JP5567947B2

JP5567947B2 - 熱源装置

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Publication number: JP5567947B2
Application number: JP2010196851A
Authority: JP
Inventors: 清福沢
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2030-09-02
Also published as: JP2012052751A

Description

本発明は、浴槽湯水の追い焚き循環路と暖房液体循環通路とを熱的に接続して形成される熱源装置に関するものである。

例えば床暖房に用いる温水マット等の暖房装置に温水等の液体を循環させる循環通路と、浴槽湯水の追い焚き循環通路とを熱的に接続してなる熱源装置が用いられている（例えば、特許文献１、参照）。

図５には、このような複合的な熱源装置の一例が示されている。この熱源装置は、給湯機能と風呂の追い焚き機能と暖房機能とを備えており、暖房装置１０（１０ａ〜１０ｃ）と浴槽２７とを熱的に接続して形成されている。同図において、暖房装置１０（１０ａ〜１０ｃ）に液体（例えば温水）を循環させる暖房用液体循環通路５は、器具ケース４２内に設けられた管路８９，９０，９１，９２，９３，９４，９５，９６，９７，９８，９９と、器具ケース４２の外部に設けられた管路４０，４１，４４，４５，５９とを有している。

管路４０は管路９７に接続され、管路４１，４４は液体合流手段１５と管路５９と介して管路９５に接続され、管路４５は液体分岐手段３７を介して管路９０に接続されている。管路４０，４１には、暖房装置１０ａの内部通路５１が接続され、管路４４，４５には、暖房装置１０ｂ，１０ｃの内部通路５２がそれぞれ接続されている。暖房装置１０ｂ，１０ｃは例えば温水マット等の低温暖房装置であり、暖房装置１０ａは予め定められる高温暖房設定温度（例えば８０℃）の液体が供給される、浴室暖房機等の高温暖房装置であり、暖房装置１０ａには熱動弁１２が設けられている。なお、液体分岐手段３７と液体合流手段１５には、必要に応じ、同図に示している他にも暖房装置を接続することができる。

暖房用液体循環通路５には、該暖房用液体循環通路５に液体を循環させる液体循環ポンプ６と、該液体循環ポンプ６の駆動により循環する液体を加熱する暖房用暖房熱用交換器２８（２８ａ，２８ｂ）が設けられている。暖房熱用交換器２８ａの液体導入側には管路９５が、液体導出側には管路９４がそれぞれ接続されており、暖房熱用交換器２８ｂの液体導入側には管路９１が、液体導出側には管路９２がそれぞれ接続されている。管路９２には、暖房高温サーミスタ３３が設けられており、暖房高温サーミスタ３３は、暖房熱用交換器２８ｂから出る液体の温度を検出する。

また、管路９１は、前記液体循環ポンプ６の吐出側に、管路９０と共に接続されており、管路９１には、暖房熱用交換器２８ｂに導入される液体の温度を検出する暖房低温サーミスタ３６が設けられている。また、液体循環ポンプ６の吸入口側には前記管路９３が接続されており、管路９３と管路９４との間にはシスターン装置１００が介設されている。シスターン装置１００のタンク容量は、例えば約１〜１．８リットルであり、シスターン装置１００は、大気導入通路５３を介して大気開放と成している。

暖房熱用交換器２８（２８ａ，２８ｂ）は、それぞれ、燃焼室２４内に設けられており、燃焼室２４には、暖房熱用交換器２８と共に、暖房熱用交換器２８を加熱するバーナ１６と、バーナ１６の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン１８とが設けられている。また、燃焼室２４と連通して燃焼室２５が設けられ、燃焼室２５内には、バーナ１７と、バーナ１７により加熱される給湯熱交換器２９（２９ａ，２９ｂ）と、バーナ１７の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン１９とが設けられている。

バーナ１６，１７には、それぞれのバーナ１６，１７に燃料を供給するガス管３１，３２が接続されている。これらのガス管３１，３２は、ガス管３０から分岐形成されており、ガス管３０には、ガス開閉弁８０が介設されている。また、ガス管３１には、ガス比例弁８６とガス開閉弁８１，８２が、ガス管３２には、ガス比例弁８７とガス開閉弁８３，８４，８５がそれぞれ介設されている。これらの弁８０〜８７はいずれも電磁弁により形成されており、ガス開閉弁８０〜８５は、対応するバーナ１６，１７への燃料供給・停止を制御し、ガス比例弁８６，８７は、対応するバーナ１６，１７への供給燃料量を弁開度でもって制御する。なお、バーナ１６，１７の燃焼制御は、図示されていない燃焼制御手段によって、適宜の制御方法により制御される。

前記給湯熱交換器２９ａの入口側には給水導入通路８８が設けられている。この給水導入通路８８は、接続通路５７と補給水電磁弁４６を介して、前記シスターン装置１００に接続され、前記暖房用液体循環通路５に接続されている。給水導入通路８８の入口側には、給水導入通路８８を流れる湯水の量を検出する流量センサ７３と入水温度を検出する入水温度センサ７４が設けられている。また、熱交換器２９ｂの出口側には給湯通路２６が設けられており、給湯通路２６の先端側は、適宜の給湯先に導かれている。給湯通路２６には、分岐通路７０と湯水経路切替弁５８を介して前記給水導入通路８８が接続されており、給湯通路２６には、分岐通路７０の分岐部よりも下流側に出湯湯温検出センサ１１３が設けられ、熱交換器２９側に出湯湯温検出センサ１１４が設けられている。

