AT502493B1 - Device for recovering heat from waste water of sewer pipe of e.g. household application, has switch valve switching outlet of sewer pipe, when temperature of temperature sensor exceeds temperature at storage tank around preset difference - Google Patents

Device for recovering heat from waste water of sewer pipe of e.g. household application, has switch valve switching outlet of sewer pipe, when temperature of temperature sensor exceeds temperature at storage tank around preset difference Download PDF

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Abstract

The device has a switch valve (7) connected with a sewer pipe and a drain pipe (3), and a temperature sensor (12) arranged in a wastewater inlet (2). Another temperature sensor (11) is arranged in a storage tank (1), and the switch valve switches an outlet of the sewer pipe, when temperature of the temperature sensor (12) in the sewer pipe exceeds temperature at the storage tank around a predetermined difference. The switch valve switches an outlet to a drain pipe. A storage drain pipe (13) is guided from a lower part of the storage tank into the drain pipe. An independent claim is also included for a method for operating a device for heat recovery.

Description

2 AT 502 493 B12 AT 502 493 B1

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser sowie ein Verfahren zum Betreiben dieser Vorrichtung.The invention relates to a device for heat recovery from wastewater and a method for operating this device.

Das Abwasser beispielsweise einer Dusche, Badewanne, Spülmaschine oder Waschmaschine 5 in Haushalten verfügt über wesentliche Restwärme, die üblicherweise ungenutzt in die Kanalisation geleitet wird.The wastewater, for example, a shower, bath, dishwasher or washing machine 5 in households has significant residual heat, which is usually passed unused into the sewer.

Aus dem Stand der Technik sind Gegenstromwärmetäuscher bekannt, bei denen zuströmendes Frischwasser Wärme von diesem Abwasser aufnimmt. Dies setzt jedoch voraus, dass gleichzei-io tig Frischwasser gezapft wird, wenn das warme Abwasser anfällt.Countercurrent heat exchangers are known from the prior art, in which inflowing fresh water absorbs heat from this wastewater. However, this presupposes that fresh water is tapped at the same time when the warm wastewater is produced.

Die EP 532 910 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung von Abwasser auf Frischwasser, bei der zuströmendes Abwasser oberhalb einer vorgegebenen Grenztemperatur-einem Speicherbehälter zugeführt und unterhalb dieser vorgegebenen Grenztemperatur am Speicher-15 behälter vorbeigeführt wird. Innerhalb des Speicherbehälters befindet sich eine Rohrschlange zur Vorwärmung von Frischwasser.EP 532 910 A1 shows a device for heat recovery of wastewater to fresh water, supplied to the inflowing wastewater above a predetermined limit temperature-a storage tank and is passed below this predetermined limit temperature at the storage tank 15. Within the storage tank is a coil for preheating fresh water.

Aus der DE 26 25 157 A1 ist eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung von Abwasser auf Frischwasser, bei der das Abwasser stets in einen Sammelbehälter mit Absperrschieber im 20 untenliegenden Auslauf des Sammelbehälters eingeleitet wird. Im Sammelbehälter in der Nähe des Zulaufs befindet sich ein Temperaturfühler. Überschreitet die mittels dieses Temperaturfühlers gemessene Temperatur einen vorgegebenen Grenzwert, so schließt der Absperrschieber; der Sammelbehälter wird vom einströmenden Abwasser befüllt. Wärme kann vom Abwasser auf Frischwasser, das einen im Speicherbehälter positionierten Wärmetauscher durchströmt, über-25 tragen werden. Unterschreitet die mittels eines Temperatursensors im Sammelbehälter gemessene Temperatur einen vorgegebenen zweiten Grenzwert, so öffnet der Absperrschieber. Bei geöffnetem Absperrschieber kann keine Wärme vom Abwasser rückgewonnen werden.From DE 26 25 157 A1 discloses a device for heat recovery of wastewater to fresh water, in which the wastewater is always introduced into a sump with gate valve in the bottom 20 outlet of the sump. A temperature sensor is located in the sump near the inlet. If the temperature measured by means of this temperature sensor exceeds a predetermined limit, the gate valve closes; the collecting tank is filled by the inflowing wastewater. Heat may be carried over from the waste water to fresh water passing through a heat exchanger positioned in the storage tank. If the temperature measured in the collecting container by means of a temperature sensor falls below a predetermined second limit value, then the gate valve opens. When the gate valve is open, no heat can be recovered from the wastewater.

