(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯・追焚き装置によって得られた温水を用いる温水暖房装置であって、
給水を加熱する給湯回路と、
この給湯回路によって得られた温水を溜める浴槽と、
この浴槽に溜められている前記温水を循環させる循環ポンプを備え、前記温水を循環させながら追焚きする追焚き回路と、
この追焚き回路の前記循環ポンプを含む一部の回路を共用して形成された暖房回路と、
この暖房回路を通じて循環する前記温水を循環させて放熱する放熱ユニットと、
前記温水の温度を検出する温度検出手段と、
前記暖房回路に循環させる前記温水を検出する温水検出手段と、
この温水検出手段の検出出力に基づき前記暖房回路に循環させる前記温水の存在を判断し、且つ、前記温度検出手段の検出温度が所定温度を越えている間、その温水を前記暖房回路に循環させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする温水暖房装置。
【請求項２】
前記暖房回路と前記追焚き回路とを合流させる部分に設置されて前記温水を滞留させる膨張管を備えたことを特徴とする請求項１記載の温水暖房装置。
【請求項３】
前記暖房回路と前記追焚き回路とを合流させる部分に設置された膨張管と、
この膨張管内の温水を前記循環ポンプを通して循環させることにより加熱する加熱手段と、
を備え、前記膨張管により前記温水を前記暖房回路と前記追焚き回路とに分離させることを特徴とする請求項１記載の温水暖房装置。
【請求項４】
前記膨張管は、前記追焚き回路又は前記暖房回路を形成する管路より開口断面を大きく形成した管体であって、前記追焚き回路又は前記暖房回路から前記循環ポンプによる温水の圧送圧力及び圧送速度を低下させることを特徴とする請求項２又は３記載の温水暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば、風呂等への給湯及びその追焚きによって得られる温水、浴槽に残留する温水を用いて浴室、その他の室内暖房を行う温水暖房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、給湯装置によって得られる温水を暖房に用いることが知られている。このような温水による暖房は、その熱源が温水であって、風呂への給湯と暖房とを温水という一つの熱媒体を用いているため、温水の持つ熱量の再利用等の点で有利であり、効率的である。このような風呂装置における温水を暖房装置に用いた例として、特開昭４−１０６３６８号「暖房機能付全自動風呂釜」がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、温水暖房においては、給湯系を成す給湯回路と、浴槽の残り湯を再加熱する追焚き回路とに対して暖房回路を付加した場合、追焚き回路と暖房回路との結合及び分離のための回路構成の複雑化とともにその切換え制御等が厄介であった。また、追焚きは浴槽の再加熱であって、その加熱は入浴に必要な温度まで単純に上昇させればよく、暖房のように連続的又は断続的な加熱とは加熱形態が異なっている。
【０００４】
しかしながら、追焚きに対して暖房の加熱形態が異なっているにしても、追焚きによって得られる温水の熱量を入浴のみに止めてしまうことは非常に無駄であり、その温水が持つ熱量を温水暖房に供することは、熱の再利用等の点で有利であり、しかも、経済的な要請に応えるものである。
【０００５】
そこで、本発明は、給湯及び追焚きの動作形態に拘わらず、回路系統の共用化を実現し、給湯及び追焚きによって得られる温水の容易化を図った温水暖房装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の温水暖房装置は、図１に例示するように、給湯・追焚き装置によって得られた温水を用いる温水暖房装置であって、給水を加熱する給湯回路（４）と、この給湯回路によって得られた温水を溜める浴槽（２６）と、この浴槽に溜められている前記温水を循環させる循環ポンプ（７０）を備え、前記温水を循環させながら追焚きする追焚き回路（６）と、この追焚き回路の前記循環ポンプを含む一部の回路を共用して形成された暖房回路（８）と、この暖房回路を通じて循環する前記温水を循環させて放熱する放熱ユニット（１４）と、前記温水の温度を検出する温度検出手段と、前記暖房回路に循環させる前記温水を検出する温水検出手段と、この温水検出手段の検出出力に基づき前記暖房回路に循環させる前記温水の存在を判断し、且つ、前記温度検出手段の検出温度が所定温度を越えている間、その温水を前記暖房回路に循環させる制御手段（制御部２００）とを備えたものである。
【０００７】
また、本発明の温水暖房装置において、前記暖房回路と前記追焚き回路とを合流させる部分に設置されて前記温水を滞留させる膨張管（６２）を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の温水暖房装置において、前記暖房回路と前記追焚き回路とを合流させる部分に設置された膨張管と、この膨張管内の温水を前記循環ポンプを通して循環させることにより加熱する加熱手段（追焚き用熱交換器３０）とを備え、前記膨張管により前記温水を前記暖房回路（８）と前記追焚き回路（６）とに分離させることを特徴とする。
【０００９】
そして、膨張管は、追焚き回路又は暖房回路を形成する管路より開口断面を大きく形成した管体であって、追焚き回路（６）又は暖房回路（８）から循環ポンプ（７０）による温水の圧送圧力及び圧送速度を低下させることを特徴とする。
【００１０】
【作用】
本発明の温水暖房装置においては、給湯回路と追焚き回路とを備えており、給水は給湯回路によって加熱される。この給湯回路で得られた温水は、例えば、浴槽や厨房等に供給される。この浴槽や管路にある温水は熱源として使用することができる。また、この温水は、追焚き回路によって再加熱でき、所望の温度に昇温又は維持することができる。そして、暖房回路は、給湯回路によって得られた温水を熱源として保有し、追焚き回路の循環ポンプを含む一部の共通回路を備えたことにより、その追焚き回路からの温水をポンプ循環によって供給を受けることもできる。暖房回路の温水は、循環ポンプによって放熱ユニットに循環し、その温水の熱量より放熱ユニットから放熱され、暖房が行われる。
【００１１】
また、本発明の温水暖房装置において、浴槽は蓄熱媒体である温水を溜める手段である。このような温水を溜める浴槽は既設のものでよく、新たな容器の設置場所の確保が不要となり、浴槽が持つ本来の機能を拡大でき、浴槽の多機能化を図ることができる。
【００１２】
また、本発明の温水暖房装置においては、暖房回路と追焚き回路とを合流させる部分に膨張管を設置し、この膨張管を通して得られる温水を循環ポンプを通して加熱手段に通流させ、加熱された温水を暖房回路と追焚き回路とに分離させている。このような回路の共用化と分離は、膨張管によって実現し、回路の簡略化とともに設備を軽量化できる。
【００１３】
そして、膨張管は、追焚き回路又は暖房回路を形成する管路より開口断面を大きく形成した管体である。このような形態を持つ膨張管によれば、追焚き回路又は暖房回路から循環ポンプによる温水の圧送圧力及び圧送速度を低下させることができ、暖房回路と追焚き回路の一部の回路の共用化とともに、温水循環を安定して行うことができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を図面に示した実施例を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の温水暖房装置の一実施例を示している。この温水暖房装置には、風呂等に用いられた給湯・追焚き装置２の温水ＨＷが熱源に用いられており、給湯・追焚き装置２が持つ既存の給湯回路４及び追焚き回路６に暖房回路８を付加したものである。このため、この給湯・追焚き装置２からの温水ＨＷは、暖房時、暖房回路８を成す暖房往き管１０及び暖房戻り管１２を通して放熱手段としての放熱ユニット１４に循環させられる。放熱ユニット１４には、暖房往き管１０及び暖房戻り管１２に接続された温水管１６が設けられ、この温水管１６に循環する温水ＨＷが持つ熱量によって空気が温められる。この場合、放熱ユニット１４は、床敷マットや放熱器等の種々の形態が考えられるが、放熱器の場合、破線で示すように、モータ１８で回転する放熱用ファン２０を併用すると、その温水管１６で温められた空気を温風として室内等に循環させることができ、効率的な暖房が実現できる。
【００１６】
また、給湯・追焚き装置２には、浴槽往き管２２及び浴槽戻り管２４を通して温水を溜める容器としての浴槽２６が接続されている。この浴槽２６には、給湯時、給湯回路４の一部を成す浴槽往き管２２を通して給湯が行われ、追焚き時、追焚き回路６を成す浴槽往き管２２及び浴槽戻り管２４を通して浴槽２６内の水又は温水ＨＷの追焚きが行われる。
【００１７】
そして、給湯・追焚き装置２には、この実施例の場合、第１の加熱源として給湯用熱交換器２８、第２の加熱源として追焚き用熱交換器３０が設置されている。このように二つの熱交換器２８、３０を設置したのは、上水側からの給水Ｗの加熱と下水側、即ち、浴槽２６内の温水ＨＷの加熱とを分離、独立して加熱するためである。
【００１８】
そして、給湯回路４は、上水側から浴槽２６又は暖房回路８に給湯を行う回路である。即ち、管路３２には水道等の上水系統からの給水Ｗが供給され、この管路３２を通して給湯用熱交換器２８に供給される。この給湯用熱交換器２８で得られる湯は、管路３４を通して湯水混合弁３６に加えられて管路３８を通して加えられる給水Ｗと混合された後、管路４０によってシャワー等の外部給湯が行われるとともに、管路４２を通して下水側との分離手段である圧送ホッパ４４に至る。管路３２側には、入水温センサ４６及び入水量センサ４８が設置され、管路３４には出湯温センサ５０、また、湯水混合弁３６の出力側の管路３４には混合湯温センサ５２が設置されている。入水温センサ４６、出湯温センサ５０及び混合湯温センサ５２は、サーミスタ等の温度検出手段で構成される。また、管路４２には、圧送ホッパ４４に対して湯の落とし込みを調整するための手段として湯落とし込み弁５４が設置されている。そして、この圧送ホッパ４４に供給された湯は、管路５６を通して浴槽２６側の浴槽往き管２２に至り、浴槽２６側に供給される。圧送ホッパ４４には、ドレーン口４５が設けられており、下水側から水圧が作用した場合には、このドレーン口４５からその圧力及び下水が排出される。そして、管路５６には水量センサ５８が設置され、給湯時の水量が検出される。また、管路５６には、注湯を停止させる注湯閉止弁６０が設けられている。
