JP2004354013A

JP2004354013A - 給湯装置

Info

Publication number: JP2004354013A
Application number: JP2003154790A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Satou; 寿洋佐藤
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: JP4090946B2

Abstract

【課題】充分な給湯量を確保すると同時に、風呂の湯張りを短時間で行うことのできる給湯装置を提供する。
【課題を解決するための手段】風呂の湯張りと他の給湯経路への給湯を同時に行っていて、給湯経路への給湯量が不足した場合には、湯張りを中断して給湯経路に優先して給湯し、給湯量を確保する。湯張りの中断中に、既に浴槽に供給された温水を追焚きして、冷めることを防ぐ。これにより、湯張り終了後の追焚きが短時間で行うことができ、湯張りの所要時間を短縮することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、台所や洗面所やシャワー等の温水利用装置に給湯する給湯機能と、浴槽に温水を供給して浴槽を温水で満たす浴槽湯張り機能と、冷えた浴槽温水を再加熱する追焚き機能を備えた給湯装置に関する。特に、給湯経路の水圧が低いために、給湯運転と浴槽湯張り運転を同時に実行すると温水利用装置の蛇口を開けても充分な量の温水が供給されない事態の発生を防止するために、浴槽湯張り運転を一時的に停止して給湯運転を優先するタイプの給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】給湯機能と、浴槽湯張り機能と、追焚き機能を備えた給湯装置が知られている。このような給湯装置は、燃料を燃焼して水を加熱する燃焼バーナを備えており、給湯装置に供給された水を燃焼熱で加熱して温水にして給湯装置外に供給する。
給湯装置は、給湯経路によって温水利用装置に接続されており、温水利用装置の蛇口が開けられると給湯装置から給湯経路に温水が供給される。給湯装置は又浴槽湯張り経路によって浴槽に接続されており、給湯装置に浴槽湯張り運転を開始するように指令すると、給湯装置から浴槽湯張り経路に温水が供給される。累積供給量が予め設定されている設定量に達したときに浴槽湯張り経路への給湯を終了する。浴槽湯張り機能も、給湯機能の一種ということができるが、設定量に達するまで給湯を継続する点において、台所や洗面所やシャワーに給湯するのと事情を異にするために、浴槽湯張り機能と給湯機能は別のものであるとする。浴槽の温水が冷えると、追焚き運転が行われる。追焚き運転では、給湯装置に内蔵されているシスターン内の水を燃焼バーナで加熱して浴槽水を加熱する熱交換器を循環させて、浴槽温水を設定温度に再加熱する。
【０００３】
上記機能を有する給湯装置は、給湯機能と浴槽湯張り機能を同時に作動させることが可能である。しかしながら、給湯装置に水を供給する給水経路の圧力が低い場合に給湯運転と浴槽湯張り運転を同時に実施すると、温水利用装置の蛇口を大きく開いても充分な量の温水が給湯されないために温水利用装置の使い勝手が悪くなることがある。
【０００４】
省エネルギーのために、太陽熱や発電熱で加熱された温水を貯湯槽に貯湯し、貯湯しておいた温水を温水利用装置に供給する給湯システムが開発されている。そのシステムでは、貯湯槽に貯湯しておいた温水を使い切ってしまった場合を想定し、貯湯槽の温水を給湯装置を通過させてから温水利用装置に供給する。貯湯槽の温水温度が高ければ給湯装置で加熱しないで通過させ、貯湯槽の温水温度が低ければ給湯装置で加熱して温水を供給する。
大型貯湯槽の耐圧を高めることは困難であり、水道水圧力を直接に貯湯槽にかけると貯湯槽が水道水圧力に耐えられないことがある。そこで、水道水の給水路に減圧弁が取り付けられており、減圧された水道水が貯湯槽に供給される。このような場合、貯湯槽から給湯装置に給水する経路の水圧も減圧されており、給湯運転と浴槽湯張り運転を同時に実施すると、温水利用装置の蛇口を大きく開いても充分な量の温水が給湯されず、温水利用装置の使い勝手が悪くなる可能性が高い。
【０００５】
従来は、水圧が低いにもかかわらずに給湯運転と浴槽湯張り運転を同時に実行したために温水利用装置の蛇口を大きく開けても充分な量の温水が得られないという事態の発生を防ぐために、一定の条件が成立する場合には浴槽湯張り運転を停止している。特許文献１には、給湯経路と浴槽湯張り経路の流量を測定するセンサを設け、給湯経路と浴槽湯張り経路の両方に給湯しており、給湯経路に所定流量範囲内の流量しか給湯されていないときに、浴槽湯張り運転を停止する技術が開示されている。浴槽湯張り運転を停止すると、給湯運転のみが継続されることになり、温水利用装置で充分な給湯量が得られるようになる。
給湯経路の流量が所定流量範囲よりも少ない場合には温水利用装置が使用されていないものと見なせる（流量計には誤差があるために、実際には流れていないのに流量が検出されることがある。実際には流れていないのに検出されることがある流量以上が検出されれば、温水利用装置が使用されていることがわかり、それだけの流量が検出されなければ、温水利用装置が使用されていないことがわかる）ので浴槽湯張り運転を停止しない。
又、給湯経路の流量が所定流量範囲よりも多い場合には、温水利用装置に充分な量の給湯が行われているとみなすことができるので、この場合も浴槽湯張り運転を停止しない。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−０２６４０７号公報
【０００７】
特許文献１に開示されている技術では、給湯運転と浴槽湯張り運転が同時に行われているときには、給湯経路の流量を流量センサによって測定し、測定された給湯量が充分な量か不足しているかを判定している。給湯経路への給湯量が不足していると判定されれば浴槽への湯張り運転を停止し、給湯経路への給湯運転を優先して行うために、温水利用装置には常に充分な量の温水が供給され、利用者に不満を抱かせない。
