JP2011237084A - 熱源装置及び給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水漏れによる異常検出の精度を高めることにある。
【解決手段】熱媒（温水ＨＭ１）を上水（Ｗ）に熱交換する熱交換手段（熱交換器５６）を備える熱源装置（暖房・給湯・追焚装置２）であって、前記熱媒（温水ＨＭ１）を溜める貯留手段（貯湯タンク４）と、前記貯留手段の前記熱媒のレベルを検出するレベル検出手段（水位センサ９）と、太陽熱を前記熱媒に熱交換する熱交換手段（太陽熱熱交換器１２）と、太陽熱を前記熱媒に熱交換する時間帯以外にレベル検出時間帯を設定し、このレベル検出時間帯で前記レベル検出手段の検出レベルが異常レベルか否かを判定し、その判定出力を発生する判定手段（制御装置８２）を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、太陽熱を熱源に利用する熱源装置及び給湯装置に関する。

室内暖房等の各種暖房に用いられる熱源装置には燃料ガスや灯油等の燃焼熱に加え、熱源に太陽熱が利用される。熱源装置に太陽熱を用いることは自然エネルギを利用するので、熱エネルギの効率的な利用が図られ、炭酸ガスの排出がない等、有益である。このような熱源装置は、高温水分配式給湯暖房機として知られている。

この種の熱源装置に関し、太陽熱給湯暖房装置として上水が供給される貯湯槽に第１及び第２の熱交換器が設置され、第１の熱交換器に太陽熱集熱器で集熱した熱媒を循環させて熱交換し、第２の熱交換器にボイラで加熱した温水の熱を熱交換することが知られている（特許文献１）。この太陽熱給湯暖房装置では、貯湯槽内の上水の加熱に太陽熱が利用され、加熱した上水が温水として供給される。また、ボイラで加熱した温水は暖房や浴槽追焚きに利用される。

また、燃焼排気を熱源に用いる熱源装置では、熱媒の熱を第１の熱交換手段により給水又は浴槽水に熱交換し、燃焼排気の潜熱を第２の熱交換手段により給水又は浴槽水に熱交換する熱源装置や、熱交換装置が知られている（特許文献２）。

特開昭５９−１３４４３２号公報 特開２００７−３１５７００号公報

ところで、高温水分配式給湯暖房機等に用いられる熱源装置にはプレート熱交換器が用いられ、このプレート熱交換器では熱媒の熱を上水に熱交換し給湯している。プレート式熱交換器に漏れを生じると、給水圧を受けて暖房回路側に給水が漏れ込むことになる。そこで、暖房タンクの水位上昇を監視し、漏れ検知が行われる。

太陽熱を熱源に利用する場合、貯湯タンクに溜められた温水を暖房用の熱媒に利用するため、貯湯タンクを暖房タンクに兼用した場合、その水位上昇を監視しても、プレート熱交換器の漏れを検出できない場合がある。貯湯タンクの温水を頻繁に利用する時間帯や太陽熱を温水に熱交換して蓄熱する時間帯では、貯湯タンクに貯湯される温水の水位が変動する。この変動レベルがプレート式熱交換器の漏れによるレベル変動を越えることが予想されるからである。

そこで、本発明の熱源装置又は給湯装置の目的は、上記課題に鑑み、水漏れによる異常検出の精度を高めることにある。

上記課題を解決するため、本発明の熱源装置は、熱媒を上水に熱交換する熱交換手段を備える熱源装置であって、熱媒を溜める貯留手段と、前記貯留手段の前記熱媒のレベルを検出するレベル検出手段と、太陽熱を前記熱媒に熱交換する熱交換手段と、太陽熱を前記熱媒に熱交換する時間帯（例えば、午前７時３０分〜午後５時００分）以外にレベル検出時間帯を設定し、このレベル検出時間帯で前記レベル検出手段の検出レベルが異常レベルか否かを判定し、その判定出力を発生する判定手段とを備えている。

斯かる構成では、太陽熱を熱媒に熱交換する時間帯以外にレベル検出時間帯が設定されているので、貯留手段にある熱媒のレベル変動がないか又は少ない時間帯でレベル検出を行うことができ、異常レベルか否かの検出精度が高められる。

上記課題を解決するためには、上記熱源装置において、更に、前記判定手段が異常レベルを表す判定出力を発生した際に、警告を発する警告発生手段とを備えてもよい。斯かる構成では、貯留手段の熱媒が異常レベルに到達したことを告知でき、必要な対応の迅速化に寄与する。

上記課題を解決するため、本発明の給湯装置は、熱媒を上水に熱交換する熱交換手段を備える給湯装置であって、前記熱媒を溜める貯留手段と、前記貯留手段の前記熱媒のレベルを検出するレベル検出手段と、太陽熱を前記熱媒に熱交換する熱交換手段と、太陽熱を前記熱媒に熱交換する時間帯以外にレベル検出時間帯を設定し、このレベル検出時間帯で前記レベル検出手段の検出レベルが異常レベルか否かを判定し、その判定出力を発生する判定手段とを備えている。

斯かる構成では、既述の熱源装置と同様に、太陽熱を熱媒に熱交換する時間帯以外にレベル検出時間帯が設定されているので、貯留手段にある熱媒のレベル変動がないか又は少ない時間帯でレベル検出を行うことができ、異常レベルか否かの検出精度が高められる。

上記課題を解決するためには、上記給湯装置において、更に、前記判定手段が異常レベルを表す判定出力を発生した際に、警告を発する警告手段とを備えてもよい。斯かる構成では、上記熱源装置と同様に、貯留手段の熱媒が異常レベルに到達したことを告知でき、必要な対応の迅速化に寄与する。

