JP6088771B2

JP6088771B2 - 熱源装置

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Publication number: JP6088771B2
Application number: JP2012205844A
Authority: JP
Inventors: 晃太郎木村
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2032-09-19
Also published as: JP2014059126A

Description

本発明は、太陽光の熱や燃料電池等の排熱を利用して貯湯槽を加熱する機能を備えた熱源装置に関するものである。

貯湯槽を備えた熱源装置が用いられており（例えば、特許文献１、参照）、貯湯槽内の湯水を、燃料電池の排熱を利用して加熱したり、太陽熱を利用して加熱したりすることが行われている。

図４には、燃料電池１の排熱を利用して貯湯槽２を加熱する構成を備えた熱源装置の一例が、模式的なシステム構成図により示されている。同図において、貯湯槽２を備えた主熱源装置としてのタンクユニット６０が、液体を循環させる循環通路３を介して燃料電池１と熱的に接続されている。燃料電池１は、例えば固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）等により形成されており、水の電気分解の逆反応で、都市ガス等の燃料から取り出された水素と空気中の酸素とを反応させて発電する装置である。貯湯槽２には、貯湯槽２内の湯水温を検出する貯湯槽内湯温検出手段７８が、貯湯槽２の上下方向に互いに間隔を介して複数（図４では４個）設けられている。

前記循環通路３には、該循環通路３内に液体（ここでは湯水）を循環させるポンプ４が介設されており、ポンプ４を駆動させて貯湯槽２内の水を燃料電池１の冷却水として燃料電池１側に導入する。そして、この水を燃料電池１により形成された発電装置の発電時に生じる排熱によって加熱して、例えば６０℃といった温度の湯として貯湯槽２に蓄積する。つまり、ポンプ４を駆動させ、図の矢印Ａに示すように、貯湯槽２の下部側から循環通路３内に湯水を導入して、燃料電池１に通し、燃料電池１の稼働時に発生する排熱により温められた湯を貯湯槽２の上部側から貯湯槽２内に導入する。

貯湯槽２には、その下部に貯湯槽２への給水通路６１が接続され、貯湯槽２の上部には、貯湯槽２で形成された湯を出湯する出湯通路６２が接続されており、給水通路６１と出湯通路６２とは、バイパス通路６３および混合弁６４を介して接続されている。出湯通路６２には、バキュームブレーカ６５、電磁弁６６、水流センサ６８、サーミスタ６９ａ，６９ｂが介設されており、出湯通路６２から分岐した分岐通路６２ａに、圧力逃がし弁７１が設けられている。

出湯通路６２の先端側には補助熱源装置としての給湯器８が設けられており、給湯器８に設けられた、一つ以上の給湯先への給湯機能を有する給湯回路３５の入側が出湯通路６２に接続されている。また、同図には図示されていないが、給湯回路３５には給湯熱交換器が介設され、給湯器８は給湯熱交換器を加熱する給湯バーナや給湯バーナへの空気の給排気を行う燃焼ファン等の適宜の給湯燃焼構成を有して、タンクユニット６０の貯湯槽２から出湯通路６２を通して出湯された湯を給湯熱交換器によりさらに加熱して給湯先に給湯する機能を有している。

なお、図４の図中、符号１０６は配水管、１０６ａは手動の排水弁、１０７は逆止弁、１０８は手動の給水弁、１０９は入水サーミスタ、１１０は減圧弁、１１１は手動の給水元弁、１２０ａ、１２０ｂはサーミスタ、をそれぞれ示す。

