DE102020003467A1

DE102020003467A1 - Abwasser-Wärmetauschermodul, Anschlusselement, Abwasser-Wärmetauschersystem und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102020003467A1
Application number: DE102020003467.5A
Authority: DE
Inventors: Christoph von Bothmer-Schlegtendal
Original assignee: Uhrig Energie GmbH
Current assignee: Uhrig Energie GmbH
Priority date: 2020-06-09
Filing date: 2020-06-09
Publication date: 2021-12-09
Also published as: WO2021249930A1

Abstract

Abwasser-Wärmetauschermodul (1), aufweisend einen Vorlaufleitungsabschnitt (4) und einen Rücklaufleitungsabschnitt (6), die mit einer Wärmetauscherkammer (2) des Abwasser-Wärmetauschermoduls (1) fluidisch verbunden sind, wobei die jeweiligen Vorlaufleitungsabschnitte (4) mehrerer Abwasser-Wärmetauschermodule (1) miteinander zu einer Vorlaufleitung fluidisch verbindbar sind und die jeweiligen Rücklaufleitungsabschnitte (6) mehrerer Abwasser-Wärmetauschermodule (1) miteinander zu einer Rücklaufleitung fluidisch verbindbar sind. Der Vorlaufleitungsabschnitt (4) und der Rücklaufleitungsabschnitt (6) sind mittels jeweils eines Verbindungsstutzens (8) mit der Wärmetauscherkammer (2) fluidisch verbunden, wobei der Vorlaufleitungsabschnitt (4) und der Rücklaufleitungsabschnitt (6) jeweils an der Wärmetauscherkammer (2) anliegend angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abwasser-Wärmetauschermodul, ein Anschlusselement, ein Abwasser-Wärmetauschersystem und ein Verfahren zum Herstellen eines Abwasser-Wärmetauschersystems zum, insbesondere nachträglichen, Einbau in eine Abwasserrohrleitung.
Energiegewinnung aus Abwasser durch nachträglich in die Abwasserrohrleitung eingebaute Abwasser-Wärmetauschermodule ist an sich bekannt.
Bekannte Abwasser-Wärmetauschermodule sind üblicherweise mit damit fest verbundenen Vor- und Rücklaufleitungsabschnitten ausgerüstet, wobei aber ein zwischen den Vor- und Rücklaufleitungsabschnitten verbleibender Platz in der Regel nicht mehr zum Begehen des Wärmetauschers ausreicht.
Weiter ist bei bekannten Abwasser-Wärmetauschermodulen das Problem der Befestigung der Vor- und Rücklaufleitungsabschnitte an dem Abwasser-Wärmetauschermodul nur unzureichend gelöst, insbesondere bei unterschiedlichen Materialien der Vor- und Rücklaufleitungsabschnitte und dem Abwasser-Wärmetauschermodul, insbesondere einer Wärmetauscherkammer des Abwasser-Wärmetauschermoduls.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Abwasser-Wärmetauschermodul, ein verbessertes Anschlusselement, ein verbessertes Abwasser-Wärmetauschersystem und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Abwasser-Wärmetauschersystems zur Verfügung zu stellen, wobei insbesondere ein Raumangebot zwischen den Vor- und Rücklaufleitungsabschnitten an dem Abwasser-Wärmetauschermodul vergrößert und/oder eine Befestigung der Vor- und Rücklaufleitungsabschnitte an dem Abwasser-Wärmetauschermodul verbessert ist.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs gelöst: Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein Aspekt betrifft ein Abwasser-Wärmetauschermodul mit einem Vorlaufleitungsabschnitt und einem Rücklaufleitungsabschnitt, die mit einer Wärmetauscherkammer des Abwasser-Wärmetauschermoduls fluidisch verbunden sind, wobei die jeweiligen Vorlaufleitungsabschnitte mehrerer Abwasser-Wärmetauschermodule miteinander zu einer Vorlaufleitung fluidisch verbindbar sind und die jeweiligen Rücklaufleitungsabschnitte mehrerer Abwasser-Wärmetauschermodule miteinander zu einer Rücklaufleitung fluidisch verbindbar sind. Der Vorlaufleitungsabschnitt und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt sind mittels jeweils eines Verbindungsstutzens mit der Wärmetauscherkammer fluidisch verbunden, wobei der Vorlaufleitungsabschnitt und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt jeweils an der Wärmetauscherkammer anliegend angeordnet sind.
Insbesondere kann der Verbindungsstutzen fest mit der Wärmetauscherkammer verbunden sein.
Der Vorlaufleitungsabschnitt und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt können aus Stabilitätsgründen zusätzlich mittels eines Stabilisierungselements mit der Wärmetauscherkammer verbunden sein, insbesondere mittels eines zweiten, insbesondere geschlossenen, Verbindungsstutzens, der keine Fluidverbindung zwischen der Wärmetauscherkammer und dem Vorlaufleitungsabschnitt und/oder dem Rücklaufleitungsabschnitt schafft.
Beispielsweise kann an einem Endbereich des Vorlaufleitungsabschnitts und/oder des Rücklaufleitungsabschnitts der Verbindungsstutzen und an dem jeweils anderen Endbereich des Vorlaufleitungsabschnitts und/oder des Rücklaufleitungsabschnitts das Stabilisierungselement angeordnet sein. Alternativ dazu kann an einem Endbereich des Vorlaufleitungsabschnitts und/oder an einem jeweils anderen Endbereich des Rücklaufleitungsabschnitts der Verbindungsstutzen und an dem jeweils anderen Endbereich des Vorlaufleitungsabschnitts und/oder an dem einen Endbereich des Rücklaufleitungsabschnitts das Stabilisierungselement angeordnet sein.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass eine stabile und einfach herzustellende mechanische und fluidische Verbindung des Vorlaufleitungsabschnitts und/oder des Rücklaufleitungsabschnitts mit der Wärmetauscherkammer zur Verfügung gestellt werden kann.
Insbesondere kann die mechanische und fluidische Verbindung des Vorlaufleitungsabschnitts und/oder des Rücklaufleitungsabschnitts mit der Wärmetauscherkammer schweißnahtfrei ausgebildet sein, beispielsweise mittels einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung.
Das Abwasser-Wärmetauschermodul kann beispielsweise zur Wärmerückgewinnung aus Kühlwasser von Kraftwerksanlagen, zur Speicherung von Solarenergie in Warmwasserpuffern oder auch zur Wärmerückgewinnung aus Abwärme - insbesondere aus Abwasser - von Gebäuden, Maschinen oder sonstigen Anlagen eingesetzt werden. Die Wärmetauscherkammer wird dabei von dem Kühlwasser oder Abwasser umströmt, dessen Wärme zumindest teilweise an ein die Wärmetauscherkammer durchströmendes Wärmetauscherfluid abgegeben wird. Alternativ oder zusätzlich zu dem oben Beschriebenen kann die Wärmetauscherkammer zumindest abschnittsweise von Luft oder einem Gas bzw. Gasgemisch umströmt werden.
Eine Abwasserrohrleitung kann eine Rohrleitung zum Sammeln und Leiten von Abwasser sein, wobei eine Abwasserfließrichtung parallel zu der Längsrichtung der Abwasserrohrleitung verläuft bzw. mit dieser zusammenfällt. Die Abwasserfließrichtung ist in der Regel durch ein Gefälle der Abwasserrohrleitung festgelegt und verläuft grundsätzlich parallel zu der oben beschriebenen Längsrichtung bzw. fällt mit ihr zusammen. Eine Abwasserrohrleitung kann im Sinne der vorliegenden Erfindung auch eine offene Abwasserrinne sein.
Der Vorlaufleitungsabschnitt kann ein Abschnitt einer Vorlaufleitung sein, wobei der Vorlaufleitungsabschnitt und/oder die Vorlaufleitung als geschlossene Leitung oder als offene Rinne ausgebildet sein können. Entsprechendes gilt für den Rücklaufleitungsabschnitt und/oder die Rücklaufleitung.
Der Verbindungsstutzen kann ein beidseitig offener Rohrstutzen sein, mittels dem eine Fluidverbindung zwischen zwei Elementen, durch die ein Fluid strömt, insbesondere ein Wärmetauscherfluid. Zur besseren Verbindung kann an einem Endabschnitt des Verbindungsstutzens ein Bund oder ein Kragen vorgesehen sein, mit dem eine Anschlussfläche des Verbindungsstutzens vergrößert ist.
Die an die Wärmetauscherkammer des Abwasser-Wärmetauschermoduls anliegende Anordnung des Vorlaufleitungsabschnitts und/oder des Rücklaufleitungsabschnitts ist als eine im Wesentlichen spaltfreie, insbesondere dicht anliegende, Anordnung des Vorlaufleitungsabschnitts und/oder des Rücklaufleitungsabschnitts an der Wärmetauscherkammer anzusehen. Mit anderen Worten sind der Vorlaufleitungsabschnitt und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt derart an der Wärmetauscherkammer angeordnet, dass zwischen der Wärmetauscherkammer und dem Vorlaufleitungsabschnitt und/oder dem Rücklaufleitungsabschnitt kein oder allenfalls ein minimaler Abstand besteht. Somit kann ein Anlagern von Fremdkörpern, beispielsweise Feststoffe im Abwasser, zwischen der Wärmetauscherkammer und dem Vorlaufleitungsabschnitt und/oder dem Rücklaufleitungsabschnitt, insbesondere an dem Verbindungsstutzen, verhindert werden.
Herkömmliche Abwasser-Wärmetauschermodule weisen einen erheblichen Abstand zwischen der Wärmetauscherkammer und dem Vorlaufleitungsabschnitt und/oder dem Rücklaufleitungsabschnitt auf, der dadurch bedingt ist, dass der Vorlaufleitungsabschnitt und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt üblicherweise mit dem Verbindungsstutzen verschweißt sind. Eine Abdeckung, die bei den herkömmlichen Abwasser-Wärmetauschermodulen zum Verhindern des Festsetzens von Fremdkörpern zwischen der Wärmetauscherkammer und dem Vorlaufleitungsabschnitt und/oder dem Rücklaufleitungsabschnitt eingesetzt wird, ist bei der an die Wärmetauscherkammer des Abwasser-Wärmetauschermoduls anliegenden Anordnung des Vorlaufleitungsabschnitts und/oder des Rücklaufleitungsabschnitts nicht mehr erforderlich.
Die verwendeten Begriffe „oben“ oder „oberhalb“ und dergleichen bedeuten im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Richtung und/oder eine Lage eines Elements in Bezug auf ein anderes Element entgegen der Schwerkraftrichtung, wobei die jeweiligen Elemente in ihrer bestimmungsgemäßen Einbaulage betrachtet sind. Analog dazu bedeuten die nachfolgend verwendeten Begriffe „unten“ oder „unterhalb“ und dergleichen im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Richtung und/oder eine Lage eines Elements in Bezug auf ein anderes Element in der Schwerkraftrichtung.
