JP7471247B2 - 流体循環式加熱システム - Google Patents

Description

本発明は、流体循環式加熱システムに関する。

温水式暖房システム等の流体循環式加熱システムでは、循環回路で暖房装置等の放熱装置を経由させて循環させる温水等の流体を、放熱装置の上流側で、ヒートポンプ、燃焼式熱源等の複数の熱源により加熱し得るように構成されたシステムが従来より知られている（例えば特許文献１を参照）。

この種の流体循環式加熱システムでは、放熱装置の運転時の各熱源のエネルギーコストや、ユーザからの要求等の観点から、複数の熱源のうちの特定熱源を主たる熱源として使用して、該特定熱源の作動により流体の温調制御を行い、該特定熱源の加熱能力不足等の状況下で、他の熱源を一時的に補助的な熱源として作動させることが可能である。

例えば特許文献１には、複数の熱源としてヒートポンプとガス加熱器（燃焼式熱源）とを備える暖房システムで、暖房装置に流す流体の加熱を、ヒートポンプを主たる熱源として行い、ヒートポンプの加熱能力が不足する場合に、ガス加熱器による流体の加熱を行うと共にヒートポンプの運転を停止する技術が記載されている。

特開２０２０－１５９６６３号公報

ところで、上記のように複数の熱源を備える流体循環式加熱システムでは、特定熱源の加熱能力不足等の状況下で、他の熱源を一時的に補助的な熱源として作動させる場合、暖房装置等の放熱装置に供給する流体の温度を早期に昇温させるために、特定熱源の作動を継続させたまま、他の熱源を作動させることも可能である。

しかるにこの場合、次のような不都合を生じ得ることが本願発明者等の検討により判明した。すなわち、特定熱源の作動を継続しながら、他の熱源を作動させた場合、特定熱源と他の熱源との両方で加熱される流体の温度が、放熱装置の運転のための所要の目標温度に近づいていく。そして、特定熱源を、他の熱源の運転の開始前と同様に流体の温調制御を行うように運転させると、流体の温度が所要の目標温度に近づくことに応じて、特定熱源の加熱能力（出力）を低下させるように該特定熱源の運転制御が行われる。

このため、他の熱源の作動を停止したときには、特定熱源は、小さい加熱能力で運転する状態になる。その結果、他の熱源の作動の停止後に、特定熱源による流体の加熱量が大幅に低下して、該流体の温度が早期に低下しやすくなる。ひいては、該流体の頻繁な温度変動が生じやすくなると共に、他の熱源を頻繁に作動させることになる状況が生じやすくなる。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、複数の熱源のうちの特定熱源の作動により流体の温調制御を行いながら、他の熱源を一時的に作動させる場合に、流体の温度変動を抑制することができる流体循環式加熱システムを提供することを目的とする。

本発明の流体循環式加熱システムは、上記の目的を達成するために、
循環回路で循環する流体を加熱する複数の熱源と、
前記循環回路で加熱された流体からの放熱を行う放熱装置と、
前記循環回路で循環する流体の温度を検出する温度センサと、
前記複数の熱源の作動制御を行う制御装置とを備えており、
前記制御装置は、前記複数の熱源のうちの1つの特定熱源によって前記流体を加熱するように該特定熱源を作動させながら、該特定熱源以外の他の熱源を一時的に補助熱源として作動させるという運転制御である特定熱源主運転制御を実行し得るように構成されていると共に、該特定熱源だけの作動時には、前記温度センサにより検出される流体の温度を前記放熱装置の放熱運転用の所定の基準目標温度に近づけるように該特定熱源を作動させることによって該流体の温度の温調制御を行うように構成されており、さらに、該特定熱源主運転制御の実行時に、前記他の熱源を補助熱源として作動させるときには、前記特定熱源の加熱能力を最小能力よりも大きい所定値以上の加熱能力に保持させるように構成されていることを基本構成とする。

これによれば、前記特定熱源主運転制御の実行時に、前記他の熱源を補助熱源として作動させるときには、特定熱源の加熱能力を最小能力よりも大きい所定値以上の加熱能力に保持させるので、補助熱源としての他の熱源の作動の停止時の特定熱源の加熱能力が低くなり過ぎるのが防止され、ひいては、流体の温度が他の熱源の作動の停止直後に早期に低下していくような事態が生じるのが防止される。よって、第１発明によれば、複数の熱源のうちの特定熱源の作動により流体の温調制御を行いながら、他の熱源を一時的に作動させる場合に、流体の温度変動を抑制することができる。

そして、本発明では、前記制御装置は、前記特定熱源主運転制御の実行時に、前記他の熱源を補助熱源として作動させるとき、前記温度センサによる温度検出値を前記基準目標温度よりも高い温度に設定してなる仮想目標温度に近づけるように前記特定熱源を作動させる第１制御処理と、前記温度センサによる温度検出値を実際の検出値よりも低い温度に補正してなる仮想温度検出値を、前記基準目標温度に近づけるように前記特定熱源を作動させる第２制御処理と、前記温度センサによる温度検出値を実際の検出値よりも低い温度に補正してなる仮想温度検出値を前記基準目標温度よりも高い温度に設定してなる仮想目標温度に近づけるように前記特定熱源を作動させる第３制御処理とのうちのいずれかの制御処理を実行することによって、該特定熱源の加熱能力を前記所定値以上の加熱能力に保持させるように構成されているという態様を採用した（第１発明）。

これによれば、上記第１制御処理では、温度センサによる温度検出値と、前記基準目標温度よりも高い仮想目標温度との偏差の大きさ（絶対値）を大きくすることができる。また、上記第２制御処理では、温度センサによる温度検出値よりも低い仮想温度検出値と、前記基準目標温度との偏差の大きさ（絶対値）を大きくすることができる。また、上記第３制御処理では、温度センサによる温度検出値よりも低い仮想温度検出値と、前記基準目標温度よりも高い仮想目標温度との偏差の大きさ（絶対値）を大きくすることができる。このため、第１～第３制御処理のいずれの制御処理を実行しても、温度センサによる温度検出値又は仮想温度検出値を基準目標温度又は仮想目標温度に近づけるために、特定熱源の加熱能力を最大能力もしくはそれに近い加熱能力（ひいては、前記所定値以上の加熱能力）に保持させることを容易に実現し得る。

