DE19756283A1 - Vorrichtung zur Speicherung von warmen Abwässern und Ausnutzung ihrer Wärmeenergie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Speicherung von warmem Abwasser, insbesondere aus Haushalten, sowie zur Rückgewinnung der darin enthaltenen Wärmeenergie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art besteht aus einem geschlossenen Abwasserbehälter, der in einen Bottich eingesetzt ist, welcher mit neutralem Speicherwasser drucklos gefüllt ist (DE-OS 29 05 251 A1).

Mit dieser Vorrichtung wird der sehr wichtige Aspekt einer guten Reinigungsmöglichkeit aller mit dem Abwasser in Berührung kommenden Teile durch eine bequem handhabbare, allerdings mechanisch aufwendige Bürstenkonstruktion berücksichtigt. Der Nachteil besteht darin, daß der Wärmetausch zwischen Abwasser und Frischwasser durch die Einschaltung des Speicherwassers und der Wandung des Abwasserbehälters in den Wärmestrom stark behindert wird und das notwendige Speicherwasservolumen zu einer Vergrößerung der Anlage führt. Hohe Herstellungskosten stehen einer breiten Anwendung im Bereich Haushalt und Gewerbe mit relativ kleinen anfallenden Abwassermengen entgegen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzustellen, die bei einer einfachen Reinigungsmöglichkeit mit geringem mechanischen Aufwand eine gute Ausnutzung des Wärmeinhaltes des Abwassers ermöglicht. Die Vorrichtung soll aus einer einfachen, kompakten Konstruktion bestehen und preiswert herzustellen sein.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.

Die Merkmale der Ansprüche 1-4 geben den wesentlichen Aufbau der Erfindung wieder.

Wegen der geringen auftretenden Temperaturen und der vorwiegend drucklosen Betriebsweise kann ein Behälter aus einem geeigneten Kunststoff verwendet werden.

Darin befindet sich eine Rohrwendel, die je nach Beschaffenheit des Abwassers z. B. aus Kupferrohr, beschichtetem Kupferrohr oder Edelstahlrohr besteht.

Eine rohrförmige Innenwand wird in den Behälter lediglich eingesetzt, wobei "dichtend verbunden" bedeutet, daß sie an anderen Teilen der Vorrichtung lediglich unmittelbar anliegt. Sie trennt das Behältervolumen in die Bereiche Wärmetauscherraum und Abwasserraum, bildet einen Teil des Strömungskanals für das Abwasser im Wärmetauscherraum und ermöglicht einen einfachen Zugang zur Rohrwendel z. B. für Zwecke der Reinigung der Wärmetauscherfläche. Für die Reinigung der Vorrichtung, insbesondere der Wärmetauscherfläche, ist keine spezielle mechanische Einrichtung vorgesehen, sie kann z. B. durch Abspritzen mit Wasser, ggf. mit Zusätzen, erfolgen. Die Reinigungslauge verbleibt zunächst im Behälterinneren und kann anschließend abgelassen oder abgepumpt werden.

Um ein möglichst hohes Temperaturniveau des Abwassers im Abwasserraum für eine effektive Wärmerückgewinnung zu realisieren, wird bei allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur warmes Abwasser zugeführt. Kalte und WC-Ab­ wässer werden direkt in den Abwasserabfluß geleitet.

Das Abwasser gelangt über eine hydraulische Verbindung aus dem Abwasser- in den Wärmetauscherraum und wird dort durch einen wendelförmigen Kanal geleitet, der aus der Innenwand, der Behälterwand und den Windungen der Rohrwendel gebildet wird.

