JP2015031457A - 給湯暖房機 - Google Patents

Abstract

【課題】暖房はもちろんのこと、冷房を行うことも可能な給湯暖房機を提供すること。【解決手段】給湯暖房機は、熱源部を作動させることなく暖房回路内の水を循環させ（Ｓ１０５）、暖房回路内の水温Ｔ１と室内の温度Ｔ２を検出し、それらの温度差Ｔ２−Ｔ１があらかじめ定められた温度差Ａよりも大であるときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、暖房回路内の水の循環を継続することで、暖房端末において熱交換対象を冷却する冷房運転を行う。また、温度差Ｔ２−Ｔ１が温度差Ａ以下であるときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、暖房回路へ上水を供給することにより（Ｓ１２０〜Ｓ１５０）、暖房回路内の水温低下を図り、あらためてＳ１０５からの処理を実行する。【選択図】図２

Description

本発明は、給湯暖房機に関する。

従来、給湯機能に加えて、暖房機能を備えた給湯暖房機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この種の給湯暖房機は、室外ユニット（熱源機）で加熱される熱媒（例えば温水）を循環させて、室内にある暖房端末へと供給する暖房回路を備えている。

また、暖房端末としては、例えば、床下へ熱媒を導入して床材を加熱する床暖房、浴室内へ温風を吹き出す浴室暖房乾燥機、室内へ温風を吹き出すファンコンベクターなどが利用されている。

特開２００５−３７０１９号公報

しかしながら、上述のような給湯暖房機は、暖房機能は備えているものの、冷房機能は備えていないのが一般的であった。また、暖房端末や暖房回路に関しては、専ら暖房運転時に利用されているだけで、特に他の用途では利用されていなかった。

本発明は、上記のような背景の下で完成されたものであり、その目的は、暖房はもちろんのこと、冷房を行うことも可能な給湯暖房機を提供することにある。

以下、本発明において採用した構成について説明する。
本発明の給湯暖房機は、水源側から供給される水を加熱して出湯箇所へ湯を供給する給湯回路と、浴槽内から導入される水を加熱して前記浴槽へと循環させる風呂回路と、熱媒を加熱して当該熱媒を暖房端末へと供給する暖房回路とを備えており、前記暖房回路は、燃料を燃焼させた際に熱を発生させる熱源部と、前記熱源部で発生させた熱が伝達された際に、その熱で熱媒を加熱する加熱部と、前記加熱部において加熱された熱媒を前記暖房端末へと供給するとともに、前記暖房端末で熱が奪われた熱媒を前記加熱部へと戻すことにより、熱媒を循環させる循環流路を形成する配管とを備える構造とされた給湯暖房機であって、前記循環流路内の熱媒の温度Ｔ１を検出する第一温度検出手段と、前記暖房端末において前記循環流路内の熱媒と熱交換を行う熱交換対象の温度Ｔ２を検出する第二温度検出手段と、前記第一温度検出手段によって検出される温度Ｔ１と前記第二温度検出手段によって検出される温度Ｔ２との温度差Ｔ２−Ｔ１が、あらかじめ定められた温度差Ａよりも大であるときに、前記熱源部を作動させることなく前記循環流路内の熱媒を循環させることにより、前記暖房端末において前記熱交換対象を冷却する冷房運転を行う冷房制御手段とを備えたことを特徴とする。

このように構成された給湯暖房機においては、循環流路内の熱媒の温度Ｔ１と熱交換対象の温度Ｔ２との温度差Ｔ２−Ｔ１が所定の温度差Ａよりも大である場合に、熱源部が作動しないまま循環流路内の熱媒が循環する。その結果、暖房端末においては、熱交換対象が冷却されることになり、この冷熱を利用して冷房を行うことができる。

より具体的には、例えば、暖房端末として床暖房が設けられている場合、床下へ温度Ｔ１の熱媒を導入すれば温度Ｔ２の床材は冷却されるので、これにより冷房を実現できる。また、暖房端末として浴室暖房乾燥機が設けられている場合、温度Ｔ１の熱媒を供給して送風を行えば温度Ｔ２の浴室内は冷却されるので、これにより冷房を実現できる。さらに、暖房端末としてファンコンベクターが設けられている場合、温度Ｔ１の熱媒を供給して送風を行えば温度Ｔ２の室内は冷却されるので、これにより冷房を実現できる。なお、これらの冷房端末は、一種だけが設けられていてもよいし、二種以上が設けられていてもよく、同一種のものが複数設けられていてもよい。

いずれにしても、このような給湯暖房機であれば、給湯暖房機が備える既存の暖房回路や暖房端末を利用して冷房を行うことができる。したがって、従来は暖房を行う際に利用されていた暖房回路を、更に冷房という用途でも利用することができ、これにより、給湯暖房機の付加価値を高めることができる。

なお、本発明の給湯暖房機は、更に以下のような構成を備えていてもよい。まず、本発明の給湯暖房機において、前記循環流路内には、前記熱媒として水が導入されており、前記冷房制御手段は、前記冷房運転を実行している際、前記第二温度検出手段によって検出される温度Ｔ２の単位時間当たりの温度変化が、あらかじめ定められたしきい値未満の温度変化しかしない状態になったら、前記水源側又は前記浴槽内から供給される水を前記熱媒として前記循環流路内へ導入することにより、前記循環流路内の前記熱媒の温度を低下させるものであると好ましい。

このように構成された給湯暖房機であれば、冷房効果が期待できない状態になったら、水源側又は浴槽内から供給される水を循環流路内へ導入して、循環流路内の熱媒の温度を低下させることができるので、これにより、冷房能力を回復させることができる。

また、本発明の給湯暖房機において、前記冷房制御手段は、前記水源側又は前記浴槽内から供給される水を前記熱媒として前記循環流路内へ導入する際、当該導入前に前記循環流路内に保有されていた水を前記浴槽内へ流し込むものであると好ましい。

このように構成された給湯暖房機であれば、冷房能力を回復させる際には、循環流路内に保有されていた温水を浴槽内へと流し込むので、熱エネルギーを浴槽内の水温を上げるために有効利用し、風呂を沸かす際に必要な燃料の低減を図ることができる。

