(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（イ）給湯用熱交換器と、
（ロ）追焚用熱交換器と、
（ハ）上記給湯用熱交換器に燃焼熱を供給する給湯用バーナと、
（ニ）上記追焚用熱交換器に燃焼熱を供給する追焚用バーナと、
（ホ）上記追焚用熱交換器と浴槽とを接続する往管および戻管と、
（ヘ）上記給湯用熱交換器の出口側を上記往管、戻管の一方に接続する湯張り管と、
（ト）上記湯張り管に設けられた湯張り弁と、
（チ）上記給湯用熱交換器の出口側の湯温を検出する第１温度センサと、
（リ）上記往管，戻管の他方に設けられた第２温度センサと、
（ヌ）湯張り制御手段と、
を備え、
上記湯張り制御手段は、上記湯張り弁を開にし、上記給湯用バーナの燃焼熱を受けた給湯用熱交換器からの湯を、上記往管，戻管の一方を含む通路と、上記往管，戻管の他方と追焚用熱交換器を含む通路の両方を通るようにして浴槽に供給し、しかも、上記第１温度センサで検出される追焚用熱交換器を通過しない湯の温度と、上記第２温度センサで検出される追焚用熱交換器を通過した湯の温度と、追焚用熱交換器を通過しない湯と追焚用熱交換器を通過する湯の分配比とに基づいて、追焚用熱交換器を通過しない湯と追焚用熱交換器を通過する湯との浴槽での合流湯の温度が設定温度になるように、上記給湯用バーナの燃焼を制御することを特徴とする追焚機能付給湯装置。
【請求項２】
（イ）給湯用熱交換器と、
（ロ）追焚用熱交換器と、
（ハ）上記給湯用熱交換器に燃焼熱を供給する給湯用バーナと、
（ニ）上記追焚用熱交換器に燃焼熱を供給する追焚用バーナと、
（ホ）上記追焚用熱交換器と浴槽とを接続する往管および戻管と、
（ヘ）上記給湯用熱交換器の出口側を上記往管、戻管の一方に接続する湯張り管と、
（ト）上記湯張り管に設けられた湯張り弁と、
（チ）上記給湯用熱交換器の出口側の湯温を検出する第１温度センサと、
（リ）上記往管，戻管の他方に設けられた第２温度センサと、
（ヌ）浴槽の残水量を検出する残水量検出手段と、
（ル）残水の温度を検出する残水温度検出手段と、
（ヲ）湯張り制御手段とを備え、
上記湯張り制御手段は、上記湯張り弁を開にし、上記給湯用バーナの燃焼熱を受けた給湯用熱交換器からの湯を、上記往管，戻管の一方を含む通路と、上記往管，戻管の他方と追焚用熱交換器を含む通路の両方を通るようにして浴槽に供給し、しかも、上記第１温度センサで検出される追焚用熱交換器を通過しない湯の温度と、上記第２温度センサで検出される追焚用熱交換器を通過した湯の温度と、追焚用熱交換器を通過しない湯と追焚用熱交換器を通過する湯の分配比と、上記残水量と残水温度を含む情報に基づいて、湯を設定水位まで供給し終えた時点での浴槽内の湯の温度が設定温度になるように、上記給湯用バーナの燃焼を制御することを特徴とする追焚機能付給湯装置。
【請求項３】
上記湯張り制御手段は、上記残水量と残水温度と温度設定手段で設定された初期設定温度とに基づいて設定温度を更新し、熱交換器を通過しない湯と熱交換器を通過する湯の浴槽での合流湯の温度がこの更新された設定温度になるように、上記第１，第２温度センサでの検出温度と分配比に基づき、上記給湯用バーナの燃焼を制御することを特徴とする請求項２に記載の追焚機能付給湯装置。
【請求項４】
上記湯張り制御手段は、上記湯張りの初期において、給湯用バーナを燃焼させた状態で上記第１，第２温度センサにより検出された湯の温度の偏差と、上記分配比と、上記設定温度に基づいて、目標温度を演算し、この後、第１温度センサで検出される湯の温度と目標温度に基づいて上記給湯用バーナの燃焼を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の追焚機能付給湯装置。
【請求項５】
上記湯張り制御手段は、上記第１，第２温度センサで検出された湯の温度と上記分配比とから、上記浴槽での合流湯の温度を演算し、この演算された合流湯の温度と上記設定温度に基づいて上記給湯用バーナの燃焼を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の追焚機能付給湯装置。
【請求項６】
上記湯張り制御手段は、上記合流湯の温度が設定温度になるように、給湯用バーナの燃焼制御のみならず、給湯用熱交換器の入口側に設けられた水量制御弁の開度制御をも実行することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の追焚機能付給湯装置。
【請求項７】
さらに、給湯用バーナだけの燃焼で上記合流湯の温度を上記設定温度にできるか否かを判断する能力判定手段を備え、上記湯張り制御手段は、この能力判定手段で否定判断した時には、上記追焚用バーナを燃焼させた状態で、上記給湯用バーナの燃焼を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の追焚機能付給湯装置。
【請求項８】
（イ）給湯用熱交換器と、
（ロ）追焚用熱交換器と、
（ハ）上記給湯用熱交換器に燃焼熱を供給する給湯用バーナと、
（ニ）上記追焚用熱交換器に燃焼熱を供給する追焚用バーナと、
（ホ）浴槽から上記追焚用熱交換器へと湯を流す往管および追焚用交換器から浴槽へ湯を流す戻管と、
（ヘ）上記給湯用熱交換器の出口側を上記往管に接続する湯張り管と、
（ト）上記湯張り管に設けられた湯張り弁と、
