BR112020001456A2 - sistema de recuperação de calor de água cinzenta - Google Patents

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Abstract

A presente invenção refere-se a um sistema de recuperação de calor de água cinzenta (1), que compreende um sistema de limpeza (2) e um dispositivo transmissor de calor (3), sendo que o sistema de limpeza (2) está formado para limpar água cinzenta de uma linha de água cinzenta (4), sendo que uma saída do sistema de limpeza (2) está conectada com o dispositivo transmissor de calor (3), sendo que o dispositivo transmissor de calor (3) está formado para transmitir energia térmica da água cinzenta limpa a uma água fresca em uma linha de água fresca (5), sendo que o sistema de limpeza (2) apresenta um tanque de aeração (6) com microrganismos, sendo que os microrganismos decompõem constituintes orgânicos da água cinzenta, e que no tanque de aeração (6) está disposta uma membrana de filtração (7).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTE- MA DE RECUPERAÇÃO DE CALOR DE ÁGUA CINZENTA".
[0001] A presente invenção refere-se a um sistema de recupera- ção de calor de água cinzenta de acordo com o preâmbulo da reivindi- cação de patente 1.
[0002] São conhecidos sistemas de recuperação de calor de água cinzenta, cuja tarefa é recuperar energia térmica de água cinzenta. Pe- lo crescente isolamento de prédios, diminui a energia térmica necessá- ria para o aquecimento, enquanto a energia térmica necessária para a água quente permanece substancialmente constante. Desse modo, aumenta a proporção da energia térmica usada para a água quente, em comparação com a energia térmica usada para o aquecimento. Um problema de sistemas de recuperação de calor de água cinzenta é que a água cinzenta suja e entope os transmissores de calor. Portanto, são mais usados transmissores de calor com rendimentos pequenos, que são menos suscetíveis em relação a sujeiras, ou sistemas de filtração configurados de modo complexo, que estão dispostos a montante dos transmissores de calor e têm uma alta necessidade de manutenção.
[0003] Do documento DE 31 19 809 A1 é conhecido um dispositivo para recuperação de calor de águas residuais sujas, sendo que o transmissor de calor está disposto entre dois filtros mecânicos, sendo que por uma comutação constante da corrente de água, é obtido que, em cada caso, filtra a água residual antes do transmissor de calor e o outro filtro é recirculado pela água residual filtrada, depois do trans- missor de calor.
[0004] Do documento DE 23 37 746 A1 é conhecido um dispositivo para recuperação de calor de água residual, para uma piscina coberta, no qual o trocador de calor consiste em um material magnetostritivo, que é posto em oscilação por uma tensão de alta frequência, para, desse modo, evitar depósitos de sujeira.
[0005] Do documento DE10 209 037 161 B4 está previsto um sis- tema para recuperação de água cinzenta. A tarefa principal desse sis- tema é preparar biologicamente água cinzenta para utilização adicio- nal. Nesse caso, a água é primeiramente guiada a um recipiente cole- tor, no qual está disposto um trocador de calor .A água cinzenta é sub- sequentemente tratada biologicamente em um recipiente de tratamen- to e guiada a um recipiente de água de serviço, no qual está disposto um outro trocador de calor. Por esse outro trocador de calor, a água no recipiente de água de serviço pode ser esfriada para uma temperatura mais baixa, para que a água possa ser guardada por mais tempo. Co- mo tanto o recipiente coletor, o recipiente de tratamento, como tam- bém o recipiente de água de serviço precisam ser regularmente dre- nados para separação do lodo, normalmente, água contendo calor é perdida. Os dois trocadores de calor devem ,ainda, ser formados, cor- respondentemente, de modo resistente á sujeira, com o que os mes- mos podem apresentar apenas rendimentos pequenos.
[0006] É, portanto, tarefa da invenção indicar um sistema de recu- peração de calor de água cinzenta do tipo citado inicialmente, com o qual as desvantagens citadas podem ser evitadas, que é compacto e de baixa manutenção, mas, não obstante, com uma alta produtividade, pode atingir, simultaneamente, um alto rendimento.
[0007] De acordo com a invenção, isso é obtido pelas característi- cas da reivindicação de patente 1.
[0008] Desse modo, resulta a vantagem de que o sistema de re- cuperação de calor de água cinzenta, a medidas compactas e alta produtividade, pode atingir um alto rendimento, sendo que, não obs- tante, a complexidade é muito baixa. Pela complexidade baixa na ma- nutenção, o sistema de recuperação de calor de água cinzenta, é par- ticularmente bem apropriado para prédios residenciais e economica- mente eficiente não só em instalações de grande porte. Pela membra-
na de filtração, a água cinzenta pode, assim, ser limpada de tal modo bem que a mesma pode ser guiada através de um dispositivo trans- missor de calor, com alto rendimento, que, normalmente, é muito sus- cetível em relação a sujeiras. Pelo recipiente de serviço, ocorre uma limpeza biológica permanente da água cinzenta, com o que o sistema de limpeza pode ser operado com manutenção muito baixa. Desse modo, o consumo de energia para o fornecimento de água quente em prédios pode ser baixado de maneira economicamente eficiente.