また、本発明の給湯暖房機において、前記冷房制御手段は、前記水源側又は前記浴槽内から供給される水を前記熱媒として前記循環流路内へ導入したにもかかわらず、前記第一温度検出手段によって検出される温度Ｔ１と前記第二温度検出手段によって検出される温度Ｔ２との温度差Ｔ２−Ｔ１が、あらかじめ定められた温度差Ａ以下であったときには、前記冷房運転を開始せず、あらためて前記水源側又は前記浴槽内から供給される水を前記循環流路内へ導入する制御をやり直すものであると好ましい。

このように構成された給湯暖房機であれば、水源側又は浴槽内から供給される水を循環流路内へ導入したにもかかわらず、循環流路内の熱媒の温度が低下しない場合には、循環流路内への水の導入をやり直すので、一旦冷房能力の回復に失敗しても、冷房能力の回復を再試行することができる。

また、本発明の給湯暖房機において、前記冷房制御手段は、前記冷房運転を実行している際、前記第二温度検出手段によって検出される温度Ｔ２の単位時間当たりの温度変化が、あらかじめ定められたしきい値未満の温度変化しかしない状態になったら、前記水源側又は前記浴槽内から供給される水と前記循環流路内の前記熱媒との熱交換を行うことにより、前記循環流路内の前記熱媒の温度を低下させるものであると好ましい。

このように構成された給湯暖房機であれば、冷房効果が期待できない状態になったら、水源側又は浴槽内から供給される水と循環流路内の熱媒との熱交換を行って、循環流路内の熱媒の温度を低下させるので、これにより、冷房能力を回復させることができる。

また、本発明の給湯暖房機において、前記冷房制御手段は、前記水源側又は前記浴槽内から供給される水と前記循環流路内の前記熱媒との熱交換を行った際、当該熱交換に伴って昇温した水を前記浴槽内へ流し込むものであると好ましい。

また、本発明の給湯暖房機において、前記冷房制御手段は、前記水源側又は前記浴槽内から供給される水と前記循環流路内の前記熱媒との熱交換を行ったにもかかわらず、前記第一温度検出手段によって検出される温度Ｔ１と前記第二温度検出手段によって検出される温度Ｔ２との温度差Ｔ２−Ｔ１が、あらかじめ定められた温度差Ａ以下であったときには、前記冷房運転を開始せず、あらためて前記水源側又は前記浴槽内から供給される水と前記循環流路内の前記熱媒との熱交換を行う制御をやり直すものであると好ましい。

このように構成された給湯暖房機であれば、水源側又は浴槽内から供給される水と循環流路内の熱媒との熱交換を行ったにもかかわらず、循環流路内の熱媒の温度が低下しない場合には、水と熱媒との熱交換をやり直すので、一旦冷房能力の回復に失敗しても、冷房能力の回復を再試行することができる。

第一実施形態の給湯器の概略の構造を示す説明図。 第一実施形態の冷房制御を示すフローチャート。 第二実施形態の給湯器の概略の構造を示す説明図。 第二実施形態の冷房制御を示すフローチャート。

次に、本発明の実施形態について、いくつかの例を挙げて説明する。
〔１〕第一実施形態
［給湯暖房機の構造］
図１に例示する給湯暖房機１は、給湯栓２や浴槽３などの出湯箇所へ湯を供給する給湯機能、浴槽３内にある湯の保温ないし追い焚きを行う風呂機能、及び熱媒である湯を暖房端末４へ供給して暖房を行う暖房機能を備える装置である。暖房端末４としては、例えば、床下へ熱媒を導入して床材を加熱する床暖房、浴室内へ温風を吹き出す浴室暖房乾燥機、室内へ温風を吹き出すファンコンベクターなどを利用可能で、本実施形態においては、これらのいずれが暖房端末４として採用されていてもよい。

また、給湯暖房機１は、燃焼室１２Ａ，１２Ｂを備えている。これらのうち、燃焼室１２Ａ内には、バーナー１３Ａ，１３Ｂ、熱交換器１４Ａ、点火プラグ１５Ａ、及びフレームロッド１６Ａ，１６Ｂなどが配設されている。また、燃焼室１２Ｂ内には、バーナー１３Ｃ、熱交換器１４Ｂ、点火プラグ１５Ｂ、及びフレームロッド１６Ｃなどが配設されている。点火プラグ１５Ａ，１５Ｂは、それぞれイグナイター１５Ｃに接続されている。

また、給湯暖房機１は、ファンモーター１８Ａ及びファン１８Ｂを有し、ファンモーター１８Ａによってファン１８Ｂを回転駆動することにより、燃焼室１２Ａ，１２Ｂ内へ給気可能に構成されている。燃焼室１２Ａ，１２Ｂの上部には、排気トップ１９Ａ，１９Ｂが設けられ、排気トップ１９Ａ，１９Ｂを介して燃焼室１２Ａ，１２Ｂ外への排気ができる構造とされている。また、燃焼室１２Ａ，１２Ｂには、異常な高温状態を検出した際に給湯暖房機１の作動を強制停止させる空焚き過熱防止装置２０Ａ，２０Ｂが設けられている。

また、給湯暖房機１は、バーナー１３Ａ〜１３Ｃへのガス供給路となるガス供給管２１を備えている。このガス供給管２１の下流端にはノズル２５Ａ〜２５Ｃが設けられ、各ノズル２５Ａ〜２５Ｃを介してバーナー１３Ａ〜１３Ｃへガスを供給可能に構成されている。また、このガス供給管２１には、元電磁弁２７Ａ，２７Ｂ、比例制御弁２８Ａ，２８Ｂ、切替電磁弁２９Ａ，２９Ｂ、メーン電磁弁２９Ｃなどが設けられている。

また、給湯暖房機１は、水入口から熱交換器１４Ａへの入水路をなす給水管３１と、熱交換器１４Ａから湯出口への出湯路をなす出湯管３３と、出湯管３３の流路途中から分岐する分岐管３７を備え、これらの配管によって給湯回路が構成されている。

