DE2741477A1

DE2741477A1 - Domestic waste water heat recovery unit - using fan in vent pipe to produce air counterflow for heat exchanger

Info

Publication number: DE2741477A1
Application number: DE19772741477
Authority: DE
Inventors: Torgny Alexis Thoren
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-09-15
Filing date: 1977-09-15
Publication date: 1979-03-22

Abstract

The heat energy which is normally discarded in every household with the hot water from baths, washing up etc. is recovered by a fan installed in the already existing vent pipe on every drainage system. Air is admitted downstream in the drain pipe and entrained by the fan past a heat exchanger where the heat is extracted and used to heat fresh water. The drainage system (4) of a private residence (2) is equipped before the cleaning pit (3) or the connection to the main sewer with an air inlet (1). A fan (5) installed in the vent pipe can thus entrain air in counterflow to the discarded water. This warm air flow heats up fresh water in the heat exchanger (6), for a warm water system or space heating. The best thermal efficiency is achieved if the heat exchanger (6) is the evaporator of a heat pump.

Description

Beschreibungdescription

zum Patentgesuch betreffend: "Verfahren zur Verwertung des Wärmeinhalts von Abwasser" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwertung des Wärmeinhalts von Abwasser, das durch eine Abwasserleitung wegbefördert wird. Regarding the patent application: "Process for utilizing the heat content of wastewater "The invention relates to a method for utilizing the heat content of wastewater that is carried away through a sewer pipe.

In jedem Wohnhaus wird Heißwasser verbraucht, das als ziemlich warmes Abwasser von dem Wohnhaus wegbefördert wird. Zum Beispiel wird aus einem durchschnittlich grcßen Einfamilienhaus jährlich eine Energiemenge in der Größenordnung 4000 Kilowattstunden mit dem über die örtliche Kanalisation wegbeförderten Abwasser abgeführt. Diese Wärmemenge geht in den meisten Fällen durch die Lüftung des eigenen Abwasserleitungssystems. Zur Lüftung des Abwasserleitungssystems im Haus ist üblicherweise ein über dem Dach mündendes Lüftungsrohr vorgesehen. In every house, hot water is used, which is quite warm Waste water is transported away from the house. For example, one becomes average single-family houses produce an amount of energy in the order of 4,000 kilowatt hours per year discharged with the wastewater carried away via the local sewer system. These In most cases, the amount of heat goes through the ventilation of your own sewer system. To the Ventilation of the sewer system in the house is common a ventilation pipe opening above the roof is provided.

Es ist bekannt, die Wärmeenergie aus z.B. in einem Wohnhaus anfallendem Abwasser zur Vorwärmung von in demselben Haus verbrauchten Frischwasser zu benutzen. Hierzu ist unter dem Haus ein Wärmetauscher vorgesehen, durch den das Abwasser und das Frischwasser in getrennten Leitungssystemen geführt werden (CH-PS 78 757). Die Energiemengen, die in dieser Weise dem Abwasser entnommen werden können, sind jedoch nur in Ausnahmefällen groß genug, um die Kosten für den Einbau und die Wartung des Wärmetauschers zu rechtfertigen. It is known that the thermal energy from e.g. Use wastewater to preheat fresh water consumed in the same house. For this purpose, a heat exchanger is provided under the house, through which the sewage and the fresh water must be routed in separate pipe systems (CH-PS 78 757). the Amounts of energy that can be removed from the wastewater in this way are, however only in exceptional cases large enough to cover the costs of installing and maintaining the Justify the heat exchanger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwertung von in Abwasser, insbesondere Haushaltsabwasser enthaltener Wärmeenergie in wirtschaftlicher Weise zu ermöglichen. The invention is based on the task of recycling in wastewater, in particular household wastewater containing thermal energy in an economical manner to enable.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Abwasserleitung ein Luftstrom im Gegenstrom zu und in unmittelbarem Kontakt mit dem Abwasserstrom von einem oder mehreren Lufteinlässen an der Abwasserleitung an eine Verwertungsstelle gefördert wird und daß dort dem Luftstrom mittels eines Wärmetauschers Wärme entnommen und für Heizungszwecke benutzt wird. The method according to the invention is characterized in that in the sewer pipe an air flow in countercurrent to and in direct contact with the sewage flow from one or more air inlets on the sewer line is promoted to a recovery point and that there the air flow by means of a Heat exchanger heat is removed and used for heating purposes.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit Vorteil das ohnehin erforderliche, bis übers Dach geführte Lüftungsrohr für das Abwassersystem des Hauses benutzt. In diesem Rohr werden ein Gebläse zur Erzeugung des Luftstroms und ein von dem Luftstrom beaufschlagter Wärmetauscher angeordnet. To carry out the method according to the invention, it is advantageous the ventilation pipe for the sewage system, which is required anyway, and extends over the roof of the house. In this pipe a fan is used to generate it of Arranged air flow and acted upon by the air flow heat exchanger.

Die Erfindung kann mit besonders geringem Aufwand dort realisiert werden, wo eine Wärmepumpe verwendet wird, denn der Verdampfer der Wärmepumpe läßt sich dann als Wärmetauscher zum Entnehmen der Wärme aus dem Luftstrom benutzen. Auf die Anordnung eines separaten Wärmetauschers kann somit verzichtet werden. The invention can be implemented there with particularly little effort where a heat pump is used, because the heat pump's evaporator leaves then use themselves as a heat exchanger to extract the heat from the air flow. The arrangement of a separate heat exchanger can therefore be dispensed with.

Ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren ist in der Zeichnung dargestellt. An embodiment of the method according to the invention is shown in shown in the drawing.

