(57)【要約】【課題】大型化、構造の複雑化、圧損の増加を招くことなく熱交換効率を高めた放熱ユニット等を提供する。【解決手段】複数の放熱板１５が間をあけて対向配置された放熱器１１と、放熱器１１を通路１０６内に保持する保持部１２（１２ａ、１２ｂ）とを有し、保持部１２は、通路１０６を通る空気が放熱板１５に斜めに当たって該放熱板１５同士の間に流入するように放熱器１１を保持する。例えば、放熱板１５の板面が通路の延設方向を臨む向きで放熱器１１を通路の中に保持すると共に、放熱器１１の通路出口側の端部において放熱器の空気流入口が臨む側の通路を封鎖する第１仕切り板１２ａと、放熱器の通路入口側の端部において放熱器の空気流出口が臨む側の通路を封鎖する第２仕切り板１２ｂを設ける。【選択図】図１
2018136053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の放熱板が隣り合うもの同士が対向するようにして配列された放熱器と、
前記放熱器を所定の通路内に保持する保持部と、
を有し、
前記保持部は、前記通路を通る空気が前記放熱板に斜めに当たって前記放熱板同士の間に流入するように前記放熱器を保持する
ことを特徴とする放熱ユニット。
【請求項２】
前記保持部は、前記放熱板の板面が前記通路の延設方向を臨む向きで前記放熱器を前記通路の中に保持すると共に、前記放熱器の前記通路の出口側の端部において前記放熱器の空気流入口が臨む側の通路を封鎖する第１仕切り板と、前記放熱器の前記通路の入口側の端部において前記放熱器の空気流出口が臨む側の通路を封鎖する第２仕切り板を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の放熱ユニット。
【請求項３】
前記放熱器の前記放熱板は、温水を通す扁平管である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の放熱ユニット。
【請求項４】
壁を貫通して屋外と屋内を接続する給気口の通路内に取り付けられた、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の放熱ユニットと、
前記放熱ユニットの放熱器に温水を循環させる温水循環部と、
を有する
ことを特徴とする暖房システム。
【請求項５】
前記温水は、浴槽内の浴槽水であり、
前記温水循環部は、
風呂の追い焚き機能を備えた風呂給湯器と、
前記風呂給湯器の風呂の追い焚き経路を、前記放熱器を経由する経路と前記放熱器をバイパスする経路に切り換える切り替え弁を有し、
前記放熱器に浴槽水を循環させる場合に、前記追い焚き経路を、前記放熱器を経由する経路に設定して風呂の循環ポンプを駆動する
ことを特徴とする請求項４に記載の暖房システム。
【請求項６】
複数の放熱板が間をあけて対向配置された放熱器を、該放熱器を通過する空気が前記放熱板に斜めに当たって前記放熱板同士の間に流入するように配置する
ことを特徴とする放熱器設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換の効率を高めた放熱ユニットおよびこれを用いた暖房システム、放熱器設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の住宅には２４時間換気システムが設置されている。その代表的な構成は、図１１に示すように、たとえば、風呂場の天井裏等に換気ファン１０１を設け、この換気ファン１０１の吸込口１０２をトイレや洗面所、浴室などの天井（家の中心付近）に配置し、屋外に面する各居室の壁に給気口１０３を設け、換気ファン１０１の排気はダクトを通じて玄関先等に設けた排気口１０４から屋外に排出する、といった構成になっている。これは、排気はファンで行い、給気はファンを使用せずに自然に取込む方式（排気型）であり、一般の住宅で多く採用されている。
【０００３】
冬場は給気口から冷たい外気が室内に入って来る。図１１の住宅では、リビングなど人が長く居る部屋は暖房されて暖かい。その暖かい空気は、住宅の中心の吸込口に向かってゆっくりと流れ、吸込口から吸い込まれて屋外に排出される。一方、洋室（１）、洋室（２）などは、寝室などに利用された場合、暖房費節約等の観点から、暖房されない場合が多い。また、リビングから暖かい空気も流れ込まないため、室温が低い。明け方になるとトイレなども冷えてしまう。そのため、たとえば、入浴後にそれらの部屋に入ったり、明け方に布団から出てトイレに行ったりすると、ヒートショックを受ける恐れがある。
