JP4904866B2 - 給湯暖房熱源機 - Google Patents

Description

この発明は給湯暖房熱源機に関し、より詳細には、加熱手段で加熱した熱媒を熱媒循環暖房に用いるとともに、その一部を液−液熱交換器の一次側に循環させて二次側の上水を加熱して一般給湯を行う構造を備えた給湯暖房熱源機に関する。

従来、半密閉式の暖房循環回路を持つ暖房熱源機において、暖房用の熱交換器として液−液熱交換器を用いたものにあっては、該熱交換器の一次側と二次側の導通異常を検出する方法として、リザーブタンクに水位電極を設け、この水位電極によって導通異常の検出を行うものが提案されている。

特開平５−１１８５６７号公報

ところで、本願出願人は、新たに、１つの加熱手段で加熱された熱媒を、熱媒循環暖房に用いるとともにその一部を循環ポンプでプレート式熱交換器（液−液熱交換器）の一次側に循環させ、プレート式熱交換器の二次側の上水を加熱することで暖房機能と一般給湯機能の双方を実現する給湯暖房熱源機を考案するに至ったが、このような一般給湯用の液−液熱交換器の導通異常を検出する方法は現在提案されていない。

このように一般給湯用の熱交換器として、暖房用の熱媒を利用したプレート熱交換器を使用する構成では、プレート熱交換器のプレートが割れるなどして破損した場合、一般給湯用の上水と暖房熱媒とが混ざってしまうおそれがある。すなわち、上記暖房用の熱媒としては一般に不凍液が用いられていることから、一般給湯の熱源とした場合、熱交換器の破損によって上水と不凍液とが混ざり、給湯栓などから不凍液の混じった温水が出湯するおそれがある。

また、その一方で、上述したように水位を検出する電極で熱交換器の導通異常を検出しようとした場合、リザーブタンク内に熱媒が多くあると（タンク内の液位が高いと）、暖房運転による熱媒の熱膨張によって水位電極が液位を検出し導通異常を誤検出するおそれがあるため、リザーブタンクへの熱媒の補充には十分な注意が必要となるところ、通常、リザーブタンクへの熱媒の補充は作業員の目視確認に頼っているため、誤検出の防止について完全を期しがたいという問題がある。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、暖房用の熱媒の一部を一般給湯用の上水の加熱に利用する熱源機において、一般給湯用の熱交換器の一次側と二次側の導通異常を簡易な構成で確実に検出し、熱媒が混入した温水を出湯するおそれのない給湯暖房熱源機を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る給湯暖房熱源機は、暖房循環回路に設けられた暖房熱媒タンクが圧力調整弁の装着部を有し、この装着部に圧力調整弁が着脱可能に装着されるとともに、この圧力調整弁がリザーブタンクに連通されている暖房熱源機において、加熱手段で加熱される暖房熱媒の一部を液−液熱交換器の一次側に循環させ、二次側に給水圧を利用して印加される上水を加熱して瞬間式の一般給湯を行う給湯用の循環回路が設けられ、前記リザーブタンクに暖房熱媒の液位検出電極が備えられるとともに、この液位検出電極の検出状態に基づいて前記液−液熱交換器における一次側と二次側の導通異常を検出する導通異常検出手段が備えられてなり、前記液−液熱交換器の二次側の出口側下流には給湯流量制御弁が備えられ、前記導通異常検出手段によって導通異常が検出された場合には、この給湯流量制御弁を全閉とする制御構成を備えたことを特徴とする。

すなわち、この種の給湯暖房熱源機においては、液−液熱交換器の一次側と二次側とでは、通常、上水道と連通する（給水圧がかかる）二次側の方が一次側よりも水圧が高い。そのため、一次側と二次側が導通異常を生ずる（一時側と二次側とが短絡する）と、暖房循環回路内の水圧が上昇し、それに伴って暖房熱媒タンクの圧力調整弁が作動して熱媒が暖房熱媒タンク側からリザーブタンクに流入し、リザーブタンク内の液位が上昇する。請求項１の発明は、このような一般給湯用の液−液熱交換器における一次側と二次側の導通異常の特性を利用して、液位検出電極を用いてリザーブタンク内の液位上昇を監視することにより、導通異常検出手段で液−液熱交換器の導通異常を検出する。そして、導通異常検出手段が導通異常を検出した場合には、一般給湯用の液−液熱交換器の二次側の出口側下流に設けられた給湯流量制御弁を全閉とすることで、暖房熱媒が混入した湯水が給湯栓などから出湯されないようにしている。

本発明の請求項２にかかる給湯暖房熱源機は、請求項１に記載の給湯暖房熱源機において、上記リザーブタンクの所定高さ位置に、暖房熱媒の補給時において上記リザーブタンク内の液位を制限するための液位制限排水口が備えられ、この液位制限排水口に、該排水口による液位制限を越えた熱媒を筐体外部に排出するための排出管が接続されるとともに、該排出管には管路の閉塞／開放を切り替える管路開閉手段が設けられていることを特徴とする。