給湯運転を優先している間は浴槽に湯張りされないが、台所や洗面所やシャワー等の温水利用装置の利用が終了すれば浴槽湯張り運転が再開される。浴槽湯張り運転の停止によって湯張り完了タイミングは遅れるが、温水利用装置で必要な湯量を確保するためには、湯張り完了タイミングが遅れてもやむを得ないとしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】給湯運転と浴槽湯張り運転を同時に実行するだけの湯量が確保されなければ、給湯運転を優先している浴槽湯張り運転を停止することもやむを得ない。しかしながら、浴槽湯張り運転を停止するだけで手をこまねいていれば、浴槽への湯張り完了タイミングは浴槽湯張り運転の停止期間だけ遅れてしまう。浴槽湯張り運転の停止中にそれまでに浴槽に貯められた浴槽温水の温度が低下すれば、浴槽湯張り運転の停止期間以上に湯張り完了タイミングが遅れてしまう。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、給湯運転と浴槽湯張り運転を同時に実行するだけの湯量が確保できない場合には浴槽湯張り運転を停止して給湯運転を優先させるとともに、浴槽湯張り運転の停止中でも実行できることを実行することによって、湯張り完了タイミングの遅れを短縮化する技術を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段と作用】本発明の給湯装置は、燃焼バーナとシスターンを内蔵し、供給された水を燃焼バーナで加熱して給湯経路に供給し、供給された水を燃焼バーナで加熱して浴槽湯張り経路に供給し、シスターン内の水を燃焼バーナで加熱して浴槽水を加熱する熱交換器を通過する追い焚き経路を循環させるタイプのものである。
本発明の給湯装置には、給湯経路の流量が第１所定値以上第２所定値以下のときに、浴槽湯張り経路を閉じ、追焚き経路を使用して浴槽水を設定温度に加熱するコントローラが用意されている。
第１所定値は、流量センサの誤差に起因して、給湯経路を温水が流れていないのに検出されることがある流量をわずかに上回る流量であり、第１所定値以上の流量が検出されれば温水利用装置が利用されていることがわかる。
第２所定値は、利用者が不便を感じない給湯量であり、第２所定値以上の流量が検出されれば温水利用装置の利用者に不満がないと判断することができる。
【００１１】
給湯経路の流量が第１所定値以上第２所定値以下であるときには、温水利用装置が使用されているものの、充分な量が給湯されていないということがわかる。この場合、コントローラは、浴槽湯張り経路を閉じて浴槽湯張り経路への温水の供給を停止する。浴槽湯張り経路に供給されていた温水は給湯経路に供給され、給湯経路の給湯量を高くすることができる。
コントローラは、浴槽湯張り運転を停止している間に、追焚き経路を利用して浴槽水を設定温度に加熱する。追焚き運転では、シスターン内の水を燃焼バーナで加熱して浴槽水を加熱する熱交換器を通過する追い焚き経路を循環させるために、水を消費しない。給湯経路の給湯量を減少させることはない。
通常の浴槽湯張り運転では、設定温度よりも低めの温水を浴槽に供給する。低めの温水が設定量だけ浴槽に供給された後に、追焚き運転を実施して浴槽水を設定温度に加熱する。追焚き運転をすると浴槽水の温度が均一化され、心地よい風呂となる。
浴槽湯張り運転の停止中に追焚き運転を実行するようにすると、浴槽湯張り運転が再開されて浴槽への給湯量が設定量に到達したときの浴槽温水の温度は、浴槽湯張り運転の停止中に追焚き運転を実行しない場合の温度よりも設定温度に近く、追焚きに要する時間を短縮することができる。その分、浴槽への湯張り完了タイミングが遅れる時間を短縮化することができる。
特に、浴槽湯張り運転の停止中にそれまでに浴槽に貯められた浴槽温水が冷やされる場合には、その効果が大きい。浴槽湯張り運転の停止中に追焚き運転を実行しない場合には、浴槽温水が冷やされるために、浴槽湯張り運転が再開されて浴槽への給湯量が設定量に到達したときの浴槽温水の温度は低い。これに反し、浴槽湯張り運転の停止中に追焚き運転を実行する場合には、浴槽温水が冷やされないために、浴槽湯張り運転が再開されて浴槽への給湯量が設定量に到達したときの浴槽温水の温度は高い。前者の場合には、設定温度にまで追焚くのに長時間を要し、後者の場合には、短時間の追焚き運転で設定温度にまで加熱することができる。
【００１２】
給湯経路の流量が第１所定値以上第２所定値以下のときに浴槽湯張り経路を閉じ、浴槽に浴槽水循環路を循環できるだけの水位があるときにのみ追焚き経路を使用して浴槽水を設定温度に加熱することが好ましい。
浴槽に浴槽水循環路を循環できるだけの水位がなければ、追焚き運転しないことから、熱交換器等が異常に昇温する事態の発生を防止することができる。
【００１３】
給湯経路に圧力センサが設けておくと、給湯経路の流量が第１所定値以上第２所定値以下であるというだけでなく、さらに給湯経路の圧力が第３所定値以下のときにのみ浴槽湯張り経路を閉じて給湯運転を優先させることができる。
【００１４】
給湯経路の流量に加えて給湯経路の圧力を判定に用いるようにすると、温水利用装置の利用者が少量の温水を必要とするために意図的に蛇口を少しだけ開いているために給湯量が少ないのか、あるいは、温水利用装置の利用者の意に反して流量が不足しているのかを判別できるようになる。前者であれば浴槽湯張り運転を停止しないで浴槽への湯張り運転を短時間で完了することができる。後者であれば、浴槽湯張り運転を停止して必要な給湯量が得られるようにしなければならない。
第３所定値は、蛇口を大きく開いたときに希望する量が給湯される圧力よりもわずかに高い圧力に設定されており、第３所定値以上の圧力が得られていれば、温水利用装置の利用者は不便を感じていないと判断することができ、第３所定値以下の圧力しか得られていなければ蛇口を大きく開けても希望する量の給湯が得られないと判断することができる。