【０００４】
光熱費を抑えて、上記ヒートショックを防止する方法として、２４時間換気システムの給気口に、風呂の残り湯を循環させる放熱器を取り付け、屋外からの冷たい空気を暖めてから室内に導入する暖房システムが考えられる。
【０００５】
この場合、風呂の残り湯は温度が低いため、給気口に取り付ける放熱器の熱交換効率を高めることが望まれるが、狭い間隔で多数の放熱板を配置すると圧力損失が増大するので、空気の流れが弱い２４時間換気システムの給気口に設ける放熱器には採用できない。
【０００６】
下記特許文献１には、マイクロ扁平管の熱交換器を設計するにあたり、熱交換量及び圧力損失を両立させる、ピッチ／管短外径、の最適値が開示されている。また、下記特許文献２、３には、圧力損失を低減しつつ熱交換量を増加させた熱交換器等が開示されている。具体的には、複数のマイクロ扁平管を段違いにして配列したり、マイクロ扁平管に波型プレートを取り付けたりする方法が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１４５０１０号公報
【特許文献２】実開平３−９６５７４号公報
【特許文献３】特開２００２−１１５９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
マイクロ扁平管に波型プレートを取り付ける方法では、構造が複雑化して製作コストが嵩むと共に、プレートの変形により隙間が狭くなり圧損が増えることが懸念される。また、マイクロ扁平管を段違いに配置する方法では、段数が増えるほど、放熱器が大型化してしまう。
【０００９】
なお、圧損の増加を抑えて熱交換効率を高めるという課題はマイクロ扁平管を用いた熱交換器に限定されるものではなく、フィンとチューブを用いた放熱器においても同様に生じる。
【００１０】
本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、大型化、構造の複雑化、圧損の増加を招くことなく熱交換効率を高めた放熱ユニット、および該放熱ユニットを使用した暖房システム、放熱器設置方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
【００１２】
［１］複数の放熱板が隣り合うもの同士が対向するようにして配列された放熱器と、
前記放熱器を所定の通路内に保持する保持部と、
を有し、
前記保持部は、前記通路を通る空気が前記放熱板に斜めに当たって前記放熱板同士の間に流入するように前記放熱器を保持する
ことを特徴とする放熱ユニット。
【００１３】
上記発明では、通路を通る空気が放熱板に斜めに当たって放熱板同士の間に流入する。斜めに流入した空気は、放熱板と放熱板の間を蛇行しながら進行する。このため、放熱板に沿って平行に空気が進む場合に比べて受熱量が増えて熱交換効率が高まる。
【００１４】
［２］前記保持部は、前記放熱板の板面が前記通路の延設方向を臨む向きで前記放熱器を前記通路の中に保持すると共に、前記放熱器の前記通路の出口側の端部において前記放熱器の空気流入口が臨む側の通路を封鎖する第１仕切り板と、前記放熱器の前記通路の入口側の端部において前記放熱器の空気流出口が臨む側の通路を封鎖する第２仕切り板を有する、
ことを特徴とする［１］に記載の放熱ユニット。
【００１５】
上記発明では、通路入口側から流入した空気は、第２仕切り板の存在により、通路の半分（放熱器の空気流出口側）が封鎖されているので、放熱器の空気流入口の前方の空間へ進むが、該空間は第１仕切り板により行き止まりになっているので、向きを変えて、放熱器の空気流入口へと流れ込む。その結果、放熱器の放熱板に斜めに当たって放熱板同士の間に流入する。
【００１６】
［３］前記放熱器の前記放熱板は、温水を通す扁平管である
ことを特徴とする［１］または［２］に記載の放熱ユニット。
【００１７】
上記発明では、フィンとチューブで構成する場合に比べて、少ない体積で良好な熱交換が可能になる。
【００１８】
［４］壁を貫通して屋外と屋内を接続する給気口の通路内に取り付けられた、［１］乃至［３］のいずれか１つに記載の放熱ユニットと、
前記放熱ユニットの放熱器に温水を循環させる温水循環部と、
を有する
ことを特徴とする暖房システム。
【００１９】
［５］前記温水は、浴槽内の浴槽水であり、
前記温水循環部は、
風呂の追い焚き機能を備えた風呂給湯器と、
