特許 7198124 暖房給湯装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-20

(45)【発行日】2022-12-28

(54)【発明の名称】暖房給湯装置

(51)【国際特許分類】

   F24D 3/08 20060101AFI20221221BHJP

   F24H 1/48 20220101ALI20221221BHJP

   F24D 17/00 20220101ALI20221221BHJP

【ＦＩ】

F24D3/08 E

F24H1/48

F24D17/00 L

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019047543

(22)【出願日】2019-03-14

(65)【公開番号】P2020148425

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2021-11-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000115854

【氏名又は名称】リンナイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111970

【弁理士】

【氏名又は名称】三林 大介

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 悠也

(72)【発明者】

【氏名】深谷 篤

【審査官】河野 俊二

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５５－０８７７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３３７６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０２０８０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１８５０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００７３７４９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３１４２７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０１－２７３９２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｄ ３／０８

Ｆ２４Ｈ １／４８

Ｆ２４Ｄ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

共通の熱媒を用いて、暖房端末に該熱媒を循環させて暖房する暖房運転と、給湯熱交換器に循環させる該熱媒との熱交換で上水を加熱して湯を供給する給湯運転とを実行可能な暖房給湯装置において、
前記熱媒を加熱する加熱手段と、
前記熱媒の温度を検知する温度検知手段と、
前記熱媒を前記暖房端末と前記給湯熱交換器とに振り分ける分配比を切り換え可能な分配手段と、
前記暖房運転や前記給湯運転に応じて前記加熱手段の加熱量を制御し、前記熱媒の温度が所定の停止温度に達すると前記加熱手段による加熱を停止させる制御手段と
を備え、
前記暖房運転中に前記給湯運転の要請があると、前記分配手段が前記分配比の切り換えを開始し、前記制御手段は、前記加熱手段の加熱量を前記給湯運転に応じた加熱量よりも小さく制限しておく制限期間を設定する
ことを特徴とする暖房給湯装置。

【請求項2】

請求項１に記載の暖房給湯装置において、
前記制限期間の長さは、前記分配手段が前記分配比を切り換えるのに要する時間である
ことを特徴とする暖房給湯装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の暖房給湯装置において、
前記制御手段は、前記熱媒の温度が前記停止温度よりも低い所定の基準温度未満であれば、前記制限期間を解除する
ことを特徴とする暖房給湯装置。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載の暖房給湯装置において、
前記制御手段は、前記給湯運転に応じた加熱量と前記暖房運転に応じた加熱量との差が所定量未満であれば、前記制限期間を解除する
ことを特徴とする暖房給湯装置。

【請求項5】

請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載の暖房給湯装置において、
前記制御手段は、前記制限期間中の前記加熱手段の加熱量を、前記暖房運転に応じた加熱量に維持する
ことを特徴とする暖房給湯装置。

【請求項6】

請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載の暖房給湯装置において、
前記制御手段は、前記制限期間中の前記加熱手段の加熱量を、前記給湯運転に応じた加熱量に向けて徐々に増加させる
ことを特徴とする暖房給湯装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、共通の熱媒を用いて、暖房端末に熱媒を循環させて暖房する暖房運転と、給湯熱交換器に循環させる熱媒との熱交換で上水を加熱して湯を供給する給湯運転とを実行可能な暖房給湯装置に関する。

【背景技術】

【0002】

バーナなどの加熱手段で熱媒を加熱し、暖房端末に熱媒を循環させて暖房する暖房運転を実行可能であるとともに、共通の熱媒を給湯熱交換器に循環させ、熱媒との熱交換で上水を加熱して湯を供給する給湯運転を実行可能である暖房給湯装置が知られている（例えば、特許文献１）。こうした暖房給湯装置では、加熱した熱媒を暖房端末と給湯熱交換器とに振り分ける分配比を切り換え可能な三方弁などの分配手段を備えており、暖房運転中に給湯運転の要請があると、分配手段で分配比を切り換える。また、一般に給湯運転では、暖房運転に比べて、要求される加熱量が大きいことから、加熱手段の加熱量（バーナでの燃焼量）を暖房運転に応じた加熱量から給湯運転に応じた加熱量へと増加させる。さらに、熱媒の温度が所定の停止温度に達すると、熱媒の過熱を防ぐために、加熱手段による加熱を停止するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１８５０８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上述のように共通の熱媒を用いて暖房運転と給湯運転とを実行可能な暖房給湯装置では、暖房運転中に給湯運転の要請があった場合に、設定温度での給湯が安定するまでに時間がかかってしまうことがあるという問題があった。これは次のような理由による。まず、加熱手段の加熱量を給湯運転に応じた加熱量に増加させるのに比して、分配手段での分配比の切り換えには時間を要することでタイムラグが生じる。すると、給湯運転に応じた加熱量で加熱された熱媒が暖房端末へと多量に流れることになり、本来は給湯熱交換器で消費されるべき熱媒の熱が消費されないまま循環して熱媒の温度が急上昇する。そして、熱媒の温度が停止温度に達して加熱手段による加熱が停止することにより、加熱手段で加熱を再開した後、設定温度での給湯が安定するまでに時間がかかってしまう。

