熱交換装置
【課題】 熱交換装置の交換熱の利用効率を向上させる。
【解決手段】下水を貯留する下水タンクと、前記下水の温度を検出する温度センサと、前記下水の温度に応じて、前記下水を前記下水タンクに供給する分岐バルブと、前記下水タンク内の貯留水と熱交換を行った交換熱に基づいて、熱交換対象を加熱又は冷却する熱交換器と、を備える。
【解決手段】下水を貯留する下水タンクと、前記下水の温度を検出する温度センサと、前記下水の温度に応じて、前記下水を前記下水タンクに供給する分岐バルブと、前記下水タンク内の貯留水と熱交換を行った交換熱に基づいて、熱交換対象を加熱又は冷却する熱交換器と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、建物又は建物群で利用されて排出された下水は熱交換装置（例えばヒートポンプ）の熱源として再利用される。
下水を熱交換装置の熱源として再利用する装置として、例えば特許文献１に開示される下水熱回収装置が知られている。
下水熱回収装置は、熱回収熱交換器、揚水管及び戻し管を備えて構成される。熱回収熱交換器は、熱回収熱交換器の冷媒と下水との間で熱交換を行わせる装置である。熱回収熱交換器は、熱回収熱交換器の冷媒と下水との間で熱交換が行われるように例えば下水管のマンホールの近傍に設けられる。熱回収熱交換器は、熱交換が行われる下水を下水管から揚水管を介して汲み上げるように揚水管に接続される。熱回収熱交換器は、熱回収熱交換器で熱交換が行われた下水を下水管へ戻し管を介して戻すように戻し管に接続される。
よって、下水熱回収装置は、下水と熱回収熱交換器の冷媒との間で熱交換された交換熱で熱交換対象を加熱又は冷却することにより、下水を熱交換装置の熱源として再利用していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１０５３３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に開示される下水熱回収装置は、下水の温度に関わらず汲み上げられた下水と熱回収熱交換器の冷媒との間で熱交換された交換熱によって、熱交換対象を加熱又は冷却していた。よって、上記の下水熱回収装置では、熱交換対象を加熱する際に低い温度の下水が熱交換装置の熱源として利用されると熱交換対象を効率良く加熱できず、熱交換対象を冷却する際に高い温度の下水が熱交換装置の熱源として利用されると熱交換対象を効率良く冷却できない虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述した課題を解決する主たる本発明は、下水を貯留する下水タンクと、前記下水の温度を検出する温度センサと、前記下水の温度に応じて、前記下水を前記下水タンクに供給する分岐バルブと、前記下水タンク内の貯留水と熱交換を行った交換熱に基づいて、熱交換対象を加熱又は冷却する熱交換器と、を備えたことを特徴とする熱交換装置である。
【０００６】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、熱交換対象を効率良く加熱又は冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱交換装置を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る熱交換装置を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に用いられる制御装置の機能を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に用いられる制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に用いられる制御装置の機能を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に用いられる制御装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１０】
[第１実施形態]
＝＝＝熱交換装置の全体構成＝＝＝
図１は、本実施形態に係る熱交換装置を示す図である。
熱交換装置８は、熱交換回路１００、貯湯装置２００及び下水貯留装置３００を備えて構成される。
熱交換装置８は、熱交換回路１００が下水貯留装置３００との間で熱交換を行った交換熱を利用して貯湯装置２００の貯湯槽Ｔ２の水温を調整する。尚、熱交換回路１００、貯湯装置２００及び下水貯留装置３００の詳細については後述する。
【００１１】
＝＝＝下水貯留装置＝＝＝
下水貯留装置３００は、例えば排水口（住宅における浴槽の排水口、キッチンの排水口等）（不図示）から排出された下水を下水タンクＴ１に貯留する装置である。
下水貯留装置３００は、下水タンクＴ１、分岐バルブＶ１、排出バルブＶ２、制御装置Ｖｃ１及び分散型電源Ｇを備えて構成される。
【００１２】
下水タンクＴ１は、下水を貯留する。下水タンクＴ１は、例えば排水口から排出された下水を下水タンクＴ１に貯留するように、例えば配管Ｄ１を介して排水口に接続される。配管Ｄ１における下水タンクＴ１と排水口との間に分岐バルブＶ１が設けられている。配管Ｄ３は、例えば排水口から排出された下水が下水管（不図示）に排出されるように、配管Ｄ３の一端が分岐バルブＶ１に接続され、配管Ｄ３の他端が下水管に接続される。下水タンクＴ１は、下水タンクＴ１に貯留された下水が下水管に排出されるように、例えば配管Ｄ４を介して配管Ｄ３に接続される。尚、配管Ｄ４が配管Ｄ３に接続される地点をｅ地点とする。
【００１３】
分岐バルブＶ１は、配管Ｄ１における排水口が接続されている側（以下、配管Ｄ１の上流側という）から排出された下水を下水タンクＴ１に供給するか、配管Ｄ１の上流側から排出された下水を下水管に排出するかを選択して下水の流路を切替るためのバルブである。ここで、配管Ｄ１の上流側から排出された下水が下水タンクＴ１に供給される下水の流路を流路Ａとし、配管Ｄ１の上流側から排出された下水が下水管に排出される下水の流路を流路Ｂとする。
【００１４】
排出バルブＶ２は、配管Ｄ４における下水タンクＴ１とｅ地点との間に設けられる。排出バルブＶ２は、下水タンクＴ１に貯留された下水を排出するためのバルブである。
【００１５】
ここで、配管Ｄ１における下水の温度を測定するための温度センサＳｅ１が、配管Ｄ１内における分岐バルブＶ１の近傍に設けられる。下水タンクＴ１に貯留された下水が下水タンクＴ１に貯留することができる最大量に達したか否かを確認するための水量計（不図示）が下水タンクＴ１内に設けられる。
【００１６】
分散型電源Ｇは、下水タンクＴ１に貯留された下水を加熱するための電熱線Ｃ１に電力を供給するための、例えば太陽電池である。電熱線Ｃ１は、下水タンクＴ１に貯留された下水を加熱するように下水タンクＴ１の例えば底部に設けられる。電熱線Ｃ１には、スイッチＳＷが設けられる。スイッチＳＷは、電熱線Ｃ１に分散型電源Ｇから電力を供給するためのスイッチであり、例えば作業員によって開閉されるものとする。
【００１７】
制御装置Ｖｃ１は、分岐バルブＶ１及び排出バルブＶ２を制御する装置であり、例えば下水タンクＴ１の近傍に設けられる。尚、制御装置Ｖｃ１の詳細については後述する。
【００１８】
よって、例えば、分岐バルブＶ１が下水の流路を流路Ａとするように制御装置Ｖｃ１によって制御された場合、配管Ｄ１の上流側から排出された下水は、下水タンクＴ１に貯留される。一方、例えば、分岐バルブＶ１が下水の流路を流路Ｂとするように制御装置Ｖｃ１によって制御された場合、配管Ｄ１の上流側から排出された下水は、下水タンクＴ１に貯留されずに下水管へ排出される。
【００１９】
又、例えば、排出バルブＶ２が制御装置Ｖｃ１によって開とされた場合、下水タンクＴ１に貯留された下水は下水管へ排出される。一方、例えば、排出バルブＶ２が制御装置Ｖｃ１によって閉とされた場合、下水タンクＴ１に貯留された下水は排出されない。
【００２０】
又、例えば、スイッチＳＷが作業員によって閉とされた場合、分散型電源Ｇの電力が電熱線Ｃ１に供給されて、下水タンクＴ１の下水は電熱線Ｃ１によって加熱される。一方、例えば、スイッチＳＷが作業員によって開とされた場合、分散型電源Ｇの電力は電熱線Ｃ１に供給されないで、下水タンクＴ１の下水は電熱線Ｃ１によって加熱されない。
【００２１】
＝＝＝制御装置＝＝＝
図３は、本実施形態に用いられる制御装置の機能を示すブロック図である。
制御装置Ｖｃ１は、温度センサＳｅ１で測定された下水の温度に基づいて、下水の流路が流路Ａ、又は流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１を制御する。制御装置Ｖｃ１は、排出バルブＶ２の開閉を制御する。
制御装置Ｖｃ１は、温度センサＳｅ１で測定された配管Ｄ１における下水の温度を示す温度情報を温度センサＳｅ１から受信できるように、例えば通信ケーブルＴｃ１を介して温度センサＳｅ１に接続される。制御装置Ｖｃ１は、下水タンクＴ１に貯留された下水が下水タンクＴ１に貯留することができる最大量に達したか否かを示す水量情報を水量計から受信できるように、例えば通信ケーブル（不図示）を介して水量計に接続される。
【００２２】
制御装置Ｖｃ１は、送受信部３０１、判断部３０２、記憶部３０３、制御部３０４及び入力部３０５を備えて構成される。
【００２３】
送受信部３０１は、温度センサＳｅ１及び水量計から夫々、温度情報及び水量情報を取得する。
記憶部３０３は、例えば第１の領域３０３ａ及び第２の領域３０３ｂを有する。第１の領域３０３ａは、分岐バルブＶ１及び排出バルブＶ２を制御するためのプログラムが記憶されている。第２の領域３０３ｂは、配管Ｄ１における下水の所定温度（以下、閾値温度Ｔｔｈ１という）を示す情報が記憶される。尚、閾値温度Ｔｔｈ１は、熱交換器７における熱交換回路１００の冷媒の温度よりも高い温度とする。熱交換器７の詳細については後述する。
判断部３０２は、温度センサＳｅ１から受信した温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が、第２の領域３０３ｂに記憶された情報に示された閾値温度Ｔｔｈ１よりも高いか否かを判断する。