前記風呂給湯器の風呂の追い焚き経路を、前記放熱器を経由する経路と前記放熱器をバイパスする経路に切り換える切り替え弁を有し、
前記放熱器に浴槽水を循環させる場合に、前記追い焚き経路を、前記放熱器を経由する経路に設定して風呂の循環ポンプを駆動する
ことを特徴とする［４］に記載の暖房システム。
【００２０】
上記発明では、風呂の残り湯を利用して放熱器による暖房を行う。
【００２１】
［６］複数の放熱板が間をあけて対向配置された放熱器を、該放熱器を通過する空気が前記放熱板に斜めに当たって前記放熱板同士の間に流入するように配置する
ことを特徴とする放熱器設置方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る放熱ユニット、暖房システム、放熱器設置方法によれば、大型化、構造の複雑化、圧損の増加を招くことなく、放熱器の熱交換効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る放熱ユニットとこれが内挿された空気の通路を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る放熱ユニットを給気口に取り付けた状態の一例を示す図である。
【図３】放熱板と放熱板の間に斜めから流入した空気が蛇行する様子を示す図である。
【図４】マイクロ扁平管熱交換器の概略構成を示す断面および２枚のマイクロ扁平管を取り出して示す図ある。
【図５】放熱板の間に流入角度０度で空気を送り込んだ場合の受熱状況を示す図である。
【図６】放熱板の間に流入角度７５度で空気を送り込んだ場合の受熱状況を示す図である。
【図７】図５、図６等に対応する計測結果をまとめた図である。
【図８】本実施の形態に係る暖房システムの概略構成を示す図である。
【図９】風呂給湯器の制御部が行う、浴湯熱暖房運転の制御を示す流れ図である。
【図１０】暖房運転中の暖房動作や撹拌工程の実行期間と風呂温度の関係を示す図である。
【図１１】住宅（マンション）に設置された２４時間換気システムの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態に係る放熱ユニット１０とこれが内挿された空気の通路（給気ダクト１０６）の一部を示す斜視図である。図２は、放熱ユニット１０を給気口１０３に取り付けた状態の一例を示している。
【００２６】
給気口１０３は、背景技術で説明したものと同様に、排気はファンで行い、給気はファンを使用せずに自然に取込む方式（排気型）の２４時間換気システムにおける給気口１０３である。給気口１０３は、屋外に面する壁に直径１００mm（あるいは１５０mm）ほどの穴を貫通させ、この穴に給気ダクト１０６を挿入し、その屋内側の端部に開け閉め可能な屋内側カバーユニット１０７を取り付け、屋外側の端部に、雨避けカバー１０８を取り付けて構成される。給気ダクト１０６の途中に本実施の形態に係る放熱ユニット１０が取り付けてある。
【００２７】
放熱ユニット１０は、複数の放熱板１５が隣り合うもの同士が対向するようにして配列された放熱器１１と、放熱器１１を通路（給気ダクト１０６）の中に保持する保持部１２を備えている。保持部１２は、通路（給気ダクト１０６）を通る空気が放熱器１１の放熱板１５に斜めに当たって放熱板１５同士の間に流入するように放熱器１１を保持する。
【００２８】
図１、図２に示す放熱ユニット１０では、放熱器１１の各放熱板１５は長方形の板状を成しており(図４（ｂ）参照)、該長方形の短辺に沿う方向に空気を通過させて使用される。放熱器１１は、長方形の放熱板１５の一方の長辺のある側を空気流入口とし、他方の長辺のある側を空気流出口とする(図２参照)。
【００２９】
保持部１２は、放熱板１５の板面が通路（給気ダクト１０６）の延設方向を臨む向きで放熱器１１を通路の中に保持すると共に、放熱器１１の通路出口側の端部において放熱器１１の空気流入口が臨む側の通路を封鎖する第１仕切り板１２ａと、放熱器１１の通路入口側端部において放熱器１１の空気流出口が臨む側の通路を封鎖する第２仕切り板１２ｂを有して構成される。
【００３０】
図１、図２の例では、給気ダクト１０６は円筒形を成しており、第１仕切り板１２ａ、第２仕切り板１２ｂはそれぞれ、給気ダクト１０６の内側に嵌る円板を２つに分けたような半円形を成している。第２仕切り板１２ｂは放熱器１１の通路入口側の端部に設けられて通路の略半分（放熱器１１の空気流出口側の通路）を封鎖し、第１仕切り板１２ａは放熱器１１の通路出口側の端部に設けられて通路の他方の略半分（放熱器１１の空気流入口側の通路）を封鎖する。
