(57)【要約】【課題】電熱式ヒータなどの加熱手段のランニングコストをできる限り抑制しつつ、改質処理槽内のドレインを適切に加熱し、ドレインのホルムアルデヒド濃度を効率良くかつ的確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。【解決手段】潜熱回収型温水装置ＷＨ１は、熱回収対象ガスから潜熱回収が可能な熱交換器１３Ｂと、前記潜熱回収に伴って発生するドレインからホルムアルデヒドを除去するための改質処理槽３と、この改質処理槽３内のドレインを加熱するための加熱手段Ｈと、この加熱手段Ｈの制御を行なう制御手段２とを備えており、制御手段２は、改質処理槽３において実行されるホルムアルデヒド除去処理に影響を及ぼす１または複数の所定のパラメータを監視し、かつこのパラメータの値が予め設定された範囲を外れたときには、加熱手段Ｈを利用して改質処理槽３内のドレイン温度を上昇させる制御を行なう。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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からホルムアルデヒドを除去するための改質処理槽と、
この改質処理槽内のドレインを加熱するための加熱手段と、
この加熱手段の制御を行なう制御手段と、を備えており、
前記制御手段は、前記改質処理槽において実行されるホルムアルデヒド除去処理に影響を及ぼす１または複数の所定のパラメータを監視し、かつこのパラメータの値が予め設定された範囲を外れたときには、前記加熱手段を利用して前記改質処理槽内のドレイン温度を上昇させる制御を行なう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。
【請求項２】
前記所定のパラメータは、前記熱交換器における単位時間当たりのドレイン発生量、または積算のドレイン発生量であり、前記ドレイン発生量が所定値を超えたときには、前記改質処理槽内のドレイン温度を上昇させるように前記加熱手段が駆動される構成とされている、請求項１に記載の潜熱回収型温水装置。
【請求項３】
前記所定のパラメータは、前記改質処理槽内のドレイン温度であり、このドレイン温度が所定値未満に低下したときには、前記改質処理槽内のドレイン温度を上昇させるように前記加熱手段が駆動される構成とされている、請求項１または２に記載の潜熱回収型温水装置。
【請求項４】
前記所定のパラメータは、前記改質処理槽に供給される前のドレインのホルムアルデヒド濃度またはこれに対応するものであり、前記ホルムアルデヒド濃度が所定値を超えたときには、前記改質処理槽内のドレイン温度を上昇させるように前記加熱手段が駆動される構成とされている、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。
【請求項５】
前記ホルムアルデヒド濃度に対応するパラメータは、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の燃料燃焼量、前記バーナの燃焼駆動のオン・オフ切り替え頻度、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のうち、いずれか１つ、または２以上の組み合わせである、請求項４に記載の潜熱回収型温水装置。
【請求項６】
前記熱交換器と前記改質処理槽との間には、前記熱交換器において発生したドレインを一時的に貯留するためのプリバッファタンクが設けられており、
前記制御手段は、前記プリバッファタンクに貯留されたドレインのホルムアルデヒド平均濃度またはこれに対応するデータを求め、かつこのデータに基づいて前記加熱手段の制御を行なうように構成されている、請求項４または５に記載の潜熱回収型温水装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記改質処理槽内のドレイン温度と前記改質処理槽の処理能力との関係を示すデータが記憶されたデータテーブルを有しているとともに、
前記熱交換器においてドレインが発生したときには、このドレインのホルムアルデヒド濃度を前記改質処理槽によって所定の目標濃度まで低下させることができるか否かを判断し、かつ前記所定の目標濃度まで低下させることができないと判断したときには、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まで低下させるのに必要なドレイン温度を求めて、この温度まで前記改質処理槽内のドレイン温度を上昇させる制御を実行するように構成されている、請求項１ないし６のいずれかに記載の潜熱回収型温水装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記ドレインのホルムアルデヒド濃度を所定時間内に所定の目標濃度まで低下させるのに必要な加熱時間をも算出可能であり、かつこの加熱時間の算出に際しては、前記加熱手段の駆動を開始させてから前記ドレインの温度が上昇していく期間中においても前記ドレインが加熱されることに対応する補正が行なわれるように構成されている、請求項７に記載の潜熱回収型温水装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記熱交換器におけるドレインの発生量およびそのホルムアルデヒド濃度の積算値に基づいて、前記改質処理槽に収容されている改質材の使用度合いを判断するデータを作成し、かつこのデータが所定値を超えたときには、その旨を報知する処理を実行するように構成されている、請求項１ないし８のいずれかに記載の潜熱回収型温水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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ホルムアルデヒド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。