EP2580528A2 - Device for preparing hot water, in particular for domestic applications - Google Patents

Device for preparing hot water, in particular for domestic applications

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Publication number
EP2580528A2
EP2580528A2 EP11725367.4A EP11725367A EP2580528A2 EP 2580528 A2 EP2580528 A2 EP 2580528A2 EP 11725367 A EP11725367 A EP 11725367A EP 2580528 A2 EP2580528 A2 EP 2580528A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
waste water
water tank
wastewater
hot water
heat pump
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11725367.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Holzer
Evgeni Rehfuss
Andreas Renner
Markus Spielmannleitner
Gerhard Wetzl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2580528A2 publication Critical patent/EP2580528A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
    • F24D11/0235—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system with recuperation of waste energy
    • F24D11/025—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system with recuperation of waste energy contained in waste water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02—Water heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02—Water heaters
    • F24H4/04—Storage heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • F24D2200/20—Sewage water
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

Definitions

  • the invention relates to a device for hot water treatment, especially for household applications by heat recovery from wastewater, preferably from wastewater from a sink and / or a dishwasher or washing machine, by means of a heat pump, in particular a compression heat pump, with a wastewater collecting wastewater tank and a hot water tank, said the evaporator of the heat pump is in thermal contact with the waste water tank and the condenser of the heat pump is in thermal contact with the hot water tank.
  • a heat pump in particular a compression heat pump
  • Such devices make it possible to extract the heat energy present in the waste water of domestic applications before this wastewater is discharged into the sewage system.
  • a device is known from EP 0 088 055 A1, wherein the device described therein contains a waste water collection container, which allows the temporary storage of warm water, further, a heat pump, the energy of the warm wastewater and extracts a container, the storage of hot water is used.
  • the invention has for its object to improve a device of the type mentioned in that deposits of dirt particles avoided in Abwasserbehalter and thus optimal heat transfer through the wall of the wastewater container is ensured. This object is achieved according to the invention in that the waste water tank is provided with a stirrer.
  • the advantage achieved by the invention consists essentially in the fact that the agitator keeps the wastewater in the waste water tank in motion, so that deposits on the wall of the waste water tank can not or at best occur to a small extent. In particular, thereby any anti-contamination coatings on the inner wall are superfluous.
  • the agitator also ensures a circulation of the water in the wastewater tank, whereby a faster withdrawal of the heat energy contained in the wastewater is possible, so that a heat gradient is avoided from the middle of the waste water tank to the edge. Furthermore, the agitator can simultaneously perform a pumping or transport function for the wastewater.
  • the waste water tank is designed as a cylindrical hollow body with a waste water inlet and a waste water drain, wherein the agitator is formed by a coaxial in the waste water tank output shaft arranged thereon stirring elements.
  • the stirring elements can be designed in any suitable form, for example as stirring blades; it has proven to be advantageous in the context of the invention, when the stirring elements are designed as a screw, as a result, a transport function is exercised.
  • the stirring elements can advantageously also be constructed so that they form a closure for the wastewater.
  • a valve may also be provided as a closure for the wastewater at the wastewater outlet. This valve will stay first closed until the waste water has been cooled to an intended lower temperature value.
  • the stirring elements are formed so that they rest against the wall surface of the wastewater tank or with a small gap.
  • the drive shaft can be driven by a motor in a particularly simple embodiment.
  • the drive shaft with the stirring elements and the motor are designed as an assembly which can easily be removed from the waste water container for cleaning purposes.
  • the wastewater tank is arranged obliquely with a slope to the wastewater drain.
  • the invention provides that a feed heat exchanger for the fresh water is provided on the waste water tank.
  • this flow heat exchanger is formed by a helically extending around the housing of the wastewater pipe coil.
  • the coil of the flow heat exchanger and the coil of the evaporator are arranged in the manner of a common bifilar winding. Further, it has proven to be advantageous if the inlet of the hot water tank is provided in the lower region and connected to the outlet of the flow heat exchanger. In this way, the warm water can accumulate in the upper area of the hot water tank without being mixed with the incoming fresh water, so that the hot water is ready for removal in the upper area. Therefore, it is also recommended that the condenser and the hot water drain are located in the upper part of the hot water tank.
