CN113302443A - 用于从液体介质中回收热量的装置和方法 - Google Patents

用于从液体介质中回收热量的装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113302443A
CN113302443A CN202080009104.2A CN202080009104A CN113302443A CN 113302443 A CN113302443 A CN 113302443A CN 202080009104 A CN202080009104 A CN 202080009104A CN 113302443 A CN113302443 A CN 113302443A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchanger
liquid medium
exchanger units
temperature
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080009104.2A
Other languages
English (en)
Inventor
F·K·德雷克塞尔
J·波斯特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ruiwenkus Co ltd
Original Assignee
Ruiwenkus Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ruiwenkus Co ltd filed Critical Ruiwenkus Co ltd
Publication of CN113302443A publication Critical patent/CN113302443A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0005—Domestic hot-water supply systems using recuperation of waste heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/0206—Heat exchangers immersed in a large body of liquid
    • F28D1/0213—Heat exchangers immersed in a large body of liquid for heating or cooling a liquid in a tank
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0012—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from waste water or from condensates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • F24D2200/20—Sewage water
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/18—Domestic hot-water supply systems using recuperated or waste heat
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/56—Heat recovery units

Abstract

本发明涉及用于从液体介质(G)回收热量的装置(1)和方法，所述装置包括：热交换器(2)，其具有至少两个用于容纳液体介质(G)的、彼此至少部分地热分离的热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)，每个热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)具有一个用于确定位于其中的液体介质(G)的温度的温度传感器；至少一个用于引导饮用水和/或加热水的管道(4、4.1)，该管道穿过其中至少一个所述热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)；供应管线(6)，在该供应管线中引导液体介质(G)；多个可控阀门(15.1、15.2、15.3、15.4、15.5)，通过它们液体介质(G)可从供应管线(6)选择性地被供应到热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)；至少一个用于测量供应管线(6)中液体介质(G)的温度的温度传感器，所述阀门(15.1、15.2、15.3、15.4、15.5)能够被开环控制和/或闭环控制成，使得来自供应管线(6)的液体介质(G)被供应到当前温度比供应管线(6)中的液体介质(G)温度低得最少的那个热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)中。

Description

用于从液体介质中回收热量的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于从液体介质中回收热量的装置和方法。
背景技术
在建筑物和工业设备中会产生大量具有或多或少的高温水平的污染废水。其中包含的热量大多在建筑物中未被使用。
从EP 0174554 B1已知一种用于从污染废水中传递热量的热交换器，其具有用于容纳废水的容器，该容器具有通过过滤器的入口、出口和优选可选地可打开的污泥出口以及多个设置在容器中的交换元件，这些交换元件可被载热介质、尤其是工业水或热泵或制冷设备的载热介质穿流，这些交换元件是直立的交换器板并且在容器的下部区域中设置有吹入装置，其构造和设置用于以冲洗气体、优选空气加载板表面。
发明内容
本发明所基于的任务是提供用于从液体介质中回收热量的改进的装置和改进的方法。
根据本发明，所述任务通过具有权利要求1的特征的装置和具有权利要求15的特征的方法来解决。
本发明的有利实施方式是从属权利要求的技术方案。
根据本发明的用于从液体介质、如灰水中回收热量的装置包括：
热交换器，其具有至少两个用于容纳液体介质的、彼此至少部分地热分离的热交换器单元，每个热交换器单元具有一个用于确定位于其中的液体介质的温度的温度传感器，
至少一个用于引导饮用水和/或加热水的管道，该管道穿过其中至少一个所述热交换器单元，