すなわち、この種の給湯暖房熱源機においては、暖房熱媒が蒸発等によって減少すると、リザーブタンクに暖房熱媒を補充するものとされているが、上述したように、液−液熱交換器の導通異常をリザーブタンク内の液位に基づいて検出する構成では、このような暖房熱媒の補充時に暖房熱媒をリザーブタンク内に入れすぎると、液−液熱交換器が導通異常を生じていない状態でも液位検出電極が液位を検出することになる。そのため、請求項２の発明では、リザーブタンクの所定の高さ位置に液位を制限するための液位制限排水口を設けるとともに、この液位制限排水口に接続された排出管に管路開閉手段を設けることにより、暖房熱媒の補給時には、管路開閉手段を開放状態とするだけで、液位制限排水口の高さを超えて暖房熱媒が補充されるのが防止され、その結果、上記導通異常検出手段による誤検出をなくすことができる。

本発明の請求項３にかかる給湯暖房熱源機は、請求項２に記載の給湯暖房熱源機において、上記液位制限排水口の高さ位置は、暖房運転による上記暖房熱媒の膨張によって上記液位検出電極が液位を検出しない位置に設定されていることを特徴とする。

すなわち、この種の給湯暖房熱源機では、暖房運転時に暖房熱媒が熱膨張するため、それに伴ってリザーブタンク内の液位も上昇する。請求項３の発明では、上記液位制限排水口の高さ位置を、暖房運転による暖房熱媒の膨張によって上記液位検出電極が液位を検出しない位置に設定することにより、熱膨張に伴う上記導通異常検出手段の誤検出の防止が図られている。

本発明の請求項４にかかる給湯暖房熱源機は、請求項１から３のいずれかに記載の給湯暖房熱源機において、上記暖房熱媒タンクのリザーブタンクは、上記暖房熱媒を補充するための熱媒補充口と、該リザーブタンク内の熱媒を排出するための排水口とを備え、上記暖房熱媒タンクの圧力調整弁の装着部に、暖房循環回路を密閉式に切り替える密閉プラグであって圧力逃し弁を備えたものが装着され、この圧力逃し弁の出口側と、上記リザーブタンクの熱媒補充口または排水口とが配管接続され、上記導通異常検出手段による導通異常の検出が可能に構成されたことを特徴とする。

すなわち、本発明の給湯暖房熱源機は、暖房熱媒タンクに圧力調整弁を装着するための装着部を備えていることから、この装着部に密閉プラグを装着することによって、温水循環回路を半密閉式から密閉式に切り替えることができる。請求項４の発明では、この密閉プラグとして圧力逃し弁を備えた密閉プラグを用いるとともに、この圧力逃し弁の出口側をリザーブタンクの熱媒補充口または排水口に配管接続することで、一般給湯用の液−液熱交換器の一次側と二次側が導通異常を生じたときにはリザーブタンクの液位が上昇するようにしておき、これにより、上記液位検出電極を用いた導通異常検出手段による導通異常の検出を可能にしている。

以上のとおり、本発明の請求項１の給湯暖房熱源機によれば、リザーブタンクに暖房熱媒の液位検出電極を備えるとともに、この液位検出電極の検出状態に基づいて一般給湯用の液−液熱交換器における一次側と二次側の導通異常を検出する導通異常検出手段を備えていることから、液−液熱交換器において一次側と二次側の導通異常が生じた場合には、当該異常の発生を迅速に検出することができる。
そして、導通異常検出手段が導通異常を検出した場合には、一般給湯用の液−液熱交換器における二次側の出口側下流に設けられた給湯流量制御弁を全閉とする制御構成を採用することで、暖房熱媒が混入した湯水が給湯栓などから出湯されることがなく、安全な給湯暖房熱源機を提供することができる。

また、請求項２の給湯暖房熱源機によれば、リザーブタンクの所定高さ位置に、暖房熱媒の補給時に管路を開放可能な液位制限排水口が備えられていることから、暖房熱媒が液位制限排水口の高さを超えて補充されることがないので、導通異常検出手段による導通異常の誤検出をなくすことができる。

さらに、請求項３の給湯暖房熱源機によれば、上記液位制限排水口の高さ位置が、暖房運転による暖房熱媒の熱膨張によって液位検出電極が液位を検出しない位置に設定されることにより、暖房運転時における熱媒の熱膨張によって導通異常が検出されること（誤検出）が防止されるので、導通異常をより正確に検出可能となる。

