(57)【要約】【課題】極めてエネルギー効率の良い電着塗装装置を提供する。【解決手段】電着塗装装置１は、排温水を生ずる工場に設置されており、脱脂液及び化成液の入った脱脂槽２及び化成槽４と、電着液の入った電着槽６と、脱脂液及び化成液を加熱するパイプ１２，１４，２２，２４内の加熱媒体を加熱すると共に、電着液を冷却するパイプ１６，２６内の冷却媒体を冷却するヒートポンプ１０と、冷却媒体を排温水により加熱する熱交換機３０とを備えている。【選択図】図１
2010133025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前処理液の入った前処理槽と、
電着液の入った電着槽と、
前記前処理液を加熱する加熱媒体を加熱すると共に、前記電着液を冷却する冷却媒体を冷却するヒートポンプと、
前記冷却媒体を加熱する冷却媒体加熱機と
を備えたことを特徴とする電着塗装装置。
【請求項２】
前記冷却媒体加熱機は、前記冷却媒体と冷却側加熱媒体とを導入し熱交換することで前記冷却媒体を当該冷却側加熱媒体により加熱する熱交換機である
ことを特徴とする請求項１に記載の電着塗装装置。
【請求項３】
前記冷却側加熱媒体は、工場から生ずる排温水、補給水、排気又は排ガスの内の少なくともいずれかを含むものである
ことを特徴とする請求項２に記載の電着塗装装置。
【請求項４】
前記冷却側加熱媒体は、冷却側加熱媒体供給用ヒートポンプから供給される
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電着塗装装置。
【請求項５】
前記冷却媒体加熱機は、加熱用ヒートポンプである
ことを特徴とする請求項１に記載の電着塗装装置。
【請求項６】
前記冷却側加熱媒体及び／又は前記冷却媒体の前記冷却媒体加熱機への流量を調節する流量調節手段と、
前記冷却媒体が前記ヒートポンプへ戻る際の温度である冷水戻り温度を検知する冷水戻り温度センサと、
前記冷水戻り温度センサと接続され、当該冷水戻り温度センサから得た前記冷水戻り温度に応じて前記流量調節手段における流量を制御する自動制御装置と
を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電着塗装装置。
【請求項７】
前記ヒートポンプが複数台設置されており、
前記自動制御装置は、
少なくとも一部の所定の前記ヒートポンプにおける、前記加熱媒体が前記ヒートポンプから供給される際の温度である温水供給温度を検知する温水供給温度センサ、前記加熱媒体が前記ヒートポンプへ戻る際の温度である温水戻り温度を検知する温水戻り温度センサ、及び前記冷却媒体が前記ヒートポンプから供給される際の温度である冷水供給温度を検知する冷水供給温度センサ、並びに前記加熱媒体の流量を検知する流量計と接続されており、
前記温水供給温度センサから得た前記温水供給温度と前記温水戻り温度センサから得た前記温水戻り温度の差、及び前記流量計から得た前記流量から把握した現在の加熱能力と、前記冷水供給温度センサから得た前記冷水供給温度から把握した定格運転時の加熱能力とから、当該ヒートポンプにおける負荷率を把握して、
当該負荷率が設定値以下である場合に、前記ヒートポンプの一部につき運転を停止する制御を行い、
当該ヒートポンプの運転停止後、前記温水供給温度センサから得た前記温水供給温度が設定値以下である場合に、停止した前記ヒートポンプにつき運転を再開する制御を行う
ことを特徴とする請求項６に記載の電着塗装装置。
【請求項８】
前記前処理液を加熱する第２加熱媒体を供給可能な加熱機を更に備え、
前記ヒートポンプは、前記加熱媒体を冷却可能な冷却機と接続されており、
前記自動制御装置は、前記冷水戻り温度センサから得た前記冷水戻り温度が所定値以上である場合に、前記加熱媒体を前記冷却機に供給して冷却された前記加熱媒体を受けると共に、前記加熱機により前記第２加熱媒体を供給して前記加熱媒体に代わり前記前処理液の加熱を行う
ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の電着塗装装置。
【請求項９】
前記前処理液を加熱する第２加熱媒体を供給可能な加熱機と、消費電力を検知する消費電力計とを更に備え、
前記ヒートポンプは、前記加熱媒体を冷却可能な冷却機と接続されており、
前記自動制御装置は、前記消費電力計と接続されており、前記消費電力計から得た消費電力が設定値以上である場合に、前記加熱媒体を前記冷却機に供給して冷却された前記加熱媒体を受けると共に、前記加熱機により前記第２加熱媒体を供給して前記加熱媒体に代わり前記前処理液の加熱を行う
ことを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の電着塗装装置。
【請求項１０】
前記ヒートポンプからの前記加熱媒体を貯蔵する温水タンクと、当該温水タンク内の前記加熱媒体を加熱する加熱手段とを備え、前記温水タンクからの前記加熱媒体により前記前処理液を加熱する第２加熱媒体が加熱される
ことを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれかに記載の電着塗装装置。
【請求項１１】
前記ヒートポンプを複数備えていると共に、前記電着液を冷却する第４冷却媒体を供給可能な第２冷却機を備えており、更に一部の前記ヒートポンプの供給する前記冷却媒体につき、前記冷却側加熱媒体との熱交換機側と前記電着液の冷却側とで切り替え可能とし、前記前処理液の加熱負荷が比較的に軽い一方前記電着液の冷却負荷が比較的に重い場合に、前記一部のヒートポンプの前記冷却媒体で前記電着液を冷却する一方、残余の前記ヒートポンプの冷却媒体に前記冷却側加熱媒体を適用して、全ての前記ヒートポンプで前記前処理液を加熱し、前処理液の加熱前記負荷が比較的に重い一方前記電着液の冷却負荷が比較的に軽い場合に、前記一部のヒートポンプの前記冷却媒体にも前記冷却側加熱媒体を適用して、全ての前記ヒートポンプで前記前処理液を加熱し、前記第２冷却機の前記第４冷却媒体で電着液を冷却する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電着塗装装置。
【請求項１２】
前処理液の入った前処理槽と、
電着液の入った電着槽と、
前記電着液を冷却する第１冷却媒体と、
前記前処理液を加熱する加熱媒体を加熱すると共に、前記第１冷却媒体を冷却する第２冷却媒体を冷却するヒートポンプと、
前記第１冷却媒体を第３冷却媒体により冷却するチラーと、
前記第２冷却媒体を加熱する冷却媒体加熱機と
を備えたことを特徴とする電着塗装装置。
【請求項１３】
前記冷却媒体加熱機は、前記第２冷却媒体と冷却側加熱媒体とを導入し熱交換することで前記第２冷却媒体を当該冷却側加熱媒体により加熱する熱交換機である
ことを特徴とする請求項１２に記載の電着塗装装置。
【請求項１４】
前記冷却側加熱媒体は、工場から生ずる排温水、補給水、排気又は排ガスの内の少なくともいずれかを含むものである
ことを特徴とする請求項１３に記載の電着塗装装置。
【請求項１５】
前記冷却側加熱媒体は、冷却側加熱媒体用ヒートポンプから供給される
ことを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の電着塗装装置。
【請求項１６】
前記冷却媒体加熱機は、加熱用ヒートポンプである
ことを特徴とする請求項１２に記載の電着塗装装置。
【請求項１７】
前記冷却側加熱媒体及び／又は前記冷却媒体の前記冷却媒体加熱機への流量を調節する第１流量調節手段と、
前記第２冷却媒体が前記ヒートポンプへ戻る際の温度である冷水戻り温度を検知する冷水戻り温度センサと、
前記チラーからの前記第３冷却媒体の流量を調節する第２流量調節手段と、
前記冷水戻り温度センサと接続され、当該冷水戻り温度センサから得た前記冷水戻り温度に応じて前記第１流量調節手段及び第２流量調節手段における流量を制御する自動制御装置と
を更に備えたことを特徴とする請求項１２ないし請求項１６のいずれかに記載の電着塗装装置。
【請求項１８】
前記第１冷却媒体が前記電着槽側へ戻る際の温度である電着液戻り温度を検知する、前記自動制御装置と接続された電着液戻り温度センサを更に備え、
前記自動制御装置は、前記第２流量調節手段における流量が設定値以下であり、且つ電着液戻り温度センサから得た電着液戻り温度が設定値以下である場合に、前記ヒートポンプの第２冷却媒体に係る冷却後の温度を上昇する
ことを特徴とする請求項１７に記載の電着塗装装置。
【請求項１９】
前記前処理液を加熱する第２加熱媒体を供給可能な加熱機を更に備え、
前記ヒートポンプは、前記加熱媒体を冷却可能な冷却機と接続されており、
前記自動制御装置は、前記冷水戻り温度センサから得た前記冷水戻り温度が所定値以上であり且つ／又は前記第２流量調節手段における流量が設定値以上である場合に、前記加熱媒体を前記冷却機に供給して冷却された前記加熱媒体を受けると共に、前記加熱機により前記第２加熱媒体を供給して前記加熱媒体に代わり前記前処理液の加熱を行う
ことを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の電着塗装装置。
【請求項２０】
前記前処理液を加熱する第２加熱媒体を供給可能な加熱機と、消費電力を検知する消費電力計とを更に備え、
前記ヒートポンプは、前記加熱媒体を冷却可能な冷却機と接続されており、
前記自動制御装置は、前記消費電力計と接続されており、前記消費電力計から得た消費電力が設定値以上である場合に、前記加熱媒体を前記冷却機に供給して冷却された前記加熱媒体を受けると共に、前記加熱機により前記第２加熱媒体を供給して前記加熱媒体に代わり前記前処理液の加熱を行う
ことを特徴とする請求項１７ないし請求項１９のいずれかに記載の電着塗装装置。
【請求項２１】
前記ヒートポンプからの前記加熱媒体を貯蔵する温水タンクと、当該温水タンク内の前記加熱媒体を加熱する加熱手段とを備え、前記温水タンクからの前記加熱媒体により前記前処理液を加熱する第２加熱媒体が加熱される
ことを特徴とする請求項１７ないし請求項２０のいずれかに記載の電着塗装装置。
【請求項２２】
前記ヒートポンプを複数備えていると共に、前記電着液を冷却する第４冷却媒体を供給可能な第２冷却機を備えており、更に一部の前記ヒートポンプの供給する前記冷却媒体につき、前記冷却側加熱媒体との熱交換機側と前記電着液の冷却側とで切り替え可能とし、前記前処理液の加熱負荷が比較的に軽い一方前記電着液の冷却負荷が比較的に重い場合に、前記一部のヒートポンプの前記冷却媒体で前記電着液を冷却する一方、残余の前記ヒートポンプの冷却媒体に前記冷却側加熱媒体を適用して、全ての前記ヒートポンプで前記前処理液を加熱し、前処理液の加熱前記負荷が比較的に重い一方前記電着液の冷却負荷が比較的に軽い場合に、前記一部のヒートポンプの前記冷却媒体にも前記冷却側加熱媒体を適用して、全ての前記ヒートポンプで前記前処理液を加熱し、前記第２冷却機の前記第４冷却媒体で電着液を冷却する
