JP5938025B2 - 熱源機 - Google Patents

Description

本発明は、浴槽の湯水を追焚き可能な熱源機に関する。特に、本発明は、追焚き運転を行う場合の省エネルギー化に関する。

従来、バーナやヒータなどの加熱部で加熱された熱媒を暖房循環回路を介して、温風暖房機や床暖房パネルなどの暖房装置に供給する暖房運転を行うとともに、浴槽の湯水を循環する追焚き循環回路及び暖房循環回路と接続されて、暖房循環回路を循環する熱媒で追焚き循環回路を循環する湯水を加熱する熱交換器を備え、浴槽内の湯水の追焚き運転を行う熱源機が知られている。

この種の熱源機で追焚き運転を行う場合、使用者がリモコンの追焚きスイッチをオン操作すると、追焚き循環回路に設けられた湯水循環ポンプを駆動させて、浴槽内の湯水を熱交換器に通しながら追焚き循環回路を循環させる。そして、加熱部での加熱を開始させるとともに、暖房循環回路に設けられた熱媒循環ポンプを駆動させて、熱媒を熱交換器に通しながら暖房循環回路を循環させることにより、熱媒と湯水とを熱交換器を介して熱交換し、湯水を設定された風呂温度まで加熱している。

ところで、上記のような熱源機で追焚き運転を行うにあたって、エネルギーの無駄を低減するため、暖房循環回路に設けられた熱媒を貯留するシスターンの保有熱量に基づき、湯水の温度が設定された風呂温度よりも所定温度低い追焚き停止温度になると、加熱部での加熱を停止させ、保有熱量により風呂温度まで湯水の温度を上昇させることが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１２−５２７５２号公報

しかしながら、熱交換器を介して熱媒と湯水との間で熱交換を行う場合、熱媒が保有する熱量だけでなく、熱交換器を流通して熱量が供給される湯水の温度や熱交換器の効率などによっても、上昇させることが可能な湯水の温度が異なる。また、追焚き運転が単独で行われる場合と、追焚き運転と暖房運転が同時に行われる場合とでは、加熱部で加熱される熱媒の温度も異なるから、エネルギーを無駄なく利用するためには、各運転に応じた制御を行う必要がある。従って、特許文献１のようにシスターンの保有熱量のみに基づいて、一律に風呂温度よりも所定温度低い追焚き停止温度で加熱部での加熱を停止させても、効率良く追焚き運転が行われないという問題がある。

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、本発明の目的は、暖房循環回路を循環する熱媒と追焚き循環回路を循環する湯水とを熱交換して追焚き運転を行う場合に、より少ないエネルギーで湯水の温度を設定温度まで上昇させることが可能な熱源機を提供することにある。

本発明の一局面は、
熱媒を加熱する加熱部と、
前記加熱部で加熱された熱媒を暖房装置との間で循環させる暖房循環回路と、
前記暖房循環回路に熱媒を循環させる熱媒循環ポンプと、
浴槽の湯水を循環する追焚き循環回路と、
前記追焚き循環回路に湯水を循環させる湯水循環ポンプと、
前記追焚き循環回路内を循環する湯水を前記暖房循環回路内を循環する熱媒で加熱する熱交換器と、
前記暖房循環回路内を循環する熱媒の前記熱交換器への供給・停止をする熱動弁と、
前記加熱部から前記熱交換器に熱媒を供給する前記熱媒循環回路の供給路に設けられた高温側熱媒温度検知部と、
前記熱交換器から前記加熱部に熱媒を還流する前記熱媒循環回路の還流路に設けられた低温側熱媒温度検知部と、
前記浴槽から前記熱交換器に湯水を送出する前記追焚き循環回路の戻り通路に設けられた戻り側温度検知部と、
前記熱交換器から前記浴槽に湯水を導く前記追焚き循環回路の往き通路に設けられた往き側温度検知部と、
風呂温度を設定する風呂温度設定部と、
追焚き運転及び暖房運転を行う運転制御部と、を有し
前記運転制御部は、前記加熱部、前記熱媒循環ポンプ、及び前記湯水循環ポンプを作動させて、前記戻り側温度検知部で検知される戻り側温度が、前記風呂温度に一致するように追焚き運転を行うにあたって、
前記追焚き運転のみが行われている場合、前記加熱部での加熱を停止させた後で前記熱交換器で前記戻り側温度の湯水に供給可能な熱量に基づき、湯水の温度を上昇させることが可能な第１補正温度を算出し、
前記戻り側温度が、前記風呂温度よりも前記第１補正温度低い第１停止温度に到達すると、前記熱媒循環ポンプ及び前記湯水循環ポンプを作動させた状態で、前記加熱部による加熱を停止させ、
前記戻り側温度が前記第１停止温度に到達して、前記加熱部での加熱を停止させたときの前記高温側熱媒温度検知部で検知される高温側温度が前記風呂温度よりも低い場合、前記熱媒循環ポンプ及び前記湯水循環ポンプを停止させる熱源機である。