また、請求項４の給湯暖房熱源機によれば、暖房循環回路を密閉式に切り替える密閉プラグに圧力逃し弁を備えた密閉プラグを用い、この圧力逃し弁の出口側をリザーブタンクの熱媒補充口または排水口に配管接続することによって、給湯暖房熱源機を密閉式として用いる場合でも、上述した導通異常の検出が可能となる。

実施形態１
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明にかかる給湯暖房熱源機を熱源として用いた給湯システムの概略構成図であり、図２は、同給湯暖房熱源機の外観図である。また、図３は、同給湯暖房熱源機の主要部品の配置例を示す組み立て図である。

本発明の給湯暖房熱源機１は、加熱手段で加熱した熱媒（たとえば、不凍液）を、ファンコンベクタや床暖房パネルなどの暖房器具に暖房用の熱媒として供給するとともに、カランやシャワーなどの各種給湯栓に供給する温水（一般給湯）の加熱用の熱源として用いる熱源機であって、本実施形態に示す給湯暖房熱源機１は、暖房用の暖房循環回路Ａと、風呂追い焚き用の追い焚き循環回路Ｂと、一般給湯用の給湯循環回路Ｃとを備えている。

具体的には、図１に示すように、給湯暖房熱源機１は、加熱手段として、灯油などのオイルを燃料とする燃焼缶体２を備えている。この燃焼缶体２は、缶体ケース２ａ内に、燃料を燃やすための燃焼室３と、該燃焼室３で発生した炎や燃焼ガスの熱を利用して上記熱媒を加熱昇温させる熱交換器部４と、燃焼ガスを燃焼缶体２の外部に排出する排気筒５とを主要部として備えている。

上記燃焼室３は、燃焼缶体２の下部に設けられた略円筒状の空間であって、この燃焼室３に臨んで燃料噴射用のノズル６と点火用の電極棒７とが設けられるとともに、燃焼用の空気を上記燃焼室３に送り込むための送風ファン８が設けられている。そして、上記燃料噴射ノズル６から燃焼室３内に燃料を噴射供給しつつ、電極棒７に電圧を印加することで燃焼室３内の燃料が点火され、送風ファン８によって燃焼室３内に燃焼用の空気を送り込むことによって燃焼室３内での燃焼が維持されるように構成されている。

熱交換器部４は、上記燃焼室３で生成される燃焼ガスの熱を利用して上記熱媒を加熱昇温させる気−液熱交換器と、該気−液熱交換器で加熱された熱媒を利用して風呂追い焚きを行う液−液熱交換器とを備えて構成される。

具体的には、この熱交換器部４は、上記気−液熱交換器として、上記燃焼室３の外周およびその上方に上記熱媒を貯留する大容量の熱媒貯留部９を備えており、燃焼室３での燃焼によって熱媒貯留部９内に溜まっている熱媒が加熱昇温されるように構成されている。より詳細には、この熱媒貯留部９には、燃焼室３から鉛直方向に燃焼ガスの通路９１が形成され、燃焼ガスがこの通路９１を通って上記排気筒５に抜ける過程で熱媒貯留部９内の熱媒との熱交換が行われる。なお、図において符号９２で示すのは、熱媒貯留部９内の熱媒の温度を検出する温度センサ（貯湯缶体サーミスタ）である。

一方、熱交換器部４の液−液熱交換器は、上記燃焼室３の上方に形成された熱媒貯留部９内に設けられたコイル式の熱交換器であって、コイル１０の一端がふろ往き配管１１と接続されるとともに、他端がふろ戻り配管１２と接続されている。すなわち、この液−液熱交換器は、上記熱媒貯留部９内に貯留する熱媒の熱を利用してコイル１０内の浴槽水を加熱昇温させるように構成されている。

暖房循環回路Ａは、上記熱交換器部４の熱媒貯留部９で加熱昇温された熱媒を暖房器具（図示せず）に供給するとともに、該暖房器具で放熱した熱媒を再び熱交換器部４に戻して加熱昇温させるための循環回路であって、図示例では、浴室乾燥機やファンコンベクタなどのように比較的高温（たとえば、８０℃程度）の熱媒を必要とする暖房器具（以下、高温端末と称する）と、床暖房パネルのように比較的低温（たとえば、３０℃乃至４０℃程度）の熱媒を必要とする暖房器具（以下、低温端末と称する）の双方に熱媒を供給できるように構成されている。

すなわち、高温端末用の暖房循環回路Ａ１は、熱媒貯留部９の上部に接続された暖房往き配管１３（具体的には、その先端に設けられた暖房往きの接続口１１０）から給湯暖房熱源機１の筐体外部にある高温端末に熱媒を送り込み、該高温端末の熱交換器（図示せず）で放熱した熱媒を給湯暖房熱源機１の暖房戻り配管１４（具体的には暖房戻りの接続口１１１）に戻すように構成される。

