JP2013024469A - Waste hot water utilization system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排湯熱利用システムに関する。詳しくは、給湯設備等の温水利用設備からの排湯の熱を利用する排湯熱利用システムに関する。 The present invention relates to a waste water heat utilization system. More specifically, the present invention relates to a waste water heat utilization system that uses the heat of waste water from hot water utilization facilities such as hot water facilities.
従来より、排湯を貯留する雑排水槽と、この雑排水槽に隣接して設けられた熱回収用熱交換器と、雑排水槽内の貯留水から熱回収用熱交換器に熱輸送するヒートパイプと、を備える熱回収装置がある(特許文献1参照)。
この熱回収装置によれば、雑排水槽に排湯が貯留されると、ヒートパイプによりこの排湯から熱を回収して、熱回収用熱交換器に熱輸送する。熱回収用熱交換器は、この熱を熱回収用熱交換器の内部を流れる温水に放熱する。この温水を熱源として利用することで、排湯の熱を有効利用する。
Conventionally, a miscellaneous drainage tank for storing hot water, a heat recovery heat exchanger provided adjacent to the miscellaneous drainage tank, and heat transport from the stored water in the miscellaneous drainage tank to the heat recovery heat exchanger There is a heat recovery device provided with a heat pipe (refer to patent documents 1).
According to this heat recovery device, when the hot water is stored in the miscellaneous drainage tank, the heat is recovered from the hot water by the heat pipe, and the heat is transported to the heat recovery heat exchanger. The heat recovery heat exchanger radiates this heat to the hot water flowing inside the heat recovery heat exchanger. By using this hot water as a heat source, the heat of the hot water is effectively used.
上述の熱回収装置では、雑排水槽内の貯留水が高温になるに従って、高い効率で熱を利用できるため、貯留水をできる限り高温に維持することが望ましい。
しかしながら、上述のヒートパイプや熱回収用交換器は雑排水槽に設けられるため、排湯の熱を回収するのは排湯が流入する時間帯に限定される。よって、排湯が流れない時間帯では、雑排水槽内の貯留水の水温が低下してしまう。
例えば、住宅、宿泊施設、温浴施設等では、朝夕に排湯量が多く、昼間に少なくなる傾向があり、昼間に熱利用効率が低下してしまう。
In the heat recovery apparatus described above, heat can be utilized with high efficiency as the stored water in the miscellaneous drainage tank becomes high temperature. Therefore, it is desirable to maintain the stored water as high as possible.
However, since the heat pipe and the heat recovery exchanger described above are provided in the miscellaneous drainage tank, the heat of the waste water is collected only during the time period when the waste water flows. Therefore, in the time zone when the hot water does not flow, the temperature of the stored water in the miscellaneous drainage tank decreases.
For example, in a house, an accommodation facility, a hot bath facility, etc., the amount of hot water is large in the morning and evening and tends to decrease in the daytime, so that the heat utilization efficiency decreases in the daytime.
本発明は、排湯貯留槽内の貯留水の水温の低下を防止できる排湯熱利用システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a waste water heat utilization system capable of preventing a decrease in the temperature of stored water in a waste water storage tank.
請求項1に記載の排湯熱利用システム(例えば、後述の給湯システム1)は、温水利用設備(例えば、後述の給湯設備2)と、排湯貯留槽(例えば、後述の排湯貯留槽4)と、前記温水利用設備からの排湯を前記排湯貯留槽に貯留する排湯貯留手段(例えば、後述の設備排湯配管20、第1開閉バルブ21A、第2開閉バルブ21B、排湯貯留部67)と、前記排湯貯留槽内の貯留水の熱を利用する熱利用手段(例えば、後述のヒートポンプ3、設備給湯配管10、循環ポンプ13、ヒートポンプ熱源配管30、第1開閉バルブ34A、35A、第2開閉バルブ34B、35B、循環ポンプ36、給湯部64)と、熱源(例えば、後述の熱源5)と、当該熱源の熱を利用して前記排湯貯留槽内の貯留水に蓄熱する貯留水蓄熱手段(例えば、後述の貯留槽熱源配管50、第1開閉バルブ54A、55A、第2開閉バルブ54B、55B、循環ポンプ56、貯留水蓄熱部65)と、を備えることを特徴とする。
The hot water utilization system (for example, a hot water supply system 1 described later) according to claim 1 includes a hot water utilization facility (for example, a hot
この発明によれば、温水利用設備からの排湯を排湯貯留槽に貯留して、この貯留水の熱を利用した。温水利用設備からの排湯はある程度高温であるため、排湯の熱を効果的に利用できる。特に、温浴施設、宿泊施設、集合住宅、室内プール、食品工場などの給湯負荷の大きい施設では、一定量以上の排湯を安定的に得られるため、熱の利用効率が高くなる。 According to the present invention, the hot water from the hot water use facility is stored in the hot water storage tank, and the heat of the stored water is used. Since the hot water from the hot water use facility is hot to some extent, the heat of the hot water can be used effectively. In particular, in a hot water supply facility such as a hot bath facility, an accommodation facility, an apartment house, an indoor pool, and a food factory, a certain amount or more of hot water can be stably obtained, so that heat use efficiency is increased.
