JP2010175185A - Latent heat recovery type water heating system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえばバーナを利用して発生させた燃焼ガスなどの熱回収対象ガスから潜熱を回収して温水を生成する給湯装置などの潜熱回収型温水装置、さらに詳しくは、潜熱回収に伴って発生するドレインに含まれる硝酸態窒素の濃度を低下させるように構成された潜熱回収型温水装置に関する。
なお、本発明でいう「硝酸態窒素」には、「亜硝酸態窒素」も含まれる。
The present invention relates to a latent heat recovery type hot water apparatus such as a hot water supply apparatus that recovers latent heat from a heat recovery target gas such as a combustion gas generated by using a burner, and more specifically, with latent heat recovery. The present invention relates to a latent heat recovery type hot water apparatus configured to reduce the concentration of nitrate nitrogen contained in a generated drain.
In the present invention, “nitrate nitrogen” includes “nitrite nitrogen”.
本出願人は、潜熱回収型温水装置の一例として、特許文献1に記載されたものを先に提案している。同文献に記載された潜熱回収型温水装置は、バーナにより発生された燃焼ガスから熱交換器を利用して顕熱および潜熱を回収することにより湯水加熱が可能とされており、潜熱回収に伴って発生するドレインの排水経路には、ドレインに含まれているホルムアルデヒドを除去するための改質処理槽が設けられている。燃焼ガスから潜熱回収を行なった際には、燃焼ガス中の水蒸気が凝縮してドレインが発生するが、このドレインは、ホルムアルデヒド(CH2O)を含んでいる場合が多い。前記改質処理槽としては、ホルムアルデヒドをたとえば電気分解するものが用いられており、この改質処理槽を利用することによりドレインのホルムアルデヒド濃度が低下する。このようにドレインのホルムアルデヒド濃度を低下させれば、ドレインの無害化を促進し、このドレインをたとえば浴槽に流れ込ませて廃棄するといったことが可能となる。 The present applicant has previously proposed the one described in Patent Document 1 as an example of a latent heat recovery type hot water apparatus. The latent heat recovery type hot water device described in this document is capable of hot water heating by recovering sensible heat and latent heat from the combustion gas generated by the burner using a heat exchanger. The drainage path of the drain generated in this way is provided with a reforming tank for removing formaldehyde contained in the drain. When latent heat is recovered from the combustion gas, water vapor in the combustion gas is condensed to generate a drain, which often contains formaldehyde (CH 2 O). As the reforming treatment tank, for example, one that electrolyzes formaldehyde is used. By using this reforming treatment tank, the formaldehyde concentration in the drain is lowered. If the formaldehyde concentration in the drain is lowered in this way, it becomes possible to promote the detoxification of the drain, and for example to flow into the bathtub and discard it.
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき点があった。 However, the prior art has still to be improved as described below.
すなわち、バーナを燃焼駆動させた際にNOxやHCが発生すると、これらの成分がドレインに接触することにより、ドレイン中には前記したホルムアルデヒドに加えて、硝酸態窒素が含まれてしまう場合がある。したがって、ドレインの無害化をさらに促進し、ドレインをたとえば浴槽に流れ込ませて廃棄するような場合において、ユーザに安心感を与える観点からすると、ドレインの硝酸態窒素の濃度もできる限り低くすることが望まれる。これに対し、前記従来技術においては、そのようなことに対処するための手段は講じられておらず、この点において改善すべき余地があった。 That is, when NOx and HC are generated when the burner is driven to burn, these components may come into contact with the drain, so that the drain may contain nitrate nitrogen in addition to the above-mentioned formaldehyde. . Therefore, in the case of further promoting the detoxification of the drain and discarding the drain by flowing into the bathtub, for example, from the viewpoint of giving the user a sense of security, the concentration of nitrate nitrogen in the drain should be as low as possible. desired. On the other hand, in the prior art, no means for dealing with such a problem is taken, and there is room for improvement in this respect.
なお、従来においては、特許文献2,3に示すように、酸性のドレインを水道水を用いて希釈することにより、ドレインの中和処理を図る手段がある。このようにドレインを希釈すれば、ドレインの硝酸態窒素濃度をある程度低下させることは可能である。ところが、前記特許文献2,3に記載された手段では、ドレインの中和処理を目的としてドレインを希釈するに過ぎないために、少ない水道水量でドレインの硝酸態窒素濃度を所望の目標濃度まで合理的に低下させることは困難である。
Conventionally, as shown in
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、希釈用水の使用量をできる限り抑制しつつ、ドレインの硝酸態窒素濃度を所望の濃度まで合理的に低下させることが可能な潜熱回収型温水装置を提供することを、その課題としている。 The present invention has been conceived under the circumstances as described above, and rationally reduces the nitrate nitrogen concentration of the drain to a desired concentration while suppressing the amount of dilution water used as much as possible. It is an object of the present invention to provide a latent heat recovery type hot water apparatus that can be used.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本発明により提供される潜熱回収型温水装置は、熱回収対象ガスから潜熱回収が可能な熱交換器と、前記潜熱回収に伴って発生するドレインの硝酸態窒素濃度が低下するように前記ドレインに希釈用水を加える処理が可能なドレイン希釈部と、このドレイン希釈部において希釈対象とされるドレインの量に関するデータ、および前記希釈対象とされるドレインの硝酸態窒素濃度もしくはこれに対応するデータを求め、かつこれらのデータに基づいて、前記ドレインに加えられる希釈用水の量を制御する制御手段と、を備えていることを特徴としている。 A latent heat recovery type hot water apparatus provided by the present invention includes a heat exchanger capable of recovering latent heat from a heat recovery target gas, and a drain-to-drain nitrate nitrogen concentration generated by the latent heat recovery. Obtain a drain dilution section capable of adding dilution water, data on the amount of drain to be diluted in the drain dilution section, and nitrate nitrogen concentration of the drain to be diluted or data corresponding thereto. And control means for controlling the amount of dilution water added to the drain on the basis of these data.
