WO2010076109A1 - Vorrichtung zur wiedergewinnung und speicherung von wärmeenergie aus einem abwasser - Google Patents
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Definitions
- the invention is in the field of storage of heat energy in an industrial water, which is kept ready for use in a process, even during prolonged process pauses.
- the invention relates to a device for recovering and storing heat energy from a wastewater, with a waste water tank for receiving heated wastewater, with a Nutzwasser capableer for receiving Nutzwasser to be heated, the waste water tank and the Nutzwasser constituer are in a heat conduction enabling connection, and with a reservoir for storing the heated water.
- wastewater is understood to mean all liquids which result from at least one process step and which are provided either for discharge from the system or for use in a subsequent process step.
- used water is to be understood as a liquid which is to be heated, for example in order to be used in a subsequent process step.
- German Offenlegungsschrift DE 10 2008 022 890 A1 which is directed to a water-bearing domestic appliance, such as a dishwasher or washing machine, in which by means of a heat exchanger heat energy from a warm waste liquid to a colder Useful liquid is transferred.
- the heat energy is transferred by heat conduction through at least one partition between the two liquids.
- a storage container is provided in the known device, which receives the heated working fluid and holds ready for subsequent process steps.
- the use tion of a reservoir decouples the heating of the useful liquid in time from the work processes of the household appliance.
- This device is relatively expensive in terms of construction and space requirements and aims at storing the heat energy obtained for the duration of a work cycle, for example providing heated fresh water for subsequent operating states during a washing cycle in a washing machine or rinse cycle in a dishwasher.
- a storage of heat energy over a longer period of time, for example over the duration of a process break between two washes or rinses in a domestic appliance, may not be completely satisfactory possible with the known device in each case.
- the water tank encloses the reservoir at least partially and the water tank and the reservoir are in fluid communication that heated water from the Nutzwasser capableer can get into the reservoir while heat insulating gas flows into the Nutzwasser electer.
- the heated working water is thermally insulated after introduction into the reservoir via the then located in the water tank gas to the environment - almost like a thermal container. This insulation is realized with simple and space-saving means and allows for a longer period - even over a process break away - with the lowest heat loss to keep the heated water ready for use on call.
- the gas advantageously has a lower thermal conductivity than the wastewater and the useful water.
- a preferred embodiment of the invention provides that the water tank completely envelops the reservoir.
- the already described filling of the water tank with gas leads to a complete insulating enclosure of the reservoir and the heated water, so that heat losses to the environment are further reduced.
- Heat exchangers are usually arranged so that thermal energy is transferred from the warm wastewater to the cold utility liquid, for example fresh water.
- the waste water tank completely envelops the water tank. Wastewater and industrial water tanks thus allow a particularly efficient heat exchange between the two fluids involved. Such heat conduction can be realized, for example, via a thin heat-conducting wall.
- the mentioned flow connection between the water tank and the reservoir makes it possible to direct the water used in the reservoir.
- a pump is used in the flow connection, through which the diversion of the useful water can be controlled particularly well and accelerates this diversion.
- a flow connection is additionally provided by means of a valve between storage and water tank. If the heated water used in the reservoir, due to its displacement effect in the reservoir gas present flows through this valve in the water tank. Since the industrial water tank at least partially surrounds the reservoir, an insulating effect of the gas layer on the industrial water sets in without delay.
- a heating element heats up the useful water (additionally).
- the heating element may preferably be arranged in the interior of the storage container or on a waste water discharge and particularly preferably be a resistance heating element.
- a heat pump (the a compressor, a Throttle, an evaporator and a condenser), to supply the useful water further heat that it extracts from the wastewater.
- heat which has undesirably passed from the heated working water via the gas to the wastewater, can thus be returned to the useful water with the aid of the heat pump.
- the useful water can be brought to an even higher temperature level as needed.
- a further advantageous embodiment of the invention provides to arrange elements for latent heat storage in the reservoir. These have the property of storing heat energy that they extract from their immediate environment during phase transformation in the elements. This increases the amount of storable heat energy in the reservoir.
- the capacity of the reservoir of the capacity of the water tank is selected to be correspondingly large. This allows the complete filling of the reservoir with working water, which has previously completely filled the water tank. The simultaneous filling of the water tank by a previously located in the reservoir gas is thereby easily and without compression possible. In addition, this is a particularly suitable design to close the gas flow in the system - i. without supply and removal of gas - to realize.
- the wastewater container is enclosed according to a further preferred embodiment of the invention with an insulation.
- a device for the recovery of heat energy from a wastewater is shown schematically, wherein the hot or warm wastewater via a waste water supply line 1 fills a waste water tank 2.
- a waste water discharge 3 is provided on the waste water tank 2.
- the filling and / or emptying of the wastewater tank can be controlled by means of valves 4, 5.
- the waste water tank 2 completely envelops a water tank 6, which can be filled via a utility water inlet 7 with a controllable valve 8 with water.
- the waste water tank 2 and the water tank 6 are separated by a very thin, very good heat-conducting wall 9 from each other.
- By natural heat conduction passes heat from the waste water tank 2 located, heated wastewater to the useful water, which is located in the water tank 6. This process takes a maximum, until the temperature level of both liquids is approximately equal.
- the Nutzberg umaner 6 encloses a reservoir 10 whose volume corresponds to that of the water tank 6 and which is filled with a gas - eg with air.
- a valve 19 opens in the waste water discharge line 20. If the temperature of the useful water is below a desired value, an electrical heating element 21 arranged on or in the waste water discharge 20 can heat the useful water to the required temperature level.
- the discharge of the heated service water can be done simultaneously with the re-filling of the water tank 6 with industrial water by opening the valve 8 and inflow of new water.
- the newly entering useful water displaces the gas located in the utility water tank 6, via the valve 13 in the reservoir 10th flowing back.
- the described heat exchange and heat storage cycle can begin again.
- the substantially concentrically arranged containers 2, 6 and 10 are thermally insulated in addition to the outside, that the waste water tank 2 is enclosed with an insulating layer 22 in order to reduce heat losses.
- known elements 23 for latent heat storage can be contained in the reservoir.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wiedergewinnung und Speicherung von Wärmeenergie aus einem Abwasser, mit einem Abwasserbehälter (2) zur Aufnahme von erwärmtem Abwasser, mit einem Nutzwasserbehälter (6) zur Aufnahme von zu erwärmendem Nutzwasser, wobei der Abwasserbehälter (2) und der Nutzwasserbehälter (6) in einer eine Wärmeleitung ermöglichenden Verbindung (9) stehen, und mit einem Vorratsbehälter (10) zur Speicherung des erwärmten Nutzwassers. Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung für einen Prozesskreislauf anzugeben, die in der Lage ist, erwärmtes Nutzwasser über einen längeren Zeitraum - auch während auftretender Prozesspausen - verlustarm zu speichern. Dazu umschließt der Nutzwasserbehälter (6) den Vorratsbehälter (10) zumindest teilweise und der Nutzwasserbehälter (6) und der Vorratsbehälter (10) stehen derart in Fließverbindung (11, 13), dass erwärmtes Nutzwasser aus dem Nutzwasserbehälter (6) in den Vorratsbehälter (10) gelangen kann, während dabei wärmeisolierend wirkendes Gas in den Nutzwasserbehälter (6) nachströmt.
Description
Vorrichtung zur Wiedergewinnung und Speicherung von Wärmeenergie aus einem Abwasser
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Speicherung von Wärmeenergie in einem Nutzwasser, das für den Einsatz in einem Prozess, auch während längerer Prozesspausen, bereitgehalten wird.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wiedergewinnung und Speicherung von Wärmeenergie aus einem Abwasser, mit einem Abwasserbehälter zur Aufnahme von erwärmtem Abwasser, mit einem Nutzwasserbehälter zur Aufnahme von zu erwärmendem Nutzwasser, wobei der Abwasserbehälter und der Nutzwasserbehälter in einer eine Wärmeleitung ermöglichenden Verbindung stehen, und mit einem Vorratsbehälter zur Speicherung des erwärmten Nutzwassers.
