DE19723148A1 - Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser - Google Patents

Description

Bisher gelangt beim Duschbad das noch warme Abwasser direkt in die Kanalisation. Hierbei gehen erhebliche Wärmemengen als Ab­ wärme verloren. Bisher bekannte Wärmetauscher zur Rückgewinnung von Wärme aus Haushaltsabwässern weisen, zumeist aufgrund der verwendeten Abwasserspeicher (DE-PS 25 17 126 C2, DE-PS 33 16 704, DE-PS 28 25 729, DE-PS 41 35 560 C2, DE-OS 29 52 780, DE-OS 30 11 111, DE-OS 34 00 759, DE-OS 44 02 269), in denen eine gewisse Verwirbe­ lung von warmen und bereits abgekühlten Abwässern unvermeidlich ist, sowie durch Wärmeverluste in den Abwasserleitungen zwischen Abwasserentstehungsort und Wärmetauscher, einen geringen Wir­ kungsgrad auf. Darüber hinaus setzen sich im Abwasser mitge­ führte Schmutzpartikel in Speichertanks oder Röhrensystemen der Wärmetauscher ab, was zeitaufwendige Reinigungsarbeiten oder aber aufwendige mechanische Reinigungsvorrichtungen (DE-PS 31 19 809, DE-PS 28 25 729, DE-OS 34 00 759, DE-OS 34 06 518) erforder­ lich macht. Andere bereits bekannte Anlagen dieser Art benötigen zu ihrem Betrieb teuere Zusatzeinrichtungen, wie beispielsweise Wärmepumpen (DE-OS 30 39 505, DE-OS 32 14 357) oder sind komplex aufgebaut (DE-PS 31 19 809, DE-OS 31 11 372, DE-OS 32 46 586). Aus diesen Gründen ist der Betrieb der genannten Anlagen beim der­ zeitigen Energiepreisniveau unwirtschaftlich.

Der im Patentanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die beim Duschen anfallende Restwärme mit einem hohen Wirkungsgrad zurückzugewinnen. Dabei darf die Funktionsfähigkeit der Anlage nicht durch im Abwasser mitgeführte Schwebeteilchen oder Feststoffe beeinträchtigt werden. Zur Erhöhung der Wirt­ schaftlichkeit soll die Anlage preisgünstig, leicht zu instal­ lieren sowie wartungsarm zu betreiben sein.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch aufgeführten Merkmale gelöst: Durch Ausnutzung des Gegenstromprinzips sowie Installation des Wärmetauschers unmittelbar am Ort der Restwär­ meentstehung wird ein hoher Wirkungsgrad erzielt. Glatte Ober­ flächen der Wärmetauscherelemente oder leichte Zerlegbarkeit so­ wie die Vermeidung stehender Abwässer dienen der Selbstreinigung der Anlage beziehungsweise minimieren den nötigen Reinigungsauf­ wand.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß durch die Rückgewinnung eines großen Teils der Abwasser-Rest­ wärme Energieeinsparungen in erheblicher Höhe realisiert werden. Hierdurch können sowohl CO₂-Emissionen als auch Heizenergiekosten privater und öffentlicher Anwender beträchtlich reduziert wer­ den. Die Erfindung ist aufgrund ihres einfachen Aufbaus leicht und kostengünstig zu produzieren sowie wartungsarm zu betreiben.

Jeweils ein Ausführungsbeispiel der nachrüstbaren und der fest installierten Form der Erfindung ist in den Zeichnungen darge­ stellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1a-e die nachrüstbare Form (Maßstab 1 : 2,5),

Fig. 2a, b die fest installierte Form für den Duschbetrieb (Maßstab 1 : 4).

Es folgt zunächst die Beschreibung der nachrüstbaren Form.