以上説明した本発明の熱源装置又は給湯装置によれば、次の何れかの効果を得ることができる。

(1) 貯留手段の熱媒が異常レベルに到達したことを高精度に判定でき、プレート熱交換器等で構成される熱交換手段の漏れの検出精度を高めることができ、信頼性の高い熱源装置を実現できる。

(2) このような貯留手段の熱媒のレベル異常の検出によれば、プレート熱交換器等で構成される熱交換手段の漏れだけでなく、補水電磁弁の漏れも検出することができる。

そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。

第１の実施の形態に係る暖房・給湯・追焚装置の一例を示す図である。 太陽熱の集熱部、水位検出部及び貯湯タンクの一例を示す図である。 水位確認タンク及び水位検出の一例を示す図である。 制御装置及びリモコン装置の一例を示す図である。 給水漏れ判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。 給水漏れ判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る水位検出部及び貯湯タンクの一例を示す図である。

〔第１の実施の形態〕

第１の実施の形態は、本発明の熱源装置を含んで暖房、給湯、浴槽水追焚の機能を実現している。貯湯タンクの熱媒のレベル検出を水位確認タンク側で行い、太陽熱の集熱時間（例えば、午前７時３０分〜午後５時００分）以外の時間帯で得られる検出レベルを異常レベルの判定に用いている。

この第１の実施の形態について、図１を参照する。図１は暖房・給湯・追焚装置の一例を示している。

この暖房・給湯・追焚装置２は、本発明の熱源装置又は給湯装置の一例であって、図１に示すように、貯湯タンク４と、太陽熱の集熱回路６と、温水ＨＭ１を循環させる循環路８とを備えている。

貯湯タンク４は、第１の熱媒体として温水ＨＭ１を溜める貯留手段の一例であるとともに、温水ＨＭ１を以て蓄熱する蓄熱手段の一例でもある。この貯湯タンク４には、温水ＨＭ１の水位確認手段として水位確認タンク５が連通管路７により接続され、水位確認タンク５及び貯湯タンク４は通気管１１で連結され大気に開放されている。そして、水位確認タンク５には水位センサ９が設置されている。貯湯タンク４の温水ＨＭ１は連通管路７を通じて水位確認タンク５に流れ込み、水位確認タンク５内の水位は貯湯タンク４の温水ＨＭ１の水位と同一レベルを呈する。従って、水位センサ９には貯湯タンク４の温水ＨＭ１のレベルを表す出力が得られる。

この水位確認タンク５には補給水を流し込む補給管路１３が接続され、この補給管路１３は上水管路に接続されている。この補給管路１３には補給水閉止弁１５及び補給水電磁弁１７が設置されている。補給水閉止弁１５は常時開放され、補給水は補給水電磁弁１７によって供給が制御される。補給水には上水Ｗが用いられる。

集熱回路６は、太陽熱を熱源とする集熱手段の一例であって、第２の熱媒体として温水ＨＭ２を循環させ、太陽熱を温水ＨＭ１に熱交換する手段の一例である。この集熱回路６には、集熱パネル１０、熱交換部としての太陽熱用熱交換器１２、集熱ポンプ１４、ソーラー切替弁１６、バイパス路１８が備えられている。集熱パネル１０は、太陽熱を集熱し、その熱を温水ＨＭ２に熱交換する熱交換手段の一例である。集熱パネル１０に代え、燃焼熱や排熱を利用した熱源を用いてもよい。太陽熱用熱交換器１２は、温水ＨＭ２の熱を温水ＨＭ１に熱交換する手段の一例である。集熱ポンプ１４は、温水ＨＭ２に太陽熱を熱交換する際や、温水ＨＭ２を温水ＨＭ１に熱交換する際に用いられる温水圧送手段の一例である。バイパス路１８はソーラー切替弁１６を介して集熱回路６を分岐させる太陽熱用熱交換器１２の側路であって、温水ＨＭ２の温度が低い場合に温水ＨＭ２を循環させる。集熱パネル１０の入側には温度センサ２０、集熱パネル１０の出側には温度センサ２２が設置され、温度センサ２０の検出温度Ｔ１が太陽熱用熱交換器１２による温水ＨＭ２の熱交換後の温度、温度センサ２２の検出温度Ｔ２が熱交換前の温水ＨＭ２の温度であり、これらの検出温度Ｔ１、Ｔ２がソーラー切替弁１６の切替えによるバイパス路１８の開閉や集熱ポンプ１４の制御に用いられる。

循環路８は、分流路２４と、循環ポンプ２６と、温水ＨＭ１を加熱するための一次熱交換器２８と、二次熱交換器３０とを備えている。この循環路８には、温水ＨＭ１の熱を利用する手段として低温暖房回路３２、高温暖房回路３４、給湯回路３６、追焚回路３８が接続されている。

分流路２４は、貯湯タンク４の入側と出側との間の循環路８に連結された管路であって、温水ＨＭ１を分流して貯湯タンク４の出側の温水ＨＭ１に合流させる手段の一例である。

循環路８と分流路２４との分岐点には貯湯タンク切替弁４０が設置され、この貯湯タンク切替弁４０は、貯湯タンク４側に流れる温水流量と、分流路２４に流れる温水流量とに分配する流量分配手段の一例である。貯湯タンク切替弁４０の入側の循環路８には温度センサ４２、貯湯タンク４の入側の循環路８には開閉弁４３、貯湯タンク４の出側近傍には温度センサ４４が設置されている。開閉弁４３は、循環路８を貯湯タンク４の入側で開閉する手段である。温度センサ４２、４４の検出温度Ｔ３、Ｔ４は貯湯タンク４側に流れる温水流量と、分流路２４に流れる温水流量との分配比率の設定や制御に用いられる。温度センサ４４は熱媒である温水ＨＭ１の温度を検出する第１の温度センサ、温度センサ４２は負荷側から循環路８に戻る温水ＨＭ１の温度を検出する第２の温度センサである。貯湯タンク４の出側の循環路８と分流路２４との合流点には気液分離部４５が設置されている。気液分離部４５は、温水ＨＭ１から空気を分離する手段である。

