ドレン処理装置
【課題】水排出路中の水の凍結予防の対策が講じられたドレン処理装置を提供する。
【解決手段】水を加熱する熱源機３０とは別体とされるドレン処理装置１０が、熱源機３０からドレンとして排出される水を貯える貯水部１１と、熱源機３０からドレンとして排出される水を貯水部１１に流入させる水流入路１２と、貯水部１１に貯えている水を外部に排出させる水排出路１３と、貯水部１１から水排出路１３への水の排出状態を調節する排出ポンプ１４と、排出ポンプ１４の動作を制御する制御部１５とを備え、制御部１５は、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高い間、排出ポンプ１４を動作させて貯水部１１に貯えられている水を連続的又は断続的に水排出路１３に流す凍結予防運転を行う。
【解決手段】水を加熱する熱源機３０とは別体とされるドレン処理装置１０が、熱源機３０からドレンとして排出される水を貯える貯水部１１と、熱源機３０からドレンとして排出される水を貯水部１１に流入させる水流入路１２と、貯水部１１に貯えている水を外部に排出させる水排出路１３と、貯水部１１から水排出路１３への水の排出状態を調節する排出ポンプ１４と、排出ポンプ１４の動作を制御する制御部１５とを備え、制御部１５は、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高い間、排出ポンプ１４を動作させて貯水部１１に貯えられている水を連続的又は断続的に水排出路１３に流す凍結予防運転を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源機からドレンとして排出される水を処理するドレン処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料を燃焼する燃焼器を備えた熱源機において水を加熱するとき、顕熱回収式の熱交換器と潜熱回収式の熱交換器とを併用することで熱回収効率の向上を図る手法が提案されている。但し、潜熱回収式の熱交換器では、燃焼排ガスの潜熱が水に回収されるのに伴って凝縮水、即ちドレンが発生するため、そのドレンを処理するためのドレン処理装置が必要になる。例えば、特許文献１に記載の熱源機では、ドレンとして排出される水を中和器で中和したのちに貯水部に貯え、その貯水部で貯えた水を浴室の洗い場へ排出するというドレン処理を行っている。つまり、特許文献１に記載のドレン処理装置では、貯水部に貯えている水を排出する水排出路を浴室に引き入れて、浴室で発生する排水と共にドレンを処理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３８５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のドレン処理装置では、貯水部に貯えている水を排出する水排出路を浴室に引き入れる構成となっているが、その水排出路を浴室に引き込むことができず、単独で屋外に排出しなければならない場合もある。その場合、冬季において水排出路中の水が凍結する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、水排出路中の水の凍結予防の対策が講じられたドレン処理装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明に係るドレン処理装置の特徴構成は、
前記熱源機とは別体とされ、
水を加熱する熱源機からドレンとして排出される水を貯える貯水部と、
前記熱源機からドレンとして排出される水を前記貯水部に流入させる水流入路と、
前記貯水部に貯えている水を外部に排出させる水排出路と、
前記貯水部から前記水排出路への水の排出状態を調節する排出ポンプと、
前記排出ポンプの動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記水排出路中の水が凍結する可能性が高い間、前記排出ポンプを動作させて前記貯水部に貯えられている水を連続的又は断続的に前記水排出路に流す凍結予防運転を行う点にある。
【０００７】
上記特徴構成によれば、制御部が、水排出路中の水が凍結する可能性が高い間、水排出路の中の水を連続的に又は断続的に流動させることで、水排出路の中の水の凍結を予防できる。加えて、既存の貯水部に貯えられている水を利用して水排出路の中の水の凍結を予防できるので、装置コストの上昇を抑制できる。更に、水排出路の中に水を流すことは水排出路が当然備えている機能であるので、水排出路が屋外を長い距離にわたって引き回されるとしても、水排出路の全体に水を流して凍結予防を行うことは容易である。
更に、このドレン処理装置は、ドレンの回収は必要とするが従来ドレンが垂れ流しとされていたような熱源機に対して独立に設置できる。また、ドレン処理を所望の排水路を用いて行えるので、例えば、本特徴構成のような凍結予防を行っていなければ冬季の朝方などに凍結の可能性があるマンションのベランダ等にドレンを排水することもできる。
従って、水排出路中の水の凍結予防の対策が講じられたドレン処理装置を提供できる。
【０００８】
本発明に係るドレン処理装置の別の特徴構成は、前記制御部は、現時点から所定時間後までの間で前記水排出路中の水が凍結する可能性が高くなるか否かを予測して、前記所定時間後までの間で凍結の可能性が高くならない場合には前記貯水部に水を貯えない排水モードで前記排出ポンプの動作制御を行い、及び、前記所定時間後までの間で凍結の可能性が高くなる場合には前記貯水部に水を貯える貯水モードで前記排出ポンプの動作制御を行う点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、制御部が、現時点から所定時間後までの間で水排出路中の水が凍結する可能性が高くなるか否かに応じて排水モードと貯水モードとを切り替えて排出ポンプの動作制御を行う。つまり、排水モードで排出ポンプの動作制御を行うと、貯水部には水がほとんど貯えられないので、熱源機からドレンを受け入れる空き容量を貯水部に大きく確保しておくことができる。また、貯水モードで排出ポンプの動作制御を行うと、貯水部にはより多くの水が貯まるようになるので、実際に水排出路中の水が凍結する可能性が高くなったとき、より多くの水を水排出路に流して確実に水排出路の中の水の凍結を予防できる。
【００１０】
本発明に係るドレン処理装置の更に別の特徴構成は、
前記貯水部に補充可能な、前記ドレンとは別の水が流通する水補充路を備え、
前記制御部は、前記水補充路を介して前記貯水部に流入させた水を用いて前記凍結予防運転を行う点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、凍結予防運転で使用する水を水補充路を介して貯水部に適宜補充できる。その結果、水排出路中の水が凍結する可能性が高いと判定した時点で貯水部に水が貯えられていなくても、水補充路から水を補充した上で凍結予防運転において水排出路に水を流すことができる。
【００１２】
本発明に係るドレン処理装置の更に別の特徴構成は、前記水補充路は、前記熱源機が加熱した若しくは加熱対象とする水が流れる流路に接続される点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、貯水部へは、熱源機が加熱した若しくは加熱対象とする水が流れる流路から水補充路を介して水を補充できる。つまり、熱源機と貯水部との間を水補充路で接続するという簡単な構成で、熱源機の内部に存在している水を得て、その水を貯水部へ補充できる。また、加熱後の水を貯水部に補充した上で上記凍結予防処理に使用すると、水排出路を温めることができるため、凍結予防の効果をより高めることができる。
【００１４】
本発明に係るドレン処理装置の更に別の特徴構成は、
雰囲気温度を検出する温度センサを備え、
前記制御部は、前記水排出路中の水が凍結する可能性を、前記温度センサの検出結果を参照して判断する点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、制御部は、温度センサの検出結果を参照して、水排出路中の水が凍結する可能性を容易に判断できる。また、制御部は、現在だけでなく将来における水排出路中の水が凍結する可能性についても判断できる。例えば、制御部は、現時点での温度センサの検出結果を参照して、現時点において水排出路中の水が凍結する可能性を判断でき、及び、過去から現時点に至る温度センサの検出結果の推移を参照して、将来の温度センサの検出結果を予測することで現時点から所定時間後までの間での水排出路中の水が凍結する可能性を予測することもできる。
