JP7205945B2 - 液体媒体から熱を回収する装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体媒体から熱を回収する装置および方法に関するものである。

建物および工場施設内においては、大量の汚れた下水が大抵は高い温度レベルで発生する。そして、この汚れた下水の熱は大抵は当該建物および工場施設内では利用されない。

ＥＰ ０１７４５５４ Ｂ１には、汚れた下水から熱を移すための熱交換器が記載されている。この熱交換器は、下水を貯えるために使用される容器を備え、容器はフィルターを備えた入口、出口、および好ましくは選択的に開く泥出口を有している。熱交換器は、さらに、容器内に配置された複数の交換器エレメントを備え、交換器エレメント内をヒートキャリア、特に用水またはヒートポンプまたは冷却装置の熱媒体が流れるようになっており、交換エレメントに直立する交換板が設けられ、容器の下部には、洗浄ガス、好ましくは空気を板表面にあてるための注入装置が備えられている。

ＥＰ ０１７４５５４ Ｂ１

本発明の課題は、液体媒体から熱を回収するためのより改良された装置および方法を提供することにある。

上記課題は、本発明によれば、添付の特許請求の範囲の請求項１に記載された構成を有する装置、および同特許請求の範囲の請求項１５に記載された構成を有する方法によって解決される。

本発明の好ましい実施態様が同特許請求の範囲の各従属項に記載されている。

本発明による液体媒体から熱を回収する装置は、
互いに少なくとも部分的に熱的に隔離され、それぞれ前記液体媒体を収容する少なくとも２つの熱交換器セルを有する熱交換器を備え、前記少なくとも２つの熱交換器セルはそれぞれ、その内部にある前記液体媒体の温度を測定する温度センサーを有し、さらに、
前記少なくとも２つの熱交換器セルのうちの少なくとも１つを貫通してのび、飲料水および／または温水を送給する少なくとも１本の管路と、
前記液体媒体を送給するための供給管路と、前記液体媒体を前記供給管路から前記少なくとも２つの熱交換器セルに選択的に供給する分配部と、
前記供給管路内の前記液体媒体の温度を測定する少なくとも１つの温度センサーと、を備え、
前記分配部は、前記液体媒体が前記供給管路から、前記少なくとも２つの熱交換器セルのうちの目下の温度が前記供給管路内の前記液体媒体よりも最も低い前記熱交換器セルに供給されるように、制御されまたは調節されるものであることを特徴とする。

本発明の１実施例によれば、前記少なくとも２つの熱交換器セルのそれぞれが、セル結合部および／または前記液体媒体の流れを妨げる構造体によって、１つのまたはそれぞれ隣り合う前記熱交換器セルと接続されていることによって、前記液体媒体は隣り合う前記熱交換器セルに供給される。

前記少なくとも２つの熱交換器セルはそれぞれ、例えば、前記液体媒体が前記少なくとも２つの熱交換器セルのうちの１つに供給されるときに、別の制御可能なフラップを隣り合う前記熱交換器セルのうちの１つまたは下水道に対して開放するために、液体の液面レベルを測定するためのフロートを有し得る。

本発明の１実施例によれば、前記少なくとも２つの熱交換器セルは特に、前記熱交換器内の前記液体媒体の温度が上から下に向かって低くなるように、上下に重なり合って配置されている。この層状の構成は重力に適応し得る。特に、前記液体媒体のための送給装置、例えばポンプは必要とされない。

本発明の１実施例によれば、前記少なくとも１本の管路は、少なくとも前記少なくとも２つの熱交換器セルを貫通する螺旋管として形成されている。特に、それぞれが螺旋管、例えば、２本または３本またはそれ以上の螺旋管の形態を有する複数の前記管路が備えられ得る。

本発明の１実施例によれば、前記少なくとも１本の管路は、前記熱交換器の下流側に、流量を制御するための電気的に制御および／または調節され得る閉止弁を有している。例えば、前記管路は閉鎖され、管路内の流れが遮断され得る。

本発明の１実施例によれば、前記少なくとも１本の管路における前記閉止弁の上流側、特に、前記熱交換器の上流側に、圧力低下を検出し得る圧力計が備えられている。前記閉止弁が閉じられたときの圧力低下は、前記管路における漏れを示す。

本発明の１実施例によれば、前記液体媒体のバイパス管路が備えられ、前記液体媒体は、前記供給管路内の前記液体媒体の温度が目下の前記熱交換器セル内の前記液体媒体のどの温度よりも低いとき、前記バイパス管路を通って前記熱交換器を迂回して下水道に流れる。

本発明の１実施例によれば、前記熱交換器における前記入口の前に前記液体媒体をろ過するための粗いフィルターが備えられる。それによって、前記液体媒体、例えば中水から汚染物が除去される。粗いフィルターは、熱交換器に接続する分岐の下流側に配置され、バイパス管を流れる前記液体媒体は、粗いフィルターを通過することはない。

