JP6098365B2 - 給湯システム - Google Patents

Description

この発明は、給湯システムに関し、より特定的には、潜熱回収用給湯器で発生するドレン排出処理を伴う給湯システムに関する。

従来から、燃焼排気中の潜熱を回収するための二次熱交換器を設けた高効率の給湯システムが用いられている。ただし、潜熱回収の際には、燃焼ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）が結露することによって、いわゆるドレンが発生する。このため、このドレンを回収して外部に排出する必要がある。

特開２０１２−７７９８９号公報（特許文献１）および特開２００９−２７０７９８号公報（特許文献２）では、給湯システム中の追焚循環経路を利用して、ドレンの排出処理を実行する構成が記載されている。

特許文献１および２では、追焚循環経路を用いてドレン排出処理を行なった後には、当該経路に通水してドレン洗浄処理を行なった後に、風呂および熱交換器の間に通常の循環経路を復帰させるための復帰処理が行なわれている。

特開２０１２−７７９８９号公報 特開２００９−２７０７９８号公報

ドレン排出処理は、ドレンタンク内の水位に応じて自動的に実行される。さらに、ドレン排出処理が終了すると、ドレン洗浄処理および復帰処理が引き続いて実行される。したがって、ドレン排出処理、ドレン洗浄処理および、復帰処理という、ドレン排出に係る一連の処理は、ユーザに意思とは無関係に任意のタイミングで実行されることになる。

したがって、ユーザに違和感を与えないためには、当該一連処理によって、浴槽の状態に変化が生じないようにすることが好ましい。特に、ドレン洗浄後の配管内の残水が浴槽内に流入したり、浴槽内の残水が流出したりすると、ユーザに違和感、場合によっては不快感を与えることが懸念される。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、風呂および熱交換器間の循環経路の一部を利用してドレン排出処理を実行するように構成された給湯システムにおいて、浴槽内の状況が変化することによってユーザに違和感を与えることなく、ドレン排出に伴う一連の処理を実行することである。

本発明の給湯システムは、浴槽と熱交換器との間に循環ポンプを介装接続して構成される循環経路と、熱交換器で発生するドレンを貯留するためのドレンタンクと、ドレン排出切換装置と、第１および第２の流路切換装置と、ドレン排出手段と、ドレン洗浄手段と、流路復帰手段とを含む。ドレン排出切換装置は、第１の状態でドレンタンクを循環経路と接続する一方で、第２の状態でドレンタンクを循環経路から切離す。第１の流路切換装置は、循環経路上に浴槽から循環ポンプまでの間に配置されて、第１の状態において循環経路を遮断する一方で、第２の状態で遮断を解除するように構成される。第２の流路切換装置は、循環経路上の熱交換器から浴槽までの間に配置されて、第１の状態で循環経路からドレンの排水路へ至る分岐経路を形成するとともに循環経路上の浴槽へ至る経路を遮断する一方で、第２の状態で分岐経路を遮断するとともに循環経路を形成するように構成される。ドレン排出手段は、ドレン排出切換装置、第１の流路切換装置および第２の流路切換装置を第１の状態に切換えるとともに、循環ポンプを作動させることによって循環経路を用いてドレンを排水路へ排出する。ドレン洗浄手段は、ドレンの排出後に、ドレン排出切換装置を第２の状態に復帰させるともに第１および第２の流路切換装置を第１の状態に維持した状態で、循環ポンプの作動を伴って循環経路に給水することによって残留ドレンを洗浄する。流路復帰手段は、ドレンの排出後に、第１および第２の流路切換装置を第２の状態に切換えることによって循環経路を復帰させる。そして、流路復帰手段は、浴槽内の残水に応じて、第２の流路切換装置が第２の状態に復帰した後で第１の流路切換装置が第２の状態に復帰する第１の復帰処理と、第１の流路切換装置が第２の状態に復帰した後で第２の流路切換装置が第２の状態に復帰する第２の復帰処理とを選択的に実行する。

上記給湯システムによれば、流路復帰処理の際に、循環経路内のドレン洗浄後の残水が浴槽内へ排出されたり、浴槽内の残水が循環経路から排出されることにより、浴槽内の状況を変化させることなく、ドレン排出に関連する一連の処理を実行することができる。これにより、高効率化のための潜熱回収用給湯器を採用することによって発生するドレン排出処理を、ユーザに違和感を与えることなく、風呂運転のための循環経路（代表的には、追焚循環経路）の一部を利用して効率的に実行することができる。

好ましくは、循環経路は、浴槽内に設けられた吸込口から熱交換器を経由して浴槽内に設けられた吐出口へ至るように形成される。そして、流路復帰手段は、浴槽内の残水の水面が吸込口よりも高いと判断されるときには、第１の復帰処理を実行する一方で、残水の水面が吸込口よりも低いと判断されるときには、第２の復帰処理を実行する。

このようにすると、浴槽内の残水の水面が吸込口よりも高いか否かに応じて、循環経路内のドレン洗浄後の残水が浴槽内へ排出される現象、および、浴槽内の残水が循環経路から排出される現象の各々を防止することができる。

また好ましくは、流路復帰手段は、浴槽の水位センサの検出値と、吸込口の配置位置に対応する基準値との比較に基づいて、第１および第２の復帰処理を選択的に実行する。

このようにすると、水位センサの出力値に基づいて、浴槽内の残水の水面が吸込口よりも高いか否かを正確に判断することができる。

あるいは好ましくは、流路復帰手段は、ユーザから入力された給湯システムへの運転指令に基づいて、第１および第２の復帰処理を選択的に実行する。

このようにすると、ユーザによる運転指令に基づいて、水位センサが配置されているか否かにかかわらず、浴槽内の残水の水面が吸込口よりも高いか否かを正確に判断することができる。

