(57)【要約】【課題】ユーザーの快適性を向上させるのに有利なヒートポンプ制御装置を提供する。【解決手段】  本開示のヒートポンプ制御装置（１０ａ）は、ヒートポンプ（２０）の冷媒と水とを熱交換させる熱交換器（３０）と室内暖房器（３２）との間で温水を循環させるヒートポンプ式暖房装置（５ａ）を制御する。ヒートポンプ制御装置（１０ａ）は、室内温度入力部（１３）と、入水温度入力部（１４）と、出湯温度入力部（１５）と、記憶部（１２）と、制御部（１１）とを備える。記憶部（１２）は、室内温度情報と、入水温度情報と、出湯温度情報とを記憶する。制御部（１１）は、室内温度入力部（１３）に室内温度情報が入力されないときに、記憶部（１２）に記憶された入水温度情報及び出湯温度情報を用いて、出湯温度から入水温度を差し引いた差が大きいほど、目標出湯温度を高く設定する。【選択図】図１
2017067321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプの冷媒と水とを熱交換させる熱交換器と室内暖房器との間で温水を循環させるヒートポンプ式暖房装置を制御するヒートポンプ制御装置であって、
前記室内暖房器が設置された室内空間の温度を示す室内温度情報が入力される室内温度入力部と、
前記室内暖房器から前記熱交換器に向かって流れている前記温水の温度である入水温度を示す入水温度情報が入力される入水温度入力部と、
前記熱交換器から前記室内暖房器に向かって流れている前記温水の温度である出湯温度を示す出湯温度情報が入力される出湯温度入力部と、
前記室内温度入力部に入力された前記室内温度情報と、前記入水温度入力部に入力された前記入水温度情報と、前記出湯温度入力部に入力された前記出湯温度情報とを記憶する記憶部と、
前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されたときに、前記室内温度情報を用いて、前記熱交換器から排出される前記温水の温度の目標値である目標出湯温度を設定し、前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されないときに、前記記憶部に記憶された前記入水温度情報及び前記出湯温度情報を用いて、前記出湯温度から前記入水温度を差し引いた差が大きいほど、前記目標出湯温度を高く設定する、制御部と、を備えた、
ヒートポンプ制御装置。
【請求項２】
前記熱交換器から排出された前記温水の流量である温水供給流量を示す流量情報が入力される流量入力部をさらに備え、
前記記憶部は、前記流量入力部に入力された前記流量情報をさらに記憶し、
前記制御部は、前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されないときに、前記記憶部に記憶された前記流量情報を用いて、前記温水供給流量が大きいほど、前記目標出湯温度を高く設定する、請求項１に記載のヒートポンプ制御装置。
【請求項３】
前記室内暖房器が設置された室内空間の温度の目標値である室内設定温度を示す設定温度情報が入力される室内設定温度入力部をさらに備え、
前記記憶部は、前記室内設定温度入力部に入力された前記設定温度情報をさらに記憶し、
前記制御部は、前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されたときに、前記室内温度情報及び前記記憶部に記憶された前記設定温度情報を用いて前記目標出湯温度を設定し、前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されないときに、前記記憶部に記憶された前記入水温度情報、前記出湯温度情報、及び前記設定温度情報を用いて、前記室内設定温度から前記出湯温度と前記入水温度との平均値を差し引いた差が大きいほど、前記目標出湯温度を高く設定する、請求項１又は２に記載のヒートポンプ制御装置。
【請求項４】
表示部をさらに備え、
前記制御部は、前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されたときに、前記室内温度入力部に入力された前記室内温度情報が示す温度を前記表示部に表示させ、前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されないときに、前記記憶部に記憶された前記入水温度情報及び前記出湯温度情報を用いて前記室内空間の温度を推定して前記表示部に表示させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒートポンプ制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒートポンプ制御装置と、
ヒートポンプと、
前記ヒートポンプの冷媒と水とを熱交換させる熱交換器であって、前記ヒートポンプの冷媒回路の一部及び当該熱交換器と室内暖房器との間で温水を循環させるための温水回路の一部を有する熱交換器と、
前記温水回路において前記温水を循環させるための循環ポンプと、
前記入水温度情報を入力可能に前記入水温度入力部に接続されている、前記入水温度を検出するための入水温度センサと、
前記出湯温度情報を入力可能に前記出湯温度入力部に接続されている、前記出湯温度を検出するための出湯温度センサと、を備えた、
ヒートポンプ式暖房システムの温水供給ユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の温水供給ユニットと、
前記温水供給ユニットに温水を循環可能に接続された室内暖房器と、
前記室内温度情報を入力可能に前記室内温度入力部に接続されている、前記室内暖房器が設置された室内空間の温度を検出するための室内温度センサと、を備えた、
ヒートポンプ式暖房システム。
【請求項７】
ヒートポンプの冷媒と水とを熱交換させる熱交換器と室内暖房器との間で温水を循環させるヒートポンプ式暖房装置を制御するヒートポンプ制御装置によって実行される方法であって、
前記室内暖房器が設置された室内空間の温度を示す室内温度情報を取得し、
前記室内暖房器から前記熱交換器に向かって流れている前記温水の温度である入水温度を示す入水温度情報を取得し、
前記熱交換器から前記室内暖房器に向かって流れている前記温水の温度である出湯温度を示す出湯温度情報を取得し、
取得した、前記室内温度情報、前記入水温度情報、及び前記出湯温度情報を記憶し、
前記室内温度情報を取得できたときに、前記室内温度情報を用いて、前記熱交換器から排出される前記温水の温度の目標値である目標出湯温度を設定し、前記室内温度情報を取得できないときに、記憶された前記入水温度情報及び前記出湯温度情報を用いて、前記出湯温度から前記入水温度を差し引いた差が大きくなるほど、前記目標出湯温度を高く設定する、
方法。
【請求項８】
前記熱交換器から排出された前記温水の流量である温水供給流量を示す流量情報をさらに取得し、
取得した前記流量情報をさらに記憶し、
前記室内温度情報を取得できないときに、記憶された前記流量情報を用いて、温水供給流量が大きいほど、前記目標出湯温度を高く設定する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記室内暖房器が設置された室内空間の温度の目標値である室内設定温度を示す設定温度情報をさらに取得し、
取得した前記設定温度情報をさらに記憶し、
前記室内温度情報を取得できたときに、前記室内温度情報及び記憶された前記設定温度情報を用いて前記目標出湯温度を設定し、前記室内温度情報を取得できないときに、記憶された、前記入水温度情報、前記出湯温度情報、及び前記設定温度情報を用いて、前記室内設定温度から前記出湯温度と前記入水温度との平均値を差し引いた差が大きいほど、前記目標出湯温度を高く設定する、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記室内温度情報を取得できたときに、取得した前記室内温度情報が示す温度を表示部に表示させ、前記室内温度情報を取得できないときに、記憶された前記入水温度情報及び前記出湯温度情報を用いて前記室内空間の温度を推定して前記表示部に表示させる、請求項７〜９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ヒートポンプ制御装置、ヒートポンプ式暖房システムの温水供給ユニット、ヒートポンプ式暖房システム、及びヒートポンプ制御装置によって実行される方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ式暖房装置は、大気の熱を吸熱し電気で圧縮して加熱された冷媒と水とを熱交換器において熱交換させて作った温水を暖房に利用する装置である。例えば、特許文献１には、ヒートポンプ式暖房装置を制御するヒートポンプ制御装置が記載されている。特許文献１に記載のヒートポンプ制御装置は、暖房装置が設置された需要家の空間の外気温度を示す温度情報が入力される入力部を備えている。外気温度に応じて目標出湯温度が定められる。また、このヒートポンプ制御装置は、ヒートポンプ式暖房装置の消費電力を抑制する出力抑制時間帯になると、室温の設定温度を第１設定温度（例えば、２０℃）から第２設定温度（例えば、１８℃）に切り替える。この場合、ヒートポンプ制御装置の制御部は、外気温度が同じ条件下においては、第１出湯温度が高いほど第１出湯温度からの変化量が大きい第２出湯温度を示す情報をヒートポンプ式暖房装置に出力する。
