(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯用熱交換器と風呂追い焚き用熱交換器とが１つのバーナを兼用して加熱される構成とされ、風呂給湯は前記給湯用熱交換器を通って加熱された温水を風呂給湯路から前記風呂追い焚き用熱交換器のある風呂追い焚き循環路を介して浴槽に導くようにした給湯機能付風呂釜装置であって、風呂給湯運転において今回の風呂給湯の設定落とし込み温度Ｔｓが決まると、前回の風呂給湯運転の際における浴槽に落とし込まれた温水の全獲得熱量Ｑｔと同じく前回における給湯用熱交換器で熱交換加熱されて風呂給湯路に供給された全給湯熱交換加熱量Ｑｑとを用いて、今回の設定落とし込み温度Ｔｓと今回検出された入水温度Ｔｎとから、前記給湯用熱交換器を通って加熱されて風呂給湯路に供給されるべき今回の温水の目標給湯温度Ｔｍを演算するようにしたことを特徴とする給湯機能付風呂釜装置。
【請求項２】
浴槽内に残水があった場合における風呂給湯運転でのデータは、前回の風呂給湯運転でのデータとしては用いず、その前のデータを用いるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の給湯機能付風呂釜装置。
【請求項３】
前回以前の風呂給湯運転におけるデータも加味して目標給湯温度Ｔｍを演算するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯機能付風呂釜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は給湯機能付風呂釜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、風呂追い焚き用瞬間加熱式熱交換器と給湯用瞬間加熱式熱交換器とを、１つの加熱缶体内に配して１つのバーナで加熱を兼用するようにした１缶２回路式の給湯機能付風呂釜装置が提供されている。この風呂釜装置においては、給湯運転或いは風呂追い焚き運転の何れか一方が運転される場合には、他方の運転の有無にかかわらずバーナが燃焼される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような給湯機能付風呂釜装置において、風呂給湯を行う場合には、給湯用熱交換器を通って浴槽へ供給される温水の一部が、風呂追い焚き用熱交換器によって更に加熱される結果、浴槽へ実際に落とし込まれる温水の温度が上昇する等、浴槽への落とし込み温度が一定にならないという問題が生じるおそれがあった。
またこのような問題の発生を防止するため、風呂追い焚き用熱交換器の出口に温度センサを設け、風呂追い焚き用熱交換器の前後の温度差と風呂側入力から流量を算出して、風呂給湯温度を算出する方法もあるが、余分な温度センサが別に必要となる問題があった。
【０００４】
そこで本発明は上記従来の給湯機能付風呂釜装置における不都合を解消し、余分な温度センサを別に設けることなく、しかも精度のよい風呂給湯を行うことが可能な給湯機能付風呂釜装置の提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の給湯機能付風呂釜装置は、給湯用熱交換器と風呂追い焚き用熱交換器とが１つのバーナを兼用して加熱される構成とされ、風呂給湯は前記給湯用熱交換器を通って加熱された温水を風呂給湯路から前記風呂追い焚き用熱交換器のある風呂追い焚き循環路を介して浴槽に導くようにした給湯機能付風呂釜装置であって、風呂給湯運転において今回の風呂給湯の設定落とし込み温度Ｔｓが決まると、前回の風呂給湯運転の際における浴槽に落とし込まれた温水の全獲得熱量Ｑｔと同じく前回における給湯用熱交換器で熱交換加熱されて風呂給湯路に供給された全給湯熱交換加熱量Ｑｑとを用いて、今回の設定落とし込み温度Ｔｓと今回検出された入水温度Ｔｎとから、前記給湯用熱交換器を通って加熱されて風呂給湯路に供給されるべき今回の温水の目標給湯温度Ｔｍを演算するようにしたことを第１の特徴としている。
