JP2011099639A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給水温度の如何に関わらず高熱効率で風呂設定温度となるように湯張り運転が行なえる給湯装置を提供する。
【解決手段】給湯装置に備える制御手段５は、最小ガス量で最小燃焼させた時の各バーナユニットの組み合わせ毎における最大熱効率の熱量データが記憶される記憶手段５１、風呂設定温度(t1)と給水温度(t2)との温度差（t1-t2）に基づいて最大給水流量のときの熱量となる基準熱量(x₀)を求める基準熱量算出手段５２、熱量データから基準熱量(x₀)以下で且つ基準熱量(x₀)に最も近い熱量となる最適熱量(x1)を選択してバーナユニットの組み合わせを決定するバーナユニット決定手段５３、最適熱量(x1)と温度差（t1-t2）とに基づいて浴槽１１に湯張りするための給水流量(y1)を算出する給水流量算出手段５４を備える。各バーナユニットを最小燃焼させ算出された給水流量(y1)で湯張り運転を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、高熱効率で浴槽に湯張りすることができる給湯装置に関する。

給湯装置は、浴槽に湯張りする場合には洗面所や台所に給湯する場合より長時間にわたって給湯するため、熱交換器での熱効率が高くなるように運転することが望まれる。一般に、熱交換器を加熱するガスバーナは、開度を全開で燃焼させずに絞った状態で燃焼させる方が熱交換器での熱効率が上がることが知られている。そのため、従来の給湯装置では浴槽に湯張りする際には全ガスバーナの開度を絞って最大熱効率となる燃焼範囲でガスバーナを燃焼させて湯張りを行なうことが知られている（特許文献１）。

また、２系統のガスバーナを備え、２つのガスバーナを燃焼させたり、一方のガスバーナのみを燃焼させたりする給湯装置も提案されている（特許文献２）。特許文献２の給湯装置は、給水温度が５℃以下の低い時は、所定時間内での給湯量を確保するために、両方のガスバーナを最大給湯能力である２４号の給湯能力となるように火力調節をして湯張りを行い、給水温度がそれよりも高い時は、給水温度に応じて両方のガスバーナ又は一方のガスバーナを用いたガス燃焼量を設定して給湯能力を変えて湯張りを行なうようにしている。

特許文献２の給湯装置では、特許文献２の図２に示されているように、両方のガスバーナを燃焼させる場合の最大熱効率(最小ガス燃焼量)となる給湯能力が６号となっており、給水温度が高くなるほど、給湯能力を低下させるようになっている。そして、給湯能力を６号より小さくするときは、一方のガスバーナのみによる燃焼に切り換えるようになっている。なお、両方のガスバーナを燃焼させる場合と、一方のガスバーナのみを燃焼させる場合とで、ガス燃焼量を調整することにより同じ給湯能力にすることができるが、この場合には、両方のガスバーナを燃焼させる方がガス燃焼量は少なくなり熱効率は良くなる。例えば、６号の給湯能力を出す場合、両方のガスバーナを燃焼させる場合は最小ガス燃焼量で最大熱効率の燃焼を行なうが、一方のガスバーナのみで燃焼させる場合はガス燃焼量が多くなり熱効率は悪くなる。

特開平１１−３５１６６４号公報 特開２０００−１２１１４８号公報

特許文献１の給湯装置では、最大熱効率の燃焼範囲で湯張り運転を行なう場合、全ガスバーナの開度を絞った状態でのガス燃焼量以下にすることができず、給水温度が高いと、給水管を流れる給水流量を最大流量にして湯張りを行なっても、風呂設定温度を上回る温度の給湯がなされ、確実に風呂設定温度となるような湯張り運転が行なえない。

また、特許文献２の給湯装置は、給水温度が５℃以下の低い状態で湯張りを行う場合には、給湯時間が長くならないようにするために、全てのガスバーナを全開にして最大給湯能力となるように燃焼させるようにしているので熱効率が悪くなる。従って、特許文献２の給湯装置は、給水温度に関係なく、常に高い熱効率での湯張りは行なえない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、給水温度の如何にかかわらず、常に高い熱効率で風呂設定温度での湯張り運転が行なえる給湯装置を提供する。