  • the waste water tank, the heat pump and the hot water tank are enclosed by a common heat insulation.
  • the entire device thus forms a unit which can replace the usual electric boiler under the sink.
  • the reproduced in the drawing device is intended in particular for household applications to extract from the wastewater of a sink and / or dishwasher or washing machine contained therein heat energy and supply a powered by fresh water hot water tank 4.
  • a sewage collecting wastewater container 1 and a heat pump are first provided, which is designed here as a compression heat pump with a compressor 13.
  • the evaporator 2 of the heat pump is with the waste water tank 1 and the condenser 3 of the heat pump with the hot water tank 4 in thermal contact.
  • the waste water tank 1 is provided with a stirrer.
  • the waste water tank 1 is formed in the embodiment as a cylindrical hollow body and formed both with a waste water inlet 5 and with a waste water drain 6.
  • the agitator has a coaxial in the waste water tank 1 extending drive shaft 7, are arranged on the stirring elements 8.
  • These stirring elements 8 can be formed as individual stirring blades or also - in a manner not shown - in front of a screw. Further, such designs are possible in which the stirring elements 8 form a closure for the wastewater.
  • a valve 9 is provided as a closure for the wastewater, which allows emptying of the waste water tank 1, as soon as the heat energy stored in the wastewater is withdrawn to a sufficient extent.
  • the stirring elements 8 are, as the drawing can be seen, formed so that they either the rest of the wall surface of the waste water tank 1, which requires a certain elasticity of the stirring elements 8 or this stand with a small gap.
  • the drive shaft 7 is - as can be seen from the drawing - driven by a small electric motor 10, which - in view of the only small circulation capacity - can be designed for low energy consumption.
  • a small electric motor 10 which - in view of the only small circulation capacity - can be designed for low energy consumption.
  • the drive shaft 7 with the stirring elements 8 and the motor 10 may be formed as an easily removable unit, in order to facilitate in this way an occasionally necessary cleaning of the waste water tank 1.
  • the waste water tank 1 is arranged obliquely within the device with a slope to the waste water drain 6, whereby the transport of dirt particles to the waste water drain 6 is facilitated.
  • a feed heat exchanger 1 1 is provided for the fresh water at the waste water tank 1.
  • This flow heat exchanger 1 1 is formed by a helically extending around the housing of the wastewater tank 1 tube coil. Between the individual turns of the coil of the flow heat exchanger 1 1, the coil of the evaporator 2 is arranged in the manner of a common bifilar winding.
  • the output of the flow heat exchanger 1 1 is connected to the inlet of the hot water tank 4, wherein this inlet is arranged in the lower region of the hot water tank 4, so that the cooler fresh water accumulates in the lower part of the hot water tank 4.
  • the condenser 3 and the hot water outlet are in the upper part of the hot water tank 4, so that a mixing of the incoming cold fresh water and the hot water to be removed at the outlet is largely avoided.
  • the waste water tank 1, the heat pump and the hot water tank 4 are - as indicated in the drawing - surrounded by a common heat insulation 12 - whereby the entire device, moreover, forms a compact unit that replaces the usually arranged below a sink hot water boiler.

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Abstract

The invention relates to a device which is used for preparing hot water, in particular for domestic applications, by recovering heat from waste water, preferably waste water from a sink and/or a dishwasher or washing machine. This is performed by means of a heat pump, in particular a compression heat pump, having a waste water container 1 which collects the waste water, and a hot water reservoir 4. The heat pump evaporator 2 is in thermal contact with the waste water container 1 and the heat pump condenser 3 is in thermal contact with the hot water reservoir 4. The waste water container 1 is provided with an agitating apparatus.

