(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプ回路を流れる熱媒体により水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、バーナの燃焼により水を加熱する燃焼式加熱手段と、を備えた熱供給システムであって、
前記ヒートポンプ式加熱手段を優先的に作動させるヒートポンプ優先作動モードと、前記燃焼式加熱手段を優先的に作動させるバーナ優先作動モードと、を選択可能な制御手段と、沸き上げ温度を設定する沸き上げ温度設定手段と、を備え、
前記ヒートポンプ式加熱手段を作動させた場合の二酸化炭素排出量を第一排出量とするとともに、前記燃焼式加熱手段を作動させた場合の二酸化炭素排出量を第二排出量とし、
前記制御手段は、外気温度の検出値と、前記沸き上げ温度の設定値と、前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度の検出値と、外気湿度の検出値と、に基づいて、逐次、前記ヒートポンプ式加熱手段の成績係数を算出し、当該成績係数に基づき前記第一排出量を算出する第一算出手段と、前記燃焼式加熱手段の熱効率に基づき前記第二排出量を算出する第二算出手段と、を備え、
前記制御手段は、算出された前記第一排出量に対して前記第二排出量が大きい場合に前記ヒートポンプ優先作動モードを選択し、小さい場合に前記バーナ優先作動モードを選択する熱供給システム。
【請求項２】
ヒートポンプ回路を流れる熱媒体により水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、バーナの燃焼により水を加熱する燃焼式加熱手段と、を備えた熱供給システムであって、
前記ヒートポンプ式加熱手段を優先的に作動させるヒートポンプ優先作動モードと、前記燃焼式加熱手段を優先的に作動させるバーナ優先作動モードと、を選択可能な制御手段と、沸き上げ温度を設定する沸き上げ温度設定手段と、を備え、
前記ヒートポンプ式加熱手段を作動させた場合の電力費用を第一費用とするとともに、前記燃焼式加熱手段を作動させた場合の燃料費用を第二費用とし、
前記制御手段は、外気温度の検出値と、前記沸き上げ温度の設定値と、前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度の検出値と、外気湿度の検出値とをパラメータとする所定の関係式から前記ヒートポンプ式加熱手段の成績係数を算出するものであって、
前記所定の関係式が、前記成績係数＝Ｃ０＋Ｃ１・Ｘ１−Ｃ２・Ｘ２−Ｃ３・Ｘ３＋Ｃ４・Ｘ４の関係を満たすものであり、Ｃ０〜Ｃ４は正数でＣ１＞Ｃ２＞Ｃ３＞Ｃ４の関係を満たすと共に、前記ヒートポンプ式加熱手段を構成する各部品の特性に応じて決まるものであり、Ｘ１は前記外気温度の検出値、Ｘ２は前記入水温度の検出値、Ｘ３は前記沸き上げ温度の設定値、Ｘ４は前記外気湿度の検出値であり、
前記成績係数に基づき前記第一費用を算出する第一算出手段と、前記燃焼式加熱手段の熱効率に基づき前記第二費用を算出する第二算出手段と、を備え、
前記制御手段は、算出された前記第一費用に対して前記第二費用が大きい場合に前記ヒートポンプ優先作動モードを選択し、小さい場合に前記バーナ優先作動モードを選択する熱供給システム。
【請求項３】
前記第一算出手段は、前記外気温度の検出値と、前記沸き上げ温度の設定値と、前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度の検出値と、外気湿度の検出値とをパラメータとする所定の関係式から前記成績係数を算出する請求項１又は２記載の熱供給システム。
【請求項４】
前記第二算出手段は、逐次、前記沸き上げ温度の設定値と、前記燃焼式加熱手段への入水温度の検出値と、に基づいて前記熱効率を所定の関係式から算出する請求項１から３の何れか一項記載の熱供給システム。
【請求項５】
前記ヒートポンプ式加熱手段の授熱側媒体に、前記バーナの燃焼排ガスを混合する混合機構を備えた請求項１から４の何れか一項記載の熱供給システム。
【請求項６】
前記ヒートポンプ式加熱手段により加熱された水を貯留する貯湯タンクを更に備え、
前記貯湯タンクから前記ヒートポンプ式加熱手段へ入水する第一入水路が、前記貯湯タンクの下部に接続され、
前記貯湯タンクから前記燃焼式加熱手段へ入水する第二入水路が、前記貯湯タンクの上下中間部より上側に接続され、
前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度は、前記貯湯タンクの下部の水温とされている請求項１から５の何れか一項記載の熱供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ回路を流れる熱媒体により水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、バーナの燃焼により水を加熱する燃焼式加熱手段と、を備えた熱供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記熱供給システムの従来技術として、例えば、下記の特許文献１に開示された技術がある。特許文献１に開示されている熱供給システムとしての給湯システム２０は、ヒートポンプで水を加熱して給湯するヒートポンプ式給湯器１１と、ガスの燃焼で水を加熱して給湯するガス給湯器２３と、を備えている。そして、通常はヒートポンプ式給湯器１１から優先的に給湯するが、外気温度が低い場合にはヒートポンプ式給湯器１１の能力が低下することに鑑みて、外気温度を検出する温度センサＴＣ４を備え、当該温度センサＴＣ４にて検出された外気温度が所定の温度未満に低下した時に、ヒートポンプ式給湯器１１を停止し、ガス給湯器２３から給湯する構成となっている。
【０００３】
一般的に、ヒートポンプ式給湯器１１のようなヒートポンプを利用した加熱手段（以下、「ヒートポンプ式加熱手段」という。）と、ガス給湯器２３のようなガスの燃焼を利用した加熱手段（以下、「燃焼式加熱手段」という。）とでは、二酸化炭素の排出量およびエネルギー費用（電力費または燃料費でランニングコストとほぼ等価）が異なる。この点に関し、上記特許文献１に記載の構成では、通常はランニング費用および二酸化炭素の排出量が少ないヒートポンプ式給湯器１１からの給湯を優先し、外気温度が低下してヒートポンプ式給湯器１１の能力が低下して給湯できないときにはガス給湯器２３を使用するとしている（段落０００２、００２５参照）。また、上記特許文献１では、「ガス給湯器は、ランニングコストがヒートポンプ式給湯器１１と比較して高いが、ヒートポンプ式給湯器１１の給湯能力不足時という短時間運転用であるので、ランニングコストの負担増が小さくて済む。」としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９７８０４号公報（段落００２０〜００２５、００２８、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本願発明者らは、鋭意研究の結果、ヒートポンプ式加熱手段を作動させた場合と燃焼式加熱手段を作動させた場合との間の二酸化炭素排出量やエネルギー費用（電力費用、燃料費用）の大小関係が、種々の要因によって逆転し得ることを見出した。しかしながら、上記特許文献１に記載の構成では、外気温度が低下してヒートポンプ式加熱手段の能力が低下して給湯できないときには燃焼式加熱手段（ガス給湯器）を使用するが、基本的にヒートポンプ式加熱手段（ヒートポンプ式給湯器）を優先して運転するため、燃焼式加熱手段を作動させた方が二酸化炭素排出量またはエネルギー費用を低減できるような場合であっても、ヒートポンプ式加熱手段を作動させてしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒートポンプ式加熱手段と燃焼式加熱手段とを備えた熱供給システムにおいて、二酸化炭素排出量またはエネルギー費用（電力費用、燃料費用）を低減するという観点から適切な制御を行うことができる熱供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためのヒートポンプ回路を流れる熱媒体により水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、バーナの燃焼により水を加熱する燃焼式加熱手段と、を備えた熱供給システムの第一の特徴構成は、前記ヒートポンプ式加熱手段を優先的に作動させるヒートポンプ優先作動モードと、前記燃焼式加熱手段を優先的に作動させるバーナ優先作動モードと、を選択可能な制御手段と、沸き上げ温度を設定する沸き上げ温度設定手段と、を備え、前記ヒートポンプ式加熱手段を作動させた場合の二酸化炭素排出量を第一排出量とするとともに、前記燃焼式加熱手段を作動させた場合の二酸化炭素排出量を第二排出量とし、前記制御手段は、外気温度の検出値と、前記沸き上げ温度の設定値と、前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度の検出値と、外気湿度の検出値と、に基づいて、逐次、前記ヒートポンプ式加熱手段の成績係数を算出し、当該成績係数に基づき前記第一排出量を算出する第一算出手段と、前記燃焼式加熱手段の熱効率に基づき前記第二排出量を算出する第二算出手段と、を備え、前記制御手段は、算出された前記第一排出量に対して前記第二排出量が大きい場合に前記ヒートポンプ優先作動モードを選択し、小さい場合に前記バーナ優先作動モードを選択する点にある。
