JP4488777B2 - 中水利用設備 - Google Patents

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Description

本発明は中水利用設備に関するものである。
従来から、節水のために雨水を集めた中水を水洗トイレ等で使用することが行われており、一般的な中水利用設備としては例えば図5に示すようなものがある。図中、aは地下部に貯水ピットbが設けられたホテル等の建築物、cは屋上で集水した雨水を貯水ピットbに送給する雨水管、dは建築物aの屋上に設置された中水高架水槽、eは貯水ピットbの中水を中水高架水槽dへ送給するよう、下部に給水ポンプfが設けられた給水管、gは中水高架水槽dからの中水を各階の水洗トイレ等の中水使用端末機器に送給するための給水管、hは貯水ピットbに貯水された中水の汚れを濾過するための濾過装置である。
上記中水利用設備においては、屋上に降った雨水は雨水管cから貯水ピットbに貯められる。貯水ピットbに貯められた雨水は、循環して濾過装置hにより濾過され、且つ給水ポンプfにより給水管eから中水高架水槽dへ送給されて貯水される。中水高架水槽d内の中水は、給水管gから中水使用端末機器へ送給され、使用される。使用された水は汚水として排水される。
一方、節水を行うようにしたシステムに関する先行技術文献としては特許文献1がある。特許文献1は節水省エネ水利用システムに関するもので、浴槽と、浴槽に接続する追焚循環路と浴槽水供給路と、浴槽水を追焚循環路又は浴槽水供給路へ送水する浴槽水送水手段と、浴槽水が送水される流路を切換える流路切り換え手段と、浴槽水供給路に合流する上水供給路と、浴槽水供給路に接続された中水利用端末機器と、上水が送給される上水利用節水端末機器と、浴槽と上水利用節水端末機器とに供給する上水と追焚循環路を流れる浴槽水とを加熱する加熱手段と、浴槽水送水手段と流路切り換え手段と加熱手段の作動を制御する制御手段とを備えている。
又、特許文献1は、上水を貯留する上水貯留タンクを備え、加熱手段は上水貯留タンク内の上水と冷媒との間で熱交換する第1熱交換機と、空気と冷媒との間で熱交換する第2熱交換機と、追焚循環路を流れる浴槽水と冷媒との間で熱交換する第3熱交換機とを有するヒートポンプ式加熱手段であり、貯留した上水の熱で浴槽水を追焚きしたり、浴槽水の廃熱を貯留上水に熱回収することができるようになっている。
特開2002−35738号公報
図5に示す中水利用設備は、屋上の床面積が広い低層階の建築物aでは、雨水回収量が多くなり、有効である。しかし、建築物aが高層ホテルの場合には、屋上の床面積が少なく、建物全体の水使用量の多くの部分を中水利用設備でまかなうには、雨水回収量が少なく有効ではない。又、図5に示す中水利用設備を使用する場合には、浴槽水等の雑排水は再利用せず放流しているため、資源の有効利用を図ることができない。
一方、特許文献1の設備の場合は、使用ポイント上流の配管内信号によりポンプを起動して浴槽内に貯めてある浴槽水を汲出し、ワンパスで殺菌装置を通したうえ、洗濯機や水洗便器等の中水利用設備に送給するようにしているが、水は1回だけ殺菌装置を通過するだけで循環して殺菌されることはないため、充分な殺菌を行うには、殺菌装置は大掛かりなものとなる。
又、特許文献1では、浴槽水を汲出した中水は上水の替わりにワンパスで中水利用末端機器に送給されており、一度利用した中水は回収して再利用することなく排水するようにしているため、ホテルのように大量に水を消費する設備における水資源の省資源対策としては不十分である。
更に、特許文献1においては、貯留した上水の熱を利用して浴槽水を追焚きしたり、浴槽水の廃熱を貯留水に熱回収することのできるヒートポンプ熱源を備え、ヒートポンプの温熱として蒸発器側には、熱利用しない水との熱交換ができるようにして、加熱が必要な凝縮器での効率を上げているが、結局は異なる配管系の温度の異なる水の熱を利用するために電力駆動の圧縮機でヒートポンプによって熱の汲上げをしている結果、余分の電力を消費し、充分に省エネルギを図ることができない。