また好ましくは、流路復帰手段は、ドレンの排出処理前における循環ポンプの作動時流量に基づいて、第１および第２の復帰処理を選択的に実行する。

このようにすると、循環ポンプの作動時流量に基づいて、水位センサが配置されているか否かにかかわらず、浴槽内の残水の水面が吸込口よりも高いか否かを正確に判断することができる。

好ましくは、給湯システムは、熱交換器、循環ポンプ、ドレンタンク、ドレン排出切換装置および第１の流路切換装置を格納した給湯器と浴槽との間を配管によって接続するように構成される。第２の流路切換装置は、給湯器とは別体に浴槽に近接して配置される。

このようにすると、第２の流路切換装置は、給湯システムの初期設置後に容易に後付けで追加配置できる。すなわち、給湯システムの初期設置後に、追加的にドレン排出処理のための経路を設けたシステムに対しても、同様のドレン排出処理、ドレン洗浄処理および流路復帰処理を適用することが可能となる。

この発明によれば、風呂および熱交換器間の循環経路の一部を利用してドレン排出処理を実行するように構成された給湯システムにおいて、浴槽内の状況が変化することによってユーザに違和感を与えることなく、ドレン排出に伴う一連の処理を実行することができる。

本実施の形態に従う給湯システムの概略構成を示すブロック図である。 本実施の形態に従う給湯システムによるドレン排出に関連する処理の手順を説明するためのフローチャートである。 図２に示された流路復帰処理の詳細な処理手順を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態に従う給湯システムにおけるドレン排出処理における通流経路を説明するための概念図である。 本実施の形態に従う給湯システムにおけるドレン洗浄処理における通流経路を説明するための概念図である。 本実施の形態に従う給湯システムにおける第１の復帰処理における通流経路を説明するための第１の概念図である。 本実施の形態に従う給湯システムにおける第１の復帰処理における通流経路を説明するための第２の概念図である。 本実施の形態に従う給湯システムにおける第２の復帰処理における通流経路を説明するための第１の概念図である。 本実施の形態に従う給湯システムにおける第２の復帰処理における通流経路を説明するための第２の概念図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。

図１は、本実施の形態に従う給湯システム１の概略構成を示すブロック図である。
図１を参照して、給湯システムは、給湯機能を実現するための給湯回路２と、風呂追焚機能を実現するための追焚循環回路３と、風呂湯張り機能を実現するための注湯回路４と、ドレン処理回路５と、流路切換ユニット６と、浴槽８とを備える。

たとえば、給湯回路２、追焚循環回路３、注湯回路４およびドレン処理回路５は、給湯器１ａ内に配置されて、給湯器１ａと浴槽８との間は、配管３５ａ，３５ｂによって接続される。以下では、追焚循環経路での通流方向に合わせて、配管３５ａを風呂戻り配管３５ａとも称し、配管３５ｂを風呂往き配管３５ｂとも称する。

本実施の形態に従う給湯システム１は、風呂の追焚機能に加え、給湯機能および風呂湯張り機能の各機能を併用する複合熱源機型に構成されたものである。さらに、給湯システム１は、燃焼ガスの顕熱に加えて、燃焼排ガスからも潜熱を回収することによって高効率化を図るように構成されている。

給湯回路２は、バーナ２０と、給湯用の一次熱交換器２１および二次熱交換器２４とを含む。バーナ２０は、図示しない燃料供給系から流量調整弁を経由した燃料ガスの供給を受けて、燃焼作動するように構成される。

一次熱交換器２１は、バーナ２０の燃焼ガスの顕熱（燃焼熱）により入水を熱交換によって加熱する。給湯回路２へは、入水路２２から水道水等が給水される。二次熱交換器２４は、たとえば、排気集合筒内に配設される。二次熱交換器２４は、バーナ２０からの燃焼排ガスの潜熱によって通流された水を熱交換によって加熱する。

入水路２２の水は、まず二次熱交換器２４によって予熱された後、一次熱交換器２１において主加熱される。一次熱交換器２１および二次熱交換器２４によって所定温度（たとえば、ユーザによる設定温度）まで加熱された湯は、出湯路２３から出湯される。給湯システム１は、出湯路２３に出湯された湯が、台所や浴室等の給湯栓２５や上記注湯回路４などの所定の給湯箇所に給湯されるように構成される。

二次熱交換器２４や、後述する追焚循環回路３中の二次熱交換器３４は、潜熱回収用熱交換器を構成する。さらに、入水路２２には、流量センサ２６や入水温度センサ２７が介装される。出湯路２３には、流量制御弁２８や給湯温度センサ２９が介装される。

追焚循環回路３は、バーナ３０と、追焚用の一次熱交換器３１および二次熱交換器３４
と、追焚用の循環ポンプ３３とを含む。バーナ３０は、バーナ２０と同様に、図示しない燃料供給系から燃料ガスを供給されることによって、燃焼作動する。

一次熱交換器３１は、バーナ３０の燃焼ガスの顕熱（燃焼熱）により通流された水を加熱する。二次熱交換器３４は、バーナ３０からの燃焼排ガスの潜熱によって通流された水を加熱する。

追焚循環回路３には、戻り回路３２ａおよび往き回路３２ｂが設けられる。戻り回路３２ａの上流端（すなわち、浴槽側）の接続口３２１に対して、風呂戻り配管３５ａの下流端が接続される。さらに、風呂戻り配管３５ａの上流端が、浴槽８に設置された循環アダプタ８１の吸込側に接続される。また、往き回路３２ｂの下流端（すなわち、浴槽側）の接続口３２２に対して、風呂往き配管３５ｂの上流端が接続される。風呂往き配管３５ｂの下流端は、循環アダプタ８１の吐出側に接続される。

