(57)【要約】      （修正有）【課題】貯湯タンクの最下部に低温水を確保し、ヒートポンプシステムのＣＯＰを向上可能な暖房システム及び暖房給湯システムを提供する。【解決手段】暖房システム１００は、ヒートポンプシステム１と、加熱された温水を貯える貯湯タンク２と、温水を貯湯タンク２と暖房端末８との間で循環させる循環回路４と、暖房端末８における暖房負荷を判断する判断部と、制御部を有し、制御部は、判断部により貯湯タンク２に設けられた第１温度センサ６１及び第１温度センサ６１より上方に設けられた第２温度センサ６２の出力に基づいて暖房負荷の大小を判断し、ヒートポンプシステム１を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプシステムと、
前記ヒートポンプシステムで加熱された温水を貯える貯湯タンクと、
前記貯湯タンクに貯えられた温水を前記貯湯タンクと暖房端末との間で循環させる循環回路と、
前記暖房端末における暖房負荷を判断する判断部と、
前記貯湯タンクに設けられた第１温度センサと、
前記貯湯タンクの前記第１温度センサより上方に設けられた第２温度センサと、
前記第１温度センサ及び前記第２温度センサのいずれかの出力に基づいて前記ヒートポンプシステムを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記判断部により前記暖房負荷が所定値以上であると判断された場合は前記第１温度センサの出力に基づいて前記ヒートポンプシステムを制御し、且つ、前記判断部により前記暖房負荷が所定値より小さいと判断された場合は前記第２温度センサの出力に基づいて前記ヒートポンプシステムを制御することを特徴とする暖房システム。
【請求項２】
外気温度を検出する外気温度センサを備え、
前記判断部は、前記外気温度センサで検出される外気温度が所定温度より大きい場合に前記暖房負荷が所定値より小さいと判断することを特徴とする請求項１に記載の暖房システム。
【請求項３】
前記循環回路内において温水を循環させる循環ポンプを備え、
前記判断部は、前記循環ポンプの停止期間が第１所定時間だけ継続した場合に前記暖房負荷が所定値より小さいと判断することを特徴とする請求項１に記載の暖房システム。
【請求項４】
前記暖房端末の設定温度を設定する設定部を備え、
前記判断部は、前記暖房端末における暖房状態が前記設定部で設定された設定温度に対応した設定暖房状態となり且つ第２所定時間だけ継続した場合に前記暖房負荷が所定値より小さいと判断することを特徴とする請求項１に記載の暖房システム。
【請求項５】
前記循環回路内において温水を循環させる循環ポンプと、
前記貯湯タンクから前記暖房端末に供給される温水の往き温度を検出する往き温度センサと、
前記暖房端末から前記貯湯タンクへ戻る温水の戻り温度を検出する戻り温度センサと、
前記循環ポンプの回転数、前記往き温度及び前記戻り温度に基づいて演算暖房負荷を演算する演算部とを備え、
前記判断部は、前記演算部で演算された演算暖房負荷に基づいて前記暖房負荷が所定値より小さいと判断することを特徴とする請求項１に記載の暖房システム。
【請求項６】
前記貯湯タンクの側面には、前記循環回路に接続された出湯口が設けられており、
前記第１温度センサ及び前記第２温度センサは、前記出湯口よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項７】
冷媒はＣＯ２冷媒であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の暖房システムと、
前記貯湯タンク内に配置され、給湯水が内部を流れる熱交換器とを備えたことを特徴とする暖房給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房システム、特に、給湯端末及び暖房端末に所定の温度に加熱された水及び循環液を供給する暖房システム及び暖房給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＯ２冷媒を用いたヒートポンプシステムと、このヒートポンプシステムで加熱された循環液を貯留する貯湯タンクとを備える暖房給湯システムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の暖房給湯システムでは、貯湯タンク内の循環液を暖房端末に供給している。このような従来の暖房給湯システムでは、貯湯タンクの最下部に、貯湯タンク内部の温水の温度を検知するサーミスタが設けられている。そして、サーミスタで検知された温度が所定温度以下になった場合に、ヒートポンプシステムの駆動制御が開始され、貯湯タンクの最下部で循環液の加熱が行われる。
