DE102011118807A1

DE102011118807A1 - Wärmetauscher und diesen aufweisendes Rohrleitungsstück

Info

Publication number: DE102011118807A1
Application number: DE102011118807A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2013-05-23
Anticipated expiration: 2031-11-18
Also published as: DE102011118807B4

Abstract

Es wird ein Wärmetauscher für ein Abwasserrohr mit einer Rohrleitung zum Hindurchleiten von Brauchwasser und Anschlüssen zum Anschließen des Wärmetauschers an eine Brauchwasserleitung beschrieben. Ferner wird ein Rohrleitungsstück für ein Abwasserrohr erläutert, das einen derartigen Wärmetauscher aufweist. Der Wärmetauscher besitzt zwei ringförmige Verteiler und eine Vielzahl von diese verbindenden geradlinig verlaufenden Rohrabschnitten. Die ringförmigen Verteiler sind jeweils in Umfangsrichtung unterbrochen und weisen jeweils einen ersten Endbereich sowie einen zweiten Endbereich auf, wobei der den Zulauf bildende Brauchwasseranschluss in den einen Endbereich des einen Verteilers und der den Ablauf bildende Brauchwasseranschluss in den anderen Endbereich des anderen Verteilers münden. Der Wärmetauscher zeichnet sich durch besonders geringe Druckverluste aus.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für ein Abwasserrohr mit einer Rohrleitung zum Hindurchleiten von Brauchwasser und Anschlüssen zum Anschließen des Wärmetauschers an eine Brauchwasserleitung.
Die Erfindung betrifft ferner ein Rohrleitungsstück für ein Abwasserrohr, das einen derartigen Wärmetauscher aufweist.
Es ist bekannt, dass Abwasserleitungen, insbesondere im häuslichen Bereich, Abwasser mit Temperaturen abführen, die in der Regel höher sind als die Temperatur des zugeführten Kalt-Brauchwassers. So werden beispielsweise beim Duschen, Baden oder beim Gebrauch von diversen Haushaltsgeräten, wie Wasch- oder Spülmaschinen, beträchtliche Wärmemengen mit dem Abwasser abgeführt, die ungenutzt verlorengehen.
Zur Rückgewinnung von diesen Wärmemengen sind bereits Wärmetauscher vorgeschlagen worden. So ist aus der DE 42 02 791 A1 ein Wärmetauscher für Abwasser führende Rohr- oder Schlauchleitungen bekannt, der eine Wendel zum Hindurchleiten von Brauchwasser aufweist. Die einzelnen Windungen der Wendel liegen hierbei dicht aneinander an und sind fest miteinander verbunden, wobei an den beiden Stirnseiten der Wendel Anschlussstutzen befestigt sind und die mit den Anschlussstutzen versehene Wendel ein Rohrpassstück bildet. Der Wärmetauscher bildet daher hierbei ein Stück des Abwasserrohres und wird in das Abwasserrohr eingesetzt und mit dem übrigen Teil des Rohres verbunden. Das Kaltwasser, d. h. das zu erhitzende Brauchwasser, fließt durch die Wendel, wobei die Wendel in direktem Kontakt mit dem durch das Abwasserrohr fließenden Abwasser steht. Dieser Wärmetauscher stellt infolge des direkten Kontaktes der Wendel mit dem Abwasser eine gute Wärmeübertragung sicher, ist jedoch aufgrund der Wendelform mit relativ hohen Druckverlusten auf der Brauchwasserseite verbunden, die problematisch werden können. Des Weiteren ergeben sich Verunreinigungsprobleme, da die Wendel direkt mit dem Abwasser in Kontakt steht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs wiedergegebenen Art zu schaffen, der eine effiziente Wärmeübertragung bei besonders geringen Druckverlusten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Wärmetauscher der angegebenen Art dadurch gelöst, dass
die Rohrleitung zwei ringförmige Verteiler und eine Vielzahl von diese verbindenden geradlinig verlaufenden Rohrabschnitten aufweist, die für einen Kontakt mit dem Abwasserrohr ausgebildet sind,
ein einen Zulauf bildender Brauchwasseranschluss an einem ringförmigen Verteiler und ein einen Ablauf bildender Brauchwasseranschluss am anderen ringförmigen Verteiler angeordnet sind,
die ringförmigen Verteiler jeweils in Umfangsrichtung unterbrochen sind und einen ersten Endbereich sowie einen zweiten Endbereich besitzen und