【００３１】
図２に示すように、屋外から給気口１０３の給気ダクト１０６に流入した空気は、第２仕切り板１２ｂの存在により、通路の半分（放熱器１１の空気流出口側）が封鎖されているので、放熱器１１の空気流入口の前方の空間へと進むが、該空間は第１仕切り板１２ａにより行き止まりになっているので、放熱器１１の空気流入口へ向かうように向きを変えて流れ、放熱器１１の空気流入口に斜め方向から流入する。言い換えると、放熱板１５に斜めに当たるようにして放熱板１５同士の間（空気流入口）に流入する。その結果、図３に示すように、蛇行しながら（放熱板１５に反射されて向きを変えながら）放熱板１５と放熱板１５の間の空間を流れて空気流出口から流出する。これにより、放熱板１５の枚数を増やす等による圧力損失の増加を招くことなく熱交換される熱量を高めることができる。
【００３２】
図１、図２に示すように、放熱器１１を円筒形の給気ダクト１０６の径方向の中心に配置することで、放熱器１１の各放熱板１５の長辺方向の長さを最大に取ることができる。また、図１、図２のような配置では、通路（給気ダクト１０６）の長さ方向については放熱器１１のサイズに自由度が高いので、放熱板１５の枚数を必要に応じて増やすことができる。
【００３３】
本実施の形態では、放熱器１１は、マイクロ扁平管熱交換器となっている。図４は、放熱器１１であるマイクロ扁平管熱交換器１１の概略を示す断面図および放熱板１５である２枚のマイクロ扁平管１５を取り出して示す斜視図ある。マイクロ扁平管熱交換器１１は、平行に配置した入水管１３と出水管１４の間に、薄く扁平した管路であるマイクロ扁平管１５を所定間隔で多数並列に接続して構成される。各マイクロ扁平管１５は放熱器１１の放熱板１５になっている。
【００３４】
入水管１３から到来した温水は、分岐して各マイクロ扁平管１５の中を流れ、各マイクロ扁平管１５の他端側で出水管１４に流れ出て合流し、出水管１４の出口から流出する。
【００３５】
本例のマイクロ扁平管１５は、長さL＝５０mm、幅W＝１５mm、厚みH=０．７mm（板厚ｔ＝０．２mm、内部の水路の厚みはH=０．３mm）である。配列されたマイクロ扁平管１５同士の隙間D(間隔)は１．３mm程度になっている。通気抵抗は２０Pa（２５m3/h時）以下にする。なお、後述する風呂ポンプ６５による送水では、最大で０．１MPa程度の耐水圧があればよいので、マイクロ扁平管１５の板厚は０．２mm未満などの非常に薄い鋼鈑で問題ない。
【００３６】
配列されたマイクロ扁平管１５同士の隙間Dは、２．２mm以下、好ましくは１．８mm以下である。このような隙間でマイクロ扁平管１５を配列すれば、マイクロ扁平管１５とマイクロ扁平管１５の隙間Dを炎が通り抜けられなくなり、防火効果を得ることができる。
【００３７】
そして、保持部１２（第１仕切り板１２ａ、第２仕切り板１２ｂ）をステンレス鋼板もしくはアルミめっき鋼板等の不燃材で形成し、放熱器（マイクロ扁平管熱交換器）１１と給気口１０３の内側との間を不燃材の第１仕切り板１２ａ、第２仕切り板１２ｂで完全に塞ぐようにすれば、マイクロ扁平管熱交換器１１の部分を含めて、火災時に炎が給気口１０３を通過することを防ぐことができ、延焼を防ぐことができる。
【００３８】
なお、フィンチューブを用いる放熱器においてもフィンの間隔を消炎距離以下にすれば上記と同様の効果を得ることができるが、フィンは構造的に弱いため、何らかの外力を受けて、火災の発生時に既に変形して隙間が広がっている可能性がある。また、火災の炎の熱によって溶融したり変形したりして消炎効果が継続しない。
【００３９】
これに対してマイクロ扁平管１５を用いた放熱ユニット１０では、マイクロ扁平管熱交換器１１の各マイクロ扁平管１５の形状は外力で容易に変形することなく安定している。さらに中が水で満たされているので、温度が上がり難い。なお、消炎距離は遮蔽物の温度が低いほど長くなるので、温度が上がり難いことは、消炎効果にとって有利に働く。
【００４０】
次に、放熱板１５と放熱板１５の間に斜めに空気を流入させることによって放熱量が増大する効果の実験結果を例示する。図５は、放熱板である２枚のマイクロ扁平管１５の間に、流入角度０度で（マイクロ扁平管１５と平行に）空気を送り込んだ場合の受熱状況を示している。図６は、放熱板である２枚のマイクロ扁平管１５の間に、流入角度７５度で空気を送り込んだ場合の受熱状況を示している。図７は、図５、図６等に対応する計測結果を表にまとめたものである。
