NO152352B - Anordning til utvinning av varme fra avloepsvann, og fremgangsmaate til drift av anordningen - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning til utvinning av varme fra avløpsvann ved hjelp av varmevekslere som er anordnet i en beholder som gjennomstrømmes av avløpsvannet og som er utstyrt med et innløp og minst ett utløp.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte til drift

av anordningen.

Begrepet avløpsvann omfatter forskjellige typer avløpsvann som kan inneholde praktisk talt enhver type smusstoff. Avløpsvann fra sanitæranlegg, kjøkkener og kantiner i bedrifter tilsvarer langt på vei avløpsvannet fra husholdninger, som hovedsakelig kommer fra spyle-, vaske- og rengjøringsarbeider samt ved benyt-telse av sanitæranleggene. I Sentraleuropa regnes det med et gjennomsnittlig vannbehov på 150 1 pr. innbygger og dag. I by-områder kan avløpsvannmengden settes til samme størrelsesorden. Belastningen av forurensninger utgjør uforanderlig omtrent 1 kg/m<3>. Av dette utgjør urin og avføring en andel på ca. halv-parten. Men i tillegg til disse forurensninger fører avløpsvannet også med seg en betraktelig energi. Det er kjent at avløpsvann har en blandingstemperatur på opptil 50° og derved har et varmeinnhold på ca. 210 J/kg. Ved en avløpsvannmengde på 150 1 ville dette gi et teoretisk energitap på 31.500 J. Vanntemperaturen bør imidlertid ikke underskride en minsteverdi på 8-10° i avløps-nettet for at biologisk rensing skal kunne foregå. Dersom varmeinnholdet i vannet ved 10° settes til 42 J/kg, kan det fra av-løpsvannet fra én person og dag utvinnes en varmemengde på 25.000 J.

Det har imidlertid vist seg at det forholdsvis høye smuss-innhold, som krever en hyppig rengjøring av varmevekslerne,

gjør utvinningen vanskeligere. Dette vedlikeholdsarbeid er tid-krevende og derved kostbart.

Det er derfor et formål med oppfinnelsen å frembringe

en løsning hvor den hyppige rengjøring av varmevekslerne kan unngås uten at derved varmen som medføres av smusstoffene går tapt.

Dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at inn-

løpet, som er anordnet oventil i beholderen, er forbun-

det med et under innløpet anordnet første utløp via en med en stoppventil utstyrt forbindelsesledning som har en overløpsled-ning som er lukket av en grovsil, og ved at et andre utløp,

som munner ut i beholderens bunn, via et stigerør og et bend er forbundet med avløpsnettet, som også forbindelsesledningen er innført i, samt at eiet i beholderen mellom f orbindelsesled-ningen og varmevekslerna er anordnet en finsil som i det minste i området ved grovsilen omslutter forbindelsesledningen.

Fremgangsmåten til drift av anordningen kjennetegnes ved at avløpsvannet ved stengt stoppventil ledes gjennom innløpet inn i forbindelsesledningen, hvorved beholderen ved oppnåelse av et vannivå i høyde med bendet i beholderen tømmes automatisk, og at stoppventilen for rengjøring av de to siler åpnes når beholderen er full.

Et utførelseseksempel på oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til den medføl-gende tegning som viser et skjematisk vertikalsnitt gjennom anordningen ifølge oppfinnelsen.

En avløpsvannledning 3 for husholdningsavløpsvann er ført inn i en beholder 1 med varmeisolert vegg 2 via et innløp 4

som munner ut oventil i beholderen. Et utløp 5 løper fra beholderens 1 bunn og er for det første via et stigerør 6 og et bend 7 og for det andre direkte via en stoppventil 10 forbundet med en avløps-vannledning 8. Fra avløps-vannledningen 3 er det av-grenset en parallelledning som likeledes er ført direkte inn i avløps-vannledningen 8. Den funksjonerer som nødoverløp samt som avlufting.

I beholderen 1 befinner det seg en forbindelsesledning

20 som forbinder innløpet 4 med et ytterligere utløp 21, som via en stoppventil 22 er forbundet med avløps-vannledningen

8 ved hjelp av et tilknytningsrør 23.

Forbindelsesledningen 20 består av to hullegemer 24, 25, som er formet som omvendte avkortede kjegler og hvor en grovsil 26 forbinder det nedre hullegemes 25 grunnlinje 25a med et sted i nærheten av det øvre hullegemes 24 toppavgrensnings-linje 24b. Det øvre hullegemes 24 grunnlinje 24a er festet til toppveggen 2, slik at innløpet 4 munner ut direkte i det øvre hullegeme 24. Det nedre hullegemes 25 grunnflate er med sin avgrensningslinje forbundet med utløpet 21 ved hjelp av en av-løpsledning 27. Beholderen 1 er dessuten utstyrt med en ytterligere åpning i form av en mannluke 28 som på vanlig måte er lukket ved hjelp av et påskrudd deksel 29.

De to hullegemer 24, 25 er omsluttet av en finsil 30 som også er festet til toppveggen 2 og utvider seg nedad som en omvendt avkortet kjegle. I rommet mellom finsilen 30 og den sylindriske del av veggen 2 befinner det seg flere atskilte varmevekslere 31, som f.eks. kan være spiralformede ledninger for et varmetransportmiddel. Varmevekslerne 31 danner ekspan-sjonsanordninger i en kjent varmepumpe.

I drift ledes husholdnings-avløpsvannet gjennom avløps-ledningen 3 og innløpet 4 inn . i beholderen 1. Idet parallell-ledningen 9 er avgrenet som en oppad krummet bue flyter det vanligvis ikke noe vann gjennom denne. Når stoppventilen 22

er stengt fylles forbindelsesledningen 20 opp til grovsilen 26. Avløpsvannet som er befridd for grov'smuss kommer derved inn i beholderen 1. Luften i forbindelsesledningen 20 unnviker gjennom trykkutjevningsåpninger 32 i det øvre hullegeme 24 nær beholderens 1 toppvegg.

Vannivået måles ved hjelp av en nivåsonde 33 i det øvre parti av beholderen 1, for innkopling av varmepumpen ved til-strekkelig vannstand. Nivåsonden er for dette formål anordnet slik at det sikres at varmevekslerne 31 er neddykket i avløps-vannet. Ved hjelp av en termostat, som er anordnet i det nedre parti av beholderen 1 kan varmepumpen koples ut når det tunge, kalde vann ved bunnen av beholderen underskrider en temperatur-terskel.

Når avløpsvannet i beholderen 1 minst har nådd et nivå som svarer til det høyeste punkt på bendet 7, flyter det ut i avløpsnettet en vannmengde som tilsvarer den innkommende vannmengde .

Beholderen 1 er i overensstemmelse med dette dimensjonert slik at nesten det totale varmeinnhold fra én dag kan utvinnes i løpet av nattetimene.

Mens finsilen 30 bare rengjøres av seg selv ved hver tøm-

ming av beholderen 1 ved hjelp av "tilbakestrømmende vann, blir for rengjøring av grovsilen 26 stoppventilen 22 åpnet, slik at også her spyler det tilbakestrømmende vann bort fasthengende og svevénde smusspartikler.

Med den foreliggende oppfinnelse oppnås det at forholds-

vis rent avløpsvann strømmer rundt varmevekslerne 31, og ned-

smussingen er tilsvarende liten, slik at rengjøringen kan utføres med forholdsvis lange intervaller. På grunn av at finsilen 30

utvider seg konisk nedad, kan svevestoffene som er utskilt ved hjelp av finsilen synke nedad uten at de hver gang kommer i berøring med varmevekslerne 3.1. Som følge av den varmebetingede sirkulasjon kan så mye som mulig av varmeinnholdet i avløpsvannet utvinnes.

Claims (7)

1. Anordning til utvinning av varme fra avløpsvann ved hjelp av varmevekslere (31) som er anordnet i en beholder (1) som ■ gjennomstrømmes av avløpsvannet og som er utstyrt med et innløp

(4) og minst ett utløp (5), karakterisert ved at innløpet (4), som er anordnet oventil i beholderen (1), er forbundet med et under innløpet anordnet første utløp (21) via en med en stoppventil (22) utstyrt forbindelsesledning (20) " som har en overløpsåpning som er lukket av en grovsil (26), og ved at et andre utløp (5), som munner ut ved beholderens

(1) bunn, via et stigerør (6) og et bend (7) er forbundet med avløpsnettet som også forbindelsesledningen er innført i, samt ved at det i beholderen (1) mellom forbindelsesledningen (20) og varmevekslerne (31) er anordnet en finsil (30) som i det minste i området ved grovsilen (26) omslutter forbindelsesled ningen (20) .

2. Anordning i samsvar med krav 1, karakteri sert ved at stoppventilen (22) er anordnet mellom det første utløp (21) og et tilknytningsrør (23) som munner ut i ledningen (8) til avløpsnettet.

3. Anordning i samsvar med krav 2, karakterisert ved at det i forbindelsesledningen (20) befinner seg to hullegemer (24,25) som er forbundet trinnvis med hver-andre, og at grovsilen (26) er anordnet mellom de to hullegemer (24,25).

4. Anordning i samsvar med krav 3, karakterisert ved at de to hullegemer (24,25) har kjeglestump-formede sideflater hvorfra grunnflatene er rettet mot innløpet (4), og at grovsilen (26) danner grunnflaten i det nedre hullegeme (25) .

5. Anordning i samsvar med et av kravene 1-4, karakterisert ved at det øvre hullegeme (24) er anordnet nær beholderens (1) toppvegg, og at det i det øvre hullegemes vegg er anordnet trykkutjevningsåpninger (32).

6. Anordning i samsvar med et av kravene 2-5, karakterisert ved at finsilen (30) danner sideflaten i en oppadragende kjeglestump og er festet til beholderens (1) toppvegg rundt innløpet (4).

7. Fremgangsmåte til drift av anordningen ifølge krav 1, karakterisert ved at avløpsvannet når stoppventilen (22) i det første utløp (21) er stengt ledes gjennom innløpet (4) inn i forbindelsesledningen (20), hvorved vann-standen i beholderen ved oppnåelse av et vannivå som i høyde med bendet (7) i beholderen tømmes automatisk, og at stoppventilen (22) i det første utløp (21) for rengjøring av grovsilen (26) åpnes for å anvende i det minste en del av vannet i beholderen for spyling av grovsilen.