循環ポンプ２６は、温水ＨＭ１の圧送手段の一例であって、温水ＨＭ１の熱利用や一次熱交換器２８及び二次熱交換器３０による加熱の際等に駆動され、循環路８に温水ＨＭ１を循環させる。

一次熱交換器２８は、燃料ガスの燃焼手段の一例として設置されたバーナ４６の燃焼排気から主として顕熱を温水ＨＭ１に熱交換する第１の熱交換手段である。二次熱交換器３０は、バーナ４６の燃焼排気から主として潜熱を温水ＨＭ１に熱交換する第２の熱交換手段であって、温水ＨＭ１の予備加熱に用いられる。一次熱交換器２８の出側の循環路８には温度センサ４８、二次熱交換器３０の出側の循環路８には温度センサ５０が設置され、これらの検出温度Ｔ５、Ｔ６がバーナ４６の燃焼制御に用いられる。

低温暖房回路３２は、循環路８の二次熱交換器３０の出側と貯湯タンク切替弁４０の入側とから分岐され、低温暖房器５２に低温側の温水ＨＭ１を循環させる管路である。低温暖房器５２は、温水ＨＭ１の第１の放熱負荷又は放熱手段の一例であって、例えば、床暖房器である。

高温暖房回路３４は、循環路８の一次熱交換器２８の出側と貯湯タンク切替弁４０の入側とから分岐され、高温暖房器５４に高温側の温水ＨＭ１を循環させる管路である。高温暖房器５４は、温水ＨＭ１の第２の放熱負荷又は放熱手段の一例であって、例えば、温風暖房器である。

給湯回路３６は給水Ｗを温水ＨＭ１で加熱して温水ＨＷとして出湯する管路であって、この実施の形態では、給湯用熱交換器５６と、二次熱交換器５８と、バイパス路６０とを備える。

給湯用熱交換器５６は、温水ＨＭ１の熱を給水Ｗに熱交換する給湯用熱交換手段の一例であって、給湯用熱交換器５６には例えば、プレート熱交換器が用いられる。この給湯用熱交換器５６には、給水側に上水圧が作用している。この給湯用熱交換器５６は、循環路８に高温分配弁６２を介して分岐された循環路８Ａに設置され、循環路８Ａを通して温水ＨＭ１が循環する。この給湯用熱交換器５６に穿孔による水漏れが生じた場合には、上水圧が温水ＨＭ１の圧力に打ち勝ち、上水が温水ＨＭ１側に侵入し、貯湯タンク４の水位を上昇させることになる。

二次熱交換器５８は、既述のバーナ４６の燃焼排気から主として潜熱を給水Ｗに熱交換する手段であって、給水Ｗが常温の上水であれば、効率よく潜熱を給水Ｗに熱交換することができる。この予備加熱された給水Ｗには、給湯用熱交換器５６により温水ＨＭ１の熱が熱交換され、高温の温水ＨＷが得られる。バイパス路６０は、この温水ＨＷに上水Ｗをミキシングする手段であって、図示しないミキシング弁を用いて高温の温水ＨＷを適温化することができる。給湯回路３６の上水Ｗの入側には温度センサ６４、温水ＨＷの出湯側には温度センサ６６が設置され、これらの検出温度Ｔ７、Ｔ８等が出湯温度の制御としてバーナ４６の燃焼制御やバイパス路６０側への給水Ｗとのミキシング比率の制御に用いられる。

追焚回路３８は、温水ＨＭ１の熱を浴槽６８にある浴槽水ＢＷに熱交換し、浴槽水ＢＷを入浴に適する温度に昇温する手段の一例である。この追焚回路３８は追焚用熱交換器７０と、追焚ポンプ７２とを備える。追焚用熱交換器７０は、温水ＨＭ１の熱を浴槽水ＢＷに熱交換する熱交換手段の一例であって、循環路８に高温分配弁６２を介して分岐された循環路８Ｂに設置され、循環路８Ｂを通して温水ＨＭ１が循環する。追焚ポンプ７２は、追焚時、浴槽水ＢＷを浴槽６８から追焚用熱交換器７０を通して浴槽６８に循環させる手段である。追焚回路３８の浴槽６８の出側には温度センサ７４が設置され、その検出温度Ｔ９が追焚制御に用いられる。

この追焚回路３８と給湯回路３６との間には注湯回路７６が接続され、この注湯回路７６は、注湯電磁弁７８を介して給湯回路３６と追焚回路３８とを連結している。注湯電磁弁７８は、上水Ｗ側と浴槽水ＢＷとを絶縁する手段の一例である。

循環路８の設置エリアには温度センサ８０が設置され、この温度センサ８０によって外気温度Ｔ１０が検出される。

これら検出温度Ｔ１〜Ｔ１０は制御情報として制御装置８２（図４）に取り込まれ、集熱ポンプ１４、循環ポンプ２６、追焚ポンプ７２の駆動やバーナ４６の燃焼が制御装置８２（図４）の駆動出力によって制御される。

次に、貯湯タンク４、水位確認タンク５及び集熱回路６について、図２を参照する。図２は貯湯タンク、水位確認タンク及び集熱回路の詳細を示している。図２において、図１と同一部分には同一符号を付してある。

貯湯タンク４の出側には循環路８の近傍に温度センサ４４が設置され、出側の温水ＨＭ１の温度が温度センサ４４で検出される。この実施の形態の場合、太陽熱用熱交換器１２の近傍にも温度センサ４９が設置されている。この温度センサ４９で熱交換温度が検出される。