（チ）上記給湯用熱交換器の出口側の湯温を検出する第１温度センサと、
（リ）上記戻管に設けられた第２温度センサと、
（ヌ）上記往管において、湯張り管の接続部と浴槽との間に設けられた逆止弁と、
（ル）湯張り制御手段と、
を備え、上記湯張り制御手段は、上記湯張り弁を開にし、上記給湯用バーナの燃焼熱を受けた給湯用熱交換器からの湯を、上記追焚用熱交換器を通るようにして浴槽に供給し、上記第１，第２センサで検出された追焚用熱交換器を通過する前後の湯の温度に基づいて、上記給湯用バーナの燃焼を制御することを特徴とする追焚機能付給湯装置。
【請求項９】
浴槽の湯を循環させるポンプが、上記往管において上記逆止弁と浴槽との間に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の追焚機能付給湯装置。
【請求項１０】
さらに、上記給湯用バーナと上記追焚用バーナの両方に燃焼空気を供給する共通のファンと、いずれか一方のバーナが燃焼している時にこのファンを回転させるファン制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の追焚機能付給湯装置。
【請求項１１】
さらに、上記給湯用バーナと上記追焚用バーナの両方の排気ガスを通す共通の排気通路と、上記給湯用バーナ，追焚用バーナへそれぞれ燃焼空気を供給する２つのファンと、いずれか一方のバーナが燃焼している時に、これら２つのファンを同時に回転させるファン制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の追焚機能付給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、追焚機能付給湯装置に係り、特に浴槽への湯張り制御の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
浴槽への湯張りを行える追焚機能付給湯装置が開発されている。この追焚機能付給湯装置は、給湯用熱交換器と、追焚用熱交換器と、これら熱交換器にそれぞれ燃焼熱を供給する給湯用バーナ，追焚用バーナとを備えている。追焚用熱交換器は往管と戻管を介して浴槽に接続されている。給湯用熱交換器の出口側は、湯張り管を介して往管，戻管の一方に接続されている。浴槽に湯張りする時には、給湯用バーナの燃焼により給湯用熱交換器で設定温度まで温められた湯を、湯張り管に通し、さらに往管，戻管の両方に通して浴槽に供給（湯張り）する。このようにして浴槽に設定水位まで湯が張られたら、浴槽の湯を循環させた状態で追焚用バーナでの燃焼を実行し、追焚用熱交換器を通る湯を加熱（追焚）することにより、浴槽の湯を設定温度にする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記湯張りの際に、給湯用熱交換器からの湯が往管，戻管の２つの通路に別れて浴槽に供給される。すなわち、給湯用熱交換器からの湯は、追焚用熱交換器を通る通路と追焚用熱交換器を通らない通路に別れて浴槽に供給される。従来では、給湯用熱交換器の出口側にある温度センサで検出される湯の温度が設定温度になるように給湯用バーナの燃焼を制御している。そのため、追焚用熱交換器を通らない湯は設定温度のまま浴槽に供給されるが、追焚用熱交換器を通る湯は設定温度より低くなって浴槽に供給される。燃焼状態にない追焚用熱交換器が、そこを通る湯から熱を奪うからである。その結果、湯張り終了時点で浴槽の湯が設定温度より低いため、その後で比較的長く追焚する必要があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係わる追焚機能付燃焼装置は、図１に示すように、給湯用熱交換器１と、追焚用熱交換器２と、上記給湯用熱交換器に燃焼熱を供給する給湯用バーナ３と、上記追焚用熱交換器に燃焼熱を供給する追焚用バーナ４と、上記追焚用熱交換器と浴槽とを接続する往管および戻管と、上記給湯用熱交換器の出口側を上記往管、戻管の一方に接続する湯張り管と、上記湯張り管に設けられた湯張り弁５と、上記給湯用熱交換器の出口側の湯温を検出する第１温度センサ６と、上記往管，戻管の他方に設けられた第２温度センサ７と、湯張り制御手段８とを備えている。この湯張り制御手段８は、上記湯張り弁を開にし、上記給湯用バーナ３の燃焼熱を受けた給湯用熱交換器１からの湯を、上記往管，戻管の一方を含む通路と、上記往管，戻管の他方と追焚用熱交換器２を含む通路の両方を通るようにして浴槽に供給し、しかも、上記第１温度センサ６で検出される追焚用熱交換器２を通過しない湯の温度と、上記第２温度センサ７で検出される追焚用熱交換器２を通過した湯の温度と、追焚用熱交換器を通過しない湯と追焚用熱交換器を通過する湯の分配比とに基づいて、追焚用熱交換器を通過しない湯と追焚用熱交換器を通過する湯との浴槽での合流湯の温度が設定温度になるように、上記給湯用バーナ３の燃焼を制御することを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、給湯用熱交換器と、追焚用熱交換器と、上記給湯用熱交換器に燃焼熱を供給する給湯用バーナと、上記追焚用熱交換器に燃焼熱を供給する追焚用バーナと、上記追焚用熱交換器と浴槽とを接続する往管および戻管と、上記給湯用熱交換器の出口側を上記往管、戻管の