循環ポンプ３３が作動すると、浴槽８からの浴槽水は、循環アダプタ８１の吸込口８５から、風呂戻り配管３５ａおよび戻り回路３２ａ、二次熱交換器３４および一次熱交換器３１、ならびに、往き回路３２ｂおよび風呂往き配管３５ｂを経由して、循環アダプタ８１の吐出口８６へ至る経路を循環する。これにより、浴槽８（循環アダプタ８１）と熱交換器３１，３４との間に浴槽水を循環させる追焚循環経路１００が形成される。追焚循環経路１００は、循環ポンプ３３を介装接続して構成されている。この追焚循環経路１００は、浴槽および熱交換器の間に形成される「循環経路」の一実施例に対応する。

以下では、追焚循環経路１００のうち、浴槽８（循環アダプタ８１の吸込口８５）から熱交換器３１，３４へ至る経路を風呂戻り循環経路１０１とも称し、熱交換器３１，３４から浴槽８（循環アダプタ８１の吐出口８６）へ至る経路を風呂往き循環経路１０２とも称する。

追焚循環経路１００を通流する浴槽水（以下、循環水）は、二次熱交換器３４の通流により燃焼排ガスからの潜熱回収によって予熱された後、一次熱交換器３１の通流により主加熱される。追焚循環経路１００の循環水を、熱交換器３１，３４で加熱することにより、追焚機能が実現される。

循環ポンプ３３の下流側の戻り回路３２ａには、水流スイッチ３６が介装される。戻り回路３２ａの上流端接続口３２１と、循環ポンプ３３との間には、開閉弁３７が介装される。水流スイッチ３６は、所定量を超えた通流があった場合にオンされる一方で、そうでない場合にはオフされる。

開閉弁３７は、閉状態（第１の状態）では追焚循環経路１００（具体的には、風呂戻り循環経路１０１）を遮断する一方で、開状態（第２の状態）では、追焚循環経路１００の遮断を解除する。開閉弁３７を閉状態とすることによって、開閉弁３７よりも浴槽８側の経路を、循環ポンプ３３の作動によって形成される循環経路から遮断することができる。開閉弁３７は、「第１の流路切換装置」の一実施例に対応する。

さらに、戻り回路３２ａには、浴槽８内の水位を測定するための水位センサ３８が配置される。水位センサ３８は、代表的には、水位に応じて戻り回路３２ａに生じた水圧を検出するための圧力センサによって構成される。なお、水位センサ３８は、注湯路４１における注湯ユニット４２の下流側（浴槽側）に配置されてもよい。

注湯回路４は、注湯路４１と、注湯ユニット４２とを含む。注湯路４１は、給湯回路２の出湯路２３から上流端が分岐される。注湯路４１は、注湯ユニット４２を経由して、追焚循環経路１００（戻り回路３２ａ）に合流するように配置される。注湯路４１と戻り回路３２ａとの合流点１０５は、開閉弁３７よりも熱交換器３１，３４側に設けられる。注湯ユニット４２は、開閉切換により注湯の実行および遮断を切換えるための注湯電磁弁や縁切り弁等がユニット化されて構成される。

ドレン処理回路５は、二次熱交換器２４，３４において燃焼排ガスが潜熱回収のための
熱交換により冷やされて凝縮することにより生じたドレンを処理するための回路である。ドレン処理回路５は、集水パン５１と、中和処理槽５２と、ドレンタンク５３と、逆止弁５４と、ドレン導出路５５とを含む。集水パン５１は、二次熱交換器２４，３４からドレンを集水するように構成される。中和処理槽５２は、集水パン５１によって集水されたドレンに対し中和処理を施す。

ドレンタンク５３は、中和処理後のドレンを貯留する。ドレンタンク５３には、図示しない水位センサが設けられる。この水位センサの出力によって、コントローラ７は、ドレンタンク５３に貯留されたドレンが所定量を超えたことを検知できる。ドレン導出路５５は、逆止弁５４を通して、ドレンタンク５３からドレンを、追焚循環経路（具体的には、戻り回路３２ａ）に導出するように構成される。

ドレン導出路５５は、三方切換弁５６を経由して追焚循環経路１００（戻り回路３２ａ）と接続される。三方切換弁５６は、追焚循環経路１００上に、開閉弁３７よりも熱交換器３１，３４側に設けられる。三方切換弁５６は、ドレン排出時には第１の状態に制御されて、ドレン導出路５５および戻り回路３２ａを接続する一方で、通常時には第２の状態に制御されて、ドレン導出路５５を戻り回路３２ａから切り離す。すなわち、三方切換弁５６は、「ドレン排出切換装置」の一実施例に対応する。

流路切換ユニット６は、給湯器１ａと別体に浴槽８の近傍、具体的には、循環アダプタ８１の近傍位置に設置される。このようにすると、流路切換ユニット６は、給湯システム１の設置後に追加的に配置することが容易となる。すなわち、流路切換ユニット６は、給湯システム１の当初設置時から配置されていてもよく、システム設置後に後付けで配置されてもよい。

流路切換ユニット６は、流路切換弁６１と、流路切換弁６１の駆動部６２とを内蔵する。流路切換弁６１は、追焚循環経路１００のうちの循環アダプタ８１の近傍位置（具体的には、風呂往き配管３５ｂの下流端側部分）に介装される。流路切換弁６１は、ドレン排出に関する動作時には第１の状態に制御されて、風呂往き配管３５ｂから図示しない浴槽排水設備への排水経路６４を形成する。一方で、流路切換弁６１は、通常時には第２の状態に制御されて、風呂往き配管３５ｂから浴槽８（循環アダプタ８１の吐出口８６）への注湯経路６３を形成する。すなわち、流路切換弁６１は、「第２の流路切換装置」の一実施例に対応する。たとえば、流路切換弁６１としては、三方ボールバルブを用いることができる。

コントローラ７は、図示しないリモコンからのユーザ等による入力設定操作に基づき、給湯システム１がユーザ指示に従って運転されるように、給湯回路２、追焚循環回路３、注湯回路４、ドレン処理回路５および流路切換ユニット６の動作を制御する。すなわち、これらの各回路およびユニットに含まれる、各種の切換弁の動作も、コントローラ７からの指令に応じて制御される。たとえば、コントローラ７は、マイクロコンピュータやメモリ等を含んで構成することができる。