【００１６】
本発明に係るドレン処理装置の更に別の特徴構成は、前記熱源機からドレンとして排出される水を、前記水流入路の勾配を利用して前記貯水部に流入させる点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、ポンプなどの動力を利用しなくても、熱源機からドレンとして排出される水を貯水部へ自然に流入させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態のドレン処理装置及び熱源機の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態のドレン処理装置の凍結予防処理のフローチャートである。
【図３】第２実施形態のドレン処理装置及び熱源機の構成を示す図である。
【図４】第２実施形態のドレン処理装置の凍結予防処理のフローチャートである。
【図５】第３実施形態のドレン処理装置の凍結予防処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して第１実施形態のドレン処理装置について説明する。図１は、第１実施形態のドレン処理装置及び熱源機の構成を示す図である。
熱源機３０は、加熱対象としての水を加熱して湯水を外部へ供給する装置である。熱源機３０は、燃焼室３４の内部に燃焼器３３と顕熱回収式熱交換器３２と潜熱回収式熱交換器３１とを備える。燃焼器３３には、ブロア３７によって空気が供給され、ガス供給路３９及び弁４０を介して燃料ガスが供給される。燃焼器３３で燃料ガスの燃焼が行われると、発生する高温の燃焼排ガスは先ず顕熱回収式熱交換器３２に供給され、その後、潜熱回収式熱交換器３１へ供給される。潜熱回収式熱交換器３１で潜熱が回収された後の燃焼排ガスは排気口３５から燃焼室３４の外部に排出される。
【００２０】
水循環路３８には、熱源機３０が加熱した若しくは加熱対象とする水が流れる。熱源機３０の外部から供給される低温の水は、水循環路３８を通って潜熱回収式熱交換器３１を通過し、その後、顕熱回収式熱交換器３２を通過した後、高温の湯水として熱源機３０の外部に排出される。つまり、顕熱回収式熱交換器３２において燃焼排ガスの顕熱が水循環路３８を流れる水によって回収され、その後、潜熱回収式熱交換器３１において燃焼排ガスの潜熱が水循環路３８を流れる水によって回収される。
【００２１】
潜熱回収式熱交換器３１において燃焼器３３の燃焼排ガスから潜熱を回収するときに、その燃焼排ガス中の水蒸気が凝縮して酸性の凝縮水（即ち、ドレン）が生じる。このドレンは、燃焼室３４内の潜熱回収式熱交換器３１の下方に設けられるドレンパン４６によって集められる。ドレンパン４６によって集められたドレンは、ドレンパン４６に接続されるドレン回収路４７を通って、燃焼室３４の外部に取り出される。
【００２２】
ドレン回収路４７を流通するドレンは、熱源機３０が備える中和器３６に流入して中和される。中和器３６には例えば炭酸カルシウムのような中和剤が入れられている。中和器３６において中和されたドレンは、中和水排出路４１を通って熱源機３０の外部に排出される。
【００２３】
図１に示すように、熱源機３０が備える上記ガス供給路３９は継手部４５を備え、その継手部４５を介して熱源機３０の外部の配管と接続可能である。同様に、上記水循環路３８は、水が熱源機３０の外部から流入する部位と湯水が熱源機３０の外部に流出する部位とに継手部４３、４４を備える。中和水排出路４１は、中和器３６で中和された水が熱源機３０の外部に流出する部位に継手部４２を備える。
【００２４】
次に、ドレン処理装置１０の構成を説明する。
ドレン処理装置１０は、熱源機３０とは別体とされる装置である。このドレン処理装置１０は、熱源機３０からドレンとして排出される水を貯える貯水部１１と、熱源機３０からドレンとして排出される水を貯水部１１に流入させる水流入路１２と、貯水部１１に貯えている水を外部に排出させる水排出路１３と、貯水部１１から水排出路１３への水の排出状態を調節する排出ポンプ１４と、排出ポンプ１４の動作を制御する制御部１５とを備える。
本実施形態において、制御部１５は、後述する水補充運転及び凍結予防運転を行っている期間以外は、貯水部１１における水位が後述する下限水位未満になるまで（下側水位センサ２２がオフ状態になるまで）排出ポンプ１４を作動させる。つまり、制御部１５は、貯水部１１には水を貯えないような制御を通常行っている。
【００２５】
水流入路１２は、熱源機３０の中和水排出路４１に対して配管１を介して接続されている。配管１も、熱源機３０からドレンとして排出される水を貯水部１１に流入させる水流入路１２の一部として機能する。配管１と中和水排出路４１との間の接続は継手部４２によって行われ、配管と水流入路１２との間の接続は継手部１７によって行われる。水流入路１２は貯水部１１の上部に接続される。
【００２６】
ドレン処理装置１０は、熱源機３０の下方に設置される。従って、熱源機３０からドレンとして排出される水は、上記配管１を加えた水流入路１２の勾配を利用してドレン処理装置１０の貯水部１１へ自然に流入する。
【００２７】
水排出路１３は、貯水部１１の下部に接続される。水排出路１３の途中には排出ポンプ１４が設けられている。水排出路１３とドレン処理装置１０の外部の配管３との間の接続は継手部２０によって行われる。配管３も、貯水部１１に貯えている水を外部に排出させる水排出路１３の一部として機能する。
【００２８】
本実施形態のドレン処理装置１０は、貯水部１１に補充可能な、上記ドレンとは別の水が流通する水補充路２４を備える。水補充路２４は、熱源機３０の継手部（例えば分岐継手）４４から分岐した配管２に接続されている。配管２と水補充路２４との間の接続は継手部１９によって行われる。配管２も、貯水部１１に補充可能な、上記ドレンとは別の水が流通する水補充路２４の一部として機能する。水補充路２４は貯水部１１の上部に接続される。水補充路２４の途中には流路を開閉する弁１８が設けられている。弁１８の開閉は制御部１５が制御する。以上のように、本実施形態において、水補充路２４に流入するのは、熱源機３０が加熱した後の水である。
【００２９】
貯水部１１は、貯水量を検出に利用可能な上側水位センサ２１と下側水位センサ２２とを有する。上側水位センサ２１及び下側水位センサ２２は制御部１５に接続されている。制御部１５は、貯水部１１に貯えられている水の量が上限水位以上になると（即ち、上側水位センサ２１の下端部と水とが接触すると）上側水位センサ２１のオン状態を検出し、水の量が上限水位未満になると（即ち、上側水位センサ２１の下端部が水と接触しなくなると）上側水位センサ２１のオフ状態を検出する。同様に、制御部１５は、貯水部１１に貯えられている水の量が下限水位以上になると（即ち、下側水位センサ２２の下端部と水とが接触すると）、下側水位センサ２２のオン状態を検出し、水の量が下限水位未満になると（即ち、下側水位センサ２２の下端部が水と接触しなくなると）下側水位センサ２２のオフ状態を検出する。
【００３０】
従って、制御部１５は、上側水位センサ２１及び下側水位センサ２２の両方がオフ状態のとき貯水部１１における水位は下限水位未満であると判定し、上側水位センサ２１がオフ状態且つ下側水位センサ２２がオン状態のとき貯水部１１における水位は下限水位以上且つ上限水位未満であると判定し、上側水位センサ２１及び下側水位センサ２２の両方がオン状態のとき貯水部１１における水位は上限水位以上であると判定する。
【００３１】
ドレン処理装置１０は、雰囲気温度を検出する温度センサ１６を備える。温度センサ１６の検出結果は通信線（図示せず）などを介して制御部１５に伝達される。また、制御部１５は、温度センサ１６の検出結果を記憶するメモリ（図示せず）を備えている。
【００３２】
熱源機３０の電力供給系統とドレン処理装置１０の電力供給系統とは電力線４を介して接続されている。例えば、熱源機３０に対して１００Ｖの交流電力が供給されている場合、ドレン処理装置１０にも電力線４を介して１００Ｖの交流電力を供給できる。或いは、熱源機３０に供給される１００Ｖの交流電力が熱源機３０において所定電圧の直流電力に変換されている場合、ドレン処理装置１０に対して電力線４を介してその直流電力を供給できる。また、電力線４を通信回線として利用して、熱源機３０とドレン処理装置１０との間の情報通信を行うこともできる。
【００３３】
次に、制御部１５が行う凍結予防運転について説明する。この凍結予防運転は、制御部１５が行う、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高い間、排出ポンプ１４を動作させて貯水部１１に貯えられている水を連続的又は断続的に水排出路１３に流す運転である。
