Wymiennik ciepła na szarej wodzie. Wąż w rurze

O oszczędzaniu ciepła nie trzeba już dziś nikogo przekonywać. Oszczędność tego ciepła nie zawsze wiąże się ze zmniejszeniem komfortu a wręcz przeciwnie jak to ma na przykład w instalacji odzyskującej ciepło z powietrza w przypadku rekuperatorów. Do tej grupy urządzeń również możemy zaliczyć wymiennik ciepła na szarą wodę.

Klasyfikacja określenia „szara woda” polega na tym, że jest to woda – można powiedzieć „odpadowa” – pochodząca z kąpieli i mycia. Natomiast woda pochodząca z ustępów jest praktycznie „ściekiem”, z którego nic nie odzyskamy.

W przeciwprądzie

Prezentowany wymiennik jest klasycznym wymiennikiem ciepła pracującym przeciwprądowo. To znaczy, że jednocześnie przepływa przez niego ciepła szara woda (pochodząca np. z kąpieli) i zimna pochodząca z przyłącza wodociągowego, gdzie ciepło przekazywane jest z szarej wody do wody świeżej.

Rozwijając bardziej zasadę działania, opiszę to w ten sposób: jeżeli chcemy się wykąpać pod prysznicem, to ciepła woda wylatująca z prysznica obmywa nas, po czym wlatuje do kratki ściekowej wraz z ciepłem i ginie bezpowrotnie w czeluściach rury kanalizacyjnej. Zakładając wymiennik ciepła, tracimy już tylko  samą wodę, bo ciepło jest jednocześnie odbierane przez płynącą zimną wodę i wraz z nią kierowane do np. zasobnika. Na ilustracjach pokazano, w jaki sposób można podłączyć wymiennik do klasycznej instalacji wodociągowej.

Dwa schematy

Na schemacie 1 celowo nie zaznaczono źródła ciepła ogrzewającego zasobnik, bo jest to bez znaczenia. Tym źródłem ciepła utrzymującym temperaturę w zasobniku może być kocioł gazowy, kocioł na paliwa stałopalne, kolektory słoneczne. Ważne jest, aby sobie uzmysłowić, jak ciepło pochodzące z mycia i kąpieli można powtórnie wykorzystać, stosując wymiennik ciepła.

W innym układzie, gdzie ma zastosowanie wymiennik, pokazany jest układ z kotłem gazowym bez zbiornika (schemat 2).

W tym układzie zastosowano kocioł gazowy dwufunkcyjny z modulacją płomienia, gdzie wstępnie podgrzana woda w wymienniku osiąga temperaturę komfortu w samym kotle.

Proszę zwrócić uwagę, że tego typu wymiennik można zastosować tylko w przypadku, gdy zużywana ciepła woda jest jednocześnie uzupełniana zimną, tak w przypadku układu z zasobnikiem, jak i układu bez zasobnika z kotłem gazowym dwufunkcyjnym.

Wynika z tego, że nie jest celowe zastosowanie wymiennika w układzie z wanną lub przy odzysku ciepła pochodzącego z pralek i zmywarek. W tych układach najpierw napełniana jest wanna, pralka, zmywarka, a dopiero później wypuszczana jest woda z tych urządzeń. Zasada jest taka, aby w tym samym czasie przy wypuszczaniu ciepłej pobierać zimną, jednocześnie odbierając ciepło.

Przy budowaniu nowych instalacji kanalizacyjnych nie jest dużą trudnością takie rozwiązanie, aby oddzielić wodę z ustępów od wody z  pryszniców oraz zlewów, skąd odbieramy ciepło. Natomiast przy układach kanalizacyjnych już istniejących może to być czasami niemożliwe.

W pionie lub poziomie

Budowa takiego wymiennika jest stosunkowo prosta. Wymiennik został wykonany w postaci spiralnej wężownicy umieszczonej w typowej rurze kanalizacyjnej o średnicy 110 mm (fot. 1).

Tego typu wymiennik podzielono na dwa rodzaje, uzależnione od pozycji pracy wymiennika, a więc pionowy oraz poziomy. Uzależnienie to wynika z „kierownic” naprowadzających szarą wodę na wężownicę. Inaczej są umieszczone „kierownice” w wersji pionowej, a inaczej w wersji poziomej. Wyjściowe króćce podłączeniowe o średnicy 50 mm nie spowodują żadnej trudności w podłączeniu do układu nawet początkującemu hydraulikowi, bo są to typowe złączki kanalizacyjne.

Zysk zmierzony

Tego typu opracowanie nie byłoby pełne, gdyby nie przedstawić tego zastosowania pod kątem ekonomii. Wymiennik został umieszczony zaraz za kabiną prysznicową na rurze  spustu szarej wody z brodzika prysznicowego. Został on również zaopatrzony w cztery czujniki temperatury. Na wlocie i wylocie szarej wody oraz na zasilaniu i wylocie czystej wody z przyłącza wodociągowego. Czujniki zostały podłączone do modułu pokazującego cztery temperatury na raz. W układ zasilania wodą podłączono również wodomierz pokazujący ilość przepływającej wody pobieranej do kąpieli (fot. 2).

Przy przepływie około 5 litrów na minutę ciepłej wody użytej do kąpieli temperatura na wymienniku ustabilizowała się następująco:

  • T1 – temperatura zimnej wody napływającej z przyłącza wodociągowego wynosząca 5,9oC,
  • T4 – temperatura, do jakiej została podgrzana woda z przyłącza i skierowana do zasobnika, wynosząc 24,7oC,
  • T3 – temperatura szarej wody opuszczającej brodzik (wynosząca 34,6oC),
  • T2 – temperatura szarej wody trafiającej do kanalizacji po oddaniu ciepła (wynosząca 15,4oC).

Zimna woda została podgrzana z 5,9 do 24,7oC, a szara woda pochodząca z kąpieli ostudzona z 34,6 do 15,4oC. Wyraźnie widać na tym przykładzie, że sprawność tego typu wymiennika jest powyżej 60%. Wliczając w to również straty wynikające z np. krótkotrwałego włączenia wody w zlewie, śmiało można powiedzieć, że wymiennik ciepła potrafi zawrócić z powrotem do instalacji ok. 50% ciepła pochodzącego z szarej wody.

Zastosowanie wymiennika przy instalacjach solarnych może spowodować, że latem przejdą one w notoryczny stan stagnacji, a w okresie przejściowym znacznie wydłuży się pełne pokrycie ciepła z kolektorów. Natomiast zakładanie nowych kolektorów i jednocześnie wymiennika wymusi, by powierzchnia kolektorów była co najmniej o 1/3 mniejsza, co nie jest bez znaczenia finansowego.

Wśród wielu urządzeń pozwalających na oszczędność energii jest to najtańszy i najbardziej ekonomiczny sposób oszczędzania tejże energii.

Witold Jabłoński

Prenumerata Magazynu Instalatora

Jedna myśl na temat “Wymiennik ciepła na szarej wodzie. Wąż w rurze

  • 6 marca 2018 o 23:59
    Permalink

    Ciekawe, czy sprawdzana była sprawność wymiennika przy podłączeniu współprądowo?

    Odpowiedz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij