DE10231049A1

DE10231049A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von Wärme aus warmen fäkalienfreien Abwässern vorzugsweise zur Leistungserhöhung von Erdkollektoren..

Info

Publication number: DE10231049A1
Application number: DE10231049A
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl.-Ing. Lindner; Detlef Dipl.-Ing. Willmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2005-01-27

Abstract

Ziel dieser Erfindung ist, ein Verfahren und eine einfache, preiswerte Vorrichtung zur Rückgewinnung von Wärme aus warmen fäkalienfreien Abwässern, vorzugsweise zur Leistungs-Erhöhung von Erdkollektoren, herzustellen. DOLLAR A Der große Vorteil besteht darin, dass durch das Verfahren und die Vorrichtung im herausnehmbaren Wärmeübertrager 1 durch das warme fäkalienfreie Abwasser das Sole-Wassergemisch vom Erdkollektor von ca. 4 DEG C auf etwa 8 DEG C erwärmt werden kann. Auf ein Einfamilienhaus bezogen, kann damit eine Wärmeleistung von ca. 2 bis 4 kW rückgewonnen werden. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die Aufgabe entsprechend Fig. 1 und Fig. 2 dadurch gelöst, dass das warme fäkalienfreie Abwasser dem Behälter aus Edelstahl oder Kunststoff 6 über den Zulauf 8 zugeführt im Behälter gesammelt und nach Erreichen des durch die Höhe des Abflusses festgelegten Füllstandes über den Ablauf mit Geruchsverschluss 5 dem öffentlichen Abwassersystem zugeführt wird. Vom Erdkollektor wird das Sole-Wassergemisch über den Zulauf 8 dem herausnehmbaren Wärmeübertrager 1 zugeführt. Von dort fließt es über die Verteiler und Kapillarrohre durch den Wärmeübertrager zum Abfluss 3.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Wärme aus warmen fäkalienfreien Abwässern vorzugsweise zur Leistungs-Erhöhung von Erdkollektoren.
Gegenwärtig sind keine Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die aus warmen fäkalienfreien Abwässern den Wirkungsgrad von Erdkollektoren im Zusammenhang mit Wärmepumpenanlagen vorwiegend im Haushaltbereich wesentlich verbessern.

Bekannt sind Lösungen, wie im Gebrauchsmuster DE 008007917 U1 ( DE 0003011111 A1 ) bestehend aus einem Tank für Abwärmenutzung, mit einem Zulauf für die nicht näher definierten Abwässer, einer herkömmlichen nicht näher beschriebenen Wärmeübertragereinheit und einer Ablaufeinrichtung, die so gestaltet ist, dass bei Erreichen eines bestimmten Überlaufniveaus, über eine Art Winkelheber, ein erforderlicher Saugdruck erzeugt wird und dieser die Entleerung ermöglicht.

Bekannt sind Lösungen in DE 0003048268 C2 , wie Wärmerückgewinnungseinrichtungen für Geschirrspülmaschinen mit einer Wärmepumpe mit mehrstufigem Kondensator zur Rückgewinnung und Übertragung der in den Wrasen der Geschirrspülmaschine enthaltenen Wärme auf das Spül- und Nachspülwasser, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verdampfer Abwärme anderer, unabhängig von der Geschirrspülmaschine Küchengeräte zugeführt werden kann, dass die im Kondensator übertragene Wärme sowohl innerhalb der Geschirrspülmaschine als auch für davon unabhängigen Verbrauchern eingesetzt werden kann und dass eine Vorrangschaltung für den internen Verbrauch der rückgewonnen Wärmevorgesehen ist.

