DE102015224723A1

DE102015224723A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser eines mit Warmwasser arbeitenden Geräts

Info

Publication number: DE102015224723A1
Application number: DE102015224723.6A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2016-06-09
Anticipated expiration: 2035-12-10
Also published as: DE102015224723B4

Abstract

Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser eines mit Warmwasser arbeitenden Geräts, insbesondere einer Waschmaschine, eines Geschirrspülers oder eines Desinfektionsspülers, die Vorrichtung umfassend einen Anschluss (25) für die Zufuhr von Frischwasser, einen Anschluss (26) für die Zufuhr des Abwassers, einen Anschluss (27) für die Abfuhr von Frischwasser sowie einen Anschluss (28) für die Abfuhr des Abwassers. Um eine besonders energieeffiziente Erwärmung des Frischwassers zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass die Vorrichtung mindestens einen Abwasserbehälter (5, 6) zur Zwischenspeicherung des Abwassers und mindestens einen Frischwasserbehälter (7, 8) zur Zwischenspeicherung des Frischwassers aufweist und dass ein Wärmetauscher (9) vorgesehen ist, um das im Frischwasserbehälter (7) zwischengespeicherte Frischwasser durch Temperaturausgleich mit dem im Abwasserbehälter (5) zwischengespeicherten Abwasser zu erwärmen, sowie eine Wärmepumpe (24), um dem im Abwasserbehälter (5, 6) zwischengespeicherten Abwasser Restwärme zu entziehen und das im Frischwasserbehälter (7, 8) zwischengespeicherte Frischwasser weiter auf eine, vorzugsweise vorgebbare Höchsttemperatur zu erwärmen

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser eines mit Warmwasser arbeitenden Geräts, insbesondere einer Waschmaschine, eines Geschirrspülers oder eines Desinfektionsspülers, die Vorrichtung umfassend einen Anschluss für die Zufuhr von Frischwasser, einen Anschluss für die Zufuhr des Abwassers, einen Anschluss für die Abfuhr von Frischwasser sowie einen Anschluss für die Abfuhr des Abwassers, wobei die Vorrichtung mindestens einen Abwasserbehälter zur Zwischenspeicherung des Abwassers und mindestens einen Frischwasserbehälter zur Zwischenspeicherung des Frischwassers aufweist sowie eine Wärmepumpe, um dem im Abwasserbehälter zwischengespeicherten Abwasser Restwärme zu entziehen und das im Frischwasserbehälter zwischengespeicherte Frischwasser weiter auf eine, vorzugsweise vorgebbare Höchsttemperatur zu erwärmen.
Weiters betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Erwärmung von Frischwasser durch Wärmerückgewinnung aus Abwasser eines mit Warmwasser arbeitenden Geräts, insbesondere einer Waschmaschine, eines Geschirrspülers oder eines Desinfektionsspülers, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

– Zwischenspeichern des Abwassers und des Frischwassers;
– Erwärmen des Frischwassers durch Wärmetausch zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser;
– Weiteres Erwärmen des Frischwassers auf eine, vorzugsweise vorgebbare Höchsttemperatur mittels einer Wärmepumpe, wobei mit der Wärmepumpe dem Abwasser Restwärme entzogen wird.

STAND DER TECHNIK
Das Erwärmen von Wasser ist mit einem beträchtlichen Energieaufwand verbunden. Zudem soll dieses Erwärmen bei mit Warmwasser arbeitenden Geräten, wie z. B. bei einer Waschmaschine, einem Geschirrspüler oder einem Desinfektionsspüler, typischerweise möglichst rasch vor sich gehen, weshalb diese Geräte Heizelemente mit hohen Leistungen aufweisen. Bei diesen Heizelementen handelt es sich beispielsweise um elektrische Heizstäbe mit 2 kW bis 2,7 kW Leistung, um kaltes Frischwasser, das in einen Behälter des Geräts eingelassen worden ist, auf die benötigte Temperatur zu erhitzen. Bei Waschmaschinen und insbesondere Desinfektionsspülern werden hierbei typischerweise Höchsttemperaturen des Wassers von 60°C bis 90°C, vorzugsweise bis 95°C benötigt.
Erst wenn die benötigte Temperatur erreicht ist, startet der eigentliche Arbeitsvorgang, also z. B. das eigentliche Wasch- oder Spülprogramm. Nach Beendigung dieses Arbeitsvorgangs wird das immer noch warme bzw. heiße Abwasser üblicherweise einfach aus dem Gerät in eine Abwasserleitung gepumpt. Bei Waschmaschinen erfolgt nach dem Abpumpen dieses Abwassers bzw. der Waschlauge typischerweise ein Spülen der Wäsche mit kaltem Wasser. Für einen neuen Zyklus bzw. neuen Arbeitsvorgang wird jedoch wieder zunächst kaltes Frischwasser in das Gerät bzw. dessen Behälter eingelassen und dann von Neuem auf die benötigte Temperatur erhitzt – wieder unter Einsatz beträchtlicher Energie bzw. hoher Leistung. Insgesamt ergibt sich daraus im Betrieb der mit Warmwasser arbeitenden Geräte die weltweit tagtäglich im Einsatz sind ein enormer Bedarf an – zumeist elektrischer – Energie und Leistung.
Aus der DE 2432893 A1 ist eine Vorrichtung zur Erwärmung von Frischwasser bekannt, wobei Wärme aus Abwasser rückgewonnen wird. Die Vorrichtung weist hierzu einen Abwasserbehälter für das Abwasser auf sowie einen Warmwasserspeicher, in welchen Frischwasser eingebracht wird. Das Frischwasser aus dem Warmwasserspeicher wird mittels einer Wärmepumpe erwärmt, deren Verdampfer im Abwasserbehälter angeordnet ist.
Aus der DE 10 2010 062 435 A1 ist eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Wärme aus Abwasser bekannt. Dabei wird mittels einer Wärmepumpe mit einem Kondensator und einem Verdampfer dem in einem Abwasserbehälter befindlichen Abwasser Wärme entzogen und Frischwasser, welches in einem Frischwasserbehälter angeordnet ist, erwärmt. Hierzu steht der Kondensator mit dem Frischwasserbehälter in thermischer Verbindung und der Verdampfer mit dem Abwasserbehälter.
