(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽から風呂戻り管を通じて取り込んだ浴槽水を加熱し、加熱後の浴槽水を風呂往き管を通じて前記浴槽へ戻すことで浴槽内の浴槽水を昇温する風呂追い焚き機能を備えた風呂釜の前記風呂往き管の途中に挿入される熱交換器と、
前記熱交換器を加熱する熱源部と、
を有し、
浴槽水に加えた熱量とこの加熱による浴槽水の温度上昇量とから浴槽水の水量を演算する残水量演算を前記風呂釜が行うときは、前記熱源部による前記熱交換器の加熱を停止する
ことを特徴とする補助加熱装置。
【請求項２】
貯湯タンクと、
太陽熱を集熱する集熱装置と、
前記貯湯タンク内の湯水を加熱するための放熱器と、
前記集熱装置と前記放熱器との間に形成された熱媒体流体の循環経路と、
前記循環経路を通じて前記集熱装置と前記放熱器との間で熱媒体流体を循環させるポンプと、
を備え、
前記熱交換器は、前記循環経路の途中に介挿され、前記循環経路を通る熱媒体流体と前記風呂往き管を通る浴槽水との間で熱を移動させる熱交換器であり、
浴槽水に加えた熱量とこの加熱による浴槽水の温度上昇量とから浴槽水の水量を演算する残水量演算を前記風呂釜が行うときは、前記ポンプを停止させる
ことを特徴とする請求項１に記載の補助加熱装置。
【請求項３】
浴槽から風呂戻り管を通じて取り込んだ浴槽水を加熱し、加熱後の浴槽水を風呂往き管を通じて前記浴槽へ戻すことで浴槽内の浴槽水を昇温する風呂追い焚き機能を備えた風呂釜の前記風呂往き管の途中に挿入される熱交換器と、
貯湯タンクと、
太陽熱を集熱する集熱装置と、
前記貯湯タンク内の湯水を加熱するための放熱器と、
前記集熱装置と前記放熱器との間に形成された熱媒体流体の循環経路と、
前記循環経路を通じて前記集熱装置と前記放熱器との間で熱媒体流体を循環させるポンプと、
を備え、
前記熱交換器は、前記循環経路の途中に介挿され、前記循環経路を通る熱媒体流体と前記風呂往き管を通る浴槽水との間で熱を移動させる熱交換器であり、
浴槽水に加えた熱量とこの加熱による浴槽水の温度上昇量とから浴槽水の水量を演算する残水量演算を前記風呂釜が行うときは、前記ポンプを停止させる
ことを特徴とする補助加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風呂の追い焚きを補助する補助加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
風呂釜や風呂給湯器による風呂の追い焚き動作では、一般に、ポンプを作動させることで、浴槽から風呂戻り管を通じて浴槽水を取り込み、この浴槽水を熱交換器の水管を通して加熱し、加熱後の浴槽水を風呂戻り管を通じて浴槽内に戻すという循環を行って浴槽内の浴槽水を昇温（追い焚き）する。
【０００３】
一方、自動湯張り機能を備えた風呂釜や風呂給湯器には、浴槽内の水位を圧力センサで検出して設定水位に湯張りするタイプ（所謂、全自動）のものと、設定水位における浴槽内の水量（目標水量）を予め把握しておき、現在の水量と目標水量との差分の水量だけ注湯するタイプ（所謂、セミオート）のものがある。後者のタイプでは、自動湯張り動作の開始時に、追い焚き動作を行い、この追い焚き動作によって浴槽水に加えた熱量と、その熱量を加える前後における浴槽水の上昇温度とから、浴槽内の水量（残水量）を演算するようになっている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、エネルギの有効利用の観点から、各種装置の排熱や太陽熱などを利用して貯湯タンク内の水を加熱し、貯湯タンク内の湯を給湯器に供給することで、設定温度に対する不足分のみを給湯器で加熱昇温して出湯する給湯システムがある（たとえば、特許文献２参照。）。また、太陽熱を利用して加熱した湯水を浴槽に注湯する風呂自動制御装置がある（たとえば、特許文献３参照。）。この風呂自動制御装置では、太陽熱で加熱した湯水の温度が設定温度より高い場合は給水を混ぜて温度調整して注湯し、太陽熱で加熱した湯水の温度が設定温度より低い場合は、注湯後の追い焚きにより設定温度まで昇温させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平２−３１０５号公報
【特許文献２】特開２００６−０１０１１４号公報
【特許文献３】特開昭６１−１７３０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
排熱や太陽熱は、貯湯タンク内の水の加熱や湯張り時の加熱に利用するだけでなく、風呂の追い焚きに利用することも考えられる。たとえば、浴槽と風呂給湯器との間に形成された追い焚き循環経路（浴槽→風呂戻り管→風呂給湯器の熱交換器→風呂往き管→浴槽）の途中に、排熱や太陽熱を熱源とする補助の熱交換器を介挿すれば、浴槽水の昇温に排熱や太陽熱を利用することができる。
【０００７】