前記浴槽２７には、往管１４と戻り管１５を有する追い焚き循環通路１３が接続されており、この追い焚き循環通路１３は、熱交換手段としての液―液熱交換器７を介して、前記暖房用液体循環通路５と熱的に接続されている。なお、暖房用液体循環通路５の液―液熱交換器７を形成する管路８９には、液―液熱交換器７の入口に流量制御弁３８が設けられている。追い焚き循環通路１３には、浴槽湯水を循環させる浴槽湯水循環ポンプ２０が設けられ、液−液熱交換器７は、浴槽湯水循環ポンプ２０の駆動によって追い焚き循環路１３を循環する浴槽湯水を加熱する風呂熱交換器と成している。

また、追い焚き循環通路１３には、浴槽湯水の温度を検出する浴槽湯水温検出手段としての風呂温度センサ２１と、浴槽湯水の水位を検出する水位センサ２２と、追い焚き循環路１３の水流を検知する風呂水流スイッチ３４とが介設されている。浴槽湯水循環ポンプ２０の吸入口側に、戻り管１５の一端側が接続され、戻り管１５の他端側が循環金具５６を介して浴槽２７に連通接続されている。浴槽湯水循環ポンプ２０の吐出口側には、往管１４の一端側が接続され、往管１４の他端側は循環金具５６を介して浴槽２７に連通接続されている。

前記給湯通路２６には、分岐通路７０の形成部および出湯湯温検出センサ１１３の配設部よりも下流側に、管路５４を介して注湯水ユニット５５が接続されている。注湯水ユニット５５には風呂用注湯導入通路２３の一端側が接続され、風呂用注湯導入通路２３の他端側は、前記浴槽湯水循環ポンプ２０に接続されている。注湯水ユニット５５には、湯張り電磁弁４８、湯張り水量センサ４９、逆止弁５０ａ，５０ｂが設けられている。なお、熱交換器２９から給湯通路２６と管路５４、注湯水ユニット５５、風呂用注湯導入通路２３、浴槽湯水循環ポンプ２０、液−液熱交換器７、往管１４を順に通って浴槽２７に至るまでの通路によって、湯張りや注水を行うための湯張り注水通路が構成されている。また、図５の、図中、符号７５、７７は、ドレン排出通路を示し、符号７６は、ドレンを中和する中和手段を示す。

この熱源装置において、暖房装置１０の暖房運転を行うときには、バーナ１６によって暖房用熱交換器２８を加熱し、液体循環ポンプ６を駆動させることにより、暖房用液体循環通路５の液体を図の矢印のように循環させる。つまり、管路９５から暖房用熱交換器２８ａに導入されて暖房用熱交換器２８ａで加熱された液体は、シスターン装置１００を通り、管路９３を通って液体循環ポンプ６に導入される。

そして、液体分岐手段３７の熱動弁３９が開いている状態においては、液体は液体循環ポンプ６の吐出側から管路９０側と管路９１側とにそれぞれ流れ、管路９０側に流れた液体は、管路９０，４５を順に通って暖房装置１０ｂ，１０ｃに導入される。また、液体循環ポンプ６の吐出側から管路９１側に導入された液体は、管路９１を通って暖房用熱交換器２８ｂに導入され、暖房用熱交換器２８ｂよりさらに加熱されて高温（例えば８０℃程度）とされた後、管路９２に導入される。

この管路９２を通った液体は、暖房装置１０ａの熱動弁１２が開いている状態においては、管路９７側と管路８９側とにそれぞれ流れ、管路８９側（液―液熱交換器７側）に流れた液体は、管路９６を通り、管路９５に戻る。また、管路９７側に流れた液体は、管路４０を通って暖房装置１０ａに導入される。そして、各暖房装置１０ａ〜１０ｃに導入された液体は、対応する管路４１，４４と液体合流手段１５を通り、管路９５に戻る。なお、熱動弁１２，３９が閉じている場合には、その熱動弁１２，３９に接続されている暖房装置１０側への液体の流れ（管路９０，４５を通しての暖房装置１０ｂ，１０ｃへの流れや管路９７，４０を通しての暖房装置１０ａへの流れ）は停止される。

また、例えば熱源装置に接続されたリモコン装置からの浴槽湯水の追い焚き指令を受けて、浴槽湯水循環ポンプ２０を駆動させて、暖房用液体循環通路５内の液体を液−液熱交換器７に通しながら循環させ、浴槽湯水循環ポンプ２０を駆動させて追い焚き循環通路１３内に浴槽湯水を図の矢印Ｈに示すように循環させ、この浴槽湯水と暖房用液体循環通路５を通る液体とを液―液熱交換器７を介して熱交換することにより浴槽２７内の湯水の追い焚き動作を行うことができる。この追い焚き動作中には、高温暖房サーミスタ３３の温度が設定温度（例えば８０℃）となるようにバーナ１６の燃焼を行いながら、風呂温度センサ２１の検出温度が風呂設定温度となるまで、暖房用液体循環通路５内の液体と追い焚き循環通路１３内の浴槽湯水とをそれぞれ循環させる（図の斜線部分、参照）。