また本発明の給湯機能付風呂釜装置は、上記第１の特徴に加えて、浴槽内に残水があった場合における風呂給湯運転でのデータは、前回の風呂給湯運転でのデータとしては用いず、その前のデータを用いるようにしたことを第２の特徴としている。
また本発明の給湯機能付風呂釜装置は、上記第１又は第２の特徴に加えて、前回以前の風呂給湯運転におけるデータも加味して目標給湯温度Ｔｍを演算するようにしたことを第３の特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態を示す給湯機能付風呂釜装置の全体概略図、図２はコントローラによる制御例を示すフローチャートである。
【０００７】
先ず図１において、１０は瞬間式の加熱缶体で、該加熱缶体１０において給湯回路２０の水が瞬間加熱され、また浴槽水が風呂追い焚き循環路３０を介して瞬間加熱されるようになっており、いわゆる１缶２回路式の給湯機能付風呂釜装置となっている。
【０００８】
前記加熱缶体１０にはガスバーナ等のバーナ１１、送風機１２、点火プラグ１３、立ち消え安全装置１４、バーナ温度センサ１５等が設けられている。
前記給湯回路２０は、入水路２１、給湯用熱交換器２２、出湯路２３、バイパス２４、一般給湯路２５、風呂給湯路２６からなる。上水道等からの水が入水路２１を通って給湯用熱交換器２２で瞬間加熱され、出湯路２３を通って、一般給湯路２５から台所等に一般給湯される。
また風呂給湯として浴槽３１に温水の落とし込みによる湯張りを行う場合には、風呂給湯路２６から風呂追い焚き循環路３０を通って浴槽３１に給湯される。
４１は入水流量センサ、４２は入水温度センサ、４３は沸騰防止温度センサ、４４は給湯残火安全装置、４５は出湯温度センサ、４６は過流出防止水量調節弁、４７は給湯温度センサ、４８はバイパス流量調節弁である。
【０００９】
前記風呂追い焚き循環路３０は、浴槽３１から加熱缶体１０への戻り路３２、風呂追い焚き用熱交換器３３、加熱缶体１０から浴槽３１への往き路３４、循環ポンプ３５等からなる。風呂追い焚き用熱交換器３３は、バーナ１１に対して給湯用熱交換器２２よりも遠い方に配置されている。
循環ポンプ３５の駆動により、浴槽３１内の湯が戻り路３２を通って加熱缶体１０の風呂追い焚き用熱交換器３３に流れ、瞬間加熱されて往き路３４を通って浴槽３１に戻る。５１は風呂水流スイッチ、５２は風呂温度センサである。風呂水流スイッチ５１は、風呂給湯路２６が接続する戻り路３２の接続地点よりも風呂追い焚き用熱交換器３３側に位置して設けられている。
【００１０】
前記風呂給湯路２６は風呂追い焚き循環路３０の戻り路３２に接続されている。風呂給湯路２６を通ってきた温水は、前記風呂追い焚き循環路３０の戻り路３２を通って、直接的に浴槽３１に運ばれるものと、戻り路３２を風呂追い焚き用熱交換器３３側に流れて、更に往き路３４を通って浴槽３１に流れるものとに分かれる。
風呂給湯路２６の途中には、落とし込み開閉弁６１、逆止弁６２、バキュームブレーカー６３、風呂給湯流量センサ６４が設けられている。
【００１１】
前記バーナ１１はガスバーナとし、ガス供給管７１にはガス元開閉弁７２、ガス比例調節弁７３が設けられている。バーナ１１の燃焼熱量はガス比例調節弁７３を調節することで行うことができる。
８０はコントローラで、装置各部の制御を行う。
【００１２】