【特許文献１】特表２００７−５１８９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、暖房端末における暖房負荷が低負荷になった場合、貯湯タンクの上部で循環液を加熱する必要はあっても、貯湯タンクの最下部で循環液を加熱する必要はない。また、ＣＯ２冷媒の特性として、ヒートポンプシステムで沸き上げる被加熱水が低温水であるほど、被加熱水を加熱する際にヒートポンプシステムのＣＯＰが向上する。このため、従来の暖房給湯システムでは、貯湯タンクの最下部に低温水を確保できず、ヒートポンプシステムのＣＯＰを向上できないという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、貯湯タンクの最下部に低温水を確保し、ヒートポンプシステムのＣＯＰを向上可能な暖房システム及び暖房給湯システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明に係る暖房システムは、ヒートポンプシステムと、ヒートポンプシステムで加熱された温水を貯える貯湯タンクと、貯湯タンクに貯えられた温水を貯湯タンクと暖房端末との間で循環させる循環回路と、暖房端末における暖房負荷を判断する判断部と、貯湯タンクに設けられた第１温度センサと、貯湯タンクの第１温度センサより上方に設けられた第２温度センサと、第１温度センサ及び第２温度センサのいずれかの出力に基づいてヒートポンプシステムを制御する制御部とを備え、制御部は、判断部により暖房負荷が所定値以上であると判断された場合は第１温度センサの出力に基づいてヒートポンプシステムを制御し、且つ、判断部により暖房負荷が所定値より小さいと判断された場合は第２温度センサの出力に基づいてヒートポンプシステムを制御する。
【０００６】
この暖房システムでは、暖房負荷が所定値より小さくなった（暖房負荷が低負荷になった）場合に、第１温度センサより上方に設けられた第２温度センサで貯湯タンク内の温水の温度を検知できる。すなわち、温度センサの検知エリアから貯湯タンクの下部を対象外にできる。このため、暖房負荷が低負荷になった場合に、貯湯タンクの下部で循環液が加熱されることを防止できる。この結果、貯湯タンク下部に冷温水を貯めておくことで、ヒートポンプシステムで加熱される被加熱水の温度を低温に保つことができ、ヒートポンプシステムのＣＯＰを向上できる。
【０００７】
第２の発明に係る暖房システムは、第１の発明に係る暖房システムにおいて、外気温度を検出する外気温度センサを備え、判断部は、外気温度センサで検出される外気温度が所定温度より大きい場合に暖房負荷が所定値より小さいと判断する。
【０００８】
この暖房システムでは、外気温度センサが設けられているため、外気温度に応じて暖房負荷が低負荷であるか否かを判断できる。
【０００９】
第３の発明に係る暖房システムは、第１の発明に係る暖房システムにおいて、循環回路内において温水を循環させる循環ポンプを備え、判断部は、循環ポンプの停止期間が第１所定時間だけ継続した場合に暖房負荷が所定値より小さいと判断する。
【００１０】
この暖房システムでは、循環ポンプの停止期間に応じて、暖房負荷が低負荷であるか否かを判断できる。
【００１１】
第４の発明に係る暖房システムは、第１の発明に係る暖房システムにおいて、暖房端末の設定温度を設定する設定部を備え、判断部は、暖房端末における暖房状態が設定部で設定された設定温度に対応した設定暖房状態となり且つ第２所定時間だけ継続した場合に暖房負荷が所定値より小さいと判断する。
【００１２】
この暖房システムでは、設定暖房状態に応じて、暖房負荷が低負荷であるか否かを判断できる。
【００１３】
第５の発明に係る暖房システムは、循環回路内において温水を循環させる循環ポンプと、貯湯タンクから暖房端末に供給される温水の往き温度を検出する往き温度センサと、暖房端末から貯湯タンクへ戻る温水の戻り温度を検出する戻り温度センサと、循環ポンプの回転数、往き温度及び戻り温度に基づいて演算暖房負荷を演算する演算部とを備え、判断部は、演算部で演算された演算暖房負荷に基づいて暖房負荷が所定値より小さいと判断する。
【００１４】
この暖房システムでは、演算暖房負荷を演算する演算部が設けられているため、演算暖房負荷に応じて暖房負荷が低負荷であるか否かを判断できる。
【００１５】
第６の発明に係る暖房システムは、第１〜５のいずれかの発明に係る暖房システムにおいて、貯湯タンクの側面には、循環回路に接続された出湯口が設けられており、第１温度センサ及び第２温度センサは、出湯口よりも下方に配置されている。
【００１６】
この暖房システムでは、第１温度センサ及び第２温度センサが出湯口よりも下方に配置されているため、貯湯タンクの少なくとも出湯口より上方の循環液を加熱できる。
【００１７】
第７の発明に係る暖房システムは、第１〜６のいずれかの発明に係る暖房システムにおいて、冷媒はＣＯ２冷媒である。
【００１８】
この暖房システムでは、ＣＯ２冷媒を用いた上で被加熱水の温度が低温になるように制御しているため、ヒートポンプシステムを高いＣＯＰで運転できる。
【００１９】
第８の発明に係る暖房給湯システムは、第１〜７のいずれかの発明に係る暖房システムと、貯湯タンク内に配置され、給湯水が内部を流れる熱交換器とを備えている。