ここで、上記暖房往きの接続口１１０と暖房戻りの接続口１１１は、図２および図３に示すように、給湯暖房熱源機１の筐体１０１の側面に取り付けられた配管接続用の金具であって、これら各接続口１１０，１１１には高温端末への配管（図示せず）が接続される。

そして、この暖房戻り配管１４は、暖房熱媒を貯留する暖房熱媒タンク１５と接続される。この暖房熱媒タンク１５の下部には、暖房熱媒タンク１５に戻った熱媒を、上記熱媒貯留部９に戻すとともに低温端末に熱媒を供給するための配管１６が接続されており、この配管１６に熱媒を暖房循環回路Ａ内で強制循環させるための暖房用の循環ポンプ１９が設けられている。そして、この配管１６の先端が分岐されて、一方が上記熱媒貯留部９の下部に接続される熱媒戻り配管１７を構成し、他方が後述する暖房低温往き配管１８を構成している。

要約すると、高温端末用の暖房循環回路Ａ１は、熱媒貯留部９で加熱昇温された熱媒が、熱媒貯留部９の上部から暖房往き配管１３、高温端末、暖房戻り配管１４、暖房熱媒タンク１５、熱媒戻り配管１７を経て熱媒貯留部９の下部に循環するように構成されている。

一方、低温端末用の暖房循環回路Ａ２は、上記暖房低温往き配管１８（具体的には、暖房低温往き配管１８の先端に設けられた暖房低温の接続口１１２）から給湯暖房熱源機１の筐体１０１の外部にある低温端末に熱媒を送り出し、該低温端末を経て戻ってくる熱媒が上記暖房戻り配管１４（上記暖房戻りの接続口１１１）に帰るように構成されている。なお、ここで上記暖房低温の接続口１１２も上述した暖房往きの接続口１１０などと同様に、筐体１０１の側面に設けられている（図２，図３参照）。

上記暖房熱媒タンク１５は、本実施形態では、リザーブタンク２０を備えたいわゆる半密閉式の熱媒タンクとして構成されている。具体的には、この暖房熱媒タンク１５は、その上部に圧力調整弁２１を着脱可能に装着するための装着部２２を備えている。そして、本実施形態では、この圧力調整弁２１として、加圧弁と負圧弁とを備えたラジエターキャップが用いられており、これに伴って、上記装着部２２はこのラジエターキャップを着脱可能な構造とされている。

暖房熱媒タンク１５は、このような圧力調整弁２１を備えることにより、暖房熱媒タンク１５内の圧力が所定の圧力を超えると上記加圧弁が作動して、暖房熱媒タンク１５内の熱媒がリザーブタンク２０に連通する逃し配管２３を通じてリザーブタンク２０に送り込まれ、また反対に、暖房熱媒タンク１５内の圧力が低下してタンク内が負圧になると負圧弁が作動して、上記逃し配管２３を通じてリザーブタンク２０から暖房熱媒タンク１５に熱媒が供給される構造とされる。

なお、この暖房熱媒タンク１５は、上記圧力調整弁２１を着脱可能に構成したことと関連して、給湯暖房熱源機１の上部に配置されている。具体的には、給湯暖房熱源機１の上面に設けられた開閉蓋１０２（図２、図３参照）に上記装着部２２が臨むように配置され、開閉蓋１０２を開くことで、上記ラジエターキャップの着脱作業を容易に行い得るように構成されている。

また、この暖房熱媒タンク１５には、タンク内の熱媒の温度を調節するためのバイパス配管３６が接続されている。このバイパス配管３６は、暖房器具を経由せずに熱交換器部４（具体的には、上記熱媒貯留部９の上部）から直接高温の熱媒を暖房熱媒タンク１５に供給できるようにしたものであり、該バイパス配管３６には管内の流量を制御するバイパス流量制御弁３７が設けられている。なお、図において符号３８は暖房熱媒タンク１５内の液位低下を検出するための水位検出装置を示している。

リザーブタンク２０は、図４に示すように、平面視，正面視、側面視のいずれもほぼ矩形状を呈する箱型の樹脂製タンクで構成され、上面に上記逃し配管２３を接続するための逃し配管接続口２５と、熱媒を補充するための熱媒補充口２６とがタンク内に貫通して開設されている。このリザーブタンク２０は、図２および図３に示すように、上記暖房熱媒タンク１５の下方に配置される。そのため、リザーブタンク２０に熱媒を補給するための開口部２７ａが上記開閉蓋１０２に臨む位置に開設され、この開口部２７ａと熱媒補充口２６との間にはこれらをつなぐ熱媒補給配管２７が配設されている。

