JP3848865B2

JP3848865B2 - 風呂給湯器

Info

Publication number: JP3848865B2
Application number: JP2001328561A
Authority: JP
Inventors: 健磯崎
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: JP2003130449A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーナで加熱される熱交換器を経由する受熱管と前記受熱管の入側に一端が接続され他端が浴槽に開口した戻管と前記受熱管の出側に一端が接続され他端が浴槽に開口した往管とからなる風呂追焚経路と、前記往管と戻管とを接続するバイパス管と、前記風呂追焚経路を、前記バイパス管を通じて前記浴槽を迂回する閉回路の形成される閉状態と前記浴槽を介する開状態とに切り替える切替手段と、前記閉回路の途中に配置された放熱器とを備え、前記風呂追焚経路を前記閉状態に設定して前記閉回路で水を循環させた状態で前記バーナによる加熱と前記放熱器での放熱とを行う暖房運転の可能な風呂給湯器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
浴室を暖房する機能を備えた風呂給湯器として実用新案登録公報第２５２１１９９号には、ふろの風呂追焚経路の戻管と往管のそれぞれに三方弁を取り付け、浴槽に代えて、温風ユニット内の放熱器を経由する閉回路が形成されるように風呂追焚経路を切り替える構成としたものが開示されている。
【０００３】
暖房能力を上げるには、浴槽を介さない閉回路中で循環する湯の温度をより高くすることになるが、暖房運転から注湯運転・追焚運転等に切り替える際には、閉回路内の熱い湯が浴槽に流出してはいけない。そこで、特開２０００−６５３７０号公報に開示された暖房システムでは、風呂追焚経路を閉回路から開回路へ切り替える際に、閉回路内の湯温を低下させてから開回路に移行させるようになっている。この暖房システムでは、暖房用の放熱器から放熱させて湯温を低下させたり、閉回路内の熱い湯を排水弁から排水して常温の水と置き換えることで湯温を低下させたりしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
閉回路内の湯温を低下させてから開回路での運転に移行するものでは、閉回路内の湯温が低下するまで燃焼を停止させるので、必要以上に追焚用の熱交換器出口温度が低下し、開回路に切り替えて追焚運転を開始した際の立ち上がりが遅いという問題がある。特に、追焚用の熱交換器と給湯用の熱交換器とが単一の缶体に組み込まれた、いわゆる一缶二水路型を採用する場合には、閉回路内の湯温を低下させている際に給湯水管内の水温まで低下するので、再出湯時に不快な湯温変動が発生したり、立ち上がりが遅くなるなどの問題がある。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、熱い湯を浴槽に流出することなく暖房運転から直ちに注湯動作へ移行することのできる風呂給湯器を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］バーナ（２１）で加熱される熱交換器（２２）を経由する受熱管（２４）と前記受熱管（２４）の入側に一端が接続され他端が浴槽（５）に開口した戻管（２５）と前記受熱管（２４）の出側に一端が接続され他端が浴槽（５）に開口した往管（２６）とからなる風呂追焚経路（２０）と、前記往管（２６）と戻管（２５）とを接続するバイパス管（４１）と、前記風呂追焚経路（２０）を、前記バイパス管（４１）を通じて前記浴槽（５）を迂回する閉回路の形成される閉状態と前記浴槽（５）を介する開状態とに切り替える切替手段（Ａ、Ｂ、１００）と、前記閉回路の途中に配置された放熱器（５１）とを備え、前記風呂追焚経路（２０）を前記閉状態に設定して前記閉回路で水を循環させた状態で前記バーナ（２１）による加熱と前記放熱器（５１）での放熱とを行う暖房運転の可能な風呂給湯器において、
前記放熱器（５１）を前記閉回路のうち前記往管（２６）または前記バイパス管（４１）の部分に配置するとともに、給湯回路からの水を前記戻管（２５）に注入するための注湯手段（２８、２９、１００）と、前記注湯手段（２８、２９、１００）によって前記戻管（２５）に注入された水が前記閉回路のうち前記放熱器（５１）の出側から前記熱交換器（２２）の入側までの間の戻り経路の部分を通じて前記浴槽（５）に流出する戻管注湯状態に注湯時の通水経路を切り替える注湯経路切替手段（Ａ、Ｂ、１００）とを有し、
