JP4771132B2 - 液体加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体加熱装置に関するものであり、上水を加熱して外部に供給する上水供給動作の実施方法に特徴を有するものに関する。

従来より、下記特許文献１に開示されているような液体加熱装置が提供されている。この種の液体加熱装置の多くは、湯水や熱媒体等の液体を貯留可能な貯留手段と、貯留手段内の液体を加熱可能な加熱手段とを有し、この貯留手段に貯留されている液体を介して熱エネルギーを暖房装置等の負荷端末に供給可能な構成とされている。また、前記したような従来技術の液体加熱装置では、上水を加熱するための熱交換器を貯留手段内に配置し、貯留手段内の液体との熱交換により、熱交換器に供給される上水を加熱して供給可能な構成とされている。
特開２００１−２３５２３１号公報

上記特許文献１に開示されているような液体加熱装置では、貯留手段内に熱交換器を配置せねばならない分、貯留手段の容積が大きくなったり、貯留手段の高さが高くなってしまうという問題がある。そのため、従来技術の液体加熱装置は、装置構成が大型化してしまうという問題があった。

そこで、本発明者らは、上水の加熱用の熱交換器を貯留手段の外部に設け、当該貯留手段内の液体をポンプによって熱交換器に供給することにより、上水を熱交換加熱可能な構成の液体加熱装置を作製し、実験を行った。その結果、貯留手段の容量や高さを抑制できることが判明した。しかしその反面、貯留手段内の液体が低温である間に上水を加熱して供給せねばならなくなった場合、ポンプを作動させて熱交換器に供給しても上水を所定の温度に加熱できないばかりか、未だ低温状態である液体が熱交換器において放熱することとなり、貯留手段内の液体が上水の加熱に適当な温度に到達するまでに要する期間がさらに延びたり、エネルギー効率が低下してしまうおそれがあることが判明した。従って、前記したような構成とした場合は、貯留手段内の液体の温度条件次第で、上水供給動作を開始してから上水の温度が所定温度に到達するまでのタイムラグが大きくなったり、エネルギーロスが発生してしまうという問題があった。

かかる知見に基づき、本発明は、上水の加熱用の熱交換手段を貯留手段の外部に配しつつ、貯留手段内の液体が低温の状況下で上水供給動作を実施する場合であっても、上水供給動作を開始してから上水の温度が所定温度に到達するまでのタイムラグが短く、エネルギーロスの少ない液体加熱装置の提供を目的とした。

上記した課題を解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、筐体を有し、当該筐体内に液体を貯留可能な貯留手段と、当該貯留手段の下方、上方あるいは側方から貯留手段内の液体を加熱可能な加熱手段と、熱交換手段と、当該熱交換手段に前記貯留手段内に貯留されている液体を供給可能な一次流路と、上水が流通可能な二次流路と、当該貯留手段および熱交換手段の間で液体を圧送可能な圧送手段と、前記貯留手段内に貯留されている液体の温度を直接的あるいは間接的に検知可能な温度検知手段とを備えた加熱系を有し、熱交換手段が、前記貯留手段に対して下方に離間した位置に配されており、二次流路を介して上水を供給することにより、当該上水を前記一次流路を介して前記貯留手段から供給される液体との熱交換により加熱して前記加熱系の外部に供給する上水供給動作を実施可能なものであり、前記上水供給動作を実施するタイミングにおいて、前記温度検知手段の検知温度が第１の所定温度未満であることを条件として、温度検知手段の検知温度が第１の所定温度以上になるまで圧送手段の起動を遅延させる、あるいは、圧送手段の液体圧送能力を制限することを特徴とする液体加熱装置である。

本発明の液体加熱装置では、上水供給動作を実施すべきタイミングにおいて貯留手段内の液体が第１の所定温度未満であることを条件として圧送手段の起動を遅延させたり、圧送手段の液体圧送能力を制限し、この状態で前記液体が第１の所定温度以上になるのを待つ構成とされている。そのため、本発明の液体加熱装置は、貯留手段内の液体が第１の所定温度未満である場合に熱交換手段への液体の供給が遮断あるいは制限され、液体が熱交換手段でむやみに放熱するなどといったようなエネルギーロスの発生を抑制できる。よって、本発明の液体加熱装置では、例え貯留手段に貯留されている液体が低温であってもこれを早期に昇温させることができる。従って、本発明によれば、貯留手段内に貯留されている液体が第１の所定温度以下である条件下で上水供給動作を実施すべき状態になった際において、上水供給動作が開始されてから上水が所定温度に到達するまでのタイムラグやエネルギーロスを最小限に抑制可能な液体加熱装置を提供できる。

本発明の液体加熱装置は、上水を加熱するための熱交換手段が貯留手段から離間した位置に配置されているため、貯留手段の容量や高さを抑制することができる。従って、本発明によれば、装置構成がコンパクトな液体加熱装置を提供できる。

また、本発明の液体加熱装置は、貯留手段と熱交換手段との間で、貯留手段に貯留されている液体を循環させ、この液体との熱交換により上水を加熱する構成とされている。そのため、本発明の液体加熱装置によれば、上水を効率よく加熱して加熱系の外部に供給することができる。

また、本発明の液体加熱装置は、貯留手段に貯留されている液体を貯留手段と熱交換手段との間で循環させる構成であるため、熱交換手段において上水の加熱に供する液体は、貯留手段に貯留されている液体の一部である。そのため、本発明の液体加熱装置では、貯留手段に貯留されている液体の温度ムラ等に殆ど左右されることなく、加熱系の外部に供給される上水の温度を安定化することができる。

さらに、本発明の液体加熱装置では、熱交換手段に供給される液体が所定温度に到達していれば上水を所望の温度に加熱することができる。そのため、本発明の液体加熱装置は、貯留手段内の液体全体が所定の温度に到達するのを待つことなく、上水を所望の温度に加熱できる。従って、本発明の液体加熱装置は、上水の供給動作を開始してから加熱系の外部に供給される上水が所望の温度に到達するまでに要する時間（立ち上がり時間）が短い。

ここで、本発明の液体加熱装置は、加熱手段が貯留手段の下方、上方あるいは側方から貯留手段内の液体を加熱可能なものであるため、加熱手段を作動させて貯留手段内の液体を加熱すると、貯留手段内において液体が対流を起こし、貯留手段の上方側の液体が下方側の液体に比べて高温になる傾向にある。そのため、本発明の液体加熱装置において、上水の加熱用に設けられた熱交換手段が貯留手段と同等の高さ、あるいは、これよりも上方に配置されていると、貯留手段の上方側から一次流路等を介して熱交換手段に熱エネルギーが伝達される可能性がある。上水の供給停止時にこのような事態が発生すると、熱交換手段に滞留している上水が加熱されてしまい、次の上水の供給開始直後に予期せぬ高温の上水が加熱系の外部に供給（排出）されてしまう可能性がある。

そこで、かかる知見に基づき、本発明の液体加熱装置では、熱交換手段が貯留手段に対して下方に配置され、貯留手段から熱交換手段への伝熱を最小限に抑制している。そのため、本発明の液体加熱装置では、上水の供給停止時に熱交換手段に滞留している上水が必要以上に加熱されたり、次の上水の供給開始直後に高温の上水が供給されるといったような不具合が起こりにくい。

ここで、上記したように貯留手段から熱交換手段に供給される液体の温度が低温である場合は、この液体のもつ熱エネルギーが二次流路を介して熱交換手段に供給される上水に吸収されるものの、上水はさほど高温にならない。そのため、液体の温度が低温である場合は、上記請求項１に記載の液体加熱装置のように圧送手段の起動のタイミングを遅延したり、液体圧送能力を制限して熱交換手段に対する液体の流入量を制限することが望ましい。

一方、上水供給動作の開始タイミングと、圧送手段を起動させたり液体圧送能力の制限を解除するタイミングとの間隔（インターバル）が長くなると、その分だけ上水を所定の設定温度に加熱された状態で供給できるようになるまでのタイムラグが大きくなってしまう可能性がある。

そこで、かかる問題に対処すべく提供される請求項２に記載の発明は、温度検知手段の検知温度が第２の所定温度以上である場合に二次流路を介して熱交換手段に供給される上水の流量を基準流量と想定した場合に、温度検知手段の検知温度が第１の所定温度以上であり、第２の所定温度未満であることを条件として、二次流路を介して熱交換手段に供給される上水の流量が、前記基準流量よりも少量に制限されることを特徴とする請求項１に記載の液体加熱装置である。

本発明において、第２の所定温度は、第１の所定温度よりも高温である。そのため、貯留手段に貯留されている液体の温度が第２の所定温度以上である場合は、これより低温である場合よりも熱交換手段における上水の加熱能力が高いものと想定される。

上記したように、本発明の液体加熱装置では、液体の温度が第１の所定温度以上、第２の所定温度未満である場合における熱交換手段に対する上水の供給量を、液体の温度が第２の所定温度以上である場合よりも少量となるように調整する構成とされている。そのため、本発明の液体加熱装置では、液体の温度が第２の所定温度に到達するまで待たなくても、第１の所定温度以上であれば上水を設定温度あるいは許容できる程度の温度に加熱することができる。従って、本発明によれば、上水供給動作の開始タイミングにおける貯留手段内の液体の温度が低温であっても、上水供給動作の開始タイミングから上水を所定の設定温度に加熱された状態で供給できるようになるまでのタイムラグ（立ち上がり時間）を最小限に抑制することができる。

ここで、上記したように、貯留手段内に貯留されている液体を加熱すると、貯留手段の上方側に存在する液体が下方側に存在する液体に対して優先的に加熱される傾向にある。そのため、上記請求項１又は２に記載の液体加熱装置において、貯留手段の上方側に存在する液体を下方側に存在する液体に対して優先的に取り出して熱交換手段に供給可能であることが望ましい（請求項３）。

かかる構成によれば、貯留手段内において高温に加熱された液体を優先的に熱交換手段に供給することができる。従って、本発明の液体加熱装置によれば、熱エネルギーを有効利用しつつ、上水の供給を開始してから所定温度まで加熱された上水が供給されるまでに要する時間（立ち上がり時間）をさらに短縮することができる。

ここで、上記した液体加熱装置では、一次流路を介して貯留手段から液体を取り出して熱交換手段に供給する構成を採用しているため、条件によっては一次流路の中途や熱交換手段等で放熱が起こり、上水の供給温度が多少変動する可能性がある。

そこで、かかる事態が想定される場合、請求項１〜３のいずれかに記載の液体加熱装置は、熱交換手段において加熱され二次流路を流れる上水、並びに、加熱系の外部から供給された上水を混合する混合手段と、上水の流量を調整可能な流量調整手段とが設けられた構成とすることが望ましい（請求項４）。

かかる構成によれば、上水の供給温度を安定化することができる。

ここで、上記請求項１〜４のいずれかに記載の液体加熱装置は、二次流路を流れる上水の加熱だけでなく、例えば貯留手段内に存在する加熱状態の液体を外部に設けられた負荷端末に供給可能な流路を設けたり、貯留手段内の液体との熱交換により浴槽の湯水などを加熱（追い焚き）可能な流路を上記した一次流路に対して独立的に設けた構成とすることも可能である。かかる構成とした場合、貯留手段内の液体やこれにより加熱された湯水等を負荷端末や浴槽等の熱負荷に供給する動作のように、貯留手段内の液体そのものや、貯留手段内の液体との熱交換により加熱された湯水等の液体を介して熱エネルギーを外部に設けられた負荷端末や浴槽などの熱負荷に対して供給する動作（以下、必要に応じて熱エネルギー供給動作と称する）を実施することができる。

一方、上記請求項１〜４に記載の液体加熱装置は、貯留手段から熱交換手段に対して液体を供給することにより上水を加熱することができる。換言すれば、請求項１〜４に記載の液体加熱装置は、貯留手段から熱交換手段に対する液体の供給を停止することにより上水を加熱せず外部に供給する動作（以下、必要に応じて非加熱供給動作と称する）を実施することができる。そのため、上記請求項１〜４に記載の液体加熱装置は、貯留部内の液体を介して付与された熱エネルギーを外部の熱負荷に対して供給可能な熱負荷系統を設けた構成としつつ、熱エネルギー供給動作と非加熱供給動作とを同時に実施可能な構成とすることにより、非加熱状態の上水の使用と熱負荷の使用とを同時に実施でき、使い勝手がさらに向上するものと想定される。

そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項５に記載の発明は、貯留手段内の液体及び／又は貯留手段内の液体との熱交換により加熱された液体を介して熱エネルギーを外部の熱負荷に対して供給可能な熱負荷系統を有し、一次流路が前記熱負荷系統に対して独立して設けられており、貯留手段内の液体及び／又は貯留手段内の液体との熱交換により加熱された液体を介して熱エネルギーを外部の熱負荷に対して供給する熱エネルギー供給動作と、貯留手段から熱交換手段への液体の供給を停止した状態において、二次流路を介して供給される上水を熱交換手段を通過させて前記加熱系の外部に供給する非加熱供給動作を実施可能なものであり、熱エネルギー供給動作と非加熱供給動作とを同時に実施可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体加熱装置である。

本発明の液体加熱装置では、上水の加熱に使用される液体が流れる一次流路が熱負荷系統に対して独立しており、熱交換手段に対する液体の供給と、熱負荷に対する液体の供給とを独立的に行うことができる。そのため、上記した構成によれば、熱エネルギー供給動作と非加熱供給動作とを同時に実施でき、使い勝手に優れた液体加熱装置を提供できる。

ここで、上記請求項１〜５に記載の液体加熱装置は、熱交換手段を貯留手段の外部に配し、この熱交換手段を用いて上水を加熱するものであったが、さらに別の用途に使用する液体を加熱可能な構成とすることも可能である。この場合、上記請求項１〜５のいずれかに記載の液体加熱装置は、貯留手段の内部に、貯留手段内に貯留されている液体との熱交換により液体を加熱可能な液−液熱交換手段が設けられた構成とすることが可能である（請求項６）。

かかる構成によれば、上水の加熱に加えて、暖房装置等に代表される他の負荷端末に供給するための液体を加熱できる。従って、本発明によれば、給湯に代表されるような上水の供給だけでなく他用途にわたって使用可能な液体加熱装置を提供できる。

本発明によれば、上水の加熱用の熱交換手段を貯留手段の外部に配しつつ、貯留手段内の液体が低温の状況下で上水供給動作を実施する場合であっても、上水供給動作を開始してから上水の温度が所定温度に到達するまでのタイムラグが短く、エネルギーロスの少ない液体加熱装置を提供できる。

続いて、本発明の一実施形態にかかる液体加熱装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、１は本実施形態の液体加熱装置である。図１および図２に示すように、液体加熱装置１は、金属製の筐体Ｗの内部に本体部２と燃焼部３および消音器４に加えて、後述する上水系統Ｘ、暖房系統Ｙおよび風呂系統Ｚの構成部材を内蔵し、これらによって加熱系Ｈを形成した構成とされている。

本体部２は、大きく燃焼空間部５と貯留部６（貯留手段）とに分かれている。燃焼部３および燃焼空間部５は、貯留部６内に貯留される熱媒体を加熱する加熱手段７として機能する。本体部２は、全体形状が円筒形であり、２重構造となっている。本体部２の内部には、貯留部６が形成されている。より具体的には、本体部２は外筒８と内筒９とを有し、その内部に熱媒体を貯留できる構造とされている。また、特に本体部２の上半分には、上鏡板１０と下鏡板１１とによって囲まれた熱媒体室１２が形成されている。

熱媒体室１２には、複数の燃焼ガス通路１３が形成されている。燃焼ガス通路１３は、貯留部６の熱媒体室１２を軸方向に貫通する貫通孔である。また、燃焼部３は、灯油等の液体燃料の燃焼を行うバーナを備えており、燃料噴射ノズル１５が内蔵されている。また、燃焼部３は、送風機１６を具備しており、本体部２の下方に位置する燃焼空間部５に接続されている。燃焼空間部５は、燃焼部３の燃焼室として機能する。

一方、本体部２の上方には、消音器４が設けられている。消音器４は、外観が円筒状または直方体状をしており、内部がラビリンス構造となっており、燃焼音を低減させるものである。なお、図１および図２において、消音器４のラビリンス構造は図示せず省略している。

