DE2906096A1 - Abwasserspeicher - Google Patents

Abwasserspeicher

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Description

PHILIPS PATENTVEKiALTUNG GMBH, Steindamm 94, 2000 Hamburg 1
- 3 ' Abwasserspeicher
Die Erfindung bezieht sich auf einen Abwasserspeicher mit Wärmetauscher sowie einem als Fallrohr ausgebildeten Abwasserzulauf und einem aus dem Speicherboden kommenden Abwasserabfluß, dessen Abflußrohr außerhalb des Speichers bis mindestens zur maximalen Speicher-Füllhöhe hochgezogen ist.
Derartige Abwasserspeicher dienen zum Auffangen \irarmer und kalter Abwasser eines Hauses, wobei die Toilettenabwässer getrennt abgeführt werden. Die Abwasserspeicher sind mit einem Wärmetauscher ausgerüstet, welcher direkt zur Warmbrauchwasservorerwärmung verwendet werden und/oder als Austauscher, (Verdampfer) einer Wärmepumpe dienen kann.
Einem z.B. aus den "BBC-Nachrichten" 1975, Heft 8/9, S. 497 bis 502, bekannten Abwasserspeieher dieser Art wird warmes und kaltes Abwasser gemeinsam von oben zugeführt. Hierbei wird der bereits warme Abwasserspeicher mit kaltem Abwasser durchmischt, so daß eine nur relativ niedrige mittlere Speichertemperatur entsteht. Ein mechanisches Vorsortieren von kaltem und warmem Wasser durch Temperaturmessung, Temperaturvergleich zwischen Zulauf und Speicher und entsprechendes Öffnen oder Schließen des Zulaufrohres scheidet aus Gründen
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der geringen Betriebssicherheit (z.B. Schmutz im Abwasser) und der hohen Kosten praktisch aus.
Aus der französischen Patentanmeldung 2 307 235 ist ein Abwasserspeicher mit einem Zulauf und einem Abfluß bekannt, die beide oben in den Speicher münden. Im Speicher selbst ist eine unten offene Trennwand vorgesehen, so daß bei Zulauf von Abwasser das am Boden des Speichers befindliche kältere Abwasser verdrängt und über den Abfluß abgeführt wird. Ist das zugeführte Abwasser wärmer als das im Speicher befindliche, so bleibt hierbei die mittlere Speichertemperatur zumindest erhalten. Läuft jedoch kaltes Wasser nach, so vermischt sich dieses mit dem im Speicher vorhandenen Abwasser und vermindert so die mittlere Speichertemperatur und damit den Wärmeinhalt des Speichers.
Der Erfindung liegt.die Aufgabe zugrunde, einen Abwasserspeicher zu schaffen, bei dem allein durch den Dichteunterschied zwischen kaltem und warmem Wasser die Zufuhr von kaltem bzw. warmem Wasser in den Speicher gesteuert wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Abwasserspeicher eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst-, daß auch der Abwasser zulauf in den Speicherboden mündet und die Zulauf- und Abflußrohre kurz vor den Zulauf- und Abflußöffnungen des Speicherbodens in T-förmige Winkelstücke mit einem gegenüber dem Innendurchmesser der Zulauf- und Abflußrohre
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mindestens doppelt so großen Innendurchmesser übergehen, deren nach oben ragende Schenkel in die Zulauf- und Abflußöffnungen münden, während die nach unten ragenden Schenkel durch eine Parallelrohrleitung miteinander verbunden sind.
Durch die Querschnittserweiterung des Zulaufrohres wird die Fließgeschv/indigkeit des zulaufenden Abwassers soweit vermindert, daß die Auf- und Abtriebskräfte überwiegen. Auf diese V/eise wird erreicht, daß kälteres Wasser allein aufgrund seiner höheren Dichte nicht in den Tank eindringen kann, sondern über die Parallelrohrleitung sofort in das Abflußrohr läuft. Nur v/ärmeres Wasser kann infolge des Dichteunterschieds in den Speicher gelangen, so daß immer ein Maximum an Wärmeinhalt erhalten bleibt. Ein solcher Abwasserspeicher ist einfach und billig in der Herstellung"und arbeitet praktisch störungsfrei ohne zusätzliche Hilfsenergie.
Vorzugsweise entspricht der Innendurchmesser der Parallelrohrleitung dem der T-förmigen Winkelstücke.
Zur Vermeidung einer Vermischung von zulaufenden v/armen Abwässern mit dem am Speicherboden befindlichen, etwas kälteren Abwasser ist der in die Zulauföffnung des Speicherbodens mündende Schenkel des Zulauf-Winkelstückes durch ein in den Speicher hineinragendes Rohr verlängert.
