熱源機のドレン排出装置
【課題】 給湯、暖房、浴槽水の追焚等に用いられる熱源機のドレン排出に関し、残留するドレンの凍結を防止する。
【解決手段】 熱交換によりドレンを生じる熱交換器（４４、７４）を含む熱源機（熱源機ユニット４）のドレン排出装置である。熱交換器に熱交換で発生するドレン（Ｄ）を溜めるドレンタンク（９２）と、このドレンタンクの水位を検出する水位検出手段（水位センサ１０６）と、ドレンタンクのドレンを外部に導くドレン回路（８０）と、このドレン回路にドレンを強制的に導くポンプ（ドレンポンプ９４）と、ドレンの温度を直接に検出し、又はドレン温度に関係する部位の温度を検出する温度検出手段（温度センサ８８、９８、１４５）と、この温度検出手段が所定温度以下を検出し、水位検出手段が所定水位以上を検出している場合にポンプを駆動してドレンタンクのドレンをドレン回路により強制排水させる制御手段（制御装置１５４）とを備えている。
【解決手段】 熱交換によりドレンを生じる熱交換器（４４、７４）を含む熱源機（熱源機ユニット４）のドレン排出装置である。熱交換器に熱交換で発生するドレン（Ｄ）を溜めるドレンタンク（９２）と、このドレンタンクの水位を検出する水位検出手段（水位センサ１０６）と、ドレンタンクのドレンを外部に導くドレン回路（８０）と、このドレン回路にドレンを強制的に導くポンプ（ドレンポンプ９４）と、ドレンの温度を直接に検出し、又はドレン温度に関係する部位の温度を検出する温度検出手段（温度センサ８８、９８、１４５）と、この温度検出手段が所定温度以下を検出し、水位検出手段が所定水位以上を検出している場合にポンプを駆動してドレンタンクのドレンをドレン回路により強制排水させる制御手段（制御装置１５４）とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯、暖房、浴槽水の追焚等に用いられる熱源機のドレン排出に関し、熱交換により生じたドレンの凍結防止を図った熱源機のドレン排出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯、暖房、浴槽水の追焚等に用いられる熱源機には、熱変換効率を向上させたコンデンシングタイプの熱源機が実用化されている。この種の熱源機では、燃焼排気から主として顕熱を回収する一次熱交換器と、燃焼排気から主として潜熱を回収する二次熱交換器とが設置されており、二次熱交換器には多量のドレンが発生する。このドレンは、強酸性であるため、中和させた後、排出させている。このドレンは、ドレン回路を設けて機器外部に排出し、あるいはタンクに溜めた後、ポンプにより強制排出させる。
【０００３】
ドレン容器等に溜められたドレンは適時に排出されるが、ドレン回路やドレン容器内のドレンが凍結すると、ドレンの排出が滞り、熱源機の運転が妨げられるおそれがある。
【０００４】
そこで、このような熱源機に生じたドレンの凍結予防に関し、ドレンを溜めるドレン容器にヒータを備え、ドレン容器の温度が所定温度以下となったとき、ヒータを作動させて凍結防止を図るものがある（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平９−２６２９１号公報
【特許文献２】特開平９−２８７７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載されたドレンの凍結防止では、ドレン容器の底面部にヒータが設置されて貯留するドレンを加熱する構成であるが、ドレン容器からドレンの一定量をサイフォンにより排出させる構成であるため、サイフォンにより排出されない残留ドレンの凍結防止には、ヒータに絶えず給電しなければならない。また、特許文献２に記載されたドレンの凍結防止では、ドレンの貯留容器及び中和器に温水経路が巻き付けられてドレンを加熱しているが、貯留部と中和器とが別個に設置されて個別に温水経路を巻き付ける構成であるため、温水経路に螺旋部を形成させて流体抵抗を生じさせるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、給湯、暖房、浴槽水の追焚等に用いられる熱源機のドレン排出に関し、残留するドレンの凍結を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の熱源機のドレン排出装置は、熱交換によりドレンを生じる熱交換器を含む熱源機のドレン排出装置であって、前記熱交換器に前記熱交換で発生するドレンを溜めるドレンタンクと、このドレンタンクの水位を検出する水位検出手段と、前記ドレンタンクのドレンを外部に導くドレン回路と、このドレン回路に前記ドレンを強制的に導くポンプと、前記ドレンの温度を直接に検出し、又はドレン温度に関係する部位の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段が所定温度以下を検出し、前記水位検出手段が所定水位以上を検出している場合に、前記ポンプを駆動して前記ドレンタンクの前記ドレンを前記ドレン回路により強制排水させる制御手段とを備えた構成である。斯かる構成によれば、強制排水により、ドレンの凍結を防止することができる。
【０００８】
上記目的を達成するためには、前記制御手段が、前記ポンプを駆動しても前記水位検出手段の検出水位が低下しない場合に異常と判定し、その判定出力を発生する構成としてもよい。
【０００９】
上記目的を達成するためには、前記ドレンを中和する中和手段を備えた構成としてもよい。中和手段は、ドレンタンクの前段又は後段の何れに設置してもよい。ドレンタンクの前段に中和手段を設置すれば、中和されたドレンがドレンタンクに溜められる。また、ドレンタンクの後段に中和手段を設置すれば、ドレンタンクからドレン回路に排出されるドレンを中和することができる。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の熱源機のドレン排出装置は、熱交換によりドレンを生じる熱交換器を含む熱源機のドレン排出装置であって、前記熱交換器に前記熱交換で発生するドレンを溜めるドレンタンクと、このドレンタンクの水位を検出する水位検出手段と、前記ドレンタンクのドレンを外部に導くドレン回路と、前記ドレンの温度を直接に検出し、又はドレン温度に関係する部位の温度を検出する温度検出手段と、前記ドレン回路に併設されて前記ドレンを加熱する加熱手段と、前記温度検出手段が所定温度以下を検出した場合に、前記加熱手段を駆動して前記ドレン回路を加熱する制御手段とを備えた構成としてもよい。斯かる構成によれば、加熱によって残留ドレンの凍結が防止される。
【００１１】
上記目的を達成するためには、前記加熱手段が前記熱源機で加熱された湯を循環する循環路で構成され、前記制御手段が前記温度検出手段が所定温度以下を検出したとき、前記熱源機を動作させて前記循環路の放熱で前記ドレンを加熱させる構成としてもよい。
【００１２】
上記目的を達成するためには、前記ドレン回路にポンプを備え、前記制御手段は、前記温度検出手段が所定温度以下を検出し、前記水位検出手段が所定水位以上を検出している場合に、前記加熱手段を動作させて前記ドレン回路を加熱するとともに、前記ポンプを駆動して前記ドレンタンクの前記ドレンを前記ドレン回路により強制排水させる構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、次の効果が得られる。
【００１４】
(1) 温度低下を契機に凍結のおそれのある残留ドレンをドレンタンクやドレン回路に排出するので、ドレンの凍結を未然に防止できる。
【００１５】
(2) 残留ドレンを加熱するので、ドレンの排出が良好になり、凍結によってドレン排出が妨げられることがない。
【００１６】
(3) ドレンの加熱に浴槽水の追焚きに用いる追焚回路の余熱を利用すれば、ドレン回路やドレンを効率的に加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の熱源機のドレン排出装置の実施形態について、図１を参照して説明する。図１は、給湯・暖房・追焚装置の概要を示す図である。
【００１８】
この給湯・暖房・追焚装置２は、給湯、暖房、浴槽水の追焚等の各種機能を備える熱源機の一例であって、前記機能を実現するための熱源機ユニット４を備える。この熱源機ユニット４にはドレン排出部６、給湯機能部８、暖房機能部１０及び追焚機能部１２を備えており、給湯機能部８には水Ｗを加熱する第１の熱交換部１４、暖房機能部１０には熱媒Ｍを加熱する第２の熱交換部１６、追焚機能部１２には熱媒Ｍによって浴槽水ＢＷを加熱する第３の熱交換部として熱交換器１８が備えられている。
【００１９】
