JP6192473B2 - 風呂追焚きシステム - Google Patents

Description

本発明は、熱媒加熱用の燃焼式加熱装置と、前記燃焼式加熱装置の燃焼により前記熱媒を加熱する第１熱交換器とを備えた熱媒回路と、浴槽内の浴槽水が循環される浴槽水循環回路とを備え、前記熱媒回路を流れる熱媒と前記浴槽水循環回路を流れる浴槽水とを熱交換させて、前記浴槽水を加熱する第２熱交換器を備えた風呂追焚きシステムに関する。

本願出願人は、特許文献１において、追焚運転が可能な風呂設備を開示している。この風呂設備は、図１に示されるように、温水循環用の回路２１，２２を流れる熱媒を、バーナ４Ｂを用いて加熱し、当該加熱された熱媒の熱を、追焚き用熱交換器２８を介して、浴槽水循環用の回路３１，３２を流れる浴槽水に伝えることで、浴槽水を追焚きするように構成されている。すなわち、温水循環用の回路２１，２２を介して間接的に浴槽水を加熱するように構成されている。

また、この風呂設備では、その運転形態として、「一般給湯運転」、「湯張り運転」、「追焚き運転」、及び「暖房運転」を、主な運転として実行することができる（段落〔００５２〕以降）。これらの運転のうち、追焚き運転においては、追焚きスイッチがオン操作されたのち、バーナｇ２を着火し、浴槽Ｙに供給される湯水を加熱するように構成されている。この風呂設備においては、浴槽戻り温サーミスタ３５の検出温度が、浴槽温度設定スイッチにて設定された湯張り目標温度以上になると、暖房用バーナｇ２を消化する暖房側消火処理を実行するように構成されている。

特開２００９−１４４９３５号公報

しかしながら、特許文献１に示されているように、間接的に浴槽水を追焚きするように構成された風呂設備において、上述のように単に浴槽戻り温が目標温度に達しているか否かに基づいてバーナの消火を行う方式では、追焚き開始から追焚き終了に至るまでの間にバーナで発生した熱量のうち実際に浴槽水の加熱に用いられる熱量の割合が、浴槽水を直接的に加熱するタイプに比べて低くなる。すなわち、従来の追焚き運転では、熱交換効率が低いという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、より熱交換効率の高い追焚き運転が可能な追焚きシステムの実現を目的とする。

本発明に係る風呂追焚システムの特徴は、熱媒加熱用の燃焼式加熱装置と、前記燃焼式加熱装置の燃焼により前記熱媒を加熱する第１熱交換器とを備えた熱媒回路と、浴槽内の浴槽水が循環される浴槽水循環回路とを備え、前記熱媒回路を流れる熱媒と前記浴槽水循環回路を流れる浴槽水とを熱交換させて、前記浴槽水を加熱する第２熱交換器を備えた風呂追焚きシステムであって、
前記第２熱交換器における、前記熱媒の入り温度を検出する熱媒入り温度検出手段と、
前記浴槽内から前記第２熱交換器に戻る浴槽水戻り温度を検出する浴槽水戻り温度検出手段とを備え、
前記燃焼式加熱装置の作動状態で、前記熱媒回路に前記熱媒を循環させるとともに、前記浴槽水循環回路に前記浴槽水を循環させて、浴槽水を追焚きする追焚き運転を完了する追焚き完了ステップにおいて、
前記戻り温度検出手段により検出される前記浴槽水戻り温度に基づいて、前記熱媒回路に前記熱媒を循環させ、且つ前記浴槽水循環回路に前記浴槽水を循環させたまま、前記燃焼式加熱装置を停止する加熱装置運転停止ステップを実行し、 前記加熱装置運転停止ステップを完了した後、前記熱媒入り温度検出手段により検出される前記熱媒の入り温度と、前記浴槽水戻り温度検出手段により検出される前記浴槽水戻り温度との温度差に基づいて、前記熱媒回路における前記熱媒の循環状態を制御する熱媒循環制御ステップを実行する制御手段を備え、
前記制御手段は、
追焚き運転開始から所定時間経過後の浴槽水戻り温度を所定時間経過後温度として記憶し、
浴槽水戻り温度が、所定時間経過後温度と、浴槽水の目標温度である設定湯張温度と所定時間経過後温度との差に所定割合を掛けた値との和に到達した時点で、
前記加熱装置運転停止ステップを実行する点にある。

上記の熱交換効率が低い原因について、本願発明の発明者は鋭意研究の結果、従来の追焚き運転においては、熱媒回路を流れる熱媒の加熱熱量を十分に利用し切れていないことが判明した。図４に従来の追焚き運転時の各回路位置での温度を示す。図４に示すように、従来の追焚き運転では、加熱装置の停止（図中、Ｔ１のタイミング）後、熱媒循環路内の熱媒温度に均一化等の理由から定めされた所定時間のみ熱媒回路の循環をさせて停止させる（図中、Ｔ２のタイミング）ため、熱媒回路内の熱媒（図中、熱媒入り温度）は、加熱装置によって加熱された状態で、浴槽水戻り温度よりも高くなっているにも関わらず、その熱量は十分に利用されることなく、自然放冷されるのみとなっているという知見を得た。