In DE 0004402269 A1 Vorrichtung zur Nutzung der Abwärme beim Duschen, nutzt man die Abwärme von Duschwasser in einem handelsüblichen Abwasserrohr in der Form, dass der Wärmetauscher aus einem zu einer Spirale gedrehten Kupferrohr besteht. Die Wasserführung erfolgt dabei im Gegenstrom. In der Patentschrift DE 0019846515 A1 richtet sich die Erfindung auf eine Wasserinstallation mit einer oder mehreren Werbraucherstellen, denen erwärmtes Wasser zugeführt wird, dass etwa zeitgleich als warmes Wasser abzuführen ist, mit wenigstem einem nicht näher beschriebenen Wärmetauscher zur Übertragung von Wärme von dem Abwasser auf das zufließende Wasser, wobei in der Abwasserleitung stromaufwärts der (des) Wärmetauschers) wenigstens ein Filter angeordnet ist, der selbstreinigend ausgebildet ist. Aus der Patentschrift DE0003226984C2 ist ein Wärmetauscher mit balgartig verformten Hohlkörpern, in denen ein erstes Medium strömt und die durch einen Zwischenraum voneinander getrennt sind, in dem ein zweites Medium strömt, dadurch gekennzeichnet, dass eine einstückige, balgartige Fläche eines Ersten Hohlkörpers eine ebensolche balgartige Fläche eines zweiten Hohlkörpers umfasst oder von letzterer umfasst wird, dass strömungstechnisch parallelgeschaltete Anschlüsse der beiden Hohlkörper über elastische Schläuche miteinander verbunden sind und mindestens einer der Hohlkörper ausziehbar und/oder ausschwenkbar ist mit dem Ziel der schnellen Öffnung und leichten Reinigung.

In DE 19548688 A1 wird ein Wärmetauscher beschrieben, insbesondere zur Abwärmenutzung in der chemischen Industrie, mit an ihren Enden in Bohrungen mindestens einer Rohrplatte druckdicht befestigten Wärmetauscherrohren aus ferritischen Werkstoff, die in einem von einem Kühlmedium durchflossenen Wärmetauschergehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindestens im hohen Temperaturbereich der Wärmetauscherrohre jeweils ein Schutzrohr aus versprödungsunempfindlichem Material, beispielsweise Chromnickelstahl angeordnet ist, das durch hydraulisches Aufweiten im Bereich der Rohrplatte im Wärmetauscherohr befestigt ist.

Die Nachteile dieser bekannten Lösungen bestehen darin, dass keine verfahrenstechnischen Lösungen einschließlich einem Wärmetauscher für die zielgerichtete zur Rückgewinnung von Wärme aus warmen fäkalienfreien Abwässern vorzugsweise zur Leistungs-Erhöhung von Erdkollektoren bekannt sind, die korrosionsbeständig sind, eine guten Wärmeübergang infolge einer großen Oberfläche besitzen, einfach aufgebaut sind, leicht zu öffnen und zu reinigen und preiswert sind, sowie eine hohe Effizienz aufweisen.