[0009] A invenção refere-se, ainda, a um processo para recupera- ção de calor de água cinzenta, de acordo com o preâmbulo da reivin- dicação de patente 13.
[0010] É tarefa da invençáo, portanto, indicar, ainda, um processo do tipo citado inicialmente, com o qual podem ser evitadas as desvan- tagens citadas, que com uma alta produtividade e pouca manutenção pode alcançar um alto rendimento.
[0011] De acordo com a invenção, isso é obtido pelas característi- cas da reivindicação de patente 13.
[0012] As vantagens do processo correspondem às vantagens do sistema de recuperação de calor de água cinzenta.
[0013] As reivindicações secundárias referem-se a outras configu- rações vantajosas da invençáo.
[0014] Pelo presente é feita referência aqui ao teor das reivindica- ções de patente, com o que, nesse ponto, as reivindicações estão in- corporadas por referência na descrição e valem como reproduzidas textualmente.
[0015] A invenção é descrita mais detalhadamente sob referência aos desenhos anexos, nos quais apenas modalidade preferidas estão representadas exemplificadamente. Nesse caso mostra Figura 1 uma primeira modalidade preferida de um sistema de recu- peração de calor de água cinzenta como representação esquemática;
e Figura 2 uma segunda modalidade preferida de um sistema de recu- peração de calor de água cinzenta como representação esquemática.
[0016] As figuras 1 e 2 mostram modalidades preferidas de um sistema de recuperação de calor de água cinzenta 1, que compreende um sistema de limpeza 2 e um dispositivo transmissor de calor 3,sendo que o sistema de limpeza 2 está formado para limpar água cinzenta de uma linha de água cinzenta 4, sendo que uma saída do sistema de limpeza 2 está conectada com o dispositivo transmissor de calor 3, sendo que o dispositivo transmissor de calor 3 está formado para transmitir energia térmica da água cinzenta limpa a uma água fresca em uma linha de água fresca 5.
[0017] O sistema de recuperação de calor de água cinzenta 1e´um sistema para recuperação de energia térmica de uma água cinzenta. Água cinzenta é uma designação de águas residuais livres de esgoto, particularmente de banheiras, chuveiros, máquinas de lavar roupas, máquinas de lavar louça e similares. Esses dispositivos e máquinas podem ser designados como geradores de água cinzenta 31. Na figura 1 está inscrito, simbolicamente, apenas u m gerador de água cinzenta 31,sendo que, na verdade, uma pluralidade de geradores de água cin- zenta 31 pode estar prevista em um prédio. A água cinzenta dos diver- sos geradores de água cinzenta 31 ode depois ser coletado em uma linha de água cinzenta pertencente ao prédio e alimentada ao sistema de recuperação de calor de água cinzenta. Sujeiras usuais de água cinzenta são escamas de pele, cabelos, restos de sabão, gorduras, restos de alimentos e similares. A temperatura da água cinzenta no banho de chuveiro ou banheira, é regulada, em geral, pelo usuário por meio de uma guarnição do gerador de água cinzenta 31. Para atingir uma temperatura de 38C, agradável para muitos, pode ser misturada, por exemplo, água quente com uma temperatura de 60C, na relação de 56:44, com uma água fria com uma temperatura de 10C. Em má- quinas de lavar roupas ou máquinas de lavar louça, a temperatura da água cinzenta depende, em geral do modelo e programa usado.
[0018] A água cinzenta pode apresentar, de preferência, uma tem- peratura menor que 60C, particularmente, menor que 45C.
[0019] Contrariamente à água cinzenta, águas residuais, carrega- das de esgoto de banheiros, são designadas como água negra.
[0020] A água cinzenta da linha de água cinzenta 4 é alimentada a um sistema de limpeza 2 do sistema de recuperação de calor de água cinzenta 1, sendo que a água cinzenta é limpada no sistema de limpe- za. Ao chegar ao sistema de limpeza 2, a água cinzenta normalmente está ligeiramente resfriada, particularmente para 30C até 35C.
[0021] Depois do sistema de limpeza 2, a água cinzenta limpa é guiada através de um dispositivo transmissor de calor 3, sendo que a água cinzenta no dispositivo transmissor de calor 3 transmite uma par- te de sua energia térmica a uma água fresca, particularmente, água fria, em uma linha de água fresca 5.Como água fresca é designada, nesse caso, uma água ainda não sujada, que pode estar presente co- mo água fria ou água quente. O dispositivo transmissor de calor 3 po- de apresentar, particularmente, pelo menos um transmissor de calor e/ou pelo menos uma bomba de calor 13.