また、給湯暖房機１は、熱交換器１４Ｂから浴槽３へ行く湯が流れる風呂行き流路をなす風呂行き配管４１と、浴槽３から熱交換器１４Ｂへ戻る湯が流れる風呂戻り流路をなす風呂戻り配管４３とを備え、これらの配管によって風呂回路が構成されている。上述した給湯回路の分岐管３７は、風呂戻り配管４３の流路途中に連通している。

さらに、給湯暖房機１は、風呂行き配管４１の流路途中から分岐して暖房端末４へ行く湯が流れる暖房行き流路をなす暖房行き配管４５と、暖房端末４から風呂戻り配管４３の流路途中へと合流することで熱交換器１４Ｂへと戻る湯が流れる暖房戻り配管４７と、暖房行き配管４５から暖房端末４を経由することなく暖房戻り配管４７へと連通するバイパス配管４９とを備え、これらの配管によって暖房回路が構成されている。

これらの各種配管のうち、給水管３１は、その上流端側が水供給源（例えば、水道管）に接続され、給水管３１の上流端側から下流端側に至る流路の途中には、水量切替弁５１、水量切替弁５１の開度に応じて通水量を調節する水ガバナ５３、及び給水管３１内を所定流量以上の水が流れたことを検出する流水スイッチ５５Ａ，５５Ｂなどが設けられている。また、給水管３１には、凍結予防ヒーター５９が付設されている。

出湯管３３は、その下流端側が出湯箇所（本実施形態においては給湯栓２のある箇所）に接続され、出湯管３３の上流端側から下流端側に至る流路の途中には、熱交換器１４Ａから流出する湯の温度を検出するサーミスター６１、及び圧力逃がし弁付水抜栓６３などが設けられている。また、出湯管３３には、過熱防止装置６５が付設されている。

分岐管３７は、出湯管３３側を上流側として下流側にある風呂戻り配管４３への給湯路を形成する配管で、分岐管３７の上流端側から下流端側に至る流路の途中には、風呂回路又は暖房回路側へ給湯を行う際に開弁される給水弁６７、分岐管３７における逆流を阻止する逆止弁６８Ａ，６８Ｂが設けられている。また、分岐管３７Ｃには、バキュームブレーカー６９が付設され、給水管３１側の水圧低下等に起因して、分岐管３７よりも下流側となるべき流路から上流側となるべき流路へ水を吸い上げてしまうような負圧が生じた際には、バキュームブレーカー６９が開いて外気を導入することで負圧の解消を図り、分岐管３７を介して水が逆流するのを防止している。

風呂行き配管４１は、下流端側がバスアダプター７１を介して浴槽３に取り付けられ、風呂行き配管４１の上流端側から下流端側に至る流路の途中には、異常な高温状態を検出した際に給湯暖房機１の作動を強制停止させる過熱防止装置７２、熱交換器１４Ｂから流出する湯の温度を検出するサーミスター７３Ａ、出湯先となる流路を風呂行き配管４１又は暖房行き配管４５のいずれかに切り替える出湯切替弁７４などが設けられている。

風呂戻り配管４３は、上流端側がバスアダプター７１を介して浴槽３に取り付けられ、風呂戻り配管４３の上流端側から下流端側に至る流路の途中には、風呂戻り配管４３内の圧力を検出する圧力センサー７５、風呂戻り配管４３において上流側から下流側へ湯を圧送する循環ポンプ７６、循環ポンプ７６の上流側の流路を風呂戻り配管４３又は暖房戻り配管４７のいずれかに切り替えるポンプ切替弁７７、浴槽３から流入する湯の温度を検出するサーミスター７３Ｂ、風呂戻り配管４３内を所定流量以上の水（湯）が流れたことを検出する流水スイッチ７９などが設けられている。

なお、風呂戻り配管４３は、浴槽３内の湯を熱交換器１４Ｂへと圧送する際には、バスアダプター７１側が上流端、熱交換器１４Ｂ側が下流端となるが、分岐管３７を介して浴槽３への給湯を行う際には、風呂戻り配管４３と分岐管３７との合流点からバスアダプター７１側へ向かって湯が逆向きに流れる状態になる。

暖房行き配管４５は、下流端側が暖房端末４に取り付けられ、暖房戻り配管４７は、上流端側が暖房端末４に取り付けられる。暖房戻り配管４７の上流端側から下流端側に至る流路の途中には、水（湯）の温度変化に伴う膨張・収縮を吸収する膨張タンク８１と、膨張タンク８１内の水位を検出する水位電極８３Ａ，８３Ｂ、膨張タンク８１側への逆流を阻止する逆止弁８５などが設けられている。

加えて、この給湯暖房機１は、給湯機能、風呂機能、暖房機能などの作動状態を制御するためのコントローラー９１と、浴室外に配設される給湯リモコン９３と、浴室内に配設される風呂リモコン９５とを備えている。

コントローラー９１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを備えたマイクロコンピュータを内蔵しており、上述した各種センサー（フレームロッド１６Ａ〜１６Ｃ、流水スイッチ５５Ａ，５５Ｂ、サーミスター６１，７３Ａ，７３Ｂ、圧力センサー７５、流水スイッチ７９、水位電極８３Ａ，８３Ｂなど）から情報を入力するとともに、上述した各種電磁弁（元電磁弁２７Ａ，２７Ｂ、切替電磁弁２９Ａ，２９Ｂ、メーン電磁弁２９Ｃ、水量切替弁５１、給水弁６７、出湯切替弁７４、ポンプ切替弁７７など）、イグナイター１５Ｃ、ファンモーター１８Ａ、循環ポンプ７６などの作動を制御する。

給湯リモコン９３及び風呂リモコン９５は、双方とも利用者からの入力操作を受け付ける入力部と利用者に対する情報表示や音声出力を行う出力部などのユーザーインターフェースを備え、その入力部から入力された情報がコントローラー９１へ伝達されるとともに、コントローラー９１から伝達される情報に基づいて出力部から情報表示や音声出力を行う仕組みになっている。