集熱回路６には、プレッシャータンク２１及びリザーブタンク２３が備えられている。プレッシャータンク２１は集熱回路６に流れる温水ＨＭ２の圧力緩衝であるとともに、リザーブタンク２３と連結部２５により結合されている。この連結部２５を通じ、集熱回路６から温水ＨＭ２をリザーブタンク２３側に逃し、温水ＨＭ２が不足すれば、リザーブタンク２３にある温水ＨＭ２をプレッシャータンク２１に引込み、集熱回路６に補給する。

次に、水位確認タンク５のレベル検出について、図３を参照する。図３は水位確認タンク及び水位センサの一例を示している。図３において、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してある。

水位確認タンク５には、底部に連通管路７、天井部に補給管路１３及び通気管１１が接続されているとともに、オーバーフローパイプ１９が接続されている。オーバーフローパイプ１９は、水位確認タンク５の温水ＨＭ１の上限レベルＵＬに設定され、温水ＨＭ１が上限レベルＵＬを超えた際に温水ＨＭ１を流出させる。

水位確認タンク５には連通管路７により貯湯タンク４の温水ＨＭ１と通じるとともに、通気管１１により外気に通じているので、水位確認タンク５の温水ＨＭ１は貯湯タンク４と同一レベルを呈する。

水位確認タンク５には補給水電磁弁１７を開けば、補給管路１３を通じて補給水が供給され、この補給水は水位確認タンク５から連通管路７を通じて貯湯タンク４に補給される。これにより、貯湯タンク４には温水ＨＭ１の不足分を補うことができる。

そこで、水位確認タンク５に設置された水位センサ９は、レベル検出手段の一例であって、検出電極９Ａ、９Ｂ、９Ｃ及び共通電極（ＣＯＭ）９Ｄを備えている。検出電極９Ａは低レベル（ＬＬ）を検出する電極、検出電極９Ｂは高レベル（ＨＬ）を検出する電極、検出電極９Ｃは上限レベル（ＵＬ）を検出する電極である。この場合、共通電極９Ｄは水位確認タンク５の底面に設置しているが、水位確認タンク５や連通管路７を良導体で構成した場合には、水位確認タンク５又は連通管路７の何れの位置に設置してもよい。

斯かる構成により、検出電極９Ａ、９Ｂ、９Ｃと共通電極９Ｄに接触することにより水位を検出することができ、温水ＨＭ１が検出電極９Ａのみに触れる範囲にあれば低レベルＬＬ、検出電極９Ａ、９Ｂに触れる範囲にあれば高レベルＨＬ、検出電極９Ａ、９Ｂ、９Ｃに触れる範囲にあれば上限レベルＵＬを検出できる。

そこで、温水ＨＭ１が低レベルＬＬを下回ると、補給モードとなり、補給水電磁弁１７を開いて上水Ｗである温水ＨＭ１が高レベルＨＬに到達するまで補給される。通常状態では、温水ＨＭ１が低レベルＬＬから高レベルＨＬの範囲に制御される。

また、温水ＨＭ１が上限レベルＵＬに到達すると、水位センサ９の上限レベルＵＬの検出出力により、異常レベルと判定する。この判定動作は制御装置８２のＣＰＵ８４（図４）等により実行される。

次に、制御装置８２について、図４を参照する。図４は制御装置の一例を示している。図４に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図４において、図１、図２、図３と同一部分には同一符号を付してある。

この制御装置８２は、コンピュータによって構成されており、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）８４、ＲＯＭ（Read-Only Memory）８６、ＲＡＭ（Random-Access Memory）８８、タイマ９０、カウンタ９２等を備える。ＣＰＵ８４は、太陽熱を熱媒に熱交換する時間帯以外にレベル検出時間帯を設定し、このレベル検出時間帯でレベル検出手段である水位センサ９の検出レベルが異常レベルか否かを判定し、その判定出力を発生する判定手段の一例であって、ＲＯＭ８６にある制御プログラムを実行し、検出温度等を制御情報に用いてその演算等の処理により、制御出力を発生する。ＲＡＭ８８はプログラムの実行エリアを構成する。タイマ９０は計時手段の一例であって、レベル検出時間帯、レベル検出の間隔等の時間制御のための時間情報を生成する。カウンタ９２は、計数可能な検出情報を計数し、また、アナログ情報であってもディジタル化された情報を計数する。制御装置８２には、既述の判定出力により、水位センサ９の検出レベルが異常レベルである場合に、その異常レベルの発生を告知するための警告器９３が接続されている。警告器９３は警告手段の一例であって、表示器を備えてアラームを表示させてもよい。

この制御装置８２にはリモコン装置９４が有線又は無線により接続されている。リモコン装置９４は、ユーザの操作装置であって、制御部９６と、操作部９８と、表示部１００とを備え、ユーザの生活エリアに設置される。

制御部９６は、操作部９８からの操作入力を受け、その操作能力に基づく制御情報を制御装置８２に通知する。操作部９８はキーボードやタッチセンサ等で構成される。制御部９６はコンピュータによって構成されており、ＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０６等を備える。ＣＰＵ１０２はＲＯＭ１０４にある制御プログラムを実行し、制御出力を発生する。ＲＡＭ１０６はプログラムの実行エリアを構成する。この制御部９６は制御装置８２と連係し、制御装置８２に対する制御命令を出力し、制御装置８２からの出力情報を受け、制御状態等を表す提示出力を表示部１００に提供する。

表示部１００は制御部９６の表示制御に基づき、制御部９６から提供される提示出力に基づく視認可能な表示を行う。表示部１００を既述の警告器９３と同様に警告手段を構成させ、この表示部１００に既述のアラーム表示をさせてもよい。

次に、この暖房・給湯・追焚装置２の水漏れ判定動作について、図５及び図６を参照する。図５及び図６は水漏れ判定動作の処理手順の一例について示している。図５及び図６のａ、ｂ、ｃは、フローチャート間の結合部分を示している。

この水漏れ判定動作の処理手順は、暖房・給湯・追焚装置２の制御動作の一例であって、図５に示すように、電源投入を契機に、貯湯タンク４のタンク水位が正常であるか否かを監視し（ステップＳ１０１）、タンク水位が異常であれば（ステップＳ１０１のＮＯ）、その水位異常を表すアラームを発生する（ステップＳ１０２）。このアラームは、警告器９３により告知させる。

タンク水位が正常であれば（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、前回のチェックから所定時間例えば、２４０〔時間〕が経過したか否かを確認し（ステップＳ１０３）、２４０〔時間〕を経過していなければ（ステップＳ１０３のＮＯ）、ステップＳ１０１に戻り、また、２４０〔時間〕が経過していれば（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、タンク水位が上限レベルＵＬに到達しているか否か、即ち、水位センサ９の検出電極９Ｃが導通しているかを判定する（ステップＳ１０４）。タンク水位が上限レベルＵＬに到達していなければ（ステップＳ１０４のＮＯ）、ステップＳ１０１に戻り、タンク水位が上限レベルＵＬに到達していれば（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、タンク内温度即ち、温水ＨＭ１の温度が所定温度未満か否か例えば、４０〔℃〕未満かを判定する。４０〔℃〕未満でなければ（ステップＳ１０５のＮＯ）、ステップＳ１０１に戻り、また、４０〔℃〕未満であれば（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、他の動作なしか否かを判定する（ステップＳ１０６）。他の動作があれば（ステップＳ１０６のＮＯ）、ステップＳ１０１に戻り、また、動作がなければ（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、貯湯タンク切替弁４０をタンク側に開及び開閉弁４３を開に切り替え（ステップＳ１０７）、循環ポンプ２６を動作させる（ステップＳ１０８）。

接続されている低温暖房器５２、高温暖房器５４の熱動弁を開にし（ステップＳ１０９）、他の動作なしか否かを判定する（ステップＳ１１０）。他の動作があれば（ステップＳ１１０のＮＯ）、循環ポンプ２６の動作を停止し（ステップＳ１１１）、接続されている低温暖房器５２、高温暖房器５４の熱動弁を閉にし（ステップＳ１１２）、ステップＳ１０４に戻る。

他に動作がなければ（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、循環ポンプ２６のポンプ動作が一定時間例えば、８〔分間〕経過したか否かを判定する（ステップＳ１１３）。８〔分間〕以内であれば、ステップＳ１０８〜Ｓ１１３を繰り返し実行し、８〔分間〕のポンプ動作の後（ステップＳ１１３のＹＥＳ）、循環ポンプ２６を停止させる（ステップＳ１１４：図６）。

貯湯タンク切替弁４０を分流路２４側を開及び開閉弁４３を閉にし（ステップＳ１１５）、接続されている低温暖房器５２、高温暖房器５４の熱動弁を閉にし（ステップＳ１１６）、既述の２４０〔時間〕を計測するタイマ９０の計測値をクリアし（ステップＳ１１７）、最高温度の記憶をクリアする（ステップＳ１１８）。タンク水位が上限レベルＵＬに到達しているか否か、即ち、水位センサ９の検出電極９Ｃが導通しているかを判定し（ステップＳ１１９）、上限レベルＵＬに到達していなければ（ステップＳ１１９のＮＯ）、ステップＳ１０１（図５）に戻り、また、上限レベルＵＬに到達していれば（ステップＳ１１９のＹＥＳ）、タンク温度即ち、温水ＨＭ１の温度の最高温度を記憶し（ステップＳ１２０）、所定時間として例えば、２４０〔時間〕の経過前であるかを検出する（ステップＳ１２１）。２４０〔時間〕が経過していれば（ステップＳ１２１のＮＯ）、ステップＳ１０４（図５）に戻り、また、２４０〔時間〕経過前であれば、タンク水位が下限レベルＬＬ以上であるか否か、即ち、水位センサ９の検出電極９Ａが導通しているかを判定し（ステップＳ１２２）、下限レベルＬＬ以上であれば（ステップＳ１２２のＹＥＳ）、タンク最高温度から一定温度例えば、２０〔℃〕だけ低下しているか否かを判定する（ステップＳ１２３）。

タンク最高温度から２０〔℃〕以上の低下がなければ（ステップＳ１２３のＮＯ）、ステップＳ１２０に戻り、ステップＳ１２０〜ステップＳ１２３の処理を行う。タンク最高温度から２０〔℃〕だけ低下していれば（ステップＳ１２３のＹＥＳ）、タンク水位が上限レベルＵＬに到達しているか否かを判定する（ステップＳ１２４）。上限レベルに到達していれば（ステップＳ１２４のＹＥＳ）、アラームを発し（ステップＳ１２５）、異常レベルであることを告知する。

タンク水位が上限レベルＵＬに到達していなければ（ステップＳ１２４のＮＯ）、タンク水位が下限レベルＬＬ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２６）。下限レベルＬＬ以上であれば（ステップＳ１２６のＹＥＳ）、集熱動作の期間中か否かを判定し（ステップＳ１２７）、期間中でなければ（ステップＳ１２７のＮＯ）、ステップＳ１２４に戻り、タンク内水位を監視し、集熱動作中であれば（ステップＳ１２７のＹＥＳ）、ステップＳ１０１に復帰する。