Description

Vorrichtung zur Warmwasserbereitung insbesondere für  Device for water heating in particular for
Haushaltsanwendungen  household applications
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Warmwasseraufbereitung, insbesondere für Haushaltsanwendungen durch Wärmerückgewinnung aus Abwasser, vorzugsweise aus Abwasser von einer Spüle und/oder einer Spül- oder Waschmaschine, mittels einer Wärmepumpe, insbesondere einer Kompressionswärmepumpe, mit einem das Abwasser sammelnden Abwasserbehälter sowie einem Warmwasserspeicher, wobei der Verdampfer der Wärmepumpe mit dem Abwasserbehälter und der Kondensator der Wärmepumpe mit dem Warmwasserspeicher in thermischem Kontakt steht. The invention relates to a device for hot water treatment, especially for household applications by heat recovery from wastewater, preferably from wastewater from a sink and / or a dishwasher or washing machine, by means of a heat pump, in particular a compression heat pump, with a wastewater collecting wastewater tank and a hot water tank, said the evaporator of the heat pump is in thermal contact with the waste water tank and the condenser of the heat pump is in thermal contact with the hot water tank.
Derartige Vorrichtungen erlauben es, die im Abwasser von Haushaltsanwendungen vorhandene Wärmenergie zu entziehen, bevor dieses Abwasser in die Kanalisation abgeführt wird. Eine derartige Vorrichtung ist bekannt aus der EP 0 088 055 A1 , wobei das dort beschriebene Gerät einen Abwassersammelbehälter enthält, der die kurzzeitige Speicherung des warmen Wassers erlaubt, ferner eine Wärmepumpe, die dem warmen Abwasser die Energie entzieht und einem Behälter zuführt, der der Speicherung des Warmwassers dient. Such devices make it possible to extract the heat energy present in the waste water of domestic applications before this wastewater is discharged into the sewage system. Such a device is known from EP 0 088 055 A1, wherein the device described therein contains a waste water collection container, which allows the temporary storage of warm water, further, a heat pump, the energy of the warm wastewater and extracts a container, the storage of hot water is used.
Ähnliche Vorrichtungen sind beschrieben in der DE 30 06 1 19 A1 , der DE 28 01 638 A1 und der DE 26 25 157 A1 . Similar devices are described in DE 30 06 1 19 A1, DE 28 01 638 A1 and DE 26 25 157 A1.
Um dem Abwasser die darin enthaltene Wärmeenergie in ausreichendem Maße entziehen zu können, ist es notwendig, das Abwasser über einen längeren Zeitraum im Abwasserbehälter zu speichern. Dadurch haben die im Abwasser enthaltenen Verunreinigungen bzw. Partikel jedoch die Möglichkeit, sich an der Wand, insbesondere im unteren Bereich des Abwasserbehälters abzulagern, wodurch nicht nur ein im Laufe der Zeit schwer zu entfernender Belag entsteht, sondern im Übrigen der Belag eine wärmeisolierende Schicht bildet, wodurch eine Wärmeübertragung zu dem üblicherweise an der Außenwand des Abwasserbehälters angeordneten Verdampfer der Wärmepumpe erschwert ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass Ablagerungen von Schmutzpartikeln im Abwasserbehalter vermieden und somit eine optimale Wärmeübertragung durch die Wandung des Abwasserbehälters sicher gestellt wird. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der Abwasserbehälter mit einem Rührwerk versehen ist. In order to be able to sufficiently remove the heat energy contained therein from the waste water, it is necessary to store the wastewater in the waste water tank over a longer period of time. As a result, however, the impurities or particles contained in the wastewater have the possibility to deposit themselves on the wall, in particular in the lower region of the waste water tank, which not only produces a covering which is difficult to remove over time, but also forms a heat-insulating layer whereby a heat transfer to the usually arranged on the outer wall of the waste water tank evaporator of the heat pump is difficult. The invention has for its object to improve a device of the type mentioned in that deposits of dirt particles avoided in Abwasserbehalter and thus optimal heat transfer through the wall of the wastewater container is ensured. This object is achieved according to the invention in that the waste water tank is provided with a stirrer.