次に、図１に示した給湯システム１の動作について説明する。
まず、通常の給湯運転制御について説明する。給湯運転制御は、給湯栓２５が開かれることにより、最低作動流量以上の通水流量が流量センサ２６により検知されることによって開始される。給湯運転制御が開始されると、バーナ２０を燃焼作動制御して、リモコンに設定された設定給湯温度と出湯温度が同等となるように、入水を加熱するように給湯システム１が動作する。

また、図示しないリモコンから風呂湯張り運転が指示されると、注湯ユニット４２内の注湯電磁弁が開かれることにより、浴槽８への給湯運転が実行される。以下では、浴槽８への給湯運転について、給湯栓２５からの給湯運転と区別するために、特に「注湯運転」とも称する。あるいは、風呂自動運転が指示された場合には、初期の湯張り、または一定水位を維持するために、注湯運転が実行される。

注湯運転時には、出湯路２３から分岐供給される湯が、注湯路４１および追焚循環経路１００を経由して、浴槽８に注湯される。注湯運転は、水位センサ３８の出力に基づいて、浴槽８の水位が所定レベルになるまで継続される。

なお、注湯運転時には、循環ポンプ３３が停止された状態で、注湯回路４からの湯が、追焚循環経路１００上の合流点１０５に供給される。このため、合流点１０５から風呂戻り循環経路１０１を逆流して循環アダプタ８１の吸込口８５へ至る経路と、合流点１０５から熱交換器３１，３４および、風呂往き循環経路１０２を経由して循環アダプタ８１の吐出口８６へ至る経路との両方から、浴槽８への注湯が行なわれる。

追焚運転は、湯張り後の設定湯張り温度までの自動沸上げ、浴槽水を一定温度に保温するための自動沸上げあるいはユーザからの指令に基づく沸上げ等により開始される。追焚運転では、循環ポンプ３３が作動することにより、浴槽水が追焚循環経路１００を循環する。さらに、バーナ３０を燃焼作動制御することにより、循環水は、所定温度まで上昇させた上で浴槽８に再度供給される。

注湯運転時および追焚運転時には、開閉弁３７は、開状態（第２の状態）に制御される。三方切換弁５６は、ドレン導出路５５を追焚循環経路１００から切離す状態（第２の状態）に制御される。また、流路切換弁６１は、注湯経路６３を形成する状態（第２の状態）に制御される。この状態で循環ポンプ３３を作動させることにより、浴槽８から循環アダプタ８１の吸込口から風呂戻り循環経路１０１、熱交換器３１，３４および風呂往き循環経路１０２を経由して循環アダプタ８１の吐出口に戻る追焚循環経路１００が形成される。

給湯システム１では、給湯運転、注湯運転および追焚運転に伴い潜熱回収用の二次熱交換器２４，３４においてドレンが発生する。上述のように、ドレンは、中和処理された後にドレンタンク５３に貯留される。したがって、給湯システム１では、ドレンタンク５３に貯留されたドレンの排出処理を定期的に実行することが必要である。

図２は、本実施の形態に従う給湯システム１によるドレン排出に関連する処理の手順を説明するためのフローチャートである。たとえば、図２に従う処理手順は、コントローラ７によって周期的に実行される。また、図３は、図２中の流路復帰処理（Ｓ４００）の詳細な制御処理手順を示すフローチャートである。

図２を参照して、コントローラ７は、ステップＳ１００により、ドレン排出要求の有無を判定する。たとえば、ドレンタンク５３に設けられた水位センサ（図示せず）の出力に基づいて、ドレン排出要求は発せられる。あるいは、水位センサをバックアップするために、一定時間の経過に応じて、ドレン排出要求が発せられてもよい。

なお、集水パン５１には、雨水等も侵入する可能性があるため、給湯運転時、注湯運転および追焚運転時以外にも、ドレンタンク５３の貯留量は増加し得る。したがって、ドレン排出要求が発せられるタイミングは、風呂運転（風呂への注湯運転および追焚運転を包括するもの）の実行中に限定されない。

コントローラ７は、ドレン排出要求が無い場合（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、ドレン排出に関連する以下のステップＳ１５０およびＳ２００〜Ｓ４００を非実行とする。

一方、コントローラ７は、ドレン排出要求が発せられると（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）、ステップＳ２００によりドレン排出処理を実行する。なお、給湯栓２５への給湯運転中にドレン排出要求が発生すると、給湯運転を継続したままドレン排出処理（Ｓ２００）のみを実行しておき、給湯栓２５が閉止されて給湯運転が終了したときに、ドレン洗浄処理（Ｓ３００）および流路復帰処理（Ｓ４００）が実行される。

一方、風呂運転中にドレン排出要求が発生すると、風呂運転、すなわち、実行中の注湯運転または追焚運転を中断して、ドレン排出処理（Ｓ２００）、ドレン洗浄処理（Ｓ３００）、および、流路復帰処理（Ｓ４００）を実行し、その後、風呂運転が再開される。

なお、コントローラ７は、ドレン排出処理（Ｓ２００）の前に、ステップＳ１５０により、浴槽８内の残水検出処理を実行する。残水の検出処理結果は、ドレン排出処理（Ｓ２００）およびドレン洗浄処理（Ｓ３００）では使用されず、流路復帰処理（Ｓ４００）で用いられる。したがって、ステップＳ１５０の処理の詳細については、後程説明する。ステップＳ１５０での検出結果は、流路復帰処理（Ｓ４００）で用いられるまで一時的に記憶される。

なお、ステップＳ１５０による残水検出処理は、ステップＳ１００の直前に実行してもよい。この場合には、ステップＳ１００によってドレン排出要求の有無を判定する毎に、浴槽８内の残水検出処理が実行される。

