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技術 風呂装置

出願人 大阪瓦斯株式会社東京瓦斯株式会社東邦瓦斯株式会社
発明者 中島幸祐奥備景介井川一久安田研辻英之大石誠人伊藤大吾纐纈保男石田宏
出願日 2014年10月9日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2014-208174
公開日 2016年5月16日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2016-080183
状態 特許登録済
技術分野 風呂の制御
主要キーワード 換算係数α 燃焼式加熱装置 入力熱量 炊事場 風呂設備 運転周期 出力熱量 バイパス状態
関連する未来課題
重要な関連分野

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課題

間接加熱方式風呂装置において、特に、熱媒および浴槽水循環流量を適切に制御することにより効率を改善することを課題とする。

解決手段

間接加熱方式の風呂装置において、熱媒循環回路C1に熱媒を循環させる熱媒循環手段P2と、燃焼式加熱装置g2の作動状態で、熱媒循環回路C1に熱媒を循環させると共に浴槽水循環回路L7、L8に浴槽水を循環させて浴槽水を加熱する追焚き処理を行う追焚き処理手段と、追焚き処理の開始時にあたる初期追焚き期間では熱媒の循環流量が最大となるように熱媒循環手段P2を最大の出力で作動させ、初期追焚き期間の終了後に熱媒循環手段P2を最大の出力よりも小さい通常熱媒循環出力で作動させる熱媒循環制御手段を備える。

概要

背景

特許文献1では、温水循環用の回路21、22を流れる熱媒を、バーナ4Bを用いて加熱し、当該加熱された熱媒の熱を、追焚き用熱交換器28を介して、浴槽水循環用の回路31、32を流れる浴槽水に伝えることで、浴槽水を追焚きする風呂設備が開示されている。この風呂設備では、バーナで浴槽水を直接加熱するのではなく、温水循環用の回路21、22を介して間接的に浴槽水を加熱するように構成されている

このような、いわゆる間接加熱方式風呂装置の効率は、従来は『定格(最大)出力で連続運転した際の入力熱量にて出力熱量除算する』形態で算出されていたが、近年、より実際の使用状態に即した効率(例えば、断続運転をも含む運転状態で算出される効率)での評価を行うことが検討されている。

概要

間接加熱方式の風呂装置において、特に、熱媒および浴槽水の循環流量を適切に制御することにより効率を改善することを課題とする。間接加熱方式の風呂装置において、熱媒循環回路C1に熱媒を循環させる熱媒循環手段P2と、燃焼式加熱装置g2の作動状態で、熱媒循環回路C1に熱媒を循環させると共に浴槽水循環回路L7、L8に浴槽水を循環させて浴槽水を加熱する追焚き処理を行う追焚き処理手段と、追焚き処理の開始時にあたる初期追焚き期間では熱媒の循環流量が最大となるように熱媒循環手段P2を最大の出力で作動させ、初期追焚き期間の終了後に熱媒循環手段P2を最大の出力よりも小さい通常熱媒循環出力で作動させる熱媒循環制御手段を備える。

目的

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、間接加熱方式での追焚き処理において、熱媒および浴槽水の循環流量を適切に制御することにより、追焚き処理の効率を改善することが可能な風呂装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

熱媒加熱用燃焼式加熱装置と、前記燃焼式加熱装置の燃焼により熱媒を加熱する第1熱交換器を有する熱媒循環回路と、浴槽内の浴槽水循環される浴槽水循環回路と、前記熱媒循環回路を通流する熱媒と前記浴槽水循環回路を通流する浴槽水とを熱交換させて前記浴槽水を加熱する第2熱交換器とを備えた風呂装置において、前記熱媒循環回路に前記熱媒を循環させる熱媒循環手段と、前記燃焼式加熱装置の作動状態で、前記熱媒循環回路に熱媒を循環させると共に前記浴槽水循環回路に浴槽水を循環させて浴槽水を加熱する追焚き処理を行う追焚き処理手段と、前記追焚き処理の開始時にあたる初期追焚き期間では前記熱媒の循環流量が最大となるように前記熱媒循環手段を最大の出力で作動させ、前記初期追焚き期間の終了後に前記熱媒循環手段を前記最大の出力よりも小さい通常熱媒循環出力で作動させる熱媒循環制御手段を備える風呂装置。

請求項2

前記浴槽水循環回路に前記浴槽水を循環させる浴槽水循環手段と、前記熱媒循環手段の消費電力と前記浴槽水循環手段の消費電力と前記燃焼式加熱装置への投入熱量との和で前記浴槽への入力熱量除算した追焚き効率を検知する追焚き効率検知手段とを備え、前記熱媒循環手段は、前記最大の出力よりも小さい第1通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させた場合の前記追焚き効率である第1追焚き効率と、前記第1通常熱媒循環出力よりも小さい第2通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させた場合の前記追焚き効率である第2追焚き効率とを比較し、前記第1追焚き効率よりも前記第2追焚き効率の方が大きい場合は、前記第2通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させ、前記第1追焚き効率よりも前記第2追焚き効率の方が小さい場合は、前記第1通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させる請求項1に記載の風呂装置。

請求項3

前記第2熱交換器から前記第1熱交換器へ送られる前記熱媒の温度である第2熱交出温度を検出する第2熱交出温度検出手段を備え、前記熱媒循環制御手段は、前記第2熱交出温度の単位時間当たりの上昇率所定値を下回った時に前記初期追焚き期間が終了したと判断する請求項1または2に記載の風呂装置。

請求項4

前記浴槽水回路に前記浴槽水を循環させる浴槽水循環手段と、前記追焚き処理の開始時にあたる前記初期追焚き期間では前記浴槽水の循環流量が最大となるように前記浴槽水循環手段を最大の出力で作動させ、前記初期追焚き期間の終了後に前記浴槽水循環手段を前記最大の出力よりも小さい通常浴槽水循環出力で作動させる浴槽水循環制御手段を備える、請求項1に記載の風呂装置。

請求項5

前記熱媒循環手段の消費電力と前記浴槽水循環手段の消費電力と前記燃焼式加熱装置への投入熱量との和で前記浴槽への入力熱量を除算した追焚き効率を検知する追焚き効率検知手段と、前記熱媒循環手段の出力と前記浴槽水循環手段の出力とを決定する通常循環出力決定手段とを備え、前記通常循環出力決定手段は、前記最大の出力よりも小さい第1通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させるとともに前記最大の出力よりも小さい第1通常浴槽水循環出力で前記浴槽水循環手段を作動させた場合の前記追焚き効率である第1追焚き効率と、前記第1通常熱媒循環出力よりも小さい第2通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させるとともに前記第1通常浴槽水循環出力よりも小さい第2通常浴槽水循環出力で前記浴槽水循環手段を作動させた場合の前記追焚き効率である第2追焚き効率とを比較し、前記第1追焚き効率よりも前記第2追焚き効率の方が大きい場合は、前記第2通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させるとともに前記第2通常浴槽水循環手段を作動させ、前記第1追焚き効率よりも前記第2追焚き効率の方が小さい場合は、前記第1通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させるとともに前記第1通常浴槽水循環出力で前記浴槽水循環手段を作動させる請求項4に記載の風呂装置。

請求項6

前記第2熱交換器から前記第1熱交換器へ送られる前記熱媒の温度である第2熱交出温度を検出する第2熱交出温度検出手段と、前記第2熱交換器から前記浴槽へ送られる前記浴槽水の温度である浴槽入温度を検出する浴槽入温度検出手段と、前記第2熱交出温度の単位時間当たりの上昇率が所定値を下回り、かつ、前記浴槽入温度の単位時間当たりの上昇率が所定値を下回った時に前記初期追焚き期間が終了したと判断する第1循環制御手段を備える請求項4または5に記載の風呂装置。

請求項7

熱媒加熱用の燃焼式加熱装置と、前記燃焼式加熱装置の燃焼により熱媒を加熱する第1熱交換器を有する熱媒循環回路と、浴槽内の浴槽水が循環される浴槽水循環回路と、前記熱媒循環回路を通流する熱媒と前記浴槽水循環回路を通流する浴槽水とを熱交換させて前記浴槽水を加熱する第2熱交換器とを備えた風呂装置において、前記浴槽水循環回路に前記浴槽水を循環させる浴槽水循環手段と、前記燃焼式加熱装置の作動状態で、前記熱媒循環回路に熱媒を循環させると共に前記浴槽水循環回路に浴槽水を循環させて浴槽水を加熱する追焚き処理を行う追焚き処理手段と、前記追焚き処理の開始時にあたる初期追焚き期間では前記浴槽水の循環流量が最大となるように前記浴槽水循環手段を最大の出力で作動させ、前記初期追焚き期間の終了後に前記浴槽水循環手段を前記最大の出力よりも小さい通常浴槽水循環出力で作動させる浴槽水循環制御手段を備える風呂装置。

