WO2010111998A2 - Wastewater pipe having a fresh water guide device and heat exchanger - Google Patents
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Definitions
- the invention relates on the one hand to a sewage pipe with a fresh water guide device for transferring heat energy between a sewage and a fresh water, the sewage pipe and the fresh water guide having a common partition, and the fresh water flowing steadily from a fresh water inlet to a fresh water outlet counter to a sewage flow direction the wastewater is guided.
- the invention relates to a sewer pipe with a fresh water device for transferring heat energy between a wastewater and a fresh water, wherein the sewer pipe and the Frischwasserleit styles have a common partition.
- the invention relates to a heat exchanger with such a sewer pipe.
- Generic sewage pipes or heat exchangers are well known from the prior art and are intended to deliver heat energy of the waste water to a fresh water, whereby the fresh water is preheated, so that then less heating energy must be expended to heat the fresh water.
- German Utility Model DE 20 2006 012 197 U1 discloses cryogenic water preheating during showering via wastewater, in which the waste water is passed through a heat exchanger after leaving a shower tray.
- a cold water line within the heat exchanger along a waste water flow direction of a sewer pipe back and forth wherein the guided through the heat exchanger so fresh water can be preheated by the warmer wastewater.
- the disadvantage here is that the fresh water line is guided not only against the waste water flow direction but also in the direction of the waste water flow direction, since optimal heat transfer between two media usually, can only be achieved in the counterflow principle. In this respect, the heat exchanger can not be used optimally effectively.
- DE 10 2004 053 996 A1 discloses a heat exchange device for waste water, in which a fresh water line runs in thermal contact with the outside of the waste water pipe, the fresh water between a fresh water inlet and a fresh water outlet being repeatedly in relation to the water Wastewater flow direction is guided back and forth to thereby achieve a heat energy transfer from the wastewater to the fresh water out.
- the fresh water supply is formed by means of guide rails, which are arranged between the sewer pipe and an outer wall of the fresh water line.
- a sewage pipeline with a heat exchanger for sanitary facilities is also known from the further publication DE 11 2005 000 226 T5, in which a heat exchanger element of a heat exchanger is inserted into a sewage pipeline.
- the heat exchanger element consists essentially of wound copper tubes, which can be lapped directly by a wastewater, with thermal energy of the waste water to the wound copper tubes flowing fresh water can be discharged.
- the disadvantage here is that the wastewater flows around a copper pipe spiral directly, so that it is necessary that the wastewater is largely free of impurities. Otherwise there is a high risk of contamination, which permanently adversely affects the performance of the heat exchanger. In this respect, a pre-cleaning of the wastewater is required, whereby the structural complexity for operating the heat exchanger is unfavorably high
- the object of the invention is achieved by a sewage pipe with a fresh water device for transferring heat energy between a sewage and a fresh water, in which the sewage pipe and the fresh water device form a common sewage pipe. having the same partition, wherein the fresh water is continuously led from a fresh water inlet to a fresh water drain against a waste water flow direction of the waste water, and means for deflecting the fresh water are provided transversely to the waste water flow direction, so that the fresh water is also guided with a counterflow direction across the waste water flow direction.
- the fresh water in the transverse direction to the wastewater flow direction preferably repeatedly divert, thereby achieving that the fresh water can dwell much longer in the Frischwasserleit adopted the sewer pipe in its steady promotion in the opposite direction to the waste water flow direction.
- the heat energy of the wastewater can be given much longer and thus better to the fresh water which flows through the Frischwasserleit adopted the sewer pipe.
- sewage pipe here describes any sewage device through which wastewater can be discharged into a sewage system or the like, preferably a sewage pipe, which can be easily integrated into a sewage pipe of a sanitary facility of a building
- the present wastewater pipe ideally includes suitable connection flanges or connection sleeves, in order to make it easy to fit a commercial one Sewer pipe, about the size of DN 50 or DN 100 or the like to connect.
- the fresh water guiding device has a tubular housing which at least partially surrounds the present sewage pipe.
- Such a common partition wall can be structurally particularly simply represented by the existing pipe wall of the sewage pipe, wherein this sewage pipe wall at the same time forms the inner wall of the present fresh water guide device.
- the object of the invention is achieved by a sewage pipe with a Frischwasserleit adopted for transferring heat energy between a wastewater and a fresh water, wherein the sewage pipe and the Frischwasserleit nails have a common partition, are provided in which means for consolidating the common partition wall.
- the common partition can be made particularly thin-walled, if it can be additionally consolidated or stabilized by such strengthening means. As a result, the effectiveness of the heat energy transition between see the wastewater and the fresh water can be significantly increased.
- the strengthening means are particularly advantageous in view of the prevailing higher pressure conditions within the Frischwasserleit Anlagen, since often the fresh water with more than 8 bar, for example, a mixer fitting a shower or the like is supplied. These pressure conditions can have an adverse effect on the strength or on the stability of the common partition, especially when it comes in the Frischwasserleit adopted in addition to pressure surges in the fresh water.
- stoppers arranged in the fresh water flow channel also do not adversely affect the outer mass of the present sewage pipe.
- the common partition at least partially has a partition wall thickness of less than 1.5 mm or less than 1 mm, preferably less than 0.8 mm.
- the wall thickness is 0.5 mm, as practical tests have shown that this heat transfer performance can be significantly increased.
- partition wall thickness may depend in particular on the diameter of the sewer pipe, with thinner sewer pipes and thinner partition wall thicknesses can be realized.
- the object of the invention is also achieved by a sewage pipe with a fresh water device for transferring heat energy between a wastewater and a fresh water
- the sewage pipe and the Frischwasserleit nails have a common partition wall, and the common partition at least partially has a wall thickness of less than 1.5 mm or less than 1 mm, preferably less than 0.8 mm.
- the effectiveness of the heat transfer can be substantially improved by means of a particularly thin common partition wall that even small amounts of heat energy of the wastewater can already be used advantageously for a freshwater pre-heating.
- the object of the invention is in particular also achieved by a heat exchanger for transferring heat energy from a first medium to another medium, wherein the heat exchanger is through a sewer pipe according to one of the features and / or Characteristic combinations distinguished.
- An advantageous embodiment variant of the present invention provides at least one forced transverse guidance device for fresh water, which is arranged within a fresh water guide channel of the fresh water guiding device.
- the forced transverse guidance device By means of the forced transverse guidance device, the fresh water can also be conducted transversely to the direction of the waste water flow in the direction of the flow of the latter.
- Such forced transverse guidance devices can structurally configure the present deflection means in a particularly simple manner.
- one of the forced transverse guidance devices cumulatively or alternatively designed such that at least one forced transverse guide device forms a Festistsspant for the common partition, can be designed structurally simple means of such forced transverse guide means at the same time the present restraining means.
- a preferred embodiment provides that the deflecting means and / or the consolidating means comprises a fresh water baffle arranged substantially transversely to the direction of waste water flow, between the common dividing wall and a raw-type housing of the fresh water guide device.
- fresh water baffle device can be designed in many ways in order to achieve such thorough mixing of the fresh water.
- the deflecting means and / or the consolidating means form a meandering device, by means of which the fresh water is guided meandering through the fresh water guiding device with respect to the sewage flow direction, which offers a further possibility of extending the path of the fresh water through the fresh water guiding device ,
- Such a meandering device can be structurally simple formed by suitably arranged fresh water baffles.
- a particularly preferred embodiment provides that the deflecting means and / or the fastening means are arranged helically around the sewage pipe.
- the deflecting means and / or the fastening means are arranged helically around the sewage pipe.
- the fresh water can be guided around on its way in the direction of counterflow around the entire outer surface of the sewage pipe, whereby the fresh water can travel a particularly long way within the fresh water device.
- a related embodiment also provides that the deflecting means and / or the fastening means are arranged as a single helical structure or as a multiple helical structure around the sewage pipe. This also makes it possible to provide a corresponding fresh water guide channel in a structurally simple manner.
- the deflection means and / or the production means comprise a circular frame or a ring frame.
- a ring or circular frame is arranged, for example, transversely to the wastewater flow direction within the fresh water guide device and can be provided, for example, by means of a forced transverse guide device.
- such a circular frame is designed such that it the fresh water flow channel between the common partition wall and the housing outer wall of the Frischwasserleit adopted completely closes, it is advantageous if the deflection and / or consolidation means have a passage for fresh water.
- the flow behavior of the fresh water within the fresh water guiding device can additionally be advantageously influenced.
- a fresh water passage opening of the first deflecting means and / or first consolidating means and a further fresh water passage opening of adjacent further deflecting means and / or adjacent further tightening means are arranged mirror-inverted relative to one another.
- a meandering fresh water through the fresh water guide can be realized structurally simple here by a meandering fresh water through the fresh water guide.
- the effectiveness of heat energy transfer from the waste water to the fresh water can be increased if the deflection means and / or consolidation means comprise a heat conducting device.
- the heat energy from the wastewater can be transmitted much better to the fresh water, if, for example, the fresh water can flow around this heat conduction in directly.
- a heat-conducting device can for example also be formed directly from the above-described single-helical structures or multiple helical structures and / or from a ring or circular frame. As a result, the structural complexity of the present sewage pipe can be further substantially reduced.
- a particularly good thermal energy transfer between the sewer pipe or the common partition wall and such a heat conduction device can be achieved if the heat conduction device is firmly bonded to the common partition wall. is orders. In particular, welding, soldering, pressing and / or adhesive connections are suitable for this purpose. In this case, the connection material is ideally to be chosen such that the best possible unimpeded thermal conductivity can be achieved.
- the heat-conducting device also has a material thickness of less than 1.5 mm or less than 1 mm, heat energy transfer between the waste water and the fresh water can be made even more effective.
- a further increase in efficiency in terms of heat energy transfer between the waste water and the fresh water can be achieved by means for swirling the fresh water within the fresh water guide.
- the swirling means comprise a swirling device, by means of which the fresh water within the fresh water guiding device can be set in rotation, an exceptionally good mixing of warmer areas and colder areas of the fresh water can be ensured within a fresh water guiding channel.
- the swirling means can be of various shapes.
- such a swirl device is formed directly by the deflection means or by the fastening means.
- the swirl device structurally very easily can immediately comprise a forced transverse guide device which is arranged transversely within a fresh water channel of the fresh water guiding device.
- the swirl device comprises a spiral formation which is arranged longitudinally within a fresh water guide channel of the fresh water guide device.
- Such a spiral structure can be produced, for example, structurally particularly simply by means of a spirally twisted spiral plate.
- the above-described Zwangsquer entries are particularly in the form of circular and / or Ringspante also statically positive on the entire structure of the heat exchanger, in particular on the sewer pipe, from.
- the material thickness of the sewer pipe especially in the area of Frischwasserleit
- an advantageous honeycomb-like structure can be created within the fresh water guiding device.
- a statically suitable additional connection of a positive guidance device with a housing of the fresh water guide, such as an outer tube an even higher static load capacity of the heat exchanger can be achieved.
- the forced transverse guidance devices can also be machined out of a blank by removal, boring, milling or similar processes, which then forms a corresponding wastewater pipe. It is advantageous in this case that an essentially homogeneous material structure is present which can additionally positively influence a thermal conductivity. This in turn can have a positive effect on the statics or on the reduction of the wall thickness of the drainpipe.
- the forced transverse guide devices can be particularly easily tapered radially outward can be made, whereby the heat transfer can be further improved, as already described above.
- the forced-circulation devices described here are permeated with very fine fresh-water passages at least in some areas, but preferably only so far that a fresh-water main flow within the fresh-water conducting device is only minimally weakened, and only so far the statics with respect to a Kreisspants is not endangered.
- an even higher surface in the heat exchanger can be achieved.
- the finest fresh water passages can help to disrupt the inevitably forming heat film on the surface of the heat conductors.
- the circular ribs or heat fins can also be made by sheet metal plates. For example, by using metal strips, which can be brought to shape by bending or bends of the sheet, a manufacturing form can be selected by means of minimized material waste can be produced particularly cost.
- FIG. 1 schematically shows a view of a first embodiment of a heat exchanger with a wastewater pipe arranged concentrically in a fresh water guide device and with forced transverse flow devices each comprising a plurality of fresh water passage openings of different sizes;
- FIG. 2 schematically shows a first cross-sectional view of the heat exchanger of FIG. 1 along section line A-A;
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the heat exchanger of FIGS. 1 and 2 along section line B-B; FIG.
- FIG. 4 schematically shows a view of a further exemplary embodiment of a heat exchanger with a wastewater pipe arranged centrally in a fresh water guide device and with forced transverse guide devices each comprising a fresh water passage opening;
- FIG. 5 is a schematic view of a 90 ° rotated view of the heat exchanger of FIG. 4;
- FIG. 6 shows schematically a first cross-sectional view of the heat exchanger from FIGS. 4 and 5 along the section line C-C;
- FIG. 7 schematically shows a further cross-sectional view of the heat exchanger from FIGS. 4 to 6 along the section line D-D;
- FIGS. 4 to 7 schematically shows a detailed view of a region of the heat exchanger from FIGS. 4 to 7 with an intermediate rib
- FIG. 9 shows schematically a view of another exemplary embodiment with a wastewater pipe likewise centrally arranged in a fresh water guide device and with a volume flow distribution device;
- FIG. 12 schematically shows a view of an additional exemplary embodiment of a heat exchanger with swirling devices comprising openings
- FIG. 13 schematically shows a detailed view of a rotation function of the swirl devices within a fresh water guide channel
- FIG. 14 schematically shows a first cross-sectional view of the heat exchanger from FIGS. 12 and 13 along the section line E-E;
- FIG. 15 shows a schematic cross-sectional view of the heat exchanger from FIGS. 12 to 14 along the section line F-F;
- FIGS. 12 to 15 shows schematically a further view of the heat exchanger from FIGS. 12 to 15;
- FIG. 17 is a schematic plan view of one of the swirling devices of the heat exchanger of FIGS. 12 to 16;
- FIG. 18 schematically shows a cross section of one of the swirling devices of the heat exchanger from FIGS. 12 to 17; FIG. and
- FIG. 19 schematically shows an alternative swirl device in the form of a spiral plate.
- the heat exchanger 1 shown in FIG. 1 consists essentially of a sewage pipe 2 with a fresh water-conducting device 3, wherein the sewage pipe 2 in this heat exchanger 1 is arranged concentrically within the fresh-water-conducting device 3.
- the Frischwasserleit worn 3 is equipped in this first embodiment with a tubular housing 4.
- the sewage pipe 2 is arranged substantially approximately two-thirds of its diameter above a horizontal center plane 5 of the heat exchanger 1.
- the sewage pipe 2 is slightly inclined relative to this horizontal center plane 5 of the heat exchanger 1 and thus to the fresh water guide 3. order, so that a wastewater always flows from an inlet region 6 of the sewer pipe 2 to a discharge region 7 of the sewer pipe 2, provided that the heat exchanger 1 is properly installed horizontally aligned.
- a wastewater flow direction 8 which is directed from the inlet region 6 to the outlet region 7 through the sewage pipe 2, always results at the heat exchanger 1.
- the sewage pipe 2 with respect to the horizontal center plane 5 is approximately inclined by 1 degree (not explicitly drawn).
- the present heat exchanger 1 operates according to the counter-flow principle, whereby a particularly high efficiency of heat energy transfer from the wastewater to the fresh water can be achieved.
- the waste water which comes for example from a shower
- the fresh water which is passed through the Frischwasserleit Road 3 through about a mixer tap (not shown here), for example, the above-mentioned shower device.
- the heat exchanger 1 is characterized in that the waste water pipe 2 and fresh water 3 at least in the area of Frischwasserleit Rhein 3 has a common partition 12, so that the wastewater within the sewer pipe 2 and the fresh water within the fresh water 3 only this common partition 12 are separated from each other. As a result, heat energy transfer can take place directly only through the common partition wall 12, as a result of which the heat exchanger 1 once again experiences an increase in efficiency.
- the present heat exchanger 1 is characterized in a particularly advantageous manner in that the fresh water guiding device 3 has a plurality of forced transverse guidance devices 13 in the form of deflecting means 14, which supply the fresh water in particular. deflect special transversely to the wastewater flow direction 8 within the fresh water 3.
- the forced crossflow devices 13 and the deflecting means 14 are formed as baffles 15 with fresh water passage openings 16 (see in particular FIGS. 2 and 3), so that along the horizontal center plane 5 a meandering fresh water guide channel 17 results the way of fresh water through the Frischwasserleit worn 3 through substantially in the main direction of counterflow 11 extended.
- the fresh water guided through the fresh water guide device 3 or through the fresh water guide channel 17 can remain in contact with the common partition wall 12 much longer. Due to this, heat energy transfer from the waste water to the fresh water is further improved.
- sectional view A-A can be seen on the baffle plate 15 shown there on the right fresh water passage openings 16, whereas left in dashed line the fresh water passage openings 16 of a baffle plate behind are indicated.
- the fresh water passage openings 16 arranged below are provided with a larger cross section than fresh water passage openings 16 lying above them. This achieves that the lower area of the fresh water guiding device 3 , So in particular the area of the fresh water 3 below the horizontal center plane 5, much more fresh water can be flowed through as overlying areas. This is particularly advantageous when the wastewater pipe 2 is not completely filled with wastewater, but for example only in its lower third, which then more heat energy can be transferred from the wastewater to the fresh water, which amplifies the fresh water 3 at the bottom flows through. This also advantageously an increase in effectiveness of the heat energy transfer between the wastewater and the fresh water can be achieved.
- the present forced lateral guide devices 13 or the baffles 15 not only perform the function of deflecting means 14, but also each have a reinforcing function for the sewage pipe 2, in particular for the common partition wall 12 of the heat exchanger 1.
- the heat exchanger 1 has, in addition to the deflection means 14, also firming means 19 for strengthening the common partition, so that it can be advantageously designed particularly thin-walled.
- the dividing wall thickness of the common dividing wall 12 is only 0.5 mm, so that the heat energy transfer between the waste water and the fresh water can be substantially further improved.
- the common partition 12 which is yes in direct contact with the fresh water, by the strengthening means 19th is reinforced, so that an implosion of the sewer pipe 2 due to the relatively high pressure within the fresh water device 3 can be avoided.
- the tightening means 19 are advantageously each formed as a circular frame 20.
- the circular frame 20 extends between the common partition wall 12 and the tubular housing 4 of the fresh water guide device 3, so that a baffle plate 15 can be provided with the fastening means 19 at once.
- the baffles 15 and the circular mullion 20 are used immediately as a heat conducting means 21, which further improve a heat energy transfer between the wastewater and the fresh water significantly.
- the baffles 15 and the circular rib 20 are materially connected to the common partition wall 12 and also have a material thickness of less than 1 mm, so that they can derive the heat energy particularly fast to the fresh water or cooled particularly fast by the fresh water can be. As a result, the heat energy from the wastewater can be dissipated as quickly as possible to these heat-conducting devices.
- the present forced transverse guide means 13 not only take on the function of deflecting means 14 or of strengthening means 19 but also immediately the function of a heat conducting device 21, so that the present heat exchanger 1 can be used particularly effectively. All this is enormously advantageous in order to be able to transfer even low heat energy from the wastewater to the fresh water.
- the total cross section of the fresh water passage openings 16 should ideally be much larger than the cross section of the surrounding fresh water lines (not shown here), in order to avoid that in the heat exchanger 1 too large pressure losses can occur. The same also applies in the flow cross-section between the tubular housing 4 and the common partition wall 12.
- FIGS. 4 to 8 a further exemplary embodiment of a heat exchanger 101 comprising a sewage pipe 102 with a fresh water guide 103 is shown.
- the fresh water guide 103 has a tubular housing 104 with a fresh water inlet 109 and a fresh water outlet 110.
- the sewage pipe 102 has an inlet region 106 and an outlet region 107 and thus a wastewater flow direction 108, which is directed from the left to the right in FIGS. 4 and 5.
- the sewage pipe 102 is arranged centrically opposite the fresh water guide 103 so that a horizontal center plane 105 is not only centered with respect to the fresh water guide 103 but also with respect to the sewage pipe 102.
