JP5557018B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料を燃焼させて燃焼ガスを発生させる燃焼装置と、燃焼ガス中の顕熱及び潜熱を回収する熱交換部を備えた給湯装置に関するものである。本発明の給湯装置は、特に業務用の給湯装置として好適である。

燃焼ガスに含まれる顕熱だけでなく、潜熱をも回収することができる給湯装置が知られている。この種の給湯装置は、潜熱回収型給湯装置と称され、熱交換効率が高く、省エネに寄与する。
ここで潜熱とは、燃焼ガスに含まれる水蒸気が保有する凝縮熱である。従って潜熱を回収すると水蒸気はドレン化する。このドレンは、窒素酸化物を含む場合が多く、酸性を呈する。そのため発生したドレンは、一旦回収され、中和した後に外部に排出される。
ドレンを中和する中和器は、例えばタンク状であり、内部に中和剤が充填されている。中和剤は、ドレンを中和することによって消費される。
そのため多くの給湯装置では、中和剤が所定量以下となった場合や、中和剤が所定量以下となったと想定される場合には、その事実を報知する機能を備えている。また中和剤が所定量以下となったと想定される場合には、燃焼装置を燃焼させることができなくする機能を備えたものもある。

例えば、特許文献１に開示された発明では、燃焼量と燃焼時間の積に基づいて中和剤の消費量を予測演算し、積算値が基準値を越えた場合に中和剤が所定量以下となったと想定して所定の報知を行う。

特許第３６７５２２５号

ところで公衆浴場、ホテル、レストラン等で使用される業務用の給湯装置は、大量の湯を短時間に消費する場合に備えて、貯湯タンクを備えているものがある。
即ち貯湯タンクを備えた給湯装置では、摂氏８０度程度に加熱された湯が溜置かれる。そして貯湯タンクの湯の温度は常時監視され、一定の温度に保たれる。
より具体的には、貯湯タンクと熱交換器とを含む環状流路を備え、貯湯タンク内の湯の温度が低下すると貯湯タンクの湯を熱交換器側に循環させ、燃焼装置で再加熱して貯湯タンクに戻す。

また業務用の給湯装置には、即湯と称される機能を備えているものがある。ここで即湯機能とは、カラン等を開いた瞬間から所定温度の湯を出湯させる機能を言う。即湯機能を備えた給湯装置では、カラン等の出湯部と熱交換器とを循環する循環流路を備えている。また循環流路には循環ポンプが介在されている。
そして定期的に或いは温度を監視しつつ、或いは常時、循環ポンプを起動運転して循環流路内の湯を熱交換器に流し、循環流路内の湯水を保温する。
その結果、使用者がカラン等を開いた瞬間から所定の温度の湯が出湯される。

またこれら業務用の給湯装置に対しても、旧来の顕熱だけを回収するタイプから、潜熱回収型に移行することが望まれている。
その一方で、業務用の給湯装置は、文字通り業務として使用するものであるから、突発的に給湯装置が使用できなくなってしまう事態は、厳に避けなければならない。
また中和剤の詰め替え頻度や、中和器そのものの取り替え頻度も、極力少ないものとしたいという要求がある。

そこで本発明は、上記した市場の要求に応えることを目的とするものであり、業務用の給湯装置に対して好適な構成であり、潜熱回収型の給湯装置であって且つ中和剤の詰め替え頻度や、中和器そのものの取り替え頻度を抑えることが可能な給湯装置の開発を課題とするものである。

本発明者らは、上記した課題を解決するために研究を重ねた。そして業務用の給湯装置は家庭用の給湯装置に比べて中和剤の消費量が少ないことを発見した。即ち同一の燃焼時間及び同一の積算燃焼量に揃えて比較した場合、業務用の給湯装置は、家庭用の給湯装置に比べて中和剤の消費量が少ない。簡単に説明すると、業務用の給湯装置は、燃焼量が多く且つ燃焼時間が長い割に中和剤の消費量が少ない。
さらに研究を進め、給湯装置の動作モードと、発生するドレンの量との関係に注目したところ、貯湯タンク内の湯水を保温する際には、ドレンの発生量が少ないことが判明した。
即ち貯湯タンクを備えた給湯装置では、水を加熱して所定量の湯を作り、この湯を貯湯タンクに貯留する貯湯運転と、貯湯タンク内の湯水を保温する保温運転がある。そして貯湯運転の際には大量のドレンが発生するが、保温運転の際には、ドレンの発生量が少ないことが判った。
同様に、即湯機能を備えた給湯装置では、循環流路内の湯水を保温する際にはドレンの発生量が少ないことが判明した。