der den Zulauf bildende Brauchwasseranschluss in dem einen Endbereich des einen ringförmigen Verteilers und der den Ablauf bildende Brauchwasseranschluss in dem anderen Endbereich des anderen ringförmigen Verteilers angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Lösung stellt einen Wärmetauscher zur Verfügung, der am Abwasserrohr installiert wird, und zwar so, dass die ringförmigen Verteiler und die Vielzahl der diese verbindenden geradlinig verlaufenden Rohrabschnitte mit der Außenseite des Abwasserrohres in Kontakt stehen, so dass auf diese Weise die Wärmeübertragung bewerkstelligt wird. Da der Volumenstrom des Brauchwassers zwischen den beiden ringförmigen Verteilern auf eine Vielzahl von geradlinig verlaufenden Rohrabschnitten verteilt wird, werden die auftretenden Druckverluste verringert. Die ringförmigen Verteiler sind jeweils so gestaltet, dass sie in Umfangsrichtung unterbrochen sind und somit zwei Endbereiche besitzen. Der eine Endbereich des einen Verteilers weist dabei den den Zulauf bildenden Brauchwasseranschluss auf. Das zuströmende Brauchwasser strömt dabei in Umfangsrichtung durch den Verteiler bis zum anderen Endbereich, bevor es durch die geradlinig verlaufenden Rohrabschnitte zum anderen Verteiler strömt. Dort tritt es aus den geradlinigen Rohrabschnitten aus und strömt wiederum in Umfangsrichtung bis zu dem Endbereich des Verteilers, der den den Ablauf bildenden Brauchwasseranschluss aufweist. Während seiner Strömung durch die beiden ringförmigen Verteiler und die geradlinigen Rohrabschnitte, die mit der Außenseite des Abwasserrohres in Kontakt stehen, findet eine entsprechende Wärmeübertragung statt, und zwar im Gegenstromprinzip, wobei die Vielzahl der geradlinigen Rohrabschnitte eine große Wärmeübergangsfläche garantiert.
Der Wärmetauscher wird so am Abwasserrohr installiert, dass er vom Brauchwasser im Gegenstrom zum Abwasser durchflossen wird. Bei vertikal angeordneten Abwasserrohren bedeutet dies, dass der ringförmige Verteiler des Wärmetauschers, der den den Zulauf bildenden Brauchwasseranschluss aufweist, unten am Abwasserrohr angeordnet wird, währen der ringförmige Verteiler, der den den Ablauf bildenden Brauchwasseranschluss aufweist, oben am Abwasserrohr angeordnet wird.
Vorzugsweise sind die ringförmigen Verteiler und/oder die geradlinig verlaufenden Rohrabschnitte als Rechteckrohre ausgebildet, um eine möglichst große Wärmeübertragungsfläche vom Abwasserrohr auf die Brauchwasserrohrleitung sicherzustellen. Natürlich sind auch andere Rohrquerschnitte, beispielsweise ovale Querschnitte, möglich. Rohre mit kreisförmigem Querschnitt werden weniger bevorzugt, da hier nur ein linearer Kontakt mit dem Abwasserrohr gegeben ist.
In Weiterbildung der Erfindung sind die geradlinig verlaufenden Rohrabschnitte über ein Wärmeleitblech miteinander verbunden. Durch diese Maßnahme wird die Effizienz des Wärmetauschers weiter verbessert. Das Wärmeleitblech ist vorzugsweise an der Kontaktseite zum Abwasserrohr der geradlinig verlaufenden Rohrabschnitte angeordnet, so dass in diesem Fall der Wärmetauscher eine geschlossene zylindrische Hülle bildet, die auf das Abwasserrohr geschoben wird. Durch das zwischen den Rohrabschnitten vorhandene Wärmeleitblech wird die Wärmeübertragung weiter vergleichmäßigt.
Der Durchflussquerschnitt eines ringförmigen Verteilers oder der ringförmigen Verteiler ist vorzugsweise größer als der eines geradlinig verlaufenden Rohrabschnittes, insbesondere etwa doppelt so groß.
Die Befestigung des Wärmetauschers am Abwasserrohr kann auf beliebige Weise erfolgen, beispielsweise durch Klemmung, Klebung oder über spezielle Befestigungsmittel. Beispielsweise können Rohrmanschetten eingesetzt oder vorhandene Rohrmanschetten am Abwasserrohr genutzt werden, um den Wärmetauscher in Axialrichtung zu fixieren. Der Wärmetauscher kann dabei einfach auf die Rohrmanschette gesetzt werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Rohrleitungsstück für ein Abwasserrohr mit einem Wärmetauscher mit einer Rohrleitung zum Hindurchleiten von Brauchwasser und mit Anschlüssen zum Anschließen des Wärmetauschers an eine Brauchwasserleitung. Dieses Rohrleitungsstück ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass
die Rohrleitung zwei ringförmige Verteiler und eine Vielzahl von diese verbindenden geradlinig verlaufenden Rohrabschnitten aufweist, die mit dem Abwasserrohr in Kontakt stehen,
ein einen Zulauf bildender Brauchwasseranschluss an einem ringförmigen Verteiler und ein einen Ablauf bildender Brauchwasseranschluss am anderen ringförmigen Verteiler angeordnet sind,
die ringförmigen Verteiler jeweils in Umfangsrichtung unterbrochen sind und einen ersten Endbereich sowie einen zweiten Endbereich besitzen und
