WO2014115496A1 - 暖房システム - Google Patents

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WO2014115496A1
WO2014115496A1 PCT/JP2014/000070 JP2014000070W WO2014115496A1 WO 2014115496 A1 WO2014115496 A1 WO 2014115496A1 JP 2014000070 W JP2014000070 W JP 2014000070W WO 2014115496 A1 WO2014115496 A1 WO 2014115496A1
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hot water
heat exchanger
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▲祥▼▲隆▼ 久米
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株式会社デンソー
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    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

Definitions

  • the present disclosure relates to a heating system including a heat pump cycle.
  • Patent Document 1 a heating medium (hot water) heated by a heat pump cycle is used as a panel heater or a floor heating device disposed in each room (heating target space) such as a living room, a kitchen, and a bedroom in a residential house.
  • a heating system for heating each room by supplying to a heating device is disclosed.
  • the heating system disclosed in Patent Document 1 exchanges heat between exhaust (inside air) exhausted from the room to the outside of the room and ventilating air (outside air) taken into the room from the outside when the room is ventilated.
  • a ventilation heat exchanger for heating and a heating heat exchanger for heating the supply air using hot water flowing out from a heating device arranged in each room as a heat source are provided. And it is going to suppress the temperature fall in the room by ventilation by heating supply air with these two heat exchangers.
  • the enthalpy of the high-pressure side refrigerant is reduced by exchanging heat between the relatively low temperature hot water flowing out from the heat exchanger for heating and the high-pressure side refrigerant of the heat pump cycle.
  • the coefficient of performance (COP) of the heat pump cycle is being improved.
  • the heating system of Patent Document 1 is configured to perform heating of each room using hot water heated in the heat pump cycle as a heat source, so that the coefficient of performance (COP) of the heat pump cycle is reduced. It is difficult to heat each room by heating the supply air sufficiently with a ventilation heat exchanger and a heating heat exchanger. For this reason, in the heating system of Patent Document 1, for example, when the outside air temperature is low, the temperature drop in the room due to ventilation may not be sufficiently suppressed.
  • the ventilation heat exchanger uses exhaust as a heat source, the supply air cannot be sufficiently heated at a low outside temperature or the like.
  • the temperature of the hot water flowing into the heat exchanger for heating can be sufficiently increased by increasing the temperature of the hot water flowing into the heat exchanger for heating, but the temperature of the hot water flowing into the heat exchanger for heating is increased. Is raised, the temperature of the hot water flowing out from the heat exchanger for heating also rises. Therefore, the COP of the heat pump cycle is reduced.
  • a heating system in the present disclosure includes a compressor that compresses and discharges a refrigerant, and a decompressor that depressurizes the refrigerant that has been pressurized by the compressor.
  • a heat pump cycle a ventilation heat exchanger for exchanging heat between the exhaust exhausted from the heating target space to the outside and the supply air taken into the heating target space from the outside, and the refrigerant discharged from the compressor and the compressor
  • Heat exchange with a high temperature side heater core that heats the supply air that has flowed out of the ventilation heat exchanger, a refrigerant that flows into the decompressor, and a refrigerant that flows into the decompressor, using either one of the heat mediums heated by the refrigerant as a heat source
  • a low-temperature side heater core that heats the supply air flowing into the ventilation heat exchanger by lowering the temperature of any one of the heat mediums to be heated.
  • the supply air heated by the ventilation heat exchanger can be further heated to raise the temperature of the supply air taken into the space to be heated.
  • one of the refrigerant discharged from the compressor and the heat medium heated by the refrigerant discharged from the compressor is used as a heat source. The temperature can be sufficiently raised to a certain level.
  • the supply air flowing into the ventilation heat exchanger can be heated to raise the temperature of the supply air taken into the space to be heated.
  • the temperature of one of the refrigerant flowing into the pressure reducer and the heat medium exchanging heat with the refrigerant flowing into the pressure reducer is lowered, so the enthalpy of the refrigerant flowing into the pressure reducer is lowered.
  • the coefficient of performance of the heat pump cycle can be improved.
  • the heat medium heated by the refrigerant discharged from the compressor is not limited to the heat medium directly heated by the refrigerant discharged from the compressor by a heat exchanger or the like, and is discharged from the compressor.
  • the heat medium that exchanges heat with the refrigerant that flows into the decompressor is not limited to the heat medium that directly exchanges heat with the refrigerant that flows into the decompressor using a heat exchanger or the like. Heat medium that indirectly exchanges heat.
  • the heating system in the present disclosure includes a heat medium-refrigerant heat exchanger in which the heat pump cycle heat-exchanges the refrigerant discharged from the compressor and the heat medium to heat the heat medium.
  • the refrigerant flowing out from the medium-refrigerant heat exchanger is decompressed, and the high temperature side heater core uses the heat medium heated by the heat medium-refrigerant heat exchanger as a heat source to supply the air that has flowed out of the ventilation heat exchanger. And may be heated.
  • the low temperature side heater core may heat the supply air flowing into the ventilation heat exchanger by lowering the temperature of the heat medium that exchanges heat with the refrigerant flowing into the decompressor.
  • this heat medium may be used as a heat source for heating equipment that requires a heat source in a temperature range different from that of the high-temperature side heater core and the low-temperature side heater core. it can.
  • the heating system 1 is applied to a residential house and heats each room (heating target space) such as a living room, a kitchen, and a bedroom. Furthermore, this residential house is a highly airtight house called a so-called high airtight house, and requires constant ventilation.
  • the heating system 1 includes a heat pump cycle 10 that heats hot water, a hot water storage tank 20 that stores hot water heated by the heat pump cycle 10, and indoor ventilation.
  • a supply air heating unit 30 for heating supply air (outside air) taken into the room from the outside is provided.
  • the heat pump cycle 10 is a vapor compression refrigeration cycle configured by sequentially connecting a compressor 11, a water-refrigerant heat exchanger 12, an electric expansion valve 13, an evaporator 14 and the like with refrigerant pipes.
  • this heat pump cycle 10 employs carbon dioxide as a refrigerant, and the refrigerant pressure on the high pressure side of the cycle from the discharge port side of the compressor 11 to the inlet side of the electric expansion valve 13 is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant.
  • the refrigerant is mixed with refrigerating machine oil for lubricating the compressor 11, and a part of the refrigerating machine oil circulates in the cycle together with the refrigerant.
  • the compressor 11 sucks the refrigerant in the heat pump cycle 10 and compresses and discharges the refrigerant until it reaches a critical pressure or higher.
  • an electric compressor that drives a fixed displacement compression mechanism with a fixed discharge capacity by an electric motor is employed as the compressor 11.
  • the operation (the number of rotations) of the electric motor of the compressor 11 is controlled by a control signal output from a control device described later.
  • the water-refrigerant heat exchanger 12 heats the hot water by exchanging heat between the refrigerant discharged from the compressor 11 and the hot water.
  • Hot water is a fluid to be heated in the heat pump cycle 10 and is stored in a hot water storage tank 20 described later, and then supplied to a kitchen or a bath. Further, the hot water supply also serves as a heat medium for transferring the heat generated in the heat pump cycle 10 to the hot water stored in the hot water storage tank 20.
  • the water-refrigerant heat exchanger 12 constitutes the heat medium-refrigerant heat exchanger described in the claims.
  • a water-refrigerant heat exchanger 12 a plurality of tubes for circulating the refrigerant are provided as the refrigerant passage 12a, a water passage 12b is formed between adjacent tubes, and the refrigerant, cooling water, It is possible to employ a heat exchanger or the like configured by arranging inner fins that promote heat exchange between the two.
  • the water-refrigerant heat exchanger 12 is a counter flow type heat exchanger in which the flow direction of the refrigerant flowing through the refrigerant passage 12a and the flow direction of hot water flowing through the water passage 12b are opposite flows. Adopted.
  • heat is exchanged between the refrigerant on the inlet side of the refrigerant passage 12a and hot water on the outlet side of the water passage 12b, and heat is supplied to the refrigerant on the outlet side of the refrigerant passage 12a and the hot water on the inlet side of the water passage 12b. Since it can be exchanged, the temperature difference between the hot water and the refrigerant can be ensured over the entire heat exchange region, and the heat exchange efficiency can be improved.
  • the heat pump cycle 10 constitutes a supercritical refrigeration cycle as described above, in the refrigerant passage 12a of the water-refrigerant heat exchanger 12, the refrigerant does not condense and dissipates heat in the supercritical state. Reduce enthalpy.
  • the electric expansion valve 13 is a decompressor that decompresses the refrigerant flowing out from the refrigerant passage 12a of the water-refrigerant heat exchanger 12.
  • the electric expansion valve 13 is a variable throttle mechanism that includes a valve body that can change the throttle opening degree and an electric actuator that changes the throttle opening degree of the valve body. . Further, the operation of the electric actuator is controlled by a control signal output from the control device.
  • the evaporator 14 evaporates the refrigerant decompressed by the electric expansion valve 13 by exchanging heat with the outside air or exhaust gas flowing out from the ventilation heat exchanger 34 of the air supply heating unit 30 described later.
  • a fin-and-tube heat exchanger or the like can be employed as such an evaporator 14.
  • the refrigerant outlet side of the evaporator 14 is connected to the suction port side of the compressor 11.
  • the component devices 11 to 14 of the heat pump cycle 10 are accommodated in one housing or one frame structure, and the heat pump unit As a single unit.
  • the hot water storage tank 20 is formed of a metal (for example, stainless steel) having excellent corrosion resistance.
  • the hot water storage tank 20 has a heat insulating structure whose outer periphery is covered with a heat insulating material or a vacuum heat insulating structure using a double tank, and is a hot water tank that can keep hot hot water hot for a long time.
  • the hot water storage tank 20 is also arranged outside the room.
  • Hot water stored in the hot water storage tank 20 is discharged from a hot water outlet provided in the upper part of the hot water storage tank 20, mixed with cold water from a water tap at a temperature control valve (not shown), and then adjusted in temperature (specifically Hot water is supplied to kitchens and baths. Further, tap water is supplied from a water supply port provided in the lower part of the hot water storage tank 20, and hot water for the amount of hot water supplied is replenished.
  • the hot water storage tank 20 is connected to the water passage 12 b of the water-refrigerant heat exchanger 12 of the heat pump cycle 10 by the first water circulation circuit 21.
  • the first water circulation circuit 21 is a water circulation circuit that circulates hot water between the hot water storage tank 20 and the water-refrigerant heat exchanger 12.
  • the first water circulation circuit 21 is provided with a first water circulation pump 22 as a water pressure feeding unit for circulating hot water.
  • the first water circulation pump 22 sucks hot water flowing out from a hot water outlet provided at the lower side of the hot water storage tank 20 and pumps the hot water into the water passage 12 b of the water-refrigerant heat exchanger 12. It is a water pump. Further, the operation (rotation speed) of the first water circulation pump 22 is controlled by a control signal output from the control device.
