JP2007107823A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給湯用熱交換器と潜熱回収用熱交換器の組み合わせで給湯と暖房と風呂を単一の熱源とし、器具の小型化・軽量化・高効率化を図る。
【解決手段】給湯用熱交換器１５と、潜熱回収用熱交換器１６とを備え、前記給湯用熱交換器１５と潜熱回収用熱交換器１６を直列に接続して、給水路１から潜熱回収用熱交換器１６を通り給湯用熱交換器１５を経て出湯路３に至る給湯回路を形成するとともに、前記出湯路３から分岐し循環ポンプ１７、開閉弁２７を備え、湯水を利用側熱交換器１８に供給した後、前記潜熱回収用熱交換器１６へ戻し、給湯用熱交換器１５を通り再度利用側熱交換器１８に至る給湯循環回路１９を形成し、前記給湯回路を利用するか、または、給湯循環回路を利用するか、または、給湯回路と給湯循環回路を同時に利用するか、を選択できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、バーナの燃焼熱により加熱する給湯用熱交換器と、燃焼排ガスの潜熱を回収する潜熱回収熱交換器を備えた給湯装置に関し、特に、前記給湯用熱交換器と潜熱回収熱交換器で加熱された湯水を循環する給湯循環回路に利用側熱交換器を設けた給湯装置に関するものである。

従来この種の燃焼装置としては、特許文献１のように、給水路を通して供給される水をバーナの燃焼により加熱して給湯路に給湯する給湯用熱交換器と、入路を通して供給される加熱対象流体を前記バーナの燃焼により加熱して出路に流出する流体用熱交換器とが設けられている給湯装置であって、前記給湯用熱交換器が前記バーナの燃焼排ガスの顕熱を回収する給湯用顕熱熱交換部と、その給湯用顕熱熱交換部よりも前記バーナの燃焼排ガスの流動方向の下流側に配置され、前記バーナの燃焼排ガスの潜熱を回収する給湯用潜熱熱交換部とを備えて構成され、前記流体用熱交換器が、前記バーナの燃焼排ガスの顕熱を回収する流体用顕熱熱交換部と、その流体用顕熱熱交換部よりも前記バーナの燃焼排ガスの流動方向の下流側に配置され、前記バーナの燃焼排ガスの潜熱を回収する流体用潜熱熱交換部とを備えて構成され、前記給湯用顕熱熱交換部と流体用顕熱熱交換部とが、互いに熱伝導する状態で一体的に形成され、かつ、前記給湯用潜熱熱交換部と流体用潜熱熱交換部とが、互いに熱伝導する状態で一体的に形成された給湯装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２６７２６２号公報

しかしながら、前記従来の給湯装置は、バーナの燃焼ガスの流出経路中に給湯用熱交換器と流体用熱交換器をそれぞれ配置し、前記給湯用熱交換器に給湯用顕熱熱交換部と給湯用潜熱熱交換部を設け、前記流体用熱交換器に流体用顕熱熱交換部と流体用潜熱熱交換部を設けた構成としているため、顕熱熱交換部と潜熱熱交換部にそれぞれ給湯用熱交換器と流体用熱交換器を一体的に形成する必要があり、給湯用熱交換器及び流体用熱交換器として極めて複雑な構成を強いられるものであった。特に、潜熱熱交換部の構成として、耐食性を高めるためにステンレスパイプと銅管を用いた２重管構造とする場合などはその加工性に課題を有するものであった。

また、バーナで加熱される経路として、給湯用と流体用の２つの経路を形成しているため、配管構成が複雑になるとともに、単独運転時に運転停止側の熱交換器内の残水の沸騰が発生するという課題を有するものであった。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、給湯用熱交換器と潜熱回収用熱交換器で１つの加熱経路を形成し、前記加熱経路の循環水を利用して暖房回路や風呂追い焚き回路に熱量を供給する給湯循環回路を構成とすることで、前記給湯用熱交換器や潜熱回収用熱交換器に関連しない利用側熱交換器の構成を可能とし、配管構成を含む本体構成の簡素化により器具の小型化、軽量化を実現するとともに、前記加熱経路を給湯回路の主体とし、また利用側熱交換器に温水を循環させる給湯循環回路に開閉弁を設けることにより、給湯単独使用時での湯温特性の向上を図ることで給湯性能を優先した使い勝手のよい給湯装置を提供する。また、給湯回路を主体とする１つの加熱経路構成とすることで、単独運転時における熱交換器内の残水沸騰問題を解消するとともに、潜熱回収用熱交換器の耐食性向上のための構成を容易にし、高効率でランニングコストの低減を図った給湯装置を提供する
。