【００１９】
追焚き回路６は、浴槽２６内の湯水ＨＷを再加熱する回路であって、浴槽２６と追焚き用熱交換器３０との間に形成された大気開放型の閉回路であり、湯水循環のための圧送手段として循環ポンプ７０が設けられている。浴槽戻り管２４に出た湯水は、空気を分離する手段として設置された膨張管６２に加えられる。この膨張管（図３）は、３つのポート６４、６６、６８を備えた管体である。ポート６４には浴槽戻り管２４が接続され、ポート６６には暖房回路８の暖房戻り管１２が接続され、また、ポート６８には管路７１を介して流路切換弁７２のポート７４が接続される。この流路切換弁７２のポート７６側には管路８０を通して追焚き用熱交換器３０が接続されている。この管路８０には、ポンプ流水スイッチ８２とともに循環ポンプ７０が接続されている。追焚き用熱交換器３０の出湯側には浴槽往き管２２が接続されている。浴槽往き管２２には追焚き用出湯温センサ８４及び水比例弁８６が設置されている。このセンサ８４はサーミスタで構成され、また、水比例弁８６は水比例弁駆動部８８によってその開度が電気的に制御される。また、追焚き回路６の浴槽戻り管２４には、圧力センサ９０及び浴槽追焚きセンサ９２が設置されている。
【００２０】
また、暖房回路８は、放熱ユニット１４に対して熱源たる温水ＨＷを循環させる回路であって、追焚き回路６の一部、即ち、追焚き用熱交換器３０及び循環ポンプ７０を含む閉回路を構成し、しかも、浴槽２６側の追焚き回路６としての機能をも併せたものである。換言すれば、暖房回路８は、その回路内に残留させた湯水ＨＷの加熱によって暖房を可能としながら、追焚き時は勿論のこと、追焚きを行なっていない場合にも浴槽２６内の湯水の循環をも可能にしたものである。即ち、暖房戻り管２４を出た湯水は、暖房閉止弁９４を介して膨張管６２のポート６６に至る。そして、この膨張管６２のポート６８を出た湯水は、管路７１、流路切換弁７２、管路８０及び循環ポンプ７０を経て追焚き用熱交換器３０に至る。この追焚き用熱交換器３０を経た湯水は、浴槽往き管２２と分岐した暖房往き管路１０を通して放熱ユニット１４に至る。そして、暖房往き管１０と暖房戻り管１２との間には熱量を逃がす手段としてバイパス管９６が形成され、暖房時、このバイパス管９６を通して暖房往き管１０側の湯水の一部を暖房戻り管１２側に戻し、放熱ユニット１４が過熱しないように設定されている。
【００２１】
そして、給湯用熱交換器２８側にはその熱源として給湯用バーナ１００が設置され、この給湯用バーナ１００には給湯用ガス比例弁１０２を介して燃料としてのガスＧが供給されている。また、給湯用バーナ１００には、給湯用フレームロッド１０４及び給湯用イグナイタ１０６が設置されている。
【００２２】
また、追焚き熱交換器３０側にはその熱源として追焚き用バーナ１１０が設置され、この追焚き用バーナ１１０には追焚き用ガス開閉弁１１２を介して燃料としてのガスＧが給湯用バーナ１００とは独立して供給されている。また、追焚き用バーナ１１０にも、追焚き用フレームロッド１１４及び追焚き用イグナイタ１１６が設置されている。
【００２３】
次に、図２は、本発明の温水暖房装置の制御装置を示している。この制御装置は、給湯及び追焚き制御に加えて暖房制御を行うための制御手段であって、制御部２００にはマイクロコンピュータが用いられている。即ち、制御部２００は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）２０２、記憶手段としてのＲＯＭ２０４及びＲＡＭ２０６が備えられている。ＲＯＭ２０４には、給湯、追焚き及び暖房等の各種制御プログラムが格納されている。そして、この制御部２００には、各種センサ等からの信号を取り込む手段として入力回路２０８が接続されている。入力回路２０８には、入水温センサ４６、入水量センサ４８、出湯温センサ５０、混合湯温センサ５２、水量センサ５８、流水スイッチ８２、追焚き用出湯温センサ８４、圧力センサ９０、浴槽追焚きセンサ９２、給湯用フレームロッド１０４、追焚き用フレームロッド１１４の出力信号が加えられている。
【００２４】
また、制御部２００の出力は出力回路２１０を通して出力され、この出力回路２１０には、温水混合弁３６、湯落とし込み弁５４、注湯閉止弁６０、循環ポンプ７０、流路切換弁７２、水比例弁８６、暖房閉止弁９４、給湯用ガス比例弁１０２、給湯用イグナイタ１０６、追焚き用ガス開閉弁１１２、追焚き用イグナイタ１１６及び警報器１１７に対して駆動出力が出力される。警報器１１７は、音響発生装置や表示装置等で構成される。
【００２５】