本発明の１実施例によれば、フラップの制御および／または調節、および前記温度センサーによる温度の検出のための制御部が備えられる。前記制御部は、また、前記少なくとも２つの熱交換器セル内の前記液体媒体の液面レベルを各フロートによって検出し得る。前記フラップが閉じられているにもかかわらず、前記少なくとも２つの熱交換器セルのうちの１つにおける前記液体媒体の液面レベルが上昇したとき、前記制御部は前記管路に漏れが発生していると判定する。

本発明の１実施例によれば、少なくとも１本の管路は複数の部分からなり、前記少なくとも２つの熱交換器セルのうちの１つを通過した後、その上面において始まりおよび／または終わり、前記少なくとも２つの熱交換器セルのそれぞれの取り外し可能な蓋に接続されている。

本発明の１実施例によれば、前記管路の前記複数の部分の端および前記セル結合部がネジ山を有している。

本発明の１実施例によれば、前記熱交換器および／または前記管路は、プラスチックから形成され、または、前記液体媒体と接触するためのプラスチック表面を有している。前記熱交換器および／または前記管路は金属、例えばステンレス鋼から形成され得る。特に、管路は金属、例えばステンレス鋼から形成され、外面および／または内面にプラスチックの被覆加工がなされ得る。

本発明の１実施例によれば、前記分配部は、複数の制御可能なフラップを有している。
別の実施例によれば、前記分配部は、
前記少なくとも２つの熱交換器セルのそれぞれに対する分岐管が設けられた外管と、
前記外管内において駆動源によって回転可能に配置された内管と、を有し、
前記内管の外径がほぼ前記外管の内径に対応し、前記内管は、長さ方向に同じ高さで、前記分岐管のそれぞれに対する各１つの開口を有し、前記開口は、前記内管の回転によって、それぞれ前記分岐管のそれぞれと整合する角度位置に調節可能とされ、前記内管の各回転位置において、せいぜい１つの前記開口が関係する前記分岐管と整合するようになっている。

本発明の１実施例によれば、前記セル結合部が、別の制御可能なフラップおよび／またはサイフォンを有し、前記サイフォンは、前記液体媒体を、互いに結合された前記少なくとも２つの熱交換器セルのうちの各上側の前記熱交換器セルの出口、特に底で取込んだ後、少なくとも、前記互いに結合された前記少なくとも２つの熱交換器セルのうちの前記各上側の熱交換器セルの上端の高さまで送給し、最終的に、前記互いに結合された前記少なくとも２つの熱交換器セルのうちの各下側の前記熱交換器セルまで送給する。

本発明の１実施例によれば、前記サイフォンの頂点に換気弁が備えられている。

本発明の１実施例によれば、前記サイフォンが前記少なくとも２つの熱交換器セルのうちの最上位の熱交換器セルの上端までのびている。

本発明の１実施例によれば、別の管路が加熱装置の返送管路として備えられ、前記別の管路は前記少なくとも２つの熱交換器セルを下から上に向けて貫通するとともに、前記少なくとも２つの熱交換器セル間および最上位の前記熱交換器セルの上方のそれぞれにおいて接続管を介して供給管路に接続され、前記接続管内には制御可能なフラップが備えられていることによって、前記供給管路内の流れが所定の温度に維持され得る。

本発明による上記装置を動作させる方法によれば、フラップを制御しおよび／または調節することによって、前記液体媒体を前記供給管路から前記少なくとも２つの熱交換器セルに供給し、前記少なくとも２つの熱交換器セルの目下の温度を少なくとも前記供給管路内の前記液体媒体の温度よりも低くする。

本発明の１実施例によれば、前記少なくとも２つの熱交換器セルを互いに上下に重なり合うように配置し、最も低温の前記液体媒体を最下位の前記熱交換器セルに貯え、最も高温の前記液体媒体を最上位の前記熱交換器セルに貯える。

本発明の１実施例によれば、前記少なくとも２つの熱交換器セルを、それぞれ別のフラップを備えたセル結合部を介して、１つのまたはそれぞれ隣り合う前記熱交換器セルと接続し、前記液体媒体を前記隣り合う熱交換器セルのうちの１つに供給し、充填すべき前記熱交換器セルが既に前記液体媒体で満たされているときは、必要な場所を提供すべく、最寄りの前記セル結合部の別の前記フラップを開放し、供給すべき前記液体媒体を下位の前記熱交換器セルまたは前記下水道に送給する。