このような構成によれば、ドレインの量および硝酸態窒素濃度に見合った最小限または最小限に近い量の希釈用水を利用して、ドレインを適切に希釈することが可能となり、希釈用水の使用量を少なくしつつ、ドレインの硝酸態窒素濃度を所望の目標濃度まで低下させてドレインの無害化を促進することが容易かつ確実化される。 According to such a configuration, it becomes possible to appropriately dilute the drain by using a minimum or a minimum amount of dilution water corresponding to the amount of drain and the concentration of nitrate nitrogen. While reducing the amount, it is easy and reliable to reduce the nitrate nitrogen concentration of the drain to a desired target concentration to promote the detoxification of the drain.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記熱回収対象ガスとしての燃焼ガスを発生させるバーナを備えており、前記制御手段は、前記バーナの燃料燃焼量に関する第1のデータ、前記バーナの燃焼駆動のオン・オフ切り替え頻度に関する第2のデータ、および前記熱交換器の入水口から出湯口に至るまでのいずれかの部分における湯水温度に関する第3のデータに基づいて前記ドレインの硝酸態窒素濃度を求め、または前記第1ないし第3のデータを前記ドレインの硝酸態窒素濃度に対応するデータとして用いるように構成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, a burner that generates combustion gas as the heat recovery target gas is provided, and the control means includes first data relating to a fuel combustion amount of the burner, combustion drive of the burner. The nitrate nitrogen concentration of the drain is determined based on the second data relating to the on / off switching frequency of the heat exchanger and the third data relating to the hot water temperature in any part from the inlet to the outlet of the heat exchanger. The first or third data is obtained or used as data corresponding to the nitrate nitrogen concentration of the drain.
前記第1ないし第3のデータは、いずれもドレインの硝酸態窒素濃度と密接に関連するデータであるために、これら第1ないし第3のデータを用いることによってドレインの硝酸態窒素濃度を正確に求め、またはそれらのデータをドレインの硝酸態窒素濃度に正確に対応するデータとして有効に利用することができる。 Since each of the first to third data is closely related to the nitrate nitrogen concentration of the drain, it is possible to accurately determine the nitrate nitrogen concentration of the drain by using the first to third data. The data obtained or obtained can be effectively used as data accurately corresponding to the nitrate nitrogen concentration in the drain.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ドレイン希釈部は、前記ドレインを一時的に貯留するためのバッファタンクを備え、かつこのバッファタンク内またはこのバッファタンクよりも下流のドレイン排出経路において前記ドレインに希釈用水を加えることが可能であり、前記制御手段は、前記バッファタンクに貯留されたドレインの硝酸態窒素平均濃度またはこれに対応するデータを求め、かつこのデータと前記バッファタンクに貯留されたドレインの量に関するデータとに基づいて、前記ドレインに加えられる希釈用水の量を求めるように構成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the drain dilution unit includes a buffer tank for temporarily storing the drain, and the drain in the drain discharge path in the buffer tank or downstream from the buffer tank. The control means obtains the average nitrate nitrogen concentration of the drain stored in the buffer tank or data corresponding thereto, and stores this data and the buffer tank. Based on the data regarding the amount of drain, it is comprised so that the quantity of the water for dilution added to the said drain may be calculated | required.
このような構成によれば、ドレインの希釈処理の容易化および正確化が図られる。すなわち、熱交換器においてドレインが発生する場合、このドレインの硝酸態窒素濃度は常に一定ではなく、この濃度は、熱交換条件や熱回収対象ガスの量や温度などに対応して変化する。このように硝酸態窒素濃度が変化しながら発生するドレインを一定の流路に沿って流れさせるだけでは、この流路中の各部に存在するドレインの硝酸態窒素濃度を正確に把握することは難しい。これに対し、前記構成によれば、バッファタンク内にドレインを貯留させた際にこのドレインの硝酸態窒素濃度が平均化されることとなり、その平均化された硝酸態窒素濃度を求めるようにしているために、その値を正確に求める処理が容易化する。また、希釈対象となるドレインの量を正確に把握することも容易化する。 According to such a configuration, it is possible to facilitate and correct the drain dilution process. That is, when a drain is generated in a heat exchanger, the concentration of nitrate nitrogen in the drain is not always constant, and this concentration changes according to the heat exchange conditions, the amount of heat recovery target gas, the temperature, and the like. As described above, it is difficult to accurately grasp the nitrate nitrogen concentration of the drain existing in each part of the flow channel only by causing the drain generated while the nitrate nitrogen concentration is changed to flow along the fixed flow channel. . On the other hand, according to the configuration, when the drain is stored in the buffer tank, the nitrate nitrogen concentration of the drain is averaged, and the average nitrate nitrogen concentration is obtained. Therefore, processing for accurately obtaining the value is facilitated. In addition, it becomes easy to accurately grasp the amount of drain to be diluted.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ドレインに含まれているホルムアルデヒドの除去処理を行なって前記ドレインのホルムアルデヒド濃度を低下させるための改質処理槽をさらに備えており、前記改質処理槽を通過したドレインは、前記ドレイン希釈部に導かれて前記希釈用水によって希釈されることにより、前記ドレインのホルムアルデヒド濃度がさらに低下するように構成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the method further comprises a reforming tank for removing formaldehyde contained in the drain to reduce the formaldehyde concentration in the drain, and the reforming tank The drain that has passed is guided to the drain dilution section and diluted with the dilution water, so that the formaldehyde concentration of the drain is further reduced.
