JP2020169769A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱媒体循環による暖房機能と、追焚機能を含む浴槽への給湯機能とを有する給湯装置において、給湯回路から浴槽への注湯経路に設けられた弁の微小リークを適切に検知する。【解決手段】注湯開閉弁２１０が閉止し、かつ、追焚循環ポンプ４００が停止する場合に、制御弁３３０の開放により熱源５００により加熱された熱媒体が風呂熱交換器４１０を通流する動作モードを実行するときに、注湯開閉弁２１０のリーク検知テストが実行される。リーク検知テストでは、風呂熱交換器４１０の出力側に配置された温度センサ３７４による検出温度Ｔｃｈが予め定められた基準温度以上に上昇すると、熱源５００から熱交換器４１０への熱媒体による入力熱量が低下される。更に、入力熱量の低下後における検出温度Ｔｃｈの低下挙動に応じて、注湯開閉弁２１０のリークが検知される。【選択図】図２

Description

本発明は給湯装置に関し、より特定的には、熱媒体の循環による暖房機能と、追焚機能を含む浴槽への給湯機能とを有する給湯装置に関する。

給湯装置の一態様として、熱媒体の循環による暖房機能と、追焚機能を含む浴槽への給湯機能とを具備するものが、特許第４０３１４８４号公報（特許文献１）等に記載されている。

特許文献１では、暖房循環経路を通流する高温水（熱媒体）を用いて、風呂の追焚運転が実現される。具体的には、暖房循環経路の熱媒が追焚き弁を介して液々熱交換器を通流することにより、風呂循環経路を通流する浴槽水が加熱されることによって、追焚運転が行われる。従って、暖房運転によって暖房循環経路に熱媒体が通流している状態下での、給湯回路から浴槽への湯張り時には、追焚き弁の閉止によって液々熱交換器への熱媒の供給が遮断される。

更に、特許文献１では、浴槽への湯張り運転時に、給湯回路からの出湯温度よりも高温の湯が浴槽に供給されることを確実に防止するために、上述の状態下では、液々熱交換器の出側温度に基づいて追焚き弁の故障検知を行うとともに、故障検知時には湯張り運転の実行を禁止する制御が記載されている。

特許第４０３１４８４号公報

特許文献１の構成において、浴槽への給湯を意図していない、即ち、湯張り弁が閉弁状態の場合に、暖房運転等により液々熱交換器に熱媒が通流している状態で当該湯張り弁に微小リークが発生すると、意図しない高温水が浴槽へ供給される虞がある。特許文献１では、湯張り弁の故障検知には考慮されていない。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、熱媒体の循環による暖房機能と、追焚機能を含む浴槽への給湯機能とを有する給湯装置において、給湯回路から浴槽への注湯経路に設けられた弁の微小リークを適切に検知することである。

本発明のある局面では、給湯装置は、給湯回路と、注湯経路と、第１の弁と、熱媒体循環経路と、熱媒体を加熱するための熱源と、熱交換器と、追焚循環経路と、温度検出器と、制御器とを備える。給湯回路は、設定温度に従った温水を出力する。注湯経路は、給湯回路からの温水を浴槽へ導く。第１の弁は、給湯回路及び注湯経路の間に接続される。熱媒体循環経路は、第１の循環ポンプの作動時に、給湯装置に接続された暖房端末に対して液状の熱媒体を循環供給するように形成される。熱交換器は、第２の弁の開弁時に熱媒体が通流される一次側経路を有する。追焚循環経路は、第２の循環ポンプの作動時に浴槽からの浴槽水が熱交換器の二次側経路の通流後に浴槽へ戻されるように形成される。注湯経路は、追焚循環経路の一部を構成する、熱交換器の二次側経路を通流して浴槽へ至る経路を含む。温度検出器は、熱交換器の経路上での浴槽側に配置される。制御器は、第１の弁が閉止し、かつ、第２の循環ポンプが停止する場合に、第２の弁の開放により熱源により加熱された熱媒体が熱交換器を通流する動作モードを実行するときに、第１の弁のリーク検知テストを実行する。更に、制御器は、リーク検知テストにおいて、温度検出器による検出温度が予め定められた基準温度以上に上昇すると熱源から熱交換器への熱媒体による入力熱量を低下させるとともに、入力熱量の低下後における検出温度の低下挙動に応じて、第１の弁のリークを検知する。

本発明によれば、熱媒体の循環による暖房機能と、追焚機能を含む浴槽への給湯機能とを有する給湯装置において、熱交換器への熱媒体による入力熱量を低下した後での熱交換器の出力側の温度挙動に基づいて、給湯回路から浴槽への注湯経路に設けられた弁の微小リークを適切に検知することができる。

本発明の実施の形態に従う給湯装置の概略構成図である。 本実施の形態に係る給湯装置における注湯電磁弁のリーク検知テストに関連する各種経路を説明する概念図である。 本実施の形態に係る注湯電磁弁のリーク検知テストに係る制御処理を説明するフローチャートである。 本実施の形態に係る注湯電磁弁のリーク検知テストにおける出側温度の波形例である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下では、図中の同一又は相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。