特開２００６−３４３０５６号公報

ところで、前記のような給湯器８は、例えば８号、１６号、２４号といったような号数で示される燃焼能力が高いものほど、燃焼能力が高い分だけ迅速な加熱が可能になる反面、価格が高くなるため、例えば２４号の給湯器８を補助熱源装置として適用して図４に示される構成の熱源装置を形成すると、その価格が高くなってしまう傾向にあった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、貯湯槽を有する主熱源装置と貯湯槽から出湯される湯の再加熱を行う補助熱源装置を有する構成の熱源装置において、補助熱源装置の価格を抑えた低コストの熱源装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、貯湯槽を備えた主熱源装置と、一つ以上の給湯先への給湯機能を有する給湯回路を備えた補助熱源装置とを備え、該補助熱源装置の前記給湯回路には給湯熱交換器が介設され、前記貯湯槽から出湯された湯を前記給湯回路に導入し前記給湯熱交換器によりさらに加熱して前記給湯先に給湯する機能を有しており、前記補助熱源装置には熱媒体の液体を循環させる液体循環ポンプと、該液体循環ポンプにより循環される液体を加熱する循環熱媒体加熱用熱交換器とを備えた液体循環通路が設けられ、該液体循環通路が前記貯湯槽の出湯側と該出湯側から出湯される湯の前記給湯回路への導入側とを連通する通路の途中部に液−液熱交換器を介して熱的に接続されて、前記貯湯槽から出湯される湯を前記循環熱媒体加熱用熱交換器の加熱によって前記液―液熱交換器を介して加熱する機能を有し、前記貯湯槽から出湯される湯の前記循環熱媒体加熱用熱交換器による加熱と前記給湯熱交換器による加熱とが共に、前記給湯回路の前記給湯先側に設けられている給湯栓の開動作に基づいて行われる構成をもって課題を解決する手段としている。

また、第２の発明は、前記第１の発明の構成に加え、前記液−液熱交換器の出側から給湯回路の入側に至る通路を通る湯水温を検出する湯水温検出手段が設けられ、前記給湯回路の出側から出湯される湯の流量を調節する給湯流量調節手段と、前記湯水温検出手段による検出温度に基づき該検出温度が予め定められた基準温度よりも低いときには前記給湯流量調節手段によって前記給湯回路の出側から出湯される湯の流量を小さく調節することにより出湯される湯の温度を給湯設定温度に近づける湯水温対応流量調節制御手段を有することを特徴とする。

さらに、第３の発明は、前記第１または第２の発明の構成に加え、前記液体循環通路には暖房装置が接続されており、前記液体循環通路を循環する液体を前記暖房装置に供給することによって該暖房装置を加熱する機能を有することを特徴とする。

本発明によれば、貯湯槽を備えた主熱源装置と、一つ以上の給湯先への給湯機能を有する給湯回路を備えた補助熱源装置とを備えており、前記貯湯槽から出湯された湯を前記給湯回路に導入し前記給湯熱交換器によりさらに加熱して前記給湯先に給湯する機能を有していることに加え、以下の構成を有している。つまり、本発明では、補助熱源装置に、熱媒体の液体を循環させる液体循環ポンプと該液体循環ポンプにより循環される液体を加熱する循環熱媒体加熱用熱交換器とを備えた液体循環通路が設けられて、該液体循環通路が前記貯湯槽の出湯側と該出湯側から出湯される湯の前記給湯回路への導入側とを連通する通路の途中部に液−液熱交換器を介して熱的に接続され、前記貯湯槽から出湯される湯を前記循環熱媒体加熱用熱交換器の加熱によって前記液―液熱交換器を介して加熱する機能を有し、前記貯湯槽から出湯される湯の前記循環熱媒体加熱用熱交換器による加熱と前記給湯熱交換器による加熱とが共に、前記給湯回路の前記給湯先側に設けられている給湯栓の開動作に基づいて行われるので、貯湯槽から出湯された湯を、液体循環通路との液−液熱交換器を介して加熱した後、給湯熱交換器によって加熱して給湯することができる。

したがって、本発明によれば、給湯熱交換器の能力が小さくても、貯湯槽から出湯された湯を十分に加熱することができ、その分だけ補助熱源装置のコストダウンを図ることができ、その補助熱源装置を設けた熱源装置のコストダウンを図ることができる。

また、貯湯槽から補助熱源装置側に送られる湯水を、液体循環通路との液−液熱交換器により加熱した後に給湯熱交換器による加熱をする場合、その給湯熱交換器よりも燃焼能力が高い給湯熱交換器によって湯水を加熱する場合に比べ、加熱開始直後は単位時間当たりの加熱量が小さい。つまり、貯湯槽から出湯される湯を、循環熱媒体加熱用熱交換器によって加熱される液体循環通路の液体との熱交換と、燃焼能力が小さめの給湯熱交換器とにより加熱する場合には、貯湯槽から出湯される湯を燃焼能力が大きい給湯熱交換器によって一気に加熱を行う場合に比べると、同様の加熱量になるまでに例えば５分といった時間だけ遅れが生じる。そのため、燃焼能力が高い給湯熱交換器によって加熱する場合と給湯（出湯）流量が同じ場合には、加熱開始直後の湯水温が設定温度よりも許容範囲を超えて低くなることがある。

