JP4527893B2 - Water heater - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給水路を通して供給される水をバーナの燃焼により加熱して給湯路に給湯する給湯用熱交換器と、入路を通して供給される加熱対象流体を前記バーナの燃焼により加熱して出路に流出する流体用熱交換器とが設けられ、前記給湯用熱交換器と前記流体用熱交換器とが、互いに熱伝導する状態で一体的に形成されている給湯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記のような給湯装置は、例えば、給湯用熱交換器と流体用熱交換器が、互いに熱伝導する状態で一体的に形成され、流体用熱交換器が、浴槽から入路を通して供給されて、出路を通して浴槽内に供給する浴槽湯水を加熱するように構成され、単一のバーナにて給湯および浴槽湯水の追焚を行うものである。
そして、この種の給湯装置では、給湯用熱交換器への水の供給を行い、流体用熱交換器への加熱対象流体の熱消費端末からの供給を停止する給湯単独加熱状態においては、流体用熱交換器内の加熱対象流体も加熱されることになるが、流体用熱交換器内で加熱対象流体が停滞するので、その加熱対象流体が沸騰する虞があり、また、流体用熱交換器への加熱対象流体の供給を行い、給湯用熱交換器から給湯路への給湯を停止する流体単独加熱状態においては、給湯用熱交換器内の湯水も加熱されることになるが、給湯用熱交換器内で湯水が停滞するので、その湯水が沸騰する虞がある。
【0003】
そこで、従来の給湯装置は、流体用熱交換器と熱消費端末としての浴槽や暖房装置との間で加熱対象流体を循環させる流体用循環手段と、給湯用熱交換器にて加熱される前の水と流体用熱交換器にて加熱された加熱対象流体との間で熱交換させる液々熱交換器とを設けるとともに、給湯用熱交換器内の水の温度を検出する給湯用沸騰検出サーミスタを設けることによって、給湯単独加熱状態における流体用熱交換器内の加熱対象流体の沸騰を防止するとともに、流体単独加熱状態における給湯用熱交換器内の湯水の沸騰を防止するように構成されている(例えば、特開平10−122652号公報)。
【0004】
説明を加えると、給湯単独加熱状態においては、流体用循環手段を作動させて、流体用熱交換器内の加熱対象流体を流動させることによって、液々熱交換器においてその加熱対象流体と給湯用熱交換器にて加熱される前の水とを熱交換させて、加熱対象流体の温度上昇を抑制して、加熱対象流体の沸騰を防止している。
また、流体単独加熱状態においては、給湯用沸騰検出サーミスタによる検出温度が沸騰用設定温度以上になると、バーナの燃焼量を減少させて、バーナの燃焼量を制限して、給湯用熱交換器内の湯水の沸騰を防止するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の給湯装置は、給湯単独加熱状態において、流体用循環手段を作動させて、液々熱交換器にて加熱対象流体と給湯用熱交換器にて加熱される前の水とを熱交換させることにより、加熱対象流体の沸騰を防止するので、バーナの燃焼量を制限することなく、加熱対象流体の沸騰を防止することが可能となる。
しかしながら、流体単独加熱状態において、給湯用沸騰検出サーミスタによる検出温度が沸騰用設定温度以上になると、バーナの燃焼量を減少させることによって、給湯用熱交換器内の湯水の沸騰を防止するようにしているので、バーナの燃焼量が制限されることとなって、所望の加熱能力を得ることができない虞があった。
【0006】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、バーナの燃焼量を制限させずに、所望の加熱能力を得ながら、給湯用熱交換器内の水の沸騰を防止するとともに、流体用熱交換器内の加熱対象流体の沸騰を防止することが可能となる給湯装置を提供する点にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項1に記載の発明によれば、給水路を通して供給される水をバーナの燃焼により加熱して給湯路に給湯する給湯用熱交換器と、入路を通して供給される加熱対象流体を前記バーナの燃焼により加熱して出路に流出する流体用熱交換器とが設けられ、
前記給湯用熱交換器と前記流体用熱交換器とが、互いに熱伝導する状態で一体的に形成されている給湯装置であって、
前記加熱対象流体を前記流体用熱交換器と熱消費端末との間で循環させる流体用循環手段が設けられ、
前記給湯用熱交換器における湯水を前記給湯路および前記給水路を通して循環させる給湯用循環手段が設けられ、
前記流体用循環手段にて循環される前記加熱対象流体と、前記給湯用熱交換器にて加熱される前記水との間で熱交換させ、かつ、前記給湯用循環手段にて循環される前記湯水と、前記流体用熱交換器にて加熱される前記加熱対象流体との間で熱交換させる液々熱交換器が設けられ、
前記流体用循環手段により循環される前記加熱対象流体を前記熱消費端末を迂回させた状態で循環させるバイパス路が設けられ、
前記バーナの燃焼を制御する制御手段が設けられ、
前記制御手段が、
前記給湯用熱交換器への前記水の供給が行われ、前記流体用熱交換器への前記加熱対象流体の前記熱消費端末からの供給が停止している給湯単独加熱状態においては、前記バーナの燃焼量に基づいて、前記バーナの燃焼量が大きいほど前記流体用循環手段により前記バイパス路を通して循環される前記加熱対象流体の量を多くする形態で、前記流体用循環手段により循環される前記加熱対象流体の量を調整するように、前記流体用循環手段の作動状態を制御し、かつ、
前記流体用熱交換器への前記加熱対象流体の供給が行われ、前記給湯用熱交換器から前記給湯路への給湯が停止している流体単独加熱状態においては、前記バーナの燃焼量に基づいて、前記バーナの燃焼量が大きいほど前記給湯用循環手段により前記給湯路及び前記給水路を通して循環される前記湯水の量を多くする形態で、前記給湯用循環手段により循環される前記湯水の量を調整するように、前記給湯用循環手段の作動状態を制御するように構成されている。
【0008】
すなわち、流体用循環手段および給湯用循環手段が設けられ、液々熱交換器が、流体用循環手段にて循環される加熱対象流体と、給湯用熱交換器にて加熱される水との間で熱交換させるとともに、給湯用循環手段にて循環される湯水と、流体用熱交換器にて加熱される加熱対象流体との間で熱交換させるように構成されているので、例えば、出路の加熱対象流体を入路に供給する暖房バイパス路などを含む流体循環回路を設けて、流体用循環手段を作動させると、加熱対象流体を流体用熱交換器と暖房バイパス路を含む流体循環回路内で循環させ、液々熱交換器が、流体用循環手段にて循環される加熱対象流体と、給湯用熱交換器にて加熱される水との間で熱交換させることが可能となるとともに、給湯用循環手段を作動させると、給湯用熱交換器における湯水を給湯路および給水路を通して循環させ、液々熱交換器が、給湯用循環手段にて循環される湯水と、流体用熱交換器にて加熱される加熱対象流体との間で熱交換させることが可能となる。
【0009】
したがって、給湯用熱交換器への水の供給を行い、流体用熱交換器への加熱対象流体の前記熱消費端末からの供給を停止する給湯単独加熱状態においては、流体用循環手段を作動させて、加熱対象流体を流体用熱交換器と暖房バイパス路を含む流体循環回路内で循環させ、液々熱交換器においてその加熱対象流体と給湯用熱交換器にて加熱される水とを熱交換させて、加熱対象流体の温度上昇を抑制して、流体用熱交換器内の加熱対象流体の沸騰を防止することが可能となる。
しかも、液々熱交換器における加熱対象流体と給湯用熱交換器にて加熱される水との熱交換により、給湯用熱交換器にて加熱される水を予熱することが可能となって、機器の性能(加熱能力)を機器に入力したエネルギー量で割った値、いわゆる効率を向上させることが可能となる。
【0010】
また、流体用熱交換器への加熱対象流体の供給を行い、給湯用熱交換器から給湯路への給湯を停止する流体単独加熱状態においては、給湯用循環手段を作動させて、給湯用熱交換器における湯水を給湯路および給水路を通して循環させ、液々熱交換器においてその湯水と流体用熱交換器にて加熱される加熱対象流体とを熱交換させて、湯水の温度上昇を抑制して、給湯用熱交換器内の湯水の沸騰を防止することが可能となる。
【0011】
以上のことをまとめると、請求項1に記載の発明によれば、流体用循環手段または給湯用循環手段を作動させて、液々熱交換器にて熱交換させることによって、給湯用熱交換器内の水の沸騰を防止するとともに、流体用熱交換器内の加熱対象流体の沸騰を防止することが可能となるので、バーナの燃焼量を制限させずに、所望の加熱能力を得ながら、給湯用熱交換器内の水の沸騰を防止するとともに、流体用熱交換器内の加熱対象流体の沸騰を防止することが可能となる給湯装置を提供できるに到った。
又、制御手段が、給湯単独加熱状態においては、バーナの燃焼量に基づいて、流体用循環手段により循環される加熱対象流体の量を調整するように、流体用循環手段の作動状態を制御し、かつ、流体単独加熱状態においては、バーナの燃焼量に基づいて、給湯用循環手段により循環される湯水の量を調整するように、給湯用循環手段の作動状態を制御するように構成されているので、制御手段が、バーナの燃焼量に応じて、流体用循環手段の作動状態または給湯用循環手段の作動状態を変更させることが可能となる。
したがって、例えば、制御手段が、バーナの燃焼量が大きいほど、流体用循環手段または給湯用循環手段の能力が大きくなるように、流体用循環手段または給湯用循環手段の作動状態を変更させることが可能となって、流体用循環手段または給湯用循環手段を、最大能力など一定の作動状態にて作動させるものと比べて、流体用循環手段または給湯用循環手段への電力供給量を極力抑えて、ランニングコストの低減を図るとともに、流体用循環手段または給湯用循環手段の作動に伴う騒音の発生を極力抑えることが可能となる。
【0012】
請求項2に記載の発明によれば、前記給湯用熱交換器が、前記バーナの燃焼排ガスの顕熱を回収する給湯用顕熱熱交換部と、その給湯用顕熱熱交換部よりも前記バーナの燃焼排ガスの流動方向の下流側に配設され、前記バーナの燃焼排ガスの潜熱を回収する給湯用潜熱熱交換部とを備えて構成され、
前記流体用熱交換器が、前記バーナの燃焼排ガスの顕熱を回収する流体用顕熱熱交換部と、その流体用顕熱熱交換部よりも前記バーナの燃焼排ガスの流動方向の下流側に配設され、前記バーナの燃焼排ガスの潜熱を回収する流体用潜熱熱交換部とを備えて構成されている。
【0013】
すなわち、給湯用熱交換器が、給湯用顕熱熱交換部と給湯用潜熱熱交換部とを備えて構成され、流体用熱交換器が、流体用顕熱熱交換部と流体用潜熱熱交換部とを備えて構成されているので、給湯用熱交換器が、燃焼排ガスの顕熱に加えて、燃焼排ガスの潜熱をも回収することが可能となるとともに、流体用熱交換器が、燃焼排ガスの顕熱に加えて、燃焼排ガスの潜熱をも回収することが可能となって、装置全体の効率を効果的に向上させることが可能となり、装置の高効率化を図ることが可能となる。
【0014】
請求項3に記載の発明によれば、前記給湯用顕熱熱交換部と前記流体用顕熱熱交換部とが、互いに熱伝導する状態で一体的に形成され、かつ、前記給湯用潜熱熱交換部と前記流体用潜熱熱交換部とが、互いに熱伝導する状態で一体的に形成されている。
【0015】
すなわち、請求項2との協働作用により、効率の向上を図るために、単純に、給湯用熱交換器を給湯用顕熱熱交換部と給湯用潜熱熱交換部とを備えて構成し、流体用熱交換器を流体用顕熱熱交換部と流体用潜熱熱交換部とを備えて構成するだけでなく、給湯用顕熱熱交換部と流体用顕熱熱交換部とが、互いに熱伝導する状態で一体的に形成され、かつ、給湯用潜熱熱交換部と流体用潜熱熱交換部とが、互いに熱伝導する状態で一体的に形成されているので、給湯用顕熱熱交換部と流体用顕熱熱交換部とを別体にて形成し、給湯用潜熱熱交換部と流体用潜熱熱交換部とを別体にて形成するものと比べて、装置のコンパクト化を図ることが可能となる。
【0016】