更に又、特許文献1では、中水の濃縮手段がなく、濃縮したスライム等を排出できないので、中水の中に細菌や雑物が排出されず残ることから中水全量に対して殺菌、濾過を長期間有効にさせるため、殺菌設備や濾過設備に多大な負担が掛かり、多大な設備費や運転維持費が必要になり、又熱交換器を逆洗して機能保持することも考慮していないので、洗浄する場合には、熱交換器の分解が必要となり、この点でも多大な運転維持費が必要となる。
本発明は、上述の実情に鑑み、使用した中水を再利用することにより、大量に水を消費する施設での水の消費量を節減して省資源化を図り、又、中水を再利用する際の殺菌を簡単な装置で容易且つ確実に行い得るようにし、更に、余分な電力を消費しないようにして省エネルギを図り、設備費、運転維持費を節減し得るようにした中水利用設備を提供することを目的としてなしたものである。
請求項1の中水利用設備は、
上水を手洗器に供給し得ると共に、第一の熱交換器を介して貯湯槽に供給し得るようにした上水高架水槽と、
中水を浴槽及び水洗トイレに供給し得るようにした中水高架水槽と、
前記貯湯槽からのお湯を前記手洗器及び浴槽に供給し得るようにした第一のラインと、
前記浴槽及び手洗器から排出された雑排水を貯留する雑排水貯水槽と、
胴部内部に前記雑排水貯水槽から供給された雑排水が流通する複数の縦管が収納されると共に、前記胴部内部で縦管の外部の空所を、蒸気ボイラから第一の蒸気ヘッダを介し供給された蒸気が流通することにより縦管を流通する雑排水が加熱されて蒸気が生成されるようにした蒸気生成手段と、
該蒸気生成手段で生成された蒸気の一部を第二の蒸気ヘッダを介し吸収式冷凍機に熱源として供給する第二のラインと、
前記上水高架水槽から前記第一の熱交換器により加熱されて貯湯槽に供給された上水を加熱するために前記蒸気生成手段で生成された蒸気の残部を前記第二の蒸気ヘッダを介し前記貯湯槽に供給し得るようにした第三のラインと、
前記蒸気生成手段からの凝縮水を中水として貯留する中水槽と、
該中水槽から前記中水高架水槽に送給する中水を前記蒸気生成手段からの凝縮水により加熱して前記第一の熱交換器に送給する第二の熱交換器と、
前記貯湯槽の上水を加熱することにより得られた凝縮水及び吸収式冷凍機の熱源に適用されて得られた凝縮水を前記蒸気ボイラの水として蓄える還水槽と、
前記雑排水貯水槽からの雑排水を濾過する濾過装置及び/又は雑排水貯槽からの雑排水に薬注を行う薬注装置を備え、
前記雑排水貯水槽と濾過装置及び/又は薬注装置との間で雑排水を循環させ得るよう構成した。ものである。
請求項2の中水利用設備は、前記ボイラからの蒸気を、前記第一の蒸気ヘッダ及び第二の蒸気ヘッダを介して前記蒸気生成手段の縦管内に供給して当該縦管内に付着しているスライムを縦管内の雑排水と共に前記蒸気生成手段の外部に排出させるよう構成したものである。
本発明の請求項1及び2記載の中水利用設備によれば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
I)上水を手洗器で、又中水を浴槽で使用した後の雑排水を濾過し殺菌した後に、蒸気ボイラからの高圧の蒸気により蒸気生成手段において低圧の蒸気を生成させ、この低圧の蒸気を貯湯槽や吸収式冷凍機における熱源に利用すると共に、蒸気生成手段で低圧の蒸気を生成させた蒸気が凝縮した凝縮水を中水として回収し、再び中水として利用することができ、更に、貯湯槽や吸収式冷凍機の熱源として利用された低圧の蒸気が利用された後凝縮した凝縮水は蒸気ボイラの補給水として循環利用できるため、ホテルのように大量に水を消費する施設での水の消費量を節減して省資源化を図ることができる。
II)雑排水を利用する際の薬注装置による殺菌等の処理を雑排水貯水槽と濾過装置との間で循環させつつ行うことができるため、濾過装置や薬注装置を小型にすることができ、従って、殺菌等の処理を簡単な装置で容易且つ確実に行うことができ、設備費、運転維持費を安価にすることができる。