Abwasser und Frischwasser werden im Wärmetauscherraum vorrangig im Gegenstrom geführt, wobei das Abwasser den Wärmetauscherraum vorzugsweise von oben nach unten durchströmt. Die während des Wärmetausches im Wärmetauscherraum entstehende Temperaturverteilung entspricht dadurch der natürlichen Wärmeschichtung und bleibt in den Betriebspausen weitgehend erhalten. Daher erreicht der Wärmetauscher nach einer Betriebspause schneller wieder seine volle Leistung. Der Abwasservolumenstrom durch den Wärmetauscherraum wird in Abhängigkeit vom Frischwasservolumenstrom durch die Rohrwendel über eine Abwasserpumpe gesteuert. Der Behälter wird gegen Wärmeverluste isoliert.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 ergibt sich der Vorteil einer leichteren Einsetzbarkeit und Entnehmbarkeit der Innenwand.

Die Merkmale des Anspruchs 3 ermöglichen die Unterbringung größerer Wärmetauscherflächen bei gegebener Behältergröße bzw. eine Reduzierung des abwasserseitigen Druckverlustes im Wärmetauscherraum bei konstanter Wärmetauscherfläche und Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers. Dabei kann statt einer Wendel mit ovalem Rohrquerschnitt beispielsweise auch eine Zwillingsrohrwendel zum Einsatz kommen, deren beide Rohre kreisförmigen Querschnitts unmittelbar nebeneinander liegen.

Durch die Merkmale des Anspruches 4 ergibt sich der Vorteil einer Vergrößerung der Wärmetauscherfläche mit einfachen Mitteln.

Durch die Merkmale der Ansprüche 5-9 wird die Erfindung als Durchlaufanlage gestaltet, d. h. das im Abwasserraum befindliche warme Abwasser wird durch den Wärmetauscherraum geführt, wenn die Rohrwendel von Frischwasser durchströmt wird und verläßt anschließend die Vorrichtung.

Durch die Merkmale des Anspruchs 5 liegt der Wärmetauscherraum auf der Druckseite der Abwasserpumpe (s. a. Fig. 1a). Eine solche Ausgestaltung der Erfindung eignet sich für höhere Druckverluste im Wärmetauscherraum.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 6 liegt der Wärmetauscherraum auf der Saugseite der Abwasserpumpe. Diese Variante eignet sich bei kleineren Druckverlusten im Wärmetauscherraum z. B. für größere Leitungslängen bzw. Höhendifferenzen zwischen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem Abwasserabfluß ohne zusätzliche Druckbelastung des Wärmetauscherraumes. Mit den Merkmalen des Anspruchs 7 kann dabei auf eine Abdichtung zwischen Innenwand und Behälterboden verzichtet werden, dadurch sind größere Fertigungstoleranzen möglich (s. a. Fig. 1b). Deckel und Innenwand werden vorzugsweise fest miteinander verbunden. Mit den Merkmalen des Anspruchs 8 durchströmt das Abwasser den Wärmetauscherraum von oben nach unten mit den genannten Vorteilen (s. a. Fig. 2).

Die Merkmale des Anspruchs 9 gewährleisten, daß Abwasser für den Wärmetausch immer aus dem oberen, wärmsten Bereich des im Abwasserraum befindlichen Vorrates entnommen wird. Die Entnahme kurz unter dem Abwasserspiegel verhindert weitgehend die Mitführung von Schwimmstoffen.

Durch die Merkmale der Ansprüche 10-14 wird die Erfindung als Umlaufanlage gestaltet, d. h. das im oberen Bereich des Abwasserraumes befindliche warme Abwasser wird bei Bedarf durch den Wärmetauscherraum geführt und gelangt anschließend zurück in den unteren Bereich des Abwasserraumes.

Die Merkmale des Anspruchs 10 bewirken diesen Abwasserumlauf und damit einen weitgehend konstanten Füllstand im Abwasserraum, wodurch die Steuerung bzw. Regelung der Pumpe, die den Abwasserdurchsatz durch den Wärmetauscherraum bestimmt, vereinfacht wird. Über den Abwasserablauf findet gleichzeitig ein Austrag von Sinkstoffen statt.

Die Merkmale des Anspruchs 11 bewirken eine Durchströmung des Wärmetauscherraumes von oben nach unten mit den bereits genannten Vorteilen.