上記第１発明では、前記制御装置は、前記特定熱源主運転制御の実行時に、前記補助熱源としての前記他の熱源の作動を停止させた後、前記仮想目標温度を前記基準目標温度に近づける処理と、前記仮想温度検出値を前記温度センサによる温度検出値に近づける処理とのうちの一方の処理又は両方の処理を実行しながら、前記温度センサによる温度検出値又は前記仮想温度検出値を、前記仮想目標温度又は前記基準目標温度に近づけるように前記特定熱源を作動させるように構成されているという態様を採用し得る（第２発明）。
この場合、より詳しくは、前記他の熱源を補助熱源として作動させるときに、前記温度センサによる温度検出値を前記仮想目標温度に近づけるように特定熱源を作動させる場合には、制御装置は、前記他の熱源の作動を停止させた後、前記仮想目標温度を前記基準目標温度に近づける処理を実行しながら、温度センサによる温度検出値を、前記仮想目標温度に近づけるように特定熱源を作動させるように構成される。

また、前記他の熱源を補助熱源として作動させるときに、前記仮想温度検出値を前記基準目標温度に近づけるように特定熱源を作動させる場合には、制御装置は、前記他の熱源の作動を停止させた後、仮想温度検出値を温度センサによる温度検出値に近づける処理を実行しながら、該仮想温度検出値を、前記基準目標温度に近づけるように特定熱源を作動させるように構成される。

また、前記他の熱源を補助熱源として作動させるときに、前記仮想温度検出値を前記仮想目標温度に近づけるように特定熱源を作動させる場合には、制御装置は、前記他の熱源の作動を停止させた後、仮想温度検出値を温度センサによる温度検出値に近づける処理と、仮想目標温度を基準目標温度に近づける処理を実行しながら、該仮想温度検出値を、該仮想目標温度に近づけるように特定熱源を作動させるように構成される。

上記第２発明によれば、補助熱源としての他の熱源の作動停止後の流体の温度をより一層安定化することができる。
また、前記基本構成を有する本発明では、前記複数の熱源は、ヒートポンプと燃焼式熱源とを含むと共に、前記特定熱源は、前記ヒートポンプであり、前記補助熱源は、前記燃焼式熱源であるという態様を採用し得る（第３発明）。
これによれば、ヒートポンプを定常的に比較的高い加熱能力域で作動させることができるため、ヒートポンプの圧縮機等の作動の変動が抑制される。ひいては、ヒートポンプの劣化の進行を抑制できると共に、流体の加熱量に対するヒートポンプの加熱割合を極力高め、流体を高効率で加熱させることが可能となる。

上記基本構成を有する本発明では、前記制御装置は、前記特定熱源主運転制御を、ユーザの要求に応じて実行するように構成され得る（第４発明）

これによれば、ユーザの要求を反映させて、特定熱源主運転制御を実行することができる。

本発明の実施形態の流体循環式加熱システムとしての暖房システムの全体構成を示す図。 実施形態の暖房システムの制御に関する構成を示すブロック図。 図２に示す制御装置が実行する処理を示すフローチャート。 図３のＳＴＥＰ４の処理を示すフローチャート。 実施形態の暖房システムの作動に関するタイミングチャート。

本発明の一実施形態を図１～図５を参照して以下に説明する。図１に示すように、本実施形態の流体循環式加熱システム１は、屋内空間の暖房を行う暖房装置２を放熱装置として備えると共に、暖房装置２に流す流体を加熱するための複数の（２つの）熱源としての燃焼式熱源３０及びヒートポンプ４０が各々搭載された燃焼式熱源ユニット３及びヒートポンプユニット４とを備える。暖房装置２としては、例えば、該暖房装置２に流れる流体から屋内空間への放熱によって該屋内空間の暖房を行うファンコンベクター、パネルヒータ、床暖房装置等を例示し得る。

また、暖房システム１は、暖房装置２に流す流体（以降、第１流体という）を循環させる第１循環回路５と、該第１循環回路５とは独立した流路で第２流体を循環させる第２循環回路６とを備える。

ここで、本実施形態では、ヒートポンプ４０は、第１循環回路５で循環する第１流体の循環途中で、該第１流体を直接的に加熱することが可能な熱源である。一方、燃焼式熱源３０は、第２循環回路６で循環する第２流体を加熱し、この第２流体と第１循環回路５で循環する第１流体との熱交換（第２流体から第１流体への伝熱）によって、第１流体を第２流体を介して間接的に加熱する熱源である。このため、本実施形態の暖房システム１は、さらに、第１流体と第２流体との間の熱交換を行う熱交換器７０が搭載された熱交換器ユニット７を備えている。なお、第１流体及び第２流体としては、例えば水（暖房用水）、不凍液等の流体を使用し得る。

ヒートポンプユニット４に搭載されたヒートポンプ４０は、公知の構成のものであり、凝縮器４１と、図示しない圧縮機、蒸発器、及び膨張機構を含む冷媒回路４２とを備え、屋外の外気から冷媒に吸収した熱を凝縮器４１で放熱し得るように構成されている。この場合、凝縮器４１は、冷媒回路４２から流入する冷媒を流す流路（図示省略）に加えて、第１流体を流す流路（図示省略）を備えており、それぞれの流路を流れる冷媒と第１流体との熱交換（冷媒から第１流体への伝熱）を行うことで、該第１流体を加熱することができるように構成されている。

第１循環回路５は、第１流体を流動させる動力源としての電動式の第１ポンプ５０を有すると共に、ヒートポンプ４０の凝縮器４１から流出する第１流体を、熱交換器ユニット７の熱交換器７０と暖房装置２とを順に経由させた後に凝縮器４１に還流させる流路と、凝縮器４１から流出する第１流体を、熱交換器ユニット７の熱交換器７０を経由させることなく（熱交換器７０をバイパスさせて）、暖房装置２を経由させた後に凝縮器４１に還流させる流路とを備えるように構成されている。

