(57)【要約】【課題】ヒートポンプを備える給湯暖房システムにおいて、暖房用熱媒の加熱の有無に関わらず、タンクに貯えられた給湯用熱媒の沸き上げ運転に要する時間を一定とすることが可能な技術を提供する。【解決手段】本明細書は、給湯暖房システムを開示する。給湯暖房システムは、給湯用熱媒および暖房用熱媒を加熱するヒートポンプと、給湯用熱媒を貯めるタンクと、タンクとヒートポンプの間で給湯用熱媒を循環させる循環ポンプと、給湯用熱媒を利用して給湯する給湯装置と、暖房用熱媒を利用して暖房する暖房装置と、制御装置を備えている。制御装置は、ヒートポンプにおける給湯用熱媒に対する加熱能力を給湯加熱能力として算出し、ヒートポンプにおける暖房用熱媒に対する加熱能力を暖房加熱能力として算出し、暖房加熱能力が第１所定値以下の場合に、給湯加熱能力を第２所定値に維持するように、ヒートポンプおよび循環ポンプの動作を制御する。【選択図】図２
2019116987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯用熱媒および暖房用熱媒を加熱するヒートポンプと、
前記給湯用熱媒を貯めるタンクと、
前記タンクと前記ヒートポンプの間で前記給湯用熱媒を循環させる循環ポンプと、
前記給湯用熱媒を利用して給湯する給湯装置と、
前記暖房用熱媒を利用して暖房する暖房装置と、
制御装置を備えており、
前記制御装置が、
前記ヒートポンプにおける前記給湯用熱媒に対する加熱能力を給湯加熱能力として算出し、
前記ヒートポンプにおける前記暖房用熱媒に対する加熱能力を暖房加熱能力として算出し、
前記暖房加熱能力が第１所定値以下の場合に、前記給湯加熱能力を第２所定値に維持するように、前記ヒートポンプおよび前記循環ポンプの動作を制御する、給湯暖房システム。
【請求項２】
前記制御装置が、前記暖房加熱能力に関わらず、前記暖房加熱能力と前記給湯加熱能力の和である合計加熱能力が前記ヒートポンプの最大加熱能力を超えない限りで、前記給湯加熱能力を前記第２所定値に維持するように、前記ヒートポンプおよび前記循環ポンプの動作を制御する、請求項１の給湯暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する技術は、給湯暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、給湯用熱媒および暖房用熱媒を加熱するヒートポンプと、給湯用熱媒を貯めるタンクと、タンクとヒートポンプの間で給湯用熱媒を循環させる循環ポンプと、給湯用熱媒を利用して給湯する給湯装置と、暖房用熱媒を利用して暖房する暖房装置と、制御装置を備える給湯暖房システムが開示されている。この給湯暖房システムでは、ヒートポンプにおいて給湯用熱媒の加熱と暖房用熱媒の加熱が同時に実行される場合に、ヒートポンプにおいて給湯用熱媒の加熱のみが実行される場合に比べて、ヒートポンプの給湯用熱媒に対する加熱能力を低下させる。
【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】
特許文献１の技術では、ヒートポンプにおける暖房用熱媒の加熱の有無によって、ヒートポンプにおける給湯用熱媒に対する加熱能力が変化する。このため、タンクの給湯用熱媒をヒートポンプで加熱する沸き上げ運転を実行する際に、暖房用熱媒の加熱が同時に行われる場合と行われない場合で、沸き上げ運転に要する時間が変化する。
【０００５】
沸き上げ運転は、給湯装置において給湯用熱媒を利用した給湯が開始される直前に終了することが好ましい。沸き上げ運転の終了が遅くなると、給湯に利用する高温の給湯用熱媒が不足して、ヒートポンプ以外の熱源を利用した補助加熱が必要となるおそれがある。逆に、沸き上げ運転の終了が早くなると、タンクに貯えられた給湯用熱媒からの自然放熱による損失が増大するおそれがある。沸き上げ運転を、給湯が開始される直前に終了するためには、給湯の開始が予想される時刻から、沸き上げ運転に要する時間を遡った時刻に、沸き上げ運転を開始する必要がある。この場合、沸き上げ運転に要する時間が、暖房用熱媒の加熱の有無によって変化してしまうと、沸き上げ運転を給湯が開始される直前に終了することができなくなるおそれがある。
【０００６】
本明細書では、ヒートポンプを備える給湯暖房システムにおいて、暖房用熱媒の加熱の有無に関わらず、タンクに貯えられた給湯用熱媒の沸き上げ運転に要する時間を一定と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】
本明細書は、給湯暖房システムを開示する。給湯暖房システムは、給湯用熱媒および暖房用熱媒を加熱するヒートポンプと、給湯用熱媒を貯めるタンクと、タンクとヒートポンプの間で給湯用熱媒を循環させる循環ポンプと、給湯用熱媒を利用して給湯する給湯装置と、暖房用熱媒を利用して暖房する暖房装置と、制御装置を備えている。制御装置は、ヒートポンプにおける給湯用熱媒に対する加熱能力を給湯加熱能力として算出し、ヒートポンプにおける暖房用熱媒に対する加熱能力を暖房加熱能力として算出し、暖房加熱能力が第１所定値以下の場合に、給湯加熱能力を第２所定値に維持するように、ヒートポンプおよび循環ポンプの動作を制御する。
【０００８】
上記の構成によれば、給湯暖房システムがタンクに貯えられた給湯用熱媒の沸き上げ運転を実行する際に、ヒートポンプにおいて暖房用熱媒の加熱が行われない場合（この場合、ヒートポンプにおける暖房用熱媒に対する加熱能力はゼロとなる）と、ヒートポンプにおいて第１所定値以下の加熱能力で暖房用熱媒の加熱が行われる場合とで、沸き上げ運転に要する時間を一定とすることができる。
【０００９】
上記の給湯暖房システムでは、制御装置が、暖房加熱能力に関わらず、暖房加熱能力と給湯加熱能力の和である合計加熱能力がヒートポンプの最大加熱能力を超えない限りで、給湯加熱能力を第２所定値に維持するように、ヒートポンプおよび循環ポンプの動作を制御してもよい。
【００１０】
上記の構成によれば、給湯暖房システムがタンクに貯えられた給湯用熱媒の沸き上げ運転を実行する際に、ヒートポンプにおいて第１所定値を超える加熱能力で暖房用熱媒の加熱が行われる場合でも、合計加熱能力がヒートポンプの最大加熱能力を超えない限り、沸き上げ運転に要する時間を一定とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例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】実施例に係る給湯暖房システム２のヒートポンプ５０における給湯用水に対する加熱能力と暖房用水に対する加熱能力の組み合わせの例を示す図である。
【図３】実施例に係る給湯暖房システム２のヒートポンプ５０における給湯用水に対する加熱能力と暖房用水に対する加熱能力の組み合わせの別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施例に係る給湯暖房システム２について説明する。図１に示すように、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、ヒートポンプユニット６と、熱源機ユニット８と、制御装置１００を備えている。
【００１３】
ヒートポンプユニット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、冷媒バイパス路６４と、開閉弁６６を備えている。
【００１４】
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。
【００１５】
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。冷媒循環路５２の圧縮機６２よりも下流側には、サーミスタ６１が取り付けられている。サーミスタ６１は、圧縮機６２から三流体熱交換器５８へ送られる冷媒の温度を検出する。
【００１６】
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。三流体熱交換器５８の冷媒循環路５２には、サーミスタ６３が取り付けられている。サーミスタ６３は、三流体熱交換器５８において凝縮過程にある冷媒の温度（すなわち、冷媒の凝縮温度）を検出する。また、冷媒循環路５２の三流体熱交換器５８よりも下流側には、サーミスタ６５が取り付けられている。サーミスタ６５は、三流体熱交換器５８から膨張弁６０へ送られる冷媒の温度を検出する。
【００１７】
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。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。
【００１８】
冷媒バイパス路６４は、一端が膨張弁６０の上流側に接続され、他端が膨張弁６０の下流側に接続されている。冷媒バイパス路６４内には、開閉弁６６が備えられている。
【００１９】
ヒートポンプ５０において、開閉弁６６を閉じた状態で、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。この場合、三流体熱交換器５８において、タンク水循環路２０内の給湯用水、および／または、第２暖房加熱路８８内の暖房用水が加熱される。なお、三流体熱交換器５８においては、冷媒と給湯用水は互いに対向流として流れるとともに、冷媒と暖房用水は互いに対向流として流れる。
【００２０】
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。
【００２１】
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、ヒートポンプユニット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、ヒートポンプユニット６の給湯用水循環ポンプ２２が介装されている。ヒートポンプユニット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よりも上流側には、サーミスタ２３が取り付けられている。サーミスタ２３は、タンク１０からヒートポンプ５０へ送られる給湯用水の温度を検出する。また、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、熱源機ユニット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。
