NL1028249C2 - Inrichting voor het terugwinnen van warmte uit afvalwater, alsmede douche- en/of badinrichting voorzien van een dergelijke inrichting. - Google Patents

Description

Titel: Inrichting voor het terugwinnen van warmte uit afvalwater, alsmede douche- en/of badinrichting voorzien van een dergelijke inrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het terugwinnen van warmte uit afvalwater. De uitvinding heeft verder betrekking op een douche- en/of badinrichting voorzien van een dergelijke inrichting.

5 Uit de Nederlandse octrooipublicatie NL1014030 is een douche- inrichting voorzien van een inrichting voor het terugwinnen van warmte uit afvalwater bekend. Zoals te zien is in Fig. 4 van NL1014030, is bij deze bekende douche-inrichting een warmtewisselaar vertikaal geplaatst in een ruimte onder de verdieping waarop een doucheruimte zich bevindt. Hierdoor 10 kan uit de doucheruimte afkomstig afvalwater, zonder toepassing van een pomp, onder invloed van de zwaartekracht door de warmtewisselaar naar beneden stromen.

Een bezwaar van de bekende douche-inrichting is dat deze veel vertikale ruimte in een gebouw of woning inneemt, hetgeen de 15 toepassingsmogelijkheden van de bekende inrichting beperkt. Zo is bij woningen waarbij op de begane grond gedoucht wordt een dergelijke douche-inrichting veelal niet praktisch toepasbaar.

Genoemd bezwaar is op te heffen door het afvalwater naar de warmtewisselaar te pompen. Indien gepompt wordt, hoeft de 20 warmtewisselaar immers niet meer geplaatst te worden onder de verdieping waarop een doucheruimte zich bevindt. Een warmtewisselaar kan dan bijvoorbeeld ook op dezelfde verdieping als de doucheruimte vertikaal geplaatst worden, waarbij afvalwater omhoog gepompt kan worden naar de bovenkant van de warmtewisselaar.

25 Bij het pompen dient echter rekening gehouden te worden met de omstandigheid dat bij douche- en/of badinrichtingen het afvalwater 1028249 ? 2 doorgaans in sterk variërende volumestromen wordt aangeboden. Een doucheruimte bij een openbaar zwembad, bijvoorbeeld, heeft doorgaans doucheplekken voor een groot aantal mensen, waarbij afvalwater van verschillende doucheplekken gezamenlijk afgevoerd wordt. Het doorgaans 5 sterk wisselende aantal douchende mensen heeft dan een sterk variërende volumestroom van het afgevoerde afvalwater tot gevolg.

Bij het optreden van een toename in de volumestroom van het afgevoerde afvalwater, is het van belang dat het afvalwater automatisch in een grotere volumestroom naar de warmtewisselaar wordt gepompt.

10 Zodoende wordt bereikt dat het grotere warmtewinningspotentieel van de grotere volumestroom van het afgevoerde afvalwater zonder onnodige vertraging (en dus warmteverlies) door de warmtewisselaar benut wordt.

Het is een doel van de uitvinding, bij het terugwinnen van warmte uit afvalwater, een oplossing te bieden volgens welke afgevoerd afvalwater 15 zodanig naar een warmtewisselaar gepompt wordt, dat de volumestroom waarmee het afvalwater naar de warmtewisselaar gepompt wordt, afgestemd is op de variërende volumestroom waarmee het afvalwater wordt aangeboden.

Hiertoe wordt volgens de uitvinding een inrichting voor het 20 terugwinnen van warmte uit afvalwater volgens conclusie 1 verschaft.

Bij het optreden van een variërende volumestroom van het aangeboden afvalwater, bedient de besturing de klep zodanig dat de klep de doorgang van de leiding al dan niet ten minste deels blokkeert in een met de verschillende standen van de klep overeenkomende mate die afhankelijk is 25 van detectie van door de afvalwateraanvoer aangevoerd afvalwater.

Hierdoor is de volumestroom waarmee het afvalwater door de vloeistofpomp naar de warmtewisselaar gepompt wordt, afgestemd op de variërende volumestroom waarmee het afvalwater wordt aangeboden.

Tevens wordt een douche- en/of badinrichting volgens conclusie 13 30 verschaft.