本発明の１実施例によれば、前記液体媒体が中水（雑用水）である。

本発明の１実施例によれば、飲料水および／または温水を前記管路を通って前記熱交換器を下から上に向けて送給する。

本発明の１実施例による、中水から熱を回収する装置の概略図である。 中水から熱を回収する装置の別の概略図である。 本発明の１実施例による中水から熱を回収する装置の拡大概略図である。 本発明の１実施例による、複数の熱交換器セルを備えた装置の概略図であり、図中、隣り合う熱交換器セルのセル結合部はそれぞれサイフォンを有している。 本発明の別の実施例による、複数の熱交換器セルを備えた装置の概略図であり、図中、隣り合う交換機セルのセル結合部はそれぞれサイフォンを有している。 本発明の１実施例による、上下に重なり合って配置された複数の熱交換器セルを備えた装置の概略図であり、図中、隣り合う熱交換器セル間にそれぞれ中水の流れを妨げる構造体が設けられている。 流れを妨げる構造体の概略図である。 中水に対する別の分配部の概略図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施例をより詳細に説明する。
なお、すべての添付図面において、互いに対応する構成要素には同一の参照番号が付されている。

図１および図２は、本発明の１実施例による、中水（雑用水）から熱を回収する装置１の概略図である。

装置１は、熱交換器２における中水を利用した、飲料水の加熱および選択的に低温加熱システムに使用される温水の加熱に適している。熱交換器２は、互いに熱的に隔離された複数の加熱ゾーン、すなわち互いに接続され、それぞれタンクの形態を有する複数の熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４を備えている。この実施例では、４つの熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４が備えられている。
少なくとも１本の管路４、特に螺旋管４、例えば、少なくとも２本の螺旋管４、４．１または１本の二重螺旋管が、４つの熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４を貫通してのびている。管路４は、飲料水、または温水加熱装置または低温加熱装置の温水を送給する。２本の螺旋管４、４．１が備えられる場合、一方の螺旋管４が飲料水を送給する、他方の螺旋管４．１は温水を送給する。２本の螺旋管４、４．１は、１つまたは２つ以上の熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４、あるいはすべての熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４を貫通してのびている。
装置１は中水供給管路６に接続され、中水供給管路６は建物またはシステム内に生じた中水Ｇを送給する。第１の分岐管７．１は中水の温度を測定するための温度センサーと、制御可能なフラップ１５．１を有し、それによって、中水Ｇの温度が予め決定された第１の温度以上の温度のときは、中水Ｇは装置１の中水捕集部９に送給されるが、中水Ｇの温度が予め決定された第１の温度よりも低い温度のときは、中水Ｇはバイパス管路８を通じて装置１を迂回して送給される。

中水捕集部９において、中水Ｇは、まず、粗いフィルター５を通過することによって浄化される。粗いフィルター５の下流側には、複数の分岐管７．２～７．４、例えば、第２の分岐７．２、第３の分岐管７．３および第４の分岐管７．４が設けられている。第２の分岐管７．２は、中水Ｇの温度を測定するための温度センサーと、制御可能なフラップ１５．２を有し、それによって、中水Ｇの温度が予め決定された第２の温度以上のとき、中水Ｇは熱交換器セル３．１に送給され、特に専ら送給される。１実施例によれば、中水Ｇの温度が予め決定された第２の温度よりも低いとき、中水Ｇは熱交換器セル３．１に送給されない。
第３の分岐管７．３は、中水Ｇの温度を測定するための温度センサーと、制御可能なフラップ１５．３を有し、それによって、中水Ｇの温度が予め決定された第３の温度以上のとき、中水Ｇは熱交換器セル３．２に送給され、特に専ら送給される。１実施例によれば、中水Ｇの温度が予め決定された第３の温度よりも低いとき、中水Ｇは熱交換器セル３．２に送給されない。
第４の分岐管７．４は、中水Ｇの温度を測定するための温度センサーと、制御可能なフラップ１５．４を有し、それによって、中水Ｇの温度が予め決定された第４の温度以上のとき、中水Ｇは熱交換器セル３．３に送給され、特に専ら送給される。１実施例によれば、中水Ｇの温度が予め決定された第４の温度よりも低いとき、中水Ｇは熱交換器セル３．３に送給されない。
第２～第４の分岐管７．２、７．３、７．４のフラップ１５．２、１５．３、１５．４が閉じられているとき、中水Ｇが熱交換器セル３．４に送給される。熱交換器セル３．４に対する供給管路において、別の制御可能なフラップ１５．５が設けられ、それによって、中水Ｇの温度が予め決定された第５の温度以上のとき、中水Ｇは熱交換器セル３．４に送給され、特に専ら送給され、中水Ｇの温度が第５の温度よりも低いときは、フラップ１５．５は閉じられる。
特に、第２～第４の分岐管７．２、７．３、７．４および熱交換器セル３．４に対する供給管路のフラップ１５．２、１５．３、１５．４、１５．５は、それらのフラップ１５．２、１５．３、１５．４、１５．５のいずれか１つだけが開かれ、またはそれらのフラップ１５．２、１５．３、１５．４、１５．５のすべてが閉じられるように制御される。
１実施例によれば、第２の予め決定された温度は第３の予め決定された温度よりも高く、第３の予め決定された温度は第４の予め決定された温度よりも高い。
熱交換器セル３．１～３．４は、特に、上下に重なり合うように配置され、熱交換器２内の中水Ｇの温度が上から下に向けて低下するようになっている。