- the heat exchanger 101 operates according to the principle of a countercurrent heat exchanger, so that the fresh water is passed through a fresh water duct 117 of the fresh water guide 103 counter to the waste water flow direction 108.
- the waste water pipe 102 and the fresh water guide 103 have a common partition 112, which in the present case likewise has a partition wall thickness of 0.5 mm.
- tightening means 119 are each provided in the form of a circular ruff 120 (see in particular also FIGS. 6, 7 and 8).
- Each of these circular guards 120 likewise provides a forced transverse guidance device 113, by means of which deflection means 114 can be realized within the fresh water guiding device 103.
- all the forced-transverse-guiding devices 113 of the fresh-water guiding device 103 design corresponding baffle plates 115, wherein each of the baffle plates 115 has a single fresh-water passage opening 116.
- Each of these fresh water passage openings 116 is provided in the upper area of the fresh water guide device 103.
- a separating longitudinal wall 125 is disposed within the Frischwasserleit acquired 103 between the common partition wall 112 and the tubular housing 104 of Frischwasserleit responded 103.
- the Frischwasserleit acquired 103 is divided in the upper region in a vertical center plane 118 of the heat exchanger 101 in a right half and in a left half.
- the heat exchanger 101 is depicted along the section line D-D, the circular frame 120 lying in the section line D-D having its fresh water passage opening 116 to the left of the dividing longitudinal dividing wall 125.
- the passage opening 116 of the circular shawl 120 from FIG. 6 is shown lying behind it.
- Both representations according to FIGS. 6 and 7 show the respective circular frame 120 from a viewing direction which is directed in the direction of waste water flow 108.
- the heat conduction device 121 extends in the form of a Kreisspants 120 from the common partition 112 to the tubular housing 104 of Frischwasserleit responded 103, projects the embosseleitrippe 126 only to about half in the Frischwasserleitkanal 117, so that the embosseleitrippe 126 Although a Can form baffle 115, but no forced transverse guide means 113 in the sense of the deflection 114 represents.
- the bacteriarmleitrippe 126 also forms fixing means 119 for the waste water pipe 102 and for the common partition wall 112 in the form of a arranged around the sewage pipe 102 ring frame 129th
- Both the respective heat-conducting device 121 and the respective intermediate heat-conducting rib 126 taper continuously with increasing radial distance, so that the heat-conducting device 121 or the intermediate heat-conducting ribs 126 are made thicker in the region of the common partition wall 112 than at their tubular housing 104 of the fresh-water conducting device 103 facing ends. In this way, a further improved heat transfer between the wastewater and the fresh water can be realized.
- the common dividing wall 112 has a dividing wall thickness 130 which is substantially smaller than a thickness 131 of the tubular housing 104.
- the dividing wall thickness 130 of the common dividing wall 112 shown here of the sewer pipe 2 is only 0.5 mm, so that an exceptionally good thermal energy transfer between the wastewater and the fresh water can take place.
- Fresh water flow advantageously passed around the entire lateral surface of the sewage pipe 102, whereby an even higher residence time of the fresh water within the Wärmü- Bertragers 101 can be achieved, which in turn ideally leads to an even higher outlet temperature and performance of the heat exchanger 101.
- the fresh water is passed through the heat exchanger 101 in a particularly effective manner by means of the heat fins 121 and the dividing longitudinal dividing wall 125.
- the flow cross sections are also to be dimensioned here in such a way that a critically increased pressure drop in the heat exchanger 101 can not occur in order not to impair subsequent technical devices (not shown). Therefore, the cross section of the fresh water passage openings 116 should ideally correspond to the cross section between the common partition 112 and the tubular housing 104 times the distance of the heat fins 121.
- another heat exchanger 201 likewise consists of a sewage pipe 202 with a fresh water guide device 203, the sewage pipe 202 being placed centrically opposite a tubular housing 204 of the fresh water guide device 203.
- the wastewater flows from an inlet region 206 to an outlet region 207 through the sewage pipe 202 with a waste water flow direction 108.
- the fresh water is accordingly passed through the fresh water guide device 203 with a main counterflow direction 211, wherein the fresh water device 208 is attached to the tubular housing 204 a fresh water inlet 209 and a fresh water outlet 210 are provided.
- the sewage pipe 202 and the fresh water guide 203 have a common partition wall 212, which is very thin-walled, in order to ensure a more effective heat energy transfer between the wastewater and the fresh water here.
- the common dividing wall 212 has a dividing wall thickness of 0.5 mm, wherein for stabilizing or consolidating this very thin-walled common dividing wall 212 corresponding strengthening means 219 in the form of dividing longitudinal dividing walls 225 (numbered here only by way of example) are provided.
- the dividing-length dividing walls 225 are concentrically distributed around the sewage pipe 202, with each of the dividing-length dividing walls 225 extending from the common dividing wall 212 to the tubular housing 204 of the fresh-water conducting device 203.
- a plurality of fresh-water conduits 217 are provided in the longitudinal direction of the heat exchanger 201, so that the Fresh water within the fresh water guide 203 according to a main counterflow direction 211 can be passed through the heat exchanger 201.
- a baffle plate 215 with differently sized fresh-water passage openings 216 is arranged inside the fresh-water guide device 203.
- the fresh water passage openings 216 with the larger cross sections are located below a horizontal center plane 205 of the heat exchanger 201, so that a larger fresh water volume flow can flow through the fresh water guide 203 in this area than is possible above the horizontal center plane 205.
- the partition longitudinal partition walls 225 can well perform functions of heat fins since they are arranged along the main counterflow direction 211 in a star arrangement. Although they do not function as a circle or ring frame, they also fulfill static properties here.
- the additionally inserted baffle 215 not only increases the stability, but at the same time advantageously splits the flow of fresh water.
- the fresh water flow can be split by the different sized fresh water passage openings 216 in the baffle 215 so that where the highest heat potential is in terms of wastewater, most of the fresh water can be available.
- FIG. 112 Another advantageous fresh-water duct 317 of a fresh-water duct 303 of a sewage pipe 302 shows an additional exemplary embodiment of a heat exchanger 301 according to FIG. 11.
- the sewage pipe 302 is arranged centrally relative to the fresh-water duct 303, the sewage pipe 302 and the fresh-water duct Device 303 have a common partition wall 312.
- the Frischwasserleit Rhein 303 also has a tubular housing 304, which surrounds the sewer pipe 302 at least partially.
- the wastewater is passed according to the wastewater flow direction 308 passed through the heat exchanger 301, while the fresh water flows through the heat exchanger 301 according to a main counterflow direction 311.
- either a single helix formation 340 or a multiple helix formation 341 can extend helically in the main counterflow direction 311 around the waste water pipe 302.
- the fresh-water guide channel 317 can be realized in a particularly simple manner within the fresh-water conducting device 303 or between the sewage pipe 302 and the tubular housing 304.
- the fresh water is helically guided around the entire waste water pipe 302, whereby the residence time and the path of the fresh water within the Frischwasserleit Rhein 303 can be significantly extended so that a heat transfer between the wastewater and the fresh water designed all the more effective can be.
- both helical structures 340 and 341 strengthening means 319 for stabilizing or consolidating the sewage pipe 302 it is structurally simple to design so that a particularly thin common dividing wall 312, ideally with a dividing wall thickness of 0.5, also with regard to the heat exchanger 301 mm or less can be created.
- the two helix formations 340 and 341 can either be drawn around the waste water pipe 302 as a smooth sheet or brought to the shape of the respective helix formation 340, 341 by striking the sheet.
- An advantage of the smooth sheet is a lesser one Flow resistance, whereby the fresh water channel can be kept correspondingly smaller.
- An advantage of the folded sheet is a higher static stability and a larger surface area of a heat conducting device formed thereby.
- the respective helix formation can therefore also be executed as a double or multiple helix formation 341, it being important to ensure that a fresh water inlet and a fresh water outlet is ideally designed so that all fresh water channels formed are flowed through uniformly, and that the sum of the individual Frischwasserleitkanal - Cross sections gives the required total flow area.
- a further advantage of the embodiment as a helical formation 340, 341 is that the fresh water does not undergo such strong flow direction changes as in the above-described embodiments, resulting in less friction and thus less
- the respective helix 340, 341 can thereby be greatly reduced in the slope, which can advantageously lead to more heat rib surface can be provided in the heat exchanger, less slope equal to more coiling on the same length.
- a particular further advantage of such helical structures 340, 341 is the fact that they do not have to have a fixed installation position, whereby the manufacturing and / or assembly can be made particularly simple with lower installation tolerances. Furthermore, they almost always work optimally and they vent themselves completely independently.
- a sewage pipe 402 is arranged centrically opposite a fresh water-conducting device 403 of the heat transfer 401, wherein the fresh water-conducting device 403 comprises a tubular housing 404 which at least constitutes the sewage pipe 402 partially encased.
- a fresh water passage 417 is configured, wherein the pipe wall of the Sewage pipe 402 again forms a common partition wall 412 with respect to the sewer pipe 402 and the fresh water guide 403.
- the fresh water guide device 403 also has forced transverse guide devices 413, which, as explained above, can be configured on the one hand as deflecting means 414 and on the other hand as strengthening means 419 or heat conducting devices 421.
- the forced transverse guide devices 413 present here take on three functions, namely first to redirect the fresh water routed through the fresh water guide 403 transversely to a main counterflow direction 411 of the fresh water, secondly to stabilize or consolidate the common partition wall 412 and thirdly to transfer heat energy from the waste water to fresh water to improve, as already extensively explained above with reference to the other embodiments.
- the swirling devices 452 used with respect to the heat transfer 401 are formed directly by the forced transverse guide devices 413, in that the forced transverse guiding devices 413 configure extensions 453 (here only as an example), by means of which the fresh water can be set in rotation 451.
- the abutments 453 are introduced at an angle 454 not equal to 90 ° to the flow direction of the fresh water into the forced transverse guiding device 413, so that, viewed in the direction of flow of the fresh water guide channel 417, an inclined plane is formed.
- the fresh water flowing through the fresh water conduit 417 follows, for example due to friction and the existing flow resistance, the geometry of the swirling means 452 and is thereby mixed.
- a downward or upward flow 456 (here only exemplified) in the edge region transverse to the main counter-flow direction 411 is the result. If now every other one of the forced transverse-guiding devices 413 mirror inverted (see in particular FIGS. 14 and 15) to the first one, the fresh water is led up at a first forced transverse-guidance device 413 and led down to the nearest forced-transverse device 413, whereby the fresh water within the Fresh water duct 417 begins to rotate.
- a first of the swirling devices 452 according to the section line E-E is represented by the heat exchanger 401.
- a mirror-inverted further swirling device 452 is depicted with the representation according to FIG. 15 along the section line F-F of the heat exchanger 401.
- FIG. 17 a plan view of such a swirl device 452 of the heat exchanger 401 is illustrated in more detail again. Good to see is the outer edge of the forced transverse guide device 413, which provides the swirl device 452. This outer edge 458 is ideally connected to the inside of the tubular housing 404.
- the abutments 453 and the oblique planes 455 provided or formed thereby, which laterally form the outer edge 458 radially further inward edges 459 (numbered here only by way of example).
- the radially further inwardly lying edges 459 are in this case facing the common partition wall 412, wherein the forced guidance devices 413 in the sense of heat conduction devices 421 are ideally connected in a materially bonded manner to the common partition wall 412.
- one of the forced-transverse-guiding device 413 configured as a swirl device 452 is again represented with respect to the fresh-water duct 417 in cross-section between the common partition wall 412 and the tubular housing 404, the inclined plane 455 of the swirl device 452 of FIG a first folding edge 461 extends to a second folding edge 462.
- the second folding edge 462 is shown hidden in the illustration according to FIG. 18.
- the two folding edges 461 and 462 are also marked on the additional detail monitor 457 (FIG. 17).
- An alternative to the swirling means 452 swirling device 465 is shown with the illustration of FIG. 19.
- the alternative swirl device 465 is configured in the form of a spiral plate 466, which extends along a longitudinal axis 467.
- the alternative swirl device 465 can be inserted into virtually any desired fresh water guide channel, wherein the alternative swirl device 465 in the form of the spiral plate 466 can likewise set the fresh water into rotation.
- spiral plates 466 can be installed in all embodiments. But they can also be used to retrofit existing heat exchangers and thereby increase their effectiveness.
- spiral sheets 466 can be made simply by twisting strip material and thereby be brought to the desired flow channel geometry by processing their outer shape.
- connections for the various embodiments to a fresh water line and a service water line will not be described or illustrated in detail here. They are ideally designed to be compatible with common, marketable systems. For example, they are suitable for compression sleeves, Lötfittinge, fittings, push-in sleeves, flanges or the like.
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Abstract
Description
Abwasserrohr mit einer Frischwasserleiteinrichtung sowie Wärmeübertrager Wastewater pipe with a fresh water and heat exchanger
[01] Die Erfindung betrifft einerseits ein Abwasserrohr mit einer Frischwasserleiteinrichtung zum Übertragen von Wärmeenergie zwischen einem Abwasser und einem Frischwasser, wobei das Abwasserohr und die Frischwasserleiteinrichtung eine gemeinsame Trennwand auf- weisen, und wobei das Frischwasser stetig von einem Frischwasserzulauf zu einem Frischwasserablauf entgegen einer Abwasserströmungsrichtung des Abwassers geführt ist. Andererseits betrifft die Erfindung ein Abwasserrohr mit einer Frischwasserleiteinrichtung zum Übertragen von Wärmeenergie zwischen einem Abwasser und einem Frischwasser, wobei das Abwasserrohr und die Frischwasserleiteinrichtung eine gemeinsame Trennwand aufweisen. Außerdem betrifft die Erfindung einen Wärmeübertrager mit einem derartigen Abwasserrohr.[01] The invention relates on the one hand to a sewage pipe with a fresh water guide device for transferring heat energy between a sewage and a fresh water, the sewage pipe and the fresh water guide having a common partition, and the fresh water flowing steadily from a fresh water inlet to a fresh water outlet counter to a sewage flow direction the wastewater is guided. On the other hand, the invention relates to a sewer pipe with a fresh water device for transferring heat energy between a wastewater and a fresh water, wherein the sewer pipe and the Frischwasserleiteinrichtung have a common partition. Moreover, the invention relates to a heat exchanger with such a sewer pipe.
[02] Gattungsgemäße Abwasserrohre bzw. Wärmeübertrager sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und sollen dazu dienen, Wärmeenergie des Abwassers an ein Frischwasser abzugeben, wodurch das Frischwasser vorgewärmt wird, so dass anschließend weniger Heizenergie aufgewendet werden muss, um das Frischwasser aufzuheizen.Generic sewage pipes or heat exchangers are well known from the prior art and are intended to deliver heat energy of the waste water to a fresh water, whereby the fresh water is preheated, so that then less heating energy must be expended to heat the fresh water.
[03] Beispielsweise ist aus der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2006 012 197 Ul eine KaIt- wasservorwärmung beim Duschen über Abwasser bekannt, bei welcher das Abwasser nach dem Verlassen einer Duschwanne durch einen Wärmeübertrager hindurch geführt wird. Hierbei ist eine Kaltwasserleitung innerhalb des Wärmeübertragers entlang einer Abwasserströmungsrichtung eines Abwasserrohrs vor- und zurückgeführt, wobei das derart durch den Wärmeübertrager geführte Frischwasser von dem wärmeren Abwasser vorgewärmt werden kann. Nachteilig hierbei ist es jedoch, dass die Frischwasserleitung nicht nur entgegen der Abwasserströmungsrichtung sondern auch in Richtung der Abwasserströmungsrichtung geführt ist, da eine optimale Wärmeübertragung zwischen zwei Medien in der Regel, nur im Gegenströmungsprinzip erzielt werden kann. Insofern kann der Wärmeübertrager nicht opti- mal effektiv genutzt werden. Darüber hinaus ist der Wärmeübertrager insbesondere im Bereich des 5 Wärmeübergangs zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser relativ dickwandig ausgebildet, so dass eine Übertragung der Wärmeenergie hierdurch behindert werden kann. [04] Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2004 053 996 Al ist darüber hinaus eine Wärme- tauschvorrichtung für Abwasser bekannt, bei welcher eine Frischwasserleitung außen am Abwasserrohr im Wärmekontakt mit diesem verläuft, wobei das Frischwasser zwischen einem Frischwasserzulauf und einem Frischwasserablauf mehrfach in Bezug auf die Abwasserströ- mungsrichtung vor und zurück geführt wird, um hierdurch einen Wärmeenergieübertrag vom Abwasser zum Frischwasser hin zu erzielen. Die Frischwasserführung wird hierbei mittels Leitschienen gebildet, welche zwischen dem Abwasserrohr und einer Außenwand der Frischwasserleitung angeordnet sind. Zwischen dem Abwasserrohr und der Außenwandung der Frischwasserleitung ist lediglich ein geringer Hohlraum von ca. 2 mm Stärke vorgesehen. Hierdurch soll erreicht werden, dass das Frischwasser selbst bei geringerer Wärmeenergie des Abwassers noch gut vorgewärmt werden kann. Der geringe Querschnitt der flachen Frischwasserleitung kann jedoch hinsichtlich eines größeren Frischwasservolumens nachteilig sein.For example, German Utility Model DE 20 2006 012 197 U1 discloses cryogenic water preheating during showering via wastewater, in which the waste water is passed through a heat exchanger after leaving a shower tray. In this case, a cold water line within the heat exchanger along a waste water flow direction of a sewer pipe back and forth, wherein the guided through the heat exchanger so fresh water can be preheated by the warmer wastewater. The disadvantage here, however, is that the fresh water line is guided not only against the waste water flow direction but also in the direction of the waste water flow direction, since optimal heat transfer between two media usually, can only be achieved in the counterflow principle. In this respect, the heat exchanger can not be used optimally effectively. In addition, the heat exchanger is formed relatively thick-walled, in particular in the region of the heat transfer between the wastewater and the fresh water, so that a transfer of heat energy can be hindered by this. [0006] DE 10 2004 053 996 A1 discloses a heat exchange device for waste water, in which a fresh water line runs in thermal contact with the outside of the waste water pipe, the fresh water between a fresh water inlet and a fresh water outlet being repeatedly in relation to the water Wastewater flow direction is guided back and forth to thereby achieve a heat energy transfer from the wastewater to the fresh water out. The fresh water supply is formed by means of guide rails, which are arranged between the sewer pipe and an outer wall of the fresh water line. Between the sewer pipe and the outer wall of the fresh water pipe only a small cavity of about 2 mm thickness is provided. This is to ensure that the fresh water can still be preheated well even with lower heat energy of the wastewater. However, the small cross section of the shallow fresh water line may be detrimental to a larger volume of fresh water.
[05] Eine Abwasserrohrleitung mit einem Wärmetauscher für sanitäre Einrichtungen ist auch aus der weiteren Veröffentlichung DE 11 2005 000 226 T5 bekannt, bei welchem ein Wärmetauscherelement eines Wärmetauschers in eine Abwasserrohrleitung eingeschoben wird. Hierbei besteht das Wärmetauscherelement im Wesentlichen aus gewickelten Kupfer- rohren, welche unmittelbar von einem Abwasser umspült werden können, wobei Wärmeenergie des Abwassers an die gewickelten Kupferrohre durchströmendes Frischwasser abgegeben werden kann. Nachteilig hierbei ist es jedoch, dass das Abwasser eine Kupferrohrspirale di- rekt umströmt, so dass es erforderlich ist, dass das Abwasser weitestgehend frei von Verunreinigungen ist. Ansonsten besteht eine hohe Verunreinigungsgefahr, wodurch die Leistung des Wärmetauschers nachhaltig negativ beeinträchtigt wird. Insofern ist eine Vorreinigung des Abwassers erforderlich, wodurch der bauliche Aufwand zum Betreiben des Wärmetauschers unvorteilhaft hoch ist[05] A sewage pipeline with a heat exchanger for sanitary facilities is also known from the further publication DE 11 2005 000 226 T5, in which a heat exchanger element of a heat exchanger is inserted into a sewage pipeline. In this case, the heat exchanger element consists essentially of wound copper tubes, which can be lapped directly by a wastewater, with thermal energy of the waste water to the wound copper tubes flowing fresh water can be discharged. The disadvantage here, however, is that the wastewater flows around a copper pipe spiral directly, so that it is necessary that the wastewater is largely free of impurities. Otherwise there is a high risk of contamination, which permanently adversely affects the performance of the heat exchanger. In this respect, a pre-cleaning of the wastewater is required, whereby the structural complexity for operating the heat exchanger is unfavorably high
[06] Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, gattungsgemäße Abwasserrohre mit einer Frischwasserzuleiteinrichtung derart weiter zu entwickeln, dass ein Übergang von Wärmeenergie zwischen einem Abwasser und einem Frischwasser wesentlich effektiver erfolgen kann, als dies bisher möglich ist.It is an object of the present invention to develop generic sewage pipes with a Frischwasserzuleiteinrichtung such that a transition of heat energy between a wastewater and fresh water can be done much more effectively than previously possible.
