DE3045740A1

DE3045740A1 - Vorrichtung zum rueckgewinnen von waerme an einem geruchsverschluss einer abwasserleitung

Info

Publication number: DE3045740A1
Application number: DE19803045740
Authority: DE
Inventors: Horst Dr.-Ing. 8000 München Pichert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-12-04
Filing date: 1980-12-04
Publication date: 1982-07-08
Also published as: DE3045740C2

Description

Dr.-Ing. Horst Pichert, München

Vorrichtung zum Rückgewinnen von Wärme an einem Geruchsverschluß

einer Abwasserleitung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Rückgewinnen von Wärme an einer Stelle einer Abwasserleitung, vorzugsweise an einem Geruchsverschluß, mit einem im Bereich des Geruchsverschlusses vorgesehenen Wärmetauscher, durch den die im Abwasser vorhandene Wärme einer Frischwasserleitung zuführbar ist.

Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung (DE-OS 27 43 333) ist der Wärmetauscher in Form einer im Innenraum des Geruchsverschlusses angeordneten Rohrwendel ausgebildet, die in das in den Geruchsverschluß eingeleitete Abwasser eintaucht und hierdurch einen Wärmeübergang vom Abwasser auf das durch die Rohrwendel hindurchgeleitete Frischwasser bewirkt. Hierdurch ist es möglich, die Wärme des an einer Verbrauchsstelle, wie beispielsweise eines Waschbeckens, Spülbeckens, Bidets, einer Duscteoder dergleichen anfallenden, in den Geruchsverschluß eingeleiteten Abwassers an eine Frischwasserleitung für diese Verbrauchsstelle abzugeben,

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so daß beispielsweise ein zu dieser Verbrachsstelle gehöriger Warmwasserbereiter oder eine dort vorhandene Mischbatterie mit dem vorgewärmten Frischwasser versorgt und somit die im Abwasser vorhandene Wärme rückgewonnen werden kann.

Bei der bekannten Vorrichtung wird es jedoch als nachteilig erachtet, daß wegen der Anbringung der den Wärmetauscher bildenden Rohrwendel im Inneren des Geruchsverschlusses noch ein verhältnismäßig großer Wärmeverlust an der durch die Umgebung gekühlten Außenwand dos Geruchsverschlusses auftritt und daß außerdem die in den Geruchsverschluß eingeleiteten Schmutzteilchen des Abwassers zur Ablagerung von Feststoffen an der Rohrwendel führen können. Neben einer Verringerung der Fähigkeit zum Wärmeaustausch wird hierdurch auch die Gefahr von Verstopfungen des Geruchsverschlusses hervorgerufen, so daß keine zufriedenstellende Betriebsweise erreichbar ist. Außerdem erweist sich die Ausbildung mit der Rohrwendel innerhalb des Geruchsverschlusses als baulich aufwendig und kostspielig.

Es sind zwar auch in baulicher Hinsicht anders gestaltete Wärmetauscher bekannt (DE-Gbm 75 3 9 390) , bei denen Primärwärme eines Heizstabes mit einer elastischen Heizwendel o. dgl. einem Flüssigkeitskreislauf durch eine Trennwand hindurch zugeführt wird. Die bei diesem Wärmetauscher zum Einsatz gelangenden Profile können zwar kostengünstig stranggepreßt werden. Eine Anwendung derartiger Wärmetauscher im Zusammenhang mit der Rückgewinnung der Abwärme an Abwasserleitungen, vorzugsweise Geruchsverschlüssen ist jedoch nicht bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung zum Rückgewinnen von Wärme der eingangs genannten Art unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile so weiter auszubilden, daß

ein höherer Wirkungsgrad bei gleichzeitig höherer Betriebssicherheit erreicht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wärmetauscher als eine durch mindestens eine Wand, vorzugsweise die Außenwand des Geruchsverschlusses begrenzte, in die Frischwasserleitung eingeschaltete Durchströmungskammer ausgebildet ist.

