CZ308327B6 - Způsob využití tepelné energie komunálních odpadních vod z obytných domů a kondominií a zařízení k provádění způsobu - Google Patents

Způsob využití tepelné energie komunálních odpadních vod z obytných domů a kondominií a zařízení k provádění způsobu Download PDF

Info

Publication number
CZ308327B6
CZ308327B6 CZ2019-111A CZ2019111A CZ308327B6 CZ 308327 B6 CZ308327 B6 CZ 308327B6 CZ 2019111 A CZ2019111 A CZ 2019111A CZ 308327 B6 CZ308327 B6 CZ 308327B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
water
drinking
waste water
heat exchanger
wastewater
Prior art date
Application number
CZ2019-111A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2019111A3 (cs
Inventor
Jan Topol
Original Assignee
Jan Topol
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 Jan Topol filed Critical Jan Topol
Priority to CZ2019-111A priority Critical patent/CZ2019111A3/cs
Publication of CZ308327B6 publication Critical patent/CZ308327B6/cs
Publication of CZ2019111A3 publication Critical patent/CZ2019111A3/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0005Domestic hot-water supply systems using recuperation of waste heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0012Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from waste water or from condensates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Sanitary Device For Flush Toilet (AREA)

Abstract

Způsob využití tepelné energie komunálních odpadních vod pro předehřev pitné a užitkové vody spočívá v tom, že odpadní vody, které mají vyšší teplotu nežli pitná a užitková voda, přiváděná do objektu, se biologicky vyčistí v čistírně (2) odpadních vod, tepelně izolované od vnějšího prostředí. Biologicky vyčištěné odpadní vody se pak s pitnou nebo užitkovou vodou přivádějí do tepelného výměníku (4), v němž dochází k přímému předehřevu pitné nebo užitkové vody. Zařízení je tvořené čistírnou odpadních vod (2), která je spolu s tepelným výměníkem (4) opatřena tepelnou izolací (7). Výstup (9) vyčištěné vody z čistírny (2) odpadních vod stejně jako přívod (5) pitné nebo užitkové vody, jsou vedeny do tepelného výměníku (4). Výstup (6) předehřáté pitné nebo užitkové vody z tepelného výměníku (4) je rovněž opatřen tepelnou izolací (7), zatímco z výstupu (11) odpadních vod tepelného výměníku (4) jsou odpadní vody odvedeny k dalšímu využití nebo do odpadu.

