DE2304537B2

DE2304537B2 - Wärmerückgewinnungsanlage

Info

Publication number: DE2304537B2
Application number: DE2304537A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 4321 Niederwenigern Anders; Peter Dipl.-Ing. 4330 Muelheim Kalischer; Manfred Dipl.-Ing. 4300 Essen Lange-Huesken; Bernd Dr.-Ing. 4033 Hoesel Stoy
Original assignee: Rheinisch Westfaelisches Elektrizitaetswerk AG
Current assignee: RWE AG
Priority date: 1973-01-31
Filing date: 1973-01-31
Publication date: 1975-08-14
Also published as: DE2304537A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmerückgewinnungsanlage für Abwärme erzeugende Einrichtungen, z. B. in Haushalten mit Wasch- und/oder Geschirrspülmaschinen und/oder Bade- und/oder Duscheinrichtungen, wobei die Abwärme an einen Warmwassererzeuger abgegeben wird und der Warmwassererzeuger einen Wärmetauscher aufweist, der einerseits von dem die Abwärme enthaltenden Medium, andererseits von dem zu erwärmenden Wasser beaufschlagt ist.

In zunehmendem Maße werden, z. B. in Haushalten, Abwärme erzeugende Einrichtungen eingesetzt, wobei unter Abwärme erzeugenden Einrichtungen solche verstanden werden sollen, die funktionsbedingt ein Abwärme enthaltendes Medium abgeben; insbesondere sind in Haushalten z. B. Wasch- und Geschirrspülmaschinen sowie Bade- und Duscheinrichtungen gemeint.

Der zunehmende Einsatz von Abwärme erzeugenden Einrichtungen führt — da die Abwärme nicht genutzt wird — einerseits zu einem das notwendige Maß übersteigenden Verbrauch an Energie, in aller Regel an elektrischer Energie, andererseits aber zu einer zunehmenden Belastung der Umwelt durch die aufzunehmende Abwärme. Das letztere führt dann, wenn das die Abwärme enthaltende Medium — wie bei Wasch- und Geschirrspülmaschinen sowie Bade- und Duscheinrichtungen — Wasser ist der Kanalisation zugeführt wird, zu einem merklichen Temperaturanstieg in den natürlichen Gewässern, was biologisch ungünstig ist.

Bekannt ist nun bereits eine Wärmerückgewinnungsanlage für Haushalte mit Abwärme erzeugenden Einrichtungen, nämlich in Verbindung mit einer Geschirrspülmaschine (vgl. die eingetragenen Unterlagen des DT-Gbm 69 33 648), gekennzeichnet durch eine den Abwärme erzeugenden Einrichtungen zugeordnete Wärmepumpe, deren Verdampfer von dem die Abwärme enthaltenden Medium beaufschlagt und deren Verflüssiger in einem Warmwassererzeuger angeordnet ist und bei der der Verdampfer und der Kondensator einen geschlossenen Wärmezwischenträgerkreislauf mit einem Kältemittel als Wärmezwischenträger bilden.

Weiter ist eine Wärmerückgewinnungsanlage für Haushalte mit Abwärme erzeugenden Einrichtungen, insbesondere mit Wasch- und/oder Geschirrspülmaschinen und/oder Bade- und/oder Duscheinrichtungen bekannt (vgl. die GB-PS 10 Ob 988), wobei die Abwärme an einen Warmwassererzeuger abgegeben wird und der Warmwassererzeuger einen Wärmetauscher aufweist, der einerseits von dem die Abwärme enthaltenden Medium, andere-seits von dem zu erwärmenden

Wasser beaufschlagt ist. Bei dieser Wärmerückgewinn!_ngsanlage findet in dem Wärmetauscher ein direkter Wärmeaustausch zwischen dem die Abwärme enthaltenden Medium einerseits, dem zu erwärmenden Wasser andererseits statt — was häufig nich; zulässig ist.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine Wärmerückgewinnungsanlage anzugeben, bei der einerseits weiterhin auf eine Wärmepumpe verzichtet werden kann, bei der andererseits jedoch ein direkter Wärmeaustausch zwischen dem die Abwärme enthaltenden Medium und dem zu erwärmenden Wasser nicht stattfindet.

