(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気からの吸熱を利用して水を加熱するヒートポンプと、
水を貯めるタンクと、
水からの放熱を利用して暖房する暖房機と、
タンク内の水をヒートポンプに供給し、ヒートポンプを通過した後の水をタンクに戻す経路であって、上流端及び下流端がタンクに接続されている経路であるヒートポンプ経路と、
水を暖房機に供給し、暖房機を通過した後の水をタンクに供給する経路であって、上流端がヒートポンプ経路のうちのヒートポンプの下流側に接続され、下流端がタンクに接続されている経路である暖房経路と、
暖房経路に設けられており、暖房経路内の水を循環させる第１の循環ポンプと、
ヒートポンプ経路のうち、暖房経路との接続部の下流側に設けられている開閉弁と、
暖房経路に水を供給する給水機構と、
試運転を実行する制御装置と、を備えており、
制御装置は、試運転に際し、給水機構により水を供給し、第1の循環ポンプを作動させるとともに、開閉弁を開いて、暖房経路及びタンクの水張りを実行する第１の特定運転と、給水機構により水を供給し、第1の循環ポンプを作動させるとともに、開閉弁を閉じて、ヒートポンプ経路の水張りを実行する第２の特定運転を実行する、
暖房装置。
【請求項２】
制御装置は、第１の特定運転が完了したことを判定したときに、第２の特定運転を実行する、請求項１に記載の暖房装置。
【請求項３】
ヒートポンプ経路に設けられており、ヒートポンプ経路内の水を循環させる第２の循環ポンプをさらに備えており、
制御装置は、第２の特定運転において、第２の循環ポンプを作動させる、請求項１または２に記載の暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、大気からの吸熱を利用して水を加熱するヒートポンプと、水を貯めるタンクと、水からの放熱を利用して暖房する暖房機と、タンクとヒートポンプとの間で水を循環させるための経路であるヒートポンプ経路と、タンクと暖房機との間で水を循環させるための経路である暖房経路と、暖房経路に設けられており、暖房経路内の水を循環させる第１の循環ポンプを備える暖房装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１４２４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の暖房装置においては、暖房装置を所定の場所に設置した後、暖房装置の水張り運転などの試運転が実行される。暖房装置の水張り運転では、ヒートポンプ経路の水張り及び暖房経路の水張りが実行される。なお、暖房装置の水張り運転は、作業者の操作に基づいて実行される。特許文献１に記載の暖房装置の水張り運転において、ヒートポンプ経路の水張りと暖房経路の水張りは、別々に実行するように構成されている。この場合、作業者は、ヒートポンプ経路の水張りを実行させるための操作と、暖房経路の水張りを実行させるための操作のそれぞれを実行する必要がある。例えば、暖房経路の水張りの後にヒートポンプ経路の水張りを実行する場合、まず、作業者は、暖房経路の水張りを実行させるための操作を実行する。次いで、暖房経路の水張りが完了した場合に、作業者は、ヒートポンプ経路の水張りを実行させるための操作を実行する。このため、暖房装置の水張り運転において、作業者は少なくとも２回の操作を実行する必要があるため、作業者の負担が大きい。
【０００５】
本明細書では、試運転の水張りにおける作業者の負担を低減する暖房装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する暖房装置は、ヒートポンプと、タンクと、暖房機と、ヒートポンプ経路と、暖房経路と、第１の循環ポンプと、開閉弁と、給水機構と、制御装置を備えている。ヒートポンプは、大気からの吸熱を利用して水を加熱する。タンクは、水を貯める。暖房機は、水からの放熱を利用して暖房する。ヒートポンプ経路は、タンク内の水をヒートポンプに供給し、ヒートポンプを通過した後の水をタンクに戻す経路であって、上流端及び下流端がタンクに接続されている経路である。暖房経路は、水を暖房機に供給し、暖房機を通過した後の水をタンクに供給する経路であって、上流端がヒートポンプ経路のうちのヒートポンプの下流側に接続され、下流端がタンクに接続されている経路である。第１の循環ポンプは、暖房経路に設けられており、暖房経路内の水を循環させる。開閉弁は、ヒートポンプ経路のうち、暖房経路との接続部の下流側に設けられている。給水機構は、暖房経路に水を供給する。制御装置は、試運転を実行する。制御装置は、試運転に際し、給水機構により水を供給し、第１の循環ポンプを作動させるとともに、開閉弁を開いて、暖房経路及びタンクの水張りを実行する第１の特定運転と、給水機構により水を供給し、第1の循環ポンプを作動させるとともに、開閉弁を閉じて、ヒートポンプ経路の水張りを実行する第２の特定運転転と、を実行する。なお、ここでいう「水」は、暖房機での放熱に用いることができるものであればよく、水道水であってもよいし、エチレングリコール等を含むいわゆる不凍液であってもよい。
