DE2917987A1 - Domestic heat-recovery system - has vessel retaining warm drain water and heat pump supplying washing-water vessel - Google Patents
Domestic heat-recovery system - has vessel retaining warm drain water and heat pump supplying washing-water vesselInfo
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Abstract
Description
Beschreibung eines Verfahrens für die Wärmerückgewinnung aus Haushalte-Description of a process for heat recovery from household
abwässer# 1. Erwärmung von Brauchwasser in Haushalten.sewage # 1. Heating of domestic water in households.
1.1) Für die Erwärmung von Brauchwasser für Haushaltszwecke (Bad,Reinig-Geschirrspülen etc.) werden heute verschiedene Verfahren angewendet.1.1) For heating domestic water for household purposes (bathroom, cleaning dishes etc.) different methods are used today.
1.2) Der überwiegende Teil des Brauchwassers wird heute noch über Heizungssysteme für Brennstoffe (Kohle,Öl,Gas) zum Teil und zeit weise in Verbindung mit der Wohnungsheizung erwärmt.1.2) The majority of the domestic water is still over today Heating systems for fuels (coal, oil, gas) in part and at times in connection heated with the apartment heating.
1.3) Ein weiterer Teil des Brauchwassers wird über elektrische Heiz systeme (Durchlauferhitzer,Kleinwarmwasserboiler und isolierte Standspeicher) zum Teil und zeitweise in Verbindung mit der Wohnungsheizung (nachspeicher) erwärmt.1.3) Another part of the domestic water is via electrical heating systems (instantaneous water heaters, small hot water boilers and insulated free-standing storage tanks) for Partly and temporarily heated in connection with the apartment heating (additional storage).
1.4) Ein nicht unwesentlicher Teil des Brauchwassers wird bei der Durch führung von Wäschewasch-,Geschirrspül- und ähnlichenArbeiten von den dafür eingesetzten elektrischen Geräten,Waschmaschinen,Geschirr spülern etc.benötigt und über die eingebaute elktrische Heizung er wärmt.1.4) A not insignificant part of the domestic water is used in the Carrying out laundry, dishwashing and similar work from the electrical appliances, washing machines, dishwashers, etc. He warms up via the built-in electric heater.
1.5) Zur Zeit wird nur ein unwesentlicher Teil des im Haushalt erforderlichen Brauchwassers über sog. umweltfreundliche und primärenenergiesparende Verfahren 6Sonnenenergie und Wärmepumpen in Verbindung nit Grund-oder Oberflächenwasser sowie der Außenluft) erwärmt Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil,daß die zur Verfügung stehende Wärmequelle (Sonne,Außenluft,Grundwasser,Oberflächenwasser) über den Jahreszeitraum hinweg nicht gleichmäßig zur Verfügung ste hen (Sonne,Außenluft) oder die Realisierung des Verfahrens nicht immer möglich ist (Grund-Oberflächenwasser).1.5) At the moment only an insignificant part of the budget is required Process water using so-called environmentally friendly and primary energy-saving processes 6Sun energy and heat pumps in connection with ground or surface water as well The outside air) heated. However, these methods have the disadvantage that they are available stationary heat source (sun, outside air, groundwater, surface water) over the annual period not evenly available (sun, outside air) or the realization of the procedure is not always possible (ground-surface water).
2.) Nutzung der Abwärme 2.1) Die unter Pos. 1 beschriebenen Verfahren zur Erwärmung von Haushaltsbrauchwasser beruhen auf verschiedenen Systemen und serum sachen unterschiedliche Kosten,haben aber eine Gemeinsamkeit.2.) Use of waste heat 2.1) The procedures described under item 1 for heating domestic hot water are based on various systems and serum things have different costs, but have one thing in common.
Das erwärmte Brauchwasser wird nach Erledigung des vorgesehenen Ver wendungszweckes als Abwasser der örtlichen Kanalisation zugeführt, wobei der größte Teil der aufgewendet=en Wärmeenergie(je nach Art d. The heated domestic water is after completion of the provided Ver intended use as wastewater supplied to the local sewerage system, the largest being Part of the thermal energy used (depending on the type of
Brauchwassers bis nahe 100 ° C ,z.B.Waschmasch.)verloren geht. Domestic hot water up to 100 ° C, e.g. washing machine) is lost.
Diese Abwärme geht für den Haushalt nicht nur verloren, sondern sie belastet über die Kanalisationsableitung z.B.in Flüsse auch noch di Umwelt. This waste heat is not only lost for the household, but it also pollutes the environment via the drainage system, e.g. in rivers.