【０００３】
特許文献２には、ヒートポンプ式暖房装置ではないが、温度センサからの出力に基づいて空気制御ドアを制御する制御部を有する車輌用空気調和装置が記載されている。特許文献２に記載の車輌用空気調和装置には、温度センサの故障を判定する故障判定部が設けられている。故障判定部の出力により温度センサに故障が発生したときに空気制御ドアの制御動作を停止するように制御部に信号が送出され、空気制御ドアが温度センサの故障前の状態にロックされる。これにより、内気温度が温度センサの故障前の温度に設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１５／００１７３０号
【特許文献２】特開昭５７−１４７９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２に記載の技術は、ユーザーの快適性を向上させる観点から改良の余地を有する。そこで、本開示は、ユーザーの快適性を向上させるのに有利なヒートポンプ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、
ヒートポンプの冷媒と水とを熱交換させる熱交換器と室内暖房器との間で温水を循環させるヒートポンプ式暖房装置を制御するヒートポンプ制御装置であって、
前記室内暖房器が設置された室内空間の温度を示す室内温度情報が入力される室内温度入力部と、
前記室内暖房器から前記熱交換器に向かって流れている前記温水の温度である入水温度を示す入水温度情報が入力される入水温度入力部と、
前記熱交換器から前記室内暖房器に向かって流れている前記温水の温度である出湯温度を示す出湯温度情報が入力される出湯温度入力部と、
前記室内温度入力部に入力された前記室内温度情報と、前記入水温度入力部に入力された前記入水温度情報と、前記出湯温度入力部に入力された前記出湯温度情報とを記憶する記憶部と、
前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されたときに、前記室内温度情報を用いて、前記熱交換器から排出される前記温水の温度の目標値である目標出湯温度を設定し、前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されないときに、前記記憶部に記憶された前記入水温度情報及び前記出湯温度情報を用いて、前記出湯温度から前記入水温度を差し引いた差が大きいほど、前記目標出湯温度を高く設定する、制御部と、を備えた、
ヒートポンプ制御装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
上記のヒートポンプ制御装置は、ユーザーの快適性を高めるうえで有利である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係るヒートポンプ式暖房システムの構成を示す図
【図２】第１実施形態に係るヒートポンプ制御装置の動作を示すフローチャート
【図３】参考例に係るヒートポンプ制御を行った場合の目標出湯温度の変化を示す図
【図４】第１実施形態に係るヒートポンプ制御装置を用いた場合の目標出湯温度の変化を示す図
【図５】第２実施形態に係るヒートポンプ式暖房システムの構成を示す図
【図６】流量情報が利用されない場合の目標出湯温度の変化を示す図
【図７】第２実施形態に係るヒートポンプ制御装置を用いた場合の目標出湯温度の変化を示す図
【図８】第３実施形態に係るヒートポンプ式暖房システムの構成を示す図
【図９】第４実施形態に係るヒートポンプ式暖房システムの構成を示す図
【図１０】第４実施形態に係るヒートポンプ制御装置の動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
特許文献１に記載のヒートポンプ制御装置によれば、例えば、温度センサの故障又は通信切断により、外気温度を示す温度情報が入力部に入力されない事態が発生する可能性がある。この場合、目標出湯温度を適切に設定することが難しくなる。通信遮断の原因としては、例えば、電波の不安定さ、通信エラー、温度センサの電池切れ、及び通信に対する障害物の存在などが挙げられる。特許文献２に記載の技術によれば、温度センサが故障した場合、空気制御ドアが温度センサの故障前の状態にロックされる。しかし、温度センサが故障したと判定されてから温度センサの故障が回復するまでの期間において、外気温度の変化又は日射量の変化などの影響により、室内温度が大きく低下し、又は、大きく上昇してユーザーの快適性が損なわれる可能性がある。
【００１０】
本開示の第１態様は、
ヒートポンプの冷媒と水とを熱交換させる熱交換器と室内暖房器との間で温水を循環させるヒートポンプ式暖房装置を制御するヒートポンプ制御装置であって、
前記室内暖房器が設置された室内空間の温度を示す室内温度情報が入力される室内温度入力部と、
前記室内暖房器から前記熱交換器に向かって流れている前記温水の温度である入水温度を示す入水温度情報が入力される入水温度入力部と、
前記熱交換器から前記室内暖房器に向かって流れている前記温水の温度である出湯温度を示す出湯温度情報が入力される出湯温度入力部と、
前記室内温度入力部に入力された前記室内温度情報と、前記入水温度入力部に入力された前記入水温度情報と、前記出湯温度入力部に入力された前記出湯温度情報とを記憶する記憶部と、
前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されたときに、前記室内温度情報を用いて、前記熱交換器から排出される前記温水の温度の目標値である目標出湯温度を設定し、前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されないときに、前記記憶部に記憶された前記入水温度情報及び前記出湯温度情報を用いて、前記出湯温度から前記入水温度を差し引いた差が大きいほど、前記目標出湯温度を高く設定する、制御部と、を備えた、
ヒートポンプ制御装置を提供する。
【００１１】
第１態様によれば、温度センサの故障又は通信遮断により、室内温度入力部に室内温度情報が入力されないときでも、記憶部に記憶された入水温度情報及び出湯温度情報を用いて目標出湯温度が設定される。この場合、目標出湯温度は、出湯温度から入水温度を差し引いた差が大きいほど高く設定される。外気温度の低下により室内温度が低下すると、出湯温度から入水温度を差し引いた差が大きくなりやすい。このため、第１態様によれば、例えば、室内温度の低下が抑制されるように、目標出湯温度が設定される。このように、第１態様に係るヒートポンプ制御装置は、ユーザーの快適性を高めるうえで有利である。
【００１２】
本開示の第２態様は、第１態様に加えて、前記熱交換器から排出された前記温水の流量である温水供給流量を示す流量情報が入力される流量入力部をさらに備え、前記記憶部は、前記流量入力部に入力された前記流量情報をさらに記憶し、前記制御部は、前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されないときに、前記記憶部に記憶された前記流量情報を用いて、前記温水供給流量が大きいほど、前記目標出湯温度を高く設定する、ヒートポンプ制御装置を提供する。第２態様によれば、温度センサの故障又は通信遮断により、室内温度入力部に室内温度情報が入力されないときに、記憶部に記憶された流量情報を用いて、目標出湯温度が設定される。この場合、温水供給流量が大きいほど、目標出湯温度が高く設定される。例えば、外気温度が低下した場合に、流量情報を用いずに目標出湯温度を設定すると、場合によっては、温水供給流量が大きくなって室内温度が低下する可能性がある。第２態様によれば、流量情報を用いて、温水供給流量が大きいほど目標出湯温度が高く設定されるので、室内温度の低下を抑制できる。その結果、ユーザーの快適性を高めることができる。
【００１３】
