JP6836883B2 - 暖房システム - Google Patents

Description

本発明は、暖房システムに関する。

特許文献１には、熱媒からの放熱により暖房する暖房端末に熱媒を供給する暖房システムが開示されている。暖房端末には、当該暖房端末に対応する熱動弁が設けられている。特許文献１の暖房システムは、燃焼熱源と、循環ポンプと、暖房端間末から燃焼熱源に戻る熱媒の温度を検出する温度センサと、制御装置と、を備えている。制御装置は、熱動弁の開閉状態を制御して、居室内を暖房する暖房運転を実行している。

特開平１０−１９２８２号公報

暖房システムにおいて、電力を消費して熱媒を加熱するヒートポンプ熱源を備える暖房システムがある。ヒートポンプ熱源により熱媒を加熱する際のエネルギー効率は、燃焼熱源により熱媒を加熱する際のエネルギー効率よりも高い。このため、ヒートポンプ熱源による熱媒の加熱時間を長くすることで、暖房システム全体のエネルギー効率を高めることができる。しかしながら、ヒートポンプ熱源の加熱能力は、燃焼熱源の加熱能力よりも低い。このため、居室内の温度が低いなど、暖房負荷が高い場合は、燃焼熱源を駆動させることが好ましい。従って、居室内の温度が比較的に低く暖房負荷が高い場合には、燃焼熱源を駆動させ、居室内の温度が比較的に高く暖房負荷が低い場合には、ヒートポンプ熱源を駆動させるなど、暖房負荷に応じて、熱媒を加熱する熱源を切り替えることが好ましい。このため、暖房負荷を算出することのできる暖房システムが望まれる。

本明細書では、熱媒からの放熱により暖房する複数の暖房端末に熱媒を供給する暖房システムにおいて、複数の暖房段末での暖房負荷を算出することが可能な技術を提供する。

本明細書が開示する暖房システムは、熱媒からの放熱により暖房する複数の暖房端末に熱媒を供給する暖房システムであって、前記複数の暖房端末のそれぞれには、複数の熱動弁のそれぞれが対応して設けられており、それぞれの前記熱動弁は、対応する前記暖房端末に前記熱媒が供給される開状態と、対応する前記暖房端末に前記熱媒が供給されない閉状態との間で切替可能である。暖房システムは、前記熱媒を加熱する燃焼熱源と、前記熱媒を加熱するヒートポンプ熱源と、前記熱媒を循環させる循環ポンプと、暖房経路を流れる前記熱媒の温度を測定する温度センサと、前記複数の熱動弁の状態を切り替え可能な制御装置と、を備えている。前記制御装置は、前記複数の熱動弁が設置されている数を記憶する記憶部を有してしており、前記制御装置は、前記ヒートポンプ熱源を駆動させることなく前記燃焼熱源を駆動させることで前記熱媒を加熱する第１の暖房運転と、前記燃焼熱源及び前記ヒートポンプ熱源を駆動させることで前記熱媒を加熱する第２の暖房運転と、前記燃焼熱源を駆動させることなく前記ヒートポンプ熱源を駆動させることで前記熱媒を加熱する第３の暖房運転と、で構成される暖房運転を実行可能であり、前記制御装置は、前記暖房運転を実行中において、前記開状態である前記熱動弁の数と前記温度センサによって測定される温度に基づいて、前記複数の暖房端末での暖房負荷を算出し、前記記憶部には、過去の所定期間における、前記暖房運転の開始時刻と、前記暖房運転の終了時刻と、前記暖房運転を実行中の前記暖房負荷と、が記憶されており、前記制御装置は、前記暖房運転が第１の開始予定時刻に開始されるように予約される場合に、前記記憶部に記憶されている前記暖房負荷に基づいて、前記第１の開始予定時刻を、前記第１の開始予定時刻よりも早い第２の開始予定時刻に早める。

上記の構成によると、制御装置は、開状態である熱動弁の数と温度センサによって測定される温度に基づいて、複数の暖房端末での暖房負荷を算出することができる。このため、制御装置は、算出した暖房負荷に応じて、第１の暖房運転、第２の暖房運転及び第３の暖房運転の中のいずれを実行するのかを適切に判断することができる。例えば、暖房負荷が比較的大きい場合は、第１又は第２の暖房運転を実行し、暖房負荷が比較的小さい場合は、第３の暖房運転を実行するなどである。
一般的に、暖房負荷は、暖房運転開始直後が最も高く、その後、徐々に低くなっていく。また、ヒートポンプ熱源の加熱能力は、燃焼熱源の加熱能力よりも低い。このため、暖房運転開始直後の暖房負荷が高い状況では、ヒートポンプ熱源ではなく、燃焼熱源を駆動させなければならない可能性が高い。上記の構成によると、記憶部に記憶されている暖房負荷に基づいて、第１の開始予定時刻を第２の開始予定時刻に早めることで、第１の開始予定時刻に暖房運転を実行させた場合の暖房運転開始直後の暖房負荷の一部を、第２の開始予定時刻から第１の開始予定時刻までに実行される暖房運転に分散することができる。このため、暖房運転開始直後の暖房負荷を低減することができる。これにより、暖房運転開始直後に、ヒートポンプ熱源を駆動させて、熱媒を加熱させることができる可能性を高めることができる。この結果、暖房システムのエネルギー効率を高めることができる。

給湯暖房システム２の構成を模式的に示す図である。 不揮発性メモリに記憶される暖房運転履歴、外気温度履歴の一例を示す図である。 暖房レベルテーブルを示した図である。 暖房処理を説明するフローチャートである。 負荷平準化処理を説明するフローチャートである。 負荷差分の算出を説明するための図である。 第１の暖房処理を説明するフローチャートである。 第２の暖房処理を説明するフローチャートである。 第３の暖房処理を説明するフローチャートである。 運転履歴記憶処理を説明するフローチャートである。 負荷平準化処理を実行した後の暖房運転を示す図。 負荷平準化処理を実行した後の暖房負荷を示す図。

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。

（特徴１）制御装置は、暖房運転が第１の開始予定時刻に開始されるように予約される場合に、記憶部に記憶されている第１の開始予定時刻から第１の駆動時間が経過するまでの間の第１の暖房負荷と、記憶部に記憶されている第１の駆動時間の経過時から第２の駆動時間が経過するまでの間の第２の暖房負荷の差に基づいて、第１の開始予定時刻を、第１の開始予定時刻よりも早い第２の開始予定時刻に早めてもよい。

例えば、第１の暖房負荷と第２の暖房負荷の差が小さい場合、第１の開始予定時刻を第２の開始予定時刻に早めても、暖房負荷を分散する効果が小さい場合がある。上記の構成によると、制御装置は、例えば、第１の暖房負荷と第２の暖房負荷の差が比較的に大きい場合にのみ、第１の開始予定時刻を第２の開始予定時刻に早めることができる。これにより、暖房負荷を分散する効果が大きい場合にのみ、第１の開始予定時刻を第２の開始予定時刻に早めることができる。

（特徴２）暖房システムは、外気温度を測定する外気温度センサをさらに備えてもよく、記憶部には、過去の所定期間における外気温度が記憶されてもよい。この場合、制御装置は、現在時刻の外気温度が記憶部に記憶されている現在時刻と同じ時刻の外気温よりも所定温度低い場合に、第２の開始予定時刻を、第２の開始予定時刻よりも早い第３の開始予定時刻に早めるとよい。

通常、外気温度が低い場合、外気温度が高い場合に比べて、暖房負荷は高くなる。従って、現在時刻の外気温度が記憶部に記憶されている現在時刻と同じ時刻の外気温よりも低い場合、第１の開始予定時刻に実行される暖房運転の暖房負荷は、記憶部に記憶されている暖房負荷よりも高くなる可能性が高い。上記の構成によると、暖房運転の開始予定時刻を第３の開始予定時刻に早めることで、外気温度が低いことで増加する暖房負荷についても、第１の開始予定時刻よりも前に実行される暖房運転に分散することができる。