Aus der DE 19846515 A1 ist eine Wasserinstallation mit einer oder mehreren Verbrauchsstellen bekannt, denen erwärmtes Wasser zugeführt wird, das etwa zeitgleich als warmes Wasser abzuführen ist. Dabei ist zumindest ein Wärmetauscher zur Übertragung der Wärme vom Abwasser auf das zufließende Wasser vorgesehen, wobei in der Abwasserleitung stromaufwärts des mindestens einen Wärmetauschers wenigstens ein Filter angeordnet ist.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welche eine energieeffizientere, insbesondere eine energie- und leistungssparendere Erwärmung von Frischwasser ermöglichen. Insbesondere soll die erfindungsgemäße Lösung auch für bestehende mit Warmwasser arbeitende Geräte nutzbar sein.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Um diese Aufgabe zu lösen, wird erfindungsgemäß Wärme aus dem Abwasser des mit Warmwasser arbeitenden Geräts rückgewonnen. Um dies nicht nur energie- sondern auch leistungssparend bewerkstelligen zu können, werden sowohl das Abwasser des Geräts als auch das auf eine Höchsttemperatur aufzuwärmende Frischwasser in Behältern zwischengespeichert. Dies ermöglicht es, dem Abwasser Wärme in mehreren Schritten zu entziehen.
Einerseits kann zunächst über einen Wärmetauscher ein Wärmeausgleich zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser durchgeführt werden. Wenn das Abwasser z. B. ca. 60°C Temperatur hat, kann über den Wärmetauscher bei mehr oder weniger gleichen Mengen an Abwasser und Frischwasser eine Erwärmung des Frischwassers auf typischerweise 30°C bis 35°C erfolgen, je nach Ausgangstemperatur des Frischwassers. Der Vorteil dieses Wärmeausgleichs ist, dass dieser Prozess relativ schnell ablauft.
Zumeist wird jedoch die gewünschte Höchsttemperatur des Frischwassers deutlich über der mittels Wärmeausgleich erzielbaren Temperatur liegen. Um diese Höchsttemperatur, z. B. 60°C in obigem Beispiel, zu erreichen, kann nun dem Abwasser nochmals Wärme auf sehr energieeffiziente Art und Weise entzogen werden, indem mittels einer Wärmepumpe dem Abwasser Restwärme entzogen und das Frischwasser weiter bis auf die Höchsttemperatur erwärmt wird.
Daher ist es bei einer Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser eines mit Warmwasser arbeitenden Geräts, insbesondere einer Waschmaschine, eines Geschirrspülers oder eines Desinfektionsspülers, die Vorrichtung umfassend einen Anschluss für die Zufuhr von Frischwasser, einen Anschluss für die Zufuhr des Abwassers, einen Anschluss für die Abfuhr von Frischwasser sowie einen Anschluss für die Abfuhr des Abwassers, erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorrichtung mindestens einen Abwasserbehälter zur Zwischenspeicherung des Abwassers und mindestens einen Frischwasserbehälter zur Zwischenspeicherung des Frischwassers aufweist und dass ein Wärmetauscher vorgesehen ist, um das im Frischwasserbehälter zwischengespeicherte Frischwasser durch Temperaturausgleich mit dem im Abwasserbehälter zwischengespeicherten Abwasser zu erwärmen, sowie eine Wärmepumpe, um dem im Abwasserbehälter zwischengespeicherten Abwasser Restwärme zu entziehen und das im Frischwasserbehälter zwischengespeicherte Frischwasser weiter auf eine, vorzugsweise vorgebbare Höchsttemperatur zu erwärmen.
Analog ist es bei einem Verfahren zur Erwärmung von Frischwasser durch Wärmerückgewinnung aus Abwasser eines mit Warmwasser arbeitenden Geräts, insbesondere einer Waschmaschine, eines Geschirrspülers oder eines Desinfektionsspülers, erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Die Anschlüsse der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die z. B. zur Verschraubung mit den entsprechenden Anschlüssen des Geräts sowie der üblichen Hausinstallation ausgelegt sind, ermöglichen die problemlose Verwendung der Vorrichtung mit den bereits vorhandenen bestehenden Geräten. D. h. die bereits vorhandenen Waschmaschinen, Geschirrspüler, Desinfektionsspüler etc. müssen nicht ersetzt werden, was nicht nur für Haushalte bzw. private Anwender, sondern auch für gewerbliche Anwender von großem Vorteil ist. Entsprechend ist erfindungsgemäß die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung als eine vom mit Warmwasser arbeitenden Gerät, insbesondere von der Waschmaschine, dem Geschirrspüler oder dem Desinfektionsspüler, separate Vorrichtung vorgesehen, wobei über den Anschluss für die Zufuhr von Frischwasser aufzuwärmendes Frischwasser der Vorrichtung zugeführt wird, wobei über den Anschluss für die Zufuhr des Abwassers das Abwasser des Geräts zugeführt wird, wobei weiters über den Anschluss für die Abfuhr von Frischwasser dem Gerät Frischwasser, das mit der Vorrichtung erwärmt worden ist, zugeführt wird und wobei über den Anschluss für die Abfuhr des Abwassers Abwasser, das für die Wärmerückgewinnung nicht oder nicht mehr verwendet wird, von der Vorrichtung abgeführt wird.
Es sei jedoch bemerkt, dass sich die erfindungsgemäße Vorrichtung grundsätzlich auch in mit Warmwasser arbeitende Geräte integrieren lässt, dass also neue Geräte mit integrierten erfindungsgemäßen Vorrichtungen hergestellt werden können. Daher ist erfindungsgemäß auch ein mit Warmwasser arbeitendes Gerät, insbesondere Waschmaschine, Geschirrspüler oder Desinfektionsspüler, umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung vorgesehen.
Wenn sich bereits Abwasser im mindestens einen Abwasserbehälter befindet, so soll aus Effizienzgründen nur dann weiteres Abwasser vom Gerät in den Abwasserbehälter geleitet werden, wenn dieses weitere Abwasser eine höhere Temperatur als das bereits im Abwasserbehälter befindliche Abwasser aufweist. Um dies zu gewährleisten, ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass ein Trennbehälter zur Zwischenspeicherung von Abwasser vorgesehen ist, wobei der Trennbehälter dem mindestens einen Abwasserbehälter vorgeschaltet ist, um nur dann Abwasser aus dem Trennbehälter in den Abwasserbehälter zu leiten, wenn das Abwasser im Trennbehälter wärmer ist als das Abwasser im Abwasserbehälter. Andernfalls kann das Abwasser aus dem Trennbehälter direkt in eine Abwasserleitung der Hausinstallation geleitet werden.
