BR112020001456B1 - Sistema de recuperação de calor de água cinza e processo para recuperação de calor de água cinza - Google Patents

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

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema de recuperação de calor de água cinza de acordo com o preâmbulo da reivindicação de patente 1.

[0002] São conhecidos sistemas de recuperação de calor de água cinza, cuja tarefa é recuperar energia térmica de água cinza. Pelo crescente isolamento de prédios, diminui a energia térmica necessária 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 cinza é que a água cinza 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 transmissor 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 sistema para recuperação de água cinza. A tarefa principal desse sistema é preparar biologicamente água cinza para utilização adicional. Nesse caso, a água é primeiramente guiada a um recipiente coletor, no qual está disposto um trocador de calor. água cinza é subsequentemente tratada biologicamente em um recipiente de tratamento 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. Como tanto o recipiente coletor, o recipiente de tratamento, como também o recipiente de água de serviço precisam ser regularmente drenados para separação do lodo, normalmente, água contendo calor é perdida. Os dois trocadores de calor devem, ainda, ser formados, correspondentemente, de modo resistente a sujeira, com o que os mesmos podem apresentar apenas rendimentos pequenos.

[0006] É, portanto, tarefa da invenção indicar um sistema de recuperação de calor de água cinza 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 características da reivindicação de patente 1.

[0008] Desse modo, resulta a vantagem de que o sistema de recuperação de calor de água cinza, a medidas compactas e alta produtividade, pode atingir um alto rendimento, sendo que, não obstante, a complexidade é muito baixa. Pela complexidade baixa na manutenção, o sistema de recuperação de calor de água cinza, é particularmente bem apropriado para prédios residenciais e economicamente eficiente não só em instalações de grande porte. Pela membrana de filtração, a água cinza pode, assim, ser limpada de tal modo bem que a mesma pode ser guiada através de um dispositivo transmissor de calor, com alto rendimento, que, normalmente, é muito suscetível em relação a sujeiras. Pelo recipiente de serviço, ocorre uma limpeza biológica permanente da água cinza, 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 recuperação de calor de água cinza, de acordo com o preâmbulo da reivindicação de patente 13.

[0010] É tarefa da invenção, portanto, indicar, ainda, um processo do tipo citado inicialmente, com o qual podem ser evitadas as desvantagens citadas, que com uma alta produtividade e pouca manutenção pode alcançar um alto rendimento.

[0011] De acordo com a invenção, isso é obtido pelas características da reivindicação de patente 13.

[0012] As vantagens do processo correspondem às vantagens do sistema de recuperação de calor de água cinza.

[0013] As reivindicações secundárias referem-se a outras configurações vantajosas da invenção.

[0014] Pelo presente é feita referência aqui ao teor das reivindicações de patente, com o que, nesse ponto, as reivindicações estão incorporadas 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 recuperação de calor de água cinza como representação esquemática; e Figura 2 uma segunda modalidade preferida de um sistema de recuperação de calor de água cinza como representação esquemática.

[0016] As figuras 1 e 2 mostram modalidades preferidas de um sistema de recuperação de calor de água cinza 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 cinza de uma linha de água cinza 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 cinza limpa a uma água fresca em uma linha de água fresca 5.

[0017] O sistema de recuperação de calor de água cinza 1e'um sistema para recuperação de energia térmica de uma água cinza. Água cinza 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 cinza 31. Na figura 1 está inscrito, simbolicamente, apenas u m gerador de água cinza 31,sendo que, na verdade, uma pluralidade de geradores de água cinza 31 pode estar prevista em um prédio. A água cinza dos diversos geradores de água cinza 31 ode depois ser coletado em uma linha de água cinza pertencente ao prédio e alimentada ao sistema de recuperação de calor de água cinza. Sujeiras usuais de água cinza são escamas de pele, cabelos, restos de sabão, gorduras, restos de alimentos e similares. A temperatura da água cinza no banho de chuveiro ou banheira, é regulada, em geral, pelo usuário por meio de uma guarnição do gerador de água cinza 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 máquinas de lavar roupas ou máquinas de lavar louça, a temperatura da água cinza depende, em geral do modelo e programa usado.