風呂給湯の仕方を述べる。前記風呂給湯路２６を用いた風呂給湯運転は、風呂の湯張りから沸き上げまでを自動で行う自動運転の一環として行われる場合が多いが、この場合には設定落とし込み温度Ｔｓが設定された後、所定の水位まで浴槽３１に温水の落とし込みが行われ、続いて風呂の追い焚きが行われて所定の温度まで沸き上げられる。
勿論、風呂給湯だけが単独運転される場合もある。
風呂給湯の運転スイッチがオンされると、落とし込み開閉弁６１が開放され、入水流量センサ４１が最低作動流量以上を検出すると、バーナ１１の燃焼が開始される。上水道等の水道からの水が入水路２１から給湯用熱交換器２２を通って瞬間加熱され、出湯路２３に出湯される。そして必要に応じてバイパス２４等からの水と混合された後、風呂給湯路２６を通って風呂追い焚き循環路３０の戻り路３２に流れ込む。戻り路３２に流れ込んだ温水は、２つの流路を通って浴槽３１に流れ込むことが可能である。その１つは風呂追い焚き用熱交換器３０を通ることなく浴槽３１に至る。他方は風呂追い焚き用熱交換器３０を通って浴槽３１に至る。
前記風呂給湯の温水が風呂追い焚き用熱交換器３０を通ると、その温水はその風呂追い焚き用熱交換器３０を通った分だけ再び加熱されて浴槽３１に流れ込むことになる。従って浴槽３１へ実際に落とし込まれる温水の温度が、設定落とし込み温度Ｔｓよりも高くなる等、所定の温度から変動することから、これを修正する必要が生じる。この温度変動を修正して温度精度のよい風呂給湯を行う装置を、次の図２を参照して説明する。
【００１３】
図２を参照して、本発明装置による制御の実施形態を説明する。
今、風呂給湯運転スイッチがオンされることで落とし込み開閉弁６１が開放され（ステップＳ１）、入水流量センサ４１が最低作動水量以上を検出する（ステップＳ２でイエス）と、バーナ１１の燃焼が開始（ステップＳ３）されて風呂給湯が開始される。コントローラ８０は入水温度センサ４１により入水温度Ｔｎを検出した（ステップＳ４）後、目標給湯温度Ｔｍを演算する（ステップＳ５）。
【００１４】
前記目標給湯温度Ｔｍは、給湯用熱交換器２２を通って加熱されて風呂給湯路２６に供給される温水を何度にするかという目標温度であって、該目標給湯温度Ｔｍの温水をもって浴槽３１側へ供給することにより、風呂追い焚き用熱交換器３３等を通って最終的に浴槽３１に落とし込まれる温水の温度を設定落とし込み温度Ｔｓに調整するためのものである。
前記目標給湯温度Ｔｍは、今回の設定落とし込み温度Ｔｓと、今回検出された入水温度Ｔｎと、前回の風呂給湯運転の際に記憶させたデータを用いて演算する。前記前回の風呂給湯運転のデータは、風呂給湯運転において浴槽３１に落とし込まれた温水の全獲得熱量Ｑｔと給湯用熱交換器２２で熱交換加熱されて風呂給湯路２６に供給された全給湯熱交換加熱量Ｑｑとの比、即ちＱｔ／Ｑｑとする。
風呂給湯が行われる際の温水温度と加わった熱量との釣合い式は、式１で表すことができ、従って目標給湯温度Ｔｍは式２で演算することができる。
（Ｔｓ−Ｔｎ）／（Ｔｍ−Ｔｎ）＝Ｑｔ／Ｑｑ    ・・・式１
Ｔｍ＝Ｑｑ（Ｔｓ−Ｔｎ）／Ｑｔ＋Ｔｎ          ・・・式２
【００１５】
前記式２で演算される目標給湯温度Ｔｍに対して、誤差による高温落とし込みによって入浴者に不快感を与えないように、更に安全値Ｔａを差し引くことができる。その場合には、目標給湯温度Ｔｍは次の式３で演算することができる。
Ｔｍ＝Ｑｑ（Ｔｓ−Ｔｎ）／Ｑｔ＋Ｔｎ−Ｔａ    ・・・式３
但し、Ｔｍ：目標給湯温度
Ｔｓ：設定落とし込み温度
Ｔｎ：入水温度
Ｔａ：安全値
Ｑｑ：全給湯熱交換加熱量
Ｑｔ：全獲得熱量
【００１６】