Ziel dieser Erfindung ist, ein Verfahren und eine einfache, preiswerte Vorrichtung zur Rückgewinnung von Wärme aus warmen fäkalienfreien Abwässern vorzugsweise zur Leistungs-Erhöhung von Erdkollektoren vorzuschlagen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angeführten Merkmale gelöst.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht widergegeben.
Es zeigt
1 einen gegen warmes fäkalienfreies Haushaltabwasser korrosionsbeständigen Behälters beispielsweise aus Edelstahl oder Kunststoff 6 mit dem Zulauf für fäkalienfreies warmes Abwasser 8, einem Ablauf für fäkalienfreies warmes Abwasser mit einem herkömmlichen Geruchsverschluss 5, einer Reinigungsöffnung 7 und einem herausnehmbaren Wärmeübertrager 1 der gleichzeitig den Abschluss des Behälters bildet. Der herausnehmbare Wärmeübertrager 1 besteht ebenfalls aus einem gegen warmes fäkalienfreies Haushaltabwasser korrosionsbeständigem Werkstoffen.
Auf einer Grundplatte ist das Verteilerohr für den Zulauf des Sole Wasser-Gemisches vom Erdkollektor 9 und das Verteilerohr für den Abfluss des Sole Wassergemisches zur Wärmepumpe 3 oberhalb der Grundplatte angeordnet. Von den Verteilerohren 2 werden mehrere parallele Rohrleitungen durch den Deckel geführt und unterhalb zwischen den Verteiler über die gesamte Breite des Deckels angeordnet. Von diesen Verteilerohren führen senkrecht nach unten bis nahezu auf den Behälterboden ebenfalls Rohrleitungen mit geringerem Durchmesser auch als Kapillarrohre 4 bezeichnet, die eine Art Wärmeübertragenmatte ergeben. Das Besondere der Kapillarrohre besteht darin, dass die Einbindung vom Vorlauf in den Rücklauf nach dem bekannten System Tichelmann erfolgt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mit dem Verfahren und der Vorrichtung eine einfache, preiswerte Vorrichtung Rückgewinnung von Wärme aus warmen fäkalienfreien Abwässern vorzugsweise zur Leistungs-Erhöhung von Erdkollektoren möglich wird und damit die Leistungszahl wesentlich erhöht bzw. der Stromverbrauch wesentlich gesenkt werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe entsprechend 1 und 2 dadurch gelöst, dass das warme fäkalienfreie Abwasser dem Behälter aus Edelstahl oder Kunststoff 6 über den Zulauf 8 zugeführt im Behälter gesammelt und nach Erreichen des durch die Höhe des Abflusses festgelegten Füllstandes über den Ablauf mit Geruchsverschluss 5 dem öffentlichen Abwassersystem zugeführt wird. Vom Erdkollektor wird das Sole-Wassergemisch über den Zulauf 8 dem herausnehmbaren Wärmeübertrager 1 zugeführt. Von dort fließt es über die Verteiler und Kapillarrohre durch den Wärmeübertrager zum Abfluss 3.
Der große Vorteil besteht darin, dass durch das Verfahren und die Vorrichtung im herausnehmbaren Wärmeübertrager 1 durch das warme fäkalienfreie Abwasser, das Sole-Wassergemisch vom Erdkollektor von ca. 4°C auf etwa 8°C erwärmt werden kann. Auf ein Einfamilienhaus bezogen, kann damit eine Wärmeleistung von ca. 2 bis 4 kW rückgewonnen werden.

1: herausnehmbarer Wärmeübertrager
2: Verteilerrohr
3: Abfluss Sole Wasser-Gemisch zur Wärmepumpe
4: Kapillarrohr aus Kunststoff
5: Ablauf für fäkalienfreies Abwasser mit Geruchsverschluss
6: Behälter aus Edelstahl bzw. Kunststoff
7: Reinigungsöffnung
8: Zulauf für fäkalienfreies Abwasser
9: Zulauf Sole Wasser-Gemisch vom Erdkollektor

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von Wärme aus warmen fäkalienfreien Abwässern vorzugsweise zur Leistungserhöhung von Erdkollektoren entsprechend 1 und 2 gekennzeichnet durch ein aus einem gegen warmes fäkalienfreies Haushaltabwasser korrosionsbeständigen Behälter beispielsweise aus Edelstahl oder Kunststoff 6 mit dem Zulauf für fäkalienfreies warmes Abwasser 8, einem Ablauf für fäkalienfreies warmes Abwasser mit einem herkömmlichen Geruchsverschluss 5, einer Reinigungsöffnung 7 und einem herausnehmbaren Wärmeübertrager 1 der gleichzeitig den Abschluss des Behälters bildet. Der herausnehmbare Wärmeübertrager 1 besteht ebenfalls aus einem gegen warmes fäkalienfreies Haushaltabwasser korrosionsbeständigem Werkstoffen. Auf einer Grundplatte ist das Verteilerohr für den Zulauf des Sole Wasser-Gemisches vom Erdkollektor 9 und das Verteilerohr für den Abfluss des Sole Wassergemisches zur Wärmepumpe 3 oberhalb der Grundplatte angeordnet. Von den Verteilerohren 2 werden mehrere parallele Rohrleitungen durch den Deckel geführt und unterhalb zwischen den Verteiler über die gesamte Breite des Deckels angeordnet. Von diesen Verteilerohren führen senkrecht nach unten bis nahezu auf den Behälterboden ebenfalls Rohrleitungen mit geringerem Durchmesser auch als Kapillarrohre 4 bezeichnet, die eine Art Wärmeübertragenmatte ergeben.
Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von Wärme aus warmen fäkalienfreien Abwässern vorzugsweise zur Leistungserhöhung von Erdkollektoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbindung der Kapillarrohre vom Vorlauf in den Rücklauf nach dem bekannten System Tichelmann erfolgt.