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、この種の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いる。また、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を低下させることができる。このような処理を行なえば、ドレインの無害化または無害化の徹底が図られることとなり、この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、ユーザに大きな不安感を与えないようにすることができる。
【０００３】
特許文献１では、改質処理槽によるホルムアルデヒドの電気分解処理能力を高めるための一手段として、熱交換器のケース内において発生したドレインが改質処理槽内に導かれる以前に、前記ケース内に供給された燃焼ガスによって加熱されるようにしている。改質処理槽によるホルムアルデヒドの電気分解処理能力は、改質処理槽内のドレイン温度が高温になるほど高くなる。前記した手段によれば、燃焼ガスによって高温に加熱されたドレインが改質処理槽内に導かれるために、ホルムアルデヒド濃度を効率良く低下させるのにより好適となる。
【０００４】
本願発明者らは、ドレインを前記したように熱交換器に供給される燃焼ガスを利用して加熱することに加え、または代えて、たとえば電熱式のヒータを別途利用して改質処理槽内を積極的に加熱することを新たに着想した。このような手段を採用すれば、ヒータを利用した加熱により、改質処理槽内をホルムアルデヒドの除去に好ましい温度条件に設定することがより確実化される。
【０００５】
しかしながら、前記したヒータを利用する場合、たとえば温水装置の運転期間中の全期間にわたってヒータをオンにするなど、ヒータをオンにする時間を余りに長くしたのでは、その電力消費量が多くなり、ランニングコストが高価となる不利を招く。したがって、このような不利を抑制しつつ、ドレインのホルムアルデヒド濃度を効率良くかつ的確に低下させ得るように構成することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２６７７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、電熱式ヒータなどの加熱手段のランニングコストをできる限り抑制しつつ、改質処理槽内のドレインを適切に加熱し、ドレインのホルムアルデヒド濃度を効率良くかつ的確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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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からホルムアルデヒドを除去するための改質処理槽と、この改質処理槽内のドレインを加熱するための加熱手段と、この加熱手段の制御を行なう制御手段と、を備えており、前記制御手段は、前記改質処理槽において実行されるホルムアルデヒド除去処理に影響を及ぼす１または複数の所定のパラメータを監視し、かつこのパラメータの値が予め設定された範囲を外れたときには、前記加熱手段を利用して前記改質処理槽内のドレイン温度を上昇させる制御を行なうように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、改質処理槽において実行されるホルムアルデヒド除去処理に影響を及ぼす所定のパラメータが予め設定された範囲を外れたときには、加熱手段を利用して改質処理槽内のドレイン温度を上昇させることができる。したがって、加熱手段を常時駆動させておく場合と比較すると、そのランニングコストを廉価にすることができる。また、ドレインからホルムアルデヒドを十分に除去できない状況となったときには、改質処理槽内のドレイン温度をタイミング良く積極的に上昇させて改質処理槽の処理能力を高めることができ、ホルムアルデヒドの除去処理を効率良くかつ的確に行なうことが可能となる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記所定のパラメータは、前記熱交換器における単位時間当たりのドレイン発生量、または積算のドレイン発生量であり、前記ドレイン発生量が所定値を超えたときには、前記改質処理槽内のドレイン温度を上昇させるように前記加熱手段が駆動される構成とされている。
なお、このような構成の場合、前記所定値としては、第１の所定値と、この第１の所定値よりも値が大きい第２の所定値とが設定され、かつ前記ドレイン発生量が前記第１の所定値から前記第２の所定値までの範囲にあるときよりも、前記ドレイン発生量が前記第２の所定値を超えたときの方が、前記改質処理槽内のドレイン温度が高くなるように構成することができる。
【００１２】
熱交換器における単位時間当たりのドレイン発生量、または積算のドレイン発生量が多い場合は、ドレインのホルムアルデヒド濃度を所望の目標濃度まで低下させ難くなるが、前記構成によれば、そのような場合に改質処理槽の処理能力を高め、好適に対処できることとなる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記所定のパラメータは、前記改質処理槽内のドレイン温度であり、このドレイン温度が所定値未満に低下したときには、前記改質処理槽内のドレイン温度を上昇させるように前記加熱手段が駆動される構成とされている。