これらの知見に基づいて完成された請求項１に記載の発明は、燃焼装置と、燃焼ガス中の顕熱及び潜熱を回収して湯水を加熱する熱交換部と、潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和器を備え、当該中和器は中和剤を内蔵するものであり、燃焼状態に応じて中和剤の消費量を想定し、中和剤の消費量が所定以上に至ったと想定される場合に所定の報知を行う燃焼装置であって、前記燃焼装置を使用して加熱した湯水を前記燃焼装置で再加熱する再加熱運転を実施する給湯装置において、再加熱運転であることを検知する再加熱検知手段を有し、中和剤の消費量は、単位時間当たりの燃焼量と燃焼時間に基づく演算値を積算することによって想定され、再加熱運転である場合とそれ以外の場合で演算値の演算方法が異なり、再加熱運転である場合には単位時間あたりの中和剤の消費量を少なく想定することを特徴とする給湯装置である。

本発明の給湯装置は、湯水の再加熱を日常的に実施する給湯器に応用することが推奨されるものである。本発明の給湯装置では、再加熱運転であることを検知する再加熱検知手段を有し、再加熱運転である場合には単位時間あたりの中和剤の消費量を少なく想定することとした。そのため中和剤の想定される消費量と、実際の中和剤消費量がより合致し、中和剤を再充填する時間間隔や、中和器を取り替える間隔等を延ばすことができる。
加熱検知手段には、例えば循環ポンプの起動・停止によって再加熱運転であるか否かを判定する方策がある。また循環流路を流れる湯水の温度や熱交換部に導入される湯水の温度を利用して再加熱運転であるか否かを判定してもよい。

請求項２に記載の発明は、貯湯タンクを有し、貯湯タンクと熱交換器とを結ぶ循環流路を備えたことを特徴とする請求項１に記載の給湯装置である。

本発明の給湯装置は、本発明の目的に合致した態様である。

請求項３に記載の発明は、出湯部と熱交換器を結ぶ循環流路を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯装置である。

本発明の給湯装置は、本発明の目的に合致した態様である。

また前記した請求項１に記載の発明は、中和剤の消費量は、単位時間当たりの燃焼量と燃焼時間に基づく演算値を積算することによって想定され、再加熱運転である場合とそれ以外の場合で演算値の演算方法が異なることを特徴としている。

本発明によると、再加熱運転である場合とそれ以外の場合で演算値の演算方法が異なるので、中和剤の想定される消費量と、実際の中和剤の消費量がより合致する。

請求項４に記載の発明は、人為的に定められた基準温度に応じて決定される条件係数と、燃焼時間と、燃焼量の関数によって中和剤の消費量が想定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の給湯装置である。

ここで「人為的に定められた基準温度」とは、例えば、出湯設定温度、貯湯タンクの設定温度、貯湯タンクの保温温度、貯湯タンク内の湯水を再加熱する際の開始温度または終了温度、即湯機能における循環湯水の設定温度、即湯機能における循環流路内の湯水を加熱する際の開始温度または終了温度等である。また上記に例示した温度に一定の数値を加えたり、減じたり、係数を掛けて決定する温度や、上記に例示した温度の中間温度も基準温度として選択することができる。また摂氏５０度という様に諸般の条件を考慮して決定する温度であってもよい。
基準温度は、再加熱運転の際の代表的な湯水の温度である。例えば貯湯タンクの湯水を再加熱する場合には、循環流路に基準温度Ｋ１の湯水が流れていると想定する。また即湯のための再加熱運転の際には、循環流路に基準温度Ｋ２の湯水が流れていると想定する。さらに一般給湯である場合には、熱交換部に基準温度Ｋ３の湯水が流れていると想定する。
また条件係数は、基準温度に応じて決定される。条件係数は、潜熱を回収する際のドレン発生量と相関を有する係数である。そのため中和剤の消費量をより正確に想定することができる。

請求項５に記載の発明は、熱交換部に導入される湯水の温度を検知する入水温度センサーを有し、入水温度センサーの検知温度の温度領域によって前記基準温度が変わることを特徴とする請求項４に記載の給湯装置である。

例えば、入水温度を高温域、中温域、低温域の３区分に分け、これらの区分ごとに基準温度を定める。前記した様に入水温度を高温域、中温域、低温域の３区分に分ける場合であれば、高温域と中温域の境界温度は、摂氏４０度から８０度程度の間が適当である。中温域と低温域の境界は、摂氏１０度から４０度程度の間が適当である。
もちろん温度領域を２区分に分けても良いし、４以上の区分に温度領域を分けてもよい。
本発明では、入水温度センサーの検知温度の温度領域によって基準温度を変えるので、ドレンの発生状況をより正確に反映することができる。