【００２０】
この暖房給湯システムでは、暖房負荷が所定値より小さくなった（暖房負荷が低負荷になった）場合に、第１温度センサより上方に設けられた第２温度センサで貯湯タンク内の温水の温度を検知できる。すなわち、温度センサの検知エリアから貯湯タンクの下部を対象外にできる。このため、暖房負荷が低負荷になった場合に、貯湯タンクの下部で循環液が加熱されることを防止できる。この結果、貯湯タンク下部に冷温水を貯めておくことで、ヒートポンプシステムで加熱される被加熱水の温度を低温に保つことができ、ヒートポンプシステムのＣＯＰを向上できる。
【発明の効果】
【００２１】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２２】
第１の発明では、暖房負荷が所定値より小さくなった（暖房負荷が低負荷になった）場合に、第１温度センサより上方に設けられた第２温度センサで貯湯タンク内の温水の温度を検知できる。すなわち、温度センサの検知エリアから貯湯タンクの下部を対象外にできる。このため、暖房負荷が低負荷になった場合に、貯湯タンクの下部で循環液が加熱されることを防止できる。この結果、貯湯タンク下部に冷温水を貯めておくことで、ヒートポンプシステムで加熱される被加熱水の温度を低温に保つことができ、ヒートポンプシステムのＣＯＰを向上できる。
【００２３】
また、第２の発明では、外気温度センサが設けられているため、外気温度に応じて暖房負荷が低負荷であるか否かを判断できる。
【００２４】
また、第３の発明では、循環ポンプの停止期間に応じて、暖房負荷が低負荷であるか否かを判断できる。
【００２５】
また、第４の発明では、設定暖房状態に応じて、暖房負荷が低負荷であるか否かを判断できる。
【００２６】
また、第５の発明では、演算暖房負荷を演算する演算部が設けられているため、演算暖房負荷に応じて暖房負荷が低負荷であるか否かを判断できる。
【００２７】
また、第６の発明では、第１温度センサ及び第２温度センサが出湯口よりも下方に配置されているため、貯湯タンクの少なくとも出湯口より上方の循環液を加熱できる。
【００２８】
また、第７の発明では、ＣＯ２冷媒を用いた上で被加熱水の温度が低温になるように制御しているため、ヒートポンプシステムを高いＣＯＰで運転できる。
【００２９】
また、第８の発明では、暖房負荷が所定値より小さくなった（暖房負荷が低負荷になった）場合に、第１温度センサより上方に設けられた第２温度センサで貯湯タンク内の温水の温度を検知できる。すなわち、温度センサの検知エリアから貯湯タンクの下部を対象外にできる。このため、暖房負荷が低負荷になった場合に、貯湯タンクの下部で循環液が加熱されることを防止できる。この結果、貯湯タンク下部に冷温水を貯めておくことで、ヒートポンプシステムで加熱される被加熱水の温度を低温に保つことができ、ヒートポンプシステムのＣＯＰを向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の暖房システムを図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の暖房システムの第１実施形態の構成を示す模式図である。
【００３２】
暖房給湯システム１００は、暖房システム１０１、給湯システム１０２及びリモコン１０４を有している。暖房システム１０１は、ヒートポンプユニット１（ヒートポンプシステム）、貯湯タンク２、暖房用循環回路４（循環回路）及び暖房端末８を備えている。給湯システム１０２は、給湯用熱交換器３を有している。また、暖房給湯システム１００は、貯湯タンク２の側面に配置された制御部６０によって制御される。また、リモコン１０４は、制御部６０と有線又は無線により通信可能に接続されている。なお、給湯用熱交換器３は熱交換器の一例であり、暖房用循環回路４は循環回路の一例である。
【００３３】
ヒートポンプユニット１は、沸き上げ用循環回路５、冷媒回路１６及び電動送風機１７を備え、貯湯タンク２内の水を沸き上げて温水にする。
【００３４】
冷媒回路１６は、蒸発器１１、圧縮機１２、凝縮器（水冷媒熱交換器）１３、過冷却熱交換器１４及び膨張弁１５を有している。この冷媒回路１６ではＣＯ２冷媒が循環する。
【００３５】
ＣＯ２冷媒は、蒸発器１１において、電動送風機１７から送られた空気中の熱を吸収してガス化する。そして、ＣＯ２冷媒は、圧縮機１２で圧縮されて高温となった後、凝縮器１３に到達して熱を放出する。これにより、ＣＯ２冷媒は、凝縮器１３に入る前に比べて低温となって、過冷却熱交換器１４へ向かって流れる。そして、ＣＯ２冷媒は、その過冷却熱交換器１４でさらに冷却された後、膨張弁１５を経て、蒸発器１１に戻る。
【００３６】
また、ヒートポンプユニット１は、沸き上げ用循環回路５を介して貯湯タンク２と接続されている。
【００３７】