図２は、制御部が行うドレン処理装置の凍結予防処理のフローチャートである。
工程１００において制御部１５は、現在の雰囲気温度は凍結危険温度であるか否か（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いか否か）を判定する。本実施形態において、制御部１５は、水排出路１３の中の水が凍結する可能性を、温度センサ１６の検出結果を参照して判断する。具体的には、制御部１５は、温度センサ１６によって検出される雰囲気温度が凍結危険温度（例えば、５℃）未満になると、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いと判定する。
【００３４】
制御部１５は、工程１００において現在の雰囲気温度が凍結危険温度以上であると判定した場合（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高くないと判定した場合）、リターンに移行して、工程１００の判定を再度行う。
これに対して、制御部１５は、工程１００において現在の雰囲気温度が凍結危険温度未満であると判定した場合（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いと判定した場合）、工程１０２に移行して貯水部１１に水があるか否かを判定する。例えば、貯水部１１に下限水位以上の水がある場合、その水を後述する凍結予防運転に使用できる。しかし、貯水部１１に下限水位以上の水がない場合、凍結予防運転を実施することはできない。そこで、制御部１５は、貯水部１１に下限水位以上の水がある場合、工程１０２において「Ｙｅｓ」と判定して、次の工程１０４（凍結予防運転）に移行する。これに対して、制御部１５は、貯水部１１に下限水位以上の水がない場合、工程１０２において「Ｎｏ」と判定して、工程１０６（水補充運転）に移行する。
【００３５】
工程１０６において制御部１５は、貯水部１１に水を補充する。具体的には、制御部１５は、下側水位センサ２２がオン状態になるまで、或いは、下側水位センサ２２がオン状態になってから所定時間経過するまで、水補充路２４の開閉を行う弁１８を開放する。弁１８を開放すると、熱源機３０の水循環路３８の内部に存在している水はその給水圧により、配管２を加えた水補充路２４を介してドレン処理装置１０の貯水部１１へ流入する。よって、制御部１５が、下側水位センサ２２がオン状態になるまで弁１８を開放した場合、貯水部１１には下限水位付近まで水が補充され、或いは、下側水位センサ２２がオン状態になってから所定時間経過するまで弁１８を開放した場合、貯水部１１には下限水位よりもある程度多いレベルにまで水が補充される。
【００３６】
工程１０４において制御部１５は、貯水部１１に下限水位以上の水がある状態で、排出ポンプ１４を動作させて貯水部１１に貯えられている水を連続的又は断続的に水排出路１３に流す凍結予防運転を行う。
【００３７】
以下の表１は、水排出路１３へ連続的に水を流した場合、どのような条件であれば水排出路１３の中の水の凍結を予防できたのかを説明する実験例である。実験に用いた水排出路１３は、呼び径が２Ａ及び外径が３．８５ｍｍの樹脂製配管である。表１から分かるように、制御部１５が、連続的に通水するときの通水量が６０ｇ／分となるように排出ポンプ１４の運転を制御すれば、雰囲気温度が−２０℃という低温であっても、以下に示す実験期間にわたって水排出路１３の水の凍結を防止できた。
【００３８】
【表１】
【００３９】
以下の表２に示すのは、どれだけの流量の水を断続的に流せば、水排出路１３の中の水の凍結を予防できたのかを説明する実験例である。表２から分かるように、制御部１５が、以下の通水間隔及び通水条件を満足するように排出ポンプ１４の運転を制御すれば、水排出路１３の凍結を防止できた。
【表２】
【００４０】
以上のように、本実施形態のドレン処理装置１０では、制御部１５が、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高い間、水排出路１３の中の水を連続的に又は断続的に流動させることで、水排出路１３の中の水の凍結を予防できる。加えて、既存の貯水部１１に貯えられている水を利用して水排出路１３の中の水の凍結を予防できるので、装置コストの上昇を抑制できる。更に、水排出路１３の中に水を流すことは水排出路１３が当然備えている機能であるので、水排出路１３が屋外を長い距離にわたって引き回されるとしても、水排出路１３の全体に水を流して凍結予防を行うことは容易である。
【００４１】
＜第２実施形態＞
第２実施形態のドレン処理装置は、水補充路を備えていない点で第１実施形態のドレン処理装置と異なっている。以下に第２実施形態のドレン処理装置について説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００４２】
図３は、第２実施形態のドレン処理装置及び熱源機の構成を示す図である。図示するように、ドレン処理装置５０は、第１実施形態で説明した水補充路２４を備えていない。それに伴って、第１実施形態で説明した配管２、継手部１９及び弁１８も設置されていない。つまり、第２実施形態のドレン処理装置５０では、貯水部１１に貯えられる水は熱源機３０で発生したドレンのみとなる。そのため、水排出路１３の凍結防止運転が行われる前に、貯水部１１には所定量以上の水を貯えておく必要がある。
【００４３】
本実施形態において、貯水部１１は、第１実施形態と同様の上側水位センサ２１及び下側水位センサ２２に加えて、中間水位センサ２３を有する。中間水位センサ２３の下端部は、上側水位センサ２１の下端部と下側水位センサ２２の下端部との間に位置している。制御部１５は、貯水部１１に貯えられている水の量が上限水位と下限水位との間の所定水位以上になると（即ち、中間水位センサ２３の下端部と水とが接触すると）、中間水位センサ２３のオン状態を検出する。
後述するように、制御部１５は、必要に応じて、中間水位センサ２３を用いて貯水部１１に貯えられている水の量が上限水位と下限水位との間の所定水位（図中では「中間水位」と記載するが、上限水位と下限水位との間のどの位置にあってもよく中間位置である必要はない）以上になるような貯水モードで貯水を行う。
【００４４】
図４は、制御部が行うドレン処理装置の凍結予防処理のフローチャートである。
工程１００において制御部１５は、現在の雰囲気温度は凍結危険温度であるか否か（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いか否か）を判定する。本実施形態でも、制御部１５は、水排出路１３の中の水が凍結する可能性を、温度センサ１６の検出結果を参照して判断する。
制御部１５は、工程１００において現在の雰囲気温度が凍結危険温度以上であると判定した場合（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高くないと判定した場合）、工程１０８に移行して、現時点から所定時間後までの間で凍結の可能性が高いか否かを判定する。例えば、制御部１５は、メモリ（図示せず）に記憶している現時点までの過去の雰囲気温度の推移から、所定時間後までの間で雰囲気温度が凍結危険温度未満になるか否かを判定できる。
【００４５】
そして、制御部１５は、現時点から所定時間後までの間で雰囲気温度が凍結危険温度未満になる可能性が高いと判定した場合には、工程１１０に移行して貯水モードでの運転制御を行う。具体的には、工程１１０において制御部１５は、排出ポンプ１４の動作を停止させておくことで、貯水部１１に水が貯えられるようにする。尚、制御部１５は、貯水部１１に貯えられている水の量が上限水位以上となった場合には、水の量が上限水位と下限水位との間の上記所定水位未満になるまで（即ち、上側水位センサ２１がオフ状態になり且つ中間水位センサ２３がオフ状態になるまで）排出ポンプ１４を動作させる。
これに対して、制御部１５は、現時点から所定時間後までの間で雰囲気温度が凍結危険温度未満になる可能性が高くないと判定した場合には、工程１１２に移行して排水モードでの運転制御を行う。具体的には、制御部１５は、排水モードが設定されている間、貯水部１１に貯えられている水の量が下限水位未満となるまで（即ち、下側水位センサ２２がオフ状態になるまで）排出ポンプ１４を作動させる。
【００４６】
