DE2906096C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Abwasserspeicher mit
einem Wärmetauscher sowie ein als Fallrohr ausgebildetes
Zulaufrohr mit einer Zulauföffnung im Abwasserspeicher und
ein Abflußrohr, das im Speicherboden an eine Abflußöffnung
angeschlossen ist, wobei das Abflußrohr außerhalb des
Speichers bis mindestens zur maximalen Speicher-Füllhöhe
hochgezogen ist.
Derartige Abwasserspeicher dienen zum Auffangen warmer und
kalter Abwässer eines Hauses, wobei die Toilettenabwässer
getrennt abgeführt werden. Die Abwasserspeicher sind mit
einem Wärmetauscher ausgerüstet, welcher direkt zur Warm
wasservorerwärmung verwendet werden und/oder als
Austauscher (Verdampfer) einer Wärmepumpe dienen kann.
Einem aus den "BBC-Nachrichten" 1975, Heft 8/9, Seite
497 bis 502, bekannten Abwasserspeicher 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 warmen Wasser durch
Temperaturmessung, Temperaturvergleich zwischen Zulauf und
Speicher und entsprechendes Öffnen oder Schließen des
Zulaufrohres scheidet aus Gründen der geringen Betriebs
sicherheit aus.
Aus der FR-PS 23 07 235 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 befind
liche, 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 Abwasser
speicher zu schaffen, bei dem allein durch den Dichte
unterschied zwischen kaltem und warmen Wasser die Zufuhr
von kaltem bzw. warmen Wasser in den Speicher gesteuert
wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Abwasserspeicher eingangs
erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
auch die Zulauföffnung des Zulaufrohres in dem Speicher
boden vorgesehen ist und das Zulauf- und das Abflußrohr
kurz vor den Zulauf- und Abflußöffnungen in T-förmige
Winkelstücke mit einem gegenüber dem Innendurchmesser der
Zulauf- und Abflußrohre 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
Verbindungsleitung miteinander verbunden sind.
Durch die Querschnittserweiterung des Zulaufrohres wird die
Fließgeschwindigkeit des zulaufenden Abwassers soweit
vermindert, daß die Auf- und Abtriebskräfte überwiegen.
Auf diese Weise wird erreicht, daß kälteres Wasser allein
aufgrund seiner höheren Dichte nicht in den Tank ein
dringen kann, sondern über die Verbindungsleitung sofort
in das Abflußrohr läuft. Nur wärmeres Wasser kann infolge
des Dichteunterschiedes 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
Verbindungsleitung dem der T-förmigen Winkelstücke.
Zur Vermeidung einer Vermischung von zulaufenden warmen
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
innerhalb 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 vorteilhaften Ausführungsform des Abwasser
speichers nach der Erfindung ist der Wärmetauscher ein von
oben in den Abwasserspeicher hineinragender Brauchwasser
speicher.
Zusätzlich kann der Abwasserspeicher noch mit einer Wärme
pumpe zusammenwirken. In diesem Fall ist es vorteilhaft,
wenn der untere Bereich der senkrechten Speicherwand als
Verdampferwand 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 zeigt
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Abwasser
speicher mit Wärmetauscher,
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Abwasserspeicher mit
Wärmetauscher und einer Wärmepumpe.
Der Abwasserspeicher 1 nach Fig. 1 besitzt einen Speicherbe
hälter aus Metall oder Kunststoff. In den Speicher
boden 2 münden ein als Fallrohr ausgebildetes Zulaufrohr 3
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 2
sind möglichst weit voneinander entfernt angeordnet, nämlich
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 7
und 8 über, deren Innendurchmesser mindestens doppelt so
groß ist wie der Innendurchmesser der Zulauf- und Abfluß
rohre 3 und 4. Die nach oben ragenden Schenkel 9 und 10 der
Winkelstücke 7 und 8 münden in die Zulauf- und Abflußöffnun
gen 5 und 6 des Speicherbodens 2, während die nach unten
ragenden Schenkel 11 und 12 durch eine Verbindungsleitung 13
miteinander verbunden sind. Der Innendurchmesser der Verbindungs
leitung 13 entspricht dem der T-förmigen Winkelstücke 7
und 8. Die Verbindungsleitung 13 weist eine verschließbare
Reinigungsöffnung 15 auf. Der in die Zulauföffnung 5 des
Speicherbodens 2 mündende Schenkel 9 des Zulaufwinkel
stückes 7 ist durch ein in den Speicher 1 hineinragendes,
gelochtes Rohr 16 verlängert.