III)蒸気生成手段は機能保持するべく洗浄することができるため、機能保持のために蒸気生成手段を分解しなくても、濃縮したスライム等を容易且つ確実に排出することができ、従って、濾過装置や薬注装置を大掛かりにする必要がなく、設備費や運転維持費が安価となる。
IV)ヒートポンプのような熱回収にエネルギを必要とする装置が不要であるため、余分な電力を消費せず、省エネルギを図ることができる。
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図1〜図4は本発明を実施する形態の一例である。図1、図2中、1は例えばホテル等の建築物の面積の狭い屋上に設置された上水高架水槽、2は同様に屋上に設置された中水高架水槽、3は浴槽、4は手洗器、5は水洗トイレである。浴槽3、手洗器4、水洗トイレ5は各階の各室に設けられている。
上水は上水高架水槽1の底部から管路6を介し熱交換器7へ送給し得るようになっていると共に、管路6及び管路6の中途部から分岐させた管路8を介し、手洗器4の湯水の混合栓9へ送給し得るようになっている。又、中水は中水高架水槽2の底部から管路10及び管路10の中途部から分岐させた管路11を介して、浴槽3の湯水の混合栓12へ送給し得るようになっていると共に、管路10を介して水洗トイレ5に送給し得るようになっている。
浴槽3の混合栓12には、貯湯槽13から管路14及び管路14の中途部から分岐させた管路15を介してお湯を送給し得るようになっており、手洗器4の混合栓9には貯湯槽13から管路14を介してお湯を送給し得るようになっている。
水洗トイレ5から排出された汚水は管路16から屋外設備17を介して屋外へ排出し得るようになっている。又、浴槽3及び手洗器4から排出された雑排水は管路15を介して雑排水貯水槽18へ送給し得るようになっていると共に、雑排水貯水槽18の雑排水の水面レベルが上限に達して、管路15に設けられた制御弁19が閉止した場合には、浴槽3や手洗器4からの雑排水は、管路15の中途部から分岐した管路20を介して屋外設備17へ排出されるようになっている。
雑排水貯水槽18には、雑排水が不足する等必要な場合に中途部に開閉弁21aを備えた管路21から上水を補給し得るようになっている。雑排水貯水槽18は、雑排水貯水槽18内の水面レベルを検出するための水面検出装置22を備え、水面検出装置22で検出した信号は制御装置23へ与え得るようになっている。又、制御装置23からは、水面検出装置22で検出した雑排水貯水槽18内の水面レベルが上限に達した場合には、制御弁19を閉止させ、下限に達した場合には制御弁19を開く弁開閉指令V1を出力して制御弁19へ与え得るようになっている。
雑排水貯水槽18内の雑排水は濾過装置24との間で循環し、雑排水の濾過を行い得るようになっており、薬注装置25から濾過装置24に薬注して殺菌やpH調整等の処理を行い得るようになっている。
雑排水貯水槽18からは、濾過し薬注処理した雑排水を、中途部にインバータ制御可能な補給ポンプ26を備えた管路27を介して、熱交換器28へ送給し得るようになっている。管路27には、補給ポンプ26の他に、プレッシャスイッチ29を備えた膨張タンク30、開閉弁31、電動弁32が設けられている。
蒸気生成手段である熱交換器28は、図3に示すように縦型のシェルアンドチューブ式の熱交換器であり、中空円筒状の胴部33と、胴部33の上下部に配置された管板34,35と、上下端が管板34,35に支持された多数の縦管36とを備えており、胴部33の上部側側部には、熱媒体として、加熱するためのボイラ発生させた蒸気を胴部33内に送給し得るよう、加熱蒸気入口管37が接続され、胴部33の下部側側部には、縦管36内を下方から上方へ送給される雑排水を加熱して低圧の蒸気を生成させるため送給したボイラ発生蒸気が熱交換後凝縮した水を凝縮水として排出するための凝縮水出口管38が接続されている。
管板35の下部には、お椀形状の下部蓋体39が設けられ、下部蓋体39の下面には、管路27からの雑排水を縦管36内に送給し得るよう、接続管40が接続されている。熱交換器28の逆洗時には、接続管40は雑排水や濃縮したスライム等の排出管としても使用し得るようになっている。
管板34の上部には、湯飲み茶碗を上下逆にした形状の上部蓋体41が設けられ、上部蓋体41の頂部には、縦管36内で蒸発して生成された蒸気を取出すための接続管42が設けられている。熱交換器28の逆洗時には、接続管42は逆洗用の蒸気の送給管としても使用し得るようになっている。接続管42の下端は上部蓋体41内に挿入されており、接続管42の下端には、図4に示すように、複数の孔43aが形成されたお椀型の水分離器43が配置されている。
上部蓋体41の側面には、細径接続管44,45を介して水面検出装置46が接続されており、水面検出装置46で検出した、熱交換器28の下部蓋体39内及び縦管36内並びに上部蓋体41内を満たす雑排水の水面レベルの信号は、制御装置23へ与え得るようになっている。
又、制御装置23からは、水面検出装置46で検出した水面レベルが上限に達した場合には、開閉弁31を閉止させ、下限に達した場合には開閉弁31を開く弁開閉指令V2を出力し得るようになっている。更に、開閉弁31が閉止して、管路27の開閉弁31よりも上流側においてプレッシャスイッチ29により検出された圧力が所定の圧力に達した場合には、制御装置23から補給ポンプ26へ回転数を減少させるよう、回転数制御指令V3を与え得るようになっている。なお、図3中、47,48は水面目視用のガラス管49を接続するための細径接続管である。
雑排水貯水槽18の底面には、中途部に電動弁50を備えた管路51が接続され、熱交換器28に雑排水を送給する管路27の中途部には、中途部に電動弁52を備えた管路53が接続されており、管路51,53は合流して管路54から除外設備55へ排水やスライム等を排出し得るようになっている。
56は蒸気ボイラで、蒸気ボイラ56で生成された高温、高圧の蒸気は雑排水が管路27を送給されている場合には、その大半は、蒸気ヘッダ57から中途部に圧力制御弁58を備えた管路59、加熱蒸気入口管37(図3参照)を介して熱交換器28の胴部33内へ送給されるようになっている。
熱交換器28の凝縮水出口管38には、中途部にスチームトラップ60が接続された管路61が接続され、管路61から熱交換器62へ、熱交換器28から排出された凝縮水を送給し得るようになっており、凝縮水は熱交換器62で中水槽64からの中水を加熱した後、管路63からホテル等の建造物の地下に設置された中水槽64へ送給されるようになっている。中水槽64へは、中水の不足時に管路65から上水を補給し得るようになっている。又、中水は薬注装置66へ送給されて薬注され、殺菌やpH調整等の処理を行い得るようになっている。つまり、今回の蒸気ボイラ56は、清缶剤にも気を付けていることから、中水槽64の中水はボイラ蒸気の熱交換後の凝縮水であり、蒸留した十分に清浄な水である。
熱交換器28の接続管42には、熱交換器28で生成された蒸気を蒸気ヘッダ67へ送給するよう、中途部に圧力検出装置68、減圧弁69、逆止弁70を備えた管路71が接続されている。蒸気ヘッダ67には、蒸気ヘッダ57から、中途部に減圧弁72を備えた管路73を介して、高圧の蒸気を減圧して例えば0.1〜0.2Mpa程度の何れかに設定された低圧の蒸気を送給し得るようになっている。而して、圧力検出装置68により検出された蒸気の圧力が所定の圧力よりも低い場合には圧力制御弁58を開き、所定の圧力よりも高い場合には圧力制御弁58を閉止するよう、制御装置23から圧力制御弁58へ弁開閉指令V4を与え得るようになっている。
中水槽64の中水は、中途部にポンプ74を備えた管路75を介して熱交換器62へ送給されるようになっており、熱交換器62で加熱された中水は管路76から熱交換器7へ送給され、熱交換器7で、上水高架水槽1から管路6を経て送給された上水を加熱し、管路77から中水高架水槽2へ送給し得るようになっている。
管路71には、減圧弁69、逆止弁70に対し並列となるよう、中途部に電動弁78が設けられた管路79が接続されており、熱交換器28の逆洗時には、蒸気ボイラ56で生成され、蒸気ヘッダ57、管路73を経て供給される高圧の蒸気を減圧弁72で所定の圧まで減圧し、その減圧した蒸気を蒸気ヘッダ57、管路73、蒸気ヘッダ67、管路71,79,71を経て熱交換器28へ送給し得るようになっている。
而して、制御装置23からは、電動弁32,50,52,78に弁開閉指令V5を与えて、熱交換器28の逆洗時以外の場合、すなわち、雑排水貯水槽18から熱交換器28へ雑排水を送給する場合には、電動弁32を開き、電動弁50,52,78を閉止し、熱交換器28の逆洗時、すなわち、蒸気ヘッダ67から管路71,79,71を介して蒸気を熱交換器28に吹込み、熱交換器28を洗浄する場合には、タイマにより設定された時間の間、電動弁32を閉止し、電動弁50,52,78を開き得るようになっている。なお、熱交換器28の逆洗時に電動弁50を開くのは、雑排水貯水槽18内の雑排水を抜いて雑排水貯水槽18内のスライム等を除去するためである。この逆洗浄は、例えばホテルの場合客室に客が不在の時間帯において1日に1度設定し、熱交換器28及び雑排水貯槽18内の濃縮されたスライム等を排出することで、次に発生する雑排水の受入れに備えるものである。
蒸気ヘッダ67には、管路71以外に管路80及び中途部に流量調整弁81が設けられた管路82が接続され、管路80からは一重効用吸収式冷凍機83へ蒸気を送給し得るようになっており、一重効用吸収式冷凍機83で凝縮して生成された凝縮水は、中途部にスチームトラップ84を備えた管路85から還水槽86へ送給されるようになっている。一重効用吸収式冷凍機83は管路80からの低圧の蒸気の熱を熱源として使用する冷凍機で、冷房に使用される。
蒸気ヘッダ67からは管路82を介し貯湯槽13へ蒸気を送給し得るようになっており、貯湯槽13においては、上水高架水槽1から熱交換器7で加熱されて送給された上水を加熱して所定温度のお湯を生成し、上水を加熱することにより凝縮して生成された凝縮水は、中途部にスチームトラップ87を備えた管路88から還水槽86へ送給されるようになっている。
又、貯湯槽13には温度検出装置89が設けられていて、温度検出装置89で検出した貯湯槽13のお湯の温度が所定の温度以下の場合には、流量調整弁81を開き、所定の温度に達した場合には流量調整弁81を閉止させるよう、制御装置23から流量調整弁81へ弁開閉指令V6を与え得るようになっている。
還水槽86へは管路90から上水を補給し得るようになっており、還水槽86の水は管路91から蒸気ボイラ56へ送給し得るようになっている。なお、図中、92は熱交換器7で加熱された上水を貯湯槽13へ送給する管路、93は蒸気ボイラ56で生成された蒸気を蒸気ヘッダ57へ送給する管路である。
次に、上記図示例の作動を説明する。
I)雑排水を雑排水貯水槽18から熱交換器28へ送給して蒸気を生成させる通常の運転を行う場合。
この場合には、電動弁32は開き、電動弁50,52,78は閉止している。
中水高架水槽2の中水は管路10,11から混合栓12へ送給され、貯湯槽13から管路14,15を通り送給されたお湯と混合されて浴槽3へ送給される。又、上水高架水槽1の上水は、管路6,8から手洗器4の混合栓9へ送給され、貯湯槽13から管路14を通り送給されたお湯と混合されて手洗器4へ送給される。
浴槽3及び手洗器4から排出された雑排水は、雑排水貯水槽18内の水面のレベルが上限にない場合には、水面検出装置22からの信号を基に制御装置23から与えられた弁開閉指令V1により制御弁19が開いているため、管路15から制御弁19を通り雑排水貯水槽18へ送給されて貯留される。しかし、雑排水貯水槽18内の水面のレベルが上限に達している場合には、水面検出装置22からの信号を基に制御装置23から与えられた弁開閉指令V1により制御弁19は閉止しているため、浴槽3及び手洗器4から排出された雑排水は、管路15,20から屋外設備17へ排出される。
又、中水高架水槽2の中水は水洗トイレ5でも使用されるが、水洗トイレ5から排出された汚水は管路16から屋外設備17へ排出される。
熱交換器28へ供給する補給ポンプ26を定常的に運転している場合に、浴槽3や手洗器4から雑排水貯水槽18へ送給される雑排水が不足の場合には、雑排水貯水槽18へは管路21から上水が補給される。又、雑排水貯水槽18の中水は濾過装置24へ送給されて濾過されると共に、薬注装置25から薬液が注入されて殺菌、pH調整等の処理が行われる。
