(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１熱源と、
第１熱源が発生する熱を貯めるタンクと、
タンクの熱を暖房端末に供給する熱媒経路と、
暖房端末に供給される熱媒の温度を測定する温度センサと、
熱媒経路を流れる熱媒を加熱する第２熱源と、
熱媒経路がタンクから暖房端末に供給する熱量を調整する調整装置と、
暖房端末に供給される熱媒の測定温度と目標温度との偏差に基づいて、少なくとも第２熱源と調整装置とを制御するコントローラと、を備え、
コントローラは、
前記偏差に応じて調整装置を制御するとともに、前記測定温度が所定の下限温度を下回ったときには第２熱源の運転を開始し、前記測定温度が所定の上限温度を上回ったときには第２熱源の運転を停止する第１の運転モードと、
調整装置を制御してタンクから暖房端末への熱供給を禁止又は制限した状態で、前記偏差に応じて第２熱源を制御する第２の運転モードと、
を選択的に実行可能であり、第１の運転モードの実行中に、第２熱源が停止している状態で前記測定温度が第１の制限時間を超えて前記目標温度を下回るときに、第２の運転モードへ移行する、
暖房装置。
【請求項２】
コントローラは、第１の運転モードの実行中に、第２熱源が運転している状態で前記測定温度が第２の制限時間を超えて前記目標温度を上回るときに、第２の運転モードへ移行する、請求項１に記載の暖房装置。
【請求項３】
第１熱源と、
第１熱源が発生する熱を貯めるタンクと、
タンクの熱を暖房端末に供給する熱媒経路と、
暖房端末に供給される熱媒の温度を測定する温度センサと、
熱媒経路を流れる熱媒を加熱する第２熱源と、
熱媒経路がタンクから暖房端末に供給する熱量を調整する調整装置と、
暖房端末に供給される熱媒の測定温度と目標温度との偏差に基づいて、少なくとも第２熱源と調整装置とを制御するコントローラと、を備え、
コントローラは、
前記偏差に応じて調整装置を制御するとともに、前記測定温度が所定の下限温度を下回ったときには第２熱源の運転を開始し、前記測定温度が所定の上限温度を上回ったときには第２熱源の運転を停止する第１の運転モードと、
調整装置を制御してタンクから暖房端末への熱供給を禁止又は制限した状態で、前記偏差に応じて第２熱源を制御する第２の運転モードと、
を選択的に実行可能であり、第１の運転モードの実行中に、第２熱源が運転している状態で前記測定温度が第２の制限時間を超えて前記目標温度を上回るときに、第２の運転モードへ移行する、
暖房装置。
【請求項４】
コントローラは、第２の運転モードの実行中に、タンク内の熱量が所定量となったときに、第１の運転モードへ移行する、請求項１から３のいずれか一項に記載の暖房装置。
【請求項５】
第２の熱源の最大出力は、第１の熱源の最大出力よりも大きい、請求項１から４のいずれか一項に記載の暖房装置。
【請求項６】
第１の熱源はヒートポンプ又は発電機を有し、第２の熱源は燃焼装置を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここで開示する技術は、暖房装置に関し、特に、二つの熱源を有する暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、暖房装置が開示されている。この暖房装置は、第１熱源と、第１熱源が発生する熱を貯めるタンクと、タンクの熱を暖房端末に供給する熱媒経路と、暖房端末に供給される熱媒の温度を測定する温度センサと、熱媒経路を流れる熱媒を加熱する第２熱源と、熱媒経路がタンクから暖房端末に供給する熱量を調整する調整装置と、コントローラとを備えている。ここで、第１熱源、第２熱源及び調整装置は、それぞれヒートポンプ、補助熱源装置及び一次側ポンプである。
【０００３】
