熱利用設備及び熱源機
【課題】湯水を発生する熱源機と浴槽、あるいは同熱源機と熱消費端末との間に湯水の循環路を形成して、当該循環路に設置される循環ポンプに関して、循環ポンプを風呂設備の設置環境に適合した適切な状態で運転することができる風呂設備を提供する。
【解決手段】循環ポンプとして回転速度可変型のポンプが採用され、循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索する探索手段を設け、通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、前記探索手段により探索される下限流量回転速度以上に設定する設定手段を備える。
【解決手段】循環ポンプとして回転速度可変型のポンプが採用され、循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索する探索手段を設け、通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、前記探索手段により探索される下限流量回転速度以上に設定する設定手段を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器を備えた熱源機と熱消費端末又は浴槽との間に、湯水の循環路を備え、前記循環路に備えられる循環ポンプにより、加熱された湯水が往き路を介して前記熱消費端末又は浴槽に供給されるとともに、前記熱消費端末又は浴槽から戻り路を介して前記熱交換器に戻される熱利用設備に関する。さらに、このような熱利用設備を構築できる熱源機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近来、熱効率の向上、発生するＣＯ2 削減等の利点を利用することを目的として、潜熱回収式の熱交換器を備えた熱源機を有する熱利用設備が採用されつつある。この種の熱利用設備の代表例が風呂設備である。以下、風呂設備について説明する。
この種の潜熱回収まで行える熱源機では、潜熱回収に伴って発生するドレンの処理が必要となる（特許文献１）。新築の住宅では、このドレン用の配管を設けることは可能となるが、既設の住宅では、新たに配管を設けるには障害がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３７７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、熱源機と浴槽との間に設けられる浴槽用戻り路の内部にドレン排水用の管を通し、ドレンを浴室に設けられている排水口へ排水することを、発明者らは提案する。このようにして、既設住宅においても、潜熱回収まで実行する熱源機を採用することで、限られた資源の有効利用が可能となるとともに、発生するＣＯ2 も低減することができる。
【０００５】
上記の熱源機と浴槽との間に設けられる浴槽用循環路に関して、この循環路には湯水を熱源機と浴槽との間で循環させる循環ポンプが設けられるが、循環ポンプとしては、従来、その回転速度が一定である定回転速度型のものが採用されていた。そして、その循環ポンプの選定基準は、熱源機から浴槽までの距離がかなりあっても、その距離には影響されることなく、確実に循環流量を確保できる回転速度の循環ポンプとしていた。
上記のように、浴槽用戻り路内にドレン配管を挿入する場合、この配管は二重構造となるが、内管は循環流れには使用されないので、熱源機と浴槽との間の循環流れについて抵抗（負荷）となる。即ち、ドレン配管を内挿することで、抵抗が増大する。
【０００６】
一方、先に説明したように、循環路を設ける場合に、その循環路長がかなりあっても確実に循環流量を確保できるように、循環ポンプの回転速度を高めておく必要があるが、この点に関して、従来、循環ポンプの回転速度はかなり余裕をもって設定されている。
結果、例えば、熱源機と浴槽との間の距離が殆どない場合は、ドレン配管を内挿する場合も必要以上の回転速度を選択していることとなり、好ましくない。
【０００７】
このような問題は、上記のような熱源機と浴槽との間に設けられる循環路に設置する循環ポンプで発生するとともに、熱源機と、浴室乾燥機、床暖房装置等の熱消費機器との間に設けられる循環路に設置する循環ポンプについても発生する。
また、同様の問題は、潜熱回収をしない熱交換器を備えた熱源機と浴槽等との間に設けられる循環路に設置する循環ポンプについても発生する。
【０００８】
本発明の目的は、湯水を発生する熱源機と浴槽、あるいは同熱源機と熱消費端末との間に湯水の循環路を形成して、当該循環路に設置される循環ポンプに関して、循環ポンプを熱利用設備の設置状態に適合した適切な状態で運転することができる熱利用設備を提供することにある。ここで、設置状態としては、ドレン配管を浴槽戻り路に内挿する状態、あるいは、循環路の路長が短い状態等がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための、熱交換器を備えた熱源機と熱消費端末又は浴槽との間に、湯水の循環路を備え、前記循環路に備えられる循環ポンプにより、加熱された湯水が往き路を介して前記熱消費端末又は浴槽に供給されるとともに、前記熱消費端末又は浴槽から戻り路を介して前記熱交換器に戻される熱利用設備の第１特徴構成は、
前記循環ポンプとして回転速度可変型のポンプが採用され、
前記循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索する探索手段を設け、
通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、前記探索手段により探索される下限流量回転速度以上に設定する設定手段を備えたことにある。
この熱利用設備では、循環路に循環ポンプとして回転速度可変型のポンプを備え、その循環ポンプの回転速度を適切に決定するものとする。即ち、熱源機と熱消費端末又は浴槽との間或いはそれらの両方の間で、循環路の配管を完了した段階で、探索手段が、循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索する。この下限流量回転速度は、例えば、循環路を流れる湯水の最低必要量、熱消費端末の適切な運転に必要な流量或いは浴槽内の湯水の追焚を所定の時間で行うのに必要な流量等に対する回転速度となる。そして、探索手段が、この下限流量回転速度を探索して、設定手段が、この下限流量回転速度を基準に、この値以上の回転速度を、通常運転時の前記循環ポンプの回転速度とすることで、循環路の路長に対応して、或いはドレン排水管を浴槽用循環路内に内挿する構成を採用する場合に対応して、適切な循環ポンプの回転速度を設定できる。
【００１０】
さて、本願の構成は、前記循環路が熱交換器と浴槽との間に形成される浴槽用循環路であり、循環ポンプが、浴槽内の湯水の追焚運転時に働く追焚用循環ポンプである場合に採用することができる。この構成が本願第２特徴構成である。
この構成を採用することで、浴槽用循環路に於ける追焚時の浴槽内の湯水の循環を、適正に追焚用循環ポンプの回転速度で実行でき、浴槽用循環路の路長に適合した運転を行える。
【００１１】
さらに、この構成において、熱交換器として潜熱回収式の熱交換器を備え、熱源機から排出されるドレンを浴槽側の排水口に導くドレン排水管を設け、ドレン排水管の一部が、浴槽用循環路内を介して浴槽側の排水口に導かれる構成を採用することで、ドレン排水管の一部が、浴槽用循環路内に挿入され、ドレンを浴室に設けられる排水口を介して排出される設備でも、循環路を流れる温水の流量を適正な量とできる。
【００１２】
さて、これまで説明してきた構成を採用するに、浴槽用循環路を流れる湯水の流量が所定値以上である場合にふろ水流有りとする有り信号を、所定値未満である場合にふろ水流無しとする無し信号を出力する出力手段を備えるとともに、当該出力手段の出力に従って、浴槽内に残湯が有るか否かを判定する残湯循環判定手段を備え、前記残湯循環判定手段による残湯循環判定時に、前記探索手段による下限流量回転速度の探索が実行される構成を採用すると、残湯循環判定と、循環ポンプに回転速度の決定を同じ動作で行える。この構成が本願第３特徴構成である。
【００１３】
上記本願第１特徴構成の熱利用設備で使用する熱源機は、以下の構成となる。
熱交換器を備え、
前記熱交換器と熱消費端末又は浴槽との間に湯水の循環路を形成可能に構成されるとともに、
形成された循環路に関して、加熱された湯水を往き路を介して前記熱消費端末又は浴槽に供給し、前記熱消費端末又は浴槽から戻り路を介して前記熱交換器に戻す循環ポンプを備えた熱源機であって、
前記循環ポンプが回転速度可変型のポンプであり、
前記循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索する探索手段を設け、
通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、前記探索手段により探索される下限流量回転速度以上に設定する設定手段を備えた熱源機。
【００１４】
上記本願第２特徴構成の熱利用設備で使用する熱源機は、以下の構成を追加した熱源機となる。
形成される循環路が前記熱交換器と前記浴槽との間に形成される浴槽用循環路であり、前記循環ポンプが、浴槽内の湯水の追焚運転時に働く追焚用循環ポンプである熱源機。
【００１５】
上記本願第３特徴構成の熱利用設備で使用する熱源機は、以下の構成を追加した熱源機となる。
前記形成される浴槽用循環路を流れる湯水の流量が所定値以上である場合にふろ水流有りとする有り信号を、前記所定値未満である場合にふろ水流無しとする無し信号を出力する出力手段を備えるとともに、当該出力手段の出力に従って、浴槽内に残湯が有るか否かを判定する残湯循環判定手段を備え、前記残湯循環判定手段による残湯循環判定時に、前記探索手段による下限流量回転速度の探索が実行される熱源機。
【００１６】
さらに上記目的を達成することができる循環ポンプの回転速度設定方法は、熱交換器を備えた熱源機と熱消費端末又は浴槽との間に、湯水の循環路を備え、前記循環路に備えられる循環ポンプにより、加熱された湯水が往き路を介して前記熱消費端末又は浴槽に供給されるとともに、前記熱消費端末又は浴槽から戻り路を介して前記熱交換器に戻される熱利用設備に、前記循環ポンプとして回転速度可変型のポンプを採用し、
前記循環ポンプの回転速度を設定するに、