上記において、全給湯熱交換加熱量Ｑｑは、給湯温度センサ４７による検出給湯温度と入水温度センサ４２による検出入水温度Ｔｎとの温度差と、給湯用熱交換器２２と通る瞬間流量とから得られる給湯熱交換加熱量を、全風呂給湯中において積分して演算することができる。その際に前記入水温度Ｔｎの平均値も演算しておく。
また全獲得熱量Ｑｔは、風呂給湯運転が終了した後に循環ポンプ３５を駆動させて浴槽水を循環、攪拌し、風呂温度センサ５２で浴槽温度を検出する。そして前記入水温度Ｔｎの平均値と浴槽温度との差と、全風呂給湯量（全風呂落とし込み量）とから、全獲得熱量Ｑｔを演算する。
【００１７】
なお風呂を設置した後、風呂給湯の試運転の際に、上記の全獲得熱量Ｑｔと全給湯熱交換加熱量Ｑｑの値を得ておくことで、最初の風呂給湯運転の使用から前回のデータを用いて、今回の目標温度Ｔｍを演算することができる。
【００１８】
上記のようにして今回の目標給湯温度Ｔｍを演算する場合において、前回における風呂給湯運転において浴槽３１に残水があった場合には、そのデータは前回のデータとしては用いないようにすることができる。この場合には、更に一つ前のデータ（浴槽に残水が無い場合のデータ）を用いる。
浴槽３１に残水が有るか否かの判定は、前記風呂給湯運転が終了した後に循環ポンプ３５を駆動させて浴槽水を循環、攪拌して風呂温度センサ５２で浴槽温度を検出した際に、その検出浴槽温度が設定落とし込み温度Ｔｓに比較して一定温度以上低い場合に残水有りと判定するようにする。残水有りの場合は、データに残水有りの付記をしてコントローラ８０に記憶させ、目標給湯温度Ｔｍ演算の際に採用しないようにするか、或いは残水有りの場合におけるデータそのものを前回のデータとして記憶させないようにしてもよい。
【００１９】
また今回の目標給湯温度Ｔｍを演算する場合においては、前回のデータの他に、前回以前のデータも加味させて演算させるようにしてもよい。このようにすることで、装置として、これまでの風呂給湯運転の履歴をより学習した形での風呂給湯が可能となる。
前記前回以前のデータも加味して学習させる例としては、次の式４で目標給湯温度Ｔｍを演算することができる。
Ｔｍ＝Ｋ（Ｔｓ−Ｔｎ）＋Ｔｎ−Ｔａ    ・・・式４
ここでＫは全給湯熱交換加熱量Ｑｑと全獲得熱量Ｑｔとの比Ｑｑ／Ｑｔの学習結果であり、例えば次の式５で表すことができる。
0004254046.tif 000002
なおａは０．５＜ａ＜１の値とし、Ｑｑ１、Ｑｔ１は前回のデータ、Ｑｑ２、Ｑｔ２は前々回のデータ、Ｑｑｎ、Ｑｔｎはｎ回前のデータを表す。データは残水の無い場合のものを使用している。
上記の式５では、有効であると判断されたこれまでの結果の内、最近の１０回をより重視して前記Ｋを決定するようにしている。勿論、Ｋの決定の仕方については他の学習の仕方による演算方法を採用することができる。
【００２０】
以上のようにして目標給湯温度Ｔｍが演算されると、コントローラ８０はバーナ１１の燃焼を制御し（ステップＳ６）、給湯温度センサ４７が目標給湯温度Ｔｍになるようにする。制御はフィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせで行うことができる。
目標給湯温度Ｔｍの温水が落とし込み開閉弁６１を経て浴槽３１に落とし込まれる際に、温水の一部が風呂追い焚き用熱交換器３３を通って加熱される。これによって前記浴槽３１に落とし込まれる温水の全体としての温度は、通常において上昇し、予め設定された設定落とし込み温度Ｔｓに調整されることになる。
【００２１】
所定の浴槽水位まで温水が落とし込まれ、或いは所定量の温水が浴槽３１に落とし込まれることで、浴槽３１への落とし込みが終了すると（ステップＳ７）、コントローラ８０は既述したようにして残水有無判定を行い（ステップＳ８）、残水無しと判定した場合は、前記ステップＳ５で演算したデータを記憶する（ステップＳ９）。一方、残水有りと判定した場合は、前記ステップＳ５で演算したデータを記憶することなく終了する（ステップＳ１０）。
