(57)【要約】【課題】  エネルギー効率に優れた風呂の湯張りを可能とする。【解決手段】  風呂装置は、熱媒を循環させる熱媒循環装置が介装された熱媒循環経路と、熱媒循環経路を流れる熱媒を加熱可能な熱源と、熱媒循環経路を流れる熱媒と風呂水との間で熱交換を行う熱交換器と、熱交換器と浴槽との間で風呂水を循環させる風呂水循環装置が介装された風呂水循環経路と、少なくとも熱源の運転と風呂水循環装置を制御して、浴槽に設定温度の湯を張る湯張り動作を実行可能なコントローラを備える。湯張り動作は、風呂水循環装置を停止させた状態で熱源を運転させる予熱工程と、予熱工程の後に風呂水循環装置を運転させる沸き上げ工程を有する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒を循環させる熱媒循環装置が介装された熱媒循環経路と、
前記熱媒循環経路を流れる熱媒を加熱可能な熱源と、
前記熱媒循環経路を流れる熱媒と風呂水との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器と浴槽との間で風呂水を循環させる風呂水循環装置が介装された風呂水循環経路と、
少なくとも前記熱源の運転と前記風呂水循環装置を制御して、前記浴槽に設定温度の湯を張る湯張り動作を実行可能なコントローラを備え、
前記湯張り動作は、前記風呂水循環装置を停止させた状態で前記熱源を運転させる予熱工程と、当該予熱工程の後に前記風呂水循環装置を運転させる沸き上げ工程を有する、
風呂装置。
【請求項２】
前記予熱工程では、熱媒を露点温度以上に加熱する、請求項１に記載の風呂装置。
【請求項３】
前記コントローラによって制御され、浴槽に温水を供給する給湯装置をさらに備え、
前記湯張り動作は、前記浴槽の水位が設定水位となるまで、前記給湯装置によって前記浴槽に温水を供給する給湯工程をさらに備え、
前記予熱工程の少なくとも一部は前記給湯工程と同時に実施される、請求項１又は２に記載の風呂装置。
【請求項４】
前記給湯工程では、前記設定温度未満であって露点温度以上の温水を浴槽に供給する、請求項３に記載の風呂装置。
【請求項５】
前記熱源は、ヒートポンプ又は発電装置である、請求項１から４のいずれか一項に記載の風呂装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここで開示する技術は、浴槽に湯を張る風呂装置に関する。ここでいう「浴槽に湯を張る」あるいは「浴槽の湯張り（あるいは単に湯張り）」とは、入浴できるように浴槽に湯を溜めることをいい、浴槽への給湯のみを行うことや、浴槽への給湯と浴槽内の風呂水の沸き上げを行うことや、予め浴槽に存在する風呂水の沸き上げのみを行うことの、いずれをも含むものとする。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、コージェネレーションシステムが開示されている。このコージェネレーションシステムは、熱媒を循環させる熱媒循環経路と、熱媒循環経路を流れる熱媒を加熱可能な発電装置と、熱媒循環経路を流れる熱媒を加熱可能なガス燃焼器とを備える。加熱された熱媒の熱は、給湯、暖房、浴槽の湯張り等に用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３１６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したコージェネレーションシステムでは、エネルギー効率の観点から、発電装置を優先して運転し、ガス燃焼器の運転はできる限り控えることが好ましい。そのことから、先ずは浴槽に水を溜め、その後に発電装置のみを運転して沸き上げを行えば、ガス燃焼器の運転を不要にして、エネルギー効率を高めることができる。しかしながら、発電装置が熱媒を加熱する能力（単位時間あたりに熱媒に加えられる熱量）は、ガス燃焼器のそれに対して大きく劣る。そのことから、例えば浴槽の湯張り（沸き上げ）を行うときに、発電装置のみを運転し、ガス燃焼器の運転を禁止すると、湯張りを完了するのに要する時間は非常に長くなる。特に、風呂水の温度が低い状態が長く続くと、熱媒循環経路を低温の熱媒が長時間に亘って循環することになり、熱媒循環経路を構成する配管や、特に、停止中にあるガス燃焼器内の吸熱フィンに、結露が生じることがある。このような結露は、当該配管や吸熱フィンの劣化を早める要因となり得る。