【００２４】
熱源機ユニット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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、ヒートポンプユニット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。第２暖房加熱路８８の三流体熱交換器５８よりも上流側には、サーミスタ８７が取り付けられている。サーミスタ８７は、三流体熱交換器５８を通過する前の暖房用水の温度を検出する。また、第２暖房加熱路８８の三流体熱交換器５８よりも下流側には、サーミスタ８９が取り付けられている。サーミスタ８９は、三流体熱交換器５８を通過した後の暖房用水の温度を検出する。ＨＰバイパス路９４は、ヒートポンプユニット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、下流端が熱源機ユニット８のシスターン７０に接続している。
【００２７】
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。
【００２８】
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。浴槽水循環路９１の追い焚き熱交換器９７よりも上流側には、サーミスタ９２が取り付けられている。サーミスタ９２は、追い焚き熱交換器９７を通過する前の浴槽水の温度を検出する。浴槽水循環路９１の追い焚き熱交換器９７よりも下流側には、サーミスタ９３が取り付けられている。サーミスタ９３は、追い焚き熱交換器９７を通過した後の浴槽水の温度を検出する。
【００２９】
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。
【００３０】
制御装置１００は、タンクユニット４、ヒートポンプユニット６、熱源機ユニット８の各構成要素の動作を制御する。
【００３１】
（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、沸き上げ運転、給湯運転、湯張り運転、暖房運転および追い焚き運転について順に説明する。
【００３２】
（沸き上げ運転）
沸き上げ運転は、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。沸き上げ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。この際、ヒートポンプ５０では、開閉弁６６を閉じた状態で圧縮機６２を駆動する。
【００３３】
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。この際、サーミスタ２１で検出される給湯用水の温度が、沸き上げ設定温度となるように、ヒートポンプ５０および給湯用水循環ポンプ２２の動作が制御される。これにより、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、沸き上げ運転は終了する。
【００３４】
（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、上記の沸き上げ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。
【００３５】
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によって給湯加熱路３７を通過する給湯用水を加熱する。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。給湯栓３８が閉じられると、給湯運転は終了する。
【００３６】
（湯張り運転）
湯張り運転は、タンク１０内の給湯用水を浴槽９８に供給する運転である。湯張り運転は、上記の沸き上げ運転と並行して行うこともできる。ユーザによって湯張り運転の実行が指示されると、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、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。湯張り運転では、上記の給湯運転と同様にして、湯張り設定温度に調温された給湯用水が浴槽９８へ供給される。浴槽９８へ供給された給湯用水の積算流量が湯張り設定水量に達すると、制御装置１００は注湯電磁弁４２を閉じる。これによって、湯張り運転は終了する。
【００３７】
（暖房運転）