請求項8

前記熱媒循環回路に前記熱媒を循環させる熱媒循環手段と、前記熱媒循環手段の消費電力と前記浴槽水循環手段の消費電力と前記燃焼式加熱装置への投入熱量との和で前記浴槽への入力熱量を除算した追焚き効率を検知する追焚き効率検知手段とを備え、前記浴槽水循環手段は、前記最大の出力よりも小さい第1通常浴槽水循環出力で前記浴槽水循環手段を作動させた場合の前記追焚き効率である第1追焚き効率と、前記第1通常浴槽水循環出力よりも小さい第2通常浴槽水循環出力で前記浴槽水循環手段を作動させた場合の前記追焚き効率である第2追焚き効率とを比較し、前記第1追焚き効率よりも前記第2追焚き効率の方が大きい場合は、前記第2通常浴槽水循環出力で前記浴槽水循環手段を作動させ、前記第1追焚き効率よりも前記第2追焚き効率の方が小さい場合は、前記第1通常浴槽水循環出力で前記浴槽水循環手段を作動させる請求項7に記載の風呂装置。

請求項9

前記第2熱交換器から前記浴槽へ送られる前記浴槽水の温度である浴槽入温度を検出する浴槽入温度検出手段を備え、前記浴槽水循環制御手段は、前記浴槽入温度の単位時間当たりの上昇率が所定値を下回った時に前記初期追焚き期間が終了したと判断する請求項7または8に記載の風呂装置。

請求項10

前記浴槽への入力熱量を前記燃焼式加熱装置への投入熱量で除算した追焚き効率を算出する追焚き効率検知手段を備え、前記追焚き処理手段は、前記追焚き効率検知手段により検知された追焚き効率の上昇率が初期追焚き期間終了判定値を下回った時に前記初期追焚き期間が終了したと判断する第2循環制御手段を備える請求項1、2、4、5、7または8のいずれか一項に記載の風呂装置。

技術分野

0001

本発明は、熱媒加熱用燃焼式加熱装置と、前記燃焼式加熱装置の燃焼により熱媒を加熱する第1熱交換器を有する熱媒循環回路と、浴槽内の浴槽水循環される浴槽水循環回路と、前記熱媒循環回路を通流する熱媒と前記浴槽水循環回路を通流する浴槽水とを熱交換させて前記浴槽水を加熱する第2熱交換器とを備えた風呂装置に関する。

背景技術

0002

特許文献1では、温水循環用の回路21、22を流れる熱媒を、バーナ4Bを用いて加熱し、当該加熱された熱媒の熱を、追焚き用熱交換器28を介して、浴槽水循環用の回路31、32を流れる浴槽水に伝えることで、浴槽水を追焚きする風呂設備が開示されている。この風呂設備では、バーナで浴槽水を直接加熱するのではなく、温水循環用の回路21、22を介して間接的に浴槽水を加熱するように構成されている

0003

このような、いわゆる間接加熱方式の風呂装置の効率は、従来は『定格(最大)出力で連続運転した際の入力熱量にて出力熱量除算する』形態で算出されていたが、近年、より実際の使用状態に即した効率(例えば、断続運転をも含む運転状態で算出される効率)での評価を行うことが検討されている。

先行技術

0004

特開2009−144935号公報

発明が解決しようとする課題

0005

発明者らは、上記特許文献1に示される風呂装置にて間接加熱方式で追焚き処理を実行するときで、特に、実際の使用状態に即した効率、即ち、断続運転等をも含む状態で算出される効率での評価を行う場合、熱効率に改善の余地があることを見出した。具体的には、上記特許文献1における追焚き処理では、熱媒および浴槽水の循環流量について何らの考慮もされていないが、熱媒および浴槽水の循環流量は熱交換の効率と循環手段(ポンプ)の消費電力に影響するため、循環流量を適切に制御することにより装置全体としての効率を改善できる可能性がある。

0006

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、間接加熱方式での追焚き処理において、熱媒および浴槽水の循環流量を適切に制御することにより、追焚き処理の効率を改善することが可能な風呂装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するための本発明に係る風呂装置の特徴構成は、熱媒加熱用の燃焼式加熱装置と、燃焼式加熱装置の燃焼により熱媒を加熱する第1熱交換器を有する熱媒循環回路と、浴槽内の浴槽水が循環される浴槽水循環回路と、前記熱媒循環回路を通流する熱媒と前記浴槽水循環回路を通流する浴槽水とを熱交換させて前記浴槽水を加熱する第2熱交換器とを備えた風呂装置において、前記熱媒循環回路に前記熱媒を循環させる熱媒循環手段と、前記燃焼式加熱装置の作動状態で、前記熱媒循環回路に熱媒を循環させると共に前記浴槽水循環回路に浴槽水を循環させて浴槽水を加熱する追焚き処理を行う追焚き処理手段と、前記追焚き処理の開始時にあたる初期追焚き期間では前記熱媒の循環流量が最大となるように前記熱媒循環手段を最大の出力で作動させ、前記初期追焚き期間の終了後に前記熱媒循環手段を前記最大の出力よりも小さい通常熱媒循環出力で作動させる熱媒循環制御手段を備えた点にある。

0008

本願発明の発明者らは鋭意研究の結果、熱媒循環回路や浴槽水循環回路における循環流量を大きくすることで、熱媒と浴槽水の熱交換が行われる第2熱交換器の熱効率を改善できることを明らかにした。実験では、熱媒および循環水の循環流量を5L/minから7.5L/minに大きくすると、第2熱交換器から流出する熱媒の温度が2〜3℃下降し、第2熱交換器から流出する浴槽水の温度は2〜3℃上昇し、風呂装置全体の効率(使用したガスの熱量と浴槽への入力熱量の比)は約2%向上した。この効率向上は、循環流量を増加させることで熱媒から浴槽水へ移動する熱量が増加したこと、すなわち第2熱交換器の熱効率が向上したことによると考えられる。

0009

上記特徴構成によれば、追焚き処理の開始時にあたる初期追焚き期間では熱媒の循環流量が最大となるように熱媒循環手段を最大の出力で作動させ、初期追焚き期間の終了後に熱媒循環手段を最大の出力よりも小さい通常熱媒循環出力で作動させるので、まず初期追焚き期間において第2熱交換器の熱効率を向上させることができる。熱媒循環手段を最大の出力で作動させることにより消費電力は増大するが、初期追焚き期間の終了後に通常熱媒循環出力で作動させることにより消費電力を抑制できる。すなわち上記特徴構成により、熱効率の向上と消費電力の増大抑制両立させて、全体としてエネルギー効率の高い風呂装置を実現することができる。

0010

本発明に係る風呂装置の更なる特徴構成は、前記浴槽水循環回路に前記浴槽水を循環させる浴槽水循環手段と、前記熱媒循環手段の消費電力と前記浴槽水循環手段の消費電力と前記燃焼式加熱装置への投入熱量との和で前記浴槽への入力熱量を除算した追焚き効率を検知する追焚き効率検知手段とを備え、前記熱媒循環手段は、前記最大の出力よりも小さい第1通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させた場合の前記追焚き効率である第1追焚き効率と、前記第1通常熱媒循環出力よりも小さい第2通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させた場合の前記追焚き効率である第2追焚き効率とを比較し、前記第1追焚き効率よりも前記第2追焚き効率の方が大きい場合は、前記第2通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させ、前記第1追焚き効率よりも前記第2追焚き効率の方が小さい場合は、前記第1通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させる点にある。

0011

上記特徴構成によれば、熱媒循環手段は、最大の出力よりも小さい第1通常熱媒循環出力で熱媒循環手段を作動させた場合の追焚き効率である第1追焚き効率と、第1通常熱媒循環出力よりも小さい第2通常熱媒循環出力で熱媒循環手段を作動させた場合の追焚き効率である第2追焚き効率とを比較する。そして第1追焚き効率よりも第2追焚き効率の方が大きい場合は、第2通常熱媒循環出力で熱媒循環手段を作動させ、第1追焚き効率よりも第2追焚き効率の方が小さい場合は、第1通常熱媒循環出力で熱媒循環手段を作動させるので、熱媒循環手段の出力を下げた方が追焚き効率が大きくなる場合は熱媒循環手段の出力が下がることになる。つまり、風呂装置全体の総合的な効率である追焚き効率を監視しながら、追焚き効率が大きくなるように熱媒循環手段の出力が変更されるので、よりエネルギー効率に優れた風呂装置を実現できる。

0012

本発明に係る風呂装置の更なる特徴構成は、前記第2熱交換器から前記第1熱交換器へ送られる前記熱媒の温度である第2熱交出温度を検出する第2熱交出温度検出手段を備え、前記熱媒循環制御手段は、前記第2熱交出温度の単位時間当たりの上昇率所定値を下回った時に前記初期追焚き期間が終了したと判断するようにした点にある。

0013

追焚き処理を開始すると、当初は高い上昇率で第2熱交出温度が上昇するが、その後上昇率は徐々に減少する。これは、第2熱交換器での熱交換の状況が安定状態に近づいたことを示している。上記構成によれば、第2熱交出温度の単位時間当たりの上昇率が所定値を下回った時に初期追焚き期間が終了したと判断して熱媒循環手段の出力が最大出力から通常熱媒循環出力へ変更されるので、その際には第2熱交換器での熱交換の状況が安定状態に近づいているため、熱交換の効率が高い状態で消費電力の低減を行うことができ、エネルギー効率の高い風呂装置の実現に好適である。

