(57)【要約】【課題】追焚循環回路を循環する浴槽水の循環流量を、キャビテーションを誘発することのない構造で検出することができるとともに、浴槽内の水位も検出することのできる給湯装置を提供すること。【解決手段】追焚循環回路を循環する浴槽水の流線に対して中心線が平行な開口１ｃを有する第１圧力測定管１ａ内のゲージ圧を検出する圧力センサ２ａ（第１圧力検出手段）と、追焚循環回路を循環する浴槽水の流線に対して中心線が垂直な開口１ｄを有する第２圧力測定管１ｂ内のゲージ圧を検出する圧力センサ２ｂ（第２圧力検出手段）と、浴槽水が循環しているときに圧力センサ２ａにより検出された全圧と圧力センサ２ｂにより検出された静圧とに基づいて浴槽水の循環流量を検出する循環流量検出手段と、浴槽水が循環していないときに圧力センサ２ａまたは圧力センサ２ｂにより検出された圧力に基づいて浴槽内の水位を検出する浴槽水位検出手段とを備える。【選択図】図２
2012180972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽水と熱源流体との熱交換を行う熱交換器と、
熱源流体を前記熱交換器に供給する熱源循環回路と、
ふろ循環ポンプの作動により、浴槽内の浴槽水を前記熱交換器に送るとともに前記熱交換器で加熱された浴槽水を前記浴槽内に戻す追焚循環回路と、
前記追焚循環回路の配管内に設置され、循環する浴槽水の流線に対して中心線が平行な開口を有する第１圧力測定管と、
前記第１圧力測定管内のゲージ圧を検出する第１圧力検出手段と、
前記追焚循環回路の配管内に設置され、循環する浴槽水の流線に対して中心線が垂直な開口を有する第２圧力測定管と、
前記第２圧力測定管内のゲージ圧を検出する第２圧力検出手段と、
前記追焚循環回路を浴槽水が循環しているときに、前記第１圧力検出手段により検出された全圧と、前記第２圧力検出手段により検出された静圧とに基づいて、浴槽水の循環流量を検出する循環流量検出手段と、
前記追焚循環回路を浴槽水が循環していないときに、前記第１圧力検出手段または前記第２圧力検出手段により検出された圧力に基づいて、前記浴槽内の水位を検出する浴槽水位検出手段と、
を備える給湯装置。
【請求項２】
前記ふろ循環ポンプの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記追焚循環回路の配管が正常であるときに、前記回転数検出手段により検出された前記ふろ循環ポンプの回転数と、前記循環流量検出手段により検出された循環流量とを複数の点で記録し、その記録に基づいて、前記ふろ循環ポンプの回転数と前記循環流量との正常な関係を表すポンプ回転数特性を作成するポンプ回転数特性作成手段と、
前記回転数検出手段により検出された前記ふろ循環ポンプの回転数と、前記循環流量検出手段により検出された循環流量とを、前記ポンプ回転数特性と比較することにより、前記追焚循環回路の配管の状態を診断する配管状態診断手段と、
を備える請求項１記載の給湯装置。
【請求項３】
前記追焚循環回路の配管が正常であるときに、前記第１圧力検出手段により検出された全圧と前記第２圧力検出手段により検出された静圧との一方または両方と、前記循環流量検出手段により検出された循環流量とを複数の点で記録し、その記録に基づいて、前記第１圧力検出手段により検出された全圧と前記第２圧力検出手段により検出された静圧との一方または両方と、前記循環流量との正常な関係を表す圧力特性を作成する圧力特性作成手段と、
前記第１圧力検出手段により検出された全圧と前記第２圧力検出手段により検出された静圧との一方または両方と、前記循環流量検出手段により検出された循環流量とを、前記圧力特性と比較することにより、前記追焚循環回路の配管の状態を診断する配管状態診断手段と、
を備える請求項１記載の給湯装置。
【請求項４】
前記追焚循環回路において前記熱交換器に流入する浴槽水の温度を検出する加熱前温度検出手段と、
前記追焚循環回路において前記熱交換器から流出する浴槽水の温度を検出する加熱後温度検出手段と、
前記循環流量検出手段により検出された循環流量と、前記加熱前温度検出手段により検出された温度と、前記加熱後温度検出手段により検出された温度とに基づいて、前記熱交換器での熱交換量を算出する熱交換量算出手段と、
を備える請求項１乃至３の何れか１項記載の給湯装置。
【請求項５】
前記浴槽に湯を注ぐ注湯手段と、
前記注湯手段により前記浴槽に注がれる湯の量を検出する注湯量検出手段と、
前記注湯量検出手段により検出された注湯量と、前記第１圧力検出手段および／または前記第２圧力検出手段により検出された圧力とを複数の点で記録し、その記録に基づいて、前記浴槽内の浴槽水の量と前記第１圧力検出手段および／または前記第２圧力検出手段により検出された圧力との関係を表す浴槽水量特性を作成する浴槽水量特性作成手段と、
