JP2019044990A - One-can, three-circuit type water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1つの缶体で、給湯、暖房、風呂の3回路を有する1缶3回路式給湯装置に関するものである。 The present invention relates to a one-can three-circuit water heater having three circuits of hot water supply, heating, and bath in one can.
従来、この種のものに於いては、暖房用の熱媒体が貯溜された缶体内に、給湯用熱交換器や風呂用熱交換器を備え、暖房、給湯、風呂の追い炊きや保温をそれぞれ良好に行うものであった。(例えば、特許文献1参照。)
Conventionally, in this type of thing, a heat exchanger for hot water supply and a heat exchanger for bath are provided in a can body in which a heat medium for heating is stored, and heating, hot water supply, reheating of hot water, and heat retention are all performed. It did well. (For example, refer to
又、風呂回路の凍結防止のために、外気温度と風呂回路の循環温水の温度を検知し、その検知温度により風呂循環ポンプを駆動するものがあった。(例えば、特許文献2参照。)
Moreover, in order to prevent the freezing of the bath circuit, the outside air temperature and the temperature of the circulating hot water of the bath circuit are detected, and the bath circulation pump is driven by the detected temperature. (For example, refer to
ところで、この従来のものでは、缶体内に貯溜された暖房用の熱媒体は温度が0℃より低くなっても凍結しないものが使用されるが、冬の夜間に給湯、暖房、風呂の各回路が全て使用されずに外気温が低下した場合、缶体内に貯溜された暖房用の熱媒体が0℃以下になり、そのため缶体内に設けられた給湯用熱交換器や風呂用熱交換器内の水が凍結してしまう場合があった。 By the way, in this prior art, although the heat medium for heating stored in the can body is used which does not freeze even when the temperature becomes lower than 0 ° C., the circuits of hot water supply, heating, and bath at night of winter are used When the outside air temperature drops without being completely used, the heating heat medium stored in the can becomes 0 ° C. or less, so the hot water heat exchanger and the bath heat exchanger provided in the can Water could freeze.
又、この時、風呂循環ポンプが駆動して凍結防止運転を行おうとしても、缶体内に設けられた風呂用熱交換器内の水が凍結してしまうと風呂の温水が循環できず、風呂回路が凍結してしまうものであった。 At this time, even if the bath circulation pump is driven to perform the antifreeze operation, if the water in the bath heat exchanger provided in the can freezes, the hot water in the bath can not be circulated, and the bath can not be circulated. The circuit would freeze.
又、このように凍結が発生するのを防止するには、給湯、暖房、風呂の各回路が全て使用されていなくともバーナを燃焼させて缶体内に貯溜された暖房用の熱媒体を加熱して温度を上げなくてはならず、無駄な燃焼運転を行なわなくてはいけないという問題があった。 Also, in order to prevent the occurrence of freezing in this way, the heating heat medium for heating stored in the can is heated by burning the burner even if the circuits of hot water supply, heating, and bath are not all used. The problem is that the temperature must be raised and wasteful combustion operation must be performed.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1では、バーナ部及び該バーナ部の燃焼で内方の熱媒体が加熱される暖房用熱交缶体と、該暖房用熱交缶体内に給湯用熱交換器を備え、給水を加熱された前記熱媒体で間接加熱して給湯を行う給湯回路と、前記暖房用熱交缶体内に風呂用熱交換器を備え、浴湯を加熱された前記熱媒体で間接加熱して追焚を行う風呂回路とを備え、該風呂回路に浴槽と前記暖房用熱交缶体内の前記風呂用熱交換器とをつなぐ風呂往き管と風呂戻り管と凍結防止用ヒータを設けたものに於いて、該凍結防止用ヒータは前記暖房用熱交缶体近傍の前記風呂往き管又は前記風呂戻り管の少なくとも一方に設けたものである。 In order to solve the above problems, according to claim 1 of the present invention, a burner unit and a heat exchange can body for heating in which an inner heat medium is heated by the combustion of the burner unit, and the heat exchange can body for heating. A hot water supply circuit that includes a hot water supply heat exchanger and performs indirect heating by supplying heat indirectly with the heat medium to which water is supplied, and a heat exchanger for bath inside the heat exchange can body, the bath water is heated And a bath circuit for indirectly heating with the heat medium to follow up, the bath circuit connecting the bath and the bath heat exchanger in the heating heat exchange can to the bath circuit, a bath return pipe and freezing In the one provided with the prevention heater, the antifreeze heater is provided in at least one of the bath passing pipe or the bath return pipe in the vicinity of the heating heat exchange can body.