前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯装置は、給水路より供給される水をバーナの燃焼により加熱し出湯路に湯水を供給する給湯用熱交換器と、前記バーナの燃焼排ガス経路中に配置し燃焼排ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器とを備え、前記給湯用熱交換器と潜熱回収用熱交換器を直列に接続して、給水路から潜熱回収用熱交換器を通り給湯用熱交換器を経て出湯路に至る給湯回路を形成するとともに、前記出湯路から分岐して利用側熱交換器を経由して給水路と接続して、湯水を潜熱回収用熱交換器から給湯用熱交換器を通り利用側熱交換器へ供給する給湯循環回路と、前記給湯循環回路に湯水を供給するための循環ポンプと、前記給湯循環回路の給水路との接続前に循環ポンプの運転と連動して動く開閉弁を有し、前記給湯回路を利用するか、または、給湯循環回路を利用するか、または、給湯回路と給湯循環回路を同時に利用するか、を選択できるようにしたものである。

これによって、給湯用熱交換器と潜熱回収用熱交換器で１つの加熱経路を形成し、前記加熱経路の循環水を利用して暖房回路や風呂追い焚き回路に熱量を供給する給湯循環回路を構成することで、前記給湯用熱交換器や潜熱回収用熱交換器に関連しない利用側熱交換器の構成を可能とし、配管構成を含む本体構成の簡素化により器具の小型化、軽量化を実現するとともに、前記加熱経路を給湯回路の主体とし、また利用側熱交換器に温水を循環させる給湯循環回路に循環ポンプと連動して動く開閉弁を設けることにより、給湯循環回路の循環ポンプが運転していない給湯単独使用時に、圧力バランスにより給湯循環回路を給水側からの水が逆流して出湯路に流れて、出湯湯温が変動したり、その逆流分の水を考慮して、燃焼制御、湯温制御が複雑になったりするのを防止することで給湯性能を優先した使い勝手のよい給湯装置を提供することができ、また、給湯回路を主体とする１つの加熱経路構成とすることで、単独運転時における熱交換器内の残水沸騰問題を解消するとともに、潜熱回収用熱交換器の耐食性向上のための構成を容易にし、高効率でランニングコストの低減を図った給湯装置を提供することができる。

本発明の給湯装置は、給湯用熱交換器と潜熱回収用熱交換器で１つの加熱経路を形成し、前記加熱経路の循環水を利用して暖房回路や風呂追い焚き回路に熱量を供給する給湯循環回路を構成することで、前記給湯用熱交換器や潜熱回収用熱交換器に関連しない利用側熱交換器の構成を可能とし、配管構成を含む本体構成の簡素化により器具の小型化、軽量化を実現するとともに、前記加熱経路を給湯回路の主体とし、また利用側熱交換器に温水を循環させる給湯循環回路に循環ポンプと連動して動く開閉弁を設けることにより、給湯循環回路の循環ポンプが運転していない給湯単独使用時に、圧力バランスにより給湯循環回路を給水側からの水が逆流して出湯路に流れて、出湯湯温が変動したり、その逆流分の水を考慮して、燃焼制御、湯温制御が複雑になったりするのを防止することで給湯性能を優先した使い勝手のよい給湯装置を提供することができる。

また、給湯回路を主体とする１つの加熱経路構成とすることで、単独運転時における熱交換器内の残水沸騰問題を解消するとともに、潜熱回収用熱交換器の耐食性向上のための構成を容易にし、高効率でランニングコストの低減を図った給湯装置を提供することができる。

第１の発明は、給水路より供給される水をバーナの燃焼により加熱し出湯路に湯水を供給する給湯用熱交換器と、前記バーナの燃焼排ガス経路中に配置し燃焼排ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器とを備え、前記給湯用熱交換器と潜熱回収用熱交換器を直列に
接続して、給水路から潜熱回収用熱交換器を通り給湯用熱交換器を経て出湯路に至る給湯回路を形成するとともに、前記出湯路から分岐して利用側熱交換器を経由して給水路と接続して、湯水を潜熱回収用熱交換器から給湯用熱交換器を通り利用側熱交換器へ供給する給湯循環回路と、前記給湯循環回路に湯水を供給するための循環ポンプと、前記給湯循環回路の給水路との接続前に開閉弁を有し、前記給湯回路を利用するか、または、給湯循環回路を利用するか、または、給湯回路と給湯循環回路を同時に利用するか、を選択できるようにしことを特徴としたもので、給湯用熱交換器と潜熱回収用熱交換器で１つの加熱経路を形成し、前記加熱経路の循環水を利用して暖房回路や風呂追い焚き回路に熱量を供給する構成とすることで、前記給湯用熱交換器や潜熱回収用熱交換器に関連しない利用側熱交換器の構成を可能とし、配管構成を含む本体構成の簡素化により器具の小型化、軽量化を実現するとともに、前記加熱経路を給湯回路の主体とし、また利用側熱交換器に温水を循環させる給湯循環回路に循環ポンプと連動して動く開閉弁を設けることにより、給湯循環回路の循環ポンプが運転していない給湯単独使用時に、圧力バランスにより給湯循環回路を給水側からの水が逆流して出湯路に流れて、出湯湯温が変動したり、その逆流分の水を考慮して、燃焼制御、湯温制御が複雑になったりするのを防止することで給湯性能を優先した使い勝手のよい給湯装置を提供することができ、また、給湯回路を主体とする１つの加熱経路構成とすることで、単独運転時における熱交換器内の残水沸騰問題を解消するとともに、潜熱回収用熱交換器の耐食性向上のための構成を容易にし、高効率でランニングコストの低減を図った給湯装置を提供することができる。