Diese Aufgabe wird erfindung:;gemäß dadurch gelöst, daß der Wärmetauscher einen von dem die Abwärme enthaltenden Medium beaufschlagten Verdämpfer und einen von dem zu erwärmenden Wasser beaufschlagten Kondensator aufweist und daß der Verdampfer und der Kondensator einen gcrchlossenen Wärmezwischenträgerkreislauf mit einem Kältemitte! als Wärmezwischenträger bilden.

Die Erfindung sieht also zunächst für den Wärmeaustausch zwischen dem die Abwärme enthaltenden Medium einerseits, dem zu erwärmenden Wasser andererseits einen Wärmezwischenträger vor, so daß zwischen dem die Abwärme enthaltenden Medium einerseits, dem zu erwärmenden Wasser andererseits kein direkter Wärmeaustausch stattfindet. Grundsätzlich wäre es nun möglich, einfach Wasser als Wärmezwischenträger zwischen dem die Abwärme enthaltenden Medium rnd dem aufzuwärmenden Wasser vorzusehen. Der dabei sich einstellende zweifache Tempieratursprung — Abwärme enthaltendes Medium/Wasser als Wärmezwischenträger einerseits. Wasser als Wärmezwischenträger — zu erwärmendes Wasser andererseits — würde jedoch zu einer unbefriedigenden Ausnutzung der in dem Abwärme enthaltenden Medium enthaltenen Wärme, also zu einem nicht befriedigenden Wirkungsgrad führen. Dadurch, daß erfindungsgemäß als Wärmezwischenträger ein Kältemittel vorgesehen ist und dieses Kältemittel in einem geschlossenen Wärmezwischenträgerkreislauf mit Verdampfer und Kondensator arbeitet, kann auf jegliche mechanische Hilfsmittel wie Ui wälzpumpen usw. zum Transport des Wärmezwischenträgers verzichtet werden; die Dichu unterschiede zwischen Dampf und Flüssigkeit reichen !iierfür aus. Das als Wärmezwischenträger verwendete Kältemittel ist durch den Verdampfungs- und Kondensationsvorgang in der Lage, große Wärmemengen latent durch relativ kleine Rohrquerschnitte zu übertragen. Der Wärmeübergang auf diesen Wärmezwischcnträger bzw. von diesem Wärmezwischenträger ist durch die Verdampfung und Kondensation außerordentlich gut.

Vorzugsweise wird bei der erfindungsgemäßen Wärmerückgewinnungsanlage der Kondensator oberhalb des Verdampfers angeordnet, so da3 in dem Wärmezwischenträgerkreislauf das Kältemittel durch Naturumlauf fließt, es also einer Kältemittelpumpe nicht bedarf. Hinsichtlich der Ausgestaltung des Verdampfers und des Kondensators sind bei der erfindungsgemäßen Wärmerückgewinnungsanlage weitgehende Freiheiten vorhanden — wenn es sich auch empfiehlt, den Verdampfer als Plattenwärmetauscher und den Kondensator als Rohrschlange auszuführen.

Die erfindungsgemäße Wärmerückgewinnungsaniage eignet sich besonders für Abwärme erzeugende Einrichtungen, bei denen die Erzeugung der Abwärme und der Bedarf an aufgewärmtem Wasser gleichzeitig vorliegt, z. B. bei Duscheinrichtungen. Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, dem Wärmetauscher der erfindungsgemäßen Wärmerückgewinnungsanlage einen Warmwasserspeicher nachzuschalten.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wärmerückgewinnungsanlage in Verbindung mit einer Duscheinrichtung.