分岐管７．２、７．３、７．４毎に温度センサーを配置する代わりに、単一の温度センサーを中水捕集部９に設けて、分岐管７．２、７．３、７．４および熱交換器セル３．４に対する供給管路のフラップ１５．２、１５．３、１５．４、１５．５を制御することもできる。同様に、単一の温度センサーを、第１の分岐管７．１内または第１の分岐管７．１の上流側に設けて、分岐管７．１、７．２、７．３、７．４および熱交換器セル３．４に対する供給管路のフラップ１５．２、１５．３、１５．４、１５．５を制御することもできる。
１実施例によれば、フラップ１５．２、１５．３、１５．４、１５．５は、電気的に、例えば（図示されない）制御部によって制御される。制御部は、中水捕集部９内の中水Ｇの温度を熱交換器セル３．１～３．４内の温度と比較して、中水捕集部９からの中水Ｇを、その目下の温度が少なくとも中水捕集部９の中水Ｇの温度よりも低い熱交換器セル３．１～３．４に送給するように構成されている。この目的のために、各熱交換器セル３．１～３．４は温度センサーを備えている。

熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４はそれぞれ、別の制御可能なフラップを備えたセル結合部１３を介して、１つのまたはそれぞれ隣り合う熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４と接続されている。特に、最も温度が低い中水Ｇは最下位の熱交換器セル３．４に貯えられ、最も温度が高い中水Ｇは最上位の熱交換器セル３．１に貯えられる。熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４はそれぞれ、セル結合部１３からその下位にある熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４または下水道１０に向かう方向に温度勾配を有している。

熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４はそれぞれ、例えば、熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４のうちの１つの中水Ｇが送給されるとき、隣接する熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４のうちの１つまたは下水道１０に対して別の制御可能なフラップを開くために、中水Ｇの水面レベルを測定するためのフロートを有している。制御部は、また、それらのフロートによって熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４内の中水Ｇの水面レベルを検出する。フラップ１５．２、１５．３、１５．４、１５．５が閉じられているにもかかわらず、熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４のうちの１つの水面レベルが増大しているとき、管路４、４．１に漏れが生じているものと判定される。

特にそれぞれ螺旋管４、４．１の形態を有する複数本の管路、例えば、２本、３本またはそれ以上の螺旋管が備えられる。飲料水および／または温水は、螺旋管４内を、例えば下から上向きに流れる。

熱交換器２の全体または一部を流れた後、流量が、飲料水管路および／または温水管路内の電気的に制御され得る閉止弁によって制御され、また、この閉止弁によって流れが遮断される。そして、予め加熱された飲料水は（図示されない）バッファー貯水部に送給され、１または２以上の加熱装置によって所望の最終温度まで加熱される。

１実施例によれば、最下位の熱交換器セル３．４内の螺旋管４．２はヒートポンプ用に使用され、中水から熱を十分に吸収し、選択的にその熱によってバッファー貯水部を加熱する。

本発明の装置１の目的は、中水Ｇから、飲料水を加熱し、必要に応じて、特に、例えば床暖房システムのような低温加熱システムに使用される温水を加熱するための熱を回収することにある。その前提は、汚水が、２パイプ下水道システムによって下水と中水に正確に分離されていることである。中水は汚物を含んでいない下水を意味するのに対し、汚水は汚物を含み得る。
捕集される中水Ｇの温度が少なくとも１つの温度センサーによって測定され、熱交換器２の各熱交換器セル３．１～３．４内の中水Ｇの目下の温度と比較される。捕集される中水Ｇの温度が各熱交換器セル３．１～３．４の温度の目下の温度よりも低いとき、中水Ｇはバイパス管路８を通って下水道１０に送給される。

しかしながら、捕集される中水Ｇの温度が熱交換器セル３．１～３．４のうちの１つの最低温度以上であるときは、中水Ｇは粗いフィルター５を通過した後、フラップ１５．２、１５．３、１５．４、１５．５を通って熱交換器セル３．１～３．４のうちの１つに送給される。この場合、供給すべき中水Ｇの最初に測定された温度によって、当該中水Ｇが送給される熱交換器セル３．１～３．４が決定される。該当する熱交換器セル３．１～３．４が既に中水Ｇで満たされている場合は、必要な場所を提供すべく、最寄りのセル結合部１３の別のフラップが開かれ、供給すべき中水Ｇは下位の熱交換器セル３．１～３．４または下水道１０に送給される。