本発明に係る給湯装置は、
複数のバーナユニットからなるガスバーナと、ガスバーナの燃焼により給水管からの水を加熱する熱交換器と、ガスバーナの燃焼量と給水管を流れる給水流量とを制御して風呂設定温度で浴槽の湯張りを行なう制御手段とを備える給湯装置であって、
前記ガスバーナへの燃料ガスの総供給ガス量を調整するガス量調整手段と、
前記各バーナユニットへの燃料ガスの供給又は遮断を個別に切り換えるバーナユニット切換手段と、
前記給水管を流れる給水流量を制御する給水流量制御手段と、
前記給水管を流れる給水温度を検出する給水温度検出手段とを備え、
前記制御手段は、
各バーナユニットの組み合わせ毎における最大熱効率の熱量データが記憶される記憶手段と、
風呂設定温度と給水温度との温度差に基づいて最大給水流量のときの熱量となる基準熱量を求める基準熱量算出手段と、
前記熱量データから、前記基準熱量以下で且つ前記基準熱量に最も近い熱量となる最適熱量を選択してバーナユニットの組み合わせを決定するバーナユニット決定手段と、
前記最適熱量と、前記風呂設定温度と前記給水温度との温度差に基づいて浴槽に湯張りするための給水流量を算出する給水流量算出手段とを備え、
前記バーナユニット決定手段で決定されたバーナユニットの組み合わせで燃焼するように前記バーナユニット切換手段を制御すると共に最適熱量となるように前記ガス量調整手段を制御して前記ガスバーナを燃焼させ、前記給水流量算出手段により算出された給水流量となるように前記給水流量制御手段を制御して湯張り運転を行なう構成としている。

このような構成により、前記最適熱量となるバーナユニットの組み合わせと共に前記最適熱量と前記温度差とに基づいた給水流量が設定され、前記バーナユニットを最適熱量となるように燃焼させて湯張り運転が行われる。従って、従来では給水温度が高くて風呂設定温度の湯張りができなかった給水温度でも風呂設定温度の湯張りが可能となるのであって、給水温度に応じて常にガスバーナを最大熱効率の燃焼領域で燃焼させて風呂設定温度の湯を供給することができる。

前記ガスバーナは、給水管からの水を加熱するための複数のバーナユニットからなる第１ガスバーナと、浴槽に接続される追焚用循環路に流通させて浴槽に溜まった湯を追焚加熱するための複数のバーナユニットからなる第２ガスバーナとを備え、
前記第１ガスバーナの燃焼により加熱された湯を追焚用循環路に送り込む湯張り管を備え、
前記制御手段は、第１ガスバーナの各バーナユニットに第２ガスバーナの各バーナユニットを組み合わせて前記最適熱量を選択してバーナユニットの組み合わせを決定可能とし、第２ガスバーナの燃焼により湯張り管から追焚用循環路に送り込まれた湯がさらに加熱されて浴槽へ湯張りされるパワフル湯張り運転を行なう構成としてもよい。

このような構成により、最大熱効率を得るための最小燃焼とする各バーナユニットの組み合わせ数を増やすことができる。その結果、給水温度等に応じてバーナユニット決定手段で決定される各バーナユニットの組み合わせによる熱量をより細かく設定することができるので、さらに高熱効率で湯張りを行うことができる。しかも、給水流量も多くなるように設定されるので、湯張り時間を短くすることができる。

前記制御手段は、湯張り終了後、浴槽内の湯の温度が風呂設定温度より低い場合にガスバーナの燃焼により浴槽内の湯を追焚加熱するときは、当該ガスバーナの選択された各バーナユニットが最小燃焼となるように制御して追焚き運転を行なう構成とするのが望ましい。

このような構成により、追焚加熱するときも、ガスバーナの選択された各バーナユニットを最小燃焼させることにより最大熱効率にすることができる。これにより、単独で追焚き運転する場合や、湯張り終了時に風呂設定温度まで追焚き運転する場合も、ガスバーナを最大熱効率の燃焼領域で燃焼させることができる。従って、自動湯張りの動作全てにおいても高熱効率の運転が可能となる。

以上のように、本発明の給湯装置によれば、バーナユニット決定手段で決定したバーナユニットの組み合わせで各バーナユニットを最小燃焼させると共に給水流量算出手段で求めた給水流量となるように制御して湯張りするので、従来では給水温度が高くて風呂設定温度の湯張りができなかった給水温度でも風呂設定温度の湯張りが可能となるのであって、給水温度に応じて高熱効率となる最も適したガス燃焼量でガスバーナを燃焼させて風呂設定温度の湯張りを行うことができる。

本発明の一実施形態の給湯暖房装置の全体構成図である。 本発明の一実施形態の給湯暖房装置におけるコントローラと他の構成部材との関係を示すブロック図である。 本実施形態の給湯暖房装置における自動湯張り制御を示すフローチャートである。

