Odzyskwa

 

Opracowane w Laboratorium firmy Dworek Polski odzyskwy za kilka lat zapewne będą standardem w Europie. Nie ma na świecie urządzenia o podobnych parametrach ekologicznych i ekonomicznych. Roczny zysk energii z odzyskwy jest podobny do efektu systemu kolektorów słonecznych, ale cena wielokrotnie niższa. Od 2013 roku odzyskwy i kolektory słoneczne są standardem w naszych osiedlach, wszystkie nasze domy całość energii do ogrzewania wody czerpią ze źródeł odnawialnych. W 2013 roku osiedla firmy Dworek Polski zostały uznane w konkursie Komisji EU za najlepsze w Europie niskoemisyjne projekty w dziedzinie budownictwa.

Odzyskwy to urządzenia do odzyskiwania energii ze zużytej ciepłej wody w domach jednorodzinnych i wielorodzinnych, w hotelach, na basenach i wszędzie tam, gdzie ciepła, niezbyt zabrudzona woda, czyli tzw. ścieki szare są spuszczane ciepłe do kanalizacji. Zamiast tracić tę energię bezpowrotnie, urządzenie wykorzystuje ją do wstępnego podgrzania zimnej wody z wodociągu, która wpływa do domowego pieca (lub do kranu zamiast wody zimnej). W ten sposób przygotowanie ciepłej wody dla domu wymaga kila razy mniej energii niż zwykle.

Odzyskwy są wymiennikami przeciwprądowymi, a więc pracują tylko wtedy, gdy zużyta ciepła woda spływa do kanalizacji równocześnie z poborem wody zimnej z wodociągu. To znaczy, że nie odzyskują ciepła z wanny podczas kąpieli (nie występuje wtedy jednoczesny przepływ wody zużytej i jednoczesny pobór ciepłej wody). Najważniejsze jest ciepło z prysznica i z umywalki, co stanowi zwykle 60% - 70% całego zużycia ciepłej wody w domu (w zależności od zwyczaju domowników). Sprawność odzyskiwania ciepła wynosi ponad 75% (gdy urządzenie pracuje), zaś efektywność ogólna (dla całego domu) – ok. 50-55%. To jest wielkość zalecana do obliczeń bilansu cieplnego domów. Licząc wg. oficjalnej metodologii tą metodą można obniżyć zapotrzebowanie na energię pierwotną domu o ok. 18-20 kWh/m2 rok (przy piecach gazowych).

Sprawność wymienników przeciwprądowych typu „rura w rurze" zależy od ich długości, nie jest problemem zbudowanie wymiennika o sprawności np. 90% i długości 3 m, ale były by one trudne do wbudowania w domu. Sprawność 75% przy długości całości ok. 1,5 m jest wybranym przez nas kompromisowym optimum.

Porównanie ceny energii cieplnej z różnych źródeł do ogrzewania wody w domu jednorodzinnym. Uwzględniono koszt inwestycji oraz eksploatacji przez 25 lat. Nie ma dobrej metody wyliczenia ceny emisji i pracy potrzebnej do obsługi, dlatego wartość tych dwóch parametrów jest tylko orientacyjna.

Dotychczas opracowana i instalowana była odzyskwa pionowa w kształcie rury o długości 1,5m, wymagająca do montażu przestrzeni poniżej łazienki (łazienka na piętrze lub w domu z podpiwniczeniem). Obecnie została opracowana i jest już montowana odzyskwa pozioma w kształcie dysku o średnicy 80 cm i wysokości 25 cm umożliwiająca montaż w przestrzeni bezpośrednio pod podłogą w budynku parterowym lub bez podpiwniczenia.

Energia z odzyskwy jest trzy razy tańsza niż z węglowego pieca CO
i pięć razy tańsza od energii z kolektorów słonecznych

Odzyskwa pionowa

Odzyskwa pozioma

1. SPOSÓB MOTAŻU I DANE TECHNICZNE DLA ODZYSKWY PIONOWEJ 

Obie końcówki hydrauliczne mają gwint 1/2 cala. Dolna przyłączana jest do wody zimnej z wodociągu, górna prowadzi do pieca, bojlera lub innego źródła ciepła i do kranu z nominalnie zimną wodą.

Urządzenie powinno być montowane w pozycji pionowej. Dopuszczalne odchylenie to 1% (1 cm na 100 cm). Większe pochylenie zmienia przepływ wody i powoduje spadek sprawności.
Uwaga. Ze względu na zanieczyszczenia do pionu odzyskwy nie należy podłączać WC, zlewu i pralki.

Nie zalecamy podłączenia zmywarek i pralek bo w tych urządzeniach pobór wody i jej spuszczanie są rozdzielone w czasie, natomiast urządzenia te niosą istotne zanieczyszczenia.

Na skutek zanieczyszczeń (osadów) sprawność urządzenia ulega nieznacznemu zmniejszeniu, o około 3% po 2 latach, po czym się stabilizuje. W obecnie budowanych domach zrezygnowaliśmy z drzwiczek dla serwisowego dostępu do odzyskw.

Poza zwykłym sitkiem w syfonie odzyskwa nie wymaga dodatkowych zabezpieczeń.

Zabiegi konserwacyjne. Na spirali wymiennika mogą osadzać się długie włosy – nie grozi to zatkaniem przepływu, ale zmniejsza sprawność. Zalecamy raz na rok wlać do syfonu 1 litr 30% roztworu czystej sody kaustycznej. 