また、請求項2では、前記給湯用熱交換器は前記暖房用熱交缶体内上方に設けると共に、前記風呂用熱交換器は前記暖房用熱交缶体内下方に設けたものである。 In the second aspect of the invention, the hot water supply heat exchanger is provided above the heating heat exchange can body, and the bath heat exchanger is provided below the heating heat exchange can body.
また、請求項3では、前記風呂回路は、風呂循環ポンプと三方弁と風呂バイパス管を備え、前記浴槽と前記風呂往き管と前記風呂戻り管と前記風呂循環ポンプと前記三方弁と前記風呂バイパス管とによりバイパス回路を構成し、前記凍結防止用ヒータを前記バイパス回路よりも前記暖房用熱交缶体側に設け、前記バイパス回路内の凍結防止運転は前記風呂循環ポンプを駆動させて行ない、前記バイパス回路から前記暖房用熱交缶体内の前記風呂用熱交換器までの凍結防止運転は前記凍結防止用ヒータに通電することで行なうものである。 In the third aspect, the bath circuit includes a bath circulation pump, a three-way valve, and a bath bypass pipe, and the bath tub, the bath forward pipe, the bath return pipe, the bath circulation pump, the three-way valve, and the bath bypass pipe. A pipe and a bypass circuit are formed, the antifreeze heater is provided on the heating heat exchanger side with respect to the bypass circuit, and the antifreeze operation in the bypass circuit is performed by driving the bath circulation pump, The antifreeze operation from the bypass circuit to the bath heat exchanger in the heating heat exchanger can be performed by energizing the antifreeze heater.
この発明の請求項1によれば、凍結防止用ヒータを暖房用熱交缶体近傍の風呂往き管又は風呂戻り管の少なくとも一方に設けたので、凍結防止用ヒータの熱が伝熱されて、風呂回路の凍結を防止できるものである。 According to the first aspect of the present invention, since the antifreeze heater is provided on at least one of the bathing pipe or the bath return pipe near the heating exchanger, the heat of the antifreeze heater is transferred. It is possible to prevent freezing of the bath circuit.
又、凍結防止ヒータの熱は暖房用熱交缶体内の風呂用熱交換器にも伝熱し、暖房用缶体内の風呂用熱交換器から暖房用缶体内の熱媒体に伝熱して、風呂用熱交換器の周辺の熱媒体が加熱され、それにより暖房用缶体内の熱媒体の温度が上昇して、給湯回路の給湯用熱交換器近傍の凍結を防止できるものである。 In addition, the heat of the antifreeze heater transfers heat to the bath heat exchanger in the heating heat exchanger, transfers from the bath heat exchanger in the heating can to the heat medium in the heating can, and so on. The heat medium in the vicinity of the heat exchanger is heated, whereby the temperature of the heat medium in the heating can rises to prevent freezing in the vicinity of the hot water heat exchanger in the hot water supply circuit.
又、請求項2によれば、前記給湯用熱交換器は暖房用熱交缶体内上方に設けると共に、前記風呂用熱交換器は暖房用熱交缶体内下方に設けたので、凍結防止ヒータの熱は暖房用熱交缶体内の風呂用熱交換器にも伝熱し、暖房用缶体内の風呂用熱交換器から暖房用缶体内の熱媒体に伝熱して加熱された風呂用熱交換器の周辺の熱媒体は、暖房用缶体内を上昇し、暖房用缶体内の上方の熱媒体は、温度が低いので下降し、それにより暖房用缶体内の熱媒体が上下に対流し、暖房用缶体内の全熱媒体の温度が上昇し、暖房用缶体内の上方に設けられている給湯用熱交換器が温度が上昇した熱媒体から伝熱して加熱され、それにより給湯回路の給湯用熱交換器近傍の凍結が防止できるものである。 According to the second aspect of the invention, the hot water supply heat exchanger is provided above the heating heat exchange can body, and the bath heat exchanger is provided below the heating heat exchange can body. The heat is also transferred to the bath heat exchanger in the heating heat exchange can, and the heat is transferred from the bath heat exchanger in the heating can to the heat medium in the heating can to be heated. The surrounding heat medium rises in the heating can, and the heat medium above the heating can falls because the temperature is low, whereby the heat medium in the heating can convects up and down, and the heating can The temperature of the entire heat medium in the body rises, and the hot water supply heat exchanger provided above the heating can transfers heat from the heat medium whose temperature has risen and is heated, whereby the hot water heat exchange of the hot water supply circuit Freezing in the vicinity of the vessel can be prevented.