【０００７】
上記の構成によると、試運転を実行することによって、制御装置が、暖房経路及びタンクの水張りを行う第１特定運転と、ヒートポンプ経路の水張りを行う第２の特定運転を実行する。このため、作業者は、第１の特定運転を実行させるための操作と、第２の特定運転を実行させるための操作を、別個に行なう必要がない。この結果、試運転の水張りにおける作業者の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】暖房システム２の構成を模式的に示す図。
【図２】暖房システム２が実行する水張り運転を説明するフローチャート。
【図３】水張り運転における、暖房循環ポンプ、熱動弁、開閉弁、分配弁、ＨＰ給水ポンプの状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、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。
【００１０】
（特徴１）制御装置は、第１の特定運転が完了したことを判定したときに、第２の特定運転を実行する。
【００１１】
タンクへの水張りが完了していない状態で、ヒートポンプ経路への水張りを行なうと、タンクに残留している空気がヒートポンプ経路へ流れこんでしまい、ヒートポンプ経路からの空気抜きが困難となる。上記の構成によれば、第２の特定運転を開始する時点で、タンクの水張りが完了しており、タンクには空気が残留していない。このため、第２の特定運転において、ヒートポンプ経路からの空気抜きを確実に行なうことができる。
【００１２】
（特徴２）暖房装置は、ヒートポンプ経路に設けられており、ヒートポンプ経路内の水を循環させる第２の循環ポンプをさらに備えていてもよい。制御装置は、第２の運転において、第２の循環ポンプを作動させてもよい。
【００１３】
上記の構成によれば、第２の特定運転を開始する時点で、タンクの水張りが完了している。このため、給水機構から供給される水の少なくとも一部は、第１の循環ポンプの駆動によってタンクを介してヒートポンプ経路へ流れ込む。第２の循環ポンプの駆動によって、ヒートポンプ経路に流れ込んだ水を、ヒートポンプ経路内で循環させることができる。このため、ヒートポンプ経路への水張りを確実に行なうことができる。
【００１４】
（実施例）
図１に示すように、本実施例に係る暖房システム２は、ＨＰ（ヒートポンプ）ユニット１０と、タンクユニット２０と、暖房ユニット４０と、制御装置７０とを備えている。
【００１５】
ＨＰユニット１０は、ヒートポンプ１２と、ＨＰ循環ポンプ１４と、ＨＰ往き管１６と、ＨＰ戻り管１８と、タンク上部管８０とを備える。なお、本実施例の暖房システム２では、ＨＰユニット１０のうち、ヒートポンプ１２と、ＨＰ循環ポンプ１４と、ＨＰ往き管１６の一部と、ＨＰ戻り管１８の一部とは屋外に設置されることが想定されている。
【００１６】
ヒートポンプ１２は、ＨＰ往き管１６から供給される水と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器（図示省略）を備える。本実施例では、暖房システム２には、暖房のための熱媒として水道水が用いられている。他の例では、エチレングリコール等を含む不凍液が暖房のための熱媒として用いられてもよい。熱交換器は、水が流れる熱媒管と、冷媒が流れる冷媒管とを備える（図示省略）。熱媒管の両端部は、それぞれ、ＨＰ往き管１６と、ＨＰ戻り管１８に接続している。冷媒管内を流れる冷媒には、二酸化炭素、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）等のガスを用いることができる。本実施例では、ＨＰ往き管１６を流れてきた水は、熱交換器の熱媒管を通過する間に冷媒管内の冷媒（高温高圧）と熱交換を行う（冷媒から熱を受け取る）ことによって加熱される。熱交換を終えた高温の水は、ＨＰ戻り管１８へと送り出される。熱媒管内の水と、冷媒管内の冷媒は、互いに逆方向に流れる（カウンターフロー）ことが、効率よく熱交換を行う上では好ましい。また、ヒートポンプ１２は、温度センサ１５を備えている。温度センサ１５は、外気温を測定する。
【００１７】
ＨＰ往き管１６は、一端がタンク２２（後述）の下部と接続し、他端がヒートポンプ１２の熱媒管の入口側と接続する。ＨＰ往き管１６は、タンク２２の下部の水を、ヒートポンプ１２の熱媒管に送り出す。ＨＰ往き管１６は、ＨＰ往き管１６を流れる水の温度を測定する温度センサ３９を備える。
【００１８】
