DE2440418A1

DE2440418A1 - Zentralheizungsanlage

Info

Publication number: DE2440418A1
Application number: DE2440418A
Authority: DE
Inventors: Erich Gross
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-08-23
Filing date: 1974-08-23
Publication date: 1976-03-11
Also published as: FR2282605B1; FR2282605A1

Description

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Erich Gross 18_o8o1974

Muggensturm

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z,entralhei zungsanlage

Zentralheizungsanlagen mit Wärmepumpen arbeiten besonders wirtschaftlich, wenn ein Speicher für den Wärmeträger, vorzugsweise ein i'iachtspeicher verwendet wird_o Die elektrische Energie für den betrieb der Wärmepumpen ist darm besonders billige Dieser Speicher, der ein großes vi/ärmereservoir darstellt, ermöglicht es, daß praktisch immer mit der gleichen Vorlauftemperatur gefahren werden kann, die auch bei kalter Witterung um ment mehr als 30⁰G höher liegen muß als die Raumtemperatur, wenn als Heizelemente Konvektoren mit bedarfsweise einschaltbaren jjüftern verwendet werden.

Die Wirtschaftlichkeit derartiger Heizungsanlagen hängt aber auch sehr stark von dem Wärmereservoir ab_o Die Wärmepumpen arbeiten meist so, daß ihre Verdampfersysteme dem Grundwasser oder der Luft Wärme entziehen,, Im ersten Fall liegt die Temperatur des Wärmereservoirs mit 12⁰O praktisch immer auf dem gleichen ffert; sie ist aber relativ niedrig, so daß mit der Wärmepumpe nicht unbedingt der optimale Wirkungsgrad erreicht wirdo -Bei Luft als Wärmereservoir müssen verhältnismäßig große Verdampfereinheiten verwendet werden. Die· erforderliche Luftumwälzung führt zu einer wesentlichen Erhöhung des ü-eräuschpegels, so daß besondere Massnahmen zur Lärmdämmung getroffen werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine besonders wirtschaftlich arbeitende Zentralheizungsanlge der oben beschriebenen Art zu schaffenο

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Erfindungsgemäß wird bei einer Zentralheizungsanlqge mit ,üasser als Wärmeträger und einer oder mehreren Wärmepumpen dem Muslichen Abwasser unter Verwendung eines Wärmeaustauschers (3) mittels einer Wärmepumpe (20) eine Wärmemenge entzogen und diese zur Aufheizung des Wärmeträgers verwendet.

derartiges System hat den Vorteil, daß es besonders wirtschaftlich arbeitet, da nicht nur die gegenüber dem .frischwasser erhöhte i'emperatur des Abwassers ausgenutzt werden kann, sondern daß das Abwasser auf eine unter der

liegende Temperatur des zugeführten i⁽¹risehwassers/Temperatur abgesenkt werden kann, die vorzugsweise bei +2 C liegt_o

Die Wirtschaftlichkeit des Betriebes wird noch erhöht, wenn für den Wärmeträger ein Speichersystem, vorzugsweise ein Nachtspeicher verwendet wird.

Vorzugsweise besteht der Wärmeaustauscher aus einem in» die Abwasserleitung eingebauten wärmeisolierten Auffangbehälter, in dem auch die Verdampferschlangen der Wärmepumpe untergebracht sind« Derartige Auffangbehälter lassen sich meist leicht nachträglich in Wohn— oder Bürohäusern einbauen. Der Einbau wird erleichtert, wenn von Anfang an entsprechende Paßstücke vorgesehn werden»

Der Auffangbehälter besitzt am Ausgang einen Schieber oder ein, andres Ventil, daß erfindungsgemäß thermisch gesteuert wird und bei Erreichen einer einstellbaren Temperatur den Abfluß des abgekühlten Abwassers ermöglichte

Für den vorgesehenen Wärmeaustausch kommen in erster Linie die Abwasser aus Bad_f waschmaschine und Küchenmaschine, aber auch industrielle Abwasser in Frage«

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Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 3 näher beschrieben.

Figur 1 zeigt den schematischen Aufbau eines Ausführungsbeispieles der .Erfindung, in der Abwasserleitung eines Wohnhauses, das mit einer Zentralheizungsanlage und einer Wärmepumpe sowie vorzugsweise mit einer JNachtspeicherung für den Wärmeträger versehen ist, werden schon beim Einbau Paßstücke 1₉ 2 vorgesehen, die das nachträgliche Einbauen eines Auffangbehälters 3 für Abwasser in einer Größe von etwa 1000 1 pro Wohneinheit ermöglichen_o Dieser wärmeisolierte .behälter nimmt das vor allem üb>_r Tag anfallende Abwasser aus .bad, Dusche, Waschmaschine, Spülmaschine und dergl. auf, das nach Messungen im Durchschnitt eine Temperatur von 4-0 bis 43°0 hat_o Der Ablauf des Wassers ist mittels eines Magnetventiles 4, Schiebers oder einer ande en in ü'ig« 2 dargestellten einfachen Absperrvorrichtung verschlossen.

Diese Absperrvorrichtung besteht im wesentlichen, aus dem ochaluch 5, auf dessen eäner b_eite sich die beidenfeststehenden balzen 6 und 7 befinden und dessen andere Seite die mit dem

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Elektromagneten/zu bewegende Walze 9 enthält, im stromlosen Zustand (,gestrichelt j ist der schlauch zugepresst. Er wird durch Anlagen einer Spannung für den Abfluss geöffnet.

