DE2530952A1

DE2530952A1 - Domestic warm water system using waste water heat - has domestic and waste tanks with connecting heat transfer circulatory system

Info

Publication number: DE2530952A1
Application number: DE19752530952
Authority: DE
Inventors: Gangolf Dr Braeunlich; Rudolf Ing Gehrer; Adolf Scheible; Helmut Schoeffel; Gerhard Dipl Ing Trenkowitz
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1975-07-11
Filing date: 1975-07-11
Publication date: 1977-01-27

Abstract

A domestic hot water supply heated by extraction of heat from waste or effluent waters, particularly a central type warm water supply system, has at least one warm water storage space (3) and effluent water storage space (5). The storage space (5) is connected through heat exchangers (8, 11) and at least one heat transfer circulatory system (7-11) of controlled type, which connects the warm water and waste water spaces and transmits heat from the waste water space to the warm water space. A circulatory pump (10) is connected to the heat transfer circulation system (7-11).

Description

Mit Abwasserwärme beheizter Warmwasserbereiter. Water heater heated with waste water heat.

Die Erfindung betrifft einen mit Abwasserwärme beheiten Warmwasserbereiter, insbesondere zur zentralen Warmvrasserbereitung.The invention relates to a water heater units with waste water heat, especially for central hot water preparation.

Es ist bekannt, Warmwasserbereiter mit Abwasserwärme zu beheizen. Hierdurch wird der oft hohe Wärmeinhalt dieser Abwässer weitgehend ausgenutzt und somit werden erhebliche Mengen von Primärenergie eingespart. Bei dieser Art von Warmwasserbereitung besteht jedoch die Gefahr, daß bei evtl. Undichtheiten Abwasser in das Warmwasser eindringen kann und die angeschlossenen Warmwasserkreisläufe verschmutzt. Dies ist insbesondere bei Warenrasserbereitern, die zur Brauchwasser-Versorguig dienen, nicht zulässig.It is known to heat water heaters with waste water heat. As a result, the often high heat content of this waste water is largely exploited and thus considerable amounts of primary energy are saved. With this kind of However, there is a risk of hot water preparation, in the event of leaks, of wastewater can penetrate the hot water and contaminate the connected hot water circuits. This is particularly the case with goods rater makers that are used to supply industrial water serve, not allowed.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen mit Abwasserwärme beheizten Warmwasserbereiter anzugeben, der bei sicherer Trennung von Abwasser und Warmwasser eine gute und weitgehende Wärmeausnutzung des Abwassers gestattet. Zudem soll der Warmwasserbereiter den jeweiligen betrieblichen Anforderungen gewachsen, im konstruktiven Aufbau einfach und daher betriebssicher sein.The invention is based on the object, one with waste water heat heated water heater to indicate the safe separation of waste water and Warm water allows a good and extensive heat utilization of the wastewater. In addition should the water heater cope with the respective operational requirements, be simple in terms of construction and therefore operationally reliable.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch jeweils mindestens einen Warmwasser- und Abwasser-Speicherraum, die über Wärmetauscher und mindestens einen zwischengeschalteten, die Abwasserwärme an das Warmwasser übertragenden, gesteuerten Wärmeträgerkreislauf miteinander verbunden sind. Die Verwendung eines Abwasser-Speicherraums ermöglicht die Ausnutzung auch von stoßweise anfallenden Abwassermengen, -deren Wärmon dem im Warmazasser-Speicherraum vorhandenen Wasser übernommen werden kann. Da der Wärmefluß vom Abwasser-Speicherraum über Wärmetauscher und einen zwischengeschalteten Wärmeträgerkreislauf zum Warnasasser-Speicherraum führt, sind Abwasser und Warmwasser sicher voneinander getrennt. Hierbei ist der Wärmeträgerkreislauf so gesteuert, daß lediglich die Abwasserwärme an das Warmwasser übertragen wird und Rückentladungen vom Warmwasser zum Abwasser vermieden sind. Darüber hinaus läßt sich hiermit eine Regelung der Warmazassertemperatur erreichen.The solution to this problem is characterized according to the invention by at least one hot water and wastewater storage space, each via a heat exchanger and at least one intermediate, which transfers the waste water heat to the hot water, controlled heat transfer circuit are interconnected. Using a Wastewater storage space enables the use of intermittent wastewater Wastewater quantities and their heat to the water available in the hot water storage space can be taken over. Because the heat flow from the wastewater storage space via heat exchangers and an intermediate heat transfer circuit to the warning water storage space waste water and hot water are safely separated from each other. Here is the Heat transfer circuit controlled so that only the waste water heat to the hot water and back discharges from hot water to wastewater are avoided. In addition, a regulation of the hot water temperature can be achieved in this way.

Um den Gesamtaufwand möglichst niedrig zu halten, ist es vorteilhaft, wenn der Wärmeträgerkreislauf aus einem eine Umwälzpumpe aufweisenden Flüssigkeitskreislauf besteht.In order to keep the total effort as low as possible, it is advantageous to if the heat transfer circuit consists of a liquid circuit with a circulating pump consists.

Der Wärmeinhalt des Abwassers wird jedoch besser ausgenutzt, wenn der Wärmeträgerkreislauf als Wärmepumpenkreislauf ausgebildet ist, dessen eine Seite mit einem dem Abwasser-Speicherraum zur Wärmeaufnahme und dessen andere Seite mit einem dem Warmwasser-Speicherraum zur Wärmeabgabe zugeordneten Wärmetauscher verbunden ist. Zudem ist es hierdurch möglich, die Warmwassertemperatur unabhängig von der Temperatur des Abwassers in den für den praktischen Bedarf erforderlichen Grenzen einzustellen.However, the heat content of the wastewater is better utilized when the heat transfer circuit is designed as a heat pump circuit, one side of which with one of the wastewater storage space for heat absorption and its other side with connected to a heat exchanger assigned to the hot water storage space for heat dissipation is. In addition, this makes it possible to set the hot water temperature independently of the Temperature of the wastewater within the limits necessary for practical needs to adjust.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht nun i.darin, daß der dem Abwasser-Speicherraum zugeordnete Wärmetauscher im Abwasser-Speicherraum selbst und der dem Warmwasser-Speicherraum zugeordnete Wärmetauscher außerhalb des Speicherraums angeordnet und mit mindestens einer Vorlauf- und Rücklaufleitung, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Zirkulationspumpe, mit dem Warmwasser-Speicherraum verbunden ist.A preferred further development of the invention consists in that the heat exchanger assigned to the wastewater storage space in the wastewater storage space itself and the heat exchanger assigned to the hot water storage space outside the Storage space arranged and with at least one flow and return line, if necessary with the interposition of a circulation pump, with the hot water storage space connected is.