Um einen Kurzschluß zwischen .Zulauf- und Abflußöffnung inner-
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halb des Speichers zu vermeiden und eine gleichmäßige Verdrängungsströmung zu erreichen, sind die Zulauf- und Abflußöffnungen im Speicherboden möglichst weit voneinander entfernt angeordnet. Zweckmäßigerweise sind die Zulauf- und Abflußöffnungen im Speicherboden in der Nähe der senkrechten Speicherwand an zwei diagonal gegenüberliegenden Stellen angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Abwasserspeichers nach der Erfindung ist der Wärmetauscher ein mit seinem Kaltwasser-Einlaufteil von oben in den Abwasserspeicher hineinragender Brauchwasserspeicher.
Zusätzlich kann der Abwasserspeicher noch mit einer Wärmepumpe zusammenwirken. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der untere Bereich der senkrechten Speicherwand als Verdampfer einer Wärmepumpe ausgebildet oder mit diesem über einen Flüssigkeitskreislauf verbunden ist und der außerhalb des Speichers liegende obere Bereich des Brauchwasserspeichers als Kondensator der Wärmepumpe ausgebildet ist oder mit diesem über einen Flüssigkeitskreislauf in Verbindung steht.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Abwasserspeicher mit Wärmetauscher,
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Abwasserspeieher mit Wärmetauscher und einer Wärmepumpe.
Der Abwasserspeicher nach Fig. 1 besitzt einen Speicherbehälter 1, z.B. aus Metall oder Kunststoff. In den Speicherboden 2 münden ein als Fallrohr ausgebildetes Zulaufrohr sowie ein Abflußrohr 4, das außerhalb des Speichers 1 bis mindestens zu dessen maximaler Füllhöhe hochgezogen ist. Die Zulauf- und Abflußöffnungen 5 und 6 im Speicherboden sind möglichst weit voneinander entfernt angeordnet, vorzugsweise in der Nähe der senkrechten Speicherwand 14 an zwei diagonal gegenüberliegenden Stellen. Kurz vor den Zulauf- und Abflußöffnungen 5 und 6 im Speicherboden 2 gehen die Zulauf- und Abflußrohre 3 und 4 in T-förmige Winkelstücke und 8 über, deren Innendurchmesser mindestens doppelt so groß ist wie der Innendurchmesser der Zulauf- und Abflußrohre 3 und 4. Die nach oben ragenden Schenkel 9 und 10 der Winkelstücke 7 und 8 münden in die Zulauf- und Abflußöffnungen 5 und 6 des Speicherbodens 2, während die nach unten ragenden Schenkel 11 und 12 durch eine Parallelrohrleitung miteinander verbunden sind. Der Innendurchmesser der Parallelrohrleitung 13 entspricht dem der T-förmigen Winkelstücke und 8. Die Parallelrohrleitung 13 weist eine verschließbare Reinigungsöffnung 15 auf. Der in die Zulauföffnung 5 des
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Speicherbodens 2 mündende Schenkel 9 des ZulaufWinkelstückes 7 ist durch ein in den Speicher 1 hineinragendes, vorzugsweise gelochtes Rohr 16 verlängert.
Durch die Speicherdecke 17 ist von oben ein als Wärmetauscher dienender Brauchwasserspeicher 18 eingeführt. Der Brauchwasserspeicher 18 besitzt einen Kaltwassereinlauf 19 und einen Warmwasserablauf 20. Im außerhalb des Speichers 1 liegenden oberen Bereich des BrauchwasserSpeichers 18 ist eine elektrische Zusatzheizung 21 untergebracht.
Der Abwasserspeicher 1 und der aus diesem herausragende Teil des BrauchwasserSpeichers 18 sind mit einer Isolierung 22- umgeben.
Dieser Abwasserspeicher ist als Verdrängungsspeieher ausgelegt, d.h. warmes Wasser verdrängt kaltes Wasser. Im Winkelstück 7 wird infolge des vergrößerten Innendurchmessers die Zulaufgeschwindigkeit weitgehend abgebaut, so daß für den weiteren Strömungsverlauf nur noch die Dichteunterschiede der Abwässer entscheidend sind. Ist das zulaufende Abwasser kalter als das im Speicher 1 befindliche, so wird dieser durch die Parallelrohrleitung 13 umgangen^ d„iu das lcalte Abwasser verläßt das Abflußrohr 4, ohne sich mit dem im Speicher 1 befindlichen wärmeren Wasser vermascht zu haben.