螺旋管４は、熱交換器セル３．１～３．４の内部構造から分離されている。各熱交換器セル３．１～３．４は、中水Ｇが供給される供給口、例えば側面供給開口を有している。例えば熱交換器セル３．１～３．４の中央であって、熱交換器セル３．１～３．４間に設けられ、別の制御可能なフラップを備えたセル結合部１３を通って、中水Ｇは、電気的な制御によって、熱交換器セル３．１～３．４のうちの１つから下位の熱交換器セル３．１～３．４または下水道１０に送給される。

熱交換器セル３．１～３．４を通る螺旋管４、４．１、４．２は、各熱交換器セル３．１～３．４の上部において始まりおよび／または終わり、それぞれ取り外し可能な蓋１４に接続されている。
図３は、螺旋管４が各熱交換器セル３．１、３．２の上部、例えば蓋１４において始まりおよび終わるように構成された装置の実施例を示す拡大概略図である。図３には示されていないが、熱交換器セル３．３、３．４もまたこれと同様の構成を有している。それによって、堆積物の掃除の問題が解決され得る。螺旋管４およびセル結合部１３の端部は、各熱交換器セル３．１～３．４と接続するためのネジ山を有している。それによって、熱交換器セル３．１～３．４は１つのユニットとして互いに結合され得る。結合される熱交換器セル３．１～３．４の個数は、供給すべき中水Ｇに適合せしめられてる。
各熱交換器セル３．１～３．４は温度センサーを有し、これらの温度センサーによって、各熱交換器セル３．１～３．４内に貯えられた中水Ｇの温度が測定される。新たに供給される中水Ｇは、制御部によって制御および／または調節されるフラップ１５．２、１５．３、１５．４、１５．５によって送給される。制御部は、供給される中水Ｇの温度を熱交換器セル３．１～３．４内の中水Ｇの温度と比較する。中水Ｇは、少なくとも当該中水Ｇよりも温度が低い熱交換器セル３．１～３．４内に貯えられる。
該当する熱交換器セル３．１～３．４が既に中水Ｇで満たされている場合には、当該熱交換器セル３．１～３．４のセル結合部１３の別のフラップが、すべての中水Ｇが供給されるまで下位の熱交換器セル３．１～３．４に対して開かれる。この別のフラップの制御は制御部によって行われる。最下位の熱交換器セル３．４の別のフラップは中水Ｇを下水道１０に導く。最も温度が高い中水Ｇは最上位の熱交換器セル３．１に貯えられ、中水Ｇの温度が低下するにつれてより下位の熱交換器セル３．２～３．４に貯えられる。
飲料水および／または温水は、各熱交換器セル３．１～３．４のタンク内の螺旋管を通って、最下位の熱交換器セル３．４から最上位の熱交換器セル３．１に向けて流れる。この場合、飲料水の供給圧が利用される。中水タンクの下流側の飲料水管路および／または温水管路に、電気的に制御可能な弁が備えられ、この弁によって中水Ｇの流量が、熱吸収量が最大となるように、あるいは熱回路内の流れが所望の温度になるように制御される。
さらに、この弁の上流側に圧力計が配置されている。弁が閉じられているにもかかわらず、飲料水管路および／または温水管路内の圧力が低下する場合、関係する螺旋管４に漏れが生じていると判定される。こうして、飲料水管路および／または温水管路内への中水Ｇの侵入を検知するための保護機能が実現される。予め加熱された飲料水はバッファータンクに送給され、バッファータンク内において１または２以上の技術的装置によって所望の最終温度まで加熱される。

互いに結合された熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４は断熱材によって隔離されている。

装置１の設置場所として、建物の内部、または好ましくは外部が選択され、中水Ｇは装置１の傾きによって妨げられることなく送給され、よって、ポンプは配置されない。

建物の外側において、熱交換器２は地面のタンク内に熱的に隔離されて配置される。こうして、装置１は、地下の貯蔵室がない、または僅かな設置スペースしかない建物に対しても適合し得る。

熱交換器２および／または螺旋管４はプラスチックから形成され得る。こうして、装置１は中水Ｇ中の強烈な流動に対してより適合し得る。熱交換器２および／または螺旋管４はまた金属、例えばステンレス鋼から形成され得る。
特に、管路４は、例えば金属、特にステンレス鋼から形成され、外側および／または内側表面がプラスチックで被覆されている。

装置１は、特別の変更を加えることなく、冷却装置からの排熱を利用するために使用され得る。この場合、冷却装置からの排熱は、中水Ｇの代わりに、冷却液、例えば水によって吸収されて熱交換器２に送給される。この場合、冷却液の温度は平均して４０℃を超え、そのため、前と同様に、飲料水加熱装置および加熱装置、特に低温加熱装置用に使用され得る。この場合、排熱を吸収し、放出する水は、１つの循環管路内に保持され、汚染されることがなく、それによって、汚染および下水道との接続の結果として生じるメンテナンス費用の負担から逃れることができる。