供应管线，在该供应管线中引导输送液体介质，
分配器装置，借助于该分配器装置能够将液体介质从供应管线选择性地供应到热交换器单元，
至少一个用于测量供应管线中液体介质的温度的温度传感器，
分配器装置能够被开环控制和/或闭环控制成，使得来自供应管线的液体介质被供应到当前温度比供应管线中的液体介质温度低得最少的那个热交换器单元中。
在一种实施方式中，每个所述热交换器单元通过单元连接器和/或通过阻挡液体介质流动的结构与一个或每个相邻的热交换器单元连接，以便将液体介质供应到相邻的热交换器单元之一。
每个热交换器单元可具有用于确定液位的浮子，以便例如在液体介质被供应到热交换器单元之一时打开通向相邻热交换器单元之一或通入废水系统的所述可控的另一阀门。
在一种实施方式中，所述热交换器单元尤其是这样上下重叠地设置，使得热交换器中液体介质的温度从上向下降低。这种分层可通过重力实现。尤其是不需要用于液体介质的输送装置、如泵。
在一种实施方式中，所述管道至少在穿过的热交换器单元中构造为螺旋管。可设置多个管道，尤其是以相应螺旋管的形式，例如两个、三个或更多螺旋管。
在一种实施方式中，在热交换器下游所述管道具有能够被电子地开环控制和/或闭环控制的关闭阀，通过该关闭阀可调节流速。因此，例如也可关闭管道并停止穿流。
在一种实施方式中，在关闭阀上游、尤其是在热交换器下游，在所述管道中设置有压力计，借助该压力计能够检测压降。在关闭阀关闭时的压降表明管道存在泄漏。
在一种实施方式中，设置用于液体介质的旁路，当供应管线中液体介质的温度低于热交换器单元中的液体介质的每个当前现有温度时，液体介质可通过旁路从热交换器旁被导入废水系统中。
在一种实施方式中，设置用于在液体介质进入热交换器之前对其进行过滤的粗滤器。以此方式可从液体介质、如灰水中去除污物。粗滤器可设置在通往热交换器的分支下游，从而流经旁路的液体介质不会流过粗滤器。
在一种实施方式中，设置用于开环控制和/或闭环控制阀门并且用于检测温度传感器的温度的控制部件。控制部件也可通过相应浮子检测热交换器单元中的液位。如果尽管阀门关闭但热交换器单元之一中的液位升高，则可推断管道中存在泄漏。
在一种实施方式中，所述管道包括多个区段，它们在穿过所述热交换器单元中的一个热交换器单元之后在该热交换器单元的上侧结束并且与相应热交换器单元的可拆卸盖连接。
在一种实施方式中，所述管道的区段的端部以及单元连接器具有螺纹。
在一种实施方式中，所述热交换器和/或管道由塑料制成或具有用于与液体介质接触的塑料表面。热交换器和/或管道也可包括金属、如不锈钢。尤其是管道例如可由金属、尤其是不锈钢制成并且在外侧和/或内侧上涂覆有塑料。
在一种实施方式中，所述分配器装置包括多个可控阀门。在另种实施方式中，所述分配器装置包括：
-外管，在该外管上设有通向各个热交换器单元的分支，
-设置在外管中的且通过驱动装置可旋转的内管，该内管的外径至少近似等于外管的内径，内管针对每个分支在沿纵向方向的相同高度上具有一个相应的开口，通过旋转内管能够将该开口置于这样的角度位置中，在该角度位置中该开口与相应分支这样对齐，使得在内管的每个旋转位置中总是至多有开口中的一个与相配的分支对齐。
在一种实施方式中，所述单元连接器分别包括可控的另一阀门和/或包括虹吸管，所述虹吸管在相互连接的热交换器单元中的相应上部的热交换器单元的出口处、尤其是底部处接收液体介质，然后将液体介质至少引导到相互连接的热交换器单元中的相应上部的热交换器单元的上边缘的高度并且最后引导到相互连接的热交换器单元中的相应下部的热交换器单元中。
在一种实施方式中，在所述虹吸管的最高点处设置有通风阀。
在一种实施方式中，所述虹吸管延伸至最上面的热交换器单元的上边缘的高度。
在一种实施方式中，设置另一管道作为加热设备的回流管线，该管道从下到上延伸穿过热交换器单元，在热交换器单元之间和在最上面的热交换器单元上方，该另一管道通过连接管分别连接到供水管线，在连接管中设有可控阀门，通过这些阀门可在供水管线中调节到预定的供水温度。
在根据本发明的用于运行装置的方法中，如此开环控制和/或闭环控制所述阀门，使得液体介质从供应管线供应到当前温度比供应管线中的灰水温度低得最少的那个热交换器单元中。
在一种实施方式中，所述热交换器单元上下叠置地设置，最冷的液体介质储存在最下面的热交换器单元中并且最热的液体介质储存在最上面的热交换器单元中。
在一种实施方式中，每个热交换器单元通过单元连接器与一个或每个相邻的热交换器单元连接，所述单元连接器分别具有可控的另一阀门，以便将液体介质供应到相邻的热交换器单元之一，其中，如果待填充的热交换器单元已经充满液体介质，则为了提供所需的空间，首先打开单元连接器中的所述另一阀门，以便将现有的液体介质引导到位于其下面的热交换器单元或引导到废水系统中。
在一种实施方式中，作为液体介质使用灰水。
在一种实施方式中，将所述饮用水和/或加热水通过所述管道从下到上引导通过热交换器。
附图说明
下面参照附图详细阐述本发明的实施例。附图如下：
图1示出用于从灰水中回收热量的装置的一种示例性实施方式的示意图；
图2示出用于从灰水中回收热量的装置的另一示意图；
图3示出用于回收热量的装置的一种实施方式的示意性细节图；
图4示出具有热交换器单元的装置的一种示例性实施方式的示意图，其中彼此相邻的热交换器单元的单元连接器包括相应的虹吸管；
图5示出具有热交换器单元的装置的另一种示例性实施方式的示意图，其中彼此相邻的热交换器单元的单元连接器包括相应的虹吸管；
图6示出具有热交换器单元的装置的另一种示例性实施方式的示意图，其中在彼此相邻的热交换器单元之间分别设有阻挡灰水流动的结构；
图7示出阻挡结构的示意图；并且
图8示出用于灰水的一种替代分配器装置。
具体实施方式
在所有附图中，相应的部件具有相同的附图标记。
图1和2示出用于从灰水中回收热量的装置1的一种示例性实施方式的示意图。
该装置1适用于通过在热交换器2中使用灰水来加热饮用水和可选的热水加热设备、尤其是低温加热设备。热交换器2包括多个彼此热分离的热区，即多个相互连接的、水箱形式的热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4。在本实施例中，设置四个热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4。这些热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4被至少一个管道4、尤其是螺旋管4、如至少两个螺旋管4、4.1或双螺旋穿过。管道4引导饮用水或热水加热设备或低温加热设备的加热水。在两个螺旋管4、4.1的情况下，螺旋管4之一引导饮用水并且另一个输送加热水。螺旋管4、4.1穿过一个或多个热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4、例如所有热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4。装置1与灰水供应管线6连接，该灰水供应管线6引导在建筑物或设备中产生的灰水G。第一分支7.1包括一个用于确定灰水温度的温度传感器和可控阀门15.1，通过该可控阀门灰水在超过或达到预定的第一温度时被供应到装置1的灰水收集器9或在低于预定的第一温度时通过旁路8从装置1旁流过。
