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热交换器组件及用于传递热能的方法
    本发明涉及热交换器组件和用于传递热能的方法。
     从现有技术已经可以得知， 通过安装在污水管道中的热交换器组件能从污水中回 收能量， 但是可以被回收的热能量依赖于污水的温度， 而污水的温度是不稳定的。 例如家用 污水的温度高于雨水， 因此当下雨时， 由于小部分家用污水通常混合入大量的雨水， 所以污 水管道中的污水温度会降低。由于污水温度变低， 在热能提取点处对污水中能量回收的效 率降低了。
     本发明的一个目的是提供一种热交换器组件， 所述热交换器组件易于生产并在热 能提取点处具有改进的效率， 本发明还提供一种用于传递热能的方法， 该方法易于执行并 增加了热能提取点处能够从污水中回收的热能量。该目的通过独立权利要求的主题实现。 优选实施方式在从属权利要求中描述。
     热交换器组件
     本发明的一个方面涉及插入污水管道中的热交换器组件， 包括 ：
     至少一个第一热交换器， 适用于使热源与污水热接触，
     至少一个第二热交换器， 适用于使所述污水与散热器热接触，
     其中， 所述至少一个第二热交换器沿所述污水流动的方向 F( 即下游 ) 布置在所述 污水管道中并与所述至少一个第一热交换器间隔。
     有利地， 热源热连接至散热器。 也就是说， 热源中的热能通过污水管道中污水的流 动传递至散热器。污水具体包括雨水、 脏水以及混合水。污水管道被理解为所有容纳污水 的容器， 特别地包括污水管道本身， 也包括与之液压连接的污水技术处理设备， 例如堰式构 件、 节流器、 收集罐、 过滤设备、 升降系统和辅助管道等。
     通过至少一个第一热交换器， 热能从热源传递至存在于污水管道中的污水。换言 之， 在适当的使用过程中， 位于污水管道中的至少一个第一热交换器与热源热接触以加热 污水管道中的污水。在适当的使用过程中， 通过位于污水管道中的至少一个第二热交换器 从污水中至少部分地提取热能以将热能传递至散热器。有利地， 热源和散热器位于污水管 道之外。至少一个第一热交换器与至少一个第二热交换器间隔地布置在污水管道中。污水 沿污水流动方向 F 从至少一个第一热交换器流至至少一个第二热交换器， 其中， 污水流动 方向 F 通常遵循污水管道的斜度。换言之， 相对于海平面来说， 至少一个第二热交换器深于 至少一个第一热交换器， 或第二热交换器位于第一热交换器的下游。 在特殊情况下， 污水通 过抽水系统或至少一个克服重力和污水管道斜度的堰式构件进行传输， 因此污水流向 F 和 “下游” 方向由抽水系统中的传输方向决定。
     有利地， 通过本发明的热交换器组件， 热能可从热源简单且经济地传递至散热器。 更有利地， 当热源与散热器之间的距离或者说第一热交换器与第二热交换器之间的距离相 对较远时， 由于第一热交换器与第二热交换器之间的间距通过已存在的污水管道， 所以本 发明热交换器组件易于生产。 因此， 有利地， 组装工作只在热源区域安装至少一个第一热交 换器以及在散热器区域安装第二热交换器时有必要， 第一热交换器和第二热交换器之间的 污水管道不受影响。由于污水管道的使用， 可省略用于在热源与散热器之间传输热交换器
     介质的单独的供给线路或运输线路。同时， 热源与散热器之间的最大距离仅仅依赖于已存 在的污水管道的长度和发生在污水管道中的热损失。因此， 通过本发明的热交换器组件可 以在数米、 或约 100 米至几千米的距离下执行热能传递。
     至少一个第一热交换器和 / 或至少一个第二热交换器适用于与污水管道中的污 水接触即至少热接触。热接触指的是热能从第一热交换器或第二热交换器中传递至污水， 反之亦然。除了热接触之外， 接触可特别地包括通过污水直接润湿第一热交换器和 / 或第 二热交换器。优选地， 第一热交换器和 / 或第二热交换器与污水相接触的区域或部分由导 热的、 刚性材料形成， 特别地由耐腐蚀不锈钢形成。可以理解， 第一热交换器和 / 或第二热 交换器的外部形状或形式被设计成适合于相关污水管道的相应截面。优选地， 第一热交换 器和 / 或第二热交换器被形成为使热交换器能够通过管内口被插入污水管道并被放置在 角落位置。换言之， 第一热交换器和 / 或第二热交换器包括热交换器构件， 所述热交换器构 件具有很小的纵向延伸， 其具体约小于 100 厘米或 65 厘米， 第一热交换器和 / 或第二热交 换器由热交换器构件组成。 有利地， 在这种情况下， 无需通过基坑暴露污水管道来在污水管 道中安装第一热交换器和 / 或第二热交换器。