Unter dem Begriff Abwasser sind sämtliche Flüssigkeiten zu verstehen, die aus mindestens einem Prozessschritt hervorgehen und die entweder für eine Ableitung aus dem System oder für einen Einsatz in einem folgenden Prozessschritt vorgesehen sind. Unter dem Begriff Nutzwasser ist eine Flüssigkeit zu verstehen, die zu erwärmen ist, beispielsweise um in einem folgenden Prozessschritt eingesetzt zu werden.
Aus dem Stand der Technik (z.B. DE 20 2006 019 482 U1 ) sind Vorrichtungen bekannt, die es ermöglichen, Wärmeenergie aus einem Abwasser auf Nutzwasser zu übertragen, indem ein Wärmeleitungsvorgang zwischen den beiden Flüssigkeiten ermöglicht wird. Durch eine solche Abwärmenutzung kann der Energiebedarf bei der Erwärmung des Nutzwassers deutlich reduziert werden.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art geht aus der Deutschen Offen legungsschrift DE 10 2008 022 890 A1 hervor, die auf ein wasserführendes Hausgerät, wie eine Geschirrspül- oder Waschmaschine, gerichtet ist, in dem mit Hilfe eines Wärmetauschers Wärmeenergie von einer warmen Altflüssigkeit auf eine kältere Nutzflüssigkeit übertragen wird. Die Übertragung der Wärmeenergie erfolgt durch Wärmeleitung über wenigstens eine Trennwand zwischen den beiden Flüssigkeiten.
Ferner ist bei der bekannten Vorrichtung ein Vorratsbehälter vorgesehen, der die erwärmte Nutzflüssigkeit aufnimmt und für nachfolgende Prozessschritte bereithält. Die Verwen-
dung eines Vorratsbehälters entkoppelt die Erwärmung der Nutzflüssigkeit zeitlich von den Arbeitsprozessen des Hausgeräts.
Diese Vorrichtung ist vom Aufbau und Platzbedarf relativ aufwendig und zielt auf die Speicherung der gewonnenen Wärmeenergie für die Dauer eines Arbeitszyklus, beispielsweise die Bereithaltung von erwärmtem Frischwasser für nachfolgende Betriebszu- stände während eines Waschgangs bei einer Waschmaschine bzw. Spülgangs bei einer Geschirrspülmaschine. Eine Speicherung der Wärmeenergie über einen längeren Zeitraum, beispielsweise über die Dauer einer Prozesspause zwischen zwei Waschgängen bzw. Spülgängen bei einem Hausgerät, ist mit der bekannten Vorrichtung womöglich nicht in jedem Fall völlig zufriedenstellend möglich.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, die mit einfacher und raumsparender Ausgestaltung erwärmtes Nutzwasser über einen längeren Zeitraum - d.h. auch während längerer Prozesspausen - verlustarm speichert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Wiedergewinnung und Speicherung von Wärmeenergie aus einem Abwasser mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Demgemäß umschließt der Nutzwasserbehälter den Vorratsbehälter zumindest teilweise und der Nutzwasserbehälter und der Vorratsbehälter stehen derart in Fließverbindung, dass erwärmtes Nutzwasser aus dem Nutzwasserbehälter in den Vorratsbehälter gelangen kann, während dabei wärmeisolierend wirkendes Gas in den Nutzwasserbehälter nachströmt.