以上のような貯水モードでの運転制御を行った後、工程１００において制御部１５が、実際に雰囲気温度が凍結危険温度未満となったと判定した場合、工程１０４に移行して、排出ポンプ１４を動作させて貯水部１１に貯えられている水を連続的又は断続的に水排出路１３に流す凍結予防運転を行う。その結果、第１実施形態で説明したのと同様に、水排出路１３の中の水の凍結が防止される。
【００４７】
以上のように、ドレン処理装置５０が、第１実施形態で例示したような水補充路２４を備えないとしても、予め貯水部１１に水を貯えておくことで、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いとき、確実に凍結予防運転を行うことができる。
【００４８】
＜第３実施形態＞
第３実施形態のドレン処理装置は、装置構成は図１に示した第１実施形態のドレン処理装置と同じであるが、制御部による運転制御の内容が第１実施形態のドレン処理装置と異なっている。以下に第３実施形態のドレン処理装置について説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００４９】
図５は、制御部が行うドレン処理装置の凍結予防処理のフローチャートである。本実施形態のドレン処理装置１０は、後述するように、事前に貯水部１１に水を貯えておくことができ、且つ、貯水部１１に水を貯えていなくても水を補充できることを特徴としている。
工程１００において制御部１５は、現在の雰囲気温度は凍結危険温度であるか否か（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いか否か）を判定する。本実施形態において、制御部１５は、水排出路１３の中の水が凍結する可能性を、温度センサ１６の検出結果を参照して判断する。制御部１５は、工程１００において現在の雰囲気温度が凍結危険温度以上であると判定した場合（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高くないと判定した場合）、工程１０８に移行して、現時点から所定時間後までの間で凍結の可能性が高いか否かを判定する。
【００５０】
そして、制御部１５は、現時点から所定時間後までの間で雰囲気温度が凍結危険温度未満になると判定した場合には、工程１１０に移行して貯水モードでの運転制御を行う。具体的には、工程１１０において制御部１５は、排出ポンプ１４の動作を停止させておくことで、貯水部１１に貯えられている水の量を増加させる。尚、制御部１５は、貯水部１１に貯えられている水の量が上限水位以上となった場合には、水の量が上限水位と下限水位との間の上記所定水位未満になるまで（即ち、上側水位センサ２１がオフ状態になり且つ中間水位センサ２３がオフ状態になるまで）排出ポンプ１４を動作させる。
これに対して、制御部１５は、現時点から所定時間後までの間で雰囲気温度が凍結危険温度未満にならないと判定した場合には、工程１１２に移行して排水モードでの運転制御を行う。具体的には、制御部１５は、常時、貯水部１１に貯えられている水の量が下限水位未満となるまで（即ち、下側水位センサ２２がオフ状態になるまで）排出ポンプ１４を作動させる。
【００５１】
制御部１５は、工程１００において現在の雰囲気温度が凍結危険温度未満であると判定した場合（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いと判定した場合）、工程１０２に移行して貯水部１１に水があるか否かを判定する。例えば、制御部１５は、貯水部１１に下限水位以上の水がある場合、工程１０２において「Ｙｅｓ」と判定して、次の工程１０４に移行する。これに対して、制御部１５は、貯水部１１に下限水位以上の水がない場合、工程１０２において「Ｎｏ」と判定して、工程１０６に移行する。
工程１０６において制御部１５は、貯水部１１に水を補充する。具体的には、制御部１５は、工程１０２及び工程１０６を繰り返しながら、下側水位センサ２２がオン状態となり且つ中間水位センサ２３がオン状態になるまで弁１８を開放して、熱源機３０の水循環路３８から水補充路２４へ水を流入させることで貯水部１１に水を補充する。
【００５２】
工程１０４において制御部１５は、貯水部１１に下限水位以上の水がある状態で、排出ポンプ１４を動作させて貯水部１１に貯えられている水を連続的又は断続的に水排出路１３に流す凍結予防運転を行う。
【００５３】
以上のように、予め貯水部１１に水を貯えておくことで、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いとき、確実に凍結予防運転を行うことができる。更に、凍結予防運転を行うために水が必要になったとき、予め貯水部１１に水が貯えられていなかったとしても、水補充路２４を介して水を貯水部１１に流入させた上で凍結予防運転を行うことができる。
【００５４】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、水補充路２４が、熱源機３０の継手部４４から分岐した配管２に接続されている例（即ち、熱源機３０が加熱した後の水が水補充路２４に供給される例）を説明したが、他の部位に水補充路２４を接続してもよい。例えば、水補充路２４を継手部４３から分岐した配管に接続してもよい。この場合、熱源機３０が加熱対象とする水（即ち、加熱前の水）が水補充路２４に供給されることになる。
【００５５】
＜２＞
上記実施形態では、制御部１５がドレン処理装置１０、５０に搭載される例を説明したが、制御部１５が他の装置に搭載されていてもよい。例えば、制御部１５が、熱源機３０に搭載（或いは、熱源機３０の制御部（図示せず）と兼用）されていてもよい。制御部１５が熱源機３０に搭載されていても、熱源機３０とドレン処理装置１０、５０とを接続する電力線４を介して情報通信を行えば、熱源機３０に搭載されている制御部１５からドレン処理装置１０、５０の運転制御を行える。
【００５６】
＜３＞
上記実施形態では、制御部１５が、水排出路１３の中の水が凍結する可能性を温度センサ１６の検出結果を参照して判断する例を説明したが、水排出路１３の中の水が凍結する可能性を他の手法によって判断するように改変してもよい。例えば、ドレン処理装置１０、５０が、外部装置から通信ネットワークを介して現在の気象情報や将来の気象予報情報を入手し、制御部１５が、それら気象情報や気象予報情報から、現時点又は所定時間後までの間に水排出路１３の中の水が凍結する可能性を判断してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、ドレン処理装置から排出される水の凍結予防のために利用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 配管（水流入路）
２ 配管（水補充路）
３ 配管（水排出路）
１０、５０ ドレン処理装置
１１ 貯水部
１２ 水流入路
１３ 水排出路
１４ 排出ポンプ
１５ 制御部
１６ 温度センサ
２４ 水補充路
３０ 熱源機
３１ 潜熱回収式熱交換器
３２ 顕熱回収式熱交換器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源機からドレンとして排出される水を処理するドレン処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料を燃焼する燃焼器を備えた熱源機において水を加熱するとき、顕熱回収式の熱交換器と潜熱回収式の熱交換器とを併用することで熱回収効率の向上を図る手法が提案されている。但し、潜熱回収式の熱交換器では、燃焼排ガスの潜熱が水に回収されるのに伴って凝縮水、即ちドレンが発生するため、そのドレンを処理するためのドレン処理装置が必要になる。例えば、特許文献１に記載の熱源機では、ドレンとして排出される水を中和器で中和したのちに貯水部に貯え、その貯水部で貯えた水を浴室の洗い場へ排出するというドレン処理を行っている。つまり、特許文献１に記載のドレン処理装置では、貯水部に貯えている水を排出する水排出路を浴室に引き入れて、浴室で発生する排水と共にドレンを処理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３８５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のドレン処理装置では、貯水部に貯えている水を排出する水排出路を浴室に引き入れる構成となっているが、その水排出路を浴室に引き込むことができず、単独で屋外に排出しなければならない場合もある。その場合、冬季において水排出路中の水が凍結する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、水排出路中の水の凍結予防の対策が講じられたドレン処理装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明に係るドレン処理装置の特徴構成は、