本明細書が開示する別の暖房システムは、熱媒からの放熱により暖房する複数の暖房端末に熱媒を供給する暖房システムであって、前記複数の暖房端末のそれぞれには、複数の熱動弁のそれぞれが対応して設けられており、それぞれの前記熱動弁は、対応する前記暖房端末に前記熱媒が供給される開状態と、対応する前記暖房端末に前記熱媒が供給されない閉状態との間で切替可能であり、前記暖房システムは、前記熱媒を加熱する燃焼熱源と、前記熱媒を加熱するヒートポンプ熱源と、前記熱媒を循環させる循環ポンプと、暖房経路を流れる前記熱媒の温度を測定する温度センサであって、複数の暖房端末から暖房経路に戻る熱媒の戻り温度を計測する戻り温度センサを含む前記温度センサと、前記複数の熱動弁の状態を切り替え可能な制御装置と、を備えている。前記制御装置は、前記複数の熱動弁が設置されている数を記憶する記憶部を有してしており、前記制御装置は、前記ヒートポンプ熱源を駆動させることなく前記燃焼熱源を駆動させることで前記熱媒を加熱する第１の暖房運転と、前記燃焼熱源及び前記ヒートポンプ熱源を駆動させることで前記熱媒を加熱する第２の暖房運転と、前記燃焼熱源を駆動させることなく前記ヒートポンプ熱源を駆動させることで前記熱媒を加熱する第３の暖房運転と、で構成される暖房運転を実行可能であり、前記制御装置は、前記暖房運転を実行中において、前記開状態である前記熱動弁の数と前記温度センサによって測定される温度に基づいて、前記複数の暖房端末での暖房負荷を算出する。制御装置は、第３の暖房運転を実行中において、ヒートポンプ熱源による加熱能力を複数段階に切り替えることが可能であってもよい。この場合、制御装置は、第３の暖房運転を実行中において、所定時間毎に、現在の戻り温度と所定時間前の戻り温度との戻り温度差を特定し、戻り温度差に基づいて、ヒートポンプ熱源の加熱能力を切り替える。

上記の構成によると、制御装置は、開状態である熱動弁の数と温度センサによって測定される温度に基づいて、複数の暖房端末での暖房負荷を算出することができる。このため、制御装置は、算出した暖房負荷に応じて、第１の暖房運転、第２の暖房運転及び第３の暖房運転の中のいずれを実行するのかを適切に判断することができる。例えば、暖房負荷が比較的大きい場合は、第１又は第２の暖房運転を実行し、暖房負荷が比較的小さい場合は、第３の暖房運転を実行するなどである。
また、所定時間毎の戻り温度の変化が大きい場合、ヒートポンプ熱源の加熱能力が適切でない可能性が高い。上記の構成によると、制御装置は、戻り温度差に基づいて、ヒートポンプ熱源の加熱能力を適切な加熱能力に制御することができる。

（実施例）
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、給湯系統１０４と、ヒートポンプ系統１０６と、暖房系統１０８と、制御装置１１０と、を備えている。

ヒートポンプ系統１０６は、ヒートポンプ５０と、三流体熱交換器５８と、を備える。ヒートポンプ５０は、冷媒（例えば、フロンガスＲ４１０Ａ等）を循環させるための冷媒循環路５２と、熱交換器（蒸発器）５４と、ファン５６と、圧縮機６２と、膨張弁６０と、を備えている。冷媒循環路５２は、三流体熱交換器５８内を通過している。また、熱交換器５４と、圧縮機６２と、膨張弁６０とは、冷媒循環路５２内に設置されている。上記の構成を備えるヒートポンプ５０の動作について説明する。圧縮機６２が動作することにより、冷媒循環路５２内の冷媒は、圧縮機６２で加圧されて高温高圧の気相状態になる。圧縮機６２で加圧されて高温高圧の気相状態となった冷媒は、三流体熱交換器５８に送り込まれ、後述する熱回収路８８内の水、及び、後述するタンク水循環路２０内の水と熱交換によって冷却されて凝縮し、液相状態となる。三流体熱交換器５８で冷却されて液相状態となった冷媒は、膨張弁６０に送られ、膨張弁６０で減圧されて低温低圧の液相状態となる。低温低圧の液相状態の冷媒は、熱交換器５４において、ファン５６で送風される外気との熱交換によって加熱されて蒸発し、気相状態となる。気相状態となった冷媒は、圧縮機６２に戻されて再び加圧される。従って、ヒートポンプ５０を動作させることにより、三流体熱交換器５８を通過する冷媒循環路５２内に高温高圧の冷媒を送り込むことができるようになる。なお、以下では、ヒートポンプ５０、及び三流体熱交換器５８を総称して、「ヒートポンプ熱源」と呼ぶことがある。

給湯系統１０４は、タンク１０と、タンク水循環路２０と、水道水導入路２４と、供給路３６と、第１バーナ加熱装置８１と、を備える。

タンク１０は、ヒートポンプ熱源によって加熱された温水を貯える。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内には満水まで水が貯留されている。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、その取付位置の水の温度を測定する。

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、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、第１循環ポンプ２２が介装されている。第１循環ポンプ２２は、タンク水循環路２０内の水を上流側から下流側へ送り出す。また、上述したように、タンク水循環路２０は、三流体熱交換器５８を通過している。そのため、ヒートポンプ熱源を動作させると、タンク水循環路２０内の水が三流体熱交換器５８で加熱される。従って、第１循環ポンプ２２とヒートポンプ熱源を動作させると、タンク１０の下部の水が三流体熱交換器５８に送られて加熱され、加熱された水がタンク１０の上部に戻される。タンク水循環路２０は、タンク１０に蓄熱するための水路である。

水道水導入路２４は、上流端が水道水供給源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、供給路３６の途中に接続されている。第２導入路２４ｂと供給路３６の接続部には、第１導入路２４ａを流れる水の流量（即ちタンク１０から供給路３６に流れる水の流量）と第２導入路２４ｂを流れる水の流量の比率を調整する混合弁３６ａが配置されている。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と水量センサ３０が介装されている。水量センサ３０は、第２導入路２４ｂ内を流れる水道水の流量を検出する。

供給路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、供給路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２導入路２４ｂとの接続部より上流側の供給路３６には、水量センサ３４が介装されている。水量センサ３４は、タンク１０から供給路３６内に流入する水の流量を検出する。第２導入路２４ｂとの接続部より下流側の供給路３６には、第１バーナ加熱装置８１が介装されている。第１バーナ加熱装置８１は、供給路３６内の水を加熱する。供給路３６の下流端は給湯栓３８に接続されている。供給路３６には、第１バーナ加熱装置８１をバイパスする流路であるバイパス路３６ｂが設けられている。また、バイパス路３６ｂには、バイパス路３６ｂの開度を調整するためのバイパス制御弁３６ｃが介装されている。

暖房系統１０８は、シスターン７０と、暖房用水循環路７１と、第２バーナ加熱装置８２と、６個の暖房端末Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６と、６個の熱動弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６と、を備えている。以下では、暖房端末Ｈ１〜Ｈ６を区別せずに単に暖房端末Ｈと呼び、熱動弁Ｖ１〜Ｖ６を区別せずに単に熱動弁Ｖと呼ぶ場合がある。暖房用水循環路７１は、暖房往路７２と、暖房復路８４と、調整弁９０と、熱回収路８８と、バイパス路９４と、循環流路９６と、を備えている。暖房用水循環路７１は、シスターン７０内の水を循環させるための水路である。暖房用水循環路７１内の水は、第２バーナ加熱装置８２、三流体熱交換器５８によって加熱される。

シスターン７０は、上部が開放されている容器であり、内部に熱媒である水を貯留している。シスターン７０には、循環流路９６の下流端と、暖房往路７２の上流端とが接続されている。シスターン７０内には、循環流路９６から水が流入する。シスターン７０内の水は、暖房往路７２に導入される。