沸き上げ用循環回路５は、沸き上げ用循環ポンプ５１及び沸き上げ用三方弁５２を有している。そして、沸き上げ用循環回路５は、第２暖房往き接続口４２と、沸き上げ用の供給口５３と、凍結防止水戻し接続口５４とに接続されている。なお、第２暖房往き接続口４２は第１取水口の一例である。
【００３８】
供給口５３は貯湯タンク２の下部に設けられている。これにより、貯湯タンク２内の下部領域にある比較的低温の温水を、供給口５３を介して沸き上げ用循環ポンプ５１に供給することができる。
【００３９】
沸き上げ用循環ポンプ５１は、貯湯タンク２内の下部領域にある比較的低温の温水を吸い込み、この吸い込んだ比較的低温の温水を凝縮器１３へ向けて吐出する。
【００４０】
凝縮器１３ではＣＯ２冷媒と温水とが熱交換されて、その温水が高温になる。この凝縮器１３を出た高温の温水は沸き上げ用三方弁５２へ向かう。
【００４１】
沸き上げ用三方弁５２は、給湯運転中及び暖房運転中、凝縮器１３からの高温の温水を、第２暖房往き接続口４２を介して貯湯タンク２内の上部領域に流す。したがって、第２暖房往き接続口４２は、貯湯タンク２の供給口５３から流出してヒートポンプユニット１の凝縮器１３を出た後の温水が戻る沸き上げ戻り接続口となっている。
【００４２】
貯湯タンク２内の温水は、上側に高温の温水、下側に比較的低温の温水が位置するように湯層（温度分布）が形成されている。なお、ヒートポンプユニット１の起動時などの際に、まだヒートポンプユニット１の凝縮器１３から出る温水が十分に高温となっていない場合、温水は第２暖房往き接続口４２ではなく、凍結防止水戻し接続口５４を介して貯湯タンク２に戻されるように三方弁５２が制御される。
【００４３】
したがって、凍結防止水戻し接続口５４は、温水が十分に高温でない場合の第２の沸き上げ戻り接続口となっている。このように、温水の温度により戻り口を切り替えるのは、十分に高温になっていない温水を貯湯タンク２の上部に戻すと貯湯タンク２内の温度分布が乱れる可能性があり、これを防止するためである。
【００４４】
この三方弁の切り替えは凝縮器１３と沸き上げ用三方弁５２との間に設けられた温度センサ（図示せず）の出力に基づいて行われる。また、沸き上げ用三方弁５２は、凍結防止運転中には、供給口５３から沸き上げ用循環回路５を介して流れてきた温水を、凍結防止水戻し接続口５４を介して貯湯タンク２内の下部領域に流す。なお、凍結防止運転は沸き上げ運転の停止中に行われる。
【００４５】
貯湯タンク２はヒートポンプユニット１で加熱された温水を貯える。また、貯湯タンク２内の上下方向の略中央部にはヒータ６を配置していて、このヒータ６は貯湯タンク２内の温水を直接加熱する。また、貯湯タンク２には、貯湯タンク２内の各高さ位置における温水の温度を検知するための第１温度センサ６１及び第２温度センサ６２が設けられている。第１温度センサ６１及び第２温度センサ６２は、後述する第１暖房往き接続口４１（出湯口）よりも下方に配置されている。このように、第１温度センサ６１及び第２温度センサ６２が第１暖房往き接続口４１よりも下方に配置されているため、貯湯タンク２の少なくとも第１暖房往き接続口４１より上方の循環液を加熱できる。
【００４６】
また、第２温度センサ６２は、第１温度センサ６１よりも上方に設けられている。第１温度センサ６１または第２温度センサ６２で検知される温度を示す信号は、圧縮機１２や沸き上げ用循環ポンプ５１のＯＮ／ＯＦＦ制御に使用される。
【００４７】
給湯用熱交換器３（熱交換器）は、コイル状のパイプから成って、貯湯タンク２内の下部領域から上部領域に渡って配置されている。給湯水は給湯用熱交換器３内を流れることによって加熱される。より詳しくは、上記給湯水は、貯湯タンク２の下部から貯湯タンク２内に入って、貯湯タンク２内の下部領域に配置された給湯用熱交換器３を上方に向かって流れる。そして、上記給湯水は、貯湯タンク２内の上部領域に配置された給湯用熱交換器３を上方に向かって流れた後、貯湯タンク２の上部から貯湯タンク２外に出る。なお、貯湯タンク２内の上下方向の中央部にはヒータ６が配置されており、給湯用熱交換器３は該ヒータ６を跨ぐように配置されている。このヒータ６により、貯湯タンク２の上部により高温の温水を貯湯することができる。
【００４８】
また、給湯水の温度を設定温度に調整するために、給湯用混合弁３１を開いて、貯湯タンク２から出た給湯水と、貯湯タンク２に流入する前の給湯水とを混ぜ合わせる。これにより、上記貯湯タンク２から出た給湯水の温度を下げることができる。
【００４９】
暖房用循環回路４は、貯湯タンク２内に貯められた温水を貯湯タンク２外の複数の暖房端末８を経由させた後、再び、貯湯タンク２内に戻して循環させるためのものである。そして、暖房用循環回路４は、第１暖房往き接続口４１、第２暖房往き接続口４２及び暖房戻り接続口４３に接続されている。なお、第１暖房往き接続口４１は第２取水口の一例であり、暖房戻り接続口４３は戻し口の一例である。
【００５０】
第１暖房往き接続口４１は、貯湯タンク２内の温水を取り出すためのものである。この第１暖房往き接続口４１は、貯湯タンク２の上下方向の略中央部に設けられて、ヒータ６近傍かつ上方に位置している。これにより、ヒータ６で加熱された直後の温水を、第１暖房往き接続口４１から取り出し、複数の暖房端末８に送ることができる。