請求項4に記載の発明によれば、前記流体用熱交換器が、前記加熱対象流体として、前記熱消費端末から前記入路を通して供給されて、前記出路を通して前記熱消費端末に供給する熱媒体を加熱するように構成され、浴槽内湯水を風呂戻り路および風呂往き路を通して循環させる風呂循環手段が設けられ、前記流体用熱交換器にて加熱された前記熱媒体と、前記風呂循環手段により循環される前記浴槽内湯水との間で熱交換させる風呂加熱用液々熱交換器が設けられている。
【0017】
すなわち、流体用熱交換器が、熱消費端末に循環供給する熱媒体を加熱するように構成され、その流体用熱交換器にて加熱された熱媒体と風呂循環手段により循環される浴槽湯水との間で熱交換させる液々熱交換器が設けられているので、熱消費端末に熱媒体を供給するために設けられた流体用熱交換器およびバーナを利用しながら、液々熱交換器にて浴槽湯水を加熱して、浴槽湯水の追焚を行うことが可能となる。
したがって、熱消費端末に熱媒体を供給するための加熱手段と、浴槽湯水の追焚を行うための加熱手段とを、単一のバーナにて兼用することが可能となって、装置の小型化を図りながら、熱消費端末への熱媒体の供給および浴槽湯水の追焚を行うことが可能となる。
【0018】
そして、請求項1との協働作用によって、単一のバーナにて、給湯、熱消費端末への熱媒体の供給、および、浴槽湯水の追焚を行うことが可能となり、給湯、熱消費端末への熱媒体の供給、および、浴槽湯水の追焚を行うことが可能な非常にコンパクトな給湯装置を提供することが可能となる。
【0019】
請求項5に記載の発明によれば、前記給水路を通して供給される水を前記給湯用熱交換器を迂回して前記給湯路に供給するバイパス路が設けられ、前記給湯用熱交換器にて加熱された湯水と前記バイパス路からの水とを混合して、前記給湯路を通して湯水を供給するように構成されている。
【0020】
すなわち、給水路を通して供給される水の一部を給湯用熱交換器に供給し、残りの一部をバイパス路に供給して、給湯用熱交換器にて加熱された湯水とバイパス路からの水とを混合したのち、給湯路を通して湯水を供給することが可能となるので、給水路を通して供給される水の全量を給湯用熱交換器に供給するものと比べて、給湯用熱交換器への通水量を減らすことができ、給湯用熱交換器内部の湯温を上昇させることで給湯用熱交換器の結露を防止でき、給湯用熱交換器の耐久性能を向上させることが可能となる。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる給湯装置について図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
この給湯装置は、図1および図2に示すように、給水路1を通して供給される水をバーナ2の燃焼により加熱して給湯路3に給湯する給湯用熱交換器4、暖房戻り路5を通して供給される熱媒体をバーナ2の燃焼により加熱して高温暖房往き路6に流出する流体用熱交換器7、流体用熱交換器7にて加熱された熱媒体と浴槽湯水との間で熱交換させる風呂加熱用液々熱交換器35、運転を制御する制御部Hなどから構成され、バーナ2、給湯用熱交換器4、流体用熱交換器7、および、風呂加熱用液々熱交換器35の夫々がケーシングT内に設けられている。
【0024】
前記給湯用熱交換器4は、その入口側に水道管に接続された給水路1が接続され、その出口側に図外の給湯栓などが接続された給湯路3が接続され、給水路1を通して供給される水をバーナ2の燃焼により加熱して給湯路3に給湯して、一般給湯や湯張りを行うように構成されている。
【0025】
前記給水路1には、上流側から順に、水フィルター8、給水温度を検出する給水サーミスタ9、給水量を検出する水量センサ10が設けられ、給水路1からの水を給湯用熱交換器4を迂回させて給湯路3に供給するバイパス路11が設けられ、そのバイパス路11は、給水路1における水量センサ10よりも下流側を分岐させて、給湯路3に接続されている。
【0026】
前記給湯路3には、上流側から順に、給湯用熱交換器4からの湯水の温度を検出する給湯サーミスタ12、給湯用熱交換器4からの湯水とバイパス路11からの水との混合比を調整するミキシングバルブ13、ミキシングバルブ13により混合された後の湯水の温度を検出するミキシングサーミスタ14、給湯路3を通して供給される湯水の量を調整する水比例弁15、一般給湯の割り込みを検出する割り込み水量センサ16、過圧防止装置17が設けられている。
前記ミキシングバルブ13は、バイパス路11と給湯路3との接続部分に設けられ、給湯路3において、水比例弁15と割り込み水量センサ16との間の部分から、風呂用の湯張り路18を分岐させている。
【0027】
すなわち、給水路1を通して供給される水を給湯用熱交換器4を迂回して給湯路3に供給するバイパス路11が設けられ、給湯用熱交換器4にて加熱された湯水とバイパス路11からの水とを混合して、給湯路3を通して湯水を供給するように構成されている。
説明を加えると、給水路1を通して供給される水の一部を給湯用熱交換器4に供給し、残りの一部をバイパス路11に供給して、給湯用熱交換器4にて加熱された湯水とバイパス路11からの水とを混合したのち、給湯路3を通して湯水を供給する構造であるので、給湯用熱交換器4への通水量を減らすことができ、給湯用熱交換器4内部の湯温を上昇させることで給湯用熱交換器4の結露を防止でき、給湯用熱交換器4の耐久性能を向上させることが可能となる。
【0028】
また、給湯用熱交換器4における湯水を給湯路3および給水路1を通して循環させるための循環用バイパス路102が設けられ、その循環用バイパス路102に、給湯用循環手段としての給湯ポンプ103が設けられ、循環用バイパス路102および給湯路3には、給湯使用時に給湯ポンプ103側へ水が流入するのを防止したり、給湯ポンプ103を作動させたときに、湯水がバイパス路11側へ流入するのを防止する逆止弁104が設けられている。
前記循環用バイパス路102は、給湯路3における給湯サーミスタ9よりも上流側を分岐し、その端部を給水路1におけるバイパス路11の分岐部分よりも下流側に接続するように構成されている。
【0029】
前記流体用熱交換器7は、その入口側に入路としての暖房戻り路5が接続され、その出口側に出路としての高温暖房往き路6が接続され、暖房戻り路5を通して供給される熱媒体をバーナ2の燃焼により加熱して高温暖房往き路6に流出して、熱消費端末としての暖房端末Dに熱媒体を供給するように構成されている。
【0030】
前記暖房戻り路5には、上流側から順に、暖房戻りサーミスタ19、補給水タンク20、流体用循環手段としての暖房ポンプ21が設けられ、高温暖房往き路6における流体用熱交換器7の近くには、暖房往き高温サーミスタ22が設けられている。
前記暖房戻り路5において、暖房ポンプ21よりも下流側の部分から、低温型暖房端末D2(例えば、床暖房装置)に熱媒体を供給する低温暖房往き路23を分岐させ、その低温暖房往き路23には、暖房往き低温サーミスタ24が設けられている。
また、高温暖房往き路6の熱媒体を高温型暖房端末D1(例えば、室内暖房装置)を迂回して暖房戻り路5に供給する暖房バイパス路6aが設けられ、その暖房バイパス路6aが、暖房戻り路5における暖房戻りサーミスタ19よりも上流側に接続されている。
【0031】
前記補給水タンク20には、給水路1における水フィルター8と給水サーミスタ9との間の箇所から分岐させた補給水路25を接続するとともに、オーバーフロー路26が接続され、補給水路25には、補給水バルブ27、補給水電磁弁28が設けられている。
そして、補給水タンク20には、水位の上限を検出する上限センサ29、水位の下限を検出する下限センサ30が設けられ、下限センサ30にて補給水タンク20の水位が下限であることが検出されると、上限センサ29にて補給水タンク20の水位が上限であることが検出されるまで、補給水タンク20に補給水路25を通して水を供給するように、補給水電磁弁28を開閉制御するように構成されている。
【0032】
前記高温暖房往き路6と暖房戻り路5とには、高温型暖房端末D1が接続され、低温暖房往き路23と暖房戻り路5とには、低温型暖房端末D2が接続され、熱消費端末が高温型暖房端末D1および低温型暖房端末D2にて構成されている。
そして、暖房ポンプ21を作動させることにより、補給水タンク20の湯水が暖房戻り路5を通流し、その一部が流体用熱交換器7を迂回して低温暖房往き路23を通じて低温型暖房端末D2に供給され、残部が流体用熱交換器7に流入し、流体用熱交換器7で加熱された湯水が高温暖房往き路6を通じて高温型暖房端末D1に供給され、その高温型暖房端末D1から戻る湯水も低温型暖房端末D2から戻る湯水も暖房戻り路5を通じて補給水タンク20に戻されるように構成されている。
【0033】
浴槽Aに設けられた循環アダプタ31には、風呂戻り路部分32および風呂往き路部分33が接続され、風呂戻り路部分32に設けられた風呂ポンプ34を作動させることにより、浴槽湯水を風呂戻り路部分32および風呂往き路部分33からなる風呂循環路36を通して循環させるように構成されている。
そして、風呂循環手段としての風呂ポンプ34が設けられ、流体用熱交換器7にて加熱された熱媒体と、風呂ポンプ34の作動により循環される浴槽湯水との間で熱交換させる風呂加熱用液々熱交換器35が設けられている。
【0034】
前記風呂加熱用液々熱交換器35は、高温暖房往き路6から分岐された風呂加熱用往き路37と風呂循環路36とが、一部の区間において、風呂加熱用往き路37を内側、風呂循環路36を外側とした同芯二重管構造にて構成されている。
そして、風呂加熱用液々熱交換器35においては、風呂加熱用往き路37における熱媒体の流れ方向と風呂循環路36における浴槽湯水の流れ方向とが互いに逆向きになるように構成されている。
【0035】
すなわち、流体用熱交換器7が、加熱対象流体として、高温型暖房端末D1や低温型暖房端末D2から暖房戻り路5を通して供給されて、高温暖房往き路6や低温暖房往き路23を通して高温型暖房端末D1や低温型暖房端末D2に供給する熱媒体を加熱するように構成され、浴槽湯水を風呂戻り路部分32および風呂往き路部分33を通して循環させる風呂ポンプ34および風呂循環路36が設けられ、流体用熱交換器7にて加熱された熱媒体と、風呂ポンプ34および風呂循環路36により循環される浴槽湯水との間で熱交換させる風呂加熱用液々熱交換器35が設けられている。
【0036】
前記風呂加熱用往き路37には、風呂加熱用液々熱交換器35よりも熱媒体の流動方向の上流側に、風呂往き熱動弁38が設けられ、この風呂往き熱動弁38を開閉することによって、流体用熱交換器7にて加熱された熱媒体を風呂加熱用液々熱交換器35に供給する状態と供給しない状態とに切り換えるように構成されている。
【0037】
前記風呂戻り路部分32には、上流側、すなわち循環アダプタ31側から順に、風呂戻り路部分32に作用する圧力に基づいて浴槽A内の水位を検出する圧力検知式の水位センサ39、風呂戻りサーミスタ40、風呂戻り路部分32を開閉する風呂二方弁41、風呂ポンプ34、水流スイッチ42が設けられ、風呂往き路部分33には、風呂往きサーミスタ43が設けられている。
【0038】
前記給湯路3からの湯水を浴槽Aに供給するための風呂用の湯張り路18は、風呂戻り路部分32において、風呂ポンプ34と水流スイッチ42との間に相当する部分に接続し、この湯張り路18には、上流側から順に、バキュームブレーカー44、湯張り路18を開閉する注湯電磁弁45、湯張り逆止弁46が設けられている。
【0039】
そして、給湯用熱交換器4からの湯水を、ミキシングバルブ13にてバイパス路11からの水と混合したのち、その湯水を給湯路3、湯張り路18、風呂戻り路部分32および風呂往き路部分33を通じて浴槽Aに供給して湯張りを行うように構成されている。
また、風呂ポンプ34を運転することにより、風呂戻り路部分32および風呂往き路部分33を通じて、浴槽湯水を風呂加熱用液々熱交換器35と浴槽Aとの間で循環させるとともに、風呂往き熱動弁38を開弁して、暖房ポンプ21を運転することにより、流体用熱交換器7にて加熱された熱媒体を風呂加熱用往き路37を通して風呂加熱用液々熱交換器35に供給させることによって、風呂加熱用往き路37における熱媒体にて浴槽湯水を加熱して、浴槽湯水を追焚するように構成されている。
【0040】