【００１４】
改質処理槽内のドレイン温度が低くなると、改質処理槽の処理能力が低下するため、ドレインのホルムアルデヒド濃度を目標濃度まで低下させ難くなるが、前記構成によれば、そのようなことを適切に防止することが可能となる。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記所定のパラメータは、前記改質処理槽に供給される前のドレインのホルムアルデヒド濃度またはこれに対応するものであり、前記ホルムアルデヒド濃度が所定値を超えたときには、前記改質処理槽内のドレイン温度を上昇させるように前記加熱手段が駆動される構成とされている。
なお、このような構成の場合、前記所定値としては、第１の所定値と、この第１の所定値よりも値が大きい第２の所定値とが設定され、かつ前記ホルムアルデヒド濃度が前記第１の所定値から前記第２の所定値までの範囲にあるときよりも、前記ホルムアルデヒド濃度が前記第２の所定値を超えたときの方が、前記改質処理槽内のドレイン温度が高くなるように構成することができる。
【００１６】
処理対象となるドレインのホルムアルデヒド濃度が高い場合、ドレインのホルムアルデヒド濃度を目標濃度まで低下させ難くなるが、前記構成によれば、そのようなことを適切に防止することが可能となる。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ホルムアルデヒド濃度に対応するパラメータは、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の燃料燃焼量、前記バーナの燃焼駆動のオン・オフ切り替え頻度、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のうち、いずれか１つ、または２以上の組み合わせである。
【００１８】
前記したバーナの燃料燃焼、前記バーナの燃焼駆動のオン・オフ切り替え頻度、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は、ドレインのホルムアルデヒド濃度に密接に関連するパラメータであり、このようなパラメータ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に適切に対応した正確な処理が可能となる。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記熱交換器と前記改質処理槽との間には、前記熱交換器において発生したドレインを一時的に貯留するためのプリバッファタンクが設けられており、前記制御手段は、前記プリバッファタンクに貯留されたドレインのホルムアルデヒド平均濃度またはこれに対応するデータを求め、かつこのデータに基づいて前記加熱手段の制御を行なうように構成されている。
【００２０】
このような構成によれば、熱交換器において順次発生するドレインをプリバッファタンクに貯留させて一纏めにし、これらを合理的に処理することが可能となる。すなわち、熱交換器においてドレインが順次発生する場合、これらドレインのホルムアルデヒド濃度は一定ではなく、その値は、熱交換条件および熱回収対象ガスの量や温度などに対応して変化する。これに対し、前記構成によれば、プリバッファタンクにドレインを貯留させた際に、このドレインのホルムアルデヒド濃度が平均化されることとなり、この平均濃度に基づいて、ドレインに対する加熱を容易に制御することが可能となる。
【００２１】
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、前記改質処理槽内のドレイン温度と前記改質処理槽の処理能力との関係を示すデータが記憶されたデータテーブルを有しているとともに、前記熱交換器においてドレインが発生したときには、このドレインのホルムアルデヒド濃度を前記改質処理槽によって所定の目標濃度まで低下させることができるか否かを判断し、かつ前記所定の目標濃度まで低下させることができないと判断したときには、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まで低下させるのに必要とされるドレイン温度を求めて、この温度まで前記改質処理槽内のドレイン温度を上昇させる制御を実行するように構成されている。
【００２２】
このような構成によれば、改質処理槽内のドレインを無駄に高温に加熱し過ぎるようなことを回避しつつ、ドレインのホルムアルデヒド濃度を所定の目標濃度まで低下させることが確実化される。
【００２３】
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、前記ドレインのホルムアルデヒド濃度を所定時間内に所定の目標濃度まで低下させるのに必要な加熱時間をも算出可能であり、かつこの加熱時間の算出に際しては、前記加熱手段の駆動を開始させてから前記ドレインの温度が上昇していく期間中においても前記ドレインが加熱されることに対応する補正が行なわれるように構成されている。
【００２４】
このような構成によれば、改質処理槽内のドレインを加熱する際の実情に沿ったかたちでドレインに対する加熱時間を算出することが可能となり、加熱手段が不必要に駆動される時間をより短くすることができる。
【００２５】
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、前記熱交換器におけるドレインの発生量およびそのホルムアルデヒド濃度の積算値に基づいて、前記改質処理槽に収容されている改質材の使用度合いを判断するデータを作成し、かつこのデータが所定値を超えたときには、その旨を報知する処理を実行するように構成されている。
【００２６】