2.2) Im Gegensatz zur Nutzung der umeltfreundlichen und primärenergiesparenden Wärmeenergien entspr. Pos. 1.5 steht die Abwärmemenge aus den vorgenannten Abwässern das ganze Jahr zur Verfügung.2.2) In contrast to the use of environmentally friendly and primary energy saving Heat energies according to item 1.5 is the amount of waste heat from the aforementioned waste water available all year round.
Sie steht zudem im direkten Verhältnis zur Wärmeenergie ,die für die Erwärmung von neuem Brauchwasser erforderlich ist. It is also directly related to the thermal energy that is used for the heating of new domestic water is required.
(Je mehr warmes Brauchwasser in Wohneinheiten benötigt werden,desto mehr erwärmte Abwässer stehen für die Wärmenutzung zur Verfügung) 2.3) Durch geeignete bauliche Maßnahmen (sep.Abwasserleitungen)müssen die geeigneten Abwässer in bestimmte Kellerräume derWohngebäude geleitet und in entsprechenden Behältern gesammelt werden. Uber ein Wärmeübertragungssystem kann die Abwärme dem neuen Brauchwasser zugeführt werden. (The more hot domestic water is required in residential units, the more more heated wastewater is available for heat utilization) 2.3) Through suitable Structural measures (separate sewer pipes) must divert the suitable sewage into certain Cellars of residential buildings and collected in appropriate containers. The waste heat can be fed into the new service water via a heat transfer system will.
Dabei ist sowohl eine wärmeisolierte Bereithaltung des erwärten Abwassers als auch des neuen erwärmten Brauchwassers von Vorteil. This includes both a heat-insulated provision of the expected wastewater as well as the new heated service water is an advantage.
Die dafür vorgesehenen Behälter müssen in ihrem Fassugsvermögen entsprechend dem eingesetzten Verwendugszweck in den dafür vorgesehene Wohngebäuden ausgelegt sein.Dabei sollte sowohl vom Abwasserbehälter als auch vom Brauchwasserbehälter die Wassermenge von 1-2 Tagen (Abwasseranfall o. Warmwasserverbrauch)aufgenommen werden können. The containers provided for this must have a corresponding capacity designed for the intended purpose in the residential buildings provided This should be from both the waste water tank and the service water tank the amount of water taken for 1-2 days (waste water or hot water consumption) can be.
2.4) Die in Pos. 2.3 beschriebenen baulichen Maßnahmen sind in den meisten Wohngebäuden entweder bereits realisiert oder lassen sich teilweise nachträglich mit geringen Kosten realisieren.2.4) The structural measures described in item 2.3 are included in the Most residential buildings have either already been built or can be partially retrofitted Realize at low cost.
Bei der Neuplanung von Wohngebäuden lassen sich die entsprechenden Voraussetzungen ohne Mehrkosten realisieren. When planning new residential buildings, the corresponding Realize prerequisites without additional costs.
2.5) Der Einsatz eines Systems zur Nutzung der in Wohngebäuden anfallenden Abwasserwärme ist daher außer den Kosten für das System ohne große Nebenkosten möglich.2.5) The use of a system for the use of the accumulated in residential buildings Therefore, apart from the costs for the system, wastewater heat is possible without major additional costs.
Bei optimalem Einsatz der entsprechenden Wärmepumpen,die elektrisch oder mit Verbrennungsmotor betrieben werden können, ergeben sich fol gende Vorteile. With optimal use of the corresponding heat pumps, which are electrically or can be operated with an internal combustion engine, there are fol lowing advantages.
a)Einsparungen im Primärenergiebereich. a) Savings in the primary energy sector.
b)Warmwasserbereitung über das ganze Jahr durch ein energiesparendes System. b) Hot water heating throughout the year through an energy-saving System.
c)Dadurch bedingt geringere Dimensionierung des übrigen Heizungssystems und Einsatz nur noch für die Raumheizung in den entsprechenden Jahreszeiten, . c) This means that the rest of the heating system is less dimensioned and use only for space heating in the corresponding seasons,.
2.6) Durch entsprechende konstruktive und bauliche Ausbildung des vorgenannten Systems ist jedoch auch eine Kombination mit vorhandenen Warmwasserbereitungs- und Wohnungsheizungssystemen möglich.2.6) Through appropriate constructive and structural training of the The aforementioned system can, however, also be combined with existing water heating and home heating systems possible.
3) Beschreibung des Verfahrens zur Rückgewinnung von in den Haushaltsabwässern vorhandenen Abwärmeenergien zur Erwärmung von Haushaltsbrauchwasser mittels Wärmepumpe,anwendbar für Ein-und Mehrfamilienhäusern.3) Description of the process for the recovery of household waste water Existing waste heat energy for heating domestic hot water by means of a heat pump, applicable for single and multi-family houses.
