DE102010026146A1

DE102010026146A1 - Anordnung zur Rückgewinnung von Wärmeenergie aus Abwasser in einem Abwasserkanal sowie Verfahren zur Montage einer solchen Anordnung

Info

Publication number: DE102010026146A1
Application number: DE102010026146A
Authority: DE
Inventors: Dr. Klinger Christian; Michael Haas
Original assignee: Brandenburger Patentverwertungs GbR
Current assignee: Brandenburger Liner & Co Kg De GmbH
Priority date: 2010-07-05
Filing date: 2010-07-05
Publication date: 2012-01-05

Abstract

Eine Anordnung zur Rückgewinnung von Wärmeenergie aus Abwasser in einem Abwasserkanal (4), mit einem in der Sohle (2) des Abwasserkanals (4) angeordneten Absorber (6), der eine sich in Längsrichtung des Abwasserkanals (4) erstreckende Zulaufleitung (8) zur Zufuhr eines zu erwärmenden Wärmetransportmediums umfasst, und mit einer sich in Längsrichtung des Abwasserkanals (4) erstreckenden Rücklaufleitung (16), die mit der Zulaufleitung (8) strömungsmäßig verbunden ist und über die das erwärmte Wärmetransportmedium abgeführt wird, zeichnet sich dadurch aus, dass der Ausgang der Zulaufleitung (8) mit dem Eingang der Rücklaufleitung (16) strömungsmäßig über eine Verbindungsleitung (18) verbunden ist, die sich bogenförmig von der Sohle (2) des Abwasserkanals (4) aus entlang einer Kanalseitenwand bis in den Scheitelbereich (12) des Abwasserkanals (4) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Rückgewinnung von Wärmeenergie aus Abwasser in einem Abwasserkanal sowie ein Verfahren zur Montage einer solchen Anordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und 9.
Auf dem Gebiet der grabenlosen Sanierung von defekten Rohrleitungen, wie z. B. defekten Abwasserleitungen oder Abwasserkanälen, werden zunehmend Auskleidungsschläuche eingesetzt, die als „Inliner” bezeichnet werden und aus einem Fasermaterial, insbesondere aus Glasfasergewebe bestehen, welches mit einem flüssigen Reaktionsharz getränkt ist, das nach dem Einziehen des Auskleidungsschlauchs in die Rohrleitung und Expandieren desselben mit Hilfe von Druckluft durch Licht einer Strahlungsquelle ausgehärtet wird.
Um die im Abwasser gespeicherte Wärmeenergie zumindest teilweise wieder zurück zu gewinnen, ist es weiterhin bekannt, in die Sohle von Abwasserkanälen Rohrleitungen einzusetzen, die von einem Wärmetransportmedium durchströmt werden, welches zur Abgabe der aus dem Abwasser aufgenommenen Wärmeenergie anschließend einer Wärmepumpe zugeführt wird.
Aus der WO 2006/056544A1 ist es in diesem Zusammenhang bekannt, in die Sohle eines zu sanierenden Abwasserkanals einen mattenförmigen Absorber einzusetzen, der eine Vielzahl von parallel zueinander geführten Zufuhrleitungen für das Wärmetransportmedium besitzt, welche an ihren Enden über Verbindungsabschnitte mit einer entsprechenden Anzahl an Rücklaufleitungen für das Wärmetransportmedium verbunden sind, die innerhalb der Sohle des Abwasserkanals verlaufen und einen sehr geringen Krümmungsradius besitzen. Hierdurch ergibt sich das Problem, dass der Strömungswiderstand für das Wärmetransportmedium nachteilig erhöht wird, was dazu führt, dass der Energiebedarf zum Pumpen des Wärmetransportmediums durch den Absorber vergleichsweise hoch ist. Da die Absorber in der Regel für mehrere Jahrzehnte in den sanierten Abwasserkanälen verbleiben, sind die Energiekosten, die sich durch den erhöhten Strömungswiderstand ergeben, mitunter beachtlich.