【００４１】
たとえば、質量流量0.0005Kg/Sのとき、流入角度０度での受熱量は5.97W、流入角度４５度での受熱量は6.63W、流入角度７５度での受熱量は8.37Wである。質量流量0.00１Kg/Sのとき、流入角度０度での受熱量は9.65W、流入角度７５度での受熱量は13.18Wである。このように、質量流量が同じであれば、マイクロ扁平管１５に対して直角に近い角度で空気を流入させるほど、放熱量が高くなっている。
【００４２】
図８は、本実施の形態に係る暖房システム５の概略構成を示す図である。暖房システム５は、放熱ユニット１０と、風呂給湯器３０と、浴湯切替ユニット７０を備えて構成される。
【００４３】
風呂給湯器３０は、給水を加熱して浴室内のシャワーや台所の水栓等へお湯を供給（出湯）する給湯機能、浴槽２へ湯を落とし込み湯張りする注湯機能、浴槽２内の湯水を追い焚きして昇温する追い焚き機能などを備えている。また、浴槽２に設定温度の湯を設定水位になるように自動的に湯張りし、湯張り完了後は設定水位・設定温度が所定時間（たとえば、４時間）に渡って維持されるように追い焚き等を行う風呂の自動運転機能を備えている。さらに、浴槽２内の浴槽水を、給気口１０３に設けられた放熱ユニット１０の放熱器（マイクロ扁平管熱交換器）１１に循環させて部屋を暖房する浴湯熱暖房機能を有する。
【００４４】
風呂給湯器３０は、燃焼ファン３１が送風する空気が下方から送り込まれ、上部に排気口３２が設けられた燃焼室３３を備えている。燃焼室３３内には、その下部に第１バーナ３４と第２バーナ３５が配置され、第１バーナ３４と第２バーナ３５の上方には給湯用の第１熱交換器３６が、第２バーナ３５の上方には追い焚き用の第２熱交換器３８がそれぞれ配置されている。第１熱交換器３６は、バーナの近くに配置された顕熱熱交換器３６ａと、顕熱熱交換器３６ａの下流に配置された潜熱熱交換器３６ｂとから構成される。第２熱交換器３８は顕熱熱交換器のみで構成される。
【００４５】
給水元から供給される給水は、給水管４１、第１熱交換器３６が有する水管（潜熱熱交換器３６ｂ、顕熱熱交換器３６ａの順）および給湯管４２を経て出湯される。給水管４１には、水量センサ５１、およびその下流に、水量を調整(制限)するための水量サーボ５２が設けてある。給水管４１と給湯管４２は、水量サーボ５２の直ぐ下流でバイパス管４３を通じて接続されており、バイパス管４３の途中には、バイパス管４３に流す水量を調整するバイパスサーボ５３が設けてある。
【００４６】
給湯管４２には第１熱交換器３６（顕熱熱交換器３６ａ）を出た直後の湯温を検出する熱交温度センサ６１、バイパス管４３からの給水が合流した後の湯温を検出する給湯温度センサ６２が設けてある。
【００４７】
風呂の追い焚き経路は、浴槽２の浴湯取込口３から第２熱交換器３８の入側に通じる風呂戻り管４５と、第２熱交換器３８の水管と、第２熱交換器３８の出側から浴槽２の浴湯流出口４に至る風呂往き管４６で構成される。風呂戻り管４５の途中には、浴槽２側から順に、浴湯切替ユニット７０、風呂戻り温度センサ６４、風呂ポンプ６５、水位センサ６６、風呂水流スイッチ６７が設けてある。風呂往き管４６の途中には風呂往き温度センサ６８が設けてある。
【００４８】
給湯温度センサ６２の下流で給湯管４２から分岐した注湯管４７は風呂戻り温度センサ６４の箇所で風呂戻り管４５に合流する。注湯管４７の途中には、逆止弁５４および該注湯管４７の管路を開閉する注湯弁５５が設けてある。
【００４９】
さらに、風呂戻り管４５の途中に介挿された浴湯切替ユニット７０は、風呂熱利用三方弁７１を有する。風呂熱利用三方弁７１は、浴槽２側の風呂戻り管４５が接続された第１接続口、風呂給湯器３０側の風呂戻り管４５が接続された第３接続口、放熱戻り管７４が接続された第２接続口を有する。風呂熱利用三方弁７１は、第１接続口と第３接続口を連通させ第２接続口を切り離した状態、すなわち、浴槽２側の風呂戻り管４５と風呂給湯器３０側の風呂戻り管４５を接続し、放熱戻り管７４を切り離した状態（風呂側）と、第２接続口と第３接続口を連通させ第１接続口を切り離した状態、すなわち、風呂給湯器３０側の風呂戻り管４５を放熱戻り管７４に接続し、風呂側の風呂戻り管４５を切り離した状態（暖房側）とに接続状態を切り換える。
【００５０】