請求項６に記載の発明は、熱交換部に導入される湯水の温度を検知する入水温度センサーを有し、入水温度センサーの検知温度に基づいて再加熱運転であるか否かを判断することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の給湯装置である。

公知の給湯装置は、入水温度センサーを備えたものが多く、本発明は、この入水温度センサーの検知温度に基づいて再加熱運転であるか否かを判断する。そのため本発明の給湯装置は、部品を追加することなく再加熱運転であるか否かの判定を行うことができる。

請求項７に記載の発明は、燃焼装置と、燃焼ガス中の顕熱及び潜熱を回収して湯水を加熱する熱交換部と、潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和器を備え、当該中和器は中和剤を内蔵するものであり、燃焼状態に応じて中和剤の消費量を想定し、中和剤の消費量が所定以上に至ったと想定される場合に所定の報知を行う燃焼装置であって、人為的に定められた基準温度に応じて決定される条件係数と、燃焼時間と、燃焼量の関数によって中和剤の消費量が想定され、熱交換部に導入される湯水の温度を検知する入水温度センサーを有し、入水温度センサーの検知温度の温度領域によって基準温度が変わることを特徴とする給湯装置である。

本発明の給湯装置では、条件係数が基準温度に応じて決定される。条件係数は、潜熱を回収する際のドレン発生量と相関を有する係数である。そのため中和剤の消費量をより正確に想定することができる。
また 本発明では、入水温度センサーの検知温度の温度領域によって基準温度を変えるので、ドレンの発生状況をより正確に反映することができる。

また同様の課題を解決するための方法に関する発明は、燃焼装置と、燃焼ガス中の顕熱及び潜熱を回収して湯水を加熱する熱交換部と、潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和剤を内蔵する中和器を備えた給湯装置であって、前記給湯装置は前記燃焼装置を使用して加熱した湯水を前記燃焼装置で再加熱する再加熱運転を実施するものである場合における給湯装置の中和剤消費量の想定方法において、再加熱運転であるか否かを検知し、再加熱運転である場合には単位時間あたりの中和剤の消費量を少なく想定することを特徴とする給湯装置の中和剤消費量の想定方法である。

本発明の給湯装置は、中和剤の想定される消費量と、実際の中和剤の消費量がより合致し、中和剤を再充填する時間間隔や、中和器を取り替える間隔等を延ばすことができる効果がある。また本発明の中和剤消費量の想定方法においても、中和剤の想定される消費量と、実際の中和剤の消費量がより合致する。

本発明の実施形態に係る給湯装置を示す作動原理図であり、即湯機能を備えた給湯装置を示す。 図１の給湯装置の作動原理図における出湯の際の湯水の流れを示す説明図である。 図１の給湯装置の作動原理図における出湯待機状態の湯水の流れを示す説明図である。 本発明の実施形態に係る給湯装置を示す作動原理図であり、貯湯タンクを備えた給湯装置を示す。 入水温度と条件係数との関係を示すグラフである。 出湯設定温度（基準温度）と条件係数との関係を示すグラフである。 図１又は図４の給湯装置における中和剤の消費量を演算するフローチャートである。 本発明の他の実施形態における出湯設定温度（基準温度）と条件係数との関係を示すグラフである。

次に、本発明の実施形態について説明する。本発明は図１の様な即湯機能を備えた給湯装置１、あるいは図４の様な貯湯タンク５５を備えた給湯装置５８に好適に適用されるものである。即ち本発明は、日常的に湯水を再加熱する運転モードを備えた給湯装置１，５８に好適に適用されるものである。
給湯装置１，５８は、いずれも給湯栓６０を開くことによって予め設定された出湯設定温度の湯を得ることができるものである。
本発明の給湯装置は、中和剤の消費量を想定する演算に特徴を有するものであるが、本発明の特徴部分の説明に先立って、本発明を適用する給湯装置の配管系統等を概略説明する。
図１は、本発明を適用することが推奨される給湯装置１の作動原理図を示す。
給湯装置１は、即湯式の給湯装置であり、図１に示すように、燃料ガスを燃焼する燃焼装置２と、配管等により構成された湯水が流れる流水系統２０と、燃焼装置２に燃料ガスの供給を行う燃料系統３０と、燃焼装置２等の制御を行う制御手段５０とを備えている。

燃焼装置２は、燃焼部３と、燃焼部３で燃焼して生成された燃焼ガスの熱エネルギーを回収して湯水が加熱される熱交換部１１と、燃焼装置２に空気を供給する送風機１０と、熱交換部１１を通過した燃焼ガスを外部に排出する排気部６とを備えている。なお、熱交換部１１には、主に顕熱を回収して湯水が加熱される一次熱交換器１５と、一次熱交換器１５より燃焼ガスの流れ方向下流側に位置し燃焼ガスに含まれる水蒸気の潜熱を主に回収して湯水を加熱する二次熱交換器１６とにより構成されている。