Der Wärmetauscher im Sammelbehälter ist mit einem Speicherbehälter verbunden. Ist die 30 Temperatur im Speicherbehälter gleich oder wenig kleiner als die Temperatur im Sammelbehälter, so kann keine Wärme vom Abwasser auf den Speicherbehälter übertragen werden; daher öffnet in diesem Fall der Absperrschieber.The heat exchanger in the sump is connected to a storage tank. If the temperature in the storage tank is equal to or slightly less than the temperature in the collecting tank, no heat can be transferred from the waste water to the storage tank; therefore opens in this case, the gate valve.

Die DE 24 15 877 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung von Abwasser auf 35 Frischwasser, bei der das Abwasser dann in einen Sammelbehälter geleitet wird, wenn dessen Temperatur einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet; kaltes Abwasser wird mittels eines Umschaltventils am Sammelbehälter vorbei geleitet. Um den Sammelbehälter herum, ist ein Frischwasser-Wärmeaustauscher angeordnet. 40 Die DE 43 37 744 A1 offenbart einen Abwassersammelbehälter mit einem Wärmetauscher zur Erhitzung eines Kaltwasserzulaufs. Das Abwasser wird stets, d.h. egal ob kalt oder warm, dem Sammelbehälter zugeführt.DE 24 15 877 A1 shows a device for heat recovery of wastewater to 35 fresh water, in which the wastewater is then passed into a collection container when its temperature exceeds a predetermined limit; cold wastewater is conducted by means of a switching valve to the collection past. Around the sump, a fresh water heat exchanger is arranged. DE 43 37 744 A1 discloses a waste water collecting tank with a heat exchanger for heating a cold water inlet. The wastewater is always, i. whether cold or warm, fed to the sump.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus 45 Abwasser zu schaffen, bei der die thermische Energie des Abwassers gespeichert wird und bei Bedarf auf das Frischwasser übertragen wird.The invention has for its object to provide a device for heat recovery from 45 wastewater, in which the thermal energy of the wastewater is stored and is transferred to the fresh water when needed.

Erfindungsgemäß wird dies gemäß einer Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung nach Anspruch 1 dadurch gelöst, dass das Abwasser zunächst in einen Speicherbehälter geleitet wird und dort 50 Wärme über einen Frischwasserwärmeaustauscher übertragen werden kann. Das Abwasser kann auch an dem Speicherbehälter vorbeigeleitet werden. Dies ist vor allem dann sinnvoll, wenn das Abwasser über eine relativ geringe Temperatur verfügt und somit durch das nachströmende Abwasser der Speicherbehälter nicht aufgeheizt, sondern vielmehr abgekühlt würde. In der Abwasserzufuhr befindet sich ein Temperatursensor, im Speicherbehälter ein zusätzli-55 eher Temperatursensor. Diese Sensoren werden für den Betrieb gemäß den Verfahrensansprü- Γ Γ 3 ΑΤ 502 493 Β1 chen benötigt.According to the invention this is achieved according to a device for heat recovery according to claim 1, characterized in that the waste water is first passed into a storage tank and there 50 heat can be transmitted via a fresh water heat exchanger. The waste water can also be conducted past the storage tank. This is especially useful if the wastewater has a relatively low temperature and thus not heated by the inflowing waste water of the storage tank, but rather would be cooled. There is a temperature sensor in the waste water supply and an additional temperature sensor in the storage tank. These sensors are required for operation in accordance with method claims 3 502 493.

Wird das Abwasser gemäß Anspruch 2 in den oberen Teil des Speicherbehälters eingeleitet und aus dem unteren Bereich des Speicherbehälters abgeführt, so kann sich im Speicherbehäl-5 ter eine Temperaturschichtung einstellen.If the wastewater according to claim 2 is introduced into the upper part of the storage container and discharged from the lower region of the storage container, a temperature stratification can occur in the storage container 5.

Ist der Frischwasserwärmeaustauscher gemäß den Merkmalen des abhängigen Anspruchs 3 durchströmbar, so kann in vorteilhafter Weise eine Temperaturschichtung im Speicherbehälter zur Frischwassererwärmung genutzt werden. 10Is the fresh water heat exchanger according to the features of the dependent claim 3 can be flowed through, it can be used in an advantageous manner, a temperature stratification in the storage tank for fresh water heating. 10

Gemäß den Merkmalen des abhängigen Anspruchs 4 ergibt sich der Vorteil, dass abgekühltes Abwasser, welches den Speicherbehälter verlässt, keinen Druck auf das Umschaltventil ausüben kann und somit keine Rückströmung erfolgen kann. 15 Gemäß den Merkmalen des abhängigen Anspruchs 5 ergibt sich der Vorteil, dass in dem Fall, in dem der Speicherbehälter umströmt wird, kein Abwasser durch die Speicherabflussleitung in den Speicherbehälter strömen kann.According to the features of the dependent claim 4 there is the advantage that cooled waste water leaving the storage tank can exert no pressure on the switching valve and thus no backflow can take place. According to the features of dependent claim 5 there is the advantage that in the case in which the storage container is flowed around, no wastewater can flow through the storage discharge line into the storage container.

Befinden sich in der Abwasserzufuhr und dem Speicherbehälter jeweils ein Temperatursensor, 20 so kann gemäß den Merkmalen des abhängigen Verfahrensanspruchs das Abwasser dann in den Speicherbehälter geleitet werden, wenn es wärmer als das im Speicherbehälter befindliche Wasser ist. Optional muss das zuströmende Wasser um eine gewisse Temperaturdifferenz wärmer sein als das Abwasser, welches sich im Speicherbehälter befindet. 25 Die Erfindung wird nun anhand der Figur detailliert erläutert.If there is a temperature sensor in the waste water supply and the storage container, then according to the features of the dependent method claim, the waste water can then be conducted into the storage container when it is warmer than the water in the storage container. Optionally, the inflowing water must be warmer by a certain temperature difference than the waste water, which is located in the storage tank. The invention will now be explained in detail with reference to FIG.

Die Figur zeigt einen Speicherbehälter 1, welcher von einer Dämmung 5 umgeben ist. Eine Abwasserzufuhr 2, in der sich ein Temperatursensor 12 befindet, ist an ein Umschaltventil 7 angeschlossen. Das Umschaltventil 7 verfügt über zwei Ausgänge, wobei der eine Ausgang mit 30 einer Abwasserleitung 10, die in den oberen Bereich des Speicherbehälters 1 mündet, verbunden ist, sowie einer Abwasserleitung 3, welche in die Kanalisation führt. Aus dem Speicherbehälter 1 führt eine Speicherabflussleitung 13, welche in die Abflussleitung 3 mündet. Im Speicherbehälter 1 befindet sich ein Frischwasserwärmeaustauscher 4, welcher über eine Frisch-wasserzuführleitung 8 verfügt, welche in den unteren Bereich des Speicherbehälters 1 hinein- 35 ragt sowie eine Frischwasserabführleitung 9, welche vom Frischwasserwärmeaustauscher 4 nach außen führt. Im Speicherbehälter 1 befindet sich ferner ein Temperatursensor 11, der ebenso wie der Temperatursensor 12 mit einer Regelung 6 verbunden ist. Von der Regelung 6 führt eine Leitung zu dem Umschaltventil 7. 40 Die Regelung 6 misst kontinuierlich die mit den Temperatursensoren 11,12 erfassten Temperaturen. Ist die Temperatur, welche mit dem Temperatursensor 12 in der Abwasserzufuhr 2 gemessen wird, höher als die Temperatur, welche mit dem Temperatursensor 11 im Speicherbehälter 1 gemessen wird, so schaltet die Regelung 6 das Umschaltventil 7 derartig, dass die Abwasserzufuhr 2 mit der Abwasserleitung 10, welche in den Speicherbehälter 1 führt, verbun- 45 den ist. Warmes Abwasser wird in dem Speicherbehälter 1 gespeichert. Frischwasser, welches durch die Frischwasserzuführleitung 8 in den Frischwasserwärmeaustauscher 4 gelangt, wird in dem Frischwasserwärmeaustauscher erhitzt und über die Frischwasserabführleitung 9 abgeleitet. Wird weiteres Abwasser dem Speicherbehälter 1 zugeführt, so wird abgekühltes Abwasser aus dem Speicherbehälter 1 über die Speicherabführleitung 13 in die Abflussleitung 3 geleitet. 50The figure shows a storage container 1, which is surrounded by an insulation 5. A waste water supply 2, in which a temperature sensor 12 is located, is connected to a changeover valve 7. The reversing valve 7 has two outputs, one of which is connected to a drain 30 a sewer 10, which opens into the upper region of the storage container 1, and a sewer line 3, which leads into the sewer. From the storage tank 1 leads a storage drain line 13, which opens into the drain line 3. In the storage container 1 there is a fresh water heat exchanger 4 which has a fresh water supply line 8 which projects into the lower region of the storage container 1 and a fresh water discharge line 9 which leads from the fresh water heat exchanger 4 to the outside. In the storage container 1, there is also a temperature sensor 11 which, like the temperature sensor 12, is connected to a controller 6. From the control 6 leads a line to the switching valve 7. 40 The control 6 continuously measures the detected with the temperature sensors 11,12 temperatures. If the temperature, which is measured with the temperature sensor 12 in the waste water supply 2, higher than the temperature which is measured with the temperature sensor 11 in the storage tank 1, the control 6 switches the switching valve 7 such that the waste water supply 2 with the sewer line 10th which leads into the storage container 1 is connected. Warm waste water is stored in the storage tank 1. Fresh water, which passes through the Frischwasserzuführleitung 8 in the fresh water heat exchanger 4 is heated in the fresh water heat exchanger and discharged via the Frischwasserabführleitung 9. If further wastewater is supplied to the storage container 1, then cooled wastewater is led out of the storage container 1 via the storage discharge line 13 into the discharge line 3. 50

Stellt die Regelung 6 fest, dass die Temperatur in der Abwasserzufuhr geringer ist als die Temperatur im Speicherbehälter 1, so wird das Umschaltventil 7 derartig gestellt, dass die Abwasserzufuhr 2 mit der Abwasserleitung 3 verbunden ist. Hierdurch kann der Speicherbehälter 1 von kaltem Abwasser umflossen werden. 55If the controller 6 determines that the temperature in the waste water supply is lower than the temperature in the storage tank 1, the change-over valve 7 is set such that the waste water supply 2 is connected to the waste water line 3. As a result, the storage container 1 can be surrounded by cold wastewater. 55

Claims (5)

4 AT 502 493 B1 Optional kann die Vorrichtung mit nur einem Temperatursensor 12 in der Abwasserzufuhr betrieben werden. Überschreitet die gemessene Temperatur einen vorgegebenen Schwellwert, so wird davon ausgegangen, dass im Speicherbehälter 1 eine Erhitzung des Frischwassers stattfinden kann und das Umschaltventil 7 derartig geschaltet, dass das Abwasser durch den Spei-5 cherbehälter 1 strömt. Ferner ist denkbar, dass ein Temperatursensor in der Frischwasserzuführleitung 8 angeordnet ist, so dass ein Vergleich der dort gemessenen Temperatur mit der Temperatur in der Abwasserzufuhr 2 ein Indiz dafür ist, ob eine Frischwasservorwärmung möglich ist oder nicht. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung von mindestens einer Abwasserleitung (10) auf 15 Frischwasser, bei der mindestens eine Abwasserleitung (10) in einen Speicherbehälter (1) führt, aus dem Speicherbehälter (1) eine Speicherabflussleitung (13) in eine Abflussleitung (3) führt und ein Frischwasserwärmeaustauscher (4) innerhalb des Speicherbehälters (1) angeordnet ist, wobei die Speicherabflussleitung (13) nach oben über den Frischwasserwärmeaustauscher (4) hinausgeführt ist, so dass der Frischwasserwärmeaustauscher (4) 20 stets von Abwasser umgeben ist, eine Abwasserzufuhr (2) zu einem Umschaltventil (7) führt und das Umschaltventil (7) über zwei Ausgänge verfügt, welche einerseits mit der Abwasserleitung (10) und andererseits mit der Abflussleitung (3) verbunden ist, in der Abwasserzufuhr (2) ein Temperatursensor (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Speicherbehälter (1) ein weiterer Temperatursensor (11) angeordnet ist und das 25 Umschaltventil (7) den Ausgang zur Abwasserleitung (10) schaltet, wenn die Temperatur des Temperatursensors (12) in der Abwasserzufuhr (2) die Temperatur des Temperatursensors (11) im Speicherbehälter (1) vorzugsweise um eine vorgegebene Differenz überschreitet und ansonsten das Umschaltventil (7) den Ausgang zur Abflussleitung (3) schaltet. 304 AT 502 493 B1 Optionally, the device can be operated with only one temperature sensor 12 in the waste water supply. If the measured temperature exceeds a predetermined threshold value, it is assumed that heating of the fresh water can take place in the storage tank 1 and the switching valve 7 is switched in such a way that the waste water flows through the storage tank 1. Furthermore, it is conceivable that a temperature sensor is arranged in the fresh water supply line 8, so that a comparison of the temperature measured there with the temperature in the waste water supply 2 is an indication of whether a fresh water preheating is possible or not. 1. A device for heat recovery of at least one sewer line (10) to 15 fresh water, wherein the at least one sewer line (10) into a storage container (1), from the storage tank (1) a storage drain line (13) in a drain line (3 ) and a fresh water heat exchanger (4) is arranged inside the storage tank (1), the storage drain pipe (13) being led up above the fresh water heat exchanger (4) so that the fresh water heat exchanger (4) 20 is always surrounded by waste water, a sewage supply (2) leads to a switching valve (7) and the switching valve (7) has two outputs, which is connected on the one hand to the sewer line (10) and on the other hand to the drain line (3), in the waste water supply (2) a temperature sensor (12 ) is arranged, characterized in that in the storage container (1), a further temperature sensor (11) is arranged and there s 25 switching valve (7) switches the output to the sewer line (10) when the temperature of the temperature sensor (12) in the waste water supply (2) exceeds the temperature of the temperature sensor (11) in the storage container (1) preferably by a predetermined difference and otherwise the Switching valve (7) the output to the drain line (3) switches. 30 2. Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwasserleitung (10) in den oberen Teil des Speicherbehälters (1) und vorzugsweise die Speicherabflussleitung (13) aus dem unteren Teil des Speicherbehälters (1) in die Abflussleitung (3) führt. 352. Apparatus for heat recovery according to claim 1, characterized in that the sewer line (10) in the upper part of the storage container (1) and preferably the storage drain line (13) from the lower part of the storage container (1) leads into the discharge line (3) , 35 3. Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Frischwasserzuführleitung (8) des Frischwasserwärmeaustauschers (4) in den unteren Teil des Speicherbehälters (1) und die Frischwasserabführleitung (9) des Frischwasserwärmeaustauschers (4) aus dem oberen Teil des Speicherbehälters 40 (1) führt.3. A device for heat recovery according to one of claims 1 or 2, characterized in that the Frischwasserzuführleitung (8) of Frischwasserwärmeaustauschers (4) in the lower part of the storage container (1) and the Frischwasserabführleitung (9) of Frischwasserwärmeaustauschers (4) from the upper Part of the storage container 40 (1) leads. 4. Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwasserzufuhr (2) höher als die Abflussleitung (3) angeordnet ist. 454. A device for heat recovery according to one of claims 1 to 3, characterized in that the waste water supply (2) is arranged higher than the drain line (3). 45 5. Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherabflussleitung (13) von oben oder in Flussrichtung der Abflussleitung (3) mündet. so 6. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (7) den Ausgang zur Abwasserleitung (10) schaltet, wenn die Temperatur des Temperatursensors (12) in der Abwasserzufuhr (2) die Temperatur des Temperatursensors (11) im Speicherbehälter (1) vorzugsweise um eine vorgegebene Differenz überschreitet und ansonsten das Umschaltven- 55 til (7) den Ausgang zur Abflussleitung (3) schaltet.5. A device for heat recovery according to one of claims 1 to 4, characterized in that the storage drain line (13) opens from above or in the direction of flow of the discharge line (3). 6. Method for operating the device for heat recovery according to one of claims 1 to 5, characterized in that the switching valve (7) switches the output to the sewer line (10) when the temperature of the temperature sensor (12) in the waste water supply (2) the temperature of the temperature sensor (11) in the storage container (1) preferably exceeds by a predetermined difference and otherwise the Umschaltven- 55 til (7) switches the output to the discharge line (3).
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