上記熱源機によれば、追焚き運転のみが行われている場合、設定されている風呂温度よりも低い第１停止温度で加熱部での加熱を停止させるために、浴槽から熱交換器に送出される湯水の温度である戻り側温度を有する湯水に、加熱を停止させた後で熱交換器を介して熱媒から供給可能な熱量に基づき第１補正温度が算出されるから、熱源機の条件や追焚き運転の状態に応じて、より効率良く湯水の温度を上昇させることができる。

そして、戻り側温度が第１停止温度に到達して、加熱部での加熱を停止させたときに、熱交換器を流通する熱媒の温度が設定された風呂温度よりも低い場合には、熱交換器での湯水の加熱が期待できないから、熱媒循環ポンプ、湯水循環ポンプいずれも停止させることにより、無駄なエネルギーの消費を避けることができる。

上記熱源機において、好ましくは、
前記運転制御部は、前記加熱部での加熱を停止させてから所定時間経過したときの戻り側温度が、停止時の戻り側温度よりも低い場合、前記熱媒循環ポンプ及び前記湯水循環ポンプを停止させる。

加熱部での加熱を停止させてから所定時間経過したときの戻り側温度が停止時よりも低い場合には、熱交換器での湯水の加熱が期待できないから、上記熱源機によれば、より無駄なエネルギーの消費を避けることができる。

また、本発明の他の局面は、
熱媒を加熱する加熱部と、
前記加熱部で加熱された熱媒を暖房装置との間で循環させる暖房循環回路と、
前記暖房循環回路に熱媒を循環させる熱媒循環ポンプと、
浴槽の湯水を循環する追焚き循環回路と、
前記追焚き循環回路に湯水を循環させる湯水循環ポンプと、
前記追焚き循環回路内を循環する湯水を前記暖房循環回路内を循環する熱媒で加熱する熱交換器と、
前記暖房循環回路内を循環する熱媒の前記熱交換器への供給・停止をする熱動弁と、
前記浴槽から前記熱交換器に湯水を送出する前記追焚き循環回路の戻り通路に設けられた戻り側温度検知部と、
前記熱交換器から前記浴槽に湯水を導く前記追焚き循環回路の往き通路に設けられた往き側温度検知部と、
風呂温度を設定する風呂温度設定部と、
追焚き運転及び暖房運転を行う運転制御部と、を有し、
前記運転制御部は、前記加熱部、前記熱媒循環ポンプ、及び前記湯水循環ポンプを作動させて、前記戻り側温度検知部で検知される戻り側温度が、前記風呂温度に一致するように追焚き運転を行うにあたって、
前記追焚き運転及び前記暖房運転が同時に行われている場合、前記熱動弁を開弁状態から閉弁状態とするまでの閉弁時間内に前記熱交換器で前記戻り側温度の湯水に供給可能な熱量に基づき、湯水の温度を上昇させることが可能な第２補正温度を算出し、
前記戻り側温度が、前記風呂温度よりも前記第２補正温度低い第２停止温度に到達すると、前記熱媒循環ポンプ及び湯水循環ポンプを作動させた状態で、前記熱動弁の閉弁を開始する熱源機である。

上記熱源機によれば、追焚き運転及び暖房運転が同時に行われている場合、風呂温度よりも低い第２停止温度で熱動弁の閉弁を開始させるために、浴槽から熱交換器に送出される湯水の温度である戻り側温度を有する湯水に、熱動弁を閉弁させるまでの閉弁時間内に熱交換器を介して熱媒から供給可能な熱量に基づき第２補正温度が算出されるから、熱源機の条件や追焚き運転及び暖房運転の状態に応じて、より効率良く湯水の温度を上昇させることができる。

以上のように、本発明によれば、追焚き運転のみが行われている場合は、加熱部での加熱を停止させた後、戻り側温度を有する湯水に熱交換器で供給可能な熱量に基づき、湯水の温度を上昇させることができる第１補正温度を算出し、設定された風呂温度よりもその第１補正温度低い第１停止温度に到達した時点で、加熱部での加熱が停止されるから、熱源機の状態や追焚き運転の状態に応じて、熱媒を加熱するために使用されたエネルギーを効率的に利用することができる。

また、本発明によれば、追焚き運転及び暖房運転が同時に行われている場合は、熱動弁の閉弁時間内に、戻り側温度を有する湯水に熱交換器で供給可能な熱量に基づき、湯水の温度を上昇させることができる第２補正温度を算出し、設定された風呂温度よりもその第２補正温度低い第２停止温度に到達した時点で、熱動弁の閉弁が開始されるから、熱源機の状態や追焚き運転及び暖房運転の状態に応じて、熱媒を加熱するために使用されたエネルギーを効率的に利用することができる。

本発明の実施の形態に係る熱源機の一例を示す概略模式図である。 本発明の実施の形態に係る熱源機における制御動作を示すフローチャートである。 本発明の他の形態に係る熱源機の一例を示す概略模式図である。 本発明の他の形態に係る熱源機における制御動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本実施の形態に係る熱源機を説明する。
本実施の形態の熱源機は、給湯用の第１燃焼部２−１と暖房及び追焚き用の第２燃焼部２−２とを有し、これら燃焼部が、単一の缶体内に仕切り壁を隔てて並設された１缶式の複合型の熱源機であり、マイクロコンピュータ等により構成されたコントローラ（運転制御部）７によって全体の作動が制御される。

