DD239846A1 - Anlage zur waermerueckgewinnung aus kommunalen und anderen abwaessern ueber ein waermeuebertragerrohr unter ausnutzung des natuerlichen gefaelles - Google Patents

Abstract

Die Anlage dient der Waermerueckgewinnung aus kommunalen und anderen Abwaessern ueber ein Waermeuebertragerrohr unter Ausnutzung des natuerlichen Gefaelles. Die dabei gewonnene Waerme im Niedertemperaturbereich wird ueber einen Waermepumpenkreislauf Heizzwecken bzw. Gebrauchswarmwasserzubereitung zugefuehrt. Ein gut waermeleitfaehiges Mantelrohr wird ueber eine abwasserdurchflossene Rohrleitung geschoben. Zwischen dem Abwasserrohr und dem Mantelrohr fliesst im Gegenstrom ein Waermetraegerkreislauf ueber eine Waermepumpe. Das Waermeuebertragerrohr wird in seiner Nennweite und Laenge entsprechend der benoetigten Waermeleistung ermittelt. Der Waermeinhalt des Abwassers haengt von der Intensitaet und kontinuierlichen Leistung des Abwasserstromes ab. Das entsprechend berechnete Waermeuebertragerrohr wird zwischen zwei Abwasserschaechten eingebaut. Die Abwasserschaechte arretieren den Anfang und das Ende der Waermeuebertragerstrecke und dienen gleichzeitig der Kontrolle fuer die Funktion des Systems. Am Anfang und am Ende der Waermeuebertragerstrecke erfolgt der Anschluss des Waermetraegerkreislaufes als Vor- und Ruecklaufleitung zur Waermepumpe.

Description

Fig. 1 Längsschnitt einer Anlage zur Wärmerückgewinnung aus kommunalen Abwässern Fig.2 Detail A — zum Wärmeübertragerrohr, Anschluß und Rohrverbindung Fig. 3 Detail B — Abstandslagerung am Wärmeübertragerrohr.

Dargestellt ist ein Wärmeübertragerrohr mit einer Wärmeleistung von ca. 40 KW.

Ein Wärmeübertragerrohr 1₍bestehend aus Edelstahlrohr NW200 (219 x 10mm),wird zwischen zwei Kontrollschächten 2 parallel zum Abwassersammler verlegt. Das Wärmeübertragerrohr 1 wird überzogen mit einem Mantelrohr 3 aus GG-Aufschraubenflanschendruckrohr NW250. Die Mantelrohrstrecke 3 wird aus drei Rohrstücken je vier Meter lang, zwei T-Stücken4T250/8Ö und einem Paßstück 5 FF 250 x 400 zusammengesetzt. An beiden Abgängen der T-Stücke 4 werden über einen Blindflansch 6 die beiden Rohrleitungen 7 Vor- und Rücklauf als Wärmeträgerleitung zur Wärmepumpe angeschweißt. Die Enden der beiden T-Stücke 4 sind mit einem Blindflansch 8 zu verdecken. In den Blindflanschen 8 ist eine Aussparung entsprechend des Außendurchmessers des Wärmeübertragerrohrs 1 zu versehen und zentriert somit das Wärmeübertragerrohr 1. Zwischen die Blindflansche 8 wird ein Rollgummi 9 zum Abdichten eingelegt. Diese Quietschdichtung 9 schließt den Ringspalt zwischen Wärmeübertragerrohr 1 und Mantelrohr 3 wasserdicht ab. Für die Flanschverbindung 8 werden verzinkte Schrauben und Muttern eingesetzt. Alle Rohrleitungen werden in einem Sandbett verlegt. Die Stahlrohre 7 zur Wärmepumpe als Wärmeträgerkreislauf werden mit Sys-Pur-Halbschalen isoliert. Zum Schutz gegen Durchfeuchtungsschäden wird die gesamte Isolierung zweimal mit Bitumenbinden umwickelt. In den Rohren 7 des geschlossenen Wärmeträgerkreislaufes befindet sich neutrales Wasser. Zur Erreichung eines hohen Grades der Wärmeübertragung ist zwischen dem Wärmeübertragerrohr 1 und dem Mantelrohr 3 eine bestimmte Wassergeschwindigkeit zum Wärmeübertragerkreislauf erforderlich. Die gleichmäßigen Spaltabstände zwischen Wärmeübertragerrohr 1 und Mantelrohr 3 erfolgt durch Einlegen von Abstandshaltern. Zur Gewährleistung der Korrosionsbeständigkeit ist Material der gleichen Legierung zu verwenden. Die so hergestellte Anlage zur Wärmeübertragung wird im Erdreich sohlengleich und parallel zum Abwassersammler verlegt. Die beiden Kontrollschächte 2 stellen gleichzeitig die Begrenzung der Wärmeübertragerstrecke dar. In dem Aufbaumauerwerk der Kontrollschächte 2 wird das Wärmeübertragerrohr sohlengleich mit der Abflußrinne der Abwasserleitung eingebunden. Die Zu-und Abflußverbindung zum Abwassersammler wird über ein Steinzeugrohr NH 200 hergestellt. Der Anschluß an den Hauptsammler erfolgt am Kontrollschacht 2. Um den Abwasserfluß im Nebenschluß zu gewährleisten wird die Anbindung im spitzen Winkel zur Abflußrichtung vorgenommen. Die Einbindung der Nebenschließleitung erfolgt über der Abwassersohle des Hauptsammlers.

