DE102010019734A1

DE102010019734A1 - Heat exchanger device, use and heat exchanger assembly

Info

Publication number: DE102010019734A1
Application number: DE102010019734A
Authority: DE
Inventors: Thomas Uhrig
Original assignee: Uhrig Kanaltechnik GmbH
Current assignee: Uhrig Kanaltechnik GmbH
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2011-11-10
Also published as: EP2567170A2; WO2011138011A2; WO2011138011A3

Abstract

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Wärmetauschervorrichtung zum Einbringen in eine sich entlang einer Längsrichtung L erstreckende Abwasserrohrleitung umfassend: eine Wärmetauscherwandung aus einem starren, wärmeleitenden Material mit einer Abwasserseite, welche ausgelegt ist, mit Abwasser zu kontaktieren und einer Innenseite, die ausgelegt ist, zumindest bereichsweise mit einem Wärmetauschmedium zu kontaktieren, und eine Wärmetauscherkammerwandung mit einer Innenseite, die ausgelegt ist, zumindest bereichsweise mit dem Wärmetauschmedium zu kontaktieren, einer Außenseite, die ausgelegt ist, der Abwasserrohrleitungsinnenwand zugewandt und zumindest bereichsweise mit der Abwasserrohrleitungsinnenwand mittelbar oder unmittelbar kontaktierend angeordnet zu sein, wobei die Wärmetauscherwandung die Innenwandung eines rohrförmigen Körpers ausbildet, wobei die Wärmetauscherwandung und die Wärmetauscherkammerwandung zumindest bereichsweise derart voneinander beabstandet angeordnet sind, daß zwischen der Wärmetauscherwandung und der Wärmetauscherkammerwandung bereichsweise eine Wärmetauscherkammer ausgebildet wird, wobei die Wärmetauscherkammer mittels eines Vorlaufs und eines Rücklaufs mit dem Äußeren verbindbar ist sowie eine Verwendung und eine Wärmetauscheranordnung, wobei der Vorlauf und der Rücklauf an der Wärmetauscherwandung angeordnet sind.One aspect of the present invention relates to a heat exchanger device for introduction into a sewage pipeline extending along a longitudinal direction L, comprising: a heat exchanger wall made of a rigid, thermally conductive material with a sewage side which is designed to contact with sewage and an inner side which is designed at least to contact with a heat exchange medium in some areas, and a heat exchanger chamber wall with an inner side which is designed to contact the heat exchange medium at least in some areas, an outer side which is designed to face the inner wall of the sewage pipe and to be arranged at least in some areas in direct or indirect contact with the inner wall of the sewage pipe, wherein the heat exchanger wall forms the inner wall of a tubular body, wherein the heat exchanger wall and the heat exchanger chamber wall are at least partially so spaced apart The net is that between the heat exchanger wall and the heat exchanger chamber wall a heat exchanger chamber is formed in some areas, the heat exchanger chamber being connectable to the outside by means of a flow and a return as well as a use and a heat exchanger arrangement, the flow and return being arranged on the heat exchanger wall.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmetauschervorrichtung, eine Verwendung einer Wärmetauschervorrichtung zur Ausbildung einer Wärmetauscheranordnung und eine Wärmetauscheranordnung.The invention relates to a heat exchanger device, a use of a heat exchanger device for forming a heat exchanger assembly and a heat exchanger assembly.

Energiegewinnung aus Abwasser durch nachträglich in die Abwasserrohrleitung eingebaute Wärmetauschervorrichtungen ist beispielsweise aus der DE 20 2004 018 084 U1 bekannt.Energy production from wastewater by subsequently installed in the sewage pipeline heat exchanger devices is for example from the DE 20 2004 018 084 U1 known.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wärmetauscheranordnung und eine darin verwendbare Wärmetauschervorrichtung bereitzustellen, welche einen verbesserten Wirkungsgrad und einen verminderten Wartungsaufwand aufweist. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.It is an object of the present invention to provide a heat exchanger assembly and a heat exchange device usable therein which has improved efficiency and reduced maintenance. This object is solved by the subject matters of the independent claims. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

Wärmetauschervorrichtungheat exchanger device

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Wärmetauschervorrichtung zum Einbringen in eine sich entlang einer Längsrichtung L erstreckende Abwasserrohrleitung umfassend:

– eine Wärmetauscherwandung aus einem starren, wärmeleitenden Material mit – einer Abwasserseite, welche ausgelegt ist, mit Abwasser zu kontaktieren und – einer Innenseite, die ausgelegt ist, zumindest bereichsweise mit einem Wärmetauschmedium zu kontaktieren, und
– eine Wärmetauscherkammerwandung mit – einer Innenseite, die ausgelegt ist, zumindest bereichsweise mit dem Wärmetauschmedium zu kontaktieren, – einer Außenseite, die ausgelegt ist, der Abwasserrohrleitungsinnenwand zugewandt und zumindest bereichsweise mit der Abwasserrohrleitungsinnenwand mittelbar oder unmittelbar kontaktierend angeordnet zu sein,

wobei die Wärmetauscherwandung die Innenwandung eines rohrförmigen Körpers ausbildet,
wobei die Wärmetauscherwandung und die Wärmetauscherkammerwandung zumindest bereichsweise derart voneinander beabstandet angeordnet sind, daß zwischen der Wärmetauscherwandung und der Wärmetauscherkammerwandung bereichsweise eine Wärmetauscherkammer ausgebildet wird, und
wobei die Wärmetauscherkammer mittels eines Vorlaufs und eines Rücklaufs mit dem Äußeren verbindbar ist, wobei der Vorlauf und der Rücklauf an der Wärmetauscherwandung angeordnet sind.One aspect of the present invention relates to a heat exchange device for introduction into a sewage pipeline extending along a longitudinal direction L comprising:

A heat exchanger wall made of a rigid, heat-conducting material with a wastewater side which is designed to contact wastewater and an inside which is designed to contact at least in regions with a heat exchange medium, and
A heat exchanger chamber wall having an inner side which is designed to contact the heat exchange medium at least in regions, an outer side which is designed to face the sewage pipeline inner wall and to be directly or indirectly in contact with the sewage pipeline inner wall at least in regions,

wherein the heat exchanger wall forms the inner wall of a tubular body,
wherein the heat exchanger wall and the heat exchanger chamber wall are at least partially spaced apart such that between the heat exchanger wall and the heat exchanger chamber wall partially a heat exchanger chamber is formed, and
wherein the heat exchange chamber is connectable by means of a flow and a return to the outside, wherein the flow and the return are arranged on the heat exchanger wall.

Die erfindungsgemäße Wärmetauschervorrichtung ist ausgelegt, in eine Abwasserrohrleitung einbringbar zu sein, wobei sich die Abwasserrohrleitung im wesentlichen entlang der Längsrichtung L erstreckt und wobei das Abwasser in der Abwasserrohrleitung im wesentlichen entlang der Längsrichtung L fließt. Für den Fall, daß die Abwasserrohrleitung einen zylindrischen Querschnitt aufweist, ist die Längsrichtung L parallel zur Zylinderachse.The heat exchanger device according to the invention is adapted to be introduced into a sewage pipeline, wherein the sewage pipeline extends substantially along the longitudinal direction L and wherein the waste water flows in the sewage pipeline substantially along the longitudinal direction L. In the event that the sewage pipeline has a cylindrical cross-section, the longitudinal direction L is parallel to the cylinder axis.

Einbringen im Sinne der Erfindung umfaßt sowohl das nachträgliche Einbringen entlang der Längsrichtung L in eine bestehende Abwasserrohrleitung als auch das Herstellen bzw. Ausbilden einer Abwasserrohrleitung bzw. eines Abwasserrohrleitungselements einschließlich der Wärmetauschervorrichtung. Bevorzugt kann die Wärmetauschervorrichtung zumindest bereichsweise von dem Material der Abwasserrohrleitung umgeben sein. Insbesondere wenn die Abwasserrohrleitung bzw. das Abwasserrohrleitungselement aus Beton gegossen wird, kann die Wärmetauschervorrichtung zumindest bereichsweise einbetoniert sein, wobei die Abwasserseite, welche ausgelegt ist, mit Abwasser zu kontaktieren, im wesentlichen frei von Beton bleibt.Introduction according to the invention comprises both the subsequent introduction along the longitudinal direction L into an existing sewage pipeline and the production or formation of a sewage pipeline or a sewage pipeline element including the heat exchanger device. Preferably, the heat exchanger device may be at least partially surrounded by the material of the sewage pipeline. In particular, when the sewage pipeline or the sewage pipeline element is cast from concrete, the heat exchanger device may at least partially be concreted in, wherein the wastewater side, which is designed to contact with wastewater, remains substantially free of concrete.

Einbringen im Sinne der Erfindung umfaßt ebenfalls den Fall, daß die Wärmetauschervorrichtung mittels des durch die Wärmetauscherwandung ausgebildete Innenwandung des rohrförmigen Körpers selbst zumindest bereichsweise die Abwasserrohrleitung bzw. die Abwasserrohrleitungsinnenwand ausbildet. Insbesondere ist der ausgebildete rohrförmige Körper der Innenwandung und/oder die Wärmetauscherkammerwandung druckdicht ausgebildet. So kann die Wärmetauschervorrichtung vorteilhafterweise in unmittelbarem Kontakt zum umgebenden Erdreich positioniert sein, wobei sich stromaufwärts und stromabwärts die weitere Abwasserrohrleitung erstreckt. Vorteilhafterweise kann eine Abwasserrohrleitung zumindest bereichsweise durch die Wärmetauschervorrichtung ersetzt werden, wodurch beispielsweise in einfacher Weise schadhafter Abwasserrohrleitungen ersetzt und damit saniert werden können.Introducing according to the invention also includes the case that the heat exchanger device by means of the formed by the heat exchanger wall inner wall of the tubular body itself at least partially forms the sewage pipeline or sewage piping inner wall. In particular, the formed tubular body of the inner wall and / or the heat exchanger chamber wall is formed pressure-tight. Thus, the heat exchange device may advantageously be positioned in direct contact with the surrounding soil, with the further sewage pipeline extending upstream and downstream. Advantageously, a sewage pipeline can be at least partially replaced by the heat exchanger device, which can be replaced, for example, easily clean wastewater pipelines and thus rehabilitated.

Die erfindungsgemäße Wärmetauschervorrichtung ist ferner ausgelegt, daß das Abwasser in Kontakt, d. h. zumindest in thermischem Kontakt, mit der Abwasserseite der Wärmetauscherwandung ist, welche aus einem wärmeleitenden starren Material, vorzugsweise einem Metall und insbesondere einem korrosionsbeständigen Edelstahl, ausgebildet ist. Der thermische Kontakt bezeichnet den Übergang von Wärmeenergie aus dem Abwasser in die Wärmetauscherwandung und umgekehrt. Der Kontakt kann neben einem thermischen Kontakt insbesondere ein direktes Benetzen der Wärmetauscherwandung durch Abwasser umfassen.The heat exchanger device according to the invention is further designed so that the waste water is in contact, i. H. at least in thermal contact, with the waste water side of the heat exchanger wall, which is formed of a thermally conductive rigid material, preferably a metal and in particular a corrosion-resistant stainless steel. The thermal contact refers to the transition of heat energy from the wastewater into the heat exchanger wall and vice versa. The contact may comprise, in addition to a thermal contact, in particular a direct wetting of the heat exchanger wall by wastewater.

Die Wärmetauscherwandung bildet die Innenwandung eines rohrförmigen Körpers aus, d. h. das Abwasser durch den geschlossenen rohrförmigen Körper geleitet werden kann. Mit anderen Worten ist die Wärmetauschervorrichtung ausgelegt, mittels der Wärmetauscherwandung eine innere Wärmetauscherrohrleitung innerhalb der Abwasserrohrleitung auszubilden, durch welche das Abwasser dann hindurch geleitet wird.The heat exchanger wall forms the inner wall of a tubular body, ie the wastewater can be passed through the closed tubular body. In other words, the heat exchanger device is designed to form, by means of the heat exchanger wall, an inner heat exchanger pipeline within the sewage pipeline, through which the wastewater is then passed.

An der der Abwasserseite entgegengesetzten Innenseite der Wärmetauscherwandung ist die, insbesondere starre, Wärmetauscherkammerwandung angeordnet und mittelbar und/oder unmittelbar an der Wärmetauscherwandung befestigt. Die Wärmetauscherwandung und die Wärmetauscherkammerwandung sind bevorzugt derart voneinander beabstandet angeordnet, daß die Innenseite der Wärmetauscherwandung gegenüber der Innenseite der Wärmetauscherkammerwandung liegt. Zwischen den Innenseiten der Wärmetauscherwandung und der Wärmetauscherkammerwandung ist die Wärmetauscherkammer ausgebildet. Die Wärmetauscherkammer ist über den Vorlauf mit einem Wärmetauschmedium (beispielsweise Wasser) beschickbar und über den Rücklauf entleerbar. Das heißt, die Wärmetauscherkammer ist mittels des Vorlaufs und des Rücklaufs mit dem Äußeren hydraulisch verbindbar und ansonsten im wesentlichen fluiddicht bzw. wasserdicht gegenüber dem Äußeren. Das Äußere kann beispielsweise die umgebende Atmosphäre sein. Bei betriebsgemäßem Gebrauch kann das Äußere die Volumina umfassen, welche von Leitungen, weiteren Wärmetauschern bzw. Wärmepumpen umschlossen werden. Insbesondere kann das Äußere ein über den Vorlauf bzw. Rücklauf mit dem Volumen der Wärmetauscherkammer hydraulisch kommunizierendes externes Volumen sein, wobei das externe Volumen die Wärmetauscherkammerwandung nicht kontaktiert bzw. nicht zumindest teilweise von der Wärmetauscherkammerwandung umschlossen ist.At the waste water side opposite inside of the heat exchanger wall, the, in particular rigid, Wärmetauscherkammerwandung is arranged and attached indirectly and / or directly to the Wärmetauscherwandung. The heat exchanger wall and the heat exchanger chamber wall are preferably arranged at such a distance from one another that the inside of the heat exchanger wall lies opposite the inside of the heat exchanger chamber wall. Between the inner sides of the heat exchanger wall and the Wärmetauscherkammerwandung the heat exchanger chamber is formed. The heat exchanger chamber can be charged via the feed with a heat exchange medium (for example water) and emptied via the return line. That is, the heat exchange chamber is hydraulically connectable to the exterior by means of the flow and the return and otherwise substantially fluid-tight or waterproof with respect to the exterior. The exterior may be, for example, the surrounding atmosphere. When used as intended, the exterior may comprise the volumes enclosed by conduits, other heat exchangers or heat pumps. In particular, the exterior may be an external volume hydraulically communicating via the flow or return with the volume of the heat exchange chamber, the external volume not contacting the heat exchange chamber wall or being at least partially enclosed by the heat exchange chamber wall.