また、リザーブタンク２０の側面には、メンテナンス時などにリザーブタンク２０内の熱媒を抜き取るために用いる排水口２８と、リザーブタンク２０が溢れたときに余分な熱媒を排出するためのオーバーフロー排水口２９とが突出して設けられており、リザーブタンク２０を所定の位置に装置した際に、これらの排水口２８，２９が給湯熱源機１の筐体外部に露出するように構成されている（図２、図３参照）。なお、上記排水口２８は、タンク２０から熱媒を排出する際にのみ開栓され、その他の場合（通常時）は閉栓されている。

そして、本実施形態では、さらにリザーブタンク２０の背面の所定の高さ位置に第三の排水口（液位制限排水口）３０が設けられている。この第三の排水口３０は、熱媒の補給時において、リザーブタンク２０内の液位を制限するために設けられた排水口であって、その高さ位置は、暖房運転時における熱媒の熱膨張によってタンク内の液位が上昇しても、後述する液位検出電極３５が熱媒の液位を検出しない高さ位置に設定される。

そして、この排水口３０には、該排水口３０による液位制限を越えた熱媒を給湯暖房熱源機１の筐体１０１の外部に排出するための排水管３１が接続され、この排水管３１の先端に、排水管３１の管路の閉塞／開放を切り替える管路開閉手段としての開閉栓３２が着脱自在に取り付けられている。なお、この排水管３１は、ゴムなどの柔軟性を有する材料で構成され、上記排水口３０から下方に向けてその先端が筐体１０１の側面に突出するように配設されている。

つまり、この排水管３１は、上記開閉栓３２が開栓された状態にあると、排水口３０による液位制限を越えた熱媒がこの排水管３１を通じて筐体１０１の外部に自然排出されるように設けられている。なお、この排水管３１の開閉栓３２は、熱媒の補給時に手動で開放（開栓）され、その他の場合（通常時）は閉塞（閉栓）状態とされる。

このように、リザーブタンク２０に第三の排水口３０を設けたことにより、熱媒の補給時には、管路開閉手段である開閉栓３２を開栓して排水管３１の管路を開放状態にし、その状態で上記熱媒補充用の開口部２７ａから熱媒を補充すれば、液位制限排水口３０による液位制限により、制限を越えて補充された熱媒は排水口３０から排水管３１を通じて筐体外部に自然排出される。そのため、熱媒の補給にあたり作業員は、筐体前面に設けられた液位監視窓１０３で熱媒の液位を目視確認しなくとも、熱媒の補充し過ぎを回避することができる。

なおこの点は、特に本実施形態では、後述するように、リザーブタンク２０に設けた液位検出電極３５を用いて一般給湯用の液−液熱交換器の導通異常を検出する構成を採用していることと関連して、熱媒の入れ過ぎによる導通異常の誤検出を容易かつ確実に防止できるという利点をもたらす。

そして、このように構成されたリザーブタンク２０には、後述する一般給湯用の液−液熱交換器の導通異常を検出するための液位検出電極３５が設けられている（図１参照）。この液位検出電極３５は、リザーブタンク２０内の異常な液位上昇（より具体的には、暖房運転時の熱膨張による液位上昇を超える異常な液位上昇）を検出するために設けられる電極であって、液位を検出するための電極棒がタンク内に鉛直に配設される。そして、異常な液位上昇によりリザーブタンク２０内の熱媒の液位が上昇してこの電極３５の先端に接触すると、その検出信号が後述する制御手段１００に伝達される。

追い焚き循環回路Ｂは、図示しない浴槽内の湯水（以下、浴槽水と称する）を加熱するための循環回路であって、上述したように、熱媒貯留部９内に配されたコイル１０と、このコイル１０に接続されたふろ往き配管１１と、ふろ戻り配管１２と、浴槽水を強制循環させる循環ポンプ３９を主要部として構成される。

具体的には、コイル１０で加熱昇温された浴槽水は、ふろ往き配管１１（ふろ往きの接続口１１３）を介して給湯暖房熱源機１の筐体外部に導かれ、浴槽の内側面に設けられた循環アダプタ（図示せず）から浴槽内に吐出される。一方、浴槽水の吸い込みも上記循環アダプタを介して行われる。すなわち、循環アダプタには上記ふろ戻り配管１２（具体的にはふろ戻りの接続口１１４）も接続されており、このふろ戻り配管１２上に流れ方向の上流側から順に追い焚き用の循環ポンプ３９、水流スイッチ４０、ふろ温度センサ４１が配設されている。

なお、図において符号４２はバイパス配管４３と接続された三方弁を示している。この三方弁４２は、ふろの追い焚き時には熱交換器部４側のポートと循環ポンプ３９側のポートとが連通状態とされる。一方、浴槽への温水の落とし込み時にはバイパス配管４３側のポートと循環ポンプ３９側のポートとが連通状態とされ、プレート熱交換器４５で加熱された温水を落とし込み回路５８を介してふろ往き配管１１とふろ戻り配管１２の両方から同時に浴槽に供給可能にする。なお、上記ふろ往きの接続口１１３およびふろ戻りの接続口１１４についても上述した暖房往きの接続口１１０などと同様に、筐体１０１の側面に設けられている（図２，図３参照）。