具体的には、第１循環回路５は、ヒートポンプ４０の凝縮器４１の第１流体用の流路（図示省略）の流出口から、熱交換器ユニット７の熱交換器７０の第１流体用の流路７０ａの流入口に至るように配設された第１流路５１と、熱交換器７０の第１流体用の流路７０ａの流出口から、暖房装置２に備えられた第１流体用の流路（図示省略）の流入口に至るように配設された第２流路５２と、暖房装置２の第１流体用の流路の流出口から、ヒートポンプ４０の凝縮器４１の第１流体用の流路の流入口に至るように配設された第３流路５３と、第１流路５１の途中部から分岐され、熱交換器７０を経由せずに（熱交換器７０をバイパスして）、第２流路５２の途中部に合流するように配設されたバイパス路５４と、熱交換器７０の流路７０ａを通る第１流体の流量とバイパス路５４を通る第１流体の流量との比率を調整するためのバイパス比調整弁５５とを備える。

そして、第１～第３流路５１～５３のいずれかの流路、例えば、第１流路５１とバイパス路５４との接続部よりも上流側の第１流路５１に第１ポンプ５０が介装されている。なお、本実施形態では、第１ポンプ５０は、ヒートポンプユニット４に搭載され、バイパス比調整弁５５は、熱交換器ユニット７に搭載されている。

バイパス比調整弁５５は、本実施形態では、第１流路５１とバイパス路５４との接続部に介装された分配弁であり、第１流路５１の上流側から流入する第１流体を熱交換器７０とバイパス路５４とに分配可能であると共に、その分配割合（熱交換器７０に分配する第１流体の流量と、バイパス路５４に分配する第１流体の流量との比率）を可変的に調整することが可能である。かかるバイパス比調整弁５５（分配弁）は、例えば、電動式の三方弁等により構成される。

第１循環回路５は、上記の如く第１ポンプ５０、第１～第３流路５１～５３、バイパス路５４及びバイパス比調整弁５５を備えている。従って、第１流体を、ヒートポンプ４０の凝縮器４１から、熱交換器ユニット７の熱交換器７０と、暖房装置２とを順に経由させた後に凝縮器４１に還流させる流路は、第１流路５１と、熱交換器７０の流路７０ａと、第２流路５２と、暖房装置２の流路（図示省略）と、第３流路５３とを備える流路として構成されている。

また、第１流体を、ヒートポンプ４０の凝縮器４１から、熱交換器ユニット７の熱交換器７０をバイパスさせて、暖房装置２を経由させた後に凝縮器４１に還流させる流路は、バイパス比調整弁５５よりも上流側の第１流路５１と、バイパス路５４と、第２流路５２のうち、バイパス路５４との接続部よりも下流側の流路と、暖房装置２の流路（図示省略）と、第３流路５３とを備える流路として構成されている。

そして、熱交換器７０を経由する第１流体の流量と、バイパス路５４を経由する第１流体の流量との比率は、バイパス比調整弁５５の作動制御を通じて可変的に調整可能である。なお、暖房装置２は、その流路（第１流体用の流路）を開閉可能な図示しない熱動弁、電磁弁等の開閉弁（図示省略）を備えている。従って、暖房装置２を経由する流路は、該開閉弁を開弁制御した状態で開通する流路である。また、図１では、1つの暖房装置２だけを図示しているが、複数の暖房装置が、第２流路５２と第３流路５３との間に並列に接続されていてもよい。

また、第１循環回路５には、第１流体の温度を検出するための温度センサ８１，８２が組付けられている。温度センサ８１は、ヒートポンプ４０の凝縮器４１で加熱された第１流体の温度（ヒートポンプ４０から出湯する第１流体の温度）を検出するためのセンサであり、バイパス比調整弁５５の上流側の第１流路５１に組付けられている。また、温度センサ８２は、暖房装置２に供給される第１流体の温度を検出するためのセンサであり、第２流路５２とバイパス路５４との接続部よりも下流側で第２流路５２に組付けられている。

燃焼式熱源ユニット３に搭載された燃焼式熱源３０は、公知の構成のものであり、図示を省略する燃料供給装置から供給される燃料ガス（又は灯油等の液体燃料）を燃焼させるバーナ３１と、該バーナ３１の燃焼熱により加熱される熱交換器３２とを備える。

熱交換器３２は、第２流体を流す流路３２ａを有し、この流路３２ａが第２循環回路６を介して熱交換器ユニット７の熱交換器７０に接続されている。この場合、第２循環回路６は、第２流体を流動させる動力源としての電動式の第２ポンプ６０と、燃焼式熱源３０の熱交換器３２の流路３２ａの流出口から熱交換器ユニット７の熱交換器７０の第２流体用の流路７０ｂの流入口に至るように配設された第１１流路６１と、熱交換器ユニット７の熱交換器７０の第２流体用の流路７０ｂの流出口から燃焼式熱源３０の熱交換器３２の流路３２ａの流入口に至るように配設された第１２流路６２とを備え、該第１１流路６１及び第１２流路６２の一方の流路、例えば第１２流路６２に第２ポンプ６０が介装されている。

従って、第２ポンプ６０を作動させつつ、バーナ３１の燃焼運転を行うことで、第２流体が燃焼式熱源３０の熱交換器３２と、熱交換器ユニット７の熱交換器７０との間で循環しつつ、熱交換器３２で加熱され、その加熱された第２流体が熱交換器ユニット７の熱交換器７０に供給される。

なお、本実施形態では、第２ポンプ６０は、燃焼式熱源ユニット３に搭載されている。また、熱交換器ユニット７には、熱交換器７０の第２流体用の流路７０ｂの上流側の第１１流路６１と、下流側の第１２流路６２とのうちの一方の流路、例えば、第１２流路６２を開閉可能な熱動弁、電磁弁等の開閉弁７１が搭載されている。従って、熱交換器ユニット７の熱交換器７０の第２流体用の流路７０ｂを経由する流路は、該開閉弁７１を開弁制御した状態で開通する流路である。また、第１１流路６１には、熱交換器ユニット７の熱交換器７０に供給される第２流体の温度を検出するための温度センサ８３が組付けられている。