【０００８】
また、上記目的を達成するためのヒートポンプ回路を流れる熱媒体により水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、バーナの燃焼により水を加熱する燃焼式加熱手段と、を備えた熱供給システムの第二の特徴構成は、前記ヒートポンプ式加熱手段を優先的に作動させるヒートポンプ優先作動モードと、前記燃焼式加熱手段を優先的に作動させるバーナ優先作動モードと、を選択可能な制御手段と、沸き上げ温度を設定する沸き上げ温度設定手段と、を備え、
前記ヒートポンプ式加熱手段を作動させた場合の電力費用を第一費用とするとともに、前記燃焼式加熱手段を作動させた場合の燃料費用を第二費用とし、
前記制御手段は、外気温度の検出値と、前記沸き上げ温度の設定値と、前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度の検出値と、外気湿度の検出値とをパラメータとする所定の関係式から前記ヒートポンプ式加熱手段の成績係数を算出するものであって、
前記所定の関係式が、前記成績係数＝Ｃ０＋Ｃ１・Ｘ１−Ｃ２・Ｘ２−Ｃ３・Ｘ３＋Ｃ４・Ｘ４の関係を満たすものであり、Ｃ０〜Ｃ４は正数でＣ１＞Ｃ２＞Ｃ３＞Ｃ４の関係を満たすと共に、前記ヒートポンプ式加熱手段を構成する各部品の特性に応じて決まるものであり、Ｘ１は前記外気温度の検出値、Ｘ２は前記入水温度の検出値、Ｘ３は前記沸き上げ温度の設定値、Ｘ４は前記外気湿度の検出値であり、
前記成績係数に基づき前記第一費用を算出する第一算出手段と、前記燃焼式加熱手段の熱効率に基づき前記第二費用を算出する第二算出手段と、を備え、
前記制御手段は、算出された前記第一費用に対して前記第二費用が大きい場合に前記ヒートポンプ優先作動モードを選択し、小さい場合に前記バーナ優先作動モードを選択する点にある。
【０００９】
ヒートポンプ式加熱手段を作動させた場合の二酸化炭素排出量およびエネルギー費用は成績係数に依存し、燃焼式加熱手段を作動させた場合のそれらは熱効率に依存する。しかも、ヒートポンプ式加熱手段の成績係数は、外気温度のみならず、沸き上げ温度と、ヒートポンプ式加熱手段への入水温度及び外気湿度の影響を大きく受ける。一方、燃焼式加熱手段の熱効率は、基本的に、沸上げ温度と燃焼式加熱手段への入水温度に依存する。
上記第一の特徴構成によれば、このような成績係数と熱効率とから算出される第一排出量と第二排出量（共に、熱供給システムの利用目的が二酸化炭素排出量の抑制である場合に算出される。以下同様。）とを比較して作動モードが決定され、上記第二の特徴構成によれば、成績係数と熱効率とから算出される第一費用と第二費用（共に、熱供給システムの利用目的がエネルギー費用の抑制である場合に算出される。以下同様。）とを比較して作動モードが決定されるため、二酸化炭素排出量またはエネルギー費用の削減という目的を合理的に達成できる。
ここで、成績係数は、外気温度の検出値と、沸き上げ温度の設定値と、ヒートポンプ式加熱手段への入水温度の検出値と、外気湿度の検出値と、に基づき、逐次、第一算出手段により算出される。よって、第一排出量または第一費用の算出に利用される成績係数は従来より信頼性の高いものとなり、結果、第一排出量または第一費用の信頼性も高くなる。そして、制御手段は、このように信頼性の高い第一排出量または第一費用に基づき作動モードを選択するため、二酸化炭素排出量またはエネルギー費用を低減するという観点から適切な制御を行うことができる。具体的には、上記第一の特徴構成によれば、算出された第一排出量に対して算出された第二排出量が大きい場合にヒートポンプ優先作動モードを選択し、小さい場合にバーナ優先作動モードを選択することで、二酸化炭素排出量を低減するという観点から適切な作動モードを選択できる。また、上記第二の特徴構成によれば、算出された第一費用に対して算出された第二費用が大きい場合にヒートポンプ優先作動モードを選択し、小さい場合にバーナ優先作動モードを選択することで、エネルギー費用を低減するという観点から適切な作動モードを選択できる。
なお、このように、第一排出量または第一費用を種々の要素も考慮して算出するのは、第一排出量と第二排出量との間の大小関係や第一費用と第二費用との間の大小関係が、種々の要因によって逆転し得るという、本願発明者らが鋭意研究の結果得た新規な技術的知見に基づくものである。
【００１０】
ここで、前記第一算出手段は、前記外気温度の検出値と、前記沸き上げ温度の設定値と、前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度の検出値と、外気湿度の検出値とをパラメータとする所定の関係式から前記成績係数を算出する構成とすると好適である。
【００１１】
この構成によれば、第一算出手段は、外気温度の検出値と、沸き上げ温度の設定値と、ヒートポンプ式加熱手段への入水温度の検出値と、外気湿度の検出値とを用いて、所定の関係式に基づき成績係数を加熱時の状態に即して一意に定めることができる。よって、第一算出手段の構成を簡素なものとすることができる。
【００１２】
また、前記第二算出手段は、逐次、前記沸き上げ温度の設定値と、前記燃焼式加熱手段への入水温度の検出値と、に基づいて前記熱効率を所定の関係式から算出する構成とすると好適である。
【００１３】
この構成によれば、第二排出量または第二費用を算出する際に利用される熱効率が、逐次、沸き上げ温度の設定値と、燃焼式加熱手段への入水温度の検出値と、に基づいて算出されるため、第二算出手段により算出される熱効率は加熱時の状態に即した信頼性の高いものとなり、結果、第二排出量または第二費用の信頼性も高くなる。また、第二算出手段が、所定の関係式から熱効率を算出するため、第二算出手段の構成を簡素なものとすることができる。そして、本構成によれば、第一排出量または第一費用に加えて第二排出量または第二費用の信頼性が向上されるため、制御手段は、より精度良く、二酸化炭素排出量またはエネルギー費用の低減を図ることが可能な作動モードを選択することができる。
【００１４】
また、前記ヒートポンプ式加熱手段の授熱側媒体に、前記バーナの燃焼排ガスを混合する混合機構を備えた構成とすると好適である。
【００１５】
この構成によれば、ヒートポンプ回路を流れる熱媒体に対して授熱する授熱側媒体の温度を高め熱回収量を増大して、ヒートポンプ式加熱手段の成績係数を高めることができる。よって、ヒートポンプ式加熱手段を作動させた場合の二酸化炭素排出量やエネルギー費用（電力費用）をより低減することができる。
【００１６】
また、前記ヒートポンプ式加熱手段により加熱された水を貯留する貯湯タンクを更に備え、前記貯湯タンクから前記ヒートポンプ式加熱手段へ入水する第一入水路が、前記貯湯タンクの下部に接続され、前記貯湯タンクから前記燃焼式加熱手段へ入水する第二入水路が、前記貯湯タンクの上下中間部より上側に接続され、前記ヒートポンプ式加熱手段への入水温度は、前記貯湯タンクの下部の水温とされていると好適である。
【００１７】
この構成によれば、ヒートポンプ式加熱手段を効率的に運転しようとする場合、受熱側の媒体（本発明の場合水）の温度が低いことが成績係数を高く維持するのに必要となるが、貯湯タンク内の下部から水を抜いてヒートポンプを運転することで、効率の良い運転を実現できる。また、比較的水量が多く水温が安定している貯湯タンク内の下部の水温を、成績係数を算出する際に利用されるヒートポンプ式加熱手段への入水温度とすることができるため、第一入水路内の水温をヒートポンプ式加熱手段への入水温度とする構成に比べ、ヒートポンプ式加熱手段への入水温度の検出値を安定なものとすることができる。結果、第一排出量または第一費用をより安定に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る熱供給システムの概略構成図である。
【図２】本発明の別実施形態に係る熱供給システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る熱供給システムの実施形態について図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されるものではなく、同様の作用効果を奏する構成であれば種々の改変が可能である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態に係る熱供給システム１００は、ヒートポンプ式加熱装置１０と、燃焼式加熱装置２０と、ヒートポンプ式加熱装置１０や燃焼式加熱装置２０の作動を制御する制御装置５０と、を備えている。そして、本実施形態では、制御装置５０は、ヒートポンプ式加熱装置１０や燃焼式加熱装置２０を作動させた場合の二酸化炭素排出量に基づいて、ヒートポンプ式加熱装置１０や燃焼式加熱装置２０の作動を制御するように構成されている。これにより、二酸化炭素排出量を低減するという観点から適切な制御を行うことが可能となっている。以下、本実施形態に係る熱供給システム１００について、図１に基づいて詳細に説明する。