前記循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索し、通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、前記探索される下限流量回転速度以上に設定するものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る熱利用設備の一例としての風呂設備を図１〜図７に基づいて説明する。
風呂設備は、湯水加熱用の潜熱回収式の熱交換器（以下、潜熱回収熱交換器と記載する場合がある）Ｎ２を備えた熱源機Ｇと、その熱源機Ｇにて加熱された湯水を浴槽Ｙに供給する浴槽用湯水管Ｐと、前記熱源機Ｇから排出されるドレンを前記浴槽側の排水口Ｄに導くドレン排水管４等を備えて構成されている。ちなみに、前記排水口Ｄは、浴槽Ｙが設置された浴室の床面に設けられている。
【００１８】
〔基本構成〕
図１に示すように、前記熱源機Ｇは、一般家庭用の水道管に接続された給水路１からの水をガス燃焼式のバーナｇ１によって加熱して、加熱後の湯水を先端に給湯栓２を備えた給湯路３に供給する給湯用動作部Ａ、ガス燃焼式のバーナｇ２によって、熱消費端末Ｔに循環供給する湯水を加熱したり浴槽Ｙの湯水を追焚きする温水循環用動作部Ｂ、熱源機Ｇの運転を制御する運転制御部Ｃ、メインリモコンＲ１、及び、浴室リモコンＲ２等を備えて構成されている。
熱消費端末Ｔとして、例えば、浴室暖房乾燥機、床暖房装置等が設けられる。メインリモコンＲ１は炊事場の近く等に設けられ、浴室リモコンＲ２は前記浴室内に設けられる。
【００１９】
前記給湯用動作部Ａ及び温水循環用動作部Ｂについて説明を加える。
給湯用動作部Ａ及び温水循環用動作部Ｂはいずれも、前記潜熱回収熱交換器Ｎ２に加えて主熱交換器Ｎ１を備えて構成され、それら主熱交換器Ｎ１及び潜熱回収熱交換器Ｎ２は、バーナｇ１，ｇ２から排気路５に向かう燃焼排ガス流動方向において潜熱回収熱交換器Ｎ２が下手側に位置する状態で、その燃焼排ガス流動方向に沿って並べて設けられている。
そして、潜熱回収熱交換器Ｎ２にて、主として各バーナｇ１，ｇ２の燃焼排ガスの潜熱により湯水を加熱し、主熱交換器Ｎ１にて、主として各バーナｇ１，ｇ２の燃焼排ガスの顕熱により、前記潜熱回収熱交換器Ｎ２にて加熱された湯水を加熱するように構成されている。
【００２０】
各潜熱回収熱交換器Ｎ２からは、燃焼生成水である酸性の凝縮水、即ち、前記ドレンが生成するが、このドレンはドレンパン６によって集められて中和器７に供給され、その中和器７にて中和されたのち、ドレンタンク８に貯留されるように構成されている。この中和器７は、詳述はしないがドレンに対して中和作用する中和剤（例えば、炭酸カルシウム）が装填されている。又、前記ドレンタンク８には、そのドレンタンク８における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上限センサ８ｓが設けられている。
そして、ドレン排水ポンプ９により、ドレンタンク８に貯留されているドレンが前記ドレン排水管４を通して送出されて、前記排水口Ｄから排出されることになる。
【００２１】
前記給湯用動作部Ａ及び温水循環用動作部Ｂには、各バーナｇ１、ｇ２に一般家庭用の燃料ガスを供給するガス供給路Ｋが接続され、そのガス供給路Ｋには、燃料ガス供給量を調整する電磁式のガス比例弁１０、燃料ガスの供給を断続する断続弁１１が設けられている。又、前記給湯用動作部Ａ及び温水循環用動作部Ｂには、各バーナｇ１、ｇ２に燃焼用空気を供給する燃焼用ファン１２が設けられ、更に、図示を省略するが、各バーナｇ１、ｇ２の近くには、点火動作を実行する点火用のイグナイタと着火されたか否かを検出するフレームロッドが設けられている。
【００２２】
前記給水路１が前記給湯用動作部Ａにおける潜熱回収熱交換器Ｎ２の湯水入口部に接続され、前記給湯路３が前記給湯用動作部Ａにおける主熱交換器Ｎ１の湯水出口部に接続されて、給水路１を通して供給される水が潜熱回収熱交換器Ｎ２及び主熱交換器Ｎ１にて加熱されて給湯路３を通して給湯栓２に供給されるように構成されている。
【００２３】
前記給水路１には、給水温度を検出する給水サ−ミスタ１３と給水量を検出する水量センサ１４とが設けられ、給水路１における給水サ−ミスタ１３及び水量センサ１４よりも下流側の箇所と前記給湯路３とが、熱交換器Ｎ１，Ｎ２を迂回するように給水バイパス路１５にて接続されている。
前記給湯路３と前記給水バイパス路１５との接続箇所には、主熱交換器Ｎ１からの湯量と給水バイパス路１５からの水量との混合比を調整するミキシング弁１７が設けられ、前記給湯路３における前記給水バイパス路１５の接続箇所よりも上流側には、主熱交換器Ｎ１から送出される湯水の温度を検出する出湯サーミスタ１６が設けられ、前記給湯路３における前記給水バイパス路１５の接続箇所よりも下流側には、上流側から順に、前記ミキシング弁１７により混合された後の湯水の温度を検出する給湯サーミスタ１８、湯水の量を調整する水比例弁１９、一般給湯の割込みを検出する割込み水量センサ２０が設けられている。
【００２４】
前記熱消費端末Ｔの湯水出口部と前記温水循環用動作部Ｂにおける潜熱回収熱交換器Ｎ２の入口部とが温水循環用戻り路２１にて接続され、前記温水循環用動作部Ｂにおける主熱交換器Ｎ１の湯水出口部と前記熱消費端末Ｔの湯水入口部とが温水循環用往き路２２にて接続され、温水循環用戻り路２１には、膨張タンク２３が介装され、更に、その温水循環用戻り路２１における膨張タンク２３よりも下流側の箇所には、膨張タンク２３内の湯水を吸引して温水循環用動作部Ｂの潜熱回収熱交換器Ｎ２に送出するように温水循環ポンプ２４が設けられている。
そして、温水循環ポンプ２４の通流作用により、湯水が、温水循環用往き路２２及び温水循環用戻り路２１を通して潜熱回収熱交換器Ｎ２及び主熱交換器Ｎ１と熱消費端末Ｔとにわたって循環されることになり、潜熱回収熱交換器Ｎ２及び主熱交換器Ｎ１にて加熱された湯水が熱消費端末Ｔに循環供給されるように構成されている。
【００２５】
前記温水循環用往き路２２には、潜熱回収熱交換器Ｎ２及び主熱交換器Ｎ１にて加熱されたのちの湯水の温度を検出する循環温水サーミスタ２５、及び、熱消費端末Ｔへの湯水の供給を断続する端末用熱動弁２６が設けられている。
【００２６】
前記温水循環用往き路２２と温水循環用戻り路２１における膨張タンク２３よりも上流側の箇所とは、前記熱消費端末Ｔを迂回させて湯水を循環させる温水循環バイパス路２７にて接続され、そのバイパス路２７には、前記浴槽Ｙ内の湯水を追焚するための追焚用熱交換器２８と追焚用熱動弁２９とが設けられている。
この追焚用熱交換器２８の湯水出口部と浴槽Ｙに装備された循環アダプタ３０とが浴槽用往き路３１にて接続され、その循環アダプタ３０と追焚用熱交換器２８の湯水入口部とが浴槽用戻り路３２にて接続され、その浴槽用戻り路３２に、浴槽Ｙの湯水を吸引して追焚用熱交換器２８に送出するように追焚用循環ポンプ３３が設けられている。
その追焚用循環ポンプ３３の通流作用により、浴槽Ｙの湯水が浴槽用往き路３１及び浴槽用戻り路３２を通して追焚用熱交換器２８に循環供給されるように構成されている。
【００２７】
そして、端末用熱動弁２６を閉弁し且つ追焚用熱動弁２９を開弁した状態で温水循環ポンプ２４を作動させて、潜熱回収熱交換器Ｎ２及び主熱交換器Ｎ１にて加熱された湯水を熱消費端末Ｔを迂回させる状態で追焚用熱交換器２８に循環供給し、追焚用循環ポンプ３３を作動させて、浴槽Ｙの湯水を追焚用熱交換器２８に循環供給することにより、追焚用熱交換器２８にて浴槽Ｙの湯水を加熱して、浴槽Ｙを追焚するように構成されている。
つまり、前記温水循環用動作部Ｂは、前記バーナｇ２、前記主熱交換器Ｎ１及び前記潜熱回収熱交換器Ｎ２に加えて、前記温水循環用往き路２２、前記温水循環用戻り路２１、前記温水循環ポンプ２４、前記温水循環バイパス路２７、前記追焚用熱交換器２８、前記端末用熱動弁２６及び前記追焚用熱動弁２９等を備えて構成されている。
【００２８】
前記浴槽用戻り路３２には、上流側から順に、圧力を検出することによって浴槽Ｙ内の水位を検出する水位センサ３４、浴槽Ｙから取り出される湯水の温度、即ち、浴槽Ｙの湯水の温度を検出する浴槽戻り温サ−ミスタ３５、浴槽用戻り路３２を開閉する電磁式の風呂２方弁３６、前記追焚用循環ポンプ３３、ふろ水流スイッチ３７が設けられ、前記浴槽用往き路３１には、浴槽Ｙに供給される湯水の温度を検出する浴槽往き温サ−ミスタ３８が設けられている。
【００２９】
前記給湯路３における水比例弁１９と割込み水量センサ２０との間の箇所から、給湯路３からの湯水を浴槽Ｙに供給するための湯張り路４１が分岐されて、その湯張り路４１が、前記浴槽用戻り路３２における追焚用循環ポンプ３３とふろ水流スイッチ３７との間の箇所に接続され、この湯張り路４１には、上流側から順に、湯張り路４１を開閉する湯張り電磁弁４２と、湯張り逆止弁４３とが設けられている。本願においては、この追焚用循環ポンプ３３（循環ポンプの一例）として回転速度可変型のポンプが採用している。
前記湯張り路４１における湯張り電磁弁４２と湯張り逆止弁４３との間の箇所には、その湯張り路４１に連通する空気層形成用ホッパ４４が介装されている。この空気層形成用ホッパ４４には、湯水を排水する排水路４５と、その排水路４５を開閉する電磁式の排水弁４６とが設けられ、排水路４５の端部が浴槽用戻り路３２における風呂２方弁３６と追焚用循環ポンプ３３との間の箇所に接続されている。図１において、４７、４８は、それぞれ往き用接続部４７及び戻り用接続部４８である。
【００３０】
そして、前記湯張り電磁弁４２を開弁すると、前記給湯用動作部Ａにて加熱されて湯張り路４１を通して供給される湯水が浴槽用戻り路３２を浴槽Ｙ側と前記追焚用熱交換器２８側の両側に通流して、湯張り路４１を通して供給される湯水が浴槽用往き路３１及び浴槽用戻り路３２の両方を通して浴槽Ｙに供給されることになる。
【００３１】
〔ドレンの処理〕
次に、潜熱熱交換器Ｎ２から発生するドレンの処理について説明する。
図１及び図２に示すように、前記浴槽用往き路３１は、前記追焚用熱交換器２８に接続された状態で前記熱源機Ｇのケーシング３９内に設けられる浴槽往き内管３１ａと、浴槽Ｙに装備された前記循環アダプタ３０に接続された状態で前記熱源機Ｇのケーシング３９外に設けられる浴槽往き外管３１ｂとから構成され、前記浴槽用戻り路３２は、前記追焚用熱交換器２８に接続された状態で前記熱源機Ｇのケーシング３９内に設けられる浴槽戻り内管３２ａと、前記循環アダプタ３０に接続された状態で前記熱源機Ｇのケーシング３９外に設けられる浴槽戻り外管３２ｂとから構成されている。
この実施形態では、前記浴槽往き外管３１ｂや前記浴槽戻り外管３２ｂが、前記浴槽用湯水管Ｐに相当することになる。
【００３２】