図１は、本発明の実施の形態に従う給湯装置１００の概略構成図である。
図１を参照して、給湯装置１００は、給湯回路１０１と、追焚回路１０２と、暖房回路１０３と、コントローラ３００とを備える。給湯回路１０１は、カラン１０５や図示しないシャワー等の給湯栓の開栓時に、設定温度に制御された適温の湯を出力するように構成される。追焚回路１０２は、図示しない浴槽内の湯を加熱循環するように構成される。暖房回路１０３は、給湯装置１００に接続された暖房端末（図示せず）装置に対して、液状の熱媒体である高温水を循環供給するように構成される。コントローラ３００は、例えば、マイクロコンピュータによって構成される。コントローラ３００は、「制御器」の一実施例に対応する。

追焚回路１０２は、浴槽水吸入口１９１及び浴槽水吐出口１９２の間に、浴槽内の湯を加熱循環するための追焚循環経路を形成するように構成される。浴槽水吸入口１９１及び浴槽水吐出口１９２は、浴槽内に配置された浴槽アダプタ（図示せず）に設けられた開口部と、配管を経由してそれぞれ接続される。

暖房回路１０３から熱媒体を受ける暖房端末（図示せず）は、暖房戻口３０２と暖房出力口（低温）３０４との間、又は、暖房戻口３０２及び暖房出力口（高温）３０６との間に接続される。

以下、順に、給湯回路１０１、追焚回路１０２及び暖房回路１０３の構成について説明する。

給湯回路１０１は、缶体１０に格納された、一次熱交換器１１ａ、二次熱交換器２１ａ及び燃焼バーナ３０ａを含む。給湯回路１０１は、さらに、入水管５０と、バイパス管６０と、出湯管７０とを含む。

入水管５０には、水道水等が給水される。入水管５０及び出湯管７０の間にはバイパス管６０が配置される。入水管５０には、バイパス管６０への分流を制御するための分配弁８０が介挿接続される。分配弁８０の開度に応じて、給水量の一部が入水管５０からバイパス管６０へ分流される。

さらに、入水管５０には、温度センサ１１０及び流量センサ１５０が配置される。温度センサ１１０は、入水温度（Ｔｗ）を検出する。流量センサ１５０は、分配弁８０よりも下流側（缶体側）に配置されており、缶体１０を通過する流量（缶体流量）を検出する。

入水管５０の水は、まず二次熱交換器２１ａによって予熱された後、一次熱交換器１１ａにおいて主加熱される。一次熱交換器１１ａ及び二次熱交換器２１ａによって所定温度まで加熱された湯は、出湯管７０から出湯される。

出湯管７０は、合流点７５においてバイパス管６０と接続される。したがって、給湯装置１００からは、缶体１０から出力された高温水と、バイパス管６０からの低温水とを混合した適温の湯が、台所や浴室等の給湯栓や、図示しない風呂への注湯回路などの所定の給湯箇所に供給される。

出湯管７０には、流量調整弁９０及び温度センサ１２０，１３０が設けられる。温度センサ１２０は、出湯管７０のバイパス管６０との合流点７５よりも上流側（缶体側）に配置されて、缶体１０からの出力湯温を検出する。温度センサ１３０は、合流点７５よりも下流側（出湯側）に設けられて、バイパス管６０からの水が混合された後の出湯温度（Ｔｈ）を検出する。流量調整弁９０は、出湯流量を制御するために設けられる。温度センサ１１０，１２０，１３０は、例えば、サーミスタによって構成される。

缶体１０において、燃焼バーナ３０ａからは、燃料ガスと、送風ファン４０によって供給される燃焼用空気との混合気が出力される。図示しない点火装置によって混合気が着火されることにより、燃料ガスが燃焼されて火炎が生じる。燃焼バーナ３０ａからの火炎によって生じる燃焼熱は、缶体１０内で一次熱交換器１１ａ及び二次熱交換器２１ａへ与えられる。

一次熱交換器１１ａは、燃焼バーナ３０ａによる燃焼ガスの顕熱（燃焼熱）により入水を熱交換によって加熱する。二次熱交換器２１ａは、燃焼バーナ３０ａからの燃焼排ガスの潜熱によって通流された水を熱交換によって加熱する。缶体１０の燃焼ガスの流れ方向下流側には、熱交換後の燃焼排ガスを排出処理するための排気経路１５が設けられる。このように、缶体１０では、燃焼バーナ３０ａでの燃焼による発生熱量により、一次熱交換器１１ａ及び二次熱交換器２１ａで、入水管５０から供給された水を加熱する。

燃焼バーナ３０ａへのガス供給管３１には、元ガス電磁弁３２、ガス比例弁３３及び、能力切換弁３５ａ〜３５ｃが配置される。元ガス電磁弁３２は、燃焼バーナ３０ａへの燃料ガスの供給をオンオフする機能を有する。ガス供給管３１のガス流量は、ガス比例弁３３の開度に応じて制御される。能力切換弁３５ａ〜３５ｃは、複数の燃焼バーナ３０ａのうちの、燃料ガスの供給対象となるバーナ本数（バーナ燃焼本数）を切換えるために開閉制御される。

次に、追焚回路１０２を含む、給湯装置１００における浴槽への給湯に関連した構成について説明する。なお、以下では、浴槽に対する給湯を「注湯」と表記する一方で、浴槽以外の給湯栓（カラン１０５等）への給湯を、単に「給湯」と表記することとする。

給湯装置１００は、出湯管７０から分岐して浴槽（図示せず）へ給湯するための注湯配管１８０をさらに備える。注湯配管１８０は、出湯管７０から流量調整弁９０を経由して分岐される。さらに、注湯配管１８０には、注湯開閉弁２１０及び逆止弁２２０が介挿接続される。注湯配管１８０は、後程説明する風呂戻り配管１９４と、合流点１８５で連結される。