Eine Ausgestaltung der Vorrichtung nach den Merkmalen des Anspruchs 12 eignet sich für geringe Druckverluste im Wärmetauscherraum, da dieser auf der Saugseite der Abwasserpumpe liegt. Da im normalen Betrieb kein Überdruck an der Verbindungsstelle Behälter/Deckel entsteht, werden an die Behälterdichtung keine besonderen Anforderungen gestellt, die Anlage kann als auslaufsicher gelten. Durch eine zusätzlich an der Behälterwand im Bereich des Abwasserspiegels angebrachte Rohrleitung ist ein einfacher Schwimmstoffaustrag möglich (s. a. Fig. 4a).

Eine Ausbildung der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 eignet sich bei guter Behälterdichtung für höhere Druckverluste im Wärmetauscherraum. Deckel und Innenwand werden nicht nur dichtend, sondern vorzugsweise fest miteinander verbunden. Da die Innenwand nur bis kurz über den Behälterboden reicht, gibt es keine Probleme mit der Abdichtung zwischen Abwasser- und Wärmetauscherraum (s. a. Fig. 4b).

Bei einer Variante mit den Merkmalen des Anspruchs 14 wird der Wärmetauscherraum von unten nach oben durchströmt. Es ergibt sich der Vorteil einer auslaufsicheren Anlage, die für höhere abwasserseitige Druckverluste im Wärmetauscherraum geeignet ist (s. a. Fig. 4c).

Die Merkmale der Ansprüche 15-18 gestalten den Behälterboden für Ausführungsvarianten der Anlage, in denen Innenwand und Behälterboden dichtend miteinander verbunden sind.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 15 wird der Vorteil erreicht, daß keine Änderungen an der abwasserseitigen hydraulischen Installation vorgenommen werden müssen, wenn der Deckel geöffnet und die Innenwand aus dem Behälter entnommen werden soll, um z. B. die Rohrwendel zu reinigen.

Eine Bodenform mit den Merkmalen des Anspruchs 16 (s. a. Fig. 5a) ist für Anwendungen vorteilhaft, bei denen im unteren Bereich des Wärmetauscherraumes ein geringerer Druck entsteht als im unteren Bereich des Abwasserraumes, eine Bodenform nach den Merkmalen des Anspruchs 17 (s. a. Fig. 5b) für einen entsprechend höheren Druck. Letztere ermöglicht zudem auf einfache Weise die Anformung eines Schmutzsammeltrichters, an den der Abwasserablauf angeschlossen werden kann. Eine Bodenform nach den Merkmalen des Anspruchs 18 (s. a. Fig. 5c) ermöglicht die Verwendung besonders preiswerter Standardbehälter.

Das die erfindungsgemäße Vorrichtung verlassende, vorgewärmte Frischwasser muß in einem nachgeschalteten Warmwasserbereiter weiter erwärmt werden. In vielen Fällen besteht eine solche Warmwasserbereitungsanlage aus einem Wärmeerzeuger und einem Brauchwasserspeicher. Mit den Merkmalen des Anspruchs 19 wird vorgesehen, das Heizelement dieses Wärmeerzeugers in den Abwasserraum der Anlage zu verlegen. Es kann sich hierbei z. B. um einen heizwasserdurchflossenen Wärmetauscher oder einen Elektro-Heizeinsatz handeln. Statt einer Nachheizung des Frischwassers wird die Temperatur des Abwassers damit soweit erhöht, daß das Frischwasser nach dem Wärmetausch mit dem Abwasser seine Solltemperatur bereits erreicht. Die Verwendung des Brauchwasserspeichers samt Installationsaufwand und beanspruchter Stellfläche kann damit entfallen, wodurch ein hoher Kostenvorteil entsteht. Zweckmäßigerweise wird das Heizelement im oberen Bereich des Abwasserraumes und der Abwasserzulauf unmittelbar darunter angeordnet (s. a. Fig. 6).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann durch geringfügige Modifikationen ihrer Merkmale an viele Anwendungen angepaßt werden. Ihr konstruktiver Aufbau ist sehr einfach und kompakt, sie ist kostengünstig herstellbar. Die erzwungene Konvektion des Abwassers sichert hohe Wärmeübergangswerte an der Wärmetauscherfläche und damit eine effiziente Nutzung des Wärmeangebotes. Geringe Kosten und hohe Energieerträge eröffnen die Möglichkeit einer wirtschaftlichen Betriebsweise auch bei kleineren Abwassermengen (z. B. private Haushalte in Ein-/Zweifamilienhäusern, Miet- oder Eigentumswohnungen, Friseurgeschäfte usw.).