Fig. 1 zeigt schematisch in Ansicht ein Wohnhaus und eine von diesem an eine Abwasserreinigungsanlage führende unterirdische Abwasserleitung, Fig. 2 ist eine entsprechende Draufsicht. Fig. 1 shows a schematic view of a residential house and one of this Underground sewer pipe leading to a sewage treatment plant, Fig. 2 is a corresponding plan view.

Gemäß der Erfindung ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mindestens ein Lufteinlaß 1 an einer von dem Haus 2 zu einer Reinigungsanlage 3 führenden unterirdischen Abwasserleitung 4 vorgesehen. Die Abwasserleitung 4 kann ein Teil des örtlichen Kanalisationsnetzes sein und ist über eine kleinere Verbindungsleitung 4A an das häusliche Abwassersystem angeschlossen. Wie in Fig. 2 strichpunktiert congedeutet, können mehrere Häuser in gleicher Weise gemeinsam an die Abwasserleitung 4 angeschlossen werden. Mittels eines Gebläses 5 im Haus wird ein Luftstrom durch die Abwasserleitung im Gegenstrom zu und in unmittelbarer wärmeaufnehmender Berührung mit dem Abwasser erzeugt und durch einen Wärmetauscher 6 im Haus geführt. Im Wärmetauscher 6, der vorzugsweise ein Verdampfer einer Wärmepumpe ist, wird dem in der Abwasserleitung erwärmten Luftstrom Wärme entnommen und für Heizungszwecke, z.B. Raumheizung und/oder Warmwasserbereitung, benutzt. Der Luftstrom wird dann übers Dach ins Freie geleitet. Das durch das Abkühler des Luftstroms anfallende Kondenswasser wird in irgendeiner geeeigneten Weise von dem Wärmetauscher weggeleitet. According to the invention is in the illustrated embodiment at least one air inlet 1 on one of the house 2 to a cleaning system 3 leading underground sewer line 4 is provided. The sewer line 4 can be part of the local sewerage network and is via a smaller connecting line 4A connected to the domestic sewage system. As in Fig. 2, dash-dotted lines In other words, several houses can be connected to the sewer in the same way 4 can be connected. By means of a fan 5 in the house, an air flow is through the sewer pipe in countercurrent to and in the immediate vicinity of heat-absorbing Contact with the sewage generated and passed through a heat exchanger 6 in the house. In the heat exchanger 6, which is preferably an evaporator of a heat pump, the Heat taken from the air stream heated in the sewer pipe and used for heating purposes, e.g. room heating and / or hot water preparation. The airflow will then guided over the roof into the open. The result of the cooling of the air flow Condensed water is diverted away from the heat exchanger in any suitable manner.

Durch die Erzeugung des Luftstromes entsteht in dem häuslichen Abwassersystem ein Unterdruck. Dieser Unterdruck kann jedoch ausreichend gering gehalten werden, um Störungen bei den Wasserschlössern des Abwassersystems zu vermeiden. The generation of the air flow results in the domestic sewage system a negative pressure. However, this negative pressure can be kept sufficiently low in order to avoid malfunctions in the water locks of the sewage system.

Die Verbindungsleitung 4A zwischen dem Haus und der Abwasserleitung 4, die ziemlich groß und deshalb fast immer nur teilweise mit Abwasser gefüllt ist und die somit gleichzeitig einen Luftstrom führen kann, wird mit Vorteil durch zwei konzentrische Rohre gebildet, wobei das Abwasser durch das innere Rohr fließt, während der Luftstrom durch das äußere Rohr geführt wird. The connecting pipe 4A between the house and the sewer 4, which is quite large and therefore almost always only partially filled with sewage and which can thus lead a stream of air at the same time, is advantageously through two concentric pipes are formed with the sewage flowing through the inner pipe while the air flow is directed through the outer tube.

Wird die Verwertung der Wärmeenergie im Abwasser unter Verwendung einer zur Heizung des Hauses dienenden Wärmepumpe durchgeführt, die auch der Abluft des Hauses Wärme entnimmt, braucht der Luftstrom durch die Abwasserleitung nur während derjenigen ZEitperioden im Winterhalbjahr erzeugt zu werden, in denen der Wärmeinhalt der Ab luft nicht den Wärmebedarf des Hauses zu decken vermag. Während der restlichen ZEit im Winterhalbjahr und im Sommerhalbjahr kann das den Luftstrom durch die Abwasserleitung erzeugende Gebläse abgeschaltet sein, wobei die erforderliche Wärmeenergie der Abluft des Hauses entnommen wird. Während das Gebläse abgeschaltet ist, wird die Abwasserwärme zum Teil im Boden um die Abwasserleitung gespeichert, um bei Betrieb des Gebläses wiedergewonnen zu werden. Is utilizing the recovery of thermal energy in wastewater a heat pump that is used to heat the house, which also extracts the air takes heat from the house, the air flow through the sewer pipe only needs during those time periods in the winter half-year to be generated in where the heat content of the exhaust air cannot cover the heating requirements of the house. During the rest of the time in the winter half-year and in the summer half-year this can be the Air flow through the sewer generating blower be switched off, wherein the required thermal energy is taken from the house's exhaust air. While that If the fan is switched off, the waste water heat is partly in the ground around the sewer pipe stored to be retrieved when the fan is running.

Claims

Method for utilizing the heat content of by a sewer line conveyed away sewage, characterized in that in the Sewer pipe a flow of air in countercurrent to and in direct contact with the sewage flow from one or more air inlets on the sewer line a recovery point is promoted and that there the air flow by means of a heat exchanger Heat is extracted and used for heating purposes.