コントローラ３００による注湯開閉弁２１０の開閉制御によって、給湯回路１０１から浴槽へ注湯するための経路の形成／遮断を制御することができる。即ち、注湯開閉弁２１０は「第１の弁」の一実施例に対応する。注湯開閉弁２１０は、代表的には、コントローラ３００からの指令に応じて開閉する電磁弁によって構成される。注湯開閉弁２１０に対応して、注湯流量を検出するための流量センサ２１５が配置される。

追焚回路１０２は、風呂戻り配管１９４と、風呂往き配管１９５と、追焚循環ポンプ４００と、風呂熱交換器４１０とを含む。

風呂戻り配管１９４は、浴槽水吸入口１９１と、風呂熱交換器４１０の二次側経路の一方端との間を接続する。追焚循環ポンプ４００は、風呂戻り配管１９４に介挿接続される。風呂熱交換器４１０の二次側経路の他方端（浴槽側）は、風呂往き配管１９５によって、浴槽水吐出口１９２と連結される。

追焚運転時には、追焚循環ポンプ４００が作動することにより、浴槽水吸入口１９１から給湯装置１００へ浴槽内の浴槽水が吸入される。そして、吸入された湯が、風呂戻り配管１９４、追焚循環ポンプ４００、風呂熱交換器４１０（二次側経路）、及び、風呂往き配管１９５を経由して、浴槽水吐出口１９２から浴槽内に戻される追焚循環経路が形成される。追焚循環経路において、風呂熱交換器４１０の入力側及び出力側には、温度センサ３７２及び３７４がそれぞれ設けられる。温度センサ３７２，３７４は、例えば、サーミスタによって構成される。以下では、風呂熱交換器４１０の出力側に配置された温度センサ３７４による検出温度を、出側温度Ｔｃｈとも称する。即ち、温度センサ３７４は、「温度検出器」の一実施例に対応する。

追焚運転時には、暖房回路１０３の制御弁３３０が開放される。これにより、後述する暖房回路１０３で加熱された熱媒体が、風呂熱交換器４１０の一次側経路を通流する。この結果、風呂熱交換器４１０の二次側経路を通過する追焚循環経路の湯が、風呂熱交換器４１０の一次側経路を通過する熱媒体との液々熱交換で加熱されることにより、浴槽内の湯温を上昇させることができる。

尚、制御弁３３０は、代表的には、開閉制御される熱動弁によって構成することができる。或いは、風呂熱交換器４１０（一次側経路）を通過する熱媒体の流量を制御するために、開度制御可能な流量調整弁によって、制御弁３３０を構成することも可能である。即ち、制御弁３３０は「第２の弁」の一実施例に対応する。

さらに、風呂戻り配管１９４は、合流点１８５において、注湯配管１８０と連結される。これにより、注湯開閉弁２１０が開放されると、給湯回路１０１からの湯が、注湯配管１８０を経由して合流点１８５に供給される。注湯運転時には、追焚循環ポンプ４００が停止されているため、供給された湯は、風呂戻り配管１９４及び風呂往き配管１９５をそれぞれ経由して、浴槽水吸入口１９１及び浴槽水吐出口１９２の両方から、浴槽内に供給される。これにより、給湯回路１０１から浴槽へ至る注湯経路が形成される。

注湯経路には、注湯配管１８０と、合流点１８５から浴槽水吸入口１９１へ至る第１の経路と、合流点１８５から風呂熱交換器４１０（二次側経路）及び風呂往き配管１９５を経由して浴槽水吐出口１９２に至る第２の経路とが含まれる。

次に、給湯装置１００内の暖房回路１０３について説明する。
暖房回路１０３は、暖房運転時に、暖房戻口３０２と暖房出力口（低温）３０４との間、及び、暖房戻口３０２と暖房出力口（高温）３０６との間のそれぞれに、熱媒体（代表的には、高温水）の循環経路を形成するように構成される。

暖房戻口３０２と暖房出力口（低温）３０４との間には、図示しない暖房端末が接続される。当該低温側の暖房端末は、例えば、暖房回路１０３からの熱媒体が通流される、床暖房用の温水パネルによって構成される。同様に、暖房戻口３０２と暖房出力口（高温）３０６との間にも、図示しない暖房端末が接続される。当該高温側の暖房端末は、例えば、暖房回路１０３からの熱媒体によって加熱された温風を出力する、ルームヒーターによって構成される。

暖房回路１０３は、一次熱交換器１１ｂ及び二次熱交換器２１ｂと、燃焼バーナ３０ｂとを含む。一次熱交換器１１ｂ，二次熱交換器２１ｂ及び燃焼バーナ３０ｂは、給湯回路の一次熱交換器１１ａ、二次熱交換器２１ａ及び燃焼バーナ３０ａと共通の缶体１０内に格納されている。

一次熱交換器１１ｂは、燃焼バーナ３０ｂによる燃焼ガスの顕熱（燃焼熱）により入水を熱交換によって加熱する。二次熱交換器２１ｂは、燃焼バーナ３０ｂからの燃焼排ガスの潜熱によって通流された水を熱交換によって加熱する。能力切換弁３６ａ，３６ｂの開閉制御によって、複数の燃焼バーナ３０ｂのうちの、燃料ガスの供給対象となるバーナ本数（バーナ燃焼本数）が切換えられる。燃焼バーナ３０ｂに対しては、燃焼バーナ３０ａと共通のガス供給管３１、元ガス電磁弁３２及びガス比例弁３３を経由して、燃料ガスが供給される。