Wenn das zulaufende Abwasser wärmer ist als das im Speicher
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befindliche, so entsteht im Bereich des Winkelstückes 7 eine Auftriebsströmung, wodurch das warme Abwasser durch die Zulauföffnung 5 in den Speicher 1 aufsteigt und entsprechend seiner Temperatur kälteres Wasser aus dem Bodenbereich des Speichers 1 durch die Abflußöffnung 6 und das Abflußrohr 4 verdrängt. Dabei bleibt im Bereich der Parallelrohrleituiig 13 die Fließgeschwindigkeit solange Null, bis \tfieder kaltes Abwasser anfällt.
Der Abwasserspeicher nach Fig. 2 ist dem nach Fig. 1 im wesentlichen ähnlich. Gleiche Teile haben daher gleiche Bezugszeichen erhalten. Der Abwasserspeicher arbeitet mit einer Wärmepumpe 23 zusammen. Hierfür ist der untere Bereich der senkrechten Speicherwand 14 von Rohrschlangen umgeben,, welche als Verdampfer der Wärmepumpe 23 dienen und mit dieser über eine Flüssigkeitsleitung 25 verbunden sind. Auch rings um den außerhalb des Speichers 1 liegenden oberen Bereich des BrauchwasserSpeichers 18 sind Rohrschlangen 26 herumgelegt, die als Kondensator der Wärmepumpe 23 ausgebildet sind und mit diesem über Flüssigkeitsleitungen 27 in Verbindung stehen. Durch diese Anordnung wird im oberen Bereich des Speichers 1 die Abwasserenergie direkt und im unteren Bereich mit Hilfe der Wärmepumpe zurückgewonnen.
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Claims (8)

  1. PHILIPS PATSMTVSRWALTUIiG Gi-BH, Steindamm 94, 2000 Hamburg 1
    — 1 —
    Patentansprüche:
    j Ι.· Abwasser speicher mit Wärmetauscher sowie einem als Fallrohr ausgebildeten Abwasserzulauf und einem aus dem Speicherboden kommenden Abwasserabfluß, dessen Abflußrohr außerhalb des Speichers bis mindestens zur maximalen Speicher-Füllhöhe hochgezogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Abwasserzulauf in den Speicherboden (2) mündet und die Zulauf- und Abflußrohre (3 und 4) kurz vor den Zulauf- und Abflußöffnungen (5 und 6) des Speicherbodens in T-förmige Winkelstücke (7 und 8) mit einem gegenüber dem Innendurchmesser der Zulauf- und Abflußrohre mindestens doppelt so großen Innendurchmesser übergehen, deren nach oben ragende Schenkel (9 und, 10) in die Zulauf- und Abflußöffnungen münden, während die nach unten ragenden Schenkel (11 und 12) durch eine Parallelrohrleitung (13) miteinander verbunden sind.
  2. 2. Abwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Parallelrohrleitung (13) dem der T-förmigen Winkelstücke (7 und 8) entspricht.
  3. 3. Abwasserspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in die ZulaufÖffnung (5) des Speicherbodens (2) mündende Schenkel (9) des Zulauf-Winkelstückes (7) durch ein in den Speicher (1) hineinragendes Rohr (16) verlängert ist,
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  4. 4. Abwasserspeicher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauf- und Abflußöffnungen (5 und 6) im Speicherboden (2) möglichst vreit voneinander entfernt angeordnet sind.
  5. 5. Abwasserspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauf- und Abflußöffnungen (5 und 6) im Speicherboden (2) in der Nähe der senkrechten Speicherwand (14) an zwei diagonal gegenüberliegenden Stellen angeordnet Bind.
  6. 6. Abxvasserspeicher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelrohrleitung (13) eine verschließbare Reinigungsöffnung (15) aufweist.
  7. 7. Abwasserspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher ein mit seinem Kaltwasser-Sinlaufteil (19) von oben in den Abvrasserspeicher hineinragender Brauchwasserspeicher (18) ist.
  8. 8. . Abwasser speicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich der senkrechten Speicherwand (14) als Verdampfer (24) einer Wärmepumpe (23) ausgebildet oder mit diesem über einen Flüssigkeitskreislauf verbunden ist und der außerhalb des Speichers (1) liegende obere Bereich des Brauchwasserspeichers (18) als Kondensator (26) der Wärmepumpe ausgebildet ist oder mit diesem über einen Plüssigkeitskreislauf in Verbindung steht.
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