前記熱源機とは別体とされ、
水を加熱する熱源機からドレンとして排出される水を貯える貯水部と、
前記熱源機からドレンとして排出される水を前記貯水部に流入させる水流入路と、
前記貯水部に貯えている水を外部に排出させる水排出路と、
前記貯水部から前記水排出路への水の排出状態を調節する排出ポンプと、
前記排出ポンプの動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記水排出路中の水が凍結する可能性が高い間、前記排出ポンプを動作させて前記貯水部に貯えられている水を連続的又は断続的に前記水排出路に流す凍結予防運転を行う点にある。
【０００７】
上記特徴構成によれば、制御部が、水排出路中の水が凍結する可能性が高い間、水排出路の中の水を連続的に又は断続的に流動させることで、水排出路の中の水の凍結を予防できる。加えて、既存の貯水部に貯えられている水を利用して水排出路の中の水の凍結を予防できるので、装置コストの上昇を抑制できる。更に、水排出路の中に水を流すことは水排出路が当然備えている機能であるので、水排出路が屋外を長い距離にわたって引き回されるとしても、水排出路の全体に水を流して凍結予防を行うことは容易である。
更に、このドレン処理装置は、ドレンの回収は必要とするが従来ドレンが垂れ流しとされていたような熱源機に対して独立に設置できる。また、ドレン処理を所望の排水路を用いて行えるので、例えば、本特徴構成のような凍結予防を行っていなければ冬季の朝方などに凍結の可能性があるマンションのベランダ等にドレンを排水することもできる。
従って、水排出路中の水の凍結予防の対策が講じられたドレン処理装置を提供できる。
【０００８】
本発明に係るドレン処理装置の別の特徴構成は、前記制御部は、現時点から所定時間後までの間で前記水排出路中の水が凍結する可能性が高くなるか否かを予測して、前記所定時間後までの間で凍結の可能性が高くならない場合には前記貯水部に水を貯えない排水モードで前記排出ポンプの動作制御を行い、及び、前記所定時間後までの間で凍結の可能性が高くなる場合には前記貯水部に水を貯える貯水モードで前記排出ポンプの動作制御を行う点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、制御部が、現時点から所定時間後までの間で水排出路中の水が凍結する可能性が高くなるか否かに応じて排水モードと貯水モードとを切り替えて排出ポンプの動作制御を行う。つまり、排水モードで排出ポンプの動作制御を行うと、貯水部には水がほとんど貯えられないので、熱源機からドレンを受け入れる空き容量を貯水部に大きく確保しておくことができる。また、貯水モードで排出ポンプの動作制御を行うと、貯水部にはより多くの水が貯まるようになるので、実際に水排出路中の水が凍結する可能性が高くなったとき、より多くの水を水排出路に流して確実に水排出路の中の水の凍結を予防できる。
【００１０】
本発明に係るドレン処理装置の更に別の特徴構成は、
前記貯水部に補充可能な、前記ドレンとは別の水が流通する水補充路を備え、
前記制御部は、前記水補充路を介して前記貯水部に流入させた水を用いて前記凍結予防運転を行う点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、凍結予防運転で使用する水を水補充路を介して貯水部に適宜補充できる。その結果、水排出路中の水が凍結する可能性が高いと判定した時点で貯水部に水が貯えられていなくても、水補充路から水を補充した上で凍結予防運転において水排出路に水を流すことができる。
【００１２】
本発明に係るドレン処理装置の更に別の特徴構成は、前記水補充路は、前記熱源機が加熱した若しくは加熱対象とする水が流れる流路に接続される点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、貯水部へは、熱源機が加熱した若しくは加熱対象とする水が流れる流路から水補充路を介して水を補充できる。つまり、熱源機と貯水部との間を水補充路で接続するという簡単な構成で、熱源機の内部に存在している水を得て、その水を貯水部へ補充できる。また、加熱後の水を貯水部に補充した上で上記凍結予防処理に使用すると、水排出路を温めることができるため、凍結予防の効果をより高めることができる。
【００１４】
本発明に係るドレン処理装置の更に別の特徴構成は、
雰囲気温度を検出する温度センサを備え、
前記制御部は、前記水排出路中の水が凍結する可能性を、前記温度センサの検出結果を参照して判断する点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、制御部は、温度センサの検出結果を参照して、水排出路中の水が凍結する可能性を容易に判断できる。また、制御部は、現在だけでなく将来における水排出路中の水が凍結する可能性についても判断できる。例えば、制御部は、現時点での温度センサの検出結果を参照して、現時点において水排出路中の水が凍結する可能性を判断でき、及び、過去から現時点に至る温度センサの検出結果の推移を参照して、将来の温度センサの検出結果を予測することで現時点から所定時間後までの間での水排出路中の水が凍結する可能性を予測することもできる。
【００１６】
本発明に係るドレン処理装置の更に別の特徴構成は、前記熱源機からドレンとして排出される水を、前記水流入路の勾配を利用して前記貯水部に流入させる点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、ポンプなどの動力を利用しなくても、熱源機からドレンとして排出される水を貯水部へ自然に流入させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態のドレン処理装置及び熱源機の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態のドレン処理装置の凍結予防処理のフローチャートである。
【図３】第２実施形態のドレン処理装置及び熱源機の構成を示す図である。
【図４】第２実施形態のドレン処理装置の凍結予防処理のフローチャートである。
【図５】第３実施形態のドレン処理装置の凍結予防処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して第１実施形態のドレン処理装置について説明する。図１は、第１実施形態のドレン処理装置及び熱源機の構成を示す図である。
熱源機３０は、加熱対象としての水を加熱して湯水を外部へ供給する装置である。熱源機３０は、燃焼室３４の内部に燃焼器３３と顕熱回収式熱交換器３２と潜熱回収式熱交換器３１とを備える。燃焼器３３には、ブロア３７によって空気が供給され、ガス供給路３９及び弁４０を介して燃料ガスが供給される。燃焼器３３で燃料ガスの燃焼が行われると、発生する高温の燃焼排ガスは先ず顕熱回収式熱交換器３２に供給され、その後、潜熱回収式熱交換器３１へ供給される。潜熱回収式熱交換器３１で潜熱が回収された後の燃焼排ガスは排気口３５から燃焼室３４の外部に排出される。
【００２０】
水循環路３８には、熱源機３０が加熱した若しくは加熱対象とする水が流れる。熱源機３０の外部から供給される低温の水は、水循環路３８を通って潜熱回収式熱交換器３１を通過し、その後、顕熱回収式熱交換器３２を通過した後、高温の湯水として熱源機３０の外部に排出される。つまり、顕熱回収式熱交換器３２において燃焼排ガスの顕熱が水循環路３８を流れる水によって回収され、その後、潜熱回収式熱交換器３１において燃焼排ガスの潜熱が水循環路３８を流れる水によって回収される。
【００２１】
潜熱回収式熱交換器３１において燃焼器３３の燃焼排ガスから潜熱を回収するときに、その燃焼排ガス中の水蒸気が凝縮して酸性の凝縮水（即ち、ドレン）が生じる。このドレンは、燃焼室３４内の潜熱回収式熱交換器３１の下方に設けられるドレンパン４６によって集められる。ドレンパン４６によって集められたドレンは、ドレンパン４６に接続されるドレン回収路４７を通って、燃焼室３４の外部に取り出される。
【００２２】
ドレン回収路４７を流通するドレンは、熱源機３０が備える中和器３６に流入して中和される。中和器３６には例えば炭酸カルシウムのような中和剤が入れられている。中和器３６において中和されたドレンは、中和水排出路４１を通って熱源機３０の外部に排出される。