【0005】

この発明は、従来の技術が有する上述した課題に対応してなされたものであり、暖房給湯装置で暖房運転中に給湯運転の要請があった場合に、設定温度での給湯が安定するまでの時間の短縮を図ることが可能な技術の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するために、本発明の暖房給湯装置は次の構成を採用した。すなわち、
共通の熱媒を用いて、暖房端末に該熱媒を循環させて暖房する暖房運転と、給湯熱交換器に循環させる該熱媒との熱交換で上水を加熱して湯を供給する給湯運転とを実行可能な暖房給湯装置において、
前記熱媒を加熱する加熱手段と、
前記熱媒の温度を検知する温度検知手段と、
前記熱媒を前記暖房端末と前記給湯熱交換器とに振り分ける分配比を切り換え可能な分配手段と、
前記暖房運転や前記給湯運転に応じて前記加熱手段の加熱量を制御し、前記熱媒の温度が所定の停止温度に達すると前記加熱手段による加熱を停止させる制御手段と
を備え、
前記暖房運転中に前記給湯運転の要請があると、前記分配手段が前記分配比の切り換えを開始し、前記制御手段は、前記加熱手段の加熱量を前記給湯運転に応じた加熱量よりも小さく制限しておく制限期間を設定する
ことを特徴とする。

【0007】

このような本発明の暖房給湯装置では、暖房運転中に給湯運転の要請があった場合に、加熱手段の加熱量を制限しておく制限期間を設定し、熱媒の加熱が給湯運転に応じた加熱量で行われるようになるタイミングを遅らせることにより、熱媒の温度が停止温度に達することを抑制できるため、加熱手段による加熱の不要な停止を挟むことなく、設定温度での給湯が安定するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。

【0008】

上述した本発明の暖房給湯装置では、制限期間の長さを、分配手段が分配比を切り換えるのに要する時間としてもよい。

【0009】

熱媒の温度の急上昇は、分配手段が分配比を切り換えている間に、給湯運転に応じた加熱量で加熱された熱媒が暖房端末側に流れることに起因するため、分配手段が切り換えに要する時間を制限期間の長さの最大とすれば、加熱手段の加熱量を給湯運転に応じて増加させるのを必要以上に制限して設定温度での給湯の安定が遅れてしまうことを抑制することができる。

【0010】

こうした本発明の暖房給湯装置では、熱媒の温度が停止温度よりも低い所定の基準温度未満であれば、制限期間を解除してもよい。

【0011】

このようにすれば、熱媒の温度がそれほど高くはなく、給湯運転に応じた加熱量で加熱されても熱媒が高温になり過ぎる（停止温度に達する）蓋然性が低い場合には、制限期間を途中で解除して加熱手段の加熱量を給湯運転に応じた加熱量に移行することにより、設定温度での給湯が安定するタイミングを早めることが可能となる。

【0012】

また、こうした本発明の暖房給湯装置では、給湯運転に応じた加熱量と暖房運転に応じた加熱量との差が所定量未満であれば、制限期間を解除してもよい。

【0013】

このようにすれば、暖房運転に応じた加熱量に比べて給湯運転に応じた加熱量がそれほど大きくない場合は、給湯運転に応じた加熱量で加熱されても熱媒が高温になり過ぎる（停止温度に達する）蓋然性が低いので、制限期間を解除して加熱手段の加熱量を給湯運転に応じた加熱量に移行することにより、設定温度での給湯が安定するタイミングを早めることが可能となる。

【0014】

また、こうした本発明の暖房給湯装置では、制限期間中の加熱手段の加熱量を、暖房運転に応じた加熱量に維持してもよい。

【0015】

このようにすれば、分配手段が分配比の切り換えを開始する前と同じ加熱量を制限期間中も維持するので、熱媒の温度の上昇が抑えられて停止温度に達することはなく、加熱手段による加熱の不要な停止を確実に防止することができる。

【0016】

また、こうした本発明の暖房給湯装置では、制限期間中の加熱手段の加熱量を、給湯運転に応じた加熱量に向けて徐々に増加させてもよい。

【0017】

制限期間中は、分配手段による分配比の切り換えの進行に伴い、給湯熱交換器側へと流れる熱媒が増えていき、給湯熱交換器で上水との熱交換によって熱媒の熱が消費されるので、加熱手段の加熱量を徐々に増加させれば、熱媒の温度が停止温度に達することを抑制することができる。そして、加熱手段の加熱量を制限しつつも徐々に給湯運転に応じた加熱量に近付けることにより、設定温度での給湯が安定するまでの時間を短縮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施例の暖房給湯装置１の構成を示した説明図である。

【図2】三方弁２８の構成を例示した断面図である。

【図3】従来例の暖房給湯装置１で暖房運転中に給湯運転の要請があった場合に、設定温度での給湯が安定するまでに時間がかかる例を示した説明図である。

【図4】本実施例のコントローラ４０が実行する暖房運転中処理のフローチャートである。

【図5】本実施例の移行処理のフローチャートである。

【図6】本実施例の暖房給湯装置１で暖房運転中に給湯運転の要請があった場合に、上述した移行処理に従って給湯運転に移行する様子を示した説明図である。

【図7】変形例の移行処理のフローチャートである。

【図8】変形例の暖房給湯装置１で暖房運転中に給湯運転の要請があった場合に、上述した移行処理に従って給湯運転に移行する様子を示した説明図である。

【図9】三方弁２８を中間状態で停止させた例を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１は、本実施例の暖房給湯装置１の構成を示した説明図である。図示されるように暖房給湯装置１は、ハウジング２で覆われた内部に、燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスを燃焼させるバーナ３を内蔵した燃焼ユニット４を備えている。燃焼ユニット４には、燃焼ファン５が接続されており、この燃焼ファン５によって混合ガスが送られる。

