JP6478556B2 - 風呂装置 - Google Patents
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Description
即ち、当該特許文献1に開示の技術にあっては、高温設定温度よりも低い低温設定温度にまで熱媒を加熱し昇温させる低温モードでも追焚き運転を実行可能に構成されていた。
ここで、熱効率(瞬時効率)は、浴槽に貯留される浴槽水への出力熱量(浴槽往き温度と浴槽戻り温度の温度差×単位時間当たりの浴槽水循環流量)を燃焼式加熱装置への投入熱量(燃焼式加熱装置へ単位時間当たりで供給されるガスの熱量)で除算して導出したものである。
そして、少なくとも、上述した特許文献1に開示の技術にあっては、当該課題の認識はなく、それを解決する技術に関するものではなかった。
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熱媒を加熱する第1熱交換器を有する熱媒循環回路と、浴槽内の浴槽水が循環される浴槽水循環回路と、前記熱媒循環回路を通流する熱媒と前記浴槽水循環回路を通流する浴槽水とを熱交換させて前記浴槽水を加熱する第2熱交換器とを備える風呂装置であって、その特徴構成は、
前記燃焼式加熱装置の投入熱量を制御する投入熱量制御手段を備え、
前記投入熱量制御手段は、前記燃焼式加熱装置を作動させ前記熱媒循環回路に熱媒を循環させると共に前記浴槽水循環回路に浴槽水を循環させて浴槽水を追焚きする追焚き運転における初期追焚き期間に、前記燃焼式加熱装置への投入熱量を、前記追焚き運転の通常追焚き期間の通常投入熱量よりも多い投入熱量である初期投入熱量に制御し、
前記浴槽への出力熱量を前記燃焼式加熱装置への投入熱量で除算した追焚き効率を導出する追焚き効率導出手段を備え、
前記投入熱量制御手段は、前記追焚き効率導出手段にて導出された追焚き効率の上昇率が、初期追焚き期間終了判定上昇率を下回った時点を前記初期追焚き期間の終了時点とする点にある。
上記特徴構成によれば、燃焼式加熱装置の投入熱量を制御する投入熱量制御手段が、追焚き運転の初期追焚き期間に、燃焼式加熱装置による投入熱量を、追焚き運転の通常追焚き期間の通常投入熱量よりも多い投入熱量である初期投入熱量に制御するから、初期追焚き期間における第2熱交換器(追焚き熱交換器)の熱交換熱量を増加でき、追焚き運転の熱効率(瞬時効率)を向上できる。
風呂装置100は、暖房端末HU、LUに熱を供給すると共に浴槽10及び給湯栓33に温度調整した湯水を供給すべく、熱媒及び湯水を供給可能な熱源機Gと、当該熱源機Gの運転を制御する運転制御部Cと、その運転制御部Cに各種運転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は炊事場の近傍に設置され、浴室リモコンR2は浴槽10が設置された浴室内に設けられている。
図1に示すように、熱源機Gは、ケーシング51により外囲されるものであり、一般家庭用の水道管に接続された給水路L2からの水をガス燃焼式の給湯用バーナg1により加熱して、加熱後の湯水を給湯栓33や浴槽10へ供給する給湯用加熱部H1と、ガス燃焼式の熱媒加熱用バーナg2により高温暖房端末HU、及び低温暖房端末LUへ循環供給する熱媒や浴槽10の内部に貯留される浴槽水を追焚きする熱媒を加熱する熱媒加熱部H2(燃焼式加熱装置の一例)とを備えて構成されている。ちなみに、高温暖房端末HUとしては浴室暖房乾燥機が、低温暖房端末LUとしては床暖房装置が設けられている。
尚、図示は省略するが、給湯用バーナg1及び熱媒加熱用バーナg2の近傍には、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ている。