前記バーナ2は、図1〜4に示すように、多段式のガスバーナであり、火炎の形成方向を下向きに構成され、給湯用熱交換器4と流体用熱交換器7とが単一のバーナ2を共有し、バーナ2がバーナケース47内に設けられ、給湯用熱交換器4および流体用熱交換器7が、バーナ2よりもバーナ2の燃焼排ガスの流動方向の下流側、すなわちバーナ2よりも下方側に配設されている。
また、バーナ2に燃焼用空気を供給するファン48も設けられ、バーナ2の近傍には、バーナ2に点火するためのイグナイタ53、バーナ2への着火を検出するフレームロッド54などが設けられている。
【0041】
前記バーナ2に一般家庭用の燃料ガスを供給するガス供給路49は、3系統に分岐してバーナ2に接続され、それぞれのガス供給路分岐部分49aにガス切替え電磁弁50が設けられている。
そして、分岐箇所よりも上流側のガス供給路49には、上流側から順に、燃料ガスの供給を断続する元ガス電磁弁52、燃料ガス供給量を調整する電磁式のガス比例弁51が設けられている。
【0042】
前記給湯用熱交換器4は、バーナ2の燃焼排ガスの顕熱を回収する給湯用顕熱熱交換部4aと、その給湯用顕熱熱交換部4aよりもバーナ2の燃焼排ガスの流動方向の下流側に配設され、バーナ2の燃焼排ガスの潜熱を回収する給湯用潜熱熱交換部4bとを備えて構成されている。
前記流体用熱交換器7は、バーナ2の燃焼排ガスの顕熱を回収する流体用顕熱熱交換部としての流体用顕熱熱交換部7aと、その流体用顕熱熱交換部7aよりもバーナ2の燃焼排ガスの流動方向の下流側に配設され、バーナ2の燃焼排ガスの潜熱を回収する流体用潜熱熱交換部としての流体用潜熱熱交換部7bとを備えて構成されている。
【0043】
そして、給湯用顕熱熱交換部4aと流体用顕熱熱交換部7aとが、互いに熱伝導する状態で一体的に形成され、かつ、給湯用潜熱熱交換部4bと流体用潜熱熱交換部7bとが、互いに熱伝導する状態で一体的に形成されている。
また、給湯用熱交換器4および流体用熱交換器7が、バーナ2よりもバーナの燃焼排ガスの流動方向の下流側に配設されている。
【0044】
説明を加えると、バーナケース47に、火炎形成方向が下向きになるようにバーナ2が設けられ、そのバーナ2の燃焼排ガスが下向きに流動するように構成されている。
そして、バーナ2の下方側に、給湯用顕熱熱交換部4aと流体用顕熱熱交換部7aが互いに熱伝導する状態で一体的に形成された顕熱熱交換部Kが設けられ、その顕熱熱交換部Kの下方側に、給湯用潜熱熱交換部4bと流体用潜熱熱交換部7bが互いに熱伝導する状態で一体的に形成された潜熱熱交換部Nが設けられている。
【0045】
すなわち、給湯用熱交換器4を、給湯用顕熱熱交換部4aと給湯用潜熱熱交換部4bとを備えて構成し、流体用熱交換器7を、流体用顕熱熱交換部7aと流体用潜熱熱交換部7bとを備えて構成し、給湯用顕熱熱交換部4aと流体用顕熱熱交換部7aとを、互いに熱伝導する状態で一体的に形成し、かつ、給湯用潜熱熱交換部4bと流体用潜熱熱交換部4bとを、互いに熱伝導する状態で一体的に形成することによって、コンパクト化を図りながら、給湯用熱交換器4においても、また、流体用熱交換器7においても、燃焼排ガスの顕熱に加えて、燃焼排ガスの潜熱を回収して、機器の性能(加熱能力)を機器に入力したエネルギー量で割った値、いわゆる効率を効果的に向上させ、高効率化を実現するように構成されている。
【0046】
また、暖房ポンプ21にて循環される熱媒体と、給湯用熱交換器4にて加熱される水との間で熱交換させ、かつ、給湯ポンプ103にて循環される湯水と、流体用熱交換器7にて加熱される熱媒体との間で熱交換させる液々熱交換器100が設けられている。
説明を加えると、液々熱交換器100は、図1および図5に示すように、給湯用潜熱熱交換部4bと給湯用顕熱熱交換部4aとを連結する給湯用流路101と、流体用熱交換器7の入口側に接続された暖房戻り路5とが、一部の区間において、暖房戻り路5を内側、給湯用流路101を外側とした二重管構造に構成されている。
そして、給湯用潜熱熱交換部4bにて加熱されかつ給湯用顕熱熱交換部4aにて加熱される前の水と、暖房ポンプ21を作動させて、流体用熱交換器7と暖房バイパス路6aを含む流体循環回路内で循環される熱媒体との間で熱交換させるとともに、流体用潜熱熱交換部7bにて加熱される前の熱媒体と、給湯ポンプ103を作動させて、給湯路3および給水路1を通して循環される湯水との間で熱交換させるように構成されている。
【0047】
前記液々熱交換器100においては、給湯用流路101における水の流れ方向と暖房戻り路5における熱媒体の流れ方向とが互いに逆向きになるように構成され、暖房戻り路5における熱媒体から給湯用流路101における水に対して効率よく熱交換するとともに、給湯用流路101における湯水から暖房戻り路5における熱媒体に対して効率よく熱交換するように構成されている。
【0048】
また、給湯用潜熱熱交換部4bおよび流体用潜熱熱交換部7bの下方側には、給湯用潜熱熱交換部4bおよび流体用潜熱熱交換部7bから落下する凝縮水、すなわちドレンを回収するドレン回収路55が設けられ、そのドレン回収路55にて回収されたドレンを中和装置56に供給して、ドレンを中和したのち、排出するように構成されている。
なお、中和装置56としては、例えば、MgやZnなどのイオン化傾向の大きい金属により中和するものなど、各種の中和装置が適応可能である。
【0049】
前記顕熱熱交換部Kについて説明を加えると、図2、図3および図6に示すように、給水路1からの水を通過させる給湯用伝熱管57と、高温型暖房端末D1などからの熱媒体を通過させる暖房用伝熱管58とが、その長手方向に複数の顕熱用伝熱フィン59を貫通するように設けられている。
そして、顕熱熱交換部Kの両横側部では、給湯用伝熱管57および暖房用伝熱管58をU字状になるように、U字状の伝熱管60を接続するように構成され、給湯用伝熱管57および暖房用伝熱管58が、複数の顕熱用伝熱フィン59を貫通する状態で、蛇行状になるように配管されている。
また、顕熱用伝熱フィン59には、図8の(イ)に示すように、給湯用伝熱管57および暖房用伝熱管58を挿通させるための貫通孔61を備えて構成され、給湯用伝熱管57および暖房用伝熱管58を、顕熱用伝熱フィン59における貫通孔61に内嵌させるように構成されている。
【0050】
具体的に説明すると、給湯用伝熱管57と暖房用伝熱管58とが互いに熱伝導するように、給湯用伝熱管57と暖房用伝熱管58を接触させる状態で一体的に形成されて構成されている顕熱用一体部分62と、給湯用伝熱管57のみから構成されている顕熱用単数部分63とが設けられている。
また、顕熱用伝熱フィン59には、顕熱用一体部分62を挿通させるための顕熱用一体型貫通孔64と、顕熱用単数部分63を挿通させるための顕熱用単数型貫通孔65とが設けられている。
そして、顕熱用伝熱フィン59の上部には、顕熱用一体型貫通孔64が横方向に5つ並ぶ状態で設けられ、顕熱用伝熱フィン59の下部には、顕熱用単数型貫通孔65が横方向に4つ並ぶ状態で設けられている。
【0051】
前記顕熱熱交換部Kは、顕熱用一体部分62を顕熱用一体型貫通孔64に内嵌させるとともに、顕熱用単数部分63を顕熱用単数型貫通孔65に内嵌させて構成されている。
【0052】
前記潜熱熱交換部Nは、図2、図3および図7に示すように、給水路1からの水を通過させる給湯用伝熱管57と、高温型暖房端末D1などからの熱媒体を通過させる暖房用伝熱管58とが、その長手方向に複数の潜熱用伝熱フィン66を貫通するように設けられている。
そして、潜熱熱交換部Nの両横側部では、給湯用伝熱管57および暖房用伝熱管58をU字状になるように、U字状の伝熱管67を接続するように構成され、給湯用伝熱管57および暖房用伝熱管58が、複数の潜熱用伝熱フィン66を貫通する状態で、蛇行状になるように配管されている。
また、潜熱用伝熱フィン66には、図8の(ロ)に示すように、給湯用伝熱管57および暖房用伝熱管58を挿通させるための貫通孔68を備えて構成され、給湯用伝熱管57および暖房用伝熱管58を、伝熱カバーPを外嵌させた状態で、潜熱用伝熱フィン66における貫通孔68に内嵌させるように構成されている。
【0053】
具体的に説明すると、給湯用伝熱管57と暖房用伝熱管58とが互いに熱伝導するように、給湯用伝熱管57と暖房用伝熱管58を接触させる状態で一体的に形成されて構成されている潜熱用一体部分69と、給湯用伝熱管57のみから構成されている潜熱用単数部分70とが設けられている。
そして、伝熱カバーPは、潜熱用一体部分69に外嵌される潜熱用一体型伝熱カバーP1と、潜熱用単数部分70に外嵌される潜熱用単数型伝熱カバーP2とが設けられている。
【0054】
また、潜熱用伝熱フィン66には、潜熱用一体部分69を挿通させるための潜熱用一体型貫通孔71と、潜熱用単数部分70を挿通させるための潜熱用単数型貫通孔72とが設けられている。
そして、潜熱用伝熱フィン66の上部に、潜熱用一体型貫通孔71が横方向に4つ並ぶように設けられ、潜熱用伝熱フィン66の上下中間部に、潜熱用単数側貫通孔72が横方向に3つ並ぶように設けられ、その下部に、潜熱用単数側貫通孔72が横方向に4つ並ぶように設けられている。
【0055】
前記潜熱熱交換部Nは、潜熱用一体部分69を、潜熱用一体型伝熱カバーP1を外嵌させた状態で、潜熱用一体型貫通孔71に内嵌させるとともに、潜熱用単数部分70を、潜熱用単数型伝熱カバーP2を外嵌させた状態で、潜熱用単数型貫通孔72に内嵌させて構成されている。
【0056】
前記バーナ2は、図4に示すように、空気混合率の小さい濃混合気を燃焼させる濃バーナ2aと空気混合率の大きい淡混合気を燃焼させる淡バーナ2bとを備えて構成され、濃バーナ2aの複数と淡バーナ2bの複数とが、その幅方向を並設方向として、交互に並設されて、バーナケース47内に設けられた箱状枠体2c内に収納されている。
そして、淡バーナ2bの淡混合気を濃バーナ2aに生成される濃火炎により保炎しながら燃焼させて、全体として大きな空気混合率で燃料ガスを燃焼させ、窒素酸化物であるNOxの発生を極力抑えながら、安定した燃焼が行えるように構成されている。
【0057】
また、この濃淡燃焼バーナは、濃バーナ2aに供給する燃焼ガス量よりも淡バーナ2bに供給する燃料ガス量を極力大きくするなどして、濃淡燃焼バーナ全体の空気比を極力低く設定することによって、バーナ2の燃焼排ガスの潜熱を回収し易い状態でバーナ2を燃焼させて、潜熱熱交換部Nにて燃焼排ガスの潜熱を効率よく回収できるように構成されている。
【0058】
前記制御部Hに対して各種の指令を行う台所リモコン73および浴室リモコン74が設けられ、制御部Hは、図9に示すように、台所リモコン73および浴室リモコン74の指令に基づいて、バーナ動作部B、給湯動作部X、風呂動作部Y、暖房動作部Zを制御して、一般給湯運転、ふろ自動運転、あつく運転、暖房運転などの各種の運転を実行するように構成されている。
【0059】
ちなみに、バーナ動作部Bは、ファン48、ガス切替え電磁弁50、ガス比例弁51、元ガス電磁弁52、イグナイタ53、フレームロッド54などから構成され、給湯動作部Xは、給水サーミスタ9、水量センサ10、給湯サーミスタ12、ミキシングバルブ13、ミキシングサーミスタ14などから構成されている。
また、風呂動作部Yは、風呂ポンプ34、水位センサ39、風呂戻りサーミスタ40、風呂二方弁41、水流スイッチ42、風呂往きサーミスタ43、注湯電磁弁45などから構成され、暖房動作部Zは、暖房戻りサーミスタ19、暖房ポンプ21、暖房往き高温サーミスタ22、暖房往き低温サーミスタ24などから構成されている。
【0060】
前記台所リモコン73には、一般給湯運転を実行可能な状態に指令する運転スイッチ75、給湯温度を設定する給湯温度設定部76、ふろ自動運転を指令するふろ自動スイッチ77、暖房運転を指令する暖房スイッチ78などが設けられている。
前記浴室リモコン74には、一般給湯運転を実行可能な状態に指令する運転スイッチ79、浴槽Aへの湯張り温度や水位などを設定するふろ設定変更スイッチ80、ふろ自動運転を指令するふろ自動スイッチ81、あつく運転を指令するあつくスイッチ82などが設けられている。
【0061】
前記制御部Hの各種の運転における動作について説明する。