【0020】

燃焼ファン５の吸入側には、燃焼用空気を供給する空気供給路７と、燃料ガスを供給するガス供給路８とを合流させる合流部６が設けられている。ガス供給路８には、ガス供給路８を開閉する開閉弁（図示省略）や、上流側から圧送される燃料ガスの圧力を大気圧に下げるゼロガバナ９が設けられている。合流部６には、切換弁が内蔵されており、燃焼ファン５に流入する燃焼用空気と燃料ガスとの比率を調節することが可能になっている。燃焼ファン５を駆動すると、ハウジング２内の空気と、ガス供給路８のゼロガバナ９よりも下流側の燃料ガスとが合流部６を通って所定の比率で燃焼ファン５に吸い込まれ、混合ガスが燃焼ユニット４に送り込まれる。

【0021】

燃焼ユニット４では、内蔵のバーナ３で混合ガスの燃焼が行われる。図示した例では、バーナ３から下方に向けて混合ガスが噴出するようになっており、下向きに炎が形成されると共に、燃焼排気が下方へと送られる。燃焼ファン５は、暖房給湯装置１の全体を制御するコントローラ４０と電気的に接続されており、コントローラ４０は、必要とされる加熱量に応じて燃焼ファン５の回転数を変更することで、バーナ３での燃焼量を制御する。尚、本実施例のバーナ３は、本発明の「加熱手段」に相当しており、本実施例のコントローラ４０は、本発明の「制御手段」に相当している。

【0022】

また、燃焼ユニット４には、高電圧の放電によって火花を飛ばす点火プラグ１１や、バーナ３の火炎（着火）を検知するフレームロッド１２や、燃焼ユニット４から燃焼ファン５への逆流を阻止する逆止弁１３が設けられている。点火プラグ１１およびフレームロッド１２は、コントローラ４０と電気的に接続されている。

【0023】

バーナ３の下方には、第１熱交換器１５が設けられており、第１熱交換器１５の下方には、第２熱交換器１６が設けられている。バーナ３での燃焼によって生じた燃焼排気は、下方へと送られ、第１熱交換器１５および第２熱交換器１６を通過する。このとき、第１熱交換器１５では、燃焼排気から顕熱を回収し、第２熱交換器１６では、燃焼排気から潜熱を回収する。

【0024】

そして、第１熱交換器１５および第２熱交換器１６を通過した燃焼排気は、排気ダクト１７を通って、ハウジング２の上部に突出した排気口１８から排出される。また、図示した例では、ハウジング２の上部に給気口１９が設けられており、給気口１９からハウジング２に取り入れられた空気が、空気供給路７を介して燃焼ファン５に吸い込まれる。

【0025】

第１熱交換器１５は、上流側が第２熱交換器１６の下流側と接続されている。また、第１熱交換器１５の下流側は、床暖房などの暖房端末２０の上流側と往き通路２１を介して接続されており、第２熱交換器１６の上流側は、暖房端末２０の下流側と戻り通路２２を介して接続されている。戻り通路２２には、温水などの熱媒を第２熱交換器１６に向けて送る循環ポンプ２３や、第２熱交換器１６に流入する熱媒の温度を検知する戻り温度センサ２４が設けられている。循環ポンプ２３および戻り温度センサ２４は、コントローラ４０と電気的に接続されている。

【0026】

前述したように第２熱交換器１６では、バーナ３の燃焼排気から潜熱を回収しており、循環ポンプ２３の作動によって第２熱交換器１６に送られた熱媒は、回収した熱で予備加熱された後、第１熱交換器１５へと送られる。第１熱交換器１５では、バーナ３の燃焼排気との顕熱の熱交換によって熱媒が加熱され、高温になった熱媒が往き通路２１を通って暖房端末２０に供給される。往き通路２１には、第１熱交換器１５から流出する熱媒の温度を検知する往き温度センサ２５が設けられており、往き温度センサ２５は、コントローラ４０と電気的に接続されている。尚、本実施例の戻り温度センサ２４や往き温度センサ２５は、本発明の「温度検知手段」に相当している。

【0027】

暖房端末２０では、蛇行する配管などを熱媒が通過しながら放熱することで周囲を暖める。そして、暖房端末２０を通過して冷めた熱媒は、戻り通路２２を通って循環ポンプ２３まで戻り、再び第２熱交換器１６へと送られる。このように暖房端末２０に循環させる熱媒は、温水に限られず、シリコーン油などを用いてもよい。

【0028】

また、往き通路２１の往き温度センサ２５よりも下流側から分岐した分岐通路２６が、戻り通路２２の循環ポンプ２３よりも上流側に接続されている。この分岐通路２６には、給湯熱交換器２７が設けられており、分岐通路２６と戻り通路２２との接続部分には、三方弁２８が設けられている。三方弁２８の構成については別図を用いて後述するが、第１熱交換器１５から流出する熱媒を、暖房端末２０を通るルートと、給湯熱交換器２７を通るルートとに振り分ける分配比を三方弁２８で切り換えることが可能である。三方弁２８は、コントローラ４０と電気的に接続されている。尚、本実施例の三方弁２８は、本発明の「分配手段」に相当している。

【0029】

給湯熱交換器２７は、液－液熱交換器であって、給水通路３０と出湯通路３１とが接続されている。給水通路３０を通って給湯熱交換器２７に供給される上水は、給湯熱交換器２７で熱媒との熱交換によって加熱されて湯となり、出湯通路３１に流出する。給水通路３０には、暖房給湯装置１に流入する上水の流量を計測する水量センサ３２や、上水の流量を調節する水量サーボ３３や、上水の温度を検知する給水温度センサ３４が設けられており、出湯通路３１には、給湯熱交換器２７から流出した直後の湯の温度を検知する給湯熱交出口温度センサ３５が設けられている。これら水量センサ３２、水量サーボ３３、給水温度センサ３４、給湯熱交出口温度センサ３５は、コントローラ４０と電気的に接続されている。

【0030】

また、本実施例の暖房給湯装置１では、給水通路３０と出湯通路３１とがバイパス通路３６で接続されている。暖房給湯装置１に流入した上水は、一部が給湯熱交換器２７に供給されることなくバイパス通路３６を通過可能であり、残りが給湯熱交換器２７に供給される。そして、給湯熱交換器２７で加熱された湯は、バイパス通路３６を通った上水と混合されて暖房給湯装置１から流出する。バイパス通路３６と出湯通路３１との接続部分にはバイパスサーボ３７が設けられており、給湯熱交換器２７で加熱された湯と、バイパス通路３６を通った上水との混合比は、バイパスサーボ３７によって変更することが可能である。バイパスサーボ３７は、コントローラ４０と電気的に接続されている。

【0031】

出湯通路３１のバイパスサーボ３７よりも下流側には、暖房給湯装置１から流出する湯の温度を検知する出湯温度センサ３８が設けられている。上述のように上水の一部がバイパス通路３６を通ることにより、出湯温度センサ３８での検知温度は、給湯熱交出口温度センサ３５での検知温度よりも低くなることから、バイパスサーボ３７で混合比を調節することによって、暖房給湯装置１から流出する湯の温度変動を抑制することができる。

【0032】

さらに、コントローラ４０には、リモコン４１が電気的に接続されており、使用者がリモコン４１を操作することで、暖房運転の開始や停止を指示したり、暖房温度を設定したり、給湯運転の運転可能（ＯＮ）状態と運転不能（ＯＦＦ）状態とを切り換えたり、給湯温度を設定したりすることが可能になっている。

【0033】

図２は、三方弁２８の構成を例示した断面図である。図示されるように三方弁２８の内部には、３方向に通じる弁室５０が形成されている。図示した例では、弁室５０の左方に分岐通路２６が接続され、右方に戻り通路２２の暖房端末２０側（以下、端末側戻り通路２２ａ）が接続され、上方に戻り通路２２の循環ポンプ２３側（以下、ポンプ側戻り通路２２ｂ）が接続されている。

【0034】

また、弁室５０内には、分岐通路２６を開閉する給湯側弁体５１と、端末側戻り通路２２ａを開閉する暖房側弁体５２とが収容されており、これら給湯側弁体５１および暖房側弁体５２は、左右方向に往復移動が可能な移動軸５３に反対向きに取り付けられている。移動軸５３は、駆動モータ５４の駆動によって移動するようになっており、本実施例の駆動モータ５４にはステッピングモータを用いている。

【0035】

図２（ａ）には、移動軸５３が左方に移動して給湯側弁体５１が分岐通路２６を閉じ、暖房側弁体５２が端末側戻り通路２２ａを開いた状態が示されている。この状態において、循環ポンプ２３の作動によって第１熱交換器１５から流出した熱媒は、分岐通路２６（給湯熱交換器２７）に振り分けられることなく、暖房端末２０を循環することから、暖房運転が行われる。

【0036】

一方、駆動モータ５４の駆動によって移動軸５３が右方に移動すると、図２（ｂ）に示されるように暖房側弁体５２が端末側戻り通路２２ａを閉じ、給湯側弁体５１が分岐通路２６を開いた状態となる。この状態において、循環ポンプ２３の作動によって第１熱交換器１５から流出した熱媒は、暖房端末２０に振り分けられることなく、分岐通路２６（給湯熱交換器２７）を循環することから、給湯運転が行われる。

【0037】

このように共通の熱媒を用いて暖房運転と給湯運転とを実行可能な暖房給湯装置１では、従来、暖房運転中に給湯運転の要請があると、設定温度での給湯が安定するまでに時間がかかってしまうことがあった。図３は、従来例の暖房給湯装置１で暖房運転中に給湯運転の要請があった場合に、設定温度での給湯が安定するまでに時間がかかる例を示した説明図である。図３の上段には、三方弁２８の状態の時間変化が示されており、下段には、バーナ３による加熱量（燃焼量）の時間変化が模式的に示されている。

【0038】

前述したように、バーナ３による加熱量（燃焼量）は、燃焼ファン５の回転数を変更することによって制御が可能である。また、一般に給湯運転では、暖房運転に比べて、要求される加熱量が大きいことから、要求される熱媒の温度（要求温度）も高くなる。そのため、暖房運転中に給湯運転の要請があると、燃焼ファン５の回転数を上げてバーナ３での燃焼量を増加させる。

【0039】

一方、三方弁２８では、駆動モータ５４の駆動によって移動軸５３が移動し、図２（ａ）の暖房運転の状態から、図２（ｂ）の給湯運転の状態へと切り換わる。このとき、燃焼ファン５の回転数の上昇に比して、駆動モータ５４（ステッピングモータ）による移動軸５３の移動には時間を要するため、バーナ３による加熱量の増加と三方弁２８の切り換えとの間にタイムラグが生じる。