熱交換部１４の燃焼室２０には、バーナ２２、２４、２６及び給気ファン２７が設置され、バーナ２２、２４、２６には燃料ガスＧが燃料ガス供給管２８より供給され、この燃料ガス供給管２８には、元ガス電磁弁３０、ガス比例弁３２、ガス電磁弁３４、３６、３８が設置され、バーナ２２、２４、２６の選択的な燃焼により燃焼量が制御可能である。この燃焼によって発生した燃焼排気Ｅは、バーナ２２、２４、２６から排気口４０に向かって流れ、この燃焼排気Ｅから主として顕熱を回収する一次熱交換器４２、燃焼排気Ｅから主として潜熱を回収する二次熱交換器４４が設置されている。二次熱交換器４４の下側には、熱交換によって発生したドレンＤを回収するドレン受け４６が設置されている。
【００２０】
熱交換部１６の燃焼室５０には、バーナ５２、５４及び給気ファン５６が設置され、バーナ５２、５４には燃料ガスＧが燃料ガス供給管２８より供給され、この燃料ガス供給管２８には、元ガス電磁弁３０、ガス比例弁６２、ガス電磁弁６４、６６が設置され、バーナ５２、５４の選択的な燃焼により燃焼量が制御可能である。この燃焼によって発生した燃焼排気Ｆは、バーナ５２、５４から排気口７０に向かって流れ、この燃焼排気Ｆから主として顕熱を回収する一次熱交換器７２、燃焼排気Ｆから主として潜熱を回収する二次熱交換器７４が設置されている。二次熱交換器７４の下側には熱交換によって発生したドレンＤを回収するドレン受け７６が設置されている。
【００２１】
ドレン受け４６、７６に溜められたドレンＤは、共通のドレン回路８０を通して浴槽８２の設置面にあるドレンパン８４に導かれ、このドレンパン８４の排出口８６から外部に排出される。ドレン回路８０には、温度センサ８８、中和器９０、ドレンタンク９２、ドレンポンプ９４、逆止弁９６、温度センサ９８、ドレン排出口１００等が設置されている。温度センサ８８は、中和器９０に導かれるドレンＤの温度を検出する。中和器９０にはドレンＤの強酸性を緩和ないし中和するための炭酸カルシウム等の中和剤１０２が装填されている。ドレンＤの中和処理について、中和器９０における中和方法は前記方法に限ったものではなく、ドレンＤのｐＨを中性に近付けるものであれば他の方法でもかまわない。また、中和器９０の底面部にはドレンＤの凍結を防止するため、第１の加熱手段としてヒータ１０４が設置されている。ドレンタンク９２は中和後のドレンＤを貯留し、そのドレンＤの水位を検出する手段として水位センサ１０６、第２の加熱手段としてヒータ１０８が設置されている。ドレンポンプ９４は、ドレンタンク９２からドレン排出口１００側にドレンＤを強制的に排出させるために用いられ、第３の加熱手段としてヒータ１１０が設置されている。逆止弁９６は、ドレン排出口１００側からのドレンＤの逆流を防止し、温度センサ９８はドレン回路８０の下流側の温度を検出する。この実施形態では、ドレン回路８０の一部を構成するドレン管路１１２がドレン排出口１００に連結され、ドレンＤをドレンパン８４に導く構成である。このドレン管路１１２は、浴槽水ＢＷを追焚きにより加熱する循環路を構成する追焚回路１１１の追焚配管１１４、１１５に隣接して設置されており、追焚配管１１４、１１５を加熱手段とする加熱配管部１１３が構成されている。
【００２２】
そして、給湯機能部８には、給水口１１６に供給される水Ｗを二次熱交換器４４及び一次熱交換器４２を通して加熱して温水ＨＷにし、給湯口１１８から給湯させる給水回路１２０が形成されている。
【００２３】
また、暖房機能部１０には、例えば、温水ＨＷからなる熱媒Ｍを循環させる熱媒回路１２２が設けられ、この熱媒回路１２２には熱媒Ｍを溜める暖房タンク１２４、暖房ポンプ１２６、一次熱交換器７２及び二次熱交換器７４等が備えられ、熱媒往口１２８より送り出された熱媒Ｍは高温暖房装置１３０を経て熱媒戻口１３２から二次熱交換器７４を経て暖房タンク１２４に戻り、熱媒往口１３４から低温暖房装置１３６に循環する。また、熱媒Ｍは分岐路１３８から熱交換器１８に循環し、熱媒Ｍが持つ熱が浴槽水ＢＷの追焚きに用いられる。分岐路１３８には熱動弁１４０が設置されている。
【００２４】
この熱交換器１８と浴槽８２の循環部１４１との間には浴槽水ＢＷを循環させる既述の追焚配管１１４、１１５が接続されており、この追焚配管１１４、１１５には、切換弁１４２、水流スイッチ１４３、ポンプ１４４、温度センサ１４５等が設置されている。また、この追焚配管１１４と給水回路１２０との間には温水ＨＷを給水回路１２０から追焚配管１１４を通して浴槽８２に注湯するための注湯回路１４６が形成されており、この注湯回路１４６には、注湯量を制御する注湯電磁弁１４８、注湯量を測定するための注湯量センサ１５０、上水側と浴槽水ＢＷとを縁切りするための逆止弁１５２等が設置されている。ポンプ１４４には、追焚回路１１１の加熱手段としてヒータ１３９が設置されている。
【００２５】
また、熱源機ユニット４には、給湯、暖房、追焚又はドレン排出等の各種の制御を実行する制御装置１５４が設置され、この制御装置１５４は熱源機ユニット４に内蔵された制御部１５５とそのリモコン装置１５６によって構成されている。
【００２６】
次に、ドレンタンク９２、ドレンポンプ９４及び制御部１５５等について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、ドレンタンク９２、ドレンポンプ９４及び制御部１５５の具体的な構成例を示し、図３は、中和器９０、ドレンタンク９２、ドレンポンプ９４等の外観構成例を示す図である。
【００２７】
ドレンタンク９２には、中和器９０（図１）で中和されたドレンＤがドレン導入口１５７から導入される。ドレンタンク９２に溜められたドレンＤは水位センサ１０６により検出される。この水位センサ１０６は、ドレンＤの例えば、導電性を利用したレベルセンサであって、共通電極（ＣＯＭ）１５８、下限レベル電極（Ｌ）１６０、上限レベル電極（Ｈ）１６２を備え、共通電極１５８と下限レベル電極１６０とにドレンＤが接していればドレンＤは下限レベルＬにあることを表す検出出力が下限レベル電極１６０から出力され、また、共通電極１５８と上限レベル電極１６２とにドレンＤが接していればドレンＤが上限レベルＨにあることを表す検出出力が上限レベル電極１６２から出力される。これら検出出力は制御部１５５に加えられ、ドレンポンプ９４の制御やドレンＤの加熱制御等の制御情報として用いられる。ドレンタンク９２の底面部には、ドレンＤの凍結防止のためのヒータ１０８が設置されている。
【００２８】
ドレンタンク９２のドレンＤは、その底面側からドレン回路８０を構成する管路１６４を通してドレンポンプ９４に導かれ、ドレンポンプ９４を経て管路１６６からドレン排出口１００（図１）側に導かれる。ドレンポンプ９４には制御部１５５が接続されているとともに、残留するドレンＤを加熱して凍結を防止するためのヒータ１１０が設置されている。なお、管路１６８は、ドレンポンプ９４の空気抜き回路を構成するとともに、ドレンポンプ９４が自吸するときの気液分離回路を構成している。
【００２９】
そして、図３に示す外観構成例では、熱源機ユニット４のフレーム１６９に固定されて設置された中和器９０には、その上蓋部１７１に連結されたドレン回路８０のドレン配管１７３からドレンＤが供給される。ドレン配管１７３にはドレン配管１７５、１７７が分岐され、ドレン配管１７５には熱交換部１４からのドレンＤ、ドレン配管１７７には熱交換部１６からのドレンＤが供給される。ドレン配管１７３には、ドレンＤの温度を検出する温度センサ８８が設置されている。この構成例では、ドレンタンク９２の上部側にはドレンＤのオーバーフローを流出させるオーバーフローパイプ１７９が連結され、その他端はフレーム１６９に取り付けられたオーバーフロー排出口１８１に連結されている。その他、上記実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
次に、既述の加熱配管部１１３（図１）の一例について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、熱源機ユニットと浴槽との連結関係を示す図であり、図５は加熱配管部の構成例を示している。
【００３１】
図４に示すように、熱源機ユニット４から既述の加熱配管部１１３が引き出され、その端部には浴室１７０に設置された浴槽８２の循環部１４１が連結されている。加熱配管部１１３は、ドレン配管１１２及び追焚配管１１４、１１５を一括して保温被覆である被覆筒１７２で被覆したものである。
【００３２】
加熱配管部１１３には、図５に示すように、ドレン配管１１２及び追焚配管１１４、１１５が保持テープ１７４で一括保持され、その外面部に保温材料で形成された蛇腹状筒体からなる被覆筒１７２で被覆されている。
【００３３】
斯かる構成によれば、ドレン配管１１２が被覆筒１７２により外気と遮断されて保温されるとともに、追焚配管１１４、１１５に通流する温水である浴槽水ＢＷが持つ熱によって加熱されて保温されることになる。
【００３４】
次に、制御装置の構成例について、図６を参照して説明する。図６は、制御装置の構成例を示すブロック図である。
【００３５】