このような構成によれば、改質処理槽に収容されている改質材の寿命を察知することができ、改質材の交換作業などを的確に行なうことが可能となる。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記熱交換器においてドレインの発生が停止した後に所定時間が経過したとき、または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まで低下させるのに必要な加熱時間が経過したときには、前記加熱手段の駆動が停止されるように構成されている。
【００２８】
このような構成によれば、加熱手段が長時間にわたって不必要に駆動し続けることが適切に防止され、ランニングコストを抑制するのにより好適となる。
【００２９】
本発明の好ましい実施の形態においては、停電が発生し、かつこの停電がその後に復旧したときには、前記加熱手段を所定時間以上駆動させて、前記改質処理槽内のドレイン温度を上昇させるように構成されている。
【００３０】
このような構成によれば、停電が発生する前に改質処理槽内にドレインが流入し、かつこの流入したドレインからホルムアルデヒドが十分に除去されていない状態で停電を生じた場合であっても、停電復旧後には、改質処理槽の処理能力を高くし、前記ドレインから多くのホルムアルデヒドを的確に除去することが可能となる。
【００３１】
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と、このバーナに燃焼用空気を送るとともに、前記熱交換器を覆う缶体の燃焼ガス用の排気口から缶体内の残留ガスを排出させるガスパージ動作が可能なファンと、を備えており、前記バーナの燃焼駆動中、および前記バーナの燃焼駆動前ならびに燃焼駆動後のガスパージ動作中とは異なる時期に、前記改質処理槽への水の進入がセンサにより検出されたときには、雨水進入と判断し、加熱手段を駆動させないように構成されている。
【００３２】
バーナの燃焼駆動中、およびバーナの燃焼駆動前ならびに燃焼駆動後のガスパージ動作中は、ファンが駆動しており、このような場合には排気口から缶体内に雨水が進入し難い。これに対し、前記した時期以外において、改質処理槽内に水が進入する現象を生じた場合、この水は、雨水である可能性が高い。前記した構成によれば、そのような雨水の進入時には、これをドレインと誤らないようにして、加熱手段が無駄に駆動されないようにすることができる。
【００３３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】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２】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。
【図３】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他の例を示すフローチャートである。
【図４】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他の例を示すフローチャートである。
【図５】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他の例を示すフローチャートである。
【図６】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他の例を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る潜熱回収型温水装置の他の例を示す概略説明図である。
【図８】図７に示す潜熱回収型温水装置が具備する制御部に記憶されているデータの一例を示す説明図である。
【図９】図７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他の例を示すフローチャートである。
【図１０】図１または図７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他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
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。
【００３６】
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ＷＨ１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、および外装ケース９を備えている。
【００３７】
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に供給された水が内部入水路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から台所など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。
【００３８】
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においては、内部にドレインが満杯状態で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、その流入量と同等量のドレインが流出口３２から流出する。
【００３９】
改質処理槽３には、内部に流入したドレインの温度を検出するための温度センサＳａ、およびドレインを加熱するための１または複数の電熱式のヒータＨが設けられている。ヒータＨは、本発明でいう加熱手段の一例に相当する。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。ヒータＨは、改質処理槽３０によるホルムアルデヒド分解処理能力を高めるためのものである。図面では、ヒータＨが改質処理槽３の底部や側面部に貼り付けられた形態で設けられているが、ヒータＨの具体的な設け方は限定されず、ヒータＨを改質処理槽３内に挿入させた状態に設けるといったことも可能である。ヒータＨの駆動は、後述するように、制御部２によって制御される。