このように集熱動作期間として日照時間を基準に夏であれば例えば、午前７時３０分から午後５時とすれば、その期間内でのレベル判定を回避し、集熱動作や温水ＨＭ１を使用しない期間でレベル判定を行うので、レベル判定の精度を高めることができる。その結果、給湯用熱交換器５６の漏れによる異常レベルか否か、又は、補給水電磁弁１７の異常による異常レベルかを判定することができる。

次に、この暖房・給湯・追焚装置２について、貯湯タンク４の温水ＨＭ１を利用する低温暖房動作、高温暖房動作、給湯動作、浴槽注湯動作、浴槽水追焚動作を説明し、温水ＨＭ１の加熱のための集熱動作を説明する。

(1) 低温暖房動作

この低温暖房動作では、低温暖房器５２に循環させて低温化した温水ＨＭ１に貯湯タンク４にある高温の温水ＨＭ１を混合し、低温暖房器５２に要求温度の温水ＨＭ１を循環させる。

(2) 高温暖房動作

高温暖房器５４から運転信号が制御装置８２に入力されると、循環ポンプ２６の運転を開始する。温度センサ４２の検出温度Ｔ３と温度センサ４４の検出温度Ｔ４とを比較し、Ｔ４＞Ｔ３の場合、貯湯タンク切替弁４０を貯湯タンク４側を開状態にする。貯湯タンク４の温水ＨＭ１は、循環ポンプ２６から二次熱交換器３０、一次熱交換器２８に送り込まれる。一次熱交換器２８の出側にある温度センサ４８の検出温度Ｔ５が放熱暖房に適する一定温度として例えば、８０〔℃〕になるようにバーナ４６の燃焼を制御する。なお、貯湯タンク４の温水ＨＭ１が放熱暖房に適する一定温度である例えば、８０〔℃〕であれば、一次熱交換器２８による加熱は行わない。

高温化された温水ＨＭ１は、高温暖房器５４に流れ、放熱を行う。この場合、循環路８、高温分配弁６２に流れた温水ＨＭ１は循環路８Ａに分流されて給湯用熱交換器５６を通り、高温暖房器５４からの戻り温水ＨＭ１と合流し、貯湯タンク４に至る。この場合、循環路８Ａで形成された給湯用熱交換器５６の回路は高温暖房器５４が運転可能になるまでの循環回路及び給湯要求の際に即応可能な給湯用加熱路として使用される。

高温暖房器５４を通過して熱が奪われた温水ＨＭ１と、給湯用熱交換器５６からの戻り温水ＨＭ１とが混合されるが、この混合温水ＨＭ１は温度センサ４２で検出される。この温度センサ４２の検出温度Ｔ３は、貯湯タンク４の出側にある温度センサ４４の検出温度Ｔ４と比較される。Ｔ４＜Ｔ３であれば、貯湯タンク切替弁４０の開度は貯湯タンク４側から分流路２４側へ切り替えられ、貯湯タンク４の温水ＨＭ１の使用を停止する。即ち、温水ＨＭ１による蓄熱を行い、その節減を図る。

(3) 給湯動作

給水口から暖房・給湯・追焚装置２に入った給水Ｗは、温度センサ６４、水量センサ、水制御弁等を経てバイパス路６０の分岐点に至る。バイパス路６０側に流れる給水Ｗはミキシングのために温水ＨＷに混合される。また、二次熱交換器５８を経て給湯用熱交換器５６に流れた給水Ｗは、給湯用熱交換器５６で温水ＨＭ１の熱と熱交換が行われ、温水ＨＷとなってバイパス路６０の分岐点に設置されているミキシング弁を通過する。ミキシング弁の開度は、温度センサ６６の検出温度Ｔ８が設定温度になるように調整され、給湯用熱交換器５６により加熱された高温の温水ＨＷが給水Ｗと混合されて設定温度に調整され、出湯口から出湯される。

温水ＨＭ１の循環動作では、給湯回路３６にある水量センサが流水を感知すると、循環ポンプ２６が運転を開始する。温度センサ４２の検出温度Ｔ３と温度センサ４４の検出温度Ｔ４とが比較される。Ｔ４＞Ｔ３の場合には、貯湯タンク切替弁４０を貯湯タンク４側を開状態にする。貯湯タンク４の温水ＨＭ１は、循環ポンプ２６に吸い込まれ、二次熱交換器３０及び一次熱交換器２８に送り込まれる。これら一次熱交換器２８及び二次熱交換器３０を通過した温水ＨＭ１の温度は温度センサ４８で検出され、その検出温度Ｔ５が一定の温度として例えば、８０〔℃〕になるように、バーナ４６の燃焼制御が行われる。なお、貯湯タンク４の温水ＨＭ１がその一定温度である例えば、８０〔℃〕であれば、バーナ４６による加熱は行わない。

一定温度例えば、８０〔℃〕の温水ＨＭ１は給湯用熱交換器５６で給水Ｗ側との熱交換を行う。例えば、給湯能力を２４号とした場合、その熱量は４１．８６〔ｋＷ〕（３６，０００〔ｋｃａｌ／ｈ〕）である。貯湯タンク４の温水温度が８０〔℃〕で循環ポンプ２６の循環量が約１２〔リットル／ｍｉｎ〕であれば、貯湯タンク４に戻る温水ＨＭ１の温度が約３０〔℃〕で、貯湯タンク４の温水ＨＭ１の全てを給湯熱交換に使用したとすれば、貯湯タンク４内の温水温度は約３０〔℃〕となる。給湯号数が減少すれば、貯湯タンク４に戻る温水ＨＭ１の温度低下が少なく、貯湯タンク４の温水温度は、常に３０〔℃〕以上となる。