【００２３】
図１に示すように、熱源機３０が備える上記ガス供給路３９は継手部４５を備え、その継手部４５を介して熱源機３０の外部の配管と接続可能である。同様に、上記水循環路３８は、水が熱源機３０の外部から流入する部位と湯水が熱源機３０の外部に流出する部位とに継手部４３、４４を備える。中和水排出路４１は、中和器３６で中和された水が熱源機３０の外部に流出する部位に継手部４２を備える。
【００２４】
次に、ドレン処理装置１０の構成を説明する。
ドレン処理装置１０は、熱源機３０とは別体とされる装置である。このドレン処理装置１０は、熱源機３０からドレンとして排出される水を貯える貯水部１１と、熱源機３０からドレンとして排出される水を貯水部１１に流入させる水流入路１２と、貯水部１１に貯えている水を外部に排出させる水排出路１３と、貯水部１１から水排出路１３への水の排出状態を調節する排出ポンプ１４と、排出ポンプ１４の動作を制御する制御部１５とを備える。
本実施形態において、制御部１５は、後述する水補充運転及び凍結予防運転を行っている期間以外は、貯水部１１における水位が後述する下限水位未満になるまで（下側水位センサ２２がオフ状態になるまで）排出ポンプ１４を作動させる。つまり、制御部１５は、貯水部１１には水を貯えないような制御を通常行っている。
【００２５】
水流入路１２は、熱源機３０の中和水排出路４１に対して配管１を介して接続されている。配管１も、熱源機３０からドレンとして排出される水を貯水部１１に流入させる水流入路１２の一部として機能する。配管１と中和水排出路４１との間の接続は継手部４２によって行われ、配管と水流入路１２との間の接続は継手部１７によって行われる。水流入路１２は貯水部１１の上部に接続される。
【００２６】
ドレン処理装置１０は、熱源機３０の下方に設置される。従って、熱源機３０からドレンとして排出される水は、上記配管１を加えた水流入路１２の勾配を利用してドレン処理装置１０の貯水部１１へ自然に流入する。
【００２７】
水排出路１３は、貯水部１１の下部に接続される。水排出路１３の途中には排出ポンプ１４が設けられている。水排出路１３とドレン処理装置１０の外部の配管３との間の接続は継手部２０によって行われる。配管３も、貯水部１１に貯えている水を外部に排出させる水排出路１３の一部として機能する。
【００２８】
本実施形態のドレン処理装置１０は、貯水部１１に補充可能な、上記ドレンとは別の水が流通する水補充路２４を備える。水補充路２４は、熱源機３０の継手部（例えば分岐継手）４４から分岐した配管２に接続されている。配管２と水補充路２４との間の接続は継手部１９によって行われる。配管２も、貯水部１１に補充可能な、上記ドレンとは別の水が流通する水補充路２４の一部として機能する。水補充路２４は貯水部１１の上部に接続される。水補充路２４の途中には流路を開閉する弁１８が設けられている。弁１８の開閉は制御部１５が制御する。以上のように、本実施形態において、水補充路２４に流入するのは、熱源機３０が加熱した後の水である。
【００２９】
貯水部１１は、貯水量を検出に利用可能な上側水位センサ２１と下側水位センサ２２とを有する。上側水位センサ２１及び下側水位センサ２２は制御部１５に接続されている。制御部１５は、貯水部１１に貯えられている水の量が上限水位以上になると（即ち、上側水位センサ２１の下端部と水とが接触すると）上側水位センサ２１のオン状態を検出し、水の量が上限水位未満になると（即ち、上側水位センサ２１の下端部が水と接触しなくなると）上側水位センサ２１のオフ状態を検出する。同様に、制御部１５は、貯水部１１に貯えられている水の量が下限水位以上になると（即ち、下側水位センサ２２の下端部と水とが接触すると）、下側水位センサ２２のオン状態を検出し、水の量が下限水位未満になると（即ち、下側水位センサ２２の下端部が水と接触しなくなると）下側水位センサ２２のオフ状態を検出する。
【００３０】
従って、制御部１５は、上側水位センサ２１及び下側水位センサ２２の両方がオフ状態のとき貯水部１１における水位は下限水位未満であると判定し、上側水位センサ２１がオフ状態且つ下側水位センサ２２がオン状態のとき貯水部１１における水位は下限水位以上且つ上限水位未満であると判定し、上側水位センサ２１及び下側水位センサ２２の両方がオン状態のとき貯水部１１における水位は上限水位以上であると判定する。
【００３１】
ドレン処理装置１０は、雰囲気温度を検出する温度センサ１６を備える。温度センサ１６の検出結果は通信線（図示せず）などを介して制御部１５に伝達される。また、制御部１５は、温度センサ１６の検出結果を記憶するメモリ（図示せず）を備えている。
【００３２】
熱源機３０の電力供給系統とドレン処理装置１０の電力供給系統とは電力線４を介して接続されている。例えば、熱源機３０に対して１００Ｖの交流電力が供給されている場合、ドレン処理装置１０にも電力線４を介して１００Ｖの交流電力を供給できる。或いは、熱源機３０に供給される１００Ｖの交流電力が熱源機３０において所定電圧の直流電力に変換されている場合、ドレン処理装置１０に対して電力線４を介してその直流電力を供給できる。また、電力線４を通信回線として利用して、熱源機３０とドレン処理装置１０との間の情報通信を行うこともできる。
【００３３】
次に、制御部１５が行う凍結予防運転について説明する。この凍結予防運転は、制御部１５が行う、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高い間、排出ポンプ１４を動作させて貯水部１１に貯えられている水を連続的又は断続的に水排出路１３に流す運転である。
図２は、制御部が行うドレン処理装置の凍結予防処理のフローチャートである。
工程１００において制御部１５は、現在の雰囲気温度は凍結危険温度であるか否か（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いか否か）を判定する。本実施形態において、制御部１５は、水排出路１３の中の水が凍結する可能性を、温度センサ１６の検出結果を参照して判断する。具体的には、制御部１５は、温度センサ１６によって検出される雰囲気温度が凍結危険温度（例えば、５℃）未満になると、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いと判定する。
【００３４】
制御部１５は、工程１００において現在の雰囲気温度が凍結危険温度以上であると判定した場合（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高くないと判定した場合）、リターンに移行して、工程１００の判定を再度行う。
これに対して、制御部１５は、工程１００において現在の雰囲気温度が凍結危険温度未満であると判定した場合（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いと判定した場合）、工程１０２に移行して貯水部１１に水があるか否かを判定する。例えば、貯水部１１に下限水位以上の水がある場合、その水を後述する凍結予防運転に使用できる。しかし、貯水部１１に下限水位以上の水がない場合、凍結予防運転を実施することはできない。そこで、制御部１５は、貯水部１１に下限水位以上の水がある場合、工程１０２において「Ｙｅｓ」と判定して、次の工程１０４（凍結予防運転）に移行する。これに対して、制御部１５は、貯水部１１に下限水位以上の水がない場合、工程１０２において「Ｎｏ」と判定して、工程１０６（水補充運転）に移行する。
【００３５】
工程１０６において制御部１５は、貯水部１１に水を補充する。具体的には、制御部１５は、下側水位センサ２２がオン状態になるまで、或いは、下側水位センサ２２がオン状態になってから所定時間経過するまで、水補充路２４の開閉を行う弁１８を開放する。弁１８を開放すると、熱源機３０の水循環路３８の内部に存在している水はその給水圧により、配管２を加えた水補充路２４を介してドレン処理装置１０の貯水部１１へ流入する。よって、制御部１５が、下側水位センサ２２がオン状態になるまで弁１８を開放した場合、貯水部１１には下限水位付近まで水が補充され、或いは、下側水位センサ２２がオン状態になってから所定時間経過するまで弁１８を開放した場合、貯水部１１には下限水位よりもある程度多いレベルにまで水が補充される。
【００３６】
工程１０４において制御部１５は、貯水部１１に下限水位以上の水がある状態で、排出ポンプ１４を動作させて貯水部１１に貯えられている水を連続的又は断続的に水排出路１３に流す凍結予防運転を行う。
【００３７】