本発明の給湯装置によれば、温水利用装置の利用者が少量の温水を必要とするために意図的に蛇口を少しだけ開いているために給湯量が少ない場合には、浴槽湯張り運転を停止しないで浴槽への湯張り運転を短時間で完了させることができる。水圧が低くて温水利用装置の利用者の意に反して流量が不足している場合には、浴槽湯張り運転を停止して必要な給湯量が得られるようにすると同時に、浴槽湯張り運転の停止中に追焚き運転を実行することによって、浴槽湯張り運転の完了タイミングの遅れを短くすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に説明する実施例の主要な特徴を次に列記する。
（形態１）給湯装置は、供給される水を加熱する給湯用バーナと、シスターン内の水を加熱する補助バーナとを備えている。
（形態２）給湯装置は、給湯装置に給水される流量を測定する流量センサと、給湯装置に給水される水圧を測定する圧力センサを備えている。
（形態３）給湯装置と温水利用装置を接続する給湯経路から、浴槽に湯張りする浴槽湯張り経路が分岐している。浴槽湯張り経路には流量センサが配置されている。
（形態４）給湯装置への給水量と浴槽湯張り経路への給水量の差から、給湯経路への給水量を計算する。
（形態５）給湯装置のコントローラは、温水が通過する経路を開閉する複数の弁と、弁の開閉を制御するマイクロコンピュータから構成される。給湯装置に給水する流量を測定する流量センサと、給湯装置に給水する水圧を測定する圧力センサと、浴槽湯張り経路の流量を測定する流量センサは、マイクロコンピュータに接続されており、測定された流量と圧力を入力する。
（形態６）シスターンから、補助バーナと、浴槽水と熱交換する熱交換器を経由してシスターンに戻る追焚き用循環路が設けられている。
（形態７）シスターンから、補助バーナと、高温の温水を必要とする暖房器を経由してシスターンに戻る高温暖房経路が設けられている。
（形態８）シスターンから、補助バーナをバイパスして、低温の温水を必要とする暖房器を経由してシスターンに戻る低温暖房経路が設けられている。
（形態９）給湯装置の上流に貯湯槽が設けられている。貯湯槽内の水は、熱回収経路を循環して貯湯槽に戻される間に、改質器を備える燃料電池式発電システムが発生する熱によって加熱される。加熱された温水が貯湯槽に貯えられる。
（形態１０）浴槽湯張り経路に供給される温水の温度は、設定温度よりも若干低く調整されている。浴槽への給湯量が予め設定された量に達した後に、浴槽水を設定温度まで加温する追焚きが行われる。
【００１６】
【実施例】本発明を、燃料電池式発電システムの熱を回収して加熱された温水を貯湯する貯湯槽の下流に設けられている給湯装置に適用した実施例を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施例）図１は、第１実施例に係わる給湯装置２を模式的に示している。給湯装置２は、給湯用バーナ４と、補助バーナ６と、シスターン８と、コントローラを備えている。コントローラは、給湯装置２から供給される温水が通過する経路に設けられた複数の弁３２，３４，３６，３８，４０，４４と、それらの弁の開閉を制御するマイクロコンピュータ６２から構成されており、給湯装置２から供給される温水が通過する経路と流量を制御する。
給湯装置２は、ミキシングユニット８６から供給された水を給湯用バーナ４で加熱して温水にする。温水は、給湯経路１０によって、洗面所や台所やシャワー等に代表される温水利用装置に供給される。温水利用装置は蛇口２０を有しており、蛇口２０を開けると温水が給湯される。給湯用バーナ４の上流に流量センサ２２と圧力センサ２６が配置されており、給湯装置２に給水される流量と水圧を測定する。
浴槽１６に温水を供給して湯張りをするために、給湯経路１０から浴槽湯張り経路１２が分岐している。浴槽湯張り経路１２には、閉じた状態と開いた状態に切り替え可能な湯張り弁３２と、流量センサ２４が配置されている。湯張り弁３２が開の状態となったときに、浴槽湯張り経路１２に温水が供給される。湯張り弁３２が閉の状態のとき、浴槽湯張り経路１２には温水が供給されない。
流量センサ２２、２４と圧力センサ２６は、マイクロコンピュータ６２に接続されており、測定された流量と水圧をマイクロコンピュータ６２に入力する。湯張り弁３２もマイクロコンピュータ６２に接続されており、マイクロコンピュータ６２の指令によって、開状態と閉状態の切り替えが行われる。
【００１７】
給湯装置２のシスターン８には、補助バーナ６を経由し、浴槽１６に蓄えられている浴槽水と熱交換する熱交換器１８を通過し、シスターン８に戻る追焚き用循環路１４が設けられている。この他に、高温暖房用循環路４６と低温暖房用循環路４８が設けられている。また、いずれの熱交換器も通過せずにシスターン８に戻るバイパス循環路５８も設けられている。
弁４０が追焚き用循環路１４に設けられている。弁４０はマイクロコンピュータ６２に接続されており、マイクロコンピュータ６２の指令によって追焚き用循環路１４の開閉を行うことができる。同様に、弁３４は高温暖房用循環路４６の開閉を行い、弁３６は低温暖房用循環路４８の開閉を行い、弁３８はバイパス循環路５８の開閉を行うことができる。追焚き用循環路１４と高温暖房用循環路４６と低温暖房用循環路４８の共通部にポンプ３０が設けられている。弁３４，３６，３８，４０は通常閉じられており、いずれかの弁が開けられると、ポンプ３０が稼働してシスターン８の水が開放された循環路のなかを循環する。
【００１８】
給湯装置２の上流に貯湯槽７２が設けられている。貯湯槽７２は、固体高分子型の燃料電池１０２と、燃料電池１０２に水素ガスを供給するために設けられている改質器１０４から出る熱で温められた温水を貯える。