そして、制御部２００には遠隔操作手段としてリモコン入出力回路２１２が接続されており、このリモコン入出力回路２１２には、主リモコン装置２１４、暖房リモコン装置２１６及び給湯リモコン装置２１８が接続されている。主リモコン装置２１４は、給湯、追焚き及び暖房の全ての操作が可能であって、この主リモコン装置２１４には、使用者は必要な制御入力として全自動運転指令Ａ、追焚き運転指令Ｂ、暖房運転指令Ｃ、浴槽水位設定入力Ｄ、浴槽温度設定入力Ｅ、暖房温度設定入力Ｆ、浴槽残湯循環暖房指令Ｇを加えることができる。また、暖房リモコン装置２１６は、暖房制御のためのリモコン装置であって、使用者は暖房運転指令Ｈ、暖房温度入力Ｉ及び浴槽残湯循環暖房指令Ｊを与えることができる。そして、給湯リモコン装置２１８は、台所等に設置されて、使用者が給湯運転指令Ｋ及び給湯設定温度入力Ｌを与えることができる。
【００２６】
次に、図３は、膨張管６２の一実施例を示している。この膨張管６２は、温水ＨＷを通流させる通常の管路より径大で狭隘側の管路から圧力を低下させるため、即ち、膨張作用を果たすに適当な容積を持つ円筒状を成す管体であって、上部に２つのポート６４、６６、その底面側に一つのポート６８を形成したものである。図１に示したように、ポート６４には、浴槽２６側の浴槽戻り管２４、ポート６６には  暖房回路８側の暖房戻り管１２が接続される。そして、ポート６８には、管路７１を通して循環ポンプ７０が接続される。
【００２７】
そして、この膨張管６２は、給湯回路４、追焚き回路６及び暖房回路８を持つ給湯・追焚き装置において多様な機能を持つものである。即ち、暖房回路８と追焚き回路６の一部の共用化及び結合化は、この膨張管６２を通して実現されており、換言すれば、この膨張管６２の設置によって、管路７１、流路切換弁７２、循環ポンプ７０、追焚き用熱交換器３０及び浴槽往き管２２の一部が追焚き回路６及び暖房回路８に共用化されている。追焚き回路６と暖房回路８とを独立して動作させる場合には、この膨張管６２は単なる湯水の通路となり、暖房時にはアキュムーレータ及びエアセパレータ、即ち、湯水中の空気分離手段として機能する。その場合、分離された空気６９は、気泡となって温水ＨＷの上に溜まり、浴槽２６の浴槽戻り管２４側に開放される。そして、追焚き回路６と暖房回路８とを同時に動作させた場合には、膨張管６２は両者の湯水の混合管として機能し、混合された湯水は循環ポンプ７０で引かれて追焚き用熱交換器３０に循環させられる。
【００２８】
次に、この温水暖房装置の制御方法を説明する。
【００２９】
この温水暖房装置は、給湯・追焚き装置２を併用した構成であり、給湯運転、追焚き運転、暖房運転、暖房との複合運転、暖房運転には通常の暖房運転の他、浴槽２６内の残り湯による暖房運転、暖房との複合運転には暖房・給湯運転、暖房・追焚き運転の各モードがあり、暖房及び追焚き運転のモードを実現するために初期動作として追焚き回路６のエア抜き（エアパージ）運転、暖房回路８のエアパージ運転がある。
【００３０】
図４は、この運転制御のフローチャートを示している。初期設定を終了した温水暖房装置において、ステップＳ１では給湯運転が指令されているか否かを判定する。給湯運転が指令された場合には、ステップＳ２に移行して給湯運転を行う。この給湯運転は、浴槽２６への給湯又は浴槽２６以外への給湯、即ち、外部給湯がある。外部給湯としては、厨房への給湯の他、浴室内でのシャワー給湯がある。
【００３１】
ステップＳ１で給湯運転が指令されていないと判定した場合には、ステップＳ３に移行し、暖房運転が指令されているか否かを判定する。暖房運転が指令されている場合には、ステップＳ４に移行し、エアパージが必要か否かを判定する。エアパージが必要な場合には、暖房回路８の管路中に空気が入り込んで、適正な温水の循環ができない場合である。エアパージが必要な場合には、ステップＳ５でエアパージ動作を行った後、ステップＳ６に移行する。ステップＳ４でエアパージが不要な場合には、同様にステップＳ６に移行する。そして、ステップＳ６では暖房運転を行う。
【００３２】
ステップＳ３で暖房運転が指令されていない場合には、ステップＳ７に移行し、追焚き運転が指令されているか否かを判定する。追焚き運転が指令されている場合には、ステップＳ８に移行し、エアパージが必要か否かを判定する。この場合のエアパージは追焚き回路６に対するエアパージである。エアパージが必要な場合には、ステップＳ９でエアパージ動作を行った後、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ８でエアパージが不要な場合には、同様にステップＳ１０に移行する。そして、ステップＳ１０では浴槽２６の温水の追焚き運転を行う。
【００３３】