燃焼部３の燃料噴射ノズル１５から噴射された燃料は、燃焼空間部５内において燃焼し、高温の燃焼ガスと火炎とを発生する。燃焼ガスは、熱媒体室１２内の燃焼ガス通路１３を流れ、消音器４を通過した後、外部に排出される。熱媒体室１２内の熱媒体は、燃焼ガス通路１３を流れる高温の燃焼ガスにより加熱され、昇温する。

貯留部６には、熱媒体として不凍液を貯留することができる。貯留部６には、内部に貯留されている熱媒体の温度を測定するための温度センサ２４（温度検知手段）が設けられている。温度センサ２４はサーミスタにより構成されている。本実施形態において、温度センサ２４は貯留部６内のいかなる場所に設けられてもよいが、安定した検知精度を得るため貯留部６の上方側に取り付けられることが望ましい。温度センサ２４の検知温度に基づいて燃焼部３が駆動し、貯留部６内の熱媒体は沸騰しない程度の温度に維持される。さらに具体的には、常時は、貯留部６内の熱媒体が８０℃以上に維持され、より好ましくは８５℃以上の高温に維持される。

貯留部６には、上水系統Ｘを構成する上水一次側往き流路２０（一次流路）および上水一次側戻り流路２１（一次流路）と、暖房系統Ｙを構成する暖房往き流路２２と、暖房戻り流路２３とが接続されている。また、貯留部６の内部には、コイル状の熱交換器１７（液−液熱交換手段）が内蔵されており、これに風呂系統Ｚを構成する風呂往き流路２５および風呂戻り流路２６が接続されている。

上水系統Ｘは、図１に示すように上水用熱交換器３０（熱交換手段）を中心として構成されるものであり、これに上水一次側往き流路２０や上水一次戻り側流路２１をはじめとする流路を接続して構成されるものである。上水用熱交換器３０は、いわゆるプレート型の熱交換器によって構成されており、一次側接続口３０ａ，３０ｂおよび二次側接続口３０ｃ，３０ｄを有する。上水用熱交換器３０は、一次側接続口３０ａ，３０ｂ間、および、二次側接続口３０ｃ，３０ｄ間で連通しており、一次側接続口３０ａ，３０ｂ間を流れる液体と、二次側接続口３０ｃ，３０ｄ間を流れる液体とを熱交換させることができる構成となっている。上水用熱交換器３０は、内部に多数のフィンが設けられており、このフィンの数を調整することにより、熱交換効率を適宜調整することができる。

上水用熱交換器３０は、図１では図示の都合で貯留部６に隣接する位置に記しているが、実際は図２に示すように筐体Ｗの内部であって、貯留部６から離間した位置に設けられている。さらに具体的には、上水用熱交換器３０は、貯留部６を含む本体部２の下方に配置されている。そのため、液体加熱装置１は、貯留部６の上端側から上水一次側往き流路２０や上水一次側戻り流路２１、上水用熱交換器３０等への伝熱が起こりにくい構成となっている。

貯留部６に接続されている上水一次側往き流路２０および上水一次側戻り流路２１は、それぞれ上水用熱交換器３０の一次側接続口３０ａ，３０ｂに接続されている。また、上水一次側戻り流路２１の中途には、上水加熱用ポンプ３２（圧送手段）が設けられている。そのため、上水加熱用ポンプ３２を作動させることにより、貯留部６内に貯留されている熱媒体を、貯留部６の上端側に接続された上水一次側往き流路２０を介して上水用熱交換器３０に供給し、貯留部６側に戻すことができる。すなわち、上水加熱用ポンプ３２を作動させることにより、貯留部６と上水用熱交換器３０との間で熱媒体の循環流を発生させ、熱媒体の持つ熱エネルギーを上水用熱交換器３０に供給することができる。

上水用熱交換器３０の二次側接続口３０ｃには給水流路３３（二次流路）が接続されており、二次側接続口３０ｄには上水二次側往き流路３４（二次流路）が接続されている。給水流路３３は、外部の給水源から液体加熱装置１に湯水（上水）を供給するための流路であり、中途に水量センサ３６、水温センサ３７および給水用膨張タンク３８が設けられている。また、水量センサ３６よりも上流側には、逆止弁２９が設けられている。そのため、万一、上水用熱交換器３０の内部破壊によりその一次側（熱媒体側）と二次側（湯水側）とが連通しても、図示しない上水の上流側に熱媒体が逆流することがない。給水流路３３は、中途で分岐流路４０に分岐されている。分岐流路４０は、後述する水量サーボ４１（混合手段）に接続されている。

上水二次側往き流路３４は、上水用熱交換器３０において熱交換加熱された湯水が流れる流路であり、水量サーボ４１に接続されている。上水二次側往き流路３４の中途には、缶体サーミスタ３９が設けられており、これにより上水用熱交換器３０において加熱され、上水二次側往き流路３４に存在する湯水の温度を検知することができる。

水量サーボ４１は、３つの接続部４１ａ，４１ｂ，４１ｃを有し、接続部４１ａ，４１ｂから流入した湯水（液体）を混合して接続部４１ｃから排出可能な構成とされている。水量サーボ４１は、接続部４１ａ，４１ｂの開度、すなわち接続部４１ａ，４１ｂから流入可能な湯水の量を調整可能な構成とされており、これにより接続部４１ａ，４１ｂから流入する湯水の混合比を調整可能な構成とされている。水量サーボ４１の接続部４１ａ，４１ｂの開度は、供給すべき湯水の設定温度や、前記した分岐流路４０を介して外部の給水源から供給される湯水の温度（入水温度）、供給すべき湯水の量に応じて調整される。

水量サーボ４１の接続部４１ｂには、給水流路３３から分岐された分岐流路４０が接続されている。そのため、液体加熱装置１では、分岐流路４０を介して供給される低温の湯水と、上水二次側往き流路３４を介して供給される高温の湯水とを水量サーボ４１で混合して接続部４１ｃから排出可能な構成とされている。

水量サーボ４１は、後述する給湯運転や落とし込み運転の待機中に、上水二次側往き流路３４が接続された接続部４１ａが多少開いた状態とされている。すなわち、給湯運転の待機中、水量サーボ４１は上水二次側往き流路３４に対して開状態で維持されている。

水量サーボ４１には、上水流路３５が接続されている。上水流路３５は、給湯用や浴槽６０への落とし込み用に使用される上水を供給するための流路である。上水流路３５は、水量サーボ４１の接続部４１ｃに接続されており、中途に水量調整弁４３（流量調整手段）と出湯温度センサ４５とを有する。上水流路３５の末端には、給湯栓４７に繋がる配管４８を接続するための給湯接続口４６が設けられている。

上水流路３５は、出湯温度センサ４５の取り付け位置よりも湯水の流れ方向下流側の位置で注湯バイパス流路５０に分岐されている。注湯バイパス流路５０は、後述する風呂戻り流路２６に接続されている。注湯バイパス流路５０は、浴槽６０への落とし込み用の湯水を供給するための流路であり、中途に注湯電磁弁５１と、注湯水量センサ５２と、逆止弁５３，５４が設けられている。注湯水量センサ５２は、注湯バイパス流路５０を流れる水量を検知するものである。注湯電磁弁５１は、後述する制御手段９０に入力される浴槽６０への落とし込み運転（湯張り運転、足し湯運転、足し水運転）のための制御信号に基づいて開閉される。また、逆止弁５３，５４は、浴槽６０側から湯水が逆流するのを防止するために設けられている。

図１に示すように、暖房系統Ｙは、貯留部６に接続された暖房往き流路２２と、暖房戻り流路２３とを備えている。暖房往き流路２２は貯留部６の頂部側に接続されており、暖房戻り流路２３は貯留部６の底部側の位置に接続されている。暖房戻り流路２３の中途には、暖房タンク６５と循環ポンプ６６とが設けられている。暖房往き流路２２および暖房戻り流路２３の末端には、暖房接続口６７，６８が設けられており、これらに液体加熱装置１の外部に設けられた負荷端末７５に繋がる配管６９，７０を接続することにより、負荷端末７５と液体加熱装置１との間で貯留部６内に貯留されている熱媒体が往き来可能な状態とすることができる。