ことを特徴とする請求項１２ないし請求項１６のいずれかに記載の電着塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前処理電着塗装工程等に用いられる電着塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電着塗装の前処理は、対象物を、加熱された脱脂液の入った脱脂槽、ないし同様に加熱された皮膜生成液の入った皮膜形成槽（化成槽）に順に浸漬して乾燥し、更に塗装中吸熱される下塗り用電着液の入った下塗り塗装槽（電着槽）に浸漬し通電することで行われる。従来、前処理電着塗装装置においては、脱脂槽・化成槽及び電着槽を個別に蒸気（温水タンク）又は冷水（冷水チラー）により加熱又は冷却していた。しかし、加熱又は冷却の連係は考慮されておらず、エネルギー効率を向上する余地があるものとなっていた。
【０００３】
そこで、加熱又は冷却の連係を考慮して、下記特許文献１に記載のような前処理電着塗装装置が提案された。この前処理電着塗装装置は、脱脂液及び皮膜形成液を加熱する一方、下塗り用電着液を冷却するヒートポンプチラーを有しており、各液をそれぞれ独立に加熱・冷却するものに対してエネルギー効率に優れたものとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５６９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この電着塗装装置では、単にヒートポンプチラーによって各液を加熱・冷却するに過ぎないため、エネルギー効率の向上度合に限界がある。又、この電着塗装装置では、熱の一部を直接大気中に放出する放出装置を備えることも想定されているが、放出される熱が無駄になっている面もある。
【０００６】
そこで、請求項１，１２に記載の発明は、極めてエネルギー効率の良い電着塗装装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、前処理液の入った前処理槽と、電着液の入った電着槽と、前記前処理液を加熱する加熱媒体を加熱すると共に、前記電着液を冷却する冷却媒体を冷却するヒートポンプと、前記冷却媒体を加熱する冷却媒体加熱機とを備えたことを特徴とするものであり、請求項２に記載の発明は、上記発明にあって、前記冷却媒体加熱機は、前記冷却媒体と冷却側加熱媒体とを導入し熱交換することで前記冷却媒体を当該冷却側加熱媒体により加熱する熱交換機であることを特徴とものであり、請求項３に記載の発明は、上記発明にあって、前記冷却側加熱媒体は、工場から生ずる排温水、補給水、排気又は排ガスの内の少なくともいずれかを含むものであることを特徴とものであり、請求項４に記載の発明は、上記発明にあって、前記冷却側加熱媒体は、冷却側加熱媒体用ヒートポンプから供給されることを特徴とするものであり、請求項５に記載の発明は、上記発明にあって、前記冷却媒体加熱機は、加熱用ヒートポンプであることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項６に記載の発明は、上記目的に加えて、室温や液温に変動があったとしても自動的に効率の良好な運転がなされる電着塗装装置を提供する目的を達成するため、上記発明にあって、前記冷却側加熱媒体及び／又は前記冷却媒体の前記冷却媒体加熱機への流量を調節する流量調節手段と、前記冷却媒体が前記ヒートポンプへ戻る際の温度である冷水戻り温度を検知する温度センサと、前記温度センサと接続され、前記冷水戻り温度に応じて前記流量調節手段における流量を制御する自動制御装置とを更に備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項７に記載の発明は、上記目的に加えて、加熱冷却性能を確保しながら全体としての効率をより一層向上する目的を達成するため、上記発明にあって、前記ヒートポンプが複数台設置されており、前記自動制御装置は、少なくとも一部の所定の前記ヒートポンプにおける、前記加熱媒体が前記ヒートポンプから供給される際の温度である温水供給温度を検知する温水供給温度センサ、前記加熱媒体が前記ヒートポンプへ戻る際の温度である温水戻り温度を検知する温水戻り温度センサ、及び前記冷却媒体が前記ヒートポンプから供給される際の温度である冷水供給温度を検知する冷水供給温度センサ、並びに前記加熱媒体の流量を検知する流量計と接続されており、前記温水供給温度センサから得た前記温水供給温度と前記温水戻り温度センサから得た前記温水戻り温度の差、及び前記流量計から得た前記流量から把握した現在の加熱能力と、前記冷水供給温度センサから得た前記冷水供給温度から把握した定格運転時の加熱能力とから、当該ヒートポンプにおける負荷率を把握して、当該負荷率が設定値以下である場合に、前記ヒートポンプの一部につき運転を停止する制御を行い、当該ヒートポンプの運転停止後、前記温水供給温度センサから得た前記温水供給温度が設定値以下である場合に、停止した前記ヒートポンプにつき運転を再開する制御を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項８に記載の発明は、上記目的に加えて、ヒートポンプを状況に応じて効率の良好な運転モードに切り替え可能として、全体としての効率をも一層向上する目的を達成するため、上記発明にあって、前記前処理液を加熱する第２加熱媒体を供給可能な加熱機を更に備え、前記ヒートポンプは、前記加熱媒体を冷却可能な冷却機と接続されており、前記自動制御装置は、前記冷水戻り温度センサから得た前記冷水戻り温度が所定値以上である場合に、前記加熱媒体を前記冷却機に供給して冷却された前記加熱媒体を受けると共に、前記加熱機により前記第２加熱媒体を供給して前記加熱媒体に代わり前記前処理液の加熱を行うことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項９に記載の発明は、上記目的に加えて、ヒートポンプを消費電力に応じて効率の良い運転に切り替え可能として、装置全体の消費電力が契約電力等を上回らないようにする目的を達成するため、上記発明にあって、前記前処理液を加熱する第２加熱媒体を供給可能な加熱機と、消費電力を検知する消費電力計とを更に備え、前記ヒートポンプは、前記加熱媒体を冷却可能な冷却機と接続されており、前記自動制御装置は、前記消費電力計と接続されており、前記消費電力計から得た消費電力が設定値以上である場合に、前記加熱媒体を前記冷却機に供給して冷却された前記加熱媒体を受けると共に、前記加熱機により前記第２加熱媒体を供給して前記加熱媒体に代わり前記前処理液の加熱を行うことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項１０に記載の発明は、上記目的に加えて、ヒートポンプからの加熱媒体による加熱が不足しても加熱手段によりこれを補充可能とすることで全体としての加熱不足が防止されるようにする目的を達成するため、上記発明にあって、前記ヒートポンプからの前記加熱媒体を貯蔵する温水タンクと、当該温水タンク内の前記加熱媒体を加熱する加熱手段とを備え、前記温水タンクからの前記加熱媒体により前記前処理液を加熱する第２加熱媒体が加熱されることを特徴とする。
【００１３】
請求項１１に記載の発明は、上記目的に加えて、ヒートポンプの他に自動制御装置を設けることなく、排温水等を用いた極めて効率の良好な前処理液の加熱ないし電着液の冷却を、低コスト・低設備投資にて導入する目的を達成するため、上記発明にあって、前記ヒートポンプを複数備えていると共に、前記電着液を冷却する第４冷却媒体を供給可能な第２冷却機を備えており、更に一部の前記ヒートポンプの供給する前記冷却媒体につき、前記冷却側加熱媒体との熱交換機側と前記電着液の冷却側とで切り替え可能とし、前記前処理液の加熱負荷が比較的に軽い一方前記電着液の冷却負荷が比較的に重い場合に、前記一部のヒートポンプの前記冷却媒体で前記電着液を冷却する一方、残余の前記ヒートポンプの冷却媒体に前記冷却側加熱媒体を適用して、全ての前記ヒートポンプで前記前処理液を加熱し、前処理液の加熱前記負荷が比較的に重い一方前記電着液の冷却負荷が比較的に軽い場合に、前記一部のヒートポンプの前記冷却媒体にも前記冷却側加熱媒体を適用して、全ての前記ヒートポンプで前記前処理液を加熱し、前記第２冷却機の前記第４冷却媒体で電着液を冷却することを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１２に記載の発明は、前処理液の入った前処理槽と、電着液の入った電着槽と、前記電着液を冷却する第１冷却媒体と、前記前処理液を加熱する加熱媒体を加熱すると共に、前記第１冷却媒体を冷却する第２冷却媒体を冷却するヒートポンプと、前記第１冷却媒体を第３冷却媒体により冷却するチラーと、前記第２冷却媒体と冷却側加熱媒体とを導入し熱交換することで前記第２冷却媒体を当該冷却側加熱媒体により加熱する冷却媒体加熱機とを備えたことを特徴とするものであり、請求項１３に記載の発明は、上記発明にあって、前記冷却媒体加熱機は、前記第２冷却媒体と冷却側加熱媒体とを導入し熱交換することで前記第２冷却媒体を当該冷却側加熱媒体により加熱する熱交換機であることを特徴とするものであり、請求項１４に記載の発明は、上記発明にあって、前記冷却側加熱媒体は、工場から生ずる排温水、補給水、排気又は排ガスの内の少なくともいずれかを含むものであることを特徴とものであり、請求項１５に記載の発明は、上記発明にあって、前記冷却側加熱媒体は、冷却側加熱媒体用ヒートポンプから供給されることを特徴とするものであり、請求項１６に記載の発明は、上記発明にあって、前記冷却媒体加熱機は、加熱用ヒートポンプであることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項１７に記載の発明は、上記目的に加えて、自動的に効率の良好な運転がなされる電着塗装装置を提供する目的を達成するため、上記発明にあって、前記冷却側加熱媒体及び／又は前記冷却媒体の前記冷却媒体加熱機への流量を調節する第１流量調節手段と、前記第２冷却媒体が前記ヒートポンプへ戻る際の温度である冷水戻り温度を検知する温度センサと、前記チラーからの前記第３冷却媒体の流量を調節する第２流量調節手段と、前記温度センサと接続され、前記冷水戻り温度に応じて前記第１流量調節手段及び第２流量調節手段における流量を制御する自動制御装置とを更に備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
