JP5567948B2

JP5567948B2 - 熱源装置

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Publication number: JP5567948B2
Application number: JP2010196852A
Authority: JP
Inventors: 清福沢
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2030-09-02
Also published as: JP2012052752A

Description

本発明は、浴槽湯水の追い焚き循環路と暖房液体循環通路とを熱的に接続して形成される熱源装置に関するものである。

例えば床暖房に用いる温水マット等の暖房装置に温水等の液体を循環させる循環通路と、浴槽湯水の追い焚き循環通路とを熱的に接続してなる熱源装置が用いられている（例えば、特許文献１、参照）。

図２には、このような複合的な熱源装置の一例が示されている。この熱源装置は、給湯機能と風呂の追い焚き機能と暖房機能とを備えており、暖房装置１０（１０ａ〜１０ｃ）と浴槽２７とを熱的に接続して形成されている。同図において、暖房装置１０（１０ａ〜１０ｃ）に液体（例えば温水）を循環させる暖房用液体循環通路５は、器具ケース４２内に設けられた管路８９，９０，９１，９２，９３，９４，９５，９６，９７，９８，９９と、器具ケース４２の外部に設けられた管路４０，４１，４４，４５，５９とを有している。

管路４０は管路９７に接続され、管路４１，４４は液体合流手段１５と管路５９と介して管路９５に接続され、管路４５は液体分岐手段３７を介して管路９０に接続されている。管路４０，４１には、暖房装置１０ａの内部通路５１が接続され、管路４４，４５には、暖房装置１０ｂ，１０ｃの内部通路５２がそれぞれ接続されている。暖房装置１０ｂ，１０ｃは例えば温水マット等の低温暖房装置であり、暖房装置１０ａは予め定められる高温暖房設定温度（例えば８０℃）の液体が供給される、浴室暖房機等の高温暖房装置であり、暖房装置１０ａには熱動弁１２が設けられている。なお、液体分岐手段３７と液体合流手段１５には、必要に応じ、同図に示している他にも暖房装置を接続することができる。

暖房用液体循環通路５には、該暖房用液体循環通路５に液体を循環させる液体循環ポンプ６と、該液体循環ポンプ６の駆動により循環する液体を加熱する暖房用暖房熱用交換器２８（２８ａ，２８ｂ）が設けられている。暖房熱用交換器２８ａの液体導入側には管路９５が、液体導出側には管路９４がそれぞれ接続されており、暖房熱用交換器２８ｂの液体導入側には管路９１が、液体導出側には管路９２がそれぞれ接続されている。管路９２には、暖房高温サーミスタ３３が設けられており、暖房高温サーミスタ３３は、暖房熱用交換器２８ｂから出る液体の温度を検出する。

また、管路９１は、前記液体循環ポンプ６の吐出側に、管路９０と共に接続されており、管路９１には、暖房熱用交換器２８ｂに導入される液体の温度を検出する暖房低温サーミスタ３６が設けられている。また、液体循環ポンプ６の吸入口側には前記管路９３が接続されており、管路９３と管路９４との間にはシスターン装置１００が介設されている。シスターン装置１００のタンク容量は、例えば約１〜１．８リットルであり、シスターン装置１００は、大気導入通路５３を介して大気開放と成している。

暖房熱用交換器２８（２８ａ，２８ｂ）は、それぞれ、燃焼室２４内に設けられており、燃焼室２４には、暖房熱用交換器２８と共に、暖房熱用交換器２８を加熱するバーナ１６と、バーナ１６の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン１８とが設けられている。また、燃焼室２４と連通して燃焼室２５が設けられ、燃焼室２５内には、バーナ１７と、バーナ１７により加熱される給湯熱交換器２９（２９ａ，２９ｂ）と、バーナ１７の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン１９とが設けられている。

バーナ１６，１７には、それぞれのバーナ１６，１７に燃料を供給するガス管３１，３２が接続されている。これらのガス管３１，３２は、ガス管３０から分岐形成されており、ガス管３０には、ガス開閉弁８０が介設されている。また、ガス管３１には、ガス比例弁８６とガス開閉弁８１，８２が、ガス管３２には、ガス比例弁８７とガス開閉弁８３，８４，８５がそれぞれ介設されている。これらの弁８０〜８７はいずれも電磁弁により形成されており、ガス開閉弁８０〜８５は、対応するバーナ１６，１７への燃料供給・停止を制御し、ガス比例弁８６，８７は、対応するバーナ１６，１７への供給燃料量を弁開度でもって制御する。なお、バーナ１６，１７の燃焼制御は、図示されていない燃焼制御手段によって、適宜の制御方法により制御される。