ＨＰ戻り管１８は、一端がヒートポンプ１２の熱媒管の出口側と接続し、他端がタンク上部管８０の一端、暖房往き管４２の一端、及び、空気抜き管８２の一端と接続する。また、ＨＰ戻り管１８は、ＨＰ戻り管１８を流れる水の温度を測定する温度センサ３８を備える。タンク上部管８０の他端はタンク２２の上部と接続する。タンク上部管８０には、タンク上部管８０を開閉する第１開閉弁８１が介装されている。空気抜き管８２の他端は、大気に開放されている。空気抜き管８２には、空気抜き弁８４が設けられている。空気抜き弁８４を開状態にすることで、ＨＰユニット１０内の空気が、外部に排気される。
【００１９】
図１の例では、ＨＰ循環ポンプ１４は、ヒートポンプ１２に備えられている。ＨＰ循環ポンプ１４を動作させることにより、ＨＰ往き管１６とＨＰ戻り管１８とタンク上部管８０とを介して、ヒートポンプ１２とタンク２２との間で水が循環する。
【００２０】
タンクユニット２０は、タンク２２と三個の温度センサ２４、２６、２８とを備える。タンク２２は、ヒートポンプ１２によって加熱された水を貯える。タンク２２の容量は、例えば３０Ｌである。三個の温度センサ２４、２６、２８は、タンク２２の高さ方向に沿って下からこの順で設けられている。各温度センサ２４、２６、２８は、それぞれ、タンク２２内の水の温度を測定する。
【００２１】
暖房ユニット４０は、暖房往き管４２と、暖房戻り管４４と、暖房循環ポンプ４６と、バーナ４８と、暖房機５０と、バイパス路６０と、分配弁６２と、膨張タンク１００と、圧力調整管１０２と、膨張タンク上部管１０４を備える。
【００２２】
暖房往き管４２は、一端がタンク上部管８０の端部、ＨＰ戻り管１８の端部、及び、空気抜き管８２の端部と接続し、他端が暖房機５０と接続する。暖房往き管４２は、タンク２２の上部から送り出される水を、暖房機５０に送り出す。暖房往き管４２は暖房往き管４２内の水を流動させる暖房循環ポンプ４６と、暖房往き管４２内を流れる水の温度を測定する温度センサ５２、５４、５６と、暖房往き管４２を開閉するための熱動弁９１を備える。また、暖房往き管４２は、温度センサ５６と暖房循環ポンプ４６との間に、暖房往き管４２内を流れる水の水位を測定する水位電極４５を備える。水位電極４５は、暖房往き管４２内を流れる水の水位が所定水位に達したらＯＮとなり、暖房往き管４２内を流れる水の水位が所定水位に満たないとＯＦＦとなる。本実施例の水位電極４５は、暖房往き管４２が水で満たされている場合にＯＮとなるように設定されている。
【００２３】
暖房機５０は、暖房往き管４２から供給される水からの放熱を利用して暖房を行う。放熱により、水の温度は低くなる。放熱後の水は、暖房戻り管４４に送り出される。
【００２４】
バーナ４８は、都市ガスやＬＰガス等の燃料を燃焼させ、その燃焼熱によって暖房往き管４２内を流れる水を加熱する。バーナ４８は、暖房往き管４２内の水が、暖房機５０で必要とされる温度に満たない場合に動作する補助熱源である。
【００２５】
暖房戻り管４４は、一端が暖房機５０と接続し、他端がタンク２２の下部と接続する。暖房戻り管４４は、暖房機５０から送り出される放熱後の水を、タンク２２に送り出す。暖房戻り管４４は、さらに、暖房戻り管４４内を流れる水（放熱後）の温度を測定する温度センサ５８を備える。
【００２６】
圧力調整管１０２の一端は、バーナ４８の下流側であって、熱動弁９１よりも上流側の暖房往き管４２に接続されている。圧力調整管１０２の他端は、大気に開放されている。圧力調整管１０２には、膨張タンク上部管１０４の一端が接続されている。膨張タンク上部管１０４の他端は、膨張タンク１００に接続されている。本実施例では、水の循環する経路が密閉経路となっている。このため、膨張タンク１００は、水の膨張及び収縮を吸収するために用意されている。圧力調整管１０２には、圧力逃し弁１０６が設けられている。圧力逃し弁１０６は、圧力調整管１０２と膨張タンク上部管１０４の接続部よりも大気側に設けられている。圧力逃し弁１０６は、暖房システム２内の水の圧力が所定圧力以上となったときに開弁することで、暖房システム２内の水の圧力が所定圧力以上にならないように自動調整する。
【００２７】
バイパス路６０は、暖房往き管４２と暖房戻り管４４との間を接続している。バイパス路６０は、一端が暖房往き管４２と接続し、他端が暖房戻り管４４と接続している。バイパス路６０を備えることにより、暖房戻り管４４を流れる水の一部又は全部を、タンク２２を経由することなく、暖房往き管４２に戻すことができる。
【００２８】
また、暖房戻り管４４とバイパス路６０とが接続する部分には、分配弁６２が設けられている。分配弁６２の開度を調整することによって、暖房戻り管４４からタンク２２に戻される水の流量と、暖房戻り管４４からバイパス路６０へ流れる水の流量の割合を変化させることができる。本実施例では、分配弁６２を全閉すると、暖房戻り管４４を流れる水の全量がバイパス路６０を通過する。分配弁６２を全開すると、暖房戻り管４４を流れる水の全量がタンク２２に供給される。