Das Frischwasser kann mit vertretbaren Wärmetauscherflächen im Durchlauf erwärmt werden. Fast das gesamte Behältervolumen steht für die Abwasserzwischenspeicherung zur Verfügung. Die Rohrwendel ist ohne Eingriffe in die hydraulische Installation sehr leicht zugänglich, so daß eine notwendige Reinigung der Wärmetauscherfläche problemlos möglich ist. Die Umgebung der Vorrichtung wird dabei nicht beeinträchtigt.

Die Ausgestaltung der Erfindung als Umlaufanlage mit Abwassererwärmung erspart die Verwendung eines Brauchwasserspeichers in einer nachgeschalteten üblichen Warmwasserbereitungsanlage und ermöglicht durch den erzielbaren Kostenvorteil besonders kurze Amortisationszeiten.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1a Gestaltungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 5 als Skizze,

Fig. 1b Gestaltungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 7 als Skizze,

Fig. 2 Gestaltungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 8,

Fig. 3 Möglichkeit der Einbindung der erfindungsgemäßen Vorrichtung (ohne Abwassererwärmung) in eine Warmwasserbereitungsanlage,

Fig. 4a Gestaltungsbeispiel der Erfindung mit Abwasserumlauf gemäß Anspruch 12 als Skizze,

Fig. 4b Gestaltungsbeispiel der Erfindung mit Abwasserumlauf gemäß Anspruch 13 als Skizze,

Fig. 4c Gestaltungsbeispiel der Erfindung mit Abwasserumlauf gemäß Anspruch 14 als Skizze,

Fig. 5a Gestaltungsbeispiel des Behälterbodens gemäß Anspruch 16,

Fig. 5b Gestaltungsbeispiel des Behälterbodens gemäß Anspruch 17,

Fig. 5c Gestaltungsbeispiel des Behälterbodens gemäß Anspruch 18,

Fig. 6 Gestaltungsbeispiel der Erfindung mit Abwasserumlauf und Abwassererwärmung gemäß Anspruch 19.

Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Figuren gleiche Einzelheiten. Da Aufbau und Wirkungsweise aller Ausführungsformen sehr ähnlich sind, werden einige lediglich in Form einer Skizze zur Veranschaulichung dargestellt.

Die Fig. 1a und 1b veranschaulichen jeweils eine mögliche Ausführungsform gemäß den genannten Ansprüchen.

Fig. 2 gibt eine detailliertere Ausführungsmöglichkeit wieder, wie sie sich aus dem Anspruch 8 ergibt. Ein Behälter (2) ist mit einem Deckel (4), der mit der Innenwand (3) verbunden ist, über eine Dichtung (18) mit Hilfe eines Spannringes (19) verschlossen. Die Innenwand (3) trennt den Wärmetauscherraum (9) vom Abwasserraum (5) des Behälters über eine feste Verbindung mit dem Deckel (4) und den entsprechend ausgeformten Behälterboden ab. Der Behälterboden fällt von der Mitte zum Rand hin ab. Die Innenwand (3) liegt unmittelbar an Teilen des Behälterbodens an, wodurch einerseits die Abdichtung zwischen Abwasserraum (5) und Wärmetauscherraum (9) gewährleistet und andererseits eine einfache Demontage der Innenwand (3) gewährleistet wird. Innerhalb des Wärmetauscherraumes (9) befindet sich eine Rohrwendel (1), die von zu erwärmendem Frischwasser durchströmt wird und zusammen mit der Außenwand des Behälters (2) und der Innenwand (3) einen spiralförmigen Strömungskanal für das Abwasser bildet.

