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Grauwasserwärmetauscher, realisiert im Hotel Park Inn, Linz

Abstract

Energietechnische Optimierungen nehmen dem Architekten zunehmend die Gestaltungsfreiheit hinsichtlich Gebäudeform, da die Kompaktheit ein zentrales Thema für die Reduktion von Transmissionswärmeverlusten ist. Bauphysikalisch sind die Wandaufbauten weitgehend ausgereizt, was das Einsparungspotential hinsichtlich wärmebrückenfreier Konstruktion und Dämmstärken betrifft. Solare Wärmegewinne zu optimieren inklusive Vermeidung solarer Überwärmung im Sommer durch Abschattung, also Vermeidung von unnötigen Kühllasten, bedeuten einen noch stärkeren Eingriff in die architektonische Gestaltung und erreichen ebenfalls ihre Grenzen. Konzepte wie jenes von Passivhäusern, die durch die oben angeführten Optimierungen sowie Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung, gegebenenfalls mit Außenluftkonditionierung durch Erdluftkollektor, eine passive Klimatisierung und ein angenehmes Wohnklima erreichen, werden populär und immer öfter ausgeführt.

Energietechnisch autarke Lösungen scheitern bisweilen an hohen Umwandlungs- und Speicherverlusten bzw. an technisch noch nicht ausgereiften Lösungen zur Energiespeicherung.

Das Einsparungspotential an Energie ist auf Grund dieser Entwicklungen bei Passivhäusern im Bereich der Warmwasserversorgung nun am höchsten.

Um die Wärme im Abwasser zu nutzen und damit den Wärmeverlust durch Warmwasserverbrauch zu verringern, gibt es mehrere Ansätze, die aber alle entweder in Kombination mit Wärmepumpen oder nur für spezielle Anwendungen entwickelt (z.B. Duschtassen-Wärmetauscher Fab. Fercher, Wärmetauscher für Wäschereien) funktionieren.

Der konzipierte und in dieser Arbeit vorgestellte Abwasserwärmetauscher funktioniert passiv, also ohne weiteren Energieeinsatz für eine Wärmepumpe; der Wirkungsgrad ist umso höher, je mehr Verbraucher an dieses System angeschlossen sind und je geringer die Warmwassertemperatur ist.

Auf Grund des hohen Warmwasserverbrauchs in Hotels eignen sich diese am besten für den Einsatz, aber auch große Wohnhäuser könnten zukünftig damit ausgerüstet werden. Wegen fehlender Informationen über die Verbrauchscharakteristik von Hotels wurden eigene Warmwasserverbrauchsmessungen in Prag vorgenommen, ein Prototyp für den Einbau im Hotelneubau Park Inn in Linz dimensioniert und die Anforderungen an die Installationen formuliert. Der in Linz im April 2009 eingebaute Prototyp wird mit Untersuchungen und Messungen begleitet, um weitere Optimierungen vornehmen zu können.

Ergebnis

Auf Grund steigender Energiepreise und der Suche nach Einsparungspotential beim Verbrauch primärer Energieträger und Emission an CO2 wird die Berücksichtigung der Wärmeverluste durch das Abwasser immer attraktiver.

Diese vereinfachte Konstruktion eines Grauwasserwärmetauschers mit direktem Wärmeübergang und ohne Wärmepumpe scheint wenig wartungsintensiv zu sein und ist für den Einsatz in Wohnhausanlagen, Krankenhäusern und Hotels sehr gut geeignet.Die ersten Messergebnisse am Grauwasser-Wärmetauscher-Prototypen im Hotel Park Inn in Linz zeigen, dass die passive Wärmerückgewinnung aus Abwasser entsprechend der Versuchsergebnisse sehr gut funktioniert und einen weit höheren Wirkungsgrad erreicht als vergleichbare Systeme mit Wärmepumpen.

Die Berechnung der Systemeffizienz der Wärmerückgewinnung auf Basis gesicherter Daten aus dem Prototypen-Betrieb zeigt, dass man abhängig von der Boilertemperatur über 33% Energieeinsparung bei der Warmwasserbereitung erwarten darf.

Erneute Datenauslese im Jahr 2013 hat gezeigt, dass die Effizienz des Grauwasserwärmetauschers nach 4 Jahren Betrieb nach wie vor den Erwartungen entspricht und Verschmutzungen ausreichend entgegen gewirkt wird.