前記一般給湯運転は、給湯栓などの開操作に伴って水量センサ10による検出水量が所定量以上になると、ファン48を駆動した後、ガス切替え電磁弁50を適宜切替えて元ガス電磁弁52を開弁して、ガス比例弁51の開度を調整してイグナイタ53によりバ−ナ2に点火する。
そして、バーナ2に着火されると、台所リモコン73の給湯温度設定部76による設定温度、給水サーミスタ9による検出水温、水量センサ10による検出水量などに基づいて、ガス切替え電磁弁50が切替えられるとともに、ガス比例弁51の開度が調整され、かつ、ミキシングバルブ13の開度も調整されて給湯温度が設定温度になるように、いわゆるフィードフォワード制御が実行され、給湯用熱交換器4にて加熱された湯水とバイパス路11からの水とを混合して、給湯路3を通して設定温度の湯水を給湯するようにしている。
【0062】
また、このフィードフォワード制御とともに、台所リモコン73の給湯温度設定部76による設定温度とミキシングサーミスタ14による検出湯温との偏差に基づいて、ガス比例弁51の開度を微調整する、いわゆるフィードバック制御が実行されて、台所リモコン73の給湯温度設定部76による設定温度の湯を給湯栓に供給する。
そして、給湯栓の閉操作に伴って、水量センサ10が所定量の通水を検出しなくなると、元ガス電磁弁52とガス比例弁51を閉弁してバーナ2の燃焼を停止し、一定時間経過後にファン48も停止して一般給湯運転を終了する。
【0063】
前記ふろ自動運転は、台所リモコン73のふろ自動スイッチ77や浴室リモコン74のふろ自動スイッチ81がON操作されると、注湯電磁弁45が開弁され、水量センサ10が所定量以上の水流を検出すると、上述の一般給湯運転と同様にバーナ2に点火して、フィードフォワード制御とフィードバック制御とにより浴槽Aに設定温度の湯水が供給される。
つまり、ガス比例弁51やミキシングバルブ13の開度を調整して、給水路1からの水を給湯用熱交換器4にて加熱し、加熱後の湯にバイパス路11からの水が混合されて、設定温度の湯水が湯張り路18を介して風呂戻り路部分32と風呂往き路部分33に供給され、風呂戻り路部分32と風呂往き路部分33の両路から浴槽A内に供給される。
【0064】
そして、所定量の湯水が浴槽Aに供給されると、風呂ポンプ34を作動させて風呂二方弁41を閉じて、水位センサ39により浴槽Aの水位を検出し、この検出水位が設定水位に達していると、注湯電磁弁45を閉弁して、元ガス電磁弁52とガス比例弁51を閉弁してバーナ2の燃焼が停止され、一定時間経過後にファン48も停止される。このようにして、浴槽Aの水位検出を適宜行って、浴槽Aの水位が設定水位になるように浴槽Aに湯水を供給する。
浴槽Aに設定水位の湯水が供給されると、風呂ポンプ34を作動させて、浴槽湯水の温度が設定温度になるように、後述するあつく運転を実行する。
なお、湯張り運転中に給湯栓が開操作されると、割り込み水量センサ16が水流を検出し、ふろ自動運転を停止して一般給湯運転を実行する。つまり、一般給湯運転が優先して実行され、給湯栓が閉操作されると、ふろ自動運転が再開される。
【0065】
前記あつく運転は、浴室リモコン74のあつくスイッチ82がON操作されると、風呂ポンプ34が作動して、浴槽湯水が風呂循環路36を通して循環され、水流スイッチ42をONして、浴槽湯水が風呂加熱用液々熱交換器35に供給される。
そして、水流スイッチ42のONに伴って、バーナ2に点火して、バーナ2の燃焼量があつく運転用燃焼量になるように、ガス切替え電磁弁50が切替えられるとともに、ガス比例弁51の開度が調整される。
また、水流スイッチ42のONに伴って、暖房ポンプ21を作動させ、風呂往き熱動弁38を開弁して、流体用熱交換器7にて加熱された熱媒体を風呂加熱用液々熱交換器35に供給する。
【0066】
このようにして、風呂加熱用液々熱交換器35において、流体用熱交換器7にて加熱された熱媒体にて浴槽湯水が加熱され、風呂戻りサーミスタ40の検出温度が設定温度よりも少し高い温度になると、元ガス電磁弁52とガス比例弁51を閉弁してバーナ2の燃焼が停止され、一定時間経過後にファン48も停止される。
そして、風呂往き熱動弁38を閉弁して、暖房ポンプ21を停止させるとともに、風呂二方弁41を閉じ、風呂ポンプ34を停止させてあつく運転を終了する。
なお、あつくスイッチ82がOFF操作されても、上述の動作を行って、あつく運転を終了する。
【0067】
前記暖房運転は、高温型暖房端末D1に熱媒体を循環供給する高温暖房運転と、低温型暖房端末D2に熱媒体を循環供給する低温暖房運転とがある。
そして、高温暖房運転は、暖房リモコンによる運転指令があったり、台所リモコン73の暖房スイッチ78がON操作されると、暖房ポンプ21を作動させ、バーナ2に点火して、高温型暖房端末D1の負荷に応じて、バーナ2の燃焼状態を比例制御したり、ON/OFF制御するようにしている。
すなわち、比例制御は、暖房往き高温サーミスタ22の検出温度に基づいて、ガス切替え電磁弁50を切替え、ガス比例弁51の開度を調整して、バーナ2の燃焼量を最大燃焼量と最小燃焼量との間で調整し、ON/OFF制御は、バーナ2を最小燃焼量で燃焼させる状態とバーナ2の燃焼を停止させる状態とに切り換えている。
【0068】
また、低温暖房運転は、暖房リモコンによる運転指令があると、暖房ポンプ21を作動させ、バーナ2に点火して、低温型暖房端末D2の負荷に応じて、バーナ2の燃焼状態を比例制御したり、ON/OFF制御するようにしている。
すなわち、比例制御は、暖房往き低温サーミスタ24の検出温度に基づいて、ガス切替え電磁弁50を切替え、ガス比例弁51の開度を調整して、バーナ2の燃焼量を最大燃焼量と最小燃焼量との間で調整し、ON/OFF制御は、バーナ2を最小燃焼量で燃焼させる状態とバーナ2の燃焼を停止させる状態とに切り換えている。
【0069】
また、一般給湯運転と暖房運転や、一般給湯運転とふろ自動運転など、バーナ2の燃焼量を制御するなどにより、各種の運転を同時に行うことも可能である。
例えば、一般給湯運転中に、暖房運転の要求があると、現在のバーナ2の燃焼量に、暖房端末Dの負荷に応じた燃焼量を上乗せすることにより、一般給湯運転と暖房運転を同時に行うことが可能となる。
ちなみに、複数の運転を同時に行う場合には、各種の条件に基づいて、どの運転の条件を優先するかが予め設定されており、その設定された優先条件に基づいて、各運転を行うように構成されている。
【0070】
そして、制御部Hは、一般給湯運転やふろ自動運転を単独で実行するなど、給湯用熱交換器4への水の供給を行い、流体用熱交換器7への熱媒体の暖房端末Dからの供給を停止する給湯単独加熱状態においては、図示しないが、流体用熱交換器7の近傍に、流体用熱交換器7内の熱媒体の温度を検出する流体用沸騰防止用サーミスタが設けられ、その流体用沸騰防止用サーミスタによる検出温度が沸騰用設定温度以上になるなどして、流体沸騰防止条件が満たされると、暖房ポンプ21を作動させて、図1中点線矢印に示すように、流体用熱交換器7内の熱媒体を、液々熱交換器100に供給しながら、暖房バイパス路6aを含む流体循環回路内で循環させるとともに、給水路1からの水を、給湯用潜熱熱交換部4b、液々熱交換部100、給湯用顕熱熱交換部4aの順に供給させるように構成されている。
【0071】
説明を加えると、給水路1からの水は、まず、給湯用潜熱熱交換部4bに供給させて、給湯用潜熱熱交換部4bに供給される水とバーナ2の燃焼排ガスとの温度差を極力大きくなるようにして、給湯用潜熱熱交換部4bにて燃焼排ガスの潜熱を効果的に回収するように構成されている。
そして、給湯用潜熱熱交換部4bにて加熱された水を、液々熱交換器100に供給させて、その水と暖房戻り路5における熱媒体との間で熱交換させ、流体用熱交換器7内の熱媒体の温度上昇を抑制して、流体用熱交換器7内の熱媒体の沸騰を防止しながら、給湯用顕熱熱交換部4aにて加熱される前の水を予熱するように構成されている。
【0072】
このようにして、流体用熱交換器7内の熱媒体の沸騰を防止しながら、バーナ2の燃焼排ガスの潜熱を効果的に回収するとともに、給湯用顕熱熱交換部4aにて加熱される前の水を予熱することによって、流体用熱交換器7内の熱媒体の沸騰を防止しながら、機器の性能(加熱能力)を機器に入力したエネルギー量で割った値、いわゆる効率の向上を図るようにしている。
【0073】
そして、制御部Hは、給湯単独加熱状態においては、バーナ2の燃焼量に基づいて、暖房ポンプ21により循環される熱媒体の量を調整すべく、暖房ポンプ21の作動状態を制御するように構成されている。
具体的に説明すると、制御部Hは、バーナ2の燃焼量が大きいほど、暖房ポンプ21の能力が大きくなるように、暖房ポンプ21の能力を、大、中、小の3段階で制御し、暖房ポンプ21への電力供給量を極力抑えて、ランニングコストの低減を図るとともに、暖房ポンプ21の作動に伴う騒音の発生を極力抑えるように構成されている。
【0074】
前記給湯単独加熱状態においては、バーナ2の燃焼量が大きい方が小さいときよりも、流体用熱交換器7内の熱媒体の温度が早く上昇する傾向にあるので、バーナ2の燃焼量が大きいほど、暖房ポンプ21の能力が大きくなるように、暖房ポンプ21の能力を、大、中、小の3段階で制御することによって、その流体用熱交換器7内の熱媒体が沸騰するまでの時間に対応させて、循環させる熱媒体の量を変更させて、流体用熱交換器7内の熱媒体の沸騰を的確に防止することも可能となる。
【0075】
また、制御部Hは、暖房運転やあつく運転を単独で実行するなど、流体用熱交換器7への熱媒体の供給を行い、給湯用熱交換器4から給湯路3への給湯を停止する流体単独加熱状態においては、暖房ポンプ21を作動させて、図1中点線矢印に示すように、暖房戻り路5からの熱媒体を、液々熱交換器100、流体用潜熱熱交換部7b、流体用顕熱熱交換部7aの順に供給して加熱しながら、流体用熱交換器7と暖房バイパス路6aを含む流体循環回路内で循環させるとともに、給湯ポンプ103を作動させて、図1中実線矢印で示すように、給湯用熱交換4内の湯水を、液々熱交換器100に供給しながら、給湯路3、循環用バイパス路102、給水路1を通して循環させるように構成されている。
【0076】
説明を加えると、暖房戻り路5からの熱媒体は、まず、液々熱交換器100に供給させて、その熱媒体と給湯用流路101の湯水との間で熱交換させ、給湯用熱交換器4内の湯水の温度上昇を抑制して、給湯用熱交換器4内の湯水の沸騰を防止しながら、流体用潜熱熱交換部7bにて加熱される前の熱媒体を予熱するように構成されている。
そして、流体用潜熱熱交換部7bにて加熱された熱媒体を、流体用顕熱熱交換部7aにて加熱させて、燃焼排ガスの顕熱および潜熱を回収するように構成されている。
【0077】
このようにして、給湯用熱交換器4内の湯水の沸騰を防止しながら、バーナ2の燃焼排ガスの顕熱および潜熱を回収するとともに、流体用潜熱熱交換部7bにて加熱される前の熱媒体を予熱することによって、給湯用熱交換器4内の湯水の沸騰を防止しながら、効率の向上を図るようにしている。
【0078】
そして、制御部Hは、流体単独加熱状態においては、バーナ2の燃焼量に基づいて、給湯ポンプ103により循環される湯水の量を調整すべく、給湯ポンプ103の作動状態を制御するように構成されている。
具体的に説明すると、制御部Hは、バーナ2の燃焼量が大きいほど、給湯ポンプ103の能力が大きくなるように、給湯ポンプ103の能力を、大、中、小の3段階で制御し、給湯ポンプ103への電力供給量を極力抑えて、ランニングコストの低減を図るとともに、給湯ポンプ103の作動に伴う騒音の発生を極力抑えるように構成されている。
【0079】
前記流体単独加熱状態においては、バーナ2の燃焼量が大きい方が小さいときよりも、給湯用熱交換器4内の湯水の温度が早く上昇する傾向にあるので、バーナ2の燃焼量が大きいほど、給湯ポンプ103の能力が大きくなるように、給湯ポンプ103の能力を、大、中、小の3段階で制御することによって、その給湯用熱交換器4内の湯水が沸騰するまでの時間に対応させて、循環させる湯水の量を変更させて、給湯用熱交換器4内の湯水の沸騰を的確に防止することも可能となる。
【0080】