3.1) In jedem Haushalt wird täglich eine bestimmte Wassermenge verbrauch (pro Kopf 100-2001) Ein Teil dieser Menge wird für Kochzwecke benötigt o. dient zur Spülung von Fäkalien,zum Auto waschen etc. und wird hier nicht berücksichtigt.3.1) A certain amount of water is used in every household every day (per head 100-2001) A part of this amount is required for cooking purposes or is used for flushing faeces, washing cars, etc. and is not taken into account here.
Der überwiegende Teil dient zur körperlichen Hygiene (Bad,Dusche, Waschbecken) sowie für die Wäsche bzw. für Geschirrspüler und wird dafür erwärmt. The majority is used for physical hygiene (bath, shower, Washbasin) as well as for the laundry or for the dishwasher and is heated for this.
Die dabei anfallenden Abwässer werden zum großen Teil mit einer Wassertmperatur von 20PC-90QCin die Kanalisation geleitet. The resulting wastewater is largely at a water temperature from 20PC-90QC to sewer.
Über sep. Abwasserleitungen werden diese Abwässer in einen Behälter geleitet. Mittels Wärmepume wird die entspr. Wärmemenge zu einem Brauchwasser-kessel transportiert und das neue Brauchwasser da mit erwärmt. This wastewater is drained into a container via separate sewer pipes directed. The corresponding amount of heat is converted into a domestic water boiler by means of a heat pump transported and the new service water is heated with it.
Bei Durchführung des Wärmetransportes mit einer elektr. betriebenen Wärmepumpe sollte dieser Prozeß in der Schwachlastzeit (iedrigtarif) von 22Uhr bis 6Uhr durchgeführt werden.(Wärmeisolierung d. Abwasser- u. Brauchwasserbehälter) Beim Betrieb der Wärmepumpe mit Verbrennungsmotor kann dessen Abgas- u.Kühlwasserwärme mit verwendet werden. When carrying out the heat transport with an electr. operated The heat pump should use this process in the off-peak period (low tariff) from 10 p.m. to 6 o'clock (thermal insulation of the waste water and service water tank) When the heat pump is operated with a combustion engine, its exhaust gas and cooling water heat can be used with.
3.2) Die Gesamtanlage für das vorgenannte Verfahren gliedert sich in folgende Teilumfänge,die nachstehend beschrieben werden.3.2) The overall system for the aforementioned process is structured into the following partial scopes, which are described below.
a)Rückhaltesystem für die für diesen Zweck vorgesehenen Abwässer. a) Retention system for the waste water intended for this purpose.
b)Wärmetransportsystem für den Transport der Abwärme aus dem Abwasser zum neuen Brauchwasser einschließlich d.Steuerung c.Brauchwasserbereithaltungssystem 3.2.1) Beschreibung des Abwasser-Rückhaltesystems (Tank mit Leitungen) Das Abwasserrückhaltesystem besteht aus einem bis ca. 90°C temperaturbeständigen Behälter aus Kunststoff oder Metall. b) Heat transport system for the transport of waste heat from the wastewater to the new service water including the control c. domestic water supply system 3.2.1) Description of the waste water retention system (tank with pipes) The waste water retention system consists of a plastic container that is temperature-resistant up to approx. 90 ° C or Metal.
Der Zulauf des Abwassers erfolgt durch ein von oben Ln den Tank geführtes Rohr,das bis zum Tankboden führt und im Höhenabstand von ca. 30-40 cm bis zur Tankdecke hin seitliche Ablaufbohrungen hat. The inflow of the wastewater takes place through a tank led from above Pipe that leads to the bottom of the tank and at a height of approx. 30-40 cm to the top of the tank has lateral drainage holes.
Der Ablauf des Abwassers aus dem Tank erfolgt durch eine seitliche Offnung am Tankboden und von dort über ein Rohrsystem zum Wärmetauscher und wieder in die Zuleitung als Kreislauf gefördert durch eine Pumpe. The waste water is drained from the tank through a side Opening at the bottom of the tank and from there via a pipe system to the heat exchanger and again conveyed into the supply line as a circuit by a pump.
Der Ablauf in die Kanalisation erfolgt sofort oder durch eine 2. The discharge into the sewage system takes place immediately or through a second
Abwasserpumpe größerer Leistung über eine Abzweigung der Ablaufleitung aus dem Tank und eine sep. Steigleitung zur Hausabwasserleitung. Wastewater pump with greater capacity via a branch in the drainage line from the tank and a separate riser to the house sewer.