前記浴槽水位検出手段は、前記第１圧力検出手段または前記第２圧力検出手段により検出された圧力を前記浴槽水量特性に照合することにより前記浴槽内の浴槽水の量を検出する請求項１乃至４の何れか１項記載の給湯装置。
【請求項６】
前記追焚循環回路の配管を通して前記浴槽に湯を注ぐ注湯手段を備え、
前記第１圧力測定管および前記第２圧力測定管が設置されている位置では、前記注湯手段により前記浴槽に注湯されるときの流れの方向と、前記追焚循環回路を浴槽水が循環するときの流れの方向とが互いに逆の方向となる請求項１乃至５の何れか１項記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽内の浴槽水を熱交換器に循環させる追焚循環回路を備えた給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
浴槽内の浴槽水を加熱する熱交換器を備えた給湯装置が広く用いられている。このような給湯装置には、熱源となる流体を熱交換器に供給する熱源循環回路と、浴槽内の浴槽水を熱交換器に送るとともに熱交換器で加熱された浴槽水を浴槽内に戻す追焚循環回路とが更に備えられている。浴槽内の浴槽水を上記熱交換器によって加熱する追焚き運転を制御する上では、追焚循環回路を循環する浴槽水の流量を検出する流量検出装置を設け、浴槽水の循環流量を検出できるようにすることが望まれる。
【０００３】
特許文献１には、流体通路内に配置されたオリフィス以降の２点間の差圧を測定する手段を有し、その測定結果に基づいて流体通路を流れる流体の流量を検出する流体流量検出装置を備えた風呂用の燃焼装置が開示されている。この装置では、上記差圧の測定手段がＡ室とＢ室との間に設けた圧力センサであり、Ａ室には、オリフィス以降の２点のうちの１点であるオリフィス直後の管路拡大箇所の圧力を導き、Ｂ室には、オリフィス以降の２点のうちの他の１点として、より下流の箇所の圧力を導く構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０８２７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の流量検出装置は、可動部を持たない構造であるので、浴槽から流れてくるゴミや髪の毛などの異物が付着することによる故障を抑制することができる。しかしながら、特許文献１記載の流量検出装置では、オリフィスが配管内でキャビテーションを発生させ、騒音が発生する可能性や、キャビテーションによるエロージョン・コロージョンが発生する可能性がある。また、オリフィスを設けることによって配管構造が複雑化する問題もある。
【０００６】
また、浴槽に給湯する給湯装置では、種々の自動制御を行うために、浴槽内の水位を検出できるようにすることが望まれる。一般には、追焚循環回路内のゲージ圧を検出する圧力センサを設け、この圧力センサの圧力値に基づいて浴槽内の水位を検出している。しかしながら、特許文献１記載の流量検出装置が備える圧力センサは、Ａ室とＢ室との差圧を検出するものであるので、浴槽内の水位の検出に用いることはできない。特許文献１記載の構成の場合、浴槽内の水位を検出するには、ゲージ圧を検出する圧力センサを別に設ける必要があるので、構造が複雑となり、コストも増加する。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、追焚循環回路を循環する浴槽水の循環流量を、キャビテーションを誘発することのない構造で検出することができるとともに、浴槽内の水位も検出することのできる給湯装置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】
【０００８】
本発明に係る給湯装置は、浴槽水と熱源流体との熱交換を行う熱交換器と、熱源流体を熱交換器に供給する熱源循環回路と、ふろ循環ポンプの作動により、浴槽内の浴槽水を熱交換器に送るとともに熱交換器で加熱された浴槽水を浴槽内に戻す追焚循環回路と、追焚循環回路の配管内に設置され、循環する浴槽水の流線に対して中心線が平行な開口を有する第１圧力測定管と、第１圧力測定管内のゲージ圧を検出する第１圧力検出手段と、追焚循環回路の配管内に設置され、循環する浴槽水の流線に対して中心線が垂直な開口を有する第２圧力測定管と、第２圧力測定管内のゲージ圧を検出する第２圧力検出手段と、追焚循環回路を浴槽水が循環しているときに、第１圧力検出手段により検出された全圧と、第２圧力検出手段により検出された静圧とに基づいて、浴槽水の循環流量を検出する循環流量検出手段と、追焚循環回路を浴槽水が循環していないときに、第１圧力検出手段または第２圧力検出手段により検出された圧力に基づいて、浴槽内の水位を検出する浴槽水位検出手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、可動部やオリフィスを持たない構造で浴槽水の循環流量を正確に検出することができる。