以下の表１は、水排出路１３へ連続的に水を流した場合、どのような条件であれば水排出路１３の中の水の凍結を予防できたのかを説明する実験例である。実験に用いた水排出路１３は、呼び径が２Ａ及び外径が３．８５ｍｍの樹脂製配管である。表１から分かるように、制御部１５が、連続的に通水するときの通水量が６０ｇ／分となるように排出ポンプ１４の運転を制御すれば、雰囲気温度が−２０℃という低温であっても、以下に示す実験期間にわたって水排出路１３の水の凍結を防止できた。
【００３８】
【表１】
【００３９】
以下の表２に示すのは、どれだけの流量の水を断続的に流せば、水排出路１３の中の水の凍結を予防できたのかを説明する実験例である。表２から分かるように、制御部１５が、以下の通水間隔及び通水条件を満足するように排出ポンプ１４の運転を制御すれば、水排出路１３の凍結を防止できた。
【表２】
【００４０】
以上のように、本実施形態のドレン処理装置１０では、制御部１５が、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高い間、水排出路１３の中の水を連続的に又は断続的に流動させることで、水排出路１３の中の水の凍結を予防できる。加えて、既存の貯水部１１に貯えられている水を利用して水排出路１３の中の水の凍結を予防できるので、装置コストの上昇を抑制できる。更に、水排出路１３の中に水を流すことは水排出路１３が当然備えている機能であるので、水排出路１３が屋外を長い距離にわたって引き回されるとしても、水排出路１３の全体に水を流して凍結予防を行うことは容易である。
【００４１】
＜第２実施形態＞
第２実施形態のドレン処理装置は、水補充路を備えていない点で第１実施形態のドレン処理装置と異なっている。以下に第２実施形態のドレン処理装置について説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００４２】
図３は、第２実施形態のドレン処理装置及び熱源機の構成を示す図である。図示するように、ドレン処理装置５０は、第１実施形態で説明した水補充路２４を備えていない。それに伴って、第１実施形態で説明した配管２、継手部１９及び弁１８も設置されていない。つまり、第２実施形態のドレン処理装置５０では、貯水部１１に貯えられる水は熱源機３０で発生したドレンのみとなる。そのため、水排出路１３の凍結防止運転が行われる前に、貯水部１１には所定量以上の水を貯えておく必要がある。
【００４３】
本実施形態において、貯水部１１は、第１実施形態と同様の上側水位センサ２１及び下側水位センサ２２に加えて、中間水位センサ２３を有する。中間水位センサ２３の下端部は、上側水位センサ２１の下端部と下側水位センサ２２の下端部との間に位置している。制御部１５は、貯水部１１に貯えられている水の量が上限水位と下限水位との間の所定水位以上になると（即ち、中間水位センサ２３の下端部と水とが接触すると）、中間水位センサ２３のオン状態を検出する。
後述するように、制御部１５は、必要に応じて、中間水位センサ２３を用いて貯水部１１に貯えられている水の量が上限水位と下限水位との間の所定水位（図中では「中間水位」と記載するが、上限水位と下限水位との間のどの位置にあってもよく中間位置である必要はない）以上になるような貯水モードで貯水を行う。
【００４４】
図４は、制御部が行うドレン処理装置の凍結予防処理のフローチャートである。
工程１００において制御部１５は、現在の雰囲気温度は凍結危険温度であるか否か（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いか否か）を判定する。本実施形態でも、制御部１５は、水排出路１３の中の水が凍結する可能性を、温度センサ１６の検出結果を参照して判断する。
制御部１５は、工程１００において現在の雰囲気温度が凍結危険温度以上であると判定した場合（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高くないと判定した場合）、工程１０８に移行して、現時点から所定時間後までの間で凍結の可能性が高いか否かを判定する。例えば、制御部１５は、メモリ（図示せず）に記憶している現時点までの過去の雰囲気温度の推移から、所定時間後までの間で雰囲気温度が凍結危険温度未満になるか否かを判定できる。
【００４５】
そして、制御部１５は、現時点から所定時間後までの間で雰囲気温度が凍結危険温度未満になる可能性が高いと判定した場合には、工程１１０に移行して貯水モードでの運転制御を行う。具体的には、工程１１０において制御部１５は、排出ポンプ１４の動作を停止させておくことで、貯水部１１に水が貯えられるようにする。尚、制御部１５は、貯水部１１に貯えられている水の量が上限水位以上となった場合には、水の量が上限水位と下限水位との間の上記所定水位未満になるまで（即ち、上側水位センサ２１がオフ状態になり且つ中間水位センサ２３がオフ状態になるまで）排出ポンプ１４を動作させる。
これに対して、制御部１５は、現時点から所定時間後までの間で雰囲気温度が凍結危険温度未満になる可能性が高くないと判定した場合には、工程１１２に移行して排水モードでの運転制御を行う。具体的には、制御部１５は、排水モードが設定されている間、貯水部１１に貯えられている水の量が下限水位未満となるまで（即ち、下側水位センサ２２がオフ状態になるまで）排出ポンプ１４を作動させる。
【００４６】
以上のような貯水モードでの運転制御を行った後、工程１００において制御部１５が、実際に雰囲気温度が凍結危険温度未満となったと判定した場合、工程１０４に移行して、排出ポンプ１４を動作させて貯水部１１に貯えられている水を連続的又は断続的に水排出路１３に流す凍結予防運転を行う。その結果、第１実施形態で説明したのと同様に、水排出路１３の中の水の凍結が防止される。
【００４７】
以上のように、ドレン処理装置５０が、第１実施形態で例示したような水補充路２４を備えないとしても、予め貯水部１１に水を貯えておくことで、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いとき、確実に凍結予防運転を行うことができる。
【００４８】
＜第３実施形態＞
第３実施形態のドレン処理装置は、装置構成は図１に示した第１実施形態のドレン処理装置と同じであるが、制御部による運転制御の内容が第１実施形態のドレン処理装置と異なっている。以下に第３実施形態のドレン処理装置について説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００４９】
図５は、制御部が行うドレン処理装置の凍結予防処理のフローチャートである。本実施形態のドレン処理装置１０は、後述するように、事前に貯水部１１に水を貯えておくことができ、且つ、貯水部１１に水を貯えていなくても水を補充できることを特徴としている。
工程１００において制御部１５は、現在の雰囲気温度は凍結危険温度であるか否か（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いか否か）を判定する。本実施形態において、制御部１５は、水排出路１３の中の水が凍結する可能性を、温度センサ１６の検出結果を参照して判断する。制御部１５は、工程１００において現在の雰囲気温度が凍結危険温度以上であると判定した場合（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高くないと判定した場合）、工程１０８に移行して、現時点から所定時間後までの間で凍結の可能性が高いか否かを判定する。
【００５０】
そして、制御部１５は、現時点から所定時間後までの間で雰囲気温度が凍結危険温度未満になると判定した場合には、工程１１０に移行して貯水モードでの運転制御を行う。具体的には、工程１１０において制御部１５は、排出ポンプ１４の動作を停止させておくことで、貯水部１１に貯えられている水の量を増加させる。尚、制御部１５は、貯水部１１に貯えられている水の量が上限水位以上となった場合には、水の量が上限水位と下限水位との間の上記所定水位未満になるまで（即ち、上側水位センサ２１がオフ状態になり且つ中間水位センサ２３がオフ状態になるまで）排出ポンプ１４を動作させる。
これに対して、制御部１５は、現時点から所定時間後までの間で雰囲気温度が凍結危険温度未満にならないと判定した場合には、工程１１２に移行して排水モードでの運転制御を行う。具体的には、制御部１５は、常時、貯水部１１に貯えられている水の量が下限水位未満となるまで（即ち、下側水位センサ２２がオフ状態になるまで）排出ポンプ１４を作動させる。
【００５１】