また、給湯用熱交換器５６で熱を奪われた温水ＨＭ１の検出温度Ｔ３と温度センサ４４の検出温度Ｔ４とを比較する。Ｔ４＜Ｔ３であれば、貯湯タンク切替弁４０を貯湯タンク４側から分流路２４側へ切り替え、貯湯タンク４の温水ＨＭ１を使用しない。これにより、貯湯タンク４の温水ＨＭ１の使用による熱損失が抑制される。

(4) 浴槽注湯動作

給湯時、注湯電磁弁７８を開くと、給湯回路３６が追焚回路３８に連結され、給湯回路３６から分岐された注湯回路７６に流れる温水ＨＷが追焚用熱交換器７０を経て浴槽６８に注湯される。この場合、追焚ポンプ７２は使用しない。給水Ｗが上水であれば、十分な水圧があるので、温水ＨＷはその水圧を利用して浴槽６８に注湯される。

(5) 浴槽水追焚動作

リモコン装置９４から追焚運転信号が制御装置８２に入力されると、追焚ポンプ７２の運転を開始させる。これにより、浴槽水ＢＷは追焚回路３８に循環され、追焚用熱交換器７０で温水ＨＭ１の熱が熱交換され、加熱される。温度センサ７４の検出温度Ｔ９が設定温度に達すれば、追焚運転を終了し、追焚ポンプ７２の運転を停止させる。

この場合、追焚運転信号が制御装置８２に入力されると、循環ポンプ２６の運転を開始する。温度センサ４２の検出温度Ｔ３と温度センサ４４の検出温度Ｔ４とが比較され、Ｔ４＞Ｔ３であれば、貯湯タンク切替弁４０を貯湯タンク４側に切り替える。貯湯タンク４の温水ＨＭ１は、循環ポンプ２６に吸い込まれ、二次熱交換器３０及び一次熱交換器２８に送り込まれる。これら一次熱交換器２８及び二次熱交換器３０を通過した温水ＨＭ１の温度は温度センサ４８で検出され、その検出温度Ｔ５が一定の温度として例えば、８０〔℃〕になるように、バーナ４６の燃焼制御が行われる。なお、貯湯タンク４の温水ＨＭ１がその一定温度である例えば、８０〔℃〕であれば、バーナ４６による加熱は行わない。

高温分配弁６２を循環路８Ｂ側にも開き、循環路８Ｂ側に温水ＨＭ１を流し、追焚回路３８と循環路８Ｂとの間で温水ＨＭ１の熱を浴槽水ＢＷに熱交換する。この場合、高温分配弁６２は給湯用熱交換器５６側にも温水ＨＭ１を流す。追焚用熱交換器７０で浴槽水ＢＷに熱を奪われた温水ＨＭ１は、循環路８Ａにある給湯用熱交換器５６を通過した温水ＨＭ１と合流し、貯湯タンク４に戻される。高温分配弁６２から給湯用熱交換器５６を通る循環路８Ａは、給湯要求の際に即応可能な給湯用回路として使用する。

追焚用熱交換器７０で熱を奪われた温水ＨＭ１は、給湯用熱交換器５６を通過した温水ＨＭ１と混合され、その混合温水ＨＭ１の検出温度Ｔ３と検出温度Ｔ４とを比較し、Ｔ４＜Ｔ３であれば、貯湯タンク切替弁４０を貯湯タンク４側から分流路２４側へ切り替え、貯湯タンク４の温水ＨＭ１を使用しない。即ち、温水ＨＭ１による蓄熱を行い、その節減を図る。

(6) 太陽熱集熱動作

太陽熱による温水ＨＭ２の温度上昇は、日射量に関係し、その試験結果によれば、冬季でも約３０〔℃〕の上昇が期待できることが確認されている。季節に関係なく、貯湯タンク４の温水温度は約３０〔℃〕であるため、太陽熱用熱媒である温水ＨＭ２と熱交換する太陽熱用熱交換器１２を備える貯湯タンク４では、冬期でも３０〔℃〕の温度上昇があり、貯湯タンク４の温水温度は３０〔℃〕＋３０〔℃〕で約６０〔℃〕に上昇させることができる。この場合、既述の低温暖房器５２の要求温度が例えば、６０〔℃〕であれば、貯湯タンク４に蓄えられた温水ＨＭ１の熱を低温暖房器５２の放熱に利用できる。夏期であれば、これ以上の熱利用ができることは勿論である。

この集熱回路６に利用できる太陽熱について、季節により日の出、日の入り時刻が変わり、日射のある時間帯も変化する。季節（夏季・冬季・中間期）により集熱ポンプ１４の運転開始時刻及び停止時刻を予め制御装置８２に記憶しておいてもよいし、リモコン装置９４を通して制御装置８２に設定することも可能である。季節の判断は、温度センサ８０の検出温度Ｔ１０を用いればよい。

そこで、時刻が集熱ポンプ１４の運転開始時刻になると集熱ポンプ１４を運転する。温水ＨＭ２が集熱回路６に循環し、温度センサ２０が集熱パネル１０に入る温水ＨＭ２の温度を検出する。集熱パネル１０は温水ＨＭ２を太陽熱で加熱する手段であるから、日射があれば、集熱パネル１０を通過した温水ＨＭ２の検出温度Ｔ２が上昇する。そこで、Ｔ２＞Ｔ１であれば、太陽熱の集熱有りと判断し、集熱ポンプ１４の運転を継続する。これに対し、Ｔ２≦Ｔ１であれば、集熱パネル１０を通過した温水ＨＭ２の温度が低下したのであるから、太陽熱の集熱無しと判断し、集熱ポンプ１４の運転を停止し、集熱動作を終了する。