0014

本発明に係る風呂装置の更なる特徴構成は、前記浴槽水回路に前記浴槽水を循環させる浴槽水循環手段と、前記追焚き処理の開始時にあたる前記初期追焚き期間では前記浴槽水の循環流量が最大となるように前記浴槽水循環手段を最大の出力で作動させ、前記初期追焚き期間の終了後に前記浴槽水循環手段を前記最大の出力よりも小さい通常浴槽水循環出力で作動させる浴槽水循環制御手段を備えた点にある。

0015

上記構成によれば、熱媒循環制御手段に加えて浴槽水循環制御手段を備え、初期追焚き期間では浴槽水の循環流量が最大となるように浴槽水循環手段を最大の出力で作動させ、初期追焚き期間の終了後に浴槽水循環手段を最大の出力よりも小さい通常浴槽水循環出力で作動させるので、循環流量の変更による熱効率の向上と消費電力の削減をより大きくすることができ、エネルギー効率の高い風呂装置の実現にさらに好適である。

0016

本発明に係る風呂装置の更なる特徴構成は、前記熱媒循環手段の消費電力と前記浴槽水循環手段の消費電力と前記燃焼式加熱装置への投入熱量との和で前記浴槽への入力熱量を除算した追焚き効率を検知する追焚き効率検知手段と、前記熱媒循環手段の出力と前記浴槽水循環手段の出力とを決定する通常循環出力決定手段とを備え、前記通常循環出力決定手段は、前記最大の出力よりも小さい第1通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させるとともに前記最大の出力よりも小さい第1通常浴槽水循環出力で前記浴槽水循環手段を作動させた場合の前記追焚き効率である第1追焚き効率と、前記第1通常熱媒循環出力よりも小さい第2通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させるとともに前記第1通常浴槽水循環出力よりも小さい第2通常浴槽水循環出力で前記浴槽水循環手段を作動させた場合の前記追焚き効率である第2追焚き効率とを比較し、前記第1追焚き効率よりも前記第2追焚き効率の方が大きい場合は、前記第2通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させるとともに前記第2通常浴槽水循環手段を作動させ、前記第1追焚き効率よりも前記第2追焚き効率の方が小さい場合は、前記第1通常熱媒循環出力で前記熱媒循環手段を作動させるとともに前記第1通常浴槽水循環出力で前記浴槽水循環手段を作動させる点にある。

0017

上記特徴構成によれば、通常循環出力決定手段は、最大の出力よりも小さい第1通常熱媒循環出力で熱媒循環手段を作動させるとともに最大の出力よりも小さい第1通常浴槽水循環出力で浴槽水循環手段を作動させた場合の追焚き効率である第1追焚き効率と、第1通常熱媒循環出力よりも小さい第2通常熱媒循環出力で熱媒循環手段を作動させるとともに第1通常浴槽水循環出力よりも小さい第2通常浴槽水循環出力で浴槽水循環手段を作動させた場合の追焚き効率である第2追焚き効率とを比較する。そして第1追焚き効率よりも第2追焚き効率の方が大きい場合は、第2通常熱媒循環出力で熱媒循環手段を作動させるとともに第2通常浴槽水循環手段を作動させ、第1追焚き効率よりも第2追焚き効率の方が小さい場合は、第1通常熱媒循環出力で熱媒循環手段を作動させるとともに第1通常浴槽水循環出力で浴槽水循環手段を作動させるので、熱媒循環手段と浴槽水循環手段の出力を下げた方が追焚き効率が大きくなる場合は熱媒循環手段と浴槽水循環手段の出力が下がることになる。つまり、風呂装置全体の総合的な効率である追焚き効率を監視しながら、追焚き効率が大きくなるように熱媒循環手段と浴槽水循環手段の出力が変更されるので、よりエネルギー効率に優れた風呂装置を実現できる。

0018

本発明に係る風呂装置の更なる特徴構成は、前記第2熱交換器から前記第1熱交換器へ送られる前記熱媒の温度である第2熱交出温度を検出する第2熱交出温度検出手段と、前記第2熱交換器から前記浴槽へ送られる前記浴槽水の温度である浴槽入温度を検出する浴槽入温度検出手段と、前記第2熱交出温度の単位時間当たりの上昇率が所定値を下回り、かつ、前記浴槽入温度の単位時間当たりの上昇率が所定値を下回った時に前記初期追焚き期間が終了したと判断する第1循環制御手段を備える

0019

追焚き処理を開始すると、当初は高い上昇率で第2熱交出温度が上昇するが、その後上昇率は徐々に減少する。これは、第2熱交換器での熱交換の状況が安定状態に近づいたことを示している。また同様に、追焚き処理の開始時に高い上昇率で浴槽入温度が上昇するが、その後上昇率は徐々に減少する。この現象も、第2熱交換器での熱交換の状況が安定状態に近づいたことを示す。上記構成によれば、第2熱交出温度の単位時間当たりの上昇率が所定値を下回り、かつ浴槽入温度の単位時間当たりの上昇率が所定値を下回ったときに初期追焚き期間が終了したと判断して、熱媒循環手段の出力が最大出力から通常熱媒循環出力へ変更され、浴槽水循環手段の出力が最大出力から通常浴槽水循環出力へ変更されるので、その際には第2熱交換器での熱交換の状況が安定状態に近づいているため、熱交換の効率が高い状態で消費電力の低減を行うことができ、エネルギー効率の高い風呂装置の実現に好適である。

0020

上記目的を達成するための本発明に係る風呂装置の特徴構成は、熱媒加熱用の燃焼式加熱装置と、燃焼式加熱装置の燃焼により熱媒を加熱する第1熱交換器を有する熱媒循環回路と、浴槽内の浴槽水が循環される浴槽水循環回路と、前記熱媒循環回路を通流する熱媒と前記浴槽水循環回路を通流する浴槽水とを熱交換させて前記浴槽水を加熱する第2熱交換器とを備えた風呂装置において、前記浴槽水循環回路に前記浴槽水を循環させる浴槽水循環手段と、前記燃焼式加熱装置の作動状態で、前記熱媒循環回路に熱媒を循環させると共に前記浴槽水循環回路に浴槽水を循環させて浴槽水を加熱する追焚き処理を行う追焚き処理手段と、前記追焚き処理の開始時にあたる初期追焚き期間では前記浴槽水の循環流量が最大となるように前記浴槽水循環手段を最大の出力で作動させ、前記初期追焚き期間の終了後に前記浴槽水循環手段を前記最大の出力よりも小さい通常浴槽水循環出力で作動させる浴槽水循環制御手段を備えた点にある。

0021

上記特徴構成によれば、追焚き処理の開始時にあたる初期追焚き期間では浴槽水の循環流量が最大となるように浴槽水循環手段を最大の出力で作動させ、初期追焚き期間の終了後に浴槽水循環手段を最大の出力よりも小さい通常浴槽水循環出力で作動させるので、まず初期追焚き期間において第2熱交換器の熱効率を向上させることができる。浴槽水循環手段を最大の出力で作動させることにより消費電力は増大するが、初期追焚き期間の終了後に通常浴槽水循環出力で作動させることにより消費電力を抑制できる。すなわち上記特徴構成により、熱効率の向上と消費電力の増大抑制を両立させて、全体としてエネルギー効率の高い風呂装置を実現することができる。

0022

本発明に係る風呂装置の更なる特徴構成は、前記熱媒循環回路に前記熱媒を循環させる熱媒循環手段と、前記熱媒循環手段の消費電力と前記浴槽水循環手段の消費電力と前記燃焼式加熱装置への投入熱量との和で前記浴槽への入力熱量を除算した追焚き効率を検知する追焚き効率検知手段とを備え、前記浴槽水循環手段は、前記最大の出力よりも小さい第1通常浴槽水循環出力で前記浴槽水循環手段を作動させた場合の前記追焚き効率である第1追焚き効率と、前記第1通常浴槽水循環出力よりも小さい第2通常浴槽水循環出力で前記浴槽水循環手段を作動させた場合の前記追焚き効率である第2追焚き効率とを比較し、前記第1追焚き効率よりも前記第2追焚き効率の方が大きい場合は、前記第2通常浴槽水循環出力で前記浴槽水循環手段を作動させ、前記第1追焚き効率よりも前記第2追焚き効率の方が小さい場合は、前記第1通常浴槽水循環出力で前記浴槽水循環手段を作動させる点にある。

0023

上記特徴構成によれば、浴槽水循環手段は、最大の出力よりも小さい第1通常浴槽水循環出力で浴槽水循環手段を作動させた場合の追焚き効率である第1追焚き効率と、第1通常浴槽水循環出力よりも小さい第2通常浴槽水循環出力で浴槽水循環手段を作動させた場合の追焚き効率である第2追焚き効率とを比較する。そして第1追焚き効率よりも第2追焚き効率の方が大きい場合は、第2通常浴槽水循環出力で浴槽水循環手段を作動させ、第1追焚き効率よりも第2追焚き効率の方が小さい場合は、第1通常浴槽水循環出力で浴槽水循環手段を作動させるので、浴槽水循環手段の出力を下げた方が追焚き効率が大きくなる場合は浴槽水循環手段の出力が下がることになる。つまり、風呂装置全体の総合的な効率である追焚き効率を監視しながら、追焚き効率が大きくなるように浴槽水循環手段の出力が変更されるので、よりエネルギー効率に優れた風呂装置を実現できる。