Der Wärmetauscherraum (9) liegt abwasserseitig auf der Saugseite einer Pumpe (8), die das warme Abwasser aus dem Pufferbereich (5) über das Tauchrohr (17) durch den Wärmetauscherraum (9) fördert. Das Tauchrohr (17) kann durch eine flexible Rohrleitung ersetzt werden, dessen freies Ende mit einem Schwimmkörper versehen wird und damit eine Abwasserentnahme für den Wärmetausch immer aus dem wärmsten, oberen Bereich des Abwasservorrates im Abwasserraum (5) gewährleistet. Die Pumpe (8) wird in Abhängigkeit vom Frischwasservolumenstrom in der Rohrwendel (1) angesteuert. Das zu erwärmende Frischwasser gelangt über den Frischwasserzulauf (11) durch die Rohrwendel (1) zum Frischwasserablauf (12).

Das warme Abwasser gelangt über den Abwasserzulauf (10) in den Abwasserraum (5) des Behälters.

Zu Reinigungszwecken wird der Behälter nahezu vollständig entleert. Wird der Behälterdeckel (4) mit Innenwand (3) entfernt, so gelangen das restliche Abwasser und dessen Verunreinigungen sowie die bei der Reinigung der Wärmetauscherfläche anfallende Reinigungslauge durch die Form des Behälterbodens sicher zur Saugseite der Pumpe (8) und können ausgespült werden, ohne den Wärmetauscher zu passieren.

Anhand der Fig. 3 wird eine vorteilhafte Möglichkeit der Einbindung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eine Warmwasserbereitungsanlage dargestellt. Da in vielen Bereichen der Warmwasserbereitung sowohl aus hygienischen Gründen (Legionellen), als auch zur Erhöhung der Energiespeicherkapazität von Warmwasserspeichern, höhere Warmwassertemperaturen erzeugt werden (<=60°C), als benötigt (38-48°C), muß an den Zapfstellen kaltes Wasser zugemischt werden, um die gewünschte Zapftemperatur zu erreichen. Dadurch ist die anfallende Abwassermenge stets wesentlich größer als die zu erwärmende Frischwassermenge, wodurch die Rückgewinnungsquote der Abwärme von vornherein begrenzt wird. Daher wird vorgesehen, einen Teil des in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgewärmten Frischwassers dem aus einer nachgeschalteten Warmwasserbereitungsanlage (z. B. Kessel (20) und Brauchwasserspeicher (21)) stammenden Frischwasser überhöhter Temperatur zuzumischen. Die Mischtemperatur liegt näher an der gewünschten Zapftemperatur, die notwendige Kaltwasserzumischung an der Zapfstelle (22) wird dadurch verringert. Das Verhältnis zwischen anfallender Abwassermenge und vorzuwärmender Frischwassermenge nähert sich dem Wert 1. Damit erhöht sich unmittelbar der theoretisch mögliche und damit auch der praktisch realisierbare Rückgewinnungsgrad der Abwärme. Die Mischtemperatur wird beispielsweise über ein thermostatisches Mischventil (23) entweder fest auf die maximal notwendige Zapftemperatur oder variabel auf die aktuell erforderliche Zapftemperatur eingestellt.

Die Fig. 4a-4c zeigen jeweils eine mögliche Ausführungsform gemäß den genannten Ansprüchen. Das Abwasser wird hier im Umlauf geführt, d. h. es gelangt aus dem unteren Teil des Abwasserraumes (5). Die Pumpe (8) wird wieder über den Frischwasservolumenstrom gesteuert. Über den Abwasserzulauf (10) in den oberen Bereich des Abwasserraumes (5) gelangendes warmes Abwasser verdrängt abgekühltes Abwasser aus dessen unterem Bereich über den als Überlauf ausgebildeten Abwasserablauf (13).