図４は、ドレン排出処理における通流経路を説明するための概念図である。
図４を参照して、ドレン排出処理時には、開閉弁３７が閉状態（第１の状態）とされるとともに、三方切換弁５６は、ドレン導出路５５を追焚循環経路１００に接続する状態（第１の状態）に制御される。さらに、流路切換弁６１は、排水経路６４（図１）を形成する状態（第１の状態）に制御される。また、注湯ユニット４２は、追焚循環経路１００と給湯回路２との間を遮断するように、閉状態に制御される。

この状態で、循環ポンプ３３が作動されることによって、ドレンタンク５３内に貯留されたドレンは、ドレン導出路５５から追焚循環経路１００へ導入され、さらに、追焚循環経路１００の一部を通流した後、流路切換弁６１によって排水経路６４へ導かれる。これにより、ドレンは、浴槽８の外部の浴槽排水設備へ排出される。

ドレン排出処理において、開閉弁３７および流路切換弁６１によって、浴槽８は追焚循環経路１００から切り離されている。このため、ドレン排出処理中には、浴槽８の残水が追焚循環経路１００を経由して排出されたり、追焚循環経路１００を通流するドレンが浴槽８内に排出されることがない。

ただし、ドレン排出処理によって追焚循環経路１００の一部をドレンが通流するため、追焚循環経路１００が再び浴槽水の循環に使用される前に、ドレンの通流経路を洗浄する必要がある。

再び図２を参照して、コントローラ７は、ステップＳ２００においてドレンタンク５３のドレンの排出が完了したと判断されると、ドレン排出処理を終了する。たとえば、ドレンタンク５３の水位センサの出力に基づいて、あるいは、ドレン排出処理の開始からの経過時間に応じて、ドレン排出処理を終了することができる。

コントローラ７は、ドレン排出処理（Ｓ２００）が終了すると、ステップＳ３００により、ドレン洗浄処理を実行する。

図５は、ドレン洗浄処理における通流経路を説明するための概念図である。
図５を参照して、ドレン洗浄処理時には、三方切換弁５６は、ドレン導出路５５を追焚循環経路１００から切り離す状態（第２の状態）に復帰される。一方で、開閉弁３７の閉状態（第１の状態）および、流路切換弁６１が排水経路６４（図１）を形成する状態（第１の状態）は維持される。さらに、注湯ユニット４２は、給湯回路２および追焚循環経路１００の間が連通するように、開状態に制御される。

この状態では、循環ポンプ３３が停止されても、注湯ユニット４２が開状態とされているので、給湯回路２への入水の圧力によって、給湯回路２からの湯水を追焚循環経路１００にドレン洗浄水として導入することができる。

導入されたドレン洗浄水は、ドレン排出処理におけるドレン通流経路を流れた後、流路切換弁６１によって排水経路６４へ導かれて排出される。この結果、追焚循環経路１００が再び浴槽水の循環に使用される前に、ドレンの通流経路を洗浄することができる。ドレン洗浄水は、ドレンと同様に、浴槽８の外部の浴槽排水設備へ排出される。なお、注湯ユニット４２が開状態とされた直後は、循環ポンプ３３を所定時間だけ作動させておくことが好ましい。これは、ドレンの通流経路に加えて、循環ポンプ３３の内部も洗浄するためである。また、ドレン洗浄処理に使用される洗浄用の給水は、加熱水および非加熱水のいずれであってもよい。

ドレン洗浄処理においても、開閉弁３７および流路切換弁６１によって、浴槽８が追焚循環経路１００から切り離されている。したがって、ドレン排出処理と同様に、浴槽８の残水が追焚循環経路１００を経由して排出されたり、追焚循環経路１００を通流するドレン洗浄水が浴槽８内に排出されることがない。

再び図２を参照して、コントローラ７は、ステップＳ３００においてドレン洗浄処理が完了したと判断されると、ドレン洗浄処理を終了する。たとえば、ドレン洗浄処理の開始からの経過時間に応じて、あるいは、給湯回路２から導入された湯水の積算量（流量センサ２６の出力積算値）に応じて、ドレン洗浄処理を終了することができる。

コントローラ７は、ドレン洗浄処理（Ｓ３００）が終了すると、ステップＳ４００により、追焚循環経路１００を復帰するための流路復帰処理を実行する。

ドレン排出処理（Ｓ２００）およびドレン洗浄処理（Ｓ３００）は、ドレン排出要求の発生に応じて一連で実行される。上述のように、ドレン排出要求は、風呂運転時に限定されず、任意のタイミングで実行される。したがって、ドレン洗浄処理（Ｓ３００）の終了に応じて流路復帰処理（Ｓ４００）が実行されるタイミングにおいて、浴槽８における残水の有無は不確定である。

図５に示されたドレン洗浄処理の状態から、風呂運転のための通常の追焚循環経路１００へ復帰するためには、開閉弁３７および流路切換弁６１を第２の状態に復帰させることが必要である。すなわち、開閉弁３７によって遮断された風呂戻り循環経路１０１および、流路切換弁６１によって遮断された風呂往き循環経路１０２を、復帰させることが必要である。

したがって、流路復帰処理には、開閉弁３７および流路切換弁６１の復帰順序によって、流路切換弁６１を復帰させた後に、開閉弁３７を復帰させる処理（以下、第１の復帰処理）と、開閉弁３７を復帰させた後に、流路切換弁６１を復帰させる処理（以下、第２の復帰処理）との２通りが存在することになる。

このとき、開閉弁３７および流路切換弁６１の復帰順序の先後と、浴槽８の残水有無との組み合わせによって、浴槽８内の状況が変化することによってユーザに違和感を与える虞がある。