[07] Die Aufgabe der Erfindung wird von einem Abwasserohr mit einer Frischwasserleit- einrichtung zum Übertragen von Wärmeenergie zwischen einem Abwasser und einem Frischwasser gelöst, bei welchem das Abwasserrohr und die Frischwasserleiteinrichtung eine gemein- same Trennwand aufweisen, wobei das Frischwasser von einem Frischwasserzulauf zu einem Frischwasserablauf stetig entgegen einer Abwasserströmungsrichtung des Abwassers geführt ist, und wobei Mittel zum Umlenken des Frischwassers quer zu der Abwasserströmungsrichtung vorgesehen sind, so dass das Frischwasser mit einer Gegenströmungsrichtung auch quer zur Abwasserströmungsrichtung geführt ist.[07] The object of the invention is achieved by a sewage pipe with a fresh water device for transferring heat energy between a sewage and a fresh water, in which the sewage pipe and the fresh water device form a common sewage pipe. having the same partition, wherein the fresh water is continuously led from a fresh water inlet to a fresh water drain against a waste water flow direction of the waste water, and means for deflecting the fresh water are provided transversely to the waste water flow direction, so that the fresh water is also guided with a counterflow direction across the waste water flow direction.
[08] Vorteilhafterweise gelingt es mit derartigen Umlenkmitteln, das Frischwasser in Querrichtung zu der Abwasserströmungsrichtung vorzugsweise mehrfach umzulenken, wodurch erzielt wird, dass das Frischwasser bei seiner stetigen Förderung in Gegenströmungsrichtung zu der Abwasserströmungsrichtung wesentlich länger in der Frischwasserleiteinrichtung des Abwasserrohrs verweilen kann. Insofern kann die Wärmeenergie des Abwassers auch wesentlich länger und damit besser an das Frischwasser, welches die Frischwasserleiteinrichtung des Abwasserrohrs durchströmt, abgegeben werden.[08] Advantageously, it is possible with such deflection, the fresh water in the transverse direction to the wastewater flow direction preferably repeatedly divert, thereby achieving that the fresh water can dwell much longer in the Frischwasserleiteinrichtung the sewer pipe in its steady promotion in the opposite direction to the waste water flow direction. In this respect, the heat energy of the wastewater can be given much longer and thus better to the fresh water which flows through the Frischwasserleiteinrichtung the sewer pipe.
[09] Ein weiterer wesentlicher Vorteil des vorliegenden Abwasserrohrs gegenüber den bekannten Abwasserrohren aus dem Stand der Technik ist darin zu sehen, dass das Frischwasser trotz der Umlenkmittel stetig in Gegenströmungsrichtung zu der Abwasserströmungsrichtung geführt ist, da bei diesem Gegenströmungsprinzip zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser eine Wärmeenergieübertragung besonders vorteilhaft ermöglicht ist. Wird nun mittels der Umlenkmittel das Frischwasser in Gegenströmungsrichtung quer zu der Abwasserströmungsrichtung umgeleitet, verlängert sich die Verweilzeit des Frischwassers auf dem Weg durch die Frischwasserleiteinrichtung, wodurch die Effektivität der Wärmeenergieübertragung nochmals wesentlich erhöht ist.Another important advantage of the present sewage pipe over the known sewage pipes of the prior art is the fact that the fresh water is guided despite the deflection steadily in the counterflow to the waste water flow direction, since in this Gegenstromungsprinzip between the wastewater and the fresh water a Heat energy transfer is particularly advantageous. If the fresh water is now diverted in the direction of counterflow across the direction of the waste water flow by means of the deflection means, the residence time of the fresh water on the way through the fresh water conducting device is lengthened, whereby the effectiveness of the thermal energy transmission is again substantially increased.
[10] Der Begriff „stetig" beschreibt vorliegend, dass das Frisch wasser immer in einer Strömungsrichtung geleitet wird, welche im Wesentlichen entgegen der Abwasserströmungsrichtung gerichtet ist.[10] The term "continuous" in this case describes that the fresh water is always passed in a flow direction, which is directed substantially opposite to the direction of waste water flow.
[11] Der Begriff „Abwasserrohr" beschreibt hierbei jegliche Abwasserleiteinrichtung, durch welche hindurch Abwasser in eine Kanalisation oder dergleichen abgeleitet werden kann. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um ein Abwasserrohr, welches problemlos in einem Abwasserstrang einer sanitären Einrichtung eines Gebäudes integriert werden kann. Dementsprechend umfasst das vorliegende Abwasserrohr idealerweise entsprechend geeignete An- schlussflansche beziehungsweise Anschlussmuffen, um es problemlos an ein handelsübliches Abwasserrohr, etwa mit den Maßen DN 50 oder DN 100 oder dergleichen, anschließen zu können.[11] The term "sewage pipe" here describes any sewage device through which wastewater can be discharged into a sewage system or the like, preferably a sewage pipe, which can be easily integrated into a sewage pipe of a sanitary facility of a building The present wastewater pipe ideally includes suitable connection flanges or connection sleeves, in order to make it easy to fit a commercial one Sewer pipe, about the size of DN 50 or DN 100 or the like to connect.
[12] Die diesbezügliche Frischwasserleiteinrichtung kann hierbei in vielfältiger Ausgestaltung vorgesehen werden. Idealerweise weist die Frischwasserleiteinrichtung ein rohrartiges Gehäuse auf, welches das vorliegende Abwasserrohr zumindest teilweise umgibt.The relevant Frischwasserleiteinrichtung can be provided here in a variety of configurations. Ideally, the fresh water guiding device has a tubular housing which at least partially surrounds the present sewage pipe.
[13] Für eine besonders effektive Übertragung der in einem Abwasser vorhandenen Wärmeenergie an ein Frischwasser ist es vorteilhaft, wenn das Abwasserrohr und die Frischwasserleiteinrichtung eine gemeinsame Trennwand aufweisen. Eine derartige gemeinsame Trennwand kann baulich besonders einfach durch die vorhandene Rohrwand des Abwasser- rohres dargestellt werden, wobei diese Abwasserrohrwand zugleich die Innenwand der vorliegenden Frischwasserleiteinrichtung bildet.For a particularly effective transmission of existing in a wastewater heat energy to a fresh water, it is advantageous if the sewer pipe and the Frischwasserleiteinrichtung have a common partition. Such a common partition wall can be structurally particularly simply represented by the existing pipe wall of the sewage pipe, wherein this sewage pipe wall at the same time forms the inner wall of the present fresh water guide device.
[14] Des Weiteren wird die Aufgabe der Erfindung von einem Abwasserrohr mit einer Frischwasserleiteinrichtung zum Übertragen von Wärmeenergie zwischen einem Abwasser und einem Frischwasser gelöst, wobei das Abwasserrohr und die Frischwasserleiteinrichtung eine gemeinsame Trennwand aufweisen, bei welchem Mittel zum Festigen der gemeinsamen Trennwand vorgesehen sind.[14] Furthermore, the object of the invention is achieved by a sewage pipe with a Frischwasserleiteinrichtung for transferring heat energy between a wastewater and a fresh water, wherein the sewage pipe and the Frischwasserleiteinrichtung have a common partition, are provided in which means for consolidating the common partition wall.
[15] Vorteilhafterweise kann die gemeinsame Trennwand besonders dünnwandig ausgebildet werden, wenn sie zusätzlich von derartigen Festigungsmitteln gefestigt beziehungsweise stabilisiert werden kann. Hierdurch kann die Effektivität des Wärmeenergieübergangs zwi- sehen dem Abwasser und dem Frischwasser wesentlich erhöht werden.Advantageously, the common partition can be made particularly thin-walled, if it can be additionally consolidated or stabilized by such strengthening means. As a result, the effectiveness of the heat energy transition between see the wastewater and the fresh water can be significantly increased.
[16] Zusätzlich sind die Festigungsmittel insbesondere im Hinblick auf die vorherrschenden höheren Druckverhältnisse innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung vorteilhaft, da oftmals das Frischwasser mit mehr als 8 bar beispielsweise einer Mischerarmatur einer Dusche oder dergleichen zugeleitet wird. Diese Druckverhältnisse können sich nachteilig auf die Festigkeit beziehungsweise auf die Stabilität der gemeinsamen Trennwand auswirken, insbesondere dann, wenn es in der Frischwasserleiteinrichtung zusätzlich zu Druckstößen im Frischwasser kommt.In addition, the strengthening means are particularly advantageous in view of the prevailing higher pressure conditions within the Frischwasserleiteinrichtung, since often the fresh water with more than 8 bar, for example, a mixer fitting a shower or the like is supplied. These pressure conditions can have an adverse effect on the strength or on the stability of the common partition, especially when it comes in the Frischwasserleiteinrichtung in addition to pressure surges in the fresh water.
[17] Es versteht sich, dass derartige Festigungsmittel für die gemeinsame Trennwand unterschiedlich ausgebildet sein können. Beispiele hierzu werden nachfolgend noch erläutert werden. Bevorzugt sind die Festigungsmittel zwischen der Abwasserrohrwand und der äußeren Ge- häusewand der Frischwasserleiteinrichtung vorgesehen, da die Festigungsmittel hierbei in einem Frischwasserströmungskanal der Frischwasserleiteinrichtung problemlos von dem Frischwasser umströmt werden können.[17] It is understood that such consolidating means may be designed differently for the common partition. Examples of this will be explained below. The consolidating means between the sewage pipe wall and the outer housing wall of the fresh water guiding device are preferably provided, since the consolidating means in this case a fresh water flow channel of Frischwasserleiteinrichtung can be easily flowed around by the fresh water.
[18] Zudem beeinträchtigen in dem Frischwasserströmungskanal angeordnete Festigungs- mittel auch nicht die Außenmasse des vorliegenden Abwasserrohrs nachteilig.[18] In addition, stoppers arranged in the fresh water flow channel also do not adversely affect the outer mass of the present sewage pipe.
[19] Zwar könnten derartige Festigungsmittel auch innerhalb des Abwasserrohrs vorgesehen werden, jedoch erhöht sich hierbei die Gefahr, dass sich dort Rückstände aus dem Abwasser dauerhaft anlagern, wodurch der Durchfluss des Abwassers durch das Abwasserrohr hindurch zumindest langfristig behindert werden könnte.Although such strengthening agents could be provided within the sewer pipe, but this increases the risk that permanently accumulate there residues from the wastewater, whereby the flow of sewage through the sewer pipe could be obstructed at least in the long term.
[20] Auf Grund einer Verwendung der vorliegenden Festigungsmittel für die gemeinsame Trennwand ist es nunmehr möglich, die gemeinsame Trennwand besonders dünnwandig auszulegen, wodurch vorteilhafterweise Wärmeenergie zwischen dem Abwasser auf dem Frischwasser wesentlich effektiver übertragen werden kann.Due to the use of the present consolidator for the common partition, it is now possible to design the common partition particularly thin-walled, whereby advantageously heat energy between the wastewater can be transmitted to the fresh water much more effective.
[21] Dementsprechend sieht eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante auch vor, dass die gemeinsame Trennwand zumindest bereichsweise eine Trennwandstärke von weniger als 1,5 mm oder von weniger als 1 mm, vorzugsweise von weniger als 0,8 mm, aufweist. Idealerweise beträgt die Wandstärke 0,5 mm, da Praxistests gezeigt haben, dass hierdurch eine Wärmeübertragungsleistung nochmals wesentlich gesteigert werden kann.[21] Accordingly, a particularly preferred embodiment also provides that the common partition at least partially has a partition wall thickness of less than 1.5 mm or less than 1 mm, preferably less than 0.8 mm. Ideally, the wall thickness is 0.5 mm, as practical tests have shown that this heat transfer performance can be significantly increased.
[22] Es versteht sich, dass die Trennwandstärke insbesondere von dem Durchmesser des Abwasserrohrs abhängen kann, wobei hinsichtlich dünnerer Abwasserrohre auch dünnere Trennwandstärken realisiert werden können.It is understood that the partition wall thickness may depend in particular on the diameter of the sewer pipe, with thinner sewer pipes and thinner partition wall thicknesses can be realized.
[23] Speziell in diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die Aufgabe der Erfindung auch von einem Abwasserrohr mit einer Frischwasserleiteinrichtung zum Übertragen von Wärmeenergie zwischen einem Abwasser und einem Frischwasser gelöst wird, wobei das Abwasserrohr und die Frischwasserleiteinrichtung eine gemeinsame Trennwand aufwei- sen, wobei die gemeinsame Trennwand zumindest bereichsweise eine Wandstärke von weniger als 1,5 mm oder von weniger als 1 mm, vorzugsweise von weniger als 0,8 mm, aufweist.[23] Specifically, in this context, it should be noted that the object of the invention is also achieved by a sewage pipe with a fresh water device for transferring heat energy between a wastewater and a fresh water, the sewage pipe and the Frischwasserleiteinrichtung have a common partition wall, and the common partition at least partially has a wall thickness of less than 1.5 mm or less than 1 mm, preferably less than 0.8 mm.
[24] Wie vorstehend bereits erläutert, kann vorliegend mittels einer besonders dünnen gemeinsamen Trennwand die Effektivität des Wärmeübertrags wesentlich verbessert werden, so dass selbst geringe Wärmeenergiemengen des Abwassers bereits vorteilhaft für eine Frischwasservorerwärmung genutzt werden können.As already explained above, in the present case the effectiveness of the heat transfer can be substantially improved by means of a particularly thin common partition wall that even small amounts of heat energy of the wastewater can already be used advantageously for a freshwater pre-heating.
[25] Insbesondere für Einsatzgebiete, bei welchen mit niedrigeren Drücken hinsichtlich des Frischwassers gearbeitet werden kann, kann eine derartig geringe Trennwandstärke auch ohne die vorstehend beschriebenen Festigungsmittel eingesetzt werden. Insofern entwickelt bereits ein Abwasserrohr mit einer Frischwasserleiteinrichtung umfassend eine derartig dünne gemeinsame Trennwand bekannte Wärmeübertrager auch ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft weiter.[25] In particular for applications in which it is possible to work with lower pressures with regard to the fresh water, such a small dividing wall thickness can also be used without the consolidants described above. In this respect, already developed a sewer pipe with a fresh water device comprising such a thin common partition known heat exchanger even without the other features of the invention advantageously.
[26] Es versteht sich, dass die Aufgabe der Erfindung insbesondere auch von einem Wär- meübertrager zum Übertragen von Wärmeenergie von einem ersten Medium zu einem weiteren Medium gelöst wird, wobei der Wärmeübertrager sich durch ein Abwasserrohr nach einem der hier erläuterten Merkmale und/oder Merkmalskombinationen auszeichnet.It is understood that the object of the invention is in particular also achieved by a heat exchanger for transferring heat energy from a first medium to another medium, wherein the heat exchanger is through a sewer pipe according to one of the features and / or Characteristic combinations distinguished.
[27] Eine vorteilhafte Ausführungsvariante vorliegender Erfindung sieht wenigstens eine Zwangsquerführungseinrichtung für Frischwasser vor, welche innerhalb eines Frischwasser- leitkanals der Frischwasserleiteinrichtung angeordnet ist. Mittels der Zwangsquerführungseinrichtung kann das Frischwasser in Gegenströmungsrichtung zu der Abwasserströmungsrichtung auch quer zu dieser geleitet werden.An advantageous embodiment variant of the present invention provides at least one forced transverse guidance device for fresh water, which is arranged within a fresh water guide channel of the fresh water guiding device. By means of the forced transverse guidance device, the fresh water can also be conducted transversely to the direction of the waste water flow in the direction of the flow of the latter.
[28] Derartige Zwangsquerführungseinrichtungen können baulich besonders einfach die vorliegenden Umlenkmittel ausgestalten.[28] Such forced transverse guidance devices can structurally configure the present deflection means in a particularly simple manner.
[29] Ist eine der Zwangsquerführungseinrichtungen kumulativ oder alternativ derart gestaltet, dass wenigstens eine Zwangsquerführungseinrichtung einen Festigungsspant für die gemeinsame Trennwand bildet, können mittels solcher Zwangsquerführungseinrichtungen zugleich die vorliegenden Festigungsmittel konstruktiv einfach ausgestaltet sein.If one of the forced transverse guidance devices cumulatively or alternatively designed such that at least one forced transverse guide device forms a Festigungsspant for the common partition, can be designed structurally simple means of such forced transverse guide means at the same time the present restraining means.
[30] Eine bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Umlenkmittel und/oder die Festigungsmittel eine zwischen der gemeinsamen Trennwand und einem rohartigen Gehäuse der Frischwasserleiteinrichtung im Wesentlichen quer zur Abwasserströmungsrichtung angeordnete Frischwasserpralleinrichtung aufweist.[30] A preferred embodiment provides that the deflecting means and / or the consolidating means comprises a fresh water baffle arranged substantially transversely to the direction of waste water flow, between the common dividing wall and a raw-type housing of the fresh water guide device.
[31] Mittels einer derartigen Frischwasserpralleinrichtung kann vorteilhafterweise erzielt werden, dass das Frischwasser auf seinem Weg durch die Frischwasserleiteinrichtung hin- durch besonders gut durchmischt wird, so dass insbesondere die Gefahr eines Flüssigkeitwär- mefilmes an der gemeinsamem Trennwand wesentlich reduziert werden kann.[31] By means of such a fresh water baffle device, it can advantageously be achieved that the fresh water flows on its way through the fresh water guide device. is mixed through particularly well, so that in particular the risk of a liquid heat on the common partition wall can be significantly reduced.
[32] Es versteht sich, dass die Frischwasserpralleinrichtung vielfältig gestaltet sein kann, um eine derartige Durchmischung des Frischwassers zu erzielen.It is understood that the fresh water baffle device can be designed in many ways in order to achieve such thorough mixing of the fresh water.
[33] Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Umlenkmittel und/oder die Festigungsmittel eine Mäandereinrichtung ausgestalten, mittels welcher das Frischwasser gegenüber der Abwasserströmungsrichtung mäandrierend durch die Frischwasserleiteinrichtung hindurch geführt ist, was eine weitere Möglichkeit bietet den Weg des Frischwassers durch die Frischwasserleiteinrichtung zu verlängern.[33] Furthermore, it is advantageous if the deflecting means and / or the consolidating means form a meandering device, by means of which the fresh water is guided meandering through the fresh water guiding device with respect to the sewage flow direction, which offers a further possibility of extending the path of the fresh water through the fresh water guiding device ,
[34] Ferner ist es möglich, dass das Frischwasser mäandrierend durch die Frischwasserleiteinrichtung hindurch geleitet wird. Eine derartige Mäandereinrichtung kann durch geeignet angeordnete Frischwasserpralleinrichtungen baulich einfach gebildet werden.[34] Furthermore, it is possible that the fresh water is passed meandering through the Frischwasserleiteinrichtung. Such a meandering device can be structurally simple formed by suitably arranged fresh water baffles.