Ein weiteres Problem, das sich bei den zuvor beschriebenen Absorbern ergibt, besteht darin, dass diese nach dem Einziehen in einen zu sanierenden Abwasserkanal durch einen nachträglich eingezogenen Inliner im Abwasserkanal fixiert werden müssen, der sich über den Absorber legt und diesen abdeckt. Da die Absorber hierbei sowohl die Zulaufleitungen, als auch die Rücklaufleitungen enthalten, über die das Wärmetransportmedium wieder zurück strömt, besitzen die in der zuvor genannten WO 2006/056544 A1 beschriebenen Absorber eine vergleichsweise große Dicke und nehmen dadurch im Bereich der Sohle zusätzlich Raum in Anspruch, der nicht nur ein zusätzliches Strömungshindernis für das Abwasser darstellt, sondern der ebenfalls zu einer unerwünschten Abflachung des Querschnitts des zu sanierenden Abwasserkanals führt. Eine solche Abflachung des Kanalbetts ist jedoch nicht erwünscht, da sich hierdurch bei geringen Abwassermengen im Abwasserkanal aufgrund der reduzierten Fließgeschwindigkeiten die Gefahr von Ablagerungen vergrößert, welche den Abwasserkanal verstopfen können.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Rückgewinnung von Wärmeenergie aus dem Abwasser in einem Abwasserkanal zu schaffen, welche einen geringen Strömungswiderstand für das Wärmetransportmedium besitzt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem sich die zuvor beschriebenen Anordnungen mit geringem Aufwand in einen Abwasserkanal einziehen lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 9 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass der gesamte Bereich der Sohle eines mit der erfindungsgemäßen Anordnung versehenen Abwasserkanals großflächig als Wärmetauscherfläche genutzt werden kann, ohne dass sich das Kanalbett, bzw. die Kanalsohle übermäßig stark abflacht. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Fließgeschwindigkeit im Bereich der Kanalsohle selbst bei vergleichsweise geringen Abwasserströmen noch ausreichend hoch ist, um Ablagerungen, wie insbesondere Sand-Ablagerungen, so weit wie möglich zu verhindern.
Gemäß der Erfindung umfasst eine Anordnung zur Rückgewinnung von Wärmeenergie aus Abwasser in einem Abwasserkanal einen in der Sohle des Abwasserkanals angeordneten Absorber, der wenigstens eine, bevorzugt jedoch eine Vielzahl von sich in Längsrichtung des Abwasserkanals erstreckenden Zulaufleitungen zur Zufuhr eines zu erwärmenden Wärmetransportmediums, z. B. Wasser oder ein Wasser-Alkohol-Gemisch, umfasst. Die Zulaufleitungen erstrecken sich bevorzugt in Längsrichtung des Abwasserkanals und werden vom Wärmetransportmedium bevorzugt entgegen der Strömungsrichtung des Abwassers durchströmt, um die Effizienz des Wärmeübergangs vom wärmeren Abwasser auf das kalte Wärmetransportmedium zu erhöhen. Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst weiterhin eine sich in Längsrichtung des Abwasserkanals erstreckende Rücklaufleitung, die mit der Zulaufleitung strömungsmäßig verbunden ist und über die das durch das Abwasser erwärmte Wärmetransportmedium bevorzugt in der entgegengesetzten Richtung aus dem Abwasserkanal herausgefördert und z. B. über einen Zugangsschacht in bekannter Weise einer Wärmepumpe oder dergleichen zugeführt wird, die dem Wärmetransportmedium die aufgenommenen Wärmeenergie entzieht, bevor dieses anschließend wiederum in einem geschlossenen Kreislauf der Zulaufleitung der erfindungsgemäßen Anordnung zugeführt wird. Die erfindungsgemäße Anordnung wird von der Stelle, an der die Zulauf- und Rücklaufleitung in den Kanal eingeführt werden, wie beispielsweise einem Kanalschacht, bevorzugt stromabwärts – sprich in Fließrichtung des Abwassers – in den Kanal eingebracht. Alternativ ist auch eine stromaufwärts gerichtete Positionierung der Anordnung möglich.
Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass der Ausgang der Zulaufleitung mit dem Eingang der Rücklaufleitung strömungsmäßig über eine Verbindungsleitung verbunden ist, die sich bogenförmig von der Sohle des Abwasserkanals aus entlang einer Kanalseitenwand bis in den Scheitelbereich des Abwasserkanals erstreckt.