[0018] A água cinza pode apresentar, de preferência, uma temperatura menor que 60°C, particularmente, menor que 45°C.

[0019] Contrariamente à água cinza, águas residuais, carregadas de esgoto de banheiros, são designadas como água negra.

[0020] A água cinza da linha de água cinza 4 é alimentada a um sistema de limpeza 2 do sistema de recuperação de calor de água cinza 1, sendo que a água cinza é limpada no sistema de limpeza. Ao chegar ao sistema de limpeza 2, a água cinza normalmente está ligeiramente resfriada, particularmente para 30°C até 35°C.

[0021] Depois do sistema de limpeza 2, a água cinza limpa é guiada através de um dispositivo transmissor de calor 3, sendo que a água cinza no dispositivo transmissor de calor 3 transmite uma parte 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 como água fria ou água quente. O dispositivo transmissor de calor 3 pode 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 microrganismos decompõem constituintes orgânicos da água cinza, 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, particularmente aberto para cima, no qual existem microrganismos, que decompõem biologicamente sujeiras da água cinza na forma de constituintes orgânicos. Particularmente, os microrganismos podem ser introduzidos seletivamente no tanque de aeração 6, uma vez que a água cinza, em comparação com a água negra, carrega em si poucos microrganismos. No tanque de aeração 6 está disposta uma membrana de filtração 7, que é permeada pela água cinza. A membrana de filtração 7 pode estar imersa, particularmente, no tanque de aeração 6. Na permeação da membrana de filtração 7, os constituintes inorgânicos e orgânicos da água cinza, que são maiores do que os poros da membrana de filtração 7, são retidos mecanicamente. Esses constituintes separados por filtração precipitam-se ou permanecem aderidos na superfície da membrana de filtração 7, onde eles são depois decompostos pelos microrganismos. Portanto, a membrana de filtração 7 é continuamente limpada pelos microrganismos, com o que ela, mesmo a um tamanho de poros comparativamente menor, não fica entupida. A água cinza pode, portanto, ser limpada mais profundamente do que em métodos de filtração convencionais, com o que a água cinza 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 recuperação de calor de água cinza 1, a medidas compactas e alta produtividade, pode atingir um alto rendimento, sendo que, não obstante, a complexidade na manutenção é muito baixa. Pela baixa complexidade da manutenção, o sistema de recuperação de calor de água cinza 1 é muito bem apropriado para prédios residenciais, e não só em instalações de grande porte. Pela membrana de filtração 7, a água cinza 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 tanque de aeração 6 ocorre uma limpeza biológica permanente da água cinza, 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 calor de água cinza, sendo que a água cinza é limpada no sistema de limpeza 2,sendo que a água cinza limpada no sistema de limpeza 2 é alimentada ao dispositivo transmissor de calor 3, sendo que no dispositivo transmissor de calor 3 é transmitida energia térmica da água cinza 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 cinza são decompostos pelos microrganismos, sendo que a água cinza 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 μm, particularmente, pelo menos 0,2 μm, de modo particularmente preferido, pelo menos 0,4 μm. O tamanho de poro pode ser, particularmente o tamanho de poro nominal, que indica a máxima da distribuição de tamanhos de poros. A um tamanho de poro de pelo menos 0,1 μm, também pode-se falar de um microfiltro. Em um tamanho de poro desse tipo, bactérias, fungos e similares são retidos pela membrana 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 causado, 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, tamanhos de poros menores de 0,1 μm, são de importância menor no presente caso.

[0026] Particularmente, pode estar previsto que pela membrana de filtração 7 sejam retidas partículas com um diâmetro d e pelo menos 0,1 μm, particularmente, pelo menos 0,2 μm, de modo particularmente preferido, pelo menos 0,4 μm.

[0027] Pode ainda estar previsto que o tamanho de poros da membrana de filtração 7 perfaça, no máximo 10 μm, particularmente, no máximo, 3 μm, de modo particularmente preferido, no máximo, 1 μm.

[0028] De preferência, pode ainda estar previsto um prédio, particularmente, um prédio residencial, com o sistema de recuperação de calor de água cinza.

[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 recuperação de calor de água cinza é economicamente eficiente, particularmente, a partir de vinte moradores.