[35] Eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Umlenkmittel und/oder die Festigungsmittel schraubenförmig um das Abwasserrohr herum angeordnet sind. Vorteilhafterweise kann hierdurch das Frischwasser auf seinem Weg in Gegenströmungsrichtung um die gesamte Außenmantelfläche des Abwasserrohrs herumgeführt werden, wodurch das Frischwasser einen besonders langen Weg innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung zurücklegen kann.[35] A particularly preferred embodiment provides that the deflecting means and / or the fastening means are arranged helically around the sewage pipe. Advantageously, thereby the fresh water can be guided around on its way in the direction of counterflow around the entire outer surface of the sewage pipe, whereby the fresh water can travel a particularly long way within the fresh water device.
[36] Eine diesbezügliche Ausführungsvariante sieht des Weiteren vor, dass die Umlenkmit- tel und/oder die Festigungsmittel als Einfachhelixgebilde oder als Mehrfachhelixgebilde um das Abwasserrohr herum angeordnet sind. Auch hierdurch kann ein entsprechender Frischwas- serleitkanal baulich einfach bereitgestellt werden.[36] A related embodiment also provides that the deflecting means and / or the fastening means are arranged as a single helical structure or as a multiple helical structure around the sewage pipe. This also makes it possible to provide a corresponding fresh water guide channel in a structurally simple manner.
[37] Des Weiteren kann eine besonders gute Stabilisierung in der gemeinsamen Trennwand erzielt werden, wenn die Umlenkmittel und/oder die Fertigungsmittel einen Kreisspant oder einen Ringspant umfassen. Ein derartiger Ring- oder Kreisspant ist beispielsweise quer zu der Abwasserströmungsrichtung innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung angeordnet und kann etwa mittels einer Zwangsquerführungseinrichtung bereitgestellt werden.[37] Furthermore, a particularly good stabilization in the common partition wall can be achieved if the deflection means and / or the production means comprise a circular frame or a ring frame. Such a ring or circular frame is arranged, for example, transversely to the wastewater flow direction within the fresh water guide device and can be provided, for example, by means of a forced transverse guide device.
[38] Ist insbesondere ein derartiger Kreisspant derart ausgelegt, dass er den Frischwasser- strömungskanal zwischen der gemeinsamen Trennwand und der Gehäuseaußenwand der Frischwasserleiteinrichtung vollständig verschließt, ist es vorteilhaft, wenn die Umlenkmittel und/oder Festigungsmittel eine Durchlassöffnung für Frischwasser aufweisen.[38] In particular, such a circular frame is designed such that it the fresh water flow channel between the common partition wall and the housing outer wall of the Frischwasserleiteinrichtung completely closes, it is advantageous if the deflection and / or consolidation means have a passage for fresh water.
[39] Weist wenigstens eines der Umlenkmittel und/oder wenigstens eines der Festigungsmittel mehrere Frischwasserdurchlassöffnungen auf, welche vorzugsweise von einander ver- schiedene Durchmesser umfassen, kann das Strömungsverhalten des Frischwassers innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung zusätzlich vorteilhaft beeinflusst werden.[39] If at least one of the deflecting means and / or at least one of the consolidating means has a plurality of fresh water passage openings, which preferably comprise different diameters of different diameters, the flow behavior of the fresh water within the fresh water guiding device can additionally be advantageously influenced.
[40] Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Frischwasserdurchlassöffnung erster Umlenkmittel und/oder erster Festigungsmittel und eine weitere Frischwasserdurchlassöffnung benachbarter weiterer Umlenkmittel und/oder benachbarter weiterer Festigungsmittel spiegel- verkehrt zu einander angeordnet sind. Insbesondere kann hier durch eine mäandrierende Frischwasserführung durch die Frischwasserleiteinrichtung hindurch baulich einfach realisiert werden.[40] It is particularly advantageous if a fresh water passage opening of the first deflecting means and / or first consolidating means and a further fresh water passage opening of adjacent further deflecting means and / or adjacent further tightening means are arranged mirror-inverted relative to one another. In particular, can be realized structurally simple here by a meandering fresh water through the fresh water guide.
[41] Darüber hinaus kann die Effektivität eines Wärmeenergieübertrags von dem Abwasser auf das Frischwasser erhöht werden, wenn die Umlenkmittel und/oder Festigungsmittel eine Wärmeleiteinrichtung umfassen. Mittels einer derartigen Wärmeleiteinrichtung kann die Wärmeenergie aus dem Abwasser wesentlich besser an das Frischwasser übertragen werden, wenn beispielsweise das Frischwasser diese Wärmeleiteinrichtung in direkt umspülen kann.[41] In addition, the effectiveness of heat energy transfer from the waste water to the fresh water can be increased if the deflection means and / or consolidation means comprise a heat conducting device. By means of such a heat conducting device, the heat energy from the wastewater can be transmitted much better to the fresh water, if, for example, the fresh water can flow around this heat conduction in directly.
[42] Somit ist es besonders vorteilhaft, wenn die Umlenkmittel und/oder die Festigungsmittel eine derartige Wärmeleiteinrichtung unmittelbar selbst ausbilden.[42] Thus, it is particularly advantageous if the deflecting means and / or the consolidating means directly form such a heat conducting device itself.
[43] Eine konstruktive sehr einfache Ausführung kann vorliegend auch geschaffen werden, wenn direkt die Zwangsquerführungseinrichtung eine solche Wärmeleiteinrichtung ausgestaltet.[43] A constructive very simple design can also be created in the present case if the forced transverse guidance device directly configures such a heat conducting device.
[44] Darüber hinaus kann eine Wärmeleiteinrichtung beispielsweise auch direkt von den vorstehend beschriebenen Einfachhelixgebilde beziehungsweise Mehrfachhelixgebilde und/oder von einem Ring- oder Kreisspant gebildet werden. Auch hierdurch kann der bauliche Aufwand des vorliegenden Abwasserrohrs weiter wesentlich reduziert werden.[44] In addition, a heat-conducting device can for example also be formed directly from the above-described single-helical structures or multiple helical structures and / or from a ring or circular frame. As a result, the structural complexity of the present sewage pipe can be further substantially reduced.
[45] Ein besonders guter Wärmeenergieübertrag zwischen dem Abwasserrohr beziehungsweise der gemeinsamen Trennwand und einer derartigen Wärmeleiteinrichtung kann erreicht werden, wenn die Wärmeleiteinrichtung stoffschlüssig an der gemeinsamen Trennwand ange- ordnet ist. Insbesondere eignen sich hierzu Schweiß-, Löt-, Press- und/oder Klebeverbindungen. Hierbei ist das Verbindungsmaterial idealerweise derart zu wählen, dass eine möglichst ungehinderte Wärmeleitfähigkeit erreicht werden kann.[45] A particularly good thermal energy transfer between the sewer pipe or the common partition wall and such a heat conduction device can be achieved if the heat conduction device is firmly bonded to the common partition wall. is orders. In particular, welding, soldering, pressing and / or adhesive connections are suitable for this purpose. In this case, the connection material is ideally to be chosen such that the best possible unimpeded thermal conductivity can be achieved.
[46] Weist auch die Wärmeleiteinrichtung eine Materialdicke von weniger als 1,5 mm oder von weniger als 1 mm auf, kann eine Wärmeenergieübertragung zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser nochmals effektiver gestaltet werden.[46] If the heat-conducting device also has a material thickness of less than 1.5 mm or less than 1 mm, heat energy transfer between the waste water and the fresh water can be made even more effective.
[47] Eine weitere Effektivitätssteigerung hinsichtlich einer Wärmeenergieübertragung zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser kann durch Mittel zum Verwirbeln des Frischwassers innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung erzielt werden.[47] A further increase in efficiency in terms of heat energy transfer between the waste water and the fresh water can be achieved by means for swirling the fresh water within the fresh water guide.
[48] Umfassen die Verwirbelungsmittel beispielsweise eine Dralleinrichtung, mittels welcher das Frischwasser innerhalb der Frischewasserleiteinrichtung in Rotation versetzt werden kann, kann eine außergewöhnlich gute Durchmischung von wärmeren Bereichen und kälteren Bereichen des Frischwassers innerhalb eines Frischwasserleitkanals gewährleistet werden.[48] For example, if the swirling means comprise a swirling device, by means of which the fresh water within the fresh water guiding device can be set in rotation, an exceptionally good mixing of warmer areas and colder areas of the fresh water can be ensured within a fresh water guiding channel.
[49] Es versteht sich, dass die Verwirbelungsmittel und speziell die Dralleinrichtung viel- fältiger Gestalt sein können. Beispielsweise wird eine derartige Dralleinrichtung unmittelbar durch die Umlenkmittel beziehungsweise durch die Festigungsmittel gebildet. Hierbei kann die Dralleinrichtung baulich sehr einfach sogleich eine Zwangsquerführungseinrichtung umfassen, welche quer innerhalb eines Frischwasserkanals der Frischwasserleiteinrichtung angeordnet ist.[49] It is understood that the swirling means, and especially the swirling means, can be of various shapes. For example, such a swirl device is formed directly by the deflection means or by the fastening means. In this case, the swirl device structurally very easily can immediately comprise a forced transverse guide device which is arranged transversely within a fresh water channel of the fresh water guiding device.
[50] In Fällen in denen dies nicht möglich beziehungsweise vorteilhaft ist, kann es jedoch von Vorteil sein, wenn die Dralleinrichtung ein Spiralgebilde umfasst, welches längs innerhalb eines Frischwasserleitkanals der Frischwasserleiteinrichtung angeordnet ist.[50] However, in cases where this is not possible or advantageous, it may be advantageous if the swirl device comprises a spiral formation which is arranged longitudinally within a fresh water guide channel of the fresh water guide device.
[51] Ein derartiges Spiralgebilde kann beispielsweise baulich besonders einfach mittels eines spiralförmig gedrehten Spiralblechs hergestellt werden.[51] Such a spiral structure can be produced, for example, structurally particularly simply by means of a spirally twisted spiral plate.
[52] Ist des Weiteren die gemeinsame Trennwand von einer Außenwand der Frischwasserleiteinrichtung mehr als 5 mm, vorzugsweise mehr als 10 mm, beabstandet angeordnet, kann ein genügend großes Frischwasservolumen durch die Frischwasserleiteinrichtung hindurch geleitet werden, so dass etwa an einer Mischwasserarmatur immer genügend Frischwasser in ausreichender Menge zur Verfügung gestellt werden kann. [53] Es versteht sich, dass das Abwasserrohr und die Frischwasserleiteinrichtung unterschiedlich zueinander angeordnet werden können. Beispielsweise sind das Abwasserrohr und eine ebenfalls rohrförmig ausgestaltete Frischwasserleiteinrichtung zentrisch zueinander angeordnet.Furthermore, if the common partition of an outer wall of Frischwasserleiteinrichtung more than 5 mm, preferably more than 10 mm, spaced, a sufficiently large volume of fresh water can be passed through the Frischwasserleiteinrichtung, so that about always at a mixed water faucet fresh water sufficient amount can be made available. [53] It is understood that the sewage pipe and the Frischwasserleiteinrichtung can be arranged differently from each other. For example, the sewage pipe and a likewise tubular designed Frischwasserleiteinrichtung are arranged centrally to each other.
[54] Selbst aus geringen Mengen Abwasser kann Wärmeenergie auf das Frischwasser noch vorteilhaft übertragen werden, wenn das Abwasserrohr konzentrisch innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung angeordnet ist. So kann beispielsweise im unteren Drittel des Abwasserrohrs das meiste Frischwasser vorhanden sein. Beispielsweise befinden sich hierbei in einem unteren Bereich des unteren Drittel des Abwasserrohrs zwei Drittel der Frischwassermenge, welche durch die Frischwasserleiteinrichtung geführt wird.[54] Even from small amounts of wastewater heat energy can be transferred to the fresh water still advantageous if the sewer pipe is arranged concentrically within the Frischwasserleiteinrichtung. For example, most fresh water may be present in the lower third of the sewer pipe. For example, in this case, in a lower region of the lower third of the sewage pipe, there are two thirds of the amount of fresh water which is passed through the fresh water guide device.
[55] Insbesondere die vorstehend beschriebenen Zwangsquerführungseinrichtungen aller vorliegenden Wärmeübertrager bzw. der entsprechenden Abwasserrohre mit der jeweiligen Frischwasserleiteinrichtung vergrößern vorteilhafterweise nicht nur die Oberfläche zum Übertragen der Wärmeenergie zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser, sondern sie wirken sich insbesondere in Gestalt von Kreis- und/oder Ringspante auch statisch positiv auf die gesamte Struktur des Wärmeübertragers, insbesondere auf das Abwasserrohr, aus. Durch letzteres kann die Materialstärke des Abwasserrohrs, speziell im Bereich der Frischwasserleiteinrichtung, stark reduziert werden, wodurch eine wesentlich bessere Wärmeübertragung erzielt werden kann. Speziell mittels der Zwangsquerführungseinrichtungen kann eine vorteilhafte wabenartige Struktur innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung geschaffen werden. In diesem Zusammenhang kann mit einer statisch geeigneten zusätzlichen Verbindung einer Zwangsführungseinrichtung mit einem Gehäuse der Frischwasserleiteinrichtung, etwa einem Außenrohr, eine noch höhere statische Belastbarkeit des Wärmeübertragers erreicht werden.[55] In particular, the above-described Zwangsquerführungseinrichtungen all present heat exchanger or the corresponding wastewater pipes with the respective Frischwasserleiteinrichtung increase advantageously not only the surface for transferring the heat energy between the wastewater and the fresh water, but they are particularly in the form of circular and / or Ringspante also statically positive on the entire structure of the heat exchanger, in particular on the sewer pipe, from. By the latter, the material thickness of the sewer pipe, especially in the area of Frischwasserleiteinrichtung be greatly reduced, whereby a much better heat transfer can be achieved. Specifically, by means of the forced transverse guide means, an advantageous honeycomb-like structure can be created within the fresh water guiding device. In this context, with a statically suitable additional connection of a positive guidance device with a housing of the fresh water guide, such as an outer tube, an even higher static load capacity of the heat exchanger can be achieved.
[56] Gegebenenfalls können die Zwangsquerführungseinrichtungen auch durch Ausschlei- fen, Ausdrehen, Fräsen oder ähnlichen Verfahren aus einem Rohling herausgearbeitet werden, welcher dann ein entsprechendes Abwasserrohr bildet. Vorteilhaft hierbei ist es, dass ein im wesentliches homogeneres Materialgefüge vorliegt, welches eine Wärmeleitfähigkeit zusätzlich positiv beeinflussen kann. Dies kann sich wiederum positiv auf die Statik bzw. auf die Reduzierung der Wandstärke des Abflussrohrs auswirken. Darüber hinaus können die Zwangsquerführungseinrichtungen hierbei besonders einfach radial nach außen verjüngend hergestellt werden, wodurch die Wärmeübertragung nochmals verbessert werden kann, wie vorstehend bereits beschrieben.[56] Optionally, the forced transverse guidance devices can also be machined out of a blank by removal, boring, milling or similar processes, which then forms a corresponding wastewater pipe. It is advantageous in this case that an essentially homogeneous material structure is present which can additionally positively influence a thermal conductivity. This in turn can have a positive effect on the statics or on the reduction of the wall thickness of the drainpipe. In addition, the forced transverse guide devices can be particularly easily tapered radially outward can be made, whereby the heat transfer can be further improved, as already described above.
[57] Darüber hinaus ist es insbesondere hinsichtlich der hier beschriebenen Zwangsquerfüh- rungseinrichtungen vorteilhaft, wenn sie zumindest bereichsweise mit feinsten Frischwasser- durchlassen durchsetzt sind, aber vorzugsweise nur soweit, dass eine Frischwasserhauptströmung innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung nur minimal geschwächt wird, und nur soweit, dass die Statik hinsichtlich eines Kreisspants nicht gefährdet wird. Dadurch kann eine nochmals höhere Oberfläche im Wärmeübertrager erzielt werden. Darüber hinaus können die feinsten Frischwasserdurchlässe dazu beitragen, dass der sich unvermeidlich bildende Wärmefilm an der Oberfläche der Wärmeleiteinrichtungen unterbrochen wird. Die Kreisspanten bzw. Wärmerippen können auch durch aus Blechplatten hergestellt werden. Beispielsweise durch eine Verwendung von Blechbändern, die durch Biegung oder Anfaltungen des Bleches auf Form gebracht werden können, kann eine Fertigungsform gewählt werden, mittels der durch minimierten Materialverschnitt besonders kostengünstig produziert werden kann.[57] In addition, it is advantageous in particular with regard to the forced-circulation devices described here if they are permeated with very fine fresh-water passages at least in some areas, but preferably only so far that a fresh-water main flow within the fresh-water conducting device is only minimally weakened, and only so far the statics with respect to a Kreisspants is not endangered. As a result, an even higher surface in the heat exchanger can be achieved. In addition, the finest fresh water passages can help to disrupt the inevitably forming heat film on the surface of the heat conductors. The circular ribs or heat fins can also be made by sheet metal plates. For example, by using metal strips, which can be brought to shape by bending or bends of the sheet, a manufacturing form can be selected by means of minimized material waste can be produced particularly cost.
[58] Insbesondere für die vorliegenden Frischwasserleitkanäle gilt vorzugsweise, dass ein Gesamtströmungsquerschnitt zwischen der gemeinsamen Trennwand und dem äußeren Gehäuse der Frischwasserleiteinrichtung mal einem Abstand der Wärmerippen, idealerweise mindestens gleich oder größer ist einem Anschlusswert des Frischwassers des Wärmeübertragers. Eingebrachte Zwischenwärmeleiteinrichtungen bzw. Zwischenrippen, die frei vom Frischwasser angeströmt werden, können vorteilhafterweise zusätzlich die Effektivität erhöhen. Sie haben jedoch eine eher untergeordnete Bedeutung für die Statik des Innenrohres als vielmehr die Erhöhung der Wärmeübertragung. Daher kann ihre Bauhöhe kleiner ausgelegt werden und zwar soweit, wie noch ein nennenswerter Wärmefluss in ihnen stattfindet.[58] In particular for the present Frischwasserleitkanäle is preferably that a total flow area between the common partition and the outer housing of Frischwasserleiteinrichtung times a distance of the heat fins, ideally at least equal to or greater than a connection value of the fresh water of the heat exchanger. Introduced Zwischenwärmeleiteinrichtungen or intermediate ribs, which are flowed freely from the fresh water, can advantageously additionally increase the effectiveness. However, they have a rather minor importance for the statics of the inner tube rather than increasing the heat transfer. Therefore, their height can be made smaller, and indeed as far as still a significant heat flow takes place in them.
[59] Um eine zusätzliche Verwirbelung des Frischwassers innerhalb der Frischwasserleit- einrichtung erzielen zu können, ist es darüber hinaus vorteilhaft, wenn Wandungen, welche dem Frischwasserleitkanal zugewandt sind bzw. ihn bilden, zusätzlich mit Strukturierungen versehen sind. Besonders betrifft dies die gemeinsame Trennwand und das rohrartige Gehäuse.In order to be able to achieve an additional turbulence of the fresh water within the Frischwasserleit- device, it is also advantageous if walls which face the Frischwasserleitkanal or form him, are also provided with structuring. This particularly relates to the common partition wall and the tubular housing.
[60] Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in welcher beispielhaft unter- schiedliche Wärmeübertrager bzw. Abwasserrohre mit Frischwasserleiteinrichtungen zum Übertragen von Wärmeenergie zwischen einem Abwasser und einem Frischwasser dargestellt sind.Further advantages, objects and features of the present invention will be explained with reference to the following description of the appended drawing, in which different heat exchangers or sewage pipes with fresh water guide devices are described by way of example Transfer of heat energy between a wastewater and a fresh water are shown.