一方に接続する湯張り管と、上記湯張り管に設けられた湯張り弁と、上記給湯用熱交換器の出口側の湯温を検出する第１温度センサと、上記往管，戻管の他方に設けられた第２温度センサと、浴槽の残水量を検出する残水量検出手段と、残水の温度を検出する残水温度検出手段と、湯張り制御手段とを備え、上記湯張り制御手段は、上記湯張り弁を開にし、上記給湯用バーナの燃焼熱を受けた給湯用熱交換器からの湯を、上記往管，戻管の一方を含む通路と、上記往管，戻管の他方と追焚用熱交換器を含む通路の両方を通るようにして浴槽に供給し、しかも、上記第１温度センサで検出される追焚用熱交換器を通過しない湯の温度と、上記第２温度センサで検出される追焚用熱交換器を通過した湯の温度と、追焚用熱交換器を通過しない湯と追焚用熱交換器を通過する湯の分配比と、上記残水量と残水温度を含む情報に基づいて、湯を設定水位まで供給し終えた時点での浴槽内の湯の温度が設定温度になるように、上記給湯用バーナの燃焼を制御することを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２に記載の追焚機能付給湯装置において、上記湯張り制御手段は、上記残水量と残水温度と温度設定手段で設定された初期設定温度とに基づいて設定温度を更新し、熱交換器を通過しない湯と熱交換器を通過する湯の浴槽での合流湯の温度がこの更新された設定温度になるように、上記第１，第２温度センサでの検出温度と分配比に基づき、上記給湯用バーナの燃焼を制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の追焚機能付給湯装置において、上記湯張り制御手段は、上記湯張りの初期において、給湯用バーナを燃焼させた状態で上記第１，第２温度センサにより検出された湯の温度の偏差と、上記分配比と、上記設定温度に基づいて、目標温度を演算し、この後、第１温度センサで検出される湯の温度と目標温度に基づいて上記給湯用バーナの燃焼を制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の追焚機能付給湯装置において、上記湯張り制御手段は、上記第１，第２温度センサで検出された湯の温度と上記分配比とから、上記浴槽での合流湯の温度を演算し、この演算された合流湯の温度と上記設定温度に基づいて上記給湯用バーナの燃焼を制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の追焚機能付給湯装置において、上記湯張り制御手段は、上記合流湯の温度が設定温度になるように、給湯用バーナの燃焼制御のみならず、給湯用熱交換器の入口側に設けられた水量制御弁の開度制御をも実行することを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の追焚機能付給湯装置において、さらに、給湯用バーナだけの燃焼で上記合流湯の温度を上記設定温度にできるか否かを判断する能力判定手段を備え、上記湯張り制御手段は、この能力判定手段で否定判断した時には、上記追焚用バーナを燃焼させた状態で、上記給湯用バーナの燃焼を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項８の発明に係わる追焚機能付燃焼装置は、給湯用熱交換器と、追焚用熱交換器と、給湯用バーナと、追焚用バーナと、浴槽から上記追焚用熱交換器へと湯を流す往管および追焚用交換器から浴槽へ湯を流す戻管と、上記給湯用熱交換器の出口側を上記往管に接続する湯張り管と、湯張り弁と、上記給湯用熱交換器の出口側の湯温を検出する第１温度センサと、上記戻管に設けられた第２温度センサと、上記往管において、湯張り管の接続部と浴槽との間に設けられた逆止弁と、湯張り制御手段と、を備え、上記湯張り制御手段は、上記湯張り弁を開にし、上記給湯用バーナの燃焼熱を受けた給湯用熱交換器からの湯を、上記追焚用熱交換器を通るようにして浴槽に供給し、上記第１，第２センサで検出された追焚用熱交換器を通過する前後の湯の温度に基づいて、上記給湯用バーナの燃焼を制御することを特徴とする。
請求項９の発明は、浴槽の湯を循環させるポンプが、上記往管において上記逆止弁と浴槽との間に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の追焚機能付給湯装置。
【００１３】
請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の追焚機能付給湯装置において、さらに、上記給湯用バーナと上記追焚用バーナの両方に燃焼空気を供給する共通のファンと、いずれか一方のバーナが燃焼している時にこのファンを回転させるファン制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項１１の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の追焚機能付給湯装置において、さらに、上記給湯用バーナと上記追焚用バーナの両方の排気ガスを通す共通の排気通路と、上記給湯用バーナ，追焚用バーナへそれぞれ燃焼空気を供給する２つのファンと、いずれか一方のバーナが燃焼している時に、これら２つのファンを同時に回転させるファン制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図２、図３を参照して説明する。