給湯用加熱部H1及び熱媒加熱部H2には、図1に示すように、バーナg1、g2の燃焼排ガスの顕熱を主に回収する主熱交換器EX1、EX3と、潜熱を主に回収する副熱交換器EX2、EX4とを備えて構成されている。ここで、主熱交換器EX1、EX3と副熱交換器EX2、EX4とは、給湯用バーナg1及び熱媒加熱用バーナg2から排気路22へ向かう燃焼排ガスの流動方向において、副熱交換器EX2、EX4が主熱交換器EX1、EX3よりも下流側に位置する状態で配設されている。尚、本発明にあっては、熱媒加熱部H2に設けられる主熱交換器EX3(顕熱熱交換器の一例)と副熱交換器EX4(潜熱熱交換器の一例)とが第1熱交換器として機能する。
これにより、給湯用加熱部H1においては、湯水が、副熱交換器EX2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加熱された後、主熱交換器EX1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加熱される。また、熱媒加熱部H2においては、熱媒が、副熱交換器EX4にて主として熱媒加熱用バーナg2の燃焼排ガスの潜熱により加熱された後、主熱交換器EX3にて主として熱媒加熱用バーナg2の燃焼排ガスの顕熱により加熱される。
給水路L2が、給湯用加熱部H1の副熱交換器EX2の入口に接続され、一端に給湯栓33を有する給湯路L4の他端が、給湯用加熱部H1における主熱交換器EX1の出口に接続されている。これにより、給水路L2から供給される湯水は、副熱交換器EX2及び主熱交換器EX1にて順に加熱された後、給湯路L4を介して給湯栓33から供給される。
給湯路L4には、給水バイパス路L3の接続箇所よりも上流側に、主熱交換器EX1からの湯水温度を検出する出湯サーミスタS4が設けられ、給湯路L4における給水バイパス路L3の接続箇所よりも下流側には、上流側から順に、給湯としての湯水温度を検出する給湯サーミスタS6、湯水流量を調整可能な比例弁V9、一般給湯の割り込みを検出する割り込み検出用水量センサS9が設けられている。
また、給湯路L4と給水バイパス路L3との接続箇所には、主熱交換器EX1からの湯水流量と給水バイパス路L3からの湯水流量との混合比を調整可能なミキシング弁V11が設けられている。
以上より、各サーミスタ及び流量センサの出力に基づいて、給水バイパス路L3を通流する流量が調整される形態で、給湯温度がメインリモコンR1にて設定される目標給湯温度に調整され、給湯栓33から給湯される。
熱媒循環回路は、熱媒加熱部H2の主熱交換器EX3の出口から流出した熱媒を、熱媒と浴槽10に貯留される浴槽水とを熱交換する追焚き熱交換器EX5(第2熱交換器の一例)に通過させ熱媒加熱部H2の副熱交換器EX4の入口へ戻す追焚き回路C1と、熱媒加熱部H2の主熱交換器EX3の出口から流出した熱媒を高温暖房端末HUを通過させ熱媒加熱部H2の副熱交換器EX4の入口へ戻す高温暖房回路C2と、熱媒加熱部H2の主熱交換器EX3の出口から流出した熱媒を追焚き熱交換器EX5と高温暖房端末HUとをバイパス状態で熱媒加熱部H2の副熱交換器EX4の出口へ導く熱媒バイパス路L9と、熱媒加熱部H2の主熱交換器EX3の出口から流出した熱媒を熱媒バイパス路L9を介して低温暖房端末LUを通過させ熱媒加熱部H2の副熱交換器EX4の入口へ戻す低温暖房回路C3とを備えている。
熱媒バイパス路L9には、熱媒のバイパス流量を調整可能なバイパス用熱動弁V12が設けられ、追焚き回路C1には、追焚き熱交換器EX5を通過する熱媒流量を調整可能な追焚き用熱動弁V8が設けられ、高温暖房回路C2には、高温暖房端末HUを通過する熱媒流量を調整可能な高温暖房用熱動弁V10が設けられ、低温暖房回路C3には、低温暖房端末LUを通過する熱媒流量を調整可能な低温暖房用熱動弁V13が設けられている。
