また第３凍結防止制御手段は、前記のように循環液が第３しきい値未満となった場合に冷媒から循環液への放熱を行わせる際、所定の起動条件が満たされたことを前提にガス加熱器を制御して温水配管内の温水の加熱を開始させる。これらにより、循環液に対してガス加熱器により加熱された温水から受熱させることができる。

また、請求項８によれば、前記のように液冷媒熱交換器で受熱した循環液を循環液配管を介して室内熱交換器へ供給する液循環回路の構成において、室内美観等の観点から、循環液配管のうち一部、例えば液温水熱交換器と室内熱交換器との間の部位が屋外に配置されている。この場合、この屋外の部位での凍結を防止するために前記の第１凍結防止制御手段、第２凍結防止制御手段、第３凍結防止制御手段による制御が行われる。そして、第３凍結防止制御手段により、循環液温度が通常の第２しきい値よりも高い第３しきい値に達した段階で冷媒から循環液への放熱が開始され、室内機において結露が生じるのを防止することができる。

本発明の一実施形態の温水暖房システム全体の回路構成図 ヒートポンプ単独暖房運転時の作動を説明する図 ガス単独暖房運転時の作動を説明する図 ヒートポンプ・ガス暖房運転時の作動を説明する図 ヒートポンプ制御装置の機能的構成図 熱交換ユニット制御装置の機能的構成図 ボイラー制御装置の機能的構成図 凍結防止運転（その１）での作動を説明する図 凍結防止運転（その２）での作動を説明する図 熱交換ユニット制御装置、ヒートポンプ制御装置、ボイラー制御装置の協働により実行される制御手順を表すフローチャート図 端末制御部とヒートポンプ制御装置との間における動作情報の送受信に係わる要部構成を表す回路図 凍結防止運転（その２）での作動を説明する図 ファンコイルユニットを識別しなかったときにおける温度挙動や動作を表すタイムチャート図 ファンコイルユニットを識別したときにおける温度挙動や動作を表すタイムチャート図

以下、本発明の一実施形態を図１～図１４に基づいて説明する。

本実施形態は、本発明を複合熱源型の温水暖房システムに適用した場合の実施形態である。

＜全体回路構成＞
本実施形態の温水暖房システム１全体の回路構成を図１に示す。図１に示すように、前記温水暖房システム１は、建造物の屋内にそれぞれ設けられた熱交換ユニット４Ａ及びガス暖房給湯器ユニット４Ｂと、前記建造物の屋外に室外機として設けられたヒートポンプユニット５と、を備えている。この温水暖房システム１には、ファンコイルユニット３６（室内機に相当）や輻射冷暖房を行う冷温水パネル（図示せず）に循環液Ｌ（例えば、水や不凍液）を循環させる液循環回路としての端末循環回路３０と、前記熱交換ユニット４Ａ及び前記ガス暖房給湯器ユニット４Ｂに備えられ、ガス加熱による熱源を利用して前記ファンコイルユニット３６側の循環液Ｌを加熱可能な温水循環回路４０と、前記ヒートポンプユニット５に備えられ、空気熱源を利用して前記ファンコイルユニット３６側の循環液Ｌを加熱又は冷却可能な冷媒循環回路５０と、が設けられている。なお、本実施形態の温水暖房システム１は、前記ファンコイルユニット３６を設けずに、前記冷温水パネルを設けるシステム構成とすることもでき、この場合、後述するメインリモコン６０の手動操作により温水暖房運転の発停をする。以下は、主に室内機として前記ファンコイルユニット３６が設けられる場合を例にとって説明する。

＜温水循環回路＞
温水循環回路４０は、出力可変のガス加熱器（気体又は液体燃料の燃焼ガスで加熱する燃焼式加熱器であり、いわゆるバーナー）４３と、液温水熱交換器としての第１熱交換器４１と、ガス熱源側熱交換器としての暖房熱交換器４５と、温水循環ポンプ４４と、が、温水配管４２によって環状に接続されている。

前記第１熱交換器４１は、例えばプレート式熱交換器で構成されている。このプレート式熱交換器は、複数の伝熱プレートが積層され、温水Ｃ１（例えば、水や不凍液。後述の図３、図４等参照）を流通させる冷媒通路４１ａと前記循環液Ｌを流通させる循環液通路４１ｂとが各伝熱プレートを境にして交互に形成されているものである。

前記暖房熱交換器４５は、ガス加熱器４３から受熱することで、温水配管４２内の温水を加熱する。なお、このとき、暖房熱交換器４５と同様に、ガス加熱器４３から受熱可能に給湯熱交換器４６が設けられている。給湯熱交換器４６に備えられた水配管４７には外部からの市水が供給されており、ガス加熱器４３からの受熱により加熱された温水は、水配管４７に接続された給湯栓４８へと供給される。すなわち、ガス加熱器４３、暖房熱交換器４５、及び給湯熱交換器４６は、いわゆるボイラーを構成している。

また、ガス加熱器４３から導出された温水Ｃ１の温度は、ボイラー往き温度センサ４２ａによって検出され、その検出結果は、ボイラー制御装置６３へ入力される。また、ボイラー制御装置６３にはメインリモコン６０が接続されており、メインリモコン６０での手動操作によりガス加熱器４３の加熱能力を調節することもできる。

＜冷媒循環回路＞
冷媒循環回路５０は、能力可変の圧縮機５３と、液冷媒熱交換器としての第２熱交換器５１と、膨張弁５４と、外気と熱交換可能に構成された室外熱交換器としての空気熱交換器５５とが、冷媒配管５２によって環状に接続されている。この冷媒配管５２には、前記冷媒循環回路５０における冷媒Ｃ２（後述の図２、図４等参照）の流れ方向を切り換える切換弁としての四方弁５８が設けられている。また前記空気熱交換器５５には、送風ファン５６が設けられている。

前記第２熱交換器５１は、前述と同様、例えばプレート式熱交換器で構成されており、前記冷媒Ｃ２を流通させる冷媒通路５１ａと前記循環液Ｌを流通させる循環液通路５１ｂとが各伝熱プレートを境にして交互に形成されているものである。

また、圧縮機５３から吐出された冷媒Ｃ２の温度は、冷媒吐出温度センサ５２ａによって検出される。同様に、膨張弁５４から空気熱交換器５５までの冷媒配管５２に設けられた冷媒温度センサ５２ｂによって、低圧側（暖房時）又は高圧側（冷房時）の冷媒Ｃ２の温度が検出される。さらに、外気の温度が、例えば空気熱交換器５５又はその近傍に設置された外気温センサ５７（外気温検出手段に相当）によって検出される。前記冷媒吐出温度センサ５２ａ、冷媒温度センサ５２ｂ、及び前記外気温センサ５７の検出結果は、ヒートポンプ制御装置６２（熱源制御部に相当）へ入力される。また、ヒートポンプ制御装置６２には、例えば屋内側に配置されたメインリモコン６０が通信可能に接続されており、メインリモコン６０での手動操作により冷媒循環回路５０の能力を調節することができる（詳細は後述）。

なお、前記冷媒循環回路５０の前記冷媒Ｃ２としては、例えばＲ４１０ＡやＲ３２等のＨＦＣ冷媒や二酸化炭素冷媒等の任意の冷媒を用いることができる。

＜端末循環回路＞
端末循環回路３０は、前記第１熱交換器４１と、前記第２熱交換器５１と、ファンコイルユニット３６とが、循環液配管としての負荷配管３１によって上流側から順に環状に接続されている。この負荷配管３１には、端末循環回路３０に前記循環液Ｌを循環させる循環ポンプとしての循環液循環ポンプ３２と、循環液Ｌを貯留し端末循環回路３０の圧力を調整する圧力調整タンク（図示省略）とが設けられている。なお、第２熱交換器５１、循環液循環ポンプ３２、及び圧力調整タンクは、ヒートポンプユニット５に設けられており、第１熱交換器４１は熱交換ユニット４Ａに設けられている。

