DE202012004941U1

DE202012004941U1 - Abwasserbehälter mit Wärmerückgewinnung

Info

Publication number: DE202012004941U1
Application number: DE202012004941U
Authority: DE
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 2012-05-21
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2013-08-26
Anticipated expiration: 2022-05-22

Abstract

Anlage (1) zur Wärmerückgewinnung aus einem Abwasser, mit einem Abwasserbehälter (20) zur Aufnahme von erwärmtem Abwasser und einem Brauchwasserspeicher (10) zur Aufnahme von Brauchwasser, dadurch gekennzeichnet, dass in einem oberen Bereich (210) des Abwasserbehälters (20) ein erster Wärmetauscher (211) und in einem unteren Bereich (110) des Brauchwasserspeichers (10) ein zweiter Wärmetauscher (111) angeordnet ist, wobei der erste Wärmetauscher (211) mit dem zweiten Wärmetauscher (111) so verbunden ist, dass eine Wärmeübertragung vom ersten Wärmetauscher (211) auf den zweiten Wärmetauscher (111) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Wärmerückgewinnung aus einem Abwasser, mit einem Wasserbehälter zur Aufnahme von erwärmten Abwasser und einem Brauchwasserspeicher zur Aufnahme von Brauchwasser.
Anlagen zur Abwasserwärmerückgewinnung sind aus dem Stand der Technik bekannt. Hierbei wird die im Abwasser gespeicherte Wärmeenergie für andere Zwecke genutzt.
Aus der DE 195 06 015 A1 geht ein Verfahren zur Abwasserwärmerückgewinnung hervor, bei dem das anfallende Abwasser und Regenwasser über eine Zuleitung in einem Sammelbehälter fließt, der mit einer Wärmeisolierung versehen ist. Das gesammelte Abwasser wird über einen isolierten Schlangenkühler geleitet und gibt dort die gespeicherte Wärme an durch eine Zuleitung fließendes Brauchwasser ab. Das Brauchwasser nimmt somit die Wärme des Abwassers auf und wird somit vorerwärmt.
Die DE 43 24 687 A1 beschreibt eine Wärmerückgewinnung aus Abwasser, bei der ein unterer Bereich eines Brauchwasserspeichers von einem Abwasserbehälter umgeben ist. Wird warmes Brauchwasser entnommen, strömt in den unteren Teil des Brauchwasserbehälters kaltes Leitungswasser ein. Da das Abwasser eine höhere Temperatur aufweist als das einströmende Brauchwasser, nimmt das einlaufende kalte Brauchwasser die Wärme des wärmeren Abwassers auf. Somit wird das Brauchwasser im unteren Bereich des Brauchwasserbehälters vorerwärmt.
Die DE 10 2008 054 833 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Wiedergewinnung und Speicherung von Wärmeenergie aus einem Abwasser. Dabei sind ein Abwasserbehälter zur Aufnahme von erwärmtem Abwasser und ein Nutzwasserbehälter zur Aufnahme von zu erwärmenden Nutzwasser vorgesehen. Der Abwasserbehälter und der Nutzwasserbehälter stehen in einer eine Wärmeleitung ermöglichenden Verbindung. Weiterhin ist ein Vorratsbehälter vorgesehen, in dem das erwärmte Nutzwasser gespeichert wird. Der Nutzwasserbehälter umschließt dabei den Vorratsbehälter zumindest teilweise.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anlage zur Wärmerückgewinnung aus einem Abwasser vorzusehen, die eine einfache und energetisch effiziente Nutzung von Abwasserwärme ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Danach ist in einem oberen Bereich des Abwasserbehälters ein erster Wärmetauscher und in einem unteren Bereich des Brauchwasserspeichers ein zweiter Wärmetauscher angeordnet, wobei der erste Wärmetauscher mit dem zweiten Wärmetauscher so verbunden ist, dass eine Wärmeübertragung vom ersten Wärmetauscher auf den zweiten Wärmetauscher erfolgt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird warmes Abwasser, zum Beispiel aus einer Küche, einem Bad oder einer Waschmaschine in den Abwasserbehälter eingeleitet.
Wärmeres Abwasser hat eine geringere Dichte als kälteres Abwasser. Dadurch steigt das wärmere Abwasser im Behälter nach oben und das kältere Abwasser sinkt nach unten. Durch die Anordnung des ersten Wärmetauschers im oberen Bereich des Abwasserbehälters wird die Wärmeenergie des warmen Abwassers genutzt. Damit ist eine energieeffiziente Nutzung der Wärmeenergie des Abwassers erreicht, da lediglich eine Wärmeübertragung aus dem wärmsten Bereich des Abwasserbehälters, nämlich dem oberen Bereich, auf den Brauchwasserspeicher erfolgt.