コントローラは、温度センサによる測定温度と目標温度との偏差に基づいて、第２熱源や調整装置を制御する。具体的には、前記偏差に応じて調整装置を制御するとともに、測定温度が所定の下限温度を下回ったときには第２熱源の運転を開始し、測定温度が所定の上限温度を上回ったときには第２熱源の運転を停止する。それにより、タンク（即ち、第１熱源）の熱が優先して暖房端末に供給されるとともに、その熱量が不足するときには、第２熱源が運転されることによって、不足する熱量が補われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２９８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した構成の暖房装置では、ある関係が成立するときに、熱媒経路を流れる熱媒の温度が、長時間に亘って目標温度から外れてしまうという現象が起こり得る。例えば、第２熱源が停止しており、タンク内の熱量も十分でなく、かつ、暖房端末６０に供給される熱媒の温度が目標温度よりも低いときに、第１熱源が出力し得る最大の熱量と、暖房端末が消費する熱量とが均衡したとする。この場合、暖房端末に供給される熱媒の温度は、ほぼ一定の温度を保つこととなり、第２熱源の運転が開始される下限温度を僅かに上回る温度において、安定してしまうことがある。その結果、暖房端末に供給される熱媒の温度が、長時間に亘って目標温度を下回るために、適切な暖房をできないという問題が生じ得る。
【０００６】
あるいは、第１熱源と第２熱源が運転しており、タンク内の熱量が十分でなく、かつ、暖房端末に供給される熱媒の温度が目標温度よりも高いときに、第２熱源の出力を最低に調節しても、第１熱源及び第２熱源が出力する熱量と、暖房端末が消費する熱量とが均衡することがある。この場合、暖房端末に供給される熱媒の温度は、ほぼ一定の温度を保つこととなり、第２熱源の運転が停止される上限温度を僅かに下回る温度において、安定してしまうことがある。その結果、暖房端末に供給される熱媒の温度が、長時間に亘って目標温度を上回るために、適切な暖房をできないという問題が生じ得る。
【０００７】
上記した問題を考慮し、本明細書は、暖房端末に供給される熱媒の温度が、長時間に亘って目標温度を外れてしまうことを防止又は低減し得る技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書が開示する技術は、暖房装置に具現化される。この暖房装置は、第１熱源が発生する熱を貯めるタンクと、タンクの熱を暖房端末に供給する熱媒経路と、暖房端末に供給される熱媒の温度を測定する温度センサと、熱媒経路を流れる熱媒を加熱する第２熱源と、熱媒経路がタンクから暖房端末に供給する熱量を調整する調整装置と、暖房端末に供給される熱媒の測定温度と目標温度との偏差に基づいて、少なくとも第２熱源と調整装置とを制御するコントローラとを備える。
【０００９】
コントローラは、第１の運転モードと第２の運転モードとを選択的に実行することができる。第１の運転モードでは、コントローラは、前記偏差に応じて調整装置を制御するとともに、前記測定温度が所定の下限温度を下回ったときには第２熱源の運転を開始し、前記測定温度が所定の上限温度を上回ったときには第２熱源の運転を停止する。即ち、第１の運転モードでは、タンク（即ち、第１熱源）の熱が優先して暖房端末に供給されるとともに、その熱量が不足するときには、第２熱源が運転されることによって、不足する熱量が補われる。
【００１０】
それに対して、第２の運転モードでは、コントローラは、調整装置を制御してタンクから暖房端末への熱供給を禁止（又は制限）した状態で、前記偏差に応じて第２熱源を制御する。即ち、第２の運転モードでは、暖房端末への熱供給が主に第２熱源によって行われる。第２熱源は、比較的に低温の熱媒を加熱することになるので、熱媒の加熱を高い効率で行うことができる。一方、第１熱源が発生する熱については、その全部（又は大部分）がタンクに貯められていく。タンクに貯められた熱は、その後に第１の運転モードへ復帰したときに、有効に利用することができる。
【００１１】
コントローラは、通常、第１の運転モードを最初に実行する。そして、第１の運転モードの実行中に、第２熱源が停止している状態で（即ち、前記測定温度が下限温度を下回ることなく）、前記測定温度が第１の制限時間を超えて前記目標温度を下回るときに、第２の運転モードへ移行する。それにより、暖房端末に供給される熱媒の温度が、長時間に亘って目標温度を外れてしまう前に、第２の熱源を運転させることによって、当該熱媒の温度を目標温度まで高めることができる。ここで、第１の制限時間については、実験、計算、経験などに基づいて、適宜設定するとよい。
【００１２】
上記に加え、又は、上記に代えて、コントローラは、第１の運転モードの実行中に、第２熱源が運転している状態で（即ち、前記測定温度が上限温度を上回ることなく）、前記測定温度が第２の制限時間を超えて前記目標温度を上回るときに、第２の運転モードへ移行することも好ましい。それによっても、暖房端末に供給される熱媒の温度が、長時間に亘って目標温度を外れてしまう前に、第１熱源やタンクからの熱供給を禁止（又は制限）した状態で、前記偏差に応じて第２熱源を制御することによって、当該熱媒の温度を目標温度に調整することができる。ここで、第２の制限時間については、実験、計算、経験などに基づいて、適宜設定するとよく、前記した第１の制限時間と同一であってもよいし、異なってもよい。
【００１３】
コントローラは、第２の運転モードの実行中に、タンク内の熱量が所定量となったときに、第１の運転モードへ移行することが好ましい。ここでいう所定量は、特に限定されないが、タンクの熱容量の半分以上であることが好ましく、タンクの熱容量に等しいことがより好ましい。このような構成によると、第１の運転モードに復帰したときに、十分に貯えられたタンクの熱を用いて、第２熱源を運転させることなく、暖房端末が必要とする熱を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例の暖房装置の構成を示す図。
【図２】コントローラが実行する処理を示すフローチャート。
【図３】コントローラが第１の運転モードで実行する処理を示すフローチャート。
【図４】コントローラが第２の運転モードで実行する処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本技術の一実施形態において、第２の熱源の最大出力は、第１の熱源の最大出力よりも大きいことが好ましい。このような構成によると、第２の運転モードの実行中に、暖房端末が必要とする熱を、第２の熱源だけでも供給することができる。この点に関して言えば、第２の熱源の最大出力は、暖房端末の最大出力よりも大きいことがより好ましい。ここで、熱源の最大出力とは、単位時間あたりに発生し得る最大の熱量を意味し、暖房端末の最大出力とは、単位時間あたりに放熱し得る最大の熱量を意味する。なお、各熱源及び暖房端末は、出力を段階的又は連続的に調整し得るものであってもよい。
【００１６】
本技術の一実施形態において、第１熱源は、エネルギー効率に優れたものが好ましく、例えば、ヒートポンプ又は発電機を有することが好ましい。一方、第２熱源は、構造がシンプルで出力の高いものが好ましく、例えば固体燃料、液体燃料、気体燃料といった燃料を燃焼させる燃焼装置を有することが好ましい。
【００１７】
本技術の一実施形態において、暖房端末は、暖房箇所に配置され、熱媒を放熱させるものであって、例えば、床暖房パネル、パネルヒータ、コンベクターヒータ、浴室暖房機、ファンヒータなどが好ましい。
【００１８】
本技術の一実施形態において、暖房装置は、暖房に加えて給湯も実施可能な給湯暖房装置であってもよい。この場合、給湯暖房装置は、浴槽への給湯（いわゆる湯張り）や浴槽内の湯の加熱（いわゆる追い焚き）を実施する機能を有してもよい。
【実施例】
【００１９】
図面を参照して、実施例の暖房装置１０について説明する。図１に示すように、暖房装置１０は、主に、ヒートポンプ２０と、タンク３０と、燃焼ユニット５０と、暖房端末６０と、コントローラ１００を備えている。燃焼ユニット５０は、燃焼装置５２を有している。暖房装置１０は、概して、ヒートポンプ２０と燃焼装置５２の二つの熱源を備えており、それらの熱源によって発生した熱を、熱媒（ここでは温水）を介して暖房端末６０に供給する構成となっている。