このとき、端末循環回路３０においては、前記第１熱交換器４１と前記第２熱交換器５１とが直列に接続されており、かつ、前記したように、端末循環回路３０を循環する循環液Ｌの流れに対して、前記第２熱交換器５１が前記第１熱交換器４１がよりも上流側に配設されている。すなわち、前記温水暖房システム１は、ガス加熱による熱源を利用して前記ファンコイルユニット３６側の循環液Ｌを加熱可能な温水循環回路４０の第１熱交換器４１と、空気熱源を利用してファンコイルユニット３６側の循環液Ｌを加熱又は冷却する冷媒循環回路５０の第２熱交換器５１とが、端末循環回路３０に対して直列に接続された、複合熱源ヒートポンプ装置となっているものである。

なお、負荷配管３１には、ファンコイルユニット３６から第２熱交換器５１に流入する循環液Ｌの温度を検出する戻り温度センサ３４と、第２熱交換器５１から第１熱交換器４１側へ流出する循環液Ｌの温度を検出する第２往き温度センサ３５と、第１熱交換器４１からファンコイルユニット３６側へ流出する循環液Ｌの温度を検出する第１往き温度センサ３３と、が設けられている。第１往き温度センサ３３の検出結果は、熱交換ユニット制御装置６１へ入力される。戻り温度センサ３４及び第２往き温度センサ３５の検出結果は、ヒートポンプ制御装置６２へ入力される。

また、前記ヒートポンプ制御装置６２、前記熱交換ユニット制御装置６１、及び、前記ボイラー制御装置６３は、互いに情報送受信可能に接続されており、前述のように入力された各センサの検出結果を互いに共有することができる。

＜ファンコイル＞
ファンコイルユニット３６は、端末リモコン７１によって操作可能である。すなわち、前記ファンコイルユニット３６は、その内部に、空調対象空間である室内の空気と熱交換を行う熱交換器３６ａ（室内熱交換器に相当）と、送風ファン（図示せず）と、ファンコイルユニット３６内において負荷配管３１を開閉する熱動弁Ｖ（開閉弁に相当）と、室内温度を検出する室内温度センサ（図示せず）と、ファンコイルユニット３６内を流通する循環液Ｌの温度を検出する水温センサ（図示せず）と、端末制御部３６ｂと、等を備えている。端末制御部３６ｂは、ファンコイルユニット３６内部の前記室内温度センサの信号や端末リモコン７１からの信号を受け、前記送風ファンや前記熱動弁Ｖの駆動を制御する。これにより、ファンコイルユニット３６は、前記第２熱交換器５１又は第１熱交換器４１で加熱又は冷却された循環液Ｌを、内部の前記熱交換器３６ａに供給すると共に、前記送風ファンを駆動させて室内空気と熱交換させ、室内の暖房又は冷房を行うことができる。なお、ファンコイルユニット３６は、図１では１つ設けられているが、２つ以上であってもよく、数量や仕様が特に限定されるものではない。

前記端末リモコン７１は、ファンコイルユニット３６に室内を暖房する温風暖房運転を行わせるための暖房スイッチ７４と、ファンコイルユニット３６に室内を冷房する冷風冷房運転を行わせるための冷房スイッチ７５と、ファンコイルユニット３６の運転を停止させる停止スイッチ７６と、室内温度を設定する室内温度設定スイッチ７７と、室内の設定温度や運転状態を表示する表示部７８とを備え、前記端末制御部３６ｂに対し通信可能に接続されている。

＜温風暖房運転＞
前記温水暖房システム１は、前記の四方弁５８の切替によって前記温風暖房運転を行う暖房装置、若しくは、前記冷風冷房運転を行う冷房装置として選択的に機能させることができる。特に温風暖房運転の場合は、冷媒循環回路５０を介した空気熱源の利用のみにより循環液Ｌの加熱を行う暖房運転（以下適宜、「ＨＰ単独暖房運転」という）と、温水循環回路４０を介したガス加熱による熱源の利用のみにより循環液Ｌの加熱を行う暖房運転（以下適宜、「ガス単独暖房運転」という）と、冷媒循環回路５０を介した空気熱源の利用と温水循環回路４０を介したガス加熱による熱源の利用との両方により循環液Ｌの加熱を行う暖房運転（以下適宜、「ＨＰ・ガス暖房運転」という）と、の３つを選択的に実行することができる。

＜ＨＰ単独暖房運転＞
図２に、ＨＰ単独暖房運転時の状態を示す。なお、図示の煩雑を防止するために、図１に示していた各種の信号線は省略している。この図２に示すＨＰ単独暖房運転時においては、前記冷媒循環回路５０では、図示のように前記四方弁５８が切り替えられることで、圧縮機５３から吐出された冷媒Ｃ２を、第２熱交換器５１、膨張弁５４、空気熱交換器５５の順に流通させた後、圧縮機５３に戻す流路を形成する。これにより、低温・低圧で吸入されたガス状態の冷媒Ｃ２が前記圧縮機５３で圧縮されて高温・高圧のガスとなった後、凝縮器として機能する前記第２熱交換器５１において前記端末循環回路３０を流れる循環液Ｌと熱交換を行って前記循環液Ｌを加熱しながら高圧の液体に変化する。こうして液体となった冷媒Ｃ２は前記膨張弁５４（一例として全開よりも小さい開度にて図示）において減圧されて低圧の液体となって蒸発しやすい状態となり、蒸発器として機能する前記空気熱交換器５５において、送風ファン５６の作動により送られる空気との熱交換を行って蒸発してガスに変化することで吸熱した後、低温・低圧のガスとして再び前記圧縮機５３へと戻る。

このとき、端末循環回路３０では、循環液循環ポンプ３２により第２熱交換器５１に流入した循環液Ｌが、蒸発器として機能する前記第２熱交換器５１において、前記空気熱交換器５５で外気と熱交換し前記のように加熱された前記冷媒Ｃ２との熱交換を行って受熱する。こうして加温された循環液Ｌは、その後前記ファンコイルユニット３６に供給され、熱交換器３６ａにおいて前記送風ファンの作動により送られる室内空気と熱交換する。これにより、加温された空気の温風によって暖房が行われる。

なお、以上においては暖房運転を例にとって説明したが、ファンコイルユニット３６として冷房可能な端末が用いられる場合には、四方弁５８が切り替えられることで、圧縮機５３から吐出された冷媒Ｃ２を、空気熱交換器５５、膨張弁５４、第２熱交換器５１の順に流通させた後、圧縮機５３に戻す流路を形成し、冷房運転を行うこともできる（詳細な説明は省略）。

＜ガス単独暖房運転＞
図３に、ガス単独暖房運転時の状態を示す。前述と同様、図１に示していた各種の信号線は省略している。この図３に示すガス単独暖房運転時においては、温水循環ポンプ４４により暖房熱交換器４５に流入した温水Ｃ１が、暖房熱交換器４５においてガス加熱器４３の火力により加熱され、高温となる。その後、高温となっている温水Ｃ１は、前記第１熱交換器４１において前記端末循環回路３０を流れる循環液Ｌと熱交換を行って前記循環液Ｌを加熱して温度降下した後、再び暖房熱交換器４５へと戻る。

このとき、端末循環回路３０では、循環液循環ポンプ３２により第１熱交換器４１に流入した循環液Ｌが、前記第１熱交換器４１において、前記ガス加熱器４３で前記のように加熱された前記温水Ｃ１との熱交換を行って受熱する。こうして加温された循環液Ｌは、その後、前記ファンコイルユニット３６に供給され、熱交換器３６ａにおいて前記送風ファンの作動により送られる室内空気と熱交換する。これにより、加温された空気の温風によって暖房が行われる。

