(57)【要約】【課題】ヒートポンプの凝縮器において第１被加熱流体と第２被加熱流体を同時に加熱する場合に、第１被加熱流体と第２被加熱流体のそれぞれを、要求される温度まで加熱することが可能な技術を提供する。【解決手段】本明細書が開示するヒートポンプシステムは、冷媒を加圧する圧縮機と、冷媒を第１被加熱流体および／または第２被加熱流体と熱交換させることで冷媒を凝縮させる凝縮器と、冷媒を減圧する減圧機構と、冷媒を周辺環境と熱交換させることで冷媒を蒸発させる蒸発器を備えるヒートポンプと、制御装置を備えている。ヒートポンプシステムは、第１被加熱流体をヒートポンプによって加熱する第１加熱運転と第２被加熱流体をヒートポンプによって加熱する第２加熱運転を同時に実行する際に、第１被加熱流体の目標加熱温度および第２被加熱流体の目標加熱温度のうちの高い方に基づいて冷媒の目標凝縮温度を設定する。【選択図】図２
2018021740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を加圧する圧縮機と、前記冷媒を第１被加熱流体および／または第２被加熱流体と熱交換させることで前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記冷媒を減圧する減圧機構と、前記冷媒を周辺環境と熱交換させることで前記冷媒を蒸発させる蒸発器を備えるヒートポンプと、
制御装置を備えており、
前記第１被加熱流体の目標加熱温度に基づいて前記冷媒の目標凝縮温度を設定し、前記冷媒の凝縮温度が前記目標凝縮温度となるように前記ヒートポンプを動作させ、前記第１被加熱流体を前記ヒートポンプによって加熱する第１加熱運転と、前記第２被加熱流体の目標加熱温度に基づいて前記冷媒の目標凝縮温度を設定し、前記冷媒の凝縮温度が前記目標凝縮温度となるように前記ヒートポンプを動作させ、前記第２被加熱流体を前記ヒートポンプによって加熱する第２加熱運転を実行可能であり、
前記第１加熱運転と前記第２加熱運転を同時に実行する際に、前記第１被加熱流体の前記目標加熱温度および前記第２被加熱流体の前記目標加熱温度のうちの高い方に基づいて前記冷媒の目標凝縮温度を設定し、前記冷媒の凝縮温度が前記目標凝縮温度となるように前記ヒートポンプを動作させ、前記第１被加熱流体および前記第２被加熱流体を前記ヒートポンプによって加熱する、ヒートポンプシステム。
【請求項２】
前記凝縮器に流入する前記第１被加熱流体の温度を検出する第１温度センサおよび／または前記凝縮器に流入する前記第２被加熱流体の温度を検出する第２温度センサをさらに備えており、
前記第１加熱運転と前記第２加熱運転を同時に実行する際に、前記第１温度センサで検出される温度が第１下限温度以上であり、かつ／または、前記第２温度センサで検出される温度が第２下限温度以上である場合に、前記第１被加熱流体の前記目標加熱温度および前記第２被加熱流体の前記目標加熱温度のうちの高い方に基づいて前記冷媒の目標凝縮温度を設定し、前記冷媒の凝縮温度が前記目標凝縮温度となるように前記ヒートポンプを動作させ、前記第１被加熱流体および前記第２被加熱流体を前記ヒートポンプによって加熱する、請求項１のヒートポンプシステム。
【請求項３】
前記第１被加熱流体を加熱する第１補助熱源機および／または前記第２被加熱流体を加熱する第２補助熱源機をさらに備える、請求項１または２のヒートポンプシステム。
【請求項４】
前記第１被加熱流体が、暖房装置で使用される暖房用熱媒であって、
前記第２被加熱流体が、給湯装置で使用される給湯用熱媒である、請求項１から３の何れか一項のヒートポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、ヒートポンプシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、冷媒を加圧する圧縮機と、冷媒を第１被加熱流体および／または第２被加熱流体と熱交換させることで冷媒を凝縮させる凝縮器と、冷媒を減圧する減圧機構と、冷媒を周辺環境と熱交換させることで冷媒を蒸発させる蒸発器を備えるヒートポンプと、制御装置を備えるヒートポンプシステムが開示されている。このヒートポンプシステムは、第１被加熱流体をヒートポンプによって加熱する第１加熱運転と、第２被加熱流体をヒートポンプによって加熱する第２加熱運転を実行可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１６１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、上記のようなヒートポンプシステムでは、第１被加熱流体をヒートポンプによって加熱する第１加熱運転においては、第１被加熱流体の目標加熱温度に基づいて冷媒の目標凝縮温度を設定し、冷媒の凝縮温度が目標凝縮温度となるようにヒートポンプを動作させる。また、上記のようなヒートポンプシステムでは、第２被加熱流体をヒートポンプによって加熱する第２加熱運転においては、第２被加熱流体の目標加熱温度に基づいて冷媒の目標凝縮温度を設定し、冷媒の凝縮温度が目標凝縮温度となるようにヒートポンプを動作させる。第１加熱運転と第２加熱運転が別個に行われる限り、上記のような制御によって、第１被加熱流体と第２被加熱流体のそれぞれを、要求される温度まで加熱することができる。