このため、ゴミや髪の毛などの異物が可動部に付着することによる故障や、オリフィスによって誘発されるキャビテーションによる弊害（騒音、エロージョン・コロージョンによる配管の浸食など）を防止することができる。また、浴槽水が循環していないときには、第１圧力検出手段または第２圧力検出手段で検出されるゲージ圧に基づいて浴槽内の水位を検出することができる。このため、浴槽内の水位を検出するためのセンサを別個に設ける必要がないので、コスト低減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の給湯装置が備える追焚部の構成図である。
【図２】図１に示す給湯装置が備える圧力・流量測定部を拡大して示す図である。
【図３】初期特性データを作成する制御動作のフローチャートである。
【図４】システム初期特性ファイルの例を示す図である。
【図５】ポンプ回転数特性を示すグラフである。
【図６】圧力特性を示すグラフである。
【図７】追焚き運転時に行う熱量算出処理の制御動作のフローチャートである。
【図８】熱交換量を記録したファイルの例を示す図である。
【図９】浴槽・配管システムの状態を診断する制御動作のフローチャートである。
【図１０】圧力特性曲線とそれに対応する適正領域を示す判定曲線とを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の給湯装置が備える追焚部２００の構成図である。図１に示すように、本実施形態の給湯装置における追焚部２００は、浴槽９の追焚き（保温を含む。以下同じ。）を行うための熱交換器７を備えている。熱交換器７には、追焚循環回路１０と熱源循環回路１３とが接続されている。追焚循環回路１０は、浴槽９内の浴槽水を熱交換器７に送り、熱交換器７で加熱された浴槽水を再び浴槽９に戻す回路である。追焚循環回路１０には、浴槽水を送水するふろ循環ポンプ８と、後述する圧力・流量測定部１００と、熱交換器７に流入する浴槽水の温度を検出する熱交換器１次側温度センサ１２（加熱前温度検出手段）と、熱交換器７から流出する浴槽水の温度を検出する熱交換器２次側温度センサ１１（加熱後温度検出手段）とが更に設けられている。
【００１３】
熱源循環回路１３は、浴槽水を加熱する熱源となる湯等の流体を熱源循環ポンプ１４の作動により熱交換器７に供給する回路である。本給湯装置は、湯を貯える貯湯タンク（図示せず）と、湯を生成するボイラー式もしくはヒートポンプ式等の加熱器（図示せず）との一方または両方を備えている。浴槽９の追焚き運転時には、その貯湯タンクまたは加熱器から供給される高温の湯が熱源循環ポンプ１４の作動により熱源循環回路１３を流れて熱交換器７に供給される。また、浴槽９の追焚き運転時には、ふろ循環ポンプ８の作動により、浴槽９内の浴槽水が追焚循環回路１０を図１中で時計回りに流れる。熱交換器７では、高温の湯の熱によって浴槽水が加熱され、その加熱された浴槽水が浴槽９内に戻る。このようにして、浴槽９内の浴槽水の温度を上昇させることができる。
【００１４】
追焚循環回路１０には、浴槽９に湯を注ぐための注湯管４が接続されている。注湯管４の途中には、電磁弁５と、注湯量を検出する流量センサ６とが設けられている。浴槽９の湯張り時には、電磁弁５が開き、貯湯タンクまたは加熱器から供給される湯が設定温度に調節された上で注湯管４に流入する。注湯管４に流入した湯は、追焚循環回路１０の配管を通って、浴槽９内に注がれる。
【００１５】
本給湯装置は、演算装置および記憶装置を有する制御装置１５を更に備えている。上述した図１中のアクチュエータやセンサ類を含む各種機器は、制御装置１５と電気的に接続されている。本給湯装置の動作は、制御装置１５により制御される。なお、図１においては、前述した貯湯タンクや加熱器の図示を省略しているほか、貯湯タンクや加熱器と上記追焚部２００とを接続する配管、その配管に湯水を循環させるための駆動源であるポンプ、湯水の温度を測定するサーミスタ等の温度センサ、ユーザが動作を指示するリモコンのようなユーザーインターフェースなどについても、図示を省略している。
【００１６】
図２は、図１に示す給湯装置が備える圧力・流量測定部１００を拡大して示す図である。圧力・流量測定部１００は、追焚循環回路１０の配管の一部であるエルボ配管３の内部に挿入された二重管１を有している。エルボ配管３は、直角または直角に近い角度で曲がった屈曲部の両側に直線部を有するＬ字型の形状をなしており、二重管１はその一方の直線部に対し平行に挿入されている。二重管１は、内側の第１圧力測定管１ａと、外側の第２圧力測定管１ｂとの二重構造となっている。第１圧力測定管１ａの先端には、開口１ｃが形成されている。この第１圧力測定管１ａの基端側は、圧力センサ２ａ（第１圧力検出手段）に連通している。圧力センサ２ａは、第１圧力測定管１ａ内のゲージ圧を検出可能になっている。一方、第２圧力測定管１ｂの先端は閉じており、第２圧力測定管１ｂの側面に開口１ｄが形成されている。第２圧力測定管１ｂの基端側は、圧力センサ２ｂ（第２圧力検出手段）に連通している。圧力センサ２ｂは、第２圧力測定管１ｂ内のゲージ圧を検出可能になっている。