装置１は中水および冷却水中のエネルギーの大部分の利用を可能にする。それによって、エネルギーコストが著しく削減され得る。

装置１は種々の加熱装置に接続され得る。例えば、地面掘削を伴うヒートポンプ装置に接続された場合、約８５％のコスト削減が可能になる。

装置１は僅かな運転コストだけを生じさせる。なぜなら、ポンプを備えていないためにその駆動電流が不要となるからである。

装置１は、再生システム、つまり再生可能システムであり、現在の省エネ法の要求に合致している。それによって、建物の外装のコストを削減することができる。例えば、熱的隔離は僅かしか必要とされず、三重ガラスは全く不要である。なぜなら、装置１によって、エネルギーが大幅に節約され、それらの対策がもはや全く必要とされないからである。

エネルギー回収によって、装置は合理的な時間内に収益を上げ得る。

本発明の方法は、新たな冷却方式、すなわち、冷却装置からの排熱の取り出しと同時にそれに貯えられたエネルギーの使用の方法を提供する。

１実施例によれば、中水Ｇの代わりに、別の加熱された液体、例えば冷却装置、発電所または工業施設の冷却液が使用される。

１実施例によれば、飲料水用の螺旋管４は、すべての熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４を下から上向きに貫通してのびる。最下位の熱交換器セル３．４において、螺旋管４はヒートポンプの熱回収のために備えられる。その上位にある熱交換器セル３．１、３．２、３．３において、飲料水用の螺旋管４は、加熱装置、特に低温加熱装置、例えば床暖房システムのため、または返送管路の温度上昇のための熱を回収するために備えられる。
低温加熱装置に対して、別の管路４．１が備えられ、この管路４．１は、返送管路として、熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４を下から上に向けて貫通してのびている。管路４．１は、熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４間および最上位の熱交換器セル３．１の上方のそれぞれにおいて接続管１２を介して供給管路１１に接続されている。接続管１２内には制御可能なフラップが備えられ、それによって供給管路１１内の流れが所定の温度に維持され得る。接続管１２内のフラップもまた、制御部によって制御および／または調節される。

１実施例によれば、最上位の熱交換器セル３．１に対する所定温度は４０℃であり、その下位の熱交換器セル３．２に対する所定温度は３５℃であり、その下位の熱交換器セル３．３に対する所定温度は３０℃であり、最下位の熱交換器セル３．４に対する所定温度は２０℃である。

図４は、複数の熱交換器セル３．１、３．２、３．３を備えた装置１の実施例を示した図である。この実施例では、隣り合う熱交換器セル３．１、３．２、３．３のセル結合部１３がそれぞれサイフォン１６．１、１６．２を有し、サイフォン１６．１、１６．２は、互いに接続された熱交換器セル３．１、３．２、３．３のうちの各上側の熱交換器セルの出口、特に底において中水Ｇを取り込んだ後、当該熱交換器セル３．１、３．２、３．３の上端の高さまで送給し、最終的に、互いに接続されたその下側の熱交換器セル３．１、３．２、３．３に送給する。サイフォン１６．１、１６．２の頂点には、換気別１７．１、１７．２が備えられている。

図５は、複数の熱交換器セル３．１、３．２、３．３を備えた装置１の実施例を示した図である。この実施例では、隣り合う熱交換器セル３．１、３．２、３．３のセル結合部１３がそれぞれサイフォン１６．１、１６．２を有し、サイフォン１６．１、１６．２は、互いに接続された熱交換器セル３．１、３．２、３．３のうちの各上側の熱交換器セルの底において中水Ｇを取り込んだ後、最上位の熱交換器セルの上端の高さまで送給し、最終的に、互いに接続されたその下側の熱交換器セル３．１、３．２、３．３に送給する。サイフォン１６．１、１６．２の頂点には、換気別１７．１、１７．２が備えられている。さらに、最下位の熱交換器セル３．３の排水管１８がまた、最上位の熱交換器セル３．１の上端の高さまでのび、排水管１８の頂点に換気弁１７．３が備えられている。

図６は、互いに上下に重なり合って配置された複数の熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４を備えた装置１の実施例を示した図である。この実施例では、隣り合う熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４間に、それぞれ、中水Ｇの流れを妨げる構造体１９が備えられている。管路４は図示されていない。流れを妨げる構造体１９は、例えば、好ましくは図７に示されるように、多孔性のプラスチック板として形成されている。複数の熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４は、それぞれ別々の容器として、または単一の容器の各部分として形成されている。