さらに、暖房回路１０３は、暖房循環ポンプ３１０と、暖房膨張タンク３２０と、制御弁３３０と、配管３５０，３６０，３７０，３８０，３９０と、端末熱動弁３０５と、温度センサ３８２，３８４とを含む。

配管３５０の一端は、一次熱交換器１１ｂの一方端（入側）と接続される。配管３５０の他端は、複数の端末熱動弁３０５を経由して複数の暖房出力口（低温）３０４と接続される。

配管３６０は、一次熱交換器１１ｂの他方端（出側）及び配管３８０の間に配設される。後述するように、配管３６０には、風呂熱交換器４１０及び制御弁３３０が設けられる。配管３６０及び３７０は、一次熱交換器１１ｂの同一側（出側）で分岐しており、配管３７０によって、一次熱交換器１１ｂの他方端及び暖房出力口３０６（高温）の間が接続される。

配管３８０は、暖房戻口３０２と二次熱交換器２１ｂの一方端（入側）との間を連結する。配管３９０は、暖房膨張タンク３２０と、二次熱交換器２１ｂの他方端（出側）との間を連結する。

暖房循環ポンプ３１０の吸入口３１１は、暖房膨張タンク３２０と接続される。暖房循環ポンプ３１０の吐出口３１２は、配管３５０の分岐部３５５と接続される。

暖房膨張タンク３２０は、暖房回路１０３を循環する熱媒体を一時的に貯留する。暖房膨張タンク３２０の水位低下時には、給水弁３２７を開放することにより、配管５１から給水することができる。また、水位上昇時には、配管３２５を経由して、オーバーフロータンク３２８から排水栓１０６へ、熱媒体を排出することができる。又、図示を省略しているが、缶体１０の内部で発生したドレン（凝縮水）は、ドレンタンク（図示せず）にて貯留され、中和処理後に外部へ排出される。

配管３６０には、コントローラ３００からの指令に応じて開閉制御される制御弁（代表的には、熱動弁）３３０が介挿接続される。制御弁３３０の開放時には、一次熱交換器１１ｂで加熱された熱媒体は、配管３７０によって暖房出力口３０６（高温）へ出力される経路と、配管３６０を経由して循環される経路とに分けられる。従って、制御弁３３０の開放時には、一次熱交換器１１ｂから出力された熱媒体を、配管３６０、風呂熱交換器４１０（二次側経路）、合流点３８５及び配管３８０を経由して、二次熱交換器２１ｂへ循環させる経路がさらに形成される。一方で、制御弁３３０が閉状態であると、一次熱交換器１１ｂから出力された熱媒体は、風呂熱交換器４１０（二次側経路）を通過することなく、配管３７０のみへ供給される。

一次熱交換器１１ｂの出力側には、暖房回路１０３における缶体１０からの出力温度、即ち、加熱後の熱媒体温度を検出するための温度センサ３８４が配置される。一方で、暖房膨張タンク３２０には、タンク内の熱媒体温度を検出するための温度センサ３８２が配置される。温度センサ３８２によって検出された低温側熱媒体温度は、暖房出口（低温）３０４から供給される熱媒体の温度に相当する。温度センサ３８２，３８４は、例えば、サーミスタにより構成される。

コントローラ３００は、各センサからの出力信号（検出値）及びユーザ操作を受けて、給湯装置１００の全体動作を制御するために、各機器への制御指令を発生する。ユーザ操作には、給湯装置１００の運転オン／オフ指令及び設定湯温（Ｔｒ＊）指令が含まれる。例えば、ユーザ操作は、図示しないリモートコントローラに対して入力される。

制御指令には、各弁の開閉及び開度指令、燃焼バーナ３０ａ，３０ｂに対する指令（燃焼オンオフ及び発生熱量）、並びに、暖房循環ポンプ３１０のオンオフ指令等が含まれる。運転オン／オフ指令は、給湯回路１０１による給湯運転及び注湯運転、追焚回路１０２による追焚運転、並びに、暖房回路１０３による暖房運転の各々のオン／オフ指令を含む。なお、暖房運転については、暖房端末に対するオン指令に応じて、給湯装置１００における暖房運転が自動的にオンされてもよい。

給湯運転及び注湯運転時には、給湯回路１０１の燃焼バーナ３０ａでの燃焼によって、入水管５０の低温水が加熱されて出湯管７０へ出力される。コントローラ３００は、給湯運転及び注湯運転時における、燃焼バーナ３０ａによる要求発生熱量Ｐ＊を算出する。例えば、要求発生熱量Ｐ＊は、缶体出側温度の検出値が目標値に制御されるように算出される。缶体出側温度の目標値は、ユーザによって設定された給湯運転及び注湯運転時の設定温度と、バイパス管６０の分流率（分配弁８０の開度）に基づいて設定できる。

追焚運転及び暖房運転時には、暖房循環ポンプ３１０の駆動によって形成される循環経路を循環する熱媒体が、燃焼バーナ３０ｂでの燃焼によって加熱される。コントローラ３００は、燃焼バーナ３０ｂによる要求発生熱量Ｐ＊を、温度センサ３８４によって検出された一次熱交換器１１ｂの出力温度（温度センサ３８４）の検出値が目標値へ制御されるように算出する。