［冷房制御］
次に、給湯暖房機１において実行される冷房制御について、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。この冷房制御は、給湯リモコン９３及び風呂リモコン９５に設けられた冷房スイッチがオンとされたときにコントローラー９１によって開始される制御である。なお、コントローラー９１は、図２には示されていない様々な制御を並行して実行することもあるが、図２では、図が煩雑になるのを避けるため、本発明に関連する処理ステップだけを抜粋して図示してあり、本発明との関連性が低い処理ステップについては図示を省略又は簡潔な図示にとどめてある。

この冷房制御を開始すると、コントローラー９１は、循環ポンプ７６をオンにして（Ｓ１０５）、暖房回路内の水を循環させ、室温と暖房回路内の温度との温度差（室温−暖房回路内温度）が、所定の温度差Ａ［Ｋ］よりも大か否かを判断する（Ｓ１１０）。Ｓ１１０において室温については、暖房端末４として床暖房が設けられている場合、床暖房操作用のリモコン（図示略）に内蔵された室温センサーで検知し、それをコントローラー９１へ伝達すればよい。また、暖房端末４として浴室暖房乾燥機やファンコンベクターが設けられている場合、それら浴室暖房乾燥機やファンコンベクターに内蔵された室温センサーで検知し、それをコントローラー９１へ伝達すればよい。また、暖房回路内の温度については、サーミスター７３Ａ，７３Ｂなどによって測定すればよい。

これらの温度は、コントローラー９１側へ伝達される測定値をそのまま利用してもよいが、暖房端末４の設置環境の違いに起因する誤差や、実際の温度変化に対する測定遅れなどがあると、正確な測定値を得られないこともあるので、その場合は、実測に基づく補正値を加味したり、計算式などによる推測値に換算したりしてもよい。

Ｓ１１０において、室温と暖房回路内の温度との温度差が所定の温度差Ａ［Ｋ］よりも大であった場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１０５で循環ポンプ７６をオンにしたことに伴い、暖房端末４には室温よりも低温の水が供給されることになるので、これにより、暖房端末４では冷房を実施できる。

具体的には、暖房端末４として床暖房が設けられている場合、床下へ室温Ｔ２よりも低温Ｔ１の水を導入すれば温度Ｔ２の床材は冷却されるので、これにより冷房を実現できる。また、暖房端末４として浴室暖房乾燥機が設けられている場合、室温Ｔ２よりも低温Ｔ１の水を供給して送風を行えば温度Ｔ２の浴室内は冷却されるので、これにより冷房を実現できる。さらに、暖房端末４としてファンコンベクターが設けられている場合、室温Ｔ２よりも低温Ｔ１の水を供給して送風を行えば温度Ｔ２の室内は冷却されるので、これにより冷房を実現できる。

このような冷房は、Ｓ１１５で肯定判断がなされるまで継続される。すなわち、Ｓ１１５において、コントローラー９１は、暖房回路内温度の時間当たりの傾き（温度上昇率）が、所定の傾きＢ［Ｋ／Ｔ］よりも小であるか否かを判断する（Ｓ１１５）。ここで、温度上昇率が所定の傾きＢ［Ｋ／Ｔ］以上であれば（Ｓ１１５：ＮＯ）、暖房端末４において十分に有意な熱交換が行われていることになるので、この場合は、Ｓ１１５へ戻って、温度上昇率の監視を継続する。

一方、Ｓ１１５において、温度上昇率が所定の傾きＢ［Ｋ／Ｔ］よりも小となれば（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、暖房端末４における熱交換効率が低下していることを意味するので、この場合、コントローラー９１は、出湯切替弁７４及びポンプ切替弁７７を作動させて、暖房回路を風呂回路へ切り替える（Ｓ１２０）。これにより、暖房端末４での熱交換に伴って温められていた暖房回路内の水は、浴槽３へと送られることになる。なお、Ｓ１２０で暖房回路を風呂回路へ切り替える際には、循環ポンプ７６を一旦オフにしてから出湯切替弁７４及びポンプ切替弁７７を作動させ、その上で循環ポンプ７６をあらためてオンにしてもよい。

その後、コントローラー９１は、膨張タンク８１内にある下側の水位電極８３Ａがオフになるまで待機し（Ｓ１２５：ＮＯ）、水位電極８３Ａがオフになったら（Ｓ１２５：ＹＥＳ）、暖房回路内の水が浴槽３へ排出されたものと判断できるので、この場合は、循環ポンプ７６をオフにする（Ｓ１３０）。そして、コントローラー９１は、出湯切替弁７４及びポンプ切替弁７７を作動させて、風呂回路を暖房回路へ切り替える（Ｓ１３５）。

続いて、コントローラー９１は、非燃焼で給水弁６７をオンにして（Ｓ１４０）、上水を暖房回路へ注入する。その後、コントローラー９１は、膨張タンク８１内にある上側の水位電極８３Ｂがオンになるまで待機し（Ｓ１４５：ＮＯ）、水位電極８３Ｂがオンになったら（Ｓ１４５：ＹＥＳ）、暖房回路内への水が完了したものと判断できるので、この場合は、給水弁６７をオフにする（Ｓ１５０）。

Ｓ１４０〜Ｓ１５０を実行することにより、上水を暖房回路へ注入した場合でも、暖房回路内に残留する空気が抜けきれないままになると、その後、循環ポンプ７６をオンにしたときに空気が抜けて、膨張タンク８１内の水位が低下し、水位電極８３Ｂがオフになることがある。このような場合は、水位電極８３Ｂがオフになるたびに、空気抜き制御として、Ｓ１４０〜Ｓ１５０相当の処理を繰り返せば、暖房回路内に空気が残留していたとしても、その空気を徐々に追い出すことができる。

こうしてＳ１５０を終えたら、Ｓ１０５へ戻ることにより、以降は、Ｓ１０５〜Ｓ１５０を繰り返す。これにより、暖房回路内の水を利用した冷房、浴槽３への排熱・排水、暖房回路への注水が繰り返されることになり、暖房端末４による冷房を行うことができる。なお、これら一連の処理の繰り返し回数は、浴槽３の容量を考慮してあらかじめ設定された回数を上限とするか、浴槽３内の水位や浴槽３へ排出した水量などを検出ないし推定して、それらが上限値に達するまでとすればよい。