[0030] O dimensionamento do sistema de recuperação de calor de água cinza 1, particularmente, no que se refere à capacidade volumétrica 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 moradores 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 apresente um estágio de clarificação prévia 8 com uma peneira 9. No estágio 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 cinza 4. Desse modo, a potência de passagem e a necessidade de manutenção do sistema de limpeza pode ser pode ser reduzida adicionalmente.

[0034] Pode ainda estar previsto que a água cinza chegue da linha de água cinza 4 ao estágio de clarificação prévia 8 e no estágio de clarificação prévia 8, seja guiada pela peneira 9 a uma saída do estágio de clarificação prévia 8. A saída do estágio de clarificação prévia 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 clarificação prévia 8 esteja formado para um nível e enchimento variável, para que o estágio de clarificação prévia 8 possa atuar como tanque de armazenamento para a água cinza, que em si se apresenta de modo irregular.

[0036] Pode ainda estar previsto que o estágio de clarificação prévia 8 dispõe de uma linha de ladrão 17, para que mais água cinza, 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 apresente um tanque de armazenamento 11, disposto a jusante do tanque de aeração 6, com um dispositivo de desinfecção 12, particularmente, uma lâmpada de UV.O tanque de armazenamento 11 está disposto, de preferência, em tecnologia de linhas, entre o tanque de aeração 6 e o dispositivo transmissor de calor 3. O tanque de armazenamento 11 está previsto para armazenar a água cinza limpa do tanque de aeração 6, até o uso no dispositivo transmissor de calor 33. Para que eventuais microrganismos não se reproduzam na água cinza 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 limpeza 2 esteja disposto em uma carcaça 10, particularmente, isolada termicamente. Particularmente, o tanque de aeração 6, o estágio de clarificação prévia 8 e o tanque de armazenamento 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 limpeza 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 armazenamento 11 apresentem um isolamento térmico.

[0041] Pode estar previsto, particularmente, que uma perda de temperatura da água cinza no sistema de limpeza 2, portanto, particularmente da saída da linha de água cinza 4 até a entrada do dispositivo transmissor de calor 3, perfaz, no máximo, 10°C, particularmente, no máximo, 5°C, de modo particularmente preferido, no máximo, 2°C.

[0042] Uma temperatura na carcaça 10 isolada termicamente, pode perfazer, particularmente, entre 20°C e 45° C, de preferência, 30°C até 35°C.

[0043] Particularmente, pode estar previsto que o tanque de aeração 6 e/ou o estágio de clarificação prévia 8 sejam arejados. Pelo arejamento, o processo de decomposição biológica no tanque de aeração 6e/ou no estágio de clarificação prévia 8, o processo de decomposição 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 clarificação 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 figuras 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 carcaça 10.

[0047] De preferência, pode estar previsto, que uma saída do sistema de limpeza 2, esteja conectada com uma linha de saída 21,e que a água cinza limpa na linha de saída 21, permeie o dispositivo transmissor de calor 3. Além disso, pode estar previsto que a água cinza 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, frequentemente 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 cinza 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, particularmente, 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 transmissor de calor 15.

[0049] O transmissor de calor 15 pode, particularmente, ser permeado diretamente com água cinza limpa, e não está disposto em um recipiente. Desse modo, pode ser obtida uma alta produtividade do sistema de recuperação de calor de água cinza 1.

[0050] De modo particularmente preferido, pode estar previsto que o transmissor de calor 15 tem um rendimento de pelo menos 80%, particularmente, pelo menos 90%, de modo particularmente preferido, pelo menos 95%. Um rendimento desta dimensão 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, alternadamente, por água cinza 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 calor 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 calor em espiral, duas chapas paralelas uma à outra, são enroladas como uma espiral, com o que podem ser postos à disposição dois espaços contínuos para a água cinza limpa e a água fresca, com uma superfície transmissora de calor grande. De modo similar ao transmissor de calor de placa, o transmissor de calor de espiral pode apresentar um alto rendimento, quando as duas chapas estão dispostas próximas uma da outra, sendo que, também aqui, aumenta a suscetibilidade 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 calor de espiral.