【０００５】
本明細書は、上記の事象を防止又は低減し得る技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、ここで開示する技術では、熱媒を事前に予熱し、その後、熱媒から風呂水への熱供給を開始する。熱媒を予熱しておくことで、風呂水の初期温度が低いときでも、熱媒の温度が結露を生じるような温度まで低下せず、結露に起因する管路等の劣化を抑制することができる。
【０００７】
熱媒の予熱温度を高くするほど、結露の発生をより確実に防止することができる。その一方で、風呂水の初期温度が高いときには、熱媒の予熱温度を低くしても結露は生じず、それによって、予熱に要する時間を短縮することができる。仮に、浴槽の風呂水が露点温度以上であれば、熱媒の予熱温度は露点温度であってもよい。ただし、熱媒の予熱温度が露点温度未満であっても、露点温度に近い温度であれば、風呂水への熱供給を始めたとしても、熱媒の温度は比較的に短時間で露点温度以上となるので、実質的に結露が発生しないか、発生しても問題とならない程度に抑えることができる。
【０００８】
露点温度は、気温や湿度によって変化する。そのことから、熱媒の予熱温度は、気温や湿度に応じて変化させてもよい。あるいは、気温や湿度は、季節、暦、時刻に応じて変化することから、季節、暦、時刻に応じて変化させてもよい。あるいは、装置の設置場所における通年の気温及び湿度を考慮し、通年で結露が確実に避けられる温度を、固定した予熱温度としてもよい。
【０００９】
上記した技術の一側面により、新規で有用な風呂装置を具現化することができる。この風呂装置は、熱媒を循環させる熱媒循環装置が介装された熱媒循環経路と、熱媒循環経路を流れる熱媒を加熱可能な熱源と、熱媒循環経路を流れる熱媒と風呂水との間で熱交換を行う熱交換器と、熱交換器と浴槽との間で風呂水を循環させる風呂水循環装置が介装された風呂水循環経路と、少なくとも熱源の運転と風呂水循環装置を制御して、浴槽に設定温度の湯を張る湯張り動作を実行可能なコントローラを備える。湯張り動作は、風呂水循環装置を停止させた状態で熱源を運転させる予熱工程と、予熱工程の後に風呂水循環装置を運転させる沸き上げ工程を有する。このような構成によると、風呂水の初期温度が低いときでも、熱媒の温度が結露を生じるような温度まで低下せず、結露に起因する管路等の劣化を抑制することができる。
【００１０】
前記した予熱工程では、熱媒を露点温度以上に加熱することが好ましい。前述したように、熱媒の予熱温度は、沸き上げを開始する際の風呂水の初期温度に応じて、適宜設定することができる。熱媒を露点温度以上に予熱しておけば、結露の発生を防止する効果は顕著となる。
【００１１】
本技術の一実施形態では、風呂装置が、コントローラによって制御され、浴槽に温水を供給する給湯装置をさらに備えることが好ましい。この場合、前記した湯張り動作は、浴槽の水位が設定水位となるまで、給湯装置によって浴槽に温水を供給する給湯工程をさらに備えることが好ましい。このような構成によると、湯張り装置は、結露を防止又は低減しつつ、風呂の湯張りを自動的に完了することができる。但し、給湯装置は必ずしも必要ではなく、浴槽への給湯（又は給水）は、ユーザによってカラン等から実施されてもよい。この場合、湯張り装置は、浴槽内の風呂水の沸き上げのみを行って、湯張りを完了させることができる。本明細書でいう「湯張り」には、浴槽への給湯を伴わない、沸き上げのみを行う動作（追い焚きともいう）も含まれる。
【００１２】
前記した予熱工程の少なくとも一部は、給湯工程と同時に実施されることが好ましい。このような構成によると、浴槽への給湯（又は給水）と熱媒の予熱とが並行して実施され、湯張りに要する時間を短くすることができる。
【００１３】
前記した給湯工程では、設定温度未満であって露点温度以上の温水を浴槽に供給することが好ましい。浴槽に露点温度以上の温水を供給することで、沸き上げを開始する際の風呂水の初期温度を露点温度以上又はそれに近い温度とすることができ、必要とされる熱媒の予熱温度を低くすることができる。
【００１４】