コントローラ３００は、給湯運転、注湯運転、暖房運転及び追焚運転の各々において、算出された要求発生熱量Ｐ＊に従って、燃焼バーナ３０ａ，３０ｂへの供給ガス量を算出する。さらに、コントローラ３００は、この供給ガス量を実現するような、燃焼バーナ３０ａ，３０ｂのうちのバーナ燃焼本数及びガス流量の組合せを決定するとともに、決定されたバーナ燃焼本数及びガス流量が実現されるように、ガス比例弁３３の開度及び能力切換弁３５ａ〜３５ｃ，３６ａ，３６ｂの開閉を制御する。さらに、コントローラ３００は、算出された供給ガス量に対して、送風ファン４０による送風量の比（空燃比）が所定値（例えば、理想空燃比）となるように、送風ファン４０の回転数を制御する。

給湯装置１００では、暖房循環ポンプ３１０及び燃焼バーナ３０ｂの作動により、下記の「熱媒体循環経路」を形成することによって熱媒体（温水）を循環加熱することができる。即ち、暖房循環ポンプ３１０は「第１の循環ポンプ」の一実施例に対応する。

暖房循環ポンプ３１０の作動によって、暖房戻口３０２から、配管３８０、二次熱交換器２１ｂ、配管３９０、及び、暖房膨張タンク３２０を経由して、暖房循環ポンプ３１０の吸入口３１１に至る吸入経路が形成される。暖房膨張タンク３２０から暖房循環ポンプ３１０に吸入された熱媒体は、吐出口３１２から、配管３５０の分岐部３５５へ出力される。

暖房循環ポンプ３１０から吐出された熱媒体は、配管３５０の分岐部３５５において、端末熱動弁３０５及び暖房出力口（低温）３０４に至る出力経路と、燃焼バーナ３０ｂから受熱する一次熱交換器１１ｂを通過する加熱経路とに分岐される。当該加熱経路は、一次熱交換器１１ｂの通過後に、配管３７０を経由して暖房出力口（高温）３０６から熱媒体を出力する出力経路と、一次熱交換器１１ｂの通過後、配管３６０、風呂熱交換器４１０（一次側経路）、及び、合流点３８５、配管３８０、二次熱交換器２１ｂ、及び、配管３９０を介して、再び暖房膨張タンク３２０へ至る戻り経路とを含む。当該戻り経路は、制御弁３３０の開放時に形成される一方で、制御弁３３０の閉止時には非形成とされる。

暖房運転時には、暖房循環ポンプ３１０及び燃焼バーナ３０ｂの作動により熱媒体経路を形成することで、暖房出力口３０６（高温）と接続された暖房装置に対しては、一次熱交換器１１ｂを通過した高温水が供給される。一方で、暖房出力口３０４（低温）と接続された暖房装置に対しては、暖房膨張タンク３２０内の湯が供給される。これにより、給湯装置１００（暖房回路１０３）から暖房端末（図示せず）へ熱媒体が供給される。

暖房運転時には、制御弁３３０は開状態及び閉状態のいずれであってもよいが、制御弁３３０を開放して上記戻り経路を形成することにより、暖房端末へ出力される熱媒体の流量を減少する一方で、熱交換器（二次熱交換器２１ｂ及び一次熱交換器１１ｂ）を通過する熱媒体の流量が増加する。このため、制御弁３３０を開放して上記戻り経路を形成する動作モードとすることによって、熱媒体の温度を速やかに上昇することができる。例えば、給湯装置１００では、特定の暖房端末に対して、暖房運転の開始から一定時間が経過するまで、通常よりも（即ち、上記一定時間の経過後よりも）高い温度の熱媒体を供給して、速やかに当該暖房端末を温める運転（いわゆる、ホットダッシュ運転）を行なうことが可能であるが、この際に、上述した、制御弁３３０を開放する動作モードを適用することができる。

又、追焚運転時には、制御弁３３０が開放された状態で上記熱媒体循環経路を形成することにより、追焚循環ポンプ４００の作動によって形成された追焚循環経路を通流する浴槽水が、風呂熱交換器４１０の一次側経路及び二次側経路間の液々熱交換により加熱される。追焚循環ポンプ４００は「第２の循環ポンプ」の一実施例に対応する。

給湯装置１００では、追焚循環ポンプ４００の停止時に、暖房運転が開始されることで、浴槽水の加熱が想定されていない一方で、制御弁３３０を開放した状態にて、暖房循環ポンプ３１０及び燃焼バーナ３０ｂの作動による熱媒体循環経路が形成される動作モードが実行されるケースがある。当該ケースでは、注湯開閉弁２１０が閉止されるとともに追焚循環ポンプ４００が停止されることによって上記注湯経路及び追焚循環経路が非形成とされるので、基本的には、風呂熱交換器４１０で加熱された湯が、浴槽に供給されることはない。

しかしながら、上記ケースで、注湯開閉弁２１０に微小リークが発生すると、当該リークによって、注湯配管１８０から合流点１８５へ流出した湯水が、風呂熱交換器４１０での加熱後、風呂往き配管１９５及び浴槽水吐出口１９２を経由して、浴槽へ出力される経路が形成される虞がある。このため、注湯開閉弁２１０の微小リーク検知機能が必要となる。例えば、注湯開閉弁２１０の微小リーク検知時には、追焚運転時の非実行時における制御弁３３０の開放が禁止される。

図２は、本実施の形態に係る給湯装置における注湯開閉弁２１０のリーク検知テストに関連する各種経路を説明する概念図である。

図２を参照して、暖房回路１０３では、暖房循環ポンプ３１０を作動させることにより、熱源５００（燃焼バーナ３０ｂ、一次熱交換器１１ｂ、及び、二次熱交換器２１ｂを包括的に表記するもの）を含む、熱媒体循環経路５１０が形成される。熱媒体循環経路５１０は、少なくとも、風呂熱交換器４１０をバイパスする配管３７０を含む。

制御弁３３０の閉止時には、熱媒体循環経路５１０は、配管３７０を含む一方で、配管３６０及び風呂熱交換器４１０（一次側経路４１１）を含むことなく形成される。これに対して、制御弁３３０の開放時には、熱媒体循環経路５１０は、風呂熱交換器４１０（一次側経路４１１）をバイパスした配管３７０による経路と、配管３６０及び風呂熱交換器４１０（一次側経路４１１）を含む経路との両方を含むように形成される。

追焚回路１０２では、追焚循環ポンプ４００が作動することにより、浴槽１９０との間に風呂熱交換器４１０の二次側経路４１２を含む追焚循環経路５２０が形成される。制御弁３３０が開放されて、風呂熱交換器４１０の一次側経路４１１に加熱された熱媒体が通流している場合には、二次側経路４１２の湯水が加熱される。

注湯開閉弁２１０が開放されると、給湯回路１０１から供給された湯水が、合流点１８５から配管１９４を経由して浴槽水吸入口１９１へ至る第１の経路と、合流点１８５から風呂熱交換器４１０の二次側経路４１２を通流して浴槽水吐出口１９２へ至る第２の経路との両方を注湯経路として、浴槽１９０へ供給される。当該注湯経路に含まれる上記第２の経路は、追焚循環経路５２０の一部を構成している。

注湯開閉弁２１０が閉止し、かつ、追焚循環ポンプ４００が停止された状態（追焚運転停止時）で、浴槽１９０に高温水が出力されることは想定されていない。しかしながら、上述のように、注湯開閉弁２１０に微小リークが発生すると、風呂熱交換器４１０の二次側経路４１２を含む上記第２の経路に生じた微小流量によって、風呂熱交換器４１０で加熱された高温水が浴槽１９０へ出力されることが懸念される。

一方、注湯開閉弁２１０の微小リークについては、流量センサ２１５によって直接検出することが困難である。注湯開閉弁２１０が正常に閉止されていても、乱流の発生等によって、流量センサ２１５に微小リーク相当の流量検出値が生じる可能性があるためである。

又、追焚運転の停止時における注湯開閉弁２１０の微小リークを、温度センサ３７４による検出温度（出側温度Ｔｃｈ）によって直接検出することも困難である。追焚運転の停止時において、注湯開閉弁２１０の微小リークが発生していなくても、追焚運転の停止直後には、温度センサ３７４による検出温度が高いためである。又、風呂熱交換器４１０の一次側経路に熱媒体が通流することによって、注湯開閉弁２１０の微小リークが発生していなくても、熱対流に起因して、温度センサ３７４の配置部位の水温が上昇する可能性も否定できない。

従って、本実施の形態に係る給湯装置では、図３に示された制御処理に従って、注湯開閉弁２１０のリーク検知テストを実行する。図３のフローチャートに従う制御処理は、コントローラ３００によって繰り返し実行される。

図３を参照して、コントローラ３００は、ステップ（以下、単に「Ｓ」と表記する）１１０により、リーク検知テストの開始条件が成立しているか否かを判定する。開始条件は、注湯開閉弁２１０が閉止され、かつ、追焚循環ポンプ４００が停止された状態（追焚運転停止時）で、ホットダッシュ運転等の加熱された熱媒体が風呂熱交換器４１０の二次側経路４１２を通流する動作モードが実行されているときに成立する。

リーク検知テストの開始条件が成立すると（Ｓ１１０のＹＥＳ判定時）、Ｓ１２０以降の処理が起動されることにより、リーク検知テストが開始される。一方で、リーク検知テストの開始条件の非成立時（Ｓ１１０のＮＯ判定時）には、Ｓ１２０以降の処理は待機され、リーク検知テストは実行されない。

ホットダッシュ運転等の上記動作モードでは、注湯開閉弁２１０の閉止によって二次側経路４１２側で滞留している、又は、リークによる二次側経路４１２の微小流量の湯水が、風呂熱交換器４１０の一次側経路４１１を通流する熱媒体によって加熱される。コントローラ３００は、Ｓ１２０により、温度センサ３７４の検出温度（出側温度Ｔｃｈ）が基準温度Ｔｒ以上に上昇したか否かを判定する。

コントローラ３００は、出側温度Ｔｃｈが基準温度Ｔｒ以上になると（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）、Ｓ１３０により、風呂熱交換器４１０の一次側経路４１１への入力熱力を低下する。一方で、出側温度Ｔｃｈが基準温度Ｔｒ未満である間（Ｓ１２０のＮＯ判定時）は、Ｓ１３０の実行は待機される。

例えば、Ｓ１３０では、燃焼バーナ３０ｂでの燃焼が停止されることにより、熱源５００での熱媒体の加熱が停止される。一方で、暖房循環ポンプ３１０は作動を継続するので、一次側経路４１１を通流する熱媒体の温度が低下することで、風呂熱交換器４１０への入力熱量が低下する。