補足すると、第２循環回路６の構成は上記の構成に限られない。例えば、熱交換器ユニット７の熱交換器７０から燃焼式熱源ユニット３に戻る第２流体を第１２流路６２から燃焼式熱源３０の熱交換器３２をバイパスさせて第１１流路６１に流すバイパス路をさらに備えるように第２循環回路を構成してもよい。また、例えば、第２ポンプ６０から吐出される第２流体を、燃焼式熱源３０の熱交換器３２と、熱交換器ユニット７の熱交換器７０とに分配し、これらの熱交換器３２，７０から各々流出する第２流体を合流させた後に第２ポンプ６０に還流させるように第２循環回路６を構成してもよい。

また、本実施形態の暖房システム１では、燃焼式熱源ユニット３、ヒートポンプユニット４及び熱交換器ユニット７をそれぞれ各別のユニットとして備えたが、これらの２つ以上を単一のユニットとして構成してもよい。例えば熱交換器ユニット７は、燃焼式熱源ユニット３又はヒートポンプユニット４に組み込まれていてもよい。また、燃焼式熱源ユニット３は、例えば給湯装置としての機能等を含むように構成されていてもよい。

次に、図２を参照して、暖房システム１は、さらに、該暖房システム１の運転制御を行う制御装置９０と、暖房システム１の運転操作をユーザが行うためのリモコン１００とを備えている。制御装置９０は、例えば、図示しないマイクロコンピュータ等のプロセッサ、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）、インターフェース回路、通信回路等を含む1つ以上の電子回路ユニットにより構成される。例えば、制御装置９０は、暖房装置２、燃焼式熱源ユニット３、ヒートポンプユニット４、及び熱交換器ユニット７に各々搭載され、且つ相互に通信を行いつつ協働して暖房システム１の運転制御を実行可能な複数の電子回路ユニットの集合体として構成され得る。この場合、いずれかの電子回路ユニットが暖房システム１の全体の作動を統括する上位の制御装置、他の電子回路ユニットが、暖房装置２、燃焼式熱源ユニット３、ヒートポンプユニット４、及び熱交換器ユニット７のそれぞれの局所的な作動制御を行う制御装置として機能するように電子回路ユニットの集合体が構成されていてもよい。

上記制御装置９０には、暖房システム１に備えられた前記温度センサ８１～８３等の複数のセンサのそれぞれのセンシング信号（検出信号）が入力される。また、制御装置９０は、リモコン１００と有線又は無線による通信を行うことが可能である。その通信により、制御装置９０は、暖房装置２の運転等に関する指令情報をリモコン１００から受信したり、該リモコン１００に様々な報知情報を送信して出力させることが可能である。なお、暖房システム１は、1つのリモコン１００に限らず、複数のリモコンを備えていてもよい。

そして、制御装置９０は、実装されたハードウェア構成とプログラム（ソフトウェア構成）とにより実現される機能によって、暖房装置２、燃焼式熱源ユニット３、ヒートポンプユニット４及び熱交換器ユニット７のそれぞれの制御対象要素の作動制御を行う。

この場合、暖房装置２の制御対象要素には、該暖房装置２の流路（第１流体を流す流路）を開閉する図示しない開閉弁が含まれる。また、燃焼式熱源ユニット３の制御対象要素には、バーナ３１、及び第２ポンプ６０が含まれる。なお、バーナ３１の燃焼運転の制御は、図示しない点火装置、燃料供給装置、及び燃焼用空気の供給用の燃焼ファンの作動制御を通じて行われる。また、ヒートポンプユニット４の制御対象要素には、第１ポンプ５０及び冷媒回路４２の圧縮機（図示省略）が含まれる。また、熱交換器ユニット７の制御対象要素には、開閉弁７１及びバイパス比調整弁５５が含まれる。

次に、本実施形態の暖房システム１の作動を説明する。本実施形態の暖房システム１では、制御装置９０は、基本的には、暖房装置２の暖房運転時（放熱運転時）に、第１循環回路５で暖房装置２に供給される第１流体の温度を、ユーザがリモコン１００で設定した目標暖房温度に応じて決定される目標温度に一致もしくはほぼ一致させるように、ヒートポンプ４０及び燃焼式熱源３０の一方又は両方の運転制御を行いつつ、第１ポンプ５０の作動により第１流体を第１循環回路５で循環させる。

この場合、制御装置９０は、ユーザの要求により（詳しくは、ユーザが事前にリモコン１００の設定操作を行うことにより）、暖房装置２の暖房運転時に、第１流体の温調制御のために、ヒートポンプ４０を主たる熱源として作動させながら、必要に応じて燃焼式熱源３０を一時的に補助熱源として作動させるという運転制御（以降、ＨＰ主運転制御という）を実行することが可能である。

例えば、燃焼式熱源３０のエネルギー源としての燃料の利用コストよりも、ヒートポンプ４０のエネルギー源としての電力の利用コストの方が安い時間帯でＨＰ主運転制御を行うことをユーザが希望した場合には、その時間帯での暖房装置２の暖房運転時に、ＨＰ主運転制御が実行される。また、例えば、時間帯によらずに、ＨＰ主運転制御を行うことをユーザが希望した場合には、暖房装置２の暖房運転時には、常時、ＨＰ主運転制御が実行される。なお、暖房システム１の仕様が、暖房装置２の暖房運転時に常にＨＰ主運転制御を行う仕様になっていてもよい。

本実施形態では、上記ＨＰ主運転制御が、本発明における特定熱源主運転制御に相当し、該ＨＰ主運転制御での主たる熱源としてのヒートポンプ４０が本発明における特定熱源に相当する。このＨＰ主運転制御は、次のように実行される。

ユーザによるリモコン１００の操作によって、暖房装置２の暖房運転（放熱運転）の実行が指示された場合、あるいは、暖房装置２の予約運転もしくはタイマー運転により指定された運転開始時刻になった場合に、制御装置９０は、暖房装置２の流路の開閉弁（図示省略）を開弁制御した状態で、暖房運転を開始させる。