貯湯槽７２には、水道水を給水する給水路８２と、底部から取水して上部に入水する熱回収用の水循環路７６が設けられている。貯湯槽７２は、水道水を直接導入すると、水道水の圧力によって変形や故障を起こす恐れがある。そこで、給水路８２には減圧弁８４が取り付けられており、給水圧が制限されている。貯湯槽７２内の水は、ポンプ７８によって水循環路７６の中を循環する。
燃料電池１０２は、発電時に熱を発生する。燃料電池１０２を通過する冷却水がポンプ１１４で冷却用循環路１１２を循環する。冷却用循環路１１２の冷却水と、水循環路７６を循環する水との間で熱交換する第１熱交換器１０８が設けられており、水循環路７６の水は第１熱交換器１０８で最初に温められる。
改質器１０４は、原料の炭酸水素系ガスから燃料電池の燃料となる水素ガスを得るために、バーナ１０６の燃焼熱で改質触媒を高温に保っており、このとき高温の燃焼排ガスが発生する。改質器１０４の燃焼排ガスと熱回収用の水循環路７６を循環する水との間で熱交換する第２熱交換器１１０が設けられており、水循環路７６の水は、第２熱交換器１１０でさらに温められて温水となり、貯湯槽７２に貯えられる。
貯湯槽７２内の水は底部が比較的低温で、上部は高温となっている。給湯装置２のシスターン８と貯湯槽７２の間には、シスターン８から取水して貯湯槽７２の上部を通過し、シスターン８の上部に戻る循環路７４が設けられている。循環路７４を循環するシスターン８の水は、貯湯槽７２を通過するときに温められて温水となる。また、貯湯槽７２には、高温の水を吐出するための吐出口が上部に設けられており、吐出された温水は、ミキシングユニット８６を経由して給湯装置２に供給される。貯湯槽７２から給湯装置２に供給される水の圧力は、貯湯槽７２に供給される水の圧力と同様に水道水よりも低くなっている。
【００１９】
ミキシングユニット８６は、貯湯槽７２から供給される温水と、低温の水道水を混合して適温に調整する。例えば、浴槽に湯張りするときの設定温度よりも高温の温水が貯湯槽７２に貯湯されていれば、適量の水道水と混合することによって湯張り設定温度に調整する。この場合、給湯装置２のバーナ４が利用されず、ミキシングユニット８６で調温された温水が、給湯装置２を通過して浴槽１６に供給される。給湯装置２のバーナ４で燃料を燃焼する必要がないことから省エネルギーが可能となる。貯湯槽７２に貯湯されている温水の温度が設定温度に満たなければ、給湯装置２のバーナ４で設定温度まで加熱して供給する。
【００２０】
マイクロコンピュータ６２に設定温度と設定湯量が設定され、マイクロコンピュータ６２に湯張り指令が入力されたときに、浴槽１６ヘの湯張り運転が開始される。湯張り指令を受けたマイクロコンピュータ６２は、湯張り弁３２を開放して給湯経路１０から浴槽湯張り経路１２を経て浴槽１６に至る経路を開放する。浴槽湯張り経路１２には、設定温度よりも若干低い温度で給湯される。マイクロコンピュータ６２は、流量センサ２４の値を積分することによって浴槽湯張り経路１２に給湯した給湯量の累積値を求め、この値を監視する。浴槽１６への累積給湯量が設定湯量に達すると給湯を終える。
【００２１】
浴槽湯張り運転中に、温水利用装置の蛇口２０が開けられると、浴槽１６と蛇口２０の双方に温水が供給される。給湯装置２には貯湯槽７２から給水されており、給水圧が水道水の圧力よりも低く抑えられている。このために蛇口２０を大きく開けても給湯量が増えず、温水利用装置の使い勝手が悪くなることがある。マイクロコンピュータ６２は、浴槽湯張り運転中、給湯経路１０の流量と水圧を監視し、給湯経路１０への給湯量が不足して温水利用装置の使い勝手が悪い場合には、浴槽湯張り経路１２を閉じて温水利用装置に対する給湯を優先する。
図２に、マイクロコンピュータ６２が実行する給湯量を制御する処理手順を示す。以下、図２のフローチャートに基づいて更に詳細に説明する。
【００２２】
本実施例では、流量に関する第１所定値と、流量に関する第２所定値と、水圧に関する第３所定値を利用する。これらの所定値は、マイクロコンピュータ６２に記憶されている。
第１所定値には、蛇口２０が開けられたときの給湯経路１０の流量の下限値が記憶されており、その値は毎分６リットルとなっている。給湯経路１０の流量が毎分６リットル以上であれば、温水利用装置の蛇口２０が開けられていることがわかる。給湯経路１０の流量が毎分６リットル以下であれば、流量センサの誤差によるものであり、温水利用装置の蛇口２０が開けられていないとしてもよい。
第２所定値には、温水利用装置が通常の状態で利用されるときの給湯経路１０の流量が記憶されており、毎分１２リットルとなっている。毎分１２リットル以上給湯されていれば、温水利用装置の利用者は不便を感じない。
第３所定値には、給湯経路１０で蛇口２０を大きく開くことによって充分な量の給湯が行われる水圧基準値が記憶されており、０．２５メガパスカルとなっている。
【００２３】
マイクロコンピュータ６２は、浴槽湯張り運転の開始指令を受けると、ステップＳ２で、湯張り弁３２を開けて浴槽湯張り経路１２に温水が供給されるようにする。浴槽湯張り経路１２に温水が供給されはじめると、マイクロコンピュータ６２は流量センサ２４が測定した流量を入力して積算する。ステップＳ４で、マイクロコンピュータ６２は、流量センサ２４の流量の積算値が予め設定されている設定水量に達したか否かを確認する。設定水量に満たない場合には、ステップＳ４がノーとなって湯張り運転が続けられ、マイクロコンピュータ６２は、浴槽１６への湯張り運転によって温水利用装置の蛇口２０に充分に給湯されない状態になっているかいないかの判定を開始する。