本技術は、例えばヒートポンプ又は発電装置といった、熱媒を加熱する能力が低い熱源を備える湯張り装置に好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例の給湯暖房装置の構成を示す図。
【図２】実施例の給湯暖房装置のコントローラの構成を示すブロック図。
【図３】エコ湯張りの動作の流れを示すフローチャート。
【図４】エコ追い焚きの動作の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本技術は、熱媒循環経路を流れる熱媒を加熱する二つの熱源（第１熱源及び第２熱源）を備える風呂装置に好適に適用することができる。特に、第１熱源の熱媒を加熱する能力が、第２熱源の熱媒を加熱する能力よりも低く、第１熱源を優先的に運転させることが望まれる時に、顕著な効果を奏することができる。
【００１７】
本技術を第１及び第２熱源を有する風呂装置に適用すると、第１熱源を優先的に運転させ、第２熱源の運転機会を減少させることができる。そのことから、第１熱源は、エネルギー効率に優れたものが好ましく、例えば、ヒートポンプ又は発電装置（即ち、コージェネレーションシステム）であることが好ましい。一方、第２熱源は、エネルギー効率の点では第１熱源より劣るものでもよいが、構造がシンプルで加熱能力に優れた（高出力）のものが好ましく、例えばガス燃焼器であることが好ましい。
【００１８】
本技術の一実施形態では、風呂装置が、浴槽に温水を供給するための第３熱源を備え、浴槽に供給する温水の温度を調節可能であることが好ましい。一例ではあるが、第３熱源は、構造がシンプルで高出力のものが好ましく、例えばガス燃焼器であることが好ましい。但し、本技術の風呂装置は、必ずしも第３熱源を有する必要はなく、例えば外部から温水の供給を受けてもよい。
【００１９】
本技術の一実施形態では、コントローラが、第１の湯張り動作（通常湯張り）と第２の湯張り動作（エコ湯張り）を含む、複数種類の湯張り運転を択一的に実行可能であることが好ましい。ここで、第１の湯張り動作は、風呂水の温度が設定温度となるまで、必要に応じて第２熱源を運転して、湯張りを行う動作である。一方、第２の湯張り動作は、風呂水循環経路の流れを止めた状態で第１熱源を運転し、熱媒の温度が所定の予熱温度に達した後に、風呂水循環経路による風呂水の循環を行って、湯張りを行う動作である。
【００２０】
本技術の一実施形態では、コントローラが、前記第２の湯張り動作（エコ湯張り）の実行中に「追い焚き」、「足し湯」、「ぬる湯」といった、浴槽の湯量又は湯温を調節する動作を指示する操作がなされたときに、第１の湯張り動作へ移行することが好ましい。ユーザが「追い焚き」、「足し湯」、「ぬる湯」といった操作をした場合、ユーザは速やかに入浴することを望んでいると推定される。従って、そのような場合には、加熱能力に優れる第２熱源を利用して、風呂水を早期に沸き上げたり、給湯装置による湯の追加を行うことが望ましい。
【００２１】
熱媒を予熱しておいても、低温で多量の風呂水の沸き上げを行えば、熱媒の温度は大きく低下してしまう。そのことから、前記した湯張り動作では、浴槽の水位の上昇（即ち、湯量の増大）に応じて、予熱工程と沸き上げ工程を繰り返し実施することが好ましい。この観点に基づいて、本技術の一実施形態では、浴槽の水位が設定水位よりも低い中間水位にある段階と、浴槽の水位が設定水位にある段階で、沸き上げ工程がそれぞれ実施されることが好ましい。このような構成によると、熱媒の大幅な温度低下を避けることができるので、熱媒の予熱温度を比較的に低く設定することができる。
【００２２】
上記した手法、即ち、予熱工程と沸き上げ工程とを繰り返し実施する方式は、浴槽の水位にかかわらず有効である。例えば、浴槽の水位が設定水位となった後に、予熱工程と沸き上げ工程を繰り返し実施しても、次に説明する効果を奏する。即ち、熱媒に蓄積できる熱量には限りがあるので、一度の予熱工程及び沸き上げ工程だけで湯張りを完了しようとすると、熱媒の予熱温度を比較的に高く設定しても、風呂水の初期温度によっては、熱媒の温度が大きく低下し、結露が生じることが想定される。それに対して、予熱工程と沸き上げ工程とを繰り返し実施し、風呂水の温度を設定温度まで段階的に沸き上げていけば、熱媒の大幅な温度低下を避けることができ、もって、熱媒の予熱温度を低く設定することもできる。
