JP5327604B2

JP5327604B2 - 潜熱回収型温水装置

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Publication number: JP5327604B2
Application number: JP2009020007A
Authority: JP
Inventors: 旭前川; 幸治下村; 隆人菱田
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-01-30
Also published as: JP2010175185A

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。

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。

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。

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。

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。

特開２００８−２６７７３４号公報特開２００３−５６９１６号公報特開２００３−６５６０９号公報

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。

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。

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、を備えており、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ことを特徴としている。

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。
さらに、前記構成によれば、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明に係る潜熱回収型温水装置の一例を示す概略説明図である。図１に示す潜熱回収型温水装置が具備する制御部の動作処理手順の一例を示すフローチャートである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims

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、
を備えており、
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ことを特徴とする、潜熱回収型温水装置。
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、請求項１に記載の潜熱回収型温水装置。
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、請求項１または２に記載の潜熱回収型温水装置。
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、請求項３に記載の潜熱回収型温水装置。
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、請求項１ないし４のいずれかに記載の潜熱回収型温水装置。