Die Wärmeenergiegewinnung aus Abwasser

Abwasser für uns Menschen ist dreckig und vor allem es stinkt. Doch – Abwasser ist ein weggeworfener Werkstoff, die zur Energienutzung verwendet werden kann. Denn bei jedem Spülen, Duschen oder beim Wäschewaschen gelangt warmes Wasser in die Kanalisation und ist daher ungenutzte kostbare Wärmenergie. Dies klingt zwar sehr kompliziert aus Abwasser Wärmeenergie zu erzeugen, ist aber ganz einfach.

Die Methoden des Wärmeentzugs mit Abwasser

Die Wärmeenergie aus Abwasser kann im jeweiligen Gebäude, in der Kläranlage oder in der Kanalisation gewonnen werden. Optimal ist immer dafür eine Abwassertemperatur von mehr als 10 Grad. Hierfür bieten sich vier unterschiedliche Varianten an:

1. Nachträglich eingebaute Wärmeenergie aus Abwasser: Auf der Kanalsohle werden in der Regel gefertigte Elemente aus Edelstahl mit geschlossenem Leitungskreis zur Wärmepumpe im Gebäude eingebaut.
2. Integrierte eingebaute Wärmeenergie aus Abwasser: Bei Kanalneubauten wir direkt mit einem speziellen dafür gefertigten Kunststoff oder Betonrohr verbunden beziehungsweise darin eingelassen.
3. Externe eingebaute Wärmeenergie aus Abwasser: Bei dieser Variante wird die Wärmegewinnung außerhalb des Kanals mittels durch einen Abwasserteilstrom, der zu einem oberirdischen Wärmetauscher führt und zurückgeleitet, wird.
4. Die Inline eingebaute Wärmeenergie aus Abwasser: Hier werden bei einer Sanierung von Kanalabschnitten sogenannte Inliner mit eingebauten Wärmetauschmatten eingezogen.

Durch diese vier Varianten kann durch die aus dem Abwasser entzogene Wärme mittels einer Wärmepumpe eine Verlaufstemperatur von maximal 70 Grad erreicht werden. Und dies ist nicht nur ausreichend für die Warmwasseraufbereitung, sondern reicht auch für das Heizen.

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Die Vorplanung zur Nutzung der Abwasserwärme mit Wärmepumpen ist wichtig

Ob eine Wärmerückgewinnung zur Nutzung von Abwasser planbar ist, sollte immer eine Machbarkeitsstudie durchgeführt werden. Darin sind die abwasserseitigen Größen, wie die Temperaturen und die Art der Wärmeüberträger und die Grenzen der Soll-Entzugsleistung zu untersuchen. Zudem muss geklärt werden, wie die Ausbeutung von Wärme aus Abwasser entzogen werden kann – ohne das die Strömung des Abwassers im Kanal zur Kläranlage behindert, wird. Außerdem müssen Wärmeübertrager eingesetzt werden die das verunreinigte Abwasser auf der Primärseite abkühlen und schließlich auf der sogenannten Sekundärseite an das gereinigte Wasser, das zur Wärmepumpe führt, übertragen werden.

Wichtig: Die Nutzung von Abwasserwärme aus der Kanalisation benötigt immer eine Bewilligung der Kanalisations-Betreiber und im Normalfall ist die jeweilige Kommune dafür zuständig.

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Die Wärmepumpensysteme für die Energienutzung von Abwasser

Da für eine Nutzung der Abwasserwärme die Temperatur einfach zu niedrig ist, muss diese mit einer Wärmepumpe auf ein höheres Niveau gepumpt werden. Und daher ist die Wärmepumpe ein wichtiges Element, um die Abwasserwärme energetisch zu nutzen. Damit eine solche Anlage auch energieeffizient arbeitet, benötigt die Wärmepumpe eine hohe Leistungszahl.

Als Wärmepumpen um Abwasser als Wärmenutzungsenergie zu verwenden stehen 3 Variationen zu verfügen und dies wäre:

– Elektrische Kompressionswärmepumpen

– Motorische Kompressionspumpen

– Absorptionswärmepumpen

Somit ist Abwasser ein ungenutztes Potenzial, denn circa 5 000 Millionen Kubikmeter entstehen jährlich durch Haushalt und der Industrie.

Diese Technik lässt sich außerdem auch im Sommer nutzen und so können Gebäude klimatisiert werden dann also Ran an das „städtische stinkende Erdöl“. Somit ist Abwasser ein ungenutztes Potenzial, denn circa 5 000 Millionen Kubikmeter entstehen jährlich durch Haushalt sowie von der Industrie – und warum sollte dies nicht sinnvoll genutzt werden.

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