【００１７】
図２に示しているエルボ配管３内の矢印Ａ、Ｂは、流体の流れ方向を示している。矢印Ａは、浴槽９内の浴槽水が追焚循環回路１０を循環するときの流れ方向を示す。第１圧力測定管１ａの開口１ｃは、その中心線（開口面の法線）が、矢印Ａ方向に循環する浴槽水の流線に対し平行に位置する。このため、圧力センサ２ａにより検出されるゲージ圧Ｐａは、矢印Ａ方向に循環する浴槽水の全圧に相当する。一方、第２圧力測定管１ｂの開口１ｄは、その中心線（開口面の法線）が、矢印Ａ方向に循環する浴槽水の流線に対し垂直に位置する。このため、圧力センサ２ｂにより検出されるゲージ圧Ｐｂは、矢印Ａ方向に循環する浴槽水の静圧に相当する。したがって、全圧Ｐａと静圧Ｐｂとの差圧ΔＰは、矢印Ａ方向に循環する浴槽水の動圧に相当するので、差圧ΔＰからベルヌーイの定理により矢印Ａ方向に循環する浴槽水の流速を算出することができる。この流速に、予め制御装置１５に記憶してあるエルボ配管３の断面積を乗算することにより、浴槽水の循環流量を算出することができる。
【００１８】
圧力・流量測定部１００によれば、上記のようにして、追焚循環回路１０を循環する浴槽水の循環流量を検出することができる。このような圧力・流量測定部１００は、可動部を持たない構造であるので、浴槽９内から浴槽水に乗って流れてくるゴミや髪の毛などの異物が絡んで動作不能になるようなことがない。このため、故障を抑制することができる。また、配管内にオリフィスを設ける必要がないため、オリフィスにより誘発されるキャビテーションの発生を確実に防止することができる。このため、キャビテーションによる弊害、例えば、騒音の発生や、エロージョン・コロージョンによる配管の管壁の浸食などの現象を確実に抑制することができる。また、図示の構成では、配管内には二重管１を挿入するだけでよいので、配管構造が簡単となり、コスト低減に寄与する。
【００１９】
図２中の矢印Ｂは、注湯管４から追焚循環回路１０を通して浴槽９へ注湯するときの流れ方向を示している。このように、本実施形態では、二重管１の設置箇所の流れ方向が、追焚循環回路１０を浴槽水が循環するときと、注湯管４から追焚循環回路１０を通して浴槽９へ注湯するときとで、逆の方向となる。これにより、次のような利点がある。追焚循環回路１０を浴槽水が循環するときには、浴槽９内から浴槽水に乗って流れてくるゴミや髪の毛などの異物が二重管１に引っ掛かる場合がある。そのような場合であっても、注湯管４から浴槽９への注湯時に湯が逆方向に流れることにより、二重管１に引っ掛かっている異物を反対方向に押し流して取り除くことができる。このため、二重管１の周りに異物が堆積することを確実に抑制することができる。
【００２０】
浴槽９内の浴槽水が追焚循環回路１０に循環しておらず、静止しているときには、圧力センサ２ａで検出されるゲージ圧Ｐａおよび圧力センサ２ｂで検出されるゲージ圧Ｐｂは、共に静水圧となる。浴槽９内の水位が高いほど、圧力センサ２ａ，２ｂで検出される静水圧も高くなる。したがって、浴槽９内の浴槽水が追焚循環回路１０に循環しておらず、静止しているときには、圧力センサ２ａで検出される圧力Ｐａまたは圧力センサ２ｂで検出される圧力Ｐｂを用いて、浴槽９内の水位を検出することができる。このように、圧力・流量測定部１００によれば、循環流量だけでなく、浴槽９内の水位を検出することも可能である。このため、浴槽９内の水位を検出するためのセンサを別個に設ける必要がないので、構成を簡素化でき、コスト低減が図れる。
【００２１】
なお、二重管１の周りに異物が堆積することをより確実に防止するための方法として、浴槽９内の浴槽水が排水された後、注湯管４から少量の湯水を注湯するように制御してもよい。この制御によれば、浴槽９内の浴槽水が排水された後、二重管１に引っ掛かった異物をすぐに押し流して取り除くことができるので、異物の付着をより確実に防止することができる。浴槽９内の浴槽水が排水されたことを検知する方法としては、例えば、浴槽９内の水位が一定時間内に規定値以上低下した場合、排水がなされたと判定することができる。
【００２２】
次に、上記のように構成された本実施形態の給湯装置の動作について説明する。本実施形態では、追焚循環回路１０の配管が閉塞等のない正常な状態であるとき（本実施形態では、給湯装置の施工後の初期、すなわち追焚循環回路１０の配管が新品状態であるとき、とする）に、制御装置１５は、一定期間、初期特性データを作成する。このときの動作を図３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２３】