このとき、ＨＰ主運転制御では、制御装置９０は、熱交換器ユニット７のバイパス比調整弁５５を熱交換器全開位置に作動させた状態で、ヒートポンプユニット４の第１ポンプ５０の作動と、ヒートポンプ４０の冷媒回路４２の作動（図示しない圧縮機の作動等）とを開始させる。なお、このとき、第２循環回路６の第２ポンプ６０の作動と、燃焼式熱源３０の運転（バーナ３１の燃焼運転）とは停止されている。

ここで、バイパス比調整弁５５の上記熱交換器全開位置は、熱交換器７０の第１流体用の流路７０ａをバイパス比調整弁５５の上流側の第１流路５１に対して全開させ、バイパス路５４を第１流路５１に対して閉弁する動作位置である。換言すれば、バイパス比調整弁５５の熱交換器全開位置は、ヒートポンプ４０の凝縮器４１から供給される第１流体の全量を、熱交換器７０の第１流体用の流路７０ａを経由させて流す動作位置である。

上記のように、ヒートポンプユニット４の第１ポンプ５０の作動と、ヒートポンプ４０の冷媒回路４２の作動とを開始させることで、第１流体が第１循環回路５で循環しつつ、ヒートポンプ４０の凝縮器４１で加熱され、その加熱された第１流体が暖房装置２に供給されて放熱する。これにより、該暖房装置２の暖房運転が開始される。

さらに、制御装置９０は、暖房装置２に供給する第１流体の温度が、ユーザによりリモコン１００で設定された目標温度（暖房装置２が設置された屋内空間の目標温度）等に応じて規定される基準目標温度（以降、暖房設定流体温度という）になるように、ヒートポンプ４０の加熱能力（出力）を制御することで、第１流体の温調制御を行う。この場合、制御装置９０は、例えば、ヒートポンプ４０の凝縮器４１から流出する第１流体の温度（以降、ＨＰ出湯温度という）として前記温度センサ８１により検出される温度を、上記暖房設定流体温度に一致もしくはほぼ一致させるように、上記暖房設定流体温度と温度センサ８１によるＨＰ出湯温度の検出値との偏差に応じてヒートポンプ４０の加熱能力を制御することで、第１流体の温調制御を行う。

この場合、暖房設定流体温度とＨＰ出湯温度の検出値との偏差が大きい状態（ＨＰ出湯温度の検出値が、暖房設定流体温度よりも所定量以上低い状態）では、ヒートポンプ４０は、最大能力もしくはそれに近い加熱能力で運転するように制御され、該偏差がある程度小さくなると、ヒートポンプ４０は、その加熱能力が低下するように制御される。なお、ヒートポンプ４０の加熱能力の制御は、冷媒回路４２の圧縮機の作動制御等を通じて行われる。

補足すると、第１流体の温調制御では、上記暖房設定流体温度と温度センサ８１によるＨＰ出湯温度の検出値との偏差に応じてヒートポンプ４０の加熱能力を制御する代わりに、上記暖房設定流体温度と前記温度センサ８２により検出される第１流体の温度（第２流路５２から暖房装置２に流入する第１流体の温度）との偏差をゼロに近づけるように、該偏差に応じてヒートポンプ４０の加熱能力を制御してもよい。

ＨＰ主運転制御では、制御装置９０は、上記のようにヒートポンプ４０を熱源として、第１流体の温調制御を行いながら、図３のフローチャートに示す制御処理を実行する。具体的には、ＳＴＥＰ１において、制御装置９０は、燃焼式熱源３０運転を開始させるか否かの判断を、その判断結果が肯定的になるまで逐次繰り返す。この場合、例えば、ヒートポンプ４０を最大能力で運転させても、ＨＰ出湯温度を暖房設定流体温度まで昇温させることができず、ＨＰ出湯温度の検出値が暖房設定流体温度よりも所定値以上低い温度に維持される場合に、ＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的になる。

そして、ＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的になると、制御装置９０は、ＳＴＥＰ２において燃焼式熱源３０運転を開始させる。この場合、制御装置９０は、熱交換器ユニット７の開閉弁７１を開弁制御すると共にバイパス比調整弁５５を前記熱交換器全開位置に維持した状態で、第２ポンプ６０の作動と燃焼式熱源３０の運転（バーナ３１の燃焼運転）とを開始させる。さらに制御装置９０は、前記暖房設定流体温度と温度センサ８２で検出される第１流体の温度（暖房装置２に流入する第１流体の温度）の検出値との偏差等に応じて、熱交換器ユニット７の熱交換器７０に供給する第２流体の目標温度を決定し、その目標温度と、温度センサ８３で検出される第２流体の温度の検出値との偏差をゼロに近づけるようにバーナ３１の燃焼量を制御する。

なお、第２流体の目標温度と温度センサ８３で検出される第２流体の温度の検出値との偏差をゼロに近づけるようにする代わりに、温度センサ８２で検出される第１流体の温度（暖房装置２に流入する第１流体の温度）を直接フィードバックして、該第１流体の温度の検出値を暖房設定流体温度に一致またはほぼ一致させるようにバーナ３１の燃焼量を制御してもよい。また、バーナ３１の燃焼量を可変的に制御する代わりに、もしくは該燃焼量の制御に加えて、バイパス比調整弁５５の作動制御（バイパス比の制御）を行うようにしてもよい。

そして、制御装置９０は、上記のように燃焼式熱源３０の運転を開始させた後、ＳＴＥＰ３において、ＨＰ出湯温度の目標値であるＨＰ設定温度として、例えば、前記暖房設定流体温度よりも所定温度α（例えば１０℃）だけ高い温度を設定し、温度センサ８１で検出されるＨＰ出湯温度を、上記ＨＰ設定温度に昇温させるように、該ＨＰ設定温度と、ＨＰ出湯温度の検出値との偏差に応じてヒートポンプ４０の加熱能力を制御する。