Der durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht im Wesentlichen darin, dass das Rührwerk das Abwasser im Abwasserbehälter in Bewegung hält, so dass Ablagerungen an der Wandung des Abwasserbehälters nicht oder allenfalls in geringem Umfang auftreten können. Insbesondere werden hierdurch eventuelle Antischmutzbeschichtungen an der Innenwandung überflüssig. Das Rührwerk sorgt darüber hinaus für eine Umwälzung des Wassers im Abwasserbehälter, wodurch ein schnellerer Entzug der im Abwasser enthaltenen Wärmeenergie möglich ist, so dass ein Wärmegradient von der Mitte des Abwasserbehälters zum Rand hin vermieden wird. Des Weiteren kann das Rührwerk zugleich eine Pump- oder Transportfunktion für das Abwasser ausüben. The advantage achieved by the invention consists essentially in the fact that the agitator keeps the wastewater in the waste water tank in motion, so that deposits on the wall of the waste water tank can not or at best occur to a small extent. In particular, thereby any anti-contamination coatings on the inner wall are superfluous. The agitator also ensures a circulation of the water in the wastewater tank, whereby a faster withdrawal of the heat energy contained in the wastewater is possible, so that a heat gradient is avoided from the middle of the waste water tank to the edge. Furthermore, the agitator can simultaneously perform a pumping or transport function for the wastewater.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Abwasserbehälter als zylindrischer Hohlkörper mit einem Abwasserzulauf sowie einem Abwasserablauf ausgebildet, wobei das Rührwerk von einer koaxial im Abwasserbehälter verlaufenden Abtriebswelle mit darauf angeordneten Rührelementen gebildet ist. In a preferred embodiment of the invention, the waste water tank is designed as a cylindrical hollow body with a waste water inlet and a waste water drain, wherein the agitator is formed by a coaxial in the waste water tank output shaft arranged thereon stirring elements.
Die Rührelemente können dabei in jeder geeigneten Form, beispielsweise auch als Rührblätter gestaltet sein; als vorteilhaft im Rahmen der Erfindung hat es sich hierbei auch erwiesen, wenn die Rührelemente als Schnecke ausgebildet sind, da hierdurch eine Transportfunktion ausgeübt wird. The stirring elements can be designed in any suitable form, for example as stirring blades; it has proven to be advantageous in the context of the invention, when the stirring elements are designed as a screw, as a result, a transport function is exercised.
Die Rührelemente können dabei vorteilhafterweise auch so aufgebaut sein, dass sie einen Verschluss für das Abwasser bilden. The stirring elements can advantageously also be constructed so that they form a closure for the wastewater.
Alternativ oder ergänzend kann darüber hinaus am Abwasserablauf ein Ventil als Verschluss für das Abwasser vorgesehen sein. Dieses Ventil bleibt zunächst geschlossen, bis das Abwasser auf einen vorgesehenen unteren Temperaturwert abgekühlt worden ist. Alternatively or additionally, a valve may also be provided as a closure for the wastewater at the wastewater outlet. This valve will stay first closed until the waste water has been cooled to an intended lower temperature value.
Um Ablagerungen von Schmutzpartikeln weitestgehend zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Rührelemente so auszubilden, dass sie der Wandfläche des Abwasserbehälters anliegen oder mit geringem Spalt gegenüber stehen. To avoid deposits of dirt particles as far as possible, it is expedient to form the stirring elements so that they rest against the wall surface of the wastewater tank or with a small gap.
Die Antriebswelle kann in besonders einfacher Ausgestaltung von einem Motor angetrieben sein. Um gleichwohl eine in größeren Zeitabständen sinnvoll werdende Reinigung des Abwasserbehälters auf einfache Weise vornehmen zu können, ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebswelle mit den Rührelementen sowie dem Motor als eine aus dem Abwasserbehälter zu Reinigungszwecken leicht entnehmbare Baueinheit ausgebildet sind. The drive shaft can be driven by a motor in a particularly simple embodiment. In order nevertheless to be able to carry out a cleaning of the waste water container which makes sense at longer intervals in a simple manner, it is provided within the scope of the invention that the drive shaft with the stirring elements and the motor are designed as an assembly which can easily be removed from the waste water container for cleaning purposes.
Weiter hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Abwasserbehälter schräg mit einem Gefälle zum Abwasserablauf hin angeordnet ist. Further, it has proven to be expedient if the wastewater tank is arranged obliquely with a slope to the wastewater drain.
Hierdurch wird auch der Transport der im Abwasser enthaltenen Partikel zum Abwasserablauf hin erleichtert. As a result, the transport of the particles contained in the wastewater to wastewater discharge is facilitated.