このような構成によれば、改質処理槽を利用してドレインのホルムアルデヒド濃度を低下させることができるために、ドレインの無害化を促進するのにより好ましいものとなることは勿論のこと、ドレインの硝酸態窒素濃度を低下させるための希釈処理を利用して、ドレインのホルムアルデヒド濃度をさらに低下させることができる。したがって、改質処理槽の処理能力については、ドレインの希釈によってホルムアルデヒド濃度が低下する分だけ低いものとすることが可能となり、改質処理槽の小型化などを図るのにも好適となる。 According to such a configuration, since the formaldehyde concentration of the drain can be reduced using the reforming treatment tank, it is more preferable to promote the detoxification of the drain. The formaldehyde concentration in the drain can be further reduced by utilizing a dilution process for reducing the nitrate nitrogen concentration. Therefore, the treatment capacity of the reforming treatment tank can be lowered by the amount of decrease in formaldehyde concentration due to dilution of the drain, which is suitable for downsizing the reforming treatment tank.
本発明の好ましい実施の形態において、前記制御手段は、前記ドレイン希釈部において前記ドレインの硝酸態窒素濃度を所定の目標濃度以下にするのに必要な希釈倍率またはこれに対応するデータを求めるとともに、前記ドレインのホルムアルデヒド濃度を所定の目標濃度以下にするのに必要な希釈倍率またはこれに対応するデータを求め、かつこれら2つのデータのうち、希釈倍率が高い方のデータを採用してドレインを希釈させるように構成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the control means obtains a dilution factor or data corresponding to the concentration required to make the nitrate nitrogen concentration of the drain below a predetermined target concentration in the drain dilution section, Obtain the dilution ratio or data corresponding to the formaldehyde concentration of the drain below the predetermined target concentration, and dilute the drain using the higher of the two data. It is configured to let you.
このような構成によれば、ドレインの硝酸態窒素濃度とホルムアルデヒド濃度とのいずれについても、所望の目標濃度以下に低下させることができる。 According to such a configuration, both the nitrate nitrogen concentration and the formaldehyde concentration in the drain can be reduced below a desired target concentration.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御手段は、前記希釈用水の硝酸態窒素濃度またはこれに対応するデータを設定可能であり、かつこの設定されたデータに基づいて、前記ドレインの硝酸態窒素濃度を所定の目標濃度以下にするのに必要な希釈倍率またはこれに対応するデータの値を補正するように構成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the control means can set the nitrate nitrogen concentration of the dilution water or data corresponding thereto, and based on the set data, the nitrate state of the drain is set. It is configured to correct the dilution ratio or the data value corresponding to the dilution ratio required to make the nitrogen concentration equal to or lower than the predetermined target concentration.
このような構成によれば、次のような効果が得られる。すなわち、希釈用水として、たとえば水道水を用いる場合、この水道水自体に硝酸態窒素が元々含まれている場合がある。また、水道水の硝酸態窒素濃度は、地域によって相違する。前記構成によれば、そのような事情に好適に対処し、硝酸態窒素を含む希釈用水を利用してドレインを希釈する場合、および硝酸態窒素を含まない希釈用水を利用してドレインを希釈する場合などのいずれにも好適に対処することができ、希釈用水の使用量を抑制しつつ、ドレインの硝酸態窒素濃度を所定の目標濃度以下に正確にすることが可能となる。 According to such a configuration, the following effects can be obtained. That is, for example, when tap water is used as the dilution water, nitrate water may be originally contained in the tap water itself. In addition, the nitrate nitrogen concentration of tap water varies from region to region. According to the above-mentioned configuration, it is preferable to cope with such a situation, and when the drain is diluted using dilution water containing nitrate nitrogen, and the drain is diluted using dilution water not containing nitrate nitrogen. In any case, it is possible to appropriately cope with the case, and it is possible to make the nitrate nitrogen concentration of the drain accurate to a predetermined target concentration or less while suppressing the amount of diluting water used.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1は、本発明が適用された潜熱回収型温水装置の一実施形態を示している。本実施形態の潜熱回収型温水装置WHは、温水装置本体部1、制御部2、改質処理槽3、中和処理槽4、バッファタンク50を具備して構成されたドレイン希釈部5、および外装ケース9を備えている。
FIG. 1 shows an embodiment of a latent heat recovery type hot water apparatus to which the present invention is applied. The latent heat recovery type hot water apparatus WH of this embodiment includes a hot water apparatus main body 1, a
温水装置本体部1は、上部に排気口10aを有する缶体10内に設けられたバーナ11、このバーナ11に向けて燃焼用空気を送り込むファン12、1次熱交換器13A、および2次熱交換器13Bを有している。バーナ11としては、たとえば天然ガスなどの燃料ガスを燃焼させるガスバーナが用いられている。ただし、灯油などの燃料オイルを燃焼させるオイルバーナを用いることも可能であり、ガスバーナおよびオイルバーナのいずれを用いる場合にも2次熱交換器13Bにおいて発生するドレインには、ホルムアルデヒドや硝酸態窒素が溶け込む現象を生じ得る。1次熱交換器13Aは、バーナ11により発生された燃焼ガスから顕熱を回収し、2次熱交換器13Bは、前記燃焼ガスから潜熱を回収する。この潜熱回収に伴って発生したドレインは、部材14により受けられて改質処理槽3に供給される。温水装置本体部1では、入水口90にたとえば水道水が供給されるように構成されて、この入水口90に供給された水道水は、内部入水路70を経て2次熱交換器13Bおよび1次熱交換器13Aを順次通過して加熱される。この加熱により生成された温水は、内部出湯路71を経て出湯口91に送られ、この出湯口91から所定の一般給湯先に向けて出湯可能である。内部出湯路71には、浴室に設置された浴槽8に湯張りを行なうための風呂用配管部75も接続されており、この風呂用配管部75を介して浴槽8への湯水供給が可能となっている。風呂用配管部75は、浴槽8に接続された他の風呂用配管部76とともに、風呂追い焚き用の循環路を構成するものである。
The hot water apparatus main body 1 includes a
改質処理槽3は、ドレインに含まれているホルムアルデヒドの分解処理を行なうためのものであり、2次熱交換器13Bから流れ落ちて部材14によって受けられたドレインは、配管部15を介して改質処理槽3内に導かれるようになっている。改質処理槽3は、二酸化マンガンを主成分とする改質材30を収容している。改質材30としては、粉末状、ペレット状、あるいはハニカム構造状のものなど種々のものを用いることができる。改質処理槽3においては、流入口31から改質処理槽3内に流入したドレインが流出口32に向けて流れていく過程において改質材30と接触することによりホルムアルデヒドに酸化分解反応(CH2O+O2→H2O+CO2)が生じ、ドレインのホルムアルデヒド濃度が低下する。好ましくは、改質処理槽3内は、ドレインを上下に蛇行させることによってその流路長を長くする構造となっている。この改質処理槽3では、その内部にドレインが満杯状態に存在する定常状態において、流入口31にドレインが流入すると、流出口32からはホルムアルデヒドの分解除去処理が行なわれたドレインがドレイン流入量と同等量だけ流出する。
The reforming
改質処理槽3には、好ましくは電熱式のヒータHが設けられており、改質処理槽3内に流入したドレインを加熱可能である。改質材30によるホルムアルデヒドの分解処理能力は、ドレインが高温であるほど高くなる。このため、たとえば改質処理槽3内のドレイン温度が所定温度以下に低下した場合、改質処理槽3内に流入するドレインのホルムアルデヒド濃度が所定値以上に高い場合、あるいは改質処理槽3内に流入するドレイン量が所定値以上に多い場合などには、ヒータHを利用して改質処理槽3内が加熱される。このことにより、改質処理槽3からはホルムアルデヒド濃度が所定濃度以下とされたドレインを排出させることが可能となる。なお、改質処理槽3としては、改質材30を利用したものに限らず、たとえば特許文献1に記載されているような電気分解方式のものなど、他の方式のものを用いることもできる。
The reforming
中和処理槽4は、内部に炭酸カルシウムを主成分とする中和材40が充填された構成であり、改質処理槽3を通過したドレインがこの中和処理槽4内に流入口41から供給される。ドレインは、燃焼ガス中の窒素酸化物や硫黄酸化物を含む強酸性となるが、この中和処理槽4内に流入して中和材40と接触することにより中和され、流出口42から排出される。中和処理槽4は、内部にドレインが満杯状態に存在する定常状態において流入口41にドレインが流入すると、流出口42からは中和されたドレインがドレイン流入量と同等量だけ流出する構成であり、改質処理槽3と同様である。好ましくは、この中和処理槽4は、殺菌処理機能をも兼備した構成とされている。殺菌処理機能は、たとえば中和処理槽4内の一部に殺菌材(たとえば、錠剤状の銀など)を収容するといった手段を用いることにより得ることができる。
The neutralization treatment tank 4 has a configuration in which a neutralizing
バッファタンク50は、中和処理槽4を通過したドレインを流入口51aから内部に流入させて一時的に貯留させておくためのものであるが、本実施形態では、このバッファタンク50は、次に述べるように、ドレイン希釈部5を構成している。すなわち、バッファタンク50の他の流入口51bには、内部入水路70を流れる水道水を配管部55を介して給水可能とされており、この給水によってバッファタンク50内のドレインを希釈することが可能である。この希釈に用いられる水道水は、本発明でいう希釈用水の一例であり、前記の希釈によりドレインの硝酸態窒素濃度を低下させることができる。配管部55には、開閉弁V1および流量センサ56が設けられており、配管部55からバッファタンク50内には、所望のタイミングで所望量の水道水を流入させ得るようになっている。
The
バッファタンク50の流出口52は、配管部57を介して風呂用配管部75の三方弁V2に接続されており、この三方弁V2を切り替え制御することにより、バッファタンク50に貯留されたドレインを風呂用配管部75に流し込んで浴槽8に流入させることが可能となっている。このような構成によれば、風呂用配管部75を有効に利用してドレインを廃棄処理することが可能となり、ドレインを廃棄処理するための専用の配管を外装ケース9の外部に別途施工する必要が無くなる。また、三方弁V2を切り替えて浴槽8にドレインを流入させる時期も、適宜な時期とすることができる。