前記注湯経路切替手段（Ａ、Ｂ、１００）は、前記注湯手段（２８、２９、１００）によって前記戻管（２５）に注入された水が前記戻り経路と前記閉回路のうち前記戻り経路以外の往き経路とを流れかつ前記往き経路を流れた水と前記戻り経路を流れた水とが合流して浴槽（５）に流出する往戻混合注湯状態に注湯時の通水経路をさらに切り替え得るものであり、
前記戻り経路における水温が所定温度以下に収まるようにして前記暖房運転を行い、
前記暖房運転の終了後に、前記戻管注湯状態にして注湯動作を所定時間行った後、前記往戻混合注湯状態に切り替えて注湯動作を継続する
ことを特徴とする風呂給湯器。
【０００８】
［２］合流後の水温が所定温度以下になるように給湯温度を設定する
ことを特徴とする［１］に記載の風呂給湯器。
【０００９】
［３］前記給湯回路からの水が前記往戻混合注湯状態における合流箇所まで到達した後に前記戻管注湯状態から前記往戻混合注湯状態に切り替える
ことを特徴とする［１］または［２］に記載の風呂給湯器。
【００１０】
［４］暖房運転を開始してからの配管内の水温変動に基づいて前記閉回路内を水が一周する時間を計測し、これと暖房運転中のポンプ流量とから前記閉回路内の容量を求め、これに基づいて前記給湯回路からの水が前記戻管（２５）に注入される箇所から前記合流箇所までの通水経路の容量を推定し、当該推定値を基に、前記戻管注湯状態から前記往戻混合状態へ切り替えるべきタイミングを求める
ことを特徴とする［１］から［３］の何れかに記載の風呂給湯器。
【００１１】
［５］前記注湯経路切替手段（Ａ、Ｂ、１００）は、前記給湯回路からの水が前記バイパス管（４１）を経ずに前記戻管（２５）と前記往管（２６）の双方を通じて前記浴槽（５）に流出する通常注湯状態に注湯時の通水経路をさらに切り替え得るものであり、
前記往戻混合注湯状態での注湯動作を所定時間行った後、前記通常注湯状態に切り替えて注湯動作を継続する
ことを特徴とする［１］から［４］の何れかに記載の風呂給湯器。
【００１２】
［６］前記給湯回路からの水が前記往き経路に行き渡った後に、前記往戻混合注湯状態から前記通常注湯状態に切り替える
ことを特徴とする［５］に記載の風呂給湯器。
【００１３】
［７］前記バイパス管（４１）の途中に前記放熱器（５１）を配置し、前記往管（２６）の途中に挿入した第１三方弁（Ｂ）の一の接続部に前記バイパス管（４１）の一端を、前記戻管（２５）の途中に挿入した第２三方弁（Ａ）の一の接続部に前記バイパス管（４１）の他端を接続し、前記放熱器（５１）の出側と前記第２三方弁（Ａ）との間のバイパス管（４１）にエア分離器（４４）を挿入し、前記エア分離器（４４）の空気抜き用の配管（４６）を前記第２三方弁（Ａ）より浴槽（５）側で前記戻管（２５）に接続するか前記第１三方弁（Ｂ）より浴槽（５）側で前記往管（２６）に接続し、かつ前記空気抜き用の配管（４６）の途中に当該配管（４６）を通じてエア分離器（４４）に水が逆流しないように逆止弁（４７）を取り付けた構成とし、
前記切替手段（Ａ、Ｂ、１００）および前記注湯経路切替手段（Ａ、Ｂ、１００）は、前記第１三方弁（Ｂ）と第２三方弁（Ａ）を制御することで経路の切り替えを行う
ことを特徴とする［１］から［６］の何れかに記載の風呂給湯器。
【００１４】
前記本発明は次のように作用する。
暖房運転では、放熱器（５１）から熱交換器（２２）への戻り経路の水温が所定温度以下に収まるようにし、暖房運転から注湯動作に切り替える際に、給湯回路からの湯水が戻り経路の部分を通って浴槽（５）に流出するように通水経路を設定する。
【００１５】
このように、放熱器（５１）での放熱により往き経路に比べて温度が低下する戻り経路内の水温が所定温度以下になるようにして暖房運転を行い、注湯動作の開始時に、戻り経路を通じて注湯するので、高温の湯を放熱器（５１）に送って効率的な暖房運転を行いつつしかも高温の湯を浴槽（５）に排出することなく暖房運転から注湯運転へ直ちに切り替えることができる。
【００１６】
暖房運転の終了後に、戻り経路を通じての注湯動作を所定時間行った後、給湯回路からの水が戻り経路と往き経路の双方を通り、かつ往き経路を流れた水と戻り経路を流れた水とが合流して浴槽（５）に流出するように通水経路を切り替えて注湯動作を継続するとともに、その際の合流後の水温が所定温度以下になるように給湯温度を設定するものでは、暖房運転終了時に往き経路内に残っている熱い湯をその温度を下げて浴槽（５）に排出することができる。たとえば、給湯回路からの水が合流箇所まで到達した後に、戻り経路単独での注湯から往き経路からの水と戻り経路からの水とを合流させた注湯に切り替えることで、往き経路内にあった湯と給湯回路から新たに供給された水とを混合することができ、給湯温度を制御することで混合後の温度を管理することが可能になる。