【００５１】
第２暖房往き接続口４２も、第１暖房往き接続口４１と同様に、貯湯タンク２内の温水を取り出すためのものである。この第２暖房往き接続口４２は貯湯タンク２の上部に設けられている。これにより、貯湯タンク２内の上部領域の温水を、第２暖房往き接続口４２から取り出し、複数の暖房端末８へ送ることができる。また、第２暖房往き接続口４２は沸き上げ戻り接続口を兼用している。
【００５２】
暖房端末８は、貯湯タンク２から流れてきた温水の熱を直接取り出し、室内に放出する。そして、温水は、低温となり、暖房端末８を出て、暖房戻り接続口４３へ向かって流れる。
【００５３】
暖房戻り接続口４３は貯湯タンク２の下部に設けられている。これにより、暖房戻り接続口４３から出た温水を、貯湯タンク２内の下部領域の比較的低い温度の温水と混ぜることができる。
【００５４】
また、暖房用循環回路４には、バイパス配管４４、暖房用混合弁４５、往き温度センサ４６、戻り温度センサ４７、暖房用循環ポンプ４８（循環ポンプ）及び暖房用三方弁４９が設けられている。
【００５５】
バイパス配管４４は、暖房端末８から暖房戻り接続口４３へ流れる温水の一部を暖房用混合弁４５へ案内する。
【００５６】
暖房用混合弁４５は、貯湯タンク２からの温水が流入する入口と、バイパス配管４４からの温水が流入する入口とを有している。詳しくは後述するが、暖房用混合弁４５の各入口の開度は制御部６０によって調節される。
【００５７】
往き温度センサ４６は、貯湯タンク２から暖房端末８へ向かう温水の温度を往き温度として検出し、この往き温度を示す信号を制御部６０に送る。
【００５８】
戻り温度センサ４７は、暖房端末８から貯湯タンク２へ向かう温水の温度を戻り温度として検出し、この戻り温度を示す信号を制御部６０に送る。
【００５９】
暖房用循環ポンプ４８は、第２暖房往き接続口４２または第１暖房往き接続口４１を介して貯湯タンク２内の温水を吸い込み、複数の暖房端末８に向けて吐出する。
【００６０】
暖房用三方弁４９は、貯湯タンク２内の温水の高温領域が第１暖房往き接続口４１近傍に存在している場合、第１暖房往き接続口４１から温水を取り出す。また、暖房用三方弁４９は、貯湯タンク２内の温水の高温領域が第１暖房往き接続口４１近傍に存在していない場合、第２暖房往き接続口４２から温水を取り出す。
【００６１】
制御部６０は、外気温度センサ１８から、外気温度を示す信号を受けると共に、室内温度センサ（図示せず）から、室内温度を示す信号を受ける。そして、制御部６０は、外気温度センサ１８、往き温度センサ４６及び戻り温度センサ４７からの信号に基づき、暖房用混合弁４５の２つの入口の夫々の開度を調節したり、暖房用循環ポンプ４８の回転数を調節したりする。
【００６２】
例えば、外気温度が高い時は、暖房用混合弁４５を調節してバイパス配管４４からの温水流入量を増加させることで往き温度を下げたり、暖房用循環ポンプ４８の回転数を下げて循環する温水の流速を下げることで戻り温度を下げる。一方、外気温度が低い時は、暖房用混合弁４５を調節してバイパス配管４４からの温水流入量を減少させることで往き温度を上げたり、暖房用循環ポンプ４８の回転数を上げて循環する温水の流速を上げることで戻り温度を上げる。
【００６３】
また、制御部６０は、第１温度センサ６１または第２温度センサ６２で検知される温度に基づいて、圧縮機１２や沸き上げ用循環ポンプ５１のＯＮ／ＯＦＦ制御や、沸き上げ用三方弁５２の切り替えを行う。
【００６４】
図２は、制御部６０の構成を示すブロック図である。制御部６０は、外気温度検知部７０、暖房負荷判断部７１及びヒートポンプ制御部７２を有している。
【００６５】
外気温度検知部７０は、外気温度センサ１８から外気温度を示す信号を受け取り、受け取った信号を暖房負荷判断部７１に出力する。暖房負荷判断部７１は、外気温度が所定温度（例えば２８℃）以下であるか否か判断する。ヒートポンプ制御部７２は、暖房負荷判断部７１の判断結果に基づいて、第１温度センサ６１及び第２温度センサ６２のいずれかの出力に基づいて、圧縮機１２や沸き上げ用循環ポンプ５１のＯＮ／ＯＦＦ制御や、沸き上げ用三方弁５２の切り替え制御を行う。
【００６６】
図３は、本発明の暖房システムの第１実施形態におけるヒートポンプユニット１の制御動作を示すフローチャートである。
【００６７】
まず、ステップＳ１００において、外気温度検知部７０は、外気温度センサ１８から外気温度を示す信号を受け取り、受け取った信号を暖房負荷判断部７１に出力する。そして、処理はステップＳ１０２に移行する。
【００６８】
ステップＳ１０２において、暖房負荷判断部７１は、外気温度が２８℃以下であるか否か判断する。外気温度が２８℃以下である場合、暖房負荷判断部７１は、暖房端末８における暖房負荷が所定値以上である（以下、暖房有）と判断し、処理はステップＳ１０４に移行する。一方、外気温度が２８℃より大きい場合、暖房負荷判断部７１は、暖房端末８における暖房負荷が所定値より小さい（以下、暖房無）と判断し、処理はステップＳ１０６に移行する。このように、本発明では、外気温度に応じて暖房負荷が低負荷であるか否かを判断できる。
【００６９】
ステップＳ１０２で暖房有と判断された場合、ステップＳ１０４において、ヒートポンプ制御部７２は、第１温度センサ６１の出力に基づいて、圧縮機１２や沸き上げ用循環ポンプ５１のＯＮ／ＯＦＦ制御や、沸き上げ用三方弁５２の切り替えを行う。
【００７０】
一方、ステップＳ１０２で暖房無と判断された場合、ステップＳ１０６において、ヒートポンプ制御部７２は、第２温度センサ６２の出力に基づいて、圧縮機１２や沸き上げ用循環ポンプ５１のＯＮ／ＯＦＦ制御や、沸き上げ用三方弁５２の切り替えを行う。
【００７１】
以上、本発明の暖房システムの第１実施形態では、暖房無と判断された場合に、第１温度センサ６１より上方に設けられた第２温度センサ６２で貯湯タンク２内の温水の温度を検知できる。すなわち、温度センサの検知エリアから貯湯タンク２の下部を対象外にできる。したがって、暖房負荷が低負荷になった場合に、貯湯タンク２の下部で循環液が加熱されることを防止できる。このため、貯湯タンク２の下部に冷温水を貯めておくことで、ヒートポンプユニット１で加熱される被加熱水の温度を低温に保つことができる。この結果、ヒートポンプユニット１のＣＯＰを向上できる。
【００７２】
更に、外気温度に応じて暖房負荷が低負荷であるか否かを判断できる。
【００７３】
図４は、本発明の第２実施形態における暖房システムの制御部１６０の構成を示すブロック図である。第１実施形態（図１〜３）で説明した要素と同一の要素については、詳細な説明を省略する。この実施形態では、制御部１６０は、外気温度検知部７０及び暖房負荷判断部７１に代えて、時間検出部７３及び暖房負荷判断部７４を有している点で、第１実施形態（制御部６０）と相違する。その他の構成は、第１実施形態と同じである。
【００７４】
時間検出部７３は、暖房用循環ポンプ４８の運転停止期間を示す信号を受け取り、受け取った信号を暖房負荷判断部７４に出力する。暖房負荷判断部７４は、運転停止期間が所定期間（例えば１０日間）以下であるか否か判断する。ヒートポンプ制御部７２は、暖房負荷判断部７４の判断結果に基づいて、第１温度センサ６１及び第２温度センサ６２のいずれかの出力に基づいて、圧縮機１２や沸き上げ用循環ポンプ５１のＯＮ／ＯＦＦ制御や、沸き上げ用三方弁５２の切り替え制御を行う。
【００７５】
図５は、本発明の第２実施形態における暖房システムのヒートポンプユニット１の制御動作を示すフローチャートである。
【００７６】
まず、ステップＳ２００において、時間検出部７３は、暖房用循環ポンプ４８から運転停止期間を示す信号を受け取り、受け取った信号を暖房負荷判断部７４に出力する。そして、処理はステップＳ２０２に移行する。
【００７７】
ステップＳ２０２において、暖房負荷判断部７４は、運転停止期間が１０日間以下であるか否か判断する。運転停止期間が１０日間以下の場合、暖房負荷判断部７４は、暖房端末８における暖房負荷が所定値以上である（以下、暖房有）と判断し、処理はステップＳ２０４に移行する。一方、運転停止期間が１０日間より大きい場合、暖房負荷判断部７４は、暖房端末８における暖房負荷が所定値より小さい（以下、暖房無）と判断し、処理はステップＳ２０６に移行する。このように、本発明では、暖房用循環ポンプ４８の運転停止期間に応じて、暖房負荷が低負荷であるか否かを判断できる。
【００７８】
ステップＳ２０２で暖房有と判断された場合、ステップＳ２０４において、ヒートポンプ制御部７２は、第１温度センサ６１の出力に基づいて、圧縮機１２や沸き上げ用循環ポンプ５１のＯＮ／ＯＦＦ制御や、沸き上げ用三方弁５２の切り替えを行う。
【００７９】
一方、ステップＳ２０２で暖房無と判断された場合、ステップＳ２０６において、ヒートポンプ制御部７２は、第２温度センサ６２の出力に基づいて、圧縮機１２や沸き上げ用循環ポンプ５１のＯＮ／ＯＦＦ制御や、沸き上げ用三方弁５２の切り替えを行う。このように、本発明では、暖房無と判断された場合に、第１温度センサ６１より貯湯タンク２の上方に設けられた第２温度センサ６２で貯湯タンク２内の温水の温度を検知できる。すなわち、温度センサの検知エリアから貯湯タンク２の下部を対象外にできる。このため、貯湯タンク２下部の温水の温度が所定温度以下になってもヒートポンプユニット１が駆動することを防止できる。この結果、従来の暖房給湯システムに比して、暖房負荷に合わせた制御を実現できる。
【００８０】
以上、本発明の暖房システムの第２実施形態では、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８１】
更に、暖房用循環ポンプ４８の運転停止期間に応じて、暖房負荷が低負荷であるか否かを判断できる。
【００８２】