既述した通り、制御装置１５４は、制御部１５５及びリモコン装置１５６によって構成されている。制御部１５５は例えば、マイクロコンピュータ等で構成されており、ＲＯＭ（Read-Only Memory）１７６、ＲＡＭ（Random-Access Memory）１７８、タイマー１８０等が内蔵されている。ＲＯＭ１７６には、凍結予防動作プログラムや設定温度等の各種設定情報が格納されている。ＲＡＭ１７８は演算データ等の一時的記憶に用いられる。タイマー１８０は設定時間のクロックの計数等のタイマー機能を実行する。
【００３６】
制御部１５５には、制御情報として水位センサ１０６、水流スイッチ１４３、温度センサ８８、９８、１４５、その他のセンサ１８２等から検出出力が加えられ、これらの制御情報を用いて、注湯電磁弁１４８、暖房ポンプ１２６、ドレンポンプ９４、ポンプ１４４、ヒータ１０４、１０８、１１０、その他の機能部１８４等に対する制御出力が得られる。
【００３７】
リモコン装置１５６には例えば、マイクロコンピュータ等で構成された制御部１８６、キースイッチ等の操作部１８８、ＬＥＤ等の表示部１９０、音声発声やブザー等の報知部１９２が設けられている。制御部１５５、１８６の相互の通信等が可能であるとともに、操作部１８８から操作入力が加えられ、制御出力が表示部１９０、報知部１９２等に加えられ、表示部１９０には制御内容や警告が表示されるとともに、報知部１９２から警告等が発せられる。
【００３８】
次に、ドレンＤの第１の凍結予防動作について、図７を参照してを説明する。図７は、ドレンＤの排水処理方法又は排水処理プログラムの処理手順を示している。このドレン排水処理には故障検出処理が含まれている。
【００３９】
この給湯・暖房・追焚装置２は、通電中であれば、給湯動作や追焚動作等が停止中であっても、凍結予防動作が実行される。この凍結予防動作では、凍結予防作動点の検知処理が実行される（ステップＳ１）。凍結予防作動点の検知は、熱源機内のドレンＤの凍結を防止できる温度として、その凍結に至る温度より僅かに高い所定温度例えば、６℃に低下したか否かの処理である。０℃と同等の温度設定ではドレンＤの凍結が進行するので好ましくない。
【００４０】
凍結予防作動点の判定情報には例えば、温度センサ８８、９８、１４５の検出温度の何れか、又はドレン温度に関係する部位の温度として例えば、熱源機ユニット４内の検出温度（雰囲気温度）を用いてもよい。ここで、温度センサ８８は中和器９０の入側温度、温度センサ９８はドレンポンプ９４の出側温度、温度センサ１４５は追焚配管１１４からの浴槽水温度を検出している。また、温度センサ８８、９８、１４５及びその他の温度センサの全部又は２以上を用いる場合には、それらの何れかが所定温度を検出している場合、又は２以上の検出温度の平均値が所定温度となっている場合の何れを用いてもよい。
【００４１】
そして、凍結予防作動点の検知の結果、検出温度が凍結予防動作を開始する所定温度（例えば、６℃以下）の検知動作を開始し（ステップＳ１）、凍結予防作動点を検知していない場合には凍結予防動作の未実施を記憶し（ステップＳ２）、その動作を終了するが、凍結予防作動点を検知した場合には凍結予防動作済みか否かを判定する（ステップＳ３）。即ち、凍結予防フラッグがセットされているか否かを確認し、これによりドレンポンプ９４の無意味な駆動を防止する。凍結予防動作済みの場合には、ドレンタンク９４のドレンＤの水位が下限レベルＬ以上に上昇したか否かを判定し（ステップＳ４）、下限レベルＬ未満の場合には、この処理を終了するが、下限レベルＬ以上の場合には、ドレンポンプ９４を動作させ（ステップＳ５）、ドレンＤの排水を行う。
【００４２】
このドレンポンプ９４の駆動開始を契機にタイマー１８０により第１の排出時間Ｔ1 として例えば、１０分間を計測する（ステップＳ６）。この排出時間Ｔ1 は、ドレンポンプ９４の駆動によるドレンＤの排水により上限レベルＨから下限レベルＬに到達させるに必要な時間を設定する。この排出時間Ｔ1 が経過したか否かを判定するとともに（ステップＳ７）、排出時間Ｔ1 中、ドレンＤの水位が下限レベルＬ未満になったか否かを判定し（ステップＳ８）、排出時間Ｔ1 内にドレンタンク９２の水位が下限レベルＬ未満にならない場合には、異常発生としてアラーム処理を実行し（ステップＳ９）、このドレン排水処理を終了するとともに、表示部１９０に異常表示をし、報知部１９２に警告音を発生させ、異常を告知する。
【００４３】
排出時間Ｔ1 中に下限レベルＬ未満を検出した場合には、下限レベルＬ未満の検知を契機に、タイマー１８０で第２の排出時間Ｔ2 として例えば、３０秒を計測する（ステップＳ１０）。この排出時間Ｔ2 は、ドレンポンプ９４の駆動により、下限レベルＬからドレンＤのドレンタンク９２の排水完了及び、ドレン配管１１２の排水完了までの時間を設定する。この排出時間Ｔ2 が経過したか否かを判定し（ステップＳ１１）、排出時間Ｔ2 が経過した場合には、ドレンポンプ９４を停止させ（ステップＳ１２）、ドレンＤの排水を終了するとともに、凍結予防動作済みを記憶する（ステップＳ１３）。即ち、ドレンＤの排水が終了した旨を表す凍結予防フラッグをセットし、この処理を完了する。
【００４４】
このような排出処理により、ドレンＤは、ドレンタンク９２及びドレン回路８０のドレン配管１１２からドレンポンプ９４によりドレンパン８４に排水され、その凍結防止が図られる。ドレンパン８４のドレンＤは排出口８６から外部の排水設備に放流される。
【００４５】
また、アラーム処理（ステップＳ９）において、排出時間Ｔ1 の経過中に下限レベルＬが検出できない場合の異常原因としては、ドレン回路８０の凍結等による詰まり、ドレンポンプ９４の故障、水位センサ１０６の検出異常等がある。
【００４６】
次に、ドレンＤの第２の凍結予防動作について、図８を参照してを説明する。図８は、ドレンＤの排水処理方法又は排水処理プログラムの処理手順を示している。
【００４７】
この凍結予防動作では、ドレン回路８０の凍結を予防するために、ドレン回路８０に設けられたヒータ１０８、１１０を作動させ、ドレン回路８０を加熱する。この場合、ドレン回路８０に設置された温度センサ８８、９８、１４５等の何れか１つ又は２以上又は全部の検出温度を凍結予防開始情報及び凍結予防終了情報に用いる。
【００４８】
そこで、温度センサ８８、９８、１４５等の検出温度が凍結予防作動温度以下であるか否かが判定され（ステップＳ２１）、各温度センサ８８、９８、１４５を単独で使用しても、組み合わせて使用しても、全て使用してもよい。凍結予防作動温度は、例えば６℃に設定され、６℃以下の場合、凍結予防動作が必要となる。検出温度が凍結予防作動温度より高い場合、凍結予防動作は行われない。ステップＳ２１において、温度検出と同時に水位センサ１０６によりドレンタンク９２内のドレン水Ｄの水位検出を行い、検出水位が下限レベルＬ以上である場合にのみ、ドレンタンク９２内にドレン水Ｄが溜まっているとして、凍結予防動作を行う構成としてもよい。
【００４９】
検出温度が凍結予防作動温度以下である場合（水位検出が行われるならば、且つ検出水位が下限レベルＬ以上である場合）、ヒータ１０８、１１０を作動させ、ドレン回路８０の加熱を行う（ステップＳ２２）。
【００５０】
温度センサ８８、９８、１４５等の検出温度が凍結予防終了温度に到達したか否かが判定され（ステップＳ２３）、ここでは、凍結予防終了温度を例えば１０℃とし、検出温度が１０℃に到達した場合には、凍結予防動作を終了する。
【００５１】
この凍結予防動作では、所定温度以下のときにヒータ１０８、１１０を作動させるので、不要な加熱が行われない。また、ヒータ１０８、１１０を作動させる前にドレンタンク９２の水位検出を行えば、ドレンＤがない場合には、凍結予防動作は行われず、不要な加熱が行われない。さらに、万一、ドレン回路８０が凍結してしまった場合にも、ヒータ１０８、１１０の加熱により解凍することができる。この結果、ドレンＤの凍結予防とともに、ドレン排出が妨げられることがない。
【００５２】
次に、ドレンＤの第３の凍結予防動作について、図９を参照してを説明する。図９は、ドレンＤの排水処理方法又は排水処理プログラムの処理手順を示している。
【００５３】
この凍結予防動作では、ドレン回路８０の凍結を予防するために、ドレン回路８０に束ねられた追焚配管１１４、１１５の余熱を利用してドレン回路８０のドレン配管１１２及びドレンＤを加熱する。このような構成によれば、凍結予防動作を開始すべき温度を検出した場合には、追焚機能部１２の追焚配管１１４、１１５の凍結予防動作に連動させてドレン回路８０の凍結予防を行えば、効率的な凍結予防が実行される。
【００５４】
この場合、温度センサ１４５が凍結予防作動点である凍結予防開始温度を検知したか否かを判定し（ステップＳ３１）、凍結予防開始温度を検知していない場合には、斯かる処理を終了し、凍結予防開始温度を検知した場合には、凍結予防動作に入る前提処理として、ポンプ１４４を駆動して浴槽水ＢＷにより水流スイッチ１４３の検出出力から浴槽水ＢＷの有無を判定する（ステップＳ３２）。この結果、浴槽水ＢＷがない場合には、ヒータ１３９を作動させて追焚回路１１１を加熱するとともに、ヒータ１０８、１１０を作動させてドレン回路８０を加熱し（ステップＳ３３）、浴槽水ＢＷがある場合には、熱交換部１６のバーナ５２等を燃焼させて熱媒Ｍを熱交換器１８に循環させて浴槽水ＢＷの追焚きを行い（ステップＳ３４）、追焚回路１１１の凍結予防動作を実行するとともに、追焚配管１１４、１１５に循環する浴槽水ＢＷの熱によりドレン配管１１２が加熱され、ドレンＤの凍結が防止される。