Hierdurch wird sichergestellt, dass der Krümmungsradius der Verbindungsleitung, die die Zulaufleitungen mit der Rücklaufleitung verbindet, prinzipiell beliebig groß gewählt werden kann, was zu einem entsprechend verringerten Strömungswiderstand führt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Zulauf-Sammelleitung im Bereich des Scheitels des Abwasserkanals angeordnet und erstreckt sich entlang des Scheitels, bzw. der Decke des Abwasserkanals von einem Zugangsschacht aus, über den das Wärmetransportmedium über entsprechende Zuleitungen von außen her in den Abwasserkanal eingeleitet, bzw. aus diesem abgeführt wird, bis zum stromabwärtsseitigen Ende des Absorbers. Durch den Einsatz einer bevorzugt zentralen Zulauf-Sammelleitung, die im Bereich des Scheitels des Abwasserkanals verläuft, ergibt sich der Vorteil, dass der von der Zulauf-Sammelleitung benötigte Raum in diesem Falle im Bereich der Sohle des Abwasserkanals zur Verfügung steht, wohingegen der in der Regel ungenutzte obere Bereich des Kanalquerschnitts nunmehr ebenfalls in sinnvoller Weise mit genutzt werden kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besitzt der Absorber eine Vielzahl von innerhalb der Sohle des Abwasserkanals parallel zueinander verlaufenden Zulaufleitungen, die in einem mit der Rücklaufleitung verbundenen Sammelleitungsabschnitt zusammengeführt sind, der im Bereich des Scheitels des Abwasserkanals aufgenommen ist. Durch den Einsatz eines Sammelleitungsabschnitts, der beispielsweise als ein Rohrabschnitt mit einem erweiterten Durchmesser ausgestaltet sein kann, an den die von den Zulaufleitungen bogenförmig entlang der Kanalseitenwand mit einem Radius von beispielsweise 1 m oder mehr nach oben geführten Verbindungsleitungen bevorzugt über bekannte Steckkupplungen angeschlossen werden, ergibt sich der Vorteil, dass sich der Strömungswiderstand für das durch die Rücklaufleitung aus dem Abwasserkanal abströmende Wärmetransportmedium abermals verringert.
Nach einem weiteren der Erfindung zu Grunde liegenden Gedanken kann es vorgesehen sein, dass die Rücklaufleitung im Bereich der Sohle des Abwasserkanals verläuft, und dass die Verbindungsleitung einen ersten Leitungsabschnitt und einen im Bereich des Scheitels des Abwasserkanals mit dem ersten Leitungsabschnitt verbundenen zweiten Leitungsabschnitt umfasst. Der erste Leitungsabschnitt erstreckt sich bei dieser Ausführungsform der Erfindung bogenförmig von der Sohle des Abwasserkanals aus entlang der einen Kanalwand bis zum Scheitel des Kanalquerschnitts. Der zweite Leitungsabschnitt verläuft hingegen bevorzugt spiegelbildlich zum ersten Leitungsabschnitt vom Scheitel des Abwasserkanals aus entlang der zweiten Kanalwand bis zu der im Bereich der Sohle verlaufenden Rücklaufleitung.
Obgleich grundsätzlich lediglich eine einzige Zufuhrleitung vorgesehen sein kann, die beispielsweise die Querschnittsform eines abgeflachten bogenförmigen, der Form der Kanalwand angepassten Hohlraums aufweist, umfasst der erfindungsgemäße Absorber bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in vorteilhafter Weise eine Vielzahl von Zufuhrleitungen und eine ebensolche Anzahl von Rücklaufleitungen und Verbindungsleitungen. Jede der Verbindungsleitungen besitzt dabei einen ersten und zweiten Leitungsabschnitt, der jeweils bevorzugt über entsprechende Schnellkupplungen an einen im Bereich des Scheitels des Abwasserkanals befestigten Sammelleitungsabschnitt angeschlossen werden kann. Ein jeder der ersten Leitungsabschnitte ist dabei bevorzugt ebenfalls über eine Schnellkupplung oder eine sonstige druckdichte Kupplung mit dem stromabwärtigen Ende einer Zufuhrleitung verbunden und erstreckt sich in einem räumlichen Bogen von der Sohle des Abwasserkanals aus entlang der einen Seitenwand bis zum Sammelleitungsabschnitt. In entsprechender Weise erstreckt sich jeder der zweiten Leitungsabschnitte der Verbindungsleitung spiegelbildlich in einem räumlich geführten Bogen vom Sammelleitungsabschnitt aus bis zum Ende der jeweiligen Rücklaufleitung, wobei die strömungsmäßige Verbindung in diesem Falle bevorzugt auch über flüssigkeitsdichte Schnellkupplungen erfolgt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass sich die erfindungsgemäße Anordnung in vorteilhafter Weise sehr flexibel an die jeweiligen Querschnittsformen und Kanaldurchmesser anpassen lässt, und zudem durch das seitliche bogenförmige Hochführen der ersten und zweiten Leitungsabschnitte keine störenden Leitungen in den Kanalquerschnitt hineinragen, die bei einem anschließenden Einziehen eines Inliners zum Schutz des erfindungsgemäßen Absorbers hinderlich sind.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Zulaufleitungen und/oder die Rücklaufleitungen zu mehreren gemeinsam in einem mattenförmigen Basis-Formkörper aus einem flexiblen Kunststoffmaterial, z. B. aus Polyurethan oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), angeordnet, der beispielsweise durch Extrudieren des Kunststoffmaterials im Strangpressverfahren als Endlosware bereitgestellt werden kann, die anschließend auf die gewünschte Länge abgelängt wird.
