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Dezentrale Wärmerückgewinnung aus häuslichem Abwasser und Dezentrale Abwasserwärmerückgewinnung zur Steigerung der Energieeffizienz in Gebäuden

Schaltbild e3d

Projektlaufzeit:

Dezentrale Wärmerückgewinnung aus häuslichem Abwasser: 06/2010 bis 10/2011

Dezentrale Abwasserwärmerückgewinnung zur Steigerung der Energieeffizienz in Gebäuden: 12/2011 bis 05/2013

Förderung:

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS)

Beschreibung:

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde eine detaillierte messtechnische Potentialanalyse der Energiequelle Abwasser durchgeführt. Hierzu wurden in zwei Studentenwohnheimen (246 und 209 Bewohner), einem Hotel (150 Zimmer) und einem Krankenhaus (348 Betten) die Trinkkaltwassermengen und die Abwassertemperaturen gemessen. Die Trinkwassermenge stellt hierbei den Schätzwert für die Abwassermenge dar.

Ziel des begleitenden Monitorings war die Ermittlung von repräsentativen Ganglinien von Abwassertemperatur und Durchfluss verschiedener Gebäudetypen und Nutzung zur Identifikation des energetischen Potentials der Abwasserströme.

Alle ermittelten Ganglinien zeigen in den Morgenstunden eine ausgeprägte Trinkwasserverbrauchsspitze. Bei der Wohn- und Hotelnutzung kommt es abends zu einer zweiten, schwächeren Verbrauchsspitze. Während bei der Wohnnutzung die durchschnittliche tägliche Pro-Kopf-Trinkwasserverbrauchsmenge, welche vom Statistischen Bundesamt herausgegeben wird, erreicht wird, sind bei der Hotelnutzung höhere Verbrauchswerte festzustellen. Die durchschnittlichen Abwassertemperaturen von 23 bis 26 °C zeigen das im Vergleich zu anderen regenerativen Energiequellen hohe Temperaturniveau der Wärmequelle Abwasser. Abwasser stellt somit eine ideale Wärmequelle für eine Wärmepumpe dar.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde ein Analysekonzept entwickelt, um eine energetische Beurteilung einer Wärmerückgewinnung aus Abwasser zu ermöglichen. Die Ergebnisse zeigen hohe Leistungszahlen der Wärmepumpen, die hochgerechnet auf ein Betriebsjahr in Jahresarbeitszahlen (JAZ) von 3,0 bis 4,7 enden. Die Abkühlung des Abwassers durch die Wärmepumpe bewegt sich mit durchschnittlich 10 K in einem moderaten Bereich, so dass von keiner Beeinträchtigung der nachgeschalteten Abwasserreinigungsprozesse auszugehen ist. Am abwasserseitigen Wärmeübertrager ist aufgrund des Nährstoffreichtums im Abwasser die Bildung von Biofilm zu erwarten, welcher durch eine isolierende Wirkung den Wärmedurchgang vom Abwasser zum Wärmeträgermedium erheblich behindert. Die Reduktion der Biofilmbildung, beispielsweise durch automatisierte Reinigungsverfahren, ist maßgebend für die Systemeffizienz.