ここで、本実施形態では、上記ＨＰ設定温度が、本発明における仮想目標温度に相当する。そして、このＨＰ設定温度の暖房設定流体温度（基準目標温度）からの増加量である前記所定温度αは、ＨＰ出湯温度を、暖房設定流体温度以下の温度からＨＰ設定温度まで昇温させるようにヒートポンプ４０の加熱能力を制御したときに、該加熱能力が、最小能力よりも十分に大きな所定能力以上の加熱能力、例えば最大能力に保たれるように、あらかじめ実験等に基づいて設定されている。このため、燃焼式熱源３０の運転開始後のヒートポンプ４０の運転は、その加熱能力が所定能力以上の加熱能力（例えば最大能力）に保たれる状態で行われる。

なお、燃焼式熱源３０のバーナ３１の燃焼量の制御は、上記ＨＰ設定温度に依存することなく、温度センサ８２で検出される温度（暖房装置２に流入する第１流体の温度）が暖房設定流体温度になるように行われる。補足すると、上記ＨＰ設定温度に応じたヒートポンプ４０の加熱能力の制御では、例えば、温度センサ８２で検出される第１流体の温度（暖房装置２に流入する第１流体の温度）を、上記ＨＰ設定温度に昇温させるように、該ＨＰ設定温度と、温度センサ８２による第１流体の温度の検出値との偏差に応じてヒートポンプ４０の加熱能力を制御してもよい。

上記のようにＨＰ設定温度を用いてヒートポンプ４０の運転制御（加熱能力の制御）を行いながら、制御装置９０は、ＳＴＥＰ４において、燃焼式熱源３０の運転を終了するか否かの判断処理を、その判断結果が肯定的になるまで実行する。この場合、例えば温度センサ８１で検出されるＨＰ出湯温度（又は温度センサ８２で検出される第１流体の温度）が、暖房設定流体温度にある程度近づくと（暖房設定流体温度との偏差の絶対値が所定量以下になると）、ＳＴＥＰ４の判断結果が肯定的になる。

そして、ＳＴＥＰ４の判断結果が肯定的になると、制御装置９０は、次にＳＴＥＰ５において、燃焼式熱源３０の運転を終了させる。この場合、制御装置９０は、燃焼式熱源３０のバーナ３１の燃焼運転を停止させ、さらに第２ポンプ６０の作動を停止させる。

さらに、制御装置９０は、ＳＴＥＰ６において、ＨＰ設定温度を用いてヒートポンプ４０の運転制御を行うことを継続しながら、ＨＰ設定温度を暖房設定流体温度に徐々に近づけるようにＨＰ設定温度を更新する処理（以降、単に、ＨＰ設定温度更新処理という）を開始し、さらに、このＨＰ設定温度更新処理を実行しながら、燃焼式熱源３０の運転を開始するか否かをＳＴＥＰ７で判断する。このＳＴＥＰ７の判断処理は、ＳＴＥＰ１と同様に行われる。

そして、制御装置９０は、ＳＴＥＰ６のＨＰ設定温度更新処理と、ＳＴＥＰ７の判断処理とを、ＳＴＥＰ７の判断結果が肯定的になるまで継続し、ＳＴＥＰ７の判断結果が肯定的になると、前記ＳＴＥＰ２からの処理を再開する。

上記ＳＴＥＰ６のＨＰ設定温度更新処理は、図４のフローチャートに示す如く実行される。具体的には、ＳＴＥＰ１１において、制御装置９０は、判定経過時間の計時値が所定時間Ｔ１（例えば９０秒）を越えたか否かを判断する。該判定経過時間は、ＨＰ設定温度の更新タイミングを規定する経過時間の計時値であり、ＳＴＥＰ５の処理の実行直後のＨＰ設定温度更新処理の開始時にその計時が開始され、その後、ＨＰ設定温度更新処理の実行中に、後述のＳＴＥＰ１９で改めて計時が開始されるものである。

ＳＴＥＰ１１の判断結果が否定的である場合（判定経過時間の計時値が所定時間Ｔ１（９０秒）以下である場合）には、制御装置９０は、図３のフローチャートの処理に戻ってＳＴＥＰ７の判断処理を実行する。

ＳＴＥＰ１１の判断結果が肯定的である場合（判定経過時間の計時値が、所定時間Ｔ１（９０秒）を超えた場合）には、ＳＴＥＰ１２において、制御装置９０は、温度センサ８１による現在のＨＰ出湯温度の検出値と、暖房設定流体温度との温度偏差（＝ＨＰ出湯温度の検出値－暖房設定流体温度）を算出する。

次いで、ＳＴＥＰ１３において、制御装置９０は、上記温度偏差が所定値ＤＴ１（例えば２℃）以上であるか否かを判断する。そして、このＳＴＥＰ１３の判断結果が肯定的である場合（温度偏差が所定値ＤＴ１（２℃）以上である場合）、換言すれば、ＨＰ出湯温度の検出値が、暖房設定流体温度よりも比較的高い温度まで昇温している場合には、制御装置９０は、ＳＴＥＰ１４において、ＨＰ設定温度を現在値よりも所定温度ＤＴａ（例えば１℃）だけ低い温度に更新する。

また、ＳＴＥＰ１３の判断結果が否定的である場合（温度偏差が所定値ＤＴ１（２℃）よりも低い場合（温度偏差＜０℃となる場合を含む））には、制御装置９０は、ＳＴＥＰ１５にいて、上記温度偏差が所定値ＤＴ２（例えば０℃）以上であるか否かを判断する。そして、このＳＴＥＰ１５の判断結果が肯定的である場合（ＤＴ１（２℃）＞温度偏差≧ＤＴ２（０℃）である場合）、換言すれば、ＨＰ出湯温度の検出値が、暖房設定流体温度もしくはその近辺の温度に達した場合には、制御装置９０は、ＳＴＥＰ１６において、ＨＰ設定温度を現在値に保持する。