【００２０】
ヒートポンプ２０は、暖房装置１０の第１の熱源であって、大気からの採熱によって熱媒を加熱する。タンク３０は、熱媒を貯める密閉容器であって、ヒートポンプ２０が発生する熱を貯める蓄熱容器である。ヒートポンプ２０とタンク３０は、蓄熱用循環経路２２を介して互いに接続されている。蓄熱用循環経路２２は、ヒートポンプ２０とタンク３０との間で熱媒を循環させる管路である。蓄熱用循環経路２２には、蓄熱用ポンプ２４が設けられている。タンク３０内の熱媒は、ヒートポンプ２０に送られ、加熱されて、再びタンク３０に戻される。それにより、ヒートポンプ２０の発生する熱が、タンク３０に貯えられる。ヒートポンプ２０と蓄熱用ポンプ２４は、コントローラ１００と電気的に接続されており、その動作はコントローラ１００によって制御される。
【００２１】
タンク３０には、高さ方向に沿って、複数のタンク温度センサ３４が設けられている。各々のタンク温度センサ３４は、それぞれの高さ位置において、タンク３０内の熱媒の温度を測定する。複数のタンク温度センサ３４は、コントローラ１００と電気的に接続されており、それらの出力信号はコントローラ１００へ入力される。コントローラ１００は、複数のタンク温度センサ３４の出力信号に基づいて、タンク３０に貯められた熱量を把握することができる。タンク温度センサ３４には、一例ではあるが、サーミスタを採用することができる。
【００２２】
タンク３０に貯められた熱は、暖房用循環経路３２によって暖房端末６０に供給される。暖房用循環経路３２は、タンク３０と暖房端末６０との間で熱媒を循環させる管路である。暖房用循環経路３２は、タンク３０から燃焼ユニット５０を経由して暖房端末６０へ熱媒を送る往路３２ａ、３２ｂと、暖房端末６０からタンク３０へ熱媒を戻す復路３２ｃを有している。なお、往路３２ａ、３２ｂのうち、燃焼装置５２よりも上流の部分を上流往路３２ａと称し、燃焼装置５２よりも下流の部分を下流往路３２ｂと称することがある。タンク３０内の熱媒は、暖房用循環経路３２の往路３２ａ、３２ｂを通って暖房端末６０に送られ、暖房端末６０において放熱した後に、暖房用循環経路３２の復路３２ｃを通ってタンク３０に戻される。
【００２３】
暖房用循環経路３２には、バイパス経路３６が設けられている。バイパス経路３６は、暖房用循環経路３２の復路３２ｃから分岐して、暖房用循環経路３２の上流往路３２ａに合流する管路である。バイパス経路３６は、暖房端末６０からの熱媒を、タンク３０を経由することなく（即ち、バイパスして）、燃焼ユニット５０に送ることができる。バイパス経路３６の分岐位置３６ｂには、調整弁３８が設けられている。調整弁３８は、電動式三方弁の一種であり、タンク３０側とバイパス経路３６側との流量比を調整することができる。調整弁３８は、コントローラ１００と電気的に接続されており、その動作はコントローラ１００によって制御される。コントローラ１００は、調整弁３８を制御することよって、タンク３０（及びヒートポンプ２０）から暖房端末６０へ供給される熱量を調整することができる。
【００２４】
暖房用循環経路３２の上流往路３２ａには、第１熱媒温度センサ４０が設けられている。なお、第１熱媒温度センサ４０は、バイパス経路３６の合流位置３６ａよりも下流に位置している。第１熱媒温度センサ４０は、暖房用循環経路３２を流れる熱媒、特に、燃焼ユニット５０に流入する熱媒の温度を測定する。なお、燃焼装置５２の運転が停止中であれば、第１熱媒温度センサ４０による測定温度は、暖房端末６０に供給される熱媒の温度に実質的に等しくなる。よって、後述するように、燃焼装置５２の運転停止中は、第１熱媒温度センサ４０が、暖房端末６０に供給される熱媒の温度を測定する温度センサとして利用される。第１熱媒温度センサ４０は、コントローラ１００と電気的に接続されており、その出力信号はコントローラ１００へ入力される。第１熱媒温度センサ４０には、一例ではあるが、サーミスタを採用することができる。