【００２３】
本技術の一実施形態では、熱媒として、水、不凍液、又はその他の流体を採用することができる。
【実施例】
【００２４】
図面を参照しながら、実施例の給湯暖房装置１０について説明する。図１に示すように、給湯暖房装置１０は、コージェネレーションシステム１２（以下、コジェネシステムと略す）と、ガス燃焼ユニット２０と、複数の低温暖房端末７０と、複数の高温暖房端末７２とを備える。
【００２５】
給湯暖房装置１０は、給湯機能及び暖房機能に加えて、浴槽２への湯張り機能を有している。なお、ここでいう湯張りとは、空の浴槽２に風呂水を溜めることに限られず、残り湯のある浴槽２へ必要に応じて給湯（又は給水）し、それを沸き上げることも含まれる。また、予め浴槽に十分な残り湯が存在する場合のように、給湯（又は給水）を行うことなく、風呂水の沸き上げのみを行うことも含まれる。以下の説明では、湯張り機能に係る構成及び動作についてのみ説明し、給湯運転や暖房運転に係る構成及び動作については適宜省略する。
【００２６】
給湯暖房装置１０は、コジェネシステム１２及びガス燃焼ユニット２０で加熱した熱媒を用いて、湯張り機能に係る動作を行う。図１に示すように、給湯暖房装置１０は、コジェネシステム１２からガス燃焼ユニット２０へ熱媒を送る第１熱媒管路６０と、ガス燃焼ユニット２０からコジェネシステム１２へ熱媒を送る第２熱媒管路６２とを備える。これらの管路６０、６２は、コジェネシステム１２とガス燃焼ユニット２０との間で熱媒を循環させる熱媒の循環経路を構成している。なお、第２熱媒管路６２にはコジェネバルブ６６が設けられており、第２熱媒管路６２の中間位置は、バイパスバルブ６４を介して、第１熱媒管路６０の中間位置に接続されている。このような構成により、例えばコジェネシステム１２が運転を中止しているときは、両バルブ６４、６６の開閉を切り替えることにより、コジェネシステム１２をバイパスして、熱媒をガス燃焼ユニット２０へ直接的に戻すことができる。
【００２７】
コジェネシステム１２は、電気と熱を供給する電熱併給システムであって、循環する熱媒を加熱する第１の熱源の一例である。コジェネシステム１２は、電気を発電した時に発生する熱（排熱）によって熱媒を加熱する。コジェネシステム１２の具体的な構造については、特に限定されない。一例ではあるが、本実施例のコジェネシステム１２は、エンジン１４と、エンジン１４によって駆動される発電機１６と、エンジン１４の排熱によって熱媒を加熱する熱交換器１８と、エンジン１４と熱交換器１８との間で冷媒を循環させる冷媒循環経路１５と、冷媒循環経路１５を流れる冷媒の温度を測定する冷媒温度センサ１７を備えている。エンジン１４の燃料は、一例ではあるが、可燃性ガスである。本実施例におけるコジェネシステム１２は、熱需要に応じて運転される。そのことから、コジェネシステム１２による排熱を確実に回収するため、コジェネシステム１２は熱媒の循環経路上に設けられた排熱回収ポンプを備えている（図示省略）。
【００２８】
ガス燃焼ユニット２０は、熱媒用バーナ３２と、熱媒循環ポンプ４０と、シスターン３４を備える。シスターン３４には、コジェネシステム１２から伸びる第１熱媒管路６０が接続されている。シスターン３４内の熱媒は、低温熱媒管路３６を通じて、熱媒用バーナ３２に送られる。熱媒用バーナ３２は、熱媒を加熱する第２の熱源の一例であり、可燃性ガスを燃焼し、その燃焼熱によって熱媒を加熱する。熱媒用バーナ３２の内部には、吸熱フィン３２ａが設けられている。吸熱フィン３２ａは、熱媒が流れる管路に固定されており、燃焼熱を吸収して熱媒へ伝達する。熱媒循環ポンプ４０は、低温熱媒管路３６上に設けられており、前述した熱媒循環経路に沿って熱媒を循環させる。なお、熱媒循環ポンプ４０の位置は、熱媒の循環経路上であればよく、特に限定されない。熱媒用バーナ３２及び熱媒循環ポンプ４０は、後述するコントローラ１００（図２参照）によって制御される。
【００２９】
ガス燃焼ユニット２０は、熱媒の温度を測定する低温熱媒温度センサ３８と、高温熱媒温度センサ４２を備える。低温熱媒温度センサ３８は、低温熱媒管路３６に配置されており、熱媒用バーナ３２による加熱前の熱媒の温度を測定する。高温熱媒温度センサ４２は、高温熱媒管路４４に配置されており、熱媒用バーナ３２による加熱後の熱媒の温度を測定する。両温度センサ３８、４２による測定値は、コントローラ１００へ教示される。