ところで、上記Ｓ１１０においては、室温と暖房回路内の温度との温度差が所定の温度差Ａ［Ｋ］以下しかないと判断されることもある（Ｓ１１０：ＮＯ）。この場合、暖房回路内で水を循環させても、暖房端末４では有意な冷房を実施することができない。そこで、この場合は、上水の給水がＸ回目以内（Ｘは所定の回数）か否かを判断し（Ｓ１５５）、Ｘ回目以内であれば（Ｓ１５５：ＹＥＳ）、Ｓ１２０へ進むことで、以降、浴槽３への排熱・排水、暖房回路への注水などを実施し、その後、再びＳ１０５からの処理に戻る。このような処理により、暖房回路内の水温が低下すれば、その時点で冷房が開始されることになる。

一方、そもそも上水の温度が比較的高い状況（例えば、真夏に給水塔で加熱された上水が各戸に供給されるような状況）では、Ｓ１２０〜Ｓ１５０を繰り返しても、暖房回路内の水温を十分に低下させることができないこともある。この場合、Ｓ１１０での否定判断が繰り返され、その都度、Ｓ１５５の判断が行われるため、このＳ１５５の判断が繰り返されると、最終的には上水の給水がＸ回目を超えることになる（Ｓ１５５：ＮＯ）。この場合、上水の給水を繰り返しても、暖房回路内の水温を十分に低下させることは困難であると予想されるので、冷房制御を終了する。

［効果］
以上説明したとおり、この給湯暖房機１によれば、バーナー１３Ａ〜１３Ｃ等の熱源部を作動させないまま暖房流路内の水を循環させて、暖房端末４において熱交換対象を冷却し、この冷熱を利用して冷房を行うことができる。したがって、従来は暖房を行う際に利用されていた暖房回路を、更に冷房という用途でも利用することができ、これにより、給湯暖房機の付加価値を高めることができる。また、冷房に伴う熱交換で得られた温水は浴槽３へと排出されるので、浴槽３の湯沸かしに必要な燃料を低減、節約することもできる。

また、Ｓ１１０やＳ１１５の判断をすることで、冷房効果が期待できない状況であれば、暖房回路へ上水を供給することにより、暖房回路内の水温低下を図ることができるので、これにより、冷房能力を回復させることができる。しかも、Ｓ１５５の判断もすることで、暖房回路へ上水を供給しても暖房回路内の水温低下を図ることが難しい場合には、冷房運転を見合わせることで、無駄な上水の供給も回避することができる。

〔２〕第二実施形態
［給湯暖房機の構造］
図３に例示する給湯暖房機１０１は、第一実施形態同様、給湯栓２や浴槽３などの出湯箇所へ湯を供給する給湯機能、浴槽３内にある湯の保温ないし追い焚きを行う風呂機能、及び熱媒である湯を暖房端末４Ａ，４Ｂへ供給して暖房を行う暖房機能を備える装置である。ただし、第一実施形態では、風呂回路及び暖房回路で一部の配管が兼用されていたが、第二実施形態では、風呂回路及び暖房回路が互いに独立した配管で構成されている。なお、以下の説明においては、第一実施形態との相違点を中心に説明し、第一実施形態と同等ないし類似の構成については同じ符号を付すことで、その説明を簡略化ないし省略する。

第二実施形態において、燃焼室１２Ａ内には、バーナー１３Ａ〜１３Ｃ、熱交換器１４Ａ、点火プラグ１５Ａ、及びフレームロッド１６Ａ〜１６Ｃなどが配設されている。また、燃焼室１２Ｂ内には、バーナー１３Ｄ，１３Ｅ、熱交換器１４Ｂ、点火プラグ１５Ｂ、及びフレームロッド１６Ｄ，１６Ｅなどが配設されている。

燃焼室１２Ａには、ファンモーター１８Ａ及びファン１８Ｂが付設され、燃焼室１２Ｂには、ファンモーター１８Ｃ及びファン１８Ｄが付設されている。燃焼室１２Ａ，１２Ｂの上部には、双方の燃焼室１２Ａ，１２Ｂで共用する排気トップ１９が設けられ、排気トップ１９を介して燃焼室１２Ａ，１２Ｂ外への排気ができる構造とされている。

また、ガス供給管２１の下流端にはノズル２５Ａ〜２５Ｅが設けられ、各ノズル２５Ａ〜２５Ｅを介してバーナー１３Ａ〜１３Ｅへガスを供給可能に構成されている。このガス供給管２１には、ガス元電磁弁２７、給湯ガス比例制御弁２８Ａ、暖房ガス比例制御弁２８Ｂ、給湯切替電磁弁２９Ａ〜２９Ｃ、暖房切替電磁弁２９Ｄ，２９Ｅなどが設けられている。

また、第一実施形態で例示した分岐管３７に代えて、第二実施形態では、分岐管３７Ａ〜３７Ｃが設けられている。分岐管３７Ａ，３７Ｂは、それぞれ出湯管３３から分岐し、それらが分岐管３７Ｃにおいて合流して風呂戻り配管４３に至る流路を構成している。さらに、給水管３１側から暖房回路側へ水を供給する暖房水補給管３８、給水管３１側から出湯管３３側へ水を供給するバイパス管３９なども備えている。

また、第二実施形態において、風呂戻り配管４３から風呂行き配管４１に至る途中には、熱交換器４４（液−液熱交換器）が設けられている。この熱交換器４４の外管４４Ａには、風呂戻り配管４３及び風呂行き配管４１が接続され、これにより、浴槽３から風呂戻り配管４３、熱交換器４４、及び風呂行き配管４１を経て浴槽３へと循環する風呂回路が構成されている。