在灰水收集器9中，灰水G首先通过粗滤器5，在其中灰水被净化。在粗滤器5下游，灰水收集器具有多个分支7.2至7.4、如第二分支7.2、第三分支7.3和第四分支7.4。第二分支7.2包括一个用于确定灰水G温度的温度传感器和可控阀门15.2，通过该可控阀门灰水在超过或达到预定的第二温度时被供应到、尤其是仅供应到热交换器单元3.1。在一种实施方式中，在低于预定的第二温度时，没有灰水G被供应到热交换器单元3.1。第三分支7.3包括一个用于确定灰水G温度的温度传感器和可控阀门15.3，通过该可控阀门灰水G在超过或达到预定的第三温度时被供应到、尤其是仅供应到热交换器单元3.2。在一种实施方式中，在低于预定的第三温度时，没有灰水G被供应到热交换器单元3.2。第四分支7.4包括一个用于确定灰水G温度的温度传感器和可控阀门15.4，通过该可控阀门灰水G在超过或达到预定的第四温度时被供应到、尤其是仅供应到热交换器单元3.3。在一种实施方式中，在低于预定的第四温度时，没有灰水G被供应到热交换器单元3.3。如果第二至第四分支7.2、7.3、7.4的阀门15.2、15.3、15.4都关闭，则灰水G可被供应到热交换器单元3.4。在通向热交换器单元3.4的供应管线中，可设置可控的另一阀门15.5，通过该可控阀门灰水G在超过或达到预定的第五温度时被供应到、尤其是仅供应到热交换器单元3.3，否则该阀门关闭。尤其是可这样控制第二至第四分支7.2、7.3、7.4的和在通向热交换器单元3.4的供应管线中的阀门15.2、15.3、15.4、15.5，使得没有或仅一个阀门15.2、15.3、15.4、15.5打开。在一种实施方式中，第二预定温度高于第三预定温度并且第三预定温度高于第四预定温度。热交换器单元3.1至3.4尤其是可上下重叠地设置，使得通过这种关系热交换器2中的灰水G温度从上到下减小。
代替每个分支7.2、7.3、7.4各自的温度传感器，也可在灰水收集器9中设置仅一个温度传感器，通过该传感器来控制分支7.2、7.3、7.4的和在热交换器单元3.4供应管线中的阀门15.2、15.3、15.4、15.5。也可仅在第一分支7.1中或其上游设置一个温度传感器，通过该温度传感器来控制分支7.2、7.3、7.4的和在热交换器单元3.4供应管线中的阀门15.2、15.3、15.4、15.5。在一种实施方式中，例如通过未示出的控制部件，电子控制阀门15.2、15.3、15.4、15.5。可这样设计控制部件，使得将灰水收集器9中产生的灰水G的温度与热交换器单元3.1至3.4中的温度进行比较并且将灰水收集器9中的灰水G供应到当前温度比灰水收集器9中的灰水G温度低得最少的那个热交换器单元3.1至3.4中。为此每个热交换器单元3.1至3.4可配备有一个温度传感器。
每个热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4可通过单元连接器13与一个或每个相邻的热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4连接，所述单元连接器分别具有可控的另一阀门。尤其是最冷的灰水G储存在最下面的热交换器单元3.4中并且最热的灰水G储存在最上面的热交换器单元3.1中。每个热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4可在从单元连接器13朝向分别位于其下面的热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4或废水系统10的方向上具有落差。
每个热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4可具有用于确定液位的浮子，以便例如在液体介质G被供应到热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4之一时打开通向相邻热交换器单元之一或通向废水系统10的所述可控的另一阀门。控制部件也可通过相应浮子检测热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4中的液位。如果尽管阀门15.2、15.3、15.4、15.5关闭但热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4之一中的液位上升，则可推断管道4、4.1中存在泄漏。
可设置多个管道，尤其是以相应螺旋管4、4.1的形式，例如两个、三个或更多螺旋管。饮用水和/或加热水例如从下向上被引导通过螺旋管4。
在穿过整个或部分热交换器2之后，可通过饮用水管线和/或加热水管线中的能够被电子地控制的关闭阀调节流速并停止穿流。然后可将预热的饮用水送入缓冲存储器(未示出)中，其可通过一个或多个加热装置被加热至希望的最终温度。
在一种实施方式中，在最下面的热交换器单元3.4中螺旋管4.2可用于热泵，该热泵在很大程度上或完全提取水的能量并且可选地以此加热缓冲存储器。
装置1的目的在于从产生的灰水G中回收热量用于加热饮用水和必要时加热尤其是用于低温加热设备、如地板加热设备的加热水。这样做的前提是通过双管废水系统将废水准确地分离成黑水和灰水。灰水是没有粪便的废水，而黑水可含有粪便。由至少一个温度传感器测量产生的灰水G的温度并将其与热交换器2的不同热交换器单元3.1至3.4中的灰水G的现有温度进行比较。如果产生的灰水G的温度低于不同热交换器单元3.1至3.4中的灰水G的每个当前现有温度，则灰水通过旁路8流入废水系统10中。
但如果产生的灰水G的温度大于或等于热交换器单元3.1至3.4之一中的最低温度，则灰水G通过粗滤器5并且随后通过阀门15.2、15.3、15.4、15.5进入热交换器单元3.1至3.4之一中。在此，开始时测量的待输入的灰水G的温度决定了它被送入哪个热交换器单元3.1至3.4中。如果相关的热交换器单元3.1至3.4已经充满灰水G，为了提供所需的空间，可首先打开单元连接器13中的所述另一阀门，以便将现有灰水G引导到位于其下面的热交换器单元3.1至3.4中或引导到废水系统10中。