Vorzugsweise strömt in den unteren Bereich des Brauchwasserspeichers Kaltwasser ein. Durch die Anordnung des zweiten Wärmetauschers in diesem Bereich des einströmenden Kaltwassers wird Wärmeenergie des wärmeren Abwassers auf das Kaltwasser des Brauchwasserspeichers übertragen. Somit wird das einströmende Kaltwasser mittels der Abwasserwärme vorerwärmt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite Wärmetauscher im Inneren oder auf einer Außenseite des Brauchwasserspeichers angeordnet. Ist der Wärmetauscher im Inneren des Brauchwasserspeichers angeordnet, so wird er vom einströmenden Kaltwasser umspült und die Wärmeenergie des Abwassers wird über den zweiten Wärmetauscher auf das Kaltwasser übertragen. Ist der zweite Wärmetauscher auf der Außenseite des Brauchwasserspeichers angeordnet, wird vorzugsweise die Wärmeenergie des Abwassers über eine Behälterwand des Brauchwasserspeichers auf das einströmende Kaltwasser übertragen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in einem unteren Bereich des Abwasserbehälters eine Abflussleitung angeordnet. Sinkt das kalte, schwere Abwasser nach unten in den unteren Bereich des Abwasserbehälters, so können sich hier gegebenenfalls Verschmutzungen wie zum Beispiel Flusen oder andere nicht wasserlösliche Substanzen ablagern. Mittels der Abflussleitung ist erreicht, dass diese Verschmutzungen entfernt werden können. Bei einem Reinigungsvorgang wird die Abflussleitung geöffnet und das verschmutzte Abwasser gelangt in einen Kanal und wird über diesen Kanal beseitigt. Vorzugsweise liegt ein höchster Punkt der Abflussleitung höher als eine Oberkante des Abwasserbehälters. Hierdurch ist vermieden, dass der Abwasserbehälter bei einem Reinigungsvorgang leerläuft.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Abwasserbehälter eine Spüldüse zum Entfernen von Verunreinigungen auf. Vorzugsweise ist diese Spüldüse im oberen Bereich des Abwasserbehälters angeordnet. Bei einem Spülvorgang wird über die Spüldüse sauberes Wasser in den Abwasserbehälter eingeleitet und die Abflussleitung wird geöffnet. Dadurch kann der Abwasserbehälter mit dem sauberem Wasser vollständig gespült werden, indem das Wasser oben eingeleitet und unten ausgeleitet wird. Insbesondere können mittels der Spüldüse Verunreinigungen und Ablagerungen beseitigt werden.
Vorzugsweise wird der Abwasserbehälter vor einem Spülvorgang vollständig entleert. Um dies zu ermöglichen, ist im höchsten Bereich des Abwasserbehälters eine Entlüftungsvorrichtung vorgesehen. Diese Entlüftungsvorrichtung ist geöffnet, wenn der Behälter entleert wird, damit sämtliches Wasser aus dem Abwasserbehälter entfernt werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dem unteren Bereich des Abwasserbehälters ein Absetztrichter angeordnet, der eine Absetzzone von dem unteren Bereich des Abwasserbehälters trennt. Vorzugsweise gelangt das kalte, schwere Abwasser und gegebenenfalls auch Verunreinigungen über den Absetztrichter in die Absetzzone. Durch die Trennung der Absetzzone vom übrigen Abwasserbehälter mittels des Trichters ist erreicht, dass in der Absetzzone das Wasser weitgehend beruhigt ist. Durch die Trennung wird zudem das Wasser in diesem Bereich durch einströmendes Abwasser nicht verwirbelt. Dadurch verbleiben Verunreinigungen in der Absetzzone und können von dort über die Abflussleitung entfernt werden. Hierdurch ist erreicht, dass sich bereits abgesetzte Verunreinigungen nicht erneut mit den übrigen Abwasser vermischen, wenn neues Abwasser in den Abwasserbehälter eingeleitet wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Abwasserbehälter ein Revisionsflansch auf. Dieser Revisionsflansch dient der Sichtkontrolle des Abwassers. Weiterhin können größere Verunreinigungen über den Revisionsflansch entfernt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel besteht der Abwasserbehälter und/oder der Brauchwasserspeicher wenigstens teilweise aus Emaille oder Edelstahl.
Vorzugsweise ist der zweite Wärmetauscher im unteren Bereich des Brauchwasserspeichers über einen Vorlauf und einen Rücklauf mit dem ersten Wärmetauscher im oberen Bereich des Abwasserbehälters verbunden. Vorzugsweise befindet sich im Rücklauf eine Umwälzpumpe.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich des ersten Wärmetauschers ein erster Temperaturfühler und im Bereich des zweiten Wärmetauschers ein zweiter Temperaturfühler angeordnet. Stellt sich eine Temperaturdifferenz zwischen dem ersten Temperaturfühler und dem zweiten Temperaturfühler ein, etwa weil das Abwasser im Bereich des ersten Temperaturfühlers eine höhere Temperatur aufweist als das Kaltwasser im Bereich des zweiten Temperaturfühlers, beginnt die Umwälzpumpe zu arbeiten und ein Wärmetauschermedium wird zwischen dem ersten Wärmetauscher und dem zweiten Wärmetauscher umgewälzt, so dass eine Übertragung von Wärmeenergie vom ersten Wärmetauscher auf den zweiten Wärmetauscher erfolgt.
Neues Abwasser wird vorzugsweise über eine Zuleitung in den Abwasserbehälter eingeleitet, wobei ein Absperrungsschieber geöffnet ist.
Vorzugsweise ist in einem Normalzustand der Absperrungsschieber geöffnet und die Abflussleitung geschlossen.