暖房往路７２は、上流端がシスターン７０に接続され、下流端が６本に分岐して各熱動弁Ｖ１〜Ｖ６を介して各暖房端末Ｈ１〜Ｈ６の往き口に接続されている。暖房往路７２には、第２循環ポンプ７４、及び、バーナ戻り温度ＤＢ１を検出するサーミスタ７６が介装されている。第２循環ポンプ７４は、暖房往路７２内の水を下流側に送り出すポンプである。動作中の暖房端末Ｈの数に応じて、暖房用水循環路７１内を循環する水の流量が変化する。即ち、第２循環ポンプ７４の単位時間当たりの回転数が一定であっても、動作中の暖房端末Ｈの数が増加すると、暖房往路７２の抵抗が減少して、暖房用水循環路７１内を循環する水の流量が増加する。動作中の暖房端末Ｈの数が多くなるほど、暖房用水循環路７１内を循環する水の流量が増加する。暖房端末Ｈ１〜Ｈ６及び熱動弁Ｖ１〜Ｖ６より上流側の暖房往路７２には、第２バーナ加熱装置８２が介装されている。第２バーナ加熱装置８２は、暖房往路７２内の水を加熱する。第２バーナ加熱装置８２は、ヒートポンプ５０よりも、暖房用水循環路７１内を循環する水を加熱する能力が高い。言い換えると、第２バーナ加熱装置８２は、ヒートポンプ５０よりも、単位時間当りの加熱量が大きい。第２バーナ加熱装置８２で加熱された水は、暖房端末Ｈに供給される。また、暖房往路７２の第２バーナ加熱装置８２の下流側には、バーナ往き温度ＤＢ２を測定するサーミスタ７８が介装されている。

暖房端末Ｈ１〜Ｈ６は、それぞれ、暖房往路７２から供給される水の熱を放熱することによって、居室を暖房する端末である。また、熱動弁Ｖ１〜Ｖ６は、それぞれ、暖房端末Ｈ１〜Ｈ６に対応する暖房往路７２の分岐位置に設けられている。各暖房端末Ｈ１〜Ｈ６及び各熱動弁Ｖ１〜Ｖ６は、いずれも、互いに並列に配置されている。各熱動弁Ｖ１〜Ｖ６は、対応する暖房端末Ｈ１〜Ｈ６に水が供給される開状態と、対応する暖房端末Ｈ１〜Ｈ６に水が供給されない閉状態とを切り替える。例えば、熱動弁Ｖ１が開状態の間、暖房端末Ｈ１には、暖房往路７２から水が供給される。一方、熱動弁Ｖ１が閉状態の間、暖房端末Ｈ１には、暖房往路７２から水が供給されない。また、全ての熱動弁Ｖ１〜Ｖ６が閉状態の間は、暖房用水循環路７１内の水は循環しない。暖房往路７２から供給される水は、暖房端末Ｈにおいて暖房に利用されると、熱を奪われ、比較的低温の水となる。暖房に利用された後の比較的低温の水は、暖房復路８４に導入される。

暖房復路８４は、上流端が６本に分岐して各暖房端末Ｈ１〜Ｈ６の戻り口に接続され、下流端がバイパス路９４の上流端及び熱回収路８８の上流端に接続されている。暖房復路８４には、ＨＰ（ヒートポンプ）戻り温度ＤＨ１を測定するサーミスタ８６が介装されている。サーミスタ８６は、暖房復路８４内の水の温度（即ち、三流体熱交換器５８に送り込まれる水の温度）を測定する。

熱回収路８８は、上流端がバイパス路９４の上流端及び暖房復路８４の下流端に接続され、下流端がバイパス路９４の下流端及び循環流路９６の上流端に接続されている。熱回収路８８は、三流体熱交換器５８を通過している。そのため、ヒートポンプ熱源を動作させると、熱回収路８８内の水が三流体熱交換器５８で加熱される。熱回収路８８の三流体熱交換器５８の下流側には、ＨＰ往き温度ＤＨ２を測定するサーミスタ９２が介装されている。サーミスタ９２は、三流体熱交換器５８を通過した後の熱回収路８８内の水の温度を測定する。

バイパス路９４は、上流端が暖房復路８４の下流端及び熱回収路８８の上流端に接続され、下流端が熱回収路８８の下流端及び循環流路９６の上流端に接続されている。即ち、バイパス路９４は、三流体熱交換器５８の上流側と下流側とをバイパスする。

調整弁９０は、暖房復路８４の下流端と、熱回収路８８の上流端と、バイパス路９４の上流端との接続部分に取り付けられている。調整弁９０は、その開度を変化させることによって、熱回収路８８を通過する水の流量（三流体熱交換器５８を通過する水の流量）と、バイパス路９４を通過する水の流量との割合を変化させることができる。本実施例の調整弁９０には、例えば三方弁が用いられる。調整弁９０は、動作する暖房端末Ｈの数に応じて開度を変化させることができる。本実施例では、調整弁９０は、動作する暖房端末Ｈの数が多くなる程、バイパス路９４を通過する水の流量の割合が高くなるように、開度を変化させる。

循環流路９６は、上流端が熱回収路８８の下流端及びバイパス路９４の下流端に接続され、下流端がシスターン７０に接続されている。循環流路９６には、サーミスタ９８が介装されている。サーミスタ９８は、循環流路９６内の水の温度を測定する。なお、暖房系統１０８には、外気温度ＤＯを検出するサーミスタ１００も設けられている。

制御装置１１０は、給湯系統１０４、ヒートポンプ系統１０６、及び、暖房系統１０８と電気的に接続されており、各構成要素の動作を制御する。制御装置１１０は、不揮発性メモリ１１２を備えている。不揮発性メモリ１１２には、特定の世帯の過去７日分の暖房運転履歴と、過去７日分の外気温度履歴と、暖房レベルテーブル１３０、１３２（図３参照）と、が記憶されている。図２は、１日分の暖房運転履歴、及び、１日分の外気温度履歴を示す。暖房運転履歴には、暖房運転の種類毎に、各種データ（暖房時間［分］、目標温度［℃］、開状態である熱動弁の端末数、及び、暖房負荷Ｌ［ｋＷｈ］）の１時間毎の情報が記憶されている。外気温度履歴には、１時間毎の外気温度ＤＯが記憶されている。また、不揮発性メモリ１１２には、暖房運転の開始時刻と終了時刻が記憶されている。図２の場合、不揮発性メモリ１１２には、暖房運転の開始時刻として、５：００、１８：００が記憶されており、暖房運転の終了時刻として、９：００、２２：００が記憶されている。制御装置１１０は、２４時間毎（例えば、時刻が０：００になる毎）に、８日前の運転履歴を消去する。

図３を用いて、暖房レベルテーブル１３０、１３２について説明する。暖房レベルテーブル１３０には、給湯暖房システム２が後述するＨＢ（ハイブリッド）暖房運転で動作する場合のヒートポンプ熱源のＯＮ時間が記憶されている。ＨＢ暖房運転は、第２バーナ加熱装置８２とヒートポンプ熱源を動作させて水を加熱する運転である。ＯＮ時間は、１サイクル（２０分間）におけるヒートポンプ熱源を動作させる時間である。ＯＮ時間は、暖房レベル毎に異なる時間が設定されており、暖房レベルは、レベル１〜レベル９（ＭＡＸ）の９段階で調節可能である。また、暖房レベルテーブル１３２には、給湯暖房システム２が後述するＨＰ（ヒートポンプ）暖房運転で動作する場合の目標温度ＤＴが記憶されている。ＨＰ暖房運転は、ヒートポンプ熱源のみを動作させて水を加熱する運転である。目標温度ＤＴは、ヒートポンプ熱源による加熱後の水の目標温度である。制御装置１１０は、ＨＰ往き温度ＤＨ２が目標温度ＤＴとなるように、ヒートポンプ熱源の動作を制御する。目標温度ＤＴは、暖房レベル毎に異なる温度が設定されており、暖房レベルは、レベル１〜レベル９（ＭＡＸ）の９段階で調節可能である。なお、図３のＨＰ戻り温度は、ＨＰ往き温度ＤＨ２を目標温度ＤＴに制御した場合に、サーミスタ８６を通過する水の温度が定常状態になる場合の温度を示す。

図１に戻って、制御装置１１０には、リモコン１２０が接続されている。ユーザは、リモコン１２０を介して、様々な情報を入力可能である。ユーザがリモコン１２０に入力した情報は、制御装置１１０に出力される。ユーザが入力可能な様々な情報とは、例えば、暖房運転の開始、暖房運転の開始予定時刻（予約時刻）ＴＳ０、暖房運転の運転モード、暖房レベルなどである。暖房運転の運転モードは、第１の運転モードと第２の運転モードで構成されている。

（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。給湯暖房システム２は、蓄熱運転、給湯運転、暖房運転を実行することができる。以下、各運転について説明する。

（蓄熱運転）
蓄熱運転は、ヒートポンプ５０で生成した熱により、タンク１０内の水を加熱する運転である。制御装置１１０によって蓄熱運転の実行が指示されると、ヒートポンプ熱源が動作を開始するとともに、第１循環ポンプ２２が回転する。