上記特徴構成によれば、制御手段は、追焚き完了ステップにおける加熱装置運転停止ステップにおいて、燃焼加熱装置を停止し、熱媒回路に熱媒を循環させ、浴槽水循環回路に浴槽水を循環させたままとする。また、熱媒循環制御ステップによって、熱媒入り温度と浴槽水戻り温度との温度差に基づいて、熱媒回路における熱媒の循環状態を制御するため、熱媒回路内の熱媒に蓄えられた熱によって、第２熱交換器を通して、浴槽水循環回路内の浴槽水を加熱可能な限界近くまで加熱することができる。図２に本願発明に係る追い焚き運転時の各回路位置での温度を示す。図２の熱媒入り温度の変化に示されるように、本願発明においては、従来の追焚き運転においては、十分に利用し切れていなかった熱媒回路を流れる熱媒の加熱熱量を利用して、浴槽水を加熱することが可能となる。よって、より熱交換効率の高い追焚き運転が可能な追焚きシステムを実現することができる。

さらに、上記特徴構成によれば、浴槽水戻り温度を用いて、加熱装置運転停止ステップから前記熱媒循環制御ステップに移行する。よって、追加の設備などを設けることなく、より熱交換効率の高い追焚き運転が可能な追焚きシステムを実現することができる。ここで、所定時間経過後温度を採用している理由は、真に浴槽内の浴槽水が戻り温度検出位置まで循環されてきた状態の温度使用するためである。

本発明に係る風呂追焚システムの特徴は、熱媒加熱用の燃焼式加熱装置と、前記燃焼式加熱装置の燃焼により前記熱媒を加熱する第１熱交換器とを備えた熱媒回路と、浴槽内の浴槽水が循環される浴槽水循環回路とを備え、前記熱媒回路を流れる熱媒と前記浴槽水循環回路を流れる浴槽水とを熱交換させて、前記浴槽水を加熱する第２熱交換器を備えた風呂追焚きシステムであって、
前記第２熱交換器における、前記熱媒の入り温度を検出する熱媒入り温度検出手段と、
前記浴槽内から前記第２熱交換器に戻る浴槽水戻り温度を検出する浴槽水戻り温度検出手段とを備え、
前記燃焼式加熱装置の作動状態で、前記熱媒回路に前記熱媒を循環させるとともに、前記浴槽水循環回路に前記浴槽水を循環させて、浴槽水を追焚きする追焚き運転を完了する追焚き完了ステップにおいて、
前記戻り温度検出手段により検出される前記浴槽水戻り温度に基づいて、前記熱媒回路に前記熱媒を循環させ、且つ前記浴槽水循環回路に前記浴槽水を循環させたまま、前記燃焼式加熱装置を停止する加熱装置運転停止ステップを実行し、
前記加熱装置運転停止ステップを完了した後、前記熱媒入り温度検出手段により検出される前記熱媒の入り温度と、前記浴槽水戻り温度検出手段により検出される前記浴槽水戻り温度との温度差に基づいて、前記熱媒回路における前記熱媒の循環状態を制御する熱媒循環制御ステップを実行する制御手段と、
前記浴槽内の水量を検出可能な浴槽水量検出手段と、
前記第２熱交換器における受熱後、前記浴槽内に向かう浴槽水行き温度を検出する浴槽水行き温度検出手段と、を備え、
前記制御手段は、
追焚き運転開始から所定時間経過後の浴槽水戻り温度を所定時間経過後温度として記憶
し、
前記浴槽水量検出手段の出力に基づいて浴槽水量を算出し、
前記第２熱交換器での交換熱量を、前記浴槽水戻り温度、及び前記浴槽水行き温度に基づいて算出する構成で、
前記追焚き運転の開始から所定時間経過後から、前記交換熱量を逐次積算し、積算熱量として記憶し、
前記浴槽水量に、浴槽水の目標温度である設定湯張温度と所定時間経過後温度との差を掛けた値を、必要追焚き量として算出し、
前記積算熱量が前記必要追焚き量の所定割合に到達した時点で、
前記加熱装置運転停止ステップを実行する点にある。

上記特徴構成によれば、制御手段は、追焚き完了ステップにおける加熱装置運転停止ステップにおいて、燃焼加熱装置を停止し、熱媒回路に熱媒を循環させ、浴槽水循環回路に浴槽水を循環させたままとする。また、熱媒循環制御ステップによって、熱媒入り温度と浴槽水戻り温度との温度差に基づいて、熱媒回路における熱媒の循環状態を制御するため、熱媒回路内の熱媒に蓄えられた熱によって、第２熱交換器を通して、浴槽水循環回路内の浴槽水を加熱可能な限界近くまで加熱することができる。図２に本願発明に係る追い焚き運転時の各回路位置での温度を示す。図２の熱媒入り温度の変化に示されるように、本願発明においては、従来の追焚き運転においては、十分に利用し切れていなかった熱媒回路を流れる熱媒の加熱熱量を利用して、浴槽水を加熱することが可能となる。よって、より熱交換効率の高い追焚き運転が可能な追焚きシステムを実現することができる。
さらに、上記特徴構成によれば、必要追焚き量に対して、第２熱交換器での交換熱量の積算値が所定割合に到達したかどうかに基づいて、加熱装置運転停止ステップから前記熱媒循環制御ステップに移行する。このため、浴槽水戻り温度に基づいて移行する場合に比べ、より正確に、必要な熱量を浴槽水に伝熱させることができる。よって、より正確に設定湯張温度に到達可能で、熱交換効率の高い追焚き運転が可能な追焚きシステムを実現することができる。