Die Anordnung des einen Wärmetauschers unmittelbar im Abwasser-Speicherraza ergibt bei einfachem Aufbau eine gute Ausnutzung der Abwasserwärme, während die Anordnung des anderen Wärmetauschers außerhalb des Warmwasser-Speicherraums einen einfachen Aufbau des Warmwasser-Speichers gestattet, es sind insbesondere größere Öffnungen für das Einbringen dieses Wärmetauschers in den lEarmarasser-Speicherraum vermieden. Hinzu kommt, daß im wesentlichen glatte, ununterbrochene Innenflächen von Speicherräumen sich besser für das Aufbringen von Korrosionsschutzschnchten eignen. Dies ist besonders dann von Bedeutung; wenn im Warmwasser-Speicherraum Brauchwasser erwärmt werden soll.The arrangement of one heat exchanger directly in the wastewater storage space with a simple structure results in good utilization of the waste water heat, while the Arrangement of the other heat exchanger outside of the hot water storage space simple construction of the hot water tank is permitted, in particular larger ones Openings for the introduction of this heat exchanger into the lEarmarasser storage space avoided. In addition, there are essentially smooth, uninterrupted inner surfaces of storage rooms is better for the application of corrosion protection layers suitable. This is especially important then; if domestic water is in the hot water storage room should be heated.

In vorteilhafter Weise kann der dem Warmwasser-Speicherraum zugeordnete Wärmetauscher als um den vorzugsweise im Querschnitt runden Abwasser-Speicherraum gewickelter Doppelrohr-Wärmetauscher ausgebildet sein. Hierdurch wird die von den Wänden des Wärmetauschers abgegebene Wärme zumindest teilweise nutzbringend weiterverwendet zur Aufwärmung des Abwassers.Advantageously, the one assigned to the hot water storage space can be used Heat exchanger than around the waste water storage space, which is preferably round in cross section wound double-tube heat exchanger. As a result, the Walls of the heat exchanger dissipated heat at least partially further used usefully to warm up the wastewater.

Aus Sicherheitsgründen bewährte es sich hierbei, den Warmwasser-Speicherraum an das innere Rohr des Doppelrohr-wfärmetauschers anzuschließen. Das innere, dünnere Rohr kann nämlich ohne wesentliche Mehrkosten als nahtloses Rohr ausgebildet sein, so daß Undichtheiten praktisch kaum auftreten können.For safety reasons, the hot water storage room has proven itself here to be connected to the inner pipe of the double pipe heat exchanger. The inner, thinner one The pipe can be designed as a seamless pipe without significant additional costs, so that leaks can hardly occur in practice.

Eine empfehlenswerte Weiterbildung besteht nun darin, daß der an den Warmwasser-Speicherraum angeschlossene, über den Wärmetauscher führende Warmwasserkreislauf regulierbar ist. Hierdurch kann die Temperaturspanne, um die das Warmwasser im Wärmetauscher erwärmt wird, eingestellt werden.A recommended further development is that the Hot water storage room connected hot water circuit leading via the heat exchanger is adjustable. This allows the temperature range by which the hot water in the heat exchanger is heated.

Ist der Warmwasserbereiter zur Erwärmung von Brauchwasser vorgesehen und der Kaltwasseranschluß unten am Warmwasser-Speicherraum angeordnet, so besteht eine besonders bevorzugte Westerbildung der Erfindung darin, daß eine im unteren Teil des Warmwasser-Speicherraums vorgesehene, die Abwasserwärme unmittelbar aufnehmende erste Zone in ihrem Volumen etwa dem durchschnittlichen stündlichen Brauchwasserbedarf der angeschlossenen Verbraucher entspricht und eine sich nach oben anschließende zweite Zone gegenüber der ersten Zone einen zwei- bis dreifachen Rauminhalt aufweist, wobei im unteren Bereich der zweiten Zone eine Zusatzheizung angeordnet ist. Es wird also in der ersten Zone mittels der Abwasserwärme eine Brauchwassermenge erwärmt, die etwa dem stündlichen Durchschnittsverbrauch der angeschlossenen Verbraucher entspricht, es wird sozusagen der Grundlastbedarf gedeckt. Der obere Teil des Warmwasser-Speicherraums, also die zweite Zone, wird zur Deckung des Spitzenbedarfs herangezogen und sie weist daher eine vorzugsweise elektrische Zusatzheizung auf. Die Aufheizung lediglich des Grundlastbedarfs an Brauchwasser mit Abwasserwärme und die Aufheizung des Spitzenbedarfs an Brauchwasser mit Fremdenergie ergibt insgesamt gesehen ein günstiges Verhältnis zwischen Bauaufwand des Warmwasserbereiters zu Betriebskosten.Is the water heater intended for heating domestic water and the cold water connection is arranged at the bottom of the hot water storage space, so there is a particularly preferred westerification of the invention is that one in the lower Part of the hot water storage room intended to directly absorb the waste water heat the volume of the first zone is roughly the average hourly hot water requirement corresponds to the connected consumer and one connected to the top the second zone has two to three times the volume of the first zone, an additional heater being arranged in the lower region of the second zone. It a quantity of domestic water is heated in the first zone by means of the waste water heat, which is roughly the hourly average consumption of the connected consumers corresponds, so to speak, the base load requirement is covered. The upper part of the hot water storage room, so the second zone is used to cover peak demand and it shows therefore a preferably electrical auxiliary heater. The heating only the base load demand for service water with waste water heat and the heating of the peak demand on service water with external energy results in an overall favorable ratio between construction costs of the water heater and operating costs.