又、本発明の一つは、上記目的に加えて、加熱冷却性能を確保しながら全体としての効率をより一層向上する目的を達成するため、上記発明にあって、前記ヒートポンプが複数台設置されており、前記自動制御装置は、少なくとも一部の所定の前記ヒートポンプにおける、前記加熱媒体が前記ヒートポンプから供給される際の温度である温水供給温度を検知する温水供給温度センサ、前記加熱媒体が前記ヒートポンプへ戻る際の温度である温水戻り温度を検知する温水戻り温度センサ、及び前記第２冷却媒体が前記ヒートポンプから供給される際の温度である冷水供給温度を検知する冷水供給温度センサ、並びに前記加熱媒体の流量を検知する流量計と接続されており、前記温水供給温度センサから得た前記温水供給温度と前記温水戻り温度センサから得た前記温水戻り温度の差、及び前記流量計から得た前記流量から把握した現在の加熱能力と、前記冷水供給温度センサから得た前記冷水供給温度から把握した定格運転時の加熱能力とから、当該ヒートポンプにおける負荷率を把握して、当該負荷率が設定値以下である場合に、前記ヒートポンプの一部につき運転を停止する制御を行い、当該ヒートポンプの運転停止後、前記温水供給温度センサから得た前記温水供給温度が設定値以下である場合に、停止した前記ヒートポンプにつき運転を再開する制御を行うことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１８に記載の発明は、上記目的に加えて、ヒートポンプをより効率の良い運転に切り替え可能として、全体としての効率をも一層向上する目的を達成するため、上記発明にあって、前記第１冷却媒体が前記電着槽側へ戻る際の温度である電着液戻り温度を検知する、前記自動制御装置と接続された電着液戻り温度センサを更に備え、前記自動制御装置は、前記第２流量調節手段における流量が設定値以下であり、且つ電着液戻り温度センサから得た電着液戻り温度が設定値以下である場合に、前記ヒートポンプの第２冷却媒体に係る冷却後の温度を上昇することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１９に記載の発明は、上記目的に加えて、ヒートポンプを状況に応じて効率の良好な運転モードに切り替え可能として、全体としての効率をも一層向上する目的を達成するため、上記発明にあって、前記前処理液を加熱する第２加熱媒体を供給可能な加熱機を更に備え、前記ヒートポンプは、前記加熱媒体を冷却可能な冷却機と接続されており、前記自動制御装置は、前記冷水戻り温度センサから得た前記冷水戻り温度が所定値以上であり且つ／又は前記第２流量調節手段における流量が設定値以上である場合に、前記加熱媒体を前記冷却機に供給して冷却された前記加熱媒体を受けると共に、前記加熱機により前記第２加熱媒体を供給して前記加熱媒体に代わり前記前処理液の加熱を行うことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項２０に記載の発明は、上記目的に加えて、ヒートポンプを消費電力に応じて効率の良い運転に切り替え可能として、装置全体の消費電力が契約電力等を上回らないようにする目的を達成するため、上記発明にあって、前記前処理液を加熱する第２加熱媒体を供給可能な加熱機と、消費電力を検知する消費電力計とを更に備え、前記ヒートポンプは、前記加熱媒体を冷却可能な冷却機と接続されており、前記自動制御装置は、前記消費電力計と接続されており、前記消費電力計から得た消費電力が設定値以上である場合に、前記加熱媒体を前記冷却機に供給して冷却された前記加熱媒体を受けると共に、前記加熱機により前記第２加熱媒体を供給して前記加熱媒体に代わり前記前処理液の加熱を行うことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項２１に記載の発明は、上記目的に加えて、ヒートポンプからの加熱媒体による加熱が不足しても加熱手段によりこれを補充可能とすることで全体としての加熱不足が防止されるようにする目的を達成するため、上記発明にあって、前記ヒートポンプからの前記加熱媒体を貯蔵する温水タンクと、当該温水タンク内の前記加熱媒体を加熱する加熱手段とを備え、前記温水タンクからの前記加熱媒体により前記前処理液を加熱する第２加熱媒体が加熱されることを特徴とする。
【００２１】
請求項２２に記載の発明は、上記目的に加えて、ヒートポンプの他に自動制御装置を設けることなく、排温水等を用いた極めて効率の良好な前処理液の加熱ないし電着液の冷却を、低コスト・低設備投資にて導入する目的を達成するため、上記発明にあって、前記ヒートポンプを複数備えていると共に、前記電着液を冷却する第４冷却媒体を供給可能な第２冷却機を備えており、更に一部の前記ヒートポンプの供給する前記冷却媒体につき、前記冷却側加熱媒体との熱交換機側と前記電着液の冷却側とで切り替え可能とし、前記前処理液の加熱負荷が比較的に軽い一方前記電着液の冷却負荷が比較的に重い場合に、前記一部のヒートポンプの前記冷却媒体で前記電着液を冷却する一方、残余の前記ヒートポンプの冷却媒体に前記冷却側加熱媒体を適用して、全ての前記ヒートポンプで前記前処理液を加熱し、前処理液の加熱前記負荷が比較的に重い一方前記電着液の冷却負荷が比較的に軽い場合に、前記一部のヒートポンプの前記冷却媒体にも前記冷却側加熱媒体を適用して、全ての前記ヒートポンプで前記前処理液を加熱し、前記第２冷却機の前記第４冷却媒体で電着液を冷却することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、前処理液の加熱と電着液の冷却をヒートポンプで一括して行い、工場の排温水や別個のヒートポンプの温水等（冷却側加熱媒体）と電着液の冷却媒体とで熱交換を行う。従って、冷却側加熱媒体の冷媒への適用により加熱量に応じた過冷却を防止することができ、極めて効率の良い安定したヒートポンプの動作を確保することができる、という効果を奏し、冷却側加熱媒体として排温水を用いた場合には更に排温水の有するエネルギーを有効活用して排温水を冷却することもできる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１形態に係る電着塗装装置のブロック図である。
【図２】図１の電着塗装装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２形態に係る電着塗装装置のブロック図である。
【図４】図３の電着塗装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３形態に係る電着塗装装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第５形態に係る電着塗装装置のブロック図である。
【図７】図６の電着塗装装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第６形態に係る電着塗装装置のブロック図である。
【図９】図８の電着塗装装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第７形態に係る電着塗装装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第８形態に係る電着塗装装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第９形態に係る電着塗装装置を示すブロック図であり、（ａ）は夏季等におけるものであって、（ｂ）は冬季等におけるものである。
【図１３】本発明の第１０形態に係る電着塗装装置の、夏季における運転状態を示すブロック図ないし表である。
【図１４】図１３の電着塗装装置の、中間季における運転状態を示すブロック図ないし表である。
【図１５】図１３の電着塗装装置の、冬季における運転状態を示すブロック図ないし表である。
【図１６】従来方式に係る電着塗装装置の、夏季における運転状態を示すブロック図ないし表である。
【図１７】図１６の電着塗装装置の、中間季における運転状態を示すブロック図ないし表である。
【図１８】図１６の電着塗装装置の、冬季における運転状態を示すブロック図ないし表である。
【図１９】文献方式に係る電着塗装装置の、夏季における運転状態を示すブロック図ないし表である。
【図２０】図１９の電着塗装装置の、中間季における運転状態を示すブロック図ないし表である。
【図２１】図１９の電着塗装装置の、冬季における運転状態を示すブロック図ないし表である。
【図２２】本発明・従来方式・文献方式に係る各電着塗装装置の、ＣＯ２排出量やコスト等の算出状況を示す表である。
【図２３】本発明・従来方式・文献方式に係る各電着塗装装置の、ＣＯ２排出量やコスト等を示す表である。
【図２４】本発明の第１１形態に係る電着塗装装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る実施の形態の例につき、適宜図面に基づいて説明する。なお、当該形態は、下記の例に限定されない。
【００２５】
［第１形態］
図１は第１形態に係る電着塗装装置１の模式図であって、電着塗装装置１は、ここでは自動車のボディーを電着塗装する際の前処理工程に用いられる。なお、電着塗装装置１の塗装対象につき、自動車のパーツや、建設土木機械、特殊車両、鋼製家具、鋼製建具、自動販売機、重電機器、農業機械、プレハブ鉄骨、ハードディスクドライブ、マンホール蓋、空調機等とすることができる。
【００２６】
電着塗装の前処理にあっては、塗装の質を確保するため、前処理電着塗装を行う前にボディーを脱脂し、下地の皮膜を化成する。これに応じて、電着塗装装置１は、それぞれボディーが浸漬可能である、脱脂液の入った脱脂槽２、化成液の入った化成槽４、及び電着液の入った電着槽６を備えている。なお、脱脂液及び化成液を併せて前処理液とし、脱脂槽２及び化成槽を併せて前処理槽とする。
【００２７】
前処理液である脱脂液及び化成液は常温（室温）に比して（以下同様）高温で作用する一方、前処理電着塗装は通電による発熱を抑える必要があるため、脱脂液及び化成液は加熱され、電着液は冷却される。ここでは、脱脂液が摂氏（以下同様）６０度前後、化成液が４０度前後、電着液が３０度前後に保持される。なお、適宜予備洗浄や予備脱脂、表面調整等の工程ないし槽を追加して良く、予備洗浄槽や予備脱脂槽等の加熱も共に行うのであれば、脱脂槽２ないし化成槽４と同様に実行することができる。この場合、前処理液に予備洗浄液や予備脱脂液等が含まれ、前処理槽に予備洗浄槽や予備脱脂槽等が含まれる。