以下に、一実施形態をなす給湯暖房装置について、図面を参照しながら説明する。
図１を参照して、給湯暖房装置１は、第１ガスバーナである給湯ガスバーナ２１、給湯用顕熱熱交換器２２及び給湯用潜熱熱交換器２３を備える給湯手段２と、第２ガスバーナである暖房ガスバーナ３１、暖房用顕熱熱交換器３２及び暖房用潜熱熱交換器３３を備える暖房手段３と、暖房手段３で加熱された温水により浴槽１１に溜まった湯水を加熱する追焚用熱交換器４１を備える風呂追焚手段４とを備える。給湯手段２、暖房手段３及び風呂追焚手段４は制御手段であるコントローラ５により制御される。

給湯手段２の給湯ガスバーナ２１、給湯用顕熱熱交換器２２及び給湯用潜熱熱交換器２３と、暖房手段３の暖房ガスバーナ３１、暖房用顕熱熱交換器３２及び暖房用潜熱熱交換器３３とは一つの缶体６内に配置されている。缶体６内は、下方から給湯ガスバーナ２１、給湯用顕熱熱交換器２２及び給湯用潜熱熱交換器２３の順に配置収容される給湯側室６１と、下方から暖房ガスバーナ３１、暖房用顕熱熱交換器３２及び暖房用潜熱熱交換器３３の順に配置収容される暖房側室６２とに区画されている。また、缶体６の下部には、缶体６内に給湯ガスバーナ２１及び暖房ガスバーナ３１の燃焼用空気を強制的に送る燃焼ファン７２が設けられている。なお、図１中、２４，３４はイグナイタ７１により駆動される点火プラグであり、２５，３５は着火検知するフレームロッドである。

給湯用潜熱熱交換器２３及び暖房用潜熱熱交換器３３の下方にはドレン受け皿部７３が設置されており、給湯用潜熱熱交換器２３及び暖房用潜熱熱交換器３３で発生した酸性のドレンがドレン受け皿部７３で集められてドレン導出管７４を介して中和器７５内の中和剤によって中和された後にドレンが排水管７６を介して機外に排水される。

給湯ガスバーナ２１は、バーナ本数８本の給湯第１バーナユニット２１ａ、バーナ本数３本の給湯第２バーナユニット２１ｂ及びバーナ本数４本の給湯第３バーナユニット２１ｃを備え、暖房ガスバーナ３１は、バーナ本数３本の暖房第１バーナユニット３１ａ及びバーナ本数２本の暖房第２バーナユニット３１ｂを備える。

給湯第１バーナユニット２１ａ、給湯第２バーナユニット２１ｂ及び給湯第３バーナユニット２１ｃは夫々の燃焼量が異なっており、バーナユニットの組み合わせによって給湯ガスバーナ２１全体の燃焼量を調節することができるようになっている。例えば、給湯第１バーナユニット２１ａのみ使用したり、給湯第１バーナユニット２１ａと給湯第２バーナユニット２１ｂとを使用したりして、燃焼量の調節を行なう。また、暖房第１バーナユニット３１ａ及び暖房第２バーナユニット３１ｂも夫々の燃焼量が異なっており、双方のバーナユニットを使用したり、何れか一方のバーナユニットを使用したりすることによって暖房ガスバーナ３１の燃焼量を調節する。

給湯ガスバーナ２１及び暖房ガスバーナ３１の各バーナユニット２１ａ〜２１ｃ,３１ａ，３１ｂには、燃料ガス供給管８を介して燃料ガスが供給され、燃料ガス供給管８は、ガス管に接続される主管が５つに分岐されて各バーナユニット２１ａ〜２１ｃ,３１ａ，３１ｂに接続される。燃料ガス供給管８の主管には、上流側から順に元ガス電磁弁８１及びガス量調整手段であるガス比例弁８２が設けられ、分岐された管のそれぞれにバーナユニット切換手段８３を構成する給湯第１ガス電磁弁８３ａ、給湯第２ガス電磁弁８３ｂ、給湯第３ガス電磁弁８３ｃ、暖房第１ガス電磁弁８３ｄ及び暖房第２ガス電磁弁８３ｅが設けられている。

元ガス電磁弁８１は、給湯ガスバーナ２１及び暖房ガスバーナ３１への燃料ガスの供給と遮断とを切換える。ガス比例弁８２は、給湯ガスバーナ２１及び暖房ガスバーナ３１への燃料ガスの供給ガス量を調節する。バーナユニット切換手段８３の各ガス電磁弁８３ａ〜８３ｅは、給湯ガスバーナ２１及び暖房ガスバーナ３１の各バーナユニット２１ａ〜２１ｃ,３１ａ，３１ｂへ、個別に燃料ガスの供給と遮断とを行なう。これらの弁は、コントローラ５により動作制御される。