Bei dieser Ausführungsform sind bevorzugt auch die Eingänge der Zulaufleitungen über entsprechende Zulaufleitungsabschnitte mit einer gemeinsamen Zulauf-Sammelleitung verbunden sind, die sich bogenförmig von der Sohle des Abwasserkanals aus entlang einer der Seitenwände des Abwasserkanals bis um Scheitel desselben hinauf erstrecken. Ebenso sind in gleicher Weise die Ausgänge der Rücklaufleitungen über Rücklaufleitungsabschnitte mit einer gemeinsamen Rücklauf-Sammelleitung verbunden, wobei sich die Rücklaufleitungsabschnitte in gleicher Weise wie die Zulaufabschnitte und auch die Verbindungsabschnitte der zuvor beschriebenen Ausführungsformen bevorzugt fächerartig parallel zueinander in einem räumlichen Bogen von der Sohle des Abwasserkanals aus entlang einer der Seitenwände des Abwasserkanals bis zum Scheitel desselben hinauf erstrecken. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass sowohl die Strömungswiderstände der Zulaufleitungsabschnitte, als auch die Strömungswiderstände der Rücklaufleitungsabschnitte bei einer minimalen Dicke des Absorbers sehr gering gehalten werden können, was zu einer weiteren Reduzierung der Pumpleistung führt, die zum Zirkulieren des Wärmetransportmediums in einem geschlossenen Kreislauf durch die erfindungsgemäße Anordnung hindurch benötigt wird.
Nach einem weiteren der Erfindung zurunde liegenden Gedanken umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Montage einer zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnung in einem Abwasserkanal das Anordnen und Befestigen des Absorbers an einem flexiblen Gleitelement, insbesondere einer Kunststofffolie, das Einziehen des Gleitelements zusammen mit dem Absorber in die Sohle des Abwasserkanals, das anschließende Befestigen der Verbindungsleitung im Bereich des Scheitels des Abwasserkanals, das Einziehen eines mit einem aushärtbaren Reaktionsharz getränkten Faserschlauchs in den mit dem erfindungsgemäßen Absorber versehenen Abwasserkanal, das Expandieren des Faserschlauchs bevorzugt mittels Druckluft, derart, dass sich der Faserschlauch an die Kanalwand und den Absorber anlegt, und das abschließende Aushärten des Reaktionsharzes, das bevorzugt durch eine UV-Strahlungsquelle erfolgt, die hierzu durch den aufgestellten Faserschlauch hindurchgeführt wird.
Um hierbei das Einziehen des Absorbers sowie auch das anschließende Einziehen des harzgetränkten Faserschlauchs zu erleichtern, wird der Absorber auf der Unterseite des Gleitelements angeordnet und an diesem z. B. durch doppelseitiges Klebeband fixiert. Im Anschluss daran wird das Gleitelement mit dem daran befestigten Absorber in den Abwasserkanal eingezogen und das Gleitelement im Abwasserkanal in der Weise fixiert, dass sich das Gleitelement nicht mehr in axialer Richtung verschieben lässt. In einem nächsten Schritt wird der harzgetränkte Faserschlauch auf dem fixierten Gleitelement, d. h. auf der Folie, in den Abwasserkanal eingezogen und der Faserschlauch in der zuvor beschriebenen Weise expandiert und ausgehärtet. Um hierbei die insbesondere bei großen Kanaldurchmessern und Kanallängen aufgrund des hohen Eigengewichts des in der Regel aus Glasfaserwerkstoff bestehenden Auskleidungsschlauchs entstehenden Reibungskräfte zwischen Faserschlauch und Gleitelement soweit wie möglich zu verringern, ist der Faserschlauch auf seiner Außenseite bevorzugt von einem Außenfolienschlauch, insbesondere einem Kunststoffschlauch umgeben, welcher beim Einziehen des Faserschlauchs auf der Oberseite des Gleitelements entlang gleitet. Der Außenfolienschlauch sowie auch das Gleitelement bestehen bevorzugt aus einem geeigneten zug- und reißfesten Kunststoffmaterial, beispielsweise aus Polyamid.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische räumliche Darstellung eines Abwasserkanalabschnitts mit einer erfindungsgemäßen Absorber-Anordnung zur Rückgewinnung von Wärmeenergie gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
1a eine schematische räumliche Darstellung des Abwasserkanals von 1 in einem steileren Betrachtungswinkel zur besseren Darstellung des zulaufseitigen Teils der erfindungsgemäßen Anordnung,
2 eine semi-transparente Aufsicht auf den Absorber sowie die Zulauf- und Rücklaufleitungen der Ausführungsform von 1,
3 eine schematische räumliche Darstellung eines Abwasserkanalabschnitts mit einer Absorber-Anordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der sowohl die Zulaufleitungen, als auch die Rücklaufleitungen des Absorbers in der Sohle des Abwasserkanals verlaufen, und
4 eine schematische semi-transparente Darstellung der Ausführungsform von 3, bei der zur besseren Darstellung des Leitungsverlaufs der Betrachtungswinkel ebenfalls geringfügig steiler gewählt wurde.