また、給湯用熱交換器4内の湯水および流体用熱交換器7内の熱媒体の沸騰防止については、基本的には、顕熱熱交換部Kおよび潜熱熱交換部Nにおいて、給湯用伝熱管57の一部と暖房用伝熱管58の一部とを接触させて一体的に形成することによって、給湯用熱交換器4内の湯水と流体用熱交換器7内の熱媒体との間で熱交換させて、給湯用熱交換器4および流体用熱交換器7のうち、流体(水または熱媒体)の供給が停止されている側の流体の温度上昇を抑制して、その流体(湯水または熱媒体)の沸騰を防止させるように構成されている。
【0081】
〔第2実施形態〕
この第2実施形態は、上記第1実施形態における液々熱交換器100の配設箇所の別実施形態を示すものであり、液々熱交換器100の構成について図面に基づいて説明する。
ちなみに、液々熱交換器100以外の構成については、上記第1実施形態と同様であるので、同符号を示すなどにより、その詳細な説明は省略する。
【0082】
上記第1実施形態では、液々熱交換器100が、給湯用潜熱熱交換部4bと給湯用顕熱熱交換部4aとを連結する給湯用流路101と、流体用熱交換器7の入口側に接続された暖房戻り路5とを、一部の区間において、暖房戻り路5を内側、給湯用流路101を外側とした二重管構造にて構成されているが、この第2実施形態では、図10および図11に示すように、液々熱交換器100が、給水路1と、流体用潜熱熱交換部7bと流体用顕熱熱交換部4aとを連結する暖房用流路105とを、一部の区間において、暖房用流路105を内側、給水路1を外側とした二重管構造にて構成されている。
【0083】
説明を加えると、液々熱交換器100は、給水路1の湯水と流体用潜熱熱交換部7bにて加熱されかつ流体用顕熱熱交換部7aにて加熱される前の熱媒体との間で熱交換させるように構成されている。
そして、液々熱交換器100においては、給水路1における湯水の流れ方向と暖房用流路105における熱媒体の流れ方向とが互いに逆向きになるように構成され、暖房用流路105における熱媒体から給水路1における水に対して効率よく熱交換するとともに、給水路1における湯水から暖房用流路105における熱媒体に対して効率よく熱交換するように構成されている。
【0084】
そして、制御部Hは、給湯単独加熱状態においては、図示しないが、流体用熱交換器7の近傍に、流体用熱交換器7内の熱媒体の温度を検出する流体用沸騰防止用サーミスタが設けられ、その流体用沸騰防止用サーミスタによる検出温度が沸騰用設定温度以上になるなどして、流体沸騰防止条件が満たされると、暖房ポンプ21を作動させて、図10中点線矢印に示すように、流体用熱交換器7内の熱媒体を、液々熱交換器100に供給しながら、暖房バイパス路6aを含む流体循環回路内で循環させるとともに、給水路1からの水を、液々熱交換部100、給湯用潜熱熱交換部4b、給湯用顕熱熱交換部4aの順に供給させるように構成されている。
【0085】
説明を加えると、給水路1からの水は、まず、液々熱交換器100に供給されて、その水と暖房用流路105の熱媒体との間で熱交換させ、流体用熱交換器7内の熱媒体の温度上昇を抑制して、流体用熱交換器7内の熱媒体の沸騰を防止しながら、給湯用潜熱熱交換部4bにて加熱される前の水を予熱するように構成されている。
そして、給湯用潜熱熱交換部4bにて加熱された水を、給湯用顕熱熱交換部4aにて加熱させて、燃焼排ガスの顕熱および潜熱を回収するように構成されている。
【0086】
このようにして、流体用熱交換器7内の熱媒体の沸騰を防止しながら、バーナ2の燃焼排ガスの顕熱および潜熱を回収するともに、給湯用潜熱熱交換部4bにて加熱される前の水を予熱することによって、流体用熱交換器7内の湯水の沸騰を防止しながら、効率の向上を図るようにしている。
【0087】
また、制御部Hは、流体単独加熱状態においては、暖房ポンプ21を作動させて、図10中点線矢印に示すように、暖房戻り路5からの熱媒体を、流体用潜熱熱交換部7b、液々熱交換器100、流体用顕熱熱交換部7aの順に供給して加熱しながら、流体用熱交換器7と暖房バイパス路6aを含む流体循環回路内で循環させるとともに、給湯ポンプ103を作動させて、図10中実線矢印で示すように、給湯用熱交換4内の湯水を、液々熱交換器100に供給しながら、給湯路3、循環用バイパス路102、給水路1を通して循環させるように構成されている。
【0088】
説明を加えると、暖房戻り路5からの熱媒体は、まず、流体用潜熱熱交換部7bに供給させて、流体用潜熱熱交換部7bに供給される熱媒体とバーナ2の燃焼排ガスとの温度差を極力大きくなるようにして、流体用潜熱熱交換部7bにて燃焼排ガスの潜熱を効果的に回収するように構成されている。
そして、流体用潜熱熱交換部7bにて加熱された熱媒体を、液々熱交換器100に供給させて、その熱媒体と給水路1における湯水との間で熱交換させ、給湯用熱交換器4内の湯水の温度上昇を抑制して、給湯用熱交換器4内の湯水の沸騰を防止しながら、流体用顕熱熱交換部7aにて加熱される前の熱媒体を予熱するように構成されている。
【0089】
このようにして、給湯用熱交換器4内の湯水の沸騰を防止しながら、バーナ2の燃焼排ガスの潜熱を効果的に回収するとともに、流体用顕熱熱交換部7aにて加熱される前の熱媒体を予熱することによって、給湯用熱交換器4内の湯水の沸騰を防止しながら、効率の向上を図るようにしている。
【0090】
そして、この第2実施形態では、上記第1実施形態と同様に、制御部Hが、給湯単独加熱状態においては、バーナ2の燃焼量が大きいほど、暖房ポンプ21の能力が大きくなるように、暖房ポンプ21の能力を、大、中、小の3段階で制御し、かつ、流体単独加熱状態においては、バーナ2の燃焼量が大きいほど、給湯ポンプ103の能力が大きくなるように、給湯ポンプ103の能力を、大、中、小の3段階で制御するように構成したり、この構成に代えて、後述するように、暖房ポンプ21または給湯ポンプ103の作動状態を制御するようにしてもよい。
【0091】
すなわち、バーナ2の燃焼量に応じて、バーナ2の燃焼量が大きいほど、暖房ポンプ21または給湯ポンプ103の能力が大きくなるように無段階で制御するように構成してもよい。
また、バーナ2の燃焼量に基づいて、暖房ポンプ21または給湯ポンプ103の能力を調整するものに限らず、給湯単独加熱状態においては、流体用熱交換器7内の熱媒体の温度に基づいて、暖房ポンプ21の能力を調整し、流体単独加熱状態においては、給湯用熱交換器4内の湯水の温度に基づいて、給湯ポンプ103の能力を調整するように構成することも可能である。
【0092】
〔別実施形態〕
(1)上記第1および第2実施形態では、給湯単独加熱状態において、流体用熱交換器7の近傍に設けられた流体用沸騰防止用サーミスタによる検出温度が沸騰用設定温度以上になるなどして、流体沸騰防止条件が満たされると、暖房ポンプ21を作動させるように構成されているが、給湯単独加熱状態のときには、流体沸騰防止条件が満たされているかにかかわらず、常時、暖房ポンプ21を作動させて、熱媒体を液々熱交換器100に供給しながら循環させるとともに、給水路1からの水を、給湯用潜熱熱交換部4b、液々熱交換部100、給湯用顕熱熱交換部4aの順に供給させるように構成して実施することも可能である。
また、流体用沸騰防止条件としては、バーナ2の燃焼開始から設定時間が経過するなど、各種の条件が適応可能であり、適宜変更することが可能である。
【0093】
(2)上記第1および第2実施形態では、流体単独加熱状態において、常時、給湯ポンプ103を作動させるように構成されているが、例えば、給湯用熱交換器4の近傍に、給湯用熱交換器4内の湯水の温度を検出する給湯用沸騰防止用サーミスタを設けて、その給湯用沸騰防止用サーミスタによる検出温度が沸騰用設定温度以上になるなどして、給湯沸騰防止条件が満たされると、給湯ポンプ103を作動させるように構成して実施することも可能である。
この場合には、給湯用沸騰防止条件を、バーナ2の燃焼開始から設定時間が経過するなど、各種の条件が適応可能であり、適宜変更することが可能である。
【0094】
(3)上記第1および第2実施形態では、給湯用熱交換器4が給湯用顕熱熱交換部4aと給湯用潜熱熱交換部4bとを備えて構成され、流体用熱交換器7が流体用顕熱熱交換部7aと流体用潜熱熱交換部7bとを備えるように構成され、給湯用熱交換器4および流体用熱交換器7の両方で、バーナ2の燃焼排ガスの顕熱および潜熱を回収するように構成しているが、給湯用熱交換器4および流体用熱交換器7の両方でバーナ2の燃焼排ガスの顕熱のみを回収するように構成して実施することも可能である。
【0095】
(4)上記第1および第2実施形態では、前記給湯用顕熱熱交換部と前記流体用顕熱熱交換部とが、互いに熱伝導する状態で一体的に形成され、かつ、前記給湯用潜熱熱交換部と前記流体用潜熱熱交換部とが、互いに熱伝導する状態で一体的に形成されているが、給湯用顕熱熱交換部4aと流体用顕熱熱交換部7a、および、給湯用潜熱熱交換部4bと流体用潜熱熱交換部7bのうち、いずれか一方または両方を別体で形成して実施することも可能である。
【0096】
(5)上記第1および第2実施形態では、バーナ2の火炎の形成方向を下向きに構成するようにしたが、バーナ2の火炎の形成方向を上向きに構成して実施することも可能である。
この場合には、顕熱熱交換部Kが下方側に位置され、その上方側に潜熱熱交換部Nが位置されることになり、顕熱熱交換部Kと潜熱熱交換部Nとの配設位置が上下反転するように構成する。
【0097】
(6)上記第1および第2実施形態では、給水路1を通して供給される水を給湯用熱交換器4を迂回して給湯路3に供給するバイパス路11が設けられ、給湯用熱交換器4にて加熱された湯水とバイパス路11からの水とを混合して、給湯路3を通して湯水を供給するように構成されているが、バイパス路11を設けずに、給水路1を通して供給される水の全量を給湯用熱交換器4に供給するように構成して実施することも可能である。
【0098】
(7)上記第1および第2実施形態では、流体用熱交換器7が、加熱対象流体として、ひとつの流体を加熱するように構成されているが、例えば、流体用熱交換器7が、暖房端末Dに供給する熱媒体と浴槽湯水とを加熱するように構成して、流体用熱交換器7が複数の流体を加熱するように構成して実施することも可能である。
【0099】
(8)上記第1および第2実施形態では、給湯用熱交換器4および流体用熱交換器7に加えて、風呂加熱用液々熱交換器35を設けることによって、給湯および暖房端末Dへの熱媒体の供給に加えて、浴槽湯水の追焚を行うように構成されているが、給湯および暖房端末Dへの熱媒体の供給のみを行うように構成したり、または、給湯および浴槽湯水の追焚のみを行うように構成して実施することも可能である。
【0100】
説明を加えると、給湯および暖房端末への熱媒体の供給のみを行うように構成する場合には、上記第1および2実施形態において、風呂循環路36や風呂加熱用液々熱交換器35などを設けないようにする。
また、給湯および浴槽湯水の追焚のみを行うように構成する場合には、熱媒体流体用熱交換器7を、浴槽Aから入路としての風呂循環路36における風呂戻り路部分32を通して供給されて、出路としての風呂循環路36における風呂往き路部分33を通して浴槽Aに供給する浴槽湯水を加熱するように構成して、流体用熱交換器7における加熱対象流体を、暖房端末Dに供給する熱媒体に代えて、浴槽湯水とする。
【0101】
(9)上記第1および第2実施形態では、給湯用熱交換器4における給湯用伝熱管57と流体用熱交換器7における流体用伝熱管58とを接触させる状態で一体的に形成することにより、給湯用熱交換器4と流体用熱交換器7とを、互いに熱伝導する状態で一体的に形成するように構成されているが、例えば、給湯用伝熱管57の外周部の一部と流体用伝熱管58の内周部の一部とを接触させる状態で、給湯用伝熱管57を内側、流体用伝熱管58を外側とした二重管構造にすることによって、給湯用熱交換器4と流体用熱交換器7とを、互いに熱伝導する状態で一体的に形成するように構成して実施することも可能であり、給湯用熱交換器4と流体用熱交換器7とを、互いに熱伝導させるための構造は適宜変更が可能である。
【0102】
(10)上記第1実施形態では、液々熱交換器100が、暖房戻り路5を内側、給湯用流路101を外側とした二重管構造にて構成されているが、暖房戻り路5に代えて、高温暖房往き路6を用いて、その高温暖房往き路6を内側、給湯用流路101を外側として二重管構造にて構成することが可能である。