暖房タンク６５には、暖房系統Ｙ内に存在する空気を外部に排出するためのエア抜き弁７１が取り付けられている。また、暖房タンク６５には、バイパス流路７２が接続されている。バイパス流路７２は、循環ポンプ６６の保護を主目的として設けられた流路であり、暖房タンク６５と貯留部６の上端側の部位とをバイパスするように取り付けられている。バイパス流路７２は、暖房戻り流路２３よりも流路断面積が小さく、流路抵抗が大きい。そのため、負荷端末７５に液体を供給可能な状態で循環ポンプ６６を作動させると、貯留部６から暖房往き流路２２を介して吸い出された熱媒体が、配管６９，７０および負荷端末７５を流れ、暖房戻り流路２３を介して貯留部６に戻る。一方、負荷端末７５に液体を供給不可能な状態で循環ポンプ６６が作動すると、熱媒体が貯留部６からバイパス流路７２を介して吸い出され、暖房戻り流路２３を経て貯留部６に戻る。

風呂系統Ｚは、浴槽６０内の湯水を加熱（追い焚き）したり、浴槽６０内に湯水を落とし込むために使用されるものである。風呂系統Ｚは、図１に示すように、貯留部６内に配置された熱交換器１７に風呂往き流路２５および風呂戻り流路２６を接続した構成とされている。

熱交換器１７は、貯留部６内に配されており、貯留部６の底部側および頂部側に接続口１７ａ，１７ｂを有する。貯留部６の底部側に設けられた接続口１７ａには、風呂往き流路２５が接続されており、頂部側に設けられた接続口１７ｂには、風呂戻り流路２６が接続されている。風呂往き流路２５および風呂戻り流路２６の端部には、それぞれ浴槽６０に繋がる配管７７，７８を接続するための風呂接続口６１，６２が設けられている。また、風呂往き流路２５および風呂戻り流路２６は、バイパス流路６３によってバイパスされている。

風呂戻り流路２６の中途には、熱交換器１７側から湯水の流れ方向上流側に向けて三方弁８０、湯温センサ８１、水流スイッチ８２、循環ポンプ８３および水位センサ８４の順で設けられている。また、風呂戻り流路２６の中途であって、循環ポンプ８３よりも上流側の位置には、上記した注湯バイパス流路５０が接続されている。三方弁８０は、上記したバイパス流路６３と風呂戻り流路２６との接続部分に設けられており、必要に応じて開閉できる構成とされている。さらに具体的には、予め浴槽６０内に張られている湯水を加熱（追い焚き）する場合は、三方弁８０の熱交換器１７側のポートと循環ポンプ８３側のポートとが連通した状態とされる。これにより、熱交換器１７と浴槽６０との間で湯水の往き来が可能な状態になる。一方、浴槽６０内に湯水を供給（落とし込み）する場合は、三方弁８０の熱交換器１７側のポートが閉止した状態とされる。これにより、上水用熱交換器３０において加熱された湯水を、注湯バイパス流路５０側から風呂往き流路２５や風呂戻り流路２６に流し、配管７７，７８を介して浴槽６０に供給可能な状態になる。

液体加熱装置１は、制御手段９０とリモートコントローラ９１（以下、単にリモコン９１と称す）とを備えている。制御手段９０は、例えばＣＰＵを中心として構成され、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏポート、および、アナログのセンサ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、あるいは、生成されたデジタル制御信号をアナログ制御信号に変換するＤ／Ａ変換回路などを備えた構成とすることができる。

制御手段９０は、温度センサ２４や水量センサ３６、缶体サーミスタ３９等の検知手段の検知信号や、リモコン９１等を介して入力される入力信号を参照し、燃焼部３や上水加熱用ポンプ３２、循環ポンプ６６，８３等のポンプ類、水量サーボ４１、水量調整弁４３、注湯電磁弁５１、三方弁８０等の弁類をはじめとする各構成部材を動作させるものである。すなわち、制御手段９０は、液体加熱装置１の動作全般を司るものである。制御手段９０は、制御に用いる各種の判別基準値や制御プログラム等を予めＲＯＭに格納しており、ＣＰＵで上記した各検知手段の検知信号を随時参照し、制御プログラムに従って処理を行う。

続いて、本実施形態の液体加熱装置１の動作について説明する。液体加熱装置１は、給湯栓４７に加熱された湯水を供給する給湯運転に加えて、外部から供給された湯水を熱交換加熱せずにそのまま給湯栓４７に供給する給水運転、負荷端末７５に貯留部６内に貯留されている熱媒体を介して熱エネルギーを供給する負荷運転、浴槽６０に湯水を落とし込む落とし込み運転、浴槽６０内の湯水を加熱する追い焚き運転から一又は複数の運転方法を選択して実施することができる。以下、液体加熱装置１の動作を各運転方法毎に説明する。

（給湯運転）
液体加熱装置１が給湯運転を実施する場合は、上水用熱交換器３０において、外部の給水源から供給された湯水が貯留部６内に貯留されている高温の熱媒体との熱交換により加熱され、給湯栓４７に向けて供給される。さらに具体的には、液体加熱装置１は、図示しない運転スイッチがオン状態とされ、給湯栓４７が開栓されると、外部の給水源から給水流路３３を介して低温の湯水が供給される。給水流路３３の中途に設けられた水量センサ３６が所定量以上の水流を検知すると、上水加熱用ポンプ３２が作動を開始する。

上水加熱用ポンプ３２が作動すると、貯留部６の頂部側に設けられた一次側接続口３０ａから吸い出された高温の熱媒体が上水一次側往き流路２０を介して上水用熱交換器３０に供給される。貯留部６から吸い出された高温の熱媒体は、上水用熱交換器３０において熱エネルギーを放出した後、上水一次側戻り流路２１を介して貯留部６に戻る。すなわち、上水加熱用ポンプ３２が作動すると、貯留部６と上水用熱交換器３０との間で貯留部６内に貯留されている熱媒体が循環する。

給水流路３３を介して外部から供給された低温の湯水の一部は、上水用熱交換器３０に供給され、残部は、分岐流路４０を介して水量サーボ４１に供給される。ここで、上水用熱交換器３０に供給される湯水と、分岐流路４０側に流れる湯水の流量比は、給湯栓４７において必要とされる湯水の設定温度等に基づいて水量サーボ４１により調整される。

給水流路３３を介して上水用熱交換器３０に供給された湯水は、上水一次側往き流路２０を介して上水用熱交換器３０に供給されている高温の熱媒体との熱交換により加熱される。上水用熱交換器３０において加熱された高温の湯水は、上水二次側往き流路３４を介して水量サーボ４１に供給される。

水量サーボ４１に供給された高温の湯水は、分岐流路４０を介して供給された低温の湯水と混合されて所定温度に調整された後、上水流路３５に流れ込む。上水流路３５に流れ込んだ湯水は、給湯接続口４６に接続された配管４８を介して給湯栓４７に供給され、給湯に使用される。

（給水運転）
給水運転は、液体加熱装置１の外部にある給水源から供給された湯水を上水用熱交換器３０で熱交換加熱することなく、そのまま給湯栓４７に供給する運転形態である。給水運転を実施する場合は、さらに具体的には、液体加熱装置１は、図示しない運転スイッチがオフ状態の場合は、給湯運転を行わない。すなわち、運転スイッチがオフ状態である場合は、上水加熱用ポンプ３２が作動せず、貯留部６から上水用熱交換器３０に熱媒体（熱エネルギー）が供給されない。そのため、この状態において給湯栓４７が開栓されると、外部の給水源から給水流路３３を介して供給された低温の湯水が上水用熱交換器３０を素通りして給湯栓４７に供給される。

本実施形態の液体加熱装置１は、上記した運転スイッチがオン状態であるか否かにかかわらず、負荷運転や追い焚き運転のように外部の給水源から供給された湯水（上水）の加熱を伴わない運転を実施できる構成とされている。そのため、液体加熱装置１は、仮に循環ポンプ３２がオフ状態で故障し、貯留部６から上水用熱交換器３０に熱媒体（熱エネルギー）を供給不可能な状態になったとしても、湯水を加熱して供給する給湯動作を実施することは不可能であるが、給水動作は実施することができる。