以下に説明するように、図３に示す初期特性作成モードの処理には、浴槽９に湯張りをする際に、電磁弁５および流量センサ６によって注湯量を制御し、予め設定された所定量ずつ複数回に分けて注湯し、注湯回毎に、圧力・流量測定部１００の圧力センサ２ａ，２ｂにより検出される圧力値Ｐａ，Ｐｂ（静水圧）を記録することにより、累積注湯量Ｖと圧力値Ｐａ，Ｐｂ（静水圧）とを関係付け、制御装置１５に逐次記憶させる処理が含まれる。
【００２４】
図３のステップＳ１では、制御装置１５でカウントされている湯張り回数が初期特性データを得るのに必要十分な回数として予め設定された指定回数Ｍ（例えばＭ＝５）以下であるかどうか判定される。ステップＳ１でＹＥＳと判定された場合にはステップＳ２へ移行し、ＮＯと判定された場合には初期特性作成モードを終了する。ステップＳ２では、１回分の注湯量Ｖａを予め設定された量（例えば１０リットル）としたときに、設定湯量（例えば２００リットル）に達するまで、何回の注湯が必要かを算出してその回数を変数αに代入する。上記例ではα＝２０となる。なお、適正な湯量は設定された浴槽９のサイズなどによって変わるので、制御装置１５は設定湯量を浴槽９のサイズや配管長などに応じて適宜変更できるほか、上記指定回数Ｍ、１回分の注湯量Ｖａや後述する規定値βなどの各設定値を変更できる機能を備えている。
【００２５】
ステップＳ２の処理後、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、注湯をα回実行させるに際して注湯回数を把握するため、ループが実行される度に、変数ｎが１ずつ増えるカウントアップが行われる。ステップＳ３の処理後、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、浴槽９の止水弁（図示省略）が外れているなどの理由により浴槽９に湯が溜まらない状態（以下、「浴槽水無し」と称する）を検出する処理を例えば次のようにして行う。浴槽９に湯が正常に溜まる状態であれば、注湯回数ｎの増加に伴って圧力センサ２ａ，２ｂにより検出されるゲージ圧Ｐａ，Ｐｂ（静水圧）が高くなっていく。これに対し、浴槽水無しの場合には、注湯回数ｎが増加しても、圧力センサ２ａ，２ｂにより検出されるゲージ圧Ｐａ，Ｐｂ（静水圧）にほとんど変化が見られない。このため、ステップＳ４では、注湯回数ｎが所定回数まで進んだ段階で圧力センサ２ａ，２ｂにより検出されるゲージ圧Ｐａ，Ｐｂ（静水圧）に有意な上昇が確認できたかどうかが判断され、ゲージ圧Ｐａ，Ｐｂ（静水圧）に有意な上昇が確認できない場合には、ステップＳ１７に進み、浴槽水無しと判定される。浴槽水無しと判定された場合には、ステップＳ１８に進み、浴槽水無しである旨が外部に報知される。外部への報知手段としては、例えば、給湯装置のユーザーインターフェースであるリモコンのディスプレイ、アラームランプ、スピーカなどに、エラー表示や音で報知することができる。
【００２６】
ステップＳ４で浴槽水無しと判定されていない場合には、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、注湯量を制御する電磁弁５および流量センサ６により、予め設定された規定量Ｖａ（１０Ｌ）を注湯する。このときの注湯量は、流量センサ６により正確に計測される。
【００２７】
ステップＳ５の処理後、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、注湯後に圧力センサ２ａ，２ｂにより検出されたゲージ圧Ｐａ，Ｐｂ（静水圧）を記録する。ステップＳ６の終了後、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、累積注湯量Ｖに注湯１回毎に規定量Ｖａを加算する処理をする。この累積注湯量Ｖは、浴槽９に溜まっている浴槽水の量であるとみなすことができる。ステップＳ７の処理後、ステップＳ８に進む。ステップＳ８ではステップＳ６およびＳ７の処理で記録されたゲージ圧Ｐａ，Ｐｂ（静水圧）および累積注湯量Ｖの値をファイルに出力する。ファイルの形式は、図４に例示するような形式で出力する。
【００２８】
ステップＳ８の処理後、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、現在の注湯回数ｎが規定回数αに達したか否かを確認する。現在の注湯回数ｎが規定回数αに達していない場合は、ステップＳ３の前に戻り、再度ステップＳ３〜Ｓ９までを繰り返す。そして、現在の注湯回数ｎが規定回数αに達した後、ステップＳ１０に進み、上記Ｓ３〜Ｓ９までのループを終了する。
【００２９】