der den Zulauf bildende Brauchwasseranschluss in dem einen Endbereich des einen ringförmigen Verteilers und der den Ablauf bildende Brauchwasseranschluss in dem anderen Endbereich des anderen ringförmigen Verteilers angeordnet sind.
Ein solches Rohrleitungsstück für ein Abwasserrohr ist daher mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Wärmetauscher versehen. Die ringförmigen Verteiler und die geradlinig verlaufenden Rohrabschnitte stehen mit dem Rohrleitungsstück des Abwasserrohres in Kontakt, so dass eine gute Wärmeübertragung sichergestellt ist. Die Befestigung des Wärmetauschers am Rohrleitungsstück kann beispielsweise durch Aufschieben, Aufklemmen, Aufkleben oder über andere Befestigungsmittel erfolgen, beispielsweise über eine Manschettenhalterung u. dgl.
Zur Sicherstellung einer guten Wärmeübertragung sind die ringförmigen Verteiler und/oder die geradlinig verlaufenden Rohrabschnitte vorzugsweise als Rechteckrohre ausgebildet. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktfläche der geradlinig verlaufenden Rohrabschnitte an die Krümmung des Abwasserrohres angepasst, d. h. konkav ausgebildet. Bei einer anderen Ausführungsform sind die geradlinig verlaufenden Rohrabschnitte über ein Wärmeleitblech miteinander verbunden, das vorzugsweise an der Kontaktseite zum Abwasserrohr angeordnet ist.
Ein derartiges, mit einem Wärmetauscher versehenes Rohrleitungsstück wird auf geeignete Weise in die Abwasserleitung eingebaut. Die entsprechenden Brauchwasseranschlüsse des Wärmetauschers werden an die Brauchwasserleitung angeschlossen. Der Wärmetauscher kann dann in Betrieb genommen werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
1 eine Ansicht eines mit einem Wärmetauscher versehenen Rohrleitungsstückes eines Abwasserrohres;
2 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch einen Teil des Wärmetauschers;
3 eine Draufsicht auf den oberen ringförmigen Verteiler des Wärmetauschers; und
4 eine Unteransicht des unteren ringförmigen Verteilers des Wärmetauschers.
1 zeigt ein Rohrleitungsstück 1 für ein Abwasserrohr, das mit einem Wärmetauscher 2 versehen ist. Der Wärmetauscher 2 besitzt zwei ringförmige Verteiler 3, 4 und eine Vielzahl von diese verbindenden geradlinig verlaufenden Rohrabschnitten 5, wobei die beiden Verteiler 3, 4 und die geradlinigen Rohrabschnitte 5 mit dem Abwasserrohr in Kontakt stehen. Wie in den 3 und 4 gezeigt, sind die beiden ringförmigen Verteiler 3, 4 in Umfangsrichtung unterbrochen und besitzen somit jeweils einen ersten Endbereich und einen zweiten Endbereich. Der untere ringförmige Verteiler 4, der in 4 gezeigt ist, hat einen Brauchwasserzulauf 7, der in den einen Endbereich des ringförmigen Verteilers mündet. Der obere ringförmige Verteiler 3 hat einen Brauchwasserablauf 6, der vom anderen Endbereich des Verteilers 3 ausgeht.
2 zeigt, dass der obere ringförmige Verteiler 3 einen größeren Durchflussquerschnitt besitzt als die hiervon ausgehenden geradlinigen Rohrabschnitte 5.
Das zu erwärmende Brauchwasser gelangt über den Zulauf 7 in den unteren Verteiler 4 und durchströmt diesen in Umfangsrichtung. Vom unteren Verteiler 4 gelangt das Brauchwasser über die Vielzahl der geradlinigen Rohrabschnitte 5 zum oberen ringförmigen Verteiler 3. Durch die Vielzahl der geradlinigen Rohrabschnitte 5 erfolgt eine Aufteilung des Volumenstromes, so dass entsprechend geringe Druckverluste auftreten. Das Brauchwasser gelangt in den oberen ringförmigen Verteiler 3 und strömt in diesem in Umfangsrichtung bis zum Brauchwasserablauf 6 und von dort über eine entsprechende Brauchwasserleitung zu einem Verbraucher, beispielsweise einer Dusche, einer Spülmaschine, einer Waschmaschine etc.
Wie 2 zeigt, sind sowohl die beiden ringförmigen Verteiler 3, 4 als auch die diese verbindenden geradlinigen Rohrabschnitte 5 als Rechteckrohre ausgebildet, so dass sich eine relativ große Kontaktfläche mit dem Abwasserrohr ergibt. Hierbei können die Kontaktflächen der geradlinigen Rohrabschnitte 5 zur Anpassung an die Krümmung des Abwasserrohres entsprechend konkav ausgebildet sein, so dass die Rohrabschnitte 5 eng am Abwasserrohr über die gesamte Kontaktfläche anliegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4202791 A1 [0004]