入力部３０５は、例えば作業員が閾値温度Ｔｔｈ１を第２の領域３０３ｂに入力して記憶させるための例えばキーボードである。
制御部３０４は、判断部３０２の判断に基づいて、下水の流路が流路Ａ、又は流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１を制御する。制御部３０４は、判断部３０２の判断に基づいて、排出バルブＶ２の開閉を制御する。
【００２４】
＝＝＝熱交換回路＝＝＝
熱交換回路１００は、下水貯留装置３００との間で熱交換を行った交換熱を利用して貯湯装置２００の貯湯槽Ｔ２（上水タンク）の水温を調整する。
熱交換回路１００は、圧縮機１、熱交換器４、熱交換器５（第２の熱交換器）、熱交換器７（第１の熱交換器）及び減圧器３を備えて、圧縮機１から吐出された冷媒が再び圧縮機１に戻るように配管Ｗ１で環状に構成される。尚、熱交換回路１００で用いられる冷媒は例えば二酸化炭素とする。
【００２５】
圧縮機１は、吸込んだ冷媒を圧縮して熱交換器５に吐出する。
熱交換器５は、圧縮機１から吐出された冷媒の熱を貯湯装置２００の上水（熱交換対象）に放熱するための例えば銅管である。尚、貯湯装置２００の詳細については後述する。
減圧器３は、熱交換器５で貯湯装置２００の上水に放熱して冷却された冷媒を減圧して熱交換器７に出力する例えばキャピラリチューブである。
熱交換器７は、下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を減圧器３から出力された冷媒に吸熱させるための例えば下水タンクＴ１内に配置された銅管である。
熱交換器４は、熱交換器７から出力された冷媒に外気の熱を吸熱させるための例えば銅管である。熱交換器４の近傍には、熱交換器４に外気を供給するためのファン２が設けられる。
【００２６】
＝＝＝貯湯装置＝＝＝
貯湯装置２００は、熱交換回路１００が下水貯留装置３００との間で熱交換を行った交換熱を利用して貯湯槽Ｔ２の水温を調整する。
【００２７】
貯湯装置２００は、ポンプＰ１、Ｐ２及び貯湯槽Ｔ２を備えて構成される。貯湯槽Ｔ２は、上水を貯留する。貯湯槽Ｔ２は、貯湯槽Ｔ２に貯留された上水を例えば住宅における浴槽及びキッチン（不図示）で利用できるように、例えば配管Ｗ３を介して住宅における浴槽及びキッチンの蛇口（不図示）に接続される。ポンプＰ２は、貯湯槽Ｔ２に貯留された上水を住宅における浴槽及びキッチンの蛇口へ供給する。配管Ｗ４は、例えば上水管（不図示）から供給された上水が貯湯槽Ｔ２に貯留されるように、配管Ｗ４の一端が上水管に接続され、配管Ｗ４の他端が貯湯槽Ｔ２に接続される。配管Ｗ２は、貯湯槽Ｔ２に貯留された上水が熱交換器５を介して再度貯湯槽Ｔ２に供給されるように、貯湯槽Ｔ２と熱交換器５とを環状に接続する。ポンプＰ１は、貯湯槽Ｔ２の上水が熱交換器５を介して再度貯湯槽Ｔ２に供給されるように、貯湯槽Ｔ２に貯留された上水を循環させる。
【００２８】
例えば貯湯槽Ｔ２に貯留された上水は熱交換器５に供給されて、熱交換回路１００の冷媒の熱を例えば吸熱する。そして、熱交換回路１００の冷媒によって加熱された上水は、再度貯湯槽Ｔ２に貯留される。
【００２９】
例えば住宅における浴槽の蛇口が開とされた場合、貯湯槽Ｔ２に貯留された上水は、ポンプＰ２によって貯湯槽Ｔ２から住宅における浴槽の蛇口に供給される。ポンプＰ２によって貯湯槽Ｔ２から住宅における浴槽の蛇口に供給された上水と同量の上水が、上水管から貯湯槽Ｔ２へ供給される。尚、住宅におけるキッチンの蛇口が開とされた場合の貯湯槽Ｔ２に貯留された上水の流れは、住宅における浴槽の蛇口が開とされた場合の貯湯槽Ｔ２に貯留された上水の流れと同様であるので、その説明は省略する。
【００３０】
＝＝＝熱交換装置の動作＝＝＝
図４は、本実施形態に用いられる制御装置の動作を示すフローチャートである。
以下、図１、図３及び図４を参照して、本実施形態に係る熱交換装置８の動作について説明する。
【００３１】
熱交換装置８は、熱交換回路１００が下水貯留装置３００との間で熱交換を行った交換熱を利用して貯湯装置２００の貯湯槽Ｔ２に貯留された上水の水温を調整する。
【００３２】
制御装置Ｖｃ１の第１の領域３０３ａに記憶されたプログラムの実行が開始されて下水タンクＴ１に下水が貯留される動作から説明する。
【００３３】
閾値温度Ｔｔｈ１が、例えば作業員により制御装置Ｖｃ１に設けられた例えばキーボードから入力されて、閾値温度Ｔｔｈ１を示す情報が第２の領域３０３ｂに記憶されているものとする。制御装置Ｖｃ１は、下水タンクＴ１の水量計から水量情報を受信する（ステップＳ１１）。制御装置Ｖｃ１は、下水タンクＴ１に貯留された下水が下水タンクＴ１に貯留することができる最大量に達したか否かを水量計より受信した水量情報から判断する（ステップＳ１２）。例えば、下水タンクＴ１に貯留された下水は下水タンクＴ１に貯留することができる最大量に達していないと制御装置Ｖｃ１に判断された場合（ステップＳ１２のＮＯ）、制御装置Ｖｃ１は、下水が下水タンクＴ１に貯留されるように分岐バルブＶ１及び排出バルブＶ２を制御する。制御装置Ｖｃ１は、下水の流路が流路Ａとなるように分岐バルブＶ１を制御し、排出バルブＶ２を閉とする（ステップＳ１３）。配管Ｄ１の上流側から排出された下水は、下水タンクＴ１に貯留される。制御装置Ｖｃ１は、上記ステップＳ１１の制御を行った後、上記ステップＳ１２の判断を再度行う。一方、例えば、下水タンクＴ１に貯留された下水は下水タンクＴ１に貯留することができる最大量に達していると制御装置Ｖｃ１に判断された場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、制御装置Ｖｃ１は、後述するように分岐バルブＶ１及び排出バルブＶ２を制御する。
【００３４】
制御装置Ｖｃ１は、温度センサＳｅ１から配管Ｄ１における下水の温度を示す温度情報を受信する（ステップＳ１４）。制御装置Ｖｃ１は、温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が、第２の領域３０３ｂに記憶された情報に示される閾値温度Ｔｔｈ１よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１５）。例えば、温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１よりも高くないと制御装置Ｖｃ１に判断された場合（ステップＳ１５のＮＯ）、制御装置Ｖｃ１は、下水の流路が流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１を制御する（ステップＳ１７）。配管Ｄ１の上流側から排出された下水は、配管Ｄ３を介して下水管へ排出される。制御装置Ｖｃ１は、上記ステップＳ１４の制御を行った後、上記ステップＳ１５の判断を再度行う。一方、例えば、温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１よりも高いと制御装置Ｖｃ１に判断された場合（ステップＳ１５のＹＥＳ）、制御装置Ｖｃ１は、下水が下水タンクＴ１に貯留されるように分岐バルブＶ１及び排出バルブＶ２を制御する。制御装置Ｖｃ１は、下水の流路が流路Ａとなるように分岐バルブＶ１を制御する。下水が分岐バルブＶ１を介して下水タンクＴ１に流入する流量と同様の流量の下水が排出バルブＶ２を介して下水タンクＴ１から下水管へ排出されるように、制御装置Ｖｃ１は排出バルブＶ２を開とする（ステップＳ１６）。配管Ｄ１の上流側から排出された下水は、分岐バルブＶ１を介して下水タンクＴ１に貯留される。制御装置Ｖｃ１は、上記ステップＳ１４の制御を行った後、上記ステップＳ１５の判断を再度行う。
【００３５】
次に、熱交換回路１００は、下水貯留装置３００との間で熱交換を行った交換熱を利用して貯湯装置２００の貯湯槽Ｔ２に貯留された上水の水温を調整する。熱交換器７は、減圧器３から出力された冷媒に下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱させて、下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱した冷媒を熱交換器４へ出力する。熱交換器４は、熱交換器７から出力された冷媒に外気の熱を例えば吸熱させて、外気の熱を例えば吸熱した冷媒を圧縮機１へ出力する。圧縮機１は、熱交換器４から出力された冷媒を圧縮して熱交換器５に吐出する。熱交換器５は、圧縮機１から吐出された冷媒の熱を配管Ｗ２内を循環する貯湯装置２００の上水に放熱させる。貯湯装置２００の上水は、熱交換器５の冷媒から放出された熱で加熱されて貯湯槽Ｔ２に貯留される。減圧器３は、熱交換器５から出力された冷媒を減圧する。熱交換器７は、再度、減圧器３から出力された冷媒に下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱させて、下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱した冷媒を熱交換器４へ出力する。
【００３６】
前述したように、下水タンクＴ１は、配管Ｄ１の上流側から排出された下水を貯留する。熱交換器７は、下水タンクＴ１に貯留された下水との間で熱交換する。熱交換器５は、熱交換器７の交換熱を利用して貯湯槽Ｔ２に貯留された上水との間で熱交換を行う。よって、熱交換装置８は、熱交換装置８の交換熱の利用効率を向上することができる。
【００３７】
又、温度センサＳｅ１は、配管Ｄ１内における分岐バルブＶ１の近傍に設けられ、配管Ｄ１における下水の温度を測定する。下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１よりも高い場合、下水の流路が流路Ａとなるように分岐バルブＶ１が制御される。下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１よりも高くない場合、下水の流路が流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１が制御される。よって、熱交換装置８は、閾値温度Ｔｔｈ１よりも高い温度の下水を下水タンクＴ１に貯留することができる。従って、熱交換装置８は、熱交換装置８における下水タンクＴ１に貯留された下水との間の熱交換効率を向上することができる。