しかして、追い焚き循環回路Ｂは、このように構成されることにより、ふろの追い焚き時には、上記三方弁４２の流路を熱交換器部４側とし、循環ポンプ３９を駆動することで、コイル１０で加熱昇温された浴槽水がふろ往き配管１１を経て浴槽に供給されるとともに、浴槽からの浴槽水がふろ戻り配管１２を経て再びコイル１０に循環するものとされている。

次に、給湯循環回路Ｃについて説明する。給湯循環回路Ｃは、熱交換器部４で加熱される暖房用の熱媒の一部を一般給湯用の液−液熱交換器の一次側に循環させ、二次側に給水圧を利用して印加される上水を加熱して瞬間式の一般給湯を行うための循環回路である。

具体的には、この給湯循環回路Ｃは、一般給湯用の液−液熱交換器としてのプレート熱交換器４５と、上記熱媒貯留部９の上部から高温の熱媒を取り出して上記プレート熱交換器４５の一次側に供給する給湯往き配管４６と、上記プレート熱交換器４５で放熱した熱媒を再び熱媒貯留部９の下部に戻す給湯戻り配管４７と、これらの間で熱媒を強制循環させる給湯用の循環ポンプ４８とを主要部として構成されている。

そして、一般給湯時には、上記循環ポンプ４８を駆動させることにより、熱媒貯留部９の上部にある高温の熱媒をプレート熱交換器４５の一次側に供給し、二次側を流れる上水を加熱する熱源として利用している。

ここで、本実施形態に示す給湯暖房熱源機１では、上述したように、プレート熱交換器４５の熱源として暖房用の熱媒の一部を熱媒貯留部９から取り出す構成が採用されているので、プレート熱交換器４５は、図３に示すように、燃焼缶体２（具体的には、熱媒貯留部９）の下方に位置するように装置されている。

すなわち、本実施形態に示す熱交換器部４の構造では、プレート熱交換器４５を燃焼缶体２の上方又は同じ高さに配置すると、一般給湯を行わないときであっても暖房運転が行われると、熱媒貯留部９内の熱媒が加熱昇温されるので、その熱がプレート熱交換器４５に伝わり二次側の上水を加熱してしまう。そのため、本実施形態では、そのような熱伝導によるプレート熱交換器４５の温度上昇を防止するための構造として、プレート熱交換器４５を燃焼缶体２の下方に位置させている。

一方、プレート熱交換器４５の二次側には、一般給湯用の給湯回路が接続される。具体的には、プレート熱交換器４５の二次側の一端には、給水接続口１１５を介して市水道など上水の供給源に接続された給水管５０が接続されるとともに、その他端には出湯管５１が接続され、給水管５０から給水圧を利用して供給される上水がプレート熱交換器４５の二次側を通過する際に加熱昇温されるように構成されている。

図１に示す給湯システムでは、このようにしてプレート熱交換器４５で加熱昇温された上水を、給湯栓からの出湯と浴槽への落とし込みとに用いるように構成されている。具体的には、上記出湯管５１は湯水混合弁５２と接続され、湯水混合弁５２において給水管５０から分岐された分岐配管５３を通じて供給される常温（未加熱）の上水と混合して給湯設定温度の温水を生成する。

そして、このように生成された温水は、湯水混合弁５２の出口側に接続された配管５４を通じて給湯栓への供給用と浴槽への落とし込み用とに分配される。すなわち、配管５４は、給湯栓を接続するための給湯接続口１１６と接続される給湯用配管５５と、浴槽への落とし込み回路５８に接続される落とし込み用配管５６とに分岐されている。

そして、分岐前の配管５４には、流量制御弁（給湯流量制御弁）６０が設けられており、湯水混合弁５２で生成された温水の出湯量をこの流量制御弁６０を用いて上記制御手段１００で制御可能とされている。なお、この流量制御弁６０は、弁を閉じる（全閉とする）ことで、給湯用配管５５および落とし込み用配管５６への温水供給を遮断できるように構成される。

なお、浴槽への落とし込み回路５８は、注湯流量センサ６１、注湯電磁弁６２、逆止弁６３を備え、その先端がふろ戻り配管１２の上流側と合流するように構成されており、上述したように、三方弁４２のバイパス配管４３側のポートと循環ポンプ３９側のポートとを連通状態として、注湯電磁弁６２を開くことによって、プレート熱交換器４５で加熱昇温された温水が浴槽に供給される。

なお、図において符号６５はプレート熱交換器４５からの出湯温度を検出する缶体サーミスタを、符号６６は給水管５０に入る上水の温度を検出する水温度センサを、符号６７は給湯栓からの出湯温度を検出する出湯サーミスタを示しており、また、符号６８は給水管５０への入水流量を検出する入水流量センサを示している。