さらに、熱源の熱を利用してこの貯留水に蓄熱したので、排湯が流れない時間帯であっても、熱源の熱を利用して排湯貯留槽内の貯留水を温めて、貯留水の水温の低下を防止できる。例えば太陽熱を熱源として利用した場合、熱源からの熱媒の温度は40℃(冬季)〜100℃(夏季)程度となる。 Further, since the heat stored in the stored water is utilized using the heat of the heat source, the stored water in the waste water storage tank is warmed using the heat of the heat source even during a time zone when the hot water does not flow. Can prevent the water temperature from decreasing. For example, when solar heat is used as a heat source, the temperature of the heat medium from the heat source is about 40 ° C. (winter) to 100 ° C. (summer).
以上のように、排湯の熱を回収して利用するだけではなく、熱源の熱も回収して利用する。これにより、貯留水の温度の低下を抑制できるだけでなく、貯留水の温度を上昇させることができるから、熱を効果的に利用できる。特に、上述の給湯負荷の大きい施設では、給湯用のエネルギ消費量を大幅に削減できることになる。 As described above, not only the heat of the waste water is recovered and used, but also the heat of the heat source is recovered and used. Thereby, not only can the decrease in the temperature of the stored water be suppressed, but also the temperature of the stored water can be raised, so that heat can be used effectively. In particular, the energy consumption for hot water supply can be greatly reduced in the facility with a large hot water supply load described above.
請求項2に記載の排湯熱利用システムは、前記熱利用手段は、前記温水利用設備に給湯する水熱源ヒートポンプ(例えば、後述のヒートポンプ3)を含むことを特徴とする。
The waste heat utilization system according to
この発明によれば、熱利用手段を、温水利用設備に給湯する水熱源ヒートポンプとした。温水利用設備からの排湯の温度は30℃〜40℃程度であり、熱源としてはさほど高温ではないが、水熱源ヒートポンプの熱源として十分に利用できるため、排湯の熱を効率的に利用できる。
また、水熱源ヒートポンプでは、熱媒に排湯の熱を吸熱させ、この熱媒に放熱させて給湯配管内のお湯を温める。よって、排湯の熱で給湯配管を直接温める場合と異なり、熱媒が収容された配管が破損しても、クロスコネクションが発生するのを防止できる。
According to this invention, the heat utilization means is a water heat source heat pump for supplying hot water to the hot water utilization facility. The temperature of the hot water from the hot water use facility is about 30 ° C. to 40 ° C., and it is not so hot as a heat source, but it can be used as a heat source of a water heat source heat pump, so the heat of the hot water can be used efficiently. .
Further, in the water heat source heat pump, the heat medium absorbs the heat of the waste water, and the heat medium dissipates heat to warm the hot water in the hot water supply pipe. Therefore, unlike the case where the hot water supply pipe is directly heated by the heat of the hot water, it is possible to prevent the occurrence of cross connection even if the pipe containing the heat medium is damaged.
請求項3に記載の排湯熱利用システムは、前記熱源は、自然エネルギ(例えば、後述の太陽熱5A)または機器の排熱(例えば、後述のコージェネレーションシステムの排熱5B、その他の機器の排熱5C)を含むことを特徴とする。
In the waste water heat utilization system according to claim 3, the heat source may be natural energy (for example,
ここで、自然エネルギとしては、太陽熱や地熱が挙げられる。また、機器としては、コージェネレーションシステムが挙げられる。
この発明によれば、熱源として自然エネルギまたは機器の排熱を含む構成としたので、発熱コストが発生しないため、排湯熱利用システムの運転コストを削減できるうえに、環境負荷を低減できる。
Here, the natural energy includes solar heat and geothermal heat. Moreover, a cogeneration system is mentioned as an apparatus.
According to the present invention, since the heat source includes the natural energy or the exhaust heat of the equipment, no heat generation cost is generated, so that the operation cost of the waste water heat utilization system can be reduced and the environmental load can be reduced.
請求項4に記載の排湯熱利用システムは、前記熱利用手段は、前記排湯貯留槽の貯留水の上層側の熱を利用し、前記貯留水蓄熱手段は、前記排湯貯留槽の貯留水の下層側に蓄熱することを特徴とする。
The waste water heat utilization system according to
排湯貯留槽内では、高温の水は比重が小さいため上層に移動し、低温の水は比重が大きいため下層に移動する。よって、貯留水の温度分布は、上層が高温で下層が低温となる。
そこで、この発明によれば、排湯貯留槽の上層側の貯留水の熱を利用したので、貯留水の高温部分と熱交換できるから、効率的に熱利用できる。
また、排湯貯留槽の下層側の貯留水に蓄熱したので、貯留水の低温部分と熱交換するから、貯留水と貯留水蓄熱手段の熱媒との温度差が大きくなり、効率的に熱交換できる。
In the hot water storage tank, high-temperature water moves to the upper layer because of its low specific gravity, and low-temperature water moves to the lower layer because of its high specific gravity. Therefore, the temperature distribution of the stored water is such that the upper layer is hot and the lower layer is cold.