さらに、別の特徴は、前記制御手段は、前記熱媒循環制御ステップを、前記熱媒の入り温度と前記浴槽水戻り温度との温度差が、所定の温度差以内となった場合に終了するように構成された点にある。

上記特徴構成によれば、熱媒の入り温度と浴槽水戻り温度との差に基づいて熱媒循環制御ステップを終了するため、熱媒の入り温度と浴槽水戻り温度との差が少なくなり、第２熱交換器における熱交換効率が低下した状態で熱媒から浴槽水に熱の交換が行われることを抑えることができる。よって、より一層、熱交換効率の高い追焚き運転が可能な追焚きシステムを実現することができる。

また、前記制御手段は、前記熱媒循環制御ステップにおいて、前記熱媒回路における前記熱媒の循環を停止すると好適である。

さらなる特徴構成としては、前記制御手段は、前記熱媒循環制御ステップにおいて、前記熱媒回路における前記熱媒の循環停止を、前記浴槽水循環回路における前記浴槽水の循環停止前或いは前記浴槽水循環回路における前記浴槽水の循環停止と同時に実行する点にある。

上記特徴構成によれば、十分に、熱媒回路に蓄積された余熱を浴槽水に伝熱した後に、熱媒の循環停止を行うことができる。よって、より一層、熱交換効率の高い追焚き運転が可能な追焚きシステムを実現することができる。

風呂設備の全体構成を示す概略図 本願発明に係る風呂設備の運転状態を示す説明図 追焚き運転時のフローチャート 従来技術における問題点を示す図

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（風呂設備の全体構成）
図１に示すように、風呂設備は、温度調整した湯水を浴槽Ｙや給湯栓２に供給する湯水供給処理を行う熱源機Ｇと、その熱源機Ｇの運転を制御する運転制御部Ｃと、その運転制御部Ｃに各種制御指令を指令するメインリモコンＲ１及び浴室リモコンＲ２とを備えて構成されている。
ちなみに、メインリモコンＲ１は炊事場の近く等に設けられ、浴室リモコンＲ２は浴槽Ｙが設置された浴室内に設けられる。

図１に示すように、熱源機Ｇは、一般家庭用の水道管に接続された給水路１からの水をガス燃焼式の給湯用バーナｇ１によって加熱して、加熱後の湯水を給湯栓２や浴槽Ｙに供給する給湯用加熱部Ａ、及び、ガス燃焼式の加熱用バーナｇ２によって、熱消費端末Ｕに循環供給する湯水の加熱や浴槽Ｙの内部に貯留された浴槽水を追焚する温水循環用加熱部Ｂを備えて構成されている。
ちなみに、熱消費端末Ｕとしては、例えば、浴室暖房乾燥機、床暖房装置が設けられることになる。

（給湯用加熱部及び温水循環用加熱部の構成）
給湯用加熱部Ａ及び温水循環用加熱部Ｂはいずれも、主熱交換器Ｎ１と潜熱回収式の副熱交換器Ｎ２とを備えて構成され、主熱交換器Ｎ１と副熱交換器Ｎ２とが、給湯用バーナｇ１や加熱用バーナｇ２から排気路５に向かう燃焼排ガスの流動方向において、副熱交換器Ｎ２が主熱交換器Ｎ１よりも下手側に位置する状態で、燃焼排ガス流動方向に沿って並設されている。
給湯用加熱部Ａにおいては、給水路１からの水が、副熱交換器Ｎ２を通流したのち、主熱交換器Ｎ１を通流する形態で流動し、温水循環用加熱部Ｂにおいては、熱消費端末Ｕや、後述する追焚用熱交換器２８から戻る温水が、副熱交換器Ｎ２を通流したのち、主熱交換器Ｎ１を通流する形態で流動するように構成されている。

そして、給湯用加熱部Ａにおいては副熱交換器Ｎ２にて、主として給湯用バーナｇ１の燃焼排ガスの潜熱により湯水を加熱し、主熱交換器Ｎ１にて、主として給湯用バーナｇ１の燃焼排ガスの顕熱により、副熱交換器Ｎ２にて加熱された湯水を加熱するように構成されている。
また、温水循環用加熱部Ｂにおいては、副熱交換器Ｎ２にて、主として加熱用バーナｇ２の燃焼排ガスの潜熱により、熱消費端末Ｕや追焚用熱交換器２８から戻る温水を加熱し、主熱交換器Ｎ１にて、主として加熱用バーナｇ２の燃焼排ガスの顕熱により、副熱交換器Ｎ２にて加熱された温水を加熱するように構成されている。

給湯用加熱部Ａ及び温水循環用加熱部Ｂの副熱交換器Ｎ２からは、燃焼生成水である酸性の凝縮水、即ち、ドレンが生成するが、このドレンはドレンパン６によって集められて中和器７に供給され、その中和器７にて中和されたのち、ドレンタンク８に貯留されるように構成されている。
ドレンタンク８には、ドレンの貯留量が上限貯留量以上であることを検出する上限センサ８ｓが設けられている。