この場合、集熱パネル１０においては温度上昇（Ｔ２＞Ｔ１）があれば、その検出温度Ｔ２が温度センサ４４の検出温度Ｔ４より低い場合（Ｔ２＜Ｔ４）には、貯湯タンク４の温水ＨＭ１の熱が温水ＨＭ２に奪われることになり、熱損失を来す。これを防止するため、ソーラー切替弁１６をバイパス路１８側に切り替えて循環させる。この循環は、Ｔ２＞Ｔ４になるまで継続し、Ｔ２＞Ｔ４になれば、ソーラー切替弁１６を太陽熱用熱交換器１２側に切り替え、温水ＨＭ２の熱を貯湯タンク４内の温水ＨＭ１に熱交換を行う。そして、設定時刻が集熱ポンプ１４の停止時刻になれば、集熱ポンプ１４の運転を停止する。

この結果、太陽熱の集熱を温水ＨＭ２に行い、その温水ＨＭ２の熱を温水ＨＭ１に熱交換することにより、貯湯タンク４に温水ＨＭ１を通じて蓄熱することができる。

上記実施の形態の利点や効果は以下の通りである。

(1) 高温水分配式給湯暖房機では熱交換器５６にプレート熱交換器で給湯の熱交換を行っているので、このプレート熱交換器に漏れが発生した場合、給水圧で暖房回路側に水が流れ込み、貯湯タンク４の水位上昇で漏れ検知ができる。太陽熱を熱源に利用するシステムでは、貯湯タンク４を暖房タンクに兼用すると、太陽熱による温度上昇で水位が上昇し、貯湯タンク４の温水ＨＭ１の利用で水位が低下する。この水位変化のみで漏れを検知すると、漏れを正確に検知できない場合があるが、上記実施の形態では、このような不都合を回避することができる。

(2) 貯湯タンク４の温水ＨＭ１を利用するので、貯湯タンク４の水位低下で漏れ無しの判断となった場合でも、集熱動作時間以外の時間検出し続けるので、確実に漏れ検出を行える。

(3) 更に、貯湯タンク４の水位が低下して漏れ無しの判断となった場合でも、集熱動作時間以外の時間で漏れ検出が行え、しかも、検出できる漏れは、プレート熱交換器等の給湯用熱交換器５６の他に補給水電磁弁１７の誤動作による開状態や、電磁弁故障による漏れを検出できる。

〔第２の実施の形態〕

第２の実施の形態は、貯留手段に第１の実施の形態に示した水位確認タンクを合体させた構成である。

図７に示すように、貯湯タンク４の上部に既述の水位確認タンク５（図１）に想到する水位確認部１０５を設置し、この水位確認部１０５に既述の水位センサ９を設置した構成としてもよい。

斯かる構成とすれば、貯湯タンク４と水位確認タンク５とを別個に設置する必要がなく、連通管路７の省略や通気管１１の単純化を図ることができる。

〔他の実施の形態〕

(1) 上記実施の形態では、高温水分配式の暖房給湯用熱源機の暖房回路に集熱回路６を接続し、太陽熱を熱源に利用し、太陽熱との熱交換により得られた高温水を給湯、低温暖房にも利用しているが、本発明はこのような熱源に太陽熱を利用するものに限定されない。上記実施の形態は一例であって、太陽熱に代え燃焼熱やエンジンの排熱を熱源に用いてもよい。

(2) 上記実施の形態では、熱媒体として温水ＨＭ１、ＨＭ２を利用したが、温水以外の熱媒流体を用いてもよい。

(3) 上記実施の形態では、貯湯タンク４にある温水ＨＭ１の温度を検出する温度センサ４４を貯湯タンク４外の循環路８側に設置しているが、貯湯タンク４内に設置して温水ＨＭ１の温度を検出してもよい。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

本発明は、太陽熱や燃焼熱を熱源に用いた給湯装置や、暖房・給湯・追焚装置等の熱源装置に広く利用できる。

２ 暖房・給湯・追焚装置
４ 貯湯タンク
５ 水位確認タンク
６ 集熱回路
８ 循環路
９ 水位センサ
１２ 太陽熱用熱交換器
１７ 補給水電磁弁
２４ 分流路
３２ 低温暖房回路
３４ 高温暖房回路
４０ 貯湯タンク切替弁
４２、４４ 温度センサ
５６ 給湯用熱交換器
８２ 制御装置

Claims (4)

1. 熱媒を上水に熱交換する熱交換手段を備える熱源装置であって、
   熱媒を溜める貯留手段と、
   前記貯留手段の前記熱媒のレベルを検出するレベル検出手段と、
   太陽熱を前記熱媒に熱交換する熱交換手段と、
   太陽熱を前記熱媒に熱交換する時間帯以外にレベル検出時間帯を設定し、このレベル検出時間帯で前記レベル検出手段の検出レベルが異常レベルか否かを判定し、その判定出力を発生する判定手段と、
   を備えることを特徴とする熱源装置。
2. 更に、前記判定手段が異常レベルを表す判定出力を発生した際に、警告を発する警告発生手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の熱源装置。
3. 熱媒を上水に熱交換する熱交換手段を備える給湯装置であって、
   熱媒を溜める貯留手段と、
   前記貯留手段の前記熱媒のレベルを検出するレベル検出手段と、
   太陽熱を前記熱媒に熱交換する熱交換手段と、
   太陽熱を前記熱媒に熱交換する時間帯以外にレベル検出時間帯を設定し、このレベル検出時間帯で前記レベル検出手段の検出レベルが異常レベルか否かを判定し、その判定出力を発生する判定手段と、
   を備えることを特徴とする給湯装置。
4. 更に、前記判定手段が異常レベルを表す判定出力を発生した際に、警告を発する警告手段と、
   を備えることを特徴とする請求項３記載の給湯装置。

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