DE2635681A1

DE2635681A1 - Vorrichtung zur waermerueckgewinnung aus abwasser

Info

Publication number: DE2635681A1
Application number: DE19762635681
Authority: DE
Inventors: Anton Ladislaus Dipl Ing Jung; Heinz Dr Ing Klein
Original assignee: Buderus AG
Current assignee: Buderus AG
Priority date: 1976-08-07
Filing date: 1976-08-07
Publication date: 1978-03-23
Also published as: IT1082253B; ATA528077A; NL7708297A; CH622092A5; GB1559937A; BE857427A; AT361669B; FR2360863A1

Description

BTIDERTJS ' SCHE EISENWERKE <*

Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser, welche aus einem mit einem Abwasserbehälter .im Wärmeaustausch stehenden Frischwasserbehälter besteht.

Abwasser mis dem Haushalt, aus Schwimmbädern oder aus gewerblichen und industriellen Anlagen besitzen in vielen Fällen Temperaturen, die beträchtlich über denen des benötigten Frischwppsers liegen. Das temperierte Abwasser wird der Kanalisation zugeführt, v/ehrpnd das Frischwasser vor seiner "Verwendung zunächst aufgeheizt v/erden muß. Auf diese Weise gehen große Energiemengen verloren, die im Interesse einer Energieersparnis genutzt werden sollten.

Eine Wärmerückgewinnung aus Abwasser läßt sich auf einfache Weise dadurch erzielen, daß das Abwasser durch einen vorn Frischwasser durchströmten Wärmeaustauscher geleitet wird. Wegen des in vielen Fällen nicht sehr großen Temperaturgefälles ist der Wirkungsgrad eines solchen Wärmeaustauschers jedoch recht gering. Nur bei sehr großen Temperaturunterschieden und bei großen Abwassermengen können mit einfachen Wärmeaustauschern gewisse Erfolge erviVLt werden.

Im Intei^esse eines hohen Wärmerückgewinnungsgrades bei niedrigen Temperat'irdifferenzen und relativ kleinen Abmessungen des Wärmeaustauschers müssen Mittel vorgesehen werden, v-;lche den Wärmetransport vom Abwasser zum Frischwasser verbessern. Nur solche Vorrichtungen sind zum wirtschaftlichen Einsatz in Haushalt. Schwimmbädern u.dgl. geeignet. Die Mittel zur Verbesserung: des Wärmetransports müssen speziell fürjkleinere Anlagen einfach auf-

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gebaut und dennoch sehr wirksam sein. Die Koste¹" einer Ar'¹ ngr und auch die Betriebskosten sollten gering geh^l+en v^r^^n. Auf bewegliche Teile und auf. d°n Einsat? von Hilf^en^r-gie«·-- sowie von besonderen Regel- und S+euerorganen r.oll+f> möglichst verzichtet werden, da sich solche Investitionen nur in größeren Anlagen amortisieren,

Als geeignete Mittel zur Erhöhung des Wärmeaustausches zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser in einem Wärmeaustpuscher werden gemäß der Erfindung mit ihren Enden in die beiden Medien eintauchende mit einem Kapillarsystem ausgestattete und einem verdampfbaren Fluid gefüllte und im verschlossenen Zustand" evakuierte Rohre, sogen. Wärmerohre, vorgeschlagen.

Der Aufbau und die Funktion von Wärmerohren ist an ^ich seit langem bekannt. Gegenüber anderen bekannten Wärnieleitern hoben sie den Vorteil, relativ große Wärmeströme bei geringen Temperaturdifferenzen transportieren zu können. Dieser Wärmetransport wird dadurch bewirkt, daß das Fluid infolge des vorhandenen Unterdrucks bei den Temperaturen des heißeren .Mediums, die wesentlich unter der eigentlichen Siedetemperatur liegen können, verdampft und bei den Temperaturen des kühlpren Mediums wieder kondensiert. Infolge der Verdampfung un^ der anschließenden Kondensation ergibt sich unter Mitwirkung des Ke.pill^rsystems z.B. eines feinmaschigen Drahtgewebes, eine fortwährende Zirkulation des Fluids und somit ein Wärmetranspo^t "^ der· Verdairpfungszur Kondensationszone.

De¹" Einsatz solcher Wärmerohre für die Wärmerückgewinnung ^vnn Abwasser ist wegen der hier vorliegender. Bedingungen sehr vorteilhaft. Der gute Wärmetransport führt zu hohen Wirkungsgraden. Der Wärmeaustauscher kann sehr einfach aufgebaut sein. Bewegliche Teile, Regel- '.md Steuerorgane oder der Einsatz von

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HiIfsenergien entfallen. Somit ist die Anlage zur. Wärmerückgewinnung auch äußerst wirtschaftlich zu betreiben, wodurch ihre Verwendung für die genannten Gebiete erst vertretbar wird.

Die beigefügte Zeichnung stellt in 4 Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, u.zw. jeweils Längsschnitte durch Wärmeaustauscher.

Ein Behälterunterteil 1, welches durch die Stutzen 2,3 in die Abwasserleitung einzuschalten ist,ist durch eine Flansch- oder Schweißverbindung mit einem Behälteroberteil 4 mit Stutzen ?,6 für den Frischwasseranschluß verbunden. Im Bereich der Trennwand 7, die gemäß Fig. 3 als Ausgleich für Ausdehnungen teilweise gewellt sein kann, erfolgt ein direkter Wärmeaustausch zwischen beiden Medien. Wärmerohre 8, nach dem oben beschriebenen Prinzip arbeitend, erhöhen den Wärmeaustausch um ein mehrfaches.

Die Wärmerohre 8 sind nach den Fig. 1 und 2 elastischen Durchführungen oder Stopfbüchsen 9 in der Trennwand 7 gelagert und nach den Fig. 3 und 4 in der Trennwand 7 eingeschweißt. Sie können gerade oder haarnadelförmig ausgebildet sein. Ihre Enden können den oberen Behälter durchdringen, wodurch das Reinigen, Evakuieren und Befüllen von außen möglich ist. Ein Zusammenfassen der Wärmerohre in oberen oder unteren Sammlern 10 erleichtert diese Arbeit, welche durch einen einzigen Füllstutzen 11 vorgenommen werden kann. Dabei kann der Füllstutzen nach Fig. 4 durch eine untere Ablaßöffnung 12 oder nach Fig. 3 von der Behälterseite her zugänglich sein. Eine Gestaltung der Anlage nach Fig. 4 ggfs. mit Wärmerohren nach Fig. 1 führt zu einem spannungsfreien System. Die Ablaßöffnung 12 ermöglicht auch eine Reinigung des Behälterunterteiles 1 nach längerer Betriebsdauer.

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Die Behält erteile können aus Kupfer oder Edelstahl gefertigt sein, um Korrosionen auszuschalten. Sehr vorteilhaft ist auch eine Ausführung aus Stahl mit einer Korrosionsschutzschicht. Diese Schutzschicht, z.B. eine Tberinoglasur, kann auch auf den Wärmerohren aufgebracht werden. Als zusätzlicher Schutz gegen Korrosionen sind Opferanoden 13 vorgesehen.

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eerseite

Claims

BTJIjERUS ' SCKE EICT]Ii=VER?:!! ■.

Patentanspruchs

( 1 ?\ Vorrichtung zur Wärme rückgewinnung aus Abwasser bestehend 'Tjs einem mit einem Abv/asserbehälter im Warme-vist-T.^v.-h .stehenden Frischv/assnrbehälter, gekennzeichnet d:irch mit ihren Enden in die beiden Behälter (1/0 Mnt-iuoher.d^, mit einem Kapi TLn''system ausgestattete und ein^m v^rd^mpfbnren Fluid gefüllte und im verschlossenen Zustand °v:nk liierte Rohre, sogen. Wärmerohre (8).

?.. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekernteichnpt durch gerade, einer der beiden Behälter ggfs. vollständig di-rohd»·¹ irgend? Wärmer~->hre.

?. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dur'ch h^arnadplförmig gekrümmte, einen der beiden Behälter ggfs. mit einem oder beiden geraden Schenkeln, vollständig durchdringende Wärmeröhre.

h. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Wärmerohre (8) einseitig ir ⁰¹^Oi ~°- meinsarnen Semmle^ (10) einmünden.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle mit Wasser in Berührung kommenden Flächen der Behälter (1,4) und der Wärmerohre (8) mit einem Korrosionsschutz versehen sind.

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