第２の発明は、利用側熱交換器として、暖房や風呂乾燥等を行う暖房装置を有する暖房回路に熱量を供給する暖房用熱交換器として用い、給湯または暖房の単独利用、あるいは給湯と暖房の同時利用、を選択できるようにしたことを特徴とするもので、給湯用熱交換器と潜熱回収用熱交換器で構成する給湯循環回路を用いて給湯と暖房を行うように構成した給湯装置に限定したものであり、給湯と暖房を１つの加熱経路で構成することで、配管構成を含む本体構成の簡素化により器具の小型化、軽量化を実現するとともに、潜熱回収により効率アップを図ることで給湯性能と暖房性能を同時に確保することができ、また暖房用熱交換器に温水を循環させる給湯循環回路に循環ポンプと連動して動く開閉弁を設けることにより、給湯循環回路の循環ポンプが運転していない給湯単独使用時に、圧力バランスにより給湯循環回路を給水側からの水が逆流して出湯路に流れて、出湯湯温が変動したり、その逆流分の水を考慮して、燃焼制御、湯温制御が複雑になったりするのを防止することで給湯性能を確保した使い勝手のよい給湯装置を提供することができる。

第３の発明は、利用側熱交換器として、風呂の追い焚きを行う風呂回路に熱量を供給する風呂用熱交換器として用い、給湯または風呂追い焚きの単独利用、あるいは給湯と風呂追い焚きの同時利用、を選択できるようにしたことを特徴とするもので、給湯用熱交換器と潜熱回収用熱交換器で構成する給湯循環回路を用いて給湯と風呂追い焚きを行うように構成した給湯装置に限定したものであり、給湯と風呂追い焚きを１つの加熱経路で構成することで、配管構成を含む本体構成の簡素化により器具の小型化、軽量化を実現するとともに、潜熱回収により効率アップを図ることで給湯性能と風呂追い焚き性能を同時に確保することができ、また風呂用熱交換器に温水を循環させる給湯循環回路に循環ポンプと連動して動く開閉弁を設けることにより、給湯循環回路の循環ポンプが運転していない給湯単独使用時に、圧力バランスにより給湯循環回路を給水側からの水が逆流して出湯路に流れて、出湯湯温が変動したり、その逆流分の水を考慮して、燃焼制御、湯温制御が複雑になったりするのを防止することで給湯性能を確保した使い勝手のよい給湯装置を提供することができる。

第４の発明は、利用側熱交換器として、暖房や風呂乾燥等を行う暖房装置を有する暖房回路に熱量を供給する暖房用熱交換器と、風呂の追い焚きを行う風呂回路に熱量を供給する風呂用熱交換器を設け、給湯または暖房または風呂追い焚きの単独利用、あるいは給湯
と暖房と風呂追い焚きのうち少なくとも２つの同時利用、を選択できるようにしたことを特徴とするもので、給湯用熱交換器と潜熱回収用熱交換器で構成する給湯循環回路を用いて給湯と暖房と風呂追い焚きを行うように構成した給湯装置に限定したものであり、給湯と暖房と風呂追い焚きを１つの加熱経路で構成することで、配管構成を含む本体構成の簡素化により器具の小型化、軽量化を実現するとともに、潜熱回収により効率アップを図ることで給湯性能と暖房性能と風呂追い焚き性能を同時に確保することができ、また暖房用と風呂用熱交換器に温水を循環させる給湯循環回路に循環ポンプと連動して動く開閉弁を設けることにより、給湯循環回路の循環ポンプが運転していない給湯単独使用時に、圧力バランスにより給湯循環回路を給水側からの水が逆流して出湯路に流れて、出湯湯温が変動したり、その逆流分の水を考慮して、燃焼制御、湯温制御が複雑になったりするのを防止することで給湯性能を確保した使い勝手のよい給湯装置を提供することができる。