本実施形態では、ヒートポンプ式加熱装置１０、燃焼式加熱装置２０、及び制御装置５０が、それぞれ、本発明における「ヒートポンプ式加熱手段」、「燃焼式加熱手段」、及び「制御手段」に相当する。
【００２１】
１．熱供給システムの全体構成
熱供給システム１００は、図１に示すように、ヒートポンプ式加熱装置１０と、燃焼式加熱装置２０と、貯湯タンク３０と、ヒートポンプ式加熱装置１０や燃焼式加熱装置２０の作動を制御する制御装置５０と、沸き上げ温度を設定する沸き上げ温度設定器５３と、を備えている。なお、図１では、水の通流方向を矢印で表しているとともに、情報の流れを一点鎖線で表している。本実施形態では、沸き上げ温度設定器５３が、本発明における「沸き上げ温度設定手段」に相当する。沸き上げ温度設定器５３は、制御装置５０と一体的に構成されるか、或いは、制御装置５０との間で通信可能な装置（例えば、リモコン等）として構成される。
【００２２】
そして、熱供給システム１００は、水を通流させる複数の流路Ｌ１〜Ｌ９を備えており、ヒートポンプ式加熱装置１０や燃焼式加熱装置２０にて加熱された水を給湯部８０に供給可能に構成されているとともに、ヒートポンプ式加熱装置１０や燃焼式加熱装置２０が発生した熱を熱消費部８１に供給可能に構成されている。図１には、熱消費部８１の一例として、低温暖房端末（例えば床暖房パネル等）、高温暖房端末（例えば浴室乾燥装置等）、浴槽を例示しているが、熱消費部８１はこれらに限定されるものではない。また、熱消費部８１として浴槽が備えられている場合には、給湯部８０に供給された水が浴槽との間の循環路６２（詳細は後述する）に供給可能に構成され、湯張り時には給湯部８０に供給された水により浴槽に対する湯張りが行われる。
【００２３】
ヒートポンプ式加熱装置１０は、ヒートポンプ回路１１を流れる熱媒体により水を加熱する装置である。熱媒体としては、例えば、Ｒ４１０Ａ（デュポン社の登録商標）、二酸化炭素等が用いられる。ヒートポンプ式加熱装置１０は、圧縮機１２と、凝縮器１３と、膨張弁１４と、蒸発器１５と、これら圧縮機１２、凝縮器１３、膨張弁１４、及び蒸発器１５の順に熱媒体を循環させるヒートポンプ回路１１とを備えた圧縮式ヒートポンプ装置として構成されている。そして、ヒートポンプ式加熱装置１０の作動状態においては、蒸発器１５において外気（授熱側媒体の一例）から吸熱した熱媒体が圧縮機１２に供給され、圧縮機１２にて圧縮され高温となった高温高圧の熱媒体が凝縮器１３に供給される。なお、詳細は後述するが、凝縮器１３を経由するように蓄熱路６０が形成されているため、ヒートポンプ式加熱装置１０が大気から回収した熱により、蓄熱路６０を流れる水を加熱し、熱利用を図ることができる。なお、詳細は後述するが、制御装置５０は、ヒートポンプ式加熱装置１０を作動モードとした場合には、基本的に、ヒートポンプ式加熱装置１０を作動状態とするように構成されている。
【００２４】
貯湯タンク３０は、ヒートポンプ式加熱装置１０が回収した熱を温水の形で蓄熱するためのタンクである。貯湯タンク３０は、例えば、ヒートポンプ式加熱装置１０にて回収した熱により加熱された水を成層状態（高温の蓄熱水を上部に存在させ、且つ、低温の蓄熱水を下部に存在させる状態）を形成するように貯留するタンクとすることができる。また、回収された熱量が大きい場合には、貯湯タンク３０における、成層状態が崩れること、すなわち、タンク内の水温が上下方向に均一或いは略均一となるように水を貯留することもできる。そして、貯湯タンク３０の下部には、貯湯タンク３０の下部の水温を検出する第一水温センサＴ１が設けられている。後述するように、本実施形態では、第一水温センサＴ１にて検出される水温が、ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度とされる。すなわち、本実施形態では、第一水温センサＴ１は、ヒートポンプ入水温センサとして機能する。なお、ヒートポンプ式加熱装置１０では、外気より熱を回収して、水にその熱を与えるため、その入水温度が成績係数に大きく影響するが、本発明の熱供給システムでは、このような情報も動作状態の決定に利用するため、合理的な動作状態の決定が行える。
【００２５】
燃焼式加熱装置２０は、バーナ２１，２２の燃焼により水を加熱する装置である。燃焼式加熱装置２０は、バーナ２１，２２を備え、バーナ２１，２２の夫々には、一般家庭用の燃料ガスを供給するガス供給路２７が分岐して接続されている。ガス供給路２７には、分岐部位よりも上流側に燃料ガスの供給を断続する断続弁Ｖ１が設けられ、バーナ２１，２２の夫々に対応して分岐された部位に燃料ガス供給量を調整するガス比例弁Ｖ２，Ｖ３が設けられている。また、バーナ２１，２２の夫々には、燃焼用空気を供給する燃焼用ファンＦ１，Ｆ２も各別に設けられており、図示は省略するが、バーナ２１，２２の夫々の近くには、バーナ２１，２２の夫々に対する点火動作を実行する点火用のイグナイタ及び着火されたか否かを検出するフレームロッド等も各別に設けられている。
【００２６】
そして、バーナ２１の燃焼排ガス流動方向上手側から下手側に向かって、顕熱用熱交換器２５及び潜熱用熱交換器２３が記載の順に配置されているとともに、バーナ２２の燃焼排ガス流動方向上手側から下手側に向かって、顕熱用熱交換器２６及び潜熱用熱交換器２４が記載の順に配置されている。潜熱用熱交換器２３，２４は、バーナ２１，２２の燃焼ガスから潜熱回収を行って水を加熱する熱交換器であり、顕熱用熱交換器２５，２６は、バーナ２１，２２の燃焼ガスから顕熱回収を行って水を加熱する熱交換機である。なお、潜熱用熱交換器２３の水の通流方向下流側と、顕熱用熱交換器２５の水の通流方向上流側とが接続されている。また、潜熱用熱交換器２４の水の通流方向下流側と、顕熱用熱交換器２６の水の通流方向上流側とが接続されている。よって、燃焼式加熱装置２０の作動状態では、当該燃焼式加熱装置２０に供給された水は、潜熱用熱交換器２３，２４にて主としてバーナ２１，２２の燃焼排ガスの潜熱により加熱された後、顕熱用熱交換器２５，２６にて主としてバーナ２１，２２の燃焼排ガスの顕熱により加熱される。なお、燃焼式加熱装置２０の作動状態では、当該燃焼式加熱装置２０から出水される水の温度（燃焼式加熱装置２０の出口温度）が目標温度（例えば、４０℃、６０℃、８０℃等）或いは当該目標温度よりも高い温度となるように、ガス比例弁Ｖ２，Ｖ３の開度や燃焼ファンＦ１，Ｆ２の回転速度が制御装置５０により制御される。この様な、燃焼式加熱装置２０は、その入水温度及び目標温度により、熱効率が影響を受ける。なお、詳細は後述するが、制御装置５０は、燃焼式加熱装置２０を作動モードとした場合には、基本的に、燃焼式加熱装置２０を作動状態とするように構成されている。
【００２７】
熱供給システム１００は、貯湯タンク３０から取り出した水をヒートポンプ式加熱装置１０を経由して当該貯湯タンク３０に戻すための蓄熱路６０と、貯湯タンク３０内の水を給湯部８０に供給するための給湯路６１と、熱消費部８１との間で水を循環させるための循環路６２と、循環路６２内を流れる水を加熱するための加熱路６４と、を備えている。
【００２８】
蓄熱路６０は、第一流路Ｌ１と第二流路Ｌ２とを備え、貯湯タンク３０の下部から取り出した水をヒートポンプ式加熱装置１０を経由して当該貯湯タンク３０の上部に戻すことが可能に形成されている。第一流路Ｌ１は、貯湯タンク３０の下部（本例では、下端近傍）とヒートポンプ式加熱装置１０の凝縮器１３とに接続されている。また、第二流路Ｌ２は、凝縮器１３と貯湯タンク３０の上部（本例では、上端近傍）とに接続されている。すなわち、蓄熱路６０は、凝縮器１３を経由するように形成されている。そして、蓄熱路６０（本例では第二流路Ｌ２）には、蓄熱路６０内において水を通流させるための第一循環ポンプＰ１が、水の通流方向上流側に第一流路Ｌ１が位置し、下流側に第二流路Ｌ２が位置するように設けられている。よって、第一ポンプＰ１の作動状態では、当該第一ポンプＰ１の通流作用により、貯湯タンク３０内の水が、第一流路Ｌ１を介して凝縮器１３に供給されるとともに、凝縮器１３を通過した水が第二流路Ｌ２を介して貯湯タンク３０に戻される。このように、第一流路Ｌ１は、貯湯タンク３０の下部に接続され、貯湯タンク３０内の水をヒートポンプ式加熱装置１０（具体的には、凝縮器１３）へ入水するための流路とされている。本実施形態では、第一流路Ｌ１が、本発明における「第一入水路」に相当する。なお、本願明細書では、貯湯タンク３０の上下方向位置に関して、貯湯タンク３０を上下方向（貯湯タンク３０の使用状態における鉛直方向）にｎ等分或いは略ｎ等分（ｎは３以上の奇数）した場合の上端（最上部）を含む部分を「上部」、下端（最下部）を含む部分を「下部」、上下方向の中央部を含む部分を「上下中間部」としている。例えば、ｎが３である場合には、貯湯タンク３０の上端から下端に向って、互いに同じ幅或いは概略同じ幅を有する上部、上下中間部、及び下部が、記載の順に位置することになる。また、例えば、ｎが５である場合には、貯湯タンク３０の上端から下端に向って、互いに同じ幅或いは概略同じ幅を有する上部、第一部分、上下中間部、第二部分、及び下部が、記載の順に位置することになる。