Das erwärmte Nutzwasser ist nach Einleitung in den Vorratsbehälter über das dann in dem Nutzwasserbehälter befindliche Gas gegenüber der Umwelt - quasi nach Art eines Thermobehälters - thermisch isoliert. Diese Isolation ist mit einfachen und raumsparenden Mitteln realisiert und gestattet auch über einen längeren Zeitraum - auch über eine Prozesspause hinweg - bei geringsten Wärmeverlusten, das erwärmte Nutzwasser abrufbereit bereit zu halten. Das Gas weist vorteilhafterweise eine geringere thermische Leitfähigkeit als das Abwasser und das Nutzwasser auf.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, der Zeichnung und deren jeweiliger Beschreibung.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Nutzwasserbehälter den Vorratsbehälter vollständig umhüllt. Die bereits beschriebene Befüllung des Nutzwasserbehälters mit Gas führt dabei zu einer vollständigen isolierenden Umhüllung des Vorratsbehälters und des erwärmten Nutzwassers, so dass Wärmeverluste an die Umwelt weiter reduziert werden.
Wärmetauscher sind üblicherweise so angeordnet, dass Wärmeenergie aus dem warmen Abwasser auf die kalte Nutzflüssigkeit, beispielsweise Frischwasser, übertragen wird. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung der Abwasserbehälter den Nutzwasserbehälter vollständig umhüllt. Abwasser- und Nutzwasserbehälter ermöglichen so einen besonders effizienten Wärmeaustausch zwischen den beiden beinhalteten Fluiden. Eine solche Wärmeleitung ist beispielsweise über eine dünne wärmeleitende Wandung realisierbar.
Die erwähnte Fließverbindung zwischen dem Nutzwasserbehälter und dem Vorratsbehälter ermöglicht es, das Nutzwasser in den Vorratsbehälter zu leiten. Vorteilhafterweise wird in der Fließverbindung eine Pumpe eingesetzt, durch die sich die Umleitung des Nutzwassers besonders gut steuern lässt und die diese Umleitung beschleunigt.
Vorteilhafterweise ist zusätzlich eine Fließverbindung mittels eines Ventils zwischen Vorrats- und Nutzwasserbehälter vorgesehen. Wird das erwärmte Nutzwasser in den Vorratsbehälter geleitet, strömt aufgrund von dessen Verdrängungswirkung in dem Vorratsbehälter befindliches Gas über dieses Ventil in den Nutzwasserbehälter. Da der Nutzwasserbehälter den Vorratsbehälter zumindest teilweise umgibt, stellt sich ohne Verzögerung eine isolierende Wirkung der Gasschicht auf das Nutzwasser ein.
Wird warmes Nutzwasser im Prozess benötigt, wird dieses über eine Nutzwasserableitung aus der Vorrichtung abgeleitet. Weist das Nutzwasser nicht die erforderliche Temperatur auf, heitzt nach einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ein Heizelement das Nutzwasser (zusätzlich) auf. Das Heizelement kann bevorzugt im Innern des Vorratsbehälters oder an einer Nutzwasserableitung angeordnet und besonders bevorzugt ein Widerstandsheizelement sein.
Nachdem Wärmeenergie von dem Abwasser durch Wärmeleitung auf das Nutzwasser übertragen wurde und das Nutzwasser in den Vorratsbehälter gelangt ist, kann nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung eine Wärmepumpe (die einen Kompressor, eine
Drossel, einen Verdampfer und einen Kondensator umfasst), dem Nutzwasser weitere Wärme zuführen, die sie dem Abwasser entzieht. Vorteilhafterweise kann so u.a. Wärme, die unerwünschterweise von dem erwärmten Nutzwasser über das Gas an das Abwasser übergegangen ist, mit Hilfe der Wärmepumpe in das Nutzwasser zurückgelangen. Vor allem aber kann das Nutzwasser so bedarfsweise auf ein noch höheres Temperaturniveau gebracht werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, in dem Vorratsbehälter Elemente zur latenten Wärmespeicherung anzuordnen. Diese haben die Eigenschaft, Wärmeenergie zu speichern, die sie ihrer unmittelbaren Umgebung bei einer Phasenumwandlung in den Elementen entziehen. Dies erhöht die Menge an speicherbarer Wärmeenergie im Vorratsbehälter.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Fassungsvermögen des Vorratsbehälters dem Fassungsvermögen des Nutzwasserbehälters entsprechend groß gewählt. Dies ermöglicht die vollständige Befüllung des Vorratsbehälters mit Nutzwasser, das vorher vollständig den Nutzwasserbehälter ausgefüllt hat. Die gleichzeitige Befüllung des Nutzwasserbehälters durch ein vorher im Vorratsbehälter befindliches Gas ist hierdurch einfach und kompressionslos möglich. Zusätzlich ist dies eine besonders geeignete Ausgestaltung, um den Gasfluss im System geschlossen - d.h. ohne Zu- und Abfuhr von Gas - zu realisieren.
Um Wärmeverluste weiter zu minimieren, ist der Abwasserbehälter nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung mit einer Isolierung umschlossen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert.
In der Figur der Zeichnung ist schematisch eine Vorrichtung zur Wiedergewinnung von Wärmeenergie aus einem Abwasser dargestellt, wobei das heiße oder warme Abwasser über eine Abwasserzuleitung 1 einen Abwasserbehälter 2 füllt. Außerdem ist am Abwasserbehälter 2 eine Abwasserableitung 3 vorgesehen. Die Befüllung bzw. und Entleerung des Abwasserbehälters ist mit Hilfe von Ventilen 4, 5 steuerbar.
Der Abwasserbehälter 2 umhüllt vollständig einen Nutzwasserbehälter 6, der über einen Nutzwasserzulauf 7 mit einem regelbaren Ventil 8 mit Nutzwasser gefüllt werden kann.
Der Abwasserbehälter 2 und der Nutzwasserbehälter 6 sind durch eine sehr dünne, sehr gut Wärme leitende Wand 9 voneinander separiert. Durch natürliche Wärmeleitung gelangt Wärme aus im Abwasserbehälter 2 befindlichen, erwärmten Abwasser zu dem Nutzwasser, das sich im Nutzwasserbehälter 6 befindet. Dieser Vorgang dauert maximal an, bis das Temperaturniveau beider Flüssigkeiten annähernd gleich ist. Der Nutzwasserbehälter 6 umhüllt einen Vorratsbehälter 10, dessen Volumen dem des Nutzwasserbehälters 6 entspricht und der mit einem Gas - z.B. mit Luft - gefüllt ist.
Über eine Fließverbindung 11 pumpt eine Pumpe 12 das erwärmte Nutzwasser aus dem Nutzwasserbehälter 6 in den Vorratsbehälter 10. Dabei strömt aufgrund der Verdrängung bei Eintritt des Nutzwassers das Gas, das zunächst in dem Vorratsbehälter 10 enthalten war, durch ein - in dieser Situation geöffnetes - Ventil 13 in den Nutzwasserbehälter 6. Dadurch ist schließlich der Vorratsbehälter 10 und damit das darin befindliche Nutzwasser von einer gasgefüllten Hohlwandung umgeben. Mit anderen Worten: Der Vorratsbehälter 10 ist temporär in Art eines Thermogefäßes ausgestaltet, indem das Gas ihn vollständig umgibt und so eine sehr gute thermische Isolierung des Nutzwassers bewirkt.
Ein Wärmepumpenkreislauf 14 mit einem Kompressor 15, einer Drossel 16, einem Verdampfer 17 und einem Kondensator 18 führt dem Nutzwasser im Vorratsbehälter 10 weitere Wärmeenergie aus dem Abwasser zu. Werden mit der Zeit etwaige geringe Wärmemengen über das Gas an das (sich nach außen abkühlende) Abwasser zurück übertragen, können diese Wärmeverluste über den Wärmepumpenkreislauf 14 weitgehend kompensiert werden.
Wird warmes Nutzwasser für einen folgenden Arbeitsprozess angefordert, öffnet sich ein Ventil 19 in der Nutzwasserableitung 20. Liegt die Temperatur des Nutzwassers unter einem gewünschten Wert, kann ein an oder in der Nutzwasserableitung 20 angeordnetes elektrisches Heizelement 21 das Nutzwasser auf das geforderte Temperaturniveau erhitzen.
Die Ableitung des erwärmten Nutzwassers kann gleichzeitig mit der erneuten Befüllung des Nutzwasserbehälters 6 mit Nutzwasser durch Öffnung des Ventils 8 und Einströmen des neuen Nutzwassers erfolgen. Das neu eintretende Nutzwasser verdrängt das im Nutzwasserbehälter 6 befindliche Gas, das über das Ventil 13 in den Vorratsbehälter 10
zurückströmt. Damit kann der beschriebene Wärmetausch- und Wärmespeicherungszyk- lus von Neuem beginnen.
Die im wesentlichen konzentrisch angeordneten Behälter 2, 6 und 10 sind nach außen zusätzlich dadurch thermisch isoliert, dass der Abwasserbehälter 2 mit einer Isolierschicht 22 umschlossen ist, um Wärmeverluste zu verringern. In dem Vorratsbehälter können an sich bekannte Elemente 23 zur Latentwärmespeicherung enthalten sein.
Bezugszeichenliste
Abwasserzuleitung
Abwasserbehälter
Abwasserableitung
Ventil
Ventil
Nutzwasserbehälter
Nutzwasserzuleitung
Ventil
Wand
Vorratsbehälter
Fließverbindung
Pumpe
Ventil
Wärmepumpenkreislauf
Kompressor
Drossel
Verdampfer
Kondensator
Ventil
Nutzwasserableitung
Heizelement
Isolierung
Elemente
Claims
1. Vorrichtung zur Wiedergewinnung und Speicherung von Wärmeenergie aus einem Abwasser, mit einem Abwasserbehälter (2) zur Aufnahme von erwärmtem Abwasser, mit einem Nutzwasserbehälter (6) zur Aufnahme von zu erwärmendem Nutzwasser,
- wobei der Abwasserbehälter (2) und der Nutzwasserbehälter (6) in einer eine
Wärmeleitung ermöglichenden Verbindung (9) stehen, und mit einem Vorratsbehälter (10) zur Speicherung des erwärmten Nutzwassers, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutzwasserbehälter (6) den Vorratsbehälter (10) zumindest teilweise umschließt und der Nutzwasserbehälter (6) und der Vorratsbehälter (10) derart in Fließverbindung (11, 13) stehen, dass erwärmtes Nutzwasser aus dem Nutzwasserbehälter (6) in den Vorratsbehälter (10) gelangen kann, während dabei wärmeisolierend wirkendes Gas in den Nutzwasserbehälter (6) nachströmt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutzwasserbehälter (6) den Vorratsbehälter (10) vollständig umhüllt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwasserbehälter (2) den Nutzwasserbehälter (6) vollständig umhüllt.
4. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fließverbindung (11) zwischen dem Nutzwasserbehälter (6) und dem Vorratsbehälter (10) eine Pumpe (12) enthält.
5. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutzwasserbehälter (6) und der Vorratsbehälter (10) über ein Ventil (13) verbindbar sind.
6. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizelement (21 ) das Nutzwasser bedarfsweise aufheizt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (21 ) im Bereich einer aus dem Vorratsbehälter (10) führenden Nutzwasserableitung (20) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmepumpenkreislauf (14) dem Nutzwasser Wärme zuführt, die dem Abwasser entzogen ist.
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Vorratsbehälter (10) Elemente (23) zur latenten Wärmespeicherung angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fassungsvermögen des Vorratsbehälters (10) gleich dem des Nutzwasserbehälters (6) ist.
11. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasfluss in der Vorrichtung als geschlossenes System ausgeführt ist.
12. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwasserbehälter (2) zumindest teilweise von einer Isolierung (22) umhüllt ist.
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|---|---|
| DE (1) | DE102008054833A1 (de) |
| WO (1) | WO2010076109A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2599096A (en) * | 2020-09-21 | 2022-03-30 | Keith William Myler Dixon | Tap-water heating apparatus |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9402528B2 (en) | 2010-06-01 | 2016-08-02 | Lg Electronics Inc. | Dish washer having a heat exchange passage |
| DE202012004941U1 (de) | 2012-05-21 | 2013-08-26 | Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg | Abwasserbehälter mit Wärmerückgewinnung |
| EP2594185B1 (de) * | 2013-02-07 | 2016-03-09 | V-Zug AG | Reinigungsgerät mit Bottich, Abwassertank und Verbindungsleitung |
| WO2014177192A1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-06 | Electrolux Appliances Aktiebolag | Washing machine with heat pump |
| DE102013226960A1 (de) | 2013-12-20 | 2015-06-25 | BSH Hausgeräte GmbH | Vorrichtung zur Nutzung der Wärme von Abwasser einer Wäschebehandlungsmaschine |
| DE102014118799A1 (de) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | Miele & Cie. Kg | Vorrichtung und Verfahren zum Erwärmen eines Behandlungsfluids für ein Wäschebehandlungsgerät und Wäschebehandlungsgerät |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2517126A1 (de) * | 1975-04-18 | 1976-11-04 | Bbc Brown Boveri & Cie | Vorrichtung zur ausnutzung des waermeinhalts von abwaessern |
| DE2905251A1 (de) * | 1978-02-14 | 1979-10-04 | Franz Deubner | Geraet zur rueckgewinnung und speicherung der waerme von stark verschmutzten abwaessern |
| WO1985005575A1 (en) * | 1980-09-29 | 1985-12-19 | Molitor Victor D | Method of and unit for recovery of waste energy |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3609277A1 (de) * | 1986-03-19 | 1987-09-24 | Ascher Erhard | Wasch- oder spuelmaschine mit einem waermetauscher |
| DE9410453U1 (de) * | 1994-06-28 | 1994-12-01 | Premark Feg Corp | Ablaufwasser-Wärmerückgewinnungsanlage und Spülmaschine |
| DE202006019482U1 (de) | 2006-12-27 | 2007-09-13 | Buschmeier, Wolfgang | Anlage mit Wärmerückgewinnung aus Abwasser zur Vorwärmung des Frischwassers bei zeitversetztem Frischwasserzu- und Abwasserablauf |
| KR20100023860A (ko) | 2007-05-11 | 2010-03-04 | 아베코 어플라이언스 시스템즈 게엠베하 운트 코. 카게 | 열교환기를 구비한 가전 기기, 특히 식기 세척기 |
| DE502007002839D1 (de) * | 2007-06-14 | 2010-04-01 | V Zug Ag | Geschirrspüler mit Wärmerückgewinnung |
-
2008
- 2008-12-17 DE DE102008054833A patent/DE102008054833A1/de not_active Withdrawn
-
2009
- 2009-12-02 WO PCT/EP2009/066179 patent/WO2010076109A1/de not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2517126A1 (de) * | 1975-04-18 | 1976-11-04 | Bbc Brown Boveri & Cie | Vorrichtung zur ausnutzung des waermeinhalts von abwaessern |
| DE2905251A1 (de) * | 1978-02-14 | 1979-10-04 | Franz Deubner | Geraet zur rueckgewinnung und speicherung der waerme von stark verschmutzten abwaessern |
| WO1985005575A1 (en) * | 1980-09-29 | 1985-12-19 | Molitor Victor D | Method of and unit for recovery of waste energy |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2599096A (en) * | 2020-09-21 | 2022-03-30 | Keith William Myler Dixon | Tap-water heating apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102008054833A1 (de) | 2010-07-01 |
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