ステップＳ７で追焚き運転が指令されていない場合には、ステップＳ１１に移行し、暖房との複合運転が指令されているか否かを判定する。この場合、複合運転とは暖房と給湯又は追焚きである。複合運転が指令されている場合には、ステップＳ１２に移行し、エアパージが必要か否かを判定する。この場合のエアパージは追焚き回路６及び暖房回路８に対するエアパージである。暖房中の場合には暖房回路８に対するエアパージは不要であり、同様に追焚き中の場合には追焚き回路６に対するエアパージは不要である。そして、エアパージが必要な場合には、ステップＳ１３でエアパージ動作を行った後、ステップＳ１４に移行する。ステップＳ１２でエアパージが不要な場合には、同様にステップＳ１４に移行する。そして、ステップＳ１４では、暖房との複合運転、即ち、暖房と給湯の運転又は暖房と追焚き運転を行う。
【００３４】
以下、各運転制御について説明する。
【００３５】
ａ．浴槽２６への給湯
図５及び図６は、浴槽２６の給湯運転モードを示し、図中、太線は給湯回路４の動作を示している。即ち、給湯回路４は、管路３２、給湯用熱交換器２８、管路３４、圧送ホッパ４４、管路５６及び浴槽往き管２２を開通させ、管路３２への上水側の給水Ｗを給湯用熱交換器２８で加熱し、温水混合弁３６の湯水の混合により所望温度の温水が浴槽２６に給湯される。この場合、給湯は上水側の水圧によって圧送される。
【００３６】
また、図６の給湯運転モードは、浴槽往き管２２及び浴槽戻り管２４の双方を通して浴槽２６への給湯を行う場合（所謂ダブル給湯）である。このような給湯モードは、浴槽２６側の管路の断面積を実質的に拡大でき、上水側の水圧を有効に利用して浴槽２６を所定水位に移行させるための給湯時間の短縮を図ることができる。この場合、図５に示す給湯回路４に加えて、流路切換弁７２を図６のように開通させて膨張管６２を介して浴槽戻り管２４側を開通させることでバイパス路を形成して湯水を通し、浴槽２６への給湯を行う。
【００３７】
ｂ．浴槽２６外への給湯
図７は、外部への給湯、即ち、浴槽２６以外への給湯運転モードを示し、図中、太線は、その場合の給湯回路４の開通状態を示している。即ち、給湯回路４は、管路３２、給湯用熱交換器２８、管路３４及び管路４０を開通させ、管路３２への上水側の給水Ｗを給湯用熱交換器２８で加熱し、温水混合弁３６の湯水の混合により外部へ給湯する。この場合も、給湯は上水側の水圧によって圧送される。
【００３８】
ｃ．暖房回路８のエアパージ
図８は、暖房回路８のエアパージ運転モードを示し、図中、太線は、その場合の給湯回路４及び暖房回路８の開通状態を示している。このエアパージ運転は、暖房回路８内の空気抜きであって、暖房回路８内に空気が混入している場合には、循環ポンプ７０による温水の循環ができなくなるので、その障害を除去するための処理である。
【００３９】
このエアパージを行う回路は、給湯回路４、追焚き回路６及び暖房回路８を開通させる。即ち、通常の給湯回路４を経て圧送ホッパ４４を通過した温水は、流路切換弁７２から循環ポンプ７０に引かれ、追焚き用熱交換器３０を経て暖房回路８の放熱ユニット１４及びバイパス管９６に至る。放熱ユニット１４及びバイパス管９６を経た温水は、膨張管６２内を満たした後、そのポート６６からポート６４を経て浴槽戻り管２４から浴槽２６に至る。即ち、放熱回路８に残留していた空気は、圧送される温水とともに膨張管６２を経て浴槽２６に導かれ、浴槽２６から大気に開放されるのである。
【００４０】
ｄ．追焚き回路６のエアパージ
図９は、追焚き運転前の追焚き回路６のエアパージ運転モードを示し、図中、太線は、その場合の給湯回路４及び追焚き回路６の開通状態を示している。このエアパージ運転は、追焚き回路６内の空気抜きであって、追焚き回路６内に空気が混入している場合には、循環ポンプ７０による温水の循環ができなくなるので、その障害を除去するための処理である。
【００４１】
このエアパージを行う回路は、給湯回路４及び追焚き回路６を開通させる。即ち、通常の給湯回路４を経て圧送ホッパ４４を通過した温水は、膨張管６２のポート６８、６４を経て浴槽戻り管２４から浴槽２６に至る。このエアパージは、上水側の水圧を利用して行い、追焚き回路６に残留していた空気は、圧送される温水とともに膨張管６２を経て浴槽２６に導かれ、浴槽２６から大気に開放される。
【００４２】
ｅ．暖房運転
図１０は、加熱を伴う暖房運転モードを示し、図中、太線は、その場合の暖房回路８の開通状態を示している。この暖房運転は、暖房回路８内に残留する温水のみで暖房運転を実行している。即ち、放熱ユニット１４中の温水は、暖房閉止弁９４、膨張管６２及び流路切換弁７２を経て循環ポンプ７０に引かれ、循環ポンプ７０を出た温水は追焚き用熱交換器３０で加熱された後、追焚き回路６の一部の管路から暖房戻り管１０を経て放熱ユニット１４に至る。
【００４３】
この暖房運転への移行は、制御部２００の主リモコン装置２１４に対して暖房運転指令Ｃ、又は暖房リモコン装置２１６に対して暖房運転指令Ｈを与える。このとき、流路切換弁７２は図１０に示す回路を構成するための流路に切り換えられ、暖房閉止弁９４は開弁させる。そして、循環ポンプ７０を駆動し、暖房回路８内に温水を循環させる。このとき、流水スイッチ８２がその流水の有無を検出し、その検出出力を制御部２００に与える。この流水の有無の確認に基づいて、制御部２００は追焚き用イグナイタ１１６を放電させ、同時に追焚き用ガス開閉弁１１２を開き、追焚き用バーナ１１０を点火させる。追焚き用フレームロッド１１４は追焚き用バーナ１１０の着火を確認し、その着火検出出力を制御部２００に送る。この結果、循環ポンプ７０により循環される湯水は、暖房回路８を通して循環する。放熱ユニット１４は、例えば床に温水配管を施した床暖房や、熱交換器で放熱させ、その熱をファン２０で送風することにより、効果的な暖房が得られる。