【００５５】
次に、ドレンＤの第４の凍結予防動作について、図１０を参照してを説明する。図１０は、ドレンＤの排水処理方法又は排水処理プログラムの処理手順を示している。
【００５６】
この凍結予防処理は、ヒータ加熱及び追焚加熱処理（図９）と、ドレンＤの排水による凍結予防処理（図７）とを併用させたものである。
【００５７】
この凍結予防処理において、ステップＳ４１〜Ｓ４４は、既述したステップＳ３１〜Ｓ３４（図９）の処理手順と同様である。これらの処理については、説明が重複するので、その説明を省略するが、凍結予防作動点である凍結予防開始温度を検知していない場合には、凍結予防動作の未実施を記憶し（ステップＳ４５）、この処理が完了する。また、ステップＳ４３、Ｓ４４の処理終了後、加熱による凍結予防動作済みか否かを判定し（ステップＳ４６）、加熱による凍結予防動作が完了した場合に、ドレンタンク９２のドレンＤが下限レベルＬ以上か否かを判定し（ステップＳ４７）、下限レベルＬ以上である場合、凍結予防動作が完了していない場合には、ステップＳ４８以降の処理手順が実行される。ステップＳ４８〜Ｓ５６は、既述のステップＳ５〜Ｓ１３（図７）と同一の処理であり、説明が重複するので、その説明を省略する。
【００５８】
斯かる処理によれば、加熱処理によりドレンＤの凍結が防止され、凍結が回避されたドレンＤはステップＳ４７以降の処理によってドレンタンク９２から排出されるので、ドレンＤの凍結は確実に防止される。
【００５９】
次に、上記実施形態に関し、その特徴事項や変形例について以下に列挙する。
【００６０】
(1) 上記実施形態では、熱源機に発生するドレンＤを中和器９０にて中和後、ドレンタンク９２に溜め、ドレンポンプ９４により排水する装置であって、ドレンポンプ９４を駆動してもドレンタンク９２中のドレンＤの減少が見られない場合には異常とする。この場合、ドレンタンク９２に中和前のドレンＤを溜め、排出に際してドレンＤの中和処理をするようにしてもよい。
【００６１】
(2) 上記実施形態によれば、排水回路の凍結、ドレン回路の詰り、ポンプ動作不良、ドレンタンク内の水位センサの異常等を検知することができる。
【００６２】
(3) ドレンタンク９２及びドレン回路８０のドレンＤをドレンポンプ９４で排水することにより、凍結するドレンＤを皆無にするので、その凍結を確実に予防することができる。
【００６３】
(4) ドレン回路８０には加熱手段として、ドレンタンク９２、ドレンポンプ９４等に凍結予防のためのヒータ１０８、１１０等を具備し、凍結防止が図られている。
【００６４】
(5) ドレン回路８０に追焚回路１１１が並列され、追焚回路１１１の余熱を利用し、ドレンＤの凍結防止が図られている。
【００６５】
(6) ドレンＤの凍結予防のための温度検知について、上記実施形態では、温度センサ８８、９８、１４５等を用いたが、ドレン温度に関係する部位の温度を検出する温度検出手段を設置してもよく、例えば、外気温度をドレン凍結予防情報に用いてもよい。
【００６６】
(7) ドレンＤの中和について、中和剤１０２を用いることなく、浴槽水ＢＷ等の希釈水を用いて希釈させてもよい。
【００６７】
(8) 上記実施形態では、ドレンタンク９２のドレンＤの排出処理について、排出時間Ｔ1 をドレンポンプ９４の駆動による下限レベルＬに到達させる時間、排出時間Ｔ2 を下限レベルＬからドレンタンク９２を空にする時間とし、これら排出時間Ｔ1 、Ｔ2 を単一のタイマー１８０で計測し、排出時間Ｔ2 の計測開始を下限レベルＬへの到達を契機としているが、第１及び第２のタイマーを設け、第１のタイマーに排出時間Ｔ1 を設定し、第２のタイマーに排出時間Ｔ2 を設定することにより、時間経過を排出時間Ｔ1 、Ｔ2 からデクレメントする構成としてもよい。
【００６８】
(9) 上記実施形態では、ドレンＤの排水のためにドレンポンプ９４を駆動し、ドレンタンク９２内の水位変化に基づき異常の判定をしており、異常検出のための特別なセンサ等が不要である。
【００６９】
(10)各温度センサ８８、９８、１４５は例えば、サーミスタセンサを用いることができるが、温度検出には他の検出素子を用いてもよい。
【００７０】
(11)上記実施形態では、加熱配管部１１３に追焚配管１１４、１１５を設置したが、熱媒回路１２２を設置し、その熱媒回路１２２が持つ余熱を利用してドレン回路８０のドレン管路１１２及びドレンＤを加熱するようにしてもよい。
【００７１】
(12)上記実施形態では、ドレン回路８０の中和器９０にヒータ１０４を併設しているが、このヒータ１０４は温度センサ８８、９８の検出温度を制御情報に用いて動作させてもよいが、温度センサ８８、９８以外の温度検出手段により良好な中和動作を行えるように制御してもよい。
【００７２】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、給湯、暖房、浴槽水の追焚等に用いられる熱源機のドレン排出に関し、熱交換により生じたドレンの凍結のおそれがある温度低下を契機に、ドレン排出、ドレン回路等の加熱、その加熱手段としてヒータ加熱、暖房や浴槽水の追焚きによる余熱を利用した加熱等により、凍結を防止しており、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施形態に係る給湯・暖房・追焚装置を示す図である。
【図２】ドレンタンク及びドレンポンプ等の構成例を示す図である。
【図３】中和器、ドレンタンク、ドレンポンプ等の外観構成例を示す図である。
【図４】熱源機ユニットと浴槽との配管構造を示す図である。
【図５】加熱配管部の一例を示す斜視図である。
【図６】制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】第１の凍結予防動作を示すフローチャートである。
【図８】第２の凍結予防動作を示すフローチャートである。
【図９】第３の凍結予防動作を示すフローチャートである。
【図１０】第４の凍結予防動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
２ 給湯・暖房・追焚装置
４ 熱源機ユニット
４４、７４ 二次熱交換器
８０ ドレン回路
８８、９８ １４５ 温度センサ（温度検出手段）
９２ ドレンタンク
９４ ドレンポンプ
１０６ 水位センサ（水位検出手段）
１０８、１１０ ヒータ（加熱手段）
１５４ 制御装置（制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯、暖房、浴槽水の追焚等に用いられる熱源機のドレン排出に関し、熱交換により生じたドレンの凍結防止を図った熱源機のドレン排出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯、暖房、浴槽水の追焚等に用いられる熱源機には、熱変換効率を向上させたコンデンシングタイプの熱源機が実用化されている。この種の熱源機では、燃焼排気から主として顕熱を回収する一次熱交換器と、燃焼排気から主として潜熱を回収する二次熱交換器とが設置されており、二次熱交換器には多量のドレンが発生する。このドレンは、強酸性であるため、中和させた後、排出させている。このドレンは、ドレン回路を設けて機器外部に排出し、あるいはタンクに溜めた後、ポンプにより強制排出させる。
【０００３】
ドレン容器等に溜められたドレンは適時に排出されるが、ドレン回路やドレン容器内のドレンが凍結すると、ドレンの排出が滞り、熱源機の運転が妨げられるおそれがある。
【０００４】
そこで、このような熱源機に生じたドレンの凍結予防に関し、ドレンを溜めるドレン容器にヒータを備え、ドレン容器の温度が所定温度以下となったとき、ヒータを作動させて凍結防止を図るものがある（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平９−２６２９１号公報
【特許文献２】特開平９−２８７７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載されたドレンの凍結防止では、ドレン容器の底面部にヒータが設置されて貯留するドレンを加熱する構成であるが、ドレン容器からドレンの一定量をサイフォンにより排出させる構成であるため、サイフォンにより排出されない残留ドレンの凍結防止には、ヒータに絶えず給電しなければならない。また、特許文献２に記載されたドレンの凍結防止では、ドレンの貯留容器及び中和器に温水経路が巻き付けられてドレンを加熱しているが、貯留部と中和器とが別個に設置されて個別に温水経路を巻き付ける構成であるため、温水経路に螺旋部を形成させて流体抵抗を生じさせるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、給湯、暖房、浴槽水の追焚等に用いられる熱源機のドレン排出に関し、残留するドレンの凍結を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の熱源機のドレン排出装置は、熱交換によりドレンを生じる熱交換器を含む熱源機のドレン排出装置であって、前記熱交換器に前記熱交換で発生するドレンを溜めるドレンタンクと、このドレンタンクの水位を検出する水位検出手段と、前記ドレンタンクのドレンを外部に導くドレン回路と、このドレン回路に前記ドレンを強制的に導くポンプと、前記ドレンの温度を直接に検出し、又はドレン温度に関係する部位の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段が所定温度以下を検出し、前記水位検出手段が所定水位以上を検出している場合に、前記ポンプを駆動して前記ドレンタンクの前記ドレンを前記ドレン回路により強制排水させる制御手段とを備えた構成である。斯かる構成によれば、強制排水により、ドレンの凍結を防止することができる。
【０００８】
上記目的を達成するためには、前記制御手段が、前記ポンプを駆動しても前記水位検出手段の検出水位が低下しない場合に異常と判定し、その判定出力を発生する構成としてもよい。
【０００９】
上記目的を達成するためには、前記ドレンを中和する中和手段を備えた構成としてもよい。中和手段は、ドレンタンクの前段又は後段の何れに設置してもよい。ドレンタンクの前段に中和手段を設置すれば、中和されたドレンがドレンタンクに溜められる。また、ドレンタンクの後段に中和手段を設置すれば、ドレンタンクからドレン回路に排出されるドレンを中和することができる。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の熱源機のドレン排出装置は、熱交換によりドレンを生じる熱交換器を含む熱源機のドレン排出装置であって、前記熱交換器に前記熱交換で発生するドレンを溜めるドレンタンクと、このドレンタンクの水位を検出する水位検出手段と、前記ドレンタンクのドレンを外部に導くドレン回路と、前記ドレンの温度を直接に検出し、又はドレン温度に関係する部位の温度を検出する温度検出手段と、前記ドレン回路に併設されて前記ドレンを加熱する加熱手段と、前記温度検出手段が所定温度以下を検出した場合に、前記加熱手段を駆動して前記ドレン回路を加熱する制御手段とを備えた構成としてもよい。斯かる構成によれば、加熱によって残留ドレンの凍結が防止される。
【００１１】
上記目的を達成するためには、前記加熱手段が前記熱源機で加熱された湯を循環する循環路で構成され、前記制御手段が前記温度検出手段が所定温度以下を検出したとき、前記熱源機を動作させて前記循環路の放熱で前記ドレンを加熱させる構成としてもよい。
【００１２】
上記目的を達成するためには、前記ドレン回路にポンプを備え、前記制御手段は、前記温度検出手段が所定温度以下を検出し、前記水位検出手段が所定水位以上を検出している場合に、前記加熱手段を動作させて前記ドレン回路を加熱するとともに、前記ポンプを駆動して前記ドレンタンクの前記ドレンを前記ドレン回路により強制排水させる構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、次の効果が得られる。
【００１４】
(1) 温度低下を契機に凍結のおそれのある残留ドレンをドレンタンクやドレン回路に排出するので、ドレンの凍結を未然に防止できる。
【００１５】
(2) 残留ドレンを加熱するので、ドレンの排出が良好になり、凍結によってドレン排出が妨げられることがない。
【００１６】
(3) ドレンの加熱に浴槽水の追焚きに用いる追焚回路の余熱を利用すれば、ドレン回路やドレンを効率的に加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の熱源機のドレン排出装置の実施形態について、図１を参照して説明する。図１は、給湯・暖房・追焚装置の概要を示す図である。
【００１８】
この給湯・暖房・追焚装置２は、給湯、暖房、浴槽水の追焚等の各種機能を備える熱源機の一例であって、前記機能を実現するための熱源機ユニット４を備える。この熱源機ユニット４にはドレン排出部６、給湯機能部８、暖房機能部１０及び追焚機能部１２を備えており、給湯機能部８には水Ｗを加熱する第１の熱交換部１４、暖房機能部１０には熱媒Ｍを加熱する第２の熱交換部１６、追焚機能部１２には熱媒Ｍによって浴槽水ＢＷを加熱する第３の熱交換部として熱交換器１８が備えられている。
【００１９】
熱交換部１４の燃焼室２０には、バーナ２２、２４、２６及び給気ファン２７が設置され、バーナ２２、２４、２６には燃料ガスＧが燃料ガス供給管２８より供給され、この燃料ガス供給管２８には、元ガス電磁弁３０、ガス比例弁３２、ガス電磁弁３４、３６、３８が設置され、バーナ２２、２４、２６の選択的な燃焼により燃焼量が制御可能である。この燃焼によって発生した燃焼排気Ｅは、バーナ２２、２４、２６から排気口４０に向かって流れ、この燃焼排気Ｅから主として顕熱を回収する一次熱交換器４２、燃焼排気Ｅから主として潜熱を回収する二次熱交換器４４が設置されている。二次熱交換器４４の下側には、熱交換によって発生したドレンＤを回収するドレン受け４６が設置されている。
【００２０】
熱交換部１６の燃焼室５０には、バーナ５２、５４及び給気ファン５６が設置され、バーナ５２、５４には燃料ガスＧが燃料ガス供給管２８より供給され、この燃料ガス供給管２８には、元ガス電磁弁３０、ガス比例弁６２、ガス電磁弁６４、６６が設置され、バーナ５２、５４の選択的な燃焼により燃焼量が制御可能である。この燃焼によって発生した燃焼排気Ｆは、バーナ５２、５４から排気口７０に向かって流れ、この燃焼排気Ｆから主として顕熱を回収する一次熱交換器７２、燃焼排気Ｆから主として潜熱を回収する二次熱交換器７４が設置されている。二次熱交換器７４の下側には熱交換によって発生したドレンＤを回収するドレン受け７６が設置されている。
【００２１】
ドレン受け４６、７６に溜められたドレンＤは、共通のドレン回路８０を通して浴槽８２の設置面にあるドレンパン８４に導かれ、このドレンパン８４の排出口８６から外部に排出される。ドレン回路８０には、温度センサ８８、中和器９０、ドレンタンク９２、ドレンポンプ９４、逆止弁９６、温度センサ９８、ドレン排出口１００等が設置されている。温度センサ８８は、中和器９０に導かれるドレンＤの温度を検出する。中和器９０にはドレンＤの強酸性を緩和ないし中和するための炭酸カルシウム等の中和剤１０２が装填されている。ドレンＤの中和処理について、中和器９０における中和方法は前記方法に限ったものではなく、ドレンＤのｐＨを中性に近付けるものであれば他の方法でもかまわない。また、中和器９０の底面部にはドレンＤの凍結を防止するため、第１の加熱手段としてヒータ１０４が設置されている。ドレンタンク９２は中和後のドレンＤを貯留し、そのドレンＤの水位を検出する手段として水位センサ１０６、第２の加熱手段としてヒータ１０８が設置されている。ドレンポンプ９４は、ドレンタンク９２からドレン排出口１００側にドレンＤを強制的に排出させるために用いられ、第３の加熱手段としてヒータ１１０が設置されている。逆止弁９６は、ドレン排出口１００側からのドレンＤの逆流を防止し、温度センサ９８はドレン回路８０の下流側の温度を検出する。この実施形態では、ドレン回路８０の一部を構成するドレン管路１１２がドレン排出口１００に連結され、ドレンＤをドレンパン８４に導く構成である。このドレン管路１１２は、浴槽水ＢＷを追焚きにより加熱する循環路を構成する追焚回路１１１の追焚配管１１４、１１５に隣接して設置されており、追焚配管１１４、１１５を加熱手段とする加熱配管部１１３が構成されている。
【００２２】
そして、給湯機能部８には、給水口１１６に供給される水Ｗを二次熱交換器４４及び一次熱交換器４２を通して加熱して温水ＨＷにし、給湯口１１８から給湯させる給水回路１２０が形成されている。
【００２３】
また、暖房機能部１０には、例えば、温水ＨＷからなる熱媒Ｍを循環させる熱媒回路１２２が設けられ、この熱媒回路１２２には熱媒Ｍを溜める暖房タンク１２４、暖房ポンプ１２６、一次熱交換器７２及び二次熱交換器７４等が備えられ、熱媒往口１２８より送り出された熱媒Ｍは高温暖房装置１３０を経て熱媒戻口１３２から二次熱交換器７４を経て暖房タンク１２４に戻り、熱媒往口１３４から低温暖房装置１３６に循環する。また、熱媒Ｍは分岐路１３８から熱交換器１８に循環し、熱媒Ｍが持つ熱が浴槽水ＢＷの追焚きに用いられる。分岐路１３８には熱動弁１４０が設置されている。
【００２４】
この熱交換器１８と浴槽８２の循環部１４１との間には浴槽水ＢＷを循環させる既述の追焚配管１１４、１１５が接続されており、この追焚配管１１４、１１５には、切換弁１４２、水流スイッチ１４３、ポンプ１４４、温度センサ１４５等が設置されている。また、この追焚配管１１４と給水回路１２０との間には温水ＨＷを給水回路１２０から追焚配管１１４を通して浴槽８２に注湯するための注湯回路１４６が形成されており、この注湯回路１４６には、注湯量を制御する注湯電磁弁１４８、注湯量を測定するための注湯量センサ１５０、上水側と浴槽水ＢＷとを縁切りするための逆止弁１５２等が設置されている。ポンプ１４４には、追焚回路１１１の加熱手段としてヒータ１３９が設置されている。
【００２５】
また、熱源機ユニット４には、給湯、暖房、追焚又はドレン排出等の各種の制御を実行する制御装置１５４が設置され、この制御装置１５４は熱源機ユニット４に内蔵された制御部１５５とそのリモコン装置１５６によって構成されている。
【００２６】
次に、ドレンタンク９２、ドレンポンプ９４及び制御部１５５等について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、ドレンタンク９２、ドレンポンプ９４及び制御部１５５の具体的な構成例を示し、図３は、中和器９０、ドレンタンク９２、ドレンポンプ９４等の外観構成例を示す図である。
【００２７】
ドレンタンク９２には、中和器９０（図１）で中和されたドレンＤがドレン導入口１５７から導入される。ドレンタンク９２に溜められたドレンＤは水位センサ１０６により検出される。この水位センサ１０６は、ドレンＤの例えば、導電性を利用したレベルセンサであって、共通電極（ＣＯＭ）１５８、下限レベル電極（Ｌ）１６０、上限レベル電極（Ｈ）１６２を備え、共通電極１５８と下限レベル電極１６０とにドレンＤが接していればドレンＤは下限レベルＬにあることを表す検出出力が下限レベル電極１６０から出力され、また、共通電極１５８と上限レベル電極１６２とにドレンＤが接していればドレンＤが上限レベルＨにあることを表す検出出力が上限レベル電極１６２から出力される。これら検出出力は制御部１５５に加えられ、ドレンポンプ９４の制御やドレンＤの加熱制御等の制御情報として用いられる。ドレンタンク９２の底面部には、ドレンＤの凍結防止のためのヒータ１０８が設置されている。
【００２８】
ドレンタンク９２のドレンＤは、その底面側からドレン回路８０を構成する管路１６４を通してドレンポンプ９４に導かれ、ドレンポンプ９４を経て管路１６６からドレン排出口１００（図１）側に導かれる。ドレンポンプ９４には制御部１５５が接続されているとともに、残留するドレンＤを加熱して凍結を防止するためのヒータ１１０が設置されている。なお、管路１６８は、ドレンポンプ９４の空気抜き回路を構成するとともに、ドレンポンプ９４が自吸するときの気液分離回路を構成している。
【００２９】
そして、図３に示す外観構成例では、熱源機ユニット４のフレーム１６９に固定されて設置された中和器９０には、その上蓋部１７１に連結されたドレン回路８０のドレン配管１７３からドレンＤが供給される。ドレン配管１７３にはドレン配管１７５、１７７が分岐され、ドレン配管１７５には熱交換部１４からのドレンＤ、ドレン配管１７７には熱交換部１６からのドレンＤが供給される。ドレン配管１７３には、ドレンＤの温度を検出する温度センサ８８が設置されている。この構成例では、ドレンタンク９２の上部側にはドレンＤのオーバーフローを流出させるオーバーフローパイプ１７９が連結され、その他端はフレーム１６９に取り付けられたオーバーフロー排出口１８１に連結されている。その他、上記実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
次に、既述の加熱配管部１１３（図１）の一例について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、熱源機ユニットと浴槽との連結関係を示す図であり、図５は加熱配管部の構成例を示している。
【００３１】
図４に示すように、熱源機ユニット４から既述の加熱配管部１１３が引き出され、その端部には浴室１７０に設置された浴槽８２の循環部１４１が連結されている。加熱配管部１１３は、ドレン配管１１２及び追焚配管１１４、１１５を一括して保温被覆である被覆筒１７２で被覆したものである。
【００３２】
加熱配管部１１３には、図５に示すように、ドレン配管１１２及び追焚配管１１４、１１５が保持テープ１７４で一括保持され、その外面部に保温材料で形成された蛇腹状筒体からなる被覆筒１７２で被覆されている。
【００３３】
斯かる構成によれば、ドレン配管１１２が被覆筒１７２により外気と遮断されて保温されるとともに、追焚配管１１４、１１５に通流する温水である浴槽水ＢＷが持つ熱によって加熱されて保温されることになる。
【００３４】
次に、制御装置の構成例について、図６を参照して説明する。図６は、制御装置の構成例を示すブロック図である。
【００３５】
既述した通り、制御装置１５４は、制御部１５５及びリモコン装置１５６によって構成されている。制御部１５５は例えば、マイクロコンピュータ等で構成されており、ＲＯＭ（Read-Only Memory）１７６、ＲＡＭ（Random-Access Memory）１７８、タイマー１８０等が内蔵されている。ＲＯＭ１７６には、凍結予防動作プログラムや設定温度等の各種設定情報が格納されている。ＲＡＭ１７８は演算データ等の一時的記憶に用いられる。タイマー１８０は設定時間のクロックの計数等のタイマー機能を実行する。
【００３６】
制御部１５５には、制御情報として水位センサ１０６、水流スイッチ１４３、温度センサ８８、９８、１４５、その他のセンサ１８２等から検出出力が加えられ、これらの制御情報を用いて、注湯電磁弁１４８、暖房ポンプ１２６、ドレンポンプ９４、ポンプ１４４、ヒータ１０４、１０８、１１０、その他の機能部１８４等に対する制御出力が得られる。
【００３７】
リモコン装置１５６には例えば、マイクロコンピュータ等で構成された制御部１８６、キースイッチ等の操作部１８８、ＬＥＤ等の表示部１９０、音声発声やブザー等の報知部１９２が設けられている。制御部１５５、１８６の相互の通信等が可能であるとともに、操作部１８８から操作入力が加えられ、制御出力が表示部１９０、報知部１９２等に加えられ、表示部１９０には制御内容や警告が表示されるとともに、報知部１９２から警告等が発せられる。
【００３８】
次に、ドレンＤの第１の凍結予防動作について、図７を参照してを説明する。図７は、ドレンＤの排水処理方法又は排水処理プログラムの処理手順を示している。このドレン排水処理には故障検出処理が含まれている。
【００３９】
この給湯・暖房・追焚装置２は、通電中であれば、給湯動作や追焚動作等が停止中であっても、凍結予防動作が実行される。この凍結予防動作では、凍結予防作動点の検知処理が実行される（ステップＳ１）。凍結予防作動点の検知は、熱源機内のドレンＤの凍結を防止できる温度として、その凍結に至る温度より僅かに高い所定温度例えば、６℃に低下したか否かの処理である。０℃と同等の温度設定ではドレンＤの凍結が進行するので好ましくない。
【００４０】
凍結予防作動点の判定情報には例えば、温度センサ８８、９８、１４５の検出温度の何れか、又はドレン温度に関係する部位の温度として例えば、熱源機ユニット４内の検出温度（雰囲気温度）を用いてもよい。ここで、温度センサ８８は中和器９０の入側温度、温度センサ９８はドレンポンプ９４の出側温度、温度センサ１４５は追焚配管１１４からの浴槽水温度を検出している。また、温度センサ８８、９８、１４５及びその他の温度センサの全部又は２以上を用いる場合には、それらの何れかが所定温度を検出している場合、又は２以上の検出温度の平均値が所定温度となっている場合の何れを用いてもよい。
【００４１】
そして、凍結予防作動点の検知の結果、検出温度が凍結予防動作を開始する所定温度（例えば、６℃以下）の検知動作を開始し（ステップＳ１）、凍結予防作動点を検知していない場合には凍結予防動作の未実施を記憶し（ステップＳ２）、その動作を終了するが、凍結予防作動点を検知した場合には凍結予防動作済みか否かを判定する（ステップＳ３）。即ち、凍結予防フラッグがセットされているか否かを確認し、これによりドレンポンプ９４の無意味な駆動を防止する。凍結予防動作済みの場合には、ドレンタンク９４のドレンＤの水位が下限レベルＬ以上に上昇したか否かを判定し（ステップＳ４）、下限レベルＬ未満の場合には、この処理を終了するが、下限レベルＬ以上の場合には、ドレンポンプ９４を動作させ（ステップＳ５）、ドレンＤの排水を行う。
【００４２】
このドレンポンプ９４の駆動開始を契機にタイマー１８０により第１の排出時間Ｔ1 として例えば、１０分間を計測する（ステップＳ６）。この排出時間Ｔ1 は、ドレンポンプ９４の駆動によるドレンＤの排水により上限レベルＨから下限レベルＬに到達させるに必要な時間を設定する。この排出時間Ｔ1 が経過したか否かを判定するとともに（ステップＳ７）、排出時間Ｔ1 中、ドレンＤの水位が下限レベルＬ未満になったか否かを判定し（ステップＳ８）、排出時間Ｔ1 内にドレンタンク９２の水位が下限レベルＬ未満にならない場合には、異常発生としてアラーム処理を実行し（ステップＳ９）、このドレン排水処理を終了するとともに、表示部１９０に異常表示をし、報知部１９２に警告音を発生させ、異常を告知する。