しかし、浴槽から浴槽水を取り込む風呂戻り管の途中に上記の補助の熱交換器を設けると、該熱交換器で昇温された浴槽水が、補助の熱交換器から風呂給湯器に直接至るので、風呂給湯器内に設けた風呂戻り温度センサが、補助の熱交換器で昇温後の浴槽水温度を検出してしまい、本来の目的である浴槽内の浴槽水の温度を検出することができなくなる。その結果、実際の浴槽内の浴槽水が設定温度になる前に設定温度に達したと誤検知し、風呂給湯器が追い焚き動作を終了させてしまうという問題が生じる。また残水量演算では補助の熱交換器からの熱で浴槽水の温度が上昇するにもかかわらず、風呂給湯器で加えた熱量のみを加熱量として残水量演算が行われるので、残水量が実際より少なく演算されてしまい、湯水が浴槽から溢れ出るといった問題が生じてしまう。特に例えば太陽熱等利用することを前提としない風呂給湯器を設置後、例えば数年たった後、補助の熱交換器（例えば太陽熱を集熱する集熱装置の熱を浴槽水に伝える補助の熱交換器）を後で設置して風呂給湯器と連結しようとする場合には、補助の熱交換器の連結を想定した制御プログラムが予め風呂給湯器に組み込まれていない場合が多いので、上記の問題が生じやすい。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、追い焚き機能を有する風呂釜が浴槽内の浴槽水の温度を誤検知することなく、浴槽水の昇温を補助することのできる補助加熱装置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】
【０００９】
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。
【００１０】
［１］浴槽から風呂戻り管を通じて取り込んだ浴槽水を加熱し、加熱後の浴槽水を風呂往き管を通じて前記浴槽へ戻すことで浴槽内の浴槽水を昇温する風呂追い焚き機能を備えた風呂釜の前記風呂往き管の途中に挿入される熱交換器と、
前記熱交換器を加熱する熱源部と、
を有し、
浴槽水に加えた熱量とこの加熱による浴槽水の温度上昇量とから浴槽水の水量を演算する残水量演算を前記風呂釜が行うときは、前記熱源部による前記熱交換器の加熱を停止する
ことを特徴とする補助加熱装置。
【００１１】
上記発明では、熱交換器を風呂往き管の途中に設ける。これにより、補助加熱装置の熱交換器によって加熱された風呂往き管内の浴槽水は、風呂釜に直接戻ることなく、浴槽へ注ぎ込まれる。したがって、補助加熱装置の熱交換器を追い焚き循環経路の途中に設けても、風呂釜は風呂戻り管から取り込む浴槽水の温度を検出することで、浴槽内の浴槽水の温度を正しく検出することができる。
【００１３】
上記発明では、風呂釜が残水量演算を行う間は、熱源部による熱交換器の加熱を停止する。これにより、風呂釜は、補助加熱装置からの熱量を考慮することなく残水量演算を正しく行うことができる。
【００１４】
［２］貯湯タンクと、
太陽熱を集熱する集熱装置と、
前記貯湯タンク内の湯水を加熱するための放熱器と、
前記集熱装置と前記放熱器との間に形成された熱媒体流体の循環経路と、
前記循環経路を通じて前記集熱装置と前記放熱器との間で熱媒体流体を循環させるポンプと、
を備え、
前記熱交換器は、前記循環経路の途中に介挿され、前記循環経路を通る熱媒体流体と前記風呂往き管を通る浴槽水との間で熱を移動させる熱交換器であり、
浴槽水に加えた熱量とこの加熱による浴槽水の温度上昇量とから浴槽水の水量を演算する残水量演算を前記風呂釜が行うときは、前記ポンプを停止させる
ことを特徴とする［１］に記載の補助加熱装置。
【００１５】
上記発明では、補助加熱装置は、太陽熱を利用して貯湯タンク内の湯水を昇温させる機能を果たすシステムであり、熱源部は太陽熱を集熱する集熱装置、熱交換器は集熱装置で受熱した熱媒体の熱を風呂往き管側の浴槽水に移動させる水熱交換器（水-水熱交換器）である。
【００１７】
上記発明では、熱媒体を循環させるポンプを停止させることで、補助加熱装置による浴槽水の加熱を停止させる。
［３］浴槽から風呂戻り管を通じて取り込んだ浴槽水を加熱し、加熱後の浴槽水を風呂往き管を通じて前記浴槽へ戻すことで浴槽内の浴槽水を昇温する風呂追い焚き機能を備えた風呂釜の前記風呂往き管の途中に挿入される熱交換器と、
貯湯タンクと、
太陽熱を集熱する集熱装置と、
前記貯湯タンク内の湯水を加熱するための放熱器と、
前記集熱装置と前記放熱器との間に形成された熱媒体流体の循環経路と、
前記循環経路を通じて前記集熱装置と前記放熱器との間で熱媒体流体を循環させるポンプと、
を備え、
前記熱交換器は、前記循環経路の途中に介挿され、前記循環経路を通る熱媒体流体と前記風呂往き管を通る浴槽水との間で熱を移動させる熱交換器であり、
浴槽水に加えた熱量とこの加熱による浴槽水の温度上昇量とから浴槽水の水量を演算する残水量演算を前記風呂釜が行うときは、前記ポンプを停止させる
ことを特徴とする補助加熱装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る補助加熱装置によれば、追い焚き機能を有する風呂釜が浴槽内の浴槽水の温度を誤検知することなく、浴槽水の昇温を補助することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の補助加熱装置を含む給湯システムの構成を示す説明図である。
【図２】風呂給湯器の概略構成を示す説明図である。
【図３】集熱運転の概略動作を示す説明図である。
【図４】給湯運転の概略動作を示す説明図である。
【図５】追い焚き動作中の浴槽水の循環経路を示す説明図である。