また、上記第2実施形態においても、液々熱交換器100が、暖房用流路105を内側、給水路1を外側とした二重管構造にて構成されているが、給水路1に代えて、給湯路3を用いて、暖房用流路105を内側、給湯路3を外側とした二重管構造にて構成して実施することも可能である。
ちなみに、二重管構造においては、例えば、給湯用流路101を内側、暖房戻り路5を外側にするなど、内側と外側との配置は適宜変更が可能である。
なお、液々熱交換器100の構成は、二重管構造に限られるものではなく、内側の管から流体が漏れて、熱媒体と水が混ざることを防止するために、内側の管を二重管で構成し、その二重管の外側に管を設けて三重管構造にて構成することも可能である。
【0103】
(11)上記実施形態では、本発明にかかる給湯装置を、給湯、浴槽湯水の追焚、および、暖房端末Dへの熱媒体の供給を行う給湯装置に適応した例を示したが、その他各種の給湯装置に適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態における給湯装置の概略構成図
【図2】給湯装置の正面図
【図3】バーナ、顕熱熱交換部および潜熱熱交換部を示す斜視図
【図4】バーナを示す斜視図
【図5】第1実施形態における液々熱交換器を示す図
【図6】顕熱熱交換部の側面図
【図7】潜熱熱交換部の側面図
【図8】顕熱熱交換部および潜熱熱交換部の要部を示す図
【図9】給湯装置の制御ブロック図
【図10】第2実施形態における給湯装置の概略構成図
【図11】第2実施形態における液々熱交換器を示す図
【符号の説明】
1 給水路
2 バーナ
3 給湯路
4 給湯用熱交換器
4a 給湯用顕熱熱交換部
4b 給湯用潜熱熱交換部
5 入路
6 出路
6a バイパス路
7 流体用熱交換器
7a 流体用顕熱熱交換部
7b 流体用潜熱熱交換部
11 バイパス路
21 流体用循環手段
32 風呂戻り路
33 風呂往き路
34 風呂循環手段
35 風呂加熱用液々熱交換器
100 液々熱交換器
103 給湯用循環手段
A 浴槽
D 熱消費端末[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a hot water heat exchanger that heats water supplied through a water supply channel by combustion of a burner to supply hot water to the hot water supply channel, and heats a fluid to be heated supplied through an inlet channel by combustion of the burner. The hot water supply apparatus is provided with a fluid heat exchanger that flows out into the water heater, and the hot water supply heat exchanger and the fluid heat exchanger are integrally formed in a state of conducting heat with each other.
[0002]
[Prior art]
The hot water supply apparatus as described above is, for example, formed integrally with a hot water heat exchanger and a fluid heat exchanger in a state of conducting heat to each other, and the fluid heat exchanger is supplied from a bathtub through an inlet. The bath hot water supplied into the bathtub through the exit path is heated, and the hot water supply and the bath hot water are tracked by a single burner.
In this type of hot water supply apparatus, in the hot water supply single heating state in which water is supplied to the hot water heat exchanger and the supply of the heating target fluid from the heat consumption terminal to the fluid heat exchanger is stopped, The fluid to be heated in the heat exchanger for heating will also be heated, but the fluid to be heated stagnates in the fluid heat exchanger, so there is a risk that the fluid to be heated will boil, and heat exchange for fluid In the fluid single heating state in which the fluid to be heated is supplied to the heater and the hot water supply from the hot water supply heat exchanger to the hot water supply passage is stopped, the hot water in the hot water supply heat exchanger is also heated. Since hot water stagnates in the heat exchanger for use, the hot water may be boiled.
[0003]
Therefore, the conventional hot water supply device is a fluid circulation means for circulating the fluid to be heated between the fluid heat exchanger and the bathtub or heating device as a heat consuming terminal, and before being heated by the hot water supply heat exchanger. Detection for boiling water for detecting the temperature of water in the hot water supply heat exchanger and a liquid heat exchanger for exchanging heat between the water in the fluid and the fluid to be heated heated by the fluid heat exchanger By providing a thermistor, it is configured to prevent boiling of the fluid to be heated in the fluid heat exchanger in the hot water supply alone heating state, and to prevent boiling of hot water in the hot water supply heat exchanger in the fluid hot heating state. (For example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-122652).
[0004]
In addition, in the hot water supply single heating state, by operating the fluid circulation means and causing the fluid to be heated in the fluid heat exchanger to flow, the liquid heat exchanger uses the fluid to be heated and the hot water supply. Heat is exchanged with water before being heated by the heat exchanger, and the temperature rise of the heating target fluid is suppressed to prevent boiling of the heating target fluid.
Also, in the fluid single heating state, if the temperature detected by the boiling detection thermistor for hot water supply becomes equal to or higher than the set temperature for boiling, the combustion amount of the burner is reduced to limit the combustion amount of the burner, and the inside of the heat exchanger for hot water supply I try to prevent boiling water.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional hot water supply apparatus operates the fluid circulation means in the single hot water supply heating state to exchange heat between the fluid to be heated in the liquid heat exchanger and the water before being heated in the hot water heat exchanger. By doing so, boiling of the fluid to be heated is prevented, so that boiling of the fluid to be heated can be prevented without limiting the amount of combustion of the burner.
However, when the temperature detected by the hot water boiling detection thermistor is equal to or higher than the set temperature for boiling in the fluid single heating state, boiling of hot water in the hot water heat exchanger is prevented by reducing the combustion amount of the burner. Therefore, the burner combustion amount is limited, and there is a possibility that a desired heating capacity cannot be obtained.