又、請求項3によれば、前記風呂回路は、風呂循環ポンプと三方弁と風呂バイパス管を備え、前記浴槽と前記風呂往き管と前記風呂戻り管と前記風呂循環ポンプと前記三方弁と前記風呂バイパス管とによりバイパス回路を構成し、前記凍結防止用ヒータを前記バイパス回路よりも前記暖房用熱交缶体側に設け、前記バイパス回路内の凍結防止運転は前記風呂循環ポンプを駆動させて行ない、前記バイパス回路から前記暖房用熱交缶体内の前記風呂用熱交換器までの凍結防止運転は前記凍結防止用ヒータに通電することで行なうので、浴槽から風呂循環ポンプ、風呂バイパス管、三方弁、浴槽までの風呂回路内のバイパス回路の凍結を呂循環ポンプを駆動させることで防止でき、バイパス回路から暖房用熱交缶体内の風呂用熱交換器までの風呂回路の凍結を凍結防止用ヒータを通電させることで防止できるものである。 According to a third aspect, the bath circuit includes a bath circulation pump, a three-way valve and a bath bypass pipe, and the bathtub, the bath forward pipe, the bath return pipe, the bath circulation pump, the three-way valve and the bath circulation pipe. A bypass circuit is constituted by a bath bypass pipe, the antifreeze heater is provided on the heating heat exchanger side with respect to the bypass circuit, and the antifreeze operation in the bypass circuit is performed by driving the bath circulation pump. Since the antifreeze operation from the bypass circuit to the bath heat exchanger in the heating heat exchanger can be performed by energizing the antifreeze heater, a bath circulation pump, a bath bypass pipe, a three-way valve, etc. The freezing of the bypass circuit in the bath circuit up to the bathtub can be prevented by driving the circulation pump, and the bath from the bypass circuit to the bath heat exchanger in the heat exchanger can be taken. Freezing of road in which can be prevented by energizing the antifreeze heater.
次に、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
1は下部に加熱用のバーナ部2を備える燃焼室3を形成した暖房用缶体で、この缶体1内方には蛇管による間接加熱式の給湯用の熱交換器を構成する給湯用熱交換器4と、蛇管による間接加熱式の風呂焚き用の熱交換器を構成する風呂用熱交換器5とを上下に配設し、温水暖房を行うと共に給湯及び風呂焚きを同時またはそれぞれ単独でも行えるようにしたものである。
Next, an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
先ず、暖房回路Aについて説明すると、6は暖房往き管、7は例えば床暖房パネル等の暖房用放熱器、8は暖房戻り管、9は暖房用循環ポンプ、10は気液分離器、11は暖房用膨張タンク、12は開閉弁13が設けられた暖房バイパス管、14は暖房用缶体1の温度制御に用いる缶体温度センサで、暖房用缶体1にてバーナ部2の燃焼で缶体温度センサ14の制御目標温度(88℃以上)まで加熱された熱媒体が、暖房用循環ポンプ9により暖房往き管6を介して暖房用放熱器7に送られて暖房を行い、暖房用放熱器7で放熱した低温水(約30℃〜50℃程度)が暖房戻り管8を介して暖房用缶体1に戻り再度制御目標温度まで加熱されて循環するものである。
First, the heating circuit A will be described. 6 is a heating forward pipe, 7 is a heating radiator such as a floor heating panel, 8 is a heating return pipe, 9 is a heating circulation pump, 10 is a gas-liquid separator, 11 is The expansion tank for heating, 12 is a heating bypass pipe provided with an on-off