【００１７】
切り替えのタイミングは、例えば次のようにして定める。暖房運転を開始してからの配管内の水温変動に基づいて閉回路内を水が一周する時間を計測し、これと暖房運転中におけるポンプ流量とから、閉回路内の水の容量を求める。そして、これに基づいて給湯回路からの湯水が戻管（２５）に注入される箇所から合流箇所までの戻り経路の容量を推定し（たとえば、往きと戻りが均等と仮定して２分の１にするなどの推定を行う）、当該推定値を基に、戻管注湯状態から前記往戻混合状態へ切り替えるべきタイミングを求める。これにより、設置状態によって異なる配管長に応じたタイミングで通水経路の切り替えを行うことができる。
【００１８】
さらに混合状態での注湯動作を所定時間行った後、給湯回路からの水が戻り経路と往き経路を通じて浴槽（５）に流出する状態に切り替えて注湯動作を継続するものでは、戻管（２５）と往管（２６）の２つの経路を通じて注湯するので、注湯時間が短縮される。切り替えのタイミングを、給湯回路からの水が往管（２６）のうち閉回路に含まれる部分に行き渡った後にすることで、往管（２６）内の残っていた熱い湯を混合により温度を下げて完全に排出してから、２つの経路による注湯に切り替えることができる。
【００１９】
通水経路の切り替えは、たとえば、バイパス管（４１）の途中に放熱器（５１）を配置し、往管（２６）の途中に挿入した第１三方弁（Ｂ）の一の接続部にバイパス管（４１）の一端を、戻管（２５）の途中に挿入した第２三方弁（Ａ）の一の接続部に前記バイパス管（４１）の他端を接続し、放熱器（５１）の出側と第２三方弁（Ａ）との間のバイパス管（４１ｂ）にエア分離器（４４）を挿入し、エア分離器（４４）の空気抜き用の配管（４６）を第２三方弁（Ａ）よりも浴槽（５）側で戻管（２５）に接続するか第１三方弁（Ｂ）よりも浴槽（５）側で往管（２６）に接続するとともに、空気抜き用の配管（４６）の途中に当該配管を通じてエア分離器（４４）に水が逆流しないように逆止弁（４７）を取り付けた構成とし、これら第１三方弁（Ｂ）と第２三方弁（Ａ）を制御することで行うとよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施の形態にかかる風呂給湯器１０の概略構成を示している。風呂給湯器１０は、風呂給湯器本体１０ａと、バス暖切替ユニット４０と、バス暖ユニット５０とから構成される。
【００２１】
風呂給湯器本体１０ａは、バーナ２１と、当該バーナ２１によって加熱される熱交換器２２と、バーナ２１および熱交換器２２への給排気を行うための燃焼ファン２３を備えている。風呂の追焚きを行うための風呂追焚経路２０は、熱交換器２２を複数回折り返すように通る受熱管２４と、浴槽５内の水を熱交換器２２側へ戻すための戻管２５と、熱交換器２２で加熱後の水を浴槽５へ導くための往管２６とから構成される。
【００２２】
戻管２５の途中には、風呂追焚経路２０内の水を戻管２５から受熱管２４を経由して往管２６の方向へ流すための循環ポンプ２７や戻管２５内の水温を検出する風呂サーミスタ４５が取り付けてある。また浴槽５への注湯時に、給湯回路から湯水の供給を受けるための注湯管２８が戻管２５に接続されている。注湯管２８の途中には、常時は閉じられ注湯時に開放される注湯弁２９が取り付けてある。このほか、戻管２５の途中には、図示省略の風呂水流スイッチなどがある。また往管２６のうち熱交換器２２の出側近傍には、当該箇所における水温を検出するための往風呂サーミスタ３１が取り付けてある。
【００２３】
風呂追焚経路２０から延長された戻管２５および往管２６は、浴槽５のエプロンの下等に設置されるバス暖切替ユニット４０を経由して、浴槽５へ通じている。バス暖切替ユニット４０の内部において、戻管２５の途中に三方弁Ａが、往管２６の途中に三方弁Ｂが取り付けてある。三方弁Ｂの部分からバイパス管４１が分岐して延長され、バス暖ユニット５０内の放熱器５１を経由して、バス暖切替ユニット４０に戻り、三方弁Ａに接続されている。バイパス管４１は、三方弁Ｂから放熱器５１までの往きバイパス管４１ａと、放熱器５１の出側から三方弁Ａまでの戻りバイパス管４１ｂとから構成される。
【００２４】