【００３８】
又、排出バルブＶ２は、下水タンクＴ１に貯留された下水を下水管に排出する。下水の流路が流路Ａとされた場合、分岐バルブＶ１を介して下水タンクＴ１に流入する下水の流量と同様の流量の下水が排出バルブＶ２を介して下水タンクＴ１から下水管へ排出されるように、制御装置Ｖｃ１は排出バルブＶ２を制御する。よって、下水タンクＴ１に貯留される下水の量を、例えば下水タンクＴ１に下水を貯水することができる最大量とすることができる。従って、熱交換装置８は、配管Ｄ１の上流側から排出された下水を熱交換装置８の熱源として有効に利用することができる。
【００３９】
[第２実施形態]
＝＝＝熱交換装置の全体構成＝＝＝
図２は、本実施形態に係る熱交換装置を示す図である。尚、図１に示された構成と同じ構成については同じ番号を付すのみで、その説明は省略する。
熱交換装置８ａは、熱交換回路１００ａ及び下水貯留装置３００ａを備えて構成される。
熱交換装置８ａは、熱交換回路１００ａが下水貯留装置３００ａとの間で熱交換を行った交換熱を利用して熱交換器５ａから排出される空気の温度を調整する。尚、熱交換回路１００ａ及び下水貯留装置３００ａの詳細については後述する。
【００４０】
＝＝＝下水貯留装置、制御装置＝＝＝
下水貯留装置３００ａは、例えば排水口（住宅における浴槽の排水口、キッチンの排水口等）（不図示）から排出された下水を下水タンクＴ１に貯留する装置である。
下水貯留装置３００ａは、下水タンクＴ１、分岐バルブＶ１、排出バルブＶ２、制御装置Ｖｃ２及び分散型電源Ｇを備えて構成される。
【００４１】
図５は、本実施形態に用いられる制御装置の機能を示すブロック図である。
制御装置Ｖｃ２は、温度センサＳｅ１で測定された下水の温度に基づいて、下水の流路が流路Ａ、又は流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１を制御する。制御装置Ｖｃ２は、排出バルブＶ２の開閉を制御する。制御装置Ｖｃ２は、熱交換回路１００ａにおける暖房動作モード及び冷房動作モードの切替を行うための流路切替器６を制御する。尚、流路切替器６の詳細については後述する。
【００４２】
制御装置Ｖｃ２は、温度センサＳｅ１で測定された配管Ｄ１における下水の温度を示す温度情報を温度センサＳｅ１から受信できるように、例えば通信ケーブルＴｃ１１を介して温度センサＳｅ１に接続される。制御装置Ｖｃ２は、下水タンクＴ１に貯留された下水が下水タンクＴ１に貯留することができる最大量に達したか否かを示す水量情報を水量計（不図示）から受信できるように、例えば通信ケーブル（不図示）を介して水量計に接続される。
【００４３】
制御装置Ｖｃ２は、送受信部３１１、判断部３１２、記憶部３１３、制御部３１４及び入力部３１５を備えて構成される。
【００４４】
送受信部３１１は、温度センサＳｅ１及び水量計から夫々、温度情報及び水量情報を取得する。
【００４５】
記憶部３１３は、例えば第１の領域３１３ａ、第２の領域３１３ｂ及び第３の領域３１３ｃを有する。第１の領域３１３ａは、分岐バルブＶ１、排出バルブＶ２及び流路切替器６を制御するためのプログラムが記憶されている。第２の領域３１３ｂは、閾値温度Ｔｔｈ１を示す情報及び閾値温度Ｔｔｈ１よりも低い所定温度（以下、閾値温度Ｔｔｈ１ａという）を示す情報が記憶される。尚、閾値温度Ｔｔｈ１ａは、熱交換器７ａにおける熱交換回路１００ａの冷媒の温度よりも低い温度とする。第３の領域３１３ｃは、暖房動作モード又は冷房動作モードの何れのモードで熱交換回路１００ａを動作させるかを示す動作情報が記憶される。
【００４６】
判断部３１２は、温度センサＳｅ１から受信した温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が、第２の領域３１３ｂに記憶された情報に示された閾値温度Ｔｔｈ１よりも高いか否かを判断する。判断部３１２は、温度センサＳｅ１から受信した温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が、第２の領域３１３ｂに記憶された情報に示された閾値温度Ｔｔｈ１ａよりも低いか否かを判断する。
【００４７】
入力部３１５は、例えば作業員が閾値温度Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ１ａを第２の領域３１３ｂに入力して記憶させ、動作情報を第３の領域３１３ｃに入力して記憶させるための例えばキーボードである。
【００４８】
制御部３１４は、判断部３１２の判断に基づいて、下水の流路が流路Ａ、又は流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１を制御する。制御部３１４は、判断部３１２の判断に基づいて、排出バルブＶ２の開閉を制御する。制御部３１４は、第３の領域３１３ｃに記憶された動作情報に基づいて、流路切替器６を制御する。
【００４９】
＝＝＝熱交換回路＝＝＝
熱交換回路１００ａは、下水貯留装置３００ａとの間で熱交換を行った交換熱を利用して熱交換器５ａから排出される空気の温度を調整する。
熱交換回路１００ａは、圧縮機１、熱交換器４ａ、熱交換器５ａ（第２の熱交換器）、熱交換器７ａ（第１の熱交換器）、減圧器３及び流路切替器６を備えて、圧縮機１から吐出された冷媒が再び圧縮機１に戻るように配管Ｗ１ａで環状に構成される。
【００５０】
熱交換器７ａは、熱交換器７ａ内の冷媒と下水タンクＴ１に貯留された下水との間で熱交換させるための例えば下水タンクＴ１内に配置された銅管である。
熱交換器４ａは、熱交換器４ａ内の冷媒と外気との間で熱交換させるための例えばエアコンの室外機である。熱交換器４ａの近傍には、熱交換器４ａに外気を供給するためのファン２１ａが設けられる。
【００５１】
流路切替器６は、熱交換回路１００ａの冷媒が配管Ｗ１ａを流れる方向を調整する例えば四方弁である。例えば、熱交換回路１００ａにおける冷媒の流れる方向がＡ２方向の場合、流路切替器６内で冷媒出入口６ａ及び冷媒出入口６ｂが接続され、流路切替器６内で冷媒出入口６ｃ及び冷媒出入口６ｄが接続される。一方、例えば、熱交換回路１００ａにおける冷媒の流れる方向がＢ２方向の場合、流路切替器６内で冷媒出入口６ａ及び冷媒出入口６ｃが接続され、流路切替器６内で冷媒出入口６ｂ及び冷媒出入口６ｄが接続される。
【００５２】
熱交換器５ａは、熱交換回路１００ａの冷媒によって熱交換器５ａの近傍の空気を加熱又は冷却する例えばエアコンの室内機である。熱交換器５ａの近傍には、熱交換器５ａによって加熱又は冷却された空気を排出するためのファン２２ａが設けられる。
【００５３】
＝＝＝熱交換装置の動作＝＝＝
図６は、本実施形態に用いられる制御装置の動作を示すフローチャートである。尚、図４に示されたステップと同じステップについては同じ番号を付すのみで、その説明は省略する。
【００５４】
以下、図２、図５及び図６を参照して、本実施形態に係る熱交換装置８ａの動作について説明する。
熱交換装置８ａは、熱交換回路１００ａが下水貯留装置３００ａとの間で熱交換を行った交換熱を利用して熱交換器５ａから排出される空気の温度を調整する。
【００５５】
制御装置Ｖｃ２の第１の領域３１３ａに記憶されたプログラムの実行が開始されて下水タンクＴ１に下水が貯留される動作から説明する。
【００５６】
閾値温度Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ１ａが、例えば作業員により制御装置Ｖｃ２に設けられた例えばキーボードから入力されて、閾値温度Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ１ａを示す情報が第２の領域３１３ｂに記憶されているものとする。暖房動作モード又は冷房動作モードの何れのモードで熱交換回路１００ａを動作させるかを示す動作情報が、例えば作業員により制御装置Ｖｃ２に設けられたキーボードから入力されて、動作情報が第３の領域３１３ｃに記憶されているものとする。
【００５７】
制御装置Ｖｃ２は、図４に示されたステップＳ１１乃至ステップＳ１３と同様な制御を実行する（ステップＳ１１乃至ステップＳ１３）。制御装置Ｖｃ２は、第３の領域３１３ｃに記憶された動作情報が暖房動作モードを示すか否かを判断する（ステップＳ２１）。例えば、第３の領域３１３ｃに記憶された動作情報が暖房動作モードを示すと制御装置Ｖｃ２に判断された場合（ステップＳ２１のＹＥＳ）、制御装置Ｖｃ２は、熱交換回路１００ａの冷媒がＡ２方向へ流されるように流路切替器６を制御する。制御装置Ｖｃ２は、流路切替器６内で冷媒出入口６ａ及び冷媒出入口６ｂが接続され、流路切替器６内で冷媒出入口６ｃ及び冷媒出入口６ｄが接続されるように流路切替器６を制御する（ステップＳ２２）。制御装置Ｖｃ２は、図４に示されたステップＳ１４乃至ステップＳ１７と同様な制御を実行する（ステップＳ１４乃至ステップＳ１７）。一方、例えば、第３の領域３１３ｃに記憶された動作情報が暖房動作モードを示すと制御装置Ｖｃ２に判断されずに冷房動作モードを示すと判断された場合（ステップＳ２１のＮＯ）、制御装置Ｖｃ２は、熱交換回路１００ａの冷媒がＢ２方向へ流されるように流路切替器６を制御する。制御装置Ｖｃ２は、流路切替器６内で冷媒出入口６ａ及び冷媒出入口６ｃが接続され、流路切替器６内で冷媒出入口６ｂ及び冷媒出入口６ｄが接続されるように流路切替器６を制御する（ステップＳ２３）。制御装置Ｖｃ２は、温度センサＳｅ１から配管Ｄ１における下水の温度を示す温度情報を受信する（ステップＳ２４）。制御装置Ｖｃ２は、温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が、第２の領域３１３ｂに記憶された情報に示される閾値温度Ｔｔｈ１ａよりも低いか否かを判断する（ステップＳ２５）。