     可替换地， 第一热交换器和 / 或第二热交换器可形成在污水管道段的壁中。例如， 第一热交换器和 / 或第二热交换器可以嵌入污水管道壁内， 从而使第一热交换器和 / 或第 二热交换器与污水管道中污水的接触面形成为污水管道内壁的一部分。 此外， 例如， 第一热 交换器和 / 或第二热交换器可嵌入污水管道的壁内， 从而使污水与第一热交换器和 / 或第 二热交换器之间的热交换可通过污水管道的材料直接进行。 这些设有嵌入其中的热交换器 的污水管道部段可优选地被工业制造， 其中， 这些部段用于污水管道的构造， 或已存在的污 水管道部段由设有热交换器的上述段替代。
     优选地， 热交换器组件包括热水进给管道和冷水回行管道， 其中， 由所述加热源加 热的第一热交换介质能通过所述热水进给管道被供给至所述至少一个第一热交换器， 由所 述至少一个第一热交换器冷却的所述第一热交换介质能通过所述冷水回行管道被供给至 所述热源。
     热能从热源向污水的传递优选地通过第一热交换介质进行， 所述第一热交换介质 以加热状态通过热水进给管道从热源传递至热交换器。 为了通过第一热交换器使将第一热 交换介质中的热能传递至与第一热交换器热接触的污水， 在第一热交换器和污水之间需要 有热梯度。换言之， 两者之间不是热平衡的， 而是污水的温度低于热交换介质的温度。经过 热交换器组件的适当操作， 由热源加热的第一热交换介质通过热水进给管道不断地供给至 第一热交换器。 在第一热交换器中， 根据与第一热交换器接触的污水的温度， 第一热交换介 质被降温， 从而通过冷水回行管道返回至热源。因此， 热能从热源传递至污水。优选地， 第 一热交换介质从热源至第一热交换器的循环可通过泵实现。 此外， 优选地， 热交换介质大部 分由水构成。另外， 油或具有足够大热容的不同流体也可被用作第一热交换介质。
     优选地， 热交换组件包括冷水进给管道和热水回行管道， 其中， 由所述散热器冷却 的第二热交换介质能通过所述冷水进给管道被供给至所述至少一个第二热交换器， 由所述 至少一个第二热交换器加热的所述第二热交换介质能通过所述热水回行管道被供给至所 述散热器。
     为将热能从至少一个第二热交换器传递至散热器， 第二热交换介质在第二热交换器中被加热并通过热水回行管道供给至散热器。为了利用污水中包含的热能， 污水和第二 热交换介质之间需要有热梯度。也就是说， 污水的温度要高于第二热交换介质。为此， 经过 热交换器组件的适当操作， 第二热交换介质被散热器冷却至低于污水温度的温度。经冷却 的第二热交换介质通过冷水进给管道不断供给至第二热交换器， 其中第二热交换介质在第 二热交换器中被加热并通过热水回行管道返回至散热器。优选地， 第二热交换介质从散热 器至第二热交换器的持续循环可通过泵实现。第二热交换介质大部分由水或水溶液构成。 此外， 也可使用油或具有足够大热容的不同流体。
     优选地， 热交换器组件包括控制部件， 其中， 所述控制部件连接至第一温度传感 器， 所述第一温度传感器布置在所述第一热交换器的下游和所述第二热交换器的上游， 和/ 或所述控制部件连接至第二温度传感器， 所述第二温度传感器布置在所述第二热交换器的 下游。
     有利地， 通过控制部件污水管道中污水的温度可保持在预定范围内。 因此， 有利地 可阻止过冷或过热的污水从第二热交换器下游开始在污水管道中传递。更有利地， 通过与 第一热交换器连接的控制部件可通过第一热交换器阻止污水超过预定的污水温度。
     优选地， 热交换器组件包括第二污水管道， 其液压地连接至所述污水管道 ； 至少一 个第三热交换器， 适用于使所述污水与第二散热器接触， 其中， 通过所述污水管道和所述第 二污水管道的相应污水流量是能控制的。 可以理解， 热交换组件还可包括带有第四热交换器的第三污水管道、 带有第五热 交换器的第四污水管道等， 其中第三污水管道和第四污水管道均可连接至污水管道。 因此， 有利地， 适合于与至少一个相关的散热器热接触的多个热交换器可装载有污水， 污水可通 过热源通过至少一个第一热交换器来加热并通过污水管道供给。
     液压地连接至污水管道的第二污水管道意味着液压连接可至少偶尔被中断， 但在 必要时建立。特别地， 污水管道与第二污水管道之间的液压连接可依赖于污水管道中相应 的污水量。