そこで、前記液−液熱交換器の出側から給湯回路の入側に至る通路を通る湯水温を検出する湯水温検出手段を設け、その湯水温検出手段による検出温度に基づき該検出温度が予め定められた基準温度よりも低いときには、給湯回路の出側から出湯される湯の流量を調節する給湯流量調節手段によって前記給湯回路の出側から出湯される湯の流量を小さく調節することにより、出湯される湯の温度を給湯設定温度に近づける湯水温対応流量調節制御手段を設けることにより、出湯の湯水温を設定温度に近づけることができ、使い勝手を良好にできる。

さらに、また、最近では、給湯器に、暖房装置への加熱された熱媒体の供給が可能な暖房回路を設けた複合タイプの熱源装置が広く用いられるようになっており、本発明において、補助熱源装置の液体循環通路に暖房装置を接続して液体循環通路を循環する液体を前記暖房装置に供給することにより該暖房装置を加熱する機能を有する構成とすると（言い換えれば、接続される暖房装置に加熱された熱媒体を供給して加熱する機能を有する液体循環通路を、液−液熱交換器を介し、貯湯槽の出湯側と該出湯側から出湯される湯の給湯回路への導入側とを連通する通路に熱的に接続すると）、暖房機能付きの補助熱源装置を用いて本発明の熱源装置を形成し、使い勝手の良好な熱源装置を構築できる。

本発明に係る熱源装置の一実施例を簡略化して示す要部システム構成図である。実施例の熱源装置を形成する補助熱源装置のシステム構成例を説明するための説明図である。実施例の熱源装置の制御構成を示すブロック図である。貯湯槽を備えた熱源装置のシステム構成例を示す説明図である。その他の実施例の熱源装置を形成する補助熱源装置のシステム構成の一部を示す模式的な説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一構成要素には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。

図１には、本発明に係る熱源装置の一実施例のシステム構成が模式的に示されている。本実施例は、図４に示した熱源装置と同様の構成要素を有し、さらに、図１に示されるように、給湯器８に、熱媒体の液体を循環させる液体循環ポンプ６と、該液体循環ポンプ６により循環される液体を加熱する循環熱媒体加熱用熱交換器（同図には図示せず）とを備えた液体循環通路５とを設けている。そして、該液体循環通路５の途中部を、貯湯槽２からの湯を出湯する出湯通路６２における給湯器８の給湯回路３５との接続部よりも上流側に、液−液熱交換器１４を介して熱的に接続している。

また、出湯通路６２には、該出湯通路６２の液−液熱交換器１４との接続部から給湯回路３５との接続部に至る通路を通る湯水温を検出する湯水温検出手段（サーミスタ）１５が設けられており、給湯回路３５には、その出側から出湯される湯の流量を調節する給湯流量調節手段２７が設けられている。

なお、本実施例に適用される給湯器８のシステム構成の詳細は特に限定されるものではないが、その一例が、図２に、貯湯槽２の出湯通路６２と共に示されている。同図に示されるように、液体循環通路５には暖房装置１０（１０ａ〜１０ｃ）が接続されており、給湯器８は、液体循環通路５を循環する液体を加熱して暖房装置１０に供給することによって該暖房装置１０を加熱する機能を有している。つまり、本実施例において、液体循環通路５は、暖房装置１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）に熱媒体の液体（例えば温水）を加熱供給する機能を備えた暖房用液体循環通路であり、器具ケース４２内に設けられた管路８９，９０，９１，９２，９３，９４，９５，９６，９７，９８，９９を有して形成され、器具ケース４２の外部に設けられた管路４０，４１，４４，４５，５９に接続されている。

管路４０の一端側は管路９７に接続され、他端側は分岐して、その分岐端側は暖房装置１０ａ側と液−液熱交換器１４側とにそれぞれ接続されている。管路４１，４４は液体合流手段１１５と管路５９と介して管路９５に接続され、管路４５は液体分岐手段３７を介して管路９０に接続されている。暖房装置１０ａに接続されている管路４０，４１には、暖房装置１０ａの内部通路５１が接続され、管路４４，４５には、暖房装置１０ｂ，１０ｃの内部通路５２がそれぞれ接続されている。