暖房運転は、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。ユーザによって暖房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を駆動する。さらに、制御装置１００は、開閉弁６６を閉じた状態で圧縮機６２およびファン５６を駆動する。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。暖房運転においては、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、暖房用水調整弁９０の開度や、ヒートポンプ５０の動作や、暖房用バーナ８２の出力が調整される。ユーザによって暖房運転の終了が指示されると、暖房運転は終了する。
【００３８】
（追い焚き運転）
追い焚き運転は、浴槽９８に貯えられている浴槽水を、追い焚き熱交換器９７によって加熱する運転である。ユーザによって追い焚き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の開度を調整し、暖房用水循環ポンプ７４を駆動する。さらに、制御装置１００は、開閉弁６６を閉じた状態で圧縮機６２およびファン５６を駆動するとともに、浴槽水循環ポンプ９９を駆動する。これにより、ヒートポンプ５０や暖房用バーナ８２での加熱によって高温となった暖房用水が、追い焚き熱交換器９７に供給される。浴槽９８に貯えられている浴槽水は、追い焚き熱交換器９７へ送られて、暖房用水との熱交換によって加熱された後、浴槽９８へ戻される。追い焚き運転においては、追い焚き熱交換器９７から浴槽９８に戻される浴槽水の温度が追い焚き設定温度となるように、暖房用水調整弁９０の開度や、ヒートポンプ５０の動作や、暖房用バーナ８２の出力や、浴槽水循環ポンプ９９の回転数が調整される。浴槽９８の内部の全ての浴槽水の温度が追い焚き設定温度となると、追い焚き運転は終了する。
【００３９】
（沸き上げ運転のスケジューリング）
制御装置１００は、過去の所定期間（例えば７日間）について、給湯運転や湯張り運転において供給した給湯用水の温度と積算流量を、給湯実績として記憶している。そして、制御装置１００は、毎日、所定時刻（例えば午前２時）が到来する度に、過去の所定期間における給湯実績に基づいて、当日の給湯開始時刻や、湯張り開始時刻を推定する。そして、制御装置１００は、推定された給湯開始時刻や湯張り開始時刻から、沸き上げ運転に要する時間を遡った時刻を、沸き上げ運転の開始時刻として設定する。沸き上げ運転に要する時間は、沸き上げ運転の終了後に開始される給湯運転や湯張り運転において必要とされる給湯用水の温度および積算流量と、沸き上げ運転でのヒートポンプ５０における給湯用水に対する加熱能力に基づいて、算出することができる。そして、制御装置１００は、設定された沸き上げ運転の開始時刻が到来すると、上記した沸き上げ運転を実行する。
【００４０】
（ヒートポンプにおける加熱能力の制御）
制御装置１００は、沸き上げ運転や暖房運転、追い焚き運転でヒートポンプ５０を駆動している時に、ヒートポンプ５０における給湯用水に対する加熱能力およびヒートポンプ５０における暖房用水に対する加熱能力をそれぞれ算出する。
【００４１】
ヒートポンプ５０における給湯用水に対する加熱能力は、種々の方法により算出することができる。例えば、制御装置１００は、サーミスタ２３で検出される三流体熱交換器５８に流入する給湯用水の温度と、サーミスタ２１で検出される三流体熱交換器５８から流出する給湯用水の温度から、給湯用水の昇温幅を算出し、給湯用水循環ポンプ２２の回転数から、給湯用水の流量を取得し、給湯用水の昇温幅に給湯用水の流量を乗算することで、ヒートポンプ５０における給湯用水に対する加熱能力を算出してもよい。あるいは、制御装置１００は、三流体熱交換器５８に流入する冷媒の過熱度と、三流体熱交換器５８から流出する冷媒の過冷却度と、圧縮機６２の回転数と、給湯用水循環ポンプ２２の回転数と、給湯用水に対する加熱能力について、予め試験等によって特定された対応関係を対応テーブルとして記憶しておき、三流体熱交換器５８に流入する冷媒の過熱度と、三流体熱交換器５８から流出する冷媒の過冷却度と、圧縮機６２の回転数と、給湯用水循環ポンプ２２の回転数から、給湯用水に対する加熱能力を特定してもよい。この場合、三流体熱交換器５８に流入する冷媒の過熱度は、サーミスタ６１で検出される冷媒の温度（圧縮機６２から三流体熱交換器５８へ送られる冷媒の温度）から、サーミスタ６３で検出される冷媒の温度（三流体熱交換器５８における冷媒の凝縮温度）を減算することで、算出することができる。また、三流体熱交換器５８から流出する冷媒の過冷却度は、サーミスタ６３で検出される冷媒の温度（三流体熱交換器５８における冷媒の凝縮温度）から、サーミスタ６５で検出される冷媒の温度（三流体熱交換器５８から膨張弁６０へ送られる冷媒の温度）を減算することで、算出することができる。
【００４２】