Durch die Speicherdecke 17 ist von oben ein als Wärmetau
scher 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 Isolie
rung 22 umgeben.
Dieser Abwasserspeicher ist als Verdrängungsspeicher ausge
legt, d. h., warmes Wasser verdrängt kaltes Wasser. Im Winkel
stück 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
kälter als das im Speicher 1 befindliche, so wird dieser
durch die Verbindungsleitung 13 umgangen, d. h., das kalte
Abwasser verläßt das Abflußrohr 4, ohne sich mit dem im
Speicher 1 befindlichen wärmeren Wasser vermischt zu haben.
Wenn das zulaufende Abwasser wärmer ist als das im Speicher 1
befindliche, so entsteht im Bereich des Winkelstückes 7
eine Auftriebsströmung, wodurch das warme Abwasser durch
die Zulauföffnung 5 in den Speicher 1 aufsteigt und ent
sprechend seiner Temperatur kälteres Wasser aus dem Boden
bereich des Speichers 1 durch die Abflußöffnung 6 und das
Abflußrohr 4 verdrängt. Dabei bleibt im Bereich der Verbindungs
leitung 13 die Fließgeschwindigkeit solange Null,
bis wieder 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 Be
reich der senkrechten Speicherwand 14 von Rohrschlangen
umgeben, welche als Verdampfer 24 der Wärmepumpe 23 dienen
und mit dieser über eine Flüssigkeitsleitung 25 verbunden
sind. Auch rings um den außerhalb des Speichers 1 liegen
den oberen Bereich des Brauchwasserspeichers 18 sind Rohr
schlangen herumgelegt, die als Kondensator 26 der Wärme
pumpe 23 ausgebildet sind und mit diesem über Flüssigkeits
leitungen 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 23
zurückgewonnen.
Claims (8)
1. Abwasserspeicher mit einem Wärmetauscher sowie ein
als Fallrohr ausgebildetes Zulaufrohr mit einer Zulauf
öffnung im Abwasserspeicher und ein Abflußrohr, das im
Speicherboden an eine Abflußöffnung angeschlossen ist,
wobei das Abflußrohr außerhalb des Speichers bis
mindestens zur maximalen Speicher-Füllhöhe hochgezogen
ist,
dadurch gekennzeichnet, daß auch die Zulauföffnung des
Zulaufrohres in dem Speicherboden (2) vorgesehen ist und
das Zulauf- und das Abflußrohr (3, 4) kurz vor den Zulauf-
und Abflußöffnungen (5, 6) in T-förmige Winkelstücke (7,
8) mit einem gegenüber dem Innendurchmesser der Zulauf-
und Abflußrohre mindestens doppelt so großen Innendurch
messer übergehen, deren nach oben ragende Schenkel (9, 10)
in die Zulauf- und Abflußöffnungen münden, während die
nach unten ragenden Schenkel (11, 12) durch eine
Verbindungsleitung (13) miteinander verbunden sind.
2. Abwasserspeicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der
Verbindungsleitung (13) dem der T-förmigen Winkel
stücke (7, 8) entspricht.
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) hinein
ragendes Rohr (16) verlängert ist.
4. Abwasserspeicher nach einem der vorherigen
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauf- und Abfluß
öffnungen (5, 6) im Speicherboden (2) möglichst weit
voneinander entfernt angeordnet sind.
5. Abwasserspeicher nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauf- und Abfluß
öffnungen (5, 6) im Speicherboden (2) in der Nähe der
senkrechten Speicherwand (14) an zwei diagonal gegenüber
liegenden Stellen angeordnet sind.
6. Abwasserspeicher nach einem der vorherigen
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (13)
eine verschließbare Reinigungsöffnung (15) aufweist.
7. Abwasserspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher ein von oben
in den Abwasserspeicher hineinragender Brauchwasser
speicher (18) ist.
8. Abwasserspeicher 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 Brauchwasser
speichers (18) als Kondensator (26) der Wärmepumpe ausge
bildet ist oder mit diesem über einen Flüssigkeits
kreislauf in Verbindung steht.
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