【００３０】
ガス燃焼ユニット２０は、風呂水熱交換器５０と、風呂水循環経路５８を備えている。風呂水熱交換器５０は、熱媒と風呂水との間で熱交換を行う熱交換器である。風呂水熱交換器５０の具体的な構造は特に限定されない。風呂水熱交換器５０には、高温熱媒管路４４を通って、熱媒用バーナ３２から熱媒が送られる。高温熱媒管路４４には、コントローラ１００によって開閉される沸き上げバルブ４５が設けられている。風呂水循環経路５８は、浴槽２と風呂水熱交換器５０との間で風呂水を循環させる。風呂水循環経路５８には、風呂水ポンプ５４が設けられている。風呂水ポンプ５４は、コントローラ１００によって制御され、風呂水循環経路５８に沿って風呂水を循環させる。それにより、浴槽２の風呂水は、風呂水熱交換器５０において加熱され、浴槽２へ戻される。
【００３１】
風呂水循環経路５８には、風呂水温度センサ５２と、風呂水位センサ５６が設けられている。風呂水温度センサ５２は、風呂水熱交換器５０の上流側に配置されており、浴槽２の風呂水の温度を測定する。風呂水位センサ５６は、浴槽２の風呂水の水位を測定する。風呂水温度センサ５２及び風呂水位センサ５６による測定値は、コントローラ１００へ教示される。
【００３２】
ガス燃焼ユニット２０は、給湯用バーナ２２を備えている。給湯用バーナ２２は、可燃性ガスを燃焼して、給水経路２４から送られる上水を加熱する。加熱後の温水は、出湯経路２６を通って出湯される。また、加熱後の温水は、風呂給湯経路３０を通って、浴槽２にも給湯可能となっている。出湯経路２６と風呂給湯経路３０の共通区間には、三方混合弁２８と給湯温度センサ２９が設けられている。三方混合弁２８には給水経路２４が接続されている。給湯用バーナ２２と三方混合弁２８は、コントローラ１００よって制御される。また、給湯温度センサ２９の測定温度は、コントローラ１００へ教示される。風呂給湯経路３０には、風呂給湯バルブ４６と、風呂流量センサ４８が設けられている。風呂給湯バルブ４６は、コントローラ１００によって開閉され、風呂給湯経路３０を導通／遮断する。風呂流量センサ４８は、風呂給湯経路３０を流れる温水の流量、即ち、浴槽２への給湯量を測定する。風呂流量センサ４８による測定結果はコントローラ１００へ教示される。
【００３３】
図２は、給湯暖房装置１０が備えるコントローラ１００の構成を示す。図２に示すように、コントローラ１００は、メインコントローラ１０２とインターフェースユニット１０４とコジェネコントローラ１０６とを備える。メインコントローラ１０２は、ガス燃焼ユニット２０に搭載されており、主に、ガス燃焼ユニット２０の動作を制御する。コジェネコントローラ１０６は、コジェネシステム１２に搭載されており、主に、コジェネシステム１２の動作を制御する。メインコントローラ１０２とコジェネコントローラ１０６は、インターフェースユニット１０４を介して接続されており、互いに通信可能となっている。
【００３４】
コントローラ１００はさらに、複数の低温暖房端末コントローラ１１２と、複数の高温暖房端末コントローラ１１４とを備える。これらのコントローラ１１２、１１４は、メインコントローラ１０２に通信可能に接続されている。各々の暖房端末コントローラ１１２、１１４は、メインコントローラ１０２と共に、対応する一又は複数の暖房端末７０、７２を制御する。また、各々の暖房端末コントローラ１１２、１１４は、ユーザのための操作パネルでもあり、対応する一又は複数の暖房端末７０、７２の運転／停止、暖房温度の設定、及びその他の機能（例えばタイマー機能）の設定のために用いられる。
【００３５】
コントローラ１００はさらに、浴室操作パネル１０８と台所操作パネル１１０とを備える。浴室操作パネル１０８と台所操作パネル１１０は、メインコントローラ１０２に通信可能に接続されているとともに、インターフェースユニット１０４を介してコジェネコントローラ１０６にも接続されている。通常、浴室操作パネル１０８は浴室に設置され、台所操作パネル１１０は台所に設置される。ユーザは、浴室操作パネル１０８又は台所操作パネル１１０を操作することによって、コジェネシステム１２及びガス燃焼ユニット２０の主電源のオン／オフ、運転モードの選択、給湯温度の設定、浴槽２への湯張り、湯張りの水位、温度、予約時刻の設定、追い焚き、足し湯、ぬる湯の指示等を行うことができる。