Wie den Darstellungen von 1, 1a und 2 entnommen werden kann, umfasst eine erfindungsgemäße Anordnung 1 zur Rückgewinnung von Wärmeenergie aus in den Darstellungen nicht gezeigtem Abwasser, dass in der Sohle 2 eines Abwasserkanals 4 entlang der durch den Pfeil 30 angedeuteten Richtung strömt, einen Absorber 6, der eine Vielzahl von parallel zueinander geführten Zulaufleitungen 8 besitzt, die sich von einem nicht näher gezeigten Kanalschacht aus durch die Sohle 2 des Abwasserkanals hindurch über eine Länge von einigen Meter bis zu einigen Zig-Metern erstrecken.
Jede der Zulaufleitungen 8 ist eingangseitig mit einem Zulauf-Leitungsabschnitt 10 verbunden, der an einer im Bereich des Scheitels 12 des Abwasserkanals 4 angeordneten Zulauf-Sammelleitung entspringt, die als gemeinsame Zulauf-Sammelleitung 14' ausgeführt ist, welche sich von einem nicht näher gezeigten Kanalschacht über im Wesentlichen die gesamte Länge des Absorbers 6 hinweg erstreckt. Der Zulauf-Leitungsabschnitt 10 ersteckt sich von der gemeinsamen Zulauf-Sammelleitung 14' in einem räumlichen Bogen, wie dies in 1a und 2 im Detail erkennbar ist, an der in den Figuren rechten Seitenwand des Abwasserkanals 4 bis in die Sohle 2 desselben herab.
Am stromaufwärtigen Ende ist jede der Zulaufleitungen 8 über eine entsprechende Verbindungsleitung 18, die sich ebenfalls in einem räumlichen Bogen mit einem möglichst großen Krümmungsradius von bevorzugt mehr als 10 cm an der seitlichen Kanalwand hinauf bis zum Scheitel 12 des Abwasserkanals erstreckt, strömungsmäßig mit einer Rücklaufleitung 16 verbunden, welche bei der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung als zentrale Sammel-Rücklaufleitung 16' ausgestaltet ist, die sich im Bereich des Scheitels 12 des Abwasserkanals entlang der Kanallängsachse bis zum nicht naher gezeigten Kanalschacht erstreckt, um ein über die Zulauf-Sammelleitung 14 zugeführtes Wärmetransportmedium, beispielsweise Wasser oder ein Wasser-Alkohol-Gemisch, aus dem erfindungsgemäßen Absorber 6 zurück zu führen.
Wie weiterhin in den 3 und 4 gezeigt ist, kann die mit der Bezugsziffer 101 bezeichnete Anordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zusätzlich zu den in der Sohle 2 des Abwasserkanals 4 verlaufenden Zulaufleitungen 8 eine der Vielzahl an Zulaufleitungen 8 entsprechende Anzahl von Rücklaufleitungen 16 aufweisen, die im Wesentlichen parallel zu den Zulaufleitungen 8 ebenfalls in der Sohle 2 des Abwasserkanals 4 angeordnet sind. Die Strömungsrichtung des Wärmetransportmediums ist dabei durch die nicht näher bezeichneten Pfeile angedeutet.