  • the first water circulation pump 22 when the first water circulation pump 22 is operated, hot water is supplied from the hot water outlet provided at the lower side of the hot water storage tank 20 ⁇ the first water circulation pump 22 ⁇ the water passage 12b of the water-refrigerant heat exchanger 12 ⁇ the hot water storage tank. It circulates in order of the hot water supply inlet provided on the upper side of 20. Accordingly, the hot water heated by the water-refrigerant heat exchanger 12 flows out to the upper side of the hot water storage tank 20, and the temperature distribution in which the temperature of the hot water is decreased from the upper side to the lower side in the hot water storage tank 20. Occurs.
  • thermoelectric heat exchanger 12 since a counter-flow type heat exchanger is adopted as the water-refrigerant heat exchanger 12, hot water flowing out from the hot water outlet provided on the lower side of the hot water storage tank 20 is Heat exchange is performed with a refrigerant having a relatively low enthalpy flowing in the refrigerant flow downstream of the refrigerant passage 12a of the water-refrigerant heat exchanger 12. That is, the low-temperature hot-water supply on the lower side of the hot water storage tank 20 is exchanged by the water-refrigerant heat exchanger 12 with a heat medium that directly exchanges heat with the refrigerant flowing into the electric expansion valve 13 on the downstream side of the refrigerant passage 12a. Become.
  • hot water flowing out of the water passage 12b of the water-refrigerant heat exchanger 12 exchanges heat with a refrigerant having a relatively high enthalpy flowing through the refrigerant flow upstream side of the refrigerant passage 12a of the water-refrigerant heat exchanger 12. Heated. That is, the hot hot water on the upper side of the hot water storage tank 20 becomes a heat medium directly heated by the high-temperature high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 of the heat pump cycle 10 in the water-refrigerant heat exchanger 12. .
  • an exhaust air fan 32a, an air supply fan 33a, a ventilation heat exchanger 34, a high temperature side heater core 35 for heating the supply air, and a low temperature side heater core 36 are accommodated. It is configured.
  • the exhaust blower fan 32a is an electric blower that blows exhaust air from the room to the outside, and is disposed on the most upstream side of the exhaust air flow path 32.
  • the supply air blower fan 33 a is an electric blower that blows supply air from the outside to the inside of the room, and is disposed on the most upstream side of the supply air flow path 33. Further, both the exhaust blower fan 32a and the supply air blower fan 33a are controlled in operating rate, that is, the rotation speed (the amount of air to be blown) by the control voltage output from the control device.
  • the ventilation heat exchanger 34 exchanges heat between the exhaust and the air supply when the room is ventilated. Therefore, the ventilation heat exchanger 34 can heat the supply air by, for example, exchanging heat between the high-temperature exhaust and the low-temperature supply air during indoor heating. That is, the ventilation heat exchanger 34 functions to suppress the temperature drop in the room due to ventilation by recovering the heat energy that is exhausted to the outside of the room together with the exhaust during heating, and heating the supply air.
  • a ventilation heat exchanger 34 plate surfaces of a plurality of metal plates (for example, an aluminum plate and a copper plate) having excellent heat conductivity are stacked in parallel to each other, and an exhaust passage and an intake passage are provided between adjacent metal plates.
  • metal plates for example, an aluminum plate and a copper plate
  • heat exchangers configured by disposing inner fins for promoting heat exchange between the exhaust and the supply air inside the respective exhaust passages and the supply passages can be employed.
  • the ventilation heat exchanger 34 can cool the supply air by, for example, exchanging heat between the high-temperature air supply and the low-temperature exhaust during indoor cooling.
  • the high temperature side heater core 35 circulates hot water therein, and heat supply for heating on the high temperature side that heats the supply air flowing out from the ventilation heat exchanger 34 (supply air downstream of the ventilation heat exchanger 34) using this warm water as a heat source. It is a vessel.
  • the low-temperature side heater core 36 circulates hot water that has flowed out of the high-temperature side heater core 35 and reduced in temperature therein, and uses this hot water as a heat source to flow into the ventilation heat exchanger 34 (the supply air upstream of the ventilation heat exchanger 34). This is a heat exchanger for heating on the low temperature side for heating the gas.
  • the high temperature side heater core 35 and the low temperature side heater core 36 are arranged in a second water circulation circuit 37 for circulating hot water, and are connected to a hot water passage 38 arranged in the hot water storage tank 20.
  • the second water circulation circuit 37 is a water circulation circuit that circulates hot water among the hot water passage 38, the high temperature side heater core 35, and the low temperature side heater core 36. Further, the second water circulation circuit 37 is provided with a second water circulation pump 39 as a water pressure feeding section for circulating hot water.
  • the hot water circulating in the second water circulation circuit 37 is a heat medium that moves the heat of hot water stored in the hot water storage tank 20 to the supply air, and uses the same tap water or ethylene glycol aqueous solution as the hot water. Can be adopted. That is, in the heating system 1, the heat generated in the heat pump cycle 10 is moved to the intake air via two types of heat media, hot water and hot water.
  • the hot water passage 38 is arranged to extend in the vertical direction while meandering in the hot water storage tank 20. Therefore, by circulating the hot water through the hot water passage 38, the hot water can be heated using hot water stored in the hot water storage tank 20 as a heat source.
  • the hot water inlet of the hot water passage 38 is provided below the hot water storage tank 20, and the hot water outlet of the hot water passage 38 is provided above the hot water storage tank 20.
  • the hot water supply in the hot water storage tank 20 has a temperature distribution in which the temperature increases from the lower side to the upper side, so that the hot water flowing through the hot water passage 38 is also from the lower side (hot water inlet side). The temperature increases toward the upper side (warm water outlet side).
  • the second water circulation pump 39 is an electric water pump that sucks the hot water flowing out from the low temperature side heater core 36 and pumps it to the hot water inlet side of the hot water passage 38.
  • the operation (rotation speed) of the second water circulation pump 39 is controlled by a control signal output from the control device.
  • the hot water is arranged at the second water circulation pump 39 ⁇ the hot water inlet of the hot water passage 38 arranged at the lower side of the hot water storage tank ⁇ the hot water passage 38 ⁇ at the upper side of the hot water storage tank.
  • the hot water passage 38 circulates in the order of hot water outlet ⁇ high temperature side heater core 35 ⁇ low temperature side heater core 36.
  • the exhaust gas flowing out from the ventilation heat exchanger 34 on the downstream side of the exhaust ventilation path 32 is sent to the evaporator 14 side of the heat pump cycle 10 as shown by a thick broken line arrow in FIG. 1.
  • a guiding duct (not shown) is connected.
  • a control device (not shown) includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof. This control device performs various calculations and processes based on the control program stored in the ROM, and controls the operations of the various electric actuators 11, 13, 22, 32a, 33a, 39, etc. described above.
  • a sensor group for various controls such as a high-pressure sensor, a boiling temperature sensor, an evaporator temperature sensor, an outside air temperature sensor, an in-tank temperature sensor, and a hot water temperature sensor is connected to the input side of the control device.
  • a signal is input to the controller.
  • the high pressure side pressure sensor is a high pressure side pressure detector that detects the high pressure side refrigerant pressure Pd of the high pressure refrigerant discharged from the compressor 11.
  • the boiling temperature sensor is a boiling temperature detector that detects the boiling temperature Two of hot water flowing out from the water passage of the water-refrigerant heat exchanger 12.
  • the evaporator temperature sensor is an evaporator temperature detector that detects a refrigerant evaporation temperature (temperature of the evaporator 14) Ts in the evaporator 14.
  • the outside air temperature sensor is an outside air temperature detector that detects the outside air temperature Tam.
  • the tank internal temperature sensor is a tank internal temperature detector that detects the temperature Tt of hot water stored in the hot water storage tank 20.
  • the hot water temperature sensor is a hot water temperature detector that detects an outlet temperature Tout of hot water flowing out from the hot water passage 38.
  • an operation panel (not shown) is connected to the input side of the control device.
  • This operation panel is provided with an operation switch for outputting an operation signal for requesting the operation of the heating system 1, a temperature setting switch for setting a boiling temperature (target heating temperature) of hot water, and the operation signals of these switches. Is input to the controller.
  • control device is configured such that a control unit that controls various devices to be controlled connected to the output side is integrally configured.
  • movement of each control object apparatus among the control apparatuses comprises the control part which controls the operation
  • the configuration (hardware and software) that controls the operation (refrigerant discharge capacity) of the compressor 11 constitutes the compressor control unit.
  • You may comprise a compressor control part with another apparatus with respect to a control apparatus.
  • the operation signal of the operation panel and the detection signal detected by the control sensor group described above are read. Based on the read operation signal and detection signal, the control state (specifically, the control signal or control voltage output to each control target device) of each control target device connected to the output side of the control device is determined. To do.
  • the control map stored in the ROM of the control device is referred to based on the hot water temperature setting signal from the operation panel and the outside air temperature Tam detected by the outside air temperature sensor. Determined. Specifically, the rotational speed (refrigerant discharge capacity) of the compressor 1 is determined to increase as the set temperature is increased by the hot water supply temperature setting signal and the outside air temperature Tam is decreased.
  • control signal output to the electric actuator of the electric expansion valve 13 is determined so that the high-pressure side refrigerant pressure Pd of the heat pump cycle 10 becomes the target high pressure.
  • the target high pressure is determined so that the coefficient of performance (COP) of the heat pump cycle 10 is maximized based on the outside air temperature Tam and the rotational speed of the compressor 11 with reference to the control map stored in the ROM of the control device. Is done.
  • the boiling temperature of the hot water flowing out from the water passage 12b of the water-refrigerant heat exchanger 12 is used by using a feedback control method or the like. Two is determined so as to approach the target heating temperature (for example, 80 ° C. to 90 ° C.) set by the temperature setting switch.
  • the control voltage output to the exhaust air fan 32a and the air supply fan 33a is determined so that the exhaust air fan 32a and the air supply fan 33a can exhibit a predetermined air blowing capability.
  • the exit temperature Tout of the warm water which flows out from the warm water channel 38 (the warm water which flows into the high temperature side heater core 35) Temperature) is determined to be a predetermined reference temperature (40 ° C. to 50 ° C. in the first embodiment).
  • This reference temperature is determined so that the supply air heat-exchanged with the hot water flowing out from the hot water passage 38 in the high-temperature side heater core 35 becomes a temperature (for example, 30 ° C. to 40 ° C.) at which the indoor heating can be appropriately realized. Value.
  • control signal and the control voltage determined as described above are output to various control target devices. Then, the heat pump cycle 10 is operated so that the temperature Tt of the hot water stored in the hot water storage tank 20 approaches the target heating temperature set by the temperature setting switch.
  • control device reads the detection signal and the operation signal at a predetermined control cycle until the operation switch of the operation panel is turned off and the operation stop of the heating system 1 is requested.
  • Control routines such as state determination ⁇ output of control voltages and control signals to various devices to be controlled are repeated.
  • the heating system 1 when the heating system 1 is operated, in the heat pump cycle 10, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the refrigerant passage 12a of the water-refrigerant heat exchanger 12 and flows through the water passage 12b. Heat is released to cool down. Thereby, the hot water supplied through the water passage 12b is heated.