[61] Es zeigen:[61] show:
Fig. 1 schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Wärme Übertra- gers mit einem konzentrisch in einer Frischwasserleiteinrichtung angeordneten Abwasserrohr und mit Zwangsquerführungseinrichtungen umfassend jeweils mehrere und unterschiedlich große Frischwasserdurchlassöffnungen;1 schematically shows a view of a first embodiment of a heat exchanger with a wastewater pipe arranged concentrically in a fresh water guide device and with forced transverse flow devices each comprising a plurality of fresh water passage openings of different sizes;
Fig. 2 schematisch eine erste Querschnittsansicht des Wärmeübertragers aus der Figur 1 entlang der Schnittlinie A-A;FIG. 2 schematically shows a first cross-sectional view of the heat exchanger of FIG. 1 along section line A-A; FIG.
Fig. 3 schematisch eine weitere Querschnittsansicht des Wärmeübertragers aus den Figuren 1 und 2 entlang der Schnittlinie B-B;FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the heat exchanger of FIGS. 1 and 2 along section line B-B; FIG.
Fig. 4 schematisch eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Wärmeübertragers mit einem zentrisch in einer Frischwasserleiteinrichtung angeordneten Abwasserrohr und mit Zwangsquerführungseinrichtungen umfassend jeweils eine Frischwas- serdurchlassöffnung;4 schematically shows a view of a further exemplary embodiment of a heat exchanger with a wastewater pipe arranged centrally in a fresh water guide device and with forced transverse guide devices each comprising a fresh water passage opening;
Fig. 5 schematisch eine um 90° gedrehte Ansicht des Wärmeübertragers aus der Figur 4;5 is a schematic view of a 90 ° rotated view of the heat exchanger of FIG. 4;
Fig. 6 schematisch eine erste Querschnittsansicht des Wärmeübertragers aus den Figuren 4 und 5 entlang der Schnittlinie C-C;FIG. 6 shows schematically a first cross-sectional view of the heat exchanger from FIGS. 4 and 5 along the section line C-C;
Fig. 7 schematisch eine weitere Querschnittsansicht des Wärmeübertragers aus den Figuren 4 bis 6 entlang der Schnittlinie D-D;FIG. 7 schematically shows a further cross-sectional view of the heat exchanger from FIGS. 4 to 6 along the section line D-D; FIG.
Fig. 8 schematisch eine Detailansicht eines Bereichs des Wärmeübertragers aus den Figuren 4 bis 7 mit einer Zwischenrippe;8 schematically shows a detailed view of a region of the heat exchanger from FIGS. 4 to 7 with an intermediate rib;
Fig. 9 schematisch eine Ansicht eines anderen Ausfuhrungsbeispiels mit einem ebenfalls zentrisch in einer Frischwasserleiteinrichtung angeordneten Abwasserrohr und mit einer Volumenstromverteileinrichtung;9 shows schematically a view of another exemplary embodiment with a wastewater pipe likewise centrally arranged in a fresh water guide device and with a volume flow distribution device;
Fig.10 schematisch eine Querschnittsansicht des Wärmeübertragers aus der Figur 9; Fig.11 schematisch eine Ansicht eines Einfachhelixgebildes sowie eines Doppelhelixgebildes zwischen einem Abwasserrohr und einer Gehäuseaußenwand einer Frischwasserleiteinrichtung;Fig. 10 is a schematic cross-sectional view of the heat exchanger of Fig. 9; 11 is a schematic view of a single helical structure and of a double helical structure between a sewage pipe and a housing outer wall of a fresh water guiding device;
Fig.12 schematisch eine Ansicht eines zusätzlichen Ausfuhrungsbeispiels eines Wärmeü- bertragers mit Dralleinrichtungen umfassend Anfaltungen;12 schematically shows a view of an additional exemplary embodiment of a heat exchanger with swirling devices comprising openings;
Fig.13 schematisch eine Detailansicht einer Rotationsfunktion der Dralleinrichtungen innerhalb eines Frischwasserleiteinrichtungskanals;FIG. 13 schematically shows a detailed view of a rotation function of the swirl devices within a fresh water guide channel; FIG.
Fig.14 schematisch eine erste Querschnittsansicht des Wärmeübertragers aus den Figuren 12 und 13 entlang der Schnittlinie E-E;FIG. 14 schematically shows a first cross-sectional view of the heat exchanger from FIGS. 12 and 13 along the section line E-E;
Fig.15 schematische eine weitere Querschnittsansicht des Wärmeübertragers aus den Figuren 12 bis 14 entlang der Schnittlinie F-F;FIG. 15 shows a schematic cross-sectional view of the heat exchanger from FIGS. 12 to 14 along the section line F-F; FIG.
Fig.16 schematisch eine weitere Ansicht des Wärmeübertragers aus den Figuren 12 bis 15;16 shows schematically a further view of the heat exchanger from FIGS. 12 to 15;
Fig.17 schematisch eine Aufsicht einer der Dralleinrichtungen des Wärmeübertragers der Figuren 12 bis 16;17 is a schematic plan view of one of the swirling devices of the heat exchanger of FIGS. 12 to 16;
Fig. 18 schematisch einen Querschnitt einer der Dralleinrichtungen des Wärmeübertragers aus den Figuren 12 bis 17; undFIG. 18 schematically shows a cross section of one of the swirling devices of the heat exchanger from FIGS. 12 to 17; FIG. and
Fig. 19 schematisch eine alternative Dralleinrichtung in Gestalt eines Spiralblechs.19 schematically shows an alternative swirl device in the form of a spiral plate.
[62] Der in der Figur 1 gezeigte Wärmeübertrager 1 besteht im Wesentlichen aus einem Abwasserrohr 2 mit einer Frischwasserleiteinrichtung 3, wobei das Abwasserrohr 2 bei die- sem Wärmeübertrager 1 konzentrisch innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung 3 angeordnet ist.[62] The heat exchanger 1 shown in FIG. 1 consists essentially of a sewage pipe 2 with a fresh water-conducting device 3, wherein the sewage pipe 2 in this heat exchanger 1 is arranged concentrically within the fresh-water-conducting device 3.
[63] Die Frischwasserleiteinrichtung 3 ist in diesem ersten Ausführungsbeispiel mit einem rohrartigen Gehäuse 4 ausgestattet. Insofern ist das Abwasserrohr 2 im Wesentlichen etwa zu zwei Dritteln seines Durchmessers oberhalb einer Horizontalmittelebene 5 des Wärmeü- bertragers 1 angeordnet.[63] The Frischwasserleiteinrichtung 3 is equipped in this first embodiment with a tubular housing 4. In this respect, the sewage pipe 2 is arranged substantially approximately two-thirds of its diameter above a horizontal center plane 5 of the heat exchanger 1.
[64] Zusätzlich ist das Abwasserrohr 2 gegenüber dieser Horizontalmittelebene 5 des Wärmeübertragers 1 und damit gegenüber der Frischwasserleiteinrichtung 3 etwas geneigt ange- ordnet, so dass ein Abwasser immer von einem Einlaufbereich 6 des Abwasserrohrs 2 zu einem Auslaufbereich 7 des Abwasserrohrs 2 fließt, vorausgesetzt, der Wärmeübertrager 1 ist ordnungsgemäß horizontal ausgerichtet eingebaut. Somit ergibt sich an dem Wärmeübertrager 1 immer eine Abwasserströmungsrichtung 8, welche von dem Einlaufbereich 6 zu dem Aus- laufbereich 7 durch das Abwasserrohr 2 hindurch gerichtet ist. Hierzu reicht es bereits aus, wenn das Abwasserrohr 2 gegenüber der Horizontalmittelebene 5 etwa um 1 Grad (nicht explizit eingezeichnet) geneigt ausgerichtet ist.[64] In addition, the sewage pipe 2 is slightly inclined relative to this horizontal center plane 5 of the heat exchanger 1 and thus to the fresh water guide 3. order, so that a wastewater always flows from an inlet region 6 of the sewer pipe 2 to a discharge region 7 of the sewer pipe 2, provided that the heat exchanger 1 is properly installed horizontally aligned. Thus, a wastewater flow direction 8, which is directed from the inlet region 6 to the outlet region 7 through the sewage pipe 2, always results at the heat exchanger 1. For this purpose, it is already sufficient if the sewage pipe 2 with respect to the horizontal center plane 5 is approximately inclined by 1 degree (not explicitly drawn).
[65] Während der Einlaufbereich 6 und der Auslaufbereich 7 des Abwasserrohrs 2 im Wesentlichen stirnseitig am Wärmeübertrager 1 vorgesehen sind, befinden sich ein entsprechen- der Frischwasserzulauf 9 und ein entsprechender Frischwasserablauf 10 der Frischwasserleiteinrichtung 3 seitlich am Wärmeübertrager 1. Insofern wird das Frischwasser mit einer Hauptgegenströmrichtung 11 durch die Frischwasserleiteinrichtung 3 beziehungsweise durch den Wärmeübertrager 1 geleitet, wobei die Hauptgegenströmungsrichtung 11 der Abwasserströmungsrichtung 8 entgegengerichtet ist.[65] While the inlet region 6 and the outlet region 7 of the sewage pipe 2 are provided substantially frontally on the heat exchanger 1, a corresponding fresh water inlet 9 and a corresponding fresh water outlet 10 of the fresh water device 3 are located laterally on the heat exchanger 1. Insofern, the fresh water with a Main counterflow 11 passed through the fresh water 3 and through the heat exchanger 1, wherein the main counterflow 11 of the waste water flow direction 8 is opposite.
[66] Somit arbeitet der vorliegende Wärmeübertrager 1 nach dem Gegenströmungsprinzip, wodurch eine besonders hohe Effektivität einer Wärmeenergieübertragung von dem Abwasser auf das Frischwasser erzielt werden kann. Hierbei wird davon ausgegangen, dass das Abwasser, welches beispielsweise aus einer Duscheinrichtung kommt, wärmer ist, als das Frischwasser, welches durch die Frischwasserleiteinrichtung 3 hindurch etwa zu einer Mischerarmatur (hier nicht dargestellt), beispielsweise der vorstehend erwähnten Duscheinrichtung, weitergeführt wird.[66] Thus, the present heat exchanger 1 operates according to the counter-flow principle, whereby a particularly high efficiency of heat energy transfer from the wastewater to the fresh water can be achieved. Here, it is assumed that the waste water, which comes for example from a shower, is warmer than the fresh water, which is passed through the Frischwasserleiteinrichtung 3 through about a mixer tap (not shown here), for example, the above-mentioned shower device.
[67] Des Weiteren zeichnet sich der Wärmeübertrager 1 vorliegend dadurch aus, dass das Abwasserrohr 2 und Frischwasserleiteinrichtung 3 zumindest im Bereich der Frischwasserleiteinrichtung 3 eine gemeinsame Trennwand 12 aufweist, so dass das Abwasser innerhalb des Abwasserrohrs 2 und das Frischwasser innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung 3 lediglich durch diese gemeinsame Trennwand 12 voneinander getrennt sind. Hierdurch kann eine Wärmeenergieübertragung unmittelbar lediglich durch die gemeinsame Trennwand 12 erfolgen, wodurch der Wärmeübertrager 1 nochmals eine Effektivitätssteigerung erfährt.[67] Furthermore, the heat exchanger 1 is characterized in that the waste water pipe 2 and fresh water 3 at least in the area of Frischwasserleiteinrichtung 3 has a common partition 12, so that the wastewater within the sewer pipe 2 and the fresh water within the fresh water 3 only this common partition 12 are separated from each other. As a result, heat energy transfer can take place directly only through the common partition wall 12, as a result of which the heat exchanger 1 once again experiences an increase in efficiency.
[68] Darüber hinaus zeichnet der vorliegende Wärmeübertrager 1 sich weiter dadurch be- sonders vorteilhaft aus, dass die Frischwasserleiteinrichtung 3 mehrere Zwangsquerführungs- einrichtungen 13 in Gestalt von Umlenkmitteln 14 aufweist, welche das Frischwasser insbe- sondere quer zur Abwasserströmungsrichtung 8 innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung 3 umlenken.[68] In addition, the present heat exchanger 1 is characterized in a particularly advantageous manner in that the fresh water guiding device 3 has a plurality of forced transverse guidance devices 13 in the form of deflecting means 14, which supply the fresh water in particular. deflect special transversely to the wastewater flow direction 8 within the fresh water 3.
[69] Die Zwangsquerfuhrungseinrichtungen 13 beziehungsweise die Umlenkmittel 14 werden in diesem ersten Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers 1 als Prallbleche 15 mit Frisch- wasserdurchlassöffnungen 16 (siehe insbesondere Figuren 2 und 3) ausgebildet, so dass sich entlang der Horizontalmittelebene 5 ein mäandrierender Frischwasserleitkanal 17 ergibt, wodurch der Weg der Frischwassers durch die Frischwasserleiteinrichtung 3 hindurch in Hauptgegenströmungsrichtung 11 wesentlich verlängert.In this first exemplary embodiment of the heat exchanger 1, the forced crossflow devices 13 and the deflecting means 14 are formed as baffles 15 with fresh water passage openings 16 (see in particular FIGS. 2 and 3), so that along the horizontal center plane 5 a meandering fresh water guide channel 17 results the way of fresh water through the Frischwasserleiteinrichtung 3 through substantially in the main direction of counterflow 11 extended.
[70] Insofern kann das durch die Frischwasserleiteinrichtung 3 beziehungsweise durch den Frischwasserleitkanal 17 hindurch geführte Frischwasser wesentlich länger mit der gemeinsamen Trennwand 12 in Kontakt bleiben. Hierdurch bedingt, wird eine Wärmeenergieübertragung von dem Abwasser zu dem Frischwasser weiter verbessert.In this respect, the fresh water guided through the fresh water guide device 3 or through the fresh water guide channel 17 can remain in contact with the common partition wall 12 much longer. Due to this, heat energy transfer from the waste water to the fresh water is further improved.
[71] Um einen solchen mäandrierenden Frischwasserleitkanal 17 baulich besonders einfach an dem Wärmeübertrager 1 realisieren zu können, sind die Frischwasserdurchlassöffnungen 16 zweier unmittelbar benachbarter Prallbleche 15 hinsichtlich einer Vertikalmittelebene 18 spiegelverkehrt angeordnet. Eine derartige Anordnung ist besonders gut hinsichtlich der Figuren 2 und 3 zu erkennen, wobei gemäß der Darstellung nach der Figur 2 ein Prallblech 15 entlang der Schnittlinie A-A und ein weiteres Prallblech 15 gemäß der Figur entlang der Schnittlinie B-B gezeigt sind. Die Darstellungen gemäß der Figuren 2 und 3 ermöglichen somit je- weils einen Blick auf unmittelbar hintereinander angeordnete Prallbleche 15 innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung 3, in Abwasserströmungsrichtung 8 betrachtet.[71] In order to realize such a meandering Frischwasserleitkanal 17 structurally particularly simple on the heat exchanger 1, the fresh water passage openings 16 of two immediately adjacent baffles 15 are arranged mirror-inverted with respect to a vertical center plane 18. Such an arrangement can be seen particularly well with respect to Figures 2 and 3, wherein according to the illustration of Figure 2, a baffle plate 15 along the section line A-A and another baffle plate 15 are shown according to the figure along the section line B-B. The representations according to FIGS. 2 and 3 thus make it possible, in each case, to look at baffles 15 arranged directly behind one another within the fresh water guide device 3, viewed in the direction of waste water flow 8.
[72] Gemäß der Schnittdarstellung A-A erkennt man an dem dort dargestellten Prallblech 15 rechts die Frischwasserdurchlassöffnungen 16, wohingegen links in gestrichelter Darstellung die Frischwasserdurchlassöffnungen 16 eines dahinter liegenden Prallblechs angedeutet sind.[72] According to the sectional view A-A can be seen on the baffle plate 15 shown there on the right fresh water passage openings 16, whereas left in dashed line the fresh water passage openings 16 of a baffle plate behind are indicated.
[73] Entsprechend erkennt man nach der Darstellung gemäß der Figur 3 auf der linken Seite des dort gezeigten Prallblechs 15 diesbezügliche Frischwasserdurchlassöffnungen 16, wohingegen auf der rechten Seite in gestrichelter Darstellung die Frischwasserdurchlassöffnungen 16 des Prallbleches 15entlang der Schnittlinie A-A angedeutet sind.Correspondingly, according to the illustration according to FIG. 3, on the left side of the baffle plate 15 shown there, fresh water passage openings 16 are identified, whereas on the right side in dashed representation the fresh water passage openings 16 of the baffle plate 15 are indicated along the section line A-A.
[74] Somit wird das Frischwasser von dem Frischwasserzulauf 9 zu dem Frischwasserab- lauf 10 mäandrierend durch die Frischwasserleiteinrichtung 3 innerhalb des Frischwasserlei t- kanals 17 geleitet, wodurch sich eine sehr vorteilhafte Zwangsführung des Frischwassers durch den Wärmeübertrager 1 ergibt.[74] Thus, the fresh water from the fresh water inlet 9 to the fresh water outlet 10 meanders through the fresh water guide 3 within the fresh water line. Channel 17 passed, resulting in a very advantageous forced operation of the fresh water through the heat exchanger 1.
[75] Um ein Durchströmen des Frischwassers durch die Frischwasserleiteinrichtung 3 hindurch weiter vorteilhaft beeinflussen zu können, sind die weiter unten angeordneten Frisch- wasserdurchlassöffnungen 16 mit einem größeren Querschnitt ausgestattet als darüber liegende Frischwasserdurchlassöffnungen 16. Hierdurch wird erzielt, dass der untere Bereich der Frischwasserleiteinrichtung 3, also insbesondere der Bereich der Frischwasserleiteinrichtung 3 unterhalb der Horizontalmittelebene 5, wesentlich stärker von Frischwasser durchströmt werden kann als darüber liegende Bereiche. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Abwas- serrohr 2 nicht vollständig mit Abwasser gefüllt ist, sondern beispielsweise lediglich nur in seinem unteren Drittel, wodurch dann mehr Wärmeenergie von dem Abwasser an das Frischwasser übertragen werden kann, welches die Frischwasserleiteinrichtung 3 im unteren Bereich verstärkt durchströmt. Auch hierdurch ist vorteilhafterweise eine Effektivitätssteigerung der Wärmeenergieübertragung zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser erzielbar.[75] In order to be able to further influence the flow of fresh water through the fresh water guiding device 3, the fresh water passage openings 16 arranged below are provided with a larger cross section than fresh water passage openings 16 lying above them. This achieves that the lower area of the fresh water guiding device 3 , So in particular the area of the fresh water 3 below the horizontal center plane 5, much more fresh water can be flowed through as overlying areas. This is particularly advantageous when the wastewater pipe 2 is not completely filled with wastewater, but for example only in its lower third, which then more heat energy can be transferred from the wastewater to the fresh water, which amplifies the fresh water 3 at the bottom flows through. This also advantageously an increase in effectiveness of the heat energy transfer between the wastewater and the fresh water can be achieved.
[76] Bei dem vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers 1 übernehmen die vorliegenden Zwangsquerführungseinrichtungen 13 beziehungsweise die Prallbleche 15 nicht nur die Funktion von Umlenkmitteln 14, sondern darüber hinaus auch jeweils eine Verstärkungsfunktion für das Abwasserrohr 2, insbesondere für die gemeinsame Trennwand 12 des Wärmeübertragers 1.[76] In the present first exemplary embodiment of the heat exchanger 1, the present forced lateral guide devices 13 or the baffles 15 not only perform the function of deflecting means 14, but also each have a reinforcing function for the sewage pipe 2, in particular for the common partition wall 12 of the heat exchanger 1.
[77] Somit verfügt der Wärmeübertrager 1 neben den Umlenkmitteln 14 auch über Festigungsmittel 19 zum Festigen der gemeinsamen Trennwand, so dass diese vorteilhafterweise besonders dünnwandig ausgelegt werden kann.Thus, the heat exchanger 1 has, in addition to the deflection means 14, also firming means 19 for strengthening the common partition, so that it can be advantageously designed particularly thin-walled.
[78] In diesem ersten Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers 1 beträgt die Trennwandstärke der gemeinsamen Trennwand 12 lediglich 0,5 mm, so dass die Wärmeenergieübertra- gung zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser weiter wesentlich verbessert werden kann.[78] In this first exemplary embodiment of the heat exchanger 1, the dividing wall thickness of the common dividing wall 12 is only 0.5 mm, so that the heat energy transfer between the waste water and the fresh water can be substantially further improved.