Analog ist es daher bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass Abwasser zwischengespeichert wird, um bereits zwischengespeichertes Abwasser zu ersetzen, wobei das Abwasser nur dann zwischengespeichert wird, wenn es wärmer als das bereits zwischengespeicherte Abwasser ist.
Um eine Verunreinigung oder gar Verstopfung von Leitungen der Vorrichtung für das Abwasser zu vermeiden, ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass ein dem mindestens einen Abwasserbehälter vorgeschalteter Abwasserfilter vorgesehen ist. Falls ein Trennbehälter vorhanden ist, ist der Abwasserfilter vorzugsweise auch dem Trennbehälter vorgeschaltet, sodass auch der Trennbehälter bzw. die zu diesem führenden Leitungen nicht verunreinigt oder verstopft werden können.
Analog ist es daher bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass das Abwasser vor dem Zwischenspeichern gefiltert wird.
Um für den Wärmeaustausch zwischen Abwasser und Frischwasser eine möglichst große wirkende Fläche zur Verfügung zu stellen, ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass es sich bei dem Wärmetauscher um einen Plattenwärmetauscher handelt.
Da das Abwasser – auch bei Filterung des Abwassers – stets ein gewisses Maß an Verunreinigung aufweisen wird, muss besonderes Augenmerk darauf gelegt werden, dass der Wärmetauscher nicht verstopft. Beim Plattenwärmetauscher lässt sich dies besonders einfach durch Anpassung des Abstands der Platten auf der Abwasserseite sicherstellen. Entsprechend ist es daher bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass jene Zwischenräume zwischen Platten des Plattenwärmetauschers, die für den Durchfluss des Abwassers vorgesehen sind, größer ausgeführt sind als jene Zwischenräume zwischen den Platten des Plattenwärmetauschers, die für den Durchfluss des Frischwassers vorgesehen sind.
Indem Abwasser und Frischwasser zwischengespeichert werden, kann die Erwärmung des Frischwassers somit gewissermaßen auf Vorrat während eines laufenden Arbeitsvorgangs des Geräts erfolgen. Dies wiederum gestattet es, falls erforderlich, das Frischwasser mit zusätzlichen Heizelementen auf eine noch höhere, zweite Höchsttemperatur – z. B. auf deutlich über 60°C wie beispielsweise bis 70°C, bis 80°C, bis 90°C oder bis 95°C – zu bringen, ohne dass hierfür hohe Leistungen der Heizelemente erforderlich waren. D. h. für die Erreichung dieser zweiten Höchsttemperatur steht genug Zeit zur Verfügung, um mit relativ geringen Heizleistungen das Auslangen zu finden. Der Einsatz von zusätzlichen Heizelementen zum Aufheizen des Frischwassers zumindest von der Höchsttemperatur zur zweiten Höchsttemperatur kann dabei energieeffizienter als der Einsatz der Wärmepumpe sein. Daher ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass im mindestens einen Frischwasserbehälter mindestens ein Heizelement, vorzugsweise mindestens ein elektrischer Heizstab angeordnet ist, um das im Frischwasserbehälter zwischengespeicherte Frischwasser auf eine zweite Höchsttemperatur, die größer als die erste Höchsttemperatur ist und die vorzugsweise vorgebbar ist, weiter zu erwärmen.
Analog ist es daher bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass das Frischwasser auf eine zweite Höchsttemperatur, die größer als die erste Höchsttemperatur ist und die vorzugsweise vorgebbar ist, mit mindestens einem Heizelement weiter erwärmt wird.
Zur Optimierung der Energieeffizienz muss ein Abkühlen des Abwassers bzw. des erwärmten Frischwassers durch Wärmeaustausch mit der Umgebung verhindert werden. Daher ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass der mindestens eine Frischwasserbehälter und/oder der mindestens eine Abwasserbehälter wärmeisolierend ausgeführt sind und vorzugsweise eine wärmeisolierende Schicht aufweisen. Die wärmeisolierende Schicht kann beispielsweise eine evakuierte oder gasgefüllte Schicht zwischen einer Innenwand und einer Außenwand des jeweiligen Behälters sein. Alternativ oder zusätzlich kann der jeweilige Behälter zumindest abschnittsweise aus einem an sich bekannten wärmeisolierenden Material hergestellt sein. Als wärmeisolierendes Material kann dabei z. B. ein geschäumtes, wie z. B. ein geschäumter Kunststoff, insbesondere geschäumtes Polyurethan, zum Einsatz kommen oder z. B. ein mikroporöses Material.
Wenn warmes Wasser in einen Behälter mit kaltem Wasser eingeleitet wird, um das kalte Wasser in dem Behälter zu ersetzen, soll aus Energieeffizienzgründen ein Durchmischen des warmen Wassers mit dem kalten Wasser vermieden werden, da es sonst zu einer unerwünschten Abkühlung des warmen Wassers kommen würde. Diese Problematik tritt z. B. dann auf, wenn neues, warmes Abwasser vom Gerät in den mindestens einen Abwasserbehälter, der mit kühlerem Abwasser gefüllt ist, geleitet wird, um das kühlere Abwasser zu ersetzen. Das kühlere Abwasser kann dabei deswegen kühler sein, weil es bereits von Haus aus, d. h. bereits vom Gerät kommend, kühler war oder weil ihm durch Wärmetausch und/oder mittels der Wärmepumpe bereits Wärme entzogen wurde. Um nun ein Vermischen des warmen, in den Behälter eintretenden Wassers mit dem kühlen, bereits im Behälter befindlichen Wasser zu vermeiden, ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass der mindestens eine Frischwasserbehälter und/oder der mindestens eine Abwasserbehälter in einem inneren Volumen zur Aufnahme des Frischwassers bzw. Abwassers einen Trennkörper aufweist, der entlang einer Führung zwischen einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung für das Frischwasser bzw. Abwasser hin und her bewegbar ist. Dabei ist der Trennkörper auf der Führung im Bereich von deren der Eintrittsöffnung zugewandtem Ende in einer Ausgangsposition angeordnet. Wenn das warme Wasser durch die Eintrittsöffnung in das innere Volumen eintritt bewegt es den Trennkörper, sodass sich dieser entlang der Führung in Richtung Austrittsöffnung in eine Endposition verschiebt. Dabei wiederum verdrängt der Trennkörper Wasser, das bereits im inneren Volumen war, aus dem inneren Volumen, indem dieses Wasser vom Trennkörper durch die Austrittsöffnung gedrückt wird.