[0055] O transmissor de calor 15 pode, ainda, disposto de um dispositivo de limpeza automático. O dispositivo de limpeza automático pode estar formado, particularmente, para regularmente remover eventuais 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 transmissor de calor apresente um vão livre mínimo de, no máximo, 30 mm, particularmente, no máximo, 10 mm, de modo particularmente preferido, no máximo, 3 mm. O vão livre mínimo, nesse caso, é uma dimensão geométrica interna, mínima, do transmissor de calor 15. O vão livre mínimo corresponde nesse caso, particularmente, ao diâmetro de uma partícula imaginária, que ainda consegue atravessar o transmissor de calor. Em um trocador de calor de placa, o vão livre mínimo corresponde, particularmente, a uma distância de duas placas adjacentes. Em um transmissor de calor de espiral, o vão livre mínimo corresponde, particularmente, a uma distância das chapas em forma de espiral uma da outra. Por esse vão livre mínimo do transmissor de calor 15 pode ser obtido rendimento alto.

[0057] O vão livre mínimo do transmissor de calor 15 pode, 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 entrada com uma entrada do transmissor de calor 15. No transmissor de calor 15, a água fresca fria pega a energia térmica da água cinza limpa e deixa o transmissor de calor 15 com uma temperatura apenas ligeiramente mais fria, particularmente, no máximo, 3°C, do que a água cinza 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 cinza limpa pode apresentar em uma saída do transmissor de calor 15 para a água cinza limpa, particularmente, uma temperatura entre 10°C e 20°C.

[0061] Além disso, pode estar prevista pelo menos uma, de preferência, várias bombas de água 30, para transportar a água cinza limpa.

[0062] De preferência. pode estar previsto que o dispositivo transmissor 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 cinza limpa é ajustável pelo transmissor de calor 15 e a linha de bypass 33. Desse modo, resulta a vantagem de que a resistência à corrente pode ser diminuída de modo predeterminado por derivação parcial do transmissor de calor 15, com o que a bomba de água pode ser de potência mais fraca. Além disso, desse modo, a produtividade da água cinza no transmissor de calor 15 pode ser equiparada à produtividade da água fresca, uma vez que, normalmente, a quantidade de água fresca a ser aquecida é menor do que a água cinza presente. Desse modo a eficiência do transmissor de calor 15 pode ser aperfeiçoada.

[0063] A distribuição da relação da produtividade entre o transmissor de calor 15 15 e a linha de bypass 33 pode ser ajustada, particularmente 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, substancialmente, 60/40.

[0065] Particularmente, pode estar previsto que uma saída do transmissor de calor 15 para a água fresca esteja conectada, pelo menos indiretamente, com um recipiente de água quente 23. No recipiente de água quente 23, a água fresca pode ser aquecida para temperaturas usuais para água quente, particularmente, temperaturas acima de 60°C. O recipiente de água quente 23 pode estar conectado com um gerador de água cinza 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 cinza também pode ser transmitida a um líquido mais quente.

[0067] De preferência, pode estar previsto que o dispositivo transmissor 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 transmissor de calor 15 para a água cinza limpa está conectada, pelo menos indiretamente, com uma bomba de calor 13, sendo que a bomba de calor 13 está formada para transmitir energia térmica adicional da água cinza 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 cinza limpa ainda pode ser aproveitada de modo mais eficiente, com o que a eficiência total do sistema de recuperação de calor de água cinza 1 é aumentada adicionalmente.

[0069] O recipiente de água quente 23 pode estar operacionalmente conectado com outros dispositivos de aquecimento 27, particularmente, uma caldeira de aquecimento 28 e/ou uma outra bomba de calor 29 adicional, conectada com o ambiente. Desse modo, a temperatura no recipiente de água quente 23 pode ser mantida com segurança acima da temperatura de proteção contra Legionella, particularmente, 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 apresentar 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 cinza.

[0073] Depois da bomba de calor 13, a água cinza limpa pode apresentar, particularmente, uma temperatura de 1°até 5°C.

[0074] Particularmente, pode estar previsto que a água cinza limpa na linha de saída 21 permeia a bomba de calor 13.