そして、上限センサ８ｓにてドレンの貯留量が上限貯留量以上であることが検出されると、ドレン排水ポンプ９が作動されて、ドレンタンク８に貯留されているドレンが、排水管４を通して、浴室の床面に設けられた排水口Ｄから外部に排出されるように構成されている。
ちなみに、排水管４のうちの熱源機Ｇの外部に位置する部分は、後述する浴槽用戻路３２のうちの熱源機Ｇの外部に位置する浴槽戻外管３２ｂの内部を通して配管されている。

給湯用加熱部Ａ及び温水循環用加熱部Ｂの夫々に装備された給湯用バーナｇ１や加熱用バーナｇ２には、一般家庭用の燃料ガスを供給するガス供給路Ｋが接続され、そのガス供給路Ｋには、燃料ガス供給量を調整する電磁式のガス比例弁１０、燃料ガスの供給を断続する断続弁１１が設けられている。
また、給湯用加熱部Ａ及び温水循環用加熱部Ｂには、給湯用バーナｇ１や加熱用バーナｇ２に燃焼用空気を供給する燃焼用ファン１２が設けられている。
尚、図示を省略するが、給湯用バーナｇ１や加熱用バーナｇ２の近くには、点火用のイグナイタ及び着火を検出するフレームロッドが設けられることになる。

（一般給湯用構成）
給水路１が、給湯用加熱部Ａにおける副熱交換器Ｎ２の湯水入口部に接続され、先端に給湯栓２が接続された給湯路３が、給湯用加熱部Ａにおける主熱交換器Ｎ１の湯水出口部に接続されている。
したがって、給水路１を通して供給される水が、副熱交換器Ｎ２及び主熱交換器Ｎ１にて加熱されたのち、給湯路３を通して給湯栓２に供給されるように構成されている。

給水路１には、給水温度を検出する給水サーミスタ１３と給水量を検出する水量センサ１４とが設けられ、給水路１における給水サーミスタ１３及び水量センサ１４よりも下流側の箇所が、熱交換器Ｎ１、Ｎ２を迂回する給水バイパス路１５にて、給湯路３に接続されている。

給湯路３と給水バイパス路１５との接続箇所には、主熱交換器Ｎ１からの湯量と給水バイパス路１５からの水量との混合比を調整するミキシング弁１７が設けられ、給湯路３における給水バイパス路１５の接続箇所よりも上流側には、主熱交換器Ｎ１から送出される湯水の温度を検出する出湯サーミスタ１６が設けられ、給湯路３における給水バイパス路１５の接続箇所よりも下流側には、上流側から順に、ミキシング弁１７にて混合された後の湯水の温度を検出する給湯サーミスタ１８、湯水の量を調整する水比例弁１９、一般給湯の割込みを検出する割込み検出用水量センサ２０が設けられている。

（温水循環用構成）
熱消費端末Ｕの湯水出口部と温水循環用加熱部Ｂにおける副熱交換器Ｎ２の入口部とが、温水循環用戻路２１にて接続され、温水循環用加熱部Ｂにおける主熱交換器Ｎ１の湯水出口部と熱消費端末Ｕの湯水入口部とが、温水循環用往路２２にて接続されている。
温水循環用戻路２１には、膨張タンク２３が介装され、温水循環用戻路２１における膨張タンク２３よりも下流側の箇所には、膨張タンク２３内の湯水を吸引して温水循環用加熱部Ｂの副熱交換器Ｎ２に送出するように温水循環用ポンプ２４が設けられている。

したがって、温水循環用ポンプ２４の通流作用により、温水循環用往路２２及び温水循環用戻路２１を通して、温水が副熱交換器Ｎ２及び主熱交換器Ｎ１と熱消費端末Ｕとにわたって循環されて、副熱交換器Ｎ２及び主熱交換器Ｎ１にて加熱された湯水が熱消費端末Ｕに循環供給されるように構成されている。

温水循環用往路２２には、副熱交換器Ｎ２及び主熱交換器Ｎ１にて加熱されたのちの湯水の温度を検出する循環温水サーミスタ２５、及び、熱消費端末Ｕへの湯水の供給を断続する端末用熱動弁２６が設けられている。

温水循環用往路２２における循環温水サーミスタ２５よりも下流側箇所と温水循環用戻路２１における膨張タンク２３よりも上流側箇所とが、熱消費端末Ｕを迂回させて湯水を循環させるための温水循環バイパス路２７にて接続され、その温水循環バイパス路２７には、浴槽Ｙ内の浴槽水を追焚するための追焚用熱交換器２８と追焚用熱動弁２９とが設けられている。

（追焚用構成）
追焚用熱交換器２８の湯水出口部と浴槽Ｙの側壁部下方側に装備された循環アダプタ３０とが、浴槽用往路３１にて接続され、循環アダプタ３０と追焚用熱交換器２８の湯水入口部とが、浴槽用戻路３２にて接続され、その浴槽用戻路３２に、浴槽Ｙの湯水を吸引して追焚用熱交換器２８に送出する追焚用循環ポンプ３３が設けられている。

詳しくは、浴槽用往路３１が、熱源機Ｇの内部に位置する浴槽往内管３１ａと、熱源機Ｇから外部に延出されて、循環アダプタ３０の往用接続部３０ｆに接続される浴槽往外管３１ｂとから構成され、また、浴槽用戻路３２が、熱源機Ｇの内部に位置する浴槽戻内管３２ａと、熱源機Ｇから外部に延出されて、循環アダプタ３０の戻用接続部３０ｂに接続される浴槽戻外管３２ｂとから構成されている。

したがって、端末用熱動弁２６を閉弁し且つ追焚用熱動弁２９を開弁した状態で温水循環用ポンプ２４を作動させることにより、副熱交換器Ｎ２及び主熱交換器Ｎ１にて加熱された湯水が、熱消費端末Ｕを迂回した状態で追焚用熱交換器２８に循環供給されることになる。
そして、その状態において、追焚用循環ポンプ３３を作動させることにより、浴槽Ｙの内部に貯留された浴槽水を、浴槽用往路３１及び浴槽用戻路３２を通して追焚用熱交換器２８に循環供給して、追焚用熱交換器２８にて加熱する、いわゆる、浴槽Ｙ内の浴槽水の追焚を行えるように構成されている。

ちなみに、本実施形態においては、浴槽用往路３１及び浴槽用戻路３２にて、浴槽Ｙ内の浴槽水が循環される浴槽水循環回路が構成され、そして、追焚用循環ポンプ３３が浴槽水循環手段として機能し、また、追焚用熱交換器２８が、浴槽水循環回路内を流れる浴槽水を加熱する加熱手段として機能することになる。

浴槽用戻路３２には、上流側から順に、浴槽用戻路３２の内部の湯水の圧力を検出することによって浴槽Ｙ内の水位を検出する浴槽水位検出手段としての水位センサ３４、浴槽Ｙから戻ってくる浴槽水の温度を検出する浴槽水戻り温度検出手段としての浴槽戻温サーミスタ３５、浴槽用戻路３２を開閉する電磁式の風呂２方弁３６、上述の追焚用循環ポンプ３３、水流スイッチ３７が設けられている。
また、浴槽用往路３１には、浴槽Ｙに供給される湯水の温度（浴槽水行き温度ｔＹ２）を検出する浴槽往温サーミスタ３８が設けられている。

（湯張用構成）
給湯路３における水比例弁１９と割込み検出用水量センサ２０との間の箇所から、給湯路３からの湯水を浴槽Ｙに供給するための湯張路４１が分岐されて、その湯張路４１が、浴槽用戻路３２における追焚用循環ポンプ３３と水流スイッチ３７との間に相当する箇所に接続されている。
この湯張路４１には、上流側から順に、湯張路４１を開閉する湯張電磁弁４２と、湯張逆止弁４３とが設けられている。

また、湯張路４１における湯張電磁弁４２と湯張逆止弁４３との間には、湯張路４１に連通する空気層形成用ホッパ４４が介装されている。
空気層形成用ホッパ４４には、湯水を排水する排水路４５と、その排水路４５を開閉する電磁式の排水弁４６とが設けられ、排水路４５の端部が、浴槽用戻路３２における風呂２方弁３６と追焚用循環ポンプ３３との間の箇所に接続されている。
尚、空気層形成用ホッパ４４の構成及びその機能は周知であるので、本実施形態においては詳細な説明を省略する。

したがって、湯張電磁弁４２を開弁すると、給湯用加熱部Ａにて加熱されたのち湯張路４１を通して供給される湯水が、浴槽用戻路３２に供給され、浴槽用戻路３２に供給された湯水が、浴槽Ｙの存在側と追焚用熱交換器２８の存在側の両側に向けて分流する形態で通流することになる。つまり、湯張路４１を通して供給される湯水が、浴槽用往路３１及び浴槽用戻路３２の両方を通して浴槽Ｙに供給されることになる。

（熱源機の運転制御）
熱源機Ｇは、上記した機器類を装備するものであって、上述の説明から明らかな如く、加熱した湯水を給湯栓２に供給する一般給湯処理、加熱した湯水を浴槽Ｙに供給する湯張処理、加熱した温水を熱消費端末Ｕに循環供給する端末加熱処理、及び、浴槽Ｙ内の浴槽水を加熱する追焚処理、並びに、ドレン排水処理を行うように構成されている。

すなわち、運転制御部Ｃが、後述する如く、メインリモコンＲ１や浴室リモコンＲ２の指令情報、及び、ケーシング３９の内部に装備したセンサ類の検出情報に基づいて、ケーシング３９の内部に装備した機器類を作動させて、一般給湯処理に対応する一般給湯運転、湯張処理に対応する自動湯張運転、自動湯張運転に続いて行う保温運転、浴槽Ｙに追加で湯張り給湯する足し湯運転、端末加熱処理に対応する端末加熱運転、及び、追焚処理に対応する追焚運転、並びに、ドレン排水処理に対応するドレン排水運転を実行するように構成されている。