     优选地， 热交换组件包括至少一个阻挡装置， 所述阻挡装置能够使来自所述第一 热交换器方向的污水以预定的比例流至所述第二热交换器和所述第三热交换器。换言之， 至少一个阻挡装置可以控制污水管道和第二污水管道间的液压连接。在本文中， 至少一个 阻挡装置可以形成在污水管道中或污水管道上， 或形成在第二污水管道中或第二污水管道 上。特别地， 至少一个阻挡装置可以包括堰式构件或滑块， 或滑门或闸阀， 其适用于控制从 污水管道流至第二换热器的污水量。 污水管道与第二污水管道之间的液压连接可以布置在 至少一个阻挡装置的上游， 从而在污水管道中的至少一个阻挡装置关闭时， 污水从污水管 道流至第二污水管道。特别地， 关闭污水管道中至少一个阻挡装置可导致污水从污水管道 中沿与第二污水管道中斜度相反的方向朝向第三热交换器流动。优选地， 第一热交换器布 置的高度高于第二污水管道中的第三热交换器， 从而从第一热交换器中流出的污水沿污水 流向 F 通过污水管道直至至少一个阻挡装置， 然后与第二污水管道中斜度相反地流动至第 三热交换器， 从而将热能从第一热交换器传递至第二热交换器。
     更优选地， 至少一个阻挡装置可以布置在第二污水管道中， 从而在至少一个阻挡 装置被关闭或部分关闭时， 将来自第一热交换器方向的全部污水量保持在污水管道中。
     优选地， 热交换器组件包括具有第一流控制装置， 其中， 所述第一流控制装置布置
     在所述第一热交换器的下游。优选地， 第一流控制装置可以是堰式构件、 淘阀或风门。第一 流控制装置用于控制流向下游的污水量。特别地， 第一流控制装置用于阻挡位于其上游的 积累在污水管道中的污水。为此， 第一流控制装置可相对于污水管道的流截面的改变相应 的流截面， 优选地在大约 0％至约 100％的范围内。特别地， 第一流控制装置中相应流截面 可至少在某些部分被无限调整。
     优选地， 第一流控制装置可直接布置在污水管道中第一热交换器的下游。 优选地， 第一流控制装置布置在与第一热交换器间隔小于 100 米的地方， 更优选地小于 50 米， 特别 地小于 10 米。
     有利地， 积累的污水可通过第一流控制装置被阻挡在污水管道中的第一热交换器 范围内。 由于通过第一热交换器从热源传递至污水的热能的量依赖于污水与第一热交换器 的接触时间， 并主要依赖于污水量， 因此通过将污水阻挡在污水管道中的第一热交换器范 围内， 传递至污水的热能可有利地增加。特别地， 通过第一流控制装置， 足够多的污水量可 以被存储在第一热交换器范围内， 从而提供了污水的预定储热能力， 以将在热源处积累的 热能通过第一热交换器消散至污水。 特别地， 能阻止有时当热源停止运行时， 低温污水未被 加热而流经第一热传递器。通过第一流控制装置阻挡污水， 冷却的污水可以被存储， 从而 在随后经过第一热传递器通过热源加热。优选地， 当阻挡的污水到达预定量或积累的污水 通过第一热交换器被加热到预定温度时， 第一流控制装置打开污水管道的至少部分流量截 面。因此， 可以有利地确保通过污水管道的排放以及通过污水能够传递最大的热能量。 更优选地， 热传递器装置包括具有第二流控制装置， 其中， 所述第二流控制装置布 置在所述第二热交换器的下游。 第二流控制装置的操作原理与第一流控制装置的操作原理 类似。然而， 通过第二热交换器， 第二流控制装置能够改进包含在污水中热能的利用。通过 第二流控制装置阻挡污水管道中第二热交换器下游的污水， 大量污水能够供给至第二热交 换器以获取长的接触时间。在这种方式下， 包含在污水中的热能可从污水中被提取直至污 水到达或下降到预定的温度。 优选地， 当上游被阻挡的污水到达预定量或预定温度时， 第二 流控制装置打开污水管道的至少部分流量截面。更优选地， 第二流控制装置直接布置在污 水管道中第二交换器的下游。更优选地， 第二流控制装置可以布置在与第二热交换器间隔 小于 100 米之处， 更优选地小于 50 米， 特别地小于 10 米。
     优选地， 热交换器组件包括第三流控制装置， 其中， 所述第三流控制装置布置在所 述第三热交换器的下游。第三流控制装置的作用、 优选实施方式和优选布置与第二流控制 装置相对应。
     优选地， 热交换器组件包括第一测量装置， 所述第一测量装置检测所述第一热交 换器之上的水位 H1 和 / 或所述第一热交换器范围内的污水温度 TW1。在本文中， 特别地， 检 测水位 H1 可包括通过超声或水压力测试方式测量污水管道中的水位或污水水位。检测污 水温度 TW1 特别地包括通过温度传感器测量污水温度。