【0040】

このようなタイムラグがあると、給湯運転に応じた加熱量で加熱された要求温度の高い熱媒が暖房端末２０側へと多量に流れることになり、本来は給湯熱交換器２７で上水との熱交換によって消費されるべき熱媒の熱が消費されないまま循環して熱媒の温度が急上昇する。そして、往き温度センサ２５の検知温度が所定の停止温度（本実施例では９０度）に達すると、熱媒の過熱（沸騰）を防止するためにバーナ３での燃焼を停止するようになっている。その結果、バーナ３での燃焼を再開した後、設定温度での給湯が安定するまでに時間がかかってしまう。

【0041】

そこで、本実施例の暖房給湯装置１では、暖房運転中に給湯運転の要請があった場合に、設定温度での給湯が安定するまでに要する時間の短縮を図るために、暖房運転中にコントローラ４０が以下のような暖房運転中処理を実行するようになっている。

【0042】

図４は、本実施例のコントローラ４０が実行する暖房運転中処理のフローチャートである。この暖房運転中処理は、使用者によるリモコン４１の操作で暖房運転が開始されると実行される。尚、暖房運転の開始に伴い、三方弁２８を図２（ａ）の暖房運転の状態として、循環ポンプ２３を作動すると共に、バーナ３で混合ガスの燃焼を開始し、バーナ３による加熱量（燃焼量）を、リモコン４１での暖房の設定温度に基づいて暖房運転に応じた加熱量（以下、暖房加熱量）に設定する。

【0043】

暖房運転中処理では、まず、往き温度センサ２５による熱媒の検知温度（以下、往き温度）が所定の停止温度（９０度）以上であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ１）。前述したように熱媒の過熱（沸騰）を防止するために停止温度が設定されており、往き温度が停止温度以上である場合は（ＳＴＥＰ１：ｙｅｓ）、燃料ガスの供給を遮断することでバーナ３での燃焼を強制的に停止して（ＳＴＥＰ２）、図４の暖房運転中処理を終了する。その後、往き温度が停止温度よりも低い所定の点火温度まで下がり、バーナ３での燃焼を再開すると、再び図４の暖房運転中処理を実行する。

【0044】

一方、往き温度が停止温度未満である場合は（ＳＴＥＰ１：ｎｏ）、次に、暖房運転の停止指示があったか否かを判断する（ＳＴＥＰ３）。使用者によるリモコン４１の操作で暖房運転の停止指示があった場合は（ＳＴＥＰ３：ｙｅｓ）、暖房運転を停止して（ＳＴＥＰ４）、図４の暖房運転中処理を終了する。このＳＴＥＰ４では、バーナ３での燃焼を停止した後、循環ポンプ２３を停止する。その後、使用者によるリモコン４１の操作で暖房運転の開始指示があり、暖房運転を再開すると、再び図４の暖房運転中処理を実行する。

【0045】

これに対して、暖房運転の停止指示がない場合は（ＳＴＥＰ３：ｎｏ）、続いて、給湯運転の要請があったか否かを判断する（ＳＴＥＰ５）。本実施例のコントローラ４０は、リモコン４１の操作による給湯運転の運転可能（ＯＮ）状態において、図示しない給湯栓を使用者が開けて水量センサ３２で計測される上水の流量が所定量以上になると、給湯運転の要請があったと判断する。そして、給湯運転の要請が未だない場合は（ＳＴＥＰ５：ｎｏ）、暖房運転中処理の先頭に戻り、ＳＴＥＰ１以降の処理を再び実行する。その後、給湯運転の要請があった場合は（ＳＴＥＰ５：ｙｅｓ）、以下のような移行処理を実行し（ＳＴＥＰ６）、移行処理から復帰すると、図４の暖房運転中処理を終了する。

【0046】

図５は、本実施例の移行処理のフローチャートである。移行処理を開始すると、まず、三方弁２８の切り換えを開始する（ＳＴＥＰ１０）。前述したように三方弁２８は、駆動モータ５４（ステッピングモータ）の駆動で移動軸５３を移動させることにより、図２（ａ）の暖房運転の状態から、図２（ｂ）の給湯運転の状態へと切り換えることが可能である。

【0047】

三方弁２８の切り換えを開始すると、バーナ３による加熱量（燃焼量）を給湯運転に応じた加熱量（以下、給湯加熱量）よりも小さく制限しておく制限期間を設定する（ＳＴＥＰ１１）。本実施例の暖房給湯装置１では、三方弁２８を暖房運転の状態から給湯運転の状態へと切り換えるのに要する時間を、制限期間として設定するようになっている。そして、制限期間中は、バーナ３による加熱量を、従前の暖房加熱量のまま維持する（ＳＴＥＰ１２）。

【0048】

続いて、給湯加熱量と暖房加熱量との差が所定量（本実施例では１５０ｋｃａｌ／ｍｉｎ）以上であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ１３）。給湯加熱量は、水量センサ３２で計測される上水の流量や、給水温度センサ３４で検知される上水の温度や、リモコン４１での給湯の設定温度に基づいて決定され、上水の流量が多かったり、上水の温度が低かったり、給湯の設定温度が高いと、給湯加熱量が大きくなる。給湯加熱量と暖房加熱量との差が所定量以上である場合は（ＳＴＥＰ１３：ｙｅｓ）、次に、戻り温度センサ２４による熱媒の検知温度（以下、戻り温度）が所定の基準温度（本実施例では６０度）以上であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ１４）。