また二次熱交換器１６の下部には、ドレン回収トレイ１７が設けられている。ドレン回収トレイ１７は、排水管１８を介して中和器３６に接続されている。
中和器３６には、炭酸カルシウム等の公知の中和剤３７が充填されている。
従って潜熱を回収することによって生じたドレンは、ドレン回収トレイ１７に集められ、排水管１８を介して中和器３６に回収される。そして中和器３６内の炭酸カルシウム等と接触して中和され、外部に排出される。中和剤３７はドレンを中和することによって消費される。
中和剤３７は、一定の運転時間に渡ってドレンを中和できるだけの量が充填されている。即ち燃焼装置２を最大燃焼量で燃焼し、燃料に含まれる水素が酸素結合して発生する水蒸気が全てドレンに変化し、さらにドレン中に一定の窒素酸化物が含まれていることを前提とし、この状態で給湯装置１を一定運転することによって消費されるであろう量の中和剤３７が中和器３６に充填されている。

燃焼部３は、燃料系統３０と接続され、その燃料系統３０から供給される燃料ガスを燃焼する複数のバーナ５を備えている。

流水系統２０は、熱交換部１１に接続される通水路２１よりなるものである。
通水路２１は、大別して２流路あり、図２に黒塗で示す出湯の際の出湯流路３２と、図３に黒塗で示す待機時における循環流路３３とにより構成されている。出湯流路３２と循環流路３３は、いずれも熱交換部１１を通過する流路である。
本実施形態においては、出湯流路３２と循環流路３３が、流入側配管２２と、流出側配管２３と、流入側配管２２と流出側配管２３とをバイパスするバイパス配管２５と、流出側配管２３側から流入側配管２２側に湯水を流して両者の間を循環させることができる給湯戻り配管２６によって構成されている。

流入側配管２２は、図示しない給水源から供給される湯水を熱交換部１１に流すための配管である。流入側配管２２の中途には、湯水側流量センサ（流量検知手段）２８と、入水温度センサ２７が設けられている。
湯水側流量センサ２８は、熱交換部１１に導入される湯水の量を検知するものである。また入水温度センサ２７は、熱交換部１１に導入される湯水の入水温度を検知するものである。
なお、湯水側流量センサ２８及び入水温度センサ２７は、流入側配管２２におけるバイパス配管２５の接続部より湯水の流れ方向下流側に配置されている。

流出側配管２３は、熱交換部１１において燃焼ガスとの熱交換により加熱された高温の湯水を、給湯栓６０や図示しない浴槽に供給するものである。
流出側配管２３の中途であって、バイパス配管２５の接続部よりも湯水の流れ方向上流側には湯量調整弁４１が設けられ、その接続部よりも湯水の流れ方向下流側には出湯温度センサ４２が設けられている。
出湯温度センサ４２は、出湯される湯水の温度を検知するものである。

バイパス配管２５は、図示しない給水源から供給される湯水であって熱交換部１１に導入される前の湯水を、流出側配管２３に供給するものである。
バイパス配管２５の中途には、図示しない給水源から供給される湯水の流量を検知する上流側流量センサ４３と、バイパス水量調整弁４４が設けられている。

給湯戻り配管２６は、流出側配管２３と流入側配管２２とを繋いで循環流路３３の一部を形成するものであって、熱交換部１１で加熱された湯水を流出側配管２３から流入側配管２２に流して給湯装置１内で循環させるものである。具体的には、給湯戻り配管２６により、循環流路３３内で湯水を循環させつつ、設定温度まで加熱することができる。
給湯戻り配管２６の中途には、湯水を循環させる循環ポンプ４５と、逆止弁４６が設けられている。本実施形態の給湯装置１は、循環ポンプ内蔵型の給湯装置であり、逆止弁４６により、流出側配管２３側から流入側配管２２側にのみ湯水を流すことができる。

制御手段５０は、本実施形態の給湯装置１を制御するものであり、制御装置５１と図示しないリモコンを備えている。

本実施形態の給湯装置１では、給湯栓６０が操作されて出湯要求があると、図２に黒塗りで示す給湯流路３２を湯水が通過して給湯される。即ち給湯栓６０が操作されて出湯要求があると、図示しない給水源から流水系統２０に対して冷水が供給される。そして、その給水源から供給された冷水は流入側配管２２を介して熱交換部１１に向かって流れる。