[79] Da jedoch das Frischwasser, insbesondere im Sanitärbereich von Gebäuden, oftmals mit 8 bar oder mehr beaufschlagt ist, ist es vorteilhaft, wenn die gemeinsame Trennwand 12, welche ja ummittelbar mit dem Frischwasser in Kontakt steht, durch die Festigungsmittel 19 verstärkt ist, so dass eine Implosion des Abwasserrohrs 2 auf Grund des relativ hohen Drucks innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung 3 vermieden werden kann.However, since the fresh water, in particular in the sanitary area of buildings, is often subjected to 8 bar or more, it is advantageous if the common partition 12, which is yes in direct contact with the fresh water, by the strengthening means 19th is reinforced, so that an implosion of the sewer pipe 2 due to the relatively high pressure within the fresh water device 3 can be avoided.
[80] Deshalb sind die Festigungsmittel 19 vorteilhafterweise jeweils als Kreisspant 20 ausgebildet. Der Kreisspant 20 erstreckt sich hierbei zwischen der gemeinsamen Trennwand 12 und dem rohrartigen Gehäuse 4 der Frischwasserleiteinrichtung 3, so dass mit den Festigungsmitteln 19 sogleich jeweils ein Prallblech 15 bereitgestellt werden kann.Therefore, the tightening means 19 are advantageously each formed as a circular frame 20. In this case, the circular frame 20 extends between the common partition wall 12 and the tubular housing 4 of the fresh water guide device 3, so that a baffle plate 15 can be provided with the fastening means 19 at once.
[81] Vorteilhafterweise werden die Prallbleche 15 beziehungsweise die Kreisspante 20 sogleich als eine Wärmeleiteinrichtungen 21 genutzt, welche eine Wärmeenergieübertragung zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser nochmals wesentlich verbessern.[81] Advantageously, the baffles 15 and the circular mullion 20 are used immediately as a heat conducting means 21, which further improve a heat energy transfer between the wastewater and the fresh water significantly.
[82] Hierzu sind die Prallbleche 15 beziehungsweise die Kreisspante 20 stoffschlüssig mit der gemeinsamen Trennwand 12 verbunden und weisen zudem eine Materialdicke von weniger als 1 mm auf, so dass sie die Wärmeenergie besonders schnell an das Frischwasser ableiten können beziehungsweise von dem Frischwasser besonders schnell gekühlt werden können. Hierdurch kann die Wärmeenergie von dem Abwasser möglichst schnell auf diese Wärmeleit- einrichtungen abgeleitet werden.For this purpose, the baffles 15 and the circular rib 20 are materially connected to the common partition wall 12 and also have a material thickness of less than 1 mm, so that they can derive the heat energy particularly fast to the fresh water or cooled particularly fast by the fresh water can be. As a result, the heat energy from the wastewater can be dissipated as quickly as possible to these heat-conducting devices.
[83] Somit übernehmen die vorliegenden Zwangsquerführungseinrichtungen 13 nicht nur die Funktion von Umlenkmitteln 14 oder von Festigungsmitteln 19 sondern sogleich auch die Funktion einer Wärmeleiteinrichtung 21, so dass der vorliegende Wärmeübertrager 1 besonders effektiv eingesetzt werden kann. Dies alles ist enorm vorteilhaft, um selbst geringe Wär- meenergie von dem Abwasser zu dem Frischwasser übertragen zu können.Thus, the present forced transverse guide means 13 not only take on the function of deflecting means 14 or of strengthening means 19 but also immediately the function of a heat conducting device 21, so that the present heat exchanger 1 can be used particularly effectively. All this is enormously advantageous in order to be able to transfer even low heat energy from the wastewater to the fresh water.
[84] Durch das Entlangströmen des Frischwassers an den Wärmeleiteinrichtungen 21 bzw. Wärmerippen und die exzentrische Bauart wird der Frischwasserfluss an der Stelle im Zwischenraum der beiden Rohre 2 und 4 dort konzentriert, wo das höchste Wärmeübertragungspotential besteht. Ein weiterer Vorteil bei dieser Bauart ist die sehr geringe Einbauhöhe des Wärmeübertragers 1 zu über ihm liegende technischen Einrichtungen. Insbesondere durch die Zwangsführung über die Frischwasserdurchlassöffnungen 16 kommt es zu einer besonders starken Durchmischung des Frischwassers, wodurch es auch zu einer besseren Wärmeübertragung kommt. Dadurch, dass das Frischwasser sich beim Durchströmen dieser Frischwasserdurchlassöffnungen 16 komplett von der Mantelfläche des Abflussrohres 2 lösen muss, kann es im Bereich der Mantelfläche, dort besteht in der Regel eine erhöhte Reibung, nicht zu ei- nem durchgängig unerwünschten Wärmefilm kommen. Der Gesamtquerschnitt der Frischwas- serdurchlassöffnungen 16 sollten hierbei idealerweise deutlich größer als der Querschnitt der umliegenden Frischwasserleitungen (hier nicht gezeigt) gewählt werden, um zu vermeiden, dass es im Wärmeübertrager 1 zu allzu großen Druckverlusten kommen kann. Das gleiche gilt auch im Strömungsquerschnitt zwischen dem rohrartigen Gehäuse 4 und der gemeinsamen Trennwand 12.By flowing along the fresh water to the heat conducting devices 21 or heat fins and the eccentric design of the fresh water flow is concentrated at the point in the space between the two tubes 2 and 4 where the highest heat transfer potential exists. Another advantage of this design is the very low installation height of the heat exchanger 1 to above him technical equipment. In particular, by the positive guidance on the fresh water passage openings 16, there is a particularly strong mixing of the fresh water, which also leads to a better heat transfer. Due to the fact that the fresh water must completely detach itself from the jacket surface of the drainage pipe 2 when it flows through these fresh water passage openings 16, it is possible in the region of the jacket surface, where there is generally an increased friction, not to a nem consistently unwanted heat film come. The total cross section of the fresh water passage openings 16 should ideally be much larger than the cross section of the surrounding fresh water lines (not shown here), in order to avoid that in the heat exchanger 1 too large pressure losses can occur. The same also applies in the flow cross-section between the tubular housing 4 and the common partition wall 12.
[85] Gemäß den Darstellungen der Figuren 4 bis 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wärmeübertragers 101 umfassend ein Abwasserrohr 102 mit einer Frischwasserleiteinrichtung 103 dargestellt.[85] According to the illustrations of FIGS. 4 to 8, a further exemplary embodiment of a heat exchanger 101 comprising a sewage pipe 102 with a fresh water guide 103 is shown.
[86] Hierbei weist die Frischwasserleiteinrichtung 103 ein rohrartiges Gehäuse 104 mit einem Frischwasserzulauf 109 und einem Frischwasserablauf 110 auf. Das Abwasserrohr 102 hat einen Einlaufbereich 106 und einen Auslaufbereich 107 und somit eine Abwasserströmungsrichtung 108, welche nach den Darstellungen gemäß der Figuren 4 und 5 von rechts nach links gerichtet ist.In this case, the fresh water guide 103 has a tubular housing 104 with a fresh water inlet 109 and a fresh water outlet 110. The sewage pipe 102 has an inlet region 106 and an outlet region 107 and thus a wastewater flow direction 108, which is directed from the left to the right in FIGS. 4 and 5.
[87] Gemäß diesem weiteren Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers 11 ist das Abwasserrohr 102 jedoch zentrisch gegenüber der Frischwasserleiteinrichtung 103 angeordnet, so dass eine Horizontalmittelebene 105 nicht nur mittig hinsichtlich der Frischwasserleiteinrichtung 103 sondern auch hinsichtlich des Abwasserrohrs 102 liegt.[87] According to this further exemplary embodiment of the heat exchanger 11, however, the sewage pipe 102 is arranged centrically opposite the fresh water guide 103 so that a horizontal center plane 105 is not only centered with respect to the fresh water guide 103 but also with respect to the sewage pipe 102.
[88] Der Wärmeübertrager 101 arbeitet auch hierbei nach dem Prinzip eines Gegenströ- mungswärmeübertragers, so dass das Frischwasser durch einen Frischwasserleitkanal 117 der Frischwasserleiteinrichtung 103 entgegen der Abwasserströmungsrichtung 108 geleitet wird.[88] Here, too, the heat exchanger 101 operates according to the principle of a countercurrent heat exchanger, so that the fresh water is passed through a fresh water duct 117 of the fresh water guide 103 counter to the waste water flow direction 108.
[89] Im Bereich der Frischwasserleiteinrichtung 103 weisen das Abwasserohr 102 und die Frischwasserleiteinrichtung 103 eine gemeinsame Trennwand 112 auf, welche vorliegend ebenfalls eine Trennwandstärke von 0,5 mm aufweist.[89] In the area of the fresh water guide 103, the waste water pipe 102 and the fresh water guide 103 have a common partition 112, which in the present case likewise has a partition wall thickness of 0.5 mm.
[90] Zur Stabilisierung beziehungsweise Festigung dieser gemeinsamen Trennwand 112 sind Festigungsmittel 119 jeweils in Gestalt eines Kreisspants 120 (siehe insbesondere auch Figuren 6, 7 und 8) vorgesehen. Jeder dieser Kreisspante 120 stellt hierbei ebenfalls eine Zwangsquerführungseinrichtung 113 bereit, mittels welcher Umlenkmittel 114 innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung 103 realisiert werden können. [91] Somit gestalten alle Zwangsquerführungseinrichtungen 113 der Frischwasserleiteinrichtung 103 entsprechende Prallbleche 115 aus, wobei jedes der Prallbleche 115 eine einzige Frischwasserdurchlassöffnung 116 aufweist. Jede dieser Frischwasserdurchlassöffnungen 116 ist im oberen Bereich der Frischwasserleiteinrichtung 103 vorgesehen.For stabilizing or consolidating this common partition 112, tightening means 119 are each provided in the form of a circular ruff 120 (see in particular also FIGS. 6, 7 and 8). Each of these circular guards 120 likewise provides a forced transverse guidance device 113, by means of which deflection means 114 can be realized within the fresh water guiding device 103. [91] Thus, all the forced-transverse-guiding devices 113 of the fresh-water guiding device 103 design corresponding baffle plates 115, wherein each of the baffle plates 115 has a single fresh-water passage opening 116. Each of these fresh water passage openings 116 is provided in the upper area of the fresh water guide device 103.
[92] Damit auch hinsichtlich dieses weiteren Ausführungsbeispiels des Wärmeübertragers 101 im Wesentlichen eine mäandrierende Frischwasserführung mittels des Frischwasserleit- kanals 117 realisiert ist, ist zwischen der gemeinsamen Trennwand 112 und dem rohrartigen Gehäuse 104 der Frischwasserleiteinrichtung 103 eine Scheidelängswand 125 innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung 103 angeordnet. Somit ist die Frischwasserleiteinrichtung 103 im oberen Bereich in einer Vertikalmittelebene 118 des Wärmeübertragers 101 in eine rechte Hälfte und in eine linke Hälfte unterteilt.[92] In order to realize a meandering fresh water supply by means of the Frischwasserleit- channel 117 with respect to this further embodiment of the heat exchanger 101, a separating longitudinal wall 125 is disposed within the Frischwasserleiteinrichtung 103 between the common partition wall 112 and the tubular housing 104 of Frischwasserleiteinrichtung 103. Thus, the Frischwasserleiteinrichtung 103 is divided in the upper region in a vertical center plane 118 of the heat exchanger 101 in a right half and in a left half.
[93] Betrachtet man nun den Wärmeübertrager 101 entlang einer Schnittlinie C-C gemäß der Darstellung nach der Figur 6, ist gut zu erkennen, dass die Frischwasserdurchlassöffnung 116 sich auf der rechten Seite der Scheidelängstrennwand 125 befindet. In der gestrichelten Dar- Stellung erkennt man auf der linken Seite der Scheidelängstrennwand 125 an einem unmittelbar benachbarten Kreisspant 120 eine Frischwasserdurchlassöffnung links der Scheidelängstrennwand 125.[93] Considering now the heat exchanger 101 along a section line C-C according to the illustration according to FIG. 6, it can be clearly seen that the fresh water passage opening 116 is located on the right side of the dividing longitudinal dividing wall 125. In the dashed Dar- position can be seen on the left side of the dividing line separating wall 125 at an immediately adjacent Kreisspant 120 a fresh water passage opening on the left side of the dividing screen dividing wall 125th
[94] Nach der Darstellung gemäß der Figur 7 ist der Wärmeübertrager 101 entlang der Schnittlinie D-D abgebildet, wobei der in der Schnittlinie D-D liegende Kreisspant 120 links von der Scheidelängstrennwand 125 seine Frischwasserdurchlassöffnung 116 aufweist. In gestrichelter Darstellung ist dahinterliegend die Durchlassöffnung 116 des Kreisspants 120 aus der Figur 6 dargestellt.According to the illustration according to FIG. 7, the heat exchanger 101 is depicted along the section line D-D, the circular frame 120 lying in the section line D-D having its fresh water passage opening 116 to the left of the dividing longitudinal dividing wall 125. In dashed representation, the passage opening 116 of the circular shawl 120 from FIG. 6 is shown lying behind it.
[95] Beide Darstellungen gemäß der Figuren 6 und 7 zeigen den jeweiligen Kreisspant 120 aus einer Blickrichtung, welche in Abwasserströmungsrichtung 108 gerichtet ist.Both representations according to FIGS. 6 and 7 show the respective circular frame 120 from a viewing direction which is directed in the direction of waste water flow 108.
[96] Auch hierbei dienen die erläuterten Zwangsquerführungseinrichtungen 113 nicht nur als Umlenkmittel 114 beziehungsweise als Festigungsmittel 119, sondern zugleich auch als Wärmeleiteinrichtungen 121, welche stoffschlüssig mit der gemeinsamen Trennwand 102 verbunden sind.[96] Again, the described Zwangsquerführungseinrichtungen 113 serve not only as a deflection 114 or as a tightening means 119, but at the same time as Wärmeleiteinrichtungen 121, which are materially connected to the common partition wall 102.
[97] Um darüber hinaus eine Wärmeenergieübertragung zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser nochmals verbessern zu können, sind zwischen zwei derartigem, unmittelbar be- nachbarten Wärmeleiteinrichtungen 121 jeweils eine Zwischenwärmeleitrippe 126 angeordnet, so dass jeweils ein Abstandsbereich 127 zwischen zwei unmittelbar benachbarten Zwangsquerführungseinrichtung 113 nochmals für eine verbesserte Wärmeenergieübertragung genutzt wird. Gemäß der Darstellung nach der Figur 8 ist eine Detailansicht 128 hinsichtlich eines Abstandsbereichs 127 zwischen zwei Wärmeleiteinrichtungen 121 und einer Zwischenwärmeleitrippe 126 zumindest teilweise dargestellt.[97] In order to be able to further improve a heat energy transfer between the wastewater and the fresh water, two such, directly adjacent Wärmeleiteinrichtungen 121 each arranged a Zwischenwärmeleitrippe 126, so that in each case a distance range 127 between two immediately adjacent Zwangsquerführungseinrichtung 113 is used again for improved heat energy transfer. According to the illustration according to FIG. 8, a detail view 128 with respect to a distance region 127 between two heat conduction devices 121 and an intermediate heat conduction rib 126 is shown at least partially.
[98] Während die Wärmeleiteinrichtung 121 in Gestalt eines Kreisspants 120 von der gemeinsamen Trennwand 112 bis zu dem rohrartigen Gehäuse 104 der Frischwasserleiteinrichtung 103 reicht, ragt die Zwischenwärmeleitrippe 126 lediglich bis etwa zur Hälfte in den Frischwasserleitkanal 117 hinein, so dass die Zwischenwärmeleitrippe 126 zwar ein Prallblech 115 bilden kann, jedoch keine Zwangsquerführungseinrichtung 113 im Sinne der Umlenkmittel 114 darstellt.While the heat conduction device 121 extends in the form of a Kreisspants 120 from the common partition 112 to the tubular housing 104 of Frischwasserleiteinrichtung 103, projects the Zwischenwärmeleitrippe 126 only to about half in the Frischwasserleitkanal 117, so that the Zwischenwärmeleitrippe 126 Although a Can form baffle 115, but no forced transverse guide means 113 in the sense of the deflection 114 represents.
[99] Jedoch bildet die Zwischenwärmleitrippe 126 ebenfalls Festigungsmittel 119 für das Abwasserohr 102 beziehungsweise für die gemeinsame Trennwand 112 in Gestalt eines um das Abwasserrohr 102 angeordneten Ringspants 129.[99] However, the Zwischenwärmleitrippe 126 also forms fixing means 119 for the waste water pipe 102 and for the common partition wall 112 in the form of a arranged around the sewage pipe 102 ring frame 129th
[100] Sowohl die jeweilige Wärmeleiteinrichtung 121 als auch die jeweilige Zwischenwärmeleitrippe 126 verjüngt sich mit zunehmenden radialen Abstand stetig, so dass die Wärmeleiteinrichtung 121 beziehungsweise die Zwischenwärmeleitrippen 126 im Bereich der gemeinsamen Trennwand 112 dicker ausgebildet sind als an ihren den rohrartigen Gehäuse 104 der Frischwasserleiteinrichtung 103 zugewandten Enden. Hierdurch kann eine nochmals verbesserte Wärmeübertragung zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser realisiert werden.Both the respective heat-conducting device 121 and the respective intermediate heat-conducting rib 126 taper continuously with increasing radial distance, so that the heat-conducting device 121 or the intermediate heat-conducting ribs 126 are made thicker in the region of the common partition wall 112 than at their tubular housing 104 of the fresh-water conducting device 103 facing ends. In this way, a further improved heat transfer between the wastewater and the fresh water can be realized.
[101] Insbesondere nach der Detailansicht 128 gemäß der Figur 8 ist gut zu erkennen, dass die gemeinsame Trennwand 112 eine Trennwandstärke 130 aufweist, welche wesentlich geringer ist als eine Dicke 131 des rohrartigen Gehäuses 104. Die hier gezeigte Trennwandstärke 130 der gemeinsamen Trennwand 112 beziehungsweise des Abwasserohrs 2 beträgt lediglich 0,5 mm, so dass eine außergewöhnlich gute Wärmeenergieübertragung zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser stattfinden kann.It can be clearly seen in particular from the detail view 128 according to FIG. 8 that the common dividing wall 112 has a dividing wall thickness 130 which is substantially smaller than a thickness 131 of the tubular housing 104. The dividing wall thickness 130 of the common dividing wall 112 shown here of the sewer pipe 2 is only 0.5 mm, so that an exceptionally good thermal energy transfer between the wastewater and the fresh water can take place.
[102] Durch die hier beschriebene Zwangsführung und die zentrische Bauart wird der[102] Due to the positive guidance and the centric design described here, the
Frisch wasserfluss vorteilhafterweise um die gesamte Mantelfläche des Abwasserrohres 102 geleitet, wodurch eine noch höhere Verweilzeit des Frischwassers innerhalb des Wärmeü- bertragers 101 erzielt werden kann, was idealerweise wiederum zu einer noch höheren Austrittstemperatur und Leistungsfähigkeit des Wärmetauschers 101 führt. Das Frischwasser wird durch die Wärmerippen 121 und die Scheidelängstrennwand 125 besonders effektiv durch den Wärmeübertrager 101 geführt. Die Strömungsquerschnitte sind auch hier so zu dimensionie- ren, dass es nicht zu einem kritisch erhöhten Druckabfall im Wärmeübertrager 101 kommen kann, um nachfolgende technische Geräte (nicht gezeigt) nicht zu beeinträchtigen. Deshalb sollte der Querschnitt der Frischwasserdurchlassöffnungen 116 idealerweise dem Querschnitt zwischen der gemeinsamen Trennwand 112 und dem rohrartigen Gehäuse 104 mal dem Abstand der Wärmerippen 121 entsprechen.Fresh water flow advantageously passed around the entire lateral surface of the sewage pipe 102, whereby an even higher residence time of the fresh water within the Wärmü- Bertragers 101 can be achieved, which in turn ideally leads to an even higher outlet temperature and performance of the heat exchanger 101. The fresh water is passed through the heat exchanger 101 in a particularly effective manner by means of the heat fins 121 and the dividing longitudinal dividing wall 125. The flow cross sections are also to be dimensioned here in such a way that a critically increased pressure drop in the heat exchanger 101 can not occur in order not to impair subsequent technical devices (not shown). Therefore, the cross section of the fresh water passage openings 116 should ideally correspond to the cross section between the common partition 112 and the tubular housing 104 times the distance of the heat fins 121.
[103] Bei einem dritten Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 9 und 10 besteht ein weiterer Wärmeübertrager 201 ebenfalls aus einem Abwasserrohr 202 mit einer Frischwasserleiteinrichtung 203, wobei das Abwasserrohr 202 zentrisch gegenüber einem rohrartigen Gehäuse 204 der Frischwasserleiteinrichtung 203 platziert ist.In a third exemplary embodiment according to FIGS. 9 and 10, another heat exchanger 201 likewise consists of a sewage pipe 202 with a fresh water guide device 203, the sewage pipe 202 being placed centrically opposite a tubular housing 204 of the fresh water guide device 203.
[104] Auch hier fließt das Abwasser von einem Einlaufbereich 206 zu einem Auslaufbereich 207 durch das Abwasserrohr 202 hindurch mit einer Abwasserströmungsrichtung 108. Das Frischwasser wird entsprechend mit einer Hauptgegenströmungsrichtung 211 durch die Frischwasserleiteinrichtung 203 hindurch geleitet, wobei an dem rohrartigen Gehäuse 204 der Frischwasserleiteinrichtung 208 ein Frischwasserzulauf 209 sowie ein Frischwasserablauf 210 vorgesehen sind.Here, too, the wastewater flows from an inlet region 206 to an outlet region 207 through the sewage pipe 202 with a waste water flow direction 108. The fresh water is accordingly passed through the fresh water guide device 203 with a main counterflow direction 211, wherein the fresh water device 208 is attached to the tubular housing 204 a fresh water inlet 209 and a fresh water outlet 210 are provided.
[105] Das Abwasserohr 202 und die Frischwasserleiteinrichtung 203 haben eine gemeinsame Trennwand 212, welche sehr dünnwandig ausgebildet ist, um auch hier einen effektiveren Wärmeenergieübertragung zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser gewährleisten zu können. Die gemeinsame Trennwand 212 hat eine Trennwandstärke 0,5 mm, wobei zur Stabilisierung bzw. zur Festigung dieser sehr dünnwandigen gemeinsamen Trennwand 212 entspre- chende Festigungsmittel 219 in Gestalt von Scheidelängstrennwänden 225 (hier nur exemplarisch beziffert) vorgesehen sind.The sewage pipe 202 and the fresh water guide 203 have a common partition wall 212, which is very thin-walled, in order to ensure a more effective heat energy transfer between the wastewater and the fresh water here. The common dividing wall 212 has a dividing wall thickness of 0.5 mm, wherein for stabilizing or consolidating this very thin-walled common dividing wall 212 corresponding strengthening means 219 in the form of dividing longitudinal dividing walls 225 (numbered here only by way of example) are provided.
[106] Die Scheidelängstrennwände 225 sind hierbei konzentrisch um das Abwasserrohr 202 verteilt, wobei sich jede der Scheidelängstrennwände 225 von der gemeinsamen Trennwand 212 zu dem rohrartigen Gehäuse 204 der Frischwasserleiteinrichtung 203 erstreckt. Mittels der Scheidelängstrennwände 225 werden mehrere Frischwasserleitkanäle 217 (hier ebenfalls nur exemplarisch beziffert) in Längsrichtung des Wärmeübertragers 201 geschaffen, so dass das Frischwasser innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung 203 gemäß einer Hauptgegenströmungsrichtung 211 durch den Wärmeübertrager 201 geleitet werden kann.[0164] The dividing-length dividing walls 225 are concentrically distributed around the sewage pipe 202, with each of the dividing-length dividing walls 225 extending from the common dividing wall 212 to the tubular housing 204 of the fresh-water conducting device 203. By means of the dividing-length partitions 225, a plurality of fresh-water conduits 217 (also numbered here only by way of example) are provided in the longitudinal direction of the heat exchanger 201, so that the Fresh water within the fresh water guide 203 according to a main counterflow direction 211 can be passed through the heat exchanger 201.
[107] Damit sich an dem Wärmeübertrager 201 eine vorteilhafte Frischwasservolumenströmung einstellen kann, ist innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung 203 ein Prallblech 215 mit verschieden großen Frischwasserdurchlassöffnungen 216 (hier nur exemplarisch beziffert) angeordnet.[107] In order for the heat exchanger 201 to be able to establish an advantageous fresh-water volume flow, a baffle plate 215 with differently sized fresh-water passage openings 216 (numbered here only by way of example) is arranged inside the fresh-water guide device 203.
[108] Die Frischwasserdurchlassöffnungen 216 mit den größeren Querschnitten befinden sich unterhalb einer Horizontalmittelebene 205 des Wärmeübertragers 201, so dass in diesem Bereich ein größerer Frischwasservolumenstrom die Frischwasserleiteinrichtung 203 durch- strömen kann als oberhalb der Horizontalmittelebene 205 möglich.The fresh water passage openings 216 with the larger cross sections are located below a horizontal center plane 205 of the heat exchanger 201, so that a larger fresh water volume flow can flow through the fresh water guide 203 in this area than is possible above the horizontal center plane 205.
[109] Dies ist besonders deshalb vorteilhaft, weil sich im unteren Bereich des AbwasserrohrsThis is particularly advantageous because in the lower part of the sewer pipe
202 durchschnittlich mehr und öfters Abwasser befindet als oberhalb der Horizontalmittelebene 205, so dass unterhalb der Horizontalmittelebene 205 wesentlich mehr Wärmeenergie zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser übertragen werden kann als oberhalb der Ho- rizontalmittelebene 205.202 average more and more often wastewater than above the horizontal center plane 205, so that substantially more heat energy can be transmitted between the wastewater and the fresh water below the horizontal center plane 205 than above the horizontal center plane 205.
[110] Deshalb ist es vorteilhaft, wenn im unteren Bereich der FrischwasserleiteinrichtungTherefore, it is advantageous if in the lower part of the fresh water guide
203 größere Frischwasserdurchlassöffnungen 216 in dem Prallblech 215 vorgesehen sind.203 larger fresh water passage openings 216 are provided in the baffle plate 215.
[111] Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel können die Scheidelängstrennwände 225 Funktionen von Wärmerippen gut übernehmen, da sie entlang der Hauptgegenströmungsrich- tung 211 in einer Sternenanordnung angeordnet sind. Hier fungieren sie zwar nicht als Kreisoder Ringspante, aber erfüllen auch hier statische Eigenschaften. Das zusätzlich eingefügte Prallblech 215 erhöht hierbei nicht nur die Stabilität, sondern spaltet zugleich vorteilhafterweise den Frischwasserfluss auf. Der Frischwasserfluss kann hierbei durch die verschieden großen Frischwasserdurchlassöffnungen 216 im Prallblech 215 so aufgespalten werden, dass dort, wo das höchste Wärmepotential hinsichtlich des Abwassers ist, auch das meiste Frischwasser zur Verfügung stehen kann.[111] In this third embodiment, the partition longitudinal partition walls 225 can well perform functions of heat fins since they are arranged along the main counterflow direction 211 in a star arrangement. Although they do not function as a circle or ring frame, they also fulfill static properties here. The additionally inserted baffle 215 not only increases the stability, but at the same time advantageously splits the flow of fresh water. The fresh water flow can be split by the different sized fresh water passage openings 216 in the baffle 215 so that where the highest heat potential is in terms of wastewater, most of the fresh water can be available.
[112] Ein weiterer vorteilhafter Frischwasserleitkanal 317 einer Frischwasserleiteinrichtung 303 eines Abwasserrohrs 302 zeigt ein zusätzliches Ausführungsbeispiel eines Wärmeübertragers 301 gemäß der Figur 11. Das Abwasserrohr 302 ist gegenüber der Frischwasserlei- teinrichtung 303 zentrisch angeordnet, wobei das Abwasserrohr 302 und die Frischwasserlei- teinrichtung 303 eine gemeinsame Trennwand 312 aufweisen. Die Frischwasserleiteinrichtung 303 hat zudem ein rohrartiges Gehäuse 304, welches das Abwasserrohr 302 zumindest teilweise umgibt. Vorliegend wird das Abwasser gemäß der Abwasserströmungsrichtung 308 durch den Wärmeübertrager 301 hindurchgeführt geleitet, während das Frischwasser gemäß einer Hauptgegenströmungsrichtung 311 den Wärmeübertrager 301 durchströmt.[112] Another advantageous fresh-water duct 317 of a fresh-water duct 303 of a sewage pipe 302 shows an additional exemplary embodiment of a heat exchanger 301 according to FIG. 11. The sewage pipe 302 is arranged centrally relative to the fresh-water duct 303, the sewage pipe 302 and the fresh-water duct Device 303 have a common partition wall 312. The Frischwasserleiteinrichtung 303 also has a tubular housing 304, which surrounds the sewer pipe 302 at least partially. In the present case, the wastewater is passed according to the wastewater flow direction 308 passed through the heat exchanger 301, while the fresh water flows through the heat exchanger 301 according to a main counterflow direction 311.
[113] Als Zwangsquerführungseinrichtung 313 kann sich schraubenförmig in Hauptgegenströmungsrichtung 311 um das Abwasserohr 302 entweder ein Einfachhelixgebilde 340 oder ein Mehrfachhelixgebilde 341 erstrecken.As a forced transverse guide device 313, either a single helix formation 340 or a multiple helix formation 341 can extend helically in the main counterflow direction 311 around the waste water pipe 302.
[114] Mittels eines derartigen Helixgebildes 340 beziehungsweise 341 kann der Frisch was- serleitkanal 317 baulich besonders einfach innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung 303 beziehungsweise zwischen dem Abwasserrohr 302 und dem rohrartigen Gehäuse 304 realisiert sein.By means of such a helical structure 340 or 341, the fresh-water guide channel 317 can be realized in a particularly simple manner within the fresh-water conducting device 303 or between the sewage pipe 302 and the tubular housing 304.
[115] Vorteilhaft ist es hierbei, dass das Frischwasser schraubenförmig um das gesamte Abwasserohr 302 geführt ist, wodurch die Verweilzeit und der Weg des Frischwassers innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung 303 wesentlich verlängert werden kann, so dass eine Wärmeübertragung zwischen dem Abwasser und dem Frischwasser umso effektiver gestaltet werden kann.It is advantageous in this case that the fresh water is helically guided around the entire waste water pipe 302, whereby the residence time and the path of the fresh water within the Frischwasserleiteinrichtung 303 can be significantly extended so that a heat transfer between the wastewater and the fresh water designed all the more effective can be.
[116] Sowohl das Einfachhelixgebilde 340 als auch das Mehrfachhelixgebilde 341 gestalten vorliegend Umlenkmittel 314 der Frischwasserleiteinrichtung 303, mit denen das Frischwas- ser innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung 303 im Wesentlichen auch quer zur Hauptgegenströmungsrichtung 303 hin umgelenkt werden kann. Hierdurch ergibt sich der vorstehend bereits erläuterte verlängerte Weg durch die Frischwasserleiteinrichtung 303.Both the single helix formation 340 and the multiple helix formation 341 in the present case design deflection means 314 of the fresh water guidance device 303 with which the fresh water within the fresh water guidance device 303 can also be deflected substantially transversely to the main counterflow direction 303. This results in the previously explained extended path through the fresh water guide 303.
[117] Darüber hinaus können mit beiden Helixgebilden 340 beziehungsweise 341 Festigungsmitteln 319 zum Stabilisieren beziehungsweise Festigen des Abwasserrohrs 302 kon- struktiv einfach gestaltet werden, so dass auch hinsichtlich des Wärmeübertragers 301 eine besonders dünne gemeinsame Trennwand 312, idealerweise mit einer Trennwandstärke von 0,5 mm oder auch weniger geschaffen werden kann.Moreover, with both helical structures 340 and 341 strengthening means 319 for stabilizing or consolidating the sewage pipe 302, it is structurally simple to design so that a particularly thin common dividing wall 312, ideally with a dividing wall thickness of 0.5, also with regard to the heat exchanger 301 mm or less can be created.
[118] Die beiden Helixgebilde 340 und 341 können vorliegend entweder als glattes Blech um das Abwasserrohr 302 gezogen oder durch Anfaltungen des Bleches auf Form des jeweili- gen Helixgebildes 340, 341 gebracht werden. Ein Vorteil des glatten Bleches ist ein geringerer Strömungswiderstand, wodurch der Frischwasserkanal entsprechend kleiner gehalten werden kann. Ein Vorteil des angefalteten Bleches ist eine höhere statische Stabilität und eine größere Oberfläche einer hierdurch gebildeten Wärmeleiteinrichtung.In the present case, the two helix formations 340 and 341 can either be drawn around the waste water pipe 302 as a smooth sheet or brought to the shape of the respective helix formation 340, 341 by striking the sheet. An advantage of the smooth sheet is a lesser one Flow resistance, whereby the fresh water channel can be kept correspondingly smaller. An advantage of the folded sheet is a higher static stability and a larger surface area of a heat conducting device formed thereby.
[119] Das jeweilige Helixgebilde kann also auch als Doppel- oder Vielfachhelixgebilde 341 ausgeführt werden, wobei darauf zu achten ist, dass ein Frischwassereintritt und ein Frischwasseraustritt idealerweise so auszulegen ist, dass alle gebildeten Frischwasserleitkanäle gleichmäßig durchströmt werden, und dass die Summe der einzelnen Frischwasserleitkanal- querschnitte den erforderlichen Gesamtströmungsquerschnitt ergibt.The respective helix formation can therefore also be executed as a double or multiple helix formation 341, it being important to ensure that a fresh water inlet and a fresh water outlet is ideally designed so that all fresh water channels formed are flowed through uniformly, and that the sum of the individual Frischwasserleitkanal - Cross sections gives the required total flow area.
[120] Ein weiterer Vorteil der Ausführung als ein Helixgebilde 340, 341 ist, dass das Frischwasser keine so starken Strömungsrichtungsänderungen erfahrt wie bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen, was zu weniger Reibung und damit auch zu weniger[120] A further advantage of the embodiment as a helical formation 340, 341 is that the fresh water does not undergo such strong flow direction changes as in the above-described embodiments, resulting in less friction and thus less
Druckverlust führen kann. Hier kann also mit geringeren Strömungsquerschnitten gearbeitet werden. Die jeweilige Helix 340, 341 kann hierdurch in der Steigung stark reduziert werden, was vorteilhafterweise dazu führen kann, dass mehr Wärmerippenfläche im Wärmeübertrager bereitgestellt werden kann, geringere Steigung gleich mehr Wendelung auf gleicher Länge.Can cause pressure loss. Here you can work with smaller flow cross sections. The respective helix 340, 341 can thereby be greatly reduced in the slope, which can advantageously lead to more heat rib surface can be provided in the heat exchanger, less slope equal to more coiling on the same length.
[121] Ein besonderer weiterer Vorteil solcher Helixgebilde 340, 341 ist darin zu sehen, dass sie keine feste Einbauposition haben müssen, wodurch mit geringeren Einbautoleranzen die Herstellung und/oder die Montage besonders einfach gestaltet werden kann. Des Weiteren arbeiten sie nahezu immer optimal und sie entlüften sich vollkommen selbstständig.[121] A particular further advantage of such helical structures 340, 341 is the fact that they do not have to have a fixed installation position, whereby the manufacturing and / or assembly can be made particularly simple with lower installation tolerances. Furthermore, they almost always work optimally and they vent themselves completely independently.
[122] Ein weiterer sehr großer Vorteil ist darin zu sehen, dass hierbei auch mit leicht verunreinigten Fluiden innerhalb des Strömungskanals gearbeitet werden kann, da die Geometrie der Strömungskanäle unempfindlicher gegen Schmutzablagerungen ist.Another very great advantage is the fact that it is also possible to work with slightly contaminated fluids within the flow channel, since the geometry of the flow channels is less sensitive to dirt deposits.
[123] Bei dem in den Fig. 12 bis 18 gezeigten nächsten Ausführungsbeispiel eines Wärmeübertragers 401 ist ein Abwasserrohr 402 zentrisch gegenüber einer Frischewasserleitein- richtung 403 des Wärmeübertrages 401 angeordnet, wobei die Frisch Wasserleiteinrichtung 403 ein rohrartiges Gehäuse 404 umfasst, welches das Abwasserrohr 402 zumindest teilweise ummantelt.In the case of the next exemplary embodiment of a heat exchanger 401 shown in FIGS. 12 to 18, a sewage pipe 402 is arranged centrically opposite a fresh water-conducting device 403 of the heat transfer 401, wherein the fresh water-conducting device 403 comprises a tubular housing 404 which at least constitutes the sewage pipe 402 partially encased.
[124] Zwischen dem Abwasserrohr 402 und dem rohrartigen Gehäuse 404 der Frischwasserleiteinrichtung 403 ist ein Frischwasserleitkanal 417 ausgestaltet, wobei die Rohrwandung des Abwasserrohrs 402 wieder eine gemeinsame Trennwand 412 hinsichtlich des Abwasserrohrs 402 und der Frischwasserleiteinrichtung 403 ausbildet.Between the sewage pipe 402 and the tubular housing 404 of the fresh water device 403, a fresh water passage 417 is configured, wherein the pipe wall of the Sewage pipe 402 again forms a common partition wall 412 with respect to the sewer pipe 402 and the fresh water guide 403.
[125] Die Frischwasserleiteinrichtung 403 weist zudem Zwangsquerführungseinrichtungen 413 auf, welche wie vorstehend erläutert, einerseits als Umlenkmittel 414 und andererseits als Festigungsmittel 419 bzw. Wärmeleiteinrichtungen 421 ausgestaltet sein können. Insofern übernehmen die hier vorhandenen Zwangsquerführungseinrichtungen 413 drei Funktionen, nämlich erstens das durch die Frischwasserleiteinrichtung 403 geleitete Frischwasser quer zu einer Hauptgegenströmungsrichtung 411 des Frischwassers umzulenken, zweitens die gemeinsame Trennwandung 412 zu stabilisieren bzw. zu festigen und drittens eine Wärmeener- gieübertragung von dem Abwasser zu Frischwasser zu verbessern, wie vorstehend anhand der anderen Ausführungsbeispiele bereits ausgiebig erläutert wurde.The fresh water guide device 403 also has forced transverse guide devices 413, which, as explained above, can be configured on the one hand as deflecting means 414 and on the other hand as strengthening means 419 or heat conducting devices 421. In this respect, the forced transverse guide devices 413 present here take on three functions, namely first to redirect the fresh water routed through the fresh water guide 403 transversely to a main counterflow direction 411 of the fresh water, secondly to stabilize or consolidate the common partition wall 412 and thirdly to transfer heat energy from the waste water to fresh water to improve, as already extensively explained above with reference to the other embodiments.
[126] Um das durch den Frischwasserkanal 417 geleitete Wasser zusätzlich in Rotation 451 (siehe Figur 13), insbesondere in Längserstreckung des Frischwasserkanals 417, zu versetzen, sind an der Frischwasserleiteinrichtung 403 entsprechend ausgestaltete Dralleinrichtungen 452 (siehe insbesondere Fig. 14, 15 und 17) vorgesehen.In order to additionally set the water routed through the fresh water channel 417 into rotation 451 (see FIG. 13), in particular in the longitudinal extent of the fresh water channel 417, correspondingly configured swirl devices 452 (see in particular FIGS. 14, 15 and 17) are provided on the fresh water guide device 403 ) intended.