熱交換器28内の雑排水の水面のレベルが上限に達していない場合には、水面検出装置46の信号を基に制御装置23からの弁開閉指令V2により開閉弁31は開いているため、雑排水貯水槽18の雑排水は、補給ポンプ26により管路27から開閉弁31、電動弁32を経て熱交換器28の下部蓋体39内へ送給され、熱交換器28において、縦管36内から上部蓋体41内に貯留された状態となる。而して、熱交換器28の縦管36から上部蓋体41内に貯留された雑排水は、蒸気ボイラ56で生成されて管路93、蒸気ヘッダ57、管路59、圧力制御弁58を経て送給された高温、高圧の蒸気により加熱され、低圧の蒸気が生成される。熱交換器28において雑排水を加熱した蒸気は凝縮水となり、管路61へ送出される。
一方、熱交換器28内の雑排水の水面のレベルが上限に達している場合には、水面検出装置46からの信号を基に制御装置23から与えられた弁開閉指令V2により開閉弁31は閉止するため、雑排水貯水槽18からの雑排水は熱交換器28へ送給されず、膨張タンク30に吸収される。又、同時に管路27内の開閉弁31よりも上流側の部分における圧力が上昇するが、プレッシャスイッチ29により検出された圧力信号を基に制御装置23から補給ポンプ26に与えられた回転数制御指令V3により補給ポンプ26の回転数が低下、若しくは停止する。このため、補給ポンプ26からの雑排水の送給は停止される。なお、補給ポンプ26は回転数を制御せずに、補給ポンプ26の吐出側に、雑排水を雑排水貯水槽18へ戻す循環管路を設けるようにしても良い。
熱交換器28で高圧の蒸気により加熱されて雑排水から生成された低圧の蒸気は、上部蓋体41内において、図4に示すごとく水分離器43により下向きに反転し、更に上向きに反転して接続管42から管路71へ導入され、管路71を経て減圧弁69で減圧され、蒸気ヘッダ67へ送給される。蒸気中の水分は、水分離器43において蒸気が下向きから上向きに反転する際に遠心力により分離され、複数の孔43aから、上部蓋体41内に貯留されている雑排水中へ戻る。圧力検出装置68により検出された管路71中の圧力が所定の圧力よりも高い場合には、制御装置23から圧力制御弁58に弁開閉指令V4が与えられ、圧力制御弁58は閉じ勝手に調整される。このため、熱交換器28の加熱蒸気の供給量は減少し、生成される低圧の蒸気は所定の圧力に戻る。
熱交換器28から蒸気ヘッダ67へ送給された低圧の蒸気の一部は、管路80から一重効用吸収式冷凍機83へ送給されて熱源として用いられ、凝縮水としてスチームトラップ84から管路85を経て還水槽86へ送給される。
又、熱交換器28から蒸気ヘッダ67へ送給された低圧の蒸気の残部は、管路82から流量調整弁81を経て貯湯槽13へ送給され、熱交換器7で加熱されて管路92から送給された上水を加熱し、凝縮して凝縮水としてスチームトラップ87から管路88を通り、還水槽86へ送給される。
温度検出装置89により検出された貯湯槽13におけるお湯の温度が予め定めた所定の温度に達した場合は、温度検出装置89からの信号を基に制御装置23から流量調整弁81へ弁開閉指令V6が与えられ、流量調整弁81は閉じ勝手に調整される。このため、貯湯槽13のお湯の温度は所定の温度に制御される。
なお、熱交換器28からの低圧の蒸気が不足している場合には、蒸気ボイラ56からの蒸気は減圧弁72で減圧され熱交換器28からの蒸気と共に貯湯槽13や一重効用吸収式冷凍機83へ送給されて貯湯槽13や一重効用吸収式冷凍機83の熱源として用いられる。すなわち、熱交換器28からの蒸気が不足している場合には、貯湯槽13や一重効用吸収式冷凍機83の熱源は、蒸気ボイラ56からの蒸気により補完される。
一方、還水槽86から管路91を経て蒸気ボイラ56へ送給された水は蒸気ボイラ56で加熱されて高温、高圧の蒸気となり、蒸気ヘッダ57へ送給され、大半の蒸気は前記したように、管路59から圧力制御弁58を通って熱交換器28の胴部33内へ送給され、縦管36を介し雑排水を加熱して低圧の蒸気を生成させ、凝縮して凝縮水となり、管路61からスチームトラップ60を経て熱交換器62へ送給され、熱交換器62において、中水槽64からポンプ74により、管路75を経て送給された中水を加熱し、管路63から中水槽64へ送給される。
更に、熱交換器62で加熱された中水は、管路76を通り熱交換器7において、上水高架水槽1から管路6を通り送給された上水を加熱し、管路77を経て中水高架水槽2へ送給される。
II)熱交換器28の逆洗を行う場合。
熱交換器28の逆洗は、例えばホテルの場合、午後のチェックイン開始時刻前等の中水消費量の少ない時間帯に行われる。すなわち、一日の所定の時間になると、制御装置23からの弁開閉指令V5により電動弁32は閉止し他の電動弁50,52,78は開く。このため、雑排水貯水槽18中の雑排水は熱交換器28へは送給されず、管路51,54を通って排出される。この際、雑排水貯水槽18の底部に溜まっていたスライム等も排出される。
一方、蒸気ボイラ56で生成されて管路93、蒸気ヘッダ57、中途部に減圧弁72を設けた管路73を経て蒸気ヘッダ67へ導入された蒸気は、蒸気ヘッダ67から管路71、電動弁78を備えた管路79を経て管路71から接続管42を通り、熱交換器28の上部蓋体41内に送給され、上部蓋体41から各縦管36内に導入され、縦管36内から下部蓋体39内に送給される。
この際、上部蓋体41、縦管36、下部蓋体39内に溜まっている雑排水は蒸気により押出されて管路27へ排出され、管路27から電動弁52が設けられた管路53を通り、管路51からの雑排水と共に、管路54を経て排出され、又、縦管36内周壁に付着していたスライム等は下方へ流れる雑排水や蒸気により剥離され、下部蓋体39内底部に溜まっていたスライム等も雑排水と共に排出され、熱交換器28の洗浄が行われる。
タイマにより設定された所定の時間が経過すると、制御装置23からは弁開閉指令V5が出力されて電動弁32は開き、電動弁50,52,78は閉止して逆洗が終了する。又、弁開閉指令V1により制御弁19が開くため、再び管路15から雑排水貯水槽18への雑排水の送給が開始される。而して、雑排水の雑排水貯水槽18への送給が開始されてから一定時間経過しても、雑排水貯水槽18の水面が上限に達しない場合には、制御装置23からの弁開閉指令V7により開閉弁21aが開き、雑排水貯水槽18へ管路21から上水が補給される。
本図示例においては、中水を浴槽3や手洗器4で使用した後の雑排水を濾過し殺菌した後に熱交換器28で低圧の蒸気を生成させ、この蒸気を貯湯槽13の熱源や一重効用吸収式冷凍機83における冷媒の熱源に利用すると共に、熱交換器28で低圧の蒸気を生成させた蒸気が凝縮した凝縮水を中水として回収し、再び中水として利用することができるため、ホテルのように大量に水を消費する施設での水の消費量を節減して省資源化を図ることができる。
又、雑排水を利用する際の薬注装置25による殺菌等の処理を雑排水貯水槽18と濾過装置24との間で循環させつつ行うことができるため、濾過装置24や薬注装置25を小型にすることができ、従って、殺菌等の処理を簡単な装置で容易且つ確実に行うことができ、設備費、運転維持費を安価にすることができる。
更に、熱交換器28は機能保持するべく逆洗することができるため、熱交換器28を分解しなくても、濃縮したスライム等を容易且つ確実に排出することができ、従って、濾過装置24や薬注装置25を大掛かりにする必要がなく、この点からも設備費や運転維持費が安価となる。
更に又、ヒートポンプのような装置が不要であるため、余分な電力を消費せず、省エネルギを図ることができる。
本発明の図示例における一日のマスバランスは例えば、次のようになる。すなわち、浴槽3及び手洗器4から雑排水貯水槽18へ送給される雑排水の回収量をQ1、蒸気ボイラ56から送給された蒸気が熱交換器28で凝縮して生成される凝縮水(中水)の量と、中水高架水槽2に送給される中水の量及び熱交換器28で凝縮して生成される凝縮水(中水)の量の差で、中水槽64に貯留される中水の量との合計量(中水製造量)をQ2、熱交換器28から送給された低圧の蒸気の一重効用吸収式冷凍機83及び貯湯槽13における合計の蒸気消費量をQ3、浴槽3及び水洗トイレ5で消費された中水の消費量をQ4とすると、Q1>Q2<Q3<Q4の関係が必要である。