螺旋管4与热交换器单元3.1至3.4的内容分离。每个热交换器单元3.1至3.4具有一个供应口、如侧面供应口，通过该供应口输入灰水G。通过热交换器单元3.1至3.4之间、例如热交换器单元3.1至3.4中心的具有所述可控的另一阀门的单元连接器13，灰水G可电子控制地从热交换器单元3.1至3.4之一进入位于其下面的热交换器单元3.1至3.4或进入废水系统10中。
穿过热交换器单元3.1至3.4的螺旋管4、4.1、4.2可在相应热交换器单元3.1至3.4的上侧开始和/或结束并与相应可拆卸盖14连接。图3示出装置的一种实施方式的示意性细节图，在其中螺旋管4在相应热交换器单元3.1、3.2的上侧、例如在盖14中开始和结束。图3中未示出的热交换器单元3.3、3.4也可以这种方式构造。因此，可毫无问题地清理可能的沉积物。螺旋管4的端部以及单元连接器13可在每个热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4处具有带螺纹的管端，由此，热交换器单元3.1至3.4可模块化地彼此连接。待连接热交换器单元3.1至3.4的数量可与产生的灰水G相适应。每个热交换器单元3.1至3.4可具有一个温度传感器，通过该传感器可测量储存在相应热交换器单元3.1至3.4中的灰水G的温度。新产生的灰水G通过可由控制部件开环控制和/或闭环控制的阀门15.2、15.3、15.4、15.5引导。控制部件将产生的灰水G的温度与热交换器单元3.1至3.4中的灰水G的温度进行比较。灰水G被供应到比产生的灰水G温度低得最少的那个热交换器单元3.1至3.4中。如果这个热交换器单元3.1至3.4太满，则打开该热交换器单元3.1至3.4的单元连接器13中的通向位于其下面的热交换器单元3.1至3.4的所述另一阀门，直到所有产生的灰水G都被输入。这种对所述另一阀门的控制也可由控制部件接管。最下面的热交换器单元3.4的所述另一阀门将灰水G引导到废水系统10中。最热的灰水G储存在最上面的热交换器单元3.1中并且随着温度的降低储存在位于其下面的热交换器单元3.2至3.4中。饮用水和/或加热水可从最下面的热交换器单元3.4到最上面的热交换器单元3.1(水箱)穿过热交换器单元3.1至3.4中的螺旋管4。在此可利用饮用水的现有压力。在通过灰水水箱后，在饮用水管线和/或加热水管线上设有能够被电子地控制的阀，可利用该能够被电子地控制的阀来调节流速，以实现最大吸热或能够在加热回路中设置希望的供水温度。此外，可在该阀上游设置压力表。如果在该阀关闭的情况下饮用水管线和/或加热水管线中的压力仍然下降，则可推断相关螺旋管4中存在泄漏。以此方式实现保护功能，以便立即注意到灰水进入饮用水管线和/或加热回路的情况。预热的饮用水可被送入现有的缓冲水箱中并在其中通过一个或多个技术设备加热到希望的最终温度。
连接在一起的热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4可通过绝热材料进行绝热。
优选这样选择装置1在建筑物内或外部的安装位置，使得灰水G可不受阻碍地通过落差流过装置1，从而可省却泵。
在建筑物外部，热交换器2可绝热地设置在地下水箱中。以此方式装置1也适用于没有地下室或空间有限的建筑物。
热交换器2和/或螺旋管4可由塑料制成。以此方式装置1更好地适用于灰水G中的侵蚀性液体。热交换器2和/或螺旋管4也可包含金属、如不锈钢。尤其是管道4例如可由金属、尤其是不锈钢制成并且可在外侧和/或内侧上涂覆有塑料。
装置1可在没有显著改变的情况下应用于冷却设备的废热利用。在此冷却设备的废热被冷却液、如水吸收并替代灰水G被送入热交换器2中。在此情况下，温度平均可超过40℃并且因此也可用于饮用水加热和加热设备、尤其是低温加热设备。吸收和放出废热的水在此保持循环且不受污染，从而可省去因污染而产生的维护费用和与废水管网的连接。
装置1可利用灰水或冷却水中的大部分能量。因此可显著降低能源成本。
装置1可与不同加热设备结合。与具有地钻探(earth drilling)的热泵设备结合使用例如可节省约85％的成本。
装置1仅导致低运行成本，因为通过省去泵几乎不需要任何电力来运行。
装置1是可再生系统并且因此属于可更新系统并且满足节能条例的现代要求。由此可节省建筑物围护结构的成本。例如可能需要较少的绝热并且不需要三层玻璃，因为装置1节省了很多能源，以致这些措施不再是绝对必要的。
通过能量回收，该装置可在合理的时间内获利。
所描述的方法代表了一种新型冷却方式，即从冷却设备中运走废热并且同时利用其中储存的能量。
在一种实施方式中，代替灰水G可使用另一种加热的液体、如冷却设备、发电厂或工业设备的冷却液。
在一种实施方式中，用于饮用水的螺旋管4可从下到上穿过所有热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4。在最下面的热交换器单元3.4中，螺旋管4可设置用于为热泵获取热量。在位于其上面的热交换器单元3.1、3.2、3.3中，螺旋管4可设置用于为加热设备、尤其是低温加热设备、如地板加热设备或用于提高回流温度获取热量。对于低温加热设备，可设置另一管道4.1，其作为回流管线从下到上穿过热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4。在热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4之间和在最上面的热交换器单元3.1上方，管道4.1通过连接管12分别连接到供水管线11。在连接管12中可设置电子控制阀门，通过这些阀门可在供水管线11中调节到预定的供水温度。连接管12中的阀门也可由控制部件开环控制和/或闭环控制。
在一种示例性实施方式中，最上面的热交换器单元3.1的预定温度可以是40℃，位于其下面的热交换器单元3.2的预定温度可以是35℃，位于其下面的热交换器单元3.3的预定温度可以是30℃并且最下面的热交换器单元3.4的预定温度可以是20℃。
图4示出具有热交换器单元3.1、3.2、3.3的装置1的一种示例性实施方式，彼此相邻的热交换器单元3.1、3.2、3.3的单元连接器13包括各自的虹吸管16.1、16.2，所述虹吸管在相互连接的热交换器单元3.1、3.2、3.3中的相应上部的热交换器单元的出口处、尤其是底部处接收灰水G，然后分别引导至相互连接的热交换器单元3.1、3.2、3.3中的相应上部的热交换器单元的上边缘高度并且最后引导到相互连接的热交换器单元3.1、3.2、3.3中的相应下部的热交换器单元中。在虹吸管16.1、16.2的最高点处可分别设置通风阀17.1、17.2。