【0049】

そして、戻り温度が基準温度以上である場合は（ＳＴＥＰ１４：ｙｅｓ）、ＳＴＥＰ１１で設定した制限期間が経過したか否かを判断する（ＳＴＥＰ１５）。未だ制限期間が経過していない場合は（ＳＴＥＰ１５：ｎｏ）、続いて、往き温度が停止温度（９０度）以上であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ１６）。往き温度が停止温度以上である場合は（ＳＴＥＰ１６：ｙｅｓ）、熱媒の過熱異常と判断されるため、バーナ３での燃焼を停止した後（ＳＴＥＰ１７）、図５の移行処理から図４の暖房運転中処理に復帰し、そのまま暖房運転中処理を終了する。その後、往き温度が所定の点火温度まで下がると、バーナ３での燃焼を再開して、給湯運転に移行する。

【0050】

これに対して、往き温度が停止温度未満である場合は（ＳＴＥＰ１６：ｎｏ）、ＳＴＥＰ１４へと戻り、戻り温度が基準温度以上であるか否かの判断（ＳＴＥＰ１４）、および制限期間が経過したか否かの判断（ＳＴＥＰ１５）を繰り返すと共に、往き温度を監視する（ＳＴＥＰ１６）。そして、ＳＴＥＰ１４～１６の処理を繰り返すうちに、戻り温度が基準温度以上のまま（ＳＴＥＰ１４：ｙｅｓ）、制限期間が経過した場合は（ＳＴＥＰ１５：ｙｅｓ）、燃焼ファン５の回転数を上げることで、バーナ３による加熱量（燃焼量）を暖房加熱量から給湯加熱量に変更する（ＳＴＥＰ１８）。その後、図５の移行処理から図４の暖房運転中処理に復帰すると、そのまま暖房運転中処理を終了する。こうして暖房運転から給湯運転へと移行した後も、往き温度の監視が行われる。

【0051】

一方、ＳＴＥＰ１３の判断において、給湯加熱量と暖房加熱量との差が所定量（１５０ｋｃａｌ／ｍｉｎ）未満である場合は（ＳＴＥＰ１３：ｎｏ）、現行の暖房加熱量に比べて給湯加熱量がそれほど大きくはなく、給湯加熱量で加熱されても熱媒が高温になり過ぎる（停止温度に達する）蓋然性が低いため、制限期間を解除して（ＳＴＥＰ１９）、バーナ３による加熱量を暖房加熱量から給湯加熱量に変更する（ＳＴＥＰ１８）。

【0052】

また、ＳＴＥＰ１４の判断において、戻り温度が基準温度（６０度）未満である場合は（ＳＴＥＰ１４：ｎｏ）、熱媒の温度がそれほど高くはなく、給湯加熱量で加熱されても熱媒が高温になり過ぎる（停止温度に達する）蓋然性が低いため、制限期間を解除して（ＳＴＥＰ１９）、バーナ３による加熱量を暖房加熱量から給湯加熱量に変更する（ＳＴＥＰ１８）。

【0053】

図６は、本実施例の暖房給湯装置１で暖房運転中に給湯運転の要請があった場合に、上述した移行処理に従って給湯運転に移行する様子を示した説明図である。前述した図３と同様に、図６の上段には、三方弁２８の状態の時間変化が示されており、下段には、バーナ３による加熱量（燃焼量）の時間変化が模式的に示されている。

【0054】

暖房運転中に給湯運転の要請があると、まず、三方弁２８の駆動モータ５４（ステッピングモータ）の駆動で移動軸５３を移動させることにより、図２（ａ）の暖房運転の状態から図２（ｂ）の給湯運転の状態へと三方弁２８の切り換えを開始する。また、三方弁２８の切り換えに要する時間を、制限期間として設定する。

【0055】

この制限期間中は、バーナ３による加熱量を給湯加熱量よりも小さく制限しておくようになっており、本実施例の暖房給湯装置１では、従前の暖房加熱量に維持する。そして、三方弁２８の切り換えが完了して制限期間が経過すると、燃焼ファン５の回転数を上げることで、バーナ３による加熱量を暖房加熱量から給湯加熱量に切り換える。

【0056】

このように本実施例の暖房給湯装置１では、暖房運転中に給湯運転の要請があった場合に、バーナ３による加熱量を制限しておく制限期間を設定し、熱媒の加熱が給湯加熱量で行われるようになるタイミングを遅らせることにより、往き温度が停止温度に達することを抑制できるため、バーナ３での燃焼の不要な停止を挟むことなく、設定温度での給湯が安定するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。

【0057】

特に、本実施例の暖房給湯装置１では、制限期間中のバーナ３による加熱量を、三方弁２８の切り換えを開始する前と同じ暖房加熱量に維持するので、他に異常がなければ、熱媒の温度の上昇が抑えられて停止温度に達することはなく、バーナ３での燃焼の不要な停止を確実に防止することができる。

【0058】

また、前述したように熱媒の温度の急上昇（過熱）は、三方弁２８が暖房運転の状態から給湯運転の状態に切り換わるまでの間に、給湯加熱量で加熱された要求温度の高い熱媒が暖房端末２０側へと流れることに起因する。そこで、本実施例の暖房給湯装置１では、制限期間の長さを、三方弁２８の切り換えに要する時間に設定している。これにより、バーナ３による加熱量を給湯運転に応じて増加させるのを必要以上に制限して設定温度での給湯の安定が遅れてしまうことを抑制することができる。

【0059】

加えて、本実施例の暖房給湯装置１では、戻り温度が基準温度（６０度）未満であれば、制限期間を途中で解除するようになっている。熱媒の温度がそれほど高くはなく、給湯加熱量で加熱されても熱媒が高温になり過ぎる（停止温度に達する）蓋然性が低い場合には、制限期間を解除して給湯加熱量に移行することにより、設定温度での給湯が安定するタイミングを早めることが可能となる。

【0060】

さらに、本実施例の暖房給湯装置１では、給湯加熱量と暖房加熱量との差が所定量（１５０ｋｃａｌ／ｍｉｎ）未満であれば、制限期間を解除するようになっている。暖房加熱量に比べて給湯加熱量がそれほど大きくない場合は、給湯加熱量で加熱されても熱媒が高温になり過ぎる（停止温度に達する）蓋然性が低いので、制限期間を解除して給湯加熱量に移行することにより、設定温度での給湯が安定するタイミングを早めることが可能となる。

【0061】

上述した本実施例の暖房給湯装置１には、次のような変形例も存在する。以下では、上述の実施例とは異なる点を中心に変形例について説明する。尚、変形例の説明では、上述の実施例と同様の構成についての詳細な説明を省略する。

【0062】

図７は、変形例の移行処理のフローチャートである。変形例の移行処理を開始すると、三方弁２８の切り換えを開始して（ＳＴＥＰ２０）、バーナ３による加熱量を給湯加熱量よりも小さく制限しておく制限期間を設定する（ＳＴＥＰ２１）。前述した実施例と同様に、変形例の制限期間の長さも、三方弁２８の切り換えに要する時間に設定している。そして、バーナ３による加熱量は、暖房加熱量のまま、切り換えを保留しておく（ＳＴＥＰ２２）。

【0063】

続いて、給湯加熱量と暖房加熱量との差が所定量（１５０ｋｃａｌ／ｍｉｎ）以上であるか否かを判断し（ＳＴＥＰ２３）、給湯加熱量と暖房加熱量との差が所定量以上である場合は（ＳＴＥＰ２３：ｙｅｓ）、次に、戻り温度が基準温度（６０度）以上であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ２４）。そして、戻り温度が基準温度以上である場合は（ＳＴＥＰ２４：ｙｅｓ）、ＳＴＥＰ２１で設定した制限期間が経過したか否かを判断し（ＳＴＥＰ２５）、未だ制限期間が経過していない場合は（ＳＴＥＰ２５：ｎｏ）、制限期間内で単位時間が経過したか否かを判断する（ＳＴＥＰ２６）。

【0064】

変形例の暖房給湯装置１では、制限期間が複数（例えば１０個）の単位時間に区切られており、制限期間内で単位時間が経過する毎にバーナ３での加熱量を給湯加熱量に向けて段階的に増加させるようになっている。そこで、単位時間が経過した場合は（ＳＴＥＰ２６：ｙｅｓ）、バーナ３による加熱量を１段階増加させる（ＳＴＥＰ２７）。尚、１段階で増加させる加熱量は、給湯加熱量と暖房加熱量との差を、制限期間を区切った単位時間の個数で割ったものとすることができる。

【0065】

一方、単位時間が経過していない場合は（ＳＴＥＰ２６：ｎｏ）、ＳＴＥＰ２７の処理を省略して、往き温度が停止温度（９０度）以上であるか否かを判断し（ＳＴＥＰ２８）、往き温度が停止温度以上である場合は（ＳＴＥＰ２８：ｙｅｓ）、バーナ３での燃焼を停止した後（ＳＴＥＰ２９）、図７の移行処理から図４の暖房運転中処理に復帰し、そのまま暖房運転中処理を終了する。

【0066】

これに対して、往き温度が停止温度未満である場合は（ＳＴＥＰ２８：ｎｏ）、ＳＴＥＰ２４へと戻り、戻り温度が基準温度以上であるか否かの判断（ＳＴＥＰ２４）、および制限期間が経過したか否かの判断（ＳＴＥＰ２５）を繰り返すと共に、単位時間が経過する毎にバーナ３での加熱量を段階的に増加させながら（ＳＴＥＰ２６，２７）、往き温度を監視する（ＳＴＥＰ２９）。そして、ＳＴＥＰ２４～２８の処理を繰り返すうちに、制限期間が経過した場合は（ＳＴＥＰ２５：ｙｅｓ）、図７の移行処理を終了して、図４の暖房運転中処理に復帰する。尚、変形例の暖房給湯装置１では、制限期間内で単位時間が経過する毎にバーナ３での加熱量を段階的に増加させることにより、制限期間が経過した時点で、バーナ３による加熱量が給湯加熱量に達している。

【0067】

一方、ＳＴＥＰ２３の判断において、給湯加熱量と暖房加熱量との差が所定量（１５０ｋｃａｌ／ｍｉｎ）未満である場合や（ＳＴＥＰ２３：ｎｏ）、ＳＴＥＰ２４の判断において、戻り温度が基準温度（６０度）未満である場合は（ＳＴＥＰ２４：ｎｏ）、制限期間を解除して（ＳＴＥＰ３０）、バーナ３による加熱量を暖房加熱量から給湯加熱量に変更すると（ＳＴＥＰ３１）、図７の移行処理を終了して、図４の暖房運転中処理に復帰する。

【0068】

図８は、変形例の暖房給湯装置１で暖房運転中に給湯運転の要請があった場合に、上述した移行処理に従って給湯運転に移行する様子を示した説明図である。図８の上段には、三方弁２８の状態の時間変化が示されており、下段には、バーナ３による加熱量（燃焼量）の時間変化が模式的に示されている。暖房運転中に給湯運転の要請があると、三方弁２８では、駆動モータ５４（ステッピングモータ）の駆動で移動軸５３を移動させることにより、暖房運転の状態から給湯運転の状態へと切り換えを開始する。また、三方弁２８の切り換えに要する時間を、制限期間として設定する。