Die in der Figur dargestellte Wärmerückgewinnungsanlage 1 ist für eine Duscheinrichtung 2 bestimmt und in ihrem grundsätzlichen Aufbau gekennzeichnet durch einen der Duscheinrichtung 2 zugeordneten Warmwassererzeuger 3 mit einem Wärmetauscher 4. Der Wärmetauscher 4 wird einerseits von dem Abwasser der Duscheinrichtung 2, also von dem die Abwärme enthaltenden Medium, andererseits von dem zu erwärmenden, der Duscheinrichtung 2 zuzuführenden Wasser beaufschlagt.

Der Wärmetauscher 4 weist einen von dem Abwasser der Duscheinrichtung 2 beaufschlagten Verdampfer 5 und einen von dem zu erwärmenden Wasser beaufschlagten Kondensator 6 auf. Der Verdampfer 5 und der Kondensator 6 bilden einen geschlossenen Wärmezwischenträgerkreislauf 7 mit einem Kältemittel als Wärmezwischenträger.

Wie der Figur zu entnehmen ist, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Kondensator 6 oberhalb des Verdampfers 5 angeordnet, wobei der Verdampfer 5 als Plattenwärmetauscher, der Kondensator 6 als Rohrschlange ausgeführt ist. Im übrigen ist dem Wärmetauscher 4 ein Warmwasserspeicher 8 nachgeschaltet. Über eine Mischbatterie 9 kann die Temperatur des der Duscheinrichtung 2 zugeführten Wassers eingestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmerückgewinnungsanlage für Abwärme erzeugende Einrichtungen, z. B. in Haushalten mit Wasch- und/oder Geschirrspülmaschinen und/oder Bad- und/oder Duscheinrichtungen, wobei die Abwärme an einen Warmwassererzeuger abgegeben wird und der Warmwassererzeuger einen Wärmetauscher aufweist, der einerseits von dem die Abwärme enthaltenden Medium, andererseits von dem zu erwärmenden Wasser beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (4) einen von dem die Abwärme enthaltenden Medium beaufschlagten Verdampfer (5) und einen von dem zu erwärmenden Wasser beaufschlagten Kondensator (6) aufweist und daß der Verdampfer (5) und der Kondensator (6) einen geschlossenen Wärmezwischenträgerkreislauf (7) mit einem Kältemittel als Wärmezwischenträger bilden.

2. Wärmerückgewinnungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (6) oberhalb des Verdampfers (5) angeordnet ist.

3. Wärmerückgewinnungsanlage nach Anspruch

1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdämpfer (5) als Plattenwärmetauscher ausgeführt ist.

4. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (6) als Rohrschlange ausgeführt ist.

5. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedlichen Abwärme erzeugenden Einrichtungen, insbesondere wenn die die Abwärme enthaltenden Medien in unterschiedlichen Temperatur- und/oder Aggregatzuständen vorliegen, jeweils separate Wärmetauscher zugeordnet sind.

6. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einzelnen oder allen Abwärme erzeugenden Einrichtungen Filter od. dgl. rachgeschaltet sind.

7. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß einzelnen oder allen Abwärme erzeugenden Einrichtungen Speicher für die die Abwärme enthaltenden Medien nachgeschaltet sind.

8. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die separaten Wärmetauscher abwechselnd von dem zu erwärmenden Wasser beaufschlagbar sind.

9. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei der separaten Wärmetauscher parallel geschaltet sind.

10. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei der separaten Wärmetauscher hintereinandergeschaltet sind.

11. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einzelne der separaten Wärmetauscher parallel und hintereinander geschaltet sind.

12. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Warmwassererzeuger eine Zusatzheizung aufweist.

13. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmetauscher (4) ein Warmwasserspeicher (8) nachgeschaltet ist.

J4 Wärmerückgewinnungsavilage nach einem der Ansprüche 1 bis 13. dadurch gekennzeichnet, daß den Abwärme erzeugenden Einrichtungen Steuerventile nachgeschaltet sind, die die Abwärme erzeugenden Einrichtungen nur beim Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur mit dem Wärmetauscher bzw. den Wärmetauschern verbinden.

15. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß den Abwärme erzeugenden Einrichtungen der Haushalte eines Wohnhauses oder einer Wohnanlage ein Warmwassererzeuger zugeordnet ist.