一方、熱交換器４４の内管４４Ｂには、熱交換器１４Ｂにおいて加熱された高温の湯が供給される。詳しくは、熱交換器１４Ｂには、暖房高温行き流路をなす暖房高温行き配管４５Ａが接続され、この暖房高温行き配管４５Ａの途中に、暖房高温行き配管４５Ａから分岐する風呂加熱用配管４５Ｂが設けられている。この風呂加熱用配管４５Ｂの途中に、上述した熱交換器４４の内管４４Ｂが設けられている。

暖房高温行き配管４５Ａの下流端は暖房端末４Ａに接続され、これにより、暖房端末４Ａへ高温の湯を供給可能となっている。この暖房端末４Ａには暖房戻り配管４７Ａが接続され、暖房戻り配管４７Ａ，４７Ｂを経て熱交換器１４Ｂに至る暖房戻り流路が構成されている。風呂加熱用配管４５Ｂの下流端は、暖房戻り配管４７Ａに合流させてある。

また、暖房戻り配管４７Ｂの途中には、暖房戻り配管４７Ｂから分岐する暖房低温行き配管４５Ｃ，４５Ｄが設けられている。暖房低温行き配管４５Ｄは、暖房低温行き配管４５Ｃから供給される低温の湯を複数系統（図３では６系統。）に分岐させる配管である。暖房低温行き配管４５Ｄによって複数系統に分岐させられた湯は、複数の暖房端末４Ｂ（図３では一つの暖房端末４Ｂだけを図示。）それぞれに供給される。なお、暖房端末４Ｂへと供給された湯は、その後、暖房戻り配管４７Ａへと戻される。

これらの各種配管のうち、給水管３１の上流端側から下流端側に至る流路の途中には、上流側から下流側へと流れる水を濾過するストレーナー５２、給水管３１内を流れる水量を検出する給湯水量センサー５４、給水管３１内を流れる水量を増減制御する水量制御モーター５６、バイパス管３９側へ流れる水量を増減制御するバイパス制御バルブ５７、熱交換器１４Ａ側へ流れる水量を検出する給湯熱交換器水量センサー５８などが設けられている。

また、給水管３１から熱交換器１４Ａを経て出湯管３３に至る流路の途中には、給水管３１内を流れる水の温度を検出するサーミスター６１Ａ、熱交換器１４Ａから流出する湯の温度を検出するサーミスター６１Ｂ、出湯管３３とバイパス管３９の合流箇所よりも下流側で湯の温度を検出するサーミスター６１Ｃが設けられている。

分岐管３７Ｃには、風呂回路側へ流れる湯量を検出する風呂湯量センサー６６が設けられている。また、分岐管３７Ａ，３７Ｂには、風呂回路側へ給湯を行う際に開弁される給水弁６７Ａ，６７Ｂが設けられ、分岐管３７Ｃには、分岐管３７Ａ〜３７Ｃにおける逆流を阻止する逆止弁６８Ａ，６８Ｂが設けられている。さらに、分岐管３７Ｃには、縁切弁７０が付設され、給水管３１側の水圧低下等に起因して、分岐管３７Ａ〜３７Ｃよりも下流側となるべき流路から上流側となるべき流路へ水を吸い上げてしまうような負圧が生じた際には、縁切弁７０が開くことで、分岐管３７を介して水が逆流するのを防止している。

風呂行き配管４１及び風呂戻り配管４３の途中には、熱交換器４４側から供給される湯の温度を検出するサーミスター７３Ａ、浴槽３側から供給される湯の温度を検出するサーミスター７３Ｂが設けられ、風呂戻り配管４３には、風呂戻り配管４３の上流側から下流側へ湯を圧送する風呂循環ポンプ７６Ａ、浴槽３内の水位を検出する風呂水位センサー８０などが設けられている。なお、風呂戻り配管４３は、浴槽３内の湯を熱交換器４４へと圧送する際には、バスアダプター７１側が上流端、熱交換器４４側が下流端となるが、分岐管３７Ａ〜３７Ｃを介して浴槽３への給湯を行う際には、風呂戻り配管４３と分岐管３７Ａとの合流点からバスアダプター７１側へ向かって湯が逆向きに流れる状態になる。

暖房戻り配管４７Ｂには、暖房戻り配管４７Ｂの上流側から下流側へ湯を圧送する暖房循環ポンプ７６Ｂが設けられ、暖房戻り配管４７Ａ，４７Ｂの間には、水（湯）の温度変化に伴う膨張・収縮を吸収する膨張タンク８１と、膨張タンク８１内の水位を検出する水位電極８３Ａ，８３Ｂなどが設けられている。

暖房水補給管３８の下流端は、膨張タンク８１内へ水を供給可能とされており、暖房水補給管３８には、膨張タンク８１内への注水を制御するための注水電磁弁８４が設けられている。風呂加熱用配管４５Ｂには、熱交換器４４側への給湯を制御する風呂熱動弁８６が設けられている。

［冷房制御］
次に、給湯暖房機１０１において実行される冷房制御について、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。この冷房制御は、給湯リモコン９３及び風呂リモコン９５に設けられた冷房スイッチがオンとされたときにコントローラー９１によって開始される制御である。なお、図４では、第一実施形態同様、本発明に関連する処理ステップだけを抜粋して図示してある。

以下に説明する第二実施形態の冷房制御は、事前に浴槽３へ水を張っておき、暖房回路から風呂回路へ排熱する制御とされている点で、第一実施形態とは相違する。すなわち、第一実施形態では、暖房回路内の水をそのまま浴槽３へ排出することで排熱を行うとともに、暖房回路へ新たな上水を注入していたが、第二実施形態では、暖房回路と風呂回路が独立し、両回路間で熱交換を行う仕組みになっているので、第一実施形態とは相違する制御を行っている。

以下、詳しく説明すると、冷房制御を開始した場合、コントローラー９１は、非燃焼で給水弁６７Ａ，６７Ｂをオンにし（Ｓ２０５）、浴槽水張り量が所定量Ｄ［Ｌ］以上になるまで待機する（Ｓ２１０：ＮＯ）。そして、浴槽水張り量が所定量Ｄ［Ｌ］以上になったら（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、給水弁６７Ａ，６７Ｂをオフにする（Ｓ２１５）。