Die stromaufwärts im Abwasserkanal 4 angeordneten einlassseitigen Enden 16a der Rücklaufleitungen 16 sind, wie in 4 gezeigt, über Verbindungsleitungen 18 verbunden, welche einen ersten Verbindungsleitungsabschnitt 18a und einen zweiten Verbindungsleitungsabschnitt 18b umfassen, die über einen im Bereich des Scheitels 12 des Abwasserkanals 4 angeordneten Sammelleitungsabschnitt 20 strömungsmäßig miteinander verbunden sind.
In gleicher Weise wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der 1, 1a und 2 besitzt jede der ersten und zweiten Verbindungsleitungsabschnitte 18a und 18b eine räumliche bogenartige Form mit einem im Bereich der Sohle 2 möglichst großen Krümmungsradius, wobei die jeweiligen Verbindungsleitungsabschnitte 18a, 18b parallel zueinander fächerartig aus den Zulaufleitungen 8 entspringen und bevorzugt nach Art eines Kreisrings über den Scheitel 12 des Abwasserkanals 4 hinweg bis zu den einlaufseitigen Enden 16a der Rücklaufleitungen geführt sind.
Die auslassseitigen Enden 16b der Rücklaufleitungen 16 sind gemäß der Darstellung von 4 über einen Rücklauf-Leitungsabschnitt 22 von der Sohle 2 des Abwasserkanals 4 aus bevorzugt ebenfalls nach Art eines räumlichen Bogens parallel zueinander und bevorzugt spiegelbildlich zu den Zulauf-Leitungsabschnitten 10 auf der gegenüber liegenden Seite der Kanalwand geführt, um einen symmetrischen Aufbau zu erhalten und gleichzeitig die Strömungswiderstände innerhalb der Leitungen so weit wie möglich zu reduzieren.
Nach einem weiteren der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken wird der Absorber 6 zur Installation der in den 1 bis 4 gezeigten Anordnungen 1, 101 in einem Abwasserkanal 4 in der entsprechenden Länge bereitgestellt und die eingangs- und ausgangsseitigen Enden der Zulaufleitungen 8 sowie auch der Rücklaufleitungen 16 mit den entsprechenden Zulauf-Leitungsabschnitten 10, Rücklauf-Leitungsabschnitten 22 sowie ersten und zweiten Verbindungsleitungsabschnitten 18a und 18b versehen. Der in dieser Weise vorbereitete Absorber 6 wird anschießend mit den vorbereiteten Leitungsanschlüssen in den Abwasserkanal 4 eingezogen. Hierbei kann der Abwasserkanal 4 zuvor mit einem die Innenseite der Kanalwand auskleidenden Inliner 26 versehen sein, der in bekannter Weise zuvor in den Abwasserkanal eingezogen wurde, um diesen zu sanieren.
Nach dem Einziehen des Absorbers 6 werden im Falle der Ausführungsform von 1, 1a und 2 die gemeinsame Rücklaufleitung 16' sowie der Zulauf-Sammelleitung 14, und im Falle der Ausführungsform der 3 und 4 der Sammelleitungsabschnitt 20 und der Zulauf-Sammelleitung 14 im Bereich des Scheitels 12 des Abwasserkanals 4 fixiert, was bevorzugt mit Hilfe von doppelseitigem Klebeband vorgenommen werden kann. Anschließend werden die entsprechenden Enden der Verbindungsleitungsabschnitte 18a und 18b sowie auch die Enden der Rücklauf-Leitungsabschnitte 22 mit den jeweiligen Sammelleitungsabschnitten 20, bzw. der gemeinsamen Rücklauf-Sammelleitung 24 verbunden, was bevorzugt über Schnellkupplungen erfolgt, die in den Zeichnungen aus darstellungstechnischen Gründen nicht gezeigt sind. Gegebenenfalls können auch die jeweiligen parallel verlaufenden Leitungen der Zulauf-Leitungsabschnitte 10, Rücklauf-Leitungsabschnitte 22, sowie der ersten und zweiten Verbindungsleitungsabschnitte 18a, 18b zusätzlich mit doppelseitigem Klebeband an der Innenseite des Abwasserkanals 4 bzw. des zuvor in diesen eingezogenen Inliners 26 fixiert werden.
Im Anschluss daran wird ein weiterer Inliner, der nachfolgend auch als Schutzliner 28 bezeichnet wird, über den Absorber 6 und die zuvor erwähnten Leitungsabschnitte hinweg in den Innenbereich des Abwasserkanals 4 eingezogen und der Schutzliner in bekannter Weise durch Expandieren mit Hilfe von Druckluft an die Innenseite des Absorbers 6, bzw. der Leitungsabschnitte 10, 18a, 18b und 22 angedrückt, wodurch diese der entsprechenden Kontur der Innenseite der Kanalwand des Abwasserkanals 4 folgend bündig an diese angedrückt werden.