三方弁Ａの接続口▲１▼は浴槽５へ通じる側の戻管２５と、接続口▲２▼は戻りバイパス管４１ｂと、接続口▲３▼は戻管２５のうち熱交換器２２に通じる側と接続されている。三方弁Ｂの接続口▲４▼は浴槽５へ通じる側の往管２６と、接続口▲５▼は往きバイパス管４１ａと、接続口▲６▼は往管２６のうち熱交換器２２の出側に通じるものと接続されている。三方弁Ａおよび三方弁Ｂを切り替えることにより、風呂追焚経路２０がバイパス管４１を通じて浴槽５を迂回して放熱器５１を経由する閉回路（図２の中の太線で表した回路）の形成される閉状態や、浴槽５を介しバイパス管４１を切り離した開回路の形成される開状態に切り替わるようになっている。
【００２５】
往きバイパス管４１ａと戻りバイパス管４１ｂとは、バス暖切替ユニット４０の内部において放熱器５１を迂回するように分流管４２で接続されている。往きバイパス管４１ａの途中であって三方弁Ｂと分流管４２の間には、水温を検出するための中継サーミスタ４３が設けてある。また、戻りバイパス管４１ｂの途中であって分流管４２と三方弁Ａとの間には、エア分離器４４が取り付けてある。エア分離器４４の空気抜き用の配管４６は、三方弁Ｂの接続口▲４▼と浴槽５とを結ぶ部分の往管２６に接続されているとともに、空気抜き用の配管４６の途中に当該配管を通じてエア分離器４４に水が逆流しないように逆止弁４７が取り付けてある。
【００２６】
バス暖ユニット５０は、内部に、放熱器５１と当該放熱器５１に送風して温風を浴室に送り出すための送風機５２とを有している。バス暖ユニット５０は、通常、浴室の天井付近に設置される。なお、バス暖ユニット５０が天井付近に設置されると、圧損が大きくなり、閉回路を形成した際に循環ポンプ２７で水を循環させても、風呂流水スイッチがオンになるほどの流量を確保できない事態も生じ得る。このため浴槽５のエプロン下等の低所に設置されるバス暖切替ユニット４０の内部でバス暖ユニット５０を迂回するための分流管４２を設け、閉回路形成時における流量を稼ぐようになっている。
【００２７】
風呂給湯器１０の制御回路１００は、風呂給湯器本体１０ａに内蔵されており、各種制御の中枢的役割を果たすＣＰＵ（中央処理装置）１０１と、プログラムや各種の固定的データを記憶するＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）１０２と、プログラムを実行する上で一時的に必要になるデータ等を記憶するためのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）１０３と、不揮発性ＲＡＭ１０４とを主要部とするものであり、ＣＰＵ１０１には、入出力インターフェース回路１０５を通じて燃焼ファン２３、送風機５２、三方弁Ａ、三方弁Ｂ、循環ポンプ２７、往風呂サーミスタ３１、中継サーミスタ４３、注湯弁２９のほか図示省略の電磁弁やサーミスタセンサ等が接続されている。
【００２８】
また台所等に設置されるメインリモコンや浴室内に設置される風呂リモコンなども接続される。メインリモコンおよび風呂リモコンは、運転スイッチや暖房のオンオフスイッチ等を含む操作部、液晶ディスプレイ等からなる表示部を有している。
【００２９】
次に作用を説明する。
暖房運転を行う場合には、図２に示すように、三方弁Ａおよび三方弁Ｂを切り替えて閉回路（図中の太線で示す配管部分）を形成する。すなわち、三方弁Ａを接続口▲２▼と接続口▲３▼とが連通しかつ接続口▲１▼が閉止される状態に、三方弁Ｂを接続口▲５▼と接続口▲６▼とが連通し接続口▲４▼が閉止される状態に設定する。この状態で、バーナ２１での加熱を行い、循環ポンプ２７で閉回路内の水を循環させ、バス暖ユニット５０において送風機５２を作動させ、放熱器５１から放熱して浴室の暖房を行う。暖房運転中、放熱器５１から熱交換器２２までの戻り経路における水温を風呂サーミスタ４５において計測し、その温度が所定温度を越えない範囲でバーナ２１の燃焼量を制御する。所定の温度は、たとえば、人工大理石やプラスチックなどで構成された浴槽の耐熱温度（例えば８０℃）より低く設定（例えば６０℃）してある。
【００３０】
暖房運転から注湯動作に切り替える際には、図１に示すように、循環ポンプ２７を停止し、三方弁Ａはそのままの状態とし、三方弁Ｂを接続口▲４▼、接続口▲５▼、接続口▲６▼の全てが閉止される状態（戻管注湯状態）に設定する。そして、注湯弁２９を開いて給湯回路から注湯管２８を通じて戻管２５へ水または低温の湯を注入すると、その水は図１の太線で示す経路を通じて浴槽５に流出する。すなわち、注湯管２８から戻管２５の途中に注入された湯水は、三方弁Ｂが閉止されているので熱交換器２２の方向へは流れず、戻管２５、三方弁Ａ、エア分離器４４、空気抜き用の配管４６の順に流れ、三方弁Ｂよりも浴槽５寄りの箇所で往管２６に入り、浴槽５へ流出する。なお、戻管に水を通してもかまわないが、再出湯時に不快な湯温変動を発生させない為には低温の湯水（３６〜４５℃が好ましく、例えば４０度）が好ましく、以降は低温の湯水と表現する。