0024

本発明に係る風呂装置の更なる特徴構成は、前記第2熱交換器から前記浴槽へ送られる前記浴槽水の温度である浴槽入温度を検出する浴槽入温度検出手段を備え、前記浴槽水循環制御手段は、前記浴槽入温度の単位時間当たりの上昇率が所定値を下回った時に前記初期追焚き期間が終了したと判断する点にある。

0025

追焚き処理を開始すると、当初は高い上昇率で第2熱交出温度が上昇するが、その後上昇率は徐々に減少する。これは、第2熱交換器での熱交換の状況が安定状態に近づいたことを示している。上記構成によれば、第2熱交出温度の単位時間当たりの上昇率が所定値を下回った時に初期追焚き期間が終了したと判断して浴槽水循環手段の出力が最大出力から通常浴槽水循環出力へ変更されるので、その際には第2熱交換器での熱交換の状況が安定状態に近づいているため、熱交換の効率が高い状態で消費電力の低減を行うことができ、エネルギー効率の高い風呂装置の実現に好適である。

0026

本発明に係る風呂装置の更なる特徴構成は、前記浴槽への入力熱量を前記燃焼式加熱装置への投入熱量で除算した追焚き効率を算出する追焚き効率検知手段を備え、前記追焚き処理手段は、前記追焚き効率検知手段により検知された追焚き効率の上昇率が初期追焚き期間終了判定値を下回った時に前記初期追焚き期間が終了したと判断する第2循環制御手段を備える点にある。

0027

追焚き処理の開始当初は、燃焼式加熱装置から供給される熱が熱媒循環回路や浴槽水循環回路、熱交換器等の温度上昇に用いられてしまうため、追焚き効率は小さいが、これら機器の温度が定常状態に近づくと浴槽への入力熱量が増加して追焚き効率は急速に上昇する。その後、第2熱交換器での熱交換の状況が安定状態に近づき、追焚き効率の上昇率は減少する。上記構成によれば、追焚き効率の上昇率が初期追焚き期間終了判定値を下回った時に初期追焚き期間が終了したと判断するので、熱交換が定常状態に達していない初期追焚き期間には循環手段が最大出力で運転されることにより熱効率を向上させ、初期追焚き期間の終了後には消費電力を低減させることができるので、エネルギー効率の高い風呂装置の実現に好適である。

図面の簡単な説明

0028

本発明の風呂装置の概略構成
本発明に係る風呂装置の制御を示す説明図
本発明に係る循環出力と消費電力の関係の例を示すグラフ

実施例

0029

本発明は、所謂、間接加熱方式の風呂装置において、特に、熱媒および浴槽水の循環流量を適切に制御することにより追焚き処理の効率を改善することが可能な風呂装置に関する。以下、第1実施形態として本発明の風呂装置に係る実施形態(熱媒循環手段の制御)を図面に基づいて説明する。
風呂装置100は、暖房端末HU、LUに熱を供給すると共に浴槽10および給湯栓33に温度調整した湯水を供給すべく、熱媒および湯水を加熱・供給可能な熱源機Gと、当該熱源機Gの運転を制御する運転制御部Cと、その運転制御部Cに各種運転指令を発するメインリモコンR1および浴室リモコンR2とを備えて構成されている。
ちなみに、メインリモコンR1は炊事場の近傍に設置され、浴室リモコンR2は浴槽10が設置された浴室内に設けられている。

0030

〔熱源機に係る構成〕
図1に示すように、熱源機Gは、ケーシング51により外囲されるものであり、一般家庭用水道管に接続された給水路L2からの水をガス燃焼式給湯用バーナg1により加熱して、加熱後の湯水を給湯栓33や浴槽10へ供給する給湯用加熱部H1と、高温暖房端末HUおよび低温暖房端末LUへ循環供給する熱媒や浴槽10の内部に貯留される浴槽水を追焚きする熱媒をガス燃焼式の熱媒加熱用バーナg2により加熱する熱媒加熱部H2とを備えて構成されている。ちなみに、高温暖房端末HUとしては浴室暖房乾燥機が、低温暖房端末LUとしては床暖房装置が設けられている。

0031

図1に示すように、給湯用加熱部H1に備えられる給湯用バーナg1には、一般家庭用の燃料ガス(例えば、都市ガス13A)を供給する第1ガス供給路21aが接続されており、熱媒加熱部H2に備えられる熱媒加熱用バーナg2にも、燃料ガスを供給する第2ガス供給路21bが接続されている。第1ガス供給路21aおよび第2ガス供給路21bの夫々には、燃料ガスの供給を断続する開閉弁V1、V3と、燃料ガス供給量を調整する電磁式ガス比例弁V2、V4が夫々設けられている。また、給湯用加熱部H1および熱媒加熱部H2には、給湯用バーナg1および熱媒加熱用バーナg2の夫々に、燃焼用空気を供給する燃焼用ファン12a、12bが設けられている。
なお図示は省略するが、給湯用バーナg1および熱媒加熱用バーナg2の近傍には、点火用のイグナイタおよび着火を検出するフレームロッドが設けられている。

0032

給湯用加熱部H1および熱媒加熱部H2には、バーナg1、g2の燃焼排ガス顕熱を主に回収する主熱交換器EX1、EX3と、潜熱を主に回収する副熱交換器EX2、EX4とを備えて構成されている。ここで、主熱交換器EX1、EX3と副熱交換器EX2、EX4とは、給湯用バーナg1および熱媒加熱用バーナg2から排気路22へ向かう燃焼排ガスの流動方向において、副熱交換器EX2、EX4が主熱交換器EX1、EX3よりも下流側に位置する状態で配設されている。なお、本発明にあっては、熱媒加熱部H2に設けられる主熱交換器EX3と副熱交換器EX4とが第1熱交換器として機能する。
これにより、給湯用加熱部H1においては、湯水が、副熱交換器EX2にて主として給湯用バーナg1の燃焼排ガスの潜熱により加熱された後、主熱交換器EX1にて主として給湯用バーナg1の燃焼排ガスの顕熱により加熱される。また、熱媒加熱部H2においては、熱媒が、副熱交換器EX4にて主として熱媒加熱用バーナg2の燃焼排ガスの潜熱により加熱された後、主熱交換器EX3にて主として熱媒加熱用バーナg2の燃焼排ガスの顕熱により加熱される。

0033

給湯用加熱部H1の副熱交換器EX2および熱媒加熱部H2の副熱交換器EX4からは、燃焼生成水である酸性凝縮水、即ち、ドレンが生成するが、当該ドレンはドレンパン23に集められ中和器24にて中和された後、ドレンタンク25に貯留されるように構成されている。ドレンタンク25には、ドレンの貯留量が上限貯留量以上であることを検出するドレンセンサS1が設けられおり、当該ドレンセンサS1にてドレンの貯留量が上限貯留量以上であることが検出されると、ドレン排水ポンプP3が作動し、ドレンタンク25に貯留されているドレンが、排水管L1を介して、浴室の床面に設けられた排水口13から外部に排出されるように構成されている。ちなみに、排水管L1のうち熱源機Gの外部(ケーシング51の外側)に位置する部分は、後述する浴槽戻り路L7のうち、熱源機Gの外側に配設される浴槽戻り外管L7bの内部に配設されている。

0034

給湯に係る構成〕
給水路L2が、給湯用加熱部H1の副熱交換器EX2の入口に接続されている。一端に給湯栓33を有する給湯路L4の他端が、給湯用加熱部H1における主熱交換器EX1の出口に接続されている。これにより、給水路L2から供給される湯水は、副熱交換器EX2および主熱交換器EX1にて順に加熱された後、給湯路L4を介して給湯栓33から供給される。

0035

給水路L2には、給水温度を検出する給水サーミスタS7と給水流量を検出する流量センサS8とが設けられている。給水路L2における給水サーミスタS7および流量センサS8よりも下流側の箇所が、主熱交換器EX1および副熱交換器EX2を迂回する給水バイパス路L3にて、給湯路L4に接続されている。
給湯路L4には、給水バイパス路L3の接続箇所よりも上流側に、主熱交換器EX1からの湯水温度を検出する出湯サーミスタS4が設けられている。給湯路L4における給水バイパス路L3の接続箇所よりも下流側には、上流側から順に、給湯としての湯水温度を検出する給湯サーミスタS6、湯水流量を調整可能な比例弁V9、一般給湯割り込みを検出する割り込み検出用水量センサS9が設けられている。
また、給湯路L4と給水バイパス路L3との接続箇所には、主熱交換器EX1からの湯水と給水バイパス路L3からの湯水との混合比を調整可能なミキシング弁V11が設けられている。
上より、各サーミスタおよび流量センサの出力に基づいて、給水バイパス路L3を通流する流量が調整される形態で、給湯温度がメインリモコンR1にて設定される目標給湯温度に調整され、給湯栓33から給湯される。