マイクロコンピュータ６２は、浴槽湯張り経路１２の分岐点よりも下流における給湯経路１０の流量を、流量センサ２２と流量センサ２４の差分から求める。この流量は、蛇口２０に給湯されている流量に対応する。図２のフローチャートでは、この流量を給湯経路１０の流量と称している。マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ６で、蛇口２０への給湯量と第１所定値（この場合毎分６リットル）を比較する。蛇口２０への給湯量が毎分６リットル未満のときは、蛇口２０のわずかな閉め忘れ若しくは流量センサ２２，２４の誤差の範囲内であって実際には給湯利用装置が利用されていないと考えられる。蛇口２０への給湯量が毎分６リットル未満のときは、ステップＳ６がノーとなって、マイクロコンピュータ６２による制御はステップＳ２に戻る。蛇口２０への給湯量が毎分６リットル以上のときは、蛇口２０が開けられており、温水が利用されていると考えられる。このときはステップＳ６がイエスとなって、マイクロコンピュータ６２の処理はステップＳ８にすすむ。
ステップＳ８で、マイクロコンピュータ６２は、蛇口２０への給湯量と第２所定値（この場合毎分１２リットル）を比較する。蛇口２０への給湯量が毎分１２リットルよりも多いときは、蛇口２０に必要充分な量の温水が供給されており、浴槽湯張り経路１２の流量を制限する必要はない。蛇口２０への給湯量が毎分１２リットルを超えるときは、ステップＳ８がノーとなって、マイクロコンピュータ６２による制御はステップＳ２に戻る。蛇口２０への給湯量が毎分１２リットル以下のときは、蛇口２０で温水が利用されており、しかもその流量が通常の使用量よりも少ないと考えられる。このときはステップＳ８がイエスとなって、マイクロコンピュータ６２は蛇口２０への給湯量が不足して使い勝手の悪い状況が発生しているか否かを判定するために、ステップＳ１０の処理をおこなう。
ステップＳ１０で、マイクロコンピュータ６２は、給湯経路１０の圧力センサ２６によって測定された水圧と第３所定値（この場合０．２５メガパスカル）を比較する。給湯経路１０の圧力が０．２５メガパスカル以上であれば、蛇口２０を大きく開ければそれに応じて給湯量を増加させることができる。給湯経路１０の水圧が０．２５メガパスカル以上あるにもかかわらずに流量が少ない場合は、温水利用装置の利用者が蛇口２０を絞って意図的に少量の温水を使用しているために流量が少なく、利用者は温水利用装置に使い勝手の悪さを感じていないと考えられる。従って、浴槽湯張り経路１２の流量を制限する必要はないと考えられる。給湯経路１０の水圧が０．２５メガパスカル以上のときは、ステップＳ１０がノーとなって、マイクロコンピュータ６２による処理はステップＳ２に戻り、浴槽湯張り経路１２への給湯がそのまま続けられる。
給湯経路１０の水圧が０．２５メガパスカル以下のときは、水圧が低いために蛇口２０が大きく開かれても給湯量が増えず、温水利用装置に使い勝手の悪い状況が発生しているといえる。このときには、ステップＳ１０がイエスとなって、マイクロコンピュータ６２は浴槽湯張り運転を停止して蛇口２０への給湯を優先する制御をおこなう。
【００２４】
ステップＳ６からステップＳ１０の判定が全てイエスとなり、温水利用装置の蛇口２０への給湯量が不足して使い勝手が悪くなっていることが明らかになると、マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ１２で湯張り弁３２を閉じて浴槽湯張り経路１２に行っていた給湯を停止し、蛇口２０に優先して温水を給湯する。蛇口２０の給湯量が増えることから使い勝手の悪さは解消する。
浴槽１６への湯張り運転が停止している間に、マイクロコンピュータ６２はステップＳ１４以降の処理を開始し、既に浴槽１６に貯えられている温水を追焚きして、浴槽水を設定温度にまで温める。追焚き運転は、浴槽水が浴槽１６と熱交換器１８の間に設けられている浴槽水循環路６０を循環できるだけの水位にまで到達している場合にだけ行われる（ステップＳ１４の判定）。浴槽１６の水位が低く、浴槽水循環路６０に設けられたポンプ２８を稼働させても浴槽水循環路６０を水が循環できない場合には、ステップＳ１４がノーとなって追焚きは行われず、マイクロコンピュータ６２の処理はステップＳ６に戻る。
浴槽１６の水位が、浴槽水循環路６０を循環できる量である場合には、ステップＳ１４がイエスとなって、マイクロコンピュータ６２は浴槽水の追焚き運転を開始する（ステップＳ１６）。
追焚きは、以下に述べるように行われる。追焚き運転が開始されると、マイクロコンピュータ６２は制御弁４０を開き、同時にポンプ２８を稼働させる。制御弁４０が開いたことでポンプ３０が稼働し、追焚き用循環路１４の中をシスターンの水が循環し、補助バーナ６で加熱されて温水となる。浴槽１６側では、浴槽水循環路６０の中を浴槽に貯えられた水が循環する。浴槽１６を出て浴槽水循環路６０を循環する水と、シスターン８を出て補助バーナ６で加熱された温水とは熱交換器１８で熱交換を行う。熱交換によって浴槽１６の温水は高温になり、追焚きされる。
浴槽水循環路６０には風呂サーミスタ４２が配置されており、測定した温度はマイクロコンピュータ６２に入力される。風呂サーミスタ４２で測定された浴槽水循環路６０の温水の温度が設定温度に達していない場合は、ステップＳ１８がノーとなるために、追焚きが続けられる。浴槽水循環路６０の温水が設定温度に達すると、ステップＳ１８がイエスとなって、ステップＳ２０で追焚きが終了する。
追焚きが完了すると、制御弁４０は閉じられ、ポンプ２８とポンプ３０は停止する。マイクロコンピュータ６２の処理はステップＳ６の判定作業に戻る。
【００２５】
マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ６からステップＳ１０の判定を定期的に行って、温水利用装置の蛇口２０への給湯量が不足して使い勝手が悪くなっているときにのみ浴槽１６への湯張り運転を停止し、蛇口２０に充分に給湯できるときには浴槽１６に対する湯張り運転を続行する。流量センサ２４で測定された流量の積算値が、設定水量に達すると、ステップＳ４はイエスとなり、ステップＳ２２に進んで湯張り弁３２が閉じられ、最後の追焚きが実施される（ステップＳ２４）。