[0022] Está previsto que o sistema de limpeza 2 apresenta um tanque de aeração 6 com microrganismos, sendo que os microrganis- mos decompõem constituintes orgânicos da água cinzenta, e que no tanque de aeração 6 está disposta uma membrana de filtração 7. O tanque de aeração 6 é um recipiente do sistema de limpeza 2, particu- larmente aberto para cima, no qual existem microrganismos, que de- compõem biologicamente sujeiras da água cinzenta na forma de cons- tituintes orgânicos. Particularmente, os microrganismos podem ser in- troduzidos seletivamente no tanque de aeração 6, uma vez que a água cinzenta, em comparação com a água negra, carrega em si poucos microrganismos. No tanque de aeração 6 está disposta uma membra- na de filtração 7, que é permeada pela água cinzenta. A membrana de filtração 7 pode estar imersa, particularmente, no tanque de aeração 6. Na permeação da membrana de filtração 7, os constituintes inorgâni- cos e orgânicos da água cinzenta, que são maiores do que os poros da membrana de filtração 7, são retidos mecanicamente. Esses consti- tuintes separados por filtração precipitam-se ou permanecem aderidos na superfície da membrana de filtração 7, onde eles são depois de- compostos pelos microrganismos. Portanto, a membrana de filtração 7 é continuamente limpada pelos microrganismos, com o que ela, mes- mo a um tamanho de poros comparativamente menor, não fica entupi- da. A água cinzenta pode, portanto, ser limpada mais profundamente do que em métodos de filtração convencionais, com o que a água cin- zenta pode ser guiada através de um dispositivo transmissor de calor 3 com alto rendimento, sem entupir o mesmo. Pela limpeza constante da membrana de filtração 7 pelos microrganismos, uma limpeza externa adicional, no âmbito de uma manutenção, só raramente é necessária, por exemplo, anualmente.
[0023] Desse modo, resulta a vantagem de que o sistema de re- cuperação de calor de água cinzenta 1, a medidas compactas e alta produtividade, pode atingir um alto rendimento, sendo que, não obs- tante, a complexidade na manutenção é muito baixa. Pela baixa com- plexidade da manutenção, o sistema de recuperação de calor de água cinzenta 1 é muito bem apropriado para prédios residenciais, e não só em instalações de grande porte. Pela membrana de filtração 7, a água cinzenta pode ser bem limpada, de tal modo que ela pode ser guiada através de um dispositivo transmissor de calor 3, com alto rendimento, que, normalmente é muito suscetível em relação a sujeiras. Pelo tan- que de aeração 6 ocorre uma limpeza biológica permanente da água cinzenta, com o que o sistema de limpeza pode ser operado com uma manutenção muito baixa. Desse modo, pode ser baixado de maneira economicamente eficiente o consumo de energia para o fornecimento de água quente em prédios.
[0024] Está previsto, ainda, um processo para recuperação de ca- lor de água cinzenta, sendo que a água cinzenta é limpada no sistema de limpeza 2,sendo que a água cinzenta limpada no sistema de limpe- za 2 é alimentada ao dispositivo transmissor de calor 3, sendo que no dispositivo transmissor de calor 3 é transmitida energia térmica da água cinzenta limpa à água fresca, sendo que o sistema de limpeza 2 apresenta o tanque de aeração 6 com microrganismos, sendo que no tanque de aeração 6 constituintes orgânicos da água cinzenta são de- compostos pelos microrganismos, sendo que a água cinzenta é guiada através da membrana de filtração 7 disposta no tanque de aeração 6.
[0025] De modo particularmente preferido, pode estar previsto que um tamanho de poro da membrana de filtração 7 perfaça pelo menos 0,1 m, particularmente, pelo menos 0,2 m, de modo particularmente preferido, pelo menos 0,4 m. O tamanho de poro pode ser, particu- larmente o tamanho de poro nominal, que indica a máxima da distri- buição de tamanhos de poros. A um tamanho de poro de pelo menos 0,1 m, também pode-se falar de um microfiltro. Em um tamanho de poro desse tipo, bactérias, fungos e similares são retidos pela mem- brana de filtração, enquanto vírus e outras macromoléculas não são retidos. Como a tarefa principal da membrana de filtração 7 é proteger o dispositivo transmissor de calor 3 de um entupimento, que é causa- do, particularmente pelo crescimento de biofilmes de bactérias, um tamanho de poro desse tipo é suficientemente pequeno, enquanto ela continua a garantir uma boa permeação, que depende fortemente do tamanho de poro. Vírus, que normalmente são separados em reatores de aeração de membrana por meio de ultrafiltração, portanto, tama-
nhos de poros menores de 0,1 m, são de importância menor no pre- sente caso.
[0026] Particularmente, pode estar previsto que pela membrana de filtração 7 sejam retidas partículas com um diâmetro d e pelo menos 0,1 m, particularmente, pelo menos 0,2 m, de modo particularmente preferido, pelo menos 0,4 m.