【００２９】
ここで、上記のように、ヒートポンプ式加熱装置１０の作動状態では、凝縮器１３には高温高圧の熱媒体が供給される。よって、ヒートポンプ式加熱装置１０及び第一ポンプＰ１の双方の作動状態では、貯湯タンク３０の下部から取り出されて第一流路Ｌ１を介して凝縮器１３に供給された比較的低温の水が当該凝縮器１３にて加熱され、加熱後の水が第二流路Ｌ２を介して貯湯タンク３０の上部に戻される。これにより、貯湯タンク３０には高温（例えば、４０℃、６０℃、８０℃等）の水が貯められる。なお、第二流路Ｌ２には、ヒートポンプ式加熱装置１０の出口温度を検出する出口温センサとしての第二水温センサＴ２が設けられており、第二水温センサＴ２により凝縮器１３にて加熱後の水温、言い換えれば、貯湯タンク３０の上部に戻される水温が検出される。
【００３０】
加熱路６４は、第三流路Ｌ３と第四流路Ｌ４とを備え、循環路６２（詳細は後述する）内を流れる水を加熱することが可能に形成されている。第三流路Ｌ３は、貯湯タンク３０の上下中間部より上側（本例では、貯湯タンク３０の上部であって後述する第五流路Ｌ５の接続箇所よりも下側）と熱交換器９０とに接続されている。また、第四流路Ｌ４は、熱交換器９０と貯湯タンク３０における上記第三流路Ｌ３の接続箇所よりも下側（本例では、貯湯タンク３０の上下中間部、より具体的には、貯湯タンク３０の上下方向の中央部近傍）とに接続されている。すなわち、加熱路６４は、熱交換器９０を経由するように形成されている。そして、加熱路６４（本例では第三流路Ｌ３）には、加熱路６４内において水を通流させるための第二ポンプＰ２が、水の通流方向上流側に第三流路Ｌ３が位置し、下流側に第四流路Ｌ４が位置するように設けられている。よって、第二ポンプＰ２の作動状態では、当該第二ポンプＰ２の通流作用により、貯湯タンク３０内の水が、第三流路Ｌ３を介して熱交換器９０に供給されるとともに、熱交換器９０を通過した水が第四流路Ｌ４を介して貯湯タンク３０に戻される。なお、詳細は後述するが、循環路６２も、熱交換器９０を経由するように形成されている。よって、熱交換器９０においては、加熱路６４内を流れる水と、循環路６２内を流れる水との間で熱交換が行われる。なお、第四流路Ｌ４の貯湯タンク３０との接続箇所を、貯湯タンク３０の上下中間部よりも上側に設ける構成とすることもできる。
【００３１】
給湯路６１は、第五流路Ｌ５と第六流路Ｌ６とを備え、貯湯タンク３０内から取り出した水を給湯部８０に供給可能に形成されている。第五流路Ｌ５は、貯湯タンク３０の上下中間部より上側（本例では、貯湯タンク３０の上部、より具体的には、貯湯タンク３０の上端近傍）と燃焼式加熱装置２０の潜熱用熱交換器２４とに接続されている。また、第六流路Ｌ６は、潜熱用熱交換器２４の水の通流方向下流側に接続された顕熱用熱交換器２６と給湯部８０とに接続されている。すなわち、給湯路６１は、燃焼式加熱装置２０を経由するように形成されている。なお、詳細な説明は省略するが、貯湯タンク３０の下部（本例では、下端近傍）には水を供給するための給水路が、貯湯タンク３０内の水に所定の水圧を与える状態で接続されている。よって、給湯部８０での給湯栓が開状態にある場合には、当該水圧により、貯湯タンク３０内の水が、第五流路Ｌ５を介して燃焼式加熱装置２０（潜熱用熱交換器２４）に供給される。また、燃焼式加熱装置２０を通過した水は、第六流路Ｌ６を介して給湯部８０に供給される。上記のように、第五流路Ｌ５は、貯湯タンク３０の上下中間部より上側に接続され、貯湯タンク３０内の水を燃焼式加熱装置２０（具体的には、潜熱用熱交換器２４）へ入水するための流路とされている。本実施形態では、第五流路Ｌ５が、本発明における「第二入水路」に相当する。
【００３２】
上記のように、給湯部８０での給湯栓が開状態にある場合には、貯湯タンク３０内の上下中間部より上側（本例では、貯湯タンク３０の上端近傍）から取り出された水が、第五流路Ｌ５及び第六流路Ｌ６を介して給湯部８０に供給される。そして、第五流路Ｌ５と第六流路Ｌ６とは燃焼式加熱装置２０（潜熱用熱交換器２４及び顕熱用熱交換器２６）を介して接続されているため、貯湯タンク３０から供給される水の温度が所望の温度よりも低い場合には、燃焼式加熱装置２０により当該水を加熱することが可能となっている。なお、第五流路Ｌ５には、貯湯タンク３０から出水される水の温度（貯湯タンク３０の出口温度）を検出する出口温センサとしての第五水温センサＴ５が設けられており、第五水温センサＴ５により貯湯タンク３０から給湯路６１に供給される水の温度が検出される。
【００３３】
また、第六流路Ｌ６には給水路６３が接続されている。給水路６３には、第六流路Ｌ６への給水量を調整自在な水量調整弁Ｖ４が設けられている。そして、第六流路Ｌ６における給水路６３との接続箇所よりも水の通流方向上流側部位には、燃焼式加熱装置２０の出口温度を検出する出口温センサとしての第六水温センサＴ６が設けられ、当該接続箇所よりも水の通流方向下流側部位には、給水路６３から供給される水が混合した後の水の温度を検出する出湯温センサとしての第七水温センサＴ７が設けられている。
【００３４】
循環路６２は、第七流路Ｌ７と第八流路Ｌ８と第九流路Ｌ９とを備え、熱消費部８１との間で水を循環することが可能に形成されている。第七流路Ｌ７は、熱消費部８１と熱交換器９０とに接続されている。また、第八流路Ｌ８は、熱交換器９０と燃焼式加熱装置２０の潜熱用熱交換器２３とに接続されている。そして、第九流路Ｌ９は、潜熱用熱交換器２３の水の通流方向下流側に接続された顕熱用熱交換器２５と熱消費部８１とに接続されている。すなわち、循環路６２は、熱交換器９０及び燃焼式加熱装置２０（潜熱用熱交換器２３及び顕熱用熱交換器２５）を経由するように形成されている。そして、循環路６２（本例では第七流路Ｌ７）には、循環路６２内において水を通流させるための第三ポンプＰ３が、水の通流方向上流側から下流側に向かって第七流路Ｌ７、第八流路Ｌ８、及び第九流路Ｌ９の順に位置するように設けられている。このように、第七流路Ｌ７は、熱消費部８１から熱供給システム１００に水を戻す水戻り路とされており、第九流路Ｌ９は、熱供給システム１００から熱消費部８１に水を供給する水往き路とされている。
【００３５】
上記のように、循環路６２が熱交換器９０及び燃焼式加熱装置２０を経由するように形成されているため、第三ポンプＰ３の作動状態では、当該第三ポンプＰ３の通流作用により、熱消費部８１から戻された水は、熱交換器９０及び燃焼式加熱装置２０に供給された後、熱消費部８１に供給される。よって、循環路６２を流れる水を、熱交換器９０及び燃焼式加熱装置２０の少なくとも何れか一方により加熱し、熱消費部８１に供給することが可能となっている。
【００３６】
なお、循環路６２内の水を熱交換器９０において加熱する場合には、第三流路Ｌ３に貯湯タンク３０から供給される水の温度が、熱消費部８１から第七流路Ｌ７に戻される水の温度よりも高いという条件のもとで、第二ポンプＰ２及び第三ポンプＰ３の双方を作動させることになる。なお、循環路６２における熱交換機９０に対して水の通流方向下流側には燃焼式加熱装置２０が設けられているため、熱交換器９０を通過した後の水の温度が所望の温度よりも低い場合や、熱交換器９０による水の加熱を行わない場合には、燃焼式加熱装置２０により水を加熱することができる。なお、第八流路Ｌ８には、熱交換器９０の出口温度を検出する出口温センサとしての第三水温センサＴ３が設けられており、第三水温センサＴ３により熱交換器９０を通過した後の水温が検出される。また、第九流路Ｌ９には、燃焼式加熱装置２０の出口温度を検出する出口温センサとしての第四水温センサＴ４が設けられており、第四水温センサＴ４により燃焼式加熱装置２０を通過した後の水温が検出される。
【００３７】
以上のような構成を備えることで、本実施形態に係る熱供給システム１００は、概略的には、貯湯タンク３０内下部の温度が低い状況では、ヒートポンプ式加熱装置１０による加熱を効率的に行うことが可能であるのに対して、貯湯タンク３０内下部の水温がある程度確保されている状態では、燃焼式加熱装置２０を使用する方が好ましいシステムとなっている。
【００３８】