ステップＳ２４でおこなわれる追焚きは、ステップＳ１６で行われた追焚きと同一の方法で行われる。浴槽１６へ給湯される温水の温度は設定温度よりも若干低い温度で行われるため、浴槽１６に設定水量だけ給湯されたときの浴槽水の温度は設定温度よりも若干低くなっている。この状態から浴槽水を循環させて追焚き運転することにより、浴槽水は均一な温度となり、心地よく入浴できる風呂となる。
浴槽１６の温水が追焚き運転によって所定温度まで温められると、ステップＳ２６がイエスとなって追焚きが完了し（ステップＳ２８）、浴槽湯張り運転が完了する。
【００２６】
図３に、給湯装置２が浴槽湯張り運転を開始してからの経過時間を横軸にとり、浴槽１６への給湯量（積算値）と浴槽水の温度を縦軸にとったグラフを示す。浴槽１６への湯張り運転では、マイクロコンピュータ６２に記憶されている設定温度よりも若干低い温度の温水が供給される。蛇口２０への給湯が優先されて湯張り運転が停止されたとき、浴槽１６の数位が浴槽循環路６０に達していると、追焚き運転が開始される。浴槽水は浴槽水循環路６０を循環し、シスターン８から供給される温水と熱交換器１８で熱交換して設定温度まで加熱される。
蛇口２０への給湯量が不足しなくなると、浴槽湯張り運転が再開される。再び設定温度よりも若干低い温度の温水が浴槽１６に供給されるので、浴槽１６内の温水の温度は、わずかに下がる。設定量の温水が浴槽１６に供給された後に、再び追焚き運転が行われて浴槽水が設定温度まで加熱される。浴槽水は湯張り運転が停止していた間に実行された追焚き運転によって、給湯温度よりも温められている。このために、湯張り運転の最後に浴槽水を設定温度に加熱するための追焚き時間が短くて済む。このため、湯張りに完了までの時間を短縮することができる。
【００２７】
シスターン８の温水は、浴槽水の追焚きだけではなく、浴室暖房機等の高温負荷５４と、床暖房等の低温負荷５６に熱を供給するためにも利用される。追焚き用循環路１４からは、高温暖房用経路４６が分岐しており、高温負荷５４に熱を供給するときには、制御弁３４が開かれ、補助バーナ６で温められたシスターン８の温水が高温暖房用経路４６を循環して熱交換器５０で高温負荷５４に熱を供給することができる。低温負荷５６に熱を供給するときには、制御弁３６が開かれ、低温暖房経路４８にシスターン８の温水が循環して熱交換器５２で低温負荷５６に熱を供給する。シスターン８の温水の温度が低くなりすぎて、低温負荷５６に熱を供給できなくなったときには制御弁３８が開けられ、シスターン８と補助バーナ６の間を循環するバイパス循環路５８が連通する。補助バーナ６が点火されて、バイパス循環路５８を循環するシスターン８の温水を適温まで温める。低温暖房経路４８が利用される場合、三方弁４４を切り替えることで、貯湯槽７２を通過する循環路７４を循環するように切り替えることもできる。この場合には、低温暖房経路４８を循環する温水が貯湯槽７２の温水で加熱される。貯湯槽７２の温水温度が低くて低温暖房経路４８を循環する温水温度が高い状態で暖房運転を停止するときに循環路７４を利用すると、低温暖房経路４８を循環する温水のエネルギーを貯湯槽７２に回収することができる。
【００２８】
本実施例の給湯装置２によると、浴槽１６への湯張り運転と温水利用装置の蛇口２０への給湯運転が同時に行われるときに、給湯経路１０の流量と水圧を測定し、流量と水圧をそれぞれの所定値と比較することで、蛇口２０への給湯量が充分に確保できる状態であるか否かの判定を行う。流量に加えて給湯経路１０の水圧も考慮することにより、温水利用装置の実際の使用状況を反映した判定が可能となり、本当に必要な場合にだけ浴槽湯張り経路１２を閉じて蛇口２０に優先的に給湯することができる。従来よりも湯張り運転を停止する頻度を少なくすることができるために、従来と同様に温水利用装置を使用していても、より短時間で浴槽１６に湯張りを行うことができるようになる。
また、本発明の給湯装置２は、浴槽湯張り運転が停止している間に、浴槽水の追焚き運転を行う。通常の浴槽湯張り運転では、設定温度よりも低めの温水を供給し、最後に追焚きして湯張り運転を完了する。湯張り運転の停止中に追焚き運転を行うと、浴槽水は給湯温度よりも温められており、浴槽水を設定温度に加熱するための追焚き時間が短くて済む。このため、湯張りに要する時間を短縮することができる。
【００２９】
（第２実施例）第１実施例では、ステップＳ６とＳ８がイエスとなるだけでなく、ステップＳ１０までイエスとなって始めて湯張り弁３２を閉じる。これに対して図６の処理手順図に示すように、ステップＳ１０を省略してもよい。この場合には、特開平１０−０２６４０７号公報と同様に、温水利用装置の利用者が少量の温水を必要とするために意図的に蛇口を少しだけ開いているために給湯量が少ないのか、あるいは、水圧が低くて温水利用装置の利用者の意に反して流量が不足しているのかを区別しない。給湯運転と浴槽湯張り運転を同時に実行しており、給湯経路に充分な量の温水が供給されていなければ、一律に浴槽湯張り運転を一時的に停止して給湯運転を優先させる。
この場合でも、浴槽湯張り運転の停止中に追焚き運転を実行することが有用であり、浴槽湯張り運転の停止中に追焚き運転を実行することによって、浴槽湯張り運転の完了タイミングを早めることができる。
【００３０】
（第３実施例）この実施例では、図１に示した浴槽湯張り弁３２の開放量が多段階に調整可能であり、浴槽湯張り経路１２ヘの流量を他段階で調整できる。マイクロコンピュータ６２は、浴槽湯張り弁３２の開放量を指定して、浴槽湯張り経路１２の流量を調整する。
【００３１】
本実施例の温水利用装置では、給湯経路１０の水圧が０．２５メガパスカルを下回った場合でも、直ちに使い勝手が悪くなることはない。しかし、水圧が０．２５メガパスカルからさらに下がると、使用者に不満感を与える可能性が高まる。そこで、給湯経路１０の水圧が０．２５メガパスカル以下になった場合には、浴槽湯張り経路１２に設けられている湯張り弁３２を段階的に絞って浴槽湯張り経路１２の流量を制限して蛇口２０に給湯可能な量を増やし、温水利用装置の使い勝手が悪くなることを予防する。
【００３２】