図４には、本実施の形態に係る注湯電磁弁のリーク検知テストにおける出側温度の波形例が示される。

図４を参照して、時刻ｔ１において、出側温度Ｔｃｈが基準温度Ｔｒに達することでＳ１２０がＹＥＳ判定とされる。これにより、時刻ｔ１以降では、風呂熱交換器４１０への入力熱量が低下する。図４では、時刻ｔ１において、燃焼バーナ３０ａの燃焼を停止、即ち、熱源５００での加熱を停止したときの動作例が示される。

注湯開閉弁２１０に微小リークが発生していると、風呂熱交換器４１０の二次側経路４１２には微小流量が生じるので、熱源５００の停止後に一次側経路４１１を通過した熱媒体と熱交換した湯水が、温度センサ３７４の配置部位に連続的に供給される。この結果、温度センサ３７４によって検出される出側温度Ｔｃｈは、徐々に低下して、最終的には給湯回路１０１での入水温度Ｔｗと同等となる。

これに対して、注湯開閉弁２１０にリークが発生していない場合には、風呂熱交換器４１０の二次側経路４１２には流量は発生しておらず、温度センサ３７４では、主に、滞留する湯水の自然放熱によって検出温度が低下することになる。従って、出側温度Ｔｃｈの低下は、リーク発生時と比較して、緩やかなものとなる。

このように、注湯開閉弁２１０に微小リークが発生しているときと、発生しないときとの間では、熱源５００での加熱を停止した時刻ｔ１以降での出側温度Ｔｃｈの低下挙動が大きく異なる。

例えば、時刻ｔ１以降において、出側温度Ｔｃｈが予め定められた判定温度Ｔｘよりも低下したことが検知されると、注湯開閉弁２１０の微小リークを検知することができる。尚、出側温度Ｔｃｈの時刻ｔ１からの温度低下量ΔＴｃｈ＝Ｔｒ−Ｔｃｈであるから、Ｔｃｈ＜Ｔｘの判定は、判定温度Ｔｘに対応する判定値ΔＴｘ（ΔＴｘ＝Ｔｒ−Ｔｘ）について、温度低下量ΔＴｃｈが判定値ΔＴｘを超えたか否かを判定しているのと等価である。

反対に、時刻ｔ１から予め定められたテスト時間Ｔｓｔが経過した時刻ｔｙにおいて、Ｔｃｈ＜Ｔｘが検知されないとき（即ち、Ｔｃｈ≧Ｔｘ）には、注湯開閉弁２１０に微小リークは発生していないと判定することができる。

再び、図３を参照して、コントローラ３００は、Ｓ１３０による風呂熱交換器４１０への入力熱量の低下後には、Ｓ１４０により温度センサ３７４による出側温度Ｔｃｈを検出し、Ｓ１５０により、Ｔｃｈ＜Ｔｘ（或いは、ΔＴｃｈ＞ΔＴｘ）であるか否かを判定する。

Ｓ１４０及びＳ１５０の処理は、風呂熱交換器４１０への入力熱量の低下（Ｓ１３０）が開始されてから、テスト時間Ｔｓｔが経過するまで（Ｓ１６０のＮＯ判定時）、一定周期で実行される。

コントローラ３００は、テスト時間Ｔｓｔが経過するまでに（Ｓ１６０のＮＯ判定時）、出側温度Ｔｃｈの低下量が判定値を超えると、即ち、Ｓ１５０がＹＥＳ判定とされると、Ｓ２１０により、注湯開閉弁２１０のリークを検知する。この場合には、例えば上述のように、注湯開閉弁２１０の閉止中であって、追焚運転の非実行時（追焚循環ポンプ４００の停止時）には、暖房回路１０３において、制御弁３３０の開放が禁止される。尚、この場合には、上述のホットダッシュ運転が実行できなくなるが、配管３７０を経由する経路によって、熱媒体循環経路の形成は可能であるので、暖房運転の実行は可能である。

一方で、コントローラ３００は、テスト時間Ｔｓｔが経過しても（Ｓ１６０のＹＥＳ判定時）、出側温度Ｔｃｈの低下量が判定値を超えないときには、Ｓ２００により、注湯開閉弁２１０は正常（リーク無し）と判定する。

Ｓ２００による「正常判定」は、次回に注湯開閉弁２１０が開放されるまで有効とされる。即ち、Ｓ２００の処理後、Ｓ１１０に処理が戻されても、注湯開閉弁２１０が一旦開放された後に再び閉状態とされるまでの間は、追焚運転停止時（追焚循環ポンプ４００の停止時）に、ホットダッシュ運転等の加熱された熱媒体が風呂熱交換器４１０の一次側経路４１１を通流する動作モードが実行されても、Ｓ１１０はＮＯ判定に維持される。

以上説明したように、本実施の形態に係る給湯装置によれば、熱媒体の循環による暖房機能と、追焚機能を含む浴槽への給湯機能とを有する給湯装置において、給湯回路１０１から浴槽１９０への注湯経路に設けられた注湯開閉弁２１０の微小リークを適切に検知することが可能である。

尚、Ｓ１３０では、燃焼バーナ３０ｂでの燃焼を停止、即ち、熱源５００での熱媒体の加熱が停止する例を説明したが、加熱を完全に停止すると、出側温度Ｔｃｈの低下が顕著となってリークを検知し易くなる一方で、リーク検知テスト中に暖房端末に供給される熱媒体の温度が低下し過ぎることが懸念される。従って、Ｓ１３０では、燃焼バーナ３０ｂでの燃焼を停止するのではなく、燃焼されるガス量を低減して、熱源５００での熱媒体の加熱量を低下することで、風呂熱交換器４１０への入力熱量を低下することも可能である。この場合には、リーク検知テスト中に暖房端末に供給される熱媒体の温度低下を抑制できる。