前記給湯熱交換器２９ａの入口側には給水導入通路８８が設けられている。この給水導入通路８８は、接続通路５７と補給水電磁弁４６を介して、前記シスターン装置１００に接続され、前記暖房用液体循環通路５に接続されている。給水導入通路８８の入口側には、給水導入通路８８を流れる湯水の量を検出する流量センサ７３と入水温度を検出する入水温度センサ７４が設けられている。また、熱交換器２９ｂの出口側には給湯通路２６が設けられており、給湯通路２６の先端側は、適宜の給湯先に導かれている。給湯通路２６には、分岐通路７０と湯水経路切替弁５８を介して前記給水導入通路８８が接続されており、給湯通路２６には、分岐通路７０の分岐部よりも下流側に出湯湯温検出センサ１１３が設けられ、熱交換器２９側に出湯湯温検出センサ１１４が設けられている。

前記浴槽２７には、往管１４と戻り管１５を有する追い焚き循環通路１３が接続されており、この追い焚き循環通路１３は、熱交換手段としての液―液熱交換器７を介して、前記暖房用液体循環通路５と熱的に接続されている。なお、暖房用液体循環通路５の液―液熱交換器７を形成する管路８９には、液―液熱交換器７の入口に流量制御弁３８が設けられている。追い焚き循環通路１３には、浴槽湯水を循環させる浴槽湯水循環ポンプ２０が設けられ、液−液熱交換器７は、浴槽湯水循環ポンプ２０の駆動によって追い焚き循環路１３を循環する浴槽湯水を加熱する風呂熱交換器と成している。

また、追い焚き循環通路１３には、浴槽湯水の温度を検出する浴槽湯水温検出手段としての風呂温度センサ２１と、浴槽湯水の水位を検出する水位センサ２２と、追い焚き循環路１３の水流を検知する風呂水流スイッチ３４とが介設されている。浴槽湯水循環ポンプ２０の吸入口側に、戻り管１５の一端側が接続され、戻り管１５の他端側が循環金具５６を介して浴槽２７に連通接続されている。浴槽湯水循環ポンプ２０の吐出口側には、往管１４の一端側が接続され、往管１４の他端側は循環金具５６を介して浴槽２７に連通接続されている。

前記給湯通路２６には、分岐通路７０の形成部および出湯湯温検出センサ１１３の配設部よりも下流側に、管路５４を介して注湯水ユニット５５が接続されている。注湯水ユニット５５には風呂用注湯導入通路２３の一端側が接続され、風呂用注湯導入通路２３の他端側は、前記浴槽湯水循環ポンプ２０に接続されている。注湯水ユニット５５には、湯張り電磁弁４８、湯張り水量センサ４９、逆止弁５０ａ，５０ｂが設けられている。なお、熱交換器２９から給湯通路２６と管路５４、注湯水ユニット５５、風呂用注湯導入通路２３、浴槽湯水循環ポンプ２０、液−液熱交換器７、往管１４を順に通って浴槽２７に至るまでの通路によって、湯張りや注水を行うための湯張り注水通路が構成されている。また、図５の、図中、符号７５、７７は、ドレン排出通路を示し、符号７６は、ドレンを中和する中和手段を示す。

この熱源装置において、暖房装置１０の暖房運転を行うときには、バーナ１６によって暖房用熱交換器２８を加熱し、液体循環ポンプ６を駆動させることにより、暖房用液体循環通路５の液体を図３の矢印Ａ〜Ｇに示すように循環させる。つまり、管路９５から暖房用熱交換器２８ａに導入されて暖房用熱交換器２８ａで加熱された液体は、シスターン装置１００を通り、管路９３を通って液体循環ポンプ６に導入される。

そして、液体分岐手段３７の熱動弁３９が開いている状態においては、液体は液体循環ポンプ６の吐出側から管路９０側と管路９１側とにそれぞれ流れ、管路９０側に流れた液体は、管路９０，４５を順に通って暖房装置１０ｂ，１０ｃに導入される。また、液体循環ポンプ６の吐出側から管路９１側に導入された液体は、管路９１を通って暖房用熱交換器２８ｂに導入され、暖房用熱交換器２８ｂよりさらに加熱されて高温（例えば８０℃程度）とされた後、管路９２に導入される。

この管路９２を通った液体は、暖房装置１０ａの熱動弁１２が開いている状態においては、管路９７側と管路８９側とにそれぞれ流れ、管路８９側（液―液熱交換器７側）に流れた液体は、管路９６を通り、管路９５に戻る。また、管路９７側に流れた液体は、管路４０を通って暖房装置１０ａに導入される。そして、各暖房装置１０ａ〜１０ｃに導入された液体は、対応する管路４１，４４と液体合流手段１５を通り、管路９５に戻る。なお、熱動弁１２，３９が閉じている場合には、その熱動弁１２，３９に接続されている暖房装置１０側への液体の流れ（管路９０，４５を通しての暖房装置１０ｂ，１０ｃへの流れや管路９７，４０を通しての暖房装置１０ａへの流れ）は停止される。