放熱往き管７３は風呂熱利用三方弁７１の浴槽２側で風呂戻り管４５から分岐して、放熱ユニット１０の放熱器（マイクロ扁平管熱交換器）１１の入側に接続されている。放熱戻り管７４は放熱器１１の出側に接続され、他端は風呂熱利用三方弁７１の第２接続口に接続されている。複数の放熱ユニット１０を設置する場合、放熱往き管７３と放熱戻り管７４の間に各放熱ユニット１０の放熱器（マイクロ扁平管熱交換器）１１が並列に接続される。
【００５１】
なお、浴湯熱暖房経路は、浴湯切替ユニット７０の風呂熱利用三方弁７１を暖房側に切り替えて、追い焚き経路を、放熱ユニット１０を経由するようにした経路である。また、風呂ポンプ６５は、浴槽２内の浴槽水を浴湯熱暖房経路に循環させる循環ポンプとしての機能を果たす。
【００５２】
燃焼ガスの供給経路は次の様になっている。燃焼ガスの供給元に接続されるガス供給管８１の途中には、供給元からの燃焼ガスを遮断するか否かを切り替える元ガス電磁弁８２が設けられ、その下流には、供給する燃焼ガスの量を任意に調整するためのガス比例弁８３が設けてある。ガス供給管８１は、ガス比例弁８３の下流で２つに分岐し、それぞれガス電磁弁を介して第１バーナ３４および第２バーナ３５に接続されている。
【００５３】
このほか、風呂給湯器３０は、外気温を検出する外気温度センサ６３を有する。さらに、風呂給湯器３０は、当該風呂給湯器３０の動作を制御する制御部９０を備える。制御部９０はＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを主要部とする回路で構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従ってＣＰＵが各種の処理を実行することで風呂給湯器３０としての動作が実現される。
【００５４】
制御部９０には、使用者から各種の設定や運転の指示を受ける機能、設定内容や運転状況を表示する機能等を備えたリモートコントローラ９１(リモコンと略称する)が通信線を介して接続される。ここでは、リモートコントローラ９１として、風呂に設置された風呂リモコン、台所等に設置されるメインリモコンなどがある。
【００５５】
次に、暖房システム５の風呂給湯器３０が行う給湯動作、注湯動作、追い焚き動作、放熱ユニット１０の放熱器１１を用いた暖房動作について説明する。
【００５６】
＜給湯動作＞
出湯栓が開かれて水量センサ５１が通水を検出すると制御部９０は、燃焼ファン３１をオンし、第１バーナ３４および第２バーナ３５を点火してこれらで燃焼ガスを燃焼させる。給水元から流入する給水は、第１熱交換器３６を通る際に加熱され、バイパスサーボ５３で給水と混合され、設定された給湯温度の湯にされて出湯栓から出湯する。
【００５７】
＜注湯動作＞
注湯動作は、リモートコントローラ９１（風呂リモコンやメインリモコン）から、風呂の自動運転や注湯の指示を受けた場合に実行される。注湯動作では、制御部９０は、注湯弁５５を開くと共に燃焼ファン３１を作動させ、第１バーナ３４、第２バーナ３５を点火して燃焼ガスを燃焼させる。これにより、給湯動作と同様にして生成された湯が注湯管４７を通じて風呂戻り管４５に流れ込み、該風呂戻り管４５および風呂往き管４６を通じて浴槽２に落とし込まれる。なお、注湯動作では、浴湯切替ユニット７０の風呂熱利用三方弁７１は風呂側（第１接続口と第３接続口を連通させ第２接続口を切り離した状態）に設定される。
【００５８】
＜追い焚き動作＞
追い焚き動作は、風呂の自動運転の指示に基づいて上記の注湯動作が行われて設定水位に湯張りされた後、浴槽２内の浴槽水の温度を風呂設定温度まで昇温させるとき、あるいは、風呂の自動運転中に浴槽２内の湯水を風呂設定温度に維持するために昇温するとき、あるいは、使用者から追い焚きの指示を受けた場合に実行される。
【００５９】
追い焚き動作では、制御部９０は、風呂ポンプ６５を作動させると共に、燃焼ファン３１を作動させ第２バーナ３５を点火し該第２バーナ３５で燃焼ガスを燃焼させる。風呂ポンプ６５の作用により、浴槽２内の湯が追い焚き経路を循環し、その途中の第２熱交換器３８を通る際に第２バーナ３５からの熱で加熱される。なお、追い焚き動作では、浴湯切替ユニット７０の風呂熱利用三方弁７１は風呂側に設定される。
【００６０】
＜放熱器を用いた暖房動作＞
放熱ユニット１０の放熱器１１を用いた暖房動作では、風呂の自動運転の終了後に浴槽２の中に残っている浴槽水の熱を利用して暖房する。暖房動作では、浴湯切替ユニット７０の風呂熱利用三方弁７１を暖房側（第３接続口と第２接続口を連通させ第１接続口を切り離した状態）に切り替えて風呂ポンプ６５を駆動する。これにより、浴槽２内の湯が浴湯取込口３から取り込まれ、風呂戻り管４５の途中で放熱往き管７３側に流れ、放熱ユニット１０の放熱器（マイクロ扁平管熱交換器）１１および放熱戻り管７４を経て、風呂熱利用三方弁７１の箇所で風呂戻り管４５の風呂給湯器３０側（第２接続口から第３接続口）へ流れ込み、第２熱交換器３８、風呂往き管４６を通じて浴湯流出口４から浴槽２に流出する、という経路(浴湯熱暖房経路)で浴槽水が循環する。