【００４４】
この暖房運転において、湯水の熱量の制御は追焚き用熱交換器３０の出口に設けられた追焚き用出湯温センサ８４が出湯温度を検知し、その温度情報を制御部２００に送り、その温度情報と主リモコン装置２１４又は暖房リモコン装置２１６に設定された設定温度と比較して、湯水の温度が設定温度を越えた場合には、追焚き用ガス開閉弁１１２の開閉を制御する。即ち、追焚き用ガス開閉弁１１２を閉止して追焚き用バーナ１１０を消火し、温度データが設定温度を下回った場合には、再び追焚き用ガス開閉弁１１２を開き、追焚き用イグナイタ１１６を放電させて追焚き用バーナ１１０を点火させる。点火又は消火の繰り返しによって設定温度に温水温度を制御することができる。
【００４５】
そして、暖房回路８には、放熱ユニット１４の放熱管１６に対してバイパス管９６が設けられている。このため、追焚き用熱交換器３０で加熱された湯水はこのバイパス管９６を循環し、その分だけ放熱ユニット１４側の温水循環が抑制される。このバイパス管９６を設置したので、放熱ユニット１４が短時間で昇温して頻繁にバーナの点火、消火を繰り返すような不都合を防止できる。
【００４６】
また、放熱ユニット１４への湯水の温度は、床暖房ユニットであれば６０℃、ファン２０で温風を循環させる放熱ユニット１４であれば８０℃になるように燃焼を制御すればよい。
【００４７】
また、この暖房運転における膨張管６２の動作を説明する。膨張管６２は、暖房回路８に流れる湯水の流速をここで一旦緩和させる。即ち、追焚き用熱交換器３０で水を加熱すると、その溶存空気を放出して気泡を発生する。このような気泡を暖房回路８に循環させることは、循環効率を低下させることになる。そこで、膨張管６２では、流速の低下と相俟って空気と湯水を分離させることができ、その空気を蓄積させることができる。この場合、膨張管６２はエアセパレータとして機能する。
【００４８】
また、膨張管６２は、暖房回路８に用いる湯水と追焚き回路６側の湯水を合流させるもので、暖房回路８に発生した熱膨張圧力および気泡による圧力を浴槽２６側に排出させる機能を持っている。また、膨張管６２から浴槽２６に至る浴槽戻り管２４と浴槽２６に湯水が存在しなくても、循環ポンプ７０を含む暖房回路８が閉ループを形成するため、循環ポンプ７０による負圧によって、暖房回路８側の温水は浴槽２６側には移送されることはなく、膨張管６２に流入する暖房回路８側の湯水は循環ポンプ７０側に吸引されて暖房回路８に循環する。
【００４９】
ところが、膨張管６２内に蓄積する空気６９が膨張管６２内に充満すると、暖房回路８及び追焚き回路６には気泡と温水が混在状態で循環することになる。その気泡が増加すると、循環ポンプ７０への温水の吸引がその空気によって妨げられて空転をし、温水の循環が不能になる。これは、ポンプ流水スイッチ８２によって検出され、その検出結果は、制御部２００に伝達される。この場合、制御部２００は循環ポンプ７０を停止させるとともに、追焚き用バーナ１１０を消火させる。
【００５０】
そして、制御部２００は、暖房運転中において、前記の暖房回路８のエアパージ運転に移行し、暖房回路８に蓄積している空気の排出を行う。図８に示すように、流路切換弁７２を追焚き用熱交換器３０側に切り換え、湯落とし込み弁５４を開くと、上水側圧力、即ち、水道圧が圧送されてきて、入水量センサ４８によって流水が確認されると、給湯用ガス比例弁１０２を開弁するとともに、給湯用イグナイタ１０６を放電させ、給湯用バーナ１００を燃焼させる。
【００５１】
また、入水温センサ４６から検出温度と入水量センサ４８の検出流水量とによって給湯用バーナ１００に供給すべき燃料量としてのガス量を演算し、給湯用ガス比例弁１０２の回動を制御し、その結果、燃焼量が設定される。出湯温センサ５０によって給湯用熱交換器２８からの出湯温度を検出すると、その検出温度と設定温度との誤差により、給湯用ガス比例弁１０２によって燃焼ガス量を修正する。この結果、出湯温度は設定温度と近い温度に調整される。
【００５２】
そして、湯水混合弁３６では、混合湯温センサ５２の検出温度と設定温度との偏差が制御部２００に加えられ、その結果、湯と水との混合比率が制御され、温水温度が設定温度になるように制御される。
【００５３】
このように設定温度に設定された温水は、圧送ホッパ４４、水量センサ５８、流路切換弁６０、循環ポンプ７０、追焚き用熱交換器３０、暖房往き管１０、放熱ユニット１４、暖房戻り管１２、膨張管６２及び浴槽戻り管２４を経て浴槽２６に圧送され、暖房回路８内の空気が浴槽２６に排出される。この場合、水量センサ５８は、通過した水量を計測し、その流量データを制御部２００に送る。流量がエアパージに必要な水量に達したとき、湯落とし込み弁５４を閉止し、エアパージのための給湯を停止する。この場合、必要な水量とは、予想される最大な配管長に相当する水量または設置配管長に応じて設定される。また、このエアパージ動作で、循環ポンプ７０に対する「呼び水」の供給も行われる。