【0069】

変形例の制限期間は、複数（例えば１０個）の単位時間に区切られており、制限期間内で単位時間が経過する毎にバーナ３での加熱量を給湯加熱量に向けて段階的に増加させるようになっている。そして、三方弁２８の切り換えが完了して制限期間が経過すると、その時点で、バーナ３による加熱量が給湯加熱量に達している。

【0070】

このように変形例の暖房給湯装置１では、制限期間中のバーナ３による加熱量を、暖房加熱量に維持するのではなく、給湯加熱量に向けて徐々に増加させるようになっている。制限期間中は、三方弁２８の切り換えの進行に伴い、給湯熱交換器２７側へと流れる熱媒が増えていき、給湯熱交換器２７で上水との熱交換によって熱媒の熱が消費されるので、バーナ３による加熱量を徐々に増加させれば、熱媒の温度の急上昇（過熱）を抑制することができる。そして、バーナ３による加熱量を制限しつつも徐々に給湯加熱量に近付けることにより、設定温度での給湯が安定するまでの時間を短縮することが可能となる。

【0071】

以上、本実施例および変形例の暖房給湯装置１について説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

【0072】

例えば、前述した実施例および変形例では、暖房運転中に給湯運転の要請があると、暖房運転を停止して給湯運転に切り換える（三方弁２８を暖房運転の状態から給湯運転の状態へと切り換える）ようになっていた。しかし、図９に示されるように三方弁２８を、暖房運転の状態と給湯運転の状態との中間状態（分岐通路２６および端末側戻り通路２２ａの両方を開いた状態）で停止させることにより、第１熱交換器１５から流出した熱媒は、暖房端末２０および給湯熱交換器２７の両方に振り分けられて循環することから、暖房運転と給湯運転とを同時に行う同時運転が可能である。

【0073】

このような同時運転に応じた加熱量（以下、同時加熱量）は、暖房運転に応じた暖房加熱量に加えて給湯運転に応じた給湯加熱量が必要となることから、一般に暖房加熱量に比べて大きくなる。尚、同時加熱量は、給湯加熱量と同じに設定される場合もある。そのため、暖房運転中に給湯運転の要請があって同時運転に移行する際にも、バーナ３による加熱量の増加と三方弁２８の切り換えとの間にタイムラグが生じることにより、熱媒の温度が急上昇してバーナ３での燃焼を停止してしまうことがある。そこで、暖房運転から同時運転に移行する場合においても、前述した実施例や変形例と同様に制限期間を設定し、制限期間中のバーナ３による加熱量を同時運転における給湯加熱量よりも小さく制限しておくことにより、熱媒の温度が急上昇することを抑制できるため、バーナ３での燃焼の不要な停止を挟むことなく、設定温度での給湯が安定するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。尚、この場合の制限期間は、三方弁２８を暖房運転の状態から中間状態へと切り換えるのに要する時間に設定することができる。

【0074】

また、前述した実施例では、戻り温度が基準温度（６０度）未満であると、制限期間を解除するようになっていた。しかし、戻り温度に代えて、往き温度を確認し、所定温度（例えば７５度）未満であれば、制限期間を解除するようにしてもよい。こうすれば、第１熱交換器１５で加熱された直後の熱媒の温度に基づいて、熱媒が高温になり過ぎる（停止温度に達する）蓋然性をより正確に判断することが可能となる。

【0075】

また、前述した実施例では、制限期間中のバーナ３による加熱量を暖房加熱量に維持し、前述した変形例では、制限期間中のバーナ３による加熱量を給湯加熱量に向けて徐々に増加させるようになっていた。しかし、制限期間中のバーナ３による加熱量は、給湯加熱量よりも小さく制限されていれば、これらに限られない。例えば、給湯加熱量に所定の減少率（例えば０．８）を掛けて制限してもよい。

【0076】

さらに、前述した変形例では、制限期間が複数の単位時間に区切られており、制限期間内で単位時間が経過する毎にバーナ３での加熱量を段階的に増加させるようになっていた。しかし、制限期間中のバーナ３による加熱量の増加は、段階的な増加に限られず、時間経過と共に連続的に増加させてもよい。また、三方弁２８の切り換えの進行（駆動モータ５４であるステッピングモータに入力したパルス数）と連動させて、制限期間中のバーナ３による加熱量を増加させてもよい。

【符号の説明】

【0077】

１…暖房給湯装置、 ２…ハウジング、 ３…バーナ、
４…燃焼ユニット、 ５…燃焼ファン、 ６…合流部、
７…空気供給路、 ８…ガス供給路、 ９…ゼロガバナ、
１１…点火プラグ、 １２…フレームロッド、 １３…逆止弁、
１５…第１熱交換器、 １６…第２熱交換器、 １７…排気ダクト、
１８…排気口、 １９…給気口、 ２０…暖房端末、
２１…往き通路、 ２２…戻り通路、 ２３…循環ポンプ、
２４…戻り温度センサ、 ２５…往き温度センサ、 ２６…分岐通路、
２７…給湯熱交換器、 ２８…三方弁、 ３０…給水通路、
３１…出湯通路、 ３２…水量センサ、 ３３…水量サーボ、
３４…給水温度センサ、 ３５…給湯熱交出口温度センサ、
３６…バイパス通路、 ３７…バイパスサーボ、 ３８…出湯温度センサ、
４０…コントローラ、 ４１…リモコン、 ５０…弁室、
５１…給湯側弁体、 ５２…暖房側弁体、 ５３…移動軸、
５４…駆動モータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】