【図６】残水量演算における浴槽水の上昇温度と残水量演算値との関係を示すグラフである。
【図７】ソーラー追い焚き運転の概略動作を示す説明図である。
【図８】風呂熱回収運転の概略動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１は、本発明の補助加熱装置を含む給湯システム１０の構成を示している。給湯システム１０は、貯湯システム１１と、風呂給湯器１２とを有する。
【００２２】
貯湯システム１１は、太陽光を利用して加熱した湯を蓄える貯湯タンク１４を備えており、該貯湯タンク１４からの湯水に給水を混合したものを風呂給湯器１２の入水口へ供給する。風呂給湯器１２は、貯湯システム１１から供給される水を必要に応じて設定温度に加熱して給湯配管１３へ出湯したり浴槽３へ注湯したりする機能を果たす。貯湯システム１１は、太陽光を利用して加熱した湯を優先的に利用することで風呂給湯器１２による加熱（これを以下、「追い加熱」とする。）を少なく抑えて、省エネルギでの給湯を可能にする。
【００２３】
貯湯システム１１の詳細構成を説明する。貯湯タンク１４は、中空略円柱状のタンクであり、底部と天井部のそれぞれに配管接続口が設けてある。底部の配管接続口には給水管１５の終端が接続されている。天井部の配管接続口には接続配管１６の一端が接続され、この接続配管１６の他端は風呂給湯器１２の入水口に接続されている。
【００２４】
接続配管１６の途中には、貯湯タンク１４からの湯と給水とを混合する混合弁１７が設けてある。ここでは、混合弁１７は、第１バルブ１７ａと第２バルブ１７ｂの２つで構成される。第１バルブ１７ａは接続配管１６に介挿されている。第２バルブ１７ｂは、給水管１５の途中から分岐して第１バルブ１７ａの風呂給湯器１２側で接続配管１６に合流する分岐給水管１５ａの途中に介挿されている。第１バルブ１７ａと第２バルブ１７ｂは開度（通水量）をそれぞれ０％から１００％まで調整可能な水量調整弁である。第１バルブ１７ａと第２バルブ１７ｂの開度により、貯湯タンク１４からの湯と給水との混合比が調整される。
【００２５】
貯湯タンク１４は、たとえば、容量１００リットルを有し、底から２０リットルの水位の箇所に、その箇所の水温を検出する第１温度センサ４１が、底から４０リットルの水位の箇所に、その箇所の水温を検出する第２温度センサ４２が、底から６０リットルの水位の箇所に、その箇所の水温を検出する第３温度センサ４３が、底から８０リットルの水位の箇所に、その箇所の水温を検出する第４温度センサ４４がそれぞれ設けてある。
【００２６】
また、貯湯タンク１４の天井部の配管接続口の近傍の接続配管１６には、貯湯タンク１４から出てくる湯水の温度を検出するタンク出湯温度センサ４６が設けてある。給水管１５の途中には給水温度を検出する給水温度センサ４７が設けてある。さらに混合弁１７の出側（風呂給湯器１２側）の接続配管１６には、水量センサ４８が、さらにその下流側（風呂給湯器１２側）には、混合弁１７で混合後の湯水の温度を検出する混合温度センサ４９が設けてある。
【００２７】
貯湯タンク１４内の下部には、熱媒体循環経路２２の一部をなす熱交換用配管（放熱器）１８が挿通されている。熱媒体循環経路２２は、この熱交換用配管１８と、シスターン１９と、水-水熱交換器２０と、太陽熱の集熱装置２１とを経由して熱媒体（ここでは、水）を循環させる経路である。
【００２８】
詳細には、熱媒体循環経路２２は、熱交換用配管１８の出側からシスターン１９の入り側へ至る第１熱媒配管２２ａと、シスターン１９の出側から水-水熱交換器２０の入り側に至る第２熱媒配管２２ｂと、水-水熱交換器２０の出側から集熱装置２１の入り側に至る第３熱媒配管２２ｃと、集熱装置２１の出側から熱交換用配管１８の入り側へ至る第４熱媒配管２２ｄとからなる。集熱装置２１は、貯湯システム１１の構成要素であるが、外付け機器としてもよい。
【００２９】
シスターン１９は、熱媒体循環経路２２を循環する熱媒体を蓄えるためのタンクである。また、シスターン１９は大気圧に開放されたタンクであり、熱媒体の膨張・収縮による体積変動を吸収する。シスターン１９は内部の水位を検出する水位センサ１９ａを備えている。本例の水位センサ１９ａは低水位検出用電極、高水位検出用電極および共通電極で構成される。
【００３０】
水-水熱交換器２０は２つの管路を所定の長さに渡って密に接触させたものであり、高温側の管路から低温側の管路へ熱を移動させる役割を果たす。熱媒体循環経路２２は、水-水熱交換器２０の一方の管路（図中は内側管路２０ａ）の入り側および出側に接続されている。
【００３１】
水-水熱交換器２０（内側管路２０ａ）の出側から集熱装置２１の入り側に至る第３熱媒配管２２ｃの途中には、循環ポンプ２４が設けてある。循環ポンプ２４は、第３熱媒配管２２ｃ内の熱媒体を集熱装置２１側へ送出する。この循環ポンプ２４の下流側の第３熱媒配管２２ｃには、切替弁２５が介挿されている。切替弁２５の第１接続口２５ａには、循環ポンプ２４側からの第３熱媒配管２２ｃが接続され、切替弁２５の第２接続口２５ｂには集熱装置２１側へ至る第３熱媒配管２２ｃが接続されている。切替弁２５の第３接続口２５ｃには連結管２６の一端が接続されており、連結管２６の他端は、集熱装置２１から熱交換用配管１８の入り側へ至る第４熱媒配管２２ｄの途中に合流して接続されている。
【００３２】