（負荷運転）
液体加熱装置１が負荷運転で運転する場合、図示しない負荷運転用の運転スイッチがオン状態とされると、燃焼部３が燃焼運転を開始し、貯留部６内に貯留されている熱媒体が加熱される。また、暖房戻り流路２３に設けられた循環ポンプ６６が作動し、貯留部６内の熱媒体が暖房往き流路２２、暖房戻り流路２３および配管６９，７０で構成される循環流路内を循環する。これにより、熱媒体を介して熱エネルギーが負荷端末７５に供給される。

（落とし込み運転）
液体加熱装置１は、浴槽６０に湯水を落とし込む落とし込み運転を湯張りモード、足し湯モード、足し水モードからなる３つの動作モードで実施することができる。足し水モードは、外部から供給された湯水を加熱することなく浴槽６０に供給するモードである。液体加熱装置１が足し水モードで落とし込み運転を実施する場合は、湯水を加熱する必要がないため、上水加熱用ポンプ３２を作動しない。すなわち、足し水モードで動作する場合は、外部から供給された低温の湯水の一部が上水用熱交換器３０を素通りして水量サーボ４１に供給されると共に、外部から供給された低温の湯水の残部が分岐流路４０を介して水量サーボ４１に流入して合流し、上水流路３５および注湯バイパス流路５０を介して浴槽６０に落とし込まれる。

湯張りモードは、外部から供給された湯水を上水用熱交換器３０において加熱して浴槽６０に落とし込み、浴槽６０に湯水を張るモードである。また、足し湯モードは、予めある程度の湯水が浴槽６０に溜められている状況下で、浴槽６０内に上水用熱交換器３０において加熱された湯水を追加するモードである。

液体加熱装置１が湯張りモードあるいは足し湯モードで落とし込み運転で運転する場合は、給水源から供給された低温の湯水が上水用熱交換器３０において加熱され、これが浴槽６０に落とし込まれる。すなわち、湯張りモードあるいは足し湯モードで落とし込み運転が実施される場合は、外部の給水源から湯水が供給される。給水流路３３の中途に設けられた水量センサ３６が所定量以上の水量を検知すると、上水加熱用ポンプ３２が作動し始める。

一方、液体加熱装置１が湯張りモードあるいは足し湯モードで落とし込み運転を実施する場合は、風呂戻り流路２６の中途に設けられた三方弁８０が熱交換器１７側に閉止された状態とされると共に、上水流路３５の分岐流路である注湯バイパス流路５０に設けられた注湯電磁弁５１が開かれる。これにより、上水用熱交換器３０において加熱された湯水は、分岐流路４０を介して供給された低温の湯水と水量サーボ４１において混合された後、上水流路３５および注湯バイパス流路５０を経て、風呂戻り流路２６に流入する。風呂戻り流路２６に流入した湯水の一部は、そのまま配管７８に流入し、浴槽６０に落とし込まれる。また、風呂戻り流路２６に流入した湯水の残部は、バイパス流路６３を経て風呂往き流路２５に流入し、配管７７を介して浴槽６０に落とし込まれる。

（追い焚き運転）
追い焚き運転は、貯留部６内に設けられたコイル式の熱交換器１７と浴槽６０との間で湯水の循環流を発生させ、貯留部６内に貯留されている高温の熱媒体との熱交換により、熱交換器１７内を流れる湯水を加熱するモードである。さらに具体的には、液体加熱装置１が追い焚き運転で作動する場合は、上記した各運転で動作する場合と同様に燃焼部３が燃焼運転を実施し、貯留部６内の熱媒体が加熱される。また、追い焚き運転で運転を実施する場合は、風呂戻り流路２６の中途に設けられた三方弁８０の熱交換器１７側のポートと循環ポンプ８３側のポートとが連通した状態とされる。この状態で循環ポンプ８３を作動させると、浴槽６０内の湯水が配管７８を介して吸い出されて風呂戻り流路２６に流れ込み、熱交換器１７に流入する。熱交換器１７に流入した湯水は、貯留部６内の熱媒体との熱交換により加熱され、風呂往き流路２５および配管７７を介して浴槽６０に戻される。これにより、浴槽６０内の湯水が次第に加熱される。

本実施形態の液体加熱装置１は、上記した給湯運転や落とし込み運転のように、加熱系Ｈの外部から供給された湯水（上水）を上水用熱交換器３０で加熱して供給すべき状態になると、図３に示すフローチャートに従って動作を行う。

図３に示すフローチャートによる制御では、液体加熱装置１に対して上水を加熱供給する旨の指令（以下、上水加熱要求と称す）があった際に、貯留部６に取り付けられた温度センサ２４の検知温度Ｔｈ、すなわち貯留部６内の液体の温度が所定温度Ｂよりも低温であることを条件として燃焼部３を燃焼作動させると共に上水加熱用ポンプ３２を停止状態としておき、貯留部６内の熱媒体の昇温が促進される。

また、図３に示す制御方法では、上水加熱要求があってから、湯水を設定温度Ｓｔに調整して供給可能な状態になるまでの時間（以下、必要に応じて立ち上がり時間と称す）を最小限に抑制するための制御も実施される。すなわち、図３に示す制御方法では、貯留部６内の熱媒体の温度が通常流量の湯水（上水）を加熱するには低温であっても、所定温度Ｃ以上の温度に到達した時点で上水用熱交換器３０に流入する湯水の流量を絞った状態で上水加熱用ポンプ３２を起動し、立ち上がり時間を短縮させる。一方、貯留部６内の熱媒体の温度が所定温度Ｅ（Ｅ＞Ｃ）に達すると、通常流量の湯水（上水）が上水用熱交換器３０に供給されてもこれを設定温度Ｓｔあるいはこれに近い温度に加熱することができるものと想定されるため、前記した湯水の流量制限を解除する。以下、上水加熱要求に対して実施される液体加熱装置１の動作について、図３に示すフローチャートに則って順を追って詳細に説明する。

図３に示すように、制御手段９０は、ステップ１において上水加熱要求の有無を確認する。本実施形態の液体加熱装置１では、給湯運転や落とし込み運転のように給水流路３３を介して導入された湯水を加熱して使用する場合に、給湯栓４７や注湯電磁弁５１が開栓され、給水流路３３に水流が発生するため、制御手段９０は、水量センサ３６によって検知される水量が所定の最低作動流量α以上になることを条件として上水加熱要求があったものと判断する。

ステップ１において上水加熱要求がない場合は、上水加熱用ポンプ３２を停止状態として（ステップ１０）、上水加熱要求が出されるのを待つ。一方、ステップ１において上水加熱要求が出されたことが確認されると、制御フローがステップ２に進められる。ステップ２では、貯留部６に取り付けられた温度センサ２４により、貯留部６内に貯留されている湯水の温度が所定温度Ｂよりも高温であるか否かが確認される。ここで、所定温度Ｂは、貯留部６に貯留されている熱媒体を上水用熱交換器３０に供給することにより、加熱系Ｈの外部から上水用熱交換器３０に供給された湯水を十分加熱可能な温度に設定されている。本実施形態において、所定温度Ｂは８０℃に設定されている。

ステップ２において温度センサ２４の検知温度Ｔｈが所定温度Ｂ以上である場合は、貯留部６内の熱媒体が十分高温である。そのため、燃焼部３を改めて燃焼作動させなくても上水加熱用ポンプ３２を作動させて熱媒体を貯留部６と上水用熱交換器３０との間で循環させるだけで、給水流路３３を介して導入された湯水を加熱することができる。そこで、ステップ２において検知温度Ｔｈが所定温度Ｂ以上であることを条件として制御フローがステップ１１に進められ、上水加熱用ポンプ３２がオン状態とされる。その後、制御フローは、ステップ１に戻される。

一方、上水用熱交換器３０において湯水を設定温度Ｓｔに安定的に加熱するためには、温度センサ２４の検知温度Ｔｈが所定温度Ｂ以上であることが望ましい。そこで、ステップ２において温度センサ２４の検知温度Ｔｈが所定温度Ｂ未満である場合、制御手段９０は、制御フローをステップ３に進め、燃焼部３を燃焼作動させて熱媒体を加熱する。この時、上水加熱用ポンプ３２は停止状態に維持されており、上水用熱交換器３０への熱媒体（熱エネルギー）の供給が停止している。