图5示出具有热交换器单元3.1、3.2、3.3的装置1的一种示例性实施方式，相邻热交换器单元3.1、3.2、3.3的单元连接器13包括各自的虹吸管16.1、16.2，所述虹吸管在相互连接的热交换器单元3.1、3.2、3.3中的相应上部的热交换器单元的出口处、尤其是底部处接收灰水G，然后分别引导至热交换器单元3.1、3.2、3.3中的最上方热交换器单元的上边缘高度并且最后引导到相互连接的热交换器单元3.1、3.2、3.3中的相应下部的热交换器单元中。在虹吸管16.1、16.2的最高点处可分别设置通风阀17.1、17.2。此外，最下面的热交换器单元3.3的出口18也延伸直到最上面的热交换器单元3.1、3.2、3.3的上边缘高度并且可在该最高点处设置通风阀17.3。
图6示出具有上下重叠地设置的热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4的装置1的一种示例性实施方式，其中在相邻的热交换器单元3.1之间分别设置有阻挡灰水G流动的结构19。管道4未示出。阻挡结构19例如可构造为多孔塑料板，如图7中示例性所示。热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4可构造为分开的容器或一个共同容器的区段。
可设置比图4至6所示更多或更少连接的热交换器单元3.1至3.4。
在图4、5和6的实施方式中，可省去具有另外的可控阀门的单元连接器13。
图8示出用于灰水G的一种替代分配器装置20，其包括在一端封闭的外管21，在该外管上(例如沿外管21的纵向方向彼此错位地)设置有分支7.1、7.2、7.3、7.4。内管22可旋转地设置在外管21内，内管22的外径近似等于外管21的内径，内管22针对每个分支7.1、7.2、7.3、7.4在沿纵向方向的相同高度上具有一个相应开口23.1、23.2、23.3、23.4，通过旋转内管22可将开口置于这样的角度位置中，在该角度位置中所述开口与相应分支7.1、7.2、7.3、7.4对齐，使得灰水G可从内管22通过开口23.1、23.2、23.3、23.4流入相应分支7.1、7.2、7.3、7.4中。尤其是所述开口23.1、23.2、23.3、23.4沿圆周方向这样分布在内管22中，使得在内管22的每个旋转位置中至多有开口23.1、23.2、23.3、23.4中的一个与相配的分支7.1、7.2、7.3、7.4对齐。为了旋转内管22，可设置电动伺服马达24，其根据在灰水收集器9中和在各个热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4中的灰水G的温度进行控制，以便打开相应分支7.1、7.2、7.3、7.4。
在另外的实施方式中，灰水G可在管道4中、尤其是在螺旋管4.1中被引导。由此可实现反向使用，管道4与分支7.1、7.2、7.3、7.4连接并且待加热介质位于热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4的容器中。可这样设计管道4，使得其占据相应热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4体积的任意大的比例，例如高达热交换器单元3.1、3.2、3.3、3.4体积的一半或以上。
附图标记列表
1 装置
2 热交换器
3.1、3.2、3.3、3.4 热交换器单元
4、4.1、4.2 管道、螺旋管
5 粗滤器
6 灰水供应管线
7.1 第一分支
7.2 第二分支
7.3 第三分支
7.4 第四分支
8 旁路
9 灰水收集器
10 废水系统
11 供水管线
12 连接管
13 单元连接器
14 盖
15.1至15.5 阀门
16.1至16.3 虹吸管
17.1至17.3 通风阀
18 出口
19 阻挡结构
20 分配器装置
21 外管
22 内管
23.1至23.4 开口
24 伺服马达
G 灰水、液体介质

Claims (19)

1.一种用于从液体介质(G)回收热量的装置(1)，包括：
-热交换器(2)，该热交换器具有至少两个用于容纳液体介质(G)的、彼此至少部分地热分离的热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)，每个所述热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)具有一个用于确定位于其中的液体介质(G)的温度的温度传感器，
-至少一个用于引导饮用水和/或加热水的管道(4、4.1)，该管道穿过其中至少一个所述热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)，
-供应管线(6)，在该供应管线中引导液体介质(G)，
-分配器装置(20)，借助于该分配器装置能够将液体介质(G)从供应管线(6)选择性地供应到热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)，
-至少一个用于测量供应管线(6)中的液体介质(G)的温度的温度传感器，
分配器装置(20)能够被开环控制和/或闭环控制成，使得来自供应管线(6)的液体介质(G)被供应到当前温度比供应管线(6)中的液体介质(G)的温度低得最少的那个热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)中。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，每个所述热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)通过单元连接器(13)和/或通过阻挡液体介质(G)流动的结构(19)与一个或每个相邻的热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)连接，以便将液体介质(G)供应到相邻的热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)之一。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)上下重叠地设置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述管道(4、4.1)至少在穿过的热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)中构造为螺旋管(4)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述管道(4、4.1)在热交换器(2)下游具有能够被电子地开环控制和/或闭环控制的关闭阀，通过该关闭阀能够调节流速。