Die Wirtschaftlichkeit des Warmwasserbereiters kann dadurch weiter gesteigert werden, daß der Abwasser-Speicherraum im Volumen etwa zwei- bis dreimal so groß ist, wie das Volumen der ersten Zone des Warmwasser-Speicherraums.The economy of the water heater can thereby continue be increased that the wastewater storage space in volume about two to three times is as large as the volume of the first zone of the hot water storage space.

Weist der Warmwasserbereiter einen Flüssigkeitskreislauf zur Wärmeübertragung auf, so ist in vorteilhafter Weise die Umwzälzpumpe mit einem in der unteren Zone vorgesehenen, einstellbaren Warmnvasser-Temperaturfühler und einem im oberen Bereich des Abwasser-Speicherraums angeordneten einstellbaren Abwasser-Temperaturfühler derart zur Steuerung verbunden, daß die Umwälzpumpe dann läuft, wenn die abgefühlte Abwassertemperatur höher als die Warmwasser-Temperatur ist, und dann abgeschaltt ist, wenn die abgefühlte Warmwassertemperatur einen einstellbaren Temperaturwert überschritten hat. Auf diese Weise ist eine Rückentladung des einmal aufgeladenen Warmazasserspeichers vermieden und zu gle gleichzeitig eine Temperaturbegrenzung des Warmwassers erreicht.The water heater has a liquid circuit for heat transfer on, the circulation pump with one in the lower zone is advantageous provided, adjustable hot water temperature sensor and one in the upper area adjustable wastewater temperature sensor arranged in the wastewater storage space so connected to the control that the circulation pump runs when the sensed Waste water temperature is higher than the hot water temperature, and then switched off is when the sensed hot water temperature has an adjustable temperature value has exceeded. In this way, the once charged is a back discharge Hot water storage tank avoided and at the same time a temperature limit of hot water reached.

Ist der Warmwasserbereiter mit einem Wärmepumpenkl7eislauf zur Wärmeübertragung ausgestattet, so ist es besonders günstig, wenn im unteren Bereich der ersten Zone ein erster Temperaturfühler und in ihrem oberen Bereich ein zweiter Temperaturfühler angeordnet ist, die zur Steuerung der Wärmepumpe und gegebenenfalls der Zirkulationspumpe derart angeschlossen sind, daß der zweite Temperaturfühler beim Unterschreiten einer einstellbaren Warmwasser-Solltemperatur den Wärmeträgerkreislauf sowie gegebenenfalls die über die Wärmetauscher führenden Abwasser-und Warmwasserkreisläufe in Betrieb nimmt, während der erste Temperaturfühler beim Erreichen der Warmwassersolltemperatur wenigstens den Wärmepumpenkreislauf unterbricht. Auf diese Weise wird jeweils eine lange Laufzeit der Wärmepumpe erreicht, denn sie wird immer erst dann eingeschaltet, wenn eine größere bis zum zweiten Temperaturfühler reichende Wassermenge im Warimqasser-Speicherraum aufzuheizen ist. Erreicht die Aufheizung auch den unteren Bereich des Warmwasser-Speicherraums so schaltet der erste Temperaturfühler die Wärmepumpe und gegebenenfalls die anderen wärmetransportierenden Kreisläufe ab.Is the water heater with a heat pump air circulation for heat transfer equipped, it is particularly advantageous if in the lower area of the first zone a first temperature sensor and a second temperature sensor in its upper area is arranged to control the heat pump and possibly the circulation pump are connected in such a way that the second temperature sensor when falling below a adjustable hot water target temperature, the heat transfer circuit and, if applicable the sewage and hot water circuits leading via the heat exchangers are in operation increases, while the first temperature sensor when the target hot water temperature is reached at least interrupts the heat pump cycle. This way, one at a time long runtime of the heat pump is achieved, because it is only switched on when if there is a larger amount of water reaching the second temperature sensor in the Warimqasser storage space is to be heated up. If the heating also reaches the lower area of the hot water storage room the first temperature sensor switches the heat pump and, if necessary, the others heat-transporting circuits.

tinte vorteilhafte Weiterbildung besteht nun darin, daß die Zusatzheizung mit einem oberhalb angeordneten, einstellbaren, dritten Temperaturfühler zur Steuerung verbunden ist.ink advantageous development is that the auxiliary heating with an adjustable, third temperature sensor arranged above for control connected is.

Günstige Anschaffungs- und Betriebskosten können dadurch erreicht werden, daß die Wärmepumpe und ihr Kreislauf sowie die Zusatzheizung für eine einstündige Aufheizung der zugeordneten Zonen dimensioniert sind.Favorable acquisition and operating costs can thereby be achieved that the heat pump and its circuit as well as the auxiliary heating for an hour Heating of the assigned zones are dimensioned.