また、例えば熱源装置に接続されたリモコン装置からの浴槽湯水の追い焚き指令を受けて、浴槽湯水循環ポンプ２０を駆動させて、暖房用液体循環通路５内の液体を液−液熱交換器７に通しながら循環させ、浴槽湯水循環ポンプ２０を駆動させて追い焚き循環通路１３内に浴槽湯水を図２の矢印Ｈに示すように循環させ、この浴槽湯水と暖房用液体循環通路５を通る液体とを液―液熱交換器７を介して熱交換することにより浴槽２７内の湯水の追い焚き動作を行うことができる。この追い焚き動作中には、高温暖房サーミスタ３３の温度が設定温度（例えば８０℃）となるようにバーナ１６の燃焼を行いながら、風呂温度センサ２１の検出温度が風呂設定温度となるまで、暖房用液体循環通路５内の液体と追い焚き循環通路１３内の浴槽湯水とをそれぞれ循環させる。なお、風呂温度センサ２１の検出温度が風呂設定温度となったら、バーナ１６の燃焼を停止し、液体循環ポンプ６と浴槽湯水循環ポンプ２０は、予め定められたポストポンプ時間経過後に停止する。

さらに、この熱源装置において、浴槽２７への湯張り（自動湯張り動作）を行うときには、バーナ１７の燃焼によって熱交換器２９を通る水を加熱し、前記湯張り注水通路を通して湯を浴槽２７に注ぐ。そして、この自動湯張り後、例えば４時間といった保温動作時間中には、風呂温度センサ２１の検出温度を取り込み、その検出温度が予め設定される風呂設定温度より予め定められている許容範囲を超えて低下したときには、前記の追い焚き動作を例えば３分間行い、風呂温度センサ２１の検出温度が前記風呂設定温度となるようにする保温モードの機能の動作が行われる。

特開平８―３５６７５号公報

ところで、前記のような熱源装置において、浴槽湯水の追い焚き動作時には、暖房用液体循環通路５内の液体を加熱して浴槽湯水温を風呂設定温度まで高めることが行われるが、暖房用液体循環通路５には、１〜１．８リットル程度の液体容量が大きいシスターン装置１００が設けられており、浴槽湯水温を風呂設定温度まで加熱することにより高められたシスターン装置１００内や暖房用循環通路５等には高温の液体が残され、追い焚き停止後に自然冷却されて外部に逃げてしまうため、熱の無駄が多かった。なお、以下、このような暖房用液体循環通路やシスターン装置内の保有熱量を含めて、シスターン装置の保有熱量やシスターン装置が保有する熱量というように表現している。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、熱エネルギーを極力無駄にせずに、風呂の追い焚き運転を行うことができる熱源装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、暖房装置に液体を循環させる暖房用液体循環通路と、浴槽に接続される追い焚き循環通路とを有して、該追い焚き循環通路は熱交換手段を介して前記暖房用液体循環通路に熱的に接続され、前記暖房用液体循環通路には、該暖房用液体循環通路に液体を循環させる液体循環ポンプと、該液体循環ポンプの駆動により循環する液体を加熱する暖房用熱交換器と、シスターン装置とが設けられ、前記追い焚き循環通路には、浴槽湯水を循環させる浴槽湯水循環ポンプと、前記浴槽湯水の温度を検出する浴槽湯水温検出手段とが設けられ、浴槽湯水の追い焚き指令を受けて前記暖房用熱交換器により前記暖房用液体循環通路内の液体を加熱しながら循環させると共に前記追い焚き循環通路を通して浴槽湯水を循環させることによって、該浴槽湯水と前記暖房用液体循環通路を循環する液体とを前記熱交換手段を介して熱交換し、前記浴槽湯水温検出手段の検出温度が予め設定される風呂設定温度よりも低い予め定められる追い焚き停止温度となったときに前記暖房用熱交換器の加熱を停止した状態で前記暖房用液体循環通路内の液体の循環と前記追い焚き循環通路内の浴槽湯水の循環とを継続させ、前記暖房用熱交換器の加熱停止時以降に前記シスターン装置が保有するシスターン保有熱量を利用して前記追い焚き停止温度から前記風呂設定温度までの浴槽湯水の加熱を行うシスターン熱利用追い焚き制御手段を有する構成をもって課題を解決する手段としている。

