Efektywność płaskich wymienników do odzysku ciepła ze ścieków szarych

• Autorzy: Jadwiszczak Piotr , Niemierka Elżbieta

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2023.2.7

Warianty tytułu

EN

Thermal effectiveness of horizontal plate heat exchanger for drain water heat recovery

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Odzysk ciepła ze ścieków szarych jest atrakcyjnym źródłem energii, podnoszącym efektywność układu przygotowania cieplej wody użytkowej. Sprawność temperaturowa odzysku ciepła w poziomych wymiennikach płytowych zależy od warunków eksploatacyjnych opisanych temperaturą oraz wielkością, proporcją i jednoczesnością strumieni ścieków i wody użytkowej. Zbadano parametry pracy poziomego wymiennika płytowego do odzysku ciepła ze ścieków szarych dla dwóch wariantów podłączenia hydraulicznego, zmiennych proporcji strumieni po stronie gorącej i zimnej wymiennika oraz różnych temperatur ścieków szarych. Sporządzono rozszerzoną charakterystykę roboczą wymiennika, umożliwiającą szacowanie wyników energetycznych w szerokim zakresie warunkach eksploatacyjnych wymiennika. Badania przeprowadzono w symulowanych laboratoryjnie warunkach pracy typowych dla kąpieli prysznicowej. Strumienie badawcze wynosiły około 50, 100 1 150% normatywnego wypływu z głowicy prysznica, a temperatura ścieków szarych zmieniała się od 30 do 50°C odzwierciedlając kąpiele użytkowników o różnych preferencjach. Uzyskane w badaniach wyniki sprawności temperaturowej porównano z wartościami prezentowanymi w literaturze dla innych urządzeń do odzysku ciepła ze ścieków szarych, zarówno wymienników pionowych, jak i poziomych.

EN

Heat recovery from gray wastewater is an attractive energy source that increases the efficiency of the domestic hot water preparation system. The temperature effectiveness of heat recovery in horizontal heat exchangers depends on the operating conditions described by the temperature, size, proportion and simultaneity flows of drain water and utility. Operating characteristics of a horizontal plate heat exchanger for heat recovery from gray wastewater were tested for two variants of hydraulic connection, variable proportions of streams on the hot and cold sides of the exchanger, and different temperatures of gray wastewater. Extended operating characteristics of the heat exchanger were prepared, enabling the estimation of energy results in a wide range of operating conditions of the heat exchanger. The tests were carried out in simulated laboratory working conditions typical for a shower. The test flows were 50, 100 and 150% of the design flow rate from the shower, and the hot water temperature varied from 30 to 50°C, reflecting the baths of users with different preferences. The results of the temperature effectiveness obtained in the tests were compared with the values presented in the literature for other drain water heat recovery units, both in vertical and horizontal applications.

Słowa kluczowe

PL

ścieki szare; odzysk ciepła; sprawność temperaturowa; poziomy wymiennik ciepła

EN

drain water; heat recovery; thermal effectiveness; horizontal heat exchanger

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2023
• Tom: Nr 2
• Strony: 31--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jadwiszczak Piotr

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Klimatyzacji, Ogrzewnictwa, Gazownictwa i Ochrony Powietrza, pl. Grunwaldzki 9, 50-384 Wrocław

autor

Niemierka Elżbieta

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Klimatyzacji, Ogrzewnictwa, Gazownictwa i Ochrony Powietrza, pl. Grunwaldzki 9, 50-384 Wrocław

Bibliografia

• [1] Bartkowiak S., R. Fisk, A. Funk; J. Hair, S. J. Skerlos.2010. "Residential drain water heat recovery systems: modeling, analysis, and implementation", Journal of Green Building, 5, 85-94, https://doi.org/10.3992/jgb.5.3.85.
• [2] Farhat O., J. Faraj, F. Hachem, C. Castelain, M. Khaled, 2022. "A recent review on waste heat recovery methodologies and applications: Comprehensive review, critical analysis and potential 2010 recommendations", Cleaner Engineering and Technology,100387, https://doi.org/10.1016/j.clet.2021.100387.
• [3] Ghorbani, H. Taherian, H. Mirgolbabaei, M. Gorji, An Experimental Study of Thermal Performance of Shell-and-Coil Heat Exchangers. International Communications in Heat and Mass Transfer, 2010, 37, 775-781, https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2010.02.001.
• [4] INNOVA S.r.l., accessed 10 May 2023, www.innovaenergie.com, https://innovapolska.pl.
• [5] Kordana S. "An assessment of the potential for shower water heat recovery," E3S Web Conf. 2018, 45, 00034, https://doi.org/10.1051/e3sconf/20184500034.
• [6] Kordana-Obuch S., M. Starzec. 2022, "Horizontal Shower Heat Exchanger as an Effective Domestic Hot Water Heating Alternative," Energies, 15, 4829. https://doi.org/10.3390/en15134829.
• [7] Manouchehri R., M. R. Collins. 2018 "An experimental analysis of the impact of unequal flow on falling film drain water heat recovery system performance," Energy and Buildings, 165, 150-159, https://doi.org/10.1016/j.enhuild.2018.01.018.
• [8] Nagpal H., J. Spriet, M. Murali, A. McNabola, 2021. "Heat recovery from wastewater - a review of available resource" Water,13 (9), https://doi.org/10.3390/w13091274.
• [9] Nyholm J. 2019. "Horizontal wastewater heat recovery heat exchanger, a model, Dissertation", School of Industrial Engineering and Management, Energy Technology.
• [10] Pochwat K, S. Kordana-Obuch, M. Starzec, B. Piotrowska, Financial Analysis of the Use of Two Horizontal Drain Water Heat Recovery Units, Energies 2020, 13, 4113, https://doi.org/10.3390/en13164113.
• [11] Vavricka R., J. Bohác, T. Matuška, 2022. "Experimental development of the plate shower heat exchanger to reduce the domestic hot water energy demand," Energy and Buildings. 254, 111536, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111536.
• [12] Wong L. T., K. W. Mui, Y. Guan, 2009. "Shower water heat recovery in high-rise residential buildings of Hong Kong, Applied Energy" 87 (2), 703-709, https://doi.org10.1016/j.apenergy..08.008.
• [13] Zaloum C., M. Lafrance, J. Gusdorf, 2007. Drain water heat recovery: characterisation and modelling, Final Report. Sustainable Buildings & Communities, Natural Resources Canada.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).