[0006]
The present invention has been made paying attention to such a point, and its purpose is to prevent boiling of water in a hot water supply heat exchanger while obtaining a desired heating capacity without limiting the amount of combustion of the burner. In addition, the present invention is to provide a hot water supply device that can prevent boiling of the fluid to be heated in the fluid heat exchanger.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, according to the first aspect of the present invention, a hot water supply heat exchanger that heats water supplied through a water supply channel by combustion of a burner to supply hot water to the hot water supply channel, and supplies the water through an inlet channel. A fluid heat exchanger that heats the fluid to be heated by combustion of the burner and flows out to the outlet,
The hot water supply heat exchanger and the fluid heat exchanger are integrally formed in a state of conducting heat with each other,
A fluid circulation means for circulating the fluid to be heated between the fluid heat exchanger and a heat consuming terminal;
A hot water supply circulation means for circulating hot water in the hot water supply heat exchanger through the hot water supply passage and the water supply passage is provided,
Heat exchange is performed between the heating target fluid circulated by the fluid circulation means and the water heated by the hot water supply heat exchanger, and is circulated by the hot water circulation means. A liquid heat exchanger for exchanging heat between hot water and the fluid to be heated heated by the fluid heat exchanger is provided.,
A bypass path is provided for circulating the heating target fluid circulated by the fluid circulation means while bypassing the heat consuming terminal;
Control means for controlling the combustion of the burner is provided;
The control means is
In the hot water supply single heating state in which the water supply to the hot water supply heat exchanger is performed and the supply of the heating target fluid to the fluid heat exchanger from the heat consuming terminal is stopped, the burner The amount of the heating target fluid circulated through the bypass passage by the fluid circulation means increases as the combustion amount of the burner increases based on the combustion amount of the burner, and is circulated by the fluid circulation means. Controlling the operating state of the fluid circulation means so as to adjust the amount of fluid to be heated; and
In the fluid single heating state in which the fluid to be heated is supplied to the fluid heat exchanger and the hot water supply from the hot water supply heat exchanger to the hot water supply passage is stopped, it is based on the combustion amount of the burner. The amount of hot water circulated by the hot water circulating means in such a manner that the amount of hot water circulated by the hot water circulating means through the hot water supply passage and the water supply passage increases as the combustion amount of the burner increases. Is configured to control an operating state of the hot water circulation means.Yes.
[0008]
That is, a circulating means for fluid and a circulating means for hot water supply are provided, and the liquid heat exchanger is between the fluid to be heated circulated by the circulating means for fluid and the water heated by the heat exchanger for hot water supply. Heat exchange between the hot water circulated by the hot water circulation means and the fluid to be heated heated by the fluid heat exchanger. When a fluid circulation circuit including a heating bypass passage for supplying a fluid to be heated to an inlet is provided and the fluid circulation means is operated, the fluid to be heated is contained in the fluid circulation circuit including the fluid heat exchanger and the heating bypass passage. And the liquid-to-liquid heat exchanger can exchange heat between the heating target fluid circulated by the fluid circulation means and the water heated by the hot water supply heat exchanger, When the hot water circulation means is activated, the hot water heat Hot water in the exchanger is circulated through the hot water supply passage and the water supply passage, and the liquid heat exchanger is between the hot water circulated in the hot water circulation means and the fluid to be heated heated in the fluid heat exchanger. Heat exchange can be performed.
[0009]
Therefore, in the hot water supply single heating state in which water is supplied to the hot water supply heat exchanger and supply of the fluid to be heated to the fluid heat exchanger from the heat consuming terminal is stopped, the fluid circulation means is operated. The fluid to be heated is circulated in a fluid circulation circuit including a fluid heat exchanger and a heating bypass, and the fluid to be heated and the water heated in the hot water supply heat exchanger are heated in a liquid heat exchanger. It is possible to prevent the boiling of the fluid to be heated in the fluid heat exchanger by suppressing the temperature rise of the fluid to be heated.
Moreover, by heat exchange between the fluid to be heated in the liquid heat exchanger and the water heated in the hot water supply heat exchanger, it becomes possible to preheat the water heated in the hot water supply heat exchanger, The value obtained by dividing the performance (heating capacity) of the device by the amount of energy input to the device, so-called efficiency, can be improved.
[0010]
In addition, in the fluid single heating state in which the fluid to be heated is supplied to the fluid heat exchanger and the hot water supply from the hot water supply heat exchanger to the hot water supply passage is stopped, the hot water supply circulation means is operated to The hot water in the exchanger is circulated through the hot water supply channel and the water supply channel, and in the liquid heat exchanger, the hot water and the fluid to be heated heated by the fluid heat exchanger are subjected to heat exchange, thereby suppressing an increase in the temperature of the hot water. Thus, boiling of hot water in the hot water supply heat exchanger can be prevented.
[0011]
In summary, according to the first aspect of the present invention, the fluid circulation means or the hot water supply circulation means is operated and heat is exchanged in the liquid heat exchanger. It is possible to prevent boiling of the water in the fluid and to prevent boiling of the fluid to be heated in the fluid heat exchanger, so that the desired amount of heating can be obtained without limiting the combustion amount of the burner. It has been possible to provide a hot water supply apparatus that can prevent boiling of water in the hot water heat exchanger and prevent boiling of the fluid to be heated in the fluid heat exchanger.
In addition, the control means controls the operating state of the fluid circulation means so as to adjust the amount of the heating target fluid circulated by the fluid circulation means based on the burner combustion amount in the hot water supply single heating state. In addition, in the fluid single heating state, the operation state of the hot water circulation means is controlled so as to adjust the amount of hot water circulated by the hot water circulation means based on the burner combustion amount. Therefore, the control means can change the operation state of the fluid circulation means or the hot water supply circulation means in accordance with the burner combustion amount.
Therefore, for example, the control means may change the operating state of the fluid circulation means or the hot water supply circulation means so that the capacity of the fluid circulation means or the hot water supply circulation means increases as the burner combustion amount increases. The amount of power supplied to the fluid circulation means or the hot water supply circulation means can be suppressed as much as possible, compared with the case where the fluid circulation means or the hot water supply circulation means is operated in a constant operating state such as the maximum capacity. In addition, the running cost can be reduced, and the generation of noise associated with the operation of the fluid circulation means or the hot water supply circulation means can be suppressed as much as possible.
[0012]
According to the invention described in
The fluid heat exchanger recovers the sensible heat of the combustion exhaust gas of the burner, and the fluid sensible heat exchange part is located downstream of the fluid sensible heat exchange part in the flow direction of the combustion exhaust gas of the burner. And a fluid latent heat exchange section for recovering the latent heat of the combustion exhaust gas of the burner.
[0013]
That is, the hot water supply heat exchanger includes a sensible heat exchange unit for hot water supply and a latent heat exchange unit for hot water supply, and the fluid heat exchanger includes a sensible heat exchange unit for fluid and a latent heat exchange fluid for fluid. In addition to the sensible heat of the combustion exhaust gas, the heat exchanger for hot water supply can recover the latent heat of the combustion exhaust gas, and the fluid heat exchanger In addition to the sensible heat of the exhaust gas, it is possible to recover the latent heat of the combustion exhaust gas, so that the efficiency of the entire apparatus can be effectively improved and the efficiency of the apparatus can be increased. .
[0014]
According to invention of
[0015]
That is, in order to improve efficiency by the cooperative action with
[0016]
According to the invention of
[0017]
That is, the fluid heat exchanger is configured to heat the heat medium that is circulated and supplied to the heat consuming terminal, and the heat medium heated by the fluid heat exchanger and the bath water circulated by the bath circulation means A liquid-to-liquid heat exchanger that exchanges heat between the two, so that the liquid-to-liquid heat exchanger can be used while utilizing a fluid heat exchanger and a burner that are provided to supply a heat medium to the heat consuming terminal. It is possible to heat the bathtub hot water and perform the bath hot water memorialization.
Accordingly, the heating means for supplying the heat medium to the heat consuming terminal and the heating means for performing the bath water pursuit can be used in a single burner, and the apparatus can be downsized. It is possible to supply the heat medium to the heat consuming terminal and to keep up the bathtub hot water.
[0018]
And, by the cooperative action with claim 1, it becomes possible to perform hot water supply, supply of heat medium to the heat consuming terminal, and bathing hot water in a single burner, hot water supply, heat consuming terminal It is possible to provide a very compact hot water supply apparatus capable of supplying a heat medium to the tub and pursuing bath water.
[0019]
According to invention of
[0020]
That is, a part of the water supplied through the water supply channel is supplied to the hot water heat exchanger, the remaining part is supplied to the bypass channel, and the hot water heated by the hot water heat exchanger and the bypass channel are supplied. After mixing with water, it becomes possible to supply hot water through the hot water supply channel, so that the total amount of water supplied through the water supply channel is supplied to the hot water supply heat exchanger, compared with the case where it is supplied to the hot water supply heat exchanger. The amount of water flow can be reduced, and by increasing the hot water temperature inside the hot water heat exchanger, condensation of the hot water heat exchanger can be prevented, and the durability performance of the hot water heat exchanger can be improved. .
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A hot water supply apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
As shown in FIGS. 1 and 2, this hot water supply apparatus heats water supplied through a water supply path 1 by combustion of a
[0024]
The hot water
[0025]
The water supply channel 1 is provided with a water filter 8, a
[0026]
In the hot
The mixing
[0027]
That is, a bypass path 11 is provided for supplying water supplied through the water supply path 1 to the hot
In other words, a part of the water supplied through the water supply passage 1 is supplied to the hot water
[0028]
Further, a
The
[0029]
The
[0030]
In the
In the
Further, a
[0031]
The make-up
The make-up
[0032]
A high-temperature heating terminal D1 is connected to the high-temperature heating
Then, by operating the
[0033]
The
A
[0034]
The bath heating liquid-
The bath-heating
[0035]
That is, the
[0036]
A bath
[0037]
The bath
[0038]
A hot
[0039]
Then, hot water from the hot water
In addition, by operating the
[0040]
The
A
[0041]
A
The
[0042]
The hot water
The
[0043]
And the sensible heat exchange part 4a for hot water supply and the sensible
Further, the hot water
[0044]
In other words, the
And, on the lower side of the
[0045]
That is, the hot water
[0046]
Further, heat exchange between the heat medium circulated by the
In addition, as shown in FIGS. 1 and 5, the
Then, the water before being heated by the hot water supply latent
[0047]
The
[0048]
Further, a drain for recovering condensed water, that is, drain, which falls from the hot water latent
In addition, as the
[0049]
When the sensible heat exchange section K is further described, as shown in FIGS. 2, 3, and 6, the hot water supply
And, on both lateral sides of the sensible heat exchange section K, the
Further, as shown in FIG. 8A, the sensible heat
[0050]
More specifically, the hot water supply
The sensible
The sensible
[0051]
The sensible heat exchange section K has the sensible heat
[0052]
As shown in FIGS. 2, 3, and 7, the latent heat exchange unit N allows a hot water supply
And, on both lateral sides of the latent heat exchange section N, a U-shaped
Further, as shown in FIG. 8 (B), the latent
[0053]
More specifically, the hot water supply
The heat transfer cover P is provided with a latent heat integrated heat transfer cover P1 externally fitted to the latent heat integrated
[0054]
The latent heat
Then, four latent heat integrated through-
[0055]
The latent heat exchanging part N has the latent heat integrated
[0056]
As shown in FIG. 4, the
Then, the light mixture of the
[0057]
In addition, this concentration burner is configured by setting the air ratio of the entire concentration burner as low as possible by increasing the amount of fuel gas supplied to the
[0058]
A
[0059]
Incidentally, the burner operation part B is composed of a
The bath operating unit Y includes a
[0060]
The kitchen
The bathroom
[0061]
The operation | movement in the various driving | operations of the said control part H is demonstrated.
In the general hot water supply operation, when the amount of water detected by the
When the
[0062]
In addition to this feedforward control, so-called feedback control that finely adjusts the opening of the gas
When the
[0063]
In the automatic bathing operation, when the bath
That is, the opening of the gas
[0064]
When a predetermined amount of hot water is supplied to the bathtub A, the
When hot water of a set water level is supplied to the bathtub A, the
When the hot water tap is opened during the hot water filling operation, the interrupt
[0065]
In the hot operation, when the
Then, as the
When the
[0066]
In this way, in the bath heating liquid-
Then, the
Even if the
[0067]
The heating operation includes a high-temperature heating operation that circulates and supplies a heat medium to the high-temperature heating terminal D1, and a low-temperature heating operation that circulates and supplies a heat medium to the low-temperature heating terminal D2.
