DE102016100991A1 - Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus Abwässern - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus Abwässern, umfassend einen wärmeisolierten Behälter (1), der einen Abwasserzulauf (12) zur Erzeugung eines Wasserspiegels und einen vertikal beabstandet zu dem Abwasserzulauf (12) angeordneten Abwasserablauf (13), wobei oberhalb des Wasserspiegels ein Gebläse-Wärmetauscher (3) angeordnet ist, der mit einer Wärmepumpe (4) verbunden ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus Abwässern nach dem Patentanspruch 1.
- Es ist bekannt, Wärme aus Abwasser zu gewinnen und damit beispielsweise Wärmepumpen für die Beheizung von Häusern zu betreiben. Hierzu werden Behälter eingesetzt, die mit Wärmetauschern versehen sind und in die das Abwasser aus den Kanalrohren eingeleitet wird. Weiterhin sind Systeme bekannt, bei denen der Wärmeübergang über in eine Abwasserleitung eingesetzte Wärmetauscher erfolgt. Dabei werden Rohrleitungen für den Wärmetausch in einen vorhandenen Wasserkanal eingebracht. Derartige Systeme sind beispielsweise in der
DE 10 2008 040 004 B4 beschrieben. Nachteilig an den vorbekannten Systemen ist, dass diese sehr aufwendig sind und zudem für Ein- und Zweifamilienhäuser wenig geeignet sind. In Abwasserleitungen oder auch Behältern eingebrachte Wärmetauscher birgen den Nachteil, dass diese durch das umgebende Abwasser starken Verschmutzungen unterliegen, was sich negativ auf den Wirkungsgrad auswirkt. - Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus Abwässern bereitzustellen, bei der die vorstehenden Nachteile vermieden sind. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Mit der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus Abwässern geschaffen, bei der die vorstehenden Nachteile vermieden sind. Durch die Anordnung eines Gebläse-Wärmetauschers oberhalb des Abwasserspiegels ist eine starke Verschmutzung des Wärmetauschers vermieden.
- In Weiterbildung der Erfindung ist der Gebläse-Wärmetauscher mit einer Rohrleitung verbunden, die auf der bodenseitigen Wand des Behälters mündet.
- Hierdurch ist eine Kreislaufführung des Luftstroms erzielt, wodurch ein hoher Energieaustrag aus dem in dem Behälter befindlichen Abwasser ermöglicht ist.
- In Ausgestaltung der Erfindung ist der Luftverteiler durch wenigstens ein mit Luftaustrittslöchern versehenes Verteilerrohr gebildet. Hierdurch ist die Oberfläche des durch das Abwasser strömenden Luftvolumens erhöht, wodurch der Energieaustrag weiter verbessert ist.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Abwasserablauf mit einem Absperrorgan versehen, das mit einem Steuer- und Regelmodul verbunden ist. Dabei ist bevorzugt dem Absperrorgan vorgelagert ein Temperatursensor angeordnet, der mit dem Steuer- und Regelmodul verbunden ist. Hierdurch ist ein gesteuerter Ablauf des in dem Behälter befindlichen Abwassers bei Erreichen einer vordefinierten Abwassertemperatur ermöglicht.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Füllstandssensor angeordnet, der mit dem Steuer- und Regelmodul verbunden ist. Hierdurch ist eine Füllstandsregelung des Behälters ermöglicht, wodurch ein Kontakt des Abwassers mit dem Gebläse-Wärmetauscher vermieden ist. Bei Erreichen eines vordefinierten Füllstands kann so über das Steuer- und Regelmodul das Absperrorgan geöffnet werden, wodurch der Füllstand kontinuierlich unter dem vordefinierten Grenzfüllstand gehalten werden kann.
- In Weiterbildung der Erfindung ist der Behälter an seiner Innenwandung mit einer schmutzabweisenden Beschichtung versehen. Hierdurch sind erforderliche Reinigungsintervalle vergrößert. Zudem ist eine Anhaftung von erheblichen Schmutzablagerungen vermieden.
- Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel ist in der Figur gezeigt und wird Nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Die einzige
1 zeigt die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus Abwässern. - Die als Ausführungsbeispiel gewählte Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus Abwässern umfasst einen Behälter
1 , dessen Außenmantelfläche mit einer Wärmeisolation11 versehen ist. In den Behälter1 mündet ein Abwasserzulauf12 sowie beabstandet zu diesem auf dessen dem Boden des Behälters1 zugewandten Seite ein Abwasserablauf13 . Im Ausführungsbeispiel ist der Behälter1 an seiner Innenwandung mit einer schmutzabweisenden Antihaftbeschichtung14 versehen, die in Form einer Nanobeschichtung ausgebildet ist. - In dem Abwasserablauf
13 ist ein Absperrorgan2 eingebracht, dass im Ausführungsbeispiel durch ein elektrisch steuerbares Absperrventil gebildet ist, das mit einem Steuer- und Regelmodul21 verbunden ist, über die das Absperrorgan2 betätigbar ist. An der Innenwandung des Behälters1 sind beabstandet zueinander ein Füllstandssensor22 sowie ein Temperatursensor23 angeordnet, die jeweils mit dem Steuer- und Regelmodul21 des Absperrorgans2 verbunden sind. Die Signale des Füllstandssensors22 sowie des Temperatursensors23 bilden die Eingangsgrößen des Steuer- und Regelmoduls21 des Absperrorgans2 . - Oberhalb des Abwasserzulaufs
12 ist in dem Behälter21 ein mit einem Gebläse31 versehener Wärmetauscher3 angeordnet, der über eine Rohrleitung32 mit einem auf dem Boden des Behälters1 angeordneten Luftverteiler33 verbunden ist. Der Luftverteiler33 ist im Ausführungsbeispiel durch eine Anordnung von Verteilerrohren34 gebildet, die mit Luftaustrittslöchern35 versehen sind. - Der Wärmetauscher
3 ist in bekannter Art und Weise mit einer Wärmepumpe4 verbunden, an die wiederum ein Puffer5 angeschlossen ist. Der Puffer5 ist ein mit Wasser befüllter Wärmespeicher einer – nicht dargestellten – Heizungsanlage. - Das erwärmte Abwasser, beispielsweise eines Haushalts oder eines Ein- oder Mehrfamilienhauses, gelangt über den Abwasserzulauf
12 in den Behälter1 , dessen Abwasserzulauf12 über das Absperrorgan2 verschlossen ist. Durch das Gebläse31 des Wärmetauschers3 wird die von dem in dem Behälter1 befindlichen Abwasser6 erwärmte Luft durch den Wärmetauscher3 hindurch angesaugt und über die Rohrleitung32 durch die Luftaustrittslöcher35 des Luftverteilers33 hindurchgepresst. Die durch die Luftaustrittslöcher35 des Luftverteilers33 durchströmende Luft erwärmt sich wiederum durch das Abwasser6 , durch das die Luft hindurchsteigt, bevor diese wiederum durch das Gebläse31 des Wärmetauschers3 angesaugt wird. Durch den so im Kreislauf geführten Luftstrom7 wird dem Abwasser6 kontinuierlich Wärmeenergie entzogen, welche über den Wärmetauscher3 und der mit diesem verbundenen Wärmepumpe4 dem Puffer5 zugeführt wird. Das auf diese Weise erhitzte Wasser des Puffers5 kann nun zu Heizzwecken oder auch zur Warmwasserbereitung entnommen werden. - Bei Erreichen einer definierten Temperatur des Abwassers
6 , welche über den Temperatursensor23 an das Steuer- und Regelmodul21 gemeldet wird, wird das Absperrorgan2 über das Steuer- und Regelmodul21 geöffnet, wodurch das abgekühlte Abwasser6 durch den Abwasserablauf13 abfließen kann. Wird die definierte Grenztemperatur von der über den Temperatursensor23 gemeldeten Abwassertemperatur durch das über den Abwasserzulauf12 nachlaufende Abwasser6 überschritten, wird das Absperrorgan2 über das Steuer- und Regelmodul21 verschlossen; der vorbeschriebene Energierückgewinnungsprozess beginnt von neuem. - Durch den angeordneten Füllstandssensor
22 ist ein Anstieg des Wasserspiegels des Abwassers6 über eine vordefinierte Maximalhöhe verhindert. Meldet der Füllstandssensor22 das Erreichen dieses Grenzwasserspiegels an das Steuer- und Regelmodul21 , so wird das Absperrorgan2 über das Steuer- und Regelmodul21 solange geöffnet, bis der Grenzwasserspiegel wieder unterschritten ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Wärmetauscher3 sich immer oberhalb des Wasserspiegels des Abwassers6 befindet. - 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
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- DE 102008040004 B4 [0002]
Claims (8)
- Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus Abwässern, umfassend einen wärmeisolierten Behälter (
1 ), der einen Abwasserzulauf (12 ) zur Erzeugung eines Wasserspiegels und einen vertikal beabstandet zu dem Abwasserzulauf (12 ) angeordneten Abwasserablauf (13 ), wobei oberhalb des Wasserspiegels ein Gebläse-Wärmetauscher (3 ) angeordnet ist, der mit einer Wärmepumpe (4 ) verbunden ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gebläse-Wärmetauscher (
3 ) mit einer Rohrleitung (32 ) verbunden ist, die auf der bodenseitigen Wand des Behälters (1 ) mündet. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (
32 ) in einen Luftverteiler (33 ) mündet. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftverteiler (
33 ) durch wenigstens ein mit Luftaustrittslöchern (35 ) versehenes Verteilerrohr (34 ) gebildet ist. - Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwasserablauf (
13 ) mit einem Absperrorgan (2 ) versehen ist, das mit einem Steuer- und Regelmodul (21 ) verbunden ist. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Absperrorgan (
2 ) vorgelagert ein Temperatursensor (23 ) angeordnet ist, der mit dem Steuer- und Regelmodul (21 ) verbunden ist. - Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Füllstandsensor (
22 ) angeordnet ist, der mit dem Steuer- und Regelmodul (21 ) verbunden ist. - Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (
1 ) an seiner Innenwandung mit einer Schmutz abweisenden Beschichtung (14 ) versehen ist.
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