また、熱供給システム１００は、外気温度センサＴ８と外気湿度センサＴ９とを備えている。外気温度センサＴ８は、ヒートポンプ式加熱装置１０の周囲（配設環境）の外気温度を検出すべく、ヒートポンプ式加熱装置１０の近傍、より具体的には、ヒートポンプ式加熱装置１０の蒸発器１５の近傍に備えられている。同様に、外気湿度センサＴ９は、ヒートポンプ式加熱装置１０の周囲（配設環境）の外気湿度を検出すべく、ヒートポンプ式加熱装置１０の近傍、より具体的には、ヒートポンプ式加熱装置１０の蒸発器１５の近傍に備えられている。本例では、外気湿度センサＴ９は、相対湿度を検出する。
【００３９】
詳細は省略するが、熱供給システム１００が備える各流路Ｌ１〜Ｌ９には、必要に応じて、水量を検出する流量センサや、水量を調節する調整弁、或いは、水の逆流を防止する逆止弁等が備えられる。
【００４０】
２．制御装置の構成
次に、制御装置５０の構成について説明する。制御装置５０は、例えばＣＰＵ等の演算処理装置を備えて構成されており、各種センサ（本例では、水温センサＴ１〜Ｔ７、外気温度センサＴ８、外気湿度センサＴ９）の検出値を取得可能に構成されている。また、制御装置５０には、沸き上げ温度設定器５３における沸き上げ温度の設定値が入力される。そして、制御装置５０は、上記検出値やリモコン（図示せず）等からの運転指令、或いは時刻や天候等に基づき、ヒートポンプ式加熱装置１０や燃焼式加熱装置２０の作動を制御する。なお、沸き上げ温度設定器５３における沸き上げ温度の設定は、人為操作により入力可能に構成されているが、給湯部８０や熱消費部８１の作動状態、或いは時刻や天候等に基づき、制御装置５０が沸き上げ温度を設定或いは修正可能に構成することもできる。
【００４１】
本実施形態では、制御装置５０は、ヒートポンプ式加熱装置１０を優先的に作動させるヒートポンプ優先作動モードと、燃焼式加熱装置２０を優先的に作動させるバーナ優先作動モードと、を選択可能に構成されている。ここで、ヒートポンプ優先作動モードとは、ヒートポンプ式加熱装置１０及び燃焼式加熱装置２０の内、少なくともヒートポンプ式加熱装置１０を作動モードとするモードである。バーナ優先作動モードとは、ヒートポンプ式加熱装置１０及び燃焼式加熱装置２０の内、少なくとも燃焼式加熱装置２０を作動モードとするモードである。本例では、ヒートポンプ優先作動モードでは、ヒートポンプ式加熱装置１０が作動モードとされるとともに燃焼式加熱装置２０が非作動モードとされる。また、本例では、バーナ優先作動モードでは、ヒートポンプ式加熱装置１０が非作動モードとされるとともに燃焼式加熱装置２０が作動モードとされる。
【００４２】
なお、ヒートポンプ式加熱装置１０が作動モードとされると、ヒートポンプ式加熱装置１０は作動が許容される状態となる。また、燃焼式加熱装置２０が作動モードとされると、燃焼式加熱装置２０は作動が許容される状態となる。そして、本例では、制御装置５０は、ヒートポンプ式加熱装置１０を作動モードとした場合には、基本的に、ヒートポンプ式加熱装置１０を作動状態とし、燃焼式加熱装置２０を作動モードとした場合には、基本的に、燃焼式加熱装置２０を作動状態とするように構成されている。すなわち、制御装置５０は、ヒートポンプ優先作動モードでは基本的にヒートポンプ式加熱装置１０を作動状態とし、第二水温センサＴ２にて検出される水温（ヒートポンプ式加熱装置１０の沸き上げ温度）が沸き上げ温度の設定値となるように、ヒートポンプ式加熱装置１０の作動、具体的には、圧縮機１２の作動を制御する。また、制御装置５０は、バーナ優先作動モードでは基本的に燃焼式加熱装置２０を作動状態とし、第四水温センサＴ４或いは第六水温センサＴ６にて検出される水温（燃焼式加熱装置２０の沸き上げ温度）が沸き上げ温度の設定値となるように、燃焼式加熱装置２０の作動、具体的には、ガス比例弁Ｖ２，Ｖ３の開度や燃焼ファンＦ１，Ｆ２の回転速度を制御する。
【００４３】
なお、ヒートポンプ優先作動モードと設定した場合に、ヒートポンプ式加熱装置１０のみでは必要とされる熱需要をまかなえない場合や、ヒートポンプ式加熱装置１０の成績係数が極度に低下する場合等には、ヒートポンプ式加熱装置１０に加えて燃焼式加熱装置２０も作動モードとする構成とすることができる。すなわち、本例では、上記のように、ヒートポンプ優先作動モードにおいてヒートポンプ式加熱装置１０のみが作動モードとされるが、上記のような場合には燃焼式加熱装置２０も作動モードとし、ヒートポンプ式加熱装置１０を成績係数の高い状態で運転し、熱不足は燃焼式加熱装置２０で補うことが可能に構成されている。例えば、給湯部８０や熱消費部８１に対して第一温度（例えば、６０℃や８０℃）の水を供給する必要がある場合に、ヒートポンプ式加熱装置１０により水を第一温度よりも低い第二温度（例えば４５℃）まで加熱し、燃焼式加熱装置２０により、ヒートポンプ式加熱装置１０にて第一温度まで加熱された水或いは当該水との間の熱交換により高温にされた水を、第二温度まで加熱する構成とすることができる。
【００４４】
制御装置５０は、第一算出部５１と、第二算出部５２とを備えている。第一算出部５１は、ヒートポンプ式加熱装置１０の成績係数（ＣＯＰ、以下、単に「成績係数」という。）を算出するとともに、当該成績係数に基づき、ヒートポンプ式加熱装置１０を作動させた場合の二酸化炭素排出量である第一排出量を算出する機能部である。第二算出部５２は、燃焼式加熱装置２０の熱効率（以下、単に、「熱効率」という。）を算出するとともに、当該熱効率に基づき、燃焼式加熱装置２０を作動させた場合の二酸化炭素排出量である第二排出量を算出する機能部である。本実施形態では、第一算出部５１及び第二算出部５２が、それぞれ、本発明における「第一算出手段」及び「第二算出手段」に相当する。
【００４５】
第一算出部５１は、外気温度の検出値と、沸き上げ温度の設定値と、ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度の検出値と、外気湿度（本例では、相対湿度）の検出値と、に基づいて、逐次、成績係数を算出する。ここで、外気温度の検出値は、外気温度センサＴ８の検出値である。沸き上げ温度の設定値は、沸き上げ温度設定器５３における沸き上げ温度の設定値である。ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度の検出値は、第一水温センサＴ１にて検出される貯湯タンク３０の下部の水温である。そして、外気湿度の検出値は、外気湿度センサＴ９の検出値である。すなわち、ここでは、外気温度は、ヒートポンプ式加熱装置１０の周囲（配設環境）における外気温度とされ、外気湿度は、ヒートポンプ式加熱装置１０の周囲（配設環境）における外気湿度とされている。なお、外気温度や外気湿度は、過去の気象データ（例えば、月別、日別、時刻別等）を用いて、成績係数の算出時やヒートポンプ式加熱装置１０の運転時の日付や時刻等に基づいて当該気象データから導出して、本願に言う検出値とする構成とすることもできる。即ち、間接的な情報に基づいて、外気温度や外気湿度を検出するものとしてもよい。また、本例では、上記のように、ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度の検出値を、第一水温センサＴ１にて検出される、比較的水量が多く水温が安定している貯湯タンク３０の下部の水温とすることで、第一水温センサＴ１を第一流路Ｌ１に設ける場合に比べ、ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度の検出値を安定なものとすることが可能となっている。
【００４６】
本実施形態では、第一算出部５１は、外気温度の検出値と、沸き上げ温度の設定値と、ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度の検出値と、外気湿度の検出値と、に基づいて、逐次、成績係数を算出する。具体的には、第一算出部５１は、外気温度の検出値と、沸き上げ温度の設定値と、ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度の検出値と、外気湿度の検出値とをパラメータとする所定の関係式（以下、「第一関係式」という。）から成績係数を算出する。
【００４７】
ところで、成績係数は、外気温度が高くなれば大きくなり、外気温度が低くなれば小さくなる。また、成績係数は、沸き上げ温度が高くなれば小さくなり、沸き上げ温度が低くなれば大きくなる。また、成績係数は、ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度が高くなれば小さくなり、ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度が低くなれば大きくなる。そして、成績係数は、外気湿度が高くなれば大きくなり、外気湿度が低くなれば小さくなる。ここで、外気温度の検出値をＸ１［℃］とし、ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度の検出値をＸ２［℃］とし、沸き上げ温度の設定値をＸ３［℃］とし、外気湿度（本例では、相対湿度）の検出値をＸ４［％］とすると、上記のような成績係数の性質（特性）に鑑みて、第一関係式を、例えば以下の式（１）とすることができる。
