(57)【要約】【課題】装置の小型化と給湯側の熱効率向上との両立を実現し、極めて経済的な給湯暖房装置を提供する。【解決手段】端末暖房器３３，３５に接続されて暖房用水が循環する暖房用循環路１８に、燃焼排気から吸熱して暖房用循環路１８の暖房用水を加熱する暖房用熱交換器１１を設ける。給湯用水を供給する給水路２４と、加熱された給湯用水を導出する出湯路４９との間に、暖房用熱交換器１１により加熱された暖房用循環路１８の暖房用水から吸熱して給水路の給湯用水を加熱する給湯用液液熱交換器４０を設ける。更に、暖房用熱交換器１１を経た燃焼排気から潜熱を回収し、給湯用液液熱交換器４０に先立って給水路２４の給湯用水を加熱する給湯用潜熱熱交換器１３を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナが内蔵されて燃焼室及び排気路を形成する缶体と、端末暖房器に接続されて暖房用水が循環する暖房用循環路と、暖房用循環路の一部に設けられ、缶体内の燃焼排気から吸熱して暖房用循環路の暖房用水を加熱する暖房用熱交換器と、給湯用水を供給する給水路と、暖房用熱交換器により加熱された暖房用循環路の暖房用水から吸熱して給水路の給湯用水を加熱する給湯用液液熱交換器と、給湯用液液熱交換器により加熱された給湯用水を導出する出湯路とを備えた給湯暖房装置において、
前記暖房用熱交換器を経た燃焼排気から潜熱を回収し、給湯用液液熱交換器に先立って給水路の給湯用水を加熱する給湯用潜熱熱交換器を設けたことを特徴とする給湯暖房装置。
【請求項２】
前記暖房用熱交換器は、前記缶体内の燃焼排気から顕熱を吸収して暖房用循環路の暖房用水を加熱する暖房用顕熱熱交換器と、暖房用熱交換器を経た燃焼排気から潜熱を回収し、暖房用顕熱熱交換器に先立って暖房用循環路の暖房用水を加熱する暖房用潜熱熱交換器とからなり、
前記給湯用潜熱熱交換器は、少なくとも暖房用顕熱熱交換器を経た燃焼排気から潜熱を回収することを特徴とする請求項１記載の給湯暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水暖房機能と給湯機能とを備えた給湯暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の給湯暖房装置としては、バーナと熱交換器とを内蔵する２つの缶体が設けられ、一方の缶体に設けられた熱交換器（暖房用熱交換器）により暖房用水を加熱し、他方の缶体に設けられた熱交換器（給湯用熱交換器）により給湯用水を加熱するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の給湯暖房装置では、暖房用水の加熱と給湯用水の加熱とが各別の缶体に内蔵されたバーナにより行われる。更に、暖房用熱交換器を、燃焼排気から顕熱を吸収して加熱する暖房用顕熱熱交換器と、暖房用熱交換器を経た燃焼排気から潜熱を回収して加熱する暖房用潜熱熱交換器とにより構成し、給湯用熱交換器を、燃焼排気から顕熱を吸収して加熱する給湯用顕熱熱交換器と、給湯用熱交換器を経た燃焼排気から潜熱を回収して加熱する給湯用潜熱熱交換器とにより構成することにより、暖房側と給湯側との両方において高い熱効率を得ることができる。
【０００４】
しかしその反面、暖房用水を加熱するための缶体と、給湯用水を加熱するための缶体とを設けるために、２つの缶体の夫々に燃焼ファンやその他の付属部品が必要となり、部品点数が多く高価となるだけでなく、装置が大型となる不都合がある。
【０００５】
また、その他の従来の給湯暖房装置として、バーナと暖房用熱交換器とを内蔵する缶体を設けて暖房用熱交換器により加熱された暖房用水を暖房用循環路により循環させ、暖房用循環路の暖房用水から吸熱する液液熱交換器（給湯用液液熱交換器）を設けて、この液液熱交換器により給湯用水を加熱するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
このものでは、給湯用水の加熱は燃焼排気からの吸熱によらず、加熱された暖房用水からの吸熱によるので、単一の缶体を設ければよく、加熱部の構成を簡略化することができて装置を小型化することができる。
【０００７】
しかし、液液熱交換器による給湯用水の加熱では、給湯側の熱効率が低く、不経済となる不都合がある。
【特許文献１】特開２００５−６１６７７号公報（図１）
【特許文献２】特開２００３−１３０４４８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の不都合に鑑みてなされたものであり、装置の小型化と給湯側の熱効率向上との両立を実現し、極めて経済的な給湯暖房装置を提供することをその課題としている。
【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に、本発明は、バーナが内蔵されて燃焼室及び排気路を形成する缶体と、端末暖房器に接続されて暖房用水が循環する暖房用循環路と、暖房用循環路の一部に設けられ、缶体内の燃焼排気から吸熱して暖房用循環路の暖房用水を加熱する暖房用熱交換器と、給湯用水を供給する給水路と、暖房用熱交換器により加熱された暖房用循環路の暖房用水から吸熱して給水路の給湯用水を加熱する給湯用液液熱交換器と、給湯用液液熱交換器により加熱された給湯用水を導出する出湯路とを備えた給湯暖房装置において、前記暖房用熱交換器を経た燃焼排気から潜熱を回収し、給湯用液液熱交換器に先立って給水路の給湯用水を加熱する給湯用潜熱熱交換器を設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明は、前記給湯用潜熱熱交換器を設けたことにより、給湯用水の加熱を前記給湯用液液熱交換器と給湯用潜熱熱交換器とにより行うことができる。これによって、給湯用水の加熱を給湯用液液熱交換器のみで行う場合と比べて給湯側の熱効率を飛躍的に向上させることができ、高い経済性を得ることができる。しかも、単一の缶体に内蔵されたバーナの燃焼排気のみで暖房用水の加熱と給湯用水の加熱とが行えるので、装置を安価に且つコンパクトに構成することができる。
【００１１】
また、本発明においては、前記暖房用熱交換器を、前記缶体内の燃焼排気から顕熱を吸収して暖房用循環路の暖房用水を加熱する暖房用顕熱熱交換器と、暖房用熱交換器を経た燃焼排気から潜熱を回収し、暖房用顕熱熱交換器に先立って暖房用循環路の暖房用水を加熱する暖房用潜熱熱交換器とによって構成し、前記給湯用潜熱熱交換器は、少なくとも暖房用顕熱熱交換器を経た燃焼排気から潜熱を回収することが好ましい。
【００１２】
これによれば、暖房用水が暖房用潜熱熱交換器及び暖房用顕熱熱交換器により加熱されて高い熱効率を得ることができるので、給湯用液液熱交換器による暖房用水からの吸熱に際しても給湯用水を一層効率よく加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態による給湯暖房装置の全体構成を示す。
【００１４】
図１に示すように、給湯暖房装置は、バーナ１（大バーナ１ａ、中バーナ１ｂ、小バーナ１ｃよりなる）を内蔵する缶体２を備えている。缶体２は、バーナ１を収容する燃焼室２ａと、燃焼室２ａの上方に延びて燃焼排気が上昇する排気路２ｂとを形成しており、排気路２ｂの上端部で開口する排気口２ｃを備えている。また、燃焼室２ａには、バーナ１に点火するための点火プラグ３と、着火を検知するフレームロッド４とが設けられている。点火プラグ３はイグナイタ５により駆動される。缶体２の下部には、燃焼室２ａ内にバーナ１の燃焼用空気を強制的に送る燃焼ファン６が設けられている。
【００１５】
バーナ１を構成する大バーナ１ａ、中バーナ１ｂ、小バーナ１ｃは夫々の燃焼量が異なっており、その組み合わせによってバーナ１全体の燃焼量を調節することができるようになっている。バーナ１には、燃料ガス供給管７を介して燃料ガスが供給される。燃料ガス供給管７には、その上流側から順に元ガス電磁弁８及びガス比例弁９が設けられている。更に、燃料ガス供給管７は、ガス比例弁９の下流において３つの経路に分岐し、夫々の経路が、大バーナ用ガス電磁弁１０ａ、中バーナ用ガス電磁弁１０ｂ、小バーナ用ガス電磁弁１０ｃを介して大バーナ１ａ、中バーナ１ｂ、小バーナ１ｃに接続されている。