暖房装置１０ｂ，１０ｃは、例えば温水マット等の低温暖房装置であり、暖房装置１０ａは浴室暖房機等の高温暖房装置であり、暖房装置１０ａには熱動弁１２が設けられている。液体分岐手段３７と液体合流手段１１５には、必要に応じ、同図に示している他にも暖房装置を接続することができる。なお、これらの暖房装置１０ａ〜１０ｃと暖房装置１０ａ〜１０ｃに接続されている管路４０，４１，４４，４５、液体合流手段１１５は、図１においては図示を省略している。

液体循環通路５には、前記の如く、液体循環通路５に液体を循環させる液体循環ポンプ６が設けられ、また、該液体循環ポンプ６の駆動により循環する液体を加熱する暖房用交換器２８（２８ａ，２８ｂ）が設けられている。これらの暖房用熱交換器２８は、液体循環ポンプ６により循環される液体（例えば温水）を加熱する循環熱媒体加熱用熱交換器として機能する。暖房熱用交換器２８ａの液体導入側には管路９５が、液体導出側には管路９４がそれぞれ接続されており、暖房熱用交換器２８ｂの液体導入側には管路９１が、液体導出側には管路９２がそれぞれ接続されている。管路９２には、暖房高温サーミスタ３３が設けられており、暖房高温サーミスタ３３は、暖房熱用交換器２８ｂから出る液体の温度を検出する。

また、管路９１は、前記液体循環ポンプ６の吐出側に、管路９０と共に接続されており、管路９１には、暖房熱用交換器２８ｂに導入される液体循環通路５内の液体の温度を検出する暖房低温サーミスタ３６が設けられている。また、液体循環ポンプ６の吸入口側には前記管路９３が接続されており、管路９３と管路９４との間にはシスターン装置１００が介設されている。シスターン装置１００は、その上部側に大気開放部を有し、また、シスターン装置１００にはオーバーフロー通路５３が接続されている。

暖房熱用交換器２８（２８ａ，２８ｂ）は、それぞれ、燃焼室２４内に設けられており、燃焼室２４には、暖房熱用交換器２８と共に、暖房熱用交換器２８を加熱するバーナ１６と、バーナ１６の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン１８とが設けられている。また、燃焼室２４と連通して燃焼室２５が設けられ、燃焼室２５内には、バーナ１７と、バーナ１７により加熱される給湯熱交換器２９（２９ａ，２９ｂ）と、バーナ１７の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン１９とが設けられている。暖房用熱交換器２８ｂと給湯熱交換器２９ｂは、それぞれ、対応するバーナ１６，１７の排気の顕熱を回収するメインの熱交換器であり、暖房用熱交換器２８ａと給湯熱交換器２９ａは、それぞれ、主に対応するバーナ１６，１７の排気の潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器であり、この潜熱回収用熱交換器で発生するドレンを回収して中和し、外部に排出するために、ドレン排出通路７５，７７、ドレンの中和手段７６が設けられている。

バーナ１６，１７には、それぞれのバーナ１６，１７に燃料を供給するガス管３１，３２が接続されている。これらのガス管３１，３２は、ガス管３０から分岐形成されており、ガス管３０には、ガス開閉弁８０が介設されている。また、ガス管３１には、ガス比例弁８６とガス開閉弁８１，８２が、ガス管３２には、ガス比例弁８７とガス開閉弁８３，８４，８５がそれぞれ介設されている。これらの弁８０〜８７はいずれも電磁弁により形成されており、ガス開閉弁８０〜８５は、対応するバーナ１６，１７への燃料供給・停止を制御し、ガス比例弁８６，８７は、対応するバーナ１６，１７への供給燃料量を弁開度でもって制御する。なお、バーナ１６，１７の燃焼制御は、図示されていない燃焼制御手段によって、適宜の制御方法により制御される。

前記給湯熱交換器２９ａの入口側には湯水導入通路８８が設けられ、給湯熱交換器２９ｂの出口側には給湯通路２６が設けられており、給湯通路２６の先端側は、適宜の給湯先に導かれている。これらの湯水導入通路８８、給湯熱交換器２９ａ，２９ｂ、給湯通路２６を有して前記給湯回路３５が形成され、湯水導入通路８８の入口側が前記出湯通路６２に接続されている。

また、湯水導入通路８８は、接続通路５７と補給水電磁弁４６を介して、前記シスターン装置１００に接続され、前記液体循環通路５に接続されている。湯水導入通路８８の入口側には、湯水導入通路８８を流れる湯水の量を検出する流量センサ７３と湯水の温度を検出する入湯水温度センサ７４が設けられている。また、給湯通路２６には、分岐通路７０と湯水経路切替弁５８を介して前記湯水導入通路８８が接続されており、給湯通路２６には、分岐通路７０の分岐部よりも下流側に出湯湯温検出センサ１１３が設けられ、給湯熱交換器２９側に出湯湯温検出センサ１１４が設けられている。