Therefore, according to the present invention, since the heat of the stored water on the upper layer side of the hot water storage tank is used, heat can be efficiently exchanged with the high-temperature portion of the stored water.
In addition, since heat is stored in the stored water on the lower layer side of the hot water storage tank, heat is exchanged with the low temperature portion of the stored water, so the temperature difference between the stored water and the heat medium of the stored water heat storage means becomes large, and heat is efficiently generated. Can be exchanged.
請求項5に記載の排湯熱利用システムは、前記排湯貯留槽は、複数の槽(例えば、後述の第1排湯貯留槽4A、第2排湯貯留槽4B)で構成されることを特徴とする。
In the waste water heat utilization system according to
この発明によれば、排湯貯留槽を複数の槽で構成したので、これら複数の槽を順番に使用することで、一定の貯水量を確保しながら、各槽を定期的に清掃できる。よって、各槽を衛生的に良好な状態に維持できるうえに、熱利用手段や貯留水蓄熱手段の熱交換効率が低下するのを防止できるうえに、排湯熱利用システムを停止させることなく連続して駆動できる。 According to this invention, since the hot water storage tank is composed of a plurality of tanks, each tank can be periodically cleaned while securing a certain amount of water storage by using the plurality of tanks in order. Therefore, each tank can be maintained in a sanitary and good condition, and the heat exchange efficiency of the heat utilization means and the stored water heat storage means can be prevented from decreasing, and the waste water heat utilization system can be continuously stopped without stopping. Can be driven.
請求項6に記載の排湯熱利用システムは、前記排湯貯留槽には、汚水配管が接続されていないことを特徴とする。 The waste water heat utilization system according to claim 6 is characterized in that a waste water pipe is not connected to the waste water storage tank.
この発明によれば、排湯貯留槽に汚水配管が接続されていないので、汚水が排湯貯留槽に流入しないから、排湯貯留槽内の排湯の温度低下を抑制できるうえに、熱利用手段や貯留水蓄熱手段の熱交換器や配管にごみが付着するのを抑制できる。 According to this invention, since the sewage pipe is not connected to the hot water storage tank, the sewage does not flow into the hot water storage tank, so that it is possible to suppress the temperature drop of the hot water in the hot water storage tank and use heat. It is possible to prevent dust from adhering to the heat exchanger and the piping of the means and the stored water heat storage means.
請求項7に記載の排湯熱利用システムは、前記排湯貯留槽内の貯留水は、当該排湯貯留槽の下部から排出されることを特徴とする。 The waste water heat utilization system according to claim 7 is characterized in that the stored water in the waste water storage tank is discharged from the lower part of the waste water storage tank.
この発明によれば、排湯貯留槽内の貯留水を排湯貯留槽の下部から排出した。上述のように、排湯貯留槽内では、貯留水の温度分布は、上層が高温で下層が低温となるから、排湯貯留槽の下層側の低温の貯留水を排出でき、貯留水の熱をより効率的に利用できるようになる。 According to this invention, the stored water in the hot water storage tank is discharged from the lower part of the hot water storage tank. As described above, in the hot water storage tank, the temperature distribution of the stored water is high in the upper layer and low in the lower layer. Therefore, the low temperature stored water on the lower side of the hot water storage tank can be discharged, and the heat of the stored water Can be used more efficiently.