図１に示すように、ヒートポンプ熱源が動作することにより、三流体熱交換器５８を通過する冷媒循環路５２内に高温高圧の気相状態の冷媒が送り込まれる。また、第１循環ポンプ２２が回転すると、タンク水循環路２０内をタンク１０内の水が循環する。即ち、タンク１０の下部に存在する水がタンク水循環路２０内に導入され、導入された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、加熱された水がタンク１０の上部に戻される。これにより、タンク１０に高温の水が貯められる。タンク１０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。

（給湯運転）
給湯運転は、タンク１０内の水を給湯栓３８に供給する運転である。給湯運転は、上記の蓄熱運転中にも実行することができる。給湯栓３８が開かれると、制御装置１１０は、混合弁３６ａを開く。すると、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上部の温水が、供給路３６を介して給湯栓３８に供給される。

制御装置１１０は、タンク１０から供給路３６に供給される水の温度（即ち、サーミスタ１２の検出温度）が、給湯設定温度より高い場合には、混合弁３６ａを調整して、第２導入路２４ｂから供給路３６に水道水を導入する。従って、タンク１０から供給された水と第２導入路２４ｂから供給された水道水とが、供給路３６内で混合される。制御装置１１０は、給湯栓３８に供給される水の温度が、給湯設定温度と一致するように、混合弁３６ａの開度比率を調整する。一方、制御装置１１０は、タンク１０から供給路３６に供給される水の温度が、給湯設定温度より低い場合には、第１バーナ加熱装置８１を動作させる。従って、供給路３６を通過する水が第１バーナ加熱装置８１によって加熱される。加熱された水は、バイパス制御弁３６ｃで開度調整されたバイパス路３６ｂからの水と混合されて、給湯栓３８に供給される。制御装置１１０は、給湯栓３８に供給される水の温度が、給湯設定温度と一致するように、第１バーナ加熱装置８１の出力を制御する。

（暖房運転）
次いで、図４〜図１０を参照して、制御装置１１０によって実行される暖房運転について説明する。制御装置１１０は、ユーザによって暖房運転を開始するための操作がリモコン１２０に実行される場合、又は、ユーザによって暖房運転の開始予定時刻ＴＳ０を設定するための操作がリモコン１２０に実行される場合に、図４の暖房処理を開始する。なお、暖房運転の運転モード、暖房レベルについても、ユーザがリモコン１２０を操作することで設定される。

（暖房処理）
ステップＳ２において、制御装置１１０は、ユーザによって第１の運転モードが選択されているのか否かを判断する。第１の運転モードが選択されている場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ４に進む。一方、第２の運転モードが選択されている場合（ステップＳ２でＮＯ）、処理は、ステップＳ１８（第３の暖房処理）に進む。

ステップＳ４において、制御装置１１０は、ユーザによって暖房運転の開始予定時刻ＴＳ０が設定されたのか否かを判断する。ユーザによって開始予定時刻ＴＳ０が設定されている場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ６に進む。一方、ユーザによって開始予定時刻ＴＳ０が設定されていない場合（ステップＳ４でＮＯ）、処理は、ステップＳ１６（第１の暖房処理）に進む。なお、ユーザによって開始予定時刻ＴＳ０が設定されていない場合とは、ユーザによって暖房運転をすぐに開始するための操作がリモコン１２０に実行される場合である。

ステップＳ６において、制御装置１１０は、負荷平準化処理（図５）を実行する。負荷平準化処理において、制御装置１１０は、ユーザによって設定された開始予定時刻ＴＳ０を前出し可能か否か判断し、前出し可能な場合は新たな開始予定時刻ＴＳ１を設定する。

ステップＳ８において、制御装置１１０は、ステップＳ６において開始予定時刻ＴＳ０が前出しされているのか否かを判断する。制御装置１１０は、新たな開始予定時刻ＴＳ１が設定される場合に、開始予定時刻ＴＳ０が前出しされていると判断する。新たな開始予定時刻ＴＳ１が設定されている場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０において、制御装置１１０は、開始予定時刻ＴＳ１が到来することを監視する。開始予定時刻ＴＳ１が到来すると、制御装置１１０は、ステップＳ１０でＹＥＳと判断し、処理は、ステップＳ１２（第２の暖房処理）に進む。

一方、開始予定時刻ＴＳ０が変更されていない場合（ステップＳ８でＮＯ）、処理は、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、制御装置１１０は、開始予定時刻ＴＳ０が到来することを監視する。開始予定時刻ＴＳ０が到来すると、制御装置１１０は、ステップＳ１４でＹＥＳと判定し、処理は、ステップＳ１６（第１の暖房処理）に進む。

（負荷平準化処理）
次いで、図５、図６を用いて、図４のステップＳ６で実行される負荷平準化処理について説明する。なお、図６は、図２の５：００〜９：００に実行される暖房運転の１時間毎の暖房負荷Ｌを示している。

ステップＳ２２において、制御装置１１０は、不揮発性メモリ１１２内の暖房運転の開始時刻に、開始予定時刻ＴＳ０が含まれているのか否かを判断する。具体的には、制御装置１１０は、不揮発性メモリ１１２内の暖房運転の開始時刻に、開始予定時刻ＴＳ０と一致する時刻が含まれているのか確認する。不揮発性メモリ１１２内の暖房運転の開始時刻に開始予定時刻ＴＳ０が含まれている場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ２４に進む。一方、不揮発性メモリ１１２内の暖房運転の開始時刻に開始予定時刻ＴＳ０が含まれていない場合（ステップＳ２２でＮＯ）、制御装置１１０は、図５の処理を終了する。なお、変形例では、制御装置１１０は、開始予定時刻ＴＳ０から第１の所定時間Ｔ１を減算した時刻と開始予定時刻ＴＳ０に第１の所定時間Ｔ１を加算した時刻の間に、不揮発性メモリ１１２内の暖房運転の開始時刻が含まれている場合に、ステップＳ２２でＹＥＳと判断してもよい。例えば、第１の所定時間Ｔ１が１０分である場合において、開始予定時刻ＴＳ０が６：００であり、暖房運転履歴内に、５：５５の開始時刻が含まれていれば、ステップＳ２２でＹＥＳと判断する。

ステップＳ２４において、制御装置１１０は、暖房負荷Ｌの負荷差分ＬＤ［ｋＷｈ］が第１の所定負荷ＬＰ１［ｋＷｈ］（例えば、０．５ｋＷｈ）を超えているのか否かを判断する。制御装置１１０は、不揮発性メモリ１１２内の暖房運転履歴を利用して、負荷差分ＬＤを特定する。制御装置１１０は、暖房運転開始から第１の駆動時間（例えば、１時間）が経過するまでの第１の暖房負荷Ｌ１［ｋＷｈ］から、第１の駆動時間の経過時から第２の駆動時間（例えば、１時間）が経過するまでの第２の暖房負荷Ｌ２［ｋＷｈ］を減算することで、負荷差分ＬＤを算出する。例えば、図６に示すように、暖房運転の開始時刻が５：００の場合、制御装置１１０は、５：００〜６：００の第１の暖房負荷Ｌ１から、６：００〜７：００の第２の暖房負荷Ｌ２を減算することで、負荷差分ＬＤを算出する。第１の所定負荷ＬＰ１は、開始予定時刻ＴＳ０を前出しすることによる効果が小さいことを判断するための値である。負荷差分ＬＤが第１の所定負荷ＬＰ１を超えている場合（ステップＳ２４でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ２６に進む。一方、負荷差分ＬＤが第１の所定負荷ＬＰ１以下である場合（ステップＳ２４でＮＯ）、制御装置１１０は、図５の処理を終了する。

ステップＳ２６において、制御装置１１０は、第１の暖房負荷Ｌ１がヒートポンプ熱源の最大負荷Ｌｍａｘ［ｋＷｈ］未満か否かを判断する。最大負荷Ｌｍａｘは、ヒートポンプ熱源を最大加熱能力Ｃｍａｘ［ｋＷ］で３時間動作させた場合の値である。本実施例の場合、ヒートポンプ熱源の最大加熱能力Ｃｍａｘは、２［ｋＷ］であり、最大負荷Ｌｍａｘは、６［ｋＷｈ］である。第１の暖房負荷Ｌ１が最大負荷Ｌｍａｘ未満である場合（ステップＳ２６でＹＥＳの場合）、処理は、ステップＳ２８に進む。一方、第１の暖房負荷Ｌ１が最大負荷Ｌｍａｘ以上である場合（ステップＳ２６でＮＯ）、制御装置１１０は、図５の処理を終了する。なお、ステップＳ２６の処理は、後述する前出し時間ＴＥを制限するための処理である。これにより、ユーザが設定した開始予定時刻ＴＳ０と大きく乖離した時刻に暖房運転を実行し、ユーザに違和感を与えることを防止することができる。