Da bei der erfindungsgemäßen Lösung die von dem zu erwärmenden Frischwasser durchflossene Strömungskammer an der Außenwand des Geruchsverschlusses angeordnet ist, entstehen innerhalb des Geruchsverschlusses keine Strömungshindernisse für das Abwasser ,so daß es auch nicht zu Ablagerungen und Ver-

Dur.chstopfungen kommen kann. Außerdem kann die vom durch die strömungskammer abgedeckten Bereich der Außenwand des Geruchsverschlusses abgegebene Wärme nicht an die Umgebung verlorengehen, sondern wird vollständig dem zu erwärmenden Frischwasser zugeführt. Die hierdurch erreichte Verringerung des Wärmeverlustes wird vorteilhaft weiter dadurch gesteigert, daß die den Wärmetauscher bildende Durchströmungskammer im Vergleich zu der im Stand der Technik verwendeten Rohrwendel eine geringere Wärmekapazität aufweist und damit auch bei kleinsten Abwassermengen wirksam ist. Daneben besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil eines kleinen Bauvolumens und damit eines geringeren Platzbedarfs sowie niedriger Herstellungskosten.

Die erfindungsgemäß an der Außenwand des Geruchsverschlusses angeordnete Durchströmungskammer verringert außerdem die Gefahr eines Mischens des Frisch- und Abwassers, wie es z.B. durch Korrosion auftreten könnte, da die den Abwasserraum des Geruchsverschlusses begrenzende Außenwand hermetisch abgeschlossen und ohne Lötstellen oder dergleichen ausgebildet werden kann. Außerdem ermöglicht die Anbringung der Durch-

strömungska rmer an der Außenwand eine sehr einfache Anpassung an die Form und Bauart der einzelnen Geruchsverschlüsse, die heute meist in einer geschwungenen Form üblich sind.

Eine in wärmetechnischer sowie auch baulicher Hinsicht besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Durchströmungskammer in Form eines den Geruchsverschluß in einem Abstand und beiderends dichtend umgebenden Rohres ausgebildet. 1st, an dessen einem Endbereich ein Zuleitungsanschluß und an dessen anderem Endbereich ein Ableitungsanschluß für das Frischwasser vorgesehen ist. Diese Ausgestaltung ist einerseits leicht herzustellen und zeichnet sich andererseits durch einen besonders hohen Wirkungsgrad aus, da hierbei die gesamte Außenwand des Geruchsververschlusses zur Wärmeübertragung auf das Frischwasser ausgenützt wird. Die Anbringung des Zuleitungs- bzw. Ableitungsanschlusses an den Endbereichen des·Rohres unterstützt dabei zusätzlich den Wärmeaustauschvorgang, da hierdurch das zu erwärmende Frischwasser über die volle, zwischen den beiden Endbereichen zur Verfügung stehende Länge an der Außenwand des Geruchsverschlusses entlangführbar ist. Dabei kann die Länge bzw. die Bauhöhe des Geruchsverschlusses gegenüber handelsüblichen Bauformen auch vergrößert sein. Dies ist in der Praxis platzmäßig meist möglich und würde die Wirkung des Wärmeaustauschers weiter steigern.

In diesem Zusammenhang kann es je nach der Gestalt des Geruchsverschlusses vorteilhaft sein, daß das zylindrisch ausgebildete Rohr entweder koaxial oder in einer anderen Weiterbildung der Erfindung exzentrisch zum Geruchsverschluß angeordnet ist. Durch die beiden Möglichkeiten der koaxialen oder exzentrischen Anordnung kann insbesondere bei Geruchsverschlüssen in der Form gekrümmter oder geschwungener Rohre hinsichtlich des Platzbedarfs der Durchströmungskammer sowie ihres Durchströmungsquerschnittes und der darin herrschenden

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Strömungsverhältnisse den verschiedensten Gegebenheiten in vorteilhafter Weise wirkungsvoll Rechnung getragen werden.

Schließlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, daß das Frischwasser in der Durchströmungskammer im Gegenstrom zum den Geruchsverschluß durchfließenden Abwasser geführt ist. Die Anwendung dieses zur Erzielung des größtmöglichen Wirkungsgrades des Wärmeaustausches besonders günstigen Gegenstromprinzips läßt sich bei der erfindungsgemäßen Lösung besonders einfach bewerkstelligen, da die Durchströmungskammer an der Außenwand des Geruchsverschlusses angebracht und somit an den entsprechenden Stellen für die Zufuhr und Abfuhr des Frischwassers im Gegenstrom zum Abwasser leicht zugänglich ist.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine abgewandelte Ausführung erwiesen, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß der Geruchsverschluß in Form eines etwa zylindrischen Topfes ausgebildet ist, in dem ein zentrales Abwasserzuführrohr hineinragt und an dessen Außenwand ein Ableitrohr eingeschlossen ist, und daß das Abwasserzuführrohr die eine Wand der zylindrisch ausgebildeten, konzentrisch angeordneten Durchströmungskammer bildet, die durch eine zylindrische Wärmedämmschicht in eine mit dem Frischwasserzulauf verbundene äußere Kammerhälfte und eine an diese angeschlossene, zum Frischwassorauslauf führende innere Kammer unterteilt ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der beispielsweise an einem Geruchsverschluß vorgesehenen erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Rückgewinnen der Wärme ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele, anhand deren die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert ist. Hierin zeigt:

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Fig. 1 einen Längsschnitt einer Vorrichtung zum Rückgewinnen von Wärme an einem Geruchsverschluß,

Fig. 2 einen Querschnitt der in Fig, 1 dargestellten Vorrichtung, und

Fig. 3 bis 5 verschiedene der Fig. 2 entsprechende Querschnitte bei abgewandelten Ausführungsformen .

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist ein Geruchsverschluß 1 in Form eines U-förmigen Rohres 2 ausgebildet, dessen Schenkel eine unterschiedliche Länge aufweisen, wobei der längere Schenkel 3 an seinem freien Ende 4 als Anschlußstück für eine Abwasserzuleitung und der kürzere Schenkel 5 an seinem freien Ende 6 als Anschlußstück für eine Abwasserableitung ausgebildet ist. Der Rohrmantel des U-förmigen Rohres 2 bildet eine Außenwand 7 des Geruchsverschlusses 1, die praktisch über ihre gesamte zwischen den gegenüberliegenden freien Enden 4 und 6 liegende Länge in einem Abstand a von einem der U-Form des Geruchsverschlusses 1 folgenden zylindrischen Rohr 8 umgeben ist. Diese koaxiale Anordnung des zylindrischen Rohres 8 und des Geruchsverschlusses 1 ist in dem in Fig. 2 dargestellten Querschnitt verdeutlicht.

Das zylindrische Rohr 8 ist sowohl an seinem zum freien Ende 4 des Geruchsverschlusses 1 weisenden oberen Ende 9 als auch an seinem zum freien Ende 6 weisenden unteren Ende 10 dicht gegen die Außenwand 7 des Geruchsverschlusses 1 abgeschlossen. In seinem an das obere Ende 9 angrenzenden Endbereich 11 ist das zylindrische Rohr 8 von einem als Ableitungsanschluß 12 für Frischwasser ausgebildeten Rohrstutzen unterbrochen, wogegen es in seinem

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an das untere Ende 10 angrenzenden Endbereich 13 in gleicher Weise von einem als Zuleitungsanschluß 14 ausgebildeten Rohrstutzen unterbrochen ist. Somit ist durch die' Außenwand 7 des Geruchsverschlusses 1 und das zylindrische Rohr 8 eine Durchströmungskammer 15 für das Frischwasser begrenzt, das der Durchströmungskammer 15 durch den Zuleitungsanschluß 14 zuführbar und durch den Ableitungsanschluß 12 wieder abführbar ist.

im.. Betrieb der Vorrichtung wird der Geruchsverschluß 1 in Richtung der Pfeile 16 von aus einer Verbrauchsstelle, beispielsweise einem Waschbecken, abfließendem, erwärmtem Abwasser durchflossen, das am freien Ende 4 eintritt und nach Durchströmung des Geruchsverschlusses 1 an dessen freiem Ende 6 in eine Abwasserleitung austritt. Gleichzeitig strömt das der Verbrauchsstelle zufließende Frischwasser aus einer mit dem Zuleitungsanschluß 14 der Durchströmungskammer 15 verbundenen Frischwasserleitung in Richtung der Pfeile 17 im Gegenstrom zum in Richtung der Pfeile 16 fließenden Abwasser durch die Durchströmungskammer 15 hindurch, wobei ein Wärmeaustausch zwischen dem erwärmten Abwasser innerhalb des Geruchsverschlusses 1 und dem kalten Frischwasser in der Durchströmungskammer 15 stattfindet. Das solchermaßen vorerwärmte Frischwasser tritt sodann durch den Ableitungsanschluß 12 aus der Durchströmungskammer 15 aus und wird über eine an den Ableitungsanschluß 12 angeschlossene Leitung der Verbrauchsstelle zugeführt. Dies geschieht beispielsweise durch die Einleitung des vorerwärmten Frisch-, wassers in eine an der Verbrauchsstelle vorgesehene Mischbatterie oder eine Frischwasserversorgungsleitung für einen dieser Verbrauchsstelle zugeordneten Warmwasserbereiter. In jedem Fall wird durch die derartige Zufuhr des vorerwärmten Frischwassers der Wärmebedarf an der entsprechenden Verbrauchsstelle gesenkt, da die dem Abwasser entzogene Wärme-