本発明によれば、温水利用設備からの排湯を排湯貯留槽に貯留して、この貯留水の熱を利用した。温水利用設備からの排湯はある程度高温であるため、排湯の熱を効果的に利用できる。特に、温浴施設、宿泊施設、集合住宅、室内プール、食品工場などの給湯負荷の大きい施設では、一定量以上の排湯を安定的に得られるため、熱の利用効率が高くなる。さらに、熱源の熱を利用してこの貯留水に蓄熱したので、排湯が流れない時間帯であっても、熱源の熱を利用して排湯貯留槽内の貯留水を温めて、貯留水の水温の低下を防止できる。例えば太陽熱を熱源として利用した場合、熱源からの熱媒の温度は40℃(冬季)〜100℃(夏季)程度となる。以上のように、排湯の熱を回収して利用するだけではなく、熱源の熱も回収して利用する。これにより、貯留水の温度の低下を抑制できるだけでなく、貯留水の温度を上昇させることができるから、熱を効果的に利用できる。特に、上述の給湯負荷の大きい施設では、給湯用のエネルギ消費量を大幅に削減できることになる。 According to the present invention, the hot water from the hot water use facility is stored in the hot water storage tank, and the heat of the stored water is used. Since the hot water from the hot water use facility is hot to some extent, the heat of the hot water can be used effectively. In particular, in a hot water supply facility such as a hot bath facility, an accommodation facility, an apartment house, an indoor pool, and a food factory, a certain amount or more of hot water can be stably obtained, so that heat use efficiency is increased. Further, since the heat stored in the stored water is utilized using the heat of the heat source, the stored water in the waste water storage tank is warmed using the heat of the heat source even during a time zone when the hot water does not flow. Can prevent the water temperature from decreasing. For example, when solar heat is used as a heat source, the temperature of the heat medium from the heat source is about 40 ° C. (winter) to 100 ° C. (summer). As described above, not only the heat of the waste water is recovered and used, but also the heat of the heat source is recovered and used. Thereby, not only can the decrease in the temperature of the stored water be suppressed, but also the temperature of the stored water can be raised, so that heat can be used effectively. In particular, the energy consumption for hot water supply can be greatly reduced in the facility with a large hot water supply load described above.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る排湯熱利用システムとしての給湯システム1の構成を示す概略図である。
給湯システム1は、厨房や風呂場などの温水利用設備としての給湯設備2と、ヒートポンプ3と、このヒートポンプ3から給湯設備2まで延びる設備給湯配管10と、排湯貯留槽4と、給湯設備2から排湯貯留槽4まで延びる設備排湯配管20と、排湯貯留槽4からヒートポンプ3まで延びるヒートポンプ熱源配管30と、排湯貯留槽4から外部に延びる貯留槽排湯配管40と、種々の熱源5と、これら熱源5から排湯貯留槽4まで延びる貯留槽熱源配管50と、制御装置60(図2参照)と、を備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a hot water supply system 1 as a waste water heat utilization system according to an embodiment of the present invention.
A hot water supply system 1 includes a hot
排湯貯留槽4は、第1排湯貯留槽4Aおよび第2排湯貯留槽4Bの2槽で構成され、断熱が施されている。また、排湯貯留槽4には、汚水配管が接続されていない。この排湯貯留槽4は、コンクリート躯体を利用して形成してもよいし、パネル製で形成してもよい。
第1排湯貯留槽4Aには、第1排湯貯留槽4Aの下部の温度を温度T1として検出する温度センサ61Aが設けられ、第2排湯貯留槽4Bには、第2排湯貯留槽4Bの下部の温度を温度T1として検出する温度センサ61Bが設けられている。
The hot
The
ヒートポンプ3は、水熱源ヒートポンプであり、ヒートポンプ熱源配管30内の熱媒から熱を回収して、この回収した熱で設備給湯配管10内のお湯の温度を上昇させるものである。
The heat pump 3 is a water heat source heat pump, which recovers heat from the heat medium in the heat pump