  • the high-pressure refrigerant that has flowed out of the refrigerant passage 12a flows into the electric expansion valve 13 and is decompressed until it becomes a low-pressure refrigerant.
  • the low-pressure refrigerant decompressed by the electric expansion valve 13 flows into the evaporator 14, absorbs heat from the exhaust gas flowing out from the exhaust ventilation path 32 of the supply air heating unit 30, and evaporates.
  • the refrigerant flowing out of the evaporator 14 is sucked into the compressor 11 and compressed again.
  • the relatively low temperature hot water supplied from the first water circulation pump 22 on the lower side of the hot water storage tank 20 is heated when it flows through the water passage 12 b of the water-refrigerant heat exchanger 12. Is done. Hot water that has been heated by the water-refrigerant heat exchanger 12 to a high temperature is stored above the hot water storage tank 20.
  • the warm water flows out from the warm water outlet on the upper side of the warm water passage 38.
  • the hot water flowing out from the hot water outlet of the hot water passage 38 is heated by the hot water supply at a relatively high temperature above the hot water storage tank 20 and rises in temperature until it reaches the reference temperature.
  • the hot water whose temperature has risen to the reference temperature flows into the high temperature side heater core 35 and exchanges heat with the supply air flowing out from the ventilation heat exchanger 34 to dissipate heat. Thereby, the supply air flowing out from the ventilation heat exchanger 34 is heated until it reaches a temperature at which the room can be appropriately heated.
  • the high temperature side heater core 35 flows out of the ventilation heat exchanger 34 using hot water (heat medium) indirectly heated via hot water by the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor 11 of the heat pump cycle 10 as a heat source. Heating the air supply.
  • the hot water whose temperature has been reduced by releasing heat to the supply air at the high temperature side heater core 35 flows into the low temperature side heater core 36.
  • the hot water flowing into the low temperature side heater core 36 exchanges heat with the supply air that is blown from the supply air blowing fan 33a and flows into the ventilation heat exchanger 34, and dissipates heat. Thereby, the supply air flowing into the ventilation heat exchanger 34 is heated.
  • the hot water flowing out from the low temperature side heater core 36 is sucked into the second water circulation pump 39 and pumped to the hot water inlet side of the hot water passage 38 disposed on the lower side in the hot water storage tank 20.
  • hot water supplied to the lower side of the hot water storage tank 20 that exchanges heat with the hot water on the upstream side (the hot water inlet side) of the hot water flowing through the hot water passage 38 is supplied from the first water circulation pump 22 to the water-refrigerant heat exchanger.
  • the heat is exchanged with the refrigerant that is pumped to the 12 water passages 12 b and flows into the electric expansion valve 13 on the outlet side of the refrigerant passage 12 a of the water-refrigerant heat exchanger 12.
  • the temperature of the hot water (heat medium) that indirectly exchanges heat via the refrigerant flowing into the electric expansion valve 13 and the hot water supply is lowered, and the supply water that flows into the ventilation heat exchanger 34 is reduced.
  • Qi is heating up.
  • the supply air (outside air) blown from the supply air blowing fan 33a is heated by the low-temperature side heater core 36 and flows into the supply passage of the ventilation heat exchanger 34.
  • the supply air that has flowed into the supply passage of the ventilation heat exchanger 34 is exchanged with the exhaust (inside air) that is blown from the exhaust blower fan 32 a and flows through the exhaust passage of the ventilation heat exchanger 34.
  • the supply air that has flowed out of the ventilation heat exchanger 34 is further heated by the high-temperature heater core 35 and blown into each room that is a space to be heated through a duct (not shown), while it flows out of the ventilation heat exchanger 34.
  • the exhausted air is blown to the evaporator 14 side of the heat pump cycle 10 through the exhaust ventilation path 32 and a duct (not shown).
  • hot water heated by the water-refrigerant heat exchanger 2 of the heat pump cycle 10 can be stored in the hot water storage tank 20. Furthermore, heating of each room
  • the heat medium heated indirectly through the hot water by the heat generated in the heat pump cycle 10 is used as a heat source to heat the supply air taken into the space to be heated.
  • the supply air can be sufficiently and easily raised to a temperature required for heating the space to be heated.
  • the temperature of the hot water that exchanges heat with the refrigerant that flows into the electric expansion valve 13 is lowered by exchanging heat between the hot water and the supply air that flows into the ventilation heat exchanger 34 by the low-temperature side heater core 36. Accordingly, the coefficient of performance (COP) of the heat pump cycle can be improved by reducing the enthalpy of the refrigerant flowing into the electric expansion valve 13.
  • the COP of the heat pump cycle 10 is not reduced.
  • the supply air taken into the space to be heated from outside can be sufficiently heated.
  • the supply air flowing out from the ventilation heat exchanger 34 is heated using the hot water heated by the hot water supply as a heat source.
  • the maximum temperature of the hot water in the hot water storage tank 20 and the maximum temperature of the hot water flowing into the high temperature side heater core 35 can be set to different values.
  • the hot water stored in the hot water storage tank 20 can also be used as a heat source for a heating device (or a heating device) that requires a heat source in a temperature range different from that of the high temperature side heater core 35 or the low temperature side heater core 36. .
  • the evaporator 14 exchanges heat between the refrigerant and the exhaust gas flowing out from the ventilation heat exchanger 34. Therefore, the heat of the exhaust gas can be effectively utilized to heat the hot water supply by causing the refrigerant to absorb the heat. As a result, the thermal energy of the exhaust can be prevented from being released to the outside, and the thermal energy of the exhaust can be effectively used for heating the room.
  • the operation of the heating system 1 when heating the room is described.
  • the hot water supply water may be operated without heating the room.
  • the operation of the exhaust air fan 32a, the air supply fan 33a, and the second water circulation pump 39 is stopped, and the evaporator 14 may be operated so that the refrigerant absorbs heat from the outside air and evaporates.
  • the room may be heated without heating the hot water.
  • the operation of the compressor 11, the electric expansion valve 13, and the first water circulation pump 22 may be stopped.
  • the configuration and the like of the low-temperature side heater core 36 are changed as shown in the schematic overall configuration diagram of FIG. 2 with respect to the first embodiment.
  • the low temperature side heater core 36 exchanges heat between the refrigerant flowing out of the refrigerant passage 12a of the water-refrigerant heat exchanger 12 and the supply air flowing into the ventilation heat exchanger 34.
  • the hot water outlet side of the high temperature side heater core 35 is connected to the suction side of the second water circulation pump 39.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the supply air flowing into the ventilation heat exchanger 34 is heated by the refrigerant flowing out from the refrigerant passage 12a of the water-refrigerant heat exchanger 12 in the low temperature side heater core 36. That is, in the low temperature side heater core 36, the temperature of the refrigerant flowing out of the refrigerant passage 12 a of the water-refrigerant heat exchanger 12 and flowing into the electric expansion valve 13 is lowered, and the supply air flowing into the ventilation heat exchanger 34 is supplied. Heat.
  • the heating system 1 of the second embodiment similarly to the first embodiment, the supply air taken into the heating target space from the outside is sufficiently heated without causing a decrease in the COP of the heat pump cycle 10. be able to.
  • the refrigerant of the heat pump cycle 10 and the supply air are directly heat-exchanged by the low-temperature side heater core 36, and therefore, via a heat medium such as hot water or hot water.
  • a heat medium such as hot water or hot water.
  • the solar panel 40 is disposed on the roof of a residential house and the like, and heats hot water using solar heat as a heat source.
  • warm water can be heated up to about 40 ° C. to 50 ° C. in fine weather.
  • the solar panel 40 is connected in parallel to the hot water passage 38 disposed in the hot water storage tank 20 in the second water circulation circuit 37.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the heating system 1 when the heating system 1 is operated, the supply air taken into the heating target space from the outside can be sufficiently heated without causing a decrease in the COP of the heat pump cycle 10 as in the first embodiment.
  • the heating system 1 includes the solar panel 40
  • the operation of the heat pump cycle 10 is performed by raising the temperature of the hot water flowing into the high temperature side heater core 35 to the reference temperature or higher in the solar panel 40. Can be stopped. Thereby, the energy consumed for indoor heating can be reduced.
  • 4th Embodiment demonstrates the example which connected the 1st water circulation circuit 21 and the 2nd water circulation circuit 37 with respect to 1st Embodiment, as shown to the typical whole block diagram of FIG. Accordingly, in the second water circulation circuit 37, the same hot water as in the first water circulation circuit 21 circulates.
  • the outlet side of the water passage 12b of the water-refrigerant heat exchanger 12 of the first water circulation circuit 21 (the hot water inlet side of the hot water storage tank 20) and the outlet side of the hot water passage 38 of the second water circulation circuit 37 (high temperature).
  • the hot water outlet side of the low temperature side heater core 36 of the second water circulation circuit 37 (the suction side of the second water circulation pump 39) and the hot water supply inlet side of the hot water storage tank 20 of the first water circulation circuit 21 (the suction side of the first water circulation pump 22). ) Is connected.
  • the hot water flowing out of the water passage 12 b of the water-refrigerant heat exchanger 12 out of the hot water circulating in the first water circulation circuit 21 only flows into the upper side of the hot water storage tank 20. Instead, it joins the hot water flowing out of the hot water passage 38 of the second water circulation circuit 37 and flows into the high temperature side heater core 35.
  • the hot water flowing out from the low temperature side heater core 36 is not only drawn into the second water circulation pump 39 but also below the hot water storage tank 20 of the first water circulation circuit 21.
  • the hot water flowing out from the hot water outlet on the side joins and is sucked into the first water circulation pump 22.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the heating system 1 is configured as in the fourth embodiment, the supply air taken into the heating target space from the outside is sufficiently heated without causing a decrease in the COP of the heat pump cycle 10 as in the first embodiment. can do.
  • the high-temperature side heater core 35 can directly heat the supply air flowing out from the ventilation heat exchanger 34 by using a heat medium (hot water) heated by the refrigerant discharged from the compressor 11. Therefore, even if the temperature of the hot water in the hot water storage tank 20 is low, it is possible to sufficiently heat the air supplied from the outside to the space to be heated.
  • a heat medium hot water
  • the heater 41 heats the object to be heated using the hot water flowing out from the high temperature side heater core 35 as a heat source, and the hot water whose temperature has been lowered by heating the object to be heated is supplied to the hot water inlet of the low temperature side heater core 36. To the side.
  • a heater 41 that requires a heat source in a temperature range lower than that of the high temperature side heater core 35 and higher than that of the low temperature side heater core 36.
  • a panel heater, towel warmer, or the like that requires a heat source in a temperature range of about 20 ° C. to 40 ° C. can be used as such a heater 41.
  • a panel heater is a heater that heats a room by arranging a hot water passage extending in a meandering manner in a wall and circulating the hot water through the hot water passage.
  • a towel warmer is a hot water passage that extends in a serpentine shape in a washroom, etc., and by circulating warm water through this hot water passage, towels and small laundry that are hung in the hot water passage are heated and dried. is there.
