NO164128B - Varmeveksler tilknyttet en vannavloepsledning. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en varmeveksler for varmeenergi-inneholdende avløpsvann, eksempelvis brukt varmtvann fra bad, dusj osv., tilknyttet en fortrinnsvis skrått nedad hellende vannavløpsledning.

Hittil har det vært vanlig ikke bare i vanlige beboelses-enheter, hoteller, institusjoner av forskjellig art, men også i badeanstalter, m.m., å la varmeenergien i avløpsvann fra badekar, dusjanlegg, m.m. forsvinne i kloakken sammen med avløpsvannet. Med andre ord har man, til tross for høye priser på varmekraft, aksep-tert stor sløsing med varmeenergi. En vesentlig årsak til dette har vel bestått i at man ikke Har innsett noen mulighet for rasjo-nell utnyttelse av varmeenergi innholdet i nevnte avløpsvann.

Med den foreliggende oppfinnelse tar man sikte på å frem-bringe en varmeveksler som sr velegnet for formålet og som er funksjonsdyktig selv etter lengre tids bruk.

Varmeveksleren ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at varmeveksleren er avgrenset i én - eller flere innbyrdes parallell- eller seriekoplete - vannfanger(-e), som er anordnet horisontalt eller stort sett horisontalt i et nivå under vannavløps-ledningen, at varmeveksleren er tilknyttet oppstrøms til vannav-løpsledningen ved et innløp via en innløpsstuss og tilknyttet ned-strøms til vannavløpsledningen ved et avløp via en avløpsstuss, og at vannavløpsledningen danner en ventilfri vanncverløpsledning mellom varmevekslerens innløpsstuss og avløpsstuss, for å tillate at det brukte varmtvann kan strømme uhindret gjennom overløps-ledningen i tilfelle innløpsstuss, utløpsstuss og/eller selve vannfangerene er tilstoppet.

Ifølge oppfinnelsen har man mulighet for i forbindelse med vannfangeren å danne et varmtvannsmagasin beregnet på tilførsel av forhåndsvarmet, dvs. delvis oppvarmet friskvann til varmt-vannsbereder eller liknende oppvarmingsanordning. Etterhvert som det avtappes ytterligere oppvarmet friskvann fra en varmtvanns-bereder eller liknende oppvarmingsanordning til badekar, dusj eller annet formål, kan det etterfylles tilsvarende mengde delvis oppvarmet friskvann fra varmeveksleren til varmtvannsberederen. Volumet i vannfangeren henholdsvis i varmevekslerens friskvanns-seksjon må selvsagt avpasses etter hvert enkelt bruksformål, dvs. avpasset etter hyppigheten for utskifting av avløpsvann henholdsvis friskvann i varmeveksleren. Ved hypping utskifting av vannmengder skjer det forholdsvis stor tilførsel av varmeenergi til varmeveksleren ved tilførsel av relativt varmt avløpsvann til vannfangeren, men samtidig også tilsvarende stor mengde avløp av delvis oppvarmet vann fra varmeveksleren til varmeberederen og tilsvarende stor mengde tilførsel av kaldt friskvann til varmeveksleren. Ved mindre hyppig utskiftning av vannmengder vil det selvsagt skje et visst varmetap til omgivelsene, men vannet i vannfangeren henholdsvis på varmevekslerens friskvannsside vil da tjene som to trinnvis virkende varmemagasiner med optimal varme-utnyttelse av varmeinnholdet i vannsamleren.

Det foretrekkes at vannfangeren er anordnet vertikalt like under og pnra.llellkoblet til en svakt nedad hellende seksjon av avløpsledningen, idet en fortrinnsvis vertikalt løpende, sil-bærende innløpsstuss mellom avløpsledningens bunnparti og vannfangerens øvre parti ved vannfangerens ene ende er utformet med noe større lengde enn en fritt overløp dannende avløpsstuss mellom vannfangeren og avløpsledningen ved vannfangerens motsatte ende.