成績係数＝Ｃ０＋Ｃ１・Ｘ１−Ｃ２・Ｘ２−Ｃ３・Ｘ３＋Ｃ４・Ｘ４・・・（１）
ここで、Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は正数であり、主に、ヒートポンプ式加熱装置１０を構成する各部品の特性（性能）等に応じて決まる。
【００４８】
例えば、熱供給システム１００が家庭用のシステムとして構成されている場合において、通常の使用範囲及び使用環境では、一般に、外気温度の１℃の変化が成績係数に与える影響、ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度の１℃の変化が成績係数に与える影響、沸き上げ温度の設定値の１℃の変化が成績係数に与える影響、外気湿度の１％の変化が成績係数に与える影響が、記載の順に小さくなる。この場合には、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、Ｃ１＞Ｃ２＞Ｃ３＞Ｃ４の関係が満たされるように設定されると好適である。具体例として、例えば、Ｃ０＝４．５、Ｃ１＝０．０７３、Ｃ２＝０．０３６、Ｃ３＝０．０２５、Ｃ４＝０．０１とすることができる。
【００４９】
ここで、以下の表１のように条件１から条件４を規定する。
【表１】
0005421848.tif 000002
この時、上記のＣ０〜Ｃ４の具体例を用いて式（１）から成績係数が算出されるとすると、条件１〜条件４の各条件における成績係数は、３．２１（条件１）、２．１３（条件２）、２．２５（条件３）、２．５５（条件４）となる。
【００５０】
そして、第一算出部５１は、上記のように算出した成績係数に基づいて第一排出量を算出する。具体的には、第一算出部５１は、成績係数の逆数に、ヒートポンプ式加熱装置１０に対する二酸化炭素排出係数［ｋｇ／ｋＷｈ］を乗算することにより、第一排出量［ｋｇ／ｋＷｈ］を算出する。なお、ヒートポンプ式加熱装置１０に対する二酸化炭素排出係数は、電力会社から供給される電力１［ｋＷｈ］当たりの需要端における二酸化炭素排出量である。そして、このように算出される第一排出量［ｋｇ／ｋＷｈ］は、ヒートポンプ式加熱装置１０の単位負荷（単位給湯負荷、単位熱出力）当たりの二酸化炭素排出量となる。例えば、ヒートポンプ式加熱装置１０に対する二酸化炭素排出係数を０．５５［ｋｇ／ｋＷｈ］とし、上記のＣ０〜Ｃ４の具体例を用いて式（１）から成績係数が算出されるとすると、上記条件１〜条件４の各条件における第一排出量は、０．１７１［ｋｇ／ｋＷｈ］（条件１）、０．２５８［ｋｇ／ｋＷｈ］（条件２）、０．２４４［ｋｇ／ｋＷｈ］（条件３）、０．２１６［ｋｇ／ｋＷｈ］（条件４）となる。なお、本実施形態では、第一算出部５１は、成績係数の更新と同時に第一排出量を更新するように構成されている。
【００５１】
第二算出部５２は、本実施形態では、沸き上げ温度の設定値と、燃焼式加熱装置２０への入水温度の検出値と、に基づいて、逐次、熱効率を算出する。ここで、沸き上げ温度の設定値は、沸き上げ温度設定器５３における沸き上げ温度の設定値である。また、燃焼式加熱装置２０への入水温度の検出値は、第三水温センサＴ３又は第五水温センサＴ５にて検出される水温である。なお、熱供給システム１００が給湯部８０に熱（温水）を供給する場合には、燃焼式加熱装置２０への入水温度の検出値として第五水温センサＴ５の検出値が用いられ、熱供給システム１００が熱消費部８１に熱（温水）を供給する場合には、燃焼式加熱装置２０への入水温度の検出値として第三水温センサＴ３の検出値が用いられる。
【００５２】
具体的には、第二算出部５２は、沸き上げ温度の設定値と、燃焼式加熱装置２０への入水温度の検出値と、に基づいて所定の関係式（以下、「第二関係式」という。）から熱効率を算出する。
【００５３】
ここで、沸き上げ温度の設定値を上記と同様にＸ３［℃］とし、燃焼式加熱装置２０への入水温度の検出値をＸ５［℃］とすると、第二関係式を、例えば、Ｘ３≦８０［℃］であって、５［℃］≦Ｘ３−Ｘ５≦４０［℃］である場合に以下の式（２）とし、Ｘ３−Ｘ５＞４０［℃］である場合に以下の式（３）とすることができる。
熱効率＝Ｄ０＋（Ｘ３−Ｘ５−Ｄ１）・Ｄ２  ・・・（２）
熱効率＝Ｄ３                              ・・・（３）
ここで、Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は正数であり、燃焼式加熱装置２０を構成する各部品の特性（性能）や、燃焼式加熱装置２０の設置環境（使用環境）や使用範囲（使用状態）等に応じて決まる。具体例として、例えば、Ｄ０＝０．８５，Ｄ１＝５，Ｄ２＝０．００２，Ｄ３＝０．９２とすることができる。
【００５４】
燃焼式加熱装置２０への入水温度の検出値Ｘ５［℃］が、ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度の検出値Ｘ２［℃］と等しいとし、上記のＤ０〜Ｄ３の具体例を用いて式（２）、式（３）から熱効率が算出されるとすると、上記条件１〜条件４の各条件における熱効率は、０．９２（条件１）、０．９０（条件２）、０．９２（条件３）、０．９２（条件４）となる。
【００５５】
そして、第二算出部５２は、上記のように算出した熱効率に基づいて第二排出量を算出する。具体的には、第二算出部５２は、熱効率の逆数に、燃焼式加熱装置２０に対する二酸化炭素排出係数［ｋｇ／ｋＷｈ］を乗算することにより、第二排出量［ｋｇ／ｋＷｈ］を算出する。なお、燃焼式加熱装置２０に対する二酸化炭素排出係数は、ガス燃焼時の低位発熱量１［ｋＷｈ］当たりの二酸化炭素排出量である。そして、このように算出される第二排出量［ｋｇ／ｋＷｈ］は、燃焼式加熱装置２０の単位負荷（単位給湯負荷、単位熱出力）当たりの二酸化炭素排出量となる。例えば、燃焼式加熱装置２０に対する二酸化炭素排出係数を０．２０３［ｋｇ／ｋＷｈ］とし、上記のＤ０〜Ｄ３の具体例を用いて式（２）、式（３）から熱効率が算出されるとすると、上記条件１〜条件４の各条件（但し、Ｘ５がＸ２に等しいとする）における第二排出量は、０．２２１［ｋｇ／ｋＷｈ］（条件１）、０．２２６［ｋｇ／ｋＷｈ］（条件２）、０．２２１［ｋｇ／ｋＷｈ］（条件３）、０．２２１［ｋｇ／ｋＷｈ］（条件４）となる。なお、本実施形態では、第二算出部５２は、成績係数の更新と同時に第二排出量を更新するように構成されている。ここで、各条件１〜４における上述した第一排出量及び第二排出量の具体例をまとめると、以下の表２のようになる。
【表２】
0005421848.tif 000003
【００５６】
そして、制御装置５０は、算出された第一排出量に対して算出された第二排出量が大きい場合にヒートポンプ優先作動モードを選択し、小さい場合にバーナ優先作動モードを選択するように構成されている。本実施形態では、上記のように、第一排出量及び第二排出量のそれぞれは、単位負荷当たりの二酸化炭素排出量であり、制御装置５０は、単位負荷当たりの二酸化炭素排出量に基づいて、ヒートポンプ優先作動モードやバーナ優先作動モードを選択する。
【００５７】
なお、上記のように、第一算出部５１は、逐次成績係数を算出し、第二算出部５２は、逐次熱効率を算出するように構成されている。そして、第一算出部５１は、少なくとも最後に算出した成績係数及び第一排出量を保持するように構成されている。よって、制御装置５０は、少なくとも最後に算出された成績係数に基づく第一排出量を取得することができる。同様に、第二算出部５２は、少なくとも最後に算出した熱効率及び第二排出量を保持するように構成されている。よって、制御装置５０は、少なくとも最後に算出された熱効率に基づく第二排出量を取得することができる。
【００５８】
そして、本実施形態では、制御装置５０がヒートポンプ優先作動モードとバーナ優先作動モードとの間で選択を行う際には、最後に算出された成績係数に基づく第一排出量と、最後に算出された熱効率に基づく第二排出量と、に基づきいずれの作動モードを選択するかの判断を行うように構成されている。なお、第一算出部５１が成績係数を算出する頻度と、第二算出部５２が熱効率を算出する頻度とは、同一であっても互いに異なるものであっても良く、同一である場合においても、同じタイミング或いは互いに異なるタイミングで算出が行われる構成とすることができる。なお、成績係数の算出頻度や熱効率の算出頻度は、例えば、分単位の数値（１分、５分等）や時間単位の数値（１時間、２時間等）とすることができる。
【００５９】
また、制御装置５０は、給湯部８０や熱消費部８１に熱（温水）を供給する必要が生じた場合や、給湯部８０や熱消費部８１に熱（温水）を供給している際における所定のタイミングで、ヒートポンプ優先作動モードとバーナ優先作動モードとの間で選択を行う。なお、所定のタイミングとしては、第一排出量や第二排出量の更新のタイミング（本例では、成績係数や熱効率の更新のタイミングと同一）と同期させても良いし、或いは、第一排出量や第二排出量の更新のタイミングとは無関係に定めても良い。例えば、制御装置５０がヒートポンプ優先作動モードとバーナ優先作動モードとの間で選択を行う頻度を、第一排出量や第二排出量の更新の頻度よりも低くすることができる。なお、給湯部８０や熱消費部８１に熱（温水）を供給している際にヒートポンプ優先作動モードとバーナ優先作動モードとの間での選択が行われ、現在選択されている作動モードと同一の作動モードが選択された場合には、当該作動モードで引き続き熱（温水）の供給が行われる。
【００６０】
ここで、上記の各条件１〜４について、第一排出量及び第二排出量の値が上述した具体例のようなものとなる場合について考えると、条件１では、上記の表２に示すように、第一排出量は０．１７１［ｋｇ／ｋＷｈ］となり、第二排出量は０．２２１［ｋｇ／ｋＷｈ］となり、第一排出量に対して第二排出量が大きくなる。よって、制御装置５０は、ヒートポンプ優先作動モードを選択して実行する。
【００６１】
条件２では、上記の表２に示すように、第一排出量は０．２５８［ｋｇ／ｋＷｈ］となり、第二排出量は０．２２６［ｋｇ／ｋＷｈ］となり、第一排出量に対して第二排出量が小さくなる。よって、制御装置５０は、バーナ優先作動モードを選択して実行する。なお、条件１と条件２とでは、外気温度の検出値Ｘ１が同一の温度とされているが、ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度の検出値が互いに異なるため、第一排出量と第二排出量との大小関係が、条件１と条件２とで逆の関係となっている。すなわち、条件２では、ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度（本例では、貯湯タンク３０の下部の水温）が条件１に比べて高いため、ヒートポンプ式加熱装置１０よりも燃焼式加熱装置２０を使用する方が、二酸化炭素排出量を低減するという観点から好ましい状態となっている。
【００６２】
条件３では、上記の表２に示すように、第一排出量は０．２４４［ｋｇ／ｋＷｈ］となり、第二排出量は０．２２１［ｋｇ／ｋＷｈ］となり、第一排出量に対して第二排出量が小さくなる。よって、制御装置５０は、バーナ優先作動モードを選択して実行する。
【００６３】
そして、条件４では、上記の表２に示すように、第一排出量は０．２１６［ｋｇ／ｋＷｈ］となり、第二排出量は０．２２１［ｋｇ／ｋＷｈ］となり、第一排出量に対して第二排出量が大きくなる。よって、制御装置５０は、ヒートポンプ優先作動モードを選択して実行する。なお、条件３と条件４とでは、外気温度の検出値Ｘ１が同一の温度とされているが、外気湿度の検出値Ｘ４が互いに異なるため、第一排出量と第二排出量との大小関係が、条件３と条件４とで逆の関係となっている。
【００６４】
ところで、給湯部８０に対して熱（温水）を供給する場合、及び熱消費部８１に対して熱（温水）を供給する場合の双方において、ヒートポンプ優先作動モードとバーナ優先作動モードとで熱供給システム１００が供給する熱の量（供給する水の水温）は同一であることが望ましい。
【００６５】
ここで、給湯部８０に対して熱（温水）を供給する場合を考えると、ヒートポンプ優先作動モードにおいて第五水温センサＴ５或いは第六水温センサＴ６にて検出される水温と、バーナ優先作動モードにおいて第六水温センサＴ６にて検出される水温とが同一或いは略同一の値となるように、沸き上げ温度が設定されることが望ましい。以下、この点について説明する。
【００６６】
上記のように、ヒートポンプ優先作動モードでは、第二水温センサＴ２にて検出される水温が沸き上げ温度の設定値となるように制御が行われる。ここで、ヒートポンプ優先作動モードにおいて、ヒートポンプ式加熱装置１０にて加熱された水が貯湯タンク３０内において僅かな時間だけ貯められ、実質的にヒートポンプ式加熱装置１０にて加熱された水がそのまま第五流路Ｌ５に供給されるとみなせるような簡素化したモデルで考えると、第五流路Ｌ５には、沸き上げ温度の設定値と同一或いは略同一の温度を有する水が供給される。すなわち、第五水温センサＴ５或いは第六水温センサＴ６にて検出される水温は、第二温度センサＴ２にて検出される水温と同一或いは略同一になり、沸き上げ温度の設定値に近い値となる。
【００６７】
また、バーナ優先作動モードでは、第六水温センサＴ６にて検出される水温が沸き上げ温度の設定値となるように制御が行われるため、第六水温センサＴ６にて検出される水温も沸き上げ温度の設定値に近いものとなる。よって、給湯部８０に熱（温水）を供給する場合には、ヒートポンプ優先作動モードとバーナ優先作動モードとで沸き上げ温度として同一の値を設定することで、ヒートポンプ優先作動モードにおいて第五水温センサＴ５或いは第六水温センサＴ６にて検出される水温と、バーナ優先作動モードにおいて第六水温センサＴ６にて検出される水温とが同一或いは略同一の値となる。上記の具体例は、このように、ヒートポンプ優先作動モードとバーナ優先作動モードとで沸き上げ温度として同一の値が設定されるとした場合の具体例である。
【００６８】
一方、熱消費部８１に対して熱（温水）を供給する場合を考えると、ヒートポンプ優先作動モードにおいて第三水温センサＴ３或いは第四水温センサＴ４にて検出される水温と、バーナ優先作動モードにおいて第四水温センサＴ４にて検出される水温とが同一或いは略同一の値となるように、沸き上げ温度が設定されることが望ましい。ただし、この様に設定した場合に、ヒートポンプ式加熱装置１０の成績係数が極度に低下する場合には、上述したように、ヒートポンプ式加熱装置１０を成績係数の高い状態で運転し、熱不足は、燃焼式加熱装置２０で補うことが好ましい。
【００６９】
上記のように、ヒートポンプ優先作動モードでは、第二水温センサＴ２にて検出される水温が沸き上げ温度の設定値となるように制御が行われる。ここで、ヒートポンプ優先作動モードにおいて、ヒートポンプ式加熱装置１０にて加熱された水が貯湯タンク３０内において僅かな時間だけ貯められ、実質的にヒートポンプ式加熱装置１０にて加熱された水がそのまま第三流路Ｌ３に供給されるとみなせるような簡素化したモデルで考えると、第三流路Ｌ３には、沸き上げ温度の設定値と同一或いは略同一の温度を有する水が供給される。そして、第三水温センサＴ３或いは第四水温センサＴ４にて検出される水温は、熱交換器９０にて加熱後の第八流路Ｌ８或いは第九流路Ｌ９における水温となるが、この水温は、一般的に、第三流路Ｌ３における水温よりも低くなる。すなわち、第三水温センサＴ３或いは第四水温センサＴ４にて検出される水温は、沸き上げ温度の設定値よりも低くなる。
【００７０】
また、バーナ優先作動モードでは、第四水温センサＴ４にて検出される水温が沸き上げ温度の設定値となるように制御が行われるため、第四水温センサＴ４にて検出される水温は沸き上げ温度の設定値に近いものとなる。よって、熱消費部８１に熱（温水）を供給する場合には、ヒートポンプ優先作動モードとバーナ優先作動モードとで沸き上げ温度として同一の値を設定した場合には、ヒートポンプ優先作動モードにおいて第三水温センサＴ３或いは第四水温センサＴ４にて検出される水温は、バーナ優先作動モードにおいて第四水温センサＴ４にて検出される水温よりも低くなる。この場合、ヒートポンプ優先作動モードにおいて第三水温センサＴ３或いは第四水温センサＴ４にて検出される水温が、バーナ優先作動モードにおいて第四水温センサＴ４にて検出される水温と同一或いは略同一となるように、ヒートポンプ式加熱装置１０に対する沸き上げ温度の設定値を、燃焼式加熱装置２０に対する沸き上げ温度の設定値よりも高くすることが望ましい。
【００７１】
なお、ヒートポンプ優先作動モードにおいて、ヒートポンプ式加熱装置１０にて加熱された水が貯湯タンク３０内において僅かな時間だけ貯められるとみなせず、貯湯タンク３０から第三流路Ｌ３或いは第五流路Ｌ５に水が供給される時刻と、当該水をヒートポンプ式加熱装置１０にて加熱した時刻とが大きく離れている場合（例えば、ｍを１以上の整数としてｍ時間以上離れている場合等）には、制御装置５０が、ヒートポンプ式加熱装置１０が当該水を加熱した時刻における第一排出量を記憶しておき、当該第一排出量を用いて、ヒートポンプ優先作動モードとバーナ優先作動モードとの何れの作動モードを選択するかの判断を行う構成とすることができる。
【００７２】
３．その他の実施形態
（１）上記の実施形態では、ヒートポンプ式加熱装置１０の作動中において、熱媒体が蒸発器１５において外気（授熱側媒体の一例）から吸熱する場合を例として説明した。このような構成において、図２に示すように、熱供給システム１００が、ヒートポンプ式加熱装置１０の授熱側媒体に、バーナ２１，２２の燃焼排ガスを混合する混合機構４０を備える構成とすることができる。このような構成とすれば、バーナ２１，２２の燃焼排ガスが有する熱により蒸発器１５に供給される授熱側媒体の温度が上昇するため、ヒートポンプ式加熱装置１０の成績係数を向上させ、結果、第一排出量を低減することができる。なお、このような構成では、外気温度センサＴ８（図１参照）が、燃焼排ガスの混合後の授熱側媒体の温度を検出する構成とすることで、第一排出量をより精度良く算出することができる。また、混合機構４０は、例えば、バーナ２１，２２の燃焼排ガスを蒸発器１５に導くダクトや、燃焼排ガスと外気とを混合する気体混合器等を備えて構成することができる。
【００７３】
（２）上記の実施形態では、ヒートポンプ優先作動モードにおいては燃焼式加熱装置２０が非作動モードとされ、バーナ優先作動モードにおいてはヒートポンプ式加熱装置１０が非作動モードとされる場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、ヒートポンプ優先作動モードにおいて、燃焼式加熱装置２０も作動モードとされる構成や、バーナ優先作動モードにおいて、ヒートポンプ式加熱装置１０も作動モードとされる構成とすることができる。このような構成では、例えば、ヒートポンプ式加熱装置１０の出力が燃焼式加熱装置２０の出力よりも大きくなるように制御される作動モードをヒートポンプ優先作動モードとし、ヒートポンプ式加熱装置１０の出力が燃焼式加熱装置２０の出力よりも小さくなるように制御される作動モードをバーナ優先作動モードとして、上記実施形態と同様に制御を行う構成とすることができる。このような構成においては、例えば、ヒートポンプ式加熱装置１０及び燃焼式加熱装置２０の何れか一方のみの作動を許容する作動モードと、ヒートポンプ式加熱装置１０及び燃焼式加熱装置２０の双方の作動を許容する作動モードとを比較して、その効果の差が大きい場合は、すなわち、何れか一方の加熱装置のみを作動モードとした場合の二酸化炭素排出量の、双方の加熱装置を作動モードとした場合の二酸化炭素排出量からの減少幅が大きい場合には、いずれか一方の加熱装置のみの作動が許容される作動モードを選択し、両者の差が小さい場合は、ヒートポンプ式加熱装置１０を成績効率の低くならない状態で運転し、さらに、制御応答性のよい燃焼式加熱装置２０をも運転する両者併用の作動モードとするのが好ましい。また、ヒートポンプ優先作動モードにおいて、ヒートポンプ式加熱装置１０の出力では熱需要を満たせない場合、不足分を燃焼式加熱装置２０で強制的に補う運転をすることが好ましい。
【００７５】
（３）上記の実施形態では、第一算出部５１が、所定の関係式（第一関係式）から成績係数を算出する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第一算出部５１が、外気温度の検出値と、沸き上げ温度の設定値と、ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度の検出値と、外気湿度の検出値と、に基づいて、制御装置５０に記憶された成績係数のマップ等を参照して対応する成績係数を取得する構成とすることができる。
【００７６】
（４）上記の実施形態では、第二算出部５２が、逐次、沸き上げ温度の設定値と、燃焼式加熱装置２０への入水温度の検出値と、に基づいて熱効率を所定の関係式（第二関係式）から算出する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第二算出部５２が、沸き上げ温度の設定値と、燃焼式加熱装置２０への入水温度の検出値と、に基づいて、制御装置５０に記憶された熱効率のマップ等を参照して対応する熱効率を取得する構成とすることができる。また、第二算出部５２が、逐次熱効率を算出せずに、熱効率として固定値を用いて第二排出量を算出する構成とすることもできる。
【００７７】
（５）上記の実施形態では、ヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度が、貯湯タンク３０の下部の水温とされている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、第一流路Ｌ１に水温センサが備えられ、当該水温センサの検出値がヒートポンプ式加熱装置１０への入水温度とされる構成とすることもできる。
【００７８】
（６）上記の実施形態では、熱供給システム１００が貯湯タンク３０を備えている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、熱供給システム１００が貯湯タンク３０を備えない構成とすることも当然に可能である。この場合、第一流路Ｌ１に給水路が直接接続され、第二流路Ｌ２と、第三流路Ｌ３と、第五流路Ｌ５とが、三方弁等で接続される構成とすることができる。
【００７９】
（７）上記の実施形態では、循環路６２を通流する水を加熱するための熱交換器９０が、貯湯タンク３０の外部に設けられている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、循環路６２を通流する水を加熱するための熱交換器９０が、貯湯タンク３０の内部に設けられている構成とすることもできる。
【００８０】
（８）上記の実施形態では、給湯部８０あるいは熱消費部８１のいずれかに熱需要がある場合を例として説明したが、共に熱需要がない状態であって貯湯タンク３０の水温が低下した状態にある時に、貯湯タンク３０の蓄熱運転をするかどうかの判断をする場合、バーナ優先作動モードが選択された場合は蓄熱運転を行わず貯湯タンク３０の水温をそのままに放置することは好ましい例である。
【００８１】
（９）上記の実施形態では、制御手段５０が、算出された第一排出量及び第二排出量に基づいて、ヒートポンプ優先作動モードとバーナ優先作動モードとの何れかの作動モードを選択する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、制御手段５０を、第一排出量及び第二排出量ではなく、エネルギー費用に基づいて作動モードを選択するように構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。このような構成では、第一算出部５１は、ヒートポンプ式加熱装置１０の成績係数に基づき、ヒートポンプ式加熱装置１０を作動させた場合の電力費用である第一費用を算出する機能部として構成される。また、第二算出部５２は、燃焼式加熱装置２０の熱効率に基づき、燃焼式加熱装置２０を作動させた場合の燃料費用である第二費用を算出する機能部して構成される。そして、制御装置２０は、算出された第一費用に対して算出された第二費用が大きい場合にヒートポンプ優先作動モードを選択し、小さい場合にバーナ優先作動モードを選択するように構成される。その他の点については、上記実施形態と同様に構成することができる。
【００８２】
具体的には、第一算出部５１は、成績係数の逆数に、ヒートポンプ式加熱装置１０を作動させるための電気の単価（電気単価）［円／ｋＷｈ］を乗算することにより、第一費用［円／ｋＷｈ］を算出する。このように算出される第一費用［円／ｋＷｈ］は、ヒートポンプ式加熱装置１０の単位負荷（単位給湯負荷、単位熱出力）当たりの費用となる。また、第二算出部５２は、熱効率の逆数に、燃焼式加熱装置２０を作動させるためのガスの単価（ガス単価）［円／ｋＷｈ］を乗算することにより、第二費用［円／ｋＷｈ］を算出する。なお、ガス単価は、ガスの低位発熱量１［ｋＷｈ］当たりの費用である。このように算出される第二費用［円／ｋＷｈ］は、燃焼式加熱装置２０の単位負荷（単位給湯負荷、単位熱出力）当たりの費用となる。
【００８３】
例えば、上記の電気単価を１８［円／ｋＷｈ］（電力会社から電力が供給される場合の一例）とし、上記のガス単価を７．１［円／ｋＷｈ］（ガスを天然ガスとした場合の一例）とし、上記実施形態の各条件１〜４における成績係数及び熱効率の具体例を用いると、各条件１〜４における第一費用及び第二費用は以下の表３（上記実施形態の表２に対応）に示すようになる。
【表３】
0005421848.tif 000004
よって、本例では、条件１および条件４ではヒートポンプ優先作動モードが選択され、条件２および条件３ではバーナ優先作動モードが選択される。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、ヒートポンプ回路を流れる熱媒体により水を加熱するヒートポンプ式加熱手段と、バーナの燃焼により水を加熱する燃焼式加熱手段と、を備えた熱供給システムに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１０：ヒートポンプ式加熱装置（ヒートポンプ式加熱手段）
１１：ヒートポンプ回路
２０：燃焼式加熱装置（燃焼式加熱手段）
２１，２２：バーナ
３０：貯湯タンク
４０：混合機構
５０：制御装置（制御手段）
５１：第一算出部（第一算出手段）
５２：第二算出部（第二算出手段）
５３：沸き上げ温度設定器（沸き上げ温度設定手段）
１００：熱供給システム
Ｌ１：第一流路（第一入水路）
Ｌ５：第五流路（第二入水路）
【図１】
0005421848.tif 000005
【図２】
0005421848.tif 000006