Ebenso sind die verwendeten Begriffe „horizontal“ oder „vertikal“ auf die jeweils beschriebenen Elemente in ihrer bestimmungsgemäßen Einbaulage bezogen.
Vorteilhafterweise kann innerhalb des Vorlaufleitungsabschnitts eine Speiseleitung anordenbar sein, mittels der der Vorlaufleitungsabschnitt mit einem Wärmetauscherfluid speisbar ist.
Insbesondere kann die Speiseleitung in den Vorlaufleitungsabschnitt geschoben werden, vorteilhafterweise nach dem Verlegen des oder der Abwasser-Wärmetauschermodule in der Abwasserrohrleitung. Die Speiseleitung kann dabei beispielsweise als Schlauch ausgebildet sein. Im Fall die Speiseleitung einstückig ausgebildet ist, kann eine leckageanfällige Kopplungsstelle einer andernfalls mehrstückig ausgebildeten Speiseleitung innerhalb des Vorlaufleitungsabschnitts vermieden werden. Weiter kann die Speiseleitung aus Kunststoff ausgebildet sein. Somit kann eine erhöhte Haltbarkeit und/oder leichtere Handhabung der Speiseleitung, insbesondere beim Einbringen der Speiseleitung in den Vorlaufleitungsabschnitt, gewährleistet werden, insbesondere wenn die Speiseleitung quasi endlos, d.h. beispielsweise in Form einer 100 m-Rolle, vorliegt.
Das Wärmetauscherfluid kann wie oben beschrieben Wasser, insbesondere Abwasser, Luft oder ein Gas bzw. Gasgemisch sein.
Mit der obigen Konfiguration kann ein platzsparendes Abwasser-Wärmetauschermodul zur Verfügung gestellt werden, das insbesondere zur Verwendung bei beengten und/oder beschränkten Platzverhältnissen wie beispielsweise einem Abwasserkanal geeignet ist. Insbesondere kann dabei der zur Verfügung stehende Platz derart besser ausgenutzt werden, dass mehr Platz von der Wärmetauscherkammer eingenommen werden kann im Vergleich zu einem herkömmlichen Abwasser-Wärmetauschermodul, bei dem eine Speiseleitung außerhalb des Vorlaufleitungsabschnitts vorgesehen ist. Somit kann bei gleichen Platzverhältnissen ein Abwasser-Wärmetauschermodul mit erhöhter Wärmetauschleistung zum Einsatz kommen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der somit zur Verfügung stehende vergrößerte Platz zwischen den Vor- und Rücklaufleitungen an dem Abwasser-Wärmetauschermodul zur verbesserten Begehbarkeit des Abwasser-Wärmetauschermoduls genutzt werden. Darüber hinaus ist die Speiseleitung, insbesondere eventuelle Kopplungsstellen einer mehrteilig ausgebildeten Speiseleitung, besser vor Verschmutzung und/oder Beschädigung geschützt.
Insbesondere kann die Speiseleitung an einem unteren Abschnitt des Vorlaufleitungsabschnitts anordenbar sein.
Vorteilhafterweise kann ein Innenabstand, insbesondere eine im Wesentlichen horizontale lichte Weite, zwischen dem freien Endbereich des Verbindungsstutzens und der Innenwand des Vorlaufleitungsabschnitts kleiner ausgebildet sein als ein Außendurchmesser der Speiseleitung.
Mit der obigen Konfiguration kann die Speiseleitung im Wesentlichen an einer Aufwärtsbewegung, insbesondere einem sogenannten „Aufschwimmen“, in dem Vorlaufleitungsabschnitt gehindert werden, um die Öffnung des Verbindungsstutzens freizuhalten. Als „Aufschwimmen“ wird beispielsweise eine Bewegung der Speiseleitung im Wesentlichen vertikal nach oben bezeichnet, die durch eine Auftriebskraft auf die Speiseleitung von dem in dem Vorlaufleitungsabschnitt vorhandenen Wärmetauscherfluid verursacht wird.
Der Vorlaufleitungsabschnitt und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt können zumindest abschnittsweise mit einem elliptischen Querschnitt ausgebildet sein.
Der somit zwischen den Vor- und Rücklaufleitungsabschnitten an dem Abwasser-Wärmetauschermodul zur Verfügung stehende vergrößerte Platz kann weiter zur verbesserten Begehbarkeit des Abwasser-Wärmetauschermoduls beitragen.
Insbesondere kann der Vorlaufleitungsabschnitt und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt fest mit dem Verbindungsstutzen verbunden sein.
Die Wärmetauscherkammer, der Verbindungsstutzen, der Vorlaufleitungsabschnitt und der Rücklaufleitungsabschnitt können aus Edelstahl ausgebildet sein.
Insbesondere können der Vorlaufleitungsabschnitt und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt mittels eines mit dem jeweiligen Verbindungsstutzen verpressten Pressfittings mit dem jeweiligen Verbindungsstutzen verbunden sein. Die feste Verbindung des Verbindungsstutzens mit der Wärmetauscherkammer kann beispielsweise mittels Anschweißens ausgebildet sein.
Der Vorlaufleitungsabschnitt und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt können zu dem jeweiligen Verbindungsstutzen und/oder zu dem Pressfitting mittels einer Dichtung fluiddicht abgedichtet sein.
Zusätzlich dazu kann der Verbindungsstutzen zu der Wärmetauscherkammer mittels einer Dichtung fluiddicht abgedichtet sein, sowohl wenn der Verbindungsstutzen mit oder ohne einen an der Wärmetauscherkammer anliegenden Bund ausgebildet ist.