次に給湯回路Bについて説明すると、15は水道に接続された給水管、16は水の流量を検知する流量センサ、17は給湯用熱交換器4で加熱された温水を出湯する給湯管、18は給湯栓、19はミキシング弁20を介して給湯管17に接続され給水管15と給湯管17とを連通する給湯バイパス管、21は給湯栓18の閉止時の熱膨張を吸収する給湯用膨張タンク、22は給水温度センサ、23は給湯温度センサで、給湯栓18が開かれて流量センサ16が最低作動流量を検知すると、暖房用缶体1内の熱媒体の温度を約88℃程度の高温に維持するようバーナ部2で燃焼を行い、給水管15からの冷水が給湯用熱交換器4で暖房用缶体1内の高温の熱媒体により間接加熱され、ミキシング弁20で水道水と混合され適温に調節されて給湯栓18から給湯されるものである。
Next, the hot water supply circuit B will be described. 15 is a water supply pipe connected to the water supply, 16 is a flow rate sensor for detecting the flow rate of water, 17 is a hot water supply pipe for discharging hot water heated by the hot water
24は給湯管用凍結防止ヒータで、通電されることにより発熱し、給湯管17内の水が凍結するのを防止するものであり、25は給水管用凍結防止ヒータで、通電されることにより発熱し、給水管15内の水が凍結するのを防止するものである。
24 is a antifreeze heater for hot water supply pipe, which generates heat when energized and prevents water in the hot
次に風呂回路Cについて説明すると、26は風呂浴槽、27は風呂往き管、28は風呂戻り管、29は風呂戻り管28に設けられた風呂循環ポンプ、30は循環の有無を検知する流水スイッチ、31は風呂温度センサで、浴槽26内の湯の沸かし上げ要求があると、浴槽26内の湯を風呂循環ポンプ29で風呂用熱交換器5に循環させ、浴槽26内の湯が暖房用缶体1内の高温の熱媒体により間接加熱されることで浴槽26内の湯を適温まで沸かし上げたり保温したりするものである。
Next, the bath circuit C will be described. 26 is a bath / bath, 27 is a bathing pipe, 28 is a bath return pipe, 29 is a bath circulation pump provided in the
そして、32は給湯回路Bの給湯管17から分岐されて風呂回路Cに湯張り弁33及び三方弁34を介して接続される湯張り管で、風呂の湯張り要求があると三方弁34を風呂回路Cと湯張り管32とを連通するよう切り換えると共に湯張り弁33を開弁し、給湯用熱交換器4で加熱された湯を風呂回路C内に流入させて風呂浴槽26への一定量の湯張りを行うものである。
And 32 is a hot water pipe branched from the hot
35は風呂回路用三方弁で、風呂往き管27に設けられ、一端が風呂戻り管28の風呂循環ポンプ29と三方弁34との間に接続されている風呂バイパス管36の他端が接続されているものである。
37は風呂配管用凍結防止ヒータで、通電されることにより発熱し、風呂回路内の水が凍結するのを防止するものであり、該風呂配管用凍結防止ヒータ37の熱が風呂往き管27から風呂用熱交換器5を介して暖房用缶体1内の熱媒体に伝熱する位置である、風呂用熱交換器5と風呂往き管27の接続部分近傍の風呂往き管27に設けられているものである。
The
ここで、38は暖房用缶体1の上下部を結ぶ連通パイプ、39はこの連通パイプ38途中に備えられた撹拌用循環ポンプで、給湯時または風呂運転時に駆動して、暖房用缶体1内の温度を上下均一化させるもので、給湯または風呂運転が終了するまで継続駆動して撹拌を行うものである。
尚、暖房運転時は暖房用循環ポンプ9が駆動されているため、撹拌用循環ポンプ39は駆動しないようにすることも可能である。
Here, 38 is a communication pipe connecting the upper and lower portions of the heating can 1, and 39 is a stirring circulation pump provided in the middle of the
In addition, since the circulation pump 9 for heating is driven at the time of heating operation, it is also possible not to drive the
40は凍結防止センサで、上記各部を収納し屋外に設置される枠体41内に備えられ、この枠体41内の温度を検知するものである。
Denoted at 40 is an antifreezing sensor which is provided in a
次にこの一実施形態の作動について説明する。
先ず、暖房運転を説明すれば、缶体温度センサ14が暖房用缶体1内の温度を検知し、この温度が高温暖房負荷の場合は約80℃、低温暖房負荷の場合は約60℃になるようにバーナ部2の燃焼を制御すると共に、暖房用循環ポンプ9を駆動して暖房用缶体1内の高温となった温水や循環液や不凍液等の熱媒体を暖房用放熱器7に流通し、再び暖房用缶体1に戻す循環を繰り返して、暖房用放熱器7によって室内の暖房を行うものである。
The operation of this embodiment will now be described.