しかして、このように構成された給湯暖房熱源機１は、制御手段１００によって給湯暖房熱源機１の各部の動作が制御され、給湯、暖房、ふろ追い焚きの各機能が実現されている。

ここで、制御手段１００は、給湯暖房熱源機１の各部の動作を制御する制御装置であって、これら制御用のプログラムを搭載したマイクロコンピュータを備えて構成されている。そして、これら給湯、暖房、ふろ追い焚きの各制御にあたり、図示しない操作部（リモコン）からの操作情報（たとえば、給湯設定温度の操作情報など）や各種センサ類からのセンサ検出情報に基づいて給湯暖房熱源機１の各部の制御を行っている。

そして、本実施形態に示す給湯暖房熱源機１では、上記制御手段１００は、このような給湯、暖房、ふろ追い焚きといった一般的な制御に加え、上記プレート熱交換器４５における一次側と二次側の導通異常の検出を行う導通異常検出手段および導通異常検出時に所定の安全動作を行う安全動作命令手段として機能するプログラムを備えている。

すなわち、上記導通異常検出手段として、上記制御手段１００は、リザーブタンク２０に設けられた液位検出電極３５の検出状態に基づいてプレート熱交換器４５の一次側と二次側との導通異常を検出する。

具体的には、プレート熱交換器４５が割れるなどして、該熱交換器４５の一次側と二次側が導通（短絡）状態になると、一次側の圧力が上昇し、その結果、リザーブタンク２０内の液位が上昇する。導通異常検出手段は、この液位上昇をリザーブタンク２０に設けられた液位検出電極３５で検出し、液位上昇があると導通異常があると判断して、その旨をリモコンなどを通じて外部に報知（たとえば表示部に表示）するとともに、安全動作の実行を命じる。

ここでの安全動作としては、本実施形態では、プレート熱交換器４５の二次側の出口側下流に設けられた流量制御弁６０を全閉とする制御を行う。これにより、給湯用配管５５および落とし込み用配管５６への温水供給が遮断され、給湯栓や浴槽の循環アダプタから熱媒の混じった温水が出湯するのが防止される。

このように、本発明によれば、半密閉式の暖房熱媒タンク１５を備える給湯暖房熱源機１において、リザーブタンク２０にタンク内の液位上昇を検出する液位検出電極３５が備えられ、この電極３５の検出結果に基づいて、制御手段１００が一般給湯用のプレート熱交換器４５の導通異常を検出し安全動作を行うことから、プレート熱交換器４５が導通異常を生じても、一般給湯の給湯栓などから熱媒の混じった温水が出湯されることがなく、安全な給湯システムを提供できる。

実施形態２
次に、本発明の第二の実施形態を図５，図６に基づいて説明する。これら図５，図６に示す実施形態は、実施形態１に示す給湯暖房熱源機１に、暖房循環回路を半密閉式から密閉式に切り替える密閉プラグを装着した場合を示している。したがって、密閉プラグ７０以外の構造は上述した実施形態１と同様であるので、構成が共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

密閉プラグ７０は、暖房循環回路を半密閉式から密閉式に切り替えるためのプラグであって、このプラグ７０は、暖房熱媒タンク１５に装着された圧力調整弁２１に代えて暖房熱媒タンク１５に装着される。すなわち、この密閉プラグ７０は、暖房熱媒タンク１５の装着部２２に装着可能な構造を有している。

この密閉プラグ７０には、圧力逃し弁（安全弁）７１が備えられており、暖房熱媒タンク１５内が所定の圧力を超えるとこの圧力逃し弁７１が作動して、暖房熱媒タンク１５内の熱媒が圧力逃し弁７１の出口側に接続された配管７２に導かれるように構成されている。

そして、本実施形態では、この密閉プラグ７０を用いて給湯暖房熱源機１を密閉式として使用するにあたり、圧力逃し弁７１に設けられた配管７２がリザーブタンク２０に接続される。つまり、圧力逃し弁７１が作動した場合、暖房熱媒タンク１５内の熱媒がリザーブタンク２０内に導かれるように接続される。

図５は、この配管７２をリザーブタンク２０の第三の排水口（液位制限排水口）３０に接続する構成、つまり、上記排水口３０と連通する配水管３１の開閉栓３２を取り外してそこに配管７２を接続する場合を示しており、また、図６は、上記開閉栓３２は閉じたままで、配管７２をリザーブタンク２０の熱媒補充口２６に接続する構成、つまり、配管７２を熱媒補充用の開口部２７ａに装着した場合を示している。