Die oben beschriebene Konfiguration kann weiter zu einer sicheren mechanischen und fluidischen Verbindung zwischen Verbindungsstutzen und Wärmetauscherkammer, Vorlaufleitungsabschnitt und Rücklaufleitungsabschnitt beitragen.
Alternativ zu der zuvor Beschriebenen festen Verbindung können der Vorlaufleitungsabschnitt und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt lösbar mit dem jeweiligen Verbindungsstutzen verbunden sein.
Insbesondere können die Wärmetauscherkammer und der Verbindungsstutzen aus Edelstahl ausgebildet und der Vorlaufleitungsabschnitt und der Rücklaufleitungsabschnitt aus Kunststoff ausgebildet sein.
Der Vorlaufleitungsabschnitt und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt können mittels einer mit dem jeweiligen Verbindungsstutzen in Eingriff stehenden Mutter mit dem jeweiligen Verbindungsstutzen verbunden sein.
Weiter können der Vorlaufleitungsabschnitt und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt zu dem jeweiligen Verbindungsstutzen und/oder zu der Mutter mittels eines Dichtelements fluiddicht abgedichtet sein.
Zusätzlich dazu kann der Verbindungsstutzen zu der Wärmetauscherkammer mittels eines Dichtelements fluiddicht abgedichtet sein, sowohl wenn der Verbindungsstutzen mit oder ohne einen an der Wärmetauscherkammer anliegenden Bund ausgebildet ist.
Die oben beschriebene Konfiguration kann weiter zu einer sicheren mechanischen und fluidischen Verbindung zwischen Verbindungsstutzen und Wärmetauscherkammer, Vorlaufleitungsabschnitt und Rücklaufleitungsabschnitt beitragen, wobei eine zusätzliche Freiheit bei der Werkstoffauswahl der einzelnen Komponenten gewährleistet ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Anschlusselement zum Fluidanschluss eines Vorlaufleitungsabschnitts und/oder eines Rücklaufleitungsabschnitts an eine Wärmetauscherkammer eines Abwasser-Wärmetauschermoduls in Form eines Verbindungsstutzens, wobei der Verbindungsstutzen fest mit der Wärmetauscherkammer verbunden ist und der Vorlaufleitungsabschnitt und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt fest oder lösbar mit dem Verbindungsstutzen verbunden sind.
Die zuvor zu dem Abwasser-Wärmetauschermodul beschriebenen Merkmale und die damit verbundenen Vorteile gelten analog für das Anschlusselement, insbesondere den Verbindungsstutzen. Insbesondere ergeben sich die Vorteile des Anschlusselements analog aus den zum zuvor beschriebenen Abwasser-Wärmetauschermodul genannten Merkmalen und deren Vorteilen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Abwasser-Wärmetauschersystem mit modularem Aufbau, aufweisend mehrere hintereinander angeordnete Abwasser-Wärmetauschermodule, wobei jedes Abwasser-Wärmetauschermodul einen Vorlaufleitungsabschnitt und einen Rücklaufleitungsabschnitt aufweist, die mit einer Wärmetauscherkammer des jeweiligen Abwasser-Wärmetauschermoduls fluidisch verbunden sind. Die jeweiligen Vorlaufleitungsabschnitte der einzelnen Abwasser-Wärmetauschermodule sind miteinander zu einer Vorlaufleitung fluidisch verbunden und die jeweiligen Rücklaufleitungsabschnitte der einzelnen Abwasser-Wärmetauschermodule sind miteinander zu einer Rücklaufleitung fluidisch verbunden, wobei der Vorlaufleitungsabschnitt und der Rücklaufleitungsabschnitt mittels jeweils eines Verbindungsstutzens mit der Wärmetauscherkammer fluidisch verbunden sind.
Die Vorteile des Abwasser-Wärmetauschersystems ergeben sich analog aus den zum zuvor beschriebenen Abwasser-Wärmetauschermodul genannten Merkmalen und deren Vorteilen.
Zusätzlich zu den oben für das erfindungsgemäße Abwasser-Wärmetauschermodul genannten Vorteilen ist ein Vorteil des erfindungsgemäßen Abwasser-Wärmetauschersystems, dass ein Verlegen des Abwasser-Wärmetauschersystems vereinfacht ist, insbesondere wegen eines vereinfachten Einbringens der Speiseleitung in die Vorlaufleitung bereits verlegter Abwasser-Wärmetauschermodule. Insbesondere kann deswegen auf ein gesondertes Verbinden von ansonsten je Abwasser-Wärmetauschermodul vorhandenen Speiseleitungsabschnitten verzichtet werden.
Insbesondere kann die Speiseleitung innerhalb des Vorlaufleitungsabschnitts angeordnet sein, wobei mittels der Speiseleitung der Vorlaufleitungsabschnitt mit einem Wärmetauscherfluid speisbar ist.