＜ＨＰ・ガス暖房運転＞
図４に、ＨＰ・ガス暖房運転時の状態を示す。前述と同様、図１に示していた各種の信号線は省略している。この図４に示すＨＰ・ガス暖房運転時においては、図２を用いて前述した前記冷媒循環回路５０における空気熱交換器５５による冷媒Ｃ２の加熱と、図３を用いて前述した前記温水循環回路４０におけるガス加熱器４３による温水Ｃ１の加熱と、の両方が行われる。

そして、端末循環回路３０では、循環液循環ポンプ３２により第２熱交換器５１に流入した循環液Ｌが、前記第２熱交換器５１において、前述のように加熱された前記冷媒Ｃ２との熱交換を行って受熱した後、第１熱交換器４１に流入する。第１熱交換器４１に流入した循環液Ｌは、前述のように加熱された前記温水Ｃ１との熱交換を行ってさらに受熱する。これらのようにして空気熱源とガス加熱による熱源とにより加温された循環液Ｌは、その後前記ファンコイルユニット３６に供給され、前述と同様、熱交換器３６ａにおいて室内空気と熱交換して暖房が行われる。

＜制御装置の機能的構成＞
次に、本実施形態における熱交換ユニット制御装置６１、ボイラー制御装置６３、及びヒートポンプ制御装置６２について説明する。前記熱交換ユニット制御装置６１、ボイラー制御装置６３、及び前記ヒートポンプ制御装置６２は、詳細な図示を省略するが、各種のデータやプログラムを記憶する記憶部と、演算・制御処理を行う制御部とを備えている。これら前記熱交換ユニット制御装置６１、ボイラー制御装置６３、及び前記ヒートポンプ制御装置６２の機能的構成を図５、図６、及び図７により説明する。なお、以下の図５、図６、図７においては、前述のように互いに送受信可能である熱交換ユニット制御装置６１、ボイラー制御装置６３、ヒートポンプ制御装置６２同士の信号送受信、及び、各制御装置を介した信号送受信については、適宜図示を省略し、実質的に後述の各制御部に入出力される信号を示している。

＜ヒートポンプ制御装置＞
図５に示すように、前記ヒートポンプ制御装置６２は、圧縮機制御部６２Ａと、膨張弁制御部６２Ｂと、ポンプ制御部６２Ｃと、ファン制御部６２Ｄと、四方弁制御部６２Ｅと、ファンコイル制御部６２Ｆと、を機能的に備えている。

圧縮機制御部６２Ａは、例えば前記戻り温度センサ３４及び第２往き温度センサ３５により検出された循環液Ｌの温度に応じて、前記圧縮機５３の回転数を制御する。特にこの例では、圧縮機制御部６２Ａは、前記第２往き温度センサ３５により検出される循環液Ｌの温度が、例えば前記メインリモコン６０の操作に対応した所望の目標温度となるように、前記圧縮機５３の回転数を制御する。

膨張弁制御部６２Ｂは、前記冷媒吐出温度センサ５２ａにより検出される冷媒Ｃ２の温度に応じて、前記膨張弁５４の弁開度を制御する。特にこの例では、膨張弁制御部６２Ｂは、冷媒吐出温度センサ５２ａにより検出される冷媒Ｃ２の温度が、例えば前記メインリモコン６０の操作に対応した制御上の目標温度となるように、前記膨張弁５４の弁開度を制御する。

ポンプ制御部６２Ｃは、例えば循環液Ｌの所望の目標温度や運転の種類に応じて、前記循環液循環ポンプ３２の回転数を制御する。

ファン制御部６２Ｄは、前記外気温センサ５７により検出された外気の温度に応じて、前記送風ファン５６の回転数を制御する。

前記四方弁制御部６２Ｅには、前記メインリモコン６０からの運転指示（暖房運転、冷風運転等のうちいずれの運転開始及び運転停止を指示する制御信号）、及び、熱交換ユニット制御装置６１からの運転ＯＮ・ＯＦＦ信号、が入力される。四方弁制御部６２Ｅは、上記運転指示に応じて、実際に冷媒循環回路５０をどのような運転態様で運転するかを決定し、対応する運転情報を、圧縮機制御部６２Ａ、膨張弁制御部６２Ｂ、ポンプ制御部６２Ｃ、ファン制御部６２Ｄ、及び熱交換ユニット制御装置６１へと出力する。また四方弁制御部６２Ｅは、上記決定された運転態様に対応する制御信号を四方弁５８へ出力し、四方弁５８を切り替える。

前記ファンコイル制御部６２Ｆには、前記ファンコイルユニット３６の端末制御部３６ｂから一方向通信（詳細は後述）により送信される、ファンコイルユニット３６が動作したことを表す動作情報（接続情報に相当）が入力される。例えば一度でもこの動作情報が入力されると、ファンコイル制御部６２Ｆ内の運転履歴記憶部６２Ｆａにおいて、ファンコイルユニット３６の運転履歴として記憶される。また、前記外気温センサ５７により検出された外気の温度もファンコイル制御部６２Ｆに入力される。

ファンコイル制御部６２Ｆは、運転履歴記憶部６２Ｆａ内の前記運転履歴の有無と前記外気温とに応じて、凍結防止運転（詳細は後述）を行う凍結防止運転指示を圧縮機制御部６２Ａ、膨張弁制御部６２Ｂ、ポンプ制御部６２Ｃ、ファン制御部６２Ｄ、四方弁制御部６２Ｅ、及び熱交換ユニット制御装置６１へと出力するとともに、前記ファンコイルユニット３６の端末制御部３６ｂに対し一方向通信（詳細は後述）により前記熱動弁Ｖの開閉信号を送信する。

＜熱交換ユニット制御装置＞
図６に示すように、前記熱交換ユニット制御装置６１は、運転制御部６１Ａと、加熱制御部６１Ｂと、ポンプ制御部６１Ｃと、を機能的に備えている。

運転制御部６１Ａは、例えば前記外気温センサ５７により検出された外気の温度、第１往き温度センサ３３により検出された第１熱交換器４１からの循環液Ｌの往き温度、及び、ヒートポンプ制御装置６２から入力された前述の運転情報や凍結防止運転指示（詳細は後述）等に基づき、温水循環回路４０のガス加熱器４３等の運転・非運転、詳細には、冷媒循環回路５０の圧縮機５３等とともに温水循環回路４０のガス加熱器４３等を運転する（＝ＨＰ・ガス暖房運転）か、あるいは（冷媒循環回路５０の圧縮機５３等が運転されていない状態で）温水循環回路４０のガス加熱器４３等を運転する（＝ガス単独暖房運転）か、を判定する。そして、その判定結果に基づき、ヒートポンプ制御装置６２及びボイラー制御装置６３に対し、運転を行う場合に対応する運転ＯＮ又は運転を行わない場合に対応する運転ＯＦＦ信号を出力する。

加熱制御部６１Ｂは、第１往き温度センサ３３により検出された第１熱交換器４１からの循環液Ｌの往き温度に基づき、ガス加熱器４３の出力の大小を制御するための加熱制御信号をボイラー制御装置６３へと出力する。

ポンプ制御部６１Ｃは、例えば循環液Ｌの所望の目標温度や運転の種類に応じて、温水循環ポンプ４４の回転数を制御するための回転制御信号をボイラー制御装置６３へと出力する。

＜ボイラー制御装置＞
図７に示すように、ボイラー制御装置６３は、例えば前記加熱制御部６１Ｂからの加熱制御信号、前記ポンプ制御部６１Ｃからの回転制御信号、及び、ボイラー往き温度センサ４２ａによって検出された温水Ｃ１の往き温度、等に基づき、温水循環ポンプ４４の回転数及びガス加熱器４３の出力を制御する。