【００４０】
中和処理槽４は、炭酸カルシウムを主成分とする中和材４０が内部に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、その流入量と同等量のドレインが流出口４２から流出し、この点は改質処理槽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。
【００４１】
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。このバッファタンク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。
【００４２】
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ＷＨ１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の具体的な動作、とくにヒータＨの駆動制御の詳細については、後述する。
【００４３】
次に、前記した潜熱回収型温水装置ＷＨ１の作用について説明する。ただし、制御部２には、種々の態様の動作制御を行なわせることが可能であり、これを図２〜図６のフローチャートを参照しつつ個々に説明していく。
【００４４】
〔第１の態様〕
図２に示す第１の態様においては、制御部２は、単位時間当たりのドレイン発生量ｑに基づき、ヒータＨの駆動制御を行なっている。より具体的には、制御部２は、まずバーナ１１が燃焼駆動状態にあるか否かを判断し、燃焼駆動状態でない場合にはヒータＨの駆動を停止させておく（Ｓ１：ＮＯ，Ｓ７）。一方、これとは異なり、バーナ１１が燃焼駆動状態にあり、２次熱交換器１３Ｂにおいてドレインが発生している状況となっている場合には、制御部２は、単位時間当たりのドレイン発生量ｑを算出する（Ｓ１：ＹＥＳ，Ｓ２）。実際のドレイン発生量は、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、および排気口１０ａからの排気温度など、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、それらのうち、たとえばバーナ１１の燃料燃焼量や、２次熱交換器１３Ｂへの入水温度など、予め選択されているデータに基づき、単位時間当たりのドレイン発生量ｑを演算により求める。ただし、このような手法に代えて、たとえば配管部１５に流量センサを設けておき、このセンサを利用してドレインの発生量を計測することもできる。
【００４５】
次いで、制御部２は、前記のようにして求めたドレイン発生量ｑを所定値Ｎａと比較するが、この比較において、ドレイン発生量ｑが所定値Ｎａを超えていれば、ヒータＨを駆動させる（Ｓ３：ＹＥＳ，Ｓ４）。このことにより、改質処理槽３に流入したドレインの温度が上昇し、改質処理槽３のホルムアルデヒド除去処理能力が高くなる。ドレイン発生量ｑが多くなった場合には、改質処理槽３によってドレインのホルムアルデヒド濃度を十分に低下させることができなくなる可能性があるが、前記した制御によれば、そのような可能性を無くし、または少なくし、ホルムアルデヒド濃度を所望の目標濃度以下にすることができる。所定値Ｎａとしては、改質処理槽３の処理能力などを考慮して、ヒータＨが無駄に駆動することを抑制するのに好ましい値が用いられる（この点は、後述する他の所定値Ｎｂ〜Ｎｉについても同様である）。
【００４６】
前記とは異なり、ドレイン発生量ｑが比較的少なく、所定値Ｎａを超えていない場合には、ドレインをあえて加熱しなくても改質処理槽３によって十分に処理できる可能性が高く、この場合にはヒータＨは駆動されない（Ｓ３：ＮＯ，Ｓ７）。したがって、ヒータＨが無駄に駆動されることが好適に回避され、電力消費を抑制することができる。ヒータＨを駆動させた場合において、このヒータＨの駆動停止時期は、バーナ１１の燃焼駆動が停止してドレインの発生が終了してから所定時間（たとえば、５分）が経過した時点とされる（Ｓ４，Ｓ５：ＹＥＳ，Ｓ６：ＹＥＳ，Ｓ７）。このようにすれば、バーナ１１の駆動が停止されてドレインが発生しない状況下において、ヒータＨが長時間にわたって無駄に駆動し続けることが回避され、電力消費を抑制するのにより好適となる。
【００４７】
〔第２の態様〕
図３に示す第２の態様は、先に述べた第１の態様と同一内容のステップを含んでいる。同一内容のステップについては、図２と同一の符号を付しており、その説明は省略する。この第２の態様においては、単位時間当たりのドレイン発生量ｑを第１および第２の所定値Ｎｂ，Ｎｃと比較し、かつその比較結果に応じてドレインの加熱温度を相違させている。第１および第２の所定値Ｎｂ，Ｎｃは、Ｎｂ＜Ｎｃの関係である。より具体的には、制御部２は、単位時間当たりのドレイン発生量ｑが比較的少なく、第１の所定値Ｎｂを超えない場合には、ヒータＨを駆動させない（Ｓ３’：ＮＯ，Ｓ７）。これに対し、ドレイン発生量ｑが比較的多めであって、第１の所定値Ｎｂを超えるものの、第２の所定値Ｎｃを超えない場合には、制御部２は、ドレインを予め設定された第１の温度（たとえば４０℃）に加熱するようにヒータＨを駆動させる（Ｓ３’：ＹＥＳ，Ｓ３”：ＮＯ，Ｓ４’）。一方、これとは異なり、ドレイン発生量qがかなり多めであって、第１および第２の所定値Ｎｂ，Ｎｃをともに超えている場合には、制御部２は、ドレインを前記第１の温度よりも高めに設定された第２の温度（たとえば６０℃）に加熱するようにヒータＨを駆動させる（Ｓ３’：ＹＥＳ，Ｓ３”：ＹＥＳ，Ｓ４”）。