集熱装置２１には、集熱装置２１内の湯水の温度を検出する高温センサ５１が設けてある。また、連結管２６の合流接続箇所より熱交換用配管１８側の第４熱媒配管２２ｄの途中には、その箇所を通る熱媒体の温度を検出する熱媒温度センサ５２が設けてある。
【００３３】
風呂給湯器１２は、入水口から供給される湯水を設定温度に加熱して給湯配管１３へ出湯するほか、入水口から供給される水を風呂の設定温度に加熱して浴槽３へ注湯する湯張り機能および、浴槽３内の湯水を追い焚きする風呂追い焚き機能を備えている。
【００３４】
追い焚き時に湯水を循環させる追い焚き循環経路は、浴槽３から湯水を風呂給湯器１２へ取り込むための風呂戻り管３２と、風呂給湯器１２内の熱交換器７２（図２参照）を通る配管と、熱交換器７２を経て昇温された湯水を浴槽３へ送り出す風呂往き管３１などで構成される。風呂往き管３１は、途中で水-水熱交換器２０の他方の管路（図中、外側管路２０ｂ）を経由して浴槽３へ至る。水-水熱交換器２０は、本発明の補助加熱装置の熱交換器であり、風呂の追い焚き中に、集熱装置２１で加熱された熱媒体の熱を風呂往き管３１を通る浴槽水に移動させる役割等を果たす。また、集熱装置２１および集熱装置２１で加熱された熱媒体を循環させる熱媒体循環経路２２等は、本発明の補助加熱装置の熱源に相当する。
【００３５】
風呂給湯器１２から水-水熱交換器２０へ至る風呂往き管３１の途中には、風呂給湯器１２で追い焚き加熱された浴槽水の温度を検出するための風呂温度センサ５３や風呂ハイカット温度センサ５３ｂが設けてある。
【００３６】
このほか、タンク出湯温度センサ４６と混合弁１７（第１バルブ１７ａ）との間の接続配管１６には、接続配管１６の閉鎖・開通を切り替える出湯禁止電磁弁５４が設けてある。また、出湯禁止電磁弁５４とタンク出湯温度センサ４６との間で接続配管１６から分岐した２つの分岐配管が設けてあり、その一方の先端には排水電磁弁５５が、他方の分岐配管の先端には圧力逃がし弁５６が設けてある。また、給水管１５には、水フィルタ、減圧弁、逆止弁などが介挿されている。
【００３７】
貯湯システム１１は、当該貯湯システム１１の動作を統括制御する制御ユニット６０を備えている。制御ユニット６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、該ＣＰＵが実行するプログラムや固定データなどが記憶されたフラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵがプログラムを実行する際に各種情報を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、各種の信号を入出するＩ／Ｆ（Interface）部などを主要部とする回路で構成されている。制御ユニット６０には、貯湯システム１１の各種センサからの検出信号が入力されている。また制御ユニット６０から各弁、循環ポンプ２４などの制御対象へ制御信号が出力される。
【００３８】
貯湯システム１１の制御ユニット６０は風呂給湯器１２の制御基盤７０との間で必要な情報の授受を行う。ここでは、制御ユニット６０は、風呂給湯器１２側で設定されている設定温度の情報や、風呂給湯器１２が追い焚き動作中か否かを示す情報、自動湯張り中か否かを示す情報などを風呂給湯器１２から取得する。また、燃焼禁止・許可を指示する信号、バーナ７３を燃焼させずに風呂循環ポンプ８５（図２参照）を駆動させる信号（風呂ポンプ駆動信号）を制御ユニット６０から風呂給湯器１２の制御基盤７０へ送信する。
【００３９】
図２は、風呂給湯器１２の概略構成を示している。風呂給湯器１２は、入り側に入水管７１が出側に給湯配管１３がそれぞれ接続された給湯用水管７２ａと、出側に風呂往き管３１が入り側に風呂戻り管３２がそれぞれ接続された追い焚き用水管７２ｂとを備えた一缶二水路型の熱交換器７２を備えている。入水管７１の始端は貯湯システム１１側からの接続配管１６が接続される入水口となっている。
【００４０】
熱交換器７２は下方に配置されたバーナ７３からの熱を受熱するための多数のフィン７２ｃを備えている。バーナ７３にはガス供給管７４が接続されている。ガス供給管７４の途中には、ガスの供給／遮断を切り替えるガス弁７５や供給ガス量を調整する比例弁７６などが設けてある。
【００４１】
給湯配管１３と風呂戻り管３２とは、連結管７７によって接続されており、該連結管７７の途中には、連結管７７の閉鎖／開通を切り替える注湯電磁弁７８が設けてある。また、連結管７７の接続箇所より上流側の給湯配管１３の途中には、閉鎖状態から全開状態まで開度を調整可能な水量サーボ７９が出湯水量を調整するために設けてある。水量サーボ７９の下流側には、出湯温度を検出する出湯温度センサ８０が設けてある。
【００４２】
さらに、入水管７１から分岐し、水量サーボ７９より給湯用水管７２ａ側の所定箇所で給湯配管１３に合流・接続されたバイパス管８１を備え、このバイパス管８１の途中に、閉鎖から全開まで開度を調整可能なバイパス調整弁８２を備えている。バイパス管８１の分岐箇所より上流側の入水管７１には、入水管７１内の水の流量を検出する流量センサ８３および入水温度を検知する入水温度センサ８４が設けてある。なお演算で入水温度を推定するようにした器具にあっては入水温度センサ８４を設けない場合もある。
