Если солнечные панели и зеленые крыши олицетворяют знаменитостей зеленого строительства, которые постоянно украшают страницы глянцевых брошюр, а системы рекуперации тепла канализационной воды являются вспомогательным элементом.  Не заслуживая внимания или похвал. Большинство людей даже не знают о существовании рекуператоров сточной воды.

Людям нравятся солнечные батареи, потому что они заявляют о своей экологичности.  Рекуперация тепла сточной воды, может сделать то же самое при гораздо меньших затратах, но это незаметно, поэтому люди не задумываются об этом.

preview

Когда мы принимаем горячий душ, мы буквально смываем энергию в канализацию. Согласно статье 2012 года Министерства энергетики США (DOE), от 80 до 90 процентов энергии, используемой для нагрева воды в доме, затем теряется в сточных водах. По оценкам Министерства энергетики США, «горячая вода, эквивалентная 350 миллиардам киловатт-часов, ежегодно сбрасывается через канализацию». Но хорошая новость заключается в том, что «большая часть этой энергии на самом деле может быть извлечена».

Системы рекуперации тепла дренажной воды, также известные как дренажные линии или гравитационные пленочные теплообменники, улавливают энергию серых вод и используют ее для предварительного нагрева воды. Обычно устанавливаемые в подвале как часть дренажной трубы, системы ведут либо к резервуару с горячей водой, либо к прибору, который одновременно использует горячую воду и производит теплые сточные воды, например душ. Вайнгартен предпочитает устанавливать системы на тех приборах, где горячая вода подается непосредственно в прибор, например на посудомоечных машинах, поскольку это дает наилучшую возможность повысить эффективность. «Это гораздо более простая сантехническая работа с гораздо более короткими отрезками, поэтому вероятность потери тепла меньше», - говорит он. С другой стороны, ванны и стиральные машины не являются эффективными приложениями для этого типа технологий, поскольку они наполняются один раз, а затем сливаются.

Типичная система рекуперации тепла дренажной воды может включать медную дренажную трубу диаметром 3 дюйма, обернутую змеевиком из медной трубы для подачи воды диаметром 1/2 дюйма. Система естественным образом нагревает поступающую холодную воду, используя принцип гравитационного пленочного теплообмена (GFX). Когда сточные воды стекают по водосточной трубе, они естественным образом стекают или прилипают к внутренней части трубы тонкой пленкой. Тепло от этой тонкой пленки воды передается холодной воде, проходящей вверх по подводящей медной трубе, намотанной вокруг водосточной трубы. Эта предварительно нагретая вода поступает в душ, посудомоечную машину или водонагреватель.

«По сути, это противоточный теплообменник - одна жидкость движется в одном направлении, а другая - в другом», - «Хорошая [система] улавливает около 60 процентов отработанного тепла».

Конфигурация системы GFX с двойными стенками предотвращает смешивание питьевой воды с серой водой, поэтому система соответствует нормам водоснабжения. По словам Вайнгартена, в уходе или техническом обслуживании требуется небольшое, если оно вообще требуется, а медные трубы могут прослужить 30 лет или дольше. «С ними не так много всего, что может пойти не так, - говорит он. Но то, как часто они работают, больше «вопрос образования. Если потребители не попросят об этом, у подрядчиков не будет особой мотивации смотреть на эту новинку ».