Die Wärmetauscher-Einheit (Fig. 1a) wird in die Duschwanne ein­ gelegt, so daß der in einer leicht gefetteten Gummidichtung (Fig. 1b, c, d: 1) verschieblich gelagerte Rohrstopfen (Fig. 1b, c, d: 2) mit seiner Dichtung (Fig. 1c, d: 3) den Abfluß der Duschwanne verschließt. Paßgenaue Abdichtung wird dabei durch Federdruck (Fig. 1c: 4) erreicht. Nach dem Öffnen der Halteklam­ mern (Fig. 1a, c, d: 5) kann die Deckelplatte (Fig. 1a, c, d: 6) mit der Dichtung (Fig. 1c, d: 7) entfernt werden. Mit Hilfe der hö­ henverstellbaren Füße (Fig. 1b, c, d: 8a, b, c, d) und des Nivellier­ auges (Fig. 1b, c: 9) wird eine gering zum Abfluß hin geneigte Position eingestellt. Danach wird die Mischbatterie der Dusche (Fig. 1e: 10) demontiert und die Anschlußstücke (Fig. 1e: 11, 12) für den zuführenden (Fig. 1a, b, c, d, e: 13) bzw. abführenden (Fig. 1a, b, d, e: 14) Wasserschlauch an den Kaltwasseranschluß (Fig. 1e: 15a, b) angeschraubt. Der Rohrkrümmer des Kaltwasseranschlusses (Fig. 1e: 11) kann zur Sicherung gegen Schlauchlecks wahlweise als Absperrhahn ausgebildet sein (in der Zeichnung nicht darge­ stellt). Zur Distanzüberbrückung wird am Heißwasseranschluß der Mischbatterie ein Zwischenstück (Fig. 1e: 16) eingesetzt. Danach wird die Deckelplatte wieder befestigt, wodurch der betriebsbe­ reite Zustand hergestellt ist. Der Duschende stellt sich auf die rutschsichere Standfläche (Fig. 1a: 17). Beim Duschvorgang ist nun das Abwasser gezwungen, seinen Weg über das Schmutzsieb (Fig. 1a, b, d: 18) durch den gewundenen Kanal (Fig. 1b, c, d: 19), welcher durch schlecht wärmeleitende Kunststoffwände (Fig. 1b, c, d: 20) begrenzt wird, und die Abflußöffnung (Fig. 1b, c: 21) im Rohrstopfen zu nehmen. Hierbei strömt es an einer gewundenen Kupferrohrschlange (Fig. 1b, c, d: 22) vorbei, durch welche kaltes Frischwasser im Gegenstrom fließt. Dabei wird das Abwasser abge­ kühlt und im Gegenzug das kalte Frischwasser erwärmt. Im Abwas­ serkanal gestaute Luft kann durch in die Belüftungshaube (Fig. 1a, c, d: 23) eingelassene Belüftungsöffnungen (Fig. 1c, d: 24) entweichen, die auch je nach Anordnung der Mischarmaturen als alternative Wasserschlauchdurchführung dienen können. Zur Reinigung der Anlage kann die Deckelplatte entfernt und die Kup­ ferrohrschlange entnommen werden. Nach dem Duschvorgang kann die Anlage zur Entfernung stehenden Abwassers aus der Duschwanne und der Anlage selbst senkrecht mit der Belüftungshaube zum Boden der Duschwanne hin zeigend gegen die Wand gelehnt werden.

Beschreibung der fest installierten Form

Bei dieser Form ist die Wärmetauschereinheit fest mit dem Ab­ flußrohr verbunden und unterhalb der Duschwanne (Fig. 2a, b: 1) bzw. Duschanlage angebracht. Das warme Abwasser strömt durch den Siphon (Fig. 2a, b: 2) in ein doppelwandiges, spiralförmig gewun­ denes Rohr, zwischen dessen innerer (Fig. 1a, b: 3) und äußerer (Fig. 2a, b: 4) Wand kaltes Wasser im Gegenstrom erwärmt wird. Anschließend verläßt das nun abgekühlte Abwasser die Anlage durch den Auslaß (Fig. 2a, b: 5) zur Kanalisation. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten ist die Rohrschlange mit einem festen, wärme­ dämmenden Kunststoff umschäumt (Fig. 2a, b: 6), der zugleich bei der Installation als Auflage für die Duschwanne dient. Der zu- (Fig. 2a, b: 7) bzw. abführende (Fig. 2a, b: 8) Frischwasseran­ schluß wird bei dieser Ausführung an die vorhandene Kaltwasser- Duschinstallation angeschlossen.

Bei großen, öffentlichen Duschanlagen kann wahlweise zur Vermei­ dung von Wärmeschwankungen bei stark unterschiedlichem Duschbe­ trieb ein wärmeisolierter Puffer-Speichertank in das Frischwas­ sersystem zwischen Wärmetauscher und Mischbatterie(n) eingebaut werden.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zugeführtes kaltes Frischwasser durch die Ab­ wasser-Restwärme im Gegenstromprinzip vorgewärmt wird, wobei das Abwasser in stetiger Strömung gehalten wird und die Wärme­ tauscherelemente glatte Oberflächen und/oder leichte Zerlegbar­ keit aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß beim Duschvorgang entstehendes warmes Abwasser die Abwasserseite des Wärmetauscherelementes vor seinem Eintritt in das Abflußrohr der Duschwanne durchströmt und die Frischwasser­ seite des Wärmetauscherelementes mittels Schläuchen und An­ schlußstücken in den Kaltwasserzufluß der Duscharmatur montiert wird (nachrüstbare Ausführung).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß das beim Duschvorgang entstehende warme Abwasser die Abwasserseite des Wärmetauscherelementes nach seinem Austritt aus dem Siphon des Abflußrohres der Duschanlage durchströmt (fest installierte Ausführung).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß das beim Duschvorgang entstehende warme Abwasser die Abwasserseite des Wärmetauscherelementes der Schwerkraft folgend ohne hydrostatisches Druckgefälle durchströmt.