【００６１】
２４時間換気システムの作用で、常に、給気口１０３を通じて外気が屋内に取り込まれているので、暖房動作中は、給気口１０３に取り付けた放熱ユニット１０の放熱器１１によって外気が暖められて屋内に取り込まれる。
【００６２】
たとえば、風呂に入り終わった夜１０時から明け方の５時頃までにかけて２００W（２個で４００W）程度の暖房能力を得ることができ、ヒートショックの防止に貢献することができる。なお、放熱器１２に温水を流して暖房するので、たとえば、電気ヒータを給気口１０３の中に設置するような方式に比べて異常過熱（ショートや漏電による）がなく、火災を招く危険性が少ない。
【００６３】
また、給気口１０３に放熱器１１を取り付けることで、室内スペースを圧迫せず、また、温度の低い外気を直接暖めるので、高い効率で暖房することができる。
【００６４】
次に、放熱ユニット１０を用いた風呂の残り湯による暖房運転（浴湯熱暖房運転とする）について説明する。
【００６５】
図９は、風呂給湯器３０の制御部９０が行う、浴湯熱暖房運転の制御を示す流れ図である。浴湯熱暖房運転がオンにされると、風呂給湯器３０の制御部９０は、風呂ポンプ６５を、最大流量（ここでは６Ｌ/min）に設定してオンにする（ステップＳ１０１）。そして、風呂水流スイッチ６７がオンになるか否かを調べる（ステップＳ１０２）。風呂水流スイッチ６７がオンにならなければ（ステップＳ１０２;Ｎｏ）、浴湯なしのエラーをリモートコントローラ９１に表示等し（ステップＳ１０３）、風呂ポンプ６５をオフにして（ステップＳ１０６）、本処理を終了する。
【００６６】
風呂水流スイッチ６７がオンになった場合は（ステップＳ１０２;Ｙｅｓ）、風呂戻り温度センサ６４により浴槽水の温度（風呂温度Ｂ０）を認識する（ステップＳ１０４）。
【００６７】
風呂温度（Ｂ０）が予め定めた停止温度（ここでは２８℃とする）未満の場合は（ステップＳ１０５;Ｙｅｓ）、暖房できないと判断し、風呂ポンプ６５をオフにして（ステップＳ１０６）、本処理を終了する。
【００６８】
風呂温度（Ｂ０）が予め定めた停止温度（２８℃）以上ならば（ステップＳ１０５;Ｎｏ）、風呂ポンプ６５の流量を暖房運転時の流量（ここでは２Ｌ/min）に設定し（ステップＳ１０７）、風呂熱利用三方弁７１を暖房側に切り替える（ステップＳ１０８）。これにより、放熱器１１を経由して浴槽水が循環して暖房が開始される。
【００６９】
その後、風呂ポンプ６５を設定した流量で連続的に動作させて暖房動作を３０分行う（ステップＳ１０９;Ｎｏ）。３０分の暖房動作が終了したら（ステップＳ１０９;Ｙｅｓ）、風呂熱利用三方弁７１を風呂側に切り替え（ステップＳ１１０）、風呂ポンプ６５を最大流量で６０秒稼動させる撹拌工程を行う（ステップＳ１１１）。その後、ステップＳ１０４に戻って処理を継続する。
【００７０】
浴槽２の浴湯取込口３は浴湯流出口４より上の位置にあり、浴槽水を上部から吸い込んで下方に吐き出すようになっている。これは、通常の追い焚き時に、温かい湯を下方から浴槽２内に送り込んで対流を促し、浴槽２内の湯温を均一にするためである。しかし、放熱ユニット１０を用いた暖房動作では、浴槽２内の暖かい湯を上側の浴湯取込口３から吸い込み、放熱器１１で放熱されて冷たくなった湯を下側の浴湯流出口４から浴槽２に流し込むことになるので、冷たい湯が下に溜まって、浴槽２内に温度成層が形成される。
【００７１】
したがって、浴槽２内の浴槽水の湯温が、当初均一であれば、暖房動作中に浴湯取込口３から取り込む湯温は、しばらく同じ温度になる。しかし、暖房動作の継続に伴って浴槽２の下部に溜まる冷たい水の層の水位が次第に高くなり、浴湯取込口３の水位までくると、その上に温かい湯が溜まっていても、以後は、その暖かい湯を取り込むことができず、暖房に利用できなくなる。
【００７２】
そこで、暖房動作を３０分継続したら、一度、撹拌工程を行って、浴槽２内の湯温を均一にする。これにより、再び、温かい湯を浴湯取込口３から取り込むことができ、暖房動作を継続することが可能になる。
【００７３】