第５の発明は、利用側熱交換器として複数個設ける場合、給湯循環回路に対して各熱交換器を並列に接続し、給湯用熱交換器から供給される湯水温度が略同一となるようにしたことを特徴とするもので、給湯用熱交換器と潜熱回収用熱交換器で構成する給湯循環回路に複数の利用側熱交換器を並列に接続して使用することで、給湯循環回路の通路抵抗を小さくすることができ、循環ポンプの小型化・軽量化が可能になり、また並列に接続された利用熱交換器に温水を循環させる給湯循環回路の、並列回路を連結して給水路に接続する前に循環ポンプと連動して動く開閉弁を設けることにより、給湯循環回路の循環ポンプが運転していない給湯単独使用時に、圧力バランスにより給湯循環回路を給水側からの水が逆流して出湯路に流れて、出湯湯温が変動したり、その逆流分の水を考慮して、燃焼制御、湯温制御が複雑になったりするのを防止することで給湯性能を確保した使い勝手のよい給湯装置を提供することができる。

第６の発明は、給水路より供給される水をバーナの燃焼により加熱し出湯路に湯水を供給する給湯用熱交換器と、前記バーナの燃焼排ガス経路中に配置し燃焼排ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、前記給湯用熱交換器と潜熱回収用熱交換器を直列に接続して、給水路から潜熱回収用熱交換器を通り給湯用熱交換器を経て出湯路に至る給湯回路と、前記出湯路から分岐して利用側熱交換器を経由して給水路と接続して、湯水を潜熱回収用熱交換器から給湯用熱交換器を通り利用側熱交換器へ供給する給湯循環回路と、前記給湯循環回路に湯水を供給するための循環ポンプと、前記給湯循環回路の給水路との接続前に開閉弁と、前記給湯循環回路から分岐し前記出湯路とを結ぶ同時通路を有し、前記給湯回路の単独利用、給湯循環回路の単独利用、または給湯回路と給湯循環回路の同時利用のそれぞれで通水する経路を選択できるようにしたことを特徴としたものである。これにより給湯用熱交換器と潜熱回収用熱交換器で１つの加熱経路を形成し、前記加熱経路の循環水を利用して暖房回路や風呂追い焚き回路に熱量を供給する構成とすることで、前記給湯用熱交換器や潜熱回収用熱交換器に関連しない利用側熱交換器の構成を可能とし、配管構成を含む本体構成の簡素化により器具の小型化、軽量化を実現するとともに、前記加熱経路を給湯回路の主体とし、また利用熱交換器に温水を循環させる給湯循環回路に循環ポンプと連動して動く開閉弁を設けることにより、給湯循環回路の循環ポンプが運転していない給湯単独使用時に、圧力バランスにより給湯循環回路を給水側からの水が逆流して出湯路に流れて、出湯湯温が変動したり、その逆流分の水を考慮して、燃焼制御、湯温制御が複雑になったりするのを防止することで給湯性能を優先した使い勝手のよい給湯装置を提供することができ、また、給湯回路を主体とする１つの加熱経路構成とすることで、単独運転時における熱交換器内の残水沸騰問題を解消するとともに、潜熱回収用熱交換器の耐食性向上のための構成を容易にし、高効率でランニングコストの低減を図った給湯装置を提供することができる。

第７の発明は、前記同時通路と前記出湯路をつなぐ接点に流路切替装置を有し、給湯回路と給湯循環回路の同時利用時は、給水路から潜熱回収用熱交換器を通り給湯用熱交換器
、利用側熱交換器を経由した後、前記同時通路を通り出湯路に至る同時回路にのみ通水を行なうようにしたものである。これにより、循環回路と給湯回路それぞれの通水抵抗の如何によらず確実に利用側熱交換器に温水を流す事が出来るとともに、循環ポンプの圧損の影響を受けにくくすることができ、また給湯流量と利用側熱交換器の必要負荷によっては、循環ポンプの運転を停止する事ができ、給湯循環回路の循環ポンプが運転していない運転状態でも、圧力バランスにより給湯循環回路を給水側からの水が逆流して出湯路に流れて、出湯湯温が変動したり、その逆流分の水を考慮して、燃焼制御、湯温制御が複雑になったりするのを防止することで給湯性能を優先した使い勝手のよい給湯装置を提供することができる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における給湯装置の構造図を示すものである。

図１において、まず給水路1より供給される水をバーナ2の燃焼により加熱し所定の温度に上昇した後、出湯路3に供給し、前記給水路1と出湯路3を連通して形成したバイパス通路4から給水路1より供給される水の一部をバイパス制御弁5を介して供給することで所望の湯水に調整し、給湯栓6より出湯する給湯回路を構成している 。

ここで、バーナ2はガス元電磁弁7、ガス比例弁8、ガス切替弁9が配設されたガス供給路10より燃料が供給され、燃焼用ファン１１より燃焼用空気が供給されて、予め定められたシーケンスに従い燃焼動作が行われる。そして、バーナ2の燃焼により発生する燃焼ガスは燃焼室12を通って排気通路13を経由し排気口14から器具外に排出される。