（リモコンの構成）
メインリモコンＲ１及び浴室リモコンＲ２は、同様に構成されるものであり、以下、メインリモコンＲ１を代表にして説明する。
図１に示すように、メインリモコンＲ１には、運転の開始と停止を指令する運転スイッチ８１、自動湯張運転指令を指令する風呂自動スイッチ８２、一般給湯温度を設定する給湯温度設定スイッチ８３、設定湯張温度としての目標湯張温度を設定する浴槽温度設定スイッチ８４、浴槽Ｙの浴槽水の目標水位を設定する水位設定スイッチ８５、浴槽Ｙに追加で湯張り給湯する足し湯スイッチ８６、追焚運転指令を指令する追焚スイッチ８７、設定温度等の各種情報を表示する表示部８８、端末加熱運転の開始を指令する端末運転スイッチ８９、及び、湯張りが終了したこと等を報知する報知装置９０等が設けられている。

（運転制御の詳細）
運転制御部Ｃは、運転スイッチ８１が操作されると制御可能な状態になり、給湯栓２が開操作されると給湯栓２から湯水を給湯する一般給湯運転を実行する。

また、運転制御部Ｃは、追焚き運転として、加熱装置運転ステップｓ１は、加熱用バーナｇ２を作動させ、追焚用熱動弁２９が開かれる状態で、加熱用バーナｇ２から温水循環用往路２２、追焚用熱交換器２８及び温水循環バイパス路２７を介して温水循環用戻路２１に熱媒を循環させるとともに、浴槽用往路３１及び浴槽用戻路３２に浴槽水を循環させて、浴槽水を追焚きするように構成されている。より具体的には、追焚き運転においては、運転制御部Ｃは、温水循環用戻路２１及び温水循環バイパス路２７に熱媒が循環するように、加熱用バーナｇ２を作動させた状態で、温水循環用ポンプ２４を作動させ、端末用熱動弁２６を閉弁し、追焚用熱動弁２９を開弁した状態とする。また、浴槽用往路３１及び浴槽用戻路３２に浴槽水が循環するように、追焚用循環ポンプ３３を作動させ、湯張逆止弁４３及び排水弁４６を閉弁した状態とする。

〔追焚き運転の各ステップの説明〕
図２及び図３に示すように、本願発明に係る運転制御部Ｃは、追焚運転において、加熱装置運転ステップｓ１と、追焚き完了ステップＳとを実行するように構成されている。追焚き完了ステップＳは、追焚き運転を完了するためのステップで、より詳しくは、加熱装置運転停止ステップｓ２と熱媒循環制御ステップｓ３とからなる。運転制御部Ｃが、加熱装置運転ステップｓ１から追焚き完了ステップＳへと移行する際の条件（以下では、「実行条件Ｘ」と呼ぶ。）については後述する。

加熱装置運転ステップｓ１は、加熱用バーナｇ２を作動させた状態で、温水循環用戻路２１及び温水循環バイパス路２７の熱媒を循環させるとともに、浴槽用往路３１及び浴槽用戻路３２に浴槽水を循環させて、浴槽水を追焚きする。

加熱装置運転停止ステップｓ２では、浴槽戻温サーミスタ３５により検出される浴槽水戻り温度ｔＹ１に基づいて、温水循環用戻路２１及び温水循環バイパス路２７に熱媒を循環させ、且つ浴槽用往路３１及び浴槽用戻路３２に浴槽水を循環させたまま、加熱用バーナｇ２を停止する。すなわち、加熱装置運転停止ステップｓ２により、加熱用バーナｇ２を停止した状態で、熱媒及び浴槽水の循環のみを行うようになる。

熱媒循環制御ステップｓ３は、加熱装置運転停止ステップｓ２を完了した後、循環温水サーミスタ２５により検出される熱媒の入り温度ｔＮ１と、浴槽戻温サーミスタ３５により検出される浴槽水戻り温度ｔＹ１との温度差に基づいて、温水循環用戻路２１及び温水循環用往路２２における熱媒の循環状態を制御する。すなわち、熱媒循環制御ステップｓ３においては、運転制御部Ｃは、熱媒の入り温度ｔＮ１と浴槽水戻り温度ｔＹ１との温度差に基づいて、温水循環用ポンプ２４の発停を制御する。

本実施形態においては、熱媒循環制御ステップｓ３において、温水循環用戻路２１及び温水循環用往路２２における熱媒の循環を停止する。ここで、熱媒の循環停止は、浴槽用往路３１及び浴槽用戻路３２における浴槽水の循環停止前、或いは、浴槽用往路３１及び浴槽用戻路３２における浴槽水の循環停止と同時に実行すると良い。

また、熱媒循環制御ステップｓ３は、熱媒の入り温度ｔＮ１と浴槽水戻り温度ｔＹ１との温度差が所定の温度差以内となった場合に終了する。ここで、「所定の温度差」としては、例えば５度と設定することができる。

〔追焚き完了ステップの実行条件〕
以下では、運転制御部Ｃが、加熱装置運転ステップｓ１を終了し、追焚き完了ステップＳ（加熱装置運転停止ステップｓ２及び熱媒循環制御ステップｓ３）を実行する際の実行条件Ｘについて説明する。実行条件Ｘの具体例について、以下に２通り示す。