【００１６】
缶体２の内部において、バーナ１の直上位置には暖房用顕熱熱交換器１１が設けられ、暖房用顕熱熱交換器１１の上方位置となる排気路２ｂの内部には暖房用潜熱熱交換器１２と給湯用潜熱熱交換器１３とが配設されている。
【００１７】
暖房用顕熱熱交換器１１の上方位置であり、暖房用潜熱熱交換器１２及び給湯用潜熱熱交換器１３の下方位置には、暖房用潜熱熱交換器１２及び給湯用潜熱熱交換器１３から滴下した酸性のドレンを集めるためのドレン受け皿部１４が設置されている。ドレン受け皿部１４には、ドレン導出管１５を介して中和器１６が接続されており、中和器１６内の中和剤によって中和されたドレンが排水管１７を介して機外に排水されるようになっている。
【００１８】
また、本実施形態の給湯暖房装置は、暖房用水が導通循環される暖房循環回路１８（暖房用循環路）と、給湯用水が導通する給湯回路１９と、風呂の追焚き時に図示しない浴槽内の湯が導通循環される風呂循環回路２０とを備えている。
【００１９】
前記暖房用顕熱熱交換器１１と前記暖房用潜熱熱交換器１２とは暖房循環回路１８の一部に設けられている。暖房用顕熱熱交換器１１は、缶体２内の燃焼排気から顕熱を吸収して暖房循環回路１８内の暖房用水を加熱する。暖房用潜熱熱交換器１２は暖房循環回路１８における暖房用顕熱熱交換器１１の上流側にあって、暖房用顕熱熱交換器１１を通過して上昇する燃焼排気から潜熱を回収し、暖房用顕熱熱交換器１１に先立って暖房循環回路１８の暖房用水を加熱する。
【００２０】
また、暖房循環回路１８には、暖房用水を循環させる暖房ポンプ２１と、暖房循環回路１８内の水の体積膨張を吸収するためのシスターン２２とが設けられている。シスターン２２は、補給水管２３を介して後述する給湯回路１９の一部である給水管２４に接続されている。なお、本実施形態におけるシスターン２２は、暖房循環回路１８内の水量を調節する機能も有している。即ち、シスターン２２には、暖房循環回路１８内の水量を確認するための低レベル側水位電極２６と高レベル側水位電極２７とが設けられており、シスターン２２に接続される補給水管２４には補給水電磁弁２５が設けられている。これにより、暖房循環回路１８内の水量が不足していたときは、補給水電磁弁２５を開弁して暖房用水を補給し、シスターン２２内で暖房用水がオーバーフローしたときには、排水接続管２８を介して排水管１７から排水する。
【００２１】
暖房ポンプ２１は、シスターン２２から暖房用潜熱熱交換器１２に向かって強制的に暖房用水を送り出して暖房循環回路１８内の暖房用水を循環させる。
【００２２】
暖房用潜熱熱交換器１２と暖房用顕熱熱交換器１１との間には、暖房用潜熱熱交換器１２のみによって加熱された比較的低温の暖房用水を導出する低温側導出管２９が接続されており、暖房用顕熱熱交換器１１の下流には暖房用潜熱熱交換器１２と暖房用顕熱熱交換器１１との両方により加熱された比較的高温の暖房用水を導出する高温側導出管３０が接続されている。
【００２３】
更に、低温側導出管２９には、低温調整弁３１を介して低温側端末接続管３２が接続され、低温側端末接続管３２には、床暖房器やパネルヒータ等の低温側端末暖房装置３３（端末暖房器）が接続されている。一方、高温側導出管３０には高温側端末接続管３４が接続され、高温側端末接続管３４には、室内暖房器や浴室暖房器等の高温側端末暖房装置３５（端末暖房器）が接続されている。
【００２４】
低温調整弁３１には、高温側導出管３０から分岐する低温調整管３６が接続されており、低温側端末接続管３２に設けられた低温側温度センサ３７による検出温度に応じて低温側導出管２９の低温の暖房用水に高温側導出管３０の高温の暖房用水を混合する。低温側端末暖房装置３３の導出側及び高温側端末暖房装置３５の導出側には、暖房用水をシスターン２２に戻す暖房戻り管３８が接続されている。また、高温側導出管３０は、高温分配弁３９から分岐して一方が給湯用液液熱交換器４０を経てシスターン２２に戻る給湯用加熱管４１と、他方が風呂用液液熱交換器４２を経てシスターン２２に戻る風呂用加熱管４３とに接続されている。
【００２５】
風呂循環回路２０は、風呂用加熱管４３を介して供給される高温の暖房用水から吸熱する風呂用液液熱交換器４２と、図示しない風呂の浴槽に接続する風呂接続管４４，４５と、浴槽内の湯を風呂循環回路２０に循環させる風呂ポンプ４６とを備えている。また、風呂循環回路２０には、風呂循環回路２０内の湯の温度を検出する風呂温度センサ４７、及び風呂循環回路２０内の流水の有無を検出する風呂水流スイッチ４８とが設けられている。
【００２６】
更に、風呂循環回路２０には、後述する給湯回路１９の一部である出湯管４９から分岐する湯張り管５０が接続されている。湯張り管５０には、湯張りが必要なときに開弁する湯張り電磁弁５１と、湯張り管５０から浴槽への湯張り給湯流量を検出する湯張り流量センサ５２とが設けられている。また、戻り側の風呂接続管４５には、湯張り動作に際して浴槽内の水位を静水圧により検出する水位センサ５３が設けられている。
【００２７】
ここで、前記給湯回路１９について説明すれば、給湯回路１９は、図示しない水道管と接続されて給湯用潜熱熱交換器１３及び給湯用液液熱交換器４０に給水する給水管２４（給水路）と、給湯用潜熱熱交換器１３及び給湯用液液熱交換器４０で加熱された湯が出湯される出湯管４９（出湯路）とからなる。また、給水管２４には、給水管２４の開度を調節する水量サーボ５４と、給水管２４からの給水流量を検出する給水流量センサ５５とが設けられている。更に、給水管２４と出湯管４９との間には、給水管２４に給水される給湯用水の一部を出湯管４９に混入させるバイパス管５６と、バイパス管５６の開度を調節するバイパスミキシング弁５７とが設けられている。
【００２８】
給水管２４から供給された給湯用水は、まず、給湯用潜熱熱交換器１３により回収された缶体２内部の燃焼排気の潜熱により加熱され、更に、暖房循環回路１８の給湯用加熱管４１を介して供給される高温の暖房用水から吸熱する給湯用液液熱交換器４０により効率よく加熱される。なお、本発明者は、給湯回路１９における熱効率を各種試験により確認したところ、給湯用液液熱交換器４０のみで給湯用水を加熱した場合には、給湯熱効率が９１％に留まるため効率性能が低く不経済であったものが、本実施形態の給湯暖房装置における給湯用潜熱熱交換器１３及び給湯用液液熱交換器４０による給湯用水の加熱では、給湯熱効率が９５％と飛躍的に向上し、経済的な給湯動作を提供できることが明らかとなった。
【００２９】
なお、図１においては、暖房用潜熱熱交換器１２の上方（燃焼排気流の下流側）に給湯用潜熱熱交換器１３を配設したものを示したが、暖房用潜熱熱交換器１２と給湯用潜熱熱交換器１３との上下位置関係は配管レイアウト等に応じて適宜選択されるので、両者の何れが上方に配設されてもよい。
【００３０】
また、本実施形態ではガス燃料によって燃焼するバーナ１を備えるものを採用したが、それに限るものではなく、石油等を燃料とするバーナを用いても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態の給湯暖房装置の全体構成図。
【符号の説明】
【００３２】
１…バーナ、２ａ…燃焼室、２ｂ…排気路、２…缶体、３３…低温側端末暖房装置（端末暖房器）、３５…高温側端末暖房装置（端末暖房器）、１８…暖房循環回路（暖房用循環路）、２４…給水管（給水路）、４０…給湯用液液熱交換器、４９…出湯管（出湯路）、１３…給湯用潜熱熱交換器、１１…暖房用顕熱熱交換器、１２…暖房用潜熱熱交換器。
【図１】
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