0036

〔熱媒循環に係る構成〕
熱媒循環回路は、熱媒加熱部H2の主熱交換器EX3の出口から流出した熱媒を、熱媒と浴槽水とを熱交換する追焚き熱交換器EX5(第2熱交換器の一例)に通過させ熱媒加熱部H2の副熱交換器EX4の入口へ戻す追焚き回路C1と、熱媒加熱部H2の主熱交換器EX3の出口から流出した熱媒を高温暖房端末HUを通過させ熱媒加熱部H2の副熱交換器EX4の入口へ戻す高温暖房回路C2と、熱媒加熱部H2の主熱交換器EX3の出口から流出した熱媒を追焚き熱交換器EX5と高温暖房端末HUとをバイパス状態で熱媒加熱部H2の副熱交換器EX4の出口へ導く熱媒バイパス路L9と、熱媒加熱部H2の主熱交換器EX3の出口から流出した熱媒を熱媒バイパス路L9を介して低温暖房端末LUを通過させ熱媒加熱部H2の副熱交換器EX4の入口へ戻す低温暖房回路C3とを備えている。ここで、追焚き回路C1は、熱媒加熱部H2の主熱交換器EX3の出口から追焚き熱交換器EX5までに配設される追焚き往き路L11と、追焚き熱交換器EX5から熱媒加熱部H2の副熱交換器EX4の入口までに配設される追焚き戻り路L10とを備えている。

0037

熱媒バイパス路L9には、熱媒のバイパス流量を調整自在なバイパス熱動弁V12が設けられ、追焚き回路C1の追焚き往き路L11には、追焚き熱交換器EX5を通過する熱媒流量を調整可能な追焚き用熱動弁V8が設けられ、高温暖房回路C2には、高温暖房端末HUを通過する熱媒流量を調整可能な高温暖房用熱動弁V10が設けられ、低温暖房回路C3には、低温暖房端末LUを通過する熱媒流量を調整可能な低温暖房用熱動弁V13が設けられている。
また、熱媒加熱部H2の副熱交換器EX4の出口と主熱交換器EX3の入口との間には、熱媒を副熱交換器EX4から主熱交換器EX3の側へ圧送する熱媒循環ポンプP2が設けられている。
さらに、熱媒加熱部H2の主熱交換器EX3の出口には、当該出口から流出する湯水温度を検出する熱媒サーミスタS3が設けられ、追焚き熱交換器EX5の出口には、当該出口から流出する湯水温度を検出する追焚き用熱交出サーミスタS13が設けられると共に、図示は省略するが低温暖房端末LUおよび高温暖房端末HUの内部には、自身を通過した熱媒の温度を検出する高温暖房サーミスタおよび低温暖房サーミスタが夫々備えられている。
なお、熱媒加熱部H2の副熱交換器EX4への入口には、熱媒の膨張を吸収可能な膨張タンク50が設けられている。

0038

〔追焚きに係る構成〕
追焚き熱交換器EX5の湯水出口と浴槽10の側壁部下方側に装着された循環アダプタ11とが、浴槽往き路L8にて接続され、循環アダプタ11と追焚き熱交換器EX5の湯水入口とが、浴槽戻り路L7にて接続され、その浴槽戻り路L7に、浴槽10の湯水を吸引して追焚き熱交換器EX5へ送出する浴槽水循環ポンプP1が設けられている。
説明を追加すると、浴槽往き路L8が、熱源機Gの内部に位置する浴槽往き内管L8aと、熱源機Gから外部へ延出されて循環アダプタ11の往き用接続部11aに接続される浴槽往き外管L8bとから構成されている。また、浴槽戻り路L7が、熱源機Gの内部に位置する浴槽戻り内管L7aと、熱源機Gから外部へ延出されて、循環アダプタ11の戻り用接続部11bに接続される浴槽戻り外管L7bとから構成されている。そして、浴槽戻り路L7と浴槽往き路L8とで本発明の浴槽水循環回路を構成する。

0039

浴槽戻り路L7には、上流側から順に、浴槽戻り路L7の内部の湯水の圧力を検出することによって浴槽10内の水位を検出する水位センサS10、浴槽10から戻る浴槽水の温度を検出する浴槽戻りサーミスタS2、浴槽戻り路L7を開閉する電磁式の開閉弁V7、上述した浴槽水循環ポンプP1、および水流スイッチ41が設けられている。
また、浴槽往き路L8には、浴槽10に供給される湯水の温度を検出する浴槽往きサーミスタS5が設けられている。

0040

湯張りに係る構成〕
給湯路L4における比例弁V9と割り込み検出用水量センサS9との間の箇所から、給湯路L4からの湯水を浴槽10へ供給するための湯張り路L5が分岐されて、その湯張り路L5が、浴槽戻り路L7における浴槽水循環ポンプP1と水流スイッチ41との間に接続されている。当該湯張り路L5には、上流側から順に、湯張り路L5を開閉する電磁式の開閉弁V5と、湯張り路L5に連通する空気層形成用ホッパ40と、逆止弁42とが設けられている。
空気層形成用ホッパ40には、湯水を排水する排水路L6と、当該排水路L6を開閉する電磁式の排水弁V6とが設けられ、排水路L6の下流側端部が浴槽戻り路L7における開閉弁V7と浴槽水循環ポンプP1との間に接続されている。
従って、開閉弁V5を開弁すると、給湯用加熱部H1にて加熱され湯張り路L5を介して供給される湯水が、浴槽戻り路L7に供給され、浴槽戻り路L7に供給された湯水が浴槽10側と追焚き熱交換器EX5側の両側に向けて分流する形態で供給されることになる。即ち、湯張り路L5を介して供給される湯水は、浴槽往き路L8および浴槽戻り路L7の両方を介して浴槽10に供給される。

0041

〔熱源機の運転制御〕
熱源機Gは、上述した機器類装備するものであって、上述の説明から明らかなように、加熱した湯水を給湯栓33に供給する給湯処理、加熱した湯水を浴槽10へ供給する湯張り処理、加熱した熱媒を暖房端末HU、LUへ循環供給する端末加熱処理、および浴槽10内の浴槽水を加熱する追焚き処理、並びにドレン排水処理を行うように構成されている。

0042

即ち、運転制御部Cが、後述する如く、メインリモコンR1や浴室リモコンR2からの指令情報、およびケーシング51の内部に装備したセンサ類検出情報に基づいて、ケーシング51の内部に装備した機器類を作動させて、給湯処理による給湯運転、湯張り処理等による自動湯張り運転、自動湯張り運転に続いて行う保温運転、浴槽10に追加で湯張り給湯する足し湯運転、端末加熱処理による高温暖房運転・低温暖房運転、および追焚き処理による手動追焚き運転、並びに、ドレン排水処理によるドレン排水運転を実行するように構成されている。

0043

リモコンに係る構成〕
メインリモコンR1および浴室リモコンR2は、同様に構成されるものであり、以下、メインリモコンR1を代表にして説明する。
図1に示すように、メインリモコンR1には、運転の開始と停止を指令する運転スイッチSw1、自動湯張り運転指令を指令する風呂自動スイッチSw2、給湯温度を設定する給湯温度設定スイッチSw3、設定湯張り温度としての目標湯張り温度を設定する浴槽温度設定スイッチSw4、浴槽10の浴槽水の目標水位を設定する水位設定スイッチSw5、浴槽10に追加で湯張り給湯する足し湯スイッチSw6、手動追焚き運転を指令する追焚きスイッチSw7、設定温度等の各種情報を表示する表示部81、暖房運転の開始を指令する暖房運転スイッチSw8、および湯張りが終了したこと等を報知する報知装置82等が設けられている。

0044

〔運転制御の詳細〕
運転制御部Cは、運転スイッチSw1が操作されると制御可能な状態になり、給湯栓33が開操作されると給湯栓33から湯水を給湯する給湯運転を実行する。
また、運転制御部Cは、風呂自動スイッチSw2がオン操作されて湯張り運転指令が指令されると、浴槽10内に湯を供給して設定湯張り温度の湯張りを完了する自動湯張り運転を実行するように構成されている。

0045

つまり運転制御部Cは、湯張り運転指令が指令されると、浴槽10の浴槽水の温度が目標湯張り温度になり且つ浴槽10の浴槽水の水位が目標水位になるように湯張り処理を行う、自動湯張り運転を実行するように構成されている。

0046

また運転制御部Cは、自動湯張り運転を終了した後、風呂自動スイッチSw2のオフにより湯張り運転指令が解除されるまでの間は、浴槽10内の浴槽水の温度が設定湯張り温度になり且つ浴槽10内の浴槽水の水位が目標水位になる湯張り状態を維持する保温運転を実行するように構成されている。

0047

また運転制御部Cは、保温運転の実行中に追焚きスイッチSw7が操作されて追焚き運転指令が指令された場合や、風呂自動スイッチSw2のオフ操作により湯張り運転指令が解除され、すなわち保温運転を停止した状態において、追焚きスイッチSw7が操作されて追焚き運転指令が指令された場合には、追焚き運転を実行し、また、足し湯スイッチSw6が操作されると足し湯運転を実行するように構成されている。

0048

以下、自動湯張り運転、保温運転および追焚き運転について説明を加える。まず、これらの運転に先立って行われる判定処理について説明する。

0049

〔判定処理〕
運転制御部Cは、自動湯張り運転、保温運転、および追焚き運転を実行する際に、次に述べる判定処理を実行して、水流スイッチ41のオンオフ情報および水位センサS10の検出水位に基づく浴槽10内の浴槽水の水位の確定や、浴槽戻りサ−ミスタS2の検出温度に基づく浴槽10内の浴槽水の温度の確定を行うように構成されている。

0050

すなわち、運転制御部Cは、判定処理では、循環判定用設定時間の間、浴槽水循環ポンプP1を作動させて、その浴槽水循環ポンプP1の作動中において、水流スイッチ41や浴槽戻りサ−ミスタS2の検出情報を読み込み、水流スイッチ41が水流を検出することを条件として、浴槽水循環ポンプP1を停止させた後、待機用設定時間が経過すると、水位センサS10の検出情報を読み込むように構成されている。

0051

〔自動湯張り運転(湯張り処理、追焚き処理)〕
運転制御部Cは、風呂自動スイッチSw2がオン操作されると上述の判定処理を行い、判定処理にて確定した浴槽10の湯水の水位が目標水位よりも低いときに、自動湯張り運転を実行するように構成されている。
自動湯張り運転では、運転制御部Cは、浴槽10に湯を供給する湯張り処理と上述の判定処理を順に実行し、水位センサS10の検出水位が目標水位以上になると湯張り処理を停止して、浴槽水の温度が目標湯張り温度になるように追焚きする追焚き処理を実行した後、自動湯張り運転を終了する。

0052

(湯張り処理)
運転制御部Cは、湯張り処理では、開閉弁V5を開弁し、且つ、上述の給湯処理と同様に給湯用バーナg1に点火し、浴槽温度設定スイッチSw4にて設定された目標湯張り温度、流量センサS8の検出水量、給水サ−ミスタS7の検出水温および給湯サ−ミスタS6の検出温度などに基づいて、給湯サ−ミスタS6の検出温度が目標湯張り温度になるように、ガス比例弁V2の開度およびミキシング弁V11の開度を調節する。そして湯張り処理の停止の際には、開閉弁V5を閉弁し、給湯用バーナg1の燃焼を停止するように構成されている。

0053

(追焚き処理)
また運転制御部Cは、追焚き処理では、追焚き用熱動弁V8を開弁した状態で浴槽水循環ポンプP1および熱媒循環ポンプP2を作動させて、浴槽10内の湯水を浴槽戻り路L7および浴槽往き路L8を通して循環させ、それに併せて、熱媒加熱部H2における燃焼用ファン12aを駆動した後、開閉弁V1を開弁してイグナイタにより熱媒加熱用バーナg2に点火し、熱媒サーミスタS3の検出温度が追焚き用設定熱媒温度(例えば80℃)になるように、ガス比例弁V4の開度を調節する。運転制御部Cにおいて、この追焚き処理を実行する機能部位を追焚き処理手段M1と記載している。
なお本実施形態では追焚き処理において、第1追焚き処理と第2追焚き処理のいずれを行うかを決定する選択処理と、第2追焚き処理を行う際の熱媒の温度を決定する熱媒温度決定処理、追焚き時間を変更・決定する追焚き時間決定処理が行われる。これらの処理については後述する。

0054

そして、浴槽戻りサ−ミスタS2の検出温度が目標湯張り温度以上になると、運転制御部Cは、開閉弁V3を閉弁させて熱媒加熱用バーナg2の燃焼を停止させ、燃焼用ファン12aを停止させて追焚き処理を終了する。

0055

〔保温運転〕
運転制御部Cは、自動湯張り運転を終了した後において風呂自動スイッチSw2がオン状態になっている間は、保温運転を実行する。すなわち、追焚き運転周期が経過する毎に、判定処理を実行して、浴槽10の湯水の温度および水位を検出する。

0056

判定処理を実行した結果、浴槽10の湯水の水位が目標水位よりも低いときは、水位センサS10の検出水位が通常用目標水位以上になるまで湯張り処理と判定処理を交互に繰り返し実行し、検出水位が目標水位以上になったとき、浴槽戻りサ−ミスタS2の検出温度が目標湯張り温度よりも低い場合は、浴槽戻りサ−ミスタS2の検出温度が目標湯張り温度以上になるまで追焚き処理を実行する。

0057

判定処理を実行した結果、浴槽10の湯水の水位が目標水位以上で且つ浴槽10の湯水の温度が目標湯張り温度よりも低いときは、浴槽戻りサ−ミスタS2の検出温度が目標湯張り温度以上になるまで追焚き処理を実行する。また、判定処理を実行した結果、浴槽10の湯水の水位が目標水位以上で且つ浴槽10の湯水の温度が目標湯張り温度以上のときは、特別な処理を行わずに待機する。

0058

〔手動追焚き運転〕
運転制御部Cは、追焚きスイッチSw7が操作されると、上述した判定処理を行い、浴槽戻りサ−ミスタS2の検出温度を読み込む。

0059

浴槽戻りサ−ミスタS2の検出温度が目標湯張り温度よりも低い場合は、上述した追焚き処理を行う。すなわち運転制御部Cは、追焚き用熱動弁V8を開弁した状態で熱媒循環ポンプP2および浴槽水循環ポンプP1を作動させて、浴槽10内の湯水を浴槽戻り路L7および浴槽往き路L8を通して循環させ、それに併せて、熱媒加熱部H2における燃焼用ファン12aを駆動した後、開閉弁V3を開弁してイグナイタにより熱媒加熱用バーナg2を点火する。そして、熱媒サーミスタS3の検出温度が追焚き用設定熱媒温度(例えば80℃)になるように、ガス比例弁V4の開度を調節することにより、浴槽水を加熱する。

0060

浴槽戻りサ−ミスタS2の検出温度が目標湯張り温度以上になると、開閉弁V3を閉弁させて熱媒加熱用バーナg2の燃焼を停止させ、燃焼用ファン12aを停止させて手動追焚き運転を終了する。

0061

以上、説明したように、本願に係る風呂装置は、自動湯張り運転、保温運転、および手動追焚き運転が可能となっており、これらの運転において追焚き処理が行われる。
第1実施形態の追焚き処理においては、追焚き処理の開始時にあたる初期追焚き期間では熱媒循環ポンプP2(熱媒循環手段)を最大の出力で作動させ、初期追焚き期間の終了後には通常熱媒循環出力で作動させる制御が行われる。

0062

〔追焚き処理手段の詳細〕
以下、運転制御部Cに備えられる、本発明の各特長手段M1〜M6、Mmの構成およびその働きについて、図2に基づいて説明する。図2は運転制御部Cの機能構成を示す機能構成図である。

0063

図2に示すように、運転制御部Cには、追焚き処理において熱源機Gの各構成を制御する追焚き制御手段M2の他に、循環制御手段M3、追焚き効率検知手段M4、消費電力検知手段M5、通常循環出力決定手段M6、が備えられ、これらが追焚き処理手段M1を構成している。
また運転制御部Cには、追焚き処理手段M1で適宜使用される情報を記憶した記憶手段Mmが備えられており、この記憶手段Mmには、浴槽水循環ポンプP1に関する、運転時に用いられる最大出力q1maxおよび出力q1と消費電力W1の関係(W1=f(q1))を示す情報Mm1と、熱媒循環ポンプP2に関する、運転時に用いられる最大出力q2maxおよび出力q2と消費電力W2の関係(W2=f(q2))を示す情報Mm2とが記憶情報として含まれている。

0064

〔追焚き制御手段〕
追焚き制御手段M2は、追焚き処理を行う旨の指令を受け付けると、追焚き用熱動弁V8を開弁した状態で熱媒循環ポンプP2を作動させることにより、主熱交換器EX3および副熱交換器EX4にて加熱された熱媒を追焚き熱交換器EX5に循環供給する。そしてその状態において、浴槽水循環ポンプP1を作動させることにより、浴槽10に貯留された浴槽水を浴槽戻り路L7および浴槽往き路L8を通して追焚き熱交換器EX5に循環供給して、追焚き熱交換器EX5にて加熱する。浴槽水循環ポンプP1および熱媒循環ポンプP2の出力(すなわち熱媒および浴槽水の循環流量)は、後述する循環制御手段M3により制御される。

0065

これに併せて追焚き制御手段M2は、熱媒加熱部H2における燃焼用ファン12aを駆動した後、開閉弁V1を開弁してイグナイタにより熱媒加熱用バーナg2に点火し、熱媒サーミスタS3の検出温度に基づいてガス比例弁V4の開度を調節することにより、熱媒の温度を追焚き用設定熱媒温度になるように制御する。