【００４８】
前記した制御によれば、ヒータＨを駆動させてドレインを加熱する必要がある場合において、ドレイン発生量ｑが少なめの場合にはドレイン加熱温度が低めとされ、かつドレイン発生量ｑが多めの場合にはドレイン加熱温度が高めとされる。したがって、ドレインを加熱する際に、常にその加熱温度を一定にする場合と比較すると、ドレインを無駄に高温に加熱することが抑制される。また、ドレイン発生量ｑが多い場合には、それに対応して加熱温度が高くされて、改質処理槽３の処理能力がより高められるために、ドレインのホルムアルデヒド濃度を目標温度まで低下させることもできる。
【００４９】
〔第３の態様〕
図４に示す第３の態様においては、制御部２は、積算ドレイン発生量Ｑに基づき、ヒータＨを駆動させるか否かを判断している。より具体的には、制御部２は、まず積算ドレイン発生量Ｑ＝０とするリセット処理を行なった後に、積算ドレイン発生量Ｑの算出処理を開始する（Ｓ１０，Ｓ１１）。積算ドレイン発生量Ｑは、たとえば図２および図３のステップＳ２で求められる単位時間当たりのドレイン発生量ｑを積算していくことにより求めることができる。ただし、演算を行なうことなく、たとえば流量センサを利用して積算ドレイン発生量Ｑを求めることもできる。
【００５０】
制御部２は、積算ドレイン発生量Ｑを求めた後には、この発生量Ｑを所定値Ｎｄと比較するが、この比較において、発生量Ｑが所定値Ｎｄを超え、かつこの超えた時期がステップＳ１０のリセット時から所定時間内である場合には、ヒータＨを所定時間だけ駆動させる（Ｓ１２：ＹＥＳ，Ｓ１３：ＹＥＳ，Ｓ１４）。この改質処理槽３に流入してくるドレインが比較的少量の場合には、この改質処理槽３内に以前から存在するドレインが早期に改質処理槽３の外部に押し出されることがなく、ホルムアルデヒド除去処理時間が十分に確保される。これに対し、改質処理槽３内に多くのドレインが流入した場合には、改質処理槽３内におけるドレイン滞留時間が短くなり、ホルムアルデヒドの除去処理が不十分になり易い。前記した制御によれば、後者のような状態が発生した場合に、ドレインが加熱されて改質処理槽３の処理能力が高められるために、ドレインのホルムアルデヒド濃度を適切に低下させることが可能となる。
【００５１】
この第３の態様では、ドレイン発生量Ｑが所定値Ｎｄを超えない限りは、ヒータＨが駆動されないために、電力消費の抑制も適切に図られる。さらに、ドレイン発生量Ｑが所定値Ｎｄを超える場合であっても、その時期がステップＳ１０のリセット時から所定時間以上経過しているときには、改質処理槽３内に存在するドレインからホルムアルデヒドが十分に除去されている可能性が高い。このような場合にもヒータＨは駆動されないために、電力消費の抑制がより徹底されることとなる。
【００５２】
〔第４の態様〕
図５に示す第４の態様においては、制御部２は、改質処理槽３内のドレイン温度Ｔａに基づき、ヒータＨの駆動制御を行なっている。より具体的には、制御部２は、まずバーナ１１が燃焼駆動を行なっているか否かを判断し、バーナ１１が燃焼駆動を行なっている場合には、改質処理槽３内のドレイン温度Ｔａを検出する（Ｓ２０：ＹＥＳ，Ｓ２１）。次いで、制御部２は、このドレイン温度Ｔａを、所定値Ｎｅと比較し、かつその比較の結果、ドレイン温度Ｔａが所定値Ｎｅよりも低温である場合には、ヒータＨを駆動させる（Ｓ２２：ＹＥＳ，Ｓ２３）。これとは異なり、ドレイン温度Ｔａが所定値Ｎｅ以上の場合には、ヒータＨは駆動されない（Ｓ２２：ＮＯ，Ｓ２６）。
【００５３】
前記した制御によれば、バーナ１１が燃焼駆動して２次熱交換器１３Ｂから改質処理槽３にドレインが順次流れ込んでいくときには、改質処理槽３内のドレイン温度Ｔａが所定値Ｎｅ以下の温度にならないようにし、改質処理槽３の処理能力を高めておくことができる。したがって、ドレインのホルムアルデヒド濃度を好適に低下させることが可能となる。また、改質処理槽３内のドレイン温度がもともと高めであって、改質処理槽３の処理能力が十分に発揮される場合には、ヒータＨは駆動されないために、やはり電力消費を抑制する効果も得られる。なお、図５のステップＳ２４〜Ｓ２６は、図２および図３のステップＳ５〜Ｓ７と同様であり、その説明は省略する。
【００５４】
〔第５の態様〕
図６に示す第５の態様においては、制御部２は、ドレインのホルムアルデヒド濃度（ＣＨ2Ｏ濃度）Ｄ１に基づき、ヒータＨの駆動制御を行なっている。より具体的には、制御部２は、まずバーナ１１が燃焼駆動を生じているときには、単位時間当たりのドレイン発生量ｑに加え、そのドレインのホルムアルデヒド濃度Ｄ１を算出する（Ｓ３０：ＹＥＳ，Ｓ３１）。実際のホルムアルデヒド濃度は、ドレイン発生量ｑと同様に、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、および排気口１０ａからの排気温度などに左右される。また、バーナ１１の駆動のオン・オフの頻度にも大きく左右される。制御部２は、それらのうち、たとえばバーナ１１の燃料燃焼量、２次熱交換器１３Ｂへの入水温度、およびバーナ１１の駆動のオン・オフ頻度など、予め選択されている項目のデータに基づき、ホルムアルデヒド濃度Ｄ１を演算により求める。実用的なホルムアルデヒド濃度センサが開発された場合、これを用いてもよいことは勿論である。
【００５５】
次いで、制御部２は、ドレイン発生量ｑを所定値Ｎｆと比較し、ドレイン発生量ｑが所定値Ｎｆを超えている場合には、これに引き続いてホルムアルデヒド濃度Ｄ１を所定値Ｎｇと比較する（Ｓ３２：ＹＥＳ，Ｓ３３）。この比較の結果、ホルムアルデヒド濃度Ｄ１が比較的高く、所定値Ｎｇを超えている場合には、ドレインをたとえば６０℃に加熱するようにヒータＨを駆動させる（Ｓ３３：ＹＥＳ，Ｓ３４）。一方、これとは異なり、ホルムアルデヒド濃度Ｄ１が比較的低く、所定値Ｎｇを超えていない場合には、ドレインをたとえば４０℃に加熱するようにヒータＨを駆動させる（Ｓ３３：ＮＯ，Ｓ３８）。図６のステップＳ３５〜Ｓ３７は、図２および図３のステップＳ５〜Ｓ７と同様であり、その説明は省略する。