給湯手段２は、図示しない水道管と接続されて給湯用潜熱熱交換器２３及び給湯用顕熱熱交換器２２に給水する給水管２６、給湯用顕熱熱交換器２２で加熱された湯が出湯される出湯管２７、出湯管２７の下流端が分岐されて形成される給湯管２８及び湯張り管２９を備える。給湯管２８は台所や洗面所のカランに連通し、湯張り管２９は後述する追焚用循環路４２を介して浴槽１１に連通している。また、給水管２６と出湯管２７とを連通するようにバイパス管２０が設けられており、給水管２６に給水される水の一部をバイパス管２０を介して出湯管２７に混入させるようになっている。

給水管２６には、上流側から順番に、水フィルタと水抜栓とを兼ねる水フィルタ兼水抜栓２６ａと、給水管２６を流れる給水の温度を検出する給水温度センサ２６ｂと、給水管２６を流れる給水流量を検出する給水流量センサ２６ｃと、給水管２６の開度を調節して流量を制御する給水流量制御弁２６ｄと、バイパス管２０の開度を調節して出湯管２７への流量を制御するバイパス制御弁２６ｅとが設けられている。給水温度センサ２６ｂ及び給水流量センサ２６ｃで検知した結果はコントローラ５に出力され、給水流量制御弁２６ｄ及びバイパス制御弁２６ｅはコントローラ５により駆動制御される。

出湯管２７には、給湯用顕熱熱交換器２２から出た直後の湯の温度を検出する出湯温度センサ２７ａと、出湯管２７とバイパス管２０との合流点よりも下流の出湯管２７中の湯の温度を検出する給湯温度センサ２７ｂとが設けられている。また、出湯管２７における給湯温度センサ２７ｂより下流側が給湯管２８と湯張り管２９とに分岐されている。

また、湯張り管２９には、出湯管２７から追焚用循環路４２に向かって順に、湯張り管２９の流通を開閉する湯張り電磁弁２９ａと、出湯管２７から湯張り管２９を介して追焚用循環路４２に向かう流れのみを許容する２つの逆止弁２９ｂと、湯張り管２９から追焚用循環路４２を介して浴槽１１へ湯張りするための給湯流量を検出する湯張り流量センサ２９ｃとが設けられている。湯張り流量センサ２９ｃで検知した結果はコントローラ５に出力され、湯張り電磁弁２９ａはコントローラ５により駆動制御される。

水道管から給水管２６に供給される水は、まず、給湯用潜熱熱交換器２３で暖められた後に給湯用顕熱熱交換器２２において加熱されて湯となり、出湯管２７を介して給湯管２８または湯張り管２９に給湯されるようになっている。

次に、暖房手段３は、図示しない低温側暖房機と高温側暖房機とに接続される暖房用循環路３６を備えており、この暖房用循環路３６の途中に暖房用顕熱熱交換器３２及び暖房用潜熱熱交換器３３を設けている。暖房用循環路３６は、途中で分岐して再度合流するようになっており、低温側暖房機に連通する低温側循環路３６ａと高温側暖房機に連通する高温側循環路３６ｂとに分岐されている。また、暖房用循環路３６には、暖房用循環路３６内の抜気等するためのシスターン３８及び暖房用循環路３６内の湯水を循環させる暖房ポンプ３７が設けられている。

低温側循環路３６ａにおける暖房ポンプ３７と暖房用顕熱熱交換器３２との間には、暖房用潜熱熱交換器３３で暖められた温水の温度を検出する低温温度センサ３９ａが設けられている。また、高温側循環路３６ｂにおける暖房用顕熱熱交換器３２の出口近くには、暖房用顕熱熱交換器３２で加熱された出湯の温度を検出する高温温度センサ３９ｂが設けられている。この暖房手段３では、暖房ポンプ３７の駆動により、暖房用潜熱熱交換器３３と暖房用顕熱熱交換器３２とで加熱された湯を高温側暖房機で熱交換させたり、暖房用潜熱熱交換器３３で加熱された温水を低温側暖房機で熱交換させたりするなど、高温側暖房機及び低温側暖房機で熱交換した湯を再び暖房用潜熱熱交換器３３に戻るように循環させる。

また、高温側循環路３６ｂにおける暖房用顕熱熱交換器３２の下流位置に追焚用熱交換器４１を構成する追焚用加熱管４１ａの一端が接続され、この追焚用加熱管４１ａの下流端である他端は、暖房戻りの暖房用循環路３６に接続されている。追焚用加熱管４１ａの上流位置には、追焚用加熱管４１ａを流れる温水の流量を制御する追焚流量制御弁４１ｂが設けられている。そして、追焚用加熱管４１ａの一部は、後述する風呂追焚手段４の追焚用循環路４２内を通る二重管構造により形成されている。低温温度センサ３９ａ及び高温温度センサ３９ｂで検知した結果はコントローラ５に出力され、暖房ポンプ３７はコントローラ５により駆動制御される。

次に、風呂追焚手段４は、両端が浴槽１１に接続されて、浴槽１１内に溜まった湯を循環させる追焚用循環路４２と、暖房用顕熱熱交換器３２から暖房用循環路３６を介して追焚用加熱管４１ａに供給される湯によって追焚用循環路４２を流れる湯と液−液熱交換動作を行う追焚用熱交換器４１とを備える。

さらに、風呂追焚手段４は、浴槽１１内の湯を追焚用循環路４２を介して循環させる風呂ポンプ４３、追焚用熱交換器４１で加熱される前の追焚用循環路４２内の湯の温度を検出する風呂戻り側温度センサ４４ａ、追焚用熱交換器４１で加熱された追焚用循環路４２内の湯の温度を検出する風呂往き側温度センサ４４ｂ、浴槽１１内の水位を検出する浴槽水位センサ４５、及び、追焚用循環路４２内の流水の有無を検出する風呂水流スイッチ４６を備える。風呂戻り側温度センサ４４ａ、風呂往き側温度センサ４４ｂ及び浴槽水位センサ４５で検知した結果と風呂水流スイッチ４６の動作結果はコントローラ５に出力され、追焚流量制御弁４１ｂ、風呂ポンプ４３はコントローラ５により駆動制御される。

また、本実施形態では、湯張り管２９を流れる湯は追焚用循環路４２に流入した後、追焚用熱交換器４１においてさらに加熱された後に浴槽１１に注湯する湯張り（パワフル湯張り）を行うこともできる。

コントローラ５は、浴室等に設置されたリモコン１２との間で各種信号の送受信を行うようになっている。リモコン１２には、給湯温度、風呂設定温度、湯張りボタン、追焚きボタン等のスイッチ類（図示しない）と、給湯温度、風呂設定温度等を表示するディスプレイ部（図示しない）とを備えている。また、コントローラ５は、図２のブロック図に示すように、記憶手段５１と、基準熱量算出手段５２と、バーナユニット決定手段５３と、給水流量算出手段５４とを備える。

記憶手段５１は、リモコン１２により設定された風呂設定温度(t1)が記憶されると共に、給水温度センサ２６ｂ等の各温度センサで検出した温度も記憶される。さらに、記憶手段５１には、予め実験で求めた最小ガス量で最小燃焼させた時の給湯ガスバーナ２１及び暖房ガスバーナ３１の各バーナユニット２１ａ〜２１ｃ,３１ａ，３１ｂの最大熱効率となる熱量のデータ及びこれらバーナユニット２１ａ〜２１ｃ,３１ａ，３１ｂの組み合わせ毎の熱量のデータが予め記憶されている。

基準熱量算出手段５２は、自動湯張り制御開始後に、リモコン１２で設定した風呂設定温度(t1)と給水温度センサ２６ｂで検出した給水温度(t2)との温度差に基づいて給水管２６に流すことができる許容最大給水流量(y₀)のときの熱量(基準熱量x₀)を求める。

バーナユニット決定手段５３は、記憶手段５１に記憶されている最小ガス量で最小燃焼させたときの各バーナユニット２１ａ〜２１ｃ,３１ａ，３１ｂの組み合わせ毎の熱量データから、基準熱量算出手段５２で求められた基準熱量(x₀)以下で且つ基準熱量(x₀)に最も近い最適熱量(x₁又はx₂)を選択してバーナユニットの組み合わせを決定する。このバーナユニット決定手段５３で決定されたバーナユニットの組み合わせで燃焼するように、コントローラ５は、バーナユニット切換手段８３の各ガス電磁弁８３ａ〜８３ｅの開閉制御と、最小ガス量となるようにガス比例弁８２の開度を制御する。

給水流量算出手段５４は、バーナユニット決定手段５３で決定されたバーナユニットの組み合わせによる熱量(x₁又はx₂)と、風呂設定温度(t1)と検出給水温度(t2)との温度差とに基づいて浴槽１１に湯張りするための給水管２６に流す水の給水流量(y₁又はy₂)を算出する。コントローラ５は、給水流量算出手段５４で算出した給水流量(y₁又はy₂)となるように、給水管２６に設ける給水流量制御弁２６ｄの動作を制御する。

そして、浴槽１１の湯張りを行なう場合には、コントローラ５の制御により、湯張り電磁弁２９ａが開弁され、給湯ガスバーナ２１、必要によっては暖房ガスバーナ３１を燃焼させて、湯張り管２９を介して風呂設定温度(t1)の湯が浴槽１１に供給される。なお、自動湯張り運転制御についての詳しい内容は後述する。