First, to describe the heating operation, the
次に給湯運転は、暖房運転が行われている場合には既に暖房用缶体1内が高温となっているので、給湯栓18が開かれれば給水管15からの低温の水は直ぐに給湯用熱交換器4で暖房用缶体1内の高温の熱媒体により間接加熱されると同時に、撹拌用循環ポンプ39を駆動し連通パイプ38を介して缶体1の下部にある湯を缶体1上部に供給して暖房用缶体1の撹拌を行い暖房用缶体1内の上と下の温度差をなくし、常に同一の熱交換効率で熱交換できるようにして所望の温度の湯が供給されるものである。
Next, in the hot water supply operation, when the heating operation is performed, the inside of the heating can 1 is already at a high temperature, so if the hot
次に風呂運転は、図示しないリモコンの風呂保温スイッチをONした等の浴槽26内の湯の沸かし上げ要求があると、風呂用循環ポンプ29を駆動して浴槽26内の湯を風呂用熱交換器5に循環させて、高温に保持された暖房用缶体1内の熱媒体で加熱して浴槽26内の湯を所望の温度に追い焚きしたり保温したりするもので、風呂温度センサ31が所望の温度を検知すると自動的に停止されるものである。
Next, when there is a boil-up request of the hot water in the
次に風呂回路Cでの凍結防止運転を図2に示すフローチャートに従って説明すれば、外気温が下がり枠体41内の温度が低下し、凍結防止センサ40が0℃未満を検知した時(S1)、風呂循環ポンプ29を常時ONして駆動すると共に、風呂配管用凍結防止ヒータ37を常時ONして通電した状態にするものである。(S2)
Next, the antifreeze operation in the bath circuit C will be described according to the flowchart shown in FIG. 2 when the outside air temperature drops and the temperature in the
そして上記(S1)で凍結防止センサ40が0℃未満を検知しなかった場合、次に凍結防止センサ40の検知温度が3〜0℃を検知した時(S3)、風呂循環ポンプ29を4分ONして駆動後、30分OFFして停止するON−OFF運転を1回行なうと共に、風呂配管用凍結防止ヒータ37を4分ONして通電後、6分OFFするON−OFF運転を3回行なうものである。(S4)
Then, when the antifreezing sensor 40 does not detect less than 0 ° C. in the above (S1), when the detection temperature of the antifreezing sensor 40 next detects 3 to 0 ° C. (S3), the
そして上記(S3)で凍結防止センサ40が3〜0℃を検知しなかった場合、次に凍結防止センサ40の検知温度が5℃以下を検知した時(S5)、風呂循環ポンプ29を1分ONして駆動後、30分OFFして停止するON−OFF運転を1回行なうと共に、風呂配管用凍結防止ヒータ37を2分ONして通電後、8分OFFするON−OFF運転を3回行なうものである。(S6)
Then, when the antifreezing sensor 40 does not detect 3 to 0 ° C. in the above (S3), when the detection temperature of the antifreezing sensor 40 next detects 5 ° C. or lower (S5), the
そして、上記(S2)、(S4)、(S6)の凍結防止運転を行なった後、凍結防止センサ40の検知温度が5℃より高い温度を検知した時(S7)、風呂循環ポンプ29を常時OFFして停止すると共に、風呂配管用凍結防止ヒータ37を常時OFFして非通電の状態にして凍結防止運転を終了し(S8)、(S1)に戻るものである。
又、(S7)で凍結防止センサ40の検知温度が5℃より高い温度を検知しなかった場合は、まだ凍結防止運転が必要と判断して(S1)に戻るものである。
And after performing the antifreeze operation of said (S2), (S4), (S6), when the detection temperature of antifreeze sensor 40 detects a temperature higher than 5 degreeC (S7),
If the temperature detected by the antifreeze sensor 40 does not detect a temperature higher than 5 ° C. in (S7), it is determined that the antifreeze operation is still necessary, and the process returns to (S1).