Die Reinigung der Oberfläche des im Abwasser-Speicherraum angeordneten Wärmetauschers ist dann besonders einfach, wenn er die Form eines Kreisringzylinders aufweist, dessen äußere, abwasserberührte Zylinderflächen mit mindestens einem, auf einer zentrisch gelagerten Antriebswelle befestigten Schaber überstreichbar sind. Die Antriebswelle ist hierbei mit einem Antrieb versehen, der vorzugsweise über eine Zeitschaltuhr in gewissen Zeitabständen kurzfristig in Betrieb genommen wird.The cleaning of the surface of the arranged in the sewage storage space The heat exchanger is particularly simple when it is in the form of a circular ring cylinder whose outer cylinder surfaces in contact with wastewater with at least one, Scraper attached to a centrally mounted drive shaft can be painted over are. The drive shaft is provided with a drive, which is preferably put into operation for a short time via a timer at certain time intervals will.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor, welche folgendes schematisch zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch den erfindungsgemäßen Warmwasserbereiter mit einem Abwasser- und einem Brauchwasser-Speicherraum, die über einen Flüssigkeitskreislauf zum Wärmetausch miteinander verbunden sind, Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch einen Warmwasser- und einen Abwasser-Speicherraum, die über einen Wärmepumpenkreislauf zum Wärmetausch miteinander verbunden sind, Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch einen Abwasser-Speicherraum mit eingebautem, ringzylinderförmigen Wärmetauscher samt Reinigungsvorrichtung als Einzelheit und Fig. 4 einen Querschnitt durch den Gegenstand der Figur 3 gemäß der Schnittlinie IV - IV.Further advantages of the invention emerge from the description of exemplary embodiments in connection with the drawings, which show the following schematically: Fig. 1 shows a vertical section through the water heater according to the invention a waste water and a process water storage space, which are connected via a liquid circuit are connected to one another for heat exchange, FIG. 2 shows a vertical section through a Hot water and a wastewater storage room, which is via a heat pump circuit are connected to one another for heat exchange, Fig. 3 is a vertical section through a Wastewater storage space with built-in, ring-cylinder-shaped heat exchanger including cleaning device as a detail and FIG. 4 shows a cross section through the object of FIG the section line IV - IV.

Gleiche bm. gleichwirkende Teile sind in den einzelnen Figuren mit gleichen Bezugs zeichen versehen.Same bm. equivalent parts are shown in the individual figures the same reference symbols.

Beim Warmwasserbereiter gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist der Abwasser-Speicherraum 5 und der Warmwasser-Speicherraum 3 jeweils in Form eines stehenden Zylinders mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Im oberen Bereich des Abwasser-Speicherraums 5 ist ein Wärinetauscher 1 i angeordnet und über Leitungen 7, 9 mit einem Wärmetausöher 8, der sich im unteren Bereich des Warmwasser-Speicherraums 3 befindet, verbunden. In der Bettung 9 ist eine Umwälzpumpe 10 vorgesehen, an die Leitung 7 ist ein geschlossenes Ausdehnungsgefäß 6 angeschlossen. Der Kreislauf 7 bis 11 ist mit einem flüssigen Wärmeträger, z . B. Wasser, gefüllt. Ausdehnungen des Wärmeträgers werden vom Ausdehnungsgefäß 6 aufgenommen. Zur Steuerung der UmxJälzpumpe 10 ist im oberen Bereich des Abwasser-Speicherraums 5 ein Abwassertemperatur£uhler 35 und im unteren, unmittelbar vom Wärmetauscher 8 beeinflussten Bereich des Warmwasser-Speicherraums 3 ein Warmrassertemperaturfuhler 15 vorgesehen.In the case of the water heater according to the exemplary embodiment according to FIG. 1 the wastewater storage space 5 and the hot water storage space 3 are each in the form a standing cylinder with a preferably circular cross-section. A heat exchanger 1 i is arranged in the upper region of the wastewater storage space 5 and via lines 7, 9 with a heat exchanger 8, which is located in the lower area of the Hot water storage space 3 is connected. In the bedding 9 is a circulation pump 10 provided, to the line 7 a closed expansion vessel 6 is connected. The circuit 7 to 11 is with a liquid heat carrier, for. B. water filled. Expansions of the heat transfer medium are absorbed by the expansion vessel 6. For controlling the circulation pump 10 is a wastewater temperature sensor in the upper region of the wastewater storage space 5 35 and in the lower area of the hot water storage space directly influenced by the heat exchanger 8 3 a warm races temperature sensor 15 is provided.

Zum Anschluß des Ablfasses Speicherraums an das Abwassernetz 19 ist in seinem oberen Bereich ein mit einem Absperrschieber versehener Zufluß 20 angeordnet. Am unteren Ende des Abwasser-Speicherraums 5 ist ein Verbindungsrohr 18 angeschlossen, das schwanenhalsartig über den höchsten Punkt des Abwasser-Speicherraums geführt und dann an das Abwassernetz 17 angeschlossen ist.To connect the outlet storage space to the sewage network 19 is in its upper region an inflow 20 provided with a gate valve is arranged. At the lower end of the wastewater storage space 5, a connecting pipe 18 is connected, which led gooseneck-like over the highest point of the wastewater storage room and then connected to the sewage network 17.

In Strömungsrichtung gesehen vor dem im Zufluß 20 angeordneten Absperrschieber ist eine Bypaßleitung 16 zum Verbindungsrohr 18 bzw. Abwassernetz 17 angeordnet, in die ebenfalls ein Absperrschieber eingebaut ist.Seen in the direction of flow in front of the gate valve arranged in the inflow 20 a bypass line 16 is arranged to the connecting pipe 18 or sewer network 17, in which a gate valve is also installed.

Etwa an der tiefsten Stelle des Warmwasser-Speicherraums 3 ist die Kaltwasserzufuhr 2 und an seinem höchsten Punkt die Warmwasserabfuhr 4 vorgesehen. Der Warmarasser-Speicherraum 3 setzt sich aus einer unteren, unmittelbar vom Wärmetauscher 8 beheizten ersten Zone 24 und einer sich anschließenden, oberen zweiten Zone 25 zusammen. Die untere, erste Zone 24 hat einen Rauminhalt der ungefähr dem stündlichen Warm- bzw. Brauchwasserbedarf der an den Warmwasserbereiter angeschlossenen Warmwasserverbraucher entspricht. Der Rauminhalt der darüber liegenden, zweiten Zone 25 entspricht hierbei etwa dem zweibis dreifachen Rauminhalt der unteren, ersten Zone 24. Am unteren Ende der zweiten Zone 25 ist eine vorzugsweise elektrische Zusatzheizung 26 angeordnet, die mit einem darüber liegenden dritten Temperaturfühler 29 zur Steuerung verbunden ist.At about the lowest point of the hot water storage space 3 is the Cold water supply 2 and the hot water discharge 4 at its highest point are provided. The hot water storage space 3 consists of a lower one, directly from the heat exchanger 8 heated first zone 24 and an adjoining, upper second zone 25 together. The lower, first zone 24 has a volume approximately the hourly Hot water or service water demand of the hot water consumers connected to the hot water heater is equivalent to. The volume of the second zone 25 above it corresponds here about two to three times the volume of the lower, first zone 24. At the lower end a preferably electrical auxiliary heater 26 is arranged in the second zone 25, which are connected to an overlying third temperature sensor 29 for control is.