     更优选地， 第一测量装置与第一流控制装置连接， 从而可以在第一测量装置获取 的数据的基础上控制第一流控制装置。
     优选地， 热交换器组件包括第二测量装置， 所述第二测量装置检测所述第二热交 换器之上的水位 H2 和 / 或所述第二热交换器范围内的污水温度 TW2。更优选地， 热交换器组 件包括第三测量装置， 所述第三测量装置检测所述第三热交换器之上的水位 H3 和 / 或所述
     第三热交换器范围内的污水温度 TW3。
     检测水位 H2 和 H3 可特别地包括通过超声或水压力测试方式测量各个污水管道中 的水位或污水水位。检测各个污水温度 TW2 和 TW3 特别地包括通过温度传感器测量污水温 度。 第二测量装置和第三测量装置可以分别与相应的第二流控制装置和第三流控制装置连 接， 从而可以在相关的测量装置分别获取的数据的基础上控制第二流控制装置和第三流控 制装置。
     方法
     本发明的一方面涉及用于输送热能的方法， 包括以下步骤 ：
     提供热的第一热交换介质 ；
     将所述热的第一热交换介质供给至第一热交换器或通过所述第一热交换器， 所述 第一热交换器布置在具有沿方向 F 流动的污水的污水管道中并与所述污水热接触 ；
     通过所述第一热交换器加热所述污水 ；
     通过所述污水的热能加热在第二热交换器中或通过所述第二热交换器的第二热 交换介质， 其中， 所述第二热交换器沿所述污水流动方向 F 与所述第一热交换器间隔地布 置在所述污水管道中， 其中， 所述第二热交换器与所述污水热接触 ； 将所述第二热交换介质供给至散热器 ；
     通过所述散热器冷却所述第二热交换介质。
     有利地， 来自与散热器间隔的热源的热能可简单地传递至散热器。由此， 有利地， 能够利用来自热源的热能并将热能提供至现存的散热器 ( 迄今为止还未被经济地充分利 用 )。 例如， 在工业设备例如定置机， 诸如印刷机、 机床、 冷却设备、 化学反应器等的冷却过程 中出现的热能 ( 至今还随着废气或污水一同排出至环境中 ) 可被传递至散热器或耗热器， 例如向住宅建筑提供热能的热泵。 由于产生废热的工业设备和需要热能加热的住宅区连接 至污水系统或污水管道， 所以能够通过根据本发明的方法简单且经济地通过污水管道中的 污水将热能从热源传递至散热器。如上所述， 执行根据本发明的方法所必需的热交换器组 件也可容易地生产。 在本文中， 已积累的污水有利地用作热能载体介质， 特别地没有进一步 由热源加热的污水被引入污水管道来将热源的热能传递至散热器。
     提供热的第一热交换介质可包括通过热源加热第一热交换介质， 其中加热的第一 热交换介质至少部分地供给至第一热交换器。
     优选地， 该方法还包括以下步骤 ：
     通过第一温度传感器测量污水温度 T1， 所述第一温度传感器布置在所述污水管道 中所述第一热交换器的下游 ；
     当所测量的污水温度 T1 超过预定的最大值 T1，max 时， 中断或减少加热的所述第一 热交换介质至所述第一热交换器的供给。
     有利地， 第一热交换器下游的污水温度 T1 不超过预定的最大值 T1，max， 由此有利地 阻止了由于过高的污水温度 T1 导致的污水的蒸发速率超过预定值。污水管道中承载的家 用和工业污水通常具有在约 8℃与约 20℃之间的污水温度， 其中， 污水管道中入口点处的 污水温度通常不超过 35℃。通过控制第一热交换器下游的污水温度 T1， 有利地阻止了由于 加热的污水导致的过强气味。此外， 从热源消散至污水的热能可根据污水量来控制。由于 第一热交换器至污水的热能消散， 下游污水温度 T1 优选地在约 8℃至约 60℃之间。第一热
     交换器的下游的最大污水温度 T1， 更优选地在约 25℃与 max 优选地在约 20℃与约 60℃之间， 约 40℃之间， 特别地为 30℃。
     优选地， 该方法还包括以下步骤 ：
     通过所述第二温度传感器测量所述污水温度 T2， 所述第二温度传感器布置在所述 污水管道中所述第二热交换器的下游 ；
     当所测量的污水温度 T2 超过预定的最大值 T2，max 时， 中断或减少冷却的第一热交 换介质至所述第一热交换器的供给。