＜凍結防止運転の必要性＞
以上の基本構成及び作動である温水暖房システム１において、負荷配管３１のうち一部が屋外に配置される場合がある。例えば、図１に示した例では、負荷配管３１のうちヒートポンプユニット５近傍の部分は屋外に配置されることとなる。したがって、冬季においては循環液Ｌの凍結防止を図る必要がある。特に、室内空気と熱交換を行うファンコイルユニット３６が用いられる場合、室内美観等の観点から負荷配管３１のうちファンコイルユニット３６寄りの一部（図１に示す例では熱交換器４１，５１と熱交換器３６ａとの間の部位３１Ｘ，３１Ｙ）が屋外に配置される場合がある。この場合、この屋外の部位での凍結防止にも配慮する必要がある。なお、前記冷温水パネルを端末として用いた場合、熱交換ユニット４Ａと前記冷温水パネルとの間の負荷配管３１は、床下等の屋内に配置されるため、上記ファンコイルユニット３６が用いられる場合に比べて凍結の恐れは小さい。

＜凍結防止運転その１＞
凍結防止策としては、通常、循環液Ｌが凍結温度以下となる前に、図８に「凍結防止運転（１）」として示すように循環液循環ポンプ３２を起動し、循環液Ｌを循環させることが行われる。循環液循環ポンプ３２が起動されることにより、循環液Ｌは、負荷配管３１内を、第２熱交換器５１→第１熱交換器４１→ファンコイルユニット３６→循環液循環ポンプ３２→第２熱交換器５１→・・のように循環する。この負荷配管３１内の循環液Ｌの流通により、一次的な凍結防止が図られる。

＜凍結防止運転その２＞
例えば外気温がさらに下がり、上記凍結防止運転（１）における循環液Ｌの流通のみでは凍結防止が困難となる可能性がある場合は、図９に「凍結防止運転（２）」として示すように、圧縮機５３が起動され、外気と熱交換した冷媒Ｃ２から循環液Ｌに放熱することが行われる。すなわち、前述の図２に示したＨＰ単独暖房運転時と同様、前記冷媒循環回路５０では、圧縮機５３で圧縮された冷媒Ｃ２が第２熱交換器５１にて循環液Ｌへ放熱し、膨張弁５４において減圧された後に空気熱交換器５５において吸熱した後、前記圧縮機５３へと戻る。なお、この場合、図２のＨＰ単独暖房運転と異なりファンコイルユニット３６による温風暖房時ほどの放熱量は必要ない（凍結を防止すれば足りる程度）ため、例えば膨張弁５４の開度は図２の場合よりも大きい（一例として全開）。循環液Ｌは、第２熱交換器５１において冷媒Ｃ２から受熱して加温された後、前述と同様、第１熱交換器４１→ファンコイルユニット３６→循環液循環ポンプ３２→第２熱交換器５１→・・のように循環する。このように負荷配管３１内の循環液Ｌの加温により、二次的な凍結防止が図られる。

＜結露発生＞
しかしながら、送風により室内空気と熱交換を行う端末（この例ではファンコイルユニット３６）が用いられる場合、上記凍結防止運転（１）又は凍結防止運転（２）が行われる際に、室内空気と熱交換する熱交換器３６ａに低温の循環液Ｌが供給される結果、循環液Ｌの循環開始時の室内温度環境によっては結露が生じる可能性がある。ここで、ファンコイルユニット３６は、ユニット内部の熱交換器３６ａが結露しても、熱交換器３６ａの下部にドレン受けが設けられていれば問題は生じないが、冬季において低温の循環液Ｌが流れ続けることで、ファンコイルユニット３６の筐体までもが温度低下して結露する可能性がある。

＜実施形態の特徴＞
そこで、上記結露を回避するために、本実施形態では、温水暖房システム１に送風により室内空気と熱交換を行う端末（この例ではファンコイルユニット３６）が用いられる場合には、それ以外の端末が用いられる場合よりもやや高めの温度環境にて、早めに凍結防止運転（１）→凍結防止運転（２）への移行を行う。すなわち、循環液循環ポンプ３２による循環液Ｌの流通のみの運転から、圧縮機５３を起動しての冷媒Ｃ２による循環液Ｌの加熱も行う運転への切り替えを、早めに実行する。以下、その詳細を順を追って説明する。

＜制御手順＞
上記手法を実現するために、本実施形態の温水暖房システム１において、熱交換ユニット制御装置６１、ヒートポンプ制御装置６２、ボイラー制御装置６３が協働して実行する制御手順を、図１０に示す。なお、以下適宜、これら熱交換ユニット制御装置６１、ヒートポンプ制御装置６２、ボイラー制御装置６３を総称して単に「制御装置６１～６３」と称する。

図１０において、まずＳ５で、外気温センサ５７により検出された外気温度が第１所定温度（この例では－１０℃；第１しきい値に相当）未満であるか否かが判定される。外気温度が－１０℃よりも低い値に下がるとＹｅｓ判定され、Ｓ１０へ移行する。

Ｓ１０では、ファンコイルユニット３６の存在を識別できたか否かが判定される。なおファンコイルユニット３６が特定種別の室内機に相当している。前述したように、ヒートポンプ制御装置６２の前記ファンコイル制御部６２Ｆには、ファンコイルユニット３６の端末制御部３６ｂから一方向通信によりファンコイルユニット３６の動作情報が入力され、記憶される。Ｓ２０では、例えばこの記憶された動作情報が記憶されているか否かによってファンコイルユニット３６の存在が識別される。このときの手法の詳細を以下に説明する。

＜端末制御線（Ｅ－ｃｏｎ通信線）＞
前記端末制御部３６ｂと前記ヒートポンプ制御装置６２との間における、上記動作情報の送受信に係わる要部構成について、図１１を用いて説明する。図１１において、端末制御部３６ｂは、マイクロコンピュータ１３０と、信号送信回路１３１とを備えている。マイクロコンピュータ１３０は出力ポートＯＵＴ１を備えており、信号送信回路１３１は接点１３２を備えている。前記端末リモコン７１の暖房スイッチ７４がユーザにより操作されて運転開始の指示がなされると、端末制御部３６ｂはその指示信号を受信する。そして、端末制御部３６ｂでは、受信した指示信号に応じて、前記マイクロコンピュータ１３０の出力ポートＯＵＴ１から信号を出力して信号送信回路１３１の接点１３２を閉止させる。これにより、ヒートポンプ制御装置６２に対し、暖房運転に関連する温水要求信号を出力する。

具体的には、前記ヒートポンプ制御装置６２は、マイクロコンピュータ１４１と、信号受信回路１４２とを備えている。マイクロコンピュータ１４１は入力ポートＩＮ１を備えている。そして、ヒートポンプ制御装置６２と前記端末制御部３６ｂとの間は、端末制御部３６ｂからの信号を一方向に伝える端末制御線１４４（Ｅ－ｃｏｎ通信線；第１端末制御線に相当）で有線接続されている。端末制御線１４４は、この例では、第１芯線１４４Ａ、第２芯線１４４Ｂの２つにより構成されている。なお、上記Ｅ－ｃｏｎ通信とは、大手ガス会社や暖房機器メーカ等の共通仕様で、端末機から出力される一方向の信号により、熱源機の動作を開始・停止させる通信を意味している。すなわち、Ｅ－ｃｏｎ通信線は安価に利用でき、汎用性が高いものである。

上記構成における、端末制御部３６ｂからヒートポンプ制御装置６２への前記温水要求信号の出力が行われるまでの流れを以下に説明する。ここで、前記メインリモコン６０に備えられた所定の電源スイッチがオンされており、ヒートポンプユニット５は待機状態となっているものとする。

ユーザの前記暖房スイッチ７４の操作に基づき端末リモコン７１から対応する暖房開始指示信号が端末制御部３６ｂにおいて受信されると、前記マイクロコンピュータ１３０は前記出力ポートＯＵＴ１から信号を出力し、信号送信回路１３１の接点１３２を閉止させる。前記接点１３２が閉止されると、ヒートポンプ制御装置６２の電圧信号Ｖｃｃが、端末制御線１４４の前記第１芯線１４４Ａを介して信号送信回路１３１へ出力され、さらに端末制御線１４４の前記第２芯線１４４Ｂを介して信号受信回路１４２に印加される。この結果、マイクロコンピュータ１４１の入力ポートＩＮ１の電圧レベルがＨＩＧＨからＬＯＷに変化し、マイクロコンピュータ１４１は、ファンコイルユニット３６を暖房運転するための温水要求信号が出力されたことを検知する（すなわち温水要求信号を受信している状態）。

