Ciepła woda

Po kilku latach poszukiwań w naszym laboratorium opracowaliśmy i opatentowaliśmy unikalne na skalę światową wysokosprawne urządzenie, które odzyskuje energię cieplną ze zużytej w domu wody ze sprawnością ponad 75% i nie ma odpowiedników na rynku. W domach w Kędzierówce jest ono standardem. Jest to pierwsze w świecie osiedle komercyjne, gdzie całość energii potrzebnej do podgrzania wody pochodzi ze źródeł odnawialnych. Nasze urządzenie, które nazwaliśmy „odzyskwą ściekową” (lub system OCS – odzyskiwanie ciepła ze ścieków) współpracuje w tym osiedlu z kolektorami słonecznymi.

Istota tego bardzo prostego rozwiązania polega na wstawieniu do pionu kanalizacyjnego zwiniętej w spiralę rury ze stali nierdzewnej, którą w przeciwnym kierunku niż ścieki płynie zimna woda zasilająca źródło ciepła (piec lub wymiennik podgrzewający wodę). Urządzenie jest przewidziane do odzyskiwania energii z tzw. „szarych” ścieków tzn. z wyłączeniem „brunatnych” – z WC. W konsekwencji wymaga oddzielenia pionu kanalizacyjnego z prysznica i umywalki od pionu z WC.

Szkic odzyskwy ściekowej

Zasada montażu

Całkowita efektywność urządzenia jest podobna do efektywności systemu kolektorów słonecznych (ok.50%), ale cena 5 razy niższa. Ważne jest, że w odróżnieniu od kolektorów słonecznych, ma jednakową sprawność przez cały rok. W konsekwencji  kolektory słoneczne w naszym osiedlu pełnią nie pierwszoplanową, lecz uzupełniającą rolę -  podgrzewają już w połowie podgrzaną wodę.

Przyjmując 800 kWh roczne zużycie energii do podgrzania wody użytkowej na jednego człowieka, 4 osoby na 1 urządzenie i efektywność 50% uzyskamy wielkość energii odzyskanej w ciągu roku 4*800*50%= 1600 kWh/a*szt.

Odzyskwa ściekowa jest wymiennikiem przeciwprądowym, których sprawność zależy głównie od długości. Wybrany przez nas poziom 75% (co odpowiada 2m długości urządzenia) nie jest trudny do poprawienia, jest wyważonym racjonalnym optimum.

Z ekonomicznego punktu widzenia, dla właścicieli domów, inwestycja jest 5-krotnie bardziej opłacalna niż zainstalowanie systemu kolektorów słonecznych. W ciągu kilku lat urządzenie powinno być masowo produkowane i stać się powszechnym standardem w Europie. Ze względu na wyjątkowy stosunek kosztów do efektów, zarówno ekonomicznych, jak i ekologicznych, powinno być montowane nie tylko we wszystkich nowych domach, ale również w już istniejących.

Zasada działania:

Przepływy wewnątrz pionu

Wstawienie spiralnej, karbowanej rury do wnętrza pionu powoduje wzrost oporów hydraulicznych. W efekcie spływająca zużyta woda ma na tyle małą prędkość, że nie odrywa się i nie spada swobodnie, lecz dzięki siłom Coandy przylega do rury wewnętrznej, obmywszy ją, wraca ku ściance zewnętrznej pionu (przepływ A). Spiralny przepływ B oraz przepływ C (między karbami rury wewnętrznej, a powierzchnią pionu) rozkładają równomiernie spływ cieczy po obwodzie pionu, zapobiegają jego lokalnej koncentracji, czyli lokalnemu wzrostowi energii kinetycznej cieczy. Przepływy przecinają się, zapewniając stałe, turbulentne mieszanie wody. Wszystkie trzy przepływy razem powodują, że większość powierzchni rury wewnętrznej jest omywana spływającą cieczą, a duża powierzchnia wymiany ciepła skutkuje wysoką sprawnością całego układu.

Przestrzeń otwarta dla przepływu wody ma wszędzie przekrój nie mniejszy niż zwykle stosowana dla spływu z prysznica i umywalki rura o średnicy 50 mm, zdecydowanie większy niż typowe syfony. W konsekwencji układ jest całkowicie zabezpieczony przed zatkaniem przez zanieczyszczenia i osady. Pomiary wykazały, że po roku intensywnej eksploatacji sprawność całości spadła tylko o 1%