なお、本実施形態の給湯暖房装置１は、使用者がリモコン１２の操作により、湯張りを行なう場合に、給湯ガスバーナ２１のみを使用した湯張り運転を行なう場合と、給湯ガスバーナ２１と暖房ガスバーナ３１とを使用したパワフル湯張り運転とを選択できるようになっている。このパワフル湯張り運転は、給湯用顕熱熱交換器２２で加熱された湯を湯張り管２９から追焚用循環路４２に送り、暖房ガスバーナ３１により加熱された追焚用加熱管４１ａ内の湯により追焚用循環路４２を流れる湯を追焚用熱交換器４１でさらに液−液熱交換して加熱した後に、浴槽１１に注湯することにより行なう。

次に、風呂追焚手段４により、浴槽１１内に溜められた湯の追焚きを行なう場合には、コントローラ５の制御により、風呂ポンプ４３を駆動して浴槽１１内の湯を追焚用循環路４２に循環させる。また、追焚流量制御弁４１ｂを開弁して暖房ポンプ３７を駆動し暖房循環路３６の湯水を循環させると共に、暖房ガスバーナ３１を燃焼させる。このようにして、浴槽１１内の湯を追焚用循環路４２を介して循環させることで追焚用熱交換器４１の追焚用加熱管４１ａ内を流れる湯と追焚用循環路４２内を流れる湯とが熱交換されて追焚きが行なわれ、浴槽１１内の湯を昇温させる。

そして、コントローラ５は、風呂戻り側温度センサ４４ａで検出される湯の温度がリモコン１２で設定された追焚き目標温度に到達したときに、暖房ガスバーナ３１、暖房ポンプ３７及び風呂ポンプ４３の動作を停止し、追焚流量制御弁４１ｂを閉弁して追焚きを終了する。なお、追焚運転は、湯張り終了後に自動的に連続運転する場合と、使用者がリモコン１２を操作して追焚きの作動指示を行って追焚運転をする場合とがある。

本実施形態に係る給湯暖房装置１の自動湯張り制御について図３に示すフローチャートに基づいて詳しく説明する。
使用者によるリモコン１２の操作によって、湯張りの開始指示及び湯張り温度の設定(t1)がなされると（ステップＳ１）、基準熱量算出手段５２において、風呂設定温度(t1)と検出給水温度(t2)との温度差に基づいて給水管２６に流すことができる許容最大給水流量(y₀)のときの熱量(基準熱量x₀)を求める（ステップＳ２）。基準熱量(x₀)は、風呂設定温度(t1)と検出給水温度(t2)との温度差と、給水管２６を流れる給水の許容最大給水流量(y₀)(例えば、１２Ｌ／ｍｉｎ)とにより給湯ガスバーナ２１と暖房ガスバーナ３１の全てのバーナユニット２１ａ〜２１ｃ,３１ａ，３１ｂを最小ガス量で最小燃焼させた場合の熱量として求める。

次に、給湯ガスバーナ２１のみを使用した通常の湯張り運転であるか、給湯ガスバーナ２１による給湯加熱と暖房ガスバーナ３１を用いた追焚加熱とを行なうパワフル湯張り運転であるかの判定を行なう（ステップＳ３）。

そして、パワフル湯張り運転の場合には（ステップＳ３でＹｅｓ）、バーナユニット決定手段５３は、各給湯バーナユニット２１ａ〜２１ｃと各暖房バーナユニット３１ａ，３１ｂとの２０通りの組み合わせによる熱量データの中から、基準熱量算出手段５２で求められた基準熱量(x₀)以下で、基準熱量(x₀)に最も近い最適熱量(x₁)を選択してバーナユニットの組み合わせを決定する（ステップＳ４）。

この場合、各バーナユニットの組み合わせは、給湯ガスバーナ２１において、バーナ本数が１５本、１１本、８本、４本、３本となる５通りの給湯バーナユニット２１ａ〜２１ｃの組み合せに、暖房ガスバーナ３１において、バーナ本数が５本、３本、２本、０本となる４通りの暖房バーナユニット３１ａ，３１ｂの組み合わせを組み合わせて合計２０通りの組み合わせとしている。

バーナユニットの組み合わせが決定されると、給水流量算出手段５４は、この決定されたバーナユニットの組み合わせによる熱量(x₁)と、風呂設定温度(t1)と検出した給水温度(t2)との温度差とに基づいて浴槽１１に湯張りするための給水管２６に流す水の必要な給水流量(y₁)を算出する（ステップＳ５）。