Fig. 5a-5c

Hier werden 3 Ausgestaltungsformen des Behälterbodens dargestellt, wie sie in den Ansprüchen 16 (Fig. 2a), 17 (Fig. 2b) und 18 (Fig. 2c) formuliert werden. In allen Fällen ist die Innenwand (3) dichtend mit dem Behälterboden durch unmittelbares Aneinanderliegen verbunden. Zusätzliche Dichtungselemente können vorgesehen werden. Die abwasserführende Leitung (16) wird in Fig. 2b durch eine Einstülpung im kreisringförmigen Teil des Behälterrodens geführt.

Fig. 6

Hier wird ein Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung als Umlaufanlage mit Abwassererwärmung gezeigt. Die Anlage besteht aus einem Behälter (2) mit Deckel (4), der mit dem Behälter (2) leicht lösbar verbunden ist. Die Innenwand (3) trennt den Abwasserraum (5) vom Wärmetauscherraum (9). Sie endet bereits unterhalb des weitgehend konstanten Abwasserspiegels (7), wodurch die abwasserseitige Verbindung zwischen Abwasserraum (5) und Wärmetauscherraum (9) entsteht. Das Abwasser umströmt die Oberkante der Innenwand (3) unterhalb von u. U. abgesetzten Schwimmstoffen. Die Innenwand (3) reicht bis zum Behälterboden herunter und ist dichtend mit ihm verbunden. Diese Bodendichtung wird dadurch gebildet, daß ein Teil der Innenwand (3) unmittelbar an der Bodenkonstruktion anliegt (s. a. Fig. 5a). Durch die Ausbildung des Behälterbodens können notwendige Anschlußleitungen im Bodenbereich in den Behälter (2) geführt werden, ohne eine zusätzliche Aufständerung des Behälters vorzusehen (s. a. Fig. 5). Dadurch können der Deckel (4) und die Innenwand (3) montier/demontiert werden, ohne Änderungen an der abwasserseitigen Installation vornehmen zu müssen.

Die Rohrwendel (1) ist in zwei Ausführungsvarianten dargestellt, die linke Hälfte zeigt die Ausführung als Zwillingsrohrwendel, rechts ist eine Wendel mit ovalem Rohrquerschnitt dargestellt.

Gelangt warmes Abwasser über den Abwasserzulauf (10) in den Abwasserraum (5) des Behälters (2), wird gleichzeitig Abwasser aus dem Bodenbereich des Abwasserraumes (5) verdrängt und verläßt die Anlage über den als Überlauf gestalteten Abwasserablauf (13), wobei abgesetzte Verunreinigungen mitgeführt werden.

Im oberen Bereich des Abwasserraumes (5) befindet sich das Heizelement (6) eines Wärmeerzeugers, in diesem Beispiel ein von Heizwasser durchflossener Wärmetauscher, der die Temperatur des Abwassers erhöht. Damit wird erreicht, daß das Frischwasser nicht nur vorgewärmt, sondern bereits z. B. auf Zapftemperatur erwärmt wird. Ein üblicherweise nachgeschalteter Brauchwasserspeicher kann entfallen. Das Heizelement (6) wird zweckmäßigerweise über flexible Leitungen mit dem extremen Wärmeerzeuger verbunden, damit auch hier die leichte Zugänglichkeit des Behälterinneren erhalten bleibt. Der Abwasserzulauf (10) mündet vorzugsweise unterhalb des Heizelementes (6) in den Abwasserraum.

Zu erwärmendes Frischwasser wird der Rohrwendel (1) über den Frischwasserzulauf (11) zugeführt und verläßt die Vorrichtung über den Frischwasserablauf (12). Frischwasser und Abwasser werden im Gegenstrom zueinander geführt.