  • the heating system 1 according to the fifth embodiment when operated, the supply air taken into the heating target space from the outside is sufficiently heated without causing a decrease in the COP of the heat pump cycle 10 as in the first embodiment. be able to. Furthermore, the heater 41 can effectively use the heat of the hot water.
  • a heat medium circulation circuit 50 In the sixth embodiment, an example in which a heat medium circulation circuit 50 is added to the first embodiment as shown in FIG. 6 will be described.
  • the heat medium circulation circuit 50 circulates second warm water (for example, ethylene glycol aqueous solution). Further, in the heat medium circulation circuit 50, a third water circulation pump 51, a water passage 12b of the water-refrigerant heat exchanger 12, and a first water passage 52a of the water-water heat exchanger 52 are arranged.
  • the second hot water that circulates in the heat medium circulation circuit 50 is a heat medium that moves the heat generated in the heat pump cycle 10 to the hot water that circulates in the first water circulation circuit 21.
  • the third water circulation pump 51 is a water pumping unit that pumps a heating heat medium to the inlet side of the water passage 12b of the water-refrigerant heat exchanger 12, and the basic configuration thereof is the first configuration of the first embodiment.
  • the second water circulation pumps 22 and 39 are the same. Therefore, the operation (rotation speed) of the third water circulation pump 51 is controlled by the control signal output from the control device.
  • the water-water heat exchanger 52 is pumped from the first water passage 52 a for circulating the second hot water flowing out from the water passage 12 b of the water-refrigerant heat exchanger 12 and the first water circulation pump 22 of the first water circulation circuit 21. And a second water passage 52b through which hot water is circulated.
  • the water-water heat exchanger 52 exchanges heat between the second hot water flowing through the first water passage 52a and the hot water supplied through the second water passage 52b.
  • the basic configuration of the water-water heat exchanger 52 is the same as that of the water-refrigerant heat exchanger 12.
  • the heating medium for heating is the discharge port of the third water circulation pump 51 ⁇ the water passage 12 b of the water-refrigerant heat exchanger 12 ⁇ the first of the water-water heat exchanger 52. It circulates in order of the water passage 52a ⁇ the inlet of the third water circulation pump 51.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • control device determines a control voltage to be output to the third water circulation pump 51 so that the third water circulation pump 51 can exhibit a predetermined water pumping ability.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the refrigerant passage 12a of the water-refrigerant heat exchanger 12 and flows through the water passage 12b. 2 It dissipates heat to warm water and is cooled. Thereby, the 2nd warm water which distribute
  • the subsequent operation of the heat pump cycle 10 is the same as in the first embodiment.
  • the second hot water heated in the water passage 12b of the water-refrigerant heat exchanger 12 flows into the first water passage 52a of the water-water heat exchanger 52, and the water-water heat Heat is dissipated to the hot water flowing through the second water passage 52b of the exchanger 52. Thereby, the hot water supplied through the second water passage 52b is heated.
  • the subsequent operations in the first and second water circulation circuits 21 and 37 and the supply air heating unit 30 are the same as those in the first embodiment.
  • the second hot water circulating in the heat medium circulation circuit 50 is heated by the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 of the heat pump cycle 10, and the second heated water is used to heat the second hot water.
  • the hot water circulating through the water circulation circuit 21 is heated, and the hot water is heated by the heated hot water.
  • the hot water (heat medium) indirectly heated via the second hot water and hot water by the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor 11 of the heat pump cycle 10 is used as a heat source.
  • the supply air flowing out from the exchanger 34 is heated.
  • the temperature of the hot water is lowered by heating the supply air with the low temperature side heater core 36, the temperature of the hot water on the lower side in the hot water storage tank 20 is lowered by the hot water having the lowered temperature, The temperature of the second hot water is lowered by the hot water supply on the lower side in the hot water storage tank 20 whose temperature has dropped.
  • the temperature of the hot water (heat medium) that indirectly exchanges heat with the refrigerant flowing into the electric expansion valve 13 via the hot water and the second hot water is lowered, and the ventilation heat exchanger The supply air flowing into 34 is heated.
  • the heating system 1 of the sixth embodiment as in the first embodiment, it is possible to sufficiently heat the supply air that is taken into the heating target space from the outside without causing a decrease in the COP of the heat pump cycle 10. it can.
  • the heating system 1 is configured to indirectly exchange heat between the refrigerant of the heat pump cycle 10 and the hot water via the second hot water of the heat medium circulation circuit 50, the refrigerant leaks into the hot water. This can be prevented. Therefore, the safety when using hot water as drinking water can be improved. (Other embodiments)
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present disclosure.
  • the refrigerant that has flowed out of the refrigerant passage 12a of the water-refrigerant heat exchanger 12 may flow into the high temperature side heater core 35, and the refrigerant that has flowed out of the high temperature side heater core 35 may flow into the low temperature side heater core 36. .
  • the high-temperature side heater core 35 can heat the supply air flowing out from the ventilation heat exchanger 34 using the refrigerant discharged from the compressor 11 as a heat source, and the low-temperature side heater core 36 flows into the electric expansion valve 13.