Ist während des Betriebes des Warmwasserbereiters die Temperatur des Warmwassers am Temperaturfühler 15 geringer als die Temperatur des Abwassers im Bereich des Abwasser-Temperaturfühlers 95 so wird die Umwzälzpumpe 10 und damit der Wärmeträgerkreislauf in Betrieb genommen. Hierbei tritt der Wärmeträger von unten in den Wärmetauscher 11 ein, nimmt Abwasserwärme auf und transportiert sie über die Rohrleitung 7 in den Wärmetauscher 8, der von oben nach unten durchströmt wird, so daß der abgekühlte Wärmeträger über den rechten Zweig der Rohrleitung 9 der Umwälzpumpe wieder zugeführt wird. Das abgekuhl-t;e Abwasser fällt hierbei im Abwasser-Speicherraum 5 nach unten und wird beim Nachströmen von neuem Abwasser über das Verbindungsrohr 18 zum Abwassernetz 17 verdrängt. Im Warmwasser-Speicherraum 3 steigt das vom Wärmetauscher 8 erwärmte Wasser nach oben und füllt ihn von oben nach unten fortschreitend aus.Is the temperature of the Hot water at the temperature sensor 15 is lower than the temperature of the wastewater in the Area of the waste water temperature sensor 95 so the circulation pump 10 and thus the heat transfer circuit started up. Here the heat transfer medium comes out down into the heat exchanger 11, absorbs waste water heat and transports it via the pipe 7 into the heat exchanger 8, which flows through from top to bottom is, so that the cooled heat transfer medium via the right branch of the pipe 9 is fed back to the circulation pump. The cooled wastewater falls in the Wastewater storage space 5 down and is when new wastewater flows in displaced via the connecting pipe 18 to the sewage network 17. In the hot water storage room 3, the water heated by the heat exchanger 8 rises to the top and fills it from above progressing downwards.

Der Wärmeträgerkreislauf wird solange in Betrieb gehalten bis entweder die Abwassertemperatur am Abwasser-Temperaturfühler 35 der Warmwassertemperatur am Warmwasser-Temperaturfühler 15 entspricht, oder bis die Warmwassertemperatur einen bestimmten, am Fühler 15 voreingestellten Temperaturwert erreicht hat.The heat transfer circuit is kept in operation until either the waste water temperature at the waste water temperature sensor 35 of the hot water temperature on the hot water temperature sensor 15 corresponds, or until the hot water temperature has reached a certain temperature value preset on sensor 15.

Zur Nachheizung des Warmarassers im Warmwasser-Speicherraum 3 wird die Zusatzheizung 26 über den dritten Temperaturfühler 29 gegebenenfalls zugeschaltet, so daß auch ein Spitzenbedarf ar Warmwasser gedeckt werden kann. Da die Erwärmung des Warmwassers mittels des Wärmeträgerkreislaufes von der Abwassertemperatur abhängig ist, übernimmt die Zusatzheizung 26 gegebenenfalls noch die Nachheizung des Warmwassers auf mit dem dritten Temperaturfühler 29 einstellbare Werte. To reheat the hot water in the hot water storage room 3 the additional heater 26 switched on via the third temperature sensor 29, if necessary, so that even a peak demand for hot water can be met. Because the warming of the hot water by means of the heat transfer circuit depends on the wastewater temperature is, the additional heater 26 takes over the post-heating of the hot water if necessary to values that can be set with the third temperature sensor 29.

Im Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2 weist der Warmwasserbereiter einen stehenden, kreiszylindrischen, unten spitz zulauf enden Abwasser-Speicherraum 5 und einen ebenfalls zylindrischen und stehenden Warmwasser-Speicherraum 3 auf. Der Wärmeträgerkreislauf, der beide Speicherräume zur Wärmeübertragung verbindet, ist hier als Wärmepumpenkreislauf ausgebildet. Der im Abwasser-Speicherraum 5 koaxial angeordnete, kreisringzylindrische Wärmetauscher 11 dient hierbei als Verdampfer für das Kältemittel, das vom oberen Bereich des Wärmetauschers 11 über eine Leitung 12 dem Verdichter 13 zugeführt wird. Die Druckseite des Verdichters 13 führt über den als Kondensator eingesetzten Wärmetauscher 8, eine Rohrleitung 14 mit zwischengeschaltetem Expansionsventil zum unteren Bereich des Wärmetauschers 11, so daß der Wärmeträgerkreislauf geschlossen ist. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the water heater a standing, circular-cylindrical wastewater storage space tapering at the bottom 5 and a likewise cylindrical and standing hot water storage space 3. The heat transfer circuit that connects both storage spaces for heat transfer, is designed here as a heat pump circuit. The coaxial in the wastewater storage space 5 arranged, circular ring-cylindrical heat exchanger 11 serves here as an evaporator for the refrigerant, which is from the upper area of the heat exchanger 11 via a line 12 is fed to the compressor 13. The pressure side of the compressor 13 leads over the heat exchanger 8 used as a condenser, a pipe 14 with an interposed Expansion valve to the lower area of the heat exchanger 11, so that the heat transfer circuit closed is.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Wärmetauscher 8 als Doppelrohrwärmetauscher mit konzentrisch ineinander angeordneten Wärmetauschrohren ausgebildet. Der Wärmetauscher 8 ist hierbei, im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, nicht im Warmwasser-Speicherraum 3 angeordnet, sondern vorzugsweise um den oberen Bereich des Abwasser-Speicherraums 5 nach Art einer Schraubenfeder gewickelt. In the present exemplary embodiment, the heat exchanger 8 is a double-tube heat exchanger formed with heat exchange tubes arranged concentrically one inside the other. The heat exchanger In this case, in contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 1, 8 is not in the hot water storage space 3 arranged, but preferably around the upper area of the wastewater storage space 5 wound like a helical spring.