さらに、この熱源装置において、浴槽２７への湯張り（自動湯張り動作）を行うときには、バーナ１７の燃焼によって熱交換器２９を通る水を加熱し、前記湯張り注水通路を通して湯を浴槽２７に注ぐ。そして、この自動湯張り後、例えば４時間といった保温動作時間中には、風呂温度センサ２１の検出温度を取り込み、その検出温度が予め設定される風呂設定温度より予め定められている許容範囲を超えて低下したときには、前記の追い焚き動作を例えば３分間行い、風呂温度センサ２１の検出温度が前記風呂設定温度となるようにする保温モードの機能の動作が行われる。

特開平８―３５６７５号公報

ところで、前記のような熱源装置において、例えば保温モード機能の動作において、冬場などは例えば１５分おきに３分間の浴槽湯水の追い焚きが行われるが、暖房用液体循環通路５には、１〜１．８リットル程度の液体を貯留しておくシスターン装置１００が設けられていて液体の容量が大きく、浴槽湯水温をたった１〜２℃だけ温めるだけの追い焚き動作の度に、暖房用液体循環通路５内を通る容量の大きい液体の温度を設定温度に高めなくてはならず、そのために多くの熱エネルギーを必要とし、かつ、その液体の熱は追い焚き動作終了後は自然放熱して冷却してしまうので熱量が廃棄されてしまうことになるために無駄だった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、熱エネルギーを極力無駄にせずに、暖房運転や風呂の追い焚き運転を行うことができる熱源装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、暖房装置に液体を循環させる暖房用液体循環通路と浴槽に接続される追い焚き循環通路とを有して、該追い焚き循環通路は熱交換手段を介して前記暖房用液体循環通路に熱的に接続され、前記暖房用液体循環通路には、該暖房用液体循環通路に液体を循環させる液体循環ポンプと、該液体循環ポンプの駆動により循環する液体を加熱する暖房用熱交換器と、シスターン装置とが介設され、前記追い焚き循環通路には、浴槽湯水を循環させる浴槽湯水循環ポンプと、前記浴槽湯水の温度を検出する浴槽湯水温検出手段とが設けられ、浴槽湯水の追い焚き指令を受けて前記暖房用熱交換器により前記暖房用液体循環通路内の液体を加熱しながら循環させると共に前記追い焚き循環通路を通して浴槽湯水を循環させることによって、該浴槽湯水と前記暖房用液体循環通路を循環する液体とを前記熱交換手段を介して熱交換し前記浴槽湯水温検出手段の検出温度が予め設定される風呂設定温度となるようにする追い焚き動作の機能を有する熱源装置であって、前記暖房用液体循環通路には前記液体を前記シスターン装置に通さずに循環させるためのバイパス通路と、前記暖房用液体循環通路を循環させる液体の経路をシスターン装置を通して循環させるシスターン側経路と前記シスターン装置を通さずに前記バイパス通路を通して循環させるバイパス側経路とのいずれかに切り替える経路切り替え手段と、前記追い焚き動作の機能によって浴槽湯水を加熱するときに浴槽湯水の加熱開始時温度と風呂設定温度との温度差が予め定められた設定温度以下の時に行われる短時間追い焚き動作時には、前記暖房用液体循環通路内の液体の循環経路が前記バイパス通路となるように前記経路切り替え手段を制御する経路切り替え制御手段が設けられている構成をもって課題を解決する手段としている。

また、第２の発明は、前記第１の発明の構成に加え、前記浴槽湯水温を風呂設定温度まで高めた後、前記浴槽湯水の温度を予め定められた設定間隔毎に浴槽湯水温検出手段により検出し、該検出温度が風呂設定温度よりも予め定められた許容範囲を超えて低下したときには追い焚き動作によって浴槽湯水温を前記風呂設定温度まで高める保温モードの機能を有し、経路切り替え制御手段は前記保温モードの機能の動作時に行われる追い焚き動作時には暖房用液体循環通路内の液体の循環経路が前記バイパス通路となるように経路切り替え手段を制御することを特徴とする。

さらに、第３の発明は、前記第１または第２の発明の構成に加え、前記短時間追い焚きが行われる前のシスターン装置内の液体の温度が予め定められる設定温度以上のときに行われる短時間追い焚き時には、浴槽湯水温検出手段の検出温度が風呂設定温度よりも低い予め定められる追い焚き停止温度となったときに暖房用熱交換器の加熱を停止し、その後、暖房用液体循環通路内の液体の循環経路をシスターン側通路に切り替えて前記暖房用液体循環通路内の液体を循環させ、追い焚き循環通路内の浴槽湯水を循環させることにより、前記暖房用熱交換器の加熱停止時以降にシスターン装置が保有するシスターン保有熱量を利用して前記追い焚き停止温度から前記風呂設定温度までの浴槽湯水の加熱を行うことを特徴とする。

さらに、第４の発明は、前記第１または第２または第３の発明の構成に加え、前記暖房用液体循環通路には予め定められる高温暖房設定温度の液体を供給する高温暖房装置が接続され、該高温暖房装置の運転中には前記暖房用液体循環通路内の液体の循環経路がシスターン側通路となるように経路切り替え制御手段が経路切り替え手段を制御することを特徴とする。

本発明によれば、暖房用液体循環通路には、液体をシスターン装置に通さずに循環させるためのバイパス通路が設けられており、浴槽湯水の加熱開始時温度と風呂設定温度との温度差が予め定められた設定温度以下の時に行われる短時間追い焚き動作時（つまり、前記温度差が小さいために、追い焚き動作時間が予め定められた設定時間以内と推定される時）には、暖房用液体循環通路内の液体の循環経路が前記バイパス通路となるようにするので、短時間追い焚き時には、暖房用液体循環通路の液体を、シスターン装置に通さずにバイパス通路を通して循環させ、容量が大きいシスターン装置内の液体を加熱しなくてすむ分だけ、熱エネルギーの無駄を省くことができる。