第１燃焼部２−１は、給湯用の第１熱交換器３−１とこれを加熱する第１バーナ４−１とを有し、暖房及び追焚き用の加熱部である第２燃焼部２−２は、暖房及び追焚き用の第２熱交換器３−２とこれを加熱する第２バーナ４−２とを有する。第１燃焼部２−１と第２燃焼部２−２には共通の燃焼ファン５から燃焼用空気が供給される。

第１バーナ４−１の燃焼排気は第１熱交換器３−１に導かれ、第１熱交換器３−１で熱交換した後に、第１熱交換器３−１及び第２熱交換器３−２の上側の排気フードに流れて、排気フードに形成された排気口６ａから外部に排出される。同様に、第２バーナ４−２の燃焼排気は第２熱交換器３−２に導かれ、第２熱交換器３−２で熱交換器した後に、排気フードに流れて排気口６ａから外部に排出される。なお、第１バーナ４−１及び第２バーナ４−２の燃焼量に対応した量の燃焼用空気が供給されるように、コントローラ７により燃焼ファン５の回転数が制御される。

第１熱交換器３−１には、上流側の給水路８ａと下流側の出湯路８ｂとが接続されている。給水路８ａには、流量センサ８１とコントローラ７により制御される流量調節弁８２とが設けられ、さらに、流量調節弁８２の下流側で給水路８ａと出湯路８ｂとを連通するバイパス通路８ｃが設けられ、バイパス通路８ｃにコントローラ７により制御されるバイパス流量調節弁８３が介設されている。また、出湯路８ｂには、上流側の湯温センサ８４と、バイパス通路８ｃとの合流箇所より下流側の湯温センサ８５とが設けられている。

流量センサ８１と湯温センサ８４，８５の検出信号はコントローラ７に入力される。そして、コントローラ７は、出湯路８ｂの下流端のカラン（図示せず）が開栓されて第１熱交換器３−１への通水が開始され、流量センサ８１の検出流量が所定の下限流量以上となったときに、燃焼ファン５を駆動するとともに、第１バーナ４−１に点火して「給湯運転」を実行する。この「給湯運転」では、コントローラ７は、湯温センサ８５の検出温度がリモコン７ａで設定された給湯温度になるように、バイパス流量調節弁８３によりバイパス通路８ｃの流水量（バイパスミキシング量）を制御する。

第２熱交換器３−２は、暖房循環回路９を介して要求湯温が比較的高い（例えば、８０℃）高温暖房端末である湯水式の温風暖房機１０（暖房装置）に接続されている。なお、本実施の形態では、熱媒として湯水を用いているが、エチレングリコール等を主成分とする不凍液を用いてもよい。暖房循環回路９は、第２熱交換器３−２で加熱された湯水を、温風暖房機１０や後述する追焚き弁１３３の開弁時に液々熱交換器１３２に供給する供給路９ａと、温風暖房機１０及び液々熱交換器１３２内を流通した湯水を第２熱交換器３−２に戻す還流路９ｂとにより構成されている。

還流路９ｂには、シスターン９１と、コントローラ７により制御される熱媒循環ポンプ９２と、温風暖房機１０で放熱された後の低温側温度を検出する低温側湯温センサ（低温側熱媒温度検知部）９４が介設されている。そして、温風暖房機１０の運転スイッチ（図示せず）がオン操作されたときに、コントローラ７は、温風暖房機１０の通水弁１０ａを開弁するとともに、熱媒循環ポンプ９２を駆動して、温風暖房機１０と第２熱交換器３−２との間で暖房循環回路９を介して湯水を循環させる「暖房運転」を実行する。なお、通水弁１０ａは、温風暖房機１０の暖房運転時以外は、閉弁している常閉弁である。

また、本実施の形態では、要求湯温が比較的低い（例えば、６０℃）低温暖房端末である床暖房パネル１１（暖房装置）が備えられており、熱媒循環ポンプ９２の下流側の還流路９ｂの部分から床暖房パネル１１に至る低温供給路９ｃが分岐している。床暖房パネル１１内を流通した湯水は、低温還流路９ｄを通って、温風暖房機１０内を流通した湯水と合流しシスターン９１に戻る。

さらに、供給路９ａには、通水弁１０ａの閉弁時に湯水を循環させるために還流路９ｂと接続されたバイパス通路９ｅが設けられている。床暖房パネル１１の運転スイッチ（図示せず）がオン操作されると、コントローラ７は、床暖房パネル１１の床暖用熱動弁１１ａを開弁するとともに、熱媒循環ポンプ９２を駆動して「暖房運転」を実行する。これにより、バイパス通路９ｅを経由して第２熱交換器３−２に湯水が循環されるとともに、熱媒循環ポンプ９２から送出される湯水の一部が床暖房パネル１１に供給され、第２熱交換器３−２からの熱がシスターン９１を介して床暖房パネル１１に伝達される。なお、床暖用熱動弁１１ａは、床暖房パネル１１の暖房運転時以外は、閉弁している常閉弁である。