【００４３】
風呂戻り管３２の途中には、浴槽３内の水を、追い焚き循環経路（風呂戻り管３２、追い焚き用水管７２ｂ、風呂往き管３１）を通じて循環させるための風呂循環ポンプ８５が設けてある。風呂戻り管３２に設けた流水スイッチ８６は、風呂循環ポンプ８５を作動させたとき、追い焚き循環経路に実際に水が循環しているか否かを検出する。
【００４４】
このほか、風呂往き管３１および風呂戻り管３２には、それぞれ管内の温度を検出する風呂往き温度センサ８７、風呂戻り温度センサ８８が設けてある。風呂往き管３１の途中には水-水熱交換器２０（外側管路２０ｂ）が介挿されている。
【００４５】
制御基盤７０は、ＣＰＵと、該ＣＰＵが実行するプログラムや固定データなどが記憶されたフラッシュＲＯＭと、ＣＰＵがプログラムを実行する際に各種情報を一時記憶するＲＡＭなどを主要部とする回路で構成されている。制御基盤７０には、風呂給湯器１２が有する各種センサ、弁、風呂循環ポンプ８５などが接続されている。
【００４６】
さらに、制御基盤７０には、配線を介して操作パネル(リモコン)８９が接続されている。操作パネル８９は、給湯の設定温度や風呂の設定温度の指定、自動湯張り動作や追い焚き動作の開始・終了指示、電源のオン／オフなど各種の操作をユーザから受けるスイッチ類、および動作状態や設定温度などを表示する表示部などで構成される。
【００４７】
風呂給湯器１２の制御基盤７０は、給湯配管１３から出湯する給湯動作では、操作パネル８９でユーザが設定した給湯設定温度の湯が出湯されるようにバーナ７３の燃焼量やバイパス調整弁８２の開度などを制御する。
【００４８】
追い焚き動作では、注湯電磁弁７８を閉鎖し、風呂循環ポンプ８５を作動させた状態でバーナ７３を燃焼させる。これにより浴槽３内の湯水が風呂戻り管３２を通じて風呂給湯器１２内に取り込まれて熱交換器７２で加熱され、加熱後の湯水が風呂往き管３１を通じて浴槽３へ送り出される。追い焚き動作中に水-水熱交換器２０によって浴槽水が加熱された場合でも、水-水熱交換器２０は風呂往き管３１に介挿されているので、水-水熱交換器２０で加熱された湯水は、風呂給湯器１２を経由せずに浴槽３へ注がれる。
【００４９】
浴槽３に設定温度の湯を設定水位で湯張りする自動湯張り動作では、まず、浴槽３内に浴槽水が存在するか否かを確認し、浴槽水が残っていない場合は、設定水位における浴槽３内の水量（既知とする）を必要な注湯量として注湯動作を行う。
【００５０】
浴槽水が残っている場合は残水量演算を行い、浴槽３に残っている湯水（残水）の量を求める。残水量演算では、追い焚き動作を一時的に行う。たとえば、浴槽水（残水）が設定温度に上昇するまで追い焚き動作を行い、この追い焚き動作中に浴槽水（残水）に与えた熱量と、その熱量を与える前後における浴槽水（残水）の温度上昇量とから残水量を算出する。
【００５１】
そして、設定水位での水量から残水量演算で求めた残水量を減算した値を必要な注湯量とし、この注湯量の湯を浴槽３へ注湯するように注湯動作を行う。
【００５２】
注湯動作では、制御基盤７０は、バーナ７３を燃焼させた状態で注湯電磁弁７８および水量サーボ７９を開くことにより、熱交換器７２の給湯用水管７２ａを通じて加熱した湯を、給湯配管１３から連結管７７へ送り出し、風呂戻り管３２および風呂往き管３１の双方を通じて浴槽３へ流し込む。この際、制御基盤７０は、操作パネル８９でユーザが設定した風呂設定温度の湯が注湯されるようにバーナ７３の燃焼量やバイパス調整弁８２の開度などを制御する。さらに浴槽３内の水位が設定水位に達すると注湯動作を停止し、その後は、浴槽３内の浴槽水が設定温度に昇温するまで追い焚き動作を行う。
【００５３】
風呂給湯器１２のバーナ７３は所定の最低加熱量（最低号数）以下では燃焼させることができない。そのため、風呂給湯器１２の制御基盤７０は、設定温度の湯を出すために必要な加熱量が最低加熱量より少ない場合は、バーナ７３を燃焼オフしたままの状態に制御する。必要な加熱量は、設定温度と入水温度センサ８４で検出される入水温度との温度差、流量センサ８３で検出される流量、熱効率などに基づいて算出する。
【００５４】
次に、貯湯システム１１の各種動作について説明する。
【００５５】
＜集熱運転＞
図３は、貯湯システム１１が行う集熱運転の概略動作を示している。集熱運転は集熱装置２１で太陽光から得た熱を利用して貯湯タンク１４内の水を加熱する動作である。集熱運転は、集熱装置２１の高温センサ５１の検出温度が貯湯タンク１４内の水温（第１温度センサ４１の検出温度）より一定温度以上高いなどの運転条件を満たす場合に行われる。
【００５６】
貯湯タンク１４は、底部の配管接続口に接続された給水管１５から給水の供給を受けて、通常は満水の状態にある。集熱運転時、制御ユニット６０は、切替弁２５を第１接続口２５ａと第２接続口２５ｂとが連通し第３接続口２５ｃを閉鎖した状態に設定した上で、循環ポンプ２４を駆動する。
【００５７】
図３では、集熱運転において熱媒体（水）が循環する経路を太線で示してある。また各部において熱媒体が流れる方向を矢印で示してある。詳細には、シスターン１９内の熱媒体は、循環ポンプ２４の作用により、第２熱媒配管２２ｂ、第３熱媒配管２２ｃ等を通じて集熱装置２１に向かって流れ、集熱装置２１を通る際に加熱されて昇温し、第４熱媒配管２２ｄから貯湯タンク１４内の熱交換用配管１８を経てシスターン１９へ戻るように循環する。熱交換用配管１８を通る熱媒体より貯湯タンク１４内の水温が低い場合、熱交換用配管１８にて熱媒体の熱が貯湯タンク１４内の水へ移動して貯湯タンク１４内の水が加熱される。