そして、熱交換部１１に導入される湯水が燃焼装置２を作動させることが可能な最低限の流量（以下、ＭＯＱとも言う）であることが確認されると、燃焼量が演算されて燃焼が開始される。また入水温度センサ２７で熱交換部１１に導入される湯水の入水温度が検知される。

本実施形態の給湯装置１は、即湯機能を有している。即ち出湯要求待機状態では、一定時間ごと、或いは入水温度センサ２７の検知温度が一定以上に低下したことを条件として給湯戻り配管２６に配された循環ポンプ４５が運転される。
その結果、図３に示す循環流路３３に湯水が循環する。即ち循環ポンプ４５から吐出された湯水は、入水温度センサ２７の部位を通過して熱交換部１１に向かって流れ、さらに流出側配管２３及び給湯戻り配管２６を経て循環ポンプ４５に戻る。
そして循環流路３３を湯水が循環し、熱交換部１１に導入される湯水が燃焼装置２を作動させることが可能な最低限の流量であることが確認されると、燃焼量が演算されて燃焼が開始され、循環流路３３を流れる湯水を保温する。

また本発明は、図４に示すような貯湯タンク５５を備えた給湯装置５８にも適用可能である。
給湯装置５８では、貯湯タンク５５と熱交換部１１の間で循環流路６１が構成されている。また循環流路６１には、循環ポンプ６２と、入水温度センサー６３が設けられている。
そして循環ポンプ６２を運転して貯湯タンク５５内の湯水を循環流路６１に流し、熱交換部１１で加熱して貯湯タンク５５の湯水を保温することができる。
図４に示す給湯装置５８の他の部位の構成は、その多くが前記した給湯装置１と共通であるから、同一の部材に同一の番号を付して重複した説明を省略する。

次に本発明の特徴的構成たる、中和剤３７の消費量の想定方法について説明する。即ち中和器３６の寿命判定方法について説明する。
前記した様に中和器３６内の中和剤３７は、ドレンを中和することによって消費される。中和剤３７は、所定の寿命時間に渡って燃焼装置２が燃焼されると、消費し尽くされる量が予め充填されている。即ち燃焼装置２を最大燃焼量で燃焼し、燃料に含まれる水素が酸素結合して発生する水蒸気が全てドレンに変化した場合を想定し、この条件下で一定時間（寿命時間）を経過すると消費し尽くされるだけの量の中和剤３７が中和器３６に充填されている。
即ち中和剤３７の寿命時間の想定条件は、次の通りである。
（１）燃焼装置２を最大燃焼量で燃焼する。
（２）燃料によって生じる水蒸気が全て凝縮してドレン化する。
要するに、上記した二つの条件を満足する状態で実際に燃焼を続け、実燃焼時間が寿命時間に達すると中和剤３７が尽きる。

一方、実際の燃焼量（単位時間あたりの燃焼量）は、常に最大燃焼量というわけではなく、給湯量や出湯設定温度、入水温度等に応じて変化する。
そのため本実施形態では、実際の燃焼量（単位時間あたりの燃焼量）と実際の燃焼時間の積を、相当する最大燃焼量と燃焼時間（最大燃焼量換算時間）の積に換算する。
さらに、燃料によって生じる水蒸気が全てドレン化するとは限らない。
即ち前記した様に、貯湯タンク５５内の湯水を保温する際や、即湯のために循環流路３３内の湯水を保温する際には、ドレンの発生量が少ない。即ち湯水を再加熱する際にはドレンの発生量が少ない

そのため本実施形態では、貯湯タンク５５内の湯水を再加熱している状況と予想される場合と、循環流路３３内の湯水を再加熱していると予想される場合と、給湯栓６０等から給湯するために水を加熱していると予想される場合を区別して条件係数を決めている。そして最大燃焼量換算時間に条件係数を掛けて寿命時間対応換算時間を計算する。
即ち本実施形態では、条件係数と、燃焼時間と、燃焼量の関数を利用して寿命時間対応換算時間を想定する。
そしてこの寿命時間対応換算時間が、寿命時間に達すると所定の報知を行う。また寿命時間対応換算時間が寿命時間が近づいた場合には、使用者に注意を促すために報知を行う。さらに寿命時間対応換算時間が寿命時間を一定時間以上経過した場合には、警報を発し、給湯装置１，５８を強制的に停止する。

また本実施形態では、貯湯タンク５５内の湯水を再加熱している状況と予想される場合と、即湯のために循環流路３３内の湯水を再加熱していると予想される場合と、給湯栓６０等から給湯するために水を加熱していると予想される場合を、入水温度センサー２７,