本開示の第３態様は、第１態様又は第２態様に加えて、前記室内暖房器が設置された室内空間の温度の目標値である室内設定温度を示す設定温度情報が入力される室内設定温度入力部をさらに備え、前記記憶部は、前記室内設定温度入力部に入力された前記設定温度情報をさらに記憶し、前記制御部は、前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されたときに、前記室内温度情報及び前記記憶部に記憶された前記設定温度情報を用いて前記目標出湯温度を設定し、前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されないときに、前記記憶部に記憶された前記入水温度情報、前記出湯温度情報、及び前記設定温度情報を用いて、前記室内設定温度から前記出湯温度と前記入水温度との平均値を差し引いた差が大きいほど、前記目標出湯温度を高く設定する、ヒートポンプ制御装置を提供する。第３態様によれば、室内設定温度入力部に入力された設定温度情報を用いて目標出湯温度が設定される。すなわち、室内設定温度入力部に入力された設定温度情報が目標出湯温度の設定に反映される。これにより、ユーザーの快適性を高めることができる。
【００１４】
本開示の第４態様は、第１態様〜第３態様のいずれか１つの態様に加えて、表示部をさらに備え、前記制御部は、前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されるときに、前記室内温度入力部に入力された前記室内温度情報が示す温度を前記表示部に表示させ、前記室内温度入力部に前記室内温度情報が入力されないときに、前記記憶部に記憶された前記入水温度情報及び前記出湯温度情報を用いて前記室内空間の温度を推定して前記表示部に表示させる、ヒートポンプ制御装置を提供する。第４態様によれば、温度センサの故障又は通信遮断により、室内温度入力部に室内温度情報が入力されないときでも、室内空間の温度を推定して表示部に表示させることができる。これにより、ユーザーの利便性を高めることができる。
【００１５】
本開示の第５態様は、
第１態様〜第４態様のいずれか１つの態様のヒートポンプ制御装置と、
ヒートポンプと、
前記ヒートポンプの冷媒と水とを熱交換させる熱交換器であって、前記ヒートポンプの冷媒回路の一部及び当該熱交換器と室内暖房器との間で温水を循環させるための温水回路の一部を有する熱交換器と、
前記温水回路において前記温水を循環させるための循環ポンプと、
前記入水温度情報を入力可能に前記入水温度入力部に接続されている、前記入水温度を検出するための入水温度センサと、
前記出湯温度情報を入力可能に前記出湯温度入力部に接続されている、前記出湯温度を検出するための出湯温度センサと、を備えた、
ヒートポンプ式暖房システムの温水供給ユニットを提供する。
【００１６】
本開示の第５態様によれば、第１態様〜第４態様のいずれか１つの態様のヒートポンプ制御装置を備えているので、室内温度入力部に室内温度情報が入力されないときでもユーザーの快適性を高めるうえで有利な温水供給ユニットを提供できる。
【００１７】
本開示の第６態様は、
第５態様の温水供給ユニットと、
前記温水供給ユニットに温水を循環可能に接続された室内暖房器と、
前記室内温度情報を入力可能に前記室内温度入力部に接続されている、前記室内暖房器が設置された室内空間の温度を検出するための室内温度センサと、を備えた、
ヒートポンプ式暖房システムを提供する。
【００１８】
第６態様によれば、第５態様の温水供給ユニットを備えているので、室内温度入力部に室内温度情報が入力されないときでもユーザーの快適性を高めるうえで有利なヒートポンプ式暖房システムを提供できる。
【００１９】
本開示の第７態様は、
ヒートポンプの冷媒と水とを熱交換させる熱交換器と室内暖房器との間で温水を循環させるヒートポンプ式暖房装置を制御するヒートポンプ制御装置によって実行される方法であって、
前記室内暖房器が設置された室内空間の温度を示す室内温度情報を取得し、
前記室内暖房器から前記熱交換器に向かって流れている前記温水の温度である入水温度を示す入水温度情報を取得し、
前記熱交換器から前記室内暖房器に向かって流れている前記温水の温度である出湯温度を示す出湯温度情報を取得し、
取得した、前記室内温度情報、前記入水温度情報、及び前記出湯温度情報を記憶し、
前記室内温度情報を取得できたときに、前記室内温度情報を用いて、前記熱交換器から排出される前記温水の温度の目標値である目標出湯温度を設定し、前記室内温度情報を取得できないときに、記憶された前記入水温度情報及び前記出湯温度情報を用いて、前記出湯温度から前記入水温度を差し引いた差が大きくなるほど、前記目標出湯温度を高く設定する、
方法を提供する。
【００２０】
第７態様によれば、第１態様と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
本開示の第８態様は、第７態様に加えて、前記熱交換器から排出された前記温水の流量である温水供給流量を示す流量情報をさらに取得し、取得した前記流量情報をさらに記憶し、前記室内温度情報を取得できないときに、記憶された前記流量情報を用いて、温水供給流量が大きいほど、前記目標出湯温度を高く設定する、方法を提供する。第８態様によれば、第２態様と同様の効果を得ることができる。
【００２２】
本開示の第９態様は、第７態様又は第８態様に加えて、前記室内暖房器が設置された室内空間の温度の目標値である室内設定温度を示す設定温度情報をさらに取得し、取得した前記設定温度情報をさらに記憶し、前記室内温度情報を取得できたときに、前記室内温度情報及び記憶された前記設定温度情報を用いて前記目標出湯温度を設定し、前記室内温度情報を取得できないときに、記憶された、前記入水温度情報、前記出湯温度情報、及び前記設定温度情報を用いて、前記室内設定温度から前記出湯温度と前記入水温度との平均値を差し引いた差が大きいほど、前記目標出湯温度を高く設定する、方法を提供する。第９態様によれば、第３態様と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
本開示の第１０態様は、第７態様〜第９態様のいずれか１つの態様に加えて、前記室内温度情報を取得できたときに、取得した前記室内温度情報が示す温度を表示部に表示させ、前記室内温度情報を取得できないときに、記憶された前記入水温度情報及び前記出湯温度情報を用いて前記室内空間の温度を推定して前記表示部に表示させる、方法を提供する。第１０態様によれば、第４態様と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、以下の実施形態に記載の数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置、構成要素の接続形態、ステップ、及びステップの順序は、本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。以下の実施形態に記載の構成要素のうち、特許請求の範囲の独立請求項に記載されていない構成要素は、課題解決のために必ずしも必要ではなく、望ましい実施形態を構成するものとして説明される。
【００２５】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ａは、温水供給ユニット２ａと、室内暖房器３２と、室内温度センサ４１とを備えている。室内暖房器３２は、温水供給ユニット２ａに温水を循環可能に接続されている。例えば、室内暖房器３２は、温水供給ユニット２ａから室内暖房器３２に温水を供給するための配管及び室内暖房器３２から温水供給ユニット２ａに温水を戻すための配管によって温水供給ユニット２ａに接続されている。室内暖房器３２は、室内空間に配置されている。ヒートポンプ式暖房システム１ａは、例えば、複数（図１では３つ）の室内暖房器３２を備えている。例えば、各室内暖房器３２は、それぞれ、別々の室内空間に配置されている。室内温度センサ４１は、室内暖房器３２が設置された室内空間の温度を検出するための温度センサである。
【００２６】
温水供給ユニット２ａは、ヒートポンプ制御装置１０ａと、ヒートポンプ２０と、熱交換器３０と、循環ポンプ３１と、入水温度センサ４２と、出湯温度センサ４３とを備えている。ヒートポンプ２０は冷媒回路２５を有し、冷媒回路２５の一部が熱交換器３０の内部に形成されている。例えば、ヒートポンプ２０は、熱源機２１と、熱交換器３０と、熱源機２１から熱交換器３０に冷媒を供給するための配管と、熱交換器３０から熱源機２１に冷媒を戻すための配管とを備えている。例えば、熱源機２１は、膨張弁、蒸発器、及び圧縮機を備え、冷媒が膨張弁、蒸発器、及び圧縮機の順番で流れるように、熱源機２１の内部に膨張弁、蒸発器、及び圧縮機が配置されている。熱交換器３０は、ヒートポンプ２０の冷媒と水とを熱交換させる。熱交換器３０は、ヒートポンプ２０の冷媒回路２５の一部及び熱交換器３０と室内暖房器３２との間で温水を循環させるための温水回路３５の一部を有する。循環ポンプ３１は、温水回路３５において温水を循環させるためのポンプである。入水温度センサ４２は、室内暖房器３２から熱交換器３０に向かって流れている温水の温度である入水温度を検出するための温度センサである。出湯温度センサ４３は、熱交換器３０から室内暖房器３２に向かって流れている温水の温度である出湯温度を検出するための温度センサである。