第３実施例の処理手順を図４に示す。以下では、図２と相違する点のみを説明する。図２と同一処理については同一のステップ番号を付することで重複説明を省略する。
マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ６とＳ８とＳ１０で、蛇口２０が大きく開けられているのに不十分な湯量しか給湯されない危険性があるか否かを判別する。
蛇口２０への給湯量が毎分６リットル未満で蛇口２０が利用されていないのと同視できるときは、ステップＳ６がノーとなって、マイクロコンピュータ６２はステップＳ３６の判定を行う。ここでは、湯張りが開始されたばかりで湯張り弁３２は全開であるので、ステップＳ３６はイエスとなって、マイクロコンピュータ６２の処理はステップＳ４に戻る。
蛇口２０への給湯量が毎分１２リットルよりも多いときは、ステップＳ８がノーとなり、マイクロコンピュータ６２の処理はステップＳ４に戻る。
蛇口２０への給湯量が毎分６リットル以上で１２リットル以下のときは、ステップＳ６とステップＳ３が共にイエスとなって、マイクロコンピュータ６２は蛇口２０への給湯量が不足して必要な流量が得られていない状況が発生しているか否かを判定する処理にさらに進める。ステップＳ１０で、マイクロコンピュータ６２は、給湯経路１０の圧力センサ２６によって測定された水圧と第３所定値を比較する。測定された給湯経路１０の圧力が第３所定値以上であれば、蛇口２０を開ければ充分な給湯量が得られるので、浴槽湯張り経路１２の流量を制限する必要はない。このときステップＳ１０はノーとなり、マイクロコンピュータ６２による制御はステップＳ４に戻り、湯張り弁３２が開かれた状態で浴槽湯張り経路１２への給湯がそのまま続けられる。給湯経路１０の水圧が０．２５メガパスカル以下のときは、それよりも水圧が下がると蛇口２０を大きく開いても給湯量が増えず、温水利用装置の使い勝手の悪い状況が発生する恐れがある。このときには、ステップＳ１０がイエスとなり、マイクロコンピュータ６２は湯張り量を制限して蛇口２０への給湯を優先するステップＳ３２以下の処理を開始する。
【００３３】
マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ３２で、湯張り弁３２を一段階だけ絞る。これまで浴槽湯張り経路１２に給湯していた量を一段階分だけ減らし、その分の温水を蛇口２０に給湯する。
次に、マイクロコンピュータ６２はステップＳ３４で、湯張り弁３２が先の絞り操作（ステップＳ３２）で浴槽湯張り経路１２を完全に閉じたか否かを判定する。湯張り弁３２がまだ開いており、浴槽湯張り経路１２に給湯が行われている場合には、ステップＳ３４がノーとなって、マイクロコンピュータ６２の制御はステップＳ４に戻り、浴槽１６への給湯量を確認する。浴槽１６への給湯量が所定量に達しておらず、蛇口２０が閉められていなければ、ステップＳ８に進み、蛇口２０への給湯量が充分となったか否かの判定を再び行う。ここで、先に行われたステップＳ３２の湯張り弁３２の絞り操作によっても蛇口２０に対する給湯量が不充分な場合には、ステップＳ８の判定が再び全てイエスとなるので、ステップＳ３２の処理が繰り返されて、マイクロコンピュータ６２は更に湯張り弁３２を絞る。もしも、先の絞り操作で蛇口２０への給湯量が充分得られた場合（ステップＳ８でノーとなる場合）、もしくは給湯経路の圧力が高まった場合（ステップＳ１０でノーとなる場合）、あるいは、蛇口２０への給湯が必要なくなった場合（ステップＳ６でノーとなる場合）には、ステップＳ６からステップＳ１０のいずれかの判定がノーとなるので、マイクロコンピュータ６２はステップＳ３６の判定を行う。湯張り弁３２は少々絞られた状態となっており全開ではないので、ステップＳ６２はノーとなる。この場合には、ステップＳ３８で湯張り弁３２が一段階開けられる。給湯経路１０に給湯するのに不足しない範囲で湯張り量が増やされ、湯張り運転が続けられ、マイクロコンピュータ６２の処理はステップＳ４に戻る。
【００３４】
ステップＳ３２の湯張り弁３２の絞り操作が繰り返されると、浴槽湯張り経路１２が全て閉じられて浴槽１６への湯張りが停止する。湯張りが停止した場合にはステップＳ３４がイエスとなり、マイクロコンピュータ６２は既に浴槽１６に貯えられた温水の水位をステップＳ１４で確認し、浴槽水循環路６０を循環できる水位が貯められている場合は、ステップＳ１６からステップＳ２０で浴槽水の追焚きを実行する。追焚きが終了すると、マイクロコンピュータ６２の処理はステップＳ６の判定作業に戻る。
浴槽１６の水位が低く、浴槽水循環路６０を浴槽水が循環できない場合には、ステップＳ１４がノーとなって追焚きは行われず、マイクロコンピュータ６２の処理はステップＳ６の判定作業にもどる。
湯張り弁３２が全閉のときに、マイクロコンピュータ６２がステップＳ６からステップＳ１０の判定処理を行っていずれかの判定がノーとなった場合には、さらにステップＳ３６の判定が行われる。湯張り弁３２が全閉であるので結果はノーとなる。マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ３８で、湯張り弁３２を一段階開き、浴槽１６への湯張り運転が再開される。給湯経路１０の給湯量が不足しない範囲でステップＳ３８が繰返され、浴槽湯張り流量が増やされていく。
【００３５】
流量センサ２４の測定した流量の積算値が、浴槽１６への指定された水位に対応する給湯量に達すると、ステップＳ４がイエスとなり、ステップＳ２２で湯張り弁３２が閉じられ、ステップ２４からステップ２８の追焚き運転が実施される。浴槽水は設定温度で均質化され、湯張り運転が完了する。
【００３６】
本実施例の給湯装置は、給湯経路１０の水圧が第３所定量以下になった場合に浴槽湯張り経路１２に設けられている湯張り弁３２を一挙に閉じるのではなく、段階的に流量を絞って湯張りを継続している。浴槽湯張り経路１２の流量を段階的に制限して、給湯経路１０の蛇口２０に給湯できる量を段階的に増やし、温水利用装置の使い勝手が悪くなることを予防できるとともに、湯張り運転が継続されることで、湯張りに要する時間を一層短縮することができる。
【００３７】
（第４実施例）本実施例に係わる給湯装置のマイクロコンピュータ６２は、第１所定値と第２所定値と第３所定値に加えて、第４所定値を記憶している。第４所定値は、蛇口２０に正常に給湯できる水圧の下限値であって、給湯経路１０の水圧がこの値を下回ると、蛇口２０を大きく開いても給湯量が増加せず、使い勝手が悪くなる。本実施例では、第４所定値は０．２メガパスカルに設定されている。マイクロコンピュータ６２は、第４所定値を蛇口２０への給湯量が充分か否かの判定に利用する。
【００３８】
第４実施例のマイクロコンピュータ６２が行う給湯の制御処理のフローチャートを図５に示す。以下では、第３実施例と相違する部分のみを説明する。
圧力センサ２６で測定される給湯経路１０の圧力が第３所定値の０．２５メガパスカル以下となっている場合には（ステップＳ１０）、さらに、給湯経路１０の圧力が第４所定値の０．２０メガパスカル以下となっていないかを判定する（ステップＳ４０）。給湯経路１０の圧力が第４所定値（０．２０メガパスカル）以下の場合にはステップ４０がイエスとなる。このとき蛇口２０は使い勝手の悪い状態となっているので、ステップ４２で浴槽湯張り弁３２が閉じられる。給湯経路１０の圧力が第４所定値（０．２０メガパスカル）よりも高い場合にはステップＳ４０がノーとなる。このとき蛇口２０は使い勝手が悪くなる恐れがあるものの、直ちに湯張りを停止する必要はないために、マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ３２で湯張り弁３２を一段階絞る。これまで浴槽湯張り経路１２に給湯していた量を減らして、その分の温水を蛇口２０に給湯する。
マイクロコンピュータ６２は、湯張りが行われている期間に亘って、流量センサ２２，２４と圧力センサ２６から入力される給湯経路１０の流量と水圧のデータを用いて、ステップＳ４からステップＳ４０の判定処理を繰り返し行う。給湯経路１０の流量が毎分６リットル以上毎分１２リットル以下で給湯経路の圧力が０．２５メガパスカル以下となったときには、マイクロコンピュータ６２が湯張り弁３２の絞り量を調整して浴槽湯張り経路１２の流量を減らすので、給湯経路１０の圧力を常に０．２メガパスカル以上に維持することができる。この結果、蛇口２０に常に安定した給湯を行うことができる。
【００３９】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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。例えば、実施例の流量センサと圧力センサは、給湯用バーナの上流に配置されているが、給湯用バーナの下流に配置されても良く、また給湯経路から浴槽湯張り経路が分岐した点よりも下流で温水利用装置の蛇口の手前に配置されてもよい。実施例では給湯装置が給湯用バーナと補助バーナの２つを備える構成について説明したが、燃焼バーナが１つであり、給湯される水の加熱とシスターンに貯められた水の加熱を同一のバーナで行う構成とすることも可能である。湯張り弁の開閉量の調整は、段階的に絞りを行うだけでなく、マイクロコンピュータ６２の制御によって給湯経路の流量に連動した開閉操作を行うことも可能である。
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み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。
【００４０】
【発明の効果】以上のように、本願発明の給湯装置によると、浴槽湯張り運転が停止されている間に、浴槽に既に貯められている温水を所定温度まで追焚きすることで、湯張り終了後の追焚き運転を短時間で行うことができ、浴槽への湯張完了タイミングの遅れを短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の給湯装置の構成を模式的に示す図。
【図２】実施例１のコントローラによる制御手順を示す図。
【図３】実施例１の浴槽に供給された湯量と湯温と経過時間の関係を示す図。
【図４】実施例３のコントローラによる制御手順を示す図。
【図５】実施例４のコントローラによる制御手順を示す図。
【図６】実施例２のコントローラによる制御手順を示す図。
【符号の説明】
２：給湯装置
４：給湯用バーナ
６：補助バーナ
８：シスターン
１０：給湯経路
１２：浴槽湯張り経路
１４：追焚き用循環路
１６：浴槽
１８，５０，５２，１０８，１１０：熱交換器
２０：蛇口
２２，２４：流量センサ
２６：圧力センサ
３２：湯張り弁
３４，３６，３８，４０：制御弁
７２：貯湯槽
８４：減圧弁
１０２：燃料電池
１０４：改質器

Claims

燃焼バーナとシスターンを内蔵し、供給された水を燃焼バーナで加熱して給湯経路に供給し、供給された水を燃焼バーナで加熱して浴槽湯張り経路に供給し、シスターン内の水を燃焼バーナで加熱して浴槽水を加熱する熱交換器を通過する追焚き経路を循環させる給湯装置であって、
前記給湯経路の流量が第１所定値以上第２所定値以下のときに、浴槽湯張り経路を閉じ、追焚き経路を使用して浴槽水を設定温度に加熱するコントローラを備えていることを特徴とする給湯装置。
前記コントローラが、前記給湯経路の流量が第１所定値以上第２所定値以下のときに前記浴槽湯張り経路を閉じ、浴槽に浴槽水循環路を循環できるだけの水位があるときにのみ前記追焚き経路を使用して浴槽水を設定温度に加熱することを特徴とする請求項１の給湯装置。
前記給湯経路に圧力センサが設けられており、
前記コントローラが、前記給湯経路の流量が第１所定値以上第２所定値以下で前記給湯経路の圧力が第３所定値以下のときに前記浴槽湯張り経路を閉じ、浴槽に浴槽水循環路を循環できるだけの水位があるときにのみ前記追焚き経路を使用して浴槽水を設定温度に加熱することを特徴とする請求項１の給湯装置。