【００２９】
分配弁６２の開度を調整することにより、例えば、暖房往き管４２を通って暖房機５０に送られる水の温度が高過ぎるときに、暖房戻り管４４内の放熱後の水を、バイパス路６０を介して暖房往き管４２内の水に合流させて、暖房機５０に送られる水の温度を低下させることができる。また、例えば、タンク２２内に高温の水が十分に貯められていない状態で暖房運転を行う場合に、暖房戻り管４４内の放熱後の水をタンク２２に戻さずに、バイパス路６０を介して暖房往き管４２内の水に合流させて、タンク２２内の水の温度の低下を抑制することもできる。
【００３０】
暖房戻り管４４には、後述する試運転に際し、貯水タンク２０２と給水ポンプ２０４を備える加圧シスターン２００が接続される。加圧シスターン２００は、シスターン往き管２０６及びシスターン戻り管２０８を介して暖房戻り管４４に接続される。シスターン往き管２０６は、第２開閉弁２１２を介して、暖房戻り管４４に接続されており、シスターン戻り管２０８は、第３開閉弁２１４を介して、暖房戻り管４４に接続されている。給水ポンプ２０４は、貯水タンク２０２と第２開閉弁２１２の間に設けられている。貯水タンク２０２には、暖房システム２に供給する水が貯留されている。暖房戻り管４４とシスターン往き管２０６の接続部と、暖房戻り管４４とシスターン戻り管２０８の接続部と、の間には、第４開閉弁２１６が設けられている。第２開閉弁２１２が開いており、第４開閉弁２１６が閉じている状態で給水ポンプ２０４を作動させることで、貯水タンク２０２内の水が、シスターン往き管２０６を通って、暖房戻り管４４に供給される。
【００３１】
制御装置７０は、ＨＰユニット１０、タンクユニット２０、及び、暖房ユニット４０と電気的に接続されており、各ユニット１０、２０、４０の各構成要素の動作を制御する。制御装置７０は、試運転（水張り運転等）と、利用運転（蓄熱運転、暖房運転、凍結防止運転等）を本実施例の暖房システム２に実行させる。
【００３２】
通常電力系統７２と融雪電力系統７４はいずれも電力会社が提供する。通常電力系統７２は、常時利用可能な電力系統である。一方、融雪電力系統７４は、寒冷地において、主に冬期（１０月〜５月）の間に限って利用可能な特別の電力系統である。なお、融雪電力系統７４が利用不可能な期間（６月〜９月）には、電力会社が融雪電力系統７４への電力供給を停止する。融雪電力系統７４からの電力の利用は、暖房目的のものに限られるという規則が定められている。さらに、融雪電力系統７４を利用可能な期間においては、毎日、所定の時間帯（例えば毎日１６時〜２１時）の間に、電力を遮断する遮断期間を設ける必要があるという規則も定められている。遮断期間は、毎日、所定の時間帯の間（例えば毎日１６時〜２１時の間）に、合計で２時間設ける必要がある。遮断期間は、利用者が事前に設定しておく。従って、利用者は、例えば、毎日１６時〜１８時の２時間を遮断期間として設定することができる。また、他の例では、毎日１６時〜２１時の間に、３０分間の遮断期間を断続的に４回設けてもよい。毎日、１６時〜２１時の間に、合計で２時間の遮断期間を設けることができれば、遮断期間の設定方法は任意とすることができる。
【００３３】
図１に示すように、融雪電力系統７４はタイマ７６を備えている。タイマ７６は、融雪電力系統７４を利用可能な期間（上記の例における１０月〜５月）の間に動作する。融雪電力系統７４を利用可能な期間中に、タイマ７６が、遮断期間であることを示す場合、ブレーカ（図示省略）によって電力供給が遮断されて、融雪電力系統７４が一時的に利用不可能となる（遮断される）。
【００３４】
本実施例では、暖房システム２の各要素のうち、ヒートポンプ１２、ＨＰ循環ポンプ１４、分配弁６２、及び、第１開閉弁８１が、融雪電力系統７４から電力供給を受けて動作する。そのため、融雪電力系統７４の遮断期間が開始すると、ヒートポンプ１２、ＨＰ循環ポンプ１４、分配弁６２、及び、第１開閉弁８１は動作できなくなる。なお、その他の要素である制御装置７０、暖房循環ポンプ４６、バーナ４８、暖房機５０、熱動弁９１、及び、給水ポンプ２０４は、通常電力系統７２から電力供給を受けて動作する。そのため、制御装置７０、暖房循環ポンプ４６、バーナ４８、暖房機５０、熱動弁９１、及び、給水ポンプ２０４は、常時動作可能である。
【００３５】
次いで、本実施例の暖房システム２の動作について説明する。暖房システム２は、融雪電力系統７４の利用可能期間と、融雪電力系統７４の遮断期間とで、異なる利用運転を行う。なお、暖房システム２では、試運転の後に、利用運転が行われるが、ここでは、利用運転から先に説明する。
【００３６】
（融雪電力系統７４の利用可能期間中の利用運転）