[0075] Além disso, pode estar previsto que o dispositivo transmissor de calor 3, para transmissão de energia térmica da água cinza limpa à água fresca na linha de água fresca 5, apresente um sistema de linha transmissora de calor 16 fechado. O sistema de linha transmissora de calor 16 está previsto para transmitir a energia térmica da água cinza à água fresca. Uma vantagem do sistema de linha transmissora de calor 16 é a redução do risco de transmissão de germes 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 transmissora de calor 15, que transporta calor da bomba de calor 13 ao recipiente de água quente 23 da água fresca.

[0077] De preferência, pode estar previsto que uma transmissão de calor entre a água cinza 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 cinza limpa é recuperado. A energia térmica da água cinza 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 cinza 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, entre 60°C e 65°C.

[0081] O sistema de linha transmissora de calor 16 também pode apresentar dispositivos de aquecimento 27, para alcançar a temperatura necessária.

[0082] O sistema de linha transmissora de calor 16 pode apresentar um tanque de armazenamento 35, do qual sai uma linha de água quente 36.

[0083] Na linha de água quente 36 estão dispostas diversas estações transmissoras de calor 37 podem estar associados, particularmente, a residências individuais. Através das estações transmissoras de calor 37 água fresca fria pode ser aquecida diretamente nas residências, sendo que calor é retirado do sistema de linha transmissora de calor 16. As estações transmissoras de calor 37 podem estar formadas, particularmente, como outros transmissores de calor, com a linha de água fresca 5. Como a água fresca só é aquecida imediatamente antes do uso, é reduzido substancialmente o risco de uma contaminação por Legionella. O gerador de água cinza 31, bem como a linha de água cinza 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 dispositivo transmissor de calor 3 para a água cinza limpa está conectada, pelo menos indiretamente, com um dispositivo de refrigeração 14, sendo que a água cinza limpa é um meio de refrigeração do dispositivo de refrigeração14. O dispositivo de refrigeração 14 pode ser, particularmente, uma refrigeração de um prédio, refrigeração de prédio essa que é, de preferência, uma refrigeração de teto. Desse modo, a água cinza 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 cinza limpa, está disposto um recipiente 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 cinza limpa é, particularmente, 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)

1. Sistema de recuperação de calor de água cinza (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 cinza de uma linha de água cinza (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 cinza limpa 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 aeração (6) com microrganismos, sendo que os microrganismos decompõem constituintes orgânicos da água cinza, e sendo que no tanque de aeração (6) está disposta uma membrana de filtração (7).

2. Sistema de recuperação de calor de água cinza (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 μm, particularmente, pelo menos 0,2 μm, de modo particularmente preferido pelo menos 0,4 μm.

3. Sistema de recuperação de calor de água cinza, 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 cinza (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 carcaça (10), particularmente, isolada termicamente.

5. Sistema de recuperação de calor de água cinza (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 armazenamento (11) disposto a jusante do tanque de aeração (6), com um dispositivo de desinfecção (12), particularmente, uma lâmpada de UV.

6. Sistema de recuperação de calor de água cinza (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 cinza (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 cinza (1), de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o transmissor de calor (15) apresenta um vão livre mínimo, de, no máximo, 30 mm, particularmente, no máximo, 10 mm, de modo particularmente preferido, no máximo, 2 mm.

9. Sistema de recuperação de calor de água cinza (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 cinza limpa é ajustável pelo transmissor de calor (15) e pela linha de bypass (33).

10. Sistema de recuperação de calor de água cinza (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 cinza (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o transmissor de calor (3), para transmissão de energia térmica da água cinza 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 cinza (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 cinza limpa está conectado, pelo menos indiretamente, com um dispositivo de refrigeração (14), sendo que a água cinza limpa é um meio de refrigeração do dispositivo de refrigeração (14).

13. Processo para recuperação de calor de água cinza, particularmente com um sistema de recuperação de calor de água cinza (1), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, sendo que a água cinza é limpada em um sistema de limpeza (2), sendo que a água cinza 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 cinza limpa a uma água fresca, caracterizado pelo fato de que o sistema de limpeza (2) apresenta um tanque de aeração (6) com microrganismos, sendo que no tanque de aeração (6) são decompostos constituintes orgânicos da água cinza por microrganismos, e sendo que a água cinza é guiada através de uma membrana de filtração (7) disposta no tanque de aeração (6).