ステップＳ１０の処理後、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、ふろ循環ポンプ８を一定電圧（例えば定格電圧など）で所定時間（例えば３０秒間）回転させる。また、ふろ循環ポンプ８の電圧は、スイープするなどして回転数を変動させた場合の数点で回転させても良い。
【００３０】
ステップＳ１１の処理後、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、ステップＳ１１の実行中に図示しない回転数検出手段によって検出されるふろ循環ポンプ８の回転数Ｎと、追焚循環回路１０を浴槽水が循環しているときに圧力センサ２ａ，２ｂにより検出されるゲージ圧Ｐａ（全圧），Ｐｂ（静圧）とを記録する。ステップＳ１２の処理後、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、ステップＳ１２で記録したふろ循環ポンプ８の回転数Ｎおよび圧力センサ２ａ，２ｂのゲージ圧Ｐａ（全圧），Ｐｂ（静圧）の値をファイルに出力する。このファイルの形式は、図４に例示する形式で出力する。ステップＳ１３の処理後、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、ステップＳ１３で記録されたゲージ圧Ｐａ，Ｐｂの差圧ΔＰ（動圧）を算出し、その差圧ΔＰ（動圧）に基づいて循環流量Ｑを算出する。前述したように、循環流量Ｑは、差圧ΔＰ（動圧）からベルヌーイの定理により流速を算出し、その流速に予め制御装置１５に記憶してある配管断面積を乗算することで算出することができる。
【００３１】
ステップＳ１４の処理後、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、ステップＳ１４で算出した差圧ΔＰと循環流量Ｑを図４に例示するファイルに出力し記録する。ステップＳ１５の処理後、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６で変数ｎおよびαがリセットされた後、初期特性作成モードは終了する。
【００３２】
本給湯装置の施工後初期には、以上説明したような初期特性作成モードの処理が、指定回数であるＭ回行われ、その各回で図４のようなシステム初期特性ファイルが作成され、制御装置１５に記憶される。制御装置１５は、このシステム初期特性ファイルに記録されたデータに基づいて、浴槽水量特性、ポンプ回転数特性、および圧力特性を作成する。
【００３３】
浴槽水量特性は、浴槽９内の浴槽水の量と、圧力センサ２ａ，２ｂで検出されるゲージ圧Ｐａ，Ｐｂ（静水圧）との関係を表すものである。前述したように、システム初期特性ファイルに記録された累積注湯量Ｖは、浴槽９内の浴槽水の量とみなすことができる。図４に示すように、累積注湯量Ｖ、すなわち浴槽９内の浴槽水の量が多くなるほど、圧力センサ２ａ，２ｂで検出されるゲージ圧Ｐａ，Ｐｂ（静水圧）が高くなる。制御装置１５は、システム初期特性ファイルに記録されたデータに基づき、浴槽９内の浴槽水の量と、圧力センサ２ａ，２ｂで検出されるゲージ圧Ｐａ，Ｐｂ（静水圧）との関係を表す近似曲線を作成し、その近似曲線を浴槽水量特性として記憶する。浴槽水量特性は、圧力センサ２ａで検出されたゲージ圧Ｐａと圧力センサ２ｂで検出されたゲージ圧Ｐｂとの両方のデータに基づいて作成してもよく、何れか一方のデータのみに基づいて作成してもよい。
【００３４】
本実施形態では、上記のような浴槽水量特性（図示省略）を作成することにより、次のような利点がある。制御装置１５は、浴槽９内の浴槽水が追焚循環回路１０に循環しておらず静止しているとき、圧力センサ２ａで検出されるゲージ圧Ｐａ（静水圧）と圧力センサ２ｂで検出されるゲージ圧Ｐｂ（静水圧）との少なくとも一方を浴槽水量特性と照合することにより、浴槽９内の浴槽水の量を検出することができる。このため、浴槽９内の浴槽水の量の情報を給湯制御に活用することができ、多様な給湯制御を正確に行うことが可能となる。例えば、入浴者が浴槽９内の浴槽水を汲み出して使った場合であっても浴槽９内の浴槽水の量が一定に保たれるように自動で湯の補充をする制御が実行可能となる。また、本実施形態では、浴槽９のサイズや形状にかかわらず、その浴槽９に適合した浴槽水量特性を作成することができる。このため、浴槽９のサイズや形状にかかわらず、浴槽９内の浴槽水の量を正確に検出することができる。
【００３５】
図５は、ポンプ回転数特性を示すグラフである。図５に示すように、ポンプ回転数特性は、循環流量Ｑ（リットル／分）と、ふろ循環ポンプ８の回転数Ｎ（ｒｐｍ）との関係を表すものである。図５のグラフ中の複数の点は、指定回数Ｍの各回の初期特性データ作成処理で記録された値をプロットした点である。制御装置１５は、これらの点に基づいて図５に示すような近似曲線を作成し、ポンプ回転数特性として記憶する。
【００３６】
図６は、圧力特性を示すグラフである。圧力特性は、循環流量Ｑ（リットル／分）と、圧力センサ２ａで検出された動圧Ｐａまたは圧力センサ２ｂで検出された静圧Ｐｂとの関係を表すものである。図６では、代表して、圧力センサ２ｂで検出された静圧Ｐｂの圧力特性を示す。図６のグラフ中の複数の点は、指定回数Ｍの各回の初期特性データ作成処理で記録された値をプロットした点である。制御装置１５は、これらの点に基づいて図６に示すような近似曲線を作成し、圧力センサ２ｂで検出された静圧Ｐｂの圧力特性として記憶する。制御装置１５は、循環流量Ｑと圧力センサ２ａで検出された動圧Ｐａとの関係についても同様に近似曲線を作成し、動圧Ｐａの圧力特性として記憶するようにしてもよい。
【００３７】
制御装置１５は、図３に示す初期特性作成モードの処理が１回終わる毎に、それまでに得られたデータに基づいて、上述した浴槽水量特性、ポンプ回転数特性、および圧力特性を作成・更新する。そして、指定回数Ｍ回目の初期特性作成モードの処理が終了した後、浴槽水量特性、ポンプ回転数特性、および圧力特性を確定して記憶する。
【００３８】
図７は、追焚き運転時に行う熱量算出処理の制御動作のフローチャートである。図７のステップＳ１９では、ふろ循環ポンプ８を一定電圧（例えば定格電圧、若しくは必要回転数となる電圧）で所定時間回転させる。ステップＳ１９の処理後にステップＳ２０に進む。ステップＳ２０は、ふろ循環ポンプ８の回転数Ｎが０より大きいとき、つまりふろ循環ポンプ８が回転しているときにはループすることを示す。ステップＳ２０の処理後、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、ふろ循環ポンプ８が回転しているときに圧力センサ２ａ，２ｂで検出されるゲージ圧Ｐａ（全圧），Ｐｂ（静圧）と、熱交換器２次側温度センサ１１で検出される加熱後温度Ｔ１と、熱交換器１次側温度センサ１２で検出される加熱前温度Ｔ２とを記録する。ステップＳ２１の処理後、ステップＳ２２に進む。
【００３９】
ステップＳ２２では、ステップＳ２１で記録した全圧Ｐａ，静圧Ｐｂよりベルヌーイの定理に基づき循環流量Ｑを算出し、更に各時刻の熱交換量（伝熱量）Ｑｈｔを算出する。熱交換量（伝熱量）Ｑｈｔは、熱交換器７で熱源流体と浴槽水との間でやりとりされる熱量である。熱交換量（伝熱量）Ｑｈｔは、加熱後温度Ｔ１と加熱前温度Ｔ２との温度差と、水の比熱と、循環流量Ｑとを乗算することにより算出することができる。ステップＳ２２の処理後、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、上記ステップＳ２１で記録した圧力Ｐａ，Ｐｂ、加熱後温度Ｔ１、加熱前温度Ｔ２と、ステップＳ２２で算出した循環流量Ｑおよび熱交換量（伝熱量）Ｑｈｔとを図８に示すようなファイルに出力する。ステップＳ２３の処理後、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、ふろ循環ポンプ８の回転数Ｎを検出する。ステップＳ２４の処理後、ステップＳ２５に進む。
【００４０】
ステップＳ２５では、ふろ循環ポンプ８の動作状態を確認する。ふろ循環ポンプ８の回転数Ｎが０でない場合、すなわちふろ循環ポンプ８が停止していない場合は、ステップＳ２０に戻りループを継続する。これに対し、ふろ循環ポンプ８の回転数Ｎが０である場合、すなわちふろ循環ポンプ８が停止している場合は、ステップＳ２６に移行してループを終了する。ステップＳ２７では、各時刻の熱交換量（伝熱量）Ｑｈｔの平均値Ｑｈを算出する。ステップＳ２７の処理後、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、ステップＳ２７で求めた平均熱交換量（平均伝熱量）Ｑｈを図８に示すようなファイルに出力する。図８に示すようなファイルは、制御装置１５内部に作成され、随時更新される。
【００４１】
本実施形態では、以上のような処理を追焚き運転時に行うことにより、熱交換器７での熱交換量（伝熱量）を正確に算出することができる。このため、追焚き運転で熱源（貯湯タンクまたは加熱器）に必要とされる熱量を正確に把握することができるので、その情報を給湯装置の貯湯運転などの運転制御に活用することにより、エネルギー効率の高い運転制御が可能となる。
【００４２】
図９は、浴槽・配管システムの状態を診断する制御動作のフローチャートである。この動作は、本給湯装置の施工後、（Ｍ＋１）回目以降の湯張り時に実行される。
【００４３】
図９のステップＳ２９では、最低湯量（例えば１０リットル程度）を注湯し、追焚循環回路１０内を水で満たす動作をする。ステップＳ２９の処理後、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、ふろ循環ポンプ８を一定電圧（例えば定格電圧、若しくは必要回転数となる電圧）で所定時間回転させる。ステップＳ３０の処理後、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、ふろ循環ポンプ８の回転数Ｎと、圧力センサ２ａ，２ｂより検出されるゲージ圧Ｐａ（全圧），Ｐｂ（静圧）とを記録する。ステップＳ３１の処理後、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、圧力センサ２ａ，２ｂより検出した全圧Ｐａ，静圧Ｐｂよりベルヌーイの定理に基づき循環流量Ｑを算出する。ステップＳ３２の処理後、ステップＳ３３に進む。
【００４４】
ステップＳ３３では、上記ステップＳ３１およびＳ３２で記録した静圧Ｐｂおよび循環流量Ｑの値を、制御装置１５に記憶された圧力特性（図６）と比較する。ステップＳ３３の処理後、ステップＳ３４に進む。
【００４５】
ステップＳ３４では全圧Ｐａ，静圧Ｐｂの検出可否を確認し、全圧Ｐａ，静圧Ｐｂの変化の有無を確認する。Ｎｏ判定の場合は、ステップＳ４３の浴槽９に浴槽水が無いことを示す浴槽水無しとの判定がなされる。ステップＳ４３の処理後、ステップＳ３７に進む。一方、ステップＳ３４でＹｅｓ判定の場合は、ステップＳ３５の浴槽９に浴槽水があることを示す浴槽水有りとの判定がなされる。ステップＳ３５の処理後、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、浴槽９の水位（浴槽水の量）を検出し、外部のリモコンなどのユーザーインターフェースより指定された湯量との差を算出する。ステップＳ３６の処理後、ステップＳ３７に進む。
【００４６】
ステップＳ３７では、外部のリモコンなどのユーザーインターフェースで指示された水位まで必要な湯量を注湯する。ステップＳ３７の処理後、ステップＳ３８に進む。ステップＳ３８では、ふろ循環ポンプ８を一定電圧（例えば定格電圧、若しくは必要回転数となる電圧）で所定時間回転させる。ステップＳ３８の処理後、ステップＳ３９に進む。ステップＳ３９では、ふろ循環ポンプ８の回転数Ｎと、圧力センサ２ａ，２ｂにより検出される全圧Ｐａ，静圧Ｐｂとを記録する。ステップＳ３９の処理後、ステップＳ４０に進む。
【００４７】
ステップＳ４０では、圧力センサ２ａ，２ｂにより検出された全圧Ｐａ，静圧Ｐｂからベルヌーイの定理に基づき循環流量Ｑを算出する。ステップＳ４０の処理後、ステップＳ４１に進む。ステップＳ４１では、上記ステップＳ３９およびＳ４０で記録した静圧Ｐｂおよび循環流量Ｑの値を、制御装置１５に記憶された圧力特性（図６）と比較することにより、追焚循環回路１０の配管の状態を診断する。図１０は、図６に示す圧力特性曲線と、それに対応する適正領域（例えば±１０％以内）を示す判定曲線とを示すグラフである。上記ステップＳ３９およびＳ４０で記録した静圧Ｐｂおよび循環流量Ｑの値が、図１０のプラス側の判定曲線より上側の領域Ａにあった場合には、追焚循環回路１０の配管が凍結またはゴミ詰りなどにより閉塞していると診断される。これに対し、上記ステップＳ３９およびＳ４０で記録した静圧Ｐｂおよび循環流量Ｑの値が、図１０のマイナス側の判定曲線より下側の領域Ｂにあった場合には、追焚循環回路１０の配管が破損していると診断される。ステップＳ４１の処理後、ステップＳ４２に進む。ステップＳ４２では、ステップＳ４１の診断の結果を前述したような報知手段により外部に報知する。これにより、配管の清掃や修理が必要な場合、その旨を適切にユーザーに知らせることができる。
【００４８】
上述した説明では、静圧Ｐｂの圧力特性に基づいて追焚循環回路１０の配管の状態を診断する場合について説明したが、動圧Ｐａの圧力特性に基づいて診断を行うようにしてもよい。また、図５に示すポンプ回転数特性に基づいて追焚循環回路１０の配管の状態を診断することもできる。例えば、図５に示すポンプ回転数特性から定まる適正領域よりもふろ循環ポンプ８の回転数Ｎが高い場合、追焚循環回路１０の配管が凍結またはゴミ詰りなどにより閉塞していると診断することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１    二重管
１ａ  第１圧力測定管
１ｂ  第２圧力測定管
１ｃ，１ｄ  開口
２ａ，２ｂ  圧力センサ
３    エルボ配管
４    注湯管
５    電磁弁
６    流量センサ
７    熱交換器
８    ふろ循環ポンプ
９    浴槽
１０  追焚循環回路
１１  熱交換器２次側温度センサ
１２  熱交換器１次側温度センサ
１３  熱源循環回路
１４  熱源循環ポンプ
１５  制御装置
１００  圧力・流量測定部
２００  追焚部
【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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