供給路９ａの上流部には、第２熱交換器３−２から送出される高温側温度を検出する高温側湯温センサ（高温側熱媒温度検知部）９３が設けられており、高温側湯温センサ９３の検出信号はコントローラ７に入力される。そして、コントローラ７は、温風暖房機１０や床暖房パネル１１の運転スイッチ（図示せず）がオン操作されて「暖房運転」を行なう際に、高温側湯温センサ９３で検出される高温側温度が温風暖房機１０や床暖房パネル１１の要求湯温となるように、第２バーナ４−２の燃焼量を制御する。

また、供給路９ａは、第２熱交換器３−２から供給される湯水を液々熱交換器１３２に流通させるために温風暖房機１０よりも上流側で分岐しており、液々熱交換器１３２の下流側は還流路９ｂと合流して、シスターン９１に接続されている。さらに、分岐した供給路９ａには、コントローラ７により制御される追焚き弁１３３（熱動弁）が介設されている。なお、追焚き弁１３３は、追焚き運転時以外は、閉弁している開閉弁であり、コントローラ７からの作動に応じて、図示しない電気ヒータの熱などにより開閉制御される。

浴槽１２に接続された追焚き循環回路１３は、浴槽１２の湯水を液々熱交換器１３２に送出する戻り通路１３ａと、液々熱交換器１３２で加熱された湯水を浴槽１２に導く往き通路１３ｂとから構成されている。戻り通路１３ａには、コントローラ７により制御される湯水循環ポンプ１３１と、浴槽１２の湯水の水位を検出する水位センサ１４３と、追焚き循環回路１３内を湯水が循環していることを検出する風呂流水センサ１４２と、浴槽１２から液々熱交換器１３２に送出する湯水の温度を検出する戻り側温度センサ１４１（戻り側温度検知部）とが設けられ、往き通路１３ｂには、液々熱交換器１３２で加熱された湯水の温度を検出する往き側温度センサ１４０（往き側温度検知部）が設けられている。

そして、リモコン７ａに備えられた追焚きスイッチ（図示せず）がオン操作されると、コントローラ７は、後述する切替弁１３８を追焚き側とし、湯水循環ポンプ１３１を駆動して追焚き循環回路１３に浴槽１２の湯水を循環させるとともに、追焚き弁１３３を開弁して熱媒循環ポンプ９２を駆動し、第２バーナ４−２に点火して「追焚き運転」を実行する。「追焚き運転」においては、第２熱交換器３−２で加熱された湯水が液々熱交換器１３２を経由して暖房循環回路９を循環することにより、追焚き循環回路１３を循環する浴槽１２の湯水が液々熱交換器１３２で熱交換されて加熱される。戻り側温度センサ１４１、往き側温度センサ１４０、及び風呂流水センサ１４２の検出信号はコントローラ７に入力され、コントローラ７は、戻り側温度センサ１４１で検出される戻り側温度がリモコン７ａで設定された風呂温度まで上昇するように「追焚き運転」を実行する。

また、追焚き循環回路１３には、出湯路８ｂから分岐した湯張り注湯路１３５が切替弁１３８を介して接続されている。湯張り注湯路１３５には、コントローラ７により制御される湯張り弁１３７及び逆止弁１３６が介設されており、リモコン７ａに備えられた風呂温度設定スイッチ７０で風呂温度が設定され、湯張りスイッチ（図示せず）がオン操作されたときに、コントローラ７は、湯張り弁１３７を開弁し、切替弁１３８を注湯側にして、第１熱交換器３−１で加熱された湯水を湯張り注湯路１３５を経由して浴槽１２に供給する「湯張り運転」を実行する。

第１バーナ４−１と第２バーナ４−２に対する共通のガス供給路４０には、元弁４１と比例弁４２とが介設されている。そして、ガス供給路４０から第１バーナ４−１の能力切換弁４３Ｓ，４３Ｍ，４３Ｌを介して第１バーナ４−１に燃料ガスが供給され、また、ガス供給路４０から第２バーナ４−２の能力切換弁４４を介して第２バーナ４−２に燃料ガスが供給される。

図示しないが、コントローラ７には、上述した「給湯運転」を実行する給湯制御手段と、「暖房運転」を実行する暖房制御手段と、上述した「追焚き運転」を実行する追焚き制御手段と、上述した「湯張り運転」を実行する湯張り制御手段とが備えられている。また、リモコン７ａには、湯張り運転や追焚き運転を行うときの風呂温度を設定する風呂温度設定スイッチ７０や熱源機の作動状態等を表示するための表示部が備えられている。

次に、本実施の形態の熱源機における追焚き運転の運転制御について、図２の制御フロー図を参照して具体的に説明する。なお、以下では、リモコン７ａの追焚きスイッチ（図示せず）がオン操作された場合の制御動作について説明するが、戻り側温度センサ１４１で検出される戻り側温度が設定された風呂温度よりも所定温度以上低くなった場合にも、同様の追焚き運転が実行される。