1028249 3

Specifieke uitvoeringsvormen van de uitvinding zijn neergelegd in de volgconclusies.

In het volgende wordt de uitvinding nader toegelicht met verwijzing naar de figuren in de bijgevoegde tekening.

5 Figuur 1 toont schematisch in perspectief een voorbeeld van een uitvoeringsvorm van een douche-inrichting voorzien van een inrichting voor het terugwinnen van warmte uit afvalwater volgens de uitvinding.

De in Fig. 1 getoonde douche-inrichting 1 is voorzien van een aantal mengkranen 20 en een aantal afvoeren 21 voor een aantal 10 doucheplekken. In het voorbeeld zijn twee mengkranen en twee afvoeren voor twee doucheplekken getoond. Andere aantallen van doucheplekken, mengkranen, afvoeren, en dergelijke zijn echter ook mogelijk, waaronder bijvoorbeeld slechts één mengkraan voor één doucheplek.

De mengkranen 20 worden voorzien van tapwater. Daartoe zijn de 15 mengkranen ieder aangesloten op een warmwaterleidingsysteem 22 en een koudwaterleidingsysteem 23. Het tapwater in het warmwaterleidingsysteem 22 is afkomstig van een waterverwarming 24. Het tapwater in het koudwaterleidingsysteem 23 is afkomstig van een warmtewisselaar 3. In Fig. 1 zijn de stromingsrichtingen van het tapwater 20 aangegeven met pijlen T. Het door de warmtewisselaar 3 stromende tapwater is afkomstig van een koudwatertoevoerleiding 25. Het van de warmtewisselaar 3 afkomstige tapwater kan, zoals getoond, deels gebruikt worden om via de waterverwarming 24 en het warmwaterleidingsysteem 22 naar de mengkranen 20 geleid te worden. Verder kan de inrichting 1 25 voorzien zijn van één of meer niet getoonde boilers waarin op de gebruikelijke wijzen tapwater afkomstig van de waterverwarming en/of de warmtewisselaar tijdelijk opgeslagen kan worden.

De warmtewisselaar 3 maakt deel uit van een inrichting 2 voor het terugwinnen van warmte uit afvalwater. Deze inrichting 2 omvat verder een 30 afvalwateraanvoer 4 waarop de afvoeren 21 uitkomen. De inrichting 2 1 028249 4 omvat voorts een afvalwatergeleidingsstructuur 11 die ten minste de afvalwateraanvoer 4 met de warmtewisselaar 3 verbindt. In Fig. 1 zijn de stromingsrichtingen van het afvalwater aangegeven met pijlen A. Het afvalwater dat de warmtewisselaar 3 verlaat, wordt afgevoerd door middel 5 van een afvalwaterafvoerleiding 17.

De warmtewisselaar 3 omvat een aantal vertikaal opgestelde warmtewisselingselementen 18, bijvoorbeeld van een type zoals bekend uit NL1014030. In dit voorbeeld is het aantal warmtewisselingselementen 18 twee. Andere aantallen van warmtewisselingselementen 18 zijn echter ook 10 mogelijk, waaronder bijvoorbeeld slechts één warmtewisselingselement 18. Een verdeler 19 verdeelt het afvalwater op geschikte wijze over de verschillende warmtewisselingselementen 18. Andere typen en/of anders dan vertikaal geplaatste warmtewisselaars en warmtewisselingselementen zijn ook mogelijk.

15 In de afvalwatergeleidingsstructuur 11 is een vloeistofpomp 6 op genomen voor het door de afvalwatergeleidingsstructuur 11 pompen van het afvalwater.

De inrichting 2 omvat voorts een klep 8 voor het ten minste deels blokkeren van een doorgang van een leiding 9 van de 20 afvalwatergeleidingsstructuur 11. De klep heeft ten minste twee verschillende open-standen. In het getoonde voorbeeld verbindt de leiding 9 de pomp 6 met de warmtewisselaar 3.

De inrichting 2 omvat voorts een besturing voor het bedienen van de klep 8 in afhankelijkheid van detectie van door de afvalwateraanvoer 4 25 aangevoerd afvalwater. De besturing voor de klepbediening in afhankelijkheid van de detectie van het afvalwater kan op diverse wijzen zijn ingericht. Bijvoorbeeld kan de klep (elektronisch) bediend worden in afhankelijkheid van metingen door een debietmeter. Diverse typen regelbare kleppen en debietmeters zijn bekend.

1028249 5

In het getoonde voorbeeld omvat de inrichting 2 verder een afvalwaterreservoir 10 voor het opvangen van door de afvalwateraanvoer 4 aangevoerd afvalwater 7 en is de besturing ingericht om de klep 8 zodanig te bedienen dat de klep 8 bij een hoger afvalwaterniveau in het reservoir 10 5 de doorgang van de leiding minder blokkeert dan bij een lager afvalwaterniveau. Op deze wijze vindt de detectie en de daarvan afhankelijke besturing van de klepbediening op eenvoudige en betrouwbare wijze plaats. Bijvoorbeeld kan de klep (elektronisch) bediend worden in afbankebjkheid van metingen door een niveaumeter. Diverse typen 10 niveaumeters zijn bekend.

In het getoonde voorbeeld is de klep 8 een vlotterafsluiter 8 en omvat de besturing een vlotter 12 die is ingericht om in afhankelijkheid van het afvalwaterniveau in het reservoir 10 de vlotterafsluiter 8 zodanig te bedienen dat in een bepaald bereik van het afvalwaterniveau in het 15 reservoir 10 de vlotterafsluiter 8 verder geopend is naarmate het afvalwaterniveau hoger is. Op deze wijze vindt de detectie en de daarvan afhankelijke besturing van de klepbediening op uiterst eenvoudige en betrouwbare wijze plaats. De combinatie van vlotter 12 en vlotterafsluiter 8 is immers louter mechanisch en de detectie en besturing is traploos.

20 De pomp 6 staat aan zijn ingaande zijde via een leiding 14 in verbinding met de inhoud van het reservoir 10. Diverse typen vloeistofpompen zijn mogelijk. In dit voorbeeld is de pomp 6 een impulsiepomp, die in bedrijf met een constant toerental draait. Een impulsiepomp draagt energie over op de te verpompen vloeistof door aan de 25 vloeistof door middel van een niet-verdringende, relatief sneldraaiende rotor een versnelling te geven. Bij een impulsiepomp neemt bij grotere opvoerhoogte (de hoogte waartoe de vloeistof kan worden opgeperst) de opbrengst (het per tijdseenheid verpompte volume) af.

Voordelen van de toepassing van een impulsiepomp zijn dat deze 30 een eenvoudige bouw heeft zonder kleppen, een ononderbroken 1028249 » 6 vloeistofstroom genereert, een hoog toerental heeft waardoor het mogelijk is haar zonder overbrenging te verbinden met een elektromotor, en geschikt is voor het verpompen van sterk verontreinigd afvalwater. Een verder voordeel van de toepassing van een impulsiepomp in de inrichting 2 is dat, wanneer 5 de klep 8 de doorgang van de leiding 9 geheel of grotendeels blokkeert, de impulsiepomp zonder gevaar voor overbelasting van de aandrijving van de pomp kan werken, omdat de impulsiepomp de vloeistof niet verdringt. Een voorbeeld van een geschikte impulsiepomp is een centrifugaalpomp.

Indien in bedrijf het debiet van het afvalwater ter plaatse van de 10 afvalwateraanvoer 4 op een zeker moment toeneemt, zal in eerste instantie het afvalwaterniveau in het reservoir 10 stijgen. Hierdoor wordt de vlotterafsluiter 8 verder geopend en wordt door de pomp 6 het afvalwater 7 in een grotere volumestroom naar de warmtewisselaar 3 gepompt. Indien in bedrijf het debiet van het afvalwater ter plaatse van de afvalwateraanvoer 4 15 op een zeker moment afneemt, zal in eerste instantie het afvalwaterniveau in het reservoir 10 dalen. Hierdoor wordt de vlotterafsluiter 8 verder gesloten en wordt door de pomp 6 het afvalwater 7 in een kleinere volumestroom naar de warmtewisselaar 3 gepompt. De volumestroom waarmee het afvalwater naar de warmtewisselaar 3 gepompt wordt, is aldus 20 afgestemd op de variërende volumestroom waarmee het afvalwater wordt aangeboden.

De inrichting 2 omvat verder een pompschakelaar 15 die is ingericht om de pomp 6 automatisch uit te schakelen wanneer de aanvoer van afvalwater door de afvalwateraanvoer 4 stopt en om de pomp 6 25 automatisch aan te zetten wanneer de aanvoer van afvalwater door de afvalwateraanvoer 4 aanvangt. Hierdoor wordt onnodig energieverbruik door de pomp 6 tegengegaan.

Bijvoorbeeld kan een pompschakelaar worden toegepast die de pomp 6 bedient in afhankelijkheid van de kiepstand van de klep 8. Zo kan in 30 het getoonde voorbeeld een pompschakelaar zodanig samenwerken met de 1 028249 7 vlotterafsluiter 8 dat de pomp 6 automatisch uitgeschakeld wordt wanneer de vlotterafsluiter 8 de leiding 9 volledig afsluit en dat de pomp 6 aangezet wordt wanneer een dergelijke volledige afsluitstand opgeheven wordt. Een dergelijke op een kiepstand gebaseerde pompschakelaar is betrouwbaar in 5 de zin dat het aan- en uitzetten van de pomp 6 direkt afhankelijk is van de mogelijkheid om afvalwater weg te pompen.

Bij uitvoeringsvormen waarbij de inrichting 2 een afvalwaterreservoir 10 omvat voor het op vangen van door de afvalwateraanvoer 4 aangevoerd afvalwater 7, waarbij de besturing is 10 ingericht om de klep 8 zodanig te bedienen dat de klep bij een hoger afvalwaterniveau in het reservoir 10 de doorgang van de leiding minder blokkeert dan bij een lager afvalwaterniveau, hetgeen in het getoonde uitvoeringsvoorbeeld het geval is, kan een pompschakelaar 15 worden toegepast die is ingericht om de pomp 6 automatisch uit te schakelen 15 wanneer het niveau van het afvalwater in het reservoir 10 lager wordt dan een bepaalde ondergrens en om de pomp automatisch aan te zetten wanneer het afvalwaterniveau hoger wordt dan genoemde ondergrens. Hiervoor kan een op zichzelf genomen bekende niveauschakelaar gebruikt worden. Een dergelijke op een niveauschakelaar gebaseerde pompschakelaar is 20 betrouwbaar in de zin dat het aan- en uitzetten van de pomp 6 direkt afhankelijk is van de aanwezigheid van weg te pompen afvalwater.

In het getoonde voorbeeld is de klep 8 stroomafwaarts van de pomp 6 in de afvalwatergeleidingsstructuur 11 op genomen. Ten opzichte van een positie van de klep 8 stroomopwaarts van de afvalwatergeleidingsstructuur 25 11, biedt de stroomafwaartse positie het voordeel dat, in een geheel of grotendeels blokkerende kiepstand van de klep 8, de pomp zonder gevaar voor overmatige onderdruk aan de ingaande zijde van de pomp kan werken.

Voorts is in de afvalwatergeleidingsstructuur 11 een overstort voorzien voor het beperken van de druk van het afvalwater. Door middel 30 van deze overstort kan voorkomen worden dat de druk in de 1028 2 4 9 8 afValwatergeleidingsstructuur 11 te groot wordt, wanneer bijvoorbeeld de volumestroom van het aangeboden afvalwater te groot is. In het getoonde voorbeeld omvat de overstort een op het afvalwaterreservoir 10 aangesloten overstortleiding 16, hetgeen een eenvoudige en betrouwbare oplossing is.

5 Opgemerkt wordt dat de bovengenoemde voorbeelden van uitvoeringsvormen de uitvinding niet beperken en dat binnen de reikwijdte van de bijgaande conclusies diverse alternatieven mogelijk zijn.

i | j 1028249

Claims (14)

1. Inrichting voor het terugwinnen van warmte uit afvalwater, omvattende: - een afvalwateraanvoer (4); - een warmtewisselaar (3); 5. een afvalwatergeleidingsstructuur (11) voor het geleiden van afvalwater (7) ten minste van de afvalwateraanvoer (4) naar de warmtewisselaar (3); - een vloeistofpomp (6) voor het door de afvalwatergeleidingsstructuur (11) pompen van het afvalwater (7); - een klep (8) voor het ten minste deels blokkeren van een doorgang van een 10 leiding (9) van de afvalwatergeleidingsstructuur (11), welke klep ten minste twee verschillende open-standen heeft; en - een besturing (12) voor het bedienen van de klep (8) in afhankelijkheid van detectie van door de afvalwateraanvoer (4) aangevoerd afvalwater (7).

2. Inrichting volgens conclusie 1, verder omvattende een afvalwaterreservoir (10) voor het opvangen van door de afvalwateraanvoer (4) aangevoerd afvalwater (7), waarbij de besturing (12) is ingericht om de klep (8) zodanig te bedienen dat de klep (8) bij een hoger afvalwaterniveau in het reservoir (10) de doorgang van de leiding minder blokkeert dan bij 20 een lager afvalwaterniveau.

3. Inrichting volgens conclusie 2, waarbij de klep (8) een vlotterafsluiter (8) is en waarbij de besturing (12) een vlotter (12) omvat en is ingericht om in afhankelijkheid van het afvalwaterniveau in het reservoir 25 (10) de vlotterafsluiter (8) zodanig te bedienen dat in een bepaald bereik van het afvalwaterniveau in het reservoir (10) de vlotterafsluiter (8) verder geopend is naarmate het afvalwaterniveau hoger is. 1028249

4. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, verder omvattende een pompschakelaar (15) die is ingericht om de pomp (6) automatisch uit te schakelen in reaktie op het stoppen van de aanvoer van 5 afvalwater (7) door de afvalwateraanvoer (4) en om de pomp (6) automatisch aan te zetten in reaktie op het aanvangen van de aanvoer van afvalwater (7) door de afvalwateraanvoer (4).

5. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij de pompschakelaar de pomp 10 (6) automatisch bedient in afhankelijkheid van een kiepstand van de klep (8).

6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5, voorzover afhankelijk van conclusie 2, waarbij de pompschakelaar (15) is ingericht om de pomp (6) 15 automatisch uit te schakelen wanneer het afvalwaterniveau lager wordt dan een bepaalde afvalwaterniveauondergrens en om de pomp (6) automatisch aan te zetten wanneer het afvalwaterniveau hoger wordt dan genoemde ondergrens.

7. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de vloeistofpomp een impulsiepomp (6) is.

8. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de warmtewisselaar (3) zodanig ten opzichte van de afvalwateraanvoer (4) is 25 opgesteld dat in bedrijf in de warmtewisselaar (3) warmtewisselend kontakt met het afvalwater (7) ten minste deels plaats vindt op een hogere vertikale positie dan de vertikale positie van het afvalwater (7) ter plaatse van de afvalwateraanvoer (4). 1028249

9. Inrichting volgens conclusie 8, waarbij de warmtewisselaar (3) in hoofdzaak vertikaal geplaatst is.

10. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de klep 5 (8) stroomafwaarts van de pomp (6) in de afvalwatergeleidingsstructuur (11) is opgenomen.

11. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, verder omvattende een in de afvalwatergeleidingsstructuur (11) opgenomen 10 overstort (16) voor het beperken van de druk van het afvalwater.

12. Inrichting volgens conclusie 11, voorzover afhankelijk van conclusie 2, waarbij de overstort (16) een op het afvalwaterreservoir (10) aangesloten overstortleiding (16) omvat. 15

13. Douche- en/of badinrichting voorzien van een inrichting (2) volgens één der conclusies 1 t/m 12 en verder voorzien van ten minste één douche-en/of badwaterafvoer (21) die is aangesloten op de afvalwateraanvoer (4), waarbij de douche- en of badinrichting (1) is ingericht om door middel van 20 de warmtewisselaar (3) tapwater voor de douche- en of badinrichting (1) te verwarmen.

14. Douche- en/of badinrichting volgens conclusie 13, waarbij de ten minste ene douche- en/of badwaterafvoer (21) geplaatst is op de begane 25 grond van een gebouw of woning. 1 028249