 

długość	1380 mm
średnica końcówek hydraulicznych	1/2"
średnica końcówek kanalizacyjnych	50 mm
nominalna sprawność*	75%
gwarancja	5 lat
spirala wymiennika
materiał	stal nierdzewna 304
grubość	0.25 mm
średnica	16/20 mm
długość	1250 cm
powierzchnia wymiany ciepła	0.82 m2
dopuszczalne ciśnienie	9 bar
obudowa
materiał	PVC
średnica	110 mm

      *patrz punkt 5 opisu 

2. SCHEMATY INSTALACJI W DOMU JEDNORODZINNYM

układ typowy                                        układ z kolektorami słonecznymi	gdy piec jest daleko od łazienki                                  w domu parterowym

      

3. SCHEMATY INSTALACJI W BYDYNKU WIELORODZINNYM

z centralnym źródłem ciepłej wody                    z indywidualnymi piecykami

 

4. SPOSOBY PODŁĄCZENIA

Możliwe są 3 sposoby podłączenia ciepłej końcówki odzyskwy:

1. tylko do kranu w miejsce nominalnie zimnej wody,

2. tylko do pieca;

3. zarówno do kranu i do pieca.

Układy te mają różne sprawności.

 

5. SPRAWNOŚĆ

  PRZYKŁAD POMIARÓW SPRAWNOŚCI RÓŻNYCH UKŁADÓW

Temperatury wody wypływającej z bojlera (górne linie), wypływającej z kranu prysznica (środkowe, 40-41 stopni) i płynącej do kanalizacji (dolne) przy różnych podłączeniach odzyskwy, na osi czasu (minuty). Kolor żółty – schemat 1, niebieski – 2, czerwony 3, biały – układ bez odzysku.

Układ 1 (żółty), w którym podgrzana w odzyskwie woda jest mieszana w kranie z gorącą z bojlera daje efekt blisko dwukrotnie większego bojlera. Ale ceną jest całkowite schłodzenie wody w bojlerze (tak jak w schemacie bez odzysku).

Różnice w poziomie dolnych linii (temperatury ścieków) wynikają z różnych wielkości przepływu wody zimnej przez wymiennik przy tym samym przepływie w kranie i do kanalizacji. W prezentowanym pomiarze przepływ wody zimnej przez wymiennik wynosił 56% dla układu 1, dla drugiego 71%, zaś dla trzeciego 100% Stopień schłodzenia ścieków jest tym większy im więcej zimnej wody płynie przez wymiennik. Dlatego w 3 układzie jest najniższa temperatura ścieków, czyli największa odzyskana energia.

Miarą efektywności energetycznej układu (sprawności) jest stosunek energii odzyskanej do użytej, czyli odległości między liniami środkowymi i dolnymi do odległości między liniami środkowymi, a dolną linią przerywaną (temperatura wody z wodociągu). Ta ostania odległość, w przybliżeniu stała i równa 41-6=35 stopni to energia tracona w tradycyjnym układzie bez odzysku, którego sprawność wynosi 0% (temperatura ścieków mniej więcej równa temperaturze wody w kranie).

 

 

Powyższe pomiary przeprowadzono przy przepływie 11 litrów na minutę. Przy mniejszych przepływach sprawność rośnie. Proporcje przepływów, a tym samym sprawności układów 1 i 2 są zależny od temperatury na bojlerze. Wraz ze wzrostem temperatury wody ustawionej na bojlerze rośnie sprawność układu 1, maleje 2. Układ trzeci praktycznie nie zależy od tego parametru, jego sprawność jest zawsze największa.

Zainstalowany w odzyskwie termometr pozwala samodzielnie zmierzyć przybliżoną sprawność. Należy najpierw odkręcić w prysznicu lub umywalce zimną wodę. Po kilku minutach, gdy spuścimy wodę z rur i temperatura się ustabilizuje odczytamy temperaturę wody w wodociągu, czyli wpływającej do urządzenia (T0). Teraz najlepiej poprosić kogoś by wziął ciepły prysznic. Człowiek jest bardzo czułym termometrem, woda będzie miała temperaturę od 39 do 41 stopni (T1). Zainstalowany termometr mierzy temperaturę wody na wyjściu (T2). Miarą energii odzyskanej jest wielkość T2 – T0, zaś energii użytej T1 – T0. Sprawność to stosunek tych wielkości. Powtarzając pomiar po kilku latach możemy określić stopień zabrudzenia odzyskwy.

6. ZASADA DZIAŁANIA

Nowatorstwo naszego urządzenia polega na wykorzystaniu spiralnego wymiennika (o bardzo dużej powierzchni wymiany ciepła- 12,5 m rury karbowanej ze stali nierdzewnej)  równocześnie jako hamulca hydraulicznego radykalnie zwalniającego przepływ wody w pionie kanalizacyjnym. Wolno spływająca woda ma tak małą energię kinetyczną, że nie odrywa się od ścianek wymiennika, lecz spływa po nim cienką, równo rozłożoną warstwą, co, razem z dużą powierzchnią wymiany ciepła,  owocuje unikalnie   dużą sprawnością układu, ponad dwa razy większą niż innych, znanych rozwiązań.

 

Na zdjęciu widać w powiększeniu charakter przepływu wody obmywającej cienką warstwą spiralę wymiennika. To dzięki temu wyjątkowemu przepływowi urządzenie przełamało barierę sprawności i opłacalności małych, domowych urządzeń do odzyskiwania energii ze ścieków szarych.

Urządzenie jest chronione europejskim patentem.

7. PORÓWNANIA Z SYSTEMEM KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH

• kilkakrotnie niższa cena (2 800 zł wobec kilkunastu tysięcy za system solarny);
• podobny efekt całkowity;
• kilkakrotnie krótszy czas zwrotu inwestycji (1,5 roku  - dom na 3 osoby, bojler elektryczny);
• jednakowa sprawność przez cały rok;
• nie potrzebują pompki, czyli pomocniczej energii elektrycznej.