【００３１】
この通水経路は、図２に示した閉回路のうち放熱器５１から熱交換器２２までの戻り経路の部分だけを含み、閉回路に含まれる往き経路（熱交換器２２から三方弁Ｂを経由して放熱器５１の出側に至るまでの経路）を含まない。つまり、暖房運転終了時に熱い湯（例えば８０℃）の残っている往き経路の部分は通らずに、暖房運転中に水温が所定温度以下に制御されている戻り経路の部分だけを通っている。したがって、暖房運転から注湯動作に直ちに切り替えても、往き経路に残っている熱い湯が浴槽５に流出することなく、注湯動作を開始することができる。
【００３２】
図１に示した戻管注湯状態での注湯動作は、給湯回路側からの湯水が少なくとも合流箇所としてのエア分離器４４に到達するまでの所定時間にわたって継続される。この時間は予め余裕を持った固定時間に設定してもよいし、後述するように計測・演算によって設置状況に対応して求めるようにしてもよい。戻管注湯状態での注湯動作を所定時間行ってから、三方弁Ｂを接続口▲５▼と接続口▲６▼が連通しかつ接続口▲４▼の閉止された状態に設定することで通水経路を往戻混合注湯状態に切り替える。これにより図３の太線で示す通水経路で給湯回路からの湯水が流れるようになる。すなわち、注湯管２８から戻管２５に流れ込んだ湯水の一部は、図１の太線で示したものと同じ経路で流れ、残りの湯水は、熱交換器２２、三方弁Ｂを経由して放熱器５１や分流管４２を通り、エア分離器４４の部分で、三方弁Ａ側を流れてきた湯水と合流混合され浴槽５へと流れ込む。
【００３３】
往戻混合注湯状態に切り替えると、暖房運転終了時に往き経路内に残っていた湯（例えば８０℃）は、エア分離器４４において三方弁Ａの側を通ってきた給湯回路からの湯水（例えば４０℃）と合流し混合される。給湯回路から供給する湯水の温度を低目に設定しておくことで、混合後の温度が所定温度以下（例えば６０℃）に維持される。
【００３４】
往戻混合注湯状態での注湯動作は、中継サーミスタ４３の検知する水温が所定の基準温度以下に低下するまで行う。中継サーミスタ４３の温度に基づき、給湯回路から熱交換器２２を通り三方弁Ｂに至るまでの経路内の水が、暖房運転終了時の熱い湯から給湯回路によって供給された比較的低い温度の湯水に置き換わったことを確認している。
【００３５】
当該確認が成された後、三方弁Ａを接続口▲３▼と接続口▲１▼とが連通しかつ接続口▲２▼が閉止される状態に、三方弁Ｂを接続口▲４▼と接続口▲６▼とが連通しかつ接続口▲５▼が閉止される状態に切り替える。これにより、給湯回路から供給される湯水は、バイパス管４１の側へ流れずに、戻管２５および往管２６の双方を通じて浴槽５に流出する。このように２経路を用いての注湯に切り替えることによって、その後の注湯時間を短縮することができる。
【００３６】
なお、このときの三方弁の切替は必須ではない。例えば、三方弁Ａのみ切り替えて三方弁Ｂについては切替せず、中継サーミスタ４３の水温が所定の基準温度以下に低下してから所定時間後に注湯又は追焚への制御に切替を行ってもよい。なぜならば、風呂給湯器本体１０ａ〜バス暖切替ユニット４０間の工事配管長さは、各工事現場で異なるのに対し、バス暖切替ユニット４０〜バス暖ユニット５０間は、たとえば浴室の中の高さ以内の、たとえば５ｍと想定して所定時間を決められるからである。さらに所定時間後に注湯又は追焚への制御に切り替える時に、三方弁Ａ・Ｂも切り替える必要もない。なぜなら特に切り替えなくてもバス暖ユニット５０の送風機５２を止めていれば、注湯・追焚のどちらでも往管２６の湯水は空気抜き用の配管４６を通じて浴槽に達することができるからである。
【００３７】
図４から図７は、エア分離器４４の空気抜き用の配管４６を三方弁Ａよりも浴槽５側の戻管２５の合流箇所４８において接続した場合の例を示している。図４は、閉回路を構成して暖房運転を行っている状態を示している。このとき風呂サーミスタ４５の検出する温度が所定温度以下になるように燃焼制御が行われる。図中の塗りつぶされた配管部分は高温の湯が存する部分で、２方向に斜線の引かれた配管部分は所定温度以下の湯水の存する部分を示している。図５は、戻管注湯状態に設定し、閉回路のうち戻り経路の部分に給湯回路からの湯水を流し、当該戻り経路部分の湯を給湯回路からの湯水に置き換えながら注湯動作を行っている。このときの給湯回路からの温度は、次の往戻混合注湯状態において混合後の水温が所定温度以下になるように設定してある。図中、１方向に斜線の引かれた配管部分は給湯回路から供給される湯水のある部分で、比較的低い温度部分を示している。