図６および図７には、第１の復帰処理における通流経路を説明するための概念図が示される。

図６を参照して、ドレン洗浄処理の終了に応じて、注湯ユニット４２は閉状態とされる。さらに、図５に示したドレン洗浄処理時の状態から、開閉弁３７を閉状態（第１の状態）に維持したままで、流路切換弁６１が、注湯経路６３を形成する状態（第２の状態）に復帰される。これにより、熱交換器３１，３４から浴槽８への風呂往き循環経路１０２が再び形成される。一方で、浴槽８から熱交換器３１，３４への風呂戻り循環経路１０１は、開閉弁３７によって遮断されている。

図７を参照して、流路切換弁６１が復帰された図６の状態から、さらに、開閉弁３７が開状態（第２の状態）に復帰するように制御される。これにより、浴槽８から熱交換器３１，３４への風呂戻り循環経路１０１が再び形成されるので、通常の追焚循環経路１００が再び形成される。

しかしながら、流路復帰処理時において浴槽８に残水が無い場合には、開閉弁３７が開状態（第２の状態）に復帰するタイミング（図７）で、循環アダプタ８１（図１に示した吸込口８５）から大気圧が、風呂戻り循環経路１０１に作用する。この結果、ドレン洗浄処理の終了時に、追焚循環経路１００の残水が、風呂往き循環経路１０２から浴槽８内に排出されるおそれがある。

ドレン洗浄処理の時間は十分を確保することにより、この際に排出される水は、給湯回路２への入力水と同等のものとなっている。しかしながら、ドレン排出に関連する処理はユーザの意思とは独立して実行されるため、このような浴槽８内への排出水によって、ユーザに違和感を与えることが懸念される。

一方で、浴槽８に残水が有る場合、具体的には、循環アダプタ８１の吐出口８６（図１）よりも残水の水位が高い場合には、図７の状態であっても、大気圧が、風呂戻り循環経路１０１に作用することがない。したがって、浴槽８に残水が無い場合のように、追焚循環経路１００の残水が浴槽８内に排出される現象は発生しない。

このように、図６および図７の順序で復帰処理（第１の復帰処理）を実行した場合には、浴槽８に残水が有る場合には問題はないが、浴槽８に残水が無い場合には、ユーザに違和感を与える虞がある。

図８および図９には、第２の復帰処理における通流経路を説明するための概念図が示される。

図８を参照して、図６と同様に、ドレン洗浄処理の終了に応じて、注湯ユニット４２は閉状態とされる。さらに、図５に示したドレン洗浄処理時の状態から、図６とは反対の順序で、流路切換弁６１が、排水経路６４を形成する状態（第１の状態）に維持されたままで、開閉弁３７が開状態（第２の状態）に復帰するように制御される。これにより、浴槽８から熱交換器３１，３４への風呂戻り循環経路１０１が再び形成される。一方で、熱交換器３１，３４から浴槽８への風呂往き循環経路１０２は、流路切換弁６１によって遮断されている。これにより、ドレン洗浄処理の際の追焚循環経路１００内の残水は、排水経路６４を経由して排出することができる。

図９を参照して、開閉弁３７が復帰された図８の状態から、流路切換弁６１が、注湯経路６３を形成する状態（第２の状態）に復帰するように制御される。これにより、熱交換器３１，３４から浴槽８への風呂往き循環経路１０２が再び形成されるので、通常の追焚循環経路１００が再び形成される。

しかしながら、図８に示した開閉弁３７が開状態に復帰するタイミングで、浴槽８に残水が有る場合には、追焚循環経路１００内の残水に加えて、浴槽８内の残水も、追焚循環経路１００から排水経路６４を経由して排出される虞がある。浴槽８の残水を洗濯や庭への散水に再利用する用途を考慮すると、ドレン排出に関連する処理によって浴槽８の残水が排出されて減少することによって、ユーザに違和感を与えることが懸念される。なお、風呂自動運転において、所定時間にわたって浴槽内湯水の水位を設定水位に維持しているときに、図９の状態が生じると、浴槽８内の湯水が排出されてしまう虞がある。すなわち、「浴槽内の残水」とは、その温度および使用目的を問わず、浴槽８内に物理的に存在している湯ないし水を包括するものである。

一方で、浴槽８に残水が無い場合、具体的には、循環アダプタ８１の吐出口８６（図１）よりも残水の水位が低い場合には、図８の状態であっても、浴槽８内の残水が、追焚循環経路１００および排水経路６４を経由して排出されることがない。したがって、第２の復帰処理を実行しても、浴槽８の残水がユーザの意思とは無関係に排出される現象は発生しない。

このように、図８および図９の順序で復帰処理（第２の復帰処理）を実行した場合には、浴槽８に残水が無い場合には問題はないが、浴槽８に残水が有る場合には、ユーザに違和感を与える虞がある。

したがって、第１の復帰処理（図６および図７）と、第２の復帰処理（図８および図９）とのいずれか一方を一律に実行すると、浴槽８内の残水の有無に応じてユーザが意図しない状況が発現することにより、違和感を生じさせる虞がある。

上述のように、浴槽８の水面が循環アダプタ８１の吸込口よりも低い場合には、第１の復帰処理を実行すると、大気圧によって、ドレン洗浄処理後の残水が浴槽８内に排出される虞がある。一方で、第２の復帰処理を実行すると、このような虞は生じない。

これに対して、浴槽８の水面が循環アダプタ８１の吸込口よりも高い場合には、第２の復帰処理を実行すると、浴槽８内の残水が、追焚循環経路１００および排水経路６４によって排出される虞がある。一方で、第１の復帰処理を実行すると、このような虞は生じない。

いずれのケースにおいても、ドレン洗浄処理後の残水または浴槽８内の残水が実際に排出されるか否かは、熱交換器３１，３４を含む追焚循環経路１００と浴槽８（循環アダプタ８１）との位置関係（高低関係）に左右される。

しかしながら、浴槽８の水面が循環アダプタ８１の吸込口よりも高い場合には、第１の復帰処理を実行することにより、ユーザが意図しない状況が発現することを確実に回避できる。同様に、浴槽８の水面が循環アダプタ８１の吸込口よりも低い場合には、第２の復帰処理を実行することにより、ユーザが意図しない状況が発現することを確実に回避できる。