上記のように凍結防止運転を行なう時、風呂回路用三方弁35は風呂バイパス管36側に動作しているので、浴槽26内の湯水は浴槽26から風呂戻り管28を流れて風呂循環ポンプ29を通過し、更に風呂バイパス管36から風呂回路用三方弁35を流れて風呂往き管27から浴槽26内に戻ることで、浴槽26から風呂循環ポンプ29、風呂バイパス管36、風呂回路用三方弁35、浴槽26までの風呂回路C内のバイパス回路の凍結を防止するものである。
As described above, since the three-
又、風呂用熱交換器5と風呂往き管27の接続部分近傍の風呂往き管27に設けられている風呂配管用凍結防止ヒータ37に通電されると、風呂配管用凍結防止ヒータ37が発熱し、その熱が風呂往き管27に伝熱されて、風呂配管用凍結防止ヒータ37の位置から三方弁34や風呂循環ポンプ29までの凍結を防止するものである。
Further, when the
又、風呂配管用凍結防止ヒータ37の発熱は風呂用熱交換器5にも伝熱し、風呂回路C内のバイパス回路から風呂用熱交換器5までの風呂回路Cの凍結を防止するものである。
Further, the heat generated by the
又、暖房用缶体1内の風呂用熱交換器5から暖房用缶体1内の熱媒体に伝熱して、風呂用熱交換器5の周辺の熱媒体が加熱される。
風呂用熱交換器5は暖房用缶体1内の下方に設けられているので、風呂用熱交換器5からの伝熱により加熱された風呂用熱交換器5の周辺の熱媒体は、暖房用缶体1内を上昇し、暖房用缶体1内の上方の熱媒体は、温度が低いので下降する。
Further, heat is transferred from the bath heat exchanger 5 in the heating can 1 to the heat medium in the heating can 1 so that the heat medium around the bath heat exchanger 5 is heated.
Since the bath heat exchanger 5 is provided below the heating can 1, the heat medium around the bath heat exchanger 5 heated by heat transfer from the bath heat exchanger 5 is heated. As it rises inside the
それにより暖房用缶体1内の熱媒体が上下に対流し、暖房用缶体1内の全熱媒体の温度が上昇し、暖房用缶体1内の上方に設けられている給湯用熱交換器4が温度が上昇した熱媒体から伝熱して加熱され、それにより給湯回路Bの給湯用熱交換器4近傍の凍結が防止されるものである。
As a result, the heat medium in the heating can 1 convects up and down, the temperature of the total heat medium in the heating can 1 rises, and the heat exchange for hot water provided above the heating can 1 The
尚、本実施例では凍結防止センサ40の検知温度が−20℃の状態で風呂配管用凍結防止ヒータ37を常時ONして通電した場合、暖房用缶体1内の全熱媒体の温度が10℃位の温度が保たれるものである。
In the present embodiment, when the
尚、本実施例では風呂配管用凍結防止ヒータ37を風呂用熱交換器5と風呂往き管27の接続部分近傍の風呂往き管27に設けたがこれに限定されず、風呂用熱交換器5と風呂戻り管28の接続部分近傍の風呂戻り管28に設けてもよく、風呂用熱交換器5の下側となる接続部分に設けることが好ましい。
又、風呂用熱交換器5と風呂戻り管28の接続部分近傍の風呂戻り管28と、風呂用熱交換器5と風呂往き管27の接続部分近傍の風呂往き管27の両方に設けてもよいものである。
In addition, although the
Alternatively, it may be provided both in the
又、本実施例では、風呂配管用凍結防止ヒータ37による凍結防止運転を説明したが、給湯回路Bの凍結防止運転は凍結防止センサ40の検知温度により、給湯管用凍結防止ヒータ24や給水管用凍結防止ヒータ25に通電して、給湯管17内の水や給水管15内の水が凍結するのを防止するものである。
In the present embodiment, the antifreezing operation by the
1 暖房用熱交缶体
2 バーナ部
4 給湯用熱交換器
5 風呂用熱交換器
26 浴槽
27 風呂往き管
28 風呂戻り管
37 凍結防止用ヒータ
B 給湯回路
C 風呂回路
1 heat exchange can body for
26
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