【００５８】
熱交換用配管１８は貯湯タンク１４の下部にあり、また、貯湯タンク１４の底部から給水が供給され、貯湯タンク１４の天井部から接続配管１６へ湯水が流出するので、貯湯タンク１４内の水温は底部が低く天井部ほど高い温度勾配になっている。
【００５９】
＜給湯運転＞
図４は、給湯運転の概略動作を示している。図４では、給湯運転において湯水が流れる経路を太線で示してある。また各部において湯水が流れる方向を矢印で示してある。給湯運転では、貯湯タンク１４からの湯水と分岐給水管１５ａからの給水とが混合弁１７で混合されて風呂給湯器１２の入水口(入水管７１)へ供給される。風呂給湯器１２は供給された水を必要に応じて加熱して給湯配管１３へ出湯する。
【００６０】
詳細には、出湯の設定温度より高い温度の湯が貯湯タンク１４の上部に十分溜まっている場合には、風呂給湯器１２のバーナ７３を燃焼させずに出湯させる。すなわち、風呂給湯器１２を通る間に冷える分を考慮し、出湯の設定温度よりわずかに高い温度となるように貯湯タンク１４からの湯水と分岐給水管１５ａからの給水とを混合弁１７で混合した湯水を風呂給湯器１２の入水口へ供給する。これにより、風呂給湯器１２は自装置での加熱は不要と判断し、バーナ７３を燃焼させずに出湯を行う。
【００６１】
貯湯タンク１４の上部に溜まっている湯水の温度が出湯の設定温度より低い場合は、設定温度より一定以上低い温度の湯水を混合弁１７から風呂給湯器１２の入水口へ供給する。これにより、風呂給湯器１２は、設定温度で出湯が行われるようにバーナ７３を燃焼させる。なお、風呂給湯器１２のバーナ７３は最低燃焼量以下では燃焼できないので、混合弁１７から風呂給湯器１２へ供給する湯水の温度は、風呂給湯器１２のバーナ７３が最低燃焼量で燃焼した場合の出湯温度が設定温度以下になるように制御される。
【００６２】
次に、貯湯システム１１の動作と風呂給湯器１２での追い焚き動作との関連について説明する。
【００６３】
図５は、追い焚き動作中の浴槽水の流れる経路を示している。追い焚き動作において浴槽３内の浴槽水は、風呂戻り管３２を通じて風呂給湯器１２に取り込まれ、風呂給湯器１２の熱交換器７２で加熱される。加熱後の浴槽水は風呂給湯器１２から風呂往き管３１を通じて流れ、その途中で、水-水熱交換器２０の外側管路２０ｂを経由し、浴槽３に流れ出る。
【００６４】
このような風呂の追い焚き動作を前述の集熱運転中に風呂給湯器１２が行うと、水-水熱交換器２０を通る際に浴槽水が加熱される。仮に、水-水熱交換器２０が風呂戻り管３２に介挿されている場合には、水-水熱交換器２０で加熱された浴槽水が風呂戻り管３２を通じて風呂給湯器１２に直接戻るので、風呂給湯器１２の風呂戻り温度センサ８８が検出する水温は、浴槽３内の浴槽水の温度より高くなる。その結果、風呂給湯器１２の制御部７０は、浴槽３内の浴槽水が実際には設定温度に昇温していないのに、設定温度に達したと誤判断して追い焚き動作を終了させてしまう。
【００６５】
本実施の形態のように、水-水熱交換器２０を風呂往き管３１に挿入することで上記の問題は解消される。すなわち、水-水熱交換器２０で加熱された浴槽水は風呂往き管３１を通じて浴槽３に注がれ、浴槽３内の浴槽水全体に混合される。風呂給湯器１２の風呂戻り温度センサ８８は浴槽３から風呂戻り管３２を通じて取り込んだ浴槽水の温度を検出するので、前述の誤判断は生じない。これにより、風呂給湯器１２は、水-水熱交換器２０による加熱があっても、風呂の追い焚き動作を正常に行うことができる。
【００６６】
次に、貯湯システム１１の動作と風呂給湯器１２での残水量演算との関連について説明する。
【００６７】
仮に、水-水熱交換器２０が風呂戻り管３２に介挿されている場合には、風呂給湯器１２が残水量演算を開始した時点で水-水熱交換器２０が熱い状態であれば、水-水熱交換器２０で加熱された浴槽水が風呂戻り管３２を通じて風呂給湯器１２に直接戻る。このため、風呂給湯器１２の風呂戻り温度センサ８８の検出温度は、浴槽３内の浴槽水の温度より高くなり、浴槽３内に実際にある浴槽水の温度を検出できなくなる。そのため、正確な残水量演算はできない。
【００６８】
また、残水量演算のための追い焚き動作中に集熱運転を継続すると、水-水熱交換器２０で浴槽水が加熱されるにもかかわらず、その分の熱量が風呂給湯器１２での残水量演算に反映されないので、正しく残水量を演算できなくなる。
【００６９】
本発明では、水-水熱交換器２０を風呂往き管３１に介挿する構造とし、また風呂給湯器１２が残水量演算のための追い焚き動作を行っている間は集熱運転を停止させるので、上記の問題は発生しない。以下、この点を詳細に説明する。
【００７０】
貯湯システム１１の制御ユニット６０は、風呂給湯器１２が残水量演算を開始したこと（追い焚き動作を開始したこと）を検出すると、集熱運転を停止させる。たとえば、風呂給湯器１２から風呂循環ポンプ８５のオン信号を受信することで、風呂給湯器１２が追い焚き動作を開始したことを検出する。あるいは、水-水熱交換器２０と風呂給湯器１２との間の風呂往き管３１に設けた風呂温度センサ５３の検出温度、または風呂温度センサ５３と風呂ハイカット温度センサ５３ｂの双方の検出温度が急に上昇したことにより、風呂給湯器１２が追い焚き動作を開始したことを検出する。