図２に示すように追焚機能付給湯装置は、給湯部２０と追焚部３０とを備えている。給湯部２０と追焚部３０の下部には共通のファン１０が設けられ、燃焼空気を給湯部２０と追焚部３０に供給する。給湯部２０と追焚部３０で発生する排気ガスは、給湯部２０と追焚部３０の上部にそれぞれ設けられた排気ダクト２０ａ、３０ａを通って排気される。
【００１６】
上記給湯部２０は、ガスバーナ２１（給湯用バーナ）と、その上部に配置されガスバーナ２１からの燃焼熱を受ける熱交換器２２（給湯用熱交換器）とを備えている。
給湯部２０の熱交換器２２の入口側には給水管２３が接続され、出口側には給湯管２４が接続されている。給水管２３には水流スイッチ２５と、入水温度センサ２６と水量制御弁２７が設けられている。給湯管２４には、熱交換器２２の近傍に給湯温度センサ２８（第１温度センサ）が設けられ、それより下流側に水流スイッチ２９が設けられている。給湯管２４の下流端には出湯栓２４ａが接続されている。
【００１７】
同様に追焚部３０は、ガスバーナ３１（追焚用バーナ）と、その上部に配置されガスバーナ３１からの燃焼熱を受ける熱交換器３２（追焚用熱交換器）とを備えている。
上記追焚部３０の熱交換器３２の入口側は、往管３３を介して浴槽４０の循環金具４１に接続され、出口側は、戻管３４を介して循環金具４１に接続されている。往管３３には、水流スイッチ３６、往路側温度センサ３７及びポンプ３８が設けられている。戻管３４には、戻り側温度センサ（第２温度センサ）３９が設けられている。
【００１８】
上記給湯温度センサ２８の下流側の給湯管２４と上記往管３３とは、湯張り管５０で接続されている。この湯張り管５０には、湯張り弁５５と、浴槽４０の水位を検出するための圧力センサ５６（水位センサ）が設けられている。
【００１９】
次に、ガスバーナ２１，３１へガスを供給する手段について詳述する。ガス元管７０には、主開閉弁７１と圧力比例弁７２が設けられている。ガス元管７０は分岐管７５ａを介して給湯用バーナ２１に接続され、分岐管７５ｂを介して追焚用バーナ３１に接続されている。分岐管７５ａ、７５ｂにはそれぞれ分岐開閉弁７６ａ、７６ｂが設けられている。
【００２０】
給湯装置は、マイクロコンピュータ９１を含むコントロールユニット９０を備えている。このマイクロコンピュータ９１は、上記各種センサ２５，２６，２８，２９，３６、３７、３９、５６等からの検出信号およびリモートコントローラ８０の温度設定手段からの給湯及び風呂設定温度信号、同リモートコントローラ８０の自動運転ボタンからの自動運転指令信号等を受けて、水量制御弁２７，湯張り用弁５５，ポンプ３８，ガス供給用の弁７１，７２，７６ａ，７６ｂを制御する。また、マイクロコンピュータ９１は、給湯部２０，追焚部３０の少なくとも一方のバーナでの燃焼を実行している時には、ファン１０を回転させる。
【００２１】
上記構成において、出湯栓２４ａが開かれると、水流スイッチ２５が水流を検知する。マイクロコンピュータ９１は、この水流検知信号に応答して、通常の給湯制御を実行する。すなわち、主開閉弁７１と分岐開閉弁７６ａを開いて給湯用ガスバーナ２１にガスを供給し、給湯部２０での燃焼を実行する。この際、圧力比例弁７２を制御したり、水量制御弁２７を制御することにより、給湯温度センサ２８で検出される給湯湯温を給湯設定温度に一致させる。
【００２２】
マイクロコンピュータ９１は、リモートコントローラ８０の自動運転ボタンからの自動運転指令信号に応答して、自動運転を実行する。自動運転は湯張り制御から始まる。この湯張り制御では、給湯用バーナ２１での燃焼を実行しながら、湯張り弁５５を開くことにより、給湯用熱交換器２２からの湯を、湯張り管５０に通し、さらに往管３３、戻管３４の両方に通して浴槽４０に供給する。浴槽４０の湯が設定水位に達したら（湯張りが終了したら）、ポンプ３８を駆動させることにより、浴槽４０の湯を往管３３，戻管３４を介して循環させ、この時、往路側温度センサ３７で検出される湯が風呂設定温度（以下、設定温度）に一致しているか否かを見る。浴槽４０の湯の温度が設定温度より低い場合には、追焚用バーナ３１での燃焼を実行し、浴槽４０の湯の温度を設定温度に一致させる。
【００２３】
その後、マイクロコンピュータ９１は、圧力センサ５６からの信号に基づいて浴槽４０の水位を監視し、水位が設定水位より下がった時には、上記湯張り時と同様にして、給湯部２０からの湯を浴槽４０に供給し、浴槽４０を設定水位に保つ（自動保水）。また、定期的に浴槽４０の湯を循環させその湯温を監視し、設定温度より低い場合には浴槽４０の湯を追焚して設定温度に一致させる（自動保温）。
【００２４】
次に、本発明の特徴部である上記湯張りについて詳述する。湯張りの際には、給湯用バーナ２１で燃焼が行われるが、追焚用バーナ３１では燃焼が行われない。給湯用熱交換器２２からの湯は２手に別れ、一方は往管３３を通ってその温度を維持したまま浴槽４０に供給されるが、他方は、ファン１０からの空気により冷される追焚用熱交換器３２を通過する際に熱を奪われ、戻管３４を通って浴槽４０に供給される。
【００２５】