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menge hierdurch an der Verbrauchsstelle wieder nutzbar gemacht wird.

Die anhand der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform beschriebene Betriebsweise der Vorrichtung trifft ebenfalls auf die in Fig, 3 dargestelllte weitere Ausführungsform der Vorrichtung zu. Der Unterschied dieser Ausführungsform zu der in Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 bereits erläuterten besteht lediglich darin, daß gemäß Fig. 3 der Geruchsverschluß 1 und das zylindrische Rohr 8 exzentrisch zueinander angeordnet sind. Durch die demzufolge zwischen der Mittellängsachse L des Geruchsverschlusses 1 und der Mittellängsachse L¹ des zylindrischen Rohres 8 bestehende Exzentrizität e ergibt sich ein längs der Außenwand 7 des Geruchsverschlusses 1 veränderlicher radialer Abstand a am zylindrischen Rohr 8, wobei der kleinste Abstand a sowie der größte Abstand a„ in einer durch die Mittellängsachsen L und L¹ aufgespannten, gedachten Ebene liegt.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann zur Vergrößerung der wirksamen Oberfläche des Wärmeaustauschers das Innenrohr 7 anstelle eines kreisrunden Querschnitts beispielsweise wellenförmigen Querschnitt besitzen.

Aus gleichen Grund kann das Innenrohr an seiner Außenwand gemäß Fig. 5 Rippen oder ähnliches aufweisen. Derartige Rippen können - bei strömungsgünstiger Gestaltung - auch innen angeordnet sein oder außen und innen.

Zur weiteren Verminderung von Wärmeverlusten an die Umgebung kann das Außenrohr 8 - zumindest im oberen, d.h. warmen Bereich - mit einer wärmedämmenden Schicht geringer Wärmekapazität versehen sein.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Rückgewinnen von Wärme an einer Stelle einer Abwasserleitung, vorzugsweise an einem Geruchsverschluß, mit einem im Bereich des Geruchsverschlusses vorgesehenen Wärmetauscher, durch den die im Abwasser vorhandene Wärme einer Frischwasserleitung zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher als eine durch mindestens eine Wand, vorzugsweise die Außenwand (7) des Geruchsverschlusses (1) begrenzte, in die Frischwasserleitung eingeschaltete Durchströmungskammer (15) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmungskammer (15) in Form eines den Geruchsverschluß (1) in einem Abstand (a) und beiderends dichtend umgebenden Rohres (8) ausgebildet ist, an dessen einem Endbereich (13) ein Zuleitungseinschluß (14) und an dessen anderem Endbereich (11) ein Ableitungsanschluß (12) für das Frischwasser vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrisch ausgebildete Rohr (8) koaxial zum Geruchsverschluß (1) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrisch ausgebildete Rohr (8) exzentrisch (e) zum Geruchsverschluß (1) angeordnet ist.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüchei bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Frischwasser in der Durchströmungskammer (15) im Gegenstrom zum den Geruchsverschluß (1) durchfließenden Abwasser geführt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Geruchsverschluß in Form eines etwa zylindrischen Topfes ausgebildet ist, in den ein zentrales Abwasserzuführrohr hineinragt und an dessen Außenwand ein Ableitrohr eingeschlossen ist, und daß das Abwasserzuführrohr die eine Wand der zylindrisch ausgebildeten, konzentrisch angeordneten Durchströmungskammer bildet, die durch eine zylindrische Wärmedämmschicht in eine mit dem Frischwasserzulauf verbundene äußere Kammerhälfte und eine an diese angeschlossene, zum Frischwasserauslauf führende innere Kammer unterteilt ist.