【００５６】
前記した制御によれば、ドレインのホルムアルデヒド濃度Ｄ１に対応した温度でドレインが加熱されることとなり、ホルムアルデヒド濃度Ｄ１には関係なくドレインを常に一定温度に加熱する場合と比較すると、ドレインを無駄に高温に加熱することが抑制される。また、ホルムアルデヒド濃度Ｄ１が高い場合には、それに対応して加熱温度が高くされ、改質処理槽３の処理能力が高められるために、ドレインのホルムアルデヒド濃度を目標濃度まで好適に低下させ得ることとなる。
【００５７】
図７は、本発明に係る潜熱回収型温水装置の他の例を示している。図１に示した潜熱回収型温水装置ＷＨ１と同一または類似の要素には、同一符号を付しており、重複説明は省略する。
【００５８】
本実施形態の潜熱回収型温水装置ＷＨ２においては、改質処理槽３Ａがバッチ処理方式のものとされており、この改質処理槽３Ａと２次熱交換器１３Ｂとの間には、プリバッファタンク６が設けられている。プリバッファタンク６は、２次熱交換器１３Ｂ側から配管部１５を介して流れてくるドレインを、改質処理槽３Ａに供給する前に、一時的に貯留させておくためのものである。このプリバッファタンク６には、流入口６１および流出口６２が設けられており、流出口６２は、開閉弁Ｖ３を備えた配管部１７を介して改質処理槽３Ａの流入口３１と接続されている。したがって、開閉弁Ｖ３を開状態とすることにより、プリバッファタンク６に貯留されているドレインを改質処理槽３Ａに流れ込ませることができる。
【００５９】
改質処理槽３Ａは、前記した改質処理槽３とは異なり、その内部にはドレインを蛇行させるような流路は設けられておらず、改質材３０とドレインとを静的な状態で適当な時間以上に接触させることによってホルムアルデヒドの分解除去を行なうものである。この改質処理槽３Ａの流出口３２は底部に設けられており、この流出口３２と中和処理槽４の流入口４１とは、開閉弁Ｖ４を備えた配管部１８を介して接続されている。開閉弁Ｖ４は、常時は閉状態にあり、改質処理槽３Ａに流入しているドレインの略全量についてホルムアルデヒドの除去処理を終えた段階で開状態とされる。このことにより、改質処理槽３Ａ内のドレインは中和処理槽４に送り込まれることとなる。
【００６０】
制御部２は、データテーブル２０を備えている。このデータテーブル２０には、改質処理槽３Ａの処理能力に関するデータが記憶されている。このデータの一例としては、たとえば図８に示すように、たとえば所定のホルムアルデヒド濃度（同図では、３．２ppm）のドレインを所定の目標濃度（同図では、０．１ppm）まで低下させるのに必要な処理時間とドレイン温度との関係を示すデータや、ドレイン温度と半減期との関係を示すデータが挙げられる。このようなデータは、試験により求めることが可能である。
【００６１】
次に、潜熱回収型温水装置ＷＨ２における制御部２の動作処理手順の一例について、図９に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【００６２】
まず、制御部２は、単位時間当たりのドレイン発生量ｑ、およびそのドレインのホルムアルデヒド濃度Ｄ１を算出する処理を開始する（Ｓ４０）。次いで、プリバッファタンク６に所定量のドレインが貯留されたときには、このドレインのホルムアルデヒド平均濃度Ｄ２を算出する（Ｓ４１：ＹＥＳ，Ｓ４２）。プリバッファタンク６に所定量のドレインが貯留されたか否かは、単位時間当たりのドレイン発生量ｑを積算することにより判断することが可能であるが、プリバッファタンク６内に水量センサなどを設けておくことにより判断することもできる。ドレインのホルムアルデヒド平均濃度Ｄ２については、ステップＳ４０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、プリバッファタンク６に貯留されたドレインの内訳が、たとえばホルムアルデヒド濃度Ｄ１：２０ppmのドレインが０．５Ｌ、ホルムアルデヒド濃度Ｄ１：２ppmのドレインが０．５Ｌであると判断される場合、これら計１Ｌのドレインのホルムアルデヒド平均濃度Ｄ２は、１１ppmとして求められる。
【００６３】
次いで、制御部２は、前記のようにして求めたホルムアルデヒド平均濃度Ｄ２の値を、所定値Ｎｈと比較し、この比較の結果、ホルムアルデヒド平均濃度Ｄ２が所定値Ｎｈを超えている場合には、所定時間内において、ホルムアルデヒド平均濃度Ｄ２を所定の目標濃度（たとえば、０．１ppm）まで低下させるのに必要な加熱温度Ｔｂおよびこの加熱温度Ｔｂでの加熱時間ｔ１を求める（Ｓ４３：ＹＥＳ，Ｓ４４）。ただし、前記したステップＳ４３の処理は、省略することが可能である。前記の加熱温度Ｔｂおよび加熱時間ｔ１は、データテーブル２０に記憶されたデータを利用して求めることが可能である。一例を挙げると、ホルムアルデヒド平均濃度Ｄ２が、３．２ppmであって、これを１０分以内に目標濃度である０．１ppmまで低下させるには、図８に示すデータにしたがい、たとえば加熱温度Ｔｂ（ドレイン温度）を６０℃、加熱時間ｔ１を１０分とすればよい。このようにして求めた加熱温度Ｔｂおよび加熱時間ｔ１の条件でドレインを加熱すれば、ヒータＨの駆動の無駄を極力無くしつつ、前記所定時間内にドレインのホルムアルデヒド濃度を目標濃度以下まで低下することが略確実化される。制御部２は、前記した処理に伴い、ヒータＨの駆動を開始させるとともに、開閉弁Ｖ３を開状態としてプリバッファタンク６から改質処理槽３Ａにドレインを流入させる（Ｓ４５，Ｓ４６）。