６３が検知する入水温度によって判別している。
即ち本実施形態では、給湯装置１，５８の運転モードを熱交換部１１に導入される湯水の温度に基づいて予想・判別している。
具体的には、入水温度が摂氏５０度以上である場合には、貯湯タンク５５内の湯水を再加熱している状況であると予想・判別する。また入水温度が設定温度（出湯栓６０から出湯される湯の設定温度）から一定の範囲で低い温度である場合は、即湯のために循環流路３３内の湯水を再加熱していると状況であると予想・判別する。入水温度がそれ未満である場合には、給湯栓６０等から給湯するために水を加熱している状況であると予想・判別する。

即ち貯湯タンク５５内には、摂氏６０度から摂氏８０度程度の高温の湯が溜められる場合が多い。そのため貯湯タンク５５内の湯は、概ねこの程度の湯の温度となる様に保温され、温度が低下すると、循環流路６１（図４）に通水されて貯湯タンク５５内の湯が再加熱される。
そのため貯湯タンク５５内の湯を再加熱する場合は、循環流路３３，６１を流れる湯の温度が高い。即ち貯湯タンク５５内の湯を再加熱する場合は、循環流路３３，６１を流れる湯の温度が高温領域にある。そのため例えば入水温度が摂氏５０度以上である場合には、貯湯タンク５５内の湯水の再加熱である場合が多い。
一方、即湯の為に循環流路３３に溜めておく湯水は、直接給湯栓６０等から出湯されるものであるから、出湯設定温度の近辺に保温される。従って即湯に備えて湯水を再加熱する場合には、循環流路３３，６１を流れる湯の温度が中温領域にある。具体的には、入水温度が前記した摂氏５０度未満であって、出湯設定温度より一定範囲低い温度（一定範囲は、マイナス５度からマイナス１５度程度）までの温度領域である場合には、即湯のための循環流路３３の再加熱である場合が多い。言い換えると、入水温度が高温領域よりも低く、且つ給水源の水温よりも相当に高い領域である場合は、中温領域と言え、即湯のための循環流路３３の再加熱である場合が多い。
さらにその温度領域よりも入水温度が低い場合は、給湯栓６０等から給湯するために水を加熱している状況である場合が多い。

そこで本実形態では、入水温度が高温領域たる摂氏５０度以上である場合には、入水温度に係わらず基準温度Ｋ１の湯水が循環流路６１に流れていると想定する。例えば基準温度Ｋ１を摂氏５０度と決め、入水温度が高温領域たる摂氏５０度以上である場合には、入水温度に係わらず摂氏５０度の湯水が循環流路６１に流れていると想定する。そしてこの基準温度Ｋ１に見合うドレン発生量を勘案して条件係数Ｈ１を定める。例えば条件係数Ｈ１を０とする。

また入水温度が低温領域たる最も低い領域に含まれる場合は、基準温度Ｋ３を摂氏２０度と決め、入水温度が低温領域である場合には、入水温度に係わらず摂氏２０度の湯水が循環流路３３に流れていると想定する。そしてこの基準温度Ｋ３に見合うドレン発生量を勘案して条件係数Ｈ３を定める。例えば条件係数Ｈ３を１とする。

そして入水温度が、これらの中温領域たる、摂氏５０度未満であって設定温度から一定温度下までの範囲においては、基準温度Ｋ２を出湯設定温度と定め、入水温度に係わらず出湯設定温度の湯水が，熱交換部１１に流れていると想定する。そしてこの基準温度Ｋ２に見合うドレン発生量を勘案して条件係数Ｈ２を定める。条件係数Ｈ２は、設定温度の関数であり、０から１までの数である。
即ち入水温度が中温領域にある場合は、基準温度Ｋ２として出湯設定温度を採用する。従って条件係数Ｈ２は、出湯設定温度によって定まる定数となる。
本実施形態では、中温領域の条件係数Ｈ２は、出湯設定温度によって定まる定数である。本実施形態では、入水温度が中温領域にある場合は、条件係数Ｈ２は、出湯設定温度によって定まるので、出湯設定温度が一定であるならば、条件係数Ｈ２は、入水温度に係わらず一定である。

従って入水温度と条件係数Ｈ１，２，３との関係は、図５の通りとなり、入水温度が低温領域である場合には条件係数Ｈ３は１であり、入水温度が中温領域である場合には条件係数Ｈ２は０以上１未満の定数であり、入水温度が高温領域である場合には条件係数Ｈ１は０である。

また出湯設定温度は、使用者の好みによって変更されるので、出湯設定温度自体は変数である。本実施形態では、条件係数Ｈ２は出湯設定温度によって定まり、本実施気形態では、条件係数Ｈ２と出湯設定温度との関係は、図６の様な一次関数としている。
出湯設定温度と条件係数Ｈ２との関係式は、ドレン発生量と、出湯設定温度との関係を実験によって求め、これを一次関数に近似したものを採用することが望ましい。