Um das Warmwasser erwärmen zu können, wird dieses aus dem unteren Bereich des Warmwasser-Speicherraums 3 über eine Rücklaufleitung 21 mit zwischengeschalteter Zirkulationspumpe 22 dem unteren Ende des Wärmetauschers 8 zur Erwärmung zugefrt, am oberen Ende mittels der Vorlaufleitung 23 abgenommen und zum Warmwasser-Speicherraum 3 zurückgeleitet. Die Höhenlage der Einführung des erwärmten Warmwassers geschieht hierbei etwa in 1/5 bis 1/3 der Speicherraumhöhe.In order to be able to heat the hot water, this is from the lower Area of the hot water storage space 3 via a return line 21 with an interposed Circulation pump 22 fed to the lower end of the heat exchanger 8 for heating, removed at the upper end by means of the flow line 23 and to the hot water storage space 3 returned. The altitude of the introduction of the heated hot water happens here about 1/5 to 1/3 of the storage space height.

Der Warmwasser-Speicherraum ist auch hier wieder aus einer unteren ersten Zone 24 und eine sich daran nach oben anschliessenden zweiten Zone 25 zusammengesetzt. Die Grenze zwischen -beiden Zonen entspricht etwa dem Austrittspunlrt des erwärmten Warmwassers aus der Vorlaufleitung 23 in den lTarm*rasser-Speicherraum 3, die Rauminhaltsverhältnisse der Zonen 1 und 2 sind entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 gewählt.The hot water storage space is again from a lower one first zone 24 and a second zone 25 adjoining it at the top. The boundary between the two zones corresponds roughly to the exit point of the heated one Hot water from the flow line 23 into the lTarm * rasser storage space 3, the volume ratios zones 1 and 2 are selected in accordance with the exemplary embodiment shown in FIG.

Ebenso ist auch hier eine Zusatzheizung 26 im unteren Bereich der zweiten Zone 25 im Warmwasser-Speicherraum 3 vorgesehen.Likewise, an additional heater 26 is also here in the lower region of the second zone 25 in the hot water storage space 3 is provided.

Der Abwasser-Speicherraum ist an seinem unteren, spitz zulaufenden Ende über ein Verbindungsrohr 18, das schwanenhalsartig über den höchsten Punkt des Warmwasser-Speicherraums geführt ist, mit dem Abwassernetz 17 verbunden. Der Zufluß 20 weist auch hier ebenso wie die Bypaßleitung 16 ein Absperrventil au£-, so daß das aus der Abwasserzuführleitung 19 zustrBmende Abwasser in seinem Fluß eingestellt werden kann. Auch ist es möglich, den Abwasser-Speicherraum durch entsprechende Stellung der Absperrventile vollständig zu umgehen, wenn dies z.B. aus Reparaturgründen erforderlich sein sollte. Die Kaltwasserzufuhr 2 ist unmittelbar an die Rücklaufleitung 21 angesch sen, so daß das Wasser unmittelbar und/oder über den Wärmetauscher 8 und die Vorlaufleitung 23 dem Warmwasser-Speicherraum 3 zugeführt wird.The wastewater storage space is at its lower, tapering point End via a connecting pipe 18, the gooseneck-like over the highest point of the hot water storage space is connected to the sewage network 17. Of the Here too, like the bypass line 16, the inflow 20 has a shut-off valve. so that the sewage flowing in from the sewage supply line 19 is in its flow can be adjusted. It is also possible to use the waste water storage space accordingly Completely bypass the position of the shut-off valves, e.g. for repair reasons should be required. The cold water supply 2 is directly on the return line 21 attached so that the water directly and / or via the heat exchanger 8 and the flow line 23 is fed to the hot water storage space 3.

Am unteren Ende der ersten Zone 24 ist ein erster Temperaturfühler 27 und an oberen Ende ein zweiter Temperaturfühler 28 vorgesehen. Beide steuern die Zirkulationspumpe 22 und den Verdichter 13 des lfärmepumpenkreislaufes. Die Steuerung erfolgt hierbei so, daß bein Unterschreiten einer vorwählbaren Warmwasser-Solltemperatur der zweite Temperatufühler 28 den Warmwasserkreislauf 21, 22, 8, 23 und den Verdichter 13, d.h. den Wärmepumpenkreislauf in Betrieb nimmt. Der Inhalt des Warmwasser-Speicherraums wird jetzt von oben nach unten fortschreitend aufgeheizt, bis auch am unteren, ersten Temperaturfühler 27 die Warmwasser-Solltemperatur erreicht ist und dieser Fühler die Zirkulationspumpe und/oder den Verdichter 13 (Wärmepumpe) abschaltet.At the lower end of the first zone 24 is a first temperature sensor 27 and a second temperature sensor 28 is provided at the upper end. Both steer the circulation pump 22 and the compressor 13 of the heat pump circuit. the Control is carried out in such a way that when the temperature falls below a preselectable target hot water temperature the second temperature sensor 28, the hot water circuit 21, 22, 8, 23 and the compressor 13, i.e. putting the heat pump circuit into operation. The content of the hot water storage space is now heated progressively from top to bottom, until the bottom, first Temperature sensor 27 has reached the target hot water temperature and this sensor the circulation pump and / or the compressor 13 (heat pump) switches off.