6.根据权利要求5所述的装置(1)，其特征在于，在关闭阀上游在所述管道(4、4.1)中设置有压力计，借助该压力计能够检测压降。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，设置用于液体介质(G)的旁路(8)，当供应管线(6)中液体介质(G)的温度低于热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)中的液体介质(G)的每个当前现有温度时，液体介质(G)能够通过旁路(8)从热交换器(2)旁被导入废水系统(10)中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述管道(4、4.1)包括多个区段，这些区段在穿过所述热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)中的一个热交换器单元之后在该热交换器单元的上侧开始和/或结束并且与相应热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)的可拆卸盖(14)连接。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述热交换器(2)和/或螺旋管(4)由塑料制成或具有用于与液体介质(G)接触的塑料表面。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述分配器装置(20)包括多个可控阀门(15.1、15.2、15.3、15.4、15.5)或所述分配器装置(20)包括：
-外管(21)，在该外管上设有通向各个热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)的分支(7.1、7.2、7.3、7.4)，
-设置在外管(21)中的且通过驱动装置可旋转的内管(22)，该内管(22)的外径至少近似等于外管(21)的内径，内管(22)针对每个分支(7.1、7.2、7.3、7.4)在沿纵向方向的相同高度上具有一个相应的开口(23.1、23.2、23.3、23.4)，通过旋转内管(22)能够将该开口置于这样的角度位置中，在该角度位置中该开口与相应分支(7.1、7.2、7.3、7.4)对齐，使得在内管(22)的每个旋转位置中总是至多有开口(23.1、23.2、23.3、23.4)中的一个开口与相配的分支(7.1、7.2、7.3、7.4)对齐。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述单元连接器(13)分别包括可控的另一阀门和/或包括虹吸管(16.1、16.2、16.3)，所述虹吸管在相互连接的热交换器单元(3.1、3.2、3.3)中的相应上部的热交换器单元的出口处、尤其是底部处接收液体介质(G)，然后至少引导到所述相互连接的热交换器单元(3.1、3.2、3.3)中的相应上部的热交换器单元的上边缘的高度并且最后引导到所述相互连接的热交换器单元(3.1、3.2、3.3)中的相应下部的热交换器单元中。
12.根据权利要求11所述的装置(1)，其特征在于，在所述虹吸管(16.1、16.2、16.3)的最高点处设置有通风阀(17.1、17.2、17.3)。
13.根据权利要求11或12中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述虹吸管(16.1、16.2、16.3)延伸至最上面的所述热交换器单元(3.1、3.2、3.3)的上边缘的高度。
14.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，设置另一管道(4.1)作为加热设备的回流管线，该另一管道从下到上延伸穿过热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)，其中，在热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)之间和在最上面的热交换器单元(3.1)上方，管道(4.1)通过连接管(12)分别连接到供水管线(11)，在连接管(12)中设有可控阀门，通过这些可控阀门能够在供水管线(11)中调节到预定的供水温度。
15.一种用于运行根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)的方法，其特征在于，将所述阀门(15.1、15.2、15.3、15.4、15.5)开环控制和/或闭环控制成，使得将液体介质(G)从供应管线(6)供应到当前温度比供应管线(6)中的灰水(G)的温度低得最少的那个热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)中。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)上下叠置地设置，最冷的液体介质(G)储存在最下面的热交换器单元(3.4)中并且最热的液体介质(G)储存在最上面的热交换器单元(3.1)中。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，每个所述热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)通过分别具有可控的另一阀门的单元连接器(13)与一个或每个相邻的热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)连接，以便将液体介质(G)供应到相邻的热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)之一，其中，如果待填充的热交换器单元(3.1、3.2、3.3、3.4)已经充满液体介质(G)，则为了提供所需的空间，首先打开单元连接器(13)中的所述另一阀门，以便将现有液体介质(G)引导到位于其下面的热交换器单元(3.1、3.2、3.2、3.4)或引导到废水系统(10)中。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，使用灰水作为液体介质(G)。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其特征在于，将所述饮用水和/或加热水通过所述管道(4)从下到上引导穿过热交换器(2)。