或いは、上述のように、制御弁３３０が流量調整弁で構成される場合には、Ｓ１３０において、熱源５００での加熱量を維持したままで、風呂熱交換器４１０の一次側経路４１１の流量を減少させることによって、風呂熱交換器４１０への入力熱量を低下することも可能である。この場合には、リーク検知テスト中においても、暖房端末に供給される熱媒体の温度を維持できる。

尚、Ｓ１４０及びＳ１５０での判定温度Ｔｘ（判定量ΔＴｘ）及びテスト時間Ｔｓｔは、Ｓ１３０での風呂熱交換器４１０への入力熱量を低下する態様に応じて、適切に事前調整することが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 缶体、１１ａ，１１ｂ 一次熱交換器、１５ 排気経路、２１ａ，２１ｂ 二次熱交換器、３０ａ，３０ｂ 燃焼バーナ、３１ ガス供給管、３２ 元ガス電磁弁、３３ ガス比例弁、３５ａ〜３５ｃ，３６ａ，３６ｂ 能力切換弁、４０ 送風ファン、５０ 入水管、５１，１９４，３２５，３５０，３６０，３７０，３８０，３９０ 配管、６０ バイパス管、７０ 出湯管、７５，１８５，３８５ 合流点、８０ 分配弁、９０ 流量調整弁、１００ 給湯装置、１０１ 給湯回路、１０２ 追焚回路、１０３ 暖房回路、１０５ カラン、１０６ 排水栓、１１０，１２０，１３０，３７２，３７４，３８２，３８４ 温度センサ、１５０，２１５ 流量センサ、１８０ 注湯配管、１９０ 浴槽、１９１ 浴槽水吸入口、１９２ 浴槽水吐出口、１９５ 風呂往き配管、２１０ 注湯開閉弁、２２０ 逆止弁、３００ コントローラ、３０２ 暖房戻口、３０４，３０６ 暖房出力口、３０５ 端末熱動弁、３１０ 暖房循環ポンプ、３１１ 吸入口（暖房循環ポンプ）、３１２ 吐出口（暖房循環ポンプ）、３２０ 暖房膨張タンク、３３０ 制御弁、３５５ 分岐部、４００ 追焚循環ポンプ、４１０ 風呂熱交換器、４１１ 一次側経路（風呂熱交換器）、４１２ 二次側経路（風呂熱交換器）、５００ 熱源、５１０ 熱媒体循環経路、５２０ 追焚循環経路、Ｔｃｈ 出側温度（風呂熱交換器）、Ｔｒ 基準温度、Ｔｓｔ テスト時間、Ｔｗ 入水温度、Ｔｘ 判定温度。

Claims (5)

1. 給湯装置であって、
   設定温度に従った温水を出力する給湯回路と、
   前記給湯回路からの温水を浴槽へ導く注湯経路と、
   前記給湯回路及び前記注湯経路の間に接続された第１の弁と、
   第１の循環ポンプの作動時に形成される、前記給湯装置に接続された暖房端末に対して液状の熱媒体を循環供給するための熱媒体循環経路と、
   前記熱媒体を加熱するための熱源と、
   第２の弁の開弁時に前記熱媒体が通流される一次側経路を有する熱交換器と、
   第２の循環ポンプの作動時に形成される、前記浴槽からの浴槽水が前記熱交換器の二次側経路の通流後に前記浴槽へ戻される追焚循環経路とを備え、
   前記注湯経路は、前記追焚循環経路の一部を構成する、前記熱交換器の前記二次側経路を通流して前記浴槽へ至る経路を含み、
   前記熱交換器の前記経路上での前記浴槽側に配置された温度検出器と、
   前記第１の弁が閉止し、かつ、前記第２の循環ポンプが停止する場合に、前記第２の弁の開放により前記熱源により加熱された前記熱媒体が前記熱交換器を通流する動作モードを実行するときに、前記第１の弁のリーク検知テストを実行する制御器とを更に備え、
   前記制御器は、前記リーク検知テストにおいて、前記温度検出器による検出温度が予め定められた基準温度以上に上昇すると前記熱源から前記熱交換器への前記熱媒体による入力熱量を低下させるとともに、前記入力熱量の低下後における前記検出温度の低下挙動に応じて、前記第１の弁のリークを検知する、給湯装置。
2. 前記制御器は、前記入力熱量の低下後において、予め定められた時間が経過するまでに前記検出温度が予め定められた判定値を超えて低下したときに、前記第１の弁のリークを検知する、請求項１記載の給湯装置。
3. 前記制御器は、前記リーク検知テストにおいて、前記熱源による加熱を停止、又は、前記熱源による加熱量を低下することによって、前記入力熱量を低下する、請求項１又は２に記載の給湯装置。
4. 前記第２の弁は、流量調整弁であり、
   前記制御器は、前記リーク検知テストにおいて、前記流量調整弁によって前記熱交換器を通流する前記熱媒体の流量を減少することによって、前記入力熱量を低下する、請求項１又は２に記載の給湯装置。
5. 前記動作モードは、前記暖房端末に対する前記熱媒体の供給開始から所定時間が経過するまでの間、前記所定時間の経過後における前記熱媒体の温度よりも高い温度まで前記熱媒体を加熱するための運転時に実行される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の給湯装置。

Images