なお、その後、ユーザの端末リモコン７１の前記停止スイッチ７６の操作に基づき前記端末リモコン７１から対応する暖房停止指示信号が受信されると、マイクロコンピュータ１３０は前記出力ポートＯＵＴ１から信号を出力し信号送信回路１３１の接点１３２を開放させる。前記接点１３２が開放されると、ヒートポンプ制御装置６２のマイクロコンピュータ１４１の入力ポートＩＮ１の電圧レベルがＬＯＷからＨＩＧＨに変化する。この結果、マイクロコンピュータ１４１は、前記温水要求信号の出力が停止したことを検知する（すなわち温水要求信号を受信しなくなった状態）。

なお、ファンコイルユニット３６に冷房を行わせるために前記端末リモコン７１の冷房スイッチ７５が操作され、端末制御部３６ｂからヒートポンプ制御装置６２へ冷水要求信号が出力される流れも別途設けたＥ－ｃｏｎ通信回路（図示せず）によって上記同様に行われるものであり、詳細な説明は省略する。

マイクロコンピュータ１４１は、前記のように温水要求信号が出力されたことを検知する。この温水要求信号は、言い換えれば、熱交換を行う端末がファンコイルユニット３６であって、前記熱交換器３６ａが負荷配管３１に接続されていることを表す情報である。そしてマイクロコンピュータ１４１は、前記温水要求信号を上述の動作情報として認識して取得する。この機能が接続情報取得手段に相当する。そしてマイクロコンピュータ１４１はその動作情報が取得されたされたことをファンコイルユニット３６の運転履歴として記憶する。この機能が、前述のファンコイル制御部６２Ｆの運転履歴記憶部６２Ｆａとして機能している。

図１０に戻り、前記Ｓ１０では、この時点で前記動作情報が上述のようにして既に記憶されているか否か、によりファンコイルユニット３６の識別が行われる。この機能が取得判定手段に相当しており、Ｓ１０を実行する制御装置６１～６３が識別手段に相当している。動作情報が記憶されていなければファンコイルユニット３６を識別できなかったとしてＮｏ判定となり、後述のＳ７０へ移行する。動作情報が記憶されていればファンコイルユニット３６を識別できたとしてＹｅｓ判定となり、Ｓ１５へ移行する。

なお、Ｓ１０において、前記の手法に代わり、ユーザが室内機の種別をリモコン６０を介して手動入力するようにしてもよい。この場合、その入力された内容が「ファンコイルユニット」であったか否かによって、ファンコイルユニット３６を識別できたか否かが判定される。リモコン６０での上記入力結果がファンコイルユニットであった場合にはファンコイルユニット３６の存在が識別できたと判定され、リモコン６０での上記入力結果がファンコイルユニット以外のものであった場合にはファンコイルユニット３６の存在は識別できなかったと判定される。

Ｓ１５では、ファンコイルユニット３６の端末制御部３６ｂに対し一方向通信により、前記熱動弁Ｖを開き状態とする開閉信号が送信される。なお、このときの開閉信号の送受信に係わる構成は、例えば前述の図１１の送信側と受信側とを逆にした同様の構成が設けられ、ヒートポンプ制御装置６２と前記端末制御部３６ｂとの間が、ヒートポンプ制御装置６２からの前記開閉信号を端末制御部３６ｂへ一方向に伝える端末制御線（図示省略；第２端末制御線に相当）で有線接続されている。Ｓ１５では、この端末制御線を介し、ヒートポンプ制御装置６２の前記ファンコイル制御部６２Ｆからファンコイルユニット３６の端末制御部３６ｂへ、熱動弁Ｖを開き状態とする開閉信号が送信される。またファンコイル制御部６２Ｆから他の制御部６２Ａ～６２Ｅに対して、前述の凍結防止運転指示が出力される。

その後Ｓ２０で、ヒートポンプ制御装置６２の前記ポンプ制御部６２Ｃにより、前記循環液循環ポンプ３２の駆動が開始される。これにより、図８を用いて前述した凍結防止運転その１が実行される。なお、Ｓ１５及びＳ２０を実行する制御装置６１～６３がこの場合の第１凍結制御手段に相当している。その後、Ｓ２５へ移行する。

Ｓ２５では、前記第２往き温度センサ３５により検出される温度、すなわち第２熱交換器５１から第１熱交換器４１側へ流出する循環液Ｌの往き温度が、予め定められた第２所定温度（この例では１２℃；第３しきい値に相当）未満であるか否か、が判定される。この第２所定温度は、ファンコイルユニット３６が識別されていることに対応し、後述の第４所定温度（この例では－１５℃）よりも高く設定されている。すなわち、前記のように凍結防止運転その１から凍結防止運転その２へ移行するとき、当該第２所定温度において移行すれば、負荷配管３１において前記の凍結が生じない温度かつファンコイルユニット３６にて結露が容易に生じない温度である。すなわち、前記第２所定温度は、事前に行った適宜の実験、若しくは、適宜の手法による解析・シミュレーションにより、前記往き温度が少なくとも当該第２所定温度以上である状態で凍結防止運転その１から凍結防止運転その２へ移行すれば、負荷配管３１に前記凍結が生じないかつファンコイルユニット３６にて結露が容易に生じないことがわかっている温度である。

このときの前記循環液Ｌの往き温度が、循環液の温度の一例であり、第２往き温度センサ３５が循環液温度検出手段の一例である。なお、第２往き温度センサ３５により検出される第２熱交換器５１からの循環液Ｌの往き温度に代えて、第１往き温度センサ３３により検出される第１熱交換器４１からの循環液Ｌの往き温度を用いてもよい。この場合は当該往き温度が、循環液の温度の一例であり、第１往き温度センサ３３が循環液温度検出手段の一例である。さらには、それら循環液Ｌの往き温度に代えて、戻り温度センサ３４により検出される第２熱交換器５１への循環液Ｌの戻り温度を用いてもよい。この場合は当該戻り温度が、循環液の温度の一例であり、戻り温度センサ３４が循環液温度検出手段の一例となる。

循環液Ｌの往き温度が１２℃以上である間はＳ２５がＮｏ判定されてＳ１５，Ｓ２０が引き続き行われ、循環液Ｌの往き温度が１２℃未満となったらＳ２５がＹｅｓ判定され、Ｓ３０へ移行する。

Ｓ３０では、ヒートポンプ制御装置６２の前記圧縮機制御部６２Ａにより、前記圧縮機５３の駆動が開始されるとともに、図５に示した各制御部６２Ｂ～６２Ｅにより、ヒートポンプユニット５のうち対応する各部の制御が行われる。なお、以下適宜、この状態を単に「ヒートポンプユニット起動」と称する（図示も同様）。これにより、図９を用いて前述した凍結防止運転その２が実行される（凍結防止運転その１から移行する）。なお、Ｓ３０を実行する制御装置６１～６３が第３凍結制御手段に相当している。その後、Ｓ３５へ移行する。

Ｓ３５では、前記第２往き温度センサ３５により検出される温度、すなわち第２熱交換器５１から第１熱交換器４１側へ流出する循環液Ｌの往き温度が、予め定められた第３所定温度（この例では２５℃；第５しきい値に相当）を超えたか否か、が判定される。なお、前述と同様、判定対象として、第１往き温度センサ３３により検出される第１熱交換器４１からの循環液Ｌの往き温度を用いてもよいし、戻り温度センサ３４により検出される第２熱交換器５１への循環液Ｌの戻り温度を用いてもよい。

循環液Ｌの往き温度が２５℃以下である間はＳ３５がＮｏ判定されてＳ３０が引き続き行われ、循環液Ｌの往き温度が２５℃を超えたらＳ３５がＹｅｓ判定され、Ｓ４０へ移行する。