Damit dieser Vorgang sich wiederholen kann, muss der Trennkörper von seiner Endposition wieder in seine Ausgangsposition überführt werden können. Um dies zu ermöglichen, muss das durch die Eintrittsöffnung in das innere Volumen eingetretene Wasser den Trennkörper passieren können bzw. am Trennkörper vorbei geleitet werden. Daher ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass der Trennkörper das innere Volumen in zwei Teilvolumina teilt, wobei mindestens eine Durchtrittsöffnung vorgesehen ist, durch die das Frischwasser bzw. Abwasser von einem Teilvolumen in das andere Teilvolumen treten kann. Somit kann das durch die Eintrittsöffnung eingetretene Wasser aus dem Teilvolumen, in dem die Eintrittsöffnung angeordnet ist, in das Teilvolumen, in dem die Austrittsöffnung angeordnet ist, übertreten, was wiederum die Bewegung des Trennkörpers zurück in seine Ausgangsposition entlang der Führung in Richtung Eintrittsöffnung ermöglicht.
Es sei bemerkt, dass es durch die mindestens eine Durchtrittsöffnung zu einer gewissen Durchmischung des warmen Wassers aus dem einen Teilvolumen mit dem kühlen Wasser im anderen Teilvolumen kommen kann. Jedoch kann diese Durchmischung sehr klein gehalten werden, indem die Größe der mindestens einen Durchtrittsöffnung klein gehalten werden kann. Letzteres ist wiederum möglich, da die Bewegung des Trennkörpers zurück in seine Ausgangsposition grundsätzlich nicht extrem rasch erfolgen muss.
Um die mindestens eine Durchtrittsöffnung besonders einfach realisieren zu können, ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass die mindestens eine Durchtrittsöffnung als Spalt zwischen dem Trennkörper und einer das innere Volumen begrenzenden Innenwand ausgebildet ist.
Um den Trennkörper immer wieder aus seiner Endposition in seine Ausgangsposition zurück zu bewegen, sind Mittel zur Bewegung des Trennkörpers vorgesehen. Diese Mittel können z. B. eine Feder umfassen. Eine besonders elegante, weil einfach zu realisierende Möglichkeit besteht darin, als Mittel zur Bewegung die Schwerkraft zu verwenden. Hierzu ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass die Austrittsöffnung über der Eintrittsöffnung angeordnet ist und dass die Masse des Trennkörpers größer ist als die Masse des durch ihn verdrängten Frischwassers bzw. Abwassers. Da die Führung des Trennkörpers zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung verläuft, wird der Trennkörper somit zwangsläufig zumindest abschnittsweise durch die von oben nach unten wirkende Schwerkraft entlang der Führung in Richtung seiner Ausgangsposition von oben nach unten bewegt. Wenn die Führung beispielsweise aus einem kontinuierlich von oben nach unten verlaufenden Rohr, das z. B. senkrecht oder schräg verlaufend angeordnet sein kann, so wird der Trennkörper entlang der gesamten Führung kontinuierlich durch die Schwerkraft von oben nach unten bewegt. Der Trennkörper ist dabei so dimensioniert, dass das durch die Eintrittsöffnung einströmende Wasser den Trennkörper hebt und entlang der Führung in Richtung Austrittsöffnung verschiebt. Sobald das Einströmen des Wassers stoppt, beginnt der Trennkörper abzusinken.
Es sei bemerkt, dass die Verwendung erfindungsgemäßer Behälter mit Trennkörper nicht nur auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung beschränkt ist. Diese Behälter können auch anderweitig eingesetzt werden, wann immer eine Flüssigkeit im Behälter zumindest teilweise durch eine „andere” Flüssigkeit, d. h. durch eine Flüssigkeit mit z. B. einer anderen Temperatur oder aber auch einer anderen chemischen Zusammensetzung, ersetzt werden soll, wobei möglichst keine oder nur eine sehr geringe Vermischung der Flüssigkeiten erwünscht ist. Sämtliche obigen Ausführungen gelten analog für einen allgemeinen Behälter – nicht eingeschränkt auf Frischwasserbehälter oder Abwasserbehälter – zur Aufnahme einer Flüssigkeit – nicht eingeschränkt auf Frischwasser oder Abwasser. D. h. es ist insbesondere erfindungsgemäß ein Behälter vorgesehen, der ein inneres Volumen zur Aufnahme einer Flüssigkeit aufweist, wobei im inneren Volumen ein Trennkörper angeordnet ist, der entlang einer Führung zwischen einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung für die Flüssigkeit hin und her bewegbar ist. Vorzugsweise teilt der Trennkörper das innere Volumen in zwei Teilvolumina, wobei mindestens eine Durchtrittsöffnung vorgesehen ist, durch die die Flüssigkeit von einem Teilvolumen in das andere Teilvolumen treten kann. Vorzugsweise ist die mindestens eine Durchtrittsöffnung als Spalt zwischen dem Trennkörper und einer das innere Volumen begrenzenden Innenwand ausgebildet. Vorzugsweise ist die Austrittsöffnung über der Eintrittsöffnung angeordnet und ist die Masse des Trennkörpers größer als die Masse der durch ihn verdrängten Flüssigkeit. Vorzugsweise ist der Behälter wärmeisolierend ausgeführt und weist besonders bevorzugt eine wärmeisolierende Schicht auf.
Schließlich ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass zwei hintereinander geschaltete Abwasserbehälter und zwei hintereinander geschaltete Frischwasserbehälter vorgesehen sind, um das Frischwasser in einem der zwei Frischwasserbehälter durch Wärmetausch mit dem Abwasser in einem der zwei Abwasserbehälter zu erwärmen und das Frischwasser im anderen der zwei Frischwasserbehälter durch Entzug der Restwärme des Abwassers im anderen der zwei Abwasserbehälter weiter zu erwärmen. D. h. während der Wärmeaustausch zwischen dem Frischwasser in dem einen Frischwasserbehälter und dem Abwasser in dem einen Abwasserbehälter erfolgt, kann das weitere Erwärmen des Frischwassers in dem anderen Frischwasserbehälter mittels Wärmepumpe erfolgen, wobei mit der Wärmepumpe dem Abwasser im anderen Abwasserbehälter Restwärme entzogen wird. Insgesamt kann damit in derselben Zeit eine größere – im Wesentlichen die doppelte – Menge an erwärmten Frischwasser zur Verfügung gestellt werden, was bei einem hohen Bedarf an Warmwasser – durch ein oder aber auch mehrere mit Warmwasser arbeitende Geräte – von großem Vorteil ist.
