DK148332B - Anlaeg til varmeudvinding fra vaesker, isaer afloebsvand - Google Patents

Description

148332

Den foreliggende opfindelse angår et anlæg til varmeudvinding fra væsker, især afløbsvand, og som omfatter et antal indbyrdes forbundne kamre, igennem hvilke væsken successivt ledes og bringes i varmeledende berøring med i mindst et af kamrene med indbyrdes afstand anbragte varmevekslerelementer.

Sådanne anlæg kendes fra USA-patent nr. 3.361.194, tysk fremlæggel se s skrift nr. 2.304.537 og de tyske offentliggørelsesskrifter nr. 2.419.479 og 2.625.157. I ingen af disse anlæg er der imidlertid truffet foranstaltninger til at bibeholde anlæggets varmeoverførsel på en høj værdi.

Anlægget ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at der i mellemrummene mellem varmevekslerelementerne er anbragt en eller flere skovle, som er indrettet til under varmeoverførs-len af et drivorgan at føres langs elementernes overflader, og at skovlenes plan forløber i hovedsagen på tværs på nævnte overflader. Derved opnås en kontinuerlig rensning af varmevekslernes overflader, således at kalk- og slamaflejringer forhindres eller undgås på elementerne til bibeholdelse af disses lave K-værdi, og endvidere holdes også det eller de kamre, hvori der er anbragt varmevekslerelementer, rene af den ved skovlene dannede væskebevægelse, der hindrer aflejringer på kammervægge og kammerbund, selv ved lave væsketilførsler til anlægget.

Endvidere opnås ifølge opfindelsen mulighed for kontinuerlig tilpasning af anlæggets varmeoverføringskapacitet efter de tilstrømmede væskers mængde og varmeindhold, idet skovlenes drivorgan kan regulere skovlenes hastighed og dermed væskens hastighed samt dennes grad af turbulens, af hvilken varme-overførslen er en funktion.

I en foretrukken udførelsesform består varmevekslerelementerne af cylindriske kapper, der er anbragt koncentrisk, fortrinsvis om en lodret akse med en vis parvis indbyrdes radial af- 2 1ΑΘ33 2 stand, hvorhos hver skovl består af et padellignende legeme med en længde i hovedsagen lig kappelængden samt en bredde svarende til, men mindre end nævnte afstand. Derved opnås, at alle skovlene kan drives med et centralt anbragt drivorgan, og derved fungerer selve anlægget som en kombineret enhed til varmeveksling, rensning af varmevekslerelementerne og pumpning, hvorved der pumpes væske igennem et tilførselskammer til afkøling af væsken heri under eventuel samtidig koncentrering af slammet heri. Sidstnævnte kan ske ved anbringelse af slamudskillelsesorganer, såsom udskillelsesgitre ved pumpens sugeside. Der kan også ved pumpens trykside anbringes et udskillelsesorgan, der ved reversering af pumpens omdrejningsretning, til at fungere som sugefilter samtidig med, at det tidligere som sugefilter anvendte udskillelsesorgan blæses rent ved pumpens nye trykside.

Skovlenes bevægelse langs varmevekslerelementernes overflader har hensigtsmæssigt indstillelig hastighed og er fortrinsvis Også reversibel; I en hensigtsmæssig udførelsesform er skovlenes hastighed styret af temperaturen i væsken, således at den højere temperatur forøger hastigheden.

Skovlenes bevægelsesretning er hensigtsmæssigt tidsstyret eller ændres ved en given temperatur i væsken.

Ved de mod varmevekslerelementernes overflader vendte sidekanter af skovlene kan der hensigtsmæssigt være anbragt udragende børsteorganer, som sammen med hver skovl helt udfylder mellemrummet mellem hvert par varmevekslerelementer.

Disse børsteorganer kan hensigtsmæssigt være udformet som børstevalser, der er frit rotérbart lejret eller drevet ro-térbart lejret, fortrinsvis let udskifteligt, på skovlenes 3 148332 sidekanter.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret i forbindelse med et udførelseseksempel og under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et lodret snit langs I-I i fig. 2 i et anlæg ifølge opfindelsen, fig. 2 et snit langs II-II i fig. 1, og fig. 3 et snit gennem en skovl mellem et par kapper, hvor skovlen er forsynet med rotérbart lejrede børster.

Ved opfindelsen muliggøres det at udføre en helautomatisk regulering af den fra vandet udvundne varmeeffekt ved svingende gennemstrømning og temperatur af afløbsvand.