Bei _#uberschreiten der vorgesehenen bpeichermenge fließt das Abwasser über den Überlauf 10 ab_o Bei .bedarf wird das Wasser im Behälter mit der Pumpe 11 umgewälzt, um zu verhindern, daß bei starker rüllung des Behälters zulaufendes warmes Wasser sofort über den Überlauf 5 abfließt. Die Isolierung 11 des üehlters ist so gewählt, daß das über Tag anfallende Abwasser kaum an Wärme verliert.

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Im Innern des Auffangbehälters sind die Verdampferschlangen 13 einer der wärmepumpen der ZentralheizungsanH^e angeordnete Vor allem während der !Macht₉ d_oh_o in der Zeit mit billigem Stromtarif, entzieht die Wärmepumpe über die Verdampf erschlangen durch wärmeaustausch dem gespeicherten Abwasser die wärme und heizt damit den wärmeträger der ^en<tralheizungsanlage in. seinem Speichersystem auf_o Wenn dem Abwasser soviel wärme entzogen ist, das es eine Temperatur von etwa 2 υ erreicht hat, öffnet das vom Thermometer 14 gesteuerte Ventil 4 und das abgekühlte Abwasser fließt ab_o

Mit diesem System wird nicht nur nahezu alle indie Erwärmung des .Brauchwassers gesteckte thermische Energie wiedergewonnen, sondern darüberhinaus die wärmemenge, die sich aus der Temperaturdifferenz zwischen .frischwasser und abgekühltem Abwasser ergibt, uas Frischwasser hat einer Temperatur von 11 bis 12°C_; die sich im Jahresmittel kaum veränderte .Bei einer Abwassertemperatur von 2 G nach Wärmeentzug durch die Wärmepumpe, werden somit pro m Abwasser 10 000 CaI gewonnen, für die keine Energie zur Aufheizung verwendet werden musste« Die gesamte gewonnene bzw_o zurückgewonnene Wärmemenge beträgt ohne Verluste rd„ 40 000 CaI pro m Abwasser.

oefczt man den Bedarf einer Zentralheizungsanlge mit 25 000 Cal/h fest über eine Zeitdauer von 14h/Tag, so sieht man, daß die erforderliche Abwassermenge 8 bis 9 irr/Tag betragen müsste. Dieser Wert wird meist nicht erreichte Die erfindungsgemäße Wärmerückgewinnung aus dem Abwasser kann in solchen ü'ällen einen Teil der Anlage bilden,, uie übrige erforderliche Wärmemenge wird in bekannter weise mittels Wärmepumpen aus anderen wärmereservoiren wie Grundwasser, uuft usw. gewonnen.

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Figur 3 zeigt nochmals schematisch die gesamte Zentralheizungsanla-ge _o

In dem wärmeisolierten Speicher 15 mit mehreren nr Inhalt befindet sich der Wärmeträger (,Wasser) der Zentralheizungsanlage. Bei Betrieb der Anlage wird das warme Wasser durch die Heizkörper 16 gepumpte Außerdem erfolgt eine Wärmeabgabe an den Durchlauferhitzer 17 zur .erzeugung von Brauchwasser, Der Wärmeträger wird auf verschiedene Arten aufgeheizte Bei lMormalbetrieb wird er während der i\iacht über den wärmeaustauscher 18 gepumpt, wo ihm von. den Wärmepumpen 19 und 2ü Wärme zugeführt wird_o Die Wärmepumpe 19 entzieht in diesem Beispiel der Luft Wärme (.21) und die Wärmepumpe 20 dem Abwasser 22_O ueicht die zugeführte Wärme nicht aus, so kann, die ΧΪΚϊϊ Zusatzheizung 21 in Betrieb genommen werden, die mit Flüssiggas, erdgas oder festen brennstoffen arbeitete

Die Erfindung ist nicht auf das obige Beispiel beschränkt. So kann beispielsweise das erfindungsgemäße verfahren auch ausschließlich zur Urzeugung von Brauchwasser verwendet werden, ohne daß der Rahmen der Erfindung überschritten wird.

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Claims

Patentansprüche

Zentralheizungsanlage mit Wasser als "Wärmeträger und einer oder mehreren .«ärmepumpen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abwasser unter Verwendung eines Wärmeaustauschers (.3) mittels einer ,Wärmepumpe eine Wärmemenge entzogen und diese zur Aufheizung des härmeträgers verwendet wird.

2ο Zentralheizungsarü^ge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speichersystem (J 5) für den wärmeträger der Zentralheizungsanjgge verwendet wird.

3β Zentralheizungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeaustauscher ein in die Abwasserleitung eingebauter wärmeisolierter Auffangbehälter {3J verwendet wird, in dem auch die verdampferschlangen (J3) der Wärmepumpe untergebracht sind.

4· Zentralheizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß sich im Auslauf des Auffangbehälters (3j ein Ventil (4 J befindet, das durch thermische Steuerung bedingt, während des Wärmeaustausches geschlossen ist und bei Erreichen einer einstellbaren xemperatur öffnete

Zentralheizungsanlage nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil aus einer Schlauchpresse (5-9} besteht, die von einem Elektromagneten (8) so betrieben wird, daß sie stromlos geschlossen ist und bei ütromdurchfluss öffnet.

Zentralheizungsan^e nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangbehälter einen Überlauf besitzt.

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Zentralheizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dab sie mehrerere Wärmepumpen (19» 2U) besitzt, von denen unterschiedlichen Wärmereservoirs (21, 22) Wärme entzogen wird.

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