AWT

 

Optimierung von Abwasserwärmetauschern für den gebäudetechnischen Einsatz

Biofilmwachstum e3d

Projektlaufzeit:

11/2013 bis 11/2015

Förderung:

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS)

Beschreibung:

Das Projekt zur Optimierung von Abwasserwärmetauschern für den gebäudetechnischen Einsatz widmet sich der Untersuchung des Biofilmwachstums auf Wärmeübertragern und der Entwicklung möglicher wartungsarmer Reinigungsverfahren.

Ohne Kenntnis der zu erwartenden Wärmeübertragsreduktion ist die korrekte Auslegung und damit auch der effiziente Betrieb einer dezentralen Abwasserwärmerückgewinnungsanlage nicht möglich. Weiterhin wird für den flächendeckenden Betrieb einer solchen Anlage ein praxistaugliches Reinigungsverfahren benötigt. Daher widmet sich das Forschungsvorhaben der Untersuchung von Biofilmen in häuslichen Abwassersystemen, sowie der Entwicklung eines praxistauglichen strömungstechnischen Reinigungsverfahrens anstelle von anfälligen mechanischen Reinigungsverfahren.

Als zentrale Problematik bei der Wärmerückgewinnung ist der verminderte Wärmeaustausch zu sehen, welcher durch den Biofilm verursacht wird, der sich auf den Wärmeübertragern im Abwasserstrom bildet. Das Biofilmwachstum wurde bisher nur unzureichend untersucht. Für häusliches Abwasser, Grauwasser und ungeklärtes Abwasser existieren keine soliden Kennwerte zur Verunreinigung von Wärmeübertragern. Daher ist eine Auslegung von Wärmeübertragern bisher nur unzureichend möglich. Wärmeübertrager, die zentral in der Kanalisation verwendet werden, werden mit einem sehr niedrigen und damit sicheren Wärmeübergangskoeffizienten ausgelegt. Dies führt zu überdimensionierten Wärmeübertragern. Durch überdimensionierte Wärmeübertrager reduziert sich zum einen die Wirtschaftlichkeit der zentralen Abwasserwärmerückgewinnung, und zum anderen werden die Systeme ineffizient, da eine erhöhte Leistung der Zwischenkreislaufpumpen benötigt wird. Daher widmet sich das Forschungsprojekt der laboratorischen Untersuchung und Verfahren zur Beseitigung des Biofilmwachstums auf Wärmeübertragern.

Aufgrund der hohen Anschaffungskosten und des hohen Wartungsaufwands der mechanischen Wärmeübertragerreinigung ist ein gebäudeinterner Einsatz in Wohngebäuden mittlerer Größe zur Zeit nicht gegeben. Das vorliegende Forschungsprojekt widmet sich daher neben der Bestimmung von charakteristischen Eigenschaften von Biofilm in häuslichem Abwasser auch möglichen praxistauglichen Reinigungsverfahren, um das in vorangegangenen Forschungsvorhaben nachgewiesene Potential zur Wärmerückgewinnung wirtschaftlich nutzen zu können.