I det viste anlæg indføres afløbsvandet i et første kammer, nemlig et slamkammer 1, gennem en ledning 2. I bundet af dette kammer 1 er der anbragt en slampumpe 3. I kammeret 1 udskilles størsteparten af slammet fra vandet, og slammet bortpumpes af pumpen 2 på intermitterende måde fra kammerets bund, eksempelvis når vandtemperaturen synker til et passende forudindstillet niveau. Det bortpumpede slam kan føres til den i strømningsretningen efterliggende del af afløbssystemet.

I tilslutning til det første kammer 1 er anbragt et andet kammer 4, som står i forbindelse med det første kammer 1 gennem ristdækkende åbninger 5, 6, hvis riste tillader større slampartikler, som ikke er bundfældet i kammeret 1, at passere ind i kammeret 4. Som det fremgår af fig. 2 er åbningerne udformet i afstand fra hinanden og er adskilt ved hjælp af en skillevæg 7 mellem kamrene 1 og 4.

Kammeret 4 er udformet cylindrisk og er forsynet med et i et afløb 9 udmundende bundudløb 8, der ligger lavere end udmundingen af ledningen 2 i kammeret 1.

4 148332 I det andet kammer er anbragt varmevekslere i form af dobbelt-vsggede cylindriske kapper 10, der er lejret koncentrisk i forhold til hinanden med den markerede afstand a imellem kappeoverfladerne. Denne afstand genfindes mellem væggen 11 af kammeret 4 og den yderste kappe samt mellem et centralt kernelegeme 12 i kammeret 4 og den inderste kappe. Ved hjælp af ikke viste rørledninger for et egnet kulde- eller varme-bærende medium, som cirkulerer gennem de nævnte kapper, er varmevekslerne 10 koblet til en ikke vist varmepumpe af kendt art.

Kapperne 10 har glatte overflader og er helt omgivet af den væske, som kan afgive varme, og hvis overflade er betegnet med 13.

Langs diameteren af kammeret 4 er anbragt en arm 14, som ved hjælp af en ikke vist motor svinges rundt med rotationscentrum i midten af kammeret 4. Denne arm er forsynet med skovle 15, der strækker sig ned imellem kapperne 10, henholdsvis mellem kammervæggene og de nærliggende kapper. Skovlene 15 er hensigtsmæssigt anbragt symmetrisk på hver side af rotationsaksen. Den nævnte motor er trinløst variabel og er y-derligere reversibel.

Som det fremgår af fig. 2 er åbningerne 5 og 6 beliggende på hver sin tænkte tangent til væggen af kammeret 4 og i hovedsagen vinkelret derpå. Tangenterne skærer hinanden umiddelbart udenfor kammeret 1. Gitrene i åbningerne 5 og 6 kan være af enhver egnet type, ligesom de kan være f.eks. to- eller tredobbelte .

En varmeoverførsel fra afløbsvandet til den nævnte varmebærer fremkommer på den måde, at afløbsvandet bringes i rotation (se pilen A) i det nævnte andet kammer 4 ved hjælp af de rotordrevne skovle 15. Det herved roterende vand vil strømme rundt i kammeret 4, og vandet vil strømme ud gennem afløbet 9 ef- 148332 5 terhånden som nyt afløbs- eller spildevand tilføres gennem ledningen 2. En del af det i kammeret 4 cirkulerende vand vil strømme ind i kammeret 1 gennem de til dette formål placerede gitteråbninger 5 og 6, se pilen B. Fra kammeret 1 vil der således gennem åbningen 5 udstrømme såvel nytilført af-løbsvand som afløbsvand, der er indstrømmet fra kammeret 4, se pilen C. Det fremgår heraf, at varmetilførslen til varmevekslere vil hidrøre også fra varmeenergien i afløbsvandet eller slammet i kammeret 1.

Varmeoverførslen fra det cirkulerende vand til de varmeopta-gende overflader af kapperne 10 står i et direkte forhold til vandets hastighed og til dets grad af turbulens. Ved at man med drivmotoren kan regulere hastigheden af skovlene 15 på trinløs måde kan man tilsvarende opnå en momentant varierende varmeudvinding fra afløbsvandet i forhold til den varierende tilførte varmeenergi i dette, d.v.s. i forhold til afløbsvandets variationer i mængde og temperatur. Rotationshastigheden af armen 14 og dermed varmeeffektudvindingen fra vandet kan styres f.eks, ved hjælp af en tempraturføler for vandtemperaturen.