Claims (4)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Anlage zur Wärmerückgewinnung aus kommunalen und anderen Abwässern über ein Wärmeübertragerrohr unter Ausnutzung des natürlichen Gefälles, dadurch gekennzeichnet, daß von Abwasser durchflossenes Wärmeübertragerrohr (1) von einem Mantelrohr (3) umschlossen und durch Abstandshalter (9) zentriert wird, durch zwei T-Stücke (4) eine Verbindung der Rohre (7) zum Wärmeübertragerkreislauf erfolgt und eine Begrenzung der Übertragerstrecke durch zwei Abwasserkontrollschächte (2) vorgenommen wird.
2. 2. Anlage nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei lokal begrenzten Abwasseranfall das Wärmeübertragerrohr (1) in die Abwasserstrecke direkt eingebaut wird.
3. 3. Anlage nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbindung der Abwassernebenstrecke des Hauptsammlers zum Wärmeübertragerrohr (1) im spitzen Winkel erfolgt.
4. 4. Anlage nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge und Dimension des Wärmeübertragerrohres (1) sich nach der abzunehmenden Wärmemenge und dem Wärmeinhalt der durchschnittlichen Abwassermenge im Abwassersammler richtet. '«'

   Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung '

   Die Anlage dient der Wärmerückgewinnung aus kommunalen Abwässern bevorzugt im städtischen Bereich bei Misch- und Trennsysthemen mit kontinuierlichen Abwasseranfall über eine Nachschaltung mit Wärmepumpe. Die über einen Wärmeträgerkreislauf mit nachgeschalteter Wärmepumpe gewonnene Wärme im Niedertemperaturbereich wird für eine Niedertemperaturheizung oder Brauchwarmwassererzeugung verwendet. ^v ,

   Der Einsatz ist überall dort möglich wo kommunale Abwässer aus Wohn- und Industriegebäuden einschließlich der Landwirtschaft anfallen.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Es ist bekannt, daß zwei Flüssigkeitsströme im Gegenlauf über ein Mantelrohr geleitet die Wärme untereinander austauschen. Dies geschieht um so effektiver je wirksamer der Wärmeleiter zwischen den beiden Medien ist. Bisher wurde das wäremübertragende Medium mit mechanischer Förderung transportiert; z. B. über Abwasserhebeanlagen oder Schmutzwasserförderpumpen. Bei dieser Beförderung ist je nach Schmutzwassermenge ein relativ hoher Energieaufwand notwendig. Diese Anlagen haben den Nachteil, daß die gewonnene Energie um die zusätzlich benötigte mechanische Energie reduziert wird. Hierdurch kommt ein wesentlich niedriger Wirkungsgrad, gegenüber der gewonnenen Energie mit ihrer vollen Nutzung, heraus. Auch werden für die Unterbringung der Förderanlagen Bauwerke benötigt, die invest- und wartungsaufwendig sind.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist, das fehlende Wärmeaufkommen in der Wirtschaft durch alternative Wärmequellen auf dem Gebiet der Anfallenergie zu ersetzen. Mit der Erschließung von Anfallenergie vor Ort werden gleichzeitig große Transportwege eingespart und beim Einsatz von fossilen Brennstoffen der^Umweltverschmutzung entgegengewirkt.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß an einer bestimmten Strecke des Abwassersammlers eine Parallelstrecke eines Wärmeübertragerrohres auf eine vorher bestimmbare Länge mit einem bestimmten Durchmesser errichtet wird. Erfindungsgemäß wird diese Strecke durch Kontrollschächte für Abwasser am Anfang und am Ende begrenzt und so angelegt, daß eine Teilmenge des Abwassers durch das parallel geführte Wärmeübertragerrohr mit natürlichem Abflußgefälle geführt wird. Diese Teilmenge wird abgeleitet bei Hauptsammlern mit hohen Abflußmengen. Um das vom Abwasser durchflossene Wärmeübertragerrohr ist ein Mantel geschoben, durch das der Wärmequellenkreislauf der Wärmepumpe geleitet wird. Zur Erreichung einer hohen Effektivität wird ein wärmebindendes und korrosionsbeständiges Material mit hoher Lebensdauer verwendet. Das Wärmeübertragerrohr beginnt und endet im Mauerwerk des jeweiligen 'Kontrollschachtes. Die Anbindung der Abwasserleitung vor dem Wärmeübertragerrohr erfolgt durch eine Abwasserleitung im spitzen Winkel. Um bei großen Abwasserprofilen mitschwimmendes Geröll nicht in die Wärmeübertragerleitung zu fördern, ist ein Abweiser im Hauptsammler anzuordnen. Den schweren Geröllstoffen am Grund wird durch eine Einbindung über der Abwassersohle entgegengewirkt. Durch einen bestimmbaren Mengenablauf bei Temperaturen der Kommunalabwässer im Bereich zwischen 9-14"C werden die Wärmereserven, die im Bereich der Anfallenergie erschlossen.

   Ausführungsbeispiel

   In den Zeichnungen wird eine Anlage zur Wärmerückgewinnung aus kommunalen Abwässern über ein parallel zum Abwassersammler geschaltetes Wärmeübertragerrohr dargestellt.