CN202080009104.2A 2019-01-14 2020-01-13 用于从液体介质中回收热量的装置和方法 Pending CN113302443A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019200324.9 2019-01-14
DE102019200324.9A DE102019200324A1 (de) 2019-01-14 2019-01-14 Vorrichtung und Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus einem flüssigen Medium
PCT/EP2020/050685 WO2020148230A1 (de) 2019-01-14 2020-01-13 Vorrichtung und verfahren zur wärmerückgewinnung aus einem flüssigen medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113302443A true CN113302443A (zh) 2021-08-24

Family

ID=69159791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080009104.2A Pending CN113302443A (zh) 2019-01-14 2020-01-13 用于从液体介质中回收热量的装置和方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220128244A1 (zh)
EP (1) EP3911907B1 (zh)
JP (1) JP7205945B2 (zh)
CN (1) CN113302443A (zh)
CA (1) CA3125808C (zh)
DE (1) DE102019200324A1 (zh)
WO (1) WO2020148230A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022256684A1 (en) * 2021-06-04 2022-12-08 Wilmer Jeffrey A Methods and systems for a heat exchanger
DE102021213038B3 (de) 2021-11-19 2022-11-24 Revincus GmbH Filtervorrichtung und Filteranordnung für ein flüssiges Medium sowie deren Verwendung
DE102021213036A1 (de) 2021-11-19 2023-05-25 Revincus GmbH Verteiler für ein fluides Medium
DE102021214110B3 (de) 2021-12-10 2023-04-13 Revincus GmbH Abwasserweiche und Abwassersystem
DE102022201429A1 (de) 2022-02-11 2023-08-17 Revincus GmbH Verteiler für ein fluides Medium

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2405443A1 (fr) * 1977-10-07 1979-05-04 Chatelain Michel Procede et dispositif de regulation d'une installation de chauffage solaire
DE3742910A1 (de) * 1987-03-31 1988-10-20 Alfred R Dr Ing Neugebauer Heizanlage
CN1041892A (zh) * 1988-10-18 1990-05-09 箭牌糖类有限公司 流体分配杆
CN101655283A (zh) * 2008-08-19 2010-02-24 海尔集团公司 太阳能热水器及加热控制方法
CN101749861A (zh) * 2010-01-10 2010-06-23 李裕生 一种废水热能回收的热泵热水器

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60149370A (ja) * 1984-01-12 1985-08-06 Gunma Netsu Kanri Center:Kk 加熱処理装置
DE3433638C1 (de) 1984-09-13 1986-04-17 Ulrich Dipl.-Ing. 2054 Geesthacht Klüe Waermeaustauscher zum UEbertragen von Waerme aus Abwasser
JPH01267306A (ja) * 1988-04-15 1989-10-25 Toshiba Corp 熱交換器の流量制御装置
JPH0250084A (ja) * 1988-05-27 1990-02-20 Takumi Hayasaka 多段式熱交換機
DE3905874A1 (de) * 1989-02-23 1990-08-30 Solvis Energiesysteme Gmbh Warmwasserspeicher mit einem von brauchwasser durchstroemten heizkreis mit aussen liegendem heizelement und mit einer ladewechselvorrichtung
DE19710803C2 (de) * 1997-03-17 1999-09-02 Wagner & Co Solartechnik Gmbh Warmwasser-Speichersystem
US7266426B2 (en) * 2002-12-16 2007-09-04 Rockwell Automation Technologies, Inc. Autonomous control unit-based control system capable of active diagnostics
JP4886238B2 (ja) 2005-07-28 2012-02-29 本田技研工業株式会社 燃料電池ユニット