Ｓ４０では、ヒートポンプ制御装置６２の圧縮機制御部６２Ａ等により、前記Ｓ３０で駆動開始した圧縮機５３等がそれぞれ停止される。なお、以下適宜、この状態を単に「ヒートポンプユニット停止」と称する（図示も同様）。なお、Ｓ４０を実行する制御装置６１～６３が、この場合の運転停止制御手段に相当している。

その後、Ｓ４２で、前記Ｓ５と同様、外気温センサ５７により検出された外気温度が前記第１所定温度（この例では－１０℃）未満であるか否かが判定される。外気温度が引き続き－１０℃よりも低い値であればＹｅｓ判定され、Ｓ１５へ戻って上記同様の手順が繰り返される。－１０℃以上となっていたらＮｏ判定され、Ｓ４５へ移行する。

Ｓ４５では、ヒートポンプ制御装置６２のポンプ制御部６２Ｃにより、前記Ｓ２０で駆動開始した循環液循環ポンプ３２が停止される。また、ファンコイル制御部６２Ｆから前記端末制御線を介しファンコイルユニット３６の端末制御部３６ｂへ、熱動弁Ｖを閉じ状態とする開閉信号が送信され、前記Ｓ１５で開き状態とされた熱動弁Ｖが閉じられる。Ｓ４５の後、このフローを終了する。

一方、前記Ｓ１０でファンコイルユニット３６を識別できなかったとしてＮｏ判定されて移行したＳ７０では、前記Ｓ２０同様、前記循環液循環ポンプ３２の駆動が開始され、図８を用いて前述した凍結防止運転その１が実行される。なお、Ｓ７０を実行する制御装置６１～６３がこの場合の第１凍結制御手段に相当している。その後、Ｓ７５へ移行する。

Ｓ７５では、前記Ｓ２５と同様、前記第２往き温度センサ３５により検出される循環液Ｌの往き温度が、予め定められた第４所定温度（この例では－１５℃；第２しきい値に相当）未満であるか否か、が判定される。この第４所定温度は、ファンコイルユニット３６が識別されていないことに対応し、前記第２所定温度（この例では１２℃）よりも低く設定されている。循環液Ｌの往き温度が－１５℃以上である間はＳ７５がＮｏ判定されてＳ７０が引き続き行われ、循環液Ｌの往き温度が－１５℃未満となったらＳ７５がＹｅｓ判定され、Ｓ８０へ移行する。

Ｓ８０では、前記Ｓ３０と同様、前記圧縮機５３等の駆動が開始されてヒートポンプユニット５が起動され、前述の凍結防止運転その２が実行される（凍結防止運転その１から移行する）。なお、Ｓ８０を実行する制御装置６１～６３が第２凍結制御手段に相当している。その後、Ｓ８５へ移行する。

Ｓ８５では、前記第２往き温度センサ３５により検出される前記往き温度が、予め定められた第５所定温度（この例では２５℃；第４しきい値に相当）を超えたか否か、が判定される。循環液Ｌの往き温度が２５℃以下である間はＳ８５がＮｏ判定されてＳ８０が引き続き行われ、循環液Ｌの往き温度が２５℃を超えたらＳ８５がＹｅｓ判定され、Ｓ９０へ移行する。

Ｓ９０では、前記Ｓ４０と同様、前記Ｓ８０で起動したヒートポンプユニット５が停止される。Ｓ９０を実行する制御装置６１～６３が、この場合の運転停止制御手段に相当している。

その後、Ｓ９２で、前記Ｓ５，Ｓ４２と同様、外気温センサ５７により検出された外気温度が前記第１所定温度（この例では－１０℃）未満であるか否かが判定される。外気温度が引き続き－１０℃よりも低い値であればＹｅｓ判定され、Ｓ７０へ戻って上記同様の手順が繰り返される。－１０℃以上となっていたらＮｏ判定され、Ｓ９５へ移行する。

Ｓ９５では、ヒートポンプ制御装置６２のポンプ制御部６２Ｃにより、前記Ｓ７０で駆動開始した循環液循環ポンプ３２が停止される。Ｓ９５の後、このフローを終了する。

なお、前記Ｓ３０又はＳ８０で、圧縮機５３が起動されて冷媒Ｃ２から循環液Ｌへの放熱が行われる際、所定の起動条件が満たされた場合には、熱交換ユニット制御装置６１及びボイラー制御装置６３により、ヒートポンプユニット５に代えてガス加熱器４３が起動され、運転が開始されるようにしてもよい。この場合、温水循環回路４０による凍結防止運転が行われることになる。すなわち、図１２に「凍結防止運転（３）」として示すように、図９を用いて前述した前記冷媒循環回路５０における空気熱交換器５５による冷媒Ｃ２の加熱に代えて、図３を用いて前述した前記温水循環回路４０におけるガス加熱器４３による温水Ｃ１の加熱が行われる。そして、端末循環回路３０では、循環液循環ポンプ３２により第２熱交換器５１を経て第１熱交換器４１に流入した循環液Ｌが、前述のように加熱された前記温水Ｃ１との熱交換を行って受熱する。これらのようにしてガス加熱による熱源により加温された循環液Ｌが、前述と同様、第１熱交換器４１→ファンコイルユニット３６→循環液循環ポンプ３２→第２熱交換器５１→第１熱交換器４１・・のように循環する。このような加温された循環液Ｌが負荷配管３１内を循環することで、さらに確実な凍結防止が図られる。

＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態の温水暖房システム１によれば、ヒートポンプユニット５が空気熱交換器５５と圧縮機５３と第２熱交換器５１とを備え、これらが冷媒配管５２で接続されている。また第２熱交換器５１には負荷配管３１が接続され、この負荷配管３１には循環液循環ポンプ３２とファンコイルユニット３６の熱交換器３６ａとが接続されている。温風暖房運転時には、圧縮機５３の駆動により空気熱交換器５５で外気と熱交換した冷媒Ｃ２が第２熱交換器５１に導かれ、第２熱交換器５１にて冷媒Ｃ２から受熱した循環液Ｌが負荷配管３１を介してファンコイルユニット３６の熱交換器３６ａに供給される。これにより、加熱された循環液Ｌと室内空気との熱交換が熱交換器３６ａにおいて行われ、温風により室内空気が加温される。

本実施形態においては、冬季の非運転時における循環液Ｌの凍結防止のために、凍結防止運転が行われる。その際、図１０のＳ１０でファンコイルユニット３６が識別された場合と識別されなかった場合とで、運転時の処理内容が異なる。

まず、外気温センサ５７が検出した外気温が所定の第１しきい値（前述の例では－１０℃。以下同様）未満になった場合に、循環液循環ポンプ３２が起動されて負荷配管３１内に循環液Ｌを流通させる（図８）。その後、図１０のＳ１０でファンコイルユニット３６が識別されなかった場合には、第２往き温度センサ３５が検出した循環液Ｌの温度が所定の第２しきい値（前述の例では－１５℃。以下同様）未満となった場合に、ヒートポンプユニット５が起動され、第２熱交換器５１において冷媒Ｃ２から循環液Ｌへの放熱が行われる。

このときの温度変化挙動の一例を図１３に示す。図１３の例では、時間ｔ０において外気温が－５［℃］、前述の循環液Ｌの温度（例えば前述の循環液Ｌの往き温度。以下同様）が２５［℃］である。時間の経過とともに外気温が下がり、時間ｔ１で－１０［℃］に下がると循環液循環ポンプ３２が起動して循環液Ｌが循環される。これによって前述した屋外にある負荷配管３１等からの冷たい循環液Ｌが流入することで循環液Ｌの温度は低下し、時間ｔ２で約０［℃］、時間ｔ３で－１５［℃］まで下がる。循環液Ｌの温度が－１５［℃］まで低下したことでヒートポンプユニット５が起動し、循環液Ｌの温度は時間ｔ４の近傍で底を打った後に急上昇し、時間ｔ５で２５［℃］まで上昇する。これにより、ヒートポンプユニット５は停止し、その後時間ｔ６で外気温が－１０［℃］まで上昇すると循環液循環ポンプ３２も停止する。