なお、暖房用液体循環通路を循環する液体の温度が高いときには、その液体の膨張量が大きく、液体中に気泡が発生しやすいため、暖房用液体循環通路には、大気開放のシスターン装置を設けて、液体膨張が生じたときにはその分だけシスターン装置内の空気量を小さくすることにより液体膨張を吸収したり、気泡を大気に逃がしたりする役割があるが、短時間追い焚きにおいては、暖房用液体循環通路内の液体の加熱時間が短いので、気泡が多く発生するおそれはなく、シスターン装置を通さずに液体循環通路内の液体を循環させても支障は生じない。また、短時間追い焚き以外の追い焚き時には、従来通りにシスターン装置を通して暖房用液体循環通路内の液体を循環させることにより、液体循環を良好に行うようにできる。

また、浴槽湯水の温度を予め定められた設定間隔毎に浴槽湯水温検出手段により検出し、該検出温度が風呂設定温度よりも予め定められた許容範囲を超えて低下したときには追い焚き動作によって浴槽湯水温を前記風呂設定温度まで高める保温モードの機能を設け、経路切り替え制御手段は前記保温モードの機能の動作時に行われる追い焚き動作時には、暖房用液体循環通路内の液体の循環経路が前記バイパス通路となるように経路切り替え手段を制御することにより、保温モードの機能の動作時における追い焚き動作時には、通常、短時間追い焚きとなるので、前記の如く、暖房用液体循環通路内の液体をバイパス側経路を通して循環させることにより、保温モード時の熱エネルギーの無駄を少なくして省エネ化を実現することができる。

さらに、短時間追い焚きが行われる前のシスターン装置内の液体の温度が予め定められる設定温度以上のときに行われる短時間追い焚き時には、浴槽湯水温検出手段の検出温度が風呂設定温度よりも低い予め定められる追い焚き停止温度となったときに暖房用熱交換器の加熱を停止し、その後に、暖房用液体循環通路内の液体の循環経路をシスターン側通路として前記暖房用液体循環通路内の液体を循環させ、追い焚き循環通路内の浴槽湯水を循環させることにより、前記暖房用熱交換器の加熱停止時にシスターン装置が保有するシスターン保有熱量を利用して前記追い焚き停止温度から前記風呂設定温度までの浴槽湯水の加熱を行うことができ、より省エネ化を図ることができる。

さらに、暖房用液体循環通路には予め定められる高温暖房設定温度の液体を供給する高温暖房装置が接続されている場合に、その高温暖房装置の運転中には前記暖房用液体循環通路内の液体の循環経路がシスターン側通路となるようにすることによって、高温暖房装置が接続されている場合には、たとえ短時間追い焚き時であっても、必ずシスターン装置を通すことで、暖房用液体循環通路内で気泡が多く発生してもその気泡を大気に逃がしたり、液体膨張を吸収したりできる。

本発明に係る熱源装置の一実施例のシステム構成と、その動作例を模式的に示す説明図である。実施例の熱源装置の別の動作例を模式的に示す説明図である。実施例の熱源装置の制御構成を示すブロック図である。実施例の熱源装置に設けられている三方弁の動作例を示す説明図である。従来の熱源装置のシステム構成例を模式的に示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。

図１には、熱源装置の一実施例のシステム構成が模式図により示されている。この熱源装置のシステム構成は、図５に示した従来例の熱源装置とほぼ同様に構成されているが、本実施例では、従来例と異なり、暖房用液体循環通路５に、液体をシスターン装置１００に通さずに循環させるためのバイパス通路４３が設けられている。バイパス通路４３は、管路９４と管路９３とを連通させる態様で設けられており、管路９３（９３ａ，９３ｂ）とバイパス通路４３との接続部には、三方弁３５が介設されている。三方弁３５は、暖房用液体循環通路５を循環する液体を、シスターン装置１００を通して循環させるシスターン側経路（図２の矢印、参照）と、前記液体をシスターン装置１００を通さずに、バイパス通路４３を通して循環させるバイパス側経路（図１の矢印、参照）とを切り替える経路切り替え手段として機能する。なお、この三方弁３５の切り替え動作については後述する。

また、本実施例は、図３に示す特徴的な制御構成を有している。つまり、熱源装置の制御装置６０内に、利用可熱量算出手段１、浴槽水量推定手段２、追い焚き停止温度算出手段３、メモリ部４、経路切り替え制御手段８、燃焼制御手段９が設けられており、これらの手段１〜４，８，９は、熱源装置のリモコン装置６７，６８，６９に信号接続されている。リモコン装置６７は風呂リモコン装置であり、リモコン装置６８は、高温暖房装置１０ａのリモコン装置であり、リモコン装置６９は低温暖房装置１０ｂ，１０ｃのリモコン装置である。リモコン装置６７には風呂設定温度入力操作部６３と風呂自動スイッチ６４が設けられ、リモコン装置６８には暖房運転スイッチ６５が、リモコン装置６９には暖房運転スイッチ６６がそれぞれ設けられている。