ステップＳ２８において、制御装置１１０は、開始予定時刻ＴＳ０の前出し時間ＴＥを特定する。まず、制御装置１１０は、第１の暖房負荷Ｌ１をヒートポンプ熱源の最大加熱能力Ｃｍａｘで除算する。そして、算出した値から、１時間減算することで、前出し時間ＴＥを特定する。例えば、第１の暖房負荷が４［ｋＷｈ］の場合、前出し時間ＴＥは１時間である。

ステップＳ３０において、制御装置１１０は、現在時刻の外気温度ＤＯが、暖房運転履歴内の現在時刻に対応する履歴外気温度ＤＯ１未満か否かを判断する。外気温度ＤＯが履歴外気温度ＤＯ１未満の場合（ステップＳ３０でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ３２に進む。一方、外気温度ＤＯが履歴外気温度ＤＯ１以上である場合（ステップＳ３０でＮＯ）、処理は、ステップＳ３２を省略してステップＳ３４に進む。

ステップＳ３２において、制御装置１１０は、ステップＳ２８で特定された前出し時間ＴＥを補正する。具体的には、制御装置１１０は、履歴外気温度ＤＯ１から外気温度ＤＯを減算した外気温度差ＤＯＤに応じて、補正時間ＴＡを算出する。例えば、外気温度差ＤＯＤが３℃未満の場合は、補正時間ＴＡを２０分に設定し、外気温度差ＤＯＤが３℃以上かつ６℃未満の場合は、補正時間ＴＡを４０分に設定し、外気温度差ＤＯＤが６℃以上の場合は、補正時間ＴＡを６０分に設定する。そして、ステップＳ２８で特定された前出し時間ＴＥに、補正時間ＴＡを加算する。

ステップＳ３４において、制御装置１１０は、ステップＳ２８又はステップＳ３２で特定された前出し時間ＴＥを用いて、新たな開始予定時刻ＴＳ１を設定する。制御装置１１０は、開始予定時刻ＴＳ０から前出し時間ＴＥを減算することで、新たな開始予定時刻ＴＳ１を算出する。制御装置１１０は、新たな開始予定時刻ＴＳ１を不揮発性メモリ１１２に記憶する。また、制御装置１１０は、開始予定時刻ＴＳ０に第１の駆動時間を加算した時刻を、暖房運転変更時刻ＴＣとして不揮発性メモリ１１２に記憶させる。ステップＳ３４が終了すると、制御装置１１０は、図５の処理を終了する。

（第１の暖房処理）
次いで、図７を用いて、図４のステップＳ１６で実行される第１の暖房処理について説明する。第１の暖房処理は、ユーザによって第１の運転モードが設定されている場合に実行される。

ステップＳ４２において、制御装置１１０は、ユーザによって、ＨＤ（ホットダッシュ）運転を実行することが選択されているのか否かを判断する。ＨＤ運転は、第２バーナ加熱装置８２を利用して、居室を急速に暖房するための運転である。第２バーナ加熱装置８２を利用する点は、後述するステップＳ４８のガス暖房運転と同様であるが、第２バーナ加熱装置８２の加熱能力がガス暖房運転とは異なる。制御装置１１０は、ＨＤ運転の場合、バーナ往き温度ＤＢ２が７２℃になるように第２バーナ加熱装置８２の加熱能力を制御し、ガス暖房運転の場合、バーナ往き温度ＤＢ２が４５℃になるように第２バーナ加熱装置８２の加熱能力を制御する。なお、ＨＤ運転やガス暖房運転においては、ヒートポンプ熱源による加熱は行われない。ＨＤ運転の実行が選択されている場合（ステップＳ４２でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ４４に進む。一方、ＨＤ運転の実行が選択されていない場合（ステップＳ４２でＮＯ）、処理は、ステップＳ４４を省略して、ステップＳ４６に進む。

ステップＳ４４において、制御装置１１０は、ＨＤ運転を実行する。制御装置１１０は、第２バーナ加熱装置８２を通過した水の温度が７２℃になるように、第２バーナ加熱装置８２の加熱能力を制御する。ＨＤ運転を開始してからＨＤ駆動時間（例えば、６０分）が経過すると、制御装置１１０は、ＨＤ運転を終了し、処理は、ステップＳ４６に進む。

ステップＳ４６において、制御装置１１０は、ＨＢ暖房運転の開始条件が成立しているか否かを判断する。制御装置１１０は、現在時刻の外気温度ＤＯが第１の所定温度Ｄ１（例えば、−３℃）を超えているのか否かを判断する。外気温度ＤＯが第１の所定温度Ｄ１以下の場合（ステップＳ４６でＮＯ）、処理は、ステップＳ４８に進む。ステップＳ４８において、制御装置１１０は、ガス暖房運転を実行する。制御装置１１０は、第２バーナ加熱装置８２を通過した水の温度が４５℃になるように、第２バーナ加熱装置８２の加熱能力を制御する。

一方、外気温度ＤＯが第１の所定温度Ｄ１を超えている場合（ステップＳ４６でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ５０に進む。即ち、制御装置１１０は、ステップＳ４６でＹＥＳと判断されるまで、ガス暖房運転（ステップＳ４８）を継続する。

ステップＳ５０において、制御装置１１０は、ＨＰ暖房運転の開始条件が成立しているか否かを判断する。制御装置１１０は、給湯暖房システム２の現在の暖房能力ＨＣ［ｋＷ］がヒートポンプ熱源の最大加熱能力Ｃｍａｘ［ｋＷ］未満であり、かつ、第１のＨＰ戻り温度差ＤＨＤ１が第２の所定温度Ｄ２（例えば、５℃）未満である場合に、ＨＰ暖房運転の開始条件が成立していると判断する。第１のＨＰ戻り温度差ＤＨＤ１は、ユーザによって設定された暖房レベル（以下では、暖房レベル設定値と呼ぶ）に対応するＨＰ戻り温度から現在のＨＰ戻り温度ＤＨ１を減算することで算出される。現在の暖房能力ＨＣは、第２バーナ加熱装置８２の暖房能力ＨＣ１［ｋＷ］とヒートポンプ熱源の暖房能力ＨＣ２［ｋＷ］との合計である。制御装置１１０は、バーナ戻り温度ＤＢ１、バーナ往き温度ＤＢ２、及び、暖房往路７２内を循環する水の流量Ｆ１を用いて、第２バーナ加熱装置８２の暖房能力ＨＣ１を算出する。まず、制御装置１１０は、開状態である熱動弁の端末数を用いて、流量Ｆ１を算出する。そして、制御装置１１０は、バーナ往き温度ＤＢ２からバーナ戻り温度ＤＢ１を減算し、その減算した値に流量Ｆ１を乗算することで、第２バーナ加熱装置８２の暖房能力ＨＣ１を算出する。また、制御装置１１０は、ＨＰ戻り温度ＤＨ１、ＨＰ往き温度ＤＨ２、及び、熱回収路８８内を循環する水の流量Ｆ２を利用して、ヒートポンプ熱源の暖房能力ＨＣ２を算出する。まず、制御装置１１０は、流量Ｆ１に調整弁９０の開度を乗算することで、流量Ｆ２を算出する。そして、制御装置１１０は、ＨＰ往き温度ＤＨ２からＨＰ戻り温度ＤＨ１を減算し、その減算した値に、流量Ｆ２を乗算することで、ヒートポンプ熱源の暖房能力ＨＣ２を算出する。その後に、制御装置１１０は、暖房能力ＨＣ１に暖房能力ＨＣ２を加算して、現在の暖房能力ＨＣを算出する。