前記記憶すべきデータは、全給湯熱交換加熱量Ｑｑと全獲得熱量Ｑｔとすることができる。勿論、その風呂給湯運転の際における平均入水温度や設定落とし込み温度Ｔｓも一緒に記憶させて、役立たせることが可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は以上の構成、作用からなり、請求項１に記載の給湯機能付風呂釜装置によれば、給湯用熱交換器と風呂追い焚き用熱交換器とが１つのバーナを兼用して加熱される構成とされ、風呂給湯は前記給湯用熱交換器を通って加熱された温水を風呂給湯路から前記風呂追い焚き用熱交換器のある風呂追い焚き循環路を介して浴槽に導くようにした給湯機能付風呂釜装置であって、風呂給湯運転において今回の風呂給湯の設定落とし込み温度Ｔｓが決まると、前回の風呂給湯運転の際における浴槽に落とし込まれた温水の全獲得熱量Ｑｔと同じく前回における給湯用熱交換器で熱交換加熱されて風呂給湯路に供給された全給湯熱交換加熱量Ｑｑとを用いて、今回の設定落とし込み温度Ｔｓと今回検出された入水温度Ｔｎとから、前記給湯用熱交換器を通って加熱されて風呂給湯路に供給されるべき今回の温水の目標給湯温度Ｔｍを演算するようにしたので、
例え風呂給湯運転の際に温水が風呂追い焚き用熱交換器で再加熱されることがあっても、精度よく希望の落とし込み温度で風呂給湯を行うことができる。
勿論、風呂追い焚き用熱交換器の下流に専用の温度センサを設けるといったコストのかかることもする必要がない。
また請求項２に記載の給湯機能付風呂釜装置によれば、上記請求項１に記載の構成による効果に加えて、浴槽内に残水があった場合における風呂給湯運転でのデータは、前回の風呂給湯運転でのデータとしては用いず、その前のデータを用いるようにしたので、
有用でないデータを排除して、有用なデータでもって目標給湯温度Ｔｍを演算し、風呂給湯を行うことができるので、精度のよい風呂給湯を安定して行うことができる。
また請求項３に記載の給湯機能付風呂釜装置によれば、上記請求項１又は２に記載の構成による効果に加えて、前回以前の風呂給湯運転におけるデータも加味して目標給湯温度Ｔｍを演算するようにしたので、
これまでの風呂給湯運転における履歴による傾向などを学習することが可能になり、その装置を使用する使用者の使用傾向や或いはその設置された装置の配管長さ等による装置独自の傾向に応じた、更に精度のよい適切な風呂給湯を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す給湯機能付風呂釜装置の全体概略図である。
【図２】コントローラによる制御例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  加熱缶体
１１  バーナ
２０  給湯回路
２１  入水路
２２  給湯用熱交換器
２３  出湯路
２５  一般給湯路
２６  風呂給湯路
３０  風呂追い焚き循環路
３１  浴槽
３２  戻り路
３３  風呂追い焚き用熱交換器
３５  循環ポンプ
４２  入水温度センサ
４６  過流出防止水量調節弁
４７  給湯温度センサ
５１  風呂水流スイッチ
５２  風呂温度センサ
６１  落とし込み開閉弁
６４  風呂流量センサ
７３  ガス比例調節弁
８０  コントローラ
Ｔｍ  目標給湯温度
Ｔｎ  入水温度
Ｔｓ  設定落とし込み温度
Ｑｑ  全給湯熱交換熱量
Ｑｔ  全獲得熱量
【図１】
0004254046.tif 000003
【図２】
0004254046.tif 000004