また、第２の発明は、前記第１の発明の構成に加え、前記浴槽湯水の水位を検出する水位検出手段と、シスターン装置に貯留される液体の温度を検出するシスターン内液体温度検出手段を有し、該シスターン内液体温度検出手段により検出される追い焚き動作中のシスターン内液体検出温度と前記シスターン装置の容量と風呂設定温度とに基づき、追い焚き動作における暖房用熱交換器の加熱停止時後に利用できる前記シスターン装置の保有熱量を算出する利用可保有熱量算出手段と、予め与えられる浴槽の水位と水量との関係データと前記水位検出手段により検出される追い焚き動作開始時の浴槽湯水の検出水位とに基づいて浴槽湯水の水量を推定する浴槽湯水量推定手段と、該浴槽湯水量推定手段により推定される水量と前記利用可保有熱量算出手段により算出した保有熱量と予め与えられる演算用データとに基づいて追い焚き停止温度を求める追い焚き停止温度算出手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、暖房装置に液体を循環させる暖房用液体循環通路と、浴槽に接続される追い焚き循環通路とを熱的に接続し、暖房用液体循環通路内の液体を暖房用熱交換器により加熱して、この液体と浴槽循環通路を通す浴槽湯水と熱交換することにより浴槽湯水の追い焚き動作を行うが、浴槽湯水温検出手段の検出温度が予め設定される風呂設定温度よりも低い予め定められる追い焚き停止温度となったときに、暖房用熱交換器の加熱を停止するので、その分だけ暖房熱交換器の加熱時間を短くできる。そして、暖房用熱交換器の停止状態で前記暖房用液体循環通路内の液体の循環と前記追い焚き循環通路内の浴槽湯水の循環とを継続させ、前記暖房用熱交換器の加熱停止時以降に前記シスターン装置が保有するシスターン保有熱量を利用して前記追い焚き停止温度から前記風呂設定温度までの浴槽湯水の加熱を行うことにより、シスターン装置の保有熱量を浴槽湯水の追い焚きに有効利用することができる。

つまり、従来のように浴槽湯水の追い焚き動作時に浴槽湯水温が風呂設定温度となるまで暖房用熱交換器により加熱すると、この加熱停止時にシスターン装置や循環通路が保有していた熱量は、追い焚き動作後に自然冷却により外部に逃げて無駄になってしまうが、追い焚き動作時に風呂設定温度よりも低い追い焚き停止温度までしか暖房用熱交換器による暖房用液体循環通路内の液体の加熱を行わないようにすると、その分だけ暖房用熱交換器を加熱するための熱量を小さくできるし、その後、シスターン装置の保有熱量を利用して暖房用液体循環通路内の液体を加熱することにより、シスターン装置の保有熱量を無駄に廃棄せずに、浴槽湯水の追い焚きに利用することができる。

また、シスターン内液体温度検出手段により検出される追い焚き動作中のシスターン内液体検出温度と、シスターン装置の容量と、風呂設定温度とに基づき、追い焚き動作における暖房用熱交換器の加熱停止時後に利用できる前記シスターン装置の保有熱量を算出し、予め与えられる浴槽の水位と水量との関係データと、浴槽湯水の水位を検出する水位検出手段により検出される追い焚き動作開始時の浴槽湯水の検出水位とに基づいて、浴槽湯水の水量を推定し、この推定水量と前記保有熱量の算出値と予め与えられる演算用データとに基づいて追い焚き停止温度を求めることにより、的確に追い焚き停止温度を求めることができ、その求めた温度に基づき、前記のように追い焚き動作を制御することにより、シスターン装置の保有熱量を適切に有効利用でき、浴槽湯水の追い焚き動作も適切に行うことができる。

本発明に係る熱源装置の一実施例の制御構成を示す説明図である。熱源装置のシステム構成例を模式的に示す説明図である。浴槽湯水の検出水位と水量との関係データ（Ｐ−Ｑデータ）の例を模式的に示すグラフである。実施例の熱源装置におけるシスターン装置の保有熱量を利用した追い焚き動作時の熱移動状態を説明するためのグラフである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。

本実施例の熱源装置のシステム構成は、図２に示した熱源装置と同様であり、本実施例の特徴的なことは、図１に示す特徴的な制御構成を有することである。つまり、本実施例では、制御装置１１内に、利用可熱量算出手段１、浴槽水量推定手段２、追い焚き停止温度算出手段３、メモリ部４、燃焼制御手段９が設けられており、燃焼制御手段９には、シスターン熱利用追い焚き制御手段８が設けられている。また、これらの手段１〜４，８，９は、熱源装置のリモコン装置６７，６８，６９に信号接続されている。

リモコン装置６７は風呂リモコン装置であり、リモコン装置６８は、高温暖房装置１０ａのリモコン装置であり、リモコン装置６９は、低温暖房装置１０ｂ，１０ｃのリモコン装置である。リモコン装置６７には、風呂設定温度入力操作部６３と追い焚きスイッチ６０と風呂自動スイッチ６４とが設けられ、リモコン装置６８には暖房運転スイッチ６５が、リモコン装置６９には暖房運転スイッチ６６がそれぞれ設けられている。