この燃焼ガスの排気経路に燃焼ガスの顕熱を回収する給湯用熱交換器15と燃焼排ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器16を配設している。具体的には、バーナ2の下流側燃焼室12に給湯用熱交換器15を設け、その下流側排気通路13に潜熱回収用熱交換器16を設け、前記給水路1より供給される水を、まず潜熱回収用熱交換器16に供給し燃焼排ガス中の潜熱を回収したのち、給湯用熱交換器15に供給しバーナ2の燃焼により所定の高温水に上昇させて出湯路3に供給する。このように従来の給湯用熱交換器15による熱回収に加え、燃焼排ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器16を設けることで、総合的な熱効率を高め省エネを図るものである。

次に、出湯路3から分岐して利用側熱交換器である暖房用熱交換器18に、潜熱回収用熱交換器16および給湯用熱交換器15で加熱された高温水を供給した後、前記潜熱回収用熱交換器16の上流側給水路1に戻し、潜熱回収用熱交換器16から給湯用熱交換器15を通り暖房用熱交換器18に至る給湯循環回路19を構成し、この給湯循環回路１９に湯水を循環させる循環ポンプ１７と、給湯循環回路19の出湯路3から分岐して給水路1に接続する間に循環ポンプ１７の運転と連動して動く開閉弁２７を設ける。この給湯循環回路19は、給湯用熱交換器15の出口近傍の出湯路3から分岐するようにしているため、バーナ2で加熱された高温の湯水を利用して利用側負荷に熱量を供給することが可能であり、本実施の形態で説明する暖房回路などに用いると最適である。

暖房回路20は、暖房用熱交換器18の２次側に放熱機21等の負荷を接続して閉回路を形成し、暖房用ポンプ２２で循環させることにより、前記暖房用熱交換器１８で給湯循環回路１９より供給される高温水と熱交換して暖房熱量を確保するようにしている。

以上のように構成された燃焼装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、給湯運転時には、給湯栓６を開くと給水路１に配設した給水側流量センサー23が通水を検知し、この通水信号で燃焼用ファン１１が動作し同時にガス元電磁弁７、ガス比
例弁８が開き、バーナ2に燃料と燃焼用空気が供給されて着火動作により燃焼が開始する。このバーナ２の燃焼開始により発生した燃焼ガスは燃焼室１２から排気通路13を経由して排気口１４より排出される。この燃焼ガスの排気動作の過程において燃焼室１２に配設した給湯用熱交換器１５と排気通路１３に配設した潜熱回収用熱交換器１６で給水路1より供給される水が加熱される。

給湯用熱交換器１５で加熱された湯水は、前記給湯用熱交換器１５と潜熱回収用熱交換器１６を迂回するように給水路１と出湯路３を連通して設けたバイパス通路４に配設したバイパス制御弁５により入水側の水と混合される。混合された湯は遠隔操作用リモコン２４で設定した給湯設定温度になるよう出湯サーミスター２５の信号によりバイパス制御弁５の開度を調整し、給湯接続口２６を経て給湯栓６より給湯される。この時、給湯循環回路19の循環ポンプ17は、給湯単独使用であり給湯循環回路１９に温水を供給する必要がないため運転はしておらず、循環ポンプ１７と連動して動く開閉弁２７は閉まっており、給水路１接続部から暖房用熱交換器18を経て出湯路3への通路には水が逆流することはなく、給湯用熱交換器１５で加熱された温水に、バイパス制御弁５を制御して設定温度のお湯を給湯する湯温制御へ影響を与えることはない。

このように、給湯単独運転を選択する場合は、遠隔操作用リモコン２４で所望の温度を設定し給湯栓６を開くことで自動的に設定された湯温の湯水を確保することができる。

次に暖房運転時には、放熱機２１等の暖房端末装置に内蔵した制御器（図示せず）の運転指令で、暖房回路２０に設けた暖房用ポンプ２２が駆動し、この運転指令に連動して給湯循環回路１９の湯水を循環させる循環ポンプ１７が駆動し、循環ポンプ１７の駆動に連動して開閉弁２７は開となり、同時にバーナ2の着火動作により燃焼が開始する。このバーナ２の燃焼開始により発生した燃焼ガスは燃焼室１２から排気通路13を経由して排気口１４より排出される。この燃焼ガスの排気動作の過程において燃焼室１２に配設した給湯用熱交換器１５と排気通路１３に配設した潜熱回収用熱交換器１６で給水路1より供給される水が加熱される。