Oberhalb der Zusatzheizung 26 ist ein einstellbarer, dritter Temperaturfüi£ier zu ihrer Steuerung vorgesehen. Einzelheiten nirden bereits bei der Erläuterung des Ausfwhrungsbeispiers gemäß Figur 1 ausgeführt.Above the additional heater 26 is an adjustable, third temperature sensor provided for their control. Details are not given in the explanation of the Execution example according to Figure 1 executed.

Am unteren, spitzen Ende des Abwasser-Speicherraums ist eine nicht dargestellte, verschließbare Öffnung für den Abzug von Schmutzablagerungen sowie eine ebenfalls nicht dargestellte zum Abwassernetz führende, absperrbare Entleerungsleitung angeordnet.There isn't one at the lower, pointed end of the wastewater storage space illustrated, closable opening for the removal of dirt deposits as well a lockable drainage line, also not shown, leading to the sewage network arranged.

Um Wärmeverluste zu vermeiden, sind die Speicherräume 3, 5 mit einer Isolierung 36 versehen, welche gegebenenfalls zusätzlich den Wärmetauscher 8 umfaßt. Die Isolierungen, mit denen die Wärmeträgerkreisläufe gegen Wärmeverluste geschützt sind, sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.To avoid heat loss, the storage spaces 3, 5 are with a Insulation 36 is provided, which optionally also includes the heat exchanger 8. The insulation with which the heat transfer circuits are protected against heat loss are not shown in the drawings.

Während des Betriebes, der, wie bereits dargelegt, über den ersten und den zweiten Temperaturfühler 28, 27 eingeleitet wird, nimmt der als Verdampfer ausgebildete Wärmetauscher 11 Abwasserwärme auf. Diese Wärme wird mittels des im Wärmepumpenkreislauf vorgesehenen Verdichters 13 auf ein höheres Temperaturniveau gehoben und über den als Kondensator ausgebildeten Wärmetauscher 8 an das im Kreislauf zirkulierende Warmwasser abgegeben. Das hierbei kondensierende Kältemittel wird durch ein in der Leitung 14 angeordnetes Expansionsventil entspannt und zur erneuten Verdampfung dem Wärmetauscher 11 zugeführt.During operation, which, as already stated, over the first and the second temperature sensor 28, 27 is introduced, which takes as an evaporator trained heat exchanger 11 waste water heat. This heat is generated by means of the im Heat pump circuit provided compressor 13 to a higher temperature level lifted and via the heat exchanger 8 designed as a condenser to the in the circuit circulating hot water. The refrigerant that condenses here is expanded by an expansion valve arranged in the line 14 and for renewed Evaporation supplied to the heat exchanger 11.

Da die Wärmepumpe die Abwasserwärme auf ein höheres Temperaturniveau anheben kann, ist mit einem Warmwasserbereiter gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 eine gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 weitgehendere Abwärmeausnutzung möglich. Zudem ist im vorligenden Ausführungsbeispiel der in Figur 1 vorgesehene Abwassertemperaturfühler 35 zur Steuerung nicht erforderlich, da eine Entladung des Warmwasser-Speichers über den Wärmepumpenkreislauf nicht eintreten kann.Because the heat pump heats the wastewater to a higher temperature level can raise is with a water heater according to the embodiment of the FIG. 2 shows a more extensive utilization of waste heat than the exemplary embodiment according to FIG possible. In addition, the one provided in FIG. 1 is provided in the present exemplary embodiment Waste water temperature sensor 35 is not required for control, since a discharge of the hot water storage tank cannot enter via the heat pump circuit.

Zur Nachheizung bzw. zur Deckung des Spitzenbedarfs dient auch im Aus"führungsbeispiel gemäß der Figur 2 die im Warinwasser-Speicherraum angeordnete und über den dritten Temperaturfühler 29 gesteuerte Zusatzheizung 26.The From the exemplary embodiment according to FIG. 2, the one arranged in the warin water storage space and auxiliary heating 26 controlled via the third temperature sensor 29.

In den Figuren 3 und 4 ist der Abwasser-Speicherraum gemäß Figur 2 als Einzelheit und im Längsschnitt dargestellt. Er weist zusätzlich zwei Paar etwa diametral gegenüberliegende Schaber 33 auf, die auf den zylindrischen Flächen 30, 31 des kreisringzylindrischen Wärmetauschers 11 gleiten. Die Schaber 33 ragen hierzu über das untere und obere Ende des Wärmetauschers 11 vor und sind an Armen 37 befestigt, welche von einer zentrisch angeordneten Antriebswelle 32 getragen sind. Die Antriebswelle 32 selbst durchdringt den oberen Bereich der Begrenzung des Abwasser-Speicherrauns 5 und ist mit einem langsam drehenden Antrieb 34, z.B. in Form eines Getriebemotors, verbunden. Die zum Wärmetauscher 11 führenden Anschlußleitungen können wegen der umlaufenden Schaber 33 nicht an den zylindrischen Flächen angeschlossen sein, sie sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel an eine der Stirnseiten des Wärmetauschers, vor der kein Arm 37 umläuft, angeschlossen.The wastewater storage space according to FIG. 2 is shown in FIGS. 3 and 4 shown as a detail and in longitudinal section. He also has two pairs approximately diametrically opposed scrapers 33, which on the cylindrical surfaces 30, 31 of the circular ring-cylindrical heat exchanger 11 slide. The scrapers 33 protrude for this over the lower and upper ends of the heat exchanger 11 and are attached to arms 37, which are carried by a centrally arranged drive shaft 32. the Drive shaft 32 itself penetrates the upper area of the boundary of the wastewater storage space 5 and is equipped with a slowly rotating drive 34, e.g. in the form of a gear motor, tied together. The leading to the heat exchanger 11 connecting lines can because of the circumferential scraper 33 should not be connected to the cylindrical surfaces, they are in the present embodiment on one of the end faces of the heat exchanger, in front of which no arm 37 rotates connected.