例えば、温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１ａよりも低くないと制御装置Ｖｃ２に判断された場合（ステップＳ２５のＮＯ）、制御装置Ｖｃ２は、下水の流路が流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１を制御する（ステップＳ２６）。配管Ｄ１の上流側から排出された下水は、配管Ｄ３を介して下水管へ排出される。制御装置Ｖｃ２は、上記ステップＳ２４の制御を行った後、上記ステップＳ２５の判断を再度行う。一方、例えば、温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１ａよりも低いと制御装置Ｖｃ２に判断された場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、制御装置Ｖｃ２は、下水が下水タンクＴ１に貯留されるように分岐バルブＶ１及び排出バルブＶ２を制御する。制御装置Ｖｃ２は、下水の流路が流路Ａとなるように分岐バルブＶ１を制御する。下水が分岐バルブＶ１を介して下水タンクＴ１に流入する流量と同様の流量の下水が排出バルブＶ２を介して下水タンクＴ１から下水管へ排出されるように、制御装置Ｖｃ２は排出バルブＶ２を開とする（ステップＳ２７）。配管Ｄ１の上流側から排出された下水は、分岐バルブＶ１を介して下水タンクＴ１に貯留される。制御装置Ｖｃ２は、上記ステップＳ２４の制御を行った後、上記ステップＳ２５の判断を再度行う。
【００５８】
次に、熱交換回路１００ａは、下水貯留装置３００ａとの間で熱交換を行った交換熱を利用して熱交換器５ａから排出される空気の温度を調整する。
例えば、熱交換回路１００ａの冷媒の流される方向をＡ２方向とするように流路切替器６が制御装置Ｖｃ２に制御された場合、熱交換回路１００ａは、暖房動作モードとなる。
【００５９】
熱交換器７ａは、減圧器３から出力された冷媒に下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱させて、下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱した冷媒を熱交換器４ａへ出力する。熱交換器４ａは、熱交換器７ａから出力された冷媒に外気の熱を例えば吸熱させて、外気の熱を例えば吸熱した冷媒を流路切替器６を介して圧縮機１へ出力する。圧縮機１は、熱交換器４ａから出力された冷媒を圧縮して熱交換器５ａに吐出する。
【００６０】
熱交換器５ａは、圧縮機１から吐出された冷媒の熱を熱交換器５ａの近傍の空気に放熱させて、熱交換器５ａの近傍の空気に放熱した冷媒を減圧器３へ出力する。熱交換器５ａの近傍の空気は、熱交換器５ａから放熱された熱で加熱されてファン２２ａによって排出される。減圧器３は、熱交換器５ａから出力された冷媒を減圧する。熱交換器７ａは、再度、減圧器３から出力された冷媒に下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱させて、下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱した冷媒を熱交換器４ａへ出力する。
【００６１】
例えば、熱交換回路１００ａの冷媒の流される方向をＢ２方向とするように流路切替器６が制御装置Ｖｃ２に制御された場合、熱交換回路１００ａは、冷房動作モードとなる。
【００６２】
熱交換器７ａは、熱交換器４ａから出力された冷媒の熱を下水タンクＴ１に貯留された下水に例えば放熱させて、下水タンクＴ１に貯留された下水に例えば放熱した冷媒を減圧器３へ出力する。減圧器３は、熱交換器７ａから出力された冷媒を減圧する。熱交換器５ａは、減圧器３から出力された冷媒に熱交換器５ａの近傍の空気の熱を例えば吸熱させて、熱交換器５ａの近傍の空気の熱を例えば吸熱した冷媒を流路切替器６を介して圧縮機１へ出力する。熱交換器５ａの近傍の空気は、熱交換器５ａの吸熱で冷却されてファン２２ａによって排出される。圧縮機１は、熱交換器５ａから出力された冷媒を圧縮して熱交換器４ａに吐出する。熱交換器４ａは、圧縮機１から吐出された冷媒の熱を外気に例えば放熱させて、外気に熱を例えば放熱した冷媒を熱交換器７ａへ出力する。熱交換器７ａは、再度、熱交換器４ａから出力された冷媒の熱を下水タンクＴ１に貯留された下水に例えば放熱させて、下水タンクＴ１に貯留された下水に例えば放熱した冷媒を減圧器３へ出力する。
【００６３】
前述したように、下水タンクＴ１は、配管Ｄ１の上流側から排出された下水を貯留する。熱交換器７ａは、下水タンクＴ１に貯留された下水との間で熱交換する。熱交換器５ａは、熱交換器７ａの交換熱を利用して熱交換器５ａの近傍の空気との間で熱交換を行う。よって、熱交換装置８ａは、熱交換装置８ａの交換熱の利用効率を向上することができる。
【００６４】
又、温度センサＳｅ１は、配管Ｄ１内における分岐バルブＶ１の近傍に設けられ、配管Ｄ１における下水の温度を測定する。下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１ａよりも低い場合、下水の流路が流路Ａとなるように分岐バルブＶ１が制御される。下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１ａよりも低くない場合、下水の流路が流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１が制御される。よって、熱交換装置８ａは、閾値温度Ｔｔｈ１ａよりも低い温度の下水を下水タンクＴ１に貯留することができる。従って、熱交換装置８ａは、熱交換装置８ａにおける下水タンクＴ１に貯留された下水との間の熱交換効率を向上することができる。
【００６５】
又、排出バルブＶ２は、下水タンクＴ１に貯留された下水を下水管に排出する。下水の流路が流路Ａとされた場合、分岐バルブＶ１を介して下水タンクＴ１に流入する下水の流量と同様の流量の下水が排出バルブＶ２を介して下水タンクＴ１から下水管へ排出されるように、制御装置Ｖｃ２は排出バルブＶ２を制御する。よって、下水タンクＴ１に貯留される下水の量を、例えば下水タンクＴ１に下水を貯水することができる最大量とすることができる。従って、熱交換装置８ａは、配管Ｄ１の上流側から排出された下水を熱交換装置８ａの熱源として有効に利用することができる。
【００６６】
尚、上記第１及び第２実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 圧縮機
２、２１ａ、２２ａ ファン
３ 減圧器
４、４ａ、５、５ａ、７、７ａ 熱交換器
６ 流路切替器
８、８ａ 熱交換装置
Ｃ１ 電熱線
Ｄ１、Ｄ３、Ｄ４、Ｗ１、Ｗ１ａ、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４ 配管
Ｇ 分散型電源
Ｓｅ１ 温度センサ
ＳＷ スイッチ
Ｔ１ 下水タンク
Ｔ２ 貯湯槽
Ｖ１ 分岐バルブ
Ｖ２ 排出バルブ
Ｖｃ１、Ｖｃ２ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、建物又は建物群で利用されて排出された下水は熱交換装置（例えばヒートポンプ）の熱源として再利用される。
下水を熱交換装置の熱源として再利用する装置として、例えば特許文献１に開示される下水熱回収装置が知られている。
下水熱回収装置は、熱回収熱交換器、揚水管及び戻し管を備えて構成される。熱回収熱交換器は、熱回収熱交換器の冷媒と下水との間で熱交換を行わせる装置である。熱回収熱交換器は、熱回収熱交換器の冷媒と下水との間で熱交換が行われるように例えば下水管のマンホールの近傍に設けられる。熱回収熱交換器は、熱交換が行われる下水を下水管から揚水管を介して汲み上げるように揚水管に接続される。熱回収熱交換器は、熱回収熱交換器で熱交換が行われた下水を下水管へ戻し管を介して戻すように戻し管に接続される。
よって、下水熱回収装置は、下水と熱回収熱交換器の冷媒との間で熱交換された交換熱で熱交換対象を加熱又は冷却することにより、下水を熱交換装置の熱源として再利用していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１０５３３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に開示される下水熱回収装置は、下水の温度に関わらず汲み上げられた下水と熱回収熱交換器の冷媒との間で熱交換された交換熱によって、熱交換対象を加熱又は冷却していた。よって、上記の下水熱回収装置では、熱交換対象を加熱する際に低い温度の下水が熱交換装置の熱源として利用されると熱交換対象を効率良く加熱できず、熱交換対象を冷却する際に高い温度の下水が熱交換装置の熱源として利用されると熱交換対象を効率良く冷却できない虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述した課題を解決する主たる本発明は、下水を貯留する下水タンクと、前記下水の温度を検出する温度センサと、前記下水の温度に応じて、前記下水を前記下水タンクに供給する分岐バルブと、前記下水タンク内の貯留水と熱交換を行った交換熱に基づいて、熱交換対象を加熱又は冷却する熱交換器と、を備えたことを特徴とする熱交換装置である。
【０００６】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、熱交換対象を効率良く加熱又は冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱交換装置を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る熱交換装置を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に用いられる制御装置の機能を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に用いられる制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に用いられる制御装置の機能を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に用いられる制御装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１０】