図６は、本発明の第３実施形態における暖房システムの制御部２６０の構成を示すブロック図である。第１実施形態（図１〜３）で説明した要素と同一の要素については、詳細な説明を省略する。この実施形態では、制御部２６０は、外気温度検知部７０及び暖房負荷判断部７１に代えて、往き／戻り温度検知部７５、回転数検出部７６、暖房負荷演算部７７及び暖房負荷判断部７８を有している点で、第１実施形態（制御部６０）と相違する。その他の構成は、第１実施形態と同じである。
【００８３】
往き／戻り温度検知部７５は、往き温度センサ４６及び戻り温度センサ４７から、それぞれ、往き温度及び戻り温度を示す信号を受け取り、受け取った各信号を暖房負荷演算部７７に出力する。回転数検出部７６は、暖房用循環ポンプ４８から回転数を示す信号を受け取り、受け取った信号を暖房負荷演算部７７に出力する。
【００８４】
暖房負荷演算部７７は、往き／戻り温度検知部７５から受けた往き温度及び戻り温度を示す信号と、回転数検出部７６から受け取った回転数を示す信号とに基づいて、暖房端末８における演算暖房負荷を演算し、演算した演算暖房負荷を暖房負荷判断部７８に出力する。
【００８５】
暖房負荷判断部７８は、演算暖房負荷が所定負荷（例えば０．５（ｋＷｈ／日）を超えるか否か判断する。ヒートポンプ制御部７２は、暖房負荷判断部７８の判断結果に基づいて、第１温度センサ６１及び第２温度センサ６２のいずれかの出力に基づいて、圧縮機１２や沸き上げ用循環ポンプ５１のＯＮ／ＯＦＦ制御や、沸き上げ用三方弁５２の切り替え制御を行う。
【００８６】
図７は、本発明の暖房システムの第３実施形態におけるヒートポンプユニット１の制御動作を示すフローチャートである。
【００８７】
まず、ステップＳ３００において、往き／戻り温度検知部７５は、往き温度センサ４６及び戻り温度センサ４７から、それぞれ、往き温度及び戻り温度を示す信号を受け取り、受け取った各信号を暖房負荷演算部７７に出力する。回転数検出部７６は、暖房用循環ポンプ４８から回転数を示す信号を受け取り、受け取った信号を暖房負荷演算部７７に出力する。そして、処理はステップＳ３０２に移行する。
【００８８】
ステップＳ３０２において、暖房負荷演算部７７は、往き／戻り温度検知部７５から受け取った往き温度及び戻り温度を示す信号と、回転数検出部７６から受け取った回転数を示す信号とに基づいて、暖房端末８における演算暖房負荷Ｑ（ｋＷｈ／日）を算出し、算出した演算暖房負荷Ｑ（ｋＷｈ／日）を暖房負荷判断部７８に出力する。具体的には、次に示す演算式（１）、（２）に基づいて、演算暖房負荷Ｑ（ｋＷｈ／日）の演算が行われる。
Ｖ＝Ｎ×Ｋ・・・・（１）
Ｑ＝ΣＶ×（ＬＷ−ＲＷ）・・・・（２）
なお、各式中のＶは暖房循環流量を、Ｎは暖房用循環ポンプ４８の回転数を、Ｋは係数を、ＬＷは往き温度を、ＲＷは戻り温度をそれぞれ示している。そして、処理はステップＳ３０４に移行する。
【００８９】
ステップＳ３０４において、暖房負荷判断部７８は、演算暖房負荷Ｑ（ｋＷｈ／日）が０．５（ｋＷｈ／日）を超えるか否か判断する。演算暖房負荷Ｑ（ｋＷｈ／日）が０．５（ｋＷｈ／日）を超える場合、暖房負荷判断部７８は、暖房端末８における暖房負荷が所定値以上である（以下、暖房有）と判断し、処理はステップＳ３０６に移行する。一方、演算暖房負荷Ｑ（ｋＷｈ／日）が０．５（ｋＷｈ／日）以下の場合、暖房負荷判断部７８は、暖房端末８における暖房負荷が所定値より小さい（以下、暖房無）と判断し、処理はステップＳ３０８に移行する。このように、本発明では、演算暖房負荷Ｑに応じて暖房負荷が低負荷であるか否かを判断できる。
【００９０】
ステップＳ３０４で暖房有と判断された場合、ステップＳ３０６において、ヒートポンプ制御部７２は、第１温度センサ６１の出力に基づいて、圧縮機１２や沸き上げ用循環ポンプ５１のＯＮ／ＯＦＦ制御や、沸き上げ用三方弁５２の切り替えを行う。
【００９１】
一方、ステップＳ３０４で暖房無と判断された場合、ステップＳ３０８において、ヒートポンプ制御部７２は、第２温度センサ６２の出力に基づいて、圧縮機１２や沸き上げ用循環ポンプ５１のＯＮ／ＯＦＦ制御や、沸き上げ用三方弁５２の切り替えを行う。このように、本発明では、暖房無と判断された場合に、第１温度センサ６１より貯湯タンク２の上方に設けられた第２温度センサ６２で貯湯タンク２内の温水の温度を検知できる。すなわち、温度センサの検知エリアから貯湯タンク２の下部を対象外にできる。このため、貯湯タンク２下部の温水の温度が所定温度以下になってもヒートポンプユニット１が駆動することを防止できる。この結果、従来の暖房給湯システムに比して、暖房負荷に合わせた制御を実現できる。
【００９２】
以上、本発明の暖房システムの第３実施形態では、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
更に、演算暖房負荷Ｑに応じて暖房負荷が低負荷であるか否かを判断できる。
【００９４】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００９５】