また、ＳＴＥＰ１５の判断結果が否定的である場合（温度偏差＜ＤＴ２（０℃）である場合）、すなわち、ＨＰ出湯温度の検出値が、暖房設定流体温度を下回った場合には、制御装置９０は、ＳＴＥＰ１７において、判定経過時間の現在の計時値が、ＳＴＥＰ１１での所定時間Ｔ１（９０秒）よりも長い所定時間Ｔ２（例えば１２０秒）を越えたか否かを判断する。そして、このＳＴＥＰ１７の判断結果が否定的である場合（判定経過時間が所定時間Ｔ２（１２０秒）以下である場合）には、制御装置９０は、図３のフローチャートの処理に戻ってＳＴＥＰ７の判断処理を実行する。

また、ＳＴＥＰ１７の判断結果が肯定的である場合（判定経過時間が所定時間Ｔ２（１２０秒）を越えた場合）には、制御装置９０は、ＳＴＥＰ１８において、ＨＰ設定温度を、現在値よりも所定温度ＤＴｂ（例えば１℃）だけ高い温度に更新する。

そして、ＳＴＥＰ１４又は１６又は１８でＨＰ設定温度を更新（もしくは保持）した場合には、制御装置９０は、ＳＴＥＰ１９において、判定経過時間の計時値を初期化（ゼロにリセット）して、その計時を再開した後、図３のフローチャートの処理に戻ってＳＴＥＰ７の判断処理を実行する。

補足すると、本実施形態におけるＨＰ設定温度更新処理では、ＳＴＥＰ１２において、温度センサ８１による現在のＨＰ出湯温度の検出値と、暖房設定流体温度との温度偏差を算出した。ただし、例えば、温度センサ８２による第１流体の現在の温度の検出値（暖房装置２に流入する第１流体の温度の検出値）と、暖房設定流体温度との温度偏差を算出し、この温度偏差をＳＴＥＰ１３，１５の判断処理で使用してもよい。

本実施形態では、ＨＰ主運転制御は以上説明した如く実行される。これにより、ヒートポンプ４０による第１流体の温調制御中に、ヒートポンプ４０の能力不足を補うために燃焼式熱源３０の運転を開始した場合に、該燃焼式熱源３０の運転中におけるＨＰ設定温度（仮想目標温度）が、ユーザによりリモコン１００で設定された屋内空間の目標温度に応じた暖房装置２の暖房運転のための第1流体の温度の基準目標温度としての暖房設定流体温度よりも高い温度（＝暖房設定流体温度＋α（１０℃））に設定される。例えば図５のグラフで例示する如く、時刻ｔ１で燃焼式熱源３０の運転が開始すると、ＨＰ設定温度が、暖房設定流体温度よりも高い温度に設定される。

このため、図５のグラフで示す如く、ヒートポンプ４０と燃焼式熱源３０との両方の運転によって、ＨＰ出湯温度が暖房設定流体温度に近づいても、ヒートポンプ４０の加熱能力が、最小能力よりも十分に大きい所定の能力以上の加熱能力、例えば最大能力に維持される。

そして、ＨＰ出湯温度が暖房設定流体温度に十分に近づくことに応じて燃焼式熱源３０の運転が停止されると（図５では時刻ｔ２）、その後、温度センサ８１で検出されるＨＰ出湯温度が、暖房設定流体温度よりも高い状況（詳しくは、暖房設定流体温度よりも所定温度ＤＴ１以上高い状況）では、図５のグラフで例示する如く、一定時間Ｔ１（９０秒）の経過毎に、ＨＰ設定温度が段階的に暖房設定流体温度に近づいていくように減少される。

このため、燃焼式熱源３０の運転の停止後、ＨＰ設定温度と温度センサ８１で検出されるＨＰ出湯温度の検出値との偏差が十分に小さくなるまでのしばらくの期間（図５の時刻ｔ２からｔ３の期間）では、能力の変化速度が燃焼式熱源３０に比べて緩慢なヒートポンプ４０は高い加熱能力（出力）で運転するように制御される。この結果、燃焼式熱源３０の運転停止後に、ＨＰ出湯温度や、暖房装置２に流入する第１流体の温度が比較的急激に低下してしまうような事態が生じるのが防止される。このため、第１流体の温度の安定性を高めることができ、ひいては、暖房装置２に第１流体を介して供給される熱量の変動を抑制することができる。また、ヒートポンプ４０の運転状態が安定することで、該ヒートポンプ４０の耐久性が高まると共に、燃焼式熱源の一時的な運転が頻繁になされるのを防止できる。

なお、本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態を採用することもできる。以下に、他の実施形態をいくつか例示する。前記実施形態では、燃焼式熱源３０の運転を開始した後のＨＰ設定温度（第１流体の仮想目標温度）を暖房装置２の暖房運転のための基準目標温度としての暖房設定流体温度よりも所定温度α（１０℃）だけ高い温度に設定することで、結果的に、ヒートポンプ４０の加熱能力が最大能力等の高い加熱能力に維持されるようにした。ただし、例えば、ＨＰ設定温度を暖房設定流体温度に一致させると共に、温度センサ８１で検出されるＨＰ出湯温度の検出値（又は温度センサ８２で検出される、暖房装置２に流入する第１流体の温度の検出値）を、実際の検出値よりも所定温度（例えば１０℃）だけ低い仮想温度検出値に補正し、その仮想温度検出値と、暖房設定流体温度に一致させたＨＰ設定温度との偏差をゼロに近づけるように（仮想温度検出値を暖房設定流体温度に近づけるように）、ヒートポンプ４０の加熱能力を制御してもよい。このようにすることで、結果的に、前記実施形態と同様に、ヒートポンプ４０の加熱能力を最大能力等の高い加熱能力に維持することができる。

あるいは、ＨＰ設定温度を暖房設定流体温度よりも高い温度に設定することと、ＨＰ出湯温度の検出値（又は暖房装置２に流入する第１流体の温度の検出値）を実際の検出値よりも低い仮想温度検出値に補正することとを併用して、仮想温度検出値を暖房設定流体温度よりも高いＨＰ設定温度（仮想目標温度）に近づけるようにヒートポンプ４０の加熱能力を制御することで、結果的に、ヒートポンプ４０の加熱能力を最大能力等の高い加熱能力に維持するようにしてもよい。