Um hierbei zu vermeiden, dass die bevorzugt aus einem flexiblen Kunststoffmaterial bestehen Leitungen und der Absorber beim Expandieren des Schutzliners 28 durch den Überdruck in unerwünschter Weise zusammengedrückt werden, wird das gesamte Leitungssystem der erfindungsgemäßen Anordnung 1, 101 während der Expansion und Aushärtung des Schutzliners 28 mit einer Flüssigkeit oder einem unter hohem Druck stehenden Gas, bevorzugt mit dem Wärmetransportmedium, befüllt und druckdicht verschlossen, wodurch beispielsweise aufgrund der Inkompressibilität von Flüssigkeit ein Zusammendrücken der Leitungen auf einfache und effiziente Weise verhindert wird.
Abschließend wird der Schutzliner 28, der bevorzugt lediglich eine geringfügig größere Länge als die erfindungsgemäße Anordnung 1 besitzt und die Anordnung 1, 101 beispielsweise um einige 10 cm seitlich überragt, ausgehärtet, indem eine UV-Strahlungsquelle in bekannter Weise durch den expandierten Schutzliner 28 hindurchbewegt wird. Zur Verbesserung der Abdichtung kann in den spaltförmigen Bereich zwischen dem Schutzliner 28 und dem Inliner 26 ein Dichtelement, z. B. ein durch Wasser quellfähiges Gummiband oder ein Band aus einem sonstigen geeigneten quellfähigen Werkstoff eingezogen werden.
Um das Einziehen des Schutzliners 28 bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen weiter zu erleichtern, ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, die erfindungsgemäße Anordnung vor dem Einziehen in den Abwasserkanal 4 auf einem Gleitelement zu befestigen, das bevorzugt eine nicht dargestellte reißfeste Folie ist, auf der die Anordnung z. B. mit Hilfe von doppelseitigem Klebeband fixiert wird. Die Folie mit der darauf befestigten Anordnung 1 wird anschließend um 180° gewendet und mit dem Absorber 6 nach unten weisend in die Sohle 2 des Abwasserkanals 4 eingezogen. Wenn der Absorber 6 an der gewünschten Stelle im Abwasserkanal 4 positioniert ist, werden die Leitungsabschnitte 10, 18a, 18b und 22 sowie ggf. auch die Zulauf- und Rücklauf Sammelleitungen 14 und 24 im Bereich der Decke des Abwasserkanals 4 mit doppelseitigem Klebeband fixiert. Im Anschluss daran wird der Schutzliner 26, der in diesem Falle auf der Außenseite bevorzugt ebenfalls eine die Gleitreibung beim Einziehen entlang der Folie reduzierende Außenfolie aufweist, in der zuvor beschriebenen Weise in den Abwasserkanal eingezogen, expandiert und ausgehärtet.
Bezugszeichenliste

1: Anordnung
2: Sohle
4: Abwasserkanal
6: Absorber
8: Zulaufleitung
10: Zulauf-Leitungsabschnitt
12: Scheitel
14: Zulauf-Sammelleitung
14': gemeinsame Zulauf-Sammelleitung
16: Rücklaufleitung
16a: einlassseitiges Ende
16b: auslassseitiges Ende
16': gemeinsame Rücklauf-Sammelleitung
18: Verbindungleitungen
18a: erster Verbindungsleitungsabschnitt
18b: zweiter Verbindungsleitungsabschnitt
20: Sammelleitungsabschnitt
22: Rücklauf-Leitungsabschnitt
24: Rücklauf-Sammelleitung
26: Inliner
28: Schutzliner
30: Fließrichtung Abwasser
101: Anordnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2006/056544 A1 [0004, 0005]

Claims

Anordnung (1; 101) zur Rückgewinnung von Wärmeenergie aus Abwasser in einem Abwasserkanal (4), mit einem in der Sohle (2) des Abwasserkanals (4) angeordneten Absorber (6), der eine sich in Längsrichtung des Abwasserkanals (4) erstreckende Zulaufleitung (8) zur Zufuhr eines zu erwärmenden Wärmetransportmediums umfasst, und mit einer sich in Längsrichtung des Abwasserkanals (4) erstreckenden Rücklaufleitung (16'; 16), die mit der Zulaufleitung (8) strömungsmäßig verbunden ist und über die das erwärmte Wärmetransportmedium abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der Zulaufleitung (8) mit dem Eingang der Rücklaufleitung (16; 16') strömungsmäßig über eine Verbindungsleitung (18) verbunden ist, die sich bogenförmig von der Sohle (2) des Abwasserkanals (4) aus entlang einer Kanalseitenwand bis in den Scheitelbereich (12) des Abwasserkanals (4) erstreckt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufleitung sich insbesondere von einem Zugangsschacht aus im Bereich des Scheitels (12) des Abwasserkanals (4) entlang desselben über im Wesentlichen die gesamte Länge des Absorbers (6) hinweg erstreckt.