Die Speiseleitung kann an einem in bestimmungsgemäßer Einbaulage unteren Abschnitt des Vorlaufleitungsabschnitts angeordnet sein, wobei die Speiseleitung insbesondere mittels Schwerkraftwirkung an ihrer Position gehalten ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Abwasser-Wärmetauschersystems mit modularem Aufbau, aufweisend die Schritte: Vorsehen eines Vorlaufleitungsabschnitts und eines Rücklaufleitungsabschnitts an jedem Abwasser-Wärmetauschermodul des Abwasser-Wärmetauschersystems und fluidisches Verbinden des Vorlaufleitungsabschnitts und des Rücklaufleitungsabschnitts mit einer Wärmetauscherkammer des jeweiligen Abwasser-Wärmetauschermoduls,
fluidisches Verbinden der jeweiligen Vorlaufleitungsabschnitte der einzelnen Abwasser-Wärmetauschermodule miteinander zu einer Vorlaufleitung und der jeweiligen Rücklaufleitungsabschnitte der einzelnen Abwasser-Wärmetauschermodule miteinander zu einer Rücklaufleitung,
fluidisches Verbinden des Vorlaufleitungsabschnitts und des Rücklaufleitungsabschnitts mit der Wärmetauscherkammer mittels jeweils eines Verbindungsstutzens und
Anordnen von mehreren Abwasser-Wärmetauschermodulen hintereinander.
Die Vorteile des Verfahrens zum Herstellen des Abwasser-Wärmetauschersystems ergeben sich analog aus den zum zuvor beschriebenen Abwasser-Wärmetauschermodul und zum Abwasser-Wärmetauschersystem genannten Merkmalen und deren Vorteilen.
Das Verfahren zum Herstellen des Abwasser-Wärmetauschersystems kann als weiteren Schritt ein Anordnen einer Speiseleitung innerhalb der Vorlaufleitung zum Speisen der Vorlaufleitung mit einem Wärmetauscherfluid aufweisen.
Die Speiseleitung kann an einem in bestimmungsgemäßer Einbaulage unteren Abschnitt des Vorlaufleitungsabschnitts angeordnet werden, wobei die Speiseleitung insbesondere mittels Schwerkraftwirkung an ihrer Position gehalten wird.
Das zuvor beschriebene Verfahren gilt entsprechend für lediglich ein einzelnes Abwasser-Wärmetauschermodul.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Abwasser-Wärmetauschermoduls und des Anschlusselements anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, und dass einzelne Merkmale davon zu weiteren Ausführungsbeispielen kombiniert werden können.
Es zeigen:

1 eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Abwasser-Wärmetauschermoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel des Abwasser-Wärmetauschermoduls;
2 eine Vorderansicht des Abwasser-Wärmetauschermoduls gemäß 1;
3 eine vergrößerte Detailansicht eines erfindungsgemäßen Anschlusselements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des Anschlusselements; und.
4 eine vergrößerte Detailansicht eines erfindungsgemäßen Anschlusselements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des Anschlusselements.

Bei der in 1 gezeigten räumlichen Ansicht eines erfindungsgemäßen Abwasser-Wärmetauschermoduls 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel des Abwasser-Wärmetauschermoduls 1 hat das Abwasser-Wärmetauschermodul 1 eine Wärmetauscherkammer 2, an der ein Vorlaufleitungsabschnitt 4 und ein Rücklaufleitungsabschnitt 6 mittels eines jeweiligen Verbindungsstutzens 8 (siehe 2, 3 und 4) mit der Wärmetauscherkammer 2 fluidisch verbunden sind.
Insbesondere kann der Vorlaufleitungsabschnitt 4 an einer in 1 mit „X“ markierten Verbindungsstelle 10 an einem Endbereich des Vorlaufleitungsabschnitt 4 mittels des Verbindungsstutzens 8 mit der Wärmetauscherkammer 2 verbunden sein. Damit kann eine leichte Zugänglichkeit zu dem Verbindungsstutzen 8 gewährleistet werden.
Aus Stabilitätsgründen kann der Vorlaufleitungsabschnitt 4 zusätzlich zu der Verbindung mit dem Verbindungsstutzen 8 an einer in 1 mit „Y“ markierten Stabilisierungsstelle 12 an einem Endbereich des Vorlaufleitungsabschnitt 4 mittels eines Stabilisierungselements 14 mit der Wärmetauscherkammer 2 mechanisch verbunden sein. Damit kann eine leichte Zugänglichkeit zu dem Stabilisierungselement 14 gewährleistet werden. Das gleiche gilt analog für den Rücklaufleitungsabschnitt 6. Beispielsweise kann das Stabilisierungselement 14 als ein zweiter, insbesondere geschlossener, Verbindungsstutzen 8 ausgebildet sein.
Insbesondere kann an einem Endbereich des Vorlaufleitungsabschnitts 4 und/oder des Rücklaufleitungsabschnitts 6 der Verbindungsstutzen 8 und an dem jeweils anderen Endbereich des Vorlaufleitungsabschnitts 4 und/oder des Rücklaufleitungsabschnitts 6 das Stabilisierungselement 14 angeordnet sein. Mit anderen Worten kann an einem Endbereich des Vorlaufleitungsabschnitts 4 und/oder des Rücklaufleitungsabschnitts 6 die Verbindungsstelle 10 angeordnet sein und an dem jeweils anderen Endbereich des Vorlaufleitungsabschnitts 4 und/oder des Rücklaufleitungsabschnitts 6 die Stabilisierungsstelle 12 angeordnet sein.
Alternativ dazu kann an einem Endbereich des Vorlaufleitungsabschnitts 4 und/oder an einem jeweils anderen Endbereich des Rücklaufleitungsabschnitts 6 der Verbindungsstutzen 8 und an dem jeweils anderen Endbereich des Vorlaufleitungsabschnitts 4 und/oder an dem einen Endbereich des Rücklaufleitungsabschnitts 6 das Stabilisierungselement 14 angeordnet sein. Mit anderen Worten kann an einem Endbereich des Vorlaufleitungsabschnitts 4 und/oder an einem jeweils anderen Endbereich des Rücklaufleitungsabschnitts 6 die Verbindungsstelle 10 angeordnet sein und an dem jeweils anderen Endbereich des Vorlaufleitungsabschnitts 4 und/oder an dem einen Endbereich des Rücklaufleitungsabschnitts 6 die Stabilisierungsstelle 12 angeordnet sein.