一方、図１０のＳ１０でファンコイルユニット３６が識別された場合には、第２往き温度センサ３５が検出した循環液Ｌの温度が、上記第２しきい値よりも高い第３しきい値（前述の例では１２℃。以下同様）未満となった場合に、ヒートポンプユニット５が起動され、第２熱交換器５１において冷媒Ｃ２から循環液Ｌへの放熱が行われる。

このときの温度変化挙動の一例を図１４に示す。図１４の例では、前述と同様、時間ｔ０において外気温が－５［℃］、循環液Ｌの温度が２５［℃］である。外気温が時間ｔ１１で－１０［℃］まで下がると循環液循環ポンプ３２が起動して循環液Ｌが循環して温度は低下するが、時間ｔ１２で１２［℃］となったところでヒートポンプユニット５が起動する。その結果、循環液Ｌの温度は起動直後から急上昇し、時間ｔ１３で２５［℃］に達してヒートポンプユニット５は停止する。

その後、時間ｔ１４で外気温が約－２０［℃］まで低下し、時間ｔ１５で循環液Ｌの温度が１２［℃］まで低下すると再びヒートポンプユニット５が起動し、循環液Ｌの温度が急上昇して時間ｔ１６で２５［℃］に達すると、再びヒートポンプユニット５は停止する。

その後、時間ｔ１７で循環液Ｌの温度が再び１２［℃］まで低下すると再びヒートポンプユニット５が起動し、循環液Ｌの温度が急上昇し時間ｔ１８で２５［℃］に達して再びヒートポンプユニット５は停止する。

以上のように、本実施形態によれば、室内空気と熱交換を行う熱交換器３６ａを備えたファンコイルユニット３６が設けられている旨が確認（識別）されると、循環液Ｌの温度が通常の第２しきい値（前述の例では－１５℃）よりも高い第３しきい値（前述の例では１２℃）に達した段階でヒートポンプユニット５が起動されて冷媒Ｃ２から循環液Ｌへの放熱が開始される。これにより、ファンコイルユニット３６の熱交換器３６ａに供給されて室内空気と熱交換を行う循環液Ｌの温度を通常よりも高めとすることができる。具体的には、図１３に示した例では循環液Ｌの温度は最低で－２０［℃］近くまで低下するのに対し、図１４に示した例では循環液Ｌの温度は最低でも１２［℃］程度までの低下にとどまる。これにより、循環液Ｌが供給されるファンコイルユニット３６において、結露が生じるのを防止することができる。

また、本実施形態では特に、負荷配管３１を開閉する熱動弁Ｖがファンコイルユニット３６に設けられている。前述のようにファンコイルユニット３６の熱交換器３６ａが確認（識別）された場合、前記熱動弁Ｖを閉じ状態から開き状態とする。これにより、循環液循環ポンプ３２の起動によって循環液Ｌを確実にファンコイルユニット３６の熱交換器３６ａへと流通させ、凍結防止を図ることができる。

また、本実施形態では特に、ファンコイルユニット３６の熱交換器３６ａが負荷配管３１に接続されている場合には、その旨を表す動作情報が生成されている。そして、ヒートポンプ制御装置６２では、その動作情報の取得を図るとともに、当該動作情報が取得できたか否かが判定される。これにより、ファンコイルユニット３６の存在を確実に識別することができる。

また、本実施形態では特に、ファンコイルユニット３６の端末制御部３６ｂとヒートポンプユニット５のヒートポンプ制御装置６２とを有線にて接続する端末制御線１４４とさらに別の端末接続線（図示せず）とが設けられている。端末制御線１４４は、信号を端末制御部３６ｂからヒートポンプ制御装置６２へと伝える機能を備える。これにより、ヒートポンプ制御装置６２では、端末制御線１４４を介し前記端末制御部３６ｂから前記動作情報の取得を図ることができる。前記別の端末制御線は、信号をヒートポンプ制御装置６２から端末制御部３６ｂへと伝える機能を備える。これにより、前記のようにファンコイルユニット３６の熱交換器３６ａが確認（識別）されて前記熱動弁Ｖを開き状態とする際に、当該端末制御線を介し端末制御部３６ｂへと熱動弁Ｖの開閉信号を送信することができる。

また、本実施形態では特に、前記のように圧縮機５３が起動されて第２熱交換器５１において冷媒Ｃ２から循環液Ｌへの放熱が開始された後、循環液Ｌが所定温度（前述の例では２５［℃］）に達した場合に、凍結防止のための前記放熱が停止される。

すなわち、循環液温度が第２しきい値（前述の例では－１５［℃］）未満となることでヒートポンプユニット５が起動される場合には、循環液温度が第４しきい値（前述の例では２５［℃］）となったときに圧縮機５３による冷媒の圧縮が停止される（Ｓ９０参照）。循環液温度が第３しきい値（前述の例では１２［℃］）未満となったときにヒートポンプユニット５が起動される場合には、循環液温度が第５しきい値（前述の例では２５［℃］）となったときに圧縮機５３による冷媒の圧縮が停止される（Ｓ４０参照）。以上のようにして、ファンコイルユニット３６が識別されて凍結防止が図られる場合もファンコイルユニット３６が識別されない状態で凍結防止が図られる場合も、円滑に冷媒循環回路５０における圧縮機５３等の運転を終了することができる。

また、本実施形態では特に、ヒートポンプユニット５における前述の空気熱源に加え、別の熱源となるガス加熱器４３を備えた温水循環回路４０が設けられる。温水循環回路４０の温水配管４２は、ガス加熱器４３から受熱する暖房熱交換器４５と第１熱交換器４１とを接続し、第１熱交換器４１は前記端末循環回路３０に設けられて温水Ｃ１と循環液Ｌとの熱交換を行う。端末循環回路３０では、前記第２熱交換器５１、前記第１熱交換器４１、前記ファンコイルユニット３６の熱交換器３６ａが直列に接続される。これにより、前記のように第２熱交換器５１において冷媒Ｃ２から受熱する循環液Ｌが、さらに第１熱交換器４１において、ガス加熱器４３により加熱された温水Ｃ１から受熱することができる。

また、本実施形態では特に、Ｓ７５では、前記のように循環液Ｌの温度が第２しきい値（前述の例では－１５［℃］）未満となった場合に冷媒Ｃ２から循環液Ｌへの放熱を行わせる際、所定の起動条件が満たされたことを前提にガス加熱器４３を制御して温水配管４２内の温水Ｃ１の加熱を開始させることができる。また、Ｓ２５では、前記のように循環液Ｌの温度が第３しきい値（前述の例では１２［℃］）未満となった場合に冷媒Ｃ２から循環液Ｌへの放熱を行わせる際、所定の起動条件が満たされたことを前提にガス加熱器４３を制御して温水配管４２内の温水Ｃ１の加熱を開始させることができる。これらにより、循環液Ｌに対してガス加熱器４３により加熱された温水Ｃ１から受熱させることができる。

また、本実施形態では特に、前記のように第２熱交換器５１で受熱した循環液Ｌを負荷配管３１を介してファンコイルユニット３６の熱交換器３６ａへ供給する端末循環回路３０の構成において、室内美観等の観点から、負荷配管３１のうち一部、例えば第１熱交換器４１及び第２熱交換器５１とファンコイルユニット３６の熱交換器３６ａとの間の部位３１Ｘ，３１Ｙが屋外に配置されている。この場合、この屋外の部位での凍結を防止するために前記の凍結防止運転が行われる。そして、Ｓ２５で、循環液Ｌの温度が通常の第２しきい値（前述の例では－１５［℃］）よりも高い第３しきい値（前述の例では１２［℃］）に達した段階で冷媒Ｃ２から循環液Ｌへの放熱が開始され、ファンコイルユニット３６において結露が生じるのを防止することができる。