まず、熱量をベースとした実行条件Ｘの１例を示す。

条件１（熱量基準）
この条件を用いる場合、運転制御部Ｃは、浴槽Ｙ内の水量（浴槽水量）を水量センサ１４の出力に基づいて、その積分値として算出し、記憶するように構成される。従って、水量センサ１４が本願における「浴槽水量検出手段」となる。
また、運転制御部Ｃは、追焚用熱交換器２８での交換熱量を、浴槽水戻り温度ｔＹ１及び浴槽水行き温度ｔＹ２に基づいて算出できるように構成される。例えば、運転制御部Ｃは、追焚用熱交換器２８の総括伝熱係数や伝熱面積を記憶するように構成され、
交換熱量 ＝ 総括伝熱係数×伝熱面積×（ｔＹ１−ｔＹ２）
として、追焚用熱交換器２８での交換熱量を算出する。

上述の構成を備えた運転制御部Ｃは、追焚き運転の開始から所定時間経過後から、追焚用熱交換器２８での交換熱量を逐次積算し、積算熱量ΣＱを記憶する。ここで、「所定時間」としては６０秒とすると良い。ここで、６０秒は、確実に、浴槽内の浴槽水が熱交換器に加熱されている状態からの演算とするためである

また、運転制御部Ｃは、追い焚き運転開始から所定時間経過時の浴槽水戻り温度ｔＹ１を所定時間経過後温度ｔ２として記憶するように構成される。さらに、運転制御部Ｃは、浴槽水量、及びメインリモコンＲ１または浴室リモコンＲ２により設定された設定湯張温度ｔＸとを用いて、
Ｑ ＝ 浴槽水量×（ｔＸ−ｔ２）
として、必要追焚き量Ｑを算出する。

そして、積算熱量ΣＱが必要追焚き量Ｑの所定割合ｎに到達した時点で、加熱装置運転停止ステップｓ２から熱媒循環制御ステップｓ３へと移行する。ここで、所定割合ｎとしては、例えば、２／３と設定すると良い。すなわち、例えば、移行判定条件は、下記式で表すことができる。
ΣＱ ≧ Ｑ×ｎ

条件２（温度基準）
次に、温度をベースとした実行条件Ｘの一例を示す。

この条件を用いる場合、運転制御部Ｃは、浴槽水戻り温度ｔＹ１が、所定時間経過後温度ｔ２と、設定湯張温度ｔＸと所定時間経過後温度ｔ２との差に上述の所定割合ｎを掛けた値との和に到達した時点で、加熱装置運転停止ステップｓ２から熱媒循環制御ステップｓ３へと移行する。
すなわち、例えば、実行条件は、下記式で表すことができる。
ｔＹ１ ≧ ｔ２＋（ｔＸ−ｔ２）×ｎ

なお、上記２つの実行条件で使用した所定割合ｎは、浴槽水の温度が設定湯張温度ｔＸに到達しなかった場合や、早期に（例えば、上述の「所定時間」経過前に）浴槽水の温度が設定湯張温度ｔＸに到達した場合には、可変させると良い。すなわち、運転制御部Ｃは、所定割合ｎを、浴槽水の温度が設定湯張温度ｔＸに到達しなかった場合には増加させ、早期に浴槽水の温度が設定湯張温度ｔＸに到達した場合には減少させるように構成すると良い。

以上のように、運転制御部Ｃが追焚き運転を実行することで、加熱用バーナｇ２の着火時間を抑え、温水循環用戻路２１及び温水循環バイパス路２７を流れる熱媒の熱量を利用して浴槽水の追焚きを実現することができる。すなわち、熱交換効率の高い追焚き運転を実現することができる。

本発明は、熱媒加熱用の燃焼式加熱装置と、前記燃焼式加熱装置の燃焼により前記熱媒を加熱する第１熱交換器とを備えた熱媒回路と、浴槽内の浴槽水が循環される浴槽水循環回路とを備え、前記熱媒回路を流れる熱媒と前記浴槽水循環回路を流れる浴槽水とを熱交換させて、前記浴槽水を加熱する第２熱交換器を備えた風呂追焚きシステムに適応可能である。

２１：温水循環用戻路（熱媒回路）
２５：循環温水サーミスタ（熱媒入り温度検出手段）
２７：温水循環バイパス路（熱媒回路）
２８：追焚用熱交換器（第２熱交換器）
３１：浴槽用往路（浴槽水循環回路）
３２：浴槽用戻路（浴槽水循環回路）
３４：水位センサ（浴槽水位検出手段）
３５：浴槽戻温サーミスタ（浴槽水戻り温度検出手段）
３８：浴槽往温サーミスタ（浴槽水行き温度検出手段）
Ｃ：制御部（制御手段）
Ｎ２：副熱交換器（第１熱交換器）
ｇ２：加熱用バーナ（燃焼式加熱装置）
Ｙ：浴槽
ｓ２：加熱装置運転停止ステップ
ｓ３：熱媒循環制御ステップ
Ｓ：追焚き完了ステップ

Claims (5)