[第１実施形態]
＝＝＝熱交換装置の全体構成＝＝＝
図１は、本実施形態に係る熱交換装置を示す図である。
熱交換装置８は、熱交換回路１００、貯湯装置２００及び下水貯留装置３００を備えて構成される。
熱交換装置８は、熱交換回路１００が下水貯留装置３００との間で熱交換を行った交換熱を利用して貯湯装置２００の貯湯槽Ｔ２の水温を調整する。尚、熱交換回路１００、貯湯装置２００及び下水貯留装置３００の詳細については後述する。
【００１１】
＝＝＝下水貯留装置＝＝＝
下水貯留装置３００は、例えば排水口（住宅における浴槽の排水口、キッチンの排水口等）（不図示）から排出された下水を下水タンクＴ１に貯留する装置である。
下水貯留装置３００は、下水タンクＴ１、分岐バルブＶ１、排出バルブＶ２、制御装置Ｖｃ１及び分散型電源Ｇを備えて構成される。
【００１２】
下水タンクＴ１は、下水を貯留する。下水タンクＴ１は、例えば排水口から排出された下水を下水タンクＴ１に貯留するように、例えば配管Ｄ１を介して排水口に接続される。配管Ｄ１における下水タンクＴ１と排水口との間に分岐バルブＶ１が設けられている。配管Ｄ３は、例えば排水口から排出された下水が下水管（不図示）に排出されるように、配管Ｄ３の一端が分岐バルブＶ１に接続され、配管Ｄ３の他端が下水管に接続される。下水タンクＴ１は、下水タンクＴ１に貯留された下水が下水管に排出されるように、例えば配管Ｄ４を介して配管Ｄ３に接続される。尚、配管Ｄ４が配管Ｄ３に接続される地点をｅ地点とする。
【００１３】
分岐バルブＶ１は、配管Ｄ１における排水口が接続されている側（以下、配管Ｄ１の上流側という）から排出された下水を下水タンクＴ１に供給するか、配管Ｄ１の上流側から排出された下水を下水管に排出するかを選択して下水の流路を切替るためのバルブである。ここで、配管Ｄ１の上流側から排出された下水が下水タンクＴ１に供給される下水の流路を流路Ａとし、配管Ｄ１の上流側から排出された下水が下水管に排出される下水の流路を流路Ｂとする。
【００１４】
排出バルブＶ２は、配管Ｄ４における下水タンクＴ１とｅ地点との間に設けられる。排出バルブＶ２は、下水タンクＴ１に貯留された下水を排出するためのバルブである。
【００１５】
ここで、配管Ｄ１における下水の温度を測定するための温度センサＳｅ１が、配管Ｄ１内における分岐バルブＶ１の近傍に設けられる。下水タンクＴ１に貯留された下水が下水タンクＴ１に貯留することができる最大量に達したか否かを確認するための水量計（不図示）が下水タンクＴ１内に設けられる。
【００１６】
分散型電源Ｇは、下水タンクＴ１に貯留された下水を加熱するための電熱線Ｃ１に電力を供給するための、例えば太陽電池である。電熱線Ｃ１は、下水タンクＴ１に貯留された下水を加熱するように下水タンクＴ１の例えば底部に設けられる。電熱線Ｃ１には、スイッチＳＷが設けられる。スイッチＳＷは、電熱線Ｃ１に分散型電源Ｇから電力を供給するためのスイッチであり、例えば作業員によって開閉されるものとする。
【００１７】
制御装置Ｖｃ１は、分岐バルブＶ１及び排出バルブＶ２を制御する装置であり、例えば下水タンクＴ１の近傍に設けられる。尚、制御装置Ｖｃ１の詳細については後述する。
【００１８】
よって、例えば、分岐バルブＶ１が下水の流路を流路Ａとするように制御装置Ｖｃ１によって制御された場合、配管Ｄ１の上流側から排出された下水は、下水タンクＴ１に貯留される。一方、例えば、分岐バルブＶ１が下水の流路を流路Ｂとするように制御装置Ｖｃ１によって制御された場合、配管Ｄ１の上流側から排出された下水は、下水タンクＴ１に貯留されずに下水管へ排出される。
【００１９】
又、例えば、排出バルブＶ２が制御装置Ｖｃ１によって開とされた場合、下水タンクＴ１に貯留された下水は下水管へ排出される。一方、例えば、排出バルブＶ２が制御装置Ｖｃ１によって閉とされた場合、下水タンクＴ１に貯留された下水は排出されない。
【００２０】
又、例えば、スイッチＳＷが作業員によって閉とされた場合、分散型電源Ｇの電力が電熱線Ｃ１に供給されて、下水タンクＴ１の下水は電熱線Ｃ１によって加熱される。一方、例えば、スイッチＳＷが作業員によって開とされた場合、分散型電源Ｇの電力は電熱線Ｃ１に供給されないで、下水タンクＴ１の下水は電熱線Ｃ１によって加熱されない。
【００２１】
＝＝＝制御装置＝＝＝
図３は、本実施形態に用いられる制御装置の機能を示すブロック図である。
制御装置Ｖｃ１は、温度センサＳｅ１で測定された下水の温度に基づいて、下水の流路が流路Ａ、又は流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１を制御する。制御装置Ｖｃ１は、排出バルブＶ２の開閉を制御する。
制御装置Ｖｃ１は、温度センサＳｅ１で測定された配管Ｄ１における下水の温度を示す温度情報を温度センサＳｅ１から受信できるように、例えば通信ケーブルＴｃ１を介して温度センサＳｅ１に接続される。制御装置Ｖｃ１は、下水タンクＴ１に貯留された下水が下水タンクＴ１に貯留することができる最大量に達したか否かを示す水量情報を水量計から受信できるように、例えば通信ケーブル（不図示）を介して水量計に接続される。
【００２２】
制御装置Ｖｃ１は、送受信部３０１、判断部３０２、記憶部３０３、制御部３０４及び入力部３０５を備えて構成される。
【００２３】
送受信部３０１は、温度センサＳｅ１及び水量計から夫々、温度情報及び水量情報を取得する。
記憶部３０３は、例えば第１の領域３０３ａ及び第２の領域３０３ｂを有する。第１の領域３０３ａは、分岐バルブＶ１及び排出バルブＶ２を制御するためのプログラムが記憶されている。第２の領域３０３ｂは、配管Ｄ１における下水の所定温度（以下、閾値温度Ｔｔｈ１という）を示す情報が記憶される。尚、閾値温度Ｔｔｈ１は、熱交換器７における熱交換回路１００の冷媒の温度よりも高い温度とする。熱交換器７の詳細については後述する。
判断部３０２は、温度センサＳｅ１から受信した温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が、第２の領域３０３ｂに記憶された情報に示された閾値温度Ｔｔｈ１よりも高いか否かを判断する。
入力部３０５は、例えば作業員が閾値温度Ｔｔｈ１を第２の領域３０３ｂに入力して記憶させるための例えばキーボードである。
制御部３０４は、判断部３０２の判断に基づいて、下水の流路が流路Ａ、又は流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１を制御する。制御部３０４は、判断部３０２の判断に基づいて、排出バルブＶ２の開閉を制御する。
【００２４】
＝＝＝熱交換回路＝＝＝
熱交換回路１００は、下水貯留装置３００との間で熱交換を行った交換熱を利用して貯湯装置２００の貯湯槽Ｔ２（上水タンク）の水温を調整する。
熱交換回路１００は、圧縮機１、熱交換器４、熱交換器５（第２の熱交換器）、熱交換器７（第１の熱交換器）及び減圧器３を備えて、圧縮機１から吐出された冷媒が再び圧縮機１に戻るように配管Ｗ１で環状に構成される。尚、熱交換回路１００で用いられる冷媒は例えば二酸化炭素とする。
【００２５】
圧縮機１は、吸込んだ冷媒を圧縮して熱交換器５に吐出する。
熱交換器５は、圧縮機１から吐出された冷媒の熱を貯湯装置２００の上水（熱交換対象）に放熱するための例えば銅管である。尚、貯湯装置２００の詳細については後述する。
減圧器３は、熱交換器５で貯湯装置２００の上水に放熱して冷却された冷媒を減圧して熱交換器７に出力する例えばキャピラリチューブである。
熱交換器７は、下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を減圧器３から出力された冷媒に吸熱させるための例えば下水タンクＴ１内に配置された銅管である。
熱交換器４は、熱交換器７から出力された冷媒に外気の熱を吸熱させるための例えば銅管である。熱交換器４の近傍には、熱交換器４に外気を供給するためのファン２が設けられる。
【００２６】
＝＝＝貯湯装置＝＝＝
貯湯装置２００は、熱交換回路１００が下水貯留装置３００との間で熱交換を行った交換熱を利用して貯湯槽Ｔ２の水温を調整する。
【００２７】
貯湯装置２００は、ポンプＰ１、Ｐ２及び貯湯槽Ｔ２を備えて構成される。貯湯槽Ｔ２は、上水を貯留する。貯湯槽Ｔ２は、貯湯槽Ｔ２に貯留された上水を例えば住宅における浴槽及びキッチン（不図示）で利用できるように、例えば配管Ｗ３を介して住宅における浴槽及びキッチンの蛇口（不図示）に接続される。ポンプＰ２は、貯湯槽Ｔ２に貯留された上水を住宅における浴槽及びキッチンの蛇口へ供給する。配管Ｗ４は、例えば上水管（不図示）から供給された上水が貯湯槽Ｔ２に貯留されるように、配管Ｗ４の一端が上水管に接続され、配管Ｗ４の他端が貯湯槽Ｔ２に接続される。配管Ｗ２は、貯湯槽Ｔ２に貯留された上水が熱交換器５を介して再度貯湯槽Ｔ２に供給されるように、貯湯槽Ｔ２と熱交換器５とを環状に接続する。ポンプＰ１は、貯湯槽Ｔ２の上水が熱交換器５を介して再度貯湯槽Ｔ２に供給されるように、貯湯槽Ｔ２に貯留された上水を循環させる。
【００２８】
例えば貯湯槽Ｔ２に貯留された上水は熱交換器５に供給されて、熱交換回路１００の冷媒の熱を例えば吸熱する。そして、熱交換回路１００の冷媒によって加熱された上水は、再度貯湯槽Ｔ２に貯留される。
【００２９】
例えば住宅における浴槽の蛇口が開とされた場合、貯湯槽Ｔ２に貯留された上水は、ポンプＰ２によって貯湯槽Ｔ２から住宅における浴槽の蛇口に供給される。ポンプＰ２によって貯湯槽Ｔ２から住宅における浴槽の蛇口に供給された上水と同量の上水が、上水管から貯湯槽Ｔ２へ供給される。尚、住宅におけるキッチンの蛇口が開とされた場合の貯湯槽Ｔ２に貯留された上水の流れは、住宅における浴槽の蛇口が開とされた場合の貯湯槽Ｔ２に貯留された上水の流れと同様であるので、その説明は省略する。
【００３０】
＝＝＝熱交換装置の動作＝＝＝
図４は、本実施形態に用いられる制御装置の動作を示すフローチャートである。
以下、図１、図３及び図４を参照して、本実施形態に係る熱交換装置８の動作について説明する。
【００３１】
熱交換装置８は、熱交換回路１００が下水貯留装置３００との間で熱交換を行った交換熱を利用して貯湯装置２００の貯湯槽Ｔ２に貯留された上水の水温を調整する。
【００３２】
制御装置Ｖｃ１の第１の領域３０３ａに記憶されたプログラムの実行が開始されて下水タンクＴ１に下水が貯留される動作から説明する。
【００３３】
閾値温度Ｔｔｈ１が、例えば作業員により制御装置Ｖｃ１に設けられた例えばキーボードから入力されて、閾値温度Ｔｔｈ１を示す情報が第２の領域３０３ｂに記憶されているものとする。制御装置Ｖｃ１は、下水タンクＴ１の水量計から水量情報を受信する（ステップＳ１１）。制御装置Ｖｃ１は、下水タンクＴ１に貯留された下水が下水タンクＴ１に貯留することができる最大量に達したか否かを水量計より受信した水量情報から判断する（ステップＳ１２）。例えば、下水タンクＴ１に貯留された下水は下水タンクＴ１に貯留することができる最大量に達していないと制御装置Ｖｃ１に判断された場合（ステップＳ１２のＮＯ）、制御装置Ｖｃ１は、下水が下水タンクＴ１に貯留されるように分岐バルブＶ１及び排出バルブＶ２を制御する。制御装置Ｖｃ１は、下水の流路が流路Ａとなるように分岐バルブＶ１を制御し、排出バルブＶ２を閉とする（ステップＳ１３）。配管Ｄ１の上流側から排出された下水は、下水タンクＴ１に貯留される。制御装置Ｖｃ１は、上記ステップＳ１１の制御を行った後、上記ステップＳ１２の判断を再度行う。一方、例えば、下水タンクＴ１に貯留された下水は下水タンクＴ１に貯留することができる最大量に達していると制御装置Ｖｃ１に判断された場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、制御装置Ｖｃ１は、後述するように分岐バルブＶ１及び排出バルブＶ２を制御する。
【００３４】
制御装置Ｖｃ１は、温度センサＳｅ１から配管Ｄ１における下水の温度を示す温度情報を受信する（ステップＳ１４）。制御装置Ｖｃ１は、温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が、第２の領域３０３ｂに記憶された情報に示される閾値温度Ｔｔｈ１よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１５）。例えば、温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１よりも高くないと制御装置Ｖｃ１に判断された場合（ステップＳ１５のＮＯ）、制御装置Ｖｃ１は、下水の流路が流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１を制御する（ステップＳ１７）。配管Ｄ１の上流側から排出された下水は、配管Ｄ３を介して下水管へ排出される。制御装置Ｖｃ１は、上記ステップＳ１４の制御を行った後、上記ステップＳ１５の判断を再度行う。一方、例えば、温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１よりも高いと制御装置Ｖｃ１に判断された場合（ステップＳ１５のＹＥＳ）、制御装置Ｖｃ１は、下水が下水タンクＴ１に貯留されるように分岐バルブＶ１及び排出バルブＶ２を制御する。制御装置Ｖｃ１は、下水の流路が流路Ａとなるように分岐バルブＶ１を制御する。下水が分岐バルブＶ１を介して下水タンクＴ１に流入する流量と同様の流量の下水が排出バルブＶ２を介して下水タンクＴ１から下水管へ排出されるように、制御装置Ｖｃ１は排出バルブＶ２を開とする（ステップＳ１６）。配管Ｄ１の上流側から排出された下水は、分岐バルブＶ１を介して下水タンクＴ１に貯留される。制御装置Ｖｃ１は、上記ステップＳ１４の制御を行った後、上記ステップＳ１５の判断を再度行う。
【００３５】
次に、熱交換回路１００は、下水貯留装置３００との間で熱交換を行った交換熱を利用して貯湯装置２００の貯湯槽Ｔ２に貯留された上水の水温を調整する。熱交換器７は、減圧器３から出力された冷媒に下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱させて、下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱した冷媒を熱交換器４へ出力する。熱交換器４は、熱交換器７から出力された冷媒に外気の熱を例えば吸熱させて、外気の熱を例えば吸熱した冷媒を圧縮機１へ出力する。圧縮機１は、熱交換器４から出力された冷媒を圧縮して熱交換器５に吐出する。熱交換器５は、圧縮機１から吐出された冷媒の熱を配管Ｗ２内を循環する貯湯装置２００の上水に放熱させる。貯湯装置２００の上水は、熱交換器５の冷媒から放出された熱で加熱されて貯湯槽Ｔ２に貯留される。減圧器３は、熱交換器５から出力された冷媒を減圧する。熱交換器７は、再度、減圧器３から出力された冷媒に下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱させて、下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱した冷媒を熱交換器４へ出力する。
【００３６】
前述したように、下水タンクＴ１は、配管Ｄ１の上流側から排出された下水を貯留する。熱交換器７は、下水タンクＴ１に貯留された下水との間で熱交換する。熱交換器５は、熱交換器７の交換熱を利用して貯湯槽Ｔ２に貯留された上水との間で熱交換を行う。よって、熱交換装置８は、熱交換装置８の交換熱の利用効率を向上することができる。
【００３７】
又、温度センサＳｅ１は、配管Ｄ１内における分岐バルブＶ１の近傍に設けられ、配管Ｄ１における下水の温度を測定する。下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１よりも高い場合、下水の流路が流路Ａとなるように分岐バルブＶ１が制御される。下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１よりも高くない場合、下水の流路が流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１が制御される。よって、熱交換装置８は、閾値温度Ｔｔｈ１よりも高い温度の下水を下水タンクＴ１に貯留することができる。従って、熱交換装置８は、熱交換装置８における下水タンクＴ１に貯留された下水との間の熱交換効率を向上することができる。
【００３８】
又、排出バルブＶ２は、下水タンクＴ１に貯留された下水を下水管に排出する。下水の流路が流路Ａとされた場合、分岐バルブＶ１を介して下水タンクＴ１に流入する下水の流量と同様の流量の下水が排出バルブＶ２を介して下水タンクＴ１から下水管へ排出されるように、制御装置Ｖｃ１は排出バルブＶ２を制御する。よって、下水タンクＴ１に貯留される下水の量を、例えば下水タンクＴ１に下水を貯水することができる最大量とすることができる。従って、熱交換装置８は、配管Ｄ１の上流側から排出された下水を熱交換装置８の熱源として有効に利用することができる。
【００３９】
[第２実施形態]
＝＝＝熱交換装置の全体構成＝＝＝
図２は、本実施形態に係る熱交換装置を示す図である。尚、図１に示された構成と同じ構成については同じ番号を付すのみで、その説明は省略する。
熱交換装置８ａは、熱交換回路１００ａ及び下水貯留装置３００ａを備えて構成される。
熱交換装置８ａは、熱交換回路１００ａが下水貯留装置３００ａとの間で熱交換を行った交換熱を利用して熱交換器５ａから排出される空気の温度を調整する。尚、熱交換回路１００ａ及び下水貯留装置３００ａの詳細については後述する。
【００４０】
＝＝＝下水貯留装置、制御装置＝＝＝
下水貯留装置３００ａは、例えば排水口（住宅における浴槽の排水口、キッチンの排水口等）（不図示）から排出された下水を下水タンクＴ１に貯留する装置である。
下水貯留装置３００ａは、下水タンクＴ１、分岐バルブＶ１、排出バルブＶ２、制御装置Ｖｃ２及び分散型電源Ｇを備えて構成される。
【００４１】
図５は、本実施形態に用いられる制御装置の機能を示すブロック図である。
制御装置Ｖｃ２は、温度センサＳｅ１で測定された下水の温度に基づいて、下水の流路が流路Ａ、又は流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１を制御する。制御装置Ｖｃ２は、排出バルブＶ２の開閉を制御する。制御装置Ｖｃ２は、熱交換回路１００ａにおける暖房動作モード及び冷房動作モードの切替を行うための流路切替器６を制御する。尚、流路切替器６の詳細については後述する。
【００４２】
制御装置Ｖｃ２は、温度センサＳｅ１で測定された配管Ｄ１における下水の温度を示す温度情報を温度センサＳｅ１から受信できるように、例えば通信ケーブルＴｃ１１を介して温度センサＳｅ１に接続される。制御装置Ｖｃ２は、下水タンクＴ１に貯留された下水が下水タンクＴ１に貯留することができる最大量に達したか否かを示す水量情報を水量計（不図示）から受信できるように、例えば通信ケーブル（不図示）を介して水量計に接続される。
【００４３】
制御装置Ｖｃ２は、送受信部３１１、判断部３１２、記憶部３１３、制御部３１４及び入力部３１５を備えて構成される。
【００４４】
送受信部３１１は、温度センサＳｅ１及び水量計から夫々、温度情報及び水量情報を取得する。
【００４５】
記憶部３１３は、例えば第１の領域３１３ａ、第２の領域３１３ｂ及び第３の領域３１３ｃを有する。第１の領域３１３ａは、分岐バルブＶ１、排出バルブＶ２及び流路切替器６を制御するためのプログラムが記憶されている。第２の領域３１３ｂは、閾値温度Ｔｔｈ１を示す情報及び閾値温度Ｔｔｈ１よりも低い所定温度（以下、閾値温度Ｔｔｈ１ａという）を示す情報が記憶される。尚、閾値温度Ｔｔｈ１ａは、熱交換器７ａにおける熱交換回路１００ａの冷媒の温度よりも低い温度とする。第３の領域３１３ｃは、暖房動作モード又は冷房動作モードの何れのモードで熱交換回路１００ａを動作させるかを示す動作情報が記憶される。
【００４６】
判断部３１２は、温度センサＳｅ１から受信した温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が、第２の領域３１３ｂに記憶された情報に示された閾値温度Ｔｔｈ１よりも高いか否かを判断する。判断部３１２は、温度センサＳｅ１から受信した温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が、第２の領域３１３ｂに記憶された情報に示された閾値温度Ｔｔｈ１ａよりも低いか否かを判断する。
【００４７】
入力部３１５は、例えば作業員が閾値温度Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ１ａを第２の領域３１３ｂに入力して記憶させ、動作情報を第３の領域３１３ｃに入力して記憶させるための例えばキーボードである。
【００４８】
制御部３１４は、判断部３１２の判断に基づいて、下水の流路が流路Ａ、又は流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１を制御する。制御部３１４は、判断部３１２の判断に基づいて、排出バルブＶ２の開閉を制御する。制御部３１４は、第３の領域３１３ｃに記憶された動作情報に基づいて、流路切替器６を制御する。
【００４９】
＝＝＝熱交換回路＝＝＝
熱交換回路１００ａは、下水貯留装置３００ａとの間で熱交換を行った交換熱を利用して熱交換器５ａから排出される空気の温度を調整する。
熱交換回路１００ａは、圧縮機１、熱交換器４ａ、熱交換器５ａ（第２の熱交換器）、熱交換器７ａ（第１の熱交換器）、減圧器３及び流路切替器６を備えて、圧縮機１から吐出された冷媒が再び圧縮機１に戻るように配管Ｗ１ａで環状に構成される。
【００５０】
熱交換器７ａは、熱交換器７ａ内の冷媒と下水タンクＴ１に貯留された下水との間で熱交換させるための例えば下水タンクＴ１内に配置された銅管である。
熱交換器４ａは、熱交換器４ａ内の冷媒と外気との間で熱交換させるための例えばエアコンの室外機である。熱交換器４ａの近傍には、熱交換器４ａに外気を供給するためのファン２１ａが設けられる。
【００５１】
流路切替器６は、熱交換回路１００ａの冷媒が配管Ｗ１ａを流れる方向を調整する例えば四方弁である。例えば、熱交換回路１００ａにおける冷媒の流れる方向がＡ２方向の場合、流路切替器６内で冷媒出入口６ａ及び冷媒出入口６ｂが接続され、流路切替器６内で冷媒出入口６ｃ及び冷媒出入口６ｄが接続される。一方、例えば、熱交換回路１００ａにおける冷媒の流れる方向がＢ２方向の場合、流路切替器６内で冷媒出入口６ａ及び冷媒出入口６ｃが接続され、流路切替器６内で冷媒出入口６ｂ及び冷媒出入口６ｄが接続される。
【００５２】
熱交換器５ａは、熱交換回路１００ａの冷媒によって熱交換器５ａの近傍の空気を加熱又は冷却する例えばエアコンの室内機である。熱交換器５ａの近傍には、熱交換器５ａによって加熱又は冷却された空気を排出するためのファン２２ａが設けられる。
【００５３】
＝＝＝熱交換装置の動作＝＝＝
図６は、本実施形態に用いられる制御装置の動作を示すフローチャートである。尚、図４に示されたステップと同じステップについては同じ番号を付すのみで、その説明は省略する。
【００５４】
以下、図２、図５及び図６を参照して、本実施形態に係る熱交換装置８ａの動作について説明する。
熱交換装置８ａは、熱交換回路１００ａが下水貯留装置３００ａとの間で熱交換を行った交換熱を利用して熱交換器５ａから排出される空気の温度を調整する。
【００５５】
制御装置Ｖｃ２の第１の領域３１３ａに記憶されたプログラムの実行が開始されて下水タンクＴ１に下水が貯留される動作から説明する。
【００５６】
閾値温度Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ１ａが、例えば作業員により制御装置Ｖｃ２に設けられた例えばキーボードから入力されて、閾値温度Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ１ａを示す情報が第２の領域３１３ｂに記憶されているものとする。暖房動作モード又は冷房動作モードの何れのモードで熱交換回路１００ａを動作させるかを示す動作情報が、例えば作業員により制御装置Ｖｃ２に設けられたキーボードから入力されて、動作情報が第３の領域３１３ｃに記憶されているものとする。
【００５７】
制御装置Ｖｃ２は、図４に示されたステップＳ１１乃至ステップＳ１３と同様な制御を実行する（ステップＳ１１乃至ステップＳ１３）。制御装置Ｖｃ２は、第３の領域３１３ｃに記憶された動作情報が暖房動作モードを示すか否かを判断する（ステップＳ２１）。例えば、第３の領域３１３ｃに記憶された動作情報が暖房動作モードを示すと制御装置Ｖｃ２に判断された場合（ステップＳ２１のＹＥＳ）、制御装置Ｖｃ２は、熱交換回路１００ａの冷媒がＡ２方向へ流されるように流路切替器６を制御する。制御装置Ｖｃ２は、流路切替器６内で冷媒出入口６ａ及び冷媒出入口６ｂが接続され、流路切替器６内で冷媒出入口６ｃ及び冷媒出入口６ｄが接続されるように流路切替器６を制御する（ステップＳ２２）。制御装置Ｖｃ２は、図４に示されたステップＳ１４乃至ステップＳ１７と同様な制御を実行する（ステップＳ１４乃至ステップＳ１７）。一方、例えば、第３の領域３１３ｃに記憶された動作情報が暖房動作モードを示すと制御装置Ｖｃ２に判断されずに冷房動作モードを示すと判断された場合（ステップＳ２１のＮＯ）、制御装置Ｖｃ２は、熱交換回路１００ａの冷媒がＢ２方向へ流されるように流路切替器６を制御する。制御装置Ｖｃ２は、流路切替器６内で冷媒出入口６ａ及び冷媒出入口６ｃが接続され、流路切替器６内で冷媒出入口６ｂ及び冷媒出入口６ｄが接続されるように流路切替器６を制御する（ステップＳ２３）。制御装置Ｖｃ２は、温度センサＳｅ１から配管Ｄ１における下水の温度を示す温度情報を受信する（ステップＳ２４）。制御装置Ｖｃ２は、温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が、第２の領域３１３ｂに記憶された情報に示される閾値温度Ｔｔｈ１ａよりも低いか否かを判断する（ステップＳ２５）。例えば、温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１ａよりも低くないと制御装置Ｖｃ２に判断された場合（ステップＳ２５のＮＯ）、制御装置Ｖｃ２は、下水の流路が流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１を制御する（ステップＳ２６）。配管Ｄ１の上流側から排出された下水は、配管Ｄ３を介して下水管へ排出される。制御装置Ｖｃ２は、上記ステップＳ２４の制御を行った後、上記ステップＳ２５の判断を再度行う。一方、例えば、温度情報に示された配管Ｄ１における下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１ａよりも低いと制御装置Ｖｃ２に判断された場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、制御装置Ｖｃ２は、下水が下水タンクＴ１に貯留されるように分岐バルブＶ１及び排出バルブＶ２を制御する。制御装置Ｖｃ２は、下水の流路が流路Ａとなるように分岐バルブＶ１を制御する。下水が分岐バルブＶ１を介して下水タンクＴ１に流入する流量と同様の流量の下水が排出バルブＶ２を介して下水タンクＴ１から下水管へ排出されるように、制御装置Ｖｃ２は排出バルブＶ２を開とする（ステップＳ２７）。配管Ｄ１の上流側から排出された下水は、分岐バルブＶ１を介して下水タンクＴ１に貯留される。制御装置Ｖｃ２は、上記ステップＳ２４の制御を行った後、上記ステップＳ２５の判断を再度行う。
【００５８】
次に、熱交換回路１００ａは、下水貯留装置３００ａとの間で熱交換を行った交換熱を利用して熱交換器５ａから排出される空気の温度を調整する。
例えば、熱交換回路１００ａの冷媒の流される方向をＡ２方向とするように流路切替器６が制御装置Ｖｃ２に制御された場合、熱交換回路１００ａは、暖房動作モードとなる。
【００５９】
熱交換器７ａは、減圧器３から出力された冷媒に下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱させて、下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱した冷媒を熱交換器４ａへ出力する。熱交換器４ａは、熱交換器７ａから出力された冷媒に外気の熱を例えば吸熱させて、外気の熱を例えば吸熱した冷媒を流路切替器６を介して圧縮機１へ出力する。圧縮機１は、熱交換器４ａから出力された冷媒を圧縮して熱交換器５ａに吐出する。
【００６０】
熱交換器５ａは、圧縮機１から吐出された冷媒の熱を熱交換器５ａの近傍の空気に放熱させて、熱交換器５ａの近傍の空気に放熱した冷媒を減圧器３へ出力する。熱交換器５ａの近傍の空気は、熱交換器５ａから放熱された熱で加熱されてファン２２ａによって排出される。減圧器３は、熱交換器５ａから出力された冷媒を減圧する。熱交換器７ａは、再度、減圧器３から出力された冷媒に下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱させて、下水タンクＴ１に貯留された下水の熱を例えば吸熱した冷媒を熱交換器４ａへ出力する。
【００６１】
例えば、熱交換回路１００ａの冷媒の流される方向をＢ２方向とするように流路切替器６が制御装置Ｖｃ２に制御された場合、熱交換回路１００ａは、冷房動作モードとなる。
【００６２】
熱交換器７ａは、熱交換器４ａから出力された冷媒の熱を下水タンクＴ１に貯留された下水に例えば放熱させて、下水タンクＴ１に貯留された下水に例えば放熱した冷媒を減圧器３へ出力する。減圧器３は、熱交換器７ａから出力された冷媒を減圧する。熱交換器５ａは、減圧器３から出力された冷媒に熱交換器５ａの近傍の空気の熱を例えば吸熱させて、熱交換器５ａの近傍の空気の熱を例えば吸熱した冷媒を流路切替器６を介して圧縮機１へ出力する。熱交換器５ａの近傍の空気は、熱交換器５ａの吸熱で冷却されてファン２２ａによって排出される。圧縮機１は、熱交換器５ａから出力された冷媒を圧縮して熱交換器４ａに吐出する。熱交換器４ａは、圧縮機１から吐出された冷媒の熱を外気に例えば放熱させて、外気に熱を例えば放熱した冷媒を熱交換器７ａへ出力する。熱交換器７ａは、再度、熱交換器４ａから出力された冷媒の熱を下水タンクＴ１に貯留された下水に例えば放熱させて、下水タンクＴ１に貯留された下水に例えば放熱した冷媒を減圧器３へ出力する。
【００６３】
前述したように、下水タンクＴ１は、配管Ｄ１の上流側から排出された下水を貯留する。熱交換器７ａは、下水タンクＴ１に貯留された下水との間で熱交換する。熱交換器５ａは、熱交換器７ａの交換熱を利用して熱交換器５ａの近傍の空気との間で熱交換を行う。よって、熱交換装置８ａは、熱交換装置８ａの交換熱の利用効率を向上することができる。
【００６４】
又、温度センサＳｅ１は、配管Ｄ１内における分岐バルブＶ１の近傍に設けられ、配管Ｄ１における下水の温度を測定する。下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１ａよりも低い場合、下水の流路が流路Ａとなるように分岐バルブＶ１が制御される。下水の温度が閾値温度Ｔｔｈ１ａよりも低くない場合、下水の流路が流路Ｂとなるように分岐バルブＶ１が制御される。よって、熱交換装置８ａは、閾値温度Ｔｔｈ１ａよりも低い温度の下水を下水タンクＴ１に貯留することができる。従って、熱交換装置８ａは、熱交換装置８ａにおける下水タンクＴ１に貯留された下水との間の熱交換効率を向上することができる。
【００６５】
又、排出バルブＶ２は、下水タンクＴ１に貯留された下水を下水管に排出する。下水の流路が流路Ａとされた場合、分岐バルブＶ１を介して下水タンクＴ１に流入する下水の流量と同様の流量の下水が排出バルブＶ２を介して下水タンクＴ１から下水管へ排出されるように、制御装置Ｖｃ２は排出バルブＶ２を制御する。よって、下水タンクＴ１に貯留される下水の量を、例えば下水タンクＴ１に下水を貯水することができる最大量とすることができる。従って、熱交換装置８ａは、配管Ｄ１の上流側から排出された下水を熱交換装置８ａの熱源として有効に利用することができる。
【００６６】
尚、上記第１及び第２実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 圧縮機
２、２１ａ、２２ａ ファン
３ 減圧器
４、４ａ、５、５ａ、７、７ａ 熱交換器
６ 流路切替器
８、８ａ 熱交換装置
Ｃ１ 電熱線
Ｄ１、Ｄ３、Ｄ４、Ｗ１、Ｗ１ａ、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４ 配管
Ｇ 分散型電源
Ｓｅ１ 温度センサ
ＳＷ スイッチ
Ｔ１ 下水タンク
Ｔ２ 貯湯槽
Ｖ１ 分岐バルブ
Ｖ２ 排出バルブ
Ｖｃ１、Ｖｃ２ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水を貯留する下水タンクと、
前記下水の温度を検出する温度センサと、
前記下水の温度に応じて、前記下水を前記下水タンクに供給する分岐バルブと、
前記下水タンク内の貯留水と熱交換を行った交換熱に基づいて、熱交換対象を加熱又は冷却する熱交換器と、
を備えたことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
前記温度センサは、
前記下水の温度が所定温度より高いか否かを検出し、
前記分岐バルブは、
前記下水の温度が前記所定温度より高い場合、前記下水を前記下水タンクに供給し、前記下水の温度が前記所定温度より低い場合、前記下水を下水管に排出し、
前記熱交換器は、
前記下水タンク内の貯留水と熱交換を行った交換熱に基づいて、前記熱交換対象を加熱する
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項３】
前記熱交換対象は、上水タンクに貯留される上水である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換装置。
【請求項４】
前記温度センサは、
前記下水の温度が所定温度より高いか否かを検出し、
前記分岐バルブは、
前記下水の温度が前記所定温度より低い場合、前記下水を前記下水タンクに供給し、前記下水の温度が前記所定温度より高い場合、前記下水を下水管に排出し、
前記熱交換器は、
前記下水タンク内の貯留水と熱交換を行った交換熱に基づいて、前記熱交換対象を冷却する
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項５】
前記熱交換対象は、室内空調機から放出される空気である
ことを特徴とする請求項４に記載の熱交換装置。
【請求項６】
前記下水タンク内の前記貯留水を前記下水管に排出する排出バルブと、
前記下水タンクへの前記下水の供給量と前記下水タンクからの前記貯留水の排出量とが等しくなるように、前記分岐バルブ及び前記排出バルブの開閉を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする請求項２又は４に記載の熱交換装置。
【請求項７】
前記熱交換器は、
前記下水タンク内の貯留水と熱交換を行う第１の熱交換器と、
前記第１の熱交換器による交換熱を利用して熱交換対象と熱交換を行う第２の熱交換器と、
を備え、
前記第１及び第２の熱交換器は、
前記熱交換対象を加熱する場合、前記第１の熱交換器が吸熱動作を行うとともに前記第２の熱交換器が放熱動作を行う第１のモードで動作し、
前記熱交換対象を冷却する場合、前記第１の熱交換器が放熱動作を行うとともに前記第２の熱交換器が吸熱動作を行う第２のモードで動作する
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の熱交換装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の熱交換器は、冷媒が循環する冷媒回路の循環路に配置される
ことを特徴とする請求項７に記載の熱交換装置。
【請求項１】
下水を貯留する下水タンクと、
前記下水の温度を検出する温度センサと、
前記下水の温度に応じて、前記下水を前記下水タンクに供給する分岐バルブと、
前記下水タンク内の貯留水と熱交換を行った交換熱に基づいて、熱交換対象を加熱又は冷却する熱交換器と、
を備えたことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
前記温度センサは、
前記下水の温度が所定温度より高いか否かを検出し、
前記分岐バルブは、
前記下水の温度が前記所定温度より高い場合、前記下水を前記下水タンクに供給し、前記下水の温度が前記所定温度より低い場合、前記下水を下水管に排出し、
前記熱交換器は、
前記下水タンク内の貯留水と熱交換を行った交換熱に基づいて、前記熱交換対象を加熱する
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項３】
前記熱交換対象は、上水タンクに貯留される上水である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換装置。
【請求項４】
前記温度センサは、
前記下水の温度が所定温度より高いか否かを検出し、
前記分岐バルブは、
前記下水の温度が前記所定温度より低い場合、前記下水を前記下水タンクに供給し、前記下水の温度が前記所定温度より高い場合、前記下水を下水管に排出し、
前記熱交換器は、
前記下水タンク内の貯留水と熱交換を行った交換熱に基づいて、前記熱交換対象を冷却する
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項５】
前記熱交換対象は、室内空調機から放出される空気である
ことを特徴とする請求項４に記載の熱交換装置。
【請求項６】
前記下水タンク内の前記貯留水を前記下水管に排出する排出バルブと、
前記下水タンクへの前記下水の供給量と前記下水タンクからの前記貯留水の排出量とが等しくなるように、前記分岐バルブ及び前記排出バルブの開閉を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする請求項２又は４に記載の熱交換装置。
【請求項７】
前記熱交換器は、
前記下水タンク内の貯留水と熱交換を行う第１の熱交換器と、
前記第１の熱交換器による交換熱を利用して熱交換対象と熱交換を行う第２の熱交換器と、
を備え、
前記第１及び第２の熱交換器は、
前記熱交換対象を加熱する場合、前記第１の熱交換器が吸熱動作を行うとともに前記第２の熱交換器が放熱動作を行う第１のモードで動作し、
前記熱交換対象を冷却する場合、前記第１の熱交換器が放熱動作を行うとともに前記第２の熱交換器が吸熱動作を行う第２のモードで動作する
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の熱交換装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の熱交換器は、冷媒が循環する冷媒回路の循環路に配置される
ことを特徴とする請求項７に記載の熱交換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−４２１５９（Ｐ２０１２−４２１５９Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８５２１１（Ｐ２０１０−１８５２１１）
【出願日】平成２２年８月２０日（２０１０．８．２０）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２０日（２０１０．８．２０）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
[ Back to top ]