【０００５】
しかしながら、第１加熱運転と第２加熱運転が同時に行われる場合には、上記のような制御をそのまま適用することはできない。多くの場合、第１加熱運転における第１被加熱流体の目標加熱温度と、第２加熱運転における第２被加熱流体の目標加熱温度は異なる温度である。このような場合についても、第１被加熱流体と第２被加熱流体のそれぞれを、要求される温度まで加熱することが可能な技術が期待されている。
【０００６】
本明細書は上記課題を解決する技術を提供する。本明細書では、ヒートポンプの凝縮器において第１被加熱流体と第２被加熱流体を同時に加熱する場合に、第１被加熱流体と第２被加熱流体のそれぞれを、要求される温度まで加熱することが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示するヒートポンプシステムは、冷媒を加圧する圧縮機と、前記冷媒を第１被加熱流体および／または第２被加熱流体と熱交換させることで前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記冷媒を減圧する減圧機構と、前記冷媒を周辺環境と熱交換させることで前記冷媒を蒸発させる蒸発器を備えるヒートポンプと、制御装置を備えている。前記ヒートポンプシステムは、前記第１被加熱流体の目標加熱温度に基づいて前記冷媒の目標凝縮温度を設定し、前記冷媒の凝縮温度が前記目標凝縮温度となるように前記ヒートポンプを動作させ、前記第１被加熱流体を前記ヒートポンプによって加熱する第１加熱運転と、前記第２被加熱流体の目標加熱温度に基づいて前記冷媒の目標凝縮温度を設定し、前記冷媒の凝縮温度が前記目標凝縮温度となるように前記ヒートポンプを動作させ、前記第２被加熱流体を前記ヒートポンプによって加熱する第２加熱運転を実行可能である。前記ヒートポンプシステムは、前記第１加熱運転と前記第２加熱運転を同時に実行する際に、前記第１被加熱流体の前記目標加熱温度および前記第２被加熱流体の前記目標加熱温度のうちの高い方に基づいて前記冷媒の目標凝縮温度を設定し、前記冷媒の凝縮温度が前記目標凝縮温度となるように前記ヒートポンプを動作させ、前記第１被加熱流体および前記第２被加熱流体を前記ヒートポンプによって加熱する。
【０００８】
上記のヒートポンプシステムでは、第１加熱運転と第２加熱運転を同時に実行する場合の冷媒の目標凝縮温度が、第１被加熱流体の目標加熱温度および第２被加熱流体の目標加熱温度のうちの高い方に基づいて設定される。従って、第２被加熱流体の目標加熱温度が第１被加熱流体の目標加熱温度以上の場合には、第２被加熱流体の目標加熱温度に基づいて冷媒の目標凝縮温度が設定される。この場合、第２被加熱流体は目標加熱温度まで加熱されるとともに、第１被加熱流体は目標加熱温度以上の温度まで加熱される。また、第１被加熱流体の目標加熱温度が第２被加熱流体の目標加熱温度より高い場合には、第１被加熱流体の目標加熱温度に基づいて冷媒の目標凝縮温度が設定される。この場合、第１被加熱流体は目標加熱温度まで加熱されるとともに、第２被加熱流体は目標加熱温度以上の温度まで加熱される。上記のように冷媒の目標凝縮温度を設定することによって、ヒートポンプにおける冷媒の凝縮温度を必要以上に高くしてしまうことなく、第１被加熱流体を目標温度以上に加熱し、かつ第２被加熱流体を目標温度以上に加熱することができる。ヒートポンプの圧縮機に過大な負荷をかけることなく、第１被加熱流体と第２被加熱流体の両方を要求されている温度以上に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係る給湯暖房システム２の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施例１に係る給湯暖房システム２において、給湯加熱運転と暖房加熱運転を同時に実行する際の、ヒートポンプ５０における目標凝縮温度の設定処理を説明するフローチャートである。
【図３】実施例２に係る給湯暖房システム２の構成を模式的に示す図である。
【図４】実施例２に係る給湯暖房システム２において、給湯加熱運転と暖房加熱運転を同時に実行する際の、ヒートポンプ５０における目標凝縮温度の設定処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書が開示するヒートポンプシステムは、前記凝縮器に流入する前記第１被加熱流体の温度を検出する第１温度センサおよび／または前記凝縮器に流入する前記第２被加熱流体の温度を検出する第２温度センサをさらに備えており、前記第１加熱運転と前記第２加熱運転を同時に実行する際に、前記第１温度センサで検出される温度が第１下限温度以上であり、かつ／または、前記第２温度センサで検出される温度が第２下限温度以上である場合に、前記第１被加熱流体の前記目標加熱温度および前記第２被加熱流体の前記目標加熱温度のうちの高い方に基づいて前記冷媒の目標凝縮温度を設定し、前記冷媒の凝縮温度が前記目標凝縮温度となるように前記ヒートポンプを動作させ、前記第１被加熱流体および前記第２被加熱流体を前記ヒートポンプによって加熱するように構成することができる。