Der Antrieb wird vorzugsweise uber eine Zeitschaltuhr in gewissen Zeitabständen ftr eine kurze Zeit in Betrieb genommen, so daß die auf den Zylinderflächen 30, 31 geneigt aufsitzenden Schaber 33 mit ihrer Schabekante voran umlaufen und eventuelle Schmutzablagerungen entfernen. Der Scli.ftz zu s sinkt hierbei in den unteren, spitz zulaufenden Bereich des Abwasser-Speicherraums und kann durch dort vorgesehene, nicht dargestellte verschließbare Öffnungen entnommen werden, bzw. nach Öffnen eines Absperrorgans 38 über eine Leitung 39 abgeschlåmmt werden.The drive is preferably via a timer in certain Time intervals ftr a short time put into operation, so that the on the cylinder surfaces 30, 31 inclined scraper 33 with their scraping edge running around and Remove any dirt deposits. The limit to s sinks into the lower, tapering area of the wastewater storage space and can go through there provided closable openings not shown are removed, or after opening a shut-off device 38 are blown off via a line 39.

Der erfindungsgemäße Warmwasserbereiter kann ganz allgemein zur Warmwasserbereitung verwendet werden, wegen der im allgemeinen jedoch niedrig gehaltenen Temperaturen von Brauchwasser dürfte er jedoch bevorzugt zur Brauchwassererwärmung eingesetzt werden.The water heater according to the invention can generally be used for water heating be used because of the generally kept low temperatures of domestic water, however, it should preferably be used for domestic water heating will.

Claims

1. Armtrasserbereiter heated with waste water heat, especially for central hot water preparation, characterized by at least one hot water (3) and wastewater storage space (5), which have heat exchangers (8, 11) and at least an interposed one, which transfers the waste water heat to the tarmrzasser, controlled heat transfer circuit are interconnected.

2. krarmwasserberei'er according to claim 1, characterized in that the heat transfer circuit from a liquid circuit having a circulating pump (10) (7 to 11). (Figure 1)

3. Water heater according to claim 1, characterized in that that the ITärmeträgerkreislauf is designed as a heat pump circuit (11, 12, 13, 8, 14) is, one side of which with a wastewater storage space (5) for heat absorption and the other side with one of the Warinwasser storage space (3) for heat dissipation associated heat exchanger (11, 8) is connected. (Figure 2)

4. Water heater according to one of claims 1 to 3, characterized in that the waste water storage space associated heat exchanger (11) in the wastewater storage space (5) itself and that of the hot water storage space associated heat exchanger (8) arranged outside the storage space (3) and with at least one flow line (23) and return line (21), optionally with interconnection a circulation pump (22) is connected to the hot water storage space (3). (Figure 2)

5. Water heater according to claim 4, characterized in that that the return line (21) approximately at the lowest point and the flow line (23) about 1/5 to 1/3 the height of the preferably standing hot water storage space (3) is connected.

6. Water heater according to claim 4 or 5, characterized in that that the hot water storage space (3), assigned heat exchanger (8) album the Double-tube heat exchanger wound with a preferably round waste water storage space (5) in cross-section is trained. (Figure 2)

7. Water heater according to claim 6, characterized in that that the Warinwasser storage space (3) to the inner tube of the double tube heat exchanger connected.

(Figure 2)

8. hot water maker according to one of claims 4 to 7, characterized in that the connected to the Warin water storage space (S), The hot water circuit (3, 21, 22, 8, 23) leading via the heat exchanger (8) can be regulated is.

9. Water heater designed for heating domestic water with a Warnrasser storage room with lower cold water connection to one of the Claims 1 to 8, characterized in that one in the lower part of the hot water storage space (3) provided, the waste water heat directly absorbing first zone (24) in their Volume roughly corresponds to the average hourly hot water demand of the connected Consumers corresponds and a second zone immediately above (25) has a volume two to three times the volume of the first zone (24), wherein an additional heater (26) is arranged in the lower region of the second zone.

10. Water heater according to claim 9, characterized in that the volume of the wastewater storage space (5) is about 2 to 3 times as large as the volume the first zone (24) of the hot water storage space.

11. Water heater equipped with a liquid circuit according to one of claims 9 or 10, characterized in that the circulating pump (10) with an adjustable hot water temperature sensor provided in the lower zone (24) (15) and an adjustable one arranged in the upper region of the waste water storage space (5) Sewage temperature sensor (35) is connected to the control in such a way that the circulation pump (10) then runs if the sensed waste water temperature is higher than the A hot water temperature and is then switched off when the sensed hot water temperature is an adjustable one Temperature value has reached. (Figure 1)

12. Equipped with a heat pump circuit Hot water maker according to one of Claims 9 or 10, characterized in that in the lower area of the first zone (24) a first temperature sensor (27) and in a second temperature sensor (28) is arranged in its upper region> the for Control of the heat pump (15) and possibly the circulation pump (22) in this way are connected that the second temperature sensor (28) when falling below a adjustable hot water target temperature, the heat transfer circuit and, if applicable the sewage and hot water circuits leading via the heat exchangers are in operation decreases while the first temperature sensor (27) reaches the target hot water temperature at least interrupts the heat pump cycle. (Figure 2)

13th VJarm water heater according to one of claims 9 to 12, characterized in that the additional heater (26) with an adjustable third temperature sensor arranged above (29) is connected to the controller.

14. Water heater according to one of claims 9, 10, 12 or 13, characterized in that the. Heat pump (13) and its circuit as well as the auxiliary heating (26) for heating the water content of the assigned zones (24, 25) within one hour are dimensioned.

15 water heater according to claim 4, characterized in that the heat exchanger (11) arranged in the wastewater storage space has the shape of a circular ring cylinder has, the outer, wastewater-contacted cylinder surfaces (30, 31) each with at least a scraper () attached to a centrally mounted drive shaft (32) can be painted over for cleaning. (Figures 3 and 4)