     这有利地阻止了第二热交换器下游并最终到达污水处理设备或生境的污水温度 T2 超过预定的最大值 T2， 由此， 有利地阻止了作用在污水处理设备或生境上的污水过热， max。 因此可对污水处理设备或生境的微生物群产生较小影响。 第二热交换器下游的最大污水温 度 T2， 更优选地小于 25℃， 特别地为约 12℃。 max 优选地小于 35℃，
     优选地， 所述方法还包括以下步骤 ：
     通过所述第二温度传感器测量所述污水温度 T2， 所述第二温度传感器布置在所述 污水管道中所述第二热交换器的下游 ；
     当所测量的污水温度 T2 低于预定的最小值 T2，min 时， 中断或减少冷却的第二热交 换介质至所述第二热交换器的供给。
     有利地， 当污水温度 T2 低于预定的最小值 T2，min 时从污水至散热器的热能传递被 中断或减少， 由此阻止了作用在污水处理设备或生境上的污水过冷。 由此， 有利地阻止了污 水处理设备或生境内的微生物的生物活性降低至低污水温度。优选地， 最小污水温度 T2， min 高于 8℃， 特别为约 25℃。
     优选地， 所述方法还包括通过所述第一流控制装置节流或阻挡通过所述污水管道 的所述第一热交换器范围内的污水流。 有利地， 通过该步骤， 预定的冷污水量可被提供至第 一热交换器范围内， 使得热源可通过第一热交换器向污水消散预定的最小热能量。 由此， 例 如在工业过程中产生的热能消散可被确保， 从而有利地保证在工业过程中不间断的性能。 更有利地， 污水可被阻挡在第一热交换器的范围内直至到达预定的污水温度， 从而有利地 增加了第二热交换器处进行的热交换的效率。特别地， 没有必要通过第一流控制装置将污 水流全部阻挡， 但可足够将其减少至第一热交换范围内每个时间单位内预定的污水流量。 更优选地， 通过第一流控制装置对污水管道中的第一热交换器范围内的污水流的节流或阻 挡可暂时地全部停止。特别地， 阻挡在第一热交换器范围内的污水可通过突然打开流控制 装置而沿污水流动方向 F 在污水管道中汹涌地流出， 从而将沉积在第一热交换器范围内的 颗粒沿污水流动方向 F 在污水管道中传递。有利地， 可因此同时实现对污水管道的清洁。
     优选地， 所述方法还包括步骤当所述污水在所述第一热交换器之上具有预定的水 位 H1 时和 / 或当所述污水在所述第一热交换器的范围内具有预定的污水温度 TW1 时， 打开所 述第一流控制装置。由于污水管道的主要目的是对污水管道中的污水排放和阻挡， 当污水 在所述第一热交换器之上具有预定的水位 H1 时通过第一流控制装置停止该目的， 从而有利 地阻止了污水管道中污水被过度阻挡。 这可有利地确保通过污水管道和第一流控制装置进 行合适的排放。 优选地， 第一热交换器范围内的污水不应超过预定的污水温度 TW1， 因为那样 一方面会降低通过第一热交换器从热源消散至污水的热能效率， 而另一方面会形成由于增 加的污水温度导致的难闻气味。因此， 当第一热交换器范围内的污水温度达到或超过预定的污水温度 TW1 时， 第一流控制装置可允许污水管道中沿污水流动方向 F 排放污水。在本文 中， 根据第一热交换器处的热能交换效率、 第一热交换器下游的第二热交换器处的热能交 换效率、 第一与第二热交换器之间的距离、 第一与第二热交换器之间路径上污水的热损失 以及当地官方需要来选择污水温度 TW1。通过对污水温度 TW1 进行合适的选择， 第一热交换 器和第二热交换器可运行在给定条件下的最佳范围中， 从而使可通过第一热交换器、 污水、 第二热交换器从热源传递至散热器的热能量最大化。
     有利地， 所述方法还包括以下步骤 ：
     检测由所述散热器通过所述第二热交换器提取的热能 E1 ；
     检测由所述第二散热器通过所述第三热交换器提取的热能 E2 ；
     控制流至所述第二热交换器和流至所述第三热交换器的污水量， 从而能够通过所 述第二热交换器向所述散热器提供预定的热能量 W1， 并能够通过所述第三热交换器向所述 第二散热器提供预定的热能量 W2。