Um eine erste Vorwärmung des in den Warmwasserspeicher zulaufenden Frischwassers vornehmen zu können, sieht die Erfindung vor, dass am Abwasserbehälter ein Vorlaufwärmetauscher für das Frischwasser vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise ist dieser Vorlaufwärmetauscher von einer schraubenförmig um das Gehäuse des Abwasserbehälters verlaufenden Rohrschlange gebildet. In order to be able to carry out a first preheating of the fresh water flowing into the hot water storage tank, the invention provides that a feed heat exchanger for the fresh water is provided on the waste water tank. Appropriately, this flow heat exchanger is formed by a helically extending around the housing of the wastewater pipe coil.
Um eine effektive und möglichst gleichmäßige Wärmeabnahme aus dem Abwasserbehälter zu erreichen, empfiehlt es sich weiter, die Rohrschlange des Vorlaufwärmetauschers und die Rohrschlange des Verdampfers in der Art einer gemeinsamen bifilaren Wicklung anzuordnen. Weiter hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Zulauf des Warmwasserbehälters in dessen unterem Bereich vorgesehen und an den Ausgang des Vorlaufwärmetauschers angeschlossen ist. Auf diese Weise kann sich im oberen Bereich des Warmwasserbehälters das warme Wasser ansammeln, ohne mit dem nachfließenden Frischwasser durchmischt zu werden, so dass im oberen Bereich das Warmwasser zur Entnahme bereit steht. Daher empfiehlt es sich weiter, dass der Kondensator sowie der Warmwasserablauf im oberen Bereich des Warmwasserbehälters angeordnet sind. In order to achieve an effective and uniform as possible heat loss from the wastewater tank, it is also recommended to arrange the coil of the flow heat exchanger and the coil of the evaporator in the manner of a common bifilar winding. Further, it has proven to be advantageous if the inlet of the hot water tank is provided in the lower region and connected to the outlet of the flow heat exchanger. In this way, the warm water can accumulate in the upper area of the hot water tank without being mixed with the incoming fresh water, so that the hot water is ready for removal in the upper area. Therefore, it is also recommended that the condenser and the hot water drain are located in the upper part of the hot water tank.
Schließlich empfiehlt es sich zur Vermeidung von Wärmeverlusten, dass der Abwasserbehälter, die Wärmepumpe sowie der Warmwasserspeicher von einer gemeinsamen Wärmeisolierung umschlossen sind. Damit bildet die gesamte Vorrichtung im Übrigen eine Einheit, die den sonst üblichen Elektroboiler unter der Spüle ersetzen kann. Finally, in order to avoid heat loss, it is recommended that the waste water tank, the heat pump and the hot water tank are enclosed by a common heat insulation. By the way, the entire device thus forms a unit which can replace the usual electric boiler under the sink.
Im Folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; die einzige Figur zeigt - in einer schematischen Darstellung - die Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser. In the following the invention will be explained in more detail in an embodiment shown in the drawing; the single figure shows - in a schematic representation - the device for heat recovery from wastewater.
Die in der Zeichnung wiedergegebene Vorrichtung ist insbesondere für Haushaltsanwendungen vorgesehen, um aus dem Abwasser einer Spüle und/oder Spül- oder Waschmaschine die darin enthaltene Wärmeenergie zu entziehen und einem von Frischwasser gespeisten Warmwasserspeicher 4 zuzuführen. The reproduced in the drawing device is intended in particular for household applications to extract from the wastewater of a sink and / or dishwasher or washing machine contained therein heat energy and supply a powered by fresh water hot water tank 4.
Hierzu sind zunächst ein das Abwasser sammelnder Abwasserbehälter 1 sowie eine Wärmepumpe vorgesehen, die hier als Kompressions-Wärmepumpe mit einem Verdichter 13 ausgebildet ist. Hierbei steht der Verdampfer 2 der Wärmepumpe mit dem Abwasserbehälter 1 und der Kondensator 3 der Wärmepumpe mit dem Warmwasserspeicher 4 in thermischem Kontakt. For this purpose, a sewage collecting wastewater container 1 and a heat pump are first provided, which is designed here as a compression heat pump with a compressor 13. Here, the evaporator 2 of the heat pump is with the waste water tank 1 and the condenser 3 of the heat pump with the hot water tank 4 in thermal contact.