[0027] Pode ainda estar previsto que o tamanho de poros da membrana de filtração 7 perfaça, no máximo 10 m, particularmente, no máximo, 3 m, de modo particularmente preferido, no máximo, 1 m.
[0028] De preferência, pode ainda estar previsto um prédio, parti- cularmente, um prédio residencial, com o sistema de recuperação de calor de água cinzenta.
[0029] O prédio pode ser, particularmente, um prédio residencial para pelo menos vinte moradores, particularmente, para pelo menos cinquenta moradores. Nesse caso, mostrou-se que o sistema de recu- peração de calor de água cinzenta é economicamente eficiente, parti- cularmente, a partir de vinte moradores.
[0030] O dimensionamento do sistema de recuperação de calor de água cinzenta 1, particularmente, no que se refere à capacidade volu- métrica e/ou produtividade do tanque de aeração 6, pode, nesse caso, ser dependente da quantidade prevista de moradores do prédio.
[0031] Particularmente, pode estar previsto que por cinquenta mo- radores previstos do prédio, uma produtividade do tanque de aeração perfaça 6.500 l/h até 1000 l/h, particularmente, substancialmente, 800 l/h.
[0032] Nesse caso, o tanque de aeração 6 pode apresentar, de preferência, uma capacidade volumétrica de, substancialmente, 1000 l.
[0033] Pode ainda estar previsto que o sistema de limpeza 2 apre- sente um estágio de clarificação prévia 8 com uma peneira 9. No está-
gio de clarificação prévia 8, impurezas maiores e não decomponíveis já são precipitadas ou separadas por peneiramento. Particularmente, pode estar previsto que o estágio de clarificação prévia 8 apresente uma entrada, que está prevista para ser conectada com a linha de água cinzenta 4. Desse modo, a potência de passagem e a necessi- dade de manutenção do sistema de limpeza pode ser pode ser reduzi- da adicionalmente.
[0034] Pode ainda estar previsto que a água cinzenta chegue da linha de água cinzenta 4 ao estágio de clarificação prévia 8 e no está- gio de clarificação prévia 8, seja guiada pela peneira 9 a uma saída do estágio de clarificação prévia 8. A saída do estágio de clarificação pré- via 8 pode estar conectada, particularmente, por meio de uma linha intermediária 32, com uma entrada do tanque de aeração 6.
[0035] Particularmente, pode estar previsto que o estágio de clari- ficação prévia 8 esteja formado para um nível e enchimento variável, para que o estágio de clarificação prévia 8 possa atuar como tanque de reserva para a água cinzenta , que em si se apresenta de modo irregular.
[0036] Pode ainda estar previsto que o estágio de clarificação pré- via 8 dispõe de uma linha de ladrão 17, para que mais água cinzenta, ao exceder um nível de enchimento máximo, possa ser desviada para um canal.
[0037] De acordo com a modalidade preferida na figura 1, o nível de enchimento máximo do estágio de clarificação prévia 8 perfaz 1000 l.
[0038] Pode ,ainda, estar previsto que o sistema de limpeza apre- sente um tanque de reserva 11, disposto a jusante do tanque de aera- ção 6, com um dis de desinfecção 12, particularmente, uma lâmpada de UV.O tanque de reserva 11 está disposto , de preferência, em tec- nologia de linhas, entre o tanque de aeração 6 e o dispositivo trans-
missor de calor 3. O tanque de reserva 11 está previsto para armaze- nar a água cinzenta limpa do tanque de aeração 6, até o uso no dispo- sitivo transmissor de calor 33. Para que eventuais microrganismos não se reproduzam na água cinzenta limpa, está previsto um dispositivo de desinfecção 12, que mata microrganismos que chegaram através da membrana de filtração 7. O dispositivo de desinfecção 1 pode estar formado, de modo particularmente simples, como lâmpada de UV.
[0039] De preferência, pode estar previsto que o sistema de limpe- za 2 esteja disposto em uma carcaça 10, particularmente, isolada ter- micamente. Particularmente, o tanque de aeração 6, o estágio de clari- ficação prévia 8 e o tanque de reserva 11 podem estar dispostos na carcaça 10. Pode ,ainda, estar previsto que também o transmissor de calor 15 esteja disposto na carcaça 10. A carcaça 10 pode proteger os componentes do sistema de limpeza 2 contra influências externas. Adicionalmente, a carcaça pode apresentar um isolamento térmico adicional. Pelo isolamento térmico pode ser obtido que, durante a lim- peza e armazenamento no sistema de limpeza 2, praticamente não se perde energia térmica.
[0040] Além disso, pode estar previsto que o tanque de aeração 6, o estágio de clarificação prévia 8 e/ou o tanque de reserva 11 apresen- tem um isolamento térmico.