     有利地， 提供至第二热交换器和第三热交换器的污水量可根据相关散热器处所需 的热能进行控制。因此， 当相关的散热器增加提取的热能量 E1 时可增加提供至第二热交换 器的污水量。 特别优选地， 所述方法还包括步骤检测由热源通过第一热交换器消散的热能 EA1。 有利地， 可提供的热能 EA1 可以是所需的热能 E1+E2。如果可提供的热能 EA1 小于所需的热能 E1+E2， 则 EA1 可根据预定的比率分布至第二热交换器和第三热交换器， 从而所需热能的部分 可被分别提供至散热器和第二散热器。优选地， 提供至两个散热器的热能相同。缺少的热 能仍需要通过相应的散热器位置处的其它方式产生。可替换地， 对流至第二热交换器和第 三热交换器的污水量的控制可使通过第二热交换器所提取的热能 E1 足够用于散热器或通 过第三热交换器所提取的热能 E2 足够用于第二散热器。因此， 仅很小部分的热能或没有热 能被提供至其余散热器。
     因此， 优选地， 特定的热污水量可通过相关的流控制装置被阻挡在第二热交换器 范围内或第三热交换器范围内， 其中， 包含在所阻挡的污水中的热能可足够提供至相关的 散热器， 所述方法优选地包括确定第二热交换器之上的污水中存在的热能 EA2 和 / 或确定第 三热交换器之上的污水中存在的热能 EA3。因此， 有利地， 可被提供至散热器和第二散热器 的热能可以改进的方式估计。
     附图说明
     将通过基于附图的如下实施例对本发明的优选实施方式进行描述。附图示出 ：
     图 1 为热交换器组件的实施方式的立体图 ；
     图 2 为热交换器组件的另一实施方式的立体图。
     参考标记列表
     1 热交换器组件
     3 污水
     5 污水管道
     11 第一热交换器
     13 热源15 热水进给管道 17 冷水回行管道 19 第一热交换介质 21 第二热交换器 23 散热器 25 冷水进给管道 27 热水回行管道 29 第二热交换介质 31 控制部件 33 第一温度传感器 35 第二温度传感器 37 第一流控制装置 39 第二污水管道 41 第三热交换器 43 第二散热器 45 冷水进给管道 47 热水回行管道 49 第三热交换介质 51 第三流控制装置 37a 第一水位测量装置 51a 第三水位测量装置 53 连接轴 55 阻挡装置 F 污水流动方向具体实施方式
     图 1 示出热交换器组件 1 的优选实施方式的立体图。热交换器组件 1 包括三个第 一热交换器 11， 每个热交换器 11 具有热水进给管道 15 以及冷水回行管道 17。可以理解， 热交换器组件 1 也可具有一个、 两个、 四个、 五个或更多第一热交换器 11， 其彼此相邻且彼 此间隔。第一热交换器 11、 热水进给管道 15 以及冷水回行管道 17 由第一热交换介质 19 填 充。第一热交换介质 19 与热源 13 非直接地或间接热接触。上述热源 13 可以是冷却的工 业用装置， 例如机床、 印刷机、 用于发电的机械等。 此外， 例如， 热源还可包括化学反应器， 例 如用于冷却放热化学反应的装置。 此外， 热源还可以是热力循环或热交换器的一部分， 例如 冷却部件或空调系统的散热片。
     由于热源 13 与第一热交换介质 19 热接触， 热能从热源 13 传递至第一热交换介质 19， 即第一热交换介质 19 由热源 13 加热。第一热交换介质 19 例如通过循环泵 ( 未示出 ) 通过热水进给管道 15 被供给至第一热交换器 11。第一热交换器 11 插入污水管道 5， 从而 使得第一热交换器 11 与在污水管道 5 中流动的污水 3 热接触。例如， 第一热交换器 11 可 插入已有的污水管道 5， 从而使第一热交换器 11 仅抵靠在污水管道 5 的底部， 或者， 可替换地通过紧固地嵌入将第一热交换器 11 固定连接至污水管道 5。可替换地， 污水管道 5 可具 有形成为热交换器的壁。由于第一热交换介质 19 与污水 3 通过第一热交换器 11 热接触， 所以第一热交换介质 19 的热能部分传递至污水 3， 即污水 3 被位于第一热交换器 11 的范围 内加热的第一热交换介质加热。同时， 第一热交换介质 19 通过将热能耗散至污水 3 在第一 热交换器 11 中被冷却。经冷却的热交换介质 19 通过冷水回行管道 17 返回至热源 13。
     基于污水管道 5 的斜度， 加热的污水 3 沿污水流动方向 F 流过污水管道 5。在污水 行进过几百米至几千米的流动路径后， 污水 3 到达至少一个第二热交换器 21。第二热交换 器 21 插入污水管道 5， 从而使第二热交换器 21 与污水 3 热接触。在第二热交换器 21 中设 有第二热交换介质 29， 第二热交换介质 29 被污水 3 加热。第二热交换器 21 通过热水回行 管道 27 以及冷水进给管道 25 液压地连接至散热器 23。第二热交换介质 29 由污水 3 加热， 优选地通过循环泵 ( 未示出 ) 通过热水回行管道 27 将污水 3 供给至散热器 23。散热器 23 与第二热交换介质 29 热接触， 从而使存储在第二热交换介质 29 中的热能被散热器 23 部分 提取。散热器 23 可以是用于加热公寓的热泵的一部分。基于热水回行管道 27 中的第二热 交换介质 29 的温度， 散热器 23 还可被形成为用于新鲜空气的散热器或地热系统。