図１及び図２に示すように、前記浴槽用湯水管Ｐとしての浴槽戻り外管３２ｂにおける熱源機側の端部に、熱源機側接続部６１と浴槽用湯水管側接続部６２とを内部通路６３（図３参照）にて連通させる状態で備える熱源機側継手６０が設けられ、且つ、前記浴槽戻り用外管３２ｂにおける浴槽側の端部に、浴槽側接続部７１と浴槽用湯水管側接続部７２とを内部通路７３（図４参照）にて連通させる浴槽側継手７０が設けられている。
ちなみに、図３は、前記熱源機側継手６０の詳細な構成を示す図であり、図４は、前記浴槽側継手７０の詳細な構成を示す図である。
【００３３】
図１〜図４に示すように、前記熱源機側継手６０における前記熱源機側接続部６１と前記浴槽用湯水管側接続部６２との間の側壁部に、前記内部通路６３を外部に連通するドレン排水管挿通部６４が備えられ、そのドレン排水管挿通部６４に、前記ドレン排水管４を挿通した状態で水密状に封止する封止部材６５が備えられている。
前記浴槽側継手７０における前記浴槽側接続部７１と前記浴槽用湯水管側接続部７２との間の側壁部に、前記内部通路７３を外部に連通するドレン排水管挿通部７４が備えられ、そのドレン排水管挿通部７４に、前記ドレン排水管４を挿通した状態で水密状に封止する封止部材７５が備えられている。
図３、図４に示すように、前記ドレン排水管４が、その熱源機側の端部が前記熱源機側継手６０のドレン排水管挿通部６４から外部に突出し且つその浴槽側の端部が前記浴槽側継手７０のドレン排水管挿通部７４から外部に突出する状態で、前記浴槽戻り外管３２ｂ内に位置するように設けられている。
【００３４】
図３に示すように、前記熱源機側継手６０に関しては、この熱源機側継手６０の継手本体部が、一端側の筒状の熱源機側接続部６１と、他端側の筒状の浴槽用湯水管側接続部６２と、それら熱源機側接続部６１及び浴槽用湯水管側接続部６２を連通する内部通路６３とを直線状に連なる状態で備えるように構成されている。
図４に示すように、前記浴槽側継手７０に関しては、この浴槽側継手７０の継手本体部が、一端側の筒状の浴槽側接続部７１と、他端側の筒状の浴槽用湯水管側接続部７２と、それら熱源機側接続部７１及び浴槽用湯水管側接続部７２を連通する内部通路７３とを直線状に連なる状態で備えるように構成されている。
【００３５】
〔動作制御〕
以下、前記運転制御部Ｃの制御動作について簡単に説明する。
この運転制御部Ｃは、前記メインリモコンＲ１及び前記浴室リモコンＲ２夫々と通信可能に構成されている。
図１、図５に示すように、メインリモコンＲ１及び浴室リモコンＲ２には、運転の開始と停止を指令する運転スイッチ８１、風呂自動運転を指令する風呂自動スイッチ８２、一般給湯温度を設定する給湯温度設定スイッチ８３、浴槽Ｙ内の目標温度を設定する浴槽温度設定スイッチ８４、浴槽Ｙ内の目標水位を設定する水位設定スイッチ８５、浴槽に追加で湯張り給湯する足し湯スイッチ８６、追焚運転を指令する追焚スイッチ８７、設定温度等の各種情報を表示する表示部８８等が設けられている。
【００３６】
前記運転制御部Ｃは、運転スイッチ８１が操作されると制御可能な状態になり、給湯栓２が開操作されると給湯栓２から湯水を給湯する一般給湯運転を給湯運転制御手段Ｍ１により実行する。又、運転制御部Ｃは、風呂自動スイッチ８２が操作されると風呂自動運転を風呂自動運転制御手段Ｍ２により実行し、足し湯スイッチ８６が操作されると足し湯運転を足し湯運転制御手段Ｍ３により実行し、追焚スイッチ８７が操作されると追焚運転を追焚運転制御手段Ｍ４により実行し、前記上限センサ８ｓによりドレンタンク８のドレン貯留量が上限貯留量以上であることが検出されると、ドレン排水運転をドレン排水運転制御手段Ｍ３により実行する。さらに、この運転制御部Ｃには、通常運転時の追焚用循環ポンプ３３の回転速度を決定・設定する回転速度決定手段Ｍ６が設けられている。この回転速度決定手段Ｍ６は、図５に示すように探索手段Ｍ６ａと設定手段Ｍ６ｂとを備えており、この例では、試運転時に追焚用循環ポンプ３３の回転速度を決定・設定すべく働くように構成されている。
【００３７】
前記一般給湯運転では、給湯運転制御手段Ｍ１は、給湯栓２が開かれて水量センサ１４による検出水量が所定量以上になると、給湯用動作部Ａにおける燃焼用ファン１２を駆動した後、断続弁１１を開弁してイグナイタによりバーナｇ１に点火し、給湯温度設定スイッチ８３による設定温度、水量センサ１４の検出水量、給水サ−ミスタ１３の検出水温及び給湯サーミスタ１８の検出温度などに基づいて、給湯サーミスタ１８の検出温度が給湯温度設定スイッチ８３による設定温度になるようにガス比例弁１０の開度及びミキシング弁１７の開度を調節する。水量センサ１４により通水が検出されなくなると、断続弁１１を閉弁してバーナｇ１の燃焼を停止し、燃焼用ファン１２も停止して一般給湯運転を終了する。
【００３８】
風呂自動運転では、風呂自動運転制御手段Ｍ２は、先ず、湯張り運転を実行する。この湯張り運転では、前記湯張り電磁弁４２を開弁操作して、浴槽Ｙへの湯水の供給を開始し、上述の一般給湯運転と同様にバーナｇ１に点火し、浴槽温度設定スイッチ８４による設定温度、水量センサ１４の検出水量、給水サ−ミスタ１３の検出水温及び給湯サーミスタ１８の検出温度などに基づいて、給湯サーミスタ１８の検出温度が浴槽温度設定スイッチ８４による設定温度になるようにガス比例弁１０の開度及びミキシング弁１７の開度を調節し、水位センサ３４の検出水位が水位設定スイッチ８５にて設定された設定水位以上になると、バーナｇ１の燃焼を停止して湯張り運転を終了する。
この湯張り運転では、浴槽用戻り路３２及び浴槽用往き路３１の両方を通して浴槽Ｙに湯水が供給されることになる。
【００３９】
風呂自動運転において湯張り運転が終了したときに、浴槽戻り温サーミスタ３５の検出温度が浴槽温度設定スイッチ８４による設定温度よりも低いときは、追焚運転を実行する。この追焚運転では、追焚運転制御手段Ｍ４は、端末用熱動弁２６を閉弁し且つ追焚用熱動弁２９を開弁した状態で温水循環ポンプ２４及び追焚用循環ポンプ３３を作動させて、浴槽Ｙ内の湯水を浴槽用戻り路３２及び浴槽用往き路３１を通して循環させ、温水循環用動作部Ｂにおける燃焼用ファン１２を駆動した後、断続弁１１を開弁してイグナイタによりバーナｇ２に点火し、浴槽往き温サーミスタ３８の検出温度が追焚用設定出湯温度（例えば６０°Ｃ）になるようにガス比例弁１０の開度を調節し、浴槽戻り温サ−ミスタ３５の検出温度が浴槽温度設定スイッチ８４による設定温度に達すると、断続弁１１を閉弁させてバーナｇ２の燃焼を停止させ、燃焼用ファン１２を停止させて追焚運転を終了する。
その後、引き続いて、設定時間の間キープ運転を実行する。このキープ運転では、浴槽Ｙの湯水の温度が浴槽温度設定スイッチ８４による設定温度になり且つ浴槽Ｙの水位が水位設定スイッチ８５にて設定された設定水位になるように、前記湯張り運転及び前記追焚運転を実行する。
【００４０】
前記足し湯運転では、足し湯運転制御手段Ｍ３は、水位センサ３４の検出水位が水位設定スイッチ８５による設定水位以上になるように湯張り運転を実行する。
追焚スイッチ８７が操作されたときの追焚運転における制御動作は、上述の湯張り運転での追焚運転における制御動作と同様であるので、説明を省略する。
【００４１】
前記ドレン排水運転では、ドレン排水運転制御手段Ｍ５は、ドレン排水用設定時間の間、前記ドレン排水ポンプ９を作動させる。このドレン排水運転が実行されると、前記ドレンタンク８内のドレンが前記ドレン排水管４を通して浴室の排水口Ｄにまで導かれて、その排水口Ｄから排出されることになる。ちなみに、前記ドレン排水用設定時間は、例えば、前記ドレンタンク８における前記上限貯留量の９０％程度の量のドレンを排出することができる時間に設定される。
【００４２】
〔循環ポンプの回転速度設定〕
以上が、通常運転に関係する本願に係る風呂設備の構成及びその運転状態であるが、以下、図１に示すように、熱源機Ｇと浴槽Ｙとの間で追焚用の循環路（浴槽用往き路３１と浴槽用戻り路３２とからなる）が完成した状態で、先に説明した回転速度決定手段Ｍ６が働き、循環ポンプ（追焚用循環ポンプ３３）の回転速度を、現場の状況に適合して決定・設定する動作について説明する。この状況では、浴槽用戻り路３２の内部にドレン排水管４が挿入されており、潜熱熱交換器Ｎ２で発生したドレンは浴室に送られ、浴室の排水口Ｄから排水可能となっている。循環路の流路抵抗は、ドレン排水管４が挿入されることで、挿入されない場合より大きくなっている。また、循環路の路長は確定している。
【００４３】
先にも説明したように、この回転速度決定手段Ｍ６は、探索手段Ｍ６ａと設定手段Ｍ６ｂとを備えて構成されている。探索手段Ｍ６ａは、循環ポンプ３３の回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、循環路３１、３２を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプ３３の回転速度を下限流量回転速度として探索し、設定手段Ｍ６ｂは、通常運転時の前記循環ポンプ３３の回転速度を、探索手段Ｍ６ａにより探索される下限流量回転速度以上に設定する。このとき、循環路に配設されている出力手段としてのふろ水流スイッチ３７が、流量が所定値以上となることを検知し、運転制御部Ｃの探索手段Ｍ６ａに出力する。
ふろ水流スイッチ３７は、常時ＯＦＦで、所定値以上の水流が流れた場合にＯＮする接点信号を出力する。
【００４４】
この処理の詳細を図６に示す、循環ポンプ３３の回転速度設定ルーチンに即して説明する。
この処理を実行する場合、探索手段Ｍ６ａは、循環ポンプ３３の回転速度を、予め記憶されている、あるいは現場で入力される下限設定値（ＭＩＮ値と記載）に設定し（ステップ＃１）、循環ポンプ３３の運転を開始する（ステップ＃２）。
【００４５】
この状態で、浴槽Ｙ内に残湯がある場合は、循環路３１，３２内を湯水が流れることとなるが、この循環路３１、３２に設けられているふろ水流スイッチ３７は、常時ＯＦＦで、所定値以上の水流が流れた場合にＯＮ（有り信号の一例）される構成のため、回転速度が低い場合は、循環路３１，３２内を流れる流量が低いままとなり、ふろ水流スイッチ３７はＯＦＦ（無し信号の一例）となる。従って、先の下限設定値は、ふろ水流スイッチ３７がＯＦＦに維持される回転速度とされている。
【００４６】
ふろ水流スイッチ３７がＯＦＦのままの状態で（ステップ＃３）、所定時間、その回転速度で循環ポンプ３３の運転を維持するとともに（ステップ＃４：ｎｏ）、所定時間の経過後（ステップ＃４：ｙｅｓ）、ポンプ３３の回転速度を順次、上限設定値（ＭＡＸ値と記載）まで上昇させる操作を実行する（ステップ＃５：ｎｏ，ステップ＃６）。図示する例では、回転速度を１０％づつ上昇させていく例を示している。この上昇割合は、この値より小さくても、大きくてもかまわない。ここで、前記の上限設定値（ＭＡＸ値）は、従来、定回転速度型のポンプを使用していた場合の回転速度であり、循環路３１，３２の路長として、有りうる最大の路長に対応した値である。