一方、通常の湯張り運転の場合には（ステップＳ３でＮｏ）、バーナユニット決定手段５３は、各給湯バーナユニット２１ａ〜２１ｃのみによる５通りの組み合わせの熱量データの中から、基準熱量算出手段５２で求められた基準熱量(x₀)以下で、基準熱量(x₀)に最も近い最適熱量(x_２)を選択してバーナユニットの組み合わせを決定する（ステップＳ６）。

バーナユニットの組み合わせが決定されると、給水流量算出手段５４は、この決定されたバーナユニットの組み合わせによる熱量(x_２)と、風呂設定温度(t1)と検出した給水温度(t2)との温度差とに基づいて浴槽１１に湯張りするための給水管２６に流す水の給水流量(y_２)を算出する（ステップＳ７）。

そして、コントローラ５は、算出された給水流量(y₁又はy₂)となるように、給水管２６に設ける給水流量制御弁２６ｄを制御し、最小ガス量となるようにガス比例弁８２を開閉制御すると共に、決定されたバーナユニットの組み合わせ（熱量x₁又はx_２）で燃焼するように、各給湯ガス電磁弁８３ａ〜８３ｃ及び／又は各暖房ガス電磁弁８３ｅ，８３ｄの開閉制御を行なう。さらに、湯張り電磁弁２９ａを開弁して、湯張り管２９に設ける湯張り流量センサ２９ｃによる検出流量から浴槽１１への湯の供給量の累積を開始する。これらの動作により湯張りが開始される(ステップＳ８）。

湯張り動作が開始されると、別のカランを用いた給湯使用が行なわれているか否かの判断が行なわれる(ステップＳ９）。給湯が行なわれているかどうかの判断は、例えば、湯張り管２９より下流の給湯管２８に所定流量以上の湯が流通したときにＯＮする水流スイッチを設けて、この水流スイッチのＯＮ／ＯＦＦにより給湯使用されているか否かを判断して行なう。

ところで、湯張り運転時に、台所など他のカランからの給湯使用も同時に行なわれた場合、ガスバーナでは高熱効率の湯張り運転を行っているので、給湯管２８を流れる給湯量が少なくなり、給湯使用を行なう使用者の使い勝手が悪くなる。そこで、本実施形態の給湯暖房装置１では、湯張り運転時に、給湯管２８からの給湯使用も行なわれたときには、湯張り運転を一時停止して給湯使用のみを行い、給湯使用が終了すると湯張り運転を再開させるようにして（ステップＳ１４〜Ｓ１６）、給湯管２８から所望の給湯量の給湯を行って使用者の使い勝手が良くなるようにしている。

そして、給湯使用が行なわれていない場合には(ステップＳ９でＮｏ）、次に湯張りが終了したか否かの判断が行なわれる(ステップＳ１０）。湯張りの終了は、湯張り管２９に設ける湯張り流量センサ２９ｃで検出した水量の累積が湯張り量として設定した湯量に一致すると、燃焼させているガスバーナを消火すると共に、各電磁弁及び制御弁を閉弁（パワフル湯張りの場合はさらに暖房ポンプ３７を停止）して湯張りを終了する。

湯張りが終了すると(ステップＳ１０でＹｅｓ）、次に、風呂ポンプ４３のみを動作させて、浴槽１１内の溜められた湯の温度を追焚用循環路４２に設けた風呂戻り側温度センサ４４ａで検出し、お風呂に溜められた湯の温度(t3)が風呂設定温度(t1)であるか否かを判断する(ステップＳ１１）。

風呂の湯の温度(t3)が風呂設定温度(t1)以上である場合には(ステップＳ１１でＹｅｓ）、風呂ポンプ４３を停止して湯張り運転を終了する。風呂の湯の温度(t3)が風呂設定温度(t1)未満の場合には(ステップＳ１１でＮｏ）、暖房ガスバーナ３１の全バーナユニット（暖房第１バーナユニット３１ａと暖房第２バーナユニット３１ｂ）を最小ガス量で最小燃焼させ、追焚流量制御弁４１ｂを開弁し、風呂ポンプ４３を駆動させて追焚運転を開始する(ステップＳ１２）。そして、風呂の湯の温度(t3)が風呂設定温度(t1)となったら(ステップＳ１２でＹｅｓ）、暖房ガスバーナ３１を消火し、追焚流量制御弁４１ｂを閉弁し、風呂ポンプ４３を停止して湯張り運転を終了する。

なお、上記追焚運転を行なう場合、暖房第１バーナユニット３１ａと暖房第２バーナユニット３１ｂとを最小ガス量で最小燃焼させると設定温度よりも高くなってしまう場合には、暖房第１バーナユニット３１ａ又は暖房第２バーナユニット３１ｂの何れかを最小燃焼して追焚を行なうようにしている。