JP5123148B2 (ja) 2008-12-04 2013-01-16 川崎重工業株式会社 排熱回収タービン装置
DE102012211921B4 (de) * 2012-07-09 2016-05-19 Joma-Polytec Gmbh Temperaturabhängig schaltendes Ventil und Temperatur-Schichtungssystem zum Speichern von Flüssigkeiten unterschiedlicher Temperatur
US9986887B2 (en) 2014-05-09 2018-06-05 Illinois Tool Works Inc. Warewasher with drain water tempering system with energy recovery
US10203166B2 (en) 2014-09-05 2019-02-12 2078095 Ontario Limited Heat recovery apparatus and method
JP5829770B1 (ja) 2015-03-10 2015-12-09 ニッシンコーポレーション株式会社 シェルアンドチューブ型熱交換器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2405443A1 (fr) * 1977-10-07 1979-05-04 Chatelain Michel Procede et dispositif de regulation d'une installation de chauffage solaire
DE3742910A1 (de) * 1987-03-31 1988-10-20 Alfred R Dr Ing Neugebauer Heizanlage
CN1041892A (zh) * 1988-10-18 1990-05-09 箭牌糖类有限公司 流体分配杆
CN101655283A (zh) * 2008-08-19 2010-02-24 海尔集团公司 太阳能热水器及加热控制方法
CN101749861A (zh) * 2010-01-10 2010-06-23 李裕生 一种废水热能回收的热泵热水器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
黄善波等, 中国石油大学出版社 *

Also Published As

Publication number Publication date
CA3125808A1 (en) 2020-07-23
JP2022517033A (ja) 2022-03-03
DE102019200324A1 (de) 2020-07-16
WO2020148230A1 (de) 2020-07-23
EP3911907C0 (de) 2023-08-09
JP7205945B2 (ja) 2023-01-17
US20220128244A1 (en) 2022-04-28
EP3911907B1 (de) 2023-08-09
EP3911907A1 (de) 2021-11-24
CA3125808C (en) 2023-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113302443A (zh) 用于从液体介质中回收热量的装置和方法
US4898152A (en) Dual sequence solar water heater
EP3531029B1 (en) Subatmospheric heating and cooling system
CN102203512A (zh) 优化的回收废旧水热的供热系统
US20160003468A1 (en) Indirectly Heated, Storage Water Heater System
US20110030824A1 (en) Thermal energy management for production installations
CN206234808U (zh) 一种锅炉暖风器疏水系统
CN109578974A (zh) 一种锅炉余热回收系统及节能锅炉系统
CN107280477A (zh) 储能速热饮水设备
US20120048259A1 (en) Solar installation
CN204438284U (zh) 一种火电厂供热系统
CN102498347B (zh) 热交换器组件及用于传递热能的方法
US10920995B2 (en) Waste-liquid heat recovery
DK2339076T3 (en) Wastewater collection Shaft
CN209246421U (zh) 使用连体支架的全玻璃热管非承压太阳能热水器
CN207162721U (zh) 一种染色车间废热水、蒸汽循环利用系统
CN106996642A (zh) 双水箱管道承压式空气能热水器
CN104848593A (zh) 一种印染热处理机及其控制方法
WO2019086767A1 (en) Method and adjustment system for controlling the recovery of heat energy from wastewater flowing in a spiral pipe present inside a container
CN109489462A (zh) 一种废热能回收大罐耦合相变蓄热的热能回收塔
CN209116561U (zh) 一种模块化热水系统
RU29057U1 (ru) Газораспределительная станция. отсеки одоризации, переключений, подогрева газа, технологический, управления, подготовки теплоносителя, предназначенные для газораспределительной станции
CN209558978U (zh) 一种废热能回收大罐耦合相变蓄热的热能回收塔
RU2753102C1 (ru) Система теплоснабжения
CN204757448U (zh) 一种印染热处理机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210824

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication