DE2806029A1

DE2806029A1 - Einrichtung zur nutzbarmachung von in abwaessern enthaltener waerme

Info

Publication number: DE2806029A1
Application number: DE19782806029
Authority: DE
Inventors: Alfred Steger
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1978-02-14
Filing date: 1978-02-14
Publication date: 1979-08-23

Description

Einrichtung zur Nutzbarmachung von in Abwässern enthaltener
Wärme Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Nutzbarmachung von in Abwässern enthaltener Wärme mit einem Wärmetauscher und einem Abwasserfilter.
Einrichtungen, die der Gewinnung von Wärme aus Industrie-, Haushaltsabwässern u. dgl. dienen, sind bekannt.
In der DE-OS 25 30 952 ist ein mit Abwasserwärme beheizter Warmwasserbereiter beschrieben, bei dem ein normaler Warmwasserspeicher und ein Abwasserspeicher über einen Wärmeträgerkreislauf miteinander verbunden sind.
Die Art der Anordnung soll verhindern, daß bei Beschädigungen im System Abwasser in das Brauchwasser eindringen kann und dieses verschmutzt wird. Der Wärmeträgerkreislauf ist mit einer Umwälzpumpe ausgerüstet. Anlagen, welche stetig genügend Abwasser mit ausreichender Temperatur zugeführt bekommen, so daß auf eine konventionelle Heizung verzichtet werden kann, sind aber nicht der Regelfall. Der Einsatz des vorgeschlagenen Warmwasserbereiters in privaten Haushalten mit dem Anfallen von Abwässern unterschiedlicher Temperatur scheidet aus.
Darüber hinaus ist der Warmwasserbereiter zu aufwendig, da eine Anzahl von Leitungen und Armaturen erforderlich ist Aus der DE-OS 25 33 759 ist eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Wärmeenergie aus Abwässern und zur Einsparung des Wassers bekannt geworden, bei welcher das erhitzte Abwasser über Feinfilter zu Wärmetauschern geführt wird und von dort in den Abwasserkanal gelangt, während Kaltwasser über die Wärmetauscher die Wärmeenergie aufnimmt und zu einem Heißwassersammelbehälter geführt wird.
Die Anlage ist wegen des hohen apparativen Aufwandes für Haushalte, Bürohäuser usw. nicht geeignet. Der Einsatz einer Zahl von Pumpen und die Kosten für die laufende Systemwartung bzw. Instandsetzung läßt es als unwahrscheinlich erscheinen, daß die rückgewonnene Wärme ein Äquivalent für den Aufwand darstellt.
Die DE-OS 2 419 479 befaßt sich mit einem Wärmetauscher mit Schmutzabscheider zur Wärmeenergieausnutzung des Abwassers.
Ein Wärmetauscher ist innerhalb eines Schmutzabscheiders angeordnet. Der Schmutzabscheider ist konusförmig ausgebildet und besteht aus einer Vielzahl von Abweisblechen. Das Abwasser wird an der Oberseite des Systems eingeleitet und tritt an anderer Stelle der Oberseite wieder aus. Es wird ohne Beachtung seiner Temperatur in das System eingeleitet, so daß eine ungewollte Abkühlung des Brauchwassers nicht auszuschließen ist. Die Anordnung von Ein- und Auslauf zueinander verhindert weitgehend eine Umwälzung des Abwassers; außerdem ist nicht sichergestellt, daß das zugeleitete Abwasser tatsächlich in der dargestellten Art und Weise an der Unterseite des Abscheide-Trichters eintritt.
Aus der DE-OS 2 420 867 ist ein Verfahren zur Rückgewinnung der fühlbaren Wärme aus Gebäude- insbesondere Wohngebäudeabwässern und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt geworden. Die Vorrichtung besteht aus einer in einem Behälter eingebauten, als Wärmetauscher dienenden Rohrschlange, die innenseitig von Leitungswasser durchströmt, außenseitig von dem von den Dickstoffen befreiten Abwasser umspült ist, sowie aus einer Filtereinrichtung zur Grobfiltration des Abwassers.
Auch bei dieser Anlage findet der Umstand keine Beachtung, daß gerade in Wohn- und Bürohäusern Abwasser unterschiedlicher Temperatur anfällt und nicht in jedem Fall zur Wärmegewinnung beitragen kann. Die Anlage ist zu aufwendig und nicht genügend wartungsfreundlich als daß sie den Anforderungen auf Kostengünstigkeit bei hoher Effizienz genügen könnte.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die aufgrund ihres einfachen und effektiven Aufbaus geeignet ist, die im Abwasser privatr Haushalte, Bürohäuser usw. enthaltene Wärme nutzbar zu machen und welche einen nachträglichen Einbau in bereits bestehende Häuser mit vertretbarem Aufwand gestattet.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß eine konventionelle Warmwasserbereitungsanlage mit einem Abwasser-Wärmetauscher derart verbunden ist, daß das Frischwasser zu der Warmwasserbereitungsanlage geführt, nachdem es den Wärmetauscher durchlaufen hat, daß der Wärmetauscher einen ersten, in einer Abwassersammelleitung angeordneten Grobfilter und einen zweiten nachgeordneten Feinfilter aufweist, daß das gefilterte Abwasser einem temperaturabhängigen Zwei-Wege-Ventil zuleitbar ist, daß das Zwei-Wege-Ventil einen Ausgang zur Kanalisation aufweist und daß der zweite Ausgang zu dem Abwasserwärmetauscher führt.
Um sicherzustellen, daß das Abwasser über einen möglichst langen Weg seine Wärme an das Frischwasser abgeben kann,und daß eine genügend große Umwälzung zur Verhinderung von rascher Stoffablagerung im Wärmetauscher stattfindet, ist weiter vorgesehen, daß der Abwasserwärmetauscher einen an seinem Boden angeordneten Abwassereintritt aufweist, und daß der Abwasseraustritt im oberen Bereich angeordnet ist.
Weitere günstige Ausbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
Die Einrichtung weist eine Reihe von Vorteilen auf, von denen besonders wichtig ist, daß nur dann Abwasser zum Wärmetauscher gelangt, wenn dessen Wassertemperatur unterhalb der des Abwassers liegt. Ein wahlweise eingebautes zweites temperaturabhängiges Ventil ermöglicht unabhängig davon die Versorgung anderer Anlagen, wie Keller, Gewächsanlagen usw..
Die Einrichtung weist ein Minimum an Elementen auf, so daß der nachträgliche Einbau nur in seltenen Fällen an mangelndem Platz scheitern wird. Steigleitungen für Abgase verhindern unerwünschte Geruchsbildung. Die Zwangseinleitung des warmen Abwassers am Boden des Wärmetauschers in Verbindung mit dem Austritt im oberen Bereich gewährleistet gute Wärmeausnutzung bei guter Wasserumwälzung.
In der Beschreibung wird im Zusammenhang mit der eine Gesamtdarstellung zeigenden Figur die Erfindung näher erläutert.
Eine konventionelle Heizanlage 10 ist mit einem Abwasserwärmetauscher 11 in Reihe geschaltet. Eine Frischwasserzuleitung 12 wird in den Wärmetauscher 11 geführt. Die Zuleitung 12 ist im Wärmetauscher als Einfach- oder Doppel-Spiralleitung 14 ausgebildet. Sie umschließt ein Abwasserzuleitungsrohr 24, welches an der Oberseite 23 des Wärmetauschers 11 eingeführt wird.
Nahe des Bodens 20 verläßt das einströmende Abwasser das Rohr 24.
Eine Warmwasserabflußleitung 13 führt zur Heizanlage 10, so daß dieser Frischwasser mit einer entsprechenden Vorlauf-Temperatur zugeführt wird. Das Abwasser verläßt den Wärmetauscher 11 in dessen oberen Bereich 23 und wird entweder unmittelbar der Kanalisation zugeführt oder aber über ein zweites Zwei-Wege-Ventil 26 entsprechend seiner Temperatur zur Beheizung weiterer Anlagen 30, etwa Kellerräumen, Gewächseinrichtungen u.dgl. zugeführt.
Die Zuleitung des Abwassers in den Abwasser-Wärmetauscher 11, wobei eine Sammelleitung 37 alle Abwässer mit Ausnahme der der Fäkalien sammelt, führt zunächst über einen Grobfilter 15. Der Filter reinigt das Abwasser von groben Schwemmstoffen. Zur Verhinderung von Verstopfungen ist eine Überlaufleitung 32 vorgesehen, die unmittelbar in die Kanalisation einmündet. Zusätzlich weist der Filter für Reinigungszwecke eine Ablaßleitung 33 auf. Nach Durchtritt durch den Filter 15 passiert das Abwasser ein Absperrventil 34, welches dem Zugang zum nachfolgenden Feinfilter 16 dient. Hier, im austauschbaren Filter 16 wird eine weitere Reinigung des Abwassers vorgenommen. Die zweistufige Filterung verhindert, daß im sich anschließenden Wärmetauschsystem Ablagerungen bzw. Verstopfungen eintreten können. Der Feinfilter 16 kann über einen Zugang 38 gereinigt oder ausgetauscht werden.
Das so gereinigte Abwasser wird einem Zwei-Wege-Ventil 17 zugeleitet. Das Ventil schaltet temperaturabhängig entweder einen Ausgang 18 zur Kanalisation oder aber einen Ausgang 19 zum Wärmetauscher 11. Hierzu dient ein Thermo-Bimetall. Eine andere Möglichkeit sieht vor, das Ventil 17 in Abhängigkeit von der Temperatur im Wärmetauscher 11 und der Abwassertemperatur zu schalten. Ein Temperaturfühler 36 gibt die Temperaturinformation zu einem Vergleicher 39, der das Abwasser dann zum Ausgang 19 schaltet, wenn dessen Temperatur höher ist als die vom Fühler 36 gemeldete Temperatur.
Schließlich ist eine Steigleitung 31 für Abgase vorgesehen.
Der Wärmetauscher weist einen Ablaßstutzen 25 zu Reinigungszwecken auf.

Claims

Einrichtung zur Nutzbarmachung von in Abwässern enthaltener Wärme PATENTANSPRÜCHE Einrichtung zur Nutzbarmachung von in Abwässern enthaltener Wärme mit einem Wärmetauscher und einem Abwasserfilter, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine konventionelle Warmwasserbereitungsanlage (10) mit einem Abwasser-Wärmetauscher (11) derart verbunden ist, daß das Frischwasser zu der Wärmwasserbereitungsanlage (10) geführt wird, nachdem es den Wärmetauscher (11) durchlaufen hat, daß der Wärmetauscher (11) einen ersten, in einer Abwassersammelleitung (37) angeordneten Grobfilter (15) und einen zweiten nachgeordneten Feinfilter (16) aufweist, daß das gefilterte Abwasser einem temperaturabhängigen Zwei-Wege-Ventil (17) zuleitbar ist, daß das Zwei-Wege- Ventil (17) einen Ausgang (18) zur Kanalisation (29) aufweist und daß der zweite Ausgang (19) zu dem Abwasserwärmetauscher (11) führt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß über einen am Abwasserwärmetauscher (11) installierten Temperaturfühler (36) der Zufluß des Abwassers in Abhängigkeit von Wärmetauschertemperatur zur Abwassertemperatur steuerbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Abwasserwärmetauscher (11) einen an seinem Boden (20) angeordneten Abwassereintritt (21) aufweist sowie, daß der Abwasseraustritt (22) im oberen Bereich (23) angeordnet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Frischwasser in einer Spiralleitung (14) derart durch den Abwasser-Wärmetauscher(11) geführt wird, daß die Zuleitung (24) des Abwassers umschlossen wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Doppel-Spiralleitung vorgesehen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Abwasser-Wärmetauscher (11) einen am Boden (20) angeordneten Ablaßstutzen (25) enthält.
7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß dem Abwasseraustritt (22) ein zweites als Zwei-Wege-Ventil (26) ausgebildetes Thermobimetall nachgeordnet ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Ausgang (27) des Zwei-Wege-Ventils (26) in den Abwasserabfluß (29) führt, und daß der andere Ausgang (28) zu weiteren zu beheizenden Einrichtungen (30) führt.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem Zwei-Wege-Ventil (17) und dem Abwasserwärmetauscher (11) eine Entgasungs-Steigleitung (31) vorgesehen ist.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß vor dem ersten Filter (15) eine überlaufleitung (32) angeordnet ist.