  • the supply air flowing into the ventilation heat exchanger 34 can be heated by lowering the temperature of the refrigerant.
  • ventilation heat exchange is performed in contrast to the case where heat exchange is performed between the refrigerant and the supply air via a heat medium such as hot water or hot water.
  • the supply air flowing out from the vessel 34 can be efficiently heated.
  • Some heating systems 1 including the heat pump cycle 10 perform a defrosting operation to defrost the evaporator 14 when frost is formed.
  • a defrosting operation for example, there is a method of configuring a so-called hot gas cycle in which the throttle opening degree of the electric expansion valve 13 is fully opened and the refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the evaporator 14. Conceivable.
  • the high temperature side heater core 35 it is desirable to heat the supply air flowing out from the ventilation heat exchanger 34 using hot water stored in the hot water storage tank 20 as a heat source as described in the above embodiment.
  • the heat pump cycle 10 is performing a defrosting operation or when the heat pump cycle 10 is stopped. Even so, by sufficiently raising the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank 20, the high-temperature heater core 35 continuously heats the supply air flowing out of the ventilation heat exchanger 34. Can do.
  • the evaporator 14 is configured to exchange heat between the refrigerant and the exhaust gas flowing out from the ventilation heat exchanger 34.
  • the evaporator 14 heats the refrigerant and the outside air.
  • a configuration for replacement may be employed. Thereby, the duct which guides exhaust_gas
  • the exhaust air blowing fan 32 a is disposed on the most upstream side of the exhaust air flow path 32, and the air supply fan 33 a is disposed on the most upstream side of the air supply air flow path 33.
  • positioning of the exhaust ventilation fan 32a and the supply ventilation fan 33a is not limited to this.
  • the exhaust air blowing fan 32 a may be arranged on the most upstream side of the exhaust air flow path 32, and the air supply fan 33 a may be arranged on the most downstream side of the air supply air flow of the air supply ventilation path 33.
  • two ventilation fans can be arrange
  • each above-mentioned embodiment it is constituted by laminating and arranging a plurality of metal plates excellent in heat transfer as ventilation heat exchanger 34, and as a sensible heat exchanger which exchanges heat between exhaust and air supply
  • the configured one was adopted.

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Abstract

　暖房対象空間である室内から室外へ排出される排気と室外から室内へ取り入れられる給気とを熱交換させる換気熱交換器３４、換気熱交換器から流出した給気を加熱する高温側ヒータコア３５および換気熱交換器へ流入する給気を加熱する低温側ヒータコア３６を備える。高温側ヒータコアでは、ヒートポンプサイクル１０の圧縮機１１吐出冷媒によって加熱された熱媒体を熱源として換気熱交換器から流出した給気を加熱する。低温側ヒータコアでは、ヒートポンプサイクルの電気式膨張弁１３へ流入する冷媒と熱交換する熱媒体の温度を低下させて、換気熱交換器へ流入する給気を加熱する。これにより、ヒートポンプサイクルの成績係数の低下を招くことなく、給気を十分に加熱することができる。

Description

暖房システム 関連出願の相互参照
　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１３年１月２３日に出願された日本特許出願２０１３－９９０６を基にしている。
　本開示は、ヒートポンプサイクルを備える暖房システムに関する。
　従来、特許文献１に、ヒートポンプサイクルにて加熱された熱媒体（温水）を、住宅用家屋のリビング、キッチン、寝室等の各室内（暖房対象空間）に配置されたパネルヒータや床暖房機器といった暖房用機器へ供給することによって、各室内の暖房を行う暖房システムが開示されている。
　さらに、この特許文献１の暖房システムは、室内の換気を行う際に室内から室外へ排出される排気（内気）と室外から室内へ取り入れられる給気（外気）とを熱交換させて給気を加熱する換気熱交換器、および各室内に配置された暖房用機器から流出した温水を熱源として給気を加熱する加熱用熱交換器を備えている。そして、これらの２つの熱交換器にて給気を加熱することで、換気による室内の温度低下を抑制しようとしている。
　加えて、特許文献１の暖房システムでは、加熱用熱交換器から流出した比較的低温となっている温水とヒートポンプサイクルの高圧側冷媒とを熱交換させることによって、高圧側冷媒のエンタルピを低下させ、ヒートポンプサイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させようとしている。
特許第４４１９４７５号公報
　本願発明者の検討によると、特許文献１の暖房システムは、ヒートポンプサイクルにて加熱された温水を熱源として各室内の暖房を行う構成になっているので、ヒートポンプサイクルの成績係数（ＣＯＰ）の低下を招くことなく、換気熱交換器および加熱用熱交換器にて給気を充分に加熱して各室内の暖房を行うことが難しい。このため、特許文献１の暖房システムでは、例えば、低外気温時等に、換気による室内の温度低下を充分に抑制できないことがある。
　より詳細には、換気熱交換器では、排気を熱源としているので、低外気温時等には、給気を充分に昇温させることができない。一方、加熱用熱交換器では、加熱用熱交換器へ流入する温水の温度を上昇させることで、給気を充分に高温化させることができるものの、加熱用熱交換器へ流入する温水の温度を上昇させると加熱用熱交換器から流出する温水の温度も上昇してしまう。従って、ヒートポンプサイクルのＣＯＰを低下させてしまう。
　上記点に鑑み、本開示は、ヒートポンプサイクルを備える暖房システムにおいて、ヒートポンプサイクルのＣＯＰの低下を招くことなく、室外から暖房対象空間へ取り入れられる給気を充分に加熱することを目的とする。
　本開示は、上記目的を達成するために案出されたもので、本開示における暖房システムは、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、および圧縮機にて昇圧された冷媒を減圧させる減圧器を有するヒートポンプサイクルと、暖房対象空間から室外へ排出される排気と室外から暖房対象空間へ取り入れられる給気とを熱交換させる換気熱交換器と、圧縮機から吐出された冷媒および圧縮機から吐出された冷媒によって加熱された熱媒体のうちいずれか一方を熱源として、換気熱交換器から流出した給気を加熱する高温側ヒータコアと、減圧器へ流入する冷媒および減圧器へ流入する冷媒と熱交換する熱媒体のうちいずれか一方の温度を低下させて、換気熱交換器へ流入する給気を加熱する低温側ヒータコアとを備える。
　これによれば、高温側ヒータコアを備えているので、換気熱交換器にて加熱された給気をさらに加熱して、暖房対象空間へ取り入れられる給気を昇温させることができる。この際、高温側ヒータコアでは、圧縮機から吐出された冷媒および圧縮機から吐出された冷媒によって加熱された熱媒体のうちいずれか一方を熱源としているので、給気を暖房対象空間の暖房に必要な程度の温度まで充分に昇温させることができる。
　また、低温側ヒータコアを備えているので、換気熱交換器へ流入する給気を加熱して、暖房対象空間へ取り入れられる給気を昇温させることができる。この際、低温側ヒータコアでは、減圧器へ流入する冷媒および減圧器へ流入する冷媒と熱交換する熱媒体のうちいずれか一方の温度を低下させるので、減圧器へ流入する冷媒のエンタルピを低下させて、ヒートポンプサイクルの成績係数を向上させることができる。
　従って、高温側ヒータコアおよび低温側ヒータコアの双方を備えていることによって、ヒートポンプサイクルのＣＯＰの低下を招くことなく、室外から暖房対象空間へ取り入れられる給気を充分に加熱することができる。
　圧縮機から吐出された冷媒によって加熱された熱媒体は、熱交換器等にて圧縮機から吐出された冷媒によって直接的に加熱された熱媒体に限定されるものではなく、圧縮機から吐出された冷媒によって、他の熱媒体等を介して間接的に加熱された熱媒体を含む。
　減圧器へ流入する冷媒と熱交換する熱媒体は、熱交換器等にて減圧器へ流入する冷媒と直接的に熱交換する熱媒体に限定されるものではなく、他の熱媒体等を介して間接的に熱交換する熱媒体を含む。
　あるいは、本開示における暖房システムは、ヒートポンプサイクルが、圧縮機から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させて熱媒体を加熱する熱媒体－冷媒熱交換器を有し、減圧器は、熱媒体－冷媒熱交換器から流出した冷媒を減圧させるものであり、高温側ヒータコアは、熱媒体－冷媒熱交換器にて加熱された熱媒体を熱源として、換気熱交換器から流出した前記給気と加熱するものであってもよい。低温側ヒータコアは、減圧器へ流入する冷媒と熱交換する熱媒体の温度を低下させて、換気熱交換器へ流入する給気を加熱するものであってもよい。
　このように熱媒体を介して給気を加熱するシステムであれば、この熱媒体を、高温側ヒータコアおよび低温側ヒータコアとは異なる温度帯の熱源を必要とする暖房用機器の熱源として用いることもできる。
第１実施形態の暖房システムの模式的な全体構成図である。 第２実施形態の暖房システムの模式的な全体構成図である。 第３実施形態の暖房システムの模式的な全体構成図である。 第４実施形態の暖房システムの模式的な全体構成図である。 第５実施形態の暖房システムの模式的な全体構成図である。 第６実施形態の暖房システムの模式的な全体構成図である。
（第１実施形態）
　以下、図１を用いて、本開示の第１実施形態を説明する。暖房システム１は、住宅用家屋に適用されており、リビング、キッチン、寝室等の各室内（暖房対象空間）の暖房を行うものである。さらに、この住宅用家屋は、いわゆる高気密住宅と呼ばれる気密性の高い家屋であって、定常的な換気が必要とされる。
　暖房システム１は、図１の模式的な全体構成図に示すように、給湯水を加熱するヒートポンプサイクル１０、このヒートポンプサイクル１０にて加熱された給湯水を貯留する貯湯タンク２０、室内の換気時に室外から室内へ取り入れられる給気（外気）を加熱する給気加熱ユニット３０等を備えている。
　まず、ヒートポンプサイクル１０は、圧縮機１１、水－冷媒熱交換器１２、電気式膨張弁１３、蒸発器１４等を順次冷媒配管で接続することによって構成された蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。
　さらに、このヒートポンプサイクル１０は、冷媒として二酸化炭素を採用しており、圧縮機１１の吐出口側から電気式膨張弁１３の入口側へ至るサイクルの高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成している。また、この冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
　圧縮機１１は、ヒートポンプサイクル１０において冷媒を吸入し、臨界圧力以上となるまで圧縮して吐出するものである。第１実施形態では、圧縮機１１として、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機構を電動モータにて駆動する電動圧縮機を採用している。圧縮機１１の電動モータは、後述する制御装置から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御される。
　水－冷媒熱交換器１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒と給湯水とを熱交換させて給湯水を加熱するものである。給湯水は、ヒートポンプサイクル１０の加熱対象流体であり、後述する貯湯タンク２０内に貯留された後、調理場や風呂等に給湯される。さらに、給湯水は、ヒートポンプサイクル１０にて発生した熱を貯湯タンク２０内に貯留された給湯水へ移動させる熱媒体としての機能も果たす。
　従って、水－冷媒熱交換器１２は、特許請求の範囲に記載された熱媒体－冷媒熱交換器を構成している。このような水－冷媒熱交換器１２としては、冷媒通路１２ａとして冷媒を流通させる複数本のチューブを設け、隣り合うチューブ間に水通路１２ｂを形成し、水通路１２ｂ内に冷媒と冷却水との間の熱交換を促進するインナーフィンを配置して構成された熱交換器等を採用することができる。
　さらに、第１実施形態では、水－冷媒熱交換器１２として、冷媒通路１２ａを流れる冷媒の流れ方向と水通路１２ｂを流れる給湯水の流れ方向が対向流となる対向流型の熱交換器を採用している。
　対向流型の熱交換器では、冷媒通路１２ａ入口側の冷媒と水通路１２ｂ出口側の給湯水とを熱交換させ、冷媒通路１２ａ出口側の冷媒と水通路１２ｂ入口側の給湯水とを熱交換させることができるので、熱交換領域の全域に亘って給湯水と冷媒との温度差を確保して熱交換効率を向上させることができる。
　また、ヒートポンプサイクル１０は、前述したように、超臨界冷凍サイクルを構成しているので、水－冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａでは、冷媒は凝縮することなく超臨界状態のまま放熱して、エンタルピを低下させる。
　電気式膨張弁１３は、水－冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａから流出した冷媒を減圧させる減圧器である。具体的には、電気式膨張弁１３は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させる電動アクチュエータを有して構成される可変絞り機構である。さらに、この電動アクチュエータは、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
　蒸発器１４は、電気式膨張弁１３にて減圧された冷媒を、外気あるいは後述する給気加熱ユニット３０の換気熱交換器３４から流出した排気と熱交換させて蒸発させるものである。このような蒸発器１４としては、フィンアンドチューブ型の熱交換器等を採用することができる。蒸発器１４の冷媒出口側には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。
　なお、ヒートポンプサイクル１０の各構成機器１１～１４（図１の一点鎖線で囲まれた範囲の構成機器）は、１つの筐体内に収容され、もしくは、１つのフレーム構造内に収容され、ヒートポンプユニットとして一体的に構成されている。
　次に、貯湯タンク２０について説明する。貯湯タンク２０は、耐食性に優れた金属（例えば、ステンレス）で形成される。貯湯タンク２０は外周を断熱材で覆われた断熱構造あるいは二重タンクによる真空断熱構造等を有し、高温の給湯水を長時間保温することができる温水タンクである。また、この貯湯タンク２０も室外に配置されている。
　貯湯タンク２０に貯留された給湯水は、貯湯タンク２０の上部に設けられた出湯口から出湯され、図示しない温調弁において水道からの冷水と混合されて温度調節された後、室内（具体的には調理場や風呂等）に給湯される。また、貯湯タンク２０の下部に設けられた給水口からは水道水が給水されて、給湯された分の給湯水が補充される。
　さらに、貯湯タンク２０は、第１水循環回路２１によってヒートポンプサイクル１０の水－冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂと接続されている。第１水循環回路２１は、貯湯タンク２０と水－冷媒熱交換器１２との間で給湯水を循環させる水循環回路である。この第１水循環回路２１には、給湯水を循環させる水圧送部としての第１水循環ポンプ２２が配置されている。
　第１水循環ポンプ２２は、貯湯タンク２０の下方側に設けられた給湯水出口から流出した給湯水を吸入して、水－冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂへ給湯水を圧送する電動式の水ポンプである。さらに、この第１水循環ポンプ２２は、制御装置から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御される。
　従って、第１水循環ポンプ２２を作動させると、給湯水は、貯湯タンク２０の下方側に設けられた給湯水出口→第１水循環ポンプ２２→水－冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂ→貯湯タンク２０の上方側に設けられた給湯水入口の順に循環する。これにより、水－冷媒熱交換器１２にて加熱された給湯水は貯湯タンク２０の上方側に流出し、貯湯タンク２０内では上方側から下方側へ向かって給湯水の温度が低くなる温度分布が生じる。
　さらに、第１実施形態では、水－冷媒熱交換器１２として対向流型の熱交換器を採用しているので、貯湯タンク２０の下方側に設けられた給湯水出口から流出した給湯水は、水－冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａのうち冷媒流れ下流側を流通する比較的エンタルピの低い冷媒と熱交換することになる。つまり、貯湯タンク２０の下方側の低温の給湯水は、水－冷媒熱交換器１２にて、冷媒通路１２ａ下流側の電気式膨張弁１３へ流入する冷媒と直接的に熱交換する熱媒体となる。
　一方、水－冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂから流出する給湯水は、水－冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａのうち冷媒流れ上流側を流通する比較的エンタルピの高い冷媒と熱交換して加熱される。つまり、貯湯タンク２０の上方側の高温の給湯水は、水－冷媒熱交換器１２にて、ヒートポンプサイクル１０の圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒によって直接的に加熱された熱媒体となる。
　次に、給気加熱ユニット３０は、室内の換気を行う際に、室内から室外へ排出される排気が流通する排気通風路３２および室外から室内へ取り入れられる給気が流通する給気通風路３３が形成されたケーシング３１を有し、このケーシング３１内に、排気送風ファン３２ａ、給気送風ファン３３ａ、換気熱交換器３４、給気を加熱する高温側ヒータコア３５および低温側ヒータコア３６を収容して構成されたものである。
　排気送風ファン３２ａは、室内から室外へ排気を送風する電動送風機であって、排気通風路３２の排気流れ最上流側に配置されている。給気送風ファン３３ａは、室外から室内へ給気を送風する電動送風機であって、給気通風路３３の給気流れ最上流側に配置されている。また、排気送風ファン３２ａおよび給気送風ファン３３ａは、いずれも制御装置から出力される制御電圧によって稼働率、すなわち回転数（送風する空気量）が制御される。
　換気熱交換器３４は、室内の換気を行う際に、排気と給気とを熱交換させるものである。従って、換気熱交換器３４は、例えば、室内の暖房時には、高温の排気と低温の給気とを熱交換させて、給気を加熱することができる。つまり、換気熱交換器３４は、暖房時に排気とともに室外へ排出されてしまう熱エネルギを回収して給気を加熱することによって、換気による室内の温度低下を抑制する機能を果たす。
　このような換気熱交換器３４としては、伝熱性に優れる複数の金属板（例えば、アルミニウム板や銅板）の板面同士を互いに平行に積層配置し、隣り合う金属板間に排気通路と吸気通路とを交互に形成し、それぞれの排気通路および給気通路の内部に排気と給気との熱交換を促進するインナーフィンを配置することによって構成された熱交換器等を採用することができる。なお、換気熱交換器３４は、例えば、室内の冷房時には、高温の給気と低温の排気とを熱交換させて、給気を冷却することもできる。
　高温側ヒータコア３５は、内部に温水を流通させ、この温水を熱源として換気熱交換器３４から流出する給気（換気熱交換器３４下流側の給気）を加熱する高温側の加熱用熱交換器である。低温側ヒータコア３６は、内部に高温側ヒータコア３５から流出して温度低下した温水を流通させて、この温水を熱源として換気熱交換器３４へ流入する給気（換気熱交換器３４上流側の給気）を加熱する低温側の加熱用熱交換器である。
　高温側ヒータコア３５および低温側ヒータコア３６は、温水を循環させる第２水循環回路３７に配置されており、貯湯タンク２０内に配置された温水通路３８に接続されている。第２水循環回路３７は、温水通路３８、高温側ヒータコア３５および低温側ヒータコア３６の間で温水を循環させる水循環回路である。さらに、第２水循環回路３７には、温水を循環させる水圧送部としての第２水循環ポンプ３９が配置されている。
　また、第２水循環回路３７を循環する温水は、貯湯タンク２０内に貯留された給湯水の有する熱を給気へ移動させる熱媒体であって、給湯水と同じ水道水あるいはエチレングリコール水溶液等を採用することができる。つまり、暖房システム１では、給湯水と温水との２種類の熱媒体を介して、ヒートポンプサイクル１０にて発生した熱を吸気へ移動させる。
　温水通路３８は、貯湯タンク２０内を蛇行しながら上下方向に伸びるように配置されている。従って、温水を温水通路３８に流通させることで、貯湯タンク２０内に貯湯された給湯水を熱源として温水を加熱することができる。
　さらに、温水通路３８の温水入口は貯湯タンク２０の下方側に設けられ、温水通路３８の温水出口は貯湯タンク２０の上方側に設けられている。前述の如く、貯湯タンク２０内の給湯水には下方側から上方側へ向かって温度が高くなる温度分布が生じているので、温水通路３８を流通する温水についても下方側（温水入口側）から上方側（温水出口側）へ向かって温度が上昇することになる。
　第２水循環ポンプ３９は、低温側ヒータコア３６から流出した温水を吸入して、温水通路３８の温水入口側へ圧送する電動式の水ポンプである。この第２水循環ポンプ３９は、制御装置から出力される制御信号によってその作動（回転数）が制御される。
　従って、第２水循環ポンプ３９を作動させると、温水は、第２水循環ポンプ３９→貯湯タンクの下方側に配置された温水通路３８の温水入口→温水通路３８→貯湯タンクの上方側に配置された温水通路３８の温水出口→高温側ヒータコア３５→低温側ヒータコア３６の順に循環する。
　さらに、給気加熱ユニット３０には、排気通風路３２の下流側に、換気熱交換器３４から流出した排気を、図１の太破線矢印に示すように、ヒートポンプサイクル１０の蒸発器１４側へ導くダクト（図示せず）が接続されている。これにより、蒸発器１４では、電気式膨張弁１３にて減圧された低圧冷媒を排気と熱交換させて蒸発させることができる。
　次に、電気制御部の概要を説明する。図示しない制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。この制御装置は、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行って、上述の各種電気式のアクチュエータ１１、１３、２２、３２ａ、３３ａ、３９等の作動を制御する。
　制御装置の入力側には、高圧側圧力センサ、沸上温度センサ、蒸発器温度センサ、外気温センサ、タンク内温度センサ、温水温度センサといった各種制御用のセンサ群が接続され、センサ群の検出信号が制御装置へ入力される。高圧側圧力センサは、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒の高圧側冷媒圧力Ｐｄを検出する高圧側圧力検出器である。沸上温度センサは、水－冷媒熱交換器１２の水通路から流出する給湯水の沸上温度Ｔｗｏを検出する沸上温度検出器である。蒸発器温度センサは、蒸発器１４における冷媒蒸発温度（蒸発器１４の温度）Ｔｓを検出する蒸発器温度検出器である。外気温温度センサは、外気温Ｔａｍを検出する外気温検出器である。タンク内温度センサは、貯湯タンク２０内に貯湯された給湯水の温度Ｔｔを検出するタンク内温度検出器である。温水温度センサは、温水通路３８から流出する温水の出口温度Ｔｏｕｔを検出する温水温度検出器である。
　さらに、制御装置の入力側には、図示しない操作パネルが接続されている。この操作パネルには、暖房システム１の作動を要求する作動信号を出力する作動スイッチ、給湯水の沸上温度（目標加熱温度）を設定する温度設定スイッチ等が設けられ、これらのスイッチの操作信号が制御装置へ入力される。
　なお、制御装置は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体的に構成されたものである。制御装置のうちそれぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御部を構成している。
　例えば、制御装置のうち、圧縮機１１の作動（冷媒吐出能力）を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が圧縮機制御部を構成している。圧縮機制御部を制御装置に対して別の装置で構成してもよい。
　次に、上記構成における暖房システム１の作動を説明する。暖房システム１に外部電源から電力が供給された状態で、操作パネルの作動スイッチから作動要求信号が出力されると、制御装置が予めＲＯＭ（記憶回路）に記憶している制御処理（制御プログラム）を実行する。
　この制御処理では、操作パネルの操作信号および上述した制御用のセンサ群により検出された検出信号を読み込む。読み込まれた操作信号および検出信号に基づいて、制御装置の出力側に接続された各種制御対象機器の制御状態（具体的には、各種制御対象機器へ出力される制御信号あるいは制御電圧）を決定する。
　例えば、圧縮機１１へ出力される制御信号については、操作パネルからの給湯温度設定信号および外気温センサにより検出された外気温Ｔａｍに基づいて、制御装置のＲＯＭに記憶された制御マップを参照して決定される。具体的には、給湯温度設定信号による設定温度の上昇および外気温Ｔａｍの低下に伴って、圧縮機１の回転数（冷媒吐出能力）が増加するように決定される。
　また、電気式膨張弁１３の電動アクチュエータに出力される制御信号については、ヒートポンプサイクル１０の高圧側冷媒圧力Ｐｄが目標高圧となるように決定される。この目標高圧は、外気温Ｔａｍおよび圧縮機１１の回転数に基づいて、制御装置のＲＯＭに記憶された制御マップを参照して、ヒートポンプサイクル１０の成績係数（ＣＯＰ）が最大となるように決定される。
　また、第１水循環回路２１の第１水循環ポンプ２２へ出力される制御電圧については、フィードバック制御手法等を用いて、水－冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂから流出する給湯水の沸上温度Ｔｗｏが温度設定スイッチによって設定された目標加熱温度（例えば、８０℃～９０℃）に近づくように決定される。また、排気送風ファン３２ａおよび給気送風ファン３３ａへ出力される制御電圧については、排気送風ファン３２ａおよび給気送風ファン３３ａが予め定めた所定送風能力を発揮できるように決定される。
　また、第２水循環回路３７の第２水循環ポンプ３９へ出力される制御電圧については、フィードバック制御手法等を用いて、温水通路３８から流出する温水の出口温度Ｔｏｕｔ（高温側ヒータコア３５へ流入する温水温度）が予め定めた基準温度（第１実施形態では、４０℃～５０℃）となるように決定される。この基準温度は、高温側ヒータコア３５にて温水通路３８から流出した温水と熱交換した給気が、室内の暖房を適切に実現可能な温度（例えば、３０℃～４０℃）となるように定められた値である。
　さらに、制御装置が実行する制御処理では、上記の如く決定した制御信号および制御電圧を各種制御対象機器へ出力する。そして、貯湯タンク２０内に貯湯された給湯水の温度Ｔｔが、温度設定スイッチによって設定された目標加熱温度に近づくように、ヒートポンプサイクル１０を作動させる。
　その後、制御装置は、操作パネルの作動スイッチがＯＦＦされて暖房システム１の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、上述の検出信号および操作信号の読み込み→各種制御対象機器の制御状態の決定→各種制御対象機器への制御電圧および制御信号の出力といった制御ルーチンを繰り返す。
　従って、暖房システム１を作動させると、ヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒が、水－冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａへ流入し、水通路１２ｂを流通する給湯水へ放熱して冷却される。これにより、水通路１２ｂを流通する給湯水が加熱される。
　冷媒通路１２ａから流出した高圧冷媒は、電気式膨張弁１３へ流入して低圧冷媒となるまで減圧される。電気式膨張弁１３にて減圧された低圧冷媒は、蒸発器１４へ流入し、給気加熱ユニット３０の排気通風路３２から流出した排気から吸熱して蒸発する。蒸発器１４から流出した冷媒は、圧縮機１１へ吸入されて再び圧縮される。
　また、第１水循環回路２１では、第１水循環ポンプ２２から圧送された貯湯タンク２０の下方側の比較的低温の給湯水が、水－冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂを流通する際に加熱される。水－冷媒熱交換器１２にて加熱されて高温となった給湯水は、貯湯タンク２０の上方側へ貯留される。
　また、第２水循環回路３７では、第２水循環ポンプ３９が作動しているので、温水通路３８の上方側の温水出口から温水が流出する。この際、温水通路３８の温水出口から流出する温水は、貯湯タンク２０の上方側の比較的高い温度の給湯水によって加熱され、基準温度となるまで温度上昇する。
　そして、基準温度となるまで温度上昇した温水は、高温側ヒータコア３５へ流入して、換気熱交換器３４から流出した給気と熱交換して放熱する。これにより、換気熱交換器３４から流出した給気が室内の暖房を適切に実現可能な温度となるまで加熱される。
　つまり、高温側ヒータコア３５では、ヒートポンプサイクル１０の圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒によって給湯水を介して間接的に加熱された温水（熱媒体）を熱源として、換気熱交換器３４から流出した給気を加熱している。
　さらに、高温側ヒータコア３５にて給気に放熱して温度低下した温水は、低温側ヒータコア３６へ流入する。低温側ヒータコア３６へ流入した温水は、給気送風ファン３３ａから送風されて換気熱交換器３４へ流入する給気と熱交換して放熱する。これにより、換気熱交換器３４へ流入する給気が加熱される。低温側ヒータコア３６から流出した温水は、第２水循環ポンプ３９へ吸入されて、貯湯タンク２０内の下方側に配置された温水通路３８の温水入口側へ圧送される。
　ここで、温水通路３８を流通する温水のうち温水流れ上流側（温水入口側）の温水と熱交換する貯湯タンク２０の下方側の給湯水は、第１水循環ポンプ２２から水－冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂへ圧送されて、水－冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａ出口側の電気式膨張弁１３へ流入する冷媒と熱交換する。
　従って、低温側ヒータコア３６では、電気式膨張弁１３へ流入する冷媒と給湯水を介して間接的に熱交換する温水（熱媒体）の温度を低下させて、換気熱交換器３４へ流入する給気を加熱している。
　また、給気加熱ユニット３０では、給気送風ファン３３ａから送風された給気（外気）が低温側ヒータコア３６にて加熱され、換気熱交換器３４の給気通路へ流入する。換気熱交換器３４の給気通路へ流入した給気は、排気送風ファン３２ａから送風されて換気熱交換器３４の排気通路を流通する排気（内気）と熱交換する。
　換気熱交換器３４から流出した給気は、高温側ヒータコア３５にてさらに加熱されて、図示しないダクトを介して暖房対象空間である各室内へ送風される、一方、換気熱交換器３４から流出した排気は、排気通風路３２および図示しないダクトを介してヒートポンプサイクル１０の蒸発器１４側へ送風される。
　以上の如く、暖房システム１では、ヒートポンプサイクル１０の水－冷媒熱交換器２にて加熱された給湯水を貯湯タンク２０に貯留することができる。さらに、高温側ヒータコア３５にて加熱された給気を、暖房対象空間である各室内へ送風することによって、各室内の暖房を実現することができる。
　この際、高温側ヒータコア３５では、ヒートポンプサイクル１０にて発生した熱によって給湯水を介して間接的に加熱された熱媒体を熱源として、暖房対象空間へ取り入れられる給気を加熱しているので、給気を暖房対象空間の暖房に必要な程度の温度まで充分かつ容易に昇温させることができる。
　さらに、低温側ヒータコア３６にて、温水と換気熱交換器３４へ流入する給気とを熱交換させることによって、電気式膨張弁１３へ流入する冷媒と熱交換する給湯水の温度を低下させる。従って、電気式膨張弁１３へ流入する冷媒のエンタルピを低下させて、ヒートポンプサイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。
　つまり、第１実施形態の暖房システム１によれば、高温側ヒータコア３５および低温側ヒータコア３６の２つの加熱用熱交換器を備えていることによって、ヒートポンプサイクル１０のＣＯＰの低下を招くことなく、室外から暖房対象空間へ取り入れられる給気を充分に加熱することができる。
　また、暖房システム１の高温側ヒータコア３５では、給湯水によって加熱された温水を熱源として、換気熱交換器３４から流出した給気を加熱している。このような構成では、貯湯タンク２０内の給湯水の最高温度と、高温側ヒータコア３５へ流入する温水の最高温度とを異なる値とすることができる。
　従って、高温側ヒータコア３５にて加熱された給気の温度を、不必要に上昇させてしまうことなく、室内の暖房を適切に実現可能な温度に容易に調整することができる。さらに、貯湯タンク２０内に貯留された給湯水を、高温側ヒータコア３５あるいは低温側ヒータコア３６とは異なる温度帯の熱源を必要とする暖房用機器（あるいは加熱用機器）の熱源として用いることもできる。
　また、暖房システム１では、蒸発器１４にて冷媒と換気熱交換器３４から流出した排気とを熱交換させる。従って、排気の有する熱を冷媒に吸熱させて給湯水を加熱するために有効に活用することができる。延いては、排気の有する熱エネルギが室外に放出されてしまうことを抑制し、排気の有する熱エネルギを室内の暖房を行うために有効に活用することができる。
　なお、上述の説明では、室内の暖房を行う際の暖房システム１の作動について説明したが、室内の暖房を行うことなく給湯水を加熱するように作動させてもよい。この場合は、排気送風ファン３２ａ、給気送風ファン３３ａおよび第２水循環ポンプ３９の作動を停止させ、蒸発器１４では冷媒が外気から吸熱して蒸発するように作動させればよい。
　さらに、貯湯タンク２０内の給湯水が充分に加熱されて昇温されている場合は、給湯水の加熱を行うことなく室内の暖房を行ってもよい。この場合は、圧縮機１１、電気式膨張弁１３および第１水循環ポンプ２２の作動を停止させればよい。
（第２実施形態）
　第２実施形態では、第１実施形態に対して、図２の模式的な全体構成図に示すように、低温側ヒータコア３６の構成等を変更する。
　具体的には、低温側ヒータコア３６は、水－冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａから流出した冷媒と換気熱交換器３４へ流入する給気とを熱交換させる。また、高温側ヒータコア３５の温水出口側は、第２水循環ポンプ３９の吸入側に接続されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。
　従って、暖房システム１を作動させると、低温側ヒータコア３６にて、換気熱交換器３４へ流入する給気が、水－冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａから流出した冷媒によって加熱される。つまり、低温側ヒータコア３６では、水－冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａから流出して電気式膨張弁１３へ流入する冷媒の温度を低下させて、換気熱交換器３４へ流入する給気を加熱する。
　その結果、第２実施形態の暖房システム１によれば、第１実施形態と同様に、ヒートポンプサイクル１０のＣＯＰの低下を招くことなく、室外から暖房対象空間へ取り入れられる給気を充分に加熱することができる。
　さらに、第２実施形態の暖房システム１によれば、低温側ヒータコア３６にて、ヒートポンプサイクル１０の冷媒と給気とを直接的に熱交換させるので、給湯水や温水等の熱媒体を介して冷媒と給気とを熱交換させる場合に対して、電気式膨張弁１３へ流入する冷媒のエンタルピを効率的に低下させることができる。従って、ヒートポンプサイクル１０のＣＯＰを効率的に向上させることができる。
（第３実施形態）
　第３実施形態では、第１実施形態に対して、図３の模式的な全体構成図に示すように、第２水循環回路３７に太陽熱パネル４０を追加した例を説明する。
　具体的には、太陽熱パネル４０は、住宅用家屋の屋根等に配置されており、太陽熱を熱源として温水を加熱するものである。この太陽熱パネル４０では、晴天時等には温水を４０℃～５０℃程度まで昇温させることができる。さらに、太陽熱パネル４０は、第２水循環回路３７において、貯湯タンク２０内に配置された温水通路３８に対して並列的に接続されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。
　従って、暖房システム１を作動させると、第１実施形態と同様に、ヒートポンプサイクル１０のＣＯＰの低下を招くことなく、室外から暖房対象空間へ取り入れられる給気を充分に加熱することができる。
　さらに、暖房システム１では、太陽熱パネル４０を備えているので、太陽熱パネル４０にて、高温側ヒータコア３５へ流入する温水温度を基準温度以上となるまで昇温させることで、ヒートポンプサイクル１０の作動を停止させることができる。これにより、室内暖房のために消費されるエネルギを低減できる。
（第４実施形態）
　第４実施形態では、第１実施形態に対して、図４の模式的な全体構成図に示すように、第１水循環回路２１と第２水循環回路３７とを接続した例を説明する。従って、第２水循環回路３７では、第１水循環回路２１と同じ給湯水が循環する。
　具体的には、第１水循環回路２１の水－冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂの出口側（貯湯タンク２０の給湯水入口側）と第２水循環回路３７の温水通路３８の出口側（高温側ヒータコア３５の温水入口側）との間が接続されている。さらに、第２水循環回路３７の低温側ヒータコア３６の温水出口側（第２水循環ポンプ３９の吸入側）と第１水循環回路２１の貯湯タンク２０の給湯水入口側（第１水循環ポンプ２２の吸入側）との間が接続されている。
　これにより、暖房システム１では、第１水循環回路２１を循環する給湯水のうち、水－冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂから流出した給湯水が、貯湯タンク２０の上方側へ流入するだけでなく、第２水循環回路３７の温水通路３８から流出した給湯水に合流して高温側ヒータコア３５へ流入する。
　また、第２水循環回路３７を循環する給湯水のうち、低温側ヒータコア３６から流出した給湯水が、第２水循環ポンプ３９へ吸入されるだけでなく、第１水循環回路２１の貯湯タンク２０の下方側の給湯水出口から流出した給湯水に合流して第１水循環ポンプ２２へ吸入される。その他の構成は第１実施形態と同様である。
　第４実施形態のように暖房システム１を構成しても、第１実施形態と同様に、ヒートポンプサイクル１０のＣＯＰの低下を招くことなく、室外から暖房対象空間へ取り入れられる給気を充分に加熱することができる。
　さらに、高温側ヒータコア３５では、圧縮機１１から吐出された冷媒によって加熱された熱媒体（給湯水）を用いて、換気熱交換器３４から流出した給気を直接加熱することができる。従って、貯湯タンク２０内の給湯水の温度が低くなっていても室外から暖房対象空間へ取り入れられる給気を充分に加熱することができる。
　さらに、低温側ヒータコア３６では、電気式膨張弁１３へ流入する冷媒と熱交換する熱媒体（給湯水）の温度を直接低下させることができる。従って、電気式膨張弁１３へ流入する冷媒のエンタルピを効率的に低下させて、ヒートポンプサイクル１０のＣＯＰを効率的に向上させることができる。