In the high-temperature heating operation, when there is an operation command from the heating remote controller or when the
That is, the proportional control is performed by switching the gas switching
[0068]
Further, in the low temperature heating operation, when there is an operation command from the heating remote controller, the
That is, the proportional control is performed by switching the gas switching
[0069]
Further, various operations can be simultaneously performed by controlling the combustion amount of the
For example, if there is a request for heating operation during the general hot water supply operation, the general hot water supply operation and the heating operation are performed simultaneously by adding the combustion amount according to the load of the heating terminal D to the current combustion amount of the
By the way, when performing multiple operations at the same time, based on various conditions, which operation conditions are prioritized is set in advance, and each operation is performed based on the set priority conditions. It is configured.
[0070]
Then, the control unit H supplies water to the hot water
[0071]
In other words, the water from the water supply channel 1 is first supplied to the hot water supply latent
Then, the water heated in the hot water
[0072]
Thus, while preventing boiling of the heat medium in the
[0073]
And the control part H controls the operating state of the
Specifically, the control unit H controls the capacity of the
[0074]
In the hot water supply single heating state, since the temperature of the heat medium in the
[0075]
In addition, the control unit H supplies the heat medium to the
[0076]
In other words, the heat medium from the
And the heat medium heated in the fluid latent
[0077]
In this way, while preventing boiling of hot water in the hot water
[0078]
The control unit H is configured to control the operating state of the hot
Specifically, the control unit H controls the capacity of the hot
[0079]
In the fluid single heating state, the temperature of the hot water in the hot water
[0080]
For preventing boiling of hot water in the hot water
[0081]
[Second Embodiment]
This 2nd Embodiment shows another embodiment of the arrangement | positioning location of the
Incidentally, since the configuration other than the liquid-
[0082]
In the first embodiment, the
[0083]
When the explanation is added, the
The
[0084]
The control unit H is not shown in the single hot water supply heating state, but a fluid boiling prevention thermistor for detecting the temperature of the heat medium in the
[0085]
In other words, the water from the water supply channel 1 is first supplied to the
And the water heated in the hot water supply latent
[0086]
In this way, the sensible heat and latent heat of the combustion exhaust gas from the
[0087]
Further, in the fluid single heating state, the control unit H operates the
[0088]
When the description is added, the heat medium from the
Then, the heat medium heated in the fluid latent
[0089]
In this way, while preventing boiling of hot water in the hot water
[0090]
And in this 2nd Embodiment, like the said 1st Embodiment, in the hot water supply single heating state, the control part H is so that the capability of the
[0091]
That is, according to the combustion amount of the
Further, the
[0092]
[Another embodiment]
(1) In the first and second embodiments described above, the temperature detected by the fluid boiling prevention thermistor provided in the vicinity of the
Moreover, various conditions such as a set time elapses from the start of combustion of the
[0093]
(2) In the first and second embodiments, the hot
In this case, various conditions such as a set time elapses from the start of combustion of the
[0094]
(3) In the first and second embodiments, the hot water
[0095]
(4) In the first and second embodiments, the sensible heat exchange unit for hot water supply and the sensible heat exchange unit for fluid are integrally formed in a state of conducting heat to each other, and for the hot water supply The latent heat exchange part and the fluid latent heat exchange part are integrally formed in a state of conducting heat to each other, but the hot water sensible heat exchange part 4a and the fluid sensible
[0096]
(5) In the first and second embodiments, the flame formation direction of the
In this case, the sensible heat exchange section K is located on the lower side, and the latent heat exchange section N is located on the upper side, so that the sensible heat exchange section K and the latent heat exchange section N are arranged. The installation position is configured to be inverted upside down.
[0097]
(6) In the said 1st and 2nd embodiment, the bypass path 11 which bypasses the hot water
[0098]
(7) In the first and second embodiments, the
[0099]
(8) In the first and second embodiments, by providing the bath heating
[0100]
In other words, in the first and second embodiments described above, in the first and second embodiments, the
Further, in the case where only hot water supply and bath hot water tracking are performed, the heat medium
[0101]
(9) In the first and second embodiments, the hot water supply
[0102]
(10) In the first embodiment, the liquid-to-
Also in the second embodiment, the
Incidentally, in the double-pipe structure, for example, the arrangement of the inner side and the outer side can be changed as appropriate, for example, the hot
Note that the configuration of the liquid-
[0103]
(11) In the above embodiment, the hot water supply apparatus according to the present invention is applied to a hot water supply apparatus that performs hot water supply, bath water remedy, and heating medium supply to the heating terminal D. It can be applied to the hot water supply system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hot water supply apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a front view of a hot water supply device.
FIG. 3 is a perspective view showing a burner, a sensible heat exchanger, and a latent heat exchanger.
FIG. 4 is a perspective view showing a burner.
FIG. 5 is a diagram showing a liquid-to-liquid heat exchanger according to the first embodiment.
FIG. 6 is a side view of the sensible heat exchange section.
FIG. 7 is a side view of the latent heat exchange unit.
FIG. 8 is a diagram showing the main parts of a sensible heat exchange unit and a latent heat exchange unit
FIG. 9 is a control block diagram of a hot water supply device.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a water heater in the second embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing a liquid-to-liquid heat exchanger in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 water supply channel
2 Burner
3 Hot water supply path
4 Heat exchanger for hot water supply
4a Sensible heat exchanger for hot water supply
4b Latent heat exchanger for hot water supply
5 entrance
6 departure
6a Bypass road
7 Fluid heat exchanger
7a Sensible heat exchanger for fluid
7b Latent heat heat exchanger for fluid
11 Bypass
21 Circulating means for fluid
32 Bath Return Path
33 Bathway
34 Bath circulation means
35 Liquid heat exchanger for bath heating
100 Liquid heat exchanger
103 Circulating means for hot water supply
A Bathtub
D Heat consumption terminal
Claims (5)
前記給湯用熱交換器と前記流体用熱交換器とが、互いに熱伝導する状態で一体的に形成されている給湯装置であって、
前記加熱対象流体を前記流体用熱交換器と熱消費端末との間で循環させる流体用循環手段が設けられ、
前記給湯用熱交換器における湯水を前記給湯路および前記給水路を通して循環させる給湯用循環手段が設けられ、
前記流体用循環手段にて循環される前記加熱対象流体と、前記給湯用熱交換器にて加熱される前記水との間で熱交換させ、かつ、前記給湯用循環手段にて循環される前記湯水と、前記流体用熱交換器にて加熱される前記加熱対象流体との間で熱交換させる液々熱交換器が設けられ、
前記流体用循環手段により循環される前記加熱対象流体を前記熱消費端末を迂回させた状態で循環させるバイパス路が設けられ、
前記バーナの燃焼を制御する制御手段が設けられ、
前記制御手段が、
前記給湯用熱交換器への前記水の供給が行われ、前記流体用熱交換器への前記加熱対象流体の前記熱消費端末からの供給が停止している給湯単独加熱状態においては、前記バーナの燃焼量に基づいて、前記バーナの燃焼量が大きいほど前記流体用循環手段により前記バイパス路を通して循環される前記加熱対象流体の量を多くする形態で、前記流体用循環手段により循環される前記加熱対象流体の量を調整するように、前記流体用循環手段の作動状態を制御し、かつ、
前記流体用熱交換器への前記加熱対象流体の供給が行われ、前記給湯用熱交換器から前記給湯路への給湯が停止している流体単独加熱状態においては、前記バーナの燃焼量に基づいて、前記バーナの燃焼量が大きいほど前記給湯用循環手段により前記給湯路及び前記給水路を通して循環される前記湯水の量を多くする形態で、前記給湯用循環手段により循環される前記湯水の量を調整するように、前記給湯用循環手段の作動状態を制御するように構成されている給湯装置。A hot water supply heat exchanger that heats the water supplied through the water supply passage by combustion of the burner and supplies the hot water supply passage, and a fluid that heats the fluid to be heated supplied through the inlet passage by combustion of the burner and flows out to the outlet passage And a heat exchanger for
The hot water supply heat exchanger and the fluid heat exchanger are integrally formed in a state of conducting heat with each other,
A fluid circulation means for circulating the fluid to be heated between the fluid heat exchanger and a heat consuming terminal;
A hot water supply circulation means for circulating hot water in the hot water supply heat exchanger through the hot water supply passage and the water supply passage is provided,
Heat exchange is performed between the heating target fluid circulated by the fluid circulation means and the water heated by the hot water supply heat exchanger, and is circulated by the hot water circulation means. A liquid heat exchanger is provided that exchanges heat between hot water and the fluid to be heated that is heated by the fluid heat exchanger ,
A bypass path is provided for circulating the heating target fluid circulated by the fluid circulation means while bypassing the heat consuming terminal;
Control means for controlling the combustion of the burner is provided;
The control means is
In the hot water supply single heating state in which the water supply to the hot water supply heat exchanger is performed and the supply of the heating target fluid to the fluid heat exchanger from the heat consuming terminal is stopped, the burner The amount of the heating target fluid circulated through the bypass passage by the fluid circulation means increases as the combustion amount of the burner increases based on the combustion amount of the burner, and is circulated by the fluid circulation means. Controlling the operating state of the fluid circulation means so as to adjust the amount of fluid to be heated; and
In the fluid single heating state in which the fluid to be heated is supplied to the fluid heat exchanger and the hot water supply from the hot water supply heat exchanger to the hot water supply passage is stopped, it is based on the combustion amount of the burner. The amount of hot water circulated by the hot water circulating means in such a manner that the amount of hot water circulated by the hot water circulating means through the hot water supply passage and the water supply passage increases as the combustion amount of the burner increases. A hot water supply apparatus configured to control an operating state of the circulating means for hot water supply so as to adjust the temperature.
前記流体用熱交換器が、前記バーナの燃焼排ガスの顕熱を回収する流体用顕熱熱交換部と、その流体用顕熱熱交換部よりも前記バーナの燃焼排ガスの流動方向の下流側に配設され、前記バーナの燃焼排ガスの潜熱を回収する流体用潜熱熱交換部とを備えて構成されている請求項1に記載の給湯装置。The hot water supply heat exchanger has a sensible heat exchange section for hot water supply that recovers sensible heat of the combustion exhaust gas of the burner, and is located downstream of the sensible heat exchange section for hot water supply in the flow direction of the burner combustion exhaust gas A hot water supply latent heat exchange section for recovering the latent heat of the combustion exhaust gas of the burner,
The fluid heat exchanger recovers the sensible heat of the combustion exhaust gas of the burner, and the fluid sensible heat exchange part is located downstream of the fluid sensible heat exchange part in the flow direction of the combustion exhaust gas of the burner. The hot water supply device according to claim 1, further comprising a fluid latent heat exchange unit for recovering latent heat of combustion exhaust gas of the burner.
浴槽内湯水を風呂戻り路および風呂往き路を通して循環させる風呂循環手段が設けられ、
前記流体用熱交換器にて加熱された前記熱媒体と、前記風呂循環手段により循環される前記浴槽内湯水との間で熱交換させる風呂加熱用液々熱交換器が設けられている請求項1〜3のいずれか1項に記載の給湯装置。The fluid heat exchanger is configured to heat the heat medium supplied as the heating target fluid from the heat consumption terminal through the entry path and supplied to the heat consumption terminal through the exit path,
Bath circulation means to circulate the hot water in the bathtub through the bath return path and the bath return path,
A bath-heated liquid-to-heat exchanger for exchanging heat between the heat medium heated by the fluid heat exchanger and the hot water in the bathtub circulated by the bath circulation means is provided. The hot water supply apparatus of any one of 1-3.
前記給湯用熱交換器にて加熱された湯水と前記バイパス路からの水とを混合して、前記給湯路を通して湯水を供給するように構成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載の給湯装置。 A bypass path is provided for supplying water supplied through the water supply path to the hot water supply path, bypassing the hot water heat exchanger;
In any one of Claims 1-4 comprised so that the hot water heated with the said heat exchanger for hot water supply and the water from the said bypass channel may be mixed, and hot water may be supplied through the said hot water supply channel. The hot water supply device described .
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