【００３８】
図５の状態での注湯動作を一定時間継続した後、図６の往戻混合注湯状態で注湯する。すなわち、閉回路の戻り経路部分を通った水と往き経路側からの水とを合流箇所４８にて合流させて混合し、浴槽５へ流出させている。中継サーミスタ４３の検出する温度が給湯温度に相当する温度になった後、通水経路をさらに切り替え、図７に示すように、戻管２５と往管２６の２経路を通じて注湯動作を行うようになっている。
【００３９】
次に、戻管注湯状態から往戻混合注湯状態への切替タイミングを器具の設置後等に求めて設定する場合について説明する。戻管注湯状態から往戻混合注湯状態へ変更するために三方弁Ｂを切り替えるタイミングは、暖房運転時の配管の中にある湯の量（閉回路水量）を求め、これに基づいて注湯時の戻り管（注湯・注水が開始され、その湯水が浴槽に至るまでに通る管路）の中にある湯の量（戻管パージ水量）を推定する。そして注湯時に給湯器の給水管にある図示省略のフローセンサで流量をカウントし、先に推定した量（戻管パージ水量）をカウントした時点で三方弁Ｂを切り替えて往戻混合注湯状態に切り替える。
【００４０】
暖房運転時の配管の中にある湯の量（閉回路水量）は、（ａ）ポンプ流量を求め、（ｂ）暖房時の配管（閉回路）の中にある湯が１周する時間から求める。例えばポンプ流量６．７リットル／分で、１周する時間が２分の場合には、閉回路内の湯量は１３．４リットルと考えられる。配管内湯量の測定は、器具設置後最初の暖房運転時に計測、記憶してもよいし、また暖房運転毎に更新してもよい。
【００４１】
（ａ）ポンプ流量は燃焼量と風呂サーミスタ４５と中継サーミスタ４３の検出する温度から求める。例えば暖房運転を行って所定時間後の燃焼量がＯＵＴＰＵＴ３３６００ＫＪ／ｈ、風呂サーミスタ４５の温度６０℃、中継サーミスタ４３の温度８０℃時では流量Ｌ＝（３３６００÷４．２÷６０）÷（８０−６０）＝６．７リットル／分で求めることができる。
【００４２】
（ｂ）暖房時の配管の中にある湯が１周する時間を求めるには、燃焼開始と共に時間の計測をスタートさせる。それと同時に計測データを使用するか否かの判定を行う。測定データの信用性は、前回暖房（又は追焚）から所定時間（例えば数時間）たっていて、配管内の湯が冷えている時に測定した方が高くなる。（前回暖房時からの時間をタイマーで計測してもよい）。そこで、予め風呂サーミスタ４５と中継サーミスタ４３が外気温に近い温度（たとえば３０℃以下）であることを確認して、計測するデータの使用可否を判断することが望ましい（凍結防止の為に付ける場合がある外気温サーミスタのデータと比較してもよい）。
【００４３】
そして、いままで外気温に近い温度を出力していた風呂サーミスタ４５が暖房戻りとしての温度上昇（たとえば１０℃以上の上昇）を検知した時点で時計をストップさせることで、暖房配管（閉回路）内の湯が配管を１周する時間を求める。
【００４４】
またこの時計計測開始時に風呂サーミスタ４５と中継サーミスタ４３の温度差がある場合（例えば１０℃以上）には、器具や器具寄りの配管内の水が西日等で温度が上がっていて、暖房配管内の湯が配管を１周するより早く風呂サーミスタ４５が温度上昇を検知してしまうことが予想されるので、温度差を、計測するデータの使用可否の判断材料としてもよい。図８は、上述した処理の流れを示している。
【００４５】
注湯時の戻り管（注湯・注水が開始され、その湯水が浴槽に至るまでに通る管路）の中にある湯量（戻管パージ水量）を推定する。このときの注湯時の戻り管が長くなる条件は、あ）器具の注湯管が風呂の往管に接続されている場合。い）三方弁ユニット（バス暖中継ユニット）内のシスターンタンクも注湯にあたって置換する場合。う）三方弁ユニット（通常バス暖の下方の浴槽エプロンの下に設置される）の真反対側に循環アダプタがある場合。の３つの条件が重なった場合である。
【００４６】
先の（ａ）、（ｂ）の項で求めた湯量は、下記管路内の湯量である。（ｃ）風呂給湯器から三方弁ユニット間配管（ｄ）三方弁ユニットから放熱器間配管（ｅ）放熱器内熱交換器（ｆ）放熱器から三方弁ユニット間配管（ｇ）三方弁ユニット内シスターンタンク（ｈ）三方弁ユニットから風呂給湯器間配管（ｉ）風呂給湯器内熱交換器である。このうちおよそ、（ｃ）＝（ｈ）、（ｄ）＝（ｆ）、（ｅ）＝（ｉ）である。
【００４７】
このうち注湯時配管が長くなるあ）〜う）の条件の配管は（ｉ）風呂給湯器内熱交換器＋（ｃ）風呂給湯器から三方弁ユニット間配管＋（ｇ）三方弁ユニット内シスターンタンク＋（ｊ）三方弁ユニットから浴槽間配管であり、（ｊ）は大型の和洋折衷浴槽でも１．５ｍ〜２ｍ位なのでほぼ（ｄ）と同じ配管長さと考えられる。
【００４８】
従って、（ａ）、（ｂ）によって求めた湯量＝２（（ｃ）＋（ｄ）＋（ｅ））＋（ｇ）となり、あ）〜う）の条件の配管内湯量＝(ｃ)＋（ｄ）＋（ｅ）＋（ｇ）となる。（ｇ）は例えば１リットルのタンクであるから、例えば暖房時の配管の中にある湯の量が１３．４リットルと考える場合には注湯時の戻管の中にある湯の量（戻管パージ水量）は７．２リットル程度と推定できる。
【００４９】
その他の方法として注湯時の戻管が短くなる条件を例に推定してみると、その時の条件は、え）器具の注湯管が風呂の戻管に接続されている場合。お）三方弁ユニット（バス暖中継ユニット）内のシスターンタンクは注湯にあたって置換しない場合。があり、いずれも予め判る設計事項である。また（ｅ）、（ｉ）、（ｇ）の各項に示したものも予め判る設計事項である。従って例えば、先に求めた湯量１３．４リットル、（ｅ）＋（ｉ）＋（ｇ）＝３リットル時では２（（ｃ）＋（ｄ））＝１０．４リットルと推定される。
【００５０】
今回の条件、え）、お）での配管は（ｃ）＋（ｊ）を求めればよいので、（ｊ）について検討してみると、（ｊ）の最短は循環アダプタの横に三方弁ユニットがある場合であり、最長の場合は浴槽を挟んだ真反対側に循環アダプタがある場合であるから、（ｄ）≧（ｊ）と考えられる。従って２（（ｃ）＋（ｄ））＝１０．４リットルの場合、考えられる場合には注湯時の戻管の中にある湯の量は５．２リットル以下と推定できる。
【００５１】
本願は、暖房運転から注湯運転に切り替える際の閉回路内の熱い湯が浴槽に流出しない方法について記載したが、暖房運転から追焚運転に切り替える際も、同様に一度、閉回路内の熱い湯を熱くない状態で浴槽に放出後、追焚運転に切り替えれば、熱い湯が浴槽に流出することなく暖房運転から追焚運転に切り替えることができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明にかかる風呂給湯器によれば、放熱器からの戻り経路内の水温が所定温度以下になるように暖房運転を行い、暖房運転から注湯動作へ切り替えたとき、戻り経路を通じて注湯するように構成したので、高温の湯を浴槽に排出することなく暖房運転から注湯運転へ直ちに切り替えることができる。
【００５３】
暖房運転の終了後に、戻り経路を通じての注湯動作を所定時間行った後、給湯回路からの水が戻り経路と熱交換器から放熱器への往き経路の双方を通りかつ往き経路を流れた水と戻り経路を流れた水とが合流して浴槽に流出するように通水経路を切り替えて注湯動作を継続し、かつこのときの合流後の水温が所定温度以下になるように給湯温度を設定するものでは、暖房運転中に往き経路内にあった湯をその温度を下げて浴槽に排出することができる。
【００５４】
さらに合流状態での注湯動作を所定時間行った後、給湯回路からの水が戻り経路と往き経路を通じて浴槽に流出する状態に切り替えて注湯動作を継続するものでは、戻管と往管の２経路を通じて注湯するので、注湯時間が短縮される。切り替えのタイミングを、給湯回路からの水が往管のうち閉回路に含まれる部分に行き渡った後とすることで、往管内の熱い湯を合流により温度を下げた状態で完全に排出してから、２経路による注湯に切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る風呂給湯器の概略構成と暖房運転から注湯動作へ切り替え直後の戻管注湯状態における注湯経路を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る風呂給湯器の概略構成と暖房運転中の循環経路（閉回路）を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る風呂給湯器の概略構成と往戻混合注湯状態における注湯経路を示す説明図である。
【図４】他の配管構成を有する風呂給湯器の概略構成と暖房運転中の循環経路（閉回路）を示す説明図である。
【図５】他の配管構成を有する風呂給湯器の概略構成と暖房運転から注湯動作へ切り替え直後の戻管注湯状態における注湯経路を示す説明図である。
【図６】他の配管構成を有する風呂給湯器の概略構成と往戻混合注湯状態における注湯経路を示す説明図である。
【図７】他の配管構成を有する風呂給湯器の概略構成と通常注湯状態における注湯経路を示す説明図である。
【図８】戻管注湯状態から往戻混合注湯状態への切替タイミングを求める処理を示す流れ図である。
【符号の説明】
▲１▼〜▲６▼…接続口
Ａ…三方弁
Ｂ…三方弁
５…浴槽
１０…風呂給湯器
１０ａ…風呂給湯器本体
２０…風呂追焚経路
２１…バーナ
２２…熱交換器
２３…燃焼ファン
２４…受熱管
２５…戻管
２６…往管
２７…循環ポンプ
２８…注湯管
２９…注湯弁
３１…往風呂サーミスタ
４０…バス暖切替ユニット
４１…バイパス管
４１ａ…往きバイパス管
４１ｂ…戻りバイパス管
４２…分流管
４３…中継サーミスタ
４４…エア分離器
４５…風呂サーミスタ
４６…空気抜き用の配管
４７…逆止弁
４８…合流箇所
５０…バス暖ユニット
５１…放熱器
５２…送風機

Claims

バーナで加熱される熱交換器を経由する受熱管と前記受熱管の入側に一端が接続され他端が浴槽に開口した戻管と前記受熱管の出側に一端が接続され他端が浴槽に開口した往管とからなる風呂追焚経路と、前記往管と戻管とを接続するバイパス管と、前記風呂追焚経路を、前記バイパス管を通じて前記浴槽を迂回する閉回路の形成される閉状態と前記浴槽を介する開状態とに切り替える切替手段と、前記閉回路の途中に配置された放熱器とを備え、前記風呂追焚経路を前記閉状態に設定して前記閉回路で水を循環させた状態で前記バーナによる加熱と前記放熱器での放熱とを行う暖房運転の可能な風呂給湯器において、
前記放熱器を前記閉回路のうち前記往管または前記バイパス管の部分に配置するとともに、給湯回路からの水を前記戻管に注入するための注湯手段と、前記注湯手段によって前記戻管に注入された水が前記閉回路のうち前記放熱器の出側から前記熱交換器の入側までの間の戻り経路の部分を通じて前記浴槽に流出する戻管注湯状態に注湯時の通水経路を切り替える注湯経路切替手段とを有し、
前記注湯経路切替手段は、前記注湯手段によって前記戻管に注入された水が前記戻り経路と前記閉回路のうち前記戻り経路以外の往き経路とを流れかつ前記往き経路を流れた水と前記戻り経路を流れた水とが合流して浴槽に流出する往戻混合注湯状態に注湯時の通水経路をさらに切り替え得るものであり、
前記戻り経路における水温が所定温度以下に収まるようにして前記暖房運転を行い、
前記暖房運転の終了後に、前記戻管注湯状態にして注湯動作を所定時間行った後、前記往戻混合注湯状態に切り替えて注湯動作を継続する
ことを特徴とする風呂給湯器。
合流後の水温が所定温度以下になるように給湯温度を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の風呂給湯器。
前記給湯回路からの水が前記往戻混合注湯状態における合流箇所まで到達した後に前記戻管注湯状態から前記往戻混合注湯状態に切り替える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の風呂給湯器。
暖房運転を開始してからの配管内の水温変動に基づいて前記閉回路内を水が一周する時間を計測し、これと暖房運転中のポンプ流量とから前記閉回路内の容量を求め、これに基づいて前記給湯回路からの水が前記戻管に注入される箇所から前記合流箇所までの通水経路の容量を推定し、当該推定値を基に、前記戻管注湯状態から前記往戻混合状態へ切り替えるべきタイミングを求める
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の風呂給湯器。
前記注湯経路切替手段は、前記給湯回路からの水が前記バイパス管を経ずに前記戻管と前記往管の双方を通じて前記浴槽に流出する通常注湯状態に注湯時の通水経路をさらに切り替え得るものであり、
前記往戻混合注湯状態での注湯動作を所定時間行った後、前記通常注湯状態に切り替えて注湯動作を継続する
ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の風呂給湯器。
前記給湯回路からの水が前記往き経路に行き渡った後に、前記往戻混合注湯状態から前記通常注湯状態に切り替える
ことを特徴とする請求項５に記載の風呂給湯器。
前記バイパス管の途中に前記放熱器を配置し、前記往管の途中に挿入した第１三方弁の一の接続部に前記バイパス管の一端を、前記戻管の途中に挿入した第２三方弁の一の接続部に前記バイパス管の他端を接続し、前記放熱器の出側と前記第２三方弁との間のバイパス管にエア分離器を挿入し、前記エア分離器の空気抜き用の配管を前記第２三方弁より浴槽側で前記戻管に接続するか前記第１三方弁より浴槽側で前記往管に接続し、かつ前記空気抜き用の配管の途中に当該配管を通じてエア分離器に水が逆流しないように逆止弁を取り付けた構成とし、
前記切替手段および前記注湯経路切替手段は、前記第１三方弁と第２三方弁を制御することで経路の切り替えを行う
ことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の風呂給湯器。