暖房能力ＨＣがヒートポンプ熱源の最大加熱能力Ｃｍａｘを超えている場合、又は、第１のＨＰ戻り温度差ＤＨＤ１が第２の所定温度Ｄ２以上の場合（ステップＳ５０でＮＯ）、処理は、ステップＳ５２に進む。ステップＳ５２において、制御装置１１０は、ＨＢ暖房運転を実行する。ＨＢ暖房運転において、制御装置１１０は、暖房レベル設定値と暖房レベルテーブル１３０に従って、ヒートポンプ熱源の動作を制御し、バーナ往き温度ＤＢ２が４５℃になるように、第２バーナ加熱装置８２の動作を制御する。制御装置１１０は、ステップＳ５０でＹＥＳと判断されるまで、ＨＢ暖房運転（ステップＳ５２）を継続する。一方、暖房能力ＨＣが最大加熱能力Ｃｍａｘ未満であり、かつ、第１のＨＰ戻り温度差ＤＨＤ１が第２の所定温度Ｄ２未満である場合（ステップＳ５０でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ５４に進む。

ステップＳ５４において、制御装置１１０は、ＨＰ暖房運転の暖房レベルをＭＡＸ（レベル９）に設定する。そして、ステップＳ５６において、制御装置１１０は、ＨＰ暖房運転を実行する。暖房レベルがＭＡＸの場合、ヒートポンプ熱源の加熱能力は最大加熱能力Ｃｍａｘである。

ステップＳ５８において、制御装置１１０は、ＨＰ暖房運転を開始してから第２の所定時間Ｔ２（例えば、２０分）が経過することを監視する。第２の所定時間Ｔ２が経過すると、制御装置１１０は、ステップＳ５８でＹＥＳと判断し、処理は、ステップＳ６０に進む。

ステップＳ６０において、制御装置１１０は、現在の暖房レベルが、暖房レベル設定値よりも上か否かを判断する。現在の暖房レベルが暖房レベル設定値よりも上の場合（ステップＳ６０でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ６２に進む。一方、現在の暖房レベルが暖房レベル設定値と同じ場合（ステップＳ６０でＮＯ）、処理は、ステップＳ５８に戻る。従って、制御装置１１０は、現在の暖房レベルを、暖房レベル設定値より下のレベルに下げない。

ステップＳ６２において、制御装置１１０は、第２のＨＰ戻り温度差ＤＨＤ２が第３の所定温度Ｄ３（例えば、２℃）を超えているのか否かを判断する。第２のＨＰ戻り温度差ＤＨＤ２は、現在のＨＰ戻り温度ＤＨ１から第３の所定時間Ｔ３（例えば、１時間）前のＨＰ戻り温度ＤＨ１を減算することで算出される。第２のＨＰ戻り温度差ＤＨＤ２が第３の所定温度Ｄ３を超えている場合（ステップＳ６２でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ６４に進む。一方、第２のＨＰ戻り温度差ＤＨＤ２が第３の所定温度Ｄ３以下の場合（ステップＳ６２でＮＯ）、処理は、ステップＳ５８に戻る。

ステップＳ６４において、制御装置１１０は、現在の暖房レベルを１レベル下げる。例えば、現在の暖房レベルがレベル９（ＭＡＸ）の場合、レベル８に下げる。このように、制御装置１１０は、第２のＨＰ戻り温度差ＤＨＤ２に応じて、暖房レベルを調節し、ヒートポンプ熱源の加熱能力を調整する。なお、第１の暖房処理が継続している間、制御装置１１０は、第２の所定時間Ｔ２が経過する毎に、ステップＳ５８でＹＥＳと判断し、ステップＳ６０以降の処理を実行する。

（第２の暖房処理）
次いで、図８を用いて、図４のステップＳ１２で実行される第２の暖房処理について説明する。第２の暖房処理は、新たな開始予定時刻ＴＳ１が設定されている場合に実行される処理である。

ステップＳ７２、ステップＳ７４は、図５のステップＳ５４、ステップＳ５６と同様である。ステップＳ７６において、制御装置１１０は、暖房運転変更時刻ＴＣが到来することを監視する。そして、暖房運転変更時刻ＴＣが到来すると、制御装置１１０は、ステップＳ７６でＹＥＳと判断し、処理は、ステップＳ７８に進む。

ステップＳ７８において、制御装置１１０は、不揮発性メモリ１１２内の暖房運転変更時刻ＴＣで実行される暖房運転を実行する。制御装置１１０は、ＨＢ暖房運転及びＨＰ暖房運転のいずれかの運転を実行する。例えば、図２に示す暖房運転履歴が記憶されており、暖房運転変更時刻ＴＣが６：００である場合、制御装置１１０は、ＨＢ暖房運転を実行する。開始予定時刻ＴＳ１にＨＰ暖房運転を開始させた場合でも、暖房運転変更時刻ＴＣの時点で必要な暖房能力ＨＣは、暖房運転履歴内の暖房運転変更時刻ＴＣの時点と同様である可能性が高い。このため、例えば、暖房運転履歴内の暖房運転変更時刻ＴＣでＨＢ暖房運転が実行されている場合、開始予定時刻ＴＳ１にＨＰ暖房運転を開始させた後の暖房運転変更時刻ＴＣでも、ＨＢ暖房運転を実行させることが好ましい。ステップＳ７８の処理を実行することで、開始予定時刻ＴＳ１にＨＰ暖房運転を開始させた場合でも、暖房運転履歴内の暖房運転変更時刻ＴＣで実行されている運転と同様にすることができる。

ステップＳ８０において、制御装置１１０は、ＨＢ暖房運転を実行しているのか否かを判断する。ＨＢ暖房運転を実行している場合（ステップＳ８０でＹＥＳ）、処理は、図７のステップＳ５０に進む。一方、ＨＰ暖房運転を実行している場合（ステップＳ８０でＮＯ）、処理は、図７のステップＳ５８に進む。

（第３の暖房処理）
次いで、図９を用いて、図４のステップＳ１８で実行される第３の暖房処理について説明する。第３の暖房処理は、ユーザによって第２の運転モードが選択されている場合に実行される処理である。

ステップＳ９２〜ステップＳ１０２は、図７のステップＳ５４〜ステップＳ６２と同様である。なお、ステップＳ９４において、制御装置１１０は、現在時刻の外気温度ＤＯを開始外気温度ＤＯ２として不揮発性メモリ１１２に記憶する。また、ステップＳ９８でＮＯと判断される場合、処理は、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４において、制御装置１１０は、現在時刻の外気温度ＤＯが開始外気温度ＤＯ２を超えているのか否かを判断する。外気温度ＤＯが開始外気温度ＤＯ２を超えている場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１０６に進む。一方、外気温度ＤＯが開始外気温度ＤＯ２以下の場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、処理は、ステップＳ９６に戻る。

ステップＳ１０６において、制御装置１１０は、第２のＨＰ戻り温度差ＤＨＤ２が第４の所定温度Ｄ４（例えば−２℃）未満か否かを判断する。第２のＨＰ戻り温度差ＤＨＤ２が第４の所定温度Ｄ４未満の場合（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ９８において、制御装置１１０は、暖房レベルを１レベル上げる。一方、第２のＨＰ戻り温度差ＤＨＤ２が第４の所定温度Ｄ４以上の場合（ステップＳ１０６でＮＯ）、処理は、ステップＳ９６に戻る。なお、第３の暖房処理が継続している間、制御装置１１０は、第２の所定時間Ｔ２毎に、ステップＳ９６でＹＥＳと判断し、ステップＳ９８以降の処理を実行する。

（暖房運転履歴記憶処理）
次いで、図１０を用いて、図４の暖房処理と平行して実行される運転履歴記憶処理について説明する。

ステップＳ１１２において、制御装置１１０は、図５の第１又は第２の暖房処理が開始されることを監視する。制御装置１１０は、図４のステップＳ１０又はステップＳ１４でＹＥＳと判断される場合に、ステップＳ１１２でＹＥＳと判断し、処理は、ステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１４において、制御装置１１０は、第１又は第２の暖房処理の開始から第４の所定時間Ｔ４（例えば、１時間）が経過することを監視する。制御装置１１０は、第１又は第２の暖房処理の開始から第４の所定時間Ｔ４が経過すると、ステップＳ１１４でＹＥＳと判定し、処理は、ステップＳ１１６に進む。