【００２５】
燃焼ユニット５０の燃焼装置５２は、暖房装置１０における第２の熱源である。燃焼装置５２は、可燃性ガス（例えば都市ガス又はプロパンガス）を燃焼して、熱媒を加熱する。燃焼装置５２は、可燃性ガスを燃焼させるバーナ５２ａと、バーナ５２ａによる燃焼熱によって熱媒を加熱する顕熱熱交換機５２ｂと、バーナ５２ａによる排気ガスを凝縮させることによって熱媒を加熱する潜熱熱交換機５２ｃを備えている。顕熱熱交換機５２ｂと潜熱熱交換機５２ｃは一連に接続されており、熱媒は、先ず潜熱熱交換機５２ｃにおいて加熱され、その後に顕熱熱交換機５２ｂにおいてさらに加熱される。燃焼装置５２の最大出力（熱媒の加熱能力）は、ヒートポンプ２０の最大出力（熱媒の加熱能力）よりも十分に大きく、全ての暖房端末６０の最大出力の和よりも大きい。燃焼装置５２の出力は、コントローラ１００によって、段階的に調節可能となっている。
【００２６】
燃焼ユニット５０には、暖房用ポンプ５４と第２熱媒温度センサ５６が設けられている。暖房用ポンプ５４は、暖房用循環経路３２上に配置されており、暖房用ポンプ５４が運転されると、暖房用循環経路３２を通じて暖房端末６０に熱媒が送られる。暖房用ポンプ５４は、コントローラ１００と電気的に接続されており、その動作はコントローラ１００によって制御される。
【００２７】
第２熱媒温度センサ５６は、暖房用循環経路３２の下流往路３２ｂに設けられており、燃焼装置５２から流出する熱媒の温度を測定する。第２熱媒温度センサ５６による測定温度は、暖房端末６０に供給される熱媒の温度に実質的に等しい。よって、後述するように、燃焼装置５２の運転中は、第２熱媒温度センサ５６が、暖房端末６０に供給される熱媒の温度を測定する温度センサとして利用される。第２熱媒温度センサ５６は、コントローラ１００と電気的に接続されており、その出力信号はコントローラ１００へ入力される。第２熱媒温度センサ５６には、一例ではあるが、サーミスタを採用することができる。
【００２８】
暖房端末６０は、暖房箇所に配置され、熱媒を放熱させることによって暖房を行う。暖房端末６０は、例えば、床暖房パネル、パネルヒータ、コンベクターヒータ、浴室暖房機、ファンヒータである。本実施例の暖房装置１０は、一つに限られず、複数の暖房端末６０を備えることができる。
【００２９】
以上の構成により、暖房装置１０は、エネルギー効率の高いヒートポンプ２０によってタンク３０に熱を貯めておき、その熱を用いて暖房運転を行うことができるとともに、熱量が不足するときには、燃焼装置５２を運転することによって、不足する熱量を補うことができる。以下、コントローラ１００が実行する処理の流れに沿って、暖房装置１０の動作について詳細に説明する。
【００３０】
図２は、コントローラ１００が実行する処理を示すフローチャートである。図２に示す処理は、ユーザが運転開始を指示したときに開始され、ユーザが暖房運転の停止を指示したときに終了される。終了時において、ヒートポンプ２０や燃焼ユニット５０などの運転している機器は、その運転が所定の手順で停止される。
【００３１】
ユーザが運転開始を指示すると、図２に示すように、コントローラ１００は、ヒートポンプ２０の運転を開始するとともに（Ｓ１０）、暖房用ポンプ５４の運転を開始する（Ｓ１４）。それにより、タンク３０及びヒートポンプ２０から暖房端末６０への熱媒の供給が開始される。次いで、コントローラ１００は、暖房端末６０へ供給される熱媒の温度が、暖房端末６０が必要とする目標温度となるように、第１の運転モードの実行を開始する（Ｓ１４）。熱媒の目標温度は、暖房端末６０に応じて異なるものであるが、一例として、ここでは摂氏６０度とする。
【００３２】