また、熱媒加熱部H2の副熱交換器EX4の出口と主熱交換器EX3の入口との間には、熱媒を副熱交換器EX4から主熱交換器EX3の側へ圧送する熱媒循環ポンプP2が設けられている。
更に、熱媒加熱部H2の主熱交換器EX3の出口には、当該出口から流出する湯水温度を検出する第1熱媒サーミスタS3が設けられると共に、図示は省略するが低温暖房端末LU及び高温暖房端末HUの内部には、自身を通過した熱媒の温度を検出する高温暖房サーミスタ及び低温暖房サーミスタが夫々備えられている。
尚、熱媒加熱部H2の副熱交換器EX4への入口には、熱媒の膨張を吸収可能な膨張タンク50が設けられている。
追焚き熱交換器EX5の湯水出口と浴槽10の側壁部下方側に装着された循環アダプタ11とが、浴槽往き路L8にて接続され、循環アダプタ11と追焚き熱交換器EX5の湯水入口とが、浴槽戻り路L7にて接続され、その浴槽戻り路L7に、浴槽10の湯水を吸引して追焚き熱交換器EX5へ送出する浴槽水循環ポンプP1が設けられている。
説明を追加すると、浴槽往き路L8が、熱源機Gの内部に位置する浴槽往き内管L8aと、熱源機Gから外部へ延出されて、循環アダプタ11の往き用接続部11aに接続される浴槽往き外管L8bとから構成され、また、浴槽戻り路L7が、熱源機Gの内部に位置する浴槽戻り内管L7aと、熱源機Gから外部へ延出されて、循環アダプタ11の戻り用接続部11bに接続される浴槽戻り外管L7bとから構成されている。
浴槽戻り路L7には、上流側から順に、浴槽戻り路L7の内部の湯水の圧力を検出することによって浴槽10内の水位を検出する水位センサS10、浴槽10から戻る浴槽水の温度を検出する浴槽戻りサーミスタS2、浴槽戻り路L7を開閉する電磁式の開閉弁V7、上述した浴槽水循環ポンプP1、及び水流スイッチ41が設けられている。
また、浴槽往き路L8には、浴槽10に供給される湯水の温度を検出する浴槽往きサーミスタS5が設けられている。
給湯路L4における比例弁V9と割り込み検出用水量センサS9との間の箇所から、給湯路L4からの湯水を浴槽10へ供給するための湯張り路L5が分岐されて、その湯張り路L5が、浴槽戻り路L7における浴槽水循環ポンプP1と水流スイッチ41との間に接続されている。当該湯張り路L5には、上流側から順に、湯張り路L5を開閉する電磁式の開閉弁V5と、湯張り路L5に連通する空気層形成用ホッパ40と、逆止弁42とが設けられている。
空気層形成用ホッパ40には、湯水を排水する排水路L6と、当該排水路L6を開閉する電磁式の排水弁V6とが設けられ、排水路L6の下流側端部が浴槽戻り路L7における開閉弁V7と浴槽水循環ポンプP1との間に接続されている。
従って、開閉弁V5を開弁すると、給湯用加熱部H1にて加熱され湯張り路L5を介して供給される湯水が、浴槽戻り路L7に供給され、浴槽戻り路L7に供給された湯水が浴槽10側と追焚き熱交換器EX5側の両側に向けて分流する形態で供給されることになる。即ち、湯張り路L5を介して供給される湯水は、浴槽往き路L8及び浴槽戻り路L7の両方を介して浴槽10に供給される。
熱源機Gは、上述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ように、加熱した湯水を給湯栓33に供給する給湯処理、加熱した湯水を浴槽10へ供給する湯張り処理、加熱した熱媒を暖房端末HU、LUへ循環供給する端末加熱処理、及び浴槽10内の浴槽水を加熱する追焚き処理、並びにドレン排水処理を行うように構成されている。