The
制御部2は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されており、潜熱回収型温水装置WHの各部の動作制御に加え、各種のデータ処理を実行する。制御部2は、ドレインの硝酸態窒素濃度を所定の目標濃度まで低下させるための処理も実行するが、その詳細については後述する。
The
次に、前記した潜熱回収型温水装置WHの作用について、図2のフローチャートに示す制御部2の動作手順の一例と併せて説明する。
Next, the operation of the above-described latent heat recovery hot water apparatus WH will be described together with an example of the operation procedure of the
まず、制御部2は、2次熱交換器13Bにおけるドレイン発生量および発生したドレインの硝酸態窒素濃度を演算により求める(S1)。この処理においては、たとえば硝酸態窒素濃度30ppmのドレインが0.5L発生し、その後に硝酸態窒素濃度10ppmのドレインが0.5L発生したといったデータが求められる。2次熱交換器13Bに通水がなされて、バーナ11が燃焼駆動を開始すると、2次熱交換器13Bにおけるドレインの発生量は、バーナ11の燃料燃焼量、2次熱交換器13Bへの入水温度、その出湯温度、ファン12による給気の温度、排気口10aからの排気温度、バーナ11の着火回数など、バーナ11の燃焼駆動条件や、2次熱交換器13Bにおける熱交換条件の変化に対応して変化する。制御部2は、そのような条件に関する所定の項目のデータの経時的変化に基づき、ドレイン発生量を演算する。図面には示されていないが、潜熱回収型温水装置WHには、前記したデータを取得するための各種のセンサ類が具備されており、このセンサ類から制御部2に所定の信号が入力されるように構成されている。
First, the
ドレインの硝酸態窒素濃度も、バーナ11の燃焼駆動条件や2次熱交換器13Bにおける熱交換条件の変化に対応して変化する。したがって、制御部2による硝酸態窒素濃度の演算は、ドレイン発生量を求める場合と同様に、バーナ11の燃焼駆動条件や2次熱交換器13Bにおける熱交換条件に関する所定の項目のデータの経時的な変化に基づいて行なわれる。
The concentration of nitrate nitrogen in the drain also changes in accordance with changes in the combustion drive conditions of the
ただし、硝酸態窒素濃度に大きな影響を与える項目としては、たとえば熱交換器13Bへの入水温度、バーナ11の燃焼駆動のオン・オフの頻度、および燃料燃焼量が挙げられる。2次熱交換器13Bへの入水温度については、この温度が高くなるほど、ドレイン発生量は少なくなるものの、少量のドレインに多くの燃焼ガスが接触することとなるために、硝酸態窒素濃度は高くなる。バーナ11の燃焼駆動のオン・オフの頻度については、この頻度が高いほど、HCやNOxが多く発生し易くなり、硝酸態窒素濃度は高くなる。燃料燃焼量については、バーナ11の特性に大きく依存し、やはりこれらの項目の値の変化に伴って硝酸態窒素濃度は変化し易い。したがって、硝酸態窒素濃度の演算は、2次熱交換器13Bへの入水温度、もしくはこれに対応するデータとして2次熱交換器13Bの入水口から出湯口に至るまでのいずれかの部分における湯水温度に関するデータ、バーナ11の燃焼駆動のオン・オフの頻度に関するデータ、および燃料燃焼量に関するデータに基づいて行なうことが好ましい。また、硝酸態窒素濃度の算出をより正確に行なわせるための手法として、たとえば潜熱回収型温水装置WHと同型またはこれと類似する型の潜熱回収型温水装置を種々の条件下で運転する試験を予め行なうことにより、その際に発生したドレインの硝酸態窒素濃度を実測してデータを収集して、このデータを潜熱回収型温水装置WHの制御部2に記憶させておき、この記憶されたデータを、硝酸態窒素濃度を演算する際の参照データとして利用する手法を用いることができる。
However, items that greatly affect the nitrate nitrogen concentration include, for example, the temperature of water entering the
制御部2は、前記したドレイン発生量およびその硝酸態窒素濃度に加えて、ドレインのホルムアルデヒド濃度を求める演算も実行する(S2)。ホルムアルデヒド濃度は、硝酸態窒素濃度を求める際に用いられるデータと同様なデータに基づいて求めることが可能であり、その詳細は省略する。
In addition to the amount of generated drain and its nitrate nitrogen concentration, the
次いで、制御部2は、バッファタンク50にドレインが所定量(たとえば、1L)貯留されると、その時点でこのドレインの硝酸態窒素平均濃度D1を演算により求め、また希釈倍率M1をも求める(S3:YES,S4,S5)。制御部2は、ステップS1で求めた硝酸態窒素濃度を有するドレインの流れを把握する処理を実行しており、硝酸態窒素平均濃度D1については、前記したステップS1で求めたデータに基づいて計算することが可能である。すなわち、バッファタンク50に貯留されたドレインの内訳が、たとえば硝酸態窒素濃度30ppmのドレインが0.5L、硝酸態窒素濃度10ppmのドレインが0.5LであるとステップS1で判断されたものである場合、これらのドレインの硝酸態窒素の平均濃度D1は、20ppmとして求められる。バッファタンク50内のドレイン貯留量についても、ドレイン発生量に基づいて演算により求めることが可能であるが、これに代えて、図1の仮想線に示すように、バッファタンク50に液量センサSaを設けておき、これを利用してドレイン貯留量を検出させてもかまわない。希釈倍率M1は、前記した硝酸態窒素平均濃度D1と、予め制御部2に設定されている目標濃度との値から求められる。たとえば、平均濃度D1が20ppmであって、前記目標濃度が10ppm以下である場合には、希釈倍率M1は、2倍である。
Next, when a predetermined amount (for example, 1 L) of drain is stored in the
制御部2は、バッファタンク50に貯留されたドレインのホルムアルデヒド平均濃度D2を演算により求め、希釈倍率M2も求める(S6,S7)。ホルムアルデヒド平均濃度D2の演算は、前記したステップS2で求めたデータと、改質処理槽3によるホルムアルデヒド除去率とに基づいて行なうことができる。改質処理槽3によるホルムアルデヒドの分解処理効率は、ドレイン温度と改質処理槽3内へのドレイン滞留時間とに左右されるために、ホルムアルデヒドの除去率としては、たとえば改質処理槽3内のドレイン温度と、改質処理槽3内へのドレイン滞留時間とに基づいて演算した値を用いることができる。ただし、ドレイン滞留時間は、ドレイン発生量に左右されるために(ドレイン発生量が多いほど、ドレイン滞留時間は短くなる)、ドレイン滞留時間の代替値としてドレイン発生量の値を用いることもできる。ホルムアルデヒド平均濃度D2を演算する場合の具体例を挙げると、まず2次熱交換器13Bにおいてホルムアルデヒド濃度が12ppmのドレインが0.5L発生し、このドレインについての改質処理槽3によるホルムアルデヒド除去率が97%であると、このドレインのホルムアルデヒド濃度は0.4ppmである。また、2次熱交換器13Bにおいて、その後にホルムアルデヒド濃度が10ppmのドレインが0.5L発生し、このドレインについての改質処理槽3によるホルムアルデヒド除去率が98%であると、このドレインのホルムアルデヒド濃度は0.2ppmである。これら2種類のドレインがバッファタンク50に流入すると、これらのホルムアルデヒド平均濃度D2は、0.3ppmとなる。このような場合において、ホルムアルデヒドについての目標濃度が、たとえば0.1ppm以下である場合、希釈倍率M2は、3倍である。
The
前記のようにして希釈倍率M1,M2を求めた後は、制御部2は、これらの希釈倍率M1,M2うち、値が大きい方の希釈倍率を選択し、この選択された希釈倍率でバッファタンク50内のドレインを希釈する動作を実行させる(S8,S9)。この動作は、開閉弁V1を開いて内部入水路70を流れる水道水の一部を、配管部55を介してバッファタンク50に流入させることにより開始される。次いで、流量センサ56による計測値が所定の希釈倍率に対応する水量に達した時点で開閉弁V1を閉じることにより完了する。このようにしてドレインが希釈されると、このドレインの硝酸態窒素濃度およびホルムアルデヒド濃度がともに低下し、ドレインの無害化が促進される。また、たとえば希釈倍率M1が2倍、希釈倍率M2が3倍の場合、バッファタンク50内のドレインは3倍に希釈されることとなるが、このようにすれば、硝酸態窒素およびホルムアルデヒドのそれぞれの濃度を、ともにそれらの目標濃度以下に低下させることができる。前記したような制御部2による一連の動作制御は、継続して繰り返される。
After obtaining the dilution ratios M1 and M2 as described above, the
本実施形態の潜熱回収型温水装置WHによれば、ドレインの硝酸態窒素濃度およびホルムアルデヒド濃度をそれぞれの目標濃度以下の値まで適切に低下させることが可能であるとともに、希釈に用いられる水道水の量については、最小限必要な量に抑制し、節水を図ることができる。改質処理槽3を通過したドレインのホルムアルデヒド濃度が既に目標濃度まで充分に下がっている場合は、ドレイン希釈部5においては、硝酸態窒素濃度を低下させることのみを目的としてドレインが希釈倍率M1で希釈されることとなる。したがって、この場合には、硝酸態窒素濃度を所望の目標濃度以下に低下させるのに必要最小限とされる水量でドレインの希釈が行なわれることとなり、やはり適切に節水が図られる。
According to the latent heat recovery hot water apparatus WH of the present embodiment, the nitrate nitrogen concentration and the formaldehyde concentration in the drain can be appropriately reduced to values below the respective target concentrations, and tap water used for dilution is used. The amount can be reduced to the minimum necessary amount to save water. When the formaldehyde concentration of the drain that has passed through the reforming
前記した潜熱回収型温水装置WHにおいては、次のような構成とすることもできる。すなわち、ドレインの希釈に利用される水道水には、硝酸態窒素が含まれている場合があり、その濃度は地域などによって相違する。これに対処する手段として、図1の仮想線で示すように、たとえば制御部2には、希釈倍率補正用の操作スイッチ20が設けられ、この操作スイッチ20を利用して潜熱回収型温水装置WHが設置された地域における水道水の硝酸態窒素濃度またはその概略の値を設定できるように構成されている。また、制御部2は、ドレインの希釈倍率を算出する際には、操作スイッチ20で設定された値を参照するように構成されている。
The above-described latent heat recovery hot water apparatus WH can be configured as follows. That is, tap water used for dilution of the drain may contain nitrate nitrogen, and its concentration differs depending on the region. As a means for coping with this, as indicated by a virtual line in FIG. 1, for example, the
より具体的には、バッファタンク50内のドレインの硝酸態窒素平均濃度D1が20ppm、硝酸態窒素の目標濃度が10ppm以下である場合において、操作スイッチ20によって水道水の硝酸態窒素濃度が0ppmであると設定されている場合には、図2を参照して述べた場合と同様であり、希釈倍率M1は2倍とされる。これに対し、水道水の硝酸態窒素濃度が、たとえば5ppmに設定されている場合には、希釈倍率M1は3倍とされる。このように希釈に用いられる水道水の硝酸態窒素濃度をも考慮してドレインの希釈倍率を求めれば、ドレインの硝酸態窒素濃度を目標濃度以下に低下させることが確実化される。もちろん、安全を見越して水道水に含まれている硝酸態窒素濃度を多めに見積もって希釈倍率を必要以上に高くする必要も無くなるため、水道水の使用量を抑えることもできる。希釈倍率補正用のデータは、操作スイッチ20を用いる手段に代えて、たとえば外部から制御部2にデータを書き込むなどの手段によって設定する構成とすることもできる。
More specifically, when the average nitrate nitrogen concentration D1 of the drain in the
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る潜熱回収型温水装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the latent heat recovery type hot water apparatus according to the present invention can be varied in design in various ways.