使用者が、追焚き運転を行うためにリモコン７ａの追焚きスイッチをオン操作すると（ステップＳＴ１）、湯水循環ポンプ１３１を駆動させ、追焚き循環回路１３に浴槽１２の湯水を循環させる（ステップＳＴ２）。そして、風呂流水センサ１４２で湯水の循環が検知されると、追焚き弁１３３への通電が行われ、所定時間（例えば、１分間）が経過すると、追焚き弁１３３が開弁する（ステップＳＴ３）。

次いで、暖房運転スイッチがオン操作されて、暖房運転が実行されているかどうかが判定される（ステップＳＴ４）。暖房運転が実行されていない場合、暖房循環回路９に湯水を循環させるため、熱媒循環ポンプ９２を駆動させる（ステップＳＴ５）。そして、暖房循環回路９内の湯水を所定温度（例えば、６０℃）に加熱するために、第２バーナ４−２に点火して、暖房燃焼を開始させる（ステップＳＴ６）。

暖房燃焼が開始されると、戻り側温度センサ１４１で検出される戻り側温度が、風呂温度設定スイッチ７０で設定される風呂温度よりも所定の第１補正温度低い第１停止温度に到達したかどうかが判定される（ステップＳＴ７）。

ここで、本実施の形態の第１補正温度は、追焚き運転のみが行われているときに、第２バーナ４−２を消火した後で液々熱交換器１３２を介して暖房循環回路９を循環する湯水から戻り側温度を有する湯水に供給可能な熱量に基づき、上昇させることが可能な温度であり、以下の式（１）から算出することができる。
第１補正温度＝｛（低温側温度−風呂温度）×保有熱媒量×熱効率｝／浴槽湯量（１）
上記式中、低温側温度は、低温側湯温センサ９４で検知される湯水の温度［℃］であり、風呂温度は、風呂温度設定スイッチ７０で設定される温度［℃］であり、保有熱媒量は、暖房循環回路９を循環する湯水の量［Ｌ］であり、浴槽湯量は、水位センサ１４３で検出される浴槽１２の湯量［Ｌ］である。

第２燃焼部２−２で熱媒である湯水の加熱を停止させた場合に、浴槽１２から液々熱交換器１３２を流通する湯水に供給可能な熱量は、暖房循環回路９を循環する湯水の温度と、浴槽１２から液々熱交換器１３２へ流通する湯水の温度（戻り側温度）との温度差、及び暖房循環回路９を循環する湯水の全量に、液々熱交換器１３２の熱効率を積算することによって求めることができるから、上記熱量に基づき、加熱停止後、追焚きする湯水の全量を上昇させることが可能な温度を算出することができる。なお、液々熱交換器１３２の熱効率は、熱交換器の形態や配設条件によって異なるため、熱源機の設置時に求めることが好ましい。例えば、本実施の形態では、以下の表１に示す戻り側温度と熱効率との関係がデータテーブルに格納されている。

従って、追焚き運転中、戻り側温度が、設定された風呂温度よりも上記第１補正温度低い第１停止温度以上になると、熱媒循環ポンプ９２及び湯水循環ポンプ１３１は駆動させたままの状態で、第２バーナ４−２を消火し、暖房燃焼を停止させる（ステップＳＴ８）。これにより、第２燃焼部２−２で湯水が加熱されず、加熱停止後の暖房循環回路９内の湯水が有している熱量を利用して、追焚き循環回路１３を循環する湯水を加熱することができる。

暖房燃焼を停止させると、戻り側温度センサ１４１で検出される戻り側温度が停止時の戻り側温度として記憶される（ステップＳＴ９）。次いで、高温側湯温センサ９３で検知される高温側温度が設定されている風呂温度以上であるかどうかが判定され（ステップＳＴ１０）、高温側温度が設定されている風呂温度より低い場合（ステップＳＴ１０で、Ｎｏ）、熱媒循環ポンプ９２を停止させ、追焚き弁１３３を閉弁し、さらに湯水循環ポンプ１３１を停止させ、リモコン７ａから追焚き運転の終了を報知する（ステップＳＴ１４〜ＳＴ１７）。これにより、暖房循環回路９を循環する湯水の温度が、追焚き循環回路１３を循環する湯水の加熱に利用できない程度まで低下している場合に、循環ポンプ９２，１３１の駆動等によるエネルギーの損失を抑えることができる。

高温側温度が風呂温度以上である場合（ステップＳＴ１０で、Ｙｅｓ）、熱媒循環ポンプ９２及び湯水循環ポンプ１３１の駆動が所定時間（例えば、３０秒間）継続され、液々熱交換器１３２を介して、暖房循環回路９を循環する湯水の熱量を利用して追焚き循環回路１３を循環する湯水の加熱が行われる（ステップＳＴ１１）。そして、所定時間が経過したときの戻り側温度が、上記した停止時の戻り側温度以下であるかどうかが判定される（ステップＳＴ１２）。このとき、戻り側温度が、停止時の戻り側温度以下である場合（ステップＳＴ１２で、Ｙｅｓ）、停止後の湯水の循環によって、浴槽１２の湯水の温度が低下しているから、上記と同様に、熱媒循環ポンプ９２を停止させ、追焚き弁１３３を閉弁し、湯水循環ポンプ１３１を停止させ、リモコン７ａから追焚き運転の終了を報知する（ステップＳＴ１４〜ＳＴ１７）。これにより、高温側温度が風呂温度以上であっても、所定時間内の液々熱交換器１３２での熱交換や湯水の循環により浴槽１２の湯水の温度が上昇し難い場合に、循環ポンプ９２，１３１の駆動等によるエネルギーの損失を抑えることができる。