＜変形例＞
なお、以上においては、端末循環回路３０において、循環する循環液Ｌの流れに対して前記第２熱交換器５１が前記第１熱交換器４１よりも上流側に配設されている場合を例にとって説明したが、これに限られず、反対に前記第１熱交換器４１が前記第２熱交換器５１よりも上流側に配設されてもよい。さらには、端末循環回路３０において前記第１熱交換器４１と前記第２熱交換器５１とが並列に接続されてもよい。

また、以上においては、前記第２熱交換器５１の出口側（流出側）の前記第２往き温度センサ３５により検出された循環液Ｌの往き温度に応じて、前記圧縮機５３の回転数を制御する、いわゆる往き温度制御を行ったが、これに限られない。第２熱交換器５１の入口側（流入側）の前記戻り温度センサ３４により検出された循環液Ｌの戻り温度に応じて、前記圧縮機５３の回転数を制御する、いわゆる戻り温度制御を行ってもよい。

また、上記実施形態では、１台の熱交換端末が接続される場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち２台以上の熱交換端末が接続される構成でも良い。

また、図１０に示すフローチャートは本発明を上記フローに示す手順に限定するものではなく、発明の趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で手順の追加・削除又は順番の変更等をしてもよい。

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。

その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

１ 温水暖房システム
５ ヒートポンプユニット（室外機）
３０ 端末循環回路（液循環回路）
３１ 負荷配管（循環液配管）
３２ 循環液循環ポンプ
３３ 第１往き温度センサ（循環液温度検出手段）
３４ 戻り温度センサ（循環液温度検出手段）
３５ 第２往き温度センサ（循環液温度検出手段）
３６ ファンコイルユニット（室内機）
３６ａ 熱交換器（室内熱交換器）
３６ｂ 端末制御部
４０ 温水循環回路
４１ 第１熱交換器（液温水熱交換器）
４２ 温水配管
４３ ガス加熱器
４４ 温水循環ポンプ
４５ 暖房熱交換器（ガス熱源側熱交換器）
５０ 冷媒循環回路
５１ 第２熱交換器（液冷媒熱交換器）
５１ａ 冷媒通路
５１ｂ 循環液通路
５３ 圧縮機
５５ 空気熱交換器（室外熱交換器）
５７ 外気温センサ（外気温検出手段）
６１ 熱交換ユニット制御装置
６２ ヒートポンプ制御装置（熱源制御部）
６３ ボイラー制御装置
１４４ 端末制御線（第１端末制御線）
Ｃ１ 温水
Ｃ２ 冷媒
Ｌ 循環液
Ｖ 熱動弁（開閉弁）

Claims (8)

1. 空調対象空間の室内空気と循環液との熱交換を行う室内熱交換器を備えた室内機と、
   冷媒通路と循環液通路とを備え、前記冷媒通路内の前記冷媒と前記循環液通路内の前記循環液との熱交換を行う液冷媒熱交換器、前記冷媒と外気との熱交換を行う室外熱交換器、圧縮機及び、前記循環液を流通させる循環ポンプ、を備えた室外機と、
   を有し、
   前記液冷媒熱交換器の前記循環液通路と前記室内熱交換器とを循環液配管によって環状に接続して液循環回路を形成し、前記液冷媒熱交換器の前記冷媒通路、前記室外熱交換器、及び、前記圧縮機を冷媒配管で接続して冷媒循環回路を形成して、前記室内機により室内空気を加熱する暖房運転を実行可能な温水暖房システムにおいて、
   外気温を検出する外気温検出手段と、
   前記循環液の温度を検出する循環液温度検出手段と、
   前記室内機の種別を識別可能な識別手段と、
   前記暖房運転の非実行時において、前記外気温検出手段により検出された前記外気温が所定の第１しきい値未満になった場合に、前記循環ポンプを起動して前記循環液配管内に前記循環液を流通させる第１凍結防止制御手段と、
   前記識別手段により特定種別の室内機が識別されなかった場合には、前記第１凍結防止制御手段により前記循環液の流通が開始された後に前記循環液温度検出手段により検出された前記循環液の温度が所定の第２しきい値未満となった場合に、前記圧縮機を起動して前記液冷媒熱交換器において前記冷媒から前記循環液へ放熱させる第２凍結防止制御手段と、
   前記識別手段により特定種別の室内機が識別された場合には、前記第１凍結防止制御手段により前記循環液の流通が開始された後に前記循環液温度検出手段により検出された前記循環液の温度が前記第２しきい値よりも高い所定の第３しきい値未満となった場合に、前記圧縮機を起動して前記液冷媒熱交換器において前記冷媒から前記循環液へ放熱させる第３凍結防止制御手段と、
   を有することを特徴とする温水暖房システム。
2. 前記第１凍結防止制御手段は、
   前記識別手段により前記特定種別の室内機が識別された場合には、前記循環ポンプを起動するとともに、前記特定種別の室内機に設けられ前記循環液配管を開閉する開閉弁を閉じ状態から開き状態とする
   ことを特徴とする請求項１記載の温水暖房システム。
3. 前記識別手段は、
   前記室内機が前記循環液配管に接続されていることを表す接続情報の取得を図る接続情報取得手段と、
   前記接続情報取得手段により前記接続情報が取得できたか否かを判定する取得判定手段と、
   を含むことを特徴とする請求項２記載の温水暖房システム。
4. 前記室外機に設けられ当該室外機の動作を制御する熱源制御部と、
   前記室内機に設けられ当該室内機の動作を制御する端末制御部と、
   前記端末制御部と前記熱源制御部とを有線にて接続するとともに、信号を前記端末制御部から前記熱源制御部へ一方向にのみ伝える第１端末制御線と、
   前記端末制御部と前記熱源制御部とを有線にて接続するとともに、信号を前記熱源制御部から前記端末制御部へ一方向にのみ伝える第２端末制御線と、
   をさらに有し、
   前記接続情報取得手段は、
   前記第１端末制御線を介し前記端末制御部から前記接続情報の取得を図り、
   前記第１凍結防止制御手段は、
   前記第２端末制御線を介し前記端末制御部へ前記開閉弁の開閉信号を送信する
   ことを特徴とする請求項３記載の温水暖房システム。
5. 前記第２凍結防止制御手段により前記圧縮機が起動された後、前記循環液温度検出手段により検出された前記循環液の温度が所定の第４しきい値を超えた場合に、前記圧縮機を停止するか、若しくは、
   前記第３凍結防止制御手段により前記圧縮機が起動された後、前記循環液温度検出手段により検出された前記循環液の温度が所定の第５しきい値を超えた場合に、前記圧縮機を停止する運転停止制御手段をさらに有する
   ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項記載の温水暖房システム。
6. ガス加熱器、前記ガス加熱器から受熱するガス熱源側熱交換器、及び、前記液循環回路に設けた液温水熱交換器、を温水配管で接続して、温水循環回路を形成し、
   前記液循環回路では、前記液冷媒熱交換器、前記液温水熱交換器、前記室内熱交換器が直列に配設されるようにしつつ前記循環液配管で接続されている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の温水暖房システム。
7. 前記第２凍結防止制御手段は、
   前記循環液が前記第２しきい値未満となった場合でかつ所定の起動条件が満たされた場合には、前記温水配管内の温水の加熱を開始するように前記ガス加熱器を制御し、
   前記第３凍結防止制御手段は、
   前記循環液が前記第３しきい値未満となった場合でかつ前記起動条件が満たされた場合には、前記温水配管内の温水の加熱を開始するように前記ガス加熱器を制御する
   ことを特徴とする請求項６記載の温水暖房システム。
8. 前記室内機は屋内に設けられており、
   前記室外機は屋外に設けられており、
   前記循環液配管のうち、前記液温水熱交換器と前記室内熱交換器との間の少なくとも一部が、屋外に設けられている
   ことを特徴とする請求項６又は請求項７記載の温水暖房システム。

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