【００２８】
そして、電着塗装装置１は、このような加熱及び冷却を一括して行う排熱回収型のヒートポンプ１０を備えている。ヒートポンプ１０は、冷水を生成しながらその際発生する排熱を利用して温水を同時に生成しそれぞれ外部に供給するものであり、ここでは７度〜３０度程度の冷水と４０度〜７０度程度の温水を同時に供給可能である近時開発されたもの（株式会社神戸製鋼所製高効率高温取出機ＨＥＭ１５０ＨＲ）を用いる。ヒートポンプ１０は、温冷水が同時に供給され十分に吸排熱されて常温で戻り再度温冷水とされる特性上、温冷水のバランスをとる必要があり、高温水を多量に取り出すには、高温水の熱が十分に対象へ吸収されて戻り、又低温水も多量に取り出された上で十分に熱を受けて戻る必要がある。なお、ヒートポンプ１０として、最高８０度の温水を供給可能であるものや、３０度の冷水（排温水）で９５度の温水を供給可能なもの等を用いても良い。
【００２９】
ヒートポンプ１０は、脱脂液及び化成液を加熱するため脱脂槽２ないし化成槽４に加熱媒体としての温水を供給するパイプ１２，１４を有すると共に、電着液を冷却するため電着槽６に冷却媒体としての冷水を供給するパイプ１６を有する。又、脱脂槽２ないし化成槽４から水をヒートポンプ１０に戻すパイプ２２，２４を有すると共に、電着槽６から水をヒートポンプ１０に戻すパイプ２６を有する。なお、各パイプには、図示しない熱交換機やタンクが介装されることがある。又、パイプ１２，１４を途中で一本にまとめヒートポンプ１０に接続する等、パイプの配置等を適宜変更して良い。
【００３０】
そして、電着塗装装置１は、ここではボディーのプレスや溶接等も行う工場に設置されている。当該工場からは、コンプレッサーの冷却水やスポット溶接機の冷却水といった排温水が拠出される。即ち、電着塗装装置１は、冷却側加熱媒体としての排温水を生ずる工場に設置されている。なお、上記に例示した塗装対象を含め、一般に電着塗装を行うのは他の機器も設置された排温水の存在する工場である。
【００３１】
更に、電着塗装装置１における電着槽６からヒートポンプ１０へのパイプ２６には、熱交換機３０が設置され、この熱交換機３０には、前記排温水を導入するパイプ３２と、熱交換後の排温水を導出するパイプ３４とが接続されている。パイプ３２には、流量調節手段としての流量調節弁３６が設けられる。なお、流量調節手段として、流量調節弁３６の他、吐出量を調整するポンプやインバーター、あるいはこれらの組合せ等を採用しても良い。
【００３２】
このような電着塗装装置１は、次に説明するように動作する。
【００３３】
例えば脱脂槽２及び化成槽４の加温負荷（加熱負荷）が併せて８００ｋＷ（キロワット）であり、電着槽６の冷却負荷が３００ｋＷであったとする。この場合、ヒートポンプ１０からは温水８００ｋＷの供給が必要であるが、この供給のため電気入力に２００ｋＷを要し、又冷水６００ｋＷが同時に供給される。温水８００ｋＷはパイプ１２，１４を通じ脱脂槽２ないし化成槽４に供給され、脱脂液ないし化成液を必要十分に加熱し、常温水となってパイプ２２，２４からヒートポンプ１０に循環する。一方、冷水６００ｋＷはパイプ１６を通じ電着槽６に供給され、電着液を十分に冷却するが、なお３００ｋＷの冷却が可能な状態でパイプ２６に入る。そして、この冷却水は熱交換機３０内で排温水のパイプ３２の周囲に達し、熱交換機３０の作用によって排温水の熱を３００ｋＷ分奪い、常温となってヒートポンプ１０に循環する。このような熱交換により排温水も冷却される。
【００３４】
又、加温負荷や冷却負荷の変動には、ヒートポンプ１０や流量調節弁３６の調整によって対処する。これらの調整は、パイプ２６のヒートポンプ１０接続部付近の温度（冷水戻り温度）を検知するセンサや、パイプ２２，２４のヒートポンプ１０接続部付近の温度（温水戻り温度）を把握するセンサと接続された図示しない自動制御装置により自動的に行われる。なお、自動制御装置は、ヒートポンプ１０や流量調節弁３６にそれぞれ配備される制御装置から構成するようにして良いし、独立した別体のものとしても良い。又、温度センサは、各槽あるいは他のパイプや熱交換機３０の少なくともいずれかに配して良いし、パイプ２６の電着槽６側に配して良い。更に、温度センサは、ヒートポンプ１０の温水負荷追従装置に具備されたものとする代わりに、パイプ２２，２４の脱脂槽２，化成槽４側に配しても良い。
【００３５】
即ち、図２に示すように、加温負荷を基準に温水に追従するように冷水を出し排温水の熱を回収する運転を許可していると自動制御装置がパイプ２６の温度センサを監視する（ステップＳ１でＹｅｓ）。この監視において、冷水戻り温度が設定値を下回ると（ステップＳ２でＹｅｓ）、冷却負荷が比較的に軽くなっているので、パイプ２６の冷水温度が設定値に上がるまで流量調節弁３６を徐々に開放する（ステップＳ３〜Ｓ５）。一方、冷水戻り温度が設定値を上回ると（ステップＳ２でＮｏ、ステップＳ６でＹｅｓ）、冷却負荷が比較的に重くなっているので、パイプ２６の冷水温度が設定値に下がるまで流量調節弁を徐々に絞る（ステップＳ７〜Ｓ９）。
【００３６】
例えば、夏季等で加温負荷が比較的に軽い（６００ｋＷ）場合、自動制御装置はパイプ２２，２４の温度センサによる温度上昇によってこれを把握し、ヒートポンプ１０から出る温水の熱量を少なくする（６００ｋＷ）。又、これに応じて冷水の逆の熱量が減ると（４５０ｋＷ）、上述のように流量調節弁３６が絞られて排温水との熱交換量が相応に減らされる（１５０ｋＷ）。
【００３７】
一方、冬季等で加温負荷が比較的に重い場合、自動制御装置はパイプ２２，２４の温度センサによる所定値からの温度不足によってこれを把握し、ヒートポンプ１０から出る温水の熱量を増やし、これに応じて冷水の逆の熱量も増えるので、上述のように流量調節弁３６を開放してパイプ２６における熱交換の量を増やす。
【００３８】
以上の電着塗装装置１は、排温水を生ずる工場に設置されており、脱脂液及び化成液の入った脱脂槽２及び化成槽４と、電着液の入った電着槽６と、脱脂液及び化成液を加熱するパイプ１２，１４，２２，２４内の加熱媒体を加熱すると共に、電着液を冷却するパイプ１６，２６内の冷却媒体を冷却するヒートポンプ１０と、冷却媒体を排温水により加熱する熱交換機３０とを備えている。
【００３９】
従って、加温負荷に合わせてヒートポンプ１０を作動させようとするが、冷却負荷が軽すぎで冷却水が常温で戻らず、加温水と冷却水のバランスがとれずにヒートポンプ１０が停止してしまう事態を回避することができ、加熱ないし冷却をひとつのヒートポンプ１０でまかなうことができる。又、ヒートポンプ１０を冷却負荷に合わせて作動させ、不足する加温負荷に蒸気発生装置等の他熱源で対処する方式に比して、他熱源を設置する必要がなくシンプルな構成としてランニングコストや故障発生率を低減することができるし、他熱源駆動分のエネルギーが不要であって元来そのまま排熱されていた排温水のエネルギーを有効利用することができ、省エネルギー性に優れた電着塗装装置１とすることができ、更に他熱源駆動による二酸化炭素の排出を削減することもできる。
【００４０】
なお、工場の排温水を脱脂槽２ないし化成槽４の加熱に用いる方式が考えられなくもないが、排温水と脱脂液ないし化成液の温度が同等であり有効に加熱することができない。これに対し、電着塗装装置１では、温度の低い冷却水に対して工場の排温水を適用するので、有効に排温水の熱を利用することができる。
【００４１】
又、排温水の熱交換機３０への流量を調節する流量調節弁３６と、パイプ２６内の冷却媒体がヒートポンプ１０へ戻る際の温度である冷水戻り温度を検知する温度センサと、この温度センサと接続され、冷水戻り温度に応じて流量調節弁３６の開度を制御して流量調節弁３６における流量を制御する自動制御装置とを更に備えている。
【００４２】
従って、ヒートポンプ１０にとって適した冷却媒体の戻り温度ないし熱量となるように、工場の排温水との熱交換量を自動的に調整することができ、効率の良い加熱ないし冷却を自動的に行うことができる。
【００４３】
［第２形態］
図３は第２形態に係る電着塗装装置１０１の模式図であって、電着塗装装置１０１は、電着槽とヒートポンプの間の構成以外は第１形態と変更例も含め同様である。
【００４４】
電着塗装装置１０１は、パイプ１６に流量調節弁１０２を有すると共に、パイプ１６，２６を結ぶ熱交換機１０４を備える。熱交換機１０４には、電着槽６の冷却部からのパイプ１１６が導入されるとともに、熱交換後の冷却水を電着槽６へ導出するパイプ１２６が配置されている。パイプ１２６には、熱交換機１３０が介装され、熱交換機１３０には、チラーとしての冷水チラー１３１からのパイプ１３２と、冷水チラー１３１へ戻るパイプ１３４とが接続されている。又、パイプ１３２には、流量調節弁１３６が介装されている。なお、チラーとして、クーリングタワーを用いても良い。
【００４５】
電着塗装装置１０１の自動制御装置は、パイプ２６の温度センサの監視に応じて排温水の流量調節弁３６あるいは流量調節弁１０２を開閉可能であり、パイプ１２６の温度センサの監視に応じて排温水の流量調節弁１３６を開閉可能である。なお、パイプ１２６の温度センサは、熱交換機１０４側に設けても良いし、電着槽６側に設けても良い。
【００４６】
このような電着塗装装置１０１は、次に説明するように動作する。
【００４７】
電着塗装装置１０１では、ヒートポンプ１０の他に冷水チラー１３１が設けられると共に、それぞれに電着液冷却器に対するパイプ回路、熱交換機３０，１３０及び温度センサが設けられ、ヒートポンプ１０の冷水が優先的に電着液冷却器に適用され、その後冷水チラー１３１の冷水が電着液冷却器に適用される。
【００４８】
電着塗装装置１０１の自動制御装置は、第１形態と同様に流量調節弁３６，１０２を制御してヒートポンプ１０への冷水の戻り温度（熱量）を制御すると共に、図４に示すように、流量調節弁１３６を制御してパイプ１２６の電着槽６側の冷水温度（最終電着液戻り温度）を制御する。
【００４９】
即ち、自動制御装置は、電着槽６に対する冷却運転中であれば（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、最終電着液戻り温度を温度センサにより把握し、当該温度が設定値未満であれば（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、流量調節弁１３６を徐々に絞り（ステップＳ１０３〜Ｓ１０５）、冷水チラー１３１による冷却量を減らして当該温度が設定値に近づくようにする。