Fließt Frischwasser durch die Rohrwendel (1), so wird z. B. in Abhängigkeit von ausgewerteten Impulsen eines Wasserzählers in der Frischwasserleitung die Abwasserpumpe (8) angesteuert. Warmes Abwasser umströmt die Oberkante der Innenwand (3), fließt durch den Wärmetauscherraum (9) und gelangt, abgekühlt, über den Abwasserabzug (15) mit Pumpe (8) schließlich zurück in den unteren Bereich des Abwasserraumes (5).

Das Behälterinnere ist bei Bedarf nach wenigen Handgriffen - Deckel (4) öffnen und Innenwand (3) - entnehmen zugänglich. Nach der Entleerung des Behälters über die aus einer Rohrleitung mit Ventil bestehenden Behälterentleerung (14) läßt sich die Rohrwendel (1) nun leicht reinigen, inspizieren, reparieren oder austauschen.

Bei der Reinigung der Rohrwendel (1) anfallende Reinigungslauge verbleibt zunächst im Behälterinneren und wird anschließend über die Behälterentleerung (14) abgelassen.

Bezugszeichenliste

1

Rohrwendel

2

Behälter

3

Innenwand

4

Behälterdeckel

5

Abwasserraum

6

Heizelement

7

Abwasserspiegel

8

Pumpe

9

Wärmetauscherraum

10

Abwasserzulauf

11

Frischwasserzulauf, kalt

12

Frischwasserablauf, warm

13

Abwasserablauf

14

Behälterentleerung

15

Abwasserabzug

16

Abwasserleitung

17

Tauchrohr

18

Dichtung

19

Spannring

20

Kessel

21

Brauchwasserspeicher

22

Zapfstelle

23

thermostatisches Mischventil

24

Schwimmstoffaustrag

Claims (19)

1. Vorrichtung zur Speicherung von warmen Abwässern und Ausnutzung ihrer Wärmeenergie, insbesondere von Haushaltsabwässern, bestehend aus einem Abwasserspeicher mit Abwasserzulauf und einem Wärmetauscher, beide in einem doppelwandigen Behälter integriert, dessen Inneres als Abwasserraum zum Auffangen und Zwischenspeichern von Abwasser dient und dessen Doppelwand einen Wärmetauscherraum bildet, welcher mindestens eine von Frischwasser durchflossene Rohrwendel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß

• - in einen Behälter mit Deckel eine separate, rohrförmige Innenwand eingesetzt wird, die
  • - zusammen mit der Behälterwand eine Doppelwand bildet,
  • - den Behälter in die Bereiche Wärmetauscherraum und Abwasserraum unterteilt,
  • - unmittelbar an der Rohrwendel anliegt und dadurch mit den Windungen der unmittelbar an der Behälterwand anliegenden Rohrwendel und der Behälterwand mindestens einen wendelförmigen Strömungskanal für das Abwasser bildet
• - mindestens eine hydraulische Verbindung zwischen Abwasserraum und Wärmetauscherraum besteht (nachfolgend Verbindung genannt), über die Abwasser vom Abwasserraum in den Wärmetauscherraum geführt wird, und dort die Rohrwendel umströmt
• - der Wärmetauscherraum mindestens einen Abwasserabzug aufweist, über den das Abwasser den Wärmetauscherraum nach Umströmen der Rohrwendel verläßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Behälter, die Innenwand und die Rohrwendel eine zylindrische oder leicht konische Form aufweisen.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Rohrquerschnitt der Rohrwendel bezogen auf die Wendelachse in radialer Richtung eine größere Abmessung als in axialer Richtung aufweist (z. B. ovaler Querschnitt).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Rohrwendel mit einem metallischen Mantel umgeben wird, der wärmeleitend mit der Rohrwendel verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Verbindung aus einer Rohrleitung besteht, die im unteren Bereich des Abwasserraumes beginnt und eine Pumpe enthält und die Innenwand dichtend mit dem Behälterboden verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Verbindung aus einem Durchlaß in der Innenwand und der Abwasserabzug aus einer Rohrleitung mit Pumpe besteht und die Innenwand dichtend mit dem Deckel verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Durchlaß dadurch gebildet wird, daß die Innenwand zumindest teilweise nicht bis zum Behälterboden herunterreicht oder wenigstens eine Öffnung in ihrem unteren Bereich aufweist und der Abwasserabzug im oberen Bereich des Wärmetauscherraumes angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Innenwand dichtend mit dem Behälterboden und dem Deckel verbunden ist und der Durchlaß aus einer Bohrung oder ähnlichen Öffnung im oberen Bereich der Innenwand besteht, an die ein starres Rohrleitungsstück angeschlossen ist, welches bis in den unteren Bereich des Wärmetauscherraumes reicht und der Abwasserabzug mit einer Pumpe im unteren Bereich des Wärmetauscherraumes angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der in den Abwasserraum weisende Teil der Verbindung durch eine flexible Rohrleitung verlängert oder ersetzt wird, die in den Abwasserraum hineinragt und deren freies Ende mit einem Schwimmkörper versehen ist und in geringem Abstand unter der Abwasseroberfläche endet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Abwasserabzug des Wärmetauscherraumes in den unteren Bereich des Abwasserraumes mündet und damit das Abwasser nach dem Durchströmen des Wärmetauscherraumes in den Abwasserraum zurückgeführt wird und ein Abwasserablauf im unteren Bereich des Abwasserraumes angeordnet ist, der als Überlauf ausgebildet ist, über den das Abwasser die Vorrichtung verläßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Verbindung zwischen Abwasserraum und Wärmetauscherraum in deren jeweils oberem Bereich angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Verbindung dadurch gebildet wird, daß sich die Oberkante der Innenwand oder mindestens eine Öffnung in ihrem oberen Bereich zumindest teilweise unterhalb des weitgehend konstanten Abwasserspiegels befindet, die Innenwand und der Behälterboden dichtend miteinander verbunden sind und der Abwasserabzug, bestehend aus einer Rohrleitung mit einer Pumpe, im unteren Bereich des Wärmetauscherraumes angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Verbindung aus einer Rohrleitung mit Pumpe besteht, die Innenwand und der Deckel dichtend miteinander verbunden sind und der Abwasserabzug dadurch gebildet wird, daß die Innenwand zumindest teilweise nicht bis zum Behälterboden herunterreicht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Verbindung zwischen Abwasserraum und Wärmetauscherraum aus einer Rohrleitung mit Pumpe besteht, die den oberen Bereich des Abwasserraumes mit dem unteren Bereich des Wärmetauscherraumes verbindet, die Innenwand dichtend mit dem Behälterboden verbunden ist und bis über den Abwasserspiegel reicht und der Abwasserabzug aus einer Rohrleitung besteht, die im oberen Bereich des Wärmetauscherraumes angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß

• - abwasserführende Leitungen, die vom Abwasserraum ausgehend aus dem Behälter herausgeführt werden, durch den Behälterboden bzw. in dessen unmittelbarer Nähe aus dem Behälter geführt werden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer bis zum Behälterboden reichenden Innenwand der Behälter in Bodennähe einen annähernd gleichen oder kleineren Querschnitt als die Innenwand aufweist und dieser untere Teil der Behälterwand von der eingesetzten Innenwand nicht vollständig überdeckt wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß

• - bei einer bis zum Behälterboden reichenden Innenwand der Behälterboden eine Einstülpung mit einem annähernd gleichen oder größeren Querschnitt als die Innenwand aufweist und die Seitenwand dieser Einstülpung von der Innenwand nicht vollständig überdeckt wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine bis zum Behälterboden reichende Innenwand in ihrem unteren Bereich geteilt wird, beide Teile dichtend miteinander verbunden werden und der entstandene untere Teil mit dem Behälterboden fest verbunden wird.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10-18, dadurch gekennzeichnet, daß

• - innerhalb des Abwasserraumes das Heizelement eines Wärmeerzeugers angeordnet ist, welches die Temperatur des Abwassers erhöht bevor es den Wärmetauscherraum durchströmt.