【００３６】
本実施例の給湯暖房装置１０は、ユーザの操作に応じて、「通常湯張り」と、「エコ湯張り」とのいずれかを、選択的に実行することができる。通常湯張りは、風呂の設定温度又はそれに近い温度で浴槽２に湯を溜め、その後、必要に応じて熱媒用バーナ３２を運転し、風呂水を設定温度まで沸き上げるものである。通常湯張りによると、湯張りを短時間で行うことができる。一方、「エコ湯張り」とは、風呂水循環経路５８の流れを止めた状態でコジェネシステム１２を運転し、熱媒の温度が所定の予熱温度に達した後に、風呂水循環経路５８による風呂水の循環を行って、湯張りを行う動作である。エコ湯張りによると、湯張りに要する時間は長くなるが、コジェネシステム１２を優先的に使用することで、エネルギー効率を高めることができる。以下では、本実施例の特徴的な機能である「エコ湯張り」について詳細に説明する。
【００３７】
図３は、エコ湯張り動作において、コントローラ１００が実行する処理の流れを示すフローチャートである。コントローラ１００は、ユーザによってエコ湯張りが指示されたときに、エコ湯張り動作に係る処理を実行する。なお、ユーザが予約時刻を設定した場合は、当該予約時刻から所定時間前になった時点で、エコ湯張りの動作が開始される。この所定時間は、エコ湯張りに要する時間に基づいて定められている。なお、コントローラ１００は、設定水位又は設定温度の少なくとも一方に応じて、当該所定時間を変更可能に構成することもできる。
【００３８】
先ず、熱媒循環ポンプ４０と、コジェネシステム１２の運転が開始される（Ｓ１２）。それにより、コジェネシステム１２（詳しくはエンジン１４）の排熱による熱媒の加熱が開始される。その一方で、風呂水ポンプ５４については、残り湯の有無にかかわらず運転されない。その結果、加熱された熱媒の熱は消費されず、熱媒に蓄積される。即ち、浴槽２の風呂水への熱供給に先立って、熱媒が予熱されていく。
【００３９】
次に、風呂水位センサ５６の測定値に基づいて、浴槽２の水位が下限水位以上であるのか否かが判別される（Ｓ１４）。ここでいう下限水位とは、空気を巻き込むことなく、風呂水循環経路５８が風呂水を循環し得る水位の下限値である。浴槽２の水位が下限水位未満であれば（ＮＯ）、浴槽２の水位が下限水位となるまで浴槽２に温水を供給する（Ｓ１６）。即ち、コントローラ１００は、給湯用バーナ２２を運転し、風呂給湯バルブ４６を開く。そして、給湯温度センサ２９による測定温度に基づいて、給湯用バーナ２２の出力と三方混合弁２８の開度（即ち、上水の混合量）を調節し、温水の温度を当該給湯温度に調節する。浴槽２の水位は、風呂水位センサ５６によって監視される。ここで、浴槽２に供給する温水の温度（給湯温度）は、露点温度以上であることが好ましく、本実施例では３３℃に設定されている。この３３℃という値は、一例ではあるが、給湯暖房装置１０が北海道に設置されることを想定し、北海道の露点温度が一年を通して３０℃を上回らないという調査結果に、余裕温度（ここでは３℃）を加味したものである。このように、ここで用いる所定の給湯温度は、露点温度が気候や季節によって変動することを考慮し、給湯暖房装置１０が使用される場所で予想される露点温度以上とすることが好ましい。
【００４０】
次に、浴槽２の風呂水の温度を測定する。風呂水の温度測定では、風呂水ポンプ５４が一時的に運転され、風呂水温度センサ５２の測定温度が参照される。そして、風呂水の温度が、３３℃以上であるのか否かが判定される（Ｓ１８）。浴槽２に残り湯がある場合や、浴槽２が冷えていた場合には、３３℃の温水を浴槽２に給湯しても、浴槽２の風呂水の温度は３３℃を下回ることがある。風呂水の温度が３３℃未満の場合（ＮＯ）、図３のステップＳ２０〜２６に示すように、予熱された熱媒を用いて、一度目の沸き上げが行われる。
【００４１】