融雪電力系統７４の利用可能期間中、暖房システム２の制御装置７０は、凍結防止運転と、蓄熱運転と、暖房運転とを実行することができる。また、暖房システム２の制御装置７０は、融雪電力系統７４の遮断期間開始５分前になると、後述の遮断直前処理を行う。
【００３７】
融雪電力系統７４の利用可能期間中における凍結防止運転は、ヒートポンプ１２とタンク２２との間で水を循環させることにより、ヒートポンプ１２とＨＰ往き管１６とＨＰ戻り管１８の凍結破損を防止するための運転である。この際、第１開閉弁８１は開かれている。融雪電力系統７４の利用可能期間中に凍結防止運転が指示されると、制御装置７０は、ＨＰ循環ポンプ１４を作動させる。ＨＰ循環ポンプ１４が動作することにより、ＨＰ往き管１６とＨＰ戻り管１８とタンク上部管８０とを介して、ヒートポンプ１２とタンク２２との間で水が循環する。タンク２２内に比較的高温の水が貯められている場合には、ヒートポンプ１２とＨＰ往き管１６とＨＰ戻り管１８とに比較的高温の水が供給されるため、ヒートポンプ１２とＨＰ往き管１６とＨＰ戻り管１８の凍結破損が適切に抑制される。
【００３８】
なお、凍結防止運転が指示された際に、タンク２２内に高温の水が貯められていない場合には、制御装置７０は、ＨＰ循環ポンプ１４とともに、ヒートポンプ１２を作動させる。即ち、制御装置７０は、蓄熱運転を行う。蓄熱運転は、ヒートポンプ１２で生成した熱により、タンク２２内の水を加熱する運転である。これにより、ＨＰ往き管１６からヒートポンプ１２に供給される水は、ヒートポンプ１２で生成された熱によって加熱され、ＨＰ戻り管１８及びタンク上部管８０を通ってタンク２２上部に戻される。これにより、タンク２２に高温の水が貯められる。タンク２２の上部には、高温の水の層が形成され、下部には、低温の水の層が形成される。
【００３９】
この蓄熱運転が行われると、タンク２２内に比較的高温の水が貯められるようになり、その結果、ヒートポンプ１２とＨＰ往き管１６とＨＰ戻り管１８とに比較的高温の水が供給されるようになる。従って、ヒートポンプ１２とＨＰ往き管１６とＨＰ戻り管１８の凍結破損が適切に抑制される。なお、本実施例では、凍結防止運転が指示されていない場合であっても、制御装置７０は、蓄熱運転を単独で行ってもよい。
【００４０】
また、凍結防止運転が指示された際に、暖房運転が行われている間には、上記の凍結防止運転とは異なる運転が行われる。暖房運転は、暖房機５０を作動させて居室を暖房する運転である。融雪電力系統７４の利用可能期間中に、暖房運転が実行されると、制御装置７０は、暖房循環ポンプ４６とともに、ヒートポンプ１２及びＨＰ循環ポンプ１４を作動させる。この際、第１開閉弁８１及び熱動弁９１は開かれる。これにより、タンク２２、暖房往き管４２、暖房機５０、暖房戻り管４４、タンク２２、の順に水が循環する。暖房機５０は、水の熱を利用して居室を暖房する。暖房運転を行う間、制御装置７０は、暖房機５０に供給される水の温度（即ち、温度センサ５６で検出される温度）が所定の設定温度に保たれるように、ヒートポンプ１２を作動させる。また、制御装置７０は、暖房機５０に供給される水の温度が十分でない場合には、分配弁６２を開いて、タンク２２に供給される水の流量の割合を増やすこともできる。また、制御装置７０は、暖房機５０に供給される水の温度が高すぎる場合には、分配弁６２の開度を小さくして、暖房戻り管４４を流れる水のうちバイパス路６０を通過する水の流量の割合を増やすこともできる。なお、制御装置７０は、暖房機５０に供給される水の温度が十分でない場合には、バーナ４８を作動させることができる。
【００４１】
この暖房運転が行われる場合も、ヒートポンプ１２、ＨＰ往き管１６、及び、ＨＰ戻り管１８内に十分に水を循環させることができる。従って、ヒートポンプ１２、ＨＰ往き管１６及びＨＰ戻り管１８の凍結破損を適切に抑制することができる。なお、本実施例では、凍結防止運転が指示されていない場合であっても、制御装置７０は、暖房運転を単独で行ってもよい。
【００４２】
遮断直前処理は、融雪電力系統７４の遮断後の暖房運転及び凍結防止運転のために、融雪電力系統７４の遮断前に第１開閉弁８１及び分配弁６２を動作させておく処理である。制御装置７０は、融雪電力系統７４の遮断期間開始５分前になることを常時監視しており、融雪電力系統７４の遮断期間開始５分前になる場合に、遮断直前処理を開始する。具体的には、制御装置７０は、第１開閉弁８１を閉じるとともに、温度センサ１５で測定された外気温に応じて、分配弁６２の開度を調整する。
【００４３】
（融雪電力系統７４の遮断期間中の利用運転）
遮断直前処理の終了後、融雪電力系統７４の遮断期間が開始される。上記の通り、融雪電力系統７４の遮断期間中は、ヒートポンプ１２、ＨＰ循環ポンプ１４、分配弁６２、及び、第１開閉弁８１を動作させることができない。従って、融雪電力系統７４の遮断期間中において、制御装置７０は、暖房運転と、凍結防止処理とを実行することができる。