Description

Způsob využití tepelné energie komunálních odpadních vod z obytných domů a kondominií a zařízení k provádění způsobu
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu využití tepelné energie komunálních odpadních vod, splašků pro přímý předehřev pitné a užitkové vody přiváděné do objektu.
Dosavadní stav techniky
Odpadní vody, které odcházejí z jednotlivých domácností, a i z větších objektů jsou většinou vody smíšené. Jedná se o vody z toalet, koupelen, kuchyní, praček a podobně. Tyto odpadní vody mají vyšší teplotu ve srovnání s vodou vstupující do objektu, což může být voda pitná nebo užitková. Teplota podzemní vody, případně vody z vodovodů se pohybuje v rozmezí 4 °C až 10 °C, s ohledem na roční období. Zpracováním této vody v domácnosti či jiném objektu se její teplota zvyšuje na teplotu obvykle vyšší nežli 20 °C. Hlavním zdrojem vyšší teploty vody je voda z koupelen, praček prádla a kuchyní. Rovněž voda z rezervoárů toalet není zcela studená, protože její teplota se držením v rezervoáru po delší dobu zvyšuje prakticky na teplotu bytu či jiného objektu.
Pro využití tepelné energie z odpadních vod je značnou komplikací mechanické znečištění těchto vod, které prakticky znemožňuje využití jejího tepla v menších objektech včetně domácností. Proto využití tepelné energie odpadních vod je efektivní a řešitelné pouze u větších objektů nad 30 m3 vyčištěné vody za den. U těchto čistíren musí být vždy předřazeno zařízení pro odstranění mechanických nečistot. Toto strojní zařízení vyžaduje údržbu a servis. Surová odpadní voda po předání tepla je pak vypouštěna do kanalizace. Ale i tam, vzhledem k poklesu teploty vody během čištění a transportu, nedává smysl přímý předehřev pitné vody, ale využití tepla odpadních vod ie možné pouze s tepelnými čerpadly. Toto řešení ie uvedeno například ve spisu WO 2010/136681 A2.
U menších objektů jsou známy systémy, kde je, pro účely předání tepla, nutné odpadní vody rozdělit na odpadní vody více a méně znečištěné. Samostatným potrubím jsou odváděny odpadní vody z toalet a obvykle i z kuchyní, to jest odpadní vody, které jsou silně znečištěny organicky i mechanicky. Tyto odpadní vody jsou pro rekuperaci přiváděné pitné či užitkové vody nevyužitelné. Odpadní vody z koupelen a z praček, takzvané šedé vody, které mechanické předčištění nevyžadují, jsou sváděny oddělenou kanalizací do tepelných výměníků různých konstrukcí, kde předávají své teplo pitné nebo užitkové vodě. Toto řešení, ale vyžaduje rozdělenou kanalizaci v objektu, což neúměrně zvyšuje investiční náklady. Dalším nedostatkem těchto provedení je skutečnost, že bez biologického čištění, i tyto šedé vody, způsobují zanášení tepelných výměníků biomasou na povrchu jeho potrubí, a tím i zhoršení podmínek pro přestup tepla. Toto popsaného řešení například představuje patentová přihláška GB 2 440151.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob využití tepelné energie komunálních odpadních vod z obytných domů a kondominií. Podle vynálezu se odpadní vody, které mají vyšší teplotu nežli pitná nebo užitková voda přiváděné do objektu, biologicky vyčistí v čistírně odpadních vod tepelně izolované od vnějšího prostředí. Biologicky vyčištěné odpadní vody se pak spolu s pitnou nebo užitkovou vodou přivádějí do tepelného výměníku pro přímý předehřev pitné nebo užitkové vody. Využije se tak zbývající tepelná energie vyčištěných odpadních vod.
Využívá se faktu, že se během biologického čistění teplota odpadních vod významným způsobem
- 1 CZ 308327 B6 nesníží a je tak možné odebírat odpadní teplo z již vyčištěné vody tepelnými výměníky běžné konstrukce. Za tímto účelem se, jak vlastní čistírna, tak i akumulační nádrž již vyčištěné vody, které jsou umístěny obvykle v zemi, dostatečně tepelně izolují od okolního prostředí, to jest od zeminy. Odpadní voda si tak i po době nutné k vyčištění, která je obvykle delší než jeden den, zachová svou teplotu.
Výstup vyčištěné vody z čistírny odpadních vod je veden do zařízení pro tepelnou výměnu. To může tvořit s čistírnou jeden celek, a nebo může být od čistírny odděleno propojovacím potrubím. Samotné zařízení pro tepelnou výměnu může být tvořeno tepelně izolovanou akumulační nádrží a tepelným výměníkem, a nebo pouze samostatným výměníkem tepla libovolné konstrukce.
Výhody řešení podle vynálezu oproti dosud známým řešením spočívají vtom, že umožňuje využití tepelné energie všech odpadních vod, to jest i odpadních vod mechanicky znečistěných. Ve srovnání s finančně velmi sporným, a proto velmi zřídka realizovaným, využitím tepla odpadních vod při nutnosti odděleného rozvodu takzvaných šedých vod, je řešení podle vynálezu, zejména pro malé objekty, využívající domovních čistíren, při minimálních pořizovacích nákladech, jednoznačně výhodné. Jedná se tak o podstatné snížení energetických nároků na ohřev pitné a užitkové vody pro širokou obec malých domovních objektů, kde tato možnost dosud neexistovala.
Objasnění výkresů
Na obr. 1 je znázorněno zařízení podle vynálezu, kde čistírna odpadních vod je spojena s tepelným výměníkem do jednoho celku a na obr 2. průřez přívodem 1. Na obr. 3 je znázorněna varianta, kde tepelný výměník tvoří samostatný celek a je od čistírny odpadních vod oddělen.
Příklady uskutečnění vynálezu
Na obr. 1 je znázorněna jedna z možných variant, kde smíšené odpadní vody jsou z obytného či jiného objektu přiváděny přívodem ]_ odpadních vod do čistírny 2 odpadních vod. Přívod 1 odpadních vod může být s výhodou veden s přívodem 5 studené pitné, případně užitkové vody nebo obou a současně s výstupem 6 předehřáté pitné či užitkové vody, společně v jednom potrubí 13 opatřeném tepelnou izolací 7, jak znázorněno na obr. 2. V čistírně 2 odpadních vod jsou odpadní vody vyčištěny a následně dopraveny výstupem 9 vyčištěné vody do tepelného výměníku 4, který je v této variantě oddělen od čistírny 2 odpadních vod dělicí stěnou 8. Tepelný výměník 4 je tvořen nádrží 3 vyčištěné vody, a soustavou trubek přivádějících studenou pitnou či užitkovou vodu a odvádějící předehřátou pitnou či užitkovou vodu k dalšímu využití. Stěny 10 čistírny 2 odpadních vod a tepelného výměníku 4 jsou dostatečně tepelně izolovány od okolního prostředí tepelnou izolací 7, tvořenou například polystyrénem. Ochlazená vyčištěná odpadní voda pak odváděna výstupem 11 odpadních vod tepelného výměníku 4 mimo objekt čistírny.
Na obr. 3 je znázorněna jiná varianta zařízení, kde tepelný výměník 4 je umístěn mimo čistírnu 2 odpadních vod a vyčištěné odpadní vody jsou do něho přečerpávány z nádrže 3 vyčištěné vody čerpadlem 12. Tato varianta je výhodná v případě, že vyčištěná odpadní voda je v objektu dále využívána, například pro splachování toalet. Kromě úspory pitné vody tak dochází i ke zvyšování teploty odpadních vod, a tím i k vyššímu ohřevu pitné nebo užitkové vody. Výstup 9 vyčištěné vody z čistírna 2 odpadních vod je v tomto provedení rovněž tepelně izolován proti ochlazování, nejlépe opět ve společném potrubí 13, opatřeném tepelnou izolací 7.