高温側温度が風呂温度以上であり、所定時間経過内の戻り側温度が停止時の戻り側温度より高い場合（ステップＳＴ１０で、Ｙｅｓ、ステップＳＴ１２で、Ｎｏ）、高温側温度が設定された風呂温度と略同温度（例えば、１℃未満）になるまで、熱媒循環ポンプ９２及び湯水循環ポンプ１３１を駆動して、追焚き運転を継続する（ステップＳＴ１３）。これにより、暖房循環回路９の湯水が保有する熱量を最大限、浴槽１２の湯水の加熱に使用することができる。なお、低温側湯温センサ９４で検出される低温側温度と風呂温度とを対比して、追焚き運転の継続を判定してもよいが、高温側温度を利用することにより、加熱停止後に第２熱交換器３−２が保有する熱量を絞りとることができる。

一方、使用者が、追焚き運転を行うためにリモコン７ａの追焚きスイッチをオン操作したときに、暖房運転が実行されていた場合（ステップＳＴ４で、Ｙｅｓ）、戻り側温度センサ１４１で検出される戻り側温度が、風呂温度設定スイッチ７０で設定される風呂温度よりも所定の第２補正温度低い第２停止温度に到達したかどうかが判定される（ステップＳＴ１８）。なお、既述したように、温風暖房機１０の暖房運転が行われている場合には、高温側温度が比較的高い所定温度（例えば、８０℃）となるように、運転制御が行われる。

ここで、本実施の形態の第２補正温度は、追焚き運転と暖房運転が同時に行われているとき、熱動弁である追焚き弁１３３を閉弁させるために要する閉弁時間内に液々熱交換器１３２を介して暖房循環回路９を循環する湯水から戻り側温度を有する湯水に供給可能な熱量に基づき、上昇させることが可能な温度であり、以下の式（２）から算出することができる。
第２補正温度＝（追焚き能力×追焚き弁の閉弁時間）／浴槽湯量 （２）
上記式中、追焚き能力は、単位時間当たりに湯水に供給可能な熱量［ｋｃａｌ／ｍｉｎ］であり、追焚き弁の閉弁時間は、追焚き弁１３３を開弁状態から閉弁状態とするまでに要する時間［ｍｉｎ］であり、浴槽湯量は、水位センサ１４３で検出される浴槽１２の湯量［Ｌ］である。

なお、上記追焚き能力は、使用する熱源機で追焚き運転のみを行ったときに求められる追焚き循環流量及び液々熱交換器１３２の熱効率に基づく固有値であり、以下の式（３）〜（４）に基づいて算出できる。
追焚き能力＝（往き側温度−戻り側温度）×追焚き循環流量 （３）
追焚き循環流量＝（暖房能力×熱効率）／（往き側温度−戻り側温度） （４）
上記式（３）及び（４）中、往き側温度は、往き側温度センサ１４０で検出される温度［℃］であり、戻り側温度は、戻り側温度センサ１４１で検出される温度［℃］であり、暖房能力は、第２バーナ４−２の単位時間当たりの燃焼量［ｋｃａｌ／ｍｉｎ］である。例えば、熱源機の試運転時に、ある一定の燃焼量で第２バーナ４−２を燃焼させたときに、往き側温度と戻り側温度との温度差及び液々熱交換器１３２の熱効率から追焚き循環流量を学習させることより、湯水の温度ごとの追焚き能力を設定することができる。本実施の形態では、以下の表２に示す戻り側温度と追焚き能力の関係がデータテーブルに格納されている。

追焚き運転と暖房運転が同時に行われている場合、第２燃焼部２−２での加熱を停止させることはできないが、両運転が行われているときに追焚き運転のみを終了させるには、追焚き弁１３３を閉弁させる必要があり、追焚き弁１３３に熱動弁を使用している場合、その閉弁には一定の時間を必要とする。このため、熱動弁である追焚き弁１３３を閉弁させるのに要する閉弁時間内に液々熱交換器１３２を介して供給される熱量を利用して、浴槽１２の湯水を加熱することにより効率的に追焚き運転を行うことができる。そして、この熱量は、既述した第２燃焼部２−２で湯水を加熱することによって定まる追焚き能力と閉弁時間とを積算することによって求めることができるから、上記熱量に基づき、閉弁時間内に追焚きする湯水の全量を上昇させることが可能な温度を算出することができる。

従って、追焚き運転中、戻り側温度が、設定された風呂温度よりも上記第２補正温度低い第２停止温度以上になると、湯水循環ポンプ１３１を駆動させた状態で、追焚き弁１３３の閉弁を開始する（ステップＳＴ１９）。これにより、閉弁時間内に液々熱交換器１３２を流通する熱媒が有している熱量を利用して、追焚き循環回路１３を循環する湯水を加熱することができる。また、早期に追焚き弁１３３を閉弁させることができるから、暖房運転では、暖房端末に加熱された湯水を多く供給することができ、暖房レベルを早期に低下させることもできる。

追焚き弁の閉弁信号が送信されてから、所定の閉弁時間（例えば、３分間）が経過すると（ステップＳＴ２０で、Ｙｅｓ）、湯水循環ポンプ１３１を停止させ、リモコン７ａから追焚き運転の終了を報知する（ステップＳＴ１６〜ＳＴ１７）。

以上のように、本実施の形態の熱源機では、追焚き運転のみが行われている場合、加熱部である第２燃焼部２−２での湯水の加熱を停止後に、液々熱交換器１３２を流通する湯水の熱量を利用して、戻り側温度が設定された風呂温度まで上昇するように、戻り側温度が設定された風呂温度よりも第１補正温度低い第１停止温度になると、第２燃焼部２−２での加熱を停止させるから、エネルギーを効率的に使用することができる。

また、追焚き運転及び暖房運転が同時に行われている場合、熱動弁である追焚き弁１３３が閉弁するまでに、液々熱交換器１３２を流通する湯水の熱量を利用して、戻り側温度が設定された風呂温度まで上昇するように、戻り側温度が設定された風呂温度よりも第２補正温度低い第２停止温度になると、追焚き弁１３３の閉弁を開始させるから、エネルギーを効率的に使用することができる。

（その他の形態）
上記実施の形態では、暖房循環回路及び追焚き循環回路を有する熱源機について説明したが、暖房循環回路を有さず追焚き循環回路のみを有する熱源機においても、追焚き運転を行うにあたって、本発明を利用することができる。

図３は、給湯回路と追焚き循環回路を有する熱源機の概略模式図である。この熱源機における給湯用の第１燃焼部２−１、追焚き用の第２燃焼部２−２などは、上記実施の形態の熱源機と同様の構成を有する１缶式の複合型の熱源機であるが、液々熱交換器が設けられておらず、浴槽１２と第２熱交換器３−２との間で湯水を循環する構成となっている点が相違している。このため、同一の構成については、同一の引用番号を付して説明を省略し、以下では、追焚き運転を行う場合の制御動作における主たる相違点のみについて説明する。

図４は、この熱源機の追焚き運転における制御動作を示す。
使用者が、追焚き運転を行うためにリモコン７ａの追焚きスイッチ（図示せず）をオン操作すると（ステップＳＴ３１）、湯水循環ポンプ１３１を駆動させ、追焚き循環回路１３に浴槽１２の湯水を循環させる（ステップＳＴ３２）。そして、追焚き循環回路１３内の湯水を加熱するために、第２バーナ４−２に点火して、風呂燃焼を開始させる（ステップＳＴ３３）。

第２燃焼部２−２での湯水の加熱が開始されると、燃焼開始から所定の初期時間（例えば、３０秒間）が経過するまでに、戻り側温度が風呂温度以上になっているかどうかを判定する（ステップＳＴ３４及びＳＴ４３）。すなわち、既述した暖房循環回路９を有する熱源機と相違し、浴槽１２と第２熱交換器３−２とが直接、追焚き循環回路１３で接続されている場合、加熱停止後に利用可能な主たる熱量は、第２熱交換器３−２の保有熱量となるから、余りに早期に運転が終了される場合、保有熱量が少ない。そのため、そのような短時間の加熱で第２熱交換器３−２の保有熱量が少ない場合には、第２熱交換器３−２を介して湯水の温度を上昇させることが期待できない。なお、風呂燃焼開始してから所定時間が経過するまでに戻り側温度が風呂温度以上となっている場合、風呂燃焼を停止させる（ステップＳＴ４４）。

燃焼開始から所定時間が経過すると、戻り側温度センサ１４１で検出される戻り側温度が、風呂温度よりも所定の第３補正温度低い第３停止温度に到達したかどうかが判定される（ステップＳＴ３５）。なお、この熱源機は暖房循環回路を有していないため、液々熱交換器を介して暖房循環回路を循環する湯水から供給される熱量でなく、第２燃焼部２−２での加熱により浴槽１２の湯水に供給される熱量で湯水の温度を上昇させている。このため、例えば、試運転時に浴槽１２の湯量と第２燃焼部２−２で供給可能な熱量とから第３補正温度を算出し、設定することができる。

追焚き運転中、戻り側温度が、設定された風呂温度よりも上記第３補正温度低い第３停止温度以上になると、湯水循環ポンプ１３１は駆動させたままの状態で、第２バーナ４−２を消火し、風呂燃焼を停止させる（ステップＳＴ３６）。これにより、第２燃焼部２−２内の第２熱交換器３−２が保有する熱量を利用して、追焚き循環回路１３を循環する湯水を加熱することができる。