Man har herved, mulighet for, dersom vannf angeren skulle slutte a fungere av en eller annen grunn, eksempelvis ved til-stopping av stoffer fra avløpsvannet, å la avløpsvannet sirkulere fritt og uhindret utenom vannfangeren. Dette er sikret ved å basere gjennomløpet gjennom vannsamleren på en fritt-fall-av-taooing fra den. tilsluttete vannrarceksjons oppstrømsende via innle<p>sstusnen til vannfangeren og ved overløp fra vannfangerens motsatte ende direkte ut i vannrørseksjonens nedstrømsende.

I praksis foretrekkes det at vannfangeren omfatter et rør-formet hus med et tetningbærende, skiveformet endelokk i hver av husets to motstående ender og med en nedre og en øvre rekke av radialtløpende strømningsavbøyende skillevegger til dannelse av et sik-sak-formet gjennomløp for avløpsvann gjennom vannfangeren mellom et radialt på huset løpende avløpsvanninnløp og et radialt på huset løpende avløpsvannavløp, idet endelokkene og skilleveggene er stivt forbundet med' rørsatsen for varmevekslerens friskvann, til dannelse av en fra det rørformete hus lett demonterbar varmevekslersats, som er tilkoblbar til en friskvanns til-førselsledning henholdsvis en friskvanns avløpsledning aksialt utenfor endelokkene.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den etter-følgende beskrivelse under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et vertikalsnitt av en varmeveksler ifølge oppfinnelsen i forbindelse med en rørseksjon i en vannavløps-ledning.

Fig. 2 viser et snitt langs linjen 2-2 i fig. 1.

Fig. 3 viser et batteri av tre seriekoblete varmevekslere i forbindelse med en vannavløpsledning.

Fig. 4 viser et utsnitt av fig. 1.

I fig. 1 og 2 er det vist en rørseksjon 10 av en vannav-løpsledning sora kommuniserer med ett eller flere avløp fra bad, dusj eller liknende varmtvannsforbrukende utstyr. Rørseksjonen 10 er vist med et skrått nedad hellende forløp (i forhold til en horisontal hovedakse Ila i en vannfanger 11 som er anbragt like under rørseksjonen 10. Rørseksjonen 10 er ved dens oppstrømsende 10a utstyrt med en radialt åpnende, vertikalt nedad rettet ut-løpsåpning 12 i rørseksjonens bunndannende sideparti og en motsvarende radialt åpnende, vertikalt oppad rettet inniøpsåpning 13 i rørseksjonens bunndannende sideparti ved rørseksjonens ned-strømsende 10b.

Vannfangeren 11 dannes av et rørformet hus 14 hvis motstående rørender 15,16 er avtettet med sirkulære, skiveformete endelokk 17,18 til avgrensning av et sylindrisk kammer 14a innvendig i huset 14. Kammeret 14a kommuniserer med rørseksjonens 10 opp-strømsende 10a via en fra huset 14 radialt utadrettet innløps-stuss 19, som er tilsluttet åpningen 12 i rørseksjonen 10, og med rørseksjonens 10 nedstrømsende via en fra huset 14 radialt utadrettet utløpsstuss 20, som munner ut i åpningen 13 i rørseksjonen 10 i et lavere nivå enn åpningen 12. I stussen 19, som er vesentlig lengre enn stussen 20, er det innfelt en slamsamlende sil 21, et filter eller en liknende slamsamleanordningsom kan taes ut for rengjøring via en luke 19c, i et nivå under åpningen 12, mens det i stussen 20 er fritt og uhindret avløp fra vannfangeren 11 til

rørseksjonen 10. Rørseksjonen 10 er vist med en forholdsvis

sterkt hellende vinkel i fig. 1, men hellingsvinkelen kan i praksis eventuelt avpasses med såpass liten vinkel i forhold til aksen Ila, at mesteparten av avløpsvannet eller så å si alt avløpsvannet tømmes ut i vannfangeren, men samtidig slik at man hindrer at vannet, som tømmes ut fra vannfangeren ved rør-seks jonens nedstrømsende, strømmer tilbake mot vannfangerens inn-løpsstuss 19. Eventuelt kan det anbringes en strømningshindrende terskel 10c (fig. 2) mellom åpningene 12,13, og fortrinnsvis anbragt nedstrøms like. ved åpningen 12.