【００５０】
一方、最終電着液戻り温度が設定値を上回れば（ステップＳ１０２でＮｏ、Ｓ１０６でＹｅｓ）、流量調節弁１３６を徐々に開放し（ステップＳ１０７〜Ｓ１０９）、冷水チラー１３１による冷却量を増やして当該温度が設定値に近づくようにする。
【００５１】
例えば、脱脂槽２及び化成槽４の加温のためヒートポンプ１０はパイプ１２，１４に７０度の温水を供給し、加熱後パイプ２２，２４から６５度で戻っている一方、冷水がパイプ１６において２０度で供給され、熱交換機１０４，３０を経て２５度で戻っているとすると、パイプ１１６で冷却水は２９度であるが、熱交換機１０４を介したヒートポンプ１０の冷水の適用により当該冷却水が冷却され、更に熱交換機１３０を介した冷水チラー１３１の冷水の適用により当該冷却水が冷却されて、２７度となり電着槽６に戻り、電着液が２８度±１度の範囲に保持される。このとき、ヒートポンプ１０の冷水を優先して電着液の冷却水に適用すると共に、ヒートポンプ１０による温水の効率良い供給のため冷水を排温水で加温することで、ヒートポンプ１０の効率につき優先的に配慮した状態での運転がなされる。又、最終的に電着液の冷却液は冷水チラー１３１の冷水により冷却度合を調整され、電着液の温度を適正な範囲に保持する。
【００５２】
以上の電着塗装装置１０１では、排温水を生ずる工場に設置されており、脱脂液及び化成液の入った脱脂槽２及び化成槽４と、電着液の入った電着槽６と、この電着液を冷却するパイプ１１６，１２６内の第１冷却媒体と、前処理液を加熱する加熱媒体を加熱すると共に、第１冷却媒体を冷却するパイプ１６，２６内の第２冷却媒体を（熱交換機１０４を介して）冷却するヒートポンプと、第１冷却媒体をパイプ１３２内の第３冷却媒体により（熱交換機１３０を介して）冷却する冷水チラー１３１と、第２冷却媒体を排温水により加熱する熱交換機３０とを備えている。
【００５３】
従って、ヒートポンプ１０側と冷水チラー１３１側とで個別に冷水温度を設定することができ、ヒートポンプ１０の冷水をまず優先して適用し、補助的に冷水チラー１３１の冷水を適用することで、ヒートポンプ１０にとって効率の良い状態での運転を確保することができる。又、各槽を独立して加熱・冷却していた従来の電着塗装装置からの置き換えの際余る冷水チラーを、前述のきめ細かい冷却制御のために有効活用することができる。
【００５４】
又、排温水の熱交換機３０への流量を調節する第１の流量調節弁３６と、パイプ２６内の第２冷却媒体がヒートポンプ１０へ戻る際の温度である冷水戻り温度を検知する温度センサと、冷水チラー１３１からのパイプ１３２内の第３冷却媒体の流量を調節する第２の流量調節弁１３６と、温度センサと接続され、冷水戻り温度に応じて第１の流量調節弁３６及び第２の流量調節弁１３６の開度を制御して第１の流量調節弁３６及び第２の流量調節弁１３６における流量を制御する自動制御装置とを更に備えている。
【００５５】
従って、ヒートポンプ１０にとって適した冷却媒体の戻り温度ないし熱量となるように、工場の排温水との熱交換量を自動的に調整することができ、更に冷水チラー１３１による第１冷却媒体の調整的な冷却を実現して、ヒートポンプ１０の運転を極めて効率の良い安定したものとしながら電着液の確実な冷却を図ることができる。
【００５６】
［第３形態］
図５は第３形態に係る電着塗装装置の動作を示すフローチャートであって、当該電着塗装装置の構成は、第２形態の電着塗装装置１０１と同様であり、流量調節弁１３６の制御のみ相違する（図４に示す制御が図５に示す制御に代わる）。
【００５７】
即ち、自動制御装置は、電着槽６に対する冷却運転中であれば（ステップＳ１５１でＹｅｓ）、流量調節弁１３６の開度が上側設定値（例えば７０％）を上回るかを判定し（ステップＳ１５２）、上回れば（Ｙｅｓ）、温度センサにより把握したヒートポンプ１０の冷水戻り温度が下限値（例えば１７度）を上回るか否か判定する（ステップＳ１５３）。下限値を上回れば（Ｙｅｓ）、流量調節弁１３６を開度６５％以下となるまで徐々に絞り（ステップＳ１５４〜Ｓ１５７）、冷水チラー１３１による冷却量を減らしてヒートポンプ１０の冷水による冷却を促進する。自動制御装置は、ヒートポンプ１０の冷水戻り温度が下限設定値を上回る限り、流量調節弁１３６を徐々に絞り続ける（ステップＳ１５６）。
【００５８】
一方、自動制御装置は、ステップＳ１５２で流量調節弁１３６の開度が上側設定値を上回らない（Ｎｏ）と判定すると、流量調節弁１３６の開度が下側設定値（例えば４０％）未満であるかを判定し（ステップＳ１５８）、下側設定値未満であれば（Ｙｅｓ）、ヒートポンプ１０の冷水戻り温度が上限値（例えば３５度）未満か否か判定する（ステップＳ１５９）。上限値未満であれば、流量調節弁１３６を開度５５％以上となるまで徐々に開放し（ステップＳ１６０〜Ｓ１６３）、冷水チラー１３１による冷却量を増やして電着槽６の適正な冷却に配慮する。自動制御装置は、ヒートポンプ１０の冷水戻り温度が上限設定値未満である限り、流量調節弁１３６を徐放する（ステップＳ１６２）。
【００５９】
以上の第３形態の電着塗装装置は、第２形態と同様に成り、特にヒートポンプ１０の冷水戻り温度を用いて流量調節弁３６のみならず流量調節弁１３６をも制御している。
【００６０】
従って、第２形態の電着塗装装置１０１と同様の効果を奏し、特にヒートポンプ１０の運転状態（冷水戻り温度）に応じて冷水チラー１３１の冷却水に係る流量調節弁１３６の開度を制御して、電着槽６を確実に冷却しながら、ヒートポンプ１０の良好な状態（冷水戻り温度が適正な範囲となる状態）を冷水チラー１３１の流量調節弁１３６の調整により自動的に確保することができる。
【００６１】
［第４形態］
第４形態に係る電着塗装装置は、第２形態・第３形態と同様に成るが、冷水チラー１３１に余力がある場合に、ヒートポンプ１０をより効率の良い運転に切り替える動作が異なる。
【００６２】
即ち、自動制御装置は、流量調節弁１３６の開度が所定値（例えば４０％、以下同様）以下であり、電着液戻り温度が所定範囲（２８度±１度）内に収まっている状態が所定時間（３０分間以上）継続していることを把握すると、ヒートポンプ１０の冷水温度が上昇するように（１５度から２０度）制御し、ヒートポンプ１０の加熱能力やＣＯＰ（Coefficient of Performance、効率）が上昇するようにする（加熱能力３７３キロワット（ｋＷ）から４２６ｋＷ、ＣＯＰ２．９４から３．３７）。このとき、例えば電着液の冷却ないし排温水の調整された適用を経て２０度でヒートポンプ１０へ戻っていたのが、２５度で戻るようになる。又、ヒートポンプ１０の冷水温度が上昇し、ヒートポンプ１０の効率が良くなるものの電着液の冷却度合が低下するので、その分流量調節弁１３６の開度を上げて（６０％）、電着液戻り温度がなお所定範囲に収まるように制御する。
【００６３】
以上の第４形態の電着塗装装置は、第２形態や第３形態と同様に成り、特に自動制御装置は、冷水チラー１３１に余力がある場合に、ヒートポンプ１０につき冷水供給温度（第２冷却媒体の冷却後の温度）を上げる制御を行う。
【００６４】
従って、第２形態や第３形態と同様の効果を奏し、特にヒートポンプ１０につき一層効率良く温水を送出する運転となるよう状況に応じて切り替えることができて、電着塗装装置の冷却・加熱性能を十分なものとしながら、全体の効率を良好なものとすることができる。
【００６５】
［第５形態］
図６に示すように、第５形態に係る電着塗装装置２０１は、第１形態に対しヒートポンプを１台追加して複数としたものとなっている。
【００６６】
即ち、ヒートポンプ２１０，２１１が設置されており、ヒートポンプ２１０から脱脂槽２ないし化成槽４に対して温水供給用のパイプ２１２，２１４が配置されると共に、ヒートポンプ２１１から脱脂槽２ないし化成槽４に対して温水供給用のパイプ２１３，２１５が配置される。又、脱脂槽２ないし化成槽４からヒートポンプ２１０へ至る温水戻り用のパイプ２２２，２２４が配置されると共に、脱脂槽２ないし化成槽４からヒートポンプ２１１へ至る温水戻り用のパイプ２２３，２２５が配置される。
【００６７】
更に、ヒートポンプ２１０から電着槽６に対して冷水供給用のパイプ２１６が配され、ヒートポンプ２１１から電着槽６に対して冷水供給用のパイプ２１７が配される。又、電着槽６からヒートポンプ２１０に対して冷水戻り用のパイプ２２６が配され、電着槽６からヒートポンプ２１１に対して冷水戻り用のパイプ２２７が配される。そして、パイプ２２６には、排温水案内用のパイプ３２に対して熱交換をする熱交換機２３０が設けられ、パイプ２２７には、パイプ３２と同様に設けられた別系統に係る排温水案内用のパイプ２３２に対して熱交換をする熱交換機２３１が設けられる。なお、パイプ３２から熱交換機２３０を経た排温水はパイプ３４へ至り、パイプ２３２から熱交換機２３１を経た排温水はパイプ２３４へ至る。又、パイプ３２には流量調節弁３６が設けられ、パイプ２３２には流量調整弁２３６が設けられる。
【００６８】
図７は、電着塗装装置２０１の動作を示すフローチャートである。電着塗装装置２０１の自動制御装置は、双方のヒートポンプ２１０，２１１の運転中、一方のヒートポンプ２１１の負荷率を取得し、設定値（５０％）以下であって運転効率が悪いと判断すると、ヒートポンプ２１０の負荷率が上昇するように運転すると共にヒートポンプ２１１の運転を停止して減台をする動作を実行する。
【００６９】
即ち、温水に追従するように冷水を出す運転を許可していると（ステップＳ２５１でＹｅｓ）、自動制御装置は、ヒートポンプ２１１の負荷率を算出し、設定値未満であるか判断する（ステップＳ２５２）。
【００７０】
ここで、負荷率の算出は、次のように行う。即ち、負荷率は現在の加熱能力を定格（１００％）運転時の加熱能力で割ることで得られるところ、定格加熱能力については冷水供給温度から対応表により取得する。冷水供給温度は自動制御装置と接続され各パイプ２１６，２１７に配置されたセンサにより把握し、対応表は自動制御装置の有する記憶装置にデータベースとして記憶される。対応表の例として、１２度で３４９ｋＷ、１５度で３７３ｋＷ、２０度で４２６ｋＷ、２５度で４８５ｋＷ、３０度で５５６ｋＷというものが挙げられ、対応表における温度に把握した温度がない場合には、最も近い温度におけるものを定格加熱能力とする等する。そして、例えば冷水が１２度で供給され１５度で戻っているとすると、加熱能力は１２度に対応する３４９ｋＷであるとされる。