Claims (3)

PATENTOVÉ NÁROKY
1. Způsob využití tepelné energie komunálních odpadních vod z obytných domů a kondominií, vyznačující se tím, že odpadní vody, které mají vyšší teplotu nežli pitná a užitková voda, přiváděná do objektu, se biologicky vyčistí v čistírně (2) odpadních vod, tepelně izolované od vnějšího prostředí, přičemž biologicky vyčištěné odpadní vody a pitná nebo užitková voda se přivádějí do tepelného výměníku (4) pro přímý předehře v pitné nebo užitkové vody.
2. Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 1, tvořené čistírnou odpadních vod, vyznačující se tím, že čistírna (2) odpadních vod je spolu s tepelným výměníkem (4) opatřena tepelnou izolací (7), přičemž výstup (9) vyčištěné vody z čistírny (2) odpadních vod stejně jako přívod (5) pitné nebo užitkové vody, jsou vedeny do tepelného výměníku (4), přičemž výstup (6) předehřáté pitné nebo užitkové vody z tepelného výměníku (4) je rovněž opatřen tepelnou izolací (7), zatímco z výstupu (11) odpadních vod tepelného výměníku (4) jsou odpadní vody odvedeny k dalšímu využití nebo do odpadu.
3. Zařízení pro provádění způsobu, podle nároku 2, vyznačující se tím, že pro zvýšení předehřevu pitné nebo užitkové vody se z výstupu (11) odpadních vod tepelného výměníku (4) vedou odpadní vody do splachovacích rezervoárů toalet objektu.
CZ2019-111A 2019-02-26 2019-02-26 Způsob využití tepelné energie komunálních odpadních vod z obytných domů a kondominií a zařízení k provádění způsobu CZ2019111A3 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-111A CZ2019111A3 (cs) 2019-02-26 2019-02-26 Způsob využití tepelné energie komunálních odpadních vod z obytných domů a kondominií a zařízení k provádění způsobu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-111A CZ2019111A3 (cs) 2019-02-26 2019-02-26 Způsob využití tepelné energie komunálních odpadních vod z obytných domů a kondominií a zařízení k provádění způsobu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ308327B6 true CZ308327B6 (cs) 2020-05-13
CZ2019111A3 CZ2019111A3 (cs) 2020-05-13

Family

ID=70483201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019-111A CZ2019111A3 (cs) 2019-02-26 2019-02-26 Způsob využití tepelné energie komunálních odpadních vod z obytných domů a kondominií a zařízení k provádění způsobu