[0041] Pode estar previsto, particularmente, que uma perda de temperatura da água cinzenta no sistema de limpeza 2, portanto, parti- cularmente da saída da linha de água cinzenta 4 até a entrada do dis- positivo transmissor de calor 3, perfaz, no máximo, 10C, particular- mente, no máximo, 5C, de modo particularmente preferido, no máxi- mo, 2C.
[0042] Uma temperatura na carcaça 10 isolada termicamente, po- de perfazer, particularmente, entre 20C e 45 C, de preferência, 30C até 35C.
[0043] Particularmente, pode estar previsto que o tanque de aera- ção 6 e/ou o estágio de clarificação prévia 8 sejam arejados. Pelo are- jamento, o processo de decomposição biológica no tanque de aeração 6e/ou no estágio de clarificação prévia 8 , o processo de decomposi- ção biológica no tanque de aeração 6 e/ou no estágio de clarificação prévia 8 pode ser acelerado.
[0044] De preferência, o tanque de aeração 6 e o estágio de clari- ficação prévia 8 podem apresentar uma linha de ar de alimentação 18 e uma linha de ar de descarga 19. A linha de ar de alimentação pode apresentar, particularmente, uma bomba de ar 20.
[0045] Pode, ainda, estar previsto que a linha de ar de alimentação e uma linha de ar de descarga 19 estejam acopladas uma à outra através de um outro transmissor de calor, não representado nas figu- ras 1 e 2, de modo que energia térmica perdida pelo ar de descarga pode ser mantida pequena.
[0046] Além disso ,pode estar previsto que uma extremidade livre da linha de ar de alimentação e/ou uma extremidade livre da linha de ar de descarga 19 estejam dispostas na carcaça 10. Uma aspiração ou descarga do ar para a aeração pode, portanto dar-se da ou para a car- caça 10.
[0047] De preferência, pode estar previsto, que uma saída do sis- tema de limpeza 2, esteja conectada com uma linha de saída 21,e que a água cinzenta limpa na linha de saída 21, permeie o dispositivo transmissor de calor 3. Além disso, pode estar previsto que a água cinzenta limpada no sistema de limpeza 2 seja guiada à linha de saída 21 e permeie o dispositivo transmissor de calor 3.
[0048] De modo particularmente preferido, pode estar previsto que o dispositivo transmissor de calor 3 apresente um transmissor de calor 15 com a linha de água fresca. O transmissor de calor 15, frequen- mente também designado como trocador de calor, é um aparelho, no qual calor de um meio fluido com temperatura de entrada mais alta, a saber, a água cinzenta limpa, é transmitido continuamente a um meio com temperatura de entrada mais baixa, a saber, a água fresca mais fria, na linha de água fresca 5. A passagem de calor pode dar-se, par- ticularmente, por uma parede divisória, sendo que o transmissor de calor 15 está formado, então, como recuperador. Particularmente, a linha de saída 21 e a linha de água fresca 5 pode passar pelo trans- missor de calor 15.
[0049] O transmissor de calor 15 pode, particularmente, ser per- meado diretamente com água cinzenta limpa, e não está disposto em um recipiente. Desse modo, pode ser obtida uma alta produtividade do sistema de recuperação de calor de água cinzenta 1.
[0050] De modo particularmente preferido, pode estar previsto que o transmissor de calor 15 tem um rendimento de pelo menos 80%, par- ticularmente, pelo menos 90%, de modo particularmente preferido, pe- lo menos 95%. Urendietnodetal modo alto pode ser obtido através de uma superfície transmissor de calor muito grande, em comparação com o volume total do transmissor de calor 15.
[0051] Pode estar previsto, ainda, que o transmissor de calor 15 esteja formado como transmissor de calor na contracorrente.
[0052] De modo particularmente preferido, pode estar previsto que o transmissor de calor 15 seja um transmissor de calor de placa. Em um transmissor de calor de placa, vários espaços são limitados por várias placas, particularmente, perfiladas, que são permeadas, alter- nadamente, por água cinzenta limpa e por água fresca. Transmissores de calor de placa têm a vantagem de uma estrutura simples e altos rendimentos, no entanto, devido às superfícies de transmissão de ca- lor grandes e a pequena distância das placas uma da outra, eles são suscetíveis em relação a sujeiras. Essas sujeiras, porém, podem ser mantidas afastadas com segurança pela membrana de filtração 7.
[0053] Além disso, pode estar previsto que o transmissor de calor 15 seja um transmissor de calor em espiral. Em um transmissor de ca- lor em espiral, duas chapas paralelas uma à outra, são enroladas co- mo uma espiral, com o que podem ser postos à disposição dois espa- ços contínuos para a água cinzenta limpa e a água fresca, com uma superfície transmissora de calor grande. De modo similar ao transmis- sor de calor de placa, o transmissor de calor de espiral pode apresen- tar um alto rendimento, quando as duas chapas estão dispostas pró- ximas uma da outra, sendo que, também aqui, aumenta a suscetibili- dade em relação a sujeiras.