【００４３】
排出時間Ｔ1 中に下限レベルＬ未満を検出した場合には、下限レベルＬ未満の検知を契機に、タイマー１８０で第２の排出時間Ｔ2 として例えば、３０秒を計測する（ステップＳ１０）。この排出時間Ｔ2 は、ドレンポンプ９４の駆動により、下限レベルＬからドレンＤのドレンタンク９２の排水完了及び、ドレン配管１１２の排水完了までの時間を設定する。この排出時間Ｔ2 が経過したか否かを判定し（ステップＳ１１）、排出時間Ｔ2 が経過した場合には、ドレンポンプ９４を停止させ（ステップＳ１２）、ドレンＤの排水を終了するとともに、凍結予防動作済みを記憶する（ステップＳ１３）。即ち、ドレンＤの排水が終了した旨を表す凍結予防フラッグをセットし、この処理を完了する。
【００４４】
このような排出処理により、ドレンＤは、ドレンタンク９２及びドレン回路８０のドレン配管１１２からドレンポンプ９４によりドレンパン８４に排水され、その凍結防止が図られる。ドレンパン８４のドレンＤは排出口８６から外部の排水設備に放流される。
【００４５】
また、アラーム処理（ステップＳ９）において、排出時間Ｔ1 の経過中に下限レベルＬが検出できない場合の異常原因としては、ドレン回路８０の凍結等による詰まり、ドレンポンプ９４の故障、水位センサ１０６の検出異常等がある。
【００４６】
次に、ドレンＤの第２の凍結予防動作について、図８を参照してを説明する。図８は、ドレンＤの排水処理方法又は排水処理プログラムの処理手順を示している。
【００４７】
この凍結予防動作では、ドレン回路８０の凍結を予防するために、ドレン回路８０に設けられたヒータ１０８、１１０を作動させ、ドレン回路８０を加熱する。この場合、ドレン回路８０に設置された温度センサ８８、９８、１４５等の何れか１つ又は２以上又は全部の検出温度を凍結予防開始情報及び凍結予防終了情報に用いる。
【００４８】
そこで、温度センサ８８、９８、１４５等の検出温度が凍結予防作動温度以下であるか否かが判定され（ステップＳ２１）、各温度センサ８８、９８、１４５を単独で使用しても、組み合わせて使用しても、全て使用してもよい。凍結予防作動温度は、例えば６℃に設定され、６℃以下の場合、凍結予防動作が必要となる。検出温度が凍結予防作動温度より高い場合、凍結予防動作は行われない。ステップＳ２１において、温度検出と同時に水位センサ１０６によりドレンタンク９２内のドレン水Ｄの水位検出を行い、検出水位が下限レベルＬ以上である場合にのみ、ドレンタンク９２内にドレン水Ｄが溜まっているとして、凍結予防動作を行う構成としてもよい。
【００４９】
検出温度が凍結予防作動温度以下である場合（水位検出が行われるならば、且つ検出水位が下限レベルＬ以上である場合）、ヒータ１０８、１１０を作動させ、ドレン回路８０の加熱を行う（ステップＳ２２）。
【００５０】
温度センサ８８、９８、１４５等の検出温度が凍結予防終了温度に到達したか否かが判定され（ステップＳ２３）、ここでは、凍結予防終了温度を例えば１０℃とし、検出温度が１０℃に到達した場合には、凍結予防動作を終了する。
【００５１】
この凍結予防動作では、所定温度以下のときにヒータ１０８、１１０を作動させるので、不要な加熱が行われない。また、ヒータ１０８、１１０を作動させる前にドレンタンク９２の水位検出を行えば、ドレンＤがない場合には、凍結予防動作は行われず、不要な加熱が行われない。さらに、万一、ドレン回路８０が凍結してしまった場合にも、ヒータ１０８、１１０の加熱により解凍することができる。この結果、ドレンＤの凍結予防とともに、ドレン排出が妨げられることがない。
【００５２】
次に、ドレンＤの第３の凍結予防動作について、図９を参照してを説明する。図９は、ドレンＤの排水処理方法又は排水処理プログラムの処理手順を示している。
【００５３】
この凍結予防動作では、ドレン回路８０の凍結を予防するために、ドレン回路８０に束ねられた追焚配管１１４、１１５の余熱を利用してドレン回路８０のドレン配管１１２及びドレンＤを加熱する。このような構成によれば、凍結予防動作を開始すべき温度を検出した場合には、追焚機能部１２の追焚配管１１４、１１５の凍結予防動作に連動させてドレン回路８０の凍結予防を行えば、効率的な凍結予防が実行される。
【００５４】
この場合、温度センサ１４５が凍結予防作動点である凍結予防開始温度を検知したか否かを判定し（ステップＳ３１）、凍結予防開始温度を検知していない場合には、斯かる処理を終了し、凍結予防開始温度を検知した場合には、凍結予防動作に入る前提処理として、ポンプ１４４を駆動して浴槽水ＢＷにより水流スイッチ１４３の検出出力から浴槽水ＢＷの有無を判定する（ステップＳ３２）。この結果、浴槽水ＢＷがない場合には、ヒータ１３９を作動させて追焚回路１１１を加熱するとともに、ヒータ１０８、１１０を作動させてドレン回路８０を加熱し（ステップＳ３３）、浴槽水ＢＷがある場合には、熱交換部１６のバーナ５２等を燃焼させて熱媒Ｍを熱交換器１８に循環させて浴槽水ＢＷの追焚きを行い（ステップＳ３４）、追焚回路１１１の凍結予防動作を実行するとともに、追焚配管１１４、１１５に循環する浴槽水ＢＷの熱によりドレン配管１１２が加熱され、ドレンＤの凍結が防止される。
【００５５】
次に、ドレンＤの第４の凍結予防動作について、図１０を参照してを説明する。図１０は、ドレンＤの排水処理方法又は排水処理プログラムの処理手順を示している。
【００５６】
この凍結予防処理は、ヒータ加熱及び追焚加熱処理（図９）と、ドレンＤの排水による凍結予防処理（図７）とを併用させたものである。
【００５７】
この凍結予防処理において、ステップＳ４１〜Ｓ４４は、既述したステップＳ３１〜Ｓ３４（図９）の処理手順と同様である。これらの処理については、説明が重複するので、その説明を省略するが、凍結予防作動点である凍結予防開始温度を検知していない場合には、凍結予防動作の未実施を記憶し（ステップＳ４５）、この処理が完了する。また、ステップＳ４３、Ｓ４４の処理終了後、加熱による凍結予防動作済みか否かを判定し（ステップＳ４６）、加熱による凍結予防動作が完了した場合に、ドレンタンク９２のドレンＤが下限レベルＬ以上か否かを判定し（ステップＳ４７）、下限レベルＬ以上である場合、凍結予防動作が完了していない場合には、ステップＳ４８以降の処理手順が実行される。ステップＳ４８〜Ｓ５６は、既述のステップＳ５〜Ｓ１３（図７）と同一の処理であり、説明が重複するので、その説明を省略する。
【００５８】
斯かる処理によれば、加熱処理によりドレンＤの凍結が防止され、凍結が回避されたドレンＤはステップＳ４７以降の処理によってドレンタンク９２から排出されるので、ドレンＤの凍結は確実に防止される。
【００５９】
次に、上記実施形態に関し、その特徴事項や変形例について以下に列挙する。
【００６０】
(1) 上記実施形態では、熱源機に発生するドレンＤを中和器９０にて中和後、ドレンタンク９２に溜め、ドレンポンプ９４により排水する装置であって、ドレンポンプ９４を駆動してもドレンタンク９２中のドレンＤの減少が見られない場合には異常とする。この場合、ドレンタンク９２に中和前のドレンＤを溜め、排出に際してドレンＤの中和処理をするようにしてもよい。
【００６１】
(2) 上記実施形態によれば、排水回路の凍結、ドレン回路の詰り、ポンプ動作不良、ドレンタンク内の水位センサの異常等を検知することができる。
【００６２】
(3) ドレンタンク９２及びドレン回路８０のドレンＤをドレンポンプ９４で排水することにより、凍結するドレンＤを皆無にするので、その凍結を確実に予防することができる。
【００６３】
(4) ドレン回路８０には加熱手段として、ドレンタンク９２、ドレンポンプ９４等に凍結予防のためのヒータ１０８、１１０等を具備し、凍結防止が図られている。
【００６４】
(5) ドレン回路８０に追焚回路１１１が並列され、追焚回路１１１の余熱を利用し、ドレンＤの凍結防止が図られている。
【００６５】
(6) ドレンＤの凍結予防のための温度検知について、上記実施形態では、温度センサ８８、９８、１４５等を用いたが、ドレン温度に関係する部位の温度を検出する温度検出手段を設置してもよく、例えば、外気温度をドレン凍結予防情報に用いてもよい。
【００６６】
(7) ドレンＤの中和について、中和剤１０２を用いることなく、浴槽水ＢＷ等の希釈水を用いて希釈させてもよい。
【００６７】
(8) 上記実施形態では、ドレンタンク９２のドレンＤの排出処理について、排出時間Ｔ1 をドレンポンプ９４の駆動による下限レベルＬに到達させる時間、排出時間Ｔ2 を下限レベルＬからドレンタンク９２を空にする時間とし、これら排出時間Ｔ1 、Ｔ2 を単一のタイマー１８０で計測し、排出時間Ｔ2 の計測開始を下限レベルＬへの到達を契機としているが、第１及び第２のタイマーを設け、第１のタイマーに排出時間Ｔ1 を設定し、第２のタイマーに排出時間Ｔ2 を設定することにより、時間経過を排出時間Ｔ1 、Ｔ2 からデクレメントする構成としてもよい。
【００６８】
(9) 上記実施形態では、ドレンＤの排水のためにドレンポンプ９４を駆動し、ドレンタンク９２内の水位変化に基づき異常の判定をしており、異常検出のための特別なセンサ等が不要である。
【００６９】
(10)各温度センサ８８、９８、１４５は例えば、サーミスタセンサを用いることができるが、温度検出には他の検出素子を用いてもよい。
【００７０】
(11)上記実施形態では、加熱配管部１１３に追焚配管１１４、１１５を設置したが、熱媒回路１２２を設置し、その熱媒回路１２２が持つ余熱を利用してドレン回路８０のドレン管路１１２及びドレンＤを加熱するようにしてもよい。
【００７１】
(12)上記実施形態では、ドレン回路８０の中和器９０にヒータ１０４を併設しているが、このヒータ１０４は温度センサ８８、９８の検出温度を制御情報に用いて動作させてもよいが、温度センサ８８、９８以外の温度検出手段により良好な中和動作を行えるように制御してもよい。
【００７２】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、給湯、暖房、浴槽水の追焚等に用いられる熱源機のドレン排出に関し、熱交換により生じたドレンの凍結のおそれがある温度低下を契機に、ドレン排出、ドレン回路等の加熱、その加熱手段としてヒータ加熱、暖房や浴槽水の追焚きによる余熱を利用した加熱等により、凍結を防止しており、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施形態に係る給湯・暖房・追焚装置を示す図である。
【図２】ドレンタンク及びドレンポンプ等の構成例を示す図である。
【図３】中和器、ドレンタンク、ドレンポンプ等の外観構成例を示す図である。
【図４】熱源機ユニットと浴槽との配管構造を示す図である。
【図５】加熱配管部の一例を示す斜視図である。
【図６】制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】第１の凍結予防動作を示すフローチャートである。
【図８】第２の凍結予防動作を示すフローチャートである。
【図９】第３の凍結予防動作を示すフローチャートである。
【図１０】第４の凍結予防動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
２ 給湯・暖房・追焚装置
４ 熱源機ユニット
４４、７４ 二次熱交換器
８０ ドレン回路
８８、９８ １４５ 温度センサ（温度検出手段）
９２ ドレンタンク
９４ ドレンポンプ
１０６ 水位センサ（水位検出手段）
１０８、１１０ ヒータ（加熱手段）
１５４ 制御装置（制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換によりドレンを生じる熱交換器を含む熱源機のドレン排出装置であって、
前記熱交換器に前記熱交換で発生するドレンを溜めるドレンタンクと、
このドレンタンクの水位を検出する水位検出手段と、
前記ドレンタンクのドレンを外部に導くドレン回路と、
このドレン回路に前記ドレンを強制的に導くポンプと、
前記ドレンの温度を直接に検出し、又はドレン温度に関係する部位の温度を検出する温度検出手段と、
この温度検出手段が所定温度以下を検出し、前記水位検出手段が所定水位以上を検出している場合に、前記ポンプを駆動して前記ドレンタンクの前記ドレンを前記ドレン回路により強制排水させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする熱源機のドレン排出装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ポンプを駆動しても前記水位検出手段の検出水位が低下しない場合に異常と判定し、その判定出力を発生することを特徴とする請求項１記載の熱源機のドレン排出装置。
【請求項３】
前記ドレンを中和する中和手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の熱源機のドレン排出装置。
【請求項４】
熱交換によりドレンを生じる熱交換器を含む熱源機のドレン排出装置であって、
前記熱交換器に前記熱交換で発生するドレンを溜めるドレンタンクと、
このドレンタンクの水位を検出する水位検出手段と、
前記ドレンタンクのドレンを外部に導くドレン回路と、
前記ドレンの温度を直接に検出し、又はドレン温度に関係する部位の温度を検出する温度検出手段と、
前記ドレン回路に併設されて前記ドレンを加熱する加熱手段と、
前記温度検出手段が所定温度以下を検出した場合に、前記加熱手段を駆動して前記ドレン回路を加熱する制御手段と、
を備えたことを特徴とする熱源機のドレン排出装置。
【請求項５】
前記加熱手段が前記熱源機で加熱された湯を循環する循環路で構成され、前記制御手段が前記温度検出手段が所定温度以下を検出したとき、前記熱源機を動作させて前記循環路の放熱で前記ドレンを加熱させる構成としたことを特徴とする請求項４記載の熱源機のドレン排出装置。
【請求項６】
前記ドレン回路にポンプを備え、前記制御手段は、前記温度検出手段が所定温度以下を検出し、前記水位検出手段が所定水位以上を検出している場合に、前記加熱手段を動作させて前記ドレン回路を加熱するとともに、前記ポンプを駆動して前記ドレンタンクの前記ドレンを前記ドレン回路により強制排水させる構成としたことを特徴とする請求項４記載の熱源機のドレン排出装置。
【請求項１】
熱交換によりドレンを生じる熱交換器を含む熱源機のドレン排出装置であって、
前記熱交換器に前記熱交換で発生するドレンを溜めるドレンタンクと、
このドレンタンクの水位を検出する水位検出手段と、
前記ドレンタンクのドレンを外部に導くドレン回路と、
このドレン回路に前記ドレンを強制的に導くポンプと、
前記ドレンの温度を直接に検出し、又はドレン温度に関係する部位の温度を検出する温度検出手段と、
この温度検出手段が所定温度以下を検出し、前記水位検出手段が所定水位以上を検出している場合に、前記ポンプを駆動して前記ドレンタンクの前記ドレンを前記ドレン回路により強制排水させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする熱源機のドレン排出装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ポンプを駆動しても前記水位検出手段の検出水位が低下しない場合に異常と判定し、その判定出力を発生することを特徴とする請求項１記載の熱源機のドレン排出装置。
【請求項３】
前記ドレンを中和する中和手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の熱源機のドレン排出装置。
【請求項４】
熱交換によりドレンを生じる熱交換器を含む熱源機のドレン排出装置であって、
前記熱交換器に前記熱交換で発生するドレンを溜めるドレンタンクと、
このドレンタンクの水位を検出する水位検出手段と、
前記ドレンタンクのドレンを外部に導くドレン回路と、
前記ドレンの温度を直接に検出し、又はドレン温度に関係する部位の温度を検出する温度検出手段と、
前記ドレン回路に併設されて前記ドレンを加熱する加熱手段と、
前記温度検出手段が所定温度以下を検出した場合に、前記加熱手段を駆動して前記ドレン回路を加熱する制御手段と、
を備えたことを特徴とする熱源機のドレン排出装置。
【請求項５】
前記加熱手段が前記熱源機で加熱された湯を循環する循環路で構成され、前記制御手段が前記温度検出手段が所定温度以下を検出したとき、前記熱源機を動作させて前記循環路の放熱で前記ドレンを加熱させる構成としたことを特徴とする請求項４記載の熱源機のドレン排出装置。
【請求項６】
前記ドレン回路にポンプを備え、前記制御手段は、前記温度検出手段が所定温度以下を検出し、前記水位検出手段が所定水位以上を検出している場合に、前記加熱手段を動作させて前記ドレン回路を加熱するとともに、前記ポンプを駆動して前記ドレンタンクの前記ドレンを前記ドレン回路により強制排水させる構成としたことを特徴とする請求項４記載の熱源機のドレン排出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−１１２７６３（Ｐ２００６−１１２７６３Ａ）
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０３４２４（Ｐ２００４−３０３４２４）
【出願日】平成１６年１０月１８日（２００４．１０．１８）
【出願人】（０００１７０１３０）高木産業株式会社 (87)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１８日（２００４．１０．１８）
【出願人】（０００１７０１３０）高木産業株式会社 (87)
【Ｆターム（参考）】
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