HEAT RECOVERY DEVICE FROM SEWAGE, PARTICULARLY FOR SWIMMING POOLS AND SHOWERS

Abstract: 1. Equipment for extracting heat from waste water, in particular for swimming bath and shower installations, having a heat exchanger which has a primary section (10) and a first secondary section (11), the waste water flowing through the primary section, having a reversing valve (12) in the circuit associated with the primary section (10) and having a coarse filter upstream of the reversing valve (12) on the inlet side, it being possible to reverse the flow direction in the primary section by means of the reversing valve (12), characterized in that the primary section of the heat exchanger is formed from a continuously extending pipe (10) of at least approximately constant cross-section, in that a collection device (19) is inserted in each case between the ends of the pipe (10) acting as primary section of the heat exchanger and the reversing valve (12), in that cleaning bodies (20) are contained in one of the collection devices (19) in each case even during normal operation, in that the collection devices are fitted with guide elements which project into the pipe (10) in a manner such that the cleaning bodies can be collected and shunted off, and in that at least one of the collection devices (19) has a sealable opening accessible form the outside through which the cleaning bodies (20) can be inserted into the pipe (10) or can be removed from the latter.

Description: Vorrichtung zum Gewinnen von Wärme aus Schmutzwasser, insbesondere für Schwimmbad- und Duschanlagen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gewinnen von Wärme aus Schmutzwasser, insbesondere für Schwimmbad- und Duschanlagen, mit einem einen Primärteil und einen Sekundärteil aufweisenden Wärmetauscher, wobei der Primärteil von Schmutzwasser durchströmt wird, mit einem Umschaltventil in dem dem Primärteil zugeordneten Kreislauf und mit einem dem Umschaltventil eingangsseitig vorgeschalteten Grobfilter. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist dem Grobfilter ein Feinfilter nachgeschaltet. Dieses hat zwei Filterbehälter. Der eine Filterbehälter wird vom Schmutzwasser durchströmt, bevor dieses in den einen Platten-Wärmetauscher gelangt. Das aus diesem austretende abgekühlte Wasser durchsetzt den zweiten Filterbehälter in Rückspülrichtung. Das Umschaltventil dient zur wahlweisen Umschaltung dieser beiden Filterbehälter auf Filterbetrieb beziehungsweise auf Rückspülbetrieb, so dass immer ein rückgespülter Filterbehälter zur Verfügung steht, wenn der andere Filterbehälter verschmutzt ist. Nachteilig ist es hierbei, dass durch die Verwendung zweier Filterbehälter ein verhältnismässig grosser zusätzlicher Aufwand bedingt ist. Sowohl Platten-Wärmetauscher als auch Rohr-Wärmetauscher haben den Nachteil, dass die Wasserströmung in ihnen nicht immer gleichmässig verläuft, das heisst dass Insbesondere die Strömungsgeschwindigkeiten in einzelnen Bereichen dieser Wärmetauscher unterschiedlich sind. Ein gleichmässiger Wärmeübergang an allen Wärmeaustauschflächen lässt sich deshalb nicht erzielen. Auch ist die Reinigung dieser Wärmetauscher vielfach schwierig. Als verhältnismässig einfache Möglichkeit zum Reinigen der Wärmetauscher ist es bekannt, Reinigungskörper, beispielsweise in Form von Kugeln, zu verwenden, die den Wärmetauscher durchsetzen und abgesetzte Schmutzteile lösen, so dass sie herausgespült werden können. Es lässt sich jedoch nicht gewährleisten, dass diese Reinigungskörper ihre Funktion in allen Bereichen des Wärmetauschers gleichmässig erfüllen, vor allem nicht in Randbereichen beziehungsweise dort, wo die Strömungsgeschwindigkeit geringer ist. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass sich der Wärmetauscher in einer solchen Weise gründlich und einfach reinigen lässt, dass die Verwendung von Filterbehältern als Feinfilter zusätzlich zu dem Grobfilter nicht mehr erforderlich ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass mittels des Umschaltventils die Strömungsrichtung im Primärteil umkehrbar ist, dass der Primärteil des Wärmetauschers aus einem durchgehend verlaufenden Rohr von zumindest angenähert gleichbleibendem Querschnitt gebildet ist, dass zwischen den Enden des als Primärteil des Wärmetauschers wirkenden Rohres und dem Umschaltventil jeweils ein Auffanggerät eingeschaltet ist und dass sich Reinigungskörper auch während des Normal betriebes in jeweils einem der Auffanggeräte befinden. -Für Schwimmbad- und Duschanlagen ist ein Wärmetauscher mit einem derartigen Primärteil bisher noch nicht verwendet worden. Ein durchgehend verlaufendes Rohr von zumindest angenähert gleichbleibendem Querschnitt bietet zunächst den Vorteil einer gründlichen und vollständigen Reinigung mit Hilfe der Reinigungskörper. Von besonderer Bedeutung im Zusammenhang mit der Erfindung ist es jedoch, dass die Reinigungskörper nicht nur während einer Reingung das Rohr in Gegenrichtung durchsetzen und dann aus einem Auffanggerät entnommen werden, sondern dass die Reinigungskörper auch zu Beginn des Normalbetriebes in der entsprechenden Richtung von dem einen zu dem anderen Auffanggerät transportiert werden. Hierdurch besteht die Möglichkeit einer verhältnismässig häufigen Reinigung des den Primärteil bildenden Rohres derart, dass das Umschaltventil selbsttätig beispielsweise stündlich für kurze Zeit zur Reinigung des Rohres umgeschaltet wird, ohne dass weitere Massnahmen hinsichtlich der Handhabung der Reinigungskörper zu treffen sind, denn diese befinden sich immer in einem der Auffanggeräte, von dem aus sie zu Beginn der jeweils einsetzenden Strömung zu dem anderen Auffanggerät transportiert werden. Durch entsprechende Ausbildung der Auffanggeräte ist es möglich, die Reinigungskörper mit Hilfe des Strömungsdrucks ausserhalb des durchströmten Querschnittes zu halten, so dass die das Rohr durchsetzende Strömung nicht unzulässig gedrosselt wird. Da während des Betriebes in entgegengesetzter Strömungsrichtung der Wärmetauscher nicht mehr nach dem Gegenstromprinzip arbeitet, wird es zweckmässig sein, für diese verhältnismässig kurze Zeit auf die Wiedergewinnung der Wärme zu verzichten. Es hat sich herausgestellt, dass die Möglichkeit einer ausreichend häufigen Reinigung in der beschriebenen Weise weitere Massnahmen wie beispielsweise die Verwendung von Feinfiltern überflüssig macht. Es kommt hinzu, dass der gleichmässige Querschnitt des Primärteils eine optimale Durchströmgeschwindigkeit und einen gleichmässigen Wärmeübergang an der ganzen Wärmeaustauschfläche gewährleistet. Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass mindestens eines der Auffanggeräte ein verschliessbares Gerät ist, durch das die Reinigungskörper in das Rohr eingegeben bzw. aus diesem herausgenommen werden können, sofern dies erforderlich ist. Die Verwendung eines durchgehenden Rohres bietet darüber hinaus erfindungsgemäss auch die Möglichkeit, dass dieses Rohr gleichzeitig als Primärteil eines zweiten Wärmetauschers dient,mit dem dem Schmutzwasser ebenfalls Wärme entzogen wird und dessen Sekundärteil Bestandteil eines Kältemittelkreislaufes ist, der einen Kompressor aufweist und als Wärmepumpe arbeitet. Beide Wärmetauscher haben also einen einheitlichen Primärteil in Form des Rohres, so dass die die einfache Reinigung betreffenden Vorteile und auch die übrigen Vorteile für beide Wärmetauscher gleichermassen gelten. Auch ergibt sich ein entsprechend geringer Herstellungsaufwand. Die zusätzliche Verwendung einer Wärmepumpenschaltung mit dem zweiten Wärmetauscher dient also zu einem weiteren Wärmeentzug aus dem Schmutzwasser und erhöht die zurückgewinnbare Wärmemenge. Die durch den zweiten Wärmetauscher und dem Kältemittelkreislauf zusätzlich gewonnene Wärme kann zweckmässig über einen dritten Wärmetauscher einer von dem Sekundärteil des ersten Wärmetauschers kommenden Leitung zugeführt werden, so dass die rückgewonnene Wärme insgesamt abgeführt werden kann. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben, die in schematischer Darstellung den Schaltplan einer zur Rückgewinnung von Wärme dienenden Vorrichtung zeigt. Ein Rohr 10, das über seine Länge hin einen gleichmässigen Querschnitt hat, bildet zusammen mit einem Sekundärteil 11 einen ersten Wärmetauscher, der von Schmutzwasser durchsetzt wird. Die Strömungsrichtung im Rohr 10 ist mittels eines Umschaltventils 12 umkehrbar. Die für den dargestellten Schaltzustand geltende Strömungsrichtung ist durch Pfeile 13 bezeichnet. Das Rohr 10 bildet mit einem weiteren Sekundärteil 14 einen zweiten Wärmetauscher. Der Sekundärteil 14 ist Bestandteil eines Kältemittelkreislaufes, der einen Kompressor 15 und einen Kondensator 16 enthält , und in dem der Sekundärteil 17 eines dritten Wärmetauschers eingeschaltet ist. Der Sekundärteil 14 des zweiten Wärmetauschers ist ausgangsseitig mit einem Rohr 18 er- bunden, das den Primärteil des dritten Wärmetauschers bildet. Zwischen den jeweils als Primärteil dienenden Bereichen des Rohres 10 und dem Umschaltventil 12 ist jeweils ein Auffanggerät 19 eingeschaltet. Dieses hat einen hier nicht dargestellten Verschluss, nach dessen Entfernen Reinigungskörper 20 in Form von Kugeln in das Rohr eingeleitet werden können. Die hier dargestellte Strömungsrichtung entspricht dem Normalbetrieb, währenddessen dem Schmutzwasser Wärme entzogen wird. Zu Beginn dieses Betriebes haben sich Reinigungskörper 20 in dem rechten Auf fanggerät 19 befunden. Nach Durchsetzen des Rohres 10 befinden sie sich in dem linken Auffanggerät 19, und zwar in einer solchen Lage, dass der eigentliche Strömungsquerschnitt nicht verringert wird. Wenn jetzt durch eine hier nicht dargestellte Steuerung das Umschaltventil 12 beispielsweise einmal in der Stunde für kurze Zeit umgeschaltet wird, werden die Reinigungskörper 20 durch die jetzt in anderer Richtung verlaufende Strömung mitgenommen, so dass sie das Rohr 10 durchsetzen und von dem in der Zeichnung rechten Auffanggerät 19 wieder aufgefangen werden. Anschliessend schaltet das Umschaltventil 12 wieder auf den Normalbetrieb bzw. die entsprechende Strömungsrichtung zurück. Das das Rohr 10 durchsetzende Schmutzwasser hat beispielsweise eine Eingangstemperatur von 310C. Im Bereich des Sekundärteils 11 und des Sekundärteils 14 wird die Temperatur durch Wärmeentzug bis auf 60C abgesenkt. Das diese beiden Wärmetauscher durchströmende Schmutzwasser kann also die für die Wärmeabgabe optimale Strömungsgeschwindigkeit haben, wobei die Wärmeabgabe an allen Wärmeaustauschflächen gleichmässig ist. Das Reinigen der entsprechenden Primärteile erfolgt gleichzeitig mit Hilfe der Reinigungskörper 20. Im Bedarfsfall kann die Schaltstellung des Umschaltventils 20 für kurze Zeit geändert werden, so dass die Reinigungskörper 20 in umgekehrter Richtung das Rohr 10 durchsetzen können, wodurch sich gegebenenfalls auch Schmutzteile lösen lassen, die in der anderen Strömungsrichtung von den Reinigungskörpern 20 nicht oder nicht vollständig erfasst werden. Es ergibt sich ein überaus wirkungsvoller Wärmeentzug, denn Wasser, das dem Sekundärteil 11 eingangsseitig mit etwa 10 C zugesetzt wird, kann bis auf eine Temperatur von 38"C an der Ausgangsseite des Sekundärteils 17 erwärmt werden. Die Auffanggeräte 19 können beispielsweise mit Leitelementen in Form von Zinken, Vorsprüngen oder dergleichen versehen sein, die so in den Strömungsquerschnitt hineinragen, dass die Reinigungskörper aufgefangen und abgeleitet werden können. Es können im Bereich der Auffanggeräte an den Rohrwandungen auch entsprechende Leitkanten oder dergleichen ausgebildet sein, die in den Abzweigteil eines Auffanggerätes 19 hineinführen. Es sollte in jedem Fall darauf geachtet werden, dass der eigentliche Strömungsquerschnitt im Rohr 10 hierdurch so wenig wie möglich verengt wird. Gegebenenfalls kann man aber auch Auffanggeräte vorsehen, die mit beweglichen Leitelementen ausgestattet sind. Letztere brauchen dann nur jeweils für eine gewisse Zeit nach der Umschaltung der Strömungsrichtung in den Strömungsquerschnitt hineinbewegt zu werden. Die Reinigungskörper 20 haben vorteilhaft die Form von Kugeln, deren Durchmesser demjenigen des Rohrquerschnitts angepasst ist. Wenn die Kugeln aus elastischem Material bestehen, kann der Durchmesser sogar etwas grösser gewählt werden als derjenige des Rohres 10.

Claims: Ansprüche: 1. Vorrichtung zum Gewinnen von Wärme aus Schmutz wasser, insbesondere für Schwimmbad- und Dusch anlagen, mit einem einen Primärteil und einen Se kundärteil aufweisenden Wärmetauscher, wobei der Primärteil vom Schmutzwasser durchströmt wird, mit einem Umschaltventil in dem dem Primärteil zuge ordneten Kreislauf und mit einem dem Umschaltven til eingangsseitig vorgeschalteten Grobfilter, da durch gekennzeichnet, dass mittels des Umschaltven tils (12) die Strömungsrichtung im Primärteil umkehr bar ist, dass der Primärteil des Wärmetauschers aus einem durchgehend verlaufenden Rohr (10) von zumin dest angenähert gleichbleibendem Querschnitt gebil det ist, dass zwischen den Enden des als Primärteil des Wärmetauschers wirkenden Rohres (10) und dem Umschaltventil (12) jeweils ein Auffanggerät (19) eingeschaltet ist und dass sich Reinigungskörper (20) auch während des Normalbetriebes in jeweils einem der Auffanggeräte (19) befinden. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Auffanggeräte (19) ein ver schliessbares Gerät ist, durch das die Reinigungs körper (20) in das Rohr (10) eingegeben bzw. aus die sem herausgenommen werden können. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das Rohr (10) gleichzeitig als Primärteil eines zweiten Wärmetauschers dient, mit dem dem Schmutzwasser ebenfalls Wärme entzo gen wird und dessen Sekundärteil (14) Bestandteil eines Kältemittelkreislaufes ist, der einen Kom pressor (15) aufweist und als Wärmepumpe arbeitet. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die im Kältemittelkreislauf gewonnene Wärme über einen dritten Wärmetauscher (17,18) einer vom Se kundärteil (11) des ersten Wärmetauschers kommenden Leitung (-8) zugeführt wird.

Inventors: DOERK, HORST
Applicants: MENERGA APPARATEBAU GMBH
Application year: 1985
Main classification: F24D17
IPC codes: F28G1, F28D21, F24D17