ヒートポンプ５０における暖房用水に対する加熱能力は、種々の方法により算出することができる。例えば、制御装置１００は、サーミスタ８７で検出される三流体熱交換器５８に流入する暖房用水の温度と、サーミスタ８９で検出される三流体熱交換器５８から流出する暖房用水の温度から、暖房用水の昇温幅を算出し、暖房用水循環ポンプ７４の回転数と、暖房用水調整弁９０の開度から、暖房用水の流量を取得し、暖房用水の昇温幅に暖房用水の流量を乗算することで、ヒートポンプ５０における暖房用水に対する加熱能力を算出してもよい。あるいは、制御装置１００は、三流体熱交換器５８に流入する冷媒の過熱度と、三流体熱交換器５８から流出する冷媒の過冷却度と、圧縮機６２の回転数と、給湯用水循環ポンプ２２の回転数から、ヒートポンプ５０における合計加熱能力と、ヒートポンプ５０における給湯用水に対する加熱能力をそれぞれ特定した上で、合計加熱能力から給湯用水に対する加熱能力を減算することで、ヒートポンプ５０における暖房用水に対する加熱能力を算出してもよい。
【００４３】
ヒートポンプ５０において、給湯用水の加熱と暖房用水の加熱が同時に行われる場合、ヒートポンプ５０は、合計加熱能力が第３所定値（例えば２．５ｋＷ）の場合に、最も高い効率で運転することができる。そこで、制御装置１００は、ヒートポンプ５０における暖房用水に対する加熱能力が第１所定値（例えば１．０ｋＷ）の時に、ヒートポンプ５０における合計加熱能力が第３所定値（例えば２．５ｋＷ）となるような、給湯用水に対する加熱能力を、第２所定値（例えば１．５ｋＷ）として設定する。そして、図２、図３に示すように、制御装置１００は、ヒートポンプ５０における暖房用水に対する加熱能力が第１所定値（例えば１．０ｋＷ）以下の場合には、ヒートポンプ５０における給湯用水に対する加熱能力が第２所定値（例えば１．５ｋＷ）に維持されるように、ヒートポンプ５０および給湯用水循環ポンプ２２の動作を制御する。このような構成とすることで、給湯暖房システム２が沸き上げ運転を実行中に、暖房運転や追い焚き運転が実行されない場合（この場合、ヒートポンプ５０における暖房用水に対する加熱能力はゼロとなる）と、ヒートポンプ５０における暖房用水に対する加熱能力が第１所定値（例えば１．０ｋＷ）以下となるように暖房運転や追い焚き運転が実行される場合とで、沸き上げ運転に要する時間を一定とすることができる。
【００４４】
なお、図２に示すように、制御装置１００は、ヒートポンプ５０における暖房用水に対する加熱能力が第１所定値（例えば１．０ｋＷ）を超える場合についても、合計加熱能力がヒートポンプ５０の最大加熱能力（例えば３．０ｋＷ）を超えない限りで、ヒートポンプ５０における給湯用水に対する加熱能力が第２所定値（例えば１．５ｋＷ）に維持されるように、ヒートポンプ５０および給湯用水循環ポンプ２２の動作を制御してもよい。このような構成とすることで、給湯暖房システム２が沸き上げ運転を実行中に、ヒートポンプ５０における暖房用水に対する加熱能力が第１所定値（例えば１．０ｋＷ）を超えるように暖房運転や追い焚き運転が実行される場合でも、合計加熱能力がヒートポンプ５０の最大加熱能力（例えば３．０ｋＷ）を超えない限り、沸き上げ運転に要する時間を一定とすることができる。
【００４５】
あるいは、図３に示すように、制御装置１００は、ヒートポンプ５０における暖房用水に対する加熱能力が第１所定値（例えば１．０ｋＷ）を超える場合には、ヒートポンプ５０における合計加熱能力が第３所定値（例えば２．５ｋＷ）に維持されるように、ヒートポンプ５０および給湯用水循環ポンプ２２の動作を制御してもよい。このような構成とすることで、ヒートポンプ５０における暖房用水に対する加熱能力が第１所定値（例えば１．０ｋＷ）を超える場合に、ヒートポンプ５０を高い効率で動作させることができる。
【００４６】
以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、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。また、本明細書又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。
【符号の説明】
【００４７】
２      ：給湯暖房システム
４      ：タンクユニット
６      ：ヒートポンプユニット
８      ：熱源機ユニット
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
２３    ：サーミスタ
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
６１    ：サーミスタ
６２    ：圧縮機
６３    ：サーミスタ
６４    ：冷媒バイパス路
６５    ：サーミスタ
６６    ：開閉弁
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
８７    ：サーミスタ
８８    ：第２暖房加熱路
８９    ：サーミスタ
９０    ：暖房用水調整弁
９１    ：浴槽水循環路
９２    ：サーミスタ
９３    ：サーミスタ
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
【図１】
2019116987.tif 000003
【図２】
2019116987.tif 000004
【図３】
2019116987.tif 000005