風呂燃焼を停止させた後の経過時間や停止時の戻り側温度との対比の制御動作は上記と同様である（ステップＳＴ３８〜ＳＴ４２）。

２−２ 第２燃焼部（加熱部）
９ 暖房循環回路
９２ 熱媒循環ポンプ
９３ 高温側湯温センサ（高温側熱媒温度検知部）
９４ 低温側湯温センサ（低温側熱媒温度検知部）
１０ 温風暖房機
１３ 追焚き循環回路
１３１ 湯水循環ポンプ
１３２ 液々熱交換器
１３３ 追焚き弁（熱動弁）
１４０ 往き側温度センサ（往き側温度検知部）
１４１ 戻り側温度センサ（戻り側温度検知部）
７ コントローラ（運転制御部）
７０ 風呂温度設定スイッチ（風呂温度設定部）

Claims (3)

1. 熱媒を加熱する加熱部と、
   前記加熱部で加熱された熱媒を暖房装置との間で循環させる暖房循環回路と、
   前記暖房循環回路に熱媒を循環させる熱媒循環ポンプと、
   浴槽の湯水を循環する追焚き循環回路と、
   前記追焚き循環回路に湯水を循環させる湯水循環ポンプと、
   前記追焚き循環回路内を循環する湯水を前記暖房循環回路内を循環する熱媒で加熱する熱交換器と、
   前記暖房循環回路内を循環する熱媒の前記熱交換器への供給・停止をする熱動弁と、
   前記加熱部から前記熱交換器に熱媒を供給する前記熱媒循環回路の供給路に設けられた高温側熱媒温度検知部と、
   前記熱交換器から前記加熱部に熱媒を還流する前記熱媒循環回路の還流路に設けられた低温側熱媒温度検知部と、
   前記浴槽から前記熱交換器に湯水を送出する前記追焚き循環回路の戻り通路に設けられた戻り側温度検知部と、
   前記熱交換器から前記浴槽に湯水を導く前記追焚き循環回路の往き通路に設けられた往き側温度検知部と、
   風呂温度を設定する風呂温度設定部と、
   追焚き運転及び暖房運転を行う運転制御部と、を有し
   前記運転制御部は、前記加熱部、前記熱媒循環ポンプ、及び前記湯水循環ポンプを作動させて、前記戻り側温度検知部で検知される戻り側温度が、前記風呂温度に一致するように追焚き運転を行うにあたって、
   前記追焚き運転のみが行われている場合、前記加熱部での加熱を停止させた後で前記熱交換器で前記戻り側温度の湯水に供給可能な熱量に基づき、湯水の温度を上昇させることが可能な第１補正温度を算出し、
   前記戻り側温度が、前記風呂温度よりも前記第１補正温度低い第１停止温度に到達すると、前記熱媒循環ポンプ及び前記湯水循環ポンプを作動させた状態で、前記加熱部による加熱を停止させ、
   前記戻り側温度が前記第１停止温度に到達して、前記加熱部での加熱を停止させたときの前記高温側熱媒温度検知部で検知される高温側温度が前記風呂温度よりも低い場合、前記熱媒循環ポンプ及び前記湯水循環ポンプを停止させる熱源機。
2. 請求項１に記載の熱源機において、
   前記運転制御部は、前記加熱部での加熱を停止させてから所定時間経過したときの戻り側温度が、停止時の戻り側温度よりも低い場合、前記熱媒循環ポンプ及び前記湯水循環ポンプを停止させる熱源機。
3. 熱媒を加熱する加熱部と、
   前記加熱部で加熱された熱媒を暖房装置との間で循環させる暖房循環回路と、
   前記暖房循環回路に熱媒を循環させる熱媒循環ポンプと、
   浴槽の湯水を循環する追焚き循環回路と、
   前記追焚き循環回路に湯水を循環させる湯水循環ポンプと、
   前記追焚き循環回路内を循環する湯水を前記暖房循環回路内を循環する熱媒で加熱する熱交換器と、
   前記暖房循環回路内を循環する熱媒の前記熱交換器への供給・停止をする熱動弁と、
   前記浴槽から前記熱交換器に湯水を送出する前記追焚き循環回路の戻り通路に設けられた戻り側温度検知部と、
   前記熱交換器から前記浴槽に湯水を導く前記追焚き循環回路の往き通路に設けられた往き側温度検知部と、
   風呂温度を設定する風呂温度設定部と、
   追焚き運転及び暖房運転を行う運転制御部と、を有し、
   前記運転制御部は、前記加熱部、前記熱媒循環ポンプ、及び前記湯水循環ポンプを作動させて、前記戻り側温度検知部で検知される戻り側温度が、前記風呂温度に一致するように追焚き運転を行うにあたって、
   前記追焚き運転及び前記暖房運転が同時に行われている場合、前記熱動弁を開弁状態から閉弁状態とするまでの閉弁時間内に前記熱交換器で前記戻り側温度の湯水に供給可能な熱量に基づき、湯水の温度を上昇させることが可能な第２補正温度を算出し、
   前記戻り側温度が、前記風呂温度よりも前記第２補正温度低い第２停止温度に到達すると、前記熱媒循環ポンプ及び湯水循環ポンプを作動させた状態で、前記熱動弁の閉弁を開始する熱源機。

Images