続いて、コントローラー９１は、室温と上水温との温度差が所定の温度差Ａ［Ｋ］よりも大か否かを判断する（Ｓ２２０）。ここで、室温と上水温との温度差が所定の温度差Ａ［Ｋ］よりも大であった場合（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、暖房回路の循環ポンプ７６Ｂをオンにし（Ｓ２２５）、風呂回路の循環ポンプ７６Ａもオンにする（Ｓ２３０）。これにより、暖房回路及び風呂回路の双方で水が循環し、熱交換器４４では、暖房回路内の水温が、浴槽３内に溜められた上水の温度と同程度にまで低下し、その水が暖房端末４Ａ，４Ｂに供給されることになるので、これにより、暖房端末４では冷房を実施できる。

このような冷房は、Ｓ２３５で肯定判断がなされるまで継続される。すなわち、Ｓ２３５において、コントローラー９１は、暖房回路内温度の時間当たりの傾き（温度上昇率）が、所定の傾きＢ［Ｋ／Ｔ］よりも小であるか否かを判断する（Ｓ２３５）。ここで、温度上昇率が所定の傾きＢ［Ｋ／Ｔ］以上であれば（Ｓ２３５：ＮＯ）、暖房端末４において十分に有意な熱交換が行われていることになるので、この場合は、Ｓ２３５へ戻って、温度上昇率の監視を継続する。

一方、Ｓ２３５において、温度上昇率が所定の傾きＢ［Ｋ／Ｔ］よりも小となれば（Ｓ２３５：ＹＥＳ）、暖房端末４における熱交換効率が低下していることを意味するので、この場合、コントローラー９１は、冷房制御を終了する。また、上述のＳ２２０において、室温と上水温との温度差が所定の温度差Ａ［Ｋ］以下であった場合も（Ｓ２２０：ＮＯ）、暖房端末４において有意な冷房が行われるとは期待できないので、この場合も、コントローラー９１は、冷房制御を終了する。

［効果］
以上説明したとおり、この給湯暖房機１０１によれば、バーナー１３Ａ〜１３Ｅ等の熱源部を作動させないまま暖房流路内の水を循環させて、暖房端末４Ａ，４Ｂにおいて熱交換対象を冷却し、この冷熱を利用して冷房を行うことができる。したがって、従来は暖房を行う際に利用されていた暖房回路を、更に冷房という用途でも利用することができ、これにより、給湯暖房機の付加価値を高めることができる。また、冷房に伴う熱交換で得られた温水は浴槽３へと排出されるので、浴槽３の湯沸かしに必要な燃料を低減、節約することもできる。

また、Ｓ２２０やＳ２３５の判断をすることで、冷房効果が期待できない状況であれば、冷房制御を中止するので、無駄な冷房運転も回避することができる。さらに、第一実施形態とは異なり、風呂回路と暖房回路が部分的に兼用されていないので、暖房回路においては、上述の通り、上水を熱媒として導入できるのはもちろんのこと、上水とは別の熱媒（例えば不凍液など。）を利用する給湯暖房機であっても、本実施形態の構成を採用できる。すなわち、暖房回路と風呂回路が兼用されている場合、風呂回路として利用する都合上、熱媒は温水のみに限られることになるが、暖房回路と風呂回路が兼用されていない場合は、暖房回路内の熱媒が浴槽３に供給されることはないので、暖房回路内の熱媒に関しては、水及び水以外の熱媒、どちらの利用も可能とすることができる。

〔３〕その他の実施形態
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されず、この他にも種々の形態で実施することができる。

例えば、冷房を開始ないし継続する条件として、「室温と暖房回路内の温度との温度差（室温−暖房回路内温度）が、所定の温度差Ａ［Ｋ］よりも大か否か」、「暖房回路内温度の時間当たりの傾き（温度上昇率）が、所定の傾きＢ［Ｋ／Ｔ］よりも小であるか否か」、「室温と上水温との温度差が所定の温度差Ａ［Ｋ］よりも大か否か」といった判断をする例を示したが、暖房回路内の水温（熱媒温）が室温に対して十分に低いと判断できる条件であれば、どのような判定条件を採用してもよい。

一例としては、暖房回路内の水温そのものが所定のしきい値未満か否かを判断してもよいし、室温の時間当たりの傾き（温度低下率）が所定の傾きよりも小であるか否かを判断してもよい。あるいは、暖房回路への注水を行う例にあっては、室温と注水温との温度差が所定以上あるか否か、若しくは注水音自体が所定のしきい値以下か否か、といった判断をしてもよい。

さらに、上記実施形態では言及しなかったが、給湯暖房機が設置される環境ごとに、各種配管の長さや環境温度などが変わりうるので、上記実施形態での各種可変制御の制御量に関しては、僅かに増減制御を試行し、より冷房効果が現れる側へ増減調整を行うとともに、その増減調整値を学習して、次回の制御に活かすように構成されていてもよい。