[127] Die hinsichtlich des Wärmeübertrages 401 verwendeten Dralleinrichtungen 452 werden direkt von den Zwangsquerführungseinrichtungen 413 gebildet, indem die Zwangsquerfüh- rungseinrichtungen 413 Anfaltungen 453 (hier nur exemplarisch beziffert) ausgestalten, durch die das Frischwasser in Rotation 451 versetzt werden kann. Hierbei sind die Anfaltungen 453 in einem Winkel 454 ungleich 90° zur Strömungsrichtung des Frischwassers in die Zwangs- querführungseinrichtung 413 eingebracht, so dass, in Strömungsrichtung des Frischwasser- leitkanals 417 gesehen, eine schiefe Ebene entsteht.[127] The swirling devices 452 used with respect to the heat transfer 401 are formed directly by the forced transverse guide devices 413, in that the forced transverse guiding devices 413 configure extensions 453 (here only as an example), by means of which the fresh water can be set in rotation 451. In this case, the abutments 453 are introduced at an angle 454 not equal to 90 ° to the flow direction of the fresh water into the forced transverse guiding device 413, so that, viewed in the direction of flow of the fresh water guide channel 417, an inclined plane is formed.
[128] Je nachdem, ob der Winkel 454 größer oder kleiner als 90° ist, kippt die schiefe Ebene 455 mit oder gegen den Strömungsverlauf des Frischwassers (siehe Fig. 13). Deshalb ist es be- sonders vorteilhaft, wenn der Winkel 454 der Anfaltungen 453 ungleich 90° ist.[128] Depending on whether the angle 454 is greater or smaller than 90 °, the inclined plane 455 tilts with or against the flow path of the fresh water (see Fig. 13). Therefore, it is particularly advantageous if the angle 454 of the projections 453 is not equal to 90 °.
[129] Vorteilhafterweise folgt das den Frischwasserleitkanal 417 durchströmende Frischwasser, etwa auf Grund von Reibung und des vorhandenen Strömungswiderstandes, der Geometrie der Dralleinrichtungen 452 und wird hierbei durchmischt. Eine abwärts oder aufwärts gerichtete Strömung 456 (hier nur exemplarisch beziffert) im Randbereich quer zur Hauptgegen- Strömungsrichtung 411 ist die Folge. [ 130] Bildet man nun jede zweite der Zwangsquerführungseinrichtungen 413 Spiegel verkehrt (siehe insbesondere Fig. 14 und 15) zur ersten aus, wird das Frischwasser an einer ersten Zwangsquerführungseinrichtung 413 hochgeführt und an der nächstliegenden Zwangsquerfüh- rungseinrichtung 413 herabgeführt, wodurch das Frischwasser innerhalb des Frischwasserleit- kanals 417 zu rotieren beginnt.Advantageously, the fresh water flowing through the fresh water conduit 417 follows, for example due to friction and the existing flow resistance, the geometry of the swirling means 452 and is thereby mixed. A downward or upward flow 456 (here only exemplified) in the edge region transverse to the main counter-flow direction 411 is the result. If now every other one of the forced transverse-guiding devices 413 mirror inverted (see in particular FIGS. 14 and 15) to the first one, the fresh water is led up at a first forced transverse-guidance device 413 and led down to the nearest forced-transverse device 413, whereby the fresh water within the Fresh water duct 417 begins to rotate.
[131] Zusätzlich zu den Anfaltungen 453 können die Oberflächen der Zwangsquerführungs- einrichtungen 413 noch strukturiert sein, so dass dieser Effekt weiter gestärkt werden kann.[131] In addition to the abutments 453, the surfaces of the forced transverse guiding devices 413 can still be structured, so that this effect can be further strengthened.
[132] Vorliegend ist eine erste der Dralleinrichtungen 452 gemäß der Schnittlinie E-E durch den Wärmeübertrager 401 dargestellt.[132] In the present case, a first of the swirling devices 452 according to the section line E-E is represented by the heat exchanger 401.
[133] Eine hierzu spiegelverkehrte, weitere Dralleinrichtung 452 ist mit der Darstellung gemäß der Fig. 15 entlang der Schnittlinie F-F des Wärmeübertragers 401 abgebildet.[133] A mirror-inverted further swirling device 452 is depicted with the representation according to FIG. 15 along the section line F-F of the heat exchanger 401.
[134] In der zusätzlichen Detailansicht 457 gemäß der Fig. 17 ist eine Aufsicht auf eine derartige Dralleinrichtung 452 des Wärmeübertragers 401 nochmals genauer illustriert. Gut zu erkennen ist die äußere Kante der Zwangsquerführungseinrichtung 413, welche die Drallein- richtung 452 bereitstellt. Diese äußere Kante 458 ist idealerweise mit der Innenseite des rohrartigen Gehäuses 404 verbunden.[134] In the additional detail view 457 according to FIG. 17, a plan view of such a swirl device 452 of the heat exchanger 401 is illustrated in more detail again. Good to see is the outer edge of the forced transverse guide device 413, which provides the swirl device 452. This outer edge 458 is ideally connected to the inside of the tubular housing 404.
[135] Gut zu erkennen sind des Weiteren. die Anfaltungen 453 und die hierdurch bereitgestellten bzw. gebildeten schiefen Ebenen 455, welche seitlich der äußeren Kante 458 radial weiter innen liegende Kanten 459 (hier nur exemplarisch beziffert) bilden. Die radial weiter innen liegenden Kanten 459 sind hierbei der gemeinsamen Trennwand 412 zugewandt, wobei die Zwangsführungseinrichtungen 413 im Sinne von Wärmeleiteinrichtungen 421 idealerweise stoffschlüssig mit der gemeinsamen Trennwand 412 verbunden sind.[135] Good to see are further. the abutments 453 and the oblique planes 455 provided or formed thereby, which laterally form the outer edge 458 radially further inward edges 459 (numbered here only by way of example). The radially further inwardly lying edges 459 are in this case facing the common partition wall 412, wherein the forced guidance devices 413 in the sense of heat conduction devices 421 are ideally connected in a materially bonded manner to the common partition wall 412.
[136] In einer anderen Detailquerschnittsdarstellung 460 (siehe Figur 18) ist eine der als Dralleinrichtung 452 ausgestaltete Zwangsquerführungseinrichtung 413 nochmals hinsichtlich des Frischwasserleitkanals 417 im Querschnitt zwischen der gemeinsamen Trennwand 412 und dem rohrartigen Gehäuse 404 dargestellt, wobei die schiefe Ebene 455 der Dralleinrichtung 452 von einer ersten Anfaltungskante 461 zu einer zweiten Anfaltungskante 462 verläuft. Die zweite Anfaltungskante 462 ist nach der Darstellung gemäß der Fig. 18 verdeckt dargestellt. Beispielhaft sind die beiden Anfaltungskanten 461 und 462 auch an der zusätzlichen Detailaufsicht 457 (Figur 17) gekennzeichnet. [137] Eine zu den Dralleinrichtungen 452 alternative Dralleinrichtung 465 ist mit der Darstellung gemäß der Fig. 19 gezeigt. Hierbei ist die alternative Dralleinrichtung 465 in Gestalt eines Spiralbleches 466 ausgestaltet, welches sich entlang einer Längsachse 467 erstreckt.In another detail cross-sectional illustration 460 (see FIG. 18), one of the forced-transverse-guiding device 413 configured as a swirl device 452 is again represented with respect to the fresh-water duct 417 in cross-section between the common partition wall 412 and the tubular housing 404, the inclined plane 455 of the swirl device 452 of FIG a first folding edge 461 extends to a second folding edge 462. The second folding edge 462 is shown hidden in the illustration according to FIG. 18. By way of example, the two folding edges 461 and 462 are also marked on the additional detail monitor 457 (FIG. 17). [137] An alternative to the swirling means 452 swirling device 465 is shown with the illustration of FIG. 19. Here, the alternative swirl device 465 is configured in the form of a spiral plate 466, which extends along a longitudinal axis 467.
[138] Die alternative Dralleinrichtung 465 kann hierbei in einen nahezu beliebigen Frisch- wasserleitkanal eingelegt werden, wobei die alternative Dralleinrichtung 465 in Form des Spiralblechs 466 ebenfalls das Frischwasser in Rotation versetzen kann.In this case, the alternative swirl device 465 can be inserted into virtually any desired fresh water guide channel, wherein the alternative swirl device 465 in the form of the spiral plate 466 can likewise set the fresh water into rotation.
[139] Beispielsweise kann auch durch ein Verkleinern der Steigung des Spiralblechs 466 die Rotationsgeschwindigkeit gesteigert werden, wodurch aber der Strömungswiderstand des Einbauteils zu nimmt. Durch ein Vergrößern der Steigung des Spiralblechs 466 kann sich der Strömungswiderstand reduzieren, wodurch sich aber die Rotationsgeschwindigkeit verlangsamen kann. Auch hier ist vorzugsweise darauf zu achten, dass der erforderliche Strömungsquerschnitt im Einbauteil gewährleistet ist.[139] For example, by reducing the pitch of the spiral plate 466, the rotational speed can be increased, whereby, however, decreases the flow resistance of the insert. By increasing the pitch of the spiral plate 466, the flow resistance can be reduced, but this can slow down the rotational speed. Again, it is preferable to make sure that the required flow cross-section is guaranteed in the fixture.
[140] Derartige Spiralbleche 466 können in allen Ausführungsbeispielen eingebaut werden. Sie können aber auch dazu benutzt werden, schon existierende Wärmeübertrager nachzurüsten und hierdurch deren Effektivität steigern.[140] Such spiral plates 466 can be installed in all embodiments. But they can also be used to retrofit existing heat exchangers and thereby increase their effectiveness.
[141] Spiralbleche 466 können zum Beispiel einfach durch Verdrehen von Streifenmaterial hergestellt werden und hierbei durch Bearbeiten ihrer äußeren Form auf die gewünschte Strömungskanalgeometrie gebracht werden.For example, spiral sheets 466 can be made simply by twisting strip material and thereby be brought to the desired flow channel geometry by processing their outer shape.
[142] Sollte es auf Grund des Strömungswiderstandes jedoch nicht möglich sein, Spiralble- che einzubauen, gibt es eine Alternative, nämlich Wärmerippen, die durch Anfaltungen auf Form gebracht werden, geometrisch so zu konstruieren, dass durch sie selbst eine Rotation im Fluid erzeugt wird.[142] However, if it is not possible to install spiral plates due to the flow resistance, there is an alternative, namely, to construct the heat fins, which are shaped by tying, geometrically so as to generate a rotation in the fluid itself ,
[143] Diese vorstehend erläuterten Rotationen können vorteilhafterweise bewirken, dass ein bereits angewärmtes Frischwasser, welches sich in der Nähe einer gemeinsamen Trennwand befindet, radial nach außen gefördert wird. Insofern kann kühleres Frischwasser von außen radial nach innen geführt werden. Dadurch kann eine Durchmischung des Frischwassers zusätzlich gefördert und es kann ein sich gegebenenfalls bildender Wärmefilm an der gemeinsamen Trennwand insbesondere über die Wärmerippen radial nach außen fortgespült werden. Dies wiederum kann eine möglichst hohe Temperaturdifferenz zwischen einem zu kühlenden und einem zu erwärmenden Medium bewirken. [144] Ein weiterer Vorteil ist, dass vorhandene Strömungsschatten, die durch Anfaltungen eines entsprechenden Bleches entstehen können, in den Wärmerippen oder Kreisspanten reduziert bzw. komplett durchspült werden.[143] These above-described rotations can advantageously cause an already warmed fresh water, which is located in the vicinity of a common partition, is conveyed radially outward. In this respect, cooler fresh water can be fed from the outside radially inward. As a result, a thorough mixing of the fresh water is additionally promoted and it is possible for an optionally forming heat film to be flushed away on the common dividing wall, in particular radially outward over the heat fins. This in turn can cause the highest possible temperature difference between a medium to be cooled and a medium to be heated. [144] A further advantage is that existing flow shadows, which can arise through the formation of a corresponding sheet, are reduced or completely flushed in the heat fins or circular frames.
[145] Der allgemeine Vorteil der vorstehend erläuterten Zwangsführungen des Frischwassers in allen Wärmeübertragern ist eine Führung des Frischwassers in Bereichen des höchsten Wärmepotentials, eine erhöhte Verweilzeit des Frischwassers innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung des Wärmeübertragers und damit eine verbundene höhere Austrittstemperatur des Frischwassers als bei nicht vorgewärmtem Frischwasser, eine wesentliche höhere Durchmischung des Frischwassers innerhalb der Frischwasserleiteinrichtung und eine damit verbesser- te Wärmeübertragung gegenüber einem frei strömenden Frischwasser hinsichtlich Wärmeübertrager ohne derartige Zwangsquerführungseinrichtungen.[145] The general advantage of the above-described forced guides of the fresh water in all heat exchangers is a guide of the fresh water in areas of maximum heat potential, an increased residence time of the fresh water within the Frischwasserleiteinrichtung of the heat exchanger and thus an associated higher outlet temperature of the fresh water than non-preheated fresh water, a significantly higher mixing of the fresh water within the fresh water guide device and thus an improved heat transfer compared to a freely flowing fresh water with respect to heat exchangers without such forced transverse guidance devices.
[146] An dieser Stelle sei noch erwähnt, dass mittels der vorliegenden vorteilhaften Anfaltungen zudem radial weiter innen, also im Bereich der gemeinsamen Trennwand, vorteilhaft ein breiteren Fuß an der jeweiligen Komponenten ausgestaltet werden kann, welcher sich ebenfalls statisch stabilisierend auf die gesamte Konstruktion auswirken kann.[146] It should also be mentioned at this point that by means of the advantageous clutches present at the radially inward direction, that is to say in the area of the common partition wall, a broader foot can advantageously be designed on the respective components, which likewise have a statically stabilizing effect on the entire construction can.
[147] Die Anschlüsse für die verschiedenen Ausführungsbeispiele an eine Frischwasserleitung und eine Brauchwasserleitung werden hier nicht detailliert beschrieben oder dargestellt. Sie werden idealerweise so ausgeführt, dass sie mit gängigen, marktüblichen Systemen kompatibel sind. Zum Beispiel sind sie geeignet für Pressmuffen, Lötfittinge, Verschraubungen, Steckmuffen, Flansche oder dergleichen. [147] The connections for the various embodiments to a fresh water line and a service water line will not be described or illustrated in detail here. They are ideally designed to be compatible with common, marketable systems. For example, they are suitable for compression sleeves, Lötfittinge, fittings, push-in sleeves, flanges or the like.
Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Wärmeübertrager1 heat exchanger
2 Abwasserrohr2 sewer pipe
3 Frischwasserleiteinrichtung3 fresh water device
4 Rohrartiges Gehäuse4 pipe-like housing
5 Horizontalmittelebene5 horizontal center plane
6 Einlaufbereich6 inlet area
7 Auslaufbereich7 outlet area
8 Abwasserströmungsrichtung8 Wastewater flow direction
9 Frischwasserzulauf9 fresh water intake
10 Frischwasserablauf10 fresh water drain
11 Hauptgegenströmungsrichtung11 main counterflow direction
12 Gemeinsame Trennwand12 Common partition
13 Zwangsquerführungseinrichtungen13 forced transverse guidance devices
14 Umlenkmittel14 deflection
15 Prallbleche15 baffles
16 Frischwasserdurchlassöffnungen16 fresh water ports
17 Frischwasserleitkanal17 fresh water duct
18 Vertikalmittelebene18 vertical center plane
19 Festigungsmittel19 firming agents
20 Kreisspant20 circular frame
21 Wärmeleiteinrichtung21 heat conducting device
101 Wärmeübertrager101 heat exchanger
102 Abwasserrohr102 sewer pipe
103 Frischwasserleiteinrichtung103 fresh water guide
104 Rohrartiges Gehäuse104 Tubular housing
105 Horizontalmittelebene 106 Einlaufbereich105 horizontal center plane 106 inlet area
107 Auslaufbereich107 outlet area
108 Abwasserströmungsrichtung108 Wastewater flow direction
109 Frischwasserzulauf 110 Frischwasserablauf109 Fresh water inlet 110 Fresh water outlet
111 Hauptgegenströmungsrichtung111 main counterflow direction
112 Gemeinsame Trennwand112 Common partition
113 Zwangsquerführungseinrichtungen113 forced transverse guidance devices
114 Umlenkmittel 115 Prallbleche114 deflecting means 115 baffles
116 Frischwasserdurchlassöffnungen116 fresh water ports
117 Frischwasserleitkanal117 fresh water duct
118 Vertikalmittelebene118 vertical center plane
119 Festigungsmittel 120 Kreisspant119 Strengthener 120 Circular panty
121 Wärmeleiteinrichtung121 heat conducting device
125 Scheidelängstrennwand125 separating edge partition
126 Zwischenwärmeleiteinrichtung126 intermediate heat conducting device
127 Abstandsbereich 128 Detailansicht127 Distance range 128 Detail view
129 Ringspant129 Ringspant
130 Trennwandstärke130 partition wall thickness
131 Dicke131 thickness
201 Wärmeübertrager 202 Abwasserrohr201 Heat exchanger 202 Sewer pipe
203 Frischwasserleiteinrichtung203 Fresh water device
204 Rohrartiges Gehäuse 205 Horizontalmittelebene204 Pipe-like housing 205 horizontal center plane
206 Einlaufbereich206 inlet area
207 Auslaufbereich207 outlet area
208 Abwasserströmungsrichtung 209 Frischwasserzulauf208 Sewage flow direction 209 Fresh water inlet
210 Frischwasserablauf210 fresh water drain
211 Hauptgegenströmungsrichtung211 main counterflow direction
212 Gemeinsame Trennwand 215 Prallbleche 216 Frischwasserdurchlassöffnung212 Common partition 215 baffles 216 Fresh water outlet
219 Festigungsmittel219 Clamping agent
225 Scheidelängstrennwände225 partition walls
301 Wärmeübertrager301 heat exchanger
302 Abwasserrohr 303 Frischwasserleiteinrichtung302 Wastewater pipe 303 Fresh water conducting device
304 Rohrartiges Gehäuse304 Tubular housing
308 Abwasserströmungsrichtung308 Wastewater flow direction
311 Hauptgegenströmungsrichtung311 main counterflow direction
312 Gemeinsame Trennwand 313 Zwangsquerführungseinrichtungen312 Common partition wall 313 Forced lateral guidance devices
314 Umlenkmittel314 deflection means
317 Frischwasserleitkanal317 fresh water duct
319 Festigungsmittel319 Clamping agent
340 Einfachhelixgebilde 341 Mehrfachhelixgebilde340 single helix formations 341 multiple helix formations
401 Wärmeübertrager401 heat exchanger
402 Abwasserrohr 403 Frischwasserleiteinrichtung402 sewer pipe 403 fresh water guide
404 Rohrartiges Gehäuse404 Tubular housing
411 Hauptgegenströmungsrichtung411 main counterflow direction
412 Gemeinsame Trennwand 413 Zwangsquerführungseinrichtung412 Common partition wall 413 Forced lateral guidance device
414 Umlenkmittel414 deflecting means
417 Frischwasserleitkanal417 fresh water duct
419 Festigungsmittel419 Clamping agent
421 Wärmeleiteinrichtung 450 Detaildarstellung421 Heat conduction device 450 Detail view
451 Rotation451 rotation
452 Dralleinrichtung452 twisting device
453 Anfaltungen453 events
454 Winkel 455 Schiefe Ebene454 angle 455 inclined plane
456 Strömung456 flow
457 Zusätzliche Detailaufsicht457 Additional detail supervision
458 Äußere Kante458 Outer edge
459 Radial weiter innen liegende Kante 460 Detailquerschnittsdarstellung459 Radially further inside edge 460 Detail cross-sectional view
461 Erste Anfaltungskante461 First folding edge
462 Zweite Anfaltungskante462 Second folding edge
465 Alternative Dralleinrichtung465 Alternative swirl device
466 Spiralblech 467 Längsachse 466 Spiral plate 467 Longitudinal axis
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