ステップＳ１１６において、制御装置１１０は、第１又は第２の暖房処理の開始から第３の所定時間Ｔ３が経過するまでの運転状況を記憶する。制御装置１１０は、暖房運転毎に、暖房時間、暖房運転の目標温度、開状態の端末数、及び、暖房負荷Ｌを、不揮発性メモリ１１２の暖房運転履歴に記憶する（図２参照）。暖房負荷Ｌは、給湯暖房システム２の現在の暖房能力ＨＣを用いて算出することができる。ステップＳ１１６が終了すると、処理は、ステップＳ１１４に戻る。第１の暖房処理又は第２の暖房処理が継続している場合、制御装置１１０は、ステップＳ１１４でＹＥＳと判断してから第４の所定時間Ｔ４が経過する毎に、ステップＳ１１４でＹＥＳと判定する。従って、制御装置１１０は、第４の所定時間Ｔ４毎に、ステップＳ１１６の処理を実行する。なお、制御装置１１０は、第１又は第２の暖房処理が終了した時点で、図１０の処理を終了する。

（負荷平準化処理の効果）
次いで、図１１、１２を用いて、図５の負荷平準化処理を実行することによる効果について説明する。図２に示す暖房運転履歴が記憶されている状態で、ユーザが開始予定時刻ＴＳ０を５：００に設定した場合に実行される暖房処理について説明する。なお、ユーザは、開始予定時刻Ｔ０の設定と同時に、運転モードを第１の運転モードに設定し、暖房レベルをレベル６に設定する。また、外気温度ＤＯについては、暖房運転履歴内の外気温度履歴と同様である。

まず、制御装置１１０は、図４のステップＳ２、ステップＳ４でＹＥＳと判定し、ステップＳ６の負荷平準化処理（図５）を実行する。

図５の負荷平準化処理において、制御装置１１０は、図２の太枠部分の暖房運転の開始時刻が５：００であるために、ステップＳ２２でＹＥＳと判断する。次いで、制御装置１１０は、５：００〜６：００の第１の暖房負荷Ｌ１（４ｋＷｈ）から、６：００〜７：００の第２の暖房負荷Ｌ２（２ｋＷ）を減算することで、負荷差分ＬＤを２ｋＷｈと算出する、そして、制御装置１１０は、負荷差分ＬＤ（２ｋＷｈ）が第１の所定負荷ＬＰ１（０．５ｋＷｈ）以上であると判断する（ステップＳ２４でＹＥＳ）。次いで、制御装置１１０は、５：００〜６：００の第１の暖房負荷Ｌ１（４ｋＷｈ）が最大負荷Ｌｍａｘ（６ｋＷｈ）未満であると判断する（ステップＳ２６でＹＥＳ）。次いで、制御装置１１０は、第１の暖房負荷Ｌ１（４ｋＷｈ）をヒートポンプ熱源の最大加熱能力Ｃｍａｘ（２ｋＷ）で除算し、算出した時間から１時間減算し、前出し時間ＴＥが１時間であると特定する（ステップＳ２８）。そして、制御装置１１０は、ステップＳ３０でＮＯと判断し、５：００から１時間減算した時刻である４：００を新たな開始予定時刻ＴＳ１として設定し（ステップＳ３４）、不揮発性メモリ１１２に記憶する。また、制御装置１１０は、６：００を暖房運転変更時刻ＴＣとして不揮発性メモリ１１２に記憶する。その後、処理は、暖房処理（図４）のステップＳ８に戻る。

制御装置１１０は、図４のステップＳ８でＹＥＳと判定し、時刻が４：００になった場合にステップＳ１０でＹＥＳと判断し、第２の暖房処理（図８）を実行する。

図８の第２の暖房処理において、制御装置１１０は、暖房レベルをＭＡＸに設定し（ステップＳ７２）、ＨＰ暖房運転を開始する（ステップＳ７４）。そして、制御装置１１０は、時刻が暖房運転変更時刻ＴＣ（６：００）になった場合にステップＳ７６でＹＥＳと判断し、不揮発性メモリ１１２内の暖房運転変更時刻ＴＣ（６：００）に実行されているＨＢ暖房運転を実行する（ステップＳ７８）。そして、制御装置１１０は、ステップＳ８０でＹＥＳと判断し、図７のステップＳ５０に進む。その後の暖房運転は、暖房運転履歴内の暖房運転と同様である。

以上より、制御装置１１０は、図１１に示すように、４：００〜６：００の間はＨＰ暖房運転を実行し、６：００〜８：００の間はＨＢ暖房運転を実行し、８：００〜９：００の間はＨＰ暖房運転を実行する。この場合、図１２に示すように、５：００〜６：００の第１の暖房負荷Ｌ１（４ｋＷｈ）が、４：００〜５：００の暖房負荷（２ｋＷｈ）と５：００〜６：００の暖房負荷２ｋＷｈに分散される。即ち、暖房運転開始直後の暖房負荷Ｌを低減することができる。これにより、ＨＰ暖房運転を実行する時間を増やすことができる。この結果、給湯暖房システム２のエネルギー効率を高めることができる。

上記の構成によると、制御装置１１０は、バーナ戻り温度ＤＢ１、バーナ往き温度ＤＢ２、ＨＰ戻り温度ＤＨ１、ＨＰ往き温度ＤＨ２、及び、開状態である熱動弁の端末数に基づいて、給湯暖房システム２の現在の暖房能力ＨＣを算出することができる。そして、制御装置は、暖房能力ＨＣを用いて、暖房負荷Ｌを算出することができる。このため、制御装置１１０は、暖房負荷Ｌに応じて、ガス暖房運転、ＨＢ暖房運転、及び、ＨＰ暖房運転の中のいずれの暖房運転を実行するのかを適切に判断することができる。

また、上記の実施例では、不揮発性メモリ１１２には、過去７日分の暖房運転の開始時刻、暖房運転の終了時刻、及び、暖房運転を実行中の暖房負荷が記憶されている。一般的に、暖房負荷Ｌは、暖房運転開始直後が最も高く、その後、徐々に低くなっていく。上記の構成によると、制御装置１１０は、不揮発性メモリ１１２内の暖房負荷Ｌに基づいて、開始予定時刻ＴＳ０を新たな開始予定時刻ＴＳ１に早めることができる。このため、暖房運転開始直後の暖房負荷Ｌを、新たな開始予定時刻ＴＳ１から開始予定時刻ＴＳ０の間に実行される暖房運転に分散することができる。このため、暖房運転開始直後の暖房負荷Ｌを低減することができる。これにより、暖房運転開始直後に、ヒートポンプ熱源を駆動させて、水を加熱させることができる可能性を高めることができる。この結果、給湯暖房システム２のエネルギー効率を高めることができる。

また、上記の実施例では、制御装置１１０は、不揮発性メモリ１１２内の開始予定時刻ＴＳ０から第１の駆動時間が経過する前の第１の暖房負荷Ｌ１から、第１の駆動時間から第２の駆動時間が経過するまでの第２の暖房負荷Ｌ２を減算した負荷差分ＬＤが、第１の所定負荷ＬＰ１を超えている場合に、新たな開始予定時刻ＴＳ１を設定している。このような構成によると、負荷差分ＬＤが比較的に大きく、新たな開始予定時刻ＴＳ１を設定することで、給湯暖房システム２のエネルギー効率を向上させることができる場合にのみ、開始予定時刻ＴＳ０を新たな開始予定時刻ＴＳ１に早めることができる。

また、上記の実施例では、制御装置１１０は、現在の外気温度ＤＯが履歴外気温度ＤＯ１未満の場合に、前出し時間ＴＥを補正し、新たな開始予定時刻ＴＳ１をさらに早めている。このような構成によると、外気温度が低いことで増加することが予想される暖房負荷Ｌについても、開始予定時刻ＴＳ０よりも前に実行される暖房運転に分散することができる。

また、上記の実施例では、制御装置１１０は、第２のＨＰ戻り温度差ＤＨＤ２が第２の所定温度Ｄ２を超えている場合に、暖房レベルを１レベル下げている。第３の所定時間Ｔ３毎のＨＰ戻り温度ＤＨ１の変化が大きい場合、ヒートポンプ熱源の加熱能力が適切でない可能性が高い。上記の構成によると、制御装置１１０は、第２のＨＰ戻り温度差ＤＨＤ２に基づいて、ヒートポンプ熱源の加熱能力を適切に切り替えることができる。