In dem Vorlaufleitungsabschnitt 4 ist eine Speiseleitung 16 angeordnet dargestellt, in die ein Wärmetauscherfluid einleitbar ist.
Wie in dem Ausführungsbeispiel des Abwasser-Wärmetauschermoduls 1 dargestellt, können der Vorlaufleitungsabschnitt 4 und der Rücklaufleitungsabschnitt 6 mit einem elliptischen Querschnitt ausgebildet sein, was nachfolgend zu 2 genauer beschrieben wird.
In dem Vorlaufleitungsabschnitt 4 gelangt das Wärmetauscherfluid über den Verbindungsstutzen 8 in die Wärmetauscherkammer 2. Die beispielsweise von umströmtem Abwasser erwärmte Wärmetauscherkammer 2 erwärmt das Wärmetauscherfluid, das über den anderen Verbindungsstutzen 8 in den Rücklaufleitungsabschnitt 6 gelangt. Von dort kann das erwärmte Wärmetauscherfluid beispielsweise in einen (nicht dargestellten) Heizkörper oder dergleichen geleitet werden, nach welchem sie beispielsweise von einer (nicht dargestellten) Pumpe wieder in die Speiseleitung 16 gefördert wird, um den Kreislauf zu schließen.
Die in der in 2 gezeigte Vorderansicht des Abwasser-Wärmetauschermoduls 1 gemäß 1 ist in der Axialrichtung Ax (siehe 1) des Abwasser-Wärmetauschermoduls 1 gesehen dargestellt.
Wie zu 1 bereits beschrieben, können der Vorlaufleitungsabschnitt 4 und der Rücklaufleitungsabschnitt 6 mit einem elliptischen Querschnitt ausgebildet sein.
Eine im Wesentlichen horizontale lichte Weite 18 zwischen dem Vorlaufleitungsabschnitt 4 und dem Rücklaufleitungsabschnitt 6 kann somit größer ausgebildet sein als bei einem beispielsweise rotationssymmetrischen Querschnitt des Vorlaufleitungsabschnitts 4 und des Rücklaufleitungsabschnitts 6. Der somit an dem Abwasser-Wärmetauschermodul zur Verfügung stehende vergrößerte Platz kann weiter zur verbesserten Begehbarkeit des Abwasser-Wärmetauschermoduls beitragen.
Wie weiter in dem Ausführungsbeispiel des Abwasser-Wärmetauschermoduls 1 dargestellt, kann ein Innenabstand 20, insbesondere eine im Wesentlichen horizontale lichte Weite, zwischen dem freien Endbereich des Verbindungsstutzens 8 und der Innenwand des Vorlaufleitungsabschnitts 4 derart kleiner ausgebildet sein als ein Außendurchmesser der Speiseleitung 16.
Mit dieser Konfiguration kann die Speiseleitung 16 im Wesentlichen an einer Aufwärtsbewegung, insbesondere einem sogenannten „Aufschwimmen“ wegen des im Vorlaufleitungsabschnitt 4 vorhandenen Wärmetauscherfluids, gehindert werden, um so die Öffnung des Verbindungsstutzens 8 zum Vorlaufleitungsabschnitt 4 freizuhalten.
Wie dargestellt, ist der Vorlaufleitungsabschnitt 4 und der Rücklaufleitungsabschnitt 6 an die Wärmetauscherkammer 2 des Abwasser-Wärmetauschermoduls 1 anliegend, insbesondere im Wesentlichen spaltfrei, an der Wärmetauscherkammer 2 angeordnet. Ein Abstand zwischen der Wärmetauscherkammer 2 und dem Vorlaufleitungsabschnitt 4 und zwischen der Wärmetauscherkammer 2 und dem Rücklaufleitungsabschnitt 6 ist also gleich Null oder minimiert. Somit kann ein Anlagern von Fremdkörpern, beispielsweise Feststoffe im Abwasser, zwischen der Wärmetauscherkammer 2 und dem Vorlaufleitungsabschnitt 4 und zwischen der Wärmetauscherkammer 2 und dem Rücklaufleitungsabschnitt 6, insbesondere an dem Verbindungsstutzen 8, verhindert werden.
In 3 ist das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements 22 in einer vergrößerten Detailansicht dargestellt (siehe in 2 eingekreiste Einzelheit E).
Das Anschlusselement 22 in Form des Verbindungsstutzens 8 kann wie hier dargestellt fest mit der Wärmetauscherkammer 2 verbunden sein, beispielsweise an die Wärmetauscherkammer 2 angeschweißt, wobei die Wärmetauscherkammer 2 und der Verbindungsstutzen 8 aus Edelstahl ausgebildet sind.
Nachfolgend ist die Verbindung des Verbindungsstutzens 8 mit dem Vorlaufleitungsabschnitt 4 beschrieben, wobei die Verbindung des Verbindungsstutzens 8 mit dem und der Rücklaufleitungsabschnitt 6 auf die gleiche Weise erfolgen kann.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel des Anschlusselements 22 kann der Vorlaufleitungsabschnitt 4 mittels einer mit dem Verbindungsstutzen 8 in Eingriff stehenden Mutter 24 lösbar mit dem Verbindungsstutzen 8 verbunden sein. Dabei können die Wärmetauscherkammer 2 und der Verbindungsstutzen 8 aus Edelstahl ausgebildet und der Vorlaufleitungsabschnitt 4 aus Kunststoff ausgebildet sein.