あるいは、例えば、燃焼式熱源３０の運転中に、ヒートポンプ４０の加熱能力を第１流体の温度に応じて制御すること（ヒートポンプ４０による第１流体の温調制御）を中止して、該ヒートポンプ４０の加熱能力を、最小能力よりも十分に大きい一定の加熱能力、例えば最大能力もしくはそれに近い一定の加熱能力に保持するようにしてもよい。

また、例えば、図４のＳＴＥＰ１１～１９の処理に替えて、所定時間毎にＨＰ設定温度を所定値ずつ暖房設定流体温度まで低下させるようにして、燃焼式熱源３０の運転の停止後、ＨＰ設定温度と温度センサ８１で検出されるＨＰ出湯温度の検出値との偏差が十分に小さくなるまでのしばらくの期間（図５の時刻ｔ２からｔ３の期間）では、能力の変化速度が燃焼式熱源３０に比べて緩慢なヒートポンプ４０を高い加熱能力（出力）で運転するように制御してもよい。この場合、上記所定時間を制御初期（ＨＰ設定温度の低下の開始直後）は長く、次第に短くなるようにすることで、ヒートポンプ４０が高い加熱能力（出力）で運転する時間を長く確保することができる。あるいは、ＨＰ出湯温度が暖房設定流体温度を所定の値以上上回っていることを検出したら、即時又は速やかに、ＨＰ設定温度を暖房設定流体温度まで低下させるようにして、ヒートポンプ４０が不必要に高い加熱能力（出力）で運転することを抑制するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、第１循環回路５は、熱交換器７０をバイパスするバイパス路５４を備えるものであるが、該バイパス路５４及びバイパス比調整弁５５は、省略されていてもよい。さらに、前記実施形態では、燃焼式熱源３０は、熱交換器７０を介して第１流体を間接的に加熱する熱源であるが、該燃焼式熱源３０は、例えば、第１循環回路５の流路上に、バーナ３１により加熱される熱交換器３２を備えるように構成された熱源であってもよい。

また、前記実施形態では、本発明における特定熱源（主たる熱源）がヒートポンプ４０であり、補助熱源が燃焼式熱源３０である場合を例示したが、例えば、特定熱源が燃焼式熱源、補助熱源がヒートポンプであってもよい。

また、本発明における流体循環式加熱システムの複数の熱源のそれぞれは、燃焼式熱源又はヒートポンプに限らず、例えば、電熱ヒータにより流体を加熱する熱源等の他の種類の熱源であってもよい。また、流体循環式加熱システムの複数の熱源は、互いに同じ種類の熱源であってもよい。また、流体循環式加熱システムは、特定熱源以外の熱源（補助熱源）を複数備えていてもよい。

また、本発明における放熱装置は、屋内空間の暖房を行う暖房装置に限らず、例えば浴槽水や給湯用水、貯湯タンクの水等の液体を、循環回路で循環させる流体からの放熱によって加熱する装置であってもよい。

１…暖房システム（流体循環式加熱システム）、２…暖房装置（放熱装置）、５…第１循環回路（循環回路）、３０…燃焼式熱源（補助熱源）、４０…ヒートポンプ（特定熱源）、８１，８２…温度センサ、９０…制御装置。

Claims (4)

1. 循環回路で循環する流体を加熱する複数の熱源と、
   前記循環回路で加熱された流体からの放熱を行う放熱装置と、
   前記循環回路で循環する流体の温度を検出する温度センサと、
   前記複数の熱源の作動制御を行う制御装置とを備えており、
   前記制御装置は、前記複数の熱源のうちの1つの特定熱源によって前記流体を加熱するように該特定熱源を作動させながら、該特定熱源以外の他の熱源を一時的に補助熱源として作動させるという運転制御である特定熱源主運転制御を実行し得るように構成されていると共に、該特定熱源だけの作動時には、前記温度センサにより検出される流体の温度を前記放熱装置の放熱運転用の所定の基準目標温度に近づけるように該特定熱源を作動させることによって該流体の温度の温調制御を行うように構成されており、さらに、該特定熱源主運転制御の実行時に、前記他の熱源を補助熱源として作動させるときには、前記温度センサによる温度検出値を前記基準目標温度よりも高い温度に設定してなる仮想目標温度に近づけるように前記特定熱源を作動させる第１制御処理と、前記温度センサによる温度検出値を実際の検出値よりも低い温度に補正してなる仮想温度検出値を、前記基準目標温度に近づけるように前記特定熱源を作動させる第２制御処理と、前記温度センサによる温度検出値を実際の検出値よりも低い温度に補正してなる仮想温度検出値を前記基準目標温度よりも高い温度に設定してなる仮想目標温度に近づけるように前記特定熱源を作動させる第３制御処理とのうちのいずれかの制御処理を実行することによって、前記特定熱源の加熱能力を最小能力よりも大きい所定値以上の加熱能力に保持させるように構成されていることを特徴とする流体循環式加熱システム。
2. 請求項１記載の流体循環式加熱システムにおいて、
   前記制御装置は、前記特定熱源主運転制御の実行時に、前記補助熱源としての前記他の熱源の作動を停止させた後、前記仮想目標温度を前記基準目標温度に近づける処理と、前記仮想温度検出値を前記温度センサによる温度検出値に近づける処理とのうちの一方の処理又は両方の処理を実行しながら、前記温度センサによる温度検出値又は前記仮想温度検出値を、前記仮想目標温度又は前記基準目標温度に近づけるように前記特定熱源を作動させるように構成されていることを特徴とする流体循環式加熱システム。
3. 請求項１又は２記載の流体循環式加熱システムにおいて、
   前記複数の熱源は、ヒートポンプと燃焼式熱源とを含むと共に、前記特定熱源は、前記ヒートポンプであり、前記補助熱源は、前記燃焼式熱源であることを特徴とする流体循環式加熱システム。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の流体循環式加熱システムにおいて、
   前記制御装置は、前記特定熱源主運転制御を、ユーザの要求に応じて実行するように構成されていることを特徴とする流体循環式加熱システム。

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