【００４７】
回転速度を順次上昇させながら、ふろ水流スイッチ３７がＯＮとなった場合は（ステップ＃３：ｙｅｓ）、その時点の回転速度が、現場の設置状況に適合した回転速度（下限流量回転速度）として探索される。
【００４８】
このようにして探索された回転速度（現在のポンプ回転速度と記載）に対して、設定手段Ｍ６ｂは、以降の循環ポンプ３３の回転速度（通常のポンプ回転速度と記載）として、探索された回転速度の１．２倍の回転速度を通常の回転速度として設定する（ステップ＃７）。
【００４９】
以上が、循環ポンプ３３の回転速度のシーケンスであるが、残湯の有無を判定する場合にこの手法を採用する場合は、ふろ水流スイッチ３７がＯＦＦのまま、回転速度が上限設定値（ＭＡＸ値）に到達した場合に（ステップ＃５：ｙｅｓ）、この状況で、「残湯なし」とすることができる（ステップ＃８）。一方、回転速度の上昇操作に伴って、ふろ水流スイッチ３７がＯＮした場合に（ステップ＃３：ｙｅｓ）、「残湯あり」とすることができる（ステップ＃９）。その後、ポンプ３３の運転を停止する（ステップ＃１０）ことで、回転速度の決定・設定処理を終えることができる。
以上のようにして、以降の循環ポンプ３３の運転において、現場の状況に適合した循環ポンプに回転速度を決定することができる。
【００５０】
比較のために、図７に、このような適正な回転速度探索を実行しない場合の、残湯循環判定処理を示した。この場合は、循環ポンプ３３の回転速度は、これまで説明してきた回転速度（図６において通常のポンプ回転速度と記載）を使用する。図７に示すように、残湯循環判定は、ふろ水流スイッチ３７のＯＮ、ＯＦＦに依存することとなり、通常のポンプ回転速度で循環ポンプ３３を運転し（ステップ＃１１）、ふろ水流スイッチ３７がＯＮした場合（ステップ＃１２：ｙｅｓ）に、「残湯あり」と判定し（ステップ＃１４）、ふろ水流スイッチ３７がＯＦＦ状態に維持された場合（ステップ＃１２：ｎｏ）に、「残湯なし」と判定することができる（ステップ＃１３）。この判定を行う手段が本願における残湯循環判定手段である。
【００５１】
〔別実施形態〕
上記の実施の形態にあっては、
循環ポンプとして回転速度可変型のポンプを採用し、循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索する探索手段と、通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、探索手段により探索される下限流量回転速度以上に設定する設定手段とを設けて構成し、例えば、試験運転時に循環ポンプの回転速度として現場の状況に適合した回転速度を自動的に決定・設定する風呂設備に関して説明したが、現場の状況に適合した循環ポンプの回転速度を人為的に設定可能としてもよい。
【００５２】
この場合も、循環ポンプ３３としては、同様に回転速度可変型のポンプを採用する。そして、先に説明した運連制御部Ｃに備えられる回転速度決定手段Ｍ６の代わりに、循環ポンプを異なった複数の回転速度で運転できる回路及び選択スイッチを設けておき、外部入力等により先に説明した下限流量回転速度から順次上限回転速度まで循環ポンプの回転速度を選択しながら上昇させ、ふろ水流スイッチがＯＮとなった回転速度を作業者が確認できるように構成する。そして、その確認された回転速度に基づいて、作業者が以降、使用する回転速度を、決定し、外部入力により設定できるようにしてもよい。
この場合は、熱源機Ｇに循環ポンプ３３を異なった複数の回転速度で運転できる回路及び、外部操作により当該回転速度を選択できる選択スイッチを設けておき、さらに、現状で選択されている回転速度を表示できるようにするとともに、通常使用する回転速度を外部入力できるようにしておけばよい。ふろ水流スイッチ３７のＯＮ・ＯＦＦ状態に関しても、この状態を外部出力できるようにしておけばよい。
【００５３】
他の別実施形態を説明する。
（イ） 上記の実施形態にあっては、循環ポンプとして追焚用循環ポンプの回転
速度を循環路の状態に適合させて決定・設定する例を示したが、熱源機と、この熱源機から湯水が供給され、両者間で湯水が循環する循環路を構成する例としては、先に示した実施形態において、熱源機と熱消費端末との間にも循環路が形成され、この循環路に温水循環ポンプ２４が配設される。従って、この温水循環ポンプとして、回転速度可変型のポンプを採用するとともに、そのポンプの回転速度を、現場の状況に合わせて、追焚用循環ポンプと同様の手法で、決定するものとしてもよい。
（ロ） 上記の実施形態にあっては、下限流量回転速度から一割づつ回転速度を上昇させたが、その割合は限られるものではなく、実質的に連続的に上昇させても良いし、他の割合で上昇させてもよい。
（ハ） 上記の実施形態にあっては、設定手段により循環ポンプの回転速度を設定するに、探索手段により探索される回転速度に対して、２割増しの回転速度を、以降使用する回転速度（即ち、通常の回転速度）としたが、この割合は、少なくともふろ水流スイッチがＯＮすればよく、探索される回転速度以上であればよい。但し、本願に趣旨から３割増し程度が、余裕を持たせるという意味から、実質的な上限となる。
（ニ） 上記の実施形態にあっては、主に、ドレン排水管を浴槽用循環路内に挿入することにより発生する流路抵抗の増加を問題とする場合に関して説明したが、
当然に、熱源機と熱消費端末又は浴槽との距離により循環路の流路抵抗が変化する場合にも、本願の手法を採用することが好ましい。
（ホ） 上記の実施形態にあっては、熱源機を現場で据付け、試運転を行う時点で追焚用循環ポンプの回転速度を決定する例を示したが、このような回転速度の探索は、実質的に残湯循環判定を伴うため、例えば、風呂自動運転時に、その初期に残湯循環判定手段が行う残湯循環判定において、回転速度の探索・設定を同時に行ってもよい。例えば、図６に示す処理を、一ヶ月に一回行うようにしてもよい。このようにすることで、循環路の流路抵抗が変化した場合も良好に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本願に係る風呂設備の全体構成を示すブロック図
【図２】本願に係る風呂設備の要部構成を示す概略図
【図３】熱源機側継手の構成を示す断面図
【図４】浴槽側継手の構成を示す断面図
【図５】運転制御部及びリモコンの構成を示す図
【図６】循環ポンプの回転速度決定・設定処理のフローを示す図
【図７】通常時の残湯循環判定フローを示す図
【符号の説明】
【００５５】
４ ドレン排水管
２４ 循環ポンプ
２８ 熱交換器
３１ 浴槽用循環路
３２ 浴槽用循環路
３３ 循環ポンプ
Ｇ 熱源機
Ｍ６ａ 探索手段
Ｍ６ｂ 設定手段
Ｎ２ 潜熱回収式の熱交換器（熱交換器）
Ｐ 浴槽用湯水管
Ｙ 浴槽
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器を備えた熱源機と熱消費端末又は浴槽との間に、湯水の循環路を備え、前記循環路に備えられる循環ポンプにより、加熱された湯水が往き路を介して前記熱消費端末又は浴槽に供給されるとともに、前記熱消費端末又は浴槽から戻り路を介して前記熱交換器に戻される熱利用設備に関する。さらに、このような熱利用設備を構築できる熱源機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近来、熱効率の向上、発生するＣＯ2 削減等の利点を利用することを目的として、潜熱回収式の熱交換器を備えた熱源機を有する熱利用設備が採用されつつある。この種の熱利用設備の代表例が風呂設備である。以下、風呂設備について説明する。
この種の潜熱回収まで行える熱源機では、潜熱回収に伴って発生するドレンの処理が必要となる（特許文献１）。新築の住宅では、このドレン用の配管を設けることは可能となるが、既設の住宅では、新たに配管を設けるには障害がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３７７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、熱源機と浴槽との間に設けられる浴槽用戻り路の内部にドレン排水用の管を通し、ドレンを浴室に設けられている排水口へ排水することを、発明者らは提案する。このようにして、既設住宅においても、潜熱回収まで実行する熱源機を採用することで、限られた資源の有効利用が可能となるとともに、発生するＣＯ2 も低減することができる。
【０００５】
上記の熱源機と浴槽との間に設けられる浴槽用循環路に関して、この循環路には湯水を熱源機と浴槽との間で循環させる循環ポンプが設けられるが、循環ポンプとしては、従来、その回転速度が一定である定回転速度型のものが採用されていた。そして、その循環ポンプの選定基準は、熱源機から浴槽までの距離がかなりあっても、その距離には影響されることなく、確実に循環流量を確保できる回転速度の循環ポンプとしていた。
上記のように、浴槽用戻り路内にドレン配管を挿入する場合、この配管は二重構造となるが、内管は循環流れには使用されないので、熱源機と浴槽との間の循環流れについて抵抗（負荷）となる。即ち、ドレン配管を内挿することで、抵抗が増大する。
【０００６】
一方、先に説明したように、循環路を設ける場合に、その循環路長がかなりあっても確実に循環流量を確保できるように、循環ポンプの回転速度を高めておく必要があるが、この点に関して、従来、循環ポンプの回転速度はかなり余裕をもって設定されている。
結果、例えば、熱源機と浴槽との間の距離が殆どない場合は、ドレン配管を内挿する場合も必要以上の回転速度を選択していることとなり、好ましくない。
【０００７】
このような問題は、上記のような熱源機と浴槽との間に設けられる循環路に設置する循環ポンプで発生するとともに、熱源機と、浴室乾燥機、床暖房装置等の熱消費機器との間に設けられる循環路に設置する循環ポンプについても発生する。
また、同様の問題は、潜熱回収をしない熱交換器を備えた熱源機と浴槽等との間に設けられる循環路に設置する循環ポンプについても発生する。
【０００８】