暖房運転スイッチ６５，６６は、対応する暖房装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃの運転のオンオフ動作指令を行うスイッチであり、暖房運転スイッチ６５，６６のオンオフ信号は、いずれも燃焼制御手段６２に加えられる。なお、暖房運転スイッチ６５がオンされると、暖房装置１０ａの熱動弁１２への通電が行われて所定時間（例えば１分）経過後に熱動弁１２が開き、暖房運転スイッチ６５がオフされると、前記熱動弁１２への通電が停止して所定時間（例えば２０秒）経過後に熱動弁１２が閉じる。また、暖房運転スイッチ６６がオンされると、燃焼制御手段６により熱動弁３７が開かれ、暖房運転スイッチ６６がオフされると、燃焼制御手段６により熱動弁３７が閉じられる。

燃焼制御手段９は、暖房運転スイッチ６５のオン信号を受けて、バーナ１６の燃焼制御および燃焼ファン１８の回転制御を行うと共に、液体循環ポンプ６を駆動させる。燃焼制御手段９は、高温暖房装置１０ａの運転を行うときには８０℃の液体を供給できるように（暖房高温サーミスタ３３の検出温度が８０℃となるように）バーナ１６の燃焼制御および燃焼ファン１８の回転制御等を行って、暖房用熱交換器２８ａ，２８ｂを加熱し、暖房用液体循環通路５を循環する液体を加熱する。加熱された液体は、暖房用熱交換器２８ｂから約８０℃で導出され、図２の矢印Ａに示すように管路９２を通り、流量制御弁３８の閉状態においては、図２の矢印Ｂに示すように、管路９７，４０を順に通って暖房装置１０ａに供給される。

暖房装置１０ａに供給された液体は、暖房装置１０ａの管路５１を通るときに放熱して、その温度が例えば６０℃程度に下がった状態で、矢印Ｂに示すように、管路４１，５９を通り、図２の矢印Ｃに示すように、管路９５を順に通って暖房用熱交換器２８ａに導入され、暖房用熱交換器２８ａによって加温される。この加温された液体は管路９４を通って導出され、図２の矢印Ｄに示すように、シスターン装置１００に導入され、シスターン装置１００を通った後に、図２の矢印Ｅに示すように、管路９３を通り、液体循環ポンプ６に導入される。その後、液体は、図２の矢印Ｆに示すように、管路９１を通って暖房用熱交換器２８ｂに導入され、暖房用熱交換器２８ｂによって加熱されて、前記と同様にして暖房用液体循環通路５を循環する。

なお、前記流量制御弁３８が開いている状態においては、管路９２を通った液体は、前記の如く、矢印Ｂに示したように暖房装置１０ａ側に導入されてから管路９５に導入される流れと、矢印Ｂ’に示すように、管路８９、液―液熱交換器７と管路９６を順に通って、管路９５に導入される流れとに分かれる。

また、燃焼制御手段９は、低温暖房装置１０ｂの運転を行うときには、通常、６０℃の液体を供給できるようにする。なお、このときも、バーナ１６の燃焼制御および燃焼ファン１８の回転制御等は、高温暖房装置１０ａの運転時と同様であり、暖房用熱交換器２８ｂからは適宜の温度（例えば約８０℃）の液体が導出されるが、燃焼制御手段９は、流量制御弁３８は開状態として、液体を、図２の矢印Ａ、Ｂ’、Ｃ、Ｄ、Ｅに示す順に通すことにより、管路９２、管路８９、液―液熱交換器７、管路９６、管路９５、暖房用熱交換器２８ａ、管路９４、シスターン装置１００、管路９３を順に通して、液体循環ポンプ６に導入するようにする。

そして、液体循環ポンプ６から吐出された液体が、熱動弁３７の開状態において、図２の矢印Ｇに示すように、管路９０，４５を通って低温暖房装置１０ｂ，１０ｃに導入されることで、暖房用熱交換器２８ｂから直接的に液体が導入されるよりも液体の温度が低くなる。低温暖房装置１０ｂ，１０ｃを通って放熱し、例えば４０℃以下の低温となった液体は、管路４４を通り、管路９５に導入され、前記と同様に、暖房用液体循環通路５を循環する。

なお、低温暖房装置１０ｂ，１０ｃに導入される液体の温度調節は、暖房低温サーミスタ３６の検出温度に基づき、燃焼制御手段９の制御によって行われるものである。つまり、暖房装置１０ｂ，１０ｃの通常運転時には、暖房低温サーミスタ３６の検出温度が例えば６０℃になるように、低温能力切替熱動弁４７の開弁量を調節し、管路９４からシスターン装置１００に導入される液体に、管路９２を通る高温の（暖房熱交換器２８ｂによって例えば８０℃に高められた）液体が、管路９９，９８を通して混合される。

また、低温暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転開始直後には、これらの低温暖房装置１０ｂ，１０ｃの内部通路５１，５２や管路４４，４５内の液体が冷えている状態であり、このように液体を冷たい状態から加熱する場合のホットダッシュ運転（コールドスタート）では、例えば１５分といった予め定められたホットダッシュ設定時間だけ、暖房低温サーミスタ３６の検出温度が例えば７０℃になるように低温能力切替熱動弁４７の開弁量の調節が行われ、管路９２を通る高温の液体が、管路９９，９８を通して混合される。