【００７１】
残水量演算のための追い焚き動作が始まったときに、それまでの集熱運転により水-水熱交換器２０が既に熱い状態になっていた場合は、風呂往き管３１内の浴槽水が水-水熱交換器２０で加熱されて浴槽３へ注がれ、浴槽３内の浴槽水全体と混合される。残水量演算のための追い焚き動作が開始された後は集熱運転を停止させるので、追い焚き動作の開始からしばらくすると、水-水熱交換器２０は冷えて、水-水熱交換器２０での浴槽水の加熱は終了する。したがって、残水量演算のための追い焚き動作の開始からしばらくすると、当初、水-水熱交換器２０から加えられた熱は、浴槽３内の浴槽水全体の温度に反映される。
【００７２】
このような状態（安定状態とする）になった後に、実際の残水量演算が行われれば、正確な残水量演算が可能になる。すなわち、安定状態になった後の浴槽水の温度と、その後の風呂給湯器１２による加熱量と、加熱後の浴槽水の温度とから残水量を演算すれば、水-水熱交換器２０からの熱の影響を受けることなく、残水量を正しく演算することができる。
【００７３】
ここで、風呂給湯器１２においては、追い焚き動作の開始から一定期間は残水量演算値のばらつきが大きいので残水量演算を行わないように制御される。図６は、残水の温度が単位温度（ここでは０．６℃）上昇する毎に残水量演算を行った場合の、上昇温度と残水量演算値との関係を示すグラフである。図６では、５回の実験での各グラフを示している。同図のグラフから明らかなように、残水の温度が上昇し始めてからしばらくの間（追い焚き開始当初）は、残水量演算値のばらつきが大きく、ある程度温度上昇した後は、残水量演算値のばらつきは少なくなる。このため、風呂給湯器１２では、追い焚き開始から一定以上温度が上昇するまでは残水量演算を行わないように制御している（たとえば、特許第３７４８５９６号参照。）。追い焚き開始から残水量演算の実施を制限している期間は数分（３から４分）であり、前述の安定状態になるまでの時間よりも十分長い。
【００７４】
このように、通常、風呂給湯器１２は、前述の安定状態となった以後に残水量演算を行うので、水-水熱交換器２０を風呂往き管３１に介挿する構造とし、残水量演算のための追い焚き動作中は集熱運転を停止するように制御することで、風呂給湯器１２による残水量演算が正しく行われるようになる。すなわち、水-水熱交換器２０が当初持っていた熱は、最初の浴槽水温度に含まれるようになると共に、追い焚き動作中は集熱運転を停止させるので、最初の浴槽水温度と追い焚き動作で加熱後の浴槽水温度との温度差と、この追い焚き動作による加熱量とから正確な残水量を演算することができる。
【００７５】
次に、水-水熱交換器２０の利用法について説明する。
【００７６】
＜ソーラー追い焚き運転＞
図７は、ソーラー追い焚き運転の概略動作を示している。ソーラー追い焚き運転は集熱装置２１で太陽光から得た熱を利用して浴槽３内の湯水を補助的に追い焚きする動作である。
【００７７】
ソーラー追い焚き運転では、制御ユニット６０は、切替弁２５を第１接続口２５ａと第２接続口２５ｂとが連通し第３接続口２５ｃを閉鎖した状態に設定した上で、循環ポンプ２４を駆動する。すなわち、集熱運転と同じように熱媒体を循環させ、熱媒体を集熱装置２１で加熱する。さらに、ソーラー追い焚き運転では、制御ユニット６０は、風呂給湯器１２に対して燃焼（加熱動作）を停止させた状態で風呂循環ポンプ８５を駆動するように指示する。
【００７８】
図７では、ソーラー追い焚き運転において熱媒体（水）が循環する経路を太線で示してある。また、浴槽水の循環経路を太破線で示してある。さらに、各部において熱媒体が流れる方向および浴槽水の流れる方向をそれぞれ矢印で示してある。ソーラー追い焚き運転は、熱媒体循環経路２２を循環する熱媒体の温度が浴槽水の温度より高いことなどが運転条件となっており、水-水熱交換器２０において、内側管路２０ａを通る熱媒体から外側管路２０ｂを通る浴槽水へ熱が移動することで、浴槽水が加熱される。
【００７９】
＜風呂熱回収運転＞
図８は、風呂熱回収運転の概略動作を示している。風呂熱回収運転は、風呂の残り湯の熱を利用して貯湯タンク１４内の湯水を加熱する動作である。
【００８０】
風呂熱回収運転では、制御ユニット６０は、切替弁２５を第１接続口２５ａと第３接続口２５ｃとが連通し第２接続口２５ｂを閉鎖した状態に設定した上で、循環ポンプ２４を駆動する。これにより、集熱装置２１を通らずに、水-水熱交換器２０と貯湯タンク１４とを通って熱媒体が循環する。また、風呂給湯器１２に対して燃焼（加熱動作）を停止させた状態で風呂循環ポンプ８５を駆動するように指示する。これにより、浴槽水が、水-水熱交換器２０の外側管路２０ｂを含む追い焚き循環経路を循環する。
【００８１】
図８では、風呂熱回収運転において熱媒体（水）が循環する経路と浴槽水の循環経路を太線で示してある。また、浴槽水の循環経路を太破線で示してある。さらに各部において熱媒体が流れる方向および浴槽水の流れる方向をそれぞれ矢印で示してある。風呂熱回収運転は、貯湯タンク１４内の水温（第１温度センサ４１）が浴槽３の水温より低いことが運転条件となっており、水-水熱交換器２０において、外側管路２０ｂを通る浴槽水から内側管路２０ａを通る浴槽水へ熱が移動し、この熱が熱交換用配管１８にて貯湯タンク１４内の水へ移動することで、貯湯タンク１４内の水が加熱される。これにより、集熱運転の負担が軽減される。