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Sw1、自動湯張り運転指令を指令する風呂自動スイッチSw2、給湯温度を設定する給湯温度設定スイッチSw3、設定湯張り温度としての目標湯張り温度を設定する浴槽温度設定スイッチSw4、浴槽10の浴槽水の目標水位を設定する水位設定スイッチSw5、浴槽10に追加で湯張り給湯する足し湯スイッチSw6、追焚き運転指令をする追焚きスイッチSw7、設定温度等の各種情報を表示する表示部81、暖房運転の開始を指令する暖房運転スイッチSw8、及び湯張りが終了したこと等を報知する報知装置82等が設けられている。
〔追焚き運転〕
運転制御部Cは、追焚きスイッチSw7がONされ、追焚き運転、低温暖房運転、及び高温暖房運転のうち、追焚き運転のみを実行する場合、所定の温度(例えば、80℃)の熱媒を所定の流量で追焚き熱交換器EX5へ通流させるべく、熱媒循環ポンプP2を作動させ、熱媒加熱部H2を作動状態にし、追焚き用熱動弁V8を所定の開度に制御する。
このとき、運転制御部Cは、高温暖房用熱動弁V10、低温暖房用熱動弁V13、及びバイパス用熱動弁V12を全閉とする。
運転制御部Cは、暖房運転スイッチSw8がONされ、追焚き運転、低温暖房運転、及び高温暖房運転のうち、高温暖房運転のみを実行する場合、所定の温度(例えば、80℃)の熱媒を所定の流量で高温暖房端末HUへ通流させるべく、熱媒循環ポンプP2を作動させ、熱媒加熱部H2を作動状態にし、高温暖房用熱動弁V10を所定の開度に制御する。
このとき、運転制御部Cは、追焚き用熱動弁V8、低温暖房用熱動弁V13、及びバイパス用熱動弁V12を全閉とする。
〔低温暖房運転〕
運転制御部Cは、暖房運転スイッチSw8がONされ、追焚き運転、低温暖房運転、及び高温暖房運転のうち、低温暖房運転のみを実行する場合、所定の温度(例えば、60℃)の熱媒を所定の流量で低温暖房端末LUへ通流させるべく、熱媒循環ポンプP2を作動させ、熱媒加熱部H2を作動状態にし、低温暖房用熱動弁V13を所定の開度に制御すると共に、バイパス用熱動弁V12を所定の開度に制御する。
このとき、運転制御部Cは、追焚き用熱動弁V8、高温暖房用熱動弁V10を全閉とする。
〔並列運転〕
運転制御部Cは、上述したように、追焚き運転、低温暖房運転、高温暖房運転の夫々を独立で実行する際には、熱媒循環回路に設けられる各熱動弁を上述の如く制御するのであるが、比較的高温の熱媒が必要であると共に熱が不足した場合に使用者の使用感が直接的に損なわれる虞のある追焚き運転及び高温暖房運転の少なくとも何れか一方と、低温暖房運転とが並列に実行される場合、追焚き運転と高温暖房運転のうち実行状態にある運転の熱量を不足させない状態で低温暖房運転をも実行すべく、以下の如く、各熱動弁の制御を実行する。ここで、並列運転に係る制御は、上述の追焚き運転、低温暖房運転、及び高温暖房運転に係る制御と並列(同時)に実行されるものとし、個別の制御よりも、当該並列運転に係る制御が優先的に実行されるものとする。
尚、以下の説明では、理解を容易にすべく、運転制御部Cによる各熱動弁の制御を中心に説明する。
運転制御部Cは、高温暖房に係る暖房運転スイッチSw8がONしている場合(♯01)、高温暖房用熱動弁V10を所定の開度に制御する(♯02)。一方、高温暖房に係る暖房運転スイッチSw8がONしていない場合(♯01)、それ以降の♯02〜♯06のステップは実行しない。
一方、運転制御部Cは、低温暖房に係る暖房運転スイッチSw8がONしていない場合(♯03)、バイパス用熱動弁V12の開度を零へ制御する(♯06)。
運転制御部Cは、追焚きスイッチSw7がONしている場合(♯07)、追焚き用熱動弁V8を所定の開度に制御する(♯07)。一方、追焚きスイッチSw7がONしていない場合(♯07)、それ以降の♯08〜♯12のステップは実行しない。
一方、運転制御部Cは、低温暖房に係る暖房運転スイッチSw8がONしていない場合(♯09)、バイパス用熱動弁V12の開度を零へ制御する(♯11)。
本発明にあっては、運転制御部Cは、追焚き運転の熱効率、特に、追焚き運転の初期の初期追焚き期間(例えば、追焚き運転開始から30秒〜60秒程度までの期間)における熱効率を向上するべく、図3に示すように、以下の制御を実行する。
風呂自動スイッチSw2がONされ、保温インターバル時間が経過し、目標湯張り温度から浴槽戻り温度を減算した値が追焚き判定閾値差(例えば、3deg)を超える場合、又は、追焚きスイッチSw7がONされた場合、投入熱量制御手段としての運転制御部Cは、熱媒加熱部H2への投入ガス流量を制御するガス比例弁V4を、通常追焚き期間(初期追焚き期間の後の追焚き運転時)よりも開き側へ制御して、熱媒加熱部H2への投入熱量を、通常追焚き期間の通常投入熱量(例えば、5kW)よりも多い投入熱量である初期投入熱量(例えば、11kW)に制御する(♯01)。
投入熱量制御手段としての運転制御部Cは、初期追焚き期間が終了すると、熱媒加熱部Hへの投入熱量を、初期投入熱量から通常投入熱量へ切り換え、通常追焚き運転を開始する(♯03)。
(1)上記実施形態では、図2に示す並列運転の♯05の制御において、運転制御部Cは、高温暖房運転に係る高温暖房端末HUでの熱供給が不足しているか否かの判定を、高温暖房端末HUの出口の温度に基づいて実行したが、別に、当該高温暖房端末HUでの単位時間当たりの供給熱量に基づいて、当該制御を実行しても構わない。
しかしながら、熱媒バイパス路L9にバイパス用熱動弁V12を設けず、運転制御部Cが、直接、低温暖房用熱動弁V13と高温暖房用熱動弁V10と追焚き用熱動弁V8との弁開度を制御する形態で、バイパス流量を調整する構成を採用しても構わない。
例えば、運転制御部Cは、浴槽往きサーミスタS5の検出温度が予め記憶部に記憶された初期追焚き期間終了判定閾値を超えたとき、若しくは、浴槽往きサーミスタS5の検出温度の上昇率が、予め記憶部に記憶された初期追焚き期間終了判定上昇率を下回ったときに、初期追焚き期間から通常追焚き期間へ移行するように構成しても構わない。
100 :風呂装置
C :運転制御部
EX3 :主熱交換器
EX4 :副熱交換器
EX5 :追焚き熱交換器
H2 :熱媒加熱部
Claims (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熱媒を加熱する第1熱交換器を有する熱媒循環回路と、浴槽内の浴槽水が循環される浴槽水循環回路と、前記熱媒循環回路を通流する熱媒と前記浴槽水循環回路を通流する浴槽水とを熱交換させて前記浴槽水を加熱する第2熱交換器とを備える風呂装置において、
前記燃焼式加熱装置の投入熱量を制御する投入熱量制御手段を備え、
前記投入熱量制御手段は、前記燃焼式加熱装置を作動させ前記熱媒循環回路に熱媒を循環させると共に前記浴槽水循環回路に浴槽水を循環させて浴槽水を追焚きする追焚き運転における初期追焚き期間に、前記燃焼式加熱装置への投入熱量を、前記追焚き運転の通常追焚き期間の通常投入熱量よりも多い投入熱量である初期投入熱量に制御し、
前記浴槽への出力熱量を前記燃焼式加熱装置への投入熱量で除算した追焚き効率を導出する追焚き効率導出手段を備え、
前記投入熱量制御手段は、前記追焚き効率導出手段にて導出された追焚き効率の上昇率が、初期追焚き期間終了判定上昇率を下回った時点を前記初期追焚き期間の終了時点とする風呂装置。
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