     由于热能从第二热交换介质 29 提取至散热器 23 中， 所以第二热交换介质 29 被冷 却。经冷却的第二热交换介质 29 通过冷水进给管道 25 返回至第二热交换器 21， 从而在第 二热交换器 21 处被污水 3 再次加热。 优选地， 热交换器组件 1 包括布置在第一热交换器 11 下游的第一温度传感器 33。 第一温度传感器 33 检测已由第一热交换器 11 加热的污水 3 的温度 T1。为了限制污水 3 的 蒸发速率或减少难闻的气味， 污水温度 T1 优选地不超过预定的最大值 T1， T1， max， max 优选地约 为 60℃， 更优选地为 50℃， 特别优选地为 40℃。 为了将污水温度 T1 限制为预定的最大值 T1， 第一温度传感器 33 连接至控制部件 31。如果所测量的污水温度 T1 超过预定的最大值 max， T1， 则控制部件 31 中断或减少被加热的第一热交换介质 19 向第一热交换器 11 的供给。 max，
     更优选地， 热交换器组件 1 包括布置在第二热交换器 21 下游的第二温度传感器 35。在通过第二热交换器 21 将热能从污水 3 提取之后， 第二温度传感器 35 检测污水管道 5 中的污水 3 的温度 T2。由于污水 3 通常通过污水处理设备 ( 未示出 ) 的污水管道 5 来供 给， 所以污水管道 5 中的污水 3 的污水温度 T2 优选地应在约 8℃至约 35℃的范围内， 更优 选地在约 10℃至约 30℃的范围内， 特别优选地为 25℃， 以使得能够通过污水处理设备中的 微生物对污水 3 进行生物净化。过低的污水温度 T2 会导致微生物活性降低， 而污水温度 T2 过高会导致污水处理设备中的微生物死亡。
     优选地， 第二温度传感器 35 连接至控制部件 31， 当所测量的污水温度 T2 超过预定 最大值 T2，max 时， 控制部件 31 将加热的第一热交换介质 19 向第一热交换器 11 的供给中断 或减少。因此， 有利地阻止了被供给至下游污水处理设备的污水 3 过热。更优选地， 当所测 量的污水温度 T2 降至预定的最小值 T2， 例如通过将加热的第二热交换介质 29 向 min 之下时， 第二热交换器 21 的供给中断或减少来中断或减少由第二热交换器 21 从污水 3 的热提取。 中断或减少由第二热交换器 21 从污水 3 的热提取还可通过控制部件 31 来执行， 例如通过 控制阀。 可替换地， 还可设置控制部件 ( 未示出 )， 该控制部件与第二温度传感器 35 连接并 控制热提取的中断或减少。因此， 有利地阻止了过冷的污水 3 作用在污水处理设备上。
     可以理解， 一个或多个第一热交换器 11 可彼此间隔地布置在污水管道 5 中， 或者
     一个或多个第一热交换器 11 可彼此连接地布置在污水管道 5 中， 其中， 一些第一热交换器 11 的连接可优选地在单个热交换器的端部区域通过抗拉和耐压连接配置来建立。类似地， 一个或多个第二热交换器 21 可以彼此间隔或彼此连接的方式布置在污水管道 5 中。
     图 2 示出热交换器组件 1 的优选实施方式的立体图。热交换器组件 1 包括两个第 一热交换器 11， 每个第一热交换器 11 具有热水进给管道 15 以及冷水回行管道 17。可以理 解， 热交换器组件 1 还可具有 1 个、 3 个、 4 个、 5 个或更多第一热交换器， 其彼此相邻或彼此 间隔。与图 1 所示的实施方式相对应， 热的热交换介质 19 通过热水进给管道 15 被供给至 第一热交换器 11， 其中第一热交换介质 19 通过热源 13 加热。第一热交换器 11 插入污水管 道 5， 从而使第一热交换器 11 与在污水管道 5 中流动的污水 3 热接触。热交换器 11 可插入 污水管道 5( 如图 1 所示 )。污水 3 通过热交换器 11 加热， 经冷却的热交换介质 19 通过冷 水回行管道 17 返回热源 13。