図３を参照して、第１の運転モードにおいてコントローラ１００が実行する処理を説明する。先ず、コントローラ１００は、暖房端末６０に供給される熱媒の温度を把握するために、第１熱媒温度センサ４０による測定温度を取得する（Ｓ３０）。なお、コントローラ１００は、第１熱媒温度センサ４０に代えて、第２熱媒温度センサ５６による測定温度を取得してもよい。次いで、コントローラ１００は、取得した測定温度と目標温度との偏差に基づいて、調整弁３８を制御する。例えば、測定温度が目標温度よりも高ければ、バイパス経路３６側への流量が多くし、測定温度が目標温度よりも低ければ、タンク３０側への流量を多くする。
【００３３】
ここで、タンク３０内の熱量が不足するときや、暖房端末６０での放熱量が多いときは、調整弁３８をいかに制御しても、熱媒の温度を目標温度に維持することができなくなる。従って、コントローラ１００は、第１熱媒温度センサ４０（又は第２熱媒温度センサ５６）による測定温度が、所定の下限温度を下回るときは（Ｓ３４でＹＥＳ）、燃焼装置５２の運転を開始する（Ｓ３６）。ここでいう下限温度とは、目標温度よりも低い温度であって、適宜設定し得るものである。一例として、本実施例では、摂氏６０度の目標温度に対して、下限温度は摂氏５５度に設定されている。燃焼装置５２の運転が開始されると、暖房端末６０に供給される熱媒は、ヒートポンプ２０と燃焼装置５２の二つの熱源によって加熱される。燃焼装置５２が運転中なので、コントローラ１００は、第２熱媒温度センサ５６による測定温度を取得して（Ｓ３８）、暖房端末６０に供給される熱媒の温度を把握する。そして、当該測定温度と目標温度との偏差に基づいて、燃焼装置５２の出力（熱媒の加熱量）を制御する（Ｓ４０）。このとき、コントローラ１００は、調整弁３８をさらに調整してもよい。
【００３４】
燃焼装置５２の運転が開始されると、熱媒の温度は目標温度に向けて上昇する。その後、コントローラ１００は、第２熱媒温度センサ５６による測定温度が、所定の上限温度を上回ったときに（Ｓ４２でＹＥＳ）、燃焼装置５２の運転を停止する（Ｓ４４）。ここでいう上限温度とは、目標温度よりも高い温度であって、適宜設定し得るものである。一例として、本実施例では、摂氏６０度の目標温度に対して、上限温度は摂氏６５度に設定されている。第１の運転モードでは、上述した処理が繰り返し実行される。
【００３５】
以上のように、第１の運転モードでは、暖房端末６０に供給される熱媒の測定温度と目標温度との偏差に応じて、調整弁３８が制御される。それにより、暖房端末６０に供給される熱媒の温度が、目標温度に等しくなるように、ヒートポンプ２０及びタンク３０から暖房端末６０に供給される熱量が調整される。そして、調整弁３８をいかに制御しても、熱媒の測定温度が下限温度を下回るときは、ヒートポンプ２０のみでは不足する熱量を補うために、燃焼装置５２の運転が開始される。一方、ヒートポンプ２０と燃焼装置５２の両者が運転している状態で、燃焼装置５２の出力をいかに調節しても（即ち、最低出力で運転しても）、熱媒の測定温度が上限温度を上回るときは、第２熱源の運転が停止される。このように、第１の運転モードでは、ヒートポンプ２０（及びタンク３０）の熱が優先して暖房端末６０に供給されるとともに、その熱量が不足するときには、燃焼装置５２が運転されて不足する熱量が補われる。
【００３６】
上述した第１の運転モードでは、ある関係が成立するときに、暖房端末６０に供給される熱媒の温度が、長時間に亘って目標温度から外れてしまうという現象が起こり得る。例えば、燃焼装置５２が停止しており、タンク３０内の熱量も十分でなく、かつ、暖房端末６０に供給される熱媒の温度が目標温度よりも低いときに、ヒートポンプ２０が出力し得る最大の熱量と、暖房端末６０が消費する熱量とが均衡したとする。この場合、第１熱媒温度センサ４０（及び第２熱媒温度センサ５６）による測定温度は、ほぼ一定の温度を保つこととなり、例えば、前述した下限温度を僅かに上回る温度において、安定してしまうことがある。その結果、燃焼装置５２の運転が開始されないまま、暖房端末６０に供給される熱媒の温度が、長時間に亘って目標温度を下回るために、適切な暖房をできないという問題が生じ得る。
【００３７】
