DE2906096C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abwasserspeicher mit einem Wärmetauscher sowie ein als Fallrohr ausgebildetes Zulaufrohr mit einer Zulauföffnung im Abwasserspeicher und ein Abflußrohr, das im Speicherboden an eine Abflußöffnung angeschlossen ist, wobei das Abflußrohr außerhalb des Speichers bis mindestens zur maximalen Speicher-Füllhöhe hochgezogen ist.

Derartige Abwasserspeicher dienen zum Auffangen warmer und kalter Abwässer eines Hauses, wobei die Toilettenabwässer getrennt abgeführt werden. Die Abwasserspeicher sind mit einem Wärmetauscher ausgerüstet, welcher direkt zur Warm­ wasservorerwärmung verwendet werden und/oder als Austauscher (Verdampfer) einer Wärmepumpe dienen kann.

Einem aus den "BBC-Nachrichten" 1975, Heft 8/9, Seite 497 bis 502, bekannten Abwasserspeicher dieser Art wird warmes und kaltes Abwasser gemeinsam von oben zugeführt. Hierbei wird der bereits warme Abwasserspeicher mit kaltem Abwasser durchmischt, so daß eine nur relativ niedrige mittlere Speichertemperatur entsteht. Ein mechanisches Vorsortieren von kaltem und warmen Wasser durch Temperaturmessung, Temperaturvergleich zwischen Zulauf und Speicher und entsprechendes Öffnen oder Schließen des Zulaufrohres scheidet aus Gründen der geringen Betriebs­ sicherheit aus.

Aus der FR-PS 23 07 235 ist ein Abwasserspeicher mit einem Zulauf und einem Abfluß bekannt, die beide oben in den Speicher münden. Im Speicher selbst ist eine unten offene Trennwand vorgesehen, so daß bei Zulauf von Abwasser das am Boden des Speichers befindliche kältere Abwasser verdrängt und über den Abfluß abgeführt wird. Ist das zugeführte Abwasser wärmer als das im Speicher befind­ liche, so bleibt hierbei die mittlere Speichertemperatur zumindest erhalten. Läuft jedoch kaltes Wasser nach, so vermischt sich dieses mit dem im Speicher vorhandenen Abwasser und vermindert so die mittlere Speichertemperatur und damit den Wärmeinhalt des Speichers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abwasser­ speicher zu schaffen, bei dem allein durch den Dichte­ unterschied zwischen kaltem und warmen Wasser die Zufuhr von kaltem bzw. warmen Wasser in den Speicher gesteuert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Abwasserspeicher eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auch die Zulauföffnung des Zulaufrohres in dem Speicher­ boden vorgesehen ist und das Zulauf- und das Abflußrohr kurz vor den Zulauf- und Abflußöffnungen in T-förmige Winkelstücke mit einem gegenüber dem Innendurchmesser der Zulauf- und Abflußrohre mindestens doppelt so großen Innendurchmesser übergehen, deren nach oben ragende Schenkel in die Zulauf- und Abflußöffnungen münden, während die nach unten ragenden Schenkel durch eine Verbindungsleitung miteinander verbunden sind.

Durch die Querschnittserweiterung des Zulaufrohres wird die Fließgeschwindigkeit des zulaufenden Abwassers soweit vermindert, daß die Auf- und Abtriebskräfte überwiegen. Auf diese Weise wird erreicht, daß kälteres Wasser allein aufgrund seiner höheren Dichte nicht in den Tank ein­ dringen kann, sondern über die Verbindungsleitung sofort in das Abflußrohr läuft. Nur wärmeres Wasser kann infolge des Dichteunterschiedes in den Speicher gelangen, so daß immer ein Maximum an Wärmeinhalt erhalten bleibt. Ein solcher Abwasserspeicher ist einfach und billig in der Herstellung und arbeitet praktisch störungsfrei ohne zusätzliche Hilfsenergie.

Vorzugsweise entspricht der Innendurchmesser der Verbindungsleitung dem der T-förmigen Winkelstücke.

Zur Vermeidung einer Vermischung von zulaufenden warmen Abwässern mit dem am Speicherboden befindlichen, etwas kälteren Abwasser ist der in die Zulauföffnung des Speicherbodens mündende Schenkel des Zulauf-Winkelstückes durch ein in den Speicher hineinragendes Rohr verlängert.

Um einen Kurzschluß zwischen Zulauf- und Abflußöffnung innerhalb des Speichers zu vermeiden und eine gleichmäßige Verdrängungsströmung zu erreichen, sind die Zulauf- und Abflußöffnungen im Speicherboden möglichst weit voneinander entfernt angeordnet. Zweckmäßigerweise sind die Zulauf- und Abflußöffnungen im Speicherboden in der Nähe der senkrechten Speicherwand an zwei diagonal gegenüberliegenden Stellen angeordnet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Abwasser­ speichers nach der Erfindung ist der Wärmetauscher ein von oben in den Abwasserspeicher hineinragender Brauchwasser­ speicher.

Zusätzlich kann der Abwasserspeicher noch mit einer Wärme­ pumpe zusammenwirken. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der untere Bereich der senkrechten Speicherwand als Verdampferwand ausgebildet oder mit diesem über einen Flüssigkeitskreislauf verbunden ist und der außerhalb des Speichers liegende obere Bereich des Brauchwasserspeichers als Kondensator der Wärmepumpe ausgebildet ist oder mit diesem über einen Flüssigkeitskreislauf in Verbindung steht.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Abwasser­ speicher mit Wärmetauscher,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Abwasserspeicher mit Wärmetauscher und einer Wärmepumpe.

Der Abwasserspeicher 1 nach Fig. 1 besitzt einen Speicherbe­ hälter aus Metall oder Kunststoff. In den Speicher­ boden 2 münden ein als Fallrohr ausgebildetes Zulaufrohr 3 sowie ein Abflußrohr 4, das außerhalb des Speichers 1 bis mindestens zu dessen maximaler Füllhöhe hochgezogen ist. Die Zulauf- und Abflußöffnungen 5 und 6 im Speicherboden 2 sind möglichst weit voneinander entfernt angeordnet, nämlich in der Nähe der senkrechten Speicherwand 14 an zwei diagonal gegenüberliegenden Stellen. Kurz vor den Zulauf- und Abflußöffnungen 5 und 6 im Speicherboden 2 gehen die Zulauf- und Abflußrohre 3 und 4 in T-förmige Winkelstücke 7 und 8 über, deren Innendurchmesser mindestens doppelt so groß ist wie der Innendurchmesser der Zulauf- und Abfluß­ rohre 3 und 4. Die nach oben ragenden Schenkel 9 und 10 der Winkelstücke 7 und 8 münden in die Zulauf- und Abflußöffnun­ gen 5 und 6 des Speicherbodens 2, während die nach unten ragenden Schenkel 11 und 12 durch eine Verbindungsleitung 13 miteinander verbunden sind. Der Innendurchmesser der Verbindungs­ leitung 13 entspricht dem der T-förmigen Winkelstücke 7 und 8. Die Verbindungsleitung 13 weist eine verschließbare Reinigungsöffnung 15 auf. Der in die Zulauföffnung 5 des Speicherbodens 2 mündende Schenkel 9 des Zulaufwinkel­ stückes 7 ist durch ein in den Speicher 1 hineinragendes, gelochtes Rohr 16 verlängert.

Durch die Speicherdecke 17 ist von oben ein als Wärmetau­ scher dienender Brauchwasserspeicher 18 eingeführt. Der Brauchwasserspeicher 18 besitzt einen Kaltwassereinlauf 19 und einen Warmwasserablauf 20. Im außerhalb des Speichers 1 liegenden oberen Bereich des Brauchwasserspeichers 18 ist eine elektrische Zusatzheizung 21 untergebracht.

Der Abwasserspeicher 1 und der aus diesem herausragende Teil des Brauchwasserspeichers 18 sind mit einer Isolie­ rung 22 umgeben.

Dieser Abwasserspeicher ist als Verdrängungsspeicher ausge­ legt, d. h., warmes Wasser verdrängt kaltes Wasser. Im Winkel­ stück 7 wird infolge des vergrößerten Innendurchmessers die Zulaufgeschwindigkeit weitgehend abgebaut, so daß für den weiteren Strömungsverlauf nur noch die Dichteunterschiede der Abwässer entscheidend sind. Ist das zulaufende Abwasser kälter als das im Speicher 1 befindliche, so wird dieser durch die Verbindungsleitung 13 umgangen, d. h., das kalte Abwasser verläßt das Abflußrohr 4, ohne sich mit dem im Speicher 1 befindlichen wärmeren Wasser vermischt zu haben.

Wenn das zulaufende Abwasser wärmer ist als das im Speicher 1 befindliche, so entsteht im Bereich des Winkelstückes 7 eine Auftriebsströmung, wodurch das warme Abwasser durch die Zulauföffnung 5 in den Speicher 1 aufsteigt und ent­ sprechend seiner Temperatur kälteres Wasser aus dem Boden­ bereich des Speichers 1 durch die Abflußöffnung 6 und das Abflußrohr 4 verdrängt. Dabei bleibt im Bereich der Verbindungs­ leitung 13 die Fließgeschwindigkeit solange Null, bis wieder kaltes Abwasser anfällt.

Der Abwasserspeicher nach Fig. 2 ist dem nach Fig. 1 im wesentlichen ähnlich. Gleiche Teile haben daher gleiche Bezugszeichen erhalten. Der Abwasserspeicher arbeitet mit einer Wärmepumpe 23 zusammen. Hierfür ist der untere Be­ reich der senkrechten Speicherwand 14 von Rohrschlangen umgeben, welche als Verdampfer 24 der Wärmepumpe 23 dienen und mit dieser über eine Flüssigkeitsleitung 25 verbunden sind. Auch rings um den außerhalb des Speichers 1 liegen­ den oberen Bereich des Brauchwasserspeichers 18 sind Rohr­ schlangen herumgelegt, die als Kondensator 26 der Wärme­ pumpe 23 ausgebildet sind und mit diesem über Flüssigkeits­ leitungen 27 in Verbindung stehen. Durch diese Anordnung wird im oberen Bereich des Speichers 1 die Abwasserenergie direkt und im unteren Bereich mit Hilfe der Wärmepumpe 23 zurückgewonnen.

Claims (8)

1. Abwasserspeicher mit einem Wärmetauscher sowie ein als Fallrohr ausgebildetes Zulaufrohr mit einer Zulauf­ öffnung im Abwasserspeicher und ein Abflußrohr, das im Speicherboden an eine Abflußöffnung angeschlossen ist, wobei das Abflußrohr außerhalb des Speichers bis mindestens zur maximalen Speicher-Füllhöhe hochgezogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Zulauföffnung des Zulaufrohres in dem Speicherboden (2) vorgesehen ist und das Zulauf- und das Abflußrohr (3, 4) kurz vor den Zulauf- und Abflußöffnungen (5, 6) in T-förmige Winkelstücke (7, 8) mit einem gegenüber dem Innendurchmesser der Zulauf- und Abflußrohre mindestens doppelt so großen Innendurch­ messer übergehen, deren nach oben ragende Schenkel (9, 10) in die Zulauf- und Abflußöffnungen münden, während die nach unten ragenden Schenkel (11, 12) durch eine Verbindungsleitung (13) miteinander verbunden sind.

2. Abwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Verbindungsleitung (13) dem der T-förmigen Winkel­ stücke (7, 8) entspricht.

3. Abwasserspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Zulauföffnung (5) des Speicherbodens (2) mündende Schenkel ( 9) des Zulauf- Winkelstückes (7) durch ein in den Speicher (1) hinein­ ragendes Rohr (16) verlängert ist.

4. Abwasserspeicher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauf- und Abfluß­ öffnungen (5, 6) im Speicherboden (2) möglichst weit voneinander entfernt angeordnet sind.

5. Abwasserspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauf- und Abfluß­ öffnungen (5, 6) im Speicherboden (2) in der Nähe der senkrechten Speicherwand (14) an zwei diagonal gegenüber­ liegenden Stellen angeordnet sind.

6. Abwasserspeicher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (13) eine verschließbare Reinigungsöffnung (15) aufweist.

7. Abwasserspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher ein von oben in den Abwasserspeicher hineinragender Brauchwasser­ speicher (18) ist.

8. Abwasserspeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich der senkrechten Speicherwand (14) als Verdampfer (24) einer Wärmepumpe (23) ausgebildet oder mit diesem über einen Flüssigkeitskreislauf verbunden ist und der außerhalb des Speichers (1) liegende obere Bereich des Brauchwasser­ speichers (18) als Kondensator (26) der Wärmepumpe ausge­ bildet ist oder mit diesem über einen Flüssigkeits­ kreislauf in Verbindung steht.