また、前記液体循環通路５には、浴槽（図示せず）に接続された追い焚き循環通路１３が、液―水熱交換器により形成された追い焚き熱交換器７を介して熱的に接続されており、液体循環通路５の追い焚き熱交換器７を形成する管路８９には、追い焚き熱交換器７の入口に流量制御弁３８が設けられている。追い焚き循環通路１３には、浴槽湯水を循環させる浴槽湯水循環ポンプ２０が設けられ、追い焚き熱交換器７は、浴槽湯水循環ポンプ２０の駆動によって追い焚き循環路１３を循環する浴槽湯水を加熱する風呂熱交換器と成している。追い焚き循環通路１３には、浴槽湯水の温度を検出する浴槽湯水温検出手段としての風呂温度センサ２１と、浴槽湯水の水位を検出する水位センサ２２と、追い焚き循環路１３の水流を検知する風呂水流スイッチ３４とが介設されている。

前記給湯通路２６には、分岐通路７０の形成部および出湯湯温検出センサ１１３の配設部よりも下流側に、管路５４を介して注湯水ユニット５５が接続されている。注湯水ユニット５５には風呂用注湯導入通路２３の一端側が接続され、風呂用注湯導入通路２３の他端側は、前記浴槽湯水循環ポンプ２０に接続されている。注湯水ユニット５５には、湯張り電磁弁４８、湯張り水量センサ４９、逆止弁５０ａ，５０ｂが設けられている。給湯熱交換器２９から給湯通路２６と管路５４、注湯水ユニット５５、風呂用注湯導入通路２３、浴槽湯水循環ポンプ２０、追い焚き熱交換器７、追い焚き循環通路１３を順に通って浴槽に至るまでの通路によって、湯張りや注水を行うための湯張り注水通路が構成されている。

図３には、本実施例の熱源装置の特徴的な制御構成がブロック図により示されている。同図に示されるように、本実施例は、制御装置１０１内に、湯水温対応流量調節手段１０２、暖房燃焼制御手段１０３、給湯燃焼制御手段１０４を設けて形成されている。

暖房燃焼制御手段１０３は、例えば各暖房装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃに対応させて設けられた暖房用のリモコン装置６７ａ，６７ｂ，６７ｃの指令に基づき、バーナ１６の燃焼制御を行って暖房用熱交換器２８により液体循環通路５内の液体を加熱し、暖房用液体循環ポンプ６の駆動制御や、電磁弁３８の開閉制御を行うことにより、暖房装置１０への加熱された液体の供給による暖房運転を行う。例えば、液体循環通路５から加熱された液体を暖房装置（高温暖房装置）１０ａに供給する際には、暖房燃焼制御手段１０３は、暖房装置１０ａの暖房用のリモコン装置６７ａに設けられている暖房運転スイッチのオン信号を受けて、バーナ１６の燃焼制御および燃焼ファン１８の回転制御等を行い、暖房用熱交換器２８ａ，２８ｂを加熱し、暖房高温サーミスタ３３の検出温度が約８０℃となるように、液体循環通路５を循環する液体を加熱する。

加熱された液体は、暖房用熱交換器２８ｂから約８０℃で導出され、図２の矢印Ａに示すように管路９２を通る。このとき、流量制御弁３８は閉状態とされるので、前記液体は、図２の矢印Ｂに示すように、管路９７，４０を順に通って暖房装置１０ａに導入されると共に、同様にして液−液熱交換器１４にも供給され、暖房装置１０ａおよび液−液熱交換器１４には８０℃程度の液体が供給される。なお、浴槽湯水の追い焚き時には、電磁弁３８が開かれて暖房用熱交換器２８ｂから導出された液体が追い焚き熱交換器７側にも送られ、このとき、浴槽湯水循環ポンプ２０をオンすることにより浴槽湯水の追い焚きが行われる。

暖房装置１０ａに供給された液体は、暖房装置１０ａの管路５１を通るときに放熱して、その温度が例えば６０℃程度に下がった状態で、管路４１，５９を通り、矢印Ｃに示すように、管路９５を順に通って暖房用熱交換器２８ａに導入される。また、液−液熱交換器１４に供給された液体は、液−液熱交換器１４において出湯通路６２を通る湯水との熱交換により放熱し、管路４１，５９を通った後、矢印Ｃに示すように、管路９５を順に通って暖房用熱交換器２８ａに導入される。