【００４４】
遮断期間中に暖房運転の実行が指示されると、制御装置７０は、暖房循環ポンプ４６及びバーナ４８を動作させる。遮断直前処理で設定された分配弁６２の開度に応じて決定される経路内を水が循環する。遮断期間中の暖房運転では、ヒートポンプ１２及びＨＰ循環ポンプ１４は作動しない。
【００４５】
凍結防止処理は、外気温が所定温度以下の場合に、融雪電力系統７４の遮断期間中に凍結防止運転を実行させるための処理である。外気温が所定温度より高い場合には、遮断期間中にヒートポンプ１２、ＨＰ往き管１６、及び、ＨＰ戻り管１８が凍結破損する可能性が少ないためである。制御装置７０は、融雪電力系統７４の遮断期間が開始されると、凍結防止処理を実行する。暖房運転が実行されていない場合、制御装置７０は、暖房循環ポンプ４６とバーナ４８を第１所定時間作動させた後、第２所定時間停止させる。一方、暖房運転が実行されている場合、制御装置７０は、暖房循環ポンプ４６とバーナ４８とを連続して作動させる。暖房循環ポンプ４６とバーナ４８とが作動することにより、水の少なくとも一部が、タンク２２、ＨＰ往き管１６、及び、ＨＰ戻り管１８に供給される。これにより、ヒートポンプ１２、ＨＰ往き管１６、及び、ＨＰ戻り管１８の凍結破損が抑制される。なお、第１所定時間及び第２所定時間は、外気温に応じて自動調整される。
【００４６】
（試運転）
暖房システム２は、利用運転を実行する前に、試運転を実行する。試運転は、融雪電力系統７４の利用期間中に実行される。
【００４７】
暖房システム２を家屋へ設置する際には、ＨＰユニット１０、タンクユニット２０、及び、暖房ユニット４０を家屋のレイアウトに応じた適切な設置場所へ据え付けた後、各ユニット間の配管を接続し、各ユニットへの電力供給線の接続を行う。そして、作業者による試運転のための準備作業が完了したら、試運転を実行する。試運転には、水張り運転、ヒートポンプ試運転、暖房試運転等が含まれる。ヒートポンプ試運転、暖房試運転等については、公知の方法で実行される。このため、以下では、水張り運転についてのみ説明し、ヒートポンプ試運転、暖房試運転などの動作については説明を省略する。
【００４８】
作業者が行う試運転のための準備作業について説明する。まず、作業者は、加圧シスターン２００を、暖房システム２に接続するとともに、給水ポンプ２０４と制御装置７０を電気的に接続する。これにより、制御装置７０は、給水ポンプ２０４の動作を制御する。次いで、作業者は、第２開閉弁２１２と第３開閉弁２１４を開き、第４開閉弁２１６を閉じる。これにより、加圧シスターン２００の貯水タンク２０２に貯留されている水を、暖房システム２に供給することができる。次いで、試運転を実行する作業者は、空気抜き弁８４を開く。次いで、作業者は、制御装置７０と通信可能なリモコン（図示省略）を介して、制御装置７０に試運転を実行させる。
【００４９】
（水張り運転）
試運転では、まず、水張り運転が実行される。水張り運転は、暖房システム２に接続される加圧シスターン２００から供給される水を用いて、暖房システム２に水を満たす。なお、水張り運転開始時において、ＨＰ循環ポンプ１４、暖房循環ポンプ４６、及び、給水ポンプ２０４は、非駆動（ＯＦＦ）に設定されている。水張り運転時に実行される制御装置７０の処理を、図２、図３を用いて説明する。以下では、暖房循環ポンプ４６、熱動弁９１、分配弁６２、第１開閉弁８１、及び、ＨＰ循環ポンプ１４を総称して、「動作部」とする。また、ＨＰ往き管１６及びＨＰ戻り管１８を総称して、「ヒートポンプ経路」とし、暖房往き管４２及び暖房戻り管４４を総称して、「暖房経路」とする。
【００５０】
試運転開始スイッチが操作されると、ステップＳ２において、制御装置７０は、給水ポンプ２０４を駆動させる。これにより、シスターン往き管２０６、第２開閉弁２１２を通って、暖房戻り管４４に貯水タンク２０２内の水が供給される。
【００５１】
次いで、ステップS４において、制御装置７０は、動作部を第１の状態に切り替える（図３）。具体的には、制御装置７０は、暖房循環ポンプ４６を駆動（図３のＯＮ）させ、熱動弁９１を開き、分配弁６２を開き、第１開閉弁８１を開き、ＨＰ循環ポンプ１４を非駆動（図３のＯＦＦ）にする。分配弁６２の開度は、タンク２２及びバイパス路６０に水が供給される開度に調整される。これにより、暖房往き管４２、暖房戻り管４４、バイパス路６０、タンク２２、及び、タンク上部管８０に水が供給される。また、タンク２２の下部からＨＰ往き管１６の一部に水が供給される。暖房往き管４２、暖房戻り管４４、バイパス路６０に水が供給されることで、暖房往き管４２、暖房戻り管４４、バイパス路６０に含まれる空気は、第３開閉弁２１４を通過して、外部に排気される。また、タンク２２及びタンク上部管８０に水が供給されることで、タンク２２及びタンク上部管８０に含まれる空気は、空気抜き弁８４を通過して、外部に排気される。なお、動作部が第１の状態で実行される水張り運転を、「第１の水張り運転」とする。
【００５２】
次いで、ステップＳ６において、制御装置７０は、暖房往き管４２の水位が所定水位に達している状態が、第３所定時間継続されているか否かを判定する。第３所定時間は、例えば３０分である。上述のように、暖房往き管４２の水位が所定水位に達している否かは、水位電極４５を用いて判定することができる。すなわち、制御装置７０は、水位電極４５がＯＮとなっている場合に、暖房往き管４２の水位が所定水位に達していると判定する。
【００５３】
暖房往き管４２の水位が所定水位に達している状態が、第３所定時間継続されている場合（ステップＳ６でＹＥＳの場合）、制御装置７０は、ステップＳ８に進む。一方、暖房往き管４２の水位が所定水位に達している状態が、第３所定時間継続されていない場合（ステップＳ６でＮＯの場合）、制御装置７０は、ステップＳ６に戻る。すなわち、制御装置７０は、第１の水張り運転を継続する。なお、暖房往き管４２の水位が所定水位に達している状態が、第３所定時間継続されている場合（ステップＳ６でＹＥＳの場合）とは、暖房経路（詳細には、暖房往き管４２及び暖房戻り管４４）、タンク２２、及び、タンク上部管８０に水が満たされている場合である。
【００５４】
次いで、ステップＳ８において、制御装置７０は、動作部を第２の状態に切り替える（図３）。具体的には、制御装置７０は、暖房循環ポンプ４６を駆動（図３のＯＮ）させ、熱動弁９１を開き、分配弁６２を開き、第１開閉弁８１を閉じ、ＨＰ循環ポンプ１４を非駆動（図３のＯＦＦ）にする。第１開閉弁８１を閉じることで、タンク２２上部への水の経路が遮断される。このため、タンク２２の下部からＨＰ往き管１６に、水が流入しやすくなる。暖房往き管４２に貯留されていた水の一部は、暖房戻り管４４、タンク２２を通って、ヒートポンプ経路に流入する。これにより、暖房往き管４２内の水の水位は、下がる。このため、水位電極４５は、ＯＦＦとなる。ヒートポンプ経路のうちのＨＰ往き管１６に水が供給されることで、ヒートポンプ経路内の空気は、ＨＰ戻り管１８に向けて押し出される。ＨＰ戻り管１８に向けて押し出された空気は、空気抜き弁８４から外部に排気される。なお、動作部が第２の状態で実行される水張り運転を、「第２の水張り運転」とする。
【００５５】
次いで、ステップＳ１０において、制御装置７０は、暖房往き管４２の水位が所定水位に達している状態が、第３所定時間継続されているか否かを判定する。
【００５６】
暖房往き管４２の水位が所定水位に達している状態が、第３所定時間継続されている場合（ステップＳ１０でＹＥＳの場合）、制御装置７０は、ステップＳ１２に進む。一方、暖房往き管４２の水位が所定水位に達している状態が、第３所定時間継続されていない場合（ステップＳ１０でＮＯの場合）、制御装置７０は、ステップＳ１０に戻る。すなわち、制御装置７０は、第２の水張り運転を継続する。なお、暖房往き管４２の水位が所定水位に達している状態が、第３所定時間継続されている場合（ステップＳ１０でＹＥＳの場合）とは、暖房経路、タンク２２、タンク上部管８０、及び、バイパス路６０に加えて、ＨＰ往き管１６に水が満たされている場合である。
【００５７】
次いで、ステップＳ１２において、制御装置７０は、動作部を第３の状態に切り替える。具体的には、制御装置７０は、暖房循環ポンプ４６を駆動（図３のＯＮ）させ、熱動弁９１を開き、分配弁６２を開き、第１開閉弁８１を閉じ、ＨＰ循環ポンプ１４を駆動（図３のＯN）させる。ＨＰ循環ポンプ１４を駆動させることで、ＨＰ往き管１６内の水がＨＰ戻り管１８に供給されるようになる。また、暖房循環ポンプ４６が駆動しているため、暖房往き管４２内に貯留されていた水の一部は、暖房戻り管４４、タンク２２を通ってヒートポンプ経路に流入する。これにより、暖房往き管４２内の水の水位は、下がる。このため、水位電極４５は、ＯＦＦとなる。タンク２２への水張りが完了していない状態で、ＨＰ循環ポンプ１４を駆動させた場合、タンク２２に残留している空気がヒートポンプ経路（詳細には、ＨＰ戻り管１８）に流れ込んでしまい、ヒートポンプ経路からの空気抜きが困難となる。本実施例では、第１の水張り運転で、タンク２２への水張りが完了しているため、タンク２２には空気が残留していない。このため、ＨＰ循環ポンプ１４を駆動させることで、ヒートポンプ経路に含まれる空気が、空気抜き弁８４を通過して外部に排気される。また、タンク２２を介してＨＰ往き管１６に流れ込んだ水を、ＨＰ循環ポンプ１４の駆動によってＨＰ戻り管１８に循環させることで、ヒートポンプ経路への水張りを確実に行うことができる。なお、動作部が第３の状態で実行される水張り運転を、「第３の水張り運転」とする。
【００５８】
次いで、ステップＳ１４において、制御装置７０は、暖房往き管４２の水位が所定水位に達している状態が、第３所定時間継続されているか否かを判定する。
【００５９】
暖房往き管４２の水位が所定水位に達している状態が、第３所定時間継続されている場合（ステップＳ１４でＹＥＳの場合）、制御装置７０は、ステップＳ１６に進む。一方、暖房往き管４２の水位が所定水位に達している状態が、第３所定時間継続されていない場合（ステップＳ１４でＮＯの場合）、制御装置７０は、ステップＳ１４に戻る。すなわち、制御装置７０は、第３の水張り運転を継続する。なお、暖房往き管４２の水位が所定水位に達している状態が、第３所定時間継続されている場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）の場合とは、暖房経路、タンク２２、タンク上部管８０、バイパス路６０、及び、ＨＰ往き管１６に加えて、ＨＰ戻り管１８に水が満たされている場合である。すなわち、暖房システム２への水張りが完了している状態である。
【００６０】
次いで、ステップＳ１６において、制御装置７０は、動作部を第４の状態に切り替え、ステップＳ１８に進む。具体的には、制御装置７０は、暖房循環ポンプ４６を非駆動（図３のＯFF）にし、熱動弁９１を閉じ、分配弁６２を開き、第１開閉弁８１を開き、ＨＰ循環ポンプ１４を非駆動（図３のＯFF）にする。次いで、ステップＳ１８において、制御装置７０は、給水ポンプ２０４を非駆動にする。以上で、暖房システム２の水張り運転は完了する。制御装置７０は、水張り運転が完了したら、ヒートポンプ試運転、暖房試運転等を、引き続き実行する。
【００６１】
上述の説明から明らかなように、本実施例の暖房システム２では、試運転を実行することによって、制御装置７０は、第１の水張り運転、第２の水張り運転、及び、第３の水張り運転を実行する。このため、作業者は、第１の水張り運転を実行させるための操作と、第２の水張り運転および第３の水張り運転を実行させるための操作を、別個に行なう必要がない。この結果、第１の水張り運転を実行させるための操作と、第２の水張り運転および第３の水張り運転を実行させるための操作を、別個に行なう場合と比べて、試運転の水張り運転における作業者の負担を軽減することができる。また、本実施例の暖房システム２では、タンク２２への水張りが完了した後に、ヒートポンプ経路への水張りを実行している。このため、第２の水張り運転および第３の水張り運転において、ヒートポンプ経路からの空気抜きを確実に行うことができる。
【００６２】
本実施例では、ＨＰ循環ポンプ１４が「第２の循環ポンプ」の一例である。暖房循環ポンプ４６が「第１の循環ポンプ」の一例である。加圧シスターン２００が「給水機構」の一例である。第１開閉弁８１が「開閉弁」の一例である。図２のＳ４、Ｓ６で実行される第１の水張り運転が「第１の特定運転」の一例であり、図２のＳ８、Ｓ１０で実行される第２の水張り運転と図２のＳ１２、Ｓ１４で実行される第３の水張り運転が「第２の特定運転」の一例である。
【００６３】
以上、各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。
【００６４】
上記の実施例では、試運転に際し、暖房システム２に加圧シスターン２００及び給水ポンプ２０４が接続されている。しかしながら、暖房往き管４２に、上部が開放されており、水が貯留されているシスターンが接続されていてもよい。この場合、試運転を実行する前に、加圧シスターン２００と給水ポンプ２０４を接続する必要が無い。
【００６５】
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】
【００６６】
２：暖房システム
１０：ＨＰユニット
１２：ヒートポンプ
１４：ＨＰ循環ポンプ
１５：温度センサ
１６：ＨＰ往き管
１８：ＨＰ戻り管
２０：タンクユニット
２２：タンク
２４、２６、２８：温度センサ
３８、３９：温度センサ
４０：暖房ユニット
４２：暖房往き管
４４：暖房戻り管
４６：暖房循環ポンプ
４８：バーナ
５０：暖房機
５２、５４、５６、５８：温度センサ
６０：バイパス路
６２：分配弁
７０：制御装置
７２：通常電力系統
７４：融雪電力系統
７６：タイマ
８０：タンク上部管
８１：第１開閉弁
８２：空気抜き管
８４：空気抜き弁
９１：熱動弁
１００：膨張タンク
１０２：圧力調整管
１０４：膨張タンク上部管
１０６：圧力逃し弁
２００：加圧シスターン
２０２：貯水タンク
２０４：給水ポンプ
２０６：シスターン往き管
２０８：シスターン戻り管
２１２：第２開閉弁
２１４：第３開閉弁
２１６：第４開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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