したがって、本実施の形態に従う給湯システムでは、流路復帰処理の実行時における、浴槽８内の残水の有無、具体的には、浴槽８の水面が循環アダプタ８１の吸込口８５よりも高いか否かに応じて、復帰処理を選択するように、流路復帰処理Ｓ４００（図２）を実行する。

再び図４を参照して、コントローラ７は、流路復帰処理Ｓ４００が実行されると、ステップＳ４１０により、ステップＳ１５０での浴槽の残水検出結果を示すデータを読出す。

上述のように、この残水検出処理では、浴槽８の水面が循環アダプタ８１の吸込口８５よりも高いか否かを判断することが必要である。したがって、たとえば、ステップＳ１５０による残水検出処理では、追焚循環経路１００に設けられた水位センサ３８のドレン排出処理の直前における出力値に基づいて、浴槽８内の残水の水位を検出することによって、残水検出処理が実行される。

あるいは、ドレン排出処理の直前における水流スイッチ３６の状態（オンオフ）を取得することによって、循環ポンプ３３の作動時流量に基づいて、Ｓ１５０での残水検出処理を実行することも可能である。浴槽８の水面が循環アダプタ８１の吸込口８５よりも高くないと、循環ポンプ３３が作動しても流量が生じないからである。

また、給湯システム１に対するユーザの指示状態に応じて、残水検出処理（Ｓ１５０）を実行することもできる。たとえば、ドレン排出要求の発生時に、注湯運転中である場合には、浴槽８に残水が有る状態であることが推定できる。この場合には、仮に、ドレン洗浄処理後の残水が浴槽８内に排出されても、ユーザに違和感を与える虞はないからである。

あるいは、追焚運転中を含め、ユーザから浴槽８内の保温機能がオンされている場合にも、浴槽８に残水が有る状態であることが推定できる。したがって、ステップＳ４１０では、浴槽８に残水が有る状態であるときに入力されるべき所定のユーザ指示が入力されているか否かを検出することによって、残水検出処理を実行してもよい。

このように、ステップＳ１５０（図２）では、残水検出処理によって得られたデータ、具体的には、水位センサ３８の出力値、水流スイッチ３６のオンオフ状態、給湯システム１の運転状態、ユーザからの運転指示等が、検出結果を示すデータとして記憶される。

コントローラ７は、ステップＳ４２０では、ステップＳ４１０で読出された浴槽残水検出処理の結果を示すデータに基づいて、浴槽８内に残水があるかどうかを判定する。たとえば、ステップＳ４１０で検出された、水位センサ３８の出力値、水流スイッチ３６の状態、あるいは、所定のユーザ指示の入力有無に応じて、浴槽８内の水位が、循環アダプタ８１の吸込口８５よりも高いか否かが判定される。ステップＳ４２０は、浴槽８内の水位が、循環アダプタ８１の吸込口８５よりも高いときにはＹＥＳ判定とされ、そうでないときにはＮＯ判定とされる。

コントローラ７は、浴槽８内に残水が有ると判定される場合（Ｓ４２０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ４３０およびＳ４４０によって、図６および図７に示された第１の復帰処理を実行する。

第１の復帰処理では、流路切換弁６１が先に復帰動作して、風呂往き循環経路１０２が復帰する（Ｓ４３０）。さらに、その後、開閉弁３７が復帰動作することによって、風呂戻り循環経路１０１が復帰する（Ｓ４４０）。これにより、図６および図７に示したように、風呂往き循環経路１０２が先に復帰した後に、風呂戻り循環経路１０１が復帰する。これにより、注湯経路６３を形成するように流路切換弁６１を復帰動作させたときに、追焚循環経路１００内の残水が浴槽８内に排出されることを防止できる。

これに対して、コントローラ７は、浴槽８内に残水が無いと判定される場合（Ｓ４２０のＮＯ判定時）には、ステップＳ４５０およびＳ４６０によって、図８および図９に示された第２の復帰処理を実行する。

第２の復帰処理では、開閉弁３７が先に復帰動作して、風呂戻り循環経路１０１が復帰する（Ｓ４５０）。さらに、その後、流路切換弁６１が復帰動作することにより、風呂往き循環経路１０２が復帰する（Ｓ４６０）。これにより、図８および図９に示したように、風呂戻り循環経路１０１が先に復帰した後に、風呂往き循環経路１０２が復帰する。これにより、開閉弁３７を開状態に復帰動作させたときに、浴槽８内の残水が排出されることを防止できる。

たとえば、第１の復帰処理（Ｓ４３０，Ｓ４４０）および第２の復帰処理（Ｓ４５０、Ｓ４６０）のそれぞれにおいて、コントローラ７から開閉弁３７および流路切換弁６１への復帰動作の出力タイミングに所定の先／後を設けるようにすれば、各復帰処理を確実に実行することができる。

ただし、開閉弁３７および流路切換弁６１の実際の復帰動作のタイミングに、第１および第２の復帰処理に従った先／後が設けられる限り、コントローラ７からの復帰動作の出力タイミングは特に限定されることはない。たとえば、コントローラ７から開閉弁３７および流路切換弁６１への復帰動作が同時に発生された場合であっても、開閉弁３７および流路切換弁６１の実際の復帰動作が所定の順序で実行されるのであれば、本実施の形態に従う流路復帰処理（Ｓ４００）を実現することができる。

以上説明したように、本実施の形態に従う給湯システムによれば、ユーザの意思とは無関係に実行されるドレン排出に関連する一連の処理を、浴槽８内の状況を変化させることなく実行することができる。これにより、高効率化のための潜熱回収用給湯器を採用することによって発生するドレン排出処理を、ユーザに違和感を与えることなく、風呂運転のための循環経路（代表的には、追焚循環経路）の一部を利用して効率的に実行することができる。