Die Innenseite der Wärmetauscherwandung ist ausgelegt, zumindest bereichsweise mit dem Wärmetauschmedium zu kontaktieren, d. h. zumindest thermisch zu kontaktieren, so daß das Abwasser mittelbar über die Wärmetauscherwandung mit dem Wärmetauschmedium in thermischen Kontakt bringbar ist. Dagegen ist das Abwasser bevorzugt nicht mittels der Wärmetauscherkammerwandung mit dem Wärmetauschmedium thermisch kontaktierbar. Daher kann die Wärmetauscherkammerwandung bevorzugt aus einem thermisch isolierenden Material, beispielsweise aus Kunststoff, ausgebildet sein. Vorteilhafterweise ist das Wärmetauschmedium mittels einer thermisch isolierenden Wärmetauscherkammerwandung gegenüber der Abwasserrohrleitung thermisch isolierbar. Die Wärmetauscherkammerwandung ist zumindest bereichsweise von der Abwasserrohrleitung beabstandet anordenbar, so daß das Wärmetauschmedium und die Abwasserrohrleitung vorteilhafterweise weiter thermisch entkoppelt sind.The inside of the heat exchanger wall is designed to at least partially contact with the heat exchange medium, d. H. at least thermally contact, so that the wastewater indirectly via the heat exchanger wall with the heat exchange medium can be brought into thermal contact. In contrast, the wastewater is preferably not thermally contacted by means of Wärmetauscherkammerwandung with the heat exchange medium. Therefore, the heat exchanger chamber wall may preferably be formed of a thermally insulating material, for example of plastic. Advantageously, the heat exchange medium by means of a thermally insulating heat exchanger chamber wall with respect to the sewage pipeline is thermally insulated. The heat exchanger chamber wall is at least partially spaced from the sewage pipeline can be arranged, so that the heat exchange medium and the sewage pipeline are advantageously further thermally decoupled.

Insbesondere ist die Wärmetauscherwandung im wesentlichen als zylindrisches Rohr ausgebildet. Dadurch können die am Vorlauf angeschlossene Vorlaufleitung und die am Rücklauf angeschlossene Rücklaufleitung von dem Abwasser benetzt werden, welches in der durch die Wärmetauscherwandung ausgebildete Röhre fließt. Besonders bevorzugt sind die Leitungen deshalb aus einem korrosionsbeständigem Werkstoff ausgebildet, beispielsweise Edelstahl oder Kunststoff.In particular, the heat exchanger wall is formed substantially as a cylindrical tube. As a result, the feed line connected to the feed line and the return line connected to the return line can be wetted by the waste water which flows in the tube formed by the heat exchanger wall. Therefore, the lines are particularly preferably formed of a corrosion-resistant material, such as stainless steel or plastic.

Der Begriff „im wesentlichen” kann eine Abweichung von einer Sollrichtung beschreiben, insbesondere eine Abweichung im Rahmen der Herstellungsgenauigkeit und/oder im Rahmen der notwendigen Genauigkeit, so daß ein Effekt beibehalten wird, wie er bei der Sollrichtung vorhanden ist. Der Begriff „im wesentlichen” kann daher bei Richtungsangaben eine Abweichung von weniger als etwa 20 Grad, weniger als etwa 10 Grad, weniger als etwa 5 Grad, bevorzugt weniger als etwa 1 Grad von einer Sollrichtung beinhalten. Der Begriff „im wesentlichen” umfaßt den Begriff „identisch”, d. h. „ohne Abweichung von einer Sollrichtung sein”.The term "essentially" may describe a deviation from a desired direction, in particular a deviation within the manufacturing accuracy and / or within the necessary accuracy, so that an effect is maintained, as it is present in the desired direction. The term "substantially" may therefore, for directional indications, include a deviation of less than about 20 degrees, less than about 10 degrees, less than about 5 degrees, preferably less than about 1 degree, from a desired direction. The term "substantially" includes the term "identical," d. H. "Be without deviation from a desired direction".

Vorzugsweise sind der Vorlauf und der Rücklauf im Bereich des Abwasserrohrleitungsfirstes angeordnet. Vorteilhafterweise wird durch diese Anordnung eine bessere Entlüftung gewährleistet. Insbesondere können Gase, welche innerhalb der Wärmetauscherkammern aus dem Wärmetauschermedium austreten und sich ansonsten in den Wärmetauscherkammern ansammeln, aufsteigen und durch den im Abwasserrohrleitungsfirst angeordneten Rücklauf gesammelt und abtransportiert werden. Vorteilhafterweise wird damit die Effizienz der Wärmetauschervorrichtung erhöht, da die schlecht wärmeleitenden Gase zuverlässig aus der Wärmetauschervorrichtung entfernt werden können.Preferably, the flow and the return are arranged in the region of the Abwasserrohrleitungsfirstes. Advantageously, this arrangement ensures better ventilation. In particular, gases which exit the heat exchange medium within the heat exchange chambers and otherwise accumulate in the heat exchange chambers may rise and be collected and removed by the return disposed in the sewage piping first. Advantageously, this increases the efficiency of the heat exchanger device, since the poorly heat-conducting gases can be reliably removed from the heat exchanger device.

Vorzugsweise sind der Vorlauf und/oder der Rücklauf an der Wärmetauscherkammerwandung angeordnet. Bevorzugt sind dann in der betriebsmäßigen Position eine am Vorlauf angeschlossene Vorlaufleitung und eine am Rücklauf angeschlossene Rücklaufleitung in dem Bereich zwischen der Wärmetauscherkammerwandung und einer Abwasserrohrinnenwandung anordenbar. In dieser Anordnung sind die Vorlauf- und Rücklaufleitung durch die rohrförmige Wärmetauscherwandung und die Wärmetauscherkammerwandung räumlich vom Abwasser getrennt. Vorteilhafterweise können deshalb im Abwasser enthaltene korrosive Chemikalien die Vorlauf- und Rücklaufleitung nicht korrodieren und im Abwasser mitgeführte Gegenstände sich nicht an diesen Leitungen verfangen. Weiter bevorzugt ist die Wärmetauscherkammerwandung bereichsweise eben ausgebildet und dient bevorzugt als Auflager der Vorlaufleitung und/oder der Rücklaufleitung.Preferably, the flow and / or the return are arranged on the heat exchanger chamber wall. Preferably, in the operative position, a feed line connected to the feed line and a return line connected to the return line can be arranged in the region between the heat exchanger chamber wall and a wastewater pipe inner wall. In this arrangement, the flow and return lines are spatially separated from the effluent by the tubular heat exchanger wall and the heat exchanger chamber wall. Advantageously, therefore, corrosive chemicals contained in the wastewater can not corrode the flow and return line and items entrained in the wastewater do not get caught on these lines. More preferably, the heat exchanger chamber wall is partially just trained and preferably serves as a support of the flow line and / or the return line.

Für den Fall, daß die Wärmetauschervorrichtung beim Herstellen der Abwasserrohrleitung bzw. des Abwasserrohrleitungselements aus Beton mit der Abwasserrohrleitung verbunden wird, können der Vorlauf und/oder der Rücklauf von der Wärmetauscherkammerwandung beabstandet angeordnet sein. Weiter bevorzugt können der Vorlauf und/oder der Rücklauf im wesentlichen vollständig von dem Material (z. B. Beton) umschlossen sein, aus welchem die Abwasserrohrleitung ausgebildet wird. Vorteilhafterweise können die Wärmetauscherkammerwandung und die Wärmetauscherwandung im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein.In the event that the heat exchange device is connected to the sewage pipeline in producing the sewage pipeline or the concrete sewage pipeline element, the flow and / or the return can be arranged at a distance from the heat exchanger chamber wall. More preferably, the flow and / or the return can be substantially completely enclosed by the material (eg concrete) from which the sewage pipeline is formed. Advantageously, the heat exchanger chamber wall and the heat exchanger wall may be formed substantially cylindrical.

Vorzugsweise umfaßt die Wärmetauschervorrichtung weiter ein Schutzelement, wobei das Schutzelement mit zwei seiner entgegengesetzten Enden mit der Wärmetauscherwandung kontaktiert, so daß Vorlauf und Rücklauf zwischen dem Schutzelement und der Wärmetauscherwandung angeordnet sind.Preferably, the heat exchanger device further comprises a protective element, wherein the protective element with two opposite ends thereof contacted with the heat exchanger wall, so that supply and return are arranged between the protective element and the heat exchanger wall.

Das Schutzelement ist bevorzugt als wasserundurchlässige Platte ausgebildet, wodurch das Schutzelement vorteilhafterweise verhindert, daß mit dem Abwasser mitgeführte korrosive Chemikalien und/oder Gegenstände die Leitungen angreifen bzw. sich daran festsetzen. Weiter bevorzugt kann das Schutzelement als Siebplatte bzw. Gitter ausgebildet sein, so daß Partikel mit einem vorbestimmbaren maximalen Partikeldurchmesser die Siebplatte bzw. das Gitter nicht passieren können. Vorteilhafterweise steht dem Abwasser mehr Platz innerhalb der Wärmetauschervorrichtung zur Verfügung, wobei die Leitungen vor Gegenständen geschützt sind, die mit dem Abwasser mitgeführt werden, so daß diese Gegenstände sich nicht an den Leitungen festsetzen können. Besonders bevorzugt ist das Schutzelement aus einem korrosionsbeständigem Material, beispielsweise Edelstahl oder Kunststoff, ausgebildet und insbesondere mit zwei entgegengesetzte Enden an der Wärmetauscherwandung befestigt, beispielsweise durch Verschweißen.The protective element is preferably designed as a water-impermeable plate, whereby the protective element advantageously prevents corrosive chemicals and / or articles entrained with the waste water from attacking or adhering to the lines. More preferably, the protective element may be formed as a mesh plate or grid, so that particles with a predeterminable maximum particle diameter can not pass through the mesh plate or the grid. Advantageously, the wastewater more space within the heat exchanger device is available, the lines are protected from objects that are carried along with the wastewater, so that these items can not stick to the lines. Particularly preferably, the protective element is made of a corrosion-resistant material, for example stainless steel or plastic, and in particular fastened with two opposite ends to the heat exchanger wall, for example by welding.

Vorzugsweise ist der Rücklauf in Längsrichtung L von dem Vorlauf beabstandet angeordnet. Dadurch kann ein Wärmetauschmedium entlang der Längsrichtung auf einem möglichst langem Weg durch die Wärmetauscherkammer fließen.Preferably, the return in the longitudinal direction L is spaced from the lead. As a result, a heat exchange medium can flow along the longitudinal direction as far as possible through the heat exchanger chamber.

Vorzugsweise ist die Wärmetauscherkammer von dem Vorlauf zum Rücklauf spiralförmig um die Längsrichtung L drehend ausgebildet. Vorteilhafterweise wird in dieser Konfiguration eine gleichmäßig verteilte Wärmeaufnahme durch das Wärmetauschmedium über die Wärmetauscherwandung erreicht. Da das Wärmetauschermedium vorteilhafterweise in einer Spirale um die Längsrichtung L vom Vorlauf zum Rücklauf geführt ist, kann die Kontaktfläche und die Kontaktzeit in welcher das Wärmetauschermedium mit der Wärmetauscherwandung thermisch kontaktiert, gegenüber einem direkten Fließweg vom Vorlauf zum Rücklauf hin verlängert werden, so daß der Wärmeenergieübergang verbessert wird.Preferably, the heat exchange chamber is formed from the flow to the return spirally around the longitudinal direction L rotating. Advantageously, in this configuration, a uniformly distributed heat absorption is achieved by the heat exchange medium via the heat exchanger wall. Since the heat exchange medium is advantageously guided in a spiral about the longitudinal direction L from the flow to the return, the contact surface and the contact time in which the heat exchange medium with the Wärmetauscherwandung thermally contacted, compared to a direct flow path from the flow to the return can be extended, so that the thermal energy transition is improved.

Vorzugsweise umfaßt die Wärmetauschervorrichtung ein spiralförmiges Distanzelement, welches zwischen der Wärmetauscherwandung und der Wärmetauscherkammerwandung angeordnet ist. Das Distanzelement bewirkt einen im wesentlichen konstanten Abstand zwischen den beiden Wandungen. Vorteilhafterweise bildet das spiralförmige Distanzelement in einfacher Weise einen bevorzugten spiralförmigen Fließweg von dem Vorlauf zu dem Rücklauf hin aus. Bevorzugt ist das Distanzelement im wesentlichen in Form einer Spiralfeder ausgebildet, wobei das Distanzelement entlang seiner Längserstreckung einen im wesentlichen konstanten Durchmesser aufweist.Preferably, the heat exchange device comprises a helical spacer disposed between the heat exchanger wall and the heat exchanger chamber wall. The spacer element causes a substantially constant distance between the two walls. Advantageously, the helical spacer forms in a simple manner a preferred spiral flow path from the flow to the return. Preferably, the spacer element is formed substantially in the form of a spiral spring, wherein the spacer element has a substantially constant diameter along its longitudinal extent.

Bevorzugt kann das Distanzelement aus einem Draht mit einem Durchmesser von etwa 1 mm bis etwa 5 mm Durchmesser oder einem schmalen Blechstreifen mit einer Breite von etwa 5 mm 10 mm und einer Dicke von etwa 1 mm bis 2 mm ausgebildet sein. Besonders bevorzugt besteht das Distanzelement aus Edelstahl. Alternativ kann das Distanzelement auch aus einem unedleren Metall oder einem Kunststoff bestehen. Um der Korrosion eines unedlen Metalls vorzubeugen kann dem Wärmetauschmedium ein Korrosionsschutzmittel beigemischt sein.Preferably, the spacer element may be formed of a wire having a diameter of about 1 mm to about 5 mm in diameter or a narrow sheet-metal strip having a width of about 5 mm 10 mm and a thickness of about 1 mm to 2 mm. Particularly preferably, the spacer element made of stainless steel. Alternatively, the spacer element may also consist of a less noble metal or a plastic. In order to prevent the corrosion of a base metal can be added to the heat exchange medium, a corrosion inhibitor.

Vorzugsweise umschließt die Wärmetauscherkammer im wesentlichen vollständig die Wärmetauscherwandung.Preferably, the heat exchange chamber substantially completely encloses the heat exchanger wall.

Vorzugsweise weist die Wärmetauschervorrichtung in den Endbereichen Anschlusskonfigurationen zum druckdichten und zugfesten Anschluß einer oder mehrerer weiterer Wärmetauschervorrichtungen aufweist.The heat exchanger device preferably has connection configurations for the pressure-tight and tension-resistant connection of one or more further heat exchanger devices in the end regions.

Die Endbereiche der Wärmetauschervorrichtung, insbesondere der Wärmetauscherwandung, können bevorzugt Klemm-, Steck und/oder Schraubverbindungen aufweisen, um eine feste Verbindung zwischen zwei gleichartigen Wärmetauschervorrichtungen auszubilden.The end regions of the heat exchanger device, in particular the heat exchanger wall, may preferably have clamping, plug-in and / or screw connections in order to form a firm connection between two similar heat exchanger devices.

Bevorzugt sind Vorlauf und/oder Rücklauf jeweils mit einem Teilstück einer Vorlaufleitung bzw. einer Rücklaufleitung verbunden. Weiter bevorzugt ist das Teilstück der Vorlaufleitung bzw. Rücklaufleitung als Rohrleitung ausgebildet, wobei die Rohrleitung an der Wärmetauschervorrichtung befestigt ist. Insbesondere kann das Teilstück der Vorlaufleitung bzw. Rücklaufleitung an der Außenseite der Wärmetauscherkammerwandung befestigt sein, wobei die Länge des Teilstückes entlang der Längserstreckung L bevorzugt im wesentlichen gleich der Länge der Wärmetauscherwandung entlang dieser Richtung ist. Die Endbereiche der Teilstücke der Vorlaufleitung bzw. Rücklaufleitung der Wärmetauschervorrichtung können Muffen und/oder Rohrverbinder aufweisen, so daß zum einen eine hydraulische Verbindung zwischen den Teilstücken der Vorlaufleitung bzw. Rücklaufleitung zweier gleichartiger Wärmetauschervorrichtungen herstellbar ist und zum anderen eine feste mechanische Verbindung ausbildbar ist.Preferably, flow and / or return are each connected to a portion of a flow line or a return line. More preferably, the portion of the flow line or return line is designed as a pipeline, wherein the pipe is attached to the heat exchanger device. In particular, the portion of the flow line or Return line may be attached to the outside of the heat exchanger chamber wall, wherein the length of the portion along the longitudinal extent L is preferably substantially equal to the length of the Wärmetauscherwandung along this direction. The end portions of the sections of the flow line or return line of the heat exchanger device may have sleeves and / or pipe connectors, so that on the one hand, a hydraulic connection between the sections of the flow line or return line of two similar heat exchanger devices can be produced and on the other a solid mechanical connection can be formed.

Die Druckdichtigkeit wird dabei so ausgelegt, daß der in den Zu- und Rücklaufleitungen anstehende Druck die Verbindung zwischen einzelnen Wärmetauschervorrichtungen nicht lösen kann. Zugfestigkeit zwischen den Wärmetauschervorrichtungen soll deshalb vorteilhafterweise hergestellt werden, um sicherzustellen, daß im Reparatur- oder Austauschfall die Möglichkeit besteht, die einzelnen, miteinander verbundenen Wärmetauschervorrichtungen, ohne daß sich diese voneinander lösen, in der Abwasserrohrleitung beispielsweise in Richtung eines Kanaleinstiegs ziehen zu können.The pressure tightness is designed so that the pressure applied in the supply and return lines pressure can not solve the connection between individual heat exchanger devices. Tensile strength between the heat exchanger devices should therefore be advantageously prepared to ensure that in the case of repair or replacement, it is possible to pull the individual, interconnected heat exchanger devices, without these separate from each other, in the sewage pipeline, for example in the direction of a channel entry.

Vorzugsweise umfaßt die Wärmetauschervorrichtung ein Entlüftungsventil, bevorzugt ein Überdruckventil (61), mittels dessen die Wärmetauscherkammer mit dem Äußeren hydraulisch verbindbar ist.Preferably, the heat exchange device comprises a vent valve, preferably a pressure relief valve ( 61 ), by means of which the heat exchanger chamber is hydraulically connectable to the outside.

Bevorzugt kann das Entlüftungsventil als Schraube oder Verschluß ausgebildet sein, die/der eine Entlüftungsöffnung verschließt. Vorteilhafterweise kann mittels eines Entlüftungsventils die Wärmetauscherkammer manuell, insbesondere bei der Erstinstallation, entlüftet werden. Bevorzugt das Entlüftungsventil ein Überdruckventil ist, so daß ein in der Wärmetauscherkammer vorhandenes Fluid (Gas und/oder Flüssigkeit) entweicht, wenn der Fluiddruck in der Wärmetauscherkammer einen vorbestimmbaren Schwellwert überschreitet. Vorteilhafterweise ist die Wärmetauscherkammer dadurch automatisch und/oder ferngesteuert entlüftbar, in dem über den Vorlauf ein Überdruck in der Wärmetauscherkammer angelegt wird.Preferably, the vent valve may be formed as a screw or closure, which closes a vent opening. Advantageously, by means of a vent valve, the heat exchanger chamber can be vented manually, especially during the initial installation. Preferably, the vent valve is a pressure relief valve, so that a fluid (gas and / or liquid) present in the heat exchanger chamber escapes when the fluid pressure in the heat exchanger chamber exceeds a predeterminable threshold value. Advantageously, the heat exchanger chamber is thereby automatically and / or remotely vented, in which over the flow an overpressure in the heat exchanger chamber is applied.

Vorzugsweise sind auf der Abwasserseite der Wärmetauscherwandung zumindest bereichsweise Vertiefungselemente und/oder Erhebungselemente angeordnet sind, deren Kontur entlang einer Konturrichtung K verläuft, die im wesentlichen verschieden von der Längsrichtung L ist, um eine laminare Abwasserströmung entlang der Längsrichtung L zu stören.Preferably, on the wastewater side of the heat exchanger wall at least partially recessed elements and / or elevation elements are arranged, the contour of which runs along a contour direction K, which is substantially different from the longitudinal direction L, to disturb a laminar sewage flow along the longitudinal direction L.

In einer Abwasserrohrleitung haftet das Abwasser am Rand und strömt in der Mitte der Abwasserrohrleitung am schnellsten. Am Rand der Abwasserrohrleitung bildet sich eine laminare Strömung aus, so daß in geringer Entfernung zum Rand (unterhalb der Prandtl-Grenzschicht) beliebig dünne Abwasserschichten übereinander hinströmen, ohne miteinander zu vermischen. Vorteilhafterweise wird eine laminare Strömung von Abwasser in der Abwasserrohrleitung im Bereich der Wärmetauscherwandung durch die Vertiefungselemente und/oder Erhebungselemente durch eine lokale Variation der Abwasserfließgeschwindigkeit gestört, so daß dort vorteilhafterweise ein turbulente Strömung vorliegt. Dadurch wird vorteilhafterweise eine bessere Durchmischung des Abwassers im Bereich der Wärmetauscherwandung erreicht, so daß ein verbesserter Austausch zwischen dem Wasser, welchem bereits Wärme mittels der Wärmetauscherwandung entzogen wurde, und dem relativ dazu wärmeren Abwasser stattfindet.In a sewage pipeline, the sewage adheres to the edge and flows in the middle of the sewage pipeline the fastest. At the edge of the sewage pipeline, a laminar flow forms, so that at a short distance to the edge (below the Prandtl boundary layer) arbitrarily thin wastewater layers flow over each other, without mixing with each other. Advantageously, a laminar flow of wastewater in the sewage pipeline in the region of the heat exchanger wall by the depression elements and / or elevation elements is disturbed by a local variation of the wastewater flow rate, so that there is advantageously a turbulent flow. As a result, a better mixing of the waste water in the region of the heat exchanger wall is advantageously achieved, so that an improved exchange between the water, which has already been withdrawn heat by means of Wärmetauscherwandung, and the relatively warmer wastewater takes place.

Weiter vorteilhafterweise wird die Bildung einer Sielhaut auf der Wärmetauscherwandung durch die lokale Variation der Fließgeschwindigkeit vermindert. Insbesondere beim langsamen laminaren Überströmen der Wärmetauscherwandung mit nährstoffreichem Abwasser können Mikroorganismen die Wärmetauscherwandung schnell besiedeln und eine Sielhaut ausbilden, welche die Wärmeleitfähigkeit der Wärmetauscherwandung reduziert und dadurch den Wirkungsgrad der Wärmetauschervorrichtung mindert. Vorteilhafterweise wird die Besiedlung der Wärmetauscherwandung durch Mikroorganismen durch die bereichsweise Ausbildung von Vertiefungselementen und/oder Erhebungselementen minimiert, da in den Bereichen mit erhöhter Abwasserfließgeschwindigkeit die Mikroorganismen keinen Halt finden und in den Bereichen verringerter Abwasserfließgeschwindigkeit die Versorgung mit Nährstoffen vermindert ist. Folglich ist die Besiedlung der Wärmetauscherwandung durch Mikroorganismen dauerhaft minimiert, wodurch der Wartungs- bzw. Reinigungsaufwand verringert ist, und der Wirkungsgrad der Wärmetauschervorrichtung ist dauerhaft maximiert, wodurch die Wirtschaftlichkeit erhöht wird.Further advantageously, the formation of a Sielhaut on the heat exchanger wall is reduced by the local variation of the flow rate. In particular, in the case of slow laminar flow over the heat exchanger wall with nutrient-rich wastewater, microorganisms can quickly colonize the heat exchanger wall and form a semi-skin, which reduces the heat conductivity of the heat exchanger wall and thereby reduces the efficiency of the heat exchanger device. The colonization of the heat exchanger wall by microorganisms is advantageously minimized by the partial formation of depression elements and / or elevation elements, since the microorganisms do not find any support in the regions with increased wastewater flow rate and the supply of nutrients is reduced in the areas of reduced wastewater flow rate. Consequently, colonization of the heat exchanger wall by microorganisms is permanently minimized, thereby reducing the maintenance or cleaning effort, and the efficiency of the heat exchanger device is permanently maximized, whereby the economy is increased.

Vorteilhafterweise bewirken die Vertiefungselemente und/oder Erhebungselemente eine lokale Versteifung der Wärmetauscherwandung, so daß zum Erreichen einer vorbestimmten Verwindungs- bzw. Biegefestigkeit eine geringere Materialstärke des Wandungsmaterials notwendig ist im Vergleich zu einem plattenförmigen Wandungsmaterial ohne Vertiefungselemente und/oder Erhebungselemente. Weiter vorteilhafterweise führte die eine geringere Materialstärke des Wandungsmaterials zu einem verbesserten thermischen Kontakt bzw. einer verbesserten Wärmeübertragung.Advantageously, the recess elements and / or elevation elements cause a local stiffening of the heat exchanger wall, so that a lower material thickness of the wall material is necessary to achieve a predetermined torsional or bending strength compared to a plate-shaped wall material without recessed elements and / or elevation elements. Further advantageously, the lower material thickness of the wall material resulted in improved thermal contact or heat transfer.

Auf der Abwasserseite sind zumindest bereichsweise Vertiefungselemente (beispielsweise Sicken) und/oder Erhebungselemente (beispielsweise Sicken oder aufgeschweißtes Material) angeordnet. Die Vertiefungselemente und/oder Erhebungselemente bilden mit der Oberfläche der Wärmetauscherwandung eine geschlossene Kontur. Die Tangente an einem beliebigen Punkt der Kontur zeigt in Richtung der Konturrichtung K, wobei die Konturrichtung K im wesentlichen verschieden von der Längsrichtung L ist. Im wesentlichen bedeutet in diesem Zusammenhang, daß zumindest 50%, bevorzugt zumindest 70%, besonders bevorzugt zumindest 85% der Kontur Punkte umfaßt, deren Konturrichtung K von der Längsrichtung L verschieden ist, d. h. bevorzugt um mehr als 10 Grad, besonders bevorzugt um mehr als 45 Grad von der Längsrichtung L abweicht. Dadurch wirken die Vertiefungselemente und/oder Erhebungselemente als Störkörper im Abwasserstrom, so daß Turbulenz erzeugt wird.On the wastewater side are at least partially recessed elements (for example, beads) and / or elevation elements (for example, beads or welded material) arranged. The recess elements and / or elevation elements form a closed contour with the surface of the heat exchanger wall. The tangent at any point of the contour points in the direction of the contour direction K, wherein the contour direction K is substantially different from the longitudinal direction L. Essentially in this context means that at least 50%, preferably at least 70%, particularly preferably at least 85% of the contour comprises points whose contour direction K is different from the longitudinal direction L, ie preferably more than 10 degrees, more preferably more than 45 degrees from the longitudinal direction L deviates. As a result, the recessed elements and / or elevation elements act as a bluff body in the wastewater stream, so that turbulence is generated.