制御部１５は、工程１００において現在の雰囲気温度が凍結危険温度未満であると判定した場合（即ち、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いと判定した場合）、工程１０２に移行して貯水部１１に水があるか否かを判定する。例えば、制御部１５は、貯水部１１に下限水位以上の水がある場合、工程１０２において「Ｙｅｓ」と判定して、次の工程１０４に移行する。これに対して、制御部１５は、貯水部１１に下限水位以上の水がない場合、工程１０２において「Ｎｏ」と判定して、工程１０６に移行する。
工程１０６において制御部１５は、貯水部１１に水を補充する。具体的には、制御部１５は、工程１０２及び工程１０６を繰り返しながら、下側水位センサ２２がオン状態となり且つ中間水位センサ２３がオン状態になるまで弁１８を開放して、熱源機３０の水循環路３８から水補充路２４へ水を流入させることで貯水部１１に水を補充する。
【００５２】
工程１０４において制御部１５は、貯水部１１に下限水位以上の水がある状態で、排出ポンプ１４を動作させて貯水部１１に貯えられている水を連続的又は断続的に水排出路１３に流す凍結予防運転を行う。
【００５３】
以上のように、予め貯水部１１に水を貯えておくことで、水排出路１３の中の水が凍結する可能性が高いとき、確実に凍結予防運転を行うことができる。更に、凍結予防運転を行うために水が必要になったとき、予め貯水部１１に水が貯えられていなかったとしても、水補充路２４を介して水を貯水部１１に流入させた上で凍結予防運転を行うことができる。
【００５４】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、水補充路２４が、熱源機３０の継手部４４から分岐した配管２に接続されている例（即ち、熱源機３０が加熱した後の水が水補充路２４に供給される例）を説明したが、他の部位に水補充路２４を接続してもよい。例えば、水補充路２４を継手部４３から分岐した配管に接続してもよい。この場合、熱源機３０が加熱対象とする水（即ち、加熱前の水）が水補充路２４に供給されることになる。
【００５５】
＜２＞
上記実施形態では、制御部１５がドレン処理装置１０、５０に搭載される例を説明したが、制御部１５が他の装置に搭載されていてもよい。例えば、制御部１５が、熱源機３０に搭載（或いは、熱源機３０の制御部（図示せず）と兼用）されていてもよい。制御部１５が熱源機３０に搭載されていても、熱源機３０とドレン処理装置１０、５０とを接続する電力線４を介して情報通信を行えば、熱源機３０に搭載されている制御部１５からドレン処理装置１０、５０の運転制御を行える。
【００５６】
＜３＞
上記実施形態では、制御部１５が、水排出路１３の中の水が凍結する可能性を温度センサ１６の検出結果を参照して判断する例を説明したが、水排出路１３の中の水が凍結する可能性を他の手法によって判断するように改変してもよい。例えば、ドレン処理装置１０、５０が、外部装置から通信ネットワークを介して現在の気象情報や将来の気象予報情報を入手し、制御部１５が、それら気象情報や気象予報情報から、現時点又は所定時間後までの間に水排出路１３の中の水が凍結する可能性を判断してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、ドレン処理装置から排出される水の凍結予防のために利用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 配管（水流入路）
２ 配管（水補充路）
３ 配管（水排出路）
１０、５０ ドレン処理装置
１１ 貯水部
１２ 水流入路
１３ 水排出路
１４ 排出ポンプ
１５ 制御部
１６ 温度センサ
２４ 水補充路
３０ 熱源機
３１ 潜熱回収式熱交換器
３２ 顕熱回収式熱交換器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を加熱する熱源機からドレンとして排出される水を貯える貯水部と、
前記熱源機からドレンとして排出される水を前記貯水部に流入させる水流入路と、
前記貯水部に貯えている水を外部に排出させる水排出路と、
前記貯水部から前記水排出路への水の排出状態を調節する排出ポンプと、
前記排出ポンプの動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記水排出路中の水が凍結する可能性が高い間、前記排出ポンプを動作させて前記貯水部に貯えられている水を連続的又は断続的に前記水排出路に流す凍結予防運転を行う、前記熱源機とは別体とされるドレン処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、現時点から所定時間後までの間で前記水排出路中の水が凍結する可能性が高くなるか否かを予測して、前記所定時間後までの間で凍結の可能性が高くならない場合には前記貯水部に水を貯えない排水モードで前記排出ポンプの動作制御を行い、及び、前記所定時間後までの間で凍結の可能性が高くなる場合には前記貯水部に水を貯える貯水モードで前記排出ポンプの動作制御を行う請求項１に記載のドレン処理装置。
【請求項３】
前記貯水部に補充可能な、前記ドレンとは別の水が流通する水補充路を備え、
前記制御部は、前記水補充路を介して前記貯水部に流入させた水を用いて前記凍結予防運転を行う請求項１又は２に記載のドレン処理装置。
【請求項４】
前記水補充路は、前記熱源機が加熱した若しくは加熱対象とする水が流れる流路に接続される請求項３に記載のドレン処理装置。
【請求項５】
雰囲気温度を検出する温度センサを備え、
前記制御部は、前記水排出路中の水が凍結する可能性を、前記温度センサの検出結果を参照して判断する請求項１〜４の何れか一項に記載のドレン処理装置。
【請求項６】
前記熱源機からドレンとして排出される水を、前記水流入路の勾配を利用して前記貯水部に流入させる請求項１〜５の何れか一項に記載のドレン処理装置。
【請求項１】
水を加熱する熱源機からドレンとして排出される水を貯える貯水部と、
前記熱源機からドレンとして排出される水を前記貯水部に流入させる水流入路と、
前記貯水部に貯えている水を外部に排出させる水排出路と、
前記貯水部から前記水排出路への水の排出状態を調節する排出ポンプと、
前記排出ポンプの動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記水排出路中の水が凍結する可能性が高い間、前記排出ポンプを動作させて前記貯水部に貯えられている水を連続的又は断続的に前記水排出路に流す凍結予防運転を行う、前記熱源機とは別体とされるドレン処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、現時点から所定時間後までの間で前記水排出路中の水が凍結する可能性が高くなるか否かを予測して、前記所定時間後までの間で凍結の可能性が高くならない場合には前記貯水部に水を貯えない排水モードで前記排出ポンプの動作制御を行い、及び、前記所定時間後までの間で凍結の可能性が高くなる場合には前記貯水部に水を貯える貯水モードで前記排出ポンプの動作制御を行う請求項１に記載のドレン処理装置。
【請求項３】
前記貯水部に補充可能な、前記ドレンとは別の水が流通する水補充路を備え、
前記制御部は、前記水補充路を介して前記貯水部に流入させた水を用いて前記凍結予防運転を行う請求項１又は２に記載のドレン処理装置。
【請求項４】
前記水補充路は、前記熱源機が加熱した若しくは加熱対象とする水が流れる流路に接続される請求項３に記載のドレン処理装置。
【請求項５】
雰囲気温度を検出する温度センサを備え、
前記制御部は、前記水排出路中の水が凍結する可能性を、前記温度センサの検出結果を参照して判断する請求項１〜４の何れか一項に記載のドレン処理装置。
【請求項６】
前記熱源機からドレンとして排出される水を、前記水流入路の勾配を利用して前記貯水部に流入させる請求項１〜５の何れか一項に記載のドレン処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１１２５９３（Ｐ２０１２−１１２５９３Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６２６９６（Ｐ２０１０−２６２６９６）
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【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２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]