【００１１】
第１加熱運転と第２加熱運転を同時に実行する場合、第１被加熱流体の加熱に必要な熱量と、第２被加熱流体の加熱に必要な熱量の全てを、ヒートポンプの加熱能力では賄うことができない場合がある。このような場合にまで、第１被加熱流体の目標加熱温度および第２被加熱流体の目標加熱温度のうちの高い方に基づいて冷媒の目標凝縮温度を設定してしまうと、ヒートポンプの圧縮機に過大な負荷をかけてしまうおそれがある。上記のヒートポンプシステムでは、凝縮器に流入する第１被加熱流体の温度が第１下限温度以上の場合、すなわち、第１被加熱流体の加熱に必要な熱量がそれほど大きくない場合、かつ／または、凝縮器に流入する第２被加熱流体の温度が第２下限温度以上の場合、すなわち、第２被加熱流体の加熱に必要な熱量がそれほど大きくない場合に限り、第１被加熱流体の目標加熱温度および第２被加熱流体の目標加熱温度のうちの高い方に基づいて冷媒の目標凝縮温度を設定する。このような構成とすることによって、ヒートポンプの圧縮機に過大な負荷がかかることを抑制することができる。
【００１２】
本明細書が開示するヒートポンプシステムは、前記第１被加熱流体を加熱する第１補助熱源機および／または前記第２被加熱流体を加熱する第２補助熱源機をさらに備えるように構成することができる。
【００１３】
第１加熱運転と第２加熱運転を同時に実行する場合、第１被加熱流体の加熱に必要な熱量と、第２被加熱流体の加熱に必要な熱量の全てを、ヒートポンプの加熱能力では賄うことができない場合がある。このような場合、ヒートポンプによる加熱だけでは、第１被加熱流体および／または第２被加熱流体を目標加熱温度まで加熱することができない場合があり得る。上記のヒートポンプシステムによれば、このような場合であっても、第１補助熱源機および／または第２補助熱源機を用いることで、第１被加熱流体と第２被加熱流体をそれぞれの目標加熱温度まで加熱することができる。ヒートポンプの圧縮機に過大な負荷をかけることなく、第１被加熱流体と第２被加熱流体の両方を要求されている温度以上まで加熱することができる。
【００１４】
本明細書が開示するヒートポンプシステムは、前記第１被加熱流体が、暖房装置で使用される暖房用熱媒であって、前記第２被加熱流体が、給湯装置で使用される給湯用熱媒であるように構成することができる。
【００１５】
上記のヒートポンプシステムによれば、ヒートポンプの圧縮機に過大な負荷をかけることなく、暖房用熱媒と給湯用熱媒の両方を要求されている温度以上まで加熱することができる。
【００１６】
（実施例１）
図１に示すように、ヒートポンプシステムの一態様である本実施例に係る給湯暖房システム２は、タンクユニット４と、ヒートポンプ（ＨＰ）ユニット６と、燃焼ユニット８と、制御装置１００を備えている。
【００１７】
ＨＰユニット６は、ヒートポンプ５０と、給湯用水循環ポンプ２２を備えている。ヒートポンプ５０は、冷媒（例えばＲ４１０ＡといったＨＦＣ冷媒や、Ｒ７４４といったＣＯ２冷媒）を循環させるための冷媒循環路５２と、空気熱交換器５４と、ファン５６と、圧縮機６２と、三流体熱交換器５８と、膨張弁６０と、凝縮温度センサ６４を備えている。
【００１８】
空気熱交換器５４は、ファン５６によって送風された外気と冷媒循環路５２内の冷媒との間で熱交換させる。後で説明するように、空気熱交換器５４には、膨張弁６０を通過後の低圧低温の液体状態にある冷媒が供給される。空気熱交換器５４は、冷媒と外気とを熱交換させることによって、冷媒を加熱する。冷媒は、加熱されることにより気化し、比較的高温で低圧の気体状態となる。すなわち、空気熱交換器５４は、周辺環境と熱交換させることで冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。
【００１９】
圧縮機６２には、空気熱交換器５４を通過後の冷媒が供給される。即ち、圧縮機６２には、比較的高温で低圧の気体状態の冷媒が供給される。圧縮機６２によって冷媒が圧縮されることにより、冷媒は高温高圧の気体状態となる。圧縮機６２は、圧縮後の高温高圧の気体状態の冷媒を、三流体熱交換器５８に送り出す。
【００２０】
三流体熱交換器５８の冷媒循環路５２には、圧縮機６２から送り出された高温高圧の気体状態の冷媒が供給される。三流体熱交換器５８は、冷媒循環路５２内の冷媒と、後述のタンク水循環路２０内の水（以下では給湯用水ともいう）との間で熱交換を行うことができる。さらに、三流体熱交換器５８は、冷媒循環路５２内の冷媒と、後述の第２暖房加熱路８８内の水（以下では暖房用水ともいう）との間で熱交換を行うことができる。冷媒は、三流体熱交換器５８での熱交換の結果、熱を奪われて凝縮する。これにより、冷媒は、比較的低温で高圧の液体状態となる。すなわち、三流体熱交換器５８は、冷媒を暖房用水および／または給湯用水と熱交換させることで冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。三流体熱交換器５８の冷媒循環路５２には、凝縮温度センサ６４が設けられている。凝縮温度センサ６４は、三流体熱交換器５８の冷媒循環路５２を流れる冷媒の温度、すなわち、三流体熱交換器５８における冷媒の凝縮温度を検出する。