条件係数Ｈ２は、出湯設定温度（基準温度Ｋ２）が高い場合には、小さい数値とすることが望ましい。出湯設定温度が概ね摂氏５０度以上である場合には、０．１未満とすることが推奨される。本実施形態では、出湯設定温度が摂氏６０度以上である場合には、条件係数Ｈ２を１としている。
逆に出湯設定温度が低い場合には、条件係数Ｈ２を大きな数値とすることが望ましい。出湯設定温度が概ね摂氏３０度未満である場合には、０．８以上とすることが推奨される。本実施形態では、出湯設定温度が摂氏２０度未満である場合に条件係数Ｈ２を１としている。そして出湯設定温度が摂氏２０度以上で摂氏６０度未満である場合には、条件係数Ｈ２を出湯設定温度の一次関数としている。

本実施形態では、前記した様に、実際の燃焼量（単位時間あたりの燃焼量）と実際の燃焼時間を、最大燃焼量における燃焼時間（最大燃焼量換算時間）に換算し、さらにこの値に上記した条件係数Ｈ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）を乗じ、この時間を積算して寿命時間対応換算時間を演算する。そして前記した様に、寿命時間対応換算時間が、寿命時間に達すると所定の報知を行い、また寿命時間にが近づいた場合には使用者に注意を促すために報知を行い、さらに寿命時間を一定時間以上経過した場合には警報を発して給湯装置１，５８を強制的に停止する。

本実施形態では、寿命時間対応換算時間を図７のフローチャートの工程に従って演算している。
即ちステップ１で、燃焼装置２が燃焼中であるか否かを判別する。
燃焼中であるならばステップ２、ステップ３で運転モードを判別する。即ち再加熱運転であるか否かをステップ２、ステップ３で判別する。
具体的には、ステップ２で、入水温度が摂氏Ａ度（５０度）以上であるか否かを判別する。入水温度が摂氏５０度以上であるならば、貯湯タンク５５の再加熱であると予想され、ドレンの発生が少ないと予想されるから、条件係数Ｈを０とする（条件係数１）。
即ち入水温度が摂氏５０度以上であるならば、最大燃焼量換算時間の加算は無い。

ステップ３で、入水温度が摂氏５０度未満であって設定温度マイナスＢ度（１０度）までの範囲であるならば、即湯のための再加熱であると予想され、ドレンの発生があるが通常の場合に比べてドレン発生量が少ないから、図６の一次関数で決定された定数を条件係数Ｈとする（条件係数Ｈ２）。例えば出湯設定温度が摂氏４０度であるならば、熱交換部１１に導入される湯水の温度は出湯設定温度たる摂氏４０度近辺であると想定されるから、ドレンの発生量は比較的少ない。そのため条件係数Ｈは０を越える数であって、１未満の数たる定数とする（条件係数Ｈ２）。
なおステップ４の式中、定数Ｃは、中和剤の消費量を産出する際の定数である。即ち燃焼量に定数Ｃを掛けると、燃料によって生じる水蒸気が全て凝縮してドレン化したと仮定した場合の中和剤の消費量が算出される。

ステップ３がＮＯである場合は、ステップ７に移行する。ステップ３がＮＯである場合は、入水温度が低く、給湯栓６０等から給湯するために水を加熱している状況であると予想されるから、条件係数Ｈを１とする（条件係数Ｈ３）。

こうしてステップ４，７で計算された中和剤の消費量をステップ５で、一時間当たりの最大燃焼量に対する中和剤の消費量で徐し、最大燃焼量換算時間を演算する。そしてステップ６で演算された最大燃焼量換算時間を積算し、寿命時間対応換算時間を演算する。

そして前記した様に、寿命時間対応換算時間が、寿命時間に達すると所定の報知を行い、また寿命時間にが近づいた場合には使用者に注意を促すために報知を行い、さらに寿命時間を一定時間以上経過した場合には警報を発して給湯装置１，５８を強制的に停止する。

本実施形態の燃焼装置１，５８では、例えば貯湯タンク５５内に冷水を注入し、これを循環流路６１に循環させて所定の温度に沸かす様な使用をすると、熱交換部１１に入水される湯水の温度は、低温領域から次第に上昇し、中温領域を経て高温領域に至り、遂には高温の設定温度に達する。
この時、初期の低温領域での運転の際には、条件係数Ｈが１（条件係数Ｈ３）となり、中和剤３７の消費量が多くなる様に計算される。
これに対して時間が経過し、貯湯タンク５５内の湯水の温度が次第に上昇し、再循環して再加熱される状態となると、条件係数Ｈが定数たる（条件係数Ｈ２）となり、再加熱の程度に応じて条件係数が小さくなる。そしてさらに再加熱の程度が進み、入水温度が高温領域に達すると、中和剤３７の消費量は極僅かとなるので、条件係数Ｈを０（条件係数Ｈ１）とし、中和剤３７が消費されないと予想する。