風呂水の温度が３３℃未満の場合（Ｓ１８でＮＯ）、コントローラ１００は、コジェネシステム１２の冷媒温度センサ１７の測定温度を参照し、冷媒の温度が８０℃以上であるのか否かを判別する（Ｓ２０）。冷媒の温度が８０℃以上であると、熱媒は露点温度を十分に超える温度に予熱され、熱媒や冷媒に十分な熱が蓄積されることが、実験によって確認されている。なお、ここで用いる８０℃という閾値は、熱媒の予熱の完了を判断するための閾値であるが、一つの具体例であり、給湯暖房装置１０の構造等を考慮して、適宜変更し得るものである。他の一例として、コントローラ１００は、低温熱媒温度センサ３８又は高温熱媒温度センサ４２の測定温度を参照し、熱媒の温度が前記予熱温度以上であるのか否かを、直接的に判断してもよい。ここで、必要とされる熱媒の予熱温度は、露点温度以上であることを条件とし、風呂水の初期温度や浴槽２の容量等を考慮して、適宜設定することができる。
【００４２】
冷媒の温度が８０℃以上であって（Ｓ２０でＹＥＳ）、熱媒（及び冷媒）の予熱の完了が確認されると、風呂水ポンプ５４の運転が開始される（Ｓ２２）。それにより、浴槽２と風呂水熱交換器５０との間で風呂水が循環し、予熱された熱媒によって風呂水の沸き上げが開始される。コジェネシステム１２の熱媒を加熱する能力は低いので、熱媒から風呂水への熱供給が開始されると、熱媒の温度は徐々に低下していく。このとき、仮に熱媒の温度が露点温度を下回ると、熱媒循環経路を構成する管路や、特に、停止中にある熱媒用バーナ３２内の吸熱フィン３２ａに、結露が生じることがある。このような結露は、当該配管や吸熱フィン３２ａの劣化を早める要因となり得る。しかしながら、本実施例の給湯暖房装置１０では、風呂水の沸き上げに先立って、熱媒が十分に予熱されている。そのため、熱媒の温度が露点温度未満とならず、上記した結露の発生を防止することができる。
【００４３】
風呂水の温度が３３℃以上となると（Ｓ２４でＹＥＳ）、風呂水ポンプ５４が停止され、予熱を用いた一度目の沸き上げが終了する。即ち、風呂水の設定温度ではなく、露点温度を超えた時点で、一度目の沸き上げを終了する（Ｓ２６）。このように、一度目の沸き上げでは、設定水位よりも低い水位の風呂水を、設定温度よりも低い温度（但し露点温度以上）まで沸き上げるだけに留める。このような構成によると、熱媒に蓄積しておくべき熱量が比較的に少なくてもよく、必要とされる熱媒の予熱温度を低くすることができる。熱媒の予熱温度を低くするほど、コジェネシステム１２からの排熱の回収率は上がり、また、熱媒循環経路等からの放熱等によるエネルギー損失を低減することができる。
【００４４】
次いで、浴槽２の水位を監視しながら（Ｓ２８）、浴槽２の水位が設定水位となるまで、浴槽２へ温水が給湯される（Ｓ３０）。このときの給湯温度も、露点温度以上であることが好ましく、本実施例では３３℃に設定されている。この給湯の間、熱媒循環ポンプ４０とコジェネシステム１２の運転は継続されており、熱媒の二度目の予熱が並行して行われる。浴槽２に設定水位の温水が張られたら、風呂水ポンプ５４の運転が再び開始される（Ｓ３２）。それにより、予熱された熱媒を用いた二度目の沸き上げが開始される（Ｓ３４）。二度目の沸き上げを開始する段階では、必ずしも冷媒や熱媒の温度を測定する必要はない。一度目の沸き上げと、その後に３３℃の温水を給湯したことによって、風呂水の温度は３３℃に限りなく近い温度（即ち、露点温度以上）になっている。さらに、それに続く二度目の予熱によって、熱媒の温度は確実に３３℃よりも高い温度（即ち、露点温度以上）に予熱されている。従って、風呂水の沸き上げを開始しても、熱媒の温度が露点温度未満に低下することはない。
【００４５】
風呂水の温度が設定温度に達したら（Ｓ３６でＹＥＳ）、コジェネシステム１２、熱媒循環ポンプ４０、風呂水ポンプ５４などの運転が停止され、湯張りが完了する。このように、給湯暖房装置１０は、熱媒から風呂水への熱供給に先立って、熱媒を十分に予熱しておくことにより、熱媒用バーナ３２の運転を必要とすることなく、結露を防止しながら、湯張りを行うことができる。
【００４６】
上述したエコ湯張りの動作中に、ユーザが「追い焚き」、「足し湯」、「ぬる湯」といった、浴槽２の湯量又は湯温を調節する動作を指示する操作を行うことが想定される。このような場合、ユーザは速やかに入浴することを望んでいると推定される。従って、コントローラ１００は、エコ湯張りの動作中に「追い焚き」、「足し湯」、「ぬる湯」の操作が行われたときは、エコ湯張りを中断し、湯張りを早期に完了し得る通常湯張りの動作へ移行する。それにより、湯張りを早期に完了させる。