暖房用熱交換器２８ａに導入された液体は暖房用熱交換器２８ｂによって加熱された後、矢印Ｄに示すように、管路９４を通ってシスターン装置１００に導入され、シスターン装置１００を通った後に、矢印Ｅに示すように、管路９３を通り、液体循環ポンプ６に導入される。その後、液体は、矢印Ｆに示すように、管路９１を通って暖房用熱交換器２８ｂに導入され、暖房用熱交換器２８ｂによって加熱されて、前記と同様にして液体循環通路５を循環する。

また、暖房装置（低温暖房装置）１０ｂ，１０ｃの運転を行うときにも、暖房燃焼制御手段１０３は、暖房装置１０ｂ，１０ｃの暖房用のリモコン装置６７ｂ，６７ｃに設けられている暖房運転スイッチのオン信号を受けて、バーナ１６の燃焼制御および燃焼ファン１８の回転制御等を、暖房装置１０ａの運転時と同様に行い、それにより、暖房用熱交換器２８ｂからは適宜の温度（例えば約８０℃）の液体が導出されるが、暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転時には、流量制御弁３８を開状態とする。そして、液体を、図２の矢印Ａ、Ｂ’、Ｃ、Ｄ、Ｅに示す順に通すことにより、管路９２、管路８９、追い焚き熱交換器７、管路９６、管路９５、暖房用熱交換器２８ａ、管路９４、シスターン装置１００、管路９３を順に通して、液体循環ポンプ６に導入する。

そして、液体循環ポンプ６から吐出された液体を、管路９０と開状態の熱動弁３７を介して、矢印Ｇに示すように管路４５に通し、暖房装置１０ｂ，１０ｃに導入されるようにする。このようにすることで、暖房装置１０ｂ，１０ｃに導入される液体の温度が、暖房用熱交換器２８ｂから直接的に液体が暖房装置１０ｂ，１０ｃに導入されるよりも液体の温度が低くなるようにし、６０℃程度の液体が暖房装置１０ｂ，１０ｃに供給されるようにする。

なお、暖房装置１０ｂ，１０ｃに導入される液体の温度調節は、低温能力切替熱動弁４７の開弁量を調節することによっても行われるものであり、必要に応じて、管路９４からシスターン装置１００に導入される液体に、管路９２を通る高温の（暖房熱交換器２８ｂによって例えば８０℃に高められた）液体を、管路９９，９８を通して混合することにより、暖房低温サーミスタ３６の検出温度が６０℃程度になるようにして、暖房装置１０ｂ，１０ｃに供給されるようにする。

また、暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転開始直後には、暖房装置１０ｂ，１０ｃの内部通路５１，５２や管路４４，４５内の液体が冷えている状態であり、このように液体を冷たい状態から加熱する場合のホットダッシュ運転（コールドスタート）では、例えば１５分といった予め定められたホットダッシュ設定時間だけ、暖房低温サーミスタ３６の検出温度が例えば７０〜８０℃のホットダッシュ設定温度になるように、低温能力切替熱動弁４７の開弁量の調節が行われ、ホットダッシュ設定温度の液体が暖房装置１０ｂ，１０ｃに供給されるようにする。

以上のようにして暖房装置１０ｂ，１０ｃに供給された液体は、暖房装置１０ｂ，１０ｃを通って放熱し、例えば４０℃以下の低温となった後、管路４４を通り、管路９５に導入され、前記と同様に、液体循環通路５を循環する。

給湯燃焼制御手段１０４は、給湯通路２６の先端側に設けられている給湯栓（図示せず）が開かれたときに、例えば台所配置や浴室配置のリモコン装置７２により設定されている給湯設定温度の湯が給湯先から出湯できるように、バーナ１７の燃焼制御や燃焼ファン１９の駆動制御を行うものである。

給湯燃焼制御手段１０４は、前記給湯栓が開かれたときに、入湯水温度センサ７４の検出温度を取り込み、この検出温度とリモコン装置７２により設定されている前記給湯設定温度とを比較し、入湯水温度センサ７４の検出温度が給湯設定温度以上のときには、給湯熱交換器２９による加熱を行わずに、出湯通路６２から湯水導入通路８８に導入される湯を分岐通路７０を通して給湯通路２６から給湯先に出湯する。また、前記検出温度が給湯設定温度よりも低いときには、バーナ１７を燃焼させて給湯熱交換器２９を加熱する動作を行うと共に、暖房燃焼制御手段１０３に暖房燃焼動作指令を加え、湯水温対応流量調節制御手段１０２に流量調節準備指令を加える。