Wie weiter gezeigt, kann der Vorlaufleitungsabschnitt 4 zu dem Verbindungsstutzen 8 mittels eines Dichtelements 26 fluiddicht abgedichtet sein. Zusätzlich dazu kann der Vorlaufleitungsabschnitt 4 zu der Mutter 24 mittels eines weiteren Dichtelements (nicht dargestellt) fluiddicht abgedichtet sein.
Zusätzlich dazu kann der Verbindungsstutzen 8 zu der Wärmetauscherkammer 2 mittels eines weiteren Dichtelements (nicht dargestellt) fluiddicht abgedichtet sein, sowohl wenn der Verbindungsstutzen 8 - wie dargestellt - mit einem an der Wärmetauscherkammer 2 anliegenden Bund ausgebildet ist oder ohne.
In 4 ist das zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements 22 in einer vergrößerten Detailansicht dargestellt analog zu der in 2 eingekreiste Einzelheit E.
Das Anschlusselement 22 in Form des Verbindungsstutzens 8 kann wie auch im ersten Ausführungsbeispiel des Anschlusselements 22 dargestellt, fest mit der Wärmetauscherkammer 2 verbunden sein, beispielsweise an die Wärmetauscherkammer 2 angeschweißt, wobei die Wärmetauscherkammer 2 und der Verbindungsstutzen 8 aus Edelstahl ausgebildet sind.
Nachfolgend ist ebenso wie zu 3 die Verbindung des Verbindungsstutzens 8 mit dem Vorlaufleitungsabschnitt 4 beschrieben, wobei die Verbindung des Verbindungsstutzens 8 mit dem und der Rücklaufleitungsabschnitt 6 auf die gleiche Weise erfolgen kann.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel des Anschlusselements 22 kann der Vorlaufleitungsabschnitt 4 fest mit dem Verbindungsstutzen 8 verbunden sein, beispielsweise mittels eines mit dem Verbindungsstutzen 8 verpressten Pressfittings 28. Dabei kann der Vorlaufleitungsabschnitt 4 mit dem Pressfitting 28 verschweißt sein, da auch der Pressfitting 28 aus Edelstahl ausgebildet sein kann.
Wie gezeigt, kann der Verbindungsstutzen 8 zu dem Pressfitting 28 mittels einer Dichtung 30 fluiddicht abgedichtet sein. Zusätzlich dazu kann der Vorlaufleitungsabschnitt 4 zu dem Pressfitting 28 mittels einer weiteren Dichtung (nicht dargestellt) fluiddicht abgedichtet sein.
Zusätzlich dazu kann der Verbindungsstutzen 8 zu der Wärmetauscherkammer 2 mittels eines weiteren Dichtelements (nicht dargestellt) fluiddicht abgedichtet sein, sowohl wenn der Verbindungsstutzen 8 - wie dargestellt - ohne einen an der Wärmetauscherkammer 2 anliegenden Bund ausgebildet ist oder mit.
Bezugszeichenliste

1: Abwasser-Wärmetauschermodul
2: Wärmetauscherkammer
4: Vorlaufleitungsabschnitt
6: Rücklaufleitungsabschnitt
8: Verbindungsstutzen
10: Verbindungsstelle
12: Stabilisierungsstelle
14: Stabilisierungselement
16: Speiseleitung
18: lichte Weite
20: Innenabstand
22: Anschlusselement
24: Mutter
26: Dichtelement
28: Pressfitting
30: Dichtung
Ax: Axialrichtung

Claims

Abwasser-Wärmetauschermodul (1), aufweisend: einen Vorlaufleitungsabschnitt (4) und einen Rücklaufleitungsabschnitt (6), die mit einer Wärmetauscherkammer (2) des Abwasser-Wärmetauschermoduls (1) fluidisch verbunden sind, wobei die jeweiligen Vorlaufleitungsabschnitte (4) mehrerer Abwasser-Wärmetauschermodule (1) miteinander zu einer Vorlaufleitung fluidisch verbindbar sind und die jeweiligen Rücklaufleitungsabschnitte (6) mehrerer Abwasser-Wärmetauschermodule (1) miteinander zu einer Rücklaufleitung fluidisch verbindbar sind, der Vorlaufleitungsabschnitt (4) und der Rücklaufleitungsabschnitt (6) mittels jeweils eines Verbindungsstutzens (8) mit der Wärmetauscherkammer (2) fluidisch verbunden sind und wobei der Vorlaufleitungsabschnitt (4) und der Rücklaufleitungsabschnitt (6) jeweils an der Wärmetauscherkammer (2) anliegend angeordnet sind.
Abwasser-Wärmetauschermodul (1) nach Anspruch 1, wobei innerhalb des Vorlaufleitungsabschnitts (4) eine Speiseleitung (16) anordenbar ist, mittels der der Vorlaufleitungsabschnitt (4) mit einem Wärmetauscherfluid speisbar ist.
Abwasser-Wärmetauschermodul (1) nach Anspruch 2, wobei die Speiseleitung (16) an einem unteren Abschnitt des Vorlaufleitungsabschnitts (4) anordenbar ist.
Abwasser-Wärmetauschermodul (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein Innenabstand (20) zwischen dem freien Endbereich des Verbindungsstutzens (8) und der Innenwand des Vorlaufleitungsabschnitts (4) kleiner ausgebildet ist als ein Außendurchmesser der Speiseleitung (16), sodass die Speiseleitung (16) im Wesentlichen an einer Aufwärtsbewegung in dem Vorlaufleitungsabschnitt (4) gehindert ist.
Abwasser-Wärmetauschermodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Vorlaufleitungsabschnitt (4) und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt (6) zumindest abschnittsweise mit einem elliptischen Querschnitt ausgebildet sind.
Abwasser-Wärmetauschermodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Vorlaufleitungsabschnitt (4) und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt (6) fest mit dem jeweiligen Verbindungsstutzen (8) verbunden sind.
Abwasser-Wärmetauschermodul (1) nach Anspruch 6, wobei die Wärmetauscherkammer (2), der Verbindungsstutzen (8), der Vorlaufleitungsabschnitt (4) und der Rücklaufleitungsabschnitt (6) aus Edelstahl ausgebildet sind.
Abwasser-Wärmetauschermodul (1) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Vorlaufleitungsabschnitt (4) und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt (6) mittels eines mit dem jeweiligen Verbindungsstutzen (8) verpressten Pressfittings (28) mit dem jeweiligen Verbindungsstutzen (8) verbunden sind.
Abwasser-Wärmetauschermodul (1) nach Anspruch 8, wobei der Vorlaufleitungsabschnitt (4) und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt (6) zu dem jeweiligen Verbindungsstutzen (8) und/oder zu dem Pressfitting (28) mittels einer Dichtung (30) fluiddicht abgedichtet sind.
Abwasser-Wärmetauschermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Vorlaufleitungsabschnitt (4) und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt (6) lösbar mit dem jeweiligen Verbindungsstutzen (8) verbunden sind.
Abwasser-Wärmetauschermodul (1) nach Anspruch 10, wobei die Wärmetauscherkammer (2) und der Verbindungsstutzen (8) aus Edelstahl ausgebildet sind und der Vorlaufleitungsabschnitt (4) und der Rücklaufleitungsabschnitt (6) aus Kunststoff ausgebildet sind.
Abwasser-Wärmetauschermodul (1) nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Vorlaufleitungsabschnitt (4) und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt (6) mittels einer mit dem jeweiligen Verbindungsstutzen (8) in Eingriff stehenden Mutter (24) mit dem jeweiligen Verbindungsstutzen (8) verbunden sind.
Abwasser-Wärmetauschermodul (1) nach Anspruch 12, wobei der Vorlaufleitungsabschnitt (4) und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt (6) zu dem jeweiligen Verbindungsstutzen (8) und/oder zu der Mutter (24) mittels eines Dichtelements (26) fluiddicht abgedichtet sind.
Anschlusselement (22) zum Fluidanschluss eines Vorlaufleitungsabschnitts (4) und/oder eines Rücklaufleitungsabschnitts (6) an eine Wärmetauscherkammer (2) eines Abwasser-Wärmetauschermoduls (1) in Form eines Verbindungsstutzens (8), wobei der Verbindungsstutzen (8) fest mit der Wärmetauscherkammer (2) verbunden ist und der Vorlaufleitungsabschnitt (4) und/oder der Rücklaufleitungsabschnitt (6) fest oder lösbar mit dem Verbindungsstutzen (8) verbunden sind.
Abwasser-Wärmetauschersystem mit modularem Aufbau, aufweisend: mehrere hintereinander angeordnete Abwasser-Wärmetauschermodule (1), wobei jedes Abwasser-Wärmetauschermodul (1) einen Vorlaufleitungsabschnitt (4) und einen Rücklaufleitungsabschnitt (6) aufweist, die mit einer Wärmetauscherkammer (2) des jeweiligen Abwasser-Wärmetauschermoduls (1) fluidisch verbunden sind, wobei die jeweiligen Vorlaufleitungsabschnitte (4) der einzelnen Abwasser-Wärmetauschermodule (1) miteinander zu einer Vorlaufleitung fluidisch verbunden sind und die jeweiligen Rücklaufleitungsabschnitte (6) der einzelnen Abwasser-Wärmetauschermodule (1) miteinander zu einer Rücklaufleitung fluidisch verbunden sind und wobei der Vorlaufleitungsabschnitt (4) und der Rücklaufleitungsabschnitt (6) mittels jeweils eines Verbindungsstutzens (8) mit der Wärmetauscherkammer (2) fluidisch verbunden sind.
Verfahren zum Herstellen eines Abwasser-Wärmetauschersystems mit modularem Aufbau, aufweisend die Schritte: Vorsehen eines Vorlaufleitungsabschnitts (4) und eines Rücklaufleitungsabschnitts (6) an jedem Abwasser-Wärmetauschermodul (1) des Abwasser-Wärmetauschersystems und fluidisches Verbinden des Vorlaufleitungsabschnitts (4) und des Rücklaufleitungsabschnitts (6) mit einer Wärmetauscherkammer (2) des jeweiligen Abwasser-Wärmetauschermoduls (1), fluidisches Verbinden der jeweiligen Vorlaufleitungsabschnitte (4) der einzelnen Abwasser-Wärmetauschermodule (1) miteinander zu einer Vorlaufleitung und der jeweiligen Rücklaufleitungsabschnitte (6) der einzelnen Abwasser-Wärmetauschermodule (1) miteinander zu einer Rücklaufleitung, fluidisches Verbinden des Vorlaufleitungsabschnitts (4) und des Rücklaufleitungsabschnitts (6) mit der Wärmetauscherkammer (2) mittels jeweils eines Verbindungsstutzens (8) und Anordnen von mehreren Abwasser-Wärmetauschermodulen (1) hintereinander.