DE2702558A1

DE2702558A1 - Auffangbehaelter fuer abwasser

Info

Publication number: DE2702558A1
Application number: DE19772702558
Authority: DE
Inventors: Erich Gross
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-01-22
Filing date: 1977-01-22
Publication date: 1978-07-27
Also published as: DE2702558C2

Description

Erich Gross 16.1.1977

7553 Muggensturm J

Auffangbehälter für Abwasser

Zusatz zu DBP , Aktz. P 25 24 0851

Die Erfindung bezieht sich auf Zentralheizungsanlagen mit Wasser als Wärmeträger und einer oder mehreren Wärmepumpen, bei denen zumindest ein Teil der Wärmemenge aus dem Abwasser gewonnen wird. Hierzu wird das Abwasser in einem Auffangbehälter gesammelt, in dem die Verdampferschlangen von einer oder mehreren Wärmepumpen untergebracht sind.

Gemäß dem Hauptpatent DBP (Aktz. P 25 24 085.1)

werden derartige Sammelbehälter für Abwasser mit einem am Boden des Sammelbehälters beginnenden Steigrohr versehen, das in die Abflußleitung führt, um auf diese Weise bei einer Wärmeschichtung im Auffangbehälter zu erreichen, daß vor allem das unten befindliche kältere Wasser abfließt.

Diese vorgeschlagene Anordnung ist aber störanfällig. Bei einer Verstopfung durc- Feststoffe staut sich das Abwasser und überschwemmt u.U. den Wohnbereich. Bei einem plötzlichen stärkeren Wasserzufluß kann überdies eine derartige Heberwirkung auftreten, daß der ganze Sammelbehälter entleert wird bevor die Wärmeenergie des Abwassers voll ausgenutzt wurde.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen.

Erfindungsgemäß enthält bei einer Zentralheizungsanlage mit Wärmepumpen, bei der zur Entnahme der Wärme aus dem Abwasser

ein Auffangbehälter gemäß DBP (Aktz. P 25 24 085.1)

verwendet wird, der Auffangbehälter für das Abwasser eine Speicherkammer und eine Abflußkammer, die durch einen überlauf und ein Hebersystem miteinander verbunden sind. Dabei besteht das Hebersystem aus einem in der Nähe des Bodens der Speicherkammer beginnenden aufsteigenden, unterhalb des Uberlauf-

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niveaus waagrecht abgebogenen und in der Abflußkammer abfallenden Rohr, das mit einer Abschlußklappe sowie mit einem Luftzufuhrventil versehen ist.

Diese Anordnung hat gegenüber den bisher bekannt gewordenen den wesentlichen Vorteil, daß auch bei Verstopfungen des Hebersystems noch ein Ablauf des Abwassers und zwar über den Überlauf erfolgt. Die Anlage wird damit wesentlich betriebssicherer. Außerdem kann durch geregelte Zufuhr von "Falschluft" über das Ventil das Niveau eingestellt werden, bis zu dem der Auslauf über das Hebersystem erfolgen kann.

Besonders preisgünstig wird die Konstruktion, wenn der Auffangbehälter aus einem tonnenförmigen Behälter aus Beton, Metall oder Kunststoff hergestellt wird, bei dem die Aufteilung in Speicherkammer und Abflußkammer durch eine vom Boden bis zur gewünschten Uberlaufhöhe reichende Zwischenwand (Schott) erfolgt.

Je nachdem ob es sich um Sommerbetrieb handelt, bei dem die im Abwasser enthaltene Wärmemenge zur Erzeugung von Gebrauchswasser nur zum Teil benötigt wird oder im Winterbetrieb, bei dem sowohl Brauchwasser erzeugt wie auch Wärme für die Zentralheizung benötigt wird, kann man das Abwasser nach dem Wärmeentzug bis auf unterschiedliche Temperaturen über das Hebersystem entleeren. Hierzu wird erfindungsgemäß die Abschlußklappe des Hebersystems von einem Thermostaten gesteuert.

Durch öffnen des Luftzufuhrventils kann die Strömung im Hebersystem unterbrochen werden, so daß die Speicherkammer nur teilweise entleert wird. Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist in dem Speicherbehälter ein Niveauregler untergebracht, der auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann. Sinkt der Abwasserspiegel beim Entleeren unter

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das eingestellte Niveau, öffnet sich die Luftzufuhr und die Entleerung wird unterbrochen.

Da bei manchen Abwasserentsorgungsanlagen die verschiedenen Arten von Abwasser wie Fäkalabwasser, Brauchabwasser, Regenwasser voneinander getrennt geführt werden müssen, kann der erfindungsgemäße Auffangbehälter mit verschiedenen Speicherkammern für die verschiedenen Arten von Abwasser ausgestattet werden, wobei die Verdampferrohre der Wärmepumpen in alle Speicherkammern hineinragen.