熱源5は、自然エネルギとしての太陽熱5Aと、コージェネレーションシステムの排熱5Bと、その他の機器の排熱5Cと、で構成される。
The
設備給湯配管10は、温水が収容されており、ヒートポンプ3から給湯設備2に至る給湯管11と、給湯設備2からヒートポンプ3に至る返湯管12と、で構成される。返湯管12には、循環ポンプ13が設けられている。
The hot
設備排湯配管20は、雑排水のみの単独排水である。この設備排湯配管20は、給湯設備2から延びて分岐し、第1排湯貯留槽4Aおよび第2排湯貯留槽4Bに至る。この設備排湯配管20の分岐点の第1排湯貯留槽4A側には、第1開閉バルブ21Aが設けられており、分岐点の第2排湯貯留槽4B側には、第2開閉バルブ21Bが設けられている。
また、設備排湯配管20の分岐点より上流側には、設備排湯配管20内の温度を温度T2として検出する温度センサ62が設けられている。
The facility
Further, on the upstream side than the branching point of the
ヒートポンプ熱源配管30は、熱媒が収容されており、第1排湯貯留槽4Aの上部に設けられた第1吸熱コイル31Aと、第2排湯貯留槽4Bの上部に設けられた第2吸熱コイル31Bと、第1吸熱コイル31Aおよび第2吸熱コイル31Bから延びて合流しヒートポンプ3に至る送り管32と、ヒートポンプ3から延びて分岐し第1吸熱コイル31Aおよび第2吸熱コイル31Bに至る返り管33と、を備える。
The heat pump
送り管32の合流点の第1吸熱コイル31A側には第1開閉バルブ34Aが設けられており、合流点の第2吸熱コイル31B側には、第2開閉バルブ34Bが設けられている。
返り管33の分岐点の第1排湯貯留槽4A側には第1開閉バルブ35Aが設けられており、分岐点の第2排湯貯留槽4B側には、第2開閉バルブ35Bが設けられている。
また、返り管33には、循環ポンプ36が設けられている。
A first opening /
A first opening /
The
貯留槽排湯配管40は、第1排湯貯留槽4Aの下部および第2排湯貯留槽4Bの下部から延びて合流し外部に至る。この貯留槽排湯配管40の第1排湯貯留槽4A側の端部には、第1ポンプ41Aが設けられ、第2排湯貯留槽4B側の端部には、第2ポンプ41Bが設けられている。すなわち、ポンプ41Aは、排湯貯留槽4Aの下部に設置され、ポンプ41Bは、排湯貯留槽4Bの下部に設置される。
貯留槽排湯配管40の合流点より下流側の部分と、上述の設備排湯配管20の分岐点より上流側の部分とは、バイパス管42で接続されている。このバイパス管42には、第3開閉バルブ43が設けられている。
The storage
A portion on the downstream side from the junction of the storage
貯留槽熱源配管50は、熱媒が収容されており、第1排湯貯留槽4Aの下部に設けられた第1放熱コイル51Aと、第2排湯貯留槽4Bの下部に設けられた第2放熱コイル51Bと、熱源5から延びて分岐し第1放熱コイル51Aおよび第2放熱コイル51Bに至る送り管52と、第1放熱コイル51Aおよび第2放熱コイル51Bから延びて合流し熱源5に至る返り管53と、を備える。
The storage tank
送り管52の分岐点の第1放熱コイル51A側には第1開閉バルブ54Aが設けられており、分岐点の第2放熱コイル51B側には、第2開閉バルブ54Bが設けられている。
また、送り管52の分岐点より上流側には、送り管52内の温度を温度T3として検出する温度センサ63が設けられている。
返り管53の合流点の第1放熱コイル51A側には第1開閉バルブ55Aが設けられており、合流点の第2放熱コイル51B側には、第2開閉バルブ55Bが設けられている。また、返り管53には、循環ポンプ56が設けられている。
A first opening /
Further, a
A first on-off
図2は、制御装置60の構成を示すブロック図である。
上述の第1開閉バルブ21A、34A、35A、54A、55A、第2開閉バルブ21B、34B、35B、54B、55B、第3開閉バルブ43、ポンプ13、36、41A、41B、56、および温度センサ61A、61B、62、63は、制御装置60に接続される。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the control device 60.
First on-off
制御装置60は、給湯部64と、貯留水蓄熱部65と、貯留水排出部66と、排湯貯留部67と、排湯排出部68と、を備える。
The control device 60 includes a hot
給湯部64は、排湯貯留槽4A、4B内の貯留水の上層側の熱を利用して、給湯設備2に温水を供給する。
具体的は、給湯部64は、排湯貯留槽4A、4Bとヒートポンプ3との間で熱媒を循環させて、ヒートポンプ3に高温の熱媒を供給するとともに、ヒートポンプ3を駆動して、給湯設備2に供給する水を温める。
そして循環ポンプ13を駆動して、ヒートポンプ3、給湯管11、給湯設備2、返湯管12の順にお湯を循環させて、給湯設備2に温水を供給する。
The hot
Specifically, the hot
Then, the circulation pump 13 is driven to circulate hot water in the order of the heat pump 3, the hot
具体的には、給湯部64は、第1排湯貯留槽4Aが選択されている場合には、第1開閉バルブ34A、35Aを開いて、第2開閉バルブ34B、35Bを閉じておく。一方、第2排湯貯留槽4Bが選択されている場合には、第1開閉バルブ34A、35Aを閉じて、第2開閉バルブ34B、35Bを開いておく。
そしてこの状態で、循環ポンプ36を駆動して、ヒートポンプ熱源配管30内の熱媒を、吸熱コイル31A、31B、送り管32、ヒートポンプ3、返り管33の順に循環させる。すると熱媒は、吸熱コイル31A、31Bにて排湯貯留槽4A、4B内の貯留水から吸熱し、その後、送り管32を通ってヒートポンプ3に至る。そしてこの熱媒は、ヒートポンプ3にて放熱し、返り管33を通って、吸熱コイル31A、31Bに戻る。
Specifically, when the first hot
In this state, the
貯留水蓄熱部65は、熱源5の熱を利用して、排湯貯留槽4A、4B内の貯留水の下層側に蓄熱する。
具体的には、貯留水蓄熱部65は、第1排湯貯留槽4Aが選択されている場合には、第1開閉バルブ54A、55Aを開いて、第2開閉バルブ54B、55Bを閉じておく。一方、第2排湯貯留槽4Bが選択されている場合には、第1開閉バルブ54A、55Aを閉じて、第2開閉バルブ54B、55Bを開いておく。そしてこの状態で、循環ポンプ56を駆動する。
そしてこの状態で、循環ポンプ56を駆動して、貯留槽熱源配管50内の熱媒を、熱源5、送り管52、放熱コイル51A、51B、返り管53の順に循環させる。すると熱媒は、熱源5にて吸熱し、送り管52を通って放熱コイル51A、51Bに至る。そしてこの熱媒は、放熱コイル51A、51Bにて排湯貯留槽4A、4B内の貯留水に放熱して、返り管53を通って、熱源5に戻る。
The stored water
Specifically, the stored water
In this state, the
貯留水排出部66は、排湯貯留槽4A、4B内の貯留水を外部に排出する。
具体的には、貯留水排出部66は、第1排湯貯留槽4Aが選択されている場合には、第1ポンプ41Aを駆動し、第2排湯貯留槽4Bが選択されている場合には、第2ポンプ41Bを駆動する。これにより、排湯貯留槽4A、4B内の貯留水は、貯留槽排湯配管40を通って、外部に排出される。
The stored
Specifically, the stored
排湯貯留部67は、給湯設備2からの排湯を排湯貯留槽4A、4Bに貯留する。
具体的には、排湯貯留部67は、第1排湯貯留槽4Aが選択されている場合には、第1開閉バルブ21Aを開いて、第2開閉バルブ21Bおよび第3開閉バルブ43を閉じる。一方、第2排湯貯留槽4Bが選択されている場合には、第1開閉バルブ21Aおよび第3開閉バルブ43を閉じて、第2開閉バルブ21Bを開く。これにより、給湯設備2からの排湯は、設備排湯配管20を通って、第1排湯貯留槽4Aまたは第2排湯貯留槽4Bに選択的に貯留される。
The hot
Specifically, the hot
排湯排出部68は、給湯設備2からの排湯を外部に排出する。
具体的には、排湯排出部68は、第1開閉バルブ21Aおよび第2開閉バルブ21Bを閉じて、第3開閉バルブ43を開く。これにより、給湯設備2からの排湯は、設備排湯配管20およびバイパス管42を通って、外部に排出される。
The hot
Specifically, the hot
以上の制御装置60は、以下のように動作する。
まず、給湯部64により、給湯設備2に温水を供給する。
さらに、制御装置60は、実際に排湯を貯留する貯留槽として、第1排湯貯留槽4Aまたは第2排湯貯留槽4Bを選択する。なお、タイマーあるいは手動で、選択する貯留槽を切り替える。
The above control device 60 operates as follows.
First, hot water is supplied to the hot
Furthermore, the control device 60 selects the first hot
また、制御装置60は、設備排湯配管20内に排湯が流れた場合、温度T1、温度T2、温度T3を比較する。
ここで、排湯の温度T2は、30℃〜40℃程度である。また、貯留槽熱源配管50の熱媒の温度T3は、太陽光を利用した場合、40℃(冬季)〜100℃(夏季)程度となる。
Moreover, the control device 60 compares the temperature T 1 , the temperature T 2 , and the temperature T 3 when the hot water flows into the facility
Here, the temperature T 2 of the Haiyu is 30 ° C. to 40 ° C. approximately. Further, the temperature T 3 of the heat medium storage
温度T2が最も高い場合、排湯貯留部67により、温度の高い排湯を排湯貯留槽4内の貯留水に加える。同時に、貯留水排出部66により、排湯貯留槽4の貯留水の水位を一定に保持するため、排湯貯留槽4A、4Bの下部の低温部分から排水する。
When the temperature T 2 is the highest, the hot
つまり、図3に示すように、吸熱コイル31A、31Bにて、ヒートポンプ熱源配管30内の熱媒が排湯貯留槽4A、4B内の貯留水から吸熱し、送り管32を通ってヒートポンプ3に送られる。
また、給湯設備2からの排湯は、設備排湯配管20を通って、排湯貯留槽4A、4Bに貯留される。同時に、ポンプ41A、41Bを駆動し、排湯貯留槽4A、4B内の貯留水は、貯留槽排湯配管40を通して、外部に排出される。
That is, as shown in FIG. 3, the heat medium in the heat pump
Moreover, the hot water from the hot
一方、温度T3が高い場合には、貯留水蓄熱部65により、排湯貯留槽4A、4Bの貯留水の蓄熱量を増大させる。これは、給湯設備2からの排湯を排湯貯留槽4に加えるよりも、排湯貯留槽4内の排湯と放熱コイル51A、51Bとで熱交換する方が、貯留水を温めることができるからである。また、排湯排出部68により、設備排湯配管20内の排湯を外部に排出する。
On the other hand, if the temperature T 3 higher, the accumulated water
つまり、図4に示すように、吸熱コイル31A、31Bにて、ヒートポンプ熱源配管30内の熱媒が排湯貯留槽4A、4B内の貯留水から吸熱し、送り管32を通ってヒートポンプ3に送られる。
また、循環ポンプ56が駆動して、熱源5から送り管52を通って、貯留槽熱源配管50内の熱媒が放熱コイル51A、51Bに送られる。この熱媒は放熱コイル51A、51Bにて排湯貯留槽4A、4B内の貯留水に放熱し、返り管53を通って熱源5に戻る。
That is, as shown in FIG. 4, the heat medium in the heat pump
Further, the
また、制御装置60は、設備排湯配管20内に排湯が流れていない場合、温度T1、温度T3を比較し、温度T3が高い場合には、貯留水蓄熱部65により、排湯貯留槽4A、4Bの貯留水の蓄熱量を増大させる。
Further, the control device 60 compares the temperature T 1 and the temperature T 3 when no hot water is flowing into the facility
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)給湯設備2からの排湯を排湯貯留槽4A、4Bに貯留して、この貯留水の熱を利用した。給湯設備2からの排湯はある程度高温であるため、排湯の熱を効果的に利用できる。特に、温浴施設、宿泊施設、集合住宅、室内プール、食品工場などの給湯負荷の大きい施設では、一定量以上の排湯を安定的に得られるため、熱の利用効率が高くなる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) The hot water from the hot
さらに、熱源5の熱を利用してこの貯留水に蓄熱したので、排湯が流れない時間帯であっても、熱源5の熱を利用して排湯貯留槽4A、4B内の貯留水を温めて、貯留水の水温の低下を防止できる。例えば太陽熱を熱源として利用した場合、貯留槽熱源配管50内の熱媒の温度は40℃(冬季)〜100℃(夏季)程度となる。
Further, since the stored water is stored in the stored water using the heat of the
以上のように、排湯の熱を回収して利用するだけではなく、熱源5の熱も回収して利用する。これにより、貯留水の温度の低下を抑制できるだけでなく、貯留水の温度を上昇させることができるから、熱を効果的に利用できる。特に、上述の給湯負荷の大きい施設では、給湯用のエネルギ消費量を大幅に削減できることになる。
As described above, not only the heat of the waste water is recovered and used, but also the heat of the
(2)給湯設備2に給湯する水熱源ヒートポンプ3を設けた。給湯設備2からの排湯の温度は30℃〜40℃程度であり、熱源としてはさほど高温ではないが、水熱源ヒートポンプ3の熱源として十分に利用できるため、排湯の熱を効率的に利用できる。
また、水熱源ヒートポンプ3では、ヒートポンプ熱源配管30内の熱媒に排湯の熱を吸熱させ、この熱媒に放熱させて設備給湯配管10内のお湯を温める。よって、排湯の熱で設備給湯配管を直接温める場合と異なり、熱媒が収容されたヒートポンプ熱源配管30が破損しても、クロスコネクションが発生するのを防止できる。
(2) A water heat source heat pump 3 for supplying hot water to the hot
Further, in the water heat source heat pump 3, the heat medium in the heat pump
(3)熱源5として太陽熱5Aおよび機器の排熱5B、5Cを含む構成としたので、発熱コストが発生しないため、排湯熱利用システムの運転コストを削減できるうえに、環境負荷を低減できる。
(3) Since the
(4)排湯貯留槽4A,4Bの貯留水の上層側の熱を利用したので、ヒートポンプ熱源配管30の吸熱コイル31A、31Bが貯留水の高温部分と熱交換できるから、効率的に熱利用できる。
また、排湯貯留槽の貯留水の下層側に蓄熱したので、貯留槽熱源配管50の放熱コイル51A、51Bが貯留水の低温部分と熱交換するから、貯留水と貯留水蓄熱手段の熱媒との温度差が大きくなり、効率的に熱交換できる。
(4) Since the heat on the upper layer side of the stored water in the hot
Further, since heat is stored in the lower layer side of the stored water in the waste water storage tank, the heat radiation coils 51A and 51B of the storage tank
(5)排湯貯留槽4を2つの槽、すなわち第1排湯貯留槽4Aおよび第2排湯貯留槽4Bで構成したので、これら2つの排湯貯留槽4A、4Bを交互に使用することで、一定の貯水量を確保しながら、各排湯貯留槽4A、4Bを定期的に清掃できる。よって、各排湯貯留槽4A、4Bを衛生的に良好な状態に維持できるうえに、ヒートポンプ熱源配管30の吸熱コイル31A、31Bや貯留槽熱源配管50の放熱コイル51A、51Bの熱交換効率が低下するのを防止できるうえに、本給湯システム1を停止させることなく連続して駆動できる。
(5) Since the hot
(6)排湯貯留槽4A、4Bに汚水配管が接続されていないので、汚水が排湯貯留槽4A、4Bに流入しないから、排湯貯留槽4A、4B内の排湯の温度低下を抑制できるうえに、ヒートポンプ熱源配管30や貯留槽熱源配管50にごみが付着するのを抑制できる。
(6) Since no sewage pipe is connected to the hot
(7)排湯貯留槽4A、4B内の貯留水を排湯貯留槽4A、4Bの下部から排出した。上述のように、排湯貯留槽4A、4B内では、高温の水は比重が小さいため上層に移動し、低温の水は比重が大きいため下層に移動する。よって、貯留水の温度分布は、上層が高温で下層が低温となるから、排湯貯留槽4A、4Bの下層側の低温の貯留水を効率よく排出でき、貯留水の熱をより効率的に利用できるようになる。
(7) The stored water in the hot
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、排湯貯留槽4を2槽で構成したが、これに限らず、3槽以上で構成してもよい。
また、本実施形態では、ポンプ41A、41Bを用いて、排湯貯留槽4A、4Bから排水したが、これに限らず、ポンプを設けずに自然流下としてもよい。この場合、排湯貯留槽4A、4Bの下部から延びる貯留槽排湯配管40に電動弁を取り付け、この電動弁を貯留水排出部66により駆動して排水する。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the present embodiment, the hot
Moreover, in this embodiment, it drained from the hot
1…給湯システム(排湯熱利用システム)
2…給湯設備(温水利用設備)
3…ヒートポンプ(熱利用手段)
4…排湯貯留槽
4A…第1排湯貯留槽
4B…第2排湯貯留槽
5…熱源
5A…太陽熱(自然エネルギ)
5B…コージェネレーションシステムの排熱
5C…その他の機器の排熱
10…設備給湯配管(熱利用手段)
11…給湯管
12…返湯管
13…循環ポンプ(熱利用手段)
20…設備排湯配管(排湯貯留手段)
21A…第1開閉バルブ(排湯貯留手段)
21B…第2開閉バルブ(排湯貯留手段)
30…ヒートポンプ熱源配管(熱利用手段)
31A…第1吸熱コイル
31B…第2吸熱コイル
32…送り管
33…返り管
34A…第1開閉バルブ(熱利用手段)
34B…第2開閉バルブ(熱利用手段)
35A…第1開閉バルブ(熱利用手段)
35B…第2開閉バルブ(熱利用手段)
36…循環ポンプ(熱利用手段)
40…貯留槽排湯配管
41A…第1ポンプ
41B…第2ポンプ
42…バイパス管
43…第3開閉バルブ
50…貯留槽熱源配管(貯留水蓄熱手段)
51A…第1放熱コイル
51B…第2放熱コイル
52…送り管
53…返り管
54A…第1開閉バルブ(貯留水蓄熱手段)
54B…第2開閉バルブ(貯留水蓄熱手段)
55A…第1開閉バルブ(貯留水蓄熱手段)
55B…第2開閉バルブ(貯留水蓄熱手段)
56…循環ポンプ(貯留水蓄熱手段)
60…制御装置
61A…温度センサ
61B…温度センサ
62…温度センサ
63…温度センサ
64…給湯部(熱利用手段)
65…貯留水蓄熱部(貯留水蓄熱手段)
66…貯留水排出部
67…排湯貯留部(排湯貯留手段)
68…排湯排出部
1 ... Hot water supply system (waste water heat utilization system)
2 ... Hot water supply equipment (hot water use equipment)
3. Heat pump (heat utilization means)
DESCRIPTION OF
5B ... Waste heat of
11 ... Hot
20 ... Equipment hot water piping (waste water storage means)
21A ... First open / close valve (exhaust water storage means)
21B ... Second open / close valve (hot water storage means)
30 ... Heat pump heat source piping (heat utilization means)
31A ... 1st
34B ... Second on-off valve (heat utilization means)
35A ... 1st on-off valve (heat utilization means)
35B ... Second on-off valve (heat utilization means)
36 ... circulation pump (heat utilization means)
DESCRIPTION OF
51A ... 1st
54B ... Second on-off valve (reserved water heat storage means)
55A ... First open / close valve (reserved water heat storage means)
55B ... Second open / close valve (reserved water heat storage means)
56. Circulation pump (storage water heat storage means)
60 ...
65 ... Reserved water heat storage part (Reserved water heat storage means)
66 ... Reserved
68 ... Waste water discharge section
Claims (7)
排湯貯留槽と、
前記温水利用設備からの排湯を前記排湯貯留槽に貯留する排湯貯留手段と、
前記排湯貯留槽内の貯留水の熱を利用する熱利用手段と、
熱源と、
当該熱源の熱を利用して前記排湯貯留槽内の貯留水に蓄熱する貯留水蓄熱手段と、を備えることを特徴とする排湯熱利用システム。 Hot water use facilities,
A hot water storage tank,
A hot water storage means for storing the hot water from the hot water use facility in the hot water storage tank;
Heat utilization means for utilizing the heat of the stored water in the waste water storage tank;
A heat source,
And a stored water heat storage means for storing heat in the stored water in the waste water storage tank using the heat of the heat source.
前記貯留水蓄熱手段は、前記排湯貯留槽の貯留水の下層側に蓄熱することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の排湯熱利用システム。 The heat utilization means utilizes the heat on the upper layer side of the stored water in the hot water storage tank,
The waste water heat utilization system according to any one of claims 1 to 3, wherein the stored water heat storage means stores heat in a lower layer side of the stored water in the waste water storage tank.
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