【００２７】
ヒートポンプ２０において、空気を熱源にして、圧縮機で冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒が生成される。例えば、熱交換器３０から排出された低温高圧の冷媒は、熱源機２１の内部の膨張弁を通過することによって減圧される。膨張弁を通過した低温低圧の冷媒は、熱源機２１内部の蒸発器において室外空気との熱交換により加熱され、蒸発する。蒸発器を通過した冷媒は熱源機２１内部の圧縮機において圧縮され、高温高圧の冷媒が生成される。高温高圧の冷媒は、熱交換器３０に供給され、熱交換器３０において水と熱交換する。熱交換器３０を通過した冷媒は再び熱源機２１に戻る。ヒートポンプ２０における冷媒は、特に制限されないが、例えば、Ｒ−４１０Ａである。熱交換器３０から排出される温水の最高温度は、例えば、冷媒の特性の影響を受ける。
【００２８】
熱交換器３０において冷媒と水とが熱交換することにより生成された高温の温水は、循環ポンプ３１の働きにより室内暖房器３２に供給される。室内暖房器３２において高温の温水が有する熱が放熱されて室内空間が暖房され、室内空間の温度が室内空間の温度の目標値である室内設定温度を含む所定の温度範囲に保たれる。室内暖房器３２を通過することにより温水の温度は低下し、室内暖房器３２から排出された低温の温水は、熱交換器３０に戻され、再び加熱される。室内暖房器３２は、温水の有する熱を放熱するための放熱部を有する限り特に限定されない。室内暖房器３２は、例えば、放熱パネルを介して室内空間に放熱するラジエータ又は温水パイプを有する床暖房器である。
【００２９】
例えば、循環ポンプ３１が発揮する動力が調整されることによって、各室内暖房器３２への温水の供給量が調整される。また、例えば、温水回路３５における各室内暖房器３２の上流側には上流側流量調整弁３３が配置され、温水回路３５における各室内暖房器３２の下流側には下流側流量調整弁３４が配置されている。この場合、上流側流量調整弁３３及び下流側流量調整弁３４が制御されることによっても、各室内暖房器３２への温水の供給量が調整される。
【００３０】
図１に示すように、循環ポンプ３１は、例えば、熱交換器３０の温水の出口と室内暖房器３２の温水の入口との間における温水回路３５に配置されている。この場合、出湯温度センサ４３は、例えば、熱交換器３０の温水の出口と循環ポンプ３１の入口との間で温水回路３５を流れる温水の温度を検出するように配置されている。これにより、出湯温度センサ４３によって検出される値が、循環ポンプ３１の流量制御による影響を受けにくい。なお、循環ポンプ３１は、例えば、室内暖房器３２の温水の出口と熱交換器３０の温水の入口との間における温水回路３５に配置されていてもよい。この場合、入水温度センサ４２は、例えば、循環ポンプ３１の出口と熱交換器３０の温水の入口との間で温水回路３５を流れる温水の温度を検出するように配置されている。これにより、入水温度センサ４２は、熱交換器３０に流入する直前の温水の温度を検出できる。
【００３１】
図１に示すように、ヒートポンプ２０、熱交換器３０、及び室内暖房器３２によってヒートポンプ式暖房装置５ａが構成されている。ヒートポンプ式暖房装置５ａは、上記の通り、熱交換器３０と室内暖房器３２との間で温水を循環させる。ヒートポンプ制御装置１０ａは、ヒートポンプ式暖房装置５ａを制御する。ヒートポンプ制御装置１０ａは、室内温度入力部１３と、入水温度入力部１４と、出湯温度入力部１５と、記憶部１２と、制御部１１とを備えている。室内温度入力部１３には、室内暖房器３２が設置された室内空間の温度を示す室内温度情報が入力される。例えば、室内温度センサ４１が室内温度情報を入力可能に室内温度入力部１３に接続されている。入水温度入力部１４には、入水温度を示す入水温度情報が入力される。例えば、入水温度センサ４２が入水温度情報を入力可能に入水温度入力部１４に接続されている。出湯温度入力部１５には、出湯温度を示す出湯温度情報が入力される。例えば、出湯温度センサ４３が出湯温度情報を入力可能に出湯温度入力部１５に接続されている。記憶部１２は、室内温度入力部１３に入力された室内温度情報と、入水温度入力部１４に入力された入水温度情報と、出湯温度入力部１５に入力された出湯温度情報とを記憶する。制御部１１は、室内温度入力部１３に室内温度情報が入力されたときに、室内温度情報を用いて、熱交換器３０から排出される温水の温度の目標値である目標出湯温度を設定する。一方、制御部１１は、室内温度入力部１３に室内温度情報が入力されないときに、記憶部１２に記憶された入水温度情報及び出湯温度情報を用いて、出湯温度から入水温度を差し引いた差が大きいほど、目標出湯温度を高く設定する。このため、室内温度センサ４１の故障又は室内温度センサ４１と室内温度入力部１３との通信障害により、室内温度入力部１３に室内温度情報が入力されないときでも、入水温度情報及び出湯温度情報を用いて目標出湯温度を設定できる。その結果、ユーザーの快適性が高まる。
【００３２】
ヒートポンプ制御装置１０ａは、例えば、ＣＰＵなどの演算装置、メモリなどの記憶装置、及びインターフェースがバスによって相互に接続されたコンピュータである。例えば、演算装置によって制御部１１が構成され、記憶装置によって記憶部１２が構成され、インターフェースによって室内温度入力部１３、入水温度入力部１４、及び出湯温度入力部１５が構成されている。
【００３３】
ヒートポンプ式暖房装置５ａは、設定された目標出湯温度に従って制御される。例えば、目標出湯温度が高く設定されたときには、熱源機２１内部に配置された圧縮機の回転数が高められる。このようにして、出湯温度が目標出湯温度を含む所定の温度範囲に収まるようにヒートポンプ式暖房装置５ａが制御される。目標出湯温度の上限値は、特に制限されず、ヒートポンプ２０の冷媒の特性に依存して定まる。例えばヒートポンプ２０の冷媒がＲ−４１０Ａである場合、目標出湯温度の上限値は５５℃である。また、熱交換器３０における凍結を防止するために、熱交換器３０から排出される温水の温度を所定温度以上に維持する必要がある。このような観点から、目標出湯温度の下限値が定められる。目標出湯温度の下限値は、熱交換器３０の性能にもよるが、例えば２５℃である。
【００３４】
室内温度入力部１３、入水温度入力部１４、及び出湯温度入力部１５と、各温度センサとの接続は有線通信可能な接続又は無線通信可能な接続である。入水温度入力部１４及び入水温度センサ４２は、温水供給ユニット２ａにおいて比較的近くに配置することができ、出湯温度入力部１５及び出湯温度センサ４３も、温水供給ユニット２ａにおいて比較的近くに配置することができる。このため、通信の安定性の観点から、入水温度入力部１４と入水温度センサ４２との接続及び出湯温度入力部１５と出湯温度センサ４３との接続は、望ましくは有線による接続である。一方、室内温度入力部１３は温水供給ユニット２ａに配置され、室内温度センサ４１は室内暖房器３２が設置された室内空間に配置される必要がある。このため、設置作業の簡素化の観点から、室内温度入力部１３と室内温度センサ４１との接続は望ましくは無線による接続である。
【００３５】
ヒートポンプ制御装置１０ａによって実行されるヒートポンプ式暖房装置５ａの制御方法を説明する。この方法において、ヒートポンプ制御装置１０ａは、（ｉ）室内温度情報を取得し、（ii）入水温度情報を取得し、（iii）出湯温度情報を取得し、（iv）取得した、前記室内温度情報、前記入水温度情報、及び前記出湯温度情報を記憶する。さらに、ヒートポンプ制御装置１０ａは、（ｖ）室内温度情報を取得できたときに、室内温度情報を用いて、目標出湯温度を設定し、室内温度情報を取得できないときに、記憶された入水温度情報及び出湯温度情報を用いて、出湯温度から前記入水温度を差し引いた差が大きくなるほど、目標出湯温度を高く設定する。
【００３６】
ヒートポンプ制御装置１０ａは、例えば図２に示すように動作する。以下に述べるヒートポンプ制御装置１０ａの一連の動作は、例えば、所定の時刻を経過したときに開始され、望ましくは定期的に行われる。まず、ステップＳ１０１において、ヒートポンプ制御装置１０ａは、室内温度センサ４１、入水温度センサ４２、及び出湯温度センサ４３を含む各センサによって検出された現在の計測データを取得して記憶部１２に記憶する。このとき、現在の室内温度情報、現在の入水温度情報、及び現在の出湯温度情報は、それぞれ、室内温度入力部１３、入水温度入力部１４、及び出湯温度入力部１５に入力される。次に、ヒートポンプ制御装置１０ａは、ステップＳ１０２において、現在の室内温度情報が入力されているか判断する。ヒートポンプ制御装置１０ａは、ステップＳ１０２における判断結果がＹＥＳの場合、ステップＳ１０３の処理に進み、室内温度推定係数が記憶部１２に記憶されているか判断する。ヒートポンプ制御装置１０ａは、ステップＳ１０３における判断結果がＹＥＳの場合、ステップＳ１０４の処理に進み、記憶部１２から室内温度推定係数を削除し、その後ステップＳ１０５の処理に進む。ヒートポンプ制御装置１０ａは、ステップＳ１０３における判断結果がＮＯの場合、ステップＳ１０４の処理を経ることなく、ステップＳ１０５の処理に直接進む。ヒートポンプ制御装置１０ａは、ステップＳ１０５において、現在の室内温度情報を用いて目標出湯温度を決定する。その後、ヒートポンプ制御装置１０ａは、ステップＳ１０６の処理に進み、ステップＳ１０５で決定した目標出湯温度をヒートポンプ２０に設定し一連の処理を終了する。その後、設定された目標出湯温度に従ってヒートポンプ２０が運転される。
