Рекуперативный теплообменник сточных вод

Пекс в геотермии используется исключительно из соображений надежности и долговечности, а не от того, что у него хорошие теплопроводящие свойства. Т. к. в первичных контурах циркулируют рассолы или этиленгликоль, то к герметичности таких систем повышенные требования. Вот и ставят туда PEX, как практически самый долговечный и надежный из пластичных материалов трубопроводов, существующих сегодня. И потом, Вы ж не планируете делать канализацию длиной, сопоставимой с глубиной скважины для погружения геозонда? Боюсь, Вам тогда площади всего приусадебного участка не хватит. Хотя вот в надежности пекса я не сколько не сомневаюсь. Он гораздо безопаснее металла будет, если говорить о каких-либо рисках пробоя. Уже думал про него. В системах тепловых насосов, на сколько я помню, съем тепла от 20 до 70 ватт с метра погонного трубы. Зависит в основном от обводненности грунтов, в которых располагаются геоконтуры.

 

Теперь немного расчетов
4183 Дж*кг*градус Цельсия - удельная теплоемкость воды.
7 Градусов цельсия - максимальный предел охлаждения стоков за счет теплообмена в рекуператоре
35 Градусов цельсия - температура сливаемой из ванной или душа воды.
28 Градусов цельсия - перепад температур, с котрого мы теоретически могли бы "снять" энергию тепла.
150 Литров - в ванне, которую мы принимали и теперь сливаем из нее воду.
300 секунд = 5 минут. Время, за которое мы сливаем в канализацию 150 литров=кг (не полную Ванну) воды с избыточной температурой в 28 градусов цельсия.
17 568 600,00 Дж - таков объем избыточной энергии, которую унесут стоки из ванны за 5 минут и Вы планируете их вернуть в результате рекуперации.
58,56 КВт - такой поток энергии Вам необходимо утилизировать PEX трубой с теплопоглощением грубо 100Вт на погонный метр.
0,59 Столько километров трубы нужно проложить в канализации, чтобы утилизировать полностью это тепло.
Иными словами, если Вы желаете утилизировать хотя бы 10% тепла из сливающейся ванной подобным конструктивом, то Вам потребуется проложить 60 метров канализации с PEX трубой внутри нее. Если учесть затраты на периодическую чистку - система не рентабельна и никогда не окупится, не говоря уже о громоздкости.
Из этих соображений перспективность имеют только рекуператоры, в которых внутри больших емкостей - резервуаров для стоковых вод идет относительно медленный отбор тепла на теплообменниках. Но учитывая стоимость таких систем и как временнЫе так и финансовые затраты на их профилактическую чистку, вопрос о сроках окупаемости таких систем для частного дома остается открытым. Экономичнее вложить деньги не в систему а в банк под проценты. А проценты использовать на уплату счетов за ГВС.

 

Влади Мир,

вы бы хотя бы почитали предыдущие сообщения, речь идет о утепленной емкости, какие километры труб, вода из ванной сливается в емкость, в этой емкости уложен теплообменник, и по мере надобности пользования водой вода проходит через него.

1 - вход от ванной
2 - выход охлажденной воды в канализацию
3 - вход холодной воды
4 - выход в бойлер

А сколько надо нагревать, надо считать по потребителям, в среднем если два потребитяля одновременно. Данные для расчета теплообменника входящая вода +7, окружающая температура теплообменника +38, гдеть надо в среднем 20 л в мин.

 

Сколько надо нагревать - не знаю. Вам виднее. Покажите на цифрах! Я привел возможную методику расчета для теплосъема из стоков обычной 20|25й трубой PE-Xа, которую используют в геотермии. Если брать ваш рисунок с баком, то там время теплосъема следует брать не 300 секунд а увеличить его раз в 20 (точно можно сказать, зная кратность обмена стоков в баке теплообменника). Но при этом помнить, что средняя температура стоков, поступающих в бак теплообменника за сутки не будет 38 градусов. А схема расчетов не меняется, бак ли будет это, или труба, проложенная в канализации. Вы просто изначально про трубу в канализации толковали. Я действительно пропустил, в какой момент Вы "перепрыгнули" от описываемой Вами схемы снятия тепла только из стоков душевой кабинки (через прокладку теплосъемных труб внутри самой канализационной трубы), к теплоаккумуляторному баку-теплообменнику, которкоторый возможно ставить за пределами дома или в подвале дома! Если произведете пересчет, то пекса все равно выйдет не мало. Один только он обойдетмся тысяч в 5 рублей. Не считая стоимости емкости, и теплоизоляции к ней. Хотелось бы получить Ваши расчеты по окупаемости такой системы.

 

Удалено.

 

Да и так понятно что КПД 100% не будет, но думаю процентов 70 снять можно.

Мне кажется даже 15 т. р. небольшие вложения.

 

70 - очень оптимистично. Вроде производители подобных установок заявляют меньше. Но если бак достаточно велик, то в общем-то - можно. Никаких физических преград этому нет. Нужны расчеты. Тогда будет понятно по соотношению выгоды и затрат - большие или не большие они.

 

Расчеты нужны всегда. Если кто заинтересуется созданием такого, будем считать. У меня на данный момент к сожалению нет места для бака, и он мне не актуален, возможно в будущем и будет.

 

Да все заинтересуются. Сама тема то рекуперации тепла интересна и решения бюджетного и быстроокупаемого пока не видать. Не зря ж тут так много сторонников "защищать риск загрязнения вод" нашлось! Ибо люди хотели бы верить, что есть решение вопроса! И оно действительно есть. Но не на поверхности. Стоит диспутировать, считать, прикидывать, рисовать, пробовать, ошибаться, снова пробовать. Только так можно нащупать нечто оптимальное на сегодня в наших условиях.

 

Весной отпишут о работе своего малого рекуператора. Но идея большой бочки меня не покидает.

 

Несколько результатов
взяты данные за одинаковый период прошлого года и этого

в прошлом году израсходовано
6740 литров, ушло на подогрев 225,6 кВтч
29,87 литра за 1 кВтч

в этом году за тот же период израсходовано
5538 литров, ушло на подогрев 127,5 кВтч
43,43 литра за 1 кВтч

наблюдаем дальше...

 

Это неэффективная схема: вода будет нагреваться до средней температуры (температура_входной_воды + температура_стоков)/2. 70% рекуперации не получится, максимум 50% и только при бесконечно малом движении воды.

Нужен противоточный рекуператор, где стоки и входная вода движутся только "навстречу". Вот там возможно и 70%, и 80%.

 

Если учесть что в емкости более теплая вода подымается к верху, а холодная опускается, и забор воды из емкости (выход в канализацию), расположен снизу, где наиболее холодная вода, то и получается принцип противоточного рекуператора, тоеть температура нагреваемой воды будет стремится к температуры входных стоков.

 

http://www.coldhamandhartman.com/upload/documents/BE07_Moomaw_ZEH.pdf
По этой ссылке на 24 стр картинка с противоточным рекуператором, подробное описание нагуглил, но не сохранил... давно это было.

 

Альтернатива противоточному рекуператору:
http://www.jc-solarhomes.com/fair/heat_storage.htm