暖房燃焼制御手段１０３は、給湯燃焼制御手段１０４から暖房燃焼動作指令が加えられたときには、暖房装置１０ａの動作時と同様にして、バーナ１６の燃焼制御と燃焼ファン１８の駆動制御を行いながら、暖房用液体循環通路５に加熱された液体を循環させ、この液体を液−液熱交換器１４に接続されている管路４０に通して循環させることにより、液−液熱交換器１４を介して出湯通路６２を通る湯水を加熱する。

湯水温対応流量調節制御手段１０２は、湯水温度検出手段１５による検出温度に基づき、該検出温度が予め定められた基準温度よりも低いときには、給湯流量調節手段２７によって給湯回路３５の出側から出湯される湯の流量を小さく調節することにより、出湯される湯の温度を給湯設定温度に近づけるものであり、暖房燃焼制御手段１０３からの流量調節準備指令を受けると、湯水温度検出手段１５の検出温度を取り込み、必要に応じて給湯流量調節手段２７による出湯流量の調節を行う。湯水温対応流量調節制御手段１０２は、図示されていないメモリ部を有しており、このメモリ部に予め格納された流量と給湯温度との関係データ等の適宜の関係データと、湯水温度検出手段１５による検出温度に基づき、給湯流量調節手段２７を制御することにより給湯流量を調節する。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば、前記実施例では、貯湯槽２は燃料電池１に熱的に接続されていたが、燃料電池１の代わりに、太陽熱を集熱する集熱機を接続してもよい。この場合、夜間は、集熱機による集熱によって貯湯槽２内の湯水を加熱することができないため、給湯器８による補助加熱が必要となる頻度が高くなる。

また、前記実施例では、制御装置１０１に湯水温対応流量調節制御手段１０２を設けたが、湯水温対応流量調節制御手段１０２は省略することもできる。

さらに、給湯器８を、例えば図５に示すシステム構成を有するものとしてもよい。つまり、液体循環通路５を備えた暖房回路が初期に暖められるまでに少し時間がかかる原因として、容量が大きいシスターンタンク１００が液体循環通路５に介設されていて、そのシスターンタンク１００を介して液体（例えば温水）が循環するために多くの熱量が必要であることが大きい。そこで、例えば同図に示されるように、シスターンタンク１００を通さずに液体循環が行えるようなバイパス通路１１７を設けることにより、暖房回路が温められるまでの時間を小さくできる。

この場合、バイパス通路１１７には例えば電磁弁１１８を介設し、制御装置１０１内に弁開閉制御手段を設け、この弁開閉制御手段が温水温度検出手段１５による検出温度を取り込んで、該検出温度が基準温度より低いときには電磁弁１１８を開き、バイパス通路１１７を通して液体を循環させ、温水温度検出手段１５による検出温度が基準温度に達したら電磁弁１１８を閉じるようにすることにより、暖房回路が温められるまでの時間を小さくできる。

また、バイパス通路１１７に電磁弁１１８を設けることに加え、管路９４にも弁１１９を介設してもよい。この弁１１９を流量制御弁により形成する場合には、制御装置１０１内に設けた弁開閉制御手段によって、温水温度検出手段１５による検出温度が基準温度より低いときには電磁弁１１８を開くと共に、弁１１９を閉じ、温水温度検出手段１５による検出温度が基準温度に近づいてきたら弁１１９の開弁量を徐々に大きくしていくようにするとよい。

一方、弁１１９を開閉弁とする場合には、図５の破線に示されるように、管路９４に、弁１１９を迂回する迂回通路１２１を設け、制御装置１０１内に設けた弁開閉制御手段によって、温水温度検出手段１５による検出温度が基準温度より低いときには電磁弁１１８を開くと共に、弁１１９を閉じるが、液体循環通路５を循環する液体の温度が高くなったときには、温度上昇に伴って体積が膨張した液体の一部が迂回通路１２１を通してシスターンタンク１００側に流れるようにしてもよい。