【００５４】
次に、追焚き回路６側のエアパージを行う。制御部２００は流路切換弁７２を図９に示す方向に開通させるとともに、暖房閉止弁９４を閉止する。そして、湯落とし込み弁５４を開いて給湯を開始し、圧送ホッパ４４、流路切換弁７２、膨張管６２、浴槽往き管２４を経て、膨張管６２に蓄積している空気を浴槽２６に排出する。
【００５５】
このような暖房回路８及び追焚き回路６のエアパージが完了した後、暖房運転に復帰する。
【００５６】
ｆ．追焚き運転
図１１は、浴槽２６の湯水の追焚き運転モードを示し、図中、太線は、その場合の追焚き回路６の開通状態を示している。この追焚き運転は、浴槽２６内の温水の再加熱を行うための処理である。
【００５７】
浴槽２６内に湯水があり、これを追焚して例えば４２℃などの設定温度に湯を沸かす場合を例にとって説明する。主リモコン装置２１４からの追焚き運転命令Ｂが与えられると、制御部２００は、流路切換弁７２を追焚き回路６側に切り換え、駆動部８８を駆動して水比例弁８６を開き、循環ポンプ７０を駆動して湯水の循環を開始する。その場合、追焚き回路６に湯水が満たされていない場合には、流水スイッチ８２の検出出力により、追焚き回路６のエアパージを行う。そして、流水があることが確認されたとき、追焚用バーナ１１０に点火する。
【００５８】
そして、浴槽２６の湯水は、浴槽２６、浴槽戻り管２４、膨張管６２、循環ポンプ７０、追焚き用熱交換器３０を経た後、水比例弁８６及び浴槽往き管２２を経て浴槽２６に圧送されて循環するとともに、この循環によって浴槽２６の湯水は攪拌される。
【００５９】
この追焚時は、追焚き用出湯温センサ８４による浴槽２６内の湯水の制御は行われない。この場合、浴槽戻り管２４に設けた浴槽追焚きセンサ９２の検出温度と設定温度との比較により、浴槽２６の温水温度が設定温度に達すると、追焚き用ガス開閉弁１１２を閉じて追焚き用バーナ１１０を消火するとともに、循環ポンプ７０を停止させる。
【００６０】
ｇ．暖房・給湯運転（暖房との複合運転）
図１２は、暖房・給湯運転モードを示し、図中、太線の破線は給湯回路４の開通状態、実線は暖房回路８の開通状態を示している。図１２から明らかなように、この場合の流路切換弁７２の切換え方向は暖房回路８にあり、暖房回路８と給湯回路４とを分離して駆動させている。即ち、暖房回路８と給湯回路４とは独立して開通しており、両者は流路切換弁７２で絶縁状態に設定されている。その結果、この暖房・給湯運転は、暖房運転と給湯運転を併用させているが、両者は独立して動作している。各動作について、暖房運転（図１０）及び給湯運転（図５）は前述の通りであるので、その説明は省略する。この暖房・給湯運転途上でのエアパージ運転への移行も前述の通りである。
【００６１】
ｈ．暖房・追焚き運転（暖房との複合運転）
図１３は、暖房・追焚き運転モードを示し、図中、太線の破線の追焚き回路６の開通状態、実線は暖房回路８の開通状態を示している。この暖房運転と追焚き運転は、追焚き回路６と暖房回路８とが膨張管６２を通して流路切換弁７２、循環ポンプ７０、追焚き用熱交換器３０及び追焚き回路６の一部が暖房回路８と共用化して動作させている点に特色がある。暖房・追焚き運転は、独立した追焚き運転と暖房運転とを同時に行っており、制御動作上は前述した通りである。
【００６２】
この場合、暖房回路８側の温水はポート６６を経て、また、浴槽２６側の温水はポート６４を経て膨張管６２で合流し、ポート６８から循環ポンプ７０に引かれ、追焚き用熱交換器３０で同時に加熱される。そして、暖房用の温水は、浴槽往き管２２から分岐した暖房往き管１０に至り、追焚きされた温水は浴槽往き管２２から浴槽２６に至る。膨張管６２では、暖房用の温水と浴槽２６側の温水とが混合されるが、このような圧送循環は、追焚き回路６及び暖房回路８を構成する管路に対し、膨張管６２の管径を大きく設定し、この部分で膨張及び緩衝作用を行うようにしたことによる。しかしながら、この膨張管６２を容積の大きいタンクとした場合にも、このような循環は可能であるが、この膨張管６２の部分での温水の滞留時間を長くすると、循環効率が却って悪化することになるので、給湯、追焚き及び暖房を効率的に行うには、適当な太さの管体とすることがよいのである。これは実験によって確認されている。
【００６３】
ｉ．浴槽２６の残り湯による暖房運転
この残り湯による暖房運転は、追焚き回路６及び暖房回路８を併用させ、暖房・追焚き運転における追焚き用熱交換器３０の動作を停止させた状態で浴槽２６内の湯を暖房回路８に循環させて行う。即ち、追焚き用熱交換器３０の動作を停止させている場合以外は、暖房・追焚き運転と同様であり、熱源としては浴槽２６の残り湯が持つ熱量を使用する。この運転モードでは、浴槽２６の残り湯の熱量を暖房に使用するため、温水の持つ熱量の再利用ができ、経済的である。
【００６４】