Es versteht sich, daß sich dieses Prinzip der Verminderung der Sielhaut auch auf andere Ausführungsformen von Wärmetauschervorrichtungen anwenden läßt. Mit anderen Worten kann der vorteilhafter Effekt auch durch eine Wärmetauschervorrichtung zum Einbringen in eine sich entlang einer Längsrichtung L erstreckende Abwasserrohrleitung erzielt werden umfassend:
eine Wärmetauscherwandung aus einem starren, wärmeleitenden Material mit einer Abwasserseite, welche ausgelegt ist, mit Abwasser zu kontaktieren und einer Innenseite, die ausgelegt ist, zumindest bereichsweise mit einem Wärmetauschmedium zu kontaktieren, und eine Wärmetauscherkammerwandung mit einer Innenseite, die ausgelegt ist, zumindest bereichsweise mit dem Wärmetauschmedium zu kontaktieren, einer Außenseite, die ausgelegt ist, der Abwasserrohrleitungsinnenwand zugewandt und zumindest bereichsweise mit der Abwasserrohrleitungsinnenwand mittelbar oder unmittelbar kontaktierend angeordnet zu sein, wobei die Wärmetauscherwandung und die Wärmetauscherkammerwandung zumindest bereichsweise derart voneinander beabstandet angeordnet sind, daß zwischen der Wärmetauscherwandung und der Wärmetauscherkammerwandung bereichsweise eine Wärmetauscherkammer ausgebildet wird, und wobei auf der Abwasserseite der Wärmetauscherwandung zumindest bereichsweise Vertiefungselemente und/oder Erhebungselemente angeordnet sind, deren Kontur entlang einer Konturrichtung K verläuft, die im wesentlichen verschieden von der Längsrichtung L ist, um eine laminare Abwasserströmung entlang der Längsrichtung L zu stören. Im weiteren kann eine solche Wärmetauschervorrichtung auch die im folgenden beschriebenen Merkmale bezüglich der Vertiefungselemente und/oder Erhebungselemente aufweisen. Es versteht sich weiter, daß eine solche Wärmetauschvorrichtung ebenfalls die in dieser Anmeldung beschriebenen weiteren Merkmale bezüglich des Vorlaufs, des Rücklaufs, des Distanzelements und der verwendeten Materialien aufweisen kann.It is understood that this principle of reducing the Sielhaut can also be applied to other embodiments of heat exchanger devices. In other words, the beneficial effect can also be achieved by a heat exchanger device for introduction into a sewage pipeline extending along a longitudinal direction L comprising:
a heat exchanger wall made of a rigid, heat-conducting material having a waste side adapted to contact waste water and an inner side adapted to at least partially contact a heat exchange medium, and a heat exchange chamber wall having an inner side adapted at least in regions thereof the heat exchange medium to be contacted, an outer side, which is designed to the sewage pipeline inner wall facing and at least partially arranged to be directly or indirectly contacting the sewage pipeline inner wall, wherein the Wärmetauscherwandung and the Wärmetauscherkammerwandung are at least partially spaced apart such that between the Wärmetauscherwandung and the Wärmetauscherkammerwandung a heat exchanger chamber is formed region-wise, and wherein on the waste water side of the heat exchanger wall at least partially recessed elements and / or He lifting elements are arranged, the contour of which runs along a contour direction K, which is substantially different from the longitudinal direction L, to disturb a laminar sewage flow along the longitudinal direction L. Furthermore, such a heat exchanger device can also have the features described below with respect to the recessed elements and / or elevation elements. It is further understood that such a heat exchange device may also have the further features described in this application with regard to the flow, the return, the spacer element and the materials used.

Vorzugsweise weisen die Vertiefungselemente und/oder die Erhebungselemente jeweils eine Wandung auf, wobei die Wandung und die Abwasserseite zumindest bereichsweise im wesentlichen senkrecht zueinander stehen. Vorteilhafterweise ist dadurch eine maximale Störung und Perturbation des Abwassers erreichbar.Preferably, the recessed elements and / or the elevation elements each have a wall, wherein the wall and the wastewater side are at least partially substantially perpendicular to each other. Advantageously, this achieves maximum disruption and perturbation of the wastewater.

Vorzugsweise weisen die Vertiefungselemente und/oder die Erhebungselemente jeweils eine Wandung auf, wobei der Übergangsbereich zwischen der Wandung und der Abwasserseite einen Krümmungsradius von kleiner als 2 mm aufweist. Weiter bevorzugt ist der Krümmungsradius kleiner als 1 mm. Vorteilhafterweise wird durch einen geringen Krümmungsradius eine Kante ausgebildet, durch die eine laminare Strömung des Abwassers effektiv störbar ist.Preferably, the recessed elements and / or the elevation elements each have a wall, wherein the transition region between the wall and the wastewater side has a radius of curvature of less than 2 mm. More preferably, the radius of curvature is less than 1 mm. Advantageously, an edge is formed by a small radius of curvature, through which a laminar flow of the wastewater is effectively disturbed.

Vorzugsweise weisen die Vertiefungselemente und/oder die Erhebungselemente einen Boden bzw. ein Plateau auf, wobei sich der Boden bzw. das Plateau im wesentlichen parallel zu der Abwasserseite erstreckt. Die Begriffe Boden und Plateau werden in diesem Zusammenhang synonym verwendet und bezeichnen den von einer Wandung umgebenen – bevorzugt im wesentlichen flachen bzw. ebenen – Bereich einer Vertiefung oder Erhebung.Preferably, the recessed elements and / or the elevation elements have a bottom or a plateau, wherein the bottom or the plateau extends substantially parallel to the wastewater side. The terms ground and plateau are used interchangeably in this context and designate the region of a depression or elevation surrounded by a wall, preferably in a substantially flat or even plane.

Vorzugsweise ist der Betrag des Versatzes zwischen Boden bzw. Plateau und Abwasserseite entlang der Normalen N der Abwasserseite größer als 2 mm. Weiter bevorzugt ist der Betrag des Versatzes größer als 3 mm, größer als 5 mm, aber insbesondere kleiner als 10 mm. Durch einen betragsmäßig größeren Versatz ist die lokale Störung vorteilhafterweise ebenfalls größer, jedoch können in Vertiefungen tiefer als 10 mm Partikel sedimentieren und sich an Erhebungen höher als 10 mm mitströmende Gegenstände verfangen und festsetzen.Preferably, the amount of offset between the bottom and the sewer side along the normal N of the waste side is greater than 2 mm. More preferably, the amount of the offset is greater than 3 mm, greater than 5 mm, but in particular less than 10 mm. By a larger amount offset the local disturbance is advantageously also greater, but can sediment in wells deeper than 10 mm particles and get caught on surveys higher than 10 mm mitströmende objects and set.

Vorzugsweise sind die Vertiefungselemente auf der Abwasserseite der Wärmetauscherwandung derart, z. B. als Sicken, ausgebildet, daß die Innenseite der Wärmetauscherwandung im Bereich der Vertiefungselemente die Innenseite der Wärmetauscherkammerwandung zumindest bereichsweise kontaktiert.Preferably, the recess elements on the waste water side of the heat exchanger wall are such, for. B. formed as beads, that the inside of the heat exchanger wall in the region of the recessed elements contacted the inside of the heat exchanger chamber wall at least partially.

Vorteilhafterweise ist die Wärmetauscherkammer mittels der Wärmetauscherwandung und der daran angeordneten Wärmetauscherkammerwandung ausgebildet, wobei die zumindest bereichsweise Beabstandung der Innenwand der Wärmetauscherwandung von der Innenwand der Wärmetauscherkammerwandung mittels der Vertiefungen erfolgt. Weiter bevorzugt kann die Beabstandung ebenfalls durch stegartige oder spiralförmige Trennelemente bzw. Stege bzw. Schikanen erfolgen. Die stegartigen Trennelemente müssen dabei nicht zwangsläufig in Längsrichtung L angeordnet sein, sondern können auch schräg oder quer dazu ausgebildet sein. Insbesondere kann ein einziges Trennelement ist Form einer Spiralfeder vorgesehen sein, welche zwischen der Wärmetauscherwandung und der Wärmetauscherkammerwandung angeordnet ist und vorzugsweise damit befestigt ist, so daß vorteilhafterweise in einfacher Weise das Wärmetauschmedium auf einem spiralförmigen Fließweg vom Vorlauf zum Rücklauf leitbar ist.Advantageously, the heat exchanger chamber is formed by means of the heat exchanger wall and the heat exchanger chamber wall arranged thereon, the at least regional spacing of the inner wall of the heat exchanger wall from the inner wall of the heat exchanger chamber wall being effected by means of the depressions. Further preferably, the spacing can also be effected by web-like or spiral-shaped separating elements or webs or baffles. The web-like separating elements do not have to inevitably be arranged in the longitudinal direction L, but may also be formed obliquely or transversely thereto. In particular, a single separating element may be provided in the form of a helical spring which is arranged between the heat exchanger wall and the heat exchanger chamber wall and is preferably fastened therewith so that advantageously the heat exchange medium can be conducted in a simple manner on a spiral flow path from the feed line to the return line.

Weiter vorteilhafterweise ist der Fließweg des Wärmetauschmediums vom Vorlauf zum Rücklauf hin innerhalb der Wärmetauscherkammern durch die Vertiefungen lokal gestört, so daß ein Fließen des Wärmetauschmediums turbulent erfolgen kann, wodurch der thermische Kontakt zwischen Wärmetauschmedium und Innenwand der Wärmetauscherwandung verbessert und der Wirkungsgrad der Wärmetauschervorrichtung erhöht wird.Further advantageously, the flow path of the heat exchange medium from the flow to return within the heat exchanger chambers is locally disturbed by the wells, so that a flow of the heat exchange medium can be turbulent, whereby the thermal contact between the heat exchange medium and the inner wall of the Wärmetauscherwandung improved and the efficiency of the heat exchanger device is increased.

Vorzugsweise sind die Vertiefungselemente und/oder Erhebungselemente kreisförmig mit einem Mittelpunkt M und einem Durchmesser D ausgebildet. Bevorzugt liegt der Durchmesser D zwischen 20 mm und 50 mm, besonders bevorzugt zwischen 25 mm und 40 mm.Preferably, the recess elements and / or elevation elements are formed in a circle with a center M and a diameter D. Preferably, the diameter D is between 20 mm and 50 mm, more preferably between 25 mm and 40 mm.

Vorzugsweise ist der Abstand der Mittelpunkte M benachbarter Vertiefungselemente zueinander größer ist als das zweifache des Durchmessers (2·D) und kleiner ist als das fünffache des Durchmessers (5·D). Demnach liegt der Abstand benachbarter Mittelpunkte M zwischen 40 mm und 250 mm, weiter bevorzugt zwischen 50 mm und 200 mm, besonders bevorzugt zwischen 40 mm und 100 mm, weiter besonders bevorzugt zwischen 100 mm und 250 mm. Vorteilhafterweise wird bei den oben genannten geometrischen Verhältnissen verhindert, daß sich lokal eine laminare Strömung ausbildet.Preferably, the distance of the centers M of adjacent recess elements from each other is greater than twice the diameter (2 · D) and less than five times the diameter (5 · D). Accordingly, the distance between adjacent centers M between 40 mm and 250 mm, more preferably between 50 mm and 200 mm, more preferably between 40 mm and 100 mm, more preferably between 100 mm and 250 mm. Advantageously, it is prevented in the above-mentioned geometric conditions that locally forms a laminar flow.

Verwendunguse

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung zumindest einer erfindungsgemäßen Wärmetauschervorrichtung zur Ausbildung einer Wärmetauscheranordnung,

– wobei die Wärmetauschervorrichtung nachträglich in eine bestehende Abwasserrohrleitung eingeführt wird,
– wobei der Vorlauf der Wärmetauscherkammer mit einer Vorlaufleitung verbunden wird,
– wobei der Rücklauf der Wärmetauscherkammer mit einer Rücklaufleitung verbunden wird und
– wobei der Vorlauf und der Rücklauf mit einer Wärmepumpe hydraulisch verbunden wird.

One aspect of the present invention relates to a use of at least one heat exchanger device according to the invention for forming a heat exchanger arrangement,

Wherein the heat exchanger device is subsequently introduced into an existing sewage pipeline,
- Wherein the flow of the heat exchanger chamber is connected to a flow line,
- Wherein the return of the heat exchanger chamber is connected to a return line and
- Wherein the flow and the return is hydraulically connected to a heat pump.

Vorzugsweise kann die Längs- bzw. Quererstreckung der starren Wärmetauschervorrichtung so gewählt werden, daß es durch einen oberirdischen Kanaleinstieg der betreffenden Abwasserrohrleitung einbringbar ist. Entsprechend der üblichen lichten Weite von Kanaleinstiegen soll dabei vorzugsweise eine Längs- bzw. Quererstreckung von etwa 80 cm, besonders bevorzugt von 62,5 cm nicht überschritten sein. Vorteilhafterweise besteht so die Möglichkeit, die einzelnen Wärmetauschervorrichtungen nachträglich in Abwasserrohrleitungen einzubringen, ohne dabei über eine Baugrube Zugang zu den Abwasserrohrleitungen schaffen zu müssen, da die einzelnen Wärmetauschervorrichtungen durch die zahlreich vorhandenen Kanaleinstiege in die Abwasserrohrleitung eingebracht werden können. Somit ist es problemlos möglich, eine oder mehrere Wärmetauschervorrichtungen durch den Kanaleinstieg einzubringen, um sie anschließend in der Abwasserrohrleitung zu verlegen. Bevorzugt werden zum Erlangen eines erforderlichen Wirkungsgrades mehrere einzelne Wärmetauschervorrichtungen in die Abwasserrohrleitung eingebracht und miteinander verbunden.Preferably, the longitudinal or transverse extent of the rigid heat exchanger device can be selected so that it can be introduced through an above-ground channel entry of the respective sewage pipeline. According to the usual clear width of channel entrances preferably a longitudinal or transverse extent of about 80 cm, more preferably of 62.5 cm should not be exceeded. Advantageously, there is the possibility to subsequently introduce the individual heat exchanger devices in sewage pipelines, without having to create access to the sewage pipelines via a pit, since the individual heat exchanger devices can be introduced through the numerous existing channel entrances in the sewage pipeline. Thus, it is easily possible to introduce one or more heat exchanger devices through the channel entry, in order to then lay them in the sewage pipeline. Preferably, to achieve a required efficiency, a plurality of individual heat exchanger devices are introduced into the sewage pipeline and connected to each other.