あるいは、燃焼装置５２が最低出力で運転しており、タンク３０内の熱量が十分でなく、かつ、暖房端末６０に供給される熱媒の温度が目標温度よりも高いときに、燃焼装置５２の出力を最低に調節しても、ヒートポンプ２０及び燃焼装置５２が出力する熱量と、暖房端末６０が消費する熱量とが均衡することがある。この場合は、第２熱媒温度センサ５６による測定温度が、ほぼ一定の温度を保つこととなり、例えば前述した上限温度を僅かに下回る温度において、安定してしまうことがある。その結果、燃焼装置５２の運転が停止されないまま、暖房端末６０に供給される熱媒の温度が、長時間に亘って目標温度を上回るために、適切な暖房をできないという問題が生じ得る。また、燃焼装置５２が長時間に亘って運転することになるので、エネルギー効率が低下するという問題も生じる。特に、燃焼装置５２には、ヒートポンプ２０やタンク３０から比較的に高温の熱媒が供給されるので、燃焼装置５２における熱効率、特に、潜熱熱交換機５２ｃにおける熱交換の効率が低下するという問題がある。
【００３８】
上記した問題を考慮して、コントローラ１００は、第１の運転モードの実行中に、図２のステップＳ１６からＳ２４に示す処理を並行して実行し、上記した問題が生じ得る状況となったときに、第２の運転モードへ移行するように構成されている。以下、図２及び図４を参照して、第２の運転モードへの移行を判定する処理（図２のＳ１６〜Ｓ２４）及び、第２の運転モードにおける処理について説明する。
【００３９】
図２に示すように、コントローラ１００は、第１の運転モードの実行中において、燃焼装置５２が停止している場合（Ｓ１６でＹＥＳ）は、第１熱媒温度センサ４０（又は第２熱媒温度センサ５６）による測定温度に基づいて、暖房端末６０に供給される熱媒の温度が目標温度を下回る状態が継続する時間を計測する（Ｓ１８）。そして、計測した時間が所定の制限時間を超えるときは（Ｓ２０でＹＥＳ）、第２の運転モードへ移行する。なお、計測した時間が制限時間を超える前に（Ｓ２０でＮＯ）、燃焼装置５２の運転が開始されたとき（Ｓ１６でＮＯ）、即ち、熱媒の測定温度が下限温度を下回ったときは、ステップＳ１８における時間計測は中止される。
【００４０】
一方、コントローラ１００は、第１の運転モードの実行中において、燃焼装置５２が運転している場合（Ｓ１６でＮＯ）は、第２熱媒温度センサ５６による測定温度に基づいて、暖房端末６０に供給される熱媒の温度が目標温度を上回る状態が継続する時間を計測する（Ｓ２２）。そして、計測した時間が所定の制限時間を超えるときは（Ｓ２４でＹＥＳ）、第２の運転モードへ移行する。計測した時間が制限時間を超える前に（Ｓ２４でＮＯ）、燃焼装置５２の運転が停止されたとき（Ｓ１６でＹＥＳ）、即ち、熱媒の測定温度が上限温度を上回ったときは、ステップＳ２４における時間計測は中止される。
【００４１】
ステップＳ２０及びＳ２４における制限時間は、適宜設定し得るものであるが、例えば、５分以上であって６０分以下の値であることが好ましく、１０分以上であって２０分以下の値であることがより好ましい。一例として、本実施例では、当該制限時間が１０分に設定されている。ここで、ステップＳ２０及びＳ２４における制限時間は、互いに同一であってもよいし、互いに異なってもよい。
【００４２】
図４を示すように、第２の運転モードに移行すると、コントローラ１００は、燃焼装置５２が運転中でなければ（Ｓ５０でＮＯ）、燃焼装置５２の運転を開始する。次いで、コントローラ１００は、調整弁３８をバイパス経路３６側へ全開となるように制御する。その結果、暖房端末６０からの熱媒は、全てバイパス経路３６へ送られ、タンク３０を経由することなく、燃焼ユニット５０へ戻される。即ち、タンク３０（及びヒートポンプ２０）から暖房端末６０への熱供給は禁止され、燃焼装置５２が発生する熱のみが暖房端末６０に供給される。その後、コントローラ１００は、第２熱媒温度センサ５６による熱媒の測定温度を取得しながら（Ｓ５６）、取得した測定温度と目標温度との偏差に基づいて、燃焼装置５２の出力を調整する（Ｓ５８）。このとき、コントローラ１００は、燃焼装置５２を断続的に運転させてもよい。
【００４３】
コントローラ１００が第２の運転モードを実行している間、ヒートポンプ２０が発生する熱は、消費されることなくタンク３０に貯められていく。コントローラ１００は、タンク３０内の熱量を監視しており、その熱量がタンク３０の熱容量に等しくなったとき（即ち、満量となったとき）に、燃焼装置５２の運転を中止して（Ｓ６２）、第１の運転モードへ再び移行する。即ち、第２の運転モードは、タンク３０内の熱量が満量となるまで継続される。なお、第２の運転モードから第１モードへ移行するタイミングは、タンク３０内の熱量が満量となったタイミングに限られず、例えば、タンク３０内の熱量がタンク３０の熱容量の半分、又はその他の所定量となったタイミングであってもよい。
【００４４】
第２の運転モードから第１の運転モードへ移行したとき、タンク３０内には比較的に多くの熱が貯められている。従って、第１の運転モードでは、当分の期間、燃焼装置５２が運転されることはない。その後、暖房端末６０に供給される熱媒の温度が目標温度よりも低いときに、ヒートポンプ２０が出力し得る最大の熱量と、暖房端末６０が消費する熱量とが均衡すれば、コントローラ１００は再び第２の運転モードへ移行する。その結果、暖房端末６０が消費する熱量が比較的に少ないときは、ヒートポンプ２０による熱のみが暖房端末６０に供給される運転と、燃焼装置５２による熱のみが暖房端末６０に供給される運転が、交互に実行される。このような運転によると、暖房端末６０が消費する熱量が比較的に少ない状況下において、暖房装置１０のエネルギー効率を高めることができる。
【００４５】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００４６】
例えば、コントローラ１００は、第１の運転モードの実行中に、燃焼装置５２（第２の熱源）が停止している状態で熱媒の測定温度が所定の制限時間を超えて目標温度を下回るときと、燃焼装置５２（第２の熱源）が運転している状態で熱媒の測定温度が所定の制限時間を超えて目標温度を上回るときの、少なくとも一方において第２の運転モードへ移行してもよい。このような構成であっても、熱媒の温度が目標温度を長時間に亘って外れるという問題を、少なからず低減することができる。
【００４７】
例えば、コントローラ１００は、第２の運転モードの実行中に、必ずしも調整弁３８をバイパス経路３６側へ全開とする必要はない。即ち、第２の運転モードでは、タンク３０（及びヒートポンプ２０）から暖房端末６０への熱供給を完全に禁止せず、部分的に制限するだけでもよい。
【００４８】
例えば、本実施例の暖房装置１０は、暖房端末６０に供給される熱媒の温度を測定する温度センサとして、第１熱媒温度センサ４０と第２熱媒温度センサ５６の二つの温度センサの一方を、燃焼装置５２が運転中であるのか否かに応じて選択的に使用する。しかしながら、他の実施形態として、暖房装置１０は、暖房端末６０に供給される熱媒の温度を測定する温度センサとして、単一又は三以上の温度センサを有するものであってもよい。
【００４９】
例えば、暖房装置１０は、ヒートポンプ２０に代えて、発電機又はその他の種類の熱源を採用することもできる。また、暖房装置１０は、気体燃料を燃焼させる燃焼装置５２に代えて、液体燃料又は固体燃料を燃焼させる燃焼装置又はその他の熱源を採用することもできる。
【００５０】
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。
【符号の説明】
【００５１】
１０：暖房装置
２０：ヒートポンプ
３０：タンク
３２：暖房用循環経路
３６：バイパス経路
３８：調整弁
４０：第１熱媒温度センサ
５０：燃焼ユニット
５２：燃焼装置
５６：第２熱媒温度センサ
６０：暖房端末
１００：コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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