（対応関係）
水が「熱媒」の一例である。給湯暖房システム２が「暖房システム」の一例である。第２バーナ加熱装置８２が「燃焼熱源」の一例である。第２循環ポンプ７４が、「循環ポンプ」の一例である。サーミスタ７６、７８，８６，９２が、「温度センサ」の一例である。不揮発性メモリ１１２が、「記憶部」の一例である。ＨＤ運転及びガス暖房運転、ＨＢ暖房運転、ＨＰ暖房運転が、それぞれ、「第１の暖房運転」、「第２の暖房運転」、「第３の暖房運転」の一例である。開始予定時刻ＴＳ０、新たな開始予定時刻ＴＳ１が、それぞれ、「第１の開始予定時刻」、「第２の開始予定時刻」の一例である。ステップＳ３２を経て算出される新たな開始予定時刻ＴＳ１が、「第３の開始予定時刻」の一例である。サーミスタ８６が、「戻り温度センサ」の一例である。第２のＨＰ戻り温度差ＤＨＤ２が、「戻り温度差」の一例である。第４の所定時間Ｔ４が、「所定時間」の一例である。

以上、本発明の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。

（変形例１）
制御装置１１０は、暖房運転開始から第１の駆動時間が経過するまでの第１の暖房負荷Ｌ１が、第２の所定負荷ＬＰ２（例えば、４ｋＷｈ）を超えている場合に、前出し時間ＴＥを算出するようにしてもよい。第２の所定負荷ＬＰ２は、第１の暖房負荷Ｌ１が比較的に大きいことを判断するための値である。

（変形例２）
図５の負荷平準化処理において、ステップＳ３４の後に、不揮発性メモリ１１２に記憶されている暖房運転変更時刻ＴＣ以降のＨＢ暖房運転中の暖房負荷Ｌが、ヒートポンプ熱源のＨＰ最大負荷（２ｋＷｈ）以下の場合に、ＨＢ暖房運転をＨＰ暖房運転に変更する処理が追加されていてもよい。この処理を適用すると、制御装置１１０は、図１１の６：００〜８：００についても、ＨＰ暖房運転を実行する。このため、ＨＰ暖房運転が実行される時間をより長くすることができる。

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。

２：給湯暖房システム
１０：タンク
１２、１４、１６、１８：サーミスタ
２０：タンク水循環路
２２：循環ポンプ
２４：水道水導入路
２４ａ：第１導入路
２４ｂ：第２導入路
２６、２８：逆止弁
３０：水量センサ
３２：水道水供給源
３４：水量センサ
３６：供給路
３６ａ：混合弁
３６ｂ：バイパス路
３６ｃ：バイパス制御弁
３８：給湯栓
５０：ヒートポンプ
５２：冷媒循環路
５４：熱交換器
５６：ファン
５８：三流体熱交換器
６０：膨張弁
６２：圧縮機
７０：シスターン
７１：暖房用水循環路
７２：暖房往路
７４：循環ポンプ
７８：サーミスタ
８１：バーナ加熱装置
８２：バーナ加熱装置
８４：暖房復路
８６：サーミスタ
８８：熱回収路
９０：調整弁
９２：サーミスタ
９４：バイパス路
９６：循環流路
９８、１００：サーミスタ
１０４：給湯系統
１０６：ヒートポンプ系統
１０８：暖房系統
１１０：制御装置
１１２：不揮発性メモリ
１２０：リモコン
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６：暖房端末
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６：熱動弁

Claims (4)

1. 熱媒からの放熱により暖房する複数の暖房端末に熱媒を供給する暖房システムであって、前記複数の暖房端末のそれぞれには、複数の熱動弁のそれぞれが対応して設けられており、それぞれの前記熱動弁は、対応する前記暖房端末に前記熱媒が供給される開状態と、対応する前記暖房端末に前記熱媒が供給されない閉状態との間で切替可能であり、前記暖房システムは、
   前記熱媒を加熱する燃焼熱源と、
   前記熱媒を加熱するヒートポンプ熱源と、
   前記熱媒を循環させる循環ポンプと、
   暖房経路を流れる前記熱媒の温度を測定する温度センサと、
   前記複数の熱動弁の状態を切り替え可能な制御装置と、を備えており、
   前記制御装置は、前記複数の熱動弁が設置されている数を記憶する記憶部を有しており、
   前記制御装置は、前記ヒートポンプ熱源を駆動させることなく前記燃焼熱源を駆動させることで前記熱媒を加熱する第１の暖房運転と、前記燃焼熱源及び前記ヒートポンプ熱源を駆動させることで前記熱媒を加熱する第２の暖房運転と、前記燃焼熱源を駆動させることなく前記ヒートポンプ熱源を駆動させることで前記熱媒を加熱する第３の暖房運転と、で構成される暖房運転を実行可能であり、
   前記制御装置は、前記暖房運転を実行中において、前記開状態である前記熱動弁の数と前記温度センサによって測定される温度に基づいて、前記複数の暖房端末での暖房負荷を算出し、
   前記記憶部には、過去の所定期間における、前記暖房運転の開始時刻と、前記暖房運転の終了時刻と、前記暖房運転を実行中の前記暖房負荷と、が記憶されており、
   前記制御装置は、前記暖房運転が第１の開始予定時刻に開始されるように予約される場合に、前記記憶部に記憶されている前記暖房負荷に基づいて、前記第１の開始予定時刻を、前記第１の開始予定時刻よりも早い第２の開始予定時刻に早める、
   暖房システム。
2. 前記制御装置は、前記暖房運転が前記第１の開始予定時刻に開始されるように予約される場合に、前記記憶部に記憶されている前記第１の開始予定時刻から第１の駆動時間が経過するまでの間の第１の暖房負荷と、前記記憶部に記憶されている前記第１の駆動時間の経過時から第２の駆動時間が経過するまでの間の第２の暖房負荷の差に基づいて、前記第１の開始予定時刻を、前記第１の開始予定時刻よりも早い前記第２の開始予定時刻に早める、請求項１に記載の暖房システム。
3. 外気温度を測定する外気温度センサをさらに備えており、
   前記記憶部には、前記過去の所定期間における外気温度が記憶されており、
   前記制御装置は、現在時刻の外気温度が前記記憶部に記憶されている現在時刻と同じ時刻の外気温よりも所定温度低い場合に、前記第２の開始予定時刻を、前記第２の開始予定時刻よりも早い第３の開始予定時刻に早める、請求項１又は２に記載の暖房システム。
4. 熱媒からの放熱により暖房する複数の暖房端末に熱媒を供給する暖房システムであって、前記複数の暖房端末のそれぞれには、複数の熱動弁のそれぞれが対応して設けられており、それぞれの前記熱動弁は、対応する前記暖房端末に前記熱媒が供給される開状態と、対応する前記暖房端末に前記熱媒が供給されない閉状態との間で切替可能であり、前記暖房システムは、
   前記熱媒を加熱する燃焼熱源と、
   前記熱媒を加熱するヒートポンプ熱源と、
   前記熱媒を循環させる循環ポンプと、
   暖房経路を流れる前記熱媒の温度を測定する温度センサであって、前記複数の暖房端末から前記暖房経路に戻る前記熱媒の戻り温度を計測する戻り温度センサを含む前記温度センサと、
   前記複数の熱動弁の状態を切り替え可能な制御装置と、を備えており、
   前記制御装置は、前記複数の熱動弁が設置されている数を記憶する記憶部を有してしており、
   前記制御装置は、前記ヒートポンプ熱源を駆動させることなく前記燃焼熱源を駆動させることで前記熱媒を加熱する第１の暖房運転と、前記燃焼熱源及び前記ヒートポンプ熱源を駆動させることで前記熱媒を加熱する第２の暖房運転と、前記燃焼熱源を駆動させることなく前記ヒートポンプ熱源を駆動させることで前記熱媒を加熱する第３の暖房運転と、で構成される暖房運転を実行可能であり、
   前記制御装置は、前記暖房運転を実行中において、前記開状態である前記熱動弁の数と前記温度センサによって測定される温度に基づいて、前記複数の暖房端末での暖房負荷を算出し、
   前記制御装置は、前記第３の暖房運転を実行中において、前記ヒートポンプ熱源による加熱能力を複数段階に切り替えることが可能であり、
   前記制御装置は、前記第３の暖房運転を実行中において、所定時間毎に、現在の前記戻り温度と所定時間前の前記戻り温度との戻り温度差を特定し、前記戻り温度差に基づいて、前記ヒートポンプ熱源の加熱能力を切り替える、
   暖房システム。

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