このように、圧力逃し弁７１の出口側とリザーブタンク２０とを接続することにより、給湯暖房熱源機１を密閉式として用いた場合でも上述した実施形態１と同様に、プレート熱交換器４５の導通異常を制御手段１００で検出可能となり、導通異常が検出された場合には同様の安全動作を行うことが可能になる。

なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなくその範囲内で種々の設計変更が可能である。

たとえば、上述した実施形態では、燃料に灯油などのオイルを用いた場合を示したが、本発明は暖房熱媒の一部を一般給湯用の液−液熱交換器の熱源に用いる給湯暖房熱源機であれば、ガスを燃料とするものや電気ヒータを熱源に使用するものにも適用することが可能である。

また、上述した実施形態では、リザーブタンク２０の液位制限排水口３０に設けられる管路開閉手段として、手動で管路の閉塞／開放を切り替える開閉栓３２を用いた場合を示したが、管路開閉手段は管路の閉塞／開放を切り替え可能であれば、たとえば操作部で遠隔操作可能な電磁弁の形態とすることも可能である。

また、上述した実施形態２では、密閉プラグ７０の圧力逃し弁７１に接続された配管７２をリザーブタンク２０の液位制限排水口３０または熱媒補充口２６に接続する場合を示したが、配管７２とリザーブタンク２０とが連通する構成であればよく、他の排水口（たとえば排水口２８）に配管７２を接続することもできる。

本発明にかかる給湯暖房熱源機の概略構成図である。 同給湯暖房熱源機の外観を示す図であり、図２(a)は給湯暖房熱源機の平面図を、図２(b)は正面図を示している。 同給湯暖房熱源機の主要部品の配置例を示す組み立て図である。 同給湯暖房熱源機のリザーブタンクの構造を示す説明図であり、図４(a)はリザーブタンクの平面図を、図４(b)は同リザーブタンクの正面図を、図４(c)は同リザーブタンクの側面をそれぞれ示している。 同給湯暖房熱源機への密閉プラグの装着例を示した正面図である。 同給湯暖房熱源機への密閉プラグの他の装着例を示した正面図である。

符号の説明

１ 給湯暖房熱源機
２ 燃焼缶体（加熱手段）
３ 燃焼室
４ 熱交換器部
９ 熱媒貯留部
２０ リザーブタンク
２１ 圧力調整弁
２６ 熱媒補充口
３０ 液位制限排水口
３２ 開閉栓（管路開閉手段）
３５ 液位検出電極
４５ 一般給湯用のプレート熱交換器（液−液熱交換器）
７０ 密閉プラグ
７１ 圧力逃し弁
１００ 制御手段（導通異常検出手段）
Ａ 暖房循環回路
Ｂ 追い焚き循環回路
Ｃ 給湯循環回路

Claims (4)

1. 暖房循環回路に設けられた暖房熱媒タンクが圧力調整弁の装着部を有し、この装着部に圧力調整弁が着脱可能に装着されるとともに、この圧力調整弁がリザーブタンクに連通されている暖房熱源機において、
   加熱手段で加熱される暖房熱媒の一部を液−液熱交換器の一次側に循環させ、二次側に給水圧を利用して印加される上水を加熱して瞬間式の一般給湯を行う給湯用の循環回路が設けられ、
   前記リザーブタンクに暖房熱媒の液位検出電極が備えられるとともに、この液位検出電極の検出状態に基づいて前記液−液熱交換器における一次側と二次側の導通異常を検出する導通異常検出手段が備えられてなり、
   前記液−液熱交換器の二次側の出口側下流には給湯流量制御弁が備えられ、前記導通異常検出手段によって導通異常が検出された場合には、この給湯流量制御弁を全閉とする制御構成を備えた
   ことを特徴とする給湯暖房熱源機。
2. 前記リザーブタンクの所定高さ位置に、暖房熱媒の補給時において前記リザーブタンク内の液位を制限するための液位制限排水口が備えられ、
   この液位制限排水口に、該排水口による液位制限を越えた熱媒を筐体外部に排出するための排出管が接続されるとともに、該排出管には管路の閉塞／開放を切り替える管路開閉手段が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の給湯暖房熱源機。
3. 前記液位制限排水口の高さ位置は、暖房運転による前記暖房熱媒の膨張によって前記液位検出電極が液位を検出しない位置に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の給湯暖房熱源機。
4. 前記暖房熱媒タンクのリザーブタンクは、前記暖房熱媒を補充するための熱媒補充口と、該リザーブタンク内の熱媒を排出するための排水口とを備え、
   前記暖房熱媒タンクの圧力調整弁の装着部に、暖房循環回路を密閉式に切り替える密閉プラグであって圧力逃し弁を備えたものが装着され、
   この圧力逃し弁の出口側と、前記リザーブタンクの熱媒補充口または排水口とが配管接続され、前記導通異常検出手段による導通異常の検出が可能に構成された
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の給湯暖房熱源機。

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