Um Schmutzablagerungen in dem Abwasserbehälter 1 zu vermeiden, die sich insbesondere im Bodenbereich des Abwasserbehälters 1 ansammeln können, solange dem Abwasser Wärme entzogen wird, ist der Abwasserbehälter 1 mit einem Rührwerk versehen. Der Abwasserbehälter 1 ist im Ausführungsbeispiel als zylindrischer Hohlkörper ausgebildet und sowohl mit einem Abwasserzulauf 5 als auch mit einem Abwasserablauf 6 ausgebildet. Das Rührwerk weist eine koaxial im Abwasserbehälter 1 verlaufende Antriebswelle 7 auf, auf der Rührelemente 8 angeordnet sind. Diese Rührelemente 8 können als einzelne Rührblätter oder aber auch - in nicht näher dargestellter Weise - vor einer Schnecke gebildet sein. Weiter sind auch solche Gestaltungen möglich, bei denen die Rührelemente 8 einen Verschluss für das Abwasser bilden. In order to avoid dirt deposits in the waste water tank 1, which can accumulate in particular in the bottom region of the waste water tank 1, as long as the wastewater heat is removed, the waste water tank 1 is provided with a stirrer. The waste water tank 1 is formed in the embodiment as a cylindrical hollow body and formed both with a waste water inlet 5 and with a waste water drain 6. The agitator has a coaxial in the waste water tank 1 extending drive shaft 7, are arranged on the stirring elements 8. These stirring elements 8 can be formed as individual stirring blades or also - in a manner not shown - in front of a screw. Further, such designs are possible in which the stirring elements 8 form a closure for the wastewater.
Am Abwasserablauf 6 ist ein Ventil 9 als Verschluss für das Abwasser vorgesehen, das eine Entleerung des Abwasserbehälters 1 ermöglicht, sobald die im Abwasser gespeicherte Wärmeenergie in ausreichendem Umfang entzogen ist. At the waste water drain 6, a valve 9 is provided as a closure for the wastewater, which allows emptying of the waste water tank 1, as soon as the heat energy stored in the wastewater is withdrawn to a sufficient extent.
Die Rührelemente 8 sind, wie sich der Zeichnung entnehmen lässt, so ausgebildet, dass sie der Wandfläche des Abwasserbehälters 1 entweder anliegen, was eine gewisse Elastizität der Rührelemente 8 erfordert oder aber dieser mit geringem Spalt gegenüber stehen. The stirring elements 8 are, as the drawing can be seen, formed so that they either the rest of the wall surface of the waste water tank 1, which requires a certain elasticity of the stirring elements 8 or this stand with a small gap.
Die Antriebswelle 7 wird - wie aus der Zeichnung ersichtlich - von einem kleinen Elektromotor 10 angetrieben, der - im Hinblick auf die nur geringe Umwälzleistung - auf geringen Energieverbrauch ausgelegt sein kann. Durch diese Umwälzung des Abwassers wird nicht nur eine Ablagerung der Schmutzpartikel verhindert, sondern zugleich das Abwasser auf einem gleichmäßigen Temperaturniveau gehalten, so dass der Entzug der Wärmeenergie über die Wandfläche des Abwasserbehälters 1 schneller und effizienter erfolgen kann. Die Antriebswelle 7 mit den Rührelementen 8 sowie dem Motor 10 kann als eine leicht entnehmbare Baueinheit ausgebildet sein, um auf diese Weise eine gelegentlich doch notwendig werdende Reinigung des Abwasserbehälters 1 zu erleichtern. The drive shaft 7 is - as can be seen from the drawing - driven by a small electric motor 10, which - in view of the only small circulation capacity - can be designed for low energy consumption. By this circulation of the wastewater not only a deposition of the dirt particles is prevented, but at the same time kept the wastewater at a uniform temperature level, so that the withdrawal of heat energy over the wall surface of the waste water tank 1 can be done faster and more efficient. The drive shaft 7 with the stirring elements 8 and the motor 10 may be formed as an easily removable unit, in order to facilitate in this way an occasionally necessary cleaning of the waste water tank 1.