【００７１】
一方、現在の加熱能力については、温水の出入口温度差と温水流量を把握し、これらの値を乗ずることで算出する。温水の出入口温度は、パイプ２１３・２１５，２２３・２２５に配置した温度センサにより把握し、温水流量は、同様に配置した流量計により把握する。例えば、温水の出口温度（供給温度）はパイプ２１３・２１５の温度センサにより７０度と把握され、温水の入口温度（戻り温度）はパイプ２２３・２２５の温度センサにより６７度と把握されたとすると、出入口温度差は７０−６７＝３度と把握される。又、温水流量は例えば１０００立方メートル毎分であるとする。
【００７２】
すると、現在の加熱能力は、３（度）×１０００（立方メートル毎分）×６０（分）／８６０（キロカロリー／ｋＷ）＝２０９（ｋＷ）となる。よって、負荷率は２０９／３４９＝６０％と算出される。
【００７３】
このように算出された負荷率が設定値未満であると判断されると（ステップＳ２５２でＹｅｓ）、他のヒートポンプ２１０が運転中であるか否かを判断し（ステップＳ２５３）、運転中であれば（Ｙｅｓ）、ヒートポンプ２１１の運転優先順位がヒートポンプ２１０より下位かを判断する（ステップＳ２５４）。ここではヒートポンプ２１１の運転優先順位が下位であるため、ステップＳ２５５に移行し、ヒートポンプ２１１の負荷率が低く効率が比較的に悪いためにその運転を停止する。
【００７４】
ヒートポンプ２１１が停止すると、脱脂槽２ないし化成槽４に対する温水加熱が停止した分だけ不足し、このことが自動制御装置により把握されるため、自動制御装置はヒートポンプ２１０の運転状態につき温水を高温で供給するものとする。よって、ヒートポンプ２１０の運転状態は負荷率が高く効率の良いものとなる。
【００７５】
又、自動制御装置は、ヒートポンプ２１１の停止中、設定時間毎（５分毎）に、運転中のヒートポンプ２１０の温水出口温度が所定値（設定値−１度）未満であるか確認する（ステップＳ２５６〜Ｓ２５８）。設定値未満でなければ（ステップＳ２５７でＮｏ）、温水加熱が不足しているものとして、停止中のヒートポンプ２１１を再起動する（ステップＳ２５９）。
【００７６】
以上の第５形態の電着塗装装置では、ヒートポンプ２１０，２１１が複数台設置されており、自動制御装置は、少なくとも一部の所定のヒートポンプ２１１における、加熱媒体がヒートポンプ２１１から供給される際の温度である温水供給温度（温水出口温度）を検知する温水供給温度センサ、加熱媒体がヒートポンプ２１１へ戻る際の温度である温水戻り温度（温水入口温度）を検知する温水戻り温度センサ、及び冷却媒体（パイプ２１７内の冷水）がヒートポンプ２１１から供給される際の温度である冷水供給温度を検知する冷水供給温度センサ、並びに前記加熱媒体の流量を検知する流量計と接続されており、温水供給温度センサから得た温水供給温度と温水戻り温度センサから得た温水戻り温度の差、及び流量計から得た流量から把握した現在の加熱能力と、冷水供給温度センサから得た冷水供給温度から把握した定格運転時の加熱能力とから、ヒートポンプ２１１における負荷率を把握して、当該負荷率が設定値以下である場合に、ヒートポンプ２１１につき運転を停止し、ヒートポンプ２１１の運転停止後、温水供給温度センサから得た温水供給温度が設定値以下である場合に、停止したヒートポンプ２１１につき運転を再開する。
【００７７】
従って、脱脂槽２ないし化成槽４を十分に加熱し、且つ電着槽６を十分に冷却しながら、複数のヒートポンプで負荷率が各々低くなるが故に全体としての効率に劣る場合に、一部のヒートポンプの運転を停止する減台制御を行うことができ、又温水供給温度が不足しそうな場合には減台制御に係るヒートポンプを自動で復帰させることができ、加熱冷却性能を確保しながら全体としての効率をより一層向上することができる。
【００７８】
［第６形態］
図８に示すように、第６形態に係る電着塗装装置３０１は、第２形態に対し、冷却機としてのクーリングタワー３０２と、加熱機としてのボイラ３０４とを追加して成る。ヒートポンプ１０とクーリングタワー３０２の間には、パイプ３０６，３０８が配されて温水回路が形成され、パイプ１２・１４，２２・２４の温水回路と切換可能とされている。又、ボイラ３０４から脱脂槽２ないし化成槽４へは、脱脂液ないし化成液を加温するための蒸気（第２加熱媒体）を供給する蒸気供給路３１０が形成されている。なお、冷却機としてチラーを採用して良く、加熱機として温水タンクを採用して良い。
【００７９】
そして、電着塗装装置３０１の自動制御装置は、加温負荷に応じて運転されているヒートポンプ１０について、夏場で加温負荷が比較的に低いとき等、冷却負荷が比較的に多く冷却が追いつかない場合に、クーリングタワー３０２と接続して冷却専用の冷房モードでの運転に切り替え、加温負荷に対してはボイラ３０４でまかなうように制御する。
【００８０】
即ち、図９に示すように、自動制御装置は、ヒートポンプ１０が運転中であれば（ステップＳ３５１でＹｅｓ）、流量調節弁１３６の開度が設定値を上回るかを確認し（ステップＳ３５２）、上回ればヒートポンプ１０の温水回路をクーリングタワー３０２側（パイプ３０６，３０８側）へ切り替えて（ステップＳ３５３）、ヒートポンプ１０を冷房モードで運転させる。又、自動制御装置は、ステップＳ３５３において、ボイラ３０４からの蒸気を導入するため、パイプ３１０における蒸気の通過を許容する（図示しないパイプ３１０の弁を開く）。
【００８１】
例えば、夏季にヒートポンプ１０が加温負荷に合わせ負荷率６０％（冷却能力１４８ｋＷ，定格２４６ｋＷ）で運転されている場合に、流量調節弁１３６の開度が８５％以上となれば、十分に冷却できない状態が生じる可能性があることとなるので、自動制御装置は、電着液が所定範囲内にあることを確認し（２８度）、ヒートポンプ１０につき冷房モードに切り替え、ボイラ３０４の蒸気を脱脂槽２ないし化成槽４に適用する。このとき、温水が十分冷却されて戻ってくるため、ヒートポンプ１０の冷却能力は４５０ｋＷに増加し、電着液の冷媒（第１冷却媒体）が十分に冷却されることとなり、適宜第２流量調節弁１３６の開度が絞られる。
【００８２】
なお、本形態においてもヒートポンプを複数設置することができ、この場合各々単独で冷房モードと通常モード（熱回収モード）が切り替え可能となるように、自動制御装置を形成し、個別の温水回路や温度センサを設けることができる。又、ヒートポンプ毎に予め順位を付しておき、下位のものから順に冷房モードに切り替えて良い。このとき、下位のヒートポンプのモードを切り替える前に、他のヒートポンプが（通常モードで）運転中であるか確認しても良い。
【００８３】
以上の第６形態の電着塗装装置では、脱脂槽２ないし化成槽４を加熱する蒸気を供給可能なボイラ３０４を更に備え、ヒートポンプ１０は、温水を冷却可能なクーリングタワー３０２と接続されており、自動制御装置は、流量調節弁１３６の開度が設定値以上である場合に、温水をクーリングタワー３０２に供給して冷却された温水を受けると共に、ボイラ３０４により蒸気を供給して温水に代わり脱脂液ないし化成液の加熱を行う。
【００８４】
従って、加温負荷に合わせると冷却負荷が不足する夏季等において、ヒートポンプ１０を冷却につき効率の良い冷房モードで運転する一方、加温には工場に従来から存在するボイラ３０４を有効利用することができ、又加温負荷と冷却負荷が釣り合う中間季等においてはヒートポンプ１０を熱回収モードで加熱と冷却とを効率良く行うことができ、更に加温負荷に合わせると冷却過剰となり得る冬季等においてはヒートポンプ１０の冷水で工場の排温水を冷却して加熱と冷却のバランスの取れた効率の良い状態でヒートポンプ１０を運転することができ、装置全体として状況に応じ適切なモードを自動選択して極めて効率良い運転を実施することができる。
【００８５】
［第７形態］
第７形態に係る電着塗装装置は、第６形態と同様に成るが、自動制御装置は更に、工場に設置された受電電力量（あるいは装置全体の消費電力量）を監視する電力計付きコンピュータであるデマンドコントローラ（消費電力計）と接続されており、又ヒートポンプ１０を冷房モードに切り替えることを指令する冷房モード切り替えスイッチを備えている。そして、動作としては、自動制御装置がヒートポンプ１０につき冷房モードとする条件につき、消費電力が所定値以上となり工場の受電能力を超えることが予測される場合とすることが第６形態と相違する。なお、冷房モード切り替えスイッチは、熱回収モードとの間でモードを順に繰り返し遷移させるモード遷移スイッチであっても良い。又、デマンドコントローラとの接続、あるいはスイッチの設置のうちの一方を省略しても良い。
【００８６】
即ち、図１０に示すように、自動制御装置は、ヒートポンプ１０が熱回収モードで運転中であるかを確認し（ステップＳ３８１）、運転中であれば（Ｙｅｓ）、消費電力が設定値（契約電力あるいはこれより若干（０〜５％程度分）少ない値）以上である際に発信される信号がデマンドコントローラから出力されているか確認する（ステップＳ３８２）。消費電力が設定値以上である旨を示す信号がデマンドコントローラから出力されていれば（Ｙｅｓ）、温水回路をクーリングタワー３０２側へ自動で切り替え、ヒートポンプ１０を冷房モードで起動させる（ステップＳ３８３）。又、当該信号がデマンドコントローラから出力されていなければ（ステップＳ３８２でＮｏ）、冷房切り替えスイッチに入力があったかを判断し（ステップＳ３８４）、入力があれば（Ｙｅｓ）、やはり温水回路の切り替えと冷房モードへの移行とを行う（ステップＳ３８３）。
【００８７】
例えば、ヒートポンプ１０が熱回収モードで運転中、温水を７０度で供給して６５度で回収し、これに伴い冷水を１５度で供給して排温水との熱交換後２０度で回収しており、冷水供給量２４６ｋＷで消費電力１２７ｋＷ（冷水側ＣＯＰ１．９４）となっている際に、消費電力が所定値を超えているためこれを抑制しようとすると、自動制御装置は、ヒートポンプ１０を冷房モードへ切り替え、冷水供給量２４６ｋＷを維持しつつ消費電力を３４．５ｋＷ（冷水側ＣＯＰ７．１４）とする。一方、自動制御装置は、脱脂槽２ないし化成槽４につき、ボイラ３０４の蒸気で加熱させる。
【００８８】
なお、ヒートポンプ１０が冷房モードである際に、デマンドコントローラから消費電力が同一のあるいは別の所定値以下となって、工場の受電能力に余裕ができた場合には、自動制御装置が温水回路の切替と熱回収モードへの切り替えとを自動で行って良い。又、熱回収モード切換スイッチを設け、これに対する入力があると温水回路の切替と熱回収モードへの切り替えが行われるようにしても良い。
【００８９】