В зависимости от области применения системы GFX могут снизить затраты на нагрев воды на 20–35 процентов и общие затраты на электроэнергию примерно на 10 процентов. При цене от 500 до 1000 долларов на систему, включая затраты на установку, блоку GFX может потребоваться от двух до 10 лет, чтобы окупить первоначальные затраты. Но когда одно устройство может обслуживать несколько приложений - и при использовании в многоквартирных зданиях, военных казармах и других крупномасштабных жилых проектах, где спрос на горячую воду высок, - окупаемость инвестиций может быть реализована еще быстрее.

preview

Первый многоквартирный дом в Калифорнии, получивший сертификат пассивного дома, недавно включил GFX. Спроектированное JSWD Architects из Беркли, Калифорния, восьмиэтажное двухэтажное общежитие для фермы Green Gulch в Сан-Франциско Дзен-центр в Марине, Калифорния, соответствует строгим стандартам устойчивого строительства пассивного дома, которые предусматривают практически нулевое потребление энергии , Восемь квартир разделены на четыре пары, каждая из которых имеет общую ванную комнату и кухню. Поскольку прачечная находится в отдельном центральном помещении, а приготовление пищи на месте мало, душевые кабины потребляют большую часть энергии, которая используется для нагрева воды в здании.

В общежитии Green Gulch Farm система рекуперации тепла дренажной воды отбирает тепло из душевых на втором этаже. Первый этаж находится на плите, поэтому установить GFX под душевыми кабинами на первом этаже было невозможно. Хотя рекуперация тепла дренажной воды не была обязательной для получения сертификата пассивного дома, по словам Хелен Дегенхардт, AIA, архитектора проекта, «она решала общую задачу обеспечения устойчивости» и ее было легко установить.

Как показывает этот проект, основной проблемой проектирования, связанной с рекуперацией тепла дренажной воды, является пространство. Системам GFX требуется около 5 футов вертикального зазора для установки дренажной трубы сточных вод и окружающего змеевика - чем ближе труба может быть к месту применения, тем более эффективно она может улавливать энергию.

В настоящее время продукты GFX, представленные на рынке, требуют вертикальной установки. Однако EcoDrain, базирующаяся в Монреале, Квебек, Канада, разрабатывает продукт, ориентированный горизонтально, что упрощает установку в ограниченном пространстве, например под посудомоечными машинами. В теплообменнике используется мешалка для удвоения скорости теплопередачи, поскольку теплые сточные воды проходят через плоскую пластину, нагревая холодную воду, текущую в четырех отдельных параллельных квадратных каналах под пластиной.

Когда Роберт Фортунато, президент ForStrategy Consulting, реконструировал свою резиденцию площадью 2100 квадратных футов в Хермоса-Бич, штат Калифорния, названную Green Idea House, он приказал своему сантехнику установить один из самых ранних прототипов EcoDrain в подвальном помещении под первым домом. напольный душ. (Дом задуман как пример экономичного переоборудования с нулевым потреблением энергии и углерода.)

preview

По словам Фортунато, разница, которую производит EcoDrain зимой, значительно. «Если положить руку на трубу холодной [воды] до того, как она попадет в теплообменник, будет действительно холодно. Если положить руку на другую сторону, можно почувствовать разницу температур ».

 строительной компании высокого класса  недавно установил свою первую систему GFX в доме площадью 7000 квадратных футов, сертифицированном по системе LEED Platinum, в Пало-Альто, Калифорния. Первоначально его команда рассматривала возможность установки одной системы RenewAbility Energy в Китченере, Онтарио, Канада, для восстановления горячей воды для душевых. «Потом мы немного поработали и добавили троих», - говорит Хайдер.

В настоящее время можно заработать максимум три балла LEED за системы рекуперации тепла бытовой канализационной воды в рамках кредита на эффективное оборудование для горячего водоснабжения, который составляет балл 7.3 по шкале LEED для домов версии 2008 и балл 12 по энергии и атмосфере в предстоящем для дома v4. Проекты с блоками GFX также могут претендовать на получение инновационного балла 

Три блока GFX в доме улавливают тепло от трех источников сточных вод - главного душа, душа во второй ванной, третьего душа и соседней прачечной - и возвращают предварительно нагретую воду в душевые.

Использование систем рекуперации тепла сточной воды кажется несложным делом. «Это довольно просто, и это здорово. Легко установить. Они не слишком дорогие. Почему бы тебе этого не сделать? »