Da der äußere Durchmesser der Wärmetauschervorrichtung kleiner ist als der Innendurchmesser der Abwasserrohrleitung, ist zwischen der inneren Wandung der Abwasserrohrleitung und der Außenseite der Wärmetauschervorrichtung ein Spalt ausgebildet. Bevorzugt liegt die Wärmetauschervorrichtung unmittelbar bereichsweise an der Abwasserrohrinnenwandung auf. Um die Wärmetauschervorrichtung lagesicher in der Abwasserrohrleitung anzuordnen, ist weiter bevorzugt zumindest bereichsweise ein Füllmittel zwischen der Wärmetauschervorrichtung und der Innenwand der Abwasserrohrleitung angeordnet. Das Füllmittel ist vorzugsweise thermisch isolierend, um die Wärmetauschervorrichtung gegenüber dem kalten Erdreich thermisch zu isolieren. Alternativ kann das Füllmittel thermisch leitfähig sein, um zusätzlich die thermische Energie eines warmen Erdreichs mittels der Wärmetauschervorrichtung zu nutzen.Since the outer diameter of the heat exchange device is smaller than the inner diameter of the sewage piping, a gap is formed between the inner wall of the sewage piping and the outside of the heat exchanger device. Preferably, the heat exchanger device is located directly in regions on the Abwasserrohrinnenwandung. In order to arrange the heat exchanger device in a secure position in the sewage pipeline, more preferably at least in regions, a filler is arranged between the heat exchanger device and the inner wall of the sewage pipeline. The filler is preferably thermally insulating to thermally isolate the heat exchanger device from the cold soil. Alternatively, the filler may be thermally conductive to additionally utilize the thermal energy of a warm soil by means of the heat exchanger device.

Die Verwendung der vorgeschlagenen Wärmetauschervorrichtungen bietet sich insbesondere im innerstädtischen Bereich an, wo ein Aufgraben zum Erreichen der Abwasserrohrleitung im Regelfall nicht möglich ist. Jedoch sind gerade im innerstädtischen Bereich genügend Kanaleinstiege vorhanden, die ein Einbringen der Wärmetauschervorrichtungen in die Abwasserrohrleitung ermöglichen.The use of the proposed heat exchanger devices is particularly suitable in the inner city area, where digging up to reach the sewage pipeline is generally not possible. However, just in the inner city area enough channel entrances are available, which allow introduction of the heat exchanger devices in the sewage pipeline.

Es versteht sich dabei, daß in bekannter Weise die Wärmetauscherkammern der einzelnen Wärmetauschervorrichtungen mit den Vorlauf- und Rücklaufleitungen verbunden sind, so daß das kalte Wärmetauschmedium von der Wärmepumpe über die Vorlaufleitung, durch die vorgenannten Wärmetauscherkammern und schließlich in erwärmtem Zustand über die Rücklaufleitung zurück zur Wärmepumpe strömen kann. Bei der Konfiguration der Wärmetauscherkammern und auch der Auslegungen der Leitungen für den Vorlauf, Rücklauf und die Verteilung des Wärmetauschermediums kann dabei vorteilhafterweise auf das bekannte Tichelmann-System zurückgegriffen werden, um den Wirkungsgrad der Wärmetauschervorrichtungen zu optimieren.It is understood that in a known manner, the heat exchanger chambers of the individual heat exchanger devices are connected to the flow and return lines, so that the cold heat exchange medium from the heat pump via the flow line, through the aforementioned heat exchanger chambers and finally in the heated state via the return line back to the heat pump can flow. In the configuration of the heat exchanger chambers and also the interpretations of the Lines for the flow, return and the distribution of the heat exchange medium can be advantageously resorted to the well-known Tichelmann system to optimize the efficiency of the heat exchanger devices.

Zweckmäßigerweise kann eine Wärmetauschervorrichtung auch als End- oder Anfangselement ausgebildet sein und dazu an einem seiner freien Enden einen trichterförmig ausgebildeten Bereich aufweisen, so daß sich der vom Abwasser durchflossene Querschnitt der Abwasserrohrleitung kontinuierlich zum Wärmetauscher hin verengt. Somit wird am Anfangsbereich einer Wärmetauschervorrichtung eine Stufe in der Abwasserrohrleitung vermieden, an welcher sich im Abwasser mitgeführte Gegenstände bzw. Partikel ablagern könnten. Je nach den Erfordernissen kann die rampenartige Ausbildung kürzer oder länger sein, um die Steigung entsprechend flacher oder größer auszubilden.Conveniently, a heat exchanger device may also be formed as an end or initial element and to have a funnel-shaped region at one of its free ends, so that the cross-section of the sewage pipe through which sewage flows continuously narrows towards the heat exchanger. Thus, at the beginning of a heat exchanger device, a step in the sewage pipeline is avoided, at which objects or particles entrained in the sewage could be deposited. Depending on the requirements, the ramp-like formation may be shorter or longer to make the slope correspondingly flatter or larger.

WärmetauscheranordnungThe heat exchanger assembly

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Wärmetauscheranordnung für Abwasser umfassend:

– eine Abwasserrohrleitung
– zumindest zwei miteinander verbundene erfindungsgemäße Wärmetauschervorrichtungen, die ein Gerinne zur Leitung des Abwassers ausbilden, um Abwasserwärme zu nutzen,
– eine Wärmepumpe mit einem Rücklauf für kaltes Wärmetauschermedium und einem Vorlauf für erwärmtes Wärmetauschermedium,
– einer Vorlaufleitung, welche den Rücklauf der Wärmepumpe mit den Vorläufen der zumindest zwei Wärmetauschervorrichtungen verbindet und
– einer Rücklaufleitung, welche den Vorlauf der Wärmepumpe mit den Rückläufen der zumindest zwei Wärmetauschervorrichtungen verbindet.

One aspect of the present invention relates to a waste heat exchanger assembly comprising:

- a sewage pipeline
At least two interconnected heat exchanger devices according to the invention, which form a channel for conducting the wastewater in order to use wastewater heat,
A heat pump with a return for cold heat exchanger medium and a feed for heated heat exchanger medium,
- A flow line, which connects the return of the heat pump with the headers of the at least two heat exchanger devices and
- A return line, which connects the flow of the heat pump with the returns of the at least two heat exchanger devices.

Vorzugsweise sind bei einer Wärmetauscheranordnung mehrere Strecken aus miteinander verbundenen Wärmetauschervorrichtungen vorgesehen, da das Abwasser nur über eine bestimmte Strecke hinweg hinsichtlich seiner Temperatur wirtschaftlich ausgenutzt werden kann. Es können deshalb nicht mit Wärmetauschervorrichtungen versehene Bereiche der Abwasserrohrleitung freigelassen werden, in welchen sich neues Abwasser ansammeln kann, welches erst danach wiederum einer neuen Strecke von Wärmetauschervorrichtungen zur Energiegewinnung zugeführt wird.Preferably, in a heat exchanger arrangement, a plurality of sections of interconnected heat exchanger devices are provided, since the wastewater can be utilized economically only over a certain distance with respect to its temperature. It can therefore not be provided with heat exchanger devices provided areas of the sewer pipe in which new wastewater can accumulate, which is then in turn fed to a new range of heat exchanger devices for energy.

Vorzugsweise ist zwischen zwei Wärmetauschervorrichtungen ein Hausanschlußmodul vorgesehen, um eine Abwasserzuleitung aus einem Abwasserzulauf zu ermöglichen. Das Hausanschlußmodul umfaßt eine Wandung, an welcher die Vorlauf-, Rücklauf- und Verteilerleitung befestigt sind. Die Wandung ist analog zur Wärmetauscherkammerwandung ausgebildet und weist insbesondere deren Außendurchmesser auf. Ferner umfaßt das Hausanschlußmodul eine Öffnung, welche in der Wandung derart ausgebildet ist, um mit einer Abwasserzulaufleitung verbunden zu werden. Das Hausanschlußmodul weist hingegen keine Wärmetauscherkammer auf.Preferably, a house connection module is provided between two heat exchanger devices to allow a waste water supply from a wastewater inlet. The house connection module comprises a wall to which the flow, return and distribution line are attached. The wall is designed analogously to the heat exchanger chamber wall and in particular has its outer diameter. Further, the house connection module comprises an opening which is formed in the wall so as to be connected to a waste water supply line. The house connection module, however, has no heat exchange chamber.

Vorzugsweise umfaßt die Wärmetauscheranordnung zumindest einen Spül- bzw. Schwallschieber, der, entlang der Fließrichtung L des Abwassers gesehen, von dem eingebrachten Wärmetauschervorrichtungen beabstandet angeordnet ist. Der Spül- bzw. Schwallschieber dient zum zeitweisen Unterbrechen des Abwasserflusses. Bevorzugt ist der Spülschieber im Bereich eines Kanaleinstiegs angeordnet, da dort mehr freier Raum zum Einbau gegeben ist. Ein solcher Spülschieber kann in kurzen Intervallen das Abwasser aufstauen, um es anschließend schwallartig über die Abwasserseiten der Wärmetauschervorrichtungen hinwegströmen zu lassen.Preferably, the heat exchanger assembly comprises at least one flush valve which, viewed along the flow direction L of the waste water, is arranged at a distance from the introduced heat exchanger devices. The rinsing or surge valve is used for temporary interruption of the sewage flow. Preferably, the flush valve is arranged in the region of a channel entrance, since there is more free space for installation. Such a flush valve can accumulate the wastewater at short intervals, in order to then let it flow over the wastewater sides of the heat exchanger devices.

Vorteilhafterweise kann dadurch die Bildung einer Sielhaut weiter vermindert werden, da das schwallartige Abfließen des Abwassers turbulent erfolgt, so daß die Ausbildung einer Sielhaut verringert werden kann. Weiter vorteilhafterweise kann die fließende Abwassermenge gesteuert werden, so daß die zeitlich variabel anfallende Abwassermenge in konstanter Weise über die Wärmetauschervorrichtungen hinweggeführt werden kann. So kann beispielsweise, weil in der Nacht die Abwassermenge gering ist, das Abwasser bei höherem Anfall, beispielsweise am frühen Abend, mittels des betreffenden Schiebers aufgestaut und über Nacht bei abklingendem Abwasseranfall kontinuierlich den Wärmetauschervorrichtungen zugeführt werden. Selbstverständlich bedingt ein solcher Schieber aufgrund des erzeugten Schwalls auch einen Reinigungseffekt durch Abführen schwererer Gegenstände, die sich auf den Wärmetauschervorrichtungen ablagern können.Advantageously, thereby the formation of a Sielhaut be further reduced because the surge-like outflow of the waste water takes place turbulently, so that the formation of a Sielhaut can be reduced. Further advantageously, the amount of effluent flowing can be controlled so that the amount of sewage accumulating over a variable amount of time can be led away in a constant manner via the heat exchanger devices. Thus, for example, because at night the amount of waste water is low, the wastewater at higher seizure, for example, in the early evening, dammed by means of the slider in question and continuously supplied with decaying wastewater accumulation the heat exchanger devices. Of course, due to the generated surge, such a slide also causes a cleaning effect by discharging heavier objects, which can deposit on the heat exchanger devices.

Die vorangehende Beschreibung der Aspekte der Erfindung ist nicht auf die jeweiligen Aspekte beschränkt. Vielmehr gelten die Ausführungen zu den jeweiligen Aspekten sinngemäß für die weiteren Aspekte der Erfindung. Insbesondere gelten die Ausführungen in Hinsicht auf die Wärmetauschervorrichtung auch für die Verwendung und die Wärmetauscheranordnung bzw. bevorzugte Ausführungsformen bzw. Ausführungsvarianten hiervon.The foregoing description of the aspects of the invention is not limited to the respective aspects. Rather, the statements on the respective aspects apply mutatis mutandis to the other aspects of the invention. In particular, the statements with regard to the heat exchanger device also apply to the use and the heat exchanger arrangement or preferred embodiments or variants thereof.

Figurenbeschreibungfigure description

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand begleitender Figuren beispielhaft beschrieben. Einzelne Elemente der beschriebenen Ausführungsformen sind nicht auf die jeweilige Ausführungsform beschränkt. Vielmehr können Elemente der Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden und neue Ausführungsformen dadurch erstellt werden. Es zeigtHereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described by way of example with reference to accompanying drawings. Individual elements of the described embodiments are not limited to the respective embodiment. Rather, elements of the embodiments may be combined with each other as desired and new embodiments thereby created. It shows

1: ein schematisches Blockschaltbild einer Wärmetauscheranordnung, 1 FIG. 1 is a schematic block diagram of a heat exchanger arrangement, FIG.

2: einen Querschnitt durch eine Abwasserrohrleitung mit einer Ausführungsform der Wärmetauschervorrichtung, 2 FIG. 2: a cross section through a sewage pipeline with an embodiment of the heat exchanger device, FIG.

3: einen Querschnitt durch eine Abwasserrohrleitung mit einer Ausführungsform der Wärmetauschervorrichtung, 3 FIG. 2: a cross section through a sewage pipeline with an embodiment of the heat exchanger device, FIG.

4a: eine Draufsicht auf eine Wärmetauscherwandung mit kreisförmigen Vertiefungselementen, 4a FIG. 2: a plan view of a heat exchanger wall with circular depression elements, FIG.

4b: einen Querschnitt durch eine Wärmetauscherwandung mit kreisförmigen Vertiefungselementen, 4b FIG. 2: a cross section through a heat exchanger wall with circular depression elements, FIG.

5a: eine Draufsicht auf eine Anordnung von kreisförmigen Vertiefungselementen und 5a : A top view of an arrangement of circular recess elements and

5b: eine Draufsicht auf eine Anordnung von rechteckigen Vertiefungselementen. 5b : A plan view of an array of rectangular well elements.

1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Wärmetauscheranordnung 1 mit einer Wärmetauschervorrichtung 3a in einer Abwasserrohrleitung 5. Dargestellt sind eine Vorlaufleitung 15, eine Rücklaufleitung 17 und eine Verteilerleitung 19, die an den Wärmetauscherelementen 3a–c angeordnet sind. Die Vorlaufleitung 15 ist an den Vorläufen 21 und die Rücklaufleitung 17 an den Rückläufen 23 der Wärmetauscherelemente 3a–c angeschlossen. Bevorzugt sind die Verteilerleitung 19 und die Rücklaufleitung 17 durch einen Kanaleinstieg (nicht gezeigt) aus der Abwasserrohrleitung heraus geführt, um an ein im Regelfall oberirdisch angeordnetes Wärmetauschersystem 25 mit einer Wärmepumpe 27 angeschlossen zu sein. 1 shows a schematic block diagram of a heat exchanger assembly 1 with a heat exchanger device 3a in a sewage pipeline 5 , Shown are a flow line 15 , a return line 17 and a distribution line 19 attached to the heat exchanger elements 3a -C are arranged. The supply line 15 is at the heats 21 and the return line 17 at the returns 23 the heat exchanger elements 3a -C connected. Preference is given to the distribution line 19 and the return line 17 out of the sewage pipeline through a sewer inlet (not shown) to a normally above-ground heat exchanger system 25 with a heat pump 27 to be connected.

Ein Wärmetauschmedium 29 wird nach dem Prinzip von Tichelmann durch die entsprechenden Leitungen geführt. Dabei wird das kalte Wärmetauschmedium 29 von der Wärmepumpe 27 über die Verteilerleitung 19 zum von der Wärmepumpe 27 fernsten Punkt des Leitungssystems geleitet und von dort mittels der Vorlaufleitung 15 zu den Vorläufen 21 der einzelnen Wärmetauschervorrichtungen 3a–c verteilt. Das kalte Wärmetauschmedium 29 strömt dann durch die Wärmetauscherkammern 31a–c der einzelnen Wärmetauschervorrichtungen 3a–c und schließlich in erwärmten Zustand über die Rücklaufleitung 17 zurück zur Wärmepumpe 27.A heat exchange medium 29 is guided on the principle of Tichelmann by the appropriate lines. This is the cold heat exchange medium 29 from the heat pump 27 via the distribution line 19 to from the heat pump 27 led the farthest point of the pipe system and from there by means of the flow line 15 to the heats 21 the individual heat exchanger devices 3a -C distributed. The cold heat exchange medium 29 then flows through the heat exchanger chambers 31a -C of the individual heat exchanger devices 3a -C and finally in the heated state via the return line 17 back to the heat pump 27 ,

Wie in der 1 dargestellt, kann das Wärmetauschmedium 29 auf verschiedene Art und Weise durch die Wärmetauscherkammern 31a–c strömen. Beispielsweise strömt das Wärmetauschmedium 29, insbesondere laminar, auf direktem Weg vom Vorlauf 21 zum Rücklauf 23 der Wärmetauscherkammer 31a. Dagegen sind die Wärmetauscherkammern 31b und 31c derart ausgebildet, daß das Wärmetauschmedium 29, insbesondere turbulent, auf einem verlängerten Weg vom Vorlauf 21 zum Rücklauf 23 strömt. Diese Wegverlängerung kann beispielsweise, wie in der Wärmetauscherkammer 31c, mittels geradliniger Trennelemente bzw. Stege bzw. Schikanen 33 oder, wie in der Wärmetauscherkammer 31b, mittels Störkörpern 35 erfolgen.Like in the 1 shown, the heat exchange medium 29 in different ways through the heat exchanger chambers 31a -C stream. For example, the heat exchange medium flows 29 , in particular laminar, directly from the flow 21 to the return 23 the heat exchanger chamber 31a , In contrast, the heat exchanger chambers 31b and 31c formed such that the heat exchange medium 29 , especially turbulent, on a prolonged path from the flow 21 to the return 23 flows. This way extension can, for example, as in the heat exchanger chamber 31c , by means of rectilinear separating elements or webs or baffles 33 or, as in the heat exchanger chamber 31b , by means of disturbing bodies 35 respectively.

Bei der Konfiguration der Wärmetauscheranordnung 1 nach dem an sich bekannten Tichelmann-System wird ein hydraulischer Kurzschluß sicher vermieden, so daß der Wirkungsgrad der Wärmetauscheranordnung 1 maximal ist. Der gewünschte Wirkungsgrad der Wärmetauscheranordnung 1 sowie die anfallende Abwassermenge und deren Temperatur sowie die entsprechenden Abwasserrohrleitungsquerschnitte und somit auch die Abmessungen der Wärmetauschervorrichtungen 3a–c bestimmten schließlich die Gesamtanzahl der hintereinander angeordneten Wärmetauschervorrichtungen 3a–c.In the configuration of the heat exchanger assembly 1 After the known Tichelmann system, a hydraulic short circuit is reliably avoided, so that the efficiency of the heat exchanger assembly 1 is maximum. The desired efficiency of the heat exchanger assembly 1 as well as the accumulating amount of wastewater and its temperature and the corresponding sewage piping cross sections and thus also the dimensions of the heat exchanger devices 3a -C finally determined the total number of successively arranged heat exchanger devices 3a c.

2 zeigt einen Querschnitt durch eine Wärmetauscheranordnung 1 mit einer Wärmetauschervorrichtung 3a in einer Abwasserrohrleitung 5. Eine Wärmetauscherkammerwandung 47 umfaßt eine Außenseite 49, die ausgelegt ist, der Innenwand 13 der Abwasserrohrleitung 5 zugewandt und zumindest bereichsweise von der Innenwand 13 beabstandet angeordnet zu sein. Zwischen der inneren Wandung 13 der Abwasserrohrleitung 5 und der Außenseite 49 der Wärmetauschervorrichtung 3a ist ein Spalt 7 ausgebildet, da der äußere Durchmesser der Wärmetauschervorrichtung 3a kleiner ist als der Innendurchmesser der Abwasserrohrleitung 5. Der Spalt 7 kann zumindest bereichsweise mit einem Füllmittel 9 verfüllt sein. Das Füllmittel 9 kann thermisch isolierend sein, um die Wärmetauschervorrichtung 3a gegenüber dem Erdreich zu isolieren. Alternativ kann das Füllmittel 9 thermisch leitend sein, um zusätzlich die Erdwärme mittels der Wärmetauschervorrichtung 3a zu nutzen. Bevorzugt kann das Füllmittel 9 als Auflager der Wärmetauschervorrichtung 3a dienen. Weiter bevorzugt kann die Wärmetauschervorrichtung 3a aber auch unmittelbar bereichsweise an der Abwasserrohrinnenwandung 13 aufliegen. 2 shows a cross section through a heat exchanger assembly 1 with a heat exchanger device 3a in a sewage pipeline 5 , A heat exchanger chamber wall 47 includes an outside 49 that is designed to the inner wall 13 the sewage pipeline 5 facing and at least partially from the inner wall 13 spaced to be arranged. Between the inner wall 13 the sewage pipeline 5 and the outside 49 the heat exchanger device 3a is a gap 7 formed as the outer diameter of the heat exchanger device 3a smaller than the inner diameter of the sewage pipeline 5 , The gap 7 can at least partially with a filler 9 be filled. The filler 9 may be thermally insulating to the heat exchanger device 3a to isolate against the soil. Alternatively, the filler 9 be thermally conductive, in addition to geothermal heat by means of the heat exchanger device 3a to use. Preferably, the filler 9 as a support of the heat exchanger device 3a serve. More preferably, the heat exchanger device 3a but also directly in areas at the Abwasserrohrinnenwandung 13 rest.

Die Wärmetauscherkammerwandung 47 der Wärmetauschervorrichtung 3a ist jedoch immer zumindest bereichsweise von der Abwasserrohrleitung 5 beabstandet angeordnet, so daß die Vorlaufleitung 15 und die Rücklaufleitung 17 in dem Bereich zwischen der Wärmetauscherkammerwandung 47 und der Abwasserrohrinnenwandung 13 anordenbar sind. Die Außenseite 49 der Wärmetauscherkammerwandung 47 ist der Abwasserrohrinnenwandung 13 zugewandt. Im Bereich des Abwasserrohrleitungsfirstes 11 der Abwasserrohrleitung 5 ist die Wärmetauscherkammerwandung 47 bereichsweise eben ausgebildet und dient bevorzugt bereichsweise als Auflager der Vorlaufleitung 15, der Rücklaufleitung 17 und/oder der Verteilerleitung 19, welche zwischen der Wärmetauscherkammerwandung 47 und der inneren Wandung 13 der Abwasserrohrleitung 5 angeordnet sind. Vorteilhafterweise sind die Leitungen dadurch vor mechanischen Einwirkungen aus Richtung des Abwasserrohrleitungsinneren geschützt.The heat exchanger chamber wall 47 the heat exchanger device 3a However, it is always at least partially from the sewage pipeline 5 arranged spaced so that the flow line 15 and the return line 17 in the area between the heat exchanger chamber wall 47 and the sewage pipe inner wall 13 can be arranged. The outside 49 the heat exchanger chamber wall 47 is the sewage pipe inner wall 13 facing. In the area of sewage piping ridge 11 the sewage pipeline 5 is the heat exchanger chamber wall 47 partially formed flat and preferably serves as a support area of the flow line 15 , the return line 17 and / or the distribution line 19 which is between the heat exchanger chamber wall 47 and the inner wall 13 the sewage pipeline 5 are arranged. Advantageously, the lines are thereby protected against mechanical influences from the direction of the sewage piping interior.

Eine Wärmetauscherwandung 43 ist aus einem starren, wärmeleitenden Material ausgebildet, wobei die Abwasserseite 41 ausgelegt ist, zumindest bereichsweise Abwasser 45 thermisch zu kontaktieren bzw. von Abwasser 45 benetzt zu sein. Auf der Abwasserseite 41 können zumindest bereichsweise Vertiefungselemente (nicht gezeigt) angeordnet sein, deren Kontur entlang einer Konturrichtung K verläuft, die im wesentlichen verschieden von der Längsrichtung L ist, um eine laminare Abwasserströmung entlang der Längsrichtung L zu stören. Die Längsrichtung L steht in dieser Figur senkrecht zur Blattebene und ist zum Betrachter gerichtet.A heat exchanger wall 43 is formed of a rigid, heat-conducting material, the waste side 41 is designed, at least partially sewage 45 to contact thermally or wastewater 45 to be wet. On the wastewater side 41 For example, recessed elements (not shown) may be arranged at least partially, the contour of which runs along a contour direction K, which is substantially different from the longitudinal direction L, in order to disturb a laminar sewage flow along the longitudinal direction L. The longitudinal direction L is perpendicular to the sheet plane in this figure and is directed to the viewer.

Die Wärmetauscherwandung 43 und die Wärmetauscherkammerwandung 47 sind vorzugsweise durch einen oder mehrere Steg(e) (nicht gezeigt) voneinander beabstandet miteinander verbunden. Diese Verbindung kann vorzugsweise durch Verschweißen erfolgen.The heat exchanger wall 43 and the heat exchanger chamber wall 47 are preferably interconnected by one or more ridges (not shown) spaced apart from each other. This connection can preferably be done by welding.

Die Wärmetauscherwandung 43 und die Wärmetauscherkammerwandung 47 sind voneinander beabstandet angeordnet, um zwischen der Wärmetauscherwandung 43 und der Wärmetauscherkammerwandung 47 bereichsweise eine Wärmetauscherkammer 31a auszubilden, die mittels eines Vorlaufs 21 bzw. einer Vorlaufleitung 15 und eines Rücklaufs 23 bzw. einer Rücklaufleitung 17 mit dem Äußeren hydraulisch verbunden ist. Die Vorlaufleitung 15, die Rücklaufleitung 17 und/oder die Verteilerleitung 19 sind im Bereich des Abwasserrohrleitungsfirst 11 anordenbar.The heat exchanger wall 43 and the heat exchanger chamber wall 47 are spaced from each other to between the Wärmetauscherwandung 43 and the heat exchanger chamber wall 47 partially a heat exchanger chamber 31a to train, by means of a lead 21 or a supply line 15 and a return 23 or a return line 17 is hydraulically connected to the outside. The supply line 15 , the return line 17 and / or the distribution line 19 are in the area of sewage piping ridge 11 arranged.

Alternativ kann die Wärmetauschervorrichtung 3a derart in die Abwasserrohrleitung 5 eingebracht werden, daß die Vorlaufleitung 15, die Rücklaufleitung 17 und/oder die Verteilerleitung 19 im Bereich der Abwasserrohrleitungssohle 12 angeordnet sind. Bevorzugt können dann ebenfalls die Vorlaufleitung 15, die Rücklaufleitung 17 und/oder die Verteilerleitung 19 als Auflager der Wärmetauschervorrichtung 3a dienen und zwar mit dem Bereich, mit welchem sie die Abwasserrohrinnenwandung 13 berühren bzw. an dieser anliegen.Alternatively, the heat exchanger device 3a so in the sewage pipeline 5 be introduced that the flow line 15 , the return line 17 and / or the distribution line 19 in the area of sewage piping sole 12 are arranged. Preferably, then also the flow line 15 , the return line 17 and / or the distribution line 19 as a support of the heat exchanger device 3a serve with the area, with which they sewage pipe inner wall 13 touch or abut on this.

Es versteht sich dabei, daß die Querschnittsausbildung der Wärmetauschervorrichtung 3a einschließlich der Lage der Vorlaufleitungen 15, der Rücklaufleitung 17 und der Verteilerleitung 19 so ausgelegt wird, daß sie an den jeweiligen Querschnitt der betreffenden Abwasserrohrleitung 5 angepaßt werden können. Um die Wärmetauschervorrichtung 3a in die Abwasserrohrleitung 5 einzubringen, ohne dabei die freien Enden der Abwasserrohrleitung 5 mittels Baugruben freilegen zu müssen, sind ferner die Abmessungen der einzelnen Wärmetauschervorrichtungen 5 so ausgebildet, daß die Wärmetauschervorrichtungen 5 durch einen Kanaleinstieg in die Abwasserrohrleitung 5 und dann entlang bzw. entgegen der Längsrichtung L der Abwasserrohrleitung 5 in die Endposition gebracht werden kann.It is understood that the cross-sectional configuration of the heat exchanger device 3a including the location of the supply lines 15 , the return line 17 and the distribution line 19 is designed so that they to the respective cross-section of the respective sewage pipeline 5 can be adapted. To the heat exchanger device 3a into the sewage pipeline 5 without introducing the free ends of the sewage pipeline 5 Having to expose using excavation pits are also the dimensions of the individual heat exchanger devices 5 designed so that the heat exchanger devices 5 through a channel entry into the sewage pipeline 5 and then along or against the longitudinal direction L of the sewage pipeline 5 can be brought into the final position.

3 zeigt einen Querschnitt durch eine Wärmetauscheranordnung 1 mit einer weiteren Ausführungsform einer Wärmetauschervorrichtung 3b in einer Abwasserrohrleitung 5. Die zu der 2 identischen Merkmale sind in der 3 mit identischen Bezugszeichen bezeichnet. 3 shows a cross section through a heat exchanger assembly 1 with a further embodiment of a heat exchanger device 3b in a sewage pipeline 5 , The to the 2 identical features are in the 3 denoted by identical reference numerals.

Eine Wärmetauscherkammer 31b steht analog zu der oben beschriebenen Ausführungsform mittels eines Vorlaufs 21 bzw. einer Vorlaufleitung 15 und eines Rücklaufs 23 bzw. einer Rücklaufleitung 17 mit dem Äußeren hydraulisch in Verbindung. In dieser Ausführungsform sind der Vorlauf 21 und der Rücklauf 23 jedoch an der Wärmetauscherwandung 43 angeordnet.A heat exchanger chamber 31b is analogous to the embodiment described above by means of a flow 21 or a supply line 15 and a return 23 or a return line 17 hydraulically in contact with the exterior. In this embodiment, the flow is 21 and the return 23 however, on the heat exchanger wall 43 arranged.

Ein Schutzelement 37 ist derart an der Wärmetauscherwandung 43 angeordnet bzw. befestigt, daß zwei entgegengesetzte Enden 39a, 39b des Schutzelementes mit der Wärmetauscherwandung 43 verbunden sind, so daß Vorlauf 21 und Rücklauf 23 zwischen dem Schutzelement 37 und der Wärmetauscherwandung 43 angeordnet bzw. eingeschlossen sind. Bevorzugt kann ebenfalls die Verteilerleitung 19 zwischen dem Schutzelement 37 und der Wärmetauscherwandung 43 angeordnet sein. Durch das Schutzelement 37 wird verhindert, daß sich mit dem Abwasser 45 mitgeführte Gegenstände an der Verrohrung verfangen bzw. festsetzen können, wodurch unvorteilhafterweise der für das Abwasser verfügbare Leitungsquerschnitt verringert würde. Das Schutzelement 37 kann als wasserundurchlässige Platte 37 ausgebildet sein, wodurch die Vorlaufleitung 15, die Rücklaufleitung 17 und die Verteilerleitung 19 vor dem Abwasser geschützt sind bzw. davon getrennt sind. Vorteilhafterweise sind die Leitungen dann auch vor dem korrosiven Abwasser 45 geschützt. Das Schutzelement 37 kann bevorzugt als Siebplatte 37 ausgebildet sein, so daß Partikel mit einem vorbestimmbaren maximalen Partikeldurchmesser die Siebplatte 37 nicht passieren können. Vorteilhafterweise steht dem Abwasser 45 mehr Platz innerhalb der Wärmetauschervorrichtung 3b zur Verfügung, wobei die Leitungen, Vor- und Rücklauf sowie deren Befestigungseinrichtungen vor Gegenständen geschützt sind, die mit dem Abwasser 45 mitgeführt werden und sich daran festsetzen können. Bevorzugt ist das Schutzelement 37 aus einem korrosionsbeständigem Material, beispielsweise Edelstahl oder Kunststoff, hergestellt.A protective element 37 is so on the heat exchanger wall 43 arranged or attached, that two opposite ends 39a . 39b of the protective element with the heat exchanger wall 43 are connected, so that forward 21 and return 23 between the protective element 37 and the heat exchanger wall 43 are arranged or enclosed. Preferably, also the distribution line 19 between the protective element 37 and the heat exchanger wall 43 be arranged. Through the protective element 37 prevents it from getting into the sewage 45 entrained objects can catch on the casing, which would disadvantageously reduce the available for the waste water pipe cross section. The protective element 37 Can be used as a water-impermeable plate 37 be formed, whereby the flow line 15 , the return line 17 and the distribution line 19 are protected from the wastewater or are separated from it. Advantageously, the lines are then also before the corrosive wastewater 45 protected. The protective element 37 can preferably be used as a sieve plate 37 be formed so that particles having a predeterminable maximum particle diameter, the screen plate 37 can not happen. Advantageously, the wastewater is 45 more space inside the heat exchanger device 3b to Available, the lines, flow and return and their fastening devices are protected from objects that are with the wastewater 45 be taken along and can commit to it. The protective element is preferred 37 made of a corrosion-resistant material, such as stainless steel or plastic.

Die Vorlaufleitung 15, die Rücklaufleitung 17 und/oder die Verteilerleitung 19 sind zweckmäßigerweise im Bereich des Abwasserrohrleitungsfirst 11 anordenbar bzw. in betriebsgemäßen Gebrauch der Wärmetauschervorrichtung 3b im Bereich des Abwasserrohrleitungsfirstes 11 angeordnet, da das Schutzelement 37 nicht als Wärmetauschfläche fungiert und deshalb bevorzugt nicht mit dem Abwasser 45 kontaktieren soll.The supply line 15 , the return line 17 and / or the distribution line 19 are expediently in the area of Abwasserrohrleitungsfirst 11 can be arranged or in the proper use of the heat exchanger device 3b in the area of the sewage piping ridge 11 arranged as the protective element 37 not functioning as a heat exchange surface and therefore preferably not with the waste water 45 should contact.

Die 4a zeigt eine Draufsicht auf eine Wärmetauscherwandung 43 in entrolltem bzw. noch nicht gekrümmten Zustand mit kreisförmigen Vertiefungselementen 53. Ein Querschnitt durch die Wärmetauscherwandung 43 entlang der Strecke A-B ist in 4b gezeigt.The 4a shows a plan view of a heat exchanger wall 43 in unrolled or not yet curved state with circular recess elements 53 , A cross section through the heat exchanger wall 43 along the route AB is in 4b shown.

Die Wärmetauscherwandung 43 ist aus einem wärmeleitenden Material ausgebildet, wobei die Abwasserseite 41 ausgelegt ist, zumindest bereichsweise Abwasser thermisch zu kontaktieren bzw. von Abwasser benetzt zu sein. Auf der Abwasserseite 41 sind zumindest bereichsweise Vertiefungselemente 53 angeordnet, deren Kontur entlang einer Konturrichtung K verläuft, die im wesentlichen verschieden von der Längsrichtung L ist, um eine laminare Abwasserströmung entlang der Längsrichtung L zu stören.The heat exchanger wall 43 is formed of a thermally conductive material, the waste side 41 is designed to contact at least partially wastewater thermally or to be wetted by wastewater. On the wastewater side 41 are at least partially recess elements 53 arranged whose contour extends along a contour direction K, which is substantially different from the longitudinal direction L, to disturb a laminar sewage flow along the longitudinal direction L.

Bevorzugt sind die Vertiefungselemente 53 als kreisförmige Sicken bzw. Einpressungen ausgebildet, die eine umlaufende Wandung 55 und einen Boden 57 aufweisen. Die Wandung 55 erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zum umliegenden Bereich der Abwasserseite 41, während sich der Boden 57 im wesentlichen parallel dazu erstreckt. Der Betrag des Versatzes zwischen Boden 57 und umliegender Abwasserseite 41 ist vorzugsweise größer als 2 mm, weiter bevorzugt größer als 3 mm, insbesondere größer als 5 mm, aber bevorzugt kleiner als 10 mm. Der Durchmesser der Vertiefungselemente 53 liegt vorzugsweise zwischen 20 mm und 50 mm, wobei der Abstand der Mittelpunkte M benachbarter Vertiefungselemente 53 zueinander größer ist als das zweifache des Durchmessers (2·D) und kleiner ist als das fünffache des Durchmessers (5·D).The recessed elements are preferred 53 designed as a circular beads or press-in, the one circumferential wall 55 and a floor 57 exhibit. The wall 55 extends substantially perpendicular to the surrounding area of the wastewater side 41 while the ground 57 extends substantially parallel thereto. The amount of offset between soil 57 and surrounding wastewater side 41 is preferably greater than 2 mm, more preferably greater than 3 mm, in particular greater than 5 mm, but preferably less than 10 mm. The diameter of the recessed elements 53 is preferably between 20 mm and 50 mm, wherein the distance between the centers M of adjacent recessed elements 53 is greater than twice the diameter (2 · D) and less than five times the diameter (5 · D).

Die Wärmetauscherwandung 43 und die Wärmetauscherkammerwandung 47 sind voneinander bereichsweise beabstandet angeordnet, um zwischen der Wärmetauscherwandung 43 und der Wärmetauscherkammerwandung 47 bereichsweise eine Wärmetauscherkammer 31b auszubilden, die mittels eines Vorlaufs und eines Rücklaufs mit dem Äußeren hydraulisch verbunden ist. Bevorzugt kontaktieren die Wärmetauscherwandung 43 und die Wärmetauscherkammerwandung 47 bereichsweise einander im Bereich der Böden 57 der Wärmetauscherwandung 43. Weiter vorzugsweise können die Wärmetauscherwandung 43 und die Wärmetauscherkammerwandung 47 im Bereich der Böden 57 durch eine oder mehrere Schweißpunkte 58 miteinander verbunden sein.The heat exchanger wall 43 and the heat exchanger chamber wall 47 are spaced apart from one another in regions to between the Wärmetauscherwandung 43 and the heat exchanger chamber wall 47 partially a heat exchanger chamber 31b form, which is connected by means of a flow and a return to the outside hydraulically. Preferably contact the heat exchanger wall 43 and the heat exchanger chamber wall 47 partially in the field of soils 57 the heat exchanger wall 43 , Further preferably, the heat exchanger wall 43 and the heat exchanger chamber wall 47 in the field of soils 57 through one or more welding points 58 be connected to each other.

Vorteilhafterweise wird die Bildung einer Sielhaut auf der Wärmetauscherwandung 43 mittels der lokalen Variation der Fließgeschwindigkeit des Abwassers vermindert, wobei die lokale Variation durch die Vertiefungselemente 53 erzeugt wird. Weiter vorteilhafterweise bewirken die Vertiefungselemente 53 eine Versteifung der Wärmetauscherwandung 43, so daß gegenüber einer ebenen Wandung die gleiche Verwindungs- bzw. Biegefestigkeit mit einer geringeren Materialstärke des Wandungsmaterials erreicht werden kann, wodurch ein verbesserter thermischer Kontakt bzw. eine verbesserte Wärmeübertragung erreicht wird.Advantageously, the formation of a Sielhaut on the heat exchanger wall 43 reduced by means of the local variation of the flow rate of the waste water, with the local variation by the recessed elements 53 is produced. Further advantageously, the recessed elements effect 53 a stiffening of the heat exchanger wall 43 so that with respect to a flat wall the same torsional or bending strength can be achieved with a lower material thickness of the wall material, whereby an improved thermal contact or an improved heat transfer is achieved.

Die Wärmetauscherwandung 43 und die Wärmetauscherkammerwandung 47 sind vorzugsweise an den bzw. entlang der freien Enden 51 der Wärmetauscherwandung 43 miteinander verbunden. Diese Verbindung kann vorzugsweise durch Verschweißen und/oder durch Bördeln erfolgen.The heat exchanger wall 43 and the heat exchanger chamber wall 47 are preferably at or along the free ends 51 the heat exchanger wall 43 connected with each other. This connection can preferably be effected by welding and / or by crimping.

Die in der 4a gezeigte Wärmetauscherwandung 43 weist in den Endbereichen eine Anschlußkonfiguration 59 zum zugfesten Anschluß bzw. zur Befestigung einer weiteren Wärmetauscherwandung (nicht gezeigt) auf. Die Befestigung erfolgt vorzugsweise durch Verschrauben, wobei die Anschlußkonfiguration 59 vorzugsweise Löcher 59 mit oder ohne Innengewinde sind. Alternativ oder zusätzlich kann die Anschlußkonfiguration 59 Klemm- und/oder Steckverbindungen aufweisen.The in the 4a shown Wärmetauscherwandung 43 has a terminal configuration in the end areas 59 for tensile connection or for attachment of a further heat exchanger wall (not shown). The attachment is preferably by screwing, the terminal configuration 59 preferably holes 59 with or without internal thread. Alternatively or additionally, the connection configuration 59 Have clamping and / or plug connections.

Die Wärmetauscherwandung 43 umfaßt weiter vorzugsweise ein Entlüftungsventil 61, so daß die Wärmertauscherkammer 31b mittels des Entlüftungsventils hydraulisch mit dem Äußeren verbindbar ist. Das Entlüftungsventil 61 kann vorzugsweise ein Überdruckventil oder eine Dichtschraube sein.The heat exchanger wall 43 further preferably comprises a vent valve 61 so that the heat exchanger chamber 31b by means of the vent valve hydraulically connected to the outside. The bleed valve 61 may preferably be a pressure relief valve or a sealing screw.

5a zeigt eine Draufsicht einer Anordnung von kreisförmigen Vertiefungselementen 53. Die Vertiefungselemente 53 bilden mit der Oberfläche der Wärmetauscherwandung 43 bzw. mit der Abwasserseite 41 eine geschlossene Kontur 63. Die Tangente an einem beliebigen Punkt der Kontur 63 zeigt in Richtung der Konturrichtung K. Die Konturrichtung K ist an zumindest 50%, bevorzugt zumindest 70%, besonders bevorzugt zumindest 85% der Punkte der Kontur von der Längsrichtung L verschieden, wobei die Richtungsdifferenz zwischen der Konturrichtung K und der Längsrichtung L an diesen Punkten bevorzugt größer als 10 Grad, besonders bevorzugt größer als 45 Grad ist. Dadurch wirken die Vertiefungselemente 53 als Störkörper im Abwasserstrom, so daß Turbulenz erzeugt wird. 5a shows a plan view of an arrangement of circular recess elements 53 , The recessed elements 53 form with the surface of the heat exchanger wall 43 or with the wastewater side 41 a closed contour 63 , The tangent at any point of the contour 63 shows in the direction of the contour direction K. The contour direction K is at least 50%, preferably at least 70%, more preferably at least 85% of the points of the contour of the longitudinal direction L different the direction difference between the contour direction K and the longitudinal direction L at these points is preferably greater than 10 degrees, particularly preferably greater than 45 degrees. As a result, the recessed elements act 53 as a bluff body in the sewage stream, so that turbulence is generated.

Der Durchmesser der kreisförmigen Vertiefungselemente 53 liegt vorzugsweise zwischen 20 mm und 50 mm, wobei der Abstand der Mittelpunkte M benachbarter Vertiefungselemente 53 zueinander größer ist als das zweifache des Durchmessers (2·D) und kleiner ist als das fünffache des Durchmessers (5·D).The diameter of the circular recess elements 53 is preferably between 20 mm and 50 mm, wherein the distance between the centers M of adjacent recessed elements 53 is greater than twice the diameter (2 · D) and less than five times the diameter (5 · D).

5b zeigt eine Draufsicht einer Anordnung von rechteckigen Erhebungselementen 53. Die Tangente an einem beliebigen Punkt der geschlossenen Kontur 63 mit der Konturrichtung K ist ebenfalls an zumindest 50%, bevorzugt zumindest 70%, besonders bevorzugt zumindest 85% der Punkte der Kontur von der Längsrichtung L verschieden, wobei die Richtungsdifferenz zwischen der Konturrichtung K und der Längsrichtung L an diesen Punkten bevorzugt größer als 10 Grad, besonders bevorzugt größer als 45 Grad ist. Dadurch wirken die Erhebungselementen 53 als Störkörper im Abwasserstrom, so daß Turbulenz erzeugt wird. 5b shows a plan view of an array of rectangular bumpers 53 , The tangent at any point of the closed contour 63 with the contour direction K is also different at least 50%, preferably at least 70%, more preferably at least 85% of the points of the contour of the longitudinal direction L, wherein the direction difference between the contour direction K and the longitudinal direction L at these points preferably greater than 10 degrees , more preferably greater than 45 degrees. As a result, the survey elements act 53 as a bluff body in the sewage stream, so that turbulence is generated.

Die Breite der Erhebungselemente 53 liegt vorzugsweise zwischen 2 mm und 20 mm, wobei der Abstand zwischen benachbarten Erhebungselementen 53 zueinander größer ist als das zweifache der Breite und kleiner ist als das fünffache der Breite.The width of the survey elements 53 is preferably between 2 mm and 20 mm, wherein the distance between adjacent bump elements 53 is greater than twice the width and smaller than five times the width.

Es versteht sich, daß die Vertiefungs- bzw. Erhebungselemente 53 insbesondere auch eine Kontur 63 aufweisen können, die im wesentlichen dreieckig, quadratisch, sechseckig, oval und/oder gewellt sein ist. Ferner können die einzelnen Vertiefungs- bzw. Erhebungselemente 53 zueinander regellos, trigonal, quadratisch, rechteckig, oder hexagonal angeordnet sein.It is understood that the recess or elevation elements 53 in particular, a contour 63 may be substantially triangular, square, hexagonal, oval and / or wavy. Furthermore, the individual recess or elevation elements 53 randomly arranged, trigonal, square, rectangular, or hexagonal.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: WärmetauscheranordnungThe heat exchanger assembly
3a–c3a-c: Wärmetauschervorrichtungheat exchanger device
55: AbwasserrohrleitungSewage pipeline
77: Spaltgap
99: Füllmittelfillers
1111: AbwasserrohrleitungsfirstSewage pipeline First
1212: AbwasserrohrleitungssohleSewage pipeline sole
1313: innere Wandung der Abwasserrohrleitung 5 Inner wall of the sewage pipeline 5
1515: Vorlaufleitungsupply line
1717: RücklaufleitungReturn line
1919: Verteilerleitungdistribution line
2121: Vorlaufleader
2323: Rücklaufreturns
2525: Wärmetauschersystemheat exchanger system
2727: Wärmepumpeheat pump
2929: WärmetauschmediumHeat exchange medium
31a–c31a-c: Wärmetauscherkammerheat exchanger chamber
3333: Steg bzw. SchikaneFootbridge or chicane
3535: Störkörperdisturbing body
3737: Schutzelementprotection element
3939: freier Enden des Schutzelementes 37 free ends of the protective element 37
4141: Abwasserseite 41 der Wärmetauscherwandung 43 sewage page 41 the heat exchanger wall 43
4343: WärmetauscherwandungWärmetauscherwandung
4545: Abwassersewage
4747: WärmetauscherkammerwandungWärmetauscherkammerwandung
4949: Außenseite der Wärmetauscherkammerwandung 47 Outside of the heat exchanger chamber wall 47
5151: freies Ende der Wärmetauscherwandung 43 free end of the heat exchanger wall 43
5353: Vertiefungselementgroove element
5555: Wandungwall
5757: Bodenground
5858: SchweißpunktWeldingSpot
5959: AnschlußkonfigurationHookup
6161: Entlüftungsventilvent valve
6363: Konturcontour
LL: Längsrichtunglongitudinal direction
KK: Konturrichtungcontour direction
MM: MittelpunktFocus
DD: Durchmesserdiameter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202004018084 U1 [0002] DE 202004018084 U1 [0002]

Claims

Wärmetauschervorrichtung zum Einbringen in eine sich entlang einer Längsrichtung L erstreckende Abwasserrohrleitung (5) umfassend: – eine Wärmetauscherwandung (43) aus einem starren, wärmeleitenden Material mit – einer Abwasserseite (41), welche ausgelegt ist, mit Abwasser (45) zu kontaktieren und – einer Innenseite, die ausgelegt ist, zumindest bereichsweise mit einem Wärmetauschmedium (29) zu kontaktieren, und – eine Wärmetauscherkammerwandung (47) mit – einer Innenseite, die ausgelegt ist, zumindest bereichsweise mit dem Wärmetauschmedium (29) zu kontaktieren, – einer Außenseite (49), die ausgelegt ist, der Abwasserrohrleitungsinnenwand (13) zugewandt und zumindest bereichsweise mit der Abwasserrohrleitungsinnenwand (13) mittelbar oder unmittelbar kontaktierend angeordnet zu sein, wobei die Wärmetauscherwandung (43) die Innenwandung eines rohrförmigen Körpers ausbildet, wobei die Wärmetauscherwandung (43) und die Wärmetauscherkammerwandung (47) zumindest bereichsweise derart voneinander beabstandet angeordnet sind, daß zwischen der Wärmetauscherwandung (43) und der Wärmetauscherkammerwandung (47) bereichsweise eine Wärmetauscherkammer (31a–c) ausgebildet wird, wobei die Wärmetauscherkammer (31a–c) mittels eines Vorlaufs (21) und eines Rücklaufs (23) mit dem Äußeren verbindbar ist, wobei der Vorlauf (21) und/oder der Rücklauf (23) an der Wärmetauscherwandung (43) angeordnet sind.Heat exchanger device for introduction into a sewage pipeline extending along a longitudinal direction L ( 5 ) comprising: a heat exchanger wall ( 43 ) of a rigid, heat-conducting material with - a waste water side ( 41 ), which is designed with wastewater ( 45 ) and - an inside which is designed, at least in regions, with a heat exchange medium ( 29 ), and - a heat exchanger chamber wall ( 47 ) with an inside which is designed, at least in regions, with the heat exchange medium ( 29 ), - an outside ( 49 ) designed for the sewage pipeline inner wall ( 13 ) and at least partially with the sewage pipeline inner wall ( 13 ) be arranged directly or indirectly contacting, wherein the heat exchanger wall ( 43 ) forms the inner wall of a tubular body, wherein the heat exchanger wall ( 43 ) and the heat exchanger chamber wall ( 47 ) are at least partially spaced apart such that between the heat exchanger wall ( 43 ) and the heat exchanger chamber wall ( 47 ) a heat exchanger chamber ( 31a C), wherein the heat exchanger chamber ( 31a -C) by means of a preliminary run ( 21 ) and a return ( 23 ) is connectable to the exterior, the flow ( 21 ) and / or the return ( 23 ) on the heat exchanger wall ( 43 ) are arranged.

Wärmetauschervorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Schutzelement (37), wobei das Schutzelement (37) mit zwei seiner entgegengesetzten Enden (39a, 39b) mit der Wärmetauscherwandung (43) kontaktiert, so daß Vorlauf (21) und Rücklauf (23) zwischen dem Schutzelement (37) und der Wärmetauscherwandung (43) angeordnet sind.Heat exchanger device according to claim 1, further comprising a protective element ( 37 ), the protective element ( 37 ) with two of its opposite ends ( 39a . 39b ) with the heat exchanger wall ( 43 ), so that flow ( 21 ) and return ( 23 ) between the protective element ( 37 ) and the heat exchanger wall ( 43 ) are arranged.

Wärmetauschervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Vorlauf (21) und der Rücklauf (23) im Bereich des Abwasserrohrleitungsfirstes (11) angeordnet sind.Heat exchanger device according to claim 1 or 2, wherein the flow ( 21 ) and the return ( 23 ) in the area of the sewer pipe line ( 11 ) are arranged.

Wärmetauschervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Rücklauf (23) in Längsrichtung L von dem Vorlauf (21) beabstandet angeordnet ist.Heat exchanger device according to one of the preceding claims, wherein the return ( 23 ) in the longitudinal direction L of the flow ( 21 ) is arranged at a distance.

Wärmetauschervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Wärmetauscherkammer (31a–c) von dem Vorlauf (21) zum Rücklauf (23) spiralförmig um die Längsrichtung L drehend ausgebildet ist.Heat exchanger device according to one of the preceding claims, wherein the heat exchanger chamber ( 31a -C) from the lead ( 21 ) to the return ( 23 ) is spirally formed about the longitudinal direction L rotating.

Wärmetauschervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Wärmetauschervorrichtung ein spiralförmiges Distanzelement umfaßt, welches zwischen der Wärmetauscherwandung (43) und der Wärmetauscherkammerwandung (47) angeordnet ist.Heat exchanger device according to one of the preceding claims, wherein the heat exchanger device comprises a spiral-shaped spacer which is arranged between the heat exchanger wall ( 43 ) and the heat exchanger chamber wall ( 47 ) is arranged.

Wärmetauschervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Wärmetauschervorrichtung (3a–c) in den Endbereichen Anschlusskonfigurationen (59) zum druckdichten und zugfesten Anschluß einer oder mehrerer weiterer Wärmetauschervorrichtungen (3a–c) aufweist.Heat exchanger device according to one of the preceding claims, wherein the heat exchanger device ( 3a -C) in the end regions connection configurations ( 59 ) for the pressure-tight and tension-resistant connection of one or more further heat exchanger devices ( 3a -C).

Wärmetauschervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf der Abwasserseite (41) der Wärmetauscherwandung (43) zumindest bereichsweise Vertiefungselemente (53) und/oder Erhebungselemente (53) angeordnet sind, deren Kontur (63) entlang einer Konturrichtung K verläuft, die im wesentlichen verschieden von der Längsrichtung L ist, um eine laminare Abwasserströmung entlang der Längsrichtung L zu stören.Heat exchanger device according to one of the preceding claims, wherein on the wastewater side ( 41 ) of the heat exchanger wall ( 43 ) at least partially recessed elements ( 53 ) and / or survey elements ( 53 ) whose contour ( 63 ) along a contour direction K substantially different from the longitudinal direction L to disturb a laminar sewage flow along the longitudinal direction L.

Verwendung zumindest einer Wärmetauschervorrichtung (3a–c) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Ausbildung einer Wärmetauscheranordnung, – wobei die Wärmetauschervorrichtung (3a–c) nachträglich in eine bestehende Abwasserrohrleitung (5) eingeführt wird, – wobei der Vorlauf (21) der Wärmetauscherkammer (31a–c) mit einer Vorlaufleitung (15) verbunden wird, – wobei der Rücklauf (23) der Wärmetauscherkammer (31a–c) mit einer Rücklaufleitung (17) verbunden wird und – wobei der Vorlauf (21) und der Rücklauf (23) mit einer Wärmepumpe (27) hydraulisch verbunden wird.Use of at least one heat exchanger device ( 3a C) according to any one of claims 1 to 8 for forming a heat exchanger assembly, - wherein the heat exchanger device ( 3a -C) subsequently into an existing sewage pipeline ( 5 ), - whereby the supply ( 21 ) of the heat exchanger chamber ( 31a -C) with a flow line ( 15 ), the return ( 23 ) of the heat exchanger chamber ( 31a C) with a return line ( 17 ) and - whereby the flow ( 21 ) and the return ( 23 ) with a heat pump ( 27 ) is hydraulically connected.

Wärmetauscheranordnung für Abwasser umfassend: – eine Abwasserrohrleitung (5) – zumindest zwei miteinander verbundene Wärmetauschervorrichtungen (3a–c) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die ein Gerinne zur Leitung des Abwassers (45) ausbilden, um Abwasserwärme zu nutzen, – eine Wärmepumpe (27) mit einem Rücklauf für kaltes Wärmetauschermedium (29) und einem Vorlauf für erwärmtes Wärmetauschermedium (29), – einer Vorlaufleitung (15), welche den Rücklauf der Wärmepumpe (27) mit den Vorläufen (21) der zumindest zwei Wärmetauschervorrichtungen (3a–c) verbindet und – einer Rücklaufleitung (17), welche den Vorlauf der Wärmepumpe (27) mit den Rückläufen (23) der zumindest zwei Wärmetauschervorrichtungen (3a–c) verbindet.Heat exchanger assembly for waste water comprising: - a sewage pipeline ( 5 ) - at least two interconnected heat exchanger devices ( 3a C) according to any one of claims 1 to 8, comprising a channel for the discharge of wastewater ( 45 ) to use wastewater heat, - a heat pump ( 27 ) with a return for cold heat exchanger medium ( 29 ) and a feed for heated heat exchanger medium ( 29 ), - a supply line ( 15 ), which the return of the heat pump ( 27 ) with the heats ( 21 ) of the at least two heat exchanger devices ( 3a -C) connects and - a return line ( 17 ), which the flow of the heat pump ( 27 ) with the returns ( 23 ) of the at least two heat exchanger devices ( 3a -C) connects.