【００６４】
その後、制御部２は、改質処理槽３Ａ内におけるドレイン温度の立ち上がり状態を温度センサＳａからの信号に基づいて監視し、この監視によって得られたデータに基づいてドレインに対する加熱時間ｔ１の値を補正する（Ｓ４７）。ヒータＨを利用して改質処理槽３Ａ内のドレインを加熱温度Ｔｂ（たとえば、６０℃）まで加熱する場合、ドレイン温度は比較的緩やかに立ち上がっていく。したがって、このドレイン温度の立ち上がり期間においても、ドレイン温度が上昇していることに起因して改質処理槽３Ａの処理能力は向上している。このため、ステップＳ４７の補正処理では、ドレイン温度の立ち上がり期間における処理能力の向上に対応する分だけ、加熱時間ｔ１を短くする。このような補正を行なえば、電力消費量を少なくするのにより好適となる。
【００６５】
制御部２は、加熱時間ｔ１が経過した時点で、ヒータＨの駆動を停止させる（Ｓ４８：ＹＥＳ，Ｓ４９）。図９のフローチャートには示されていないが、その後は、開閉弁Ｖ４を開くことにより、ホルムアルデヒド除去処理を終えたドレインを改質処理槽３Ａから中和処理槽４に流れ込ませることができる。このようにすると、改質処理槽３Ａ内には、プリバッファタンク６から新たなドレインを受け入れることが可能となり、前記した一連の処理を繰り返すことができる。
【００６６】
制御部２にデータテーブル２０を具備させ、かつこのデータテーブル２０のデータに基づいて、ホルムアルデヒド濃度を所望の目標濃度以下まで低下させるのに好適なドレイン加熱温度Ｔｂや加熱時間ｔ１を求めるといったことは、潜熱回収型温水装置ＷＨ２のみならず、図１に示した潜熱回収型温水装置ＷＨ１にも適用することが可能である。また、潜熱回収型温水装置ＷＨ１，ＷＨ２の制御部２には、次に述べるような制御をさらに実行させることも可能である。
【００６７】
すなわち、制御部２には、図１０に示すような制御を実行させることができる。同図に示す制御は、改質材３０の寿命を検出するためのものである。ホルムアルデヒドを除去するための改質材３０として、たとえば吸着タイプのものを用いると、ホルムアルデヒドを多く除去するに連れてその吸着性能が悪化し、寿命を来す。本実施形態は、そのような場合に好適に対処するためのものである。より具体的には、制御部２は、単位時間当たりのドレイン発生量ｑ、およびそのドレインのホルムアルデヒド濃度Ｄ１を継続的に求めるが（Ｓ５０）、これらのデータｑ，Ｄ１の積算値に基づき、改質処理槽３（３Ａ）におけるホルムアルデヒドの生成量Ｘを算出する（Ｓ５１）。このホルムアルデヒドの生成量Ｘは、所定値Ｎｉと比較され、ホルムアルデヒド生成量ｘが所定値Ｎｉを超えると（Ｓ５２：ＹＥＳ）、制御部２は、その時点で改質材３０の寿命が来たものと判断し、制御部２や、制御部２に通信接続されているリモコン操作部の表示部などを利用して、前記の旨を報知する（Ｓ５３，Ｓ５４）。このような制御によれば、改質材３０の交換時期をユーザなどが容易に察知することができることとなり、便利である。
【００６８】
制御部２には、停電対策として、次のような制御を行なわせることもできる。すなわち、停電が発生し、かつこの停電がその後に復旧したときには、ヒータＨを所定時間以上駆動させ、改質処理槽３（３Ａ）内のドレイン温度を上昇させる。このようにすると、停電が発生する前に改質処理槽３（３Ａ）内にドレインが流入し、かつこの流入したドレインからホルムアルデヒドが十分に除去されていない状態で停電を生じた場合であっても、停電復旧後には、改質処理槽３（３Ａ）の処理能力を高くし、前記ドレインから多くのホルムアルデヒドを的確に除去することが可能となる。
【００６９】
制御部２には、雨水の進入対策として、次のような制御を行なわせることもできる。すなわち、バーナ１１の燃焼駆動中、およびバーナ１１の燃焼駆動前後のガスパージ動作中とは異なる時期に、改質処理槽３（３Ａ）への水の進行がセンサにより検出されたときには、この水を雨水と判断し、ヒータＨを駆動させない。バーナ１１の燃焼駆動中、およびバーナ１１の燃焼駆動前後のガスパージ動作中は、ファン１２が駆動しているために、これらの期間中は、排気口１０ａから缶体１０内に雨水が入り難い。これに対し、前記した期間以外において、改質処理槽３（３Ａ）内に水が進入する現象を生じた場合、この水は、雨水である可能性が高い。前記した制御によれば、そのような雨水の進入時には、これをドレインであると過誤判断することが回避され、ヒータＨが無駄に駆動されないようにすることができる。
【００７０】
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。
【００７１】
本発明では、改質処理槽において実行されるホルムアルデヒド除去処理に影響を及ぼす所定のパラメータを制御手段に監視させることが要件とされるが、前記パラメータとしては、ドレイン発生量、ドレイン温度、あるいはホルムアルデヒド濃度以外のものを採用することができる。
【００７２】
改質処理槽としては、改質材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。電気分解式の改質処理槽も、内部のドレイン温度を高温にするほど、処理能力は高まる。加熱手段は、電熱式のヒータに限らない。たとえば、温水装置自身で生成した温水を利用して改質処理槽を加熱する手段を採用することもできる。
【００７３】
ホルムアルデヒド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。
【００７４】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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