[0054] Particularmente, pode estar previsto que o transmissor de calor 15 é um transmissor de calor de placa ou um transmissor de ca- lor de espiral.
[0055] O transmissor de calor 15 pode, ainda, disposto de um dis- positivo de limpeza automático. O dispositivo de limpeza automático pode estar formado, particularmente, para regularmente remover even- tuais depósitos no transmissor de calor 15, por exemplo, de materiais dissolvidos na água, para contrapor-se à formação de um filme.
[0056] De preferência, pode estar previsto, ainda, que o transmis- sor de calor apresente um diâmetro interno mínimo de, no máximo, 30 mm, particularmente, no máximo, 10 mm, de modo particularmente preferido, no máximo, 3 mm. O diâmetro interno mínimo, nesse caso, é uma dimensão geométrica interna, mínima, do transmissor de calor 15. O diâmetro interno mínimo corresponde nesse caso, particularmente, ao diâmetro de uma partícula imaginária, que ainda consegue atraves- sar o transmissor de calor. Em um trocador de calor de placa, o diâme- tro interno mínimo corresponde, particularmente, a uma distância de duas placas adjacentes. Em um transmissor de calor de espiral, o di- âmetro interno, mínimo, corresponde, particularmente, a uma distância das chapas em forma de espiral uma da outra. Por esse diâmetro in-
terno, mínimo, do transmissor de calor 15 pode ser obtido rendimento alto.
[0057] O diâmetro interno, mínimo, do transmissor de calor 15 po- de, ainda, de preferência, perfazer, no máximo,1 mm.
[0058] Particularmente pode estar previsto que uma entrada de água fria 22 da linha de água fresca 5 está conectada no lado da en- trada com uma entrada do transmissor de calor 15. No transmissor de calor 15, a água fresca fria pega a energia térmica da água cinzenta limpa e deixa o transmissor de calor 15 com uma temperatura apenas ligeiramente mais fria, particularmente, no máximo, 3C, do que a água cinzenta limpa, em uma entrada do transmissor de calor 15.
[0059] A água fresca da entrada de água fria 22 pode apresentar, particularmente, uma temperatura de, substancialmente,8C, Essa temperatura pode variar, na dependência das redes de abastecimento de água e devido às condições meteorológicas.
[0060] A água cinzenta limpa pode apresentar em uma saída do transmissor de calor 15 para a água cinzenta limpa, particularmente, uma temperatura entre 10C e 20C.
[0061] Além disso, pode estar prevista pelo menos uma, de prefe- rência, várias bombas de água 30, para transportar a água cinzenta limpa.
[0062] De preferência. pode estar previsto que o dispositivo trans- missor de calor 3 apresente uma linha de bypass 33, que transpõe o transmissor de calor 15, sendo que uma relação de uma produtividade da água cinzenta limpa é ajustável pelo transmissor de calor 15 e a linha de bypass 33. Desse modo, resulta a vantagem de que a resis- tência à corrente pode ser diminuída de modo predeterminado por de- rivação parcial do transmissor de calor 15, com o que a bomba de água pode ser de potência mais fraca. Além disso, desse modo, a pro- dutividade da água cinzenta no transmissor de calor 15 pode ser equi-
parada à produtividade da água fresca, uma vez que, normalmente, a quantidade de água fresca a ser aquecida é menor do que a água cin- zenta presente. Desse modo a eficiência do transmissor de calor 15 pode ser aperfeiçoada.
[0063] A distribuição da relação da produtividade entre o transmis- sor de calor 15 15 e a linha de bypass 33 pode ser ajustada, particu- larmente por uma válvula misturadora 34.
[0064] A relação da produtividade entre o transmissor de calor 15 e a linha de bypass 33 pode perfazer, particularmente, substancial- mente, 60/40.
[0065] Particularmente, pode estar previsto que uma saída do transmissor de calor 15 para a água fresca esteja conectada, pelo me- nos indiretamente, com um recipiente de água quente 23. No recipien- te de água quente 23, a água fresca pode ser aquecida para tempera- turas usuais para água quente, particularmente, temperaturas acima de 60C. O recipiente de água quente 23 pode estar conectado com um gerador de água cinzenta 31.
[0066] De preferência, pode estar previsto que o dispositivo de transmissão de calor 3 apresente uma bomba de calor 13. Pela bomba de calor 13, energia térmica da água cinzenta também pode ser transmitida a um líquido mais quente.
[0067] De preferência, pode estar previsto que o dispositivo trans- missor de calor 3 apresente um transmissor de calor 15 e, em seguida, uma bomba de calor 13. Uma modalidade preferida formada dessa maneira está representada na figura 1.