暖房運転スイッチ６５，６６は、対応する暖房装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃの運転のオンオフ動作指令を行うスイッチであり、暖房運転スイッチ６５，６６のオンオフ信号は、いずれも燃焼制御手段６２に加えられる。なお、暖房運転スイッチ６５がオンされると、暖房装置１０ａの熱動弁１２への通電が行われて所定時間（例えば１分）経過後に熱動弁１２が開き、暖房運転スイッチ６５がオフされると、前記熱動弁１２への通電が停止して所定時間（例えば２０秒）経過後に熱動弁１２が閉じる。また、暖房運転スイッチ６６がオンされると、燃焼制御手段６により熱動弁３７が開かれ、暖房運転スイッチ６６がオフされると、燃焼制御手段６により熱動弁３７が閉じられる。

燃焼制御手段９は、暖房運転スイッチ６５のオン信号を受けて、バーナ１６の燃焼制御および燃焼ファン１８の回転制御を行うと共に、液体循環ポンプ６を駆動させる。また、暖房運転スイッチ６８のオン信号を経路切り替え制御手段８に加える。経路切り替え制御手段８は、燃焼制御手段９から、暖房運転スイッチ６８のオン信号が加えられたときには、三方弁３５を、図４（ｂ）に示すように切り替える（元々図４（ｂ）に示す状態のときには、その状態を維持するようにする）。

ここで、燃焼制御手段９は、高温暖房装置１０ａの運転を行うときには８０℃の液体を供給できるように（暖房高温サーミスタ３３の検出温度が８０℃となるように）バーナ１６の燃焼制御および燃焼ファン１８の回転制御等を行って、暖房用熱交換器２８ａ，２８ｂを加熱し、暖房用液体循環通路５を循環する液体を加熱する。加熱された液体は、暖房用熱交換器２８ｂから約８０℃で導出され、図２の矢印Ａに示すように管路９２を通り、流量制御弁３８の閉状態においては、図２の矢印Ｂに示すように、管路９７，４０を順に通って暖房装置１０ａに供給される。

暖房装置１０ａに供給された液体は、暖房装置１０ａの管路５１を通るときに放熱して、その温度が例えば６０℃程度に下がった状態で、矢印Ｂに示すように、管路４１，５９を通り、図２の矢印Ｃに示すように、管路９５を順に通って暖房用熱交換器２８ａに導入され、暖房用熱交換器２８ａによって加温される。この加温された液体は管路９４を通って導出されるが、このとき、三方弁３５の状態は図４（ｂ）に示す状態と成しており、液体は、図２の矢印Ｄに示すように、シスターン装置１００に導入され、シスターン装置１００を通った後に、図２の矢印Ｅに示すように、管路９３ａを通り、三方弁３５を介して管路９３ｂに導入され、液体循環ポンプ６に導入される（シスターン側経路で通る）。その後、液体は、図２の矢印Ｆに示すように、管路９１を通って暖房用熱交換器２８ｂに導入され、暖房用熱交換器２８ｂによって加熱されて、前記と同様にして暖房用液体循環通路５を循環する。

なお、前記流量制御弁３８が開いている状態においては、管路９２を通った液体は、前記の如く、矢印Ｂに示したように暖房装置１０ａ側に導入されてから管路９５に導入される流れと、矢印Ｂ’に示すように、管路８９、液―液熱交換器７と管路９６を順に通って、管路９５に導入される流れとに分かれる。

また、燃焼制御手段９は、低温暖房装置１０ｂの運転を行うときには、通常、６０℃の液体を供給できるようにする。なお、このときも、バーナ１６の燃焼制御および燃焼ファン１８の回転制御等は、高温暖房装置１０ａの運転時と同様であり、暖房用熱交換器２８ｂからは適宜の温度（例えば約８０℃）の液体が導出されるが、燃焼制御手段９は、流量制御弁３８は開状態として、液体を、図２の矢印Ａ、Ｂ’、Ｃ、Ｄ、Ｅに示す順に通すことにより、管路９２、管路８９、液―液熱交換器７、管路９６、管路９５、暖房用熱交換器２８ａ、管路９４、シスターン装置１００、管路９３を順に通して、液体循環ポンプ６に導入するようにする。

そして、液体循環ポンプ６から吐出された液体が、熱動弁３７の開状態において、図の破線矢印Ｇに示すように、管路９０，４５を通って低温暖房装置１０ｂ，１０ｃに導入されることで、暖房用熱交換器２８ｂから直接的に液体が導入されるよりも液体の温度が低くなる。低温暖房装置１０ｂ，１０ｃを通って放熱し、例えば４０℃以下の低温となった液体は、管路４４を通り、管路９５に導入され、前記と同様に、シスターン側経路で暖房用液体循環通路５を循環する。

なお、低温暖房装置１０ｂ，１０ｃに導入される液体の温度調節は、暖房低温サーミスタ３６の検出温度に基づき、燃焼制御手段９の制御によって行われるものである。つまり、暖房装置１０ｂ，１０ｃの通常運転時には、暖房低温サーミスタ３６の検出温度が例えば６０℃になるように、低温能力切替熱動弁４７の開弁量を調節し、管路９４からシスターン装置１００に導入される液体に、管路９２を通る高温の（暖房熱交換器２８ｂによって例えば８０℃に高められた）液体が、管路９９，９８を通して混合される。

また、低温暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転開始直後には、これらの低温暖房装置１０ｂ，１０ｃの内部通路５１，５２や管路４４，４５内の液体が冷えている状態であり、このように液体を冷たい状態から加熱する場合のホットダッシュ運転（コールドスタート）では、例えば１５分といった予め定められたホットダッシュ設定時間だけ、暖房低温サーミスタ３６の検出温度が例えば７０℃になるように低温能力切替熱動弁４７の開弁量の調節が行われ、管路９２を通る高温の液体が、管路９９，９８を通して混合される。

なお、低温暖房装置１０ｂ，１０ｃと高温暖房装置１０ａとが共に運転するときには、暖房用熱交換器２８ｂから約８０℃で液体が導出され、その液体が管路９２を通った後、矢印Ｂに示す方向と矢印Ｂ’に示す方向とに分かれて、それぞれ矢印Ｂ、Ｂ’に示すように通った後、管路９５に導入される。また、低温暖房装置１０ｂ，１０ｃのみが運転するときには、管路９２を通った後、矢印Ｂ’に示す方向に流れて管路９５に導入される。

図３に示す風呂設定温度入力操作部６３は、浴槽湯水の温度を設定する操作部であり、浴槽湯水温度は、例えば４０℃前後の適宜の値に設定される。設定された温度の情報は、燃焼制御手段９と利用可熱量算出手段１に加えられる。風呂自動スイッチ６４は浴槽２７への自動湯張り動作のオンオフスイッチであり、風呂自動スイッチ６４のオンオフ信号は、いずれも燃焼制御手段９に加えられる。

燃焼制御手段９は、風呂自動スイッチ６４のオン信号が加えられると、従来例と同様に、バーナ１７の燃焼によって熱交換器２９を通る水を加熱し、前記湯張り注水通路を通して湯を浴槽２７に注ぐ。この際、予めメモリ部４に与えられている浴槽の水位（Ｐ）と水量（Ｑ）との関係データ（Ｐ−Ｑデータ）と水位センサ２２により検出される検出水位に基づき、浴槽の設定水位まで注湯し、また、風呂温度センサ２１により検出される浴槽湯水温が風呂設定温度となるようにする。なお、この自動湯張りの詳細な動作は、これまでに様々な態様が提案されており、本実施例においては、今後提案されるものも含めて、様々な態様が適用できる。

この自動湯張り後、例えば４時間といった保温モードの機能の動作中には、燃焼制御手段９は、風呂温度センサ２１の検出温度を例えば予め定められている時間間隔毎に取り込み、その検出温度が予め設定される風呂設定温度より予め定められている許容範囲（例えば２℃）を超えて低下したときには、バーナ１６の燃焼制御を行って、暖房用熱交換器２８により暖房用液体循環通路５内の液体を加熱しながら循環させると共に、浴槽湯水循環ポンプ２０を駆動させ、追い焚き循環通路１３を通して浴槽湯水を図１の矢印Ｈに示すように循環させることによって、該浴槽湯水と暖房用液体循環通路５を循環する液体とを液−液熱交換器７を介して熱交換し、風呂温度センサ２１の検出温度が風呂設定温度となるようにする。そして、この保温モード機能の動作中の追い焚き動作時には、燃焼制御手段９は、保温モード機能の動作中の追い焚き動作を行うことを伝える信号を経路切り替え制御手段８に加える。

経路切り替え制御手段８は、前記保温モード機能の動作中の追い焚き動作時には、三方弁３５を、図４（ａ）に示すように切り替え、暖房用液体循環通路５を通して暖房装置１０に供給する液体を通す経路を前記バイパス側経路とする。つまり、経路切り替え制御手段８は、保温モード機能の動作中の追い焚き時には、浴槽湯水の加熱開始時温度と風呂設定温度との温度差が、予め定められた設定温度（例えば３℃）以下であり、この時に行われる追い焚き動作は、短時間追い焚き動作であると推定される（つまり、前記温度差が小さいために、追い焚き動作時間が、例えば３分以内といった、予め定められた設定時間以内と推定される）ので、このときには、三方弁３５を図４（ａ）に示すようにし、この状態で、燃焼制御手段９が液体循環ポンプ６を駆動することにより、暖房用液体循環通路５の液体を図１に示すように、矢印Ａ、Ｂ’、Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｅ、Ｆ、Ａ、・・・といった順に循環させる。なお、管路９２を通った液体の一部は、途中で、管路９９，９８を通って管路４３に合流する。

また、経路切り替え制御手段８は、短時間追い焚き時であっても、燃焼制御手段９から、暖房運転スイッチ６８のオン信号が加えられたときには、高温暖房装置１０ａの運転が開始されるので、三方弁３５を、図４（ｂ）に示すように切り替え、シスターン側経路を通して液体を液体循環通路５の液体を循環させる。また、高温暖房装置１０ａの運転中に、保温モード機能の動作における追い焚き動作（短時間追い焚き動作）が行われたときには、三方弁３５を図４（ｂ）にした状態で維持し、図４（ａ）に示す状態への切り替えは行わない。

さらに、短時間追い焚きが行われる以前（例えば１〜２分前）に、暖房装置１０ａの運転が行われていたときなど、短時間追い焚きが行われる前のシスターン装置１００内の液体の温度が予め定められる設定温度（例えば７０℃）以上のときに行われる短時間追い焚き時には、以下のような動作を行う。すなわち、燃焼制御手段９は、風呂温度センサ２１の検出温度が風呂設定温度よりも低い予め定められる追い焚き停止温度となったときにバーナ１６の燃焼を停止して暖房用熱交換器２８の加熱を停止し、短時間追い焚きの途中停止信号を経路切り替え制御手段８に加える。経路切り替え制御手段８は、短時間追い焚きの途中停止信号を受けて、三方弁３５を図４（ｂ）に示す状態に切り替え、暖房用液体循環通路５内の液体の循環経路をシスターン側通路に切り替える。

この状態で、燃焼制御手段９は、暖房用液体循環通路５内の液体を循環させ、また、追い焚き循環通路１３内の浴槽湯水を循環させることにより、暖房用熱交換器２８の加熱停止時以降にシスターン装置１００が保有するシスターン保有熱量を利用して、前記追い焚き停止温度から前記風呂設定温度までの浴槽湯水の加熱を行う。

前記追い焚き停止温度を設定するために、本実施例では、利用可保有熱量算出手段１、浴槽水量推定手段２、追い焚き停止温度算出手段３を設けている。

利用可保有熱量算出手段１は、シスターン装置１００内の液体の温度と、シスターン装置１００の容量と、風呂設定温度とに基づき、追い焚き動作における暖房用熱交換器２８の加熱停止時以降に利用できるシスターン装置１００の保有熱量を算出する。利用可保有熱量算出手段１は、例えば短時間追い焚き動作中に暖房低温サーミスタ３６の検出温度（Ｔｄ）を取り込み、その温度をシスターン装置１００に貯留される液体の温度として検出する。

また、シスターン装置１００の容量をＳ、風呂設定温度をＴｓ、暖房用液体循環通路５を循環する液体と追い焚き循環通路１３を循環する浴槽湯水とを液―液熱交換器７によって熱交換するために必要な温度差（暖房用液体循環通路５を循環する液体の温度を浴槽湯水温よりも高くしなければならない温度差）をＴｕとすると、追い焚き動作における暖房用熱交換器２８の加熱停止時以降に利用できるシスターン装置１００の保有熱量を、式（１）により求めることができる。

（Ｔｄ−Ｔｓ−Ｔｕ）×Ｓ・・・（１）

なお、Ｔｕは、例えば１０（℃）であり、一例として、暖房低温サーミスタ３６の検出温度Ｔｄが８０℃、シスターン装置１００の容量Ｓが１．５リットル、風呂設定温度Ｔｓが４０℃とすると、追い焚き動作における暖房用熱交換器２８の加熱停止時以降に利用できるシスターン装置１００の保有熱量は、４５（Ｋｃａｌ）となる。利用可保有熱量算出手段１は、この式（１）により求めた保有熱量値を追い焚き停止温度算出手段３に加える。

浴槽湯水量推定手段２は、メモリ部４に格納されている前記Ｐ−Ｑデータと水位センサ２２により検出される短時間追い焚き動作開始時の浴槽湯水の検出水位とに基づいて、浴槽湯水の水量を推定する。なお、浴槽２７内に人が入っている場合には、その分だけ水位センサ２２による浴槽水位の検出値が高くなり、その値に基づいて推定される浴槽湯水の水量が多くなってしまうので、浴槽湯水量推定手段２は、例えば、水位センサ２２の検出水位を時々刻々とまたは予め定められた時間間隔毎に取り込んでおき、短時間追い焚き動作開始時の水位が、その前に取り込んでおいた水位値に比べて許容範囲を超えて高くなっているときには、人が浴槽２７に入ったと判断し、その前に取り込んでおいた水位値を短時間追い焚き動作開始時の浴槽湯水の検出水位として浴槽湯水の水量を推定するようにしてもよい。浴槽湯水量推定手段２は、推定される水量値を追い焚き停止温度算出手段３に加える。

追い焚き停止温度算出手段３は、利用可熱量算出手段１により算出した熱量（保有熱量値）と、浴槽湯水量推定手段２により推定される水量と、予め与えられる演算用データとに基づいて追い焚き停止温度を求める。この演算用データとは、例えば、式（２）に示す演算式である。

追い焚き停止温度＝風呂設定温度−（保有熱量値）÷浴槽水量・・・（２）

一例として、浴槽湯水量推定手段２によって推定された水量値が２２５リットルとすると、前記の如く風呂設定温度を４０℃とした場合、追い焚き停止温度は、４０−４５÷２２５＝３９．８（℃）となる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば、前記実施例では、経路切り替え制御手段８は、保温モード機能の動作時における追い焚き動作は短時間追い焚き時として、三方弁３５を図４（ａ）に示すようにしたが、保温モード機能の動作時に限らず、浴槽湯水の加熱開始時温度と風呂設定温度との温度差が予め定められた設定温度以下の時に行われる短時間追い焚き動作時には、暖房用液体循環通路５内の液体の循環経路が前記バイパス通路となるように三方弁３５を図４（ａ）に示すようにしてもよい。

また、前記実施例では、短時間追い焚きが行われる前のシスターン装置１００内の液体の温度が予め定められる設定温度以上のときに行われる短時間追い焚き時には、浴槽湯水温が追い焚き停止温度となったときに暖房用熱交換器２８の加熱を停止し、その後、暖房用液体循環通路５内の液体の循環経路をシスターン側通路に切り替えて暖房用液体循環通路５内の液体を循環させるようにしたが、このような制御は行わず、暖房用液体循環通路５内の液体の循環経路をバイパス側通路としたまま、浴槽湯水温が風呂設定温度となるまで暖房用熱交換器２８の加熱を行うようにしてもよい。

さらに、前記実施例では、浴槽湯水の加熱開始時温度と風呂設定温度との温度差が予め定められた設定温度以下の時に行われる短時間追い焚き動作時にのみ、三方弁３５を図４（ａ）に示す状態として、暖房用液体循環通路５を通る液体をバイパス側経路を通して循環させるようにしたが、低温暖房装置１０ｂ，１０ｃの定常運転時（ホットダッシュ運転ではなく、暖房装置１０ｂ，１０ｃに６０℃程度の液体を供給するとき）にも、暖房装置１０ｂ，１０ｃによる放熱が少ないとき等、短い時間の加熱ですむ場合もあり、このような場合にも、三方弁３５を図４（ａ）に示す状態として、暖房用液体循環通路５を通る液体をバイパス側経路を通して循環させるようにしてもよい。ただし、高温暖房装置１０ａの運転が行われるときには、暖房用液体循環通路５を通る液体をシスターン側経路を通して循環させるようにする。

さらに、前記実施例では、給湯機能と風呂の追い焚き機能と暖房機能とを備えた複合装置としたが、給湯機能を有していない装置としてもよい。

さらに、本発明の熱源装置は、例えば前記実施例で設けたガス燃焼を行うバーナの代わりに、石油燃焼用のバーナを設けてもよいし、電熱ヒータを設けてもよい。また、暖房用液体循環通路５内に循環させる液体は、水とは限らず、例えば不凍液等の他の液体としてもよい。

本発明の熱源装置は、浴槽湯水の保温モード機能の動作時等の短時間追い焚き時の運転における熱エネルギーの無駄を少なくできるので、省エネ化が可能となり、例えば家庭用の熱源装置として利用できる。

５暖房用液体循環通路
６液体循環ポンプ
７液−液熱交換器
８経路切り替え制御手段
９燃焼制御手段
１０暖房装置
１３追い焚き循環通路
１６，１７バーナ
２０浴槽湯水循環ポンプ
２１風呂温度センサ
２２水位センサ
２８暖房用熱交換器
３３暖房高温サーミスタ
３５三方弁
３６暖房低温サーミスタ
４３バイパス通路

Claims

暖房装置に液体を循環させる暖房用液体循環通路と、浴槽に接続される追い焚き循環通路とを有して、該追い焚き循環通路は熱交換手段を介して前記暖房用液体循環通路に熱的に接続され、前記暖房用液体循環通路には、該暖房用液体循環通路に液体を循環させる液体循環ポンプと、該液体循環ポンプの駆動により循環する液体を加熱する暖房用熱交換器と、シスターン装置とが介設され、前記追い焚き循環通路には、浴槽湯水を循環させる浴槽湯水循環ポンプと、前記浴槽湯水の温度を検出する浴槽湯水温検出手段とが設けられ、浴槽湯水の追い焚き指令を受けて前記暖房用熱交換器により前記暖房用液体循環通路内の液体を加熱しながら循環させると共に前記追い焚き循環通路を通して浴槽湯水を循環させることによって、該浴槽湯水と前記暖房用液体循環通路を循環する液体とを前記熱交換手段を介して熱交換し前記浴槽湯水温検出手段の検出温度が予め設定される風呂設定温度となるようにする追い焚き動作の機能を有する熱源装置であって、前記暖房用液体循環通路には前記液体を前記シスターン装置に通さずに循環させるためのバイパス通路と、前記暖房用液体循環通路を循環させる液体の経路をシスターン装置を通して循環させるシスターン側経路と前記シスターン装置を通さずに前記バイパス通路を通して循環させるバイパス側経路とのいずれかに切り替える経路切り替え手段と、前記追い焚き動作の機能によって浴槽湯水を加熱するときに浴槽湯水の加熱開始時温度と風呂設定温度との温度差が予め定められた設定温度以下の時に行われる短時間追い焚き動作時には、前記暖房用液体循環通路内の液体の循環経路が前記バイパス通路となるように前記経路切り替え手段を制御する経路切り替え制御手段が設けられていることを特徴とする熱源装置。
浴槽湯水温を風呂設定温度まで高めた後、浴槽湯水の温度を予め定められた設定間隔毎に浴槽湯水温検出手段により検出し、該検出温度が前記風呂設定温度よりも予め定められた許容範囲を超えて低下したときには追い焚き動作によって浴槽湯水温を前記風呂設定温度まで高める保温モードの機能を有し、経路切り替え制御手段は前記保温モードの機能の動作時に行われる追い焚き動作時には暖房用液体循環通路内の液体の循環経路が前記バイパス通路となるように経路切り替え手段を制御することを特徴とする請求項１記載の熱源装置。
短時間追い焚きが行われる前のシスターン装置内の液体の温度が予め定められる設定温度以上のときに行われる短時間追い焚き時には、浴槽湯水温検出手段の検出温度が風呂設定温度よりも低い予め定められる追い焚き停止温度となったときに暖房用熱交換器の加熱を停止し、その後、暖房用液体循環通路内の液体の循環経路をシスターン側通路に切り替えて前記暖房用液体循環通路内の液体を循環させ、追い焚き循環通路内の浴槽湯水を循環させることにより、前記暖房用熱交換器の加熱停止時以降にシスターン装置が保有するシスターン保有熱量を利用して前記追い焚き停止温度から前記風呂設定温度までの浴槽湯水の加熱を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の熱源装置。
暖房用液体循環通路には予め定められる高温暖房設定温度の液体を供給する高温暖房装置が接続され、該高温暖房装置の運転中には前記暖房用液体循環通路内の液体の循環経路がシスターン側通路となるように経路切り替え制御手段が経路切り替え手段を制御することを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の熱源装置。