Wird der Abwasserbehälter gereinigt, ist vorzugsweise der Absperrungsschieber geschlossen und die Abflussleitung geöffnet.
Die Figur zeigt eine Anlage 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Anlage 1 weist einen Abwasserbehälter 20 zur Aufnahme von erwärmten Abwasser und einen Brauchwasserspeicher 10 zur Aufnahme von Brauchwasser auf. In einem oberen Bereich 210 des Abwasserbehälters 20 ist ein erster Wärmetauscher 211 angeordnet. Ein zweiter Wärmetauscher 111 ist in einem unteren Bereich 110 des Brauchwasserspeichers 10 angeordnet. Der zweite Wärmetauscher 111 ist über einen Vorlauf 31 und einen Rücklauf 32 mit dem ersten Wärmetauscher 211 verbunden. Im Rücklauf 32 befindet sich eine Umwälzpumpe 30. Diese Umwälzpumpe 30 wälzt ein nicht dargestelltes Wärmeträgermedium um und ermöglicht so eine Wärmeübertragung vom ersten Wärmetauscher 211 auf den zweiten Wärmetauscher 111. Im Bereich des ersten Wärmetauschers 211 ist ein erster Temperaturfühler 212 angeordnet. Im Bereich des zweiten Wärmetauschers 111 ist ein zweiter Temperaturfühler 112 angeordnet. Der erste Temperaturfühler 212 misst die Temperatur im Bereich des ersten Wärmetauschers 211, der zweite Temperaturfühler 112 misst die Temperatur im Bereich des zweiten Wärmetauschers 111. Wird eine Temperaturdifferenz zwischen dem ersten Wärmetauscher 212 und dem zweiten Wärmetauscher 111 detektiert, beginnt die Umwälzpumpe 30 das Wärmeträgermedium umzuwälzen. Vorzugsweise wird dabei die Umwälzpumpe 30 dann gestartet, wenn im Bereich des ersten Wärmetauschers 212 eine höhere Temperatur festgestellt wird als im Bereich des zweiten Wärmetauschers 112, damit eine Wärmeübertragung vom warmen Abwasser des Abwasserbehälters 20 auf das einströmende Kaltwasser im unteren Bereich 110 des Brauchwasserspeichers 10 erfolgt.
In einem unteren Bereich 220 des Abwasserbehälters 20 ist ein Absetztrichter 221 angeordnet. Strömt Abwasser über eine Zuleitung 200 in den Abwasserbehälter 20 ein, steigt wärmeres Abwasser aufgrund seiner geringeren Dichte nach oben, und kälteres Abwasser sinkt herab. Sofern sich Verunreinigungen im Abwasser befinden, sinken auch diese in den unteren Bereich 220 des Abwasserbehälters 20 ab, sofern sie spezifisch schwerer sind als das Abwasser. Der Absetztrichter 221 weist eine Öffnung 221' auf, durch die kälteres Abwasser sowie Verunreinigungen in eine Absetzzone 222 gelangen. Durch die räumliche Trennung der Absetzzone 222 vom unteren Bereich 220 des Abwasserbehälters 20 mittels des Trichters 221 ist erreicht, dass neu einströmendes Abwasser, das dem Abwasserbehälter 20 durch die Zuleitung 200 zugeführt wird, sich nicht erneut mit den bereits abgesetzten Verunreinigungen, die sich in der Absetzzone 222 befinden, verwirbelt.
Im Bereich der Absetzzone 222 ist eine Abflussleitung 223 angeordnet. Über diese Abflussleitung 223 kann das sich in der Absetzzone 222 befindliche Wasser, sowie weitere Verunreinigungen aus der Absetzzone 222 entfernt werden. Damit der Abwasserbehälter 20 nicht leer läuft, liegt der höchste Punkt 223' der Abwasserleitung 223 über einer Behälteroberkante 21 des Abwasserbehälters 20. Das Wasser gelangt aus der Abwasserleitung 223 in einen Kanal 226 und wird entfernt. Mittels der Entleerungsleitung 224 kann der Abwasserbehälter 20 vollständig entleert werden. Strömt neues Abwasser ein, so ist der Absperrungsschieber 201 der Zuleitung 200 geöffnet und der Entleerungsschieber 225 der Entleerungsleitung 224 geschlossen. Wird der Abwasserbehälter 20 entleert, so ist der Absperrungsschieber 201 der Zuleitung 200 geschlossen und der Entleerungsschieber 225 der Entleerungsleitung 224 geöffnet. Weiterhin ist eine Entlüftungsvorrichtung 213 vorgesehen. Sofern der Abwasserbehälter 20 entleert wird, ist diese Entlüftungsvorrichtung 213 vorzugsweise geöffnet, damit das Wasser vollständig über die Entleerungsleitung 224 abfließen kann.
Um den Abwasserbehälter zu reinigen, ist eine Spüldüse 214 vorgesehen. Mittels dieser Spüldüse 214 können Verunreinigungen im Bereich des Abwasserbehälters 20, insbesondere am Wärmetauscher 211, entfernt werden, indem sauberes Wasser durch die Spüldüse 214 eingeleitet wird.
Zur Sichtkontrolle und zur Entfernung größerer Verunreinigungen weist der Abwasserbehälter 20 ein Revisionsflansch 215 auf.
Der zweite Wärmetauscher 111 des Brauchwasserspeichers 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel im Inneren des Brauchwasserspeichers 10 angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der zweite Wärmetauscher 111 auch von außen an einer Behälterwand 11 des Brauchwasserspeichers 10 angeordnet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19506015 A1 [0003]
DE 4324687 A1 [0004]
DE 102008054833 A1 [0005]