さらに、２つの電磁弁１１８，１１９を設ける代わりに、バイパス通路１１７と管路９４との接続部に１つの三方弁を設け、前記のような２つの電磁弁１１８，１１９の制御による液体の流れと同様に、液体が流れるような制御をしてもよい。

なお、シスターンタンク１００は、液体循環通路５内の液体の温度が高くなって膨張した際、その膨張した体積を吸収するものであるので、シスターンタンク１００側に液体を通さないと、液体循環通路５を形成する管路内の圧力が高くなる可能性があるが、その圧力は給水圧以上とはならないため、管路に対しては特に支障がない。また、バイパス通路１１７を通して（シスターンタンク１００を通さずに）液体を循環させることにより、液体循環ポンプ６に大きめの圧力がかかることが懸念される場合でも、その時間が短ければ支障はなく、また、同図に示す回路においては、液体の圧力が高くなったときには、管路９３を介してシスターンタンク１００側に圧力が逃げるので液体循環ポンプ６に過度の圧力が加えられることはなく、問題はない。

さらに、給湯器８内の詳細なシステム構成等は、図２や図５に示した態様とは限らず、適宜設定されるものであり、給湯熱交換器２９を備えた給湯回路３５を有して、その入側が出湯通路６２に接続されて、出湯通路６２を通して出湯された湯を給湯熱交換器２９によりさらに加熱して給湯先に給湯する機能を有し、さらに、熱媒体の液体を循環させる液体循環ポンプ６と、液体循環ポンプ６により循環される液体を加熱する循環熱媒体加熱用熱交換器２８とを備えた液体循環通路５とを有し、この液体循環通路５が貯湯槽２の出湯通路６２と熱的に接続されていればよく、例えば石油燃焼式の給湯器８としてもよいし、電気ヒータにより加熱するタイプの給湯器としてもよい。

本発明の熱源装置は、貯湯槽を有する主熱源装置の貯湯槽から出湯される湯を低コストの補助熱源装置で再加熱することができてコストを安くできるので、例えば家庭用の熱源装置として利用できる。

１燃料電池
２貯湯槽
３循環通路
４ポンプ
５液体循環通路（暖房用液体循環通路）
６液体循環ポンプ
８給湯器
１４液−液熱交換器
２７給湯流量調節手段
３５給湯回路
３６暖房低温サーミスタ
６０タンクユニット
６１給水通路
６２出湯通路
１０１制御装置
１０２湯水温対応流量調節制御手段
１０３暖房燃焼制御手段
１０４給湯燃焼制御手段

Claims

貯湯槽を備えた主熱源装置と、一つ以上の給湯先への給湯機能を有する給湯回路を備えた補助熱源装置とを備え、該補助熱源装置の前記給湯回路には給湯熱交換器が介設され、前記貯湯槽から出湯された湯を前記給湯回路に導入し前記給湯熱交換器によりさらに加熱して前記給湯先に給湯する機能を有しており、前記補助熱源装置には熱媒体の液体を循環させる液体循環ポンプと、該液体循環ポンプにより循環される液体を加熱する循環熱媒体加熱用熱交換器とを備えた液体循環通路が設けられ、該液体循環通路が前記貯湯槽の出湯側と該出湯側から出湯される湯の前記給湯回路への導入側とを連通する通路の途中部に液−液熱交換器を介して熱的に接続されて、前記貯湯槽から出湯される湯を前記循環熱媒体加熱用熱交換器の加熱によって前記液―液熱交換器を介して加熱する機能を有し、前記貯湯槽から出湯される湯の前記循環熱媒体加熱用熱交換器による加熱と前記給湯熱交換器による加熱とが共に、前記給湯回路の前記給湯先側に設けられている給湯栓の開動作に基づいて行われる構成と成していることを特徴とする熱源装置。
液−液熱交換器の出側から給湯回路の入側に至る通路を通る湯水温を検出する湯水温検出手段が設けられ、前記給湯回路の出側から出湯される湯の流量を調節する給湯流量調節手段と、前記湯水温検出手段による検出温度に基づき該検出温度が予め定められた基準温度よりも低いときには前記給湯流量調節手段によって前記給湯回路の出側から出湯される湯の流量を小さく調節することにより出湯される湯の温度を給湯設定温度に近づける湯水温対応流量調節制御手段を有することを特徴とする請求項１記載の熱源装置。
液体循環通路には暖房装置が接続されており、前記液体循環通路を循環する液体を前記暖房装置に供給することによって該暖房装置を加熱する機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の熱源装置。