Analog ist es daher bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass das Abwasser und das Frischwasser bei der Erwärmung des Frischwassers durch Wärmetausch in Behältern zwischengespeichert sind und dass das Abwasser und das Frischwasser bei der Erwärmung des Frischwassers mittels Wärmepumpe, wobei mit der Wärmepumpe dem Abwasser Restwärme entzogen wird, in anderen Behältern zwischengespeichert sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben.
Dabei zeigt:
1 ein Fließschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Abwasserbehälter und einem Frischwasserbehälter
2 ein Fließschema einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Abwasserbehältern und zwei Frischwasserbehältern
3 eine schematische Schnittansicht eines Abwasser- oder Frischwasserbehälters
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die für mit Warmwasser arbeitende Geräte, insbesondere Waschmaschinen, Geschirrspüler oder Desinfektionsspüler optimiert ist, die nur einen Kaltwasseranschluss, aber keinen Warmwasseranschluss aufweisen. Die Vorrichtung ist eine vom Gerät separate Vorrichtung und weist einen Anschluss 26 für die Zufuhr von Abwasser des Geräts auf. Es kann sich dabei um eine übliche Schraubverbindung handeln, die für die Verbindung mit einem Abwasserschlauch des Geräts geeignet ist.
Über eine Abwasserleitung 1 wird das Abwasser zunächst durch einen Abwasserfilter 23 geführt, um Verunreinigungen des Abwassers herauszufiltern, die zu einer Verstopfung der Abwasserleitung 1 oder sonstiger Teile der Vorrichtung führen könnten. In 1 zeigen dabei Pfeile die Fließrichtung an. An sich bekannte Rückflusssperren 15 sorgen dafür, dass die jeweilige Fließrichtung immer beibehalten wird.
Über die Abwasserleitung 1 gelangt das Abwasser sodann in einen Trennbehälter 4. Falls das Abwasser im Trennbehälter 4 kühler ist als eine vorgebbare Grundtemperatur und/oder als Abwasser, das sich bereits in einem Abwasserbehälter 5 befindet, so wird das Abwasser aus dem Trennbehälter 4 zu einem Anschluss 28 für die Abfuhr von Abwasser geleitet. Über den Anschluss 28, bei dem es sich um eine übliche Schraubverbindung handeln kann, gelangt das Abwasser dann in das am Ort der Aufstellung der Vorrichtung vorhandene Abwassersystem, typischerweise in das Abwassersystem einer vorhandenen Hausinstallation. Zur Feststellung der jeweiligen Abwassertemperatur sind im Trennbehälter 4 und im Abwasserbehälter 5 Temperaturfühler (nicht dargestellt) vorgesehen, wobei die Messwerte von einer Steuereinheit (nicht dargestellt) ausgewertet werden.
Falls das Abwasser im Trennbehälter 4 wärmer als das Abwasser im Abwasserbehälter 5 ist, wird es mittels einer Pumpe 14 in den Abwasserbehälter 5 gepumpt
Weiters weist die Vorrichtung einen Anschluss 25 für die Zufuhr von zu erwärmenden Frischwasser auf, mit dem die Vorrichtung an die am Aufstellungsort vorhandene Frischwasserversorgung bzw. Frischwasserleitung 2 verbunden wird, wobei diese Frischwasserversorgung kaltes Frischwasser zur Verfügung stellt. Die Verbindung kann ebenfalls mit einer üblichen Schlauchverbindung erfolgen. Das zu erwärmende Frischwasser wird in einem Frischwasserbehälter 7 zwischengespeichert, der auch einen Temperaturfühler (nicht dargestellt) aufweist. Der Frischwasserbehälter 7 ist wie der Abwasserbehälter 5 als Druckbehälter ausgeführt.
Grundsätzlich ist das Gerät ebenfalls mit der Frischwasserleitung 2 verbunden. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Dreiwege-Mischventil 17 vorgesehen, in welches sowohl die Frischwasserleitung 2 als auch eine Frischwasserleitung 3 für mittels der Vorrichtung erwärmtes Frischwasser mündet. Entsprechend ist ein Anschluss 27 für die Abfuhr von (erwärmtem) Frischwasser an das Mischventil 17 angeschlossen. D. h. über das Mischventil 17 kann dem Gerät nicht nur kaltes Frischwasser aus der Frischwasserleitung 2, sondern auch erwärmtes Frischwasser aus der Frischwasserleitung 3 zugeführt werden.
Die Steuereinheit vergleicht nun die Temperatur des Abwassers im Abwasserbehälter 5 mit der Temperatur des Frischwassers im Frischwasserbehälter 7. Ist die Temperatur des Abwassers im Abwasserbehälter 5 höher als die Temperatur des Frischwassers im Frischwasserbehälter 7, erfolgt über einen Plattenwärmetauscher 9 ein Wärmeaustausch, wobei das Abwasser und das Frischwasser über Pumpen 14 dem Plattenwärmetauscher 9 zugeführt und von diesem wieder in den Abwasserbehälter 5 bzw. den Frischwasserbehälter 7 zurückgeführt werden. Vorzugsweise weist der Plattenwärmetauscher 9 für das Abwasser einen größeren Durchlassquerschnitt auf als für das Frischwasser, da das Abwasser trotz Filterung feine Fasern oder Partikel mit sich transportieren kann, insbesondere wenn es sich um Abwasser aus einer Waschmaschine handelt. Der größere Durchlassquerschnitt soll die Verstopfungsgefahr durch Anlegen dieser Verunreinigungen an Innenwände des Plattenwärmetauschers 9 verhindern oder zumindest vermindern.
Spätestens wenn ein Temperaturausgleich stattgefunden hat und das Frischwasser im Frischwasserbehälter 7 dieselbe Temperatur wie das Abwasser im Abwasserbehälter 5 aufweist, wird der Wärmetauschprozess gestoppt. Wenn eine vorgebbare Höchsttemperatur bereits vorher im Frischwasserbehälter 7 erreicht ist, kann der Wärmetauschprozess natürlich schon vorher gestoppt werden.
Im Folgenden wird angenommen, dass die vorgegebene Höchsttemperatur z. B. 60°C beträgt. Hat zu Beginn des Wärmetauschprozesses das Abwasser im Abwasserbehälter 5 zum Beispiel ca. 60°C und das Frischwasser im Frischwasserbehälter 7 ca. 12°C, so wird, sofern die jeweilige Wassermenge in den Behältern 5, 7 annähernd gleich ist, nach dem Wärmetauschprozess in beiden Behältern 5, 7 eine Temperatur von kleiner gleich 36°C vorherrschen. Aufgrund von in der Praxis unvermeidlichen Verlusten wird die Temperatur ca. 30°C bis 35°C betragen.
Um das Frischwasser im Frischwasserbehälter 7 weiter auf die vorgegebene Höchsttemperatur von 60°C zu erwärmen, wird nun eine Wärmepumpe 24 verwendet, mit welcher dem Abwasser im Abwasserbehälter 5 Restwärme entzogen wird. Die Wärmepumpe 24 funktioniert dabei in an sich bekannter Weise und umfasst die folgenden, an sich bekannten Komponenten: einen Verdampfer 11, einen Kompressor 12, ein Expansionsventil 13 sowie einen Kondensator 10. Durch den Einsatz der Wärmepumpe 24 für das Aufheizen auf die Höchsttemperatur wird das Stromnetz weit weniger belastet als wenn das Aufheizen lediglich mittels konventioneller Elektroheizstäbe erfolgen würde. Um das Frischwasser und das Abwasser wahlweise dem Plattenwärmetauscher 9 oder der Wärmepumpe 24 zuführen zu können, sind an sich bekannte Wegeventile 16 vorgesehen.
Wird vom Gerät eine zweite Höchsttemperatur des Frischwassers benötigt, die noch höher als die erste Höchsttemperatur ist, so kann diese zweite Höchsttemperatur entweder im Gerät selbst erzeugt werden oder es können hierfür zusätzliche Heizelemente, insbesondere Elektroheizstäbe (nicht dargestellt) im Frischwasserbehälter 7 vorgesehen sein. Da das Wasser im Frischwasserbehälter 7 vorzugsweise während eines laufenden Wasch- oder Spülzyklus des Geräts erhitzt wird, können Heizstäbe mit einer weit geringeren Leistung als üblich verbaut werden, da bis zum nächsten Befüllen des Geräts mit Frischwasser eine gewisse Zeit, nämlich die Dauer des aktuell laufenden Zyklus', zur Verfügung steht.
Bei der Ausführungsform der 2 ist die Vorrichtung ebenfalls eine vom Gerät separate Vorrichtung, jedoch ist kein Mischventil 17 vorgesehen, da im gezeigten Beispiel angenommen ist, dass das mit Warmwasser arbeitende Gerät, insbesondere die Waschmaschine, sowohl einen Anschluss für kaltes Frischwasser, welches z. B. zum Spülen verwendet wird, als auch einen Anschluss für warmes bzw. heißes Frischwasser, welches z. B. für den eigentlichen Waschvorgang verwendet wird, aufweist. Der Anschluss für warmes Frischwasser ist dabei über ein Sperrventil 18 mit dem Anschluss 27 der Vorrichtung bzw. verbunden. Das Gerät holt sich entsprechend je nach Bedarf kaltes Frischwasser über die Frischwasserleitung 2 oder heißes Frischwasser über die Frischwasserleitung 3. Vorzugsweise ist eine von der Steuereinheit umfasste Temperaturregelung vorgesehen, wobei die Steuereinheit außerdem das Sperrventil 18 ansteuert um zu verhindern, dass zu heißes Wasser dem Gerät zugeführt wird. Die Temperaturregelung kann vom Benutzer eingestellt werden.
Eine Möglichkeit zum Betrieb der Ausführungsform der Vorrichtung gemäß 1 mit einem Gerät, das nur einen Kaltwasseranschluss aufweist, besteht darin, dass die Steuereinheit neben einer Temperaturregelung eine Zeitprogrammierung umfasst und entsprechend das Dreiwege-Mischventil 17 ansteuert. Die Temperaturregelung und Zeitprogrammierung können vom Benutzer eingestellt werden. Auf diese Weise kann je nach Bedarf heißes oder kaltes Frischwasser dem Gerät zugeführt werden.
Die Ausführungsform der 2 unterscheidet sich von jener der 1 weiters dadurch, dass ein zweiter Abwasserbehälter 6 und ein zweiter Frischwasserbehälter 8 vorgesehen sind. Der zweite Abwasserbehälter 6 ist dabei hinter dem Abwasserbehälter 5 geschaltet, der zweite Frischwasserbehälter 8 hinter dem Frischwasserbehälter 7. Dies ermöglicht es, eine größere Menge an erwärmtem Wasser in derselben Zeit zur Verfügung zu stellen, da parallel Wärmeaustausch und weitere Erwärmung mittels der Wärmepumpe 24 erfolgen. Konkret wird das Frischwasser im Frischwasserbehälter 7 durch Wärmeaustausch mit dem Abwasser im Abwasserbehälter 5 erwärmt, während das Frischwasser im zweiten Frischwasserbehälter 8 mittels der Wärmepumpe 24 durch Entzug der Restwärme des Abwassers im zweiten Abwasserbehälter 6 weiter erwärmt wird.
Zu Beginn des gesamten Aufwärmprozesses ist der Frischwasserbehälter 7 mit kaltem Frischwasser gefüllt. Fließt nun heißes Abwasser vom Gerät in den Trennbehälter 4, vergleicht die Steuereinheit die Temperatur des Abwassers im Trennbehälter 4 mit der Temperatur des Abwassers im Abwasserbehälter 5. Ist die Temperatur des Abwassers im Trennbehälter 4 höher als die des im Abwasserbehälter 5 befindlichen Abwassers – und auch höher als eine vorgebbare Grundtemperatur –, so wird das Abwasser vom Trennbehälter 4 in den Abwasserbehälter 5 gepumpt. Andernfalls wird das Abwasser aus dem Trennbehälter direkt zum Anschluss 28 gepumpt.
Nun vergleicht die Steuereinheit die Temperatur des Abwassers im Behälter 5 mit jener des Frischwassers im Frischwasserbehälter 7. Ist die Abwassertemperatur höher als die des Frischwassers, beginnt der Wärmeaustausch mittels des Plattenwärmetauschers 9. Nach kurzer Zeit endet der Wärmeaustausch, wenn in den Behältern 5, 7 dieselbe Temperatur erreicht ist. Das so erwärmte Frischwasser wird nun aus dem Frischwasserbehälter 7 in den zweiten Frischwasserbehälter 8 geleitet, wenn heißes Frischwasser aus dem zweiten Frischwasserbehälter 8 entnommen wird.
Fließt neuerlich heißes Abwasser aus dem Trennbehälter 4 in den Abwasserbehälter 5, so wird das darin befindliche Abwasser verdrängt und in den zweiten Abwasserbehälter 6 geleitet. Falls die Temperatur des Frischwassers im zweiten Frischwasserbehälter 8 unter der vorgegebenen Höchsttemperatur von beispielsweise 60°C liegt, wird mittels der Wärmepumpe 24 das Frischwasser im zweiten Frischwasserbehälter 8 auf die Höchsttemperatur aufgeheizt. Dabei wird dem Abwasser im zweiten Abwasserbehälter 6 Restwärme entzogen.
Bei Einströmen von warmem Wasser in einen Behälter ist es wünschenswert, dass sich das warme Wasser möglichst nicht mit kühlem im Behälter befindlichem Wasser mischt. Dies ist z. B. der Fall, wenn heißes Abwasser aus dem Trennbehälter 4 in den Abwasserbehälter 5 gepumpt wird oder Abwasser aus dem Abwasserbehälter 5 in den Abwasserbehälter 6, wo bereits kühleres Abwasser zwischengespeichert ist. Dieselbe Problematik kann sich jedoch auch für das Frischwasser stellen, wenn zu Beginn des gesamten Aufwärmprozesses auch im zweiten Frischwasserbehälter 8 kaltes Frischwasser vorliegt und in der Folge durch Frischwasser, das im Frischwasserbehälter 7 mittels Wärmetausch erwärmt wurde, verdrängt werden soll.
Um das Durchmischen von warmem und kaltem Wasser in den Behältern weitestgehend zu vermeiden ist in den Behältern jeweils ein Trennkörper 19 vorgesehen. 3 illustriert dies in einer schematischen Schnittansicht. Die Behälter 5, 6, 7, 8 sind wärmeisolierend ausgeführt mit einer wärmeisolierenden Schicht 32 zwischen einer Innenwand 20 und einer Außenwand 21. Bei der wärmeisolierenden Schicht 32 handelt es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um einen evakuierten Zwischenraum zwischen der Innenwand 20 und der Außenwand 21.
Die Innenwand 20 begrenzt ein inneres Volumen 33 des Behälters 5, 6, 7, 8, in welchem das Abwasser bzw. Frischwasser zwischengespeichert wird. Im inneren Volumen 33 ist senkrecht stehend ein Zentralrohr 22 angeordnet, welches als Führung für den Trennkörper 19 dient. Der Trennkörper 19 weist ein entsprechendes Führungsstück 30 auf, welches als Rohrstück ausgeführt ist und das Zentralrohr 22 zumindest abschnittsweise umschließt und mit welchem der Trennkörper 19 am Zentralrohr 22 auf und ab gleiten kann. Am unteren Ende des Zentralrohrs 22 ist im Zentralrohr 22 eine Eintrittsöffnung 29 angeordnet, durch die vorzugsweise warmes Abwasser bzw. Frischwasser in das innere Volumen 33 eintreten kann.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel tritt das Zentralrohr 22 aus dem Behälter 5, 6, 7, 8 an dessen Oberseite und Unterseite aus und endet jeweils unmittelbar danach. Am oberen Ende weist das Zentralrohr 22 ein Außengewinde für eine Anschlussverschraubung auf, am unteren Ende kann das Zentralrohr 22 ein Innen- oder Außengewinde aufweisen, um mit einer Schraube oder einer Verschlussmutter verschlossen zu werden, bzw. ist das Zentralrohr 22 am unteren Ende verschlossen (nicht dargestellt).
Der Trennkörper 19 ist so dimensioniert, dass er etwas schwerer als die durch ihn verdrängte Menge an Wasser ist, sodass er grundsätzlich zu Boden sinkt. Wenn nun Wasser durch die Eintrittsöffnung 29 tritt, wird der Trennkörper durch das einströmende Wasser nach oben gedrückt. Das über dem Trennkörper 19 befindliche Wasser wird hierdurch durch den Trennkörper 19 ebenfalls nach oben und somit durch einen im oberen Bereich des Behälters 5, 6, 7, 8 angeordneten Überlauf 31 aus dem inneren Volumen 33 heraus gedrückt. Der Trennkörper 19 fungiert also als Barriere zwischen dem einströmenden Wasser und dem über dem Trennkörper 19 befindlichen Wasser und verhindert dadurch eine Durchmischung. Um wieder ein Absinken des Trennkörpers 19 durch dessen Eigengewicht zu ermöglichen, ist eine Durchtrittsöffnung in Form eines Spalts 34 zwischen der Innenwand 20 und dem Trennkörper 19 vorgesehen, durch den Wasser durchtreten kann. D. h. der Trennkörper 19 liegt nicht dicht an der Innenwand 20 an.