多かれ少なかれ図４～図６に示したように接続された複数の熱交換器セル３．１～３．４が備えられる。

図４、５および６に示した実施例では、別の制御可能なフラップを備えたセル結合部１３が省略され得る。

図８は、中水Ｇに対する別の分配部２０を示した図である。分配部２０は、一端が閉じた外管２１を有し、外管２１は、例えば、外管２１の長さ方向に配置された複数の分岐管７．１、７．２、７．３、７．４を備えている。
外管２１内には、内管２２が回転可能に配置され、内管２２の外径がほぼ外管２１の内径に対応している。内管２２は、長さ方向に同じ高さで、分岐管７．１、７．２、７．３、７．４のそれぞれに対する各１つの開口２３．１、２３．２、２３．３、２３．４を有し、開口２３．１、２３．２、２３．３、２３．４は、内管２２の回転によって、それぞれ分岐管７．１、７．２、７．３、７．４のそれぞれと整合し、中水Ｇが内管２２から開口２３．１、２３．２、２３．３、２３．４を通って分岐管７．１、７．２、７．３、７．４内に流れる角度位置に調節可能になっている。特に、開口２３．１、２３．２、２３．３、２３．４は、内管２２の周方向において、内管２２の各回転位置において、せいぜい１つの開口２３．１、２３．２、２３．３、２３．４が関係する分岐管７．１、７．２、７．３、７．４と整合するように分布（配置）せしめられている。
内管２２を回転させるために、電気的なサーボモータ２４が備えられ、サーボモータ２４は、中水捕集部９内および各熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４内の中水Ｇの温度に基づいて、各分岐管７．１、７．２、７．３，７．４が開放されるように制御される。

別の実施例によれば、中水Ｇは管路４、特に管路４．１内を送給される。それによって、管路４が分岐管７．１、７．２、７．３，７．４に接続され、加熱すべき媒体が熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４の容器内に存在する逆転した使用が可能となる。管路４は、管路４が各熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４の体積の大部分、例えば熱交換器セル３．１、３．２、３．３、３．４の体積の１／２またはそれ以上を占めるように形成される。

１ 装置
２ 熱交換器
３．１、３．２、３．３、３．４ 熱交換器セル
４、４．１、４．２ 管路、螺旋管
５ 粗いフィルター
６ 中水供給管路
７．１ 第１の分岐管
７．２ 第２の分岐管
７．３ 第３の分岐管
７．４ 第４の文意管
８ バイパス管路
９ 中水捕集部
１０ 下水道
１１ 供給管路
１２ 接続管
１３ セル結合部
１４ 蓋
１５．１～１５．５ フラップ
１６．１～１６．３ サイフォン
１７．１～１７．３ 換気弁
１８ 排水管
１９ 妨げる構造体
２０ 分配部
２１ 外管
２２ 内管
２３．１～２３．４ 開口
２４ サーボモータ
Ｇ 中水、液体媒体

Claims (18)

1. 液体媒体（Ｇ）から熱を回収する装置（１）であって、
   互いに少なくとも部分的に熱的に隔離され、それぞれ前記液体媒体（Ｇ）を収容する少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）を有する熱交換器（２）を備え、前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）はそれぞれ、その内部にある前記液体媒体（Ｇ）の温度を測定する温度センサーを有し、さらに、
   前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）のうちの少なくとも１つを貫通してのび、飲料水および／または温水を送給する少なくとも１本の管路（４、４．１）と、
   前記液体媒体（Ｇ）を送給するための供給管路（６）と、
   前記液体媒体（Ｇ）を前記供給管路（６）から前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）に選択的に供給する分配部（２０）と、
   前記供給管路（６）内の前記液体媒体（Ｇ）の温度を測定する少なくとも１つの温度センサーと、を備え、
   前記分配部（２０）は、前記液体媒体（Ｇ）が前記供給管路（６）から、前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）のうちの目下の温度が前記供給管路（６）内の前記液体媒体（Ｇ）よりも最も低い前記熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）に供給されるように、制御されまたは調節され、
   別の管路（４．１）が加熱装置の返送管路として備えられ、前記別の管路（４．１）は前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）を下から上に向けて貫通するとともに、前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）間および最上位の前記熱交換器セル（３．１）の上方のそれぞれにおいて接続管（１２）を介して供給管路（１１）に接続され、前記接続管（１２）内には制御可能なフラップが備えられていることによって、前記供給管路（１１）内の流れが所定の温度に維持され得るものであることを特徴とする装置（１）。
2. 前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）のそれぞれが、セル結合部（１３）および／または前記液体媒体（Ｇ）の流れを妨げる構造体（１９）によって、１つのまたはそれぞれ隣り合う前記熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）と接続されていることによって、前記液体媒体（Ｇ）は隣り合う前記熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）に供給されることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
3. 前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）は上下に重なり合って配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置（１）。
4. 前記少なくとも１本の管路（４、４．１）は、少なくとも前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）を貫通する螺旋管（４）として形成されていることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載の装置（１）。
5. 前記少なくとも１本の管路（４、４．１）は、前記熱交換器（２）の下流側に、流量を制御するための電気的に制御および／または調節され得る閉止弁を有していることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載の装置（１）。
6. 前記少なくとも１本の管路（４、４．１）における前記閉止弁の上流側に、圧力低下を検出し得る圧力計が備えられていることを特徴とする請求項５に記載の装置（１）。
7. 前記液体媒体（Ｇ）のバイパス管路（８）が備えられ、前記液体媒体（Ｇ）は、前記供給管路（６）内の前記液体媒体（Ｇ）の温度が目下の前記熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）内の前記液体媒体（Ｇ）のどの温度よりも低いとき、前記バイパス管路（８）を通って前記熱交換器（２）を迂回して下水道（１０）に流れることを特徴とする請求項１～請求項６のいずれかに記載の装置（１）。
8. 少なくとも１本の管路（４、４．１）は複数の部分からなり、前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）のうちの１つを通過した後、その上面において始まりおよび／または終わり、前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）のそれぞれの取り外し可能な蓋（１４）に接続されていることを特徴とする請求項１～請求項７のいずれかに記載の装置（１）。
9. 前記熱交換器（２）および／または前記螺旋管（４）は、プラスチックから形成され、または、前記液体媒体（Ｇ）と接触するためのプラスチック表面を有していることを特徴とする請求項１～請求項８のいずれかに記載の装置（１）。
10. 前記分配部（２０）は、複数の制御可能なフラップ（１５．１、１５．２、１５．３、１５．４、１５．５）を有し、または、前記分配部（２０）は、
    前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）のそれぞれに対する分岐管（７．１、７．２、７．３、７．４）が設けられた外管（２１）と、
    前記外管（２１）内において駆動源によって回転可能に配置された内管（２２）と、を有し、前記内管（２２）の外径がほぼ前記外管（２１）の内径に対応し、前記内管（２２）は、長さ方向に同じ高さで、前記分岐管（７．１、７．２、７．３、７．４）のそれぞれに対する各１つの開口（２３．１、２３．２、２３．３、２３．４）を有し、前記開口（２３．１、２３．２、２３．３、２３．４）は、前記内管（２２）の回転によって、それぞれ前記分岐管（７．１、７．２、７．３、７．４）のそれぞれと整合する角度位置に調節可能とされ、前記内管（２２）の各回転位置において、せいぜい１つの前記開口（２３．１、２３．２、２３．３、２３．４）が関係する前記分岐管（７．１、７．２、７．３、７．４）と整合するようになっていることを特徴とする請求項１～請求項９のいずれかに記載の装置（１）。
11. 前記セル結合部（１３）が、別の制御可能なフラップおよび／またはサイフォン（１６．１、１６．２、１６．３）を有し、前記サイフォン（１６．１、１６．２、１６．３）は、前記液体媒体（Ｇ）を、互いに結合された前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３）のうちの各上側の前記熱交換器セルの出口、特に底で取込んだ後、少なくとも、前記互いに結合された前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３）のうちの前記各上側の熱交換器セルの上端の高さまで送給し、最終的に、前記互いに結合された前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３）のうちの各下側の前記熱交換器セルまで送給することを特徴とする請求項１～請求項１０のいずれかに記載の装置（１）。
12. 前記サイフォン（１６．１、１６．２、１６．３）の頂点に換気弁（１７．１、１７．２、１７．３）が備えられていることを特徴とする請求項１１に記載の装置（１）。
13. 前記サイフォン（１６．１、１６．２、１６．３）が前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３）のうちの最上位の熱交換器セルの上端までのびていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の装置（１）。
14. フラップ（１５．１、１５．２、１５．３、１５．４、１５．５）を制御しおよび／または調節することによって、前記液体媒体（Ｇ）を前記供給管路（６）から前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）に供給し、前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）の目下の温度を少なくとも前記供給管路（６）内の前記液体媒体（Ｇ）の温度よりも低くすることを特徴とする請求項１～請求項１３のいずれかに記載の装置（１）を動作させる方法。
15. 前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）を互いに上下に重なり合うように配置し、最も低温の前記液体媒体（Ｇ）を最下位の前記熱交換器セル（３．４）に貯え、最も高温の前記液体媒体（Ｇ）を最上位の前記熱交換器セル（３．１）に貯えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記少なくとも２つの熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）を、それぞれ別のフラップを備えたセル結合部（１３）を介して、１つのまたはそれぞれ隣り合う前記熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）と接続し、前記液体媒体（Ｇ）を前記隣り合う熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）のうちの１つに供給し、充填すべき前記熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）が既に前記液体媒体（Ｇ）で満たされているときは、必要な場所を提供すべく、最寄りの前記セル結合部（１３）の別の前記フラップを開放し、供給すべき前記液体媒体（Ｇ）を下位の前記熱交換器セル（３．１、３．２、３．３、３．４）または前記下水道（１０）に送給することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記液体媒体（Ｇ）が中水であることを特徴とする請求項１４～請求項１６のいずれかに記載の方法。
18. 飲料水および／または温水を前記管路（４）を通って前記熱交換器（２）を下から上に向けて送給することを特徴とする請求項１４～請求項１７のいずれかに記載の方法。

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