【００３７】
ステップＳ１０５において、目標出湯温度は、例えば、予め定められた室内設定温度及び現在の室内温度情報が示す現在の室内温度を用いて、以下の式により決定される。なお、本明細書において、「＊」は乗算を意味する。
目標出湯温度＝ＫP＊（室内設定温度−現在の室内温度）＋Ｔout（０）      （１）
【００３８】
ＫPは、室内設定温度と現在の室内温度との偏差に比例するように目標出湯温度の補正量を調節するための無次元の係数である。ＫPは、典型的には室内設定温度を含む所定の許容温度範囲の広さによって定められ、許容温度範囲が狭いほどＫPは大きく定められる。ＫPは、例えば５である。Ｔout（０）は、室内温度をある程度維持するためにヒートポンプ２０において生成されるべき熱量を決定するための目標出湯温度の基準値である。Ｔout（０）は、例えば、目標出湯温度の上限値（例えば５５℃）と目標出湯温度の下限値（例えば２５℃）との算術平均値（例えば４０℃）である。
【００３９】
室内温度入力部１３に現在の室内温度情報が入力されないとき、すなわち、ステップＳ１０２における判断結果がＮＯの場合、ヒートポンプ制御装置１０ａは、ステップＳ１０７の処理に進む。ヒートポンプ制御装置１０ａは、ステップＳ１０７において、室内温度推定係数が記憶部１２に記憶されているか判断する。ヒートポンプ制御装置１０ａは、ステップＳ１０７における判断結果がＮＯの場合、ステップＳ１０８の処理に進み、記憶部１２に記憶されているセンサによる過去の計測データを用いて室内温度推定係数を算出して記憶部１２に記憶する。室内温度推定係数は、例えば、以下の式により算出される。
室内温度推定係数＝ΔＴ’／（［Ｔout'＋Ｔin'］／２−Ｔroom'）      （２）
【００４０】
式（２）において、Ｔout'、Ｔin'、Ｔroom'、及びΔＴ’はそれぞれ以下のように定義される。
Ｔout'：現在時刻を除いた直近１時間における出湯温度の平均値
Ｔin'：現在時刻を除いた直近１時間における入水温度の平均値
Ｔroom'：現在時刻を除いた直近１時間における室内温度の平均値
ΔＴ’＝Ｔout'−Ｔin'
【００４１】
室内温度推定係数は、定常状態における、熱交換器３０から供給された温水から室内暖房器３２への熱伝達率と、室内暖房器３２から室内暖房器３２が設置された室内空気への対流熱伝達の熱伝達率との比に対応する。
【００４２】
ヒートポンプ制御装置１０ａは、ステップＳ１０７における判断結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１０８の処理を経ることなく、又は、ステップＳ１０８の処理の後、ステップＳ１０９の処理に進む。ヒートポンプ制御装置１０ａは、センサによる現在の計測データと、記憶部１２に記憶されている室内温度推定係数又はステップＳ１０８で算出した室内温度推定係数とを用いて、現在の室内温度の推定値を算出する。現在の計測データには、例えば、入水温度入力部１４及び出湯温度入力部１５に入力された現在の入水温度情報及び現在の出湯温度情報が含まれる。現在の室内温度の推定値は、例えば以下の式により算出される。
現在の室内温度の推定値＝（Ｔout＋Ｔin）／２−ΔＴ／室内温度推定係数    （３）
【００４３】
式（３）において、Ｔout、Ｔin、及びΔＴはそれぞれ以下のように定義される。
Ｔout：現在時刻の出湯温度
Ｔin：現在時刻の入水温度
ΔＴ＝Ｔout−Ｔin
【００４４】
現在の室内温度の推定値は、以下のように表すこともできる。
現在の室内温度の推定値＝（Ｔout＋Ｔin）／２−（ΔＴ／ΔＴ’）＊（［Ｔout'＋Ｔin'］／２−Ｔroom'）      （４）
【００４５】
次に、ヒートポンプ制御装置１０ａは、ステップＳ１１０の処理に進み、現在の室内温度の推定値を用いて目標出湯温度を決定する。この場合、目標出湯温度は、例えば以下の式により決定される。ここで、ＫP及びＴout（０）としては、ステップＳ１０５で使用される値と同一の値を用いることができる。
目標出湯温度＝ＫP＊（室内設定温度−現在の室内温度の推定値）＋Ｔout（０）      （５）
【００４６】
この場合、目標出湯温度を決定するための式は以下のように表すこともできる。
目標出湯温度＝ＫP＊（室内設定温度−（Ｔout＋Ｔin）／２＋ΔＴ／室内温度推定係数）＋Ｔout（０）      （６）
【００４７】
次に、ヒートポンプ制御装置１０ａは、ステップＳ１１１の処理に進み、ヒートポンプ２０にステップＳ１１０で決定した目標出湯温度を設定して一連の処理を終了する。このように、目標出湯温度は、現在時刻における出湯温度から現在時刻における入水温度を差し引いた差ΔＴが大きくなるほど、高く設定される。
【００４８】
図３は、時刻ｔ1以降に室内温度情報が入力されなくなった場合に、目標出湯温度として、時刻ｔ1よりも前の期間における直近の目標出湯温度を用いてヒートポンプ式暖房装置を制御したときの出湯温度、入水温度、及び室内温度の変化を示している。図３に示すように、時刻ｔ1より前の期間において、ヒートポンプ制御装置は室内温度情報を取得できるので、現在の室内温度に応じて適切な目標出湯温度を設定できる。時刻ｔ1以降も暖房負荷が大きく変わらないのであれば、時刻ｔ1よりも前の期間における直近の目標出湯温度を用いても室内温度を所定の温度範囲に維持できる。しかし、図３に示すように、時刻ｔ1経過後の時刻ｔ2以降に外気温度が低下し、これに伴い室内温度も低下したと仮定する。この場合、暖房対象の室内空間における暖房負荷が大きくなる。時刻ｔ2以降においても、目標出湯温度として、時刻ｔ1よりも前の期間における直近の目標出湯温度を用いてヒートポンプ式暖房装置を制御すると、ヒートポンプ２０から供給される熱量が暖房負荷に見合わなくなり、時刻ｔ2以降に低下した室内温度が低下したままとなる。このため、室内設定温度と室内温度との差が大きくなり、ユーザーの快適性が損なわれる。
【００４９】
これに対し、ヒートポンプ制御装置１０ａの制御部１１は、室内温度入力部１３に室内温度情報が入力されないときに、記憶部１２に記憶された入水温度情報及び出湯温度情報を用いて、出湯温度から入水温度を差し引いた差が大きいほど、目標出湯温度を高く設定する。このため、ヒートポンプ制御装置１０ａによれば、時刻ｔ1以降に室内温度情報が入力されなくなり、かつ、時刻ｔ2以降に外気温度が急激に低下した場合に、目標出湯温度及び室内温度は図４に示すように変化する。
【００５０】
時刻ｔ1より前の期間において、室内温度情報が室内温度入力部１３に入力されるので、ヒートポンプ制御装置１０ａは、式（１）により現在の室内温度に基づいて目標出湯温度を設定できる。これにより、室内設定温度を含む所定の温度範囲に室内温度を維持できる。時刻ｔ1以降に室内温度情報が室内温度入力部１３に入力されなくなると、ヒートポンプ制御装置１０ａの制御部１１は、式（４）に基づいて、現在の室内温度の推定値を算出する。時刻ｔ1以降も暖房負荷が大きく変化しない場合、入水温度及び出湯温度も大きく変化しないので、算出された現在の室内温度の推定値は、実際の室内温度とほとんど変わらない。このため、図４に示すように、室内設定温度を含む所定の温度範囲に室内温度が維持される。
【００５１】
図４に示すように、時刻ｔ2以降に外気温度が低下することに伴い室内温度が低下して、暖房対象の室内空間の暖房負荷が大きくなる。また、時刻ｔ2経過後の時刻ｔ3に、ヒートポンプ制御装置１０ａによる図２に示す一連の動作が開始される。この場合、ヒートポンプ制御装置１０ａの制御部１１は、式（６）に基づいて目標出湯温度を決定する。室内温度が低下すると、室内暖房器３２からの放熱量が大きくなり、入水温度が低下する。これにより、現在の出湯温度から現在の入水温度を差し引いた差ΔＴが、図４に示すように、ΔＴ1からΔＴ2に増加する。ΔＴ2はΔＴ1よりも大きいので、式（６）によれば、目標出湯温度は、時刻ｔ3より前の目標出湯温度であるＴｓ1よりも高いＴｓ2に設定される。これにより、ヒートポンプ２０において生成される熱量が暖房負荷の増加に見合うように目標出湯温度が設定される。その結果、図４に示すように、低下した室内温度が回復して室内設定温度に近づく。