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2019111A3 (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ309988B6 (cs) * 2023-04-20 2024-04-10 Aqua Golem s.r.o. Zařízení pro zpětné získávání tepla z odpadní vody stavebního objektu

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3316704A1 (de) * 1982-05-28 1983-12-01 Peter 1000 Berlin Fischer Verfahren und vorrichtung zur rueckgewinnung von waerme aus brauchabwasser
GB2402204A (en) * 2003-05-21 2004-12-01 Villers Pierre De A heat exchanger for waste water
GB2440151A (en) * 2006-07-18 2008-01-23 Victor Joseph Wigley An arrangement for recovering heat energy from waste water
DE102006050922A1 (de) * 2006-10-28 2008-04-30 Hans Huber Ag Maschinen- Und Anlagenbau Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen von Wärme zwischen in einem Behälter befindlichem Abwasser und einer Flüssigkeit
WO2010136681A2 (fr) * 2009-05-26 2010-12-02 Alain Moure Dispositif de récupération de chaleur à partir d'eaux usées, système thermique comprenant un tel dispositif et procédé
CZ23611U1 (cs) * 2011-03-03 2012-04-02 Topol@Jan Domovní cistírna odpadních vod
WO2018193320A1 (en) * 2017-04-21 2018-10-25 Grinbergs Kaspars Sewage heat recovery unit

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3316704A1 (de) * 1982-05-28 1983-12-01 Peter 1000 Berlin Fischer Verfahren und vorrichtung zur rueckgewinnung von waerme aus brauchabwasser
GB2402204A (en) * 2003-05-21 2004-12-01 Villers Pierre De A heat exchanger for waste water
GB2440151A (en) * 2006-07-18 2008-01-23 Victor Joseph Wigley An arrangement for recovering heat energy from waste water
DE102006050922A1 (de) * 2006-10-28 2008-04-30 Hans Huber Ag Maschinen- Und Anlagenbau Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen von Wärme zwischen in einem Behälter befindlichem Abwasser und einer Flüssigkeit
WO2010136681A2 (fr) * 2009-05-26 2010-12-02 Alain Moure Dispositif de récupération de chaleur à partir d'eaux usées, système thermique comprenant un tel dispositif et procédé
CZ23611U1 (cs) * 2011-03-03 2012-04-02 Topol@Jan Domovní cistírna odpadních vod
WO2018193320A1 (en) * 2017-04-21 2018-10-25 Grinbergs Kaspars Sewage heat recovery unit

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2019111A3 (cs) 2020-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Elías-Maxil et al. Energy in the urban water cycle: Actions to reduce the total expenditure of fossil fuels with emphasis on heat reclamation from urban water
CA2901700C (en) Systems and methods for recovering energy from wastewater
CN1455837A (zh) 供水系统和多功能供水箱
JP5567199B1 (ja) 循環水利用システム
Niewitecka Possibilities of heat energy recovery from greywater systems
JP5518247B1 (ja) 循環水利用システム
CN101870508A (zh) 灰水处理系统
CZ308327B6 (cs) Způsob využití tepelné energie komunálních odpadních vod z obytných domů a kondominií a zařízení k provádění způsobu
US20050016910A1 (en) Waste water filtering and recycling system
CN201614324U (zh) 城市管道直饮水的净化和输送系统
Raček Gray water reuse in urban areas
EP2786970A1 (en) Waste water treatment method
Gondhalekar et al. Urban Water reclamation with resource recovery as a cornerstone of urban climate change resilience
CN204385032U (zh) 废热回收污水处理系统
WO2014162293A1 (en) Water treatment system for off-grid buildings
Nolde et al. Greywater recycling in buildings
CN204421349U (zh) 游泳馆污水、废气热能回收恒温除湿循环利用装置
JP5518248B1 (ja) 循環水利用システムの塩濃度調整装置、循環水利用システム
Juhošová et al. Recovery of waste heat from the sewer system in the sanitary equipment of a sport complex
CN206073218U (zh) 一种太阳能混合式地下水井饮水供热系统
CN209989864U (zh) 一种住宅水循环系统
CN206073210U (zh) 一种供暖式地下水井饮水供热系统
Garg Water Supply and Drainage System
Yan et al. Strategic Issues for Wastewater Reuse in Extreme Cold Conditions
Chettiappilly Hari et al. Enhanced Residential Bathroom Sustainability: Challenges and Opportunities