(57)【要約】  熱供給システムは、熱媒体を送出するポンプと、熱媒体を加熱する第一加熱装置と、第一加熱装置の下流の熱媒体を加熱する第二加熱装置と、第二加熱装置を稼動せずに第一加熱装置を起動する場合に、第一加熱装置の起動後に第一運転及び第二運転を順に行う制御装置と、を備える。第一運転では第一加熱装置の下流で第二加熱装置の上流の熱媒体の温度が目標値に収束するように制御される。第二運転では第二加熱装置の下流の熱媒体の温度が目標値に収束するように制御される。
2016129072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体を送出するポンプと、
前記熱媒体を加熱する第一加熱装置と、
前記第一加熱装置の下流の前記熱媒体を加熱する第二加熱装置と、
前記第二加熱装置を稼動せずに前記第一加熱装置を起動する場合に、前記第一加熱装置の起動後に第一運転及び第二運転を順に行う制御装置と、
を備え、
前記第一運転では前記第一加熱装置の下流で前記第二加熱装置の上流の前記熱媒体の温度が目標値に収束するように制御され、
前記第二運転では前記第二加熱装置の下流の前記熱媒体の温度が目標値に収束するように制御される熱供給システム。
【請求項２】
前記第一加熱装置の下流で前記第二加熱装置の上流の前記熱媒体の温度を検知する第一温度センサと、
前記第二加熱装置の下流の前記熱媒体の温度を検知する第二温度センサと、
を備え、
前記第一運転では、前記制御装置は、前記第一温度センサで検知される温度に基づいて前記熱媒体の流量と前記第一加熱装置の加熱能力との少なくとも一方を制御し、
前記第二運転では、前記制御装置は、前記第二温度センサで検知される温度に基づいて前記熱媒体の流量と前記第一加熱装置の加熱能力との少なくとも一方を制御する請求項１に記載の熱供給システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記第一加熱装置の下流で前記第二加熱装置の上流の前記熱媒体の温度と、前記第二加熱装置の下流の前記熱媒体の温度との温度差、または当該温度差の変動幅に基づいて、前記第一運転から前記第二運転へ移行するタイミングを決定する請求項１または請求項２に記載の熱供給システム。
【請求項４】
熱媒体を送出するポンプと、
前記熱媒体を加熱する第一加熱装置と、
前記第一加熱装置の下流の前記熱媒体を加熱する第二加熱装置と、
前記第二加熱装置を稼動せずに前記第一加熱装置を稼動している状態で前記第二加熱装置を起動する場合に、前記第二加熱装置の起動と同時か、前記第二加熱装置の起動よりも前に、前記第一加熱装置の加熱能力を低下させる制御装置と、
を備える熱供給システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第一加熱装置の加熱能力を低下させた後の経過時間、または、前記第一加熱装置の加熱能力を低下させた後の前記第一加熱装置の下流の前記熱媒体の温度の変化に応えて、前記第二加熱装置を起動する請求項４に記載の熱供給システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記第一加熱装置の加熱能力を低下させる前の前記第一加熱装置の上流及び下流の前記熱媒体の温度と、前記熱媒体の流量と、前記第二加熱装置の下流の前記熱媒体の温度の目標値と、前記第二加熱装置の加熱能力とに応じて、前記第一加熱装置の加熱能力を低下させる量を変える請求項４または請求項５に記載の熱供給システム。
【請求項７】
前記第一加熱装置を格納する第一ユニットと、
前記第二加熱装置を格納する第二ユニットと、
前記第一ユニットと前記第二ユニットとの間を接続する熱媒体管と、
を備える請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の熱供給システム。
【請求項８】
前記第一加熱装置は、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプを備える請求項１から請求項７のいずれか一項に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、熱供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１は、ヒートポンプの冷媒対水熱交換器と、電気ヒータを有する加熱器とを順に接続した給湯回路を備えるヒートポンプ給湯機を開示する。このヒートポンプ給湯機は、冷媒対水熱交換器の下流に設けた第１温度検知器と、加熱器の下流に設けた第２温度検知器とを備える。このヒートポンプ給湯機は、設定湯温が比較的低い場合には、加熱器の電気ヒータを非通電にし、第１温度検知器の信号を用いて、冷媒対水熱交換器の出口湯温が一定となるように循環ポンプの回転速度を制御する。このヒートポンプ給湯機は、設定湯温が高い場合においては、加熱器の電気ヒータに通電し、第２温度検知器の信号を用いて、加熱器の出口湯温が一定となるように循環ポンプの回転速度を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本特開平８−１４６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来のヒートポンプ給湯機において加熱器の電気ヒータを非通電にする場合には、冷媒対水熱交換器から出た湯が、発熱していない加熱器を通過する間に熱を奪われ、温度が低下する可能性がある。その結果、給湯温度がアンダーシュートする可能性がある。また、冷媒対水熱交換器と加熱器との間の流路長が長い場合には、冷媒対水熱交換器から出た湯が加熱器まで流れる間に温度が低下する可能性がある。その結果、給湯温度がアンダーシュートする可能性がある。また、このヒートポンプ給湯機において、加熱器の電気ヒータをオフからオンに切り替えた場合には、給湯温度がオーバーシュートする可能性がある。【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされた。本発明は、第一加熱装置及び第二加熱装置を備える熱供給システムにおいて、熱媒体の温度のアンダーシュート及びオーバーシュートを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の熱供給システムは、熱媒体を送出するポンプと、熱媒体を加熱する第一加熱装置と、第一加熱装置の下流の熱媒体を加熱する第二加熱装置と、第二加熱装置を稼動せずに第一加熱装置を起動する場合に、第一加熱装置の起動後に第一運転及び第二運転を順に行う制御装置と、を備え、第一運転では第一加熱装置の下流で第二加熱装置の上流の熱媒体の温度が目標値に収束するように制御され、第二運転では第二加熱装置の下流の熱媒体の温度が目標値に収束するように制御されるものである。
また、本発明の熱供給システムは、熱媒体を送出するポンプと、熱媒体を加熱する第一加熱装置と、第一加熱装置の下流の熱媒体を加熱する第二加熱装置と、第二加熱装置を稼動せずに第一加熱装置を稼動している状態で第二加熱装置を起動する場合に、第二加熱装置の起動と同時か、第二加熱装置の起動よりも前に、第一加熱装置の加熱能力を低下させる制御装置と、を備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第一加熱装置及び第二加熱装置を備える熱供給システムにおいて、熱媒体の温度のアンダーシュート及びオーバーシュートを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１の熱供給システムを示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１の熱供給システムの信号の流れを表すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１の熱供給システムの制御装置のハードウェア構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１の熱供給システムの制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。
【図５】熱媒体の温度状態が安定したかどうかを判定する方法の第二の例を示すフローチャートである。
【図６】熱媒体の温度状態が安定したかどうかを判定する方法の第三の例を示すフローチャートである。
【図７】主熱源の起動後の主サーミスタ及び補助サーミスタの検知温度の変化の例を示すグラフである。
【図８】主熱源の起動後の主サーミスタ及び補助サーミスタの検知温度の変化の例を示すグラフである。
【図９】主熱源の起動後の主サーミスタ及び補助サーミスタの検知温度の変化の例を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態２の熱供給システムの制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。
【図１１】主熱源が稼働し補助熱源が稼動していない状態において補助熱源を起動した場合の、補助熱源の下流近傍及び上流近傍の温度の変化の例を示すグラフである。
【図１２】主熱源が稼働し補助熱源が稼動していない状態において補助熱源を起動した場合の、補助熱源の下流近傍及び上流近傍の温度の変化の例を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施の形態３の熱供給システムの制御装置が実行するルーチンのフローチャートである。
【図１４】主熱源が稼働し補助熱源が稼動していない状態において補助熱源を起動した場合の、補助熱源の下流近傍及び上流近傍の温度の変化の例を示すグラフである。
【図１５】主熱源が稼働し補助熱源が稼動していない状態において補助熱源を起動した場合の、補助熱源の下流近傍及び上流近傍の温度の変化の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の熱供給システムを示す構成図である。図１に示す本実施の形態の熱供給システム１は、給湯暖房システムである。熱供給システム１は、第一ユニット２と、第二ユニット３と、制御装置１００とを備える。本実施の形態では、第一ユニット２は屋外に置かれ、第二ユニット３は屋内に置かれる。第二ユニット３は、屋外に置かれても良い。第一ユニット２と第二ユニット３との間は、熱媒体管４及び熱媒体管５を介して接続される。
【００１１】
第一ユニット２は、主熱源６を格納する第一筐体を備える。主熱源６は、液状の熱媒体を加熱する第一加熱装置の例である。熱媒体としては、例えば、水、ブライン、不凍液などを用いることができる。本実施の形態における主熱源６は、ヒートポンプ式の加熱装置である。主熱源６は、冷媒回路を備える。この冷媒回路は、圧縮機７、高温側熱交換器８、減圧装置９、及び低温側熱交換器１０を備える。主熱源６は、この冷媒回路でヒートポンプサイクル（冷凍サイクル）の運転を行うことで、熱媒体を加熱する。高温側熱交換器８は、圧縮機７で圧縮された冷媒と熱媒体との間で熱を交換することで熱媒体を加熱する。減圧装置９は、高温側熱交換器８を通過した冷媒の圧力を低下させる。減圧装置９は、例えば膨張弁で構成される。低温側熱交換器１０は、減圧装置９を通過した冷媒を蒸発させる蒸発器である。本実施の形態では、低温側熱交換器１０は、屋外の空気と冷媒との間で熱を交換する。主熱源６は、外気を低温側熱交換器１０へ送風する送風機１１を備える。低温側熱交換器１０は、外気以外の熱源（例えば、地下水、排水、太陽熱温水など）と冷媒との間で熱を交換するものでも良い。冷媒は、ＣＯ２が好ましい。
【００１２】
圧縮機７、減圧装置９、及び送風機１１は、制御装置１００に接続される。制御装置１００は、主熱源６の加熱能力を制御可能である。加熱能力とは、時間当たりに熱媒体が受ける熱量である。制御装置１００は、例えば、インバータ制御により圧縮機７の駆動周波数を変えることで、主熱源６の加熱能力を制御可能である。制御装置１００は、減圧装置９の開度を変えることで主熱源６の加熱能力を制御しても良い。
【００１３】
第二ユニット３は、補助熱源１２を格納する第二筐体を備える。補助熱源１２は、主熱源６の高温側熱交換器８の下流の熱媒体を加熱する第二加熱装置の例である。補助熱源１２としては、例えば、電気ヒータまたは燃焼式ヒータを用いることができる。燃焼式ヒータの場合、その燃料は、ガス、灯油、重油、石炭など、いかなるものでも良い。補助熱源１２は、主熱源６の加熱能力が不足する場合に稼動され、加熱能力を補う。主熱源６の加熱能力が不足する場合とは、例えば、主熱源６の低温側熱交換器１０で冷媒と熱交換する媒体（本実施の形態では外気）の温度が低い場合などである。
【００１４】
第二ユニット３内には、貯湯槽１３、給湯熱交換器１４、熱媒体ポンプ１５、水ポンプ１６、及び切替弁１７がさらに格納される。補助熱源１２、熱媒体ポンプ１５、水ポンプ１６、及び切替弁１７は、制御装置１００に接続される。給湯熱交換器１４は、熱媒体と水との間で熱を交換することで水を加熱する。給湯熱交換器１４の熱媒体の出口は、熱媒体ポンプ１５の入口に接続される。熱媒体ポンプ１５の出口は、熱媒体管４を介して、第一ユニット２内の高温側熱交換器８の熱媒体の入口に接続される。高温側熱交換器８の熱媒体の出口は、熱媒体管５を介して、第二ユニット３内の補助熱源１２の入口に接続される。
【００１５】
切替弁１７は、Ａポート、Ｂポート、及びＣポートを有する。切替弁１７は、ＡポートをＢポートに連通させてＣポートを遮断する状態と、ＡポートをＣポートに連通させてＢポートを遮断する状態とに切り替え可能である。切替弁１７は、Ａポートから流入した熱媒体をＢポートとＣポートとに分配する状態に切り替え可能でも良い。補助熱源１２の出口は、切替弁１７のＡポートに接続される。切替弁１７のＢポートは、給湯熱交換器１４の熱媒体の入口に接続される。
【００１６】
貯湯槽１３内には、水が貯留される。貯湯槽１３内では、温度の違いによる水の密度の差により、上側が高温で下側が低温になる温度成層を形成できる。水道等の水源４０から供給される上水が給水管１８を通って貯湯槽１３の下部に流入する。貯湯槽１３に熱を蓄える蓄熱回路は、貯湯槽１３の下部を給湯熱交換器１４の水入口に接続し、給湯熱交換器１４の水出口を貯湯槽１３の上部に接続する。水ポンプ１６は、この蓄熱回路に水を循環させる。貯湯槽１３の上部には、給湯管１９が接続される。給湯管１９の下流側は、第二ユニット３の外部の湯栓２０に接続される。湯栓２０が開かれると、貯湯槽１３に貯えられた湯が給湯管１９を通って湯栓２０へ供給される。給湯管１９の途中に、冷水を混合して温度調節するための混合弁（図示省略）が配置されても良い。
【００１７】
暖房器具２１は、第二ユニット３から供給される熱媒体の熱で室内の空気を暖める。切替弁１７のＣポートは、熱媒体管２２を介して、暖房器具２１の熱媒体の入口に接続される。熱媒体管２３の一端は、暖房器具２１の熱媒体の出口に接続される。熱媒体管２３の他端は、給湯熱交換器１４の熱媒体の出口と熱媒体ポンプ１５の入口との間の流路に接続される。暖房器具２１としては、例えば、床暖房パネル、ラジエータ、パネルヒータ、ファンコンベクターなどを用いることができる。熱媒体管２２と熱媒体管２３との間に、複数の暖房器具２１を接続しても良い。その場合、複数の暖房器具２１の接続方法は、直列、並列、直列及び並列の組み合わせ、のいずれでも良い。
【００１８】
貯湯槽１３、給湯熱交換器１４、湯栓２０、及び暖房器具２１は、熱供給システム１が供給する熱を利用する端末である熱利用端末の例である。熱利用端末は、これら以外のものでも良い。熱利用端末は、加熱された熱媒体を直接放出して利用するものでも良い。熱利用端末の数は、本実施の形態のように複数である必要はなく、一つのみでも良い。
【００１９】
熱媒体ポンプ１５及び水ポンプ１６は、その出力または回転速度が可変であることが望ましい。熱媒体ポンプ１５及び水ポンプ１６として、例えば、制御装置１００からの速度指令電圧により出力または回転速度を変えられるパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）型の直流モータを備えたものを好ましく用いることができる。
【００２０】
主熱源６の下流で補助熱源１２の上流の熱媒体管５には、補助サーミスタ２４が設置されている。補助サーミスタ２４は、第一加熱装置（主熱源６）の下流で第二加熱装置（補助熱源１２）の上流の熱媒体の温度を検知する第一温度センサの例である。補助サーミスタ２４は、第一ユニット２内に設置されている。主熱源６から補助サーミスタ２４までの流路長は、補助サーミスタ２４から補助熱源１２までの流路長に比べて、短いことが望ましい。主熱源６の下流で補助熱源１２の上流の熱媒体の温度を以下「主熱源６の出口温度」と称する。補助サーミスタ２４は、主熱源６の出口温度を検知できる。
【００２１】
補助熱源１２の下流で熱利用端末の上流の熱媒体の流路には、主サーミスタ２５が設置されている。主サーミスタ２５は、第二加熱装置（補助熱源１２）の下流の熱媒体の温度を検知する第二温度センサの例である。主サーミスタ２５は、補助熱源１２の下流で切替弁１７の上流の熱媒体の温度を検知する。補助熱源１２の下流の熱媒体の温度を以下「熱媒体供給温度」と称する。主サーミスタ２５は、熱媒体供給温度を検知できる。
【００２２】
熱利用端末の下流で主熱源６の上流の熱媒体の流路には、低温サーミスタ２６が設置されている。低温サーミスタ２６は、第一加熱装置（主熱源６）の上流の熱媒体の温度を検知する第三温度センサの例である。低温サーミスタ２６は、熱媒体ポンプ１５の上流に設置されている。低温サーミスタ２６は、熱媒体ポンプ１５の下流の熱媒体管４に設置されても良い。流量センサ２７は、主熱源６及び補助熱源１２を流れる熱媒体の流量を検知する。図示の構成では、流量センサ２７は、熱媒体ポンプ１５の下流の熱媒体管４に設置されている。室温サーミスタ２８は、暖房器具２１が設置された部屋の室温を検知する室温センサの例である。貯湯槽１３の表面には、複数の貯湯温度センサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃが、鉛直方向に間隔をあけて、取り付けられている。制御装置１００は、これらの貯湯温度センサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃにより、貯湯槽１３内の鉛直方向の温度分布を検知することで、貯湯槽１３内の湯量及び蓄熱量等を算出できる。図示の構成では、貯湯温度センサの数が３個である。貯湯温度センサの数は、３個に限定されるものではない。
【００２３】
制御装置１００は、主熱源６、補助熱源１２、熱媒体ポンプ１５、水ポンプ１６、及び切替弁１７の動作を制御する。制御装置１００は、熱利用端末の要求に対して主熱源６の加熱能力が不足する場合には、補助熱源１２を起動する。
【００２４】
熱供給システム１は、蓄熱運転と暖房運転とを切り替え可能である。暖房運転では、熱媒体が暖房器具２１に循環するように、切替弁１７が制御される。蓄熱運転では、熱媒体が給湯熱交換器１４に循環するように、切替弁１７が制御される。蓄熱運転では、水ポンプ１６が駆動され、貯湯槽１３の水が給湯熱交換器１４に循環する。給湯熱交換器１４では、熱媒体の熱により水が加熱される。給湯熱交換器１４を出た湯が貯湯槽１３に戻ることで、貯湯槽１３に湯の熱が蓄えられる。
【００２５】
本実施の形態では、主熱源６を格納する第一ユニット２と、補助熱源１２及び貯湯槽１３を格納する第二ユニット３とが別体となるように構成されている。補助サーミスタ２４を第一ユニット２に配置したことで、補助サーミスタ２４を主熱源６の保護制御に用いることができる。主サーミスタ２５は、主熱源６及び補助熱源１２を通過した熱媒体の温度、すなわち熱媒体供給温度を検知できる。主サーミスタ２５を第二ユニット３に配置したことで、熱利用端末に近い位置で、熱媒体供給温度を検知できる。つまり、熱利用端末に供給される熱媒体の温度を正確に検知できる。その結果、熱利用端末に供給される熱媒体の温度を高精度に制御できる。第二ユニット３を屋内に配置した場合には、第二ユニット３を屋外に配置する場合に比べて、第二ユニット３の周囲温度を高くできるので、貯湯槽１３の保温性能を向上できる。第二ユニット３を屋内に配置した場合には、補助熱源１２と熱利用端末との距離を短くできるので、補助熱源１２から熱媒体に供給した熱のロスを抑制できる。本実施の形態では、熱媒体ポンプ１５、水ポンプ１６、補助熱源１２、貯湯槽１３、及び給湯熱交換器１４を第二ユニット３に格納しているが、これらのうちの少なくとも一つを第一ユニット２に格納しても良い。
【００２６】
本発明の熱供給システムの構成は、上述した構成に限定されるものではなく、例えば以下のようにしても良い。第一ユニット２と第二ユニット３とが別体でなく、一体化していても良い。給湯熱交換器１４で加熱された湯を貯湯槽１３を介さずに湯栓２０へ供給しても良い。第一加熱装置及び第二加熱装置を通過した熱媒体を直接暖房器具２１へ循環させても良い。第一加熱装置及び第二加熱装置が加熱する熱媒体として水を用い、第一加熱装置及び第二加熱装置を通過した湯を貯湯槽１３または湯栓２０等に直接に供給しても良い。高温側熱交換器８を、給湯用のものと、暖房用のものとに分けて備えても良い。
【００２７】
図２は、本実施の形態１の熱供給システム１の信号の流れを表すブロック図である。図２に示すように、制御装置１００には、貯湯温度センサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ、主サーミスタ２５、補助サーミスタ２４、低温サーミスタ２６、室温サーミスタ２８、及び、流量センサ２７からの検知情報が入力される。制御装置１００は、主熱源運転判定部１０１、主熱源能力制御部１０２、補助熱源運転判定部１０３、熱媒体ポンプ制御部１０４、及び水ポンプ制御部１０５を備える。制御装置１００とリモコン２００とは、双方向にデータ通信可能に接続される。制御装置１００とリモコン２００との間の通信は、有線通信でも無線通信でも良い。リモコン２００は、使用者が操作するスイッチ等の操作部と、熱供給システム１の状態等の情報を表示する表示部とを備える。制御装置１００は、貯湯温度センサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ、主サーミスタ２５、補助サーミスタ２４、低温サーミスタ２６、室温サーミスタ２８、流量センサ２７、及びリモコン２００からの情報を受信し、それらの情報に基づいて、主熱源６、補助熱源１２、熱媒体ポンプ１５、水ポンプ１６、及び切替弁１７の動作を制御する。
【００２８】
図３は、本実施の形態１の熱供給システム１の制御装置１００のハードウェア構成図である。制御装置１００は、プロセッサ１０００及びメモリ１００１を備える。制御装置１００の機能は、プロセッサ１０００がメモリ１００１に記憶されたプログラムを実行することにより、達成される。複数のプロセッサ及び複数のメモリが連携して、制御装置１００の機能を達成しても良い。
【００２９】
使用者は、リモコン２００を操作することで、例えば、以下のようなことを行うことができる。
（１）貯湯槽１３に貯める湯の温度及び湯栓２０へ供給する湯の温度の目標値を使用者が設定できる。
（２）熱供給システム１の運転を自動化するための判断基準を使用者が設定できる。例えば、蓄熱運転を自動的に開始するときの貯湯槽１３内の湯量または蓄熱量の基準と、蓄熱運転を自動的に終了するときの貯湯槽１３内の湯量または蓄熱量の基準とを設定できる。
（３）蓄熱運転または暖房運転の開始及び終了を使用者が直接操作できる。
（４）蓄熱運転または暖房運転を行う時間帯を使用者が設定できる。
（５）暖房運転における熱媒体供給温度の目標値を使用者が設定できる。
（６）暖房運転における室温の目標値を使用者が設定できる。
【００３０】
制御装置１００は、使用者の設定した判断基準に従って、蓄熱運転または暖房運転の要否を判定する。制御装置１００は、毎日の使用湯量を学習し、その学習結果に基づいて使用湯量を予測しても良い。制御装置１００は、予測された使用湯量に応じて、貯湯槽１３が湯切れしないように、蓄熱運転を制御しても良い。制御装置１００は、使用者が設定した室温の目標値と、室温サーミスタ２８の検知温度とに基づいて、暖房運転を自動的に実行しても良い。
【００３１】
主熱源運転判定部１０１は、主熱源６の稼動の要否を判定する。主熱源能力制御部１０２は、例えば圧縮機７の周波数を指示することで、主熱源６の加熱能力を制御する。熱媒体ポンプ制御部１０４は、例えば熱媒体ポンプ１５の出力または回転速度を指示することで、熱媒体の循環流量を制御する。制御装置１００は、主サーミスタ２５または補助サーミスタ２４で検知される熱媒体の温度が目標値に収束するようにフィードバック制御を行うことができる。このフィードバック制御において、制御装置１００は、圧縮機７の周波数を概ね一定にすることで主熱源６の加熱能力を概ね一定に制御し、熱媒体の循環流量を調整しても良い。
【００３２】
水ポンプ制御部１０５は、例えば水ポンプ１６の出力または回転速度を指示することで、給湯熱交換器１４を通過する水の流量を制御する。水ポンプ制御部１０５は、貯湯槽１３に貯えられる湯の温度が目標値になるように、水ポンプ１６を制御する。蓄熱運転のときの熱媒体ポンプ１５の動作は、省エネルギーを優先する熱媒体流量になるように操作されることが一般的である。省エネルギーを優先する熱媒体流量は、水ポンプ１６による水流量に概ね等しい流量となる。制御装置１００は、蓄熱運転のとき、熱媒体流量及び水流量が概ね等しくなるように、熱媒体ポンプ１５及び水ポンプ１６を制御しても良い。あるいは、制御装置１００は、蓄熱運転のとき、水流量に対して所定の補正を施した値に熱媒体流量が等しくなるように、熱媒体ポンプ１５及び水ポンプ１６を制御しても良い。例えば、ＣＯ２冷媒が使用されるシステムなどでは、主熱源６の出口温度の上昇によるＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｏｆ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）の悪化に比べて、主熱源６の入口温度の上昇によるＣＯＰの悪化の方が影響が大きい場合が多い。そのような場合には、熱媒体流量が水流量に比べて低くなるように上記補正を行うことが望ましい。
【００３３】
制御装置１００は、暖房運転のときのフィードバック制御においては、熱媒体の循環流量を概ね固定とすると共に、主サーミスタ２５または補助サーミスタ２４で検知される熱媒体の温度が、使用者の設定した目標値に収束するように、主熱源６の加熱能力を調整しても良い。制御装置１００は、暖房運転のとき、室温の目標値と室温サーミスタ２８の検知温度との差に応じて、熱媒体供給温度の目標値を変化させ、当該目標値が達成されるように、主熱源６の加熱能力を制御しても良い。なお、熱媒体の循環流量を固定することに代えて、熱媒体ポンプ１５の回転速度を固定しても良い。
【００３４】
補助熱源運転判定部１０３は、補助熱源１２の稼動の要否を判定する。補助熱源運転判定部１０３は、例えば、主サーミスタ２５または補助サーミスタ２４の検知温度が、熱媒体供給温度の目標値に比べて低い状態が所定時間を超えて続いたときに、補助熱源１２の起動を決定しても良い。補助熱源運転判定部１０３は、圧縮機７の周波数が所定値以上の状態であり、かつ、熱媒体供給温度が目標値に比べて低い状態が所定時間を超えて続いたときに、補助熱源１２の起動を決定しても良い。補助熱源運転判定部１０３は、熱媒体の循環流量が所定値以下の状態であり、かつ、熱媒体供給温度が目標値に比べて低い状態が所定時間を超えて続いたときに、補助熱源１２の起動を決定しても良い。補助熱源運転判定部１０３は、暖房運転中に、室温サーミスタ２８の検知温度が室温の目標値に対して低い状態が所定時間を超えて続いたときに、補助熱源１２の起動を決定しても良い。
【００３５】
図４は、本実施の形態１の熱供給システム１の制御装置１００が実行するルーチンのフローチャートである。制御装置１００は、図４のルーチンを周期的に繰り返し実行する。図４のステップＳ１で、主熱源運転判定部１０１は、主熱源６の稼動の要否を判定する。主熱源運転判定部１０１は、主熱源６の稼動が必要であり、かつ、主熱源６が稼動していない場合には、主熱源６を起動する。主熱源６の稼動が必要な場合とは、例えば、使用者がリモコン２００で運転の開始を操作した場合、室温の目標値と室温サーミスタ２８の検知温度との差が大きい場合、蓄熱運転を自動的に開始する場合などである。ステップＳ１からステップＳ２へ移行する。ステップＳ２で、制御装置１００は、主熱源６が稼動しているか否かを判断する。主熱源６が稼動していない場合には、ステップＳ２の後、ルーチンを終了する。
【００３６】
主熱源６が稼動している場合には、ステップＳ２からステップＳ３へ移行する。ステップＳ３で、制御装置１００は、熱媒体の温度状態が既に安定したかどうかを判定する処理を行う。当該処理の内容については後述する。ステップＳ３からステップＳ４へ移行する。ステップＳ４では、ステップＳ３での判定結果を確認する。熱媒体の温度状態がまだ安定していないとの判定結果が得られた場合には、ステップＳ４からステップＳ５へ移行する。ステップＳ５で、制御装置１００は、補助サーミスタ２４の検知温度に基づいて、主熱源６の加熱能力及び熱媒体の循環流量の少なくとも一方をフィードバック制御する。ステップＳ５で、制御装置１００は、補助サーミスタ２４の検知温度が、熱媒体供給温度の目標値に収束するように、主熱源６の加熱能力及び熱媒体の循環流量の少なくとも一方を調整する。ステップＳ５による運転を「第一運転」と称する。ステップＳ５の後、ルーチンを終了する。
【００３７】
熱媒体の温度状態が既に安定したとの判定結果が得られた場合には、ステップＳ４からステップＳ６へ移行する。ステップＳ６で、制御装置１００は、主サーミスタ２５の検知温度に基づいて、主熱源６の加熱能力及び熱媒体の循環流量の少なくとも一方をフィードバック制御する。ステップＳ６で、制御装置１００は、主サーミスタ２５の検知温度が、熱媒体供給温度の目標値に収束するように、主熱源６の加熱能力及び熱媒体の循環流量の少なくとも一方を調整する。ステップＳ６による運転を「第二運転」と称する。ステップＳ６の後、ルーチンを終了する。
【００３８】
主熱源６を起動するとき、補助熱源１２は、稼動しておらず、冷えている。主熱源６の起動後、しばらくの間は、熱媒体は補助熱源１２を通過する間に熱を奪われ、補助熱源１２は熱媒体の熱で暖められる。この間は、主サーミスタ２５で検知される熱媒体供給温度は、補助サーミスタ２４で検知される主熱源６の出口温度に比べて、大きく低下する。その後、補助熱源１２の温度が安定すると、補助サーミスタ２４の検知温度と、主サーミスタ２５の検知温度との差は、縮小し、安定する。熱媒体の温度状態が安定したかどうかを判定する上記ステップＳ３の処理は、補助サーミスタ２４の検知温度と、主サーミスタ２５の検知温度との差が安定したかどうかを判定するものである。
【００３９】
以下、熱媒体の温度状態が安定したかどうかを判定する方法の例について説明する。上記ステップＳ３では、以下の例のような方法で、熱媒体の温度状態が安定したかどうかを判定できる。第一の例では、制御装置１００は、主熱源６が起動してからの経過時間に基づいて、熱媒体の温度状態が安定したかどうかを判定する。制御装置１００は、主熱源６が起動してからの経過時間が所定時間（例えば１時間）に達していない場合には、熱媒体の温度状態がまだ安定していないと判定する。制御装置１００は、主熱源６が起動してからの経過時間が当該所定時間に達した場合には、熱媒体の温度状態が既に安定したと判定する。
【００４０】
図５は、熱媒体の温度状態が安定したかどうかを判定する方法の第二の例を示すフローチャートである。第二の例では、制御装置１００は、補助サーミスタ２４の検知温度と、主サーミスタ２５の検知温度との差の大きさに基づいて、熱媒体の温度状態が安定したかどうかを判定する。図５のステップＳ１０で、制御装置１００は、補助サーミスタ２４の検知温度と主サーミスタ２５の検知温度との温度差の絶対値を、所定の参照値（例えば３℃）と比較する。当該温度差の絶対値が参照値より大きい場合には、ステップＳ１０からステップＳ１１へ移行する。ステップＳ１１で、制御装置１００は、熱媒体の温度状態がまだ安定していないと判定する。当該温度差の絶対値が参照値以下である場合には、ステップＳ１０からステップＳ１２へ移行する。ステップＳ１２で、制御装置１００は、熱媒体の温度状態が既に安定したと判定する。この第二の例は、制御装置１００が、補助サーミスタ２４の検知温度と主サーミスタ２５の検知温度との温度差に基づいて、第一運転から第二運転へ移行するタイミングを決定することに相当する。第二の例によれば、熱媒体の温度状態が安定したかどうかを高精度に判定できる。
【００４１】
なお、上記ステップＳ１０では、補助サーミスタ２４の検知温度と主サーミスタ２５の検知温度との温度差の絶対値が参照値以下となる状態が所定時間（例えば１分間）以上継続しているかどうかを判断しても良い。当該状態が所定時間以上継続していない場合には、ステップＳ１０からステップＳ１１へ移行する。当該状態が所定時間以上継続している場合には、ステップＳ１０からステップＳ１２へ移行する。
【００４２】
図６は、熱媒体の温度状態が安定したかどうかを判定する方法の第三の例を示すフローチャートである。第三の例では、制御装置１００は、補助サーミスタ２４の検知温度と、主サーミスタ２５の検知温度との温度差の変動幅に基づいて、熱媒体の温度状態が安定したかどうかを判定する。図６のステップＳ１５で、制御装置１００は、補助サーミスタ２４の検知温度と主サーミスタ２５の検知温度との温度差の絶対値の変動幅が所定の参照値（例えば３℃）以内となる状態が所定時間（例えば１分間）以上継続しているかどうかを判断する。当該状態が所定時間以上継続していない場合には、ステップＳ１５からステップＳ１６へ移行する。ステップＳ１６で、制御装置１００は、熱媒体の温度状態がまだ安定していないと判定する。当該状態が所定時間以上継続している場合には、ステップＳ１５からステップＳ１７へ移行する。ステップＳ１７で、制御装置１００は、熱媒体の温度状態が既に安定したと判定する。この第三の例は、制御装置１００が、補助サーミスタ２４の検知温度と主サーミスタ２５の検知温度との温度差の変動幅に基づいて、第一運転から第二運転へ移行するタイミングを決定することに相当する。第三の例によれば、熱媒体の温度状態が安定したかどうかを高精度に判定できる。
【００４３】
図７は、主熱源６の起動後の主サーミスタ２５及び補助サーミスタ２４の検知温度の変化の例を示すグラフである。図７に示す例は、制御装置１００が、図４のルーチンを実行せず、主熱源６の起動直後から、主サーミスタ２５のみの検知温度に基づいて、主熱源６の加熱能力及び熱媒体の循環流量の少なくとも一方を制御した場合の例である。図７の制御例において、制御装置１００は、主熱源６の起動直後から、主サーミスタ２５の検知温度が熱媒体供給温度の目標値に収束するように、主熱源６の加熱能力及び熱媒体の循環流量の少なくとも一方を補正する。図７の制御例は、本実施の形態１に該当しない。
【００４４】
主熱源６の起動後、しばらくの間は、熱媒体は補助熱源１２を通過する間に熱を奪われ、補助熱源１２は熱媒体の熱で暖められる。この間は、主サーミスタ２５で検知される熱媒体供給温度は、補助サーミスタ２４で検知される主熱源６の出口温度に比べて、大きく低下する。図７の制御例では、この間に、主サーミスタ２５の検知温度を目標値に近づけるために、主熱源６の加熱能力を高くする補正と、熱媒体の循環流量を低くする補正との少なくとも一方が実施される。主サーミスタ２５の検知温度の上昇は、主熱源６の出口温度の上昇に対して、遅れやすい。その第一の理由は、大きい熱容量を有する補助熱源１２の温度上昇に時間がかかることである。第二の理由は、主熱源６の出口から主サーミスタ２５の位置までの熱媒体の輸送遅れがあることである。主サーミスタ２５の検知温度の上昇が遅れる間に、主熱源６の加熱能力が過度に高く補正され、あるいは、熱媒体の循環流量が過度に低く補正される。その結果、補助サーミスタ２４で検知される主熱源６の出口温度は、目標値を大きく超え、オーバーシュートする。補助サーミスタ２４の検知温度のオーバーシュートに続いて、主サーミスタ２５で検知される熱媒体供給温度も、目標値を大きく超え、オーバーシュートする。このように、図７に示す制御例では、補助サーミスタ２４の検知温度及び主サーミスタ２５の検知温度が、共に、目標値を大きく超え、オーバーシュートする。図７に示す制御例では、熱媒体供給温度のオーバーシュートを抑制できない。図７に示す制御例では、主熱源６の負荷が大きくなりやすいため、主熱源６の寿命が短くなる可能性がある。
【００４５】
図８は、主熱源６の起動後の主サーミスタ２５及び補助サーミスタ２４の検知温度の変化の例を示すグラフである。図８に示す例は、制御装置１００が、主サーミスタ２５の検知温度を使用せず、補助サーミスタ２４のみの検知温度に基づいて、主熱源６の加熱能力及び熱媒体の循環流量の少なくとも一方を制御した場合の例である。図８の制御例において、制御装置１００は、主熱源６の起動直後から、補助サーミスタ２４の検知温度が熱媒体供給温度の目標値に収束するように、主熱源６の加熱能力及び熱媒体の循環流量の少なくとも一方を補正する。図８の制御例は、本実施の形態１に該当しない。
【００４６】
図８の制御例では、主熱源６の起動後、補助サーミスタ２４で検知される主熱源６の出口温度は、大きくオーバーシュートすることなく、熱媒体供給温度の目標値に収束し、安定する。主熱源６の出口温度が安定した後も、主サーミスタ２５で検知される熱媒体供給温度は、主熱源６の出口温度に比べて低くなる。その理由は、主熱源６から主サーミスタ２５の位置までの熱媒体管５から放熱することで熱媒体の温度が低下するためである。図８の制御例では、主サーミスタ２５で検知される熱媒体供給温度は、目標値よりも低い温度に収束し、安定する。すなわち、図８の制御例では、主サーミスタ２５で検知される熱媒体供給温度は、目標値に到達せず、アンダーシュートする。
【００４７】
図９は、主熱源６の起動後の主サーミスタ２５及び補助サーミスタ２４の検知温度の変化の例を示すグラフである。図９に示す例は、制御装置１００が図４に示すルーチンに基づいて制御した場合の例である。図９の制御例は、本実施の形態１に該当する。図９中の時刻ｔ１は、図４のステップＳ３で、制御装置１００が、熱媒体の温度状態が既に安定したと判定した時刻である。時刻ｔ１までの間は、制御装置１００は、補助サーミスタ２４の検知温度に基づいて、主熱源６の加熱能力及び熱媒体の循環流量の少なくとも一方を制御する。時刻ｔ１までの間は、制御装置１００は、補助サーミスタ２４の検知温度が熱媒体供給温度の目標値に収束するように、主熱源６の加熱能力及び熱媒体の循環流量の少なくとも一方を補正する。時刻ｔ１までの間は、第一運転に相当する。第一運転において、補助サーミスタ２４で検知される主熱源６の出口温度は、大きくオーバーシュートすることなく、熱媒体供給温度の目標値に収束する。第一運転において、主サーミスタ２５で検知される熱媒体供給温度は、目標値よりも低い温度に収束する。
【００４８】
時刻ｔ１以降は、制御装置１００は、主サーミスタ２５の検知温度に基づいて、主熱源６の加熱能力及び熱媒体の循環流量の少なくとも一方を制御する。時刻ｔ１以降は、制御装置１００は、主サーミスタ２５の検知温度が熱媒体供給温度の目標値に収束するように、主熱源６の加熱能力及び熱媒体の循環流量の少なくとも一方を補正する。時刻ｔ１以降は、第二運転に相当する。第二運転の開始直後の主サーミスタ２５の検知温度は、熱媒体供給温度の目標値よりも低い。その結果、制御装置１００は、主サーミスタ２５の検知温度が上昇するように、主熱源６の加熱能力を高くする補正と、熱媒体の循環流量を低くする補正との少なくとも一方を実施する。この補正により、主サーミスタ２５で検知される熱媒体供給温度は、大きくオーバーシュートすることなく、目標値に収束し、安定する。
【００４９】
図９に示すように、本実施の形態によれば、以下のような効果が得られる。熱媒体供給温度のオーバーシュート及びアンダーシュートを抑制できる。主熱源６の出口温度の過剰な上昇を回避できる。系が安定した後には、熱利用端末への熱媒体供給温度を確実に目標値まで上昇させることができる。
【００５０】
実施の形態２．
次に、図１０から図１２を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。本実施の形態２の熱供給システム１の機器構成は、図１から図３に示す実施の形態１の機器構成と同じであるので、図面及び説明を省略する。
【００５１】
本実施の形態の熱供給システム１において、補助熱源運転判定部１０３は、主熱源６の稼働中に主熱源６の加熱能力が不足していると判定した場合、実施の形態１と同様にして、補助熱源１２を起動することを決定する。補助熱源１２が起動されると、主熱源６で加熱された熱媒体が補助熱源１２でさらに加熱されることで、主サーミスタ２５で検知される熱媒体供給温度がオーバーシュートする可能性がある。本実施の形態では、制御装置１００は、補助熱源１２が起動した際に、主サーミスタ２５で検知される熱媒体供給温度のオーバーシュートが抑制されるように、主熱源６の加熱能力を低くする方向に調整する。本実施の形態では、制御装置１００は、補助熱源１２の起動と同時に、主熱源６の加熱能力を低くする方向に調整する。
【００５２】
図１０は、本実施の形態２の熱供給システム１の制御装置１００が実行するルーチンのフローチャートである。制御装置１００は、図１０のルーチンを周期的に繰り返し実行する。図１０のステップＳ２０で、制御装置１００は、主熱源６が稼動しているか否かを判断する。主熱源６が稼動していない場合には、ステップＳ２０の後、ルーチンを終了する。主熱源６が稼動している場合には、ステップＳ２０からステップＳ２１へ移行する。ステップＳ２１で、補助熱源運転判定部１０３は、補助熱源１２の稼動の要否を判定する。ステップＳ２１からステップＳ２２へ移行する。ステップＳ２２で、制御装置１００は、補助熱源１２が稼動しているか否かを判断する。補助熱源１２が稼動していない場合には、ステップＳ２２の後、ルーチンを終了する。
【００５３】
補助熱源１２が稼動している場合には、ステップＳ２２からステップＳ２３へ移行する。ステップＳ２３で、制御装置１００は、補助熱源１２を起動する場合の主熱源６の加熱能力の調整が済んでいるか否かを判断する。主熱源６の加熱能力の調整がまだ済んでいない場合には、ステップＳ２３からステップＳ２４へ移行する。ステップＳ２４で、制御装置１００は、補助熱源１２を起動する場合の主熱源６の加熱能力の調整を行う。ステップＳ２４で、制御装置１００は、主熱源６の加熱能力を低くする方向に調整する。ステップＳ２３で、主熱源６の加熱能力の調整が既に済んでいる場合には、ルーチンを終了する。
【００５４】
上記ステップＳ２４で制御装置１００が主熱源６の加熱能力を低くする方向に調整する方法の例について以下に説明する。
（例１）主熱源６の加熱能力を所定の割合で低下させる。例えば、圧縮機７の周波数が現在の半分に低下するように調整する。
（例２）主熱源６及び補助熱源１２の定格能力に基づいて決定される割合で、主熱源６の加熱能力を低下させる。補助熱源１２が起動するような状況では、主熱源６は定格能力を出力していると想定できる。例えば、主熱源６の定格能力を５ｋＷとし、補助熱源１２の定格能力を２ｋＷとした場合、主熱源６の加熱能力が３ｋＷとなるように、圧縮機７の周波数を３／５倍に調整する。
【００５５】
（例３）補助熱源１２の起動後の熱媒体供給温度が目標値に到達するように、補助熱源１２の起動後に必要な主熱源６の加熱能力を計算し、その計算結果に基づいて、主熱源６の加熱能力を調整する。補助熱源１２の起動後に必要な主熱源６の加熱能力の計算方法の例を以下に説明する。主熱源６の加熱能力を低くする前の主サーミスタ２５または補助サーミスタ２４の検知温度をＴＨとし、主熱源６の加熱能力を低くする前の低温サーミスタ２６の検知温度をＴＬとし、流量センサ２７の検知流量をＧｖｗとし、主サーミスタ２５または補助サーミスタ２４の検知温度の目標値をＴＨｍとし、熱媒体の密度をρとし、熱媒体の比熱をＣとする。主熱源６の加熱能力を低くする前の主熱源６の加熱能力Ｑｍ０は、次式で計算できる。
Ｑｍ０＝ρ・Ｃ・Ｇｖｗ・（ＴＨ−ＴＬ）
【００５６】
補助熱源１２の加熱能力をＱｓとし、補助熱源１２の起動後に必要な主熱源６の加熱能力をＱｍ１とする。Ｑｍ１は、次式で計算できる。
Ｑｍ１＝ρ・Ｃ・Ｇｖｗ・（ＴＨｍ−ＴＬ）−Ｑｓ
この例３では、図１０のステップＳ２４で、主熱源６の加熱能力をＱｍ１に調整する。そのためには、主熱源６の加熱能力がＱｍ１／Ｑｍ０倍に低下するように調整すれば良い。そのためには、例えば、圧縮機７の周波数がＱｍ１／Ｑｍ０倍になるように調整すれば良い。このように調整することで、補助熱源１２の起動後の熱媒体供給温度を高精度に目標値に近づけることができる。
【００５７】
具体的な数値例を以下に示す。主熱源６の加熱能力を低くする前の主サーミスタ２５または補助サーミスタ２４の検知温度を４５℃、主熱源６の加熱能力を低くする前の低温サーミスタ２６の検知温度を３０℃、流量センサ２７の検知流量を３リットル／分、補助熱源１２の加熱能力を２ｋＷ、主サーミスタ２５または補助サーミスタ２４の検知温度の目標値を５０℃とする。この時、主熱源６の加熱能力を低くする前の主熱源６の加熱能力は３．１４ｋＷとなり、補助熱源１２の起動後に必要な主熱源６の加熱能力は２．１８ｋＷとなる。この場合、圧縮機７の周波数を０．６９倍に調整することで、補助熱源１２の起動後の熱媒体供給温度を高精度に目標値５０℃に近づけることができる。
【００５８】
図１１は、主熱源６が稼働し補助熱源１２が稼動していない状態において補助熱源１２を起動した場合の、補助熱源１２の下流近傍及び上流近傍の温度の変化の例を示すグラフである。図１１に示す例は、制御装置１００が図１０のステップＳ２４の処理を実行しないと仮定した場合の例である。すなわち、図１１に示す例は、制御装置１００が、補助熱源１２の起動に伴う主熱源６の加熱能力の調整を行わないと仮定した場合の例である。図１１の例は、本実施の形態２に該当しない。
【００５９】
図１１中の補助熱源１２の下流近傍の温度は、主サーミスタ２５で検知される熱媒体供給温度に相当する。図１１中の時刻ｔ２は、補助熱源１２が起動した時刻である。時刻ｔ２の前、補助熱源１２の下流近傍の温度は、目標値よりも低い温度に収束している。このことで、主熱源６の加熱能力が不足していると判定され、補助熱源１２が起動される。時刻ｔ２で補助熱源１２が起動されると、補助熱源１２の下流近傍の温度は、急上昇し、目標値を大きく超え、オーバーシュートする。制御装置１００は、このオーバーシュートを主サーミスタ２５で検知する。その結果、制御装置１００のフィードバック制御により、主熱源６の加熱能力が低くなる方向に補正される。図１１中の時刻ｔ３は、当該補正によって補助熱源１２の上流近傍の温度が低下し始めた時刻である。補助熱源１２の上流近傍の温度が低下することで、補助熱源１２の下流近傍の温度が低下する。その後、補助熱源１２の下流近傍の温度は、目標値に収束する。図１１に示す例では、補助熱源１２の下流近傍の温度がオーバーシュートした後でなければ、主熱源６の加熱能力が低くなる方向に補正されない。そのため、補助熱源１２の下流近傍の温度、すなわち熱媒体供給温度のオーバーシュートを抑制できない。
【００６０】
図１２は、主熱源６が稼働し補助熱源１２が稼動していない状態において補助熱源１２を起動した場合の、補助熱源１２の下流近傍及び上流近傍の温度の変化の例を示すグラフである。図１２の制御例は、制御装置１００が図１０のステップＳ２４の処理を実行した場合の例である。図１２の制御例は、本実施の形態２に該当する。
【００６１】
図１２中の時刻ｔ４は、補助熱源１２が起動した時刻である。時刻ｔ４の前、補助熱源１２の下流近傍の温度は、目標値よりも低い温度に収束している。このことで、主熱源６の加熱能力が不足していると判定され、補助熱源１２が起動される。補助熱源１２の起動と同時に、図１０のステップＳ２４の処理により、主熱源６の加熱能力を低くする方向への調整が実施される。これにより、補助熱源１２の起動後まもなく、補助熱源１２の上流近傍の温度が低下する。その結果、補助熱源１２の下流近傍の温度が目標値を大きく超えることが回避される。すなわち、熱媒体供給温度のオーバーシュートが抑制される。
【００６２】
主熱源６のヒートポンプがＣＯ２冷媒を使用するシステムにおいては、高いＣＯＰを得る目的で、熱媒体の循環流量が低流量とされることがある。一般に、当該システムでは、補助熱源１２の起動時に、熱媒体供給温度がオーバーシュートしやすい。本実施の形態２によれば、当該システムにおいても、補助熱源１２の起動時の熱媒体供給温度のオーバーシュートを確実に抑制できる。
【００６３】
実施の形態３．
次に、図１３から図１５を参照して、本発明の実施の形態３について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。本実施の形態３の熱供給システム１の機器構成は、図１から図３に示す実施の形態１の機器構成と同じであるので、図面及び説明を省略する。
【００６４】
本実施の形態の熱供給システム１において、補助熱源運転判定部１０３は、主熱源６の稼働中に主熱源６の加熱能力が不足していると判定した場合、実施の形態１と同様にして、補助熱源１２を起動することを決定する。前述した実施の形態２では、制御装置１００は、補助熱源１２の起動と同時に、主熱源６の加熱能力を低くする方向に調整する。これに対し、本実施の形態では、制御装置１００は、補助熱源１２の起動よりも前に、主熱源６の加熱能力を低くする方向に調整する。主熱源６から補助熱源１２までの流路長が長いシステムにおいては、主熱源６の加熱能力が低くなる方向に調整した作用が補助熱源１２の位置に到達するまでに時間がかかる。すなわち、主熱源６から補助熱源１２までの流路長が長いシステムにおいては、主熱源６の加熱能力が低下してから、補助熱源１２の上流近傍の温度が低下するまでに時間がかかる。本実施の形態では、制御装置１００は、主熱源６の稼働中に補助熱源１２を起動すると決定した場合には、主熱源６の加熱能力が低くなる方向に調整した後、その作用が補助熱源１２の位置に到達するまで、補助熱源１２の起動を待機させる。制御装置１００は、主熱源６の加熱能力の調整の作用が補助熱源１２の位置に到達した後に、補助熱源１２を起動する。本実施の形態によれば、主熱源６から補助熱源１２までの流路長が長いシステムにおいても、補助熱源１２の起動時の熱媒体供給温度のオーバーシュートを確実に抑制できる。
【００６５】
図１３は、本実施の形態３の熱供給システム１の制御装置１００が実行するルーチンのフローチャートである。制御装置１００は、図１３のルーチンを周期的に繰り返し実行する。図１３のステップＳ３０で、制御装置１００は、主熱源６が稼動しているか否かを判断する。主熱源６が稼動していない場合には、ステップＳ３０の後、ルーチンを終了する。主熱源６が稼動している場合には、ステップＳ３０からステップＳ３１へ移行する。ステップＳ３１で、補助熱源運転判定部１０３は、補助熱源１２の稼動の要否を判定する。ステップＳ３１からステップＳ３２へ移行する。ステップＳ３２で、制御装置１００は、補助熱源１２の稼動が決定されているか否かを判断する。補助熱源１２が稼動されていない場合には、ステップＳ３２の後、ルーチンを終了する。
【００６６】
補助熱源１２の稼動が決定されている場合には、ステップＳ３２からステップＳ３３へ移行する。ステップＳ３３で、制御装置１００は、補助熱源１２を起動する前の主熱源６の加熱能力の調整が済んでいるか否かを判断する。主熱源６の加熱能力の調整がまだ済んでいない場合には、ステップＳ３３からステップＳ３４へ移行する。ステップＳ３４で、制御装置１００は、補助熱源１２を起動する前の主熱源６の加熱能力の調整を行う。ステップＳ３４で、制御装置１００は、主熱源６の加熱能力を低くする方向に調整する。ステップＳ３４の調整方法は、前述した実施の形態２のステップＳ２４の調整方法と同じである。ステップＳ３４からステップＳ３５へ移行する。ステップＳ３５で、制御装置１００は、補助熱源１２の起動を待機する。ステップＳ３５の後、ルーチンを終了する。
【００６７】
ステップＳ３３で、主熱源６の加熱能力の調整が既に済んでいる場合には、ステップＳ３６へ移行する。ステップＳ３６で、制御装置１００は、主熱源６の加熱能力の調整の作用が補助熱源１２の位置まで到達しているかどうかを判定する。主熱源６の加熱能力の調整の作用がまだ補助熱源１２の位置に到達していないと判定された場合には、ステップＳ３６からステップＳ３７へ移行する。ステップＳ３７で、制御装置１００は、補助熱源１２の起動を待機する。ステップＳ３７の後、ルーチンを終了する。
【００６８】
ステップＳ３６で、主熱源６の加熱能力の調整の作用が補助熱源１２の位置に到達していると判定された場合には、ステップＳ３６からステップＳ３８へ移行する。ステップＳ３８で、制御装置１００は、補助熱源１２を起動する。ステップＳ３８で、補助熱源１２が既に起動している場合には、制御装置１００は、補助熱源１２の稼動を継続させる。ステップＳ３８の後、ルーチンを終了する。
【００６９】
図１４は、主熱源６が稼働し補助熱源１２が稼動していない状態において補助熱源１２を起動した場合の、補助熱源１２の下流近傍及び上流近傍の温度の変化の例を示すグラフである。図１４に示す例は、主熱源６から補助熱源１２までの流路長が長いシステムにおいて、主熱源６の加熱能力の調整を、補助熱源１２の起動と同時に行うと仮定した場合の例である。
【００７０】
図１４中の補助熱源１２の下流近傍の温度は、主サーミスタ２５で検知される熱媒体供給温度に相当する。図１４中の時刻ｔ５は、補助熱源１２が起動し、主熱源６の加熱能力を低くする方向への調整が行われた時刻である。時刻ｔ５の前、補助熱源１２の下流近傍の温度は、目標値よりも低い温度に収束している。このことで、主熱源６の加熱能力が不足していると判定され、補助熱源１２が起動される。時刻ｔ５で主熱源６の加熱能力が低くする方向へ調整されてから、補助熱源１２の上流近傍の温度が低下し始めるまでには時間がかかる。補助熱源１２の起動後しばらくの間は、補助熱源１２の上流近傍の温度は、主熱源６の加熱能力の調整前の温度に等しい。このため、補助熱源１２が熱媒体を加熱すると、補助熱源１２の下流近傍の温度は、急上昇し、オーバーシュートする。図１４中の時刻ｔ６は、主熱源６の加熱能力の調整の作用が補助熱源１２の位置に到達した時刻である。すなわち、時刻ｔ６は、補助熱源１２の上流近傍の温度が低下し始める時刻である。その後、補助熱源１２の上流近傍の温度が低下することで、補助熱源１２の下流近傍の温度が低下する。
【００７１】
図１５は、主熱源６が稼働し補助熱源１２が稼動していない状態において補助熱源１２を起動した場合の、補助熱源１２の下流近傍及び上流近傍の温度の変化の例を示すグラフである。図１５の制御例は、制御装置１００が図１３のルーチンを実行した場合の例である。図１５の制御例は、本実施の形態３に該当する。
【００７２】
図１５中の時刻ｔ７は、補助熱源１２の起動が決定された時刻である。時刻ｔ７の前、補助熱源１２の下流近傍の温度は、目標値よりも低い温度に収束している。このことで、主熱源６の加熱能力が不足していると判定され、補助熱源１２の起動が決定される。補助熱源１２の起動が決定されると、図１３のステップＳ３４の処理により、主熱源６の加熱能力を低くする方向への調整が実施される。これにより、主熱源６の下流近傍の温度が低下する。図１５中の時刻ｔ８は、主熱源６の加熱能力の調整の作用が補助熱源１２の位置に到達した時刻である。すなわち、時刻ｔ８は、補助熱源１２の上流近傍の温度が低下し始める時刻である。時刻ｔ８に、補助熱源１２が起動される。補助熱源１２が起動されたときには、補助熱源１２の上流近傍の温度が低下し始めている。このため、補助熱源１２の起動後、補助熱源１２の下流近傍の温度が目標値を大きく超えることが回避される。すなわち、熱媒体供給温度のオーバーシュートが抑制される。
【００７３】
主熱源６のヒートポンプがＣＯ２冷媒を使用するシステムにおいては、高いＣＯＰを得る目的で、熱媒体の循環流量が低流量とされることがある。一般に、当該システムでは、補助熱源１２の起動時に、熱媒体供給温度がオーバーシュートしやすい。本実施の形態３によれば、当該システムにおいても、補助熱源１２の起動時の熱媒体供給温度のオーバーシュートを確実に抑制できる。
【００７４】
上記ステップＳ３６で、主熱源６の加熱能力の調整の作用が補助熱源１２の位置まで到達しているかどうかを制御装置１００が判定する方法の例について以下に説明する。
（例１）制御装置１００は、主熱源６の加熱能力を調整した後の経過時間に基づいて、主熱源６の加熱能力の調整の作用が補助熱源１２の位置まで到達しているかどうかを判定できる。例えば、制御装置１００は、当該経過時間が所定時間（例えば３０分間）に達していない場合には、主熱源６の加熱能力の調整の作用がまだ補助熱源１２の位置に到達していないと判定し、当該経過時間が当該所定時間に達した場合には、主熱源６の加熱能力の調整の作用が補助熱源１２の位置に到達したと判定する。この例１の場合、制御装置１００は、主熱源６の加熱能力を低下させた後の経過時間が上記所定時間に到達したことに応えて、補助熱源１２を起動する。
【００７５】
（例２）制御装置１００は、補助熱源１２の下流近傍または上流近傍に配置される温度センサの検知温度に基づいて、主熱源６の加熱能力の調整の作用が補助熱源１２の位置まで到達しているかどうかを判定できる。図１の構成例の場合には、主サーミスタ２５を当該温度センサとして用いることができる。例えば、制御装置１００は、当該検知温度が主熱源６の加熱能力の調整前に比べて所定量（例えば３℃）以上低下した場合には、主熱源６の加熱能力の調整の作用が補助熱源１２の位置に到達したと判定する。この例２の場合、制御装置１００は、当該検知温度が主熱源６の加熱能力の調整前に比べて所定量（例えば３℃）以上低下したことに応えて、補助熱源１２を起動する。また、制御装置１００は、当該検知温度が、短時間で大幅に低下した場合（例えば１分間以内に３℃以上低下した場合）に、主熱源６の加熱能力の調整の作用が補助熱源１２の位置に到達したと判定しても良い。
【００７６】
（例３）流量センサ２７の検知流量をＧｖｗ、熱媒体供給温度の目標値をＴＨｍ、熱媒体の密度をρ、熱媒体の比熱をＣ、補助熱源１２の加熱能力をＱｓとする。制御装置１００は、補助熱源１２の下流近傍または上流近傍に配置される温度センサの検知温度が（ＴＨｍ−Ｑｓ／ρ／Ｃ／Ｇｖｗ）に等しいか近くなったときに、主熱源６の加熱能力の調整の作用が補助熱源１２の位置に到達したと判定し、補助熱源１２を起動する。この例３によれば、補助熱源１２の起動後、熱媒体供給温度を目標値ＴＨｍに速やかに収束させることができる。
【００７７】
（例４）制御装置１００は、主サーミスタ２５の検知温度と補助サーミスタ２４の検知温度との温度差が安定した場合に、主熱源６の加熱能力の調整の作用が補助熱源１２の位置に到達したと判定し、補助熱源１２を起動する。この例４によれば、熱媒体供給温度のオーバーシュート及びアンダーシュートの双方を確実に抑制できる。
【００７８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明では、上述した複数の実施の形態を任意に組み合わせて実施しても良い。
【符号の説明】
【００７９】
１  熱供給システム、２  第一ユニット、３  第二ユニット、４，５  熱媒体管、６  主熱源、７  圧縮機、８  高温側熱交換器、９  減圧装置、１０  低温側熱交換器、１１  送風機、１２  補助熱源、１３  貯湯槽、１４  給湯熱交換器、１５  熱媒体ポンプ、１６  水ポンプ、１７  切替弁、１８  給水管、１９  給湯管、２０  湯栓、２１  暖房器具、２２，２３  熱媒体管、２４  補助サーミスタ、２５  主サーミスタ、２６  低温サーミスタ、２７  流量センサ、２８  室温サーミスタ、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  貯湯温度センサ、４０  水源、１００  制御装置、１０１  主熱源運転判定部、１０２  主熱源能力制御部、１０３  補助熱源運転判定部、１０４  熱媒体ポンプ制御部、１０５  水ポンプ制御部、２００  リモコン、１０００  プロセッサ、１００１  メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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