【００８２】
より詳細には、風呂熱回収運転では、まず、風呂循環ポンプ８５を一時的に作動させ、浴槽水があるか否かを確認する。そして、浴槽水があり、かつ、浴槽水の温度が第１温度センサ４１の検出温度より所定温度（たとえば、１５℃）以上高い場合に風呂熱回収運転を行い、差が１０℃以下もしくは１時間を越えると運転を停止するようになっている。時間的制限は、風呂循環ポンプ８５の耐久性を考慮したものである。
【００８３】
<その他＞
風呂給湯器１２が、残水量演算を行わない追い焚き動作を行う場合に、前述のソーラー追い焚き運転と同様の動作を行い、水-水熱交換器２０で浴槽水を加熱する。なお、通常のソーラー追い焚き運転では、制御ユニット６０から風呂給湯器１２に対して燃焼（加熱動作）を停止させた状態で風呂循環ポンプ８５を駆動するように指示したが、本動作では、この指示は行わない。
【００８４】
たとえば、圧力センサによって水位を検出するタイプの全自動風呂給湯器であれば、追い焚き動作中に上記ソーラー追い焚き運転を行って浴槽水を補助加熱することができる。また、風呂給湯器１２が残水量演算を伴う追い焚き動作と、残水量演算を伴わない追い焚き動作を行う場合には、残水量演算を伴う追い焚き動作であるか否かの判別情報を風呂給湯器１２から受信し、残水量演算を伴わない追い焚き動作のときに、上記ソーラー追い焚き運転を併用するようにすればよい。
【００８５】
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。
【００８６】
実施の形態では、補助加熱装置が貯湯システム１１である場合の例を示したが、本発明の補助加熱装置は、これに限定されるものではない。たとえば、燃料電池を熱源とし、その排熱を回収する熱交換器を供え、この熱交換器が風呂往き管３１の途中に介挿される構成の補助加熱装置であってもよい。熱源は任意でよく、熱交換器は熱源のタイプに応じて適宜選択すればよい。
【００８７】
本発明の補助熱源装置と連携する風呂給湯器は、実施の形態に例示したものに限定されない。たとえば、圧力センサで水位検出するタイプの風呂給湯器であってもかまわない。このタイプは残水量演算を行われないので、自動湯張り中や追い焚き動作中に集熱運転（熱源による熱交換器の加熱）を停止させる必要はない。
【００８８】
実施の形態では、既設の給湯器の流用を想定した貯湯システム１１としたが、貯湯システム１１が専用の風呂給湯器１２を含むようにしてもよい。この場合、貯湯システム１１の制御ユニット６０は風呂給湯器１２の動作状態を詳細に把握できるので、たとえば、残水量演算を伴う追い焚き動作であるか、残水量演算を伴わない追い焚き動作であるかなどを容易に判別することができる。
【００８９】
実施の形態では、風呂給湯器１２を一缶二水路型としたが風呂の追い焚きと給湯とを別々の熱交換器で行う給湯器であってもかまわない。
【符号の説明】
【００９０】
３…浴槽
１０…給湯システム
１１…貯湯システム
１２…給湯器
１３…給湯配管
１４…貯湯タンク
１５…給水管
１５ａ…分岐給水管
１６…接続配管
１７…混合弁
１７ａ…第１バルブ
１７ｂ…第２バルブ
１８…熱交換用配管
１９…シスターン
１９ａ…水位センサ
２０…水-水熱交換器
２０ａ…内側管路
２０ｂ…外側管路
２１…集熱装置
２２…熱媒体循環経路
２２ａ…第１熱媒配管
２２ｂ…第２熱媒配管
２２ｃ…第３熱媒配管
２２ｄ…第４熱媒配管
２４…循環ポンプ
２５…切替弁
２５ａ…第１接続口
２５ｂ…第２接続口
２５ｃ…第３接続口
２６…連結管
３１…風呂往き管
３２…風呂戻り管
４１…第１温度センサ
４２…第２温度センサ
４３…第３温度センサ
４４…第４温度センサ
４６…タンク出湯温度センサ
４７…給水温度センサ
４８…水量センサ
４９…混合温度センサ
５１…高温センサ
５２…熱媒温度センサ
５３…風呂温度センサ
５３ｂ…風呂ハイカット温度センサ
５４…出湯禁止電磁弁
５５…排水電磁弁
５６…圧力逃がし弁
６０…制御ユニット
７０…制御基盤
７１…入水管
７２…熱交換器
７２ａ…給湯用水管
７２ｂ…追い炊き用水管
７２ｃ…フィン
７３…バーナ
７４…ガス供給管
７５…ガス弁
７６…比例弁
７７…連結管
７８…注湯電磁弁
７９…水量サーボ
８０…出湯温度センサ
８１…バイパス管
８２…バイパス調整弁
８３…流量センサ
８４…入水温度センサ
８５…風呂循環ポンプ
８６…流水スイッチ
８７…風呂往き温度センサ
８８…風呂戻り温度センサ
８９…操作パネル（リモコン）
【図１】
0005809857.tif 000002
【図２】
0005809857.tif 000003
【図３】
0005809857.tif 000004
【図４】
0005809857.tif 000005
【図５】
0005809857.tif 000006
【図６】
0005809857.tif 000007
【図７】
0005809857.tif 000008
【図８】
0005809857.tif 000009