Som vist i fig. 3 kan de nævnte skovle hensigtsmæssigt være formet som padellignende legemer 16, som strækker sig langs hele højden af en kappe 10. Bredden af padlerne 16 er mindre end afstanden a og padlerne 16 er ved deres ydre ender forsynet med valser 17, der bærer egnede børster 18 og er frit roterbart lejrede i støttelejer 19 på den pågældende padel 16. Da padelen 16 sammen med de tilhørende børstevalser 17 helt udfylder mellemrummene a, vil børsterne 18 skrabe og rulle imod de varmeoptagende overflader af kapperne, hvorved turbulensen øges samtidig med, at forureningsbelægninger på de nævnte overflader modvirkes eller helt forhindres.

Efterhånden som afløbsvandet passerer fra kammeret 1 til kammeret 4 gennem gitteråbningen 5, vil dettes gitter udsættes 148332 6 for en stigende grad af tilstopning. Dette vil imidlertid modvirkes af, at rotationsretningen for armen 14 kan omskiftes, hvorved der fremkommer helt andre eller modsatte strømningsforhold. Vandet vil nu strømme ind i kammeret 1 gennem åbningen 5 og ud gennem åbningen 6, hvorved vandstrømmen automatisk vil rense gitteråbningen 5. Gitrenes tilstopningstendenser kan herved effektivt imødegås.

De børstebærende valser 17 kan være anbragt let udskifteligt, således at man altid kan opnå en effektiv rengøring af kappeoverfladerne, og børstevalserne kan endog være positivt motordrevne. Med 20 er betegnet en gangbro eller et beskyttelsesdæksel over det viste beholdersystem. Indersiderne af kapperne 10 kan på kendt måde være udformet med fremstående ribbedele for bedre varmeoverførsel til det kulde- eller varme-bærende medium,.der eksempelvis kan bestå af Freon R12 eller R22. Varmevekslerne kan også udføres som skruelinieformet rundtgående rør med firkantet eller eventuelt cirkulært tværsnit. ·

Opfindelsen vil selvsagt kunne udnyttes med fordel, også indenfor industrisektoren for udvinding af varme fra dagspilde-vand.

Ved mindre anlæg, såsom mindre beboelseshuse og villaer, kan man hensigtsmæssigt benytte en drivmotor med trinvis variabel hastighed fremfor en trinløst variabel motor.

På grund af de undertiden ret kraftige variationer, som forekommer i tilstrømningen af afløbsvand, hvor f.eks. tilstrømningen næsten helt kan standse i perioder om natten, kan man for at øge varmeudvindingen indrette anlægget ifølge opfindelsen på en sådan måde, at det afløbsvand, hvorfra der allerede er udvundet varme, bortpumpes fra kamrene 1 og 4 ved hjælp af pumpen 3. Det nytilstrømmende afløbsvand skal således ikke derefter opfylde den funktion at opvarme forekommende, afkølet vand i de respektive kamre.

Claims (6)

148332 Patentkrav .

1. Anlæg til varmeudvinding fra væsker, især afløbsvand, og som omfatter et antal indbyrdes forbundne kamre (1, 4), igennem hvilke væsken successivt ledes og bringes i varmeledende berøring med i mindst et (4) af kamrene med indbyrdes afstand anbragte varmevekslerelementer (10), kendetegnet ved, at der i mellemrummene mellem varmevekslérelementerne (10) er anbragt en eller flere skovle (15), som.er indrettet til under varmeoverførslen af et drivorgan at føres langs: elementernes (10) overflader, og at skovlenes plan forløber i hovedsagen på tværs på nævnte overflader.

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at varmevekslerelementerne (10) består af cylindriske kapper, der er anbragt koncentrisk, fortrinsvis om en lodret akse med en vis parvis indbyrdes radial afstand (a), og at hver skovl (15) består af et padellignende legeme (16) med en længde i hovedsagen lig kappelængden samt en bredde svarende til, men mindre end afstanden (a).

3. Anlæg ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at skovlenes (15) bevægelse langs varmevekslerelementernes (10) overflader har indstillelig hastighed og er fortrinsvis også reversibel.

4. Anlæg ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at skovlenes (15) hastighed er styret af temperaturen i væsken, således at en højere temperatur forøger hastigheden.

5. Anlæg ifølge krav 1, 2, 3 eller 4, kendetegnet ved, at skovlenes bevægelsesretning er tidsstyret eller ændres ved en given temperatur i væsken.

6. Anlæg ifølge et eller flere af kravene 1-5, kendetegnet ved, at der ved de mod varmevekslerelementernes