ステップ３において燃焼動作が開始すると、制御フローがステップ４に進められ、温度センサ２４の検知温度Ｔｈが所定温度Ｅよりも低温であるか否かが確認される。ここで、所定温度Ｅは、上記した所定温度Ｂよりも低温に設定されている。所定温度Ｅは、湯水の供給設定温度Ｓｔよりも温度βだけ高い温度に設定されている。本実施形態において、所定温度Ｅは、供給設定温度Ｓｔより１０℃高い温度（＝Ｓｔ＋１０［℃］）に設定されている。なお、所定温度Ｅは、一定の温度に設定されてもよく、例えば７５℃に固定することも可能である。

ステップ４において、検知温度Ｔｈが所定温度Ｅよりも低いことが確認された場合は、貯留部６内に貯留されている熱媒体の温度が低い。ここで、上記したように、本実施形態の液体加熱装置１では、上水加熱要求が出された時点で貯留部６内の熱媒体が低温である場合における立ち上がり時間を最小限に短縮すべく、検知温度Ｔｈが所定温度Ｃ以上であるが所定温度Ｅ未満である場合に、検知温度Ｔｈが所定温度Ｅ以上になるまで上水用熱交換器３０に対する湯水の流入量を制限することとしている。

そこで、図３に示す制御フローでは、ステップ４において検知温度Ｔｈを確認する。ステップ４において検知温度Ｔｈ、すなわち貯留部６内の熱媒体の温度が所定温度Ｅ以上（Ｅ＞Ｃ）である場合は、上記したように上水用熱交換器３０に対して流入する湯水の流量制限を行わなくても、上水用熱交換器３０に供給される湯水を設定温度Ｓｔあるいはこれに近い温度まで加熱することができるものと想定される。そのため、ステップ４において検知温度Ｔｈが所定温度Ｅ以上である場合は、制御フローがステップ１２に進められて上水加熱用ポンプ３２がオン状態とされ、湯水の加熱供給が開始される。その後、制御フローは、後述するステップ１３に移行する。

一方、ステップ４において検知温度Ｔｈが所定温度Ｅよりも低い場合は、貯留部６内の湯水を安定的に熱交換加熱するために熱媒体の温度をさらに昇温させる必要がある。しかし、検知温度Ｔｈが所定温度Ｅよりも低温であっても前記した所定温度Ｃ以上の温度に到達していれば、貯留部６内の熱媒体の温度が通常流量の湯水（上水）を加熱するには低温であるが、上水用熱交換器３０に供給される湯水が通常の流量よりもある程度少量であればこれを設定温度Ｓｔあるいはこれに近い温度まで加熱することができるものと想定される。そこで、ステップ４において検知温度Ｔｈが所定温度Ｅよりも低い場合は、制御フローがステップ５およびステップ６に進められ、水量調整弁４３が閉動作を行う。これにより、上水流路３５側に流出可能な湯水の量（以下、必要に応じて給湯流量と称す）が所定量Ｆ以下に規制される。

上記したようにして給湯流量が所定量Ｆ以下に規制されると、制御フローがステップ７に進み、検知温度Ｔｈが所定温度Ｃ以上に到達するのを待つ。ステップ７において検知温度Ｔｈが所定温度Ｃ以上になると、制御フローがステップ８に進み、上水加熱用ポンプ３２がオン状態とされる。これにより、貯留部６内において加熱され、所定温度Ｃ以上になった熱媒体が上水用熱交換器３０に供給される。一方、上記したように、外部から上水用熱交換器３０に供給されている湯水の供給量は、通常時に比べて絞られ、所定量Ｆに調整されている。そのため、ステップ８において上水加熱用ポンプ３２が作動し始めると、湯水を設定温度Ｓｔあるいはこれに近い温度に加熱された状態で加熱系Ｈの外部に供給可能な状態になる。

ステップ８において上水加熱用ポンプ３２が作動し始めると、制御フローがステップ９に移行し、検知温度Ｔｈが所定温度Ｅ（Ｅ＞Ｃ）になるまで給湯流量が所定量Ｆに調整されたまま、貯留部６内の熱媒体の加熱が継続される。ステップ９において検知温度Ｔｈが所定温度Ｅ以上になったことが確認されると、制御フローがステップ１３に移行する。

ここで、貯留部６内の熱媒体の温度（検知温度Ｔｈ）は、ステップ１３に移行した時点で所定温度Ｅ以上に達しており、上水用熱交換器３０に供給される湯水の量を通常の流量に戻してもこれを設定温度Ｓｔ程度まで加熱できるものと想定できる。そのため、制御フローがステップ１３に移行すると、水量調整弁４３が開動作を行う。これにより、上水流路３５側（水量調整弁４３の下流側）に流出可能な湯水の量（以下、必要に応じて給湯流量と称す）が、通常の流量に戻される。

ステップ１３で水量調整弁４３が開動作を開始すると、制御フローがステップ１４に移行し、貯留部６内の熱媒体の温度（検知温度Ｔｈ）が所定温度Ａに達しているか否かが確認される。ここで、所定温度Ａは、熱媒体の温度が十分高く、燃焼部３の燃焼作動を停止しても上水用熱交換器３０において外部から供給された湯水を加熱供給できる温度に設定されている。本実施形態では、所定温度Ａは、８５℃に設定されている。

ステップ１４において検知温度Ｔｈが所定温度Ａ未満である場合は、燃焼部３が引き続き燃焼作動を実施し、熱媒体の加熱が継続される。一方、検知温度Ｔｈが所定温度Ａ以上に達している場合、熱媒体の温度が湯水を設定温度Ｓｔまで十分加熱可能な温度に達しており、これ以上燃焼部３を燃焼作動させて熱媒体を加熱する必要がない。そのため、ステップ１４において検知温度Ｔｈが所定温度Ａ以上になっている場合は、制御フローがステップ１５に進められ、燃焼部３が燃焼作動を停止し、一連の制御フローが完了する。

上記したように、本実施形態の液体加熱装置１では、上水加熱要求が出された状態になった時点における貯留部６内の熱媒体の温度（検知温度Ｔｈ）が所定温度Ｃよりも低い場合に上水加熱用ポンプ３２の起動が遅延された状態で燃焼部３が燃焼作動し、熱媒体が加熱される構成とされている。そのため、液体加熱装置１は、貯留部６内の熱媒体が所定温度Ｃ未満である場合に、上水用熱交換器３０への熱媒体の供給が遮断され、熱媒体が上水用熱交換器３０で放熱することによるエネルギーロスの発生を抑制すると共に、貯留部６内の熱媒体の昇温を促進させることができる。従って、液体加熱装置１は、上水供給動作の開始後、湯水を所定の設定温度Ｓｔで供給できるようになるまでのタイムラグやエネルギーロスを最小限に抑制することができる。

上記した液体加熱装置１は、貯留部６内における熱媒体の温度に応じて上水加熱用ポンプ３２をオン状態あるいはオフ状態とするものであるため、例えば交流電源から電力供給を受けて作動する、いわゆるＡＣポンプを採用することができる。

本実施形態の液体加熱装置１は、熱媒体の温度に基づいて上水加熱用ポンプ３２をオン状態あるいはオフ状態とするものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば上水加熱用ポンプ３２として直流電源から電力を受けて作動する、いわゆるＤＣポンプのように液体の圧送能力を調整可能なものを採用し、熱媒体の温度（検知温度Ｔｈ）に応じて上水加熱用ポンプ３２の圧送能力を調整する構成としてもよい。さらに具体的には、液体加熱装置１は、所定温度Ｃよりも低温である場合に、定常状態（本実施形態では、検知温度Ｔｈが所定温度Ｅ以上である状態）における圧送能力よりも低くなるように調整する構成としてもよい。かかる構成とした場合についても、上記実施形態の場合と同様に、上水供給動作の開始後、湯水を所定の設定温度Ｓｔで供給できるようになるまでのタイムラグやエネルギーロスを最小限に抑制することができる。