【００２１】
膨張弁６０には、三流体熱交換器５８を通過後の比較的低温で高圧の液体状態の冷媒が供給される。冷媒は、膨張弁６０を通過することによって減圧され、低温低圧の液体状態となる。すなわち、膨張弁６０は、冷媒を減圧する減圧機構として機能する。膨張弁６０を通過した冷媒は、上記の通り、空気熱交換器５４に送られる。
【００２２】
ヒートポンプ５０において、圧縮機６２を作動させると、冷媒循環路５２内の冷媒は、空気熱交換器５４、圧縮機６２、三流体熱交換器５８、膨張弁６０の順に循環する。ヒートポンプ５０を循環する冷媒は、空気熱交換器５４を通過する際にファン５６によって送風された外気から吸熱し、三流体熱交換器５８を通過する際にタンク水循環路２０内の給湯用水、又は、第２暖房加熱路８８内の暖房用水を加熱する。
【００２３】
タンクユニット４は、タンク１０を備えている。タンク１０は、ヒートポンプ５０によって加熱された給湯用水を貯える。本実施例の給湯用水は、水道水である。タンク１０は、密閉型であり、断熱材によって外側が覆われている。タンク１０内には満水まで給湯用水が貯留される。タンク１０には、サーミスタ１２、１４、１６、１８がタンク１０の高さ方向に略均等間隔で取り付けられている。各サーミスタ１２、１４、１６、１８は、その取付位置の給湯用水の温度を測定する。各サーミスタ１２、１４、１６、１８の検出温度から、タンク１０の蓄熱状態を特定することができる。
【００２４】
タンク水循環路２０は、上流端がタンク１０の下部に接続されており、ＨＰユニット６の三流体熱交換器５８を通過して、下流端がタンク１０の上部に接続されている。タンク水循環路２０には、ＨＰユニット６の給湯用水循環ポンプ２２が介装されている。ＨＰユニット６において、ヒートポンプ５０を作動させて、給湯用水循環ポンプ２２を駆動すると、タンク１０の下部の給湯用水が三流体熱交換器５８に送られて加熱され、加熱された給湯用水がタンク１０の上部に戻される。タンク１０の内部には、低温の給湯用水の層の上に高温の給湯用水の層が積み重なった温度成層が形成される。タンク水循環路２０の三流体熱交換器５８よりも下流側には、サーミスタ２１が取り付けられている。サーミスタ２１は、ヒートポンプ５０からタンク１０へ送られる給湯用水の温度を検出する。
【００２５】
水道水導入路２４は、上流端が給湯暖房システム２の外部の水道水供給源３２に接続されている。水道水導入路２４の下流側は、第１導入路２４ａと第２導入路２４ｂに分岐している。第１導入路２４ａの下流端は、タンク１０の下部に接続されている。第２導入路２４ｂの下流端は、第１給湯路３６の途中に接続されている。第１導入路２４ａには、逆止弁２６が介装されている。第２導入路２４ｂには、逆止弁２８が介装されている。
【００２６】
第１給湯路３６は、上流端がタンク１０の上部に接続されている。上述したように、第１給湯路３６の途中には、水道水導入路２４の第２導入路２４ｂが接続されている。第１給湯路３６と第２導入路２４ｂの接続部には、混合弁３０が介装されている。混合弁３０は、タンク１０の上部から第１給湯路３６へ流入する高温の給湯用水の流量と、第２導入路２４ｂから第１給湯路３６へ流入する低温の水道水の流量の割合を調整する。第２導入路２４ｂとの接続部より下流側の第１給湯路３６は、燃焼ユニット８の給湯加熱路３７を通過して、第２給湯路３９へ接続している。第１給湯路３６と第２給湯路３９の間は、熱源機バイパス路３３によって接続されている。熱源機バイパス路３３にはバイパス弁３４が介装されている。第２給湯路３９の下流端は給湯栓３８に接続されている。
【００２７】
燃焼ユニット８は、シスターン７０と、暖房用バーナ８２と、給湯用バーナ８１を備えている。シスターン７０は、上部が開放されている容器であり、内部に暖房用水を貯留している。本実施例の暖房用水は例えば不凍液である。シスターン７０には、暖房往路７２の上流端が接続されている。暖房往路７２には、暖房用水循環ポンプ７４が介装されている。暖房用水循環ポンプ７４を駆動すると、シスターン７０内の暖房用水が暖房往路７２に流れ込む。
【００２８】
暖房往路７２の下流端は、第１暖房加熱路７３と、低温暖房循環路７５に分岐している。低温暖房循環路７５には、低温暖房機７８が取り付けられる。本実施例の低温暖房機７８は、例えば床暖房機である。低温暖房機７８は、供給される暖房用水の熱を利用して暖房する。第１暖房加熱路７３には、暖房用バーナ８２が介装されている。暖房用バーナ８２は、第１暖房加熱路７３内の暖房用水を加熱する。第１暖房加熱路７３の下流端は、高温暖房循環路７７と追い焚き循環路７９に分岐している。高温暖房循環路７７には、高温暖房機７６が取り付けられる。本実施例の高温暖房機７６は、例えば浴室暖房乾燥機である。高温暖房機７６は、供給される暖房用水の熱を利用して暖房する。低温暖房循環路７５と高温暖房循環路７７は、それぞれの下流端で合流して、第１暖房復路８４の上流端へ接続している。