Bezugszeichenliste

1: Abwasserleitung
2: Frischwasserleitung für kaltes Frischwasser
3: Frischwasserleitung für heißes Frischwasser
4: Trennbehälter
5: Abwasserbehälter
6: Zweiter Abwasserbehälter
7: Frischwasserbehälter
8: Zweiter Frischwasserbehälter
9: Plattenwärmetauscher
10: Kondensator
11: Verdampfer
12: Kompressor
13: Expansionsventil
14: Pumpe
15: Rückflusssperre
16: Wegeventil
17: Dreiwege-Mischventil
18: Sperrventil
19: Trennkörper
20: Innenwand
21: Außenwand
22: Zentralrohr
23: Abwasserfilter
24: Wärmepumpe
25: Anschluss für die Zufuhr von Frischwasser
26: Anschluss für die Zufuhr von Abwasser
27: Anschluss für die Abfuhr von Frischwasser
28: Anschluss für die Abfuhr von Abwasser
29: Eintrittsöffnung
30: Führungsstück des Trennkörpers
31: Überlauf
32: Wärmeisolierende Schicht
33: Inneres Volumen des Abwasser- bzw. Frischwasserbehälters
34: Spalt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2432893 A1 [0006]
DE 102010062435 A1 [0007]
DE 19846515 A1 [0008]

Claims

Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser eines mit Warmwasser arbeitenden Geräts, insbesondere einer Waschmaschine, eines Geschirrspülers oder eines Desinfektionsspülers, die Vorrichtung umfassend einen Anschluss (25) für die Zufuhr von Frischwasser, einen Anschluss (26) für die Zufuhr des Abwassers, einen Anschluss (27) für die Abfuhr von Frischwasser sowie einen Anschluss (28) für die Abfuhr des Abwassers, wobei die Vorrichtung mindestens einen Abwasserbehälter (5, 6) zur Zwischenspeicherung des Abwassers und mindestens einen Frischwasserbehälter (7, 8) zur Zwischenspeicherung des Frischwassers aufweist sowie eine Wärmepumpe (24), um dem im Abwasserbehälter (5, 6) zwischengespeicherten Abwasser Restwärme zu entziehen und das im Frischwasserbehälter (7, 8) zwischengespeicherte Frischwasser weiter auf eine, vorzugsweise vorgebbare Höchsttemperatur zu erwärmen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher (9) vorgesehen ist, um zunächst das im Frischwasserbehälter (7) zwischengespeicherte Frischwasser durch Temperaturausgleich mit dem im Abwasserbehälter (5) zwischengespeicherten Abwasser zu erwärmen, und dass ein Trennbehälter (4) zur Zwischenspeicherung von Abwasser vorgesehen ist, wobei der Trennbehälter (4) dem mindestens einen Abwasserbehälter (5, 6) vorgeschaltet ist, um nur dann Abwasser aus dem Trennbehälter (4) in den Abwasserbehälter (5, 6) zu leiten, wenn das Abwasser im Trennbehälter (4) wärmer ist als das Abwasser im Abwasserbehälter (5, 6).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem mindestens einen Abwasserbehälter (5, 6) vorgeschalteter Abwasserfilter (23) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Wärmetauscher um einen Plattenwärmetauscher (9) handelt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jene Zwischenräume zwischen Platten des Plattenwärmetauschers (9), die für den Durchfluss des Abwassers vorgesehen sind, größer ausgeführt sind als jene Zwischenräume zwischen den Platten des Plattenwärmetauschers (9), die für den Durchfluss des Frischwassers vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im mindestens einen Frischwasserbehälter (7, 8) mindestens ein Heizelement, vorzugsweise mindestens ein elektrischer Heizstab angeordnet ist, um das im Frischwasserbehälter (7, 8) zwischengespeicherte Frischwasser auf eine zweite Höchsttemperatur, die größer als die erste Höchsttemperatur ist und die vorzugsweise vorgebbar ist, weiter zu erwärmen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Frischwasserbehälter (7, 8) und/oder der mindestens eine Abwasserbehälter (5, 6) wärmeisolierend ausgeführt sind und vorzugsweise eine wärmeisolierende Schicht (32) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Frischwasserbehälter (7, 8) und/oder der mindestens eine Abwasserbehälter (5, 6) in einem inneren Volumen (33) zur Aufnahme des Frischwassers bzw. Abwassers einen Trennkörper (19) aufweist, der entlang einer Führung (22) zwischen einer Eintrittsöffnung (29) und einer Austrittsöffnung (31) für das Frischwasser bzw. Abwasser hin und her bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennkörper (9) das innere Volumen (33) in zwei Teilvolumina teilt, wobei mindestens eine Durchtrittsöffnung (34) vorgesehen ist, durch die das Frischwasser bzw. Abwasser von einem Teilvolumen in das andere Teilvolumen treten kann.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Durchtrittsöffnung als Spalt (34) zwischen dem Trennkörper (9) und einer das innere Volumen (33) begrenzenden Innenwand (20) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (31) über der Eintrittsöffnung (29) angeordnet ist und dass die Masse des Trennkörpers (9) größer ist als die Masse des durch ihn verdrängten Frischwassers bzw. Abwassers.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei hintereinander geschaltete Abwasserbehälter (5, 6) und zwei hintereinander geschaltete Frischwasserbehälter (7, 8) vorgesehen sind, um das Frischwasser in einem der zwei Frischwasserbehälter (7, 8) durch Wärmetausch mit dem Abwasser in einem der zwei Abwasserbehälter (5, 6) zu erwärmen und das Frischwasser im anderen der zwei Frischwasserbehälter (7, 8) durch Entzug der Restwärme des Abwassers im anderen der zwei Abwasserbehälter (5, 6) weiter zu erwärmen.
Mit Warmwasser arbeitendes Gerät, insbesondere Waschmaschine, Geschirrspüler oder Desinfektionsspüler, umfassend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als eine vom mit Warmwasser arbeitenden Gerät, insbesondere von der Waschmaschine, dem Geschirrspüler oder dem Desinfektionsspüler, separate Vorrichtung, wobei über den Anschluss (25) für die Zufuhr von Frischwasser aufzuwärmendes Frischwasser der Vorrichtung zugeführt wird, wobei über den Anschluss (26) für die Zufuhr des Abwassers das Abwasser des Geräts zugeführt wird, wobei weiters über den Anschluss (27) für die Abfuhr von Frischwasser dem Gerät Frischwasser, das mit der Vorrichtung erwärmt worden ist, zugeführt wird und wobei über den Anschluss (28) für die Abfuhr des Abwassers Abwasser, das für die Wärmerückgewinnung nicht oder nicht mehr verwendet wird, von der Vorrichtung abgeführt wird.
Verfahren zur Erwärmung von Frischwasser durch Wärmerückgewinnung aus Abwasser eines mit Warmwasser arbeitenden Geräts, insbesondere einer Waschmaschine, eines Geschirrspülers oder eines Desinfektionsspülers, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Zwischenspeichern des Abwassers und des Frischwassers; – Erwärmen des Frischwassers durch Wärmetausch zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser; – Weiteres Erwärmen des Frischwassers auf eine, vorzugsweise vorgebbare Höchsttemperatur mittels einer Wärmepumpe (24), wobei mit der Wärmepumpe (24) dem Abwasser Restwärme entzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass Abwasser zwischengespeichert wird, um bereits zwischengespeichertes Abwasser zu ersetzen, wobei das Abwasser nur dann zwischengespeichert wird, wenn es wärmer als das bereits zwischengespeicherte Abwasser ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwasser vor dem Zwischenspeichern gefiltert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Frischwasser auf eine zweite Höchsttemperatur, die größer als die erste Höchsttemperatur ist und die vorzugsweise vorgebbar ist, mit mindestens einem Heizelement weiter erwärmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwasser und das Frischwasser bei der Erwärmung des Frischwassers durch Wärmetausch in Behältern (5, 7) zwischengespeichert sind und dass das Abwasser und das Frischwasser bei der Erwärmung des Frischwassers mittels Wärmepumpe (24), wobei mit der Wärmepumpe (24) dem Abwasser Restwärme entzogen wird, in anderen Behältern (6, 8) zwischengespeichert sind.