上記したように、液体加熱装置１は、給湯運転や落とし込み運転に使用される湯水（上水）を加熱するための上水用熱交換器３０が貯留部６から離間した位置に配置されている。そのため、液体加熱装置１は、従来技術の液体加熱装置に比べて貯留部６の容量が小さく高さが低い。従って、液体加熱装置１は、装置構成がコンパクトである。

液体加熱装置１は、貯留部６と上水用熱交換器３０との間で、貯留部６に貯留されている熱媒体を循環させ、この熱媒体との熱交換により湯水を加熱する構成とされている。そのため、液体加熱装置１は、湯水の加熱効率が高い。

また、液体加熱装置１は、湯水の加熱のために上水用熱交換器３０に供給される熱媒体は、貯留部６に貯留されている熱媒体の一部である。そのため、液体加熱装置１は、貯留部６に貯留されている熱媒体が加熱の中途段階であり、対流等の影響で貯留部６内に存在する熱媒体に温度ムラ等があっても、これに殆ど左右されることなく湯水の供給温度を安定化することができる。従って、本実施形態の液体加熱装置１では、給湯運転時に給湯栓４７を介して供給（排出）される湯水の温度や、落とし込み運転時に浴槽６０に落とし込まれる湯水の温度が、各運転が開始してから設定温度Ｓｔで安定するまでに要する期間が短い。

液体加熱装置１は、上水用熱交換器３０に供給される熱媒体が所定温度に到達していれば上水を所望の温度に加熱することができる。ここで、本実施形態の液体加熱装置１では、燃焼部３が貯留部６の下方から貯留部６内の熱媒体を加熱可能なものであるため、燃焼部３を燃焼作動させて貯留部６内の熱媒体を加熱すると熱媒体が対流を起こし、貯留部６の上方側の熱媒体が下方側の熱媒体に比べて高温になる傾向にある。また、本実施形態の液体加熱装置１では、貯留部６の上方側から熱媒体を取り出して上水用熱交換器３０に供給し、貯留部６の下方側に戻す構成とされている。そのため、液体加熱装置１には、貯留部６内に存在する熱媒体のうち高温のものが優先的に上水用熱交換器３０に供給される。従って、液体加熱装置１は、上水加熱要求があってから湯水を設定温度Ｓｔに加熱して供給できるまでに要する時間（立ち上がり時間）が短い。

また、本実施形態の液体加熱装置１では、上記したように対流等の影響で貯留部６の上部側に存在する熱媒体が下部側に存在するものよりも高温になり、給湯運転や落とし込み運転の停止時に上水用熱交換器３０やこの近傍に滞留している湯水や熱媒体が過度に高温になるのを防止すべく、上水用熱交換器３０が、貯留部６に対して下方に配置されている。そのため、液体加熱装置１は、給湯運転や落とし込み運転の開始直後に予期せぬ高温の湯水が供給される、いわゆる高温出湯が起こりにくい。

本実施形態の液体加熱装置１では、検知温度Ｔｈが所定温度Ｃ以上であり、所定温度Ｅ未満であることを条件として、水量調整弁４３が閉動作を実施し、給水流路３３（二次流路）を介して上水用熱交換器３０に供給可能な湯水の流量が、検知温度Ｔｈが所定温度Ｅ以上である場合に上水用熱交換器３０に供給される湯水の流量よりも少量（所定量Ｆ）となるように調整される。そのため、液体加熱装置１では、熱媒体の温度が所定温度Ｅ以上になるまで待たなくても、湯水を設定温度Ｓｔあるいはこの程度の温度に加熱して供給することができる。

上記実施形態では、検知温度Ｔｈが所定温度Ｃ以上であり、所定温度Ｅ未満であることを条件として、水量調整弁４３の開度を絞ることにより上水用熱交換器３０に供給される湯水の流量よりも少量（所定量Ｆ）になるように調整する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上水二次側往き流路３４が接続される水量サーボ４１の接続部４１ａの開度を絞る構成としてもよい。

上記実施形態では、検知温度Ｔｈが所定温度Ｅに到達していなくても所定温度Ｃ以上であることを条件として給水流路３３を介して上水用熱交換器３０に供給可能な湯水の流量を絞ると共に、上水加熱用ポンプ３２を作動させて熱媒体を上水用熱交換器３０に供給して熱交換加熱する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、液体加熱装置１は、例えば前記したような湯水の流量制限をせず、検知温度Ｔｈが所定温度Ｅに到達するまで上水加熱用ポンプ３２を停止させておき、所定温度Ｅ以上になった時に上水加熱用ポンプ３２を起動して熱媒体を上水用熱交換器３０に供給すると共に、通常流量の湯水を上水用熱交換器３０に供給して熱交換加熱する構成としてもよい。

本実施形態の液体加熱装置１では、貯留部６や加熱手段７、上水用熱交換器３０等に加えて上水系統Ｘ、暖房系統Ｙおよび風呂系統Ｚの構成部材や配管を収容した構成とされている。そのため、液体加熱装置１は、貯留部６と上水用熱交換器３０との間における熱媒体の往来等に伴う放熱や、上水用熱交換器３０における放熱に伴う熱エネルギーロスが少ない。

液体加熱装置１は、上水用熱交換器３０としてプレート型の熱交換器を採用しているため、上水用熱交換器３０をさほど大きくしなくても所望の熱交換効率を得ることができる。よって、液体加熱装置１は、筐体Ｗ内において上水用熱交換器３０の設置に要するスペースが小さく、全体の装置構成がコンパクトである。

上記実施形態では、上水用熱交換器３０として、いわゆるプレート型の熱交換器を採用した例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の種類の熱交換器を採用してもよい。

上記したように液体加熱装置１は、上水一次側戻り流路２１の中途に上水加熱用ポンプ３２を設け、これを作動させることにより上水用熱交換器３０と貯留部６との間で熱媒体を循環させることができる構成となっている。そのため、液体加熱装置１は、上水加熱用ポンプ３２の動作を制御することにより、給湯用や落とし込み用に使用される上水の加熱状態を制御することができる。

液体加熱装置１は、水量サーボ４１を有し、これに上水用熱交換器３０において加熱された湯水と、外部から供給された低温の湯水とを供給して混合した後、上水流路３５を介して給湯栓４７に湯水を供給可能な構成とされている。また、液体加熱装置１は、上水流路３５の中途に水量調整弁４３が設けられている。そのため、本実施形態の液体加熱装置１は、上水一次側往き流路２０や上水一次側戻り流路２１、上水二次側往き流路３４等の中途で放熱等が起こるなどしても、給湯用あるいは落とし込み用として供給される上水の温度を精度良く調整することができる。

また、液体加熱装置１は、水量サーボ４１や水量調整弁４３を設けた構成であるため、給湯運転中にリモコン９１の操作により給湯の設定温度Ｓｔが急激に変更されたり、給湯栓４７の操作により給湯流量が急激に変更されるなどして、湯水（上水）の供給条件が急激に変更された場合であっても安定的な出湯温度で給湯運転を実施することができる。

上記実施形態では、水量サーボ４１や水量調整弁４３を設けることにより、上水の供給温度を安定化させる構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、水量サーボ４１や水量調整弁４３のいずれか一方あるいは双方をもたない構成であってもよい。

上記したように、液体加熱装置１は、上水用熱交換器３０を貯留部６の外部に配すると共に、貯留部６内の熱媒体を負荷端末７５に供給したり、貯留部６内に配された熱交換器１７において熱交換加熱することにより浴槽６０内の湯水を追い焚き可能な構成とされている。そのため、液体加熱装置１では、貯留部６内に熱媒体を介して貯留されている熱エネルギーを負荷端末７５の使用や浴槽６０内の湯水の追い焚きに有効利用することができる。

また、本実施形態の液体加熱装置１は、循環ポンプ３２を作動させて貯留部６内の熱媒体を上水用熱交換器３０に供給することにより、給湯や落とし込みに使用される湯水（上水）を熱交換加熱できる。また逆に、循環ポンプ３２を停止状態として上水用熱交換器３０への貯留部６内の熱媒体の供給を停止することにより、外部から供給された湯水を上水用熱交換器３０に素通りさせ、非加熱状態で供給することができる。そのため、液体加熱装置１は、循環ポンプ３２を停止状態にすれば、負荷運転や追い焚き運転と、加熱系Ｈの外部から供給された湯水を非加熱状態で供給する給水運転や足し水モードでの落とし込み運転とを並行して実施することができる。また、液体加熱装置１は、故障等の理由で循環ポンプ３２が作動できない状態においても、負荷運転や追い焚き運転と、給水運転や足し水モードでの落とし込み運転とを並行して実施することができる。