実際に湯張りされる湯の温度，すなわち往管３３と戻管３４の両方を通って浴槽４０に供給されて浴槽４０で合流されるべき湯の温度ＴU（加重平均温度）は、追焚用熱交換器３２を通過しないで浴槽に供給される湯の温度Ｔ1（給湯温度センサ２８で検出される）と、追焚用熱交換器３２を通過した湯の温度Ｔ2（戻り側温度センサ３９で検出される）と、戻管３４，往管３３への湯の分配比Ｘ：（１ーＸ）で決定され、次式で表すことができる。
ＴU＝Ｔ1（１ーＸ）＋Ｔ2・Ｘ    …  （１）
上記（１）式は次式のように書き換えることができる。
ＴU＝Ｔ1ーΔＴ・Ｘ    …  （２）
ただし、ΔＴは、上記温度Ｔ1，Ｔ2の偏差であり（Ｔ1ーＴ2）で表される。
【００２６】
従来のように、給湯温度センサ２８により検出される湯の温度Ｔ1がリモートコントローラ８０で設定された設定温度ＴSになるように、圧力比例弁７２を制御して、給湯用バーナ２１での燃焼熱量を制御した場合には、上記（２）式においてＴ1＝ＴSを代入することにより、合流湯の温度ＴUは次式のように表すことができる。
ＴU＝ＴSーΔＴ・Ｘ    …  （３）
上記（３）式から明らかなように、合流湯の温度ＴUは設定温度ＴSよりΔＴ・Ｘ分だけ低くなってしまい、設定水位まで湯張りした後で長い追焚時間が必要となるのである。
【００２７】
そこで、本実施例では、上記追焚用熱交換器３２で奪われる熱量を補うように、設定温度ＴSより高い目標温度ＴMを設定する。この目標温度ＴMに上記検出温度Ｔ1が一致するように給湯用バーナ２１の燃焼を制御する。
この目標温度ＴMは次式にしたがって求める。
ＴM＝ＴS＋ΔＴ・Ｘ    …  （４）
そして、目標温度ＴMに上記検出温度Ｔ1が一致するように給湯用バーナ２１の燃焼を制御する。この制御の場合、ＴM＝Ｔ1と、上記（４）式を、上記（２）式に代入することにより、次式が得られる。
ＴU＝ＴS    …  （５）
この（５）式は、上記制御により合流湯の温度ＴUが設定温度ＴSと等しくなることを表している。
【００２８】
具体的に述べると、マイクロコンピュータ９１では、湯張り制御の初期において、給湯温度センサ２８により検出される湯の温度Ｔ1が設定温度ＴSになるように、給湯用バーナ２１での燃焼熱量を制御する。この時に、戻り側温度センサ３９で検出された湯の温度Ｔ2と上記温度Ｔ1とから、温度偏差ΔＴを演算し、この温度偏差ΔＴと分配率Ｘに基づいて上記（４）式から目標温度ＴMを演算する。その後、検出温度Ｔ1がこの目標温度ＴMに一致するように、給湯用バーナ２１を制御する。
【００２９】
例えば、設定温度ＴSを４２℃に設定した場合、湯張り制御の初期において、給湯温度センサ２８の検出温度Ｔ1が設定温度４２℃になるように給湯用バーナ２１を制御する。このとき戻り側温度センサ３９の検出温度が４０℃であれば、温度偏差ΔＴは２℃となる。次に、上記温度偏差ΔＴ＝２℃と分配率Ｘ＝０.４に基づいて目標温度ＴM＝４２.８℃を求める。その後、給湯温度センサ２８での検出温度Ｔ1がこの目標温度４２.８℃になるように給湯バーナ２１の燃焼を制御する。
【００３０】
上記のように、実際の湯張り温度（合流湯の温度）ＴUを、設定温度ＴSにするように制御するため、設定水位まで湯張りした後に、追焚部３０での追焚が必要ないか、非常に短時間で済む。
【００３１】
次に、上記自動運転ボタンのオンに応答してマイクロコンピュータ９１が実行する上記自動運転のルーチンを、図３，図４のフローチャートに基づいて詳しく説明する。まず、リモートコントローラ８０により設定された設定温度ＴSを読み込む（ステップ１０１）。次に水量制御弁２７を全開にし（ステップ１０２）、湯張り弁５５を開く（ステップ１０３）。
【００３２】
次に、給湯温度センサ２８で検出された給湯用熱交換器２２からの湯の温度Ｔ1を読み込み（ステップ１０４）、初期湯張り制御として給湯側バーナ２１の燃焼制御を行う（ステップ１０５）。すなわち、主開閉弁７１，分岐開閉弁７６ａを開にし、上記検出温度Ｔ1が設定温度ＴSになるように、圧力比例弁７１の開度を制御し、ひいては給湯用バーナ２１へのガス供給量を制御する。この燃焼制御において、ファン１０を回転して燃焼空気を給湯用バーナ２１へ供給し、その回転数を上記供給ガス量に応じたものにする。
【００３３】
次に給湯温度センサ２８により検出される湯の温度Ｔ1が安定したか否かを判断する（ステップ１０６）。なお、ここで安定とは、湯の温度Ｔ1が設定温度ＴSと一致した状態で安定する場合の他、給湯用バーナ２１の燃焼能力が足りなくて設定温度より低い状態で安定した場合をも含む。なお、この場合は、ΔＴがＴ１＝ＴＳの場合と比べて微差を生じるが大きな差ではないため、ほぼ同じとしてもよい。安定していないと判断した場合、ステップ１０４，１０５を繰り返す。
【００３４】
ステップ１０６で安定したと判断した場合、戻り側温度センサ３９により検出された温度すなわち追焚用熱交換器３２を通過してきた湯の温度Ｔ2を読み込む（ステップ１０７）。次に、検出温度Ｔ1から検出温度Ｔ2を差し引いて、その偏差ΔＴを得る（ステップ１０８）。次に、この偏差ΔＴと分配比率Ｘと設定温度ＴSを上記（４）式に代入して目標温度ＴMを得る。
【００３５】
次に、上記目標温度ＴMを設定温度ＴSの代わりに用いて本格的な湯張り制御とそれに付随する制御を行う（ステップ１１０）。これら制御は図４に示すステップ１１１〜１１９からなる。まず、給湯温度センサ２８で検出される温度Ｔ1を読み込み（ステップ１１１）、この検出温度Ｔ1が目標温度ＴMになるように、圧力比例弁７２の開度を制御し、給湯用バーナ２１へのガス供給量を制御する（ステップ１１２）。次に、圧力比例弁７２が全開か否かを判断し（ステップ１１３）、ここで肯定判断した場合、すなわち給湯用バーナ２１の燃焼能力が限界に達していて温度Ｔ1が目標温度ＴMに達しないと判断した場合には、圧力比例弁７２を全開にしたまま、水量制御弁２７の開度を検出温度Ｔ1が目標温度ＴMになるように絞る（ステップ１１４）。これにより、検出温度Ｔ1を確実に目標温度ＴMにすることができ、ひいては合流湯の温度ＴUを確実に設定温度ＴSにすることができる。
【００３６】
次に、圧力センサ５６で検出される浴槽４０の水位が設定水位に達したか否かを判断する（ステップ１１５）。なお、ステップ１１３で否定判断した場合には、ステップ１１４をスキップしてこのステップ１１５を実行する。ステップ１１５で否定判断した場合には、上記ステップ１１１に戻り、湯張りを継続する。ステップ１１５で肯定判断した場合には、湯張りを終了する（ステップ１１６）。すなわち、湯張り弁５５を閉じ、給湯用バーナ２１の燃焼制御を終了する。次に、ポンプ３８を駆動させて浴槽４０の温度を循環させ（ステップ１１７）、往路側温度センサ３７で検出された浴槽４０の温度が設定温度ＴSと一致するか否かを判断する。否定判断の時には、追焚用バーナ３１を燃焼させて追焚を行い（ステップ１１９）、ステップ１１７に戻る。前述したように、ここでの追焚はほとんど必要ないか、短い時間で済む。ステップ１１８で肯定判断した場合には、図３のステップ１２０に進み、ここで自動保温、自動保水制御を実行する。
【００３７】
なお、上記実施例において、給湯用熱交換器２２から流れる湯の温度Ｔ1を給湯温度センサ２８により検出しているが、その代わりに往路側温度センサ３７（第１温度センサ）により検出してもよい。給湯熱交換器２２の出口側から往管３３を通過する湯は、追焚用熱交換器３２を通過せず、熱を奪われないからである。
【００３８】
上記実施例において、目標温度ＴMを演算するために給湯用バーナ２１の燃焼を制御する際、給湯用熱交換器２２の出口側の温度Ｔ1が設定温度ＴSに常に一致する場合、すなわち給湯用バーナ２１の燃焼能力が十分にある場合には、温度偏差ΔＴは、設定温度ＴSから検出温度Ｔ2を差し引くことによって求めてもよい。設定温度ＴSが実質的に検出温度Ｔ1を表すからである。
【００３９】
上記実施例において、目標温度ＴMを演算するために給湯用バーナ２１の燃焼を制御する際、給湯用バーナの能力が限界（圧力比例弁７２が全開）の状態で燃焼を行っても、検出温度Ｔ1が設定温度ＴSに達しない時には、水量制御弁の絞り制御により、検出温度Ｔ1を設定温度ＴSに一致させるようにしてもよい。この場合は、ΔＴの微差が生じず、より正確となる。
【００４０】
上記実施例において、圧力比例弁７２を分岐管７５ａに移してもよい。この場合、他の圧力比例弁を分岐管７５ｂに設けてもよいし、設けなくてもよい。このような構成では、図３，図４の制御ルーチンの骨格を変えることなく、湯張り時に追焚用バーナ３１の燃焼を付加させて、給湯用バーナ２１の燃焼能力を補うようにすることができる。詳述すると、図３のステップ１０６で検出温度Ｔ1が安定であると判断した時、図５のステップ２０１に進み、ここで検出温度Ｔ1が設定温度ＴSに達しているか否かを判断する。肯定判断の時には、図３のステップ１０７に進む。ステップ２０１で否定判断の時、すなわち、給湯用バーナ２１の燃焼能力が足りないと判断した時には、給湯用バーナ２１に加えて追焚用バーナ３１を所定ガス供給量（所定熱量）で燃焼させる（ステップ２０２）。次に、両バーナ２１，２２の燃焼状態で検出温度Ｔ1が安定しているか否かを判断し、否定判断の時にはステップ２０１に戻り、肯定判断の時には図３のステップ１０７に進む。
【００４１】
このように、給湯用バーナ２１の燃焼能力が足りない場合には、追焚用バーナ３１でも燃焼を実行する。この追焚用バーナ２１の燃焼は本格的湯張り制御でも続行されるので、合流湯の温度ＴUを確実に設定温度ＴSにすることができる。なお、この実施例では、追焚用熱交換器３２を通ってきた湯の温度Ｔ2は、追焚用熱交換器３２を通らない湯の温度Ｔ1より高くなることもある。この場合は、目標温度ＴMは設定温度ＴSより低くなる。
【００４２】
上記実施例では、目標温度ＴMを演算するために、湯張り制御が、初期制御と、それ以降の本格的制御に分けられるが、目標温度ＴMを用いずに一貫した制御方式にしてもよい。すなわち、検出温度Ｔ1，Ｔ2から、（１）式に基づいて合流湯の温度ＴUを演算する。
そして、この温度ＴUが上記設定温度ＴSになるように制御する。この制御方式では、初期制御と本格的制御に分ける必要がなく、また、追焚用熱交換器３２の温度の経時的変化の影響を受けることがない。この場合、マイクロコンピュータ９１では、図３のステップ１０４〜１０９を省き、ステップ１０１，１０２，１０３を実行した後に、図６のステップ１１１ａで検出温度Ｔ1のみならず検出温度Ｔ2も読み込み、ステップ１１１ｂで合流湯の温度ＴUを演算する。これらステップ１１１ａ，１１１ｂは、図４のステップ１１１に代わるべきものである。その後、図４のステップ１１２以下を実行する。この実施例では、図４のステップ１１２での圧力比例弁制御と、ステップ１１４の水量制御弁制御は、合流湯の温度ＴUと設定温度ＴSに基づいて行われる。
【００４３】
図２の追焚機能付給湯装置を用いて、上記のように合流湯の温度ＴUと設定温度ＴSに基づいて湯張り制御を行う場合には、湯張り時において、給湯用バーナの能力を補うために追焚用バーナ３１の燃焼を行ってもよい。この場合、マイクロコンピュータ９１では、ステップ１０３の次に、図７の制御を実行する。すなわち、上記図６の実施例と同様に、ステップ１１１ａ，１１１ｂを実行した後、合流湯の温度ＴUと設定温度ＴSに基づいて圧力比例弁を制御する（ステップ３０１）。次に、フラグがセットされているか否かを判断する（ステップ３０２）。このフラグは追焚用バーナ３１の燃焼が実行されていることを表す。ステップ３０２で否定判断した時には、圧力比例制御弁７２が全開か否かを判断し（ステップ３０３）、全開の場合には、分岐開閉弁７６ｂを開いて追焚用バーナ２１の燃焼をも実行して（ステップ３０４）、ステップ３０５に進む。ステップ３０３で否定判断した時にはステップ３０４をスキップしてステップ３０５に進む。なお、この追焚用バーナ２１の燃焼熱量は上記圧力比例弁７２の開度によって変わる。ステップ３０５では、浴槽４０の水位が設定水位に達しているか否かを判断する。ここで否定判断の時には、ステップ１１１ａに戻り、肯定判断の時には、ステップ１１６（図４）に進む。
【００４４】
他の態様として、浴槽４０の残水を考慮して湯張り制御を行うこともできる。詳述すると、図３のステップ１０２を実行した後、図８のステップ４０１に進み、ここでポンプ３８をオンする。次に、水流スイッチ３６がオンか否か、すなわち、水流を検出したか否かを判断する。浴槽４０に残水が無いか、残水の水位が循環金具４１の位置より低い場合には、水流が検出されないので、ここで否定判断されてステップ４０３に進み、ここでポンプ３８がオフにされる。次に、所定量の注湯を行う（ステップ４０４）。すなわち、湯張り弁５５を開いて検出温度Ｔ1が設定温度ＴSになるように給湯用バーナ２１を制御する。次に、再びポンプ３８をオンして（ステップ４０５）、水流の有無を検出する（ステップ４０６）。
【００４５】
ステップ４０２，４０６のいずれかで肯定判断した時には、往路側温度センサ３７により検出された循環湯すなわち浴槽４０の湯の温度（残水温度）を読み込んでから（ステップ４０７）、ポンプ３８をオフにする。次に、圧力センサ５６により、浴槽４０の水位を読み込んで、残水量を演算する（ステップ４０９）。次に、設定温度ＴSを更新して（スキップ４１０）、ステップ１０３に進む。ステップ４０６で否定判断した時には、上記設定温度ＴSで注湯した湯だけが浴槽４０にあるとして、４０７〜４１０をスキップし、設定温度の更新を行わずにステップ１０３に進む。
【００４６】
上記更新の設定温度は、初期設定温度（リモートコントローラ８０で設定された温度）と残水量と残水の温度に基づいて求められる。すなわち、更新の設定温度は初期設定温度より高いが、その偏差は、残水量が多いほど，残水温度が低いほど、大きく、残水量が少ないほど，残水温度が高いほど、小さい。
この残水に基づく設定温度の更新は、図５，図６，図７の実施例にも適用できる。
【００４７】
上記すべての実施例では、湯張りの際に、給湯用熱交換器２１からの湯が往管３３，戻管３４の両方に流れるようになっているが、例えば図２の往管３４（湯張り管５０との接続部とポンプ３８の間）に逆止弁６０が設けられている場合には、給湯用熱交換器２２からの湯が、往管３３を流れずに、追焚用熱交換器３２および戻管３４を含む通路にのみ流れて、浴槽４０に供給される。この場合にも、図３，図４の制御ルーチンを用いることができる。ただし、この場合、目標温度ＴMは次のようにして求められる。
ＴM＝ＴS＋ΔＴ
【００４８】
図３〜図８に示すすべての制御方式は、図９のような構成の追焚機能付給湯装置にも適用することができる。図９において、図２と対応する構成要素には同番号を付してその詳細な説明を省略する。図９の装置では、湯張り管５０が戻管３４に接続されている点で、図２の装置と異なる。この構成では、給湯用熱交換器２２からの湯は、往管３３，戻管３４の両方を介して浴槽４０に供給されるが、追焚用熱交換器３２を通る湯は、戻管３４ではなく、往管３３を流れる。この装置を適用する場合、追焚用熱交換器３２を通過した湯の温度は、往路側温度センサ３７（第２温度センサ）により検出される。マイクロコンピュータ９１で、この検出温度を前述のＴ2として用いる。この実施例では、戻り側温度センサ３９（図２）を省略してもよい。
【００４９】
図３〜図８に示すすべての制御方式は、図１０に示すように、給湯部２０，追焚部３０にそれぞれ２つのファン１０を有し、共通の排気通路６５を有する追焚機能付給湯装置に適用した場合にも、図２の装置に適用したのと同様の作用，効果を期待できる。なぜなら、湯張り時に、給湯用バーナ２１のみを燃焼させた場合でも、給湯部２０からの排気ガスが矢印のように追焚部３０へ入り込むのを防ぐために２つのファン１０を同時に回転させる必要があり、ファン１０からの送風により追焚用熱交換器３２が冷却されるからである。なお、図１０では、図２の装置と異なるところを主に示しており、図示されない部分は図２の装置と同じでる。
【００５０】
本発明は上記実施例に拘束されることなく種々の様態が可能である。例えば、自動保水時に本発明を適用してもよい。また、ファンは無くてもよい。
本発明により従来注湯後の追焚により与えられる熱量、つまり注湯時風呂熱交換器により奪われる熱量と放熱（往管，戻り管，浴槽）により奪われる熱量とを分離できるので、分離しないで注湯温度を高くして注湯した場合に比べより精度よく注湯できる。詳しくは、浴槽が暖かい状態と冷めた状態では、放熱（往管，戻り管，浴槽）により奪われる熱量に差があり、冷めた状態を基準に注湯温度を高くして注湯した場合は浴槽が暖かい状態で注湯すると注湯後の温度は風呂設定温度ＴSより高くなてしまう。本発明では、風呂熱交換器により奪われる熱量と放熱（往管，戻り管，浴槽）により奪われる熱量とを分離して目標温度ＴMを決めているので注湯後の温度は風呂設定温度ＴSより高くなってしまうことはない。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、追焚用熱交換器を通過する湯と通過しない湯の温度と、これら湯の分配比に基づいて給湯用バーナを制御するので、追焚用熱交換器を通る湯の温度変化を考慮して湯張り制御を行うことができる。また、追焚用熱交換器を通過する湯と通過しない湯の合流湯の温度が設定温度になるように湯張り制御を行うので、湯張り後の追焚を省略したり追焚時間を短縮できる。
【００５２】
請求項２の発明によれば、浴槽に残水がある場合でも、この残水量と残水温度を考慮に入れて湯張りを行うので、湯張り後の追焚を省略したり追焚時間を短縮できる。
請求項３の発明によれば、予め残水量と残水温度に基づいて設定温度を更新し、この更新された設定温度に基づいて湯張り制御を行うので、比較的簡単な制御で、請求項２の効果を得ることができる。
【００５３】
請求項４の発明によれば、追焚用熱交換器を通る湯の温度変化を考慮して、設定温度と異なる目標温度を求め、追焚用熱交換器を通らない湯の温度がこの目標温度になるように湯張り制御するので、比較的簡単な制御で、供給湯の温度のオーバーシュートやアンダーシュートを抑制できる。
請求項５の発明によれば、合流湯の温度を監視しながらこの合流湯の温度が設定温度になるように湯張り制御するので、追焚用熱交換器の温度の状況が変化しても、確実に合流湯の温度を設定温度にすることができる。
【００５４】
請求項６の発明によれば、給湯用バーナの燃焼熱量が足りなくても、水量制御弁で水量を制御することにより、合流湯の温度を確実に設定温度にすることができる。
請求項７の発明によれば、給湯用バーナの燃焼熱量が足りなくても、追焚用バーナの燃焼制御を同時に実行することにより、合流湯の温度を確実に設定温度にすることができる。
【００５５】
請求項８の発明によれば、給湯用熱交換器からの湯を追焚用熱交換器を含む通路だけを通して浴槽に供給し、追焚用熱交換器を通る湯の温度変化を考慮して湯張り制御を行うことができる。
請求項１０の発明によれば、湯張り時に、給湯用バーナに燃焼空気を送るために共通のファンが回転し、このファンの送風により追焚用熱交換器から熱が奪われるが、この場合には、上記請求項１〜９の発明による効果がより一層際立って得られる。
請求項１１の発明によれば、湯張り時に、２つのファンが同時に回転し、その一方のファンの送風により追焚用熱交換器から熱が奪われるが、この場合には、上記請求項１〜９の発明による効果がより一層際立って得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係わる追焚機能付給湯装置の一実施例の概略構成を示す図である。
【図３】図２の装置のマイクロコンピュータで実行されるルーチンを示すフローチャートである。
【図４】図２における湯張り制御の詳細を説明するフローチャートである。
【図５】他の態様の湯張り制御の要部を示すフローチャートである。
【図６】さらに他の態様の湯張り制御の要部を示すフローチャートである。
【図７】さらに他の態様の湯張り制御の要部を示すフローチャートである。
【図８】さらに他の態様の湯張り制御の要部を示すフローチャートである。
【図９】他の態様をなす追焚機能付給湯装置の概略構成を示す図である。
【図１０】さらに他の態様をなす追焚機能付給湯装置の概略構成を一部省略して示す図である。
【符号の説明】
１  給湯用熱交換器
２  追焚用熱交換器
３  給湯用バーナ
４  追焚用バーナ
５  湯張り弁
６  第１温度センサ
７  第２温度センサ
８  湯張り制御手段
２１  給湯用バーナ
２２  給湯用熱交換器
２７  水量制御弁
２８  給湯温度センサ（第１温度センサ）
３１  追焚用バーナ
３２  追焚用熱交換器
３７  往路側温度センサ（第１温度センサ，第２温度センサ）
３９  戻り側温度センサ（第２温度センサ）
４０  浴槽
５０  湯張り管
５５  湯張り弁
８０  リモートコントローラ（温度設定手段）
９１  マイクロコンピュータ（湯張り制御手段）
【図１】
0003748610.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003748610.tif 000004
【図４】
0003748610.tif 000005
【図５】
0003748610.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003748610.tif 000008
【図８】
0003748610.tif 000009
【図９】
0003748610.tif 000010
【図１０】
0003748610.tif 000011