Q1>Q2とするのは、回収量Q1の余りは系外に放流すれば良いからであり、又、Q2<Q3とするのは、中水製造量Q2が蒸気消費量Q3よりも多いと、ラインにおける中水と蒸気の収支バランスが保てなくなってラインの閉塞が生じるためであり、Q3<Q4とするのは、蒸気消費量Q3の不足分は蒸気ボイラ56により補完することができるためである。
なお、本発明の中水利用設備においては、一重効用吸収式冷凍機を用いる場合について説明したが、冷凍機としては吸収式であれば一重効用吸収式冷凍機に限るものではないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること等は勿論である。
本発明の中水利用設備の実施の形態の一例のフロー図である。 図1の雑排水貯水槽及び熱交換器の近傍の部分拡大図である。 雑排水を加熱して蒸気を生成する図1の熱交換器の正面図である。 図3の熱交換器の水分離器の断面図である。 従来の中水利用設備の概要を示すフロー図である。
符号の説明
1 上水高架水槽
2 中水高架水槽
3 浴槽
4 手洗器
7 熱交換(第一の熱交換器)
13 貯湯槽
14 管路(第一の管路)
18 雑排水貯水槽
24 濾過装置
25 薬注装置
28 熱交換器(蒸気生成手段)
33 胴部
34 縦管
56 蒸気ボイラ
57 蒸気ヘッダ(第一の蒸気ヘッダ)
62 熱交換器(第二の熱交換器)
64 中水槽
67 蒸気ヘッダ(第二の蒸気ヘッダ)
82 管路(第二のライン)
83 管路(第三のライン)
83 一重効用吸収式冷凍機(吸収式冷凍機)
86 還水槽

Claims (2)

  1. 上水を手洗器に供給し得ると共に、第一の熱交換器を介して貯湯槽に供給し得るようにした上水高架水槽と、
    中水を浴槽及び水洗トイレに供給し得るようにした中水高架水槽と、
    前記貯湯槽からのお湯を前記手洗器及び浴槽に供給し得るようにした第一のラインと、
    前記浴槽及び手洗器から排出された雑排水を貯留する雑排水貯水槽と、
    胴部内部に前記雑排水貯水槽から供給された雑排水が流通する複数の縦管が収納されると共に、前記胴部内部で縦管の外部の空所を、蒸気ボイラから第一の蒸気ヘッダを介し供給された蒸気が流通することにより縦管を流通する雑排水が加熱されて蒸気が生成されるようにした蒸気生成手段と、
    該蒸気生成手段で生成された蒸気の一部を第二の蒸気ヘッダを介し吸収式冷凍機に熱源として供給する第二のラインと、
    前記上水高架水槽から前記第一の熱交換器により加熱されて貯湯槽に供給された上水を加熱するために前記蒸気生成手段で生成された蒸気の残部を前記第二の蒸気ヘッダを介し前記貯湯槽に供給し得るようにした第三のラインと、
    前記蒸気生成手段からの凝縮水を中水として貯留する中水槽と、
    該中水槽から前記中水高架水槽に送給する中水を前記蒸気生成手段からの凝縮水により加熱して前記第一の熱交換器に送給する第二の熱交換器と、
    前記貯湯槽の上水を加熱することにより得られた凝縮水及び吸収式冷凍機の熱源に適用されて得られた凝縮水を前記蒸気ボイラの水として蓄える還水槽と、
    前記雑排水貯水槽からの雑排水を濾過する濾過装置及び/又は雑排水貯槽からの雑排水に薬注を行う薬注装置を備え、
    前記雑排水貯水槽と濾過装置及び/又は薬注装置との間で雑排水を循環させ得るよう構成したことを特徴とする中水利用設備。
  2. 前記ボイラからの蒸気を、前記第一の蒸気ヘッダ及び第二の蒸気ヘッダを介して前記蒸気生成手段の縦管内に供給して当該縦管内に付着しているスライムを縦管内の雑排水と共に前記蒸気生成手段の外部に排出させるよう構成した請求項1記載の中水利用設備。
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