1. 熱媒加熱用の燃焼式加熱装置と、前記燃焼式加熱装置の燃焼により前記熱媒を加熱する第１熱交換器とを備えた熱媒回路と、浴槽内の浴槽水が循環される浴槽水循環回路とを備え、前記熱媒回路を流れる熱媒と前記浴槽水循環回路を流れる浴槽水とを熱交換させて、前記浴槽水を加熱する第２熱交換器を備えた風呂追焚きシステムであって、
   前記第２熱交換器における、前記熱媒の入り温度を検出する熱媒入り温度検出手段と、
   前記浴槽内から前記第２熱交換器に戻る浴槽水戻り温度を検出する浴槽水戻り温度検出手段とを備え、
   前記燃焼式加熱装置の作動状態で、前記熱媒回路に前記熱媒を循環させるとともに、前記浴槽水循環回路に前記浴槽水を循環させて、浴槽水を追焚きする追焚き運転を完了する追焚き完了ステップにおいて、
   前記戻り温度検出手段により検出される前記浴槽水戻り温度に基づいて、前記熱媒回路に前記熱媒を循環させ、且つ前記浴槽水循環回路に前記浴槽水を循環させたまま、前記燃焼式加熱装置を停止する加熱装置運転停止ステップを実行し、
   前記加熱装置運転停止ステップを完了した後、前記熱媒入り温度検出手段により検出される前記熱媒の入り温度と、前記浴槽水戻り温度検出手段により検出される前記浴槽水戻り温度との温度差に基づいて、前記熱媒回路における前記熱媒の循環状態を制御する熱媒循環制御ステップを実行する制御手段を備え、
   前記制御手段は、
   追焚き運転開始から所定時間経過後の浴槽水戻り温度を所定時間経過後温度として記憶し、
   浴槽水戻り温度が、所定時間経過後温度と、浴槽水の目標温度である設定湯張温度と所定時間経過後温度との差に所定割合を掛けた値との和に到達した時点で、
   前記加熱装置運転停止ステップを実行する風呂追焚きシステム。
2. 熱媒加熱用の燃焼式加熱装置と、前記燃焼式加熱装置の燃焼により前記熱媒を加熱する第１熱交換器とを備えた熱媒回路と、浴槽内の浴槽水が循環される浴槽水循環回路とを備え、前記熱媒回路を流れる熱媒と前記浴槽水循環回路を流れる浴槽水とを熱交換させて、前記浴槽水を加熱する第２熱交換器を備えた風呂追焚きシステムであって、
   前記第２熱交換器における、前記熱媒の入り温度を検出する熱媒入り温度検出手段と、
   前記浴槽内から前記第２熱交換器に戻る浴槽水戻り温度を検出する浴槽水戻り温度検出手段とを備え、
   前記燃焼式加熱装置の作動状態で、前記熱媒回路に前記熱媒を循環させるとともに、前記浴槽水循環回路に前記浴槽水を循環させて、浴槽水を追焚きする追焚き運転を完了する追焚き完了ステップにおいて、
   前記戻り温度検出手段により検出される前記浴槽水戻り温度に基づいて、前記熱媒回路に前記熱媒を循環させ、且つ前記浴槽水循環回路に前記浴槽水を循環させたまま、前記燃焼式加熱装置を停止する加熱装置運転停止ステップを実行し、
   前記加熱装置運転停止ステップを完了した後、前記熱媒入り温度検出手段により検出される前記熱媒の入り温度と、前記浴槽水戻り温度検出手段により検出される前記浴槽水戻り温度との温度差に基づいて、前記熱媒回路における前記熱媒の循環状態を制御する熱媒循環制御ステップを実行する制御手段と、
   前記浴槽内の水量を検出可能な浴槽水量検出手段と、
   前記第２熱交換器における受熱後、前記浴槽内に向かう浴槽水行き温度を検出する浴槽水行き温度検出手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   追焚き運転開始から所定時間経過後の浴槽水戻り温度を所定時間経過後温度として記憶し、
   前記浴槽水量検出手段の出力に基づいて浴槽水量を算出し、
   前記第２熱交換器での交換熱量を、前記浴槽水戻り温度、及び前記浴槽水行き温度に基づいて算出する構成で、
   前記追焚き運転の開始から所定時間経過後から、前記交換熱量を逐次積算し、積算熱量として記憶し、
   前記浴槽水量に、浴槽水の目標温度である設定湯張温度と所定時間経過後温度との差を掛けた値を、必要追焚き量として算出し、
   前記積算熱量が前記必要追焚き量の所定割合に到達した時点で、
   前記加熱装置運転停止ステップを実行する風呂追焚きシステム。
3. 前記制御手段は、前記熱媒循環制御ステップを、前記熱媒の入り温度と前記浴槽水戻り温度との温度差が、所定の温度差以内となった場合に終了する請求項１または２に記載の風呂追焚きシステム。
4. 前記制御手段は、前記熱媒循環制御ステップにおいて、前記熱媒回路における前記熱媒の循環を停止する請求項１〜３の何れか一項記載の風呂追焚きシステム。
5. 前記制御手段は、前記熱媒循環制御ステップにおいて、前記熱媒回路における前記熱媒の循環停止を、前記浴槽水循環回路における前記浴槽水の循環停止前或いは前記浴槽水循環回路における前記浴槽水の循環停止と同時に実行する請求項４記載の風呂追焚きシステム。

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