Mellom endelokkene 17,18 er det i stiv forbindelse med disse innfestet en rekke av separate rør 21 som danner frisk-vannsgjennomløp. Ved hjelp av endelokkene 17,18 og rørene 21 dannes en sammenhengende rørsats som er lett å montere og demon-tere i huset 14. I denne anledning er endelokkene 17,18 utstyrt med hvér sin tetningsrihg 17a,l'8a (figur 4) eller hvert sitt par av tetningsringer, som danner tetningsanlegg direkte mot husets 14 innervegg. Rørene i rørsatsen er aksialt like utenfor endelokket lett. monterbart og demonterbart forbundet på ikke nærmere vist. måte med en respektiv felles ledningsende i en friskvanns lecln ing som vist skjematisk med strekete linjer 22a og 22b. Ved hjelp av huset 14 med tilhørende stusser 19,20 og rørsatsen dannet av endelokkene 17,18, rørene 21 og skillevegger 23.-24 og tilhørende forbindelsesorganer til ledningene 22a,22b er det dannet en effektiv varmeveksler. Huset 14 er i det viste utførelsessksempel stivt forbundet med rørseksjonen 10 via rørstussene 19,20,- mens rørsatsen er demonterbart festet i huset 14 for rengjøring av rørsatsen med tilbehør samt husets innerside, m.m.

Det er sørget for at friskvannsledningen løper inn i varmeveksleren på nedstrømssiden av avløpsvannets strømningsbane i vannfangeren, slik at man sikrer vanlig motstrømseffekt med grad-vis oppvarming av friskvannet fra avløpsvannets nedstrømsside mot dets oppstrømsside.

Vannfangeren 11 er som vist i fig. 1 avdelt over et tverrsnittsareal av husets'14 rørtverrsnitt ved hjelp av et sett (tre stykker) øvre skillevegger 23 og et sett (to stykker) av nedre Skillevegger 24, som er oppstilt med innbyrdes avstand slik at det fremkommer et. ;sik-sak-formet strøranin<g>sfor<l>øp for varmeenergi inneholdende avløpsvann fra rørseksjonen 10 aksialt gjennom vannfangeren 11..Skilleveggene 23 og 24 er festet direkte til rørene 21 i rørsatsen 17,18,21, slik at skilleveggene innsettes i og trekkes ut av huset 14 sammen med rørsatsen.

Slik som vist i fig. 2, kan åpningen 12 spenne over en bue på omtrent 190° av rørseksjonens 10 rørtverrsnitt. Selve rør-stussen 19 har nedad økende tverrsnitt oppnådd ved å la motående sidepartier 19a og 19b divergere i forhold til hverandre i ret-ning nedad mot vannfangeren. Vannfangerens innvendige volum kan derved utvides med et betydelig ekstra volum for å kompensere for tregheten i vannstrømningen gjennom vannfangeren. I fig. 1 er det også vist et areal på skilleveggen 23 som stort sett svarer til 2/3 av husets 14 innvendige tverrsnittsareal. Med strekete linjer 25 er det vist en støtteribbe som løper aksialt i mellomrommet mellom rørseksjonen 10 og vannfangeren 12 og som avstiver disse innbyrdes over størsteparten av deres utstrekning, dvs. mellom åpningene 12 og 13.

I fig. 3 er det vist. et alternativt arrangement hvor det er anbragt tre varmevekslere. 2 6,27,28 i tilknytning til en og samme avløpsledning 29 for varmeenergiinneholdende avløpsvann.