Der Abwasserbehälter 1 ist innerhalb der Vorrichtung schräg mit einem Gefälle zum Abwasserablauf 6 hin angeordnet, wodurch der Transport von Schmutzpartikeln zum Abwasserablauf 6 hin erleichtert wird. Um eine Vorwärmung des dem Warmwasserspeicher 4 zulaufenden Frischwassers zu erreichen, ist am Abwasserbehälter 1 ein Vorlaufwärmetauscher 1 1 für das Frischwasser vorgesehen. Dieser Vorlaufwärmetauscher 1 1 ist von einer schraubenförmig um das Gehäuse des Abwasserbehälters 1 verlaufenden Rohrschlange gebildet. Zwischen den einzelnen Windungen der Rohrschlange des Vorlaufwärmetauschers 1 1 ist die Rohrschlange des Verdampfers 2 in der Art einer gemeinsamen bifilaren Wicklung angeordnet. The waste water tank 1 is arranged obliquely within the device with a slope to the waste water drain 6, whereby the transport of dirt particles to the waste water drain 6 is facilitated. In order to achieve a preheating of the hot water tank 4 incoming fresh water, a feed heat exchanger 1 1 is provided for the fresh water at the waste water tank 1. This flow heat exchanger 1 1 is formed by a helically extending around the housing of the wastewater tank 1 tube coil. Between the individual turns of the coil of the flow heat exchanger 1 1, the coil of the evaporator 2 is arranged in the manner of a common bifilar winding.
Der Ausgang des Vorlaufwärmetauschers 1 1 ist an dem Zulauf des Warmwasserspeichers 4 angeschlossen, wobei dieser Zulauf im unteren Bereich des Warmwasserspeichers 4 angeordnet ist, so dass das kühlere Frischwasser sich im unteren Bereich des Warmwasserspeichers 4 ansammelt. Der Kondensator 3 sowie der Warmwasserablauf befinden sich dagegen im oberen Bereich des Warmwasserspeichers 4, so dass eine Vermischung des zulaufenden kalten Frischwassers und des am Ablauf zu entnehmenden Warmwassers weitestgehend vermieden wird. The output of the flow heat exchanger 1 1 is connected to the inlet of the hot water tank 4, wherein this inlet is arranged in the lower region of the hot water tank 4, so that the cooler fresh water accumulates in the lower part of the hot water tank 4. The condenser 3 and the hot water outlet, however, are in the upper part of the hot water tank 4, so that a mixing of the incoming cold fresh water and the hot water to be removed at the outlet is largely avoided.
Der Abwasserbehälter 1 , die Wärmepumpe sowie der Warmwasserspeicher 4 sind - wie in der Zeichnung angedeutet - von einer gemeinsamen Wärmeisolierung 12 umschlossen - wodurch die gesamte Vorrichtung im Übrigen eine kompakte Baueinheit bildet, die den üblicherweise unterhalb einer Spüle angeordneten Warmwasserboiler ersetzt. The waste water tank 1, the heat pump and the hot water tank 4 are - as indicated in the drawing - surrounded by a common heat insulation 12 - whereby the entire device, moreover, forms a compact unit that replaces the usually arranged below a sink hot water boiler.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Warmwasserbereitung insbesondere für Haushaltsanwendungen durch Wärmerückgewinnung aus Abwasser, vorzugsweise aus Abwasser von einer Spüle und/oder einer Spül- oder Waschmaschine, mittels einer Wärmepumpe, insbesondere einer Kompressions-Wärmepumpe, mit einem das Abwasser sammelnden Abwasserbehälter 1 sowie einem Warmwasserspeicher (4), wobei der Verdampfer (2) der Wärmepumpe mit dem Abwasserbehälter (1 ) und der Kondensator (3) der Wärmepumpe mit dem Warmwasserspeicher (4) in thermischem Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwasserbehälter (1 ) mit einem Rührwerk versehen ist. 1. Apparatus for hot water preparation in particular for domestic applications by heat recovery from wastewater, preferably from wastewater from a sink and / or a dishwasher or washing machine, by means of a heat pump, in particular a compression heat pump, with a wastewater collecting wastewater tank 1 and a hot water tank (4th ), wherein the evaporator (2) of the heat pump with the waste water tank (1) and the condenser (3) of the heat pump with the hot water tank (4) is in thermal contact, characterized in that the waste water tank (1) is provided with a stirrer.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abwasserbehälter (1 ) als zylindrischer Hohlkörper mit einem Abwasserzulauf (5) sowie einem Abwasserablauf (6) ausgebildet ist und das Rührwerk von einer koaxial im Abwasserbehälter (1 ) verlaufenden Antriebwelle mit darauf angeordneten Rührelementen (8) gebildet ist. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the waste water tank (1) as a cylindrical hollow body with a waste water inlet (5) and a waste water drain (6) is formed and the agitator of a coaxial in the waste water tank (1) extending drive shaft arranged thereon stirring elements (8) is formed.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührelemente (8) als Schnecke ausgebildet sind. 3. A device according to claim 2, characterized in that the stirring elements (8) are designed as a screw.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührelemente (8) derart aufgebaut sind, dass sie einen Verschluss für das Abwasser bilden. 4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the stirring elements (8) are constructed such that they form a closure for the wastewater.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Abwasserablauf (6) ein Ventil (9) als Verschluss für das Abwasser vorgesehen ist. 5. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that at the waste water drain (6), a valve (9) is provided as a closure for the wastewater.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührelemente (8) so ausgebildet sind, dass sie der Wandfläche des Abwasserbehälters (1 ) anliegen oder mit geringem Spalt gegenüberstehen. 6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the stirring elements (8) are formed so that they rest against the wall surface of the waste water tank (1) or face with a small gap.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle von einem Motor (10) angetrieben wird. 7. Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the drive shaft is driven by a motor (10).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle mit den Rührelementen (8) sowie dem Motor (10) als eine aus dem Abwasserbehalter (1 ) zu Reinigungszwecken leicht entnehmbare Baueinheit ausgebildet sind. 8. Device according to one of claims 2 to 7, characterized in that the drive shaft with the stirring elements (8) and the motor (10) as one of the Abwasserbehalter (1) for cleaning purposes easily removable unit are formed.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwasserbehalter (1 ) schräg mit einem Gefälle zum Abwasserablauf (6) hin angeordnet ist. 9. Device according to one of claims 2 to 8, characterized in that the Abwasserbehalter (1) is arranged obliquely with a slope to the waste water drain (6) out.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Abwasserbehälter (1 ) ein Vorlaufwärmetauscher (1 1 ) für das Frischwasser vorgesehen ist. 10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the waste water tank (1) a feed heat exchanger (1 1) is provided for the fresh water.
1 1. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorlaufwärmetauscher (1 1 ) von einer schraubenförmig um das Gehäuse des1 1. A device according to claim 10, characterized in that the flow heat exchanger (1 1) of a helically around the housing of the
Abwasserbehälters (1 ) verlaufenden Rohrschlange gebildet ist. Wastewater tank (1) extending coil is formed.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrschlange des Vorlaufwärmetauschers (1 1 ) und die Rohrschlange des Verdampfers (2) in der Art einer gemeinsamen bifilaren Wicklung angeordnet sind. 12. The apparatus of claim 10 or 1 1, characterized in that the coil of the flow heat exchanger (1 1) and the coil of the evaporator (2) are arranged in the manner of a common bifilar winding.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf des Warmwasserspeichers (4) in dessen unterem Bereich vorgesehen und an den Ausgang des Vorlaufwärmetauschers (1 1 ) angeschlossen ist. 13. Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the inlet of the hot water tank (4) provided in the lower region and to the output of the flow heat exchanger (1 1) is connected.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (3) sowie der Warmwasserablauf im oberen Bereich des Warmwasserspeichers (4) angeordnet sind. 14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the condenser (3) and the hot water outlet in the upper region of the hot water tank (4) are arranged.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwasserbehälter (1 ), die Wärmepumpe sowie der Warmwasserspeicher (4) von einer gemeinsamen Wärmeisolierung (12) umschlossen sind. 15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the waste water tank (1), the heat pump and the hot water tank (4) by a common heat insulation (12) are enclosed.
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