Functioneel principe van warmteterugwinning uit afvalwater
In Duitsland gebruiken we ongeveer 120 liter water per dag. Een groot deel ervan is warm water:
- Water wordt verwarmd door de wasmachine
- Water wordt verwarmd als het wordt gekookt
- Water wordt verwarmd om te baden en te douchen
- de vaatwasser werkt met heet water
Het waterverbruik van de wasmachine en het waterverbruik van de vaatwasser zijn samen behoorlijk significant. Daarnaast is er het waterverbruik voor douchen en voor persoonlijke hygiëne, die samen bijna 70 tot 80 procent van ons drinkwaterverbruik uitmaken, dus bijna 100 liter warm water per dag en persoon.
Herstel van verloren warmte-energie
Het water loopt na gebruik het kanaal in. Er wordt echter energie gebruikt om het water te verwarmen - van de apparaten en van een warmwaterverwarmingssysteem. Deze energie moet in ieder geval gedeeltelijk worden teruggewonnen.
Het warme water heeft een hoge gemiddelde temperatuur na het verlaten van de woning. Op dit punt zit er immers nog zo'n 25 ° C aan ongebruikte warmte in het water. Zelfs in het riool kon 15 ° C warmte aan het afvalwater worden onttrokken.
Deze warmte kan worden gebruikt om te verwarmen, of in ieder geval om het verwarmingssysteem effectief te ondersteunen. In hoeverre zullen we in detail bespreken.
Systemen voor gebruik
Een zogenaamd AWNA (afvalwater warmteterugwinningssysteem) is geen nieuwe uitvinding. Deze toestellen zijn sinds 1982 op de markt. Toch zijn ze nauwelijks bekend.
Technische problemen bij het gebruik van klassieke systemen
Voor commercieel gebruik in het riool doet zich het probleem voor dat conventionele warmtewisselaarplaten verstopt raken door de vaste stoffen en fecaliën in het afvalwater. Bij gebruik achter individuele gebouwen is het technische probleem de fluctuatie in de hoeveelheid afvalwater.
Als een bepaald continu volume afvalwater niet beschikbaar is, vindt de terugwinning van de warmte uit het afvalwater niet continu plaats - en is daarom technisch moeilijk te gebruiken.
Dergelijke systemen zijn daarom alleen geschikt voor grotere gebouwen, bijvoorbeeld vanaf 25 wooneenheden. Het afvalwater wordt daar centraal opgevangen voordat het in het riool terechtkomt. Deze systemen zijn dus niet interessant voor individuele huishoudens.
Het opgevangen afvalwater dient als warmteaccumulator, waaruit via warmtewisselaarplaten langzaam warmte aan de buitenzijde wordt onttrokken en teruggevoerd naar het gebouw. Dit vereist echter omvangrijke structurele maatregelen en planning. Daarnaast moeten er filtratiesystemen ingebouwd worden die keer op keer teruggespoeld moeten worden en moet de gehele gebouwtechniek aangepast worden aan dit systeem, evenals de rioolaansluiting.
Downpipe-warmtewisselaar
De downpipe-warmtewisselaar omzeilt op elegante wijze de nadelen van grote systemen. Water dat door een verticale buis stroomt, vormt een dunne film met een groot oppervlak op het buisoppervlak. De warmte uit het water kan daar door het grote oppervlak gemakkelijk worden onttrokken. Extra energie is niet nodig en onderhoud is niet vereist. Met de onttrokken warmte kan het koude water worden verwarmd.
Economische efficiëntie van de regenpijpwarmtewisselaar
Voor het verwarmen van koud water kan tot 35 procent van de energie worden bespaard. Dit moet in elk individueel geval worden verrekend met de acquisitiekosten in functie van de gegeven situatie.
Zelfs grote systemen betalen zichzelf vaak zeer snel terug. Hier kan tot tweederde van de afvalwaterwarmte worden gebruikt als de juiste structurele maatregelen worden genomen. Bij een groepering van meerdere huishoudens (bijvoorbeeld in een nederzetting) kan dit een interessante mogelijkheid zijn om de energiebalans van alle aangesloten woningen significant te verbeteren. Er zijn vaak afschrijvingstermijnen van 5 jaar of minder voor het systeem.