なお、低温暖房装置１０ｂ，１０ｃと高温暖房装置１０ａとが共に運転するときには、暖房用熱交換器２８ｂから約８０℃で液体が導出され、その液体が管路９２を通った後、矢印Ｂに示す方向と矢印Ｂ’に示す方向とに分かれて、それぞれ矢印Ｂ、Ｂ’に示すように通った後、管路９５に導入される。また、低温暖房装置１０ｂ，１０ｃのみが運転するときには、管路９２を通った後、矢印Ｂ’に示す方向に流れて管路９５に導入される。

図１に示した風呂設定温度入力操作部６３は、浴槽湯水の温度を設定する操作部であり、浴槽湯水温度は、例えば４０℃前後の適宜の値に設定される。設定された温度の情報は、燃焼制御手段９と利用可熱量算出手段１に加えられる。風呂自動スイッチ６４は、浴槽２７への自動湯張り動作のオンオフスイッチであり、風呂自動スイッチ６４のオンオフ信号は、いずれも燃焼制御手段９に加えられる。また、追い焚きスイッチ６０は、浴槽湯水の追い焚き単独動作のオンスイッチであり、追い焚きスイッチ６０のオン信号は、燃焼制御手段９に加えられる。なお、燃焼制御手段９により追い焚き動作が終了すると、追い焚きスイッチ６０は自動的にオフとなる。

燃焼制御手段９は、風呂自動スイッチ６４のオン信号が加えられると、従来例と同様に、バーナ１７の燃焼によって熱交換器２９を通る水を加熱し、前記湯張り注水通路を通して湯を浴槽２７に注ぐ。この際、例えば図３に示すような、予めメモリ部４に与えられている浴槽の水位（Ｐ）と水量（Ｑ）との関係データ（Ｐ−Ｑデータ）と、水位センサ２２により検出される検出水位とに基づき、浴槽の設定水位まで注湯する。また、風呂温度センサ２１により検出される浴槽湯水温が風呂設定温度よりも低いときには、風呂設定温度となるように、浴槽湯水の追い焚き動作を行う。なお、燃焼制御手段９は、追い焚きスイッチ６０のオン信号が加えられたときも、風呂温度センサ２１により検出される浴槽湯水温が風呂設定温度となるように、浴槽湯水の追い焚き動作を行う。

このように、浴槽湯水の追い焚き動作を行う際、本実施例では、以下のような特徴的な追い焚き動作が行われる。つまり、本実施例でも、追い焚き動作は、前記の如く暖房用液体循環路５内の液体を液−液熱交換器７に通しながら浴槽湯水循環ポンプ２０を駆動させ、暖房用液体循環通路５を循環する液体と追い焚き循環通路１３を通る湯水とを液―液熱交換器７を介して熱交換することにより浴槽２７内の湯水の追い焚き動作を行うが、その際、本実施例では、燃焼制御手段９のシスターン熱利用追い焚き制御手段８が、風呂温度センサ２１の検出温度が風呂設定温度よりも低い予め定められる追い焚き停止温度となったときにバーナ１６の燃焼を停止して暖房用熱交換器２８の加熱を停止する。

そして、暖房用熱交換器２８の加熱停止状態で、暖房用液体循環通路５内の液体の循環を継続させ（液体循環ポンプ６の駆動を継続させ）、追い焚き循環通路１３内の浴槽湯水の循環を継続させる（浴槽湯水循環ポンプ２０の駆動を継続させる）ことにより、暖房用熱交換器２８の加熱停止時以降にシスターン装置１００が保有するシスターン保有熱量を利用して、前記追い焚き停止温度から前記風呂設定温度までの浴槽湯水の加熱を行う。なお、前記追い焚き停止温度の設定方法は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであるが、本実施例では、利用可熱量算出手段１、浴槽水量推定手段２、追い焚き停止温度算出手段３の動作によって、以下のようにして設定される。

利用可保有熱量算出手段１は、シスターン装置１００内の液体の温度と、シスターン装置１００の容量と、風呂設定温度とに基づき、追い焚き動作における暖房用熱交換器２８の加熱停止時以降に利用できるシスターン装置１００の保有熱量を算出する。利用可保有熱量算出手段１は、追い焚き動作中の暖房低温サーミスタ３６の検出温度（Ｔｄ）を取り込み、その温度をシスターン装置１００に貯留される液体の温度として検出する。