（第５実施形態）
　第５実施形態では、第１実施形態に対して、図５の模式的な全体構成図に示すように、第２水循環回路３７に加熱器４１を配置した例を説明する。具体的には、この加熱器４１は、高温側ヒータコア３５から流出した温水を熱源として加熱対象物を加熱し、この加熱対象物を加熱することによって温度低下した温水を低温側ヒータコア３６の温水入口側へ流出させるものである。
　従って、加熱器４１としては、高温側ヒータコア３５よりも低い温度帯で、かつ、低温側ヒータコア３６よりも高い温度帯の熱源を必要とするものを採用することが望ましい。具体的には、このような加熱器４１としては、２０℃～４０℃程度の温度帯の熱源を必要とするパネルヒータやタオルウォーマ等を採用することができる。
　パネルヒータとは、壁内に蛇行状に延びる温水通路を配置し、この温水通路に温水を流通させることで、室内を暖房するヒータである。タオルウォーマとは洗面所等に蛇行状に延びる温水通路を配置し、この温水通路に温水を流通させることで、温水通路に掛けられたタオルや小型な洗濯物等を加熱して乾燥させるものである。
　従って、第５実施形態の暖房システム１を作動させると、第１実施形態と同様に、ヒートポンプサイクル１０のＣＯＰの低下を招くことなく、室外から暖房対象空間へ取り入れられる給気を充分に加熱することができる。さらに、加熱器４１により、温水の有する熱を有効に利用することができる。
（第６実施形態）
　第６実施形態では、第１実施形態に対して、図６に示すように、熱媒体循環回路５０を追加した例を説明する。この熱媒体循環回路５０は、第２温水（例えば、エチレングリコール水溶液）を循環させるものである。さらに、熱媒体循環回路５０には、第３水循環ポンプ５１、水－冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂおよび水－水熱交換器５２の第１水通路５２ａが配置されている。
　熱媒体循環回路５０を循環する第２温水は、ヒートポンプサイクル１０にて発生した熱を第１水循環回路２１を循環する給湯水へ移動させる熱媒体である。第３水循環ポンプ５１は、加熱用の熱媒体を水－冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂの入口側へ圧送する水圧送部であって、その基本的構成は、第１実施形態の第１、第２水循環ポンプ２２、３９と同様である。従って、第３水循環ポンプ５１は、制御装置から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御される。
　水－水熱交換器５２は、水－冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂから流出した第２温水を流通させる第１水通路５２ａと、第１水循環回路２１の第１水循環ポンプ２２から圧送された給湯水を流通させる第２水通路５２ｂとを有する。水－水熱交換器５２は、第１水通路５２ａを流通する第２温水と第２水通路５２ｂを流通する給湯水とを熱交換させる。この水－水熱交換器５２の基本的構成は、水－冷媒熱交換器１２と同様である。
　従って、第３水循環ポンプ５１を作動させると、加熱用の熱媒体は、第３水循環ポンプ５１の吐出口→水－冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂ→水－水熱交換器５２の第１水通路５２ａ→第３水循環ポンプ５１の吸入口の順に循環する。その他の構成は第１実施形態と同様である。
　次に、上記構成における暖房システム１の作動について説明する。暖房システム１の基本的作動は、第１実施形態と同様である。さらに、第３水循環ポンプ５１が予め定めた水圧送能力を発揮できるように、制御装置が第３水循環ポンプ５１へ出力される制御電圧を決定する。
　これにより、ヒートポンプサイクル１０では、第１実施形態と同様に、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒が、水－冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａへ流入し、水通路１２ｂを流通する第２温水へ放熱して冷却される。これにより、水通路１２ｂを流通する第２温水が加熱される。以降のヒートポンプサイクル１０の作動は第１実施形態と同様である。
　熱媒体循環回路５０では、水－冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂにて加熱された第２温水が、水－水熱交換器５２の第１水通路５２ａへ流入して、水－水熱交換器５２の第２水通路５２ｂを流通する給湯水へ放熱する。これにより、第２水通路５２ｂを流通する給湯水が加熱される。以降の第１、第２水循環回路２１、３７および給気加熱ユニット３０における作動は、第１実施形態と同様である。
　つまり、第６実施形態の暖房システム１では、ヒートポンプサイクル１０の圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒によって熱媒体循環回路５０を循環する第２温水を加熱し、加熱された第２温水によって第１水循環回路２１を循環する給湯水を加熱し、さらに、加熱された給湯水によって温水を加熱している。
　従って、高温側ヒータコア３５では、ヒートポンプサイクル１０の圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒によって、第２温水および給湯水を介して間接的に加熱された温水（熱媒体）を熱源として、換気熱交換器３４から流出した給気を加熱している。
　また、暖房システム１では、低温側ヒータコア３６にて給気を加熱することで温水の温度を低下させ、温度低下した温水によって貯湯タンク２０内の下方側の給湯水の温度を低下させ、さらに、温度低下した貯湯タンク２０内の下方側の給湯水によって第２温水の温度を低下させている。
　従って、低温側ヒータコア３６では、給湯水および第２温水を介して、電気式膨張弁１３へ流入する冷媒と間接的に熱交換する温水（熱媒体）の温度を低下させて、換気熱交換器３４へ流入する給気を加熱している。
　その結果、第６実施形態の暖房システム１では、第１実施形態と同様に、ヒートポンプサイクル１０のＣＯＰの低下を招くことなく、室外から暖房対象空間へ取り入れられる給気を充分に加熱することができる。
　さらに、暖房システム１は、ヒートポンプサイクル１０の冷媒と給湯水とを熱媒体循環回路５０の第２温水を介して間接的に熱交換させる構成となっているので、給湯水に冷媒が漏れてしまうことを防止することができる。従って、給湯水を飲料水として用いた際の安全性を向上させることができる。
（他の実施形態）
　本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
　（１）上述の第２実施形態では、低温側ヒータコア３６にて、ヒートポンプサイクル１０の冷媒と給気とを直接的に熱交換させる構成について説明したが、高温側ヒータコア３５にて、ヒートポンプサイクル１０の冷媒と給気とを直接的に熱交換させるようにしてもよい。
　具体的には、水－冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａから流出した冷媒を高温側ヒータコア３５へ流入させ、さらに、高温側ヒータコア３５から流出した冷媒を低温側ヒータコア３６へ流入させてもよい。
　これにより、高温側ヒータコア３５では、圧縮機１１から吐出された冷媒を熱源として換気熱交換器３４から流出した給気を加熱することができ、低温側ヒータコア３６では、電気式膨張弁１３へ流入する冷媒の温度を低下させて、換気熱交換器３４へ流入する給気を加熱することができる。
　さらに、高温側ヒータコア３５にて冷媒と給気とを直接的に熱交換させるので、給湯水や温水等の熱媒体を介して冷媒と給気とを熱交換させる場合に対して、換気熱交換器３４から流出した給気を効率的に加熱することができる。
　ヒートポンプサイクル１０を備える暖房システム１では、蒸発器１４に着霜が生じた際に、これを除霜する除霜運転を行うものがある。このような除霜運転としては、例えば、電気式膨張弁１３の絞り開度を全開とし、圧縮機１１から吐出された冷媒を蒸発器１４へ流入させる、いわゆるホットガスサイクルを構成する方法等が考えられる。
　しかしながら、除霜運転のために電気式膨張弁１３の絞り開度を全開としてしまうと、圧縮機１１から吐出される冷媒の温度が低下してしまうので、高温側ヒータコア３５へ圧縮機１１から吐出された冷媒を流入させても、換気熱交換器３４から流出した給気を充分に加熱することができなくなってしまうおそれがある。
　従って、高温側ヒータコア３５では、上述の実施形態で説明したように貯湯タンク２０内に貯留された給湯水を熱源として、換気熱交換器３４から流出した給気を加熱することが望ましい。
　さらに、高温側ヒータコア３５にて、貯湯タンク２０内に貯留された給湯水を熱源とする構成を採用した場合には、ヒートポンプサイクル１０が除霜運転を行っている場合やヒートポンプサイクル１０の停止時であっても、貯湯タンク２０に貯留された給湯水の温度を充分に昇温しておくことで、高温側ヒータコア３５にて換気熱交換器３４から流出した給気を連続的に加熱することができる。
　（２）上述の各実施形態では、蒸発器１４にて冷媒と換気熱交換器３４から流出した排気とを熱交換させる構成を採用しているが、蒸発器１４にて冷媒と外気とを熱交換させる構成を採用してもよい。これにより、給気加熱ユニット３０の排気通風路３２の下流側からヒートポンプサイクル１０の蒸発器１４側へ排気を導くダクトを廃止できる。
　（３）上述の各実施形態では、排気送風ファン３２ａを排気通風路３２の排気流れ最上流側に配置し、給気送風ファン３３ａを給気通風路３３の給気流れ最上流側に配置した例を説明したが、排気送風ファン３２ａおよび給気送風ファン３３ａの配置はこれに限定されない。
　例えば、排気送風ファン３２ａを排気通風路３２の排気流れ最上流側に配置し、給気送風ファン３３ａを給気通風路３３の給気流れ最下流側に配置してもよい。これにより、２つの送風ファンを室外側に配置することができ、室内のユーザに排気送風ファン３２ａおよび給気送風ファン３３ａの作動音が聞こえてしまうことを抑制できる。
　（４）上述の各実施形態では、換気熱交換器３４として伝熱性に優れる複数の金属板を積層配置することによって構成されて排気と給気との間で熱を交換する顕熱交換器として構成されたものを採用した。しかしながら、伝熱性および透湿性を有する材質で形成された板状部材を積層配置することによって構成された、いわゆる全熱交換器を採用してもよい。このような全熱交換器では、排気と給気との間で温度のみならず湿度の交換を行うこともできる。
　（５）上述の各実施形態は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。例えば、第２実施形態で説明した低温側ヒータコア３６の構成を、第６実施形態の暖房システム１に適用してもよい。また、第３実施形態で説明した太陽熱パネル４０を第４、第５実施形態の暖房システム１に適用してもよい。

Claims (6)

  1. 　冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）、および前記圧縮機（１１）にて昇圧された冷媒を減圧させる減圧器（１３）を有するヒートポンプサイクル（１０）と、
    　暖房対象空間から室外へ排出される排気と室外から暖房対象空間へ取り入れられる給気とを熱交換させる換気熱交換器（３４）と、
    　前記圧縮機（１１）から吐出された冷媒および前記圧縮機（１１）から吐出された冷媒によって加熱された熱媒体のうちいずれか一方を熱源として、前記換気熱交換器（３４）から流出した前記給気を加熱する高温側ヒータコア（３５）と、
    　前記減圧器（１３）へ流入する冷媒および前記減圧器（１３）へ流入する冷媒と熱交換する熱媒体のうちいずれか一方の温度を低下させて、前記換気熱交換器（３４）へ流入する前記給気を加熱する低温側ヒータコア（３６）とを備える暖房システム。
  2. 　前記ヒートポンプサイクル（１０）は、前記圧縮機（１１）から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させて、熱媒体を加熱する熱媒体－冷媒熱交換器（１２）を有し、
    　前記減圧器（１３）は、前記熱媒体－冷媒熱交換器（１２）から流出した冷媒を減圧させ、
    　前記高温側ヒータコア（３５）は、前記熱媒体－冷媒熱交換器（１２）にて加熱された熱媒体を熱源として、前記換気熱交換器（３４）から流出した前記給気を加熱する請求項１に記載の暖房システム。
  3. 　前記ヒートポンプサイクル（１０）は、前記圧縮機（１１）から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させて前記熱媒体を加熱する熱媒体－冷媒熱交換器（１２）を有し、
    　前記減圧器（１３）は、前記熱媒体－冷媒熱交換器（１２）から流出した冷媒を減圧させ、
    　前記低温側ヒータコア（３６）は、前記減圧器（１３）へ流入する冷媒と熱交換する熱媒体の温度を低下させて、前記換気熱交換器（３４）へ流入する前記給気を加熱する請求項１または２に記載の暖房システム。
  4. 　さらに、太陽熱を熱源として熱媒体を加熱する太陽熱パネル（４０）を備え、
    　前記高温側ヒータコア（３５）は、前記熱媒体－冷媒熱交換器（１２）にて加熱された熱媒体および前記太陽熱パネル（４０）にて加熱された熱媒体と前記換気熱交換器（３４）から流出した前記給気とを熱交換させる請求項２に記載の暖房システム。
  5. 　前記ヒートポンプサイクル（１０）は、前記減圧器（１３）にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１４）を有し、
    　前記蒸発器（１４）は、前記減圧器（１３）にて減圧された冷媒と前記換気熱交換器（３４）から流出した前記排気と熱交換させる請求項１ないし４のいずれか１つに記載の暖房システム。
  6. 　ヒートポンプサイクル（１０）にて加熱された熱媒体により加熱された熱媒体を貯留し、貯留された熱媒体を前記高温側ヒータコア（３５）へ供給するよう配置された貯湯タンク（２０）をさらに備え、
    　前記貯湯タンク（２０）内の熱媒体の最高温度と、前記高圧側ヒータコア（３５）へ流入する熱媒体の最高温度とが異なる請求項１ないし５のいずれか１つに記載の暖房システム。
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