[0068] Nesse caso, pode estar previsto que uma saída do trans- missor de calor 15 para a água cinzenta limpa está conectada, pelo menos indiretamente, com uma bomba de calor 13, sendo que a bom- ba de calor 13 está formada para transmitir energia térmica adicional da água cinzenta limpa à água fresca. A bomba de calor 13 pode estar conectada, particularmente, com o recipiente de água quente 23, para aquecer adicionalmente com a energia térmica adicional a água fresca no recipiente de água quente 3. Desse modo, a energia térmica da água cinzenta limpa ainda pode ser aproveitada de modo mais eficien- te, com o que a eficiência total do sistema de recuperação de calor de água cinzenta 1 é aumentada adicionalmente.
[0069] O recipiente de água quente 23 pode estar operacional- mente conectado com outros dispositivos de aquecimento 27, particu- larmente, uma caldeira de aquecimento 28 e/ou uma outra bomba de calor 29 adicional, conectada com o ambiente. Desse modo, a tempe- ratura no recipiente de água quente 23 pode ser mantida com segu- rança acima da temperatura de proteção contra Legionella, particular- mente, acima de 60C.
[0070] Pode estar previsto, ainda, que o recipiente de água quente 23 esteja formado como caldeira de aquecimento, particularmente, como caldeira de compensação. ]0071] Além disso, o recipiente de água quente 23 pode apresen- tar uma entrada de água fria 22.
[0072] Entre o transmissor de calor 15 e a bomba de calor 13, a linha de saída 21 pode apresentar uma outra linha de descarga 25, que leva a um canal ou a um tanque de produto de filtração de água cinzenta.
[0073] Depois da bomba de calor 13, a água cinzenta limpa pode apresentar, particularmente, uma temperatura de 1até 5C.
[0074] Particularmente, pode estar previsto que a água cinzenta limpa na linha de saída 21 permeia a bomba de calor 13. 0075] Além disso, pode estar previsto que o dispositivo transmis- sor de calor 3, para transmissão de energia térmica da água cinzenta limpa à água fresca na linha de água fresca 5, apresente um sistema de linha transmissora de calor 16 fechado. O sistema de linha trans-
missora de calor 16 está previsto para transmitir a energia térmica da água cinzenta à água fresca. Uma vantagem do sistema de linha transmissora de calor 16 é a redução do risco de transmissão de ger- mes patogênicos ou vírus à água fresca. O fluido disposto no sistema de linha transmissora de calor 16, particularmente, pode ser água.
[0076] Na figura 1 está representado um sistema de linha trans- missora de calor 15, que transporta calor da bomba de calor 13 ao re- cipiente de água quente 23 da água fresca.
[0077] De preferência, pode estar previsto que uma transmissão de calor entre a água cinzenta limpa e a água fresca ocorre apenas através do sistema de linha transmissora de calor 16, uma modalidade formada desse modo está representada na figura 2.
[0078] Nesse caso, pode estar previsto que apenas por meio de pelo menos uma bomba de calor 13 o calor da água cinzenta limpa é recuperado. A energia térmica da água cinzenta limpa é alimentada, nesse caso, ao sistema de linha transmissora de calor 16. ]0079] Particularmente, pode estar previsto que na bomba de calor 13 na figura 2, a temperatura da água cinzenta limpa é resfriada de uma temperatura inicial para pouco acima do ponto de congelação.
[0080] A temperatura no sistema de linha transmissora de calor 16 pode perfazer, particularmente, entre 50C e 70C, de preferência, en- tre 60C e 65C.
[0081] O sistema de linha transmissora de calor 16 também pode apresentar dispositivos de aquecimento 27, para alcançar a temperatu- ra necessária.
[0082] O sistema de linha transmissora de calor 16 pode apresen- tar um tanque de reserva 35, do qual sai uma linha de água quente 36.
[0083] Na linha de água quente 36 estão dispostas diversas esta- ções transmissoras de calor 37 podem estar associados , particular- mente, a residências individuais. Através das estações transmissoras de calor 37 água fresca fria pode ser aquecida diretamente nas resi- dências, sendo que calor é retirado do sistema de linha transmissora de calor 16. As estações transmissoras de calor 37 podem estar for- madas, particularmente, como outros transmissores de calor, com a linha de água fresca 5. Como a água fresca só é aquecida imediata- mente antes do uso, é reduzido substancialmente o risco de uma con- taminação por Legionella. O gerador de água cinzenta 31, bem como a linha de água cinzenta 4 não estão representados na figura 2.
[0084] O sistema de linha transmissora de calor 16 pode, além disso, também ser usado para operação do aquecimento.
[0085] Além disso, pode estar previsto que uma saída do dispositi- vo transmissor de calor 3 para a água cinzenta limpa está conectada, pelo menos indiretamente, com um dispositivo de refrigeração 14, sendo que a água cinzenta limpa é um meio de refrigeração do dispo- sitivo de refrigeração14. O dispositivo de refrigeração 14 pode ser, par- ticularmente, uma refrigeração de um prédio, refrigeração de prédio essa que é, de preferência, uma refrigeração de teto. Desse modo, a água cinzenta limpa, resfriada, pode ser usada adicionalmente, para refrigeração do prédio.