また、シスターン装置１００の容量をＳ、風呂設定温度をＴｓ、暖房用液体循環通路５を循環する液体と追い焚き循環通路１３を循環する浴槽湯水とを液―液熱交換器７によって熱交換するために必要な温度差（暖房用液体循環通路５を循環する液体の温度を浴槽湯水温よりも高くしなければならない温度差）をＴｕとすると、追い焚き動作における暖房用熱交換器２８の加熱停止時以降に利用できるシスターン装置１００の保有熱量を、式（１）により求めることができる。

（Ｔｄ−Ｔｓ−Ｔｕ）×Ｓ・・・（１）

なお、Ｔｕは、例えば１０（℃）であり、一例として、暖房低温サーミスタ３６の検出温度Ｔｄが７０℃、シスターン装置１００の容量Ｓが１．５リットル、風呂設定温度Ｔｓが４０℃とすると、追い焚き動作における暖房用熱交換器２８の加熱停止時以降に利用できるシスターン装置１００の保有熱量は、３０（Ｋｃａｌ）となる。利用可保有熱量算出手段１は、この式（１）により求めた保有熱量値を追い焚き停止温度算出手段３に加える。

浴槽湯水量推定手段２は、メモリ部４に格納されている前記Ｐ−Ｑデータと水位センサ２２により検出される追い焚き動作開始時の浴槽湯水の検出水位とに基づいて、浴槽湯水の水量を推定し、推定される水量値を追い焚き停止温度算出手段３に加える。なお、浴槽２７内に人が入っている場合には、その分だけ水位センサ２２による浴槽水位の検出値が高くなり、その値に基づいて推定される浴槽湯水の水量が多くなってしまうので、浴槽湯水量推定手段２は、例えば、水位センサ２２の検出水位を時々刻々とまたは予め定められた時間間隔毎に取り込んでおき、追い焚き動作開始時の水位が、その前に取り込んでおいた水位値に比べ、予め定められた人の入浴検知のための許容範囲を超えて高くなっているときには、人が浴槽２７に入ったと判断し、その前に取り込んでおいた水位値を追い焚き動作開始時の浴槽湯水の検出水位として浴槽湯水の水量を推定する。

追い焚き停止温度算出手段３は、利用可熱量算出手段１により算出した熱量（保有熱量値）と、浴槽湯水量推定手段２により推定される水量と、予め与えられる演算用データとに基づいて追い焚き停止温度を求める。この演算用データとは、例えば、式（２）に示す演算式である。

追い焚き停止温度＝風呂設定温度−（保有熱量値）÷浴槽水量・・・（２）

一例として、浴槽湯水量推定手段２によって推定された水量値が１５０リットルとすると、前記の如く風呂設定温度を４０℃とした場合、追い焚き停止温度は、４０−３０÷１５０＝３９．８（℃）となる。図４には、シスターン装置１００の保有熱量を利用した追い焚き動作時の熱移動状態を説明するため、シスターン装置１００内の液体の温度低下例と浴槽湯水の追い焚き停止温度から風呂設定温度までの温度上昇例とが、模式的なグラフにより示されている。

なお、風呂の自動湯張り動作について、これまでに様々な態様が提案されており、本実施例において、前記特徴的な追い焚き動作以外の詳細な動作は、これまでに提案されているものや今後提案されるものも含めて、様々な態様が適用できる。

また、自動湯張り後、例えば４時間といった保温モードの機能の動作中には、燃焼制御手段９は、風呂温度センサ２１の検出温度を例えば予め定められている時間間隔毎に取り込み、その検出温度が予め設定される風呂設定温度より予め定められている許容範囲（例えば２℃）を超えて低下したときには、バーナ１６の燃焼制御を行って、暖房用熱交換器２８により暖房用液体循環通路５内の液体を加熱しながら循環させると共に、浴槽湯水循環ポンプ２０を駆動させ、追い焚き循環通路１３を通して浴槽湯水を循環させることによって、該浴槽湯水と暖房用液体循環通路５を循環する液体とを液−液熱交換器７を介して熱交換し、追い焚き動作を行う。

ただし、本実施例では、この際も、前記と同様に風呂温度センサ２１の検出温度が追い焚き停止温度となるまでバーナ１６による暖房用熱交換器２８の加熱を行い、その暖房用熱交換器２８の加熱停止状態で暖房用液体循環通路５内の液体の循環と追い焚き循環通路１３内の浴槽湯水の循環とを継続させ、暖房用熱交換器２８の加熱停止時以降にシスターン装置１００が保有するシスターン保有熱量を利用して、追い焚き停止温度から風呂設定温度までの浴槽湯水の加熱を行う。

なお、例えば、自動湯張り後に、保温モードの動作によって、表１に示す例のように３回追い焚き動作を行った場合に、各追い焚き動作時にそれぞれ、浴槽湯水温を高める温度に比例した分の熱量が必要とされ、その合計値は、表１の単位ＭＪ（メガジュール）をＫｃａｌ単位にすると、９８７Ｋｃａｌとなる。

この際、従来のように、シスターン装置１００内の液体の保有熱量を利用せず、追い焚き動作時に風呂設定温度となるまで暖房用熱交換器２８の加熱を行ったとすると、シスターン装置１００内の保有熱量の自然放熱によるロス（損失）は、表２に示すように９０Ｋｃａｌとなる。なお、表２において、シスターン初温度とは追い焚き動作中に検出される暖房低温サーミスタ３６の検出温度（Ｔｄ）であり、熱交換有効温度とは、風呂設定温度Ｔｓに前記温度差Ｔｕを加えた値（Ｔｓ＋Ｔｕ）であり、前記式（１）において、温度Ｔｄから差し引く値である。

したがって、この例においては、従来のように浴槽湯水温が風呂設定温度となるまで暖房用熱交換器２８を加熱した場合には、１−９８７／（９８７＋９０）≒０．０８４となり、約８．４％の熱エネルギーロス（無駄）が発生していたが、本実施例では、このロスをなくすことができる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば、前記実施例では、給湯機能と風呂の追い焚き機能と暖房機能とを備えた複合装置としたが、給湯機能を有していない装置としてもよい。

また、本発明の熱源装置は、例えば前記実施例で設けたガス燃焼を行うバーナの代わりに、石油燃焼用のバーナを設けてもよいし、電熱ヒータを設けてもよい。また、暖房用液体循環通路５内に循環させる液体は、水とは限らず、例えば不凍液等の他の液体としてもよい。

本発明の熱源装置は、浴槽湯水の追い焚き時の運転における熱エネルギーの無駄を少なくできるので、省エネ化が可能となり、例えば家庭用の熱源装置として利用できる。

１利用可熱量算出手段
２浴槽水量推定手段
３追い焚き停止温度算出手段
４メモリ部
５暖房用液体循環通路
６液体循環ポンプ
７液−液熱交換器
１０暖房装置
１１制御装置
１３追い焚き循環通路
１６，１７バーナ
２０浴槽湯水循環ポンプ
２１風呂温度センサ
２２水位センサ
２８暖房用熱交換器
３３暖房高温サーミスタ
３６暖房低温サーミスタ
６０追い焚きスイッチ
６１経路切り替え制御手段
６２燃焼制御手段
６３暖房運転スイッチ
６４風呂自動スイッチ
６５追い焚きスイッチ

Claims

暖房装置に液体を循環させる暖房用液体循環通路と、浴槽に接続される追い焚き循環通路とを有して、該追い焚き循環通路は熱交換手段を介して前記暖房用液体循環通路に熱的に接続され、前記暖房用液体循環通路には、該暖房用液体循環通路に液体を循環させる液体循環ポンプと、該液体循環ポンプの駆動により循環する液体を加熱する暖房用熱交換器と、シスターン装置とが設けられ、前記追い焚き循環通路には、浴槽湯水を循環させる浴槽湯水循環ポンプと、前記浴槽湯水の温度を検出する浴槽湯水温検出手段とが設けられ、浴槽湯水の追い焚き指令を受けて前記暖房用熱交換器により前記暖房用液体循環通路内の液体を加熱しながら循環させると共に前記追い焚き循環通路を通して浴槽湯水を循環させることによって、該浴槽湯水と前記暖房用液体循環通路を循環する液体とを前記熱交換手段を介して熱交換し、前記浴槽湯水温検出手段の検出温度が予め設定される風呂設定温度よりも低い予め定められる追い焚き停止温度となったときに前記暖房用熱交換器の加熱を停止した状態で前記暖房用液体循環通路内の液体の循環と前記追い焚き循環通路内の浴槽湯水の循環とを継続させ、前記暖房用熱交換器の加熱停止時以降に前記シスターン装置が保有するシスターン保有熱量を利用して前記追い焚き停止温度から前記風呂設定温度までの浴槽湯水の加熱を行うシスターン熱利用追い焚き制御手段を有することを特徴とする熱源装置。
浴槽湯水の水位を検出する水位検出手段と、シスターン装置に貯留される液体の温度を検出するシスターン内液体温度検出手段を有し、該シスターン内液体温度検出手段により検出される追い焚き動作中のシスターン内液体検出温度と前記シスターン装置の容量と風呂設定温度とに基づき、追い焚き動作における暖房用熱交換器の加熱停止時後に利用できる前記シスターン装置の保有熱量を算出する利用可保有熱量算出手段と、予め与えられる浴槽の水位と水量との関係データと前記水位検出手段により検出される追い焚き動作開始時の浴槽湯水の検出水位とに基づいて浴槽湯水の水量を推定する浴槽湯水量推定手段と、該浴槽湯水量推定手段により推定される水量と前記利用可保有熱量算出手段により算出した保有熱量と予め与えられる演算用データとに基づいて追い焚き停止温度を求める追い焚き停止温度算出手段を有することを特徴とする請求項１記載の熱源装置。