Varmeveksleren 26 kf>n være utformet tilsvarende som vist for varmeveksleren ifølge fig. 1 og 2, idet varmevekslerens hus 14' er stivt forbundet med en tilhørende rørseksjon 10' via en innløpsstuss 19' og en utløpsstuss 20'.

Varmevekslerne 27 og 23 kan prinsipielt være oppbygget på tilsvarende måte som varmeveksleren 26.

Varmeveksleren 27 er forbundet med varmevekslerens 26 ut-løpsstuss 20' via et utvendig forbindelsesrør 30 i et nivå like under utløpsstussens 20' utløpsåpning i rørseksjonen 10'. For-bindelsesrøret 30 munner ut i varmevekslerens 27 innløpsstuss 19" i et nivå like under varmeveksleren 26.

Varmeveksleren 28 er forbundet med varmevekslerens 27 ut-løpsstuss 20" via et utvendig forbindelsesrør 31 i et nivå like over varmeveksleren 28. Forbindelsesrøret 31 munner ut i varmevekslerens 28 innløpsstuss 19"<*> like under varmeveksleren 27. Varmevekslerens 28 utløpsstuss 20'" er via en rørstump 32 forbundet med en forholdsvis bratt nedadløpende rørseksjon 33 som er forbundet med rørseksjonens 10' nedstrømsende.

Istedenfor å anbringe varmevekslerne vertikalt under hverandre er det også mulig å anbringe disse stort sett horisontalt ved siden av hverandre, ved å anordne varmevekslernes innløps-åpninger og utløpsåpninger i innbyrdes forskjellige nivåer.

Det er vist en friskvanns tilførselsledning 34 som løper innad i varmeveksleren 28 ved dennes nedstrømsende for avløps-vannet, som vist til høyre på tegningen. Til venstre på tegningen er det vist en forbindelsesledning 35 mellom varmevekslerne 28 og 27. Tilsvarende er det til høyre på tegningen vist en forbindelsesledning 36 mellom varmevekslerne 27 og 26 og til venstre på tegningen er det vist en avløpsledning 37 for friskvann som er oppvarmet i batteriet av varmevekslere 26-28. Av tegningen frem-går det at friskvannet føres motstrøms til avløpsvannet i hver av varmevekslerne henholdsvis gjennom samtlige varmevekslere. Herved kar. man oppnå et varmeenergi-magasin med trinnvis fallende varme-innhold i de. tre varmevekslere.

T utførelseseksemp]et i fig. 1-3 er vannfangerens hus 14 radialt like utenfor endelokket med tilhørende tetningsring 15 omsluttet med en stiv låsering 15a. I nevnte utførelseseksempel ken hvsot 14 være fremstilt av forholdsvis stivt og uelastisk materiale, idet låseringen hovedsakelig tjener som forsterkningsorgan for husets 14 endeparti 15.

I et. andre utf ørelseseksempel som vist i fig. 4, som er spesielt beregnet for et vannfanger-hus 14 fremstilt av noe elastisk ettergivende materiale (plast), kan låseringen i tillegg til å danne forsterkningsorgan, også tjene som stivt mothold for innvendige spennkrefter.

Ifølge fig. 4 er endelokket 17 delt i to separate deler, nemlig en skiveformet endelokkdel 17b, som danner bæreorgan for et sentralt anordnet avløpsrør 22b, og en skiveformet holderdel 17c, som danner bæreorgan for rørene 21 i rørsatsen i vannfanger-huset 14. Delene 17b og 17c er forbundet med hverandre ved hjelp av hver sin aksialt rettet flens 17g og 17h. Ved aksial sammen-pressing av delene 17b og 17c via flensene 17g,17h er tetningsringen 17a. opptatt mellom to kileflater 17d og 17e dvs. en kileflate 17d nå delen 17b og en motsatt kileflate 17e på delens 17c flens 17h. Herved kan man utøve en radialt utad rettet kraft via tetningsringen 17a mot vannfangerhusets 14 innerside. Ved at tetningeringen 17a er anbragt i et spor i overgangen mellom ende-lokkdelens 17b flens og holderdelens 17c flensendeflate 17h, kan man med én og samme tetningsring 17a få avtettet både skjøten mellom delene 17b og 17c og skjøten mellom husets 14 innerside og holderdelen 17c. I et rom mellom delene 17b og 17c avgrenses det et samlekammer 17f for vann som uttømmes fra rørene 21 i vannfangeren til avløpsrøret 22b i endelokkdelen 17b. Et tilsvarende endelokkarrangement benyttes også for endelokket 18 uten at dette er vist i detalj heri.

Claims (5)

1. Varmeveksler (14,21;26,27,28) for varmeenergi-inneholdende avløpsvann, eksempelvis brukt varmtvann fra bad, dusj osv., tilknyttet en fortrinnsvis skrått nedad hellende vannavløpsledning (10;10',33), karakterisert ved at varmeveksleren (14,21;26,27,28) er avgrenset i én - eller flere innbyrdes parallell- eller seriekoplete - vannfanger(-e) (11), som er anordnet horisontalt eller stort sett horisontalt i et nivå under vannavløpsledningen, at varmeveksleren er tilknyttet oppstrøms til vannavløpsled-ningen (10;10<*>,33) ved et innløp via en innløpsstuss (19,19') og tilknyttet nedstrøms til vannavløpsledningen (10;10",33) ved et avløp via en avløpsstuss (10,20"'), og at vannavløpsledningen (10;10',33) danner en ventilfri vann-overløpsledning mellom varmevekslerens innløpsstuss (19,19') og avløpsstuss (20,20"'), for å tillate at det brukte varmtvann kan strømme uhindret gjennom overløpsledningen i tilfelle innløps-stuss, utløpsstuss og/eller selve vannfangerene er tilstoppet.

2. Varmeveks ler i samsvar med krav 1, karakterisert ved at vannfangeren (11) er avgrenset i et rørformet hus (14), at det rørformete hus (14) er innrettet til å, ved motstående ender av det rørformete hus, å tilkobles et friskvannsinnløp (22a) henholdsvis et friskvannsutløp (22b) via hvert sitt innbyrdes motstående, tetningsbærende, skiveformet endelokk (17,18) med et friskvannsvolum avgrenset i ett eller flere rør mellom endelokkene, og at røret/rørene (21) og endelokkene (17,18) samt fortrinnsvis også skillevegger (23,24) som danner et sik-sak-formet, strøm-ningsavbøyende gjennomløp for brukt varmtvann gjennom vannfangeren, danner en sammenhengende enhet som er lett monterbar og demonterbar i det rørformete hus (14).

3. Varmeveksler i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at endelokkene (17,18) hver for seg omfatter en endelokkdel (17b) og et endedeksel (17c) med en tetningsring (17a) som er opptatt mellom to kileflater (17d,17e) for avtetning av endelokkdel og endedekseldel innbyrdes og for avtetning av endelokk i forhold til det omsluttende, rørformete hus (14).

4. Varmeveksler i samsvar med krav 3, karakterisert ved at det mellom den ene endelokkdel (17b) og det tilhørende endedeksel (17c) er dannet, et kammer (17f) som via røret/rørene (21) i det rørformete hus (14) kommuniserer med et motsvarende kammer mellom den andre endelokkdel og dennes tilhørende endedeksel, idet det ene kammer via det ene endelokk (17) er forbundet med friskvannsutløpet. (22b), mens det andre kammer via det andre endelokk (18) er forbundet med. friskvannsinnløpet (22a).

5. Varmeveksler i samsvar med krav 3 eller 4, karakterisert V 3 å at endelokkdelen (17b) og endedekselet (17c) ved omkretsen er utstyri: med hver sin aksialt løpende, mot hverandre rettete flens (179,17!-!) som er innrettet til å skyves i et radialt over-lappende inngrep mad hverandre via den respektive kileflate (17d, 17e) , med. tetningsr i ngen (17a) anbragt mellom kilef låtene (17d, I7e) og det rørformete hus (14).