[0086] Além disso, pode estar previsto que em uma extremidade da linha de saída 21 para a água cinzenta limpa , está disposto um re- cipiente de depósito 24, uma linha de descarga 25 no canal e/ou linhas de alimentação 26 para dispositivos do prédio, que não necessitam de água fresca, de preferência, tal como um banheiro ou máquinas, tal como uma máquina de lavar roupa. A água cinzenta limpa é, particu- larmente, também livre de odor, depois de sua utilização térmica, e pode, portanto, ser alimentada a uma pluralidade de possíveis fins de aplicação, para manter pequena a necessidade de água fresca do prédio.

Claims (13)

REIVINDICAÇÕES
1.Sistema de recuperação de calor de água cinzenta (1), que compreende um sistema de limpeza (2) e um dispositivo transmis- sor de calor (3), sendo que o sistema de limpeza (2) está formado para limpar água cinzenta de uma linha de água cinzenta (4),sendo que uma saída do sistema de limpeza (2) está conectada com o dispositivo transmissor de calor (3), sendo que o dispositivo transmissor de calor (3) está formado para transmitir energia térmica da água cinzenta lim- pa a uma água fresca em uma linha de água fresca (5), caracterizado pelo fato de que o sistema de limpeza (2) apresenta um tanque de ae- ração (6) com microrganismos, sendo que os microrganismos decom- põem constituintes orgânicos da água cinzenta, e que no tanque de aeração (6) está disposta uma membrana de filtração (7).
2. Sistema de recuperação de calor de água cinzenta (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um tamanho de poro da membrana de filtração (7) perfaz pelo menos 0,1 m, particularmente, pelo menos 0,2 m, de modo particularmente pre- ferido pelo menos 0,4 m.
3. Sistema de recuperação de calor de água cinzenta, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o sistema de limpeza (2) apresenta um estágio de clarificação prévia (8), com uma peneira (9), disposto a montante do tanque de aeração (6).
4. Sistema de recuperação de calor de água cinzenta (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o sistema de limpeza (2) está disposto em uma car- caça (10), particularmente, isolada termicamente.
5. Sistema de recuperação de calor de água cinzenta (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o sistema de limpeza (2) apresenta um tanque de re- serva (11) disposto a jusante do tanque de aeração (6), com um dis-
positivo de desinfecção (12), particularmente, uma lâmpada de UV.
6. Sistema de recuperação de calor de água cinzenta (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo transmissor de calor (3) apresenta um transmissor de calor (15) com a linha de água fresca (5).
7. Sistema de recuperação de calor de água cinzenta (1), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o transmissor de calor (15) está formado como transmissor de calor de placa.
8. Sistema de recuperação de calor de água cinzenta (1), de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o transmissor de calor (15) apresenta um diâmetro interno, mínimo, de, no máximo, 30 mm, particularmente, no máximo, 10 mm, de modo par- ticularmente preferido, no máximo, 2 mm.
9. Sistema de recuperação de calor de água cinzenta (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo transmissor de calor (3) apresenta uma linha de bypass (33), que transpõe o transmissor de calor (15), sendo que uma relação de uma produtividade da água cinzenta limpa é ajus- tável pelo transmissor de calor (15) e a linha de bypass (33).
10. Sistema de recuperação de calor de água cinzenta (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de transmissão de calor (3) apresenta uma bomba de calor (13).
11. Sistema de recuperação de calor de água cinzenta (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o transmissor de calor (3), para transmissão de ener- gia térmica da água cinzenta limpa à água fresca na linha de água fresca (5) apresenta um sistema de linha de transmissão de calor (16) fechado.
12. Sistema de recuperação de calor de água cinzenta (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que uma saída do dispositivo transmissor de calor (3) para a água cinzenta limpa, está conectado, pelo menos indiretamente, com um dispositivo de refrigeração (14), sendo que a água cinzenta limpa é um meio de refrigeração do dispositivo de refrigeração (14).
13. Processo para recuperação de calor de água cinzenta, particularmente com um sistema de recuperação de calor de água cin- zenta (1), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12,sendo que a água cinzenta e limpada em um sistema de limpeza (2), sendo que a água cinzenta, limpada no sistema de limpeza (2), é alimentada a um dispositivo transmissor de calor (3), sendo que no dispositivo transmissor de calor (3) é transmitida energia térmica da água cinzenta limpa a uma água fresca, caracterizado pelo fato de que o sistema de limpeza (2) apresenta um tanque de aeração (6) com mi- crorganismos, que no tanque de aeração (6) constituintes orgânicos da água cinzenta são decompostos por microrganismos, e que a água cinzenta é guiada através de uma membrana de filtração (7) disposta no tanque de aeração (6).
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