あるいは、本形態においてもヒートポンプを複数設置することができ、この場合各々単独で冷房モードと熱回収モードが切り替え可能となるように自動制御装置を形成し、個別の温水回路や温度センサを設けることができる。又、ヒートポンプ毎に予め順位を付しておき、下位のものから順に冷房モードに切り替えて良い。このとき、下位のヒートポンプのモードを切り替える前に、他のヒートポンプが（通常モードで）運転中であるか確認しても良い。更に、第６形態と本形態との動作を併せて行って良い。
【００９０】
以上の第７形態の電着塗装装置では、脱脂槽２ないし化成槽４を加熱する蒸気を供給可能なボイラ３０４と、消費電力を検知する消費電力計とを更に備え、ヒートポンプ１０は、温水を冷却可能なクーリングタワー３０２と接続されており、自動制御装置は、消費電力計と接続されており、消費電力計から得た消費電力が設定値以上である場合に、温水をクーリングタワー３０２に供給して冷却された温水を受けると共に、ボイラ３０４により蒸気を供給して温水に代わり脱脂液ないし化成液の加熱を行う。
【００９１】
従って、ヒートポンプ１０で熱回収モードにより加熱と冷却とを行うと消費電力が契約電力等を超えてしまう場合に、自動制御装置がヒートポンプを効率の良い冷房モードで運転させることによって、ヒートポンプを消費電力に応じて効率の良い運転に切り替え可能として、装置全体の消費電力が契約電力等を上回らないようにすることができる。
【００９２】
［第８形態］
第８形態に係る電着塗装装置は、第５形態と同様にヒートポンプ２１０，２１１を複数備えて成り、更にヒートポンプ２１０，２１１からの温水を貯蔵可能な温水タンクと、当該温水タンク内の温水を加熱するために当該温水タンクに蒸気を投入する加熱手段としてのボイラと、脱脂槽２ないし化成槽４を加熱する第２加熱媒体及びそのパイプと、温水タンクからの温水（加熱媒体）のパイプと第２加熱媒体のパイプとに介在された熱交換機とを備えている。第２加熱媒体は、当該熱交換機を介し、温水により加熱される。又、温水タンク内には、自動制御装置と接続された、タンク内の温水の温度を検知する温水タンク温度センサが設置されている。通常はヒートポンプ２１０を主に用い、ヒートポンプ２１１は予備機として優先順位の低い状態で運転される。なお、加熱手段として、蒸気ヒータや電気ヒータを用いて良い。
【００９３】
そして、本形態の電着塗装装置では、内部を加温可能な温水タンクを介して脱脂槽２ないし化成槽４の加温を行うことにより、加熱量が不足したとしても温水タンクによりバックアップすることで加温を継続することが可能である。
【００９４】
即ち、図１１に示すように、自動制御装置は、前処理工程実施中であれば（ステップＳ４０１でＹｅｓ）、温水タンク温度センサから得た温水タンク温度が設定値（６８度）未満であるかを確認し（ステップＳ４０２）、設定値を下回れば（Ｙｅｓ）、ヒートポンプ２１０，２１１が温水追従モードで１台以上運転中であるか確認する（ステップＳ４０３）。そうであれば（Ｙｅｓ）、更に予備機としてのヒートポンプ２１１が停止しているか判断し（ステップＳ４０４）、停止していれば（Ｙｅｓ）、ヒートポンプ２１１を温水追従モードで追加的に自動起動させる（ステップＳ４０５）。
【００９５】
一方、自動制御装置は、ヒートポンプ２１０，２１１が双方とも運転中でないか（ステップＳ４０３でＮｏ）、あるいはヒートポンプ２１１が停止中でない場合には（ステップＳ４０４でＮｏ）、温水タンク温度が前記設定値を下回る別の設定値（６７度）をも下回るか判断し（ステップＳ４０６）、下回れば（Ｙｅｓ）、温水タンク温度が前記設定値（６８度）になるまでボイラから蒸気を導入して温水を加温する（ステップＳ４０７〜Ｓ４０９）。
【００９６】
以上の第８形態の電着塗装装置では、ヒートポンプ２１０，２１１からの温水（加熱媒体）を貯蔵する温水タンクと、温水タンク内の温水を加熱するボイラとを備え、温水タンクからの温水により脱脂槽２ないし化成槽４を加熱する第２加熱媒体を加熱する。
【００９７】
従って、ヒートポンプ２１０，２１１からの温水が不足してもボイラによりこれを加温可能とすることで全体としての加熱不足を防止することができ、加温に関するバックアップ回路を設けて安定した加熱状態を提供することができる。
【００９８】
［第９形態］
図１２に示すように、第９形態に係る電着塗装装置５０１は、第５形態と同様ヒートポンプ５１０，５１１を複数備えて成り、更に電着槽６に対し、いずれも（第２）冷却機としての冷水チラー５１２ないしクーリングタワー５１３が、いずれかによる各冷媒を介した冷却のため、切り替え可能に設置されている。ヒートポンプ５１０の冷水側には、第１形態等と同様、工場の排温水との熱交換機が設置され、温水側には、第１形態と同様、脱脂槽２や化成槽４を加熱するための温水のパイプが配されている。一方、ヒートポンプ５１１の冷水側には、電着槽６を冷却するパイプと、ヒートポンプ５１０と同様の排温水との熱交換機を有するパイプとが切り替え可能に配され、温水側はヒートポンプ５１０と同様に成る。
【００９９】
そして、電着塗装装置５０１は、自動制御装置を用いず、ヒートポンプの加熱負荷に追従する運転をもって、工場の排温水を利用した前処理液の加熱と電着液の冷却を、状況に応じ実行する。
【０１００】
即ち、図１２（ａ）に示すように、夏季等において加温負荷が比較的に穏やかであり（９００ｋＷ）、冷却負荷が比較的に重い場合には（３００ｋＷ）、ヒートポンプ５１０を排温水（４３０ｋＷ）により冷水温度を上げて運転し（３０度を３５度に上げる）、温水（５５０ｋＷ）を供給する一方、ヒートポンプ５１１の冷水（１２度、２２０ｋＷ）を電着液の冷却に用いる（１７度で戻る）。なお、電着液の冷却につき、冷水チラー５１２を適用して不足する冷却能力（８０ｋＷ）を補い、又冷却負荷の変動に対応する（ヒートポンプ５１１の冷水の戻り温度につき冷水チラー５１２の適用により一定にしてヒートポンプ５１１の運転状態を安定させる）。
【０１０１】
一方、図１２（ｂ）に示すように、冬季等において加温負荷が比較的に重く（１１００ｋＷ）、冷却負荷が比較的に穏やかである場合には、ヒートポンプ５１０，５１１を加熱専用とする。即ち、ヒートポンプ５１１の冷水側回路を排温水との熱交換機側に切り替え、ヒートポンプ５１０，５１１双方の冷水を排温水により昇温し（双方とも３０度から３５度へ）、温水（双方とも５５０ｋＷ）を脱脂槽２ないし化成槽４に供給する。なお、電着槽６の冷却は、クーリングタワー５１３に切り替えて適用することにより、専らクーリングタワー５１３のみにて賄う。又、夏季等と冬季等との動作の切り替えは、手動により季節毎（年２回）に行うことができる。
【０１０２】
以上の第９形態の電着塗装装置５０１では、ヒートポンプ５１０，５１１を複数備えていると共に、電着液を冷却する（第４）冷却媒体を供給可能な冷水チラー５１２ないしクーリングタワー５１３を備えており、更に一部のヒートポンプ５１１の供給する冷却媒体につき、排温水との熱交換機側と電着液の冷却側とで切り替え可能とし、前処理液の加熱負荷が比較的に軽い一方電着液の冷却負荷が比較的に重い場合に、一部のヒートポンプ５１１の冷却媒体で電着液を冷却する一方、残余のヒートポンプ５１０の冷却媒体に排温水を適用して、全てのヒートポンプ５１０，５１１で前処理液を加熱し、前処理液の加熱負荷が比較的に重い一方電着液の冷却負荷が比較的に軽い場合に、一部のヒートポンプ５１１の冷却媒体にも排温水を適用して、全てのヒートポンプ５１０，５１１で前処理液を加熱し、冷水チラー５１２ないしクーリングタワー５１３で電着液を冷却する。
【０１０３】
従って、ヒートポンプの他に自動制御装置を設けることなく、排温水を用いた極めて効率の良好な前処理液の加熱ないし電着液の冷却を、低コスト・低設備投資にて導入することができる。又、従来工場に設置されている冷水チラー５１２やクーリングタワー５１３を有効に活用することができる。
【０１０４】
［第１０形態］
第１０形態に係る電着塗装装置は、第２形態ないし第８形態を複合的に含んで成る。図１３ないし図１５に、当該電着塗装装置の夏季（６〜９月）・中間期（４，５，１０，１１月）・冬季（１２〜３月）における例を示す。
【０１０５】
この電着塗装装置は、予備脱脂槽及び脱脂槽並びに化成槽を加熱すると共に、電着槽を冷却する。予備脱脂液は５０度に保たれ、脱脂液は６０度に保たれ、化成液は４０度に保たれる一方、電着液は通電や攪拌による発熱にかかわらず３０度に保たれる。なお、その他の槽や工程も図示するように存在する。この内、予備湯洗槽６３２を共に加熱して良く、あるいは加熱する槽等をそれぞれの単独を含む任意の組合せとしても良い。又、図中の丸で囲んだＰは、ポンプである。
【０１０６】
予備脱脂液・脱脂液・化成液の各季の加熱負荷は、実際の工場における、温水ボイラに係る都市ガスの日ごとの使用量と、想定される操業日数と、ボイラー効率（０．８６）とから換算し、図上部に示した。又、電着液の各季の冷水負荷は、実際の工場におけるサンプルから仮定し、図上部に示した。
【０１０７】
このような加熱・冷水負荷であるとして、コンピュータにより２台のヒートポンプや水冷チラー（上記の株式会社神戸製鋼所製高効率高温取出機と同等の性能を想定、なお冷却水の温度によりＣＯＰが異なる）あるいは排温水の適用等をシミュレートすると、各季において図の各所に示すような各媒体の温度となり、各ヒートポンプの冷水供給状況や温水供給状況ないし消費電力は図右側に示す通りとなった。なお、温水を供給する温水タンクにあっては、ヒートポンプによる加熱で十分であり、都市ガス等を用いた追加的な加熱は不要であった。
【０１０８】
又、比較のため、第１０形態のものと同様な塗装前処理工程における、ヒートポンプを用いず加熱と冷却とが別個独立している従来の形態（従来方式）と、単にヒートポンプのみを用いる前記特許文献１の形態（文献方式）とにつき、第１０形態と同様各季ごとに順に図１６ないし図１８（従来方式）、及び図１９ないし図２１（文献方式）として示す。
【０１０９】
まず従来方式において、各季とも都市ガスによる温水タンクの加熱が必要であり、冬季・中間季・夏季の順で加熱量を要し都市ガスが多く必要になる。都市ガスの必要量ないしボイラ効率や給水温度等につき、図左下に示す。又、冷却については、本発明と同等な性能の水冷チラーを複数台用いるが、その際の消費電力を右側中央に示し、更に都市ガス必要量と併せてエネルギー使用量として右下に示す。
【０１１０】