一例として、図２に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２００のドレン排出処理が実行されることによって、「ドレン排出手段」の機能を実現することができ、ステップＳ３００のドレン洗浄処理が実行されることによって「ドレン洗浄手段」の機能を実現することができる。また、ステップＳ４００の流路復帰処理が図３に示したフローチャートに従って実行されることにより、「流路復帰手段」の機能を実現することができる。

なお、本発明の適用は、図１に例示した給湯システムに限定されるものではなく、燃焼排ガスから潜熱回収のための二次熱交換器と、熱交換器および浴槽の間の循環経路とを有し、かつ、当該循環経路を利用してドレン排出処理を実行するように構成されたシステムに対して共通に適用することができる。このようなシステム構成では、ドレン排出の際に循環経路内の流路を切換えることが必須となるため、ドレン排出に関連する処理の終了後に循環経路内の流路を復帰させるための処理を、本実施の形態と同様に浴槽内の残水に応じて切り換えることによって、同様の効果を享受することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 給湯システム、１ａ 給湯器、２ 給湯回路、３ 追焚循環回路、４ 注湯回路、５ ドレン処理回路、６ 流路切換ユニット、７ コントローラ、８ 浴槽、２０，３０ バーナ、２１，３１ 一次熱交換器、２２ 入水路、２３ 出湯路、２４，３４ 二次熱交換器、２５ 給湯栓、２６ 流量センサ、２７ 入水温度センサ、２８ 流量制御弁、２９ 給湯温度センサ、３２ａ 戻り回路（追焚循環回路）、３２ｂ 往き回路（追焚循環回路）、３３ 循環ポンプ、３５ａ 風呂戻り配管、３５ｂ 風呂往き配管、３６ 水流スイッチ、３７ 開閉弁、３８ 水位センサ、４１ 注湯路、４２ 注湯ユニット、５１ 集水パン、５２ 中和処理槽、５３ ドレンタンク、５４ 逆止弁、５５ ドレン導出路、５６ 三方切換弁、６１ 流路切換弁、６２ 駆動部、６３ 注湯経路、６４ 排水経路、８１ 循環アダプタ、８５ 吸込口、８６ 吐出口、１００ 追焚循環経路、１０１ 風呂戻り循環経路、１０２ 風呂往き循環経路、１０５ 合流点、３２１，３２２ 接続口。

Claims (6)

1. 浴槽と熱交換器との間に循環ポンプを介装接続して構成される循環経路と、
   前記熱交換器で発生するドレンを貯留するためのドレンタンクと、
   第１の状態で前記ドレンタンクを前記循環経路と接続する一方で、第２の状態で前記ドレンタンクを前記循環経路から切離すためのドレン排出切換装置と、
   前記循環経路上に前記浴槽から前記循環ポンプまでの間に配置されて、第１の状態において前記循環経路を遮断する一方で、第２の状態で前記遮断を解除するように構成された第１の流路切換装置と、
   前記循環経路上の前記熱交換器から前記浴槽までの間に配置されて、第１の状態で前記循環経路から前記ドレンの排水路へ至る分岐経路を形成するとともに前記循環経路上の前記浴槽へ至る経路を遮断する一方で、第２の状態で前記分岐経路を遮断するとともに前記循環経路を形成するための第２の流路切換装置と、
   前記ドレン排出切換装置、前記第１の流路切換装置および前記第２の流路切換装置を前記第１の状態に切換えるとともに、前記循環ポンプを作動させることによって前記循環経路を用いて前記ドレンを前記排水路へ排出するように構成されるドレン排出手段と、
   前記ドレンの排出後に、前記ドレン排出切換装置を前記第２の状態に復帰させるともに前記第１および第２の流路切換装置を前記第１の状態に維持した状態で、前記循環ポンプの作動を伴って前記循環経路に給水することによって残留ドレンを洗浄するためのドレン洗浄手段と、
   前記ドレンの排出後に、前記第１および第２の流路切換装置を前記第２の状態に切換えることによって前記循環経路を復帰させるための流路復帰手段とを備え、
   前記流路復帰手段は、前記浴槽内の残水に応じて、前記第２の流路切換装置が前記第２の状態に復帰した後で前記第１の流路切換装置が前記第２の状態に復帰する第１の復帰処理と、前記第１の流路切換装置が前記第２の状態に復帰した後で前記第２の流路切換装置が前記第２の状態に復帰する第２の復帰処理とを選択的に実行する、給湯システム。
2. 前記循環経路は、前記浴槽内に設けられた吸込口から前記熱交換器を経由して前記浴槽内に設けられた吐出口へ至るように形成され、
   前記流路復帰手段は、前記浴槽内の残水の水面が前記吸込口よりも高いと判断されるときには、前記第１の復帰処理を実行する一方で、前記残水の水面が前記吸込口よりも低いと判断されるときには、前記第２の復帰処理を実行する、請求項１記載の給湯システム。
3. 前記流路復帰手段は、前記浴槽の水位センサの検出値と、前記吸込口の配置位置に対応する基準値との比較に基づいて、前記第１および第２の復帰処理を選択的に実行する、請求項２記載の給湯システム。
4. 前記流路復帰手段は、ユーザから入力された前記給湯システムへの運転指令に基づいて、前記第１および第２の復帰処理を選択的に実行する、請求項２記載の給湯システム。
5. 前記流路復帰手段は、前記ドレンの排出処理前における前記循環ポンプの作動時流量に基づいて、前記第１および第２の復帰処理を選択的に実行する、請求項２記載の給湯システム。
6. 前記給湯システムは、
   前記熱交換器、前記循環ポンプ、前記ドレンタンク、前記ドレン排出切換装置および前記第１の流路切換装置を格納した給湯器と前記浴槽との間を配管によって接続するように構成され、
   前記第２の流路切換装置は、前記給湯器とは別体に前記浴槽に近接して配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の給湯システム。

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