なお、本発明の暖房給湯システムの第１実施形態では、外気温度に応じて暖房負荷が低負荷であるか否かを判断する例について述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。例えば、暖房端末８における暖房状態がリモコン１０４（設定部）で設定された設定温度に対応した設定暖房状態となり且つ所定時間だけ継続した場合に暖房負荷が低負荷であると判断するものでもよい。また、リモコン１０４に設けられた「暖房」機能スイッチのオン／オフに基づいて、暖房負荷が低負荷であるか否かを判断するものでもよい。
【００９６】
また、一日の最低外気温度が室内設定温度より高くなった日が連続して所定期間（例えば３日）以上続いた場合に、暖房負荷が低負荷であると判断してもよい。
【００９７】
また、室内に設置されたルームサーモからのサーモオン信号が所定時間以上こない場合に、暖房負荷が低負荷であると判断してもよい。
【００９８】
また、次に示す演算式（３）、（４）に基づいて算出される所定時間（例えば１日）のヒートポンプユニット１側で生成した熱量ＱＨＰが、ある値より小さい場合に、暖房無と判断してもよい。
ＱＨＰ＝ΣＶ０×（Ｔout−Ｔin）・・・・（３）
Ｖ０＝Ｎ０×Ｋ０・・・・（４）
なお、各式中のＮ０は沸き上げ用循環ポンプ５１の回転数を、Ｋ０は予め測定した沸き上げ用循環ポンプ５１の回転数と沸き上げ用循環ポンプ５１循環流量の回転数を、Ｔoutはヒートポンプユニット１の出口温度を、Ｔinはヒートポンプユニット１への入口温度をそれぞれ示している。
【００９９】
また、本発明の暖房給湯システムの第１〜３実施形態では、暖房給湯システム１００が、暖房システム１０１及び給湯システム１０２を有する例について述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。例えば、暖房給湯システム１００は、暖房システム１０１のみを有するものでもよい。
【０１００】
なお、本発明の暖房給湯システムの第１〜３実施形態では、ヒートポンプユニット１が、沸き上げ用循環ポンプ５１及び沸き上げ用三方弁５２を有する例について述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。図８に示すように、ヒートポンプユニット１が、沸き上げ用循環ポンプ５１及び沸き上げ用三方弁５２を含まない構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明を利用すれば、貯湯タンクの最下部に低温水を確保し、ヒートポンプシステムのＣＯＰを向上可能な暖房システム及び暖房給湯システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の暖房システムの第１実施形態の構成を示す模式図である。
【図２】制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態における暖房システムのヒートポンプユニットの制御動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態における暖房システムの制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態における暖房システムのヒートポンプユニットの制御動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施形態における暖房システムの制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３実施形態における暖房システムのヒートポンプユニットの制御動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の暖房システムの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  ヒートポンプユニット（ヒートポンプシステム）
２  貯湯タンク
３  給湯用熱交換器（熱交換器）
４  暖房用循環回路（循環回路）
８  暖房端末
１８  外気温度センサ
４６  往き温度センサ
４７  戻り温度センサ
４８  暖房用循環ポンプ（循環ポンプ）
６０、１６０、２６０  制御部
６１  第１温度センサ
６２  第２温度センサ
７０  外気温度検知部
７１、７４、７８  暖房負荷判断部（判断部）
７２  ヒートポンプ制御部（制御部）
７３  時間検出部
７５  往き／戻り温度検知部
７６  回転数検出部
７７  暖房負荷演算部
１００  暖房給湯システム
１０１  暖房システム
１０２  給湯システム
１０４  リモコン（設定部）
【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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