撹拌工程が終了したら、ステップＳ１０４に戻って処理を継続する。なお、図９の処理は、浴湯熱暖房を行う設定が成されている状態で風呂の自動運転が終了した場合に自動的に起動されるようにしてもよい。
【００７４】
図１０は、暖房運転中の暖房動作や撹拌工程の実行期間と風呂温度等の関係を示している。３０分間の暖房動作中は、前述したように、温度成層が形成されるため、浴湯取込口３から取り込まれる浴槽水の温度（風呂温度）は変化しない。撹拌工程により風呂温度が一気に変化する。
【００７５】
以上のように本実施の形態に係る暖房システム５では、放熱ユニット１０の放熱器１１に風呂の残り湯を循環させて、冬場のヒートショックを防止できる程度の穏やかな暖房を長時間継続することができる。また、放熱ユニット１０は、給気ダクト１０６を通じて屋外から屋内に向かって流れる空気が放熱板１５に斜めに当たって放熱板同士の間に流入するようしたので、圧損の増加を抑えつつ熱交換効率を高めることができる。その結果、給気ダクト１０６内の小さい空間に収めることのできる小型の放熱器１１においても良好な放熱量を確保することができる。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００７７】
実施の形態では、放熱板１５の板面が通路（給気ダクト１０６）の延設方向を臨む向きとなるように放熱器１１を保持する放熱ユニット１０を例示したが、通路を通る空気が放熱板１５に斜めに当たって放熱板同士の間に流入するように構成されればよく、たとえば、放熱器１１を、空気流入口が通路入口側を臨む姿勢から、該状態の放熱板の板面に平行であって通路の延設方向と直交する方向を軸として４５度や７５度回動させた位置に保持するようにしてもよい。ただし、放熱器１１を斜めにするため、円筒状の給気ダクト１０６の中に設置可能な放熱器１１のサイズが小さくなる。
【００７８】
また、放熱ユニット１０の放熱器１１に温水を循環させる温水循環部として実施の形態では風呂給湯器３０を利用したが、温水の供給源はこれに限定されるものではなく任意でよい。たとえば、燃料電池の排熱を利用するような装置を利用してもよい。燃料電池の排熱で湯を作って貯湯タンクにためる給湯システムを利用する場合、貯湯タンクが満蓄となって燃料電池の排熱を回収できない状態になったら、貯湯タンクの湯を浴槽に数リットル捨てて、浴槽内の湯温を上昇させ、この浴槽水を循環させて放熱ユニット１０による暖房を行えばよい。
【００７９】
放熱器を通過する空気が放熱板に斜めに当たって放熱板同士の間に流入するように放熱器を配置する方法(放熱器設置方法)としては、図１、図２に示すように放熱ユニット１０側にその仕組みを設けるほか、たとえば、通路を曲げることで空気が放熱板に斜めに当たるようにしてもよい。具体的には、通路を第１通路と第２通路を連結して構成し、第１通路と第２通路の接続箇所で通路を屈曲させ、この接続箇所の近傍の第２通路内に、放熱板が第２通路の延設方向と平行な放熱器を配置することで、第１通路側から流入する空気が放熱器の放熱板に斜めに当たるようにする、といった方法でもよい。
【符号の説明】
【００８０】
２…浴槽
３…浴湯取込口
４…浴湯流出口
５…暖房システム
１０…放熱ユニット
１１…マイクロ扁平管熱交換器（放熱器）
１２…保持部
１２ａ…第１仕切り板
１２ｂ…第２仕切り板
１３…入水管
１４…出水管
１５…マイクロ扁平管(放熱板)
３０…風呂給湯器
３１…燃焼ファン
３２…排気口
３３…燃焼室
３４…第１バーナ
３５…第２バーナ
３６…第１熱交換器
３６ａ…顕熱熱交換器
３６ｂ…潜熱熱交換器
３８…第２熱交換器
４１…給水管
４２…給湯管
４３…バイパス管
４５…風呂戻り管
４６…風呂往き管
４７…注湯管
５１…水量センサ
５２…水量サーボ
５３…バイパスサーボ
５４…逆止弁
５５…注湯弁
６１…熱交温度センサ
６２…給湯温度センサ
６３…外気温度センサ
６４…風呂戻り温度センサ
６５…風呂ポンプ
６６…水位センサ
６７…風呂水流スイッチ
６８…風呂往き温度センサ
７０…浴湯切替ユニット
７１…風呂熱利用三方弁
７３…放熱往き管
７４…放熱戻り管
８１…ガス供給管
８２…元ガス電磁弁
８３…ガス比例弁
９０…制御部
９１…リモートコントローラ
１０３…給気口
１０６…給気ダクト
１０７…屋内側カバーユニット
１０８…雨避けカバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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