     第一热交换器 11 的下游布置有第一流控制装置 37， 第一流控制装置 37 能够控制 污水管道 5 中沿污水流动方向 F 流动的污水量。特别地， 污水通过流控制装置 37 被阻挡在 流控制装置 37 的上游， 从而在第一热交换器 11 的范围内增加污水的体积。有利地， 由此能 够增加耗散于污水 3 的热能 EA1 的量。示出的热交换器组件 1 还包括第一测量装置 37a， 第 一测量装置 37a 检测第一热交换器 11 之上的水位 H1 和 / 或第一热交换器 11 范围内的污 水温度 TW1。 第一测量装置 37a 连接至第一流控制装置 37， 从而在污水 3 在第一热交换器 11 之上具有预定的水位 H1 时和 / 或污水 3 在第一热交换器 11 范围内具有预定的污水温度 TW1 时， 第一流控制装置 37 可被打开。
     基于污水管道 5 的斜度， 加热的污水 3 沿污水流动方向 F 流过污水管道 5。在第一 热交换器 11 的下游布置有至少一个第二热交换器 21。第二热交换器 21 插入污水管道 5， 从而使第二热交换器 21 与污水 3 热接触。冷的热交换介质 29 通过冷水进给管道 25 被供 给至第二热交换器 21。第二热交换介质 29 被污水 3 加热并通过热水回行管道 27 被供给至 散热器 23， 散热器 23 至少部分地从第二热交换介质 29 提取其中所存储的热能。 然后， 经冷 却的热交换介质 29 通过冷水进给管道 25 被供给至第二热交换器 21。
     图 2 示出的热交换器组件 1 还包括第二污水管道 39， 第二污水管道 39 液压地连接 至污水管道 5。污水管道 5 和第二污水管道 39 的液压连接通过连接轴 53 建立， 连接轴 53 布置在污水管道 5 中的第一热交换器 11 与第二热交换器 21 之间。在第二污水管道 39 中 布置有第三热交换器 41， 第三热交换器 41 与在第二污水管道 39 中流动的污水 3 热接触。 与第二热交换器 21 相对应， 冷的热交换介质 49 特别是冷水 49 通过冷水进给管道 45 被提 供至第三热交换器 41， 其中， 冷的热交换介质 49 通过第三热交换器 41 由污水 3 加热。加热 的第三热交换介质 49 优选地通过循环泵 ( 未示出 ) 通过热水回行管道 47 被供给至第二散 热器 43。第二散热器 43 与第三热交换介质 49 热接触， 使得由第二散热器 43 将存储在第三 热交换介质 49 中的热能提取。因此冷却的第三热交换介质 49 通过冷水进给管道 45 返回 第三热交换器 41， 从而在第三热交换器 41 中被污水 3 再次加热。
     图 2 所示的第二污水管道 39 具有这样的斜度， 在第二污水管道 39 中污水流动的 方向从第三热交换器 41 指向污水管道 5。为了将已由第一热交换器 11 加热的污水 3 供给 至第三热交换器 41， 在污水管道 5 中轴 53 的下游布置阻挡装置 55。通过至少部分地关闭 阻挡装置 55， 来自第一热交换器 11 方向的污水 3 的预定部分可被阻挡， 从而使污水通过轴53 以与第二污水管道 41 的斜度相反的方向上升以流至第三热交换器 41。优选地， 第一热 交换器 11 比第三热交换器 41 的海拔高度更高， 从而使污水 3 仅由于重力从第一热交换器 11 流至第三热交换器 41。 可替换地， 污水提升系统可连接至污水管道 5， 从而将污水提升至 更高的高度， 使得污水以与第二污水管道 5 的斜度相反的方向朝向第三热交换器 41 流动。
     为了将已流至第三热交换器 41 的污水 3 保持在第三热交换器 41 的范围内， 热交 换器组件 1 可包括第三流控制装置 51， 第三流控制装置 51 将通过第二污水管道 39 的第三 热交换器 41 范围内的污水流节流或阻挡。有利地， 污水 3 与第三热交换器 41 的接触时间 被延长了， 从而有利地增加了可从污水 3 提取的热能的量。优选地， 热交换器组件 1 包括第 三测量装置 51a， 其检测第三热交换器 41 之上的水位 H3 和 / 或第三热交换器 41 范围内的 污水温度 TW3。更优选地， 第三测量装置 51a 连接至第三流控制装置 51， 从而在污水 3 在第 一热交换器 11 之上具有预定的水位 H3 时和 / 或污水 3 在第一热交换器 11 范围内达到预 定的污水温度 TW3 时将第三流控制装置 51 至少部分打开。