DE4324687A1

DE4324687A1 - Wärmerückgewinnung aus Abwasser

Info

Publication number: DE4324687A1
Application number: DE4324687A
Authority: DE
Inventors: Werner Hub
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-07-23
Filing date: 1993-07-23
Publication date: 1995-01-26

Description

Im gesamten Wohn-, Freizeit- und Arbeitsbereich des Menschen und bei vielen Arbeitsprozessen wird Abwasser im warmen oder heißen Zustand direkt in die Kanalisation eingeleitet, während gleichzeitig oder zeitlich versetzt kaltes Brauch wasser aus dem Versorgungsnetz nachfließt und durch teure Energie aufgeheizt werden muß.

Die im warmen Abwasser enthaltene Energie soll ausgenutzt werden um das kalte Brauchwasser vor- bzw. aufzuwärmen.

Dazu wird das gesamte oder nur das warme Abwasser in einen Abwasserbehälter (AWB) geleitet. Die Einströmung des Abwassers in den Behälter muß konstruktiv so gestaltet sein, daß keine turbulente Strömung im Behälter entsteht. Die Ein strömung soll möglichst laminar sein um die Temperaturschichtung im AWB nicht zu stören. Der Behälter hat weiterhin eine Entlüftung, einen Notüberlauf, einen Betriebsablauf und als Restentleerung eine automatisch oder von Hand betätigte geeignete Armatur. Alle Leitungen und die Entleerarmatur sind der Verschmutzung und der Menge des Abwassers anzupassen.

In diesem drucklosen AWB ist mittig ein Brauchwasserbehälter ( BWB ) für das zu erwärmende kalte Brauchwasser angeordnet. Der BWB kann dem Volumen des AWB angepaßt sein oder größer sein und über den AWB herausragen, so daß im oberen Teil des BWB die weitere Aufheizung des Brauchwassers auf das ge wünschte Temperaturniveau durch alle üblichen Heizmedien (Warm- u. Heißwasser Dampf, Wärmepumpe, elektrisch usw.) erfolgen kann.

Die warmen Anlagenteile werden isoliert.

Funktionsweise

Wird warmes Brauchwasser entnommen, strömt in den unteren Teil des BWB kaltes Leitungswasser. Im AWB befindet sich noch warmem Abwasser oder nach einer ge wissen Zeitdauer kommt das entnommene Brauchwasser als warmes Abwasser in den AWB. Das langsam einströmende warme Abwasser wird sich aufgrund seiner Temperatur und der Temperatur des Abwassers im AWB und der hieraus resultie renden Dichteunterschiede im AWB in der entsprechenden Höhe anlagern, während das kältere Abwasser im unteren Bereich in die Ablaufleitung hinausgedrückt wird. Die Wärme fließt vom wärmeren Abwasser zum eingelaufenen kalten Brauchwasser. Da dieser Wärmefluß langsam abläuft, ist die genannte Speicherung des Ab- und Brauchwassers erforderlich.

In bestimmten Zeitintervallen ist der AWB über die Entleerarmatur restlos zu ent leeren und die Außenseite des im AWB stehenden BWB mittels der eingebauten Ringleitung mit Düsen mit sauberem Wasser abzuspritzen, um die Verschmutzung so gering wie möglich zu halten. Dem Reinigungswasser kann über eine Dosier einrichtung ein Reinigungsmittel zugemischt werden.

Der Reinigungsvorgang kann von Hand oder automatisch durchgeführt werden.

Variante

Um die im Abwasser enthaltene Energie noch weiter auszunutzen, kann eine Wärmepumpe (WP) siehe Zeichnung 2 eingesetzt werden.

Hierfür muß der AWB größer werden um unter dem BWB einen Raum für den Ein bau des Verdampfers der WP zu schaffen. Der Verdampfer ist ebenfalls mit einer Spülleitung zum Reinigen ausgerüstet.

Die Wärmeübertragung erfolgt nun zweistufig: Im oberen Bereich des AWB durch direkten Wärmefluß, im unteren Bereich über die WP in den Nachheizbereich des BWB. Eine weitere Nachheizung durch andere Energieträger ist möglich.

Die Volumina der Behälterbereiche müssen aufeinander abgestimmt sein. Z.B. Bei einer Anlage für ein Einfamilienhaus, beträgt die größte plötzliche Abwassermenge eine Badewannenfüllung mit ca. 200 Liter. Dieses Volumen müssen die Teilbereiche der Behälter aufweisen. Also jeweils der obere Bereich des AWB in dem der BWB steht, der untere Bereich des AWB in dem sich der WP-Verdampfer befindet und der untere Bereich des BWB, der im AWB eintaucht. Die Anpassung an die Abwassermenge kann über die Behältergröße und durch Parallel- oder Hintereinanderschaltung von mehreren Behältern erfolgen.

Schaltung der Anlage in die Abwasserleitung

1) Bei sauberem und nur leicht verschmutztem Abwasser kann der Einlauf direkt in die Anlage erfolgen und es ist nur ein gelegentlicher Entleer- und Reinigungsvorgang erforderlich.
2) Bei verschmutztem Abwasser:
a) Vor dem Einlauf in die Anlage wird in die Abwasserleitung eine "Weiche" eingebaut. Die Weiche besteht aus einem waagrechten wärmeleitenden Rohrstück an dem ein Temperaturfühler angebracht ist und einem senk rechten beweglichen Rohrstück, das durch einen Elektromagneten in zwei Stellungen gebracht werden kann. Bei spannungslosem Magneten steht das Rohr über dem Ablauf zum Kanal und bei erregtem Magneten steht es über dem Einlauf zum AWB. Angesteuert wird der Magnet von dem vorgenannten Temperaturfühler. Die einzustellende Umschalttem peratur richtet sich nach dem Abwasser. Bei Haushaltsabwasser wird sie bei 20 bis 22°C liegen um das Toilettenabwasser auszuschleusen. Die Reinigungsintervalle richten sich nach dem Verschmutzungsgrad und werden von Hand oder automatisch durchgeführt.
b) Das gesamte Abwasser wird in den AWB geleitet und täglich einmal, in einer Zeit wo kein Abwasser anfällt, der Entleer- und Reinigungsvorgang automatisch durchgeführt.

Bei allen Reinigungsvorgängen kann bei Bedarf durch eine Dosiereinrichtung dem Wasser ein Reinigungsmittel beigemischt werden.

Claims

Durch Patent soll geschützt werden:
- a) Die prinzipielle technische Anordnung nach Zeichnung 1 und 2.
- b) Die beruhigte Einströmung (möglichst laminar) des Abwassers.
- c) Das Verfahren der Wärmerückgewinnung.
- d) Das Verfahren die Verschmutzungsprobleme zu beherrschen:
- - Einbau einer kalt/warm Weiche.
- - Reinigungsvorgänge