【００２９】
第１暖房復路８４の下流端は、タンクユニット４において、第２暖房加熱路８８とＨＰバイパス路９４に分岐している。第１暖房復路８４の下流端には、暖房用水調整弁９０が設けられている。暖房用水調整弁９０は、その開度を変化させることによって、第１暖房復路８４から第２暖房加熱路８８へ流れる暖房用水の流量と、第１暖房復路８４からＨＰバイパス路９４へ流れる暖房用水の流量の割合を変化させることができる。本実施例の暖房用水調整弁９０には、例えば三方弁が用いられる。第２暖房加熱路８８は、ＨＰユニット６の三流体熱交換器５８を通過して、第２暖房復路９６の上流端へ接続している。ＨＰバイパス路９４は、ＨＰユニット６の三流体熱交換器５８を通過することなく、第２暖房復路９６の上流端へ接続している。第２暖房復路９６は、下流端が燃焼ユニット８のシスターン７０に接続している。
【００３０】
追い焚き循環路７９には、追い焚き熱動弁８３と、追い焚き熱交換器９７が介装されている。追い焚き熱動弁８３は、追い焚き循環路７９を開閉する。追い焚き熱交換器９７では、追い焚き循環路７９を流れる暖房用水と、浴槽水循環路９１を流れる浴槽水の間で熱交換が行われる。追い焚き循環路７９の下流端は、第２暖房復路９６に接続している。
【００３１】
浴槽水循環路９１の上流端は、浴槽９８の底部に接続している。浴槽水循環路９１の下流端は、浴槽９８の側部に接続している。浴槽水循環路９１には、浴槽水循環ポンプ９９が介装されている。浴槽水循環ポンプ９９が駆動すると、浴槽９８の底部から吸い出された浴槽水が、追い焚き熱交換器９７を通過して、浴槽９８の側部へ戻される。
【００３２】
給湯加熱路３７には、給湯用バーナ８１が介装されている。給湯加熱路３７の給湯用バーナ８１よりも下流側から、浴槽注湯路４０が分岐している。浴槽注湯路４０には、浴槽注湯路４０を開閉する注湯電磁弁４２が介装されている。浴槽注湯路４０の下流端は、浴槽水循環ポンプ９９に接続している。
【００３３】
制御装置１００は、タンクユニット４、ＨＰユニット６、燃焼ユニット８の各構成要素の動作を制御する。制御装置１００は、後述する給湯設定温度、湯はり設定温度、湯はり設定水量、低温暖房設定温度、高温暖房設定温度などを利用者が設定する設定手段や、現在時刻を取得する計時手段や、過去の運転実績を記憶する記憶手段等を備えている。
【００３４】
（給湯暖房システムの動作）
次いで、本実施例の給湯暖房システム２の動作について説明する。以下では、給湯暖房システム２が実施する、給湯加熱運転、給湯運転、暖房加熱運転、湯はり運転および追い焚き運転について順に説明する。
【００３５】
（給湯加熱運転）
給湯加熱運転は、タンク１０内の給湯用水をヒートポンプ５０で加熱し、高温となった給湯用水をタンク１０に戻す運転である。給湯加熱運転を実行する際には、制御装置１００は、圧縮機６２およびファン５６を駆動してヒートポンプ５０を作動させるとともに、給湯用水循環ポンプ２２を駆動する。
【００３６】
圧縮機６２の駆動により、冷媒循環路５２内の冷媒は、空気熱交換器５４、圧縮機６２、三流体熱交換器５８、膨張弁６０の順に循環する。この場合、三流体熱交換器５８を通過する冷媒循環路５２内の冷媒は、高温高圧の気体状態である。また、給湯用水循環ポンプ２２の駆動により、タンク水循環路２０内をタンク１０内の給湯用水が循環する。即ち、タンク１０の下部に存在する給湯用水がタンク水循環路２０内に導入され、導入された給湯用水が三流体熱交換器５８を通過する際に、冷媒循環路５２内の冷媒の熱によって加熱され、加熱された給湯用水がタンク１０の上部に戻される。制御装置１００には、給湯加熱運転におけるＨＰユニット６での加熱後の給湯用水の目標温度として、給湯加熱温度が予め設定されている。給湯加熱温度は、例えば、給湯設定温度や湯はり設定温度に基づいて設定される。給湯加熱温度は、例えば、給湯設定温度や湯はり設定温度に、所定温度（例えば５℃）を加算した温度に設定される。本実施例では、給湯加熱運転において、制御装置１００は、ヒートポンプ５０における冷媒の目標凝縮温度を、給湯加熱温度に所定温度（例えば１℃）を加算した温度に設定する。制御装置１００は、凝縮温度センサ６４で検出される冷媒の凝縮温度が、目標凝縮温度に一致するように、ヒートポンプ５０の圧縮機６２の回転数、膨張弁６０の開度およびファン５６の回転数を制御する。また、制御装置１００は、サーミスタ２１で検出される給湯用水の温度が、給湯加熱温度に一致するように、給湯用水循環ポンプ２２の回転数を制御する。給湯加熱運転の実行により、タンク１０に高温の給湯用水が貯められる。タンク１０の内部が高温の給湯用水で満たされた満蓄状態となると、給湯加熱運転は終了する。
【００３７】
（給湯運転）
給湯運転は、タンク１０内の給湯用水を給湯栓３８に供給する運転である。給湯運転は、上記の給湯加熱運転と並行して行うこともできる。給湯栓３８が開かれると、水道水供給源３２からの水圧によって、水道水導入路２４（第１導入路２４ａ）からタンク１０の下部に水道水が流入する。同時に、タンク１０上部の給湯用水が、第１給湯路３６を介して給湯栓３８に供給される。
【００３８】
制御装置１００は、タンク１０から第１給湯路３６に供給される給湯用水の温度が、給湯設定温度より高い場合には、混合弁３０を駆動して第２導入路２４ｂから第１給湯路３６に水道水を導入する。従って、タンク１０から供給された給湯用水と第２導入路２４ｂから供給された水道水とが、第１給湯路３６内で混合される。制御装置１００は、給湯栓３８に供給される給湯用水の温度が、給湯設定温度と一致するように、混合弁３０の開度を調整する。一方、制御装置１００は、タンク１０から第１給湯路３６に供給される給湯用水の温度が、給湯設定温度より低い場合には、給湯用バーナ８１によって第１給湯路３６を通過する水を加熱する。制御装置１００は、給湯栓３８に供給される給湯用水の温度が、給湯設定温度と一致するように、給湯用バーナ８１の出力を制御する。
【００３９】
（暖房加熱運転）
暖房加熱運転は、ヒートポンプ５０によって暖房用水を加熱し、高温となった暖房用水を用いて低温暖房機７８や高温暖房機７６によって暖房する運転である。利用者によって暖房加熱運転の実行が指示されると、制御装置１００は、暖房用水調整弁９０の開度を低温暖房機７８や高温暖房機７６の負荷に応じて調整し、暖房用水循環ポンプ７４を回転させる。さらに、制御装置１００は、圧縮機６２およびファン５６を駆動してヒートポンプ５０を作動させる。これによって、三流体熱交換器５８で加熱された暖房用水が、シスターン７０を経て、低温暖房機７８や高温暖房機７６に供給される。さらに、制御装置１００は、必要に応じて暖房用バーナ８２を作動する。これにより、高温暖房機７６には、暖房用バーナ８２での加熱によってさらに高温となった暖房用水が供給される。制御装置１００には、暖房加熱運転におけるＨＰユニット６での加熱後の暖房用水の目標温度として、暖房加熱温度が予め設定されている。暖房加熱温度は、例えば、低温暖房機７８での低温暖房設定温度および高温暖房機７６での高温暖房設定温度に基づいて設定される。暖房加熱温度は、例えば、低温暖房機７８での低温暖房設定温度に所定温度（例えば５℃）を加算した温度に設定される。本実施例では、暖房加熱運転において、制御装置１００は、ヒートポンプ５０における冷媒の目標凝縮温度を、暖房加熱温度に所定温度（例えば１℃）を加算した温度に設定する。制御装置１００は、凝縮温度センサ６４で検出される冷媒の凝縮温度が、目標凝縮温度に一致するように、ヒートポンプ５０の圧縮機６２の回転数、膨張弁６０の開度およびファン５６の回転数を制御する。また、制御装置１００は、低温暖房機７８に供給される暖房用水の温度が低温暖房設定温度となるように、また高温暖房機７６に供給される暖房用水の温度が高温暖房設定温度となるように、暖房用水循環ポンプ７４の回転数や、暖房用水調整弁９０の開度や、暖房用バーナ８２の出力を制御する。
【００４０】
（湯はり運転）
湯はり運転は、浴槽９８に湯はりをする運転である。利用者が湯はり運転の開始を指示すると、給湯暖房システム２は湯はり運転を開始する。湯はり運転においては、制御装置１００は、注湯電磁弁４２を開く。注湯電磁弁４２が開かれると、水道水供給源３２からの水圧によって、水道水導入路２４（第１導入路２４ａ）からタンク１０の下部に水道水が流入する。同時に、タンク１０上部の給湯用水が、第１給湯路３６、給湯加熱路３７、浴槽注湯路４０、浴槽水循環路９１を介して浴槽９８に供給される。湯はり運転においては、制御装置１００は、給湯運転と同様にして、浴槽注湯路４０に供給される水の温度を湯はり設定温度に調整する。浴槽９８に供給される水の量が湯はり設定水量に達すると、湯はり運転は終了する。
【００４１】
（追い焚き運転）
追い焚き運転は、浴槽９８に貯められた浴槽水を追い焚きする運転である。利用者が追い焚き運転の開始を指示すると、給湯暖房システム２は追い焚き運転を開始する。追い焚き運転においては、制御装置１００は、浴槽水循環ポンプ９９を駆動する。また、制御装置１００は、追い焚き熱動弁８３を開いて、暖房用水循環ポンプ７４を駆動する。これにより、浴槽９８の底部から浴槽水が吸い出されて、追い焚き熱交換器９７で暖房用水との熱交換によって加熱される。加熱された浴槽水は、浴槽９８の側部へ戻される。追い焚き運転においては、暖房加熱運転と同様にして、ヒートポンプ５０による暖房用水の加熱と、暖房用バーナ８２による暖房用水の加熱が行われる。追い焚き運転は、暖房加熱運転の一態様ということもできる。
【００４２】
（給湯加熱運転と暖房加熱運転の同時実行）
給湯暖房システム２において、給湯加熱運転と暖房加熱運転が同時に実行されると、ヒートポンプ５０では、給湯用水の加熱と暖房用水の加熱が同時に行われる。このような場合、制御装置１００は、図２に示す処理によって、ヒートポンプ５０における冷媒の目標凝縮温度を設定する。
【００４３】
ステップＳ２では、制御装置１００は、給湯加熱温度が暖房加熱温度以上であるか否かを判断する。給湯加熱温度が暖房加熱温度以上である場合（ＹＥＳの場合）、処理はステップＳ４へ進む。給湯加熱温度が暖房加熱温度に満たない場合（ＮＯの場合）、処理はステップＳ６へ進む。