また、リモコン１２を用いて、このリモコン１２に、前述した高熱効率の湯張り運転を行なう「エコスイッチ」を設け、「エコスイッチ」ＯＦＦのときは給湯ガスバーナ２１の燃焼量を所望の給湯時間及び設定温度等に合せた湯張り運転がなされるようにしてもよい。このようにすることで、使用者が任意に高熱効率の湯張り運転（エコスイッチＯＮ時）を選択することができ、「エコスイッチ」ＯＦＦで早く湯張りまたは追焚を終えたい場合にも対応できる。

本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様が可能である。例えば、給湯暖房装置に限らず、暖房装置を備えない湯張りと追焚とを行なうものであってもよい。

１ 給湯暖房装置
２ 給湯手段
３ 暖房手段
４ 風呂追焚手段
５ コントローラ（制御手段）
１１ 浴槽
２１ 給湯ガスバーナ
２１ａ 給湯第１バーナユニット
２１ｂ 給湯第２バーナユニット
２１ｃ 給湯第３バーナユニット
２２ 給湯用顕熱熱交換器
２３ 給湯用潜熱熱交換器
２６ 給水管
２６ｂ 給水温度センサ (給水温度検出手段)
２６ｄ 給水流量制御弁 (給水流量制御手段)
２９ 湯張り管
３１ 暖房ガスバーナ
３１ａ 暖房第１バーナユニット
３１ｂ 暖房第２バーナユニット
３２ 暖房用顕熱熱交換器
３３ 暖房用潜熱熱交換器
３６ 暖房用循環路
４１ 追焚用熱交換器
４２ 追焚用循環路
５１ 記憶手段
５２ 基準熱量算出手段
５３ バーナユニット決定手段
５４ 給水流量算出手段
８２ ガス比例弁（ガス量調整手段）
８３ バーナユニット切換手段

Claims (3)

1. 複数のバーナユニットからなるガスバーナと、ガスバーナの燃焼により給水管からの水を加熱する熱交換器と、ガスバーナの燃焼量と給水管を流れる給水流量とを制御して風呂設定温度で浴槽の湯張りを行なう制御手段とを備える給湯装置であって、
   前記ガスバーナへの燃料ガスの総供給ガス量を調整するガス量調整手段と、
   前記各バーナユニットへの燃料ガスの供給又は遮断を個別に切り換えるバーナユニット切換手段と、
   前記給水管を流れる給水流量を制御する給水流量制御手段と、
   前記給水管を流れる給水温度を検出する給水温度検出手段とを備え、
   前記制御手段は、
   各バーナユニットの組み合わせ毎における最大熱効率の熱量データが記憶される記憶手段と、
   風呂設定温度と給水温度との温度差に基づいて最大給水流量のときの熱量となる基準熱量を求める基準熱量算出手段と、
   前記熱量データから、前記基準熱量以下で且つ前記基準熱量に最も近い熱量となる最適熱量を選択してバーナユニットの組み合わせを決定するバーナユニット決定手段と、
   前記最適熱量と、前記風呂設定温度と前記給水温度との温度差に基づいて浴槽に湯張りするための給水流量を算出する給水流量算出手段とを備え、
   前記バーナユニット決定手段で決定されたバーナユニットの組み合わせで燃焼するように前記バーナユニット切換手段を制御すると共に最適熱量となるように前記ガス量調整手段を制御して前記ガスバーナを燃焼させ、前記給水流量算出手段により算出された給水流量となるように前記給水流量制御手段を制御して湯張り運転を行なう構成としている給湯装置。
2. 請求項１に記載の給湯装置において、
   前記ガスバーナは、給水管からの水を加熱するための複数のバーナユニットからなる第１ガスバーナと、浴槽に接続される追焚用循環路に流通させて浴槽に溜まった湯を追焚加熱するための複数のバーナユニットからなる第２ガスバーナとを備え、
   前記第１ガスバーナの燃焼により加熱された湯を追焚用循環路に送り込む湯張り管を備え、
   前記制御手段は、第１ガスバーナの各バーナユニットに第２ガスバーナの各バーナユニットを組み合わせて前記最適熱量を選択してバーナユニットの組み合わせを決定可能とし、第２ガスバーナの燃焼により湯張り管から追焚用循環路に送り込まれた湯がさらに加熱されて浴槽へ湯張りされるパワフル湯張り運転を行なう構成としている給湯装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の給湯装置において、
   前記制御手段は、湯張り終了後、浴槽内の湯の温度が風呂設定温度より低い場合にガスバーナの燃焼により浴槽内の湯を追焚加熱するときは、当該ガスバーナの選択された各バーナユニットが最小燃焼となるように制御して追焚き運転を行なう構成としている給湯装置。

Images