【００４７】
図３に示すフローチャートから明らかなように、エコ湯張りの開始時において、浴槽２に十分な残り湯（即ち、設定水位以上の残り湯）が存在する場合、浴槽２への温水の給湯は行われず、熱媒を予熱する工程と風呂水を沸き上げる工程のみが実施される。このような動作は、いわゆる追い焚きの動作と同じである。従って、給湯暖房装置１０は、エコ湯張りに加えて、「エコ追い焚き」の動作を実行可能とすることもできる。図４は、エコ追い焚きの動作の一例を示すフローチャートチャートである。図４に示すフローチャートにおいて、図３に示すフローチャートと共通するステップについては、同一の符号を付すことによって重複する説明は避けるように努める。
【００４８】
エコ追い焚きでは、最初に浴槽２の水位を確認し（Ｓ１１）、浴槽２の水位が下限水位よりも低いときは、台所操作パネル１０８及び浴室操作パネル１１０によって所定の報知動作（メッセージ表示及びアラーム鳴動）を実行し（Ｓ１７）、エコ追い焚きの動作を終了する。一方、浴槽２の水位が下限水位以上のときは（Ｓ１１でＹＥＳ）、熱媒の予熱を開始し（Ｓ１２）、風呂水の温度に応じて（Ｓ１８でＮＯ）、一度目の沸き上げを行う（Ｓ２０〜Ｓ２４）。次いで、熱媒の二度目の予熱が完了したら（Ｓ３１）、一度目あるいは二度目の沸き上げを行う（Ｓ３２〜Ｓ３６）。それにより、風呂水を設定温度に沸き上げる（Ｓ３４でＹＥＳ）。なお、エコ追い焚きの動作中についても、ユーザが「追い焚き」、「足し湯」、「ぬる湯」等の操作を行った場合は、熱媒用バーナ３２を使用した通常の追い焚き動作へ移行するとよい。
【００４９】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００５０】
例えば、給湯暖房装置１０は、コジェネシステム１２に代えて、ヒートポンプ又はその他の種類の熱源を採用することもできる。この場合、エネルギー効率に優れた熱源や、再生可能エネルギーを使用する熱源を採用することが有効である。本技術によると、長時間に亘る風呂水の沸き上げを行うことができるので、加熱能力が非常に低い熱源であっても採用することができる。
【００５１】
例えば、浴槽２へ供給する温水の温度は、露点温度未満であってもよく、未加熱の水をそのまま浴槽２へ供給してもよい。この場合、予熱によって熱媒に蓄積し得る熱量が不足するときは、熱媒の予熱と風呂水の沸き上げを何度か繰り返し、風呂水を段階的に沸き上げるとよい。このような構成によると、給湯用バーナ２２の運転も不要となり、コジェネシステム１２の排熱のみで湯張りを行うことができる。
【００５２】
露点温度は、気温や湿度によって変化する。そのことから、給湯暖房装置１０は、気温又は湿度の少なくとも一方を検出する手段を備え、前記した所定温度を気温や湿度に応じて変更してもよい。あるいは、気温や湿度は、場所、季節、暦、時刻に応じて変化することから、給湯暖房装置１０は、暦及び時刻の少なくとも一方を保持又は取得する手段を備え、当該所定温度を季節、暦、時刻に応じて変更してもよい。また、給湯暖房装置１０は、例えば全地球測位システム（ＧＰＳ）など、自己の設置場所（緯度、経度、標高）を取得する手段を備え、設置場所に応じて当該所定温度を変更してもよい。
【００５３】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００５４】
２：浴槽
１０：給湯暖房装置
１２：コージェネレーションシステム（コジェネシステム）
１６：発電機
２０：ガス燃焼ユニット
２２：給湯用バーナ
３０：風呂給湯経路
３２：熱媒用バーナ
３２ａ：吸熱フィン
５０：風呂水熱交換器
５２：風呂水温度センサ
５４：風呂水ポンプ
５６：風呂水位センサ
５８：風呂水循環経路
１００：コントローラ
１０２：メインコントローラ
１０４：インターフェースユニット
１０６：コジェネコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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