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorber (6) eine Vielzahl von innerhalb der Sohle (2) des Abwasserkanals (4) parallel zueinander verlaufenden Zulaufleitungen (8) besitzt, die durch eine gemeinsame Zulauf-Sammelleitung (14') im Bereich des Scheitels (12) des Abwasserkanals (4) mit dem Wärmetransportmedium beaufschlagt werden.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung (16) im Bereich der Sohle (2) des Abwasserkanals (4) verläuft, und dass die Verbindungsleitung (18) einen ersten Verbindungsleitungsabschnitt (18a) und einen im Bereich des Scheitels (12) des Abwasserkanals (4) mit dem ersten Verbindungsleitungsabschnitt (18a) verbundenen zweiten Verbindungsleitungsabschnitt (18b) umfasst, und dass sich der erste Verbindungsleitungsabschnitt (18a) bogenförmig von der Sohle (2) des Abwasserkanals (4) aus entlang einer ersten Kanalwand bis zum Scheitel (12) des Abwasserkanals (4) und der zweite Verbindungsleitungsabschnitt (18b) spiegelbildlich zum ersten Leitungsabschnitt (18a) vom Scheitel (12) des Abwasserkanals (4) entlang einer der ersten Kanalwand gegenüberliegenden zweiten Kanalwand bis zur Sohle (2) desselben hinab erstreckt.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorber (6) eine Vielzahl von Zufuhrleitungen (8) und eine der Vielzahl von Zufuhrleitungen (8) entsprechende Anzahl von Rücklaufleitungen (16) und Verbindungsleitungen (18) umfasst, welch letztere jeweils einen ersten und zweiten Verbindungsleitungsabschnitt (18a, 18b) aufweisen, und dass im Bereich des Scheitels (12) des Abwasserkanals (4) ein Sammelleitungsabschnitt (20) vorgesehen ist, mit welchem die Enden der ersten und zweiten Verbindungsleitungsabschnitte (18a, 18b) der Verbindungsleitungen (18) lösbar verbunden werden können.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingänge der Zulaufleitungen (8) über Zulauf-Leitungsabschnitte (10) mit einer gemeinsamen Zulauf-Sammelleitung (14) verbunden sind, die sich bogenförmig von der Sohle (2) des Abwasserkanals (4) aus entlang einer der Seitenwände des Abwasserkanals (4) bis zum Scheitel (12) desselben erstrecken.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der Rücklaufleitungen (16) über Rücklauf-Leitungsabschnitte (22) mit einer gemeinsamen Rücklauf-Sammelleitung (24) verbunden sind, die sich bogenförmig von der Sohle (2) des Abwasserkanals (4) aus entlang einer der Seitenwände des Abwasserkanals (4) bis zum Scheitel (12) desselben erstrecken.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufleitungen (8) und/oder Rücklaufleitungen (16) in einem mattenartigen Absorber (6) aus einem flexiblen Werkstoff geformt sind.
Verfahren zur Montage einer Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Abwasserkanal (4), gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: Anordnen und Befestigen des Absorbers (6) an einem flexiblen Gleitelement, insbesondere einer Kunststofffolie, Einziehen des Gleitelements mit dem Absorber (6) in die Sohle (2) des Abwasserkanals (4), Befestigen der Verbindungsleitung (18) im Bereich des Scheitels (12) des Abwasserkanals (4), Einziehen eines mit einem aushärtbaren Reaktionsharz getränkten Inliners (26) in den Abwasserkanal (4), Expandieren des Inliners (26) derart, dass sich dieser an die Kanalwand und den Absorber (6) anlegt, und Aushärten des Reaktionsharzes.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorber (6) beim Einziehen des Gleitelements auf der Unterseite desselben angeordnet ist, und dass der harzgetränkte Inliner (26) einen Außenfolienschlauch, insbesondere einen Kunststoffschlauch besitzt, welcher beim Einziehen des Inliners (26) auf der Oberseite des Gleitelements entlang gleitet.