0066

〔消費電力検知手段〕
消費電力検知手段M5は、浴槽水循環ポンプP1および熱媒循環ポンプP2の消費電力を検知可能に構成されている。具体的には、浴槽水循環ポンプP1の消費電力は、情報Mm1(浴槽水循環ポンプP1に関する情報)を参照し、後述する循環制御手段M3が決定する浴槽水循環ポンプP1の出力に基づいて求められる。同様に、熱媒循環ポンプP2の消費電力は、情報Mm2(熱媒循環ポンプP2に関する情報)を参照し、後述する循環制御手段が決定する熱媒循環ポンプP2の出力に基づいて求められる。検知された消費電力は、記憶手段Mmに記憶される。なお各ポンプの消費電力は、各ポンプに電力計を設けて直接検出するように構成してもよい。

0067

図3は、情報Mm1に示される浴槽水循環ポンプP1における出力q1と消費電力W1の関係(W1=f(q1))の例と、情報Mm2に示される熱媒循環ポンプP2における出力q2と消費電力W2の関係(W2=g(q2))の例とを図示したものである。循環ポンプの消費電力(縦軸)は、出力(横軸)に対して単調増加を示す場合が多く、図3の例では出力の2乗に比例して消費電力が増加する。従って、追焚き処理の開始時にあたる初期追焚き期間で熱媒循環ポンプP2(あるいは浴槽水循環ポンプP1)を最大の出力で作動させ、初期追焚き期間の終了後には、最大出力よりも小さい通常熱媒循環出力で作動させることにより、各ポンプでの消費電力を削減し風呂装置全体のエネルギー効率を高めることができる。

0068

〔追焚き効率検知手段〕
追焚き効率検知手段M4は、熱媒循環ポンプP2の消費電力W2と浴槽水循環ポンプP1の消費電力W1と熱媒加熱部H2への投入熱量Qとの和で浴槽10への入力熱量Sを除算した追焚き効率ηを検知するよう構成されている。すなわち、追焚き効率ηは以下の式で計算される。
追焚き効率η=入力熱量S/(消費電力W1+消費電力W2+投入熱量Q)
浴槽10への入力熱量Sは、浴槽往きサーミスタS5により検出される浴槽水往き温度と、浴槽戻りサーミスタS2により検出される浴槽水戻り温度との差に、浴槽水の循環流量および比熱乗算することで算出される。熱媒加熱部H2への投入熱量Qは、熱媒加熱用バーナg2への燃料ガス供給量を調節するガス比例弁V4の開度から求められる。そして、追焚き効率検知手段M4により、上述の入力熱量Sを上述の消費電力W1、消費電力W2および投入熱量Qの和で除算することによって、刻々変化する効率としての追焚き効率η(瞬時効率)が検出され、記憶手段Mmに記憶される。

0069

〔循環制御手段〕
循環制御手段M3は、熱媒循環ポンプP2の出力を制御することにより、追焚き回路C1(熱媒循環回路)を通流する熱媒の流量を制御する。具体的には、追焚き処理の開始時にあたる初期追焚き期間では熱媒の循環流量が最大となるように熱媒循環ポンプP2を最大の出力で作動させ、初期追焚き期間の終了後に熱媒循環ポンプP2を最大の出力よりも小さい通常熱媒循環出力で作動させる。以下、追焚き処理の開始から終了までの動作について説明する。

0070

追焚き処理の開始時、循環制御手段M3は熱媒循環ポンプP2を最大出力q2maxで運転させる。そして追焚き用熱交出サーミスタS13で検出される、追焚き熱交換器EX5から副熱交換器EX4へ送られる熱媒の温度(第2熱交出温度)を監視して、熱媒の温度の単位時間当たりの上昇率を都度算出する。
当該上昇率が記憶手段Mmに記憶された閾値を下回った時、初期追焚き期間が終了したと判断して、以下に述べる通常循環出力決定手段M6による循環出力の調整動作移行する。なお、追焚き用熱交出サーミスタS13が本発明の第2熱交出温度検出手段として動作する。

0071

初期追焚き期間が終了すると、通常循環出力決定手段M6と循環制御手段M3は、熱媒循環ポンプP2を最大出力q2maxに対して予め設定された減少幅(例えば、10%)だけ減少させた出力(通常熱媒循環出力)で作動させる。そして以下のプロセスにより、追焚き効率ηを監視しながら、追焚き効率ηが最大となるように熱媒循環ポンプP2の出力を徐々に減少させる。

0072

(1)予め設定された所定期間(例えば、15秒)の間、熱媒循環ポンプP2を現在の出力(第1通常熱媒循環出力)で作動させる。そして、所定期間が終了した時点の追焚き効率ηを第1追焚き効率η1として記憶手段Mmに記憶させる。

0073

(2)熱媒循環ポンプP2の出力を、第1通常熱媒循環出力より予め設定された減少幅(例えば、5%)だけ減少させた出力(第2通常熱媒循環出力)に変更し、予め設定された所定期間(例えば、15秒)の間作動させる。そして、所定期間が終了した時点の追焚き効率ηを第2追焚き効率η2として記憶手段Mmに記憶させる。

0074

(3)記憶手段Mmに記憶された第1追焚き効率η1と第2追焚き効率η2とを比較する。第2追焚き効率η2の方が大きい場合は、第2通常熱媒循環出力で運転を継続する旨決定し、その出力で熱媒循環ポンプP2を作動させる。
第1追焚き効率η1の方が大きい場合は、第1通常熱媒循環出力に戻して運転を継続する旨決定し、その出力で熱媒循環ポンプP2を作動させる。

0075

(4)予め設定した所定期間(例えば、15秒)の間、(3)で決定した出力で熱媒循環ポンプP2を作動させたあと、(1)のプロセスに戻る。

0076

以上説明した第1実施形態では、熱媒循環ポンプP2が本発明の熱媒循環手段として、循環制御手段M3および通常循環出力決定手段が本発明の熱媒循環制御手段として、消費電力検知手段M5が本発明の熱媒循環消費電力検知手段として動作する。

0077

(第2実施形態)
上述の第1実施形態では、熱媒循環ポンプP2の出力制御による追焚き処理の効率向上が行われたが、以下に説明する第2実施形態では、熱媒循環ポンプP2と浴槽水循環ポンプP1の両方が制御される。なお、風呂装置100の構成および制御の大部分は上述の第1実施形態と同一のため記載を省略し、循環制御手段M3で行われる処理について第1実施形態と異なる点を説明する。

0078

〔循環制御手段〕
循環制御手段M3は、熱媒循環ポンプP2の出力を制御することにより、追焚き回路C1(熱媒循環回路)を通流する熱媒の流量を制御し、浴槽水循環ポンプP1の出力を制御することにより、浴槽戻り路L7および浴槽往き路L8(浴槽水回路)を通流する浴槽水の流量を制御する。具体的には、追焚き処理の開始時にあたる初期追焚き期間では熱媒および浴槽水の循環流量が最大となるように熱媒循環ポンプP2および浴槽水循環ポンプP1を最大の出力で作動させ、初期追焚き期間の終了後に熱媒循環ポンプP2および浴槽水循環ポンプP1を最大の出力よりも小さい通常熱媒循環出力で作動させる。以下、追焚き処理の開始から終了までの動作について説明する。

0079

追焚き処理の開始時、循環制御手段M3は熱媒循環ポンプP2を最大出力q2maxで運転させ、浴槽水循環ポンプP1をq1maxで運転させる。そして追焚き用熱交出サーミスタS13で検出される、追焚き熱交換器EX5から副熱交換器EX4へ送られる熱媒の温度(第2熱交出温度)を監視して、熱媒の温度の単位時間当たりの上昇率を都度算出する。また、浴槽往きサーミスタS5で検出される、追焚き熱交換器EX5から浴槽10へ送られる浴槽水の温度(浴槽入温度)を監視して、浴槽水の温度の単位時間当たりの上昇率を都度算出する。
熱媒温度の上昇率が記憶手段Mmに記憶された閾値を下回り、かつ、浴槽水温度の上昇率が記憶手段Mmに記憶された閾値を下回った時、初期追焚き期間が終了したと判断して、以下に述べる通常循環出力決定手段M6による循環出力の調整動作に移行する。なお、追焚き用熱交出サーミスタS13が本発明の第2熱交出温度検出手段として動作し、浴槽往きサーミスタS5が本発明の浴槽入温度検出手段として動作する。

0080

初期追焚き期間が終了すると、通常循環出力決定手段M6と循環制御手段M3は、熱媒循環ポンプP2を最大出力q2maxに対して予め設定された減少幅(例えば、10%)だけ減少させた出力(通常熱媒循環出力)で作動させ、浴槽水循環ポンプP1を最大出力q1maxに対して予め設定された減少幅(例えば、10%)だけ減少させた出力(通常浴槽水循環出力)で作動させる。そして以下のプロセスにより、追焚き効率ηを監視しながら、追焚き効率ηが最大となるように熱媒循環ポンプP2および浴槽水循環ポンプP1の出力を徐々に減少させる。

0081

(1)予め設定された所定期間(例えば、15秒)の間、熱媒循環ポンプP2を現在の出力(第1通常熱媒循環出力)で作動させ、浴槽水循環ポンプP1を現在の出力(第1通常浴槽水循環出力)で作動させる。そして、所定期間が終了した時点の追焚き効率ηを第1追焚き効率η1として記憶手段Mmに記憶させる。

0082

(2)熱媒循環ポンプP2の出力を、第1通常熱媒循環出力より予め設定された減少幅(例えば、5%)だけ減少させた出力(第2通常熱媒循環出力)に変更する。浴槽水循環ポンプP1の出力を、第1通常浴槽水循環出力より予め設定された減少幅(例えば、5%)だけ減少させた出力(第2通常浴槽水循環出力)に変更する。そして変更した出力にて、予め設定された所定期間(例えば、15秒)の間、熱媒循環ポンプP2と浴槽水循環ポンプP1とを作動させる。そして、所定期間が終了した時点の追焚き効率ηを第2追焚き効率η2として記憶手段Mmに記憶させる。

0083

(3)記憶手段Mmに記憶された第1追焚き効率η1と第2追焚き効率η2とを比較する。第2追焚き効率η2の方が大きい場合は、第2通常熱媒循環出力および第2通常浴槽水循環出力で運転を継続する旨決定し、その出力で熱媒循環ポンプP2および浴槽水循環ポンプP1を作動させる。
第1追焚き効率η1の方が大きい場合は、第1通常熱媒循環出力および第1通常浴槽水循環出力に戻して運転を継続する旨決定し、その出力で熱媒循環ポンプP2および浴槽水循環ポンプP1を作動させる。

0084

(4)予め設定した所定期間(例えば、15秒)の間、(3)で決定した出力で熱媒循環ポンプP2および浴槽水循環ポンプP1を作動させたあと、(1)のプロセスに戻る。

0085

以上説明した第2実施形態では、熱媒循環ポンプP2が本発明の熱媒循環手段として、浴槽水循環ポンプP1が本発明の浴槽水循環手段として、循環制御手段M3が本発明の熱媒循環制御手段、浴槽水循環制御手段および第1循環制御手段として、通常循環出力決定手段M6が本発明の通常循環出力決定手段として、消費電力検知手段M5が本発明の熱媒循環消費電力検知手段と浴槽水循環消費電力検知手段として、それぞれ動作する。

0086

(第3実施形態)
上述の第2実施形態では、浴槽水循環ポンプP1と熱媒循環ポンプP2の両方の出力制御による追焚き処理の効率向上が行われたが、以下に説明する第3実施形態では、浴槽水循環ポンプP1が制御される。なお、風呂装置100の構成および制御の大部分は上述の第1実施形態と同一のため記載を省略し、循環制御手段で行われる処理について第1実施形態と異なる点を説明する。

0087

〔循環制御手段〕
循環制御手段M3は、浴槽水循環ポンプP1の出力を制御することにより、浴槽戻り路L7および浴槽往き路L8(浴槽水循環回路)を通流する浴槽水の流量を制御する。具体的には、追焚き処理の開始時にあたる初期追焚き期間では浴槽水の循環流量が最大となるように浴槽水循環ポンプP1を最大の出力で作動させ、初期追焚き期間の終了後に浴槽水循環ポンプP1を最大の出力よりも小さい通常浴槽水循環出力で作動させる。以下、追焚き処理の開始から終了までの動作について説明する。

0088

追焚き処理の開始時、循環制御手段M3は浴槽水循環ポンプP1を最大出力q1maxで運転させる。そして浴槽往きサーミスタS5で検出される、追焚き熱交換器EX5から浴槽10へ送られる浴槽水の温度(浴槽入温度)を監視して、浴槽水の温度の単位時間当たりの上昇率を都度算出する。
当該上昇率が記憶手段Mmに記憶された閾値を下回った時、初期追焚き期間が終了したと判断して、以下に述べる通常循環出力決定手段M6による循環出力の調整動作に移行する。なお、浴槽往きサーミスタS5が本発明の浴槽入温度検出手段として動作する。

0089

初期追焚き期間が終了すると、通常循環出力決定手段M6と循環制御手段M3は、浴槽水循環ポンプP1を最大出力q1maxに対して予め設定された減少幅(例えば、10%)だけ減少させた出力(通常浴槽水循環出力)で作動させる。そして以下のプロセスにより、追焚き効率ηを監視しながら、追焚き効率ηが最大となるように浴槽水循環ポンプP1の出力を徐々に減少させる。

0090

(1)予め設定された所定期間(例えば、15秒)の間、浴槽水循環ポンプP1を現在の出力(第1通常浴槽水循環出力)で作動させる。そして、所定期間が終了した時点の追焚き効率ηを第1追焚き効率η1として記憶手段Mmに記憶させる。

0091

(2)浴槽水循環ポンプP1の出力を、第1通常浴槽水循環出力より予め設定された減少幅(例えば、5%)だけ減少させた出力(第2通常浴槽水循環出力)に変更し、予め設定された所定期間(例えば、15秒)の間作動させる。そして、所定期間が終了した時点の追焚き効率ηを第2追焚き効率η2として記憶手段Mmに記憶させる。

0092

(3)記憶手段Mmに記憶された第1追焚き効率η1と第2追焚き効率η2とを比較する。第2追焚き効率η2の方が大きい場合は、第2通常浴槽水循環出力で運転を継続する旨決定し、その出力で浴槽水循環ポンプP1を作動させる。
第1追焚き効率η1の方が大きい場合は、第1通常浴槽水循環出力に戻して運転を継続する旨決定し、その出力で浴槽水循環ポンプP1を作動させる。

0093

(4)予め設定した所定期間(例えば、15秒)の間、(3)で決定した出力で浴槽水循環ポンプP1を作動させたあと、(1)のプロセスに戻る。

0094

以上説明した第3実施形態では、浴槽水循環ポンプP1が本発明の熱媒循環手段として、循環制御手段M3および通常循環出力決定手段が本発明の熱媒循環制御手段として、消費電力検知手段M5が本発明の熱媒循環消費電力検知手段として動作する。

0095

(第4実施形態)
上述の第1〜第3実施形態では、初期追焚き期間の終了は、追焚き用熱交出サーミスタS13で検出される熱媒の温度、または浴槽往きサーミスタS5で検出される浴槽水の温度、あるいはそれら両方の温度に基づいて判断された。以下に説明する第4実施形態においては、追焚き効率検知手段M4で検知される追焚き効率に基づいて判断される。なお、風呂装置100の構成および制御の大部分は上述の第1〜第3実施形態と同一のため記載を省略し、循環制御手段M3で行われる初期追焚き期間の終了判断について説明する。

0096

循環制御手段M3(第2循環制御手段)は、追焚き処理の開始時、熱媒循環ポンプP2(または浴槽水循環ポンプP1、あるいは両ポンプ)を最大の出力で運転させる。そして、追焚き効率検知手段M4で検知される追焚き効率ηを監視して、追焚き効率ηの上昇率、すなわち単位時間当たりの変化量を計算し記憶手段Mmに記憶させる。
当該上昇率が記憶手段Mmに記憶された閾値を下回った時、初期追焚き期間が終了したと判断して、通常循環出力決定手段M6による循環出力の調整動作に移行する。

0097

上記の実施形態では、追焚き効率ηを、熱媒循環ポンプP2の消費電力W2と浴槽水循環ポンプP1の消費電力W1と熱媒加熱部H2への投入熱量Qとの和で浴槽10への入力熱量Sを除算して算出したが、消費電力W1、W2または投入熱量Qのいずれかに重み付けのための係数を乗算して追焚き効率ηを計算してもよい。例えば、一次エネルギー換算量にて効率ηを算出するために、消費電力W1、W2に一次エネルギー換算係数α(2.7倍、火力発電所平均効率0.369の逆数)を乗算して、以下の式を用いて追焚き効率ηを計算してもよい。
追焚き効率η=入力熱量S/(α×消費電力W1+α×消費電力W2+投入熱量Q)

0098

なお、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

0099

以上説明したように、追焚き処理の開始時に熱媒または浴槽水、あるいはその両方の循環流量を最大とし、初期追焚き期間の終了時に通常出力で作動させて、エネルギー効率の高い風呂装置として有効に利用することができる。

0100

10 :浴槽
100 :風呂装置
C :運転制御部
C1 :追焚き回路(熱媒循環回路)
EX3 :主熱交換器(第1熱交換器)
EX4 :副熱交換器(第1熱交換器)
EX5 :追焚き熱交換器(第2熱交換器)
g2 :熱媒加熱用バーナ(燃焼式加熱装置)
L7 :浴槽戻り路(浴槽水循環回路)
L8 :浴槽往き路(浴槽水循環回路)
M1 :追焚き処理手段
M3 :循環制御手段
M4 :追焚き効率検知手段
M5 :消費電力検知手段
M6 :通常循環出力決定手段
P1 :浴槽水循環ポンプ(浴槽水循環手段)
P2 :熱媒循環ポンプ(熱媒循環手段)
S5 :浴槽往きサーミスタ(浴槽入温度検出手段)
S13 :追焚き用熱交出サーミスタ(第2熱交温度検出手段)

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