【００４４】
ステップＳ４では、制御装置１００は、冷媒の目標凝縮温度を、給湯加熱温度に所定温度（例えば１℃）を加算した値に設定する。
【００４５】
ステップＳ６では、制御装置１００は、冷媒の目標凝縮温度を、暖房加熱温度に所定温度（例えば１℃）を加算した値に設定する。
【００４６】
以上のように、本実施例の給湯暖房システム２では、給湯加熱温度が暖房加熱温度以上である場合には、ヒートポンプ５０における冷媒の目標凝縮温度は、給湯加熱温度に基づいて設定される。この場合、ヒートポンプ５０によって、給湯用水を給湯加熱温度まで加熱することができるとともに、暖房用水を暖房加熱温度より高い温度まで加熱することができる。これとは異なり、給湯加熱温度が暖房加熱温度に満たない場合には、ヒートポンプ５０における冷媒の目標凝縮温度は、暖房加熱温度に基づいて設定される。この場合、ヒートポンプ５０によって、給湯用水を給湯加熱温度より高い温度まで加熱することができるとともに、暖房用水を暖房加熱温度まで加熱することができる。上記のように冷媒の目標凝縮温度を設定することによって、ヒートポンプ５０における冷媒の凝縮温度を必要以上に高くしてしまうことなく、給湯用水を給湯加熱温度以上に加熱し、かつ暖房用水を暖房加熱温度以上に加熱することができる。ヒートポンプ５０の圧縮機６２に過大な負荷をかけることなく、給湯用水と暖房用水の両方を要求されている温度以上まで加熱することができる。
【００４７】
（実施例２）
図３に示すように、本実施例に係る給湯暖房システム１０２は、実施例１の給湯暖房システム２とほぼ同様の構成を備えている。以下では、本実施例の給湯暖房システム１０２について、実施例１の給湯暖房システム２と相違する点を説明する。
【００４８】
本実施例の給湯暖房システム１０２では、ＨＰユニット６が、三流体熱交換器５８に流入する給湯用水の温度（以下では給湯流入温度ともいう）を検出する給湯流入温度センサ１０４と、三流体熱交換器５８に流入する暖房用水の温度（以下では暖房流入温度ともいう）を検出する暖房流入温度センサ１０６を備えている。
【００４９】
本実施例の給湯暖房システム１０２は、実施例１の給湯暖房システム２と同様に、給湯加熱運転、給湯運転、暖房加熱運転、湯はり運転および追い焚き運転を実施することができる。
【００５０】
給湯暖房システム１０２において、給湯加熱運転と暖房加熱運転が同時に実行されると、ヒートポンプ５０では、給湯用水の加熱と暖房用水の加熱が同時に行われる。このような場合、制御装置１００は、図４に示す処理によって、ヒートポンプ５０における冷媒の目標凝縮温度を設定する。
【００５１】
ステップＳ１２では、制御装置１００は、給湯流入温度センサ１０４で検出される給湯流入温度が所定の第１下限温度（例えば５℃）以上であるか否かを判断する。給湯流入温度が第１下限温度以上である場合（ＹＥＳの場合）、処理はステップＳ１４へ進む。
【００５２】
ステップＳ１４では、制御装置１００は、暖房流入温度センサ１０６で検出される暖房流入温度が所定の第２下限温度（例えば３０℃）以上であるか否かを判断する。暖房流入温度が第２下限温度以上である場合（ＹＥＳの場合）、処理はステップＳ２２へ進む。
【００５３】
ステップＳ２２、Ｓ２４およびＳ２６の処理は、図２に示す実施例１の給湯暖房システム２における処理の、ステップＳ２、Ｓ４およびＳ６の処理と同様である。
【００５４】
図４のステップＳ１２において、給湯流入温度が第１下限温度に満たない場合（ＮＯの場合）や、ステップＳ１４において、暖房流入温度が第２下限温度に満たない場合（ＮＯの場合）は、処理はステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、制御装置１００は、冷媒の目標凝縮温度を、給湯加熱温度に所定温度（例えば１℃）を加算した値に設定する。
【００５５】
給湯加熱運転と暖房加熱運転を同時に実行する場合、給湯用水の加熱に必要な熱量と、暖房用水の加熱に必要な熱量の全てを、ヒートポンプ５０の加熱能力では賄うことができない場合がある。このような場合にまで、実施例１の給湯暖房システム２のように、給湯加熱温度と暖房加熱温度のうち高い方に基づいて冷媒の目標凝縮温度を設定してしまうと、圧縮機６２に過大な負荷をかけてしまうおそれがある。
【００５６】
そこで、本実施例の給湯暖房システム１０２では、給湯用水の流入温度が第１下限温度より低い場合（ステップＳ１２でＮＯの場合）には、給湯用水の加熱に必要な熱量が通常よりも大きいと判断して、給湯加熱運転を単独で実施する場合と同様に、給湯加熱温度に基づいて冷媒の目標凝縮温度を設定する。また、本実施例の給湯暖房システム１０２では、暖房用水の流入温度が第２下限温度より低い場合（ステップＳ１４でＮＯの場合）には、暖房用水の加熱に必要な熱量が通常よりも大きいと判断して、上記と同様に、給湯加熱温度に基づいて冷媒の目標凝縮温度を設定する。いずれの場合も、暖房加熱温度と給湯加熱温度の大小関係に関わりなく、冷媒の目標凝縮温度が給湯加熱温度に基づいて設定されるため、暖房用水を暖房加熱温度まで加熱することができない場合が生じ得る。しかしながら、本実施例の給湯暖房システム１０２は暖房用バーナ８２を備えているので、暖房用バーナ８２での暖房用水の加熱によって、低温暖房機７８および高温暖房機７６で必要とされる温度の暖房用水を供給することができる。上記の構成とすることによって、ヒートポンプ５０の圧縮機６２に過大な負荷がかかることを抑制することができる。
【００５７】
なお、図４の処理において、制御装置１００が、例えば、ステップＳ１２を省略してステップＳ１４のみを実行してもよいし、ステップＳ１４を省略してステップＳ１２のみを実行してもよい。あるいは、ステップＳ１２とステップＳ１４の処理を行なう代わりに、制御装置１００が、給湯流入温度センサ１０４で検出される温度が第１下限温度に満たず、かつ暖房流入温度センサ１０６で検出される温度が第２下限温度に満たない場合にのみ、ステップＳ１６の処理を行い、それ以外の場合には、ステップＳ２２、Ｓ２４およびＳ２６の処理を行なう構成としてもよい。
【００５８】
図４の処理のステップＳ１６において、給湯加熱温度に基づいて冷媒の目標凝縮温度を設定する代わりに、暖房加熱温度に基づいて冷媒の目標凝縮温度を設定するように構成してもよい。この場合、暖房加熱温度と給湯加熱温度の大小関係に関わりなく、冷媒の目標凝縮温度が暖房加熱温度に基づいて設定されるため、給湯用水を給湯加熱温度まで加熱することができない場合が生じ得る。しかしながら、本実施例の給湯暖房システム１０２は給湯用バーナ８１を備えているので、給湯用バーナ８１での給湯用水の加熱によって、給湯栓３８や浴槽９８で必要とされる温度の給湯用水を供給することができる。上記の構成によっても、ヒートポンプ５０の圧縮機６２に過大な負荷がかかることを抑制することができる。
【００５９】
上記の実施例では、タンク１０に貯められた給湯用水が給湯栓３８や浴槽９８に直接供給される構成、すなわち給湯用水として水道水などの上水を用いる構成について説明した。これとは異なり、タンク１０に貯める給湯用水を加熱流体としての不凍液で構成し、タンク１０に貯められた不凍液と水道水との熱交換によって水道水を加熱し、高温となった水道水を給湯栓３８や浴槽９８に供給する構成としてもよい。なお、この場合、不凍液は水道水との関係では加熱流体であるが、ヒートポンプ５０の冷媒との関係では被加熱流体である。
【００６０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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。また、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、出願時の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するものであり、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】
【００６１】
２      ：給湯暖房システム
４      ：タンクユニット
６      ：ＨＰユニット
８      ：燃焼ユニット
１０    ：タンク
１２    ：サーミスタ
１４    ：サーミスタ
１６    ：サーミスタ
１８    ：サーミスタ
２０    ：タンク水循環路
２１    ：サーミスタ
２２    ：給湯用水循環ポンプ
２４    ：水道水導入路
２４ａ  ：第１導入路
２４ｂ  ：第２導入路
２６    ：逆止弁
２８    ：逆止弁
３０    ：混合弁
３２    ：水道水供給源
３３    ：熱源機バイパス路
３４    ：バイパス弁
３６    ：第１給湯路
３７    ：給湯加熱路
３８    ：給湯栓
３９    ：第２給湯路
４０    ：浴槽注湯路
４２    ：注湯電磁弁
５０    ：ヒートポンプ
５２    ：冷媒循環路
５４    ：空気熱交換器
５６    ：ファン
５８    ：三流体熱交換器
６０    ：膨張弁
６２    ：圧縮機
６４    ：凝縮温度センサ
７０    ：シスターン
７２    ：暖房往路
７３    ：第１暖房加熱路
７４    ：暖房用水循環ポンプ
７５    ：低温暖房循環路
７６    ：高温暖房機
７７    ：高温暖房循環路
７８    ：低温暖房機
７９    ：追い焚き循環路
８１    ：給湯用バーナ
８２    ：暖房用バーナ
８３    ：追い焚き熱動弁
８４    ：第１暖房復路
８８    ：第２暖房加熱路
９０    ：暖房用水調整弁
９１    ：浴槽水循環路
９４    ：ＨＰバイパス路
９６    ：第２暖房復路
９７    ：追い焚き熱交換器
９８    ：浴槽
９９    ：浴槽水循環ポンプ
１００  ：制御装置
１０２  ：給湯暖房システム
１０４  ：給湯流入温度センサ
１０６  ：暖房流入温度センサ
【図１】
2018021740.tif 000003
【図２】
2018021740.tif 000004
【図３】
2018021740.tif 000005
【図４】
2018021740.tif 000006