上記したように、液体加熱装置１は、循環ポンプ３２を停止状態とすることにより、外部から供給された上水を非加熱状態で供給する（給水運転、足し水モードでの落とし込み運転）ことができる。そのため、液体加熱装置１は、例えば、いわゆる太陽熱温水器のような加熱装置によって加熱系Ｈの外部で予熱（加熱）された湯水を上水用熱交換器３０に供給可能な構成とすれば、循環ポンプ３２を作動させない状態であったり、循環ポンプ３２が故障等で作動できない状態であっても加熱状態の湯水を給湯栓４７や浴槽６０に供給することができる。

上記した液体加熱装置１は、浴槽６０内の湯水を追い焚きするために使用する熱交換器１７を貯留部６の内部に配した構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、熱交換器１７を持たない構成であってもよい。かかる構成によれば、貯留部６をさらに小容量化したり、貯留部６の高さを低くすることができ、液体加熱装置１の小型化に資することができる。

また、液体加熱装置１は、追焚き用の熱交換器１７としてコイル式の熱交換器を採用し、これを貯留部６内に配置した構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば上水用熱交換器３０と同様に貯留部６の外部に別途熱交換器を配し、これに貯留部６内の熱媒体を供給することによって浴槽６０内の湯水を追い焚き可能な構成としてもよい。

なお、貯留部６の外部に追い焚き用の熱交換器を配置する構成とした場合についても、負荷端末７５に熱エネルギーを供給するために必要な量の熱媒体を貯留部６に貯留して加熱可能な構成とする必要がある。そのため、貯留部６の容量が負荷端末７５に供給する熱媒体の加熱に対して必要最小限の大きさである場合は、追い焚き用の熱交換器を貯留部６の外部に設けることによる、液体加熱装置１の装置構成のコンパクト化に対する寄与が小さいものと想定される。従って、液体加熱装置１は、上記したように貯留部６の容量を負荷端末７５に供給する熱媒体の加熱に対して必要最小限の大きさとしつつ、追い焚き用の熱交換器１７を貯留部６の内部に収容した構成とすることにより装置構成をコンパクト化することができる。

上記実施形態では、貯留部６の下方に加熱手段７を配し、貯留部６内に貯留されている熱媒体を貯留部６の下方側から加熱可能な構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば加熱手段７としていわゆる逆燃焼方式の燃焼形態をとるものを採用し、これを貯留部６の上方側に加熱手段７を配した構成としたり、加熱手段７を貯留部６の側方から貯留部６内の熱媒体を加熱可能な構成とすることも可能である。かかる構成とした場合についても、熱媒体が貯留部６内において対流を起こし、貯留部６の上方側に存在する熱媒体が下方側よりも高温になる可能性が高い。すなわち、加熱手段７を貯留部６の下方や上方、側方に配置することにより貯留部６が局所的に高温になると対流が起こり、熱媒体の温度分布が発生する可能性が高い。そのため、かかる構成の場合に、上記した液体加熱装置１と同様の構成を採用すれば、いわゆる出湯特性の改善や省エネルギーに資することができる。

上記実施形態では、貯留部６の下方に加熱手段７を配し、貯留部６内に貯留されている熱媒体を貯留部６の下方側から加熱可能な構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば加熱手段７としていわゆる逆燃焼方式の燃焼形態をとるものを採用し、これを貯留部６の上方側に加熱手段７を配した構成としたり、加熱手段７を貯留部６の側方から貯留部６内の熱媒体を加熱可能な構成とすることも可能である。かかる構成とした場合についても、熱媒体が貯留部６内において対流を起こし、貯留部６の上方側に存在する熱媒体が下方側よりも高温になる可能性が高い。すなわち、加熱手段７を貯留部６の下方や上方、側方に配置することにより貯留部６が局所的に高温になると対流が起こり、熱媒体の温度分布が発生する可能性が高い。そのため、かかる構成の場合に、上記した液体加熱装置１と同様の構成を採用すれば、いわゆる出湯特性の改善や省エネルギーに資することができる。

本発明の一実施形態にかかる液体加熱装置を示す作動原理図である。 図１に示す液体加熱装置の一部を破断した状態を示す正面図である。 図１に示す液体加熱装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 液体加熱装置
２ 本体部
６ 貯留部（貯留手段）
７ 加熱手段
１７ 熱交換器（液−液熱交換手段）
２０ 上水一次側往き流路（一次流路）
２１ 上水一次側戻り流路（一次流路）
２４ 温度センサ（温度検知手段）
３０ 上水用熱交換器（熱交換手段）
３２ 上水加熱用ポンプ（圧送手段）
３４ 上水二次側往き流路（二次流路）
３５ 上水流路
４１ 水量サーボ（混合手段）
４３ 水量調整弁（流量調整手段）
９０ 制御手段
９１ リモートコントローラ（リモコン）
Ｗ 筐体
Ｘ 上水系統
Ｙ 暖房系統
Ｚ 風呂系統
Ｈ 加熱系

Claims (6)

1. 筐体を有し、当該筐体内に液体を貯留可能な貯留手段と、当該貯留手段の下方、上方あるいは側方から貯留手段内の液体を加熱可能な加熱手段と、熱交換手段と、当該熱交換手段に前記貯留手段内に貯留されている液体を供給可能な一次流路と、上水が流通可能な二次流路と、当該貯留手段および熱交換手段の間で液体を圧送可能な圧送手段と、前記貯留手段内に貯留されている液体の温度を直接的あるいは間接的に検知可能な温度検知手段とを備えた加熱系を有し、
   熱交換手段が、前記貯留手段に対して下方に離間した位置に配されており、二次流路を介して上水を供給することにより、当該上水を前記一次流路を介して前記貯留手段から供給される液体との熱交換により加熱して前記加熱系の外部に供給する上水供給動作を実施可能なものであり、
   前記上水供給動作を実施するタイミングにおいて、前記温度検知手段の検知温度が第１の所定温度未満であることを条件として、温度検知手段の検知温度が第１の所定温度以上になるまで圧送手段の起動を遅延させる、あるいは、圧送手段の液体圧送能力を制限することを特徴とする液体加熱装置。
2. 温度検知手段の検知温度が第２の所定温度以上である場合に二次流路を介して熱交換手段に供給される上水の流量を基準流量と想定した場合に、
   温度検知手段の検知温度が第１の所定温度以上であり、第２の所定温度未満であることを条件として、二次流路を介して熱交換手段に供給される上水の流量が、前記基準流量よりも少量に制限されることを特徴とする請求項１に記載の液体加熱装置。
3. 貯留手段の上方側に存在する液体が、下方側に存在する液体に対して優先的に熱交換手段に供給されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体加熱装置。
4. 熱交換手段において加熱され二次流路を流れる上水、並びに、加熱系の外部から供給された上水を混合する混合手段と、上水の流量を調整可能な流量調整手段とが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体加熱装置。
5. 貯留手段内の液体及び／又は貯留手段内の液体との熱交換により加熱された液体を介して熱エネルギーを外部の熱負荷に対して供給可能な熱負荷系統を有し、
   一次流路が前記熱負荷系統に対して独立して設けられており、
   貯留手段内の液体及び／又は貯留手段内の液体との熱交換により加熱された液体を介して熱エネルギーを外部の熱負荷に対して供給する熱エネルギー供給動作と、
   貯留手段から熱交換手段への液体の供給を停止した状態において、二次流路を介して供給される上水を熱交換手段を通過させて前記加熱系の外部に供給する非加熱供給動作を実施可能なものであり、
   熱エネルギー供給動作と非加熱供給動作とを同時に実施可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体加熱装置。
6. 貯留手段の内部に、貯留手段内に貯留されている液体との熱交換により液体を加熱可能な液−液熱交換手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液体加熱装置。

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