この運転動作について説明すると、この運転動作に入るには、主リモコン装置２１４又は暖房リモコン装置２１６より浴槽残湯循環暖房指令Ｇ又はＪを入力する。制御部２００は、この入力を受けて暖房閉止弁９４を開き、流路切換弁７２を切り換え、水比例弁８６を閉じ、暖房回路８を開通させる。次に、循環ポンプ７０を駆動させて暖房回路８の湯水の循環をポンプ流水スイッチ８２の開閉出力によって確認する。湯水の循環が確認できなかった場合には、暖房回路８のエアパージ動作に移行させる。
【００６５】
この場合、暖房閉止弁９４及び水比例弁８６を閉じ、追焚回路６を開通させる。そして、循環ポンプ７０を駆動させて、ポンプ流水スイッチ８２によって浴槽２６に湯水があるか否かを確認する。ここで、水の循環が確認できなかった場合には、浴槽２６には残り湯が無いと判断して警報器１１７を動作させて警報を発し、同時に暖房運転を停止させる。
【００６６】
また、ポンプ流水スイッチ８２によって湯水の循環が確認できた場合には、追焚き用出湯温センサ８４又は浴槽追焚きセンサ９２によって湯水の温度を検出し、暖房に使用できるだけの熱量を浴槽２６の湯水が有しているかを確認する。例えば、検出温度が３０℃以下であれば、警報器１１７に警報を発して残り湯による暖房運転を停止させる。
【００６７】
そして、浴槽２６の湯水を循環させて暖房が可能であった場合にも、放熱ユニット１４で浴槽の湯水の熱量を放熱させ、例えば、循環する湯水の温度が３０℃を下回った時には運転を停止させる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次のような効果が得られる。
ａ．給湯回路、追焚き回路及び暖房回路を併設し、その一部の回路を共用化したことにより、給湯、追焚き及び暖房の個別運転ができるとともに、暖房と給湯、暖房と追焚きの複合運転ができ、しかも、浴槽内の残り湯が持つ熱量を暖房に使用できる等、効率的に暖房を行うことができる。
ｂ．この温水暖房装置では、浴槽や膨張管等における蓄熱媒体である温水を暖房に利用でき、浴槽は既設のものでよく、新たな容器の設置場所の確保が不要であって、浴槽が持つ本来の機能を拡大でき、浴槽の多機能化を図ることができる。浴槽の残り湯を暖房に使用できる利点がある。
ｃ．本発明の温水暖房装置においては、暖房回路と追焚き回路とを合流させる部分に膨張管を設置したので、暖房回路側及び追焚き回路側（浴槽側）の各温水を循環ポンプを通して加熱手段に通流させ、加熱された温水を暖房回路と追焚き回路とに分離させることができ、回路の簡略化とともに設備を軽量化でき、効率的な暖房及び追焚きが実現できる。
ｄ．また、膨張管は、追焚き回路又は暖房回路を形成する管路より開口断面を大きく形成した管体という極めて簡単な構成であって、暖房回路と追焚き回路とが共通化された管路において、循環ポンプによる温水の圧送圧力及び圧送速度を低下させることができ、安定した温水循環ができるとともに、安全な暖房装置として提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の温水暖房装置の実施例を示す系統図である。
【図２】本発明の温水暖房装置の制御装置の実施例を示すブロック図である。
【図３】本発明の温水暖房装置に用いられる膨張管の実施例を示す図である。
【図４】図１に示した温水暖房装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】温水暖房装置の浴槽への給湯運転を示す系統図である。
【図６】温水暖房装置の浴槽への給湯運転の他の実施例を示す系統図である。
【図７】温水暖房装置の浴槽外への給湯運転を示す系統図である。
【図８】温水暖房装置の暖房回路のエアパージ運転を示す系統図である。
【図９】温水暖房装置の追焚き回路のエアパージ運転を示す系統図である。
【図１０】温水暖房装置の暖房運転を示す系統図である。
【図１１】温水暖房装置の追焚き運転を示す系統図である。
【図１２】温水暖房装置の暖房及び給湯運転を示す系統図である。
【図１３】温水暖房装置の暖房及び追焚き運転を示す系統図である。
【符号の説明】
２  給湯・追焚き装置
４  給湯回路
６  追焚き回路
８  暖房回路
１４  放熱ユニット（放熱手段）
２６  浴槽（容器）
３０  追焚き用熱交換器（加熱手段）
６２  膨張管
７０  循環ポンプ
【図１】
0003570521.tif 000002
【図２】
0003570521.tif 000003
【図３】
0003570521.tif 000004
【図４】
0003570521.tif 000005
【図５】
0003570521.tif 000006
【図６】
0003570521.tif 000007
【図７】
0003570521.tif 000008
【図８】
0003570521.tif 000009
【図９】
0003570521.tif 000010
【図１０】
0003570521.tif 000011
【図１１】
0003570521.tif 000012
【図１２】
0003570521.tif 000013
【図１３】
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