次に文献方式において、加熱量を最も必要とする冬季における加熱能力を確保するためヒートポンプを３台設置し、他季においては冷却に対し余剰する加熱量に係る加熱媒体を専用のクーリングタワーで大気に放熱する。又、冬季において３台のヒートポンプでもまかなえない加熱は、温水タンクに対し都市ガスボイラの蒸気を供給して調整する。都市ガス使用量は左下に示し、各ヒートポンプの消費電力は右側に示し、消費電力の合計と都市ガス使用量（再掲）は右下に示す。
【０１１１】
これらの電着塗装装置における、各季の二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量及び電気・都市ガス使用量を算出した各表（１時間当たりのもの及び全季を通じたもの）を図２２に示し、各季を合計したＣＯ２排出量、及び電気・都市ガス使用量ないしその原油換算値につき図２３に示す。なお、ＣＯ２排出係数は、都市ガスについて、地球温暖化対策の推進に関する法律施行令及び特定排出者の事業活動に伴う温室効果ガスの排出量の算定に関する省令を基に環境省が作成した「算定・報告・公表制度における算定方法・排出係数一覧」からの計算値（１１０００キロカロリー毎ノルマル立方メートル（ｋｃａｌ／Ｎｍ３），２．３３００キログラム（ＣＯ２）毎ノルマル立方メートル（ｋｇ−ＣＯ２／Ｎｍ３））を用い、電気について、中部電力株式会社の０８年度実績値（８６０キロカロリー毎キロワット時（ｋｃａｌ／ｋＷｈ），０．４５５０ｋｇ−ＣＯ２／ｋＷｈ）を用いた。又、本発明の第１０形態に係る電着塗装装置については、表中「本発明」と記載した。
【０１１２】
図２２，２３によれば、ＣＯ２排出量について、文献方式でも従来方式に比べ２０％の削減が可能であるが、本発明にあっては従来比４２％減というように大幅な削減を達成している。又、電気使用量及び都市ガス使用量から換算した年間の原油消費量においても、文献方式では従来比１３％の削減が可能であるが、本発明では従来比３６％減となり、文献方式との比較でも約２倍の削減効果が得られている。
【０１１３】
［第１１形態］
図２４に示すように、第１１形態に係る電着塗装装置６０１は、第１０形態と同様、第２形態ないし第８形態を複合的に含んで成り、更に工場の排温水に係る回路に代えて前処理工程の排気に対する回路を設置して成る。
【０１１４】
即ち、電着塗装装置６０１は、ヒートポンプ１０の温水側に温水タンク６０２を備えていると共に、温水タンク６０２側と脱脂槽２側，予備脱脂槽２ａ側，化成槽４側とでそれぞれ加温のための熱交換を行う熱交換機６０３，６０３ａ，６０４を備えており、温水タンク６０２から熱交換機６０３，６０３ａ，６０４へはそれぞれパイプ１２，１２ａ，１４が延ばされていて、熱交換機６０３，６０３ａ，６０４から温水タンク６０２へはそれぞれパイプ２２，２２ａ，２４が渡されている一方、熱交換機６０３，６０３ａ，６０４から順に脱脂槽２，予備脱脂槽２ａ，化成槽４に対してはそれぞれ加熱媒体の流通するパイプ６０６，６０６ａ，６０８が延ばされており、脱脂槽２，予備脱脂槽２ａ，化成槽４から順に熱交換機６０３，６０３ａ，６０４に対してはそれぞれ加熱媒体の流通するパイプ６１０，６１０ａ，６１２が延ばされている。又、温水タンク６０２には、その内部の温水を必要に応じて（厳寒期や冬季の始動時の緊急時等）加熱する蒸気を導き熱交換後排出する蒸気管６１４が接続されている。なお、図中丸内にＰを表した記号はポンプを示す。又、同様に予備湯洗槽６３２を加温して良く、あるいは加温する槽等をそれぞれの単独を含む任意の組合せとしても良い。
【０１１５】
一方、電着塗装装置６０１にあっては、ヒートポンプ１０の冷水側に冷水タンク６２０が介装されており、冷水タンク６２０には、電着液の最終的な温度を制御するため電着液の冷却媒体の流量を調整する流量調節弁１０２や熱交換機１０４が接続される他、冷水タンク６２０から冷水を受けて必要に応じて冷却し戻すクーリングタワー６２２が設置されている。なお、熱交換機１０４には、電着槽６を冷却する冷却媒体の流通するパイプ１１６，１２６も接続されている。
【０１１６】
又、電着塗装装置６０１の冷却側のパイプ２６には、流量調節弁６３０を介して前処理工程に係る槽（ここでは予備湯洗槽６３２，予備脱脂槽２ａ，脱脂槽２，及び化成槽４が該当し、第１・第２水洗槽６３４，表面調整槽６３６，第３・第４・第５水洗槽（純粋洗浄）６３８，水切り乾燥ブース６４０，水洗槽６４２，電着塗装焼付炉６４４は含まれない）へのパイプ６５０ないしこれら槽より戻るパイプ６５２が接続されている。なお、接続先の前処理槽については、これらのいずれかないし任意の組合せであって良いし、排気の生ずる他の槽等のいずれかないし以上の任意の組合せであって良い。
【０１１７】
そして、電着塗装装置６０１のパイプ６５０，６５２には、それぞれ予備湯洗槽６３２，予備脱脂槽２ａ，脱脂槽２，化成槽４の排気Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４との熱交換機６６０，６６１，６６２，６６３が介装されている。熱交換機６６０，６６１，６６２，６６３は、排気Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４の通る排気管とパイプ６５０，６５２（の分岐管）とを導入し、排気Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４とパイプ６５０，６５２内の冷水とで熱交換をして、パイプ６５０，６５２内の冷水を排気Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４で加温する。このような加熱は排気Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４の状況（量や温度等）により変化するが、その加温は自動制御装置による流量調節弁６３０の制御により行われ、加温された冷水につきパイプ６５２によりパイプ２６に合流してヒートポンプ１０に戻される冷水が適切に冷熱の奪われた状態となるようにされている。
【０１１８】
以上の電着塗装装置６０１では、排気を生ずる工場に設置されており、脱脂液及び化成液の入った脱脂槽２，予備脱脂槽２ａ及び化成槽４と、電着液の入った電着槽６と、この電着液を冷却するパイプ１１６，１２６内の第１冷却媒体と、前処理液を加熱する加熱媒体を（熱交換機６０３，６０３ａ，６０４を介して）加熱すると共に、第１冷却媒体を冷却するパイプ１６，２６内の第２冷却媒体を（熱交換機１０４を介して）冷却するヒートポンプ１０と、パイプ２６内の第２冷却媒体を排気Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４により加熱する熱交換機６６０，６６１，６６２，６６３とを備えている。
【０１１９】
従って、電着塗装装置６０１にあっても、加温側に追従する運転を行うヒートポンプ１０の冷水側につき、工場から排出される排気の有効活用により必要に応じ加熱して加温側に対する冷水側のバランスを適切にとることができ、極めてエネルギー効率の良好な状態でヒートポンプ１０の運転を継続することができる。又、脱脂槽２に加え予備脱脂槽２ａも加温することができる。なお、本形態の排気や上記の排温水の他、工場から生ずる補給水や排ガスあるいはこれらの組合せによりヒートポンプ１０の冷水側を加熱することができる。
【０１２０】
更に、流量調節弁６３０の制御により、冷水や排気の状況に応じて適切な量だけ冷水を排気との熱交換機６６０〜６６３に供給することができ、極めて省エネルギーであるヒートポンプ１０の運転を継続するために必要となる冷水の加熱を、自動で的確に行うことができる。加えて、温水タンク６０２が設けられているので、脱脂槽２，予備脱脂槽２ａ及び化成槽４を安定した動作において効率良く確実に加熱することができ、又蒸気導入により加熱の補助を受けることができる。更に、冷水タンク６２０が設けられ、あるいは冷水タンク６２０が冷水を排気による加熱のため送り出す流量調節弁６３０より電着槽６側に配置されているので、電着槽６を安定動作にて効率良く的確に冷却することができるし、クーリングタワー６２２による冷水冷却の補助を効率良く受けることができる。
【０１２１】
［その他の形態］
以上の形態にあっては、前処理槽の加熱と電着槽の冷却とを行うヒートポンプの冷水側に適用する冷却側加熱媒体として排温水を用いているが、各形態における排温水の代わりに、当該ヒートポンプとは別個のヒートポンプ（冷却側加熱媒体供給用ヒートポンプ）により生成した温水を用いて良い。この場合、冷却側加熱媒体供給用ヒートポンプの稼働分だけ使用するエネルギーが増加するが、その増加分は加熱冷却用ヒートポンプの温水の熱を捨てる場合のエネルギーに比べ少なくて済み、総合しても効率の良好な電着塗装装置とすることが可能である。又、冷却側加熱媒体供給用ヒートポンプの温水及び工場の排温水と加熱冷却用ヒートポンプの冷水とを熱交換機に導入し、当該温水及び排温水を併せて加熱冷却用ヒートポンプの冷水に適用しても良い。更に、冷却側加熱媒体として、ボイラの蒸気等又はこれと排温水ないし冷却側加熱媒体供給用ヒートポンプの温水との組合せを用いることができる。
【０１２２】
又更に、前処理槽の加熱と電着槽の冷却とを行うヒートポンプの冷媒を直接取り込み加熱してヒートポンプへ戻す別個のヒートポンプ（加熱用ヒートポンプ）を設けても良い。これに加え、ヒートポンプの冷媒を加熱する上述の各種熱交換機を併せて設置することもできる。又、前処理槽の加熱と電着槽の冷却とを行うヒートポンプの冷水側につき、ヒートポンプからの冷水を排温水と同様に工場で処理すると共に、冷水より高温の排温水を（適宜処理した後）ヒートポンプへ直接戻すようにし、あるいはこのように排温水がヒートポンプへ入るように排温水のパイプを流路切替え可能に配置することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１，１０１，２０１，３０１，５０１，６０１    電着塗装装置
２    脱脂槽（前処理槽）
４    化成槽（前処理槽）
６    電着槽
１０，２１０，２１１，５１０，５１１    ヒートポンプ
３０，２３０，２３１，６６０，６６１，６６２，６６３    熱交換機
３６，２３６，６３０    （第１）流量調節弁
１３１    冷水チラー
１３６    （第２）流量調節弁
【図１】
2010133025.tif 000003
【図２】
2010133025.tif 000004
【図３】
2010133025.tif 000005
【図４】
2010133025.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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