Claims

Wärmetauscher für ein Abwasserrohr mit einer Rohrleitung zum Hindurchleiten von Brauchwasser und Anschlüssen zum Anschließen des Wärmetauschers an die Brauchwasserleitung, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung zwei ringförmige Verteiler (3, 4) und eine Vielzahl von diese verbindenden geradlinig verlaufenden Rohrabschnitten (5) aufweist, die für einen Kontakt mit dem Abwasserrohr (1) ausgebildet sind, ein einen Zulauf (7) bildender Brauchwasseranschluss an einem ringförmigen Verteiler (4) und ein einen Ablauf (6) bildender Brauchwasseranschluss am anderen ringförmigen Verteiler (3) angeordnet sind, die ringförmigen Verteiler (3, 4) jeweils in Umfangsrichtung unterbrochen sind und einen ersten Endbereich sowie einen zweiten Endbereich besitzen und der den Zulauf (7) bildende Brauchwasseranschluss in dem einen Endbereich des einen ringförmigen Verteilers (4) und der den Ablauf (6) bildende Brauchwasseranschluss in dem anderen Endbereich des anderen ringförmigen Verteilers (3) angeordnet sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Verteiler (3, 4) und/oder die geradlinig verlaufenden Rohrabschnitte (5) als Rechteckrohre ausgebildet sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die geradlinig verlaufenden Rohrabschnitte (5) über ein Wärmeleitblech miteinander verbunden sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitblech an der Kontaktseite zum Abwasserrohr der geradlinig verlaufenden Rohrabschnitte angeordnet ist.
Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussquerschnitt der ringförmigen Verteiler (3, 4) größer ist als der eines geradlinig verlaufenden Rohrabschnittes (5), insbesondere etwa doppelt so groß ist.
Rohrleitungsstück für ein Abwasserrohr mit einem Wärmetauscher mit einer Rohrleitung zum Hindurchleiten von Brauchwasser und mit Anschlüssen zum Anschließen des Wärmetauschers an eine Brauchwasserleitung, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung zwei ringförmige Verteiler (3, 4) und eine Vielzahl von diese verbindenden geradlinig verlaufenden Rohrabschnitten (5) aufweist, die mit dem Abwasserrohr (1) in Kontakt stehen, ein einen Zulauf (7) bildender Brauchwasseranschluss an einem ringförmigen Verteiler (4) und ein einen Ablauf (6) bildender Brauchwasseranschluss am anderen ringförmigen Verteiler (3) angeordnet sind, die ringförmigen Verteiler (3, 4) jeweils in Umfangsrichtung unterbrochen sind und einen ersten Endbereich sowie einen zweiten Endbereich besitzen und der den Zulauf (7) bildende Brauchwasseranschluss in dem einen Endbereich des einen ringförmigen Verteilers (4) und der den Ablauf (6) bildende Brauchwasseranschluss in dem anderen Endbereich des anderen ringförmigen Verteilers (3) angeordnet sind.
Rohrleitungsstück nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Verteiler (3, 4) und/oder die geradlinig verlaufenden Rohrabschnitte (5) als Rechteckrohre ausgebildet sind.
Rohrleitungsstück nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die geradlinig verlaufenden Rohrabschnitte über ein Wärmeleitblech miteinander verbunden sind.
Rohrleitungsstück nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitblech an der Kontaktseite zum Abwasserrohr der geradlinig verlaufenden Rohrabschnitte angeordnet ist.
Rohrleitungsstück nach einem der, Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussquerschnitt der ringförmigen Verteiler (3, 4) größer ist als der eines geradlinig verlaufenden Rohrabschnittes (5), insbesondere etwa doppelt so groß ist.