給湯用熱交換器１５で加熱された湯水は循環ポンプ１７で給湯循環回路19を循環して暖房用熱交換器１８に供給され、水−水熱交換構成により熱交換され暖房回路２０へ伝熱される。暖房用熱交換器２０で受熱した暖房回路２０の熱は、放熱機２１で温風として放熱される。そして、暖房用熱交換器１８で熱交換され温度が低くなった湯水は、循環ポンプ17により、循環ポンプ１７の駆動と連動して開となっている開閉弁２７を通り、給湯循環回路19を潜熱回収用熱交換器１６、給湯用熱交換器15と流れて所定の温度に加熱され再び暖房用熱交換器18に供給され、放熱機２１からの暖房運転指令が発せられている間、所定の湯温に維持して循環を継続する。

このように、暖房用熱交換器１８に供給する湯水を給湯回路を構成する出湯路３から分岐して取り出し給湯循環回路１９を形成することで、暖房運転に必要な高温水を確保しつつ、給湯回路に対して高温水から低温水まで幅広い範囲の湯水を調節して供給することが可能な給湯優先動作を確保することができる。
以上のように本実施の形態においては、給湯用熱交換器１５と潜熱回収用熱交換器１６で１つの加熱経路を形成し、前記加熱経路の循環水を利用して利用側負荷回路である暖房回路２０に熱量を供給する構成としているため、前記給湯用熱交換器１５や潜熱回収用熱交換器１６に関連しない利用側熱交換器である暖房用熱交換器１８の構成を可能とし、配管構成を含む本体構成の簡素化により器具の小型化、軽量化を実現するとともに、前記加熱経路を給湯回路の主体とし、また利用側熱交換器である暖房用熱交換器１８に温水を循環させる給湯循環回路１９に循環ポンプ１７と連動して動く開閉弁２７を設けることにより、給湯循環回路１９の循環ポンプ１７が運転していない給湯単独使用時に、圧力バランス
により給湯循環回路１９を給水側からの水が逆流して出湯路３に流れて、出湯湯温が変動したり、その逆流分の水を考慮して、燃焼制御、湯温制御が複雑になったりするのを防止することで給湯性能を優先した使い勝手のよい給湯装置を提供することができ、また、給湯回路を主体とする１つの加熱経路構成とすることで、単独運転時における熱交換器内の残水沸騰問題を解消するとともに、潜熱回収用熱交換器１６の耐食性向上のための構成を容易にし、高効率でランニングコストの低減を図った給湯装置を提供することができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第2の実施の形態における給湯装置の構造図を示すものである。
本実施の形態は、第１の実施の形態と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。第１の実施形態と異なる点は、利用側熱交換器を通過した後に出湯路３から給湯循環回路１９の分岐を設け、出湯路３からの分岐から給水路１との接続の間に、循環ポンプ１７と開閉弁２７を設けた点である。

動作、作用については、第１の実施形態と同一であり、器具構成によりこのような形態も可能である。

（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態における給湯装置の構造図を示すものである。

本実施の形態は、第１の実施の形態における給湯装置の利用側熱交換器として、暖房や風呂乾燥等を行う放熱機２１を有する暖房回路に熱量を供給する暖房用熱交換器と、風呂の追い焚きを行う風呂回路に熱量を供給する風呂用熱交換器を用いた給湯装置に関するものである。なお、第１の実施の形態と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。

暖房用熱交換器１８と風呂用熱交換器28は給湯循環回路１９に並列に接続され、潜熱回収用熱交換器１６と給湯用熱交換器１５で加熱された高温水を循環ポンプ１７で循環させながら熱交換し、暖房回路20または風呂追い焚き回路２9に熱量を供給する。熱交換して温度の低下した湯水は暖房用熱交換器18と風呂用熱交換器２8の下流側に設けられた循環ポンプ17に引かれて循環ポンプ１７の駆動と連動して開となっている開閉弁２７を通り給湯循環回路19内を潜熱回収用熱交換器１６と給湯用熱交換器１５へと流れて行き、加熱されて再び供給される。また、並列に接続されている暖房用熱交換器２０と風呂用熱交換器２8を連結して給水路1に接続する前に開閉弁27を設け、利用側熱交換器の暖房用熱交換器２０と風呂用熱交換器２8への湯水の流れを一方向に限定する。

次にその動作、作用を説明すると、暖房運転時には、放熱機２１の運転指令で、暖房回路２０に設けた暖房ポンプ２２が駆動し、連動して給湯循環回路１９の温水を循環させるポンプ１７が駆動し、循環ポンプ１７の駆動と連動して開閉弁２７が開となり給湯循環回路１９に湯水が循環することによりバーナ2に着火し、燃焼された熱を回収する給湯用熱交換器１５で加熱された温水は暖房用熱交換器１８で熱交換され暖房回路２０へ伝熱される。暖房用熱交換器１８で受熱した暖房回路２０の熱は、放熱機２１で温風として放熱される。

また、風呂運転時には、遠隔操作用リモコン２４の運転指令で、風呂回路２9に設けた風呂ポンプ30が駆動し水流検知部３1にて循環が検知されると、連動して給湯循環回路１９の温水を循環させるポンプ１７が駆動し、循環ポンプ１７の駆動と連動して開閉弁２７が開となり給湯循環回路１９に湯水が循環することによりバーナ2に着火し、燃焼された熱を回収する給湯用熱交換器１５で加熱された温水は風呂用熱交換器２8で熱交換され風呂回路２9へ伝熱される。風呂用熱交換器２8で受熱した風呂回路２9の熱は、浴槽３2へ循
環し追い焚き加熱される。

また、暖房と風呂同時運転時には、放熱機２１と遠隔操作用リモコン２４からの運転指令により、暖房回路２０と風呂回路２9のポンプ２２、30が駆動し、循環ポンプ１７の駆動と連動して開閉弁２７が開となり給湯循環回路１９に湯水が循環し、バーナ２の着火動作により燃焼が開始する。この燃焼により給湯循環回路１９の循環水は潜熱回収用熱交換器１６と給湯用熱交換器１５で加熱され所定の高温水の状態を維持しながら循環する。この高温の循環水は暖房用熱交換器２０と風呂用熱交換器２8に略同一の温度で供給され、暖房回路２０と風呂回路２9に伝熱される。

また、上記以外の組み合わせによる同時運転も可能であり、暖房用熱交換器２０と風呂用熱交換器２8とを給湯循環回路１９に並列に構成しているため、循環回路の通路抵抗を小さくすることができ、循環ポンプ１７の小型化・軽量化が可能となる。

また、並列に接続されている暖房用熱交換器２０と風呂用熱交換器２8を連結して給水路1に接続する前に循環ポンプ１７の駆動と連動して動く開閉弁27を設けているため、給湯単独使用時の循環ポンプ１７が駆動してない場合には開閉弁２７は閉止しており、どちらの回路を通じても給水路1からの水が逆流して出湯路3に流れることはなく、給湯湯温制御に影響は与えることはなく、燃焼制御、湯温制御が複雑になったりするのを防止することで給湯性能を優先した使い勝手のよい給湯装置を提供することができる。

このように、利用側熱交換器に供給する湯水を、給湯回路を構成する出湯路３から分岐して取り出し給湯循環回路１９を形成することで、利用側負荷の運転に必要な高温水を確保しつつ、給湯回路に対して高温水から低温水まで幅広い範囲の湯水を調節して供給することが可能な給湯優先動作を確保することができる。

（実施の形態４）
図４は、本発明の第４の実施の形態における給湯装置の構造図を示すものである。
なお、第１の実施の形態と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。第１の実施形態と異なる点は、給湯循環回路19上から分岐して出湯路３とを結ぶ同時通路３３と、前期同時通路３３と前記出湯路３をつなぐ接点に流路切替手段３４を設け、循環ポンプ１７を給湯循環回路１９の同時通路３３との分岐より下流側に配置した点である。
以上のように構成された燃焼装置について、以下その動作、作用を説明する。

機器の待機時には給湯優先の観点から、流路切替手段３４は同時通路側を遮断し出湯路のみの通水となるようにして待機をし、給湯運転時には、給湯栓６を開くと給水路１に配設した給水側流量センサー23が通水を検知し、この通水信号で燃焼用ファン１１が動作し同時にガス元電磁弁７、ガス比例弁８が開き、バーナ2に燃料と燃焼用空気が供給されて着火動作により燃焼が開始する。この時、給湯循環回路19の循環ポンプ17は、給湯単独使用であり給湯循環回路１９に温水を供給する必要がないため運転はしておらず、循環ポンプ１７と連動して動く開閉弁２７は閉まっており、給水路１接続部から暖房用熱交換器18を経て出湯路3への通路には水が逆流することはなく、給湯用熱交換器１５で加熱された温水に、バイパス制御弁５を制御して設定温度のお湯を給湯する湯温制御へ影響を与えることはない。
同時運転時には、流路切替手段３４を図示のように同時通路側が開となるように制御し、暖房用熱交換器１８で熱交換された高温水は、同時通路３３を通り流路切替手段３４より出湯路３へ導かれ、前記給湯用熱交換器１５と潜熱回収用熱交換器１６を迂回するように給水路１と出湯路３を連通して設けたバイパス通路４に配設したバイパス制御弁５により入水側の水と混合される。混合された湯は遠隔操作用リモコン２４で設定した給湯設定温度になるよう出湯サーミスター２５の信号によりバイパス制御弁５の開度を調整し、給湯
接続口２６を経て給湯栓６より給湯される。この時、給湯流量と利用側熱交換器の必要負荷によっては、循環ポンプ１７の運転を停止する事ができ、循環ポンプ１７を運転しない場合は開閉弁２７は閉止しており、圧力バランスにより給湯循環回路１７を給水側からの水が逆流して同時通路３３に流れて、出湯湯温が変動したり、その逆流分の水を考慮して、燃焼制御、湯温制御が複雑になったりするのを防止することで給湯性能を優先した使い勝手のよい給湯装置を提供することができる。

以上のように、本発明にかかる給湯装置は、給湯循環回路を主回路として給湯と暖房、または給湯と風呂、または給湯と暖房と風呂を単一の熱源とすることにより、器具の小型化・軽量化ができ、設置スペースの余裕確保、施工性の向上と、潜熱回収熱交換器を備えることにより、高効率化を実現しランニングコストの低減による省エネルギー化を図ることが可能となるため、ガス、石油の給湯風呂装置、給湯暖房機等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における給湯装置の構造図 本発明の実施の形態２における給湯装置の構造図 本発明の実施の形態３における給湯装置の構造図 本発明の実施の形態４における給湯装置の構造図

符号の説明

１ 給水路
２ バーナ
３ 出湯路
１５ 給湯用熱交換器
１６ 潜熱回収用熱交換器
１７ 循環ポンプ
１８ 暖房用熱交換器（利用側熱交換器）
１９ 給湯循環回路
２７ 開閉弁
２８ 風呂用熱交換器（利用側熱交換器）

Claims (7)

1. 給水路より供給される水をバーナの燃焼により加熱し出湯路に湯水を供給する給湯用熱交換器と、前記バーナの燃焼排ガス経路中に配置し燃焼排ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器とを備え、前記給湯用熱交換器と潜熱回収用熱交換器を直列に接続して、給水路から潜熱回収用熱交換器を通り給湯用熱交換器を経て出湯路に至る給湯回路を形成するとともに、前記出湯路から分岐して利用側熱交換器を経由して給水路と接続して、湯水を潜熱回収用熱交換器から給湯用熱交換器を通り利用側熱交換器へ供給する給湯循環回路と、前記給湯循環回路に湯水を供給するための循環ポンプと、前記給湯循環回路の給水路との接続前に開閉弁を有し、前記給湯回路を利用するか、または、給湯循環回路を利用するか、または、給湯回路と給湯循環回路を同時に利用するか、を選択できるようにした給湯装置。
2. 利用側熱交換器として、暖房や風呂乾燥等を行う暖房装置を有する暖房回路に熱量を供給する暖房用熱交換器として用い、給湯または暖房の単独利用、あるいは給湯と暖房の同時利用、を選択できるようにした請求項１記載の給湯装置。
3. 利用側熱交換器として、風呂の追い焚きを行う風呂回路に熱量を供給する風呂用熱交換器として用い、給湯または風呂追い焚きの単独利用、あるいは給湯と風呂追い焚きの同時利用、を選択できるようにした請求項１記載の給湯装置。
4. 利用側熱交換器として、暖房や風呂乾燥等を行う暖房装置を有する暖房回路に熱量を供給する暖房用熱交換器と、風呂の追い焚きを行う風呂回路に熱量を供給する風呂用熱交換器を設け、給湯または暖房または風呂追い焚きの単独利用、あるいは給湯と暖房と風呂追い焚きのうち少なくとも２つの同時利用、を選択できるようにした請求項１記載の給湯装置。
5. 利用側熱交換器として複数個設ける場合、給湯循環回路に対して各熱交換器を並列に接続し、給湯用熱交換器から供給される湯水温度が略同一となるようにした請求項１または４記載の給湯装置。
6. 給水路より供給される水をバーナの燃焼により加熱し出湯路に湯水を供給する給湯用熱交換器と、前記バーナの燃焼排ガス経路中に配置し燃焼排ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、前記給湯用熱交換器と潜熱回収用熱交換器を直列に接続して、給水路から潜熱回収用熱交換器を通り給湯用熱交換器を経て出湯路に至る給湯回路と、前記出湯路から分岐して利用側熱交換器を経由して給水路と接続して、湯水を潜熱回収用熱交換器から給湯用熱交換器を通り利用側熱交換器へ供給する給湯循環回路と、前記給湯循環回路に湯水を供給するための循環ポンプと、前記給湯循環回路の給水路との接続前に開閉弁と、前記給湯循環回路から分岐し前記出湯路とを結ぶ同時通路を有し、前記給湯回路の単独利用、給湯循環回路の単独利用、または給湯回路と給湯循環回路の同時利用のそれぞれで通水する経路を選択できるようにした給湯装置。
7. 前記同時通路と前記出湯路をつなぐ接点に流路切替装置を有し、給湯回路と給湯循環回路の同時利用時は、給水路から潜熱回収用熱交換器を通り給湯用熱交換器、利用側熱交換器を経由した後、前記同時通路を通り出湯路に至る同時回路にのみ通水を行なうようにした請求項６記載の給湯装置