以上説明した実施形態では、入水温度が摂氏５０度以上である場合に、貯湯タンク５５の再加熱であると判定したが、入水温度の基準は任意であり、貯湯タンク５５の保温設定温度に応じて変更することができる。例えば貯湯タンク５５の温度の下限が摂氏７０度であるならば、入水温度が摂氏６０度以上である場合に、貯湯タンク５５の再加熱であると判定してもよい。

また本実施形態では、即湯のための再加熱であるか否かを判断するのに、設定温度に基づく温度を基準として決定したが、例えば摂氏３０度といった一定の温度に決めてもよい。即ち入水温度が摂氏３０度以上であるならば即湯のための再加熱であると判断して０を越えて１未満の条件係数を適用する。

また条件係数は、入水温度が摂氏５０度以上の時に０としたが、０とすることに限定するものではない。ただし少なくとも０．５以下とすることが望ましい。
また入水温度が中間温度帯である場合に、条件係数を定数とし、この定数を定める関数を一次関数で表示したが、図８で示すような定数であってもよい。図８では、出湯設定温度を複数の温度領域に区別し、条件係数はそれぞれの温度領域に応じた定数としている。

本実施形態の燃焼装置１，５８では熱交換部１１に対する入水温度に基づいて、運転モードを予想したが、電気的な信号によってモードの切り替わりを判断してもよい。

１ 給湯装置
２ 燃焼装置
３ 燃焼部
１１ 熱交換部
１５ 一次熱交換器
１６ 二次熱交換器
１７ ドレン回収トレイ
２０ 流水系統
２７ 入水温度センサ
３０ 燃料系統
３２ 出湯流路
３３ 循環流路
３６ 中和器
３７ 中和剤
４５ 循環ポンプ
５５ 貯湯タンク
５８ 給湯装置
６１ 循環流路
６２ 循環ポンプ
６３ 入水温度センサ
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３ 基準温度
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３ 条件係数

Claims (7)

1. 燃焼装置と、燃焼ガス中の顕熱及び潜熱を回収して湯水を加熱する熱交換部と、潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和器を備え、当該中和器は中和剤を内蔵するものであり、燃焼状態に応じて中和剤の消費量を想定し、中和剤の消費量が所定以上に至ったと想定される場合に所定の報知を行う燃焼装置であって、前記燃焼装置を使用して加熱した湯水を前記燃焼装置で再加熱する再加熱運転を実施する給湯装置において、再加熱運転であることを検知する再加熱検知手段を有し、中和剤の消費量は、単位時間当たりの燃焼量と燃焼時間に基づく演算値を積算することによって想定され、再加熱運転である場合とそれ以外の場合で演算値の演算方法が異なり、再加熱運転である場合には単位時間あたりの中和剤の消費量を少なく想定することを特徴とする給湯装置。
2. 貯湯タンクを有し、貯湯タンクと熱交換器とを結ぶ循環流路を備えたことを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
3. 出湯部と熱交換器を結ぶ循環流路を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯装置。
4. 人為的に定められた基準温度に応じて決定される条件係数と、燃焼時間と、燃焼量の関数によって中和剤の消費量が想定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の給湯装置。
5. 熱交換部に導入される湯水の温度を検知する入水温度センサーを有し、入水温度センサーの検知温度の温度領域によって前記基準温度が変わることを特徴とする請求項４に記載の給湯装置。
6. 熱交換部に導入される湯水の温度を検知する入水温度センサーを有し、入水温度センサーの検知温度に基づいて再加熱運転であるか否かを判断することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の給湯装置。
7. 燃焼装置と、燃焼ガス中の顕熱及び潜熱を回収して湯水を加熱する熱交換部と、潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和器を備え、当該中和器は中和剤を内蔵するものであり、燃焼状態に応じて中和剤の消費量を想定し、中和剤の消費量が所定以上に至ったと想定される場合に所定の報知を行う燃焼装置であって、人為的に定められた基準温度に応じて決定される条件係数と、燃焼時間と、燃焼量の関数によって中和剤の消費量が想定され、熱交換部に導入される湯水の温度を検知する入水温度センサーを有し、入水温度センサーの検知温度の温度領域によって基準温度が変わることを特徴とする給湯装置。

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