１，１０１・・・給湯暖房機、２・・・給湯栓、３・・・浴槽、４，４Ａ，４Ｂ・・・暖房端末、１２Ａ，１２Ｂ・・・燃焼室、１３Ａ〜１３Ｅ・・・バーナー、１４Ａ，１４Ｂ，４４・・・熱交換器、１５Ａ，１５Ｂ・・・点火プラグ、１５Ｃ・・・イグナイター、１６Ａ〜１６Ｅ・・・フレームロッド、１８Ａ，１８Ｃ・・・ファンモーター、１８Ｂ，１８Ｄ・・・ファン、１９，１９Ａ，１９Ｂ・・・排気トップ、２０Ａ，２０Ｂ・・・空焚き過熱防止装置、２１・・・ガス供給管、２５Ａ〜２５Ｅ・・・ノズル、２７・・・ガス元電磁弁、２７Ａ・・・元電磁弁、２８Ａ・・・比例制御弁（給湯ガス比例制御弁）、２８Ｂ・・・比例制御弁（暖房ガス比例制御弁）、２９Ａ〜２９Ｅ・・・切替電磁弁（給湯切替電磁弁，メーン電磁弁，暖房切替電磁弁）、３１・・・給水管、３３・・・出湯管、３７，３７Ａ〜３７Ｃ・・・分岐管、３８・・・暖房水補給管、３９・・・バイパス管、４１・・・風呂行き配管、４３・・・風呂戻り配管、４４Ａ・・・外管、４４Ｂ・・・内管、４５・・・暖房行き配管、４５Ａ・・・暖房高温行き配管、４５Ｂ・・・風呂加熱用配管、４５Ｃ，４５Ｄ・・・暖房低温行き配管、４７，４７Ａ，４７Ｂ・・・暖房戻り配管、４９・・・バイパス配管、５１・・・水量切替弁、５２・・・ストレーナー、５３・・・水ガバナ、５４・・・給湯水量センサー、５５Ａ，７９・・・流水スイッチ、５６・・・水量制御モーター、５７・・・バイパス制御バルブ、５８・・・給湯熱交換器水量センサー、５９・・・凍結予防ヒーター、６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，７３Ａ，７３Ｂ・・・サーミスター、６３・・・圧力逃がし弁付水抜栓、６５，７２・・・過熱防止装置、６６・・・風呂湯量センサー、６７，６７Ａ，６７Ｂ・・・給水弁、６８Ａ，６８Ｂ，８５・・・逆止弁、６９・・・バキュームブレーカー、７０・・・縁切弁、７１・・・バスアダプター、７４・・・出湯切替弁、７５・・・圧力センサー、７６，７６Ａ，７６Ｂ・・・循環ポンプ（風呂循環ポンプ，暖房循環ポンプ）、７７・・・ポンプ切替弁、８０・・・風呂水位センサー、８１・・・膨張タンク、８３Ａ，８３Ｂ・・・水位電極、８４・・・注水電磁弁、８６・・・風呂熱動弁、９１・・・コントローラー、９３・・・給湯リモコン、９５・・・風呂リモコン。

Claims (7)

1. 水源側から供給される水を加熱して出湯箇所へ湯を供給する給湯回路と、浴槽内から導入される水を加熱して前記浴槽へと循環させる風呂回路と、熱媒を加熱して当該熱媒を暖房端末へと供給する暖房回路とを備えており、前記暖房回路は、燃料を燃焼させた際に熱を発生させる熱源部と、前記熱源部で発生させた熱が伝達された際に、その熱で熱媒を加熱する加熱部と、前記加熱部において加熱された熱媒を前記暖房端末へと供給するとともに、前記暖房端末で熱が奪われた熱媒を前記加熱部へと戻すことにより、熱媒を循環させる循環流路を形成する配管とを備える構造とされた給湯暖房機であって、
   前記循環流路内の熱媒の温度Ｔ１を検出する第一温度検出手段と、
   前記暖房端末において前記循環流路内の熱媒と熱交換を行う熱交換対象の温度Ｔ２を検出する第二温度検出手段と、
   前記第一温度検出手段によって検出される温度Ｔ１と前記第二温度検出手段によって検出される温度Ｔ２との温度差Ｔ２−Ｔ１が、あらかじめ定められた温度差Ａよりも大であるときに、前記熱源部を作動させることなく前記循環流路内の熱媒を循環させることにより、前記暖房端末において前記熱交換対象を冷却する冷房運転を行う冷房制御手段と
   を備えたことを特徴とする給湯暖房機。
2. 前記循環流路内には、前記熱媒として水が導入されており、
   前記冷房制御手段は、前記冷房運転を実行している際、前記第二温度検出手段によって検出される温度Ｔ２の単位時間当たりの温度変化が、あらかじめ定められたしきい値未満の温度変化しかしない状態になったら、前記水源側又は前記浴槽内から供給される水を前記熱媒として前記循環流路内へ導入することにより、前記循環流路内の前記熱媒の温度を低下させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の給湯暖房機。
3. 前記冷房制御手段は、前記水源側又は前記浴槽内から供給される水を前記熱媒として前記循環流路内へ導入する際、当該導入前に前記循環流路内に保有されていた水を前記浴槽内へ流し込む
   ことを特徴とする請求項２に記載の給湯暖房機。
4. 前記冷房制御手段は、前記水源側又は前記浴槽内から供給される水を前記熱媒として前記循環流路内へ導入したにもかかわらず、前記第一温度検出手段によって検出される温度Ｔ１と前記第二温度検出手段によって検出される温度Ｔ２との温度差Ｔ２−Ｔ１が、あらかじめ定められた温度差Ａ以下であったときには、前記冷房運転を開始せず、あらためて前記水源側又は前記浴槽内から供給される水を前記循環流路内へ導入する制御をやり直す
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の給湯暖房機。
5. 前記冷房制御手段は、前記冷房運転を実行している際、前記第二温度検出手段によって検出される温度Ｔ２の単位時間当たりの温度変化が、あらかじめ定められたしきい値未満の温度変化しかしない状態になったら、前記水源側又は前記浴槽内から供給される水と前記循環流路内の前記熱媒との熱交換を行うことにより、前記循環流路内の前記熱媒の温度を低下させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の給湯暖房機。
6. 前記冷房制御手段は、前記水源側又は前記浴槽内から供給される水と前記循環流路内の前記熱媒との熱交換を行った際、当該熱交換に伴って昇温した水を前記浴槽内へ流し込む
   ことを特徴とする請求項５に記載の給湯暖房機。
7. 前記冷房制御手段は、前記水源側又は前記浴槽内から供給される水と前記循環流路内の前記熱媒との熱交換を行ったにもかかわらず、前記第一温度検出手段によって検出される温度Ｔ１と前記第二温度検出手段によって検出される温度Ｔ２との温度差Ｔ２−Ｔ１が、あらかじめ定められた温度差Ａ以下であったときには、前記冷房運転を開始せず、あらためて前記水源側又は前記浴槽内から供給される水と前記循環流路内の前記熱媒との熱交換を行う制御をやり直す
   ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の給湯暖房機。