Zur Vermeidung einer Uberfüllung des Abwasserbehälters und damit der Möglichkeit eines Rückstaues in das Abwasserrohrsystem des Gebäudes befindet sich im Zulaufrohr über dem Abwasserbehälter eine Abzweigung mit einer Leitung zur Hausabwasserleitung(Kanalisation) 3.2.2) Beschreibung des Wärmetransportsystems (Beispiel elektr. betriebene Wärmepumpe). To avoid overfilling the waste water tank and thus the possibility of a backwater in the building's sewer system In the inlet pipe above the waste water tank there is a branch with a line to House sewerage (sewerage) 3.2.2) Description of the heat transport system (Example of an electrically operated heat pump).
Als Wärmetransportsystem dient eine Wärmepumpe,die nach dem Kompressionsprinziep arbeitet. A heat pump is used as the heat transport system, which according to the compression principle is working.
Zur Vereinfachung des Abwasserrückhaltesystems und des Brauchwasser ser-Bereithaltungssystems ist die Wärmepumpe mit den entsprechenden Wärmetauschern für das Abwasser und das neue Brauchwasser sowie den Umwälzpumpen für beide Flüssigkeiten ausgerüstet und so aufgebaut,daß sowohl vom Abwasser, dem die Wärme entzogen werden soll als auch vom neuem Brauchwasser,dem diese Wärme zugeführt werden soll,beaufschlagt wird. To simplify the wastewater retention system and the service water ser-standby system is the heat pump with the corresponding heat exchangers for the wastewater and the new service water as well as the circulation pumps for both liquids equipped and constructed in such a way that both the waste water and the heat are withdrawn should as well as the new domestic water to which this heat is to be supplied will.
Dadurch sind für die beiden Systeme für Abwasser und neuem Brauch wasser nur die entsprechenden Rohranschlüsse mit den Zuleitungen und Ableitungen zu- und von den entsprechenden Wärmetauschern der Wärmepumpe einschließlich der entsprechenden Ventile erforderlich. This means that the two systems for sewage and new custom water only the corresponding pipe connections with the supply lines and drains to and from the corresponding heat exchangers of the heat pump including the appropriate valves are required.
( ( s.-Systemzeichnung) Für die Wärmeübertragung von der Wärmepumpe zum Brauchwasserbehälter sind aber auch andere Möglichkeiten vorhanden. (s.Systemzeichnugen) Eine Fremdbeheizung des neuen Brauchwassers unabhängig von der Wärmepumpe ist möglich. ((see system drawing) For heat transfer from the heat pump to the domestic water tank, however, there are also other options available. (see system drawings) Independent heating of the new domestic water from the heat pump is possible.
Das Abwasser-Wärme-Transportsystem läßt sich nachträglich an jeden beliebigen Brauchwasser-Heizungsbehälter anschließen. Die Brauchwas sertmperatur beträgt 60-70 ° C. The sewage heat transport system can be retrofitted to everyone Connect any domestic water heating tank. The domestic water temperature is 60-70 ° C.
3.2.3)Beschreibung des Brauchwassersystems.3.2.3) Description of the domestic hot water system.
Das Brauchwassersystem besteht aus einem handelsüblichen Heißwasserkessel entsprechender Größe für Temperaturen bis max. 95 ° C (besser jedoch nur auf 60 ° C einstellen) und einem Wasserdruck bis ca. 6 bar max. aus Stahl verzinkt, Kupfer oder emailliert mit einer Kaitwasserzuleitung und einer Heißwasserableitung. The domestic water system consists of a commercially available hot water boiler Corresponding size for temperatures up to max. 95 ° C (better, however, only to 60 ° C) and a water pressure of up to approx. 6 bar max. Made of galvanized steel, copper or enamelled with a Kait water inlet and a hot water outlet.
Die Anschlußleitungen an das Wärmetransportsystem können über Abzweigungen mit Magnetventilen an die Kalt- und Warmwasseranschlußleitungen des Brauchwasserbehälters angeschlossen sein oder einen sep. Anschluß an den Brauchwasserbehälter haben (s.Varianten) Der Brauchwasserkessel kann vom System unabhängig fremdbeheizt werden. The connection lines to the heat transport system can be branched off with solenoid valves to the cold and hot water connection lines of the domestic water tank be connected or have a separate connection to the domestic water tank (see variants) The domestic water boiler can be heated externally independently of the system.
3.2.4) Aufbau der Steuerung.3.2.4) Structure of the control.