上述した実施形態では、ドレインの硝酸態窒素濃度を制御部2によって算出させ、かつその算出した値を利用してドレインの希釈倍率などを決定しているが、ドレインの希釈倍率などを決定するのに利用されるデータは、必ずしも硝酸態窒素濃度そのもののデータでなくてもよい。硝酸態窒素濃度に対応する他のデータ(たとえば、燃料燃焼量、燃焼のオン・オフの頻度、および熱交換器の入水口から出湯口に至るまでのいずれかの部分における湯水温度のデータなどのうち、いずれか1つ、または2つ以上の組み合わせ)を用いることも可能である。希釈対象となるドレインの量に関するデータは、ドレインの量をなんらかの形で示すデータであればよく、L〔リットル〕などの単位を用いて絶対量を示すデータに代えて、そのような単位を用いることなくドレイン量を相対的に示すデータであってもよい。
In the embodiment described above, the nitrate nitrogen concentration of the drain is calculated by the
本発明でいうドレイン希釈部は、ドレインを一時的に貯留させることが可能なバッファタンクを利用して構成し、このバッファタンク内に希釈用水を流入させ得るようにすることが好ましいものの、これに限定されない。たとえば、バッファタンクの下流側のドレイン排出経路においてドレインに希釈用水を加えるように構成することもできる。さらには、バッファタンクを用いることなく、ドレインと希釈用水とを所望の比率で混合させ得るようにしてもかまわない。 The drain dilution section referred to in the present invention is preferably configured using a buffer tank capable of temporarily storing the drain so that the dilution water can flow into the buffer tank. It is not limited. For example, dilution water can be added to the drain in the drain discharge path on the downstream side of the buffer tank. Further, the drain and the dilution water may be mixed at a desired ratio without using a buffer tank.
硝酸態窒素濃度を低下させたドレインを、どのように処理するかについても問わない。ドレインを浴槽内に流入させることに代えて、たとえば適当な場所に溜めておき、トイレ用水やその他の用途に利用することも可能である。また、ドレインを浴室の排水口などに導いてそのまま廃棄させるようにしてもかまわない。 It does not matter how the drain with reduced nitrate nitrogen concentration is treated. Instead of allowing the drain to flow into the bathtub, it is possible to store the drain in an appropriate place and use it for toilet water or other purposes. Alternatively, the drain may be led to a bathroom drain or the like and discarded as it is.
希釈用水としては、水道水以外の水を利用することもできる。熱回収対象ガスとしては、バーナにより発生された燃焼ガスに代えて、たとえば各種の高温のガス(コージェネレーションシステムのガスエンジンから排気されるガスなど)を利用することもできる。本発明でいう潜熱回収型温水装置とは、熱回収対象ガスから潜熱を回収して湯を生成する機能を備えた装置の意であり、一般給湯用、風呂給湯用、暖房用、あるいは融雪用などの各種の給湯装置、および給湯以外に用いられる湯を生成する装置を広く含む概念である。 As dilution water, water other than tap water can be used. As the heat recovery target gas, for example, various high-temperature gases (such as gas exhausted from a gas engine of a cogeneration system) can be used instead of the combustion gas generated by the burner. The latent heat recovery type hot water apparatus in the present invention means an apparatus having a function of recovering latent heat from a heat recovery target gas to generate hot water, for general hot water supply, bath hot water supply, heating, or snow melting. It is a concept that broadly includes various types of hot water supply devices such as, and devices that generate hot water used in addition to hot water supply.
Claims (6)
前記潜熱回収に伴って発生するドレインの硝酸態窒素濃度が低下するように前記ドレインに希釈用水を加える処理が可能なドレイン希釈部と、
このドレイン希釈部において希釈対象とされるドレインの量に関するデータ、および前記希釈対象とされるドレインの硝酸態窒素濃度もしくはこれに対応するデータを求め、かつこれらのデータに基づいて、前記ドレインに加えられる希釈用水の量を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする、潜熱回収型温水装置。 A heat exchanger capable of recovering latent heat from the heat recovery target gas,
A drain dilution section capable of adding dilution water to the drain so that the concentration of nitrate nitrogen in the drain generated with the latent heat recovery decreases; and
Obtain data on the amount of drain to be diluted in the drain dilution section and nitrate nitrogen concentration of the drain to be diluted or data corresponding thereto, and add to the drain based on these data. Control means for controlling the amount of dilution water produced;
A latent heat recovery type hot water apparatus, comprising:
前記制御手段は、前記バーナの燃料燃焼量に関する第1のデータ、前記バーナの燃焼駆動のオン・オフ切り替え頻度に関する第2のデータ、および前記熱交換器の入水口から出湯口に至るまでのいずれかの部分における湯水温度に関する第3のデータに基づいて前記ドレインの硝酸態窒素濃度を求め、または前記第1ないし第3のデータを前記ドレインの硝酸態窒素濃度に対応するデータとして用いるように構成されている、請求項1に記載の潜熱回収型温水装置。 It comprises a burner that generates combustion gas as the heat recovery target gas,
The control means includes any one of the first data relating to the fuel combustion amount of the burner, the second data relating to the on / off switching frequency of the combustion drive of the burner, and from the inlet to the outlet of the heat exchanger. The concentration of nitrate nitrogen in the drain is determined based on the third data relating to the hot water temperature in the portion, or the first to third data are used as data corresponding to the concentration of nitrate nitrogen in the drain. The latent heat recovery type hot water device according to claim 1, wherein
前記制御手段は、前記バッファタンクに貯留されたドレインの硝酸態窒素平均濃度またはこれに対応するデータを求め、かつこのデータと前記バッファタンクに貯留されたドレインの量に関するデータとに基づいて、前記ドレインに加えられる希釈用水の量を求めるように構成されている、請求項1または2に記載の潜熱回収型温水装置。 The drain dilution section includes a buffer tank for temporarily storing the drain, and can add dilution water to the drain in a drain discharge path in the buffer tank or downstream of the buffer tank. ,
The control means obtains the average nitrate nitrogen concentration of the drain stored in the buffer tank or data corresponding thereto, and based on this data and data relating to the amount of drain stored in the buffer tank, The latent heat recovery type hot water device according to claim 1 or 2, wherein the latent heat recovery type hot water device is configured to obtain an amount of dilution water added to the drain.
前記改質処理槽を通過したドレインは、前記ドレイン希釈部に導かれて前記希釈用水によって希釈されることにより、前記ドレインのホルムアルデヒド濃度がさらに低下するように構成されている、請求項1ないし3のいずれかに記載の潜熱回収型温水装置。 It further comprises a reforming tank for reducing the formaldehyde concentration of the drain by performing a removal treatment of formaldehyde contained in the drain,
The drain that has passed through the reforming treatment tank is configured to be further reduced in formaldehyde concentration in the drain by being led to the drain dilution section and diluted with the dilution water. The latent heat recovery type hot water device according to any one of the above.
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WO2023230738A1 (en) * | 2022-05-31 | 2023-12-07 | Poblete Rozas Juan Marcelo Edinson | Secondary system for heating water that operates simultaneously with a domestic water heater |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003056916A (en) * | 2001-08-17 | 2003-02-26 | Osaka Gas Co Ltd | Combustion equipment |
JP2003065609A (en) * | 2001-08-23 | 2003-03-05 | Osaka Gas Co Ltd | Combustion device |
JP2003074835A (en) * | 2001-09-04 | 2003-03-12 | Osaka Gas Co Ltd | Combustion device |
JP2004057924A (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Nitrogen treatment method and nitrogen treatment system |
JP2006187703A (en) * | 2005-01-05 | 2006-07-20 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Formaldehyde decomposition method |
JP2008070092A (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Rinnai Corp | Combustion apparatus |
JP2008121981A (en) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Noritz Corp | Denitrifying device for water heater, and water heater |
JP2008264717A (en) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Noritz Corp | Formaldehyde removal device and hot water supply apparatus equipped with it |
JP2008267734A (en) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Noritz Corp | Water heater |
-
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003056916A (en) * | 2001-08-17 | 2003-02-26 | Osaka Gas Co Ltd | Combustion equipment |
JP2003065609A (en) * | 2001-08-23 | 2003-03-05 | Osaka Gas Co Ltd | Combustion device |
JP2003074835A (en) * | 2001-09-04 | 2003-03-12 | Osaka Gas Co Ltd | Combustion device |
JP2004057924A (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Nitrogen treatment method and nitrogen treatment system |
JP2006187703A (en) * | 2005-01-05 | 2006-07-20 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Formaldehyde decomposition method |
JP2008070092A (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Rinnai Corp | Combustion apparatus |
JP2008121981A (en) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Noritz Corp | Denitrifying device for water heater, and water heater |
JP2008264717A (en) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Noritz Corp | Formaldehyde removal device and hot water supply apparatus equipped with it |
JP2008267734A (en) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Noritz Corp | Water heater |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023230738A1 (en) * | 2022-05-31 | 2023-12-07 | Poblete Rozas Juan Marcelo Edinson | Secondary system for heating water that operates simultaneously with a domestic water heater |
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