本発明の目的は、湯水を発生する熱源機と浴槽、あるいは同熱源機と熱消費端末との間に湯水の循環路を形成して、当該循環路に設置される循環ポンプに関して、循環ポンプを熱利用設備の設置状態に適合した適切な状態で運転することができる熱利用設備を提供することにある。ここで、設置状態としては、ドレン配管を浴槽戻り路に内挿する状態、あるいは、循環路の路長が短い状態等がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための、熱交換器を備えた熱源機と熱消費端末又は浴槽との間に、湯水の循環路を備え、前記循環路に備えられる循環ポンプにより、加熱された湯水が往き路を介して前記熱消費端末又は浴槽に供給されるとともに、前記熱消費端末又は浴槽から戻り路を介して前記熱交換器に戻される熱利用設備の第１特徴構成は、
前記循環ポンプとして回転速度可変型のポンプが採用され、
前記循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索する探索手段を設け、
通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、前記探索手段により探索される下限流量回転速度以上に設定する設定手段を備えたことにある。
この熱利用設備では、循環路に循環ポンプとして回転速度可変型のポンプを備え、その循環ポンプの回転速度を適切に決定するものとする。即ち、熱源機と熱消費端末又は浴槽との間或いはそれらの両方の間で、循環路の配管を完了した段階で、探索手段が、循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索する。この下限流量回転速度は、例えば、循環路を流れる湯水の最低必要量、熱消費端末の適切な運転に必要な流量或いは浴槽内の湯水の追焚を所定の時間で行うのに必要な流量等に対する回転速度となる。そして、探索手段が、この下限流量回転速度を探索して、設定手段が、この下限流量回転速度を基準に、この値以上の回転速度を、通常運転時の前記循環ポンプの回転速度とすることで、循環路の路長に対応して、或いはドレン排水管を浴槽用循環路内に内挿する構成を採用する場合に対応して、適切な循環ポンプの回転速度を設定できる。
【００１０】
さて、本願の構成は、前記循環路が熱交換器と浴槽との間に形成される浴槽用循環路であり、循環ポンプが、浴槽内の湯水の追焚運転時に働く追焚用循環ポンプである場合に採用することができる。この構成が本願第２特徴構成である。
この構成を採用することで、浴槽用循環路に於ける追焚時の浴槽内の湯水の循環を、適正に追焚用循環ポンプの回転速度で実行でき、浴槽用循環路の路長に適合した運転を行える。
【００１１】
さらに、この構成において、熱交換器として潜熱回収式の熱交換器を備え、熱源機から排出されるドレンを浴槽側の排水口に導くドレン排水管を設け、ドレン排水管の一部が、浴槽用循環路内を介して浴槽側の排水口に導かれる構成を採用することで、ドレン排水管の一部が、浴槽用循環路内に挿入され、ドレンを浴室に設けられる排水口を介して排出される設備でも、循環路を流れる温水の流量を適正な量とできる。
【００１２】
さて、これまで説明してきた構成を採用するに、浴槽用循環路を流れる湯水の流量が所定値以上である場合にふろ水流有りとする有り信号を、所定値未満である場合にふろ水流無しとする無し信号を出力する出力手段を備えるとともに、当該出力手段の出力に従って、浴槽内に残湯が有るか否かを判定する残湯循環判定手段を備え、前記残湯循環判定手段による残湯循環判定時に、前記探索手段による下限流量回転速度の探索が実行される構成を採用すると、残湯循環判定と、循環ポンプに回転速度の決定を同じ動作で行える。この構成が本願第３特徴構成である。
【００１３】
上記本願第１特徴構成の熱利用設備で使用する熱源機は、以下の構成となる。
熱交換器を備え、
前記熱交換器と熱消費端末又は浴槽との間に湯水の循環路を形成可能に構成されるとともに、
形成された循環路に関して、加熱された湯水を往き路を介して前記熱消費端末又は浴槽に供給し、前記熱消費端末又は浴槽から戻り路を介して前記熱交換器に戻す循環ポンプを備えた熱源機であって、
前記循環ポンプが回転速度可変型のポンプであり、
前記循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索する探索手段を設け、
通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、前記探索手段により探索される下限流量回転速度以上に設定する設定手段を備えた熱源機。
【００１４】
上記本願第２特徴構成の熱利用設備で使用する熱源機は、以下の構成を追加した熱源機となる。
形成される循環路が前記熱交換器と前記浴槽との間に形成される浴槽用循環路であり、前記循環ポンプが、浴槽内の湯水の追焚運転時に働く追焚用循環ポンプである熱源機。
【００１５】
上記本願第３特徴構成の熱利用設備で使用する熱源機は、以下の構成を追加した熱源機となる。
前記形成される浴槽用循環路を流れる湯水の流量が所定値以上である場合にふろ水流有りとする有り信号を、前記所定値未満である場合にふろ水流無しとする無し信号を出力する出力手段を備えるとともに、当該出力手段の出力に従って、浴槽内に残湯が有るか否かを判定する残湯循環判定手段を備え、前記残湯循環判定手段による残湯循環判定時に、前記探索手段による下限流量回転速度の探索が実行される熱源機。
【００１６】
さらに上記目的を達成することができる循環ポンプの回転速度設定方法は、熱交換器を備えた熱源機と熱消費端末又は浴槽との間に、湯水の循環路を備え、前記循環路に備えられる循環ポンプにより、加熱された湯水が往き路を介して前記熱消費端末又は浴槽に供給されるとともに、前記熱消費端末又は浴槽から戻り路を介して前記熱交換器に戻される熱利用設備に、前記循環ポンプとして回転速度可変型のポンプを採用し、
前記循環ポンプの回転速度を設定するに、
前記循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索し、通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、前記探索される下限流量回転速度以上に設定するものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る熱利用設備の一例としての風呂設備を図１〜図７に基づいて説明する。
風呂設備は、湯水加熱用の潜熱回収式の熱交換器（以下、潜熱回収熱交換器と記載する場合がある）Ｎ２を備えた熱源機Ｇと、その熱源機Ｇにて加熱された湯水を浴槽Ｙに供給する浴槽用湯水管Ｐと、前記熱源機Ｇから排出されるドレンを前記浴槽側の排水口Ｄに導くドレン排水管４等を備えて構成されている。ちなみに、前記排水口Ｄは、浴槽Ｙが設置された浴室の床面に設けられている。
【００１８】
〔基本構成〕
図１に示すように、前記熱源機Ｇは、一般家庭用の水道管に接続された給水路１からの水をガス燃焼式のバーナｇ１によって加熱して、加熱後の湯水を先端に給湯栓２を備えた給湯路３に供給する給湯用動作部Ａ、ガス燃焼式のバーナｇ２によって、熱消費端末Ｔに循環供給する湯水を加熱したり浴槽Ｙの湯水を追焚きする温水循環用動作部Ｂ、熱源機Ｇの運転を制御する運転制御部Ｃ、メインリモコンＲ１、及び、浴室リモコンＲ２等を備えて構成されている。
熱消費端末Ｔとして、例えば、浴室暖房乾燥機、床暖房装置等が設けられる。メインリモコンＲ１は炊事場の近く等に設けられ、浴室リモコンＲ２は前記浴室内に設けられる。
【００１９】
前記給湯用動作部Ａ及び温水循環用動作部Ｂについて説明を加える。
給湯用動作部Ａ及び温水循環用動作部Ｂはいずれも、前記潜熱回収熱交換器Ｎ２に加えて主熱交換器Ｎ１を備えて構成され、それら主熱交換器Ｎ１及び潜熱回収熱交換器Ｎ２は、バーナｇ１，ｇ２から排気路５に向かう燃焼排ガス流動方向において潜熱回収熱交換器Ｎ２が下手側に位置する状態で、その燃焼排ガス流動方向に沿って並べて設けられている。
そして、潜熱回収熱交換器Ｎ２にて、主として各バーナｇ１，ｇ２の燃焼排ガスの潜熱により湯水を加熱し、主熱交換器Ｎ１にて、主として各バーナｇ１，ｇ２の燃焼排ガスの顕熱により、前記潜熱回収熱交換器Ｎ２にて加熱された湯水を加熱するように構成されている。
【００２０】
各潜熱回収熱交換器Ｎ２からは、燃焼生成水である酸性の凝縮水、即ち、前記ドレンが生成するが、このドレンはドレンパン６によって集められて中和器７に供給され、その中和器７にて中和されたのち、ドレンタンク８に貯留されるように構成されている。この中和器７は、詳述はしないがドレンに対して中和作用する中和剤（例えば、炭酸カルシウム）が装填されている。又、前記ドレンタンク８には、そのドレンタンク８における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上限センサ８ｓが設けられている。
そして、ドレン排水ポンプ９により、ドレンタンク８に貯留されているドレンが前記ドレン排水管４を通して送出されて、前記排水口Ｄから排出されることになる。
【００２１】
前記給湯用動作部Ａ及び温水循環用動作部Ｂには、各バーナｇ１、ｇ２に一般家庭用の燃料ガスを供給するガス供給路Ｋが接続され、そのガス供給路Ｋには、燃料ガス供給量を調整する電磁式のガス比例弁１０、燃料ガスの供給を断続する断続弁１１が設けられている。又、前記給湯用動作部Ａ及び温水循環用動作部Ｂには、各バーナｇ１、ｇ２に燃焼用空気を供給する燃焼用ファン１２が設けられ、更に、図示を省略するが、各バーナｇ１、ｇ２の近くには、点火動作を実行する点火用のイグナイタと着火されたか否かを検出するフレームロッドが設けられている。
【００２２】
前記給水路１が前記給湯用動作部Ａにおける潜熱回収熱交換器Ｎ２の湯水入口部に接続され、前記給湯路３が前記給湯用動作部Ａにおける主熱交換器Ｎ１の湯水出口部に接続されて、給水路１を通して供給される水が潜熱回収熱交換器Ｎ２及び主熱交換器Ｎ１にて加熱されて給湯路３を通して給湯栓２に供給されるように構成されている。
【００２３】
前記給水路１には、給水温度を検出する給水サ−ミスタ１３と給水量を検出する水量センサ１４とが設けられ、給水路１における給水サ−ミスタ１３及び水量センサ１４よりも下流側の箇所と前記給湯路３とが、熱交換器Ｎ１，Ｎ２を迂回するように給水バイパス路１５にて接続されている。
前記給湯路３と前記給水バイパス路１５との接続箇所には、主熱交換器Ｎ１からの湯量と給水バイパス路１５からの水量との混合比を調整するミキシング弁１７が設けられ、前記給湯路３における前記給水バイパス路１５の接続箇所よりも上流側には、主熱交換器Ｎ１から送出される湯水の温度を検出する出湯サーミスタ１６が設けられ、前記給湯路３における前記給水バイパス路１５の接続箇所よりも下流側には、上流側から順に、前記ミキシング弁１７により混合された後の湯水の温度を検出する給湯サーミスタ１８、湯水の量を調整する水比例弁１９、一般給湯の割込みを検出する割込み水量センサ２０が設けられている。
【００２４】
前記熱消費端末Ｔの湯水出口部と前記温水循環用動作部Ｂにおける潜熱回収熱交換器Ｎ２の入口部とが温水循環用戻り路２１にて接続され、前記温水循環用動作部Ｂにおける主熱交換器Ｎ１の湯水出口部と前記熱消費端末Ｔの湯水入口部とが温水循環用往き路２２にて接続され、温水循環用戻り路２１には、膨張タンク２３が介装され、更に、その温水循環用戻り路２１における膨張タンク２３よりも下流側の箇所には、膨張タンク２３内の湯水を吸引して温水循環用動作部Ｂの潜熱回収熱交換器Ｎ２に送出するように温水循環ポンプ２４が設けられている。
そして、温水循環ポンプ２４の通流作用により、湯水が、温水循環用往き路２２及び温水循環用戻り路２１を通して潜熱回収熱交換器Ｎ２及び主熱交換器Ｎ１と熱消費端末Ｔとにわたって循環されることになり、潜熱回収熱交換器Ｎ２及び主熱交換器Ｎ１にて加熱された湯水が熱消費端末Ｔに循環供給されるように構成されている。
【００２５】
前記温水循環用往き路２２には、潜熱回収熱交換器Ｎ２及び主熱交換器Ｎ１にて加熱されたのちの湯水の温度を検出する循環温水サーミスタ２５、及び、熱消費端末Ｔへの湯水の供給を断続する端末用熱動弁２６が設けられている。
【００２６】
前記温水循環用往き路２２と温水循環用戻り路２１における膨張タンク２３よりも上流側の箇所とは、前記熱消費端末Ｔを迂回させて湯水を循環させる温水循環バイパス路２７にて接続され、そのバイパス路２７には、前記浴槽Ｙ内の湯水を追焚するための追焚用熱交換器２８と追焚用熱動弁２９とが設けられている。
この追焚用熱交換器２８の湯水出口部と浴槽Ｙに装備された循環アダプタ３０とが浴槽用往き路３１にて接続され、その循環アダプタ３０と追焚用熱交換器２８の湯水入口部とが浴槽用戻り路３２にて接続され、その浴槽用戻り路３２に、浴槽Ｙの湯水を吸引して追焚用熱交換器２８に送出するように追焚用循環ポンプ３３が設けられている。
その追焚用循環ポンプ３３の通流作用により、浴槽Ｙの湯水が浴槽用往き路３１及び浴槽用戻り路３２を通して追焚用熱交換器２８に循環供給されるように構成されている。
【００２７】
そして、端末用熱動弁２６を閉弁し且つ追焚用熱動弁２９を開弁した状態で温水循環ポンプ２４を作動させて、潜熱回収熱交換器Ｎ２及び主熱交換器Ｎ１にて加熱された湯水を熱消費端末Ｔを迂回させる状態で追焚用熱交換器２８に循環供給し、追焚用循環ポンプ３３を作動させて、浴槽Ｙの湯水を追焚用熱交換器２８に循環供給することにより、追焚用熱交換器２８にて浴槽Ｙの湯水を加熱して、浴槽Ｙを追焚するように構成されている。
つまり、前記温水循環用動作部Ｂは、前記バーナｇ２、前記主熱交換器Ｎ１及び前記潜熱回収熱交換器Ｎ２に加えて、前記温水循環用往き路２２、前記温水循環用戻り路２１、前記温水循環ポンプ２４、前記温水循環バイパス路２７、前記追焚用熱交換器２８、前記端末用熱動弁２６及び前記追焚用熱動弁２９等を備えて構成されている。
【００２８】
前記浴槽用戻り路３２には、上流側から順に、圧力を検出することによって浴槽Ｙ内の水位を検出する水位センサ３４、浴槽Ｙから取り出される湯水の温度、即ち、浴槽Ｙの湯水の温度を検出する浴槽戻り温サ−ミスタ３５、浴槽用戻り路３２を開閉する電磁式の風呂２方弁３６、前記追焚用循環ポンプ３３、ふろ水流スイッチ３７が設けられ、前記浴槽用往き路３１には、浴槽Ｙに供給される湯水の温度を検出する浴槽往き温サ−ミスタ３８が設けられている。
【００２９】
前記給湯路３における水比例弁１９と割込み水量センサ２０との間の箇所から、給湯路３からの湯水を浴槽Ｙに供給するための湯張り路４１が分岐されて、その湯張り路４１が、前記浴槽用戻り路３２における追焚用循環ポンプ３３とふろ水流スイッチ３７との間の箇所に接続され、この湯張り路４１には、上流側から順に、湯張り路４１を開閉する湯張り電磁弁４２と、湯張り逆止弁４３とが設けられている。本願においては、この追焚用循環ポンプ３３（循環ポンプの一例）として回転速度可変型のポンプが採用している。
前記湯張り路４１における湯張り電磁弁４２と湯張り逆止弁４３との間の箇所には、その湯張り路４１に連通する空気層形成用ホッパ４４が介装されている。この空気層形成用ホッパ４４には、湯水を排水する排水路４５と、その排水路４５を開閉する電磁式の排水弁４６とが設けられ、排水路４５の端部が浴槽用戻り路３２における風呂２方弁３６と追焚用循環ポンプ３３との間の箇所に接続されている。図１において、４７、４８は、それぞれ往き用接続部４７及び戻り用接続部４８である。
【００３０】
そして、前記湯張り電磁弁４２を開弁すると、前記給湯用動作部Ａにて加熱されて湯張り路４１を通して供給される湯水が浴槽用戻り路３２を浴槽Ｙ側と前記追焚用熱交換器２８側の両側に通流して、湯張り路４１を通して供給される湯水が浴槽用往き路３１及び浴槽用戻り路３２の両方を通して浴槽Ｙに供給されることになる。
【００３１】
〔ドレンの処理〕
次に、潜熱熱交換器Ｎ２から発生するドレンの処理について説明する。
図１及び図２に示すように、前記浴槽用往き路３１は、前記追焚用熱交換器２８に接続された状態で前記熱源機Ｇのケーシング３９内に設けられる浴槽往き内管３１ａと、浴槽Ｙに装備された前記循環アダプタ３０に接続された状態で前記熱源機Ｇのケーシング３９外に設けられる浴槽往き外管３１ｂとから構成され、前記浴槽用戻り路３２は、前記追焚用熱交換器２８に接続された状態で前記熱源機Ｇのケーシング３９内に設けられる浴槽戻り内管３２ａと、前記循環アダプタ３０に接続された状態で前記熱源機Ｇのケーシング３９外に設けられる浴槽戻り外管３２ｂとから構成されている。
この実施形態では、前記浴槽往き外管３１ｂや前記浴槽戻り外管３２ｂが、前記浴槽用湯水管Ｐに相当することになる。
【００３２】
図１及び図２に示すように、前記浴槽用湯水管Ｐとしての浴槽戻り外管３２ｂにおける熱源機側の端部に、熱源機側接続部６１と浴槽用湯水管側接続部６２とを内部通路６３（図３参照）にて連通させる状態で備える熱源機側継手６０が設けられ、且つ、前記浴槽戻り用外管３２ｂにおける浴槽側の端部に、浴槽側接続部７１と浴槽用湯水管側接続部７２とを内部通路７３（図４参照）にて連通させる浴槽側継手７０が設けられている。
ちなみに、図３は、前記熱源機側継手６０の詳細な構成を示す図であり、図４は、前記浴槽側継手７０の詳細な構成を示す図である。
【００３３】
図１〜図４に示すように、前記熱源機側継手６０における前記熱源機側接続部６１と前記浴槽用湯水管側接続部６２との間の側壁部に、前記内部通路６３を外部に連通するドレン排水管挿通部６４が備えられ、そのドレン排水管挿通部６４に、前記ドレン排水管４を挿通した状態で水密状に封止する封止部材６５が備えられている。
前記浴槽側継手７０における前記浴槽側接続部７１と前記浴槽用湯水管側接続部７２との間の側壁部に、前記内部通路７３を外部に連通するドレン排水管挿通部７４が備えられ、そのドレン排水管挿通部７４に、前記ドレン排水管４を挿通した状態で水密状に封止する封止部材７５が備えられている。
図３、図４に示すように、前記ドレン排水管４が、その熱源機側の端部が前記熱源機側継手６０のドレン排水管挿通部６４から外部に突出し且つその浴槽側の端部が前記浴槽側継手７０のドレン排水管挿通部７４から外部に突出する状態で、前記浴槽戻り外管３２ｂ内に位置するように設けられている。
【００３４】
図３に示すように、前記熱源機側継手６０に関しては、この熱源機側継手６０の継手本体部が、一端側の筒状の熱源機側接続部６１と、他端側の筒状の浴槽用湯水管側接続部６２と、それら熱源機側接続部６１及び浴槽用湯水管側接続部６２を連通する内部通路６３とを直線状に連なる状態で備えるように構成されている。
図４に示すように、前記浴槽側継手７０に関しては、この浴槽側継手７０の継手本体部が、一端側の筒状の浴槽側接続部７１と、他端側の筒状の浴槽用湯水管側接続部７２と、それら熱源機側接続部７１及び浴槽用湯水管側接続部７２を連通する内部通路７３とを直線状に連なる状態で備えるように構成されている。
【００３５】
〔動作制御〕
以下、前記運転制御部Ｃの制御動作について簡単に説明する。
この運転制御部Ｃは、前記メインリモコンＲ１及び前記浴室リモコンＲ２夫々と通信可能に構成されている。
図１、図５に示すように、メインリモコンＲ１及び浴室リモコンＲ２には、運転の開始と停止を指令する運転スイッチ８１、風呂自動運転を指令する風呂自動スイッチ８２、一般給湯温度を設定する給湯温度設定スイッチ８３、浴槽Ｙ内の目標温度を設定する浴槽温度設定スイッチ８４、浴槽Ｙ内の目標水位を設定する水位設定スイッチ８５、浴槽に追加で湯張り給湯する足し湯スイッチ８６、追焚運転を指令する追焚スイッチ８７、設定温度等の各種情報を表示する表示部８８等が設けられている。
【００３６】
前記運転制御部Ｃは、運転スイッチ８１が操作されると制御可能な状態になり、給湯栓２が開操作されると給湯栓２から湯水を給湯する一般給湯運転を給湯運転制御手段Ｍ１により実行する。又、運転制御部Ｃは、風呂自動スイッチ８２が操作されると風呂自動運転を風呂自動運転制御手段Ｍ２により実行し、足し湯スイッチ８６が操作されると足し湯運転を足し湯運転制御手段Ｍ３により実行し、追焚スイッチ８７が操作されると追焚運転を追焚運転制御手段Ｍ４により実行し、前記上限センサ８ｓによりドレンタンク８のドレン貯留量が上限貯留量以上であることが検出されると、ドレン排水運転をドレン排水運転制御手段Ｍ３により実行する。さらに、この運転制御部Ｃには、通常運転時の追焚用循環ポンプ３３の回転速度を決定・設定する回転速度決定手段Ｍ６が設けられている。この回転速度決定手段Ｍ６は、図５に示すように探索手段Ｍ６ａと設定手段Ｍ６ｂとを備えており、この例では、試運転時に追焚用循環ポンプ３３の回転速度を決定・設定すべく働くように構成されている。
【００３７】
前記一般給湯運転では、給湯運転制御手段Ｍ１は、給湯栓２が開かれて水量センサ１４による検出水量が所定量以上になると、給湯用動作部Ａにおける燃焼用ファン１２を駆動した後、断続弁１１を開弁してイグナイタによりバーナｇ１に点火し、給湯温度設定スイッチ８３による設定温度、水量センサ１４の検出水量、給水サ−ミスタ１３の検出水温及び給湯サーミスタ１８の検出温度などに基づいて、給湯サーミスタ１８の検出温度が給湯温度設定スイッチ８３による設定温度になるようにガス比例弁１０の開度及びミキシング弁１７の開度を調節する。水量センサ１４により通水が検出されなくなると、断続弁１１を閉弁してバーナｇ１の燃焼を停止し、燃焼用ファン１２も停止して一般給湯運転を終了する。
【００３８】
風呂自動運転では、風呂自動運転制御手段Ｍ２は、先ず、湯張り運転を実行する。この湯張り運転では、前記湯張り電磁弁４２を開弁操作して、浴槽Ｙへの湯水の供給を開始し、上述の一般給湯運転と同様にバーナｇ１に点火し、浴槽温度設定スイッチ８４による設定温度、水量センサ１４の検出水量、給水サ−ミスタ１３の検出水温及び給湯サーミスタ１８の検出温度などに基づいて、給湯サーミスタ１８の検出温度が浴槽温度設定スイッチ８４による設定温度になるようにガス比例弁１０の開度及びミキシング弁１７の開度を調節し、水位センサ３４の検出水位が水位設定スイッチ８５にて設定された設定水位以上になると、バーナｇ１の燃焼を停止して湯張り運転を終了する。
この湯張り運転では、浴槽用戻り路３２及び浴槽用往き路３１の両方を通して浴槽Ｙに湯水が供給されることになる。
【００３９】
風呂自動運転において湯張り運転が終了したときに、浴槽戻り温サーミスタ３５の検出温度が浴槽温度設定スイッチ８４による設定温度よりも低いときは、追焚運転を実行する。この追焚運転では、追焚運転制御手段Ｍ４は、端末用熱動弁２６を閉弁し且つ追焚用熱動弁２９を開弁した状態で温水循環ポンプ２４及び追焚用循環ポンプ３３を作動させて、浴槽Ｙ内の湯水を浴槽用戻り路３２及び浴槽用往き路３１を通して循環させ、温水循環用動作部Ｂにおける燃焼用ファン１２を駆動した後、断続弁１１を開弁してイグナイタによりバーナｇ２に点火し、浴槽往き温サーミスタ３８の検出温度が追焚用設定出湯温度（例えば６０°Ｃ）になるようにガス比例弁１０の開度を調節し、浴槽戻り温サ−ミスタ３５の検出温度が浴槽温度設定スイッチ８４による設定温度に達すると、断続弁１１を閉弁させてバーナｇ２の燃焼を停止させ、燃焼用ファン１２を停止させて追焚運転を終了する。
その後、引き続いて、設定時間の間キープ運転を実行する。このキープ運転では、浴槽Ｙの湯水の温度が浴槽温度設定スイッチ８４による設定温度になり且つ浴槽Ｙの水位が水位設定スイッチ８５にて設定された設定水位になるように、前記湯張り運転及び前記追焚運転を実行する。
【００４０】
前記足し湯運転では、足し湯運転制御手段Ｍ３は、水位センサ３４の検出水位が水位設定スイッチ８５による設定水位以上になるように湯張り運転を実行する。
追焚スイッチ８７が操作されたときの追焚運転における制御動作は、上述の湯張り運転での追焚運転における制御動作と同様であるので、説明を省略する。
【００４１】
前記ドレン排水運転では、ドレン排水運転制御手段Ｍ５は、ドレン排水用設定時間の間、前記ドレン排水ポンプ９を作動させる。このドレン排水運転が実行されると、前記ドレンタンク８内のドレンが前記ドレン排水管４を通して浴室の排水口Ｄにまで導かれて、その排水口Ｄから排出されることになる。ちなみに、前記ドレン排水用設定時間は、例えば、前記ドレンタンク８における前記上限貯留量の９０％程度の量のドレンを排出することができる時間に設定される。
【００４２】
〔循環ポンプの回転速度設定〕
以上が、通常運転に関係する本願に係る風呂設備の構成及びその運転状態であるが、以下、図１に示すように、熱源機Ｇと浴槽Ｙとの間で追焚用の循環路（浴槽用往き路３１と浴槽用戻り路３２とからなる）が完成した状態で、先に説明した回転速度決定手段Ｍ６が働き、循環ポンプ（追焚用循環ポンプ３３）の回転速度を、現場の状況に適合して決定・設定する動作について説明する。この状況では、浴槽用戻り路３２の内部にドレン排水管４が挿入されており、潜熱熱交換器Ｎ２で発生したドレンは浴室に送られ、浴室の排水口Ｄから排水可能となっている。循環路の流路抵抗は、ドレン排水管４が挿入されることで、挿入されない場合より大きくなっている。また、循環路の路長は確定している。
【００４３】
先にも説明したように、この回転速度決定手段Ｍ６は、探索手段Ｍ６ａと設定手段Ｍ６ｂとを備えて構成されている。探索手段Ｍ６ａは、循環ポンプ３３の回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、循環路３１、３２を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプ３３の回転速度を下限流量回転速度として探索し、設定手段Ｍ６ｂは、通常運転時の前記循環ポンプ３３の回転速度を、探索手段Ｍ６ａにより探索される下限流量回転速度以上に設定する。このとき、循環路に配設されている出力手段としてのふろ水流スイッチ３７が、流量が所定値以上となることを検知し、運転制御部Ｃの探索手段Ｍ６ａに出力する。
ふろ水流スイッチ３７は、常時ＯＦＦで、所定値以上の水流が流れた場合にＯＮする接点信号を出力する。
【００４４】
この処理の詳細を図６に示す、循環ポンプ３３の回転速度設定ルーチンに即して説明する。
この処理を実行する場合、探索手段Ｍ６ａは、循環ポンプ３３の回転速度を、予め記憶されている、あるいは現場で入力される下限設定値（ＭＩＮ値と記載）に設定し（ステップ＃１）、循環ポンプ３３の運転を開始する（ステップ＃２）。
【００４５】
この状態で、浴槽Ｙ内に残湯がある場合は、循環路３１，３２内を湯水が流れることとなるが、この循環路３１、３２に設けられているふろ水流スイッチ３７は、常時ＯＦＦで、所定値以上の水流が流れた場合にＯＮ（有り信号の一例）される構成のため、回転速度が低い場合は、循環路３１，３２内を流れる流量が低いままとなり、ふろ水流スイッチ３７はＯＦＦ（無し信号の一例）となる。従って、先の下限設定値は、ふろ水流スイッチ３７がＯＦＦに維持される回転速度とされている。
【００４６】
ふろ水流スイッチ３７がＯＦＦのままの状態で（ステップ＃３）、所定時間、その回転速度で循環ポンプ３３の運転を維持するとともに（ステップ＃４：ｎｏ）、所定時間の経過後（ステップ＃４：ｙｅｓ）、ポンプ３３の回転速度を順次、上限設定値（ＭＡＸ値と記載）まで上昇させる操作を実行する（ステップ＃５：ｎｏ，ステップ＃６）。図示する例では、回転速度を１０％づつ上昇させていく例を示している。この上昇割合は、この値より小さくても、大きくてもかまわない。ここで、前記の上限設定値（ＭＡＸ値）は、従来、定回転速度型のポンプを使用していた場合の回転速度であり、循環路３１，３２の路長として、有りうる最大の路長に対応した値である。
【００４７】
回転速度を順次上昇させながら、ふろ水流スイッチ３７がＯＮとなった場合は（ステップ＃３：ｙｅｓ）、その時点の回転速度が、現場の設置状況に適合した回転速度（下限流量回転速度）として探索される。
【００４８】
このようにして探索された回転速度（現在のポンプ回転速度と記載）に対して、設定手段Ｍ６ｂは、以降の循環ポンプ３３の回転速度（通常のポンプ回転速度と記載）として、探索された回転速度の１．２倍の回転速度を通常の回転速度として設定する（ステップ＃７）。
【００４９】
以上が、循環ポンプ３３の回転速度のシーケンスであるが、残湯の有無を判定する場合にこの手法を採用する場合は、ふろ水流スイッチ３７がＯＦＦのまま、回転速度が上限設定値（ＭＡＸ値）に到達した場合に（ステップ＃５：ｙｅｓ）、この状況で、「残湯なし」とすることができる（ステップ＃８）。一方、回転速度の上昇操作に伴って、ふろ水流スイッチ３７がＯＮした場合に（ステップ＃３：ｙｅｓ）、「残湯あり」とすることができる（ステップ＃９）。その後、ポンプ３３の運転を停止する（ステップ＃１０）ことで、回転速度の決定・設定処理を終えることができる。
以上のようにして、以降の循環ポンプ３３の運転において、現場の状況に適合した循環ポンプに回転速度を決定することができる。
【００５０】
比較のために、図７に、このような適正な回転速度探索を実行しない場合の、残湯循環判定処理を示した。この場合は、循環ポンプ３３の回転速度は、これまで説明してきた回転速度（図６において通常のポンプ回転速度と記載）を使用する。図７に示すように、残湯循環判定は、ふろ水流スイッチ３７のＯＮ、ＯＦＦに依存することとなり、通常のポンプ回転速度で循環ポンプ３３を運転し（ステップ＃１１）、ふろ水流スイッチ３７がＯＮした場合（ステップ＃１２：ｙｅｓ）に、「残湯あり」と判定し（ステップ＃１４）、ふろ水流スイッチ３７がＯＦＦ状態に維持された場合（ステップ＃１２：ｎｏ）に、「残湯なし」と判定することができる（ステップ＃１３）。この判定を行う手段が本願における残湯循環判定手段である。
【００５１】
〔別実施形態〕
上記の実施の形態にあっては、
循環ポンプとして回転速度可変型のポンプを採用し、循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索する探索手段と、通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、探索手段により探索される下限流量回転速度以上に設定する設定手段とを設けて構成し、例えば、試験運転時に循環ポンプの回転速度として現場の状況に適合した回転速度を自動的に決定・設定する風呂設備に関して説明したが、現場の状況に適合した循環ポンプの回転速度を人為的に設定可能としてもよい。
【００５２】
この場合も、循環ポンプ３３としては、同様に回転速度可変型のポンプを採用する。そして、先に説明した運連制御部Ｃに備えられる回転速度決定手段Ｍ６の代わりに、循環ポンプを異なった複数の回転速度で運転できる回路及び選択スイッチを設けておき、外部入力等により先に説明した下限流量回転速度から順次上限回転速度まで循環ポンプの回転速度を選択しながら上昇させ、ふろ水流スイッチがＯＮとなった回転速度を作業者が確認できるように構成する。そして、その確認された回転速度に基づいて、作業者が以降、使用する回転速度を、決定し、外部入力により設定できるようにしてもよい。
この場合は、熱源機Ｇに循環ポンプ３３を異なった複数の回転速度で運転できる回路及び、外部操作により当該回転速度を選択できる選択スイッチを設けておき、さらに、現状で選択されている回転速度を表示できるようにするとともに、通常使用する回転速度を外部入力できるようにしておけばよい。ふろ水流スイッチ３７のＯＮ・ＯＦＦ状態に関しても、この状態を外部出力できるようにしておけばよい。
【００５３】
他の別実施形態を説明する。
（イ） 上記の実施形態にあっては、循環ポンプとして追焚用循環ポンプの回転
速度を循環路の状態に適合させて決定・設定する例を示したが、熱源機と、この熱源機から湯水が供給され、両者間で湯水が循環する循環路を構成する例としては、先に示した実施形態において、熱源機と熱消費端末との間にも循環路が形成され、この循環路に温水循環ポンプ２４が配設される。従って、この温水循環ポンプとして、回転速度可変型のポンプを採用するとともに、そのポンプの回転速度を、現場の状況に合わせて、追焚用循環ポンプと同様の手法で、決定するものとしてもよい。
（ロ） 上記の実施形態にあっては、下限流量回転速度から一割づつ回転速度を上昇させたが、その割合は限られるものではなく、実質的に連続的に上昇させても良いし、他の割合で上昇させてもよい。
（ハ） 上記の実施形態にあっては、設定手段により循環ポンプの回転速度を設定するに、探索手段により探索される回転速度に対して、２割増しの回転速度を、以降使用する回転速度（即ち、通常の回転速度）としたが、この割合は、少なくともふろ水流スイッチがＯＮすればよく、探索される回転速度以上であればよい。但し、本願に趣旨から３割増し程度が、余裕を持たせるという意味から、実質的な上限となる。
（ニ） 上記の実施形態にあっては、主に、ドレン排水管を浴槽用循環路内に挿入することにより発生する流路抵抗の増加を問題とする場合に関して説明したが、
当然に、熱源機と熱消費端末又は浴槽との距離により循環路の流路抵抗が変化する場合にも、本願の手法を採用することが好ましい。
（ホ） 上記の実施形態にあっては、熱源機を現場で据付け、試運転を行う時点で追焚用循環ポンプの回転速度を決定する例を示したが、このような回転速度の探索は、実質的に残湯循環判定を伴うため、例えば、風呂自動運転時に、その初期に残湯循環判定手段が行う残湯循環判定において、回転速度の探索・設定を同時に行ってもよい。例えば、図６に示す処理を、一ヶ月に一回行うようにしてもよい。このようにすることで、循環路の流路抵抗が変化した場合も良好に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本願に係る風呂設備の全体構成を示すブロック図
【図２】本願に係る風呂設備の要部構成を示す概略図
【図３】熱源機側継手の構成を示す断面図
【図４】浴槽側継手の構成を示す断面図
【図５】運転制御部及びリモコンの構成を示す図
【図６】循環ポンプの回転速度決定・設定処理のフローを示す図
【図７】通常時の残湯循環判定フローを示す図
【符号の説明】
【００５５】
４ ドレン排水管
２４ 循環ポンプ
２８ 熱交換器
３１ 浴槽用循環路
３２ 浴槽用循環路
３３ 循環ポンプ
Ｇ 熱源機
Ｍ６ａ 探索手段
Ｍ６ｂ 設定手段
Ｎ２ 潜熱回収式の熱交換器（熱交換器）
Ｐ 浴槽用湯水管
Ｙ 浴槽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器を備えた熱源機と熱消費端末又は浴槽との間に、湯水の循環路を備え、前記循環路に備えられる循環ポンプにより、加熱された湯水が往き路を介して前記熱消費端末又は浴槽に供給されるとともに、前記熱消費端末又は浴槽から戻り路を介して前記熱交換器に戻される熱利用設備であって、
前記循環ポンプとして回転速度可変型のポンプが採用され、
前記循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索する探索手段を設け、
通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、前記探索手段により探索される下限流量回転速度以上に設定する設定手段を備えた熱利用設備。
【請求項２】
前記循環路が前記熱交換器と前記浴槽との間に形成される浴槽用循環路であり、前記循環ポンプが、浴槽内の湯水の追焚運転時に働く追焚用循環ポンプである請求項１記載の熱利用設備。
【請求項３】
熱交換器として潜熱回収式の熱交換器を備え、前記熱源機から排出されるドレンを前記浴槽側の排水口に導くドレン排水管を設け、前記ドレン排水管の一部が、前記浴槽用循環路内を介して前記浴槽側の排水口に導かれている請求項２記載の熱利用設備。
【請求項４】
前記浴槽用循環路を流れる湯水の流量が所定値以上である場合にふろ水流有りとする有り信号を、前記所定値未満である場合にふろ水流無しとする無し信号を出力する出力手段を備えるとともに、当該出力手段の出力に従って、浴槽内に残湯が有るか否かを判定する残湯循環判定手段を備え、前記残湯循環判定手段による残湯循環判定時に、前記探索手段による下限流量回転速度の探索が実行される請求項２又は３記載の熱利用設備。
【請求項５】
熱交換器を備え、前記熱交換器と熱消費端末又は浴槽との間に湯水の循環路を形成可能に構成されるとともに、
形成された循環路に関して、加熱された湯水を往き路を介して前記熱消費端末又は浴槽に供給し、前記熱消費端末又は浴槽から戻り路を介して前記熱交換器に戻す循環ポンプを備えた熱源機であって、
前記循環ポンプが回転速度可変型のポンプであり、
前記循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索する探索手段を設け、
通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、前記探索手段により探索される下限流量回転速度以上に設定する設定手段を備えた熱源機。
【請求項６】
前記形成される循環路が前記熱交換器と前記浴槽との間に形成される浴槽用循環路であり、前記循環ポンプが、浴槽内の湯水の追焚運転時に働く追焚用循環ポンプである請求項５記載の熱源機。
【請求項７】
前記形成される浴槽用循環路を流れる湯水の流量が所定値以上である場合にふろ水流有りとする有り信号を、前記所定値未満である場合にふろ水流無しとする無し信号を出力する出力手段を備えるとともに、当該出力手段の出力に従って、浴槽内に残湯が有るか否かを判定する残湯循環判定手段を備え、前記残湯循環判定手段による残湯循環判定時に、前記探索手段による下限流量回転速度の探索が実行される請求項６記載の熱源機。
【請求項８】
熱交換器を備えた熱源機と熱消費端末又は浴槽との間に、湯水の循環路を備え、前記循環路に備えられる循環ポンプにより、加熱された湯水が往き路を介して前記熱消費端末又は浴槽に供給されるとともに、前記熱消費端末又は浴槽から戻り路を介して前記熱交換器に戻される熱利用設備に、前記循環ポンプとして回転速度可変型のポンプを採用し、
前記循環ポンプの回転速度を設定するに、
前記循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索し、通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、前記探索される下限流量回転速度以上に設定する熱利用設備に備えられる循環ポンプの回転速度設定方法。
【請求項１】
熱交換器を備えた熱源機と熱消費端末又は浴槽との間に、湯水の循環路を備え、前記循環路に備えられる循環ポンプにより、加熱された湯水が往き路を介して前記熱消費端末又は浴槽に供給されるとともに、前記熱消費端末又は浴槽から戻り路を介して前記熱交換器に戻される熱利用設備であって、
前記循環ポンプとして回転速度可変型のポンプが採用され、
前記循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索する探索手段を設け、
通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、前記探索手段により探索される下限流量回転速度以上に設定する設定手段を備えた熱利用設備。
【請求項２】
前記循環路が前記熱交換器と前記浴槽との間に形成される浴槽用循環路であり、前記循環ポンプが、浴槽内の湯水の追焚運転時に働く追焚用循環ポンプである請求項１記載の熱利用設備。
【請求項３】
熱交換器として潜熱回収式の熱交換器を備え、前記熱源機から排出されるドレンを前記浴槽側の排水口に導くドレン排水管を設け、前記ドレン排水管の一部が、前記浴槽用循環路内を介して前記浴槽側の排水口に導かれている請求項２記載の熱利用設備。
【請求項４】
前記浴槽用循環路を流れる湯水の流量が所定値以上である場合にふろ水流有りとする有り信号を、前記所定値未満である場合にふろ水流無しとする無し信号を出力する出力手段を備えるとともに、当該出力手段の出力に従って、浴槽内に残湯が有るか否かを判定する残湯循環判定手段を備え、前記残湯循環判定手段による残湯循環判定時に、前記探索手段による下限流量回転速度の探索が実行される請求項２又は３記載の熱利用設備。
【請求項５】
熱交換器を備え、前記熱交換器と熱消費端末又は浴槽との間に湯水の循環路を形成可能に構成されるとともに、
形成された循環路に関して、加熱された湯水を往き路を介して前記熱消費端末又は浴槽に供給し、前記熱消費端末又は浴槽から戻り路を介して前記熱交換器に戻す循環ポンプを備えた熱源機であって、
前記循環ポンプが回転速度可変型のポンプであり、
前記循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索する探索手段を設け、
通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、前記探索手段により探索される下限流量回転速度以上に設定する設定手段を備えた熱源機。
【請求項６】
前記形成される循環路が前記熱交換器と前記浴槽との間に形成される浴槽用循環路であり、前記循環ポンプが、浴槽内の湯水の追焚運転時に働く追焚用循環ポンプである請求項５記載の熱源機。
【請求項７】
前記形成される浴槽用循環路を流れる湯水の流量が所定値以上である場合にふろ水流有りとする有り信号を、前記所定値未満である場合にふろ水流無しとする無し信号を出力する出力手段を備えるとともに、当該出力手段の出力に従って、浴槽内に残湯が有るか否かを判定する残湯循環判定手段を備え、前記残湯循環判定手段による残湯循環判定時に、前記探索手段による下限流量回転速度の探索が実行される請求項６記載の熱源機。
【請求項８】
熱交換器を備えた熱源機と熱消費端末又は浴槽との間に、湯水の循環路を備え、前記循環路に備えられる循環ポンプにより、加熱された湯水が往き路を介して前記熱消費端末又は浴槽に供給されるとともに、前記熱消費端末又は浴槽から戻り路を介して前記熱交換器に戻される熱利用設備に、前記循環ポンプとして回転速度可変型のポンプを採用し、
前記循環ポンプの回転速度を設定するに、
前記循環ポンプの回転速度を下限設定値から上昇させるとともに、当該回転速度の上昇過程において、前記循環路を流れる湯水の流量が所定値以上となる循環ポンプの回転速度を下限流量回転速度として探索し、通常運転時の前記循環ポンプの回転速度を、前記探索される下限流量回転速度以上に設定する熱利用設備に備えられる循環ポンプの回転速度設定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−５４１２７（Ｐ２０１０−５４１２７Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２００９２（Ｐ２００８−２２００９２）
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]