Claims

Anlage (1) zur Wärmerückgewinnung aus einem Abwasser, mit einem Abwasserbehälter (20) zur Aufnahme von erwärmtem Abwasser und einem Brauchwasserspeicher (10) zur Aufnahme von Brauchwasser, dadurch gekennzeichnet, dass in einem oberen Bereich (210) des Abwasserbehälters (20) ein erster Wärmetauscher (211) und in einem unteren Bereich (110) des Brauchwasserspeichers (10) ein zweiter Wärmetauscher (111) angeordnet ist, wobei der erste Wärmetauscher (211) mit dem zweiten Wärmetauscher (111) so verbunden ist, dass eine Wärmeübertragung vom ersten Wärmetauscher (211) auf den zweiten Wärmetauscher (111) erfolgt.
Anlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmetauscher (111) im Inneren oder auf einer Außenseite (11) des Brauchwasserspeichers (10) angeordnet ist.
Anlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem unteren Bereich (220) des Abwasserbehälters (20) eine Abflussleitung (223) angeordnet ist.
Anlage (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein höchster Punkt (223') der Abflussleitung (223) höher liegt als eine Oberkante (21) des Abwasserbehälters (20).
Anlage (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwasserbehälter (20) eine Spüldüse (214) zum Entfernen von Verunreinigungen aufweist.
Anlage (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem unteren Bereich (220) des Abwasserbehälters (20) ein Absetztrichter (221) angeordnet ist, der eine Absetzzone (222) von dem unteren Bereich (220) trennt.
Anlage (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwasserbehälter (20) ein Entlüftungsventil (213) aufweist.
Anlage (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwasserbehälter (20) einen Revisionsflansch (215) aufweist.
Anlage (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwasserbehälter (20) und/oder der Pufferspeicher (10) wenigstens teilweise aus Emaille oder Edelstahl besteht.