【００５２】
このように、ヒートポンプ制御装置１０ａによれば、室内温度情報が室内温度入力部１３に入力されなくなった場合でも、過去の計測データ（室内温度情報、入水温度情報、及び出湯温度情報）を用いて、現在の室内温度を推定できる。また、ヒートポンプ２０が供給する熱量を示す、現在の出湯温度から現在の入水温度を差し引いた差ΔＴを考慮したうえで、暖房負荷に見合うように目標出湯温度が決定される。これにより、室内温度を、室内設定温度を含む所定の温度範囲に維持することができ、ユーザーの快適性が向上する。
【００５３】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ｂは、特に説明する場合を除き、第１実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ａと同様に構成される。第２実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ｂの構成要素のうち、第１実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ａの構成要素と同一又は対応する構成要素には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。第１実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、第２実施形態にも適用される。
【００５４】
図５に示すように、ヒートポンプ式暖房システム１ｂにおける温水供給ユニット２ｂは流量センサ４４をさらに備え、第２実施形態に係るヒートポンプ制御装置１０ｂは、流量入力部１６をさらに備えている。流量入力部１６には、熱交換器３０から排出された温水の流量である温水供給流量を示す流量情報が入力される。例えば、流量センサ４４は、流量情報を入力可能に流量入力部１６に接続されている。記憶部１２は、流量入力部１６に入力された流量情報をさらに記憶する。制御部１１は、室内温度入力部１３に室内温度情報が入力されないときに、記憶部１２に記憶された流量情報を用いて、温水供給流量が大きいほど、目標出湯温度を高く設定する。これにより、温水供給流量を考慮したうえで目標出湯温度を適切に設定でき、ユーザーの快適性を高めることができる。
【００５５】
また、ヒートポンプ制御装置１０ｂは、以下の動作を行う以外は、ヒートポンプ制御装置１０ａと同様に動作する。ヒートポンプ制御装置１０ｂは、（ｉ）流量情報をさらに取得し、(ii)取得した流量情報をさらに記憶し、(iii)室内温度情報を取得できないときに、記憶された流量情報を用いて、温水供給流量が大きいほど、目標出湯温度を高く設定する。
【００５６】
ヒートポンプ制御装置１０ｂの制御部１１は、ステップＳ１０８において、例えば、式（２）の代わりに以下の式を用いて室内温度推定係数を算出して記憶部１２に記憶する。
室内温度推定係数＝Ｐout'／（［Ｔout'＋Ｔin'］／２−Ｔroom’）      （７）
【００５７】
式（７）において、Ｐout'＝Ｆ’＊Ｃ＊（Ｔout'−Ｔin'）であり、Ｆ’、Ｃ、Ｔout'、Ｔin'、及びＴroom’はそれぞれ以下のように定義される。
Ｆ’：現在時刻を除いた直近１時間における温水供給流量の平均値
Ｃ：温水の比熱（４．２［ｋＪ／［Ｋ＊ｋｇ］］）
Ｔout'：現在時刻を除いた直近１時間における出湯温度の平均値
Ｔin'：現在時刻を除いた直近１時間における入水温度の平均値
Ｔroom’：現在時刻を除いた直近１時間における室内温度の平均値
【００５８】
この場合、室内温度推定係数は、定常状態における室内暖房器３２から室内暖房器３２が設置された室内空気への対流熱伝達の熱伝達率に対応する。
【００５９】
また、ヒートポンプ制御装置１０ｂの制御部１１は、ステップＳ１０９において、式（３）の代わりに以下の式を用いて現在の室内温度の推定値を算出する。ここで、室内温度推定係数としては、記憶部１２に予め記憶されていた以下の式に対応する室内温度推定係数又はステップＳ１０８において、式（７）により算出された室内温度推定係数が使用される。
現在の室内温度の推定値＝（Ｔout＋Ｔin）／２−Ｐout／室内温度推定係数    （８）
【００６０】
式（８）において、Ｐout＝Ｆ＊Ｃ＊（Ｔout−Ｔin）であり、Ｆ、Ｃ、Ｔout、及びＴinはそれぞれ以下のように定義される。
Ｆ：現在時刻における温水供給流量
Ｃ：温水の比熱（４．２［ｋＪ／［Ｋ＊ｋｇ］］）
Ｔout：現在時刻における出湯温度
Ｔin：現在時刻における入水温度
【００６１】
この場合、現在の室内温度の推定値は、以下のように表すこともできる。なお、ΔＴ＝Ｔout−Ｔinであり、ΔＴ’＝Ｔout’−Ｔin’である。
現在の室内温度の推定値＝（Ｔout＋Ｔin）／２−（Ｆ＊ΔＴ／Ｆ’＊ΔＴ’）＊（［Ｔout'＋Ｔin'］／２−Ｔroom'）      （９）
【００６２】
次に、ヒートポンプ制御装置１０ｂの制御部１１は、ステップＳ１１０において、式（９）により算出した現在の室内温度の推定値を用いて、以下の式により目標出湯温度を決定する。なお、ＫP及びＴout（０）としては、ステップＳ１０５で使用される値と同一の値を用いることができる。
目標出湯温度＝ＫP＊（室内設定温度−現在の室内温度の推定値）＋Ｔout（０）  （１０）
【００６３】
式（１０）は以下のように表すこともできる。
目標出湯温度＝ＫP＊（室内設定温度−（Ｔout＋Ｔin）／２＋Ｐout／室内温度推定係数）＋Ｔout（０）      （１１）
目標出湯温度＝ＫP＊（室内設定温度−（Ｔout＋Ｔin）／２＋Ｆ＊Ｃ＊ΔＴ／室内温度推定係数）＋Ｔout（０）      （１２）
【００６４】
このように、ヒートポンプ制御装置１０ｂの制御部１１は、室内温度入力部１３に室内温度情報が入力されないときに、現在時刻の温水供給流量Ｆが大きくなるほど、目標出湯温度を高く設定する。
【００６５】
図６は、第１実施形態に係るヒートポンプ制御装置１０ａが、室内温度情報が入力されないときに、流量情報を用いずに目標出湯温度を設定してヒートポンプ式暖房装置５ａを制御する場合の出湯温度、入水温度、室内温度、及び温水供給流量の変化を示している。ここで、出湯温度から入水温度を差し引いた差がΔＴ1に近づくように循環ポンプ３１が発揮する動力が調整され、時刻ｔ1以降に室内温度情報が室内温度入力部１３に入力されなくなるものと仮定する。
【００６６】
この場合、時刻ｔ1より前の期間において、室内温度情報が室内温度入力部１３に入力されるので、ヒートポンプ制御装置１０ａは、式（１）により現在の室内温度に基づいて目標出湯温度を設定できる。これにより、室内設定温度を含む所定の温度範囲に室内温度を維持できる。時刻ｔ1以降に室内温度情報が室内温度入力部１３に入力されなくなると、ヒートポンプ制御装置１０ａの制御部１１は、式（４）に基づいて、現在の室内温度の推定値を算出したうえで、式（５）に基づいて目標出湯温度を設定する。時刻ｔ1以降も暖房負荷が大きく変化しない場合、入水温度及び出湯温度も大きく変化しないので、算出された現在の室内温度の推定値は、実際の室内温度とほとんど変わらない。このため、図６に示すように、室内設定温度を含む所定の範囲に室内温度が維持される。
【００６７】
図６に示すように、時刻ｔ2以降に外気温度が低下することに伴い室内温度が低下して、暖房対象の室内空間の暖房負荷が大きくなると仮定する。暖房負荷が大きくなるので、室内暖房器３２から室内空間への放熱量が大きくなる。このため、図６に示すように、時刻ｔ2以降に入水温度が低下する。その結果、出湯温度から入水温度を差し引いた差が拡大する。しかし、出湯温度から入水温度を差し引いた差をΔＴ1に近づけるために時刻ｔ2経過後の時刻ｔ3に循環ポンプ３１の動力が変更され、時刻ｔ3以降に温水供給流量がＦ1からＦ2に増加する。これにより、単位時間あたりに室内暖房器３２に供給される温水の量が増加する。このため、室内暖房器３２から室内空間への放熱量がほぼ一定であるとすると、室内暖房器３２を通過することによる温水の温度変化量は、温水供給流量が増加する前の温水の温度変化量よりも小さくなる。すなわち、時刻ｔ3以降に温水供給流量が増加して出湯温度から入水温度を差し引いた差が小さくなる。その結果、図６に示すように、時刻ｔ3を経過した直後に入水温度が上昇し、出湯温度から入水温度を差し引いた差がΔＴ1に戻る。
【００６８】
ここで、ヒートポンプ制御装置１０ａによる図２に示す一連の動作が時刻ｔ3経過後の時刻ｔ4に開始されると仮定する。この場合、ヒートポンプ制御装置１０ａの制御部１１は、式（６）に基づいて目標出湯温度を決定する。ここで、出湯温度から入水温度を差し引いた差ΔＴは、外気温度が低下する時刻ｔ2より前の期間におけるΔＴと同じΔＴ1である。このため、ヒートポンプ制御装置１０ａの制御部１１は、時刻ｔ4以降においても、時刻ｔ2よりも前の期間に設定されていた目標出湯温度と同一の値を目標出湯温度として決定する。
【００６９】
時刻ｔ2以降において室内空間から外気への放熱量が大きくなるので、時刻ｔ2より前の期間の室内温度を時刻ｔ2以降も維持するためには、室内暖房器３２の表面温度（Ｔout＋Ｔin）／２と室内温度との差を大きくする必要がある。しかし、図６に示すように、ヒートポンプ制御装置１０ａの上記の動作によれば、時刻ｔ2の前後で出湯温度は変わらない。また、出湯温度から入水温度を差し引いた差がΔＴ1に近づくように循環ポンプ３１が発揮する動力が調整されるので、時刻ｔ4以降の入水温度は、時刻ｔ2よりも前の期間における入水温度と変わらない。このため、時刻ｔ4以降の室内暖房器３２の表面温度（Ｔout＋Ｔin）／２が時刻ｔ2以降の室内暖房器３２の表面温度と変わらないので、時刻ｔ2以降に時刻ｔ2より前の期間における室内温度を維持できなくなる。このように、ヒートポンプ制御装置１０ａの上記の動作によれば、流量情報が考慮されないので、室内温度を正確に推定できず、適切な目標出湯温度が設定されなくなる。その結果、図６に示すように、実際の室内温度が、室内設定温度を含む所定の温度範囲の下限を下回ってしまう可能性がある。
【００７０】
図７は、第２実施形態に係るヒートポンプ制御装置１０ｂがヒートポンプ式暖房装置５ｂを制御する場合の、出湯温度、入水温度、目標出湯温度、室内温度、及び温水供給流量の変化を示す。ここで、図６と同様に、外気温度が変化し、かつ、温水供給流量が増加する。また、図６と同様に、時刻ｔ1以降に室内温度情報が入力されなくなるものと仮定する。
【００７１】
この場合、時刻ｔ1より前の期間において、室内温度情報が室内温度入力部１３に入力されるので、ヒートポンプ制御装置１０ｂは、式（１）により現在の室内温度に基づいて目標出湯温度を設定できる。これにより、室内設定温度を含む所定の温度範囲に室内温度を維持できる。時刻ｔ1以降に室内温度情報が室内温度入力部１３に入力されなくなると、ヒートポンプ制御装置１０ｂの制御部１１は、式（９）に基づいて、現在の室内温度の推定値を算出したうえで、式（１０）に基づいて目標出湯温度を設定する。時刻ｔ1以降も暖房負荷が大きく変化しない場合、入水温度及び出湯温度も大きく変化しないので、算出された現在の室内温度の推定値は、実際の室内温度とほとんど変わらない。このため、図７に示すように、室内設定温度を含む所定の温度範囲に室内温度が維持される。
【００７２】
時刻ｔ2以降に外気温度が低下することに伴い室内温度が低下して、暖房対象の室内空間の暖房負荷が大きくなる。暖房負荷が大きくなるので、室内暖房器３２から室内空間への放熱量が大きくなる。このため、図７に示すように、時刻ｔ2以降に入水温度が低下する。その結果、出湯温度から入水温度を差し引いた差が拡大する。しかし、出湯温度から入水温度を差し引いた差をΔＴ1に近づけるために時刻ｔ2経過後の時刻ｔ3に循環ポンプ３１の動力が変更され、時刻ｔ3以降に温水供給流量がＦ1からＦ2に増加する。これにより、単位時間あたりに室内暖房器３２に供給される温水の量が増加する。このため、室内暖房器３２から室内空間への放熱量がほぼ一定であるとすると、室内暖房器３２を通過することによる温水の温度変化量は、温水供給流量が増加する前の温水の温度変化量よりも小さくなる。すなわち、時刻ｔ3以降に温水供給流量が増加して出湯温度から入水温度を差し引いた差が小さくなる。その結果、図７に示すように、時刻ｔ3を経過した直後に入水温度が上昇し、出湯温度から入水温度を差し引いた差がΔＴ1に戻る。
【００７３】
ここで、ヒートポンプ制御装置１０ｂは、目標出湯温度を設定するための一連の動作を時刻ｔ3経過後の時刻ｔ4に開始すると仮定する。この場合、ヒートポンプ制御装置１０ｂの制御部１１は、式（９）に基づいて現在の室内温度の推定値を算出し、式（１２）に基づいて目標出湯温度を決定する。すなわち、ヒートポンプ制御装置１０ｂの制御部１１は、時刻ｔ4におけるΔＴに加えて時刻ｔ4における温水供給流量Ｆ2を用いて、現在の室内温度の推定値を算出し、目標出湯温度を決定する。ここで、出湯温度から入水温度を差し引いた差ΔＴは、時刻ｔ2より前の期間におけるΔＴと同じΔＴ1である。一方、時刻ｔ4以降における温水供給流量は、時刻ｔ2より前の期間における温水供給流量Ｆ1からＦ2に増加している。このため、時刻ｔ4以降における目標出湯温度は、時刻ｔ2よりも前の期間に設定されていた目標出湯温度Ｔｓ1よりも高いＴｓ2に設定される。
【００７４】
時刻ｔ2以降において室内空間から外気への放熱量が大きくなるので、時刻t2より前の期間の室内温度を時刻ｔ2以降も維持するためには、室内暖房器３２の表面温度（Ｔout＋Ｔin）／２と室内温度との差を大きくする必要がある。ヒートポンプ制御装置１０ｂの上記の動作によれば、時刻ｔ4以降における目標出湯温度Ｔｓ2が時刻ｔ2より前の期間における目標出湯温度Ｔｓ1よりも高く設定され、出湯温度が高くなる。また、出湯温度から入水温度を差し引いた差をΔＴ1に近づくようにポンプ３１が発揮する動力が変更される。このため、室内暖房器３２の表面温度（Ｔout＋Ｔin）／２が時刻ｔ2より前の期間よりも高くなるので、時刻ｔ4以降の室内温度が時刻ｔ2より前の期間の室内温度とほぼ同じ温度に保たれる。このように、大きくなった暖房負荷に見合うように、ヒートポンプ２０が生成する熱量が増加して室内温度が室内設定温度を含む所定の温度範囲に収まる。
【００７５】
ヒートポンプ制御装置１０ｂによれば、室内温度情報が入力されなくなった場合でも、過去の計測データ（室内温度情報、入水温度情報、出湯温度情報、及び流量情報）を用いて、現在の室内温度の推定値が算出される。そのうえで、現在の出湯温度から現在の入水温度を差し引いた差（ΔＴ）及び現在の温水供給流量（Ｆ）が考慮されたうえで、暖房負荷に見合うように目標出湯温度が設定される。このため、室内温度情報が入力されなくなったときに暖房負荷が大きく変化する場合でも、室内温度が室内設定温度を含む所定の温度範囲に維持されやすく、ユーザーの快適性を高めることができる。
【００７６】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ｃは、特に説明する場合を除き、第１実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ａと同様に構成される。第３実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ｃの構成要素のうち、第１実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ａの構成要素と同一又は対応する構成要素には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。第１実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、第３実施形態にも適用される。なお、ヒートポンプ式暖房システム１ｃには、第２実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ｂに特有の特徴が組み合わされてもよい。
【００７７】
図８に示すように、ヒートポンプ式暖房システム１ｃのヒートポンプ制御装置１０ｃは、室内設定温度入力部１７をさらに備えている。室内設定温度入力部１７には、室内暖房器３２が設置された室内空間の温度の目標値である室内設定温度を示す設定温度情報が入力される。ヒートポンプ式暖房システム１ｃは、室内設定温度入力部１７に設定温度情報を発信するための発信部４５をさらに備えている。発信部４５は、設定温度情報を入力可能に室内設定温度入力部１７に接続されている。発信部４５は、例えば、ユーザーによる室内設定温度の入力を受け付けるための操作ボタン又はユーザーによって操作されるリモートコントローラ（図示省略）からの室内設定温度を示す信号を受信する受信部（図示省略）を備える。
【００７８】
記憶部１２は、室内設定温度入力部１７に入力された設定温度情報をさらに記憶し、制御部１１は、室内温度入力部１３に室内温度情報が入力されるときに、室内温度情報及び記憶部１２に記憶された設定温度情報を用いて目標出湯温度を設定する。また、制御部１１は、室内温度入力部１３に室内温度情報が入力されないときに、記憶部１２に記憶された入水温度情報、出湯温度情報、設定温度情報を用いて、室内設定温度から出湯温度と入水温度との平均値を差し引いた差が大きいほど、目標出湯温度を高く設定する。
【００７９】
また、ヒートポンプ制御装置１０ｃは、ヒートポンプ制御装置１０ａの動作に加えて、（ｉ）設定温度情報をさらに取得し、(ii)取得した設定温度情報をさらに記憶し、(iii)室内温度情報を取得できたときに、室内温度情報及び記憶された設定温度情報を用いて目標出湯温度を設定し、室内温度情報を取得できないときに、記憶された、入水温度情報、出湯温度情報、及び設定温度情報を用いて、室内設定温度から出湯温度と入水温度との平均値を差し引いた差が大きいほど、目標出湯温度を高く設定する。
【００８０】
ヒートポンプ制御装置１０ｃの制御部１１は、図２に示すステップＳ１０５において、式（１）に基づいて目標出湯温度を決定する。また、ヒートポンプ制御装置１０ｃの制御部１１は、図２に示すステップＳ１０９において、式（６）に基づいて目標出湯温度を決定する。このとき、室内設定温度としては、室内設定温度入力部１７に入力され、記憶部１２に記憶された設定温度情報が示す室内設定温度が用いられる。室内設定温度入力部１７には、ユーザーが望む室内設定温度を示す情報が発信部４５を介して入力される。このため、ヒートポンプ制御装置１０ｃによれば、ユーザーが望む室内設定温度に見合うように目標出湯温度が設定される。また、室内温度入力部１３に室内温度情報が入力されない場合に、ユーザーが望む室内設定温度から出湯温度と入水温度との平均値を差し引いた差が大きいほど、目標出湯温度が高く設定される。これにより、室内温度が、ユーザーが望む室内設定温度を含む所定の温度範囲に収まりやすい。このため、ユーザーの快適性を高めることができる。
【００８１】
＜第４実施形態＞
第４実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ｄは、特に説明する場合を除き、第１実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ａと同様に構成される。第４実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ｄの構成要素のうち、第１実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ａの構成要素と同一又は対応する構成要素には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。第１実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、第４実施形態にも適用される。また、ヒートポンプ式暖房システム１ｄには、第２実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ｂ又は第３実施形態に係るヒートポンプ式暖房システム１ｃに特有の特徴が組み合わされてもよい。
【００８２】
図９に示すように、ヒートポンプ式暖房システム１ｄのヒートポンプ制御装置１０ｄは、表示部１８をさらに備えている。表示部１８は、例えば、室内暖房器３２が設置された室内空間に配置されている。ヒートポンプ制御装置１０ｄの制御部１１は、室内温度入力部１３に室内温度情報が入力されるときに、室内温度入力部１３に入力された室内温度情報が示す温度を表示部１８に表示させる。また、ヒートポンプ制御装置１０ｄの制御部１１は、室内温度入力部１３に室内温度情報が入力されないときに、記憶部１２に記憶された入水温度情報及び出湯温度情報を用いて室内空間の温度を推定して表示部１８に表示させる。
【００８３】
ヒートポンプ制御装置１０ｄは、図１０に示すように動作して、室内温度又は室内温度の推定値を表示部１８に表示させる。ヒートポンプ制御装置１０ｄは、ステップＳ２０１において、室内温度センサ４１、入水温度センサ４２、及び出湯温度センサ４３を含む各センサによって検出された現在の計測データを取得して記憶部１２に記憶する。このとき、現在の室内温度情報、現在の入水温度情報、及び現在の出湯温度情報は、それぞれ、室内温度入力部１３、入水温度入力部１４、及び出湯温度入力部１５に入力される。次に、ヒートポンプ制御装置１０ｄは、ステップＳ２０２において、現在の室内温度情報が入力されているか否か判断する。ステップＳ２０２における判断がＹＥＳである場合、ヒートポンプ制御装置１０ｄの制御部１１は、室内温度入力部１３に入力され、記憶部１２に記憶された現在の室内温度情報が示す温度を表示部１８に表示させて、処理が終了する。一方、ステップＳ２０２における判断がＮＯである場合、制御部１１は、ステップＳ２０４の処理を行う。ステップＳ２０４において、制御部１１は、記憶部１２に記憶された、各センサによって検出された現在の計測データと、室内温度推定係数とを用いて、現在の室内温度の推定値を算出する。ここで、制御部１１は、例えば、式（４）に基づいて現在の室内温度の推定値を算出する。その後、制御部１１は、ステップＳ２０５の処理を行い、ステップＳ２０５で算出した現在の室内温度の推定値を表示部１８に表示させて、処理が終了する。なお、図２におけるステップＳ１０９で算出され記憶部１２に既に記憶されている室内温度の推定値を示す情報が現在の室内温度の推定値を表示部１８に表示するために利用可能である場合もある。この場合、制御部１１は、ステップＳ２０４及びステップＳ２０５の処理に代えて、記憶部１２に記憶されている室内温度の推定値を示す情報を利用して、現在の室内温度の推定値を表示部１８に表示させてもよい。
【００８４】
このように、室内温度入力部１３に室内温度情報が入力されないときでも、現在の室内温度の推定値が表示部１８に表示されるので、ユーザーの利便性を高めることができる。
【００８５】
＜変形例＞
ヒートポンプ式暖房システム１ａ〜１ｄは、様々な観点から変更が可能である。例えば、ヒートポンプ制御装置１０ａ〜１０ｄの制御部１１が、室内温度情報が入力されなくなる前に、予め室内温度推定係数を算出し、記憶部１２に記憶させておいてもよい。この場合、その後、室内温度情報が室内温度入力部１３に入力されなくなったときに、制御部１１は、記憶部１２に記憶された室内温度推定係数を用いて現在の室内温度の推定値を算出してもよい。
【００８６】
ヒートポンプ制御装置１０ａ〜１０ｄの制御部１１は、循環ポンプ３１が発揮する動力が変更できる場合、ヒートポンプ２０において生成される熱量を調整するために、場合によっては、目標出湯温度の代わりに目標流量を設定してもよい。ここで、目標流量は、熱交換器３０から排出される温水の流量の目標値である。この場合、例えば、目標流量に基づいて循環ポンプ３１が発揮する動力が調整される。
【００８７】
図２のステップＳ１０２における判断の方法は、特に限定されない。例えば、室内温度入力部１３から記憶部１２に定期的に室内温度情報が入力されて記憶されると仮定する。この場合、ヒートポンプ制御装置１０ａ〜１０ｄは、室内温度情報が入力されるべき時刻に記憶部１２に室内温度情報が入力されないことによって、図２のステップＳ１０２におけるＮＯの判断を行ってもよい。また、例えば、室内温度が変化したときに、室内温度入力部１３から記憶部１２に室内温度情報が入力されると仮定する。この場合、ヒートポンプ制御装置１０ａ〜１０ｄは、室内温度入力部１３から記憶部１２に室内温度情報が最後に入力された時刻から所定の期間（例えば１時間）以上経過した場合に、図２のステップＳ１０２におけるＮＯの判断を行ってもよい。
【００８８】
制御部１１及び記憶部１２の具体的な配置形態は、特に限定されない。例えば、制御部１１及び記憶部１２は、ヒートポンプ２０の内部の制御基板に配置されていてもよい。また、制御部１１及び記憶部１２は、ヒートポンプ２０の外部からヒートポンプ２０に制御信号を出力可能に接続されたコントローラ、又は、インターネットを経由してヒートポンプ２０に制御信号を出力可能に接続されたサーバーに配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１ａ〜１ｄ          ヒートポンプ式暖房システム
２ａ〜２ｄ          温水供給ユニット
５ａ〜５ｄ          ヒートポンプ式暖房装置
１０ａ〜１０ｄ      ヒートポンプ制御装置
１１                制御部
１２                記憶部
１３                室内温度入力部
１４                入水温度入力部
１５                出湯温度入力部
１６                流量入力部
１７                室内設定温度入力部
１８                表示部
２０                ヒートポンプ
３０                熱交換器
３１                循環ポンプ
３２                室内暖房器
４１                室内温度センサ
４２                入水温度センサ
４３                出湯温度センサ
【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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