Die Erfindung wird mehr in Einzelheiten anhand der Pig. I bis 25 beschrieben.

Fig. 1 zeigt den senkrechten Querschnitt durch ein AusfUhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Auffangbehälters für Abwasser und Fig. 2 den zugehörigen Horizontalschnitt.

Im dargestellten Beispiel ist der Auffangbehälter ein Betonrohr 1 mit abnehmbarem Deckel 2, das mittels Schienen 3 auf einem Betonsockel 4 im Erdreich steht. Es besitzt die beiden Flansche 5 und 6 für Zu- und Abfluß. Durch die bis zur gewünschten überlaufhöhe reichende Zwischenwand 7 wird der Behälter in die Speicherkamraer 8 und die Abflußkammer 9 aufgeteilt. Außer durch den überlauf sind die beiden Kammern durch das Hebersystem IO miteinander verbunden, daß aus einem Rohr mit etwa 80 mm 0 besteht und in der Speicherkammer 8 in der Nähe des Bodens beginnend zunächst ansteigt, dann unterhalb des Überlaufniveaus waagrecht abgebogen ist und in der Abflußkammer 9 abfällt. Den Abschluß bildet eine Abschlußklappe 11.

An den waagrechten Teil des Hebersystems ist ein Rohr für Luftzuführung angeschlossen, das in einem Ventil 13 endet, welches oberhalb des überlaufniveaus innerhalb oder an irgendeiner günstigen Stelle außerhalb des Auffangbehälters angebracht sein kann.

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In den Speicherbehälter 8 ragt die Verdampferschiange l4 der Wärmepumpe. Zum Zwecke der Wärmeisolierung ist der Bereich zwischen Behälter und umgebenden Erdreich mit Isolierstoff 15 ausgeschäumt.

Der Auffangbehälter im dargestellten Beispiel ist für ein Einfamilienhaus gedacht und hat ein Volumen von etwa lirr. Er wurde bei Errichtung des Hauses oder zu irgendeinem späteren Zeitpunkt bei Umstellung des Zentralheizungssystems auf die Verwendung von Wärmepumpen zur Ausnutzung der Abwasserwärme in die Abwasserleitung eingebaut. Daß abfließende Wasser gelangt über den Zufluß 5 in die Speicherkammer 8, dabei hat es im Durchschnitt eine Temperatur, die bei +40 C liegt. Das in der Nähe des Einlaufe befindliche Führungsblech l6 bewirkt ein gleichmäßiges Einfließen des Abwassers ohne daß eine Durchmischung eintritt. Es ist erwünscht, daß eine Wärmeschichtung erfolgt, denn im oberen Bereich der Speicherkammer befinden sich die Verdampferschlangen l4 der Wärmepumpe, über die dem Abwasser die Wärme entzogen wird. Dieser Wärmeentzug kann zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen, da durch die Wärmeisolierung des Auffangbehälters praktisch keine Wärmeenergie verlorengeht.

Sobald sich der Behälter soweit gefüllt hat, daß z.B. bei einem Rohrdurchmesser von 80 mm des Hebersystems das Abwasser etwa 50 mm über der Oberkante des Heberrohres steht, so erfolgt bei geöffneter Klappe 11 und geschlossenem Ventil 13 eine Entleerung über das Hebersystem. Dies wird durch den unterschiedlichen Druck am Ausfluß (Luftdruck) und am Anfang des Steigrohres (Luftdruck plus Druck der Wassersäule) bewirkt. Der Speicherbehälter würde bis auf das Niveau des der Rohrenden leerlaufen, wobei zunächst das kalte Wasser aus dem Speicherbehälter auslaufen würde. Eine völlige Entleerung ist aber schon deswegen nicht erwünscht, weil die Verdampferschlangen ständig ins Wasser tauchen sollten. Es

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werden daher besondere Maßnahmen zur nur teilweisen Entleerung getroffen, die im folgenden beschrieben werden.

Bei Sommerbetrieb dient die Anlage lediglich dazu Gebrauchswasser herzustellen. Hierzu ist es nicht erforderlich, die gesamt Fortenergie des Abwassers, die sich aus der Temperaturdifferenz zwischen der Wärme des Abwassers im Augenblick des Einlaufens in die Speicherkammer und der maximal erreichbaren AbkUhltemperatur von +3⁰C ergibt, auszunützen. Es genügt im Sommer das Abwasser durch die Wärmepumpen auf etwa +10⁰C abzukühlen, was in etwa der Temperatur des Frischwassers entspricht. Dadurch kann mit relativ hoher Verdampfungstemperatur und großem Wirkungsgrad gearbeitet werden. Während des Sommerbetriebes ist daher die Abschlußklappe 11 offen. Um nun zu verhindern, daß die Speicherkammer bei Erreichen eines bestimmten Füllniveaus durch das Hebersystem völlig leer läuft, ist im Speicherbehälter ein Niveauregler 17 angebracht, der bei Unterschreiten eines eingestellten Niveaus das Luftzufuhrventil 13 öffnet und damit die Entleerung unterbricht. Die Entleerung erfolgt nur soweit, wie die Verdampferschiangen noch ins Abwasser eintauchen.

Dadurch, daß der Ablauf immer vom Boden der Speicherkammer 8 ausgeht, erfolgt eine ständige Reinigung des Speicherbehälters, da die abgesetzten Feststoffe mit weggeschwemmt werden. Diese Reinigungswirkung ist besonders stark bei vollständiger Entleerung über den Heber, was gelegentlich zu diesem Zweck vorgenommen wird.

Eine weitere Reinigungsmöglichkeit ist durch die in der Trennwand befindliche Klappe 18 gegeben. Der Speicherbehälter kann nach ihrem öffnen vollständig ausgespült werden.

Bei Winterbetrieb muß die Wärmeenergie zur Erzeugung von Brauchwasser und zur Gewinnung von Wärmeenergie für die Zentralheizung möglichst weitgehend ausgenutzt werden. Das Abwasser wird über die Verdampferschiangen bis auf etwa +3⁰C abgekühlt,

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Allerdings ist der Wirkungsgrad dann etwas geringer als beim Sommerbetrieb, da mit einer entsprechend niedrigeren Verdampfertemperatur gefahren werden muß.

Die Verschlußklappe 11 bleibt zunächst geschlossen, damit mehr Abwasser gespeichert werden kann. Ist die Temperatur von +5°C erreicht, so wird die Klappe über einen thermischen Regler geöffnet und der Speicherbehälter bis auf ein durch den Niveauregler 17 festgelegtes Niveau entleert.

Bei größeren Speicherbehältern können, wie in Fig. 3 gezeigt, mehrere Hebersysteme 19-21 vorgesehen werden, die über den ganzen Behälterraum verteilt sind, um einen gleichmäßigen Abfluß des Schlammes zu erreichen.

Die Anlage ist relativ wartungsfrei bzw. wartungsfreundlich. Eventuelle Verstopfungen des Hebersystems führen zu keinen Überschwemmungen, sondern das Abwasser läuft über den überlauf weg. Eine kontinuierliche Reinigung von Feststoffen erfolgt durch das Absaugen über das Hebersystem. Zur jährlichen Reinigung wird die Klappe 18 geöffnet und der Behälter ausgespült. Die Verdampferschlangen sind beweglich, d.h. leicht abnehmbar befestigt, so daß sie leicht von Schmutz befreit werden können, der den Wärmeübergang verschlechtern könnte.

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Claims

2702559 Patentansprüche

1) Auffangbehälter für Abwasser bei einer Zentralheizungsanlage mit Wärmepumpen, zur Entnahme der Wärme aus dem Abwasser, gemäß DBP (Aktz. P 25 24 085.1), dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangbehälter (1) eine Speicherkammer (8) und eine Abflußkammer (9) besitzt, die durch einen überlauf (7) und ein Hebersystem (10) miteinander verbunden sind, wobei das Hebersystem aus einem in der Nähe des Bodens der Speicherkammer beginnenden aufsteigenden, unterhalb des Überlaufniveaus waagrecht abgebogenen und in der Abflußkammer abfallenden Rohr besteht, das mit einer Abschlußklappe (11) sowie einem Luftzufuhrventil (13) versehen ist.

2) Auffangbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Speicherkammer und Abflußkammer durch eine Zwischenwand (7) im Auffangbehälter gebildet werden.

3) Auffangbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußklappe (11) des Hebersystems (10) von einem Thermostaten gesteuert wird.

4) Auffangbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftzufuhrventil (13) des Hebersystems von einem Niveauregler, der in der Speicherkammer angebracht ist, gesteuert wird.

5) Auffangbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (7) eine Reinigungsklappe (18) besitzt.

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6. Auffangbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Speicherkammer und Abflußkammer durch mehrere räumlich verteilte Hebersysteme (19-21) miteinander verbunden sind.

7. Auffangbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Fäkalienabwasser sowie Brauchwasser
und/oder Oberflächenabwasser in getrennten Speicherkammern gespeichert worden.

8. Auffangbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferschlange l4 flexibel
(beweglich) in der Speicherkammer untergebracht ist.

9· Auffangbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er einen abnehmbaren Deckel (2) besitzt,

10. Auffangebhälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß er eine Wärmeisolierung (15) besitzt.

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