Die Steuerung der Wärmepumpe einschließlich der beiden Umwälzpumpen für das Abwasser und das neue Brauchwasser sowie der Abwasserablaufpumpe iind der erforderlichen Ventile für den Brauchwasserkreislauf (s. Var.) erfolgt: a) Zeitgesteuert, Betrieb von ca.22Uhr bis ca. 6Uhr, entsprechend muß die Leistung der erforderlichen Wärmepumpen ausgelegt sein. The control of the heat pump including the two circulation pumps for the waste water and the new service water as well as the waste water drain pump iind the required valves for the domestic water circuit (see var.) takes place: a) time-controlled, Operation from about 10 p.m. to about 6 a.m., accordingly, the performance of the required Be designed for heat pumps.
b) Thermostatgesteuert über einen Thermostat für die Beheizung des Brauchwassers. b) Thermostat controlled by a thermostat for heating the Domestic water.
Sobald das neue Brauchwasser die eingestellte Temperatur von z.B. 60 0 C erreicht hat,werden die Wärmepumpe sowie die Umwälzpumpen abgeschaltet und die Ventile für die Einschaltung des Brauchwasserkreislaufes geöffnet. (s.entspr. Var.) Uber ein zweites Thermostat im Zulauf des Abwassers zum Wärmetauscher wird die Temperatur des Abwassers gemessen. Hat das Abwasser eine Mindesttemperatur von ca. 5 0 C erreicht, wird das Wärmeübertragungssystem ebenfalls abgeschaltet und die sep. Abwasserpumpe für das Abpumpen in die Kanalisation eingeschaltet. As soon as the new hot water reaches the set temperature of e.g. 60 0 C has been reached, the heat pump and the circulation pumps are switched off and the valves for switching on the domestic water circuit are open. (see corresponding Var.) Via a second thermostat in the sewage inlet to the heat exchanger the temperature of the wastewater measured. Does the wastewater have a minimum temperature of reaches approx. 5 0 C, the heat transfer system is also switched off and the separate sewage pump switched on for pumping out into the sewerage system.
Die Abschaltung erfolgt automatisch bei völliger Entleerung des Behälters. It switches off automatically when the container is completely emptied.
Reicht die Wärmemenge des Abwassersfür die Beheizung des neuen Brauchwassers nicht aus,so kann die Fremdbeheizung automatisch zuschalten,auch über die bevorzugte Temperatur von 60 0 C hinaus (Einfchere Steuerungssysteme sind möglich , s. Var. Zeichng.) 3.2.5) Entwicklung einer Baureihe. Is the amount of heat in the wastewater sufficient to heat the new service water not off, the external heating can be switched on automatically, also via the preferred one Temperature of 60 0 C (simpler control systems are possible, see var. Drawing.) 3.2.5) Development of a series.
Geplant ist die Entwicklung einer Baureihe,bestehend aus verschiedenen Größen von Abwasserbehältern (von 600-2000 ltr. Einzeltanks sowie Kombinationen),einer abgestuften Baureihe von Wärmepumpen sowie von verschiedenen Größen und techn. Ausführungen von Brauchwasserbehältern (von 200-1200 ltr.,Einzeltanks sowie Kombinationen Die vorgenannten Systeme und Elemente sind untereinander kombinierbar und setzen sich aus bereits von der Industrie hergestellte bewährten Bauteilen zusammen.Sie werden heute schon in im Prinziep ähnlichen Systemen zur Heizung oder Brauchwasserversorgung,z.B.zur Heizung von Schwimmbädern in anderen Größenverhältnissen eingesetzt. The plan is to develop a series consisting of various Sizes of waste water containers (from 600-2000 ltr. Single tanks as well as combinations), one graded series of heat pumps as well as of different sizes and techn. Executions of service water tanks (from 200-1200 ltr., single tanks as well as combinations Die The aforementioned systems and elements can be combined with one another and sit down made up of tried and tested components already manufactured by industry Already today in systems that are similar in principle for heating or service water supply, e.g. for Heating of swimming pools used in other proportions.
Anlage Prinziepskizzen und Beispiele Zeichnungen Blatt 1 - 8 L e e r s e i t eAppendix Principle sketches and examples of drawings, pages 1 - 8 L. e e r e i t e
Claims (1)
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| DE19792917987 DE2917987A1 (en) | 1979-05-04 | 1979-05-04 | Domestic heat-recovery system - has vessel retaining warm drain water and heat pump supplying washing-water vessel |
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| DE19792917987 Withdrawn DE2917987A1 (en) | 1979-05-04 | 1979-05-04 | Domestic heat-recovery system - has vessel retaining warm drain water and heat pump supplying washing-water vessel |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE2917987A1 (en) |
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-
1979
- 1979-05-04 DE DE19792917987 patent/DE2917987A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |